TWI345105B - Backlight module and application thereof - Google Patents

Description

1345105 第 95103218 號 修正日期:100.2.25 修正1 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種背光模組(Backlight Module)及其應用， 且特別是有關於一種適用於掃描式（Scan)與動態（Dynamk)顯示之 • 背光模組及其在液晶顯示裝置上的應用。 【先前技術】 目前已發表之動態背光單元的技術中，一般係採直下式光源 架構。在直下式光源架構中，係將直下式光源，例如發光二極體 jLED) ’分成數區而直接排列在顯示面板下方，再依照畫面需求進 订動態売暗顯示。然而，此種直下式光源架構需使用大量之發光二 極體’且需要較大之混光距離，而加大背光單元所需之厚度。此外， :區”區之間會有混光重疊帶’因此分區對比的效果不佳。 ^冑11於知直下式光源架構之背光模組的厚度無法有效 架構可r = 研究針對側邊式混光架構。雖然，採用側邊式混光 象，分區對比的::組之厚度’然其區與區之間仍會有混光重疊的現 都需使用形狀複雜果亦不甚理想。此外’為達分區顯示之功能，大 # 、I、之導光板’不僅會嚴重衝擊產品之量產良率，更 使尺寸縮減的巾|度受到限制 厚而不符理想。再者’ f㈣ 奴』不破置而言，厚度仍過 之固定盘散敎均合^ ’光源係採側邊設置’因此光源 疋〃、政…均會增加機構設計的複雜戶， 的困難度，影響產 f曰曰加极組之組裝 、里屋良率。 因此，亟#* —你， 種可提供高分區對比且爭.¾谷丨丨Jt, 改善液晶顯示I置之效炉 更缚i之β光模組，以 1345105 第95丨032丨8號 修正日期:]〇〇.2.25 修正頁 【發明内容】 有鑑於上述傳統背光模纽之種種缺失，本發明之目的就是在 提供一種背光模組，其包括至少—區 主^一£,且廷些區分別對應於導光板 中之至少一導光結構，而不同區之導光結構各自對應於獨立之光 源，如此-來，透過分別控制各個光源可提供分區亮暗之效果。因 此，本發明之背光模組可適用掃 、知描式或動_不技術之液晶顯示 裝置中。 本發明之另一目的是在提供一錄昔 種者先核組，其導光板上形成 有數個W結構，可對應於顯示元件之數_示區域，由於這栏導 光結制直接成㈣導歧之基板上，^可有效㈣各區導光处 構之間的間隙，不僅可提升顯示品f，更有利於量產良率之提高: ...本發明之又-目較在提供-種液晶顯示裝置，其背光模組 之¥先結構係利用光纖製作原理製作於薄臈基板上，如此可莽得呈 ^小間隙之導光板。由於顯示之光源係經由導光板上之導光結構傳 μ可大㈣少m體或雷射二極體之使用數量， =可大大地縮減混光所需距離’故可有效縮減液晶顯示裝置 度。 根據本發明之上述目的，提出一種背光模組，至少包括：一 分成至少二區’且此導光板至少包括：—基板；以及複數 I先結構，設於基板之-表面上，且分別位於這些區中；以及至 ν二光源，分別對應於這魏，以提供衫這些區中之導光結構。 根據本發明之目的’提出-種液晶顯示裝置，具有至少二顯 6 ^45105 修正頁 第95] 03218號 修正日期:]00.2.25 不區’其中此液晶顯示裝置至少包括：一背光模組，至少包括：一 導光板’具有至少二區，其中這些區分別對應於上述之顯示區，且 此導光板至少包括：m及減個導絲構，設於基板之一 表面上，且分別位於這些區中；以及至少二光源，分別對應於這些 區，以提供衫這些區中之導光結構，.以及—液晶面板模組，設於 背光模組之上。 依照本發明一較佳實施例’導光板之基板係由可彎曲之塑膠 材料所組成。另外’對應於每—區，導光板設有複數個導光結構。 依照本發明之另—較佳實施例，相鄰之該些導光結構之間具 有-間隙’且此間隙較佳係小於約1〇〇"m，更佳係小於約％… 透過光纖製作原理直接於基板上製作導光板之導光結構，如 此來，可有效控制各導光結構之尺寸與距離，更可縮減各區之間 的間距，進一步可提升顯示品質，縮減液晶顯示裝置之厚度，並有 利於量產良率的提高。 