CN101126866B

CN101126866B - 直下式背光模块及包含该背光模块的液晶显示装置

Info

Publication number: CN101126866B
Application number: CN2006101212135A
Authority: CN
Inventors: 洪振滨; 黄炫儒; 王子昌
Original assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2026-08-17
Also published as: CN101126866A

Abstract

本发明公开一种直下式背光模块及包含该背光模块的液晶显示装置，该背光模块包括：一导光板、一反射片、多个光源及多个光学膜。该导光板具有一第一表面及一第二表面，该第一表面具有多个第一凹槽。该反射片位于该导光板的第二表面的下方。该各光源位于该导光板的第一表面及该反射片之间，且每一该光源对应每一该第一凹槽，用以全反射该光源所发出的光线。该等光学膜位于该导光板的第一表面的上方。由此，可有效降低该背光模块的整体厚度，以及避免灯源造成的亮度不均现象发生。

Description

直下式背光模块及包含该背光模块的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种直下式背光模块及包含该背光模块的液晶显示装置，特别是涉及一种包含导光板的直下式背光模块及包含该背光模块的液晶显示装置。

背景技术

参考图1，显示现有直下式背光模块的剖视示意图。该现有直下式背光模块1包括多个灯管(lamps)11、一扩散板(diffuser plate)12、一反射板(reflector)13、一壳体(housing)14及多个光学膜15。该背光模块1位于一液晶显示装置的液晶面板的下方。该各灯管11为冷阴极荧光灯管(cold cathodefluorescent lamp，CCFL)或发光二极管灯管(LED light bar)，用以提供光线。该扩散板12设置于该等灯管11的上方，用以将该各灯管11所发散的光线，均匀扩散至该液晶面板。该反射板13设置于该壳体14的内侧，用以将该灯管11发散至该壳体14内侧的光线反射至该扩散板12。该壳体14大致上为一矩形框体，用以容置该各灯管11、该扩散板12及该反射板13。该各光学膜片15(例如增亮膜或扩散膜等)置放于该扩散板12的上表面，用以调整该扩散板12所发出的光线。

在该现有背光模块1中，该反射板13的上表面及该各光学膜15的下表面之间必须间隔一定的距离以形成一混光区域，使该各灯管11所发出的光线可以充分混合，以避免灯源造成的亮度不均(Lamp Mura)。因此，该现有背光模块1的总厚度会与该混光区域的高度相关，而该混光区域的高度会与该等灯管11的数目相关。通常该混光区域的高度为20毫米(mm)以上，且在已知亮度要求下，该各灯管11的数目决定后已无法有效地降低该现有背光模块1的总厚度。此一缺点对讲求轻薄的液晶显示装置而言是一项亟待改善的重要课题。因此，有必要提供一创新且富进步性的直下式背光模块及包含该背光模块的液晶显示装置，以改善上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种直下式背光模块及包含该背光模块的液晶显示装置，以解决上述问题。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种背光模块，包括：一导光板、一反射片、多个光源及多个光学膜。该导光板具有一第一表面及一第二表面，该第一表面具有多个第一凹槽，该第二表面具有多个扩散区域，用以扩散该导光板内的光线。该反射片位于该导光板的第二表面的下方。该各光源位于该导光板的第一表面及该反射片之间，且每一该光源对应每一该第一凹槽，用以全反射该光源所发出的光线，其中该各扩散区域的有效扩散面积的最高处与该光源间的距离为该各光源的间隔的八分之一至八分之三。该各光学膜位于该导光板的第一表面的上方。由此，可有效地降低该背光模块的整体厚度，以及避免因灯源造成的亮度不均的现象。

