CN206247120U - 光源模组 - Google Patents

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翁兆泓
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Abstract

本实用新型公开了一种光源模组，其包括导光板、光源、第一棱镜片以及反射片。导光板包括出光面、与出光面相对的底面以及连接出光面与底面的入光面。光源配置于导光板的入光面，光源用于发出光线至入光面。第一棱镜片配置于导光板的出光面上，且第一棱镜片包括多个第一棱镜单元，这些第一棱镜单元的表面朝向远离出光面的方向。反射片配置于导光板的底面，导光板位于反射片与第一棱镜片之间。反射片包括多个微结构，且这些微结构的表面朝向导光板的底面。本实用新型提供的光源模组具有提升辉度以及调整视角的功效。

Description

光源模组
技术领域
本实用新型涉及一种光源模组，尤其涉及一种包括具有多个微结构的反射片的光源模组。
背景技术
在传统的显示装置中，背光模组通常包括光源与由下往上依序配置的反射片、导光板、下扩散片、下棱镜片、上棱镜片、上扩散片(或增亮膜)，而导光板是背光模组中引导光线至显示面板的主要元件。光源发出的光线进入导光板后，藉由全反射原理往导光板的另一端传导，此时的光线只会在导光板中传递，无法自导光板的出光面射出。为了让光线能自导光板的出光面射出，会在导光板的底面设置微结构。当光线传导至导光板的底面且碰到微结构时，此时被微结构反射的光线会往各个角度扩散，破坏了全反射条件以及光的干涉现象而使光线自导光板的出光面射出。
然而，光源发出的光线在进入导光板且自导光板出射后，光线会在棱镜片与反射片之间来回反射，光线于棱镜片与反射片之间的反射次数越多，那么光线的能量便会衰减越多，而导致整体辉度下降。具体而言，当光线穿透导光板底面后，经由反射片反射的反射光传递回导光板并经由导光板的出光面出射至下棱镜片，倘若反射光的角度无法与下棱镜片的出光角匹配，则反射光又会再被反射回导光板中，如此重复，光线能量的耗损便会增大。一般为了提高辉度，除了在导光板上配置不同密度或是不同形状的微结构外，亦可增加光源的数量或提高光源的电流，但提升效果有限，且会增加成本。因此，如何减少光线在棱镜片与反射片之间来回反射次数以改善上述问题，使光线有效地导出棱镜片，实为本领域相关人员所关注的焦点。
本“背景技术”段落只是用来帮助了解本实用新型内容，因此在“背景技术”中所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中普通技术人员所知道的公知技术。此外，在“背景技术”中所揭露的内容并不代表该内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，也不代表在本实用新型申请前已被所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于提供一种光源模组，其结构设计具有提升辉度以及调整视角的功效。
本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述一部分或全部目的或是其它目的，本实用新型提供一种光源模组，其包括导光板、光源、第一棱镜片以及反射片。导光板包括出光面、与出光面相对的底面以及连接出光面与底面的入光面。光源配置于导光板的入光面，光源用于发出光线至入光面。第一棱镜片配置于导光板的出光面上，且第一棱镜片包括多个第一棱镜单元，这些第一棱镜单元的表面朝向远离该出光面的方向。反射片配置于导光板的底面，导光板位于反射片与第一棱镜片之间。反射片包括多个微结构，且这些微结构的表面朝向导光板的底面。
本实用新型的实施例的光源模组，其藉由具有多个微结构的反射片来反射自导光板底面出射的光线，同时调整光线的反射角度，被反射的光线进入导光板后再经由导光板的出光面出射至第一棱镜片，由于反射光线经由反射片的多个微结构调整成特定的反射角度，因此大部分的反射光线皆能顺利通过第一棱镜片而被第一棱镜片所利用，不会有被第一棱镜片反射的情况，有效减少光线于第一棱镜片与反射片之间的反射次数，藉以增加出光量，进而提高光源模组的辉度，并进一步调整光源模组的垂直视角。
为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1为本实用新型的一实施例的光源模组的侧视示意图。
图2为图1所示的光源模组的立体结构示意图。
图3为图1所示第一斜面与基板的顶面之间的第一夹角与辉度的关系示意图。
图4为本实用新型另一实施例的光源模组的侧视示意图。
图5为图4所示的光源模组的立体结构的示意图。
图6A为已知光源模组的视角图。
图6B为本实用新型实施例的光源模组的视角图。
图7为本实用新型另一实施例的光源模组的侧视示意图。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。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实用新型。
