CN105674153B - 背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背光模块，包括一反射底板、至少一光源、至少一立体光学调控结构及一反射器。光源配置在反射底板上。立体光学调控结构配置在反射底板上并罩覆光源，各立体光学调控结构包括一顶面及连接于顶面的一侧面，其中侧面倾斜地朝向反射底板，且侧面与反射底板之间夹有一锐角α。反射器配置在反射底板上且位于立体光学调控结构的侧面旁，其中光源所发出的光线穿透顶面或侧面，或被顶面或侧面反射，其中穿出于侧面的部分光线被反射器反射而往远离反射底板的方向射去。

Description

背光模块

技术领域

本发明是有关于一种背光模块，且特别是有关于一种能够提供较佳光学品质的背光模块。

背景技术

近年来，随着电子产品的普遍使用，用于电子产品中提供显示功能的显示面板(display panel)已为设计者关注的焦点。显示面板的种类众多，而可依据电子产品的设计选用。其中，部分种类的显示面板本身不具有发光功能，而需在其下方配置背光模块(backlight module)提供光源，以达到显示功能。

所述背光模块通常包括组装框架、光源以及平面光学调控板。依据光源与平面光学调控板的相对关系，背光模块可分为直下式背光模块与侧入式背光模块。以直下式背光模块为例，其将光源与平面光学调控板配置于组装框架内，其中光源位在平面光学调控板的下方，使其所发出的光线通过平面光学调控板的引导与调整光源所发出的光线的传递方向或分布方式后射出背光模块外。然而，虽然背光模块中已有平面光学调控板来调整光线的传递方向或分布方式，但仍然会有些微亮暗分布不均的(mura)现象。因此，如何能够使背光模块能够发出亮度均匀的光线，一直是本领域所欲探讨的目标。

发明内容

本发明提供一种背光模块，其能够提供亮度较为均匀的光线。

本发明的一种背光模块，包括一反射底板、至少一光源、至少一立体光学调控结构及一反射器。光源配置在反射底板上。立体光学调控结构配置在反射底板上并罩覆光源，各立体光学调控结构包括一顶面及连接于顶面的一侧面，其中侧面倾斜地朝向反射底板，且侧面与反射底板之间夹有一锐角α。反射器配置在反射底板上且位于立体光学调控结构的侧面旁，其中光源所发出的光线穿透顶面或侧面，或被顶面或侧面反射，其中穿出于侧面的部分光线被反射器反射而往远离反射底板的方向射去。

在本发明的一实施例中，上述的反射器与反射底板接触的一底角为锐角β，锐角α与锐角β之间的关系满足2*(90°-α)-15°≤β≤2*(90°-α)+15°。

在本发明的一实施例中，上述的背光模块包括两个立体光学调控结构，反射器位在两立体光学调控结构之间，反射器包括与反射底板接触的两底角，两底角的角度相同或是不同。

在本发明的一实施例中，上述的侧面与顶面的连接处相对于反射底板的高度为h1，反射器相对于反射底板的高度为h2，h2≤h1。

在本发明的一实施例中，上述的侧面与顶面的连接处相对于反射底板的高度为h1，反射器相对于反射底板的高度为h2，侧面与顶面的连接处对反射底板的正投影与反射器的最高点对反射底板的正投影之间的距离为D，反射器相对于反射底板的高度h2满足

在本发明的一实施例中，上述的背光模块包括两个立体光学调控结构，反射器位在两立体光学调控结构之间，反射器与其中一个立体光学调控结构之间的距离相同或是不同于反射器与另一个立体光学调控结构之间的距离。

在本发明的一实施例中，上述的各立体光学调控结构与反射器分别为长条状结构，且反射器的长度等于或是小于各立体光学调控结构的长度。

在本发明的一实施例中，上述的反射器为一三角柱。

在本发明的一实施例中，上述的反射器的反射率介于60％至100％之间。

在本发明的一实施例中，上述的反射器包括朝向立体光学调控结构的侧面的一表面，表面包括一反射涂层、一油墨层、一粗糙层或是多个孔洞。

在本发明的一实施例中，上述的背光模块更包括一光学膜层，位在反射底板、光源与立体光学调控结构上方，反射器包括朝向立体光学调控结构的侧面的一表面，且反射器的表面倾斜地朝向该光学膜层。

