TWI557478B - 背光模組 - Google Patents

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Description

背光模組
本發明涉及一種背光模組，尤其涉及一種用於小尺寸顯示裝置的背光模組。
習知技術中的背光模組包括光源、導光模板及光學模片組，該光源一般採用紅、綠、藍三原色的發光二極管混光形成的白光光源，該白光光源具有較大的色域，使顯示裝置所顯示的色彩更加豐富。惟，由於三原色發光二極管需要較大的混光區域以防止色差產生，因此不適合應用於小尺寸顯示面板中。目前在小尺寸顯示光模組中，一般直接採用白光LED作為光源，惟，此種白光LED的色域較小，無法滿足小尺寸顯示裝置對於豐富色彩的趨勢要求。
有鑒於此，提供一種具有較高色域的適用於小尺寸顯示裝置的背光模組。
一種背光模組，包括導光板及光源模組。該導光板包括底面、與該底面相對的出光面，及連接該底面和出光面的相鄰的第一側面和第二側面，該第一側面和第二側面相交的角落處形成有扇形柱缺口。該光源模組包括第一雷射光源、第二雷射光源、第三雷射光源、第二分光鏡、第三分光鏡及微機電反射鏡。該第一雷射光源、第二雷射光源及第三雷射光源均與該第一側面相對設置並沿 該第一側面延伸方向排列，該第一雷射光源、第二雷射光源及第三雷射光源分別用於發出三原色雷射光。該第二分光鏡和第三分光鏡分別與該第二雷射光源和第三雷射光源相對並沿該第一側面延伸方向排列，該第二分光鏡用於反射該第二雷射光源發出的雷射光，透射該第一雷射光源發出的雷射光，並使透射的該第一雷射光源發出的雷射光與反射的該第二雷射光源發出的雷射光混光；該第三分光鏡用於反射該第三雷射光源發出的雷射光，透射該第一雷射光源和第二雷射光源發出的雷射光，並使透射的該第一雷射光源和第二雷射光源發出的雷射光與反射的該第三雷射光源發出的雷射光混光，形成白光光束。該微機電反射鏡與該扇形柱缺口相對設置，該微機電反射鏡可在一驅動電壓的驅動下繞一轉軸以預定頻率往復轉動，該轉軸與該扇形柱缺口所對應的圓柱形的中心軸重合。該微機電反射鏡具有與該扇形柱缺口相對的反射面，該白光光束入射至該反射面對應於該轉軸的部分，並由該微機電反射鏡的往復轉動形成從該扇形柱缺口入射至該導光板的掃描光束，進一步經由該導光板散射後從該出光面出射形成面光源。
相對於習知技術，本實施例的背光模組採用三原色雷射光源及分光鏡進行混色，並由一微機電反射鏡掃描反射混色後的白光光束，由於雷射光源體積和分光鏡均可以做得較小，微機電反射鏡的體積也較小，因此，使得光源模組的體積較小，採用該光源模組的背光模組體積也較小，從而適合應用於小尺寸顯示裝置的背光模組。
100‧‧‧背光模組
10,10a,10b‧‧‧光源模組
20‧‧‧導光板
30‧‧‧光學模片組
21‧‧‧底面
22‧‧‧出光面
23‧‧‧第一側面
24‧‧‧第二側面
25‧‧‧扇形柱缺口
252‧‧‧中心軸
11,11a‧‧‧第一雷射光源
12,12a,12b‧‧‧第二雷射光源
13,13a,13b‧‧‧第三雷射光源
14‧‧‧第一分色鏡
15,15a,15b‧‧‧第二分色鏡
16,16a,16b‧‧‧第三分色鏡
17‧‧‧光路調整反射鏡
18‧‧‧微機電反射鏡
112,112a,112b‧‧‧紅色雷射光
122,122a,122b‧‧‧綠色雷射光
132,132a,132b‧‧‧藍色雷射光
19,19a,19b‧‧‧白光光束
182‧‧‧轉動軸
184‧‧‧反射面
圖1是本發明第一實施例提供的背光模組的側面示意圖。
圖2是圖1的背光模組中的光源模組和導光板的構造示意圖。
圖3是圖2中III部分的放大圖。
圖4是圖1中的背光模組中的光源模組和導光板的另一實施方式的構造示意圖。
圖5是圖1中的背光模組中的光源模組和導光板的第三實施方式的構造示意圖。
