TWI401507B - 背光模組以及顯示器 - Google Patents

Description

背光模組以及顯示器

本發明是有關於一種光源裝置以及顯示裝置，且特別是有關於一種背光模組以及顯示器。

近年來，由於液晶顯示器以輕、薄、小以及耗電低等特點，在筆記型電腦、數位相機、電視等電子影像產品上得到了廣泛的應用，並逐漸取代了傳統陰極射線管(CRT,Cathode ray tube)顯示器。

一般而言，液晶顯示器是由一液晶面板以及一背光模組所構成。液晶面板主要藉由液晶分子的轉動及偏光板，來改變光線在不同區域的通過量，在不同區域造成明暗差異，以達到影像顯示的目的。由於液晶本身並不具備發光特性，故須依賴背光模組提供光源。背光模組可分為側邊入光式背光模組與直下式背光模組。由於直下式背光模組需要較長的混光距離以達到均勻混光之效果，因此直下式背光模組之厚度較厚，使得直下式背光模組較不適於薄型顯示器的製作，而側邊入光式背光模組則具有厚度較薄的優勢。

隨著液晶顯示器逐漸朝向大尺寸以及高對比等顯示品質需求的趨勢發展，一種背光模組被提出，其是利用區域背光調控(local dimming)的方式，可以實現液晶顯示器高動態對比的顯示效果。此外，相較於直下式背光模組，使 用具有拼接式導光板架構的側邊入光式背光模組來達成區域背光調控將更具有薄型化的優勢。

圖1繪示習知一種背光模組的示意圖。請參照圖1，背光模組100是由多個拼接而成的導光板110所組成，利用分區控制來呈現高動態對比的效果。如圖1所示，將欲顯示區域之導光板110a的光源組120a點亮而呈現亮態，而將其他非顯示區域的導光板110的光源組120關閉而呈現暗態，如此可以提高液晶顯示器的對比度。然而，在啟動上述的分區調控功能時，由於各導光板之間的輝度不同，容易在顯示畫面上出現導光板之間的拼接邊界，影響顯示品味。

為了解決上述問題，一種增加背光模組分區數目的方式被提出，然而徒然增加背光模組的分區數目將增加導光板的數量、增加調控驅動晶片的數量、提高影像處理之演算法的難度，進而增加製造成本。另一種在背光模組中增加具有擴散功能之光學膜片亦被提出，以解決在顯示畫面上出現拼接邊界的問題。然而，此種方式將導致背光模組的重量及成本增加，更會使得背光模組整體的輝度降低，反而需要以增加光源數目或提高驅動電流來補足因加入光學膜片所損失之輝度，如此一來，將導致背光模組的耗電量增加。

本發明提供一種背光模組，其可將導光板之間的拼接 邊界模糊化，如此可提供一出光輝度均勻的背光模組。

本發明提供一種顯示器，其具有出光面輝度均勻化的背光模組，進而提升顯示畫面的品味。

本發明提出一種背光模組，其包括一導光板、多個光源組以及多個控制電路。導光板具有多個區域，其中導光板之每一區域對應有一入光面。每一光源組對應設置於其中一導光板之入光面，且每一光源組包括至少一中間光源以及至少一邊緣光源，其中中間光源設置在光源組之中間區域，邊緣光源設置在光源組之邊緣處。每一控制電路電連接其中一光源組之中間光源，且每一光源組之邊緣光源電路連接至鄰接的光源組之控制電路。

在本發明之一實施例中，在上述之每一光源組中，邊緣光源例如是位於中間光源的至少一側。其中，上述之位於中間光源的其中一側的邊緣光源的數目例如為一個以上。此時，在上述之這些邊緣光源之間更包括穿插設置有至少一個中間光源。

在本發明之一實施例中，上述之邊緣光源例如是設置於區域的交界處附近。

在本發明之一實施例中，上述之導光板之這些區域內各自為一單一子導光板，這些子導光板彼此拼接在一起以構成此導光板，且每一子導光板具有一個所述入光面。

在本發明之一實施例中，上述之每一子導光板例如具有相對向的一第一側表面以及一第二側表面，第一側表面的一部分是作為入光面，第一側表面之另一部分具有一拼 接區域，以使鄰接的子導光板之第二側表面於拼接區域與子導光板之第一側表面接觸。

