TW201303447A - 背光模組與使用其之液晶顯示器 - Google Patents

Abstract

一種背光模組與使用其之液晶顯示器。背光模組包括有一導光板以及一光源模組。此導光板具有一第一側面以及與此第一側面相切的一第二側面。光源模組配置於導光板的第一側面與第二側面旁，且光源模組在面向導光板的第一側面及第二側面分別配置有多個第一發光二極體單元以及多個第二發光二極體單元。藉此，此背光模組具備有直下式背光模組之高影像對比度及省電的優點，並保持了側邊式背光模組的厚度。

Description

背光模組與使用其之液晶顯示器

本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種背光模組與使用此背光模組的液晶顯示器。

就現今的顯示設備而言，具有高畫質、空間利用效率佳、低消耗功率、無輻射等特性的液晶顯示器(liquid crystal display device)已成為市場主流。液晶顯示器已大量使用於電視、智慧型手機及筆記型電腦等消費性電子產品的顯示螢幕上。然而，由於液晶顯示面板本身並不具有發光的功能，因此要在液晶顯示面板的後方提供足夠的光源，讓液晶顯示面板能夠達到顯示影像的目的。

使用於液晶顯示器上的背光模組大致上區分為兩種：直下式背光模組與側邊式背光模組。直下式背光模組主要利用許多的發光二極體(light emitting diode，LED)單體均勻鋪設於液晶顯示面板的後方以作為光源，並透過擴散板將上述光源所發出的光線均勻發散，以提供較高亮度的面光源。由於直下式背光模組所發射的光線會穿越液晶顯示面板而直接射入使用者的眼睛，因此需要較長的混光距離讓光線混合均勻，導致液晶顯示器所需的厚度增加。

相對而言，側邊式背光模組則是將光源架設於液晶顯示面板的側邊，並透過導光板將光源所發出的光線混合均勻，使其成為一面光源後再進入使用者的眼睛，因此採用側邊式背光模組可降低液晶顯示器所需的厚度。

比較上述兩者的優缺點，側邊式背光模組雖然可降低整體背光模組的厚度，但是直下式背光模組可以配合影像處理晶片、亮度演算法或是可供解析影像內容的時序控制器來局部調整顯示區塊的亮度。換句話說，由於直下式背光模組的每個光源均勻分散在液晶顯示面板下的每個顯示區域，因此可輕易地讓每個顯示區域具有不同程度的亮度，使得直下式背光模組能具有較佳的影像對比度，並可節省光源過度發散的電力。相對而言，側邊式背光模組難以讓每個顯示區域的亮度有所差異，因此無法搭配影像處理晶片及亮度演算法而達成上述目的。

本發明提供一種背光模組與使用此背光模組的液晶顯示器，其具備有直下式背光模組之高影像對比度及省電的優點，並保持了側邊式背光模組的厚度。

本發明提出一種背光模組，其主要由一導光板以及一光源模組所構成。此導光板具有一第一側面以及與此第一側面相切的一第二側面。光源模組則配置於導光板的第一側面與第二側面旁，且光源模組在面向導光板的第一側面及第二側面之處分別配置有多個第一發光二極體單元以及多個第二發光二極體單元。

在本發明之一實施例中，上述之背光模組可以更包括有一發光二極體驅動模組。此發光二極體驅動模組耦接至光源模組，並可分別控制上述第一發光二極體單元與上述第二發光二極體單元的亮度。依據上述，導光板可依據第一發光二極體單元與第二發光二極體單元的相對位置關係區分成多個子區域，而每個子區域則分別對應其中一個第一發光二極體單元以及其中一個第二發光二極體單元。因此，發光二極體驅動模組便可依據每個子區域所對應顯示的影像內容來動態調整此子區域所對應之第一發光二極體單元與第二發光二極體單元的亮度。

在本發明之一實施例中，第一側面的延伸方向與第二側面的延伸方向應相互垂直。此外，於本發明實施例中，光源模組可以是L型發光二極體光源條(light bar)。

在本發明之一實施例中，上述的發光二極體單元可以是紅光發光二極體、綠光發光二極體及/或藍光發光二極體，或是上述種類發光二極體經混光後形成的白光光源，也可以為其他種類、並用以做為背光光源的發光二極體。

在本發明之一實施例中，背光模組可以更包括有一反射罩。此反射罩配置於第一側面與第二側面旁，並可使光源模組位在反射罩與導光板之間。

在本發明之一實施例中，背光模組更包括一光學膜片組，其可配置於導光板的出光面旁。並且，這些光學膜片組可以是光學式擴散片、增光片或是稜鏡片其中之一或上述種類光學膜片的任意組合。

