TWI405008B - 背光模組及包含該背光模組之顯示裝置 - Google Patents

Description

背光模組及包含該背光模組之顯示裝置

本發明係關於一種背光模組及包含該背光模組之顯示裝置；特別是一種側光式背光模組及包含該側光式背光模組之顯示裝置。

顯示面板及使用顯示面板的平面顯示裝置，已漸漸成為各類顯示裝置之主流。其中，液晶顯示器面板係為目前平面顯示裝置之顯學，並且大量地使用於各式面板顯示屏、家用的平面電視、個人電腦及膝上型電腦之平板型監視器、行動電話及數位相機之顯示幕等電子產品。

背光模組(Back Light Module)係為目前液晶顯示器面板中的關鍵零件之一。由於液晶本身不發光，因此背光模組之功能係在於提供充足的亮度以及分佈均勻之光源，以使液晶顯示器面板能正常地顯示影像。

圖1及圖2所示分別為習知背光模組10之上視圖及剖面圖，其中圖2所示之習知背光模組上方另外設有一顯示面板80。習知背光模組10包含複數光源20、邊框30和導光板40。如圖1及圖2所示，邊框30具有側壁32及底部平面33，其中側壁32係包圍設置於至少部分底部平面33之邊緣。導光板40係設置於底部平面33之上並至少部分被側壁32所包圍。此外，如圖2所示，反射片70係設置於導光板40及底部平面33之間，以將自導光板40底面射出之光線反射至導光板40之頂面。光源20係設置於導光板40之一側並向導光板40之一側發射光線；而光線在導光板中經過反射及折射後最後自導光板40相對於底部平面之一側射出。如圖2所示，為了調整光線的強度均勻度或其他特性以及將光線轉換成擴散光線；導光板40上另設有如稜鏡片50及擴散片60等光學膜片組，以供接受並處理自導光板40上方射出之光線。

如圖2所示，習知背光模組係結合於一個顯示面板80，以供應顯示面板80足夠的光線來顯示畫面於顯示面板80之上。如圖1所示，導光板40之上方界定有一個由虛線所圍起之顯示區(Active Area)90，其中上述顯示區界定了圖2所示顯示面板所實際顯示畫面之面積。此外，如圖1及圖2所示，部分自靠近邊框30之光源射出之光線A將自導光板之側邊射出並投射至側壁32面對導光板40之內表面。由於側壁32具有光線反射性，因此上述光線A將被側壁32反射後朝導光板40邊緣上方之方向前進。換言之，在習知背光模組與圖2所示之顯示面板80結合後，部分被側壁32反射之光線A將聚集於顯示區90的邊緣部分並形成一道明顯之亮帶。請同時參照圖1及圖2，光線A較易自靠近光源20的導光板40側邊位置射出導光板40外，並藉由側壁32產生反射，因此靠近光源20之側壁32將使得大部分反射之光線聚集於顯示區90的邊緣並增強了該部分亮帶漏光的程度。

上述亮帶的漏光將影響到畫面之整體畫質並給予使用者不適之視覺感受。因此減少亮帶漏光的程度及範圍成為目前提升顯示裝置影像畫質之重要課題。

本發明之目的為提供一種背光模組以及包含該背光模組之顯示裝置，可用於減少顯示畫面邊緣亮帶之強度。

本發明之背光模組包含光源、導光板及邊框，其中導光板設置於邊框之上並被邊框所包圍。導光板具有入光端及第一端緣，其中光源係設置於導光板對應入光端之一側並向入光端發出光線。入光端上形成有複數光擴散結構，供接收光線並將光線打散以提供更均勻之整體光線。邊框包含第一側壁，對應於導光板之第一端緣並與第一端緣保持一間隔。

導光板上定義有垂直於入光端之導光板中線，其中導光板中線較佳係為直線。第一側壁具有面對第一端緣之內表面，其中在向光源延伸的方向上，內表面與導光板中線之距離漸增。換言之，第一側壁在向光源延伸之方向上，逐漸向邊框之外表面凹陷。

