TWI485480B - 背光模組 - Google Patents

Description

背光模組

本發明關於一種背光模組，且特別是有關於一種可提高光均勻度的背光模組。

圖4為一習知背光模組的示意圖。如圖4所示，背光模組100包含一導光板102、一發光元件104及一背板106，且導光板102的前端設有一擴光結構108。發光元件104例如可為一發光二極體燈條(LED light bar)，且發光二極體燈條具有多個點光源形式的發光二極體104a。擴光結構108用以均勻擴散發光二極體104a發出的光線，舉例而言，如圖5所示，台灣公告第TW580550號專利揭露一種具V型溝槽的擴光結構108，藉由溝槽壁面的光偏折作用可提供擴光效果。另外，台灣公告第TW588804號專利、台灣公告第M281249號專利均揭露一種可提供擴光效果的弧型結構。

然而，於上述這些習知設計中，設於導光板前端的特定結構僅能提供有限的擴光效果，無法有效地將點光源光束轉換為平均分散的線光源光束。

本發明提供一種可有效地將點光源光束轉換為平均分 散的線光源光束的背光模組。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例提供一種背光模組，包含一導光板、一背板、一發光元件及一透鏡結構。導光板具有一入光面，且背板設置於導光板的一底側。發光元件設置於鄰近入光面位置處且包含複數個點光源。透鏡結構設置於發光元件與入光面之間，且透鏡結構面向發光元件的一側至少包含連續形成的一凹面及一凸面。凹面朝透鏡結構的內部凹入，且凹面的位置實質上對應點光源的一出光區域，凸面朝向發光元件凸出，且凸面的位置實質上對應兩相鄰點光源間的一間隔區域。凹面及凸面適於偏折點光源發出之光束，使點光源發出之光束於通過凹面或凸面後的行進方向實質上平行。

於一實施例中，背光模組更包含一反射元件。反射元件設置於發光元件與導光板之間，並圈圍透鏡結構。

於一實施例中，發光元件為一發光二極體燈條。

本發明之另一實施例提供一種背光模組，包含一導光板、至少一點光源及一透鏡結構。導光板具有一入光面，且點光源設置於鄰近入光面位置處。透鏡結構設置於點光源與入光面之間以準直點光源發出之光束。透鏡結構面向點光源的一側至少包含連續形成的一凹面及一凸面，凹面朝透鏡結 構的內部凹入且凸面朝向點光源凸出以偏折點光源發出之光束。

於一實施例中，背光模組更包含複數個微結構，複數個微結構可形成於凹面、凸面及透鏡結構背向發光元件的一表面三者的至少其中之一上。

於一實施例中，透鏡結構背向發光元件的表面為一弧面或一平面。

於一實施例中，透鏡結構的凹面及凸面的至少其中之一為一曲面。

於一實施例中，背光模組更包含一反射元件。反射元件設置於點光源與導光板間，並圈圍透鏡結構。

於一實施例中，點光源為一發光二極體，其中凹面的寬度可與發光二極體的一封裝寬度實質上相同。

綜上所述，本發明之實施例的背光模組至少具有下列其中一個優點：藉由上述實施例之設計，透鏡結構的凹面及凸面可偏折發光二極體發出的光束，並使發光二極體發出之光束於通過凹面或凸面後的行進方向實質上平行。換言之，透鏡結構可將點光源光束轉換成平均分散的線光源光束。再者，因凹面及凸面為連續地交替形成於透鏡結構上，且可對應點光源的位置調整凹面及凸面的分佈方式，故透鏡結構可更有效地均勻分散點光源光束，因此可將現有的使用線光源(例如冷陰極 燈管)的背光模組直接改用點光源(例如發光二極體)，而不需更換背光模組中的其他元件。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1為依本發明一實施例之背光模組的局部示意圖。如圖1所示，背光模組10包含一導光板12、一發光元件14、一背板16及一透鏡結構18。導光板12具有一入光面12a，且背板16設置於導光板12的一底側。發光元件14例如為一發光二極體燈條(LED light bar)，且發光二極體燈條具有多個點光源形式的發光二極體14a。透鏡結構18設置於發光元件14與導光板12的入光面12a之間，以改變發光元件14所發出光束的行進路徑。另外，於一實施例中，背光模組10可進一步包含一反射元件24，反射元件24例如設置於發 光元件14與導光板12之間並圈圍透鏡結構18，以將逸至周緣的光束反射至導光板12，進而提高光利用效率。

圖2為背光模組的局部剖面示意圖，其顯示透鏡結構18的構造及作用。請同時參照圖1與圖2，複數個發光二極體14a實質上沿平行導光板入光面12a的方向排列，且透鏡結構18面向發光元件14的一側至少包含連續形成的一凹面18a及一凸面18b，本實施例如以一個完整的凸面18b夾設於兩個完整的凹面18a的樣態來進行說明。凹面18a朝透鏡結構18的內部凹入，且凸面18b朝發光二極體14a的所在位置凸出。於一實施例中，每一凹面18a的位置實質上對應發光二極體14a的一出光區域ZL，且每一凸面18b的位置實質上對應兩相鄰發光二極體14a之間的一間隔區域ZS。於一實施例中，發光二極體14a的出光區域ZL的寬度可實質上等於發光二極體14a的一封裝寬度，且每一凹面18a的寬度可實質上等於發光二極體14a的一封裝寬度。

