TWI485479B - 具拼接反射面之背光模組 - Google Patents

Description

具拼接反射面之背光模組

本發明係關於一種背光模組；具體而言，本發明係關於一種具拼接反射面之背光模組。

在液晶顯示裝置的設計上，背光模組一直是重要的一環。特別是為符合現今大尺寸及薄型化的設計趨勢，背光模組的設計勢必也需配合朝向同樣的方向前進。此外，除了液晶顯示裝置外，背光模組亦可應用於其他的領域內；然而如何在大面積的背光區域中維持一定的背光均勻度，卻是各式背光模組共同的發展課題。

圖1A所示為傳統中空式的背光模組。如圖1A所示，背光模組包含光源10及腔體20。腔體20的底面設有反射面21，與反射面21相對則為出光面23。光源10產生之光線自腔體20之一側射入腔體20內，經反射面21反射後自出光面23出光。由於不同的反射面21材質會具有不同的鏡面反射比率，即所有經反射面21反射光線中鏡面反射光的比率。然而為配合不同背光設計的需要，常需尋找不同材質來製作反射面21，以取得不同的鏡面反射比率，因此在成本上及製程難度均相當高。

此外，此類背光模組在應用於較大尺寸或採扁平化設計時，其背光均勻度往往不盡理想。如圖1B所示，可見在背光模組中央及上下兩 端的亮度明顯不均勻，因此有改善的必要。

本發明係提供一種具拼接反射面之背光模組，可以組合出不同的鏡面反射比率的反射底面。

本發明係提供一種具拼接反射面之背光模組，可符合大尺寸或薄型化設計之背光需求。

背光模組包含反射底面、出光頂面及光源模組。反射底面具有入光側，而光源模組則沿入光側設置。出光頂面係設置與反射底面相對且共同夾成有夾層空間；光源模組產生之光線經由入光側進入夾層空間，再經由反射底面反射後穿過夾層空間而抵達出光頂面，最終再由出光頂面出射。反射底面包含有至少一第一反射面及至少一第二反射面；第一反射面及第二反射面係沿著入光側的延伸方向間隔排列設置。第一反射面之鏡面反射比率係大於第二反射面之鏡面反射比率；其中鏡面反射比率較佳即為以鏡面反射方式所反射光線量在全部反射光線中所佔之比率。藉由此一設計，在第一反射面及第二反射面的鏡面反射比率均為固定但不相同的狀況下，可藉由組合兩者及調配兩者面積的比例，來對反射底面整體的鏡面反射比率進行調整以符合不同的背光設計需求。

100‧‧‧反射底面

110‧‧‧入光側

111‧‧‧延伸方向

130‧‧‧散射帶

200‧‧‧出光頂面

300‧‧‧光源模組

301‧‧‧光源

303‧‧‧發光正向

310‧‧‧發光單體

330‧‧‧反射曲面

400‧‧‧夾層空間

510‧‧‧第一反射面

520‧‧‧第二反射面

530‧‧‧第三反射面

540‧‧‧第四反射面

710‧‧‧第一反射區

720‧‧‧第二反射區

圖1A為傳統中空式背光模組之示意圖；圖1B為傳統中空式背光模組之背光均勻度測試結果圖； 圖2A為本發明背光模組之實施例剖面示意圖；圖2B為圖2A所示實施例之俯視示意圖；圖3A及圖3B為具散射帶之實施例示意圖；圖4為具有第一反射區及第二反射區之實施例示意圖；圖5為背光模組背光均勻度之測試結果圖；圖6為圖4所示實施例之變化實施例示意圖；圖7為圖4所示實施例之另一變化實施例示意圖；圖8為光源模組具反射曲面之背光模組示意圖。

本發明係提供一種具拼接反射面之背光模組以及所使用之拼接反射面。在較佳實施例中，本發明之背光模組係使用於液晶顯示裝置中；然在不同實施例中，本發明之背光模組亦可用於其他不同的電子裝置內。此外，本發明之背光模組較佳係為具中空反射腔之設計；然此拼接反射面之發明精神亦可應用於其他不同類型的背光模組設計中。

