TW202323954A - 用於顯示器的背光模組與顯示器 - Google Patents

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Abstract

提供一種用於顯示器的背光模組。背光模組包含底座、發光元件、反射層與螢光材料層。底座包含底板與側壁，底板連接側壁以定義出容置空間。發光元件設置於底板上且位於容置空間內。反射層設置於側壁上。螢光材料層設置於反射層上，側壁與螢光材料層分別位於反射層的相對兩側。螢光材料層具有一長度小於反射層之一長度。

Description

用於顯示器的背光模組與顯示器
本發明係有關於背光模組與顯示器，且特別有關於用於顯示器的背光模組與包含背光模組的顯示器。
為了滿足消費者對於顯示器畫質與外觀的需求，顯示器的發展已逐漸趨向窄邊框顯示器。然而，窄邊框的設計通常會使顯示器的亮邊問題更為嚴重，影響消費者的使用體驗。
因此，如何提出一種新的用於顯示器之背光模組以改善顯示器的亮邊問題是本技術領域業者努力的方向之一。
本揭露係有關於一種用於顯示器的背光模組與顯示器，可改善顯示器的亮邊問題。
根據本發明之一方面，提供一種用於顯示器的背光模組。背光模組包含底座、發光元件、反射層與螢光材料層。底座包含底板與側壁，底板連接側壁以定義出容置空間。發光元件設置於底座的底板上且位於容置空間內。反射層設置於底座的側壁上。螢光材料層設置於反射層上，底座的側壁與螢光材料層分別位於反射層的相對兩側。螢光材料層具有一長度小於反射層之一長度。
根據本發明之一方面，提供一種包含背光模組的顯示器。背光模組包含底座、發光元件、反射層與螢光材料層。底座包含底板與側壁，底板連接側壁以定義出容置空間。發光元件設置於底座的底板上且位於容置空間內。反射層設置於底座的側壁上。螢光材料層設置於反射層上，側壁與螢光材料層分別位於反射層的相對兩側。螢光材料層具有一長度小於反射層之一長度。
根據本發明之一方面，提供一種用於顯示器的背光模組。背光模組包含底座、發光元件、螢光材料層與反射層。底座包含底板與側壁，底板連接底座的側壁以定義出容置空間。發光元件設置於底座的底板上且位於容置空間內。螢光材料層設置於反射層上。反射層設置於側壁上，反射層包含面向螢光材料層的上表面，上表面包含複數個凸部。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下。
[第一實施例]
請參照第1圖。第1圖係繪示本發明之第一實施例的顯示器10的剖面示意圖。顯示器10包含顯示面板11與背光模組12。顯示面板11設置於背光模組12的出光側。圖式的Z方向例如是垂直於顯示器10之顯示面，X方向例如是平行於顯示器10的一邊，如長邊與短邊之一者，Y方向例如是平行於顯示器10的一邊，如長邊與短邊之一者。顯示面板11可例如為液晶(liquid crystal display; LCD)顯示面板，用以顯示影像。背光模組12可例如為直下式背光模組，然亦可為側入式背光模組。背光模組12可用以提供顯示面板11顯示畫面時所需的光源。
背光模組12包含底座121、發光元件122、反射層123與螢光材料層124。
底座121包含底板121a與側壁121b，底板121a連接側壁121b以定義出容置空間121s。背光模組12可具有一內角在底板121a與側壁121b之間，內角可為非180度。例如，如第1圖所示，背光模組12可具有介於90度至180度的一內角在底板121a與側壁121b之間，亦即側壁121b從底板121a往正Z方向向外傾斜，但本發明不以此為限。
發光元件122設置於底板121a上且位於容置空間121s內。發光元件122可例如包含多個發光二極體(light-emitting diode; LED)、多個微發光二極體(micro light-emitting diode; micro-LED)或多個次毫米發光二極體(mini light-emitting diode; mini-LED)。發光元件122可例如是光條(light bar)的形式。在一實施例中，發光元件122包含多個洋紅(magenta)光發光二極體。
