TW202411745A - 背光模組與包含背光模組的顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種背光模組。此背光模組包含承載件、導光元件、發光單元、以及膠體單元。承載件具有容置空間。導光元件容置於容置空間中，且具有入光面。發光單元設置於靠近入光面的一側。膠體單元設置在導光元件與承載件之間，並包含第一膠層、第二膠層及反射結構。第一膠層貼附於導光元件。反射結構的至少一部分設置在第一膠層與第二膠層之間。第一膠層的穿透率小於第二膠層的穿透率。

Description

背光模組與包含背光模組的顯示裝置

本發明是有關於一種背光模組與包含此背光模組的顯示裝置，且特別是可應用於顯示裝置的背光模組。

一般液晶顯示器主要包含背光模組以及液晶顯示面板。背光模組中設有將來自發光單元的光線均勻導向液晶顯示面板各處的導光板。於導光板底部設有導光板固定膠。導光板固定膠為透明膠體，並搭配反射片形成複合結構。導光板固定膠的主要功能為將導光板固定在靠近光源處。當環境溫度變化時，導光板固定膠可以確保導光板與光源在對位上的高度，或確保導光板與光源在平面的方向上保持固定距離，以利維持光利用效率，還能夠因應模組設計有窄邊框的趨勢。

由於導光板固定膠本身為透明或半透明狀，來自發光單元的部分光線容易通過導光板固定膠本體而於其末端被導出，一方面，液晶顯示面板靠近邊框的位置，造成亮帶及熱點（hotspot）的光學品味問題，進而影響到液晶顯示面板畫面的視覺美觀。另一方面，因為亮帶及熱點的存在，必須利用較寬的邊框遮蔽前述亮帶或熱點，使得液晶顯示面板的窄邊框設計變得困難。

因此，本發明之一目的就是在提供一種可抑制亮帶或/及熱點發生的背光模組，與包含此背光模組的顯示裝置。

根據本發明之上述目的，提出一種背光模組。此背光模組包含承載件、導光元件、發光單元、以及膠體單元。承載件具有容置空間。導光元件容置於容置空間中，且具有入光面。發光單元設置於靠近入光面的一側。膠體單元設置在導光元件與承載件之間，並包含第一膠層、第二膠層及反射結構。第一膠層貼附於導光元件。反射結構的至少一部分設置在第一膠層與第二膠層之間。第一膠層的穿透率小於第二膠層的穿透率。

依據本發明之一實施例，第二膠層貼附於承載件。

依據本發明之另一實施例，導光元件具有連接入光面的反射面。背光模組更包含主反射片。主反射片與膠體單元設置於反射面與承載件之間，且膠體單元比主反射片更靠近發光單元。

依據本發明之又一實施例，反射結構為主反射片朝發光單元延伸的一部份。

依據本發明之再一實施例，發光單元更包含複數個發光元件及電路板。發光元件設於電路板上。電路板的一部份延伸至承載件與導光板之間，且第二膠層貼附於電路板。

依據本發明之再一實施例，第一膠層的穿透率不小於40%且不大於85%。

依據本發明之再一實施例，第一膠層的厚度大於第二膠層的厚度。

依據本發明之再一實施例，第一膠層包含一色料。

根據本發明之上述目的，提出一種顯示裝置。此顯示裝置包含如前所述的背光模組以及顯示面板。顯示面板設置於背光模組的上方。

依據本發明之一實施例，背光模組更包含前框。前框設置在導光元件與顯示面板之間，以承載顯示面板。

由上述可知，本發明係藉由降低第一膠層的穿透率，消彌第一膠層的導光作用。藉此，可改善顯示面板發生習知亮帶或/及熱點的問題，進而使得顯示裝置具有較佳的光學品味，也可以達到縮窄顯示裝置邊框的目的。