本發明揭露一種背光模組，以及包含該背光模組之顯示裝置；特別是一種側光式背光模組和包含該側光式背光模組之顯示裝置。本發明藉由改變背光模組邊框內部的形狀及結構，來降低顯示裝置中顯示區域邊緣所產生亮帶之漏光程度。

圖3所示為本發明背光模組之上視圖，其中背光模組包含光源200、導光板300及邊框400。在本實施例中，光源200包含複數設置於邊框400側邊之發光二極體，但不限於此；在不同實施例中，光源200亦包含冷陰極螢光燈管(Cold cathode fluorescent lamp)或其他合適之發光裝置。本實施例之導光板300包含相鄰之入光端310及第一端緣320，其中入光端310及第一端緣320之間夾有一角度W。在本實施例中，上述入光端310及第一端緣320之間的角度W實質上係為90°，但不限於此；在不同實施例中，上述角度W亦可根據導光板300之尺寸、第一端緣320與光源200之間的距離及其他設計上的需求而修改。此外，入光端310上形成有複數光擴散結構330，用於接受光源200所射出之光線並藉由折射來將進入導光板300之光線均勻化。如圖3所示，本實施例之光擴散結構330係為具有半球型之凸透鏡，但不限於此，在不同實施例中，光擴散結構330亦包含半橢圓形或其他具有弧形表面之凸透鏡。此外，如圖3所示，光擴散結構係根據其設置之位置而分別具有不同之尺寸。在本實施例中，由於光擴散結構330之尺寸與其折射光線之散射角具為正相關，因此尺寸較大之光擴散結構330有可能將過多光源200提供的光線折射至第一側壁410，之後該第一側壁410會反射該部分光線至導光板300並因此造成漏光；故在本實施例中，靠近第一端緣320之光擴散結構330較靠近導光板300中央之光擴散結構330較佳具有較小尺寸，但不限於此；在不同實施例中，光擴散結構330亦可統一具有相同之尺寸。

在圖3所示之實施例中，邊框400之材質係為光反射材料，例如聚碳酸酯(polycarbonate)，且邊框400包含第一側壁410，其中第一側壁410另包含內表面411、斜面412及頂面413。圖3所示之頂面413係為自第一側壁410伸出之一凸緣頂面，供一顯示面板(未繪示)設置於頂面413之上，其中在本實施例中，內表面411及斜面412即為上述凸緣之側面。內表面411及斜面412係相互連結並實質上面對著導光板300之側面，其中斜面412係自內表面411之一端向光源200及入光端310延伸；因此斜面412較內表面411更接近光源200及入光端310。如圖3所示，內表面411的各個部分與導光板300側面保持著固定的距離。在本實施例中，內表面411與導光板300側面係為0.5公厘，但不限於此；在不同實施例中，內表面411與導光板300側面的距離亦可根據導光板300尺寸、邊框400大小或其他因素來進行調整。此外，在本實施例中，內表面411及斜面412皆為平面，且均具有平整之表面，但不限於此；在不同實施例中，內表面411及斜面412之表面亦可具有弧形或設有如鋸齒等微型結構。

在圖3所示之實施例中，一導光板中線340係定義於導光板300之上，其中導光板中線340係垂直於入光端310。本實施例之導光板中線340係為一條位於導光板300中央位置且垂直於入光端310延伸方向之直線，但不限於此。圖3所示之背光模組100係為左右對稱，其中本實施例之導光板中線340係為背光模組100之對稱軸。換言之，在本實施例中，相對於第一側壁410之部分邊框400亦具有尺寸相同於第一側壁410之內表面411、斜面412及頂面413；但不限於此；本發明之背光模組100亦可左右不對稱。如圖3所示，斜面412在延伸至光源200之同時向邊框400外表面415之方向凹陷。換言之，斜面412在越來越接近光源200之同時而逐漸朝遠離導光板中線340之方向傾斜或偏離；亦因此斜面412與導光板中線340之間的距離也隨著斜面412向光源200的接近而增加。此外，斜面412自內表面411的一端向外傾斜之角度係為5°，但不限於此；在不同實施例中，上述傾斜角度亦可根據導光板300、邊框400尺寸或其他需求調整於小於5°或其他合適之角度。

