CN103742832A - 背光模组 - Google Patents
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Abstract
一种背光模组包含一基板、一光源及一光反射件。光源设置于基板上。光源具有一出光面。光反射件设置于基板上并环绕光源设置。光反射件具有一第一环形反射面及一第二环形反射面。光源介于第一环形反射面与基板之间，且第一环形反射面面向出光面。第二环形反射面围绕光源，并面向第一环形反射面。本发明能提升背光模组的均匀性，降低背光模组的成本及耗电量。
Description
技术领域
本发明关于一种背光模组，特别是一种具有光反射件的背光模组。
背景技术
随着科技的进步，显示器的技术也不断地发展，轻薄的平面显示器(FlatPanel Display，FPD)逐渐取代传统厚重的阴极映像管显示器(Cathode Ray Tube，CRT)。常见的平面显示器包含电浆显示器(Plasma Display Panel，PDP)与液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，其皆可广泛的应用在个人数字助理、笔记型电脑、行动电话与电视等。
以液晶显示器为例，液晶显示器包含一液晶面板及一背光模组。液晶面板是由两片透明基板及配置于此二透明基板间的一液晶层所构成，而背光模组则是用以提供此液晶面板所需的光源，以使液晶显示器达到显示的效果。一般来说，背光模组可分为侧边入光式(Side Incident Type)与直下式(Direct Type)两种，其中侧边入光式背光模组通常用于较小尺寸的液晶显示器中，而直下式背光模组通常用于较大尺寸的液晶显示器中。
由于目前液晶显示器已朝向大尺寸发展，所以大都采用直下式背光模组，故下述将以直下式背光模组为例。直下式背光模组将多个发光二极体呈阵列排列，且发光二极体的发光面朝向扩散板及液晶面板。扩散板用以将发光二极体的光束转换成面光源再照射至液晶面板。然而，因发光二极体为具有高指向特性的光源，故近点光源处的光强度往往大于远点光源处的光强度进而导致背光源的均匀度不佳。为了改善背光源的均匀度厂商的作法一般为增加直下式背光模组的发光二极体的数量。但即使大幅增加发光二极体的数量，仍无法有效提高面光源的均匀度，反而会产生直下式背光模组的生产成本增加与耗电量增加的问题。
发明内容
本发明在于提供一种背光模组，藉以提升背光模组的均匀度以及降低背光模组的生产成本与耗电量。
本发明所揭露的背光模组，包含一基板、一光源及一光反射件。光源设置于基板上。光源具有一出光面。光反射件设置于基板上并环绕光源设置。光反射件具有一第一环形反射面及一第二环形反射面。光源介于第一环形反射面与基板之间，且第一环形反射面面向出光面。第二环形反射面围绕光源，并面向第一环形反射面。
根据上述本发明所揭露的背光模组，第一环形反射面覆盖光源和第二环形反射面环绕光源的配置关系，以扩大各光源的光指向角度，进而提升背光模组的均匀性。
此外，各光源的光指向角度增加，使得各光源的间距能够拉大，以有效降低光源所需的数量，进而降低背光模组的成本。
再者，透过光反射件的第一环形反射面及第二环形反射面将原本发散至光源周围的光线重新反射至扩散板，进而提升各光源照射至扩散板的光强度。如此一来，本实施例的背光模组所需的光源的数量就能相对减少，进而降低背光模组的成本及背光模组的耗电量。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的背光模组未设置扩散板的部分立体示意图。
图2为图1的光反射件的立体示意图。
图3为图1的背光模组设置有扩散板并沿3-3剖面线绘示的剖面示意图。
图4为光反射件无第二环形反射面的光学模拟示意图。
图5为塑胶材料制成的光反射件的光学模拟示意图。
图6为有第二环形反射面的背光模组与无第二环形反射面的背光模组塑胶材质制成的光反射件的光学强度模拟示意图。
图7为根据本发明第二实施例的光反射件的立体示意图。
图8为金属材料制成的光反射件的光学模拟示意图。
图9A为根据本发明第三实施例的背光模组的部分剖面示意图。
图9B为根据本发明第四实施例的背光模组的部分剖面示意图。
图9C为根据本发明第五实施例的背光模组的部分剖面示意图。
图10A为根据本发明第六实施例的背光模组的部分剖面示意图。
图10B为根据本发明第七实施例的背光模组的部分剖面示意图。
图10C为根据本发明第八实施例的背光模组的部分剖面示意图。
其中，附图标记
10 背光模组
100 基板
110 第三环形反射面
200 光源
210 出光面
300 光反射件
310 覆盖部
311 第一环形反射面
312 底面
313 锥形顶点
320 环绕部
321 第二环形反射面
330 衔接部
400 扩散板
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
请参照图1至图3。图1为根据本发明第一实施例的背光模组未设置扩散板的部分立体示意图。图2为图1的光反射件的立体示意图。图3为图1的背光模组设置有扩散板并沿3-3剖面线绘示的剖面示意图。
