CN101737744B - 背光模块及包括该背光模块的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种背光模块及包括该背光模块的显示装置。背光模块包括光源、导光板以及边框，其中导光板具有入光端和第一端缘。入光端与第一端缘夹一角度相邻接，其中入光端上形成有多个光扩散结构。光源设置于对应入光端的位置并向入光端上的光扩散结构射出一光线。第一侧壁具有面向第一端缘的内表面。导光板上定义有垂直入光端的导光板中线，其中在沿光源接近的方向上，内表面与导光板中线的距离渐增。

Description

背光模块及包括该背光模块的显示装置

技术领域

本发明关于一种背光模块及包括该背光模块的显示装置；特别是一种侧光式背光模块及包括该侧光式背光模块的显示装置。

背景技术

显示面板及使用显示面板的平面显示装置，已渐渐成为各类显示装置的主流。其中，液晶显示器面板为目前平面显示装置的显学，并且大量地使用于各式面板显示屏、家用的平面电视、个人电脑及膝上型电脑的平板型监视器、移动电话及数码相机的显示屏幕等电子产品。

背光模块(Back Light Module)为目前液晶显示器面板中的关键零件之一。由于液晶本身不发光，因此背光模块的功能在于提供充足的亮度以及分布均匀的光源，以使液晶显示器面板能正常地显示影像。

图1及图2所示分别为已知背光模块10的俯视图及剖面图，其中图2所示的已知背光模块上方另外设有一显示面板80。已知背光模块10包括多个光源20、边框30和导光板40。如图1及图2所示，边框30具有侧壁32及底部平面33，其中侧壁32包围设置于至少部分底部平面33的边缘。导光板40设置于底部平面33之上并至少部分被侧壁32所包围。此外，如图2所示，反射片70设置于导光板40及底部平面33之间，以将自导光板40底面射出的光线反射至导光板40的顶面。光源20设置于导光板40的一侧并向导光板40的一侧发射光线；而光线在导光板中经过反射及折射后最后自导光板40相对于底部平面的一侧射出。如图2所示，为了调整光线的强度均匀度或其他特性以及将光线转换成扩散光线；导光板40上另设有如棱镜片50及扩散片60等光学膜片组，以供接受并处理自导光板40上方射出的光线。

如图2所示，已知背光模块结合于一个显示面板80，以供应显示面板80足够的光线来显示画面于显示面板80之上。如图1所示，导光板40的上方界定有一个由虚线所围起的显示区(Active Area)90，其中上述显示区界定了图2所示显示面板所实际显示画面的面积。此外，如图1及图2所示，部分自靠近边框30的光源射出的光线A将自导光板的侧边射出并投射至侧壁32面对导光板40的内表面。由于侧壁32具有光线反射性，因此上述光线A将被侧壁32反射后朝导光板40边缘上方的方向前进。换言之，在已知背光模块与图2所示的显示面板80结合后，部分被侧壁32反射的光线A将聚集于显示区90的边缘部分并形成一道明显的亮带。请同时参照图1及图2，光线A较易自靠近光源20的导光板40侧边位置射出导光板40外，并通过侧壁32产生反射，因此靠近光源20的侧壁32将使得大部分反射的光线聚集于显示区90的边缘并增强了该部分亮带漏光的程度。

上述亮带的漏光将影响到画面的整体画质并给予使用者不适的视觉感受。因此减少亮带漏光的程度及范围成为目前提升显示装置影像画质的重要课题。

发明内容

本发明的目的为提供一种背光模块以及包括该背光模块的显示装置，可用于减少显示画面边缘亮带的强度。

本发明的背光模块包括光源、导光板及边框，其中导光板设置于边框之上并被边框所包围。导光板具有入光端及第一端缘，其中光源设置于导光板对应入光端的一侧并向入光端发出光线。入光端上形成有多个光扩散结构，供接收光线并将光线打散以提供更均匀的整体光线。边框包括第一侧壁，对应于导光板的第一端缘并与第一端缘保持一间隔。

导光板上定义有垂直于入光端的导光板中线，其中导光板中线较佳为直线。第一侧壁具有面对第一端缘的内表面，其中在向光源延伸的方向上，内表面与导光板中线的距离渐增。换言之，第一侧壁在向光源延伸的方向上，逐渐向边框的外表面凹陷。