在本發明之一實施例中，上述之這些子導光板分別為一楔形導光板或是一平板導光板。

在本發明之一實施例中，上述之導光板為一楔形導光板或是一平板導光板。

在本發明之一實施例中，上述之背光模組更包括一光學膜片組，設置於導光板之上方。

本發明另提出一種顯示器，其包括顯示面板以及上述之背光模組。

基於上述，本發明之背光模組於具有多個區域的導光板之每一區域對應有入光面處分別設置一光源組，且每一光源組分為中間區域的中間光源與以及邊緣的邊緣光源，並分別利用適當的控制電路來控制一導光板的中間光源以及與其相鄰之導光板的邊緣光源，因此本發明之背光模組可以充分地模糊化相鄰導光板之間的拼接邊界，解決拼接邊界出現於顯示畫面的問題，提升背光模組整體出光的均勻化效果，使得應用此背光模組的顯示器具有高顯示品味。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本發明提出一種背光模組，其中導光板具有多個區域，且導光板之每一區域對應有一入光面，在導光板之每 一入光面利用適當的光源分區方式以及控制電路，使得導光板的每一區域的中央與相鄰區域的邊緣一同被點亮或呈現暗態，以降低導光板多個區域拼接處因輝度差所造成銳利的對比，如此一來，可大幅地提升背光模組整體的出光均勻度，避免導光板在多個區域的拼接處產生銳利的拼接邊界影響顯示品質。以下將列舉些許實施例搭配圖式詳細說明本發明之背光模組。

圖2A為本發明一實施例之背光模組的示意圖。請參照圖2A。請參照圖2A，背光模組200包括具有多個區域210的導光板211、多個光源組220以及多個控制電路230。區域210例如是彼此拼接在一起，每一區域210具有一入光面212。每一光源組220對應設置於其中一區域210之入光面212，其中為了清楚說明導光板211之區域210、光源組220以及控制電路230之間的相關構件以及連接關係，在圖2A中進一步以背光模組200中的局部放大作為代表進行說明。請參照圖2A，每一光源組220包括至少一中間光源222以及至少一邊緣光源224，其中中間光源222設置在光源組220之中間區域，邊緣光源224設置在光源組220之邊緣處。每一控制電路230電路連接其中一光源組220之中間光源222，且每一光源組220之邊緣光源224是電路連接至鄰接的光源組220之控制電路230。如此一來，相鄰區域210之間的拼接邊界可藉此被模糊化，解決習知之背光模組200在拼接處會產生如棋盤狀之顯示不良的問題，本發明所提出之背光模組200除了可以解決習知 之液晶顯示面板，亦可以搭配其他例如是可撓式平面顯示面板、電子紙顯示面板或觸控面板等平面顯示面板，皆可有效提升顯示品質。

詳言之，邊緣光源224例如是設置於區域210的交界處附近。在每一光源組220中，邊緣光源224是位於中間光源222的至少一側，以圖2A所示之背光模組200中的每一光源組220為例，中間光源222例如是發光二極體，且在本實施例中，位於中間光源222的其中一側的邊緣光源224的數目為一個，並且每一區域210中的中間光源222是與相鄰區域210的邊緣光源224一同電連接至相同的控制電路230。

為了清楚說明，以下將電連接至控制電路230A且主要對應於導光板211之區域210A的光源標示為1，將電連接至控制電路230B且主要對應於導光板211之區域210B的光源標示為2，而將電連接至控制電路230C且主要對應於導光板211之區域210C的光源標示為3。

詳細而言，對應區域210A的中間光源222A是與對應相鄰區域210B的邊緣光源224B一同電連接至相同的控制電路230A，而對應區域210B的中間光源222B是與對應相鄰區域210A的邊緣光源224A以及對應相鄰區域210C的邊緣光源224C一同電連接控制電路230B。當控制電路230B輸入一點亮訊號至與其電連接之標示為2的光源時，對應區域210B的中間光源222B與對應區域210A的邊緣光源224A、以及對應區域210C的邊緣光源224C 被點亮。此時，由於控制電路230A、230C皆未輸入點亮訊號至與其連接之標示為1的光源以及標示為3的光源，如圖2A所示，對應區域210B的被標示為1與被標示為3的邊緣光源224B並未被點亮，因此區域210B邊緣兩側會因邊緣光源224B未被開啟而無光源照明，該處的出光輝度將稍微降低。即使如此，由於導光板本身具有導光的效果，因此區域210B的邊緣兩側仍由被點亮的中間光源222B處引入部分光量而呈現出些許輝度。另一方面，對應區域210A且鄰近區域210B的邊緣光源224A則因標示為2的光源被控制電路230B點亮、且對應區域210C且鄰近區域210B的邊緣光源224C則因標示為2的光源被控制電路230B而被點亮，同樣地，在區域210A、210C中雖然其所對應之中間光源222A、222C未被點亮，但藉由區域210A、210C中導光板本身的導光效果，其可自被點亮的邊緣光源224A、224C處分別引入部分光量而在區域210A、210C上呈現出輝度漸層的變化效果。

