CN108459433A - 背光模块及其面光源组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种面光源组件，其包括光源及导光板。光源具有多个发光面，各发光面具有发光角度范围。导光板具有相对的底面及出光面以及连接于底面与出光面之间的至少一个侧面。底面具有容置槽以容置光源，且这些发光面面向这些至少一侧面。导光板还具有多个沟槽结构，位于这些发光面的这些发光角度范围内，以反射这些发光面发出的部分光线至这些发光角度范围外。本发明另提出一种具有此面光源组件的背光模块。本发明的面光源组件和背光模块能改善已知混合式背光模块的亮度不均的问题。

Description

背光模块及其面光源组件
技术领域
本发明是有关于一种光源模块，且特别是有关于一种背光模块及其面光源组件。
背景技术
液晶显示装置的液晶显示面板不发光，所以需藉由背光模块提供面光源。背光模块包括直下式背光模块与侧入式背光模块。目前常见的侧入式背光模块是将发光二极管灯条配置在导光板的侧边，导光板内部设有网点，发光二极管灯条提供的光线进入导光板后，藉由网点使光线从导光板的出光面出射。然而，因发光二极管灯条是配置在导光板的侧边，容易有亮度不均的问题，且不利于区域调光(local dimming)。
目前常见的直下式背光模块是将呈二维阵列排列的多个发光二极管配置于扩散板下方，而为了减少发光二极管的数量，于各发光二极管对应设有二次透镜，以增加发光二极管的出光角度。相较于侧入式背光模块，直下式背光模块具有较佳的亮度均匀性，且有利于区域调光，但却存在厚度较厚的问题。
已知技术还发展出另一种混合式背光模块，主要采用多块导光板来取代直下式背光模块采用的二次透镜，以减少混合式背光模块的整体厚度。然而，在各导光板的角落容易有明显的暗区，所以已知的混合式背光模块具有亮度不均的问题。
本“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”中所揭露的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的已知技术。此外，在“背景技术”中所揭露的内容并不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。
发明内容
本发明提出一种面光源组件，其可应用于背光模块以改善已知混合式背光模块的亮度不均的问题。
本发明提出一种背光模块，以改善已知混合式背光模块的亮度不均的问题。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提出一种面光源组件，包括光源及导光板。光源具有多个发光面，各发光面具有发光角度范围。导光板具有相对的底面及出光面以及连接于底面与出光面之间的至少一侧面。底面具有容置槽以容置光源，且这些发光面面向所述至少一侧面。导光板还具有多个沟槽结构，位于这些发光面的发光角度范围内，以反射这些发光面发出的部分光线至所述发光角度范围外。
为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提出一种背光模块，包括多个上述的面光源组件，其中这些面光源组件的导光板拼接成一体。
本发明实施例的面光源组件因导光板具有多个沟槽结构，这些沟槽结构可反射光源的发光面发出的部分光线至发光面的发光角度范围外，所以能改善已知混合式背光模块的导光板的角落暗区的问题，提升亮度均匀性。本发明实施例的背光模块因使用多个上述面光源组件，所以能改善已知混合式背光模块的亮度不均的问题。
附图说明
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
图1是本发明的一实施例的面光源组件的仰视示意图。
图2是沿图1的剖面线A-A的剖面示意图。
图3是本发明的另一实施例的面光源组件的光源的示意图。
图4是本发明的另一实施例的面光源组件的仰视示意图。
图5是本发明的另一实施例的面光源组件的仰视示意图。
