TWI615660B - 背光單元 - Google Patents

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TWI615660B TW100140297A TW100140297A TWI615660B TW I615660 B TWI615660 B TW I615660B TW 100140297 A TW100140297 A TW 100140297A TW 100140297 A TW100140297 A TW 100140297A TW I615660 B TWI615660 B TW I615660B
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Abstract

本發明提供一種背光單元，該背光單元包括：一印刷電路板，複數個LED形成在其上、以及一導光板，具有多個收納孔以收納該些LED，其中至少有一預定曲率的弧形部位形成在一端部，該端部被定義在收納孔之一上表面與一內表面之交界處。由於該弧形部位形成在導光板收納LED位置的收納孔之端部，光分佈可因此結構被改善，發光效率可提升。

Description

背光單元
本發明主張於2010年11月15日所申請之韓國專利申請案號10-2010-0113329的優先權，此全文將併入本案以作為參考。
本發明係關於一種可增進發光效率之背光單元。
液晶顯示器是一種藉由調整光線穿透映像點(pixel)之透射率以顯示所欲之影像，並根據個別影像訊息提供資料信號至矩陣方式排列之映像點的裝置。由於LCD並非發光裝置，故需要一背光單元安裝在LCD的背面以顯示影像。
該背光單元具有均勻地提供光線至不發光的LCD背面以顯示影像之功能，其包括一導光板(light guide plate)具有將背光單元發出的光線均勻分佈的功能。導光板是一種塑膠透鏡用以將發自發光二極體(LED)的光線均勻傳送至LCD。
圖1係使用LED作為光源之一背光單元結構的剖視圖。如圖1所示，該背光單元包括：一印刷電路板10，其上配置有複數個LED 20，以及一導光板30，其係將發自LED 20的光轉為朝上方向。特別的是，近年來，有許多研究企圖藉由使用複數個LED將光均勻地發射並穿透整個光發射面。在此情況下，該些LED排列在一平面上，凹槽140則形成在導光板內，使該些LED得以被嵌入至凹槽140中。
然而，假如該LED被嵌入至凹槽中，由於LED發熱的緣故，其附近的表面將產生熱點(hot spot)，該區域表面的亮度相對高於其他區域。此外，如圖1所示，若有一具有預定角度的端部(edge)E形成在凹槽，則光發射到端部時將可能被反射或呈不規則傳遞，造成光特性劣化。
本發明實施例提供一種背光單元包括：一導光板，其形成在導光板之一下部以收納該些LED，而在收納孔(receiving holes)內的端部為彎曲形以改善光線分佈，增進發光效率。
根據本發明實施例，該背光單元包括：一印刷電路板，複數個LED形成在其上；以及一導光板，具有收納孔以收納該些LED，其中至少有一預定曲率的弧形部位(round part)形成在一端部，該端部被定義在收納孔之一上表面與一內表面之交界處。
該收納孔包括：上表面，一具有開放結構的下表面，以及內表面，均定義在導光板內，且該上表面的寬度等於或小於下表面的寬度。如此，該收納孔呈一矩形平行六面體狀，並具有一開放的下表面與弧形部位，該弧形部位的曲率半徑等於或小於收納孔上表面之一短側邊長的1/2。
此外，該收納孔至少有一弧形部位形成在一端部，該端部被定義在收納孔之下表面與內表面之交界處。
再者，該收納孔的內表面，或該收納孔的下表面之一延伸線，與該導光板的一下表面之一延伸線形成的一夾角θ，其夾角範圍介於0
Figure TWI615660BD00001
θ
Figure TWI615660BD00002
90°之間。
此外，該收納孔與該LED之間的間隙設為等於或小於100mm。
根據本實施例，該收納孔具有一半球體結構，形成之該半球形之曲率半徑，等於或大於收納孔上表面短側邊長的1/2，或者是，等於或小於LED剖面對角線長度的1/2。
根據本實施例，收納孔係形成在該導光板的下部以收納LED該些，而該收納孔的端部為彎曲形以改善光的分佈，增進發光效率。
下文中，本實施例之結構與操作將配合附圖詳細描述。相同的參考標號將被指定到圖示解說中的相同元件，而重複的說明將予以省略。在此之"第一"，"第二"及相似用語，並非指定任何順序，而僅是用以區別其它元件。
本實施例的主要在於提供一背光單元包括：一導光板，其形成用以收納該些LED的收納孔，收納孔的端部形成弧形部位使該結構能改善發光效率。
圖2至圖4係用以解釋根據本發明實施例之背光單元結構的示意圖。
參考圖2與圖3，根據本實施例之背光單元包括：一印刷電路板110，其上形成有複數個LED 120、以及一導光板130，其具有收納孔140以收納該些LED 120。尤其是，至少有一具有預定曲率半徑的弧形部位形成在收納槽140之一上表面A與一內表面B之間的一端部E。
