TWI547741B - 薄型背光模組 - Google Patents

Description

薄型背光模組

本發明係有關於一種背光模組；具體而言，本發明係有關於一種薄型背光模組。

近年來，液晶顯示裝置的技術漸趨成熟。隨著消費者的喜好及要求增加，液晶顯示裝置也逐漸走向薄型化。為求達到薄型化的目的，液晶顯示裝置的各組成部分均需進行厚度的縮減，例如顯示面板、光學膜片及背光模組。其中背光模組因需要混光空間，所需要的厚度通常較大，因此也成了主要進行厚度縮減的目標。

圖1所示為習知一種直下式背光模組。如圖1所示，背光模組1包含燈箱9、光源8以及洞片3。洞片3大致將燈箱9分隔為下層空間S1與上層空間S2，其中光源8設置於燈箱9內的下層空間S1；光源8產生的光經洞片3入射至上層空間S2。進一步而言，洞片3的出光進入上層空間S2混光。此外，擴散板2與洞片3間隔該上層空間S2而相對設置，提高出光的均勻度。

當對如圖1所示背光模組1進行薄型化時，需將燈箱9的高度縮減，亦即將下層空間S1及/或上層空間S2的高度縮減。然而，當高度H2縮減，上層空間S2提供的混光空間變小。由於光源8於洞片3上之投影範圍及附近一般而言孔洞較少或未佈設孔洞、出光率較小，因此需藉由上層空間 S2提供足夠的混光空間而具有與其他區域相同或近似的亮度。當在混光空間縮減、混光不完全的情況下，易於背光模組1對應於光源8的部分造成暗點，影響光學品味。

本發明之目的在於提供一種背光模組，可降低 背光模組的厚度。

本發明之另一目的在於提供一種背光模組，解決暗點發生等問題。

本發明之另一目的在於提供一種背光模組，提供較佳光學品味。

本發明之背光模組包含光源模組及光學調控膜。光源模組包含至少一光源。光學調控膜設置於光源模組上方並具有複數出光孔，其中光學調控膜分配光源產生之光線於不同位置之出光孔穿射而出。光學調控膜包含至少一區塊分別對應該至少一光源，每一區塊內具有盆狀部為分佈於該區塊內之該些出光孔所圍繞。盆狀部相對於區塊內其他位置凹陷而較靠近光源所在平面，區塊所對應之光源於區塊上之投影範圍係與盆狀部之分佈範圍至少部分重疊。

〔本發明〕

10‧‧‧背光模組

100‧‧‧光源模組

150、150a‧‧‧光源

160‧‧‧箱體

161‧‧‧底板

162‧‧‧側牆

200‧‧‧光學調控膜

220‧‧‧出光孔

250‧‧‧盆狀部

300‧‧‧擴散板

400‧‧‧反射片

B‧‧‧區塊

B0‧‧‧無孔區域

D1、D1’、D2‧‧‧距離

P1‧‧‧下層空間

P2‧‧‧下層空間

R‧‧‧投影範圍

〔習知〕

1‧‧‧背光模組

2‧‧‧擴散板

3‧‧‧洞片

4‧‧‧反射片

5‧‧‧光學膜片

8‧‧‧光源

9‧‧‧燈箱

S1‧‧‧下層空間

S2‧‧‧上層空間

H2‧‧‧高度

圖1所示為習知背光模組之側視示意圖；圖2A所示為本發明背光模組實施例之分解圖；圖2B所示為圖2A所示實施例之光源模組及光學調控膜的俯 視圖；圖3A~3B所示為圖2A所示實施例之側視示意圖；圖4A~4B所示為本發明光學調控膜其他實施例之示意圖；圖5A~5B所示為本發明光學調控膜其他實施例之示意圖；圖6A~6B所示為本發明光學調控膜其他實施例之示意圖；圖7所示為本發明光學調控膜其他實施例之示意圖。

