TWI385439B - 光源模組及其背光模組暨其液晶顯示器 - Google Patents

Description

光源模組及其背光模組暨其液晶顯示器

本發明是有關於一種背光模組，且特別是有關於一種以發光二極體為光源之背光模組。

背光模組可依照光源入射位置的不同分成側光式入光(edge lighting)與直下式入光(bottom lighting)兩種，一般而言主要是由三個部分所組成：燈罩、光學膜片及光源。目前運用在各種資訊、通訊、消費產品，提供上述產品的液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)一個面光源。

習知的背光模組常使用之光源計有冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL)及熱陰極螢光燈管、發光二極體(Light－Emitting Diode，LED)、電激發光片(Electro－Luminescence，EL)等，由於冷陰極螢光燈管及熱陰極螢光燈等線光源之體積較大，因此一般的手持示電子產品遂採用體積較小的發光二極體、電激發光片等點光源作為液晶顯示器的自發性的光源。

發光二極體具有低耗電量、低發熱量、操作壽命長、耐撞擊、體積小、反應速度快、以及可發出穩定波長的色光等良好光電特性，常應用於家電、儀表之指示燈、光電產品之應用光源、以及光電通訊領域。而且由於冷陰極螢光管較為耗電，加上又存在有低溫啟動不易以及環境污染的問題，因此以發光二極體作為光源的背光模組已逐漸受到重視。

在以發光二極體作為光源的直下式發光二極體背光模組，請參照第1圖，第1圖係根據習知技術所繪示的一種大尺寸直下式發光二極體背光模組光源部分剖面示意圖。由於係為適用於大尺寸顯示面板的背光源，需要至少兩片導光板以能有效涵蓋到顯示面板的所有部分。發光二極體背光光源100包括導光板102、104以及位於導光板兩側的發光二極體元件106、108，光學膜110，則是設置於發光二極體元件106、108之上。然，由於導光板102、104間需設置發光二極體元件106及108，因此，無可避免的會產生在兩發光二極體元件106及108間產生一無效空間(Dead Space)112，如虛線圓圈所示。由於無效空間112的存在，具傳統之直下式發光二極體背光模組架構的液晶顯示面板會產生暗線(Line-Mura)現象。請參見第2圖，第2圖係為具有暗線現象的顯示面板之示意圖，顯示傳統之直下式發光二極體背光模組中導光板之間之距離所形成的橫向與縱向暗線。需降低發光二極體間的間距，提高發光二極體的密度，但會使發光二極體數目大幅上升，在目前明顯增加成本。

為了使能使本發明之特徵與技術優勢能有更清楚的呈現，特舉一具有直下式發光二極體背光模組作為較佳實施例來加以詳細說明。

本發明係提供一種發光二極體背光模組，以解決習知的發光二極體背光模組會產生暗線現象的問題。

本發明的一實施例所提供之背光模組，包括一反射板、一光源組及一光學膜。光源組包括位於反射板之上的導光板及光源，光源可以為複數個發光二極體。其中發光二極體可分為兩個群組，第一個群組具有複數個第一發光二極體，以朝向上方的方式設置於導光板的另一側；第二個群組具有複數個第二發光二極體，以朝向並緊鄰導光板的方式設置於一側。而光學膜，則是設置於光源組之上。第一發光二極體與第二發光二極體的亮度可以相同，也可以較第二發光二極體暗。光學膜可以為擴散膜、增亮膜或兩者。

本發明的一實施例所提供之背光模組，包括一反射板、一光源組及一光學膜。光源組包括位於反射板之上的第一導光板及第二導光板及光源，光源可以為複數個發光二極體。其中二導光板相鄰平行設置。發光二極體可分為三個群組，第一個群組具有複數個第一發光二極體，以朝向上方之方式設置於第一導光板與第二導光板之間；第二個群組具有複數個第二發光二極體，朝向並緊鄰第一導光板之第一側設置；第三個群組具有複數個第三發光二極體，朝向並緊鄰第二導光板之第二側設置。其中，第一導光板之第一側與第二導光板之第二側可位於導光板的相同位向或是相異位向。當第一導光板之第一側與第二導光板之第二側可位於導光板的相同位向時，更可包括一第四群組複數個第四發光二極體。第四發光二極體可緊鄰地位於第一導光板之第一側的對側或是第二導光板之第二側的對側或是同時緊鄰地位於前述兩個位置上。而光學膜，則是設置於光源組之上。第一發光二極體與第二發光二極體的亮度可以相同，也可以較第二發光二極體亮。光學膜可以為擴散膜、增亮膜或兩者。第一發光二極體與第二發光二極體的亮度可以相同，也可以較第二發光二極體暗。一般來說第二發光二極體的亮度和第三二發光極體及第四發光二極體相當。光學膜可以為擴散膜、增亮膜或兩者。