本發明還可以選擇在第一膠層中加入色料來調整第一膠層的成分，達到第一膠層的穿透率小於第二膠層的穿透率的目的。

另一方面，本發明還可以調整第一膠層的厚度大於第二膠層的厚度，藉此補強第一膠層的黏著性的目的。

請同時參照圖1A及圖1B，圖1A係繪示依照本發明的第一實施方式的一種背光模組的俯視圖示意圖。圖1B係繪示沿著圖1A的A-A’剖面線剖切的局部剖面圖示意圖。圖1B中的Z方向為顯示面板200的出光面210的法線方向，或是也可以視為導光元件120在膠體單元150上的堆疊方向。圖1A中的X方向與Y方向分別平行於導光元件120的出光面122，且X方向垂直於Y方向。又X方向與Y方向分別垂直於圖1B中所示的Z方向。本發明一種實施例的背光模組100，包含承載件110、導光元件120、發光單元130、以及膠體單元150。承載件110有容置空間113。導光元件120容置於容置空間113中，且具有入光面121。發光單元130設置於靠近入光面121的一側。膠體單元150設置在導光元件120與承載件110之間，並包含第一膠層151、第二膠層152及反射結構153。第一膠層151貼附於導光元件120。反射結構153的至少一部分設置在第一膠層151與第二膠層152之間。第一膠層151的穿透率小於第二膠層152的穿透率。本發明藉由第一膠層151的穿透率小於第二膠層152的穿透率，可消彌第一膠層151的導光作用，藉此不僅達到窄邊框的設計目的，並兼顧整體出光面的光學品味，例如：減少出光面的亮帶、熱點（hotspot）或不均勻情況。

本實施方式的顯示裝置10包含背光模組100與顯示面板200。顯示面板200設置於背光模組100上方，主要可與背光模組100結合，以提供顯示裝置10的顯示面板200的背光源。圖1B中繪示如圖1A及圖1B所示，背光模組100主要包含承載件110、導光元件120、一或多個發光單元130、前框140、以及膠體單元150。透過膠體單元150可將導光元件120結合於承載件110上。在本實施例中，承載件110具有容置空間113，使得承載件110的容置空間113可以依序容置導光元件120、發光單元130、以及膠體單元150。

承載件110包含第一部分111與第二部分112。在一實施方式中，多個第一部分111大致垂直地圍繞第二部分112來界定容置空間113。例如在一例子中，第一部分111的數量為四個，且分別設置在第二部分112的每個側邊上。在一示範例子中，承載件110的第一部分111及第二部分112可一起構成矩形的開口盒做為示範說明用，並非用以限制本發明。

導光元件120設置於承載件110的第二部分112及前框140之間，並容置於容置空間113中。導光元件120具有鄰近發光單元130的入光面121，與鄰近顯示面板200的出光面122。來自發光單元130的光線131從入光面121進入導光元件120中，並在導光元件120中經過多次反射後，從出光面122離開導光元件120後再進入顯示面板200。導光元件120可以是用於背光模組100中的導光板（light guide plate, LGP）或導光膜（light guide film, LGF）。在一示範性的例子中，導光元件120的形狀可大致對應於容置空間113的形狀，而容置於容置空間113中。

每個發光單元130設置於靠近導光元件120的入光面121的一側、設置於承載件110的第一部分111與導光元件120之間、並容置於容置空間113中。發光單元130更包含複數個發光元件132及電路板133，例如發光元件132設置於電路板133上並且發光元件132與電路板133電連接。在一例子中，發光單元130與導光元件120的入光面121之間可以相隔一適當的距離，以形成一空氣間隙114，使得來自發光單元130的光線131可以先經過空氣間隙114，再從入光面121進入導光元件120中。在一示範性的例子中，發光單元130可以與承載件110的第一部分111連結，或與前框140連結，但並不以此為限。在一些例子中，發光單元130可為有機發光二極體、無機發光二極體或其組合。藉此，發光單元130可提供顯示面板200單色光或是白光的光線131。欲陳明者，本實施方式的發光單元130的種類並非用以限制本發明。在其他實施例中，發光單元130亦可利用其他不同的發光材料來製作。

