TWI764642B - 背光模組及顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種背光模組及應用此背光模組的顯示裝置，背光模組的結構包含：一背板，具有一底部，其具有至少兩個相鄰的邊緣且兩個相鄰邊緣相連處形成一角隅；複數個光源，設置於背板的底部上；以及至少兩個反射側牆，其分別設於背板的兩個邊緣，每個反射側牆包括二端部區段及其二端部區段之間的中間區段，所述端部區段對應所述角隅，中間區段對應背板的非角隅位置，中間區段與背板的底部形成一第一角度，二端部區段與背板的底部形成一第二角度，第一角度大於第二角度。藉此提高背光模組的區塊掃描均勻度。

Description

背光模組及顯示裝置

本發明主要為一種光源構件，特別是有關於一種背光模組及顯示裝置。

一般直下式的背光模組主要包含背板、數個光源，例如發光二極體(Light-emitting diode,LED)以及光學膜片。發光二極體是以矩陣形式排列於背板上，光學膜片設置在發光二極體的上方，以混合發光二極體所產生的光線。

在現有的發光二極體結構中，發光晶片所產生的光線主要是從晶片封裝體的頂部發出，而使得光線從封裝體正上方出光的強度較高且從封裝體兩側出光的光線較弱，這會使相鄰之發光體之間形成暗區，其中又以角落或邊緣所形成的暗區最明顯，進而導致背光模組的外觀看起來亮暗對比明顯，且混光不均勻。請參照圖1所示，圖1為習知背光模組1的俯視輝度模擬圖，其包含電路板11、陣列於電路板11上的發光二極體12及框體13。由圖1可知，位於矩陣發光二極體12中央的光線貢獻是來自於每個發光二極體12的前後左右，唯獨在靠近框體13之邊側，其光線貢獻僅來自左右或者前後相鄰的發光二極體12，因此該邊緣光源所在區塊的每單位面積的光通量較少，因而易在該邊緣處形成暗區，而這種情形在框體13之角落會更為嚴峻，因此兩邊緣的暗區交會的角隅處會形成暗角131，如圖1所示的陰影區域。綜上所述，因習知背光模組具有暗角問題，整體顯示器的發光均勻度不佳。

本發明的目的在於提供一種在背光模組之每一個反射側牆的不同區段提供與背板互呈不同角度的傾斜反射面，以在不同區段提供不同補光效果。

為達成上述目的，本發明提供一種背光模組，包含：一背板，包含一底部，其具有至少兩個相鄰之邊緣，且所述兩個相鄰邊緣相連處形成一角隅；複數個光源，設置於該背板上的底部；以及至少兩個反射側牆，其分別設於該背板的所述兩個邊緣，每個反射側牆包括二端部區段及該二端部區段之間的中間區段，所述端部區段對應所述角隅，該中間區段對應該背板的非角隅位置，該中間區段與該背板的底部形成一第一角度，該二端部區段與該背板的底部形成一第二角度，該第一角度大於該第二角度。

在一些實施例中，該背板的至少一個邊緣可為直線或弧線。

在一些實施例中，該二端部區域包含靠近該背板的底部的一第一反射區域與遠離該背板的底部的一第二反射區域，該第一反射區域與該背板形成該第二角度，該第二反射區域與該背板形成一第三角度，該第三角度大於該第二角度。該第一角度等於該第三角度。

在一些實施例中，該第一角度等於該第三角度。

在一些實施例中，該第三角度為70度。

在一些實施例中，該第一角度為70度至80度且包含兩端值，該第二角度為45度至55度且包含兩端值。

在一些實施例中，所述光源為一發光二極體矩陣，該發光二極體矩陣係由多個發光二極體排列而成，所述發光二極體的間距等於該端部區段的長度。

在一些實施例中，該中間區段與該端部區段之間還包含一個過渡區段，該過渡區段的長度為所述發光二極體的間距。

在一些實施例中，該發光二極體光源為大發光角度發光二極體。

本發明的另一目的在於提供一種在背光模組之反射側牆的不同區段提供與背板互呈不同角度的傾斜反射面，以在不同區段提供不同補光效果。

為達成上述目的，本發明提供一種顯示裝置，包含一上述實施例之背光模組以及一設置在該背光模組的前方的顯示面板。

一般常見的發光裝置之輝度量測方式之一，係以包含數個畫素的固定大小方格作為輝度量測區塊，並於可視區內以每個畫素為間隔橫向移動，每移動一次量測一次輝度，取上述量測的量小輝度除以最大光輝度作為區塊掃描均勻度(Area Scan Uniformity,ASU)，一般的出光模組常見的規格之約為：ASU>85%，而本發明在背光模組之對應光源邊緣的反射側牆設置二個區段的反射傾角，可分別對應光通量較少的光源背板之角落及邊緣區域，可在符合區域(Zone)設計下，更為提高區塊掃描均勻度，當然，若搭配如大發光角度的發光二極體之下，能有更佳的提高區塊掃描均勻度的效果。

