TWI582502B - 背光模組及顯示裝置 - Google Patents

Description

背光模組及顯示裝置

本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種背光模組及其在顯示裝置上的應用。

背光模組中通常會使用數個發光二極體作為點狀光源，這些發光二極體所產生的光線從導光板的側邊入光後，可從導光板的出光面射出而形成面狀光源。當背光模組運用在顯示裝置時，通常會搭配稜鏡片使用。因此，光線從導光板出光後可先通過稜鏡片再進入顯示面板而出光，進而達到提高正視角亮度之目的。然而，由於稜鏡片的稜鏡結構尺寸與顯示面板之像素單元的尺寸較為接近，加上稜鏡結構的排列方向與背光模組的一側邊平行，故容易產生干涉現象(moire)而影響顯示裝置之顯示效果。因此，為了防止干涉現象發生，現有技術是使用一種改良的棱鏡片，其棱鏡結構係相對背光模組的一側邊旋轉一角度(3°~15°)。

然而，由於每一個發光二極體的光場角度有限，故會導致背光模組中的導光板對應兩相鄰發光二極體之間的位置出現暗帶與出光亮度不均勻的問題，此問題一般稱 為亮暗紋(Hot Spot)現象。當背光模組使用此種改良的稜鏡片時，相對背光模組側邊旋轉一角度之稜鏡結構會導致亮暗紋現象產生偏斜，進而嚴重影響顯示裝置的出光效果。而且，此種具有改良的稜鏡片也無法搭配目前用於解決亮暗紋的導光板結構設計。

因此，本發明之一目的是在提供一種具有良好的出光效果的背光模組及顯示裝置。

根據本發明之上述目的，提出一種背光模組。此背光模組包含導光板、光源以及第一稜鏡片。導光板包含主體以及複數個斜向微結構。主體具有入光面以及至少一主表面連接入光面。其中，主表面具有第一區以及第二區，且第一區較第二區鄰近入光面。斜向微結構設置在第一區，其中每一個斜向微結構具有第一斜率。光源鄰設於導光板之入光面。第一稜鏡片設置在導光板之前方，其中第一稜鏡片具有複數個第一稜鏡微結構，且每一個第一稜鏡微結構具有第二斜率。其中，第一斜率與第二斜率之其中一者為正值，第一斜率與第二斜率之另一者為負值。

依據本發明之一實施例，上述之主體具有一軸線垂直於入光面。每一個斜向微結構係沿著第一延伸方向延伸，其中第一延伸方向與軸線之間具有第一夾角。每一個第一稜鏡微結構係沿著第二延伸方向延伸，其中第二延伸方向與軸線之間具有第二夾角。第二夾角與第一夾角的總和約為 90度。

依據本發明之另一實施例，上述之第一區與第二區係沿著軸線排列。

依據本發明之又一實施例，上述之背光模組更包含第二稜鏡片，且第二稜鏡片設置於第一稜鏡片與導光板之間。其中，第二稜鏡片具有複數個第二稜鏡微結構，且每一個第二稜鏡微結構的延伸方向不垂直於入光面。

依據本發明之再一實施例，上述之導光板更包含複數個條狀微結構，設置在主表面之第二區。其中，主表面為一出光面。

依據本發明之再一實施例，上述之每一個條狀微結構的延伸方向係垂直於入光面。

依據本發明之再一實施例，上述之導光板更包含複數個點狀微結構，設置在主表面之第二區。其中，主表面為反射面。

依據本發明之再一實施例，上述之主體包含漸縮部與平板部。漸縮部具有相對之第一端與第二端，其中第一端之厚度大於第二端之厚度。平板部連接於漸縮部之第二端，其中平板部之厚度等於第二端之厚度。

依據本發明之再一實施例，上述之主表面係位於平板部上。

根據本發明之上述目的，另提出一種顯示裝置。此顯示裝置包含前述之背光模組以及顯示面板。顯示面板位於第一稜鏡片的前方。

由上述可知，本發明係在導光板與第一稜鏡片上設置可互相搭配的斜向微結構與第一稜鏡結構。藉此，從導光板之斜向微結構出光的光線而進入第一稜鏡片後，第一稜鏡片上的第一稜鏡微結構可導正從斜向微結構射出的光線，以確保光線垂直地從第一稜鏡片射出，進而提升背光模組及顯示裝置的出光效果。另一方面，本發明之第一稜鏡片亦可搭配目前用於解決亮暗紋的導光板結構設計，以達到相同之目的。

