CN101865390A - 背光模块及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光模块及显示装置。显示装置包括此背光模块和显示面板。此背光模块包括第一导光单元、第一光源、第二导光单元、第二光源及反射层，第一光源是设置于第一导光单元的一侧，第二导光单元是设置于第一导光单元的第一凹部上，第二光源是设置于第二导光单元的一侧，反射层是形成于第一导光单元与第二导光单元之间。本发明可确保分区调光的区域数量及各区域的独立可调旋光性。

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，特别是涉及一种可分区调光的背光模块及显示装置。
【背景技术】
液晶显示器(Liquid Crystal Display，L CD)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。
目前，液晶显示器的背光模块可设有多个发光区域，并可在不同的发光区域中调整不同的发光亮度，亦即可进行分区调光。为了进行分区调光，一般背光模块是布设发光二极管(LED)晶粒于液晶显示面板的正下方，并通过控制在不同区域中的LED的发光，来实现分区调光。然而，此分区调光方式需使较多的LED，因而增加LED的成本和使用功率，且容易增加背光模块的整体厚度。
在另一种分区调光方式中，多个LED晶粒是设置于导光板的相对两侧，通过控制不同LED晶粒的发光，以便使导光板具有不同的发光区域。然而，此分区调光方式不易调控导光板的中间区域发光程度，亦即背光模块可进行调光的区域较少。
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：
第一导光单元，具有第一凹部；
第一光源，设置于所述第一导光单元的一侧；
第二导光单元，设置于所述第一导光单元的所述第一凹部上；
第二光源，设置于所述第二导光单元的一侧；以及
反射层，形成于所述第一导光单元与所述第二导光单元之间。
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：
第一导光单元，具有第一凹部；
第一光源，设置于所述第一导光单元的一侧；
第二导光单元，设置于所述第一导光单元的所述第一凹部上；
第二光源，设置于所述第二导光单元的一侧；以及
反射层，形成于所述第一导光单元与所述第二导光单元之间。
在一实施例中，所述第二导光单元的出光面和所述第一导光单元的出光面是位于同一平面上。
在一实施例中，所述背光模块还包括：
第三导光单元；以及
第三光源，设置于所述第三导光单元的一侧；
其中，所述第二导光单元具有第二凹部，第三导光单元是设置于所述第二导光单元的所述第二凹部上。
在一实施例中，所述第一光源或所述第二光源包括电路板和发光组件，所述发光组件是设置所述电路板上。
在一实施例中，所述第一光源和所述第二光源设置于电路板上，并由所述电路板来控制发光。
在一实施例中，所述第一导光单元和所述第二导光单元为长条状。
在一实施例中，所述背光模块还包括光学膜片，其设置于所述第一导光单元和所述第二导光单元上。
在一实施例中，所述第一导光单元呈L形结构。
本发明的背光模块和显示装置可设置光源于导光板的两侧，以进行分区调光，因而可大幅减少光源的使用成本和能量耗费，且本发明的背光模块可确保分区调光的区域数量及各区域的独立可调旋光性。
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示意图；
图2A显示依照本发明的第一实施例的背光模块的剖面示意图；
图2B显示依照本发明的第一实施例的光源和导光单元的剖面示意图；
图3显示依照本发明的第一实施例的光源的示意图；
图4显示依照本发明的第一实施例的光源和导光单元的俯视示意图；
图5显示依照本发明的第二实施例的背光模块的剖面示意图；
图6显示依据本发明的第三实施例的光源的示意图；
图7A显示依据本发明的第四实施例的光源和导光单元的俯视示意图；以及
图7B显示依据本发明的第四实施例的光源和导光单元的剖面示意图。
【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、图2A及图2B，其中图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示意图，图2A显示依照本发明的第一实施例的背光模块的剖面示意图，图2B显示依照本发明的第一实施例的光源和导光单元的剖面示意图。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包括有壳体110、若干个第一光源120、若干个第二光源130、若干个第一导光单元140、若干个第二导光单元150、反射层160及光学膜片170。壳体110是用以装设光源120、130、导光单元140、150及光学膜片170。光源120、130是设置于导光单元140、150的一侧，用以侧向发光至导光单元140、150内，并由导光单元140、150来导引出光。反射层160是形成于第一导光单元140与第二导光单元150之间，用以反射光线，并可分隔第一导光单元140与第二导光单元150。光学膜片170是设置于导光单元140、150上，以改善光学效果。
