CN101118348B - 背光模块及其散射模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种背光模块及其散射模块，该背光模块包含多个光源，光源设置于该散射模块的一侧，且包含一第一光源、一第二光源与一第三光源，该第二光源与该第一光源为位于一垂直方向上的两个相邻光源，且其间定义出一第一间距，该第三光源与该第一光源为位于一对角线方向上两个相邻光源，其间定义出一第二间距，且该第三光源与该第二光源之间在相对于该垂直方向的水平方向上间隔一个光源，其中该第一间距小于该第二间距，该散射模块包含：多个散射元件，该散射元件于平行该垂直方向与该对角线方向上，分别构成一第一线性排列密度与一第二线性排列密度，该第一线性排列密度小于该第二线性排列密度。

Description

背光模块及其散射模块

技术领域

本发明涉及一种散射模块及包含此散热模块的背光模块，尤其涉及一种可使背光模块的亮度更为均匀，而不会在显示面板上出现亮暗分布不均的散射模块结构。

背景技术

液晶显示器是利用液晶而发展出的全彩显示技术的显示装置，由于具有省电、辐射低、不占空间、重量轻等优点，且在尺寸大小方面拥有相当的弹性，因此在数字相机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)及电视机等具显示屏幕的电子产品上，都可以看到液晶显示器的应用。另一方面，液晶显示器与传统阴极射线管显示装置不同在于：液晶显示器的液晶本身并不会发光，所以需要额外的光源才能成像于屏幕。一般来说，此额外的光源便称为背光模块。

背光模块可依光源位置的不同而分为侧光式(edge lighting type)与直下式(direct lighting type)，其中采用直下式设置光源为大尺寸背光模块中最常使用的方式之一。直下式背光模块包含了多个光源装置与光学膜片组；光源装置提供光线，经由光学膜片调整后，光线便送至彩色滤光片以于显示面板上进行显示。一般而言，光学膜片组通常包含一层或数层增亮膜、扩散片、扩散板及反射板。扩散板下方分布了多个网点，使光线照射至网点时，部分光线会穿透网点，而另一部分光线则会由网点反射，通过半反射的光线可增加光线在扩散板及背板间反射次数，而半穿透的光线则用以避免网点上方出现暗带，进一步提高出射光束的均匀性，进而强化背光模块的整体性能。

如图1的剖面图所示，现有技术的背光模块1包含光学膜片组及多个光源11。光学膜片组中由上而下分别为一增亮膜10、一扩散片12、一扩散板14及一反射板16；而多个光源11则设于反射板16上。举例而言，光源可为发光二极管(light emitting diode，LED)。由光源11投射的光线集中于其正前方，在穿过扩散板的亮度分布不平均的情况下，显示面板容易于各光源间出现格状亮暗纹甚或格状亮暗点的现象。图2便为采用背光模块1的显示面板上亮度分布的模拟结果。很明显地，显示面板会于LED光源间出现暗区的现象(如椭圆处所示)。此外，现今直下式架构的背光模块中，为降低成本，常采用减少光源数量的方式来达成；而当光源数量减少时，将使得格状暗纹的现象更为明显。

因此，为减缓格状暗纹的现象，业界便提出一种背光模块，其剖面图如图3所示。背光模块3于扩散片下方增设网点，以使光源产生的光线均匀散射。因此，背光模块3的光学膜片组包含了一增亮膜30、一扩散片32、一扩散板34、多个网点31及一反射板36。多个光源33(譬如LED)设于反射板36上，而网点31则设于扩散板34的下表面。更详细而言，多个网点31以光源33的发光中心点投影至扩散板34所对应的点，作为布置的中心点，通过调整网点或网点间距的大小而随着远离中心点减少网点31的线性密度，通过网点31使光线散射，以能让光源33的亮度重新分布，减少因光源亮度不均而发生格状暗纹的现象。

然而，上述现有技术的结构的网点分布方式仅考虑同一水平或垂直轴线间光源的相对关系，而忽略对角线方向才是各光源间的最大距离，使得水平或垂直轴线间的线性密度大于对角线的线性密度。因此，当光源间距及光源与扩散板的距离拉大至某一程度时，譬如以LED为光源时，光源间距为26～27公厘(mm)，LED光源与扩散板的距离为20mm，根据实验与模拟结果可得如图4所示的透光度模拟图。观察此图可知，虽然网点的设置减缓了格状暗纹，却仍会在四颗LED光源之间出现暗区的情况(如椭圆处所示)。

