TWI260805B - Multi-color LED backlight module - Google Patents

Description

1260805 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明乃翁關-種多色L E D背賴組，尤指於可使背光 模組薄型化之結構。 【先前技術】 按，以往大型液晶顯示ϋ朗產品主要為筆記㈣腦（齡 Book PC)及液晶螢幕（LCD M〇nit〇r)，其所需求之背光模組特性 2要在㈣餘、體積小、厚麟，相對的在·液晶電視用之 背光源，，所考慮之要侧在於必舰有足夠_像亮度（至少 45〇Cd/m以上）、寬廣峨看姻、鮮㈣f彡像對tb度及合乎標準 的使用壽命。在以上規格的考量τ，「直下式背光模組」⑽祕㈣

Backlight)便成為目祕配大型液晶電視的技術主流，其設計的 主^概念即在於為能因應更高亮度的需求，將原本為能減輕模組 重量及厚度考量_面光源由直下式線光騎规打散均勾後， 使之轉變為平面絲後進人液晶面板的技術模式。 名之直下式月光模組1，凊參閱圖一所示，直下式背光模 組1至少具有一盒體11、複數個燈源12、-擴散板i 3及為 數不等之光學膜片14。 盒體11，上方具有一開口ill，該開口11i朝各體i

呈輪權、，糊2 i之_⑽可為亮面或 貼故一反射薄膜i i 2，以使盒體i i可進行反射光源之作用。 燈源1 2，通常係以冷陰極燈管（CCFL)為之，該燈源W 1260805 係多數並列於盒體1] ^ , 0 底邛，而燈源12之上方係設有一擴散 板1 3 〇 擴散板1 3，倍A i矣τΕτ 4 、 有&放劑或擴散粒子（diffusion bead )之 板體，可將燈源12## 7杈仏之先源予以均勻化，該擴散板1 3係 設置於燈源12之坏且物！Μ口處⑴。 光學膜片1 4， _ , · 包括有擴散膜>UDiffuser) 141及聚光 膜片（Prism lens) 1 4该擴散膜片141與聚光膜片14 2之作用在於擴散光敎紅光源方向。 習知之於組辦，首先係 體11之開口1i]罟入人触,， 3置於盒體]b 底部固定，之後將擴散板1 、" 開口111安裝定位，最後依序將光學膜片1 ㈣侧141及咖片142置於擴散板^之上方， 以=直下式背光模之組合，如圖二所示。 、/ 气月光編且1於實施時’燈源1 2經給予電壓後進行 表光該光源冑份會直接射向上方之擴散板U，一部份則合 =^^_後，__13 ’由於該擴散 31有擴散劑或擴散粒子，因此當光源經過擴散板丄3時， f散板1 3可將來自盒體1 1咖！姆出之光源予以擴 政，經其擴散後之均勻統方可提供触配之液晶面板A所利 ^讀擴散板13將光源予以將光源擴散後仍為不足時，則可 猎由上方光學膜片14中之擴散膜片141加強其光源之擴散 1260805 效犯’亚猎由光學膜片：4中之聚光膜片丨42集中光源行進方 向以加強其出光之輝度表現，以提高該直下式背光模組1之光 源應用效能。 上述之直下式背光模組1經相關業界不斷研發改進，目前係 屬於成祕之商品了，而其之應用表現亦上可被接受。，然而，該 直下式背賴組1所使用之燈#1 2係為冷陰極燈f，該冷陰極 燈管雖然可提升背光池i之職，但由於燈穌身含有麵成 分’係屬於非環保性之部品，對地球之環境具有高度之威脅，已 有許多先進國家立法嚴禁使用。 一疋以，有業者開發出另一直下式背光模組2，請參閱圖三所 不’該直下式背光模組2至少具有—盒體2 i、複數個^發 光二極體）燈源2 2、一涊q 5 此光板2 3、一擴散板2 4及為數不等 之光學膜片25。 不鲁 盒體21，上方具有—開口211，該開口211朝盒體2 1之底部係呈漸縮之鶴，該盒體2 1之内部表面係可為亮面或 貼設-反射薄膜212，以使盒體2 i可進行反射光源之作用。 LED燈源2 2，係以呈行列狀設置於盒體2 i之底部，真 每-行列中係以紅光⑻LED221、綠光（G) 〇 2 2及藍光（B) L E D 2 2 3之順序排列來配置，於 源2 2之上方設置有一混光板2 3。 π 此光板2 3 ’係以具良好透紐f之材f (如p]y^)擎成 1260805 m 該混光板2 3具有一出光面2 31及一入夹而9 q 0 八尤由2 3 2，且該出光 面2 3 1或入光面2 3 2-者其中之一，與各丄E 燈源2 2相 對應處塗佈有遮絲2 3 3，該遮光點2 3 3係為可大幅度將匕 ED燈源2 2之规遮蔽之塗料，混光板2 3上方係設有二擴散 板2 4。 口 21 1處，且該擴散 擴散板2 4，係設置於盒體21之開

