TWI396012B - 背光模組及具有其之顯示器 - Google Patents

Description

背光模組及具有其之顯示器

本發明是有關於一種面光源裝置，且特別是有關於一種背光模組及具有此背光模組的顯示器。

隨著平面顯示技術的進步加上平面顯示器具有重量輕、體積小及省電等優點，平面顯示器已愈來愈普及。常見的平面顯示器有液晶顯示器、電漿顯示器(plaama diaplay panel,PDP)、有機發光二極體顯示器(organic light emitting diode display,OLED display)以及電泳顯示器(electrophoretic display,EPD)等，其中又以液晶顯示器的普及率最高。

液晶顯示器包括液晶顯示面板(LCD panel)與背光模組，其中背光模組是用以提供面光源至液晶顯示面板。傳統的背光模組係使用冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorecent lamp,CCFL)作為發光源，但使用冷陰極螢光燈管會使液晶顯示器的薄型化受到限制。因此，具有輕薄、省電、無汞等節能與環保特性的發光二極體(light emitting diode,LED)已被逐漸廣泛地應用於背光模組中。

圖1是習知一種使用發光二極體的直下式背光模組的示意圖。請參照圖1，習知直下式背光模組100包括背板110、多個發光二極體120以及擴散板130，其中發光二極體120呈陣列排列於背板110，且發光二極體120的發光面122朝向擴散板130。發光二極體120用以提供光線124至擴散板130，而擴散板130用以將光線124轉換成面光源。

由於發光二極體120所提供的光線124具有高指向性，導致擴散板130之位於發光二極體120正上方的區域較亮，造成面光源的均勻度不佳。圖2A顯示習知使用發光二極體的直下式背光模組所提供的面光源之圖形，而圖2B是沿著圖2A中的直線L1與直線L2的亮度模擬值。此模擬值是在發光二極體120之間的間距為28毫米(millimeter)，且背板110與擴散板130之間的間距為8毫米的條件下所得到的。從圖2A中可看出，面光源102具有多個明顯的圓形亮區103，而這些圓形亮區103產生的位置是與發光二極體的位置相對應。從圖2B可看出，面光源102之圓形亮區103的照度皆高於1250瓦/平方公尺(W/m² )，而位於圓形亮區103之間的暗區104的照度皆低於500W/m² 。

一般而言，計算面光源的均勻度是以面光源之最小照度除以最大照度。在圖2B中，面光源102之最小照度約為450W/m² ，而最大照度約為1440W/m² 。換言之，通過擴散板130後的面光源102之均勻度約為31%，所以面光源102的均勻度不佳。

為了改善面光源102的均勻度需增加導光板130與發光二極體120之間的距離以增加光線124的混光距離，或是增加發光二極體120的數量。然而，增加導光板130與發光二極體120之間的距離會使直下式背光模組100的厚度變厚。另一方面，由於發光二極體120提供的光線124具有高指向性，即使大幅增加發光二極體120的數量，仍無法有效提高面光源102的均勻度。況且，增加發光二極體120的數量不僅會提高直下式背光模組100的生產成本，還會增加直下式背光模組100的耗電量。

本發明提供一種背光模組，以達到厚度薄且省電的優點。

本發明另提供一種顯示器，以達到厚度薄且省電的優點。

為達上述優點，本發明提出一種背光模組，其包括背板、多個光源組以及多個導光元件。光源組間隔配置於背板上，且每一光源組包括多個點光源。導光元件配置於背板上，且分別位於光源組旁。每一導光元件沿著預定方向延伸，且具有底面、第一反射面與第二反射面。底面朝向背板，第一反射面從底面延伸至對應之光源組的點光源上方，且第一反射面為曲面。第二反射面連接於底面與第一反射面之間。每一光源組的點光源的發光面朝向對應的導光元件的第一反射面。

在本發明的一實施例中，上述之每一光源組為線光源，且每一光源組的點光源係沿預定方向排列。

在本發明的一實施例中，上述之光源組共用一個基板，而光源組的點光源配置於此基板上。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組更包括配置於基板上的反射片。

