专利名称：背光模块及应用其的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种背光模块及应用其的显示装置，且特别是关于一种不具反射片的
背光模块及应用其的显示装置。
背景技术：
可以产生丰富亮丽图形的液晶显示装置，由于具有外型轻薄、耗电量少以及无辐 射污染等特性，因此被广泛地应用在笔记本电脑、个人数字助理等携带式信息产品上，甚至 逐渐取代了传统应用在桌上型电脑的阴极射线管(Cathode Ray Tube, CRT)显示器。
液晶显示装置主要由一显示面板、一背光模块、一驱动显示单元的元件及一外框 所组装而成。背光模块则位于显示面板的一侧，用以提供均匀的光源给液晶显示装置的显 示面板。根据光源的提供方式，又可分为侧光式背光模块或直下式背光模块。以侧光式背 光模块来说，线光源或点光源设置在导光板及扩散膜等膜片的侧边，而借着导光板及扩散 膜等光学膜片提高光的均匀性及发光效率。 虽然有此些光学膜片来提高光源的使用率，然仍会有光线从导光板的底部漏出的 情况发生。若能将此些漏光反射回导光板再利用，则光源效率会更提升。故背光模块的外 框底面常会设置一层反射片，用以将漏光反射回导光板。 然而，设置反射片就会衍生反射片的成本，并且反射片只是纯粹地反射漏光，至于 被反射的漏光是以何角度射出导光板并无法控制。
发明内容
本发明关于一种背光模块及应用其的显示装置，借由于背光模块的外框表面上设 置一导光部。此导光部可将漏光反射回导光板并引导漏光以一射设角度射出导光板。如此， 可省去外框上的反射片，节省了反射片的成本。 根据本发明的一方面，提出一种背光模块。背光模块邻近一显示装置的一显示面 板设置。背光模块包括一导光板、一光源及一外框。导光板具有一入光面、一出光面与相对 的一反射面。出光面面向显示面板。光源邻近导光板的入光面设置，用以发射一光线。外 框具有一外框表面及一导光部，外框表面面向导光板的反射面。导光部设置于外框表面，用 以当光线的一部分接触到导光部后，引导部分的光线射出出光面。其中，部分的光线射出出 光面的方向与出光面的垂直线之间夹有一预定射出角度。 根据本发明的另一方面，提出一种显示装置。显示装置包括一显示面板及一背光
模块。显示面板用以显示一画面。背光模块包括一导光板、一光源及一外框。导光板具有一
入光面、一出光面与相对的一反射面。出光面面向显示面板。光源邻近导光板的入光面设
置，用以发射一光线。外框具有一外框表面及一导光部，外框表面面向导光板的反射面。导
光部设置于外框表面，用以当光线的一部分接触到导光部后，引导部分的光线射出出光面。
其中，部分的光线射出出光面的方向与出光面的垂直线之间夹有一预定射出角度。 为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下
图1示出依照本发明第一实施例的显示装置的示意图。 图2示出图1的导光部的示意图。 图3示出图2的导光部为凹槽的示意图。 图4示出图2的导光部的第一实施态样示意图。 图5示出图4的导光部为凹槽的示意图。 图6A及图6B示出图2的导光部的第二实施态样示意图。 图7A及图7B示出图2的导光部的第三实施态样示意图。 图8示出导光部的表面呈粗糙状的示意图。 图9示出图3的导光部的截面形状呈非对称形的示意图。 图IOA示出本实施例的导光部的延伸路径示意图。 图10B示出图10A的导光部的延伸路径的另一实施态样示意图。 图10C示出图10A的导光部的延伸路径的再一实施态样示意图。 图10D示出图10A的导光部的延伸路径的又一实施态样示意图。 图IIA及图IIB示出图1的外框的另一实施态样的示意图。 图IIC及图IID示出图11A 图11B的外框的另一实施态样的示意图。 图12示出依照本发明的第二实施例的显示装置的示意图。 图13示出依照本发明的第三实施例的显示装置的示意图。 主要元件符号说明 100、300、400 :显示装置 102 :显示面板 104、304、402 :背光模块 106、162、168、174、180 :导光板 108 :光源 110、150:外框 112:入光面 114:出光面 116:反射面 118、160、166、172、178 :外框表面 120、132、138、140、142、144、148、154、158、184、186、188、194 :导光部 122 :第一增亮膜 124 :扩散膜 126:第二增亮膜 128、134、196 :梯形的侧边 130U36 :梯形的底面 146、152 :导光板的一边 164、170、176、182 :导光板的表面