圖4A及圖4B所示為圖3所示背光模組100不同部分之剖面圖，其中圖4A及圖4B分別表示跨越第一側壁410內表面411之B-B’部分及斜面412之C-C’部分。如圖4A及圖4B所示，導光板300側邊及內表面411和斜面412之間分別夾有間隔寬度D₁ 及D₂ 。由於斜面412在接近光源時同時向邊框400之外表面415凹陷，因此上述間隔寬度D2係大於間隔寬度D₁ 。此外，如圖4A所示，頂面413可供一顯示面板500之部分邊緣設置於其上方，使顯示面板500可設置於邊框400之中。然而，如圖3及圖4B所示，隨著斜面412向邊框400外表面415的凹陷，頂面413的面積亦將在接近光源200之同時逐漸減少。因此在部分最接近光源200之第一側壁410上將不具有或僅有較窄的頂面413以供設置顯示面板。換言之，部分接近光源200的顯示面板將懸空於第一側壁410之外。如圖4A及圖4B所示，本實施例之內表面411係為一個平整的表面，但不限於此；在不同實施例中，內表面411亦可以弧形或設有如鋸齒等微型結構之設計自內表面411向外表面415退縮。

請同時參照圖3及圖4B所示之背光模組100。如圖3所示，虛線定義的範圍係為顯示面板(未繪示)之顯示區520(Active Area)，其中上述顯示區520係為背光模組100與上述顯示面板組裝成平面顯示裝置後，使用者將實際觀賞到之最大畫面面積。在圖3及圖4B所示之實施例中，由於本實施例之斜面412在接近光源200之方向上朝著遠離導光板中線340及接近第一側壁410之方向傾斜，因此斜面412與導光板300側面之間隔D₂ 亦隨著斜面412的傾斜而擴大。因此，即使自導光板300側面射出之光線A被斜面412反射並向導光板300上方移動，光線A也將射向位於顯示區520之外。亦因此，因光線A聚集於顯示區520而產生之亮帶現象亦將獲得改善。

圖5A及圖5B為圖3所示背光模組100之變化實施例的上視圖及剖視圖，其中圖5B為圖5A中背光模組100之C-C’部分之剖面圖。如圖5A及圖5B所示，斜面412係位於頂面413及底部平面414之間，且斜面412在沿朝導光板300背面接近的方向上，朝遠離導光板300中線之方向凹陷，亦即，斜面412可為一自頂面413向外表面415方向凹陷之表面。此外，背光模組100之斜面412係同樣在延伸至光源200之同時向邊框400外表面415之方向傾斜或偏離；但本實施例之斜面412並未與頂面413之邊緣相連接，因此頂面413之邊緣亦因此不隨著斜面412之傾斜而向外表面415之方向退縮。

圖6所示為圖3所示背光模組100之變化實施例。在本實施例中，第一側壁410包含內表面411以及弧面416，其中弧面416在沿朝該光源200接近的方向上，同時逐漸朝遠離導光板中線340之方向弧曲、傾斜或偏離。換言之，弧面416具有橢圓形之弧度，但不限於此；在不同實施例中，弧面416亦可根據導光板300與第一側壁410的距離、第一側壁410與光源200之位置或其他因素而具有圓形或拋物線之弧度或其他合適之弧度。此外，如圖6所示，弧面416係為一外凸之弧面；然而在不同實施例中，弧面416亦可為內凹之弧面。除了第一側壁410包含具弧形表面之弧面416之外，圖6所示背光模組100的結構實質上相同於圖3所示之背光模組，因此在此不加贅述。