在本發明的一實施例中，上述這些光源組包括配置於背板上的多個基板，且每一基板用於承載部分光源組。此外，背光模組例如更包括分別配置於基板上的多個反射片。

在本發明的一實施例中，上述之每一導光元件包括基材及包覆部分基材的至少一反射片，而第一反射面與第二反射面為反射片的表面。

在本發明的一實施例中，上述之反射片包括白反射片或銀反射片。

在本發明的一實施例中，上述之銀反射片由金屬製成或是由多層膜堆疊而成。

在本發明的一實施例中，上述之每一導光元件由高反射材料製成，而高反射材料的反射率大於或等於70%。

在本發明的一實施例中，上述之每一導光元件的底面設有固定銷，而固定銷係卡合於背板。

在本發明的一實施例中，上述之每一導光元件透過鎖固件而鎖固於背板。

在本發明的一實施例中，上述之點光源包括發光二極體。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組更包括與背板相對的擴散板，且光源組及導光元件配置於擴散板與背板之間。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組更包括與擴散板之出光面相對的至少一光學膜。

為達上述優點，本發明另提出一種顯示器，其包含顯示面板以及上述之背光模組。

在本發明之一實施例中，上述之顯示面板包含液晶顯示面板、可撓式顯示面板或觸控面板。

在本發明之背光模組中，導光元件的第一反射面與第二反射面可反射點光源提供的光線，使光線能均勻分佈，所以能在不增加背光模組的厚度及不增加點光源數量的情況下，提升背光模組所提供之面光源的均勻度。如此，可使本發明之背光模組及使用其之顯示器具有厚度薄且省電的優點。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖3是本發明一實施例之一種顯示器的示意圖，而圖4是圖3中背光模組的部分構件之立體示意圖。請參照圖3與圖4，本實施例之顯示器300包括顯示面板310及背光模組200，其中背光模組200係配置於顯示面板310的一側，以提供面光源至顯示面板310。此顯示面板310可為液晶顯示面板、可撓式顯示面板或觸控面板，但不以此為限。

上述之背光模組200包括背板210、多個光源組220以及多個導光元件230。光源組220間隔配置於背板210上，且每一光源組220包括多個點光源222。導光元件230配置於背板210上，且分別位於光源組220旁。換言之，每一導光元件230對應於一個光源組220。此外，每一導光元件230沿著預定方向D延伸，且具有底面232、第一反射面234與第二反射面236。底面232朝向背板210，第一反射面234從底面232延伸至對應之光源組220的點光源222上方，且第一反射面234為曲面。第二反射面236連接於底面232與第一反射面234之間。每一光源組220的點光源222的發光面223朝向對應的導光元件230的第一反射面234。

上述之背光模組200中，每一光源組220例如為線光源，且每一光源組220的點光源222係沿預定方向D排列。也就是說，所述之線光源包括沿直線排列的多個點光源222。這些點光源222可為發光二極體，但不以此為限。此外，上述這些光源組220例如是共用一個基板224，而這些光源組220的點光源222皆配置於此基板224上。

上述之每一導光元件230例如包括基材231及包覆部分基材231的至少一反射片233，而上述之第一反射面234與第二反射面236例如為反射片233的表面。在本實施例中，反射片233並未包覆底面232。此外，上述之反射片233可為白反射片或銀反射片，但不以此為限。銀反射片可由金屬製成或是由多層膜堆疊而成。具體而言，由多層膜堆疊而成的銀反射片例如是由折射率不同的兩種高分子膜堆疊而成。另外，在另一實施例中，導光元件230亦可直接由高反射材料製成，而不需另外使用反射片233。上述之高反射材料的反射率例如是大於或等於70%。

本實施例之背光模組200可更包括配置於基板224上的反射片240。與上述之反射片233相似，反射片240可為白反射片或銀反射片，但不以此為限。此外，背光模組200可更包括與背板210相對的擴散板250，且光源組220及導光元件230是配置於擴散板250與背板210之間。另外，背光模組200可更包括與擴散板250之出光面252相對的至少一光學膜260。光學膜260可為擴散膜、增亮膜等。

在本實施例中，由於導光元件230的第一反射面234延伸至對應之光源組220的點光源222上方，所以點光源222所提供的光線225會被第一反射面234反射，而不會直接傳遞至位於點光源222正上方的擴散板250。如此，可防止擴散板250之位於點光源222正上方的區域過亮。此外，反射片240及導光元件230之第二反射面236可用以反射被第一反射面234反射的光線225。使光線225能均勻地傳遞至擴散板250，如此擴散板250能將光線225轉換成均勻度較佳的面光源。另外，藉由設於基板210與擴散板250之間的導光元件230及反射片240來反射光線225，可增加光線225傳遞至擴散板250的路徑總長，使光線225在傳遞至擴散板250前能均勻混光。如此，基板210與擴散板250之間的間距可以減少，以使本實施例之背光模組200能達到厚度薄的優點。再者，本實施例藉由將點光源222轉換成較大範圍的面光源，可減少點光源222的使用量，所以能降低耗電量，進而達到省電的優點。