在圖2A及圖2B所示之實施例中，背光模組包含反射底面100、出光頂面200及光源模組300。反射底面100具有入光側110，而光源模組300則沿入光側110設置於反射底面100之外。如圖2A所示，出光頂面200係設置與反射底面100相對且共同夾成有夾層空間400；光源模組300產生之光線1較佳係經由入光側110進入夾層空間400，再經由反射底面100反射後穿過夾層空間400而抵達出光頂面200，最終再由出光頂面200出射。夾層空間400較佳僅容納氣體作為介質；然而在不同實施例中，亦可於夾層空間400 內設置不同功能的光學膜片或板件以提高背光模組整體之光學表現。此外，在較佳實施例中，出光頂面200在垂直於入光側方向上之長度L與夾層空間400之高度H之比值L/H較佳係大於20，以適用於大尺寸或薄型化設計之顯示裝置。

如圖2B所示，反射底面100包含有至少一個第一反射面510及至少一個第二反射面520。第一反射面510及第二反射面520係沿著入光側110的延伸方向111間隔排列設置；較佳而言，在延伸方向111上兩個第一反射面510間會設置有至少一個第二反射面520，或是兩個第二反射面520間會設置有至少一個第一反射面510。第一反射面510之鏡面反射比率係大於第二反射面520之鏡面反射比率。當光線經由第一反射面510或第二反射面520鏡面反射時，部分光線會以鏡面反射方式反射；而另一部分光線則會以散射方式反射；鏡面反射比率較佳即為以鏡面反射方式所反射光線量在全部反射光線中所佔之比率。藉由此一設計，在第一反射面510及第二反射面520的鏡面反射比率均為固定但不相同的狀況下，可藉由組合兩者及調配兩者面積的比例，來對反射底面100整體的鏡面反射比率進行調整以符合不同的背光設計需求。

在此實施例中，如圖2B所示，第一反射面510及第二反射面520較佳均為矩形，且矩形之長方向均垂直於入光側110之延伸方向111。換言之，第一反射面510及第二反射面520之長方向均約略與光源模組300之正向出光方向平行，使得第一反射面510及第二反射面520在組合後可形成較佳的反射面形狀。此外，由於第一反射面510及第二反射面520在延伸方向111上的截面寬度均較長方向為窄，因此在同一跨度距離內可以配置較多的 第一反射面510及第二反射面520，因此可有較佳的混合效果。然在不同實施例中，第一反射面510及第二反射面520亦可具有不同形狀，或是以傾斜於入光側110之方式沿延伸方向111排列組合。

此外，如圖2B所示，光源模組300係包含複數個發光單體310，且發光單體310較佳為發光二極體。在此較佳實施例中，至少一個發光單體310係對齊於相鄰第一反射面510及第二反射面520間之接縫位置。換言之，發光單體310係位於第一反射面510及第二反射面520間接縫之延伸線上。藉由此一設計，發光單體310發出的光線可以部分射入設置第一反射面510的區域內，而部分射入設置第二反射面520的區域內。因此第一反射面510及第二反射面520可平均分攤發光單體310產生的光線，以提高混光效果，減少背光不均勻的可能性。此外，此一設計亦可使實際產生的背光性質更接近當初調整第一反射面510及第二反射面520面積比例時的預設背光性質。相對而言，在不同實施例中，發光單體310亦可對齊於第一反射面510或第二反射面520的中點，或不特定對齊於第一反射面510或第二反射面520，以得到不同的背光性質。

圖3A及圖3B所示為本發明之另一實施例。在本實施例中，反射底面另具有散射帶130沿著入光側110設置，亦即沿著入光側110的延伸方向111分佈。散射帶130較佳係位於入光側與第一反射面510及第二反射面520之間，亦及第一反射面510及第二反射面520需經過散射帶130方能抵達入光側110。散射帶130之鏡面反射比率較佳係小於第一反射面510之鏡面反射比率；亦可小於第二反射面520之鏡面反射比率。由於部分光源模組之光線可能以較小的入射角度(例如接近垂直於反射底面100)抵達反射底面 100，並經由反射抵達出光頂面200而出射，此類光線有可能在邊緣地帶產生亮帶或漏光的狀況。藉由此一散射帶130之設計，可使此類型的光線中的部分被散射而非直接反射，以減少亮帶或漏光的可能性。

