TWI414836B - 導光板、背光模組及顯示裝置 - Google Patents

Description

導光板、背光模組及顯示裝置

本發明是有關於一種導光板及其應用的背光模組與顯示裝置，且特別是有關於可薄型化的導光板及其應用的背光模組與顯示裝置。

液晶顯示器(Liquid Crystal Display；LCD)具有高畫質、體積小、重量輕、低驅動電壓、與低消耗功率等優點，因此被廣泛應用於個人數位助理(Personal Digital Assistant；PDA)、行動電話、攝錄放影機、筆記型電腦、桌上型顯示器、車用顯示器、及投影電視等消費性通訊或電子產品。

目前市場上常見之液晶顯示器大部分為背光型液晶顯示器，這類的液晶顯示器一般主要係由液晶顯示面板以及背光模組所組成。因此，背光模組為液晶顯示器中相當關鍵之零組件之一。背光模組可依照光源入射位置的不同分成側光式入光(Edge Lighting)與直下式入光(Bottom Lighting)兩種，通常係運用於各種資訊、通訊、消費產品之中。

習知的側光式背光模組係藉由導光板導入自發性光源，並通過不同光學目的之光學膜片加以反射與折射，形成輝度均勻的面光源後再由光出射口射出。其中，光源係設置於導光板的一側，而液晶顯示面板係設置於光源和導光板上

目前，當液晶顯示器愈來愈薄型化時，背光模組亦需對應減少厚度和重量。然而，由於側光式背光模組的光源具有固定厚度，因而很難將背光模組的厚度減少至光源的厚度以下，進 而難以減少液晶顯示器的厚度。再者，背光模組的光強度容易集中於光源附近，造成背光模組的亮度不均勻情形。

因此本發明之一方面係在於提供一種導光板及應用其的背光模組與顯示裝置，藉以減少顯示裝置的整體厚度，而可不受限於光源的厚度限制。

本發明之另一方面係在於提供一種導光板及應用其的背光模組與顯示裝置，藉以形成混光效果，因而可提升背光模組的發光均勻性。

根據本發明之實施例，本發明之導光板包含出光部和至少一導光部。出光部具有出光面，導光部形成於出光部的至少一側，其中導光部具有入光面、第一反射面、第二反射面及光源設置面。第一反射面係用以反射由入光面入射的光線至第二反射面，第二反射面係用以反射由第一反射面所反射的光線至出光部，光源設置面係用以設置至少一光源，光源設置面與出光面係位於導光板的同一側。

又，根據本發明之實施例，本發明之背光模組包含導光板和光源。導光板包含出光部和至少一導光部。出光部具有出光面，導光部形成於出光部的至少一側，其中導光部具有入光面、第一反射面、第二反射面及光源設置面。第一反射面係用以反射由入光面入射的光線至第二反射面，第二反射面係用以反射由第一反射面所反射的光線至出光部，光源設置面與出光面係位於導光板的同一側。導光板包含出光部和至少一導光部。出光部具有出光面，導光部形成於出光部的至少一側，其 中導光部具有入光面、第一反射面、第二反射面及光源設置面。第一反射面係用以反射由入光面入射的光線至第二反射面，第二反射面係用以反射由第一反射面所反射的光線至出光部，光源設置面與出光面係位於導光板的同一側。光源係設置於導光部的光源設置面上。

又，根據本發明之實施例，上述的背光模組可應用於顯示裝置中。

因此，本發明的導光板及其應用的背光模組與顯示裝置可減少顯示裝置的整體厚度，且可提升背光模組的發光均勻性。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，本說明書將特舉出一系列實施例來加以說明。但值得注意的是，此些實施例只是用以說明本發明之實施方式，而非用以限定本發明。

請參照圖1，其繪示依照本發明之第一實施例之背光模組與液晶顯示面板的剖面示意圖。本實施例背光模組100可相對於一液晶顯示面板200來設置，用以作為液晶顯示器的側光式背光模組。背光模組100包含有殼體110、光源120、導光板130及光學膜片140。殼體110係用以裝設光源120及導光板130。光源120係設置於導光板130的一側，用以側向發光至導光板130，並由導光板130來導引出光。光學膜片140係設置於導光板130上，以改善光學效果。

如圖1所示，本實施例之殼體110係由不透光材質所製成，例如：塑化材料、金屬材料或上述材料之組合。光源120例如 為：冷陰極燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL)、熱陰極燈管(Hot Cathode Fluorescent Lamp；HCFL)、發光二極體(Light Emitting Diode；LED)、有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)、電激發光元件(Electro-Luminescence；EL)、發光燈條(Light Bar)或上述之任意組合。在本實施例中，光源120例如為發光燈條(Light Bar)，其包括電路板121和至少一發光元件122，電路板121例如為印刷電路板(Printed circuit board；PCB)或軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuits；FPC)，發光元件122係設置電路板121上。

