TW201319691A - 背光模組 - Google Patents

背光模組 Download PDF

Info

Publication number
TW201319691A
TW201319691A TW100141053A TW100141053A TW201319691A TW 201319691 A TW201319691 A TW 201319691A TW 100141053 A TW100141053 A TW 100141053A TW 100141053 A TW100141053 A TW 100141053A TW 201319691 A TW201319691 A TW 201319691A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
backlight module
emitting
incident
sidewall
Prior art date
Application number
TW100141053A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI468802B (zh
Inventor
Wen-Kuei Liu
Sheng-Wen Chen
Original Assignee
Au Optronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Au Optronics Corp filed Critical Au Optronics Corp
Priority to TW100141053A priority Critical patent/TWI468802B/zh
Priority to CN2011103966960A priority patent/CN102518988B/zh
Priority to US13/353,325 priority patent/US8840297B2/en
Publication of TW201319691A publication Critical patent/TW201319691A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI468802B publication Critical patent/TWI468802B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G02B6/0021—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0018—Redirecting means on the surface of the light guide

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

一種背光模組，包括導光板、第一發光元件與第二發光元件。導光板具有頂出光面、與頂出光面相對之底面以及連接於頂出光面與底面之間的側面。導光板具有至少一凹槽，凹槽具有第一入光側壁與一對第二入光側壁，第二入光側壁分別位於第一入光側壁的兩側並且與第一入光側壁鄰接，且各第二入光側壁的法向量不平行於第一入光側壁的法向量。第一發光元件位於凹槽內，其適於發出一第一光線，且第一光線指向第一入光側壁。第二發光元件位於凹槽內，其適於發出一第二光線，且第二光線指向其中一第二入光側壁。

