專利名稱：背光模塊及顯示裝置的制作方法
背光模塊及顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模塊及顯示裝置，特別是涉及一種可改善色偏問題的背光模 塊及顯示裝置。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(Liquid Crystal Display, IXD)已被廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中， 液晶顯示器大部分為背光型液晶顯示器，其是由液晶顯示面板及背光模塊(backlight module)所組成。背光模塊可依照光源入射位置的不同分成側(cè)向式入光(Side-light type) 與直下式入光(Direct-lighht type)兩種，以便提供背光源至液晶顯示面板。由于發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode, LED)具有低耗電量、低發(fā)熱量、操作壽 命長、耐撞擊、體積小、反應(yīng)速度快、以及可發(fā)出穩(wěn)定波長的色光等良好光電特性，因而適合 應(yīng)用于背光模塊的光源。然而，不同光色的發(fā)光二極管會(huì)具有不同的發(fā)光效率，例如一般的綠光發(fā)光二極 管的發(fā)光效率會(huì)低于紅光、藍(lán)光發(fā)光二極管的發(fā)光效率。因此，當(dāng)利用不同光色的發(fā)光二極 管來進(jìn)行混合成白光時(shí)，容易發(fā)生光色偏差的問題。為了改善上述問題，一種改善方式是增加發(fā)光效率較低的發(fā)光二極管的設(shè)置數(shù) 量，例如增加綠光發(fā)光二極管的設(shè)置數(shù)量。然而，此種方式容易增加發(fā)光二極管的成本以及 發(fā)熱量。另一種改善方式是改善發(fā)光二極管的設(shè)置位置，例如將綠光發(fā)光二極管設(shè)置于最 靠近背光模塊的導(dǎo)光板的出光面(也就是導(dǎo)光板的上表面)的位置。然而，此種方式仍無 法有效改善光色偏差的問題。故，有必要提供一種背光模塊及顯示裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種背光模塊，所述背光模塊包括導(dǎo)光板；基座，設(shè)置于所述導(dǎo)光板的一側(cè)，其中所述基座具有底面、第一設(shè)置面及第二設(shè)置 面，所述第一設(shè)置面和所述第二設(shè)置面是相對(duì)于所述底面；第一發(fā)光二極管，設(shè)置于所述基座的所述第一設(shè)置面上；以及第二發(fā)光二極管，設(shè)置于所述基座的所述第二設(shè)置面上，其中所述第一發(fā)光二極 管的發(fā)光效率是低于所述第二發(fā)光二極管，且所述第一發(fā)光二極管與所述底面之間的距離 是大于所述第二發(fā)光二極管與所述底面之間的距離。本發(fā)明的另一目的在于提供一種顯示裝置，所述顯示裝置包括顯示面板；以及背光模塊，包括導(dǎo)光板；
基座，設(shè)置于所述導(dǎo)光板的一側(cè)，其中所述基座具有底面、第一設(shè)置面及第二設(shè)置 面，所述第一設(shè)置面和所述第二設(shè)置面是相對(duì)于所述底面；第一發(fā)光二極管，設(shè)置于所述基座的所述第一設(shè)置面上；以及第二發(fā)光二極管，設(shè)置于所述基座的所述第二設(shè)置面上，其中所述第一發(fā)光二極 管的發(fā)光效率是低于所述第二發(fā)光二極管，且所述第一發(fā)光二極管與所述底面之間的距離 是大于所述第二發(fā)光二極管與所述底面之間的距離。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述背光模塊還包括第三發(fā)光二極管，設(shè)置于所述基座 的第三設(shè)置面上，其中所述第一發(fā)光二極管的發(fā)光效率是低于所述第三發(fā)光二極管，且所 述第一發(fā)光二極管與所述底面之間的距離是大于所述第三發(fā)光二極管與所述底面之間的距離。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一發(fā)光二極管為綠光發(fā)光二極管，所述第二發(fā)光 二極管為紅光發(fā)光二極管或藍(lán)光發(fā)光二極管。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述基座是以高導(dǎo)熱性的金屬材料所制成。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述基座具有凸部，所述第一設(shè)置面是形成于所述凸部 的頂面上，而所述第二設(shè)置面是形成于所述凸部的一側(cè)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述基座具有凸部，所述第一設(shè)置面是形成于所述凸部 的頂面上，而所述第二設(shè)置面是形成于所述凸部的側(cè)壁上。