TWI710837B - 背光模組 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種背光模組，其包含基板、多個發光二極體及多個光學圖案。多個發光二極體設置於基板上，多個光學圖案位於該些發光二極體相反於基板之一側，分別對應該些發光二極體設置，且該些光學圖案分別為兩個長形幾何圖案相交形成。該些發光二極體具有排列方向，該些長形幾何圖案的長軸與排列方向的夾角大於0度且小於90度。

Description

背光模組

本發明是關於一種背光模組，特別是關於一種具有光學圖案而使光型均勻的背光模組。

在日常生活當中，許多具有顯示裝置的電子裝置已經成為民眾生活中不可或缺的產品，例如智慧型手機、平板電腦、電視、遊戲機、相機等。隨著科技技術發展，這些電子裝置逐漸朝向薄型化、輕量化的設計方式演進，對於顯示裝置而言，如何在縮小邊框、降低厚度等規格限制的情況下，仍舊達到所需的顯示效果，在光學結構的設計上將是一大重點。

背光模組是顯示裝置的光學結構當中相當重要的元件，以傳統的直下式背光模組為例，為了使點狀的發光二極體光源達到光源均勻發散的效果，會在光源上方設置擴散板，藉由折射、反射及散射等物理現象來改變光線行進的方向以產生混光的效果，進而達到讓光均勻分佈的效果。然而，隨著裝置厚度逐漸降低，光源與擴散板之間的空間也受到壓縮，光的行進路徑過短而無法充分混光，光的均勻度受到影響，出光效率也降低。即便在擴散板上加上圓形網印，也無法改善光分佈及亮度之問題。

綜觀前所述，習知的背光模組在光的均勻性及所需混光距離的問題上仍然具有相當之缺陷，因此，本發明藉由設計一種具備特殊光學圖案的光學模組結構，針對現有技術之缺失加以改善，確保背光模組能符合規格限制及顯示要求，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的在於提供一種背光模組，其具有特殊的光學圖案結構，藉此解決現有背光模組之光均勻度及出光效率之問題。

根據上述目的，本發明之實施例提出一種背光模組，其包含基板、多個發光二極體及多個光學圖案。其中，多個發光二極體設置於基板上，多個光學圖案位於該些發光二極體相反於基板之一側，分別對應該些發光二極體設置，且該些光學圖案分別為兩個長形幾何圖案相交形成。該些發光二極體具有排列方向，該些長形幾何圖案的長軸與排列方向的夾角大於0度且小於90度。

具體地，該些光學圖樣於基板之垂直投影可分別至少部分重疊於該些發光二極體的其中之一。

具體地，該些長軸的長度可分別為該些發光二極體的尺寸的6.5~13倍。

具體地，兩個長形幾何圖案相交形成的重疊部分在排列方向上可具有寬度，寬度為該些發光二極體的尺寸的3.5~7倍。

具體地，該些發光二極體與對應的該些光學圖案之間的距離可為0.1~3mm。

具體地，該些發光二極體與對應的該些光學圖案之間的距離可為0.2~0.7mm。

具體地，背光模組更可包含多個輔助光學圖案，設置於該些光學圖案之間，其中該些輔助光學圖案的尺寸小於該些發光二極體的尺寸。

具體地，該些長形幾何圖案的長軸與排列方向之問的夾角可為30~60度。

具體地，兩個長形幾何圖案的長軸相交的夾角可為75~105度。

具體地，兩個長形幾何圖案可為矩形圖案。

具體地，兩個長形幾何圖案可為橢圓形圖案。

承上所述，依本發明實施例所揭露的背光模組，其可通過多個光學圖案之設置，使得光均勻分布，避免背光模組出光時出現光干涉條紋(mura)的問題，提升顯示效果。同時，光學圖案的結構設置，也能解決原本背光模組需要較長混光距離的問題，藉由減少光源與光學膜片或面板之間的距離，降低整體背光模組結構的厚度，進而達到顯示裝置薄型化之需求。

10:基板

20:發光二極體

20d:尺寸

30、33、36、50:光學圖案

31:第一矩形圖案

32:第二矩形圖案

31a、32a:長軸

31d、32d:長軸長度

34:第一圓角矩形圖案

35:第二圓角矩形圖案

37:第一橢圓形圖案

38:第二橢圓形圖案

40:擴散板

51:輔助光學圖案

100:背光模組

D:排列方向

D1:第一方向

D2:第二方向

h:距離

w:寬度

α、β:夾角

為使本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效更為顯而易見，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下：第1A圖及第1B圖為本發明實施例之背光模組之示意圖。

