TWI401508B - 背光模組及使用其之顯示裝置 - Google Patents

Description

背光模組及使用其之顯示裝置

本發明是有關於一種背光模組，且特別是有關於一種出光均勻的背光模組及使用其之顯示裝置。

背光模組是用以提供液晶顯示面板(liquid crystal display panel,LCD panel)所需之顯示光源。背光模組依入光方式可分為直下式及側邊入光式，其中側邊入光式的背光模組通常使用導光板(light guide plate,LGP)將光源提供的光線轉換成面光源。另一方面，由於發光二極體(light emitting diode,LED)具有高亮度、體積小的特性，因此目前已逐漸被應用於背光模組中，以使液晶顯示器能夠進一步地朝向輕、薄與高亮度的目標發展。

圖1為習知側邊入光式背光模組的局部俯視示意圖。請參考圖1，背光模組100包括多個發光二極體110以及導光板(light guide plate,LGP)120。其中，這些發光二極體110是彼此間隔地排列於導光板120之入光面122旁，用以發射光線至導光板120內部。由於發光二極體110的出光角度有限，因此當相鄰之發光二極體110之間的間距d太大時，由導光板120所出射的光線往往會有明顯的暗帶區B，也就是出光不均勻的問題。習知解決此問題的方法之一是縮短這些發光二極體110之間的間距d。然而，在背光模組100尺寸不變的前提下，如欲縮短發光二極體110之間的間距d，則需使用更多的發光二極體110，導致背光模組100的成本提高。

有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種背光模組，其可在不提高成本的前提下提供均勻的面光源。

本發明的再一目的是提供一種顯示裝置，其包括可提供均勻面光源的背光模組，因而能夠具有良好的顯示效能。

本發明提出一種背光模組，包括導光板及多組光源，其中導光板具有彼此相鄰之入光面與出光面，並包括第一導光部與第二導光部。此入光面是位於第一導光部，出光面則是位於第二導光部。而且，第一導光部具有多個第一導光腔與多個第二導光腔，其中這些第一導光腔與這些第二導光腔交錯排列。各第一導光腔具有第一導光壁與第二導光壁，且第一導光壁與第二導光壁是朝向入光面延伸而相交於第一頂角。各第二導光腔則具有第三導光壁與第四導光壁，且第三導光壁與第四導光壁是遠離入光面延伸而相交於第二頂角。另一方面，第一導光壁是與第四導光壁相鄰，第二導光壁則與第三導光壁相鄰。

承上述，這些光源是配置在導光板之入光面旁，並對應至上述這些第一導光腔，適於提供光線至導光板內部。而且，各組光源包括對應至第一導光壁的第一發光二極體與對應至第二導光壁的第二發光二極體。

本發明還提出一種顯示裝置，包括上述之背光模組以及配置在導光板之出光面上方的顯示面板。

在本發明之一實施例中，上述第一頂角與第二頂角的角度相同。

在本發明之一實施例中，上述導光板為一體成型。

在本發明之一實施例中，上述導光板係由第一導光部與第二導光部組裝而成。

在本發明之一實施例中，上述背光模組更包括多個反射片，配置於導光板之入光面旁，並位於各組光源之間。

在本發明之一實施例中，上述第一導光部更具有多個光反射圖案，對應至這些光源之間而分佈於入光面。

在本發明之一實施例中，上述這些第一導光腔在平行入光面之方向上的寬度大於其所對應之該組光源的寬度。

在本發明之一實施例中，上述第一頂角的角度介於50~120度。

在本發明之一實施例中，上述第二頂角的角度介於50~120度。

在本發明之一實施例中，上述背光模組更包括至少一光學膜片，例如擴散片、增光片、稜鏡片或其組合，配置於導光板之出光面上。

在本發明之一實施例中，上述背光模組更包括反射罩，包覆上述這些光源以及第一導光部。

在本發明之一實施例中，上述第一導光壁平行於第四導光壁，且第二導光壁平行於第三導光壁。

在本發明之一實施例中，上述各第一頂角與其所相鄰之第二頂角之間的間距介於5釐米至25釐米之間。

在本發明之一實施例中，上述各第一導光腔與其所相鄰之第二導光腔之間的距離相等。

在本發明之一實施例中，上述顯示面板包括液晶顯示面板。

本發明之背光模組係在導光板中形成彼此交錯排列的多個第一導光腔與多個第二導光腔，以藉由第一導光腔將光源所發出之部分光線折射而使其向第二導光部行進，並將部分光線全反射至第二導光腔，再藉由第二導光腔反射光線向第二導光部行進，以使其從導光板的出光面出射。如此一來，即可避免在未配置有光源處產生明顯的暗帶，並提高背光模組的出光均勻性，進而改善使用其之顯示裝置的顯示效能。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

