TWI470322B - 背光模組及其顯示設備 - Google Patents

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Description

背光模組及其顯示設備
本發明關於一種背光模組及其顯示設備，尤指一種將網點層相對液晶面板之可視區域向內偏移以及將散光膠帶貼附於底面上的背光模組及其顯示設備。
由於液晶本身不發光，為了能使其能正常顯示影像，現今所使用之方法係為利用背光模組以提供充足亮度且分佈均勻的面光源至液晶顯示器，進而使液晶顯示器顯示出相對應之影像，由此可知，背光模組係為液晶顯示器面板的關鍵元件之一，而其常見之發光設計請參閱第1圖以及第2圖，第1圖為先前技術之一背光模組10之立體簡示圖，第2圖為第1圖之背光模組10之仰視圖，如第1圖以及第2圖所示，背光模組10包含一導光板12以及複數個發光二極體(Light Emitting Diode,LED)14，複數個發光二極體14係設置於對應導光板12之一入光面16之位置上，藉此，發光二極體14所發射之光線即可經由入光面16入射至導光板12內，再經由導光板12之導光設計(如第2圖所示之利用形成於導光板12之一底面18上的一網點層20等)而產生具有充足亮度且分佈均勻的面光源。
然而，由於發光二極體14具有高指向性之特性(其發光角度約等於120°)以及網點層20的佈點範圍通常係採用大於一可視區域22(於第2圖中以虛線簡示之)之設計，因此在接近導光板12之入光面16的區域上往往會產生明顯的亮區24與暗區26交替出現(如 第2圖所示)之情況，從而導致亮點(Hot Spot)問題。
上述亮點問題通常係利用在導光板12之入光面16上配置微結構(如連續圓弧狀微結構等)以增加發光二極體14相對於導光板12之發光角度的設計，或是利用在網點層20接近入光面16之位置上額外配置有一網點補償結構28(如第3圖所示，其為第2圖之導光板12額外配置有網點補償結構28之部分放大圖)的設計來解決，但無論是採用何種設計，其均會導致費時費工的導光板成型製程。
本發明之目的之一在於提供一種將網點層相對液晶面板之可視區域向內偏移以及將散光膠帶貼附於底面上的背光模組及其顯示設備，以解決上述之問題。
本發明之申請專利範圍係揭露一種背光模組，用以提供光線至一液晶面板，該液晶面板具有一可視區域，該背光模組包含一導光板、複數個發光單元、一網點層，以及一散光膠帶。該導光板具有一出光面、一入光面以及一底面，該入光面位於該出光面以及該底面之間，該出光面係與該底面彼此相對。該複數個發光單元設置於對應該導光板之該入光面之位置上，用來發射光線至該入光面。該網點層設置於該導光板之該底面上且其對應該入光面之一側邊相對該可視區域對應該入光面之一側邊向內偏移一第一距離。該散光膠帶貼附於該底面對應該入光面之位置上，用來散射該導光板內之光線至該出光面。
本發明之申請專利範圍另揭露該散光膠帶係以切齊該入光面之方式貼附於該底面上，該第一距離係符合下列公式：該第一距離 =該散光膠帶之一寬度+一第二距離-該可視區域對應該入光面之該側邊與該入光面相距之一第三距離；該第二距離=(該導光板之一厚度)＊ tan(光線於該導光板內之一散射路徑與該出光面之一法線之一夾角)。該夾角係小於或等於對應該導光板之一全反射臨界角。
本發明之申請專利範圍另揭露該散光膠帶之該寬度係小於或等於該可視區域對應該入光面之該側邊與該入光面相距之該第三距離。
本發明之申請專利範圍另揭露該第一距離係介於1mm至2.5mm之範圍內。
本發明之申請專利範圍另揭露該第一距離係實質上等於2.5mm。