請參閱圖1，本發明實施例提供一種背光模組100，包括光源模組10、導光板20及光學模片組30。
請一併參閱圖2和圖3，本實施例中，該導光板20為平板導光板，包括底面21、與底面21相對的出光面22以及連接底面21與出光面22且相鄰的第一側面23和第二側面24，該導光板20的第一側面23和第二側面24相交的角落處形成一扇形柱缺口25，該扇形柱缺口25所對應圓柱的中心軸252垂直於該出光面22。本實施例中，該扇形柱缺口25對應的圓心角為90度，且該扇形柱缺口25所對應圓柱形的中心軸252為該第一側面23與該第二側面24的交線。
該光學模片組30設置於該導光板20的出光面22一側，其包括沿遠離該出光面22的方向依次設置的第一棱鏡片31、第二棱鏡片32及擴散片33，該第一棱鏡片31和第二棱鏡片32分別包括多個並排設置的三角棱鏡，且該第一棱鏡片31的多個三角棱鏡的延伸方向垂直於該第二棱鏡片32的多個三角棱鏡的延伸方向，該第一棱鏡片31和第二棱鏡片32用於會聚光線。該擴散片用於將光線均勻擴散 ，以得到出光均勻且寬視角的面光源。
該光源模組10包括第一雷射光源11、第二雷射光源12、第三雷射光源13、第一分色鏡14、第二分色鏡15、第三分色鏡16、光路調整反射鏡17及擺動式(oscillatory)微機電反射鏡(MEMS mirror)18。該第一雷射光源11用於發出紅色雷射光112，第二雷射光源12用於發出綠色雷射光122，第三雷射光源13用於發出藍色雷射光132，該第一雷射光源11、第二雷射光源12、第三雷射光源13與該第一側面23相對設置，且出射光方向平行於該出射面，本實施例中，該第一雷射光源11、第二雷射光源12、第三雷射光源13的出射光方向進一步垂直於該第一側面23。
該第一分色鏡14、第二分色鏡15及第三分色鏡16分別位於該第一雷射光源11、第二雷射光源12和第三雷射光源13與該第一側面23之間且沿靠近該扇形柱缺口25的方向依次排列，該第一分色鏡14、第二分色鏡15及第三分色鏡16為平板狀且相互平行，本實施例中，第一分色鏡14、第二分色鏡15及第三分色鏡16與該第一側面23成45度夾角。該第一分色鏡14與該第一雷射光源11相對設置，且該第一分色鏡14反射紅色光並透射紅色光波長外的光，該第一雷射光源11發出的紅色雷射光112經該第一分色鏡14反射後依次透射該第二分色鏡15和第三分色鏡16；該第二分色鏡15與該第二雷射光源12相對設置，且該第二分色鏡15反射綠色光並透射綠色光波長外的光，該第二雷射光源12發出的綠色雷射光122經該第二分色鏡15反射後與透射該第二分色鏡15的紅色雷射光112混合，即，該紅色雷射光112從該第二分色鏡15的出射點與該綠色雷射光122在該第二分色鏡15的反射點相同，該紅色雷射光112與綠 色雷射光122混光後一起透射該第三分色鏡16；該第三分色鏡16與該第三雷射光源13相對設置，且該第三分色鏡16反射藍色光並透射藍色光波長外的光，該第三雷射光源13發出的藍色雷射光132經該第三分色鏡16反射後與透射該第三分色镜16的紅色雷射光112和綠色雷射光122混合，即，該紅色雷射光112和綠色雷射光122從該第三分色鏡16的出射點與該藍色雷射光132在該第三分色鏡16的反射點相同，該紅色雷射光112、綠色雷射光122及藍色雷射光132混光後形成沿平行於該出光面22和第一側面23的方向傳播的白光光束19。
該微機電反射鏡18與該扇形柱缺口25相鄰，該微機電反射鏡18具有一轉動軸182及一反射面184，該轉動軸182與該扇形柱缺口25所對應圓柱形的中心軸252重合，該反射面184與該扇形柱缺口25相對且垂直於該出光面22。該微機電反射鏡18為微機電元件，其在接收一電壓驅動後，將以該轉動軸182為軸作簡諧運動，即在一定角度範圍內以預定頻率作往復擺動。