在本發明實施例中所加入的第一發光二極體，可以補償因導光板側面無效空間(Dead Space)而使液晶顯示面板會產生暗線。另外，與傳統直下式發光二極體背光模組架構的液晶顯示面板為解決暗線問題而使用的發光二極體的數量相較，本發明所提供之背光模組僅需使用50%到75%的發光二極體即可解決暗線的問題，可以大幅降低成本。

另外，本發明亦提供運用前述背光模組之液晶顯示裝置。

為了能使本發明的特徵更為清楚，以下將揭露本發明各種實施例，例如各種特徵的實施方式，而所描述的特定元件與安排僅為簡化本案說明，然其並非用以限定本發明。另外，本案可能會於各種實施例中重複使用參考標號與文字，重複的目的在於簡化與清楚說明，並非用以指定各種實施例及/或所述架構之間的關係。

請參照第3A~3C圖係繪示依照本發明一較佳實施例的一種背光模組剖面示意圖。如第3A圖所示，本發明的一實施例所提供之背光模組300，包括一反射板302、一光源組304及一光學膜306。光源組304包括位於反射板302之上的導光板308及光源310，光源可以為複數個發光二極體。其中發光二極體可分為兩個群組，第一個群組具有複數個發光二極體310a，以朝向上方的方式設置於導光板的一側；第二個群組具有複數個發光二極體310b，以朝向並緊鄰導光板308的方式與發光二極體310a設置於導光板308的同側，亦即發光二極體310a設置於發光二極體310b背對導光板308的外側，導光板308之此一側面係為一入光面。而光學膜306，則是設置於光源組304之上。發光二極體310a與發光二極體310b的亮度可以相同，也可以較發光二極體310b暗。光學膜306可以為擴散膜、增亮膜或兩者。

第3B圖大致上和第3A圖相同，亦是提供一具有一反射板302、一光源組304及一光學膜306的背光模組300，而其差異處係在於光源組304除了在導光板308的一側設置發光二極體310a與發光二極體310b，更在導光板308的相對側以朝向並緊鄰導光板308的方式設置發光二極體310c。

第3C圖大致上和第3B圖相同，亦是提供一具有一反射板302、一光源組304及一光學膜306的背光模組300， 而其差異處係在於光源組304在與除了在導光板308的一側僅設置發光二極體310a，且在導光板308的相對側以朝向並緊鄰導光板308的方式設置發光二極體310c，亦即發光二極體310a設置於導光板308背對發光二極體310c的一側。

本發明係運用在導光板的一側以朝向上方的方式設置增設發光二極體310a，可以補償因導光板側面無效空間(Dead Space)而使液晶顯示面板會產生暗線的問題。

一般而言，在本實施例中的發光二極體310a至310c可具有相似的亮度，但較佳係為發光二極體310b及310c較發光二極體310a亮，而發光二極體310a的亮度較佳為發光二極體310b及310c亮度的1/3至2/3為較佳，更佳的是為50%。第3A圖至第3C圖所繪示之光源組304基本是係為一單元組成，在實際運用尚可使用複數個光源組304做組合之後以作為液晶顯示器之背光源。這些光源組304可位於同一水平面上。再者，所有的發光二極體亦可以設置於導光板的三側邊或全部的側邊。

關於如何組合複數個光源組304以作為液晶顯示器之背光源之用，本發明提供另一實施例，以兩組光源組304為例來加以說明。第4A圖至第4E圖係繪示依照本發明另一較佳實施例的一種背光模組剖面示意圖。如第4A圖所示，本發明的一實施例所提供之背光模組400，包括一反射板402、一光源組404及一光學膜406。光源組404包括位於反射板402之上的二導光板408、410及光源412， 光源412可以為複數個發光二極體。其中發光二極體可分為三個群組，第一個群組具有複數個發光二極體412a，以朝向上方的方式設置於二導光板408、410之間；第二個群組具有複數個發光二極體412b，以朝向並緊鄰導光板408左側的方式設置，導光板408之此左側面係為一入光面。第三個群組具有複數個發光二極體412c，以朝向並緊鄰導光板410右側的方式設置，導光板410之此右側面係為一入光面。而光學膜406，則是設置於光源組404之上。發光二極體412a與發光二極體412b及發光二極體412c的亮度可以相同，也可以較發光二極體412b及發光二極體412c暗。光學膜406可以為擴散膜、增亮膜或兩者。

