CN103383084A

CN103383084A - 背光模块

Info

Publication number: CN103383084A
Application number: CN2012101354432A
Authority: CN
Inventors: 张继圣; 林苏逸; 杨承勋; 徐明君; 陈政传
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2013-11-06

Abstract

本发明提供了一种背光模块，其包括框架、发光单元与混光板。发光单元配置于框架的内侧面，混光板配置于发光单元的上方。混光板上布设有多个穿透部，这些穿透部具有不同孔径的通孔，其为对应发光单元发出并分布于混光板上的光能量密度而设置，这些穿透部于光能量密度较高的区域，提供较低的光穿透率，并于光能量密度较低的区域，提供较高的光穿透率，以实现均匀混光的目的。

Description

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具有混光板的背光模块。

背景技术

现有的显示器市场，以轻薄著称的液晶显示器，已经取代传统的映像管显示器，成为市场主流。液晶显示器的主要结构可分为两个部分，包括液晶显示面板以及背光模块，其中背光模块对于液晶显示器的厚度具有关键的影响，而背光模块又可分为侧照式与直下式等两种形式，其中直下式的设计因具有可分区进行亮度控制的优点，能提高显示画面的对比度，同时还能减少耗能，因此时下采用直下式设计的背光模块愈来愈普遍。

请参照图1，图1所示为现有技术中的背光模块的剖面示意图，背光模块100为直下式的设计，其包括有框架110、反射板120、扩散板（DiffuserPlate）130、多个光学膜片140与发光单元150。框架110的内侧面设置有反射板120，反射板120上布设有多个发光单元150，扩散板130与框架110连接并形成有混光腔101，发光单元150与反射板120位于混光腔101内。发光单元150所发出的一部分光线会直接由扩散板130折射并穿过光学膜片140后进入显示面板（图中未绘示），而另一部分光线会被扩散板130反射回到混光腔101，再被反射板120反射回到扩散板130，藉由多次的反射与折射，发光单元150所发出的光线会在混光腔101内均匀混合。然而，混光腔101需具有足够的间距H1，才能达到优良的混光效果，这也是现有采用直下式背光模块的液晶显示器，其机身厚度通常会较厚的原因。若要缩短混光腔的间距，使液晶显示器更加轻薄化，则会导致光线混合不够均匀，而影响光学质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在提出一种背光模块，其藉由在背光模块中添加混光板，以期能缩短混光腔的间距，同时确保混光效果。

为达到上述目的，本发明提出一种背光模块，其包括了框架、发光单元与混光板。发光单元配置于框架的内侧面，混光板配置于发光单元的上方。混光板上布设有多个穿透部，这些穿透部对应发光单元发出并分布于混光板上的光能量密度而设置。其中，混光板上定义有高光区及低光区，高光区所接收的光能量密度高于低光区所接收的光能量密度，此外，设置于高光区的穿透部所具有的光穿透率低于低光区的穿透部所具有的光穿透率。

在本发明一实施例中，所述混光板还布设有反射层，反射层对应所述光能量密度而设置，反射层于高光区具有较高的光反射率，相对的反射层于低光区具有较低的光反射率。

在本发明一实施例中，所述发光单元朝向混光板发光，混光板位于发光单元上方的部分为所述光能量密度较高的区域。

在本发明另一实施例中，所述发光单元的上方还配置有扩散镜组，且发光单元朝向扩散镜组发光。

在本发明另一实施例中，所述混光板位于该扩散镜组周缘部分为所述光能量密度较高的区域。

在本发明另一实施例中，通过所述高光区与发光单元的共线相对于通过发光单元的垂直线之夹角为60度至80度。

在本发明又一实施例中，所述发光单元的侧方还配置有反射镜组，且发光单元朝向反射镜组发光。

在本发明又一实施例中，所述混光板位于反射镜组上方的部分界定为所述光能量密度较高的区域，混光板位于发光单元上方的部分界定为所述光能量密度较低的区域。

在本发明一实施例中，所述穿透部为贯穿混光板的多个通孔。

在本发明一实施例中，所述通孔具有不同的孔径及/或具有不同的分布密度。

本发明所提出的一种背光模块，其在混光腔中添加混光板的设计，可以缩短所述间隔，同时仍能保持良好的混光效果，体现在液晶显示器的外观上，不但可使显示器更加轻薄化，并能兼顾光学质量。

