TWI528085B - 背光模組 - Google Patents

Description

背光模組

本發明係關於一種背光模組，特別是一種防漏光的背光模組。

傳統背光模組包含了導光板及光源。光源位於導光板之一側，且光源之光線射入導光板。藉由導光板來導引光線方向，可提高顯示面板光輝度及控制亮度均勻。

為了讓平板電腦、筆記型電腦或顯示螢幕能夠進一步薄型化，背光模組之導光板有越做越薄的趨勢。然而，當導光板薄化而使得導光板之入光面的尺寸則小於光源之發光面的尺寸時，導光板之入光面則無法完全覆蓋光源之發光面，進而造成部分光線外漏並導致光源之光利用效率降低。因此，如何避免發生光源與薄型化之導光板之間產生漏光的問題，進而提升光源之光利用效率將是研發人員應解決的問題之一。

本發明在於提供一種背光模組，藉以避免光源與薄型化之導光板之間產生漏光的問題，進而提升光源之光利用效率。

本發明所揭露的背光模組，包含一底板、一導光板及一光源組件。底板具有一第一承載面及鄰接於第一承載面之一側的一凹陷。凹陷包括有一第二承載面及一反光面。反光面連接於第一承載面與第二承載面之間，且反光面傾斜於第一承載面與第二承載面。導光板具有相連的一入光面與一出光 面。導光板疊設於底板之第一承載面，且導光板之一側覆蓋傾斜之反光面之上而令入光面位於凹陷上。出光面背向底板。光源組件具有至少一發光面。光源組件疊設於第二承載面，且發光面面向入光面與反光面。發光面具有遠離第二承載面的一側緣。藉由光源組件設置於凹陷中而使發光面之側緣不高於導光板之出光面。

根據上述本發明所揭露的背光模組，採用具凹陷設計之底板，且光源組件設置於凹陷中，以令第一承載面與第二承載面間之高度差來讓發光面與入光面之其中一側先對齊，再透過位於凹陷一側之反光面來讓發光面與入光面另一側外漏之光線重新導回導光板內，以提升背光模組之光利用性。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

10‧‧‧背光模組

100‧‧‧底板

110‧‧‧第一承載面

120‧‧‧凹陷

130‧‧‧第二承載面

140‧‧‧反光面

200‧‧‧微結構

210‧‧‧凸部

220‧‧‧第一側邊

230‧‧‧第二側邊

300‧‧‧導光板

310‧‧‧入光面

320‧‧‧出光面

330‧‧‧底面

340‧‧‧網點結構

400‧‧‧光源組件

410‧‧‧電路板

420‧‧‧發光元件

421‧‧‧發光面

421a‧‧‧側緣

500‧‧‧光學膜片

第1圖為根據本發明第一實施例所述之背光模組的剖面示意圖。

第2圖為第1圖之底板與發光元件的局部立體示意圖。

第3圖為第2圖之上視示意圖。

第4圖為第1圖之背光模組的光跡示意圖。

第5圖為根據本發明第二實施例所述之背光模組的剖面示意圖。

第6圖為根據本發明第三實施例所述之背光模組的剖面示意圖。

第7圖為根據本發明第四實施例所述之底板與發光元件的上視示意圖。

第8圖為根據本發明第五實施例所述之底板與發光元件的上視示意圖。

第9圖為根據本發明第六實施例所述之底板與發光元件的上視示意圖。

第10圖為根據本發明第七實施例所述之背光模組的剖面示意圖。

請參閱第1圖至第4圖。第1圖為根據本發明第一實施例所述之背光模組的剖面示意圖。第2圖為第1圖之底板與發光元件的局部立體示意圖。第3圖為第2圖之上視示意圖。第4圖為第1圖之背光模組的光跡示意圖。

