CN212302173U - 直下式背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及直下式背光模组及显示装置。该直下式背光模组包含至少一个发光二极管、遮光件以及扩散板。遮光件设置于发光二极管的上方且与发光二极管对应，遮光件的尺寸大于发光二极管的尺寸。遮光件包含光处理部以及吸光边框部。由发光二极管发出的射向遮光件的光的一部分经由光处理部透出。吸光边框部连接于光处理部的外周缘，用以吸收射向吸光边框部的光。扩散板设置于遮光件的上方。该显示装置包含前述直下式背光模组以及显示面板。

Description

直下式背光模组及显示装置

技术领域

本实用新型涉及直下式背光模组以及显示装置，且特别是涉及借助遮光片来提升亮度均匀性的直下式背光模组及包含该直下式背光模组的显示装置。

背景技术

随着科技进步，搭载有液晶显示(Liquid Crystal Display,LCD)面板的电子装置，例如手机、平板、笔记本电脑、车用显示装置等，已成为现代人生活中不可或缺的物品。由于液晶本身不发光，LCD面板需使用背光模组作为背光源。依据光源设置的位置，背光模组可分为侧入式背光模组及直下式背光模组，其中，直下式背光模组有利于降低整体结构厚度，可满足显示装置薄型化的趋势，因此现今直下式背光模组多采用发光二极管(lightemitting diode,LED)作为光源。但是，LED的正上方具有很高的能量密度，而使从直下式背光模组的外观容易观察到亮点，从而影响LCD面板的影像质量。

因此，如何克服从直下式背光模组外观容易观察到亮点的缺失，以提升直下式背光模组的亮度均匀性，遂成为相关业者努力的目标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直下式背光模组及显示装置，以解决上述问题。

依据本实用新型的实施方式，提供了一种直下式背光模组，包含至少一个发光二极管(light emitting diode,LED)、遮光件以及扩散板。遮光件设置于LED的上方且与LED对应，遮光件的尺寸大于LED的尺寸，遮光件包含光处理部以及吸光边框部。由LED发出的射向遮光件的光的一部分经由光处理部透出。吸光边框部连接于光处理部的外周缘，用以吸收射向吸光边框部的光。扩散板设置于遮光件的上方。

依据前述的直下式背光模组，还可包含透明承载件，透明承载件设置于LED的上方，遮光件设置于透明承载件的朝向LED的表面或远离LED的表面。

依据前述的直下式背光模组，其中，光处理部的反射率可大于透光率。

依据前述的直下式背光模组，其中，遮光件的形状可为圆形。

依据前述的直下式背光模组，其中，吸光边框部可完整环绕光处理部的外周缘。

依据前述的直下式背光模组，其中，光处理部的外周缘可形成缺口，缺口的至少一个边缘不设置吸光边框部。

依据前述的直下式背光模组，其中，光处理部的外周缘可形成多个缺口，遮光件包含多个吸光边框部，该多个吸光边框部与该多个缺口间隔设置。

依据前述的直下式背光模组，其中，光处理部的外周缘可形成多个缺口，该多个缺口等角度设置。

依据前述的直下式背光模组，其中，遮光件的长度为L，LED的长度为D，LED的放射角度为θ，遮光件与LED的间隔距离为H，其可满足下列条件：L≥D+2×H×tanθ。

依据前述的直下式背光模组，其中，吸光边框部的宽度为W，其可满足下列条件：1mm≥W>0mm。

依据前述的直下式背光模组，其中，遮光件与LED的间隔距离为H，其可满足下列条件：3mm≥H≥0.5mm。

依据本实用新型的另一实施方式，提供了一种显示装置，包含前述的直下式背光模组以及显示面板，显示面板设置在直下式背光模组的上方。

相较于先前技术，本实用新型借助遮光件的光处理部，可避免从直下式背光模组的外观直接观察到LED的光点，借助遮光件的吸光边框部，可有效避免光晕的形成，以使LED上方的能量分布均匀化、不易从直下式背光模组的外观观察到亮点，进而可提升直下式背光模组的亮度均匀性。

