TW201405216A - 背光模組 - Google Patents

Abstract

一種背光模組，包含一擴散板和一形成於該擴散板其中一表面的擴散單元，該擴散單元包含一第一擴散結構，及一環圍該第一擴散結構的第二擴散結構，該第一擴散結構具有一可透光的透光區及一不可透光的第一遮光區，該第二擴散結構具有一可透光的連續透光區及一分散於該連續透光區中且為不可透光的第二遮光區，藉由該第一、二擴散結構的設計提升光擴散效率，以進一步提升該背光模組的出光均勻性。

Description

背光模組

本發明是有關於一種顯視器之背光模組，特別是指一種具有多種微結構設計的背光模組。

目前平面顯示器常用的液晶模組大多為TFT-LCD。TFT-LCD為非主動式發光顯示，通常會由一個可提供白光的背光模組(Backlight Module)提供系統亮度，再透過彩色濾光片(Color Filter)而獲得豐富的色彩顯示。

前述背光模組的結構一般包括一個擴散板及一個光源，而發光二極體(LED)由於體積小、耗能少，因此目前也逐漸成為液晶顯示器背光模組使用的光源。然而，以LED作為背光模組的光源一般是將多個LED以點陣排列方式排列在該擴散板的表面，所以背光模組容易有出光不均勻的現象，而為改善此缺點並保證背光模組可以提供均勻的亮度，因此，大多會在該擴散板的出光面或入光面形成微結構、或是在該背光模組的出光面再增加光學膜片，或是再進一步於該光學膜片上印刷微結構，以改善點陣式LED光源出光不均勻的問題。

然而，前述利用形成微結構提升該背光模組出光均勻性的方法，該微結構主要都是例如由多個同心圓線，或多個實心圓按同心圓線排列的單一圖案所構成，然而以單一圖案的微結構進行光擴散則會容易使光擴散效果受到微結構的限制而無法更有效的提升出光均勻性。

因此，本發明之目的，即在利用微結構的設計提供一種用於顯示器，並可有效提升出光均勻性的背光模組。

於是，本發明一種背光模組包含一光擴散元件，及一光源。

該光擴散元件包含一擴散板，及多個形成於該擴散板其中一表面的擴散單元，該每一個擴散單元包含一第一擴散結構，及一第二擴散結構，該第一擴散結構具有一可透光的透光區，和一不可透光的第一遮光區，該第二擴散結構，環圍該第一擴散結構，具有一可透光的連續透光區及一分散於該連續透光區中且為不可透光的第二遮光區。

該光源設置在鄰近該擴散板的其中一表面，且自該光源發出的光會經由該些擴散單元的作用而均勻向外發出。

本發明之功效在於：利用第一、二擴散結構的設計，讓自該光源發出的光線於穿過該擴散板並接觸該第一、二擴散結構時，可藉由該些擴散單元的作用有效率且均勻的朝向該擴散板外發出，而提升該背光模組的出光均勻性。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍內。

參閱圖1、圖2，圖1是說明具有本發明背光模組的液晶顯示器的較佳實施例，圖2則是輔助說明圖1中之背光模組的光擴散單元。

該液晶顯示器包括一液晶顯示單元2及一背光模組3。

該液晶顯示單元2具有彼此間隔設置的一薄膜電晶體基板21、一彩色濾光片基板22，及一層夾設在該薄膜電晶體基板21與該彩色濾光片基板22之間的液晶層23。要說明的是，該液晶顯示單元2還可視設計需求及結構設計而增加偏光片、等光學元件(圖未示)，由於該液晶顯示單元2及相關之光學元件設計與一般液晶顯示器相似且為本技術領域所知悉，因此不再多加贅述。

該背光模組3設置於該薄膜電晶體基板21遠離該液晶層23的一側，具有一光擴散元件4，及一光源5。

該光擴散元件4包含一擴散板6及多個擴散單元7。該擴散板6的材質可選自PET、PC、PMMA、PS、Acrylic或其他有機高分子材料，透光率在40~80%之間、霧度高於60%，且厚度約為0.5~3mm，具有實質平行且鄰近該液晶顯示單元2的一出光面61、一與該出光面61彼此相對的背面62及四個分別連接該出光面61與該背面62的側面63。