反射層123設置於側壁121b上且位於容置空間121s內。反射層123具有上表面123u，上表面123u面向容置空間121s。反射層123可用以反射發光元件122發出的光。反射層123可例如是白色反射膜層。螢光材料層124設置於反射層123的上表面123u上且位於容置空間121s內。側壁121b與螢光材料層124分別位於反射層123的相對兩側。
螢光材料層124可包含螢光粉，例如YAG螢光粉。螢光材料層124可藉由網版印刷來形成。在一實施例中，可採用滾輪、噴塗或壓印等方式將螢光粉塗布於網版上，並使螢光粉透過網版(例如利用刮刀刮動)轉移至反射層123的上表面123u上，以形成螢光材料層124。螢光材料層124中的螢光粉之濃度可為約20%至約30%。在一實施例中，螢光材料層124可包含綠色螢光粉。
背光模組12可更包含底反射層125。底反射層125設置於底板121a上且介於發光元件122和底板121a之間。底反射層125可例如是白色反射膜層。
請同時參照第1-2圖。第2圖係繪示第1圖中的反射層123與螢光材料層124的俯視示意圖。螢光材料層124可未完全覆蓋反射層123。具體而言，反射層123具有一長度H，長度H可例如等於反射層123的一邊長；螢光材料層124具有一長度PH，長度PH可例如等於螢光材料層124的一邊長；螢光材料層124的長度PH小於反射層123的長度H。
在一實施例中，螢光材料層124的長度PH可小於或等於反射層123的長度H的二分之一倍。在一實施例中，螢光材料層124的長度PH可介於反射層123的長度H的四分之一倍至反射層123的長度H的三分之一倍之間。螢光材料層124的下緣124be和反射層123的下緣123be之間具有一距離LD，距離LD可例如介於反射層123的長度H的三分之一倍至反射層123的長度H的八分之三倍之間。螢光材料層124的上緣124ue和反射層123的上緣123ue之間具有一距離UD，距離UD可例如介於反射層123的長度H的三分之一倍至反射層123的長度H的八分之三倍之間。
在一實施例中，螢光材料層124可設置於反射層123的中央部分，例如螢光材料層124可位於反射層123的長度H方向上的中央部分，或者螢光材料層124的中央橫軸(例如是垂直於長度PH方向且通過螢光材料層124的中心點的橫軸)可重合於反射層123的中央橫軸(例如是垂直於長度H方向且通過反射層123的中心點的橫軸)。
請參照第3圖。第3圖係繪示本發明其中一種可應用的反射層123與螢光材料層124俯視之態樣。螢光材料層124可例如包含複數個圖案324，複數個圖案324可分散地設置於反射層123上。複數個圖案324可例如是圓形或其他形狀。複數個圖案324中的每一圖案可具有1毫米至5毫米的圖案尺寸，圖案尺寸可隨著圖案324的形狀不同而有不同的定義；例如，當圖案324為圓形時，圖案尺寸可為圓形的直徑；或者，當圖案324為方形時，圖案尺寸可為方形的一邊長。在第3圖的實施例中，螢光材料層124被繪示為包括不同尺寸的圖案324，然而本發明不限於此，螢光材料層124也可包括相同尺寸的圖案324。在一實施例中，可採用滾輪、噴塗或壓印等方式將螢光粉塗布於網版上，並使螢光粉透過網版(例如利用刮刀刮動)轉移至反射層123的上表面123u上並分布為圖案324的形式，以形成螢光材料層124。圓形的圖案324可應用於顯示器10中亮邊問題較輕微的區域。
請參照第4圖。第4圖係繪示本發明另一種可應用的反射層123與螢光材料層124俯視之態樣。螢光材料層124可例如包含複數個圖案424，複數個圖案424係為線型且彼此分離地設置於反射層123上。在一實施例中，可採用滾輪、噴塗或壓印等方式將螢光粉塗布於網版上，並使螢光粉透過網版(例如利用刮刀刮動)轉移至反射層123的上表面123u上並分布為圖案424的形式，以形成螢光材料層124。線型的圖案424可應用於顯示器10中亮邊問題較嚴重的區域。在一實施例中，螢光材料層124可同時包含複數個圖案324與複數個圖案424。
