专利名称：背光模块内补偿暗区亮度的结构与方法
技术领域：
本发明系有关一种背光模块内用来补偿角落暗区的结构，特别是有关于一种在在背光模块中的侧框内形成凹槽的结构，以及通过此凹槽结构提高背光模块光输出均匀度的方法。
背景技术：
背光模块是用以提供背面光源的组件，可应用于液晶显示器、手机面板、底片扫描器以及幻灯片投影机等产品上，以提供一均匀的面光源输出。现有一采用侧入式光源的背光模块结构其立体示意图可参照图1A。背光模块100主要由一导光板101、一反射板103、一冷阴极管105、一反射件107、一棱镜片109以及具有其他功能的光学膜片111所组成。冷阴极管105系被一罩形的反射件105所包围，使得所产生的光线能在反射件107内反射后再经由反射件107的开口导入导光板101的光入射面。导光板101主要则用来导引光线扩散的方向，而从图1A中可以看出，此101导光板乃是采用V-cut型式的楔型导光板，其底面系由多个平行排列的V型凹槽所组成，并在下方安置一反射板103，使得光线在进入导光板101后，即能透过多个平行排列的V型凹槽来进行反射以及折射的动作，最后光线经由导光板101的光输出面输出至上方的棱镜片109。而棱镜片109可通过黏贴压克力树脂或是直接射出而产生锯齿状的凹槽，参照图1A我们可以发现，棱镜片109上多个平行排列的凹槽，其凹槽的排列方向与导光板101上V型凹槽的排列方向系为垂直交错的情况，如此一来便能与导光板101配合而产生一均匀的光线分布。最后光线再经由光学模片111做其他更进一步的处理后即输出至所应用的产品上例如液晶显示器。
在背光模块100中，可通过许多框架的组合，使得导光板101、反射板103、冷阴极管105、反射件107以及棱镜片109等元件可以置入其中，而框架本身也能以独特的结构或材质来帮助背光模块100达到更多的功效。在图1A中，定义以冷阴极管105光输出的方向为基准，其紧贴于导光板101以及反射件107两侧的侧框113，就可帮助导光板101在两侧面进行反射的动作；而直接面对冷阴极管105光输出面的前框117以及位于反射件107后方的背框115，则可用来固定反射件107以及导光板101。
参照图1B，其为导光板101、反射件107、冷阴极管105、两侧框113、前框117以及背框115的上透视图。其中在冷阴极管105两侧的电极部位本身并不发光，并且加上了用来保护电极的绝缘套119，如此便阻碍了光线进入导光板101两侧靠近入光处角落的途径，使得导光板101在接近入光处的角落上产生了一个亮度不足的暗区(如虚线121所圈的范围)，导致应用此背光模块100的产品在视觉外观上有一阴影区域产生，影响了整体背光模块100的输出品质；但倘若将冷阴极管105长度加长来解决上述暗区产生的问题，反而会将整个背光模块100尺寸加大而增加重量，同时也提高了整个背光模块100的生产成本。因此亟需一种补偿背光模块100内入光处角落产生暗区的方法与结构，不会影响到原本背光模块100的尺寸大小，也无须加长冷阴极管的长度而增加生产的成本。
参照图1A、图1C与图1D，楔型的导光板101其下方多个V型凹槽的排列方向与冷阴极管105灯管的排列方向是垂直的，如此才能将光线传递至整个导光板101中，但也因为如此，位于导光板101两侧接近侧框113的区域就会成为一个亮度不足的暗区(如图1C中虚线123所圈的范围)，以及位于导光板101前方接近前框117的区域(如图1D中虚线125所圈的范围)也会产生亮度不足的问题，而影响了整个背光模块100的光输出品质。倘若在侧框113以及前框117上增加了额外的框架体积而将背光模块两侧的区域遮盖起来，虽然可以在背光模块100的光输出中降低侧边与中央区域的亮度差异，但却无缘平白浪费了原本背光模块100侧边的发光效率。因此亟需一种补偿背光模块内两侧以及前侧区域亮度不足而成为暗区的方法与结构，在不浪费原本背光模块100的发光效率下解决暗区产生的问题，使得背光模块产生均匀的背光输出。
发明内容有鉴于上述发明背景中，有关背光模块内在入光处角落区域以及两侧区域因为亮度不足而在视觉上产生阴影区域的问题，本发明提供一种应用于背光模块内的侧框结构，其目的在减少背光模块内暗区产生的机会，并且无须增加原先背光模块内冷阴极管的长度，并且利用原本背光模块内的架构即能增加光源的利用率。另一方面，本发明提供一种背光模块内增加角落暗区亮度的方法，使得应用此方法的背光模块，产生一均匀的面光源输出。