該些擴散單元7是以蝕刻、噴墨、貼附或網印方式，且可呈矩陣排列或是交錯排列形成於該擴散板6上，較佳地，該些擴散單元7是以網印或噴墨方式形成。

具體的說，該每一個擴散單元7包括一第一擴散結構 71，和一第二擴散結構72，且該每一個第一擴散結構71的中心位置是分別對應該些LED晶粒設置。

該第一擴散結構71具有一可透光的透光區711，和一不可透光的第一遮光區712，於本實施例中，該第一遮光區712為連續相，該透光區711為由多個透光點所構成，該些透光點為沿著多條同心環線排列而形成多個分佈於該第一遮光區712的第一同心圓環，且該每一個同心圓環中相鄰的透光點的間距約相同，也就是說該每一個第一同心圓環的透光點的密度相同，於圖2中該些透光點以圓形表示，然而，該些透光點的形狀不以此為限，亦可為三角形、四邊形、星形等不同的幾何形狀。

該第二擴散結構72環圍該第一擴散結構71，具有一可透光的連續透光區721及一分散於該連續透光區721中且為不可透光的第二遮光區722。於本實施例中，第二遮光區722是由多個彼此間隔設置的遮光點所構成，該些遮光點為沿著多條同心環線排列而形成多個分佈於該連續透光區721的第二同心圓環，且該每一第二同心圓環中相鄰的遮光點的間距約實質相同，也就是說該每一個第二同心圓環的遮光點的密度相同，於圖2中該些遮光點以圓形表示，然而，該些遮光點的形狀不以此為限，亦可為三角形、四邊形、星形等不同的幾何形狀。

該光源5為設置在鄰近該擴散板6的其中一表面，自該光源5發出的光會經由該些擴散單元7的作用而均勻向外發出。

要說明的是，當該背光模組3為直下式背光源時，該光源5則為設置在靠近該背面62的位置；而當該光源5為設置於該擴散板6的背面62時，該些擴散單元7可以設置在該出光面61或是背面62的其中一面，或是也可同時設置在該出光面61及背面62，而當該擴散單元7是設置在該出光面61或是背面62的其中一面時，該另一面則可再進一步搭配設置目前業界常用的光擴散件，例如平面型的擴散板或是表面具有稜鏡結構的擴散板等，也可達到優化光擴散的效果。

於本較佳實施例中，該背光模組3是採用直下式背光源，該光源5具有多個呈陣列方式設置在靠近該背面62的LED晶粒，該些擴散單元7設置於該背面62，且該些擴散單元7的中心為分別與該些LED晶粒的發光中心對應。值得一提的是，該些LED晶粒還可具有對應設置於該些LED晶粒出光面的二次光學元件(圖未示)，藉由該些二次光學元件可令自該些LED晶粒發出的光線產生擴散效果，而減少LED晶粒的用量。

利用該些第一、二擴散結構71、72的設計，讓自該些LED晶粒發出的光線於接觸該些擴散單元7結構時，可藉由該些第一、二擴散71、72結構的作用，被有效且均勻的擴散，而朝向該出光面61向外發出，以提升該背光模組的出光均勻性。

值得一提的是，該些透光點及遮光點的分布密度一般是依光源5的照度分佈情況設置，以該些第一、二擴散結 構71、72靠近該些光源5發光中心位置的分布密度較大而向遠離該光元5的密度漸小的形式分佈，而可得到較佳的光擴散均勻效果；較佳地，靠近該些第一、二擴散結構71、72之結構中心的透光點及遮光點的密度範圍為0.4~1.0，遠離該些第一、二擴散結構71、72之結構中心的透光點及遮光點的密度範圍為大於0且小於等於0.6。

此外，參閱圖3~圖5，要說明的是，於該每一個第一擴散結構71中任相鄰的兩個第一同心圓環中的該些透光點及該每一個第二擴散結構72中任相鄰的兩個第二同心圓環中的該些遮光點的密度亦可調整為不同的疏密分佈型態，或是可將該些透光點與遮光點的尺寸進行調整，例如：可將該些位於不同的第二同心圓環的遮光點的密度調整為由該些第二同心圓環的結構中心向外遞增或遞減、或是調整該些第一、二同心圓環的透光點及遮光點的尺寸，讓該些透光點及遮光點之間的間距因為尺寸的變化而具有不同疏密分佈、或是可將該些遮光點及透光點的尺寸由該些第一、二同心圓環的結構中心向外遞增或遞減等設計，令該些遮光點及透光點形成不同密度及不同分布形狀，例如三角形，矩形等的結構分佈態樣，使其達成不均勻結構分佈，而可令該些擴散單元7具有更佳的光擴散效果；也就是說，藉由調整該些透光點及遮光點的密度及分布的形狀，可以令該些擴散單元7形成具有不同的網點密度及不同的分佈形狀，而達到預設的擴散效果。

