CN103511925A - 薄型直下式背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄型直下式背光模块，包括多个发光二极管、一导光板及多个光学薄膜片。导光板包括一入光底面、一出光顶面与多个反光结构，发光二极管设于入光底面，出光顶面相对于入光底面。所述多个反光结构形成于出光顶面并朝向入光底面的方向凹陷，发光二极管位于反光结构下方且逐一对应。每一个光学薄膜片具有多个穿孔，且逐一对应配置于所述反光结构上。光学薄膜片具有一遮光层，遮光层贴合导光板，且面向所对应的反光结构。本发明同时具有侧光式背光模块厚度薄的优点与直下式背光模块成本低的优点，而且能提供均匀的面光源。

Description

薄型直下式背光模块

技术领域

本发明涉及一种背光模块，尤其涉及一种直下式背光模块。

背景技术

传统的液晶显示器的背光模块是配置于液晶面板背面，以提供液晶面板所需的显示光源。背光模块依光源位置可分为“侧光式”及“直下式”设计，其中“直下式”设计的背光模块渐渐地采用多个发光二极管作为光源，以取代传统的白热灯管或荧光灯管。当发光二极管作为光源时，通常是预留一段展光距离，再设置于液晶面板的下方，以提供液晶面板均匀的出光源，所以“直下式”设计的背光模块会很厚。“侧光式”背光模块的架构是从侧面入光，所以会比较薄；但是要使用的发光二极管颗数至少是同尺寸的“直下式”背光模块的2.5倍。

因此，若能直接将发光二极管贴合在导光板的背面，就可以具有上述两者的优势。但实际上，直接贴合时，光线的强度在正视角方向（也就是发光二极管发光面的法线方向）上会最强，所以需以导光板上的展光结构将发光二极管正视角方向的光线朝侧面反射，但展光结构的展光能力终究有极限，所以在发光二极管直接贴合导光板位置的正投影区域，仍然会形成一个亮点，造成面光源表面亮度不均匀。

发明内容

为了解决现有技术不能同时具有侧光式背光模块厚度薄的优点与直下式背光模块成本低的优点，本发明提供了一种薄型直下式背光模块，以在整合侧光式背光模块厚度薄的优点与直下式背光模块成本低的优点的同时，仍能提供均匀的面光源。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种薄型直下式背光模块，包括多个发光二极管、一导光板及多个光学薄膜片。导光板包括一入光底面、一出光顶面与多个反光结构，发光二极管设于入光底面，出光顶面相对于入光底面。所述多个反光结构形成于出光顶面并朝向入光底面的方向凹陷，发光二极管位于反光结构下方且逐一对应。每一个光学薄膜片具有多个穿孔，且逐一对应配置于所述反光结构上。光学薄膜片具有一遮光层，遮光层贴合导光板，且面向所对应的反光结构。

较佳地，上述的穿孔的排列密度是随着远离每个光学薄膜片的周缘而提高；换句话说，穿孔的排列密度是由中央朝向周缘而递减。至于密度变化的具体参数，则应配合反光结构对于发光二极管所提供的光型的反射能力来调整。简单的说，若反光结构把发光二极管所提供的光线展得比较开，穿孔的排列密度变化就可以比较和缓；穿孔的排列密度是一个可控的参数，用来搭配反光结构，调整通过光学薄膜片的光量，进而在出光正面提供均匀光强度的面光源。

较佳地，光学薄膜片本身包括多个透光层跟遮光层；遮光层本身就有一定的厚度存在，否则不能达到遮光的目的。但值得注意的是，透光层贴合于遮光层上，且具有相当的厚度，例如遮光层的厚度相同于透光层的厚度。也就是说，透光层的存在可以让光线不会直接从遮光层中的穿孔投射出来而形成针尖状的小亮点；光线在通过遮光层中的穿孔后，会在透光层被散射，进而延长了光线的传递路径，产生雾化的效果。