以下將舉顯示裝置為例說明本發明之背光模組的應用，但本發明不以此為限。

圖2為本發明之一實施例中顯示裝置的剖面示意圖，圖3則為圖2之背光模組俯視示意圖。請參照圖2及圖3，顯示裝置200包括背光模組300及顯示面板210，其中背光模組300包括導光板310及多組光源320，且導光板310具有彼此相鄰之入光面312與出光面314，而顯示面板210即是配置在導光板310的出光面314上方。具體來說，顯示面板210例如是液晶顯示面板(Liquid Crystal Display panel,LCD panel)或其他非自發光的顯示面板。此外，導光板310與顯示面板210之間還可以配置有至少一個光學膜片220，如擴散片、增光片、稜鏡片或其組合。

請繼續參照圖3，導光板310包括第一導光部310a與第二導光部310b。其中，入光面312是屬於第一導光部310a，出光面314則是屬於第二導光部310b。值得一提的是，本實施例之第一導光部310a與第二導光部310b為一體成型，但本發明不限於此。在其他實施例中，第一導光部310a與第二導光部310b也可以是組裝於彼此的獨立板材。舉例來說，第二導光部310b可以是一般常見的楔型導光板，第一導光部310a則是另行配置在楔型導光板旁的板材。

承上述，第一導光部310a具有多個第一導光腔311與多個第二導光腔313，其中這些第一導光腔311與這些第二導光腔313交錯排列。也就是說，各個第一導光腔311分別位於兩個第二導光腔313之間。而且，本實施例之各第一導光腔311與其所相鄰之兩個第二導光腔313之間的距離相等。各第一導光腔311具有第一導光壁311a與第二導光壁311b，且第一導光壁311a與第二導光壁311b是朝向入光面312延伸而相交於第一頂角θ₁ 。各第二導光腔313則具有第三導光壁313a與第四導光壁313b，且第三導光壁313a與第四導光壁313b是遠離入光面312延伸而相交於第二頂角θ₂ 。而且，第一導光壁311a是與第四導光壁313b相鄰，第二導光壁311b則與第三導光壁313a相鄰。在本實施例中，第一頂角θ₁ 與其所相鄰之第二頂角θ₂ 之間的間距D例如是介於5釐米至25釐米之間

需要注意的是，第一導光腔311與第二導光腔313的光線折射率係小於第一導光部310a其他部位的光線折射率。具體來說，第一導光腔311與第二導光腔313內部的光線傳遞介質例如是空氣，而第一導光部310a之材質例如為聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)，其折射率約為1.49，但不限於此。

請繼續參照圖2及圖3，各組光源320是彼此間隔地配置在導光板310之入光面312旁，並對應至第一導光腔311，用以提供光線至導光板310內部。而且，各組光源320分別包括對應至第一導光壁311a的第一發光二極體322與對應至第二導光壁311b的第二發光二極體324。

特別的是，本實施例之第一導光腔311與第二導光腔313在出光面314上的投影呈三角形。而且，第一導光腔311在平行入光面312之方向上的寬度H₁ 例如是大於其所對應之光源320的寬度H₂ 。也就是說，第一發光二極體322所發出的多數光線均會射至第一導光壁311a，而第二發光二極體324所發出的多數光線均會射至第二導光壁311b。

另外，第一導光腔311的第一頂角θ₁ 與第二導光腔313的第二頂角θ₂ 例如是介於50度至120度之間。而且，各第一導光壁311a是平行於其所相鄰之第四導光壁313b，各第二導光壁311b則是平行於其所相鄰之第三導光壁313a。換言之，本實施例之第一導光腔311的第一頂角θ₁ 與第二導光腔313的第二頂角θ₂ 相等。

請參照圖3，第一發光二極體322所發出的光線L₁ 在射至第一導光腔311的第一導光壁311a之後，部分會折射而往導光板310內部行進，即往第二導光部310b行進，而部分則會全反射至相鄰之第二導光腔313的第四導光壁313b，再於第四導光壁313b產生全反射而往導光板310內部行進(即往第二導光部310b行進)，之後從導光板310的出光面314出射。另一方面，第二發光二極體324所發出的光線L₂ 則在射至第一導光腔311的第二導光壁311b之後，部分會折射而往導光板310內部行進，即往第二導光部310b行進，而部分則會全反射至相鄰之第二導光腔313的第三導光壁313a，再於第三導光壁313a產生全反射而往導光板310內部行進(即往第二導光部310b行進)，之後從導光板310的出光面314出射。

