CN102494264A - 背光模块及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背光模块及包含此背光模块的显示装置，其中背光模块包含反射板及多个光源。反射板具有反射面；多个光源设置于反射面上，并朝向远离反射面的方向发光。其中，反射面包含多个低反射部，低反射部的反射率低于反射面其它位置的反射率，低反射部位于光源与相邻光源形成的区域内。本发明提高了背光模块及包含此背光模块的显示装置的发光均匀度，改善亮块现象，降低材料成本。

Description

背光模块及显示装置
技术领域
本发明关于一种背光模块及显示装置；具体而言，本发明关于一种背光模块的反射板。
背景技术
科技日趋发达，光电产业不断研发更省电及更明亮的照明光源。举例而言，发光二极管(LED)为现行普遍的照明光源，其具有省电性且不易发热等诸多优点，已逐步取代传统照明装置并广泛应用于各种领域，像是手电筒、台灯、显示器、广告广告牌及建筑外墙，处处可见发光二极管已深入现代人的生活。举例而言，现行以LED作为背光源的液晶显示器已渐渐成为家中不可或缺的电器产品，不但能够大幅减少用电功率，更能保有良好的画质。
请参照图1A，图1A绘示现有液晶显示器使用的直下式背光模块结构侧视图。一般而言，传统式的背光模块包含光学薄膜1A、扩散板1B、多个含有透镜1C的光源1D及反射板(或称反射片)1E。光源1D设置于反射板1E之上，且光源1D为发光二极管。此外，扩散板1B及其上设置的光学薄膜1A，可用以增加光均匀度及增进光学表现。在实际情况中，自这些光源1D射出的光线，因应透镜1C的形状，使得光线依照图1的箭头方向射至扩散板1B。
然而，使用LED为光源的传统显示器仍存在些许缺点。请同时参照图1B，图1B绘示现有背光模块的结构俯视图。如图1A及图1B所示，这些光源1D于反射板1E上呈格状排列并分别围绕中央区域1F。在实际应用中，由于透镜1C引导将光源1D的光线光路角度张开，向外侧发散，使得每一个中央区域1F的亮度因为相邻光源1D光线的重合而产生亮块。在将背光模块薄型化，也就是降低扩散板1B与光源1D间的间距时，此一光线重合而产生亮块的问题更形严重。
业者为要改善显示效果，通过增加光源1D数量以提高光线密度。然而，上述方式虽然缩小光源1D间的空隙，相对地却提高材料成本并增加产品重量。再者，现行显示器不断迈向大尺寸的潮流发展，势必另寻解决之道。此外，另有业者尝试在扩散板1B上进行加工，通过油墨印刷的方式以改善发光均匀度。然而，大尺寸的显示器(像是71时以上规格的显示器)难以使用油墨印刷的扩散板1B，同样无法彻底解决问题。
换言之，发光二极管虽具有高亮度及稳定性；然而，以发光二极管为光源的背光模块需改善发光不均的根本问题，进而提升显示质量。
发明内容
有鉴于上述现有技术的问题，本发明提出一种能够降低成本并改善发光效率的背光模块及显示装置。
于一方面，本发明提供一种使用低反射部的背光模块及显示装置，可提高发光均匀度。
于一方面，本发明提供一种能够调整反射率的背光模块及显示装置，可改善亮块现象。
于一方面，本发明提供一种减少光源数量的背光模块及显示装置，可降低材料成本。
本发明的一方面在于提供一种背光模块，包含反射板及多个光源。反射板具有反射面。多个光源设置于反射面上，并朝向远离反射面的方向发光。其中，反射面包含多个低反射部，低反射部的反射率低于反射面其它位置的反射率，低反射部位于光源与相邻光源形成的区域内。
需说明的是，这些光源可采格状分布，并位于格状分布的节点上，每一低反射部位于格状分布的格内。此外，低反射部包含至少一开口。亦即，该开口非具有反射面的反射光线的性质，且低反射部的反射率低于反射面其它位置的反射率。
于一较佳实施例中，低反射部设置于每一格的中点。值得注意的是，由于光源射出的光线经其它光学元件反射后容易于该中点发生亮块。因此，本发明通过设置于中点的低反射部以降低反射光线并消除亮块，进而改善亮度不均匀的现象。
相较于现有技术，根据本发明的背光模块及显示装置使用反射面上的低反射部，利用低反射部的反射率低于反射面其它位置的反射率，降低射至低反射部的光线，以减少不易产生亮块现象。需说明的是，本发明的一种实施方式为使低反射部包含开口，以此开口结构加设不同材质材料或不再加设材料，以减少反射率，进而改善明暗问题。除此之外，大尺寸规格的显示装置亦能够通过反射面的这些低反射部以提升显示质量。值得注意的是，大尺寸规格的显示装置在不增加光源数量的状况下，而仅通过本发明设置这些低反射部即可改善发光均匀度，故能够大幅降低材料成本。
