TWI477855B

TWI477855B - 背光模組

Info

Publication number: TWI477855B
Application number: TW101102592A
Authority: TW
Inventors: Yu Ping Wu; Fu Cheng Fan
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2015-03-21
Also published as: TW201331676A; US20130188393A1; US9063255B2; CN103438389B; CN103438389A; CN102620213A; CN102620213B

Description

背光模組

本發明是有關於一種背光模組，且特別是有關於一種藉由耦光單元將光線導引至導光板的背光模組。

背光模組用以提供液晶顯示面板所需的顯示光源，為液晶顯示裝置的重要元件之一。隨著液晶顯示裝置朝著薄型化的趨勢發展，背光模組的厚度也需隨之縮減。因此，習知技術提出了圖1所示之背光模組的架構。

請參照圖1，習知背光模組100包括導光板110、反射空腔120以及多個光源130。反射空腔120具有開口121以及與開口121相對的端面122，其中導光板110的側面112與反射空腔120的開口121接合，而光源130配置在反射空腔120的端面122處。導光板110的厚度經薄型化，因此需藉由呈楔形的反射空腔120作為耦光元件，以將光源130提供的光線導引至導光板110內。

然而，由於反射空腔120為空心結構，所以結構強度較差，容易變形。而且，因反射空腔120的尺寸較大，製作困難度較高，不利於量產。此外，反射空腔120與導光板110之間的組裝難度較高，導致組裝效率變差。

本發明提供一種背光模組，以提升耦光單元的結構強度及量產性。

為達上述優點，本發明提出一種背光模組，其包括導光板、耦光單元以及多個發光元件。導光板具有入光側，耦光單元包括並排的多個耦光元件。每一耦光元件具有相對的第一側與第二側，第二側鄰近入光側。每一耦光元件的厚度從第一側朝接近第二側的方向逐漸縮減。發光元件配置於這些耦光元件的第一側旁。

為達上述優點，本發明另提出一種背光模組，包括導光板、耦光單元以及多個發光元件。導光板具有入光側，耦光單元為實心結構，且具有相對的第一側與第二側。第二側鄰近入光側，且耦光單元的厚度從第一側朝接近第二側的方向逐漸縮減。耦光單元更具有第一接合部，而導光板更具有連接於入光側的第二接合部，且第一接合部接合於第二接合部。發光元件配置於耦光單元的第一側旁。

本發明之第一種背光模組中，因藉由多個耦光元件組裝成耦光單元，所以能提升耦光單元的整體結構強度，且因耦光元件的尺寸較小，具有易於生產的優點。此外，在本發明之第二種背光模組中，因耦光單元為實心結構，所以具有結構強度較強且易於生產的優點。而且，耦光單元與導光板可透過第一接合部與第二接合部而彼此接合，具有易於組裝的優點。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖2A與圖2B分別為本發明一實施例之背光模組的俯視示意圖與側視示意圖，圖2C是沿圖2A之A-A線的剖面示意圖。請參照圖2A至圖2C，本實施例之背光模組200包括導光板210、耦光單元220以及多個發光元件230。導光板210具有入光側211，耦光單元220包括並排的多個耦光元件221。每一耦光元件221具有相對的第一側222與第二側223，第二側223鄰近導光板210的入光側211。每一耦光元件221的厚度從第一側222朝接近第二側223的方向逐漸縮減。發光元件230配置於這些耦光元件221的第一側222旁。發光元件230例如是發光二極體，但不限於此。每一發光元件230例如是與一個對應的耦光元件221的第一側222相對，以提供光線至對應的耦光元件221。耦光元件221用以將光線導引至導光板210，而導光板210用以將光線轉換成顯示面板所需的顯示光源。

在本實施例之背光模組200中，由於藉由多個耦光元件221來組成耦光單元220，所以能提升耦光單元220的結構強度，防止耦光單元220變形。而且，單一耦光元件221的尺寸較小，具有易於生產的優點，所以能提升耦光單元220的量產性。另外，耦光元件221可為實心結構，以進一步提升耦光單元220的結構強度。

