CN103148415B - 背光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明披露一种背光模块，包含导光板、背光源、光学板及光学涂层。导光板具有出光面与入光端。入光端位于出光面的相邻侧。背光源设置对应入光端，并产生光线入射入光端。光学板设置于出光面的上方。光学板包含延伸部，延伸部延伸设置于背光源的上方。光学涂层形成于延伸部的表面上。本发明能够降低背光模块的生产成本，也可简化其组装程序。
Description
本申请是申请号为201110214470.4、申请日为2011年07月26日、发明名称为“背光模块”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及液晶显示器，尤其涉及一种应用于液晶显示器的背光模块，可避免背光模块的漏光现象。
背景技术
近年来，随着显示科技不断的发展，就量产规模与产品应用普及性而言，液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)无疑地稳居平面显示技术的主流。
一般而言，背光模块为液晶显示器相当重要的一部分，而导光板(LightGuide Plate,LGP)为背光模块中不可或缺的重要元件。一旦导光板发生变形翘曲的现象，很可能会导致显示器的显示亮度不均匀而产生各种痕迹的现象，例如波纹状或条纹状的痕迹。有鉴于此，如图1所示，于现今生产的液晶显示器所采用的侧光式发光二极管背光模块1中，将入光侧的框架12设计为全包式以固定导光板10，以避免导光板10产生变形翘曲而导致上述的缺点。
然而，此一设计的缺点在于：由于锁附电路板14的螺孔耳状(ear)结构140而使得框架12上存在有破孔。为了避免发光二极管背光源16所发出的光线从这些破孔射出背光模块1外，于发光二极管背光源16与发光二极管支架18之间需额外贴附一层反射片R，不仅使得背光模块1的生产成本提高，也导致其组装变得较为困难。
发明内容
本发明的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。
于一实施例中，背光模块包含导光板、背光源、光学板及光学涂层。导光板具有出光面与入光端。入光端位于出光面的相邻侧。背光源设置对应入光端。光学板设置于出光面的上方。光学板包含延伸部，延伸部延伸设置于背光源的上方。光学涂层形成于延伸部的表面上。
于一实施例中，光学板为扩散片(diffusion film)或菱镜片(prism film)。
于一实施例中，光学涂层由光反射材料或光吸收材料所构成。
于一实施例中，光反射材料选自硫酸钡、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。
于一实施例中，光吸收材料选自灰色树脂、黑色树脂、灰色油墨及黑色油墨所组成的群组之一。
于一实施例中，光学涂层通过涂布、沉积或电镀的方式形成于延伸部的表面上。
于一实施例中，表面为延伸部的上表面或下表面。
于一实施例中，光学涂层形成于延伸部的表面上的入光区域内，入光区域所涵盖范围的一边界为有源区的边缘，另一边界最远延伸至与背光源的一侧边对齐。有源区为背光模块上方所设置的显示面板的可视区域。
于一实施例中，背光模块进一步包含框架。框架邻近背光源的下方及侧边而设置。框架对应于背光源的侧边处具有开口，延伸部延伸至开口的边缘处。
于一实施例中，该光学板于水平方向上的长度大于该导光板于水平方向上的长度。
于一实施例中，该光学板的面积大于该导光板的面积。
于一实施例中，背光模块进一步包含另一光学板。另一光学板也设置于出光面的上方。另一光学板包含另一延伸部，另一延伸部延伸设置于背光源的上方。
于一实施例中，另一光学板设置于光学板的上方或下方。