圖4所示為反射底面100之另一實施例。在此實施例中，反射底面100可劃分為第一反射區710及第二反射區720。第一反射區710及第二反射區720較佳均沿入光側110之延伸方向111分佈，且第一反射區710較接近於入光側110；換言之，第二反射區720係位於第一反射區710相反於入光側110之另一側。前述之第一反射面510及第二反射面520係分佈於第一反射區710內，而第二反射區720內設置有至少一個第三反射面530及至少一個第四反射面540。第三反射面530及第四反射面540係沿著入光側110的延伸方向111間隔排列設置；較佳而言，在延伸方向111上兩個第三反射面530間會設置有至少一個第四反射面540，或是兩個第四反射面540間會設置有至少一個第三反射面530。第三反射面530之鏡面反射比率係大於第四反射面540之鏡面反射比率。

以第一反射區710與第二反射區720相較，第一反射區710經面積加權之平均鏡面反射比率較佳係大於第二反射區720經面積加權之平均鏡面反射比率。具體而言，以第一反射面510之鏡面反射比率乘以其總面積與第二反射面520之鏡面反射比率乘以其總面積之結果相加，再除以第一反射區710的總面積，即為第一反射區710經面積加權之平均鏡面反射比率；第二反射區720亦可以相同方式求得經面積加權之平均鏡面反射比率。由於第一反射區710之經面積加權之平均鏡面反射比率較大，因此能將較多的光線向後方(即第二反射區720的方向)傳遞，而在第二反射區720內散射出 光。藉由此一設計，可使本實施例應用於更大尺寸或更薄型化之顯示裝置中，而仍能維持所產生背光的均勻度。如圖5所示，在採用第一反射區710及第二反射區720之設計後，在75吋背光模組上之背光均勻度可高於80%，且分佈較為平均。

在圖4所示之實施例中，相鄰第一反射面510與第二反射面520間之接縫較佳與相鄰第三反射面530與第四反射面540間之接縫彼此錯位。換言之，在第一反射區710及第二反射區720中的接縫，較佳彼此間均不共線。藉由此一設計，第一反射區710內第一反射面510或第二反射面520向後傳遞的光線可以部分射入設置第三反射面530的區域內，而部分射入設置第四反射面540的區域內。因此第三反射面530及第四反射面540可平均分攤第一反射區710向後傳遞的光線，以提高混光效果，減少背光不均勻的可能性。然而在不同實施例中，如圖6所示，相鄰第一反射面510與第二反射面520間之接縫較佳與相鄰第三反射面530與第四反射面540間之接縫彼此對齊。在此實施例中，相鄰第一反射面510與第二反射面520係共同對應於同一第三反射面530或第四反射面540，亦可達成提高混光效果，減少背光不均勻的功效。

此外，如圖4及圖6所示，第一反射面510及第二反射面520在延伸方向111上之寬度係小於第三反射面530及第四反射面540在同方向上的寬度，使得第一反射面510及第二反射面520較為細長。然而在第一反射面510及第二反射面520之長方向上，第一反射面510及第二反射面520之長度則較第三反射面530及第四反射面540在同方向上的長度來的長。

圖7所示為另一實施例。在此實施例中，第一反射面510與第 三反射面530具有相同的鏡面反射比率；第二反射面520與第四反射面540具有相同的鏡面反射比率。為了使第一反射區710具有較大的平均鏡面反射比率，在第一反射區710中第一反射面510佔的面積比例要大於第二反射區720中第三反射面530佔的面積比例。具體而言，第一反射面510總面積與第二反射面520總面積之比值較佳大於第三反射面530總面積與第四反射面540總面積之比值。藉由此一設計，可以使用兩種具有不同鏡面反射比率的材質，即可組成具有不同平均鏡面反射比率的第一反射區710及第二反射區720，且各區之平均鏡面反射比率均不同於原本材料本身的鏡面反射比率。

在圖8所示之實施例中，光源模組300包含了反射曲面330及光源301。反射曲面330及光源301均沿入光側110分佈，且反射曲面330之一側較佳係鄰接於入光側110。反射曲面330較佳係以入光側110延伸方向111(圖示為垂直於圖面之方向)為軸而產生弧曲；具體而言，反射曲面330係自入光側110向外延伸，並朝出光頂面200的方向捲起。光源301則位於反射曲面330的上方；亦即設置於反射曲面330之內凹面側。光源301產生之光線經反射曲面330反射後進入夾層空間400，且至少部分抵達反射底面100。由於反射曲面330較佳是藉由內凹面側進行反射，因此可較集中地將反射光送入夾層空間400內，以減少光效能的損失。

