TWI405010B - 減少漏光之背光模組 - Google Patents

Description

減少漏光之背光模組

本發明係關於一種背光模組；特別是一種包含發光二極體之背光模組。

平面顯示面板及使用平面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所示為習知顯示裝置之剖面圖。如圖1所示，習知顯示裝置10包含顯示面板11、光學膜片組12、導光板13、反射片14及外框15。光學膜片組12、導光板13及反射片14係分別疊置於外框15之中。光學膜片組12包含反射式偏光片形增亮膜、擴散片或棱鏡片等光學膜片，供接受並處理自導光板13射出之光線。此外，圖1所示之顯示裝置10另包含光源(未繪示)，設置於導光板13之側邊並將光線射入導光板13。如圖1所示，導光板13之中包含第一光線16及第二光線17，其中第一光線16在自導光板13底部射出後被反射片14分散並形成擴散光線。被反射片14分散之第一光線16將在經過光學膜片組12後行進至顯示面板11，以提供顯示面板足夠的亮度以顯示畫面。

然而，如圖1所示，第二光線17在導光板13之中進行全反射之移動方式並最終自導光板13之側面射出並接觸於外框15。由於外框15具有光反射性，因此第二光線17將因外框15之反射而自顯示面板11對應於外框15之側緣射出。如此一來，自導光板13側面射出之第二光線17都將因外框15之反射而最終集中於顯示面板11之側緣，也因此在顯示面板11之側緣形成亮線並影響習知顯示裝置10整體影像之美觀。

本發明之目的為提供一種背光模組，可用於減少顯示模組邊緣漏光(Light Leakage)之程度。

本發明之背光模組包含外框及導光板，其中外框包含底部平面及側壁。側壁係設置於底部平面之邊緣並圍起一個設置空間，以供設置導光板或光學膜片組。側壁包含實質上面對設置空間及導光板側面之第一內面及相對之外表面，其中第一內面越靠近底部平面之部分越靠近外表面。此外，第一內面與導光板側面夾一凹陷空間，其中第一內面越靠近底部平面之部分越靠近外表面。換言之，凹陷空間的寬度係隨著凹陷空間向底部平面靠近的同時而逐漸增加。在一實施例中，第一內面係為弧形第一內面，但不限於此；在不同實施例中，第一內面亦具有階梯狀、鋸齒狀或其他合適之形狀。

本發明係關於一種背光模組；特別是一種側光式背光模組。本發明改變外框第一內面之形狀和結構來將自導光板側邊射出之光線反射回導光板；該光線將在經光學處理後轉換成一擴散光線，以供顯示裝置之顯示面板顯示畫面。換言之，本發明係關於藉由改變外框第一內面之形狀和結構來回收自導光板側邊射出之光線，並藉此減少顯示裝置邊緣亮帶之漏光程度。

圖2及圖3所示分別為本發明背光模組100之爆炸圖及剖面圖。如圖2所示，本發明之背光模組100包含光源110、外框200、導光板300、光學膜片組400及反射片410，其中外框200另包含底部平面210及側壁220，但不限於此；在不同實施例中，外框200之底部平面210亦可用反射片410代替。換言之，反射片410可貼附於側壁220之底部並藉此節省底部平面210之材料。

如圖2所示，側壁220係延伸設置於底部平面210之邊緣並圍起設置空間211，以供容納光源110、導光板300、光學膜片組400及反射片410。此外，反射片410係設置於底部平面210之上，光源110及導光板300係設置於反射片410之上，而光學膜片組400係設置於導光板300之上。在本實施例中，背光模組100係為一側光式背光模組，其中光源110係設置於導光板300之側邊，但不限於此。

本實施例之光源110係為一條發光二極體燈條(Light Emitting Diode Bar)，但不限於此；在不同實施例中，光源110亦包含冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp)或其他合適之光源。此外，本發明之光學膜片組400係用於接受自導光板300射出之光線並藉由光學處理來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。本實施例之光學膜片組400包含擴散片(Diffuser)及增亮膜(Brightness Enhance Film)，但不限於此；光學膜片組400亦可包含偏光轉換膜、反射式偏光型增亮膜或其他合適之光學膜片。

圖3所示為本發明背光模組之剖面圖。如圖3所示，側壁220包含頂面221、第一內面222及外表面223，其中第一內面222實質上面對導光板300並係自頂面221向底部平面210之方向延伸。此外，第一內面222與導光板300之側邊夾有凹陷空間500，其中凹陷空間500之寬度W係隨著凹陷空間500向底步平面210靠近的同時而逐漸增加。換言之，第一內面222越靠近底部平面210之部分越向外表面223凹陷。此外，如圖3所示，第一內面222係自側壁220頂端部分延伸至一內面終端225，其中第一內面越靠近內面終端越靠近外表面。本實施例之內面終端225係相鄰於靠近底部平面210之位置，但不限於此。

