CN101871597A - 背光模组 - Google Patents

Abstract

一种背光模组，包括导光板、混光板以及复数光源。导光板具有第一侧面。混光板具有不规则表面的入光面及一雾面的出光面，设置于导光板的第一侧面。复数光源，对应该入光面而设置，光源所发射的光，透过该入光面进入混光板，并由该出光面出光，且经由该第一侧面进入导光板。

Description

背光模组

技术领域

本发明关于一种背光模组，特别是关于一种背光模组，适用于液晶显示器中，利用混光板将光源入射的光线混合以形成一均匀的光源，且混光板具有不规则表面的入光面及一雾面的出光面。

背景技术

使用液晶显示面板(LCD)的产品十分普遍，凡笔记型电脑、显示器、手机、液晶电视、数位相机以及个人数位助理、…等均可见其应用。因LCD并非自发光元件，其应用必然要使用背光模组才能使其发光而产生显示效果，因此，背光模组实际上亦属于LCD产品的必然配备，即便不是LCD产品，但在需要发光效果的应用领域时，使用背光模组也成了适当的选择。传统液晶显示器中，以冷阴极管(Cold Cathode Fluorescent Tube)作为背光源，其所发射的光为白光。由于小管径的冷阴极管制造难度高，使得冷阴极管则被限制于应用在小型电子产品的液晶显示装置。此外，冷阴极管也需高电压点灯、较耗电量大、电磁干扰以及使用水银所造成环保问题等缺点。

因此，发展出了以发光二极体(Light Emitting Diodes，下称LED)作为LCD的背光源。LED背光源一般可分为两类型，其一是直接以白光LED作为背光源，但白光LED的成本高；另一则是以红、绿、蓝(下称RGB)三色的LED作为背光源，将RGB三色的LED所发射的红光、绿光、蓝光混合而后产生白光。当使用RGB三色的LED作为背光源时，LCD的背光模组则需要有混合三色光的光学构件来将红光、绿光、蓝光混合。

LED光源对液晶显示产品将有突破性的帮助，主要原因是LED的发光效能已经获得大幅改善，一般认为现阶段的LED，技术上已经具备冷阴极灯管一半左右的效能，甚至到了2010年LED的发光效能可望与冷阴极灯管并驾齐驱，当然，这仅仅是就LED的亮度方面而言。若是将LED高反应速度的特性予以应用，使红、蓝、绿三种LED光源依序高速切换点灯，则不旦可以取代液晶面板中高单价的彩色滤光片，更可增加液晶显示产品的细腻度与亮度。由此看来，LED光源对液晶显示产品未来发展趋势的影响将是全面且彻底的。而除了应用于液晶显示产品之外，一旦LED的发光效能可等同于(或超过)冷阴极灯管，则其应用层面势必将更为扩展，例如，LED灯目前已经应用于不少信号灯源上，诸如交通号志的红绿灯以及汔车的方向灯等，若其发光效能有所进展，最有可能的应用是将其推展至照明灯源上，而LED所具有的低耗电以及低发热特性，将对目前所有的照明灯源带来不小的威胁。

如『Yourii Martynov et al，″High-efficiency Slim LED Backlight System with Mixing Light Guide″，2003 SID Digest，pp.1259-1261』(下称公知技术)，其揭露一种具有混合导光板的高效率轻薄LED背光系统。图1表示此LED背光系统的截面图。如图1所示，此背光系统主要包括复数光源10、反射镜11、混合导光板12、反射镜13、主导光板14。其中，光源10配置成一列，且光源10包括RGB三色的LED，在图1中的截面图中，则表示其中的一个LED。光源10所发射的红光、绿光、蓝光透过反射镜11反射至混合导光板12。进入混合导光板12的红光、绿光、蓝光经由混合导光板12的反射面而改变其前进方向。藉由在混合导光板12中连续地改变光的前进方向，红光、绿光、蓝光则可以充分地混合成白光。混合的白光由混合导光板12射出，再透过反射镜13反射至主导光板14。主导光板14则将混合的白光转换成面光源并传送至后端的光学构件，最后传送至LCD面板。