本發明另外提出一種液晶顯示器，其主要由上述之背光模組以及一液晶顯示面板所構成。背光模組包括有一導光板以及一光源模組。此導光板具有一第一側面以及與此第一側面相切的一第二側面。光源模組則配置於導光板的第一側面與第二側面旁，且光源模組在面向導光板的第一側面及第二側面的地方分別配置有多個第一發光二極體單元以及多個第二發光二極體單元。液晶顯示面板則配置於導光板的出光面旁，以藉由上述背光模組所提供的面光源作為其顯示光源。而本液晶顯示器中背光模組的其餘實施細節請參照上述說明。

基於上述，本發明實施例的背光模組在導光板的第一側面與其相切的第二側面旁配置有L型發光二極體光源條。如此一來，液晶顯示器便可分別控制L型發光二極體光源條上水平方向(例如第一側面)與垂直方向(例如第二側面)的發光二極體單元，藉以動態調整液晶顯示器上每個顯示區域的對應亮度，使本實施例所述的背光模組能夠具備有直下式背光模組之高影像對比度及省電的優點，並保持側邊式背光模組的厚度。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下。

現將詳細參考本發明之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/符號代表相同或類似部分。

請參照圖1，圖1是根據本發明第一實施例所繪示之背光模組100的上視圖。圖2為依照圖1之垂直剖面線I-I’所繪示的背光模組100之剖面示意圖。為了使圖示清楚顯示其特徵，圖1的上視圖將會省略部份元件(例如底板210、反射罩220以及光學膜片組230)，而這些元件將繪示於圖2中。

請同時參照圖1與圖2，背光模組100包括導光板110、光源模組120以及發光二極體驅動模組130。導光板110例如是配置於底板210上，且導光板110具有上方側面112以及與上方側面112相切的左方側面114，而上方側面112的延伸方向可與左方側面114的延伸方向相互垂直。上方側面112及左方側面114皆為導光板110的入光面，簡言之，本實施例中所揭露的導光板110應至少具有兩個入光面。

光源模組120則配置於導光板110的入光面旁，亦即，光源模組120配置於上方側面112及左方側面114旁。於本實施例中，光源模組120可以是L型的發光二極體光源條，在此將L型發光二極體光源條的水平部分稱為發光二極體光源條122，而其垂直部分則稱為發光二極體光源條124。於部分實施例中，光源模組120也可以是面對導光板110之上方側面112的發光二極體光源條122以及面對導光板110之側面114的發光二極體光源條124的集合。也就是說，發光二極體光源條122及發光二極體光源條124可合稱為光源模組120。

光源模組120的發光二極體光源條122在面對導光板110之上方側面112的地方配置有多個第一發光二極體單元DH1~DHm，並且，光源模組120的發光二極體光源條124在面對導光板110之左方側面114的地方則配置有多個第二發光二極體單元DV1~DVn，其中m及n皆為大於1的正整數。為了簡化說明背光模組100的詳細結構，在此以經過第一發光二極體單元DH3的垂直剖面線I-I’及圖2作為舉例，藉以說明此背光模組100以及第一發光二極體單元DH1~DHm。背光模組100中經過第二發光二極體單元DV1~DVn的垂直剖面圖則與圖2相類似，因此不再重複贅述。

請繼續參考圖1及圖2，並以第一發光二極體單元DH3作為舉例。第一發光二極體單元DH3所發出的光線250進入側面112後可藉由導光板110的作用而轉換為一面光源(未繪示)，並透過出光面212輸出。本發明實施例所述的發光二極體單元DH1~DHm及DV1~DVn例如是紅光發光二極體、綠光發光二極體或藍光發光二極體，或是也可以是上述種類發光二極體經混光後形成的白光光源，或是其他可用以做為背光光源的發光二極體。

由於發光二極體的光輸出指向性優於一般所使用的冷陰極螢光燈管，因此本實施例使用發光二極體作為光源可以讓發光二極體單元DH1~DHm、DV1~DVn與導光板110之間具有較佳的光耦合效率。為了進一步提升光源使用率，本實施例亦選擇性地於導光板110的入光面配置有反射罩220，並將光源模組120設置於反射罩220與導光板110之間，使發光二極體單元DH1~DHm、DV1~DVn所發出的光線(例如發光二極體單元DH3所發射的光線250)可經由反射罩220反射後進入導光板110中。

另外，導光板110的出光面212旁亦可配置有光學膜片組230，以提高背光模組100的光源輝度與光線均勻度。上述的光學膜片組230可以是擴散片、增光片、稜鏡片或上述該些種類光學膜片的組合。此外，回到圖1，發光二極體驅動模組130耦接至光源模組120，其可分別控制第一發光二極體單元DH1~DHm與第二發光二極體單元DV1~DVn的亮度。