請參照第5-7圖。第5-7圖係繪示本發明其中三種可應用的反射層123剖面之態樣。在一實施例中，如第5圖所示，反射層123的上表面123u係為平面。
在另一實施例中，如第6圖所示，反射層123的上表面123u可包含規則或不規則排列的微結構，例如可包含複數個凸部170-1、170-2、170-3…170-n。n係為大於1的正整數。具體而言，凸部170-1（例如第一凸部）相鄰於凸部170-2（例如第二凸部），凸部170-1具有第一表面170S1，第一表面170S1具有第一法向量L1；凸部170-2具有第二表面170S2，第二表面170S2具有第二法向量L2；凸部170-1之第一表面170S1相鄰於凸部170-2之第二表面170S2，第一法向量L1與第二法向量L2之間具有夾角
Figure 02_image001
。夾角
Figure 02_image001
例如介於30度至60度之間。凸部170-1與凸部170-2之間（亦即相鄰兩凸部之間）可具有一間距(pitch) G。間距G可例如定義為凸部170-1的頂點與凸部170-2的頂點之間的距離。間距G可例如介於1毫米至3毫米之間。複數個凸部170-1、170-2、170-3…170-n可例如具有錐體形狀，如圓錐體或角錐體等。
在另一實施例中，如第7圖所示，反射層123的上表面123u可包含規則或不規則排列的微結構，例如可包含複數個凸部180-1、180-2、180-3…180-n。n係為大於1的正整數。具體而言，凸部180-1（例如第一凸部）相鄰於凸部180-2（例如第二凸部），凸部180-1與凸部180-2之間具有一間距G。間距G可例如定義為凸部180-1的頂點與凸部180-2的頂點之間的距離。間距G可例如介於1毫米至3毫米之間。複數個凸部180-1、180-2、180-3…180-n可例如具有弧狀，如半球狀或半橢圓球狀等。
[第二實施例]
請同時參照第8-9圖。第8圖係繪示本發明之第二實施例的顯示器20的剖面示意圖，第9圖係繪示第8圖中的反射層123與螢光材料層124’的俯視示意圖。第二實施例的顯示器20和第一實施例的顯示器10的差異在於，顯示器20中的螢光材料層124’相對於反射層123的分布位置、以及螢光材料層124’的尺寸(例如長度)可不同於顯示器10中的螢光材料層124。
螢光材料層124’可設置於反射層123的下部。例如，顯示器20中的螢光材料層124’可相較於顯示器10中的螢光材料層124設置於較接近底板121a之處。
螢光材料層124’可未完全覆蓋反射層123。反射層123具有一長度H，長度H可例如等於反射層123的一邊長；螢光材料層124’具有一長度PH，長度PH可例如等於螢光材料層124’的一邊長；螢光材料層124’的長度PH小於反射層123的長度H。螢光材料層124’的長度PH可例如小於或等於反射層123的長度H的二分之一倍。在一實施例中，螢光材料層124’的長度PH可介於反射層123的長度H的三分之一倍至反射層123的長度H的二分之一倍之間。螢光材料層124’的上緣124ue’和反射層123的上緣123ue之間具有一距離UD，距離UD可例如介於反射層123的長度H的二分之一倍至反射層123的長度H的三分之二倍之間。
在此實施例中，螢光材料層124’的下緣124be’和反射層123的上緣123ue之間的距離可大約為0。螢光材料層124’的下緣124be’可重合於反射層123的下緣123be。
請參照第10-11圖。第10-11圖係繪示本發明第二實施例中兩種可應用的反射層123與螢光材料層124’俯視之態樣。