然而，在上述公知技术中，由于光的直向性，若要改变光的前进方向，必须等到光接触到混合导光板12的反射面，才会发生方向改变。因此，要使红光、绿光、蓝光能充分混合，混合导光板12的长度，即混光距离，必须足够长。

根据上述公知技术的说明可知，LED背光模组之中需要具有良好的混光机制，以使得LED背光模组提供的光线具有均匀的色度及亮度。然而，如图1所示的公知LED背光模组所提供的混光机制仍然具有需要改进的空间。此外，在提供LED背光模组更好的混光机制时，仍需考虑到LED为指向性元件的特性，以避免在达到良好混光效果的同时而牺牲了LED背光模组整体的发光效率。

公知技术中仍然缺乏一种可以兼顾发光效率与混光效果的LED背光模组，以改善公知技术中混光效果不尽完美的缺点。且期待所开发出的新技术不旦能在混光效果上有显著的提升，且能快速且轻易地融入现有的LED背光模组制程之中，以利于产业在成本与其它各方面的竞争力。

因此，对于从事LED背光模组相关领域的研发人员而言，莫不致力于解决公知技术所仍然具有的缺点，以期能够更进一步提高LED背光模组产品的品质。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可以提升混光效果的背光模组。

本发明的另一目的在于提供一种背光模组，能够快速地融入现有的背光模组制程之中。

本发明所提供的背光模组包括导光板、混光板以及复数光源。导光板具有第一侧面。混光板具有不规则表面的入光面及一雾面的出光面，设置于导光板的第一侧面。复数光源，对应该入光面而设置，光源所发射的光，透过入光面进入混光板，并由出光面出光，且经由该第一侧面进入导光板。

本发明提供了一种兼顾发光效率与混光效果的LED背光模组。本发明不但提供了一种具有混光板背光模组，具有良好的混光效果，改善了公知技术中此种LED背光模组发光效率不彰的缺点。并且，本发明所开发的新技术在制造上有极佳的便利性，可快速地融入现有的背光模组制程之中。因此，本发明不旦符合产业在成本与制造上的考量，并且具有长足的进步性，而有利提升产业竞争力。

附图说明

图1显示IC晶片与玻璃基板间接合制程的截面示意图；

图2表示本发明第一实施例侧剖面视图；

图3表示本发明第一实施例混光板细部示意图；

图4表示本发明第二实施例侧剖面视图；

图5表示本发明第二实施例俯视图；

图6表示本发明第二实施例另一侧剖面视图；

图7表示本发明第三实施例俯视图；

图8表示本发明第三实施例另一侧剖面视图。

具体实施方式

本发明一些实施例的详细描述如下，然而，除了该详细描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行。亦即，本发明的范围不受已提出的实施例的限制，而应以本发明提出的权利要求书为准。

再者，为提供更清楚的描述及更易理解本发明，图示内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图示的简洁。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合所附图，作如下详细说明：

请参阅图2及3，图2为本发明第一实施例侧剖面视图，图3为第一实施例中，混光板细部示意图。背光模组20具有导光板21、混光板22、复数光源23、反射罩24、光学薄膜25以及外框26。复数光源23置于反射罩24内排列成一列，且包括RGB三色的LED。反射罩24其表面为反射性材质或为一反射性材质所构成，具有一反射内表面，用以将复数光源23所发射的光，反射至该混光板22。外框26的内表面具有反射层。混光板22置于导光板21的一第一侧面。来自复数光源23的红光、绿光、蓝光由混光板22的入光面224进入混光板22，并在混光板22内混合成白光。混合的白光由混光板22的出光面225射出至导光板21。最后，导光板21将来自混光板22的混合白光转换成面光源，导光板可为矩形导光板或一楔形导光板。在此需注意的是，本发明的混光板22非如公知技术般为单一材质，混光板22由雾面透光板222、可透光板221及不规则表面透光板223所组成。其中雾面透光板222为一毛玻璃或一绕射元件(diffractive component)，可透光板221的材质选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚合物(COC)及聚碳酸酯(PC)塑胶其中之一，不规则表面透光板223的形状选自锯齿状、波浪状及可产生明暗带的形状其中之一。混光板22的混合白光可更均匀地混合转换成均匀的面光源，由于混光板22由雾面透光板222、可透光板221及不规则表面透光板223所组成，其雾面透光板222、可透光板221及不规则表面透光板223的折射率分别为M1、M2及M3，因其折射率的差异，当RGB三色光进入混光板22后，会交错地经过不规则表面透光板223、可透光板221及雾面透光板222，光由于不同的折射率会发生折射。根据本发明的背光模组，由于混光板22由不规则表面透光板223、可透光板221及雾面透光板222所组成，具有不同折射率，红光、绿光、蓝光可在混光板22中，发生折射现象以增加三色光混合的机率，光可以藉由交错进入不规则表面透光板223、可透光板221及雾面透光板222达到多次折射，以改变光的前进方向，进而使RGB三色光充分地混合成白光。由于本发明有良好的混光机制，使得出射LED背光模组的光线具有均匀的亮度与色度。