附图说明

图1是依据本实用新型的实施例的直下式背光模组的剖视示意图。

图2是图1中A部位的放大示意图。

图3是依据本实用新型的实施例的遮光件的平面示意图。

图4是依据本实用新型的另一实施例的遮光件的平面示意图。

图5是依据本实用新型的又一实施例的遮光件的平面示意图。

图6是依据本实用新型的又一实施例的遮光件的平面示意图。

图7是依据本实用新型的另一实施例的直下式背光模组的剖视示意图。

图8是图7中B部位的放大示意图。

图9是依据本实用新型的实施例的显示装置的剖视示意图。

图10是LED的光路示意图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下参考附图的较佳实施方式的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施方式所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前、后、底、顶等，仅参考了附图中的方向。因此，所使用的方向用语仅用以说明，而非限制本实用新型。此外，在下列各实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号。

在本实用新型中，直下式背光模组可用于提供液晶显示(Liquid CrystalDisplay,LCD)面板的光源，直下式背光模组中的各元件均包含底面与顶面，底面及顶面的定义以LCD面板为参考基准，各元件的远离LCD面板的一面为底面，面向LCD面板的一面为顶面。此外，在本实用新型中，一个元件设置于另一元件的上方，是指该一个元件设置于该另一元件的顶面或该另一元件的顶面的上方。

请参照图1，其是依据本实用新型的实施例的直下式背光模组100的剖视示意图。直下式背光模组100包含至少一个发光二极管(light emitting diode,LED)110、遮光件120以及扩散板130。LED 110作为直下式背光模组100的光源，其下表面111设置于电路板140上。遮光件120设置于LED 110的上方且与LED 110对应，遮光件120的尺寸大于LED 110的尺寸。扩散板130设置在遮光件120的上方，用于提升直下式背光模组100的出光均匀性，扩散板130可为但不限于高雾度扩散板。

请同时参照图3，其是依据本实用新型的实施例的遮光件120的平面示意图。遮光件120包含光处理部123以及吸光边框部125。由LED 110发出的射向遮光件120的光的一部分经由光处理部123透出。吸光边框部125连接于光处理部123的外周缘124，吸光边框部125用以吸收射向吸光边框部125的光。在图3中，在吸光边框部125中绘示斜线仅是为了区分光处理部123及吸光边框部125，并无其他特殊意义。

详细来说，光处理部123具有穿透部分可见光及反射部分可见光的性质，亦即，当可见光射向遮光件120时，一部分可见光会穿透光处理部123，而另一部分可见光会被光处理部123反射。光处理部123的反射率可大于透光率，借以避免LED 110正上方的能量过高所导致的由直下式背光模组100的外观直接观察到LED 110的光点。较佳地，光处理部123具有高反射率及低透光率，例如，光处理部123的反射率可为99％且穿透率可为1％，借此，可提升避免由直下式背光模组100的外观直接观察到LED 110的光点的效果。吸光边框部125具有吸收可见光的性质，例如，吸光边框部125可由黑色材质制成。亦即，当可见光射向吸光边框部125，可见光会被吸光边框部125吸收。

