CN108761907B - 显示设备及其背光模块 - Google Patents
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- G02F2202/00—Materials and properties
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Abstract
显示设备包含显示面板及设置于显示面板下方的背光模块。显示面板具有显示区及围绕显示区的遮光层。背光模块包含多个光源、对应多个光源设置的反射片、设置于多个光源及反射片上方的光学调控膜、夹设于反射片及光学调控膜之间的扩散材料层及迭设于光学调控膜相背于扩散材料层的一侧的扩散板，其中光学调控膜具有多个出光结构且夹设于扩散板及扩散材料层之间，且扩散材料层具有穿透率为65％～85％。
Description
技术领域
本发明一般系关于一种显示设备及其背光模块，具体而言，本发明系关于一种薄型化设计降低光学调控膜变形可能性的显示设备及其背光模块。
背景技术
随着消费者的喜好及需求提升，显示设备的薄型化已成为不可避免的趋势，而背光模块为显示设备薄型化时主要厚度缩减的目标之一。背光模块因为需要混光空间，通常在光学膜片的上方及下方保持大于1mm的空气间隙，当散热不佳或其他原因，会使光学膜片局部变形弯折(waving)，造成显示光学品味不一致的影响，而在背光模块进行薄型化时，使光学膜片局部变形弯折影响加剧，也严重限制背光模块薄型化的可能性。
因此，如何在显示设备薄型化的同时保有一定的光学品味为研发的重点之一。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种背光模块，其借由穿透率为65％～85％的扩散材料层夹设于反射片及光学调控膜之间，在实现薄型化设计的同时保有一定的光学品味。
本发明的另一目的在于提供一种背光模块，其将光学调控膜夹设于扩散板及穿透率为65％～85％的扩散材料层之间，以降低光学调控膜上方及下方的空气层间隙，有效防止光学调控膜变形弯折。
本发明的另一目的在于提供一种背光模块，其将多个光源设置于反射片的多个光源孔中，有效促进背光模块的薄型化及提升光学膜片的支撑性。
于一实施例，本发明提供一种背光模块，其包含多个光源、反射片、光学调控膜、扩散材料层及扩散板，其中反射片对应多个光源设置；光学调控膜设置于多个光源及反射片上方，光学调控膜具有多个出光结构；扩散材料层夹设于反射片及光学调控膜之间，扩散材料层具有穿透率为65％～85％；且扩散板迭设于光学调控膜相背于扩散材料层的一侧，以使光学调控膜夹设于扩散板及扩散材料层之间。
于一实施例，反射片具有多个光源孔，且多个光源分别设置于多个光源孔中且实质未自多个光源孔突出。
于一实施例，扩散材料层包含透明载板及扩散层，扩散层实质覆盖于反射片及多个光源孔上方，且扩散层为微结构层或扩散粒子层。
于一实施例，扩散层至少设置于透明载板及反射片其中之一上。
于一实施例，扩散层包含第一扩散部及第二扩散部，第一扩散部设置于透明载板上并对应覆盖于多个光源孔上方，且第二扩散部设置于反射片邻近光学调控膜的表面上。
于一实施例，扩散材料层为多孔隙材料层。
于一实施例，扩散材料层的穿透率为70％～80％。
于一实施例，扩散材料层的厚度不小于1mm。
于一实施例，反射片包含载板及反射层，载板具有多个光源孔，反射层设置于载板上并伸入各多个光源孔以位于各多个光源孔的孔壁上。
于一实施例，多个光源的各顶面与反射片的上表面实质共平面，且背光模块更包含胶层，填充于多个光源孔中并位于各多个光源孔的孔壁与对应的光源之间。
于一实施例，光学调控膜至少与扩散材料层及扩散板其中之一胶合，且扩散材料层与光学调控膜的胶合点或光学调控膜与扩散板的胶合点系在多个光源于光学调控膜的垂直投影范围外。
于一实施例，扩散材料层与光学调控膜的胶合点以及光学调控膜与扩散板的胶合点于光学调控膜的垂直投影彼此不重迭。
于一实施例，光学调控膜至少与扩散材料层及扩散板其中之一局部胶合，并于非胶合区形成空气层间隙，且空气层间隙小于0.5mm。
于一实施例，扩散材料层与反射片胶合，且扩散材料层与反射片的胶合点系在多个光源于扩散材料层的垂直投影范围外。
于一实施例，该光调控膜的多个出光结构为周期性设置的多个通孔。
于另一实施例，本发明提供一种显示设备，其包含显示面板及上述的背光模块，其中显示面板具有显示区及遮光层，遮光层围绕显示区，且背光模块设置于显示面板下方。
