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TWI531840B - 背光模組 - Google Patents

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TWI531840B
TWI531840B TW100118097A TW100118097A TWI531840B TW I531840 B TWI531840 B TW I531840B TW 100118097 A TW100118097 A TW 100118097A TW 100118097 A TW100118097 A TW 100118097A TW I531840 B TWI531840 B TW I531840B
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backlight
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鄭景鴻
黃達人
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友達光電股份有限公司
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Description

背光模組
本發明係與液晶顯示器有關，特別是關於一種應用於液晶顯示器之背光模組，可避免背光模組的漏光現象。
近年來，隨著顯示科技不斷的發展，就量產規模與產品應用普及性而言，液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)無疑地穩居平面顯示技術的主流。
一般而言，背光模組為液晶顯示器相當重要的一部份，而導光板(Light Guide Plate,LGP)為背光模組中不可或缺的重要元件。一旦導光板發生變形翹曲之現象，很可能會導致顯示器的顯示亮度不均勻而產生各種痕跡的現象，例如波紋狀或條紋狀的痕跡。有鑑於此，如圖1所示，於現今生產的液晶顯示器所採用的側光式發光二極體背光模組1中，係將入光側的框架12設計為全包式以固定導光板10，以避免導光板10產生變形翹曲而導致上述的缺點。
然而，此一設計之缺點在於：由於鎖附電路板14之螺孔耳狀(ear)結構140而使得框架12上存在有破孔。為了避免發光二極體背光源16所發出的光線從該些破孔射出背光模組1外，於發光二極體背光源16與發光二極體支架18之間需額外貼附一層反射片R，不僅使得背光模組1的生產成本提高，也導致其組裝變得較為困難。
本發明之一範疇在於提出一種應用於液晶顯示器之背光模組，以解決先前技術所遭遇到之上述種種問題。
於一實施例中，背光模組包含導光板、背光源、光學板及光學塗層。導光板具有出光面與入光端。入光端係位於出光面之相鄰側。背光源設置對應入光端。光學板設置於出光面之上方。光學板包含延伸部，延伸部係延伸設置於背光源之上方。光學塗層形成於延伸部之表面上。
於一實施例中，光學板係為擴散片或菱鏡片。
於一實施例中，光學塗層係由光反射材料或光吸收材料所構成。
於一實施例中，光反射材料係選自硫酸鋇、氧化鈦、聚對苯二甲二乙酯(PET,Polyethyleneterephthalate)、二氧化矽、白色油墨、白色樹脂及金屬所組成的群組之一。
於一實施例中，光吸收材料係選自灰色樹脂、黑色樹脂、灰色油墨及黑色油墨所組成的群組之一。
於一實施例中，光學塗層係透過塗佈、沉積或電鍍之方式形成於延伸部之表面上。
於一實施例中，表面係為延伸部之上表面或下表面。
於一實施例中，光學塗層係形成於延伸部之表面上的入光區域內，入光區域所涵蓋範圍之一邊界係為主動區的邊緣，另一邊界最遠延伸至與背光源之一側邊對齊。主動區係為背光模組上方所設置之顯示面板的可視區域。
於一實施例中，背光模組進一步包含框架。框架鄰近背光源之下方及側邊而設置。框架對應於背光源之側邊處具有開口，延伸部係延伸至開口之邊緣處。
