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TWI861954B - 背光模組 - Google Patents

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TWI861954B
TWI861954B TW112123439A TW112123439A TWI861954B TW I861954 B TWI861954 B TW I861954B TW 112123439 A TW112123439 A TW 112123439A TW 112123439 A TW112123439 A TW 112123439A TW I861954 B TWI861954 B TW I861954B
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蔡銘晉
沈文臺
莊竣輔
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達運精密工業股份有限公司
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Abstract

一種背光模組，包括反射板、多個發光元件以及多個導光板。反射板具有第一表面、第二表面、多個光源槽和多個第一限位部。第一表面和第二表面相對。光源槽從第一表面朝第二表面延伸，並分別具有反射面、出光口及底側。出光口位於第一表面並和底側相對。反射面位於出光口及底側之間。第一限位部分別連接反射面，並分別靠近出光口。多個發光元件分別設置於光源槽內，並分別被反射面圍繞。多個導光板分別設置於光源槽內，並分別位於反射面和發光元件之間。第一限位部分別適於擋止導光板從出光口脫離反射板。

Description

背光模組
本發明是有關一種光源模組，尤其是一種背光模組。
液晶顯示裝置主要包括背光模組、顯示面板與外框等。按照發光元件與導光板的相對位置不同，背光模組又可分為側光式背光模組與直下式背光模組。一般而言，側光式背光模組具有厚度薄與成本低的優點；另一方面，直下式背光模組的區域調光效果較好，所以能提供較佳的影像對比度。
然而，在習知技術中，因為無法有效地控制發光元件的出光角度，導致背光模組在執行區域調光時，位於亮區的發光元件所產生的出光角度較大的光線會干擾到鄰近的暗區。因此，上述光線會影響到暗區的顯示效果，導致影像對比度降低。此外，由於導光板需供大量的光線通過，導致導光板的體積受溫度影響而劇烈帳縮。如此，不但造成背光模組的光學品味不穩定，且位於導光板附近的零件也容易受到擠壓而損壞。
本發明提供一種背光模組，以提升光學品味、影像對比度與耐用度。
為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明所提供的背光模組包括反射板、多個發光元件以及多個導光板。反射板具有第一表面、第二表面、多個光源槽和多個第一限位部。第一表面和第二表面相對。光源槽從第一表面朝第二表面延伸，並分別具有反射面、出光口及底側。出光口位於第一表面並和底側相對。反射面位於出光口及底側之間。第一限位部分別連接反射面，並分別靠近出光口。多個發光元件分別設置於光源槽內，並分別被反射面圍繞。多個導光板分別設置於光源槽內，並分別位於反射面和發光元件之間。第一限位部分別適於擋止導光板從出光口脫離反射板。
在本發明的一實施例中，上述之每一反射面包括第一側面和第二側面，第一側面和第二側面彼此相對。每一第一限位部包括第一限位結構和第二限位結構。第一限位結構分別連接第一側面，且分別靠近出光口。第二限位結構分別連接第二側面，且分別靠近出光口。
在本發明的一實施例中，上述之每一第一限位結構及每一第二限位結構分別與每一導光板彼此干涉。
在本發明的一實施例中，上述之每一導光板具有第二限位部。第二限位部的形狀分別與第一限位結構的形狀互補，並適於分別結合於第一限位結構。
在本發明的一實施例中，上述之第一限位結構分別凸出於第一側面，且第二限位部分別凹陷於導光板的外表面。
在本發明的一實施例中，上述之第一限位結構分別具有從第一側面凸出的第一長度，第二限位結構分別具有從第二側面凸出的第二長度。每一第一長度大於每一第二長度。