前框140設置導光元件120與顯示面板200之間，以承載顯示面板200。前框140設置在導光元件120的上方，並覆蓋發光單元130與空氣間隙114，藉此避免來自發光單元130的光線131在未進入導光元件112前先經由空氣間隙114直接進入顯示面板200。前框140亦覆蓋部分的導光元件120。前框140在XY平面上沿著導光元件120延伸的反方向上水平地連結承載件110的第一部分111的頂面111A，使得前框140與承載件110的第一部分111一起遮蓋發光單元130。在一例子中，前框140可以連結發光單元130平行於導光元件120延伸的方向上的一側面。

膠體單元150設置在導光元件120與承載件110之間，在一實施例中，膠體單元150用以分別連結於承載件110的第二部分112與導光元件120。藉此，可達到將導光元件120經由膠體單元150固定在承載件110的第二部分112的目的。因此，也可以視為膠體單元150夾置在導光元件120與承載件110的第二部分112之間。在一實施例中，膠體單元150包含由多層材料層所組成的疊層結構。例如，膠體單元150至少包含第一膠層151、第二膠層152、以及反射結構153。第一膠層151或第二膠層152可以分別是黏貼反射片或印刷電路板（PCB）用的黏膠，例如光學透明膠（Optically Clear Adhesive, OCA）。第一膠層151貼附於導光元件120，使得第一膠層151夾置在導光元件120與反射結構153之間。在本實施方式中，第二膠層152貼附於承載件110的第二部分112以利膠體單元150將導光元件120固定於承載件110上，使得第二膠層152夾置在反射結構153與承載件110的第二部分112之間，藉由第二膠層152將導光元件120固定於承載件110的上，達到固定導光元件120的功效。在一實施例中，反射結構153的至少一部分設置在第一膠層151與第二膠層152之間，作為反射光線之用。在本實施方式中，反射結構153是整體夾置在第一膠層151與第二膠層152之間的光反射材料，構成膠體單元150的疊層結構。在一實施例中，膠體單元150是設置於鄰近發光單元130且介於導光元件120與承載件110之間。如此，進入到導光元件112的光線被反射結構153反射，可維持鄰近入光面部分的出光面輝度。

在一實施例中，第一膠層151的穿透率會小於第二膠層的穿透率152。藉此，可以降低來自發光單元130的光線131，穿過第一膠層151靠近發光單元130的入光面151A進入第一膠層151的光量，可達到減輕導光元件120靠近前框140的位置處產生亮帶及熱點的目的。

在一示範性的例子中，40%≤第一膠層151的穿透率≤85%。當第一膠層151的穿透率低於40%，則會降低第一膠層151的黏著力，而不利於第一膠層151固定導光元件120的能力，當第一膠層151的穿透率高於85%時，則容易發生亮帶及熱點出光不均勻的問題。

圖2係繪示依照本發明的第一實施方式的第一膠層151的穿透率對熱點程度所得的折線圖。圖中的橫軸為穿透率百分比（%），縱軸為熱點程度評估值。從圖中可知，當第一膠層151的穿透率大於85%時，熱點程度評估值會超過預定值，使得顯示面板200容易發生習知亮帶及熱點201的問題。

在一些例子中，當第一膠層151為包含色料的光學膠，色料是用以低光線穿透率的色料。在一些例子中，色料的顏色為白色。藉此，前述之方式的任何一者，可達到降低第一膠層151的穿透率到不大於85%以及不小於40%的範圍的目的。欲陳明者，本實施方式的第一膠層151的材料與色料並非用以限制本發明。在其他實施例中，第一膠層151的光學膠亦可利用擴散粒子來混合，以得到穿透率較低的第一膠層。

在一實施例中，第一膠層151的厚度大於第二膠層152的厚度，可達到增加第一膠層151與導光元件120之間的黏著強度的功效。換言之，由於第一膠層151所添加的色料或粒子量大於第二膠層152所添加的色料或粒子量，必須藉由增加第一膠層151的厚度，可增加色料或粒子之間的黏著強度，確保第一膠層151與導光元件120的黏著強度。

