TW201407240A - 背光模組、液晶顯示裝置及光源模組 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種背光模組、液晶顯示裝置及光源模組。背光模組包括至少二點光源、導光元件及光擴散元件，該光擴散元件包括多個擴散粒子，靠近該至少二點光源的擴散粒子的體積小於遠離該至少二點光源的擴散粒子的體積，靠近該至少二點光源的擴散粒子的分佈密度大於遠離該至少二點光源的擴散粒子的分佈密度，該至少二點光源產生的光線由靠近該至少二點光源的擴散粒子的擴散，再由遠離該至少二點光源的擴散粒子的擴散後由該導光元件射出。

Description

背光模組、液晶顯示裝置及光源模組

本發明涉及一種背光模組、液晶顯示裝置及光源模組。

現有的背光模組通常包括一導光元件以及設置在導光元件一側的光源。所述光源出於節能環保的考慮大多採用了發光二極體。然而，因所述發光二極體發出的光線指向性較強，在二相鄰的發光二極體間距較大時容易在導光元件的入光側形成多個明顯的“亮點”(hot spot)。因此，在設置框架結構時需要於靠近導光元件入光側的位置處預留出用於遮擋亮點區域及光源區域的邊框。較寬的邊框所佔用的整個背光模組的區域較大，不能迎合消費者對背光模組及液晶顯示模組窄邊框的需求。

有鑒於此，有必要提供一種邊框區域較窄的背光模組。

有鑒於此，還有必要提供一種使用上述背光模組的液晶顯示裝置。

更有必要提供一種擴散效果較好的光源模組。

一種背光模組，其包括至少二點光源及導光元件，該導光元件接收該至少二點光源發出的光，該背光模組還包括光擴散元件，該光擴散元件包括多個擴散粒子，靠近該至少二點光源的擴散粒子的體積小於遠離該至少二點光源的擴散粒子的體積，靠近該至少二點光源的擴散粒子的分佈密度大於遠離該至少二點光源的擴散粒子的分佈密度，該至少二點光源產生的光線由靠近該至少二點光源的擴散粒子的擴散，再由遠離該至少二點光源的擴散粒子的擴散後由該導光元件射出。

一種液晶顯示裝置，其包括一液晶面板及相鄰該液晶面板且為該液晶面板提供光源的背光模組。該背光模組包括至少二點光源及導光元件，該導光元件接收該至少二點光源發出的光，該背光模組還包括光擴散元件，該光擴散元件包括多個擴散粒子，靠近該至少二點光源的擴散粒子的體積小於遠離該至少二點光源的擴散粒子的體積，靠近該至少二點光源的擴散粒子的分佈密度大於遠離該至少二點光源的擴散粒子的分佈密度，該至少二點光源產生的光線由靠近該至少二點光源的擴散粒子的擴散，再由遠離該至少二點光源的擴散粒子的擴散後由該導光元件射出。

一種光源模組，其包括至少二點光源與光擴散元件，該光擴散元件包括第一光擴散層及第二光擴散層，該第一光擴散層和第二光擴散層內設置擴散粒子，該第一光擴散層相較於第二光擴散層更靠近該至少二點光源，該第一光擴散層內的擴散粒子的體積小於第二光擴散層內的擴散粒子的體積，該第一光擴散層內的擴散粒子的分佈密度大於第二光擴散層內的擴散粒子的分佈密度，該至少二點光源產生的光線經由靠近該至少二點光源的擴散粒子的擴散，再由遠離該至少二點光源的擴散粒子的擴散後由該導光元件射出。

相較習知技術，上述背光模組的光擴散元件具有擴散粒子，光經過擴散粒子的散射後擴大了傳播的角度，從而達到擴散的作用，縮短了相鄰二點光源所發出的光能夠混合的混光距離，可令背光模組及液晶顯示裝置的邊框明顯變窄，滿足消費者需求。此外，上述光源模組具有光擴散元件，出光較為均勻。

請參閱圖1與圖2。該液晶顯示裝置2包括液晶面板22與背光模組23。該背光模組23相鄰該液晶面板22且為該液晶面板22提供背光。

該背光模組23包括膠框25、光學膜片組24、導光元件26、光源27、反射結構28及光擴散元件29。

該導光元件26與該光擴散元件29配合用於將該光源27發出的光轉化為平面光出射。該導光元件26包括一頂面260、與該頂面260相對設置的底面263及位於導光元件26一側且分別與頂面260及底面263相連接的入光面265。該光學膜片組24設置在該頂面260一側，該反射結構28設置在該導光元件26的底面263一側，該光擴散元件29設置於該入光面265上，該光源27設置於該光擴散元件29的與導光元件26相對的另一側。