該光路調整反射鏡17與該第一側面23相鄰且設置於該第三分色鏡16與該微機電反射鏡18之間，該光路調整反射鏡17用於將自第三分色鏡16出射的白光光束19反射至該微機電反射鏡18的反射面184與該轉動軸182相鄰近的位置。該白光光束19由該微機電反射鏡18的反射面184反射後進一步經由該扇形柱缺口25進入該導光板20，由於該轉動軸182與該扇形柱缺口25的中心軸252重合，在該微機電反射鏡18在一定角度範圍內以預定頻率作往復擺動時，經由該反射面184反射的白光光束19在該導光板20內形成往復擺動的掃描光束，該掃描光束經該導光板20的進一步散射，從而轉 化為一均勻面光源由該出光面22出射。
請參閱圖4，本發明提供另一實施方式的光源模組10a，該光源模組10a與光源模組10的結構類似，不同之處在於，該光源模組10a省略了光源模組的第一分色鏡14，且該光源模組10a的第一雷射光源11a設置於該第二分色鏡15a的遠離該第三分色鏡16a的一側，且該第一雷射光源11a光出射方向平行於該第一側面23和出光面22，且第一雷射光源11a發出的紅色雷射光112a入射至該第二分色鏡15a的位置與該第二雷射光源12a發出的綠色雷射光122a在該第二分色鏡15a的反射點相同，從而在該紅色雷射光112a透過該第二分色鏡15a後與反射後的綠色雷射光122a混光，並一起入射至第三分色鏡16a與由第三雷射光源13a發出的並由該第三分色鏡16a反射的藍色雷射光132a混光形成白光光束19a。
請參閱圖5，本發明提供第三實施方式的光源模組10b，該光源模組10b與光源模組10a的結構類似，不同之處在於該光源模組10b的第二雷射光源12b設置於第一側面23與第二分色鏡15b之間，第三雷射光源13b設置於第一側面23與第三分色鏡16b之間，即，該第二雷射光源12b和第三雷射光源13b鄰近於該第一側面23，而第二分色鏡15b和第三分色鏡16b遠離該第一側面23。本實施例中，該第二分色鏡15b和第三分色鏡16b的反射面設置方向為將光源模組10a的第二分色鏡15a和第三分色鏡16a分別以垂直於第一側面23的轉軸逆時針旋轉90度得到，該第二分色鏡15b和第三分色鏡16b的反射面分別可以使綠色雷射光122b和藍色雷射光132b向該光路調整反射鏡17的方向反射，並使紅色雷射光112b、綠色雷射光122b和藍色雷射光132b混光形成白光光束19b並入射至光路調 整反射鏡17。
可以理解的是，圖2中所示的光源模組10的第一雷射光源11、第二雷射光源12及第三雷射光源13也可以分別設置於該第一分色鏡14、第二分色鏡15及第三分色鏡16與該第一側面23之間，此時只需將該第一分色鏡14、第二分色鏡15及第三分色鏡16的反射面逆時針旋轉90度即可。同樣可以理解，該第一雷射光源11、第二雷射光源12及第三雷射光源13的位置可以互換，即三原色雷射光源的位置可以互換，只要對應的分色鏡的位置對應互換即可。另外，該光路調整反射鏡17也可以省略，此時由該第三分色鏡16出射的白光光束19可以直接入射至該微機電反射鏡18。
相對於習知技術，本實施例的背光模組100採用三原色雷射光源及分光鏡進行混色，並由一微機電反射鏡掃描反射混色後的白光光束，由於雷射光源體積和分光鏡均可以做得較小，微機電反射鏡的體積也較小，因此，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，以上該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爰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。
10‧‧‧光源模組
20‧‧‧導光板
22‧‧‧出光面