於一實施例中，該光學板於水平方向上之長度係大於該導光板於水平方向上之長度。
於一實施例中，該光學板之面積係大於該導光板之面積。
於一實施例中，背光模組進一步包含另一光學板。另一光學板亦設置於出光面之上方。另一光學板包含另一延伸部，另一延伸部係延伸設置於背光源之上方。
於一實施例中，另一光學板係設置於光學板之上方或下方。
於一實施例中，背光模組包含導光板、背光源、光學板及光學塗層。導光板具有出光面與入光端。入光端係位於出光面之相鄰側。背光源設置對應入光端。光學板設置於出光面之上方。光學板包含延伸部，延伸部係延伸至導光板之入光端。光學塗層形成於延伸部之表面上。
於一實施例中，背光模組包含導光板、背光源、光學板及光學塗層。導光板具有出光面與入光端。入光端係位於出光面之相鄰側。背光源設置對應入光端。光學板設置於出光面之上方。光學板包含延伸部。光學塗層形成於延伸部之表面上。光學板之延伸部係與背光源及部分的導光板向上垂直投影之面積重疊。
相較於先前技術，本發明所揭露之應用於液晶顯示器的背光模組僅需對原有的光學板進行向發光二極體背光源延伸之設計，不需於發光二極體背光源與其支架之間額外設置 一層反射片，即可有效地避免發光二極體背光源所發出的光從框架金屬件上的破孔射出背光模組外，除了能夠降低背光模組的生產成本外，亦可簡化其組裝程序。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
根據本發明之一較佳具體實施例為一種背光模組。於此實施例中，該背光模組為應用於液晶顯示器內之側光式發光二極體背光模組，並且該背光模組不需於發光二極體背光源與其支架之間額外設置一層反射片，即可防止發光二極體背光源所發出的光線從金屬件上的破孔射出。接下來，將就上述進行詳細之介紹。
請參照圖2，圖2係繪示此具體實施例中之背光模組的剖面視圖。如圖2所示，背光模組2包含導光板20、光學板組21、框架22、軟性電路板23、電路板24、發光二極體背光源26及發光二極體支架28。其中，導光板20與發光二極體背光源26係設置於框架22上方。導光板20具有出光面201與入光端202，且入光端202係位於出光面201之相鄰側。發光二極體背光源26之第一側邊261係設置對應導光板20的入光端202，並產生光線入射入光端202而進入導光板20內。光學板組21係設置於導光板20之出光面201的上方。框架22鄰近發光二極體背光源26之下方及第二側邊262而設置，框架22包含底面220、側牆222、折部224、及承接部226，其中底面220及側牆222相連接，折部224及承接部226分別與側牆222 連接，折部224及底面220在垂直投影方向無重疊區域存在，承接部226及底面220在垂直投影方向有重疊區域存在，承接部226可延伸到導光板20上方。框架22與發光二極體支架28為一體件，發光二極體支架28在對應於發光二極體背光源26之第二側邊262處具有開口N。開口N形成在折部224及側牆222間，光學塗層CL相對於開口N而設置。於此實施例中，框架22係用以容納發光二極體背光源26及導光板20。至於背光模組2上係設置有顯示面板C，顯示面板C具有主動區(Active Area)。於此實施例中，主動區係指顯示面板C的可視區域，但不以此為限。舉例而言，顯示面板C可為觸控顯示器，則主動區可為可觸控感應之區域。
為了清楚起見，此具體實施例中之光學板組21的詳細結構請參照圖3。如圖3所示，光學板組21總共包含四層光學板211~214，由上到下分別為：上擴散片211、上菱鏡片212、下菱鏡片213及下擴散片214。亦即，下擴散片214最靠近導光板20之出光面201，而上擴散片211則離導光板20之出光面201最遠。實際上，光學板組21所包含的光學板數目、種類及厚度可依照實際需求而定，並不以此例的擴散片與菱鏡片為限。