本發明之申請專利範圍還揭露一種顯示設備，其包含一液晶面板以及一背光模組。該液晶面板具有一可視區域。該背光模組設置於該液晶面板之一側，用來提供光線至該液晶面板，該背光模組包含一導光板、複數個發光單元、一網點層，以及一散光膠帶。該導光板具有一出光面、一入光面以及一底面，該入光面位於該出光面以及該底面之間，該出光面係與該底面彼此相對。該複數個發光單元設置於對應該導光板之該入光面之位置上，用來發射光線至該入光面。該網點層設置於該導光板之該底面上且其對應該入光面之一側邊相對該可視區域對應該入光面之一側邊向內偏移一第一距離。該散光膠帶貼附於該底面對應該入光面之位置上，用來散射該導光板內之光線至該出光面。
綜上所述，本發明係採用位於導光板之底面之網點層相對液晶面板之可視區域向內偏移之設計，以防止接近導光板之入光面的區域上產生亮區與暗區交替出現之情況，進而有效地解決亮點問題。此外，本發明可更進一步地利用散光膠帶貼附於底面對應入光面之位置上的設計，以消除因網點層相對可視區域向內偏移之緣故而在出光面接近入光面之區域上所相對應產生之暗帶或暗線現象。如此一來，本發明所提供之背光模組即可提昇顯示設備之影像顯示品質以及在操作使用時的視覺舒適度。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的實施方式及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第4圖以及第5圖，第4圖為根據本發明一實施例所提出之一顯示設備100之外觀示意圖，第5圖為第4圖之顯示設備100沿剖面線A-A’之部分剖面示意圖。在此實施例中，顯示設備100係可為一液晶電視(如第4圖所示)，但不受此限，其亦可為其他常見之顯示器，如應用於筆記型電腦上之液晶螢幕等。由第4圖以及第5圖可知，顯示設備100包含一液晶面板102以及一背光模組104，液晶面板102具有一可視區域106，背光模組104係設置於液晶面板102之一側，用來提供具有充足亮度且分佈均勻的光線至液晶面板102，以供後續影像顯示之用。背光模組104包含一導光板108、複數個發光單元110、一網點層112，以及一散光膠帶114。
於此針對上述背光模組104之元件進行詳細之描述，請參閱第5圖以及第6圖，第6圖為第5圖之導光板108之仰視圖。如第5圖 以及第6圖所示，導光板108具有一出光面116、一入光面118以及一底面120，入光面118係位於出光面116以及底面120之間，出光面116係與底面120彼此相對，而複數個發光單元110係設置於對應導光板108之入光面118之位置上，其中發光單元110係可為一發光二極體(但不受此限)，藉以提供充足光線以入射至入光面118。網點層112係設置於導光板108之底面120上且其對應入光面118之一側邊S1 相對可視區域106對應入光面118之一側邊S2 向內偏移一第一距離D1 。散光膠帶114係貼附於底面120對應入光面118之位置上，用來散射導光板108內之光線至出光面116。
透過上述網點層112相對可視區域106向內偏移第一距離D1 之設計，當發光單元110所發射之光線經由導光板108之入光面118入射至導光板108內時，如第5圖所示，此時，由於導光板108之底面120接近入光面118的區域上係無網點層112之配置，因此即可避免先前技術所提及之接近導光板之入光面的區域上產生亮區與暗區交替出現之情況，進而有效地解決亮點問題。更進一步地，在此實施例中，透過散光膠帶114貼附於底面120對應入光面118之位置上之設計，當導光板108內之光線入射至散光膠帶114時，散光膠帶114就會散射光線至出光面116，換句話說，透過散光膠帶114散射光線之設計，即可進一步地消除因網點層112相對可視區域106內移之緣故而在出光面116接近入光面118之區域上所相對應產生之暗帶或暗線現象。如此一來，藉由上述解決亮點問題以及消除暗帶或暗線現象之設計，背光模組104即可提供亮度分佈均勻之光線至液晶面板102，從而大幅地提昇顯示設備100之影像顯示 品質以及在操作使用時的視覺舒適度。