为让本发明之目的、特征和优点能使该领域普通技术人员更易理解，以下将举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为现有技术中的背光模块的剖面示意图。

图2所示为本发明第一较佳实施例的背光模块的剖面示意图。

图3a所示为本发明第二较佳实施例的背光模块的剖面示意图。

图3b所示为本发明第二较佳实施例的发光单元的发光角度与光能量密度的关系曲线图。

图4a所示为本发明一较佳实施例的穿透部的第一种结构示意图。

图4b所示为本发明一较佳实施例的穿透部的第二种结构示意图。

图5所示为本发明第三较佳实施例的背光模块的剖面示意图。

图6a所示为本发明一较佳实施例的穿透部的第三种结构示意图。

图6b所示为本发明一较佳实施例的穿透部的第四种结构示意图。

主要组件符号说明：

100、200、300、500：背光模块

101、201、301、501：混光腔

110、210、310、510：框架

120、220、320、520：反射板

130、230、330、530：扩散板

140、240、340、540：光学膜片

150、250、350、550：发光单元

260、360、460a、460b、560、660a、660b：混光板

261、361、561：高光区

262、362、562：低光区

263、363、563：反射层

264、364、464、564、664：穿透部

2641、3641、4641、5641、6641：第一通孔

2642、3642、4642、5642、6642：第二通孔

2643、3643、4643、5643、6643：第三通孔

351：扩散镜组

551：反射镜组

552：反射罩

H1、H2、H3：间距

I：光能量密度

α：角度

具体实施方式

请参阅图2，图2所示为本发明第一较佳实施例的背光模块的剖面示意图，背光模块200为直下式的设计，其包括有框架210、反射板220、扩散板230、多个光学膜片240、发光单元250与混光板260。框架210的内侧面设置有反射板220，反射板220上布设有多个发光单元250，扩散板230与框架210连接并形成有混光腔201，发光单元250与反射板220位于混光腔101内。发光单元250与扩散板230之间添加混光板260，在本实施例中，混光板260的边缘固接于框架210，而发光单元250为发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）并朝上正对着混光板260发光，且因发光二极管具有点光源的特性，因此发光单元250所发出的光，在分布于混光板260上时，其光能量密度有明显的区域性密度分布差异。例如，混光板260在位于发光单元250上方的部分，因为发光单元250是点光源的因素，接收到较多的光能量，因此光能量密度相对较高，界定为高光区261。相对的，混光板260上除了高光区261以外的部分则为接收光能量密度较低的区域，界定为低光区262，也就是说，高光区所接收的光能量密度高于低光区所接收的光能量密度，在本实施例中，低光区262为混光板260上围绕高光区261的部分。

混光板260上布设有多个穿透部264，穿透部264为提供光线穿透之用，藉以调整光线的穿透率。穿透部264为对应所述光能量密度而设置，穿透部264于高光区261具有较低的光穿透率，相对的于低光区具有较高的光穿透率，也就是说，设置于该高光区的穿透部所具有的光穿透率低于设置于该低光区的穿透部所具有的光穿透率，藉此让光线得以更加均匀的通过混光板260。在本实施例中，穿透部264为贯穿混光板260且具有不同孔径的多个通孔，包括孔径最大的第一通孔2641、孔径最小的第三通孔2643，以及孔径介于第一通孔2641与第三通孔2643之间的第二通孔2642。在其它实施例中，通孔的孔径不限于三种尺寸。第三通孔2643配置于高光区261，使得高光区261的光穿透率最低，第二通孔2642与第一通孔2641对应分布于混光板260上的光能量密度的递减曲线而设置，依序配置于低光区262，亦即，光能量密度最低的区域，也就是混光板260上距离发光单元250最远处，配置有第一通孔2641，以便提供最高的光穿透率。

