CN115376399A

CN115376399A - 背光模块

Info

Publication number: CN115376399A
Application number: CN202110535599.9A
Authority: CN
Inventors: 苏振豪; 邓嘉峰; 刘金湧
Original assignee: Hannstar Display Nanjing Corp; Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Nanjing Corp; Hannstar Display Corp
Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2022-11-22

Abstract

本发明提出一种背光模块，包括基板与多个发光单元，发光单元设置于基板上。发光单元包括以下元件。发光元件设置于基板上。下层结构设置于基板上并围绕发光元件的侧面，下层结构的内侧具有反射结构，反射结构用以将来自发光元件侧面的光线反射向上。上层结构设置于下层结构的上方，上层结构包括透明材料，上层结构具有一折射面，此折射面用以降低光线的发散，使光线从上层结构的上表面以使用者的正视方向射出。借此可以达到防窥视目的。

Description

背光模块

技术领域

本揭露是有关于一种背光模块，特别是一种利用反射与折射来缩小出光发散角以达到防窥目的的背光模块。

背景技术

现代人越来越注重个人化与隐私信息的保密。在这样的前提下，防窥的功能逐渐成为显示面板的一种重要应用。搭配这此项功能的显示面板通常具有相对较窄的视角，同时减少左右两侧的可视性。在已知技术中，可以在导光板上设计微结构，配合逆向微结构的棱镜片来达到防窥的目的。本揭露提出一种不需要逆向微结构棱镜片的背光模块，透过此设计无需再多增加光学片，可减少显示器整体厚度与达成较佳的防窥体验。

发明内容

本揭露的实施例提出一种背光模块，包括基板与多个发光单元，发光单元设置于基板上。发光单元包括以下元件。发光元件设置于基板上。下层结构设置于基板上并围绕发光元件的侧面，下层结构的内侧具有反射结构，反射结构用以将来自发光元件侧面的第一光线反射向上。上层结构设置于下层结构的上方，上层结构包括透明材料，上层结构具有一折射面，此折射面用以将第一光线缩小出光发散角，第一光线从上层结构的上表面以使用者的正视方向射出。

在一些实施例中，反射结构具有多个反射面，至少一个反射面与基板的水平面形成第一夹角。

在一些实施例中，折射面与基板的水平面形成第二夹角，第一夹角与第二夹角彼此为正相关。

在一些实施例中，第一夹角的最小值为45度并且对应的第二夹角的最小值为131度。

在一些实施例中，第一夹角的最大值为60度，并且对应的第二夹角的最大值为146度。

在一些实施例中，上层结构还具有底部中央开口，底部中央开口的面积小于上层结构的上表面的面积，折射面在基板上的投影介于底部中央开口在基板上的投影与反射结构在基板上的投影之间。

在一些实施例中，上述的还包括遮蔽结构，设置于发光元件的上方，遮蔽结构具有孔洞，发光元件发出第二光线穿过孔洞。

在一些实施例中，上述的底部中央开口暴露遮蔽结构。

在一些实施例中，下层结构在基板上的投影的面积为发光元件在基板上的投影的面积的1.01倍至2倍。

在一些实施例中，下层结构的高度大于等于发光元件的高度。

附图说明

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，并配合所附附图作详细说明如下。

图1是根据一实施例绘示背光模块的示意图；

图2是根据一实施例绘示发光单元的分解图；

图3是根据一实施例绘示光路的示意图；

图4是根据一实施例绘示多个发光单元的示意图；

图5是根据一实施例绘示沿着图4剖线AA’的剖面图。

【符号说明】

100:背光模块

110:基板

111:水平面

120:发光单元

210:发光元件

211:上表面

212:侧面

220:遮蔽结构

221:孔洞

230:下层结构

240:上层结构

241:上表面

242:底部中央开口

301:透明材料

310:反射结构

311:反射面

320:折射面

331,332:光线

h₁,h₂:高度

θ₁:第一夹角

θ₂:第二夹角

401～403:发光单元

AA’:剖线

具体实施方式

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

图1是根据一实施例绘示背光模块的示意图。请参照图1，背光模块100包括基板110与多个发光单元，为了简化起见，在图1仅绘示其中一个发光单元120。发光单元120用以提供窄视角的光源以达到防窥的目的，以下将详细说明。

图2是根据一实施例绘示发光单元的分解图。发光单元包括发光元件210、遮蔽结构220、下层结构230与上层结构240。发光元件210具有上表面211与多个侧面212。发光元件210例如为发光二极管，此发光二极管的尺寸可以是毫米等级、微米等级或是纳米等级，本揭露并不在此限。发光元件210从上表面211与所有的侧面212发出光线。

遮蔽结构220设置在发光元件210的上方并覆盖上表面211的至少一部分，此遮蔽结构220具有一个孔洞221，发光元件210从上表面211发出的光线会部分的被遮蔽结构220所遮蔽，部分的光线则会穿过孔洞221，且通过遮蔽结构220可以避免射出的光线发散，进而可缩小出光发散角，以接近使用者的正视方向输出影像(例如：将法线方向视为正视方向，使用者的正视方向角度可为90度正负10度)，对使用者而言可以避免隐密数据被窥视。

下层结构230的内侧具有反射结构。当组装以后，下层结构230设置在基板110上并且围绕发光元件210的侧面212。发光元件210从侧面212发出的光线会射向下层结构230的内侧(在本实施例中是指下层结构230的周围侧壁的内侧)，设置在下层结构230内侧的反射结构会导引此光线反射向上。

