CN1512231A - 轻量化背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轻量化背光模块，它主要包括有光源、反射灯罩、导光板等部件，其中，导光板收缩内凹，多个微小型的杯状物使得反射层具有独特而不同的反射效果，呈堆栈方式排列的多个灯管构成光源构件，并设有具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩，以将光源发出的光线导入该导光板中，从而使亮度较理想。通过以堆栈方式排列灯管，灯管间的能量吸收较小，且能量不损失；通过使背光模块的导光板收缩内凹，可以减轻该导光板的整体重量。

Description

轻量化背光模块

技术领域

本发明涉及一种轻量化背光模块，其可满足目前最热门的光电产业界的生产需求而例如可用于液晶显示器等中，并具有使画质亮度均匀、重量减轻、不占空间以及可有效利用光源光线的优点。

背景技术

2001年1月26日公开的日本专利公告第21883/2001号中公开了反射型液晶显示器与迷你型信息电子产品，其主要涉及反射型液晶显示器薄型轻量化的实现方法。其中，反射型液晶显示器在两片相对的玻璃基板之间设置有偏光板、位相差板、扩散板、彩色薄膜、透明电极、液晶层，这些部件依次排列，并在靠近观看者一端的玻璃基板上设有不均匀的凹凸部分，以提供前光(front light)导光板功能，所述前光导光板包括靠近使用者的基板以及设置在靠近使用者的基板侧面的光源。

1990年1月5日公开的日本专利公告第00017/1990号以及1990年3月26日公开的日本专利公告第84618/1990号描述了一种平面光源单元，其中，它以一光导管(light guide pipe)作为第一元素，其具有一个光入射面(light incident surface)、一个光发射面(light emitting surface)，该光发射面与光入射面正交，一个反射面正对着光发射面，且以光抽取机制(light extraction mechanism)的方式形成，光抽取机制(light extractionmechanism)又名为光抽取器(light extractor)，光导管的相对端设置有光源；另一方面，它以一种光控制片(light control sheet)作为第二元素，其具有一棱镜组(prism array)，该棱镜组(prism array)设置成邻接于光导管的发射面，且具有三角形的棱镜(prism)，并排列成使得棱镜的顶部端点朝向光导管的发光面，其中，任一组成光导管的棱镜所形成的生成线(generating line)几乎平行于发光源，且一反射片(reflecting sheet)或反射表面(reflecting surface)设置成邻近于光导管的光反射表面(light reflectingsurface)。同时，1990年3月26日公开的日本专利公告第84618/1990号公开了一种齐一表面雾化处理(surface-roughening treatment)于第一元素的光发射面(light emitting surface)。在上述两个参考文献中，光线均逸散于一个特定方向，然而却不能满足于实际的光学特性，如不能从发光面中得到具有满意的均匀度的发射光(参见1994年1月28目公开的日本专利公告第18879/1994号)。特别是，并无现存的平面光源装置，其可适度地提供宽广的视角，并适合作为一种平面光源单元(planar light sourceunit)，以作为一种液晶显示器用在监视器或薄板电视机中。

在现有技术中，常将多支灯管的排列方式调整为交错地排列，以减少背光模块结构的厚度。但是，在交错排列的多支灯管中，后排灯管发出的光线显然会因前排灯管的遮蔽而无法到达并进入导光板，从而产生提高辉度状况的效果不佳、能量损失大(灯管间能量相互吸收)以及其重量与单一灯管相比较大等不利因素。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种轻量化背光模块，其可解决目前最热门的光电产业界生产需求，以应用于液晶显示器等中，并具有使画质亮度均匀、重量减轻、节省空间以及可有效利用光源光线的优点。