在本發明的一實施例中，上述之導光板分別具有內側面和外側面。內側面分別與外側面相對，且內側面分別環繞發光元件。外側面分別抵於反射板。
在本發明的一實施例中，上述之導光板分別具有多個散光微結構，散光微結構位於導光板的朝向出光口的表面及/或導光板的朝向底側的表面。
在本發明的一實施例中，上述之背光模組更包括光擴散板，光擴散板與第一表面相對設置。
在本發明的一實施例中，上述之光擴散板具有多個遮光區，遮光區在第一表面的法向上重疊於發光元件。
在本發明的一實施例中，上述之背光模組更包括多個遮光元件。發光元件分別具有相對的頂部和底部。頂部分別朝向出光口，且底部分別朝向底側。遮光元件分別設置於頂部。
本發明的背光模組採用多個導光板搭配多個發光元件，且各導光板及各發光元件設置於反射板的光源槽內。進一步說，導光板在光源槽內環繞發光元件，光源槽的反射面則環繞導光板，使反射面能反射發光元件產生的出光角度較大的光線。因此，背光模組在執行區域調光時，能減少上述光線對鄰近暗區的干擾，進而提升暗區的顯示效果。另，本發明的背光模組還能縮小導光板的體積，並減少通過各導光板的光線量，使導光板的體積帳縮幅度能大幅減少。因此，本發明的背光模組能提供穩定的光學品味，且還能防止導光板附近的零件受擠壓而破壞。基於上述，本發明的背光模組能提升光學品味、影像對比度與耐用度。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
100、100a、100b:背光模組
110、110a:反射板
111:第一表面
112:第二表面
113:光源槽
114:第一限位部
120:發光元件
121:頂部
122:底部
130、130a:導光板
131:內側面
132:外側面
133、133a、134、134a:表面
135:第二限位部
140:光擴散板
141:遮光區
150:遮光元件
1141、114a:第一限位結構
1142、115a:第二限位結構
B:底側
D1:第一長度
D2:第二長度
F:光學膜片
L1、L2:光線
MS:散光微結構
N、N1:法向
O:出光口
P:基板
R:反射片
RS:反射面
S1:第一側面
S2:第二側面
T:穿孔
圖1是本發明一實施例的背光模組的剖視示意圖。
圖2是圖1的反射板、發光元件以及導光板的俯視示意圖。
圖3是本發明另一實施例的背光模組的剖視示意圖。
圖4是圖3的反射板、發光元件以及導光板的俯視示意圖。
圖5是圖3的導光板的剖視示意圖。
圖6是本發明另一實施例的背光模組的剖視示意圖。
圖1是本發明一實施例的背光模組的剖視示意圖。圖2是圖1的反射板、發光元件以及導光板的俯視示意圖。請參考圖1及圖2，背光模組100包括反射板110、多個發光元件120以及多個導光板130。反射板110具有第一表面111、第二表面112、多個光源槽113和多個第一限位部114。第一表面111和第二表面112相對。光源槽113從第一表面111朝第二表面112延伸，並分別具有反射面RS、出光口O及底側B。出光口O位於第一表面111並和底側B相對。反射面RS位於出光口O及底側B之間。第一限位部114分別連接反射面RS，並分別靠近出光口O。發光元件120分別設置於光源槽113內，並分別被反射面RS圍繞。導光板130分別設置於光源槽113內，並分別位於反射面RS和發光元件120之間。第一限位部114分別適於擋止導光板130從出光口O脫離反射板110。
發光元件120可包括發光二極體(light-emitting diode，LED)。在一實施例中，發光元件120可以是自一片晶圓切割出且未經封裝的發光晶 片，例如為發光二極體晶片。舉例來說，所述的發光二極體晶片可為主波長發出藍光的晶粒級氮化物發光二極體晶片，但本發明不限於此。
