TWI571678B - 導光板及使用其之背光模組與顯示裝置 - Google Patents

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Description

導光板及使用其之背光模組與顯示裝置
本發明係有關於一種導光板設計；具體而言，本發明係有關於一種具有支撐結構的導光板。
液晶顯示裝置廣泛應用在電腦、電視、通訊裝置等各種電子產品中。其中，液晶顯示裝置係由背光模組提供光源。背光模組包含導光板，其具有導引光線方向的功能，並可提高背光模組之光輝度，以及控制亮度的均勻。另一方面，顯示裝置係隨產業技術的進步以及生活需求而有輕薄化及輕量化的趨勢。因此，顯示裝置或其他具顯示功能的電子裝置的內部元件需要隨裝置外觀的演進，以其有限的體積在裝置有限的空間下發揮相等，甚至更佳的效能。
如圖1A所示之顯示裝置9a，其使用之背光模組包含傳統導光板6a、膠框4、以及背板5a，其中膠框4具有支撐顯示面板8的功能。如圖1B所示之顯示裝置9b，其使用之背光模組則不使用膠框，且係將原先膠框支撐顯示面板的功能整合至具有支撐肋3的導光板6b上。因此，圖1B所示之背光模組一方面具有簡化之構造，另一方面，卻使得某些元件例如導光板的大小有增加的空間。然而，在顯示裝置之窄邊框設計中，圖1B所示之背光模組依然可因遮光區82因應窄邊框設計變得更窄且無遮光膠帶7之設置，或者其他因素，造成大角度漏光。
本發明之目的在於提供一種導光板，能取代傳統膠框之使用，因應顯示裝置之窄邊框設計的需求。
本發明之目的在於提供一種導光板，並可在背光模組內供具有較大尺寸之光學膜片設置其上。
本發明之目的在於提供一種導光板及使用其上之背光模組及顯示裝置，可改善窄邊框之顯示裝置的漏光情形，並且滿足大視角之光學品質。
本發明之導光板包含板體以及支撐單元。板體具有出光面以及側邊，其中支撐單元係沿側邊設置。支撐單元具有頂面以及外側面，頂面係突出於出光面，外側面則突出板體於側邊之端面，並部分暴露端面遠離出光面之部分以形成凹部。
本發明之背光模組包含前述之導光板以及背板，其中導光板係設置於背板上。背板之邊緣形成有側壁，且側壁係伸入凹部中。
本發明之顯示裝置包含前述之導光板以及顯示面板，其中顯示面板係設置於導光板上，並由頂面所支撐。
本發明之導光板較佳用於液晶顯示裝置，但亦可用於其他以背光模組提供光源之電子裝置。
如圖2A-2B所示之本發明導光板之實施例，導光板100包含板體200以及支撐單元300。板體200具有底部230、出光面220、以及側邊210，且支撐單元300係沿側邊210設置；由於本發明之導光板100較佳係以一體成型之方式製成，因此亦可說支撐單元 300係形成於板體200的側邊210。在本發明較佳實施例中，板體200之出光面220與其底部230平行，然而在其他實施例中，如圖2E所示，導光板100A亦可全部或部分為楔形，且部分出光面相對於底部傾斜。
就本發明較佳大致呈長方體狀之導光板100而言，支撐單元較佳分佈於板體之至少二側邊例如板體之相對兩側邊，但本發明不加以限制，在其他實施例中，也可為僅在一側邊上；或者如圖2A-2B所示之本發明較佳實施例，支撐單元300係沿板體200之三側邊設置，其中板體200上未設置有支撐單元300的一側較佳與導光板100具有入光端150之一側同側。支撐單元300除了如圖2A-2B所示連續分布於板體200之三側邊，且呈現”ㄇ”字結構以外，在本發明其他實施例中，亦可為複數個支撐單元相互間隔地分布；舉例來說，呈”一”字結構的複數個支撐單元分別設置於板體之側邊，此外，間隔的部分可供膜片耳部或背板之結構伸入。
詳細來說，支撐單元300具有頂面330及外側面340，其中頂面330較佳至少部分平行於板體220之延伸方向，即平行出光面220，便於例如顯示面板之設置。如圖2A及剖視圖2C-2D所示，支撐單元300的頂面330突出出光面220，外側面340則突出板體200於其側邊210之端面211，且部分暴露端面211遠離出光面220之部分；換句話說，支撐單元300相當於包覆著出光面220的側邊210的邊緣以及側邊210近出光面220的端面211部分。