为达到上述目的，本发明提出一种轻量化背光模块，它包括：光源，该光源用于提供光线，以将信息显示于一液晶显示器上；反射灯罩，用于反射该光源所发出的光线；导光板，该导光板具有一输出表面、至少一第一表面与一反射层，该输出表面位于相反面对且平行于液晶显示器面板的一侧，且该输出表面与该第一表面在相反的两端彼此面向，且彼此间呈面对面的关系，而该导光板具有至少一侧面，以接收自该光源发出的光线，该侧面位于邻接该光源的位置上；该反射层位于邻接该第一表面的上方，以使光线从该导光板的两侧导入于该导光板后，所存在的非直接穿透该导光板的光线将因内部全反射向下反射，并到达该导光板的该反射层，从而被该反射层所反射而回头通过并离开该导光板，借此该导光板可强化该显示器的亮度；其中，该导光板自该第一表面收缩内凹，借此减轻该导光板的整体重量；多个微小型的杯状物位于该反射层上，以使得该反射层具有独特而不同的反射效果；以堆栈方式排列的多个灯管位于该导光板的任一侧边，该多个灯管构成光源；及具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩位于该导光板的任一侧边，该具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩配合预先设计的光线反射方向，从而将由光源发出的光线导入导光板。

可见，本发明提出的轻量化背光模块结用背光模块导光板上独特的设计，解决了目前最热门的光电产业界的生产需求，并可方便地应用于液晶显示器等中。此外，其还具有可使画质亮度均匀、重量减轻以及节省空间等优点。

更具体地说，本发明的轻量化背光模块具有以下主要优点：

第一，本发明由于光能量可最大限度地穿入导光板，所以亮度较理想。

第二，通过以堆栈方式排列灯管，灯管间的能量吸收较小，能量不损失。

第三，通过使背光模块的导光板收缩内凹，从而可大大减轻导光板的整体重量。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明的结构做进一步的详细说明。其中：

图1为现有技术中一种背光模块的结构示意图。

图2为现有技术中另一种背光模块的结构示意图。

图3为根据本发明的轻量化背光模块的第一实施例的剖面图。

图4为根据本发明的轻量化背光模块的第一实施例的剖面放大图。

图5为根据本发明的轻量化背光模块的第二实施例的剖面图。

图6为根据本发明的轻量化背光模块的第二实施例的剖面放大图。

图7为根据本发明的轻量化背光模块的第二实施例的侧面立体透视图。

具体实施方式

首先，图1所示为现有技术中的一种背光模块的结构示意图。在图1中，该背光模块的结构主要适用于18时-20时的液晶显示器。由于液晶显示器的尺寸比一般的15时液晶显示器大，因而由侧边光源1提供的光线在抵达导光板2中部时其亮度显然较为不足。因此，需用多支灯管10照明，以弥补光线亮度的不足。但是，多支灯管10以堆栈方式排列后，显然会增加导光板2的厚度A，该厚度大约为10到13毫米(mm)，从而导致对销售的不利因素。

图2为现有技术中另一种背光模块的结构示意图。在图2所示的背光模块的结构中，为克服图1所示现有背光模块的厚度过大的缺点，其将多支灯管12，14的排列方式做了调整，改为采用交错排列的形式。如此一来，虽然将背光模块的厚度减小为厚度B，该厚度B大约为8到10毫米(mm)，但是在交错排列的多支灯管12，14中，后排灯管12显然会因前排灯管14的遮蔽而无法到达并进入导光板2，从而造成提高辉度状况的成效不佳、导致能量损失(灯管间能量相互吸收)以及与采用单一灯管的方式相比重量较大等不利因素。

从下面以举例的方式描述的本发明的具体实施例中可以看出，本发明可以很好地克服上述现有技术中的诸多不利因素。

实施例1

图3为根据本发明的轻量化背光模块的第一实施例的剖面图。本发明第一实施例的轻量化背光模块主要由以下各部件构成：光源1，该光源1的主要用途为提供光线，依据本发明的第一实施例，轻量化背光模块借助光源1所提供的光线来弥补自然或室内光线照射的不足，所以可将信息显示在一个液晶显示器(未示出)上；反射灯罩16，该反射灯罩16的主要用途为将光源1的灯管10所发出的光线反射进入导光板(lightguide plate)2；导光板2，该导光板2具有一个输出表面20、至少一个第一表面(first surface)22与一个反射层24，输出表面20位于相反面对且平行于液晶显示器面板(未示出)的一侧，而且输出表面20与第一表面22位于相对的两端，并且彼此面向，即彼此间呈面对面(face-to-face)的关系。

图4为根据本发明的轻量化背光模块的第一实施例的部分剖面放大图。其中，导光板2具有至少一个侧面26，以便于接收来自光源(lightsource)1所发出的光线，而且侧面26位于邻接光源1的位置上。光线本身从灯管10发出，一部分光线经由反射灯罩16反射而发出，并且进入导光板2。