于一实施例，光学调控膜于显示面板的垂直投影范围与显示区实质重合或完全超出显示区。
于一实施例，背光模块更包含侧反射层，其中侧反射层至少设置于扩散材料层邻接光学调控膜及反射片的侧边。
于一实施例，侧反射层于显示面板的垂直投影面积至少有50％是位于显示区外。
相较于习知技术，本发明的背光模块借由光学膜片层层相迭紧密设置，有助于实现薄型化设计，并防止光学调控膜变形弯折，提升光学品味。再者，本发明的背光模块将多个光源设置于反射片的多个光源孔中，进一步促进背光模块的薄型化。此外，本发明的显示设备借由穿透率为65％～85％的扩散材料层，可使扩散材料层侧边的反射层于显示面板的垂直投影面积至少有50％是位于显示区外，提升显示区边缘的亮度并有利于窄边框设计。
附图说明
图1A及图1B为本发明一实施例的背光模块的爆炸示意图及剖面示意图。
图2A及图2B为本发明的背光模块的变化实施例的示意图。
图3A及图3B为本发明的背光模块的不同实施例的示意图。
图4为本发明一实施例的背光模块的剖面示意图。
图5A至图5C为本发明的背光模块的变化实施例的示意图。
图6a～图6r为本发明的背光模块使用不同扩散材料层的模拟图。
图7为本发明一实施例的显示设备的剖面示意图。
其中，附图标记：
1 显示设备
10 背光模块
110 光源
112 光源板
120 反射片
122 光源孔
124 载板
126 反射层
130 光学调控膜
132 出光结构
134 反射面
140 扩散材料层
142 透明载板
144 扩散层
144a 第一扩散部
144b 第二扩散部
150 扩散板
162 胶层
164、166、168 胶合点
172、174、176 空气层间隙
180 侧反射层
20 显示面板
210 显示区
220 遮光层
30 光学膜片
具体实施方式
本发明提供一种薄型化设计降低光学调控膜变形可能性的显示设备及其背光模块。于后，参考图式详细说明本发明实施例的显示设备及其背光模块的细节。
如图1A及图1B所示，于一实施例，背光模块10包含多个光源110、反射片120、光学调控膜130、扩散材料层140及扩散板150。反射片120对应多个光源110设置。光学调控膜130设置于多个光源110及反射片120上方，且光学调控膜130具有多个出光结构132。扩散材料层140夹设于反射片120及光学调控膜130之间，且扩散材料层140具有穿透率为65％～85％，且穿透率更佳为70％～80％。扩散板150迭设于光学调控膜130相背于扩散材料层140的一侧，以使光学调控膜130夹设于扩散板150及扩散材料层140之间。
具体而言，于一实施例，多个光源110较佳成行列矩阵分布整合于光源板112上，以形成光源单元。举例而言，多个光源110较佳为发光二极管(LED)，且光源板112较佳为软性印刷电路板或基板。于此实施例，多个光源110较佳顶面发光的发光二极管，且发光二极管的底面连接光源板112。
于一实施例，反射片120较佳为发泡材料反射片，且反射片120具有多个光源孔122。举例而言，反射片120可为微发泡聚对苯二甲酸乙酯(Micro Cellular PolyethyleneTerephthalate,MCPET)，其系采用PET为基材来进行发泡制程，优点在于光反射特性佳、轻巧、抗落下冲击、能承受高温(例如在160℃下仍能保持形状)等，且可利用加工处理形成多个光源孔122。
于另一实施例，如图2A所示，反射片120可包含载板124及反射层126。载板124具有多个光源孔122，反射层126设置于载板124上且较佳伸入各光源孔122以位于各光源孔122的孔壁上。举例而言，载板124可为塑料材质制成，且反射层126可为涂布于载板124表面及光源孔122孔壁的反射涂层，或贴附于载板124表面及光源孔122孔壁的反射膜片，例如金属膜片，但不以此为限。于其他实施例，依据实际应用，反射层126可不伸入各光源孔122而仅覆盖于载板124的表面。