呈上述，由於支撐單元300的頂面330突出出光面220，且外側面340突出板體200於其側邊210之端面211並部分暴露端面211，因此，支撐單元300具有在出光面220上之高度TP、具有自 端面211上向外伸出之伸出長度WL，並且端面211暴露之部分在與板體200厚度的同方向上(或謂與高度TP的同方向上)具有高度TB。此外，在本發明較佳實施例中，端面211與板體200之出光面220正交，且外側面340較佳與端面211平行，因此伸出長度WL又相當於外側面340與端面211之垂直距離。
進一步而言，支撐單元300於頂面330之相對側具有底面350，底面350係分別與支撐單元300之外側面340與端面211暴露之部分相接，其中外側面340與端面211暴露之部分係相接於第一邊界3210；另一方面，端面211暴露之部分與支撐單元300間形成有凹部400。再者，支撐單元300於外側面340之相對側具有內側面360，且內側面360與出光面220相接於第二邊界3220。在本發明實施例中，支撐單元300在平行於出光面220之方向上的最大寬度W較佳等於第二邊界3220與外側面340的垂直距離；換言之，頂面330於同方向上的寬度WS較佳小於等於寬度W，但不以此為限。由於本發明之導光板100較佳係以一體成型之方式、再行脫膜後製成，其中脫膜時係較佳藉由頂出針自支撐單元300的頂面330將導光板100頂出模具，因此，頂面330的寬度WS較佳大於等於頂出針的尺寸。舉例來說，頂出針截面的直徑可為0.4 mm，因此寬度WS係不小於0.4 mm，但本發明不以此為限。
前述之凹部400的形狀與大小以及第一邊界3210的位置係與外側面340離開端面211之距離WL以及端面211暴露之部分的高度TB有關。具體來說，當距離WL愈大，第一邊界3210亦愈接近第二邊界3220；然在本發明中，第一邊界3210較佳不越過第二邊界3220而到達出光面220的下方(於後說明)。當高度TB愈大， 第一邊界3210亦愈接近第二邊界3220，且可超過第二邊界3220所在高度；此時，第一邊界3210的出光將更難以進入可視區，因此有助於避免或改善漏光的情形。另外，距離WL與高度TB較佳係配合使用本發明之導光板的背光模組之背板來設計，亦即配合背板之厚度以及側壁之高度設計(於後說明)。
然而，即使距離WL與高度TB係可調整的，第一邊界3210與第二邊界3220之間較佳應有相當的距離，亦即導光板100於第一邊界3210與第二邊界3220連線方向上較佳具有一定厚度，以確保結構強度。因此，外側面340突出端面211之距離WL較佳小於支撐單元300的寬度W，且更佳小於頂面330在同一方向上的寬度WS，端面211暴露部分之高度TB則較佳不大於板體200之厚度T；換言之，第一邊界3210較佳維持於第二邊界3220朝向板體200側邊210以及底部230的方向。
另一方面，在本發明實施例中，如圖2C-2D所示，第一邊界3210與第二邊界3220共同形成之虛擬平面P(虛線所示為平面之側邊)與出光面220形成有夾角α。一般而言，為了降低顯示裝置的漏光所造成的影響視覺品質的情形，第二邊界3220的相對可視區域之最大視角通常係控制在不大於60度，亦即理論上當自第二邊界3220射出的光與出光面間的夾角不大於60度時，光才可且進入顯示裝置之可視區。因此，本發明導光板之夾角α較佳係不大於60度，如此一來，第一邊界3210的相對可視區域之最大視角亦可控制在不大於60度，以確保漏光不易在可視區域中被看到。其中，在本發明更佳實施例中，夾角α係不大於45度。
呈上述，第一邊界3210的位置係與距離WL以及高度TB有 關，因此，距離WL與高度TB之調整較佳使得第一邊界3210與第二邊界3220共同形成之虛擬平面P可與出光面220形成不大於60度、且更佳不大於45度的夾角。
圖3A所示為本發明背光模組之實施例。背光模組10包含前述之導光板100以及背板500，且較佳更包含光學膜片700設置於導光板100之出光面220一側。背板500之邊緣形成或設置有側壁550，導光板100及光學膜片700係設置於背板500上。再者，側壁550具有適當之高度H；當導光板100設置於背板500上時，側壁550可收納於凹部400內且較佳支撐於支撐單元300的底面350；支撐單元300的外側面340較佳與側壁550之外表面齊平。藉由側壁550卡入凹部400內，導光板100與背板500間相對應或連接的面積增加，因此更增加結構穩定性。