【實施方式】 本發明揭露—種背光模組及其應用，本背光模組之導光板的 V光、、Ό構可直接製作在可彎曲基板上，如此可有效縮減導光板之厚 度’亚可準確控制導光結構之尺寸、間距與各顯示區之間的距離。 因此，可大大地減少發光二極體或雷射二極體等光源元件之使用數 里，提升顯不品質，提高量產良率，更可縮小液晶顯示装置之厚度。 此外’由於*同顯示區之導光結構各自對應於獨立控制之光源，因 此透過分別控制各個光源可於不同時間點亮，提供分區亮暗之效 7 1345105 修正頁 % 95103218 St 修JL 日期:丨 00.2.25 果，相當適用於掃插式或動態顯示技術之液晶顯示裝置中。為了使 本發明之数述更加詳盡與完備，可參照下列描述並配合第^圖 3圖之圖示。 請參照第！圖’其繪示依照本發明一較佳實施例的一種導光 板結構之局部區域的立體示意圖。導光板1〇〇主要係由薄膜狀之基 板1〇2與複數個導光平行結構1〇4所組成，其中導光平行結構⑽ 可例如以觀方式錢製作錢設在基板丨Q2之—表面上。基板 102係用以承載該歧導井έ士播 土 一 ♦尤、構其材質可選用可彎曲之材料，例如 塑膠材料，其中塑勝材料可為聚對苯二甲酸乙二醒(ΡΕΤ)或聚甲基 丙烯酸甲醋(mMA)等等。基板102之材質亦可選用玻璃，或者土一 :之擴散反射片或銀反射片等等。導光平行結構1〇4係採用光纖材 …故先於導光結構中係以全反射方式傳導，而具有高傳導效率。 導光平行結構m之上表面及/或下表面更對應顯示裝置所需之出 光位置而設有至少_網點結構或至少—缺口等表面結構，例如第1 圖所不之缺口 106 ’藉由這些表面結構破壞光之全反射傳導，使光 叫寻以從這些表面結構處射出導光平行結構1〇4，而對顯示面提 供光源。在本發明中’相鄰之二導光平行結構刚之間的間隙⑴ =係小於約，更佳係小於約、m。在本發明之—較佳 2例中，導光平行結構1G4之高度⑽約為25G//m，寬度11〇 制T 25〇//m ’而為一導光束(lightgUidingpipe)。利用光纖材料 ^ V光結構可見於Exxelis有限公司所提供之EXX-TMW-COR彦 品0 展 100 由於基板U)2可採用可彎曲之村質，因此可增加導光板 8 1345105 第 95103218 號 修正日期:]〇〇.2.25 修正頁 之應用性。此外，由於基板1〇2係一薄膜，加上導光平行結 係直接製作在此薄膜基板1〇2之表面上，並利用此導光平行結構 ⑽進行混光’取代傳統直下式背光模組以較大之混光距離進行混 柄方式’ ϋ此可大大地縮減由本發明之導光板]⑼所組成之背光 极組的整體厚度’例如可將背光模組之厚度降至：麵以内。除此 之外，由於導光平行結構104係直接製作於基板Η)2之表面上，因 此不僅可有效控制相鄰二導光平行結構1〇4之間的間隙ΐΐ2以及導 先平行結構1〇4之尺寸，更可大大地縮減相鄰二導光平行結構104 之間的間隙112,例如於本實施例中，相鄰之二導光平行結構1〇4 ^㈣間隙m僅約心m，並配合導光結構上的職結構或缺口 寻表面 =構的密度設計，進而可增進f光模組之出光均句度。 請麥照第2圖’其係㈣依照本發明—較佳實_的一種背 :莫組的上視圖。背光模組144主要係由導光板ι〇。與數個光源 以、m、128、130與132所構成。這些光源i24、i26、⑶、⑽ 與132可由發光二極體或雷射二極體所组成，其令這些光源⑶、 128、130與132之電源較佳係彼此獨立，而可獨立控制其開 。卜在本錢例中，導光板100共分成五區，即第一區…、第二 二16、弟二區118、第四區12°與第五區122,這些區域分別對 — ㈣i (未^上之數個顯示區。導光板 之弟—區114、第二區116、第三區118、第四區12〇盘第五區 =中的每-區内均設有數個導光平行結構104，其中相鄰二區之 相^ 一導先平行結構⑽間的距離較佳係小於約 小於〜。第-區則二區116、第三區118、第四= 9 第95]〇32]8號 修正日期:]〇〇.2.25 修正頁 與第五區122中的每一區分別對應於光源124、126、128、130與 132」以分別對第—區114、第二區116、第三區118、第四區12〇 與第五區122提供光。