TWI426332B - 背光模組及其光學板 - Google Patents

Description

背光模組及其光學板

本發明係關於一種背光裝置及其光學板，特別是關於一種可運用於側光式之背光模組及其光學板。

背光模組(Backlight module)係廣泛應用於平面顯示器領域，由於液晶本身不發光，必須透過背光模組提供光源才能使液晶顯像，因而成為平面顯示器不可或缺的關鍵零組件。一般而言，背光模組分為側光式(Edge Type)以及直下式(Direct Type)兩種設計。直下式背光模組係將冷陰極螢光燈管等光源置於模組正下方。側光式背光模組則是將光源設在光學板側邊，其側邊入射的光源設計，擁有輕量、薄型、窄框化、低耗電的特色。側光式背光模組的主要光學元件包含光源反射罩、光學板、稜鏡片、反射板，及位於稜鏡片上方之擴散片等光學元件。其中，光學板為側光式背光模組的關鍵零組件，其主要之功用是將光線由邊緣導向視線方向，故得其名。為達到高亮度及亮度均勻之要求，光學板之光學設計就顯的格外的重要，目的是希望藉由光學設計之手段將集中於邊緣之光線藉由光學板均勻地導到整個視線所及之處。

隨著液晶產品對螢幕面積需求的增加、同時必須達到薄型化的需求，而如何結合側光式背光模組所能達到的薄型設計，同時具有直下式背光模組適用於大螢幕的光源分佈，成為一重要的課題，而光學板的設計則是解決此一課題的關鍵。其目標可歸納於以下兩點：1)在大型螢幕產生良好的勻光效果，不會有明暗不均的問題；2)產生足夠的亮度。

因此，積極尋求液晶顯示器裡新穎的背光模組之光學板，可適用於大型液晶螢幕，並可解決畫面亮暗分佈不均產生之問題，同時產生足夠的亮 度，乃為業界一亟待解決的議題。

因此，為解決上述問題，本發明提供一種背光模組，包含有光學板及複數個光源。光學板具有入光面、與入光面鄰接之底面，以及相對於底面之出光面。底面上設置有複數個第一光學微結構。光源係設置於對應光學板之入光面之一側，且光學板上進一步包含有膠體，設置於入光面上，且一膠體包含有複數個光學折射微粒。

因此，本發明之主要目的係提供一種背光模組，由於在入光面上設置有包含光學折射微粒的膠體，可將光源的入射光均勻分佈至背光模組中，改善光學板光均齊度，及降低光學板因設置光源所導致的螢火蟲區域(hot spot)狀況。

本發明之另一目的在於提供一種光學板，適用於側光式背光模組。光學板具有側面、與側面鄰接之底面，以及相對於底面之表面。底面上設置有複數個第一光學微結構。光學板上進一步包含有膠體，設置於側面上，且膠體包含有複數個光學折射微粒。

由於本發明係揭露一種背光模組及其光學板，其中所利用之光學原理與背光模組製程，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之示意，並未亦不需要依據實際情形完整繪製，合先敘明。

請參考第1A圖，第1A圖為本發明第一較佳實施例背光模組爆炸示意圖。背光模組1包含有光學板11及複數個光源12。光學板11具有入光面111、與入光面111鄰接之底面112，以及相對於底面112之出光面113。底面112上設置有複數個第一光學微結構114。第一光學微結構114的型態包 括但不限於網點、V形溝、或U形溝等。複數個光源12則設置於對應光學板11之入光面111的一側。光源12可以是發光二極體或是小燈泡等。光學板11可為平面式，或為楔形。另外，背光模組1之中又可進一步包含有擴散片13、增亮膜14，以增進背光模組1的發光效率與勻光效果。

本發明所提供之背光模組1的特徵在於光學板11上進一步包含有膠體115，並設置於入光面111上，此外，膠體115之中可具有複數個光學折射微粒。又，依據本發明之概念，設置於背光模組1之中的膠體115較佳為複數個(如第1A圖所示)，且各膠體115係塗佈於光學板11的入光面111上，且塗佈位置係與各光源12對應，或塗佈方式為各膠體115彼此間隔一預設距離。又，膠體115的材質係可以墨水混入金屬微粒，或可為高分子材料，其高分子材料可為壓克力類樹脂、環氧類樹脂、氟類樹脂、矽類樹脂、聚酯類樹脂、PU類樹脂或前述樹脂之任意組合等材質為佳。而該光學折射微粒之材質則可為聚酯類樹脂、壓克力類樹脂、聚烯類樹脂、聚醯胺類樹脂、聚胺脂類樹脂、無機粒子等材質或前述材質之任意組合為佳。

