CN101963315A - 光源模块与液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光源模块与应用此光源模块的液晶显示器，光源模块包括一导光板、一框体、一电路板以及多个点光源。导光板包括一出光面以及一入光面。导光板是设置在框体内。框体在面向导光板的入光面处具有多个灯杯结构。每一灯杯结构的X方向发散角度介于90～150度之间。电路板位于框体的外部，且灯杯结构的底部暴露出电路板的一光源设置区。点光源设置在光源设置区上，且点光源位于灯杯结构内。本发明的光源模块可具有较佳的出光效率，而采用此光源模块作为背光源的液晶显示器则具有较佳的显示效果。

Description

光源模块与液晶显示器

技术领域

本发明是有关于一种光源模块与液晶显示器，且特别是有关于一种侧边入光式光源模块与应用此光源模块的液晶显示器。

背景技术

液晶显示器的主要构件包括液晶显示面板以及背光模块，其中液晶面板是由两片基板以及配置于此二基板间的一液晶层所构成，而背光模块则是用以提供此液晶面板所需的光源，以使液晶显示器达到显示的效果。近年来，液晶显示器的背光模块多采用具有寿命长、效率高以及对环境污染较低等特性的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为背光源。

为了避免发光二极管芯片受到外界环境的破坏，公知的侧边入光式背光模块大都是采用已经由封装技术将发光二极管芯片制作成发光二极管封装体作为发光源，且在这些发光二极管封装体的出光面前配置导光板。当这些发光二极管封装体发出光线时，光线会进入导光板而提供给液晶显示面板所需的光源。由于受限于封装壳体与封装胶体的影响，发光二极管封装体的出光角度有限，因此当光线进入导光板时，可能会在导光板接近出光面的一侧产生亮暗交错的现象，进而影响背光模块的出光效率。再者，导光板的厚度亦受限于发光二极管封装体的出光面积，因此于选择导光板时其限制较多且选择性也较少。此外，由于发光二极管芯片是先经由打件于承载板上，接着进行封装工艺，之后再打件于电路板上，也就是说，必须经由两次的打件过程才能将发光二极管封装体固定于电路板上，因此不但会增加背光模块的组装步骤，亦会增加制造成本。

发明内容

本发明提供一种光源模块，具有较佳的出光效率。

本发明提供一种液晶显示器，具有较佳的显示质量。

本发明提出一种光源模块，其包括一导光板，一框体、一电路板以及多个点光源。导光板包括一出光面以及一入光面。导光板是设置在框体内，其中框体在面向导光板的入光面处具有多个灯杯结构，且每一灯杯结构的X方向发散角度介于90～150度之间。电路板位于框体的外部，且灯杯结构的底部暴露出电路板的一光源设置区。点光源设置在光源设置区上，且点光源位于灯杯结构内。

上述的光源模块，其中，该导光板的该入光面是卡置于该些灯杯结构的边缘。

上述的光源模块，其中，该导光板的该入光面与该些灯杯结构的底部之间的距离介于0.4～2.5mm之间。

上述的光源模块，其中，每一灯杯结构内设置红、绿、蓝点光源，且该红、绿、蓝点光源于该灯杯结构内混成白光后射入该导光板。

上述的光源模块，其中，在该些灯杯结构内，该导光板的该入光面与该些点光源之间为空气间隙。

上述的光源模块，其中，更包括一颜色转换片设置于该导光板的该入光面上，该些点光源的色光经该颜色转换片之后可转变成白光。

上述的光源模块，其中，该颜色转换片包括：一基材；至少一荧光层，涂布在该基材的至少一表面上；以及至少一扩散粒子，配置于该至少一荧光层内。

上述的光源模块，其中，更包括一胶体，填于该些灯杯结构内。

上述的光源模块，其中，该胶体为一透明胶体。

上述的光源模块，其中，该胶体内散布有一荧光粉，该些点光源的色光经该荧光粉之后可转变成白光。

上述的光源模块，其中，该框体具有多个边框，且两相邻的边框之间具有一转角边框，该些灯杯结构是设置在至少一该些转角边框中。

上述的光源模块，其中，该框体为一塑料框体，且该些灯杯结构的表面具有光扩散性质或是光反射性质。

上述的光源模块，其中，该些点光源为发光二极管芯片。

本发明还提出一种液晶显示器，其包括一液晶显示面板以及一光源模块。光源模块位于液晶显示面板的背面，其中光源模块如包含如上述所述的光源模块。

基于上述，由于本发明的框体具有灯杯结构，其中灯杯结构的X方向发散角度介于90～150度之间，而Z方向的发散角度可依据导光板的厚度来设计，藉此来改变点光源的出光角度。如此一来，本发明的光源模块可具有较佳的出光效率，而采用此光源模块作为背光源的液晶显示器则具有较佳的显示效果。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为本发明的一实施例的一种光源模块的立体示意图；