附图说明

图1为现有直下式背光模块的剖面示意图；

图2为本发明的直下式背光模块的第一实施例的俯视示意图；

图3为本发明的直下式背光模块的第一实施例的剖视示意图；

图4为本发明的直下式背光模块的第一实施例的局部放大示意图；

图5为本发明的直下式背光模块的第二实施例的剖视示意图；

图6为本发明的直下式背光模块的第二实施例的局部放大示意图及光路径示意图；

图7为本发明的直下式背光模块的第二实施例中扩散区域的分布曲线图；

图8a为第一种仿真装置的光学仿真俯视示意图；

图8b为第二种仿真装置的光学仿真俯视示意图；

图9为本发明的直下式背光模块的第三实施例的剖视示意图；及

图10为本发明的直下式背光模块的第四实施例的剖视示意图。

主要元件符号说明

1 现有直下式背光模块

2 本发明第一实施例的直下式背光模块

3 本发明第二实施例的直下式背光模块

4 本发明第三实施例的直下式背光模块

5 本发明第四实施例的直下式背光模块

11 灯管

12 扩散板

13 反射板

14 壳体

15 光学膜

21 导光板

22 反射片

23 光源

24 壳体

25 光学膜

26 第一凹槽

27 扩散区域

31 导光板

32 反射片

33 光源

34 壳体

35 光学膜

36 第一凹槽

37 扩散区域

38 第二凹槽

41 导光板

42 反射片

43 光源

44 壳体

45 光学膜

46 第一凹槽

47 扩散区域

48 第二凹槽

51 导光板

52 反射片

53 光源

54 壳体

55 光学膜

56 第一凹槽

57 扩散区域

58 第二凹槽

211 第一表面

212 第二表面

261 侧面

262 侧面

263 交线

311 第一表面

312 第二表面

361 侧面

362 侧面

363 交线

411 第一表面

412 第二表面

461 侧面

462 侧面

463 交线

511 第一表面

512 第二表面

561 侧面

562 侧面

563 交线

5611 区段

5612 区段

5613 区段

5614 区段

具体实施方式

参考图2及图3，其分别显示本发明的直下式背光模块的第一实施例的俯视及剖视示意图。该直下式背光模块2包括：一导光板(light guideplate)21、一反射片22、多个光源23、一壳体24及多个光学膜25。该导光板21具有一第一表面211(上表面)及一与该第一表面211相对的第二表面212(下表面)，该第一表面211具有多个第一凹槽26。该第二表面212具有多个扩散区域27，用以扩散该导光板21内的光线。该导光板21的材质为现有导光板的材质，例如：聚碳酸酯树脂(Polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。该反射片22位于该导光板21的第二表面212的下方。该各光源23位于该导光板21的第一表面211及该反射片22之间。在本实施例中，该各光源23位于该导光板21的第二表面212及该反射片22之间，且每一该光源23对应设置于每一该第一凹槽26的相对位置之下，用以全反射该光源23所发出的光线。在本实施例中，该各光源23为多根冷阴极荧光灯管，可以理解的是，该各光源23也可以是多根发光二极管灯管(LED light bar)。该各光学膜25位于该导光板21的第一表面211的上方，其中该各光学膜25包括至少一扩散膜及至少一增亮膜。

在本实施例中，该各第一凹槽26彼此平行，且每一该第一凹槽26是由二侧面261，262所构成，该各侧面261，262相交于一交线263，该交线263对应于每一该光源23，亦即每一该交线263位于每一该光源23的正上方。该各侧面261，262的剖面为弧面，较佳为二次曲线。

参考图4，显示本发明的直下式背光模块的第一实施例的局部放大示意图。在本实施例中，该导光板21的第二表面212更具有多个扩散区域27，用以扩散该导光板21内的光线。该各扩散区域27的形成方式可以是注塑成型、印刷网点(printing dots)、压印(stamper)、fly cut、v-cut、激光加工或其它现有加工方式。在本实施例中，该各扩散区域27为多个网点，其是由印刷方式所形成。

在本实施例中，混光区域限定为该反射片22的上表面及该各光学膜25的下表面之间的区域，用以混合该反射片22及该各光学膜25之间的光线，利用本实施例可有效地将该混光区域的高度降低至20毫米(mm)以下，且可避免因该各光源23造成的亮度不均的现象。

