TW201245822A - Back light unit - Google Patents

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201245822 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 • 本發明主張於2010年12月30日所申請之韓國專利申請案 .號10-2010-0139353的優先權，此全文將併入本 本發明關於-種邊光式（edge type)背光單元的結構。 【先前技術】 背光單祕演的角色為將級均衡_至無自發触液晶顯 示器之反面，贿影像顯現可見，且縣_為背解元亮度及 均衡光線功能的零件，以及塑膠成型鏡（咖灿福如 1咖）將絲（液晶顯示H)發出的光均勻傳送至整個 器平面。 圖1顯示傳統側發光式背光單元的結構。 如圖所示，侧發光式背光單元具有一結構，其中具有發光二 極體光源20的印刷電路板10排列在導光板的侧部，且從發光二 極體光源20發出的光由導光板3〇引導而往前射出。 然而，如圖所示，此結構具有難以實施至私液晶顯示器的 =’因騎刷電路板1G和發光二極體光源2_至導光板侧 =外側’外框（bezel)因而增厚。再者，為了增加光效率， 持續維持發光二極體和導光板之光人射部份的高度，以及 =的=_職要’但#_路板1Q和發光二極體光源 脹=疋且排列在導光板側面的外側時’由於熱產生，導光板膨 ^成發光一極體的位置被扭曲的問題。 201245822 此外，當印刷電路板10和發光二極體光源 側面的外側時，藉由在導光板通孔4G且***一插銷== 孔而使印刷電路板10和發光二極體光源20赋。此時，造成; 一問題即光線從固㈣通孔40露出而影響影像品質。 【發明内容】 為解決該些問題，本發_目標之-為提供-背光單元的結 構’其具有優良光學特性’且藉由包括—光源收容部而可廣泛應 用至各式液晶顯示H，其可安裝_印織路板以安裝嵌入式發光 二極體光源。 本發明提供一背光單元具有一表面及與其相對的另一表面， 且包括： 一導光之光學板； 一光源收容部形成在光學板該一表面的邊緣；以及 一印刷電路板，在其中安裝光源***至該光源收容部，且在 其中至少部份的該表面、該另一表面、光源、及印刷電路板分別 彼此部份重疊。 再者，根據本發明，光源收容部可被實施，以包含至少一光 源收容凹槽（receiving groove )形成在該一表面的一側或雙 側0 【實施方式】 以下參閱附圖將詳述根據本發明的結構與功能。雖然繪示在 不同的附圖中，但相同或類似的元件以相同或類似的參考號碼表 201245822 示。將省略在本技術中已知結構或製程的詳細敘述以避免模糊本 發明的目的。使用「第一」、「第二」、「A」、「B」等詞以描 述各種構成元件，但該些構成元件不應受限於該些術語。該些術 s 吾只用於區分構成元件。 圖2 (a)為一平面圖，（b)為一側視圖，分別繪示根據本 發明側發光式背光單元之結構。 參閱此二圖’根據本發明之背光單元具有一表面以及與其反

方向的另一表面，且包含：導光之光學板13〇、一光源收容部B 形成在光學板130的該表面的邊緣、以及一印刷電路板11〇，在 其中安裝置一光源12〇***至該光源收容部B。 尤其是本發明提出至少部份的該表面、該另一表面、該光 源、以及該印刷電路板分別部份重疊，以此將外框區域最小化。 在此，「重疊」該詞的概念包含，假設光學板上方一平面圖，藉 由將每一構件的部份***至光學板的内部或嵌入至該處而在平面 圖上呈現重疊區域。 光源120可以為各式發光實體，本發明的一實施例使用發光 二極體。尤其在此例中，可使用侧發光型（side view)發光二 極體’其中發光面（light exiting face)可被實施在該收容部 B的侧壁方向’而且換言之，具有—結構之光源可被使用，其中 光源120是侧壁方向發光，而非直接上部發光。