如圖8所示，光源301具有發光正向303，亦即光源301發出光線範圍的中線方向。在此較佳實施例中，光源302中包含有複數個發光單體310，例如發光二極體單元，發光正向303即為發光單體310之發光面法線方向。發光正向303較佳相對於出光頂面200之法線方向朝背向該夾層空間的方向偏斜一偏斜角θ，而偏斜角θ較佳介於5度到40度之間。藉由此一設計， 可使得光源模組之光線可以較大的入射角度抵達反射底面100，以減少在邊緣地帶產生亮帶或漏光的狀況。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

100‧‧‧反射底面

110‧‧‧入光側

111‧‧‧延伸方向

300‧‧‧光源模組

310‧‧‧發光單體

510‧‧‧第一反射面

520‧‧‧第二反射面

Claims (12)

1. 一種背光模組，包含：一反射底面，具有一入光側；其中該反射底面包含至少一個第一反射面及至少一個第二反射面沿該入光側之延伸方向間隔排列設置，且該第一反射面之鏡面反射比率大於該第二反射面之鏡面反射比率；一出光頂面，設置與該反射底面相對並夾成一夾層空間；以及一光源模組，沿該入光側設置；其中，該光源模組產生之光線至少部分經該反射底面反射後穿過該夾層空間而由該出光頂面出射。
2. 如請求項1所述之背光模組，其中該至少一第一反射面及該至少一第二反射面均為矩形，且該至少一第一反射面及該至少一第二反射面之長方向係垂直於該入光側之延伸方向。
3. 如請求項1所述之背光模組，其中該反射底面具有一散射帶沿該入光側設置，且位於該入光側與該至少一第一反射面及該至少一第二反射面之間，該散射帶之鏡面反射比率小於該至少一第一反射面之鏡面反射比率。
4. 如請求項1所述之背光模組，其中該反射底面包含：一第一反射區，其中該至少一第一反射面及該至少一第二反射面係分佈於該第一反射區內；以及一第二反射區，係位於該第一反射區相反於該入光側之另一側，該第二反射區包含至少一個第三反射面及至少一個第四反射面沿該入光側之延伸方向間隔排列設置，且該至少一第三反射面之鏡面反射比率大於該至少一第四反射面之鏡面反射比率；其中，該第一反射區經面積加權之平均鏡面反射比率大於該第二反 射區經面積加權之平均鏡面反射比率。
5. 如請求項4所述之背光模組，其中相鄰該至少一第一反射面及該至少一第二反射面間之接縫與相鄰該至少一第三反射面及該至少一第四反射面間之接縫彼此錯位。
6. 如請求項4所述之背光模組，其中相鄰該至少一第一反射面及該至少一第二反射面間之接縫與相鄰該至少一第三反射面及該至少一第四反射面間之接縫彼此對齊。
7. 如請求項4所述之背光模組，其中該至少一第一反射面與該至少一第三反射面之鏡面反射比率係相同，該至少一第二反射面與該至少一第四反射面之鏡面反射比率係相同，且該至少一第一反射面總面積與該至少一第二反射面總面積之比值大於該至少一第三反射面總面積與該至少一第四反射面總面積之比值。
8. 如請求項1所述之背光模組，其中該光源模組包含：一反射曲面，係沿該入光側分佈，且以該入光側延伸方向為軸而產生弧曲；其中該反射曲面之一側係鄰接該入光側；以及一光源，係沿該入光側分佈，位於該反射曲面之上方且朝向該反射曲面；其中，該光源產生之光線經該反射曲面反射而抵達該反射底面。
9. 如請求項8所述之背光模組，其中該光源具有一發光正向，該發光正向相對於該出光頂面之法線方向朝背向該夾層空間的方向偏斜一偏斜角，該偏斜角係介於5度到40度之間。
10. 如請求項8所述之背光模組，其中該光源包含複數個發光單體，至少一該發光單體之位置係對齊於相鄰該至少一第一反射面及該至少一第二反射面之接縫位置。
11. 如請求項1所述之背光模組，其中該光源模組包含複數個發光單體，至 少一該發光單體之位置係對齊於相鄰該至少一第一反射面及該至少一第二反射面之接縫位置。
12. 如請求項1所述之背光模組，其中該出光頂面在垂直該入光側方向上之長度與該夾層空間高度之比值係大於20。