图6是本发明的另一实施例的面光源组件的剖面示意图。
图7是本发明的一实施例的背光模块的示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
图1是本发明的一实施例的面光源组件的仰视示意图，图2是沿图1的剖面线A-A的剖面示意图，但图2省略了图1中的点状微结构S。请参照图1和图2，本实施例的面光源组件10包括光源11及导光板12，光源11具有多个发光面111，各发光面111具有发光角度范围112。导光板12具有相对的底面121及出光面122以及连接于底面121与出光面122之间的至少一侧面123，底面121具有容置槽124，以容置光源11，且这些发光面111面向所述至少一侧面123。导光板12还具有多个沟槽结构125，位于这些发光面111的发光角度范围112内，以反射这些发光面111发出的部分光线至发光角度范围112外。
本实施例的光源11例如包括一个发光元件，此发光元件例如具有多个发光面111，图1是以四个发光面111为例。具体而言，此发光元件例如是具有四个发光侧面的发光二极管。各发光面111具有光轴N，其中光轴N为各发光面111的发光中心点的法线。此外，发光角度范围112视发光元件本身规格的发光角度而定，其中发光角度是指半功率角度，即50％的发光强度所对应的角度。举例来说，若半功率角度为±60度，则发光角度范围112则介于±60度之间。
本实施例的导光板12例如具有四个侧面123，这些侧面123连接在底面121及出光面122之间，但本发明不限制导光板12的侧面123的数量以及导光板12的具体形状。举例来说，在底面和出光面为圆形的实施例中，导光板呈圆盘形状，而仅会有一个环形侧面。于图1的实施例中，导光板12为具有四个侧面123的方形结构，光源11为具有四个发光面111的发光二极管，且各发光面111分别对应导光板12的各侧面123，由于各发光面111的发光角度范围112介于±30度之间，使得导光板12的各角落处位于各发光面111的发光角度范围之外，因此在导光板12上形成角落暗区。
虽然于图1中，容置槽124配置在导光板12的底面121的中心处，使光源11位于导光板12的底面121的中心，但本发明并不限制容置槽124于底面121的位置。也就是，容置槽124可以依据设计需求配置在于导光板12的底面121的其它合适位置，使光源11不一定位于导光板12的底面121的中心。
本实施例的沟槽结构125主要用于将发光面111发出的部分光线反射至导光板12的暗区。沟槽结构125可设置于导光板12的底面121或出光面122，图1是以设置在导光板12的底面121为例。以下将说明沟槽结构125的具体实施态样，但本发明不限于此。
上述多个沟槽结构125例如包括多个第一沟槽结构126，各第一沟槽结构126例如包括两个第一沟槽1261，配置于各发光面111的光轴N的两侧，并从邻近光轴N的一端1262朝远离光源11及光轴N的方向延伸。此外，各第一沟槽结构126的两个第一沟槽1261的邻近光轴N的该端1262例如是相连。彼此连接的两个第一沟槽1261例如为直条状沟槽，而使各第一沟槽结构126呈V字形，但本发明不限定各第一沟槽1261的具体形状。在其它实施例中，各第一沟槽1261也可以为曲线状沟槽或其它合适形状的沟槽。此外，在另一实施例中，各第一沟槽结构126的两个第一沟槽1261的邻近光轴N的该端1262也可以不相连，让光线可以通过相邻第一沟槽1261的该端1262之间。此外，这些第一沟槽1261例如是延伸至至少一侧面123旁。以图1为例，不同第一沟槽结构126的第一沟槽1261延伸连接于导光板12的不同侧面123，但本发明并不限制第一沟槽结构126的第一沟槽1261延伸连接于导光板12的侧面123，也就是第一沟槽1261也可不连接至侧面123。
本实施例的面光源组件10中，由于将沟槽结构125设置在发光面111的发光角度范围112内，进入导光板12中的光线会有部分被沟槽结构125反射至发光角度范围112之外的暗区(例如角落暗区)，而部分光线会通过沟槽结构125上方，而不会被沟槽结构125反射。如此，能使出光面122均匀出光，进而提升导光板12的出光均匀性。