本實施例之背光模組10包含一底板100、多個微結構200、一導光板300、一光源組件400及多個光學膜片500。

在本實施例中，底板100例如為顯示器之殼體的一部分，但並不以此為限，在其他實施例中，底板100亦可為獨立於顯示器之殼體外之另一元件。底板100的材質例如為塑膠，且透過研磨製程或材料特性讓底板100之至少一表面具反光效果。詳細來說，底板100具有一第一承載面110及鄰接於第一承載面110之一側的一凹陷120。凹陷120包含有一第二承載面130及一反光面140。第一承載面110實質上平行於第二承載面130，且第一承載面110與第二承載面130間具有一高度差△H，反光面140則連接於第一承載面110與第二承載面130之間。其中，反光面140為一平直面，並傾斜於第一承載面110與第二承載面130，而上述反光面140傾斜於第一承載面110與第二承載面130係指反光面140非垂直及非平行於第一承載面110。進一步來說，在本實施例中，反光面140與第二承載面130夾一第一夾角θ1(如第1圖所示)，且第一夾角小於或等於10度。同理，反光面140與第一承載面110之延伸面的夾角亦等同於第一夾角θ1。

此外，上述第一承載面110實質上平行於第二承載面130之特徵，可有利於提升後續元件組裝的精密度。並且，上述因底板100直接具有反 光效果，即第一承載面110與第二承載面130皆具有反光效果，故導光板300與底板100間無需加設反光層，以利進一步地薄化背光模組10。但導光板300與底板100間無設置反光層的特徵非用以限定本案，在其他實施例中，底板100上也可以加鍍反光層，此作法雖會犧牲些許薄化優勢，但卻可進一步提升底板100的反光效果。

值得注意的是，在本實施例中，底板100於第二承載面130處之表面具有反光效果，以進一步減少漏光的問題，但並不以此為限，在其他實施例中，底板100之第二承載面130亦可不具有反光效果。

複數個微結構200形成並凸出於反光面140上，並間隔排列。微結構200係自第一承載面110朝第二承載面130的水平方向等高度延伸，且微結構200之寬度自第一承載面110朝第二承載面130遞減，以及微結構200凸出反光面140之高度自第一承載面110朝第二承載面130遞增而使向下傾斜的反光面140位於其二側。

在本實施例中，微結構200具有凸出反光面140的一凸部210，且凸部210的形狀為等腰三角形，以及凸部210遠離反光面140之表面與第一承載面110共平面。此外，微結構200具有等長且相連的一第一側邊220及一第二側邊230。第一側邊220與第二側邊230分別連接於凸部210之兩腰邊。第一側邊220與第二側邊230夾一第二夾角，且第二夾角較佳等於120~150度(如第3圖所示)，而微結構200藉由第一側邊220與第二側邊230連接於二側傾斜之反光面140。

在本實施例中，微結構200與底板100的材質相同，皆由具反光效果之塑膠一體成型製成。但值得注意的是，微結構200的作用在於讓提升 背光模組10之光均勻性，故在此考量下，微結構200之材質並不限於上述之具反光效果的塑膠，在其他實施例中，微結構200亦可由具透光的材質製成而透過折射的原理來提升背光模組10之光均勻性。

導光板300具有一入光面310、一出光面320及一底面330。底面330背對出光面320，且入光面310連接於出光面320與底面330之間之一側邊。導光板300疊設於底板100之第一承載面110，且導光板300之一側覆蓋於反光面140之上而令入光面310位於凹陷120上方，且出光面320背向底板100。

此外，導光板300可具有一網點結構340，以藉由網點結構340提升導光板300之光均勻效果。但網點結構340正投影至底板100之投影範圍與反光面140不重疊。藉此，能夠避免網點結構340位於反光面140之上方而破壞了微結構200原先預設的光學特性。

