CN101975361A - 侧面入光式背光模块 - Google Patents

Abstract

一种侧面入光式背光模块，其包括一背板、一导光板、一发光源以及一胶框。背板包括一承载部，此承载部具有一发光源承载面以及一导光板承载面，且发光源承载面所在的水平高度低于导光板承载面所在的水平高度。导光板配置于导光板承载面上，导光板具有一侧向入光面与一顶出光面，而发光源配置于发光源承载部上以提供一光线。此外，胶框配置于背板上并且承靠于导光板，其中胶框具有一反射面，此反射面位于光线的传递路径上以将光线反射而从侧向入光面进入导光板。本发明能增加发光二极管组件的发光面到有效照明区的边缘的最短光路径A。

Description

侧面入光式背光模块

技术领域

本发明是有关于一种背光模块，且特别是有关于一种侧面入光式背光模块(edge-type backlight module)。

背景技术

由于液晶显示器具有低电压操作、无辐射线散射、重量轻以及体积小等传统阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)所制造的显示器无法达到的优点，因此液晶显示器已成为近年来显示器研究的主要课题，且不断地朝向彩色化发展。由于液晶显示器为非自发光型显示器，因此需要背光模块提供所需的光线，方可达到显示的功能。近年来，随着环保意识的提升，背光模块中所使用的发光组件已逐渐从冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)转换成更为环保的发光二极管组件。当发光二极管组件被应用于背光模块中时，以侧面入光式背光模块为例，发光二极管组件通常是设置于一条状的印刷电路板上以形成发光二极管灯条(LED light bar)，而发光二极管灯条通常会通过一可挠性线路(Flexible Printed Circuit，FPC)与一控制电路板电性连接。

图1为公知侧面入光式背光模块的上视示意图，而图2A与图2B为公知不同结构的侧面入光式背光模块的剖面示意图。请参照图1与图2A，公知的侧面入光式背光模块100包括一导光板110、一发光源120、一胶框(frame)130以及一背板(back bezel)140。导光板110配置于背板140上，且导光板110具有一顶出光面112以及一与顶出光面112连接的侧向入光面114，此外，顶出光面112包括一与侧向入光面114连接的周边区112a以及一有效照明区112b。

从图1与图2A可知，发光源120配置于侧向入光面114旁，以提供一光线L，而发光源120包括一电路板122以及多个侧向发光结构的发光二极管组件124，且各个侧向发光结构的发光二极管组件124配置于电路板122上并与电路板122电性连接。换言之，发光源120为一侧向发光结构的发光二极管灯条(side-view LED light bar)。

如图1所示，在公知的发光源120中，任二相邻发光二极管组件124的间距(pitch)为P，而各个发光二极管组件124的发光面到有效照明区112b的边缘的最短光路径为A。为了使有效照明区112b内的亮度均匀，制造者会根据发光二极管组件124的光线L发散角来决定最佳化的A/P比率(A/P ratio)。然而，目前液晶显示器已经逐渐朝向窄边框设计(slim boarder design)发展，若要符合前述的窄边框的设计需求，各个发光二极管组件124的发光面到有效照明区112b的边缘的最短光路径A势必会被要求降低，而当A/P比率过低时，在靠近侧向入光面114的有效照明区112b处便会出现亮暗交替的光斑(hot spot)，图1中的阴影处是指亮度较低的区域。此光班可通过降低间隔P而获得解决，但当间距P降低时，制造者必须使用较多数量的发光二极管组件124，进而制造成本提高。很明显地，图2A中的侧面入光式背光模块100的光学设计难以兼顾A/P比率以及制造成本。

请参照图2B，图2B中的侧面入光式背光模块100’采用顶发光结构的发光二极管灯条(top-view LED light bar)作为其发光源120。详言之，发光源120包括一电路板122以及多个顶发光结构的发光二极管组件124’(top-viewLED)，其中各个顶发光结构的发光二极管组件124’配置于电路板122上并与电路板122电性连接。为了进一步改善顶发光结构的发光二极管组件124’的散热效能，制造者通常会采用散热片HS，以将顶发光结构的发光二极管组件124’所产生的热导出。