从材料选择的角度来看，较佳地，遮光层是黑色遮光胶体或灰色遮光胶体。值得注意的是，遮光层存在的目的虽然是避免发光二极管的光线，大量从反光结构直接冲出，形成亮点；但遮光层的选用不建议使用银色或白色反光材料，因为反光材料会造成光线从出光面再次反射进入导光板，最终会在光学薄膜片边缘形成一圈亮线，破坏整体均匀度。

本发明还提供了一种薄型直下式背光模块，在整合侧光式背光模块厚度薄的优点与直下式背光模块成本低的优点时，直接用印有特殊设计的扩散片，来实现前述的均匀面光源。

一种薄型直下式背光模块，用以提供均匀出光强度的平面光源。所述薄型直下式背光模块包括多个发光二极管、一导光板、一扩散片及多个遮光网点图块。导光板包含入光底面与出光顶面，发光二极管设于入光底面，出光顶面相对于入光底面。反光结构形成于出光顶面并朝向入光底面的方向凹陷，发光二极管位于这些反光结构下方且逐一对应。扩散片位于出光面上方，遮光网点图块设置于扩散片下方；每一遮光网点图块具有多个透光孔，遮光网点图块逐一对应配置于所述反光结构上，且面向所对应的反光结构。

较佳地，上述的透光孔的排列密度是随着远离每个遮光网点图块的周缘而提高；换句话说，穿孔的排列密度是由中央朝向周缘而递减。至于密度变化的具体参数，则应配合反光结构对于发光二极管所提供的光型的反射能力来调整。

较佳地，所述薄型直下式背光模块还包括一透光层，设置于扩散片与遮光网点图块间，且具有相当的厚度，例如遮光层的厚度相同于透光层的厚度。从采购料件的角度来看，前述遮光网点图块与透光层可以视为扩散片的一部分；也就是说，一片扩散片从上到下，分别是混有散射例子的扩散层、透光层，以及例如用网点印刷方式，设计在扩散片底面的遮光网点图块。

本发明的积极进步效果在于：所述薄型直下式背光模块整合侧光式背光模块厚度薄的优点与直下式背光模块成本低的优点的同时，仍能提供均匀的面光源。

附图说明

图1为本发明的实施例1的薄型直下式背光模块的剖视图。

图2为本发明的实施例1的另一薄型直下式背光模块的剖视图。

图3为本发明的实施例1的薄型直下式背光模块的俯视图。

图4为本发明的实施例2的薄型直下式背光模块的剖视图。

图5为本发明的实施例3的薄型直下式背光模块的剖视图。

附图标记说明：

1、1A、1B薄型直下式背光模块

3导光板

320入光底面

3200微结构

322出光顶面

326、326B反光结构

3260侧壁

3262B第一线段

3264B第二线段

35空气间隙

5发光二极管

7光学薄膜片

70遮光层

72穿孔

74、82透光层

8遮光网点图块

80透光孔

9扩散膜

具体实施方式

请参考附图所示，本发明的额外目的、特征及优点将透过多个较佳实施方式阐释性及非限制性详细描叙予以更好地理解。

实施例1

配合参阅图1，为本发明的实施例1的薄型直下式背光模块的剖视图。所述薄型直下式背光模块1用以提供液晶面板（未图标）显示时所需的光源，所述薄型直下式背光模块1包含一导光板3、复数个发光二极管5以及复数个光学薄膜片7。

导光板3通常是使用聚甲基丙烯酸甲脂（Polymethylmethacrylate，PMMA）或聚苯乙烯（Polystyrene，PS）所制得的具有均匀厚度且可透光的矩形结构，但导光板3的制作材料也不排除使用其他具有透光性质的树脂材料制成，例如：丙烯酸树脂（Acrylic Resin）、环烯烃聚合物（COC）、聚碳酸酯（PC）或硅胶（Silicone）。