導光板130的材料可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；不過，在其他實施例中，導光板130的材料可包括環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer，COP)或聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)。此外，本實施例的導光板130可通過熱壓成型或射出成型的方式形成，但本發明不對此多做限制。請繼續參考圖1，在本實施例中，導光板130可分別具有內側面131和外側面132。內側面131分別與外側面132相對，且內側面131分別環繞發光元件120。外側面132分別與反射板110隔開；例如，本實施例的外側面132分別與反射面RS相隔開。換言之，導光板130與反射板110之間可具有間隙，使導光板130更易於安裝至光源槽113內。在一實施例中，導光板130的外側面132可分別抵於反射板110，例如分別抵於反射面RS。如此，能改善導光板130邊緣的漏光問題，進而更提升光學品味。附帶一提，本實施例的導光板130可具有穿孔T，內側面131例如位於穿孔T內。穿孔T可容置發光元件120。
導光板130還可分別具有多個散光微結構MS。散光微結構MS位於導光板130的朝向出光口O的表面133及導光板130的朝向底側B的表面134，使導光板130的出光亮度更加均勻。舉例來說，散光微結構MS的形狀可呈環狀，並在表面133及134圍繞發光元件120，但本發明不對此多做限制。在其他實施例中，散光微結構MS可位於表面133或134。
本實施例的反射板110可由反射膠固化形成。進一步說，前述的反射膠可經由射出成型或熱壓成型而形成，且一併形成反射面RS。在一實施例中，可在反射板110的光源槽113內設置反設層，進而形成反射面RS。請再一併參考圖1和圖2，在本實施例中，反射面RS例如包括第一側面S1和第 二側面S2，且第一側面S1和第二側面S2彼此相對。第一限位部114可包括第一限位結構1141和第二限位結構1142。第一限位結構1141連接第一側面S1，且靠近出光口O；第二限位結構1142則連接第二側面S2，且靠近出光口O。因此，第一限位結構1141及第二限位結構1142能防止導光板130從出光口O脫離反射板110。詳言之，第一限位結構1141例如凸出於第一側面S1並遮擋部分的出光口O，且第一限位結構1141可在第一表面111的法向N上重疊於部分的導光板130；類似地，第二限位結構1142可凸出於第二側面S2並遮擋部分的出光口O，且可在法向N上重疊於部分的導光板130。能理解的是，第一限位結構1141及第二限位結構1142的形狀不限於圖1和圖2所示。另，第一限位結構1141和第二限位結構1142可與反射板110呈一體結構，但本發明不對這些細節多做限制。
在本實施例中，第一限位結構1141及第二限位結構1142可分別與導光板130相隔開，使導光板130更易於安裝於光源槽113內。不過，在一實施例中，第一限位結構1141及第二限位結構1142可分別與導光板130干涉；換言之，第一限位結構1141及第二限位結構1142可分別抵於導光板130的邊緣，而本發明不對這些細節多做限制。
本實施例的背光模組100的組裝過程如下。首先，提供多個發光元件120，且各發光元件120可設置於基板P上。接著，將導光板130設置於基板P上，並分別圍繞發光元件120；進一步說，導光板130的穿孔T可用於對位發光元件120。在組裝好導光板130後，將反射板110的光源槽113對位於各導光板130，並將反射板110設置於基板P上。附帶一提，光源槽113例如貫穿第一表面111及第二表面112；換句話說，光源槽113的底側B可具有開口，以便對位導光板130。能理解的是，以上所述的組裝過程僅為示例，而非用於限制本發明。
相較於習知技術，本實施例的背光模組100採用多個導光板130搭配多個發光元件120，且各導光板130及各發光元件120設置於反射板110的光源槽113內。進一步說，導光板130在光源槽113內環繞發光元件120，光源槽113的反射面RS則環繞導光板130，使反射面RS能反射發光元件120產生的出光角度較大的光線L1。因此，背光模組100在執行區域調光時，能減少光線L1對鄰近暗區的干擾，進而提升暗區的顯示效果。另，本實施例的背光模組100還能縮小導光板130的體積，並減少通過各導光板130的光線量，使導光板130的體積帳縮幅度能大幅減少。因此，本實施例的背光模組100能提供穩定的光學品味，且還能防止導光板130附近的零件受擠壓而破壞。基於上述，本實施例的背光模組100能提升光學品味、影像對比度與耐用度。