本实施例的背光模组10用以产生背光源，并将此背光源射至液晶面板(未绘示)。背光模组10包含一基板100、一光源200及一光反射件300。
基板100例如为印刷电路板或软性印刷电路板。
光源200设置于基板100上，且具有一出光面210，朝远离基板100的方向射出光束。出光面210具有中心垂直法线N。中心垂直法线N与出光面210垂直并通过出光面210的中心点。光源200例如为发光二极体。
光反射件300包含覆盖部310、环绕部320及衔接部330。覆盖部310覆盖于光源200上方，换言之，光源200介于覆盖部310与基板100之间。在本实施例中，覆盖部310的外形为一圆锥状，且覆盖部310具有第一环形反射面311、底面312及锥形顶点313。底面312及锥形顶点313位于覆盖部310的相对两侧，且锥形顶点313较底面312靠近光源200的出光面210。第一环形反射面311的一侧连接于底面312的边缘，其另一侧连接于锥形顶点313而构成圆锥状，也就是说，锥形顶点313为第一环形反射面311的交点。第一环形反射面311面向光源200的出光面210，且出光面210的中心垂直法线N穿过锥形顶点313。第一环形反射面311与中心垂直法线N间具有第一夹角θ1大约介于60度至87.5度。
此外，底面312的直径D1与覆盖部310的锥形顶点313和出光面210间的间距D2的比例大约为4比1。举例来说，锥形顶点313和出光面210的间距为1毫米(mm)时，底面312的直径约为4毫米(mm)。此外，光源200的出光面210的宽度D4与覆盖部310的锥形顶点313和出光面210间的间距D2的比例范围约为2比1至2比7。
环绕部320设置于基板100上。环绕部320具有第二环形反射面321。第二环形反射面321围绕光源200，并面向第一环形反射面311。第二环形反射面321与中心垂直法线N间具有第二夹角θ2大约介于60度至87度。第二环形反射面321的外缘的直径D3与覆盖部310的底面312的直径D1的比例约为2比1。
衔接部330连接于环绕部320与覆盖部310之间，并令覆盖部310与环绕部320间保持预定间隙。衔接部330的用意在于增强光反射件300的结构强度，避免覆盖部310因外力而产生晃动。在本实施例中，衔接部330的数量为三个，但并不以此为限，在其他实施例中，在衔接部310的支撑强度足够强的前提下，衔接部330的数量也可以是一个或两个以上。
在本实施例中，光反射件300是利用塑胶射出成型的方式制成，而光反射件300的材质选自由反射率达0.75至0.9的塑胶材料所组成。也就是说，第一环状反射面311的材质与第二环状反射面321的反射率为0.75至0.9之间。
在本实施例中，第一环形反射面311与中心垂直法线N间的第一夹角θ1以及第二环形反射面321与中心垂直法线N间的第二夹角θ2皆保持同一角度关系。进一步以背光模组10的剖面图(如图3所示)来说，第一环形反射面311及第二环形反射面321于剖面图中所形成的线段皆为直线，且第一环形反射面311及第二环形反射面321呈平行设置。
在本实施例及其他实施例中，基板100具有第三环形反射面110，介于光源200与第二环形环绕部321之间，以将射向此区域范围内的光线反射至液晶面板(未绘示)。在本实施例中，第三环形反射面110平行基板100。
上述第一环形反射面311、第二环形反射面321及第三环形反射面110的颜色为白色或银色(镜面)。
在本实施例及其他实施例中，背光模组10更包含扩散板400。光源200与光反射件300介于基板100与扩散板之间。
接着，请参阅表一及图4至图6。图4为光反射件无第二环形反射面的光学模拟示意图。图5为塑胶材料制成的光反射件的光学模拟示意图。图6为光反射件有第一环形反射面及第二环形反射面的背光模组与光反射件仅有第一环形反射面的背光模组的光学强度模拟示意图。
表一本实施例与无第二环形反射面的背光模组的光指向角度与均匀性的比较
首先，先描述光反射件300仅有第一环形反射面311的情况。如图4及表一所示，以光反射件300仅有第一环形反射面311的背光模组来模拟时，所模拟出背光模组10的光指向角度为50度，以及背光模组10的均匀性为76.27百分比。此处所谓的光指向角度为光集中的程度，光指向角度越大，光源200发出的光束越扩散。光指向角度越小，光源200发出的光束越集中。
接着，当光反射件300同时具有第一环形反射面311与第二环形反射面321，且第一环形反射面311与中心垂直法线N间的第一夹角θ1介于60度至87.5度，以及第二环形反射面321与中心垂直法线N间的第二夹角θ2介于60度至87度时，所模拟出背光模组10的光指向角度则扩大为75度(大于50度)，以及背光模组10的均匀性提升至91.37百分比(大于76.27百分比)。依据上述模拟数据来看，塑胶材料制成的光反射件300同时具有第一环形反射面311与第二环形反射面321，将有助于大幅提升背光模组10的均匀性。
