TWI764789B - 背光模組及顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種背光模組及顯示裝置。背光模組包含光源結構以及光學膜片。光源結構包含基板、複數個發光單元以及封裝體。發光單元佈設在基板上。封裝體覆蓋發光單元，其中封裝體具有複數個凸出部。光學膜片設置在光源結構的上方，其中光學膜片與封裝體的該些凸出部互相接觸。

Description

背光模組及顯示裝置

本揭露是有關於一種光源模組及其應用，且特別是有關於一種背光模組及顯示裝置。

一般用於直下式背光模組的光源主要包含基板、數個陣列於基板上的發光二極體以及覆蓋於發光二極體上之封裝膠，這些從發光二極體所產生的光線射出封裝膠之後，將進一步經過光學膜片混合而形成面光源。

然而，在封裝膠上方除了光學膜片外，尚有顯示面板等其他元件，故經常會發生封裝膠上的膜片吸附在封裝膠的表面的問題，進而嚴重影響背光模組與顯示裝置之外觀與均勻度。

因此，本揭露之一目的是在提供一種背光模組及顯示裝置，其中透過光源結構的設計，可避免背光模組及顯示裝置中的膜片吸附在光源結構而影響外觀的問題。

根據本揭露之上述目的，提出一種背光模組。此背光模組包含光源結構以及光學膜片。光源結構包含基板、複數個發光單元以及封裝體。發光單元佈設在基板上。封裝體覆蓋發光單元，其中封裝體具有複數個凸出部。光學膜片設置在光源結構的上方，其中光學膜片與封裝體的該些凸出部互相接觸。

依據本揭露之一實施例，上述之封裝體的凸出部為互相拼接之複數個三角稜鏡結構、金字塔稜鏡結構或圓弧稜鏡結構。

依據本揭露之一實施例，上述之封裝體還包含複數個凹陷部，該些凸出部與凹陷部的位置係交錯設置。

依據本揭露之一實施例，上述之發光單元是對應設置在凹陷部的正下方。

依據本揭露之一實施例，上述之發光單元係對應設置在凸出部的正下方。

依據本揭露之一實施例，上述之光源結構更包含複數個間隔壁設置在基板上，其中間隔壁與基板共同形成複數個容置空間，且發光單元是分布在容置空間中。封裝體包含複數個封裝單元，分別設置在容置空間中且覆蓋發光單元。一部分之封裝單元的高度大於每一個間隔壁之高度以形成所述凸出部，一部分之封裝單元的高度小於每一個間隔壁之高度，另一部分之封裝單元的高度等於每一個間隔壁之高度。

依據本揭露之一實施例，上述之高度大於間隔壁之封裝單元、高度小於間隔壁之封裝單元、與高度等於間隔壁之封裝單元的位置係交錯設置。

依據本揭露之一實施例，上述之光源結構更包含複數個間隔壁設置在基板上，其中間隔壁與基板共同形成複數個容置空間，且發光單元是分布在容置空間中。封裝體包含複數個封裝單元，分別設置在容置空間中且覆蓋發光單元。其中間隔壁的位置對應於兩相鄰凸出部之間。

依據本揭露之一實施例，上述之每一個凸出部表面係透過毛細現象所形成之張力表面。

根據本揭露之上述目的，另提出一種顯示裝置。此顯示裝置包含上述之背光模組以及顯示面板。顯示面板設置在背光模組之上方。

根據本揭露之上述目的，又提出一種顯示裝置。此顯示裝置包含上述之背光模組以及顯示面板。顯示面板設置在背光模組之上方。其中，位於對應顯示面板邊緣的些封裝單元的高度小於每一個間隔壁之高度。

由上述可知，本揭露主要是在光源結構之封裝體上設置凸出部，除了有利於光線的均勻化以外，亦可解決光學膜片吸附在光源結構上的問題。另一方面，封裝體的填充高度亦可因應所需出光需求而調整，達到提升整體背光模組與顯示裝置的出光均勻度。

請參照圖1，其係繪示依照本揭露之第一實施方式的一種直下式背光模組的側面示意圖。本實施方式之背光模組100包含光源結構110以及至少一張光學膜片(例如圖中為4張光學膜片200)。光學膜片200設置在光源結構110上方，故光源結構110所產生的光線可經過光學膜片200並從光學膜片200出光。