请参阅图4～6，图4为本发明第二实施例俯视图，图5为本发明第二实施例侧剖面视图，图6为本发明第二实施例另一侧剖面视图。外框36包覆第一光源33、反射罩34、第一楔型导光板32、光学薄膜35以及导光板31。外框36的内表面具有反射层。第一光源33设置于反射罩34内且设置于第一楔型导光板32的侧边，且包括RGB三色的LED。反射罩34具有反射内表面，用以将第一光源33所发射的光，反射至第一楔型导光板32。第一楔型导光板32置于导光板31的第一侧面，具有一第二侧面37及一第三侧面38且第二侧面的面积大于该第三侧面的面积，此外，第一侧面约略与第二侧面垂直。第一楔型导光板32由雾面透光板、可透光板及不规则表面透光板(图未示)组成具有不同的折射率。其中，雾面透光板相对于导光板31的第一侧面；不规则表面透光板设置于第二侧面37相对于光源的位置。由于，雾面透光板、可透光板及不规则表面透光板的折射率的差异，来自第一光源33的红光、绿光、蓝光，在第一楔型导光板32内会混合成白光。最后，导光板31再将来自第一楔型导光板32的混合白光转换成面光源。

请参阅图7及8，图7为本发明第三实施例俯视图，图8为本发明第三实施例另一侧剖面视图。外框36包覆第一光源33、第二光源33’、反射罩34、第一楔型导光板32、第二楔型导光板32’、光学薄膜35以及导光板31。外框36的内表面具有反射层。第一光源33及第二光源33’置于反射罩34内，且包括RGB三色的LED。反射罩34具有反射内表面，用以将第一光源33、第二光源33’所发射的光，反射至第一楔型导光板32、第二楔型导光板32’。第一楔型导光板32及第二楔型导光板32’置于导光板31的同一侧面，第二楔型导光板具有一第四侧面38’及一第五侧面37’且第五侧面37’的面积大于第四侧面38’的面积，此外，第一楔型导光板的第三侧面38面对于第二楔型导光板的第四侧面38’且第三侧面的面积约略等于第四侧面的面积，因为，第一楔型导光板32及第二楔型导光板32’的结构组成与本发明第二实施例的楔型导光板相同，故不再赘述。第一光源33设置于第一楔型导光板32的第二侧面37；第二光源33’设置于第二楔型导光板32’的第五侧面37’，来自第一光源33及第二光源33’的红光、绿光、蓝光，在第一楔型导光板32及第二楔型导光板32’内混合成白光。最后，导光板31再将来自第一楔型导光板32及第二楔型导光板32’的混合白光转换成面光源。

本发明以较佳的实施例如上面说明，仅用于藉以帮助了解本发明的实施，并非用以限定本发明的精神，而本领域技术人员于领悟本发明的精神后，在不脱离本发明的精神范围内，可作些许更动润饰及等同的变化替换，其专利保护范围当视所附的权利要求书及其等同领域而定。

