CN101893188B - 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。此背光模块包括导光板和光源，导光板具有底面，且底面形成有中间凹槽，中间凹槽具有调光斜面。光源是设置于导光板的相对两侧，并对应于调光斜面。本发明可调整光线强度分布并可提升显示装置的画面的中央亮度。

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，特别是涉及一种可调整光线强度分布并可提升画面的中央亮度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。
通常，对于液晶显示器，其中心亮度是一项重要的参数。一般，液晶显示器的中心亮度提升可通过提高背光模块的背光源(如发光二极管)的亮度来实现。然而，此种方式容易增加功率耗费，而增加不必要的能量耗费。
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：
导光板，具有底面，且所述底面形成有中间凹槽，所述中间凹槽具有二个调光斜面，其中每一所述调光斜面与相邻所述底面之间具有一预设角度，其大于90度，所述导光板的光线强度分布是依据所述中间凹槽的顶角、所述中间凹槽的顶端与所述中间凹槽的出光面之间的距离以及所述导光板的所述底面与反射层之间的高度来调整；以及
若干个光源，设置于所述导光板的相对两侧，并对应于所述调光斜面。
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：
导光板，具有底面，且所述底面形成有中间凹槽，所述中间凹槽具有二个调光斜面，其中每一所述调光斜面与相邻所述底面之间具有一预设角度，其大于90度，所述导光板的光线强度分布是依据所述中间凹槽的顶角、所述中间凹槽的顶端与所述中间凹槽的出光面之间的距离以及所述导光板的所述底面与反射层之间的高度来调整；以及
若干个光源，设置于所述导光板的相对两侧，并对应于所述调光斜面。
在一实施例中，所述导光板的所述底面设有微结构。
在一实施例中，所述调光斜面为倾斜的平面。
在一实施例中，所述背光模块包括：
导光板，具有底面，且所述底面形成有中间凹槽，所述中间凹槽具有二个调光斜面，其中每一所述调光斜面与相邻所述底面之间具有一预设角度，其大于90度，所述调光斜面为倾斜的曲面，所述导光板的光线强度分布是依据所述中间凹槽的顶端与所述中间凹槽的出光面之间的距离、所述中间凹槽的开口宽度以及所述调光斜面的曲面形状来调整；以及
若干个光源，设置于所述导光板的相对两侧，并对应于所述调光斜面。
在一实施例中，所述背光模块包括：
导光板，具有底面，且所述底面形成有中间凹槽，所述中间凹槽具有二个调光斜面，其中每一所述调光斜面与相邻所述底面之间具有一预设角度，其大于90度，所述中间凹槽的剖面形状为梯形，所述导光板的光线强度分布是依据所述预设角度、所述中间凹槽的顶面与所述中间凹槽的出光面之间的距离、所述导光板的所述底面与反射层之间的高度以及所述中间凹槽的梯形剖面的底部宽度来调整；以及
若干个光源，设置于所述导光板的相对两侧，并对应于所述调光斜面。
在一实施例中，所述导光板的光线强度分布是依据所述中间凹槽的顶角、所述中间凹槽的顶端与所述中间凹槽的出光面之间的距离以及所述导光板的所述底面与反射层之间的高度来调整。
在一实施例中，所述中间凹槽的剖面形状为三角形。
在一实施例中，所述中间凹槽的所述调光斜面设有微结构。
本发明的背光模块和显示装置可对应调整光线强度分布，以改善背光模块的背光效果与显示装置的显示质量。其中，导光板的光线强度分布(亦即背光模块的亮度分布)可简易地通过调整中间凹槽的相关参数来进行控制或调整。例如，本发明的背光模块和显示装置可利用导光板的中间凹槽设计来提升画面的中央亮度，而不需增加的额外功率输出，亦即本发明可减少不必要的功率耗费，以节省能量。且导光板的中间凹槽表面可形成有微结构，以进一步改善背光模块及其应用的显示装置的亮度分布。
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剖面示意图；
图2显示依照本发明的第一实施例的导光板的示意图；
图3显示依照本发明的第二实施例的导光板的示意图；
图4A显示依据本发明的第三实施例的背光模块的剖面示意图；
图4B显示依据本发明的第三实施例的导光板的示意图；
图5显示依照本发明的第四实施例的导光板的示意图；
图6A显示依据本发明的第五实施例的背光模块的剖面示意图；
图6B显示依据本发明的第五实施例的导光板的示意图；以及
图7显示依据本发明的六实施例的导光板的示意图。
【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，其显示依照本发明的第一实施例的背光模块与显示面板的剖面示意图。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包括有背板110、若干个光源120、导光板130、反射层140及光学膜片150。背板110是用以装设光源120、导光板130、反射层140及光学膜片150。光源120是设置于导光板130的相对两侧，用以侧向发光至导光板130内，并由导光板130来导引出光。反射层140是设置于导光板130的底部，用以反射进入导光板130内的光线。光学膜片150是设置于导光板130上，以改善光学效果。
如图1所示，本实施例的背板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。光源120例如为冷阴极灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)、发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、有机发光二极管(Organic LightEmitting 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。
