CN1749823A

CN1749823A - 具独立光源的背光模块

Info

Publication number: CN1749823A
Application number: CN 200410078587
Authority: CN
Inventors: 谢明勋; 殷寿志; 陈俊昌
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2024-09-15
Also published as: CN100454096C

Abstract

一种具独立光源的背光模块，包括光源产生装置，其中该光源产生装置包含一或多个发光组件；输光组件，用以接收该光源产生装置所产生的光线，并将该光线向外发射；混光装置，用以初步混合该输光组件所发射出的光线使其大体上产生混合线光源；面状光源产生装置，其中该面状光源产生装置包含散光部用以接收该混合线光源并产生平面光源。

Description

具独立光源的背光模块

技术领域

本发明涉及一种背光模块，特别涉及一种具独立光源的背光模块。

背景技术

液晶显示器等的平面显示装置属于非自发光式显示器，因此，需要藉由另一装置提供平面光源，此等平面光源装置通常称为背光模块(Backlight)。背光模块一般可区分为二种形式：直下光源式(Direct Type)及侧向光源式(Side-Edge Type)；传统的直下光源式背光模块的组件包含诸如冷阴极管类的灯管、扩散片、棱镜片等组件，然而，为了使光线能够均匀地分散以提供液晶显示器适当的光源，必须藉由精确控制各个光源的间距以及光源与扩散片、棱镜片间的距离以避免照度分布不均匀；另外光源与扩散片间的距离使得背光模块的厚度受到限制。而侧向光源式背光模块是将光线导入导光板，使其光线能扩散开来，因此厚度可超薄化，然而该侧向光源式背光模块仍然存在照度分布不均匀的问题；另外该侧向光源式背光模块仍受到大尺寸化的限制。另外上述两种背光模块所构成的组件过于复杂，对于未来组件走向超薄化的趋势来看亦是一问题所在。

除此之外，上述两种背光模块会产生大量的热，然而液晶显示器只能在相当小的作业温度范围下操作，因此背光模块热产生问题也是需要解决的课题之一。

为了克服上述的问题，于美国第6,655,825号专利中，揭露一种液晶显示器白色背光源装置，其利用混光光纤，将红、绿及蓝光混合成白光，再利用一条光分散器将白光侧投导入导光板的侧边，藉由导光板将白光投射至液晶显示器中。然而此模块的工作模式亦属于侧向光源式背光模块的态样，因此仍受到大尺寸化的限制。

发明内容

本案发明人于思考如何解决先前技术的问题点时获得一发明灵感，认为若提供一种具独立光源的背光模块，其中，该背光模块具有独立的光源产生装置，利用输光组件将光线引入背光模块，再利用背光模块中的混光装置预先将不同颜色的输光组件混合成线光源后，再经由面状光源产生装置将该线光源转成平面光源。如此可同时解决背光模块厚度的问题、背光模块中光源散热的问题以及大尺寸化限制的问题。

本发明的具独立光源的背光模块，包含光源产生装置，其中该光源产生装置包含一或多个发光组件；输光组件，用以接收该光源产生装置所产生的光线，并将该光线向外发射；混光装置，用以初步混合该输光组件所发射出的光线使其大体上产生混合线光源；面状光源产生装置，其中该面状光源产生装置包含散光部用以接收该混合线光源并产生平面光源。

附图说明

图1a为示意图，显示本发明的一较佳实施例的光源产生装置及混光装置的剖面图；

图1b为示意图，显示本发明的一较佳实施例的混光装置及面状光源产生装置的剖面图；

图1c为示意图，显示本发明实施例中的面状光源散光部；

图2a为示意图，显示本发明的另一较佳实施例的光源产生装置及混光装置的剖面图；

图2b为示意图，显示本发明另一较佳实施例中的混光装置及面状光源产生装置的剖面图；

图3a为示意图，显示依本发明的又一较佳实施例的光源产生装置及混光装置的剖面图；

图3b为示意图，显示依本发明的又一较佳实施例的混光装置的散光部结构图；

图3c为示意图，显示本发明又一较佳实施例中的混光装置及面状光源产生装置的剖面图。

符号说明

10 光源产生装置

101 发光组件

102 发光组件

103 发光组件

121 输光组件

122 输光组件

123 输光组件

13 混光装置

130 反射层

14 面状光源产生装置

141 反射层

15 散光部

151 反射层

23 混光装置

230 反射层

231 散光部

232 散光部

233 散光部

30 光源产生装置

32 输光组件

33 混光装置

330 反射层

331 散光部

具体实施方式

实施例1

请参阅图1a，1b及1c，为本发明一较佳实施例一种具独立光源的背光模块的各组件，其中图1a为光源产生装置及混光装置的剖面图，包含光源产生装置10，其中该光源产生装置包含可产生红、绿及蓝颜色光线的发光组件101、102及103，该光源产生装置独立在背光模块之外，因此光源产生装置中各发光组件的散热可独立处理，且发光组件所产生的热也不会影响液晶显示器的功能；输光组件121、122及123，发光组件101、102及103所产生的光分别收集于该输光组件121、122及123，并将光线发射出；混光装置13，该混光装置13的下部包含反射层130，用以将该射向该混光装置底部的光线能反射回该混光装置，以加强混光效率；输光组件121、122及123由混光装置13的侧面13a进入，藉由该混光装置13初步混合该输光组件121、122及123中所产生的光线使其大体上产生混合线光源。

