TW201814378A - 具區段出光控制之側入式背光模組及其顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種具區段出光控制之側入式背光模組及其顯示裝置，側入式背光模組包括具有第一入光側及出光面之第一導光板，且第一入光側供以接收第一燈條之光線，第一導光板之厚度由第一入光側朝相對側漸減而使剖面為楔型；具有第二入光側且設於第一導光板底側並組設為一體之第二導光板，第二入光側並供以接收第二燈條之光線，且第二導光板之厚度係由該第二入光側朝相對側漸減而使其剖面為楔型；以及設於第二導光板底側之反射結構。藉此，第一燈條及第二燈條之光線分別受第一導光板及第二導光板導引而於出光面出光，有效降低整體厚度與重量，並透過控制第一燈條及第二燈條之驅動狀態達成區段調光。

Description

具區段出光控制之側入式背光模組及其顯示裝置

本發明係與背光模組領域相關，尤其是一種具區段出光控制之側入式背光模組及其顯示裝置。

導光板優異的光學特性，使其除可單獨使用外，亦可配合其餘光學元件而形成背光模組，以應用於如顯示器等電子產品中。用於背光模組的導光板係具有一出光面，以導引進入導光板之光線於出光面形成面光源，並投射至顯示面板以達到顯示目的。

目前的電子產品，其市場需求漸偏向薄型化，因此搭載於內的背光模組設計方向，亦須朝向薄型化發展，側入式背光模組漸取代直下式背光模組。並隨產業發展，電子產品的顯示功能與品質的要求亦越趨多元，為提升電子產品之顯示品質，背光模組除了提供均勻面光源予顯示面板外，更須進一步對出光強度與區域進行控制，以提高顯示畫面的銳利度及對比度等。

在區段控光與輕薄化等要求下，傳統單一導光板的背光模組已無法滿足所需，廠商逐步進行開發與改良。當以區段發光控制為開發要點，有將楔型導光板透過拼接而非堆疊的方式組接至所需的尺寸大小，再於各導光板分別搭載光源以利進行出光調整。惟，當欲生產大尺寸的導光 板時，由於須利用多個小尺寸的楔型導光板拼組而成，生產成本相對大幅提升，且整體重量亦因導光板數量增加而提高，同時在各導光板的光學設計上也具有極大困難度，故仍無法符合現今背光模組的輕薄化與區段控光要求。

有鑑於此，本發明之一目的，旨在提供一種具區段出光控制之側入式背光模組及其顯示裝置，其係可有效減低單面出光之背光模組整體厚度與重量，降低生產成本，同時兼具極佳之區段調光效果，以提升顯示品質。

為達上述目的，本發明於一實施方式中揭示一種具區段出光控制之側入式背光模組，其包括：一第一導光板，具有一第一入光側及一出光面，且該第一導光板之厚度係由該第一入光側朝相對側漸減而使其剖面為楔型；一第二導光板，具有一第二入光側，且該第二導光板之厚度係由該第二入光側朝相對側漸減而使其剖面為楔型；該第二導光板設於該第一導光板底側並組設為一體，且該第一入光側及該第二入光側為相對設置；一反射結構，設於該第二導光板底側；一第一燈條，對應該第一入光側設置，以提供光線予該第一導光板；及一第二燈條，對應該第二入光側設置，以提供光線予該第二導光板；藉此，該第一燈條及該第二燈條之光線分別受該第一導光板及該第二導光板導引而於該出光面出光，並透過控制該第一燈條及該第二燈條之驅動狀態達成區段調光。透過楔型之第一導光板及第二導光板，前述側入式背光模組即可減縮整體厚度與重量，同時提供區段控光之功能。

於另一實施方式中，揭示當該第一燈條與該第二燈條之規格相同時，該第一燈條受該第一導光板導引而自該出光面出光之光線亮度為L₁，該第二燈條受該第二導光板導引而自該出光面出光之光線亮度為L₂，並使該出光面具有分別為L₁+L₂、L₁、L₂及0之出光亮度。透過控制第一燈條與第二燈條之點亮狀態，出光面即可具有前述至少四種亮度表現，以因應顯示需求快速控制出光亮度。

為進一步控制出光面各區域之出光亮度，於再一實施方式中係揭示該第一燈條具有複數第一光源，該第二燈條具有複數第二光源，該出光面劃分有複數出光調控區，各該出光調控區係與該第一入光側垂直並鄰接排列設置，且各該出光調控區係對應至少一該第一光源及至少一該第二光源。藉此，即可透過調整各第一光源與各第二光源的驅動狀態，使對應之各出光調控區具有所需的亮度呈現。

