CN100401159C - 直下式背光模块 - Google Patents

Abstract

一种直下式背光模块，其包括框体、基板、多个发光元件与导光单元。框体包括底部及由底部的侧边向上延伸的围壁，其中基板设置于框体的底部上，且这些发光元件设置于基板上。导光单元覆盖这些发光元件，并暴露出部分基板，其中导光单元具有凹面镜状的出光面及入光面。基于上述，本发明的直下式背光模块具有较佳的白光均匀度。

Description

直下式背光模块

技术领域

本发明涉及一种背光模块，且特别涉及一种直下式背光模块。

背景技术

由于显示器的需求与日俱增，因此业界全力投入相关显示器的开发。其中，又以阴极射线管(Cathode Ray Tube)因具有优异的显示质量与技术成熟性，因此常年独占显示器市场。然而，近来由于绿色环保概念的兴起对于其能源消耗较大与产生辐射量较大的特性，加上产品扁平化空间有限，因此无法满足市场对于轻、薄、短、小、美以及低消耗功率的市场趋势。因此，具有高画面质量、空间利用效率佳、低消耗功率、无辐射等优越特性的薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid CrystalDisplay，TFT-LCD)已逐渐成为市场的主流。

就薄膜晶体管液晶显示器而言，其主要由液晶显示面板(liquid crystaldisplay panel)及背光模块(back light module)所构成。其中，液晶显示面板通常是由薄膜晶体管阵列基板(thin film transistor array substrate)、彩色滤光基板(color filter substrate)与设置于此两基板间的液晶层所构成。背光模块用以提供此液晶显示面板所需的面光源，以使液晶显示模块达到显示的效果。此外，背光模块又区分成直下式背光模块(direct type backlight module)与侧面入光式背光模块(side type back light module)。与侧面入光式背光模块相比，直下式背光模块能够提供较高亮度的面光源，因此当对光源的亮度有较高需求时，通常采用直下式背光模块，以下就此公知的直下式背光模块进行说明。

图1为公知直下式背光模块的剖面示意图。请参照图1，公知直下式背光模块100包括框体110、散热板120、多个发光二极管(light emittingdiode，LED)130、扩散板140与至少一个光学膜片(optical film)150。散热板120设置于框体110内，而这些发光二极管130设置于散热板120上，因此发光二极管130所产生的热量可以传导至散热板120。此外，这些发光二极管元件130适于分别发出红光、绿光与蓝光。扩散板140设置于框体110内并位于这些发光二极管元件130上方，而光学膜片150设置于扩散板140上。另外，光学膜片150可以是棱镜片(prism sheet)。

上述这些发光二极管元件130所发出红光、绿光与蓝光在通过扩散板140与光学膜片150之后便混合成白光。然而，当发光二极管元件130的亮度越高时，只有使用扩散板140已经无法产生均匀的白光。换言之，在发光二极管元件130的亮度增加的情况下，为了提高白光的均匀性，只有增加扩散板140的厚度或是使用具有低穿透率的扩散板140。或者，增加发光二极管元件130与扩散板140之间的距离，但是此种方法却不利于缩小公知直下式背光模块100的厚度。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的就是提供一种直下式背光模块，其具有较佳的白光的均匀性。

此外，本发明的再一目的就是提供一种直下式背光模块，其具有较薄的厚度。

基于上述目的或其它目的，本发明提出一种直下式背光模块，其包括框体、基板、多个发光元件与导光单元。框体包括底部及由底部的侧边向上延伸的围壁，其中基板设置于框体的底部上，且这些发光元件设置于基板上。导光单元覆盖这些发光元件，并暴露出部分基板，其中导光单元具有凹面镜状的出光面及入光面。

上述导光单元还可以具有至少一个反射面，其连接出光面与入光面。

上述导光单元可以是具有多个开孔的导光体，而这些开孔暴露出部分基板，且导光体具有凹面镜状的出光面及入光面，并覆盖这些发光元件。此外，这些开孔的形状可以是矩形或长条状。

上述导光单元可以是多个彼此分离的柱状导光体，而这些柱状导光体设置于基板上并暴露出部分基板。每一柱状导光体具有具有凹面镜状的出光面及入光面，并覆盖这些发光元件至少其中之一。

上述直下式背光模块还可以包括扩散板，其设置于导光单元上方。

基于上述目的或其它目的，本发明提出一种直下式背光模块，其包括框体、基板、多个发光元件与多个导光体。框体包括底部及由底部的侧边向上延伸的围壁，而基板设置于框体的底部上。这些导光体设置于基板上，而每一导光体具有位在侧边的入光面与向上的出光面。这些发光元件设置于基板上，并与这些导光体的入光面邻接。

上述每一导光体可以包括贴靠在基板上的平板部以及由平板部的一侧向外向上延伸的突出部，其中入光面在平板部的另一侧，而出光面位于突出部的顶面。

上述每一导光体的入光面可以是凹面镜状。

上述每一导光体的出光面也可以是凹面镜状。

上述每一导光体还可以具有至少一个反射面，且反射面连接出光面与入光面。

上述直下式背光模块还可以包括扩散板，其设置于这些导光体上方。

基于上述，本发明的直下式背光模块采用各种形态的导光单元或导光体，而发光元件所发出的各种颜色的光可以先通过导光单元或导光体进行混光，以提高白光的均匀性。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为公知直下式背光模块的剖面示意图。