基于上述，本发明的背光模块藉由能够自行站立的立体光学调控结构配置在反射底板上并罩覆光源，而不需利用额外的间隔件来支撑。立体光学调控结构包括相连的顶面及侧面，侧面倾斜地朝向反射底板，侧面与反射底板之间夹有锐角α，反射器配置立体光学调控结构的侧面旁。光源发出的一部分光线会直接穿透立体光学调控结构的顶面的孔洞，一部分的光线在穿出侧面之后被反射底板与反射器反射而往远离反射底板的方向射去，而使光线均匀分散而不会仅集中在光源处，有效地达到均匀背光的目的。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种背光模块的局部剖面示意图。

图2至图7分别是未具有反射器以及具有不同底角的反射器的背光模块所发出的光线实照图。

图8是具有不同底角的反射器的背光模块所发出的光线的亮暗纹(mura)差异百分比的折线图。

图9是图1的背光模块的立体光学调控结构及反射器的示意图。

图10是图1的背光模块的立体示意图。

图11是依照本发明的另一实施例的一种背光模块的立体示意图。

其中，附图标记：

α、β：锐角

D、x：距离

h1、h2：高度

100、200：背光模块

110、210：反射底板

120：光源

130、230：立体光学调控结构

132：顶面

134：侧面

136：底面

140、240：反射器

142：表面

150：光学膜层

具体实施方式

图1是依照本发明的一实施例的一种背光模块的局部剖面示意图。请参阅图1，背光模块100包括一反射底板110、至少一光源120、至少一立体光学调控结构130、一反射器140及一光学膜层150。在本实施例中，背光模块100包括多个光源120、多个立体光学调控结构130与多个反射器140(绘示于图10)，图1中仅示意性地撷取其中两个光源120、两个立体光学调控结构130及一反射器140的局部区域。

如图1所示，光源120配置在反射底板110上。在本实施例中，光源120可以是发光二极管或其他适当的光源。立体光学调控结构130配置在反射底板110上并罩覆光源120。在本实施例中，由图1来看，各立体光学调控结构130包括一顶面132、连接于顶面132的两侧面134及分别连接两侧面134的两底面136。立体光学调控结构130的底面136与反射底板110平行且连接于反射底板110。立体光学调控结构130的侧面134倾斜地朝向反射底板110，两侧面134对称，且两侧面134与反射底板110之间分别夹有锐角α。立体光学调控结构130的顶面132平行于反射底板110。

当然，立体光学调控结构130的形状并不以此为限制，在其他实施例中，立体光学调控结构130也可以省略与反射底板110平行的两底面136，立体光学调控结构130的顶面132也可以是不平行于反射底板110，立体光学调控结构130的两侧面134也可以是不对称的，而与反射底板110之间夹有不同的角度。设计者可视需求调整立体光学调控结构130的形式。

值得一提的是，虽然图中为了线条简洁而未绘示出立体光学调控结构130上的微孔，实际上，在本实施例中，立体光学调控结构130为高反射率的立体多孔反射结构，其可调整光源所发出的光线的传递方向与分布方式。详细地说，立体光学调控结构130的顶面132与侧面134具有数量不同或面积不同的多个微孔，使顶面132的不同区域有不同的透光量，侧面的不同区域也有不同的透光量。例如，立体光学调控结构130的顶面132的对应光源120上方的区域具有数量较少或面积较小的微孔，以容许较低的透光量。相对地，在立体光学调控结构130的顶面132的未对应光源120的另一区域具有数量较多或面积较大的微孔，以提供较高的透光量。同样地，立体光学调控结构130的侧面134在较靠近光源120所发出的光线直射的部位具有数量较少或面积较小的微孔，立体光学调控结构130的侧面134在较远离光源120所发出的光线直射的部位具有数量较多或面积较大的微孔。藉此，光源120所发出的光线可先通过立体光学调控结构130调整其分布型态之后才往外传递，以提升光线的均匀性。

在本实施例中，由于立体光学调控结构130本身可靠着自身的结构而自行站立在反射底板110上，立体光学调控结构130不需使用额外的间隔件来支撑。相较于传统上设置在光源上方的平面光学调控板需要靠多个间隔件来维持其与光源之间的距离，本实施例的背光模块100可省去间隔件，而可节省材料与模具的成本。此外，本实施例的立体光学调控结构130还提供了侧面134的微孔来调整靠近光源120的两侧的光线分布。

另外，反射器140配置在反射底板110上且位于立体光学调控结构130的侧面134旁。在本实施例中，反射器140位在两相邻的立体光学调控结构130之间，反射器140为一三角柱，反射器140包括与反射底板110接触的两底角(也就是锐角β)以及分别朝向两立体光学调控结构130的侧面134的两表面142。在本实施例中，反射器140的两底角(也就是锐角β)的角度相同，也就是说，反射器140是等腰三角柱，但在其他实施例中，反射器140的两底角的角度也可以不同，或者，在其他实施例中，反射器140也可以是其他的形状，只要具有一个锐角β的底角以及一个朝向立体光学调控结构130的侧面134的表面142即可。

