TW201323993A - 背光模組 - Google Patents

Abstract

具有雙層以上導光板之側光式的背光模組，可以透過光學微結構的設計，使其具有局部調光的功能。光學微結構中包含有勻光性微結構，藉由改變勻光性微結構的圖案密度，使得具有局部調光功能之側光式背光模組出光更為均勻。

Description

背光模組

本發明是有關於一種背光模組，且特別是有關於一種側光式背光模組。

液晶顯示器(Liquid Crystal Display；LCD)具有高畫質、體積小、重量輕、低電壓驅動、低消耗功率及應用範圍廣等優點，故已廣泛的應用於可攜式電視、行動電話、攝錄放影機、筆記型電腦、以及桌上型顯示器等消費性電子或電腦產品中，成為顯示器的主流。

傳統的液晶顯示器架構主要包含外框、液晶面板、電路板與背光模組。背光模組中包含有多個光學片，例如導光板、擴散片與稜鏡片，用來使光源發出的光均勻地分佈於顯示面板上以提供影像。根據光源與出光面的相對位置，背光模組又可分為直下式背光模組與側光式背光模組。然而，雖然直下式背光模組相對於側光式背光模組具有較佳局部調光(local dimming)的功效，但由於直下式背光模組會增加產品的整體厚度，因此，難以應用在輕薄化的液晶顯示器中。

本發明的目的就是在提供一種具有局部調光功能的側光式背光模組，用以使得出光更為均勻。

依照本發明一實施例，提出一種背光模組，包含第一導光板、第二導光板、第一光源、第二光源，以及光學微結構。第一導光板具有多個第一發光區塊。第二導光板疊置於第一導光板上，具有至少一第二發光區塊。第一光源設置於第一導光板之相對兩側，第一發光區塊相鄰第一光源，第二發光區塊位於第一發光區塊之間。第二光源設置於第二導光板之相對兩側。光學微結構設置於第二導光板之一表面上，光學微結構包含功能性微結構以及勻光性微結構。功能性微結構對應於第二發光區塊設置。勻光性微結構，從第二發光區塊起向第二光源分布，其中勻光性微結構之圖案密度該第二發光區塊起向第二光源遞減。

在一實施例中，勻光性微結構包含複數個網點，網點平行於第二光源方向之間的間距從第二發光區塊向第二光源遞增。

於一實施例中，第一導光板與第二導光板之厚度均一。

於一實施例中，第二導光板具有出光面，光學微結構設置於第二導光板相對於出光面之底面。

於一實施例中，第二導光板具有面對第二光源之兩入光面與出光面，入光面垂直於出光面。

於一實施例中，勻光性微結構之分布面積小於功能性微結構之分布面積的一半。

於一實施例中，勻光性微結構之分布面積為功能性微結構之分布面積的十五分之一至四分之一。

於一實施例中，勻光性微結構之分布面積為功能性微結構之分布面積的十五分之一至十分之一。

於一實施例中，第一光源之光線主要從第一發光區塊出光。

於一實施例中，第二光源之光線主要從第二發光區塊出光。

本發明之另一態樣為一種背光模組，包含第一導光板；第一光源、第二導光板、第二光源、第二光學微結構、第三導光板、第三光源、第三光學微結構。第一導光板具有多個第一發光區塊。第一光源設置於第一導光板的相對兩側，第一發光區塊緊鄰第一光源配置。第二導光板具有多個第二發光區塊，分別緊鄰第一發光區塊配置。第二光源設置於第二導光板之相對兩側。第二光學微結構設置於第二導光板，每一第二光學微結構包含第二功能性微結構與第二勻光性微結構。第二功能性微結構分別對應第二發光區塊設置。第二勻光性微結構分別從第二發光區塊起向第二光源分布，其中第二勻光性微結構之圖案密度分別從第二發光區塊起向第二光源遞減。第三導光板具有至少一第三發光區塊，緊鄰第二發光區塊並位於第二發光區塊之間。第三光源分別設置於第三導光板的相對兩側。第三光學微結構設置於該第三導光板，包含第三功能性微結構與第三勻光性微結構。第三功能性微結構對應第三發光區塊設置。第三勻光性微結構從第三發光區塊起向第三光源分布，其中第三勻光性微結構之圖案密度從第三發光區塊起向第三光源遞減。

具有雙層以上導光板之側光式的背光模組，可以透過光學微結構的設計，使其具有局部調光的功能，並藉由改變勻光性微結構的圖案密度，使得具有局部調光功能之側光式背光模組出光更為均勻。

