CN212905551U - 反射结构、背光模组及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及反射结构、背光模组及显示装置。反射结构配置以反射多个发光单元所发出的光线。反射结构包含底部以及多个侧壁部。侧壁部立设于底部上。多个侧壁部分别对应环绕多个发光单元，且每一个发光单元所发出的光线能够射向其所对应的侧壁部的反射面而反射出光。任意两个相邻的侧壁部之间具有间距P，每一个侧壁部具有高度H1，且间距P与高度H1满足不等式，不等式为：

θ为每一个发光单元所具有的半光强度发射角的互余角度。

Description

反射结构、背光模组及显示装置

技术领域

本实用新型涉及光学膜片结构及其应用，且特别是涉及反射结构及其在背光模组与显示装置中的应用。

背景技术

通常，用于直下式背光模组的光源主要包含基板以及等间距阵列于基板上的多个发光二极管，从这些发光二极管所产生的光线可进一步通过光学膜片混合而形成面光源。

然而，请参照图1，图1为使用现有光源的背光模组的辉度仿真图。由图1可知，由于发光二极管以等间距阵列的方式排列，因此如果其出光光线没有均匀混光，则很容易在相邻的发光二极管之间产生格状亮线B1，这会导致背光模组的外观看起来亮度不均匀。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种反射结构，其除了可反射并导引发光单元所发出的部分光线外，还可使相邻两个发光单元所发出的斜射光线部分地充分混合，以提升整体发光单元的出光均匀度。

根据本实用新型的上述目的，提出一种反射结构。该反射结构配置以反射多个发光单元所发出的光线。反射结构包含底部以及多个侧壁部。侧壁部立设于底部上，其中多个侧壁部分别对应环绕多个发光单元，且每一个发光单元所发出的光线能够射向其所对应的侧壁部的反射面而反射出光。其中，任意两个相邻的侧壁部之间具有间距P，每一个侧壁部具有高度H1，且间距P与高度H1满足第一不等式，第一不等式为：

其中，θ为每一个发光单元具有的半光强度发射角(half light-intensity angle)的互余角度。

依据本实用新型的一实施例，上述的间距P与高度H1满足第二不等式，第二不等式为：

θ′为5度至20度，且包含端点值。

依据本实用新型的一实施例，上述的θ为30度。

依据本实用新型的一实施例，上述的多个侧壁部通过多个连接部互相连接，其中每一个连接部为平面。

依据本实用新型的一实施例，上述的多个侧壁部通过多个连接部互相连接，其中每一个连接部为弧面。

依据本实用新型的一实施例，上述的底部、多个侧壁部以及多个连接部共同形成为一体结构。

依据本实用新型的一实施例，上述的每一个反射面相对于其所对应的发光单元沿着远离发光单元的方向倾斜。

依据本实用新型的一实施例，上述的每一个侧壁部具有顶部。任意两个相邻的侧壁部的反射面延伸形成交接处。上述的顶部的位置低于交接处的位置。

依据本实用新型的一实施例，上述的每一个发光单元的发光光场符合朗伯特(Lambertian)分布，每一个发光单元所发出的光线包括第一部分光线，第一部分光线经过侧壁部的顶部的上方。

依据本实用新型的一实施例，上述的每一个发光单元所发出的光线还包括第二部分光线。第二部分光线朝向侧壁部发射，且第二部分光线经侧壁部反射后朝向发光单元的上方出光。

依据本实用新型的一实施例，上述的第一部分光线在朗伯特光场中的发射角度落在65度至80度之间及-65度至-80度之间，且包含端点值。

根据本实用新型的上述目的，另提出一种背光模组。此背光模组包含光源、上述的反射结构以及至少一个光学膜片。光源包含基板以及阵列于基板上的多个发光单元。上述的反射结构设置在基板上。至少一个光学膜片设置在光源与反射结构的上方。