第114 '第二區116、第三區ιΐ8、第 區120與第五區122中的每一區與對應之光源IN、、 ” 132之間更分別設有導光擴散結構、1仙與 藉以將光源124、126、128、13〇與132戶斤發光之光分別傳輸 々 二14第一區116、第三區U8、第四區120與第五區122 中之導光平彳了結構1Q4。在_較佳實施例中，導光擴散結構出、 136、138、140與142之材質可與導光平行結構104之材質相同， 例如同為光纖材料’且導光擴散結構134、136、138、14〇與142 可與導光平行結構1G4同時利用例如模壓方式直接製作。然，兩者 之間的差異在於’㈣導光平行結構m與光源124、126、128、 別及132之間的導光擴散結構134、136、138、14〇與142上並 未設置網點或缺口等表面結構，因此可將光從光源i24、i26、i28、 13〇與132導入可視區内的導光平行結構ι〇4。另外，此部分之其 上並未設置表面結構的導光擴散結構134、136、138、14〇與⑷ 適於進订光源光線的混光，例如光源包含RGB色光，即可在此部 分之導光擴散結構134、136、138 '刚與142内進行混光，而可 以提供均勾的光導人可視區中導光板⑽上的導光平行結構104 内在本較佳貫施例中，$光板1〇〇之每一區與對應之光源之間設 有數條導光結構’如第2圖卿，錄得注意的-點是，導光板 100之每一區與對應之光源之間可僅設置一條導光結構，且導光結 構之數里可依裝置需求調整，並不限於第2圖之實施例所示。 1345105 第 95103218 號 修正曰期:100.2.25 修正頁 當對應之光源124、U6、128、130與132開啟後，分別透過 對應之^光擴散結構134、136、138、140與142之傳輸，可將所 產生之光分別傳送至導光板1〇〇之第一區114、第二區116、第三 區=18、第四區120與第五區122中的導光平行結構1〇4内。當每 ^ V光平行結構104内行進之光碰到導光平行結構1〇4之缺口】㈨ =表面結構時’則由於行進光之全反㈣度遭到破壞，故光線可由 廷些表面結構射出導光平行結構1G4，而提供顯示面板模組所需之 光線’如第1圖所示。 由於光源124、126、128、130與132之電源均係彼此獨立， 而可獨立控制光源124、126、128、13〇與之開關，因此透過 :別&制各個光源124、126 ' 128、13〇與132之開關，可提供分 區受暗掃描之效果^在本較佳實施例中，導光板⑽共分成由上朝 下，序排列之第一區114、第二區ιΐ6、第三區⑽、第四區⑽ 與第五區122等五區’然而，本發明亦可依顯示裝置之需求，而將 導光板以陣列方式來加以分區。 、舉例而5，在本發明之其他較佳實施例中，如第3圖所示之 背光模組144a中，可將其導光板l〇〇a分成左右二列，且每一列又 由上而下再分成五區，如此可使導光板隱共分成第―區iMa、 第區116a第一區1】8a、第四區120a、第五區122a、第六區114b、 第七區116b、第八區118b、s九區12%、以及第十區等排 成陣歹]土式的十區。其中，導光板1〇()a之每—區的基板^似表面 上均設有數個導光平行結構1G4a。第—區114an ii6a、第 區118a第四區12〇a、第五區122a、第六區114b、第七區116b、 1345105 第 95103218 號 修正日期:100.2.25 修正頁 第八區118b、第九區120b、以及第十區122b分別對應於光源124a、 126a、128a、130a、132a、124b、126b、128b、130b、與 132b，以 分別對這十區提供光。第一區114a、第二區116a、第三區118a、 弟四區120a、第五區122a、弟六區114b、第七區116b、第八區iigb、 第九區120b、以及第十區122b與對應之光源124a ' 126a、128a、 130a、132a、124b、126b、128b、130b、以及 132b 之間更分別設 有導光擴散結構 134a、136a、138a、140a、142a、134b、136b、138b、 140b、與 142b，藉以將光源 124a、126a、128a、130a、132a、124b、 H6b、128b、130b、以及Π2所發光之光分別傳輸至第—區U4a 第二區116a、第三區llSa、第四區i2〇a、第五區122a、第六區 第七區116b、第八區118b、第九區120b、以及第十區122b中之 導光平行結構lG4a。