CN107884993A - 背光模块及包含该背光模块的显示装置 - Google Patents

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蔡卲瑜
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Abstract

本发明提供一种背光模块及包含该背光模块的显示装置，背光模块包含光源装置、反射曲面、腔体及挡板。光源装置包含有沿第一方向分布的至少一个光源。反射曲面沿第一方向延伸，并在垂直该第一方向的截面上相对这些光源形成内凹。反射曲面具有相对的第一端及第二端；第一端朝光源装置延伸，而第二端则与光源装置共同夹成出光口。腔体则具有入光端朝向出光口，以接收反射曲面反射后的光线。挡板设置于光源及腔体的光接收面之间，以减少由反射曲面反射而直抵腔体光接收面的光线。

Description

背光模块及包含该背光模块的显示装置
技术领域
本发明涉及一种具反射曲面的背光模块及使用该背光模块的显示装置；具体而言，本发明涉及一种具有阶梯结构设计反射曲面的背光模块及使用该背光模块的显示装置。
背景技术
平面及曲面显示装置已被广泛地应用于各式的电子装置之中，例如移动电话、个人穿戴装置、电视、交通工具用主机、个人电脑、数字相机、掌上型电玩等。然而随着解析度、窄边框等规格要求的不断提高，显示装置内的光学设计也随之受到考验。
以液晶显示装置为例，其光学表现通常与设置于显示面板后方的背光模块息息相关。传统上背光模块大致可分为侧光式及直下式两大类型；其中侧光式的背光模块中，有一种类型是在光源出光时先以设置于显示区侧边的凹面反射元件进行反射，以将光线导入显示区下方；再经显示区下方的反射片进行反射而产生背光。然而此一类型的背光模块可能在显示区靠近光源的一侧产生亮带，因而造成使用上的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种背光模块及包含该背光模块的显示装置，可减少光源侧局部亮带的状况。
本发明提出的背光模块包含光源装置、反射曲面、腔体及挡板。光源装置包含有沿第一方向分布的至少一个光源。反射曲面沿第一方向延伸，并在垂直该第一方向的截面上相对所述至少一个光源形成内凹。反射曲面具有相对的第一端及第二端；第一端朝光源装置延伸，而第二端则与光源装置共同夹成出光口。腔体则具有入光端朝向出光口，其中，该腔体包含一光接收面，该光接收面设置于该光源装置与该第一端相反的一侧，并朝远离该第一端的方向延伸，入光端用以接收反射曲面反射后的光线，并反射至光接收面。挡板设置于光源及光接收面之间。
本发明提出的显示装置包含有显示面板及背光模块。显示面板叠合于背光模块上，以接收来自背光模块的光线。背光模块为上述实施方式中的背光模块。
通过上述设计，可使自出光口射出的光线中偏向光源装置一端的部分比例降低，因此减少由反射曲面反射而直抵腔体光接收面的光线比例，从而减轻在光接收面接近入光端一侧的光线集中现象。
附图说明
图1为显示装置的实施例元件爆炸图；
图2为显示装置的实施例光路示意图；
图3为显示装置的实施例剖面图；
图4为显示装置的实施例剖面图；
图5为显示装置的另一实施例剖面图；
图6为显示装置的另一实施例剖面图；
图7为光源装置的另一实施例剖面图；
图8为光源装置的另一实施例示意图；
图9为图8所示光源装置的实施例剖面图；
图10为光源装置的另一实施例剖面图。
其中，附图标记说明如下：
10 背光模块
30 显示面板
100 光源装置
101 第一卡扣
102 第二卡扣
110 承载基板
111 斜坡部
113 承载面
115 定位孔
117 凸缘
120 光源基板
130 光源
131 发光面
150 侧墙
200 出光口
300 反射曲面
301 基座
310 第一端
320 第二端
500 腔体
501 入光端
510 反射部
520 光接收面
530 光学膜片
610 第一抛物线
700 挡板