第4B圖大致上和第4A圖相同，亦是提供一具有一反射板402、一光源組404及一光學膜406的背光模組400，而其差異處係在於光源組404係將發光二極體412d以緊鄰導光板408的右側的方式來設置，而將發光二極體412e以緊鄰導光板410的左側的方式來設置以構成光源412，導光板408的右側面及導光板410的左側面均為入光面。如此一來，發光二極體412a將位於發光二極體412d及發光二極體412e之間。發光二極體412a與發光二極體412d及發光二極體412e的亮度可以相同，也可以較發光二極體412d及發光二極體412e暗。光學膜406可以為擴散膜、增亮膜或兩者。

第4C圖大致上和第4B圖相同，亦是提供一具有一反射板402、一光源組404及一光學膜406的背光模組400， 而其差異處係在於光源組404除了同第4B圖所示的設置發光二極體412a、發光二極體412d及發光二極體412e之外，並將發光二極體412c以緊鄰導光板410的右側的方式來設置以構成光源412，導光板408的左側面及導光板410的左側面及右側面均為入光面。如此一來，發光二極體412a仍位於發光二極體412d及發光二極體412e之間。發光二極體412a與發光二極體412c、發光二極體412d及發光二極體412e的亮度可以相同，也可以較發光二極體412c、發光二極體412d及發光二極體412e暗。光學膜406可以為擴散膜、增亮膜或兩者。

第4D圖大致上和第4A圖相同，亦是提供一具有一反射板402、一光源組404及一光學膜406的背光模組400，而其差異處係在於光源組404除了同第4A圖所示的設置及光源412，光源412包括發光二極體412a、發光二極體412b及發光二極體412c之外，並將發光二極體412d以緊鄰導光板408的右側的方式來設置，導光板408的左側面及及右側面與導光板410的左側面均為入光面。發光二極體412a與發光二極體412b、發光二極體412c及發光二極體412d的亮度可以相同，也可以較發光二極體412b、發光二極體412c及發光二極體412d暗。光學膜406可以為擴散膜、增亮膜或兩者。

第4E圖亦是提供一具有一反射板402、一光源組404及一光學膜406的背光模組400。光源組404具有二導光板408、410及光源412，光源412包括發光二極體412a， 以朝向上方的方式設置於二導光板408、410之間，發光二極體412b、發光二極體412c、發光二極體412d及發光二極體412e分別以緊鄰導光板408、410的左、右側的方式來設置。導光板408、410的左、右側面均為入光面。發光二極體412a可與其他的發光二極體具有相當的亮度，或是較其他的發光二極體為暗。同樣的，光學膜406可以為擴散膜、增亮膜或兩者。

一般而言，在本實施例中的發光二極體412a至412e可具有相似的亮度，但較佳係為發光二極體412b至412e較發光二極體412a亮，而發光二極體412a的亮度較佳為發光二極體412b至412e亮度的1/3至2/3為較佳，更佳的是為50%。

由上述本發明較佳實施例可知，本發明係提供一背光模組，可應用於液晶顯示器上。在本發明實施例中所加入的第一發光二極體，可以補償因導光板側面無效空間(Dead Space)而使液晶顯示面板會產生暗線。另外，與傳統直下式發光二極體背光模組架構的液晶顯示面板為解決暗線問題而使用的發光二極體的數量相較，本發明所提供之背光模組僅需使用50%到75%的發光二極體即可解決暗線的問題，可以大幅降低成本。

雖然本發明已以一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，當可作各種之更動與潤飾，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。

100‧‧‧背光光源

102、104、308、408、410‧‧‧導光板

106、108、310a、310b、310c、412a、412b、412c、412d、412e‧‧‧發光二極體元件

110、306、406‧‧‧光學膜

112‧‧‧無效空間

300‧‧‧背光模組

302、402‧‧‧反射板

304、404‧‧‧光源組

310、412‧‧‧光源

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：第1圖係根據習知技術所繪示的一種大尺寸直下式發光二極體背光模組光源部分剖面示意圖。