混光板260上还布设有反射层263，在本实施例中，反射层263布设于混光板260除了穿透部264以外的下方表面上，反射层263可将尚未通过穿透部264的光线反射至反射板220，反射板220再将其反射至混光板260。在穿透部264具有较高的光穿透率的区域，其反射层263相对的具有较低的光反射率。

因此，透过混光板260的作用，可使混光腔201的间距H2小于如图1所示的间距H1。

请同时参照图3a与图3b，图3a所示为本发明第二较佳实施例的背光模块的剖面示意图，图3b所示为本发明第二较佳实施例的发光单元的发光角度与光能量密度的关系曲线图。背光模块300包括有框架310、反射板320、扩散板330、多个光学膜片340、发光单元350与混光板360，上述组件的结构与连接方式，与图2所示的背光模块200的对应组件相同，于此不再赘述。背光模块300与背光模块200的差异主要为在发光单元350上设置扩散镜组351，发光单元350往上朝着扩散镜组351发光。

扩散镜组351的功用在于分散发光单元350所发出的光线，如图3b所示，横轴的角度α为光线被扩散镜组351折射后的路径与垂直于发光单元350的路径的两者夹角，光能量密度I为光能量的相对数值，图3b所示的曲线为代表发光单元350以角度α发射至混光板360上以及于混光板360上对应区域所测得的光能量密度I，此两者之间的关系。由图3b可以看出，在角度α接近0度之处的曲线呈现凹陷状，亦即混光板360位于发光单元350上方的部分较暗，并随着角度α的递增，光能量密度I也随之增加，约在角度α为60度至80度之处，光能量密度I可达到相对最大值，亦即混光板360在位于扩散镜组351周缘部分为光能量密度较高的区域。因此在本实施例中，高光区361界定为位于混光板360上相对发光单元350的夹角约为60度至80度的部分，换句话说，通过高光区361与发光单元350的共线，以及通过发光单元350的垂直线，此两线的夹角为60度至80度，低光区362则位于发光单元350的上方。

混光板360布设有穿透部364与反射层363，穿透部364包括有孔径最大的第一通孔3641、孔径最小的第三通孔3643，以及孔径介于第一通孔3641与第三通孔3643之间的第二通孔3642。第一通孔3641位于低光区362，第二通孔3642与第三通孔3643则依序配置于高光区361，其中第三通孔3643位于高光区361的光能量密度I最高之处。透过扩散镜组351与混光板360的作用，可使混光腔301的间距H3小于如图1所示的间距H1。

请同时参阅图4a与图4b，图4a所示为本发明一较佳实施例的穿透部的第一种结构示意图，图4b所示为本发明一较佳实施例的穿透部的第二种结构示意图。如图4a所示，混光板460a具有多个穿透部464，穿透部464于其不同区域具有不同光穿透率，此为透过不同孔径的第一通孔4641、第二通孔4642与第三通孔4643来实现。如图4b所示，混光板460b上具有相同孔径的第三通孔4643，但第三通孔4643于混光板460b上的分布密度不同，因此实现混光板460b于其不同区域具有不同光穿透率，分度密度愈高的区域，其光穿透率愈高，反之则愈低。在其它实施例中，亦可混合具有不同孔径与具有不同分布密度的多个通孔来实现不同的光穿透率。

请参照图5，图5所示为本发明第三较佳实施例的背光模块的剖面示意图。背光模块500包括有框架510、反射板520、扩散板530、多个光学膜片540、发光单元550与混光板560，上述组件的结构与连接方式，与图2所示的背光模块200的对应组件相同，于此不再赘述。背光模块500与背光模块200的差异主要为在发光单元550的侧方设置反射镜组551，发光单元550被反射罩552包覆并朝向侧方往反射镜组551发光。