請繼續參照圖1，光源結構110包含基板111、複數個發光單元112以及封裝體113。發光單元112佈設在基板111上。封裝體113覆蓋發光單元112，其中封裝體113具有複數個凸出部113a。光學膜片200設置在光源結構110的上方，其中光學膜片200與封裝體113的凸出部113a互相接觸。在圖1的實施例中，封裝體113的凸出部113a為互相拼接之複數個三角稜鏡結構。藉此，當光學膜片200放置在光源結構110上時，最靠近封裝體113的光學膜片200只接觸封裝體113的凸出部113a而使得任二相鄰的凸出部113a之間與光學膜片200形成空氣間隙，進而產生避免光學膜片200吸附於封裝體113的作用。

本揭露中，封裝體的凸出部亦可有不同的形狀設計。例如圖2所示，圖2係繪示依照本揭露之第二實施方式的一種直下式背光模組的側面示意圖。圖2所示的背光模組300的結構大致上與圖1所示之背光模組100的結構大致上相同，差異僅在於背光模組300的光源結構310具有不同的結構設計。如圖2所示，光源結構310包含基板311、複數個發光單元312以及封裝體313。發光單元312佈設在基板311上。封裝體313覆蓋發光單元312，其中封裝體313具有複數個凸出部313a。在本實施例中，封裝體313之凸出部313a為互相拼接的圓弧稜鏡結構。藉此，當光學膜片200放置在光源結構310上時，最靠近封裝體313的光學膜片200只接觸封裝體313的凸出部313a，故同樣可在任二相鄰的凸出部313a之間與光學膜片200形成空氣間隙，進而可避免光學膜片200吸附於封裝體313的問題。欲陳明者，封裝體的凸出部除了可具有例如圖1及圖2所示實施例的形狀外，亦可為金字塔形稜鏡結構、條狀結構或是顆粒結構等其他形狀，或者，如圖3所示，凸出部413a的表面(凸弧面)與凹陷部413b的表面(凹弧面)於一剖面線上形成一連續的正弦波形表面，如此，當光學膜片200放置在光源結構410上時，最靠近封裝體413的光學膜片200只接觸封裝體413的凸出部413a，而凹陷部413b可與光學膜片200形成空氣間隙，故可達到避免光學膜片200吸附於封裝體413的問題。

在本揭露的其他實施例中，封裝體亦可對應發光單元的位置分布而設計。例如圖3所示，圖3係繪示依照本揭露之第三實施方式的一種直下式背光模組的側面示意圖。圖3所示的背光模組400的結構大致上與圖1所示之背光模組100的結構大致上相同，差異僅在於背光模組400的光源結構410具有不同的結構設計。如圖3所示，光源結構410包含基板411、複數個發光單元412以及封裝體413。發光單元412佈設在基板411上。封裝體413覆蓋發光單元412，其中封裝體413具有複數個凸出部413a及複數個凹陷部413b。

如圖3所示，在本實施例中，凸出部413a及複數個凹陷部413b的位置係交錯設置，且發光單元412是對應設置在凸出部413a的正下方。也就是說，凸出部413a發光單元412是位於發光單元412正上方的位置，而凹陷部413b則是設置在對應任二相鄰之發光單元412之間的位置。由於發光單元412是陣列設置，且位於發光單元412正上方的位置的光線較任二相鄰之發光單元412之間的光線強，故利用凸出部413a的光發散功能將從發光單元412正上方出光之較高強度的光線分散，同時利用凹陷部413b將光線導至任二相鄰之發光單元412間的暗區，可達到使光源結構410產生均勻化之光線的效果。

在其他實施例中，封裝體的凸出部與凹陷部可具有不同的形狀設計。請參照圖4A，圖4A係繪示依照本揭露之第四實施方式的一種光源結構的局部側視圖。圖4A所示之光源結構420與圖3所示的光源結構410的結構大致上相同，差異僅在於光源結構420的封裝體423具有不同的形狀設計。如圖4A所示，光源結構420包含基板421、複數個發光單元422以及封裝體423。發光單元422佈設在基板421上。封裝體423覆蓋發光單元422，其中封裝體423具有複數個凸出部423a及複數個凹陷部423b。其中，發光單元422對應設置在凸出部423a下方。如圖4A所示，本實施例的凸出部423a具有根據第一圓心R1所繪示的弧面，凹陷部423b具有根據第二圓心R2所繪示的弧面。以發光單元422的所在位置為基準，第一圓心R1是位在背對發光單元422之出光面的一側。也就是說，發光單元422是位於與凸出部423a之弧面與第一圓心R1之間。第二圓心R2位在發光單元422之所在平面上，例如圖4A所示之位於發光單元422左側之凹陷部423b的弧面的第二圓心R2是位在發光單元422之右側，同樣地，位於發光單元422右側之凹陷部423b的弧面的第二圓心R2是位在發光單元422之左側。