请参照图1与图2，图1为本实用新型的一实施例的光源模组的侧视示意图。图2为图1所示的光源模组的立体结构示意图。如图1与图2所示，本实施例的光源模组1包括光源11、导光板12、第一棱镜片13以及反射片14。导光板12包括出光面121、与出光面121相对的底面122以及连接出光面121与底面122的入光面123。在本实施例中，导光板12例如是呈平板构形，在其它的实施例中，导光板12例如是呈楔形，本实用新型并不限定导光板12的构形。光源11配置于导光板12的入光面123，且光源11用于发出光线L至导光板12的入光面123。其中光源11例如是发光二极管(LED)，且多个光源11沿着x方向排列配置于导光板12的入光面123，但本实用新型并不限于此。第一棱镜片13配置于导光板的出光面121上，且第一棱镜片13包括多个第一棱镜单元130，这些第一棱镜单元130的表面1300朝向远离导光板12的出光面121的方向。反射片14配置于导光板12的底面122，导光板12位于反射片14与第一棱镜片13之间，反射片14包括多个微结构140，且这些微结构140的表面1400朝向导光板12的底面122。
以下再针对实施例的光源模组1的详细构造做更进一步的描述。为了便于说明光源模组1中各元件及结构的方向，在此定义出一直角坐标系，包括相互垂直的x轴、y轴及z轴，其中x-z平面例如平行于入光面123，x-y平面例如平行出光面121。
如图1所示，本实施例的反射片14还包括基板141，此基板141具有顶面142，此顶面142朝向导光板12的底面122。反射片14的这些微结构140连接于基板141的顶面142，且每一微结构140的表面1400包括靠近光源11的第一斜面1401以及远离光源11的第二斜面1402，第一斜面1401邻接于第二斜面1402，第一斜面1401与基板141的顶面142之间具有第一夹角θ1，第二斜面1402与基板141的顶面142之间具有第二夹角θ2。在本实施例中，第一斜面1401与基板141的顶面142之间的第一夹角θ1例如是大于等于16度且小于等于55度，但本实用新型并不限于此。具体而言，第一斜面1401、第二斜面1402与基板141的顶面142构成对称或不对称的三角形，在第一夹角θ1为大于等于16度且小于等于55度的设计下，第一斜面1401、第二斜面1402与基板141的顶面142所构成的形状例如是等腰三角形或是直角三角形等。
如图2所示，本实施例的第一棱镜片13的这些第一棱镜单元130具有第一延伸方向D1(即x方向)，且这些第一棱镜单元130的第一延伸方向D1平行于导光板12的入光面123。此外，第一棱镜片13还包括第一基材131，此第一基材131具有第一表面132以及与第一表面132相对的第二表面133。在本实施例中，第一基材131的第一表面132相对于导光板12的出光面121，且面向出光面121，这些第一棱镜单元130沿着y方向排列配置于第一基材131的第二表面133上。具体而言，这些第一棱镜单元130连接于第一基材131的第二表面133。
如图1所示，当光源11所发出的光线L经由导光板12的入光面123进入到导光板12后，部分的光线L会藉由导光板12的底面122的微结构(图未示出，且本实用新型并不限定微结构的构形)破坏全反射，而通过导光板12的底面122并传递至反射片14，此时，反射片14的这些微结构140的表面1400将光线L反射而形成朝靠近导光板12方向传递的反射光线R。在本实施例中，这些微结构140例如是以第一斜面1401作为迎光面来反射部分通过导光板12的底面122的光线L。由于第一斜面1401与基板141的顶面142之间具有大于等于16度且小于等于55度的第一夹角θ1，因此能够进一步将光线L调整成特定出射角度的反射光线R，此特定出射角度的反射光线R自导光板12的出光面121出射后传递至第一棱镜片13，并顺利通过第一棱镜片13而被第一棱镜片13所利用，不会被第一棱镜片13的第一棱镜单元130所反射，藉此有效提升光线L自第一棱镜片13出射的出光率，解决已知光线在棱镜片与反射片之间来回反射所造成的光线能量衰减问题，进而可提高辉度。具体而言，上述特定出射角度的反射光线R与导光板12的出光面121的法线N之间具有夹角θ，且夹角θ例如是大于等于30度且小于等于60度，但本实用新型并不限于此。再者，当反射光线R通过第一棱镜片13时，反射光线R被第一棱镜片13的第一棱镜单元130调整成正向(即z方向)的出射光线，上述的正向出射光线(即反射光线R)会与导光板12的出光面121的法线N彼此重叠。利用具有这些微结构140的反射片14来调整反射光线R的角度，能够有效增加光源模组1的出光量，进而提高光源模组1的辉度，此外，亦能调整光源模组1的垂直视角(y方向上的视角)往靠近中心的位置(即出光面121的中心)偏移。
需特别说明的是，本实施例将反射片14的第一斜面1401与基板141的顶面142之间的第一夹角θ1设计为大于等于16度且小于等于55度的目的在于，当第一夹角θ1小于16度时，无法使光源模组1的垂直视角位于靠近中心的位置，且光源模组1的辉度增益效果不尽理想，同理，当第一夹角θ1大于55度时，除了光源模组1的垂直视角明显偏离中心的位置外，光源模组1的辉度增益效果也大幅下降。
