CN102352984B - 背光模块 - Google Patents

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Abstract

一种背光模块，包括导光板、至少一光源及光反射板。导光板包括出光面、底面、入光端面及导引斜面。底面与出光面相对。入光端面设置于出光面及底面之一侧，并沿横跨出光面及底面的方向分布。导引斜面之一端与出光面相交于第一边界，另一端连接入光端面的顶缘。导引斜面自第一边界朝突出出光面的方向延伸。第一边界与入光端面的水平距离为L。光反射板设置于底面下方。当光反射板靠近入光端面之一端与入光端面的水平距离d小于L时，该端于出光面所在平面的垂直投影与第一边界的水平距离x不超过0.5mm。当d大于L时，x至少为0.5mm。

Description

背光模块
技术领域
本发明是与应用于液晶显示器的背光模块有关，特别是关于一种能改善热点(hotspot)及亮线(bright line)现象，并可维持良好的导光效率的背光模块。
背景技术
近年来，随着显示器相关技术不断的发展，液晶显示器的背光模块的设计亦持续研发与创新。请参照图1，图1是绘示传统液晶显示器的背光模块的剖面视图。如图1所示，背光模块1包括楔形(wedge)导光板10、光源12及光反射板14。背光模块1的所以采用楔形导光板10的主要原因在于：避免光源12的光源表面120上半部所发出的光线射至导光板10的外，使其能够顺利射入导光板10内，以提升导光板10的效率。
虽然采用楔形导光板10的背光模块1具有上述优点，然而，如图1所示，当光源12的光源表面120所发出的光线R通过楔形导光板10的入光端面100进入楔形导光板10后，光线R将会被楔形导光板10的导引斜面102反射出楔形导光板10的底面104的外，并射至位于底面104下方的光反射板14上。接着，光反射板14将光线R反射进入楔形导光板10内，并从楔形导光板10的出光面106向上射出楔形导光板10的外，因而导致传统的液晶显示器在对应光源12位置处产生热点现象及亮线现象，严重影响到液晶显示器所显示影像的品质。
发明内容
因此，本发明之一范畴在于提出一种应用于液晶显示器的背光模块，以解决先前技术所遭遇到的上述种种问题。
于第一实施例中，背光模块包括导光板、至少一光源及光反射板。导光板包括出光面、底面、入光端面及导引斜面。底面与出光面相对。入光端面设置于出光面及底面之一侧，并沿横跨出光面及底面的方向分布。导引斜面之一端与出光面相交于第一边界，另一端连接入光端面的顶缘。导引斜面自第一边界朝突出出光面的方向延伸。第一边界与入光端面之间的水平距离为第一长度。光源设置对应于入光端面且具有光源表面。光源表面于入光端面所在平面的投影面为入光端面所覆盖。光反射板设置于导光板的底面下方。当光反射板靠近入光端面之一端与入光端面之间的水平距离小于第一长度时，光反射板靠近入光端面的该端于出光面所在平面的垂直投影与第一边界之间的水平距离为第一偏移量；当光反射板靠近入光端面的该端与入光端面之间的水平距离大于第一长度时，光反射板靠近入光端面的该端于出光面所在平面的垂直投影与第一边界之间的水平距离为第二偏移量。第一偏移量不超过0.5mm，第二偏移量至少为0.5mm。
于此实施例中，第二偏移量不超过1mm。
于此实施例中，第一偏移量小于或等于第一长度。
于此实施例中，第二偏移量小于或等于第一长度。
于此实施例中，导引斜面与出光面之间具有第一角度，上述第一长度愈长则第一角度愈小。
于此实施例中，入光端面于垂直剖面上具有第二长度且底面与出光面之间的垂直距离为第三长度，第二长度大于第三长度。
于第二实施例中，背光模块进一步包括延伸反射板。延伸反射板是设置于导光板的底面下方。延伸反射板之一端是连接光反射板靠近入光端面的该端，延伸反射板的另一端则对齐入光端面所在平面。
于此实施例中，延伸反射板具有缺口，缺口的数目及分布位置是对应于光源。
于此实施例中，缺口的形状是为正方形、长方形、梯形、三角形、圆弧形、多边形及不规则几何形状等形状其中之一。
于第三实施例中，第一实施例中的背光模块进一步包括光吸收板。光吸收板是设置于导光板的底面下方，光吸收板之一端是连接光反射板靠近入光端面的该端，光吸收板的另一端则对齐入光端面所在平面。
于第四实施例中，第一实施例中的背光模块进一步包括框架(bezel)。框架是设置于光反射板下方，框架靠近入光端面之一端是对齐光反射板靠近入光端面的该端。