另請同時參照圖4A至圖4C，其中圖4B及圖4C係繪示依照本揭露之第四實施方式的一種光源結構的出光狀態示意圖。由於封裝體423的折射率大於空氣的折射率，故每一個發光單元422的光線從凸出部423a射出時，除了沿著平行於光軸方向射出的正向光之外，較小出光角度的光線皆朝偏離法線的方向分散，而越遠離光軸的光線在出光時偏離法線的幅度也越大。以圖4B之位於凸出部423a上的A點而言，發光單元422所發射的光線是從法線L1的右下方入光，左上方出光，來將光線導向法線L1左方的區域R。然而，由於導向此區域R的光線強度並不像LED的正上方光線強度來得高，所以容易在區域R產生暗區。

為了解決暗區問題，每一個發光單元422中較大角度的光線自凹陷部423b射出時，因較大角度的光線在通過法線後也會朝偏離法線方向分散。以圖4B位於凹陷部423b的B點而言，發光單元422所發射的光線是從法線L2的左下方入光，右上方出光，來將光線導向法線L2右方的區域R。因此，凹陷部423b可以進一步地將每一個發光單元422所發出斜向光線導至任二相鄰之發光單元422間的暗區R，並朝向直下式背光模組的出光面靠攏，以減少發光單元數量且又能達到良好的均光效果。

在另一實施例中，例如圖4D所示，發光單元422還可以對應設置在凹陷部423b下方，而不是對應設置在凸出部423a的正下方，但是仍可利用任二相鄰的凸出部423a之間與光學膜片200形成空氣間隙來解決吸附的問題。此外，發光單元422正上方的出光角度不變之外，其餘光線則朝向外圍任二相鄰之發光單元422間的暗區R，亦可達到良好的均光效果。

本揭露中，光源結構可具有不同的結構設計。請參照圖5，圖5係繪示依照本揭露之第五實施方式的一種直下式背光模組的側面示意圖。本實施方式之背光模組500的結構與圖1所示之背光模組100的結構大致上相同，差異僅在於背光模組500的光源結構510具有不同的結構設計。如圖5所示，光源結構510包含基板511、複數個間隔壁512、複數個發光單元513以及封裝體514。間隔壁512設置在基板511上，並與基板511形成複數個容置空間521。發光單元513佈設在基板511上，且位於容置空間521中。舉例而言，本揭露中每個容置空間521內較佳可包含N*N個發光單元513陣列，在本實施例中，每一個容置空間521設有四個發光單元513(即2*2個發光單元513)，但並非以此為限。在其他實施例中，每一個容置空間521中的發光單元513數量可依需求而定。

如圖5所示，封裝體514包含複數個封裝單元515，分別設置在容置空間521中且覆蓋發光單元513。其中，封裝單元515的高度係高於間隔壁512的高度，且封裝單元515高出間隔壁512頂端之高度的部分即為凸出部515a。在本實施例中，每一個封裝單元515之凸出部515a的表面係透過毛細現象所形成之一張力表面。藉此，當光學膜片200放置在光源結構510上時，最靠近封裝體514的光學膜片200只接觸封裝單元515之凸出部515a，而間隔壁512的頂端則可與光學膜片200形成空氣間隙，故可達到避免光學膜片200吸附於封裝體514的問題。另一方面，凸出部515a的設計具有光發散功能，故可將光線分散至間隔壁512上方，以將光線補償至間隔壁512上方相對輝度較低的位置。進而提升整體光源結構510之出光均勻度。

請同時參照圖6A、圖6B及圖6C，其中圖6A係繪示依照本揭露之第六實施方式的一種光源結構的上視圖，圖6B係沿著圖6A中之A-A剖線剖切之剖面示意圖，圖6C係沿著圖6A中之B-B剖線剖切之剖面示意圖。本實施方式之光源結構600包含基板610、複數個間隔壁620、複數個發光單元630以及封裝體640。間隔壁620設置在基板610上，並與基板610形成複數個容置空間611。發光單元630佈設在基板610上，且位於容置空間611中。在一實施例中，封裝體640包含複數個封裝單元(例如封裝單元641、封裝單元642及封裝單元643)，封裝單元641、封裝單元642及封裝單元643分別設置在容置空間611中且覆蓋發光單元630。