值得注意的是，藉由上述方式，可避免背光模組200因接區域210之全亮或全暗而在區域交界處造成輝度的急遽變化，進而避免在區域交界處產生銳利的輝度差，以解決畫面在區域相鄰邊界處出現顯示不良的問題。更詳細來說，本實施例之背光模組200中，如圖2A所示，由於區域210B自中間區域至區域交界處兩側的輝度變化較為平緩(smooth)，且在與其交界的區域210A、210C的一側亦呈現些許輝度，如此一來，在區域210B之交界的輝度變化 可被模糊化，進而避免在顯示器的畫面中出現清晰的交界影像。

值得一提的是，在上述的背光模組中，導光板211之每一區域210內可以是各自為一單一子導光板218，這些子導光板218彼此拼接在一起以構成導光板211，且每一子導光板具有一個入光面212。如此一來，藉由上述方式，可避免背光模組200因拼接子導光板218之全亮或全暗而在拼接處造成輝度的急遽變化，進而避免在拼接處產生銳利的輝度差，以解決畫面在區拼接邊界出現顯示不良的問題。

此外，背光模組中，導光板中區域的數量或是拼接子導光板的數量端視產品尺寸、厚度、子導光板的導光效果、光源數目、控制電路數量、成本等產品需求而定，設計者可基於上述產品需求來調整背光模組200中區域210或是子導光板的數量與尺寸，本發明並用以不限定背光模組200中導光板的分區數量。

圖2B為圖2A之背光模組沿BB剖面線之一種剖面示意圖。請參照圖2B，在本實施例中，每一區域210A、210B、210C分別具有一入光面212，且在其對應的入光面處設置對應的光源組222。每一區域210A、210B、210C彼此拼接在一起。在本實施例中，可以是將一整塊導光板依需求劃分成區域210A、210B、210C。當然，每一區域也可以是由一子導光板所構成，其中本實施例之子導光板例如為平板導光板所構成，本發明並不限定導光板每一區域的構 成型態。

圖2C為圖2A之背光模組沿BB剖面線之一種剖面示意圖，且在本實施例中，導光板的各區域是以子導光板為例進行說明。請參照圖2C，在本實施例中，區域210是由一子導光板所構成，且本實施例之子導光板為一楔形導光板。每一區域210例如具有相對向的一第一側表面214以及一第二側表面216，第一側表面214的一部分是作為入光面212，第一側表面214之另一部分具有一拼接區域213，以使鄰接的區域210之第二側表面216於拼接區域213與區域210之第一側表面214接觸，例如區域210a之第二側表面216a於拼接區域213b與區域210b之第一側表面214b接觸。如此一來，不但可簡化背光模組200的組裝程序、增加整體的機械強度，將區域210的光源設置於前一塊區域210的底下，亦可達到減少混光距離、避免在畫面上觀察到清晰的光源，進而進一步達到均勻化的出光效果。當然，設計者亦可視產品需求而進一步在區域210之上方設置光學膜片組，以達到產品需求的光學效果，本發明並不限定。

為了清楚說明背光模組中如何利用上述方式來調變導光板區域交界處的輝度變化，以下將以圖2A所示之背光模組200為例，搭配一依據圖2A所量測到的輝度變化示意圖，下文將一併說明。

圖3為圖2A之背光模組所量測的輝度變化以及習知之背光模組所量測的輝度變化比較圖，其中虛線代表習知之背光模組100的架構與輝度變化示意圖，而實線代表本 實施例之背光模組200的架構與輝度變化示意圖。請參照圖3，出光區域ZA、ZB、ZC分別對應區域210A、210B、210C，由圖3之曲線100可知，習知之背光模組100在導光板的拼接處具有較急遽的輝度變化，容易在畫面上產生拼接影像，影響顯示品質。另一方面，由圖3之曲線200可知，本實施例之背光模組200在區域210A、210B、210C的拼接處的輝度變化較為平緩，可以有效模糊化拼接處的輝度變化，提升顯示品質。

當然，基於上述的精神，本發明亦不限定邊緣光源的設置數量以及其與中間光源的設置關係。詳言之，以下將於圖4A~4E中列舉幾種邊緣光源的設計，並且依據圖4A~4E所列舉之邊緣光源的設計於圖4F中繪示實際量測出其所對應的輝度變化。

