TWI418897B - 背光模組及使用該背光模組之顯示裝置及電子裝置 - Google Patents

Description

背光模組及使用該背光模組之顯示裝置及電子裝置

本發明的領域涉及一種背光模組，特別是一種適用於顯示裝置及電子裝置之背光模組。

液晶顯示器屬於台灣重點發展工業之一，隨著價格不斷地下降，近幾年來已逐漸取代傳統陰極射線管顯示器而成為市面上顯示器的主流。無論是筆記型電腦、行動電話、個人電腦螢幕乃至於家用電視等，液晶顯示器可說已完全走入人類的生活之中。而由於液晶分子本身無法發光的特性，因此液晶顯示器除了液晶面板外，尚須仰賴背光模組提供光源，方能達到顯示的作用。

早期背光模組係使用冷陰極螢光管(CCFL)作為發光光源，且係將光源設置於液晶面板的正下方，即所謂直下式的背光模組。但由於近年來環保意識抬頭以及電子產品薄型化的趨勢，含有汞的冷陰極螢光管已逐漸被發光二極體(LED)所取代，同時為了使液晶顯示器薄型化，背光模組的光源亦從下方改設置於側邊，再藉由導光板將自側邊入射的光線轉向並形成面光源而供液晶面板所用，此即所謂側光式的背光模組。

請參照第1圖，為習知技術示意圖，習知的背光模組1中，發光元件12係直接貼合導光板11之第一入光面111以避免光耗損，且每一發光元件12均具有特定的投射範圍121。然而，由於投射範圍121在第一入光面111附近並沒有交集，因此為了避免顯示器之顯示區產生明顯亮度不均的現象，導光板12的尺寸必須加大，以使顯示區的正下方不會出現暗區15。而為了縮小暗區15的範圍，相鄰發光元件12的間距也必須在合理範圍內盡可能地靠近，如此方不致過度加大導光板11的面積而節省導光板11的材料成本。

因此，習知之背光模組1必須使用較大的導光板11以及較多的發光元件12，除了消耗較多的電能以及花費較高的材料成本外，也有礙於顯示器的薄型化設計。

有鑑於此，本發明提出一種背光模組，適用於具有一顯示區之顯示器，本背光模組包含導光板以及第一數量之發光元件。其中，導光板具有第一入光面，而第一入光面具有第一長度；此外，每一發光元件具有特定之投射範圍，且其係以第一間距間隔設置在距第一入光面第一距離處。而第一間距即為第一長度和第一數量的比值，其大小係介於8至40之間，同時任二相鄰之發光元件之投射範圍所未交集的區域係位於顯示器之顯示區外。

本發明亦提出一種顯示裝置，包含顯示區與前述背光模組，其中背光模組係設置於顯示區的下方。此外，本發明亦進一步提出一種電子裝置，包含本體、顯示部以及前述背光模組，其中本體包含鍵盤與主機板；顯示部係電連接於本體而可顯示本體所產生的資訊於一顯示區中；而背光模組係設置於顯示部中且設於顯示區下方。

有別於傳統背光模組係直接將發光元件貼合導光板之入光面，本發明藉由增加發光元件與導光板之間的距離，減少了發光元件的使用量，同時又使顯示區的亮度以及亮度均勻性符合所需，解決了傳統背光模組因必須使用較多的發光二極體所導致之高耗電及高生產成本等問題。為了進一步說明本發明之內容與功效，茲以實施例與圖式詳加說明如後。

請參照第2圖，為本發明第一實施例之示意圖，背光模組2包含導光板11以及第一數量之發光二極體12。其中，導光板11具有第一入光面111，而第一入光面111具有第一長度118；此外，每一發光元件12具有特定之投射範圍121，且係以第一間距122間隔設置在距第一入光面111第一距離23處。而第一間距122即為第一長度118和第一數量的比值，其大小係介於8至40之間，同時任二相鄰之發光元件12之投射範圍121所未交集的區域係位於顯示器之顯示區外。

本發明之第一實施例係適用於13.3吋液晶顯示器，且使用發光二極體作為發光元件12。本實施例之導光板11之第一入光面111的第一長度118為304 mm，在增加發光元件12與第一入光面111的第一距離23後，本實施例僅需使用8顆發光元件12，即可達到液晶顯示器所需之亮度以及亮度均勻性，亦即相鄰發光元件12彼此間的第一間距係為38 mm，即較佳比值為38(304 mm/8顆發光元件)。

習知的13.3吋液晶顯示器所使用之背光模組1必須使用大約40顆發光元件12，相鄰二發光元件12彼此間的第一間距係為7.6 mm，因此第一實施例可減少百分之八十之發光元件12的使用量。