图1b为混光装置13及面状光源产生装置14的剖面图，该面状光源产生装置14的下部包含反射层141，用以将该射向该面状光源产生装置底部的光线能反射回该面状光源产生装置，以加强出光效率，该面状光源产生装置上部包含散光部15用以接收该混合线光源并产生平面光源。

请参阅图1c所示散光部15的结构可为凹槽，该凹槽的外型可为V型、U形或波浪状所构成的至少一种形状或其它可代替的形状，在本实施例中以V型凹槽作为代表；当来自于混光装置的光线行进至散光部15时，由于此凹槽的另一侧为疏介质，如：空气等，将于某角度下产生全反射(Total InternalReflection；TIR)。例如：当凹槽为V型时，其角度为θ度；混光板的材质的临界角为θc度，则θ＜2×(90-θc)时将会产生全反射现象，同理，当凹槽形状为U型或波浪状时，亦将于某角度下产生全反射而达到散光效果。另外于该V型凹槽上亦可形成反射层151，亦可加强其散光效果。

实施例2

请参阅图2a及2b，为本发明另一较佳实施例的一种具独立光源的背光模块的各组件，其中图2a为光源产生装置及混光装置的剖面图，包含光源产生装置10，其中该光源产生装置包含可产生红、绿及蓝颜色光线的发光组件101、102及103；输光组件121、122及123，发光组件101、102及103所产生的光分别收集于该输光组件121、122及123，并将光线发射出；混光装置23，该混光装置23的下部包含反射层230，用以将该射向该混光装置底部的光线能反射回该混光装置，以加强混光效率；输光组件121、122及123由混光装置23的底面23a进入，藉由该混光装置23初步混合该输光组件121、122及123中所产生的光线使其大体上产生混合线光源；该混光装置包含多个散光部231、232及233，散光部的数量实质上等于输光组件的数量；该散光部231、232及233的结构可为凹槽，该凹槽的外型可为V型、U形或波浪状所构成的至少一种形状或其它可代替的形状，在本实施例中以V型凹槽作为代表；同前述散光部15的原理，当来自于光源产生装置的光线行进至散光部时，光线可以经由散光部向混光装置23的两侧分散，如此各光源产生装置所产生的光线向侧边分散后彼此混合而达到混光的目的。前述的散光部231、232及233的V型凹槽与散光部15的V形凹槽之间由俯视图来看以互相不平行的状态存在，优选两者互相垂直的状态下，由该面状光源产生装置所产生的平面光源的混色最均匀。

图2b为混光装置23及面状光源产生装置14的剖面图，该面状光源产生装置14的下部包含反射层141，用以将该射向该面状光源产生装置底部的光线能反射回该面状光源产生装置，以加强出光效率。该面状光源产生装置上部包含散光部15用以接收该混合线光源并产生平面光源，该散光部15的结构为凹槽，该凹槽的外型可为V型、U形或波浪状所构成的至少一种形状或其它可代替的形状，在本实施例中以V型凹槽作为代表。另外于该V型凹槽上亦可形成反射层151，亦可加强其散光效果。

实施例3

请参阅图3a、3b及3c，为本发明又一较佳实施例的一种具独立光源的背光模块的各组件，其中图3a为光源产生装置及混光装置的剖面图，包含光源产生装置30，其中该光源产生装置可产生白色光源，该白色光源可经由白色发光组件或多色发光组件混光而成；输光组件32接收光源产生装置所产生的白色光线并将光线发射出；混光装置33，该混光装置33的下部包含反射层330，用以将该射向该混光装置底部的光线能反射回该混光装置，以加强混光效率；输光组件32由混光装置33的底面33a进入，藉由该混光装置33使该输光组件32中所产生的光线大体上产生线光源；该混光装置包含散光部331，如图3b所示，该散光部的结构为圆锥状，该散光部的结构亦可为凹槽；同前述散光部15的原理，当来自于光源产生装置的光线行进至散光部时，光线可以经由散光部向混光装置33的两侧分散，如此各光源产生装置所产生的光线向侧边分散后彼此混合而达到混光的目的。