因此，业界急需设计出一种新的网点分布结构，使网点的线性密度可平均分散光源于显示面板的透光度，并减少亮暗分布不均匀的发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于一背光模块的散射模块，使网点的线性密度可平均分散光源于显示面板的透光度，解决现有技术中亮暗分布不均匀的问题。

本发明的另一目的在于提供一种背光模块。

本发明提供一种用于一背光模块的散射模块，此种背光模块包含多个光源，该光源设置于散射模块的一侧，且包含一第一光源、一第二光源与一第三光源。第二光源位于第一光源的一第一方向上，且第一光源与第二光源沿第一方向定义出一第一间距。第三光源位于第一光源的一第二方向上，且第一光源与第三光源沿第二方向定义出一第二间距。第一间距小于第二间距，且第一方向不同于第二方向，且第一方向实质上不垂直于第二方向。本发明的散射模块包含多个散射元件，该散射元件于平行第一方向与第二方向上，分别构成一第一线性排列密度与一第二线性排列密度。第一线性排列密度小于第二线性排列密度，借此达到使背光模块的光线均匀投射于显示面板而不产生亮暗分布不均匀的效果。

本发明提供一种背光模块，此种背光模块包含多个光源与如前所述的散射模块。该光源设置于散射模块的一侧，且包含一第一光源、一第二光源与一第三光源。第二光源位于第一光源的一第一方向上，且第一光源与第二光源沿第一方向定义出一第一间距。第三光源位于第一光源的一第二方向上，且第一光源与第三光源沿第二方向定义出一第二间距。第一间距小于第二间距，且第一方向不同于第二方向，且第一方向实质上不垂直于第二方向。散射模块包含多个散射元件，该散射元件于平行第一方向与第二方向上，分别构成一第一线性排列密度与一第二线性排列密度。其中，第一线性排列密度小于第二线性排列密度，借此达到使背光模块的光线均匀投射于显示面板而不产生亮暗分布不均匀的效果。

在参阅附图及随后描述的实施方式后，本领域技术人员便可了解本发明的目的，以及本发明的技术手段及实施态样。

综上所述，本发明提出对角线方向线性密度大于水平或垂直方向线性密度，借以加强较长距离间的光源散射效果，均匀光线分布，即便因成本考虑而减少光源、增加光源间距，仍不致因网点的线性密度不足使得反射较少而产生亮暗分布的不均匀。

附图说明

图1为现有技术的背光模块的示意图；

图2为采用图1的背光模块的透光度仿真图；

图3为另一种现有技术的背光模块的示意图；

图4为采用图3的背光模块的透光度仿真图；

图5为本发明背光模块第一实施例的剖面图；

图6为本发明第一实施例背光模块中，光源于反射板上的相对关系俯视图；

图7为本发明第一实施例背光模块中，网点于扩散板上的相对关系仰视图；

图8为采用本发明第一实施例的背光模块的透光度仿真图；以及

图9为本发明第二实施例背光模块中，网点于扩散板上的相对关系仰视图。

其中，附图标记：

1：背光模块              10：增亮膜

11：光源                 12：扩散片

14：扩散板               16：反射板

3：背光模块              30：增亮膜

31：网点                 32：扩散片

33：光源                 34：扩散板

36：反射板               5：背光模块

50：增亮膜               51：散射模块

51a：网点                51’：散射模块

51a’：网点              52：扩散片

53：光源                 54：扩散板

56：反射板               510：第一网点

512：第二网点            514：第三网点

510’：第一网点          512’：第二网点

514’：第三网点          530：第一光源

531：第一方向            532：第二光源

533：第二方向            534：第三光源

a：第一间距              b：第二间距

c：单位长度              x：第一距离

y：第二距离

具体实施方式

本发明的第一实施例为一种背光模块5，其剖面图如图5所示。背光模块5自上而下包含一增亮膜(brightness enhancement film，BEF)50、一扩散片(diffuser sheet，DS)52、一扩散板(diffuser plate，DP)54、一散射模块51、多个光源53及一反射板(reflector)56。散射模块51包含多个散射元件。于本实施例中，多个散射元件即为多个网点51a，其设置于扩散板54之下；而多个光源53为发光二极管，其相对于散射元件而设置于反射板56之上；换言之，多个光源53设于散射模块51的一侧。