如图2A所示，本实施例的壳体110是由不透光材质所制成，例如：塑化材料、金属材料或上述材料的组合。第一光源120和第二光源130例如为冷阴极灯管(Cold Cathode FluorescentLamp，CCFL)、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)、电激发光组件(Electro-Luminescence，EL)、发光灯条(Light Bar)或上述的任意组合。
请参照图3，其显示依照本发明的第一实施例的光源的示意图。在本实施例中，第一光源120或第二光源130可例如为发光灯条(Light Bar)，其包括电路板102和发光组件103(例如LED晶粒)，电路板102例如为印刷电路板(Printed circuit board，PCB)或软性印刷电路板(Flexible Printed Circuits，FPC)，发光组件103是设置电路板102上。
如图2A和图2B所示，本实施例的第一光源120是设置于第一导光单元140的一侧，用以发出光线至第一导光单元140内。第二光源130是设置于第二导光单元150的一侧，用以发出光线至第二导光单元150内。其中，第一光源120和第二光源130是并列的配置于背光模块100的同一侧。
如图2A和图2B所示，本实施例的第一导光单元140和第二导光单元150例如是利用射出成型的方式来制成，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)。多个第一导光单元140和多个第二导光单元150可共同组成一导光板，用以分别导引光源120、130的光线至液晶显示面板101。每一导光单元140、150可分别对应的导引光源120、130的光线，并分别形成一发光区域，因而这些导光单元140、150可在背光模块100上形成多个发光区域，且背光模块100的这些发光区域可进行分区调光，亦即背光模块100的这些发光区域可分别具有相同或不同的亮度。
如图2A和图2B所示，本实施例的第一导光单元140具有出光面141、光反射面142及第一凹部143。出光面141是形成于第一导光单元140的一侧，并面对液晶显示面板101，出光面141可具有雾面处理或散射点设计，以便均匀化第一导光单元140的出光，减少出光不均(Mura)的现象。在一实施例中，出光面141更可设有若干个突出结构(未绘示)，以便进一步修正光线的方向，来增加聚光效果，并提高正面辉度。其中此些突出结构可例如为：棱形或半圆形的凸起或凹陷结构等。光反射面142是形成第一导光单元140的相对另一侧，用以反射光线至出光面141。在本实施例中，第一导光单元140的光反射面142平行于出光面141。再者，光反射面142也广义包含了第一导光单元140远离第一凹部143的一侧。光反射面142可设有导光结构(未绘示)，以反射导引光线由出光面141射出。光反射面142的导光结构例如是呈连续性的V形结构，亦即V-Cut结构、雾面结构、散射点结构，以便导引第一光源120的光线充分的由出光面141射出。
如图2A和图2B所示，第一导光单元140的第一凹部143在图中的水平方向上是凹设于出光面141和第二光源130之间，用以对应嵌设第二导光单元150，因而第一导光单元140的第一凹部143的形状和大小优选是对应等于、稍小于或稍大于第二导光单元150，且第一导光单元140可呈L形结构。当组装本实施例的背光模块100时，第二导光单元150可对应的嵌设于第一导光单元140的第一凹部143上，而第一光源120是对位于第一导光单元140的一侧，第二光源130是对位于第二导光单元150的一侧，其中第二导光单元150及第一导光单元140共同构成一具有预定厚度的矩形板片。
如图2A和图2B所示，本实施例的第二导光单元150是设置于第一导光单元140的第一凹部143上，第二导光单元150具有出光面151和光反射面152。出光面151是形成于第二导光单元150的一侧，并面对液晶显示面板101。其中，第二导光单元150的出光面151和第一导光单元140的出光面141是实质的位于同一平面上。出光面151可具有雾面处理或散射点设计，以便均匀化第二导光单元150的出光，减少出光不均的现象。在一实施例中，出光面151更可设有若干个突出结构(未绘示)，以便进一步修正光线的方向，来增加聚光效果，并提高正面辉度。其中此些突出结构可例如为：棱形或半圆形的凸起或凹陷结构等。光反射面152是形成第二导光单元150的相对另一侧，用以反射光线至出光面151。在本实施例中，第二导光单元150的光反射面152平行于出光面151。再者，光反射面152也广义包含了第二导光单元150接近第一凹部143的一侧。光反射面152可设有导光结构(未绘示)，以便反射导引光线由出光面151射出。光反射面152的导光结构例如是呈连续性的V形结构，亦即V-Cut结构、雾面结构、散射点结构，以便导引由第二光源130的光线可充分的由出光面151射出。