該光源27包括電路板271及設置於該電路板271上的至少二點光源272。每一該點光源272具有一發光面273，點光源272產生的光線通過該發光面273出射。該電路板271為該點光源272供電。

該反射結構28用於反射該導光元件26、光擴散元件29及光源27的漏光而提高光的利用率，該反射結構28在本實施方式中為反射片。

該光擴散元件29為透光材料形成，其包括由光源27至入光面265方向依序設置的第一光擴散層291、第二光擴散層293及第三光擴散層295。該第一光擴散層291的遠離該第二光擴散層293的表面作為該光擴散元件29的光入射面296，該第三光擴散層295的遠離該第二光擴散層293的表面作為該光擴散元件29的光出射面299，即在本實施方式中，該光擴散元件29的光入射面296與光出射面299分設於該光擴散元件29的相對二側。該光入射面296用於接收該光源27發出的光，該光出射面299用於將光擴散元件29接收的光傳遞至導光元件26。其中，該第一光擴散層291的折射率n1、第二光擴散層293的折射率n2及第三光擴散層295的折射率n3符合如下關係：n1>n2>n3。同時，該第三光擴散層295的折射率n3的折射率要大於該導光元件26的折射率。具體地，該光擴散元件29各層的材料可選擇聚苯乙烯(Polystyrene, PS)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate, PMMA)或環氧樹脂Epoxy resins等高透光性材料。該光擴散元件29可與該導光元件26為分體結構也可以利用雙料成型等技術結合成為一體結構。該第一光擴散層291、第二光擴散層293及第三光擴散層295之間可以是分體結構，也可以利用雙料成型等技術結合成為一體結構。可以理解地，該光擴散元件29包括的層數可根據實際需要變化，如採用二層膜狀結構、或者四層膜狀結構或者更多層膜狀結構的設置方式。

此外，該第一光擴散層291、第二光擴散層293及第三光擴散層295中均設置有擴散粒子298，用以改變光的傳播路徑。該擴散粒子298可以選用折射率小於其所在的基材介質折射率的透光材料。例如，PS的折射率小於PC的折射率，而PC的折射率約等於PMMA的折射率，則若基材，如第一光擴散層291選用PMMA或者PC時，擴散粒子298可選用PS。進一步地，設置於不同擴散層上的擴散粒子298的體積與分佈密度也不同。靠近光源27的第一光擴散層291內擴散粒子298的粒徑/體積最小，密度最大；遠離光源27的第三光擴散層295內擴散粒子298的粒徑/體積最大，密度最小。即從光源27一側至導光元件26的入光面265方向，擴散粒子298的粒徑/體積逐漸變大，而分佈密度逐漸變小。如此能增加光線打中擴散粒子298反射之機率，而增加光線發散之效果。

此外，請一併參閱圖3，在本實施方式中，該第一光擴散層291與第二光擴散層293的交界面、第二光擴散層293與第三光擴散層295的交界面，以及第三光擴散層295與導光元件26的入光面265的交界面上可設置微結構290，用於將入射光進一步的擴散傳播。具體地，該微結構290的形狀可採用V型槽、圓柱型槽、圓錐狀槽、半球形槽等結構，可以理解地，槽是根據所設置的面向內部凹入而定義的，上述各形狀也可以定義為在所設置的面向外凸出而成的V型凸起、圓柱型凸起、圓錐狀凸起、半球形凸起等結構或者上述各結構的一種或者幾種的混合。其立體設置方式可參考圖3所示內容。圖3中以平行設置的V型槽為例展現於交界面上設置的微結構的排列及分佈情況。

該膠框25為中空的框架，該膠框25包括第一側板251、第二側板252、第三側板253及第四側板254。該第一側板251、第二側板252、第三側板253及第四側板254依次首尾相接形成一環形結構。該第一側板251、第二側板252、第三側板253及該第四側板254的內側向該膠框25的中心共同延伸一支撐板255，以將膠框25圍成的收容空間劃分為兩個，第一收容空間用於承載該液晶面板22，第二收容空間用於收容該背光模組23的其他元件。該第四側板254延伸的支撐板255的寬度較寬，用於遮擋該光擴散元件29與該光源27。該第四側板254延伸的支撐板255的寬度指的是自該第四側板254到該支撐板255位於該膠框25內側的邊緣的距離。

