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TW201416771A - 背光模組 - Google Patents

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TW201416771A
TW201416771A TW101138639A TW101138639A TW201416771A TW 201416771 A TW201416771 A TW 201416771A TW 101138639 A TW101138639 A TW 101138639A TW 101138639 A TW101138639 A TW 101138639A TW 201416771 A TW201416771 A TW 201416771A
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Taiwan
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led
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light source
emitting
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TW101138639A
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Ge-Wei Lv
bing-chen Wu
wei-chong Lin
Yi-You Cai
Original Assignee
Unity Opto Technology Co Ltd
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Priority to US13/688,490 priority patent/US8876316B2/en
Priority to DE201220013173 priority patent/DE202012013173U1/de
Priority to DE102012111781.0A priority patent/DE102012111781A1/de
Priority to JP2012267087A priority patent/JP5529245B2/ja
Priority to KR1020120154143A priority patent/KR20140050500A/ko
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Abstract

本發明係揭露一種背光模組，供以結合一顯示面板，該背光模組具有一背板及一擴散板，複數個發光條係設置於該背板上，且各該發光條上設有至少一發光模組，其中各該發光模組具有一LED正向式光源及至少一對LED非正向式光源，且該對LED非正向式光源係設置於該LED正向式光源之側邊，又該LED正向式光源所發射之光結合各該LED非正向式光源所發射之光於該擴散板上成形為一擴散光形，且各該發光模組所形成之該擴散光形於該擴散板上呈相互拼接分佈。因此，透過本發明之背光模組可減少設置發光條，以降低整體背光模組及液晶顯示器的重量、體積和成本，並且補強習知背光模組亮暗不均的問題。