依据本实用新型的一实施例，上述的反射结构的底部具有多个透光孔，发光单元经透光孔朝向反射结构的侧壁部以及至少一个光学膜片发出光线。

根据本实用新型的上述目的，另提出一种显示装置。显示装置包含上述的背光模组以及显示面板。显示面板设置在背光模组的上方。

由上述可知，本实施方式的反射结构主要是依据发光单元的半光强度发射角与侧壁部的高度及间距来设计，故反射结构的侧壁部除了可反射发光单元所产生的一部分光线而使其向上出光外，亦可使发光单元所产生的另一部分光线直接经过侧壁部的顶部上方，由此避免格状亮线的产生，从而提升背光模组与显示装置的出光均匀度。

附图说明

为了使本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例更加明显易懂，现在参照附图做出如下说明：

图1为使用现有光源的背光模组的辉度仿真图；

图2是绘示依照本实用新型的实施方式的显示装置的装置示意图；

图3是绘示依照本实用新型的实施方式的光源的出光光场分布图；以及

图4为使用本实用新型的实施方式的背光模组的辉度仿真图。

具体实施方式

请参照图2，其是绘示依照本实用新型的实施方式的显示装置的装置示意图。本实施方式的显示装置100主要包含背光模组200及显示面板300，显示面板300设置在背光模组的上方。其中，背光模组200主要包含光源210、反射结构220以及至少一个光学膜片230。反射结构220配置以反射发光单元212所发出的光线，光学膜片230设置在光源210与反射结构220的上方，配置以均匀化来自光源210直接射出的光线以及由光源210射向反射结构220而被反射的光线。

如图2所示，光源210包含基板211以及多个发光单元212，其中发光单元212阵列于基板211上。在一例子中，发光单元212可指单颗发光结构或为单一发光群组。举例而言，单一发光群组是由多个单颗发光结构群聚排列所形成的群组，且每个发光群组阵列于基板211上。反射结构220设置在光源210的基板211上。反射结构220包含多个反射单元220a，每一个反射单元220a包含底部221及侧壁部222。侧壁部222立设于底部221上，且侧壁部222分别对应环绕发光单元212。在图2所示的实施例中，反射结构220可以是叠置于光源210的基板211上的独立片状结构。在其他实施例中，反射结构220亦可直接成型在光源210的基板211上，也就是说，本实用新型的反射结构220并不以所在构件为限，只要能够在发光单元212周围形成具有反射功能的结构都可作为本实用新型的反射结构。在一实施例中，每一个反射单元220a的底部221具有对应于发光单元212的数量及位置的透光孔221a，每一个发光单元212经所对应的透光孔221a朝向侧壁部222与光学膜片230发出光线。具体而言，每一个侧壁部222具有反射面(例如反射面222a及反射面222c)，且反射面222a及222c相对于其所对应的发光单元212分别沿着远离发光单元212的方向倾斜。由此，每一个发光单元212所发出的光线可以射向其所对应的侧壁部222的反射面222a及222c，进而被反射面222a及222c反射并向上出光。例如，如图2所示，发光单元212a所发出的光线可以射向反射面222a，而被反射面222a反射以向上出光；且发光单元212b所发出的光线可以射向反射面222c，而被反射面222c反射以向上出光。此外，本实施例中的底部221也具有反射功能，其可以使发光单元212向上发出而被光学膜片230射回的光线再次向上反射出光。

在一实施例中，反射单元220a的多个侧壁部222通过多个连接部223互相连接，其中每一个连接部223可以为平面或弧面。其中，反射结构220的底部221、多个侧壁部222以及多个连接部223共同形成为一体结构。具体而言，每一个连接部223主要连接于相邻的侧壁部222的顶部222b之间，且通过连接部223的平面或弧面的非尖顶设计，可以使发光单元212所产生的光线的一部分直接经过其上方。具体而言，如图2所示，若假想任意两个相邻的侧壁部222的反射面(例如反射面222a及反射面222c)延伸相接会形成虚拟的交接处A1，则侧壁部222的顶部222b的位置低于交接处A1的位置。这表示，任意两个相邻的侧壁部222的反射面222a与222c并没有延伸至交接处A1而相接形成尖顶，而是通过平面或弧面的连接部223互相连接。由此，发光单元212所产生的光线的一部分可以斜射经过侧壁部222的顶部222b上方，而不会被反射面222a与222c反射。相反地，如果相邻侧壁部222的反射面222a与222c直接延伸至交接处A1而形成为尖顶设计，则会增加被侧壁部222的顶部222b反射的光量，进而导致如图1所示的格状亮线B1的现象发生。因此，借由连接两个相邻反射单元220a中的侧壁部222的非尖顶连接部223的设计，能够使经过相邻侧壁部222的顶部222b上方的光线在交接处A1附近的位置混合并通过光学膜片230，故可避免习知背光模组产生的格状亮线的现象发生，进而达到提升整体背光模组200的出光均匀度的功效。