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述導(dǎo)光板具有側(cè)入光面，其為為一平面。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述導(dǎo)光板具有側(cè)入光面，其形成為U形凹部、V形凹部 或弧形凹部結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述弧形凹部結(jié)構(gòu)的弧形曲率半徑(r)是依據(jù)公式r = ((h/2)2+ (r-d+h/2tan θ )2)0.5 ；其中h為所述導(dǎo)光板的厚度，d為所述第一發(fā)光二極管與側(cè)入光面之間的距離，而 所述第一發(fā)光二極管的光源視角為2 θ。本發(fā)明的背光模塊和顯示裝置可依據(jù)發(fā)光二極管的發(fā)光效率來改變不同光色的 發(fā)光二極管與導(dǎo)光板之間的耦光距離，以補(bǔ)償?shù)桶l(fā)光效率的發(fā)光二極管的光強(qiáng)度，而可改 善背光模塊的色偏問題。且相較于現(xiàn)有的色偏改善方法，本發(fā)明的背光模塊可使用較少的 發(fā)光二極管來達(dá)到光色均勻的效果，因而可減少不必要的成本和能量耗費(fèi)。再者，本發(fā)明的 背光模塊可利用導(dǎo)光板的設(shè)計(jì)來進(jìn)一步提升發(fā)光二極管的耦光效率。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合所附圖式，作 詳細(xì)說明如下

圖1顯示依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的背光模塊與顯示面板的局部剖面示意圖；圖2顯示依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的基座與發(fā)光二極管的剖面示意圖；圖3顯示依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的基座與發(fā)光二極管的剖面示意圖；圖4Α至圖4C顯示依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的背光模塊的局部剖面示意圖；以及圖5顯示依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的導(dǎo)光板的局部剖面示意圖。具體實(shí)施方式
以下各實(shí)施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發(fā)明可用以實(shí)施的特定實(shí)施 例。本發(fā)明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「側(cè) 面」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發(fā)明，而非用 以限制本發(fā)明。在圖中，結(jié)構(gòu)相似的單元是以相同標(biāo)號(hào)表示。請(qǐng)參照?qǐng)D1，其顯示依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的背光模塊與顯示面板的局部剖面 示意圖。本實(shí)施例的背光模塊100可例如為側(cè)向式入光的背光模塊，其相對(duì)于一顯示面板 101 (例如液晶顯示面板)來設(shè)置，而形成一顯示裝置(例如液晶顯示裝置)。背光模塊100 包括有背板110、基座120、導(dǎo)光板130、反射層140、光學(xué)膜片150、第一發(fā)光二極管160、第 二發(fā)光二極管170及第三發(fā)光二極管180。背板110可由不透光材料所制成，例如為塑化材 料、金屬材料或上述材料的組合?；?20、導(dǎo)光板130、反射層140及光學(xué)膜片150是承載 于背板110上，基座120可設(shè)置于導(dǎo)光板130的一側(cè)或相對(duì)兩側(cè)，用以設(shè)置發(fā)光二極管160、 170及180，發(fā)光二極管160、170及180可側(cè)向發(fā)光至導(dǎo)光板130內(nèi)，并由導(dǎo)光板130來導(dǎo) 引出光。反射層140是設(shè)置于導(dǎo)光板130的底部，用以反射進(jìn)入導(dǎo)光板130內(nèi)的光線。光 學(xué)膜片150是設(shè)置于導(dǎo)光板130上，以改善光學(xué)效果。請(qǐng)參照?qǐng)D2，其顯示依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的基座與發(fā)光二極管的剖面示意圖。 本實(shí)施例的基座120是用以設(shè)置發(fā)光二極管160、170及180于導(dǎo)光板130的一側(cè)或相對(duì)兩 側(cè)?；?20優(yōu)選是以高導(dǎo)熱性的金屬材料所制成，以提升發(fā)光二極管160、170及180的 散熱效率，此金屬材料例如為銀、銅、銅合金、銅銀合金、鋁、鋁合金及其上述任意合金，并可 利用擠壓成型、沖壓、裁切、鑄造、機(jī)械加工、壓鑄或鍛造等方法來制造。