如圖1所示，本實施例之導光板130例如係利用射出成型的方式來製成，其材料例如為光硬化型樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。其中，導光板130包含出光部131和至少一導光部132，出光部131係對應於液晶顯示面板200來設置，用以出光至液晶顯示面板200。

本實施例之導光板130的出光部131具有一出光面133和一光反射面134，出光面133係形成出光部131的一側，並面對液晶顯示面板200。出光面133可具有霧面處理或散射點設計，藉以均勻化導光板130的出光，減少出光不均(Mura)的現象。在一實施例中，出光面133更可設有複數個突出結構(未繪示)，藉以進一步修正光線的方向，來增加聚光效果，並提高正面輝度。其中此些突出結構可例如為：稜形或半圓形。光反射面134係形成出光部131的相對另一側，用以反射光線至出光面133。在本實施例中，出光部131係呈平板形結構，此時，光反射面134可設有導光結構(未繪示)，藉以反射導引光線由出光面133射出。光反射面134的導光結構例如係呈連續性的 V形結構，亦即V-Cut結構(例如係利用射出成型或微切削成型的方式來形成)、霧面結構(例如係利用噴砂處理來形成)、散射點結構(例如係利用網板印刷或一體成型來形成)，藉以導引由導光板130進入的光線可充分地由出光面133射出。

請參照圖2，其繪示依照本發明之一實施例之背光模組的剖面示意圖。在一實施例中，出光部131a可為楔形板結構，其中在接近導光部132處之出光部131a的厚度較厚，而在遠離導光部132處之出光部131a的厚度較薄。此時，出光部131a的光反射面134a可選擇未設有導光結構，而藉由出光部131a的楔形板結構來形成具有斜面角度的光反射面134a，以反射光線由出光面133射出。

如圖1所示，本實施例之導光板130的導光部132係形成於出光部131的至少一側，用以導引光源120的光線至出光部131。導光部132具有入光面135、第一反射面136、第二反射面137及光源設置面138。部分導光部132係突出於出光部131，並形成入光面135和第一反射面136，入光面135係用以允許光源120的光線進入導光部132。在本實施例中，導光部132的入光面135例如係垂直於出光部131的出光面133。入光面135可具有例如：V形結構(V-Cut)、S形波浪結構或表面粗糙化處理(未繪示)，藉以提升光線的入射效率和光耦合效率。第一反射面136係對應於入光面135，用以反射由入光面135入射的光線至第二反射面137。在本實施例中，第一反射面136例如為一傾斜平面，並與入光面135之間具有一角度θ 1，其小於90度，藉以反射光線至第二反射面137。其中，第一反射面136的垂直高度較佳係等於或大於入光面135的垂 直高度，藉以使由入光面135進入的光線可完全入射至第一反射面136。第二反射面137係對應於第一反射面136，用以反射由第一反射面136所反射的光線至出光部131。在本實施例中，第二反射面137例如為傾斜平面，並與第一反射面136之間具有另一角度θ 2，其大於90度，藉以反射光線至第二反射面137。然不限於此，角度θ 1、θ 2可根據入光面135、第一反射面136及第二反射面137之間的對應關係來決定，藉以二次反射光源120的光線至出光部131。光源設置面138係鄰近於入光面135，用以設置光源120，且導光部132的光源設置面138與出光部131的出光面133係位於導光板130的同一側。因此，當液晶顯示面板200設置於出光部131的出光面133上時，光源120與液晶顯示面板200可位於導光板130的同一側，因而可減少背光模組100和液晶顯示面板200的整體厚度。在本實施例中，導光部132的光源設置面138與出光部131的出光面133係位於同一平面上。

值得注意的是，導光板130之出光面133和入光面135以外的其他表面(如光反射面134、第一反射面136、第二反射面137及光源設置面138等)均可形成(例如塗佈)高反射率材料，例如：銀、鋁、金、鉻、銅、銦、銥、鎳、鉑、錸、銠、錫、鉭、鎢、錳、上述任意組合之合金、耐黃化且耐熱之白色反射漆料或上述材料之任意組合，以反射光線。在一實施例中，導光板130之出光面133和入光面135以外的其他表面亦可貼附反射膜或反射層，以反射光線。

如圖1所示，本實施例之光學膜片140例如為：擴散片、稜鏡片、逆稜鏡片(Turning Prism Sheet)、增亮膜(Brightness Enhancement Film；BEF)、反射式增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film；DBEF)、非多層膜式反射偏光片(Diffused Reflective Polarizer Film；DRPF)或上述之任意組合，其設置於導光板130的出光部131上，用以改善由導光板130出光的光學效果。