如图1所示，在本实施例中，光源120可例如为发光灯条(Light Bar)，其包括电路板102和多个发光组件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1所示，本实施例的导光板130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)。导光板130是设置于光源120之间，用以提供背光至显示面板101。
请参照图1和图2，图2显示依照本发明的第一实施例的导光板的示意图。本实施例的导光板130包括出光面131、底面132及中间凹槽133。出光面131是形成导光板130的一侧，并面对显示面板101。出光面131可具有雾面处理或散射点设计(未绘示)，藉以均匀化导光板130的出光，减少出光不均(Mura)的现象。在一实施例中，出光面131更可设有复数个突出结构(未绘示)，藉以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。底面132是形成导光板130的相对另一侧。在本实施例中，导光板130是呈平板形结构，此时，底面132可设有微结构134，藉以导引光线由出光面131射出。底面132的微结构134例如是呈连续性的V形结构，亦即V-Cut结构(例如是利用射出成型或微切削成型的方式来形成)、雾面结构(例如是利用喷吵处理来形成)或散射点结构(例如是利用网板印刷、激光精细加工或一体成型来形成)，藉以导引由导光板130进入的光线可充分地由出光面131射出。再者，微结构134是由外而内(亦即由两侧往中间凹槽133)逐渐增高其分布密度，但未形成在中间凹槽133内。
如图1和图2所示，本实施例的导光板130的中间凹槽133是设于导光板130的中间位置，且凹设于底面132上。此中间凹槽133具有二个调光斜面135，调光斜面135可为倾斜的平面或曲面，其形成于中间凹槽133的两侧，并对应于光源120，用以调整光源120的光线方向及分布。其中，每一调光斜面135与相邻底面132之间具有一预设角度θ1，其大于90度，优选是实质介于170度与100度之间，例如135度。在本实施例中，此中间凹槽133的剖面形状例如为三角形，因此，调光斜面135可为倾斜平面，而形成于中间凹槽133的两侧。此时，中间凹槽133在二调光斜面135之间具有一顶角θ2(可通过预设角度θ1来决定)，中间凹槽133的顶端与出光面131之间具有一距离d，导光板130的底面132与反射层140之间具有一高度h。当利用导光板130来导引光源120的光线时，可通过调整这些参数θ2、d及h来控制导光板130所出光的光线强度分布。
如图1所示，本实施例的反射层140例如为反射膜片或反射涂层，其具有高反射率材料，用以反射由导光板130底面132所穿射出的光线。此高反射率材料可例如为银、铝、金、铬、铜、铟、铱、镍、铂、铼、铑、锡、钽、钨、锰、上述任意组合的合金、耐黄化且耐热之白色反射漆料或上述材料的任意组合，以反射光线。
如图1所示，本实施例的光学膜片150可例如为扩散片、棱镜片、逆棱镜片(Turning Prism Sheet)、增亮膜(BrightnessEnhancement Film，BEF)、反射式增亮膜(Dual BrightnessEnhancement Film，DBEF)、非多层膜式反射偏光片(DiffusedReflective Polarizer Film，DRPF)或上述的任意组合，其设置于导光板130的出光面131上，用以改善由导光板130出光的光学效果。
当背光模块100提供背光至显示面板101时，在导光板130的相对两侧的光源120可发出光线至导光板130内，并由导光板130来导引光源120的光线至显示面板101。此时，导光板130所导引的光线强度分布可通过中间凹槽133来进行调整，以达成欲期的效果或亮度。例如，导光板130的中间凹槽133的调光斜面135可对应反射光源120的光线至出光面131，而可提升导光板130的中间区域的出光亮度，亦即可提升背光模块100及其应用的显示装置的中间区域亮度。再者，通过调整中间凹槽133的相关参数θ2、d及h，即可任意地控制导光板130的光线强度分布。
因此，本实施例背光模块100及其应用的显示装置可利用导光板130的中间凹槽133来对应调整光线强度分布，以改善背光模块的背光效果与显示装置的显示质量。
请参照图3，其显示依据本发明的第二实施例的导光板的示意图。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，第二实施例的中间凹槽233的调光斜面235亦可设有微结构234，亦即微结构234可形成于导光板130的底面132及调光斜面235上，以进一步改善背光模块的100的亮度分布。此微结构234可例如为连续性的V形结构、雾面结构或散射点结构。再者，微结构234是由外而内(亦即由两侧往中间凹槽233)逐渐增高其分布密度。
请参照图4A和图4B，图4A显示依据本发明的第三实施例的背光模块的剖面示意图，图4B显示依据本发明的第三实施例的导光板的示意图。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，第三实施例的中间凹槽333的剖面形状例如为梯形，此中间凹槽333具有调光斜面335和顶面336，调光斜面335可为倾斜平面，而形成于顶面336的相对两侧。此时，调光斜面335与底面132之间具有预设角度θ1，中间凹槽333的顶面336与出光面131之间具有距离d，导光板130的底面132与反射层140之间具有高度h，中间凹槽333的梯形剖面的底部宽度(亦即中间凹槽的开口宽度)为L。因此，当利用导光板130来导引光源120的光线时，可通过调整这些参数θ1、d、h及L来控制导光板130所出光的光线强度分布。