于一实施例中，背光模块包含导光板、背光源、光学板及光学涂层。导光板具有出光面与入光端。入光端位于出光面的相邻侧。背光源设置对应入光端。光学板设置于出光面的上方。光学板包含延伸部，延伸部延伸至导光板的入光端。光学涂层形成于延伸部的表面上。
于一实施例中，背光模块包含导光板、背光源、光学板及光学涂层。导光板具有出光面与入光端。入光端位于出光面的相邻侧。背光源设置对应入光端。光学板设置于出光面的上方。光学板包含延伸部。光学涂层形成于延伸部的表面上。光学板的延伸部与背光源及部分的导光板向上垂直投影的面积重叠。
相较于先前技术，本发明所披露的应用于液晶显示器的背光模块仅需对原有的光学板进行向发光二极管背光源延伸的设计，不需于发光二极管背光源与其支架之间额外设置一层反射片，即可有效地避免发光二极管背光源所发出的光从框架金属件上的破孔射出背光模块外，除了能够降低背光模块的生产成本外，也可简化其组装程序。
关于本发明的优点与精神可以借由以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。
附图说明
图1示出先前技术中的的背光模块的剖面视图。
图2示出本发明的一优选具体实施例中的背光模块的剖面视图。
图3、图5、图6及图7分别示出背光模块中的光学板组的不同实施例的剖面视图。
图4A至图4F分别示出光学涂层形成于延伸部的下表面上的不同实施例的俯视图。
图8A及图8B分别示出光学涂层涂布于光学板上的不同实施例的剖面视图。
其中，附图标记说明如下：
1、2：背光模块 10、20、20”’：导光板
11、21、21’、21”：光学板组 12、22：框架
13、23：软性电路板 14、24：电路板
16、26、26”’：发光二极管背光源
18、28：发光二极管支架 140：螺孔耳状结构
R：反射片 261：第一侧边
201：出光面 202：入光端
C：显示面板 AA：动作区
262：第二侧边 N：开口
CLE：光学涂层的边缘 SDE：下表面的边缘
H：破口 K：反折部
111、211、211’、211”、211”’：上扩散片
112、212、212’、212”、212”’：上菱镜片
113、213、213’、213”、213”’：下菱镜片
114、214、214’、214”、214”’：下扩散片
2140、2130’、2130”：延伸部
SD、SD’、SD”：下表面
CL、CL’、CL”、CL1、CL2、CL3：光学涂层
SU、SU’、SU”：上表面
SS、SS’、SS”：侧表面
L：光线
具体实施方式
根据本发明的一优选具体实施例为一种背光模块。于此实施例中，该背光模块为应用于液晶显示器内的侧光式发光二极管背光模块，并且该背光模块不需于发光二极管背光源与其支架之间额外设置一层反射片，即可防止发光二极管背光源所发出的光线从金属件上的破孔射出。接下来，将就上述进行详细的介绍。
请参照图2，图2示出此具体实施例中的背光模块的剖面视图。如图2所示，背光模块2包含导光板20、光学板组21、框架22、软性电路板23、电路板24、发光二极管背光源26及发光二极管支架28。其中，导光板20与发光二极管背光源26设置于框架22上方。导光板20具有出光面201与入光端202，且入光端202位于出光面201的相邻侧。发光二极管背光源26的第一侧边261设置对应导光板20的入光端202，并产生光线入射入光端202而进入导光板20内。光学板组21设置于导光板20的出光面201的上方。框架22邻近发光二极管背光源26的下方及第二侧边262而设置。框架22与发光二极管支架28为一体件，发光二极管支架28在对应于发光二极管背光源26的第二侧边262处具有开口N。于此实施例中，框架22用以容纳发光二极管背光源26及导光板20。至于背光模块2上设置有显示面板C，显示面板C具有有源区(Active Area)。于此实施例中，有源区指显示面板C的可视区域，但不以此为限。举例而言，显示面板C可为触控显示器，则有源区可为可触控感应的区域。
