TW201525581A - 背光模組 - Google Patents

Abstract

一種背光模組，包括：導光模組及與該導光模組光學耦合的光源模組。導光模組包括後蓋與固定在後蓋上的導光板，後蓋上開設有與光源模組相配合的第一入光孔。光源模組包括一個外殼，收容於外殼內且相對於後蓋傾斜設置的至少兩個光源，一個收容於所述外殼內的透鏡。透鏡具有複數分別與至少兩個光源相配合的聚光部以及一個與複數聚光部相對並與第一入光孔光學耦合的出光部。本發明藉由透鏡來收斂光源發出的光線，可以有效降低光線進入導光板過程中的漏光量，從而提高了光之利用率。

Description

背光模組

本發明涉及一種背光模組，特別涉及一種直下式背光模組。

隨著液晶顯示產業的快速發展，各種液晶顯示面板的產品應用持續增加，更輕更薄的產品不斷推陳出新。但，由於液晶顯示裝置的液晶面板不能發光，需要由背光模組來提供光源，以實現液晶面板的圖像顯示。但，隨著液晶顯示裝置不斷的快速發展，液晶顯示裝置所使用的背光模組越來越需要窄邊框與薄型化。

一種背光模組，包括光學膜片、擴散板、導光板、光導管及光源。光學膜片設置於擴散板的上方，擴散板設置於導光板的上方。光導管位於光源與導光板之間，用於導入光源發出的光線。但，由於光源有較寬的光束角，是故無論光導管如何設計均會有一部分的光線無法在光導管內全反射而形成漏光，從而降低了進入導光板內的入光量。另，由於組裝以及其他原因使光導管與導光板未能完全緊密貼合，可能在光導管與導光板之間的介面上形成氣縫，不利於光線從光導管進入導光板，從而使進入導光板的入光效率大幅度降低。是故，這種背光模組的出光亮度不夠高。

鑒於上述狀況，有必要提供一種窄邊框且出光亮度較高的背光模組。

一種背光模組，包括：導光模組及與該導光模組光學耦合的光源模組。導光模組包括後蓋與固定在後蓋上的導光板，後蓋上開設有與光源模組相配合的第一入光孔。光源模組包括一個外殼，收容於外殼內且相對於後蓋傾斜設置的至少兩個光源，一個收容於所述外殼內的透鏡。透鏡具有複數分別與至少兩個光源相配合的聚光部以及一個與複數聚光部相對並與第一入光孔光學耦合之出光部。

上述背光模組藉由在後蓋設置第一入光孔，使光源模組發出的光線從導光板的下方進入導光板，即由傳統背光模組的側入式的光源設置轉變為直下式，實現了背光模組的窄邊框的效果。上述光源模組中的至少兩個光源傾斜設置，並且該透鏡具有複數分別與至少兩個光源相配合的聚光部，聚光部可以收斂光源射出的發散光線，使得上述背光模組可以有效降低光線嚮導光板傳輸過程中之漏光量，提高了光線之利用率，從而提高了出光亮度。

圖1係本發明實施例的背光模組之立體示意圖。

圖2係圖1所示之背光模組之剖視圖。

圖3係圖1所示之導光模組之立體分解圖。

圖4係圖1所示之光源模組之立體分解圖。

圖5係圖1所示之光源模組之剖視圖。

圖6係本發明實施例之背光模組之光路圖。

下面結合圖式及實施方式對本發明提供的背光模組作進一步詳細說明。

請參照圖1，本發明實施例提供之背光模組100，包括一個導光模組10及與該導光模組10光學耦合的光源模組20。

請一併參照圖2與圖3，導光模組10包括後蓋11、反射片12、固定在該後蓋11上的導光板13、光學膜片組14及設置於導光板13邊緣處用以將該導光板13固持在該後蓋11上的膠框15。膠框15連接於後蓋11的上方，並與後蓋11閉合，將導光板13與光學膜片組14收容其中。

