CN101571252B - 背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一背光模块，其包含一导光板及多个光源。导光板的一侧包含由多个凸透镜结构排列而成的光学微结构，且多个凸透镜结构于该光学微结构的中间区域的高度与间距的比值和于该光学微结构的侧边区域的高度与间距的比值不同。举例而言，该多个凸透镜结构于该中间区域的高度与间距的比值较的于侧边区域的高度与间距的比值为大。光源可为发光二极管，且朝向该光学微结构设置。

Description

背光模块

【技术领域】

本发明关于一种显示面板相关技术，特别是关于一种背光模块。

【背景技术】

以发光二极管(LED)作为笔记型计算机的光源已成趋势，其具有薄型化及省电的优势。只有LED为点光源，其发光的光型多为Lambertian分布。光线在入射导光板后会因Snell’s Law而让光型更加集中，因而需要特定长度的混光区域才能扩展成均匀的面光源。现行的做法为在导光板的背面布上细微的凸点，利用不同的凸点分布，减少或加强全反射破坏而达到均匀面光源的效果。

然而，在达成节省能源以及轻薄短小的要求下，作为光源的发光二极管(LED)颗数减少以及面板尺寸与显示区域间的混光区域变小，必须同时达成。如此一来，仅靠导光板背面布上细微的凸点，并没有办法完全解决在LED入光侧产生亮暗相间的画面不均匀(LED hot spot mura)的问题。

目前改善的做法为导光板靠近LED入光侧的侧边上增加一维排列的微结构，如图1所示。其中导光板11相对于发光二极管13的入光侧增加作一维排列的微结构12，而虚线区域为画面显示区14。然而这种微结构12的缺点是，会有部分的光线经微结构12折射之后，与Y轴的夹角过大。由背光模块10里面导光板11可能是由白色的胶框(frame)15所支承，过大角度的光线会在导光板11传播之后由侧面射出，并经过胶框15反射后回到导光板11，此现象会被视为画面内漏光(Light Leakage)。

因此，如何进行显示面板的窄化，并同时避免前述画面不均匀及侧面漏光的现象，实乃业界亟欲突破的技术障碍。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明利用光源排列搭配导光板入光侧光学微结构的几何分布，提供一种易于实施、节省空间、高辉度、具备改善画质特性的背光模块。

本发明一实施例的背光模块包含一导光板及多个光源。导光板的一侧包含由多个凸透镜结构排列而成的光学微结构，且多个凸透镜结构于该光学微结构的中间区域的高度与间距的比值和于该光学微结构的侧边区域的高度与间距的比值不同。光源可为发光二极管，且朝向该光学微结构设置。

多个凸透镜结构于中间区域及侧边区域的排列可包含数种变化。例如，一实施例中该多个凸透镜结构于该中间区域的高度与间距的比值相同；该多个凸透镜结构于该侧边区域的高度与间距的比值相同；该多个凸透镜结构于该中间区域的高度与间距的比值较的于侧边区域的高度与间距的比值为大。

另一实施例中，该多个凸透镜结构于侧边区域的高度与间距的比值由内而外逐渐变小；其可利用该多个凸透镜结构于该侧边区域的高度由内而外逐渐变小、或该多个凸透镜结构于该侧边区域的间距由内而外逐渐变大而达成。

此外，该多个凸透镜结构于光学微结构中间区域的排列密度和于光学微结构侧边区域的排列密度不同，例如该多个凸透镜结构于光学微结构中间区域的排列密度较的于该光学微结构侧边区域的排列密度为高。

较佳地，该多个光源的中间区域对应于该光学微结构的中间区域，且该多个光源的侧边区域对应于该光学微结构的侧边区域。一实施例中，多个光源的中间区域的排列密度较的于侧边区域的排列密度为低，且多个光源于其中间区域的间距可为定值。另外，多个光源于其侧边区域的间距可由内而外逐渐变小。多个光源于其侧边区域与导光板的距离可由内而外逐渐变大。

