TWI425169B - 發光裝置、背光模組及顯示裝置 - Google Patents

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Description

發光裝置、背光模組及顯示裝置
本發明係關於一種發光裝置、背光模組及顯示裝置，特別關於一種具有發光二極體之發光裝置、背光模組及顯示裝置。
自從發光二極體(Light Emitting Diode,LED)開始商品化以來，由於具有壽命長、耗電量少、發熱度小，所以其應用範圍遍及日常生活中的各項用品，如家電製品及各式儀器之指示燈或光源等。近年來，發光二極體亦應用於平面顯示裝置的背光模組中。
由於平面顯示裝置一直朝輕、薄、短、小化方向發展，因此發光二極體應用於平面顯示裝置之背光模組，以取代傳統的螢光燈管，進而達到減少厚度的功效。圖1為一種習知發光二極體應用於背光模組的示意圖，如圖1所示，背光模組1包含一導光板11以及複數發光二極體12。發光二極體12排成一列，並鄰設於導光板11之一入光面111，以使發光二極體12所發出之光線經由入光面111進入導光板11。
然而，若要提高背光模組1之亮度，則需要改用高功率的發光二極體，但由於高功率的發光二極體之尺寸較大，使得導光板之厚度需要加厚，以讓高功率發光二極體所發出的光線均能進入導光板，故不利產品之輕薄化。
因此，如何提供一種發光裝置、背光模組及顯示裝置，能夠在提升發光亮度的情況下，仍然維持薄型化以維持市場競爭力，實為當前重要課題之一。
有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種發光裝置、背光模組及顯示裝置，能夠在提升發光亮度的情況下，仍然維持薄型化以維持市場競爭力。
為達上述目的，依據本發明之一實施例之一種發光裝置包含一導光板以及一發光單元。導光板具有一入光面以及一出光面。發光單元具有一第一光源、一第二光源以及一電路板，第一光源及第二光源設置於電路板上，且所發出之光線係經由入光面進入導光板並由出光面射出導光板。第一光源距離入光面之一參考線一第一距離，第二光源距離入光面之參考線一第二距離，第一距離不等於第二距離。
為達上述目的，依據本發明之一實施例之一種背光模組包含一導光板、至少一光學膜片以及一發光單元。導光板具有一入光面以及一出光面。光學膜片鄰設於出光面。發光單元具有一第一光源、一第二光源以及一電路板，第一光源及第二光源設置於電路板上，且所發出之光線係經由入光面進入導光板並由出光面射出導光板。第一光源距離入光面之一參考線一第一距離，第二光源距離入光面之參考線一第二距離，第一距離不等於第二距離。
為達上述目的，依據本發明之一實施例之一種顯示裝置包含一顯示面板以及一背光模組。背光模組鄰設於顯示面板，並具有一導光板、至少一光學膜片以及一發光單元。導光板具有一入光面以及一出光面。光學膜片鄰設於出光面。發光單元具有一第一光源、一第二光源以及一電路板，第一光源及第二光源設置於電路板上，且所發出之光線係經由入光面進入導光板並由出光面射出導光板。第一光源距離入光面之一參考線一第一距離，第二光源距離入光面之參考線一第二距離，第一距離不等於第二距離。
承上所述，本發明之發光裝置、背光模組及顯示裝置係使用側光式之發光單元，並使複數發光二極體與一參考線相距不同距離，例如一部分的光源排成一列並與參考線相距一第一距離，另一部分的光源排成另一列並與參考線相距一第二距離。藉此可在使導光板厚度不變的情況下，增加光源之數量，進而提升發光亮度。此外，由於光源之數量增加，因而可選用功率較小的光源，又光源的功率變小，其厚度亦變小，因而導光板的厚度也可變小，使得產品更加薄型化，而大幅提升產品競爭力。
以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種發光裝置、背光模組及顯示裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