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190 :凹槽的表面198 :梯形的另一例边200 :梯形的底边302 :反射式偏光片Al :预定射出角度A2 :夹角A3、A4 :顶角L:光线LI :漏光LN :垂直线S 1、S2、S3、S4 :截面轮廓T1、T2 :顶点VI :方向X1、X2 :宽度Y1、Y2 :高度
具体实施例方式
本发明提供一种外框不具反射片的背光模块及应用其的显示装置。背光模块包括一导光板、一光源及一外框。外框，具有一外框表面及一导光部，且外框选用的材料性质会使得外框表面对光线的反射率设定在65% 100%，材料的组成在此并不予限定。导光部设置于外框表面，用以当光线的一部分，例如是从导光板的底部散逸出的漏光接触到导光部后，引导漏光射出导光板的一出光面并射向显示装置的一显示面板。导光部与外框也可以是一体成形的结构，此时导光部与外框所选用的材料是具有对光线的反射率介于65% 100%之间的同一种材料所构成，材料的组成在此并不予限定。其中，漏光射出出光面的方向与垂直出光面的方向之间夹有一预定射出角度。依据本发明的导光部，不但取代传统外框的反射片的功能，更可引导漏光以预定射出角度射出出光面，如此，可配合背光模块的光学膜，提供其光学需求。 以下提出三个实施例作为本发明的详细说明，然而，此二实施例仅用以作为范例说明，并不会限縮本发明欲保护的范围。此外，实施例中的图示亦省略不必要的元件，以清楚显示本发明的技术特点。
第一实施例 请参照图l，其示出依照本发明第一实施例的显示装置的示意图。显示装置100包括一显示面板102及一背光模块104。显示面板102用以显示一画面(未示出)。背光模块104邻近显示面板102设置。背光模块104包括一导光板106、一光源108、一外框110、一第一增亮膜(BrightnessEnhancement Film， BEF) 122、一扩散膜124及一第二增亮膜126。
扩散膜124位于导光板106与第二增亮膜之间126，第二增亮膜126位于第一增亮膜122与扩散膜124之间。第一增亮膜122、第二增亮膜126及扩散膜124邻近导光板106的出光面114设置。其中，第一增亮膜122的棱镜与第二增亮膜126的棱镜垂直排列，且第一增亮膜122的棱镜的棱角及第二增亮膜126的棱镜的棱角均为90度。
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导光板106具有一入光面112、一出光面114与相对的一反射面116。光源108邻近导光板106的入光面112设置，用以发射一光线L。也就是说，本实施例的背光模块为一侧光式背光模块。出光面114面向显示面板102。外框110具有一外框表面118及一导光部120，外框表面118面向导光板120的反射面116。 请参照图2，其示出图1的导光部的示意图。导光部120设置于外框表面118且凸出于外框表面118，导光部120用以当光线L的一部分，例如是导光板106的漏光Ll接触到导光部120后，引导漏光L1射出出光面114。其中，漏光L1射出出光面的方向与垂直于出光面114的垂直线LN之间夹有一预定射出角度A1。其中，在第一增亮膜122、扩散膜124及第二增亮膜126的搭配模式下，若预定射出角度Al优选被控制介于35度 65度之间时，可使漏光L1以垂直于第一增亮膜122的方向射出并射向显示面板102。如此，显示亮度最亮，显示品质较佳。优选地，漏光L1为导光板106的漏光中强度峰值(peak)的部分。
如图2所示，导光部120为凸出于外框表面118的凸出物，且其截面形状为一梯形，梯形的侧边128与梯形的底边130间的夹角A2介于5度 90度之间。
虽然本实施例的导光部120是以凸出于外框表面118为例作说明，然而在其它实施例中，导光部120亦可为一凹槽。请参照图3，其示出图2的导光部为凹槽的示意图。导光部132的截面形状为一呈梯形的凹槽。梯形的侧边134与梯形的底边136间的夹角A3介于90度 175之间。 如此，截面形状呈梯形状的导光部120及132可以将预定射出角度A1控制在介于35度 65度之间，以使漏光Ll (漏光Ll示出于图2)在射向扩散膜124后，以垂直于第一增亮膜122的方向射出第一增亮膜122。 借由导光部的设置，可将漏光L1反射回导光板106加以再利用，以增加光源效率。此外，导光部亦引导漏光L1以一射定射出角度A1射出导光板106。除了可省去传统外框的反射片外，本实施例的导光部更可以满足光学膜的光学需求。 此外，虽然图2的导光部的截面形状是以梯形为例作说明。然而在其它实施例中，