23‧‧‧第一側面
24‧‧‧第二側面
25‧‧‧扇形柱缺口
11‧‧‧第一雷射光源
12‧‧‧第二雷射光源
13‧‧‧第三雷射光源
14‧‧‧第一分色鏡
15‧‧‧第二分色鏡
16‧‧‧第三分色鏡
17‧‧‧光路調整反射鏡
18‧‧‧微機電反射鏡
112‧‧‧紅色雷射光
122‧‧‧綠色雷射光
132‧‧‧藍色雷射光
19‧‧‧白光光束
182‧‧‧轉動軸

Claims (7)

  1. 一種背光模組，包括：導光板，包括底面、與該底面相對的出光面，及連接該底面和出光面的相鄰的第一側面和第二側面，該第一側面和第二側面相交的角落處形成有扇形柱缺口；及光源模組，包括：第一雷射光源、第二雷射光源及第三雷射光源，該第一雷射光源、第二雷射光源及第三雷射光源均與該第一側面相對設置並沿該第一側面延伸方向排列，該第一雷射光源、第二雷射光源及第三雷射光源分別用於發出三原色雷射光；該第一雷射光源的出光方向平行於該第一側面，該第二雷射光源及第三雷射光源的出光方向垂直於該第一側面；第二分光鏡和第三分光鏡，該第二分光鏡和第三分光鏡分別與該第二雷射光源和第三雷射光源相對並沿該第一側面延伸方向排列，該第二分光鏡用於反射該第二雷射光源發出的雷射光，透射該第一雷射光源發出的雷射光，並使透射的該第一雷射光源發出的雷射光與反射的該第二雷射光源發出的雷射光混光，該第三分光鏡用於反射該第三雷射光源發出的雷射光，透射該第一雷射光源和第二雷射光源發出的雷射光，並使透射的該第一雷射光源和第二雷射光源發出的雷射光與反射的該第三雷射光源發出的雷射光混光，形成白光光束；及微機電反射鏡，該微機電反射鏡與該扇形柱缺口相對設置，該微機電反射鏡可在一驅動電壓的驅動下繞一轉軸以預定頻率往復轉動，該轉軸與該扇形柱缺口所對應的圓柱形的中心軸重合，該微機電反射鏡具有與該扇形柱缺口相對的反射面，該白光光束入射至該反射面對應於該轉軸的 部分，並由該微機電反射鏡的往復轉動形成從該扇形柱缺口入射至該導光板的掃描光束，進一步經由該導光板散射後從該出光面出射形成面光源。
  2. 如請求項1所述的背光模組，其中，該第二分光鏡和第二分光鏡傾斜於該第一側面且相互平行，該第二雷射光源和第三雷射光源分別與該第二分光鏡和第三分光鏡相對並位於同側，且該第二雷射光源和第三雷射光源的出光方向平行，該第一雷射光源位於該第二分光鏡遠離該第三雷射光源的一側，該第一雷射光源的出光方向平行於經該第二分光鏡反射後的雷射光和經第三分光鏡反射的雷射光，且該第一雷射光源發出的雷射光直接入射至該第二分光鏡並在從該第二分光鏡出射時與該第二分光鏡反射的雷射光混光。
  3. 如請求項1至2任一項所述的背光模組，其中，該光源模組進一步一光路調整反射鏡，該光路調整反射鏡設置於該第三分光鏡與該微機電反射鏡之間，用於將自該第三分光鏡出射的白光光束反射至該微機電反射鏡的反射面的對應於該轉軸的部分。
  4. 如請求項1所述的背光模組，其中，該背光模組進一步包括設置於該出光面一側的光學模片組，該光學模片組包括沿遠離該出光面的方向依次排列的第一棱鏡片、第二棱鏡片和散射片，該第一棱鏡片包括複數關排設置第一棱鏡，該第二棱鏡片包括複數關排設置第二棱鏡，該第一棱鏡的延伸方向垂直於該第二棱鏡的延伸方向。
  5. 如請求項2所述的背光模組，其中，該第二分光鏡和第三分光鏡分別設置於該第二雷射光源和第三雷射光源與該第一側面之間。
  6. 如請求項2所述的背光模組，其中，該第二雷射光源和第三雷射光源分別設置於該第二分光鏡和第三分光鏡與該第一側面之間。
  7. 如請求項1所述的背光模組，其中，該扇形柱缺口所對應的圓心角為90度 ，該扇形柱缺口所對應圓柱的中心軸與該第一側面與該第二側面的交線重合。
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