在本實施例中，凹陷空間500之高度H係大於導光板300之厚度，但不限於此；高度H亦可等於導光板300之厚度。在不同實施例中，高度H可根據第一內面222之弧度、頂面221之位置或其他因素來進行修改。

在圖3所示之實施例中，第一內面222之剖面各個部分或不同段落分別具有不同的斜率及弧度。換言之，本實施例之第一內面222之斜率及弧度係對應於一橢圓型之部分邊緣，但不限於此；在不同實施例中，第一內面222可根據導光板300之厚度、製程拔模之需求、凹陷空間500所需尺寸或其他因素而具有其他合適圖形(如正圓形)之斜率及弧度。

在圖3所示之實施例中，凹陷空間500之高度H與導光板300厚度的比例較佳係為1.6，但不限於此；在不同實施例中，上述比例可選擇性地實質上介於1至2之間。換言之，如導光板300之厚度為C，導光板300厚度與凹陷空間500之高度H的比例關係可以方程式(1)來表示：

1<H/C<2　(1)

此外，本實施例之寬度W與凹陷空間500的高度H之間的比例實質上係為0.2，但不限於此；在不同實施例中，該比例可選擇性地實施上介於0.1及0.3之間。換言之，寬度W及高度H之間的關係可以下列方程式(2)敘述：

0.1<W/H<0.3　(2)

此外，頂面221相對於底部平面210之高度較佳係大於光學膜片組400相對於底部平面210之高度。在此實施例中，一顯示面板(如液晶顯示面板)可設置於頂面221之上但不會因此而接觸到光學膜片組400。

此外，在圖3所示之實施例中，第一內面222係形成為一弧面且第一內面222之截面形狀係對應於一參考橢圓形之部分圓周的弧度及長度。圖4所示為上述參考橢圓形600之示意圖。參考橢圓形600包含半長軸610及半短軸620，其中半長軸610及半短軸620所延伸出之線段分別切過參考橢圓形600並截取一個參考圓周630。換言之，本實施例之參考圓周630係為參考橢圓形600剛好正四分之一的圓周。在圖3所示之實施例中，第一內面222之截面形狀係對應於參考圓周600的至少一部分；具體而言，第一內面222之弧度係至少部分對應參考圓周630部份之弧形。如圖3所示，當光線A係自導光板300之側面射出並接觸於第一內面222時，光線A將被第一內面222反射至反射片410。一部分光線A將被反射片410反射並向光學膜片組400移動，而另一部分光線A則是被導光板300底部之網點(未繪示)破壞成複數向光學膜片組400不同位置移動的光線。換言之，自導光板300側邊射出之光線A將被第一內面222藉由反射方式回收至導光板300並被轉換成擴散光線；藉此本發明之背光模組100以反射方式回收光線A並增加了背光模組100之整體亮度及能源使用效率。

此外，在圖3及圖4所示之實施例中，凹陷空間500之高度實質上等於半長軸610之長度；凹陷空間500之寬度係等於半短軸620之長度，但不限於此；在不同實施例中，凹陷空間500之高度亦可相異於半長軸610之長度或凹陷空間500之寬度亦可相異於半短軸620之長度。

此外，如圖3所示，第一內面222包含頂端點224及內面終端225，分別對應於參考圓周630上之第一參考點631及第二參考點632。換言之，第一參考點631及第二參考點632之間包含的線段將作為形成側壁220之第一內面222的依據。

在本實施例中，第一參考點631及第二參考點632分別定義於參考圓周630之兩端，換言之，本實施例第一內面222之截面形狀係對應於參考橢圓形600正四分之一的圓周，但不限於此。在不同實施例中，第一參考點631及第二參考點632亦可選擇性地定義於參考圓周630上的任二兩點；藉此，第一參考點631及第二參考點632可選擇性地截取任何一部分參考圓周630的線段以作為形成第一內面222的依據。此外，如圖4所示，第二參考點632及半短軸620之間夾一偏心距離D。在本實施例中，偏心距離D較佳係小於圖3所示高度H之八分之一(0.15)，但不限於此。

圖5所示為本發明背光模組之另一實施例。如圖5所示，部分側壁220之內面向導光板300凸出，其中第一內面222係自該凸出部分之底端向底部平面210延伸。此外，本實施例之第一內面222係由多個斜平面連接所組成，其中各斜平面之傾斜角度均不同，其中第一內面222係在向底部平面210延伸之方向上同時向外表面223凹陷並形成凹陷空間500。換言之，第一內面222越靠近底部平面210之部分越向外表面223凹陷。