图1B为图1A的光源模块的剖面示意图；

图1C为图1A的框体的立体示意图；

图1D为图1A的多个点光源位于一个灯杯结构中的示意图；

图1E是图1A的光源模块的框体与点光源的上示意图；

图2A为本发明的一实施例的一种光源模块的剖面示意图；

图2B为图2A的颜色转换片的剖面示意图；

图3为本发明的另一实施例的一种光源模块的示意图；

图4为本发明的一实施例的一种光源模块的立体示意图；

图5为本发明的一实施例的一种液晶显示器的示意图。

其中，附图标记

10：液晶显示器

20：显示面板

100a、100b、100c、100d：光源模块

110：导光板

112：出光面

114：入光面

120、120a：框体

122：灯杯结构

124：边框

126：转角边框

130：电路板

132：光源设置区

140：点光源

142：红点光源

144：绿点光源

146：蓝点光源

150：颜色转换片

152：基材

154：荧光层

156：扩散粒子

160：胶体

θ：X方向发散角度

α：Z方向发散角度

D：距离

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

图1A为本发明的一实施例的一种光源模块的立体示意图。图1B为图1A的光源模块的剖面示意图。图1C为图1A的框体的立体示意图。图1D为图1A的多个点光源位于一个灯杯结构中的示意图。图1E是图1A的光源模块的框体与点光源的上示意图。

请同时参考图1A、图1B、图1C、图1D以及图1E，在本实施例中，光源模块100a包括一导光板110、一框体120、一电路板130以及多个点光源140，其中光源模块100a例如是一侧边入光式光源模块。

详细来说，导光板110包括一出光面112以及一入光面114，其中导光板110是设置在框体120内，且框体120在面向导光板110的入光面112处具有多个灯杯结构122。特别是，在本实施例中，导光板110的入光面114是卡置于这些灯杯结构122的边缘，且每一灯杯结构122的X方向发散角度θ例如是介于90～150度之间(如图1D以及图1E所示)。电路板130位于框体120的外部，且这些灯杯结构122的底部暴露出电路板130的一光源设置区132，其中导光板110的入光面114与这些灯杯结构122的底部之间的距离D例如是介于0.4～2.5mm之间。

这些点光源140设置在光源设置区132上，且这些点光源140位于这些灯杯结构122内。更具体来说，在这些灯杯结构122内，导光板110的入光面114与这些点光源140之间为空气间隙。这些点光源140可于一定距离内(意即导光板110的入光面114与这些灯杯结构122的底部之间的距离D)混合成白光，并通过不同角度的灯杯结构122的设计而产生不同角度的光型。此外，这些点光源140例如是多个未经封装的发光二极管芯片，其中这些发光二极管芯片例如是多个白光发光二极管芯片、多个红光发光二极管芯片、多个蓝光发光二极管芯片、多个绿光发光二极管芯片或前述的发光二极管芯片的组合。

举例来说，当本实施例的光源模块100a欲提供白光时，可于一个灯杯结构122中仅配置一个点光源140，其中此点光源140例如是一个白光发光二极管芯片，可直接射入导光板110而形成白光面光源，请参考图1A。或者是，于一个灯杯结构122中配置三个红、绿、蓝点光源142、144、146，其中这些红、绿、蓝点光源142、144、146分别为红光发光二极管芯片、绿光发光二极管芯片以及蓝光发光二极管芯片，通过这些红、绿、蓝点光源142、144、146于灯杯结构122内混成三波长白光后射入导光板110，而形成白光面光源，请参考图1D。上述的形成白光的方式仅为举例说明，并非用以限定本发明。

另外，本实施例的这些灯杯结构122具有Z方向发散角度α，且Z方向发散角度α并非为一定值，意即为一可调变角度以产生不同光型的设计。更详细而言，且这些灯杯结构122的Z方向发散角度α可依据导光板110的厚度来设计，藉此来改变这些点光源140的出光角度，因此这些点光源140的出光角度可不受限于封装壳体或封装胶体的影响。如此一来，本实施例的光源模块100a可具有较佳的出光效率。此外，由于本实施例所采用的这些点光源140为未经封装的发光二极管芯片，因此相对于公知技术而言，这些点光源140仅须要经过一次打件于电路板130上即可完成光源的设置，可减少光源模块100a的组装步骤与制造成本。