上述各第一沟槽1261与光轴N之间例如具有锐角θ，此锐角θ的角度可以依据不同的需求进行设计。在一实施例中，锐角θ的角度例如介于10度至80度(也就是说两个第一沟槽1261之间夹角介于20度至160度)，优选的是，介于20度至70度(也就是说两个第一沟槽1261之间夹角介于40度至140度)。
此外，若仍有暗区存在，还可于导光板12设置其它的沟槽，以将光线反射至此暗区。举例来说，导光板12还可包括多个边缘沟槽127，配置于各第一沟槽结构126的两旁，并邻近于导光板12的至少一侧面123。在图1中，配置于同一第一沟槽结构126两旁的边缘沟槽127是邻近于同一侧面123，而配置于不同第一沟槽结构126两旁的边缘沟槽127是邻近于不同侧面123。各边缘沟槽127可以是直线状沟槽(即如图1所示)、曲线状沟槽或其它合适形状的沟槽。这些边缘沟槽127可以配置在对应的发光面111的发光角度范围112之内或之外，以将部分的光线反射至暗区，进而提升导光板12的出光均匀性。此外，虽然图1的各边缘沟槽127不平行于旁侧的第一沟槽1261，但于其它实施例中，各边缘沟槽127也可以平行于旁侧的第一沟槽1261。
导光板12的底面121可设有多个点状微结构S，这些点状微结构S用以破坏光线于导光板12内的全反射，使光线从出光面122出射。为了进一步提升导光板12的出光均匀性，可使这些点状微结构S的分布密度从邻近光源11之处朝远离光源11的方向逐渐变密，且从邻近沟槽结构125之处朝远离沟槽结构125的方向逐渐变密。
值得一提的是，所述沟槽结构125的深度D1会决定光线反射的比例，即沟槽结构125的深度D1越大，光线被沟槽结构125反射的比例会增加，沟槽结构125的深度D1越小，光线被沟槽结构125反射的比例会减少。在本实施例中，同一沟槽结构125的深度D1例如为相同，且沟槽结构125的深度D1和导光板12的厚度D2之比例可以视设计需求调整。在一实施例中，沟槽结构125的深度D1例如是导光板12的厚度D2的一半。在其它实施例中，同一沟槽结构125的深度D1也可以不一致，沟槽结构125的深度D1变化可依不同的设计需求而调整。举例来说，沟槽结构125的深度D1可依据邻近光源11之处朝远离光源11的方向逐渐增加。此外，同一边缘沟槽127的深度也可一致或不一致。另外，同一第一沟槽1261或同一边缘沟槽127的宽度也可以一致或不一致。
虽然图1的光源11是以一个具有多个发光面111的发光元件为例，但在其它实施例中，光源也可以包括多个发光元件，各发光元件可具有一个或多个发光面。举例来说，请参照图3，其为本发明的另一实施例的面光源组件的光源的示意图。在图3中，光源11a包括四个发光元件113，各发光元件113具有一个发光面111，其中四个发光元件113以发光面111朝外的方式环设成一方框。此光源11a可用以替换图1的光源11。
图4是本发明的另一实施例的面光源组件的仰视示意图。请参照图4，本实施例的面光源组件10b与图1的面光源组件10相似，主要差异在于本实施例的导光板12b的沟槽结构125b除了包括上述的第一沟槽结构126之外，还包括多个第二沟槽结构128，分别配置于各第一沟槽结构126与光源11之间。各第二沟槽结构128例如包括两个第二沟槽1281，各第二沟槽结构128配置于各发光面111的光轴N的两侧，并从邻近光轴N的一端1282朝远离光源11及光轴N的方向延伸。第二沟槽128也可以将发光面122提供的部分的光线反射至发光角度范围112之外的暗区，第二沟槽128所改善的暗区可能是第一沟槽1261无法改善的暗区，或是虽然第一沟槽1261能改善但改善程度不够的暗区。换言之，第二沟槽1281可用以辅助第一沟槽1261来改善导光板12b的暗区。