基座120可具有底 面122、第一設(shè)置面124、第二設(shè)置面126及第三設(shè)置面128?；?20的底面122是相對(duì)于 導(dǎo)光板130，而設(shè)置面124、126及128是相對(duì)于底面122，并朝向?qū)Ч獍?30，用以設(shè)置發(fā)光 二極管160、170及180。第一設(shè)置面124是用以設(shè)置第一發(fā)光二極管160，第二設(shè)置面126 是用以設(shè)置第二發(fā)光二極管170，第三設(shè)置面128是用以設(shè)置第三發(fā)光二極管180。其中， 第一設(shè)置面124與底面122之間的距離是大于第二設(shè)置面126與底面122之間的距離，以 及大于第三設(shè)置面128與底面122之間的距離，藉此，相較于第二發(fā)光二極管170和第三發(fā) 光二極管180，位于第一設(shè)置面124上的第一發(fā)光二極管160可較靠近于導(dǎo)光板130。在本 實(shí)施例中，基座120可例如為具有T形剖面形狀的長條形基座，其具有一凸部，第一設(shè)置面 124可形成于此凸部的頂面上，而第二及第三設(shè)置面126及128可分別形成于此凸部的兩 側(cè)。如第1圖所示，本實(shí)施例的導(dǎo)光板130是設(shè)置于背板110上，并位于基座120的一 側(cè)，以導(dǎo)引基座120上的發(fā)光二極管160、170及180的光線，導(dǎo)光板130例如是利用射出成 型的方式來制成平板形結(jié)構(gòu)，其材料例如為光硬化型樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚 碳酸酯(PC)。導(dǎo)光板130可包括出光面131、光反射面132及側(cè)入光面133。出光面131是 位于導(dǎo)光板130的正面，用以允許光線由導(dǎo)光板130發(fā)出至顯示面板101，光反射面132是 位于導(dǎo)光板130的底面，且相對(duì)于出光面131。導(dǎo)光板130的側(cè)入光面133是形成于導(dǎo)光板 130的一側(cè)或相對(duì)兩側(cè)，其對(duì)應(yīng)于基座120上的發(fā)光二極管160、170及180，用以允許發(fā)光 二極管160、170及180所發(fā)出的光線可進(jìn)入導(dǎo)光板130內(nèi)。且此側(cè)入光面133可具有例如V形結(jié)構(gòu)(V-Cut)、S形波浪結(jié)構(gòu)或表面粗糙化處理(未繪示)，藉以提升光線的入射效率和 光耦合效率。在本實(shí)施例中，此側(cè)入光面133可為一平面，其垂直于光反射面132。如第1圖所示，本實(shí)施例的導(dǎo)光板130可設(shè)有導(dǎo)光結(jié)構(gòu)于光反射面132上，藉以反 射導(dǎo)引由光源120所發(fā)出的光線可由出光面131來射出，較佳為正向射出(正向出光)。導(dǎo) 光板130的導(dǎo)光結(jié)構(gòu)例如是呈連續(xù)性的V形結(jié)構(gòu)，亦即V-Cut結(jié)構(gòu)(例如是利用射出成型 或微切削成型的方式來形成)、霧面結(jié)構(gòu)(例如是利用噴砂處理來形成)、散射點(diǎn)結(jié)構(gòu)(例 如是利用網(wǎng)板印刷、激光精細(xì)加工或一體成型來形成)，藉以導(dǎo)引由側(cè)入光面133進(jìn)入導(dǎo)光 板130的光線可充分地由出光面131來射出。值得注意的是，導(dǎo)光板130的出光面131亦可具有霧面處理或散射點(diǎn)設(shè)計(jì)，藉以均 勻化導(dǎo)光板130的出光，減少出光不均(Mura)的現(xiàn)象。如第1圖所示，本實(shí)施例的反射層140例如為反射膜片或反射涂層，其具有高反射 率材料，用以反射行進(jìn)至光反射面132的光線。此高反射率材料可例如為銀、鋁、金、鉻、銅、 銦、銥、鎳、鉬、錸、銠、錫、鉭、鎢、錳、上述任意組合的合金、耐黃化且耐熱的白色反射漆料或 上述材料的任意組合，以反射光線。值得注意的是，導(dǎo)光板130的光反射面132亦可涂布此 高反射率材料，以反射入射光線，因而可進(jìn)一步取代或省略反射層140。如圖1所示，本實(shí)施例的光學(xué)膜片150可例如為擴(kuò)散片、棱鏡片、逆棱鏡片 (Turning Prism Sheet)、 ±曾畠?cè)履?BrightnessEnhancement Film, BEF)、 β 身寸 ζ ±曾畠 II (Dual Brightness Enhancement Film, DBEF) > # ^ M II ζ β. M ii τ ； >t (Diffused Reflective Polarizer Film，DRPF)或上述的任意組合，其設(shè)置于導(dǎo)光板130的出光面131 上，用以改善由導(dǎo)光板130出光的光學(xué)效果。如圖1所示，本實(shí)施例的發(fā)光二極管160、170及180是分別設(shè)置于基座120的設(shè) 置面124、126及128上。