本發明的背光模組，如圖2A所示實施例，包含光源模組100與光學調控膜200。光源模組100包含至少一光源150；光源150較佳係以行列矩陣之形式排列，如圖2A所示。光學調控膜200設置於光源模組100上方並具有複數出光孔220。在本實施例中，出光孔220係以穿孔的形式設置；然而在不同實施例中，出光孔220亦可以為未貫穿的凹孔。其中出光孔220於光學調控膜300上佔有面積；所佔有的面積稱為開口面積。此外，單位面積之光學調控膜200上的出光孔220貢獻的開口面積構成光學調控膜200的單位開口積比率。單位開口面積比率或開口率較佳係為一標準化的比率值，而不具有單位。再者，光學調控膜200朝向光源150之一面具有反射效果，當光源150產生的光線抵達光學調控膜200上未設有出光孔220的部分，即可被反射(至少部分反射)回光源模組100後於其他位置出光，因此可分配光源150產生之光線於不同位置之出光孔220穿射而出。除了具有複數出光孔220可供光線穿設，光學調控膜200本身可有光穿透率；舉例來說，在本發明背光模組一實施例中，光學調控膜具有1%之光穿透率，但不限於此。

光學調控膜200較佳包含至少一區塊B(如圖2A與圖2B中以虛線於光學調控膜200上框出的範圍)分別對應該光源模組100內之至少一光源150。每一區塊B內具有複數個出光孔220及至少一盆狀部250，其中盆狀部250為分佈於每一區塊B內之複數出光孔220所圍繞。在本發明實施例中，同一光學調控膜200的不同位置具有不同的單位開口面積比率；進一步來說，在同一光學調控膜200之每一區塊B中，不同部位的單位開口面積比率亦不同。在較佳實施例中，如圖2B所示，每一區塊B內的出光孔220之單位開口面積比率較佳以區塊B內之盆狀部250為中心朝區塊B的外側遞增變化；具體而言，則盆狀部250附近的出光孔220可以是較小、較疏、或者較小並較疏，越遠離盆狀部250則出光孔220可相對較大、較密、或者較大又密。詳細來說，盆狀部250相對於區塊B內其他位置凹陷而較靠近光源150所在平面；換言之，就光學調控膜200面向光源150一側來說，可見盆狀部250形成之突起。此外，盆狀部250較佳沒有出光孔220；光源150於光學調控膜200上的投影範圍內因此沒有出光孔220，或者具有相對低的單位開口積比率。此外，每一區塊B所對應之光源150於該區塊B上之投影範圍R較佳與盆狀部250之分佈範圍至少部分重疊，如圖2B及圖3A之示意。

因此，光學調控膜200之盆狀部250較其他部分更靠近光源150。再者，光學調控膜200本身具有光穿透率，由於盆狀部250的底部在垂直方向上更接近光源150，因此盆狀部250的光通過量將會提升，以減少盆狀部250上方產生暗點的機會。

在較佳背光模組10的實施例中，進一步包含擴散板300，設置於光學調控膜200相反於光源模組100之一側。如圖3A所示，擴散板300較 佳與光學調控膜200間隔設置，例如相距距離D2；而光學調控膜200上的盆狀部250可再局部拉開光學調控膜200與擴散板300間的距離，例如使擴散板300與光學調控膜200的距離為D2’，其中D2’大於D2。總而言之，盆狀部250朝向擴散板300之一面與擴散板300間之平均垂直距離大於同一面上區塊B內其他位置與擴散板300間之平均垂直距離，因此盆狀部250及其附近的出光享有較多的混光空間。此外，本發明光源模組可進一步包含反射片400相對光學調控膜200設置。

本發明之背光模組進一步可包含載板、背板或箱體；其中載板或背板於周緣可形成有側牆，圍構成載板或背板的容納空間。其中載板、背板或箱體可供承載光源150，並可承載或容納光學調控膜200及擴散板300。在一實施例中，光源模組之反射片400係也設置於載板、背板或箱體上/內，與光學調控膜200相對。如圖3A~3B所示，箱體160承載光源150與反射片400，並容納光學調控膜200與擴散板300，其中光學調控膜200較佳離開光源150一距離D1。此外，反射片400係至少部分與光源150大致位於同一平面或同一水平高度；換句話說，部分反射片400具有一片延伸方向，且該部分反射片400所在平面與光源150所在平面實質相同，或者相互平行且接近。光源150的出光係行經該距離D1所形成的夾層空間而抵達光學調控膜200；光學調控膜200上該些出光孔220分配來光並使光線穿射而出。藉由光學調控膜200及其出光孔220分配來光並使光線穿射而出，係減弱因距離光源150之遠與近發生的光量不均的現象；再者，光學調控膜200之調光作用更可加以光學調控膜200及其盆狀部250與光源150位置的分離程度(距離D1)等因子調節之。