於此實施例中，光學板組21中之上擴散片211、上菱鏡片212及下菱鏡片213均與傳統的光學板組無異，但最靠近導光板20之出光面201的下擴散片214則包含延伸部2140，並且延伸部2140延伸設置於發光二極體背光源26之上方，但延伸部2140並不會位於顯示面板C及其主動區之下方。亦即，下擴散片214於水平方向上的長度較上擴散片211、上菱鏡片212及下菱鏡片213於水平方向上的長度來得長，且下擴 散片214於水平方向上之長度係大於導光板20於水平方向上之長度，下擴散片214之面積係大於導光板20之面積。下擴散片214的延伸部2140係延伸超過導光板20之入光端202以及發光二極體背光源26與發光二極體支架28之間，一直延伸至發光二極體支架28的開口N之邊緣處為止。下擴散片214的延伸部2140係與發光二極體背光源26及部分的導光板20向上垂直投影之面積重疊。
由圖2及圖3可知：下擴散片214的延伸部2140之下表面SD係鄰近且面對於發光二極體背光源26以及導光板20之出光面201。需說明的是，由於下擴散片214原本設置的目的並非用來反射或吸收光線，因此，為了使得下擴散片214的延伸部2140能夠達到避免光線從破孔射出之功效，如圖3所示，於此具體實施例中，將會有光學塗層CL形成於下擴散片214的延伸部2140之下表面SD上。
於此實施例中，光學塗層CL係形成於延伸部2140之下表面SD上之一入光區域內。實際上，此入光區域所涵蓋範圍的一邊界(右邊界)可以是主動區AA的邊緣，另一邊界(左邊界)可以是發光二極體背光源26的第二側邊262才能使得發光二極體背光源26向上發出的光線L均會射至光學塗層CL上，而不至於有任何向上發出的光線L從破孔射出。然，本發明不限於此，入光區域之左邊界可以超越發光二極體背光源26的第二側邊262，亦即圖2所示，依設計不同或是發光而二極體背光源26的光路特性不同可改變光學圖層CL的塗佈區域。
於實際應用中，光學塗層CL形成於延伸部2140之下表面SD上的位置並無特定之限制，可視實際需求而改變。舉 例而言，如圖4A及圖4B所示，光學塗層CL可為長條狀設置於延伸部2140之下表面SD上靠近發光二極體背光源26之一側。其中，圖4A中之光學塗層CL之邊緣CLE並未與延伸部2140之下表面SD的邊緣SDE對齊；圖4B中之光學塗層CL之邊緣CLE則是與延伸部2140之下表面SD的邊緣SDE對齊。需說明的是，長條狀光學塗層CL的寬度並無特定之限制。相對於圖4A，圖4B中之光學塗層CL由於其邊緣CLE與邊緣SDE對齊，在製程上較為容易。至於圖4C係繪示光學塗層CL僅在對應開口N處設置，藉以節省材料及成本。由圖4A至圖4C亦可知：光學塗層CL於垂直方向上的長度不一定要與延伸部2140之下表面SD於垂直方向上的長度相同。另，圖4D係繪示光學塗層CL以多個長條狀之形式設置於延伸部2140之下表面SD上。
再者，如圖4E所示，延伸部2140的下表面SD之反折部K上並未塗佈有光學塗層CL，且反折部K可沿虛線(位於反折部K與非反折部之間的邊界)向下反折，可用以包覆框架22，光學塗層CL僅形成在下表面SD之非反折部而非形成在下表面SD之反折部K，且光學塗層CL的側緣與虛線(位於反折部K與非反折部之間的邊界)對齊。於另一實施例中，反折部K也可塗佈光學塗層CL，增加反射能力以減少漏光。至於圖4F中之光學塗層CL僅在延伸部2140的下表面SD上對應於開口N處設置，並且反折部K上更設置有破口H。破口H係用以與框架22上的凸點卡合，以定位延伸部2140的下表面SD，使得光學塗層CL能夠對應於開口N。
此外，光學塗層CL塗佈於延伸部2140之下表面SD上的形狀亦無特定之限制，並不以圖4A與圖4B所示之長條狀 或圖4C所示之矩形為限。舉例而言，光學塗層CL的塗佈形狀亦可以是正方形、圓形、橢圓形、具有波浪狀之邊緣或其他任何幾何形狀。
於本實施例中，由於原本下擴散片214等光學膜片之表面粗糙度較一般的框架較小，類似於鏡面，加上光學膜片之表面上塗佈有光學塗層CL，更能夠增加光學膜片之表面對光的反射作用。