1:背光模組

11:電路板

12:發光二極體

13:框體

131:暗角

2,2’:背光模組

21:背板

211:底部

212:邊緣

213:角隅

22:光源

221:發光二極體

222:間距

23a,23b:反射側牆

24a,24b:端部區段

241a:第一反射區域

241b:第二反射區域

25:中間區段

26:過渡區段

3:顯示面板

4:顯示裝置

α:第一角度

β:第二角度

γ:第三角度

[圖1]為習知背光模組的俯視輝度模擬圖；

[圖2]為本發明一實施例之背光模組之背板及反射側牆的立體圖；

[圖3]為圖2實施例之背光模組之的前視剖面之左側示意圖；

[圖4]為圖2實施例之背光模組之的俯視圖；

[圖5]為本發明一另實施例之背光模組之背板及反射側牆的立體圖；

[圖6]為圖5實施例之背光模組之的前視剖面圖之左側示意圖；

[圖7]為圖6之光路示意圖；及

[圖8]為本發明一實施例之顯示裝置前視剖面示意圖。

茲配合圖式將本發明實施例詳細說明如下，其所附圖式主要為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本發明之基本結構，因此在該等圖式中僅標示與本發明有關之元件，且所顯示之元件並非以實施時之數目、形狀、尺寸比例等加以繪製，其實際實施時之規格尺寸實為一種選擇性之設計，且其元件佈局形態有可能更為複雜。

以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可據以實施的特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「內」、「外」、「側面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。另外，在說明書中，除非明確地描述為相反的，否則詞語“包括”將被理解為意指包括所述元件，但是不排除任何其它元件。

請參照圖2、圖3及圖4所示。本實施例之背光模組2的結構包含：一背板21、複數個光源22以及至少兩個反射側牆23，本實施例是四個反射側牆。該背板21包含一底部211以及至少兩個相鄰的邊緣212，所述邊緣212可為直線或弧線，所述兩個相鄰邊緣212在彼此相連處形成一角隅213。

所述光源22設置在該背板21的底部211，本實施例中所述光源22係由多個發光二極體221排列而成的一發光二極體矩陣。值得一提的是，為了使發光二極體矩陣之發光二極體角落照射到更多光線，在一實施例中，所述發光二極體221的主要出光角度在於正向出光(負60度至60度之間)，其餘斜向的大角度光線將會射向所述反射側牆後，再被向上反射出光，例如：朗伯遜 型(Lambertian)發光二極體221或者是更大角度的發光二極體。

所述兩個相鄰反射側牆(23a,23b)分別設於該背板21的底部211且靠近該背板21的邊緣212以反射來自發光二極體221的光線，所述兩個相鄰反射側牆(23a,23b)亦在彼此相連處對應於該背板21的角隅213。更詳言之，每個反射側牆(23a,23b)包括二個端部區段(24a,24b)及位於該二個端部區段(24a,24b)之間的中間區段25，所述兩個反射側牆(23a,23b)的相鄰端部區段(24a,24b)對應所述角隅213，該中間區段25係對應設置於該背板21的非角隅位置，該中間區段25與該背板21的底部211形成一第一角度α，該二個端部區段(24a,24b)與該背板21的底部211形成一第二角度β，所述第一角度α與第二角度β皆為銳角，換言之，所述反射側牆(23a,23b)背向所述光源22的那一側與該背板21之間的夾角為銳角；所述反射側牆(23a,23b)朝向光源的那一側則是用以反射光線，特別是藉由所述第一角度α大於第二角度β的差異，以補足所述角隅213的暗角問題。

依據上述實施例之背光結構，如圖2所示，反射側牆23a的中間區段25係對應於發光二極體矩陣之邊緣設置，而反射側牆23a的端部區段24a與另一反射側牆23b的端部區段24b夾置形成的角落(通常對應於背板21的角隅213)係對應於該發光二極體矩陣之角落，又如圖3所示，反射側牆23a可將該發光二極體221所發出的光線向上反射，由於端部區段(24a,24b)的第二角度β小於中間區段25的第一角度α，該端部區段(24a,24b)便可接收較大範圍由該發光二極體221所發出的大角度光線向上反射，以提升所述背板21的角隅213位置的輝度，進而達到整體背光模組的發光均勻度之功效。本實施例中，該反射側牆(23a,23b)還包含一過渡區段26，該過渡區段26位於該端部區段(24a,24b)與該中間區段25之間，且該過渡區段26與該背板21之間的夾角介於第一角度α與 第二角度β之間，此外該過渡區段26的長度較佳是至少對應於兩相鄰發光二極體221的間距222，使能緩和該區域的光源反射效果，不致在該處產生突兀的輝度變化。