圖7A及圖7B所示為圖6所示背光模組100之變化實施例的上視圖及剖視圖，其中圖7B所示為圖7A中背光模組100之C-C’部分之剖面圖。如圖7A及圖7B所示，弧面416係位於頂面413及底部平面414之間，且弧面416在沿朝導光板300背面接近的方向上，朝遠離導光板300中線之方向凹陷，亦即，弧面416可為一自頂面413向外表面415方向凹陷之表面。此外，背光模組100之弧面416在沿朝該光源200接近的方向上，同時逐漸朝遠離導光板中線340之方向弧曲；但本實施例之弧面416並未與頂面413之邊緣相連接，因此頂面413之邊緣亦因此不隨著弧面416之傾斜而向外表面415之方向退縮。

圖8所示為本發明背光模組之另一實施例。在本實施例中，導光板300之較短之兩側緣具有突伸部分311，其中突伸部分311之兩側係同時相連接於第一端緣320及入光端310。在本實施例中，內表面411及第一端緣320之間的距離係實質上相等於斜面412與突伸部分311之間的距離，但不限於此；在不同實施例中，上述斜面412與突伸部分311之間距離亦可根據突伸部分311自導光板300延伸而出的長度及寬度而有所改變。在本實施例中，突伸部分311與入光端310相接之表面上不設有光擴散結構330。換言之，本實施例之光擴散結構330之位置僅止於入光端之表面上，但不限於此；在不同實施例中，光擴散結構330亦可選擇性地設置於突伸部分311其他部分的表面。此外，在本實施例中，突伸部分311面對斜面412之部分係為平面，但不限於此，突伸部分311亦可選擇性具有弧形或其他形狀之表面。

圖9A及圖9B所示為圖8所示背光模組之B-B’以及C-C’部分之剖面圖。在圖9A及圖9B所示之實施例中，由於斜表面412及導光板300以相同比例向邊框400之外表面415移動，因此導光板300側邊與內表面411及斜面412之距離實質上相等。當光線A自導光板300之側面射出並向斜面412移動時，光線A將被斜表面412反射並向導光板300上方移動。但由於斜面412與圖8所示之顯示區520之間的距離較遠，因此被反射之光線A亦將離顯示區較遠而不致於在顯示區520內產生亮帶。換言之，斜面412可有效地減少因反射而聚集於顯示區520邊緣亮帶之漏光程度。此外，圖9A及圖9B所示之頂面413分別具有不同之頂面寬度E₁ ,E₂ 。由於斜面412在接近光源時同時向邊框400的外表面415凹陷，因此頂面413亦隨之向邊框400的外表面415凹陷。亦因此，對應斜面412之頂面寬度E₂ 係小於對應內表面411之頂面寬度E₁ 。此外，由於頂面413係用於承載如液晶顯示面板等顯示面板，因此越接近對應斜面412之頂面413所能承載顯示面板之面積亦將在斜面412向光源延伸的同時逐漸減少。

圖10及圖11所示為圖3所示背光模組100之變化實施例。在圖10及圖11所示之實施例中，入光端320及入光開口401係形成於導光板300及邊框400較短之側邊。換言之，本實施例之光擴散結構330係形成於導光板300較短之側邊，而光源200則是對應設置於靠近入光開口401之位置。在本實施例中，邊框400之第一側壁410係為邊框400較長之側邊。此外，在本實施例中，導光板300不包含突伸部分；但是在圖11所示之實施例中，突伸部分311係形成於導光板300較長之側邊並向邊框400之斜面412突出，其中本實施例之突伸部分311接合於入光端之一側邊設有光擴散結構330，但不限於此。

