CN101266354A - 背光模组及其应用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种背光模组及其应用装置。背光模组至少包含光源、反射罩以及导光板，其中光源反射罩具有：用来容置导光板的第一凹槽以及用以容置所述光源的第二凹槽。第一凹槽具有底面以及第一开口。第二凹槽具有设置于第一凹槽底面的第二开口，且第二开口小于底面的尺寸。导光板具有第一平面、相对于第一平面的光出射面以及一个端面，其中端面分别借由第一导角部以及第二导角部与第一平面和光出射面连接，端面具有大于或等于第二开口的一尺寸，且第一导角部与所述第二导角部位于第一凹槽内，使端面遮盖第二开口。可有效且实质地防止漏光。
Description
技术领域
本发明是有关于一种背光模组，特别是有关于一种防漏光的侧光式背光模组及其应用装置。
背景技术
液晶显示装置通常由显示面板与背光模组所组成，背光模组的主要功能是在提供足够的亮度以及分布均匀的光源，以使液晶显示器能够显示影像。一般而言，背光模组可分为直下式(Direct-type)与侧光式(Edge-type)两种设计，其中直下式的设计是将光源(例如萤光灯管或发光二极管)设置于背光模组的正下方，而侧光式的设计则是将光源设置于背光模组的侧边。
请参照图1A，该图绘示一种现有的侧光式背光模组10的剖面结构示意图。侧光式背光模组10是位于液晶显示面板12的下方，此侧光式背光模组10主要包含有光源20、光源反射罩30、导光板40、反射片50以及光学膜片(未绘示)，此光学膜片可以是为扩散片或一菱镜片且设置于导光板40上方，其中光源反射罩30具有夹制部30a与承载部30b，光源20是设置于反射罩30中，导光板40的板端套设于光源反射罩30的开口处(未标示)，反射片50设置于光源反射罩30的承载部30b上，光源20所射出的光线可直接或是经过光源反射罩30的反射后，自导光板40的端面40a射入导光板40内，经由在导光板40底面刻意设置的网点以破坏光线的全反射后，光线即朝向导光板40的光源射出面(未标示)射出，反射片50的作用则是让光线尽可能地朝向导光板40的光源射出面射出，以达光源的充分利用。最理想的情况为光线进入导光板40后，因全反射关系光线会完全被限制在导光板40内，再经由网点散射破坏全反射条件后，光线再朝向导光板的射出面射出，以达到显示面板亮度与均匀性的要求。
但是由于导光板40制作与组装搬运的因素，导光板40的端面40a与顶底面的交界处无法完全垂直，而是有圆角40b(R角)产生，这会使得光源所产生的部分光线经由圆角40b面进入到导光板40。当此部分光线经由圆角40b进入导光板40后因入射角度关系，于导光板40内顶底面的反射角小于临界角，因此没有全反射的情形产生，即光线随即射出导光板40而造成漏光，而非经由网点的散射，如图1B所示。此外，由于结构设计的问题，使得光线也会由导光板40顶底面与结构间隙60进入导光板40，此光线亦如由圆角进入导光板的光线一样未经全反射与网点散射即射出导光板而造成漏光，如图1C所示。现阶段解决方式大部分是增加遮光区域12a来挡掉漏光，但是如此会让显示装置缘额区70的距离增加。一般来说，经由圆角40b面进入导光板40，一次折射漏光可以被遮光区域12a挡住，二次折射漏光的距离为2×t×tan(θc)，t为导光板40的厚度，θc为导光板40材质的临界角，假设导光板40厚度为8mm，临界角为42度，所以二次折射漏光的距离为14.4mm(如图1C所示)，对于显示器而言，这样的缘额区70的距离实在是太大了。
另一种解决漏光的方式，如图1D所示，是将光源反射罩30的开口做得比导光板40的厚度小，然后组装时用导光板40将光源反射罩30撑开，使导光板40与光源反射罩30的上下机构的间隙消失，以减少因为结构间隙所造成的漏光现象。但因为圆角40b漏光还是无法解决，所以还是要靠网点与增加缘额区70的方式来解决漏光所造成的光源不均匀的现象。此外，还有另一种解决漏光的方式，如图1E所示，是利用加入晕度较高的扩散片80于导光板40的上方，来将漏光打散到整个扩散片80，但是这会使得光源的亮度下降，影响到显示器的显示品质。
发明内容
本发明是为了克服现有技术存在的上述缺点，而提供的一种背光模组及其应用装置，从而解决了现有结构中漏光的问题，以达到有效防止漏光的目的。
本发明一方面是在于提供一种防漏光的背光模组，借由改变光源反射罩的侧壁开口的大小，使得光线能实质地经由邻接光源的端面射入导光板，来防止可能的漏光路线，因而实质地解决圆角与机构空隙所造成的漏光问题。在不增加任何其他结构元件下，仅借由改变光源反射罩的侧壁开口的设计，就可以几乎封闭住所有可能的漏光路线，并使得光源所产生的光线皆能实质地经由端面部分射入导光板，因此达到防止漏光的目的。