100‧‧‧背光模組

200‧‧‧導光板

220‧‧‧主體

221‧‧‧入光面

223‧‧‧出光面

223a‧‧‧第一區

223b‧‧‧第二區

225‧‧‧反射面

240‧‧‧斜向微結構

260‧‧‧條狀微結構

300‧‧‧光源

320‧‧‧電路板

340‧‧‧發光二極體

400‧‧‧第一稜鏡片

410‧‧‧第一稜鏡微結構

500‧‧‧第二稜鏡片

510‧‧‧第二稜鏡微結構

600‧‧‧導光板

620‧‧‧主體

621‧‧‧入光面

623‧‧‧反射面

640‧‧‧斜向微結構

660‧‧‧點狀微結構

700‧‧‧導光板

720‧‧‧主體

720a‧‧‧平板部

720b‧‧‧漸縮部

721‧‧‧入光面

723‧‧‧主表面

740‧‧‧斜向微結構

800‧‧‧顯示裝置

810‧‧‧顯示面板

A1‧‧‧軸線

D1‧‧‧第一延伸方向

D2‧‧‧第二延伸方向

θ 1‧‧‧第一夾角

θ 2‧‧‧第二夾角

為了更完整了解實施例及其優點，現參照結合所附圖式所做之下列描述，其中：〔圖1〕係繪示依照本發明之第一實施方式之一種背光模組的局部示意圖；〔圖2A〕係繪示依照本發明之第一實施方式之一種導光板之上視圖；〔圖2B〕係繪示依照本發明之第一實施方式之一種第一稜鏡片之上視圖；〔圖3〕係繪示依照本發明之第二實施方式之一種導光板之上視圖；〔圖4〕係繪示依照本發明之第三實施方式之一種導光板之局部立體示意圖；以及 〔圖5〕係繪示依照本發明之一實施方式之一種顯示裝置的局部示意圖。

請參照圖1，其係繪示依照本發明之第一實施方式之一種背光模組的局部示意圖。本實施方式之背光模組100主要包含導光板200、光源300、第一稜鏡片400以及第二稜鏡片500。光源300鄰設於導光板200，並可產生光線而射入導光板200中。光源300包含電路板320以及複數個發光二極體340設置在電路板320上，其中這些發光二極體340與電路板320電性連接。如圖1所示，導光板200包含主體220以及設置在主體220上的複數個斜向微結構240。藉此，透過斜向微結構240可有效霧化兩相鄰之發光二極體340之間以及導光板200靠近入光處之光線，而可混合導光板200靠近入光處的光線，進而可使背光模組100出光更均勻。

請一併參照圖1及圖2A，其中圖2A係繪示依照本發明之第一實施方式之一種導光板之上視圖。主體220包含入光面221及至少一主表面。在本實施例中，主表面有兩個，其中之一主表面為出光面223，另一主表面則為反射面225。反射面225與出光面223係分別連接於入光面221的相對兩側。在本實施例中，斜向微結構240係設置在出光面223上。如圖2A所示，導光板200之主體220具有軸線A1，且此軸線A1的延伸方向係垂直於入光面221的延伸方向與光 源300的延伸方向。其中，出光面223包含有第一區223a及第二區223b。在本實施例中，第一區223a與第二區223b係沿著軸線A1排列。第一區223a靠近入光面221，第二區223b較第一區223a遠離入光面221。在本實施例中，第一區223a係指背光模組100在與外蓋組裝後，會被外蓋所遮蔽的無效區(Non Display Area)。第二區223b則是指背光模組100與外蓋組裝後，不會被外蓋所遮蔽，且可被使用者觀看到的有效區(Active Area)。在本實施例中，斜向微結構240係設置在第一區223a中。每一個斜向微結構240係相對軸線A1傾斜，且具有第一斜率。