本發明之第二實施例亦係適用於13.3吋液晶顯示器，本實施例之導光板11之第一入光面111的第一長度118為304 mm，在增加發光元件12與第一入光面111的第一距離23後，本實施例僅需使用10顆發光元件12，即可達到液晶顯示器所需之亮度以及亮度均勻性。本實施例中，相鄰發光元件12彼此間的第一間距係為30.4 mm，即較佳比值為30.4(304 mm/10顆發光元件)。相較於習知的13.3吋液晶顯示器所使用之背光模組1，本實施例可減少百分之七十五之發光元件12的使用量。

本發明之第三實施例亦係適用於13.3吋液晶顯示器，本實施例之導光板11之第一入光面111的第一長度118為304 mm，在增加發光元件12與第一入光面111的第一距離23後，本實施例僅需使用30顆發光元件12，即可達到液晶顯示器所需之亮度以及亮度均勻性。本實施例中，相鄰發光元件12彼此間的第一間距係為10.1 mm，即較佳比值為10.1(304 mm/30顆發光元件)。相較於習知的13.3吋液晶顯示器所使用之背光模組1，本實施例可減少百分之二十五之發光元件12的使用量。

本發明之第四實施例係適用於15.6吋液晶顯示器，並且亦使用發光二極體作為發光元件12。本實施例之導光板11之第一入光面111的第一長度118為335 mm，在增加發光元件12與第一入光面111的距離後，本實施例僅需使用23顆發光元件12即可達到液晶顯示器所需之亮度以及亮度均勻性。本實施例中，相鄰發光元件12彼此間的第一間距係為14.6 mm，即較佳比值為14.6(335 mm/23顆發光元件)。

習知的15.6吋液晶顯示器所使用之背光模組1必須使用大約48顆發光元件12，相鄰二發光元件12彼此間的第一間距係為6.9 mm，因此第四實施例可減少約百分之五十二之發光元件12的使用量。

本發明之第五實施例係適用於20吋液晶顯示器，本實施例之導光板11之第一入光面111的第一長度118約為430 mm，在增加發光元件12與第一入光面111的距離後，本實施例僅需使用40顆發光元件12即可達到液晶顯示器所需之亮度以及亮度均勻性。本實施例中，相鄰發光元件12彼此間的第一間距係為10.7 mm，即較佳比值為10.7(430 mm/40顆發光元件)。

請參照第3圖，為本發明第六實施例之示意圖，本實施例與上述實施例之差異在於導光板11之第二入光面112披覆有反射層39，以減少發光元件12之光能自第二入光面112逸散。此外，本實施例在發光元件12與第一入光面111之間設置了集光罩38，以進一步減少發光元件12之光能逸散。

請參照第4圖，為本發明第七實施例之示意圖。本實施例與上述實施例之差異在於進一步在導光板11的第二入光面112設置第二數量之發光元件12，其中，第二入光面112具有第二長度；此外，每一發光元件12具有特定之投射範圍121，且係以第二間距422間隔設置在距第二入光面112第二距離43處。而第二間距422即為第二長度和第二數量的比值，其大小係介於8至40之間，同時任二相鄰之發光元件12之投射範圍121所未交集的區域係位於顯示器之顯示區外。

請參照第5圖，為本發明第八實施例之示意圖，相較於第五實施例係將發光元件12設置在導光板11之上下二側，本實施例係將發光元件12設置於導光板11之左右二側。本實施例與第七實施例所揭示之背光模組4、5特別適用於大尺寸之顯示器。

請參照第6圖，為本發明第九實施例之剖面圖，本實施例之背光模組6之導光板11具有出光面117與背面116，且更包含反射片61、擴散片62、稜鏡片63以及偏光片64等光學元件。其中，反射片61係設置在導光板11之背面，用以將來自發光元件12的光線反射至出光面117；擴散片62係設置於導光板11之出光面117上，用以均勻化發光元件12所發出之光；稜鏡片63係設置於擴散片62上，用以修正並集中發散光的方向而增加背光模組6整體的亮度；而偏光片64則是設置於稜鏡片63上，用以使通過偏光片64的光均為偏振光。

上述實施例可應用於需要背光模組作為光源之顯示裝置中，例如液晶顯示裝置。顯示裝置主要包含顯示區與背光模組，其中背光模組係設置於顯示區的下方，其技術特徵已詳述於上述實施例中，於此不再贅述。