以下将利用多个不同的实施例来说明光源模块100b～100d的设计。在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的组件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的组件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图2A为本发明的一实施例的一种光源模块的剖面示意图。图2B为图2A的颜色转换片的剖面示意图。请先参考图2A，本实施例的光源模块100b与图1B的光源模块100a相似，两者的差异在于：图2A的光源模块100b更包括一颜色转换片150，其中颜色转换片150设置于导光板110的入光面114上，这些点光源140的色光经颜色转换片150之后可转变成白光。

详细来说，请同时参考图2A与图2B，在本实施例中，颜色转换片150包括一基材152、至少一荧光层154(图2B中示意地绘示二层荧光层154)以及至少一扩散粒子156(图2B中示意地绘示多个扩散粒子156)。其中，这些荧光层154涂布在基材152的相对两表面上，而这些扩散粒子156配置在这些荧光层154内，且这些扩散粒子156例如是相同或不同大小的扩散粒子。

举例来说，在本实施例中，这些点光源140例如是多个蓝光发光二极管芯片，而这些荧光层154例如是由黄色荧光材料所形成的荧光层。当这些点光源140所发出的色光(蓝光)由导光板110的出光面112传递至外界时，在此过程中，这些点光源140所发出的色光(蓝光)会照射到颜色转换片150，而自这些点光源140所发出的色光(蓝光)会激发这些荧光层154中的黄色荧光材料以发出色光(黄光)，并与这些点光源140所发出的色光(蓝光)相混合，以产生人眼所见的二波长白光。同时，亦通过颜色转换片150中的这些扩散粒子156来使这些点光源140所发出的光线更加地均匀，以增加这些点光源140所发出的光线的均匀度。如此一来，本实施例的光源模块100b可具有较佳的出光均匀度。

当然，于其它实施例中，这些荧光层154亦可是由红色荧光材料以及绿色荧光材料所形成的荧光层。当这些点光源140所发出的色光(蓝光)照射到颜色转换片150，而自这些点光源140所发出的色光(蓝光)会激发这些荧光层154中的红色荧光材料以及绿色荧光材料以发出色光，并与这些点光源140所发出的色光(蓝光)相混合，以产生人眼所见的三波长白光。上述的技术仍属于本发明可采用的技术方案，不脱离本发明所欲保护的范围。

由于本实施例的光源模块100b具有设置于导光板110的入光面114上的颜色转换片150，因此当颜色转换片150的这些荧光层154所发出的色光与这些点光源140所发出的色光相混合后的色光均匀度较佳，也就是说，混合后的色光传递外界时，光源模块100b所呈现的出光均匀度较佳。简言之，本实施例的光源模块100b除了具有较佳的出光效率外，亦具有较佳的出光均匀度。

图3为本发明的一实施例的一种光源模块的剖面示意图。请先参考图3，本实施例的光源模块100c与图1B的光源模块100a相似，两者的差异在于：图3的光源模块100c更包括一胶体160，其中胶体160填于这些灯杯结构122内，且覆盖这些点光源140。

详细来说，在本实施例中，胶体160例如是一透明胶体，其中此胶体160的设置除了是为了保护这些点光源140，以避免受到外界温度、湿气与噪声的影响之外，亦可视为一透镜。当这些点光源140所发出的光经过胶体160混光而传递至外界时，光源模块100c能具有较佳的出光均匀度。当然，于其它未绘示的实施例中，胶体160内亦可散布有一荧光粉(例如是黄色荧光粉)，而这些点光源140(例如是蓝色发光二极管芯片)的色光(蓝光)经荧光粉之后可转变成白光。因此，上述图3的胶体160仅为举例说明，并非用以限定本发明。

图4为本发明的一实施例的一种光源模块的立体示意图。请先参考图4，本实施例的光源模块100d与图1B的光源模块100a相似，两者的差异在于：图4的框体120a具有多个边框124，且两相邻的边框124之间具有一转角边框126，而这些灯杯结构122是设置在至少一这些转角边框126中。

详细来说，在本实施例中，框体120a例如是一塑料框体，且这些灯杯结构122的表面具有光扩散性质或是光反射性质。例如，可采用具有光扩散性质或是光反射性质的材料作为框体120a的材料，或者于灯杯结构122的表面设置具有光扩散性质或是光反射性质的材料，其中，上述具有光扩散性质或是光反射性质的材料例如是聚碳酸酯(polycarbonate)，但不限于此。因此，当这些点光源140所发出的光线经由这些灯杯结构122传递至导光板110的入光面114的过程中，这些点光源140的光线可经由这些灯杯结构122的表面的光扩散性质或是光反射性质来扩散光线或反射光线，可增加这些点光源140的出光均匀度。如此一来，本实施例的光源模块100d除了可具有较佳的出光效率外，其亦具有较佳的出光均匀度。