圖12A及圖12B所示為本發明之顯示裝置110之剖面圖，其中圖12A及圖12B所示之顯示裝置進一步包含殼體600。如圖12A及圖12B所示，顯示面板500係設置於邊框400之中並實質上覆蓋導光板300，以接受自導光板300射出之光線並根據影像電子訊號將影像顯示在顯示面板500之上。此外，殼體600實質上覆蓋部分顯示面板500並同時使部分顯示面板500暴露於殼體600之一殼體開口420之外。在圖12A及圖12B所示之顯示裝置之中，顯示面板500上方具有一個以虛線界定了殼體之開口420及一顯示區520的範圍，其中顯示區520係為曝露於殼體開口420之外的該顯示面板。換言之，圖12A及圖12B所示之顯示區520界定了使用者可觀賞到畫面之最大面積。

在圖12A及圖12B所示之實施例中，顯示面板300之部分邊緣係設置於邊框400之頂面413之上。換言之，顯示裝置110係藉由頂面來將顯示面板500設置於邊框400所圍起的空間之中。除了包含顯示面板500之外，本實施例之顯示裝置110的結構實質上相同於圖4A及圖4B所示之背光模組100，因此在此不加贅述。此外，如圖12B所示，部分光線係自導光板300之側邊射出並在被斜面412反射後向顯示面板500的方向移動。由於斜面412向邊框400之外表面415凹陷，因此斜面412與導光板300間的距離係大於內表面411與導光板300之間的距離。亦因此，大部分被斜面412反射之光線將投射於殼體600，而並非聚集於殼體開口420或顯示區520之邊緣。換言之，藉著斜面412及導光板300之間距離的增加，顯示裝置110可將減少聚集於顯示區520邊緣之光線以及亮帶之漏光程度。

雖然前述的描述及圖示已揭示本發明之較佳實施例，必須瞭解到各種增添、許多修改和取代可能使用於本發明較佳實施例，而不會脫離如所附申請專利範圍所界定的本發明原理之精神及範圍。熟悉該技藝者將可體會本發明可能使用於很多形式、結構、佈置、比例、材料、元件和組件的修改。因此，本文於此所揭示的實施例於所有觀點，應被視為用以說明本發明，而非用以限制本發明。本發明的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

100．．．背光模組

110．．．顯示裝置

200．．．光源

210．．．反射片

220．．．稜鏡片

230．．．擴散片

300．．．導光板

310．．．入光端

311．．．突伸部分

320．．．第一端緣

330．．．光擴散結構

340．．．導光板中線

400．．．邊框

401．．．入光開口

410．．．第一側壁

411．．．內表面

412．．．斜面

413．．．頂面

414．．．底部平面

415．．．外表面

416．．．弧面

420．．．殼體開口

500．．．顯示面板

510．．．入光面

520．．．顯示區

600．．．殼體

A．．．光線

D₁ ,D₂ ．．．間隔寬度

E₁ ,E₂ ．．．頂面寬度

W．．．角度

圖1及圖2所示為習知背光模組之上視圖及剖面圖；

圖3所示為本發明背光模組之上視圖；

圖4A及圖4B所示為圖3所示背光模組不同部分之剖面圖；

圖5A及圖5B所示為圖3所示背光模組100之變化實施例的上視圖及剖視圖；

圖6所示為圖3所示背光模組之變化實施例；

圖7A及圖7B所示為圖6所示背光模組100之變化實施例的上視圖及剖視圖；

圖8所示為本發明背光模組另一實施例之上視圖；

圖9A及圖9B所示為圖8所示背光模組不同部分之剖面圖；

圖10及圖11所示為本發明背光模組之變化實施例；以及

圖12A及圖12B所示為本發明顯示裝置之剖面圖。

100．．．背光模組

200．．．光源

300．．．導光板

310．．．入光端

320．．．第一端緣

330．．．光擴散結構

340．．．導光板中線

400．．．邊框

401．．．入光開口

410．．．第一側壁

411．．．內表面

412．．．斜面

413．．．頂面

414．．．底部平面

415．．．外表面

520．．．顯示區

Claims (24)