在本實施例中，每一耦光元件221可更具有連接於第一側222與第二側223的底面224與頂面225。頂面225例如包括相對於底面224傾斜的第一部分226以及平行於底面224的第二部分227，第二部分227連接於第二側223，第一部分226連接於第一側222與第二部分227。此外，每一耦光元件221具有第一接合部228，導光板210更具有連接於入光側211的多個第二接合部212，且這些第二接合部212分別與這些第一接合部228接合，以使導光板210與耦光單元220接合。在本實施例中，第一接合部228例如為接合槽，第二接合部212例如為接合柱，但本發明並不限制第一接合部228與第二接合部212的具體結構。另外，第一接合部228與第二接合部212之間可另外透過光學膠(optical clear adhesive)彼此黏合。每一耦光元件221的頂面225例如是暴露出第一接合部228。

在另一實施例中，如圖3所示之剖面示意圖，其類似於圖2C之剖面示意圖，故以下僅針對圖3與圖2C之結構上的差異處進行說明。在圖3中，每一耦光元件221a的第一接合部228a的局部可被頂面225覆蓋。也就是說，第一接合部228a除了包括接合槽248外，還包括了接合孔249。此接合孔249與接合槽248相通，而導光板210的第二接合部212除了可接合於接合槽248之外，更可插接於接合孔249內。

請再參照圖2A至圖2C，每一耦光元件221可更具有連接於第二側223的承靠部229，承靠部229的厚度小於第二側的厚度，而導光板210可承靠於這些耦光元件221的承靠部229。承靠部229的設置能提升耦光單元220與導光板229之組裝便利性。此外，相鄰兩耦光元件221其中之一例如具有第三接合部241，相鄰兩耦光元件221其中另一例如具有第四接合部242，且第三接合部241與第四接合242部彼此接合，以使相鄰兩耦光元件221彼此接合。在本實施例中，第三接合部241例如為接合槽，而第四接合部242例如為接合柱，但本發明並不限制第三接合部241與第四接合部242的具體結構。另外，僅與另一個耦光元件221相接的耦光元件221可僅具有第三接合部241或第四接合部242，而與另兩個耦光元件221相接的耦光元件221例如同時具有第三接合部241與第四接合部242。

每一耦光元件221可更包括多個微結構243，其設置於耦光元件221的第二側223，以發散光線，避免光線進入導光板210後，在導光板210的入光側211產生亮斑(hot spot)。微結構243的形狀可為半圓柱、三角柱、梯形柱或多邊形柱等，其中這些半圓柱可為直徑相同的半圓柱或直徑不同的半圓柱，這些三角柱可以是具有相同頂角的三角柱或具有不同頂角的三角柱，而梯形柱可以是上底連接於第二側223或下底連接於第二側223。此外，每一微結構243之一連接於第二側223的底面的寬度例如是小於100微米。

此外，每一耦光元件221的微結構243與導光板210的入光側211之間可存有介質層244，此介質層244的折射率與微結構243的折射率不同，以使光線從微結構243進入介質層244時能產生折射而發散。具體而言，介質層244可為空氣層、光學膠或其他能達到相似目的的材料層。

每一耦光元件221可更具有設置於承靠部229之側面245的反射層246。此反射層246用以反射耦光元件221內的光線，以避免光線從側面245出射而造成，進而減少光損失。此外，背光模組200可更包括反射片250，其配置於導光板210下方，以避免導光板210內的光線從導光板210的底面213出射，進而減少光損失。在另一實施例中，反射層246可以省略，並使反射片250連接耦光元件221的承靠部229的側面245，以藉由反射片250避免光線從側面245出射。

圖4是本發明另一實施例之背光模組的側視示意圖。請參照圖4，本實施例之背光模組200a與圖2B之背光模組200相似，差別處在於反射片。在背光模組200a中，反射片250a除了配置在導光板210下方外，更延伸至耦光元件221的底面224之相對於第二部分227的區域R1，以避免耦光元件221內的光線從區域R1出射而造成光損失。在另一實施例中，可藉由塗佈於區域R1的反射層(圖未示)來反射光線，所以反射片可不需延伸至區域R1下方。

此外，由於從第一部分226出射的雜散光較易朝導光板210正上方的區域傳遞，如此會影響到設置在導光板210上方之顯示面板的顯示品質，因此本實施例之反射片250a並未延伸至耦光元件221的底面224之相對於第一部分226的區域R2，以避免光線被反射片250a反射後經由第一部分226出射而造成雜散光。

