TW201409135A - 光源模組、使用該光源模組的背光模組及液晶顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種光源模組、使用該光源模組的背光模組及液晶顯示裝置。該背光模組包括至少二點光源及導光元件。該導光元件接收該至少二點光源發出的光。該背光模組還包括光擴散元件。該光擴散元件包括第一透光層與第二透光層。該第一透光層的折射率大於該第二透光層的折射率。該第二透光層的折射率大於該導光元件的折射率。該至少二點光源產生的光線經由該第一透光層進入該光擴散元件，然後由該第一透光層與第二透光層的交界面折射後進入該第二透光層，再由該第二透光層射出該光擴散元件而進入該導光元件。

Description

光源模組、使用該光源模組的背光模組及液晶顯示裝置

本發明涉及一種光源模組、使用該光源模組的背光模組及液晶顯示裝置。

習知背光模組通常包括一導光板以及設置在導光板一側的光源。所述光源出於節能環保的考慮大多採用了發光二極體。然而，因所述發光二極體發出的光線指向性較強，在二相鄰的發光二極體間距較大時容易在導光板的入光側形成多個明顯的“亮點”(hot spot)。因此，在設置框架結構時需要於靠近導光元件入光側的位置處預留出用於遮擋亮點區域及光源區域的邊框。較寬的邊框所佔用的整個背光模組的區域較大，不能迎合消費者對背光模組及液晶顯示模組窄邊框的需求。

有鑑於此，有必要提供一種邊框區域較窄的背光模組。

另，還有必要提供一種使用上述背光模組的液晶顯示裝置。

更有必要提供一種擴散效果較好的光源模組。

一種背光模組，其包括至少二點光源及導光元件，該導光元件接收該至少二點光源發出的光，該背光模組還包括光擴散元件，該光擴散元件包括第一透光層與第二透光層，該第一透光層的折射率大於該第二透光層的折射率，該第二透光層的折射率大於該導光元件的折射率，該至少二點光源產生的光線經由該第一透光層進入該光擴散元件，然後由該第一透光層與第二透光層的交界面折射後進入該第二透光層，再由該第二透光層射出該光擴散元件而進入該導光元件。

一種液晶顯示裝置，其包括一液晶面板及相鄰該液晶面板且為該液晶面板提供光源的背光模組。該背光模組包括至少二點光源及導光元件，該導光元件接收該至少二點光源發出的光，該背光模組還包括光擴散元件，該光擴散元件包括第一透光層與第二透光層，該第一透光層的折射率大於該第二透光層的折射率，該第二透光層的折射率大於該導光元件的折射率，該至少二點光源產生的光線經由該第一透光層進入該光擴散元件，然後由該第一透光層與第二透光層的交界面折射後進入該第二透光層，再由該第二透光層射出該光擴散元件而進入該導光元件。

一種光源模組，該光源模組包括至少二點光源與光擴散元件，該光擴散元件包括第一透光層及第二透光層，該第一透光層的折射率大於該第二透光層的折射率，該至少二點光源產生的光線經由該第一透光層進入該光擴散元件，然後由該第一透光層與第二透光層的交界面折射後進入該第二透光層，再由該第二透光層射出該光擴散元件進而射出該光源模組。

相較於習知技術，上述背光模組的第一透光層的折射率大於第二透光層的折射率，第二透光層的折射率大於導光元件的折射率，因此，光在各層膜的交界面位置多次的折射而擴大了傳播的角度，從而達到擴散的作用，縮短了相鄰二點光源所發出的光能夠混合的混光距離，可令背光模組及液晶顯示裝置的邊框明顯變窄，滿足消費者需求。此外，上述光源模組具有光擴散元件，出光較為均勻。

2．．．液晶顯示裝置

22．．．液晶面板

23．．．背光模組

25．．．膠框

24．．．光學膜片組

26．．．導光元件

27．．．光源

28．．．反射結構

29．．．光擴散元件

291．．．第一透光層

293．．．第二透光層

295．．．第三透光層

296．．．光入射面

299．．．光出射面

251．．．第一側板

252．．．第二側板

253．．．第三側板

254．．．第四側板

255．．．支撐板

260．．．頂面

263．．．底面

265．．．入光面

271．．．電路板

272．．．點光源

273．．．發光面

圖1為本發明的液晶顯示裝置一實施方式的立體分解示意圖。

圖2為圖1中液晶顯示裝置的導光元件、光擴散元件及光源的平面示意圖。

圖3為圖2中光擴散元件的中第一透光層與第二透光層的部分立體示意圖。

請參閱圖1與圖2。該液晶顯示裝置2包括液晶面板22與背光模組23。該背光模組23相鄰該液晶面板22且為該液晶面板22提供背光。

該背光模組23包括膠框25、光學膜片組24、導光元件26、光源27、反射結構28及光擴散元件29。

該光學膜片組24包括棱鏡片與擴散片等結構。

該導光元件26與該光擴散元件29配合用於將該光源27發出的光轉化為平面光出射。該導光元件26包括一頂面260、與該頂面260相對設置的底面263及位於導光元件26一側且分別與頂面260及底面263相連接的入光面265。該光學膜片組24設置在該頂面260一側，該反射結構28設置在該導光元件26的底面263一側，該光擴散元件29設置於該入光面265上，該光源27設置於該光擴散元件29的與導光元件26的相對一側。