請參照圖3，圖3係繪示依照本發明的第一實施方式的一種變形實施例的局部剖面圖示意圖。在一變形的實施例中，背光模組100更包含主反射片160。主反射片160容置於容置空間113中，並沿著導光元件120延伸的方向延伸。在本變形實施例中，主反射片160不同於反射結構153，也就是說主反射片160與反射結構153彼此不相連，使主反射片160與反射結構153不須一次安裝，具有裝配背光模組100的便利性。在本變形實施例中的導光元件120，具有連接入光面121的反射面123，使得第一膠層151貼附於導光元件120部分的反射面123上。來自發光單元130的光線131從入光面121進入導光元件120後，即透過反射結構153與主反射片160的合作，藉由反射面123在導光元件120中的多次反射，進而均勻的傳遞至導光元件120的各處。在本變形實施例中，主反射片160與膠體單元150分別獨立地設置於反射面123與承載件110之間，特別是膠體單元150比主反射片160更靠近發光單元130。反射結構153大致設置在第一膠層151與第二膠層152之間，使得第一膠層151、第二膠層152、以及反射結構153大致對應彼此的形狀與尺寸。另外，可以安排發光單元130的電路板133取代部分的承載件110的第一部分111，來圍繞容置空間113，使得電路板133在Z方向上分別連結前框140與承載件110的第二部分112的邊緣。

請參照圖4，圖4係繪示依照本發明的第一實施方式的另一種變形實施例的局部剖面圖示意圖。背光模組100更包含主反射片160。主反射片160容置於容置空間113中，並沿著導光元件120延伸的方向延伸。在本變形的實施例中，反射結構153是主反射片160的一部分，也就是說主反射片160與反射結構153彼此相連。例如，反射結構153為主反射片160朝發光單元130延伸的一部份，以求反射光線的一致性，具有達到更佳的出光均勻度之功效。

請參照圖5，圖5係繪示依照本發明的第二實施方式沿著圖1A的A-A’剖面線剖切的局部剖面圖示意圖。圖5中的Y方向與Z方向分別對應於圖1B中所示的Y方向與Z方向。在本實施例中，電路板133平行於導光元件120設置，使得一部份的電路板133延伸至承載件110與發光元件132之間，另一部份的電路板133則延伸至承載件110與導光元件120之間，並固定於承載件110上。更詳言之，膠體單元150的第一膠層151貼附於導光元件120，第二膠層152貼附於電路板133，使得電路板133夾置於第二膠層152與承載件110之間，且相對固定於導光元件120與承載件110上。

欲陳明者，本發明各實施例所述的第一部分的數量、第二部分的形狀、導光元件的形狀、發光單元的種類、發光單元的數量、光線的顏色、膠體單元的材料、主反射片的材料、第一膠層的厚度、或是第二膠層的厚度僅為示範說明用，並非用以限制本發明。在其他實施例中，上述元件的形狀、數量、材料、或厚度可依需求而改變。在一些實施例中，反射結構與主反射片可以相連或不相連。相連的反射結構與主反射片可以形成為一體成型的結構，且其形狀可搭配容置空間的形狀來設計。

由上述本發明實施例可知，本發明係透過膠體單元將導光元件固定至承載件上，其中第一膠層貼附於導光元件的反射面以及反射結構，第二膠層貼附於承載件以及反射結構，且第一膠層具有較低穿透率的特性，藉此可以減少光線經由第一膠層穿過導光元件，不僅達到窄邊框的設計目的，並兼顧整體出光面的光學品味，例如：可達到減輕導光元件靠近入光面的發光區位置處產生亮帶、熱點或不均勻情況。