圖5A顯示圖3之背光模組所提供的面光源之圖形，而圖5B是沿著圖5A中的直線L3與直線L4的亮度模擬值。此模擬值是在使用圖1之發光二極體120作為點光源222，而點光源222之間的間距為28毫米，且背板210與擴散板250之間的間距為8毫米的條件下所得到的模擬值。從圖5A中可看出本實施例之背光模組200所提供的面光源202在通過擴散板250後就不會有明顯的圓形亮區。此外，比較圖2B與圖5B可知，在相同的條件下，本實施例之背光模組200因設有導光元件230，所以使能使面光源202的最大照度與最小照度的差距明顯減少。

更詳細地說，在圖5B中，面光源202之最小照度約為520W/m² ，而最大照度約為725W/m² 。換言之，面光源202的均勻度約為72%。相較於習知技術中通過擴散板130之面光源102的均勻度僅為31%，在本實施例中，通過擴散板250之面光源202的均勻度已大幅提升至72%。如此，再藉由光學膜260來進一步均勻化面光源202，即可使面光源202之均勻度符合需求。因此，本實施例之背光模組200確實能提供均勻度較佳且符合需求的面光源。

承上述，由於背光模組200除了能提供均勻度良好的面光源外，還具有厚度薄及省電的優點，所以能讓使用此背光模組200的顯示器300具有顯示品質佳、厚度薄且省電的優點。

圖6是本發明另一實施例之背光模組的立體示意圖。請參照圖6，本實施例之背光模組200a與上述之背光模組200的結構與優點相似，差別處在於本實施例之背光模組的這些光源組220a包括配置於背板210上的多個基板224a，且每一基板224a用於承載部分光源組220a。更詳細地說，在本實施例中，部分光源組220a共用一個基板224a，以形成一個光源單元225，而背板210上設有多個光源單元225。在圖6中是以兩個光源組220a組成一個光源單元225為例，但本發明不限定光源單元225的光源組220a之數量。本實施例可藉由多個光源單元225的排列來製作更大尺寸的背光模組。此外，與上述之背光模組200相似，本實施例之每一基板224a上可貼覆有一片反射片240。

圖7是本發明另一實施例之背光模組的示意圖。請參照圖7，本實施例之背光模組200b與上述之背光模組200相似，差別處在於本實施例之背光模組200b的每一導光元件230b的底面232設有固定銷238，且固定銷238係卡合於背板210。具體而言，背板210設有多個第一貫孔212，而基板224設有對應這些第一貫孔212的第二貫孔227。固定銷238是穿過對應的第一貫孔212與第二貫孔227而卡合於背板210。本實施例藉由固定銷238來將導光元件230固定於背板210，所以能使導光元件230b具有易於拆裝的優點。

圖8是本發明另一實施例之背光模組的示意圖。請參照圖8，本實施例之背光模組200c與上述之背光模組200b相似，差別處在於本實施例之背光模組200c係藉由鎖固件270將導光元件230c鎖固於背板210。具體而言，導光元件230c設有鎖固孔239，而背板210的第一貫孔212與基板224的第二貫孔227例如皆為鎖固孔，鎖固件270係穿設於相對應的鎖固孔239、第一貫孔212與第二貫孔227中，以將導光元件230c鎖固於背板210。鎖固件270例如是螺絲，但不以此為限。此外，導光元件230c的第二反射面236例如是反射片的表面，也就是說，本實施例係藉由反射片來遮蓋鎖固孔239。本實施例藉由鎖固件270來將導光元件230c固定於背板210，所以能使導光元件230c具有易於拆裝的優點。

