TWI679374B - 發光機構、背光模組及其顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種發光機構，包含一發光二極體、一設置於該發光二極體上的導光板，及一設置於該導光板上的調光單元。該導光板具有一上表面及一下表面，該下表面具有一凹槽，該導光板是以該凹槽覆蓋於該發光二極體上，且該發光二極體不與該導光板接觸。該調光單元設置於該導光板的上表面，且對應位於該發光二極體之正上方，其中，該調光單元包括一片遮光元件，該遮光元件具有至少一貫穿孔，以使下方之發光二極體的光線能由該貫穿孔向上出光。本發明亦提供一種包含前述發光機構的背光模組及顯示裝置。

Description

發光機構、背光模組及其顯示裝置

本發明是有關於一種光學設備，特別是指一種發光機構、背光模組及其顯示裝置。

傳統之液晶顯示器之背光模組係配置於液晶面板背面，以提供液晶面板所需之顯示光源。背光模組依光源位置可分為「側光式」及「直下式」設計，其中「直下式」設計之背光模組漸漸地採用多個發光二極體作為光源，以取代傳統的白熱燈管或螢光燈管。當發光二極體作為光源時，通常是在上方預留一段展光距離後設置擴散板或導光板，再設置於液晶面板的下方，以提供液晶面板均勻的出光源。

但實作上，發光二極體的光線的強度在正視角方向(也就是發光二極體發光面之法線方向)上會最強，所以在發光二極體直接貼合導光板位置的正投影區域，仍然會形成一個亮點，造成面光源表面亮度不均勻。

因此，本發明之一目的，即在提供一種能提升勻度的發光機構。

本發明發光機構包含一發光二極體、一設置於該發光二極體上的導光板，及一設置於該導光板上的調光單元。該導光板具有一上表面及一下表面，該下表面具有一凹槽，該導光板是以該凹槽覆蓋於該發光二極體上，且該發光二極體不與該導光板接觸。該調光單元設置於該導光板的上表面，且對應位於該發光二極體之 正上方，其中，該調光單元包括一片遮光元件，該遮光元件具有至少一貫穿孔，以使下方之發光二極體的光線能由該貫穿孔向上出光。

本發明的另一技術手段，是在於該遮光元件具有一位於該發光二極體正上方的中心，及複數間隔排列的貫穿孔，其中，所述貫穿孔圍繞於該中心呈環狀排列。

本發明的又一技術手段，是在於該遮光元件具有一位於該發光二極體正上方的中心，其中，所述貫穿孔位於該中心位置。

本發明的再一技術手段，是在於該調光單元還包括一設置於該遮光元件上方且覆蓋該貫穿孔的透光元件，且該透光元件的光線穿透效率是大於該遮光元件的光線穿透效率。

本發明的另一技術手段，是在於該導光板的上表面及下表面形成有微結構。

本發明的又一技術手段，是在於所述微結構是以該發光二極體為中心呈同心圓排列，且所述微結構於鄰近該發光二極體的分布較疏，而遠離該發光二極體的分布較密。

本發明的另一目的，即在於提供一種包含上述之發光機構的背光模組。

該背光模組包含複數發光二極體、複數彼此不接觸的導光板、一設置於所述導光板的上表面的上方的擴散板，及複數分別設置於所述導光板與該擴散板之間的調光單元。其中，每一導光板具有一上表面及一下表面，該下表面具有一凹槽，所述導光板是以該凹槽覆蓋於相對應的發光二極體上，且該發光二極體不與該導光板接觸。所述調光單元分別對應位於所述發光二極體之正上方，其中，每一調光單元包括一片遮光元件，該遮光元件具有至 少一貫穿孔，以使下方之發光二極體的光線能由該貫穿孔向上出光。

本發明的再一技術手段，是在於該背光模組還包含一電路板，及一設置於該電路板上的反射片，該反射片具有複數間隔的貫穿槽，所述發光二極體是經由所述貫穿槽而呈矩陣式排列於該電路板上，所述導光板是呈矩陣式排列於該反射片上。