圖4A~4F為本發明之一實施例中幾種背光模組的示意圖、輝度變化示意圖以及習知背光模組的示意圖與輝度變化示意圖，其中圖4A~4E分別繪示習知背光模組100與本發明之背光模組200的架構示意圖，而圖4F繪示習知背光模組100與本發明之背光模組200的輝度變化示意圖。首先，請參照圖4A，在習知之背光模組100中，導光板110各區域所對應的光源組120為全亮或全暗式的設計，因此可由圖4F的輝度變化示意圖中看到清晰的拼接影像。

請參照圖4B，在本實施例中之背光模組200B中，以每一區域210A、210B、210C中的區域210B為例，以標 示為2且位於中間區域的光源作為中間光源222B，且位於邊緣標示為3或是1的光源作為邊緣光源224B，其中本實施例之邊緣光源224B的數量為兩個，而由圖4F的輝度變化示意圖中可知，其具有模糊化導光板區域邊界處之輝度的效果。請參照圖4C，在本實施例中之背光模組200C中，以每一區域210A、210B、210C中的區域210B為例，以標示為2且位於中間區域的光源作為中間光源222B，且位於邊緣標示為3或是1的光源作為邊緣光源224B，其中本實施例之邊緣光源224B的數量為三個，而由圖4F的輝度變化示意圖中可知，其同樣具有模糊化導光板區域邊界處之輝度的效果。

當然，在每一區域210A、210B、210中的邊緣處，其邊緣光源224亦可以與中間光源222相互穿插設置。如圖4D，在本實施例中之背光模組200D中，以每一區域210A、210B、210C中的區域210B為例，以標示為2且位於中間區域的光源作為中間光源222B，且位於邊緣標示為3或是1的光源作為邊緣光源224B，其中本實施例之邊緣光源224B中標示為3或是1的相鄰兩光源之間更包括穿插設置有至少一個標示為1的光源，而由圖4F的輝度變化示意圖中可知，其具有模糊化導光板區域交界處之輝度的效果。此外，如圖4E，在本實施例中之背光模組200D中，以每一區域210A、210B、210C中的區域210B為例，以標示為2且位於中間區域的光源作為中間光源222B，且位於邊緣標示為3或是1的光源作為邊緣光源224B，其中本 實施例之邊緣光源224B中標示為3或是1的三個光源之間更包括穿插設置有至少一個標示為1的光源三個邊緣光源224之間更包括穿插設置有至少一個標示為1的光源，而由圖4F的輝度變化示意圖中可知，其同樣具有模糊化導光板區域交界處之輝度的效果。

以下將再列舉一些應用於實際產品的實施例來說明本發明之背光模組的出光效果，但本發明並不限定於此。

圖5A~5C為本發明之一實施例兩種背光模組以及習知背光模組的輝度變化比較圖。請參照圖5A~5C，本實施例之背光模組300A、300B是以適用於46吋之顯示器為例進行說明，背光模組300A、300B分別是由16×8個陣列排列的區域210A、210B、210C所拼接而成，且每一拼接區域210A、210B、210C中設置16個發光二極體。其中，圖5A繪示習知背光模組100，其是由導光板110A、110B、110C所拼接而成，而圖5B、5C分別繪示本發明之兩種背光模組300A、300B。由圖5A~5C中可知，本實施例之背光模組300A、300B相較於習知背光模組100具有調和相鄰導光板出光輝度的效果，使其模糊化，進而提升顯示品質。

圖5D~5F為本發明之一實施例另一種背光模組以及習知背光模組的輝度變化比較圖。請參照圖5D~5F，本實施例之背光模組400A、400B是以適用於65吋之顯示器為例進行說明，背光模組400A、400B是分別由16×8個陣列排列的區域210A、210B、210C所拼接而成，且每一拼接 區域210A、210B、210C中設置24個發光二極體。其中，圖5D繪示習知背光模組100，其是由導光板110A、110B、110C所拼接而成，而圖5E、5F分別繪示本發明之兩種背光模組400A、400B。由圖5D~5F中可知，本實施例之背光模組400A、400B相較於習知背光模組100同樣具有調和以及模糊化相鄰導光板出光輝度的效果，進而提升顯示品質。

在實際的應用層面上，上述之背光模組可應用於顯示器中。圖6繪示本發明之一種顯示器的示意圖。請參照圖6，顯示器500包括顯示面板520以及背光模組510，其中顯示面板例如是液晶顯示面板，而背光模組510可以是上述實施例中任一種背光模組，如200、200B、200C、200D、200E、300A、300B、400A、400B。顯示器500藉由具有上述架構之背光模組510可以使拼接導光板在拼接處的輝度變化較為平緩，改善習知顯示器在畫面上出現拼接邊界的不良，進而實現高動態對比、高顯示品質以及薄型化顯示器的效果。

