CN102889505B - 多区域动态背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多区域动态背光模块，包括一背板、一反射板、多个具长短边的导光板及多个发光单元。反射板设置于背板上。导光板的长边方向沿一既定方向延伸，且分别包括一入光面、一相邻入光面的出光面及一相反于出光面的底面，其中入光面对应于发光单元的发光方向，出光面包括一图样化表面，底面连结于反射板。导光板的图样化表面包括多个图样化结构，图样化结构沿平行于发光单元的发光方向上延伸。由于本发明的多区域动态背光模块在画面显示区内分布多个发光单元，且透过设置于导光板出光面的图样化表面加以限缩光形，成功的达到多区域动态画面具有高对比、高灰阶度的设计目的。

Description

多区域动态背光模块

技术领域

本发明是有关于一种背光模块，且特别是有关于一种适用于多区域动态背光控制的背光模块。

背景技术

液晶显示装置(Liquid Crystal Display Device)已普遍的被应用于各种电子用品当中，例如液晶电视以及电脑。而其优点即在于其自身用电量低、低驱动电压、以及轻量化与薄形化的可能性。然而，液晶显示装置内的液晶显示面板无法自行发光，因此必须配有背光单元，从其后表面均匀地照亮整个屏幕。

在现有的技术中，发光二极管通常是以全亮或全暗的方式作为液晶面板的背光源。但为增加显示画面的对比度，发光二极管(Light Emitting Diode,LED)可配合画面所需亮度作区域性的调整，也就是多区域动态背光技术。

请参见图1，图1显示已知技术中动态背光模块1的示意图，发光二极管20A、20B、20C设置于背板10的短边的上、中、下的区域，导光板30设置于背板10的中央区域。当画面A区域需要画面显示时，发光二极管20B呈现开启的状态，发光二极管20A、20C为关闭的状态。然而，因发光二极管发光的光形为一扇形并且导光板30无法有效的限缩光形，使得E区域产生扇形的亮光区。由于光源无法限制于该光源对应区域而会耦合至相邻区域，因此无法分区控制光源。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种背光模块，在画面显示区内分布多个可分别控制的发光单元，并相对应发光单元设置多个具有图样化表面的导光板，以改善已知技术的缺点。

为达上述目的，本发明提供一种多区域动态背光模块，包括一背板、一反射板、多个具长短边的导光板及多个发光单元。反射板设置于背板上。导光板的长边方向沿一既定方向延伸，且分别包括一入光面、一相邻入光面的出光面及一相反于出光面的底面，其中入光面对应于发光单元的发光方向，出光面包括一图样化表面，底面连结于反射板。

导光板的图样化表面包括多个图样化结构沿平行于发光单元的发光方向上延伸。在一实施例中，图样化结构包括多个透镜状凸出，并沿发光单元的发光方向延伸。此外，导光板包括多个扩散粒子分布于出光面与底面之间。

在一实施例中，反射板的数量为多片，且反射板于一第一平面沿既定方向排列于背板上。其中，至少部分反射板分别包括一延伸部，自第一平面朝相反于背板的方向延伸至一第二平面。反射板的延伸部设置于导光板之间，且在第二平面上，朝既定方向延伸一既定长度。

多个空腔定义于延伸部与相邻延伸部的反射板之间，且发光元件设置于空腔中，其中部分导光板设置于空腔中。

背板更包括多个定位孔，使多个铆钉分别穿过导光板、反射板及定位孔，以定位导光板及反射板于背板上，其中铆钉设置的位置是与发光单元的发光二极管所设置的位置彼此交错。此外，至少一扩散板相对于导光板的出光面设置铆钉上，使一空气层形成于导光板及扩散板之间。

在另一实施例中，背板包括多个定位孔，且导光板分别包括多个凹槽对应于定位孔，其中凹槽设置于导光板的入光面及一相反于入光面的侧面。凹槽分别具有二短边及一位于二短边之间的长边，长边的制造公差大于二个短边的制造公差。