导光部的截面形状亦可为一三角形。例如，请参照图4，其示出图2的导光部的第一实施态
样示意图。导光部138为凸出于外框表面118的凸出物，且其截面形状为一三角形。三角
形的一顶点Tl的顶角A3介于30度 175度之间。顶点Tl朝向反射面116。 此外，虽然图4的导光部138是以凸出于外框表面118为例作说明，然而在其它实
施例中，导光部138亦可为一凹槽。请参照图5，其示出图4的导光部为凹槽的示意图。导
光部140的截面形状为一呈三角形的凹槽。三角形的一顶点T2的顶角A4介于30度 175
度之间，顶点A4朝向远离反射面116(反射面116示出于图2)的方向。 如此，截面形状呈三角形的导光部138及140可以将预定射出角度A1控制在介于
35度 65度之间，以使漏光L1在射向扩散膜124后，以垂直于第一增亮膜122的方向射出
第一增亮膜122。 此夕卜，由于制造因素，导光部138的顶角Tl及导光部140的顶角T2略呈圆弧形，而不会是尖角。虽此，有不会影响本发明的导光部的功效。 此外，虽然本实施例的导光部的截面形状是以三角形及梯形为例作说明，然而在其它实施例中，导光部的截面形状可以是多边形(未示出)。 再例如，请参照图6A及图6B，其示出图2的导光部的第二实施态样示意图。当然，
6虽然图6A及图6B的导光部是以凹槽为例作说明，然而，导光部142也可以是凸出于外框表面118上的凸出物。如图6A所示，导光部142的截面轮廓Sl为一曲线，此曲线可以是为一圆形曲线的一部分，例如是宽度X1与高度Y1的比值介于O. 1与IO之间的弧形曲线。或者，在另一实施态样中，此曲线也可以是为一椭圆形曲线的一部分(未示出)，例如是宽度XI与高度Y1的比值亦介于O. 1与IO之间的椭圆形曲线。或者，如图6B所示，导光部186彼此连接在一起，且导光部186的截面轮廓S4为一曲线，此曲线可以是为一圆形曲线的一部分，例如是宽度X2与高度Y2的比值介于O. 1与IO之间的圆形曲线。或者，在另一实施态样中，此曲线也可以是为一椭圆形曲线的一部分(未示出)，例如是宽度X2与高度Y2的比值亦介于0. 1与10之间的椭圆形曲线。 又例如，请参照图7A及图7B，其示出图2的导光部的第三实施态样示意图。虽然图7A及图7B的导光部是以凹槽为例作说明，然导光部144也可以是一凸出于外框表面118上的凸出物。如图7A所示，导光部144彼此连接在一起，且导光部144的部分的截面轮廓S2为一曲线，此曲线可以是为一椭圆曲线的一部分，例如是四分之一椭圆曲线，或是一圆形曲线的一部分，例如是四分之一圆形曲线。如图7B所示，导光部184彼此未连接在一起，而导光部184的部分的截面轮廓S3为一曲线，此曲线可以是为一椭圆曲线的一部分，例如是四分之一椭圆曲线，或是一圆形曲线的一部分，例如是四分之一圆形曲线。
如上所述，导光部的截面形状包括多种外形，例如是三角形、梯形、多边形、部分的圆形曲线及部分的椭圆曲线等。也就是说，导光部的截面轮廓可为直线或曲面。因此，衍生出多种丰富型态的导光部。例如，导光部在外观上可为一长条柱或一长条形凹槽，其截面形状为三角形、梯形、多边形、部分的圆形曲线及部分的椭圆曲线等。或者，导光部也可以是呈多面体、角锥体，例如是四角椎体，或球体的凸出物或凹槽，其一颗颗地分布于外框表面上。
此外，如上所述的导光部除可以单独存在于外框表面118上外，也可以彼此混搭地设置在外框表面118，并不受本实施例的图示所限制。如此，使得导光部更具有制造与设计弹性，不会被局限在特定外形或特定制造方法。因此，导光部也可以应用一激光打点方式制造或应用一喷砂方式制造，其制程后的导光部的截面形状虽然是一不规则形状，仍使导光部具有导光及反射漏光L1的功效。 此外，导光部的表面粗糙度也可以介于粗糙度较小的平滑面，例如是镜面与粗糙度较大的粗糙面之间。请参照图8，其示出导光部的表面呈粗糙状的示意图。导光部188为一凹槽，其表面190以手触摸可感觉一明显的粗糙度。更进一步地说，导光部的表面粗糙度不会影响导光部的反射及导光作用。且若导光部的表面粗糙度较大，则可使漏光L1在接触到导光部的粗糙表面后产生漫射或扩散的效果。如此，使得漏光L1更均匀地射向导光板106。 此外，虽然上述实施例的导光部，例如是导光部120、 132、 138、 142及188的截面形状呈对称，然而在另一实施态样中，导光部的外形亦可呈非对称形。举例来说，如图7A及图7B的导光部144及184。或者，请参照图9，其示出图3的导光部的截面形状呈非对称形的示意图。导光部194为一凹槽，其截面形状呈非对称的梯形。也就是说，梯形的一侧边196与梯形的另一侧边198分别与梯形的底边200夹不同的角度。 此外，请参照图IOA，其示出本实施例的导光部的延伸路径示意图。图10A往图1的方向VI观看外框110的示意图。导光部120的延伸路径呈一直线，此直线实质上平行或