1. 一種背光模組，包含：一光源；一導光板，具有一入光端及與一第一端緣，該入光端與該第一端緣係夾一角度相鄰接，該入光端上形成有複數光擴散結構，該導光板上定義有垂直該入光端之一導光板中線；其中該入光端係對應該光源，該光擴散結構接收該光源產生之光線；以及一邊框，包圍該導光板之邊緣，該邊框包含一第一側壁，對應於該第一端緣；其中，該第一側壁具有面向該第一端緣之一內表面，在沿朝該光源接近的方向上，該內表面與該導光板中線之距離漸增。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該內表面上包含接近該光源之一斜面，在沿朝該光源接近的方向上，朝遠離該導光板中線之方向傾斜。
3. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該斜面並在沿朝該導光板背面接近的方向上，朝遠離該導光板中線之方向凹陷。
4. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該斜面之傾斜角度在5度以下。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該內表面於接近該光源之部分形成一弧面，在沿朝該光源接近的方向上，朝遠離該導光板中線之方向產生弧曲。
6. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中該弧面並在沿朝該導光板背面接近的方向上，朝遠離該導光板中線之方向凹陷。
7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中在沿朝該光源接近的方向上，該第一側壁之該內表面與該導光板之該第一端緣間距離漸增。
8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導光板之該第一端緣在沿朝該光源接近的方向上向外傾斜，並維持與該第一側壁之該內表面間之距離固定。
9. 如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該入光端相應該第一端緣之傾斜向外延伸一突伸部分，該突伸部分上不設有該光擴散結構。
10. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中靠近該第一端緣之該光擴散結構較靠近該導光板中線之該光擴散結構具有較小尺寸。
11. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該邊框之材質係為光反射材料。
12. 一種顯示裝置，包含：一顯示面板，具有一入光面，並可定義一顯示區域；以及一背光模組，設置對應於該顯示面板之該入光面，包含：一光源；一導光板，具有一入光端及與一第一端緣，該入光端與該第一端緣係夾一角度相鄰接，該入光端上形成有複數光擴散結構；其中該入光端係對應該光源，該光擴散結構接收該光源產生之光線；以及一邊框，包圍該導光板之邊緣，該邊框包含一第一側壁，對應於該第一端緣，該第一側壁包含一頂面，該頂面支撐該顯示面板位於該顯示區域外之部分；其中，該第一側壁並具有面向該第一端緣之一內表面，在沿朝該光源接近的方向上，該內表面與該顯示區域邊緣之距離漸增。
13. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中該內表面上包含接近該光源之一斜面，在沿朝該光源接近的方向上，朝遠離該顯示區域之方向傾斜。
14. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該斜面與該頂面相接，該頂面之邊緣隨該斜面之傾斜而退縮。
15. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該斜面並在沿朝該導光板背面接近的方向上，朝遠離該顯示區域之方向凹陷，且該斜面未與該頂面相接，該頂面之邊緣不隨該斜面之傾斜而退縮。
16. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該斜面之傾斜角度在5度以下。
17. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中該內表面於接近該光源之部分形成一弧面，朝遠離該顯示區域之方向產生弧曲。
18. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中該弧面與該頂面相接，該頂面之邊緣隨該弧面之弧曲而退縮。
19. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中該弧面並在沿朝該導光板背面接近的方向上，朝遠離該顯示區域之方向凹陷，且該弧面未與該頂面相接，該頂面之邊緣不隨該弧面之弧曲而退縮。
20. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中在沿朝該光源接近的方向上，該第一側壁之該內表面與該導光板之該第一端緣間距離漸增。
21. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中該導光板之該第一端緣在沿朝該光源接近的方向上向外傾斜，並維持與該第一側壁之該內表面間之距離固定。
22. 如申請專利範圍第21項所述之顯示裝置，其中該入光端相應該第一端緣之傾斜向外延伸一突伸部分，該突伸部分上不設有該光擴散結構。
23. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中靠近該第一端緣之該光擴散結構較靠近該入光端中間部分之該光擴散結構具有較小尺寸。
24. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置，其中該邊框之材質係為光反射材料。