请同时参照图10，其是LED 110的光路示意图，为了简明起见，图10中省略了扩散板130及透明承载件150。在图10中，(A)部分中的遮光件(未另标号)仅具有光处理部123，而未设置吸光边框部125，(B)部分中的遮光件120为依据本实用新型的各实施例所揭露的遮光件120。如(A)部分所示，当可见光射向不具有吸光边框部125的遮光件时，其中一部分光线E1射向遮光件的光处理部123的中心区，经由光处理部123的中心区透出，如延续光线E1的虚线箭头所示的光线E1’，其中一部分光线E2射向遮光件的光处理部123的周边区，经由光处理部123的周边区透出，如延续光线E2的虚线箭头所示的光线E2’，其中一部分光线E3未受遮光件影响而从遮光件的外围直射出去，而另一部分光线E4则在光处理部123的周边区与电路板140之间反射(可反射一次或多次，在此仅绘示出一次)，而从遮光件的外围射出，如延续光线E4的虚线箭头所示的光线E4’。由于光线E2’、E3’、E4’皆从光处理部123的周边区透出或从遮光件的外围射出，因此，便容易在遮光件的外围形成光晕/光环。如(B)部分所示，当可见光射向遮光件120时，其中一部分光线E1射向遮光件120的光处理部123的中心区，经由光处理部123的中心区透出，如延续光线E1的虚线箭头所示的光线E1’，其中一部分光线E2射向遮光件的光处理部123的周边区，被吸光边框部125吸收，因此就不容易产生(A)部分中的光线E2’，其中一部分的光线E3则未受遮光件120影响而从遮光件120的外围直射出去，至于(A)部分中在光处理部123的周边区与电路板140的间反射的光线E4，在(B)部分中则会因为碰撞到光处理部123的周边区，被吸光边框部125吸收，因此不容易产生如(A)部分中所示的、从遮光件的外围射出的光线E4’。由图10可知，依据本实用新型的遮光件120，借由吸光边框部125吸收射向光处理部123的周边区的光线，使得光线E2’、光线E4’的发光能量皆能够有效降低，只剩光线E3未受遮光件120的影响而从遮光件120的外围直射出去，由此可避免光线在遮光件120的外围形成光晕/光环，使LED 110上方的能量分布均匀化，而不易从直下式背光模组100的外观观察到亮点。换句话说，遮光件120可提升直下式背光模组100的亮度均匀性。

在图3中，遮光件120的形状为圆形，吸光边框部125完整环绕光处理部123的外周缘124，亦即，吸光边框部125为环形，由于LED 110具有点光源的性质，借由将吸光边框部125设置为环形，可对应LED 110的形状，以有效避免光晕的产生，而不易从直下式背光模组100的外观观察到亮点。

在图3中，吸光边框部125的宽度为W，其可满足下列条件：1mm≥W>0mm。当宽度大于1mm时，光处理部123的周边区中的过多光线会被吸收，反而造成明显变暗，因此，在本实施例中限制宽度W≤1mm。借此，一方面可有效避免光晕的产生，另一方面可避免由直下式背光模组100的外部看到吸光边框部125。

在图1中，直下式背光模组100还包含透明承载件150，透明承载件150设置于LED110的上方，遮光件120设置于透明承载件150远离LED110的表面152。然而，本实用新型并不以此为限，在其他实施例中，遮光件120可设置于透明承载件150朝向LED 110的表面151。前述「透明」是指对可见光具有高穿透率，例如，透明承载件150对于可见光的透光率可大于90％。透明承载件150用于承载遮光件120，可依实际需求选用适当的材质，例如，透明承载件150的材质可为但不限于聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、玻璃、压克力。在本实施例中，遮光件120为独立的元件，吸光边框部125的材质为黑色黏胶，借此，可通过吸光边框部125将遮光件120固定于透明承载件150。然而，本实用新型并不以为限，在其他实施例中，亦可用不同的墨水分别将光处理部123及吸光边框部125印刷在透明承载件150上，以形成遮光件120。

请同时参照图2，其是图1中A部位的放大示意图。如图2所示，遮光件120的尺寸大于LED 110的尺寸，前述「遮光件120的尺寸大于LED110的尺寸」是指当由直下式背光模组100的上方往下俯视时，LED 110会被遮光件120完整遮盖。借此，在组装直下式背光模组100时，LED110与遮光件120在对位上的精准度要求较低，有利于提升生产效率及成品良率。较佳地，当遮光件120的长度为L，LED 110的长度为D，LED110的放射角度为θ，遮光件120与LED110的间隔距离为H时，其可满足下列条件：L≥D+2×H×tanθ。更佳地，其可满足下列条件：L≥2D。详细来说，如图2所示，遮光件120的长度等于第一长度L1、LED110的长度及第二长度L2的总和，即L＝L1+D+L2，其中L1＝H×tanθ，当LED 110的中心线对齐遮光件120的中心线时，L1＝L2，可推得L＝D+2×H×tanθ。在其他实施例中，LED 110的中心线可稍微偏离遮光件120的中心线而使L1≠L2。或者，在其他实施例中，当LED 110的发光能量较大而光晕效果更为明显时，则可以采用更大面积的遮光件120，此时，L>D+2×H×tanθ。在本实施例中，遮光件120的形状为圆形，LED 110的形状为正方形，因此，L可为遮光件120的直径，D可为LED110的边长。然而，本实用新型并不以此为限，遮光件120及LED 110可依实际需求配置为其他形状，L可为遮光件120在任一方向上的长度，D可为LED110在该任一方向上的长度。