此外，在本实施例中，反射器140与其中一个立体光学调控结构130(例如是图1左方的立体光学调控结构130)之间的距离相同于此反射器140与另一个立体光学调控结构130(例如是图1右方的立体光学调控结构130)之间的距离。但是，在其他实施例中，反射器140与其中一个立体光学调控结构130之间的距离也可以不同于此反射器140与另一个立体光学调控结构130之间的距离。

在本实施例中，反射器140的表面包括一反射涂层，其可用以提高反射率，反射器140的反射率介于60％至100％之间。在其他实施例中，若反射器140的反射率较高，反射器140的表面也可以包括一油墨层或是多个孔洞，透过油墨层或是孔洞来调整反射率至所需的范围。另外，在其他实施例中，反射器140的表面也可以包括一粗糙层，反射器140可藉由粗糙层来使被反射的光线往各方向漫射。

光学膜层150位在反射底板110、光源120与立体光学调控结构130上方，反射器140的表面同样地也倾斜地朝向光学膜层150。光学膜层150例如是棱镜片(prism film)、扩散片(diffusion film)、增亮片(brightness enhancement film，BEF)、偏光片(polarizerfilm)等，以调整光源120所发出的光线的传递方向或分布方式。在其他实施例中，也可以省去光学膜层150的设计。

在本实施例中，光源120所发出的光线穿透立体光学调控结构130的顶面132或侧面134，或被顶面132或侧面134反射，其中穿出于侧面134的部分光线被反射器140反射而往远离反射底板110的方向射去。详细地说，光源120发出的一部分光线会直接穿透立体光学调控结构130的顶面132或是侧面134的微孔而往光学膜层150的方向射去，未直接穿透立体光学调控结构130的顶面132的一部分光线会被顶面132反射之后而从侧面134穿出，此部分的光线在穿出侧面134之后被反射底板110与反射器140反射而往远离反射底板110的方向射去，而使光线均匀分散而不会仅集中在光源120处，有效地达到均匀背光的目的。

反射器140的设置可使得光线能够更均匀地混光，而降低发生亮暗纹的程度。下面将以实际的照片来说明使用未具有反射器140以及具有不同底角的反射器140的背光模块所发出的光线的状态。图2至图7分别是未具有反射器以及具有不同底角的反射器的背光模块所发出的光线实照图。

请参阅图2至图7，在图2至图7的背光模块中，立体光学调控结构130的侧面134与反射底板110之间的底角(也就是图1中的锐角α)是以75度为例。图2的背光模块省略了图1的反射器140，图3至图7的背光模块的反射器140的底角(也就是锐角β)的角度分别是15度、30度、45度、60度与75度。由图2至图7可看出，相较于未配置有反射器140的背光模块，在反射底板110上且位于立体光学调控结构130的侧面134旁的位置设置反射器140的背光模块100具有较佳的光线均匀性。

图8是具有不同底角的反射器的背光模块所发出的光线的亮暗纹(mura)差异百分比的折线图。图8是依据图3至图7的实验结果绘示出显示出亮暗纹(mura)差异百分比的折线图。请参阅图8，由图8搭配图3至图7可清楚看到，在立体光学调控结构130的侧面134与反射底板110之间的底角(也就是图1中的锐角α)为75度的前提下，背光模块100的反射器140的底角(也就是锐角β)的角度范围约在15度至45度之间为佳。更明确地说，背光模块100的反射器140的底角(也就是锐角β)的角度范围在30度更佳，此背光模块100所发出的光线具有最佳的混光效果。

上面仅是说明其中一部分的实验结果，经过多次调整不同的角度所得到的实验结果可知，若反射器140与反射底板110接触的底角为锐角β，立体光学调控结构130的侧面134与反射底板110之间的底角(也就是图1中的锐角α)与反射器140与反射底板110接触的底角(也就是图1中的锐角β)之间的关系满足2*(90°-α)-15°≤β≤2*(90°-α)+15°，会有较佳的混光效果。

此外，除了反射器140与立体光学调控结构130的角度关系之外，反射器140的高度以及反射器140与立体光学调控结构130之间的距离也需要被探讨。

在另一实施例，若h2太高，反射器未能反射从立体光学调控结构130的侧面134的最高处垂直射出侧面134的光线的范围变大，且接近光学膜层150的距离变小，易造成画面出现反射器140的暗影，所以较佳设计，可以进一步限定为h2≤h1，即