在本發明的另一個實施例中，如圖5、圖6所示。本實施例之背光模組2’的結構與圖2實施例中之背光模組2的結構差異處在於該二端部區域(24a,24b)包含一靠近該背板21的底部的第一反射區域241a與一遠離該背板的底部的第二反射區域241b，且本實施例之第一反射區域241a與第二反射區域241b彼此互相鄰接，該第一反射區域241a與該背板21形成該第二角度β，該第二反射區域241b與該背板21形成一第三角度γ，所述第三角度γ也為銳角，該第三角度γ大於該第二角度β，因此本實施例背光模組2’的反射側牆(23a,23b)角落位置對該發光二極體矩陣之角落位置提供二種傾角反射，能更加柔和地提升該角落位置的輝度。更詳言之，請參照圖7，本發明的反射側牆23a的中間區段25，是利用一個反射角度(即第一角度α)將發光二極體221出光角較小的光線(如圖7所示θ1)往正向方向反射，即可補償對應中間區段25不足的輝度；而對應端部區段(24a,24b)的部分則是利用兩個反射角度來反射光線，換言之，第三角度γ可將發光二極體221出光角較小(如圖7所示θ1)的光線往正向方向反射之外，第二角度β還可將出光角較大(如圖7所示θ2)的光線往正向方向反射，本發明的反射側牆(23a,23b)的端部區段具有兩個角度反射光線，比只具有一個反射角度的中間區段25，能夠將更多的光線補償到發光二極體矩陣之角落位置。綜上所述，本發明的背光模組具有更佳的出光均勻度。

前述圖2實施例中，本發明的第一角度可為70度至80度(包含兩端值)，第二角度可為45度至55度(包含兩端值)。前述圖5實施例中加入的第三角度可為70度。另外，在圖6實施例中該第三角度γ與第一角度α為相 同角度值。

如圖4所示。本實施例之該端部區段(24a,24b)的設置目的是對應發光二極體矩陣角落的最暗處提供較多光線被向上反射的作用，特別是該端部區段(24a,24b)的長度應介於兩相鄰發光二極體221間距的0.5倍至3倍之間。需特別說明的是，該端部區域(24a,24b)的長度過長，例如超過3倍，則可能會造成發光二極體矩陣對應該中間區域25的亮度過量，而導致整體發光均勻度下降。

如圖8所示。本發明之一實施例之顯示裝置4，係包含前述背光模組(2,2’)，並在該背光模組出光的前方設置顯示面板3(圖8以背光模組2為例示)，該顯示裝置4同樣具備發光均勻度佳之功效，在此容不贅述。

綜上實施例可知，本發明在背光模組之發光二極體矩陣邊緣對應的反射側牆設置至少二個區段、不同角度的反射傾角，分別對應輝度較低的背板之暗部角落及邊緣區域，並能對較暗角落處產生較佳輝度提升效果，以取得整體背光模組更好的發光均勻度。

上述揭示的實施形態僅例示性說明本發明之原理、特點及其功效，並非用以限制本發明之可實施範疇，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。

2:背光模組

21:背板

211:底部

212:邊緣

213:角隅

23a,23b:反射側牆

24a,24b:端部區段

25:中間區段

26:過渡區段

Claims (10)

1. 一種背光模組，包含：一背板，包含一底部，其具有至少兩個相鄰之邊緣，且所述兩個相鄰邊緣相連處形成一角隅；複數個光源，設置於該背板上的所述底部；以及至少兩個反射側牆，其分別設於該背板的所述兩個邊緣，每個反射側牆包括二端部區段及該二端部區段之間的中間區段，所述端部區段對應所述角隅，該中間區段對應該背板的非角隅位置，該中間區段與該背板的底部形成一第一角度，該二端部區段與該背板的底部形成一第二角度，該第一角度大於該第二角度，且該第一角度與該第二角度皆為銳角，其中該第一角度為70度至80度且包含兩端值，該第二角度為45度至55度且包含兩端值。
2. 如請求項1所述的背光模組，其中該背板的至少一個邊緣為直線。
3. 如請求項1或2所述的背光模組，其中該背板的至少一個邊緣為弧線。
4. 如請求項1所述的背光模組，其中該二端部區域包含靠近該背板的底部的一第一反射區域與遠離該背板的底部的一第二反射區域，該第一反射區域與該背板形成該第二角度，該第二反射區域與該背板形成一第三角度，該第三角度大於該第二角度，且該第三角度為銳角。
5. 如請求項4所述的背光模組，其中該第一角度等於該第三角度。
6. 如請求項4所述的背光模組，其中該第三角度為70度。
7. 如請求項1所述的背光模組，其中所述光源為一發光二極體矩陣，該發光二極體矩陣係由多個發光二極體排列而成，所述發光二極體的間距等於該端 部區段的長度。
8. 如請求項7所述的背光模組，其中該中間區段與該端部區段之間還包含一個過渡區段，該過渡區段的長度為所述發光二極體的間距。
9. 如請求項7所述的背光模組，其中該發光二極體光源為大發光角度發光二極體。
10. 一種顯示裝置，包含：如請求項第1至9項之任一項所述的背光模組；以及一顯示面板，設置在該背光模組的前方。

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