如图2A所示，本实施例的反射层160(或反射片)是形成于每一导光单元140、150之间，例如形成于第一导光单元140及第二导光单元150之间，用以分隔导光单元140、150，而可避免导光单元140、150之间的光线相互影响。在本实施例中，反射层160更形成于第一导光单元140的光反射面152上，以反射光线。但是，反射层160也可能形成于第二导光单元150的第一凹部143的L形表面上，以反射光线。因此，在本实施例中，反射层160是形成于导光单元140、150的表面，而仅暴露出用以允许光线进入的入光面(未标示，对应于光源120、130)和出光面141、151。反射层160可由高反射率材料所制成，例如银、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。再者，当背光模块100是由多组第一导光单元140及第二导光单元150所组成时，本实施例的反射层160(或反射片)也另形成于相邻的二个第一导光单元140之间，用以分隔二个第一导光单元140，而可避免二个第一导光单元140之间的光线相互影响。在本实施例中，反射层160优选可形成于二个第一导光单元140的光反射面152上，以反射彼此光线。
如图2A所示，本实施例的光学膜片170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(Diffused Reflective Polarizer Film，DRPF)或上述的任意组合，其设置于导光单元140、150所组成的导光板上，用以改善由导光单元140、150出光的光学效果。
当第二光源130发光时，第二光源130的光线可通过第二导光单元150被导引到出光面151外，而形成一发光区域。当第一光源120发光时，由于反射层160形成于第一导光单元140与第二导光单元150之间，在反射层160的反射下，第二光源130的光线无法进入第一导光单元140。同时，第一光源120的光线可进入第一导光单元140，而由第一导光单元140的出光面141来发射到外部，而形成另一发光区域。由于反射层160的反射，第一光源120的光线无法进入第二导光单元150。
请参照图4，其显示依照本发明的第一实施例的光源和导光单元的俯视示意图。在本实施例中，多个第一光源120可分别设置于背光模块100的相对两侧，多个第二光源130亦分别设置于背光模块100的相对两侧，且与第一光源120设置于同一侧上。多个第一导光单元140是呈矩阵排列，且第一导光单元140的出光面141是位于背光模块100的中间位置，亦即第一导光单元140所产生的发光区域可形成于背光模块100的中间位置。多个第二导光单元150可组合于第一导光单元140的第一凹部143上，并分别位于背光模块100的两侧，亦即第二导光单元150所产生的发光区域可形成于背光模块100的两侧，并邻近于第二光源130。再者，反射层160形成于任二个相邻的导光单元140、150之间，例如形成于第一导光单元140及第二导光单元150之间，形成于相邻的二个第一导光单元140之间，或形成于相邻的二个第二导光单元150之间。当进行背光模块100的分区调光时，可分别控制每一导光单元140、150所对应的光源120、130的发光亮度，并由光源120、130所对应的导光单元140、150来导引光线至出光面141、151，因而可在由导光单元140、150所组成的导光板上形成不同亮度的发光区域，达到分区调光的效果。
因此，本实施例的背光模块100可设置光源120、130于导光板的两侧，来进行分区调光，因而可减少光源的使用数量，进行减少成本和能量耗费。再者，由于背光模块100的第一导光单元140可在中间位置处单独利用对应的第一光源120来形成发光区域，因而可确保背光模块100所调光的区域数量及各区域的独立可调旋光性。
请参照图5，其显示依照本发明的第二实施例的背光模块的剖面示意图。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，第二实施例的背光模块更包括若干个第三光源280和若干个第三导光单元290。此时，第一导光单元240具有出光面241、光反射面242及第一凹部243，第二导光单元250具有出光面251、光反射面252及第二凹部253，第三导光单元290具有出光面291和光反射面292，反射层260是形成于每二个相邻的第一导光单元240、第二导光单元250和第三导光单元290之间。在本实施例中，第一光源220、第二光源230及第三光源280可并列的配置于背光模块的同一侧，第一导光单元240是对应于第一光源220，第二导光单元250是对应于第二光源230，并嵌设于第一导光单元240的第一凹部243上，第三导光单元290是对应于第三光源280，并嵌设于第二导光单元250的第二凹部253上，其中出光面241、251、291是实质的位于同一平面上。因此，多个导光单元240、250、290可组成一导光板，且可形成更多的发光区域，亦即背光模块可具有较多可调光的发光区域。