7垂直于导光板106的一边146，而图8A的导光部的延伸路径是以平行于外框110的一边146为例作说明。然而在其它实施例中，请参照图IOB，其示出图IOA的导光部的延伸路径的另一实施态样示意图。导光部148呈一直线，其延伸路径实质上垂直于外框150的一边152。或者，导光部的延伸路径也可以不限定于直线。请参照图IOC，其示出图IOA的导光部的延伸路径的再一实施态样示意图。导光部154呈一弧形。导光部的延伸路径呈一波浪形。或者，请参照图IOD，其示出图10A的导光部的延伸路径的又一实施态样示意图。导光部158的延伸路径呈一波浪形。再或者，导光部的延伸路径也可以是多种外形，例如是直线、弧形或波浪形的任意组合。虽然图10A 图10D的导光部的延伸路径是以连续路径为例作说明，然而在其它实施例中，导光部的延伸路径也可以分段连续，导光部的延伸路径并不受本实施例所限定。 此外，虽然本实施例的外框表面118为一平面，然而在其它实施例中，本发明的外框表面118的曲度可配合导光板106的曲度。举例来说，请参照图IIA及图IIB，其示出图1的外框的另一实施态样的示意图。如图IIA所示，外框表面160与导光板162的一表面164是接为曲面，且外框表面160的曲面轮廓与导光板162的表面164的曲面轮廓相对应。如图IIB所示，外框表面166与导光板168的一表面170是接为曲面，且外框表面166的曲面轮廓与导光板168的表面170的曲面轮廓。或者，请参照图IIC及图IID，其示出图11A 图IIB的外框的另一实施态样的示意图。如图IIC所示，外框表面172为曲面，而导光板174的一表面176为平面。如图IID所示，外框表面178为曲面，而导光板180的一表面182为平面。图11C的外框表面172与图11D的外框表面178的弯曲外形不同。
第二实施例 请参照图12，其示出依照本发明的第二实施例的显示装置的示意图。第二实施例与第一实施例不同之处在于，第二实施例的背光模块304为更改第一实施例中的第一增亮膜122、扩散膜124及第二增亮膜126，将上述三者的全部或部分被改为以一反射式偏光片(Dual Brightness Enhancement Film, DBEF) 302取代。反射式偏光片302邻近导光板106的出光面114设置。或者，参照图1，第一增亮膜122可以一具有复合功能的增光片(未示出)代替，例如是复合式偏光片(Brightness Enhancement Film-ReflectivePolarizer，BEF-RP)，其它相同之处沿用相同标号，在此不再赘述。 在反射式偏光片302的搭配模式下，若预定射出角度Al较佳地被控制0度时，可使漏光LI以垂直于反射式偏光片302的方向射出反射式偏光片302并射向显示面板102。如此，显示亮度为最亮。而在复合式偏光片(未示出)的搭配模式下，匹配适当的导光部设计，此时由导光板的出光面射出光的预定射出角度优选地被控制35度 65度时，可使显示亮度最亮。上述由出光面射出光的预定射出角度指的均是光强度峰值(peak)的部分。
当漏光L1(漏光L1示出于图2)接触到导光部，例如是导光部120、132、138、140、142、144、148、154、158、184、186、188或194后，导光部引导漏光L1射出出光面114。其中，漏光L1射出出光面114的方向与出光面的垂直线LN间的夹角为0度，漏光L1射出出光面114的方向与出光面垂直，以使漏光L1以垂直于第一增亮膜122的方向射出第一增亮膜122并射向显示面板102。
第三实施例 请参照图13，其示出依照本发明的第三实施例的显示装置的示意图。第三实施例与第一实施例不同之处在于，第三实施例的背光模块402较第一实施例的背光模块104省去第一增亮膜122与第二增亮膜126其中一者。本实施例是以省去第二增亮膜126为例作说明。其它相同之处沿用相同标号，在此不再赘述。 在第一增亮膜122与扩散膜124的搭配模式下，若由出光面114射出光的预定射出角度A1被控制介于15度 45度之间时，可使漏光L1以垂直于反射式偏光片302的方向射出第一增亮膜122并射向显示面板102。如此，显示亮度最亮。上述由出光面114射出光的预定射出角度A1指的是光强度峰值(peak)的部分。 当漏光L1接触到导光部，例如是导光部120、132、138、140、142、144、148、154、158、184U86、188或194后，导光部引导漏光L1(漏光L1示出于图2)射出出光面114。其中，漏光L1射出出光面114的方向与出光面的垂直线TN间的夹角介于15度 45度之间，以使漏光Ll以垂直于第一增亮膜122的方向射出第一增亮膜122并射向显示面板102。
