TWI808652B - 背光模組及顯示器 - Google Patents

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Abstract

本發明背光模組包含多數發光單元及一第一光學膜片，該多數發光單元間隔排列，並能投光，該第一光學膜片於朝向發光單元的一表面形成有多數擴散部及多數集光部，該多數擴散部分別對應該多數發光單元的位置，每一擴散部覆蓋對應之發光單元，該多數集光部係分布於該多數擴散部以外的其餘位置，本發明顯示器包含一背光模組及位於該第一光學膜片相對於發光單元的另一側之一顯示面板，藉由擴散部和集光部與發光單元之間的位置配合，背光模組在混光距離較小時能將光線均勻化，使顯示器在厚度縮減時保持光學品味，而在維持相同厚度時提升光學品味。

Description

背光模組及顯示器
本發明係一種背光模組，尤指能提升光學品味之背光模組，及應用有所述背光模組之顯示器。
現今之大尺寸顯示器大多係藉由直下式背光模組對顯示面板投光，所述直下式背光模組包含一背板及多數發光單元，該多數發光單元間隔地設置在該背板上，並能對所述顯示面板投射光線，惟於所述顯示器中，顯示面板上直接對應該多數發光單元的部分，會接收自該多數發光單元直射的光線，因此會呈現較亮的效果，而顯示面板上無直接對應該多數發光單元的部分則較暗並形成暗區，使得所述顯示面板會呈現明顯的明暗差異，導致較差的光學品味。
為了改善前述的情形，須調整所述顯示面板與直下式背光模組之間的間隔距離，當所述間隔距離愈大時，相鄰之發光單元發出的光線愈能相互混合，而使該多數發光單元之間的區域亮度提高，藉此提升所述顯示器之出光均勻度及光學品味。
然而，現今之市場需求偏向於輕薄型之顯示器，因此必須縮短顯示面板與直下式背光模組之間的間隔距離，則會導致顯示器之出光均勻度及光學品味下降，而仍有改善之空間。
本發明之主要目的在於提供一背光模組，可應用於輕薄型顯示器且同時維持良好的光學品味。
為達成前揭目的，本發明背光模組包含：多數發光單元，該多數發光單元間隔排列，並能投光；及一第一光學膜片，該第一光學膜片於朝向所述發光單元的一表面形成有多數擴散部及多數集光部，該多數擴散部分別對應該多數發光單元的位置，每一擴散部覆蓋對應之發光單元，該多數集光部係分布於該多數擴散部以外的其餘位置，其中該第一光學膜片於遠離所述發光單元的另一表面形成有多數擴散部和多數集光部，且該第一光學膜片之二表面的擴散部之位置相互對應。
本發明背光模組之該多數發光單元與該第一光學膜片之間間隔有一混光距離，當該多數發光單元對該第一光學膜片投光時，對應且覆蓋該多數發光單元之位置的該多數擴散部會接收到強度較強的光線，而能將所述光線擴散及霧化，該多數集光部則設置於對應相鄰的發光單元之間的位置，而會接收到強度較弱的光線，並能將所述光線集中而增強，有助於改善兩兩相鄰的發光單元之間的暗區的輝度，因此，藉由該第一光學膜片之擴散部和集光部與該多數發光單元的位置配合，有助於所述背光模組之整體出光面的均勻化，因此而提升所述背光模組的出光均勻度。
為達成前揭目的，本發明另提供一背光模組，其包含：多數發光單元，該多數發光單元間隔排列，並能投光；及一第一光學膜片，該第一光學膜片於朝向所述發光單元的一表面形成有多數擴散部及多數集光部，該多數擴散部分別對應該多數發光單元的位置，每一擴散部覆蓋對應之發光單元，該多數集光部係分布於該多數擴散部以外的其餘位置，其中所述背光模組包含一第二光學膜片，該第二光學膜片位於該第一光學膜片相對於該多數發光單元的另一側，並形成有多數擴散部及多數集光部， 其中該第二光學膜片之擴散部和集光部係位於遠離該第一光學膜片的表面，且該第二光學膜片的擴散部分別對應該第一光學膜片的擴散部的位置。