背光模块5的反射板56及光源53的俯视图如图6所示，其中多个光源53包含了一第一光源530、一第二光源532与一第三光源534。第二光源532位于第一光源530的一第一方向531上，且其间定义出一第一间距a。第三光源534则位于第一光源530的一第二方向533上，且其间定义出一第二间距b。需注意的是，第一方向531与第二方向533并不相同，且第一方向531实质上不垂直于第二方向533。于此实施例中，第一方向531为一垂直方向，第一光源530与第二光源532为该垂直方向上相邻的二个光源；而第二方向533则为一对角线方向，第一光源530和第三光源534为对角线方向533上的两个相邻的光源，且该第三光源534与第二光源在相对于该垂直方向的水平方向上间隔一个光源，是故第一间距a小于第二间距b。于其它实施态样中，第一方向531也可为一水平方向(惟此情况的实施例，未于附图中表示，但应可了解)。

背光模块5的扩散板54及该网点51的仰视图如图7所示，其中多个网点51包含了一第一网点510、一第二网点512及一第三网点514。于此实施例中，该网点510、512、514的面积都相等且形状都相同，若以平行于第一方向531视之，该网点510、512、514都为菱形。第一网点510、第二网点512及第三网点514分别对应至第一光源530、第二光源532及第三光源534，且第一网点510及第二网点512的联机平行于第一方向531，沿此联机上所经的网点构成一第一线性密度；第一网点512及第三网点514的联机平行于第二方向533，沿此联机上所经的网点具有一第二线性密度；上述线性密度为数个网点分别于沿第一方向531与第二方向533上的一单位长度c下，网点所占的尺寸长度。位于第一方向531上单位长度c内的所有网点共具有一第一总面积，位于第二方向533上单位长度c内的所有网点共具有一第二总面积，第一总面积总小于第二总面积，又由于各个网点具有相同面积，故可推知第一方向531上的第一线性密度小于第二方向533上的第二线性密度。借此，便可使该光源530、532、534所发出的光线，通过第二方向533上较大的网点面积，加强散射而更平均地分布于显示面板上。

采用本实施例的背光模块的显示装置，其显示面板上呈现的透光度模拟图如图8所示，由于网点排列的方式不同，而使对角线方向的网点线性密度提高，避免造成亮暗分布不均匀的情况。因此，即便增加各光源的间距，仍可供给均匀的光线至采用此背光模块的显示装置的显示面板上。

再次参考图7，若以不同方式观之，于第一方向531上，第一网点510与第二网点512可视为菱形网点的排列；且于第二方向533上，第一网点510与第三网点514可视为正方形网点的排列。由于不同方向上的不同网点形状排列，可增加第二方向533上的网点排列密度，因此第一方向531上的菱形网点排列所得的第一线性密度，便可小于第二方向533上的正方形网点排列所得的第二线性密度，借以均匀光线、避免亮暗分布不均匀发生。

第一实施例于其它较佳实施态样中，该网点的面积可因应距离光源的远近而有所不同。举例而言，各网点的面积可调整设计为随着距离光源愈远，网点面积愈小，因此延伸至二光源之间中央处的网点面积为最小；另一方面，该光源的排列形式也不限于矩阵式排列，本领域技术人员可轻易推及其它排列形式或随机分布的实施态样。

本发明的第二实施例也为一种背光模块，不同的是，此背光模块的散射模块51’具有异于前述各实施例的散射元件。背光模块的扩散板54及该散射元件51a’的仰视图如图9，如图所示，散射模块51’的各个散射元件51a’的面积俱相等且形状皆为圆形。散射元件包含一第一网点510’、一第二网点512’及一第三网点514’，此三者分别对应至第一光源530、第二光源532及第三光源534。第一网点510’及第二网点512’的联机平行于第一方向531，于此第一方向531上的各网点具有一第一距离x，也即第一网点510’与第二网点512’间的距离等于第一距离x。第一网点510’及第三网点514’的联机平行于第二方向533，于此第二方向533上的各网点具有一第二距离y，也即第一网点510’与第三网点514’间的距离等于第二距离y。由于第一距离x大于该第二距离y，借此便可使该光源于第二方向533上所发出的光，通过较紧密设置的网点而加强散射效果，匀化光线，进一步避免造成亮暗分布不均匀。