导光板3包含一入光底面320、一出光顶面322以及复数个反光结构326。发光二极管5设于入光底面320，出光顶面322相对于入光底面320。在本实施例中，入光底面320及出光顶面322为导光板3具有较大面积的两个相对平面。

所述反光结构326形成于出光顶面322并朝向入光底面320的方向凹陷，发光二极管5位于所述反光结构326下方且逐一对应。从反光结构326的侧剖面来看，反光结构326由两个侧壁3260所构成，这两个侧壁3260在反光结构326底部形成夹角约为100至140度，且较佳地，这两个侧壁3260在反光结构326底部形成夹角为120至130度。参阅图3，从反光结构326的俯视角度来看，反光结构326的开口大致呈圆形，但也不排除为其他形状。所述反光结构326可以引导光线朝导光板3的侧面发散，降低从反光结构326直冲向上的光线。

所述入光底面320上形成有图案状的微结构3200，所述微结构3200对应设于反光结构326下方的周边，通过调整所述微结构3200的排列密度变化及结构深度变化可以微调由出光顶面322的出光量。所述微结构3200可以呈周期性或非周期性地布设在入光底面320，且在本实施例中，所述微结构3200是朝向出光顶面322的方向呈圆弧状凹陷的结构，在实际实施时，所述微结构3200也可以是朝向相反于出光顶面322的方向凸起的结构，当然，所述微结构3200的外型可以为三角形、四边形或其他几何形状。

光学薄膜片7逐一对应配置于所述反光结构326上。在本实施例中，光学薄膜片7可以是一面吸光且一面反光的双面贴纸，具体而言，双面贴纸反光的一面是银色或白色的材质，覆有离型纸与胶层，吸光的一面是黑色的材质，也覆有离型纸与胶层；使用时，将黑色吸光面的离型纸撕去，利用胶层直接粘贴在反光结构326上，此时光学薄膜片7的周缘与侧壁3260结合，且光学薄膜片7与侧壁3260间隔有一空气间隙35。光学薄膜片7可以是如图2所示，裁剪成略小于反光结构326的截面积，贴在反光结构326上而中央处朝导光板32的方向弯曲。光学薄膜片7也可以是略大于反光结构326的截面积，使用时与出光顶面322平行结合。

每一光学薄膜片7具有一遮光层70，遮光层70贴合于导光板3，且面向所对应的反光结构326，且多个穿孔72分布于遮光层70中，例如前述黑色吸光面。由此引申，遮光层70可以是黑色或灰色遮光材料覆以胶体，通过吸收发光二极管5发出的部分光线，避免发光二极管5发出的光线大量从反光结构326冲出，形成亮点。在此要说明的是，遮光层70的选用不建议使用银色或白色等具有反光效果的材料，因为具有反光效果的材料会造成光线从出光顶面322再次反射进入导光板3，而在光学薄膜片7边缘形成一圈亮线，破坏薄型直下式背光模块1的整体均匀度。

所述穿孔72的排列密度是随着远离每个光学薄膜片7的周缘而提高；也就是穿孔72的排列密度是由中央向周缘而递减。所述穿孔72用来调整通过光学薄膜片7的光量，进而在出光顶面322提供均匀光强度的面光源。

此外，薄型直下式背光模块1还包含复数个透光层74，每一透光层74是每一光学薄膜片7的一部分，所述透光层74贴合于遮光层70上，并具有预定厚度，例如前述双面贴纸反光的一面以胶层贴合透明离型纸，离型纸本身若不予撕除，即可成为透光层74。当然，为确保透光层74贴合于遮光层70上且不因外力分离，仅以前述离型纸为例，不是实际量产时的方案，而应采用在透明薄膜上涂布双面材料的方式，来制作光学薄膜片7，实现透光层74与遮光层70。在本实施例中，透光层74的厚度相同于遮光层70的厚度。透光层74可以避免光线直接从遮光层70中的穿孔72射出，形成针尖状的小亮点；并且，光线在通过遮光层70的穿孔72后，会在透光层74被散射，使光线的传递路径延长而使产生雾化光线的效果。如此一来，就可以避免在发光二极管正投影的位置产生明显亮点。