利用本发明提供的技术方案，可减少显示画面边缘亮带的强度。

附图说明

图1及图2所示为已知背光模块的俯视图及剖面图；

图3所示为本发明背光模块的俯视图；

图4A及图4B所示为图3所示背光模块不同部分的剖面图；

图5A及图5B所示为图3所示背光模块100的变化实施例的俯视图及剖视图；

图6所示为图3所示背光模块的变化实施例；

图7A及图7B所示为图6所示背光模块100的变化实施例的俯视图及剖视图；

图8所示为本发明背光模块另一实施例的俯视图；

图9A及图9B所示为图8所示背光模块不同部分的剖面图；

图10及图11所示为本发明背光模块的变化实施例；以及

图12A及图12B所示为本发明显示装置的剖面图。

附图标号

100背光模块

110显示装置

200光源

210反射片

220棱镜片

230扩散片

300导光板

310入光端

311突伸部分

320第一端缘

330光扩散结构

340导光板中线

400边框

401入光开口

410第一侧壁

411内表面

412斜面

413顶面

414底部平面

415外表面

416弧面

420壳体开口

500显示面板

510入光面

520显示区

600壳体

A    光线

D1，D2间隔宽度

E1，E2顶面宽度

W  角度

具体实施方式

本发明揭露一种背光模块，以及包括该背光模块的显示装置；特别是一种侧光式背光模块和包括该侧光式背光模块的显示装置。本发明通过改变背光模块边框内部的形状及结构，来降低显示装置中显示区域边缘所产生亮带的漏光程度。

图3所示为本发明背光模块的俯视图，其中背光模块包括光源200、导光板300及边框400。在本实施例中，光源200包括多个设置于边框400侧边的发光二极管，但不限于此；在不同实施例中，光源200亦包括冷阴极荧光灯管(Cold cathode fluorescent lamp)或其他合适的发光装置。本实施例的导光板300包括相邻的入光端310及第一端缘320，其中入光端310及第一端缘320之间夹有一角度W。在本实施例中，上述入光端310及第一端缘320之间的角度W实质上为90°，但不限于此；在不同实施例中，上述角度W亦可根据导光板300的尺寸、第一端缘320与光源200之间的距离及其他设计上的需求而修改。此外，入光端310上形成有多个光扩散结构330，用于接受光源200所射出的光线并通过折射来将进入导光板300的光线均匀化。如图3所示，本实施例的光扩散结构330为具有半球型的凸透镜，但不限于此，在不同实施例中，光扩散结构330亦包括半椭圆形或其他具有弧形表面的凸透镜。此外，如图3所示，光扩散结构根据其设置的位置而分别具有不同的尺寸。在本实施例中，由于光扩散结构330的尺寸与其折射光线的散射角具为正相关，因此尺寸较大的光扩散结构330有可能将过多光源200提供的光线折射至第一侧壁410，之后该第一侧壁410会反射该部分光线至导光板300并因此造成漏光；故在本实施例中，靠近第一端缘320的光扩散结构330较靠近导光板300中央的光扩散结构330较佳具有较小尺寸，但不限于此；在不同实施例中，光扩散结构330亦可统一具有相同的尺寸。

在图3所示的实施例中，边框400的材质为光反射材料，例如聚碳酸酯(polycarbonate)，且边框400包括第一侧壁410，其中第一侧壁410另包括内表面411、斜面412及顶面413。图3所示的顶面413为自第一侧壁410伸出的一凸缘顶面，供一显示面板(未绘示)设置于顶面413之上，其中在本实施例中，内表面411及斜面412即为上述凸缘的侧面。内表面411及斜面412相互连结并实质上面对着导光板300的侧面，其中斜面412自内表面411的一端向光源200及入光端310延伸；因此斜面412较内表面411更接近光源200及入光端310。如图3所示，内表面411的各个部分与导光板300侧面保持着固定的距离。在本实施例中，内表面411与导光板300侧面为0.5毫米，但不限于此；在不同实施例中，内表面411与导光板300侧面的距离亦可根据导光板300尺寸、边框400大小或其他因素进行调整。此外，在本实施例中，内表面411及斜面412皆为平面，且均具有平整的表面，但不限于此；在不同实施例中，内表面411及斜面412的表面亦可具有弧形或设有如锯齿等微型结构。

在图3所示的实施例中，一导光板中线340定义于导光板300之上，其中导光板中线340垂直于入光端310。本实施例的导光板中线340为一条位于导光板300中央位置且垂直于入光端310延伸方向的直线，但不限于此。图3所示的背光模块100左右对称，其中本实施例的导光板中线340为背光模块100的对称轴。换言之，在本实施例中，相对于第一侧壁410的部分边框400亦具有尺寸相同于第一侧壁410的内表面411、斜面412及顶面413；但不限于此；本发明的背光模块100亦可左右不对称。如图3所示，斜面412在延伸至光源200的同时向边框400外表面415的方向凹陷。换言之，斜面412在越来越接近光源200的同时而逐渐朝远离导光板中线340的方向倾斜或偏离；亦因此斜面412与导光板中线340之间的距离也随着斜面412向光源200的接近而增加。此外，该斜面412自内表面411的一端向外倾斜的角度为5°，但不限于此；在不同实施例中，上述倾斜角度亦可根据导光板300、边框400尺寸或其他需求调整于小于5°或其他合适的角度。

