WO2012009882A1

WO2012009882A1 - 背光模块及显示装置

Info

Publication number: WO2012009882A1
Application number: PCT/CN2010/077552
Authority: WO
Inventors: 郑巍巍; 郭仪正
Original assignee: 深圳市华星光电技术有限公司
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-01-26
Also published as: CN101922660A

Description

背光模块及显示装置技术领域

本发明涉及一种背光模块及显示装置，特别是涉及一种可改善色偏问题的背光模块及显示装置。

背景技术

液晶显示器（Liquid Crystal Display， LCD)已被广泛应用于各种电子产品中，液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其是由液晶显示面板及背光模块（backlight module)所组成。背光模块可依照光源入射位置的不同分成侧向式入光（Side-light type)与直下式入光（Direct-light type)两种，以便提供背光源至液晶显示面板。

由于发光二极管（Light-Emitting Diode， LED)具有低耗电量、低发热量、操作寿命长、耐撞击、体积小、反应速度快、以及可发出稳定波长的色光等良好光电特性，因而适合应用于背光模块的光源。

然而，不同光色的发光二极管会具有不同的发光效率，例如一般的绿光发光二极管的发光效率会低于红光、蓝光发光二极管的发光效率。因此，当利用不同光色的发光二极管来进行混合成白光时，容易发生光色偏差的问题。

为了改善上述问题，一种改善方式是增加发光效率较低的发光二极管的设置数量，例如增加绿光发光二极管的设置数量。然而，此种方式容易增加发光二极管的成本以及发热量。

另一种改善方式是改善发光二极管的设置位置，例如将绿光发光二极管设置于最靠近背光模块的导光板的出光面（也就是导光板的上表面）的位置。然而，此种方式仍无法有效改善光色偏差的问题。

故，有必要提供一种背光模块及显示装置，以解决现有技术所存在的问题。发明内容

本发明的主要目的在于提供一种背光模块，所述背光模块包括：

导光板；

基座，设置于所述导光板的一侧，其中所述基座具有底面、第一设置面及第二设置面，所述第一设置面和所述第二设置面是相对于所述底面；

第一发光二极管，设置于所述基座的所述第一设置面上；以及

第二发光二极管，设置于所述基座的所述第二设置面上，其中所述第一发光二极管的发光效率是低于所述第二发光二极管，且所述第一发光二极管与所述底面之间的距离是大于所述第二发光二极管与所述底面之间的距离。

本发明的另一目的在于提供一种显示装置，所述显示装置包括：显示面板；以及

背光模块，包括：

导光板；

在本发明的一实施例中，所述背光模块还包括第三发光二极管，设置于所述基座的第三设置面上，其中所述第一发光二极管的发光效率是低于所述第三发光二极管，且所述第一发光二极管与所述底面之间的距离是大于所述第三发光二极管与所述底面之间的距离。

在本发明的一实施例中，所述第一发光二极管为绿光发光二极管，所述第二发光二极管为红光发光二极管或蓝光发光二极管。

在本发明的一实施例中，所述基座是以高导热性的金属材料所制成。

在本发明的一实施例中，所述基座具有凸部，所述第一设置面是形成于所述凸部的顶面上，而所述第二设置面是形成于所述凸部的一侧。

在本发明的一实施例中，所述基座具有凸部，所述第一设置面是形成于所述凸部的顶面上，而所述第二设置面是形成于所述凸部的侧壁上。

在本发明的一实施例中，所述导光板具有侧入光面，其为为一平面。

在本发明的一实施例中，所述导光板具有侧入光面，其形成为 U形凹部、 V形凹部或弧形凹部结构。

在本发明的一实施例中，所述弧形凹部结构的弧形曲率半径

(r)是依据公式：

r = ((h/2)²+(r-d+h/2tan θ )²)^{0 5} ;

其中 h为所述导光板的厚度， d为所述第一发光二极管与侧入光面之间的距离，而所述第一发光二极管的光源视角为 2 Θ 。

本发明的背光模块和显示装置可依据发光二极管的发光效率来改变不同光色的发光二极管与导光板之间的耦光距离，以补偿低发光效率的发光二极管的光强度，而可改善背光模块的色偏问题。且相较于现有的色偏改善方法，本发明的背光模块可使用较少的发光二极管来达到光色均匀的效果，因而可减少不必要的成本和能量耗费。再者，本发明的背光模块可利用导光板的设计来进一步提升发光二极管的耦光效率。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：附图说明