如圖1所示，當組裝本實施例的背光模組100和液晶顯示面板200時，首先，設置光源120於導光板130的導光部132(光源設置面138)上，因而形成背光模組100，接著，可設置液晶顯示面板200於導光板130的出光部131(出光面133)上，且與光源120位於同一側，因而形成液晶顯示裝置。

如圖1所示，當背光模組100提供背光源時，光源120的光線可由導光板130之導光部132的入光面135進入，接著，第一反射面136可反射光線至第二反射面137，接著，第二反射面137可反射光線至出光部131來出光至液晶顯示面板200。由於光源120的光線係藉由二次反射來導入出光部131，因而可具有混光效果，而大幅地減少背光模組100的發光不均勻問題。

因此，本實施例的導光板130及其應用的背光模組100與顯示裝置可減少顯示裝置的整體厚度，而可不受限於光源120的厚度限制，且本實施例的導光板130可均勻化光源120的發光，以提升背光模組100的發光均勻性。

請參照圖3，其繪示依照本發明之第二實施例之背光模組的剖面示意圖。以下僅就本實施例與第一實施例間之相異處進行說明，而其相似處則在此不再贅述。相較於第一實施例，第二實施例之導光板130b的導光部132b的第一反射面136b或 第二反射面137b可為曲面，以二次反射光源120的光線至出光部131。

請參照圖4，其繪示依照本發明之第三實施例之背光模組的剖面示意圖。以下僅就本實施例與第一實施例間之相異處進行說明，而其相似處則在此不再贅述。相較於第一實施例，第三實施例之背光模組100c包含二光源120c，此時，導光板130c可包含二導光部132c，其分別設置於出光部131的兩側，此些光源120c係分別設置於此些導光部132c的光源設置面138c上。此些導光部132c可分別導引光線由導光板130c的兩側來進入出光部131中，藉以增加背光模組100c的背光量，而可適用於大尺寸之顯示裝置，

請參照圖5，其繪示依照本發明之第四實施例之背光模組的剖面示意圖。以下僅就本實施例與第一實施例間之相異處進行說明，而其相似處則在此不再贅述。相較於第一實施例，第四實施例之背光模組100d的光源120d例如為燈管，例如CCFL或HCFL。此時，殼體110d可設有一燈罩111d，其設置於導光板130的光源設置面138上，並可形成密閉的容置空間，以容置光源120d，並可避免光線外漏。其中，燈罩111d的內側側壁可塗佈有上述高反射率材料。

請參照圖6A和圖6B，其繪示依照本發明之第五實施例之背光模組的局部剖面示意圖。以下僅就本實施例與第一實施例間之相異處進行說明，而其相似處則在此不再贅述。相較於第一實施例，第五實施例之導光部132e的入光面135e可未垂直於出光部131e的出光面133e，且導光部132e的光源設置面138e與出光部131e的出光面133e可選擇不位於同一平面上。 此時，第一反射面136e與第二反射面137e的設置角度可對應於入光面135e，以二次反射光源120的光線至出光部131。

由上述本發明的實施例可知，本發明之導光板及其應用的背光模組與顯示裝置可減少顯示裝置的整體厚度，且導光板可均勻化光源的發光，以提升發光均勻性。

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，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。

θ 1、θ 2‧‧‧角度

100、100c‧‧‧背光模組

110‧‧‧殼體

111d‧‧‧燈罩

120、120c、120d‧‧‧光源

121‧‧‧電路板

122‧‧‧發光元件

130、130a、130b、130c、130e‧‧‧導光板

131、131a、131e‧‧‧出光部

132、132b、132c、132e‧‧‧導光部

133‧‧‧出光面

134、134a‧‧‧光反射面

135‧‧‧入光面

136、136b、136e‧‧‧第一反射面

137、137b、137e‧‧‧第二反射面

138、138c、138e‧‧‧光源設置面

140‧‧‧光學膜片

200‧‧‧液晶顯示面板

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

圖1係繪示依照本發明之第一實施例之背光模組與液晶顯示面板的剖面示意圖。

圖2係其繪示依照本發明之一實施例之背光模組的剖面示意圖。

圖3係繪示依照本發明之第二實施例之背光模組的剖面示意圖。

圖4係繪示依照本發明之第三實施例之背光模組的剖面示意圖。

圖5係繪示依照本發明之第四實施例之背光模組的剖面示意圖。

圖6A和圖6B係繪示依照本發明之第五實施例之背光模組的局部剖面示意圖。

θ 1、θ 2‧‧‧角度

100‧‧‧背光模組

110‧‧‧殼體

120‧‧‧光源

121‧‧‧電路板

122‧‧‧發光元件

130‧‧‧導光板

131‧‧‧出光部

132‧‧‧導光部

133‧‧‧出光面

134‧‧‧光反射面

135‧‧‧入光面

136‧‧‧第一反射面

137‧‧‧第二反射面

138‧‧‧光源設置面

140‧‧‧光學膜片

200‧‧‧液晶顯示面板

Claims (27)