图2A与图2B分别为依照本发明第一实施例的导光单元的立体示意图。

图2C为本发明第一实施例的直下式背光模块的剖面示意图。

图3A与图3B分别为依照本发明第二实施例的导光单元的立体示意图。

图4A为依照本发明第三实施例的导光体的立体示意图。

图4B为依照本发明第三实施例的导光体的剖面示意图。

主要元件标记说明

100：公知直下式背光模块

110、210：框体

120：散热板

130：发光二极管

140、250：扩散板

150、260：光学膜片

200：直下式背光模块

212：底部

214：围壁

220：基板

230：发光元件

240a、240b、310a、310b、410：导光单元

242a：开孔

244a、312a、410a：出光面

244b、312b、410b：入光面

244c、312c、410c：反射面

310a、310b：柱状导光体

410：导光体

412：平板部

414：突出部

具体实施方式

第一实施例

图2A与图2B分别为依照本发明第一实施例的导光单元的立体示意图。图2C为本发明第一实施例的直下式背光模块的剖面示意图。请先参照图2A与图2C，本实施例的直下式背光模块200包括框体210、基板220、多个发光元件230与导光单元240a。框体210包括底部212及由底部212的侧边向上延伸的围壁214，而基板220设置于框体210的底部212上。此外，框体210的材质可以是金属或是塑料，而基板220的材质可以是金属、陶瓷、玻璃、硅基板或是其它适当的材质等。当基板220的材质是金属时，基板220可以作为散热板。

这些发光元件230设置于基板220上，而这些发光元件230可以是发光二极管(LED)、有机电致发光二极管(organic electro-luminescent diode，OELD)或是其它形态的发光元件。此外，这些发光元件230可以是分别发出蓝光、红光与绿光。或是，这些发光元件230也可以是分别发出蓝光与黄绿光，以便混合成白光。然而，其它能够混合成白光的混色方式亦可以用于本实施例中。另外，这些发光元件230可以是芯片形态(chip type)或是封装体形态(package type)。再者，各种色光的发光元件230可以是设置在一起或是各自独立。

导光单元240a覆盖这些发光元件230，并暴露出部分基板220。换言之，导光单元240a设置于框体210内并位于这些发光元件230上方。举例而言，在本实施例中，导光单元240a为具有多个开孔242a的导光体，而这些开孔242a暴露出这些发光元件230之间的基板210。此外，开孔242a的形状与这些发光元件230的排列方式必须互相搭配。在本实施例中，开孔242a为长条状，然而导光单元240a的开孔也可以是矩形(如图2B所示)、圆形或其它形状。

更详细而言，导光单元240a具有出光面244a与入光面244b，而各个发光元件230所发出的光分别入射对应的入光面244b，再通过对应的出光面244a出射。此外，为了提高混光效果，这些出光面244a与入光面244b均为凹面镜状。然而，每一个出光面244a或入光面244b也可以是平面、凹面镜状或是其它形状。由于这些发光元件230所发出的光能够在导光单元240a内进行混合，因此当这些发光元件230具有较高的亮度时(例如是5W以上)，直下式背光模块200能够产生较为均匀的白光。

在本实施例中，为了提高光学质量，直下式背光模块200还可以包括扩散板250，而扩散板250固定于框体210上并位于导光单元240a上方。此外，直下式背光模块200也可以包括至少一个光学膜片260，而此光学膜片260固定于框体210上并位于扩散板250上方。另外，光学膜片260可以是棱镜片或偏振型增光片(dual brightness enhanced film，DBEF)。

为了提高导光单元240a的混光效果，导光单元240a也可以具有至少一个反射面244c，而每一反射面244c分别连接至对应的出光面244a与入光面244b。举例而言，在导光单元240a的侧壁(内侧壁与外侧壁)表面镀上或贴附上反射层(图中未表示)，以形成多个反射面244c，其中反射层的材质可以是金属或是白色高分子材料。

请继续参照图2B，举例而言，这些发光元件230也以是以格状方式排列于基板210上。此外，导光单元240b具有多个开孔242a，而这些开孔242a的形状为矩形。同样地，导光单元240b也可以具有出光面244a、入光面244b与反射面244c，其中反射面244c连接出光面244a与入光面244b。此外，出光面244a与入光面244b也可以是平面、凹面镜状(类似图2C所示)或是其它形状。

第二实施例

图3A与图3B分别为依照本发明第二实施例的导光单元的立体示意图。请参照图3A与图3B，本实施例与上述实施例相似，其不同之处在于：在本实施例中，其中导光单元为多个彼此分离的柱状导光体310a与310b。这些柱状导光体310a与310b位于这些发光元件230上方，其中柱状导光体310a为圆柱状(如图3A所示)，而柱状导光体310b为四角柱(如图3B所示)。就柱状导光体310a而言，每一个柱状导光体310a具有一个出光面312a与入光面312b，而发光元件230所发出的光能够在对应的柱状导光体310a进行混光，以产生均匀的白光。同样地，这些出光面312a与入光面312b也可以是平面、凹面镜状(类似图2A所示)或是其它形状。