組裝時，將該導光元件26的底面263設置於該反射結構28上，該光擴散元件29一體成型於該導光元件26上，其中，該光出射面299貼附於該導光元件26的入光面265。該光源27設置於該光擴散元件29的光入射面296一側，且發光面273面對該光入射面296。該光學膜片組24設置於該導光元件26的頂面260上。設置該光學膜片組24、導光元件26、光擴散元件29及光源27於該膠框25的內側以便收容。該支撐板255搭設於該導光元件26的頂面260上。該液晶面板22設置於該支撐板255上。

該光源27發出的光線經由光入射面296進入該光擴散元件29內，經由該第一光擴散層291及擴散粒子298、第二光擴散層293及擴散粒子298、第三光擴散層295及擴散粒子298的折射後由該光出射面299射入該入光面265，進入該導光元件26，並由導光元件26底面263的反射結構28的反射下由頂面260出射。

由於在擴散粒子298的多次擴散下，相鄰的二點光源272發出的光自點光源272出射後能夠較快地交疊混合，使明顯的“亮點”區域變小。同時，由於靠近光源27處光線之指向性強，所以使用粒徑/體積小且分佈密度較大的擴散粒子298，增加光線打中擴散粒子298而反射的次數，因而增加光線發散之效果。光線經多層的傳播後光線之指向性已減弱，故可使用粒徑/體積較大且分佈密度較小的的擴散粒子298，使光源擴散更均勻。進一步地，第一光擴散層291的折射率n1、第二光擴散層293的折射率n2及第三光擴散層295的折射率n3符合如下關係：n1>n2>n3，且該第三光擴散層295的折射率n3的折射率要大於該導光元件26的折射率。因此，光在各層膜的交界面位置多次的折射而擴大了傳播的角度，從而達到擴散的作用，縮短了相鄰二點光源272之間的混光距離。則作為遮蔽出光效果不理想區域的第四側板254的支撐板255的寬度可明顯變窄，令背光模組23及應用該背光模組23的液晶顯示裝置2的邊框區域變窄，滿足消費者需求。

此外，在本發明的其他實施方式中，該第一光擴散層291、第二光擴散層293及第三光擴散層295可以採用相同的材料，則不難理解，在第一光擴散層291、第二光擴散層293及第三光擴散層295的交界面上無折射的發生。進一步地，該光擴散元件29的折射率大於導光元件26，則在二者的交界面上會有折射的發生，再次，當光擴散元件29的折射率等於導光元件26的折射率時，光擴散元件29的擴散粒子298可起到將光打散的作用。更進一步地，該擴散粒子可直接設置於該導光元件26中，其體積大小與分佈規律也為靠近光源27的區域中體積較小，密度較大，而遠離光源27的區域中體積越大，密度越小。

在本發明的另一實施例中(沿用上述標號)，背光模組23包括光源模組(未標示)，光源模組包括至少二點光源272與光擴散元件29。該光擴散元件29包括第一光擴散層291及第二光擴散層293。該第一光擴散層291和第二光擴散層293內設置擴散粒子298。該第一光擴散層291相較於第二光擴散層293更靠近該至少二點光源272。該第一光擴散層291內的擴散粒子298的體積小於第二光擴散層293內的擴散粒子298的體積。該第一光擴散層291內的擴散粒子298的分佈密度大於第二光擴散層293內的擴散粒子298的分佈密度。該至少二點光源272產生的光線經由第一光擴散層291的擴散粒子298的擴散，再由第二光擴散層293的擴散粒子298的擴散後射出。可變更地，該第一光擴散層291的折射率大於第二光擴散層293的折射率。該擴散粒子298為透光材料，該第一光擴散層291內擴散粒子298的折射率小於其所在的第一光擴散層291介質的折射率，該第二光擴散層293內擴散粒子298的折射率小於其所在的第二光擴散層293介質的折射率。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