Description

背光模組
本發明是有關於一種液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)，且特別是有關於一種液晶顯示器中的背光模組。
由於液晶顯示器具有低電壓操作、無輻射線散射、重量輕以及體積小等傳統陰極射線管(cathode ray tube，CRT)所製造之顯示器無法達到的優點，因此液晶顯示器已成為近年來顯示器研究的主要課題，且不斷地朝向彩色化發展。
由於液晶顯示器為非自發光型顯示器，因此需要背光模組提供所需之光線，方可達到顯示的功能。近年來，隨著環保意識的提昇，背光模組中所使用的發光元件已逐漸從冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)轉換成更為環保的發光二極體元件。當發光二極體元件被應用於背光模組中時，以側面入光式背光模組為例，發光二極體元件通常係設置於一條狀之印刷電路板上以形成發光二極體燈條(LED light bar)，而發光二極體燈條通常會透過可撓性線路(flexible printed circuit，FPC)與控制電路板電性連接。
圖1為習知側面入光式背光模組中導光板與發光二極體燈條之上視示意圖。請參照圖1，習知的側面入光式背光模組100包括導光板110以及線性光源120。導光板具有頂出光面112以及與頂出光面112連接之側向入光面114，且頂出光面112包括與側向入光面114連接之周邊區112a以及有效照明區112b。從圖1可知，線性光源120配置於側向入光面114旁，而線性光源120包括電路板122以及多個發光二極體元件124，且發光二極體元件124配置於電路板122上並與電路板122電性連接。
如圖1所示，線性光源120中，任二相鄰發光二極體元件124的間距(pitch)為P，而各個發光二極體元件124之發光面到有效照明區112b之邊緣的最短距離為A。為了使有效照明區112b內之亮度均勻，製造者會根據發光二極體元件124之光線發散角α來決定最佳化之A/P比率(A/P ratio)。然而，目前液晶顯示器已經逐漸朝向窄邊框設計發展，若要符合窄邊框的設計需求，最短距離A勢必會被要求降低，而當A/P比率過低時，在靠近側向入光面114之有效照明區112b處便會出現亮暗交替之光斑(hot spot)，圖1中之陰影處係指亮度較低之區域。此光斑可透過降低間距P而獲得解決，但當間距P降低時，製造者必須使用較多數量的發光二極體元件124，進而造成成本提高。
承上述，如何在不提升發光元件數量以及不大幅增加生產成本的前提下，改善A/P比率過低所導致之光斑實為目前亟待解決的議題之一。
本發明提供一種背光模組以及具有此背光模組之液晶顯示器。
本發明提出一種背光模組，包括導光板、多個第一發光元件與多個第二發光元件。導光板具有頂出光面、與頂出光面相對之底面以及連接於頂出光面與底面之間的側面。其中導光板具有至少一凹槽，凹槽具有第一入光側壁與一對第二入光側壁，第二入光側壁分別位於第一入光側壁的兩側並且與第一入光側壁鄰接，且各第二入光側壁的法向量不平行於第一入光側壁的法向量。各個第一發光元件位於凹槽內，其適於發出一第一光線，且第一光線指向第一入光側壁。各個第二發光元件位於凹槽內，其適於發出一第二光線，且第二光線指向其中一個第二入光側壁。
在本發明之一實施例中，前述之第一入光側壁與第二入光側壁上具有多個光學微結構。
在本發明之一實施例中，前述之第二入光側壁與第一入光側壁之間的夾角為β，且β90°。
在本發明之一實施例中，前述之第一發光元件與該第二發光元件包括發光二極體封裝。
在本發明之一實施例中，前述之第一發光元件係等間距排列。
在本發明之一實施例中，前述之第一發光元件的發光亮度低於第二發光元件的發光亮度。
在本發明之一實施例中，前述之背光模組可進一步包括電路板，其中第一發光元件以及第二發光元件配置於電路板上並與電路板電性連接。
在本發明之一實施例中，液晶顯示面板具有一顯示區域，而導光板具有一主照明區域，主照明區域對應於顯示區域，且凹槽位於主照明區域外。
在本發明之一實施例中，前述之側面更具有一對側壁，側壁分別位於凹槽的兩側，各側壁分別與其中一個第二入光側壁鄰接，而側壁與對應之第二入光側壁的夾角為γ，且γ<90°。
在本發明之一實施例中，前述之側壁為一反射面。
在本發明之一實施例中，前述之側壁上設置有一反射層。
由於本申請案將第一發光元件以足夠小的排列間距排列於導光板之側面上的凹槽內，因此本申請案不易有亮暗交替之光斑(hot spot)產生。此外，本申請案於導光板之側面上的凹槽內設置第二發光元件以改善導光板上的出光均勻性(uniformity)。
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，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖2為本發明一實施例之背光模組的上視示意圖。請參照圖2，本實施例之背光模組200包括一導光板210、多個第一發光元件220以及多個第二發光元件230，其中導光板210具有一頂出光面215、一與頂出光面215相對之底面以及一連接於頂出光面215與底面之間的側面214。舉例而言，導光板210之頂出光面215具有一主照明區域216，此主照明區域216對應於液晶面板之顯示區域。
從圖2可知，導光板210具有至少一凹槽211，此凹槽211位於側面214上，且凹槽211具有第一入光側壁212以及一對第二入光側壁213，其中第二入光側壁213分別位於第一入光側壁212的兩側並且分別與第一入光側壁212鄰接，且各個第二入光側壁213的法向量不平行於第一入光側壁212的法向量。在本實施例中，第一入光側壁212例如實質上垂直於頂出光面215，而第二入光側壁213例如實質上垂直於頂出光面215。此外，凹槽211的分佈位置例如係對應於主照明區域216之外之區域。
在本實施例中，第一入光側壁212與第二入光側壁213並非位於同一平面上。換言之，第一入光側壁212與第二入光側壁213之間形成有一夾角β。舉例而言，夾角β係大於或等於90°。
從圖2可以清楚得知，第一發光元件220所發出的第一光線L1係指向第一入光側壁212，並且從第一入光側壁212進入導光板210中，而各個第二發光元件230所發出的第二光線L2係指向對應之第二入光側壁213，並且從對應之第二入光側壁213進入導光板210的不同區域中。承上述，第一發光元件220與第二發光元件230提供三種不同角度入射的光線。
為了進一步優化導光板210的光學表現，本實施例可於第一入光側壁212與第二入光側壁213的表面上選擇性的製作光學微結構(optical micro-structure)。在本實施例中，光學微結構例如為微稜鏡結構、網點等。
在本實施例中，第一發光元件220例如為發光二極體，其發光面朝向第一入光側壁212，以使第一光線L1經由第一入光側壁212進入導光板210中。類似地，第二發光元件230例如為發光二極體，且各第二發光元件230之發光面分別朝向其中一第二入光側壁213，以使第二光線L2經由第二入光側壁213進入導光板210中。舉例而言，第一發光元件220與第二發光元件230例如為側向發光型態之發光二極體封裝(side-view LED packages)或頂面發光型態之發光二極體封裝(top-view LED packages)，且第一發光元件220與第二發光元件230例如係配置於一電路板240上，並且與電路板電性連接。在本實施例中電路板240例如為一可撓性印刷電路板(FPC)或是一硬質印刷電路板(rigid PCB)。
值得一提的是，第一發光元件220的排列方式可以為等間距排列。由於本實施例將第一發光元件220以足夠小的排列間距P排列於導光板210的凹槽211內，因此本實施例不易有亮暗交替之光斑(hot spot)產生。此外，本實施例於導光板210的凹槽221內設置第二發光元件230以改善導光板210的出光均勻性。
在某些實施例中，為了維持導光板210上的出光均勻性，可以選用不同規格的第一發光元件220與第二發光元件230。詳言之，吾人可以選用發光亮度較高的第二發光元件230以及發光亮度較低的第一發光元件220進行搭配(即第二發光元件230的發光亮度高於第一發光元件220的發光亮度)，以避免導光板210的出光面215上出現明顯亮暗不均的情況。
圖3為本發明另一實施例之背光模組的上視示意圖。請參照圖3，本實施例之背光模組200’與前一實施例之背光模組200類似，惟二者主要差異在於：本實施例之導光板210’具有一對傾斜的側壁214a，這對側壁214a分別位於凹槽211的兩側。各側壁214a分別與其中一個第二入光側壁213鄰接，而側壁214a與對應之第二入光側壁213不位在同一平面上。換言之，側壁214a與對應之第二入光側壁213之間的夾角為γ，且此夾角γ<90°。此外，第一入光側壁212與第二入光側壁213之間的夾角β例如為90°。
值得一提的是，側壁214a本身可以為鏡面或反射面，以使進入導光板210中之第二光線L2夠被反射後轉向進入主照明區域216，進而提升主照明區域216之左、右兩側之亮度。
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．．．側面入光式背光模組
110．．．導光板
112．．．頂出光面
112a．．．周邊區
112b．．．有效照明區
120．．．線性光源
122．．．電路板
124．．．發光二極體元件
A．．．最短距離
P．．．間距
α．．．光線發散角
200、200’．．．背光模組
210、210’．．．導光板
211、211’．．．凹槽
212．．．第一入光側壁
213．．．第二入光側壁
214．．．側面
214a．．．側壁
215．．．頂出光面
216．．．主照明區域
220．．．第一發光元件
230．．．第二發光元件
L1．．．第一光線
L2．．．第二光線
β、γ．．．夾角
圖1為習知側面入光式背光模組之上視示意圖。
圖2為本發明一實施例之背光模組的上視示意圖。
圖3為本發明另一實施例之背光模組的上視示意圖。
210．．．導光板
211．．．凹槽
212．．．第一入光側壁
213．．．第二入光側壁
214a．．．側壁
215．．．頂出光面
216．．．主照明區域
220．．．第一發光元件
230．．．第二發光元件
240．．．電路板
L1．．．第一光線
L2．．．第二光線
P．．．間距
β、γ．．．夾角