承上述，如圖2所示，透鏡結構18的凹面18a及凸面18b可偏折由發光二極體14a所發出的光束，並準直這些光束，即使發光二極體14a發出之光束於通過凹面18a或凸面18b後的行進方向實質上平行。換言之，透鏡結構18可將點光源光束轉換成平均分散的線光源光束。再者，因凹面18a及凸面18b為連續地交替形成於透鏡結構18上，且可對應點光源的位置調整凹面18a及凸面18b的分佈方式，故透鏡 結構18可更有效地均勻分散點光源光束。如此一來，可將現有的使用線光源(例如冷陰極燈管)的背光模組直接改用點光源(例如發光二極體)，而不需更換背光模組中的其他元件。舉例來說，一般發光二極體背光模組若採用冷陰極燈管背光模組中的導光板，則會發生光不均的現象，而為了改善此現象，發光二極體背光模組通常採用較昂貴的特殊導光板來提高光均勻度。然而，本實施例透過透鏡結構18的設置，使冷陰極燈管背光模組中之導光板可適用於背光模組10中，如此可降低更換特殊導光板的成本及製程複雜度。

於另一實施例中，透鏡結構18的凹面18a或凸面18b上可另形成多個微結構22以提供勻光效果。此外，透鏡結構18背向發光二極體14a的一表面18c同樣可形成多個微結構22以提高出光均勻度。再者，透鏡結構18的外形並不限定，例如透鏡結構18背向發光二極體14a的一表面18c可為一平面(如圖2所示)或一弧面(如圖3所示)均可。雖於上述實施例中凹面18a及凸面18b均例示為一曲面，但其外形並不限定，僅需於對應點光源分佈下能提供良好的光偏折效果即可。

綜上所述，本發明之上述實施例中至少具有以下其中一個優點。背光模組中透過發光元件與導光板兩者之間夾設具有凹面及凸面的透鏡結構，可偏折發光二極體發出的光束，並使發光二極體發出之光束於通過凹面、凸面後的行進方向實質上平行，進而提高背光模組的整體光均勻度。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

10‧‧‧背光模組

12‧‧‧導光板

12a‧‧‧入光面

14‧‧‧發光元件

14a‧‧‧發光二極體

16‧‧‧背板

18‧‧‧透鏡結構

18a‧‧‧凹面

18b‧‧‧凸面

18c‧‧‧透鏡結構表面

22‧‧‧微結構

24‧‧‧反射元件

100‧‧‧背光模組

102‧‧‧導光板

104‧‧‧發光元件

104a‧‧‧發光二極體

106‧‧‧背板

108‧‧‧擴光結構

ZL‧‧‧出光區域

ZS‧‧‧間隔區域

圖1為依本發明一實施例之背光模組的局部示意圖。

圖2為背光模組的局部剖面示意圖，顯示依本發明一實施例之透鏡結構之局部。

圖3為背光模組的局部剖面之另一示意圖，顯示依本發明另一實施例之透鏡結構之局部。

圖4為一習知背光模組的示意圖。

圖5為一習知擴光結構的示意圖。

10．．．背光模組

12．．．導光板

12a．．．入光面

14．．．發光元件

14a．．．發光二極體

16．．．背板

18．．．透鏡結構

24．．．反射元件

Claims (5)

1. 一種背光模組，包含：一導光板，具有一入光面；一背板，設置於該導光板的一底側；一發光元件，設置於鄰近該入光面位置處，該發光元件包含複數個點光源，各該點光源具有一出光區域且兩相鄰該點光源之間具有一間隔區域，且該出光區域與該間隔區域連續地交替形成；一透鏡結構，設置於該發光元件與該入光面之間，該透鏡結構面向該發光元件的一側至少包含連續地交替形成的一凹面及一凸面，該凹面朝該透鏡結構的內部凹入且該凸面朝向該發光元件凸出，其中每一該出光區域僅實質上對應一個凹面的寬度，每一該間隔區域僅實質上對應一個凸面的寬度，且該出光區域及該間隔區域連續地分別對應該凹面及該凸面，該凹面及該凸面適於偏折該些點光源發出之光束，使該些點光源發出之光束於通過該凹面或該凸面後的行進方向實質上平行；以及一反射元件，設置於該發光元件與該導光板之間，並圈圍該透鏡結構，且該反射元件從該發光元件延伸至該導光板，並遮蔽該發光元件、該透鏡結構與部分該導光板。
2. 如請求項1所述之背光模組，更包含：複數個微結構，形成於該凹面及該凸面的至少其中之一 上。
3. 如請求項1所述之背光模組，更包含：複數個微結構，形成於該透鏡結構背向該發光元件的一表面上。
4. 如請求項1所述之背光模組，其中該凹面及該凸面的至少其中之一為一曲面。
5. 如請求項1所述之背光模組，其中該發光元件為一發光二極體燈條。