詳細的說，該些LED 120包括一側視型LED 121，其具有朝向收納孔140側壁的一發光面。也就是說，從LED 120發出的光並非朝向上方，而是朝向收納孔140的側壁。
在此情況下，用以收納LED 120的收納孔140可以凹槽形式形成在導光板130的一下部。特別是，收納孔140的端部係以弧形形式所形成。
圖3係根據本實施例用以解釋收納孔140與端部之示意圖式。用以收納LED 120的收納孔140，其可以是矩形平行六面體或正六面體形，且具有一開放的底部。該名稱‘端部(edge)’係指一轉角，定義在收納孔140中至少兩個面的交界處。也就是端部包括：形成在收納孔140之上表面A與一內表面B之間的一稜線，以及形成在收納孔140之上表面A與兩內表面B間的一頂點(vertex)。
因此，假如收納孔140具有一圓柱狀外形，如圖3(b)，則形成於圓柱形的頂部與側壁之間的圓周部位是為端部E，而該弧形部位則是形成在圓周部位。再者，收納孔140的內表面與LED 120之間的間隙尺寸介於0mm至100mm之間。舉例而言，收納孔140的側邊X1,Y1及Z1與LED 120的側邊X2,Y2及Z2之間的距離可設為0mm至100mm之間的範圍。
0
Figure TWI615660BD00003
X1-X2
Figure TWI615660BD00004
100mm
0
Figure TWI615660BD00005
Y1-Y2
Figure TWI615660BD00006
100mm
0
Figure TWI615660BD00007
Z1-Z2
Figure TWI615660BD00008
100mm
根據示範實施例，該弧形部位形成在頂點。
因此，當收納孔140具有矩形平行六面體時，如圖2所示，至少有一弧形部位P1與P2(下文中稱為第一弧形部位)可被形成在收納孔140上部的端部E。此外，根據另一實施例，至少有一弧形部位P3與P4(下文中稱為第二弧形部位)可被形成在收納孔140下部的端部。在此情況下，較佳的，該第一弧形部位與該第二弧形部位的彎曲方向相反。
圖4係如圖2與圖3所示之收納孔140的示意圖，其中的圖(a)係一平面圖，圖(b)係一側剖視圖。
圖4(a)為在收納孔140之上表面的頂點(端部)具有弧形部位的收納孔140結構。該收納孔140具有長側邊X1與短側邊Y1，且該端部具有弧形部位，該弧形部位之曲率R1等於或小於短側邊長度Y1的1/2(0
Figure TWI615660BD00009
R1
Figure TWI615660BD00010
1/2 Y1)。
雖然圖例說明弧形部位形成在四個端部，但弧形部位僅形成在光發射方向的端部亦是可能的。
圖4(b)係一收納孔140之側視圖，其第一弧形部位R2係形成在收納孔140的上部，而第二弧形部位R3係形成在收納孔140的下部。藉由第二弧形部位R3可使因收納孔140底部端部反射造成光線分布不均勻的情況獲得改善。同時，由於第二弧形部位R3係朝向收納孔140外側，使得收納孔140的空間增大，進而使一空氣層的空間變寬。如此，亮度與光分佈可因該弧形部位而獲得改善。
圖5係根據另一實施例之背光單元結構。相較於圖2之收納孔140，圖5的凹槽內壁具有一預定的傾斜角度。
詳細的說，該弧形部位形成在收納孔140上表面之一端部E1，並且收納孔140的內壁具有一預定的傾斜角度θ，使得收納孔140的內部空間增加，光線分佈因此得以被改善。也就是說，該傾斜角形成在收納孔140的內表面或收納孔140的下表面延伸線與導光板130的下表面延伸線之間，其角度的範圍在0
Figure TWI615660BD00011
θ
Figure TWI615660BD00012
90°。
此外，如圖6所示，該弧形部位R3(下文中稱為第二弧形部位)可形成在收納孔140之下部位的端部E2。參考圖6b，較佳的，該第二弧形部位R3與第一弧形部位R2的彎曲方向相反。也就是說，除了收納孔140的內壁傾斜之外，其結構與圖2中的第一與第二弧形部位R2與R3完全相同。如上所述，由於第二弧形部位R3，使得因形成在收納孔140底部的端部所造成光線反射，分佈不均勻的情況得以被改善。同時，由於第二弧形部位R3的方向朝收納孔140的外側，故收納孔140的空間增大，進而使一空氣層的空間變寬，因此，由於弧形部位的緣故，亮度與光線分佈均可被改善。
圖6c係在形成弧形部位之前之收納孔140的示意圖。該收納孔140的上部位與下部位大小不同，並且在收納孔140的內壁與LED之間有一間隙，其大小範圍介於0mm至100mm之間。舉例而言，收納孔140的側邊X1,Y1及Z1與LED側邊X2,Y2及Z2之間的距離範圍可設定在0mm至100mm之間。此外，收納孔140的下部位比其上部位寬。特別是，收納孔140的長側邊X3與短側邊Y3以及其高Z1之較佳尺寸為等於或小於1000mm。
X1
Figure TWI615660BD00013
X3