於實際應用中，光學塗層CL可透過塗佈、沉積或電鍍之方式形成於延伸部2140之下表面SD上。光學塗層CL可以是光反射材料或光吸收材料。若光學塗層CL所選用的是光反射材料，例如硫酸鋇、氧化鈦、二氧化矽、聚對苯二甲二乙酯(PET,Polyethyleneterephthalate)、白色油墨、白色樹脂或金屬等材料，則光學塗層CL即可對所有射向下擴散片214的延伸部2140之光線L進行光反射作用，將該些光線L反射至入光端202以進入導光板20內，故可避免該些光線L從框架22的破孔射出。若光學塗層CL所選用的是光吸收材料，例如灰色樹脂、黑色樹脂、灰色油墨或黑色油墨等材料，則光學塗層CL即可對所有射向下擴散片214的延伸部2140之光線L進行光吸收作用，以避免該些光線L從框架22的破孔射出。
於另一具體實施例中，光學塗層CL亦可透過塗佈、沉積或電鍍之方式形成於下擴散片214的延伸部2140之上表面SU以及延伸部2140之側表面SS上，如圖5所示。於此一設計下，雖然射向下擴散片214的延伸部2140之光線可能會穿過延伸部2140的下表面SD，但形成於上表面SU上的光學塗層CL亦可對該些光線進行光反射或光吸收作用，故仍能達到 避免該些光線從框架22的破孔射出之效果。至於塗佈於延伸部2140之側表面SS上的光學塗層CL則可更進一步加強其遮光效果。
需說明的是，本發明並不侷限於上述實施例將光學板組21中最靠近導光板20之出光面201的下擴散片214延伸之設計。實際上，延伸於發光二極體背光源26與發光二極體支架28之間的光學板亦可以是光學板組21中之上擴散片211、上菱鏡片212或下菱鏡片213。如圖6所示，於另一具體實施例中，光學板組21’中之上擴散片211’、上菱鏡片212’及下擴散片214’均與傳統的光學板組無異，但光學板組21’中之下菱鏡片213’包含延伸部2130’，並且延伸部2130’將會如同圖2中之延伸部2140一樣延伸於發光二極體背光源26與發光二極體支架28之間，並且會一直延伸至發光二極體支架28的開口N之邊緣處為止。然，本發明不限於此，舉例而言，也可多個光學片同時設有光學塗層CL，皆在垂直投影方向具有重疊區域，也可在垂直投影方向具有相錯或互補之光學塗層CL區域，藉由多層光學塗層CL增加反射功效，進而減少漏光現象。於另一實施例中，顯示面板下方通常會設有偏光片，亦可利用偏光片具有延伸部，來進行遮光效果。
至於光學塗層CL’則形成於延伸部2130’之下表面SD’以及延伸部2130’之側表面SS’上，用以對所有射向下菱鏡片213’的延伸部2130’之光線L進行光反射或光吸收作用，以避免該些光線L從框架22的破孔射出。並且塗佈於延伸部2130’之側表面SS’上的光學塗層CL’可更進一步加強其遮光效果。實際上，光學塗層CL’亦可形成於延伸部2130’之上表面SU’上，並無特定之限制。
同理，於其他實施例中，光學板組亦可透過延伸上擴散片或上菱鏡片之設計來達到避免光線L從框架22的破孔射出之效果，由於其原理與上述實施例相似，故於此不另行贅述。
此外，本發明中之延伸部上亦可設置有複數層不同的光學塗層。如圖7所示，光學板組21”包含有由上到下層狀堆疊的上擴散片211”、上菱鏡片212”、下菱鏡片213”及下擴散片214”。其中，上擴散片211”、上菱鏡片212”及下擴散片214”均與傳統的上擴散片、上菱鏡片及下擴散片無異，但下菱鏡片213”則包含有延伸部2130”，並且延伸部2130”延伸設置於發光二極體背光源26之上方，但延伸部2130”不會位於顯示面板C及其主動區之下方。
於此實施例中，延伸部2130”之上表面SU”、側表面SS”及下表面SD”上分別形成有光學塗層CL1、CL2及CL3。於此實施例中，光學塗層CL1、CL2及CL3可分別採用具有不同材質的光學塗層。舉例而言，若光學塗層CL1採用光反射材質且光學塗層CL3採用光吸收材質，則其下方的發光二極體背光源26向上發出的光線L即會先被光學塗層CL3所吸收，至於未被吸收而穿過光學塗層CL3的其餘光線則會被光學塗層CL1所反射，以達到完全防止該些光線從破孔射出之功效。至於光學塗層CL2則可以採用光反射材質或光吸收材質，並無特定之限制。
另一方面，若光學塗層CL1採用光吸收材質且光學塗層CL3採用光反射材質，則其下方的發光二極體背光源26向上發出的光線L即會先被光學塗層CL3所反射，至於未被反射而穿過光學塗層CL3的其餘光線則會被光學塗層CL1所吸收，以達到完全防止該些光線從破孔射出之功效。至於光學塗 層CL2則可以採用光反射材質或光吸收材質，並無特定之限制。