第2圖係為具有暗線現象的顯示面板之示意圖。

第3A~3C圖係繪示依照本發明一較佳實施例的一種背光模組剖面示意圖。

第4A圖至第4E圖係繪示依照本發明另一較佳實施例的一種背光模組剖面示意圖。

300．．．背光模組

302．．．反射板

306．．．光學膜

304．．．光源組

308．．．導光板

310．．．光源

310a、310b．．．發光二極體元件

Claims (22)

1. 一種背光模組，包括：一反射板；一光源組，包括：一導光板，位於該反射板之上；一光源，設置於該反射板之上，該光源包括：複數個第一發光二極體，設置於朝向並緊鄰該導光板的第一側；以及複數個第二發光二極體，朝向上方設置於該些第一發光二極體背對該導光板的外側或該導光板背對該些第一發光二極體的第二側；以及一光學膜，設置於該光源組之上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些第一發光二極體的亮度較該些第二發光二極體的亮度高。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些第二發光二極體之亮度為該些第一發光二極體之亮度的1/3至2/3。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該些第二發光二極體之亮度為該些第一發光二極體之亮度的一半。
5. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中更包括複數個第三發光二極體，緊鄰地朝向該導光板之該第一側的相對側設置。
6. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中該些第三發光二極體與該些第一發光二極體的亮度相近。
7. 一種背光模組，至少包括：一反射板；一光源組，包括：一第一導光板，位於該反射板之上；一第二導光板，位於該反射板之上，並與該第一導光板相鄰平行設置；以及一光源，設置於該反射板之上，該光源包括：複數個第一發光二極體，朝向上方設置於該第一導光板與該第二導光板之間；以及複數個第二發光二極體，朝向該第一導光板之第一側設置；以及複數個第三發光二極體，朝向該第二導光板之第二側設置；以及一光學膜，設置於該光源組之上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之背光模組，其中該 其中，該些第一發光二極體、該些第二發光二極體及該些第三發光二極體的亮度相當。
9. 如申請專利範圍第7項所述之背光模組，其中該其中，該些第一發光二極體的亮度較該些第二發光二極體的亮度低且該些第三發光二極體與該些第二發光二極體的亮度相近。
10. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該些發光一極體之亮度為該些第二發光二極體之亮度的1/3至2/3。
11. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該些發光一極體之亮度為該些第二發光二極體之亮度的一半。
12. 如申請專利範圍第7項所述之背光模組，其中該第一導光板之該第一側與該第二導光板該第二側位於相反位向。
13. 如申請專利範圍第7項所述之背光模組，其中該第一導光板之該第一側與該第二導光板該第二側位於相同位向。
14. 如申請專利範圍第12項所述之背光模組，其中該第一側與該第二側相鄰。
15. 如申請專利範圍第12項所述之背光模組，更包括複數個第四發光二極體，緊鄰地朝向該第一導光板之該第一側的相對側設置。
16. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，更包括複數個第四發光二極體，緊鄰地朝向該第一導光板之該第一側的相對側設置。
17. 如申請專利範圍第12項所述之背光模組，更包括複數個第四發光二極體，緊鄰地朝向該第一導光板之該第一側的相對側及該第二導光板之該第二側的相對側設置。
18. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，更包括複數個第四發光二極體，緊鄰地朝向該第一導光板之該第一側的相對側及該第二導光板之該第二側的相對側設置。
19. 如申請專利範圍第15項、第16項、第17項或第18項所述之背光模組，其中該些第四發光二極體的亮度與該些第二發光二極體的亮度相近。
20. 如申請專利範圍第13項、第14項、第15項或第16項所述之背光模組，其中該些第四發光二極體之亮度高於該些第一發光二極體之亮度。
21. 一種液晶顯示器，至少包括：一如申請專利範圍第1項至第20項其中任何一項所述之背光模組；一液晶面板，設置於該背光模組之上；一驅動晶片，設置在液晶面板的周緣，用以驅動液晶面板；以及一框架，用以組裝該背光模組及該液晶面板。
22. 一種光源模組，包括：第一光源組，具有複數個第一發光二極體，朝向上方設置；以及第二光源組，設置於該第一光源組之一側，該第二光源組包括：一導光板，具有一入光面；以及複數個第二發光二極體，面對於該入光面設置；其中該第一光源組與該第二光源組係位於同一水平面上。