图 1 显示依照本发明的第一实施例的背光模块与显示面板的局部剖面示意图；

图 2 显示依照本发明的第一实施例的基座与发光二极管的剖面示意图；

图 3 显示依照本发明的第二实施例的基座与发光二极管的剖面示意图；

图 4A至图 4C显示依据本发明的第三实施例的背光模块的局部剖面示意图；以及

图 5 显示依据本发明的第三实施例的导光板的局部剖面示意图。具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

请参照图 1，其显示依照本发明的第一实施例的背光模块与显示面板的局部剖面示意图。本实施例的背光模块 100可例如为侧向式入光的背光模块，其相对于一显示面板 101 (例如液晶显示面板）来设置，而形成一显示装置（例如液晶显示装置）。背光模块

100包括有背板 110、基座 120、导光板 130、反射层 140、光学膜片 150、第一发光二极管 160、第二发光二极管 170及第三发光二极管 180。背板 1 10可由不透光材料所制成，例如为塑化材料、金属材料或上述材料的组合。基座 120、导光板 130、反射层 140及光学膜片 150是承载于背板 110上，基座 120可设置于导光板 130 的一侧或相对两侧，用以设置发光二极管 160、 170 及 180，发光二极管 160、 170 及 180 可侧向发光至导光板 130 内，并由导光板 130 来导引出光。反射层 140 是设置于导光板 130的底部，用以反射进入导光板 130 内的光线。光学膜片 150 是设置于导光板 130上，以改善光学效果。

请参照图 2，其显示依照本发明的第一实施例的基座与发光二极管的剖面示意图。本实施例的基座 120是用以设置发光二极管 160、 170及 180于导光板 130 的一侧或相对两侧。基座 120 优选是以高导热性的金属材料所制成，以提升发光二极管 160、 170及 1 80的散热效率，此金属材料例如为银、铜、铜合金、铜银合金、铝、铝合金及其上述任意合金，并可利用挤压成型、冲压、裁切、铸造、机械加工、压铸或锻造等方法来制造。基座 120可具有底面 122、第一设置面 124、第二设置面 126及第三设置面 128。基座 120的底面 122是相对于导光板 130，而设置面 124、 126及 128是相对于底面 122，并朝向导光板 130，用以设置发光二极管 160、 170及 180。第一设置面 124是用以设置第一发光二极管 160，第二设置面 126是用以设置第二发光二极管 170，第三设置面 128是用以设置第三发光二极管 180。其中，第一设置面 124与底面 122之间的距离是大于第二设置面 126与底面 122之间的距离，以及大于第三设置面 128与底面 122之间的距离，藉此，相较于第二发光二极管 170 和第三发光二极管 180 , 位于第一设置面 124上的第一发光二极管 160可较靠近于导光板 130。在本实施例中，基座 120可例如为具有 T形剖面形状的长条形基座，其具有一凸部，第一设置面 124可形成于此凸部的顶面上，而第二及第三设置面 126及 128可分别形成于此凸部的两侧。

如第 1图所示，本实施例的导光板 130是设置于背板 110上，并位于基座 120的一侧，以导引基座 120上的发光二极管 160、 170及 180的光线，导光板 130例如是利用射出成型的方式来制成平板形结构，其材料例如为光硬化型树脂、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)或聚碳酸酯（PC)。导光板 130 可包括出光面 131、光反射面 132及侧入光面 133。出光面 13 1是位于导光板 130的正面，用以允许光线由导光板 130发出至显示面板 101，光反射面 132 是位于导光板 130的底面，且相对于出光面 131。导光板 130的侧入光面 133是形成于导光板 130的一侧或相对两侧，其对应于基座 120上的发光二极管 160、 170及 180，用以允许发光二极管 160、 170及 180所发出的光线可进入导光板 130 内。且此侧入光面 133可具有例如 V形结构（V-Cut)、S形波浪结构或表面粗糙化处理（未绘示），藉以提升光线的入射效率和光耦合效率。在本实施例中，此侧入光面 133 可为一平面，其垂直于光反射面 132。

如第 1 图所示，本实施例的导光板 130可设有导光结构于光反射面 132上，藉以反射导引由光源 120所发出的光线可由出光面 131来射出，较佳为正向射出（正向出光）。导光板 130的导光结构例如是呈连续性的 V形结构，亦即 V- Cut结构（例如是利用射出成型或微切削成型的方式来形成）、雾面结构（例如是利用喷砂处理来形成）、散射点结构（例如是利用网板印刷、激光精细加工或一体成型来形成），藉以导引由侧入光面 133进入导光板 130 的光线可充分地由出光面 13 1来射出。