Figure TWI615660BD00014
1000mm
Y1
Figure TWI615660BD00015
Y3
Figure TWI615660BD00016
1000mm
Z2
Figure TWI615660BD00017
Z1
Figure TWI615660BD00018
1000mm
圖7與圖8係根據另一實施例之圖示。圖8a係收納孔140與LED120之配置圖示，圖8b係圖8a之一平視圖。
如圖7和圖8所示，收納孔140可形成有弧形部位R3，其大小等於或大於收納孔140上表面短邊長Y2的1/2，或者是等於或小於LED剖面對角線的1/2。詳細而言，收納孔140可藉由增加弧形部位的尺寸形成為一半球體形。
在此情況下，從LED的中心點到其端部對角線長度R2、曲率半徑R3、該LED上表面的長側邊長X2、以及該LED上表面的短側邊長Y2滿足以下方程式：
R2=((X22+Y22)1/2)/2,(Y2)/2
Figure TWI615660BD00019
R3
Figure TWI615660BD00020
R2
假如R2=R3，收納孔140呈現如圖所示之半球形狀。然而，假如(Y2)/2
Figure TWI615660BD00021
R3
Figure TWI615660BD00022
R2，則收納孔140呈橢圓形狀。
此外，參考圖8b，根據實施例，收納LED之收納孔140的深度Z3，為收納LED之收納孔140的高度，而文字Z2為LED的高度。根據示範實施例，較佳的收納孔140深度Z3大於LED的高度Z2(0<Z2<Z3)。
雖然已參考許多說明性實施例來描述實施例，但應理解，可由熟習此項技術者設計的許多其他修改及實施例將落入本揭示案之原理之精神及範疇內。更特定言之，在本揭示案、圖式及所附申請專利範圍之範疇內的所主張之組合配置之零部件及/或配置的各種變化及修改為可能的。除了零部件及/或配置之變化及修改外，對於熟習此項技術者而言，替代用途亦將為顯而易見的。
10．．．印刷電路板
20．．．發光二極體
30．．．導光板
40．．．收納孔
110．．．印刷電路板
120、121．．．發光二極體
130．．．導光板
140．．．收納孔
A．．．上表面
B．．．內表面
E、E1、E2．．．端部
P1、P2、P3、P4．．．弧形部位
R1、R2、R3．．．弧形部位
X1、X2、X3．．．側邊
Y1、Y2、Y3．．．側邊
Z1、Z2、Z3．．．高度
θ．．．角度
圖1係使用LED作為光源之一背光單元的剖視圖。
圖2係根據一實施例之一背光單元的剖視圖。
圖3係一導光板與一LED的透視圖。
圖4係一導光板之收納孔的視圖。
圖5至圖7係根據另一實施例之一背光單元結構圖。
圖8係形成在一導光板內之收納孔視圖。
110．．．印刷電路板
120、121．．．發光二極體
130．．．導光板
140．．．收納孔
A．．．上表面
B．．．內表面
E1．．．端部
P1、P2、P3、P4．．．弧形部位

Claims (7)

  1. 一種背光單元，包括：一印刷電路板，具有複數個發光二極體於其上；以及一導光板，具有多個收納孔以收納該些發光二極體，其中具有一預定曲率的至少一第一弧形部位形成在一頂點，該頂點被定義在該收納孔之一上表面與一內表面之交界處，其中至少一第二弧形部位形成在一頂點，該頂點被定義在該收納孔之下表面及該內表面之交界處，其中該第二弧形部位與該第一弧形部位呈反向彎曲，其中該第二弧形部位朝向該收納孔的外側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該第一弧形部位的曲率半徑等於或小於該收納孔之該上表面一短側邊長度的1/2。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該收納孔之該上表面的寬度不等於該收納孔之該下表面的寬度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該收納孔的該內表面與該導光板一下表面的一延伸線形成的90°或小於90°的夾角。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該收納孔與該LED之間的一間隙為等於或小於100mm。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之背光單元，其中該第一弧形部位具有一曲率半徑等於或小於該發光二極體的一剖面對角線長度的 1/2。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該第二弧形部位之曲率半徑等於或小於該收納孔之該下表面一剖面長度的1/2。
TW100140297A 2010-11-15 2011-11-04 背光單元 TWI615660B (zh)

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