圖5是本發明另一實施例之背光模組的俯視示意圖。請參照圖5，本實施例之背光模組200b與圖2A之背光模組200相似，差別處在於耦光單元。背光模組200b之耦光單元220b的這些耦光元件221包括多個第一耦光元件221b與至少一第二耦光元件221c。第二耦光元件221c設置於相鄰兩第一耦光元件221b之間，第一耦光元件221b的折射率大於第二耦光元件221c的折射率。此外，發光元件230配置於第一耦光元件221b的第一側222旁，以提供光線至第一耦光元件221b內。雖然第二耦光元件221c旁並未對應設置發光元件230，但第一耦光元件221b內的光線會傳遞至第二耦光元件221c內。為了避免導光板210的入光側211之對應第二耦光元件221c的部分與對應第一耦光元件221b的部分有亮暗不均的問題，而導致明顯的亮斑，本實施例特別使第一耦光元件221b的折射率大於第二耦光元件221c的折射率，以改善光線進入第二耦光元件221c時的角度。如此，能增加從第二耦光元件221c進入導光板210的光能量，以避免產生上述亮斑。

此外，由於第一耦光元件221b與第二耦光元件221c的出光光型可能不同，所以設置於第一耦光元件221b之第二側223的微結構243與設置於第二耦光元件221c之第二側223的微結構243之形狀可不相同，以藉由不同形狀的微結構243來調整出光光型，避免光線進入導光板210後產生亮斑。

圖6是本發明另一實施例之背光模組的側視示意圖。請參照圖6，本實施例之背光模組200c與上述之背光模組200相似，以下僅針對其差別處進行說明。在背光模組200c中，每一耦光元件221d並不具有圖2B之承靠部229。每一耦光元件221d的第二側223設有缺口247，導光板210c更具有連接於入光側211的接合塊214，接合塊214承靠於缺口247，以使導光板210c與耦光元件221d彼此接合。此外，背光模組230可更包括反射片250，其配置於導光板210c下方，並延伸至耦光元件221d的底面224之相對於頂面225之第二部分227的區域R3。此外，由於從第一部分226出射的雜散光較易朝導光板210c正上方的區域傳遞，如此會影響到設置在導光板210c上方之顯示面板的顯示品質，因此本實施例之反射片250並未延伸至耦光元件221d的底面224之相對於第一部分226的區域R4，以避免發光元件230所提供的光線被反射片250反射後經由第一部分226出射而造成雜散光。

值得一提的是，上述各實施例之背光模組的耦光單元可以為實心結構，且這些耦光單元更可整合成一體成型的結構，而不需由多個耦光元件組合而成。圖7為本發明另一實施例之背光模組的俯視示意圖，圖8是沿圖7之B-B線的剖面示意圖。請參照圖7與圖8，背光模組300與上述之背光模組200相似，以下僅針對其差異處進行說明。在背光模組300中，耦光單元320為一體成型的實心結構，而不是由多個耦光元件組合而成。耦光單元320的第一接合部328例如包括多個接合槽，而導光板310之連接於入光側311的第二接合部312例如包括多個接合柱，且第一接合部328與第二接合部312是彼此接合。

在本實施例中，因耦光單元320為實心結構，所以具有結構強度較強且易於生產的優點。而且，耦光單元320與導光板310可透過第一接合部328與第二接合部312而彼此接合，具有易於組裝的優點。此外，本發明並不限定第一接合部328與第二接合部312的具體結構。在圖9所示的另一實施例中，耦光單元320a的第一接合部328a例如為設於耦光單元320a之第二側323的缺口，導光板310a之第二接合部312a為連接於入光側311的接合塊，接合塊承靠於缺口，以使導光板310a與耦光單元320a彼此相連。導光板310a下方可設置反射片350，而此反射片350可延伸至耦光單元320的底面324之相對於頂面325之第二部分327的區域R5。此外，由於從頂面325之第一部分326出射的雜散光較易朝導光板310a正上方的區域傳遞，如此會影響到設置在導光板310a上方之顯示面板的顯示品質，因此本實施例之反射片350並未延伸至耦光單元320a的底面324之相對於第一部分326的區域R6，以避免發光元件330所提供的光線被反射片350反射後經由第一部分326出射而造成雜散光。