以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

參照第1圖與第2圖，其分別繪示本發明之背光模組一實施例的上視圖與剖面圖。背光模組200包含第一導光板210、第二導光板220、多個第一光源230與多個第二光源240。第二導光板220疊置於第一導光板210上。第一光源230分別位於第一導光板210的相對兩側，第二光源240分別位於第二導光板220的相對兩側。第二光源240亦疊置於第一光源230之上。第一導光板210具有面對第一光源230之兩入光面211與一出光面213，其中入光面211垂直於出光面213。第二導光板220具有面對第二光源240之兩入光面221以及一出光面223，其中入光面221垂直於出光面223。於本實施例中，第一導光板210與第二導光板220為厚度均一的導光板。在其他實施例中，第一導光板210與第二導光板220可以為楔形的導光板，第一導光板210與第二導光板220可以為相互嵌合地重疊放置。

背光模組200包含有設置於第一導光板210上之第一光學微結構250，以及設置於第二導光板220上之第二光學微結構260。第一光學微結構250可以設置於第一導光板210相對於出光面213之底面215，第二光學微結構260可以設置於第二導光板220相對於出光面223之底面225。第二光學微結構260分布於第二導光板220的中間部分，藉由第一光學微結構250與第二光學微結構260之設計，可以將背光模組200區分為第一發光區塊212與第二發光區塊222，以實現在側光型的背光模組200中局部調光的功能，以下將配合圖式具體說明本發明如何實現局部調光的具體實施方式，以及如何減少第一發光區塊212與第二發光區塊222之間的拼接痕跡。

同時參照第1圖至第4圖，第3圖與第4圖分別繪示第2圖中之第一導光板210與第二導光板220的底視圖。第3圖中，第一導光板210具有多個第一發光區塊212，第一發光區塊212相鄰於第一光源230，並在兩側的第一發光區塊212中間留下不出光區塊214。雖然第一光學微結構250是分布於第一導光板210的完整下表面，但是藉由微結構的設計，可以將第一光源230所發出之光線集中在第一發光區塊212發出，而不會從不出光區塊214發出。

第二導光板220則具有至少一第二發光區塊222，至少一第二發光區塊222位於第一發光區塊212之間，第二發光區塊222之位置則是對應於第一導光板210之不出光區塊214，換言之，第二發光區域222與第一導光板210之不出光區域214在垂直投影方向具有重疊區域。第二光學微結構260主要是對應於第二發光區塊222分布，使得第二光源240所發出的光線主要從第二發光區塊222發出。

然而，為了使得背光模組200所發出的光線更為均勻，第二光學微結構260會部分與第一發光區塊212重合，部分第二光源240的光線會從第二發光區塊222的外圍發出，以緩和第一發光區塊212與第二發光區塊222的邊界。此處的第二發光區塊222的定義為第二導光板220上對應於第一導光板210之不出光區塊214的位置。

更具體地說，第二光學微結構260包含有功能性微結構262以及勻光性微結構264。功能性微結構262對應於第二發光區塊222設置，勻光性微結構264則是設置於功能性微結構262的外圍，即從第二發光區塊222的位置起向第二光源240的方向延伸。勻光性微結構264與功能性微結構262連接。勻光性微結構264的位置會與第一發光區塊212的位置部份重疊。

功能性微結構262的圖案密度均一，使得第二光源240的光線藉由功能性微結構262之圖案破壞全反射，而從第二發光區塊222出光。勻光性微結構264的圖案密度除了小於功能性微結構262的圖案密度之外，勻光性微結構264的圖案密度更從功能性微結構262起向第二光源240的方向遞減，即勻光性微結構264的圖案密度從第二發光區塊222起向外遞減。使得第二光源240所發出的少部分光線亦會從勻光性微結構264對應的點出光，使得第二發光區塊222與第一發光區塊212之間的銜接更為平順，使得具有局部調光功能的側光式的背光模組200出光更為均勻。於本實施例中，第二光源240設置於第二導光板220之相對的兩側邊，因此勻光性微結構264從第二發光區塊222(設有功能性微結構262)相對兩側邊往第二光源240延伸分布。由於第一光源230與第二光源240皆設置於第二導光板220的同側，因此勻光性微結構264從第二發光區塊222(設有功能性微結構262)相對兩側邊往第一光源240延伸分布。

第一發光區塊212與第二發光區塊222可以再細分成多個第一子發光區塊216以及多個第二子發光區塊224。位於第一導光板210兩側的第一光源230亦被分配對應每個第一子發光區塊216，每一第一子發光區塊216所對應之該部分第一光源230的亮度或是色溫等可以各不相同，以達到局部調光的作用。每一第二子發光區塊224所對應之該部分第二光源240的亮度或是色溫等可以各不相同，以達到局部調光的作用。然，為方便說明，僅繪出入區第一子發光區塊216與第二子發光區塊224，但本發明不限於此。