此外，為保持光源12的入射光，射入光學板11後能夠均勻散佈，各膠體115的塗佈面積，以不小於其對應的各光源12於該入光面111之照射面積為佳。此外，膠體115之總面積可與入光面111之面積相近。

另，請參考第1B圖，在另一種實施狀態中，膠體115亦可以完整覆蓋光學板11的入光面111的方式設置；而又以將膠體115與光學板11利用雙層射出技術一體成形製作的方式為更佳。

請再參考第1C圖，第1C圖為本發明第一較佳實施例背光模組的上視圖。在光學板11的出光面113靠近入光面111的一側1131之處，可進一步設置有複數個第二光學微結構116，使光源12經膠體115射入光學板11之入光面111的入射光能夠更均勻地散佈至光學板11整體。

又，為比較光學板11之入光面111未設置膠體115以及有設置膠體115兩者之差異，故檢視光均齊度之測量結果。光學板11之入光面111分別在 「未設置」及「有設置」膠體115的情況下，測量其在出光面113上的不同位置a至j等10處的光度，測量結果以光度單位(燭光/平方公尺；cd/m2)表示，並根據測量結果分別計算出兩種測試條件下的均勻度。

由上表之結果顯示，在未設置膠體115的情況下，光學板11之入光面111發光的均勻度為70.39%；而在有設置膠體115的情況下，光學板11之入光面111的發光均勻度則提高至81.30%，顯見設置膠體115確能提昇光學板11之入光面111的發光均勻度，改善光學板光度亮暗分佈不均的情形，並且能降低光學板因設置光源所導致的螢火蟲區域(hot spot)狀況。

本發明亦提供第二較佳實施例，為一種光學板，適用於側光式背光模組中。請參考第2圖，第2圖為本發明第二較佳實施例示意圖。光學板21具有至少一側面211、與一側面211鄰接之底面212，以及相對於底面212之表面213。底面212上設置有複數個第一光學微結構214。第一光學微結構214的型態包括但不限於網點、V形溝、或U形溝等。光學板21可為平面式，或為楔形。

特別說明的是，此光學板適用於一側光式背光模組，而當運用於側光式背光模組時，其側面211為入光面，而表面213為出光面。

光學板21上進一步包含有膠體215，並設置於側面211上，此外，膠體215之中可具有複數個光學折射微粒。又，依據本發明之概念，膠體215較佳為複數個(如第1A圖所示)，且各膠體215係塗佈於光學板21的側面211上，或塗佈方式為各膠體215彼此間隔一預設距離。又，膠體215的材質係可以墨水混入金屬微粒，或可為高分子材料，其高分子材料可為壓克力類樹脂、環氧類樹脂、氟類樹脂、矽類樹脂、聚酯類樹脂、PU類樹脂或 前述樹脂之任意組合等材質為佳。而光學折射微粒之材質則可為聚酯類樹脂、壓克力類樹脂、聚烯類樹脂、聚醯胺類樹脂、聚胺脂類樹脂、無機粒子等材質或前述材質之任意組合為佳。

此外，在其它實施狀態中(圖未示)，膠體亦可以完整覆蓋光學板的入光面的方式設置；而又以將膠體與光學板利用雙層射出技術一體成形製作的方式為更佳。

此外，膠體215的設置方式及其製作方式、光學板21之表面213上額外設置複數個第二光學微結構(請參考第1C圖)等特徵，均與第一較佳實施例大致相同，在此不再重複贅述。

以上，本發明已藉由各個實施例及其相關圖式而清楚載明，可由熟習該項技術者據以實施。然而，本發明之各個實施例在此僅為例示性而非為限制性，亦即，在不脫離本發明實質精神及範圍之內，上述各個實施例的變化例及修正例均為本發明所涵蓋。緣此，本發明係由後附之申請專利範圍所加以界定。