值得一提的是，在散光膠帶114以切齊入光面118之方式貼附於底面120上之設計下(如第5圖所示)，網點層112之側邊S1 相對可視區域106之側邊S2 向內偏移之第一距離D1 係可等於散光膠帶114之一寬度W加上一第二距離D2 並減去可視區域106之側邊S2 與入光面118相距之一第三距離D3 (即D1 =W+D2 -D3 )，而由第5圖可知，第二距離D2 係可等於導光板108之一厚度T乘以tan(光線於導光板108內之一散射路徑P與出光面116之一法線N之一夾角θ(即D2 =T＊ tan(θ))，其中夾角θ係小於或等於對應導光板108之全反射臨界角。
更詳細地說，假設導光板108係由折射率為1.49之聚甲基丙烯酸甲酯(Polymcthylmethacrylate，PMMA)材質所組成且導光板108位於折射率為1之空氣中，則對應導光板108之全反射臨界角係可根據全反射臨界角公式求得為42.15。(即sin-1 (1.49/1))，意即夾角θ係小於或等於42.15°，再加上適當地調整導光板108之厚度T與第三距離D3 以及將散光膠帶114之寬度W設計為小於或等於第三距離D3 ，藉此，根據上述公式，網點層112之側邊S1 相對可視區域106之側邊S2 向內偏移之第一距離D1 係可較佳地介於1mm至2.5mm之範圍內，藉以有效地防止先前技術所提及之接近導光板之入光面的區域上產生亮區與暗區交替出現之情況，而根據本發明之實務經驗，以第一距離D1 實質上等於2.5mm為最佳值。
需注意的是，散光膠帶114之貼附位置係可不限於如第5圖所示之切齊入光面118之設計，換句話說，只要是利用散光膠帶114之 貼附位置與其寬度W之適當搭配以消除因網點層112相對可視區域106內移之緣故所產生之暗帶或暗線現象的設計，其均可為本發明所採用之。另外，本發明亦可選擇性地採用改變散光膠帶114之外形設計、黏膠特性、膠帶顏色、或其內所包含之散射粒子種類的方式，以達到進一步消除上述暗帶或暗線現象之效果。
相較於先前技術，本發明係採用位於導光板之底面之網點層相對液晶面板之可視區域向內偏移之設計，以防止接近導光板之入光面的區域上產生亮區與暗區交替出現之情況，進而有效地解決亮點問題。此外，本發明可更進一步地利用散光膠帶貼附於底面對應入光面之位置上的設計，以消除因網點層相對可視區域向內偏移之緣故而在出光面接近入光面之區域上所相對應產生之暗帶或暗線現象。如此一來，本發明所提供之背光模組即可提昇顯示設備之影像顯示品質以及在操作使用時的視覺舒適度。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10、104‧‧‧背光模組
12、108‧‧‧導光板
14‧‧‧發光二極體
16、118‧‧‧入光面
18、120‧‧‧底面
20、112‧‧‧網點層
22、106‧‧‧可視區域
24‧‧‧亮區
26‧‧‧暗區
28‧‧‧網點補償結構
100‧‧‧顯示設備
102‧‧‧液晶面板
110‧‧‧發光單元
114‧‧‧散光膠帶
116‧‧‧出光面
D1 ‧‧‧第一距離
D2 ‧‧‧第二距離
D3 ‧‧‧第三距離
W‧‧‧寬度
T‧‧‧厚度
N‧‧‧法線
P‧‧‧散射路徑
θ‧‧‧夾角
S1 、S2 ‧‧‧側邊
第1圖為先前技術之背光模組之立體簡示圖。
第2圖為第1圖之背光模組之仰視圖。
第3圖為第2圖之導光板之部分放大圖。
第4圖為根據本發明一實施例所提出之顯示設備之外觀示意圖。
第5圖為第4圖之顯示設備沿剖面線A-A’之部分剖面示意圖。
第6圖為第5圖之導光板之仰視圖。
100‧‧‧顯示設備
102‧‧‧液晶面板