當然上發光型 (top view)發光二極體亦可應用於此。 如圖2(b)所示，可包括光源收容部B以包含至少一光源收容 凹槽140在光子板13〇之該表面的一側或雙側。特別是在此例 £ 6 201245822 中，光源收容蝴140可被包括在一結構，其在光學板的侧面形 成階梯狀溝槽至固定深度（見圖3(a))。 ‘ 在階梯狀溝槽結構的例子中，收容溝槽的上部具有光學板的 •上表面在光·容凹槽⑽，但該下表面關放形式形成，光源 可從下方嵌入。 如圖2(b)所示，光源收容凹槽形成在光學板13㈣一側或雙 側，且印刷電路板排列至光學板130的下方。因此如上所述，至 少部份的光學板13G之該表面、其另—表面、光源、及印刷電路 板則彼此分別部份重疊，且—優點為只要盡量取得重疊的長度， 出現在傳統背光單元的外框則可幾乎或完全移除。 特別是發光二極體排列成一結構，其中發光二極體嵌入至光 學板⑽之内部且蚊。因此，可確保光學板13()與光源⑽固 定的位置以顯示恆定光特性。 符別疋在此财，第-空氣間隔可形成在光源收容凹槽14〇 與其收容之光源12G之間，且該空氣間隔可具有一寬度在〇觀 μη至5 mm的範圍。這空氣間隔的存在可移除局部亮區（恤 spot)及藉由控制光的分佈而改善糾均勻性。再者，當空氣間 隔超過5 mm時’將失去外框薄型化的意義；由於入射至導光板 的光減少而使效益降低，·且特別是更難防止因漏光（lost 増加而造成的局部亮區增加。再者，如果㉔間隔為 〇丄_柳（約為G)或更多’薄型化的外框則有意義；且 光可直接场至縣板娜加效益；以及有效移除局部 / 7 201245822 此外，如圖2(c)所示，印刷電路板可固定至光學板，使用如 六角頭螺栓（tolt)的固定輔助材料而固定至鮮板⑽之光源 •收容部B的-端，且可因此解決由於光回彈而降低影像品質的問 題。 再者’當使膽光二極體作為光源時，純二極體和光學板 為固定的，且如果導光板膨脹，亦發光二極體封裝膨脹，如果導 光板收縮’則發光二極體封裝亦收縮。因此，不會影響光的屬 性。 圖3繪示根據本發明光源收容部B的另一實施例。 圖3(a)繪不光源收容部具有圖2實施例所示範的階梯狀結 構。亦即’其包括階梯狀收容線結構（receiving⑽ structure)職在光學板的—表面之—側或雙側，域學板的 下表面（下方階梯狀部份）為開放式，及其上側為封閉的以使光 源收容凹槽140具有線狀結構。 再者’如圖3(b)所示，其亦可包括形成一結構以包含至少一 光源收容凹槽140形成在光學板⑽一表面的一側或雙側。 圖3(c)繪示該階梯狀收容線的結構，其中在圖所描述 的光源收容_形成德表卜魏括—線狀結構 沿著光學板的邊緣形成（以下稱為「收容線（職_) 結構」）’且可包括嵌人發光二減絲至光雜容凹槽⑽。 再者，圖3(d)_ ’為了域光敝容部β，光源收容部B 可包含至少光源收容凹槽14〇形成在該一表面的一側或雙侧，且 特別是印刷電路板可嵌入至的第二凹陷溝槽15〇形成至一固定厚 201245822 度在光源收容凹槽的周邊區域。亦即，透過此法，發光二極體光 源可被光源收容凹槽140所接受，且同時印刷電路板可以嵌入結 構而連接至第二凹陷溝槽15〇。當然在此例中，印刷電路板可形 .成在一基板，以及可被分割且置放在含有至少一發光二極體的單 元基板。在此結構中，印刷電路板可配置在光學板的下方，且在 某二隋況下了與發光一極體一起形成在光學板的一侧面。如上所 述，此結構可以為一種結構，其中至少部份的一表面、另一表 面、光源及印刷電路板分別彼此部份重疊以使外框區域最小化。 圖3(d)所示的第二凹陷溝槽15〇可應用至圖3(幻至所示 的、、、《構中’亦可應用至形成一溝槽具有印刷電路板喪入的結構。 圖4為一概念圖’繪示根據本發明光學板其它修改過的實施 例，且顯示改善光線擁取率和光傳送率的一種結構，以及藉由在 光學板上包括各式光學圖案而減少局部亮區。 