具体实施方式
本发明提供一种显示装置及其包含的背光模块。显示装置较佳包含液晶显示面板或电泳显示面板等非自发性显示面板；且较佳可应用于电脑显示器、电视、监视器、车用主机上。此外，显示装置亦可运用于其他电子装置上，例如作为手机、数字相机、掌上型游乐器等的显示屏幕。
在图1所示的实施例中，显示装置包含有显示面板30及背光模块10。显示面板30叠合于背光模块10上，以接收来自背光模块10的光线。背光模块10包含光源装置100、反射曲面300及腔体500。如图1及图2所示，光源装置100包含有承载基板110及多个光源130。在本实施例中，承载基板110为沿着第一方向X延长为长条状的金属或塑料板材，例如金属散热基板。
光源130是沿着第一方向X分布设置于承载基板110上。在本实施例中，光源130较佳为发光二极管，且先布设于长条状的光源基板120上，再经由光源基板120设置于承载基板110上。光源基板120较佳可为柔性电路板或印刷电路板。然而在不同实施例中，光源130亦可直接布设于承载基板110上。此外，在不同实施例中，光源130亦可以为沿着第一方向X延伸的单一或多个光源，例如阴极射线灯管等。
反射曲面300沿第一方向X延伸，且较佳设置对应于光源130；具体而言，如图2所示，反射曲面300较佳是设置迎向光源130的发光面131，亦即光源130射出光线的表面。如图2的剖视图所示，反射曲面300是位于承载基板110设置光源130一面的下方，并具有分别平行于第一方向X的第一端310及第二端320。第一端310朝光源装置100延伸，且较佳与承载基板110相连接，但不以此为限；第二端320则与光源装置100共同夹成出光口200。光源130发出的光线可经过反射曲面300的反射而自出光口200射出。在本实施例中，反射曲面300是由基座301所支撑。基座301可以为金属、塑料或其他材料所制成；反射曲面300可以对基座301的表面进行表面处理而形成，或是以其他材料贴附于基座301而形成。基座301则可与承载基板110相接，或者与承载基板110一体制成。
如图1及图2所示，较佳而言，反射曲面300在第一方向X上均线性分布而无弯曲，但不以此为限。反射曲面300在垂直第一方向X的截面上(例如图2所示的截面)相对于光源130而形成内凹，因此反射曲面300形成为沿第一方向X延伸的开放式的弧面凹槽。
腔体500较佳由反射部510及光接收面520所组成。反射部510较佳是连接于反射曲面300相反于光源装置100的一端，而光接收面520则与反射曲面300对向设置，并较佳与承载基板110相接。光接收面520是位于光源装置100相反于反射曲面300第一端310的一侧，并朝远离第一端310的方向延伸。光源装置100的承载基板110较佳沿伸于第一端310及光接收面520之间。较佳而言，反射部510的对向设置有光学膜片530，而光接收面520是形成于光学膜片530朝向反射部510的一面。光学膜片530较佳可为扩散片、增亮片或其他透光板材。此外，光学膜片530亦可为设于显示面板底面的基板、偏光片或其他透光板材。反射部510及光接收面520朝向出光口200的一端共同夹成入光端501，入光端501是朝向出光口200，以接受自出光口200射出的光线。光线进入腔体500后较佳是经过反射部510反射而经由光接收面520向外射出。
如图2所示，挡板700是设置于光源130及光接收面520之间，其较佳是沿第一方向X延伸。较佳而言，挡板700是立设于承载基板110上，例如以锁附等外加方式或一体成型方式设置；然而在不同实施例中，挡板700亦可立设于光接收面520上。部分光源130产生的光线经由反射曲面300反射后可能会朝向光接收面520前进，挡板700则供阻挡至少部分这类光线。通过此一设计，可使自出光口200射出的光线中偏向光接收面520的部分比例降低，因此减少未经反射部510反射而直抵光接收面520的光线比例，从而减轻在光接收面520接近入光端501一侧的光线集中现象。