為達成前揭目的，本發明另提供一顯示器，其包含：一如前述之背光模組；及一顯示面板，其位於該第一光學膜片相對於該多數發光單元的另一側。
該顯示面板接受所述背光模組投光，由於所述背光模組能在混光距離較小的情況下將光線均勻化，因此，透過應用所述背光模組，使本發明顯示器在厚度縮減的情況下仍保持光學品味，而在維持相同厚度的情況下則能提升光學品味。
10:發光單元
11:投光面
20,20A:第一光學膜片
21:擴散部
22:集光部
221:集光結構
30:空氣層
40:第二光學膜片
41:擴散部
42:集光部
50:擴散板
60,60A,60B:反射片
61:容置槽
611:開口
70:顯示面板
L:混光距離
圖1：為本發明背光模組之第一種較佳實施例之平面示意圖。
圖2：為本發明背光模組之擴散部接收發光單元投光之示意圖。
圖3：為本發明背光模組之集光部接收發光單元投光之示意圖。
圖4：為本發明背光模組之第一光學膜片之擴散部與集光部之一種排列方式之俯視平面示意圖。
圖5：為本發明背光模組之第一光學膜片之擴散部與集光部之另一種排列方式之俯視平面示意圖。
圖6：為本發明背光模組之第二種較佳實施例之一種態樣之平面示意圖。
圖7：為本發明背光模組之第二種較佳實施例之另一態樣之平面示意圖。
圖8：為本發明背光模組之第一種較佳實施例設有擴散板之示意圖。
圖9：為本發明背光模組之第二種較佳實施例設有擴散板之示意圖。
圖10：為本發明背光模組之第一種較佳實施例設有平面狀反射片之示意圖。
圖11：為本發明背光模組之第一種較佳實施例設有具容置槽之反射片之示意圖。
圖12：為本發明顯示器之一種較佳實施例之平面示意圖。
請參閱圖1，為本發明背光模組之第一種較佳實施例，其包含多數發光單元10及一第一光學膜片20。
如圖1所示，該多數發光單元10間隔排列，並能投光。
如圖1所示，該第一光學膜片20於朝向所述發光單元10的一表面形成有多數擴散部21及多數集光部22，該多數擴散部21分別對應該多數發光單元10的位置，每一擴散部21覆蓋一所述發光單元10，即每一擴散部21位於其所對應之發光單元10的光軸沿線上，該多數集光部22係分布於該多數擴散部21以外的其餘位置。
其中，如圖2及圖3所示，當該多數發光單元10對該第一光學膜片20投光時，由於該多數擴散部21係對應該多數發光單元10之位置，而能將所述發光單元10直接投射之強度較強的光線擴散，該多數集光部22係分布於該多數擴散部21以外的其餘位置並對應相鄰的發光單元10之間的位置，而會接收到強度較弱的光線，並能將所述光線集中而增強，藉此提升所述背光模組之出光均勻度。
此外，由於該第一光學膜片20之集光部22能集中光線，以提升所述背光模組之出光均勻度，因此可以降低所述背光模組中排佈所述發光單元10的密度，而能減少該多數發光單元10之數量，因此能降低成本。此外，習知 擴散板的厚度通常大於本發明所揭露之光學膜片，本發明背光模組中利用至少一張第一光學膜片20取代至少一張習知擴散板，將可以有效縮減背光模組本身的厚度，以符合市場上輕薄型之顯示器之需求，又能提升所述背光模組之出光均勻度。
於本發明之較佳實施例中，該第一光學膜片20之該多數擴散部21及該多數集光部22可藉由捲對捲滾壓方式而形成，該多數擴散部21具有凹凸不平的表面，因此通過該多數擴散部21的光線會產生漫反射，而使光線呈現擴散及霧化之光學效果。此外，每一集光部22形成有複數集光結構221，該複數集光結構221可將來自所述發光單元10之光線折射，使所述光線之出光方向較貼近所述發光單元10之光軸的方向，藉此能提升所述集光部22之集光效果。每一集光結構221之截面係呈三角形，而使每一集光結構221為一稜鏡結構，如圖3所示，藉由所述稜鏡結構的折射，使得以傾斜方向入射所述集光結構221之光線會以接近所述發光單元10之光軸方向的方向射出，而使該多數集光部22具有增強亮度之效果。