由于本发明的多区域动态背光模块在画面显示区内分布多个发光单元，且透过设置于导光板出光面的图样化表面加以限缩光形，成功的达到多区域动态画面具有高对比、高灰阶度的设计目的。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1显示已知技术的多区域动态背光模块的示意图；

图2显示本发明的第一实施例的多区域动态背光模块的俯视图；

图3显示本发明的第一实施例的多区域动态背光模块的部分元件示意图；

图4显示图2中沿a-a截线朝Y方向观看的剖面图；

图5显示图2中M区域的结构分解图；

图6A-6C显示本发明的导光板的剖面图；

图7显示图4中b区域的部分结构放大图；

图8显示本发明的第二实施例的多区域动态背光模块的剖面图；以及

图9显示本发明的第三实施例的多区域动态背光模块的部分元件的示意图。

主要元件符号说明：

10～背板

20A、20B、20C～发光二极管

30～导光板

100～多区域动态背光模块

110～背板

111～短边

112～底面

112a～定位孔

113～长边

120、120’、125～反射板

121～基板

122～延伸部

122a～第一部分

122b～第二部分

130L、130M、130R～发光单元

131～设置板

132～发光二极管

140、240～导光板

141、241～入光面

142、242～出光面

143～底面

144～长边

145～短边

147～图样化表面

147a～透镜状凸出

150～铆钉

151～头部

152～轴状部

152a～固定区

152b～穿透区

152c～腰部

160～扩散板

160a～底面

170～第一平面

180～第二平面

243～侧面

245～凹槽

245a～短边

245b～长边

250～定位件(螺丝)

A、b、E、M、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ～部分区域

D1、D2、D3～间距

G～空气层

L～长度

S～空腔

W1、W2～制造公差

具体实施方式

现配合附图来说明本发明的较佳实施例。

请参见图2-4，其中图4显示图2中自a-a截线朝Y方向观看的剖面图。此外，为方便说明，图2中扩散板160省略，图3中仅显示背板110、反射板120、120’、发光单元130L、130M、130R，且位于中央区域Ⅱ的反射板120仅显示第一部分122a，在此先予指明。

本发明的第一实施例的多区域动态背光模块100包括一背板110、多个反射板120、120’、多个发光单元130L、130M、130R、多个导光板140、多个铆钉150及多个扩散板160。

反射板120及反射板120’较佳地是由铝等材料所制成，用以增加背光模块100的画面均匀性。二个反射板120及反射板120’依序地且连续地沿一既定方向(X方向)排列于背板110的底面112上。

在一具体实施例中，上述反射板120、120’的排列方式总共有三组，依序由图2图面的下方至图2图面的上方，设置于多区域动态背光模块100的下方区域Ⅰ、中央区域Ⅱ及上方区域Ⅲ，亦即共有六个反射板120及三个反射板120’(图3)。

反射板120具有一基板121及一延伸部122，基板121的底面连结于背板110的底面112(将于后方描述)，并延伸于一第一平面170(图4)。延伸部122自第一平面170朝相反于背板110的方向(Z方向)延伸至一第二平面180(图4)，并于第二平面180上朝X方向延伸一既定长度L。在一具体实施例中，L的长度为5公厘，但并不限制于此。

详而言之，延伸部122具有一第一部分122a及一第二部分122b，第一部分122a连结于基板121，而第二部分122b则连结于第一部分122a的顶端，并朝X方向延伸一既定长度L。一空腔S形成于延伸部122的第二部分122b与相邻反射板120或反射板120’之间。反射板120’的功能与设置方式与反射板120相似，但相较于反射板120缺少了延伸部122。

在一具体实施例中，发光单元130L、130M、130R分别包括一设置板131及多个发光二极管132。设置板131为一电路板，可分别控制发光二极管132于多区域动态背光模块100的下方区域Ⅰ、中央区域Ⅱ及上方区域Ⅲ的开关。发光单元130L设置于背板110的短边111(将于后方描述)的内侧面，且发光单元130M及发光单元130R设置于空腔S内。详而言之，发光单元130M、130R设置于反射板120的延伸部122的第一部分122a的侧壁上。发光单元130L、130M、130R皆可朝一既定方向(X方向)发出一光线。