參閱圖6，此外，構成該透光區711的該些透光點也可 彼此連接而令該透光區711形成多條呈同心環狀形態的透光環而分佈於該第一遮光區712。

綜上所述，本發明藉由兩種不同分佈型態的該第一、二擴散結構71、72設計，利用不同結構對光造成不同的擴散效果，因此該本發明該背光模組3可達成比習知具有單一光擴散微結構的背光模組具有更好的出光均勻性；此外，藉由該些透光點及遮光點的分佈型態及分布密度的控制更可利於提升光擴散性而令該背光模組3得到更佳的出光均勻性，故確實可達到本發明的目的。

2‧‧‧液晶顯示單元

21‧‧‧薄膜電晶體基板

22‧‧‧彩色濾光片基板

23‧‧‧液晶層

3‧‧‧背光模組

4‧‧‧光擴散元件

5‧‧‧光源

6‧‧‧擴散板

61‧‧‧出光面

62‧‧‧背面

63‧‧‧側面

7‧‧‧擴散單元

71‧‧‧第一擴散結構

711‧‧‧透光區

712‧‧‧第一遮光區

72‧‧‧第二擴散結構

721‧‧‧連續透光區

722‧‧‧第二遮光區

圖1是一示意圖，說明具有本發明較佳實施例之背光模組的液晶顯示器；圖2是一示意圖，輔助說明圖1中，該背光模組的光擴散單元；圖3是一示意圖，輔助說明該第一、二擴散結構分佈的另一態樣；圖4是一示意圖，輔助說明該第一、二擴散結構分佈的又一態樣；圖5是一示意圖，輔助說明該第一、二擴散結構分佈的再一態樣；及圖6是一示意圖，輔助說明該第一擴散結構的另一態樣。

61‧‧‧出光面

62‧‧‧背面

7‧‧‧擴散單元

71‧‧‧第一擴散結構

711‧‧‧透光區

712‧‧‧第一遮光區

72‧‧‧第二擴散結構

721‧‧‧連續透光區

722‧‧‧第二遮光區

Claims (15)

1. 一種用於顯示器的背光模組，包含：一光擴散元件，該光擴散元件具有一片擴散板及多個擴散單元，該擴散板具有一出光面及一反向於該出光面的背面，該些擴散單元形成於該出光面與該出光面的至少其中一面，該每一個擴散單元包含一第一擴散結構，具有一可透光的透光區，和一不可透光的第一遮光區，及一第二擴散結構，環圍該第一擴散結構，具有一可透光的連續透光區及一分散於該連續透光區中且為不可透光的第二遮光區；及一光源，該光源設置在鄰近該擴散板的其中一表面，且自該光源發出的光會經由該些擴散單元的作用而均勻向外發出。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該光源具有多個呈陣列排列的LED晶粒，且該些擴散單元的中心是對應該些LED晶粒的發光中心設置。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中，該些LED晶粒還具有對應設置於該些LED晶粒出光面的二次光學元件。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些擴散單元是同時形成於該出光面及該背面。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之背光模組，還包含一光擴散件，其中，該些擴散單元形成於該擴散板的出光面或該背面的其中任一面，該光擴散件設置於該擴散板與 該些擴散單元相對的另一面。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該些擴散單元是以蝕刻、噴墨、貼附或網印方式形成。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該第一遮光區為連續相，該透光區是由多個彼此間隔設置的透光點所構成，且該些透光點可為圓形、三角形、四邊形、星型等幾何形狀。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之背光模組，其中，該些透光點是沿著同心環線排列而呈多個分佈於該第一遮光區且彼此間隔的第一同心圓環。
9. 據申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中，任相鄰的兩個第一同心圓環中的該些透光點的密度可為相同或不同。
10. 據申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中，該些第一同心圓環的透光點的密度是由該些第一同心圓環的結構中心向外遞增或遞減。
11. 依據申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該第二遮光區是由多個彼此間隔設置的遮光點所構成，且該些遮光點可為圓形、三角形、四邊形、星型等幾何形狀。
12. 依據申請專利範圍第11項所述之背光模組，其中，該些遮光點是沿著同心環線排列而呈多個分布於該透光區且彼此間隔的第二同心圓環。
13. 依據申請專利範圍第12項所述之背光模組，其中，任相 鄰的兩個第二同心圓環中的該些遮光點的密度可為相同或不同。
14. 據申請專利範圍第12項所述之背光模組，其中，該些第二同心圓環的遮光點的密度由該些第二同心圓環的結構中心向外遞增或遞減。
15. 依據申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該透光區為具有多個呈同心環狀分布於該第一遮光區的透光環。