在此要说明的是，所述穿孔72可以是利用镭射穿孔技术而形成在光学薄膜片7上。镭射加工技术是利用镭射的能量熔化特定位置的光学薄膜片7，使形成所述穿孔72。在熔化光学薄膜片7的过程中，可以让透光层74及遮光层70的穿孔72处形成熔融现象，有效地避免透光层74及遮光层70产生剥离现象，进而提高透光层74及遮光层70间的结合强度。

实施例2

配合参阅图4，为本发明的实施例2的薄型直下式背光模块的剖视图。所述薄型直下式背光模块用以提供液晶面板（未图标）显示时所需的光源，所述薄型直下式背光模块1A包含一导光板3、复数个发光二极管5、多个遮光网点图块8及一扩散片9。

导光板3通常是使用聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）或聚苯乙烯（PS）所制得的具有均匀厚度且可透光的矩形结构。导光板3包含一入光底面320、一出光顶面322以及复数个反光结构326。发光二极管5设于入光底面320，出光顶面322相对于入光底面320，在本实施例中，入光底面320及出光顶面322为导光板3具有较大面积的两个相对平面。

所述反光结构326形成于出光顶面322并朝向入光底面320的方向凹陷，发光二极管5位于所述反光结构326下方且逐一对应。从反光结构326的侧剖面来看，反光结构326由两个侧壁3260所构成，这两个侧壁3260在反光结构326底部形成夹角约为100至140度，且较佳地，这两个侧壁3260在反光结构326底部形成夹角为120至130度。从反光结构326的俯视角度来看，反光结构326的开口大致呈圆形。所述反光结构326可以引导光线朝导光板3的侧面发散，降低从反光结构326直冲向上的光线。

所述入光底面320上形成有图案状的微结构3200，所述微结构3200对应设于反光结构326下方的周边，通过调整所述微结构3200的排列密度变化及结构深度变化微调由出光正面的出光量。所述微结构3200可以呈周期性或非周期性地布设在入光底面320，且在本实施例中，所述微结构3200是朝向出光顶面322的方向呈圆弧状凹陷的结构，在实际实施时，所述微结构3200也可以是朝向相反于出光顶面322的方向凸起的结构，当然，所述微结构3200的外型可以为三角形、四边形或其他几何形状。

扩散片9位于出光顶面322上方，遮光网点图块8设置于扩散片9下方。每一遮光网点图块8具有多个透光孔80，遮光网点图块8逐一对应配置于所述反光结构326上，且面向所对应的反光结构326。

所述透光孔80的排列密度是随着远离每个遮光网点图块8的周缘而提高，也就是透光孔80的排列密度是由中央向周缘而递减。在此要说明的是，所述透光孔80的密度变化主要依据反光结构326对于发光二极管5所提供的光型的反射能力来调整。所述透光孔80用来调整通过遮光网点图块8的光量，进而在出光顶面322提供均匀光强度的面光源。

再者，薄型直下式背光模块1还包含复数个透光层82，所述透光层82设置于扩散片9与遮光网点图块8间，并具有预定厚度。在本实施例中，透光层82的厚度相同于遮光网点图块8的厚度。透光层82可以避免光线直接从遮光网点图块8中的透光孔80射出，形成针尖状的小亮点；并且，光线在通过遮光网点图块8的透光孔80后，会在透光层82被散射，使光线的传递路径延长而使产生雾化光线的效果。

在此要说明的是，所述遮光网点图块8与透光层82可以视为扩散片9的一部分；换句话说，一片扩散片9从上到下分别是混有散射粒子的扩散层、透光层，以及例如使用网点印刷方式，设计在扩散片9底面的遮光网点图块8。由此看来，因为遮光网点图块8是被印刷形成在扩散片9的底面，所以在实际组装量产时，即不需如前述图1的架构，逐一针对多个反光结构326加工光学薄膜片7，而是直接将相匹配的扩散片9覆盖于已形成反光结构326的导光板3上即可。