在本实施例中，任意两个相邻的侧壁部222之间有间距P，每一个侧壁部222具有高度H1，且间距P与高度H1满足第一不等式，第一不等式为：

其中，θ为每一个发光单元212所具有的半光强度发射角(half light-intensity angle)的互余角度。如此，借由限制每一个侧壁部222的顶部222b的高度H1，可以确保两个相邻反射单元220a之间的连接部223的高度为低于前述交接处A1的设计，特别是非尖顶的设计减少两个相邻发光单元212所射出的光线在前述交接处A1上方交错集中所导致的亮线问题。在一些实施例中，间距P与高度H1亦可满足第二不等式，第二不等式为：

其中θ′为5度至20度，包含端点值。其中θ′为每一个发光单元212朝向其对应的侧壁部222的顶部222b上方发射的部分光线的出光角度。

请同时参照图2及图3，其中图3是绘示依照本实用新型的实施方式的光源的出光光场分布图。在一实施例中，发光单元212的发光光场符合朗伯特(Lambertian)分布，一般而言，朗伯特光场的发光光源212的光强度发射角在-60至60度之间(即每一个发光单元212所具有的半光强度发射角的互余角度θ为30度)，而借由第二不等式的θ′为5度至20度的限制，可以确保两个相邻朗伯特光场中光强度最强的光线不会在前述交接处A1附近被过度反射而产生光集中效果，由此不会导致亮线问题。

请再次参照图2，通过本实用新型的反射结构220的设计，每一个发光单元212所发出的光线在反射结构220的作用下可大致上分为第一部分光线L1及第二部分光线L2。其中，发光单元212所发出的第一部分光线L1可以经过侧壁部222的顶部222b的上方，且发光单元212所发出的第二部分光线L2则朝向侧壁部222发射，且可被侧壁部222反射后朝向发光单元212的上方射出。在特定实施例中，第一部分光线L1在朗伯特光场中的发射角度落在65度至80度之间及-65度至-80度之间，且包含端点值，此时第一部分光线L1不会被侧壁部222反射，因此能够与相邻发光单元的第一部分光线L1混光。另一方面，发光单元212所发出的光线中的第二部分光线L2则朝向侧壁部222发射，且经侧壁部222反射后朝向发光单元212的上方射出。也就是说，第二部分光线超出第一部分光线的角度范围，且介于-90度及90度内。以图2的发光单元212b为例，发光单元212b所产生的第二部分光线L2的光发射角度大于第一部分光线L1的光发射角度(不包含极限值)且小于90度。

由此，发光单元212a所发出的第一部分光线L1与相邻的发光单元212b所发出的第一部分光线L1均不会被反射面222a与222c反射，而是可以直接经过侧壁部222的顶部222b的上方，故可减少光线被反射的光量。因此，相较于具有尖顶设计的习知反射结构的辉度仿真图(如图1)，本实用新型的反射结构220可以避免光线过度集中在顶部222b上方，故可改善习知亮线问题(如图4)。

请参照同时参照图1及图4，其中图4为使用本实用新型的实施方式的背光模组的辉度仿真图。相较于图1所示的使用现有光源的背光模组的混光效果，使用本实施方式的反射结构的背光模组比较不会产生格状亮线的情形，这表示其混光效果较好。具体而言，本实施方式的反射结构主要是依据发光单元的半光强度发射角与侧壁部的高度及间距来设计，故反射结构的侧壁部除了可反射发光单元所产生的一部分光线而使其向上出光外，亦可使发光单元所产生的另一部分光线直接通过侧壁部的顶部上方，进而在侧壁部的顶部上方产生混光效果，由此避免格状亮线的产生，从而提升背光模组与显示装置的出光均匀度。