相同地，這些光源可由發光二極體或雷射二 極體所組成’其中這些光源之電源較佳係彼此獨立，而可獨立控制 其開關。由於這十個錢'之電源均係彼此獨立，而可獨立控制對應 之光源的開關’因此透過分別控制各個光源24a、i26a、工 以及132之開關，可依晝面需要 132a、124b、126b、128b、13〇b、 提供分區亮暗之效果。 ，叙明之背光模組144與144&相當適用於作描 光單元或動態背光單元，有助於改善動㈣像及對比 提升影像品質。 7 應该“的-點是’雖然在上述實施财 均設有數個導光結構，然在本板母 個較大尺寸且料在㈣巾之母—區可僅設置一 之導先結構，且—導光板上每-區之導 12 1345105 第 95103218 號 修正日期：100.2.25 修正頁 光結構的數量與尺寸可不相同，而可依需求來加以調整。 由於導光板上所有之導光結構均係直接成型於基板之表面 上，因此可有效控制並縮短相鄰二區之間的距離，並可提高背光模 組之出光均勻度。此外，更可免除不同區之導光板在組裝上所面臨 的問題，例如導光板之定位與彼此對準的問題。再者，由於背光模 組所出射之光係透過導光板上之導光結構，因此可大大地減少發光 二極體或雷射二極體等光源元件之數量。另外，由於利用導光結構 進行混光以取代傳統上以較長混光距離進行混光的方式，大大縮短 了光線射出導光結構至顯示面板模組的混光距離，因此可有效避免 區與區之間產生混光重疊的現象，進一步提高分區影像對比。 本發明之背光模組144與144a可應用於液晶顯示裝置上。在 背光模組144與144a之上疊設液晶面板模組，即可完成液晶顯示 裝置之主要架構。一般而言，液晶面板模組包括彩色濾光片基板模 組、液晶層以及薄膜電晶體基板模組。由於本發明之背光模組H4 與144a可提供分區亮暗之功能，因此液晶顯示裝置之背光亮度可 隨分區晝面内容明暗增減，而能提供細緻之灰階差異與更高影像對 比的顯示畫面。 由上述本發明較佳實施例可知，本發明之一優點就是因為本 發明之背光模組包括至少二區，且這些區分別對應於導光板中之至 少一導光結構，而不同區之導光結構各自對應於獨立之光源，因此 透過分別控制各個光源可提供分區亮暗之效果，可適用於掃描式或 動態顯示技術之液晶顯示裝置中。 由上述本發明較佳實施例可知，本發明之另一優點就是因為 13 1345105 第 95103218 號 修正日期:100.2.25 修正頁 本發明之背光模組的導光板上的導光結構係直接成型於導光板之 基板上，㈣可有效控制各導光結構之間Μ各區導光結構之 間隙，不僅可提升顯示品質，更有利於量產良率之提高。 由上述本發明較佳實_可知，树明之另—魅就是因為 在本發明之液晶顯示裝置巾，f錢組之導光結構係彻光纖製作 原理製作於薄膜基板上，如此可獲得具微小間隙之導歧，而且顯 示之光源係經由導光板上之導光結構傳播而發出，因此可大幅減少 發光二極體或雷射二極體之使賴量，並可大大地縮減混光所需距 離’故可有效縮減液晶顯示裝置之厚度，並可有效解決傳統背光模 組具有混光重疊帶而導致亮度不均的問題。 雖然本發明已以-難實施例揭露如上，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内，當 可料種之更動與潤飾，@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。 14 1345105 第 95103218 號 修正日期:100.2.25 修正頁 【圖式簡單說明】 第1圖係繪示依照本發明一較佳實施例的一種導光板 結構之局部區域的立體示意圖。 第2圖係繪示依照本發明一較佳實施例的一種背光模 組的上視圖。 第3圖係繪示依照本發明另一較佳實施例的一種背光 模組的上視圖。 