上层结构240设置在下层结构230的上方。上层结构240包括透明材料并具有至少大于1.38的折射率，用以将来自下层结构230的光线的出光发散角缩小，使得光线从上层结构240的上表面241以正视角方向射出。上层结构240还具有一底部中央开口242，此底部中央开口242的面积小于上表面241的面积。上表面241的面积大于中央开口242的面积的目的在于，可将发光元件210侧面212的可缩小出光发散角并提升光线利用率。当组装以后，底部中央开口242暴露出遮蔽结构220与发光元件220的上表面211的一部分，使得发光元件220从上表面211发出的光线会穿过底部中央开口242。

图3是根据一实施例绘示光路的示意图，请参照图3，在此以发光单元120的侧面来描述光路。下层结构230的内侧具有反射结构310，此反射结构具有多个反射面(例如反射面311)，这些反射面311与基板110的水平面(亦称上表面)111形成第一夹角θ₁。在一些实施例中，下层结构230中位于在反射结构310与侧面212之间的地方填充有透明材料301，此透明材料301与上层结构240的透明材料301相同。在一些实施例中，下层结构230与上层结构240是一体成形。上层结构240具有折射面320，此折射面320例如在上层结构240的透明材料301的上表面，折射面320与水平面111形成第二夹角θ₂。光线331从发光元件210的侧面212射向反射面311，经过反射向上以后由折射面320折射并可缩小出光发散角，较佳的该输出画面的可视角度是在使用者的正视角范围内。例如，光线331从上层结构240的上表面以正视角方向射出，也就是说光线331与水平面111之间形成80度～100度的夹角。上述的第一夹角θ₁与第二夹角θ₂可以经过设计，使得光线331最后以正视角射出。在一些实施例中，第一夹角θ₁与第二夹角θ₂彼此为正相关。举例来说，当第一夹角θ₁为45度时，第二夹角θ₂为131度；当第一夹角θ₁为60度时，第二夹角θ₂为146度。在一些实施例中，第一夹角θ₁是介于45度至60度之间，并且对应的第二夹角θ₂是介于131度至146度之间。另一方面，发光元件210从上表面211发出光线332，此光线332穿过遮蔽结构220的孔洞与底部中央开口242，同时以缩小出光发散角方式射出。

以另一个角度来说，折射面320在基板110上的投影是介于底部中央开口242在基板110上的投影与反射结构310在基板110上的投影之间。在一些实施例中，下层结构230在基板110上的投影的面积为发光元件210在基板110上的投影的面积的1.01倍至2倍，其目的为尽可能优化发光元件210在封装上的空间利用率，并且与侧面212的折射光利用率取得一较佳的平衡。同时在一些实施例中，下层结构230相对于基板110的高度h₁大于等于发光元件210相对于基板110的高度h₂。在其他实施例中，下层结构230相对于基板110的高度h₁可等于或小于遮蔽结构220的上表面到水平表面111的距离。同时，反射结构310的分布高度约等于h1，或者是下层结构230的最高点。在一些实施例中，也可以省略遮蔽结构220，例如以涂布或贴附不透光材料。

图4是根据一实施例绘示多个发光单元的示意图。图5是根据一实施例绘示沿着图4剖线AA’的剖面图。请参照图4与图5，在背光模块100上可排列多个背光单元401～403，这三个背光单元401～403用以发出不同颜色的光，例如分别是红色、绿色与蓝色。每一个背光单元401～403中都透过反射与折射的方式，以正视角发出光线，如此一来可以达到防窥视的目的。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种背光模块，其特征在于，包括：

一基板；以及

多个发光单元，其中所述多个发光单元设置于所述基板上，所述多个发光单元的其中至少一个包括：

发光元件，设置于所述基板上；

下层结构，设置于所述基板上并围绕所述发光元件的侧面，其中所述下层结构的内侧具有反射结构，所述反射结构用以将来自所述侧面的第一光线反射向上；以及

上层结构，设置于所述下层结构的上方，其中所述上层结构包括透明材料，所述上层结构具有一折射面，所述折射面将所述第一光线从所述上层结构的上表面以使用者正视方向射出。

2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，其中所述反射结构具有多个反射面，所述多个反射面的其中至少一个与所述基板的水平面形成第一夹角。

3.根据权利要求2所述的背光模块，其特征在于，其中所述折射面与所述基板的所述水平面形成第二夹角，所述第一夹角与所述第二夹角彼此为正相关。

4.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于，其中所述第一夹角的最小值为45度并且对应的所述第二夹角的最小值为131度。

5.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于，其中所述第一夹角的最大值为60度，并且对应的所述第二夹角的最大值为146度。

6.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，其中所述上层结构还具有一底部中央开口，所述底部中央开口的面积小于所述上层结构的所述上表面的面积，所述折射面在所述基板上的投影介于所述底部中央开口在所述基板上的投影与所述反射结构在所述基板上的投影之间。

7.根据权利要求6所述的背光模块，其特征在于，还包括：

遮蔽结构，设置于所述发光元件的上方，所述遮蔽结构具有一孔洞，所述发光元件发出第二光线穿过所述孔洞。

8.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，其中所述底部中央开口暴露所述遮蔽结构。

9.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，其中所述下层结构在所述基板上的投影的面积为所述发光元件在所述基板上的投影的面积的1.01倍至2倍。

10.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，其中所述下层结构的高度大于等于所述发光元件的高度。