于此实施例中，背光模块进一步包括光吸收板。光吸收板之一端是连接框架靠近入光端面的该端，光吸收板的另一端则是对齐入光端面所在平面。
于第五实施例中，第一实施例中的导光板的底面上形成有光吸收层。光吸收层之一端是对齐光反射板靠近入光端面的该端于底面上的垂直投影，光吸收层的另一端则是对齐入光端面所在平面。
于第六实施例中，第一实施例中的导光板进一步包括光耦合部。光耦合部之一侧面是连接入光端面，光耦合部的另一侧面则是设置对应于光源并沿横跨出光面及底面的方向分布，光耦合部的顶面为平坦表面并是与导引斜面的另一端连接于入光端面的顶缘。
于第七实施例中，背光模块包括导光板、至少一光源及光反射板。导光板包括出光面、底面、入光端面及导引斜面。底面与出光面相对。入光端面设置于出光面及底面之一侧，并沿横跨出光面及底面的方向分布。导引斜面之一端与出光面相交于第一边界，另一端连接入光端面的顶缘。导引斜面自第一边界朝突出出光面的方向延伸。第一边界与入光端面之间的水平距离为第一长度。光源是设置对应于入光端面且具有光源表面。光源表面于入光端面所在平面的垂直投影是为入光端面所覆盖。光反射板是设置于导光板的底面下方。光反射板靠近入光端面之一端于出光面所在平面的垂直投影与第一边界之间的水平距离是小于或等于第一长度。
相较于先前技术，本发明所揭露的应用于液晶显示器的背光模块是具有各种不同反射板结构与其他相关构件间实施例的设计，不仅能够有效改善传统采用楔形导光板的背光模块难以克服的热点现象及亮线现象，还可维持良好的导光效率，使得液晶显示器的显示效果能够获得显著的提升。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
附图说明
图1是绘示传统液晶显示器的背光模块的剖面视图。
图2A是绘示根据本发明之一较佳具体实施例的背光模块的剖面视图。
图2B是绘示根据本发明的另一实施例的背光模块的剖面视图。
图3A是绘示图2中的背光模块的下视图。
图3B及图3C是分别绘示当楔形导光板的楔形区域的长度为1mm及2mm时的热点的模拟结果图。(图3B及图3C中如0.5mm to 0.4mm及0.5mm to 0.2mm等标记所代表的是第二长度L2 to第三长度L3)
图4A至图4D是分别绘示背光模块的延伸反射板具有各种不同形状的缺口的下视图。
图5至图8是绘示其他不同实施例中的背光模块的剖面视图。
图9是绘示图2中的背光模块的导光板进一步包括光耦合部的剖面视图。
附图标记说明
具体实施方式
根据本发明之一较佳具体实施例为一种背光模块。于此实施例中，背光模块是为应用于液晶显示器中的侧光式背光模块但不以此为限。
请参照图2A及图3A，图2A是绘示此实施例中的背光模块的剖面视图，图3A是绘示图2A中的背光模块的下视图。如图2A所示，背光模块2包括导光板20、光源22及光反射板24。其中，光源22可以是发光二极体，但不以此为限。光源22的数目可以是一个或多个，例如图3A所示的三个光源22，但亦不以此为限。光源22具有光源表面220，并是由光源表面220发射出光线。为了使得光源22的光源表面220上半部所发出的光线亦能够顺利射入导光板20内，背光模块2所采用的导光板20为楔形导光板。接下来，将分别就背光模块2的楔形导光板20、光源22及光反射板24进行介绍。
于此实施例中，楔形导光板20包括出光面ES、底面BS、入光端面IS及导引斜面TS。楔形导光板20的底面BS与出光面ES是彼此相对。入光端面IS是设置于出光面ES及底面BS之一侧(亦即靠近光源22之一侧)，并沿横跨出光面ES及底面BS的方向分布(亦即入光端面IS是与出光面ES及底面BS垂直)。导引斜面TS之一端与出光面ES相交于第一边界B1，另一端则连接入光端面IS的顶缘。导引斜面TS自第一边界B1朝突出出光面ES的方向延伸，藉以使得导光板20具有楔形的形状。需说明的是，由于液晶显示器的显示区域(图未示)是位于出光面ES的上方，因此，楔形导光板20的导引斜面TS是位于非显示区域内。