光源組件400包含一電路板410及多個發光元件420。這些發光元件420間隔排列並電性連接於電路板410。這些發光元件420疊設於第二承載面130，且電路板410之部分覆蓋導光板300之出光面320。每一發光元件420具有一發光面421，且這些發光面421面向入光面310與反光面140。每一發光面421具有遠離第二承載面130的一側緣421a。因應薄型化的設計，本實施例之導光板300的厚度D1會小於發光元件420之厚度D2(實際上約等於發光面421之高)，然而藉由第一承載面110與第二承載面130之高度差△H可令發光面421之側緣421a不高於出光面320。詳細來說，發光面421之側緣421a不高於出光面320係指側緣421a至第二承載面130之垂直距離V1小於或等於出光面320至第二承載面130之垂直距離V2。如此一來，側緣421a不高於出光面320可確保發光元件420上方(發光面421遠離底板100之一側)之光線不會產生漏光，以 期先解決發光元件420與導光板300間上側的漏光問題。至於發光元件420與導光板300間下側的漏光問題，則透過反光面140與微結構200之反射重新導入導光板300(見第4圖之光跡)，進而可避免薄型化之導光板300所延伸出之光利用性降低的問題。

在本實施例中，微結構200的數量係相等於發光元件420的數量，且第一側邊220與第二側邊230之連接處對準於發光元件420之發光面421的中央處，以令微結構200之第一側邊220與第二側邊230能將發光元件420發出之光線反射至遠發光元件420處，來減輕發光元件420所產生之「Hotspot現象」的問題，「Hotspot現象」是指近發光元件420處與遠發光元件420處之光強度差距過大而造成有明顯的亮帶與暗帶。此處所述的第一側邊220與第二側邊230之連接線對準於發光元件420之發光面421的中央處是指微結構200之橫截面的形狀對稱於發光面421之側緣421a的垂直平分面E(如第3圖所示)。

值得注意的是，本實施例之背光模組10是利用發光面421遠離底板100之一側緣421a對齊導光板300之出光面320，以解決其中一側之漏光問題，但並不以此為限，在其他實施例中，也可以利用發光面421靠近底板100之一側緣421a對齊導光板300面向底板100之表面來解決下側之漏光問題，至於上側之漏光問題，則可將上述凹陷之相同概念設置於電路板410與導光板300之間，以將上側外漏之光線導回導光板300。

光學膜片500例如為偏光片、稜鏡片、擴散片等，且各光學膜片500覆蓋導光板300之出光面320。

值得注意的是，以凹陷120深度為0.3毫米，導光板300厚度為0.3毫米，發光元件420厚度為0.6毫米，第一夾角為6.62度，以及第二夾角為 150度的條件進行模擬可得，相較於底板100無凹陷120設計的實施例，本實施例之底板100具有凹陷120設計的背光模組10的光效率提升9%百分比，光均勻性提升40%百分比。

請參閱第5圖與第6圖。第5圖為根據本發明第二實施例所述之背光模組的剖面示意圖。第6圖為根據本發明第三實施例所述之背光模組的剖面示意圖。第5圖與第6圖和上述第1圖之實施例相似，故僅針對相異處進行說明。

上述第1圖之實施例的反光面140為平直面，但並不以此為限，舉例來說，在第5圖之實施例中，反光面140為自底板100朝向凹陷120的一凹曲面。在第6圖之實施例中，反光面140為曲面，且為自底板100朝外凸出的一凸曲面。

請參閱第7圖與第9圖。第7圖為根據本發明第四實施例所述之底板與發光元件的上視示意圖。第8圖為根據本發明第五實施例所述之底板與發光元件的上視示意圖。第9圖為根據本發明第六實施例所述之底板與發光元件的上視示意圖。

上述第1圖之實施例的微結構200之橫截面的形狀為等腰三角形，但並不以此為限，舉例來說，在第7圖之實施例中，微結構200之橫截面的形狀為半圓形。在第8圖之實施例中，微結構200之橫截面的形狀為波浪形。在第9圖之實施例中，微結構200之橫截面的形狀為梯形。

請參閱第10圖。第10圖為根據本發明第七實施例所述之背光模組的剖面示意圖。

上述第1圖之實施例中，反光面140上設有微結構200，以改善 「Hotspot現象」，但並不以此為限，在第10圖之實施例中，反光面140上也可以不設有微結構200，僅單純藉由凹陷120的設計與凹陷120中形成傾斜之反光面140來改善光源組件400與導光板300間之漏光問題。