承上述，在图2A与图2B中的侧面入光式背光模块100与100’中，边框的宽度W(通常是指有效照明区112b的边缘到侧面入光式背光模块100、100’的边缘的距离)与A/P比率息息相关，换言之，发光二极管组件124的发光面到有效照明区112b的边缘的最短光路径A直接受限于边框的宽度。因此，如何在符合窄边框的设计需求以及不大幅增加生产成本的前提下，获得较大的A/P比率，实为目前研发的重要议题之一。

发明内容

本发明提供一种侧面入光式背光模块，其适用于窄边框设计的液晶显示器。

本发明提出一种侧面入光式背光模块，其包括一背板、一导光板、一发光源以及一胶框。背板包括一承载部，此承载部具有一发光源承载面以及一导光板承载面，且发光源承载面所在的水平高度低于导光板承载面所在的水平高度。导光板配置于导光板承载面上，导光板具有一侧向入光面，而发光源配置于发光源承载部上以提供一光线。此外，胶框配置于背板上并且承靠于导光板，其中胶框具有一反射面，此反射面位于光线的传递路径上以将光线反射而从侧向入光面进入导光板。

在本发明的一实施例中，前述的发光源承载面与导光板承载面的水平高度差异介于3毫米至10毫米之间。

在本发明的一实施例中，前述的导光板更具有一顶出光面以及一与顶出光面相对的散射面。

在本发明的一实施例中，前述的导光板承载面所在的水平高度介于发光源承载面所在的水平高度与顶出光面所在的水平高度之间。

在本发明的一实施例中，前述的发光源包括发光二极管灯条(LED lightbar)。

在本发明的一实施例中，前述的发光二极管灯条包括一电路板以及多个发光二极管组件，电路板配置于发光源承载面上，且电路板具有一组件设置表面，而发光二极管组件则配置于组件设置表面上，且发光二极管组件的光轴指向反射面。

在本发明的一实施例中，前述的胶框的反射面、发光源承载面以及导光板的侧向入光面环绕出一容纳空间，而发光源位于容纳空间内，且发光源位于反射面下方。

在本发明的一实施例中，前述的反射面为一平面或一弧面。

在本发明的一实施例中，前述的反射面所在的平面与侧向入光面所在的平面夹一锐角θ1，而锐角θ1介于15°至75°之间。

在本发明的一实施例中，前述的反射面所在的平面与发光源承载面所在的平面夹一锐角θ2，而锐角θ2介于15°至75°之间。

在本发明的一实施例中，前述的侧向入光面所在的平面实质上垂直于发光源承载面所在的平面。

在本发明的一实施例中，前述的背板可进一步包括一侧向承靠部，此侧向承靠部与承载部连接，而胶框承靠于背板的侧向承靠部。

本发明令发光源承载面所在的水平高度低于导光板承载面所在的水平高度，以增加发光二极管组件的发光面到有效照明区的边缘的最短光路径(A)。当本发明的设计概念应用在窄边框设计的液晶显示器时，不但可以符合窄边框的设计需求，且可以有效地增加A/P比率。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为公知侧面入光式背光模块的上视示意图；

图2A与图2B为公知不同结构的侧面入光式背光模块的剖面示意图；

图3为本发明一实施例侧面入光式背光模块的剖面示意图；

图4为本发明另一实施例的侧面入光式背光模块的剖面示意图。

其中，附图标记

100、100’：侧面入光式背光模块

110：导光板

112：顶出光面

112a：周边区

112b：有效照明区

114：侧向入光面

120：发光源

122：电路板

124：侧向发光结构的发光二极管组件

124’：顶发光结构的发光二极管组件

L：光线

A：最短光路径

P：间距

W：宽度

HS：散热片

200、200’：侧面入光式背光模块

210：背板

212：承载部

212a：发光源承载面

212b：导光板承载面

214：侧向承靠部

220：导光板

222：侧向入光面

224：顶出光面

224a：周边区

224b：有效照明区

226：散射面

230：发光源

232：电路板

232a：组件设置表面

234：发光二极管组件

234a：发光面

240：胶框

240a、240a’：反射面

A1、A2：距离

θ1、θ2：锐角

S：容纳空间

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

图3为本发明一实施例侧面入光式背光模块的剖面示意图。请参照图3，本实施例的侧面入光式背光模块200包括背板210、导光板220、发光源230以及胶框240。背板210包括承载部212，此承载部212具有发光源承载面212a以及导光板承载面212b，且发光源承载面212a所在的水平高度低于导光板承载面212b所在的水平高度。导光板220配置于导光板承载面212b上，导光板220具有一侧向入光面222，而发光源230配置于发光源承载部212a上以提供光线L。此外，胶框240配置于背板210上并且承靠于导光板220上，其中胶框240具有反射面240a，此反射面240a位于光线L的传递路径上以将光线L反射而从侧向入光面222进入导光板220。