本发明上述实施例所公开的背光模块及应用其的显示装置，具有多项优点，以下仅列举部分优点说明如下 (1)本实施例不需要传统外框上的反射片，故节省了反射片的相关成本，例如材料成本、设计成本、制造成本及贴附反射片的成本等。 (2)导光部除了可将漏光反射回导光板外，并可引导漏光以一预定射出角度射出导光板，以满足光学膜的光学需求。 (3)本实施例的导光部并不受光学膜的数目所限制。例如，无论是第一实施例、第二实施例及第三实施例的增亮膜的数目及扩散膜的数目的变化，本发明的导光部均能满足其光学需求。 综上所述，虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
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权利要求
一种背光模块，邻近一显示装置的一显示面板设置，该背光模块包括一导光板，具有一入光面、一出光面与相对的一反射面，该出光面面向该显示面板；一光源，邻近该入光面设置，用以发射光线进入该导光板；以及一外框，具有一外框表面及多个导光部，该外框表面面向该导光板的该反射面，该些导光部设置于该外框表面，使由该反射面漏出的光线接触到该些导光部后，被引导重新进入该导光板并由该出光面射出；其中，该外框的材质为对光线的反射率为65％～100％的材质，且由该出光面射出的光的方向与该出光面的一垂直方向之间夹有一预定射出角度。
2. 根据权利要求2所述的背光模块，其中各该导光部的截面形状为一三角形，且该三 角形的一顶点的顶角介于30度 175度之间。
3. 根据权利要求2所述的背光模块，其中各该导光部为一凹槽，该顶点朝向远离该反 射面的方向。
4. 根据权利要求1所述的背光模块，其中各该导光部的截面形状为一梯形，该梯形的 一侧边与该梯形的底边间的夹角介于5度 90度之间。
5. 根据权利要求1所述的背光模块，其中各该导光部为一凹槽且截面形状为一梯形， 该梯形的一侧边与该梯形的底边间的夹角介于90度 175之间。
6. 根据权利要求1所述的背光模块，其中各该导光部的截面形状为一多边形。
7. 根据权利要求1所述的背光模块，其中各该导光部的截面轮廓的一部分为一曲线， 宽度与高度的比值介于0. 1与10之间。
8. 根据权利要求1所述的背光模块，其中该外框表面为一曲面，且该导光板的该反射 面为一曲面。
9. 一种显示装置，包括 一显示面板，用以显示一画面；以及 一背光模块，邻近该显示面板设置，该背光模块包括一导光板，具有一入光面、一出光面与相对的一反射面，该出光面面向该显示面板； 一第一增亮膜，邻近该导光板的该出光面设置； 一扩散膜，位于该导光板与该第一增亮膜之间；一光源，邻近该导光板的该入光面设置，用以发射光线进入该导光板；及一外框，具有一外框表面及多个导光部，该外框表面面向该导光板的该反射面，该些导光部设置于该外框表面，该外框的材质对光线的反射率为65% 100% ;其中，由该出光面射出的光的方向与该出光面的一垂直方向之间的一预定射出角度介 于0度 65度之间，包括0度与65度。
10. 根据权利要求9所述的显示装置，还包括一第二增亮膜，位于该第一增亮膜与该扩 散膜之间。
全文摘要
一种背光模块及应用其的显示装置。背光模块为邻近一显示装置的一显示面板。背光模块包括一导光板、一光源及一外框。导光板具有一入光面、一出光面与相对的一反射面。出光面面向显示面板。光源邻近于导光板的入光面，用以发射一光线。外框具有一外框表面及一导光部。导光部设置于外框表面，用以当光线的一部分接触到导光部后，引导部分的光线射出出光面。其中，部分的光线射出出光面的方向与出光面的垂直线之间夹有一预定射出角度。
文档编号F21V8/00GK101749561SQ20081018844
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者叶志庭, 萧文佳, 邱绽纬, 黄俊智, 黄国瑞, 黄文孝 申请人:胜华科技股份有限公司