第二实施例于其它较佳实施态样中，该网点的面积也可因应距离光源的远近而有所不同。举例而言，各网点的面积可调整设计为随着距离光源愈远，网点面积愈小，是故延伸至二光源之间中央处的网点面积为最小；另一方面，该光源的排列形式也不限于矩阵式排列，本领域技术人员可轻易推及其它排列形式或随机分布的实施态样。

综上所述，本发明提出对角线方向线性密度大于水平或垂直方向线性密度，借以加强较长距离间的光源散射效果，均匀光线分布，即便因成本考虑而减少光源、增加光源间距，仍不致因网点的线性密度不足使得反射较少而产生亮暗分布的不均匀。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种散射模块，用于一背光模块，该背光模块包含多个光源，该光源设置于该散射模块的一侧，且包含一第一光源、一第二光源与一第三光源，该第二光源与该第一光源为位于一垂直方向上的两个相邻光源，且其间定义出一第一间距，该第三光源与该第一光源为位于一对角线方向上两个相邻光源，其间定义出一第二间距，且该第三光源与该第二光源之间在相对于该垂直方向的水平方向上间隔一个光源，其中该第一间距小于该第二间距，其特征在于，该散射模块包含：

多个散射元件，该散射元件于平行该垂直方向与该对角线方向上，分别构成一第一线性排列密度与一第二线性排列密度，该第一线性排列密度小于该第二线性排列密度。

2.根据权利要求1所述的散射模块，其特征在于，该第一线性排列密度与该第二线性排列密度为该多个散射元件分别于沿该垂直方向与该对角线方向上的一单位长度下所占的一尺寸长度。

3.根据权利要求1所述的散射模块，其特征在于，位于该垂直方向上一单位长度内的该散射元件具有一第一总面积，位于该对角线方向上该单位长度内的该散射元件具有一第二总面积，该第一总面积小于该第二总面积。

4.根据权利要求1所述的散射模块，其特征在于，位于该第一方向上的各该散射元件具有一第一形状，位于该第对角线向上的各该散射元件具有一第二形状，该第一形状与该第二形状不同。

5.根据权利要求1所述的散射模块，其特征在于，位于该垂直方向上的该散射元件间具有一第一距离，位于该对角线方向上的该散射元件具有一第二距离，该第一距离大于该第二距离。

6.根据权利要求1所述的散射模块，其特征在于，该散射元件为多个网点。

7.一种背光模块，其特征在于，包含：

多个光源，具有：

一第一光源，

一第二光源，与该第一光源为位于一垂直方向上的两个相邻光源，且其间定义出一第一间距；

一第三光源，与该第一光源为位于一对角线方向上的两个相邻光源，其间定义出一第二间距，且该第三光源与该第二光源之间在相对于该垂直方向的水平方向上间隔一个光源，

该第一间距小于该第二间距；以及

多个散射元件，设置于该光源的一侧，该散射元件于平行该垂直方向与该对角线方向上，分别构成一第一线性排列密度与一第二线性排列密度，该第一线性排列密度小于该第二线性排列密度。

8.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，该第一线性排列密度与该第二线性排列密度为散射元件分别于沿该垂直方向与该对角线方向上的一单位长度下所占的一尺寸长度。

9.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，位于该垂直方向上一单位长度内的该散射元件具有一第一总面积，位于该对角线方向上该单位长度内的该散射元件具有一第二总面积，该第一总面积小于该第二总面积。

10.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，位于该垂直方向上的各该散射元件具有一第一形状，位于该对角线方向上的各该散射元件具有一第二形状，该第一形状与该第二形状不同。

11.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，位于该垂直方向上的该散射元件间具有一第一距离，位于该对角线方向上的该散射元件具有一第二距离，该第一距离大于该第二距离。

12.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，该散射元件为多个网点。

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