此外，第一內面222與底部平面210之間夾一個小於90°之夾角B。由於第一內面222係同時傾斜於反射片410，因此第一內面222可將至少部分自導光板300側面射出之光線反射至反射片410，反射片410之將該等光線反射至導光板並藉此使該等光線在經過處理後自光學膜片組射出。在本實施例中，上述夾角B係為60°，但不限於此；在不同實施例中，夾角B亦可根據外框200在製程時拔模之需求、第一內面222之坡度、導光板300之厚度、第一內面222與底部平面210之間的距離、凹陷空間500之所需尺寸或其他因素來進行調整。

圖6所示為本發明背光模組100之另一實施例。如圖6所示，第一內面222具有階梯狀並由複數梯狀結構226所組成。在本實施例中，梯狀結構226係自頂面221向底部平面210延伸，其中梯狀結構226之延伸方向係近似對應於一橢圓型之弧形邊緣，但不限於此；在不同實施例中，梯型結構226之延伸方向亦可具有其他的坡度或弧度或對應於其他圖形(如圓形)之弧度。較靠近底部平面210之梯狀結構226較靠近外表面223。

在本實施例中，部分自導光板300側邊所射出之光線將最終接觸梯狀結構226之表面並被梯狀結構226反射至反射片410，該等光線之後將被反射至導光板300並在經過光學處理後自光學膜片組400射出。此外，本實施例之梯狀結構226皆具有相等之寬度及高度，但不限於此；在不同實施例中，梯狀結構226之數目以及個別的寬度及高度可根據第一內面222所需之整體傾斜度、外框200在製程時拔模之需求或其他因素來進行調整。

在本實施例中，梯狀結構226可視為自第一內面222凸伸而出之凸柱，此外，本實施例之梯狀結構226自第一內面222伸出之高度係自頂面221向底部平面210遞減，但不限於此；在不同實施例中，上述梯狀結構226亦可具有相同之高度。此外，梯狀結構226平行於導光板300延伸方向或底部平面210之寬度亦為相等；但在不同實施例中，上述梯狀結構226之寬度亦可自頂面221向底部平面210遞增或遞減。

圖7所示為本發明背光模組之另一實施例，其中第一內面222具有菲涅耳(Fresnel)表面結構。如圖7所示，第一內面設有複數鋸齒820，且每一鋸齒820之尺寸大小係相等，但不限於此；在不同實施例中，鋸齒820亦可具有相異之尺寸。此外，在本實施例中，鋸齒820之延伸方向係以具弧度之方向自頂面221向底部平面210延伸，其中上述延伸方向之弧度係對應於一橢圓型部分邊緣之弧度，但不限於此；在不同實施例中，鋸齒820之延伸方向的弧度亦可對應於其他圖形(如圓形)之邊緣來進行修改。

在圖7所示之實施例中，鋸齒820亦具有實質上面對底部平面210之斜面800，其中部分自導光板300側面射出並接觸於斜面800之光線B將被反射回導光板300及反射片410，最終光線B將破壞並在被轉換成擴散光線後自光學膜片組400相對於導光板之一側射出。此外，請同時參照圖6及圖7，其中圖6所示梯狀結構226係為具有直角剖面之凸柱。圖7所示之鋸齒820具有銳角剖面之凸柱，其中本實施例之鋸齒820剖面所具有的角度係為60°，但不限於此；在不同實施例中，鋸齒820之剖面亦可具有小於90°之銳角或大於90°之鈍角。

圖8所示係為本發明背光模組100之另一實施例。在本實施例中，側壁220包含第一內面222及第二內面227，其中第一內面222係自側壁220頂端的部分向底部平面210延伸至內面終端225。第二內面227則是自內面終端225向側壁底端部分延伸。換言之，第一內面222及第二內面227係於內面終端225之處相互連接。此外，本實施例之第一內面222及第二內面227皆為平面且兩內面222、227夾有一頂角E。本實施例之頂角E實質上係為30°，但不限於此。

圖9所示為圖8所示背光模組100之變化實施例。在本實施例中，第一內面222及第二內面227係皆是弧形表面且同時向外表面223凹陷，其中第一內面222及第二內面227係連接於內面終端225。如此一來，第一內面222及第二內面227實質上形成一向外表面223凹陷之橢圓型表面。

在圖8及圖9所示之實施例中，當光線A自導光板300側面射出並接觸於第一內面222時，該光線A將被反射至第二內面227而第二內面227將光線A反射回導光板300。最終光線B將破壞並在被轉換成擴散光線後自光學膜片組400相對於導光板300之一側射出。換言之，圖8及圖9所示之實施例之背光模組100係藉由第一內面222及第二內面227來回收自導光板300射出的光線A，並同時增加背光模組100之整體亮度及能源使用效率。