根据上述之目的，本发明提供一种背光模块内用来补偿暗区亮度的结构与方法，于具有反射特性的侧框上，形成多个凹槽结构，使得侧框与导光板之间增加了光线反射的作用区域，如此一来，导光板两侧以及靠近入光面角落所谓的暗区其亮度就能得以提升，而整体背光模块的光输出就能更加均匀。另外，本发明所提供在侧框上形成凹槽的方法不但在制作上容易达成，同时也能提高原本背光模块在光源上的利用率而无须增加额外的成本。
图1A系现有背光模块的立体结构示意图。
图1B至图1D系现有背光模块内，暗区产生的区域。
图2A系依据本发明之第一较佳具体实施例所提供之背光模块立体结构示意图。
图2B系依据本发明之第一较佳具体实施例中，矩形凹槽在背光模块内的上透视图。
图3A系依据本发明之第二较佳具体实施例所提供之背光模块立体结构示意图。
图3B系依据本发明之第二较佳具体实施例中，多个V型凹槽在背光模块内的上透视图。
图4A系依据本发明之第三较佳具体实施例所提供之背光模块立体结构示意图。
图4B至图4C系依据本发明之第三较佳具体实施例中，V型凹槽在背光模块内的上透视图。
图5A系依据本发明之第四较佳具体实施例所提供之背光模块立体结构示意图。
图5B系依据本发明之第四较佳具体实施例中，多个V型凹槽在背光模块内的上透视图。
具体实施方式
接下来是本发明的详细说明，下述说明中对背光模块内各元件之描述并不包括其运作原理以及组装过程的完整描述。本发明所沿用的现有技艺，在此仅作重点式的引用，以助本发明的阐述。而且下述内文中相关之图示亦并未依据实际比例绘制，其作用仅在表达出本发明之特征。
依据本发明之第一较佳具体实施例系提供一种补偿背光模块内角落暗区的结构，首先参照图2A中所示的立体结构示意图，背光模块200主要系由一采用侧入式光源入射方式的导光板201、一反射板203、一冷阴极管205、一反射件207、一棱镜片209以及具有其他功能的光学膜片211所组成。冷阴极管205系被一罩形的反射件205所包围(板形结构的反射件也可依据本发明而具体实施)，使得所产生的光线能在反射件207内反射后再经由反射件207的开口导入导光板201的光入射面(导光板201中直接面对冷阴极管205的那一面)。导光板201在本实施例中系选择采用一具有多个平行排列的V型凹槽的导光板，主要则用来导引光线扩散的方向，其底面可形成一反射面，或者如本实施中所述在其下方安置一反射板203，使得光线在进入导光板201后，即能透过多个平行排列的V型凹槽来进行反射以及折射的动作，最后光线经由导光板201的光输出面(导光板201中面对棱镜片209的那一面)输出至上方的棱镜片209。而棱镜片209可通过黏贴压克力树脂或是直接射出而产生锯齿状的凹槽，参照图2A我们可以发现，棱镜片209上多个平行排列的凹槽，其凹槽的排列方向与导光板201上V型凹槽的排列方向系为垂直交错的情况，如此一来便能与导光板201配合而产生一均匀的光线分布。最后光线再经由光学模片211做其他更进一步的处理后即输出至所应用的产品上例如液晶显示器。
在本实施例中，位于导光板201以及反射件207两侧由不吸光材质所组成的侧框213，其面对导光板201以及反射件207的两内侧面系形成一矩形凹槽213’的结构。如此一来，自冷阴极管205发出的光线就能通过自然漏光的方式进入此矩形凹槽213’所提供的额外反射空间，并且在经过反射后能进入导光板201内靠近入光处角落的区域，而提升这块因为绝缘套219阻挡而产生的”暗区”的亮度，使得应用此侧框213的背光模块200在光输出上就能提高整体的均匀度。
参照图2B，其为背光模块200内的导光板201、反射件207、冷阴极管205、绝缘套219、两侧框213、前框217以及背框215的上透视图。藉此可以观察得知，在侧框213内所形成的矩形凹槽213’，其水平范围系自反射件207延伸至导光板201(而在垂直方向上的范围则视导光板201的厚度与位置而定)。矩形凹槽213’的凹槽排列方向系与导光板201的光输出面垂直，而在侧框213内面对导光板201以及反射件207的两内侧面所形成的凹槽结构也不仅局限于本实施例中的矩形外型，其他例如圆弧形的U型凹槽、三角形的V型凹槽，甚至其他多边型的凹槽都可根据本发明而具体实施。