此外，每一个柱状导光体310a也可以具有反射面312c，以提高混光的效果，且反射面312连接至出光面312a与入光面312b。然而，对于柱状导光体310b而言，柱状导光体310b则具有多个反射面312c，而每一反射面312连接至出光面312a与入光面312b。在本实施例中，这些柱状导光体310a与310b的高度例如是介于1cm至2cm之间。此外，柱状导光体310b也可以是三角柱、五角柱或是其它多边形角柱，然而柱状导光体310a与310b也可以是不规则柱体。

值得一提的是，若本实施例的发光元件230包括红光发光元件、蓝光发光元件与绿光发光元件，则每一个柱状导光体310a与310b至少对应至一个红光发光元件、一个蓝光发光元件与一个绿光发光元件。因此，每一个柱状导光体310a与310b才能混合出白光。换言之，当混合成白光的方式不同时(例如蓝光与黄绿光)，则每一个柱状导光体310a与310b所对应的发光元件230也就不同。此外，发光元件230的排列方式并不限定于图3A与图3B所示，而发光元件230亦可采用其它方式排列。

第三实施例

图4A为依照本发明第三实施例的导光体的立体示意图，而图4B为依照本发明第三实施例的导光体的剖面示意图。请参照图4A与图4B，本实施例与上述各实施例相似，其不同之处在于：在本实施例中，这些导光体410设置于基板220上。每一导光体410包括贴靠在基板220上的平板部412以及由平板部412的一侧向外向上延伸的突出部414。此外，每一导光体410具有出光面410a与入光面410b，其中入光面410b在平板部412的另一侧，而出光面410a位于突出部414的顶面。这些发光元件230分别位于对应的导光体410的入光面410b旁。换言之，导光体410为侧面入光形态。此外，同样地，这些出光面410a与入光面410b也可以是平面、凹面镜状(类似图2C所示)或是其它形状。

值得注意的是，在本实施例中，出光面410a与基板220之间的距离大于导光体410的厚度。换言之，导光体410的一端往上弯。然而，出光面410a与基板220之间的距离也可以是等于导光体410的厚度。此时，导光体410为平板状。此外，这种形态的导光体410有助于整个直下式背光模块的薄型化。

综上所述，本发明的直下式背光模块具有下列优点：

一、高亮度发光元件所发出的各种颜色的光可以先在各种形态的导光单元或导光体内进行混光，以提高白光的均匀性。

二、由于发光元件所发出的光在各种形态的导光单元或导光体内进行混光，因此整个直下式背光模块的厚度就能缩小。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种直下式背光模块，其特征是包括：

框体，包括底部及由该底部的侧边向上延伸的围壁；

基板，设置于该框体的该底部上；

多个发光元件，设置于该基板上；以及

导光单元，覆盖上述这些发光元件，并暴露出部分该基板，其中该导光单元具有凹面镜状的出光面及入光面。

2.根据权利要求1所述的直下式背光模块，其特征是该导光单元还具有至少一个反射面，连接该出光面与该入光面。

3.根据权利要求1所述的直下式背光模块，其特征是该导光单元为具有多个开孔的导光体，而上述这些开孔暴露出部分该基板，且该导光体具有凹面镜状的该出光面及该入光面，并覆盖上述这些发光元件。

4.根据权利要求3所述的直下式背光模块，其特征是上述这些开孔的形状包括矩形。

5.根据权利要求3所述的直下式背光模块，其特征是上述这些开孔的形状包括长条状。

6.根据权利要求1所述的直下式背光模块，其特征是该导光单元为多个彼此分离的柱状导光体，上述这些柱状导光体设置于该基板上并暴露出部分该基板，每一柱状导光体具有具有凹面镜状的该出光面及该入光面，并覆盖上述这些发光元件至少其中之一。

7.根据权利要求1所述的直下式背光模块，其特征是还包括扩散板，设置于该导光单元上方。

8.一种直下式背光模块，其特征是包括：

框体，包括底部及由该底部的侧边向上延伸的围壁；

基板，设置于该框体的该底部上；

多个导光体，设置于该基板上，而每一导光体包括贴靠在该基板上的平板部以及由该平板部的一侧向外向上延伸的突出部，且每一导光体具有位在侧边的入光面与向上的出光面，该入光面在该平板部的另一侧，而该出光面位于该突出部的顶面；

扩散板，设置于上述这些导光体上方；以及

多个发光元件，设置于该基板上，并与上述这些导光体的该入光面邻接。

9.根据权利要求8所述的直下式背光模块，其特征是每一导光体的该入光面为凹面镜状。

10.根据权利要求8所述的直下式背光模块，其特征是每一导光体的该出光面为凹面镜状。

11.根据权利要求8所述的直下式背光模块，其特征是每一导光体还具有至少一个反射面，连接该出光面与该入光面。

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