板2 4上方設置有為數不等之光學膜片2 5。 光學膜片2 5，包括有擴散膜片（Diffuser) 2 5丄及聚光 膜片（Prism lens) 2 5 2，並視需要而可變化擴散膜片2 5工 與聚光膜片2 5 2之上下位置，並可變化其使用之數量。 當該直下式背光模組2之各L E D燈源2 2發射出光源時， 因其正上方已被混光板2 3之遮光點2 3 3所遮蔽，故其大部分 光源會延混光板2 3内部傳遞，如此，即可令l e d燈源2 2中 之紅光（R)LED2 2 1、綠光（G)LED2 2 2及藍光（B) L E D 2 2 3之三原色光於混光板2 3中獲得混光效果，而可混 合成-白光光源；經其混合後之光源並再由擴散板2 4予以擴散 均勻化’甚至可再受光學膜片2 5之擴散膜片2 5丄進—步的加 強擴散效果，並再由聚光則2 5 2扣進行聚光，強化其出光 輝度，而可提供液晶面板A使用。 、 直下式月光模組2之l E D燈源2 2所發出之光源雖然 可於混光板2 3内部進行混光，但請參糊四所示，由於該乙e 8 1260805 寄 D燈源2 2係置疗混光板2 3之入光面2 3 「万，因此，光源 係綠光才反2 3之入光面2 3 2斜行射入，雖然部分進入混光板 2 3中之光源會向四周傳遞而進行混光，但有極大部分進二混光 板2 3中之光源’行進至混光板2 3之出光面2 31 b寺，因其射 角小於臨界角之故，而即由混光板2 3之出光面2 3丄折射出' 光，而造成光源未達充份混光之效果時，及提早離開混光板2 3， 而使離開混光板2 3之光源中仍具原來之紅光、綠光及藍光。此 -混光不完全之現象’-般需再藉由從混光板2 3至擴散板2 4 之空間中’使該等各色之光源在於其中作混光之動作方足以消 除’故，自混光板2 3至擴散板2 4二者之間距即需保持相當大 之距離，於是，便造成該背光模組2之厚度增加，進而對商品之 薄型化要求構成不良之影響。 2是，有更新-代之直下式背光模組3，已開發出另一應用 之型悲架構，請參閱圖五所示，該直下式背光模組3之主要結構 與上述之直下式背光模組2大致相同，至少具有-盒體3i、複 數個L E D燈源3 2 一混光㈣3 一擴散板3 4及為數不等 之光學臈片3 5，該混光板3 3具有-出光面3 31及一入光面 3 3 2，且該出光面3 3丄或入光面3 3 2二者其中之一，與各 L ED燈源3 2相對應處塗佈有遮光點3 3 3，該光學膜片3 5 乃包含有擴散膜片35 1及聚光膜片352 ;其中，該LED燈 、’、2係以侧邊發光型l E D (Side-emitting LED)而為之，請 1260805 參閱圖六所示，該L E D燈湄q 0 a 原3 2之頂部係具有—呈倒錐狀之反