Claims (12)

  1. 一種背光模組，配置於一液晶顯示面板下方，該背光模組包括：一導光板，具有一頂出光面、一與該頂出光面相對之底面以及一連接於該頂出光面與該底面之間的側面，其中該導光板具有至少一凹槽，該凹槽具有一第一入光側壁與一對第二入光側壁，該對第二入光側壁分別位於該第一入光側壁的兩側並且與該第一入光側壁鄰接，且各該第二入光側壁的法向量不平行於該第一入光側壁的法向量；多個第一發光元件，位於該凹槽內，其中各該第一發光元件之發光面適於發出一第一光線，且該第一光線指向該第一入光側壁；以及多個第二發光元件，位於該凹槽內，其中各該第二發光元件適於發出一第二光線，且該第二光線指向其中一個第二入光側壁。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一入光側壁與該對第二入光側壁上具有多個光學微結構。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中各該第二入光側壁與該第一入光側壁之間的夾角為β，且β90°。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些第一發光元件與該第二發光元件包括發光二極體封裝。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些第一發光元件係等間距排列。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中各該第一發光元件的發光亮度低於各該第二發光元件的發光亮度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一電路板，其中該些第一發光元件以及該些第二發光元件配置於該電路板上並與該電路板電性連接。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該液晶顯示面板具有一顯示區域，而該導光板具有一主照明區域，該主照明區域對應於該顯示區域，且該凹槽位於該主照明區域外。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該側面更具有一對側壁，該對側壁分別位於該凹槽的兩側，各該側壁分別與其中一個第二入光側壁鄰接，而各該側壁與對應之第二入光側壁的夾角為γ，且γ<90°。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中各該側壁為一反射面。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中各該側壁上設置有一反射層。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中各該第二入光側壁與該第一入光側壁之間的夾角為90°。
TW100141053A 2011-11-10 2011-11-10 背光模組 TWI468802B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100141053A TWI468802B (zh) 2011-11-10 2011-11-10 背光模組
CN2011103966960A CN102518988B (zh) 2011-11-10 2011-11-29 背光模块
US13/353,325 US8840297B2 (en) 2011-11-10 2012-01-19 Back-light module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW100141053A TWI468802B (zh) 2011-11-10 2011-11-10 背光模組

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201319691A true TW201319691A (zh) 2013-05-16
TWI468802B TWI468802B (zh) 2015-01-11