请参照图6，其显示依据本发明的第三实施例的光源的示意图。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，第三实施例的第一光源320和第二光源330可并列的设置于同一电路板302上，并由此电路板302来控制发光。例如，光源320、330可为LED晶粒，其设置于电路板302上，以分别对应发光至导光单元140、150。
请参照图7A和图7B，图7A显示依据本发明的第四实施例的光源和导光单元的俯视示意图，图7B显示依据本发明的第四实施例的光源和导光单元的剖面示意图。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，第四实施例的第一导光单元440可为长条状，其可同时对应于多个第一光源421、422、423、424，并可通过第一光源421-424的发光来同时形成多个发光区域441、442、443、444，亦即单一长条状的第一导光单元440可同时形成多个发光区域441-444。第二导光单元450也可为长条状，其可同时对应于多个第二光源431、432、433、434，并可通过第二光源431-434的发光来同时形成多个发光区域451、452、453、454，亦即单一长条状的第二导光单元450可同时形成多个发光区域451-454。反射层460是形成于第一导光单元440及第二导光单元450之间。因此，每一发光区域441-444、451-454可通过控制421-424、431-434的发光来个别进行分区调光。
由上述可知，本发明的背光模块和显示装置可允许光源设置于导光板的两侧来进行分区调光，以减少光源的使用成本和能量耗费，且本发明的背光模块可确保分区调光的区域数量及各区域的独立可调旋光性。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，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 (10)

1.一种背光模块，其特征在于：所述背光模块包括：
第一导光单元，具有第一凹部；
第一光源，设置于所述第一导光单元的一侧；
第二导光单元，设置于所述第一导光单元的所述第一凹部上；
第二光源，设置于所述第二导光单元的一侧；以及
反射层，形成于所述第一导光单元与所述第二导光单元之间。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述第二导光单元的出光面和所述第一导光单元的出光面是位于同一平面上。
3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述第一导光单元的出光面是位于所述背光模块的中间位置。
4.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：还包括：
第三导光单元；以及
第三光源，设置于所述第三导光单元的一侧；
其中，所述第二导光单元具有第二凹部，所述第三导光单元是设置于所述第二导光单元的所述第二凹部上。
5.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述第一光源或所述第二光源包括电路板和发光组件，所述发光组件是设置所述电路板上。
6.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述第一光源和所述第二光源设置于电路板上，并由所述电路板来控制发光。
7.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述第一导光单元和所述第二导光单元为长条状。
8.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：还包括光学膜片，其设置于所述第一导光单元和所述第二导光单元上。
9.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述第一导光单元呈L形结构。
10.一种显示装置，其特征在于：所述显示装置包括：
显示面板；以及
背光模块，包括：
第一导光单元，具有第一凹部；
第一光源，设置于所述第一导光单元的一侧；
第二导光单元，设置于所述第一导光单元的所述第一凹部上；
第二光源，设置于所述第二导光单元的一侧；以及
反射层，形成于所述第一导光单元与所述第二导光单元之间。
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