請繼續參考圖1，背光模組100例如還包括光擴散板140。光擴散板140與第一表面111相對設置，使背光模組100的出光亮度能更加均勻。在本實施例中，光擴散板140可與第一表面111互相隔開；例如，光擴散板140可設置於背光模組100的膠框(圖未示)，以與第一表面111互相隔開。不過，在一實施例中，光擴散板140可設置於第一表面111上，並與第一表面111互相接觸。光擴散板140和第一表面111之間的距離可依據發光元件120的亮度、數量等因素而更改，故本發明不對此多做限制。
值得一提的是，本實施例的光擴散板140可具有多個遮光區141，而遮光區141在法向N上重疊於發光元件120。詳細來說，遮光區141能遮擋發光元件120產生的出光角度較小的光線，例如正向出射的光線L2，進而使背光模組100的出光亮度更加均勻。在本實施例中，各遮光區141的顏色可較光擴散板140的其他部分深，進一步說，遮光區141可經由油墨印刷而形成，但本發明不對此多做限制。
在本實施例中，背光模組100還可包括光學膜片F。光學膜片F可與光擴散板140相對設置。例如，光學膜片F可設置於光擴散板140的背對反射板110的一側；不過，在一實施例中，光學膜片F可設置於光擴散板140與反射板110之間。在本實施例中，光學膜片F的數量可為一個或多個，且光學膜片F可包括擴散片、增亮片、稜鏡片、逆稜鏡片及/或波長轉換片等，而本發明不對此多做限制。
附帶一提，本實施例的背光模組100例如還包括反射片R。反射片R可設置於光源槽113的底側B，以增加光利用率。舉例而言，反射片R可通過底側B的前述開口而設置於基板P上。進一步說，可先在基板P上設置反射片R，再於反射片R上設置反射板110和導光板130。反射片R的材料可包括金屬，而所述金屬例如包括銀，但本發明不限於此。
圖3是本發明另一實施例的背光模組的剖視示意圖。圖4是圖3的反射板、發光元件以及導光板的俯視示意圖。圖5是圖3的導光板的剖視示意圖。本實施例的背光模組100a的結構與優點類似於圖1的實施例，以下僅說明差異處。請一併參考圖3、圖4及圖5，每一導光板130a可具有第二限位部135。第二限位部135的形狀與第一限位結構114a的形狀互補，並適於結合於第一限位結構114a。如此，導光板130a能更易於和反射板110a對位組裝。具體而言，請繼續參考圖3和圖5，第一限位結構114a例如凸出於第一側面S1，且第二限位部135凹陷於導光板130a的外表面。例如，第二限位部135可凹陷於表面133a。
請再參考圖3和圖4，本實施例的背光模組100a的組裝過程如下。首先，提供多個發光元件120，且各發光元件120可設置於基板P上。接著，將導光板130a與反射板110a設置於基板P上，並將導光板130a的第二限位部135結合於反射板110a的第一限位結構114a。詳言之，反射板110a的第一限 位結構114a能將導光板130a固定於光源槽113內，第二限位結構115a則能進一步固定導光板130a，並還能防止導光板130a從出光口O脫落。進一步說，第一限位結構114a可分別具有從第一側面S1凸出的第一長度D1，第二限位部115a則可分別具有從第二側面S2凸出的第二長度D2。第一長度D1大於第二長度D2，如此導光板130a能更牢固地固定於光源槽113內。須說明的是，第一長度D1與第二長度D2例如沿第一側面S1的法向N1延伸。能理解的是，以上所述的組裝過程僅為示例，而非用於限制本發明。
圖6是本發明另一實施例的背光模組的剖視示意圖。本實施例的背光模組100b的結構與優點類似於圖1的實施例，以下僅說明差異處。請參考圖6，背光模組100b還可包括多個遮光元件150。發光元件120分別具有相對的頂部121和底部122。頂部121分別朝向出光口O，且底部122分別朝向底側B。遮光元件150設置於頂部121。如此，遮光元件150能遮擋發光元件120的出射角度較小的光線，使背光模組100b的出光亮度更均勻。詳細來說，遮光元件150例如為遮光蓋，並可覆蓋發光元件120的頂部121。更進一步說，遮光元件150還可覆蓋導光板130的穿孔T，以進一步改善導光板130邊緣漏光的問題，進而使背光模組100b的出光亮度更加均勻。在一實施例中，遮光元件150則可為布拉格繞射器。在本實施例中，遮光元件150可將發光元件120的出光亮度的峰值角控制在約50°~90°之間，但本發明不對具體範圍多做限制。