实施例3

配合参阅图5，为发明实施例3的薄型直下式背光模块的剖视图。图5所示的薄型直下背光模块1B与实施例1的薄型直下式背光模块1类似，且相同的组件标示以相同的符号。值得注意的是，两者的差异在于：图5所示的薄型直下背光模块1B的反光结构326B的侧壁是由一第一线段3262B及一第二线段3264B所构成。

第一线段3262B设于第二线段3264B上方，第一线段3262B的斜率不同于第二线段3264B的斜率，且在本实施例中，第一线段3262B的斜率小于第二线段3264B的斜率。两个第二线段3264B在反光结构326B底部形成夹角约为100至140度，且较佳地，两个第二线段3264B在反光结构326B底部形成夹角为120至130度。两个第一线段3262B所形成的夹角约为150度。

光学薄膜片7设在第一线段3262B上，通过具有较低斜率的第一线段3262B可以使光学薄膜片7较易固定在反光结构326B间。薄型直下式背光模块1B的各组件的功能作用与相关说明，实际上与第一实施方式的薄型直下式背光模块1相同，在此不予赘述。薄型直下式背光模块1B至少可达到与薄型直下式背光模块1相同的功能。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种薄型直下式背光模块，其特征在于，所述薄型直下式背光模块包含：

复数个发光二极管；

一导光板，包含：

一入光底面，该些发光二极管设于该入光底面；

一出光顶面，相对于该入光底面；以及

复数个反光结构，形成于该出光顶面并朝向该入光底面的方向凹陷，该些发光二极管位于该些反光结构下方且逐一对应；以及

复数个光学薄膜片，该些光学薄膜片逐一对应配置于所述反光结构上，每一该些光学薄膜片具有一遮光层，该遮光层贴合该导光板，且面向所对应的该反光结构，且多个穿孔分布于遮光层中。

2.如权利要求1所述的薄型直下式背光模块，其特征在于，该光学薄膜片的所述穿孔的排列密度是由中央朝向周缘递减。

3.如权利要求1所述的薄型直下式背光模块，其特征在于，所述薄型直下式背光模块还包括复数个透光层，每一该些透光层是每一该些光学薄膜片的一部分，贴合于该遮光层上。

4.如权利要求1所述的薄型直下式背光模块，其特征在于，该遮光层是黑色遮光胶体。

5.如权利要求1所述的薄型直下式背光模块，其特征在于，该遮光层是灰色遮光胶体。

6.一种薄型直下式背光模块，其特征在于，所述薄型直下式背光模块包含：

复数个发光二极管；

一导光板，包含：

一入光底面，该些发光二极管设于该入光底面；

一出光顶面，相对于该入光底面；以及

复数个反光结构，形成于该出光顶面并朝向该入光底面的方向凹陷，该些发光二极管位于该些反光结构下方且逐一对应；

一扩散片，位于该出光面上方；以及

复数个遮光网点图块，设置于该扩散片下方，每一该些遮光网点图块具有多个透光孔，该些遮光网点图块逐一对应配置于所述反光结构上，且面向所对应的该反光结构。

7.如权利要求6所述的薄型直下式背光模块，其特征在于，该遮光网点图块的所述透光孔的排列密度是由中央朝向周缘递减。

8.如权利要求6所述的薄型直下式背光模块，其特征在于，所述薄型直下式背光模块还包括一透光层，设置于该扩散片与该些遮光网点图块间。

9.如权利要求7所述的薄型直下式背光模块，其特征在于，该遮光网点图块的厚度相等于该透光层的厚度。

10.如权利要求6所述的薄型直下式背光模块，其特征在于，该遮光网点图块是黑色遮光胶体。

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