第2圖為本發明實施例之光學圖案拆解之示意圖。

第3A圖及第3B圖為本發明另一實施例之光學圖案之示意圖。

第4圖為本發明實施例之輔助光學圖案之示意圖。

為利瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域、導光件等的厚度或寬度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反地，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的“連接”，其可以指物理及/或電性的連接。再者，“電性連接”或“耦合”係可為二元件間存在其它元件。此外，應當理解，儘管術語“第一”、“第二”、“第三”在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，其係用於將一個元件、部件、區域、層及/或部分與另一個元件、部件、區域、層及/或部分區分開。因此，僅用於描述目的，而不能將其理解為指示或暗示相對重要性或者其順序關係。

除非另有定義，本文所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬技術領域的通常知識者通常理解的含義。將進一步理解的是， 諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地如此定義。

請同時參閱第1A圖及第1B圖，其為本發明實施例之背光模組之示意圖。第1A圖為背光模組100結構之俯視圖，第1B圖為背光模組100結構沿剖面線A-A形成之剖面示意圖。如圖所示，背光模組100包含基板10、多個發光二極體20及多個光學圖案30。發光二極體20沿排列方向D排列設置於基板10上，其中，排列方向D是指相鄰兩個發光二極體20的連線方向。在本實施例中，發光二極體20是同時沿著第一方向D1及第二方向D2排列設置，但本揭露不侷限於此，在其他實施例中，發光二極體20也可依據背光模組的尺寸設計為單排或更多排的排列設置方式。光學圖案30則是設置位於發光二極體20相反於基板10之一側，即發光二極體20設置在基板10與光學圖案30之間，使得光學圖案30位於發光二極體20發光的方向上。在本實施例中，多個光學圖案30與多個發光二極體20為一對一的對應關係，每一個發光二極體20均對應一個光學圖案30，除此之外，光學圖案30在基板10的垂直投影至少部分重疊於這些發光二極體20的其中之一，藉由這些光學圖案30的設置，使得發光二極體20所發出的光能均勻擴散。

請同時參閱第2圖，其為本發明實施例之光學圖案拆解之示意圖。本實施例中的各個光學圖案30，是由兩個長形幾何圖案相交形成十字形的圖案。兩個長形幾何圖案可為矩形、橢圓形等其他外型，詳細光學圖案30的設計將於後續實施例詳細說明。這些光學圖案30可藉由網點印刷的方式設置在擴散板40的表面上，在第1B圖中，光學圖案30是設置在擴散板40的下表面上，在其他實施例當中，光學圖案30也可設置在擴散板40的上表面上，或者光學圖案 30可設置在其他的光學膜片上，又或是直接設置於包覆發光二極體20的光學膠表面上。發光二極體20與對應之光學圖案30之間的距離h可為0.1~3mm，在其他實施例當中，由於光學圖案30設置位置差異或是發光二極體20設置密度差異，發光二極體20與對應之光學圖案30之間的距離h也可為0.2~0.7mm。相較於現有的直下式背光模組，發光二極體20與擴散板40之間具有15~25mm的距離，本揭露明顯縮短了發光源至擴散板之間的距離，進而使運用此背光模組100的顯示裝置能將結構厚度設計得更薄。

如圖所示，以第1A圖的第一排光學圖案30為例進一步說明，相鄰的光學圖案30排列設置，其排列方向D為相鄰兩個發光二極體20的連線方向。每一個光學圖案30是由第一矩形圖案31和第二矩形圖案32相交形成，其中，第一矩形圖案31的長軸31a與第二矩形圖案32的長軸32a，分別為幾何圖案的最長軸線。長軸長度可約為發光二極體尺寸的6.5~13倍。在一實施例中，發光二極體20的尺寸20d約為0.2~0.4mm，第一矩形圖案31的長軸長度31d和第二矩形圖案32的長軸長度32d約為2.6mm。此外，第一矩形圖案31與第二矩形圖案32相交形成的重疊部分，在排列方向D上具有一個寬度w，寬度w可約為發光二極體尺寸的3.5~7倍。在一實施例中，寬度w可約為1.4mm。