再者，如背光模組10的實施例，離開光源150有距離D1的光學調控膜200較佳與箱體160圍構成下層空間P1，並與相距有距離D2的擴散板300於箱體160內圍構成上層空間P2；其中距離D1與D2的長短較佳分別能反映下層空間P1與上層空間P2的高度。下層空間P1與上層空間P2的高度係可改變的。在本發明實施例中，當縮減上層空間P2的高度，由於光學調控膜200上的盆狀部250局部拉開光學調控膜200與擴散板300間的距離，盆狀部250及其附近的出光因此享有較多的混光空間。因此，藉由盆狀部250的設置，在縮減上層空間P2的同時仍可維持本發明背光模組10的出光品質。在本發明一實施例中，背光模組10的下層空間P1之高度大致為7.5公厘，上層空間P2之高度大致為5公厘，且盆狀部250之深度(朝向光源150所在平面)大致為2公厘。盆狀部250的深度可依背光模組10之光源150及距離D1設計。

另一方面，箱體160係包含底板161及側牆162，其中圍繞下層空間P1之箱體160部分為底板161及下部側牆162。光源150可設置於底板161；反射片400可沿底板161內面及下部側牆162之內面設置於下層空間P1。進一步而言，下層空間P1內設置由反射片400圍構成之反射空間。藉此，當未由出光孔220出光的光線自光學調控膜200反射，光線經由反射片400及/或反射空間可再朝光學調控膜200出射，從而提高光利用率，並且分配光源150產生之光線於不同位置之出光孔220穿射而出。此外，在其他實施例中，亦可於下層空間P1周圍之箱體160部分塗佈反射性材料而形成反射空間。此外，光學調控膜200朝向光源150之一面亦可具反射效果，並與反射片400或下層空間P1周圍之箱體160(塗佈有反射性材料)構成反射空間。

如上所述，區塊B所對應之光源150於該區塊B上之投影範圍 R係與盆狀部250之分佈範圍至少部分重疊；較佳而言，盆狀部250之分佈範圍實質位於區塊B所對應之光源150之一次光照射範圍內。以圖3B光源150a為例來說明。舉例來說，光源150a可於光學調控膜200的一區塊B映照出一直徑為d的光照區；光照區並涵蓋盆狀部250，其中當盆狀部250為圓形且具有直徑為d’時，直徑d’較佳小於等於d。進一步來說，區塊B包含無孔區域B₀；亦即不設有出光孔220的區域。複數出光孔220較佳以圍繞無孔區域B₀的方式分布於區塊B上；此外，區塊B在無孔區域B₀以外的部分較佳一律分布有出光孔220，唯出光孔可疏可密、孔間距離可遠可近。無孔區域B₀較佳為連續且形狀完整的區域例如為圓形或正多邊形的區域。盆狀部250係位於無孔區域B₀；此外，盆狀部250之範圍可大可小，且較佳佔無孔區域B₀面積的70%至80%間。在本發明一實施例中，無孔區域B₀面積大致為10平方公厘，則其中較佳大致有7~8平方公厘的面積為盆狀部250之範圍。無孔區域B₀及其70%至80%大小之盆狀部250的設計一方面降低近光源150處的光學調控膜200的直接出光(係因無孔區域B₀的分布)，再者適當補償於投影範圍R內因混光空間不足而較弱、較疏的出光量。

如上所述，盆狀部250的深度可依背光模組之光源及距離D1設計。再者，盆狀部250的深度、距離D1或下層空間P1之高度以及距離D2(即上層空間P2之高度)較佳協同規劃，其中當盆狀部250越深，即盆狀部250朝向擴散板300一面與擴散板300相距越遠時，因提供了較充裕的混光空間，因此上層空間P2的高度可以較小。另一方面，盆狀部250朝向擴散板300之一面與擴散板300間的最長垂直距離大於盆狀部250朝向光源150之一面與光源150間之最長垂直距離，藉此提高混光空間及出光均勻度，並且避免背 光模組對應於光源的部分可能產生暗點。

詳細來說，盆狀部250可包含盆狀結構。如圖4A所示實施例，盆狀部250為一盆狀結構；該盆狀結構可具有例如弧形底部252，且在朝向光源150之一面為圓弧面，然不限於此，例如可為由不同曲率半徑弧面組成的連續曲面。在其他實施例中，盆狀部250可包含如圖4B所示之兩個、或多個的盆狀結構。每一區塊B所對應之光源150於該區塊B上之投影範圍R較佳與盆狀部250之分佈範圍至少部分重疊；投影範圍R之中心較佳與該些盆狀結構之中央部分共線。