根據上述本發明所揭露的背光模組，採用具凹陷設計之底板，採用具凹陷設計之底板，且光源組件設置於凹陷中，以令第一承載面與第二承載面間之高度差來讓發光面與入光面之其中一側先對齊，再透過位於凹陷一側傾斜之反光面來讓發光面與入光面另一側外漏之光線重新導回導光板內，以提升背光模組之光利用性。

再者，位於反光面上之微結構，可反射發光元件發出之光線，以避免發光元件發出之光線過於集中而產生「Hotspot現象」。

雖然本發明的實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述的形狀、構造、特徵及數量當可做些許的變更，因此本發明的專利保護範圍須視本說明書所附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧背光模組

100‧‧‧底板

110‧‧‧第一承載面

120‧‧‧凹陷

130‧‧‧第二承載面

140‧‧‧反光面

200‧‧‧微結構

210‧‧‧凸部

300‧‧‧導光板

310‧‧‧入光面

320‧‧‧出光面

330‧‧‧底面

340‧‧‧網點結構

400‧‧‧光源組件

410‧‧‧電路板

420‧‧‧發光元件

421‧‧‧發光面

421a‧‧‧側緣

500‧‧‧光學膜片

Claims (13)

1. 一種背光模組，包含：一底板，該底板具有一第一承載面及鄰接於該第一承載面之一側的一凹陷，該凹陷包括有一第二承載面及一反光面，該反光面連接於該第一承載面與該第二承載面之間，且該反光面傾斜於該第一承載面與該第二承載面；一導光板，具有相連的一入光面與一出光面，該導光板疊設於底板之該第一承載面，且該導光板之一側覆蓋傾斜之該反光面之上而令該入光面位於該凹陷上，該出光面背向該底板；一光源組件，具有至少一發光面，該光源組件疊設於該第二承載面，且該發光面面向該入光面與該反光面，該發光面具有遠離該第二承載面的一側緣，藉由該光源組件設置於該凹陷中而使該發光面之該側緣不高於該導光板之該出光面；以及至少一微結構，該微結構形成並凸出於該反光面上，且該微結構之兩側邊的連接處對準於該光源組件之該發光面的中央處。
2. 如請求項1所述之背光模組，其中該微結構具有遠離該反光面的一凸部，該凸部與該第一承載面共平面。
3. 如請求項2所述之背光模組，其中傾斜之該反光面與該第二承載面夾一第一夾角，該第一夾角為銳角。
4. 如請求項3所述之背光模組，其中該第一夾角小於或等於10度。
5. 如請求項4所述之背光模組，其中傾斜之該反光面為一平直面、一凹曲面或一凸曲面。
6. 如請求項1所述之背光模組，其中該微結構之寬度自該第一承載面朝該第二 承載面遞減而形成有鄰接並面對該光源組件該發光面之一凸部。
7. 如請求項6所述之背光模組，其中該微結構之橫截面的形狀為梯形、弧形、半圓形或三角形，且該微結構之橫截面的形狀對稱於該發光面之該側緣的垂直平分面。
8. 如請求項6所述之背光模組，其中該微結構之橫截面的形狀為等腰三角形，該微結構具有等長且相連的一第一側邊及一第二側邊，該第一側邊與該第二側邊夾一第二夾角，且該第二夾角約為120至150度。
9. 如請求項1所述之背光模組，其中該微結構係自該底板之一側一體延伸成型。
10. 如請求項1所述之背光模組，其中該導光板具有一網點結構，該網點結構正投影至該底板之投影面與該反光面不重疊。
11. 如請求項1所述之背光模組，其中該光源組件包含一電路板及至少一發光元件，該發光元件設置並電性連接於該電路板，該發光元件疊設於該第二承載面，且該電路板之部分覆蓋該導光板之該出光面。
12. 如請求項11所述之背光模組，其中該導光板的厚度小於該發光元件之厚度。
13. 如請求項1所述之背光模組，更包含多個光學膜片，各該光學膜片覆蓋該導光板之該出光面。