射體3 2 1，藉由該反射體3 21可使L E D燈源3 2發射之光 源獲得反狀絲，_錢麵、之發散肖度後射錢混光板3 3之中’雖_LED燈源32係可擴大其發散岐，而有助於 光源於混光板3 3巾之絲絲，然，該絲财職混光板3 3之入光面3 3 2斜射進人，極多之光職會於未完成混光時即 由混光板3 3之出光面3 31折射出光，而仍須保有混光板3 3 至擴散板3 4二者較大之空間，予以補救其混光之效果，故，對 於商品薄型化之要求表現尚屬有限。 是以，如何應用具有環保功能之L ED燈源於直下式背光模 組中，使其商品可符合環保之要求，且又可使該商品縮減其厚度 而達成薄型化之目標，即是目前相關業者亟欲突破之課題。 【發明内容】 本發明之主要目的，乃在提供一種多色LED背光模組，該 背光模組至少具有一外殼、一混光板、複數個L E D燈源及為數 不等之光學膜片，該外殼内依序放置有混光板及光學膜片，其中， 該混光板至少一周侧面形成有凹部，該凹部L E D燈源容置，藉 由將LED燈源設置於混光板凹部之入光面，來降低背光模組之 厚度’以達到背光模組薄型化之目的。 本發明之次一目的，乃在提供一種多色L E D背光模組，藉 由於混光板之入光面形成眾多之V型光導體，藉此使L E D燈源 10 1260805

之光源'、?、酬V型光導體時，經其仙之後，可有效縮短L E D 燈源之混光距離。 本發明之再—目的，乃在提供—種多色LED背光模組，藉 由於此光板之出光面形成眾多條狀之Μ光導體，使L E D燈源 之光源,、、、射至混光板而出光時，在經過出光面時，該V型光導體 可進行聚光之動作，而增強出光時之輝度表現。 本發明之又-目的，乃在提供—種多色L e d背光模組，藉 由於混光板之反射面形絲多條狀之¥型光導體，使l e d燈源 之光源㈣至混光板時，該反射蚊⑲光導體可將光源予以反 射，而將光源導向出光面進行出光，且該反射面之V型光導體可 為疏密程度不-之雜，叹進—步獲騎杨之光缝控制及 分布者。