此外，每一集光部22中的該複數集光結構221為條狀微結構，所述條狀微結構能沿直線或曲線而延伸，且不同的所述集光部22之條狀微結構的延伸方向可為相同或不同方向，均能有效提升光線之亮度。舉例而言，請參閱圖3，所述發光單元10是沿X方向與Y方向陣列排列，所述發光單元10的光軸是平行Z方向，每一集光部22中的該複數集光結構221沿同一方向延伸，例如Y方向延伸，則每一集光部22中的所述集光結構221有助於接收來自於非Y方向的光線，例如所述發光單元10偏向X方向射出的光線，並朝Z方向射出。
較佳地，如圖1至圖3所示，每一發光單元10具有一投光面11，所述發光單元10係由該投光面11出光，每一擴散部21之面積不小於對應之發光單元10的投光面11，藉此使所述擴散部21能完整地接收對應之發光單元10直接 投射之光線，以避免每一發光單元10所發出正上方的光線直接通過該擴散部21以外的區域而產生亮點。
較佳地，該第一光學膜片20之該多數擴散部21及該多數集光部22能以不同方式排列，如圖4所示，於一種排列方式中，該第一光學膜片20之該多數擴散部21呈棋盤式的交錯排列，該多數集光部22互不相鄰，另如圖5所示，於另一種排列方式中，該多數擴散部21呈陣列排列，且每一擴散部21被複數相鄰的所述集光部22環繞，而於兩種排列方式中，每一擴散部21皆覆蓋對應之發光單元10，所述集光部22則對應相鄰的發光單元10之間的位置，而使所述背光模組能達到均勻出光之效果。
如圖6所示，為本發明背光模組之第二種較佳實施例之一種態樣，該第一光學膜片20A於遠離所述發光單元10的另一表面形成有多數擴散部21和多數集光部22，且該第一光學膜片20A之二表面的擴散部21之位置相互對應，即該第一光學膜片20A之二表面的擴散部21位於其所對應之發光單元10的光軸沿線上，因此當該多數發光單元10投射的光線穿過該第一光學膜片20A上鄰近所述發光單元10之表面的擴散部21和集光部22後，會通過該第一光學膜片20A上遠離所述發光單元10之表面的擴散部21和集光部22，而使光線進一步均勻化，因此能有效提升所述背光模組的出光均勻度。
請參閱圖7，為本發明背光模組之第二種較佳實施例的另一態樣，所述背光模組另包含一第二光學膜片40，該第二光學膜片40位於該第一光學膜片20相對於該多數發光單元10的另一側，並形成有多數擴散部41及多數集光部42，其中，該第二光學膜片40與該第一光學膜片20能相鄰或間隔設置，在圖7所示的第二較佳實施例中，該第二光學膜片40與該第一光學膜片20係呈相鄰設置。該第二光學膜片40之擴散部41和集光部42係位於遠離該第一光學膜片20的表面，且該第二光學膜片40的擴散部41分別對應該第一光學膜片20的擴散 部21的位置，即該第一光學膜片20的擴散部21、該第二光學膜片40的擴散部41位於其所對應之發光單元10的光軸沿線上，因此，該第二光學膜片40的擴散部41和集光部42亦能呈現如圖4或圖5所示該第一光學膜片20之擴散部21和集光部22的排列方式。一方面而言，當該多數發光單元10沿光軸投射的光線穿過該第一光學膜片20上的擴散部21後，接續通過該第二光學膜片40上的擴散部41，使其所對應之發光單元10的光線進一步霧化，降低此處的輝度；另一方面，則是當該多數發光單元10朝斜向投射的光線穿過該第一光學膜片20上的集光部22後，接續通過該第二光學膜片40上的集光部42，而使光線之出光方向較貼近光軸，有助於改善兩兩相鄰的發光單元10之間存在之暗區的輝度，如此有助於所述背光模組之整體出光面的均勻化，因此而提升所述背光模組的出光均勻度，較佳地，所述第二光學膜片40與所述第一光學膜片20能為結構相同的膜片，以降低生產成本。