Description

背光模組
本發明係與背光模組相關，特別是指一種可減少設置發光條及發光二極體，並克服習知背光模組亮暗不均的問題，以顯現一均勻地背光光源之背光模組。
按，液晶顯示器係為一種被動式顯示裝置，其不具有自動發光之功能，須另行設置光源以提供顯示面板所需之顯示光源，因此，在液晶顯示器中背光模組是否可發出足夠亮度的光源，使顯示面板上具有均勻的亮度則將影響液晶顯示器的畫面品質。
一般來說，背光模組可分為(Front light)與背光式(Back light)，而背光模組可再分為側光式結構、中空式結構及直下式結構。其中，由側光式的背光板結構雖在小尺寸時較為省工、省材，但大尺寸時則有製造不易及光線不均勻的問題，因此無須另外設置導光板的直下式結構便孕育而生。直下式結構較佳係應用於大尺寸的背光模組上，且光源由自發性光源射出，藉由反射板的反射可再經擴散板而均勻分散後於正面射出。因此，光源可依據面板大小來設置二至多個燈管，以增加光照射的均勻性。然而，由於細長的燈管製作不易且容易破裂，而使成本高居不下，而反射板的設置，此一問題仍是技術瓶頸之一。
為此，市場上出現了將發光二極體應用在背光模組 上的技術，由於發光二極體具有體積小、耗電量低、壽命長、反應時間短及耐震性強等特性，因此已廣泛被運用在照明或是背光光源上，來取代傳統的鎢絲燈泡、冷陰極管或日光燈管等傳統光源元件。
一般，當發光二極體應用在背光模組時，係將多顆發光二極體元件利用串聯或是並聯的方式，以導電線路互相連接，結合於電路板上，此即稱為光條(light bar)。
習知的液晶顯示器為了使光源可均勻地照射在板體上，通常會設置多個光條在背板上或在光條上增加發光二極體的數量，以彌補光線不足或照射不均等問題，使得整體成本提高。另外，如第1圖所示，由於發光二極體係為指向性光源，光源照射的方向和角度有限，因此在顯示面板易因背光模組的LED設置位置不佳或數量不足而產生暗部區域90。然而，為了解決此問題若僅是在光條上增加發光二極體的數量或調整光條在背板上的位置，則無法發揮發光二極體光源的特性，反而降低發光二極體的發光效率，進而增加整體背光模組及液晶顯示器的重量、體積和成本。
因此，以需求來說，設計一個背光模組，可使顯示面板具有均勻地背光光源，且減少LED使用數量以降低整體成本係為市場應用上之一個刻不容緩的議題。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種可補強擴散板上之暗部區域的背光模組，使 LED光源所射出之光經擴散板傳送至顯示面板上可呈現出均勻地背光光源，以解決習知技術之問題。
根據本發明之目的，提出一種背光模組，供以結合一顯示面板，該背光模組具有一背板及一擴散板，其特徵在於：複數個發光條係設置於該背板上，且各該發光條上設有至少一發光模組，其中各該發光模組具有一LED正向式光源及至少一對LED非正向式光源，且該對LED非正向式光源係設置於該LED正向式光源之側邊，又該LED正向式光源所發射之光結合該對LED非正向式光源所發射之光於該擴散板上成形為一擴散光形，且各該發光模組所形成之該擴散光形於該擴散板上呈相互拼接分佈。
根據本發明之目的，在一實施例中，該LED正向式光源具有一第一發光面，且該第一發光面係相對該背板平行設置；該LED非正向式光源具有一第二發光面，且該第二發光面係相對該背板呈非平行設置並具有一夾角θ，且90°≦θ<180°。其中，該LED正向式光源及該對LED非正向式光源係經一光學透鏡封裝成一體，而該LED正向式光源及該對LED非正向式光源所發射之光經二次光學折射後，形成該擴散光形。
根據本發明之目的，在另一實施例中，該LED正向式光源之光係經一光學透鏡折射後與該對LED非正向式光源所發射之光結合，於該擴散板上形成該擴散光形。
另外，該擴散光形係為圓形光形、橢形光形或矩形 光形。
在較佳實施例中，該顯示面板之尺寸大小為32吋或39吋時，該等發光條數量係為2~3條；該顯示面板之尺寸大小為42吋或46吋時，該等發光條數量係為3~4條；以及該顯示面板之尺寸大小為50吋或55吋時，該等發光條數量係為4~5條。
承上所述，本發明之背光模組所設置的一LED正向式光源及至少一對LED非正向式光源可藉由一光學透鏡封裝成一體，進而其所發射的光經二次光學後可形成兩種光形，以補強習知背光模組亮暗不均的問題；或者依據其所設置的至少一LED非正向式光源可經一光學透鏡折射後於該擴散板上形成該第二光形，除可補強第一光形的光強度，更可設計多種光形及透過光學透鏡改變光源指向，來克服習知背光模組亮暗不均的問題。因此，本發明之背光模組由於具有LED非正向式光源，以減少設置發光條，以降低整體背光模組及液晶顯示器的重量、體積和成本。
以下將參照相關圖式，說明依本發明之背光模組之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。
依據本發明之背光模組可與一顯示面板結合設置，以提供顯示面板所需之顯示光源，並顯示一均勻的背光光源。
第2A圖及第2B圖分別係為本發明之背光模組之第一實施例之示意圖及本發明之發光模組之第一實施例剖面示意圖。如第2A圖所示，背光模組1具有一背板11、一擴散板13及複數個發光條12，該等發光條12係設置在該背板11上，供以結合一顯示面板，而在32吋或39吋之該顯示面板上，發光條12較佳可設置2~3條，而為了更加清楚本發明之技術特徵，本實施例中是以2條發光條12設置於該背板11上作為實施例，然發光條12之數量不以此為限。各該發光條12上設有以陣列方式排列之複數個發光模組121，其中各該發光模組121具有一LED正向式光源1211及至少一對LED非正向式光源1212，且該對LED非正向式光源1212係設置於該LED正向式光源1211之側邊。在本實施例中，各該發光模組121係由一LED正向式光源1211以及一對LED非正向式光源1212所組成，而排列的方式可如第2A圖所示。其中，該LED正向式光源1211經一封裝膠體1211a封裝而所發射之光結合該對LED非正向式光源所發射之光，經二次光學折射後於該擴散板13上成形該擴散光形A。當該發光模組121所發射之光於該擴散板13上成形為擴散光形A時，各該擴散光形A於該擴散板13上呈相互拼接分佈，同時可依據光學設計來調整各該擴散光形A，以形成一均勻的照射光源。在第一實施例中，為便於瞭解本發明之技術特徵，該擴散光形A呈橢矩形光形，然實際應用時，可選擇不同的LED正向式光源1211 及LED非正向式光源1212，以呈現出圓形光形、橢形光形、矩形光形或其組合等光形。