参考图5，显示本发明的直下式背光模块的第二实施例的剖视示意图。该直下式背光模块3包括：一导光板31、一反射片32、多个光源33、一壳体34及多个光学膜35。该导光板31具有一第一表面311(上表面)及一与该第一表面311相对的第二表面312(下表面)，该第一表面311具有多个第一凹槽36，该第二表面312具有多个第二凹槽38，每一该第二凹槽38内容置每一该光源33，亦即，在本实施例中该各光源33位于该导光板31内。较佳地，该第二表面312更具有多个扩散区域37，用以扩散该导光板31内的光线。每一该第二凹槽38对应每一该第一凹槽36，用以全反射该光源33所发出的光线(图6)。该反射片32位于该导光板31的第二表面312的下方。在本实施例中，该各光源33为多根冷阴极荧光灯管，可以理解的是，该各光源33也可以是多根发光二极管灯管。该各光学膜35位于该导光板31的第一表面311的上方，其中该各光学膜35包括至少一扩散膜及至少一增亮膜。

在本实施例中，该各第一凹槽36是彼此平行，且每一该第一凹槽36是由二侧面361，362所构成，该各侧面361，362相交于一交线363，该交线363对应于每一该第二凹槽38，亦即每一该交线363位于每一该第二凹槽38的正上方。该各侧面361，362的剖面为弧面，较佳为二次曲线。

参考图6，显示本发明的直下式背光模块的第二实施例的局部放大示意图及光路径示意图。在本实施例中，该导光板31的第二表面312更具有多个扩散区域37，用以扩散该导光板31内的光线。该各扩散区域37的形成方式可以是注塑成型、印刷网点、压印、fly cut、v-cut、激光加工或其它现有加工方式。在本实施例中，该各扩散区域37为多个网点，其是由印刷方式所形成。

参考图7，其显示本发明的直下式背光模块的第二实施例中扩散区域的分布曲线图。在本实施例中，该各扩散区域37并不是平均分布。业经发现，如果要得到较佳的扩散效果，该各扩散区域37的有效扩散面积的最高处与一光源33间的距离为该各光源33的间隔p(pitch)的八分之一至八分之三，较佳为四分之一。换句话说，如果每一该各扩散区域37的面积都相同，则该导光板31的第二表面312上，每单位面积中该各扩散区域37的数目(或是浓度)的最高处与一光源33间的距离为

至

较佳为

或是，如果该导光板31的第二表面312上，每单位面积中该各扩散区域37的数目(或是浓度)都相同，则在与一光源33间的距离为

至

(较佳为

)的地方该各扩散区域37具有最大的面积。

在本实施例中，该各扩散区域37为多个网点，且每一网点的面积都相同，因此在与一光源33距离

至(较佳为

)的地方该各网点的浓度(每单位面积的网点数目)最高，如图7所示。

在本实施例中，混光区域限定为该反射片32的上表面及该各光学膜35的下表面之间，利用本实施例可有效地将该混光区域的高度降低至20毫米(mm)以下，且可避免因该各光源33造成的亮度不均的现象。

参考图8a及图8b，其分别显示第一种仿真装置的光学仿真俯视示意图及第二种仿真装置的光学仿真俯视示意图，其中该第一种仿真装置类似该第二实施例的直下式背光模块3，差别仅在于该第一种仿真装置中的光学膜仅有一扩散膜，亦即该第一种仿真装置包括该导光板31、该反射片32、该等光源33、该壳体34及一扩散膜。该第二种仿真装置第一种仿真装置去掉该导光板31。由图8b可看出，在未设置该导光板31的情况下，该各光源33会造成的亮度不均，且十分明显。由图8a可看出，在设置该导光板31的情况下，几乎不会产生因该各光源33所造成的亮度不均现象。所以使用本发明的设计，可以有效减少混光距离，降低该混光区域的高度，而达到减少背光模块厚度的功效。此外，由于厚度减少，也有增加亮度的功效。