于此实施例中，光源22是设置对应于楔形导光板20的入光端面IS。光源22所发出的光线于入光端面IS所在平面上所形成的光投射面积是为入光端面IS的面积所覆盖。亦即，光源22所发出的光线于入光端面IS所在平面上所形成的光投射面积小于或等于入光端面IS的面积。藉此，即可确保光源22所发出的光线均能够顺利的经由楔形导光板20的入光端面IS射入楔形导光板20内，而不会射出至楔形导光板20的外。需说明的是，光源22对应于楔形导光板20的入光端面IS的设置方式并不以此实施例为限，并且光源22所发出的光线并不一定会直接射向楔形导光板20的入光端面IS。举例而言，光源22亦可先透过一反射面的反射后，再经由楔形导光板20的入光端面IS射入楔形导光板20内，但不以此为限。
光反射板24是设置于楔形导光板20的底面BS下方。于实际应用中，光反射板24包括光反射材料，光反射材料可选自硫酸钡、氧化钛、聚对苯二甲二乙酯(PET，Polyethyleneterephthalate)、二氧化硅、白色油墨、白色树脂及金属所组成的群组之一，但不以此为限。
如图2A所示，假设楔形导光板20的第一边界B1与入光端面IS之间的水平距离(亦即楔形导光板20的楔形区域的长度)为第一长度L1，入光端面IS于一垂直剖面上具有第二长度L2，底面BS与出光面ES之间的垂直距离(亦即楔形导光板20的非楔形区域的厚度)为第三长度L3，且导引斜面TS与出光面ES之间具有第一角度θ1。光反射板24靠近入光端面IS之一端240与入光端面IS之间的距离为d1。其中，第二长度L2将会大于第三长度L3。第一角度θ1是与第一长度L1有关，当第一长度L1变长时，第一角度θ1自然会相对应变小。此外，由于液晶显示器的显示区域(图未示)是位于出光面ES的上方，因此，楔形导光板20的楔形区域(亦即第一长度L1)是位于非显示区域内。
于一较佳具体实施例中，如图2A所示，假设当光反射板24靠近入光端面IS的该端240与入光端面IS之间的水平距离d1大于第一长度L1时，光反射板24靠近入光端面IS的该端240于出光面ES所在平面的垂直投影240’与第一边界B1之间的水平距离为偏移量X。当偏移量X至少为0.5mm时，导引斜面TS所反射的光线R不会被光反射板24所反射，藉以避免传统的背光模块所产生的热点现象及亮线现象，并可维持良好的楔形导光板20的导光效率。请参照图3B及图3C，图3B及图3C是分别绘示当楔形导光板20的楔形区域的长度(L1)为1mm及2mm时的热点的模拟结果图。需说明的是，图3B及图3C中的如0.5mm to 0.4mm及0.5mm to 0.2mm等标记所代表的是第二长度L2 to第三长度L3。
如图3B及图3C所示，根据实验结果可知，考量到平坦通率损失与模块机构配合等因素后，当偏移量X为0.5mm至1mm时，无论d1的长度为何，d1所造成的平坦通率损失(flat flux loss)均维持最少，故其避免热点现象及亮线现象的效果最佳。需说明的是，此一偏移量X的最大值1mm为考虑现行背光模块的主动区(AA区)的尺寸范围而订，因为当光反射板24的切口不落在主动区内时，将会导致漏光的现象发生。实际上，假设不需考虑主动区的话，只要偏移量X不小于0.5mm，其避免热点现象及亮线现象的效果均很好。
此外，如图2B所示，本发明的光反射板24亦可稍微延伸超过第一边界B1于光反射板24所在平面的垂直投影。此时，光反射板24靠近入光端面IS之一端240与入光端面IS之间的水平距离d1将会小于第一长度L1。于一实施例中，当光反射板24靠近入光端面IS之一端240与入光端面IS之间的水平距离d1小于第一长度L1时，偏移量X’(亦即光反射板24靠近入光端面IS的该端240于出光面ES所在平面的垂直投影240’与第一边界B1之间的水平距离)将不会超过0.5mm。这是由于当此一偏移量X’未超过0.5mm时，光反射板24所造成的平坦通率损失将会小于图1所示的先前技术中的光反射板14所造成的平坦通率损失，亦即光反射板24的效果仍会优于先前技术中的光反射板14。
于一较佳具体实施例中，偏移量X是小于或等于第一长度L1。也就是说，光反射板24设置于楔形导光板20下方的位置不宜离楔形导光板20的楔形区域过远，以避免光反射板24失去其反射光线的功能而导致楔形导光板20的效率降低。根据实验结果可知，当第一长度L1为此一偏移量X的1倍至4倍时，避免热点现象及亮线现象产生的效果最佳且能维持良好的导光效率。