其中，為可提升出光面之出光均勻度，於一實施方式中，該第一導光板於該出光面佈設有一第一均光微結構群，以均勻化整體出光。

於另一實施方式中，該第二導光板則於一底面佈設有一第二均光微結構群，以導引進入第二導光板的光線由底面射出，並接觸反射結構以反射至第一導光板，進而於出光面形成出光。

本發明亦於一實施方式中揭露一種具區段出光控制之顯示裝置，包括：一液晶面板；及一側入式背光模組，設於該液晶面板一側，包括：一第一導光板，具有一第一入光側及一出光面，且該第一導光板之厚度係由該第一入光側朝相對側漸減而使其剖面為楔型；一第二導光板，具有一第二入光側，且該第二導光板之厚度係由該第二入光側朝相對側漸 減而使其剖面為楔型；該第二導光板設於該第一導光板底側並組設為一體，且該第一入光側及該第二入光側為相對設置；一反射結構，設於該第二導光板底側；一第一燈條，對應該第一入光側設置，以提供光線予該第一導光板；及一第二燈條，對應該第二入光側設置，以提供光線予該第二導光板；藉此，該第一燈條及該第二燈條之光線分別受該第一導光板及該第二導光板導引而於該出光面出光，並透過控制該第一燈條及該第二燈條之驅動狀態達成區段調光。透過為楔型之第一導光板及第二導光板，使側入式背光模組之整體厚度與重量降低，而可符合薄型化需求，同時兼具極佳的區段控光效能，進而提升整體顯示品質。

於一實施方式中，該第一燈條與該第二燈條之規格相同時，該第一燈條受該第一導光板導引而自該出光面出光之光線亮度為L₁，該第二燈條受該第二導光板導引而自該出光面出光之光線亮度為L₂，並使該出光面具有分別為L₁+L₂、L₁、L₂及0之出光亮度。透過調整第一燈條與第二燈條之驅動狀態，即可使側入式背光模組具有至少四種前述之出光亮度，以因應顯示需求即時調整亮度。

同樣地，於再一實施方式中，該第一燈條具有複數第一光源，該第二燈條具有複數第二光源，該出光面劃分有複數出光調控區，各該出光調控區係與該第一入光側垂直並鄰接排列設置，且各該出光調控區係對應至少一該第一光源及至少一該第二光源。藉此係可透過各別調整第一光源與第二光源的點亮狀態，使各出光調控區具有不同的出光強度，達到因應顯示需求調控出光面各區域發光態樣之效能。

接續，為可均勻化側入式背光模組之出光，於一實施方式 中，該第一導光板於該出光面佈設有一第一均光微結構群，以透過第一均光微結構群調整出光面之取光能力分布狀態。

同樣地，於再一實施方式，該第二導光板於一底面佈設有一第二均光微結構群，以導引進入第二導光板的光線使之於底面射出，並受反射結構反射至第一導光板處，進而於出光面出光。

綜上所述，本發明揭示之具區段出光控制之側入式背光模組及其顯示裝置，係在背光模組具厚度限制之條件下，採用堆疊楔型第一導光板與第二導光板之方式，達到縮減整體厚度與重量，同時又可兼具極佳的區段調光效果之功效。此外，側入式背光模組採用設置於第二導光板底側之反射結構，使第二燈條之光線受第二導光板導引後，可確實地於第一導光板出光面形成出光。並於前述各實施方式中，亦敘及利用第一燈條及第二燈條可使側入式背光模組具有至少四種出光亮度，且甚可進一步地控制出光面各出光調控區的發光狀態之技術特徵，於輕薄化同時兼具高出光調控能力。

1‧‧‧側入式背光模組

10‧‧‧第一導光板

101‧‧‧第一入光側

102‧‧‧出光面

1021‧‧‧出光調控區

103‧‧‧第一均光微結構群

11‧‧‧第二導光板

111‧‧‧第二入光側

112‧‧‧底面

113‧‧‧第二均光微結構群

12‧‧‧反射結構

13‧‧‧第一燈條

131‧‧‧第一光源

14‧‧‧第二燈條

141‧‧‧第二光源

2‧‧‧顯示裝置

20‧‧‧液晶面板

第1圖，為本發明第一實施方式之立體分解圖。

第2圖，為本發明第一實施方式之組裝側視圖。

第3圖，為本發明第一實施方式之平面示意圖(一)。

第4圖，為本發明第一實施方式之平面示意圖(二)。

第5圖，為本發明第二實施方式之立體分解圖。

在背光模組開發過程中，為符合輕薄化的要求，整體重量與厚度越小則越為理想。但實際上因應搭配之光源尺寸，會使背光模組相對產生一厚度的限制，而如何在該限制內，提供具有極佳區段調光能力之背光模組，同時有效降低整體體積與重量，實為目前業界致力研發的方向。有鑑於此，本發明人係提出一種側入式背光模組，如下所述。