请继续参照图1，遮光件120与LED 110的间隔距离为H，其可满足下列条件：3mm≥H≥0.5mm。更详细来说，H为遮光件120的下表面121与LED 110的上表面112的间隔距离。由于LED 110在发出光线的同时也会产生高热，为了避免LED 110的高热导致其上方的遮光件120的材质变化，影响其透光率与反射率，所以在本实施例中设计H≥0.5mm，可有效避免光晕的产生且可避免遮光件120受LED 110的温度影响而损坏。另一方面，如果遮光件120与LED 110的间隔距离过远，遮光件120就无法有效遮蔽LED 110所产生的光场，逐渐出现暗影，因此，在本实施例中设计H≤3mm。

在图1中，遮光件120与扩散板130的间隔距离为M，其可满足下列条件：M≥3mm。更详细来说，M为遮光件120的上表面122与扩散板130的下表面131的间隔距离。此间隔距离M通常称为混光距离，其决定着直下式背光模组100的主要厚度。增大间隔距离M虽然可以提升直下式背光模组100的亮度均匀性，但是却造成厚度增加。而本实施例经由遮光件120的光处理部123与吸光边框部125的设计，可使LED 110上方的能量分布均匀化、不易从直下式背光模组100的外观观察到亮点，进而可提升直下式背光模组100的亮度均匀性，借此能够将间隔距离M最多缩小到3mm，达到直下式背光模组100的厚度变薄的技术效果。

在图1中，直下式背光模组100可选择地还包含其他光学元件，如反射片等，以提升光学性质。

请参照图4，其是依据本实用新型的另一实施例的遮光件120a的平面示意图。遮光件120a包含光处理部123a以及至少一个吸光边框部125a，吸光边框部125a连接于光处理部123a的外周缘124a。光处理部123a的外周缘124a形成至少一个缺口126a，缺口126a的至少一个边缘127a不设置吸光边框部125a。详细来说，在本实施例中，缺口126a的数量为三个且等角度设置，吸光边框部125a的数量为三个且等角度设置，吸光边框部125a与缺口126a间隔设置，亦即吸光边框部125a与缺口126a彼此交错。通过设置缺口126a，可控制LED的光穿透量，有利于兼顾直下式背光模组的正面辉度以及外观需求。

请参照图5及图6，其分别是依据本实用新型的又一实施例的遮光件120b、120c的平面示意图，遮光件120b、120c分别包含光处理部123b、123c以及至少一个吸光边框部125b、125c，吸光边框部125b、125c连接于光处理部123b、123c的外周缘124b、124c。光处理部123b、123c的外周缘124b、124c形成至少一个缺口126b、126c，缺口126b、126c的至少一个边缘127b、127c不设置吸光边框部125b、125c。详细来说，遮光件120b、120c与遮光件120a的差异在于缺口126b、126c与缺口126a的形状不同。相较于遮光件120a的缺口126a，遮光件120b的缺口126b的形状较为狭长，相较于遮光件120b的缺口126b，遮光件120c的缺口126c的形状更为狭长。因此，对于发光能量较低的LED而言，可以使靠近光处理部123b的中心区的更多光线未被光处理部123b反射而直接从缺口126b穿透，使得光线能量分布均匀，而不会有中央过暗的情形。