圖2A為本發明較佳實施例之一種發光裝置2的分解示意圖，圖2B為圖2A之發光裝置2的組合示意圖。請參照圖2A及圖2B所示，發光裝置2包含一導光板21以及一發光單元22。其中，發光裝置2可為照明裝置、交通號誌、或是廣告看板。
本發明不限制導光板21的材質，其可例如包含壓克力(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或其他高透光率之光學材質。導光板21具有一入光面211以及鄰接入光面211之一出光面212，其中導光板21之入光面211可呈凹凸狀、或波浪狀、或弧形狀、或平面，於此係以入光面211呈平面狀為例。導光板21可為一平板或一楔形板，於此係以平板為例，另外，圖3顯示導光板21a為楔形板之態樣，在其他實施例中，導光板21a之出光面212可呈階梯狀，需注意的是，當導光板21a的剖面呈梯形時，一般也稱此導光板21a為楔形板。
發光單元22設置於導光板21之入光面211的一側，發光單元22具有至少一第一光源L1、至少一第二光源L2以及一電路板221。本發明之實施例中之第一光源L1與第二光源L2是以第一發光二極體L1及第二發光二極體L2為側光式(side-view)發光二極體為例，但不以此為限，而電路板221可為印刷電路板或軟性電路板，第一發光二極體L1及第二發光二極體L2係可藉由表面黏著(surface mount)製程而設置於電路板221上，且所發出之光線係經由入光面211進入導光板21並由出光面212射出導光板21。
圖4為圖2B之發光裝置2之俯視示意圖，如圖4所示，導光板21之入光面211之兩端的連線為一參考線R，第一發光二極體L1距離入光面211之一參考線R一第一距離D1，第二發光二極體L2距離入光面211之參考線R一第二距離D2，第一距離D1不等於第二距離D2。於此，第一距離D1小於第二距離D2。其中，當入光面211為一平面時，入光面211之參考線R係與入光面211平行且為入光面211之一長軸線；或者，入光面211之參考線R與電路板221之一長邊平行。於此第一距離D1係以參考線R至第一發光二極體L1之中心的最短距離為例，第二距離D2係以參考線R至第二發光二極體L2之中心的最短距離為例，當然，若將第一距離D1定義成參考線R至第一發光二極體L1出光面的最短距離；第二距離D2定義成參考線R至第二發光二極體L2出光面的最短距離，也是可以的。
在本實施例中，至少一第一發光二極體L1及至少一第二發光二極體L2分別包含複數個第一發光二極體L1及複數個第二發光二極體L2，且該等第一發光二極體L1及該等第二發光二極體L2係分別排列成一直線，該等直線與該參考線R係相互平行，當然，該等第一發光二極體L1及該等第二發光二極體L2也可以分別排列成三條以上的直線。此外，該等第一發光二極體L1與該等第二發光二極體L2於入光面211之垂直投影L11、L21係為交錯設置(如圖2A所示)，並且，第一發光二極體L1與第二發光二極體L2於入光面211之投影係部分重疊，也就是說第一發光二極體L1與第二發光二極體L2面對入光面211時，其空間位置除可交錯設置外，亦可有相互重疊的部分(如圖4中圓形虛線處所示)。其中，重疊的部分為發光二極體L1、L2之導線接腳(lead)P部分，也就是發光二極體L1、L2不發光的部分，重疊後可於相同的入光面211面積上設置更多的發光二極體L1、L2，例如是入光面211上對應到的都是發光二極體L1、L2的出光區，而沒有不發光的部分，使得第一發光二極體L1及第二發光二極體L2於入光面211所佔空間更有效率地被使用，並提升了入光面211的單位入光量。若已超過導光板21所需的亮度，則可將發光二極體L1、L2換成較小功率的發光二極體。由於較小功率的發光二極體尺寸也較小，如此一來，還可降低導光板21的厚度，進而讓發光裝置2的厚度減薄。
本發明之發光裝置還可具有多種變化態樣，以下舉例說明之。