綜上所述，本發明之背光模組至少具有下列優點：

1.在一實施例中，因藉由多個耦光元件組裝成耦光單元，所以能提升耦光單元的整體結構強度，且因耦光元件的尺寸較小，具有易於生產的優點。

2.在另一實施例中，因耦光單元為一體成型的實心結構，所以具有結構強度較強且易於生產的優點。而且，耦光單元與導光板可透過第一接合部與第二接合部而彼此接合，具有易於組裝的優點。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

200、200a、200b、200c、300．．．背光模組

210、210c、310、310a．．．導光板

211、311．．．入光側

212、312、312a．．．第二接合部

213．．．底面

220、320、320a．．．耦光單元

221、221a、221d．．．耦光元件

221b．．．第一耦光元件

221c．．．第二耦光元件

222．．．第一側

223、323．．．第二側

224、324．．．底面

225、325．．．頂面

226、326．．．第一部分

227、327．．．第二部分

228、228a、328、328a．．．第一接合部

229．．．承靠部

230、330．．．發光元件

241．．．第三接合部

242．．．第四接合部

243．．．微結構

244．．．介質層

245．．．側面

246．．．反射層

247．．．缺口

248．．．接合槽

249．．．接合孔

250、250a、350．．．反射片

R1、R2、R3、R4、R5、R6．．．區域

圖1為習知背光模組的示意圖。

圖2A與圖2B分別為本發明一實施例之背光模組的俯視示意圖與側視示意圖。

圖2C是沿圖2A之A-A線的剖面示意圖。

圖3為本發明另一實施例之背光模組的剖面示意圖。

圖4是本發明另一實施例之背光模組的側視示意圖。

圖5是本發明另一實施例之背光模組的俯視示意圖。

圖6是本發明另一實施例之背光模組的側視示意圖。

圖7為本發明另一實施例之背光模組的俯視示意圖。

圖8是沿圖7之B-B線的剖面示意圖。

圖9是本發明另一實施例之背光模組的側視示意圖。

200．．．背光模組

210．．．導光板

211．．．入光側

212．．．第二接合部

220．．．耦光單元

221．．．耦光元件

222．．．第一側

223．．．第二側

228．．．第一接合部

229．．．承靠部

230．．．發光元件

241．．．第三接合部

242．．．第四接合部

243．．．微結構

244．．．介質層

Claims

一種背光模組，包括：一導光板，具有一入光側；一耦光單元，包括並排的多個耦光元件，每一耦光元件具有相對的一第一側與一第二側，該第二側鄰近該入光側，且每一耦光元件的厚度從該第一側朝接近該第二側的方向逐漸縮減；以及多個發光元件，配置於該些耦光元件的該些第一側旁；其中該些發光元件提供的光線從每一耦光元件的該第一側傳遞至該第二側，每一耦光元件更包括連接於該第一側與該第二側之間的二連接側，該二連接側彼此相對，並與相鄰的該些耦光元件的該些連接側彼此連接。
如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中每一耦光元件更具有連接於該第一側與該第二側的一底面與一頂面，該頂面包括一相對於該底面傾斜的第一部分以及一平行於該底面的第二部分，該第二部分連接於該第二側，該第一部分連接於該第一側與該第二部分。
如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中每一耦光元件具有一第一接合部，該導光板更具有連接於該入光側的多個第二接合部，且該些第二接合部分別與該些第一接合部接合。
如申請專利範圍第3項所述之背光模組，其中該些第一接合部分別為一接合槽，該些第二接合部分別為一接合柱。
如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中每一耦光元件的該頂面暴露出該第一接合部。
如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中每一耦光元件的該第一接合部的局部被該頂面覆蓋。
如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中每一耦光元件更具有一連接於該第二側的承靠部，該承靠部的厚度小於該第二側的厚度，而該導光板承靠於該些耦光元件的該些承靠部。