为了清楚起见，此具体实施例中的光学板组21的详细结构请参照图3。如图3所示，光学板组21总共包含四层光学板211～214，由上到下分别为：上扩散片211、上菱镜片212、下菱镜片213及下扩散片214。也即，下扩散片214最靠近导光板20的出光面201，而上扩散片211则离导光板20的出光面201最远。实际上，光学板组21所包含的光学板数目、种类及厚度可依照实际需求而定，并不以此例的扩散片与菱镜片为限。
于此实施例中，光学板组21中的上扩散片211、上菱镜片212及下菱镜片213均与传统的光学板组无异，但最靠近导光板20的出光面201的下扩散片214则包含延伸部2140，并且延伸部2140延伸设置于发光二极管背光源26的上方，但延伸部2140并不会位于显示面板C及其有源区的下方。也即，下扩散片214于水平方向上的长度较上扩散片211、上菱镜片212及下菱镜片213于水平方向上的长度来得长，且下扩散片214于水平方向上的长度大于导光板20于水平方向上的长度，下扩散片214的面积大于导光板20的面积。下扩散片214的延伸部2140延伸超过导光板20的入光端202以及发光二极管背光源26与发光二极管支架28之间，一直延伸至发光二极管支架28的开口N的边缘处为止。下扩散片214的延伸部2140与发光二极管背光源26及部分的导光板20向上垂直投影的面积重叠。
由图2及图3可知：下扩散片214的延伸部2140的下表面SD邻近且面对于发光二极管背光源26以及导光板20的出光面201。需说明的是，由于下扩散片214原本设置的目的并非用来反射或吸收光线，因此，为了使得下扩散片214的延伸部2140能够达到避免光线从破孔射出的功效，如图3所示，于此具体实施例中，将会有光学涂层CL形成于下扩散片214的延伸部2140的下表面SD上。
于此实施例中，光学涂层CL形成于延伸部2140的下表面SD上的一入光区域内。实际上，此入光区域所涵盖范围的一边界(右边界)可以是有源区AA的边缘，另一边界(左边界)可以是发光二极管背光源26的第二侧边262才能使得发光二极管背光源26向上发出的光线L均会射至光学涂层CL上，而不至于有任何向上发出的光线L从破孔射出。然而，本发明不限于此，入光区域的左边界可以超越发光二极管背光源26的第二侧边262，也即图2所示，依设计不同或是发光而二极管背光源26的光路特性不同可改变光学涂层CL的涂布区域。
于实际应用中，光学涂层CL形成于延伸部2140的下表面SD上的位置并无特定的限制，可视实际需求而改变。举例而言，如图4A及图4B所示，光学涂层CL可为长条状设置于延伸部2140的下表面SD上靠近发光二极管背光源26的一侧。其中，图4A中的光学涂层CL的边缘CLE并未与延伸部2140的下表面SD的边缘SDE对齐；图4B中的光学涂层CL的边缘CLE则是与延伸部2140的下表面SD的边缘SDE对齐。需说明的是，长条状光学涂层CL的宽度并无特定的限制。相对于图4A，图4B中的光学涂层CL由于其边缘CLE与边缘SDE对齐，在工艺上较为容易。至于图4C示出光学涂层CL仅在对应开口N处设置，借以节省材料及成本。由图4A至图4C也可知：光学涂层CL于垂直方向上的长度不一定要与延伸部2140的下表面SD于垂直方向上的长度相同。另，图4D示出光学涂层CL以多个长条状的形式设置于延伸部2140的下表面SD上。
此外，如图4E所示，延伸部2140的下表面SD的反折部K上并未涂布有光学涂层CL，且反折部K可沿虚线向下反折，可用以包覆框架22，于另一实施例中，反折部K也可涂布光学涂层CL，增加反射能力以减少漏光。至于图4F中的光学涂层CL仅在延伸部2140的下表面SD上对应于开口N处设置，并且反折部K上还设置有破口H。破口H用以与框架22上的凸点卡合，以定位延伸部2140的下表面SD，使得光学涂层CL能够对应于开口N。