光學圖案可形成在光學板的一表面（下方表面）。明確而 言’亦即，光學圖案形成在光學板⑽的一表面（下方表面）， 但不是形成在收容部之區域的表面。 明確而言，在光學板130的該表面，第一密度圖案區Y1和 具有圖案密度高於第一密度圖案區γι的第二密度圖案區γ2，而 且最好為第-密度圖案區排列在靠近發光二極體光出射面的區 域。在此情況下，第一、第二密度圖案區可包括凹紋結構 (intaglio structure)之獨立結構或獨立沉積（dep〇siti〇n) 結構之一重疊結構。 201245822 亦p可包括光學板130的第一、第二密度圖案區，以具有 ^凹紋結構的各種剖面形狀（半圓形、橢圓形、和不規則形等 -”在絲板之該麵之向岐向，且在«本發實施例 中其可以為-多角錐（p〇lypyram⑷圖案或半球形圖案。 特別U冑朗_ Y1可增加發光二極體光源之光娜 率因此改善光的均勻性，而且第二密度圖案區γ2可藉由以高 於第一密度__密度_形成猶善光的擴散及散射。 再者，上述光學圖案實施例的其他範例可包括如下。亦即， 可包括由凸紋結構（relief structure)的光學圖案形成之一結 構’具有第三密朗_ X1及具有_密度高於第三密度圖案 品的第四在度圖案區X2，且特別是最好第四密度圖案區排列在靠 近如發光二極體光源光出射面的區域。 組成該些第二密度圖案區χι和第四密度圖案區的光學圖 案可藉由彼此重疊或分隔凸紋結構之大量突出圖案（则 Pattern)而形成。舉例而言，在第二密度圖案區的情況中， 因為須形成具有高於第—密度圖案區χι密度之圖案，圖案密度 控=可藉由在靠近的空隙（cl〇ser卿）形成具有凸紋結構之大 量突出圖案，或者藉由重疊突出贿的部份。 、特別是在此例中，更好的情況為第四密度圖案區可排列在靠 ，如發光二極體光源光出射面的區域。亦即，更佳的狀況為第四 '、'又圖案區X2形成在罪近如發光二極體光源光出射面的區域， 且第三密度圖龍X1形成在遠離發光二極體光出射面的區域。 亦即’形成在光學板之上表面的第四密度圖案區χ2形成一高密 10 201245822 度圖案沉積或重疊的圖案’且置放靠近該發光二極體光出射面， 以可大量擴散或散射入射的強光。因此可減少局部亮區。 再者，第四密度圖案區X2形成在收容溝槽形成位置垂直上 方的光學板之表面，而且最好形成在至鄰近收容溝槽之第一距離 cil的1/5之内的一區域。更佳的情況是，第四密度圖案區的 成形極限在距離自發光二極體光出射面幻之1〇刪的距離以内， 以便移除局部亮區的產生。 另方面，上述第二密度圖案區XI形成一單一結構獨立形 成凸紋結構的突出圖案，以便藉由降低圖案密度而改善將射出的 光傳达至翻及光擷取率的魏，及因此可改善光的均勾性。 將敛述第―、第二密度_區之光學®案形狀形成在光學板 ==的範例，或是第三、第四密度職區形成在光學板一表 同的是’在上述例子中該第…第二密度圖案區的光 學圖案形成凹紋結構，而在該第三

底部形狀而有不同規定 而在其右圖則為—結構重疊部份四角 如圖所示，該多鱗_除了四角錐 楚疋’如二肖錐、六細、八角錐，

S 11 201245822 2本發明中，其姻來作為包括—般具有頂關角錐形狀的意 義。 * 再者如圖5 (b)所不’根據本發明光學圖案可排列成半球 .形圖案’且如圖5 (a)所建議，可藉由形成一緻密結構的配置或 藉由在該配置中重疊部份半球形_而增加®案密度。當然根據 本發明，半球形圖案的概念包括各種不具有尖銳頂點的3D圖案 如同半球形圖案。圖6 (a)及⑸為實施例的影像，其修補圖 5之四角錐或半球形圖案至較低密度。 本發明具有優良的光學特性且可被廣泛顧至各式液晶顯示 器，因為其包括-絲收容部’其可安裝__板裝有光源 (如發光二極體）’在側發光式背光單元中。特別是，可藉由嵌入 並固定該光源於絲板_部喊續轉插於—導光板入料 和導光板之間的距離，以獲得均句的光屬性，而且可獲得不受: 變形（heat deflection)影響導光板縮收和膨脹的穩定性。