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1A绘示现有液晶显示器使用的直下式背光模块结构侧视图；
图1B绘示现有背光模块的结构俯视图；
图2绘示本发明的背光模块的实施例侧视图；
图3绘示本发明的背光模块的实施例俯视图；
图4绘示本发明的背光模块的另一实施例侧视图；
图5绘示本发明的背光模块的另一实施例侧视图；
图6绘示本发明的背光模块的另一实施例俯视图；
图7绘示本发明的背光模块的另一实施例俯视图；
图8绘示本发明的背光模块的变化实施例俯视图；
图9绘示本发明的背光模块的另一实施例俯视图；
图10绘示本发明的背光模块的另一实施例俯视图；以及
图11绘示本发明的显示装置的实施例示意图。
其中，附图标记：
1A：光学薄膜          50：主吸光部
1B：扩散板            500、510：辅助吸光部
1C：透镜              60：显示面板
1D：光源              70：底盘
1E：反射板            9：显示装置
1F：中央区域          210：第一光源
1、2、3：背光模块     220：第二光源
10：反射板            410：扩散板
11：反射面            420：光学膜
12：中心              H：间距
20：光源              P：距离
30：透镜              W：宽度
40：光学层            22：第一区域
100A、100B：低反射部
100C、100D：低反射部
100E、100：低反射部
110、120、130：低反射部
140、150、160：低反射部
200：发光张角
具体实施方式
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。
根据本发明的一具体实施例，提供一种背光模块，用以改善亮部不均的现象。于此实施例中，背光模块可以是发光二极管背光模块。
请参照图2，图2绘示本发明的背光模块的实施例侧视图。如图2所示，背光模块1包含反射板10及多个光源20，其中反射板10具有反射面11。多个光源20设置于反射面11上，并朝向远离反射面11的方向发光。其中，反射面11包含多个低反射部100A，低反射部100A的反射率低于反射面11其它位置的反射率，低反射部100A位于光源20与相邻光源20形成的区域内。具体而言，光源20与相邻光源20形成的区域指介于相邻两光源20之间的间隔区段。举例而言，第一光源210及第二光源220设置于反射面11上，第二光源220为第一光源210的相邻光源，而低反射部100A设置于介于第一光源210与第二光源220之间的第一区域22内，并且低反射部100A并非限定必须设置于第一光源210及第二光源220的连线上。
在此实施例中，低反射部100A包含至少一开口。换言之，低反射部100A通过于反射面11上挖孔、破孔等方式而形成开口。在实际应用中，开口具有较反射面11上其它位置为低的反射率，故能够降低光线的反射程度。
此外，光源20包含相对应的透镜30，其中透镜30设置于反射面11上并覆盖相对应的光源20。需说明的是，每一个透镜30的顶部朝光源20凹陷，使得光线能够具有较大的发光角度。背光模块1进一步包含光学层40，光学层40设置于这些光源20上方并与反射面11相对，具有扩散板410及至少一光学膜420。当这些光源20射出光线时，透镜30引导光线均匀射至光学层40。
在此实施例中，扩散板410具有多个扩散点，这些扩散点为具有不同折射率的颗粒，能够提升发光均匀度。然而，在其它实施例中，扩散板410包含非颗粒状的微结构形成于表面或板内。
如图2所示，间距H为反射面11与光学层40之间的平行距离，而最近直线距离P为任二光源20经过低反射部100A的最短距离。举例而言，最近直线距离P为第一光源210与第二光源220经过低反射部100A的最短距离。需说明的是，反射面11至光学层40的间距H与任二光源20经过低反射部100A的最近直线距离P的第一比值(H/P)不大于0.3。
当第一比值实质为0.3时，低反射部100A的最大宽度W与任二光源20经过低反射部100A的最近直线距离P的第二比值(W/P)介于0.12至0.2间。