反射镜组551的作用为将发光单元550所发出的光线反射至混光板560，因此混光板560在位于反射镜组551上方的部分接收的光能量密度较高，界定为高光区561。混光板560围绕高光区561的部分为低光区562，其中混光板560在位于发光单元550正上方的部分，接收的光能量密度最低。混光板560上布设有穿透部564与反射层563，穿透部564包括有孔径最大的第一通孔5641、孔径最小的第三通孔5643，以及孔径介于第一通孔5641与第三通孔5643之间的第二通孔5642。第三通孔5643位于高光区561，第二通孔5642与第一通孔5641则依序配置于低光区562，其中第一通孔5641位于低光区562的光能量密度I最低之处。

请同时参照图6a与图6b，图6a所示为本发明一较佳实施例的穿透部的第三种结构示意图，图6b所示为本发明一较佳实施例的穿透部的第四种结构示意图。其中，混光板660a与混光板660b为以图5所示的背光模块500的结构为例，其发光单元与相应的反射镜组，为朝着例如图5的深度方向成列配置，因此其位于混光板上的相应高光区与低光区亦为成列分布的态样。混光板660a具有多个穿透部664，穿透部664于其不同区域具有不同光穿透率，为透过不同孔径的第一通孔6641、第二通孔6642与第三通孔6643来实现。混光板660b上具有相同孔径的第三通孔6643，第三通孔6643于混光板660b上的分布密度不同，藉此实现不同光穿透率。

综上所述，本发明所提出的一种背光模块，其在混光腔中添加混光板的设计，可以缩短所述间隔，同时能提供良好的混光效果，其体现在液晶显示器的外观上，不但可使显示器更加轻薄化，还能提升光学质量。并且因为混光板已可实现均匀混光的需求，在此基础上还可省略背光模块中的光学膜片，而不致让光学质量降低，如此一来还能进一步节省生产成本。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出许多更改与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种背光模块，包括：

一框架；

一发光单元，配置于该框架的内侧面；以及

一混光板，配置于该发光单元的上方，该混光板上布设有多个穿透部，这些穿透部对应该发光单元发出并分布于该混光板上的光能量密度而设置；

其中，该混光板上定义有一高光区及一低光区，该高光区所接收的光能量密度高于该低光区所接收的光能量密度，此外，设置于该高光区的穿透部所具有的光穿透率低于设置于该低光区的穿透部所具有的光穿透率。

2.如权利要求1所述的背光模块，其中该混光板还布设有一反射层，该反射层对应所述光能量密度而设置，该反射层于该高光区具有较高的光反射率，相对的该反射层于该低光区具有较低的光反射率。

3.如权利要求1所述的背光模块，其中该发光单元朝向该混光板发光，该混光板位于该发光单元上方的部分为所述光能量密度较高的区域。

4.如权利要求1所述的背光模块，其中该发光单元的上方还配置有一扩散镜组，且该发光单元朝向该扩散镜组发光。

5.如权利要求4所述的背光模块，其中该混光板位于该扩散镜组周缘部分为所述光能量密度较高的区域。

6.如权利要求5所述的背光模块，其中通过该高光区与该发光单元的共线相对于通过该发光单元的垂直线之夹角为60度至80度。

7.如权利要求1所述的背光模块，其中该发光单元的侧方还配置有一反射镜组，且该发光单元朝向该反射镜组发光。

8.如权利要求7所述的背光模块，其中该混光板位于该反射镜组上方的部分界定为所述光能量密度较高的区域，该混光板位于该发光单元上方的部分界定为所述光能量密度较低的区域。

9.如权利要求1所述的背光模块，其中该穿透部为贯穿该混光板的多个通孔。

10.如权利要求1所述的背光模块，其中这些通孔具有不同的孔径及/或具有不同的分布密度。