在本實施例中，第一矩形圖案31和第二矩形圖案32相互垂直，即第一矩形圖案31的長軸31a與第二矩形圖案32的長軸32a相交的夾角α為90度，但本揭露不以此為限，於其他實施例中，夾角α可為75~105度。除此之外，第一矩形圖案31的長軸31a與第二矩形圖案32的長軸32a，分別與發光二極體20的排列方向D之間具有夾角β，此夾角β大於0度且小於90度，即長形幾何圖案的長軸不會與發光二極體20的排列方向D垂直設置或水平設置。在本實施例中，夾角β可約 為45度，但本揭露不以此為限，在其他實施例中，夾角β可為30~60度的範圍。藉由長形幾何圖案的長軸方向與發光二極體20的排列方向D不同，可使發光二極體20的光線藉由光學圖案30消除相對距離發光二極體20較遠處的暗區，並避免兩相鄰發光二極體20之間產生亮區。

請參閱第3A圖及第3B圖，其為本發明另一實施例之光學圖案之示意圖。在第3A圖中，背光模組包含多個光學圖案33，其設置方式及與發光二極體的相對位置、設置角度等可參閱前述實施例，相同內容不再重複描述。在本實施例中，光學圖案33是由兩個長形幾何圖案相交形成，長形幾何圖案為圓角矩形，即由第一圓角矩形圖案34和第二圓角矩形圖案35相交形成。光學圖案33相較於前述實施例，是將矩形圖案的四個直角改為圓角外型。在第3B圖中，背光模組包含多個光學圖案36，與前述實施例差異的部分，在於光學圖案36是由兩個橢圓形圖案相交形成，即由第一橢圓形圖案37和第二橢圓形圖案38相交形成。不同長形幾何圖案可依據不同發光二極體設置需求來進行調整，但不論是圓角矩形或者橢圓形，其長形幾何圖案的長軸可與前述實施例矩形圖案的長軸相同，即前述的長軸與排列方向的夾角、長軸之間的夾角、長軸長度、重疊部分的寬度等，均可參照前述實施例的設置範圍，僅依據需求改變圖案的圓角角度或橢圓的曲度，使得光能均勻擴散。

請參閱第4圖，其為本發明實施例之輔助光學圖案之示意圖。如圖所示，背光模組包含多個光學圖案50，在光學圖案50之間，即環繞光學圖案的周圍設置多個輔助光學圖案51，這些輔助光學圖案51的尺寸小於光學圖案50的尺寸5-30倍。輔助光學圖案51的設置可以彌補原本光學圖案50之間的間隙，使 得光的擴散更為均勻。輔助光學圖案51可與光學圖案的幾何圖案外型相同，或者輔助光學圖案51也可為圓形或方形的網點印刷。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

20:發光二極體

20d:尺寸

30:光學圖案

40:擴散板

100:背光模組

D:排列方向

D1:第一方向

D2:第二方向

w:寬度

β:夾角

Claims (11)

1. 一種背光模組，其包含：一基板；多個發光二極體，設置於該基板上；以及多個光學圖案，位於該些發光二極體相反於該基板之一側，分別對應該些發光二極體設置，且該些光學圖案分別為兩個長形幾何圖案相交形成，且該些光學圖案互相分離；其中，該些發光二極體具有一排列方向，該些長形幾何圖案的長軸與該排列方向的夾角大於0度且小於90度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些光學圖樣於該基板之垂直投影分別至少部分重疊於該些發光二極體的其中之一。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些長軸的長度分別為該些發光二極體的尺寸的6.5~13倍。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該兩個長形幾何圖案相交形成的重疊部分在該排列方向上具有一寬度，該寬度為該些發光二極體的尺寸的3.5~7倍。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些發光二極體與對應的該些光學圖案之間的距離為0.1~3mm。
6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些發光二極體與對應的該些光學圖案之間的距離為0.2~0.7mm。
7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，更包含多個輔助光學圖案，設置於該些光學圖案之間，其中該些輔助光學圖案的 尺寸小於該些發光二極體的尺寸。
8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些長形幾何圖案的長軸與該排列方向之間的夾角為30~60度。
9. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該兩個長形幾何圖案的長軸相交的夾角為75~105度。
10. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該兩個長形幾何圖案為矩形圖案。
11. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該兩個長形幾何圖案為橢圓形圖案。

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