其中，第一發(fā)光二極管160的發(fā)光效率是低于第二發(fā)光二極管170 的發(fā)光效率，以及低于第三發(fā)光二極管180的發(fā)光效率。例如，第一發(fā)光二極管160為綠光 發(fā)光二極管，而第二發(fā)光二極管170和第三發(fā)光二極管180可分別為紅光發(fā)光二極管和藍(lán) 光發(fā)光二極管。在本實(shí)施例中，由于第一設(shè)置面124與底面122之間的距離是大于第二或 第三設(shè)置面126、128與底面122之間的距離，因此，第一發(fā)光二極管160與底面122之間的 距離是大于第二或第三發(fā)光二極管170、180與底面122之間的距離。再者，第一發(fā)光二極 管160優(yōu)選是設(shè)置于第二發(fā)光二極管170及第三發(fā)光二極管180之間，亦即第一發(fā)光二極 管160優(yōu)選是對(duì)位于導(dǎo)光板130的中間位置。當(dāng)設(shè)置發(fā)光二極管160、170及180于基座120的設(shè)置面124、126及128上時(shí)，多個(gè) 發(fā)光二極管160、170及180可先設(shè)置于電路板102上，而形成發(fā)光燈條(Light Bar)，再分 別將具有發(fā)光二極管160、170及180的發(fā)光燈條接合于基座120的設(shè)置面124、126及128上。因此，當(dāng)基座120上的發(fā)光二極管160、170及180發(fā)光至導(dǎo)光板130時(shí)，由于發(fā)光 效率較低的第一發(fā)光二極管160與導(dǎo)光板130之間的距離是小于第二或第三發(fā)光二極管 170,180與導(dǎo)光板130之間的距離，因而可增加第一發(fā)光二極管160的耦光效率，以補(bǔ)償?shù)?一發(fā)光二極管160的低發(fā)光效率，使得由發(fā)光二極管160、170及180所發(fā)射至導(dǎo)光板130 的不同色光可具有實(shí)質(zhì)相同的光強(qiáng)度，因而大幅改善背光模塊100的色偏問題。請(qǐng)參照?qǐng)D3，其顯示依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的基座與發(fā)光二極管的剖面示意圖。
6以下僅就本實(shí)施例與第一實(shí)施例間的相異處進(jìn)行說明，而其相似處則在此不再贅述。相較 于第一實(shí)施例，第二實(shí)施例的基座220具有凸部221、底面222、第一設(shè)置面224、第二設(shè)置面 226及第三設(shè)置面228，第一設(shè)置面224是形成于此凸部的頂面上，而第二設(shè)置面226及第 三設(shè)置面228可分別形成于此凸部221的兩側(cè)側(cè)壁上。此時(shí)，發(fā)光二極管160、170及180可 先設(shè)置于電路板102上，再分別組裝于形成于凸部221上的設(shè)置面224、226及228上。該 發(fā)光二極管170和180為側(cè)出光LED (side view LED)。 請(qǐng)參照?qǐng)D4A至圖4C，其顯示依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的背光模塊的局部剖面示 意圖。以下僅就本實(shí)施例與第一實(shí)施例間的相異處進(jìn)行說明，而其相似處則在此不再贅述。 相較于第一實(shí)施例，第三實(shí)施例的導(dǎo)光板330包括出光面331、光反射面332及側(cè)入光面 333，其中側(cè)入光面333可對(duì)于第一發(fā)光二極管160，而朝導(dǎo)光板330的內(nèi)部來凹設(shè)，而形成 U形凹部(如圖4A所示)、V形凹部(如圖4B所示)或弧形凹部結(jié)構(gòu)(如圖4C所示)，用 以進(jìn)一步提升發(fā)光二極管160、170及180的耦光效率。此側(cè)入光面333凹入導(dǎo)光板330內(nèi) 的最大深度優(yōu)選是相同于第一設(shè)置面224與第二或第三設(shè)置面126或128之間的距離。
請(qǐng)參照5，其顯示依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的導(dǎo)光板的局部剖面示意圖。在本 實(shí)施例中，當(dāng)導(dǎo)光板330的側(cè)入光面333例如呈弧形凹部結(jié)構(gòu)時(shí)，此弧形凹部結(jié)構(gòu)的弧形曲 率半徑r可依據(jù)如下公式(1)r = ((h/2)2+ (r-d+h/2tan θ )2) 5⑴其中，如圖5所示，h為導(dǎo)光板330的厚度，d為第一發(fā)光二極管160與側(cè)入光面 333之間的距離，而第一發(fā)光二極管160的光源視角為2 θ。