在本实施例中，背板210可通过适当的成形技术制作出位于不同水平高度的发光源承载面212a与导光板承载面212b。此外，背板210的材质例如为铝、冷轧电路锌钢卷(Steel Electrogalvanized Cold-rolled Coil，SECC)等。举例而言，发光源承载面212a与导光板承载面212b的水平高度差异例如是介于3毫米至10毫米之间。当发光源承载面212a与导光板承载面212b的水平高度差异越大时，反射面240a与发光源230之间的距离A2便越大，因此可以调整发光源承载面212a与导光板承载面212b的水平高度差异，以获得所需的距离A2。

从图3可知，除了侧向入光面222之外，导光板220还具有顶出光面224以及与顶出光面224相对的散射面226。此外，顶出光面224包括与侧向入光面222连接的周边区224a以及有效照明区224b。举例而言，散射面226与导光板承载面212b接触，且散射面226上通常具有利于光线L散射的网点或者V形槽(V-shaped grooves)。此外，在本实施例中，导光板承载面212b所在的水平高度介于发光源承载面212a所在的水平高度与顶出光面224所在的水平高度之间。换言之，背板210用以承载发光源230的部分具有下沉设计(down-setdesign)，此下沉设计虽使侧面入光式背光模块200在厚度上有些微的增加，但其对于距离A2的增加有很大的帮助。

在本实施例中，发光源230包括发光二极管灯条(LED light bar)，而此发光二极管灯条例如为一顶发光结构的发光二极管灯条(top-view LED light bar)。详言之，发光二极管灯条230包括一电路板232以及多个发光二极管组件234，电路板232配置于背板210的发光源承载面212a上，且电路板232具有一组件设置表面232a，而发光二极管组件234则配置于电路板232的组件设置表面232a上，且发光二极管组件234的光轴指向反射面240a。此处，距离A2是指发光二极管组件234的发光面234a到反射面240a的距离。除了发光源承载面212a与导光板承载面212b的水平高度差异，影响距离A2的因素还包括反射面240a所在的位置以及设置角度。举例而言，反射面240a所在的平面与侧向入光面222所在的平面夹一锐角θ1，而锐角θ1介于15°至75°之间。反射面240a所在的平面与发光源承载面212a所在的平面夹一锐角θ2，且锐角θ2介于15°至75°之间。此外，侧向入光面222所在的平面实质上垂直于发光源承载面212a所在的平面。

从图3可知，本实施例的反射面240a例如为一平面，胶框240的反射面240a、发光源承载面212a以及导光板220的侧向入光面222环绕出一容纳空间S，而发光源230位于容纳空间S内，且发光源230位于反射面240a下方。举例而言，前述的反射面240a例如是一镀于胶框240表面上的反射镀膜，或者是一贴附于胶框240表面上的反射片。

在本实施例中，除了承载部212之外，背板210可进一步包括一侧向承靠部214，此侧向承靠部214与承载部212连接，而胶框240承靠于背板210的侧向承靠部214以及承载部212上。一般而言，为了确保背板210、胶框240以及导光板220之间的相对位置，可采用前框(front bezel)，并使前框(未绘示)与背板210组装以将胶框240以及导光板220固定于前框与背板210之间。

请同时参照图1与图3，在本实施例的侧面入光式背光模块200中，发光二极管组件234的发光面234a到有效照明区224b的边缘的最短光路径A为距离A2与距离A1的总和。由于边框的宽度W(通常是指有效照明区224b的边缘到侧面入光式背光模块200的边缘的距离)仅与距离A1相关，因此本实施例可通过增加距离A2的方式来增加最短光路径A，进而使本实施例的侧面入光式背光模块200能够在符合窄边框的设计需求，且具有最佳化的A/P比率(P为图1中所绘示的间距)。