如图3所示，光源130(例如自发光面中心131起算)在垂直于第一方向X且平行于光接收面520的第二方向Y上与第一端310间具有第一间距D1，而挡板700伸出光接收面520的长度为L。长度L较佳是指挡板700伸出光接收面520部分在垂直于光接收面520的长度，但在不同实施例中，亦可指挡板700实际伸出光接收面520在如图3所示截面上的实际长度。较佳而言，长度L与第一间距D1的比值介于0.8至1.625之间，可具有较佳减轻光接收面520上的光线集中现象，并可同时兼顾反光曲面300将光线反射至腔体500深处以增加背光均匀性的效果。此外，长度L较佳不大于5mm，以维持光线使用效率。
在垂直于第一方向X的截面上，例如图4所示的截面，反光曲面300的截线实质上为第一抛物线610的一部分。然而在不同的实施例中，反光曲面300的截线亦可为其他几何线条的一部分，例如双曲线。第一抛物线610具有第一焦点F1；在此较佳实施例中，第一焦点F1落在光源130上，较佳是落在光源130的发光面131上。通过此一设置，可使得光源130产生的光线经由反射曲面300的反射而被送至腔体500的较深处以维持光线分布的均匀性。
在前述的实施例中，挡板700虽不一定设置于光接收面520上，但垂直于光接收面520所在的平面。然而在图5所示的实施例中，挡板700亦可相对光接收面520所在的平面倾斜。较佳而言，挡板700与光接收面520所在平面具有在光源130同侧的夹角θ；夹角θ的值较佳介于90度至110度之间，较能配合光线的反射路线。
此外，如图5所示，光源130所具有的发光面131较佳相对于光接收面520所在的平面朝向第一端310倾斜；换言之，发光面131较为朝向于反射曲面300。发光面131与光接收面520在所平面间具有夹角φ，夹角φ较佳小于30度，以提高光线的使用效率。
在较佳实施例中，在垂直于光接收面520的第三方向Z上，承载基板110与第二端320的投影距离为T1，而光接收面520与第二端320的投影距离为T2，则T2≤T1。如图5所示，承载基板110与光接收面520较佳为平行且位于同一平面；此时T2＝T1。然而在不同实施例中，如图6所示，承载基板110亦可相对于第二端320而高出光接收面，亦即T2<T1。具体而言，光源装置100另具有侧墙150立设于承载基板110上。侧墙150的顶端及底端则分别连接于承载基板110的端部及光接收面520的端部。较佳而言，挡板700是自侧墙150连接于光接收面520的一端延伸而出，但不以此为限。通过此一设计，可确保承载基板110与反射曲面300间有充足的空间来进行光线的折射，并使得光线行进的路径的一致性提高。
在图7所示的实施例中，承载基板110是往复弯折而于中间部分形成斜坡部111，斜坡部111朝向反光曲面300的一面则形成为承载面113。光源130是可直接设置于承载面113上，亦可如图7所示经由光源基板120而间接设置于承载面113上。承载面113较佳相对于光接收面520所在的平面朝向第一端310倾斜；换言之，承载面113较为朝向于反射曲面300。承载面113与光接收面520在所平面间具有夹角夹角较佳≤30度，以提高光线的使用效率。
图8及图9所示为光源装置100的另一实施例。在此实施例中，承载基板110上形成有多个定位孔115，且这些定位孔115较佳沿着第一方向X分布。如图8所示，承载基板110具有斜坡部111，而定位孔115较佳形成于斜坡部111上。此时，如图9所示，斜坡部111相反于反射曲面300的一面形成为承载面113，而光源基板120则叠合于承载面113上，并使光源130分别容纳于定位孔115内。
此外，如图9所示，承载基板110并具有凸缘117立设于承载面113上，且较佳设置于承载面113位于斜坡部111坡底的一侧，但不以此为限。凸缘117较佳是沿着第一方向X延伸或间隔地分布；光源基板120的一端抵靠于凸缘117，以定位光源基板120与承载基板110间的相对位置。