再者，如图6所示，本实施例的背光模组10因透过上述光反射件300将原本发散至光源200周围的光线重新反射至扩散板400，使得本实施例的背光模组10的光强度大于未设置第二环形光反射面321的背光模组的光强度。如此一来，本实施例的背光模组10所需的光源200的数量就能相对减少，进而降低背光模组10的成本。
上述的光反射件300是由塑胶材质制成，但并不以此为限，在其他实施例中，光反射件300也可以用金属制成。请参阅图7。图7为根据本发明第二实施例的光反射件的立体示意图。与上述实施例相异的是，本实施例的光反射件300是用反射率达0.85至0.99的金属材料所构成的群组制成。
接着，请参阅表二及图8。图8为金属材料制成的光反射件的光学模拟示意图。
表二本实施例与无第二环形反射面的背光模组的光指向角度与均匀性的比较
当光反射件300由反射率达0.85至0.99的金属材料制成，且第一环形反射面311与中心垂直法线N间的第一夹角θ1介于60度至87.5度，以及第二环形反射面321与中心垂直法线N间的第二夹角θ2介于60度至87度时，所模拟出各光源200的光指向角度则扩大为63度(大于50度)，以及背光模组10的均匀性提升至78.52百分比(大于76.27百分比)。依据上述模拟数据来看，金属材料制成的光反射件300同时具有第一环形反射面311与第二环形反射面321，将有助于大幅提升背光模组10的均匀性。
上述实施例中，第一夹角θ1是以介于60度至87.5度为例，而第二夹角θ2是以介于60度至87度为例，但并不以此为限，在其他实施例中，也可以两倍第一夹角θ1加上第二夹角θ2的角度值介于225度至235度。
上述的第一环形反射面311与中心垂直法线N间的第一夹角θ1以及第二环形反射面321与中心垂直法线N间的第二夹角θ2皆保持同一角度关系，但并不以此为限，在其他实施例中，第一环形反射面311与中心垂直法线N间的第一夹角θ1以及第二环形反射面321与中心垂直法线N间的第二夹角θ2也可以保持多个相异角度关系，也就是说，第一环形反射面311或第二环形反射面321于剖面图中所形成的线段可能为曲线或多个相异斜率的线段。
举例来说，请参阅图9A至图10C。图9A为根据本发明第三实施例的背光模组的部分剖面示意图。图9B为根据本发明第四实施例的背光模组的部分剖面示意图。图9C为根据本发明第五实施例的背光模组的部分剖面示意图。图10A为根据本发明第六实施例的背光模组的部分剖面示意图。图10B为根据本发明第七实施例的背光模组的部分剖面示意图。图10C为根据本发明第八实施例的背光模组的部分剖面示意图。
如图9A所示，本实施例的第一环形反射面311在剖面图中由外缘至锥形顶点313所形成的线段为直线段，而第二环形反射面321在剖面图中由外缘至内缘所形成的线段为相异斜率的至少两相连的直线。本实施例是以相连的二条直线为例。也就是说，第二环形反射面321在剖面图中所形成的二条直线分别与中心垂直法线N保持两夹角θ21、θ22。
如图9B所示，本实施例的第一环形反射面311在剖面图中由外缘至锥形顶点313所形成的线段为直线段，而第二环形反射面321在剖面图中由外缘至内缘所形成的线段为曲线而分别与中心垂直法线N保持多个夹角。在本实施例中，曲线是由环绕部320朝覆盖部310的方向凸出。
如图9C所示，本实施例的第一环形反射面311在剖面图中由外缘至锥形顶点313所形成的线段为直线段，而第二环形反射面321在剖面图中由外缘至内缘所形成的线段为曲线而分别与中心垂直法线N保持多个夹角。在本实施例中，曲线是由环绕部320朝基板100的方向凹陷。
在上述图9A至图9C的实施例中，第一环形反射面311在剖面图中由外缘至锥形顶点313所形成的线段为直线段，但并不以此为限，在其他实施例中，第一环形反射面311在剖面图中由外缘至锥形顶点313所形成的线段也可以是曲线段或相异斜率的多个相连的直线。
如图10A所示，本实施例的第一环形反射面311在剖面图中由外缘至锥形顶点313所形成的线段为相异斜率的至少两个相连的直线，本实施例是以相连的二条直线为例。第二环形反射面321在剖面图中由外缘至内缘所形成的线段为直线段。
如图10B所示，本实施例的第一环形反射面311在剖面图中由外缘至锥形顶点313所形成的线段为曲线而分别与中心垂直法线N保持多个夹角。在本实施例中，曲线是由覆盖部310朝环绕部320的方向凸出。而第二环形反射面321在剖面图中由外缘至内缘所形成的线段为直线段。
如图10C所示，本实施例的第一环形反射面311在剖面图中由外缘至锥形顶点313所形成的线段为曲线而分别与中心垂直法线N保持多个夹角。在本实施例中，曲线是由覆盖部310朝扩散板400的方向凹陷。第二环形反射面321在剖面图中由外缘至内缘所形成的线段为直线段。
在上述图10A至图10C的实施例中，第二环形反射面321在剖面图中由外缘至内缘所形成的线段为直线段，但并不以此为限，在其他实施例中，第二环形反射面321在剖面图中由外缘至内缘所形成的线段也可以是曲线段或相异斜率的多个相连的直线。
根据上述本发明所揭露的背光模组，第一环形反射面覆盖光源和第二环形反射面环绕光源的配置关系，以及第一环形反射面与中心垂直法线间的夹角关系和第二环形反射面与中心垂直法线间的夹角关系，以扩大各光源的光指向角度，进而提升将背光模组的均匀性。