参考图9，其显示本发明的直下式背光模块的第三实施例的剖视示意图。本实施例的直下式背光模块4与第二实施例的直下式背光模块3大致相同，不同处仅在于第一凹槽的型式。该直下式背光模块4包括：一导光板41、一反射片42、多个光源43、一壳体44及多个光学膜45。该导光板41具有一第一表面411(上表面)及一与该第一表面411相对的第二表面412(下表面)，该第一表面411具有多个第一凹槽46，该第二表面412具有多个扩散区域47及多个第二凹槽48。每一该第二凹槽48内容置每一该光源43，且每一该第二凹槽48对应每一该第一凹槽46。该反射片42位于该导光板41的第二表面412的下方。该各光学膜45位于该导光板41的第一表面411的上方。该各第一凹槽46彼此平行，且每一该第一凹槽46是由二侧面461，462所构成，在本实施例中，该各侧面461，462为平面，且相交于一交线463，该交线463对应于每一该第二凹槽48，亦即每一该交线463位于每一该第二凹槽48的正上方。

参考图10，其显示本发明的直下式背光模块的第四实施例的剖视示意图。本实施例的直下式背光模块5与第二实施例的直下式背光模块3大致相同，不同处仅在于第一凹槽的型式。该直下式背光模块5包括：一导光板51、一反射片52、多个光源53、一壳体54及多个光学膜55。该导光板51具有一第一表面511(上表面)及一与该第一表面511相对的第二表面512(下表面)，该第一表面511具有多个第一凹槽56，该第二表面512具有多个扩散区域57及多个第二凹槽58。每一该第二凹槽58内容置每一该光源53，且每一该第二凹槽58对应每一该第一凹槽56。该反射片52位于该导光板51的第二表面512之下方。该各光学膜55位于该导光板51的第一表面511的上方。该各第一凹槽56彼此平行，且每一该第一凹槽56是由二侧面561，562所构成，在本实施例中，以侧面561为例，其是由四个区段5611，5612，5613，5614所组成，且该各区段5611，5612，5613，5614的剖面分别具有不同的斜率。此外，该各侧面561，562相交于一交线563，该交线563对应于每一该第二凹槽58，亦即每一该交线563位于每一该第二凹槽58的正上方。

本发明另外关于一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括但不限于液晶监视器、笔记型计算机的屏幕及液晶电视等，其包括：一第一基板、一第二基板、一液晶层及一直下式背光模块。该第一基板例如一彩色滤光(CF)基板。该第二基板例如为一薄膜晶体管(TFT)基板。该液晶层夹设于该第一基板及该第二基板之间。该直下式背光模块位于该第二基板的下方，该背光模块可以是上述该各实施例的直下式背光模块2，3，4，5的其中之一。

上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，并非限制本发明，因此熟悉于此技术的人士对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如所附的权利要求为准。

Claims

1.一种背光模块，包括：

导光板，具有第一表面以及与该第一表面相对的第二表面，该第一表面具有多个第一凹槽，该第二表面具有多个扩散区域，用以扩散该导光板内的光线；

反射片，位于该导光板的第二表面的下方；

多个光源，位于该导光板的第一表面及该反射片之间，且每一该光源对应每一该第一凹槽，用以全反射该光源所发出的光线，其中该各扩散区域的有效扩散面积的最高处与该光源间的距离为该各光源的间隔的八分之一至八分之三；及

多个光学膜，位于该导光板的第一表面的上方。

2.如权利要求1所述的背光模块，其中该各第一凹槽彼此平行。

3.如权利要求1所述的背光模块，其中每一该第一凹槽由二侧面所构成，该各侧面相交于一交线，该交线对应于每一该光源。

4.如权利要求3所述的背光模块，其中该各侧面为弧面。

5.如权利要求4所述的背光模块，其中该各侧面的剖面为二次曲线。

6.如权利要求3所述的背光模块，其中该各侧面为平面。

7.如权利要求3所述的背光模块，其中每一该侧面是由多个区段所组成，且该各区段的剖面分别具有不同的斜率。

8.如权利要求1所述的背光模块，其中该导光板的该第二表面具有多个第二凹槽，每一该第二凹槽内容置每一该光源，且每一该第二凹槽对应每一该第一凹槽。

9.如权利要求1所述的背光模块，其中该各扩散区域的形成方式是选自注塑成型、印刷网点(printing dots)、压印(stamper)、飞剪(fly cut)、V型切口(v-cut)及激光加工等方法。

