TW201040630A - Backlight unit - Google Patents

Description

201040630 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種顯示面板相關技術，特別.是關於一種 背光模組。 【先前技術】 以發光二極體（LED)作為筆記型電腦之光源已成趨勢，其 具有薄型化及省電的優勢。惟LED為點光源，其發光的光 型多為Lambertian分佈。光線在入射導光板後會因Sneii，s Law而讓光型更加集中，因而需要特定長度的混光區域才 能擴展成均勻的面光源。現行的做法為在導光板的背面佈 上細微的凸點’利用不同的凸點分佈，減少或加強全反射 破壞而達到均勻面光源的效果。 然而，在達成節省能源以及輕薄短小的要求下，作為光 源之發光—極體（LED)顆數減少以及面板尺寸與顯示區域 ❹ 間的混光區域變小，必須同時達成。如此一來，僅靠導光 板背面佈上細微之凸點，並沒有辦法完全解決在lEd入光 侧產生亮暗相間的畫面不均勻（LED hot spot細叫的問題。 目前改善的做法為導光板靠近LED入光側的側邊上增加 一維排列的微結構，如圖1所示。其中導光板丨丨相對於發 光一極體13的入光側增加作一維排列之微結構丨2，而虛線 區域為畫面顯示區1扣然而這種微結構12的缺點是，會有 部分的光線經微結構12折射之後，與γ軸的夾角過大。由 背光模組1〇裡面導光板u可能是由白色之膠框（framed 5 201040630 所支承，過大角度的光線會在導光板u傳播之後由侧面射 出’並經過膠框15反射後回到導光板n，此現象會被視為 晝面内漏光（Light Leakage)。 因此，如何進行顯示面板之窄化，並同時避免前述晝面 不均勻及侧面漏光的現象，實乃業界亟欲突破之技術障礙。 【發明内容】 為解決上述問題，本發明利用光源排列搭配導光板入光 側光學微結構之幾何分佈，提供一種易於實施、節省空間、 高輝度、具備改善晝質特性之背光模組。 本發明一實施例之背光模組包含一導光板及複數個光 源。導光板之一側包含由複數個凸透鏡結構排列而成之光 學微結構，且複數個凸透鏡結構於該光學微結構之中間區 域之高度與間距的比值和於該光學微結構之側邊區域之高 度與間距的比值不同。光源可為發光二極體，且係朝向該 光學微結構設置' 複數個凸透鏡結構於中間區域及側邊區域之排列可包含 數種變化。例如，一實施例中該複數個凸透鏡結構於該中 間區域之高度與間距的比值相同；該複數個凸透鏡結構於 該側邊區域之高度與間距的比值相同；該複數個凸透鏡結 構於該中間區域之高度與間距的比值較之於側邊區域之高 度與間距的比值為大。 另一實施例中，該複數個凸透鏡結構於侧邊區域之高度 與間距的比值由内而外逐漸變小；其可利用該複數個凸透 201040630 鏡結構於該側邊區域之高度由内而外逐漸變小、或該複數 個凸透鏡結構於該侧邊區域之間距由内而外逐漸變大而達 成。 此外’該複數個凸透鏡結構於光學微結構中間區域之排 列密度和於光學微結構側邊區域之排列密度不同，例如該 複數個凸透鏡結構於光學微結構中間區域之排列密度較之 於該光學微結構侧邊區域之排列密度為高。 ❹ 較佳地，該複數個光源之中間區域對應於該光學微結構 之中間區域’且該複數個光源之侧邊區域對應於該光學微 結構之側邊區域。一實施例中，複數個光源之中間區域之 排列密度較之於侧邊區域之排列密度為低，且複數個光源 於其中間區域之間距可為定值。另外，複數個光源於其側 邊區域之間距可由内而外逐漸變小。複數個光源於其側邊 區域與導光板之距離可由内而外逐漸變大。 根據本發明之前述設計，藉由凸透鏡結構及光源之適當 Ο 排列，可有效改善畫面不均勻及側向漏光的問題。 【實施方式】 以下詳細討論本發明目前較佳實施例的製作和使用。不 過，應當理解，本發明提供許多可應用的裝置或方法，其 可在各種各樣的具體情況下實施。該討論的具體實施例僅 說明了製作和使用該發明的具體方式，並沒有限制本發明 的範圍。 圖2A繪不本發明第—實施例之背光模組架構。背光模組 201040630 20包含導光板21、複數個光源22及膠框23。導光板21 之一側包含由複數個凸透鏡結構26排列而成之光學微結構 25 ’且複數個凸透鏡結構26於該光學微結構25之中間區 域之高度與間距的比值和於該光學微結構25之側邊區域之 尚度與間距的比值不同。導光板21中的虛線部份為晝面顯 示區24 ’光源22可為發光二極體’且係朝向該光學微結構 25設置。實際應用時，導光板21之出光面上方可設置各種 光學膜片，包括稜鏡片、擴散片以及反射式偏光片型增亮 ^ 膜等（圖未示）。 為求更清楚說明本發明之技術特徵，特將圖2 A中導光板 21關於光學微結構25之分佈以圖3之分區表示。導光板