如第10圖所示，螢光材料層124’可例如包含複數個圖案324’，複數個圖案324’可分散地設置於反射層123上。複數個圖案324’可例如是圓形或其他形狀。複數個圖案324’中的每一圖案可具有1毫米至5毫米的圖案尺寸，圖案尺寸可隨著圖案324’的形狀不同而有不同的定義；例如，當圖案324’為圓形時，圖案尺寸可為圓形的直徑；或者，當圖案324’為方形時，圖案尺寸可為方形的一邊長。在第10圖的實施例中，螢光材料層124’被繪示為包括不同尺寸的圖案324’，然而本發明不限於此，螢光材料層124’也可包括相同尺寸的圖案324’。圓形的圖案324’可應用於顯示器20中亮邊問題較輕微的區域。
如第11圖所示，螢光材料層124’可例如包含複數個圖案424’，複數個圖案424’係為線型且彼此分離地設置於反射層123上。線型的圖案424’可應用於顯示器20中亮邊問題較嚴重的區域。在一實施例中，螢光材料層124’可同時包含複數個圖案324’與複數個圖案424’。
一般而言，螢光材料層124/124’的設置位置可對應於發光元件122的設置位置而調整，使發光元件122發出的光可照射螢光材料層124/124’促使螢光材料層124/124’發光，發光元件122發出的光和螢光材料層124/124’發出的光混合，可淡化顯示器10/20的亮邊問題。例如，當發光元件122設置於靠近底板121a和側壁121b連接處時，可採用第二實施例的螢光材料層124’的設置方式以使發光元件122發出的光可照射螢光材料層124’。在一實施例中，當發光元件122距離底板121a和側壁121b連接處（或者底板121a之邊緣）約3 mm時，螢光材料層可僅塗布於反射層的中心位置，如第2-4圖所示之設置方式；在另一實施例中，當發光元件122距離底板121a和側壁121b連接處（或者底板121a之邊緣）約1.5 mm時，則螢光材料層可塗布於靠近底板121a的位置，如第9-11圖所示之設置方式。
在一實施例中，當發光元件122包含洋紅光發光二極體時，螢光材料層124/124’可包含綠色螢光粉，發光元件122發出的洋紅色光照射螢光材料層124/124’而使螢光材料層124/124’發出綠色螢光，發光元件122發出的洋紅色光和螢光材料層124/124’發出的綠色螢光混合，可有效抑制顯示裝置之洋紅色亮邊問題，提升消費者的使用體驗。上述發光元件亦可為其他色光之發光二極體，搭配螢光材料層之色彩，兩者混光結合後形成白光即可，例如藍色發光二極體搭配黃色螢光粉。
本發明提供包含螢光材料層的顯示器，並使發光元件發出的光照射螢光材料層，可改善顯示器的亮邊問題，提升顯示器顯示畫面的顏色一致性。此外，本發明之螢光材料層具有一長度小於反射層的一長度（或者螢光材料層未完全覆蓋反射層），可有益於提升出光效率，並可降低製造成本。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而其並非用以限定本發明。本發明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前提下，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。
10:顯示器 11:顯示面板 12:背光模組 121:底座 121a:底板 121b:側壁 121s:容置空間 122:發光元件 123:反射層 123be,124be,124be’:下緣 123u:上表面 123ue,124ue,124ue’:上緣 124,124’:螢光材料層 125:底反射層 324,324’,424,424’:圖案 170-1,170-2,170-3,170-n,180-1,180-2,180-3,180-n:凸部 170S1:第一表面 170S2:第二表面 G:間距 H,PH:長度 L1:第一法向量 L2:第二法向量 LD,UD:距離
Figure 02_image003
:夾角 X,Y,Z:方向