請一併參照圖1及圖2B，其中圖2B係繪示依照本發明之第一實施方式之一種第一稜鏡片之上視圖。在本實施例中，第一稜鏡片400鄰設於導光板200之出光面223。第一稜鏡片400具有複數個第一稜鏡微結構410。每一個第一稜鏡微結構410為條狀結構，且每一個第一稜鏡微結構410係相對軸線A1傾斜，且具有第二斜率。在本實施例中，第一稜鏡微結構410的第二斜率與斜向微結構240的第一斜率之其中一者為正值，另一者則為負值。也就是說，第一稜鏡片400的第一稜鏡微結構410的傾斜方向與導光板200的斜向微結構240的傾斜方向相反。

請同時參照圖1、圖2A及2B，在本實施例中，導光板200的斜向微結構240係沿著第一延伸方向D1延伸，且此第一延伸方向D1與軸線A1之間具有第一夾角θ 1。此外，第一稜鏡片400的第一稜鏡微結構410係沿著第二 延伸方向D2延伸，且此第二延伸方向D2與軸線A1之間具有第二夾角θ 2。在本實施例中，第一夾角θ 1與第二夾角θ 2的總合約等於90度。在一示範例子中，當第一斜率為正值、第一夾角θ 1為30度，且第二斜率為負值、第二夾角θ 2則為60度時，代表斜向微結構240係相對軸線A1正向偏斜30度，且第一稜鏡微結構410係相對軸線A1反向偏斜60度。

請繼續參照圖1，第二稜鏡片500設置在導光板200以及第一稜鏡片400之間。第二稜鏡片500具有複數個第二稜鏡微結構510，且這些第二稜鏡微結構510的延伸方向係相對軸線A1偏斜。也就是說，這些第二稜鏡微結構510的延伸方向不與主體220之入光面221的延伸方向垂直。藉此，光源300所產生的光線在進入導光板200並通過斜向微結構240而出光後，會依序經過第二稜鏡片500及第一稜鏡片400，而可確保光線垂直地從第一稜鏡片400射出。欲陳明者，若導光板沒有設置斜向微結構240的話，從導光板射出的光線在通過具有第一稜鏡微結構410的稜鏡片400後，將使得導光板之入光側所產生的亮暗紋現象產生歪斜而超出有效區。因此，設置在導光板200之主體220上的斜向微結構240除了可混合兩相鄰之發光二極體340之間的光線外，亦可調整從斜向微結構240出光的光線射出方向。藉此，光線從斜向微結構240出光而進入第一稜鏡微結構410後，第一稜鏡微結構410可進一步校正從斜向結構240射出的光線，進而使光線從第一稜鏡片400垂直地射出。

請繼續參照圖1及圖2A，在本實施例中，導光 板200更包含複數個條狀微結構260設置在出光面223的第二區223b中。較佳地，這些條狀微結構260的延伸方向係垂直於入光面221，藉此，透過條狀微結構260可提升整體導光板200的亮度以及出光均齊度。

本發明中，導光板亦可有不同的結構設計。請參照圖3，其係繪示依照本發明之第二實施方式之一種導光板之上視圖。本實施方式之導光板600同樣包含主體620以及設置在主體620上的複數個斜向微結構640。主體620包含入光面621及至少一主表面。在本實施例中，主表面有兩個，其中之一主表面為反射面623，另一主表面則為出光面。反射面623與出光面係分別連接於入光面621的相對兩側。在本實施例中，斜向微結構640係設置在反射面623上。欲陳明者，本實施方式之導光板600係可直接取代如圖1所示之導光板200。此外，導光板600之斜向微結構640的設計方式係與前述導光板200的斜向微結構240相同，以達到與第一稜鏡片400上的第一稜鏡微結構410互相搭配之目的，故於此不再贅述。

請繼續參照圖3，在本實施例中，導光板600更包含複數個點狀微結構660。這些點狀微結構660係位於反射面623未設置斜向微結構640的區域。藉此，透過點狀微結構660可增加整體導光板600的出光輝度以及出光均勻度。

欲陳明者，本發明之導光板並不限於平板式設計。在其他實施例中，導光板亦可為楔形導光板。請參照圖 4，其係繪示依照本發明之第三實施方式之一種導光板之局部立體示意圖。如圖4所示，導光板700包含主體720以及複數個斜向微結構740。在本實施例中，主體720包含平板部720a以及連接平板部720a的漸縮部720b。主體720具有入光面721以及主表面723，其中入光面721位於漸縮部720b的側面，主表面723是位於平板部720a上。在本實施例中，主表面723可為出光面，且斜向微結構740係設置在主表面723上。在其他實施例中，斜向微結構740係亦可依據需求而同時設置在漸縮部720b與平板部720a的位置。欲陳明者，本實施方式之導光板700係可直接取代如圖1所示之導光板200。此外，導光板700之斜向微結構740的設計方式係與前述導光板200的斜向微結構240相同，以達到與第一稜鏡片400上的第一稜鏡微結構410互相搭配之目的，故於此不再贅述。