呈前述，導光板100之外側面340突出端面211的距離WL以及端面211暴露部分的高度TB較佳配合背光模組之背板500設計，亦即配合背板500之厚度Tb以及側壁550之高度H設計。詳細來說，外側面340突出端面211的距離WL不小於背板500的厚度，亦即不小於側壁550的厚度，端面211暴露部分的高度TB則較佳不大於側壁550的高度H。其中，背板500之材料可為例如鈑金件，且鈑金件之邊緣可折彎形成側壁550。一般而言，由鈑金件折彎形成的側壁550的高度H係至少為鈑金件的厚度的三倍以維持成品之品質，但本發明不加以限制；因此，在本實施例中，當側壁550之高度H為最小值時，端面211暴露部分的高度TB最大等於側壁550之厚度Tb的三倍。
進一步而言，端面211與側壁550間可形成有間隙g；該間隙 g可以是由於背光模組10之組裝所造成，且距離WL較佳為間隙g與側壁550之厚度Tb的合。然而在其他實施例中，間隙g可用於填入膠材或雙面膠。在其他實施例中，端面211與側壁550間可不形成間隙。另一方面，本發明之背光模組10可包含設置於導光板100底部230的反射片以及將導光板100固定於背板500之黏著材料；此時端面211暴露部分的高度TB設計成小於側壁550的高度H，且高度TB與例如反射片及黏著材料之厚度的合大致等於高度H。
如圖3A所示，背光模組10可進一步包含膠帶600貼附於側壁550之外表面以及支撐單元300之外側面340與頂面330；膠帶600可朝背光模組10內部突出頂面330，但較佳不會突出至光學膜片700之上方，以避免因為顯示裝置之組裝公差而伸入可視區。膠帶600之顏色不限，並可具有吸光或反射的性質。膠帶600除了具有固定導光板100及背板500的功能外，主要係用以吸收或反射自支撐單元300的外側面340出射的光；光經膠帶600反射後可在受到利用。在顯示裝置中，膠帶600亦可以有連接顯示面板及背光模組10的功能。
比較本發明之背光模組10以及如圖1B所示習知顯示裝置9b的背光模組，如圖3B所示，習知的背光模組的支撐肋3係設置於導光板6b的出光面一側；在不改變支撐單元300/支撐肋3的寬度W(即支撐單元300/支撐肋3在平行於出光面之方向上的最大寬度W)的條件下，本發明之支撐單元300相當於朝向背光模組的外側遷移至側壁550上方，且整體上不影響背光模組外部的輪廓。此外，如圖所示，本發明之第二邊界3220在顯示裝置內將更遠離 可視區，因此更避免大角度漏光的發生。另一方面，本發明之設置可使用具有較大體積的導光板100，且可設置光學膜片700的區域亦增大，因此增加光能利用的效益。
圖4A-4B所示為本發明顯示裝置之實施例。顯示裝置1包含前述之導光板100以及顯示面板800，且較佳包含前述之背光模組10以及顯示面板800。此外，前述之膠帶600較佳包含第一部分610及第二部分620，如圖5所示，其中第一部分610大致貼附於頂面330，且較佳於朝向頂面330之相反側亦具有黏性，用以黏附顯示面板800。舉例而言，膠帶600可在其第一部分610為雙面膠帶，在第二部分為單面膠帶。在其他實施例中，亦可使用複數條膠帶例如單面膠帶與雙面膠帶各一分別黏貼於外側面340與頂面330，或以重疊方式在單面膠帶於頂面330上之部分貼上雙面膠帶。複數條膠帶並可分別具有不同顏色或厚度。
顯示面板800具有可視區8000及可視區邊界8100，其中可視區邊界8100可以定義為光阻區820朝顯示面板800內側的邊緣。如圖4B所示，可視區邊界8100與第一邊界3210共同形成之虛擬平面Q(虛線所示為平面之側邊)與出光面220形成有夾角θ。在本發明實施例中，夾角θ較佳不大於60度，且更佳不大於45度。因此，顯示裝置的漏光所造成的影響視覺品質的情形在本發明之顯示裝置1獲得改善，本發明之顯示裝置1並且滿足大視角之光學品質。
本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改 及均等設置均包含於本發明之範圍內。