本發明的另一技術手段，是在於該遮光元件具有一位於該發光二極體正上方的中心，及複數間隔排列的貫穿孔，其中，所述貫穿孔圍繞於該中心呈環狀排列。

本發明的又一技術手段，是在於該遮光元件具有一位於該發光二極體正上方的中心，其中，所述貫穿孔位於該中心位置。

本發明的再一技術手段，是在於每一調光單元還包括一設置於該遮光元件上方且覆蓋該貫穿孔的透光元件，且該透光元件的光線穿透效率是大於該遮光元件的光線穿透效率。

本發明的另一技術手段，是在於每一導光板的上表面及下表面皆形成有微結構。

本發明的又一技術手段，是在於所述微結構是以該發光二極體為中心呈同心圓排列，且所述微結構於鄰近該發光二極體的分布較疏，而遠離該發光二極體的分布較密。

本發明的另一目的，即在提供一種顯示裝置，包含一如前述之背光模組，及一設置於該背光模組上的顯示面板。

本發明之有益功效在於，藉由上述結構設計，可以有效改善面光源亮度不均勻的問題。

2‧‧‧電路板

3‧‧‧反射片

31‧‧‧貫穿槽

4‧‧‧發光二極體

5‧‧‧導光板

51‧‧‧上表面

52‧‧‧下表面

521‧‧‧凹槽

53‧‧‧微結構

6‧‧‧擴散板

7‧‧‧調光單元

71‧‧‧遮光元件

711‧‧‧貫穿孔

72‧‧‧透光元件

8‧‧‧顯示面板

C‧‧‧中心

圖1是一側視示意圖，說明本發明背光模組的一較佳實施例；圖2是一立體圖，輔助說明圖1，為了便於說明，於圖中省略一擴散板未繪出；圖3至圖6皆是示意圖，說明該較佳實施例中，一調光單元之一遮光元件的各種態樣；及圖7是一側視示意圖，說明本發明顯示裝置的一較佳實施例。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。在進行詳細說明前應注意的是，類似的元件是以相同的編號來作表示。

參閱圖1及圖2，為本發明背光模組的較佳實施例，包含一電路板2、一設置於該電路板2上的反射片3、複數呈矩陣式排列的發光二極體4、複數呈矩陣式排列且彼此不接觸的導光板5、一設置於所述導光板5上方的擴散板6，及複數分別設置於所述導光板5與該擴散板6之間的調光單元7。該反射片3具有複數間隔的貫穿槽31，所述發光二極體4是經由所述貫穿槽31而呈矩陣式排列於該電路板2上，所述導光板5是呈矩陣式排列於該反射片3上。在其他實施例中，所述發光二極體4也可以不採用矩陣式排列，而是以燈條方式條狀排列，所述導光板5也可以因應而同樣以條狀排列。

其中，每一導光板5具有一上表面51及一下表面52，該下表面52具有一凹槽521，所述導光板5是以該凹槽521覆蓋於相對應的發光二極體4上，且該發光二極體4不與該導光板5接觸。每一導光板5的上表面 51及下表面52皆形成有微結構53，且所述微結構53是以該發光二極體4為中心C呈同心圓排列，且所述微結構53於鄰近該發光二極體4的分布較疏，而遠離該發光二極體4的分布較密。要說明的是，位於該下表面52的微結構53是用以破壞全反射，位於該上表面51的微結構53是用以控制出光效果，兩者互相配合能使出光效果更為均勻。另外，所述微結構53於鄰近該發光二極體4的分布較疏，而遠離該發光二極體4的分布較密，是因為在鄰近該發光二極體4的位置光線較強，而遠離該發光二極體4的位置光線相對較弱，前述設計將有助調整出光強度，進而達成整面出光強度均勻的目的。

參閱圖1，所述調光單元7分別對應位於所述發光二極體4之正上方，其中，每一調光單元7包括一片遮光元件71，及一設置於該遮光元件71上方的透光元件72，且該透光元件72的光線穿透效率是大於該遮光元件71的光線穿透效率。該遮光元件71具有至少一貫穿孔711，以使下方之發光二極體4的光線能由該貫穿孔711向上發散，再穿過該透光元件72進行出光。

其中，該遮光元件71可以是如圖3所示，具有一位於該發光二極體4正上方的中心C，而所述貫穿孔711位於該中心C。該遮光元件71也可以是如圖4至圖6所示，具有一位於該發光二極體4正上方的中心C，及複數間隔排列的貫穿孔711，而所述貫穿孔711圍繞於該中心C呈環狀排列。透過改變所述貫穿孔711的孔徑大小、數量，及排列方式，能進行光線的調節。

參閱圖7，於該背光模組上設置一顯示面板8，即成為一顯示裝置。由於本發明為直下式背光模組的型態，而在整體結構薄型化的趨勢下，該顯示面板與發光二極體4之間的距離會縮小，因此在發光二極體4的正上方會有很高的能量密度，容易於該顯示面板上產生亮點問 題。本發明之發光二極體4為五面發光的發光二極體4，因此，在本較佳實施例中，是將該調光單元7設置於每一個發光二極體4之上方出光面的正上方，每一發光二極體4之側邊四個發光面所發散的光線，會直接經由該導光板5出光，或者是經由下方之反射片3進行反射之後再經由該導光板5出光。而經由每一個發光二極體4之上方出光面發散的光線，利用該遮光元件71上的貫穿孔711形成幾何圖案的排列，使部分光線可以從圖3的中心C位置的一個貫穿孔711出光，或是從圖4圍繞該中心C位置的多個貫穿孔711出光，且圖3、4的貫穿孔711是相同大小，藉此讓所述發光二極體4的正上方仍有較高輝度，以搭配能量較低的發光二極體4。另外也可以使部分光線可以從圖5、6圍繞該中心C位置的多個貫穿孔711出光，且圖5、6的貫穿孔711是小於圖3、4的貫穿孔711，藉此讓所述發光二極體4的正上方降低輝度，以搭配能量較高的發光二極體4。