多个光源孔122较佳采一对一方式对应多个光源110，使得多个光源110分别设置于多个光源孔122中且实质未自多个光源孔122突出。举例而言，光源板112可设置于反射片120下方，多个光源110自反射片120下方对应伸入多个光源孔122，使得光源110发射的光线自光源孔122射出。于此实施例，反射片120的厚度较佳实质大于或等于光源110的高度，亦即各光源110的顶面与反射片120的上表面可实质共平面或低于反射片120的上表面，使得光源110的顶面不突出反射片120的上表面，以利于反射片120与扩散材料层140的贴合。举例而言，反射片120的厚度可为例如0.75mm，而光源110的厚度可为例如0.55mm，但不以此为限。于一实施例，如图2B所示，各光源110的顶面与反射片120的上表面实质共平面，且背光模块10可更包含胶层162，胶层162填充于多个光源孔122中并位于各光源孔122的孔壁与对应的光源110之间。当扩散材料层140迭设于反射片120时，光源110的顶面(即发光面)可抵接扩散材料层140的下表面，且扩散材料层140的下表面贴合反射片120的上表面。
于此实施例，扩散材料层140为具有穿透率65％～85％的光学层。扩散材料层140的厚度较佳不小于1mm，例如1.5mm。于一实施例，如图1B所示，扩散材料层140较佳为多孔隙材料层，例如发泡材料层，其可借由材料选用、发泡制程(例如孔隙大小、密度等)的控制，使得扩散材料层140具有穿透率65％～85％，但不以此为限。于其他实施例，如图3A及图3B所示，扩散材料层140可包含透明载板142及扩散层144，其中扩散层144实质覆盖于反射片120及多个光源孔122上方。举例而言，透明载板142可由玻璃或塑料制成，而扩散层144可为微结构层或扩散粒子层。扩散层144可借由控制微结构的形状、密度等或扩散粒子的粒径及密度等，而使得扩散材料层140具有穿透率65％～85％。于一实施例，扩散层144可借由直接于透明载板142表面上形成微结构或将具有微结构的光学层贴附于透明载板142而形成。于另一实施例，扩散层144可借由涂布扩散粒子于透明载板142表面上或将扩散粒子形成的光学层贴附于透明载板142而形成。依据实际需求，扩散层144可设置于透明载板142的下表面(如图3A)或上表面(如图3B)、或同时设置于透明载板142的上表面及下表面(未绘示)。
再次参考图1A及图1B，于一实施例，光学调控膜130包含多个出光结构132及反射面134。光学调控膜130可分配自光源110产生的光自光学调控膜130的不同位置穿射而出。于一实施例，多个出光结构132为周期性设置的多个通孔，但不以此为限。于另一实施例，多个出光结构132可为非贯穿孔或压痕等结构。反射面134较佳形成于光学调控膜130朝向光源110的一侧，使得光源110产生的光可由反射面134及反射片120来回反射，并自出光结构132处穿出光学调控膜130。因此，借由调整出光结构132在光学调控膜130上不同位置的数量及大小，可分配来自光源110的光线。于一实施例，光学调控膜的130的厚度为0.75mm，且可由发泡材料制成。
扩散板150在光线通过光学调控膜130后，进一步将光线均匀化。于一实施例，扩散板150的厚度较佳不小于1mm。于此实施例，扩散材料层140、光学调控膜130及扩散板150相互迭设，使得光学调控膜130夹设于扩散材料层140及扩散板150之间，以利用扩散板150与扩散材料层140的夹持力，或扩散板150向下的重力压制光学调控膜130于扩散材料层140上，以形成三明治状结构，进而可避免光学调控膜130变形弯折。
具体而言，如图4所示，光学调控膜130至少与扩散材料层140及扩散板150其中之一胶合。举例而言，光学调控膜130较佳与扩散材料层140及扩散板150局部胶合，且扩散材料层140与光学调控膜130的胶合点164、或光学调控膜130与扩散板166的胶合点较佳在多个光源110于光学调控膜130的垂直投影范围外。再者，扩散材料层140与光学调控膜130的胶合点164以及光学调控膜130与扩散板150的胶合点166于光学调控膜130的垂直投影彼此不重迭。换言之，光学调控膜130、扩散材料层140及扩散板150可彼此局部胶合，且各胶合点164、166及多个光源110在垂直投影方向上彼此不重迭。于一实施例，光学调控膜130至少与扩散材料层140及扩散板150其中之一局部胶合，以于非胶合区形成空气层间隙172、174，且空气层间隙172、174较佳小于0.5mm，例如0.1mm。举例而言，光学调控膜130与扩散材料层140于胶合点164的胶层厚度较佳小于0.5mm，因此在光学调控膜130与扩散材料层140之间形成小于0.5mm的空气层间隙172。类似地，光学调控膜130与扩散板150于胶合点166的胶层厚度较佳小于0.5mm，因此在光学调控膜130与扩散板150之间形成小于0.5mm的空气层间隙174。藉此，可降低光学调控膜130与散材料层140及扩散板150之间的间隙，以促进背光模块10的薄型化。