除了图3A所绘示的下视图的外，背光模块亦可如同图4A至图4D所绘示的下视图一样包括有延伸反射板26且延伸反射板26具有各种不同形状的缺口260。延伸反射板26的缺口260处会显露出楔形导光板20。延伸反射板26所具有的缺口260的数目及分布位置是对应于各光源22。至于缺口260的形状则可以是正方形、长方形、梯形、三角形、圆弧形、多边形、不规则几何形状或其他形状，并无特定的限制。需说明的是，缺口260接近光源22处的宽度需大于光源22的光源表面的宽度，以避免光源22射出的光线被延伸反射板26反射。延伸反射板26是设置于楔形导光板20的底面BS下方。延伸反射板26之一端262是连接光反射板24靠近入光端面IS之一端240，延伸反射板26的另一端264则对齐入光端面IS所在平面。于图4A至图4D所绘示的不同实施例中，图4C的延伸反射板26是为较佳实施例。这是由于图4C的延伸反射板26的缺口260的形状为梯形且梯形的下底的宽度(离光源22较远者)较上底(离光源22较近者)的宽度来得大，符合光源光型，故图4C的延伸反射板26避免反射光源22射出的光线的效果将会比其他各个实施例来得好。
需说明的是，相较于图3A中的光反射板24靠近入光端面IS之一端240与入光端面IS之间具有一水平距离d1，两者之间较不易对齐而导致制程难度提高，图4A至图4D中的延伸反射板26与光反射板24是彼此相连甚至是一体成型，且延伸反射板26的另一端264可轻易地与入光端面IS对齐，这将会使得整体制程与组装上变得较为容易。
请参照图5，于另一具体实施例中，背光模块可更包括有设置于楔形导光板20的底面BS下方的光吸收板27。如图5所示，光吸收板27之一端270是连接光反射板24靠近入光端面IS之一端240，光吸收板27的另一端272则对齐入光端面IS所在平面。也就是说，光吸收板27的长度即为d1。实际上，光吸收板27包括光吸收材料。光吸收材料可以是灰色树脂、黑色树脂、灰色油墨或黑色油墨，但不以此为限。藉此，导引斜面TS所反射的光线R并不会被光反射板24反射，而是被光吸收板27所吸收，故图5所示的背光模块结构亦可有效避免热点现象及亮线现象，并可维持良好的导光效率。
于实际应用中，如图6所示，背光模块可更包括有设置于光反射板24下方的框架28。框架28靠近入光端面IS之一端280是对齐光反射板24靠近入光端面IS之一端240，藉以避免导引斜面TS所反射的光线R被光反射板24或框架28任一者反射，而导致热点现象及亮线现象发生。
请参照图7，于另一具体实施例中，背光模块更包括有与框架28相连的光吸收板29。光吸收板29之一端290是连接框架28靠近入光端面IS之一端280，光吸收板29的另一端292则是对齐入光端面IS所在平面。也就是说，光吸收板29的长度即为d1。实际上，光吸收板29包括光吸收材料。光吸收材料可以是灰色树脂、黑色树脂、灰色油墨或黑色油墨，但不以此为限。藉此，导引斜面TS所反射的光线R并不会被光反射板24或框架28反射，而是被光吸收板29所吸收，故图7所示的背光模块结构亦可有效避免热点现象及亮线现象，并可维持良好的导光效率。
请参照图8，于另一具体实施例中，背光模块可更包括有形成于楔形导光板20的底面BS上的光吸收层30。光吸收层30之一端300是对齐光反射板24靠近入光端面IS之一端240于底面BS上的垂直投影240’，光吸收层30的另一端302则是对齐入光端面IS所在平面。也就是说，光吸收层30的长度即为d1。实际上，光吸收层30包括光吸收材料。光吸收材料可以是灰色树脂、黑色树脂、灰色油墨或黑色油墨，但不以此为限。藉此，导引斜面TS所反射的光线R将会被光吸收层30所吸收而不会被反射，故图8所示的背光模块结构亦可有效避免热点现象及亮线现象，并可维持良好的导光效率。
需说明的是，本发明的背光模块的导光板并不以图2A所绘示的楔形导光板为限。请参照图9，图9是绘示图2A中的背光模块的导光板进一步包括光耦合部的剖面视图。如图9所示，导光板20进一步包括光耦合部31。其中，光耦合部31的侧面311是连接入光端面IS；光耦合部31的另一侧面312则是设置对应于光源22并沿横跨出光面ES及底面BS的方向分布；光耦合部31的顶面310为一平坦表面并是与导引斜面TS的另一端连接于入光端面IS的顶缘B2；光耦合部31的底面313则是与底面BS对齐。
相较于先前技术，本发明所揭露的应用于液晶显示器的背光模块是具有各种不同反射板结构与其他相关构件间实施例的设计，不仅能够有效改善传统采用楔形导光板的背光模块难以克服的热点现象及亮线现象，还可维持良好的导光效率，使得液晶显示器的显示效果能够获得显著的提升。
通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (13)