該光源27包括電路板271及設置於該電路板271上的至少二點光源272。每一該點光源272具有一發光面273，點光源272產生的光線通過該發光面273出射。該電路板271為該點光源272供電。

該反射結構28用於反射該導光元件26、光擴散元件29及光源27的漏光而提高光的利用率，該反射結構28在本實施方式中為反射片。

該光擴散元件29為透光材料形成，其包括自光源27至入光面265方向依序設置的第一透光層291、第二透光層293及第三透光層295。該第一透光層291的遠離該第二透光層293的表面作為該光擴散元件29的光入射面296，該第三透光層295的遠離該第二透光層293的表面作為該光擴散元件29的光出射面299，即在本實施方式中，該光擴散元件29的光入射面296與光出射面299分設於該光擴散元件29的相對二側。該光入射面296用於接收該光源27發出的光，該光出射面299用於將光擴散元件29接收的光傳遞至導光元件26。其中，該第一透光層291的折射率n1、第二透光層293的折射率n2及第三透光層295的折射率n3符合如下關係：n1>n2>n3。同時，該第三透光層295的折射率n3的折射率要大於該導光元件26的折射率。具體地，該光擴散元件29各層的材料可選擇聚苯乙烯(Polystyrene, PS)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate, PMMA)或環氧樹脂Epoxy resins等高透光性材料。該光擴散元件29可與該導光元件26為分體結構也可以利用雙料成型的技術結合成為一體結構。該第一透光層291、第二透光層293及第三透光層295之間可以是分體結構，也可以利用雙料成型的技術結合成為一體結構。可以理解地，該光擴散元件29包括的層數可根據實際需要變化，如採用二層膜狀結構、或者四層膜狀結構或者更多層膜狀結構的設置方式。

此外，該第一透光層291與第二透光層293的交界面、第二透光層293與第三透光層295的交界面，以及第三透光層295與導光元件26的入光面265的交界面上可設置微結構，用於將入射光進一步的擴散傳播。具體地，該微結構的形狀可採用V型槽、圓柱型槽、圓錐狀槽、半球形槽等結構，可以理解地，槽是根據所設置的面向內部凹入而定義的，上述各形狀也可以定義為在所設置的面向外凸出而成的V型凸起、圓柱型凸起、圓錐狀凸起、半球形凸起等結構或者上述各結構的一種或者幾種的混合。本實施方式中，以平行設置的V型槽為例具體介紹排列及分佈情況。如圖2與圖3，從該導光元件26的頂面260一側觀察該光擴散元件29，不同層之間的越靠近該光入射面296的V型槽的設置區域越小。如h<H，可以理解地，該V型槽的設置區域設置在點光源272的所發出的光的傳播路徑上。不同層的越靠近該光入射面296的V型槽的設置密度越大。不同層的越靠近該光入射面296的V型槽的槽體深度，即微結構的體積越小。同一交界面的V型槽靠近該光源27的發光面273的中心線的設置越密集，遠離該發光面273的中心線的設置越疏散。

該膠框25為中空的框架，該膠框25包括第一側板251、第二側板252、第三側板253及第四側板254。該第一側板251、第二側板252、第三側板253及第四側板254依次首尾相接形成一環形結構。該第一側板251、第二側板252、第三側板253及該第四側板254的內側向該膠框25的中心共同延伸一支撐板255，以將膠框25圍成的收容空間劃分為兩個，第一收容空間用於承載該液晶面板22，第二收容空間用於收容該背光模組23的其他元件。該第四側板254延伸的支撐板255的寬度較寬，用於遮擋該光擴散元件29與該光源27。該第四側板254延伸的支撐板255的寬度指的是自該第四側板254到該支撐板255位於該膠框25內側的邊緣的距離。

組裝時，將該導光元件26的底面263設置於該反射結構28上，該光擴散元件29一體成型於該導光元件26上，其中，該光出射面299貼附於該導光元件26的入光面265。該光源27設置於該光擴散元件29的光入射面296一側，且發光面273面對該光入射面296。該光學膜片組24設置於該導光元件26的頂面260上。設置該光學膜片組24、導光元件26、光擴散元件29及光源27於該膠框25的內側以便收容。該支撐板255搭設於該導光元件26的頂面260上。該液晶面板22設置於該支撐板255上。

該光源27發出的光線經由光入射面296進入該光擴散元件29內，經由該第一透光層291、第二透光層293及第三透光層295的折射後由該光出射面299射入該入光面265，進入該導光元件26，並由導光元件26底面263的反射結構28的反射下由頂面260出射。

由於第一透光層291的折射率n1、第二透光層293的折射率n2及第三透光層295的折射率n3符合如下關係：n1>n2>n3，且該第三透光層295的折射率n3的折射率要大於該導光元件26的折射率。因此，光在各層膜的交界面位置多次的折射而擴大了傳播的角度，從而達到擴散的作用，縮短了相鄰二點光源272之間的混光距離，則作為遮蔽出光效果不理想區域的第四側板254的支撐板255的寬度可明顯變窄，令背光模組23及應用該背光模組23的液晶顯示裝置2的邊框區域變窄，滿足消費者需求。