再者，扩散材料层140可进一步迭设于反射片120上，以使得反射片120支撑扩散材料层140、光学调控膜130及扩散板150构成的三明治结构。具体而言，扩散材料层140可实质完全迭置于反射片120上，且扩散材料层140可与反射片120胶合。于一实施例，扩散材料层140较佳与反射片120局部胶合，且扩散材料层140与反射片120的胶合点168系在多个光源110于扩散材料层140的垂直投影范围外。举例而言，扩散材料层140与反射片120于胶合点168的胶层厚度较佳小于0.5mm，因此在扩散材料层140与反射片120之间形成小于0.5mm的空气层间隙176。藉此，可进一步促进背光模块10的薄型化。
在此需注意，反射片120、扩散材料层140、光学调控膜130及扩散板150彼此之间的各胶合点164、166及168在垂直投影方向上较佳彼此不重迭，以免胶合点位置重迭造成暗带现象。再者，各胶合点164、166及168与多个光源110在垂直投影方向上较佳不重迭，以免降低光源110的辉度。
此外，扩散材料层140的扩散层144不限于设置在透明载板142上，亦可部分设置于120反射片上。亦即，扩散层144至少设置于透明载板142及反射片120其中之一上。具体而言，如图5A～5C所示，于其他实施例，扩散层144包含第一扩散部144a及第二扩散部144b，其中第一扩散部144a设置于透明载板142上并对应覆盖于多个光源孔122上方，且第二扩散部144b设置于反射片120邻近光学调控膜130的一表面上。亦即，反射片120的上表面可借由图案化、贴附、涂布等形成由微结构或扩散粒子构成的第二扩散部144b，而于透明载板142的上表面或下表面对应多个光源孔122的位置借由图案化、贴附、涂布等形成由微结构或扩散粒子构成的第一扩散部144a，使得第一扩散部144a及第二扩散部144b构成的扩散层144具有65％～85％的穿透率。
图6a～6r为本发明的背光模块使用不同扩散材料层的模拟图式，其中图6a～6f为扩散材料层为2mm，且穿透率分别为85％、80％、75％、70％、65％及60％的模拟图式，图6g～6l为扩散材料层为1.5mm，且穿透率分别为85％、80％、75％、70％、65％及60％的模拟图式，图6m～6r为扩散材料层为1mm，且穿透率分别为85％、80％、75％、70％、65％及60％的模拟图式。由图可知，扩散材料层140的穿透率为65％～85％时(例如图6a-6e、图6g-6j及图6m-6n)，显示不均匀及暗带现象(mura)可获得有效改善，且扩散材料层140的穿透率为70％～80％时(例如图6b-6d及图6h-6i)，改善效果更佳。亦即，背光模块10借由穿透率为65％～85％的扩散材料层140，可实现反射片120、扩散材料层140、光学调控膜130及扩散板150层层相迭紧密设置，有助于实现薄型化设计，并防止光学调控膜变形弯折，提升光学品味。
于另一实施例，如图7所示，本发明提供一种显示设备1。显示设备1包含上述的背光模块10及显示面板20。显示面板20具有显示区210及遮光层220，且遮光层220围绕显示区210。显示面板20包含但不限于液晶显示面板，背光模块10可整合于任何其他需要背光源的显示面板，以形成显示设备1。背光模块10设置于显示面板20下方，且光学调控膜130及扩散材料层140于显示面板20的垂直投影范围较佳对应显示区210，例如与显示区210实质重合或完全超出显示区210。换言之，扩散材料层140及光学调控膜130的尺寸(即长度及宽度)不小于显示区210。再者，依据实际应用，背光模块10及显示面板20之间可设置光学膜片30(例如增亮膜)，以达到期望的光学特性。
于此实施例，背光模块10更包含侧反射层180，其中侧反射层180至少设置于扩散材料层140邻接光学调控膜130及反射片120的侧边，例如左、右两侧。于一实施例，侧反射层180较佳更延伸于光学调控膜130及反射片120的侧边，或进一步延伸自光学调控膜130延伸至扩散板150，且侧反射层180于显示面板20的垂直投影面积至少有50％是位于显示区210外。藉此，可有效降低背光模块10于侧边的漏光并提升导致显示区210边缘的亮度，且有助于窄边框设计。
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权利要求的保护范围。
Claims (19)
1.一种背光模块，其特征在于，包含：