本發明之另—目的，乃在提供—種多色led背光模組，藉 由於此光板之反射面及出光面啊形成條狀之V型光導體，且該 混光板之反射面及出光面巾餘V3^導體之佈献向係為勒 垂直，俾使該混光板之光源可達到多方向性之聚光，而可更加強 出光時之輝度表現。 $ 【實施方式】 步了解本發明之結構及所能達成之功 為使貴審查員更進一 效，茲配合圖式說明如后： 首先，請參關七飾’本翻之f光额4，至少具有 11 1260805 外殼41、一混光板4 2、複數個L E D燈源4 3、為數不等之 光學膜片4 4及反射片4 5。 外殼41，係為一盒體，該外殼41内部依序設置有混光板 4 2及光學膜片4 4。 ::;彳^光^ 2，係以具良好之透光性的材質所製成，如聚曱基 丙細酸曱醋（PMMA) ’該混光板4 2具有一出光面421，一與 _ 出光面4 21呈相對位置之反射面4 2 2，以及，至少於混光板 4 2 —周侧面4 2 3形成有凹部S，該凹部s與反射面4 2 2相 鄰之-端面為入光面4 2 4，其中，該混光板4 2之反射面4 2 2外叹有反射片4 5 ’而於混光板4 2之周侧面外4 2 3及凹部 S之上方外亦設有反射片4 5 i，而反射面4 2 2外之反射片4 5之長度更可延伸至混光板4 2之周侧面4 2 3之下方。 L E D燈源4 3，係設置於電路板“，且該L E D燈源4 φ 3係以紅光⑻LED431、綠光（G) led4 3 2及藍 光（B) LED4 3 3之順序排列來配置於電路板B上之多色七 ED。 ‘光學膜片4 4，包括有擴散膜片⑽4 4丨及聚光 膜片（Msm lens) 4 4 2，並視需要而可變化擴散膜片^工 與?K光膜片4 4 2之上下位置，並可變化其旦。 机次請參關八所示，本發明於組裝時，首先將l e D燈制 3 δ免置於混光板4 2之凹部〇；考，拉4 w 凹邛8處，接者將混光板4 2置於外殼4 12 1260805 1之内口卩’再依序將絲膜片4 4之擴散膜片4 4丄及聚光膜片 4 4 2置於絲板4 2之上方，即可完成本發明背錢組4之組 合。 本發明於實施時，由於L E D燈源4 3係為紅光（R )、綠光 ⑹及藍光⑻之多色L E D ’藉由於混光板4 2之周侧面 4 2 3及凹部S上方設置反射>;4 5 1，可令該多色LED之光 源由入光面4 2 4集中射進混光板4 2進行混光成白光後，部分 光源會由混光板42之出光面421射出，而部分光源則會射入 反射面4 2 2，經由反射片4 5之反射再由混光板4 2之出光面 4 21將光源射出’該光源可接受光學膜片4 4之擴散膜片4 4 1作進-步的加強擴散效果，並再由聚光膜片4 4 2予以進行聚 光，強化其出光輝度，以提供液晶面板來使用。 請參閱圖九所示’本發明之混光板於朗時，係可於該混光 板4 2之反射面4 2 2形成眾多之導光點（P姐ern) p，該導 光點P係可以油墨印刷之方式為之，或以模具予以成型為凹:於 反射面4 2 2之狀，如圖十所示；或是凸出於反射面4 2 2之狀， 如圖二一所示，藉此使混光板4 2内之光源射及於反射面4 2 2 時，藉由鱗光點P扣擴散狀反射，而令光賴向出光面4 21方向行進，達到光源均勾化之效果。 叫參閱圖十二所示，本發明之混光板於應用時，亦可將出光 面4 2 1為她化之霧面狀，以使光源於離開混光板4 2時，藉 13 1260805 Λ 由已呈霧面狀之出光面4 2 2，來令光源獲得擴散之效果。 再請參賴十三所示，本發明於實施時，可將l e d燈源4 3與入光面4 2 4之距離加大，使LED；)t源4 3與入光面4 2 4間形成-混光區4 2 5，藉此使L E D燈源4 3之紅光（R)、 綠光⑹及藍光⑻等多色之L E D光源，可於混光區4 2 5先行混光動作，再由絲板4 2之出絲4 2 1出光後，供液 晶面板來使用。 