另一方面，本發明所提出的背光模組中之光學板組並不侷限於僅有一光學板具有延伸部之設計。也就是說，光學板組亦可同時包含兩個或兩個以上的具有延伸部之光學板，並無特定之限制。
接著，請參照圖8A及圖8B，圖8A及圖8B係分別繪示光學塗層塗佈於光學板上的不同實施例。如圖8A所示，下擴散片214’’’之靠近背光源26’’’的一端係於背光源26’’’的外側向下彎折，並且光學塗層CL1及CL2係對應背光源26’’’而設置於下擴散片214’’’上。至於光學塗層CL1及CL2可同時採用光反射材質、同時採用光吸收材質、抑或分別採用光反射材質及光吸收材質，並無特定之限制。
如圖8B所示，下擴散片214’’’之靠近背光源26’’’的一端係於背光源26’’’與導光板20’’’之間向下彎折，並且光學塗層CL1係對應背光源26’’’而設置於下擴散片214’’’上，而光學塗層CL2則係對應導光板20’’’而設置於下擴散片214’’’上。至於光學塗層CL1及CL2可同時採用光反射材質、同時採用光吸收材質、抑或分別採用光反射材質及光吸收材質，並無特定之限制。需說明的是，當圖8B中之光學塗層CL1採用光吸收材質時，其防止光線從破孔射出之功效為較佳。
相較於先前技術，本發明所揭露之應用於液晶顯示器的背光模組僅需對原有的光學板進行向發光二極體背光源延伸之設計，不需於發光二極體背光源與其支架之間額外設置一層反射片，即可有效地避免發光二極體背光源所發出的光從框架金屬件上的破孔射出背光模組外，除了能夠降低背光 模組的生產成本外，亦可簡化其組裝程序。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1、2‧‧‧背光模組
10、20、20’’’‧‧‧導光板
11、21、21’、21”‧‧‧光學板組
12、22‧‧‧框架
13、23‧‧‧軟性電路板
14、24‧‧‧電路板
16、26、26’’’‧‧‧發光二極體背光源
18、28‧‧‧發光二極體支架
140‧‧‧螺孔耳狀結構
R‧‧‧反射片
261‧‧‧第一側邊
201‧‧‧出光面
202‧‧‧入光端
C‧‧‧顯示面板
AA‧‧‧動作區
262‧‧‧第二側邊
N‧‧‧開口
CLE‧‧‧光學塗層之邊緣
SDE‧‧‧下表面之邊緣
H‧‧‧破口
K‧‧‧反折部
220‧‧‧底面
222‧‧‧側牆
224‧‧‧折部
226‧‧‧承接部
111、211、211’、211”、211’’’‧‧‧上擴散片
112、212、212’、212”、212’’’‧‧‧上菱鏡片
113、213、213’、213”、213’’’‧‧‧下菱鏡片
114、214、214’、214”、214’’’‧‧‧下擴散片
2140、2130’、2130”‧‧‧延伸部
SD、SD’、SD”‧‧‧下表面
CL、CL’、CL”、CL1、CL2、CL3‧‧‧光學塗層
SU、SU’、SU”‧‧‧上表面
SS、SS’、SS”‧‧‧側表面
L‧‧‧光線
圖1係繪示先前技術中之的背光模組的剖面視圖。
圖2係繪示本發明之一較佳具體實施例中之背光模組的剖面視圖。
圖3、圖5、圖6及圖7係分別繪示背光模組中之光學板組的不同實施例之剖面視圖。
圖4A至圖4F係分別繪示光學塗層形成於延伸部之下表面上的不同實施例之上視圖。
圖8A及圖8B係分別繪示光學塗層塗佈於光學板上的不同實施例之剖面視圖。
2‧‧‧背光模組
20‧‧‧導光板
21‧‧‧光學板組
22‧‧‧框架
23‧‧‧軟性電路板
24‧‧‧電路板
26‧‧‧發光二極體背光源
28‧‧‧發光二極體支架
201‧‧‧出光面
202‧‧‧入光端
C‧‧‧顯示面板
AA‧‧‧動作區
CL‧‧‧光學塗層
261‧‧‧第一側邊
262‧‧‧第二側邊
2140‧‧‧延伸部
N‧‧‧開口
211‧‧‧上擴散片
212‧‧‧上菱鏡片
213‧‧‧下菱鏡片
214‧‧‧下擴散片
220‧‧‧底面
222‧‧‧側牆
224‧‧‧折部
226‧‧‧承接部

Claims (14)