图4A及图4B所示为图3所示背光模块100不同部分的剖面图，其中图4A及图4B分别表示跨越第一侧壁410内表面411的B-B’部分及斜面412的C-C’部分。如图4A及图4B所示，导光板300侧边及内表面411和斜面412之间分别夹有间隔宽度D1及D2。由于斜面412在接近光源时同时向边框400的外表面415凹陷，因此上述间隔宽度D2大于间隔宽度D1。此外，如图4A所示，顶面413可供一显示面板500的部分边缘设置于其上方，使显示面板500可设置于边框400之中。然而，如图3及图4B所示，随着斜面412向边框400外表面415的凹陷，顶面413的面积亦将在接近光源200的同时逐渐减少。因此在部分最接近光源200的第一侧壁410上将不具有或仅有较窄的顶面413以供设置显示面板。换言之，部分接近光源200的显示面板将悬空于第一侧壁410之外。如图4A及图4B所示，本实施例的内表面411为一个平整的表面，但不限于此；在不同实施例中，内表面411亦可以弧形或设有如锯齿等微型结构的设计自内表面411向外表面415退缩。

请同时参照图3及图4B所示的背光模块100。如图3所示，虚线定义的范围为显示面板(未绘示)的显示区520(Active Area)，其中上述显示区520为背光模块100与上述显示面板组装成平面显示装置后，使用者将实际观赏到的最大画面面积。在图3及图4B所示的实施例中，由于本实施例的斜面412在接近光源200的方向上朝着远离导光板中线340及接近第一侧壁410的方向倾斜，因此斜面412与导光板300侧面的间隔D2亦随着斜面412的倾斜而扩大。因此，即使自导光板300侧面射出的光线A被斜面412反射并向导光板300上方移动，光线A也将射向位于显示区520之外。亦因此，因光线A聚集于显示区520而产生的亮带现象亦将获得改善。

图5A及图5B为图3所示背光模块100的变化实施例的俯视图及剖视图，其中图5B为图5A中背光模块100的C-C’部分的剖面图。如图5A及图5B所示，斜面412位于顶面413及底部平面414之间，且斜面412在沿导光板300背面接近的方向上，朝远离导光板300中线的方向凹陷，亦即，斜面412可为一自顶面413向外表面415方向凹陷的表面。此外，背光模块100的斜面412同样在延伸至光源200的同时向边框400外表面415的方向倾斜或偏离；但本实施例的斜面412并未与顶面413的边缘相连接，因此顶面413的边缘亦因此不随着斜面412的倾斜而向外表面415的方向退缩。

图6所示为图3所示背光模块100的变化实施例。在本实施例中，第一侧壁410包括内表面411以及弧面416，其中弧面416在沿该光源200接近的方向上，同时逐渐朝远离导光板中线340的方向弧曲、倾斜或偏离。换言之，弧面416具有椭圆形的弧度，但不限于此；在不同实施例中，弧面416亦可根据导光板300与第一侧壁410的距离、第一侧壁410与光源200的位置或其他因素而具有圆形或抛物线的弧度或其他合适的弧度。此外，如图6所示，弧面416为一外凸的弧面；然而在不同实施例中，弧面416亦可为内凹的弧面。除了第一侧壁410包括具弧形表面的弧面416之外，图6所示背光模块100的结构实质上相同于图3所示的背光模块，因此在此不加赘述。

图7A及图7B所示为图6所示背光模块100的变化实施例的俯视图及剖视图，其中图7B所示为图7A中背光模块100的C-C’部分的剖面图。如图7A及图7B所示，弧面416位于顶面413及底部平面414之间，且弧面416在沿导光板300背面接近的方向上，朝远离导光板300中线的方向凹陷，亦即，弧面416可为一自顶面413向外表面415方向凹陷的表面。此外，背光模块100的弧面416在沿该光源200接近的方向上，同时逐渐朝远离导光板中线340的方向弧曲；但本实施例的弧面416并未与顶面413的边缘相连接，因此顶面413的边缘亦因此不随着弧面416的倾斜而向外表面415的方向退缩。