1.一种背光模块，包括：
一导光板，包括：
一出光面；
一底面，是与该出光面相对；
一入光端面，是设置于该出光面及该底面之一侧，并沿横跨该出光面及该底面的方向分布；以及
一导引斜面，该导引斜面之一端与该出光面相交于一第一边界，该导引斜面的另一端则连接该入光端面的顶缘，该导引斜面是自该第一边界朝突出该出光面的方向延伸，该第一边界与该入光端面之间的水平距离为一第一长度；
至少一光源，是设置对应于该入光端面，该光源具有一光源表面，该光源表面于该入光端面所在平面的投影面是为该入光端面所覆盖；
其特征在于，该背光模块还包括：
一光反射板，是设置于该导光板的该底面下方；
其中，当该光反射板靠近该入光端面之一端与该入光端面之间的水平距离小于该第一长度时，该光反射板靠近该入光端面的该端于该出光面所在平面的垂直投影与该第一边界之间的水平距离为一第一偏移量，当该光反射板靠近该入光端面的该端与该入光端面之间的水平距离大于该第一长度时，该光反射板靠近该入光端面的该端于该出光面所在平面的垂直投影与该第一边界之间的水平距离为一第二偏移量，该第一偏移量小于该第一长度，该第二偏移量小于或等于该第一长度，该第一偏移量不超过0.5mm，该第二偏移量至少为0.5mm。
2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第二偏移量不超过1mm。
3.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该导引斜面与该出光面之间具有一第一角度，该第一长度愈长则该第一角度愈小。
4.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该入光端面于一垂直剖面上具有一第二长度且该底面与该出光面之间的垂直距离为一第三长度，该第二长度大于该第三长度。
5.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，进一步包括：
一延伸反射板，是设置于该导光板的该底面下方，该延伸反射板之一端是连接该光反射板靠近该入光端面的该端，该延伸反射板的另一端则对齐该入光端面所在平面。
6.如权利要求5所述的背光模块，其特征在于，该延伸反射板具有缺口，该缺口的数目及分布位置是对应于该光源。
7.如权利要求6所述的背光模块，其特征在于，该缺口的形状是为一正方形、一长方形、一梯形、一三角形、一圆弧形、一多边形及一不规则几何形状其中之一。
8.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，进一步包括：
一光吸收板，是设置于该导光板的该底面下方，该光吸收板之一端是连接该光反射板靠近该入光端面的该端，该光吸收板的另一端则对齐该入光端面所在平面。
9.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，进一步包括：
一框架，是设置于该光反射板下方，该框架靠近该入光端面之一端是对齐该光反射板靠近该入光端面的该端。
10.如权利要求9所述的背光模块，其特征在于，进一步包括：
一光吸收板，该光吸收板之一端是连接该框架靠近该入光端面的该端，该光吸收板的另一端则是对齐该入光端面所在平面。
11.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该导光板的该底面上形成有一光吸收层，该光吸收层之一端是对齐该光反射板靠近该入光端面的该端于该底面上的垂直投影，该光吸收层的另一端则是对齐该入光端面所在平面。
12.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该导光板进一步包括一光耦合部，该光耦合部之一侧面是连接该入光端面，该光耦合部的另一侧面则是设置对应于该光源并沿横跨该出光面及该底面的方向分布，该光耦合部之一顶面为一平坦表面并是与该导引斜面的该另一端连接于该入光端面的顶缘。
13.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第一长度为该光反射板靠近该入光端面的该端于该出光面所在平面的垂直投影与该第一边界之间的水平距离的1倍至4倍。
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