需注意的是，圖3之顯示器300的背光模組200可更換為上述之背光模組200a、200b、200c其中之一。

綜上所述，在本發明之背光模組中，導光元件的第一反射面延伸至對應之光源組的點光源上方，所以能防止點光源正上方的區域過亮。此外，第一反射面與第二反射面可反射點光源提供的光線，使光線能均勻分佈，所以能在不增加背光模組的厚度及不增加點光源數量的情況下，提升背光模組所提供之面光源的均勻度。因此，本發明之背光模組不僅能提供均勻度良好的面光源，還具有厚度薄且省電的優點。如此，使用此背光模組的顯示器可具有顯示品質佳、厚度薄且省電的優點。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．直下式背光模組

102．．．面光源

103．．．圓形亮區

104．．．暗區

110．．．背板

120．．．發光二極體

122．．．發光面

124．．．光線

130．．．擴散板

200、200a、200b、200c．．．背光模組

202．．．面光源

210．．．背板

212．．．第一貫孔

220、220a．．．光源組

222．．．點光源

223．．．發光面

224、224a．．．基板

225．．．光線

227．．．第二貫孔

230、230b、230c．．．導光元件

231．．．基材

232．．．底面

233、240．．．反射片

234．．．第一反射面

236．．．第二反射面

238．．．固定銷

239．．．鎖固孔

250．．．擴散板

252．．．出光面

260．．．光學膜

270．．．鎖固件

300．．．顯示器

310．．．顯示面板

圖1是習知一種使用發光二極體的直下式背光模組的示意圖。

圖2A顯示習知使用發光二極體的直下式背光模組所提供的面光源之圖形。

圖2B是沿著圖2A中的直線L1與直線L2的照度模擬值。

圖3是本發明一實施例之一種顯示器的示意圖。

圖4是圖3中背光模組的部分構件之立體示意圖。

圖5A顯示圖3之背光模組所提供的面光源之圖形。

圖5B是沿著圖5A中的直線L3與直線L4的照度模擬值。

圖6是本發明另一實施例之背光模組的立體示意圖。

圖7是本發明另一實施例之背光模組的示意圖。

圖8是本發明另一實施例之背光模組的示意圖。

200．．．背光模組

210．．．背板

220．．．光源組

222．．．點光源

223．．．發光面

224．．．基板

225．．．光線

230．．．導光元件

232．．．底面

234．．．第一反射面

236．．．第二反射面

250．．．擴散板

252．．．出光面

260．．．光學膜

300．．．顯示器

310．．．顯示面板

Claims (18)

1. 一種背光模組，包括：一背板；多個光源組，間隔配置於該背板上，每一光源組包括多個點光源；以及多個導光元件，配置於該背板上，且分別位於該些光源組旁，每一導光元件沿著一預定方向延伸，且具有一底面、一第一反射面與一第二反射面，該底面朝向該背板，該第一反射面從該底面延伸至對應之該光源組的該些點光源上方，且該第一反射面為曲面，該第二反射面連接於該底面與該第一反射面之間，其中每一光源組的該些點光源的發光面朝向對應的該導光元件的該第一反射面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中每一光源組為一線光源，且每一光源組的該些點光源係沿該預定方向排列。
3. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該線光源包括沿直線排列的多個點光源。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些光源組共用一基板，而該些光源組的該些點光源配置於該基板上。
5. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，更包括一反射片，配置於該基板上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些光源組包括多個基板，配置於該背板上，且每一基板用於承載部分該些光源組。
7. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，更包括多個反射片，分別配置於該基板上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中每一導光元件包括一基材及包覆部分該基材的至少一反射片，而該第一反射面與該第二反射面為該反射片的表面。
9. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該反射片包括白反射片或銀反射片。
10. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該銀反射片由金屬製成或是由多層膜堆疊而成。
11. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該每一導光元件由高反射材料製成，該高反射材料的反射率大於或等於70%。
12. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中每一導光元件的該底面設有一固定銷，而該固定銷係卡合於該背板。
13. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中每一導光元件透過一鎖固件而鎖固於該背板。
14. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些點光源包括發光二極體。
15. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一擴散板，與該背板相對，且該些光源組及該些導光元件配置於該擴散板與該背板之間。
16. 如申請專利範圍第15項所述之背光模組，更包括至少一光學膜，與該擴散板之一出光面相對。
17. 一種顯示器，包含：一顯示面板；以及一如申請專利範圍第1項所述之背光模組。
18. 如申請專利範圍第17項所述之顯示器，其中該顯示面板包含液晶顯示面板、可撓式顯示面板或觸控面板。