如圖5A及圖5B所示，一種變化態樣之發光裝置2b包含一導光板21b以及一發光單元22。其中，發光單元22已於上詳述，於此不再贅述。與發光裝置2不同的是，導光板21b之入光面211b具有複數凹部214及複數凸部213，該等第一發光二極體L1係分別設置於該等凹部214，該等第二發光二極體L2係設置於該等凸部213。於此，導光板21b之參考線R係以通過該等凹部214底面的直線為例。為了讓第一發光二極體L1及第二發光二極體 L2於入光面211b所佔空間更有效率地被使用，設置於凸部213的第二發光二極體L2的寬度(含導線接腳)係大於凸部213的寬度，進一步來說，凸部213的寬度可以大致等於第二發光二極體L2的發光區之寬度即可。
如圖6A及圖6B所示，另一種變化態樣之發光裝置2c係包含一導光板21c以及一發光單元22c。其中，導光板21c之入光面211c呈弧形且發光單元22c可僅包含二第一發光二極體L1與二第二發光二極體L2。然而，在本實施例中是以發光單元22c具有二第一發光二極體L1、二第二發光二極體L2、二第三發光二極體L3以及二第四發光二極體L4為例作說明，但本發明皆不以此為限。上述發光二極體L1~L4係配合入光面之弧形設置，該等發光二極體L1~L4係排列成一曲線，例如為一弧線。於此，導光板21c之參考線R係以通過導光板21c之入光面211c之弧形的兩端點之線段為例。發光二極體L1~L4至參考線R的最短直線距離關係如下：第一發光二極體L1距離參考線R之一第一距離<第二發光二極體L2距離參考線R之一第二距離<第三發光二極體L3距離參考線R之一第三距離<第四發光二極體L4距離參考線R之一第四距離。當然，該等發光二極體L1~L4也可排列成二條以上的曲線。
圖7為本發明較佳實施例之一種背光模組3的示意圖，背光模組3包含一導光板21、一發光單元22以及至少一光學膜片30。於應用上，背光模組3可為一用於平面顯示器的背光源，或是指示用、廣告用或醫療用的燈箱。於此，係以背光模組3為液晶顯示器的背光模組，其包含導光板21、發光單元22和光學膜片30為例，當然，背光模組3可包含上述發光裝置的實施例中不同態樣之導光板及側光式發光單元，於此不再贅述。
光學膜片30鄰設於導光板21之出光面212。本發明不限制光學膜片30之數量及種類，其可例如為稜鏡片、擴散膜或增亮膜等等，以修飾由導光板21射出光線的光學性質。
圖8為本發明較佳實施例之一種顯示裝置4的示意圖，顯示裝置4包含一顯示面板40以及一背光模組3，背光模組3鄰設於顯示面板40，以提供光源至顯示面板40。顯示面板40為非自發光面板，例如液晶顯示面板。其中，背光模組3係可為圖7中所述之背光模組3，於此不再贅述。
綜上所述，本發明之發光裝置、背光模組及顯示裝置係使用側光式之發光二極體，並使設置於電路板上之發光二極體與一參考線相距不同距離，例如一部分的發光二極體排成一列並與參考線相距一第一距離，另一部分的發光二極體排成一列並與參考線相距一第二距離。藉此可在使導光板厚度不變的情況下，增加發光二極體之數量，進而提升發光亮度。此外，由於發光二極體之數量增加，因而可選用亮度較小的發光二極體，又發光二極體的亮度變小，其厚度亦變小，因而導光板的厚度甚而可變小，使得產品更加薄型化，而大幅提升產品競爭力。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1．．．背光模組
11．．．導光板
111．．．入光面
12．．．發光二極體
2、2b、2c．．．發光裝置
21、21a、21b、21c‧‧‧導光板
211、211b、211c‧‧‧入光面
212‧‧‧出光面
213‧‧‧凸部
214‧‧‧凹部
22、22c‧‧‧發光單元
221‧‧‧電路板
3‧‧‧背光模組
30‧‧‧光學膜片
4‧‧‧顯示裝置
40‧‧‧顯示面板
D1‧‧‧第一距離
D2‧‧‧第二距離
L1‧‧‧第一發光二極體
L11、L21‧‧‧垂直投影
L2‧‧‧第二發光二極體
L3‧‧‧第三發光二極體
L4‧‧‧第四發光二極體
P‧‧‧接腳
R‧‧‧參考線
圖1為一種習知發光二極體應用於背光模組的示意圖；
圖2A為本發明較佳實施例之一種發光裝置的分解示意圖；
圖2B為圖2A之發光裝置的組合示意圖；
圖3為本發明之導光板為楔形板的示意圖；
圖4為圖2B之發光裝置的俯視示意圖；