1‧‧‧顯示裝置
10‧‧‧背光模組
100、100A‧‧‧導光板
150‧‧‧入光端
200‧‧‧板體
210‧‧‧側邊
220‧‧‧出光面
300‧‧‧支撐單元
3210‧‧‧第一邊界
3220‧‧‧第二邊界
330‧‧‧頂面
340‧‧‧外側面
350‧‧‧底面
360‧‧‧內側面
400‧‧‧凹部
500‧‧‧背板
550‧‧‧側壁
600‧‧‧膠帶
610‧‧‧第一部分
620‧‧‧第二部分
700‧‧‧光學膜片
80‧‧‧顯示面板
8000‧‧‧可視區
8100‧‧‧可視區邊界
820‧‧‧光阻區
2‧‧‧本體
3‧‧‧支撐肋
4‧‧‧膠框
5a、5b‧‧‧背板
6a、6b‧‧‧導光板
7‧‧‧遮光膠帶
8‧‧‧顯示面板
82‧‧‧遮光區
9a、9b‧‧‧顯示裝置
D‧‧‧距離
WL‧‧‧伸出長度/距離
W、WS‧‧‧寬度
H‧‧‧高度
TP、TB、TL‧‧‧高度
T、Tb‧‧‧厚度
P、Q‧‧‧虛擬平面
g‧‧‧間隙
圖1A-1B為傳統顯示裝置之示意圖；圖2A為本發明導光板之實施例之立體圖；圖2B為圖2A所示實施例之俯視圖；圖2C-2D為圖2A-2B所示實施例沿A-A斷面線之剖視圖；圖2E為本發明導光板之另一實施例之立體圖；圖3A為本發明背光模組之實施例之剖視示意圖；圖3B為圖3A所示實施例與傳統顯示裝置的背光模組的比較圖；圖4A為本發明顯示裝置之實施例之俯視圖；圖4B為圖4A所示實施例沿B-B斷面線之剖視圖；以及圖5為本發明顯示裝置之另一實施例之剖視示意圖。
100‧‧‧導光板
220‧‧‧出光面
211‧‧‧端面
230‧‧‧底部
3210‧‧‧第一邊界
3220‧‧‧第二邊界
330‧‧‧頂面
340‧‧‧外側面
350‧‧‧底面
360‧‧‧內側面
400‧‧‧凹部

Claims (13)

  1. 一種導光板，包含：一板體，具有一出光面及一側邊；一支撐單元，係沿該側邊設置；其中，該支撐單元具有一頂面及一外側面，該頂面係突出於該出光面，該外側面則突出該板體於該側邊之端面，並部分暴露該端面遠離該出光面之部分以形成一凹部；該支撐單元於該頂面之相對側具有一底面，該底面與該端面暴露之部分相接於一第一邊界，該支撐單元於該外側面之相對側具有一內側面，該內側面與該該支撐單元於該外側面之相對側具有一內側面，該內側面與該出光面相接於一第二邊界；該第一邊界與該第二邊界共同形成之平面與該出光面之夾角不大於60度。
  2. 如請求項1所述之導光板，其中該外側面突出該端面之距離係小於該頂面在同一方向上之一寬度。
  3. 如請求項2所述之背光模組，其中該寬度係不小於0.4mm。
  4. 如請求項1所述之導光板，其中該端面暴露部分之高度係不大於該板體之厚度。
  5. 如請求項1所述之導光板，其中該夾角係不大於45度。
  6. 如請求項1所述之導光板，其中該支撐單元係包覆該出光面在該側邊之邊緣。
  7. 一種背光模組，包含：如請求項1至6中任一所述之導光板；以及一背板，該背板之邊緣彎折形成一側壁；其中，該導光板係設置於該背板上，該側壁係伸入該凹部中。
  8. 如請求項7所述之背光模組，其中該端面暴露部分之高度不小於該背板厚度之三倍。
  9. 如請求項7所述之背光模組，其中該外側面突出該端面之距離係不小於該背板厚度。
  10. 如請求項7所述之背光模組，其中該支撐單元於該頂面之相對側具有一底面，該側壁係支撐該底面。
  11. 一種顯示裝置，包含：如請求項1至6中任一所述之導光板；以及一顯示面板，設置於該導光板上，並為該頂面所支撐。
  12. 如請求項11所述之顯示裝置，其中該支撐單元於該頂面之相對側具有一底面，該底面與該端面暴露之部分相接於一第一邊界，該顯示面板具有一可視區邊界；該第一邊界與該可視區邊界共同形成之平面與該出光面之夾角不大於60度。
  13. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該夾角係不大於45度。
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