值得一提的是，本实施例将反射片14的第一斜面1401与基板141的顶面142之间的第一夹角θ1设计为大于等于16度且小于等于55度仅为本实用新型的其中的一实施例，在其它的实施例中，亦可将反射片14的第一斜面1401与基板141的顶面142之间的第一夹角θ1设计为大于等于16度且小于等于25度或是设计为大于等于45度且小于等于55度。请参照图3，图3为图1所示第一斜面1401与基板141的顶面142之间的第一夹角θ1与辉度的关系示意图，其中横轴代表第一夹角θ1的角度(单位为度)，纵轴代表辉度(单位为cd/m2)。请参照图3，当第一夹角θ1为大于等于16度且小于等于25度时，光源模组1的辉度最高可达约11000cd/m2，当第一夹角θ1为大于等于45度且小于等于55度时，光源模组1的辉度最高可达约12000cd/m2。因此，透过上述第一夹角θ1的设计，使得光源模组1的垂直视角位于靠近中心的位置，且亦有较佳的辉度增益效果。
需特别说明的是，上述实施例并不加以限定第二夹角θ2的角度范围，但在其它实施例中，亦可将第一夹角θ1与第二夹角θ2同时设计成大于等于16度且小于等于55度的角度范围。此外，上述实施例的每一微结构140的第一斜面1401与第二斜面1402例如是相对基板141顶面142倾斜的平面，但在其它的实施例中，每一微结构140的第一斜面1401与第二斜面1402例如圆弧向外凸出或是圆弧向内凹陷的弧面，本实用新型并不加以限第一斜面1401与第二斜面1402的构形，可视实际情况的需求而有所改变。
请参照图4与图5，图4为本实用新型另一实施例的光源模组的侧视示意图。图5为图4所示的光源模组的立体结构示意图。如图4与图5所示，本实施例的光源模组1a与图1、2所示的光源模组1类似，差异在于，本实施例的光源模组1a还包括第二棱镜片15。第一棱镜片13位于第二棱镜片15与导光板12的出光面121之间，且第二棱镜片15包括多个第二棱镜单元150。这些第二棱镜单元150的表面1500朝向远离导光板12的出光面121的方向，换言之，第二棱镜片15的这些第二棱镜单元150的表面1500与第一棱镜片13的这些第一棱镜单元130的表面1300朝向相同的方向。这些第二棱镜单元150具有第二延伸方向D2(即y方向)，且这些第二棱镜单元150的第二延伸方向D2垂直于第一棱镜单元130的第一延伸方向D1，换言之，这些第二棱镜单元150的第二延伸方向D2垂直于导光板12的入光面123。此外，第二棱镜片15还包括第二基材151，此第二基材151具有第三表面152以及与第三表面152相对的第四表面153。在本实施例中，第一基材151的第三表面152相对于第一基材131的第二表面133，且面向第二表面133，这些第二棱镜单元150沿着x方向排列配置于第二基材151的第四表面153。具体而言，这些第二棱镜单元150连接于第二基材151的第四表面153。本实施例的光源模组1a在图1、2所示光源模组1的架构下增设第二棱镜片15来搭配第一棱镜片13，藉以更进一步提升光源模组1b的辉度增益效果。在其它实施例中，第二棱镜片15也可设置在第一棱镜片13与导光板12的出光面121之间，而达到上述相同的效果。
请参照图6A与图6B，图6A为已知光源模组的视角图。图6B为本实用新型实施例的光源模组的视角图。如图6A所示的视角图可知，已知光源模组的垂直视角(即在y方向上的视角)较偏离中心的位置，即较靠近y方向(偏上方)，且较远离x方向和y方向的中心交错点，使得使用者需调整至偏离出光面的中心位置处才能观看到已知光源模组的光线。如图6B所示的视角图可知，本实用新型实施例的光源模组1、1a藉由具有多个微结构140的反射片14来调整光线的反射角度，进而调整光源模组1、1a的垂直视角(即在y方向上的视角)朝靠近中心(x方向和y方向的中心交错点，即出光面121的中心)的位置偏移，使得使用者在出光面的中心位置处即可观看到光源模组的光线。
请参照图7，其为本实用新型另一实施例的光源模组的侧视示意图。本实施例的光源模组1b与图1、2所示的光源模组1类似，差异在于，本实施例的光源模组1b还包括扩散片16。第一棱镜片13位于扩散片16与导光板12的该出光面121之间，且第一棱镜片13的这些第一棱镜单元130的表面1300朝向扩散片16。本实施例的光源模组1b在图1、2所示光源模组1的架构下增设扩散片16，藉以更进一步提升光源模组1b的辉度增益效果，但扩散片16在本实用新型并非必要构件，可视实际情需求选用。此外，本实施例的扩散片16也可以选择性的增设于图4、5所示的光源模组1a的架构中。再者，相较于已知的背光模组，本实用新型的上述实施例至少还可以省略已知的位于下棱镜片与导光板的出光面之间的下扩散片，降低成本且可达到轻薄化的效果。