因此，該遮光元件71的不同區域可以分別具有反射或吸光功能，再配合該透光元件72的設置，藉以調整所述發光二極體4上方的能量分布，以達到出光均勻，改善外觀之功效。另外，所述導光板5之間存在有間距而彼此不接觸，因此相鄰導光板5之間的光線不會互相干援，且可以直接針對特定區域的光線進行調節。

綜上所述，本發明透過所述於每一發光二極體4之上方出光面的正上方設置有該調光單元7，並配合所述導光板5之間互相間隔不接觸，以及所述導光板5之上表面51與下表面52皆設置有微結構53之設計，以多種手段同時進行以達成最佳之出光調整效果，有效改善面光源亮度不均勻的問題，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發 明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (12)

1. 一種發光機構，包含：一發光二極體；一導光板，具有一上表面及一下表面，該下表面具有一凹槽，該導光板是以該凹槽覆蓋於該發光二極體上，且該發光二極體不與該導光板接觸；及一調光單元，設置於該導光板的上表面，且對應位於該發光二極體之正上方，其中，該調光單元包括一片遮光元件，該遮光元件具有至少一貫穿孔，以使下方之發光二極體的光線能由該貫穿孔向上出光，該調光單元還包括一設置於該遮光元件上方且覆蓋該貫穿孔的透光元件，且該透光元件的光線穿透效率是大於該遮光元件的光線穿透效率。
2. 一種發光機構，包含：一發光二極體；一導光板，具有一上表面及一下表面，該上表面及該下表面形成有微結構，所述微結構是以該發光二極體為中心呈同心圓排列，且所述微結構於鄰近該發光二極體的分布較疏，而遠離該發光二極體的分布較密，該下表面具有一凹槽，該導光板是以該凹槽覆蓋於該發光二極體上，且該發光二極體不與該導光板接觸；及一調光單元，設置於該導光板的上表面，且對應位於該發光二極體之正上方，其中，該調光單元包括一片遮光元件，該遮光元件具有至少一貫穿孔，以使下方之發光二極體的光線能由該貫穿孔向上出光。
3. 依據申請專利範圍第1或2項所述的發光機構，其中，該遮光元件具有一位於該發光二極體正上方的中心，及複數間隔排列的貫穿孔，其中，所述貫穿孔圍繞於該中心呈環狀排列。
4. 依據申請專利範圍第1或2項所述的發光機構，其中，該遮光元件具有一位於該發光二極體正上方的中心，其中，所述貫穿孔位於該中心位置。
5. 一種背光模組，包含：複數發光二極體；複數導光板，彼此不接觸，其中，每一導光板具有一上表面及一下表面，該下表面具有一凹槽，所述導光板是以該凹槽覆蓋於相對應的發光二極體上，且該發光二極體不與該導光板接觸；一擴散板，位於所述導光板的上表面的上方；及複數調光單元，分別設置於所述導光板與該擴散板之間，且對應位於所述發光二極體之正上方，其中，每一調光單元包括一片遮光元件，該遮光元件具有至少一貫穿孔，以使下方之發光二極體的光線能由該貫穿孔向上出光。
6. 依據申請專利範圍第5項所述的背光模組，還包含一電路板，及一設置於該電路板上的反射片，該反射片具有複數間隔的貫穿槽，所述發光二極體是經由所述貫穿槽而呈矩陣式排列於該電路板上，所述導光板是呈矩陣式排列於該反射片上。
7. 依據申請專利範圍第5項所述的背光模組，其中，該遮光元件具有一位於該發光二極體正上方的中心，及複數間隔排列的貫穿孔，其中，所述貫穿孔圍繞於該中心呈環狀排列。
8. 依據申請專利範圍第5項所述的背光模組，其中，該遮光元件具有一位於該發光二極體正上方的中心，其中，所述貫穿孔位於該中心位置。
9. 依據申請專利範圍第5項所述的背光模組，其中，每一調光單元還包括一設置於該遮光元件上方且覆蓋該貫穿孔的透光元件，且該透光元件的光線穿透效率是大於該遮光元件的光線穿透效率。
10. 依據申請專利範圍第5項所述的背光模組，其中，每一導光板的上表面及下表面皆形成有微結構。
11. 依據申請專利範圍第10項所述的背光模組，其中，所述微結構是以該發光二極體為中心呈同心圓排列，且所述微結構於鄰近該發光二極體的分布較疏，而遠離該發光二極體的分布較密。
12. 一種顯示裝置，包含一如申請專利範圍第5項至第11項中任一項所載之背光模組，及一設置於該背光模組上的顯示面板。