如圖6B及圖6C所示，封裝單元641的高度係高於間隔壁620的高度，且封裝單元641高出間隔壁620之頂端的部分即為凸出部641a。封裝單元642的高度等於間隔壁620之高度。封裝單元643的高度小於間隔壁620之高度。在本實施例中，高度大於間隔壁620之封裝單元641、高度小於間隔壁620之封裝單元643、與高度等於間隔壁620之封裝單元642的位置係交錯設置。在一些應用例中，封裝單元641、封裝單元642與封裝單元643的高度可依據實際需求而設計，故透過改變這些封裝單元的高度可以調整發光單元630之出光輝度，且封裝單元高度的交錯設計更能確保光學膜片200被凸出部641a平均地支撐。當如圖5所示之光學膜片200放置在光源結構600上時，最靠近封裝單元641的光學膜片200只接觸封裝單元641之凸出部641a，而使間隔壁620的頂端則可與光學膜片200形成空氣間隙，故可達到避免光學膜片200吸附於封裝體640的問題。另一方面，利用封裝單元641之凸出部641a的光發散功能將從發光單元630正上方出光之較高強度的光線分散，同時利用高度小於間隔壁620之封裝單元643將光線向暗區傳遞並朝正向出光，可達到使整體光源結構600產生均勻化之光線的效果。

另請參照圖7，圖7係繪示依照本揭露之一實施方式之一種顯示裝置之側面示意圖。本實施方式之顯示裝置700主要包含由光源結構800及光學膜片200所形成之背光模組、以及設置在光學膜片200上之顯示面板710。其中，光源結構800的結構大致上與例如圖5所示之光源結構510大致上相同，差異僅在於光源結構800的封裝體840具有不同的結構設計。如圖7所示，光源結構800包含基板810、複數個間隔壁820、複數個發光單元830以及封裝體840。間隔壁820設置在基板810上，並與基板810形成複數個容置空間811。發光單元830佈設在基板810上，且位於容置空間811中。

如圖7所示，封裝體840包含複數個封裝單元(例如封裝單元841及封裝單元842)。其中封裝單元842的高度小於間隔壁820的高度，且封裝單元842是對應設置在顯示面板710邊緣的位置。封裝單元841的高度高於間隔壁820，且高於間隔壁820頂端的部分係形成凸出部841a。藉由封裝單元841與封裝單元842的設計，除了可避免光學膜片200吸附光源結構800的問題外，位於對應顯示面板710邊緣的位置的封裝單元842亦可用於解決顯示區域邊緣出現藍邊的問題。欲陳明者，若顯示區域邊緣不存在藍邊問題的話，亦可不需要設計高度低於間隔壁820封裝單元842，而直接使用例如圖5所示之光源結構510即可。另一方面，圖7的實施例係以光源結構800來作為示範說明，但其並非用以限制本發明。前述其他實施例的光源結構(例如圖1之光源結構110、圖2之光源結構310、圖3之光源結構410、圖5之光源結構510、圖6A之光源結構600)均可應用於顯示裝置中，以產生同樣之效果。

由上述本揭露實施方式可知，本揭露主要是在光源結構之封裝體上設置凸出部，除了有利於光線的均勻化以外，亦可解決光學膜片吸附在光源結構上的問題。另一方面，封裝體的填充高度亦可因應所需出光需求而調整，達到提升整體背光模組與顯示裝置的出光均勻度。

雖然本揭露之實施例已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露之實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之實施例的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露之實施例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 110:光源結構 111:基板 112:發光單元 113:封裝體 113a:凸出部 200:光學膜片 300:背光模組 310:光源結構 311:基板 312:發光單元 313:封裝體 313a:凸出部 400:背光模組 410:光源結構 411:基板 412:發光單元 413:封裝體 413a:凸出部 413b:凹陷部 420:光源結構 421:基板 422:發光單元 423:封裝體 423a:凸出部 423b:凹陷部 500:背光模組 510:光源結構 511:基板 512:間隔壁 513:發光單元 514:封裝體 515:封裝單元 515a:凸出部 521:容置空間 600:光源結構 610:基板 620:間隔壁 630:發光單元 640:封裝體 641:封裝單元 641a:凸出部 642:封裝單元 643:封裝單元 700:顯示裝置 710:顯示面板 800:光源結構 810:基板 811:容置空間 820:間隔壁 830:發光單元 840:封裝體 841:封裝單元 841a:凸出部 842:封裝單元 A:點 B:點 L1:法線 L2:法線 R1:第一圓心 R2:第二圓心