值得注意的是，光源20在发光张角200在自反射面11法线起算60度至80度间有强度峰值。然而，在更佳实施例中，强度峰值产生的发光张角200小于反射面11法线起算的74度。如图2所示，第一光源210及第二光源220分别射出光线并在发光张角200在自反射面11法线起算60度至80度间具有强度峰值。实际上，与该强度峰值对应的光线耦合并汇聚于光学层40而形成亮块。需说明的是，在一实施方式中，低反射部100A位于第一光源210与第二光源220之间，并邻近于光线耦合处，且低反射部100A的反射率低于反射面11其它位置的反射率，故低反射部100A能够减少光线在特定区域的二次反射，以减缓光线耦合形成的亮块，进而改善亮暗现象。
在实际应用中，背光模块1进入轻薄化，使得反射面11至光学层40的间距H越来越小。再者，相邻的两光源20射出的光线在发光张角200在自反射面11法线起算60度至80度间具有强度峰值。如图2所示，一旦间距H变小，且距离P不变，与该强度峰值对应的光线较不易耦合并汇聚于光学层40，亮块现象较不明显，故可以使用较小面积的低反射部100A以提升整体发光均匀度。举例而言，当第一比值实质为0.28时，低反射部100A的最大宽度W与任二光源经过低反射部100A的最近直线距离P的第二比值(W/P)介于0.08至0.14间。此外，在另一实施例中，当第一比值实质为0.26时，低反射部100A的最大宽度W与任二光源20经过低反射部100A的最近直线距离P的第二比值(W/P)介于0.04至0.1间。
请参照图3，图3绘示本发明的背光模块的实施例俯视图。如图3所示，这些光源20采格状分布，并位于格状分布的节点上，每一低反射部100A位于格状分布的格内。在实际情况中，这些光源20分布的密度越高，背光模块1的发光均匀度亦随之提高，亮暗现象较不明显。然而，当光源20数量增加时，材料成本也会变高。因此，本发明在不增加光源20数量的情况下，尽管光源20的分布密度不高，而通过位于光源20与相邻光源20形成的区域内的这些低反射部100A以提升发光均匀度，故能够降低材料成本。
此外，除了通过以开口形成具较低反射率的低反射部100A以改善亮暗现象外，本发明提出其它实施例以具体叙明其它类型的低反射部。
请参照图4，图4绘示本发明的背光模块的另一实施例侧视图。如图4所示，反射面11包含多个低反射部100B，其中低反射部100B包含填充于开口内的吸光材料。举例而言，吸光材料可选自例如是黑色树脂、灰色树脂、黑色油墨、灰色油墨、黑色胶质、灰色镀膜、黑色镀膜、其它能吸收光线或降低反射率的材料或以上材料的任意组合。在实际应用中，当光线射至包含有吸光材料的低反射部100B时，低反射部100B能够吸收光线，进而改善亮块现象。
在图2及图4所示的实施例中，低反射部100A及低反射部100B分别通过开口的形成及于开口填充吸光材料以提高发光均匀度。除此之外，本发明亦能够通过非开口结构的低反射部达到相同的目的。
请参照图5，图5绘示本发明的背光模块的另一实施例侧视图。如图5所示，反射面11包含多个低反射部100C，其中低反射部100C包含至少一印刷图案，且印刷图案包含吸光材料。换句话说，低反射部100C以图案化方式将上述吸光材料印刷于光源20及相邻光源20之间，进而降低反射率。在其它实施例中，这些低反射部100A、100B及100C设置于同一反射板10上，使得背光模块1能视实际情况选择性使用上述低反射部的任意组合以改善亮块现象。
请参照图6，图6绘示本发明的背光模块的另一实施例俯视图。如图6所示，反射面包含多个低反射部100D，其中每一个低反射部100D包含主吸光部50及至少一辅助吸光部500邻近主吸光部50分布。在此实施例中，辅助吸光部500包含多个吸光点，每一吸光点的面积小于主吸光部50的面积。此外，主吸光部50及辅助吸光部500可以是能够用以吸光的各种材质或开口，并无特定的限制。需说明的是，每一个主吸光部50设置于反射面11上亮块最为明显的地方，而辅助吸光部500设置于反射面11上亮块次为明显的地方。具体而言，距离光源20越近，反射面11上的亮块现象会逐渐减缓，故距离光源20越近的吸光点的面积会比靠主吸光部50的吸光点的面积小。换言之，背光模块1通过主吸光部50及辅助吸光部500的面积变化以有效降低亮块现象的影响，更能提高发光均匀度。
请参照图7，图7绘示本发明的背光模块的另一实施例俯视图。如图7所示，反射面11包含多个低反射部100E，其中低反射部100E包含主吸光部50及至少一辅助吸光部510。值得注意的是，辅助吸光部510由至少一吸光环形成，主吸光部50的直径大于吸光环的环带宽度。此外，吸光环可选自各种材质的吸光材料，或以开口方式形成，并无特定的限制。在其它实施例中，由吸光环形成的辅助吸光部510可以是图6中的这些吸光点的组合。换句话说，吸光环能通过这些吸光点以相同圆心围绕主吸光部50，并以不同半径汇聚于反射面11上，进而形成不同的吸光环。