请参见图4-5及图6A，其中图5显示图2中M区域的结构分解图，图6A为本发明的第一实施例的导光板140的剖面图。导光板140设置于反射板120、120’之上，且分别具有一入光面141、一出光面142、一底面143、二长边144、二短边145及多个导光粒子146。出光面142是相邻入光面141，底面143是相反于出光面142并连结反射板120、120’。每一导光板140的入光面141分别对应于发光单元130的发光方向，以接收来自发光单元130的光线。长边144沿一既定方向(X方向)上延伸，短边145连接于长边144之间。

导光粒子146(图6A)随机的分布于导光板140当中，以散射行进于导光板140内的光线，使光线更均匀地传递于导光板140中。导光粒子146分布于导光板140中，但其分布位置并不受限制。如图6B所示，导光粒子146仅分布于靠近出光面142的区域，或如图6C所示，导光粒子146仅靠近底面143的区域。

在一具体实施例中，导光板140的出光面142包括一图样化表面147，图样化表面147包括多个图样化结构147a。详而言之，平行于入光面141的一截面上(Y-Z平面)，图样化结构147a是由多个透镜状凸出连续性地排列而成，且透镜状凸出延伸于发光二极管132的光线射出方向(X方向)。图样化表面147可限缩出光面142所射出的光线，以达到集中光线的效果。

值得注意的是，导光板140靠近发光单元130M及130R的部分体积是设置于空腔S内。透过反射板120的第二部分122b的遮挡，导光板140靠近发光单元130M及130R的位置所产生影响画面成像品质的亮带得以减弱。又，由于反射板120的第二部分122b具有反射光线的功效，可避免光线自导光板140与反射板120的第二部分122b之间的缝隙射出。

请参见图5，并搭配参考图2。背板110为一矩形壳体，具有二个短边111、一底面112及二个长边113。二个短边111分别连结二个长边113，底面112相邻二个短边111及二个长边113。沿Y方向上，底面112具有多个定位孔112a。定位孔112a彼此间隔地平行于短边111排列为一列。相似地，沿X方向上，相邻一间距D2，定位孔112a平行于短边111排为一列。相似地，再沿X方向相邻一间距D3，定位孔112a平行于短边111排为一列。

请参阅图7，多区域动态背光模块100的背板110、反射板120、120’、导光板140是透过多个铆钉150相互结合。铆钉150包括一头部151及一轴状部152，其中头部151在其长度延伸方向上具有一厚度，而轴状部152则为一空心结构。轴状部152包括一固定区152a、一穿透区152b及一腰部152c，其中腰部152c位于固定区152a及穿透区152b之间，且其宽度大于固定区152a及穿透区152b的宽度。铆钉150较佳地是由树脂所制成，具有透光性，且受外力后可进行弹性变性，并向内收缩。

在组合背板110、反射板120、反射板120’及导光板140时，铆钉150的穿透区152b首先刺穿导光板140，并刺穿反射板120或反射板120’，最后穿过背板110的定位孔112a，以设置于其中。由于定位孔112a之间距D2、D3已预先设定，故反射板120、反射板120’及导光板140可精确地定位于背板110上，以避免导光板140与发光单元130之间的间距D1(图2)过大。又由于铆钉150的腰部152c的宽度大于定位孔112a的宽度，故在腰部152c穿过定位孔112a后，背板110、反射板120、120’及导光板140即紧密地结合于铆钉150的固定区152a，避免空气层形成于反射板120、120’及导光板140之间。

扩散板160相对于导光板140的出光面142设置于铆钉150的头部151的顶端，使得一空气层G形成于导光板140的出光面142及扩散板160的底面160a之间。如此，拥有过大入射角度的光线将于导光板140与空气层G之间产生全反射，视角过大的光线有机会重新折回再利用，以减少不必要的能量消耗。