另請參照圖5，其係繪示依照本發明之一實施方式之一種顯示裝置的局部示意圖。本實施方式之顯示裝置800包含如圖1所示之背光模組100以及顯示面板810。如圖5所示，顯示面板810係設置在背光模組100之導光板200的出光側，且經由導光板200出光之光線可射入顯示面板810中，並可達到與前述相同之目的，故在此不再贅述。欲陳明者，本案實施例以圖1所示之具有導光板200的背光模組100應用於顯示裝置800中僅用來作為示範說明用，並非用以限制本發明。前述其他實施例的背光模組，例如具有導光板600或700的背光模組亦可應用於顯示裝置中，以產生同樣 之效果。

由上述本發明實施方式可知，本發明係在導光板與第一稜鏡片上設置可互相搭配的斜向微結構與第一稜鏡結構。藉此，從導光板之斜向微結構出光的光線而進入第一稜鏡片後，第一稜鏡片上的第一稜鏡微結構可導正從斜向微結構射出的光線，以確保光線垂直地從第一稜鏡片射出，進而提升背光模組及顯示裝置的出光效果。另一方面，本發明之第一稜鏡片亦可搭配目前用於解決亮暗紋的導光板結構設計，以達到相同之目的。

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，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧背光模組

200‧‧‧導光板

220‧‧‧主體

221‧‧‧入光面

223‧‧‧出光面

225‧‧‧反射面

240‧‧‧斜向微結構

260‧‧‧條狀微結構

300‧‧‧光源

320‧‧‧電路板

340‧‧‧發光二極體

400‧‧‧第一稜鏡片

410‧‧‧第一稜鏡微結構

500‧‧‧第二稜鏡片

510‧‧‧第二稜鏡微結構

Claims (10)

1. 一種背光模組，包含：一導光板，包含：一主體，具有一入光面以及至少一主表面連接該入光面，其中該至少一主表面具有一第一區以及一第二區，且該第一區較該第二區鄰近該入光面；以及複數個斜向微結構，設置在該第一區，其中每一該些斜向微結構具有一第一斜率；一光源，鄰設於該導光板之該入光面；以及一第一稜鏡片，設置在該導光板之前方，其中該第一稜鏡片具有複數個第一稜鏡微結構，其中每一該些第一稜鏡微結構具有一第二斜率；其中，該第一斜率與該第二斜率之其中一者為正值，另一者為負值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該主體具有一軸線垂直於該入光面；每一該些斜向微結構係沿著一第一延伸方向延伸，其中該第一延伸方向與該軸線之間具有一第一夾角；以及每一該些第一稜鏡微結構係沿著一第二延伸方向延伸，其中該第二延伸方向與該軸線之間具有一第二夾角；其中該第二夾角與該第一夾角的總和約為90度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該第一區與該第二區係沿著該軸線排列。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包含一第二稜鏡片，設置於該第一稜鏡片與該導光板之間，其中該第二稜鏡片具有複數個第二稜鏡微結構，且每一該些第二稜鏡微結構的延伸方向不垂直於該入光面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導光板更包含複數個條狀微結構，設置在該至少一主表面之該第二區；以及該至少一主表面為一出光面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中每一該些條狀微結構的延伸方向係垂直於該入光面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中：該導光板更包含複數個點狀微結構，設置在該至少一主表面之該第二區；以及該至少一主表面為一反射面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該主體包含：一漸縮部，具有相對之一第一端與一第二端，其中該第一端之厚度大於該第二端之厚度；以及一平板部，連接於該漸縮部之該第二端，其中該平板部之厚度等於該第二端之厚度。
9. 如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該至少一主表面係位於該平板部上。
10. 一種顯示裝置，包含：一如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之背光模組；以及一顯示面板，位於該第一稜鏡片的前方。