CN100399141C - 背光组件 - Google Patents

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Abstract

一种背光组件。该背光组件包括第一导光板、第二导光板以及多个发光源。第一导光板具有第一侧面。第二导光板具有入射面及出射面，且至少由一第一介质层及一第二介质层所组成，而第一及第二介质层排列于入射面与入射面之间且具有不同的折射率。多个发光源对应入射面配置。这些发光源所发射的光透过入射面进入第二导光板，并透过出射面由第二导光板射出。来自第二导光板的光透过第一侧面进入第一导光板。

Description

背光组件
技术领域
本发明有关于一种背光组件，特别是有关于一种背光组件，该背光组件适用于液晶显示器中，利用具有两介质层的混合导光板将不同颜色的光源作混合。
背景技术
随着半导体制造以及平面显示器技术的进步，液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)等显示装置，已可应用于各种不同的电子产品，例如移动电话(Cellular Telephone)、数字相机(Digital Camera)以及个人数字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)等信息产品。这类的产品通常会在不同明暗程度的环境中使用，为了让显示在LCD屏幕上的影像拥有更佳的能见度，LCD需要一背光(backlight)源，也就是位于LCD面板背面的光源。传统液晶显示器中，以冷阴极管(Cold Cathode Fluorescent Tube，此后称CCFL)作为背光源，其所发射的光为白光。然而，由于小管径的CCFL制造难度高，使得CCFL则被限制于应用在小型电子产品的液晶显示装置。此外，CCFL也具有需高电压点灯、较耗电量大、电磁干扰以及使用水银所造成环保问题等缺点。
因此，开发了以发光二极管(Light Emitting Diodes，此后称LED)作为LCD的背光源。LED背光源一般可分为两类型，其一是直接以白光LED作为背光源，但白光LED的成本高；另一则是以红、绿、蓝三色的LED作为背光源，将红、绿、蓝三色的LED所发射的红光、绿光、蓝光混合而后产生白光。当使用红、绿、蓝三色的LED作为背光源时，LCD的背光组件则需要有混合三色光的光学构件来将红光、绿光、蓝光混合。
如『Yourii Martynov et al，”High-efficiency Slim LED Backlight Systemwith Mixing Light Guide”，2003 SID Digest，pp.1259-1261』(的后称作公知技术)，其公开一种具有混合导光板的高效率轻薄LED背光系统。图1是表示该LED背光系统的截面图。如图1所示，该背光系统主要包括多个LED、90°反射镜10、混合导光板11、180°反射镜12、主导光板13。其中，多个LED配置成一列，且多个LED包括红、绿、蓝三色的LED，在图1中的截面图中，则是表示其中的一个LED D11。多个LED所发射的红光、绿光、蓝光透过90°反射镜10反射至混合导光板11。进入混合导光板11的红光、绿光、蓝光经由混合导光板11的反射面而改变其前进方向。通过在混合导光板11中连续地改变光的前进方向，红光、绿光、蓝光则可以充分地混合成白光。混合的白光由混合导光板11射出，再透过180°反射镜12反射至主导光板13。主导光板13则将混合的白光转换成面光源并传送至后端的光学构件，最后传送至LCD面板。
然而，在上述公知技术中，由于光的直向性，若要改变光的前进方向，必须等到光接触到混合导光板11的反射面，才会发生方向改变。因此，要使红光、绿光、蓝光能充分混合，混合导光板11的长度，即混光距离，必须足够长。根据该公知技术，其混合导光板11要达到大约75mm，才能使红光、绿光、蓝光能充分混合成白光。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明主要目的在于提供一种背光组件，用以使红、绿、蓝三色的LED所发出的三色光能均匀的混合成白光，且该背光组件具有较小的体积。
为获致上述的目的，本发明提出一种背光组件，包括第一导光板、第二导光板以及多个发光源。第一导光板具有第一侧面。第二导光板具有入射面及出射面，且至少由一第一介质层及一第二介质层所组成，而第一及第二介质层交错排列于入射面与入射面之间且具有不同的折射率。多个发光源对应入射面配置。等发光源所发射的光透过入射面进入第二导光板，并透过出射面由第二导光板射出。来自第二导光板的光透过第一侧面进入第一导光板。
附图说明
图1是表示公知背光组件的截面示意图。
图2是表示本发明背光组件的分解示意图。
图3是表示沿着图2的3-3切线所获取的截面示意图。
附图符号说明：
D11～LED；10～90°反射镜；11～混合导光板；12～180°反射镜；13～主导光板。
D21...D2n～LED；2～背光组件；20～灯罩；21～混合导光板；21i～入射面；21e～出射面；211、212、213、214～反射板；22～反射板；23～导光板；23b～背侧面；231～反射层；24～外框；M1、M2～介质层
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图，作详细说明如下：
图2是表示本发明背光组件的分解图。图3是表示沿着图2的3-3切线所获取的截面示意图，且只表示LED D21。参阅图2及图3，该背光组件2具有多个LED D21至D2n、灯罩20、混合导光板21、反射板22、导光板23以及外框24(表示于图3)。其中，LED D21至D2n置于灯罩20内排列成一列，且包括红、绿、蓝三色的LED。混合导光板21置于导光板23的下方。混合导光板21的四个侧面分别覆盖反射层211、212、213及214。导光板23的背侧面23b具有反射层231。来自LED D21至D2n的红光、绿光、蓝光由混合导光板21的入射面21i进入混合导光板21，并在混合导光板21内混合成白光。混合的白光由混合导光板21的出射面21e射出至反射板22，再由反射板22反射至导光板23。导光板23将来自混合导光板21的混合白光转换成面光源。在此需注意的是，本发明的混合导光板21非如公知技术那样单一材质，混合导光板21是由两不同的介质层交错排列所组成。
参阅图3，外框24包覆LED D21至D2n、灯罩20、混合导光板21、反射板22以及导光板23。混合导光板21是由介质层M1及M2所交错排列所组成。本发明实施例中，介质层M1的材质为聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)，俗称压克力，其折射率约为1.49；而介质层M2则为真空，其折射率约为1。
在图3中，仅表示LED D21至D2n其中的一者，即LED D2。灯罩20部分地覆盖LED D21至D2n，且灯罩20具有反射内表面(未表示)。由LED D21至D2n所发射的红光、绿光、蓝光由混合导光板21的入射面21i进入混合导光板21。当三色光进入混合导光板21后，会交错地经过介质层M1及M2，由于介质层M1及M2的折射率不同，光由介质层M1进入介质层M2时会发生射折；此外，光由介质层M2进入介质层M1时也会发生折射。因此，在较短的混合导光板21内，光可以通过交错进入介质层M1及M2达到多次折射，以改变光的前进方向，进而使三色光充分地混合成白光。混合的白光由混合导光板21的出射面21e射出至反射板22，再由反射板22反射至导光板23。导光板23将来自混合导光板21的混合白光转换成面光源。
为了能有效地利用LED D21至D2n所发射的光，灯罩20具有反射内表面，当用LED D21至D2n发射光时，部分的光可由灯罩20的反射内表面而反射进入混合导光板21。此外，为了避免漏光，在混合导光板21的四个侧面分别覆盖反射层211、212、213及214，当在混合导光板21内的光，接触到反射层211、212、213及214时，能再反射回介质层M1或M2。外框24的内表面也具有反射层。在本发明中，反射层231与反射板212可以为同一构件或是一体成形。
本发明实施例中，介质层M1及M2是以PMMA以及真空为例，在实际的应用上，介质层M1及M2可以分别为两不同折射率的材质。
根据本发明的背光组件2，由于混合导光板21是由两具有不同折射率的介质层M1及M2所组成，红光、绿光、蓝光可在混合导光板21中，借助每经过两介质层的接口而发生折射现象以增加三色光混合的机率。因此，较短的混合导光板21即可使三色光充分地混合成白光，使得三色的混光距离较短，减少了背光组件2的体积。
本发明虽以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当然可做些允许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求书范围所界定的为准。