… 再者’可縣減少局部亮區，且謂由树容 =的收容部之内部具有-間隙、及藉由在導光板具有玆= 而有效擷取光和傳送光。 间系 雖然敘述了特定實施例，呈現該些實施例僅為舉例，並 圖限制本發明的範圍。在此敘述的新方法和儀器的破可以^ 匕形式實現；再者，在不背離本翻精神之下，在此敘述的實施 例之形式可進行各種省略、替換、及改變。所附申請 其相等物旨在涵蓋此人本發明鱗及精神⑽形式及修&改 12 201245822 【圖式簡單說明】 圖1繪示傳統侧發光式背光單元的結構； .圖2 (a)為一平面圖，（b)為一侧視圖，分別繪示根據本發明 . 側發光式背光單元的結構； 圖3繪示;f艮據本發明之光源收容部的另一實施例； 圖4為繪示根據本發明之光學板之其它修正實施例之概念圖式； 以及 圖5、6繪示根據本發明之光學圖案的實施例。 【主要元件符號說明】 10 印刷電路板 20 光源 30 導光板 40 通孔 110 印刷電路板 120 光源 130 光學板 140 光源收容凹槽 150 « 凹陷溝槽 Y1 第一密度圖案區 Y2 第二密度圖案區 XI 第三密度圖案區 X2 13 第四密度圖案區 201245822 B 光源收容部 L1 光線 14

Claims (1)

1. 201245822 七、申請專利範圍： 1. -種背光單元具有-表面及與其相對的另—表面且包括： . 一導光之光學板； • 一光源收谷部形成在該光學板之該表面之-邊緣；以及 -印刷電路板’其巾安裝—絲嵌人至該光源收容部， 且其中至>部㈣表面、該另—表面、該光源、及該印刷電 路板分別彼此部份重疊。 2·如申清專利細f 1項所述之背光單元，其中該光源收容部 包含至少-光源收容凹槽形成在該表面的一側或雙侧。 3. 如申請專利顧第丨項所述之f光單元，其帽絲收容部 包含-收容溝槽，其形成在該表面之—側或雙側且具有一階 梯式收谷線之結構。 4. 如申請專利範圍第3項所述之背料元，其中該收容線可實 施為-結構，其中包含該收容線之該下方階梯狀部分為開 放。 5. 如申專她’丨項所述之背光單元，其中該㈣收容部 具有至少-光源收容凹_成在該表面的—減，且形 成該印刷電路板可嵌人至的該第二凹陷賴至定厚度在 該光源收容凹槽的周圍區域。 6·如申請專概圍第丨項所述之背光料，其中該印刷電路板 被分隔且置於-包含至少—光源的單元基板。 •如申明專她圍第6項所述之背光單元，其中減源為一侧 發光型。 15 201245822 δ.如申請專利翻们項所述之f光單元，其t包括一空氣間 隔介於該光源收容部的光入射平面與該光源之間。 • 9.如帽專利翻第8項所述之背解元，財該空氣間隔為 0. ΟΟΙμιη 至 5 mm。 .10·如申請專利範圍第8項所述之背光單元，其中控制該發光二 極體發光分佈之-光學_包括在絲面或該另—表面，其 中一凹紋結構的-光學_形成在該表面，及—凸紋結構的 一光學圖案形成該另一表面。 Π·如申請專利範，0項所述之背光料，其卜凹紋結構的 該先學_具有該第—歧_區及具有_密度高於該第 一f度圖魏賴第二密度，且該第-密賴案區排 列罪近該光源的一光出射面。 I2·如申請專利細第11項所述之背光較，其中-凹紋結構的 =學圖案具有一凹紋結構的多角錐圖案或半球形圖案在該 光子板之該表面之一内方向。 13·如申請專利範圍第1G項所述之背光單元，其中—凸紋結構的 =先學圖案具有該第三密度圖案區以及具有圖案密度高於該 第二讀圖案區之該第四密度圖案區，且該第四密度圖案區 排列至靠近該光源的一光射出面。 請專利_第13項所述之背光單元，其卜凸紋結構的 以先學_藉由彼此重疊或分隔該凸紋結構的大量突出圖案 而形成。 16 201245822 15.如申請專利範圍第13項所述之背光單元，其中該凸紋結構的 突出圖案為多角錐圖案或半球形圖案。 17