如圖5A~5B所示，盆狀部250亦可為其他型態之凹陷結構。如圖5A所示，盆狀部250為矩形凹坑；如圖5B所示，盆狀部250為椎形凹坑。在其他實施例中，坑部250可包含如圖6A~6B所示之兩個、或多個的盆狀結構。每一區塊B所對應之光源150於該區塊B上之投影範圍R較佳與盆狀部250之分佈範圍至少部分重疊；投影範圍R之中心較佳與該些盆狀結構之中央部分共線。

盆狀部250係形成於光學調控膜200之結構，其材質較佳與光學調控膜200之其他部分一般並無二異；也就是說，盆狀部250與區塊B內其他部分具材料連續性。另一方面，盆狀部250係可於形成光學調控膜200時與之一體成形；或者，盆狀部250可另外於光學調控膜上加工獲得。例如以壓印等方式於光學調控膜各區塊B形塑得到。其中，區塊B的規劃、盆狀部250的分佈範圍、盆狀部250的形狀、盆狀部250的深度可依背光模組之光源及距離D1設計，但不限於此。

在本發明一實施例中，光學調控膜200於盆狀部250之材料密 度可以是較區塊B內其他部分之材料密度低。在其他實施例中，如圖7所示，光學調控膜200於盆狀部250之厚度可以是較區塊B內其他部分之厚度薄。舉例來說，成形盆狀部250時，因該部位之光學調控膜延展、形成底部252，盆狀部250之厚度較區塊B內其他部分之厚度薄或密度較小。此外，盆狀部250之光穿透率亦可較光學調控膜200上的其他非設有出光孔220的部位來的略高，以允許光源150產生的一次光線穿過，減少因混光空間不足而產生的暗點情形。上述盆狀部250的材料密度及/或厚度可依背光模組之光源及距離D1或下層空間P1之高度設計，但不限於此。藉由較低的材料密度及/或厚度，盆狀部250可再提升光於此的通過量。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

10‧‧‧背光模組

100‧‧‧光源模組

150‧‧‧光源

160‧‧‧箱體

200‧‧‧光學調控膜

220‧‧‧出光孔

250‧‧‧盆狀部

300‧‧‧擴散板

B‧‧‧區塊

Claims (8)

1. 一種背光模組，包含：一光源模組，包含至少一光源；以及一光學調控膜，設置於該光源模組上方並具有複數出光孔；其中，該光學調控膜分配該光源產生之光線於不同位置之該出光孔穿射而出；該光學調控膜包含至少一區塊分別對應該至少一光源，每一該區塊內包含一無孔區域，且具有一盆狀部位於該無孔區域之內，其中該些出光孔圍繞該盆狀部且係分佈於該無孔區域之外；其中，該盆狀部相對於該區塊內其他位置凹陷而較靠近該光源所在平面，該區塊所對應之該光源於該區塊上之投影範圍係與該盆狀部之分佈範圍至少部分重疊，且該盆狀部之分佈範圍位於該區塊所對應之該光源的一次光照射範圍內。
2. 如請求項1所述之背光模組，其中該盆狀部之分佈範圍佔該無孔區域的70%至80%間。
3. 如請求項1所述之背光模組，進一步包含一擴散板設置於該光學調控膜相反於該光源模組之一側；其中，該盆狀部朝向該擴散板之一面與該擴散板間之平均垂直距離大於同一面上該區塊內其他位置與該擴散板間之平均垂直距離。
4. 如請求項3所述之背光模組，其中該盆狀部朝向該擴散板之一面與該擴散板間之最長垂直距離大於該盆狀部朝向該光源之一面與該光源間之最長垂直距離。
5. 如請求項1所述之背光模組，其中該盆狀部與該區塊內其他部分具材料連續性。
6. 如請求項1所述背光模組，其中該盆狀部之材料密度較該區塊內其他部 分之材料密度低。
7. 如請求項1所述背光模組，其中該盆狀部之厚度較該區塊內其他部分之厚度薄。
8. 如請求項1所述背光模組，其中該光源模組進一步包含一反射片，至少部分的該反射片所在平面與該至少一光源所在平面實質相同，且至少部分的該反射片相對該光學調控膜設置。