【主要元件符號說明】 100 :導光板 100a :導光板 102 :基板 102a :基板 104 :導光平行結構 104a :導光平 1 06 :缺口 108 :高度 110 :寬度 11 2 :間隙 114 :第一區 114a :第一區 114b :第六區 116 :第二區 116a :第二區 116b :第七區 118 :第三區 11 8a :第三區 11 8 b ·弟八區 120 :第四區 120a :第四區 120b ：第九區 122 :第五區 122a :第五區 122b ：第十區 124 :光源 124a :光源 124b ·光源 15 1345105 第95 ] 03218號 修正日期:]00.2.25 126 :光源 126a ： 126b :光源 128 ： 1 2 8 a :光源 128b ： 1 3 0 :光源 130a : 13 0b :光源 132 ： 1 3 2 a :光源 132b ： 1 3 4 :導光擴散結構 134a ： 1 3 4 b :導光擴散結構 136 ： 13 6a :導光擴散結構 136b ： 1 3 8 :導光擴散結構 138a ： 13 8b :導光擴散結構 140 ： 140a :導光擴散結構 140b ： 142 :導光擴散結構 142a ： 142b :導光擴散結構 144 ： 144a :背光模組 146 ： 修正頁 光源 光源 光源 光源 光源 光源 導光擴散結構 導光擴散結構 導光擴散結構 導光擴散結構 導光擴散結構 導光擴散結構 導光擴散結構 背光模組 光 16

Claims (1)

1345105 第951(b218號 修正日期:】〇〇.2.25十、申請專利範圍 修正本 M7- 1 - 一種背光模組，至少包括： 一‘光板，分成至少二區，且該導光板至少包括： 一基板；以及 複數個第一導光結構，設於該某柘 主 又γ忒丞扳之一表面上，且分別位於該些 區中’其中该些弟-導光結構至少包含導光擴散結構與導光平行結 構，且該些第一導光結構彼此間不重疊；以及 ,至少二光源’分別對應於該些區’以提供光予該些區中之該些第 一導光結構，其中該些光源之電源彼此獨立； 其中該導光擴散結構與該導光平行結構為一相互連接之長條狀 結構’並且該導錢散結構與該導光平行結構用以傳導由該些光源所 產生之光。 其中該背光模組係 其中該背光模組係 2.如申請專利範圍帛i項所述之背光模組 一掃描式背光單元（Scanning bac]dight unit)。 3·如申請專利範圍H i項所述之背光模組 一動態顯示背光單元(Dynamie backUght _)。 其中該基板之材質 係一塑膠材料 4.如申請專利範圍帛】項所述之背光模組 、 *巾'^專利㈣帛4 $所述之背光模組，#巾該塑膠材料係 選自於由聚_ f4 # - TS XA· T 、 了本—曱酉欠乙二酯（PET)與聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)所 組成之~族群。 6·如申請專利範圍帛i項所述之背光模組，其中該基 係玻璃。 17 第 95103218 號 修正日期:]00.2.25 修正本 第 95103218 號 修正日期:]00.2.25 修正本 1項所述之背光模組 1項所述之背光模組 且该間隙小於實質 8項所述之背光模組 ，如申請專利範圍第 散反射片或一銀反射片。 8.如申請專利範圍第 一導光結構之間具有一間隙 9·如申請專利範圍第 質 50 // m。 10·如申請專利範圍第i項所述之背光模粗 有該些第一導光結構中之一者。 η·如申請專利範圍第1項所述之背光模％ 有該些第一導光結構中之至少二者。 .、.如巾請專利範圍第1項所述之背光模; 導光結構巾設有m⑽構或至少一缺口 13·如申請專利範圍第1項所述之背光模, 自於由發光二極體或雷射二極體所組成之一族 14.如中請專利範圍第！項所述之背光模$ 相對應之該些光源之間設有至少_第二導光結: 第一導光結構β 么士 •如申請專利範圍第1項所述之背光模纽， 結構係由一光纖材料所組成。 如申β專利範圍第1項所述之背光模組， 結構為導光束（light guiding Pipe)。 17.—種液晶顯示裝置，具有至少二顯示區， 置至少包括： ，其中該基板係一擴 ，其中相鄰之該些第 100 # m。 ，其中該間隙小於實 ，其中每一該些區設 ’其中每一該些區設 1其中每一該些第一 其中該些光源係選 〇 其中每一該些區與 '以將光傳輸至該些 其中S亥些第一導光 其中該些第一導光 其中該液晶顯示裝 1345105 修正本 第951032]8號 修正日期:100.2.25 一背光模組，至少包括： 、導光板，具有至少二區，其中該些區分別對應於該些顯示區， 且該導光板至少包括： —基板；以及 複數個第-導光結構，設於該基板之—表面上，且分別位於該些 m ，其中該些第一導光結構至少包含導光擴散結構與導光平行結 構，且該些第一導光結構彼此間不重疊；以及 一至少二光源，分別對應於該些區，以提供光予該些區中之該些第 導光結構’其十該些光源之電源彼此獨立；以及 —液晶面板模组’設於該背光模組之上； 其中該導絲散結構與該導光平行結構為—相互連接之長條狀 ^生且料光擴散結構與料光平行結構用以科由該些光源所 —18·如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置，其中該 板組係一掃椙式背光單元。 X月 其中該背光 其中該基板 其中該塑膠 酯所組成之 ‘ 19.如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置 榼組係—動態顯示背光單元。 ^ .如申响專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置 係由一塑膠材料所組成。 ,21.如申請專利範圍第2〇項所述之液晶顯示裝置 射料係選自於由聚對笨二曱酸乙二酷與聚甲基丙稀酸 —族群。 22.如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置，其中該基板 19 1345105 修正本 第95103218號 修正日期:100.2.25 之材質係玻璃。 23.如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置， 係一擴散反射片或—銀反射片。 '、板 '第-V光結構之間具有一間隙，且該間隙小於實質_㈣。 •如中請專利範㈣17項所述之液晶顯示裝置，1中 4弟-導光結構之間具有—間隙，且該 n(- . . ^ J 々'貝貝 50// m 0 ."Μ利範㈣17項所述之液晶顯 :導光結構之數量為二，且每一該些區設有該些第_導光結 ’其中每一該 ，其中每一該 ’其中該些第 ’其中該些光 〇 ’其中每一該 ’以將光傳輸 其中該些第 27.如中請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置 些區設有該些第—導光結構中之至少二者。 如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置 二第^光結構中設有至少-網點結構或至少—缺口。 、29_如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示裝置 一導光結構係、由—光纖材料所組成。 30.如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示 源係選自於由發光二極體或雷射二極義組成之-族群 31，如申請專利範圍第17項所述之液晶顯示袭置 些區與相對應之該些光源之間設有至少 至該些第1歧I 構 32.如申請專利範圍第17項所述之液 -導光結構為導光束。 衣置 20 1345105 第 95]03218 號 修正日期:100.2.25 修正頁 七 、（一）、本案指定代表圓為：第 2 圖 (二）、本代表圖之元件代表符號簡單說明 100 :導光板 104 :導光平行結構 11 6 :第二區 120 :第四區 124 :光源 1 2 8 :光源 1 3 2 :光源 1 3 6 :導光擴散結構 140 :導光擴散結構 144 :背光模組 102 :基板 1 14 :第一區 118 :第三區 122 :第五區 12 6 :光源 1 3 0 :光源 134 :導光擴散結構 1 3 8 :導光擴散結構 142 :導光擴散結構 八 、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的 化學式：無。 4