21大致分為A、B及C三區，左、右之側邊區域分別為A 及C區，中間區域為3區。若光學微結構25之全長為l， A和C區之長度均小於L/3，B區的長度則大於L/3。易言 之，側邊區域A及C區位於該中間區域b區之兩側，且該 〇 中間區域B區之長度大於任一側之側邊區域A或c區之長 度。 ~ 複數個凸透鏡結構26係半圓形柱狀或弧形柱狀。若前述 微結構25的相鄰凸透鏡結構26的頂點間距為p卜且凸透 鏡結構26凸出於導光板21側邊的高度為H，則在b區的 H/P1比值較之於人及c區的Η/ρι比值為大。亦即，凸透 鏡結構26的形狀在導光板21入光侧的中間區域較為陡 峭，而在側邊區域則較平緩。本實施例中，中間區域B區 之H/P1為定值，而側邊區域a或c區之Η/ρι之比值由内 201040630 而外逐漸變小。圖3所示H/P1之比值由内而外逐漸變小的 情況’可利用複數個凸透鏡結構26於側邊區域a或C區 之咼度Η由内而外逐漸變小、或該複數個凸透鏡結構26 於侧邊區域Α或C區之間距Ρ1由内而外逐漸變大而達成。 此外，在侧邊區域A或C區’ Η/P 1比值亦可為定值，但須 符合在B區的H/P1比值較之於A及C區的H/P1比值為大 之條件。 β 根據_L述第一實施例，複數個凸透鏡結構26於光學微結 構25中間區域B區之排列密度和於光學微結構25側邊區 域A或C區之排列密度不同’例如複數個凸透鏡結構26 於光學微結構25中間區域B之排列密度較之於光學微結構 25側邊區域八或（：之排列密度為高。亦即凸透鏡結構26 之間距P1於中間區域B區較小，而於側邊區域a或C區 較大。在實際應用上，導光板21具有光學微結構25之一 側可向内微凹’即微凹向畫面顯示區24，形成如圖2B所 Q 示之背光模組20,。 綜合參照圖2A及3，複數個光源22之中間區域對應於 光學微結構25之中間區域（B區），且複數個光源22之侧邊 區域對應於光學微結構25之側邊區域（A及C區）。一實施 例中’複數個光源22之中間區域之排列密度較之於侧邊區 域之排列密度為低，且複數個光源22於其中間區域之間距 P2為定值。又，本實施例中，複數個光源22於其側邊區 域之間距P2由内而外逐漸變小。 在導光板21中間區域（B區）的光學微結構25，由於凸透 201040630 鏡，，、。構26的H/P1比值較大，光學微結構25展開光源22 的效果明顯，光源22的數目可以有效降低，因此光源22 之間距P2車父大，而其中折射之後與Y軸（導光板21入光面 法線）夾角較大者’因為離兩側的膠框23距離甚遠，並不 會造成側向漏光。另一方面’在導光板21接近左右兩側的 微結構，由於凸透鏡結構26的Η/ρι比值較小，光學微結 構25展開光源22的效果較不明顯，光源22的間距p2必 ^ 須較小’以解掉晝面不均勻（LED h〇t sp〇t瓜似叻；因此p2 較小，而折射之後與Y軸（導光板21入光面法線）夾角較 小，即使離兩側的膠框23距離近，也不會造成側向漏光。 圖4繪示本發明第二實施例之背光模組40。相較於上述 第一實施例，本實施例進一步將複數個光源22於其侧邊區 域（Α及C區）與導光板21之距離由内而外逐漸變大，藉此 使得光源22與兩側的膠框23距離更遠，可更進一步防止 側向漏光。一實施例中，於侧邊區域内外兩端之光源22與 〇 導光板21之距離之差距d小於0.2 mm。 圖5 A續·示本發明第三實施例之背光模組5〇。相較於上 述第一實施例將光學微結構25設於導光板21之長邊，本 實施例係將光學微結構25設位於導光板21之二短邊；其 餘光學微結構25之凸透鏡結構26和光源22之設置排列方 式’與弟一實施例所示實質相同。類似地，本實施例亦可 應用於導光板21具有光學微結構25之一側向内微凹的情 況，形成如圖5B所示之背光模組50· » 圖ό續·示本發明第四實施例之背光模組6〇。相較於上述 201040630 第三實施例，本實施例進一步將複數個光源22於其侧邊區 域與導光板21之距離由内而外逐漸變大，藉此使得光源22 與兩侧的膠框23距離更遠，可更進一步防止侧向漏光。一 實施例中，於側邊區域内外兩端之光源22與導光板21之 距離之差距d小於〇 · 2 mm。類似地’本實施例亦可應用於 導光板21具有光學微結構25之一侧向内微凹的情況。 藉由本發明將光學微結構及光源位置之妥善安排，可有 〇 效改善晝面不均勻及側邊漏光的問題，尤係適合窄框化時 之應用。 本發明之技術内容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本 項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不 为離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍 應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之 替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。 Q 【圖式簡單說明】 圖1繪示習知之背光模組示意圖。 圖2A、2B及3繪示本發明第一實施例之背光模組示意 圖。 圖4繪示本發明第二實施例之背光模組示意圖。 圖5A和5B繪示本發明第三實施例之背光模組示意圖。 圖6繪示本發明第四實施例之背光模組示意圖。 【主要元件符號說明】 201040630 10 背光模組 11 導光板 12 微結構 13 光源 14 晝面顯示區 15 膠框 20 背光模組 21 導光板 22 光源 23 膠框 24 晝面顯示區 25 光學微結構 26 凸透鏡結構 40 背光模組 50 背光模組 60 背光模組 20' 背光模組 50' 背光模組