進一步地，靠近光源27之交界面光源指向性較強，所以各層膜的交界面設置分佈不同的微結構，在靠近光源位置設置較小區域、較密集、凹槽深度較淺之微結構來使光線發散，而到遠離光源較遠之交界面，設置較大區域、較疏散、凹槽深度較深之微結構來使光源發散來使光源27發出的光在光擴散元件29內擴散更均勻後傳遞至導光元件26。

此外，在本發明的另一實施例中(沿用上述標號)，背光模組23包括光源模組(未標示)，光源模組包括至少二點光源272與光擴散元件29。該光擴散元件29包括依序設置的第一透光層291、第二透光層293及第三透光層295。該第一透光層291相較於第二透光層293與第三透光層295更靠近該至少二點光源272。該第一透光層291的折射率大於該第二透光層293的折射率；該第二透光層293的折射率大於第三透光層295的折射率。該至少二點光源272產生的光線經由第一透光層291與第二透光層293交界面的折射後再由第二透光層293與第三透光層295交界面的折射後射出該光源模組。可以理解地，該光擴散元件29包括的層數可根據實際需要變化，如採用二層膜狀結構、或者四層膜狀結構或者更多層膜狀結構的設置方式。此外，第一透光層291與第二透光層293交界面上，以及第二透光層293與第三透光層295的交界面上可設置微結構，以使光線發散，具體設置與第一實施方式基本相同。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

26．．．導光元件

29．．．光擴散元件

291．．．第一透光層

293．．．第二透光層

295．．．第三透光層

296．．．光入射面

299．．．光出射面

260．．．頂面

265．．．入光面

273．．．發光面

Claims (11)

1. 一種背光模組，其包括至少二點光源及導光元件，該導光元件接收該至少二點光源發出的光，其中，該背光模組還包括光擴散元件，該光擴散元件包括第一透光層與第二透光層，該第一透光層的折射率大於該第二透光層的折射率，該第二透光層的折射率大於該導光元件的折射率，該至少二點光源產生的光線經由該第一透光層進入該光擴散元件，然後由該第一透光層與第二透光層的交界面折射後進入該第二透光層，再由該第二透光層射出該光擴散元件而進入該導光元件。
2. 如請求項第1項所述之背光模組，其中，該背光模組進一步包括光學膜片組，該導光元件包括出光面，該光學膜片組設置於該出光面上。
3. 如請求項第1項所述之背光模組，其中，該第一透光層與第二透光層的交界面上設置微結構，用於將入射光進一步的擴散傳播，該微結構是V型槽、圓柱型槽、圓錐狀槽、半球形槽結構，或者是V型凸起、圓柱型凸起、圓錐狀凸起、半球形凸起結構或者上述各結構的一種或者幾種的混合。
4. 如請求項第1項所述之背光模組，其中，該第一透光層與第二透光層的交界面上設置微結構，該微結構為平行設置的V型槽，每一該點光源具有出光面，該V型槽在靠近該點光源的出光面的中心線的設置越密集，遠離該出光面的中心線的設置越疏散。
5. 如請求項第1項所述之背光模組，其中，該第一透光層與第二透光層的交界面上設置微結構，該第二透光層與該導光元件的交界面上設置微結構，設置於該第一透光層與第二透光層的交界面上微結構的區域小於設置於該第二透光層與該導光元件的交界面上微結構的區域，微結構的設置區域設置在點光源所發出的光的傳播路徑上。
6. 如請求項第5項所述之背光模組，其中，該第一透光層與第二透光層的交界面上微結構的設置密度大於第二透光層與導光元件的交界面上微結構的設置密度。
7. 如請求項第6項所述之背光模組，其中，該第一透光層與第二透光層的交界面上微結構的體積小於第二透光層與導光元件的交界面上微結構的體積。
8. 如請求項第6項所述之背光模組，其中，該背光模組還包括膠框，該膠框包括第一側板、第二側板、第三側板及該第四側板，該第一側板、第二側板、第三側板及該第四側板的內側向該膠框的中心共同延伸一支撐板，以將膠框圍成的收容空間劃分為兩個部分，該第四側板的支撐板遮擋該光擴散元件與該至少二點光源。
9. 如請求項第1項所述之背光模組，其中，該光擴散元件與該導光元件為一體結構。
10. 一種液晶顯示裝置，其包括一液晶面板及相鄰該液晶面板且為該液晶面板提供光源的背光模組，其中，該背光模組是請求項第1至9項中任一項所述的背光模組。
11. 一種光源模組，其中，該光源模組包括至少二點光源與光擴散元件，該光擴散元件包括第一透光層及第二透光層，該第一透光層的折射率大於該第二透光層的折射率，該至少二點光源產生的光線經由該第一透光層進入該光擴散元件，然後由該第一透光層與第二透光層的交界面折射後進入該第二透光層，再由該第二透光層射出該光擴散元件進而射出該光源模組。