值得注意的是，导光板 130的出光面 131也可具有雾面处理或散射点设计，藉以均匀化导光板 130 的出光，减少出光不均 (Mura)的现象。

如第 1 图所示，本实施例的反射层 140例如为反射膜片或反射涂层，其具有高反射率材料，用以反射行进至光反射面 132的光线。此高反射率材料可例如为银、铝、金、铬、铜、铟、铱、镍、铂、铼、铑、锡、钽、钨、锰、上述任意组合的合金、耐黄化且耐热的白色反射漆料或上述材料的任意组合，以反射光线。值得注意的是，导光板 130的光反射面 132亦可涂布此高反射率材料，以反射入射光线，因而可进一步取代或省略反射层 140。

如图 1所示，本实施例的光学膜片 150可例如为扩散片、棱镜片、逆棱镜片（Turning Prism Sheet)、增亮膜（Brightness Enhancement Film， BEF)、反射式增亮膜 (Dual Brightness Enhancement Film , DBEF)、非多层膜式反射偏光片（Diffu sed Reflective Polarizer Film , DRPF)或上述的任意组合，其设置于导光板 130的出光面 131上，用以改善由导光板 130出光的光学效果。

如图 1所示，本实施例的发光二极管 160、 170及 180是分别设置于基座 120的设置面 124、 126及 128上。其中，第一发光二极管 160 的发光效率是低于第二发光二极管 170 的发光效率，以及低于第三发光二极管 180的发光效率。例如，第一发光二极管 160为绿光发光二极管，而第二发光二极管 170和第三发光二极管 180可分别为红光发光二极管和蓝光发光二极管。在本实施例中，由于第一设置面 124与底面 122之间的距离是大于第二或第三设置面 126、 128与底面 122之间的距离，因此，发光二极管 160与底面 122之间的距离是大于第或二发光二极管 170、 180与底面 122之间的距离。再者，第一发光二极管

160优选是设置于第二发光二极管 170及第三发光二极管 180之间，亦即第一发光二极管 160优选是对位于导光板 130的中间位置。

当设置发光二极管 160、 170及 180于基座 120的设置面 124、 126及 128上时，多个发光二极管 160、 170及 180可先设置于电路板 102上，而形成发光灯条（Light B ar) , 再分别将具有发光二极管 160、 170及 180的发光灯条接合于基座 120的设置面 124、 126及 128上。

因此，当基座 120上的发光二极管 160、 170及 180发光至导光板 130时，由于发光效率较低的第一发光二极管 160与导光板 130之间的距离是小于第二或第三发光二极管 170、 180与导光板 130之间的距离，因而可增加第一发光二极管 160的耦光效率，以补偿第一发光二极管 160的低发光效率，使得由发光二极管 160、 170及 180所发射至导光板 130 的不同色光可具有实质相同的光强度，因而大幅改善背光模块 100的色偏问题。

请参照图 3，其显示依照本发明的第二实施例的基座与发光二极管的剖面示意图。以下仅就本实施例与第一实施例间的相异处进行说明，而其相似处则在此不再赘述。相较于第一实施例，第二实施例的基座 220具有凸部 221、底面 222、第一设置面 224、第二设置面 226及第三设置面 228，第一设置面 224是形成于此凸部的顶面上，而第二设置面 226及第三设置面 228可分别形成于此凸部 221 的两侧侧壁上。此时，发光二极管 160、 170及 180 可先设置于电路板 102上，再分别组装于形成于凸部 221上的设置面 224、 226 及 228 上。该发光二极管 170 和 180 为侧出光 LED(side view LED)。

请参照图 4A至图 4C ,其显示依照本发明的第三实施例的背光模块的局部剖面示意图。以下仅就本实施例与第一实施例间的相异处进行说明，而其相似处则在此不再赘述。相较于第一实施例，第三实施例的导光板 330包括出光面 331、光反射面 332及侧入光面 333，其中侧入光面 333可对于第一发光二极管 160，而朝导光板 330的内部来凹设，而形成 U形凹部（如图 4A所示）、 V形凹部（如图 4B所示）或弧形凹部结构（如图 4C所示），用以进一歩提升发光二极管 160、 170及 180 的耦光效率。此侧入光面 333 凹入导光板 330 内的最大深度优选是相同于第一设置面 224 与第二或第三设置面 1 26或 128之间的距离。