在此实施例中，这些光源20采格状分布，并位于格状分布的节点上，每一低反射部100E位于格状分布的格内。在实际应用中，主吸光部50与至少一辅助吸光部510具有相同的圆心，而该圆心位于每一格的中心。亦即，主吸光部50位于亮块最为明显处，而辅助吸光部510设置于反射面11上亮块次为明显的地方。具体而言，距离光源20越近，反射面11上的亮块现象会逐渐减缓，故距离光源20越近的吸光环的环带宽度会比距离主吸光部50的吸光环的环带宽度窄。换言之，图7所示的低反射部100E通过主吸光部50及辅助吸光部510的环带宽度变化以有效降低亮块现象的影响，更能提高发光均匀度。
请参照图8，图8绘示本发明的背光模块的变化实施例俯视图。如图8所示，背光模块2包含反射板10及多个光源20。反射板10具有反射面11，其中反射面11上包含形成于反射面11上的多个低反射部100，其中这些低反射部100具有低于反射面11其它位置的反射率。需说明的是，这些低反射部100可以是图2至图7所示的低反射部100A、100B、100C、100D或100E的任意组合，并无特定的限制。
如图8所示，这些光源20设置于反射面11上，并朝向远离反射面11的方向发光。此外，光源20进一步包含多个透镜30，其中透镜30设置于反射面11上并覆盖相对应的光源20。每一个透镜30的顶部朝光源20凹陷，使得光线能够具有较大角度的发光效率。值得注意的是，至少部分光源20为多个相邻的低反射部100所围绕。在此实施例中，这些低反射部100以正六边形的最密排列方式围绕相对应的光源20，其中低反射部100位于反射面11上亮块现象最为明显处，故能够减缓亮块现象。然而，在其它实施例中，这些低反射部100能以不同排列方式围绕相对应的光源20，例如像是五边形或其它多边形。
请参照图9，图9绘示本发明的背光模块的另一实施例俯视图。如图9所示，背光模块3包含多个光源20以及多个低反射部110、120及130，其中光源20包含相对应的透镜30。需说明的是，低反射部110、120及130具有低于反射面11其它位置的反射率。
如图9所示，背光模块3以中心12划分为4个区域。以第四象限为例，这些光源20及相对应的透镜30设置于反射板10的反射面11上，且低反射部110、120及130位于光源20与相邻光源20形成的区域内。值得注意的是，这些低反射部中，较接近反射面11中心者具有较低的反射率。举例而言，低反射部110(以实心圆表示者)具有低于低反射部120(以虚线圆表示者)的反射率，且低反射部120具有低于低反射部130(以空心圆表示者)的反射率。在实际应用中，于反射面11上越靠近中心12的位置具有高于靠近反射面11边缘的亮度。因此，设置于反射面11的中心12的这些低反射部110能够降低较多亮度，进而使背光模块3具有更均匀的亮度。相对的，设置于反射面11的边缘的这些低反射部130能够降低较少亮度，使背光模块3的整体光线表现更为柔和。
请参照图10，图10绘示本发明的背光模块的另一实施例俯视图。如图10所示，相较于图9中的实施例，反射面11包含低反射部140、150及160。需说明的是，这些低反射部中，较接近反射面11中心12者具有较大的面积。在此实施例中，低反射部由大至小的面积排序为：低反射部140，150，160。再者，面积较大的低反射部具有较低的反射率。也就是说，低反射部140具有低于低反射部150的反射率，且低反射部150具有低于低反射部160的反射率。进一步而论，背光模块通过这些低反射部的面积变化以更提升发光均匀度，以达到柔化光线的目的。
请参照图11，图11绘示本发明的显示装置的实施例示意图。显示装置9包含显示面板60、背光模块1及底盘70，其中背光模块1具有反射板10及光学层40，背光模块1作为显示面板60的背光源，举例而言，显示面板60为液晶显示面板，而背光模块1则提供背光源给显示面板60。需说明的是，显示装置9包含上述实施例中任一所述的背光模块，其特征在于，该背光模块用以提供显示面板60光源，并无特定的限制。当这些光源20经由透镜30射出光线，通过这些低反射部改变反射面11上不同位置的反射率，以达到提高发光均匀度的目的。
相较于现有技术，根据本发明的背光模块及显示装置使用反射面上的低反射部，利用低反射部的反射率低于反射面其它位置的反射率，降低射至低反射部的光线，以减少不易产生亮块现象。需说明的是，本发明的一种实施方式为使低反射部包含开口，以此开口结构加设不同材质材料或不再加设材料，以减少反射率，进而改善明暗问题。除此之外，大尺寸规格的显示装置亦能够通过反射面的这些低反射部以提升显示质量。值得注意的是，大尺寸规格的显示装置在不增加光源数量的状况下，而仅通过本发明设置这些低反射部即可改善发光均匀度，故能够大幅降低材料成本。