根据本发明的前述设计，通过凸透镜结构及光源的适当排列，可有效改善画面不均匀及侧向漏光的问题。

【附图说明】

图1绘示现有的背光模块示意图。

图2A、2B及3绘示本发明第一实施例的背光模块示意图。

图4绘示本发明第二实施例的背光模块示意图。

图5A和5B绘示本发明第三实施例的背光模块示意图。

图6绘示本发明第四实施例的背光模块示意图。

【主要组件符号说明】

10  背光模块              11  导光板

12  微结构                13  光源

14  画面显示区            15  胶框

20  背光模块              21  导光板

22  光源                  23  胶框

24  画面显示区            25  光学微结构

26  凸透镜结构            40  背光模块

50  背光模块              60  背光模块

20’背光模块              50’背光模块

【具体实施方式】

以下详细讨论本发明目前较佳实施例的制作和使用。不过，应当理解，本发明提供许多可应用的装置或方法，其可在各种各样的具体情况下实施。该讨论的具体实施例仅说明了制作和使用该发明的具体方式，并没有限制本发明的范围。

图2A绘示本发明第一实施例的背光模块架构。背光模块20包含导光板21、多个光源22及胶框23。导光板21的一侧包含由多个凸透镜结构26排列而成的光学微结构25，且多个凸透镜结构26于该光学微结构25的中间区域的高度与间距的比值和于该光学微结构25的侧边区域的高度与间距的比值不同。导光板21中的虚线部份为画面显示区24，光源22可为发光二极管，且朝向该光学微结构25设置。实际应用时，导光板21的出光面上方可设置各种光学膜片，包括棱镜片、扩散片以及反射式偏光片型增亮膜等(图未示)。

为求更清楚说明本发明的技术特征，特将图2A中导光板21关于光学微结构25的分布以图3的分区表示。导光板21大致分为A、B及C三区，左、右的侧边区域分别为A及C区，中间区域为B区。若光学微结构25的全长为L，A和C区的长度均小于L/3，B区的长度则大于L/3。易言之，侧边区域A及C区位于该中间区域B区的两侧，且该中间区域B区的长度大于任一侧的侧边区域A或C区的长度。

多个凸透镜结构26为半圆形柱状或弧形柱状。若前述微结构25的相邻凸透镜结构26的顶点间距为P1，且凸透镜结构26凸出于导光板21侧边的高度为H，则在B区的H/P1比值较之于A及C区的H/P1比值为大。亦即，凸透镜结构26的形状在导光板21入光侧的中间区域较为陡峭，而在侧边区域则较平缓。本实施例中，中间区域B区的H/P1为定值，而侧边区域A或C区的H/P1的比值由内而外逐渐变小。图3所示H/P1的比值由内而外逐渐变小的情况，可利用多个凸透镜结构26于侧边区域A或C区的高度H由内而外逐渐变小、或该多个凸透镜结构26于侧边区域A或C区的间距P1由内而外逐渐变大而达成。此外，在侧边区域A或C区，H/P1比值亦可为定值，但须符合在B区的H/P1比值较之于A及C区的H/P1比值为大的条件。

根据上述第一实施例，多个凸透镜结构26于光学微结构25中间区域B区的排列密度和于光学微结构25侧边区域A或C区的排列密度不同，例如多个凸透镜结构26于光学微结构25中间区域B的排列密度较的于光学微结构25侧边区域A或C的排列密度为高。亦即凸透镜结构26的间距P1于中间区域B区较小，而于侧边区域A或C区较大。在实际应用上，导光板21具有光学微结构25的一侧可向内微凹，即微凹向画面显示区24，形成如图2B所示的背光模块20’。

综合参照图2A及3，多个光源22的中间区域对应于光学微结构25的中间区域(B区)，且多个光源22的侧边区域对应于光学微结构25的侧边区域(A及C区)。一实施例中，多个光源22的中间区域的排列密度较之于侧边区域的排列密度为低，且多个光源22于其中间区域的间距P2为定值。又，本实施例中，多个光源22于其侧边区域的间距P2由内而外逐渐变小。