图4为本发明另一实施例的侧面入光式背光模块的剖面示意图。请参照图4，本实施例的侧面入光式背光模块200’与前一实施例的侧面入光式背光模块200类似，二者主要差异之处在于：本实施例的侧面入光式背光模块200’的反射面240a’为一弧面，而非平面。同样地，反射面240a’位于光线L的传递路径上以将光线L反射而从侧向入光面222进入导光板220。

本领域的技术人员可视设计需求更动前述的背板210、导光板220、发光源230以及胶框240的材质、外形、尺寸、细部组成以及相对位置，但其仍应属于本发明的涵盖范畴。

本发明令发光源承载面所在的水平高度低于导光板承载面所在的水平高度，以增加发光二极管组件的发光面到有效照明区的边缘的最短光路径(A)。当本发明的设计概念应用在窄边框设计的液晶显示器时，不但可以符合窄边框的设计需求，且可以有效地增加A/P比率。

【实验例】

下表为公知的侧面入光式背光模块与本发明的侧面入光式背光模块中，当间距P为10mm时，A/P比率的比较。

从上表可知，当距离A2越大时，A/P比率越高，越不容易出现光班。当距离A2为4mm时，本发明能够应用于边框宽度W为13mm的液晶显示器中；当距离A2为6mm时，本发明能够应用于边框宽度W为10mm的液晶显示器中。很明显地，当距离A2大于6mm时，本发明便能够应用于边框宽度W小于10mm的液晶显示器中。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种侧面入光式背光模块，其特征在于，包括：

一背板，包括一承载部，该承载部具有一发光源承载面以及一导光板承载面，且该发光源承载面所在的水平高度低于该导光板承载面所在的水平高度；

一导光板，配置于该导光板承载面上，该导光板具有一侧向入光面；

一发光源，配置于该发光源承载部上以提供一光线；以及

一胶框，配置于该背板上并且承靠于该导光板，其中该胶框具有一反射面，该反射面位于该光线的传递路径上以将该光线反射而从该侧向入光面进入该导光板。

2.如权利要求1所述的侧面入光式背光模块，其特征在于，该发光源承载面与该导光板承载面的水平高度差异介于3毫米至10毫米之间。

3.如权利要求1所述的侧面入光式背光模块，其特征在于，该导光板更具有一顶出光面以及一与该顶出光面相对的散射面。

4.如权利要求3所述的侧面入光式背光模块，其特征在于，该导光板承载面所在的水平高度介于该发光源承载面所在的水平高度与该顶出光面所在的水平高度之间。

5.如权利要求1所述的侧面入光式背光模块，其特征在于，该发光源包括发光二极管灯条。

6.如权利要求5所述的侧面入光式背光模块，其特征在于，该发光二极管灯条包括：

一电路板，配置于该发光源承载面上，该电路板具有一组件设置表面；以及

多个发光二极管组件，配置于该组件设置表面上，该些发光二极管组件的光轴指向该反射面。

7.如权利要求1所述的侧面入光式背光模块，其特征在于，该胶框的该反射面、该发光源承载面以及该导光板的该侧向入光面环绕出一容纳空间，而该发光源位于该容纳空间内，且该发光源位于该反射面下方。

8.如权利要求1所述的侧面入光式背光模块，其特征在于，该反射面为一平面或一弧面。

9.如权利要求1所述的侧面入光式背光模块，其特征在于，该反射面所在的平面与该侧向入光面所在的平面夹一锐角θ1，而该锐角θ1介于15°至75°之间。

10.如权利要求1所述的侧面入光式背光模块，其特征在于，该反射面所在的平面与该发光源承载面所在的平面夹一锐角θ2，而该锐角θ2介于15°至75°之间。

11.如权利要求1所述的侧面入光式背光模块，其特征在于，该侧向入光面所在的平面垂直于该发光源承载面所在的平面。

12.如权利要求1所述的侧面入光式背光模块，其特征在于，该背板更包括一侧向承靠部，该侧向承靠部与该承载部连接，而该胶框承靠于该背板的该侧向承靠部。

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