导光板2的两侧可作为设置光源1的位置，光源1本身包括：至少一个发光灯管(light tube)10与反射灯罩(reflective chimney)16。

反射层24本身的位置处于邻接第一表面22的上方，其主要功能是使得光线5从导光板2的两侧导入导光板2后，若存在不直接穿透导光板2的光线50(本发明轻量化背光模块的第一实施例的入射光线5的行进介质为导光板2)，则由于入射光线5在行进介质内部的全反射(internal total reflection)作用，使得入射光线5向下反射，光线50稍后到达导光板2的反射层24而被反射层24所反射。之后，光线50折回通过并离开导光板2。藉此，导光板2可以强化显示器的亮度(brightness)。

本发明轻量化背光模块的第一实施例的特征在于：导光板2本身从第一表面22收缩内凹，其横剖面可呈现以多线段方式逼近的楔形凹入状。通过这种方式，本发明第一实施例的轻量化背光模块可以减轻导光板2的整体重量。另外，本发明第一实施例的导光板2的横剖面的纵深最窄处位于导光板2的横剖面的中部，其范围是介于4到6毫米(mm)之间。导光板2的横剖面的纵深最宽处则位于导光板2的横剖面的端部，其范围是介于6到8毫米(mm)之间。

本发明的轻量化背光模块的第一实施例的特征还在于：多个微小型杯状物(miniature cups)240位于反射层24中，其使得反射层24可以有独特不同的反射效果。这种反射效果的计算主要依据司奈耳定律(Snell’slaw)。本发明轻量化背光模块的第一实施例的杯状物240为具有多重棱面的凹孔242，图4中示出了其放大俯视图。

本发明轻量化背光模块的第一实施例的特征还在于：以堆栈方式排列多个灯管10，灯管10本身的位置为位于导光板2的任一个侧边处，从而成为光源1的一部分。

本发明轻量化背光模块的第一实施例的特征还在于：设置有具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩16，这种有聚光能力的反射灯罩的相应弧度的计算主要也是依据司奈耳定律(Snell’s law)。具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩16的位置为导光板2的任一个侧边，来自光源1的灯管10所发出的光线5经由具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩16后，由于预先设计了光线5的反射方向，所以能有效地将光源1发出的光线5最大限度地导入于导光板2而成为光线52。

实施例2

图5为根据本发明轻量化背光模块的第二实施例的剖面图。本发明第二实施例的轻量化背光模块主要由以下各部件构成：光源1，该光源1的主要用途为提供光线，根据本发明的第二实施例，轻量化背光模块通过光源1所提供的光线来弥补自然或室内光线照射的不足，所以能将信息显示在一个液晶显示器(未示出)上；反射灯罩16，该反射灯罩16的主要用途为将光源1的灯管10所发出的光线反射进入导光板2；导光板2，该导光板2具有一个输出表面20、至少一个第一表面22与一个反射层24，输出表面20位于相反面对且平行于液晶显示器面板(未示出)的一侧，而且输出表面20与第一表面22位于相反的两端，并且彼此面向，即彼此呈面对面(face-to-face)的关系。

图6为根据本发明轻量化背光模块的第二实施例的剖面放大图。其中，导光板2具有至少一个侧面26，以便于接收来自光源1所发出的光线，而且侧面26位于邻接光源1的位置上。光线本身从灯管10发出，其中一些经由反射灯罩16反射而发出，并且进入导光板2。

导光板2的两侧可作为设置光源1的位置，光源1本身包括：至少一个发光灯管10与反射灯罩16。

反射层24本身的位置是处于邻接第一表面22的上方，它的主要功能是使得光线5从导光板2的两侧导入导光板2后，若存在不直接穿透导光板2的光线50(本发明轻量化背光模块的第二实施例的入射光线5的行进介质为导光板2)，则由于入射光线5在行进介质内部的全反射的作用，使得入射光线5向下反射，光线50稍后到达导光板2的反射层24，并被反射层24所反射。之后，光线50回头通过并离开导光板2，借此导光板2可强化显示器的亮度。