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．．．光源

200．．．外框

210．．．底部平面

211．．．設置空間

220．．．側壁

221．．．頂面

222．．．第一內面

223．．．外表面

224．．．頂端點

225．．．內面終端

226．．．梯狀結構

227．．．第二內面

300．．．導光板

400．．．光學膜片組

410．．．反射片

500．．．凹陷空間

600．．．參考橢圓形

610．．．半長軸

620．．．半短軸

630．．．參考圓周

631．．．第一參考點

632．．．第二參考點

820．．．鋸齒

A．．．光線

B．．．夾角

C．．．厚度

D．．．偏心距離

E．．．頂角

H．．．高度

W．．．寬度

圖1所示為習知顯示裝置之剖面圖；

圖2所示為本發明背光模組之爆炸圖；

圖3所示為本發明背光模組之剖面圖；

圖4所示為對應於圖3所示第一內面之橢圓型，其中第一內面之截面形狀對應於橢圓型之一參考圓周；

圖5所示為本發明背光模組之另一實施例，其中第一內面係為一斜平面；

圖6所示為本發明背光模組之另一實施例，其中第一內面具有階梯狀；

圖7所示為本發明背光模組之另一實施例，其中第一內面具有菲涅耳鋸齒表面結構；以及

圖8及圖9所示為本發明背光模組之另一實施例。

100．．．背光模組

200．．．外框

210．．．底部平面

220．．．側壁

221．．．頂面

222．．．第一內面

223．．．外表面

224．．．頂端點

225．．．內面終端

300．．．導光板

400．．．光學膜片組

410．．．反射片

A．．．光線

C．．．厚度

H．．．高度

W．．．寬度

Claims (18)

1. 一種背光模組，包含：一外框，包含一側壁，圍起一設置空間，該側壁包含實質上面向該設置空間之一第一內面及相對應之一外表面，其中該第一內面自該側壁頂端部分延伸至一內面終端，該第一內面越靠近該內面終端越靠近該外表面；以及一導光板，位於該設置空間中；其中該第一內面與該導光板之一側邊夾一凹陷空間。
2. 如請求項1所述之背光模組，其中該第一內面係為弧形內面，該第一內面之截面形狀係對應於一橢圓形之一參考圓周之至少一部分，該橢圓型包含一半長軸及一半短軸，該半長軸及該半短軸分別切過該橢圓型以截取該參考圓周，該凹陷空間之高度實質上係小於該半長軸之長度，該凹陷空間之寬度實質上係小於該半短軸之長度。
3. 如請求項2所述之背光模組，其中該外框包含一底部平面，該導光板係設置於該底部平面上且該內面終端係位於該底部平面。
4. 如請求項2所述之背光模組，其中該第一內面包含一頂端點及一內面終端，分別對應於該參考圓周上之兩點，該內面終端係與該半短軸相距一第一偏心距離。
5. 如請求項4所述之背光模組，其中該第一偏心距離實質上係等於或小於該凹陷空間之高度八分之一(0.15)。
6. 如請求項1所述之背光模組，其中該凹陷空間之高度及寬度間的比例實質上係介於0.1至0.3之間。
7. 如請求項1所述之背光模組，其中該凹陷空間之高度及該導光板之厚度的比例實質上係小於2且實質上係大於1。
8. 如請求項1所述之背光模組，其中該第一內面具有階梯狀。
9. 如請求項3所述之背光模組，進一步包含複數凸柱，設置於該第一內面上，其中該等凸柱自該側壁伸出之高度係自該側壁之頂面向該側壁底端部分遞減。
10. 如請求項9所述之背光模組，其中該等凸柱垂直於該導光板之寬度係自該側壁之頂面向該底部平面遞增。
11. 如請求項9所述之背光模組，其中該等凸柱平行於該導光板之寬度係自該側壁之頂面向該側壁底端部分遞增。
12. 如請求項9所述之背光模組，其中該等凸柱之間分別夾一間隔，該間隔之寬度可選擇性地相等或不相等。
13. 如請求項9所述之背光模組，其中每一該凸柱具有一銳角部，設置於該凸柱之頂端，該銳角部進一步包含實質上面對該導光板之一斜面。
14. 如請求項1所述之背光模組，其中該第一內面具有菲涅耳(Fresnel)鋸齒表面結構。
15. 如請求項14所述之背光模組，其中該第一內面包含複數鋸齒部，每一該鋸齒部包含一斜面，該斜面越靠近該側壁底端部分之部分越靠近該外表面。
16. 如請求項1所述之背光模組，其中該側壁進一步包含一第二內面，自該內面終端延伸至該側壁底端部分，該第一內面及該第二內面係於該內面終端的位置相互連接。
17. 如請求項16所述之背光模組，其中該第一內面及該第二內面係同為平面且該第一內面及該第二內面間夾有一頂角。
18. 如請求項16項所述之背光模組，其中該第一內面及該第二內面係同為弧形表面並實質上向該外表面凹陷。