10.如权利要求1所述的背光模块，其中该第二表面单位面积中的该多个扩散区域数目相同，而该多个扩散区域面积的分布在与一光源间的距离为该多个光源的间隔(pitch)的八分之一至八分之三具有最大面积。

11.如权利要求1所述的背光模块，其中每一该多个扩散区域的面积相等，而该等第二表面单位面积中扩散区域分布与一光源间的距离为该等光源的间隔(pitch)的八分之一至八分之三具有最大数目。

12.如权利要求1所述的背光模块，其中该各光源为多根冷阴极荧光灯管。

13.如权利要求1所述的背光模块，其中该各光源为多根发光二极管灯管(LED light bar)。

14.如权利要求1所述的背光模块，其中该各光学膜包括至少一扩散膜及至少一增亮膜。

15.如权利要求1所述的背光模块，还包括混光区域，用以混合该反射片及该各光学膜间的光线，且该混光区域的高度小于20毫米。

16.一种液晶显示装置，包括：

第一基板；

第二基板，位于该第一基板的一侧；

液晶层，夹设于该第一基板及该第二基板之间；及

背光模块，位于该第二基板的下方，该背光模块包括：

导光板，具有第一表面及与该第一表面相对的第二表面，该第一表面具有多个第一凹槽，该第二表面具有多个扩散区域，用以扩散该导光板内的光线；

反射片，位于该导光板的第二表面的下方；

多个光源，位于该导光板的第一表面及该反射片之间，每一该光源系对应每一该第一凹槽，用以全反射该光源所发出的光线，该各扩散区域的有效扩散面积的最高处与一光源间的距离为该各光源的间隔(pitch)的八分之一至八分之三；及

多个光学膜，位于该导光板的第一表面的上方。

17.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中该第一基板为一彩色滤光(CF)基板，该第二基板为一薄膜晶体管(TFT)基板。

18.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中该各第一凹槽彼此平行。

19.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中每一该第一凹槽是由二侧面所构成，该各侧面相交于一交线，该交线对应于每一该光源。

20.如权利要求19所述的液晶显示装置，其中该各侧面为弧面。

21.如权利要求20所述的液晶显示装置，其中该各侧面的剖面为二次曲线。

22.如权利要求19所述的液晶显示装置，其中该各侧面为平面。

23.如权利要求19所述的液晶显示装置，其中每一该侧面由多个区段所组成，且该各区段的剖面分别具有不同的斜率。

24.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中该导光板的该第二表面具有多个第二凹槽，每一该第二凹槽内容置每一该光源，且每一该第二凹槽对应每一该第一凹槽。

25.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中该各扩散区域的形成方式是选自注塑成型、印刷网点(printing dots)、压印(stamper)、飞剪(fly cut)、V型切口(v-cut)及激光加工等方法。

26.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中该第二表面单位面积中的该多个扩散区域数目相同，而该多个扩散区域面积的分布在与一光源间的距离为该等光源的间隔(pitch)的八分之一至八分之三具有最大面积。

27.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中每一该多个扩散区域的面积相等，而该等第二表面单位面积中扩散区域的分布与一光源间的距离为该等光源的间隔(pitch)的八分之一至八分之三具有最大数目。

28.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中该各光源为多根冷阴极荧光灯管。

29.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中该各光源为多根发光二极管灯管(LED light bar)。

30.如权利要求16所述的液晶显示装置，其中该各光学膜包括至少一扩散膜及至少一增亮膜。

31.如权利要求16所述的液晶显示装置，还包括混光区域，用以混合该反射片及该各光学膜间的光线，且该混光区域的高度小于20毫米。