本发明轻量化背光模块的第二实施例的特征在于：导光板2本身从第一表面22收缩内凹，其横剖面可呈现为一个概略弧形。通过这种方式，本发明轻量化背光模块的第二实施例可以减小导光板2的整体重量。本发明第二实施例的导光板2的横剖面的纵深最窄处位于导光板2横剖面的中部，其范围为介于4到6毫米(mm)之间。导光板2的横剖面的纵深最宽处位于导光板2的横剖面的端部，其范围为介于6到8毫米(mm)之间。

本发明轻量化背光模块的第二实施例的特征还在于：多个微小型杯状物240位于反射层24上，从而使得反射层24可具有独特不同的反射效果，这种反射效果的计算主要依据司奈耳定律(Snell’s law)。本发明轻量化背光模块的第二实施例的杯状物240呈现出半圆球244的形式，图6以放大方式示出了其俯视图。

本发明轻量化背光模块的第二实施例的特征还在于：以堆栈方式排列多个灯管10，灯管10本身的位置是在导光板2的任一个侧边，从而成为光源1的一部分。

本发明轻量化背光模块的第二实施例的特征还在于：可设置具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩16，这种有聚光能力反射灯罩的相应弧度的计算主要也是依据司奈耳定律(Snell’s law)。具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩16的位置是在导光板2的任一个侧边。来自光源1的灯管10所发出的光线5经由具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩16后，由于可预先设计光线5的反射方向，所以能有效地将光源1发出的光线5最大限度地导入导光板2，从而成为光线52。

图7为根据本发明轻量化背光模块的第二实施例的侧面立体透视图。具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩16的位置是在导光板2的任一个侧边。来自灯管10所发出的光线5经由具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩16后，可最大限度地穿透侧面26。反射层24本身的位置位于邻接第一表面22的上方。

以上所给出的附图及说明仅仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的实施。本领域的技术人员根据本发明的精神所做的任何变化或修改，均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轻量化背光模块，包括：

光源，该光源用于提供光线，以将信息显示于一液晶显示器上；

反射灯罩，用于反射该光源所发出的光线；

导光板，该导光板具有一输出表面、至少一第一表面与一反射层，该输出表面位于相反面对且平行于液晶显示器面板的一侧，且该输出表面与该第一表面在相反的两端彼此面向，且彼此间呈面对面的关系，而该导光板具有至少一侧面，以接收自该光源发出的光线，该侧面位于邻接该光源的位置上；该反射层位于邻接该第一表面的上方，以使光线从该导光板的两侧导入于该导光板后，所存在的非直接穿透该导光板的光线将因内部全反射向下反射，并到达该导光板的该反射层，从而被该反射层所反射而回头通过并离开该导光板，借此该导光板可强化该显示器的亮度；

其特征在于：

该导光板自该第一表面收缩内凹，借此减轻该导光板的整体重量；

多个微小型的杯状物位于该反射层上，以使得该反射层具有独特而不同的反射效果；

以堆栈方式排列的多个灯管位于该导光板的任一侧边，该多个灯管构成光源；及

具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩位于该导光板的任一侧边，该具有相应弧度而有聚光能力的反射灯罩配合预先设计的光线反射方向，从而将由光源发出的光线导入导光板。

2.如权利要求1所述的轻量化背光模块，其特征在于，该光源可设置于该导光板的两侧，其包括：至少一灯管与一反射灯罩，该灯管可发出光线，且该反射灯罩可反射该灯管发出的光线，从而形成由光源所发出的光线。

3.如权利要求1所述的轻量化背光模块，其特征在于，该导光板横剖面的纵深最窄处位于该导光板横剖面的中部，其范围介于4到6毫米(mm)之间。

4.如权利要求1所述的轻量化背光模块，其特征在于，该导光板横剖面的纵深最宽处位于该导光板横剖面的端部，其范围介于6到8毫米(mm)之间。

5.如权利要求1所述的轻量化背光模块，其特征在于，该杯状物可为半圆球。

6.如权利要求1所述的轻量化背光模块，其特征在于，该杯状物可为具有多重棱面的凹孔。

7.如权利要求1所述的轻量化背光模块，其特征在于，该导光板自该第一表面收缩内凹，并呈现出大致呈弧形的横剖面。

8.如权利要求1所述的轻量化背光模块，其特征在于，该导光板自该第一表面收缩内凹，其横剖面可呈现多个线段逼近的楔形凹入状。

Images