Claims (10)

1.一种背光组件，包括：
一具有一第一侧面的第一导光板；
一第二导光板，该第二导光板具有一入射面及一出射面，且至少由一第一介质层及一第二介质层所组成，其中，该第一及第二介质层交错排列于该入射面与该出射面之间，且具有不同的折射率；以及
多个对应该入射面配置的发光源，其中这些发光源所发射的光，透过该入射面进入该第二导光板，并透过该出射面由该第二导光板射出，且来自该第二导光板的光透过该第一侧面进入该第一导光板。
2.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于：还包括一反射板，该反射板对应该第一侧面及该射出面配置，用以将来自该第二导光板的光反射至该第一导光板。
3.如权利要求2所述的背光组件，其特征在于：这些发光源所发射的光，由该入射面进入该第二导光板且由该出射面射出至该反射板，并由该反射板反射而由该第一侧面进入该第一导光板。
4.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于：该第一介质层与该第二介质层以由该入射面朝向该出射面的方向依序配置。
5.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于：当该第二导光板具有多个该第一介质层与该第二介质层时，这些第一导光层与这些第二导光层以由该入射面朝向该出射面的方向交错配置。
6.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于：该第二导光板及这些发光源配置于该第一导光板的下方，且该第一侧面对应该出射面。
7.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于：该第一导光板具有一背侧表面，且该背侧表面具有反射层。
8.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于：除了该入射面及该出射面以外的该第二导光板的多个侧面的表面，分别具有反射层，用以确保由该第二导光板所传送的光，由该入射面进入而由该出射面射出。
9.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于：还包括一用以部分覆盖这些发光源的灯罩，且该灯罩具有反射内表面，用以将这些发光源所发射的光，反射至该第二导光板。
10.如权利要求1所述的背光组件，其特征在于：该第一及第二介质层分别为聚甲基丙烯酸甲酯及空气。
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