根据本发明的一较佳实施例，此背光模组，至少包含光源、反射罩以及导光板，其中光源反射罩具有：用来容置导光板的第一凹槽以及用以容置所述光源的第二凹槽。第一凹槽具有底面以及第一开口。第二凹槽具有设置于第一凹槽底面的第二开口，且第二开口小于底面的尺寸。导光板具有第一平面、相对于第一平面的光出射面以及一个端面，其中端面分别借由第一导角部以及第二导角部与第一平面和光反射面连接。端面的尺寸大于或等于第二开口，且第一导角部与所述第二导角部位于第一凹槽内，使端面遮盖第二开口。本发明的另一方面就是在提供一种具有防漏光的背光模组的显示装置。根据本发明的另一较佳实施例，此显示装置，至少包含：一显示面板以及上述的背光模组。
另外依照本发明一较佳实施例，上述的光源反射罩的材质可例如是金属或塑胶。
依照本发明一较佳实施例，上述的光源可例如是发光二极管(LED)或冷阴极管(CCFL)。
应用上述防漏光的侧光式背光模组，由于是利用缩小光源反射罩的侧壁的开口大小，使得光源所直接射出或经由侧壁反射的光线，能实质地完全经由邻接光源的端面射入至导光板中，而不会从圆角(导角)或机构间隙射入至导光板。因此，本发明可克服现有技术的无法防止漏光的缺点。所以本发明与其它现有结构相比，本发明的侧光式背光模组可有效且实质地防止漏光。
附图说明
本发明的具体特征、性能以及优点可从以下的实施例及其附图进一步描述。
图1A是绘示一种现有的侧光式背光模组的剖面结构示意图。
图1B是绘示图1A的现有侧光式背光模组的一种光线行进路线示意图。
图1C是绘示绘示图1A的现有侧光式背光模组的另一种光线行进路线示意图。
图1D是绘示又一种现有的侧光式背光模组的剖面结构示意图。
图1E是绘示再一种现有的侧光式背光模组的剖面结构示意图。
图2A是绘示本发明的一较佳实施例的防漏光的侧光式背光模组的剖面结构示意图。
图2B是绘示本发明的另一较佳实施例的防漏光的侧光式背光模组的剖面结构示意图。
图3是绘示现有的侧光式背光模组的剖面结构示意图；
图4是绘示依据本发明的实施例一所绘示的侧光式背光模组的剖面结构示意图。
图5是绘示依据本发明的实施例二所绘示的侧光式背光模组的剖面结构示意图。
图中主要元件符号说明如下：
10：侧光式背光模组 12：液晶显示面板
12a：遮光区域 20：光源
30：光源反射罩 30a：夹制部
30b：承载部 40：导光板
40a：端面 40b：圆角(导角)
50：反射片 70：缘额区
80：扩散片 100：侧光式背光模组
110：液晶显示面板 120：光源
130：光源反射罩 137：第二凹槽
137a：第三侧壁 137b：第四侧壁
138：第二开口 139：第一开口
140：导光板 140a：端面
140b：第一导角部 140c：第二导角部
140d：第一平面 140e：光出射面
141：第一凹槽 141a：第一侧壁
141b：第二侧壁 141c：底面
150：反射片 152：缝隙
170：反射层 172：吸收层
180：光学膜片 200：侧光式背光模组
210：发光二极管 220：光源反射罩
230：导光板 230b：光入射端面
240：侦测面 300：侧光式背光模组
320：光源 330：光源反射罩
337：第二凹槽 337a：第三侧壁
337b：第四侧壁 338：第二开口
339：第一开口 340：导光板
340a：端面 340b：第一导角部
340c：第二导角部 340d：第一平面
340e：光出射面 341：第一凹槽
341a：第一侧壁 341b：第二侧壁
341c：底面 352：缝隙
372：吸收层 400：侧光式背光模组
420：光源 430：光源反射罩
437：第二凹槽 437a：第三侧壁
437b：第四侧壁 438：第二开口
439：第一开口 440：导光板
440a：端面 440b：第一导角部
440c：第二导角部 440d：第一平面
440e：光出射面 441：第一凹槽
441a：第一侧壁 441b：第二侧壁
441c：底面 452：缝隙
472：吸收层 D1：机构间隙
D2：光源反射罩(第一凹槽)的开口宽度
D3：发光二极管距离导光板的光入射端面的距离
D4：侦测面设于导光板的光出射面上方的高度
D5：第三侧壁和第四侧壁问的距离
T1：发光二极管的宽度
T2：导光板的厚度T3：端面的厚度
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，特举出一种侧光式背光模组作为较佳实施例来加以说明，然其并非用以限定本发明，在不脱离本发明的精神和范围内，本发明的技术特征也适用于其他形式的背光模组。