在所述背光模組的另一實施例中，如圖8及圖9所示，所述背光模組包含一擴散板50，該擴散板50能如圖8所示設置於該第一光學膜片20與該多數發光單元10之間，或能如圖9所示設置於該第一光學膜片20與該第二光學膜片40之間，使該第二光學膜片40與該第一光學膜片20呈間隔設置，廠商能依產品之設計需求而選擇，該擴散板50能將該多數發光單元10發出之光線擴散，以提升光線之均勻性。
如圖10所示，所述背光模組包含一反射片60，該反射片60設置於該多數發光單元10之背側，即遠離該多數發光單元10的投光面11之一側，其中，該反射片60具有不同態樣，如圖10所示，於一種態樣中，該反射片60A呈平面狀，當光線被射向該反射片60A時，該反射片60A會將光線反射向該第一光學膜片20，以提升所述背光模組之出光亮度；或如圖11所示，於另一種態樣中，該反射片60B具有多數容置槽61，該多數發光單元10分別對應設置於該多 數容置槽61中，其中，該多數容置槽61分別具有一開口611，所述開口611係朝向該第一光學膜片20，且所述開口611之面積大於所述容置槽61之背側的面積，使所述容置槽611之截面呈現上寬下窄之樣式，當所述發光單元10自該投光面11發出的光線投向該反射片60B之容置槽611之內側面時，會被反射而透過所述開口611投向該第一光學膜片20，即將所述發光單元10側向出光的光線沿光軸之方向反射，藉此提升所述背光模組之出光亮度。
其中，具有所述容置槽61之態樣的反射片60搭配僅於朝向所述發光單元10的表面形成有該多數擴散部21及該多數集光部22之態樣的第一光學膜片20，會使所述背光模組具有較佳的光學品味，較佳地，每一擴散部21的面積小於對應之發光單元10設置之容置槽61的開口611的面積，以避免該第一光學膜片20上的擴散部21面積過大，而使每二相鄰之擴散部21之間的集光部22之面積過小，造成提升存在於兩相鄰發光單元10間的暗區之輝度的效果不佳之情形。
進一步，如圖3及圖10所示，該多數發光單元10與該第一光學膜片20之間具有一空氣層30，當一發光單元10發出的光線入射所述集光部22，而被折射向所述空氣層30時，藉由該反射片60之反射，光線能於所述空氣層30中進行多次折射，並與其餘的發光單元10射出之光線進行混光，進而能提升所述背光模組之出光均勻度，再者，由於本發明之第一光學膜片20的集光部22形成於朝向該多數發光單元10的表面，因此如圖3所示，所述集光部22除了能將所述光線集中而增強外，亦能將部分光線折射向該多數發光單元10以進行混光，藉此使本發明背光模組具有較佳的出光均勻度。
其中，如圖3及圖10所示，所述空氣層30之厚度為一混光距離L，即該第一光學膜片20朝向該多數發光單元10之表面至該多數發光單元10之投光面11之間的距離，該空氣層30可用以提升所述發光單元10的混光效果。當 所述空氣層30之厚度愈厚時，光線能於該空氣層30中行進的路徑愈長，而會有較佳的混光效果，因此當所述混光距離L較大時，能提升所述背光模組的出光之均勻度，而當所述混光距離L較小時，所述背光模組仍能藉由該第一光學膜片20之擴散部21與該多數發光單元10之間的位置配合而將光線均勻化，以維持出光均勻度。