另外，如第2B圖所示，值得一提的是本發明之發光模組121中，該LED正向式光源1211具有一第一發光面12111，且該第一發光面12111係相對該背板11平行設置；該對LED非正向式光源1212具有一第二發光面12121，且該第二發光面12121係相對該背板11呈非平行設置並具有一夾角θ1，且夾角θ1在本實施例中係為90°。
請參閱第3A圖及第3B圖，其係為本發明之背光模組之第二實施例示意圖及剖面示意圖。在本實施例中，背光模組2是於背板21上設置3條發光條22作為實施例，然，在42吋或46吋的該顯示面板中，較佳可設置3~4條發光條22。
如圖所示，背光模組2包含一背板21、一擴散板23及3條發光條22，並將發光條22設置在背板21上，且可根據背板21與擴散板23的距離來調整各該發光條22間的距離，而發光條22上設有複數個以陣列方式排列的發光模組221。
其中，在本實施例中背板21上設有一LED正向式光源2211及一對LED非正向式光源2212。值得注意的是，該LED正向式光源2211具有一第一發光面22111，且該第一發光面22111係相對該背板21平行設置，而該對LED非正向式光源2212具有一第二發光面22121， 且該第二發光面22121係相對該背板21呈非平行設置並具有一夾角θ2，且90°≦θ2<180°。藉此，對應不同尺寸之顯示面板可經由不同θ2角度的調整達到最佳之均勻照射效果。
更進一步地，在發光模組22中，該LED正向式光源2211係經一封裝膠體2211a及一光學透境220封裝，而其所發射之光經一次光學折射及二次光學折射後，再與該LED非正向式光源2212之光結合於該擴散板23上形成該擴散光形B。依據使用者所設置的LED，可限制該擴散光形B的光形，例如光形可呈圓形光形、橢形光形、矩形光形或其組合。當然，若欲單獨另於該LED非正向式光源2212上覆設透鏡以利調整照射光形與位置，對此本發明亦可為其實施。
因此，為了能夠改善習知背光模組照射至擴散板時亮暗分佈不均的現象，本發明之背光模組2可補強擴散板23之暗部區域的光強度。更進一步地來說，背光模組2可依據背板21與擴散板23之間的距離來調整發光條22的位置以及第二發光面22121的傾斜夾角，以調整背光模組2所發出的光源可均勻地傳送至顯示面板上。
同時，本發明亦可依據欲設計的顯示面板大小來置換背板21中央的發光模組的態樣。
請參閱第4A圖及第4B圖，其係為本發明之背光模組之第三實施例示意圖及剖面示意圖。本發明之背光模組3包含一背板31、一擴散板33及複數個發光條32， 在本實施例中是以2條發光條32作為示例，然不以此2條發光條32為限。同時，可根據該擴散板33與該背板31的距離來調整發光條32在背板31上的位置。
其中，發光條32係設置在背板31上，而發光條32上設有發光模組321。發光模組321具有一LED正向式光源3311及兩對LED非正向式光源3312，且該些LED非正向式光源3312係分別設置於該LED正向式光源3311之兩側邊，而且該LED正向式光源3311係與該LED非正向式光源3312相鄰設置。如圖所示，該LED正向式光源3311係經一封裝膠體3211a及一光學透鏡320封裝後，使該LED正向式光源3311經二次光學折射並與該LED非正向式光源3312所發射之光接合。
因此，在發光模組321中，該LED正向式光源3311所發出之光接合該LED非正向式光源3312所發出的光可於擴散板33上成形為擴散光形C。
如第4B圖所示，在發光模組321中，LED非正向式光源3312之第二發光面32121相對該背板31皆具有夾角θ3，且夾角θ3可滿足下列關係式：90°≦θ3<180°。藉此，對應不同尺寸之顯示面板可經由不同θ3角度的調整達到最佳之均勻照射效果。
在前述之第一實施例、第二實施例及第三實施例中，可設置不同的LED以作為該LED正向式光源及該LED非正向式光源，使該LED正向式光源及該LED非正向式光源所發射之該第一光形及該第二光形可呈圓形 光形、橢形光形或矩形光形。
在較佳的實施應用上，當該顯示面板之尺寸大小為32吋或39吋時，該等發光條數量係為2~3條；當該顯示面板之尺寸大小為42吋或46吋時，該等發光條數量係為3~4條；以及當該顯示面板之尺寸大小為50吋或55吋時，該等發光條數量係為4~5條。
綜上所述，依本發明之背光模組，其可具有多個下述優點：
(1)本發明之背光模組具有至少一對LED非正向式光源，根據不同的排列方式可減少設置發光條及發光二極體，以降低整體背光模組及液晶顯示器的重量、體積和成本。
(2)本發明之背光模組所設置的一LED正向式光源及至少一對LED非正向式光源可藉由一光學透鏡封裝成一體，或單獨封裝在該LED正向式光源上，進而使該LED正向式光源所發射之光結合該對LED非正向式光源所發射之光於該擴散板上成形為一擴散光形，以補強習知背光模組亮暗不均的問題。
(3)本發明之背光模組可透過光學透鏡改變光源指向，來克服習知背光模組亮暗不均的問題。
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，此等熟習此技術所作出等效或輕易的變化者，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。
90‧‧‧暗部區域
1、2、3‧‧‧背光模組
11、21、31‧‧‧背板
12、22、32‧‧‧發光條
121、221、321‧‧‧發光模組
1211、2211、3311‧‧‧LED正向式光源
1212、2212、3312‧‧‧LED非正向式光源
1211a、2211a、3211a‧‧‧封裝膠體
120、220、320‧‧‧光學透鏡
13、23、33‧‧‧擴散板
A、B、C‧‧‧擴散光形
12111、22111、32111‧‧‧第一發光面
12121、22121、32121‧‧‧第二發光面
θ1、θ2、θ3‧‧‧夾角
第1圖，係為習知背光模組之示意圖。
第2A圖，係為本發明之背光模組之第一實施例示意圖。
第2B圖，係為本發明之發光模組之第一實施例剖面示意圖。
第3A圖，係為本發明之背光模組之第二實施例示意圖。
第3B圖，係為本發明之發光模組之第二實施例剖面示意圖。
第4A圖，係為本發明之背光模組之第三實施例示意圖。
第4B圖，係為本發明之發光模組之第三實施例剖面示意圖。
1‧‧‧背光模組
11‧‧‧背板
12‧‧‧發光條
121‧‧‧發光模組
1211‧‧‧LED正向式光源
1211a‧‧‧封裝膠體
1212‧‧‧LED非正向式光源
120‧‧‧光學透鏡
13‧‧‧擴散板
A‧‧‧擴散光形