请参阅图2A，是绘示本发明的一较佳实施例的防漏光的侧光式背光模组100的剖面结构示意图。侧光式背光模组100是位于液晶显示面板110的下方，此侧光式背光模组100主要是包含有光源120、光源反射罩130、导光板140以及反射片150，其中光源120的截面是呈具有一预定尺寸的外围轮廓，例如发光二极管，然不限于此，冷阴极管或其他截面轮廓形状的光源者也可以使用。
光源反射罩130至少包含：用来容置导光板140的第一凹槽141以及用以容置所述光源120的第二凹槽137。第一凹槽具有第一侧壁141a、第二侧壁141b以及底面141c，且借由第一侧壁141a和第二侧壁141b可定义出第一开口139。第二凹槽137具有第三侧壁137a和第四侧壁137b，借由第三侧壁137a和第四侧壁137b所定义的第二开口138设置于第一凹槽141底面141c，且第二开口138小于底面。
可以理解的是，第二开口138是小于第一开口139。其中第二凹槽137是以非封闭方式环绕于光源120，并与光源120的外围轮廓相隔一预定距离，可将射向光源反射罩130的光线加以反射，并以第二开口138作为光源120的光线的出口。光源反射罩130的材质可以是金属材质或塑胶材质，例如在本发明的一些实施例的中，第三侧壁137a与第四侧壁137b本身是可由反射率高的金属材质所制成，另一种选择是第三侧壁137a与第四侧壁137b是由塑胶材质所制成，并在第三侧壁137a与第四侧壁137b上披覆反射层170，例如金属反射层，用以将光源120所射出的光线反射至导光板140端面140a。而光源反射罩130可以是以铸模或压模方式一体成形或分由二个以上的部件接合组立而成。
导光板140具有第一平面140d、相对于第一平面140d的光出射面140e以及一个端面140a，其中端面140a分别借由第一导角部140b以及第二导角部140c与第一平面140d和光出射面140e连接，端面140a的尺寸大于或等于第二开口138，且第一导角部140b与第二导角部140c设置于位于第一凹槽139内，并借由第一侧壁141a与第二侧壁141b夹制并固定导光板140，使端面140a遮盖第二开口138。在本发明的较佳实施例中，导光板140的端面140a是与第一凹槽141的底面141c接触，并完全覆盖于第二开口138的边缘，以阻挡光源120的光线从导光板140的第一导角部140b与第二导角部140c射入至导光板140。
请参阅图2B，是绘示本发明的另一较佳实施例的防漏光的侧光式背光模组100的剖面结构示意图。由于光源反射罩130与导光板140在制造时不可避免的会有制造公差产生，因此在将导光板140套装于光源反射罩130的第一凹槽139时，可能会有缝隙152介于第一凹槽的底面141c与导光板140的端面140a之间，使端面140a与底面底面141c无法完全接触密合，为了避免光线从此缝隙152中射出造成漏光，所以在本实施例中，可在底面141c非第二开口138的部分上设置吸收层172，例如黑色吸收层，用以将光源120所射出的光线或第三侧壁137a与第四侧壁137b所反射的光线吸收。
另外反射片150设置于导光板140的第一平面140d和第一凹槽141第二侧壁141b之间，在本实施例中，第一侧壁141a与第二侧壁141b之间的距离，是小于或等于导光板140加上反射片150的厚度，用以夹制并固定导光板140和反射片150。但是在另外一些实施例中，光源反射罩是为金属或具有高反光性质塑胶的壳体，本身并不需要使用反射片150，因此第一侧壁141a与第二侧壁141b之间的距离，只需小于或等于导光板140的厚度，即可夹制并固定导光板140。其中第一侧壁141a与第二侧壁141b可分别与导光板的第一平面140d和光出射面140e接触。在本发明的又一些实施例中，可能包含至少一种光学膜片180设置于导光板140的第一平面140d或光出射面140e的一侧，为了固定光学膜片180，第一侧壁141a与第二侧壁141b之间的距离，必需小于或等于导光板140加上反射片150及光学膜片180的厚度，用以夹制并固定导光板140和反射片150及光学膜片180。
以下列举一实施例以及一比较例，通过背光模组的软件模拟分析结果更详尽阐述本发明的技术优势，但是，下述的实施例并非用以限定本发明，因此本发明的保护范围当视权利要求书范围所界定的为准。
比较例