此外，于其它未绘示的实施例中，亦可选用于如前述实施例所提及的颜色转换片150、胶体160等构件，或于一灯杯结构122中同时配置红、绿、蓝点光源142、144、146的设计，本领域的技术人员当可参照前述实施例的说明，依据实际需求，而选用前述构件，以达到所需的技术效果。

图5为本发明的一实施例的一种液晶显示器的示意图。请参考图5，在本实施例中，液晶显示器10包括一液晶显示面板20以及一光源模块100a(或例如是光源模块100b、100c、100d)。光源模块100a(或例如是光源模块100b、100c、100d)是位于液晶显示面板20的背面，其中光源模块100a(或例如是光源模块100b、100c、100d)的设计已说明于上述实施例中，请参考上述的说明，于此不再赘述。

在本实施例中，光源模块100a的这些点光源140所发出的光线会经由导光板110导正后射出，使光源模块100a得以提供例如是均匀亮度的面光源给液晶显示面板20使用。其中，液晶显示面板20可为半穿透半反射式显示面板、微反射式显示面板反射型显示面板、彩色滤光片于主动层上(color filter onarray)的显示面板、主动层于彩色滤光片上(array on color filter)的显示面板、垂直配向型(VA)显示面板、水平切换型(IPS)显示面板、多域垂直配向型(MVA)显示面板、扭曲向列型(TN)显示面板、超扭曲向列型(STN)显示面板、图案垂直配向型(PVA)显示面板、超级图案垂直配向型(S-PVA)显示面板、先进大视角型(ASV)显示面板、边缘电场切换型(FFS)显示面板、连续焰火状排列型(CPA)显示面板、轴对称排列微胞型(ASM)显示面板、光学补偿弯曲排列型(OCB)显示面板、超级水平切换型(S-IPS)显示面板、先进超级水平切换型(AS-IPS)显示面板、极端边缘电场切换型(UFFS)显示面板、高分子稳定配向型显示面板、双视角型(dual-view)显示面板、三视角型(triple-view)显示面板、三维显示面板(three-dimensional)、多面显示面板(multi-panel)、或其它型面板。

由于本实施例的光源模块100a(或例如是光源模块100b、100c、100d)具有较佳的出光效率以及出光均匀度，因此采用本实施例的光源模块100a(或例如是光源模块100b、100c、100d)作为背光源的液晶显示器10则具有较佳的显示效果。

综上所述，由于本发明的框体具有灯杯结构，其中灯杯结构的X方向发散角度介于90～150度之间，而Z方向的发散角度可依据导光板的厚度来设计，藉此来改变点光源的出光角度。如此一来，本发明的光源模块可具有较佳的出光效率，而采用此光源模块作为背光源的液晶显示器则具有较佳的显示效果。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种光源模块，其特征在于，包括：

一导光板，其包括一出光面以及一入光面；

一框体，该导光板是设置在该框体内，其中该框体在面向该导光板的该入光面处具有多个灯杯结构，且每一灯杯结构的X方向发散角度介于90～150度之间；

一电路板，位于该框体的外部，且该些灯杯结构的底部暴露出该电路板的一光源设置区；

多个点光源，设置在该光源设置区上，且该些点光源位于该些灯杯结构内。

2.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该导光板的该入光面是卡置于该些灯杯结构的边缘。

3.如权利要求2所述的光源模块，其特征在于，该导光板的该入光面与该些灯杯结构的底部之间的距离介于0.4～2.5mm之间。

4.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，每一灯杯结构内设置红、绿、蓝点光源，且该红、绿、蓝点光源于该灯杯结构内混成白光后射入该导光板。

5.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，在该些灯杯结构内，该导光板的该入光面与该些点光源之间为空气间隙。

6.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，更包括一颜色转换片设置于该导光板的该入光面上，该些点光源的色光经该颜色转换片之后可转变成白光。

7.如权利要求6所述的光源模块，其特征在于，该颜色转换片包括：

一基材；

至少一荧光层，涂布在该基材的至少一表面上；以及

至少一扩散粒子，配置于该至少一荧光层内。

8.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，更包括一胶体，填于该些灯杯结构内。

9.如权利要求8所述的光源模块，其特征在于，该胶体为一透明胶体。

10.如权利要求8所述的光源模块，其特征在于，该胶体内散布有一荧光粉，该些点光源的色光经该荧光粉之后可转变成白光。

11.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该框体具有多个边框，且两相邻的边框之间具有一转角边框，该些灯杯结构是设置在至少一该些转角边框中。

12.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该框体为一塑料框体，且该些灯杯结构的表面具有光扩散性质或是光反射性质。

13.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该些点光源为发光二极管芯片。

14.一种液晶显示器，其特征在于，包括：

一液晶显示面板；以及

一光源模块，位于该液晶显示面板的背面，其中该光源模块如权利要求1项所述。

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