請參閱第1、2及3~4圖，其係為本發明第一實施方式之立體分解圖、組裝側視圖及各平面示意圖。本發明於此揭示一種具區段出光控制之側入式背光模組1，包括一第一導光板10、一第二導光板11、一反射結構12、一第一燈條13及一第二燈條14。

如第1圖所示，第一導光板10具有一第一入光側101及一出光面102，且第一導光板10之厚度由第一入光側101朝相對側漸減而使其剖面為楔型。而第二導光板11係具有一第二入光側111，且第二導光板11之厚度由第二入光側111朝相對側漸減而使其剖面為楔型，第二導光板11設於第一導光板10底側並組設為一體，亦即第一導光板10堆疊於第二導光板11上，且使第一入光側101與第二入光側111為相對設置，進而使第一導光板10與第二導光板11組設後的整體厚度即為第一入光側101與第二入光側111之厚度。反射結構12則設於第二導光板11底側，以將自第二導光板11底側射出之光線反射至第二導光板11內，並接續朝向第一導光板11前進而自出光面102形成出光。較佳者，反射結構12可為一片狀結構體。其中，本實施方式之反射結構12實為將第二導光板11於底側射出之光線反射至第二導光板11與第一導光板10，進而於出光面102形成單面出光之目的而設置，換言之，在單面出光之需求下，反射結構12僅可設置於第二導 光板11底側位置，當設於其他位置時或可使背光模組具有他種出光效能，但必然無法達到將自第二導光板11底側射出光線反射回第一導光板10與第二導光板11處之功效，亦非為本發明之側入式背光模組1所需。在不同之出光效能要求下，反射結構12的設置位置係無法相互取代，或由他種反射結構12設置方式而輕易推得本發明之反射結構12功效與設置方式。而利用堆疊導光板形成本發明之側入式背光模組1的方式，係可符合大尺寸導光板的需求，無須透過拼接方式逐一組裝，進而有效地降低生產成本、製程時間與整體重量。

第一燈條13對應第一入光側101設置，以提供光線予第一導光板10，第二燈條14則對應第二入光側111設置，以提供光線予第二導光板11。藉此，第一燈條13與第二燈條14之光線分別受第一導光板10及第二導光板11導引而於出光面102出光，並透過控制第一燈條13與第二燈條14之驅動狀態達成區段調光。第一導光板10與第二導光板11組合為一體後，視第一燈條13與第二燈條14的尺寸，會具有對應第一燈條13與第二燈條14之厚度，而本發明之側入式背光模組1在指定的厚度下，使第一導光板10之最大厚度位置，亦即第一入光側101，及第二導光板11之最大厚度位置，亦即第二入光側111，兩者對應前述厚度設計，在組裝後即可利用相異導光板分別控制發光區段，進而在厚度受限的情況下，有效減縮背光模組整體厚度與重量，並達到單面出光且兼具區段調光的效能。

第一燈條13與第二燈條14之規格可為相同或不相同，於本實施方式中，係以第一燈條13與第二燈條14具相同規格為例說明，於此條件下，第一燈條13受第一導光板10導引而自出光面102出光之光線亮度為 L₁，第二燈條14受第二導光板11導引而自出光面102出光之光線亮度為L₂，進而使出光面102具有分別為L₁+L₂、L₁、L₂及0之出光亮度，如第2圖所示，惟第2圖之光線路徑僅為示意，非為實際光徑。藉此，透過控制第一燈條13與第二燈條14之發光狀態，即可使側入式背光模組1具有至少四種亮度表現。例如，第一燈條13與第二燈條14皆為點亮狀態時，側入式背光模組1之出光亮度即為L₁+L₂；僅點亮第一燈條13時，側入式背光模組1則具有L₁之出光亮度；反之，僅點亮第二燈條14時，側入式背光模組1即具有L₂之出光亮度；最後當第一燈條13與第二燈條14皆未點亮時，則側入式背光模組之出光亮度為0。且由於第二燈條14之光線進入第二導光板11後係經過多次折反射，並透過反射結構12而穿透至第一導光板10，再於出光面102形成出光，因此L₂之出光亮度會小於L₁之出光亮度。當然，視需求而定，第一燈條13與第二燈條14之驅動方式亦可作多種變化，而達成更多種出光亮度的調控。