综上所述，本实用新型的实施例的光源模组至少具有下列其中一个优点：藉由具有多个微结构的反射片来反射自导光板底面出射的光线，同时调整光线的反射角度，被反射的光线进入导光板后再经由导光板的出光面出射至第一棱镜片，由于反射光线经由反射片的多个微结构调整成特定的反射角度，因此大部分的反射光线皆能顺利通过第一棱镜片而被第一棱镜所利用，不会产生被第一棱镜片反射的情况，有效减少光线于第一棱镜片与反射片之间的反射次数，藉以增加出光量，进而提高光源模组的辉度，并进一步调整光源模组的垂直视角。此外，还具有降低成本以及达到轻薄化的效果。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，不能以此限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求书及实用新型说明书内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和标题仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型的权利范围。此外，本说明书或权利要求中提及的“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。
【符号说明】
1、1a、1b：光源模组
11：光源
12：导光板
13：第一棱镜片
14：反射片
15：第二棱镜片
16：扩散片
121：出光面
122：底面
123：入光面
130：第一棱镜单元
131：第一基材
132：第一表面
133：第二表面
140：微结构
141：基板
142：顶面
150：第二棱镜单元
151：第二基材
152：第三表面
153：第四表面
1300、1400、1500：表面
1401：第一斜面
1402：第二斜面
D1：第一延伸方向
D2：第二延伸方向
L：光线
N：法线
R：反射光线
θ1：第一夹角
θ2：第二夹角
θ：夹角
x、y、z：轴

Claims (12)

1.一种光源模组，其特征在于，包括：
一导光板，包括一出光面、一与该出光面相对的底面以及一连接该出光面与该底面的入光面；
一光源，配置于该导光板的该入光面，该光源用于发出一光线至该入光面；
一第一棱镜片，配置于该导光板的该出光面上，且该第一棱镜片包括多个第一棱镜单元，这些第一棱镜单元的表面朝向远离该出光面的方向；以及
一反射片，配置于该导光板的该底面，该导光板位于该反射片与该第一棱镜片之间，该反射片包括多个微结构，且这些微结构的表面朝向该导光板的该底面。
2.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该反射片还包括一基板，该基板具有一朝向该底面的顶面，这些微结构连接于该顶面，且每一微结构的该表面包括一靠近该光源的第一斜面与一远离该光源的第二斜面，该第一斜面邻接于该第二斜面，该第一斜面与该顶面之间具有一第一夹角，该第二斜面与该顶面之间具有一第二夹角。
3.如权利要求2所述的光源模组，其特征在于，该第一夹角的角度为θ1，且16度≦θ1≦55度。
4.如权利要求3所述的光源模组，其特征在于，该第二夹角的角度为θ2，且16度≦θ2≦55度。
5.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该第一棱镜片的这些第一棱镜单元具有一第一延伸方向，该第一延伸方向平行于该导光板的该入光面。
6.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，还包括一第二棱镜片，该第一棱镜片位于该第二棱镜片与该导光板的该出光面之间，该第二棱镜片包括多个第二棱镜单元，这些第二棱镜单元的表面朝向远离该出光面的方向。
7.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于，这些第一棱镜单元具有一第一延伸方向，这些第二棱镜单元具有一第二延伸方向，该第一延伸方向平行于该导光板的该入光面，该第二延伸方向垂直于该第一延伸方向。
8.如权利要求6所述的光源模组，其特征在于，该第一棱镜片还包括一第一基材，该第一基材具有一第一表面以及一与该第一表面相对的第二表面，该第一表面相对于该导光板的该出光面，这些第一棱镜单元配置于该第二表面上。
9.如权利要求8所述的光源模组，其特征在于，该第二棱镜还包括一第二基材，该第二基材具有一第三表面以及一与该第三表面相对的第四表面，该第三表面相对于该第一基材的该第二表面，这些第二棱镜单元配置于该第四表面。
10.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，还包括一扩散片，该第一棱镜片位于该扩散片与该导光板之间，该第一棱镜的这些第一棱镜单元的表面朝向该扩散片。
11.如权利要求1所述的光源模组，其特征在于，该反射片的这些微结构用于反射通过该底面的部分该光线而形成一朝向该导光板传导的反射光线，该反射光线自该出光面出射，且该反射光线与该出光面的一法线之间具有一夹角，该夹角的角度为θ，且30度≦θ≦60度。
12.如权利要求11所述的光源模组，其特征在于，通过该第一棱镜片的该反射光线与该出光面的该法线重叠。
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