請參閱圖12，為本發明顯示器之一種較佳實施例，其包含一所述背光模組及一顯示面板70，該顯示面板70位於該第一光學膜片20相對於該多數發光單元10的另一側，另於所述背光模組之第二種較佳實施例中，該顯示面板70位於該第二光學膜片40相對於該第一光學膜片20的另一側。欲陳明者，本發明顯示器亦可應用如圖6至圖11的背光模組，在此恕不贅述。
該顯示面板70接受所述背光模組投光，由於所述背光模組能在所述混光距離L較小的情況下將光線均勻化，及能在維持所述混光距離L的情況下提升出光均勻度，因此本發明顯示器在厚度縮減的情況下仍保持光學品味，而在維持相同厚度的情況下則能提升光學品味。
10:發光單元 11:投光面 20:第一光學膜片 21:擴散部 22:集光部 221:集光結構 30:空氣層 L:混光距離

Claims (12)

  1. 一種背光模組，並包含：多數發光單元，該多數發光單元間隔排列，並能投光；及一第一光學膜片，該第一光學膜片於朝向所述發光單元的一表面形成有多數擴散部及多數集光部，該多數擴散部分別對應該多數發光單元的位置，每一擴散部覆蓋對應之發光單元，該多數集光部係分布於該多數擴散部以外的其餘位置，其中該第一光學膜片於遠離所述發光單元的另一表面形成有多數擴散部和多數集光部，且該第一光學膜片之二表面的擴散部之位置相互對應。
  2. 如請求項1所述之背光模組，其中每一發光單元具有一投光面，每一擴散部之面積不小於對應之發光單元的投光面。
  3. 如請求項1所述之背光模組，其中每一集光部形成有複數集光結構，每一集光部中的該複數集光結構沿同一方向延伸。
  4. 如請求項1所述之背光模組，其中該多數發光單元與該第一光學膜片之間具有一空氣層。
  5. 如請求項1所述之背光模組，其中所述背光模組包含一擴散板，該擴散板設置於該第一光學膜片與該多數發光單元之間。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之背光模組，其中該第一光學膜片之該多數擴散部呈交錯排列，該多數集光部互不相鄰。
  7. 如請求項1至5中任一項所述之背光模組，其中該第一光學膜片之該多數擴散部呈陣列排列，且每一擴散部被複數相鄰之所述集光部環繞。
  8. 如請求項1至5中任一項所述之背光模組，其中所述背光模組包含一反射片，該反射片設置於該多數發光單元之背側，該反射片呈平面狀。
  9. 如請求項1至5中任一項所述之背光模組，其中所述背光模組包含一反射片，該反射片具有多數容置槽，該多數發光單元分別對應設置於該 多數容置槽中，其中，該多數容置槽分別具有一開口，所述開口係朝向該第一光學膜片。
  10. 一種背光模組，並包含：多數發光單元，該多數發光單元間隔排列，並能投光；及一第一光學膜片，該第一光學膜片於朝向所述發光單元的一表面形成有多數擴散部及多數集光部，該多數擴散部分別對應該多數發光單元的位置，每一擴散部覆蓋對應之發光單元，該多數集光部係分布於該多數擴散部以外的其餘位置，其中所述背光模組包含一第二光學膜片，該第二光學膜片位於該第一光學膜片相對於該多數發光單元的另一側，並形成有多數擴散部及多數集光部，其中該第二光學膜片之擴散部和集光部係位於遠離該第一光學膜片的表面，且該第二光學膜片的擴散部分別對應該第一光學膜片的擴散部的位置。
  11. 如請求項10所述之背光模組，其中所述背光模組包含一擴散板，該擴散板設置於該第一光學膜片與該第二光學膜片之間。
  12. 一種顯示器，其包含：一如請求項1至11中任一項所述之背光模組；及一顯示面板，其位於該第一光學膜片相對於該多數發光單元的另一側。
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