多个光源，分布整合于一光源板上；
一反射片，对应该多个光源设置，该光源板设置于该反射片下方；
一光学调控膜，设置于该多个光源及该反射片上方，该光学调控膜具有多个出光结构；
一扩散材料层，夹设于该反射片及该光学调控膜之间，该扩散材料层具有一穿透率为65％～85％；以及
一扩散板，迭设于该光学调控膜相背于该扩散材料层的一侧，以使该光学调控膜夹设于该扩散板及该扩散材料层之间；
其中，该光学调控膜至少与该扩散材料层及该扩散板其中之一局部胶合，且该扩散材料层与该光学调控膜的胶合点或该光学调控膜与该扩散板的胶合点在该多个光源于该光学调控膜的垂直投影范围外。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该反射片具有多个光源孔，且该多个光源分别设置于该多个光源孔中且未自该多个光源孔突出。
3.根据权利要求2所述的背光模块，其特征在于，该扩散材料层包含一透明载板及一扩散层，该扩散层覆盖于该反射片及该多个光源孔上方，且该扩散层为一微结构层或一扩散粒子层。
4.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于，该扩散层至少设置于该透明载板及该反射片其中之一上。
5.根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，该扩散层包含一第一扩散部及一第二扩散部，该第一扩散部设置于该透明载板上并对应覆盖于该多个光源孔上方，且该第二扩散部设置于该反射片邻近该光学调控膜的一表面上。
6.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该扩散材料层为一多孔隙材料层。
7.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该穿透率为70％～80％。
8.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，该扩散材料层的厚度不小于1mm。
9.根据权利要求2所述的背光模块，其特征在于，该反射片包含一载板及一反射层，该载板具有该多个光源孔，该反射层设置于该载板上并伸入各该多个光源孔以位于各该多个光源孔的孔壁上。
10.根据权利要求2所述的背光模块，其特征在于，各该多个光源的顶面与该反射片的上表面共平面，且该背光模块更包含一胶层，填充于该多个光源孔中并位于各该多个光源孔的孔壁与对应的该光源之间。
11.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该扩散材料层与该光学调控膜的胶合点以及该光学调控膜与该扩散板的胶合点于该光学调控膜的垂直投影彼此不重迭。
12.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该光学调控膜与该扩散材料层及该扩散板于一非胶合区形成一空气层间隙，且该空气层间隙小于0.5mm。
13.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该扩散材料层与该反射片胶合，且该扩散材料层与该反射片的胶合点系在该多个光源于该扩散材料层的垂直投影范围外。
14.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该多个出光结构为周期性设置的多个通孔。
15.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，更包含一侧反射层，其中该侧反射层至少设置于该扩散材料层邻接该光学调控膜及该反射片的一侧边。
16.一种显示设备，其特征在于，包含：
一显示面板，具有一显示区及一遮光层，该遮光层围绕该显示区；以及
权利要求1-14任一项所述的背光模块，设置于该显示面板下方。
17.根据权利要求16所述的显示设备，其特征在于，该光学调控膜于该显示面板的垂直投影范围与该显示区重合或完全超出该显示区。
18.根据权利要求17所述的显示设备，其特征在于，该背光模块更包含一侧反射层，其中该侧反射层至少设置于该扩散材料层邻接该光学调控膜及该反射片的一侧边。
19.根据权利要求18所述的显示设备，其特征在于，该侧反射层于该显示面板的垂直投影面积至少有50％是位于该显示区外。
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