104‧‧‧背光模組
106‧‧‧可視區域
108‧‧‧導光板
110‧‧‧發光單元
112‧‧‧網點層
114‧‧‧散光膠帶
116‧‧‧出光面
118‧‧‧入光面
120‧‧‧底面
D1 ‧‧‧第一距離
D2 ‧‧‧第二距離
D3 ‧‧‧第三距離
W‧‧‧寬度
T‧‧‧厚度
N‧‧‧法線
P‧‧‧散射路徑
θ‧‧‧夾角
S1 、S2 ‧‧‧側邊

Claims (14)

  1. 一種背光模組，用以提供光線至一液晶面板，該液晶面板具有一可視區域，該背光模組包含：一導光板，其具有一出光面、一入光面以及一底面，該入光面位於該出光面以及該底面之間，該出光面係與該底面彼此相對；複數個發光單元，其設置於對應該導光板之該入光面之位置上，用來發射光線至該入光面；一網點層，其設置於該導光板之該底面上且其對應該入光面之一側邊相對該可視區域對應該入光面之一側邊向內偏移一第一距離；以及一散光膠帶，其貼附於該底面對應該入光面之位置上，用來散射該導光板內之光線至該出光面。
  2. 如請求項1所述之背光模組，其中該散光膠帶係以切齊該入光面之方式貼附於該底面上，該第一距離係符合下列公式：該第一距離=該散光膠帶之一寬度+一第二距離-該可視區域對應該入光面之該側邊與該入光面相距之一第三距離；該第二距離=(該導光板之一厚度)＊ tan(光線於該導光板內之一散射路徑與該出光面之一法線之一夾角)；其中，該夾角係小於或等於對應該導光板之一全反射臨界角。
  3. 如請求項2所述之背光模組，其中該散光膠帶之該寬度係小於或等於該可視區域對應該入光面之該側邊與該入光面相距之該第三距離。
  4. 如請求項3所述之背光模組，其中該第一距離係介於1mm至2.5mm之範圍內。
  5. 如請求項4所述之背光模組，其中該第一距離係實質上等於2.5mm。
  6. 如請求項1所述之背光模組，其中該第一距離係介於1mm至2.5mm之範圍內。
  7. 如請求項6所述之背光模組，其中該第一距離係實質上等於2.5mm。
  8. 一種顯示設備，其包含：一液晶面板，其具有一可視區域；以及一背光模組，其設置於該液晶面板之一側，用來提供光線至該液晶面板，該背光模組包含：一導光板，其具有一出光面、一入光面以及一底面，該入光面位於該出光面以及該底面之間，該出光面係與該底面彼此相對；複數個發光單元，其設置於對應該導光板之該入光面之位置上，用來發射光線至該入光面；一網點層，其設置於該導光板之該底面上且其對應該入光面之一側邊相對該可視區域對應該入光面之一側邊向內偏移一第一距離；以及 一散光膠帶，其貼附於該底面對應該入光面之位置上，用來散射該導光板內之光線至該出光面。
  9. 如請求項8所述之顯示設備，其中該散光膠帶係以切齊該入光面之方式貼附於該底面上，該第一距離係符合下列公式：該第一距離=該散光膠帶之一寬度+一第二距離-該可視區域對應該入光面之該側邊與該入光面相距之一第三距離；該第二距離=(該導光板之一厚度)＊ tan(光線於該導光板內之一散射路徑與該出光面之一法線之一夾角)；其中，該夾角係小於或等於對應該導光板之一全反射臨界角。
  10. 如請求項9所述之顯示設備，其中該散光膠帶之該寬度係小於或等於該可視區域對應該入光面之該側邊與該入光面相距之該第三距離。
  11. 如請求項10所述之顯示設備，其中該第一距離係介於1mm至2.5mm之範圍內。
  12. 如請求項11所述之顯示設備，其中該第一距離係實質上等於2.5mm。
  13. 如請求項9所述之顯示設備，其中該第一距離係介於1mm至2.5mm之範圍內。
  14. 如請求項13所述之顯示設備，其中該第一距離係實質上等於2.5mm。
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