又請蒼_十四所示，本發明為了縮短L E D燈源4 3之混 光距離，係可於混光板4 2之人光面4 2 4形成眾多之v型光= 體4 2 4 1，藉此來使L E D燈源4 3之絲照_㈣光導體 4 2 4 1時’經其作用將各L E D燈源4 3之入射角擴大之後， 來有效縮短L E D燈源4 3之混光距離，使光源提早均勻擴散， 而達到較佳之混光效果。 • 又請參_十五所示，本發明於應㈣，亦可於混光板4 2 ^出光面4 21形成取多條狀之v型光導體4 2 i i，藉由於混 光板4 2之出光面4 21形成眾多條狀之v型光導體4 2 i工， 、> E 且源4 3之光源知、射至混光板4 2而出光時，在經過出 Ί 4 2 1日$ ’該v型光導體4 2 1 1可進行聚光之動作，而增 強出光時之輝度表現。 另請參_十六所示，本發明亦可於混光板4 2之反射面4 2 2及凹部s之上方形成中多條狀之v型光導體4 2 2丄、s 14 1260805 1’藉由於混缺42之反射面422 條狀之V型光導體4 2 2 1、S1，使^之上^♦夕 射至使LED輯4 3之光源照 h ’該反射面4 2 2及凹部s之上方^型光導 ]隹! 2丄S™源予以反射，而將先源導向出光… 玄光且掀射面4 2 2之¥型光導體4 2 21更可為疏 =度不—之狀態，依—〇4LED燈源43之值置 =，而使之姆越遠，該v型光導以⑴即可越呈緊密 =’而距離越近時，型_4 2 2 i _稀疏之配置 如圖十七_，叫進—步麟縣源之光能雜制及分布 者。 轉，請參賴权所示，本糾亦可於混光板4 2之反射 、首㈣2、出先面4 21及凹部S之上方_形成條狀之V型光 ^丄、4211、81，藉由於混光板42之反射面4 、出先面4 21及凹部S同時形成條狀之V型光導體4 2 2 2 1 1、S 1 ’且該混光板4 2之反射面4 2 2及凹部S 中膽型細4 2 2 1、S1蝴走㈣絲421中 =型先導體4 2 1 1係為縣垂直狀之配置，而可令該混光板 4 2之先源可達到多方向性之聚光，以更加強出光時之輝度表現。 本發明之功效在於，藉由於混光板42至少—周側面M3 形成一凹部S，並將L E D燈源4 3設置於混光板4 2凹部s之 入光面4 2 4處，直接將光源射於混光板4 2内部，而可使l e 15 1260805 4源4 3之光源更易傳遞於混光板4 2之較遠之距離，而達成 j佳之混光效果，藉此可無需設置盒體及擴散板等元件，以降低 月光极組4之厚度，進而制背光模組4薄型化及降低成本之功 夕，另猎由於混光板42之入光面424形成眾多之V型光導體 4 2 4 1 ’來縮短L ED燈源4 3之混光距離；或是於混光板4 2之反射面4 2 2及出光面4 2 1形絲多之v型光導體4 2 2 1 421 1 ’來提高背光模組4之出光輝度，且藉由該v型光 導體s1、4221、4211之形成，可降低L E D燈源4 3 之使用顆數，進而達_低成本之目的。 、、’T上所述本發明之多色L E D背光模組，不僅構造簡單， 且確實能達到所訴求目的及功效，應已符合新穎性及進步性之要 件，爰依法提出發明專利之申請，懇請貴審查員之詳鑑，准予 發明專利之審定，至感德便。 【圖式簡單說明】 圖一係習知直下式背光模組之立體分解圖。 圖二係習知直下式背光触之職示意圖。 圖三係另-習知直下式背賴組之剖視示意圖 圖四係圖三光源動作之示意圖。 圖五係又—f知直下«光麵之观示意圖 圖六係圖五光源動作之示意圖。 圖七係本發明背光模組之立體分解圖。 16 1260805 圖八係本發明背m組之剖視示意圖。 曰十+係本發明〉昆光被具導光點之實施例。 圖十—係本發明混光板具霧面狀表面之實施例。 圖十三係本發明—較佳實施例背光模組之示意圖。 圖十四係本彳㈣混光板—較佳實關之立體圖。 圖十五係本發明混光板另—實施例之立體圖。 圖十六係本發明混光板又一實施例之立體圖。 圖十七係圖十六另一實施例之立體圖。 圖十八係本發明混光板再一實施例之立體圖。 【主要元件符號說明】 1直下式背光模組 11盒體 111開口 112反射薄膜12燈源 13擴散板 14光學膜片 141擴散膜片 14 2聚光膜片 2直下式背光模組21盒體 211開口