再者，透过光反射件的第一环形反射面及第二环形反射面将原本发散至光源周围的光线重新反射至扩散板，进而提升各光源照射至扩散板的光强度。如此一来，本实施例的背光模组所需的光源的数量就能相对减少，进而降低背光模组的成本及背光模组的耗电量。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (18)
1.一种背光模组，其特征在于，包含：
一基板；
一光源，设置于该基板上，该光源具有一出光面；以及
一光反射件，设置于该基板上并环绕该光源设置，该光反射件具有一第一环形反射面及一第二环形反射面，该光源介于该第一环形反射面与该基板之间，且该第一环形反射面面向该出光面，该第二环形反射面围绕该光源，并面向该第一环形反射面。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该光反射件包含具有该第一环形反射面的一覆盖部及具有该第二环形反射面的一环绕部，该环绕部设置于该基板并环绕该光源，该覆盖部连接于该环绕部并覆盖该光源上方，且该覆盖部与该环绕部间保持一间隙。
3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，该光反射件更包含至少一个衔接部，连接于该覆盖部及该环绕部之间，以令该覆盖部与该环绕部保持该间隙。
4.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，该光源的该出光面具有一中心垂直法线，该覆盖部的外形为圆锥状，该覆盖部具有一锥形顶点，为该第一环形反射面的交点，且该中心垂直法线穿过该锥形顶点。
5.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该覆盖部具有一底面，连接该第一环形反射面，该底面的直径与该覆盖部的该锥形顶点和该出光面间之间距的比例为4比1。
6.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，该第二环形反射面的外缘的直径与该底面的直径的比例为2比1。
7.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该出光面的宽度与该覆盖部的该锥形顶点和该出光面间的间距的比例范围为2比1至2比7。
8.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该第一环形反射面的一外缘至该锥形顶点与该中心垂直法线保持同一角度关系。
9.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该第二环形反射面的一外缘至一内缘与该中心垂直法线保持同一角度关系。
10.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该第一环形反射面的一外缘至该锥形顶点与该中心垂直法线间具有多个相异角度关系。
11.如权利要求10所述的背光模组，其特征在于，第一环形反射面自该外缘至该锥形顶点的剖面轮廓线为曲线或多个相异斜率的线段。
12.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，该第二环形反射面的一外缘至一内缘与该中心垂直法线间具有多个相异角度关系。
13.如权利要求12所述的背光模组，其特征在于，该第二环形反射面自该外缘至该内缘的剖面轮廓线为曲线或多个相异斜率的线段。
14.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该基板具有一第三环形反射面，介于该光源与该第二环形环绕部之间并环绕该光源。
15.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该出光面具有一中心垂直法线，该第一环形反射面与该中心垂直法线间的夹角介于60度至87.5度，该第二环形反射面与该中心垂直法线间的夹角介于60度至87度。
16.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，更包含一扩散板，该光源与该光反射件介于该基板与该扩材板之间。
17.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该第一环状反射面的材质与该第二环状反射面的材质选自由反射率达0.75至0.9的塑胶材料或反射率达0.85至0.99的金属材料所构成的群组。
18.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，该出光面具有一中心垂直法线，该第一环形反射面与该中心垂直法线间具有一第一夹角，该第二环形反射面与该中心垂直法线间具有一第二夹角，两倍的第一夹角加上第二夹角的角度值介于225度至235度之间。
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