在本实施例中，背光模块200系采用冷阴极管形式的光源，但其他型式的光源例如由多个发光二极体所组成的光源(可执行混光作用)，以及有机发光二极体所组成的光源等都可根据本发明而具体实施，因此本发明并不限定只适用于灯管型式的光源，只要在导光板201侧边或角落上有暗区产生，都可在靠近导光板201暗区的侧框内形成凹槽结构来增加光线进入这些暗区的机会，进而提升了背光模块200的整体光输出均匀度。
依据本发明之第二较佳具体实施例系提供一种补偿背光模块内两侧暗区的结构，首先参照图3A中所示的立体结构示意图，背光模块300的主要结构系与第一较佳具体实施例中所述的背光模块200相同，主要系由一采用侧入式光源入射方式的导光板301、一反射板303、一冷阴极管305、一反射件307、一棱镜片309以及具有其他功能的光学膜片311所组成。但在本实施例中，位于导光板301以及反射件307两侧由不吸光材质所组成的侧框313，其面对导光板301以及反射件307的两内侧面系形成多个平行排列的V型凹槽313’，并且此多个V型凹槽313’在水平方向上系自反射件307延伸排列至导光板301两侧的范围(而在垂直方向上的范围则依导光板301的厚度与位置而定)，不但使得自冷阴极管305发出的光线能通过自然漏光的方式进入此多个V型凹槽313’所提供的额外反射空间内，并在经过反射后能进入导光板301内靠近入光处的角落区域，另一方面，导光板301两侧的区域也同时可以增加额外的反射作用空间，而增加光线进入导光板301两侧的机会，使得背光模块300的整体亮度能够平均，提升此背光模块300的输出品质。
参照图3B，其为背光模块300内的导光板301、反射件307、冷阴极管305、两侧框313、前框317以及背框315的上透视图。藉此可以观察得知，在侧框313内所形成多个平行排列的V型凹槽313’，其凹槽的排列方向均与导光板301的光输出面垂直，而在侧框313内面对导光板301以及反射件307的两内侧面所形成的凹槽结构也不仅局限于本实施例中的V型外型，其他例如圆弧形的U型凹槽、矩形凹槽，甚至其他多边型的凹槽也都能组成类似锯齿状的多个凹槽的结构，而且其个数也不局限于本实施例中所揭露的数目，不但可依据实际需要做调整，并且都可根据本发明而具体实施。
依据本发明之第三较佳具体实施例系提供一种补偿背光模块内侧边暗区的结构，首先参照图4A中所示的立体结构示意图，背光模块400的主要结构系与第一与第二较佳具体实施例中所述的背光模块200以及300相同，主要系由一采用侧入式光源入射方式的导光板401、一反射板403、一冷阴极管405、一反射件407、一棱镜片409以及具有其他功能的光学膜片411所组成。但在本实施例中，位于导光板401以及反射件407两侧由不吸光材质所组成的侧框413，其面对导光板401以及反射件407的两内侧面系形成一个V型凹槽413’，并且此V型凹槽413’系自反射件407延伸至导光板401两侧的范围，不但使得自冷阴极管405发出的光线就能通过自然漏光的方式进入此V型凹槽413’所提供的额外反射空间，并在经过反射后能进入导光板401内靠近入光处的角落区域，同时导光板401两侧的区域也同时可以增加额外的反射作用空间，而增加光线进入导光板401两侧的机会，使得背光模块400的整体亮度能够平均，提升此背光模块400的输出品质。
参照图4B，其为背光模块400内的导光板401、反射件407、冷阴极管405、绝缘套419、两侧框413、前框417以及背框415的上透视图。侧框413内所形成V型凹槽413’，其凹槽排列方向与上述第一与第二实施例中最大的不同，就是其凹槽排列方向是与导光板401的光输出面平行，意即沿着导光板401两侧延伸，如此同样也能增加光线进入导光板401两侧的机会，并且因为侧框413在垂直方向上仅在导光板401的位置形成凹槽的结构，所以在与其他层元件以及导光板401在组合时能更加稳固。另一方面，在侧框413内面对导光板401以及反射件407的两内侧面所形成的凹槽结构也不仅局限于本实施例中的V型外型，其他例如圆弧形的U型凹槽、矩形凹槽，甚至其他多边型的凹槽也都能根据本发明而具体实施；并且其个数也不局限于本实施例中所揭露仅一个凹槽而已，其他多个平行排列的凹槽所组成类似锯齿状的结构，也都可根据本发明而具体实施。另外，参照图4C，在背光模块400中，在与两侧框413均有连结的前框417内，也可视需要形成V型凹槽结构417’或其他外型的凹槽结构，使得在导光板401内靠近前框417的区域也可增加光反射的机会而提高亮度。