于本实施例中，由于导光板12的四个侧面123等长而形成方型结构，因此为了避免邻近光源11的各第二沟槽1281的长度过长而使通过各第二沟槽1281上方的光线过少而造成各第二沟槽1281与各第一沟槽1261之间形成暗区，因此各第一沟槽1261的长度例如是大于各第二沟槽1281的长度，但于其它实施例中，例如导光板12为矩形结构，由于导光板12较长边的侧面与光源之间的距离较短，因此各第二沟槽1281与各第一沟槽1261之间的距离较近，此时各第二沟槽1281的长度造成各第二沟槽1281与各第一沟槽1261之间的暗区影响较小，因此邻近导光板12较长边的侧面的第一沟槽1261的长度也可以等于或小于第二沟槽1281的长度。由前述可知第一沟槽1261的长度与第二沟槽1281的长度于不同的设计中可有不同的变化，因此在本发明不限于此。此外，所述的第二沟槽1281可以是直线状沟槽(即图4所示)、曲线状沟槽或其它合适形状的沟槽。另外，本实施例的各第二沟槽结构128的两个第二沟槽1281的邻近光轴N的该端1282之间例如具有间距D3，但也可彼此相连，端视设计需求而定。此外，本实施例的导光板12b也可包括图1的边缘沟槽127。本发明并不限制第一沟槽1261的长度和第二沟槽1281的长度。
图5是本发明的另一实施例的面光源组件的仰视示意图。请参照图5，本实施例的面光源组件10c与图1的面光源组件10相似，主要差异在于本实施例的导光板12c的多个沟槽结构125c除了包括第一沟槽结构126之外，还包括多个延伸沟槽129，分别配置于这些第一沟槽1261的延伸路径P上，并邻近于导光板12c的至少一侧面123，且在同一延伸路径P上的延伸沟槽129及第一沟槽1261之间有间距D4。在本实施例中，各第一沟槽1261并未延伸至导光板12c的侧面123，而与各第一沟槽1261相对应的延伸沟槽129延伸至邻近导光板12c的侧面123，并可与侧面123相连或不相连。间距D4的设置与否以及间距D4的长短可视不同的需求而调整。此外，本实施例的导光板12c的多个沟槽结构125c也可包括图4的第二沟槽结构128以及图1的边缘沟槽127。
图6是本发明的另一实施例的面光源组件的剖面示意图，图6也省略了点状微结构。如图6所示，本实施例的面光源组件10d与图2的面光源组件10相似，主要差异在于本实施例的导光板12d的出光面122d例如为凸面。出光面122d的高度例如是从中心往侧面123逐渐降低。所述凸面可以是曲面，或是包括从中心朝侧面123倾斜的多个斜面。将出光面122d设计成凸面，可以改变导光板12d内的光线于出光面122d的入射角，使原本会被反射至导光板12d的侧面123而从侧面123漏光的光线(例如光线L)，被反射至导光板12d的底面121，并由底面121的点状微结构(图未示)反射而从出光面122d出射。如此，能改善导光板边缘漏光的问题。此外，上述任一实施例的导光板的出光面也可设置成凸面。
图7是本发明的一实施例的背光模块的示意图。如图7所示，本实施例的背光模块20包括多个面光源组件21，各面光源组件21包括光源211及导光板212，且这些面光源组件21的导光板212拼接成一体。面光源组件21可以是上述任一实施例的面光源组件，例如面光源组件10、10b、10c、10d。由于背光模块20采用上述任一实施例的面光源组件，所以能提供亮度均匀性较佳的面光源。
综上所述，本发明实施例的面光源组件因导光板具有多个沟槽结构，这些沟槽结构可反射光源的发光面发出的部分光线至发光面的发光角度范围外，所以能改善已知混合式背光模块的导光板的角落暗区的问题，提升亮度均匀性。本发明实施例的背光模块因使用多个上述面光源组件，所以能提供亮度均匀性较佳的面光源。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即所有依本发明权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修改，都仍属于本发明专利覆盖的范围。另外，本发明的任一实施例或权利要求不需达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记说明
10、10b、10c、10d、21：面光源组件
11、11a、211：光源
111：发光面