由上述可知，第一導光腔311與第二導光腔313可使光源320所發出之光線部份經第一導光腔311直接往導光板310內導入，而部分則間接往導光板310內導入，即先將光線導至第二導光腔313再往導光板310內導入，故可以避免導光板310在未對應至光源320的位置形成暗帶。換言之，本發明之背光模組300可提供均勻的面光源。

請再次參照圖2，為提高光利用率，背光模組300還可以包括有反射罩330，其是包覆住光源320與導光板310之第一導光部310a，以使光源320所發出之光線大都能由入光面312入射至導光板310內部。除此之外，在本發明的另一實施例中，如圖4所示，背光模組400還可以包括有多個反射片410，配置在導光板310的入光面312旁，並位於兩兩相鄰的光源320之間。如此一來，若第一發光二極體所發出的光線L₁ 經第一導光壁311a反射後而朝向導光板310之入光面312前進，則可藉由反射片410將光線L₁ 再次反射回導光板310內部，進而提高光利用率。同理，第二發光二極體所發出的光線L₂ 在經第二導光壁311b反射後，也可再藉由反射片410將光線L₂ 再次反射回導光板310內部。

特別的是，這些反射片410除了可以是如圖4所示般配置在導光板310的部分入光面312上而位於相鄰之光源320間，也可以是配置在與光源320電性連接的電路板420上，如圖5所示，其中，配置反射片410之方式例如是以鍍膜或者黏貼之方式。本發明不在此限定反射片410形成於何處，只要其是對應至相鄰之光源320之間即可達成與前述實施例相同的功效。

在另一實施例中，也可以在導光板310的部分入光面312上形成多個光反射圖案610，如圖6所示，且這些反射圖案610是對應至兩相鄰之光源320之間，用以將被第一導光壁311a反射的光線L₁ 及被第二導光壁311b反射的光線L₂ 再次反射回導光板310內部。

綜上所述，本發明之背光模組係在導光板中形成彼此交錯排列的多個第一導光腔與多個第二導光腔，其中光源是對應第一導光腔配置。換言之，第二導光腔是對應至相鄰光源之間的間隙，也就是第二導光腔位於導光板未對應至光源的位置。光源所發出之光線除了可經由第一導光腔向第二導光部行進而從導光板之出光面出射外，還可以透過第一導光腔全反射至第二導光腔，再藉由第二導光腔反射光線向第二導光部行進而使其從導光板的出光面出射。由此可知，本發明之背光模組可將光源所發出之光線擴散至未配置有光源之處，以提高出光均勻性，進而改善使用其之顯示裝置的顯示效能。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，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內，當可作些許之更動與潤飾，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。

100、300、400．．．背光模組

110．．．發光二極體

120、310．．．導光板

122、312．．．入光面

200．．．顯示裝置

210．．．顯示面板

220．．．光學膜片

310a．．．第一導光部

310b．．．第二導光部

311．．．第一導光腔

311a．．．第一導光壁

311b．．．第二導光壁

313．．．第二導光腔

313a．．．第三導光壁

313b．．．第四導光壁

314．．．出光面

320．．．光源

322．．．第一發光二極體

324．．．第二發光二極體

330．．．反射罩

410．．．反射片

420．．．電路板

610．．．光反射圖案

B．．．暗帶區

D、d．．．間距

H₁ 、H₂ ．．．寬度

L₁ 、L₂ ．．．光線

θ1．．．第一頂角

θ2．．．第二頂角

圖1為習知側邊入光式背光模組的俯視示意圖。

圖2為本發明之一實施例中顯示裝置的剖面示意圖。

圖3為圖2之背光模組俯視示意圖。

圖4為本發明之另一實施例中背光模組的局部俯視示意圖。

圖5為本發明之另一實施例中背光模組的局部俯視示意圖。

圖6為本發明之另一實施例中背光模組的局部俯視示意圖。

300．．．背光模組

310．．．導光板

310a．．．第一導光部

310b．．．第二導光部

311．．．第一導光腔

311a．．．第一導光壁

311b．．．第二導光壁

312．．．入光面

313．．．第二導光腔

313a．．．第三導光壁

313b．．．第四導光壁

314．．．出光面

320．．．光源

322．．．第一發光二極體

324．．．第二發光二極體

D．．．間距

H₁ 、H₂ ．．．寬度

L₁ 、L₂ ．．．光線

θ₁ ．．．第一頂角

θ₂ ．．．第二頂角

Claims (29)