後蓋11為金屬材料一體成型，呈矩形板狀結構。該後蓋11的中央位置設置有矩形條狀結構的第一入光孔111，與該光源模組20相配合以接收由光源模組20出射的光線。優選地，第一入光孔111與後蓋11的其中一個側邊平行，但不限於此。

反射片12呈矩形板狀結構，貼於後蓋11的內表面，且反射片12的尺寸與後蓋11的尺寸相適應。反射片12上對應第一入光孔111的位置開設有第二入光孔121，第二入光孔121與第一入光孔111的形狀尺寸相同。另，反射片12背離後蓋11的一面，即反射片12與導光板13接觸的表面，具有高反射率的特性，並用以反射光線。優選地，該反射片12背離後蓋11的一面設有高反射率的反射層。

可理解，上述反射片12上具有的高反射率的反射層可以為高反射率的銀膜鍍層，亦可為高反射率的油墨塗層。但並不限於此，只要反射層具有高反射率的特性即可。

導光板13呈矩形板狀結構，位於反射片12的上方。導光板13背離反射片12的一面設為出光面131，當入射在出光面131上的光線小於出光面131的全反射的臨界角時，可以形成出射光線。反之，出光面131將大於全反射的臨界角的入射光線以全反射的形式重新反射到導光板13內。

光學膜片組14貼附於導光板13的出光面131上，且出光面131起著支撐光學膜片組14的作用。光學膜片組14包括複數光學片。優選地，複數光學片為擴散片、棱鏡片、棱鏡片與擴散片依序疊放的四片式組合。

膠框15為一種塑膠材質一體成型，呈中空的矩形框架結構。膠框15包括上框151、下框152及位於上框151與下框152之間凸起部153，該凸起部153繞膠框15的內側圍成一圈。上框151與凸起部153共同形成了液晶顯示面板（圖未示）的收納部。凸起部153卡持光學膜片組14的側邊，導光板13支撐光學膜片組14，從而凸起部153與導光板13共同構成了光學膜片組14的收納部。

下框152與後蓋11連接，並且下框152與凸起部153共同形成了導光板13與反射片12的收納部。下框152卡持導光板13與反射片12的側邊，凸起部153卡持導光板13的出光面131。可以理解的是， 該膠框15亦可為其他形狀，只要其便於收容反射片12、導光板13、光學膜片組14及液晶顯示面板即可。

請一併參照圖4與圖5，光源模組20包括一個外殼21、連接於外殼21上的支架22、收容於外殼21內且與相對於後蓋11傾斜設置的至少兩個光源23、收容於外殼21內的透鏡24及位於透鏡24上的透明彈性片25。透鏡24固定在支架22上。

外殼21由金屬材質一體成型，呈溝槽狀結構，且其截面為梯形。外殼21包括一底面211、兩個相對底面211傾斜設置的的傾斜側壁212及垂直連接於底面211的兩個對稱的垂直側壁213，且每個傾斜側壁212與底面211之間的夾角大致呈鈍角。兩個傾斜側壁212遠離底面211的一端分別形成與底面211平行的接觸面2121，兩個傾斜側壁212分別藉由接觸面2121與後蓋11相連接並分別用以承載至少兩個光源23。另，兩個垂直側壁213垂直連接於後蓋11，使得外殼21完全覆蓋於後蓋11的第一入光孔111上。可理解，外殼21並不僅限於有兩個傾斜側壁212與兩個垂直側壁213，可根據光源模組20的結構來設定複數傾斜側壁212與複數垂直側壁213。

接觸面2121與後蓋11之間還設置有一個導熱墊片214，該導熱墊片214為一種高性能的導熱材料製成。其用於增強外殼21與後蓋11之間的熱傳導性，從而使光源模組20上的發熱元件發出的熱量可以藉由後蓋11有效的散發出去。

支架22為矩形柱狀結構，支架22一側面固定連接於外殼21的底面211上。其背離外殼21底面211的另一側開設有複數固定孔221，複數固定孔221排列成一排。優選地，固定孔221為圓形孔，但不限於此。