Claims (8)

  1. 一種背光模組，供以結合一顯示面板，該背光模組具有一背板及一擴散板，其特徵在於：複數個發光條係設置於該背板上，且各該發光條上設有至少一發光模組，其中各該發光模組具有一LED正向式光源及至少一對LED非正向式光源，且該對LED非正向式光源係設置於該LED正向式光源之側邊，又該LED正向式光源所發射之光結合該對LED非正向式光源所發射之光於該擴散板上成形為一擴散光形，且各該發光模組所形成之該擴散光形於該擴散板上呈相互拼接分佈。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該LED正向式光源具有一第一發光面，且該第一發光面係相對該背板平行設置；該對LED非正向式光源分別具有一第二發光面，且各該第二發光面係分別相對該背板呈非平行設置並具有一夾角θ，且90°≦θ<180°。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中，該LED正向式光源及該對LED非正向式光源係經一光學透鏡封裝成一體，而該LED正向式光源及該對LED非正向式光源所發射之光經二次光學折射後，形成該擴散光形。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中， 該LED正向式光源之光係經一光學透鏡折射後與該對LED非正向式光源所發射之光結合，於該擴散板上形成該擴散光形。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中，該擴散光形係為圓形光形、橢形光形或矩形光形。
  6. 如申請專利範圍第1~5項所述之任一項之背光模組，其中，該顯示面板之尺寸大小為32吋或39吋時，該等發光條數量係為2~3條。
  7. 如申請專利範圍第1~5項所述之任一項之背光模組，其中，該顯示面板之尺寸大小為42吋或46吋時，該等發光條數量係為3~4條。
  8. 如申請專利範圍第1~5項所述之任一項之背光模組，其中，該顯示面板之尺寸大小為50吋或55吋時，該等發光條數量係為4~5條。
TW101138639A 2012-10-19 2012-10-19 背光模組 TW201416771A (zh)

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