图3c为混光装置33及面状光源产生装置14的剖面图，该面状光源产生装置14的下部包含反射层141，用以将该射向该面状光源产生装置底部的光线能反射回该面状光源产生装置，以加强出光效率。该面状光源产生装置上部包含散光部15用以接收该混合线光源并产生平面光源，该散光部15的结构为凹槽，该凹槽的外型可为V型、U形或波浪状所构成的至少一种形状或其它可代替的形状，在本实施例中以V型凹槽作为代表。另外于该V型凹槽上亦可形成反射层151，亦可加强其散光效果。

除此之外，该均匀混光装置的侧面亦可存在印刷的分布式图案，藉由该图案，使得光源产生装置产生的入射光经由反射及/或折射达到各光源彼此之间预先混合。

前述各实施例中，光源产生装置10或30可以为各种光源，如：发光二极管、荧光灯、白炽灯泡或卤素灯泡等，其中该光源产生装置包含一或多个发光组件，该发光组件可发出单色或分别发出不同颜色的光线；该输光组件可以周期性或以群组式排列，以产生均匀的光源；该输光组件是包含光纤材料或光管(light pipe)。

前述的反射层可以为金属层、镜面、或其它可以产生光反射的装置或表面处理等。混光装置的材料可以为丙烯酸树脂(Acrylic Resin)、环烯烃聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)或硅胶(Silicone)所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料；面状光源产生装置或混光板的材料可以使用如同混光装置的材料，在此不再赘述；前述的具独立光源的背光模块在应用于大尺寸的平面显示器时，可搭配组合复数个具独立光源的背光模块，使其形成一数组，以便于大尺寸平面显示器的利用。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例，本发明的范围不限于该等较佳实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明申请专利的范围，因此任何熟知此项技术人员，在不脱离本发明的权利要求及精神下，当可做任何改变。

Claims

1.一种具独立光源的背光模块，包含：

光源产生装置，其中该光源产生装置包含一个或多个发光组件；

输光组件，用以接收该光源产生装置所产生的光线，并将该光线向外发射；

混光装置，用以初步混合该输光组件所发射出的光线使其大体上产生混合线光源；

面状光源产生装置，其中该面状光源产生装置包含散光部用以接收该混合线光源并产生平面光源。

2.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中该光源产生装置的发光组件是点状光源。

3.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中该光源产生装置是产生白色光线。

4.如权利要求3所述的具独立光源的背光模块，其中该白色光线是由白色发光组件或多色发光组件混光而成。

5.如权利要求3所述的具独立光源的背光模块，其中该输光组件是接收该白色光线。

6.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中该光源产生装置是产生红、绿及蓝色光线。

7.如权利要求6所述的具独立光源的背光模块，其中该输光组件是接收该红色光线，进一步包含第二输光组件是接收该绿色光线，第三输光组件是接收该蓝色光线。

8.如权利要求7所述的具独立光源的背光模块，其中该第二输光组件是包含光纤或光管。

9.如权利要求7所述的具独立光源的背光模块，其中该第三输光组件是包含光纤或光管。

10.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中该输光组件是包含光纤或光管。

11.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中该混光装置的构造中包含散光部。

12.如权利要求11所述的具独立光源的背光模块，其中该散光部的数量等于该输光组件的数量。

13.如权利要求11所述的具独立光源的背光模块，其中该散光部系为凹槽。

14.如权利要求13所述的具独立光源的背光模块，其中该凹槽的外型可为V型、U形或波浪状所构成的至少一种形状或其它可代替的形状。

15.如权利要求11所述的具独立光源的背光模块，其中该散光部系为圆锥内凹孔穴状。

16.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中该混光装置的侧面存在印刷的分布式图案。

17.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中该散光部系为凹槽。

18.如权利要求17所述的具独立光源的背光模块，其中该凹槽的外型可为V型、U形或波浪状所构成的至少一种形状或其它可代替的形状

19.如权利要求11所述的具独立光源的背光模块，其中该混光装置上的散光部与面状光源产生装置的散光部的俯视位置为互相垂直。

20.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中该面状光源产生装置的周围进一步具有反射层用以限制该混合光线的行进方向。

21.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中于该散光部之上进一步包含反射层。

22.如权利要求21所述的具独立光源的背光模块，其中该反射层可以为金属层、镜面、或其它可以产生光反射的装置或表面处理。

23.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中于该混光装置周围进一步包含反射层。

24.如权利要求23所述的具独立光源的背光模块，其中该反射层可以为金属层、镜面、或其它可以产生光反射的装置或表面处理。

25.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中该混光装置的材料可以为丙烯酸树脂、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、氟碳聚合物或硅胶所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

26.如权利要求1所述的具独立光源的背光模块，其中该面状光源产生装置的材料可以为丙烯酸树脂、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、氟碳聚合物或硅胶所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。