依照第2圖中所繪示的實驗結果可以得知，第一膠層的穿透率為不大於85%。第一膠層的穿透率可以有40%-85%的範圍。第一膠層的穿透率低於40%容易發生黏著力不佳的問題，第一膠層的穿透率超過85%則使得習知的亮帶及熱點的問題變得明顯，而影響顯示裝置整體的視覺觀感。第一膠層的穿透率小於第二膠層的穿透率，藉此可以降低習知背光模組的亮帶及熱點的問題。可以調整第一膠層的厚度大於第二膠層的厚度，藉此可達到第一膠層的穿透率小於第二膠層的穿透率的目的。或是，可以在第一膠層中加入色料來調整第一膠層的成分，藉此可達到第一膠層的穿透率小於第二膠層的穿透率的目的，進而使得顯示裝置具有較佳的整體視覺觀感。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10:顯示裝置 100:背光模組 110:承載件 111:第一部分 111A:頂面 112:第二部分 113:容置空間 114:空氣間隙 120:導光元件 121:入光面 122:出光面 123:反射面 130:發光單元 131:光線 132:發光元件 133:電路板 140:前框 150:膠體單元 151:第一膠層 151A:入光面 152:第二膠層 153:反射結構 160:主反射片 200:顯示面板 201:亮帶及熱點 210:出光面

為了更完整了解實施例及其優點，現參照結合所附圖式所做之下列描述，其中： 〔圖1A〕係繪示依照本發明的第一實施方式的一種背光模組的俯視圖示意圖。 〔圖1B〕係繪示沿著〔圖1A〕的A-A’剖面線剖切的局部剖面圖示意圖； 〔圖2〕係繪示依照本發明的第一實施方式的第一膠層的穿透率對熱點程度所得的折線圖； 〔圖3〕係繪示依照本發明的第一實施方式的一種變形實施例的局部剖面圖示意圖； 〔圖4〕係繪示依照本發明的第一實施方式的另一種變形實施例的局部剖面圖示意圖； 〔圖5〕係繪示依照本發明的第二實施方式沿著〔圖1A〕的A-A’剖面線剖切的局部剖面圖示意圖。

10:顯示裝置

100:背光模組

110:承載件

111:第一部分

111A:頂面

112:第二部分

113:容置空間

114:空氣間隙

120:導光元件

121:入光面

122:出光面

130:發光單元

131:光線

132:發光元件

133:電路板

140:前框

150:膠體單元

151:第一膠層

151A:入光面

152:第二膠層

153:反射結構

200:顯示面板

210:出光面

Claims (10)

1. 一種背光模組，包含： 一承載件，具有一容置空間； 一導光元件，容置於該容置空間中，且具有一入光面； 一發光單元，設置於靠近該入光面的一側；以及 一膠體單元，設置在該導光元件與該承載件之間，並包含一第一膠層、一第二膠層及一反射結構，其中該第一膠層貼附於該導光元件，該反射結構的至少一部分設置在該第一膠層與該第二膠層之間，及該第一膠層的穿透率小於該第二膠層的穿透率。
2. 如請求項1所述的背光模組，其中該第二膠層貼附於該承載件。
3. 如請求項1所述的背光模組，其中該導光元件具有連接該入光面的一反射面，該背光模組更包含： 一主反射片，該主反射片與該膠體單元設置於該反射面與該承載件之間，且該膠體單元比該主反射片更靠近該發光單元。
4. 如請求項3所述的背光模組，其中該反射結構為該主反射片朝該發光單元延伸的一部份。
5. 如請求項1所述的背光模組，該發光單元更包含複數個發光元件及一電路板，該發光元件設於該電路板上，該電路板的一部份延伸至該承載件與該導光元件之間，且該第二膠層貼附於該電路板。
6. 如請求項1所述的背光模組，其中該第一膠層的穿透率為40%-85%，包含端點值。
7. 如請求項1所述的背光模組，其中該第一膠層的厚度大於該第二膠層的厚度。
8. 如請求項1所述的背光模組，其中該第一膠層包含一色料。
9. 一種顯示裝置，包含： 一種如請求項1至請求項8中任一項所述的背光模組；以及 一顯示面板，設置於該背光模組的上方。
10. 如請求項9所述的顯示裝置，其中該背光模組更包含： 一前框，設置在該導光元件與該顯示面板之間，以承載該顯示面板。