Claims (1)

1. 201040630 七、申請專利範圍： 1 · 一種背光模組，包含： 一導光板，其至少一側包含一光學微結構，該光學微 結構係由複數個凸透鏡結構排列而成，且該複數個凸透 鏡結構於該光學微結構之中間區域之高度與間距的比 值和於該光學微結構之側邊區域之高度與間距的比值 不同；以及 複數個光源，朝向該光學微結構設置。 2·如請求項1所述之背光模組，其中該複數個凸透鏡結構 於該中間區域之高度與間距的比值相同。 3 .如請求項1所述之背光模組，其中該複數個凸透鏡結構 於該侧邊區域之高度與間距的比值相同。 4 .如請求項1所述之背光模組，其中該複數個凸透鏡結構 於該中間區域之高度與間距的比值較之於侧邊區域之 高度與間距的比值為大。 5.如請求項1所述之背光模組，其中該複數個凸透鏡結構 於該侧邊區域之高度與間距的比值由内而外逐漸變小。 6 .如請求項5所述之背光模組，其中該複數個凸透鏡結構 於該側邊區域之高度由内而外逐漸變小。 7 .如請求項5所述之背光模組，其中該複數個凸透鏡結構 於該側邊區域之間距由内而外逐漸變大。 8 .如請求項1所述之背光模組，其中該複數個凸透鏡結構 於該光學微結構中間區域之排列密度和於該光學微結 構側邊區域之排列密度不同。 -12- 201040630 9.如請求項8所述之背光模組，其中該複數個凸透鏡結構 於該光學微結構中間區域之排列密度較之於該光學微 結構側邊區域之排列密度為高。 10·如請求項1所述之背光模組，其中該侧邊區域位於該中 間區域之兩側，且該中間區域之長度大於任一侧之侧邊 區域之長度。 1 1 .如請求項1所述之背光模組，其中該複數個凸透鏡結構 係半圓形柱狀或弧形柱狀。 0 12.如請求項1所述之背光模組’其中該導光板具有該光學 微結構之至少一側向内微凹。 1 3 .如請求項1所述之背光模組，其中該光學微結構係位於 該導光板之長邊。 1 4 ·如請求項1所述之背光模組，其中該光學微結構係位於 該導光板之二短邊。 15. 如請求項丨所述之背光模組，其中該複數個光源之中間 〇 區域對應於該光學微結構之中間區域，且該複數個光源 之側邊區域對應於該光學微結構之側邊區域。 16. 如請求項15所述之背光模組，其中該複數個光源之中間 區域及側邊區域之排列密度不同。 17. 如請求項16所述之背光模組，其中該複數個光源之中間 區域之排列密度較之於側邊區域之排列密度為低。 18. 如請求項15所述之背光模組，其中該複數個光源於其中 間區域之間距為定值。 19. 如請求項15所述之背光模組，其中該複數個光源於其側 -13- 201040630 邊區域之間距由内而外逐漸變小。 2〇.如請求項15所述之背光模組’其中該複數個光源於其侧 邊區域與該導光板之距離由内而外逐漸變大。 2 1.如請求項15所述之背光模組，其中該複數個光源之側邊 區域内外兩端之光源與導光板之距離之差距小於〇2 mm 〇 22.如請求項1所述之背光模組，其中該複數個光源係發光 二極體。 〇 -14-