1‧‧‧背光模組

11、21‧‧‧光學板

111‧‧‧入光面

211‧‧‧側面

112、212‧‧‧底面

113‧‧‧出光面

213‧‧‧表面

1131‧‧‧靠近入光面的一側

114、214‧‧‧第一光學微結構

115、215‧‧‧膠體

116‧‧‧第二光學微結構

12‧‧‧光源

13‧‧‧擴散片

14‧‧‧增亮膜

第1A圖，為本發明第一較佳實施例背光模組爆炸示意圖。

第1B圖，為本發明第一較佳實施例背光模組另一實施狀態示意圖。

第1C圖，為本發明第一較佳實施例背光模組的上視圖。

第2圖，為本發明第二較佳實施例示意圖。

1‧‧‧背光模組

11‧‧‧光學板

111‧‧‧入光面

112‧‧‧底面

113‧‧‧出光面

114‧‧‧第一光學微結構

115‧‧‧膠體

12‧‧‧光源

13‧‧‧擴散片

14‧‧‧增亮膜

Claims (27)

1. 一種背光模組，包含有一光學板及至少一光源，該光學板具有一入光面、一與該入光面鄰接之底面，以及相對於該底面之一出光面，該光源係設置於對應該光學板之該入光面之一側，其特徵在於：該光學板之入光面進一步包含有至少一膠體，其中該膠體包含有複數個光學折射微粒。
2. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，其中各膠體係對應於各光源而設置於該入光面上。
3. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，其中各膠體之最大面積不小於所對應之各光源於該入光面之最大照射面積。
4. 依據申請專利範圍第2項之背光模組，其中該膠體之總面積與該入光面之面積相近。
5. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，其中該膠體與該光學板係由雙層射出一體成形製成。
6. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，該等膠體之材質係為高分子材料。
7. 依據申請專利範圍第6項之背光模組，該高分子材料係選自由壓克力類樹脂、環氧類樹脂、氟類樹脂、矽類樹脂、聚酯類樹脂、PU類樹脂及其組合所組成之群組。
8. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，該等膠體之材質係以墨水混入金屬微粒。
9. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，該等光學折射微粒之材質係選自由聚酯類樹脂、壓克力類樹脂、聚烯類樹脂、聚醯胺類樹脂、聚胺脂類樹脂、無機粒子及其組合所組成之群組。
10. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，其中該光學板之該出光面上靠近該入光面之一側設置有複數個第二光學微結構。
11. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，其中該光源係為發光二極體。
12. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，其中該光源係為小燈泡。
13. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，其中該光學板係為一平面式光學板。
14. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，其中該光學板係為一楔形光學板。
15. 依據申請專利範圍第1項之背光模組，其中該出光面上進一步鄰設有至少一光學膜片。
16. 依據申請專利範圍第14項之背光模組，其中該光學膜片係選自由擴散膜及增亮膜所組成之群組。
17. 一種光學板，該光學板具有至少一側面、一與該側面鄰接之底面，以及相對於該底面之一表面，其特徵在於：該光學板之該側面進一步包含有至少一膠體，其中該膠體包含有複數個光學折射微粒。
18. 依據申請專利範圍第17項之光學板，其中各膠體彼此間隔一預設距離。
19. 依據申請專利範圍第17項之光學板，其中該膠體之總面積與該側面之面積相近。
20. 依據申請專利範圍第17項之光學板，其中該膠體與該光學板係由雙層射出一體成形而製成。
21. 依據申請專利範圍第17項之光學板，該等膠體之材質係為高分子材料。
22. 依據申請專利範圍第21項之光學板，該高分子材料係選壓克力類樹脂、環氧類樹脂、氟類樹脂、矽類樹脂、聚酯類樹脂、PU類樹脂及其組合所組成之群組。
23. 依據申請專利範圍第17項之光學板，該等膠體之材質係以墨水混入金屬微粒。
24. 依據申請專利範圍第17項之光學板，該等光學折射微粒之材質係選自 由以聚酯類樹脂、壓克力類樹脂、聚烯類樹脂、聚醯胺類樹脂、聚胺脂類樹脂、無機粒子及其組合所組成之群組等。
25. 依據申請專利範圍第17項之光學板，其中該光學板之該表面上靠近該側面之一側設置有複數個第二光學微結構。
26. 依據申請專利範圍第17項之光學板，其中該光學板係為一平面式光學板。
27. 依據申請專利範圍第17項之光學板，其中該光學板係為一楔形光學板。