1. 一種導光板，包含：一出光部，具有一出光面；以及至少一導光部，形成於該出光部的至少一側，其中該導光部具有一入光面、一第一反射面、一第二反射面及一光源設置面，該第一反射面係用以反射由該入光面入射的光線至該第二反射面，該第二反射面係用以反射由該第一反射面所反射的光線至該出光部，該光源設置面係用以設置至少一光源，該光源設置面與該出光面係位於該導光板的同一側，該光源設置面與該入光面相鄰接且呈L形，且該光源設置面與該出光面相鄰接，而位於該導光部的該入光面與該出光部的該出光面之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該第一反射面的垂直高度等於或大於該入光面的垂直高度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該第一反射面或該第二反射面為平面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該第一反射面或該第二反射面為曲面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該出光部係呈平板形結構或呈楔形板結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該導光板包 含二個導光部，其分別設置於該出光部的兩側。
7. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該入光面具有V形結構、S形波浪結構或表面粗糙化處理。
8. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該第一反射面與該第二反射面具有一高反射率材料。
9. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該出光部更具有一光反射面和複數個導光結構，該些導光結構係形成於該光反射面上。
10. 如申請專利範圍第9項所述之導光板，其中該些導光結構係呈V形結構、霧面結構或散射點結構。
11. 如申請專利範圍第9項所述之導光板，其中該光反射面具有霧化處理或散射點設計。
12. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該出光面設有複數個稜形突出結構或複數個半圓形突出結構。
13. 一種背光模組，包含：一導光板，包含：一出光部，具有一出光面；以及至少一導光部，形成於該出光部的至少一側，其中該 導光部具有一入光面、一第一反射面、一第二反射面及一光源設置面，該第一反射面係用以反射由該入光面入射的光線至該第二反射面，該第二反射面係用以反射由該第一反射面所反射的光線至該出光部，該光源設置面與該出光面係位於該導光板的同一側，該光源設置面與該入光面相鄰接且呈L形，且該光源設置面與該出光面相鄰接，而位於該導光部的該入光面與該出光部的該出光面之間；以及至少一光源，設置於該導光部的該光源設置面上。
14. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該第一反射面的垂直高度等於或大於該入光面的垂直高度。
15. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該第一反射面或該第二反射面為平面。
16. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該第一反射面或該第二反射面為曲面。
17. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該出光部係呈平板形結構或楔形板結構。
18. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該導光板包含二個導光部，其分別設置於該出光部的兩側。
19. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該入光 面具有V形結構、S形波浪結構或表面粗糙化處理。
20. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該第一反射面與該第二反射面具有一高反射率材料。
21. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該出光部更具有一光反射面和複數個導光結構，該些導光結構係形成於該光反射面上。
22. 如申請專利範圍第21項所述之背光模組，其中該些導光結構係呈V形結構、霧面結構或散射點結構。
23. 如申請專利範圍第21項所述之背光模組，其中該光反射面具有霧化處理或散射點設計。
24. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該出光面設有複數個稜形突出結構或複數個半圓形突出結構。
25. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該光源為冷陰極燈管、熱陰極燈管、發光二極體、有機發光二極體、電激發光元件、發光燈條或上述之任意組合。
26. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中更包含：一殼體，用以裝設該導光板，其中該殼體設有一燈罩，設 置於該導光板的該光源設置面上，並形成一容置空間，以容置該光源。
27. 一種顯示裝置，包含：一背光模組，包含：一導光板，包含：一出光部，具有一出光面；以及至少一導光部，形成於該出光部的至少一側，其中該導光部具有一入光面、一第一反射面、一第二反射面及一光源設置面，該第一反射面係用以反射由該入光面入射的光線至該第二反射面，該第二反射面係用以反射由該第一反射面所反射的光線至該出光部，該光源設置面與該出光面係位於該導光板的同一側，該光源設置面與該入光面相鄰接且呈L形，且該光源設置面與該出光面相鄰接，而位於該導光部的該入光面與該出光部的該出光面之間；以及至少一光源，設置於該導光部的該光源設置面上；以及一顯示面板，設置該出光部上。