2．．．液晶顯示裝置

22．．．液晶面板

23．．．背光模組

25．．．膠框

24．．．光學膜片組

26．．．導光元件

27．．．光源

28．．．反射結構

29．．．光擴散元件

290．．．微結構

291．．．第一光擴散層

293．．．第二光擴散層

295．．．第三光擴散層

296．．．光入射面

298．．．擴散粒子

299．．．光出射面

251．．．第一側板

252．．．第二側板

253．．．第三側板

254．．．第四側板

255．．．支撐板

260．．．頂面

263．．．底面

265．．．入光面

271．．．電路板

272．．．點光源

273．．．發光面

圖1為本發明的液晶顯示裝置一實施方式的立體分解示意圖。

圖2為圖1中液晶顯示裝置的導光元件、光擴散元件及光源的平面示意圖。

圖3為圖2中光擴散元件的中第一光擴散層與第二光擴散層的部分立體示意圖。

26．．．導光元件

29．．．光擴散元件

291．．．第一光擴散層

293．．．第二光擴散層

295．．．第三光擴散層

296．．．光入射面

298．．．擴散粒子

299．．．光出射面

260．．．頂面

265．．．入光面

273．．．發光面

Claims (10)

1. 一種背光模組，其包括至少二點光源及導光元件，該導光元件接收該至少二點光源發出的光，其中，該背光模組還包括光擴散元件，該光擴散元件包括多個擴散粒子，靠近該至少二點光源的擴散粒子的體積小於遠離該至少二點光源的擴散粒子的體積，靠近該至少二點光源的擴散粒子的分佈密度大於遠離該至少二點光源的擴散粒子的分佈密度，該至少二點光源產生的光線由靠近該至少二點光源的擴散粒子的擴散，再由遠離該至少二點光源的擴散粒子的擴散後由該導光元件射出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該光擴散元件包括第一光擴散層及第二光擴散層，該擴散粒子設置在第一光擴散層和第二光擴散層內，該第一光擴散層的遠離該第二光擴散層的表面作為該光擴散元件的光入射面，該第二光擴散層的遠離該第一光擴散層的表面作為該光擴散元件的光出射面，該第一光擴散層內的擴散粒子的體積小於第二光擴散層內的擴散粒子的體積，該第一光擴散層內的擴散粒子的分佈密度大於第二光擴散層內的擴散粒子的分佈密度，該至少二點光源產生的光線經由該光入射面進入該光擴散元件內，經由該光擴散層內的擴散粒子的擴散後由該導光元件射出。
3. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中，該擴散粒子為透光材料，該第一光擴散層內擴散粒子的折射率小於其所在的第一光擴散層介質的折射率，該第二光擴散層內擴散粒子的折射率小於其所在的第二光擴散層介質的折射率。
4. 如申請專利範圍第3項所述之背光模組，其中，該第一光擴散層的折射率大於該第二光擴散層的折射率，該第二光擴散層的折射率大於該導光元件的折射率。
5. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中，該第一光擴散層的折射率與該第二光擴散層的折射率相同，該光擴散元件的折射率大於該導光元件的折射率。
6. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中，該第一光擴散層的折射率、該第二光擴散層的折射率及該導光元件的折射率三者相同。
7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該背光模組還包括用於收容該至少二點光源、導光元件及光擴散元件的膠框，該膠框包括第一側板、第二側板、第三側板及第四側板，該第一側板、第二側板、第三側板及第四側板依次首尾相接形成一環形結構，該第一側板、第二側板、第三側板及該第四側板的內側向該膠框的中心共同延伸一支撐板，以將膠框圍成的收容空間劃分為兩個部分，該第四側板的支撐板遮擋該光擴散元件與該至少二點光源。
8. 一種液晶顯示裝置，其包括一液晶面板及相鄰該液晶面板且為該液晶面板提供光源的背光模組，其中，該背光模組是申請專利範圍第1至7項中任一項所述的背光模組。
9. 一種光源模組，其中，該光源模組包括至少二點光源與光擴散元件，該光擴散元件包括第一光擴散層及第二光擴散層，該第一光擴散層和第二光擴散層內設置擴散粒子，該第一光擴散層相較於第二光擴散層更靠近該至少二點光源，該第一光擴散層內的擴散粒子的體積小於第二光擴散層內的擴散粒子的體積，該第一光擴散層內的擴散粒子的分佈密度大於第二光擴散層內的擴散粒子的分佈密度，該至少二點光源產生的光線經由靠近該至少二點光源的擴散粒子的擴散，再由遠離該至少二點光源的擴散粒子的擴散後射出。
10. 如申請專利範圍第9項所述之光源模組，其中，第一光擴散層的折射率大於第二光擴散層的折射率，該擴散粒子為透光材料，該第一光擴散層內擴散粒子的折射率小於其所在的第一光擴散層介質的折射率，該第二光擴散層內擴散粒子的折射率小於其所在的第二光擴散層介質的折射率。