此外，光学涂层CL涂布于延伸部2140的下表面SD上的形状也无特定的限制，并不以图4A与图4B所示的长条状或图4C所示的矩形为限。举例而言，光学涂层CL的涂布形状也可以是正方形、圆形、椭圆形、具有波浪状的边缘或其他任何几何形状。
于本实施例中，由于原本下扩散片214等光学膜片的表面粗糙度较一般的框架较小，类似于镜面，加上光学膜片的表面上涂布有光学涂层CL，更能够增加光学膜片的表面对光的反射作用。
于实际应用中，光学涂层CL可通过涂布、沉积或电镀的方式形成于延伸部2140的下表面SD上。光学涂层CL可以是光反射材料或光吸收材料。若光学涂层CL所选用的是光反射材料，例如硫酸钡、氧化钛、二氧化硅、聚对苯二甲二乙酯(PET,Polyethyleneterephthalate)、白色油墨、白色树脂或金属等材料，则光学涂层CL即可对所有射向下扩散片214的延伸部2140的光线L进行光反射作用，将这些光线L反射至入光端202以进入导光板20内，故可避免这些光线L从框架22的破孔射出。若光学涂层CL所选用的是光吸收材料，例如灰色树脂、黑色树脂、灰色油墨或黑色油墨等材料，则光学涂层CL即可对所有射向下扩散片214的延伸部2140的光线L进行光吸收作用，以避免这些光线L从框架22的破孔射出。
于另一具体实施例中，光学涂层CL也可通过涂布、沉积或电镀的方式形成于下扩散片214的延伸部2140的上表面SU以及延伸部2140的侧表面SS上，如图5所示。于此一设计下，虽然射向下扩散片214的延伸部2140的光线可能会穿过延伸部2140的下表面SD，但形成于上表面SU上的光学涂层CL也可对这些光线进行光反射或光吸收作用，故仍能达到避免这些光线从框架22的破孔射出的效果。至于涂布于延伸部2140的侧表面SS上的光学涂层CL则可更进一步加强其遮光效果。
需说明的是，本发明并不局限于上述实施例将光学板组21中最靠近导光板20的出光面201的下扩散片214延伸的设计。实际上，延伸于发光二极管背光源26与发光二极管支架28之间的光学板也可以是光学板组21中的上扩散片211、上菱镜片212或下菱镜片213。如图6所示，于另一具体实施例中，光学板组21’中的上扩散片211’、上菱镜片212’及下扩散片214’均与传统的光学板组无异，但光学板组21’中的下菱镜片213’包含延伸部2130’，并且延伸部2130’将会如同图2中的延伸部2140一样延伸于发光二极管背光源26与发光二极管支架28之间，并且会一直延伸至发光二极管支架28的开口N的边缘处为止。然而，本发明不限于此，举例而言，也可多个光学片同时设有光学涂层CL，均在垂直投影方向具有重叠区域，也可在垂直投影方向具有相错或互补的光学涂层CL区域，借由多层光学涂层CL增加反射功效，进而减少漏光现象。于另一实施例中，显示面板下方通常会设有偏光片，也可利用偏光片具有延伸部，来进行遮光效果。
至于光学涂层CL’则形成于延伸部2130’的下表面SD’以及延伸部2130’的侧表面SS’上，用以对所有射向下菱镜片213’的延伸部2130’的光线L进行光反射或光吸收作用，以避免这些光线L从框架22的破孔射出。并且涂布于延伸部2130’的侧表面SS’上的光学涂层CL’可更进一步加强其遮光效果。实际上，光学涂层CL’也可形成于延伸部2130’的上表面SU’上，并无特定的限制。
同理，于其他实施例中，光学板组也可通过延伸上扩散片或上菱镜片的设计来达到避免光线L从框架22的破孔射出的效果，由于其原理与上述实施例相似，故于此不另行赘述。
此外，本发明中的延伸部上也可设置有多层不同的光学涂层。如图7所示，光学板组21”包含有由上到下层状堆叠的上扩散片211”、上菱镜片212”、下菱镜片213”及下扩散片214”。其中，上扩散片211”、上菱镜片212”及下扩散片214”均与传统的上扩散片、上菱镜片及下扩散片无异，但下菱镜片213”则包含有延伸部2130”，并且延伸部2130”延伸设置于发光二极管背光源26的上方，但延伸部2130”不会位于显示面板C及其有源区的下方。