  1. 一種背光模組，包含：一導光板，具有一出光面與一入光端，其中該入光端係位於該出光面之一相鄰側；一背光源，設置對應該入光端；一光學板，設置於該出光面之上方，該光學板包含一延伸部，該延伸部係延伸設置於該背光源之上方；一光學塗層，形成於該延伸部之一表面上；以及一框架，鄰近該背光源之下方及一側邊而設置，該框架包含一底面、一側牆、一折部、及一承接部，其中該底面及該側牆相連接，該折部及該承接部分別與該側牆連接，該折部及該底面在一垂直投影方向無重疊區域存在，該承接部及該底面在該垂直投影方向有重疊區域存在，該承接部可延伸到該導光板上方，該光學塗層相對於一形成在該折部及該側牆間的開口而設置；其中該光學板之該延伸部包含一反折部、一非反折部及一邊界，而該邊界位於該反折部與該非反折部之間，使得該反折部可沿著該邊界被反折，且該反折部係可包覆於該框架，該光學塗層僅形成在該非反折部而非形成在反折部，該光學塗層的一側緣與該邊界對齊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該光學板係為一擴散片(diffusion film)、一菱鏡片(prism film)或一偏光片。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該光學塗層係由一光反射材料或一光吸收材料所構成。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之背光模組，其中該光反射材料 係選自硫酸鋇、氧化鈦、二氧化矽、聚對苯二甲二乙酯(PET,Polyethyleneterephthalate)、白色油墨、白色樹脂及金屬所組成的群組之一。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之背光模組，其中該光吸收材料係選自灰色樹脂、黑色樹脂、灰色油墨及黑色油墨所組成的群組之一。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該光學塗層係透過塗佈、沉積或電鍍之方式形成於該延伸部之該表面上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該表面係為該延伸部之一上表面或一下表面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該光學塗層係形成於該延伸部之該表面上的一入光區域內，該入光區域所涵蓋範圍之一邊界係為一主動區的邊緣，另一邊界最遠延伸至與該背光源之一側邊對齊，該主動區係為該背光模組上方所設置之一顯示面板的可視區域。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，該開口對應於該背光源之該側邊處，該延伸部係延伸至該開口之一邊緣處。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該光學板於水平方向上之長度係大於該導光板於水平方向上之長度。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該光學板之面積係大於該導光板之面積。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，進一步包含： 另一光學板，亦設置於該出光面之上方，該另一光學板包含另一延伸部，該另一延伸部係延伸設置於該背光源之上方。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之背光模組，其中該另一光學板係設置於該光學板之上方或下方。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該光學塗層形成於該延伸部之該表面上的一入光區域內，該入光區域所涵蓋範圍之一邊界係對應於該框架或該背光源的開口。
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