通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露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 (20)

1.一种背光模块，其特征在于，包含：
一反射板，具有一反射面；以及
多个光源，设置于该反射面上，并朝向远离该反射面的方向发光；
其中，该反射面包含多个低反射部，该低反射部的反射率低于该反射面其它位置的反射率，该低反射部位于该光源与相邻光源形成的区域内。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光源采格状分布，并位于该格状分布的节点上，每一该低反射部位于该格状分布的格内。
3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述低反射部中，较接近该反射面中心者具有较大的面积。
4.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述低反射部中，较接近该反射面中心者具有较低的反射率。
5.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该低反射部包含至少一开口或至少一印刷图案。
6.根据权利要求5所述的背光模块，其特征在于，该低反射部包含填充于该开口内的一吸光材料。
7.根据权利要求5所述的背光模块，其特征在于，该印刷图案包含一吸光材料。
8.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该低反射部包含一主吸光部及至少一辅助吸光部邻近该主吸光部分布。
9.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，该辅助吸光部包含多个吸光点，每一吸光点的面积小于该主吸光部的面积。
10.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，该辅助吸光部包含至少一吸光环，该主吸光部的直径大于该至少一吸光环的环带宽度。
11.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该光源在发光张角在自该反射面法线起算60度至80度间有一强度峰值。
12.根据权利要求11所述的背光模块，其特征在于，该强度峰值产生的发光张角小于该反射面法线起算的74度。
13.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，进一步包含一光学层设置于所述光源上方并与该反射面相对；其中，该反射面至该光学层的间距H与任二该光源经过该低反射部的最近直线距离P的一第一比值H/P不大于0.3。
14.根据权利要求13所述的背光模块，其特征在于，当该第一比值实质为0.3时，该低反射部的最大宽度W与任二该光源经过该低反射部的最近直线距离P的一第二比值W/P介于0.12至0.2间。
15.根据权利要求13所述的背光模块，其特征在于，当该第一比值实质为0.28时，该低反射部的最大宽度W与任二该光源经过该低反射部的最近直线距离P的该第二比值W/P介于0.08至0.14间。
16.根据权利要求13所述的背光模块，其特征在于，当该第一比值实质为0.26时，该低反射部的最大宽度W与任二该光源经过该低反射部的最近直线距离P的该第二比值W/P介于0.04至0.1间。
17.一种背光模块，其特征在于，包含：
一反射板，具有一反射面，其中该反射面上包含形成于该反射面上的多个低反射部具有低于该反射面其它位置的反射率；以及
多个光源，设置于该反射面上，并朝向远离该反射面的方向发光；
其中，至少部分该光源为多个相邻的该低反射部所围绕。
18.根据权利要求17所述的背光模块，其特征在于，该低反射部为形成于该反射面上的至少一开口或至少一印刷图案。
19.根据权利要求17所述的背光模块，其特征在于，该低反射部包含一吸光材料。
20.一种显示装置，其特征在于，包含：
一显示面板；以及
如权利要求1至19中任一所述的背光模块，其特征在于，用以提供该显示面板光源。
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