图10是图1的背光模块的立体示意图。需说明的是，图10主要是要表示出反射器140与立体光学调控结构130的位置关系，因此，在图10中隐藏了光学膜层150，而能够从上方的视角直接看到反射器140与立体光学调控结构130。请参阅图10，由图10可清楚看到，反射器140配置在两立体光学调控结构130之间，各反射器140与两侧的立体光学调控结构130之间的距离相同。各立体光学调控结构130与反射器140分别为长条状结构，反射器140的延伸方向平行于立体光学调控结构130，且反射器140的长度等于各立体光学调控结构130的长度。当然，反射器140与立体光学调控结构130之间的配置关系并不以此为限制。

图11是依照本发明的另一实施例的一种背光模块的立体示意图。请参阅图11，图11的背光模块200与图10的背光模块100的主要差异在于，在图11中，反射器240的长度小于旁边的立体光学调控结构230的长度。换句话说，立体光学调控结构230旁会有多个反射器240沿着同一个轴线排列成排。此外，虽然上述的立体光学调控结构130、230与反射器140、240是沿着平行于反射底板110、210的长边方向排列在反射底板110、210上，在其他实施例中，立体光学调控结构130、230与反射器140、240也可以是沿着平行于反射底板110、210的短边方向排列在反射底板110、210上，反射器140与立体光学调控结构130在反射底板110上的排列方式并不以附图为限制。

综上所述，本发明的背光模块藉由能够自行站立的立体光学调控结构配置在反射底板上并罩覆光源，而不需利用额外的间隔件来支撑。立体光学调控结构包括相连的顶面及侧面，侧面倾斜地朝向反射底板，侧面与反射底板之间夹有锐角α，反射器配置立体光学调控结构的侧面旁。光源发出的一部分光线会直接穿透立体光学调控结构的顶面的孔洞，一部分的光线在穿出侧面之后被反射底板与反射器反射而往远离反射底板的方向射去，而使光线均匀分散而不会仅集中在光源处，有效地达到均匀背光的目的。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与修改，故本发明的保护范围当视后附的权利要求保护范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种背光模块，其特征在于，包括：

一反射底板；

至少一光源，配置在该反射底板上；

至少一立体光学调控结构，配置在该反射底板上并罩覆该至少一光源，各该立体光学调控结构包括一顶面及连接于该顶面的一侧面，其中该侧面倾斜地朝向该反射底板，且该侧面与该反射底板之间夹有一锐角α；以及

一反射器，配置在该反射底板上且位于该至少一立体光学调控结构的该侧面旁，其中各该光源所发出的光线穿透对应的立体光学调控结构该顶面或该侧面，或被该顶面或该侧面反射，其中穿出于该侧面的部分光线被该反射器反射而往远离该反射底板的方向射去；

该侧面与该顶面的连接处相对于该反射底板的高度为h1，该反射器相对于该反射底板的高度为h2，该侧面与该顶面的连接处对该反射底板的正投影与该反射器的最高点对该反射底板的正投影之间的距离为D，该反射器相对于该反射底板的高度h2满足

2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该反射器与该反射底板接触的一底角为锐角β，锐角α与锐角β之间的关系满足2*(90°-α)-15°≤β≤2*(90°-α)+15°。

3.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该背光模块包括两个该立体光学调控结构，该反射器位在该两立体光学调控结构之间，该反射器包括与该反射底板接触的两底角，该两底角的角度相同或是不同。

4.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该侧面与该顶面的连接处相对于该反射底板的高度h1与该反射器相对于该反射底板的高度h2满足h2≤h1。

5.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该背光模块包括两个该立体光学调控结构，该反射器位在该两立体光学调控结构之间，该反射器与其中一个该立体光学调控结构之间的距离相同或是不同于该反射器与另一个该立体光学调控结构之间的距离。

6.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各该立体光学调控结构与该反射器分别为长条状结构，且该反射器的长度等于或是小于各该立体光学调控结构的长度。

7.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该反射器为一三角柱。

8.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该反射器的反射率介于60％至100％之间。

9.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该反射器包括朝向该至少一立体光学调控结构的该侧面的一表面，该表面包括一反射涂层、一油墨层、一粗糙层或是多个孔洞。

10.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，还包括：

一光学膜层，位在该反射底板、该光源与该立体光学调控结构上方，该反射器包括朝向该至少一立体光学调控结构的该侧面的一表面，且该反射器的该表面倾斜地朝向该光学膜层。