另在图10所示的实施例中，承载基板110具有相向设置的第一卡扣101及第二卡扣102分别立设于承载面113上。第一卡扣101及第二卡扣102分别沿着第一方向X延伸或间隔地分布，第一卡扣101较接近于光接收面520而第二卡扣102较远离于光接收面520。光源基板120是卡设于第一卡扣101及第二卡扣102之间，以减少在不预期状况下与承载基板110分离的可能性。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种背光模块，包含：
一光源装置，包含沿一第一方向分布的至少一光源；
一反射曲面，沿该第一方向延伸，并在垂直该第一方向的截面上相对该至少一光源形成内凹；其中，该反射曲面具有相对的一第一端及一第二端，该第一端朝该光源装置延伸，该第二端与该光源装置共同夹成一出光口；
一腔体，具有一入光端朝向该出光口；其中，该腔体包含一光接收面，该光接收面设置于该光源装置与该第一端相反的一侧，并朝远离该第一端的方向延伸；以及
一挡板，设置于该至少一光源及该光接收面之间。
2.如权利要求1所述的背光模块，其中该至少一光源在垂直该第一方向且平行该光接收面的一第二方向上与该第一端间具有一第一间距，该挡板伸出该光接收面的长度与该第一间距的比值介于0.8至1.625之间。
3.如权利要求1或2所述的背光模块，其中该反射曲面于垂直于该第一方向的截面上的截线为一第一抛物线的一部分，该至少一光源的至少部分落于该第一抛物线的焦点上。
4.如权利要求1所述的背光模块，其中该挡板伸出该光接收面的长度不大于5mm。
5.如权利要求1所述的背光模块，其中该挡板与该光接收面所在平面具有在该至少一光源同侧的一夹角，该夹角介于90度至110度之间。
6.如权利要求1所述的背光模块，其中该至少一光源具有一发光面，该发光面相对于该光接收面所在平面朝向该第一端倾斜，该发光面与该光接收面所在平面的夹角≤30度。
7.如权利要求1所述的背光模块，其中该光源装置包含一承载基板，该至少一光源包括多个光源，且该些光源是布设于该承载基板上；该承载基板是沿该第一方向延伸，并延伸于该第一端及该光接收面之间；在垂直于该光接收面的一第三方向上，该光接收面与该第二端间的投影距离不大于该承载基板与该第二端间的投影距离。
8.如权利要求7所述的背光模块，其中该承载基板的两端分别连接该第一端及该光接收面的端部。
9.如权利要求8所述的背光模块，其中该挡板是立于该承载基板或该光接收面上。
10.如权利要求7所述的背光模块，其中该光源装置包含一侧墙立于该承载基板上，该侧墙的顶端及底端分别连接该承载基板的端部及该光接收面的端部。
11.如权利要求10所述的背光模块，其中该挡板是自该侧墙连接该光接收面的底端延伸而出。
12.如权利要求7所述的背光模块，其中该承载基板具有一承载面供设置该些光源，该承载面相对于该光接收面朝向该第一端倾斜，该承载面与该光接收面的夹角小于30度。
13.如权利要求1所述的背光模块，其中该光源装置包含一承载基板及一光源基板；该承载基板是沿该第一方向延伸，并延伸于该第一端及该光接收面之间；该至少一光源包括多个光源，所述多个光源分别设置于该光源基板上，该光源基板设置于该承载基板上。
14.如权利要求13所述的背光模块，其中该承载基板上形成有多个定位孔，所述多个光源分别至少部分容纳于所述多个定位孔内。
15.如权利要求14所述的背光模块，其中所述多个光源分别设置于该光源基板上，该光源基板是叠合于该承载基板相反于该反射曲面的一承载面上。
16.如权利要求15所述的背光模块，其中该承载基板具有一凸缘立设于该承载面上，该光源基板的一端是抵靠该凸缘。
17.如权利要求15所述的背光模块，其中该承载基板具有一第一卡扣及一第二卡扣分别立设于该承载面上，该光源基板是卡设于该第一卡扣及该第二卡扣之间。
18.一种显示装置，包含：
如权利要求1～17任一项所述的背光模块；以及
显示面板，叠合于背光模块上，以接收来自背光模块的光线。
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