112：发光角度范围
113：发光元件
12、12b、12c、12d、212：导光板
121：底面
122、122d：出光面
123：侧面
124：容置槽
125、125b、125c：沟槽结构
126：第一沟槽结构
1261：第一沟槽
1262、1282：端
127：边缘沟槽
128：第二沟槽结构
1281：第二沟槽
129：延伸沟槽
20：背光模块
D1：深度
D2：厚度
D3、D4：间距
L：光线
N：光轴
P：延伸路径
S：点状微结构
θ：锐角

Claims (19)

1.一种面光源组件，其特征在于，包括光源以及导光板，
所述光源具有多个发光面，各所述多个发光面具有发光角度范围；
所述导光板具有相对的底面及出光面以及连接于所述底面与所述出光面之间的至少一侧面，所述底面具有容置槽以容置所述光源，且所述多个发光面面向所述至少一侧面，所述导光板还具有多个沟槽结构，位于所述多个发光面的所述发光角度范围内，以反射所述多个发光面发出的部分光线至所述发光角度范围外。
2.如权利要求1所述的面光源组件，其特征在于，所述多个沟槽结构设置于所述导光板的所述底面。
3.如权利要求1所述的面光源组件，其特征在于，所述多个沟槽结构设置于所述导光板的所述出光面。
4.如权利要求1所述的面光源组件，其特征在于，各所述多个发光面具有光轴，所述多个沟槽结构包括多个第一沟槽结构，各所述多个第一沟槽结构包括两个第一沟槽，配置于各所述多个发光面的所述光轴的两侧，并从邻近所述光轴的一端朝远离所述光源及所述光轴的方向延伸。
5.如权利要求4所述的面光源组件，其特征在于，各所述多个第一沟槽结构的两个所述第一沟槽的邻近所述光轴的所述端相连。
6.如权利要求4所述的面光源组件，其特征在于，各所述第一沟槽与所述光轴之间所夹的锐角介于10度至80度。
7.如权利要求6所述的面光源组件，其特征在于，各所述第一沟槽与所述光轴之间所夹的锐角介于20度至70度。
8.如权利要求4所述的面光源组件，其特征在于，所述多个沟槽结构还包括多个第二沟槽结构，分别配置于各所述多个第一沟槽结构与所述光源之间，各所述多个第二沟槽结构包括两个第二沟槽，配置于各所述发光面的所述光轴的两侧，并从邻近所述光轴的一端朝远离所述光源及所述光轴的方向延伸。
9.如权利要求8所述的面光源组件，其特征在于，各所述第一沟槽的长度大于各所述第二沟槽的长度。
10.如权利要求8所述的面光源组件，其特征在于，各所述第二沟槽结构的两个所述第二沟槽的邻近所述光轴的所述端之间有间距。
11.如权利要求4所述的面光源组件，其特征在于，所述第一沟槽延伸至所述至少一侧面旁。
12.如权利要求4所述的面光源组件，其特征在于，所述多个沟槽结构还包括多个延伸沟槽，分别配置于各所述第一沟槽的延伸路径上，并邻近于所述导光板的所述至少一侧面，且在同一延伸路径上的所述延伸沟槽及所述第一沟槽之间有间距。
13.如权利要求4所述的面光源组件，其特征在于，所述导光板还包括多个边缘沟槽，配置于各所述第一沟槽结构的两旁，并邻近于所述导光板的所述至少一侧面。
14.如权利要求1所述的面光源组件，其特征在于，所述导光板的所述底面设有多个点状微结构，所述多个点状微结构的分布密度从邻近所述光源之处朝远离所述光源的方向逐渐变密，且从邻近所述多个沟槽结构之处朝远离所述多个沟槽结构的方向逐渐变密。
15.如权利要求1所述的面光源组件，其特征在于，所述光源包括发光元件，所述发光元件具有所述多个发光面。
16.如权利要求1所述的面光源组件，其特征在于，所述光源包括多个发光元件，各所述多个发光元件具有一个所述发光面。
17.如权利要求1所述的面光源组件，其特征在于，所述多个沟槽结构中至少之一的深度不一致。
18.如权利要求1所述的面光源组件，其特征在于，所述导光板的所述出光面为凸面。
19.一种背光模块，其特征在于，包括多个如权利要求1至18中任一所述的面光源组件，其中所述面光源组件的所述导光板拼接成一体。
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