图8所示为本发明背光模块的另一实施例。在本实施例中，导光板300的较短的两侧缘具有突伸部分311，其中突伸部分311的两侧同时相连接于第一端缘320及入光端310。在本实施例中，内表面411及第一端缘320之间的距离实质上相等于斜面412与突伸部分311之间的距离，但不限于此；在不同实施例中，上述斜面412与突伸部分311之间距离亦可根据突伸部分311自导光板300延伸而出的长度及宽度而有所改变。在本实施例中，突伸部分311与入光端310相接的表面上不设有光扩散结构330。换言之，本实施例的光扩散结构330的位置仅止于入光端的表面上，但不限于此；在不同实施例中，光扩散结构330亦可选择性地设置于突伸部分311其他部分的表面。此外，在本实施例中，突伸部分311面对斜面412的部分为平面，但不限于此，突伸部分311亦可选择性具有弧形或其他形状的表面。

图9A及图9B所示为图8所示背光模块的B-B’以及C-C’部分的剖面图。在图9A及图9B所示的实施例中，由于斜表面412及导光板300以相同比例向边框400的外表面415移动，因此导光板300侧边与内表面411及斜面412的距离实质上相等。当光线A自导光板300的侧面射出并向斜面412移动时，光线A将被斜表面412反射并向导光板300上方移动。但由于斜面412与图8所示的显示区520之间的距离较远，因此被反射的光线A亦将离显示区较远而不致于在显示区520内产生亮带。换言之，斜面412可有效地减少因反射而聚集于显示区520边缘亮带的漏光程度。此外，图9A及图9B所示的顶面413分别具有不同的顶面宽度E1，E2。由于斜面412在接近光源时同时向边框400的外表面415凹陷，因此顶面413亦随之向边框400的外表面415凹陷。亦因此，对应斜面412的顶面宽度E2小于对应内表面411的顶面宽度E1。此外，由于顶面413用于承载如液晶显示面板等显示面板，因此越接近对应斜面412的顶面413所能承载显示面板的面积亦将在斜面412向光源延伸的同时逐渐减少。

图10及图11所示为图3所示背光模块100的变化实施例。在图10及图11所示的实施例中，入光端320及入光开口401形成于导光板300及边框400较短的侧边。换言之，本实施例的光扩散结构330形成于导光板300较短的侧边，而光源200则是对应设置于靠近入光开口401的位置。在本实施例中，边框400的第一侧壁410为边框400较长的侧边。此外，在本实施例中，导光板300不包括突伸部分；但是在图11所示的实施例中，突伸部分311形成于导光板300较长的侧边并向边框400的斜面412突出，其中本实施例的突伸部分311接合于入光端的一侧边设有光扩散结构330，但不限于此。

图12A及图12B所示为本发明的显示装置110的剖面图，其中图12A及图12B所示的显示装置进一步包括壳体600。如图12A及图12B所示，显示面板500设置于边框400之中并实质上覆盖导光板300，以接受自导光板300射出的光线并根据影像电子信号将影像显示在显示面板500之上。此外，壳体600实质上覆盖部分显示面板500并同时使部分显示面板500暴露于壳体600的一壳体开口420之外。在图12A及图12B所示的显示装置之中，显示面板500上方具有一个以虚线界定了壳体的开口420及一显示区520的范围，其中显示区520为曝露于壳体开口420之外的该显示面板。换言之，图12A及图12B所示的显示区520界定了使用者可观赏到画面的最大面积。

在图12A及图12B所示的实施例中，显示面板300的部分边缘设置于边框400的顶面413之上。换言之，显示装置110是通过顶面来将显示面板500设置于边框400所围起的空间之中。除了包括显示面板500之外，本实施例的显示装置110的结构实质上相同于图4A及图4B所示的背光模块100，因此在此不加赘述。此外，如图12B所示，部分光线自导光板300的侧边射出并在被斜面412反射后向显示面板500的方向移动。由于斜面412向边框400的外表面415凹陷，因此斜面412与导光板300间的距离大于内表面411与导光板300之间的距离。亦因此，大部分被斜面412反射的光线将投射于壳体600，而并非聚集于壳体开口420或显示区520的边缘。换言之，借着斜面412及导光板300之间距离的增加，显示装置110可将减少聚集于显示区520边缘的光线以及亮带的漏光程度。

虽然上述的描述及附图已揭示本发明的较佳实施例，必须了解各种增添、许多修改和取代可能使用于本发明较佳实施例，而不会脱离如权利要求所界定的本发明原理的精神及范围。本领域的技术人员将可体会本发明可能使用于很多形式、结构、布置、比例、材料、元件和组件的修改。因此，本文于此所揭示的实施例于所有观点，应被视为用以说明本发明，而非用以限制本发明。本发明的范围应由权利要求所界定，并涵盖其合法均等物，并不限于先前的描述。