光源23為板狀結構，包括第一光源231與第二光源232，其分別設置於外殼21的兩個傾斜側壁212上。但光源23不限於兩個，可根據光源模組20的需要來設定其數量。每個光源23上設有複數LED233。在本實施例中，每個光源23上複數LED233設置成一排。但不限於此，複數LED233在光源23上的排佈可以為多排，即可根據背光模組100對光源亮度的需要來設定LED233的排佈。

透鏡24大致呈長條形，其尺寸與外殼21的尺寸相適應，並收納於該外殼21中。該透鏡24上朝向支架22的一面設有複數固定柱241，複數固定柱241在透鏡24上排列成一排。固定柱241固持在支架22的固定孔221中，以將透鏡24固定連接於支架22。優選地，固定柱241呈圓柱形結構。但不限於此，固定柱241的結構可根據支架22上的固定孔221的形狀而設定。

透鏡24朝向兩個光源23的位置分別凸設有第一聚光部242與第二聚光部243，且對稱位於支架22的兩邊。該透鏡24並不限於僅有第一聚光部242與第二聚光部243，可根據光源23的數量來設定複數聚光部。優選地，第一聚光部242與第二聚光部243分別垂直於第一光源231與第二光源232，但不連接。第一聚光部242與第二聚光部243分別朝向第一光源231與第二光源232凸起，並對應形成有一定弧度的凸面2421與凸面2431。光源23上的複數LED233發出的光線，分別入射到第一聚光部242與第二聚光部243，透過第一聚光部242與第二聚光部243的聚光作用，收斂了LED233出射光的光束角，從而形成相互交叉的兩束出射光。

該透鏡24朝向後蓋11的一面設為平面結構且與第一入光孔111光學耦合的出光部244，該出光部244與第一聚光部242與第二聚光部243相對設置，並與後蓋11平行。上述經由第一聚光部242與第二聚光部243的聚光作用而形成的兩束出射光，分別由出光部244出射，並藉由第一入光孔111與第二入光孔121進入導光板13內。

請又參照圖2與圖5，透明彈性片25為一種透明彈性材料製成，呈薄片狀結構，其尺寸與出光部244的尺寸相適應。透明彈性片25設置於第一入光孔111與第二入光孔121中並與導光板13相貼合。該透明彈性片25可以防止透鏡24的出光部與導光板13之間因組裝或微量變形而產生氣縫的問題，從而有效提高了背光模組100的入光效率。優選地，透明彈性片25為透明矽膠材料製成，但不限於此。

組裝背光模組100時，先將擴散片、棱鏡片、棱鏡片與擴散片依次由上到下疊放在一起，形成一個光學膜片組14。然後將反射片12、導光板13及光學膜片組14依次疊放在後蓋11的內表面上。將膠框15的下框152與後蓋11的邊沿連接，並使反射片12、導光板13及光學膜片組14收容其中。完成導光模組10的組裝。將支架22固定於外殼21的底面211，透鏡24藉由固定柱241固定連接於支架22上的固定孔221上。將第一光源231與第二光源232分別固定在外殼21的兩個傾斜側壁212上，並將導熱墊片214設置於接觸面2121上。然後，藉由接觸面2121將光源模組20與導光模組10固定連接，且將透明彈性片25設置於透鏡24的出光部244上，並藉由第一入光孔111與第二入光孔121與導光板13連接。完成本發明背光模組100之組裝過程。

請參照圖6，背光模組100中光線之傳播路徑為：複數LED233向四周發散光線，分別藉由透鏡24的第一聚光部242與第二聚光部243的聚光作用，收斂了LED233出射光線，從而形成了相互交叉的兩束出射光。然後，兩束出射光從透鏡24出光部244出射，並藉由透明彈性片25進入導光板13內。進入導光板13內的光線再以全反射的模式進行傳播，從而可以在導光板13的出光面131上形成了較均勻的出射光線。最終在光學膜片組14上形成了均勻之面光源。