虽然本实用新型的实施例已实用新型如上，然其并非用以限定本实用新型的实施范围，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的实施例的精神和范围内，应当可以做出些许修改与润饰，故本实用新型的实施例的保护范围应当以所附的权利要求书所界定的范围为准。

【附图标记列表】

100 显示装置

200 背光模组

210 光源

211 基板

212 发光单元

212a 发光单元

212b 发光单元

220 反射结构

220a 反射单元

221 底部

221a 透光孔

222 侧壁部

222a 反射面

222b 顶部

222c 反射面

223 连接部

230 光学膜片

300 显示面板

A1 交接处

B1 格状亮线

H1 高度

L1 第一部分光线

L2 第二部分光线

P 间距

θ 发光单元的半光强度发射角的互余角度

θ′ 发光单元的部分光线的出光角度。

Claims (14)

1.一种反射结构，其配置以反射多个发光单元所发出的光线，其特征在于，所述反射结构包含：

底部；以及

多个侧壁部，其立设于所述底部上，其中所述多个侧壁部分别对应环绕所述多个发光单元，且每一所述发光单元所发出的光线能够射向其所对应的所述侧壁部的反射面而反射出光；

其中，任意两个相邻的所述侧壁部之间具有间距P，每一所述侧壁部具有高度H1，且所述间距P与所述高度H1满足第一不等式，所述第一不等式为：

其中，θ为每一所述发光单元所具有的半光强度发射角的互余角度。

2.根据权利要求1所述的反射结构，其特征在于，所述间距P与所述高度H1满足第二不等式，所述第二不等式为：

其中θ′为5度至20度，包含端点值。

3.根据权利要求2所述的反射结构，其特征在于，θ为30度。

4.根据权利要求1所述的反射结构，其特征在于，所述多个侧壁部通过多个连接部互相连接，其中每一所述连接部为平面。

5.根据权利要求1所述的反射结构，其特征在于，所述多个侧壁部通过多个连接部互相连接，其中每一所述连接部为弧面。

6.根据权利要求4或5所述的反射结构，其特征在于，所述底部、所述多个侧壁部以及所述多个连接部共同形成为一体结构。

7.根据权利要求1所述的反射结构，其特征在于，每一所述反射面相对于其所对应的所述发光单元沿着远离所述发光单元的方向倾斜。

8.根据权利要求7所述的反射结构，其特征在于，

每一所述侧壁部具有顶部；

任意两个相邻的所述侧壁部的所述反射面延伸形成交接处；以及

所述顶部的位置低于所述交接处的位置。

9.根据权利要求8所述的反射结构，其特征在于，

每一所述发光单元的发光光场符合朗伯特分布，每一所述发光单元所发出的光线包括第一部分光线，所述第一部分光线经过所述侧壁部的所述顶部的上方。

10.根据权利要求9所述的反射结构，其特征在于，每一所述发光单元所发出的光线还包括第二部分光线，所述第二部分光线朝向所述侧壁部发射，且所述第二部分光线经所述侧壁部反射后朝向所述发光单元的上方出光。

11.根据权利要求9所述的反射结构，其特征在于，

所述第一部分光线在朗伯特光场中的发射角度落在65度至80度之间及-65度至-80度之间，且包含端点值。

12.一种背光模组，其特征在于，包含：

光源，其包含基板以及阵列于所述基板上的多个发光单元；

根据权利要求1至11中任一项所述的反射结构，其设置在所述基板上；以及

至少一个光学膜片，其设置在所述光源与所述反射结构的上方。

13.根据权利要求12所述的背光模组，其特征在于，所述反射结构的所述底部具有多个透光孔，所述多个发光单元经所述多个透光孔朝向所述反射结构的所述多个侧壁部以及所述至少一个光学膜片发出光线。

14.一种显示装置，其特征在于，包含：

根据权利要求12或13所述的背光模组；以及

显示面板，其设置在所述背光模组的上方。

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