Claims (24)

1.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块包括：

一光源；

一导光板，具有一入光端及一第一端缘，所述入光端与所述第一端缘夹一角度相邻接，所述入光端上形成有多个光扩散结构，所述导光板上定义有垂直所述入光端的一导光板中线；其中所述入光端对应所述光源，所述光扩散结构接收所述光源产生的光线；以及

一边框，包围所述导光板的边缘，所述边框包括一第一侧壁，对应于所述第一端缘；

其中，所述第一侧壁具有面向所述第一端缘的一内表面，在沿所述光源接近的方向上，所述内表面与所述导光板中线的距离渐增。

2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述内表面上包括接近所述光源的一斜面，在沿所述光源接近的方向上，朝远离所述导光板中线的方向倾斜。

3.如权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述斜面并在沿所述导光板背面接近的方向上，朝远离所述导光板中线的方向凹陷。

4.如权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述斜面的倾斜角度在5度以下。

5.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述内表面于接近所述光源的部分形成一弧面，在沿所述光源接近的方向上，朝远离所述导光板中线的方向产生弧曲。

6.如权利要求5所述的背光模块，其特征在于，所述弧面并在沿所述导光板背面接近的方向上，朝远离所述导光板中线的方向凹陷。

7.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，在沿所述光源接近的方向上，所述第一侧壁的所述内表面与所述导光板的所述第一端缘间距离渐增。

8.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述导光板的所述第一端缘在沿所述光源接近的方向上向外倾斜，并维持与所述第一侧壁的所述内表面间的距离固定。

9.如权利要求8所述的背光模块，其特征在于，所述入光端相应所述第一端缘的倾斜向外延伸一突伸部分，所述突伸部分上不设有所述光扩散结构。

10.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，靠近所述第一端缘的所述光扩散结构较靠近所述导光板中线的所述光扩散结构具有较小尺寸。

11.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述边框的材质为光反射材料。

12.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：

一显示面板，具有一入光面，并可定义一显示区域；以及

一背光模块，设置对应于所述显示面板的所述入光面，包括：

一光源；

一导光板，具有一入光端及一第一端缘，所述入光端与所述第一端缘夹一角度相邻接，所述入光端上形成有多个光扩散结构，所述导光板上定义有垂直所述入光端的一导光板中线；其中所述入光端对应所述光源，所述光扩散结构接收所述光源产生的光线；以及

一边框，包围所述导光板的边缘，所述边框包括一第一侧壁，对应于所述第一端缘，所述第一侧壁包括一顶面，所述顶面支撑所述显示面板位于所述显示区域外的部分；

其中，所述第一侧壁并具有面向所述第一端缘的一内表面，在沿所述光源接近的方向上，所述内表面与所述导光板中线的距离渐增。

13.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述内表面上包括接近所述光源的一斜面，在沿所述光源接近的方向上，朝远离所述导光板中线的方向倾斜。

14.如权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述斜面与所述顶面相接，所述顶面的边缘随所述斜面的倾斜而退缩。

15.如权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述斜面并在沿所述导光板背面接近的方向上，朝远离所述导光板中线的方向凹陷，且所述斜面未与所述顶面相接，所述顶面的边缘不随所述斜面的倾斜而退缩。

16.如权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述斜面的倾斜角度在5度以下。

17.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述内表面于接近所述光源的部分形成一弧面，朝远离所述导光板中线的方向产生弧曲。

18.如权利要求17所述的显示装置，其特征在于，所述弧面与所述顶面相接，所述顶面的边缘随所述弧面的弧曲而退缩。

19.如权利要求17所述的显示装置，其特征在于，所述弧面并在沿所述导光板背面接近的方向上，朝远离所述导光板中线的方向凹陷，且所述弧面未与所述顶面相接，所述顶面的边缘不随所述弧面的弧曲而退缩。

20.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，在沿所述光源接近的方向上，所述第一侧壁的所述内表面与所述导光板的所述第一端缘间距离渐增。

21.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述导光板的所述第一端缘在沿所述光源接近的方向上向外倾斜，并维持与所述第一侧壁的所述内表面间的距离固定。

22.如权利要求21所述的显示装置，其特征在于，所述入光端相应所述第一端缘的倾斜向外延伸一突伸部分，所述突伸部分上不设有所述光扩散结构。

23.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，靠近所述第一端缘的所述光扩散结构较靠近所述导光板中线的所述光扩散结构具有较小尺寸。

24.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，所述边框的材质为光反射材料。

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