请参照图5，其显示依据本发明的第四实施例的导光板的示意图。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，第四实施例的中间凹槽433的剖面形状例如为梯形，此中间凹槽433具有调光斜面435和顶面436，调光斜面435可为倾斜平面，而形成于顶面436的相对两侧。此中间凹槽433的调光斜面435和顶面436亦可设有微结构434，亦即微结构434可形成于导光板130的底面132、调光斜面435及顶面436上，以进一步改善背光模块100的亮度分布。此微结构434可例如为连续性的V形结构、雾面结构或散射点结构。再者，微结构434是由外而内(亦即由两侧往中间凹槽433)逐渐增高其分布密度。
请参照图6A和图6B，图6A显示依据本发明的第五实施例的背光模块的剖面示意图，图6B显示依据本发明的第五实施例的导光板的示意图。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，第五实施例的中间凹槽533的调光斜面535可为曲面，形成于中间凹槽533的相对两侧，并分别与底面132相切于两点t、t′。此时，两点t-t′之间具有距离L(亦即中间凹槽的开口宽度)，中间凹槽533的顶点与出光面131之间具有距离d。因此，当利用导光板130来导引光源120的光线时，可通过调整这些d、L以及调光斜面535的曲面形状来控制导光板130所出光的光线强度分布。
请参照图7，其显示依据本发明的第六实施例的导光板的示意图。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，第六实施例的中间凹槽633的调光斜面635可为曲面，且可设有微结构634，亦即微结构634可形成于导光板130的底面132及调光斜面635上，以进一步改善背光模块的100的亮度分布。此微结构634可例如为连续性的V形结构、雾面结构或散射点结构。再者，微结构634是由外而内(亦即由两侧往中间凹槽633)逐渐增高其分布密度。
由上述可知，本发明的背光模块和显示装置可利用导光板的中间凹槽来对应调整光线强度分布，以改善背光模块的背光效果与显示装置的显示质量。其中，导光板的中间凹槽可具有任意剖面形状，例如三角形、梯形或多边形等。且导光板的光线强度分布可通过调整中间凹槽的相关参数来进行控制或调整。例如，本发明的背光模块和显示装置可利用导光板的中间凹槽设计来简易地提升画面的中央亮度，而不需增加的额外功率输出，因此，相较于现有的中央亮度增加方式，本发明可减少不必要的功率耗费，以节省能量。且本发明的背光模块导光板的中间凹槽表面更可形成有微结构，以进一步改善背光模块及其应用的显示装置的亮度分布。
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 (8)

1.一种背光模块，其特征在于：所述背光模块包括：
导光板，具有底面，且所述底面形成有中间凹槽，所述中间凹槽具有二个调光斜面，其中每一所述调光斜面与相邻所述底面之间具有一预设角度，其大于90度，所述导光板的光线强度分布是依据所述中间凹槽的顶角、所述中间凹槽的顶端与所述中间凹槽的出光面之间的距离以及所述导光板的所述底面与反射层之间的高度来调整；以及
若干个光源，设置于所述导光板的相对两侧，并对应于所述调光斜面。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述导光板的所述底面设有微结构。
3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述调光斜面为倾斜的平面。
4.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述中间凹槽的剖面形状为三角形。
5.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述中间凹槽的所述调光斜面设有微结构。
6.一种背光模块，其特征在于：所述背光模块包括：
导光板，具有底面，且所述底面形成有中间凹槽，所述中间凹槽具有二个调光斜面，其中每一所述调光斜面与相邻所述底面之间具有一预设角度，其大于90度，所述调光斜面为倾斜的曲面，所述导光板的光线强度分布是依据所述中间凹槽的顶端与所述中间凹槽的出光面之间的距离、所述中间凹槽的开口宽度以及所述调光斜面的曲面形状来调整；以及
若干个光源，设置于所述导光板的相对两侧，并对应于所述调光斜面。
7.一种背光模块，其特征在于：所述背光模块包括：
导光板，具有底面，且所述底面形成有中间凹槽，所述中间凹槽具有二个调光斜面，其中每一所述调光斜面与相邻所述底面之间具有一预设角度，其大于90度，所述中间凹槽的剖面形状为梯形，所述导光板的光线强度分布是依据所述预设角度、所述中间凹槽的顶面与所述中间凹槽的出光面之间的距离、所述导光板的所述底面与反射层之间的高度以及所述中间凹槽的梯形剖面的底部宽度来调整；以及
若干个光源，设置于所述导光板的相对两侧，并对应于所述调光斜面。
8.一种显示装置，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：
导光板，具有底面，且所述底面形成有中间凹槽，所述中间凹槽具有二个调光斜面，其中每一所述调光斜面与相邻所述底面之间具有一预设角度，其大于90度，所述导光板的光线强度分布是依据所述中间凹槽的顶角、所述中间凹槽的顶端与所述中间凹槽的出光面之间的距离以及所述导光板的所述底面与反射层之间的高度来调整；以及
若干个光源，设置于所述导光板的相对两侧，并对应于所述调光斜面。
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