參照第5圖，其為第4圖中第二導光板220的局部放大底視圖。具體地說，勻光性微結構264包含有多個網點，網點可以透過印刷油墨或是雷射打點的方式形成。網點平行於第二光源240排列方向之間的間距從第二發光區塊222起向第二光源240遞增。舉例來說，網點之間的間距從較為接近第二發光區塊222起向第二光源240依序為間距d1、d2、d3、d4等。間距d1、d2、d3、d4之間的關係可以為等差遞增、等比遞增或是隨機的增加均可。具體來說，間距等差遞增的設計適合於勻光距離較長的設計，間距等比遞增的設計適合於勻光距離較短的設計，即可依勻光性微結構264須設置的面積(寬度或長度)來決定其分布的方式。勻光性微結構264之網點可以為隨機的分布，只要網點之間平行於第二光源240方向的間距從第二發光區塊222起向第二光源240遞增即可。於另一實施例中，勻光性微結構264亦可為其他可控制光線路徑的表面微結構，舉例而言，從導光板表面凸起或凹下的微結構。

勻光性微結構264之分布面積小於功能性微結構262之分布面積的一半，以提升實質上勻光的效益。勻光性微結構264的分布面積為功能性微結構262之分布面積的十五分之一至四分之一，在此範圍內人眼的主觀判定較為自然，具有良好的勻光效果。由於功能性微結構262與勻光性微結構264在第二導光板220上的分布寬度相同，換言之，勻光性微結構264的分布長度y1為功能性微結構262的分布長度y2的十五分之一至四分之一。然而，為了追求勻光性微結構264的較大效用，勻光性微結構264的分布面積較佳地為功能性微結構262之分布面積的十五分之一至十分之一，即勻光性微結構264的分布長度y1為功能性微結構262的分布長度y2的十五分之一至十分之一。

本發明除可應用在雙層導光板的側光式背光模組之外，亦可應用在三層或是更多層導光板的背光模組中，在以下實施例中，僅就三層導光板的實施方式進行描述，此技術可應用在更多層數之導光板的背光模組。

第6圖與第7圖所示，其分別繪示本發明的背光模組另一實施例的上視圖與剖面圖。背光模組300中，第二導光板320疊置在第一導光板310上，第三導光板330疊置在第二導光板320上。第一光源340分別設置於第一導光板310的相對兩側，第二光源350分別設置於第二導光板320的相對兩側，第三光源360分別設置於第三導光板330的相對兩側。於本實施例中，第一光源340、第二光源350與第三光源360設置於同側而相互重疊。

第一導光板310上具有兩個第一發光區塊312，緊鄰第一光源340配置。第二導光板320上具有多個第二發光區塊322，緊鄰第一發光區塊312配置，並位於第一發光區塊312之間。第三導光板330上具有至少一第三發光區塊332，第三發光區塊332緊鄰第二發光區塊322配置，並位於第二發光區塊322之間。第一導光板310上具有第一光學微結構390，第二導光板320上具有第二光學微結構370，第三導光板330上具有第三光學微結構380，使得第一光源340之光線主要從第一發光區塊312出光，第二光源350之光線主要從第二發光區塊322出光，第三光源360之光線主要從第三發光區塊332出光。

為了使得第一發光區塊312、第二發光區塊322以及第三發光區塊332之間的銜接更為平順，分布在第二導光板320與第三導光板330之第二光學微結構370與第三光學微結構380可以同樣具有對應於前述之功能性微結構272(372、382)以及勻光性微結構274(374、384)的設計。

參照第8圖，其為第7圖中之第二導光板320之底視圖。第二導光板320具有兩第二發光區塊322，第二光學微結構370包含有對應於第二發光區塊322設置的第二功能性微結構372，以及設置於第二發光區塊322外圍，向第二光源350分布的第二勻光性微結構374。第二勻光性微結構374可以如本實施例所示，僅設置於第二發光區塊322面對於鄰近之第二光源350的一側，或者，在其他實施例中，第二勻光性微結構374可以設置於第二發光區塊322的相對兩側。同樣地，第二勻光性微結構374的圖案密度是從第二發光區塊322起向第二光源350遞減。第二勻光性微結構374細部特徵可參照第5圖之說明。

參照第9圖，其為第8圖中之第三導光板330之底視圖。第三光學微結構380包含有對應於第三發光區塊332設置的第三功能性微結構382，以及設置於第三發光區塊332外圍，向第三光源360分布的第三勻光性微結構384。同樣地，第三勻光性微結構384的圖案密度是從第三發光區塊332起向第三光源360遞減。第三勻光性微結構384細部特徵可參照第5圖之說明。

由上述本發明較佳實施例可知，應用本發明具有下列優點。具有雙層以上導光板之側光式的背光模組，可以透過光學微結構的設計，使其具有局部調光的功能，並藉由改變勻光性微結構的圖案密度，使得具有局部調光功能之側光式背光模組出光更為均勻。

雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此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．．．背光模組

200．．．背光模組

210．．．第一導光板

211．．．入光面

212．．．第一發光區塊

213．．．出光面

214．．．不出光區塊

215．．．底面

216．．．第一子發光區塊

220．．．第二導光板

221．．．入光面

222．．．第二發光區塊

223．．．出光面

224．．．第二子發光區塊

225．．．底面

230．．．第一光源

240．．．第二光源

250．．．第一光學微結構

260．．．第二光學微結構

262．．．功能性微結構

264．．．勻光性微結構

300．．．背光模組

310．．．第一導光板

312．．．第一發光區塊

320．．．第二導光板

322．．．第二發光區塊

330．．．第三導光板

332．．．第三發光區塊

340．．．第一光源

350．．．第二光源

360．．．第三光源

370．．．第二光學微結構

372．．．第二功能性微結構

374．．．第二勻光性微結構

380．．．第三光學微結構

382．．．第三功能性微結構

384．．．第三勻光性微結構

390．．．第一光學微結構

d1、d2、d3、d4．．．間距

y1、y2．．．分布長度

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

第1圖繪示本發明之背光模組一實施例的上視圖。

第2圖繪示本發明之背光模組一實施例的剖面圖。

第3圖繪示第2圖中之第一導光板的底視圖。

第4圖繪示第2圖中之第二導光板的底視圖。

第5圖為第4圖中第二導光板的局部放大底視圖。

第6圖繪示本發明的背光模組另一實施例的上視圖。

第7圖繪示本發明的背光模組另一實施例的剖面圖。

第8圖為第7圖中之第二導光板之底視圖。

第9圖為第8圖中之第三導光板之底視圖。

220．．．第二導光板

240．．．第二光源

260．．．第二光學微結構

262．．．功能性微結構

264．．．勻光性微結構

d1、d2、d3、d4．．．間距

y1、y2．．．分布長度

Claims (11)

1. 一種背光模組，包含：一第一導光板，具有複數個第一發光區塊；一第二導光板，疊置於該第一導光板上，具有至少一第二發光區塊；複數個第一光源，設置於該第一導光板之相對兩側，該些第一發光區塊相鄰該些第一光源，該第二發光區塊位於該些第一發光區塊之間；複數個第二光源，設置於該第二導光板之相對兩側；一光學微結構，設置於該第二導光板之一表面上，該光學微結構包含：一功能性微結構，對應於該第二發光區塊設置，以及一勻光性微結構，從該第二發光區塊起向該些第二光源分布，其中該勻光性微結構之圖案密度從該第二發光區塊起向該些第二光源遞減。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該勻光性微結構包含複數個網點，該些網點平行於該些第二光源方向之間的間距從該第二發光區塊向該些第二光源遞增。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一導光板與該第二導光板之厚度均一。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第二導光板具有一出光面，該光學微結構設置於該第二導光板相對於該出光面之一底面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第二導光板具有面對該些第二光源之兩入光面與一出光面，該些入光面垂直於該出光面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該勻光性微結構之分布面積小於該功能性微結構之分布面積的一半。
7. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中該勻光性微結構之分布面積為該功能性微結構之分布面積的十五分之一至四分之一。
8. 如申請專利範圍第7項所述之背光模組，其中該勻光性微結構之分布面積為該功能性微結構之分布面積的十五分之一至十分之一。
9. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些第一光源之光線主要從該些第一發光區塊出光。
10. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些第二光源之光線主要從該第二發光區塊出光。
11. 一種背光模組，包含：一第一導光板，具有複數個第一發光區塊；複數個第一光源，設置於該第一導光板的相對兩側，該些第一發光區塊緊鄰該些第一光源配置；一第二導光板，具有複數個第二發光區塊，分別緊鄰該些第一發光區塊配置；複數個第二光源，設置於該第二導光板之相對兩側；複數個第二光學微結構，設置於該第二導光板，每一該些第二光學微結構包含：一第二功能性微結構，分別對應該些第二發光區塊設置，以及一第二勻光性微結構，分別從該些第二發光區塊起向該些第二光源分布，其中該第二勻光性微結構之圖案密度分別從該些第二發光區塊起向該些第二光源遞減；一第三導光板，具有至少一第三發光區塊，緊鄰該些第二發光區塊並位於該些第二發光區塊之間；複數個第三光源，分別設置於該第三導光板的相對兩側；以及至少一第三光學微結構，設置於該第三導光板，包含：一第三功能性微結構，對應該第三發光區塊設置，以及一第三勻光性微結構，從該第三發光區塊起向該些第三光源分布，其中該第三勻光性微結構之圖案密度從該第三發光區塊起向該些第三光源遞減。