请参阅图3，是绘示现有的侧光式背光模组200的剖面结构示意图。此侧光式背光模组200包含发光二极管210、光源反射罩220以及导光板230，其中发光二极管210的宽度T1约2.8mm，导光板230的厚度T2约8mm，导光板230的圆角230a约0.1mm，导光板230距离光源反射罩220的机构间隙D1约0.3mm，光源反射罩220的开口宽度D2约8.6mm，发光二极管210距离导光板230的光入射端面230b的距离D3约1.2mm。侦测面240设于导光板230的光出射面上方，高度D4约0.4mm的位置。以此现有结构下，采用Breault Research Organization公司所出版的ASAP 2005(advanced systems analysis program)软件模拟，在导光板无网点设计下，理论上因全反射关系，光线会完全被限制在导光板内，当总光能量为920.40flux，侦测面240所吸收的光能量为17.27flux，故约有1.876％的漏光，以中央亮度300nit的19时LCD为例，1.876％的漏光如集中到3mm*386mm(有效显示区域周围)漏光面中，亮度将达到854nit，这对人眼来说是相当亮而且明显的。
实施例一
请参阅图4，图4是绘示依据本发明的实施例一所绘示的侧光式背光模组300的剖面结构示意图。在本发明所提出的新结构下，在光源反射罩330具有用来容置导光板340的第一凹槽341以及用以容置所述光源320的第二凹槽337。第一凹槽具有第一侧壁341a、第二侧壁341b以及底面314c，且借由第一侧壁341a和第二侧壁341b可定义出第一开口339。第二凹槽337具有第三侧壁337a和第四侧壁337b，借由第三侧壁337a和第四侧壁337b所定义的第二开338设置于第一凹槽341底面341c。其中第二凹槽337的第三侧壁337a和第四侧壁337b之间具有大小约6.6mm的距离D5，其是小于导光板330端面340a的厚度T3(约8mm)，因此第三侧壁337a和第四侧壁337b可实质地完全挡住光源320的光线从导光板340的第一导角部340b与第二导角部340c射入至导光板340。在此结构下，光源320的总光能量为920.56flux，在导光板340的光出射340e面上方的侦测面240所侦测到的光能量为2.635flux，故约有0.297％的漏光，与现有结构相比已经减少84％的漏光，会有漏光的原因是第一凹槽341的底面341c与导光板340的端面340a之间仍有缝隙352存在，其大小约0.05mm。因此若是在底面341c非第二开338的部分上设置吸收层372，可改善漏光情形。
实施例二
请参照图5，图5是绘示依据本发明的实施例二所绘示的侧光式背光模组400的剖面结构示意图。其中图5的结构大致与图4相似，仅在底面441c非第二开口438的部分上设置吸收层472。在此结构下，总光能量为920.1flux，侦测面240所吸收的光能量为1.164flux，故约有0.127％的漏光，比起现有结构已经减少93％的漏光。以中央亮度300nit的19时LCD为例，0.127％的漏光集中到3mm*386mm漏光面中，亮度只达到336.8nit，与其他区域的亮度只高出36.8nit，这对人眼来说是不明显的。
综上所述，本发明的防漏光的侧光式背光模组，其结构特征在于缩小环绕于光源外的光源反射罩的侧壁开口尺寸，并选择性于侧壁临接导光板入光端面的一侧，非开口的位置设置吸收层，使得光源所直接射出或经由侧壁反射的光线，能实质地完全经由入光端面射入至导光板中，而不会从端面两侧的圆角(亦即圆角部分)或机构间隙射入至导光板。因此，本发明可克服现有技术的无法防止漏光的缺点。所以本发明与其它现有结构相比，本发明的侧光式背光模组可有效且实质地防止漏光。
由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明的防漏光的侧光式背光模组，其优点在于不需要借助其他材料或零件来防止漏光，仅借由改变光源反射罩的形状设计，使光线实质地完全经由端面部分射入导光板，不会从圆角或机构间隙射入至导光板，即可达到保护侧光式背光模组免于受到漏光影响的目的。所以与现有结构相比，本发明的侧光式背光模组的防漏光的效果较佳。
虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何本技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，都可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求书范围所界定的为准。
Claims (19)
1. 一背光模组，其特征在于，至少包含一光源、一光源反射罩以及一导光板：
所述光源反射罩具有：
一第一凹槽，该第一凹槽具有一第一侧壁、一第二侧壁以及一底面，所述第一侧壁与所述第二侧壁界定所述第一凹槽的一第一开口；
一第二凹槽，该第二凹槽具有一第三侧壁与一第四侧壁，所述第三侧壁与所述第四侧壁界定所述第二凹槽的一第二开口，其中所述第二开口设置于所述第一凹槽的底面且所述第二开口小于所述底面的尺寸；
以及所述导光板具有：