如申請專利範圍第7項所述之背光模組，更包括一反射片，配置於該導光板下方，並連接該些耦光元件的該些承靠部的側面。
如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該反射片更延伸至該些耦光元件的該些底面之相對於該些第二部分的區域。
如申請專利範圍第7項所述之背光模組，其中每一耦光元件更具有一設置於該承靠部之側面的反射層。
如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中每一耦光元件的該第二側設有一缺口，該導光板更具有一連接於該入光側的接合塊，該接合塊承靠於該些缺口。
如申請專利範圍第11項所述之背光模組，更包括一反射片，配置於該導光板下方，並延伸至該些耦光元件的該些底面之相對於該些第二部分的區域。
如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中相鄰兩耦光元件其中之一具有一第三接合部，相鄰兩耦光元件其中另一具有一第四接合部，該第三接合部與該第四接合部彼此接合。
如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該第三接合部為一接合槽，該第四接合部為一接合柱。
如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中每一耦光元件更包括多個微結構，設置於該第二側。
如申請專利範圍第15項所述之背光模組，其中每一耦光元件的該些微結構與該導光板的該入光側之間存有一介質層，該介質層的折射率與該些微結構的折射率不同。
如申請專利範圍第16項所述之背光模組，其中該介質層為空氣層或光學膠。
如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中每一耦光元件為實心結構。
如申請專利範圍第18項所述之背光模組，其中該些耦光元件包括多個第一耦光元件與至少一第二耦光元件，該至少一第二耦光元件設置於相鄰兩第一耦光元件之間，該些第一耦光元件的折射率大於該至少一第二耦光元件的折射率。
如申請專利範圍第19項所述之背光模組，其中該些發光元件配置於該些第一耦光元件的該些第一側旁。
一種背光模組，包括：一導光板，具有一入光側；一耦光單元，為實心結構，且具有相對的一第一側與一第二側，該第二側鄰近該入光側，且該耦光單元的厚度從該第一側朝接近該第二側的方向逐漸縮減，其中該耦光單元更具有一第一接合部，而該導光板更具有一連接於該入光側的第二接合部，且該第一接合部接合於該第二接合部；以及多個發光元件，配置於該耦光單元的該第一側旁；其中該耦光單元更具有連接於該第一側與該第二側的一底面與一頂面，該頂面包括一相對於該底面傾斜的第一部分以及一平行於該底面的第二部分，該第二部分連接於該第二側，該第一部分連接於該第一側與該第二部分，該耦光單元的該頂面與該導光板的一出光側面向同一側。
如申請專利範圍第21項所述之背光模組，其中該第一接合部包括多個接合槽，該第二接合部包括多個接合柱。
如申請專利範圍第22項所述之背光模組，其中該耦光單元的該頂面暴露出該第一接合部。
如申請專利範圍第23項所述之背光模組，其中該耦光單元的該第一接合部的局部被該頂面覆蓋。
如申請專利範圍第21項所述之背光模組，其中該耦光單元更具有一連接於該第二側的承靠部，該承靠部的厚度小於該第二側的厚度，而該導光板承靠於該承靠部。
如申請專利範圍第25項所述之背光模組，更包括一反射片，配置於該導光板下方，並連接該該耦光單元的該承靠部的側面。
如申請專利範圍第26項所述之背光模組，其中該反射片更延伸至該耦光單元的該底面之相對於該第二部分的區域。
如申請專利範圍第25項所述之背光模組，其中該耦光單元更具有一設置於該承靠部之側面的反射層。
如申請專利範圍第21項所述之背光模組，其中該耦光單元的該第一接合部為設於該第二側的一缺口，該導光板之該第二接合部為連接於該入光側的一接合塊，該接合塊承靠於該缺口。
如申請專利範圍第29項所述之背光模組，更包括一反射片，配置於該導光板下方，並延伸至該該耦光單元的該底面之相對於該第二部分的區域。
如申請專利範圍第21項所述之背光模組，其中該耦光單元更包括多個微結構，設置於該第二側。
如申請專利範圍第31項所述之背光模組，其中該耦光單元的該些微結構與該導光板的該入光側之間存有一介質層，該介質層的折射率與該些微結構的折射率不同。
如申請專利範圍第32項所述之背光模組，其中該介質層為空氣層或光學膠。