Family

ID=46290008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100141053A TWI468802B (zh) 2011-11-10 2011-11-10 背光模組

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8840297B2 (zh)
CN (1) CN102518988B (zh)
TW (1) TWI468802B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140018607A (ko) * 2012-08-02 2014-02-13 삼성디스플레이 주식회사 별도 광원을 사용하는 표시 장치
CN103900034A (zh) * 2014-03-28 2014-07-02 山东明华光电科技有限公司 Led导光板
CN203810166U (zh) * 2014-05-19 2014-09-03 京东方光科技有限公司 一种led灯条、背光源模组、显示装置
US10466402B2 (en) * 2014-05-23 2019-11-05 Sharp Kabushiki Kaisha Illumination device for a display device comprising a light guide plate having at least one of a through hole and a cutout
CN104880759B (zh) * 2015-05-19 2019-02-26 武汉华星光电技术有限公司 背光单元及显示装置
CN105101558B (zh) * 2015-08-24 2018-06-22 京东方科技集团股份有限公司 一种壁挂式显示装置及其控制方法
CN106324907A (zh) * 2016-09-13 2017-01-11 京东方科技集团股份有限公司 灯条、背光模组及显示装置
CN107678209A (zh) * 2017-09-18 2018-02-09 惠科股份有限公司 显示装置
CN107589593A (zh) * 2017-09-18 2018-01-16 惠科股份有限公司 显示装置
CN109870849B (zh) 2019-03-15 2021-04-02 武汉华星光电技术有限公司 背光模组及显示装置
JP7229858B2 (ja) * 2019-06-18 2023-02-28 株式会社ジャパンディスプレイ 電子機器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1567046A (zh) * 2003-06-13 2005-01-19 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 背光模组和液晶显示装置
KR20060032434A (ko) 2004-10-12 2006-04-17 삼성전자주식회사 광 조명 유닛 및 이를 갖는 액정표시장치
CN101153937B (zh) * 2006-09-28 2010-11-24 光宝科技股份有限公司 导光件及应用该导光件的导光板
TW200841060A (en) * 2007-04-12 2008-10-16 Univ Nat Chiao Tung Light guide plate and its backlight module
TWM328589U (en) 2007-09-11 2008-03-11 Global Lighting Technologies Taiwan Inc Light source arrangement structure of backlight module
CN101749572B (zh) * 2008-12-15 2012-10-10 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 发光模块
CN201434339Y (zh) * 2009-03-20 2010-03-31 上海向隆电子科技有限公司 背光模块中导光板的区段导光结构
TWI380096B (en) * 2009-05-08 2012-12-21 Au Optronics Corp Backlight unit
TWM408049U (en) * 2011-01-04 2011-07-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd Backlight module

Also Published As

Publication number Publication date
US8840297B2 (en) 2014-09-23
US20130121020A1 (en) 2013-05-16
CN102518988B (zh) 2013-11-27
CN102518988A (zh) 2012-06-27
TWI468802B (zh) 2015-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI468802B (zh) 背光模組
JP4902566B2 (ja) 面状照明装置および表示装置
US8419263B2 (en) Light source module provided with a light guide plate having reflective structure thereon
TWI418899B (zh) 液晶顯示器及其背光模組
CN105572967B (zh) 透镜、包含该透镜的发光装置及包含该发光装置的背光单元
TWI420202B (zh) 側面入光式背光模組
KR20110064743A (ko) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
US20140146568A1 (en) Light source module and display module
US8398286B2 (en) Backlight module for liquid crystal display
TW201510618A (zh) 背光模組
JP5339773B2 (ja) 液晶表示装置
TWI454799B (zh) 背光模組
US20140009965A1 (en) Lighting device and display device
WO2016002883A1 (ja) 照明装置および表示装置
US8752274B2 (en) Method for manufacturing light bar that enhances central point brightness of backlight module
KR20080038923A (ko) 도광판과 이를 구비하는 백라이트 어셈블리 및 액정 표시장치
US8814413B2 (en) Backlight module and liquid crystal display using the same
US9046631B2 (en) Light guiding plate and light guiding device including the same
US9400348B2 (en) Display backlight unit having reflecting structure for reducing hotspots
KR20140005462A (ko) 백라이트 유닛
TWI464464B (zh) 背光模組及導光板
KR20050035582A (ko) 가로방향과 세로방향의 프리즘이 일체로 형성된 도광판
KR101239076B1 (ko) 측면발광형 백라이트 유닛의 도광판을 채용한 액정표시소자
KR101279080B1 (ko) Ｌｅｄ 어셈블리와 ｃｃｆｌ을 구비한 백라이트 유니트
KR200339531Y1 (ko) 가로방향과 세로방향의 프리즘이 일체로 형성된 도광판