圖5A、圖5B、圖6A及圖6B為本發明之發光裝置之不同態樣的示意圖；
圖7為本發明較佳實施例之一種背光模組的示意圖；以及
圖8為本發明較佳實施例之一種顯示裝置的示意圖。
2．．．發光裝置
21．．．導光板
211．．．入光面
221．．．電路板
D1．．．第一距離
D2．．．第二距離
L1．．．第一發光二極體
L2．．．第二發光二極體
P．．．接腳
R．．．參考線

Claims (10)

  1. 一種發光裝置，包含：一導光板，具有一入光面以及鄰接該入光面之一出光面，其中該入光面兩端之連線為一參考線；以及一發光單元，設置於該入光面之一側，該發光單元具有複數第一光源、複數第二光源以及一電路板，該等第一光源及該等第二光源設置於該電路板上，且所發出之光線係經由該入光面進入該導光板並由該出光面射出該導光板，其中，該等第一光源距離該入光面之該參考線一第一距離，該等第二光源距離該入光面之該參考線一第二距離，該第一距離不等於該第二距離，且該等第一光源及該等第二光源係排列成一曲線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該導光板之該入光面呈凹凸狀、或波浪狀、或弧形狀、或平面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該等第一光源與該等第二光源於該入光面之垂直投影係為交錯設置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該導光板之入光面具有複數凹部及複數凸部，該等第一光源係設置於該等凹部的相對應位置，該等第二光源係設置於該等凸部的相對應位置。
  5. 一種背光模組，包含： 一導光板，具有一入光面以及鄰接該入光面之一出光面，其中該入光面兩端之連線為一參考線；至少一光學膜片，鄰設於該出光面；以及一發光單元，設置於該入光面之一側，該發光單元具有複數第一光源、複數第二光源以及一電路板，該等第一光源及該等第二光源設置於該電路板上，且所發出之光線係經由該入光面進入該導光板並由該出光面射出該導光板，其中，該等第一光源距離該入光面之該參考線一第一距離，該等第二光源距離該入光面之該參考線一第二距離，該第一距離不等於該第二距離，且該等第一光源及該等第二光源係排列成一曲線。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中該等第一光源與該等第二光源於該入光面之垂直投影係為交錯設置。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中該導光板之入光面具有複數凹部及複數凸部，該等第一光源係設置於該等凹部的相對應位置，該等第二光源係設置於該等凸部的相對應位置。
  8. 一種顯示裝置，包含：一顯示面板；以及一背光模組，鄰設於該顯示面板，該背光模組具有：一導光板，具有一入光面以及鄰接該入光面之一出光面，其中該入光面兩端之連線為一參考線； 至少一光學膜片，鄰設於該出光面；以及一發光單元，設置於該入光面之一側，該發光單元具有複數第一光源、複數第二光源以及一電路板，該等第一光源及該等第二光源設置於該電路板上，且所發出之光線係經由該入光面進入該導光板並由該出光面射出該導光板，其中，該等第一光源距離該入光面之該參考線一第一距離，該等第二光源距離該入光面之該參考線一第二距離，該第一距離不等於該第二距離，且該等第一光源及該等第二光源係排列成一曲線。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中該等第一光源與該等第二光源於該入光面之垂直投影係為交錯設置。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之顯示裝置，其中該導光板之入光面具有複數凹部及複數凸部，該等第一光源係設置於該等凹部的相對應位置，該等第二光源係設置於該等凸部的相對應位置。
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