在图4至图6中，缺口126a、126b、126c的数量皆为三个、皆实质上为矩形、且皆等角度设置，然而其仅为例示，本实用新型并不以此为限，在其他实施例中可依实际需求调整缺口的数量、形状及排列方式，例如，缺口的数量可仅为一个，又例如，缺口的形状可实质上为三角形，又例如，缺口的数量可为多个但缺口之间的角度不固定。

请参照图7及图8，图7是依据本实用新型的另一实施例的直下式背光模组100a的剖视示意图，图8是图7中B部位的放大示意图。相较于图1的直下式背光模组100a，遮光件120设置于透明承载件150朝向LED110的表面151。关于直下式背光模组100a的其他细节及参数M、H、L、D、θ的定义请参照上文，在此不另赘述。

请参照图9，其是依据本实用新型的实施例的显示装置10的剖视示意图。显示装置10包含直下式背光模组100以及显示面板200，显示面板200设置于直下式背光模组100的上方。直下式背光模组100用于向显示面板200提供光线，显示面板200可为LCD面板，关于直下式背光模组100的细节请参照上文，在此不另赘述。

相较于先前技术，本实用新型借助遮光件的光处理部，可避免从直下式背光模组的外观直接观察到LED的光点，借助遮光件的吸光边框部，可有效避免光晕的形成，由此使LED上方的能量分布均匀化、不易从直下式背光模组的外观观察到亮点，进而可提升直下式背光模组的亮度均匀性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型的申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

【附图标记列表】

100、100a：直下式背光模组

110：LED

111：下表面

112：上表面

120、120a、120b、120c：遮光件

121：下表面

122：上表面

123、123a、123b、123c：光处理部

124、124a、124b、124c：外周缘

125、125a、125b、125c：吸光边框部

126a、126b、126c：缺口

127a、127b、127c：边缘

130：扩散板

131：下表面

140：电路板

150：透明承载件

151、152：表面

200：显示面板

A、B：部位

D：LED的长度

E1、E2、E3、E4、E1’、E2’、E3’、E4’：光线H：遮光件与LED的间隔距离

L：遮光件的长度

L1：第一长度

L2：第二长度

M：遮光件与扩散板的间隔距离

W：吸光边框部的宽度

θ：LED的放射角度。

Claims (12)

1.一种直下式背光模组，其特征在于，包含：

至少一个发光二极管；

遮光件，其设置于所述发光二极管的上方且与所述发光二极管对应，所述遮光件的尺寸大于所述发光二极管的尺寸，所述遮光件包含：

光处理部，由所述发光二极管发出射向所述遮光件的光的一部分经由所述光处理部透出；以及

吸光边框部，其连接于所述光处理部的外周缘，用以吸收射向所述吸光边框部的光；以及

扩散板，其设置于所述遮光件的上方。

2.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，还包含：

透明承载件，设置于所述发光二极管的上方，所述遮光件设置于所述透明承载件的朝向所述发光二极管的表面或远离所述发光二极管的表面。

3.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述光处理部的反射率大于透光率。

4.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述遮光件的形状为圆形。

5.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述吸光边框部完整环绕所述光处理部的所述外周缘。

6.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述光处理部的所述外周缘形成缺口，所述缺口的至少一个边缘不设置所述吸光边框部。

7.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述光处理部的所述外周缘形成多个缺口，所述遮光件包含多个吸光边框部，所述多个吸光边框部与所述多个缺口间隔设置。

8.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述光处理部的所述外周缘形成多个缺口，所述多个缺口等角度设置。

9.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述遮光件的长度为L，所述发光二极管的长度为D，所述发光二极管的放射角度为θ，所述遮光件与所述发光二极管的间隔距离为H，其满足下列条件：

L≥D+2×H×tanθ。

10.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述吸光边框部的宽度为W，其满足下列条件：

1mm≥W>0mm。

11.根据权利要求1所述的直下式背光模组，其特征在于，所述遮光件与所述发光二极管的间隔距离为H，其满足下列条件：

3mm≥H≥0.5mm。

12.一种显示装置，其特征在于，包含：

根据权利要求1至11中任一项所述的直下式背光模组；以及

显示面板，其设置在所述直下式背光模组的上方。

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