本案可由本领域技术人员任施匠思而成为各种修饰，然而皆不脱离如所附权利要求书的保护范围。

主要符号名称列表

10：光源

11：反射镜

12：混合导光板

13：反射镜

14：主导光板

21：导光板

22：混光板

23：光源

24：反射罩

25：光学薄膜

26：外框

221：可透光板

222：雾面透光板

223：不规则表面透光板

224：入光面

225：出光面

31：导光板

32：第一楔型导光板

32’：第二楔型导光板

33：第一光源

33’：第二光源

34：反射罩

35：光学薄膜

36：外框

37：第二侧面

37’：第五侧面

38：第三侧面

38’：第四侧面

Claims (24)

1.一种背光模组，包括：

一导光板，具有一第一侧面；

一混光板，具有一不规则表面的入光面及一雾面的出光面，设置于该导光板的该第一侧面；以及

复数光源，对应该入光面而设置，其中这些光源所发射的光，透过该入光面进入该混光板，并透过该出光面出光，且透过该第一侧面进入该导光板。

2.如权利要求1所述的背光模组，其中，该导光板为一矩形导光板或一楔形导光板。

3.如权利要求2所述的背光模组，其中，该导光板的材质选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚碳酸酯(PC)塑胶其中之一。

4.如权利要求1所述的背光模组，该混光板由一雾面透光板、一可透光板及一不规则表面透光板所组成，该可透光板介于该雾面透光板与该不规则表面透光板间。

5.如权利要求4所述的背光模组，其中，该雾面透光板为一毛玻璃或一绕射元件(diffractive component)。

6.如权利要求4所述的背光模组，其中，该可透光板的材质选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚合物(COC)及聚碳酸酯(PC)塑胶其中之一。

7.如权利要求4所述的背光模组，其中，该不规则表面透光板的形状选自锯齿状、波浪状及可产生明暗带的形状其中之一。

8.如权利要求1所述的背光模组，进一步包含一反射罩，用以围绕这些光源。

9.如权利要求1所述的背光模组，其中，该反射罩由反射材质所构成，具有一反射内表面，用以将这些光源所发射的光，反射至该混光板。

10.如权利要求1所述的背光模组，更包括一外框，用以包覆该导光板，该混光板以及这些光源。

11.如权利要求1所述的背光模组，其中，该外框的内表面具有反射层。

12.如权利要求1所述的背光模组，其中，这些光源发射不同颜色的光。

13.如权利要求1所述的背光模组，其中，这些光源为发光二极体，且发射不同颜色的光。

14.一种背光模组，包括：

一导光板，具有一第一侧面；

一第一楔形导光板，设置于该导光板的该第一侧面且具有一第二侧面及一第三侧面；以及

一第一光源，设置于该第一楔形导光板的该第二侧面，其中该第一光源所发射的光，透过该第一楔形导光板的该第二侧面进入该第一楔形导光板，再经由该导光板的该第一侧面进入该导光板。

15.如权利要求14所述的背光模组，其中该第一侧面约略与该第二侧面垂直。

16.如权利要求14所述的背光模组，进一步包含一第二楔形导光板设置于该导光板的该第一侧面且具有一第四侧面及一第五侧面。

17.如权利要求16所述的背光模组，进一步包含一第二光源设置于该第二楔形导光板的该第五侧面。

18.如权利要求16所述的背光模组，其中该第二光源所发射的光，透过该第二楔形导光板的该第五侧面进入该第二楔形导光板，再由该导光板的该第一侧面进入该导光板。

19.如权利要求16所述的背光模组，其中该第三侧面面对于该第四侧面且两侧面面积约略相等。

20.如权利要求14所述的背光模组，进一步包含一反射罩，用以部分围绕该第一光源，其中，该反射罩由反射材质所构成，具有一反射内表面，用以将该第一光源所发射的光，反射至该第一楔型导光板。

21.如权利要求14所述的背光模组，进一步包含一外框，用以包覆该导光板，该第一楔型导光板以及该第一光源。

22.如权利要求21所述的背光模组，其中，该外框的内表面具有反射层。

23.如权利要求14所述的背光模组，其中，该第一光源发射不同颜色的光。

24.如权利要求14所述的背光模组，其中，该第一光源为发光二极体，且发射不同颜色的光。

Images