请参照图图 5，其显示依照本发明的第三实施例的导光板的局部剖面示意图。在本实施例中，当导光板 330的侧入光面 333 例如呈弧形凹部结构时，此弧形凹部结构的弧形曲率半径 r可依据如下公式（1 ) :

r = ((h/2)²+(r-d+h/2tan θ )²) ^{0 5} ( 1 ) 其中，如图 5所示， h为导光板 3 30的厚度， d为第一发光二极管 1 60与侧入光面 333之间的距离，而第一发光二极管 160 的光源视角为 2 Θ 。因此，此弧形凹部结构的弧形曲率 ρ可依据如下公式（2) :

Ρ = 1 /r = l /((h/2)²+ (r-d+h/2tan θ )²) ^{0 5} (2) 由上述可知，本发明的背光模块和显示装置可依据不同光色的发光二极管的发光效率来调整发光二极管的设置位置，亦即可依据发光二极管的发光效率来改变发光二极管与导光板之间的耦光距离，以补偿低发光效率的发光二极管（如绿光发光二极管）的光强度，使得由发光二极管所发出至导光板内的不同色光可具有实质相同的光强度，因而可大幅改善背光模块的色偏问题。因此，例如由红-绿 -蓝三色的发光二极管所发出的光线可均匀地混合成一纯白光，以提升发光二极管的混光效果。再者，相较于现有的增加低发光效率的发光二极管的数量来改善色偏问题的方式，由于本发明的背光模块可不需增加额外的低发光效率的发光二极管的数量，因而可减少不必要的成本和能量耗费。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims

基设于权利要求

1.一种显示装置，其特征在于：所述显示装置包括

液晶显示面板；以

背光模块，所述背

光板；

座，设置于所述寸

置面及第二设置面

相对所述底面；

第一发光二极管，设置于所述基座的所述第一设置面上；以第二发光二极管，设置于所述基座的所述第二设置面上，其中所述第一发光二极管的发光效率是低于所述第二发光二极管，且所述第一发光二极管与所述底面之间的距离是大于所述第二发光二极管与所述底面之间的距离。

2.根据权利要求 1所述的显示装置，其特征在于：还包括第发光二极管，设置于所述基座的第三设置面上，其中所述第一光二极管的发光效率是低于所述第三发光二极管，且所述第一光二极管与所述底面之间的距离是大于所述第三发光二极管与所述底面之间的距离。

3.根据权利要求 1所述的显示装置，其特征在于：所述第一发光二极管为绿光发光二极管，所述第二发光二极管为红光发光二极管或蓝光发光二极管。

4.根据权利要求 1所述的显示装置，其特征在于：所述基座是以高导热性的金属材料所制成。

5.根据权利要求 1所述的显示装置，其特征在于：所述基座具有凸部，所述第一设置面是形成于所述凸部的顶面上，而所述第二设置面是形成于所述凸部的一侧或是形成于所述凸部的侧壁上。

6.根据权利要求 1所述的显示装置，其特征在于：所述导光板具有侧入光面，其为一平面、 U形凹部、 V形凹部或弧形凹部结构。

7.根据权利要求 6所述的显示装置，其特征在于：所述弧形凹部结构的弧形曲率半径（r)是依据公式：

r = ((h/2)²+(r-d+h/2tan θ )²)^{0 5} ;

8.—种背光模块，其特征在于：所述背光模块包括：导光板；

9.根据权利要求 8所述的背光模块，其特征在于：还包括第三发光二极管，设置于所述基座的第三设置面上，其中所述第一发光二极管的发光效率是低于所述第三发光二极管，且所述第一发光二极管与所述底面之间的距离是大于所述第三发光二极管与所述底面之间的距离。

10.根据权利要求 8 所述的背光模块，其特征在于：所述第一发光二极管为绿光发光二极管，所述第二发光二极管为红光发光二极管或蓝光发光二极管。

11 .根据权利要求 8 所述的背光模块，其特征在于：所述基座是以高导热性的金属材料所制成。

12.根据权利要求 8 所述的背光模块，其特征在于：所述基座具有凸部，所述第一设置面是形成于所述凸部的顶面上，而所述第二设置面是形成于所述凸部的一侧或是形成于所述凸部的侧壁上。

13.根据权利要求 8 所述的背光模块，其特征在于：所述导光板具有侧入光面，其为一平面、 U形凹部、 V形凹部或弧形凹部结构。

14.根据权利要求 13所述的背光模块，其特征在于：所述弧形凹部结构的弧形曲率半径（ r )是依据公式：

r = ((h/2)²+(r-d+h/2tan θ )²)^{0 5} ;

其中 h为所述导光板的厚度， d为所述第一发光二极管与侧入光面之间的距离而所述第一发光二极管的光源视角为 2 Θ 。