第1圖係繪示本發明之第一實施例的顯示器的剖面示意圖； 第2圖係繪示第1圖中的反射層與螢光材料層的俯視示意圖； 第3-4圖係繪示本發明其中兩種可應用的反射層與螢光材料層俯視之態樣； 第5-7圖係繪示本發明其中三種可應用的反射層剖面之態樣； 第8圖係繪示本發明之第二實施例的顯示器的剖面示意圖； 第9圖係繪示第8圖中的反射層與螢光材料層的俯視示意圖；及 第10-11圖係繪示本發明其中兩種可應用的反射層與螢光材料層俯視之態樣。
10:顯示器
11:顯示面板
12:背光模組
121:底座
121a:底板
121b:側壁
121s:容置空間
122:發光元件
123:反射層
123u:上表面
124:螢光材料層
125:底反射層
H,PH:長度
X,Y,Z:方向

Claims (15)

  1. 一種用於顯示器的背光模組，包含： 一底座，包含一底板與一側壁，該底板連接該側壁以定義出一容置空間； 一發光元件，設置於該底板上且位於該容置空間內； 一反射層，設置於該側壁上；以及 一螢光材料層，設置於該反射層上，該側壁與該螢光材料層分別位於該反射層的相對兩側，其中該螢光材料層具有一長度小於該反射層之一長度。
  2. 如請求項1所述之背光模組，其中該螢光材料層與該反射層的一下緣之間具有一距離，該距離介於該反射層之該長度的三分之一倍至該反射層之該長度的八分之三倍之間。
  3. 如請求項1所述之背光模組，其中該螢光材料層與該反射層的一上緣之間具有一距離，該距離介於該反射層之該長度的三分之一倍至該反射層之該長度的八分之三倍之間。
  4. 如請求項1所述之背光模組，其中該螢光材料層之該長度小於或等於該反射層之該長度的二分之一倍。
  5. 如請求項1所述之背光模組，其中該螢光材料層與該反射層的一上緣之間具有一距離，該距離介於該反射層之該長度的二分之一倍至該反射層之該長度的三分之二倍之間。
  6. 如請求項1所述之背光模組，其中該發光元件之一色光與該螢光材料層之一色彩係為該色光經由該螢光材料層反射後，可產生白光之組合。
  7. 如請求項6所述之背光模組，其中該發光元件包含多個洋紅光發光二極體，以及該螢光材料層包含一綠色螢光粉。
  8. 如請求項1所述之背光模組，其中該螢光材料層包含複數個圖案，該複數個圖案係為圓形。
  9. 如請求項8所述之背光模組，其中該複數個圖案中的每一圖案具有1毫米至5毫米的一直徑。
  10. 如請求項1所述之背光模組，其中該螢光材料層包含複數個圖案，該複數個圖案係為線型。
  11. 如請求項1所述之背光模組，其中該反射層具有面向該容置空間的一上表面，該上表面係為一平面。
  12. 如請求項1所述之背光模組，其中該反射層包含面向該容置空間的一上表面，該上表面包含複數個凸部。
  13. 如請求項12所述之背光模組，其中該複數個凸部包含相鄰的一第一凸部與一第二凸部，該第一凸部具有一第一表面，該第一表面具有一第一法向量，該第二凸部具有一第二表面，該第二表面具有一第二法向量，該第一凸部之該第一表面相鄰於該第二凸部之該第二表面，該第一法向量與該第二法向量之間具有一夾角。
  14. 一種顯示器，包含一背光模組，其中該背光模組包含： 一底座，包含一底板與一側壁，該底板連接該側壁以定義出一容置空間； 一發光元件，設置於該底板上且位於該容置空間內； 一反射層，設置於該側壁上；以及 一螢光材料層，設置於該反射層上，該側壁與該螢光材料層分別位於該反射層的相對兩側，其中該螢光材料層具有一長度小於該反射層之一長度。
  15. 一種用於顯示器的背光模組，包含： 一底座，包含一底板與一側壁，該底板連接該側壁以定義出一容置空間； 一發光元件，設置於該底板上且位於該容置空間內； 一螢光材料層，設置於該反射層上；以及 一反射層，設置於該側壁上，該反射層包含面向該螢光材料層的一上表面，該上表面包含複數個凸部。
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