于此实施例中，延伸部2130”的上表面SU”、侧表面SS”及下表面SD”上分别形成有光学涂层CL1、CL2及CL3。于此实施例中，光学涂层CL1、CL2及CL3可分别采用具有不同材质的光学涂层。举例而言，若光学涂层CL1采用光反射材质且光学涂层CL3采用光吸收材质，则其下方的发光二极管背光源26向上发出的光线L即会先被光学涂层CL3所吸收，至于未被吸收而穿过光学涂层CL3的其余光线则会被光学涂层CL1所反射，以达到完全防止这些光线从破孔射出的功效。至于光学涂层CL2则可以采用光反射材质或光吸收材质，并无特定的限制。
另一方面，若光学涂层CL1采用光吸收材质且光学涂层CL3采用光反射材质，则其下方的发光二极管背光源26向上发出的光线L即会先被光学涂层CL3所反射，至于未被反射而穿过光学涂层CL3的其余光线则会被光学涂层CL1所吸收，以达到完全防止这些光线从破孔射出的功效。至于光学涂层CL2则可以采用光反射材质或光吸收材质，并无特定的限制。
另一方面，本发明所提出的背光模块中的光学板组并不局限于仅有一光学板具有延伸部的设计。也就是说，光学板组也可同时包含两个或两个以上的具有延伸部的光学板，并无特定的限制。
接着，请参照图8A及图8B，图8A及图8B分别示出光学涂层涂布于光学板上的不同实施例。如图8A所示，下扩散片214”’的靠近背光源26”’的一端于背光源26”’的外侧向下弯折，并且光学涂层CL1及CL2对应背光源26”’而设置于下扩散片214”’上。至于光学涂层CL1及CL2可同时采用光反射材质、同时采用光吸收材质、抑或分别采用光反射材质及光吸收材质，并无特定的限制。
如图8B所示，下扩散片214”’的靠近背光源26”’的一端于背光源26”’与导光板20”’之间向下弯折，并且光学涂层CL1对应背光源26”’而设置于下扩散片214”’上，而光学涂层CL2则对应导光板20”’而设置于下扩散片214”’上。至于光学涂层CL1及CL2可同时采用光反射材质、同时采用光吸收材质、抑或分别采用光反射材质及光吸收材质，并无特定的限制。需说明的是，当图8B中的光学涂层CL1采用光吸收材质时，其防止光线从破孔射出的功效为较佳。
相较于先前技术，本发明所披露的应用于液晶显示器的背光模块仅需对原有的光学板进行向发光二极管背光源延伸的设计，不需于发光二极管背光源与其支架之间额外设置一层反射片，即可有效地避免发光二极管背光源所发出的光从框架金属件上的破孔射出背光模块外，除了能够降低背光模块的生产成本外，也可简化其组装程序。
借由以上优选具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所披露的优选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权利要求范畴内。
Claims (2)
1.一种背光模块，包含：
一导光板，具有一出光面与一入光端，其中该入光端位于该出光面的一相邻侧；
一背光源，设置对应该入光端；
一光学板，设置于该出光面的上方，该光学板包含一延伸部，该延伸部延伸至该导光板的该入光端，该延伸部的靠近该背光源的一端于该背光源与该导光板之间向下弯折；以及
一光学涂层，形成于该延伸部向下弯折部分的两外表面上，分别对应于背光源和导光板设置，其中，对应于背光源设置的光学涂层采用光吸收材质。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其中，对应于导光板设置的光学涂层采用光反射材质或光吸收材质。
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