綜上所述，本發明的背光模組採用多個導光板搭配多個發光元件，且各導光板及各發光元件設置於反射板的光源槽內。進一步說，導光板在光源槽內環繞發光元件，光源槽的反射面則環繞導光板，使反射面能反射發光元件產生的出光角度較大的光線。因此，背光模組在執行區域調光時，能減少上述光線對鄰近暗區的干擾，進而提升暗區的顯示效果。另，本發 明的背光模組還能縮小導光板的體積，並減少通過各導光板的光線量，使導光板的體積帳縮幅度能大幅減少。因此，本發明的背光模組能提供穩定的光學品味，且還能防止導光板附近的零件受擠壓而破壞。基於上述，本發明的背光模組能提升光學品味、影像對比度與耐用度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，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:背光模組
110:反射板
111:第一表面
112:第二表面
113:光源槽
114:第一限位部
120:發光元件
130:導光板
131:內側面
132:外側面
133、134:表面
140:光擴散板
141:遮光區
1141:第一限位結構
1142:第二限位結構
B:底側
F:光學膜片
L1、L2:光線
MS:散光微結構
N:法向
O:出光口
P:基板
R:反射片
RS:反射面
S1:第一側面
S2:第二側面
T:穿孔

Claims (11)

  1. 一種背光模組，包括：一反射板，具有一第一表面、一第二表面、多個光源槽和多個第一限位部，該第一表面和該第二表面相對，該些光源槽從該第一表面朝該第二表面延伸，並分別具有一反射面、一出光口及一底側，該出光口位於該第一表面並和該底側相對，該反射面位於該出光口及該底側之間，該些第一限位部分別連接該些反射面，並分別靠近該些出光口；多個發光元件，分別設置於該些光源槽內，並分別被該些反射面圍繞；以及多個導光板，分別設置於該些光源槽內，並分別位於該些反射面和該些發光元件之間，其中該些第一限位部分別適於擋止該些導光板從該些出光口脫離該反射板；每一該些第一限位部具有背對該第二表面的一頂面，每一該些導光板具有朝向該出光口的一表面，且每一該些頂面與該第二表面之間的高度大於該表面與該第二表面之間的高度。
  2. 如請求項1所述之背光模組，其中每一該些反射面包括一第一側面和一第二側面，該第一側面和該第二側面彼此相對，每一該些第一限位部包括一第一限位結構和一第二限位結構，該些第一限位結構分別連接該些第一側面，且分別靠近該些出光口，該些第二限位結構分別連接該些第二側面，且分別靠近該些出光口。
  3. 如請求項2所述之背光模組，其中每一該些第一限位結構及每一該些第二限位結構分別與每一該些導光板彼此干涉。
  4. 如請求項2所述之背光模組，其中每一該些導光板具有一第二限位部，該些第二限位部的形狀分別與該些第一限位結構的形狀互補，並適於分別結合於該些第一限位結構。
  5. 如請求項4所述之背光模組，其中該些第一限位結構分別凸出於該些第一側面，且該些第二限位部分別凹陷於該些導光板的一外表面。
  6. 如請求項5所述之背光模組，其中該些第一限位結構分別具有從該第一側面凸出的一第一長度，該些第二限位結構分別具有從該第二側面凸出的一第二長度，每一該些第一長度大於每一該些第二長度。
  7. 如請求項1所述之背光模組，其中該些導光板分別具有一內側面和一外側面，該些內側面分別與該些外側面相對，且該些內側面分別環繞該些發光元件，該些外側面分別抵於該反射板。
  8. 如請求項1所述之背光模組，其中該些導光板分別具有多個散光微結構，該些散光微結構位於該導光板的朝向該出光口的一表面及/或該導光板的朝向該底側的一表面。
  9. 如請求項1所述之背光模組，更包括一光擴散板，與該第一表面相對設置。
  10. 如請求項9所述之背光模組，其中該光擴散板具有多個遮光區，該些遮光區在該第一表面的法向上重疊於該些發光元件。
  11. 如請求項1所述之背光模組，更包括多個遮光元件，其中該些發光元件分別具有相對的一頂部和一底部，該些頂部分別朝向該些出光口，且該些底部分別朝向該些底側，該些遮光元件分別設置於該些頂部。
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