此外，上述實施例亦可進一步應用於電子裝置中，例如筆記型電腦。電子裝置主要包含本體、顯示部以及背光模組，其中本體包含鍵盤與主機板；顯示部係電連接於本體而可顯示本體所產生的資訊於一顯示區中；而背光模組係設置於顯示部中且設於顯示區下方，背光模組之技術特徵已詳述於上述實施例中，於此不再重覆贅述。雖然本發明已以前述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。如上述的解釋，都可以作各型式的修正與變化，而不會破壞此發明的精神。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。

1~6．．．背光模組

11．．．導光板

111．．．第一入光面

112．．．第二入光面

116．．．背面

117．．．出光面

118．．．第一長度

12．．．發光元件

121．．．投射範圍

122．．．第一間距

15．．．暗區

23．．．第一距離

38．．．集光罩

39．．．反射層

422、522．．．第二間距

43、53．．．第二距離

61．．．反射片

62．．．擴散片

63．．．稜鏡片

64．．．偏光片

第1圖為習知技術之示意圖。

第2圖為本發明第一至第五實施例之示意圖。

第3圖為本發明第六實施例之示意圖。

第4圖為本發明第七實施例之示意圖。

第5圖為本發明第八實施例之示意圖。

第6圖為本發明第九實施例之剖面圖。

2．．．背光模組

11．．．導光板

111．．．第一入光面

118．．．第一長度

12．．．發光元件

121．．．投射範圍

122．．．第一間距

15．．．暗區

23．．．第一距離

Claims (10)

1. 一種背光模組，用於一顯示器，該顯示器具有一顯示區，該背光模組包含：一導光板，具有一第一入光面，該第一入光面具有一第一長度；以及一第一數量之發光元件，每一該發光元件具有一投射範圍，該些發光元件以一第一間距間隔設置於距該第一入光面一第一距離處，其中，該第一間距係為該第一長度與該第一數量之一比值，而該比值係介於8至40之間，任二相鄰之該發光元件之該投射範圍所未交集的區域係位於該導光板外。
2. 如申請專利範圍第1項之背光模組，其中該導光板具有一第二入光面。
3. 如申請專利範圍第2項之背光模組，其中該第二入光面具有一第二長度，該背光模組更包含：一第二數量之發光元件以一第二間距間隔設置於距該第二入光面一第二距離處，其中，該第二間距係為該第二長度與該第二數量之比值，而該第二間距係介於8至40之間，任二相鄰之該發光元件之該投射範圍所未交集的區域係位於該導光板外。
4. 如申請專利範圍第2項之背光模組，更包含：一反射層，披覆該第二入光面。
5. 如申請專利範圍第1項之背光模組，其中該導光板具有一出光 面與一背面，該背光模組更包含：一反射片，設置於該導光板之該背面；一擴散片，設置於該導光板之出光面；一稜鏡片，設置於該擴散片上；以及一偏光片，設置於該稜鏡片上。
6. 如申請專利範圍第1項之背光模組，更包含：一集光罩，設置於該發光元件與該第一入光面之間。
7. 一種顯示裝置，包含：一顯示區；以及一背光模組，設置於該顯示區下，包含：一導光板，具有一第一入光面，該第一入光面具有一第一長度；以及一第一數量之發光元件，每一該發光元件具有一投射範圍，該些發光元件以一第一間距間隔設置於距該第一入光面一第一距離處，其中，該第一間距係為該第一長度與該第一數量之比值，而該比值係介於8至40之間，任二相鄰之該發光元件之該投射範圍所未交集的區域係位於該導光板外。
8. 如申請專利範圍第7項之顯示裝置，其中該背光模組更包含：一反射片，設置於該導光板之該背面；一擴散片，設置於該導光板之出光面；一稜鏡片，設置於該擴散片上；以及一偏光片，設置於該稜鏡片上。
9. 一種電子裝置，包含：一本體；一顯示部，電連接於於該本體且具有一顯示區；以及一背光模組，設置於該顯示部中且位於該顯示區下，包含：一導光板，具有一第一入光面，該第一入光面具有一第一長度；以及一第一數量之發光元件，每一該發光元件具有一投射範圍，該些發光元件以一第一間距間隔設置於距該第一入光面一第一距離處，其中，該第一間距係為該第一長度與該第一數量之比值，而該比值係介於8至40之間，任二相鄰之該發光元件之該投射範圍所未交集的區域係位於該導光板外。
10. 如申請專利範圍第9項之電子裝置，其中該背光模組更包含：一反射片，設置於該導光板之該背面；一擴散片，設置於該導光板之出光面；一稜鏡片，設置於該擴散片上；以及一偏光片，設置於該稜鏡片上。