如第3及4圖所示，較佳者，第一燈條13具有複數第一光源131，第二燈條14具有複數第二光源141，出光面102並劃分有複數出光調控區1021，各出光調控區1021係與第一入光側101垂直並鄰接排列設置，且各出光調控區1021對應至少一第一光源131及至少一第二光源141。如第3圖所示，由於第一入光側101與第二入光側111係為相對設置，因此第一燈條13與第二燈條14亦為相對，當選擇性點亮第一光源131與第二光源141時，各出光調控區1021受對應的第一光源131與第二光源141相異供光狀態影響，各出光調控區1021即會產生不同的亮度表現，是以進一步透過第一光源131與第二光源141的控制，即可讓出光面102各區域形成相異的 出光亮度，以符合顯示畫面的需求。於本實施方式中，係以劃分有四個出光調控區1021，且各出光調控區1021分別對應二個第一光源131及二個第二光源141為例。如第4圖所示，最上方之出光調控區1021係因第二光源141驅動而具有出光表現，次一出光調控區1021則因對應之第一光源131及第二光源141皆未驅動而相對形成較暗區域，接續之出光調控區1021由於對應之第一光源131及第二光源141皆已驅動，因此該區會為整個出光面102中最亮的區域，最後之出光調控區1021則同於前述未具有入射光因而形成暗區，藉此即可讓出光面102各區域因應顯示需求而具有不同亮度的出光呈現。其中，第4圖之出光呈現僅為簡單示意，非代表實際之區域劃分態樣與出光表現。

其中，為可提升側入式背光模組1的出光均勻度，於第一導光板10之出光面102係佈設有一第一均光微結構群103，且可使第一均光微結構群103之佈設密度由第一入光側101朝相對側漸減，以提高第一燈條13入射至第一導光板10而出光之光線均勻度。此外，為使入射至第二導光板11的光線，可於第二導光板11底側出光以受反射結構12反射至第一導光板10，於第二導光板11之一底面112亦可佈設一第二均光微結構群113，且其佈設密度由第二入光側111朝相對側漸減，以利用第二均光微結構群113控制底面112之取光能力並使光線由底面112射出，接續碰觸反射結構12而反射至第一導光板10並於出光面102形成出光。

請續參閱第5圖，其係為本發明第二實施方式之立體示意圖。於本實施方式中，本發明揭示一種具區段出光控制之顯示裝置2，其包括一液晶面板20及一側入式背光模組1。側入式背光模組1係設於液晶面 板20一側，並包括一第一導光板10、一第二導光板11、一反射結構12、一第一燈條13及一第二燈條14。

第一導光板10具有第一入光側101及出光面102，且第一導光板10之厚度由第一入光側101朝相對側漸減而使其剖面為楔型，第二導光板11具有一第二入光側111，且第二導光板11厚度亦由第二入光側111朝相對側漸減而使其剖面為楔型，第二導光板11設於第一導光板10一側並組設為一體，並第一入光側101及第二入光側111為相對設置。反射結構12設於第二導光板11底側，並如前述可為片狀體。

第一燈條13對應設於第一入光側101，第二燈條14對應設於第二入光側111，藉此第一燈條13及第二燈條14之光線分別受第一導光板10及第二導光板11導引而於出光面102出光，並透過控制第一燈條13及第二燈條14之驅動狀態達成區段調光，藉此提升顯示裝置2之顯示品質。

請復參閱第2圖，同樣地，當第一燈條13與第二燈條14規格相同時，可利用調控第一燈條13與第二燈條14驅動狀態而使出光面102具有至少四種亮度呈現，令第一燈條13受第一導光板10導引而自出光面102出光之光線亮度為L₁，第二燈條14受第二導光板11導引而自出光面102出光之光線亮度為L₂，藉此出光面102即可具有分別為L₁+L₂、L₁、L₂及0之出光亮度。其餘已於第一實施方式述及之細節，於此不再贅述。

請復參閱第3及4圖，為可控制出光面102各區域的發光亮度，係使第一燈條13具有複數第一光源131，第二燈條14具有複數第二光源141，且出光面102劃分有複數出光調控區1021，各出光調控區1021係與第一入光側101垂直並鄰接排列設置，且各出光調控區1021係對應至少 一第一光源131及至少一第二光源141，藉此即可透過控制第一光源131與第二光源141之驅動狀態，更進一步地調控出光面102上各出光調控區1021的發光狀態。其餘已於第一實施方式述及之細節，於此不再贅述。