本發明藉由在後蓋11與反射片12分別設置第一入光孔111與第二入光孔121，將傳統背光模組的側入式的光源設置轉變為直下式，實現了背光模組100的窄邊框。藉由設置透鏡24，可以收斂光束角，有效降低光線進入導光板13過程中的漏光量，從而提高了光的利用率。又藉由在導光板13與透鏡24之間設置一個透明彈性片25，可以防止導光板13與透鏡24之間因存在氣縫而使入光效率變低的問題。導熱墊片214可以有效的將LED233發出的熱量由外殼21傳導到後蓋11上，提高了LED233的發光效率，是故本發明的背光模組100還具有良好的散熱特性。另，導光板13的出光面131除了出射均勻的光線外，還兼具支撐光學膜片組14的作用。相較於先前技術中需額外設置光學膜片組14之支撐結構之設計，本發明提供之背光模組100更容易做到薄型化。該背光模組100的結構簡單，組裝容易。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧背光模組

10‧‧‧導光模組

11‧‧‧後蓋

111‧‧‧第一入光孔

12‧‧‧反射片

121‧‧‧第二入光孔

13‧‧‧導光板

131‧‧‧出光面

14‧‧‧光學膜片組

15‧‧‧膠框

151‧‧‧上框

152‧‧‧下框

153‧‧‧凸起部

20‧‧‧光源模組

21‧‧‧外殼

211‧‧‧底面

212‧‧‧傾斜側壁

2121‧‧‧接觸面

213‧‧‧垂直側壁

214‧‧‧導熱墊片

22‧‧‧支架

221‧‧‧固定孔

23‧‧‧光源

231‧‧‧第一光源

232‧‧‧第二光源

233‧‧‧LED

24‧‧‧透鏡

241‧‧‧固定柱

242‧‧‧第一聚光部

243‧‧‧第二聚光部

2421、2431‧‧‧凸面

244‧‧‧出光部

25‧‧‧透明彈性片

無

100‧‧‧背光模組

11‧‧‧後蓋

12‧‧‧反射片

13‧‧‧導光板

131‧‧‧出光面

14‧‧‧光學膜片組

15‧‧‧膠框

151‧‧‧上框

152‧‧‧下框

153‧‧‧凸起部

20‧‧‧光源模組

23‧‧‧光源

24‧‧‧透鏡

25‧‧‧透明彈性片

Claims (10)

1. 一種背光模組，包括：導光模組及與該導光模組光學耦合的光源模組，所述導光模組包括後蓋與固定在該後蓋上的導光板，其改良在於：所述後蓋上開設有與該光源模組相配合的第一入光孔，所述光源模組包括一個外殼，收容於該外殼內且相對於該後蓋傾斜設置的至少兩個光源，一個收容於所述外殼內的透鏡，該透鏡具有複數分別與該至少兩個光源相配合的聚光部以及一個與該複數聚光部相對並與該第一入光孔光學耦合之出光部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該背光模組進一步包括一個設置於該導光板邊緣處的膠框，該膠框用以將該導光板固持在該後蓋上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中所述透鏡包括第一聚光部與第二聚光部，其分別垂直於對應的光源，所述第一聚光部與第二聚光部朝向對應光源的一端分別具有一定弧度之凸面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中所述導光模組還包括位於後蓋上的反射片，所述反射片中心開設有與第一入光孔對應設置的第二入光孔，所述反射片與該導光板接觸的表面用以反射光線。
5. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中所述透鏡進一步包括一個透明彈性片，所述透明彈性片設置於所述第一入光孔與所述第二入光孔中並與該導光板相貼合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中所述外殼包括一底面與兩個相對該底面傾斜設置的傾斜側壁，該兩個傾斜側壁與該後蓋相連接並分別用以承載該至少兩個光源。
7. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中所述外殼的底面上設有一個支架，所述支架背離該外殼底面的一側上開設有固定孔；所述透鏡上設置有位於該複數聚光部之間的固定柱，所述固定柱固持於所述固定孔中。
8. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中每個光源上設置有複數LED。
9. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中該兩個傾斜側壁與該後蓋的連接處設置有導熱墊片。
10. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中所述導光模組還包括一個貼附於導光板上的光學膜片組，其包括層迭設置的擴散片、棱鏡片、棱鏡片與擴散片。