请参见图8，图8显示本发明的第二实施例的多区域动态背光模块100’的剖面图，与多区域动态背光模块100不同的特征在于，多区域动态背光模块100’的反射板125是利用一体成形的方式制造而成，其中延伸部122自反射板125的基板121向上延伸。

请参见图9，图9显示本发明的第三实施例的部分元件的示意图，其中为清楚显示导光板240的凹槽245，部分铆钉150省略绘制，在此先予指明。

为了增加生产速度及确保产品品质，导光件240可预先于其入光面241及相反于入光面241的一侧面243开设多个凹槽245，以供定位件250穿设。凹槽245分别对应于背板110的定位孔112a。形成于入光面241的凹槽245所设置的位置与发光单元130的发光二极管132所设置的位置彼此交错。

每一凹槽245皆分别具有二个短边245a及一长边245b。长边245b位于二个短边245a之间，其中长边245b的制造公差W2大于短边245a的制造公差W1，以避免导光板240于高温状态下，体积膨胀后与定位件250相互挤压而造成的破坏。

在一具体实施例中，定位件250为一螺丝，螺丝250穿过导光板240及定位孔112a后连结至一设置于背板110后方的螺帽(未图示)，以完成导光板240的定位。

本发明的多区域动态背光模块各区域的发光单元可分别开关。搭配导光板的出光面上的图样化表面，画面的均匀性及对比度得以提高，成功改善已知技术中的缺点。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种多区域动态背光模块，包括： 

一背板； 

多个反射板，于一第一平面沿一既定方向排列于该背板上，其中各反射板包括一基板延伸于一第一平面，且至少部分反射板分别包括一延伸部自该基板朝相反于该背板的方向延伸至一第二平面，各反射板的基板及延伸部是利用一体成形的方式制造而成； 

多个发光单元； 

多个具长短边的导光板，其长边方向沿该既定方向延伸，且分别包括一入光面、一相邻该入光面的出光面及一相反于该出光面的底面，其中该入光面对应于该多个发光单元的发光方向，且该出光面包括一图样化表面，且该底面是连结于该反射板，其中该图样化表面包括多个图样化结构，沿平行于该多个发光单元的发光方向上延伸； 

多个铆钉，其中该背板包括多个定位孔，该多个铆钉分别穿过该多个导光板、该反射板及该多个定位孔，以定位该多个导光板及该多个反射板于该背板上；以及 

一扩散板，相对于该多个导光板的出光面设置该多个铆钉上，一空气层形成于该多个导光板及该扩散板之间。 

2.如权利要求1所述的多区域动态背光模块，其特征在于，该多个导光板包括多个扩散粒子，分布于该出光面与该底面之间。 

3.如权利要求1所述的多区域动态背光模块，其特征在于，多个该延伸部设置于该多个导光板之间。 

4.如权利要求1所述的多区域动态背光模块，其特征在于，多个该延伸部还在该第二平面上，朝该既定方向延伸一既定长度。 

5.如权利要求4所述的多区域动态背光模块，其特征在于，多个空腔定义于多个该延伸部与相邻延伸部的反射板之间，且部分发光单元设置于该空腔中。 

6.如权利要求5所述的多区域动态背光模块，其特征在于，部分导光板设 置于该空腔中。 

7.如权利要求1所述的多区域动态背光模块，其特征在于，该图样化结构包括多个透镜状凸出，该多个透镜状凸出平行于该既定方向延伸。 

8.如权利要求1所述的多区域动态背光模块，其特征在于，该多个发光单元包括多个发光二极管，该多个铆钉设置的位置是与该多个发光二极管所设置的位置彼此交错。 

9.如权利要求1所述的多区域动态背光模块，其特征在于，该背板包括多个定位孔，且该导光板分别包括多个凹槽对应于该多个定位孔，其中该多个凹槽设置于该多个导光板的入光面及一相反于该入光面的侧面。 

10.如权利要求9所述的多区域动态背光模块，其特征在于，该多个凹槽分别具有二短边及一位于该二短边之间的长边，该长边的制造公差大于该二个短边的制造公差。