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 圖1係繪示依照本揭露之第一實施方式的一種直下式背光模組的側面示意圖； 圖2係繪示依照本揭露之第二實施方式的一種直下式背光模組的側面示意圖； 圖3係繪示依照本揭露之第三實施方式的一種直下式背光模組的側面示意圖； 圖4A係繪示依照本揭露之第四實施方式的一種光源結構的局部側視圖； 圖4B及圖4C係繪示依照本揭露之第四實施方式的一種光源結構的出光狀態示意圖； 圖4D係繪示依照本揭露之第四實施方式的另一種光源結構的側面示意圖； 圖5係繪示依照本揭露之第五實施方式的一種直下式背光模組的側面示意圖； 圖6A係繪示依照本揭露之第六實施方式的一種光源結構的上視圖； 圖6B係沿著圖6A中之A-A剖線剖切之剖面示意圖； 圖6C係沿著圖6A中之B-B剖線剖切之剖面示意圖； 圖7係繪示依照本揭露之一實施方式之一種顯示裝置之側面示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

200:光學膜片

400:背光模組

410:光源結構

411:基板

412:發光單元

413:封裝體

413a:凸出部

413b:凹陷部

Claims (10)

1. 一種背光模組，包含：一光源結構，其中該光源結構包含：一基板；複數個發光單元，佈設在該基板上；以及一封裝體，覆蓋該些發光單元，其中該封裝體具有複數個凸出部；以及一光學膜片，設置在該光源結構的上方，其中該光學膜片與該封裝體的該些凸出部互相接觸；其中該光源結構更包含複數個間隔壁設置在該基板上，其中該些間隔壁與該基板共同形成複數個容置空間，且該些發光單元是分布在該些容置空間中；該封裝體包含複數個封裝單元，分別設置在該些容置空間中且覆蓋該些發光單元；一部分之該些封裝單元的高度大於每一該些間隔壁之高度以形成所述凸出部，一部分之該些封裝單元的高度小於每一該些間隔壁之高度，另一部分之該些封裝單元的高度等於每一該些間隔壁之高度。
2. 如請求項1所述之背光模組，其中該封裝體的該些凸出部為互相拼接之複數個三角稜鏡結構、金字塔稜鏡結構或圓弧稜鏡結構。
3. 如請求項1所述之背光模組，其中該封裝體 還包含複數個凹陷部，該些凸出部與該些凹陷部的位置係交錯設置。
4. 如請求項3所述之背光模組，其中該些發光單元係對應設置在該些凹陷部的正下方。
5. 如請求項1所述之背光模組，其中該些發光單元係對應設置在該些凸出部的正下方。
6. 如請求項1所述之背光模組，其中高度大於該些間隔壁之該些封裝單元、高度小於該些間隔壁之該些封裝單元、與高度等於該些間隔壁之該些封裝單元的位置係交錯設置。
7. 一種背光模組，包含：一光源結構，其中該光源結構包含：一基板；複數個發光單元，佈設在該基板上；以及一封裝體，覆蓋該些發光單元，其中該封裝體具有複數個凸出部；以及一光學膜片，設置在該光源結構的上方，其中該光學膜片與該封裝體的該些凸出部互相接觸；該光源結構更包含複數個間隔壁設置在基板上，其中該些間隔壁與該基板共同形成複數個容置空間，且該些發 光單元是分布在該些容置空間中；該封裝體包含複數個封裝單元，分別設置在該些容置空間中且覆蓋該些發光單元；該些間隔壁的位置對應於兩相鄰凸出部之間。
8. 如請求項7所述之背光模組，其中每一該些凸出部表面係透過毛細現象所形成之一張力表面。
9. 一種顯示裝置，包含：如請求項1至請求項8中任一項所述之背光模組；以及一顯示面板，設置在該背光模組之上方。
10. 如請求項9所述之顯示裝置，其中位於對應該顯示面板邊緣的該些封裝單元的高度小於每一該些間隔壁之高度。

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