212反射薄膜 2 2 L ED燈源 2 21紅光（R) LED 2 2 2綠光（G) LED 2 2 3藍光（B) LED 2 3混光板 2 31出光面 2 3 2反射面 2 3 3遮光點 17 1260805 3直下式背光模組 2 4擴散板 2 51擴散膜片 3 1盒體 3 3混光板 2 5光學膜片 2 5 2聚光膜片 3 2 L ED燈源 3 31出光面 3 3 2反射面 3 4擴散板 3 5光學膜片 4背光模組 4 1外殼 4 2混光板 4 21出光面 421IV型光導體 4 2 2反射面 422IV型光導體 4 2 3周侧面 4 2 3 1反射片 4 2 4入光面 424IV型光導體 4 2 5混光區 4 3 L ED燈源 4 4光學膜片 4 41擴散膜片 4 4 2聚光膜片 4 5反射片 4 51反射片 S凹部 S1V型光導體 P導光點 18

Claims (1)

1260805 十、申請專利範圍： 1. -種多色LED背光模組，該背光模組至少具有： 一外殼，係為一盒體； -混光板，該混光板具有-出光面’―與出光面呈相對位置 之反射面，以及’至少於混光板-周侧面形成有凹部，該凹部與 反射面相鄰之^一端面為入光面； L E D·、’係設電路板上，且該L E D燈源至少包含 有紅光（R) LED、綠光（G) LED及藍光⑻led之 順序排列來配置於電路板上之多色L e d . 光學膜片，包括有擴散膜片及聚光膜片； 藉由將LED燈源設置於混光板凹部之人光面處，來降低背 賴組之厚度’以達到背光模組薄型化之目的。 2. 如中请專利範圍第工項所述之—種多&led背光模 鲁組’其中該混光板周侧面及凹部上方係設有反射片者。 么3如申凊專利乾圍第工項所述之一種多色背光模 =其中社ED燈源係可與人光面之距離加大而形成一混光區 組 組 如申明專利祀圍第丄項所述之一種多色l E d背光模 、中該混歧之反射_戦料光點者。 盆Ί月專利1&圍第4項所述之-種多色L E D背光模 ，、該導光點細油墨印刷而成者。 6 ·如中請專利_第4項所述之-種多色LED背光模 19 |26〇8〇5 組， 面者 ~中。亥導光點係以模具射出成型，而凹入於該混光板之反射 組， 面者。 7如申凊專利範圍第4項所述之-種多色L ED背光 其中該導光點細模具射出成型， 模 而凸出於該混光板之反射 組，^ *申凊專利範圍第1項所述之-種多色L E D背光模 一中該此光板之出光面係可為粗糙化之霧面狀者。 組，^ =如申凊專利範圍第1項所述之-種多色L E D背光模 “中該混光板之人光面係形成有眾多之V型光導體者。 組，^ ·如申請專利範圍第1項所述之-種多色L E D背光模 、、’ ’其中該混光板之出光面麵成有眾多條狀之¥型光導體者。 組j 1 ·如㈣專利範圍第！項所述之一種多色L e D背光模 、中该凹部之上方係形成有料條狀之V型光導體者。 1 2”請補細第“賴述之—鮮色 :佈:广部之上方之v型光導體與出光面中瞻型 之佈局走向係為互相垂直者。 * 13 .如帽專利細料項所述之„種多色led背光模 、、且，其中該混光板之反射面係形成有眾多條狀之v型光導體者、 14.如中請專利範圍第13項所述之—種多色 她，其中該反射面之V型光導體係可為疏密程度不—之狀 I5·如申請專利範圍第1項所述之—種多色LED; 光模 20 1260805 組，其中該混光板之出光面及反射面係同時形成有眾多條狀之v 型光導體者。 16 ·如申請專利範圍第1 5項所述之一種多色L E D背光 模組，其中該混光板之反射面及出光面中條狀V型光導體之佈局 走向係為互相垂直者。

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