圖3是根據本發明第一實施例所繪示之液晶顯示器300的剖面圖，液晶顯示器300主要由上述的背光模組100及液晶顯示面板310建構而成。液晶顯示面板310配置於圖2中所述之導光板110的出光面212上方，以利用背光模組100所提供的面光源312作為其顯示光源。

於此，藉由上述背光模組100的結構，使用此背光模組100的液晶顯示器300可以利用影像處理晶片、亮度演算法或是可解析影像內容的時序控制器，依據液晶顯示面板上所欲顯示的影像內容來局部調整每個子區域的亮度，並於下述說明之。請同時參照圖3及圖4，圖4是根據本發明第一實施例所繪示之液晶顯示器300的上視示意圖。為了避免將液晶顯示面板310與導光板混淆，圖4僅繪示有液晶顯示面板310，而省略圖1的導光板110部分。因此，圖4的背光模組100中僅包含有發光二極體模組130以及光源模組120。

於圖4中，在此以單一種類的單顆發光二極體作為光源模組120內第一發光二極體單元DH1~DHm以及第二發光二極體單元之舉例，並繪示為電路元件型態以舉例說明。這些發光二極體單元DH1~DHm及DV1~DVn的一端接收接地電壓GND，而其另一端則受控於發光二極體驅動模組130。然而，由上述實施例可知，發光二極體單元DH1~DHm及DV1~DVn除了可以為單一種類的發光二極體外，亦可以是具有多種類之發光二極體(例如，紅色、綠色及藍色發光二極體)且可經混光後形成的白光光源，因此圖4的電路元件型態及其接法僅為舉例。

由圖4可知，液晶顯示面板310以及其後方未繪示的導光板可依據第一發光二極體單元DH1~DHm以及第二發光二極體單元DV1~DVn的排列方式及相對位置關係而被劃分為多個子區域H1V1~HmVn。每個子區域H1V1~HmVn分別對應其中一個第一發光二極體單元DH1~DHm及第二發光二極體單元DV1~DVn。例如，子區域H1V1對應於第一發光二極體單元DH1及第二發光二極體單元DV1，而子區域H2V3則對應於第一發光二極體單元DH2及第二發光二極體單元DV3，請依此類推。

有鑒於此，液晶顯示器300便可採用例如影像處理晶片、亮度演算法或是可解析影像內容的時序控制器...等背光亮度調整技術，藉以依據液晶顯示面板310中每個子區域H1V1~HmVn所欲顯示及對應的影像內容來分別調整該子區域H1V1~HmVn所對應之第一發光二極體單元DH1~DHm及第二發光二極體單元DV1~DVn的亮度。上述的影像內容可以例如是該子區域H1V1~HmVn中所顯示的像素資訊、色域範圍、明暗對比度或其他可供背光亮度調整技術所參考的相關資訊。

以下舉例以作為參考，在此假設每一個發光二極體單元DH1~DHm及DV1~DVn具有紅色、綠色及藍色的發光二極體。如果液晶顯示面板310中子區域H1V1所對應的影像內容及其像素資訊大部份為藍色，則可藉由上述之背光亮度調整技術來控制圖4之發光二極體驅動模組130，藉以增加第一發光二極體單元DH1與第二發光二極體單元DV1中藍色發光二極體的亮度，並可些微減弱其他顏色之發光二極體的亮度，使得液晶顯示器300可在具有高度顏色對比度的同時亦可達到省電功效。

而如果子區域H3V3所對應的影像內容大部份顯示為紅色，亦可藉由上述之背光亮度調整技術來控制圖4之發光二極體驅動模組130，藉以增加第一發光二極體單元DH3與第二發光二極體單元DV3中紅色發光二極體的亮度，並可些微減弱其他顏色的發光二極體之亮度。於其他實施例中，亦可藉由子區域H1V1~HmVn所對應的影像內容、配合適當的亮度演算法及硬體架構來控制發光二極體驅動模組130，使其能夠動態調整每個子區域H1V1~HmVn的亮度，在此不再贅述。

值得一提的是，圖1的背光模組100揭示導光板110的入光面位於導光板110上方的側面112及其左方的側面114，因此光源模組120便為圖1所繪示的L型發光二極體光源條，然而本發明實施例並不限制於此。圖5至圖7是根據本發明第二至第四實施例所繪示之背光模組500、600及700的上視圖。

請參照圖5至圖7，第二至第四實施例與上述第一實施例相類似，不同之處在於圖5之背光模組500揭示導光板510的入光面位於導光板110的上方側面512及其右方側面514，圖6之背光模組600揭示導光板610的入光面位於導光板710的下方側面612及其左方側面614，而圖7之背光模組700揭示導光板710的入光面位於導光板710的下方側面712及其右方側面714，因此上述第二至第四實施例的光源模組520、620及720亦會皆隨之改變L型發光二極體光源條的位置，熟悉此技術領域者應可依據第一實施例的內容而類推至第二實施例至第四實施例，在此不再贅述。