綜上所述，本發明之背光模組將設置於導光板每一區域之入光面的每一光源組分為中間區域的中間光源與以及邊緣的邊緣光源，並且每一區域的中間光源是與相鄰區域的邊緣光源一同電連接至相同的控制電路，使得導光板每一區域的中間區域與相鄰導光板的邊緣區域一同被點亮，如此一來，導光板相鄰區域之間的交界可被模糊化，以降低導光板區域交界處因輝度差所造成銳利的對比，進而提 升背光模組整體出光的均勻化效果，使得應用此背光模組的顯示器具有高顯示品味。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何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內，當可作些許之更動與潤飾，故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。

100、110A、110B、110C、200、200B、200C、200D、200E、300A、300B、400A、400B、510‧‧‧背光模組

110、110a、210、210A、210B、210C、210a、210b‧‧‧導光板

120a、120‧‧‧光源

211‧‧‧導光板

212‧‧‧入光面

213‧‧‧拼接區域

214、214b‧‧‧第一側表面

216、216a‧‧‧第二側表面

218‧‧‧子導光板

220‧‧‧光源組

222、222A、222B、222C‧‧‧中間光源

224、224A、224B、224C‧‧‧邊緣光源

230、230A、230B、230C‧‧‧控制電路

圖1繪示習知一種背光模組的示意圖。

圖2A為本發明一實施例之背光模組的示意圖。

圖2B為圖2A之背光模組沿BB剖面線之一種剖面示意圖。

圖2C為圖2A之背光模組沿BB剖面線之一種剖面示意圖。

圖3為圖2A之背光模組所量測的輝度變化以及習知之背光模組所量測的輝度變化比較圖。

圖4A~4F為本發明之一實施例中幾種背光模組的示意圖、輝度變化示意圖以及習知背光模組的示意圖與輝度變化示意圖。

圖5A~5C為本發明之一實施例兩種背光模組以及習知背光模組的輝度變化比較圖。

圖5D~5F為本發明之一實施例另一種背光模組以及習知背光模組的輝度變化比較圖。

圖6繪示本發明之一種顯示器的示意圖。

200‧‧‧背光模組

210、210A、210B、210C‧‧‧導光板

211‧‧‧導光板

212‧‧‧入光面

218‧‧‧子導光板

220‧‧‧光源組

222、222A、222B、222C‧‧‧中間光源

224、224A、224B、224C‧‧‧邊緣光源

230、230A、230B、230C‧‧‧控制電路

Claims (12)

1. 一種背光模組，包括：一導光板，該導光板具有多個區域，其中該導光板之每一區域對應有一入光面；多個光源組，每一光源組對應設置於該導光板之其中一個入光面，且每一該光源組包括複數個中間光源以及至少一邊緣光源，其中該些中間光源設置在該光源組之中間區域，該邊緣光源設置在該光源組之邊緣處；以及多個控制電路，每一控制電路分別對應每一該光源組而設置，每一該控制電路電連接其中一光源組之該些中間光源，且每一該光源組之該邊緣光源是電連接至鄰接的光源組之控制電路，其中每一該光源組的該些中間光源與該邊緣光源分別由該光源組之該控制電路與鄰接的光源組之該控制電路點亮。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中在每一該光源組中，該邊緣光源是位於該些中間光源的至少一側。
3. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中位於該些中間光源的其中一側的該邊緣光源的數目為一個以上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之背光模組，其中在該些邊緣光源之間更包括穿插設置有至少一個中間光源。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些邊緣光源是設置於該些區域的交界處附近。
6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導光板具有多個子導光板，且各該子導光板對應各該區域而設置，該些子導光板彼此拼接在一起以構成該導光板，且每一子導光板具有一個所述入光面。
7. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中每一子導光板具有相對向的一第一側表面以及一第二側表面，該第一側表面的一部分是作為該入光面，該第一側表面之另一部分具有一拼接區域，以使鄰接的子導光板之第二側表面於該拼接區域與該子導光板之該第一側表面接觸。
8. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中該些子導光板分別為一楔形導光板或是一平板導光板。
9. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導光板為一楔形導光板或是一平板導光板。
10. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一光學膜片組，設置於該導光板之上方。
11. 一種顯示器，包括：一顯示面板；以及一如專利範圍第1項所述之背光模組。
12. 如申請專利範圍第11項所述之顯示器，其中該顯示面板更包括：液晶顯示面板、可撓式平面顯示面板、電子紙顯示面板或觸控面板。