因此，此弧形凹部結(jié)構(gòu)的弧形 曲率P可依據(jù)如下公式⑵ρ = 1/r = 1/( (h/2)2+ (r_d+h/2tan θ )2) 5 (2)由上述可知，本發(fā)明的背光模塊和顯示裝置可依據(jù)不同光色的發(fā)光二極管的發(fā)光 效率來調(diào)整發(fā)光二極管的設(shè)置位置，亦即可依據(jù)發(fā)光二極管的發(fā)光效率來改變發(fā)光二極管 與導(dǎo)光板之間的耦光距離，以補(bǔ)償?shù)桶l(fā)光效率的發(fā)光二極管(如綠光發(fā)光二極管)的光強(qiáng) 度，使得由發(fā)光二極管所發(fā)出至導(dǎo)光板內(nèi)的不同色光可具有實(shí)質(zhì)相同的光強(qiáng)度，因而可大 幅改善背光模塊的色偏問題。因此，例如由紅_綠_藍(lán)三色的發(fā)光二極管所發(fā)出的光線可 均勻地混合成一純白光，以提升發(fā)光二極管的混光效果。再者，相較于現(xiàn)有的增加低發(fā)光效 率的發(fā)光二極管的數(shù)量來改善色偏問題的方式，由于本發(fā)明的背光模塊可不需增加額外的 低發(fā)光效率的發(fā)光二極管的數(shù)量，因而可減少不必要的成本和能量耗費(fèi)。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，但上述優(yōu)選實(shí)施例并非用以限 制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與潤 飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種背光模塊，其特征在于所述背光模塊包括導(dǎo)光板；基座，設(shè)置于所述導(dǎo)光板的一側(cè)，其中所述基座具有底面、第一設(shè)置面及第二設(shè)置面，所述第一設(shè)置面和所述第二設(shè)置面是相對(duì)于所述底面；第一發(fā)光二極管，設(shè)置于所述基座的所述第一設(shè)置面上；以及第二發(fā)光二極管，設(shè)置于所述基座的所述第二設(shè)置面上，其中所述第一發(fā)光二極管的發(fā)光效率是低于所述第二發(fā)光二極管，且所述第一發(fā)光二極管與所述底面之間的距離是大于所述第二發(fā)光二極管與所述底面之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光模塊，其特征在于還包括第三發(fā)光二極管，設(shè)置于所述 基座的第三設(shè)置面上，其中所述第一發(fā)光二極管的發(fā)光效率是低于所述第三發(fā)光二極管， 且所述第一發(fā)光二極管與所述底面之間的距離是大于所述第三發(fā)光二極管與所述底面之 間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光模塊，其特征在于所述第一發(fā)光二極管為綠光發(fā)光二 極管，所述第二發(fā)光二極管為紅光發(fā)光二極管或藍(lán)光發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光模塊，其特征在于所述基座是以高導(dǎo)熱性的金屬材料 所制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光模塊，其特征在于所述基座具有凸部，所述第一設(shè)置面 是形成于所述凸部的頂面上，而所述第二設(shè)置面是形成于所述凸部的一側(cè)或是形成于所述 凸部的側(cè)壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背光模塊，其特征在于所述導(dǎo)光板具有側(cè)入光面，其為一平 面、U形凹部、V形凹部或弧形凹部結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的背光模塊，其特征在于所述弧形凹部結(jié)構(gòu)的弧形曲率半徑 ω是依據(jù)公式r = ((h/2)2+(r-d+h/2tan θ)2)0·5；其中h為所述導(dǎo)光板的厚度，d為所述第一發(fā)光二極管與側(cè)入光面之間的距離，而所述 第一發(fā)光二極管的光源視角為2 θ。
8.一種顯示裝置，其特征在于所述顯示裝置包括液晶顯示面板；以及如權(quán)利要求1至7任意一權(quán)利要求所述的背光模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種背光模塊及顯示裝置。顯示裝置包括此背光模塊和顯示面板。此背光模塊包括導(dǎo)光板、基座、第一發(fā)光二極管及第二發(fā)光二極管?；O(shè)置于導(dǎo)光板的一側(cè)，第一發(fā)光二極管設(shè)置于基座的第一設(shè)置面上，第二發(fā)光二極管設(shè)置于基座的第二設(shè)置面上。第一發(fā)光二極管與基座的底面之間的距離是大于第二發(fā)光二極管與基座的底面之間的距離。本發(fā)明可改善色偏問題，并可提升發(fā)光二極管的耦光效果。
文檔編號(hào)F21V19/00GK101922660SQ20101023818
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者鄭巍巍, 郭儀正 申請(qǐng)人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司