综上所述，本發明實施例的背光模組在導光板的第一側面與其相切的第二側面旁配置有L型的光源模組。如此一來，由於發光二極體光源具有優良的光輸出指向性，液晶顯示器便可分別控制L型發光二極體光源條中第一側面與第二側面的發光二極體單元，藉以動態調整液晶顯示器上每個子區域的對應亮度，使本實施例所述的背光模組能夠具備有直下式背光模組之高影像對比度及省電的優點，並同時保有側邊式背光模組的厚度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、500、600、700．．．背光模組

110、510、610、710．．．導光板

112、512．．．上方側面/入光面

114、614．．．左方側面/入光面

514、714．．．右方側面/入光面

612、712．．．下方側面/入光面

120、520、620、720．．．光源模組

122、124．．．發光二極體光源條

130．．．發光二極體驅動模組

210．．．底板

212．．．出光面

220．．．反射罩

230．．．光學膜片組

250．．．光線

300．．．液晶顯示器

310．．．液晶顯示面板

312．．．面光源

DH1~DHm、DV1~DVn．．．發光二極體

I-I’．．．垂直剖面線

GND．．．接地電壓

H1V1~HmVn．．．子區域

圖1是根據本發明第一實施例所繪示之背光模組的上視圖。

圖2為依照圖1之垂直剖面線I-I’所繪示的背光模組之剖面示意圖。

圖3是根據本發明第一實施例所繪示之液晶顯示器的剖面圖。

圖4是根據本發明第一實施例所繪示之液晶顯示器的上視示意圖。

圖5至圖7是根據本發明第二至第四實施例所繪示之背光模組的上視圖。

120．．．背光模組

122、124．．．發光二極體光源條

130．．．發光二極體驅動模組

300．．．液晶顯示器

310．．．液晶顯示面板

DH1~DHm、DV1~DVn．．．發光二極體單元

GND．．．接地電壓

H1V1~HmVn．．．子區域

Claims (15)

1. 一種背光模組，包括：一導光板，具有一第一側面以及與該第一側面相切的一第二側面；以及一光源模組，配置於該導光板之該第一側面與該第二側面旁，其中該光源模組於面向該導光板之該第一側面及該第二側面之處分別配置有多個第一發光二極體單元以及多個第二發光二極體單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括：一發光二極體驅動模組，耦接至該光源模組，以分別控制該些第一發光二極體單元與該些第二發光二極體單元的亮度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該導光板被區分為多個子區域，每一子區域分別對應該些第一發光二極體單元其中之一與該些第二發光二極體單元其中之一，且該發光二極體驅動模組依據每一子區域所對應的一影像內容動態調整每一子區域對應之該些第一發光二極體單元其中之一與該些第二發光二極體單元其中之一的亮度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一側面的延伸方向以及該第二側面的延伸方向相互垂直。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該光源模組為一L型發光二極體光源條。
6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些第一發光二極體單元及/或該些第二發光二極體單元包括一紅光發光二極體、一綠光發光二極體以及一藍光發光二極體至少其中之一。
7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一反射罩，配置於該第一側面與該第二側面旁，且該光源模組位於該反射罩與該導光板之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一光學膜片組，配置於該導光板的一出光面。
9. 如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該光學膜片組包括一擴散片、一增光片與一稜鏡片至少其中之一。
10. 一種液晶顯示器，包括：一背光模組，包括：一導光板，具有一第一側面以及與該第一側面相切的一第二側面；以及一光源模組，配置於該導光板之該第一側面與該第二側面旁，其中該光源模組於面向該導光板之該第一側面及該第二側面之處分別配置有多個第一發光二極體單元以及多個第二發光二極體單元；以及一液晶顯示面板，配置於該導光板的一出光面。
11. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器，其中該背光模組更包括：一發光二極體驅動模組，耦接至該光源模組，以分別控制該些第一發光二極體單元與該些第二發光二極體單元的亮度。
12. 如申請專利範圍第11項所述之液晶顯示器，其中該液晶顯示面板及該導光板被區分為多個子區域，每一子區域分別對應該些第一發光二極體單元其中之一與該些第二發光二極體單元其中之一，且該發光二極體驅動模組依據每一子區域中該液晶顯示面板所顯示的一顯示內容以動態調整每一子區域對應之該些第一發光二極體單元其中之一與該些第二發光二極體單元其中之一的亮度。
13. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器，其中該第一側面的延伸方向以及該第二側面的延伸方向相互垂直。
14. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器，其中該光源模組為一L型發光二極體光源條。
15. 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器，其中該些第一發光二極體單元及/或該些第二發光二極體單元包括一紅光發光二極體、一綠光發光二極體以及一藍光發光二極體至少其中之一。