依据本发明之第四较佳具体实施例系提供一种补偿背光模块内侧边暗区的结构，首先参照图5A中所示的立体结构示意图，背光模块500在结构上与前述实施例中的背光模块不同之处，主要系由一采用直下式光源入射方式的导光板501、位于导光板501下方多个平行排列的冷阴极管505、一反射件(图中未示，但冷阴极管505系置于该反射件与导光板501的光入射面之间)、一棱镜片509以及具有其他功能的光学膜片511所组成。而在本实施例中，位于导光板501两侧的侧框513，其面对导光板501的两内侧面也形成多个平行排列的V型凹槽513’，并且在水平方向上系自导光板501两侧延伸，如此不但使得自冷阴极管505发出的光线能通过自然漏光的方式进入此多个V型凹槽513’所提供的额外反射空间内，并在经过反射与折射后能进入导光板501两侧所谓的暗区而使得导光板501增加额外的反射作用空间，如此便能使得背光模块500的整体输出亮度能够平均，提升此背光模块500的光输出品质。
参照图5B，其为背光模块500内的导光板501、冷阴极管505、绝缘套519、两侧框513、前框517以及背框515的上透视图。藉此可以观察得知，在侧框513内所形成多个平行排列的V型凹槽513’，其凹槽的排列方向均与导光板501的光输出面垂直，而在侧框513内面对导光板501的两内侧面所形成的凹槽结构也不仅局限于本实施例中的V型外型，其他例如圆弧形的U型凹槽、矩形凹槽，甚至其他多边型的凹槽也都能组成类似锯齿状的多个凹槽的结构，而且其个数也不局限于本实施例中所揭露的数目，不但可依据实际需要做调整，并且都可根据本发明而具体实施。
由上述依据本发明之第一至第四实施例可以得知，本发明所提供用来补偿背光模块内暗区亮度的方法，首先发射至少一光源进入背光模块内导光板的光入射面，而导光板可以选择采用侧入式或者直下式的光源入射方式；之后光线就能经由导光板的导引而由其光输出面导出至其他光学元件例如棱镜片等；但由于导光板可能在侧边区域或角落位置(例如靠近光源的电极部位)产生亮度不足的情况，因此本发明就在位于导光板侧边的侧框内形成凹槽的结构，而侧框可选择由不吸光材质所组成，如此一来，部分光线在进入此凹槽结构所提供之额外光作用区域后，就能反射回导光板内而提高所谓暗区的亮度进而提升了整体背光模块的光输出均匀度。而此凹槽之结构可以是V型凹槽、圆弧形的U型凹槽、矩形凹槽，甚至其他多边型的凹槽，并且其形成数目也可根据实际需求而做调整后具体实施。
权利要求
1.一种背光模块结构，包括一导光板，该导光板具有一光输出面、一光入射面；一光源，配置于该导光板的该光入射面旁；一反射件，该反射件配置于该光源旁，使得该光源所产生的部分光线可经由该反射件而导入该光入射面；以及二侧框，该二侧框系配置于该导光板之二侧，其中该二侧框相对于该反射件以及该导光板的二内侧面具有至少一凹槽的结构。
2.根据权利要求1所述的背光模块结构，其特征在于，该凹槽的形状包括矩形、U型及V型。
3.根据权利要求1所述的背光模块结构，其特征在于，该凹槽的排列方向系与该导光板的该光输出面垂直。
4.根据权利要求1所述的背光模块结构，其特征在于，该凹槽的排列方向系与该导光板的该光输出面平行。
5.根据权利要求1所述的背光模块结构，其特征在于，所述结构更包括一前框与该二侧框相连结，并且该前框中面对该导光板的内侧面具有至少一凹槽的结构。
6.根据权利要求1所述的背光模块结构，其特征在于，所述背光模块为一侧入式背光模块。
7.根据权利要求1所述的背光模块结构，其特征在于，所述背光模块为一直下式背光模块。
8.根据权利要求13所述的背光模块结构，其特征在于，该光源系由至少一发光二极体所组成且该背光模块结构可执行一混光作用。
9.根据权利要求1所述的背光模块结构，其特征在于，该反射件为一罩形结构。
10.根据权利要求1所述的背光模块结构，其特征在于，该反射件为一板形结构。
全文摘要
本发明提供一种背光模块内用来补偿暗区亮度的结构与方法，于连结导光板的侧框上，形成多个凹槽结构，使得侧框与导光板之间增加了光线反射的作用区域，如此一来，导光板两侧以及靠近入光处角落所谓的暗区其亮度就能得以提升，而整体背光模块的光输出就能更加均匀。
文档编号G02F1/13GK1584699SQ20041004743
公开日2005年2月23日 申请日期2004年5月28日 优先权日2004年5月28日
发明者高克嘉, 周晖凯 申请人:友达光电股份有限公司