在导光板21中间区域(B区)的光学微结构25，由于凸透镜结构26的H/P1比值较大，光学微结构25展开光源22的效果明显，光源22的数目可以有效降低，因此光源22的间距P2较大；而其中折射之后与Y轴(导光板21入光面法线)夹角较大者，因为离两侧的胶框23距离甚远，并不会造成侧向漏光。另一方面，在导光板21接近左右两侧的微结构，由于凸透镜结构26的H/P1比值较小，光学微结构25展开光源22的效果较不明显，光源22的间距P2必须较小，以解掉画面不均匀(LED hot spot mura)；因此P2较小，而折射之后与Y轴(导光板21入光面法线)夹角较小，即使离两侧的胶框23距离近，也不会造成侧向漏光。

图4绘示本发明第二实施例的背光模块40。相较于上述第一实施例，本实施例进一步将多个光源22于其侧边区域(A及C区)与导光板21的距离由内而外逐渐变大，藉此使得光源22与两侧的胶框23距离更远，可更进一步防止侧向漏光。一实施例中，于侧边区域内外两端的光源22与导光板21的距离的差距d小于0.2mm。

图5A绘示本发明第三实施例的背光模块50。相较于上述第一实施例将光学微结构25设于导光板21的长边，本实施例是将光学微结构25设位于导光板21的二短边；其余光学微结构25的凸透镜结构26和光源22的设置排列方式，与第一实施例所示实质相同。类似地，本实施例亦可应用于导光板21具有光学微结构25的一侧向内微凹的情况，形成如图5B所示的背光模块50’。

图6绘示本发明第四实施例的背光模块60。相较于上述第三实施例，本实施例进一步将多个光源22于其侧边区域与导光板21的距离由内而外逐渐变大，藉此使得光源22与两侧的胶框23距离更远，可更进一步防止侧向漏光。一实施例中，于侧边区域内外两端的光源22与导光板21的距离的差距d小于0.2mm。类似地，本实施例亦可应用于导光板21具有光学微结构25的一侧向内微凹的情况。

通过本发明将光学微结构及光源位置的妥善安排，可有效改善画面不均匀及侧边漏光的问题，尤适合窄框化时的应用。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。

Claims (21)

1.一种背光模块，包含：

一导光板，其至少一侧包含一光学微结构，该光学微结构由多个凸透镜结构排列而成，且该多个凸透镜结构于该光学微结构的中间区域的高度与间距的比值和于该光学微结构的侧边区域的高度与间距的比值不同，侧边区域位于中间区域的两侧，且该中间区域的长度大于任一侧的侧边区域的长度；以及

多个光源，朝向该光学微结构设置。

2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该多个凸透镜结构于该中间区域的高度与间距的比值相同。

3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该多个凸透镜结构于该侧边区域的高度与间距的比值相同。

4.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该多个凸透镜结构于该中间区域的高度与间距的比值较之于侧边区域的高度与间距的比值更大。

5.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该多个凸透镜结构于该侧边区域的高度与间距的比值由内而外逐渐变小。

6.根据权利要求5所述的背光模块，其特征在于，该多个凸透镜结构于该侧边区域的高度由内而外逐渐变小。

7.根据权利要求5所述的背光模块，其特征在于，该多个凸透镜结构于该侧边区域的间距由内而外逐渐变大。

8.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该多个凸透镜结构于该光学微结构中间区域的排列密度和于该光学微结构侧边区域的排列密度不同。

9.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，该多个凸透镜结构于该光学微结构中间区域的排列密度较之于该光学微结构侧边区域的排列密度更高。

10.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该多个凸透镜结构是半圆形柱状或弧形柱状。

11.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该导光板具有该光学微结构的至少一侧向内微凹。

12.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该光学微结构位于该导光板的长边。

13.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该光学微结构位于该导光板的二短边。

14.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该多个光源的中间区域对应于该光学微结构的中间区域，且该多个光源的侧边区域对应于该光学微结构的侧边区域。

15.根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该多个光源的中间区域及侧边区域的排列密度不同。

16.根据权利要求15所述的背光模块，其特征在于，该多个光源的中间区域的排列密度较之于侧边区域的排列密度更低。

17.根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该多个光源于其中间区域的间距为定值。

18.根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该多个光源于其侧边区域的间距由内而外逐渐变小。

19.根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该多个光源于其侧边区域与该导光板的距离由内而外逐渐变大。

20.根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于，该多个光源的侧边区域内外两端的光源与导光板的距离的差距小于0.2mm。

21.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该多个光源为发光二极管。

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