1. 一種背光模組，包括：一導光板，具有彼此相鄰之一入光面與一出光面，並包括一第一導光部與一第二導光部，其中該入光面位於該第一導光部，該出光面位於該第二導光部，且該第一導光部具有多個第一導光腔與多個第二導光腔，該些第一導光腔與該些第二導光腔交錯排列，各該第一導光腔具有一第一導光壁與一第二導光壁，且該第一導光壁與該第二導光壁朝向該入光面延伸而相交於一第一頂角，各該第二導光腔具有一第三導光壁與一第四導光壁，且該第三導光壁與該第四導光壁遠離該入光面延伸而相交於一第二頂角，該第一導光壁與該第四導光壁相鄰，該第二導光壁與該第三導光壁相鄰；多組光源，配置於該導光板之該入光面旁，並對應至該些第一導光腔，且該些第一導光腔在平行該入光面之方向上的寬度大於其所對應之該組光源的寬度，該些組光源適於提供一光線至該導光板內部，且各該組光源包括：一第一發光二極體，對應至該第一導光壁；以及一第二發光二極體，對應至該第二導光壁。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一頂角與該第二頂角的角度相同。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一導光部與該第二導光部為一體成型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導光板係由該第一導光部與該第二導光部組裝而成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括多個反射片，配置於該導光板之該入光面旁，並位於各該組光源之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一導光部更具有多個光反射圖案，對應至該些光源之間而分佈於該入光面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一頂角的角度介於50~120度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第二頂角的角度介於50~120度。
9. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括至少一光學膜片，配置於該導光板之該出光面上。
10. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該光學膜片包括擴散片、增光片、稜鏡片或其組合。
11. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包括一反射罩，包覆該些光源以及該第一導光部。
12. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一導光壁平行於該第四導光壁，該第二導光壁平行於該第三導光壁。
13. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中各該第一頂角與其所相鄰之該第二頂角之間的間距介於5釐米至25釐米之間。
14. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中各該第一導光腔與其所相鄰之該些第二導光腔之間的間距相等。
15. 一種顯示裝置，包括：一背光模組，包括：一導光板，具有彼此相鄰之一入光面與一出光面，並包括一第一導光部與一第二導光部，其中該入光面位於該第一導光部，該出光面位於該第二導光部，且該第一導 光部具有多個第一導光腔與多個第二導光腔，該些第一導光腔與該些第二導光腔交錯排列，各該第一導光腔具有一第一導光壁與一第二導光壁，且該第一導光壁與該第二導光壁朝向該入光面延伸而相交於一第一頂角，各該第二導光腔具有一第三導光壁與一第四導光壁，且該第三導光壁與該第四導光壁遠離該入光面延伸而相交於一第二頂角，該第一導光壁與該第四導光壁相鄰，該第二導光壁與該第三導光壁相鄰；多組光源，配置於該導光板之該入光面旁，並對應至該些第一導光腔，且該些第一導光腔在平行該入光面之方向上的寬度大於其所對應之該組光源的寬度，該些組光源適於提供一光線至該導光板內部，且各該組光源包括：一第一發光二極體，對應至該第一導光壁；一第二發光二極體，對應至該第二導光壁；以及一顯示面板，配置於該導光板之該出光面上方。
16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該第一頂角與該第二頂角的角度相同。
17. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該導光板為一體成型。
18. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該導光板係由該第一導光部與該第二導光部組裝而成。
19. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該背光模組更包括多個反射片，配置於該導光板之該入光面旁，並位於各該組光源之間。
20. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該第一 導光部更具有多個光反射圖案，對應至該些光源之間而分佈於該入光面。
21. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該第一頂角的角度介於50~120度。
22. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該第二頂角的角度介於50~120度。
23. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該背光模組更包括至少一光學膜片，配置於該導光板與該顯示面板之間。
24. 如申請專利範圍第23項所述之顯示裝置，其中該光學膜片包括擴散片、增光片、稜鏡片或其組合。
25. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該顯示面板包括液晶顯示面板。
26. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，更包括一反射罩，包覆該些光源以及該第一導光部。
27. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中該第一導光壁平行於該第四導光壁，該第二導光壁平行於該第三導光壁。
28. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中各該第一頂角與其所相鄰之該第二頂角之間的間距介於5釐米至25釐米之間。
29. 如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置，其中各該第一導光腔與其所相鄰之該些第二導光腔之間的間距相等。