於此實施方式中，第一導光板10於出光面102佈設有第一均光微結構群103，且第二導光板11亦可於底面112佈設有第二均光微結構群113，以提高第一燈條13入射至第一導光板10而出光之光線均勻度，以及使進入第二導光板11的光線可自底面102射出而被反射結構12反射至第一導光板10並於出光面102形成出光。其餘已於第一實施方式述及之細節，於此不再贅述。

綜上所述，本發明揭示之具區段出光控制之側入式背光模組及其顯示裝置，係在既定的最大厚度限制下，利用堆疊楔型導光板的方式達到縮減體積與重量，並同時實現單面出光與極佳區段調光之功效。此外，相對習知具區段調光功能之背光模組，本發明之側入式背光模組係可大幅縮減生產成本，僅需透過楔型堆疊之第一導光板及第二導光板即可具有區段調光功效。進一步地，於前述實施方式中，亦揭露了側入式背光模組可達成的出光亮度表現，以及於出光面各區域的亮度控制。

惟，以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；故在不脫離本發明之精神與範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。

Claims (10)

1. 一種具區段出光控制之側入式背光模組，其包括：一第一導光板，具有一第一入光側及一出光面，且該第一導光板之厚度係由該第一入光側朝相對側漸減而使其剖面為楔型；一第二導光板，具有一第二入光側，且該第二導光板之厚度係由該第二入光側朝相對側漸減而使其剖面為楔型；該第二導光板設於該第一導光板底側並組設為一體，且該第一入光側及該第二入光側為相對設置；一反射結構，設於該第二導光板底側；一第一燈條，對應該第一入光側設置，以提供光線予該第一導光板；及一第二燈條，對應該第二入光側設置，以提供光線予該第二導光板；藉此，該第一燈條及該第二燈條之光線分別受該第一導光板及該第二導光板導引而於該出光面出光，並透過控制該第一燈條及該第二燈條之驅動狀態達成區段調光。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具區段出光控制之側入式背光模組，其中，該第一燈條與該第二燈條之規格相同時，該第一燈條受該第一導光板導引而自該出光面出光之光線亮度為L ₁，該第二燈條受該第二導光板導引而自該出光面出光之光線亮度為L ₂，並使該出光面具有分別為L ₁+L ₂、L ₁、L ₂及0之出光亮度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具區段出光控制之側入式背光模組，其中，該第一燈條具有複數第一光源，該第二燈條具有複數第二光源，該出光面劃分有複數出光調控區，各該出光調控區係與該第一入光側垂直 並鄰接排列設置，且各該出光調控區係對應至少一該第一光源及至少一該第二光源。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具區段出光控制之側入式背光模組，其中，該第一導光板於該出光面佈設有一第一均光微結構群。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具區段出光控制之側入式背光模組，其中，該第二導光板於一底面佈設有一第二均光微結構群。
6. 一種具區段出光控制之顯示裝置，包括：一液晶面板；及一側入式背光模組，設於該液晶面板一側，包括：一第一導光板，具有一第一入光側及一出光面，且該第一導光板之厚度係由該第一入光側朝相對側漸減而使其剖面為楔型；一第二導光板，具有一第二入光側，且該第二導光板之厚度係由該第二入光側朝相對側漸減而使其剖面為楔型；該第二導光板設於該第一導光板底側並組設為一體，且該第一入光側及該第二入光側為相對設置；一反射結構，設於該第二導光板底側；一第一燈條，對應該第一入光側設置，以提供光線予該第一導光板；及一第二燈條，對應該第二入光側設置，以提供光線予該第二導光板；藉此，該第一燈條及該第二燈條之光線分別受該第一導光板及該第二導光板導引而於該出光面出光，並透過控制該第一燈條及該第二燈條 之驅動狀態達成區段調光。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具區段出光控制之顯示裝置，其中，該第一燈條與該第二燈條之規格相同時，該第一燈條受該第一導光板導引而自該出光面出光之光線亮度為L ₁，該第二燈條受該第二導光板導引而自該出光面出光之光線亮度為L ₂，並使該出光面具有分別為L ₁+L ₂、L ₁、L ₂及0之出光亮度。
8. 如申請專利範圍第6項所述之具區段出光控制之顯示裝置，其中，該第一燈條具有複數第一光源，該第二燈條具有複數第二光源，該出光面劃分有複數出光調控區，各該出光調控區係與該第一入光側垂直並鄰接排列設置，且各該出光調控區係對應至少一該第一光源及至少一該第二光源。
9. 如申請專利範圍第6項所述之具區段出光控制之顯示裝置，其中，該第一導光板於該出光面佈設有一第一均光微結構群。
10. 如申請專利範圍第6項所述之具區段出光控制之顯示裝置，其中，該第二導光板於一底面佈設有一第二均光微結構群。