一第一平面、相对于第一平面的一光出射面以及一端面，其中所述端面分别借由一第一导角部以及一第二导角部与所述第一平面和所述光出射面连接，所述端面的尺寸大于或等于所述第二开口，且所述第一导角部与所述第二导角部位于所述第一凹槽内，使所述端面遮盖所述第二开口。
2. 如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述第一凹槽底面与所述导光板的端面接触。
3. 如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，还至少包含：
一光反射层，设置于第二凹槽的第三侧壁以及第四侧壁上，用以将所述光源所射出的光线反射至所述导光板的端面。
4. 如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，还至少包含：
一光吸收层，设置于第一凹槽底面非第二开口之处。
5. 如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组为一侧光式背光模组。
6. 如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述导光板是借由所述第一侧壁与所述第二侧壁夹制并固定于所述第一凹槽之中。
7. 如权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述第一侧壁与第二侧壁之间的距离等于所述导光板的厚度再加上一反射片的厚度。
8. 如权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述第一侧壁与第二侧壁之间的距离等于所述导光板的厚度再加上一反射片与一光学膜片的厚度。
9. 如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述光源反射罩为一金属外壳或一塑胶外壳。
10. 一种显示装置，其特征在于，至少包含：
一显示面板；以及
一背光模组，设置于所述显示面板之下，其中所述背光模组至少包含一光源、一光源反射罩以及一导光板：
所述光源反射罩具有：
一第一凹槽，该第一凹槽具有一第一侧壁、一第二侧壁以及一底面，所述第一侧壁与所述第二侧壁界定所述第一凹槽的一第一开口；
一第二凹槽，该第二凹槽具有一第三侧壁与一第四侧壁，所述第三侧壁与所述第四侧壁界定所述第二凹槽的一第二开口，其中所述第二开口设置于所述第一凹槽的底面且所述第二开口小于所述底面的尺寸；
以及所述导光板具有：
一第一平面、相对于第一平面的一光出射面以及一端面，其中所述端面分别借由一第一导角部以及一第二导角部与所述第一平面和所述光出射面连接，所述端面的尺寸大于或等于所述第二开口，且所述第一导角部与所述第二导角部位于所述第一凹槽内，使所述端面遮盖所述第二开口。
11. 如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述第一凹槽底面与所述导光板的端面接触。
12. 如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，还至少包含：
一光反射层，设置于第二凹槽的第三侧壁以及第四侧壁上，用以将所述光源所射出的光线反射至所述导光板的端面。
13. 如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，还至少包含一光吸收层，设置于第一凹槽底面非第二开口之处。
14. 如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述背光模组为一侧光式背光模组。
15. 如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述导光板借由所述第一侧壁与所述第二侧壁夹制并固定于所述第一凹槽之中。
16. 如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，所述第一侧壁与第二侧壁之间的距离等于所述导光板的厚度再加上一反射片的厚度。
17. 如权利要求15所述的显示装置，其特征在于，所述第一侧壁与第二侧壁之间的距离等于所述导光板的厚度再加上一反射片与一光学膜片的厚度。
18. 如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述光源反射罩为一金属外壳或一塑胶外壳。
19. 如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为一液晶显示面板。
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