TWI726785B - 背光模組 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種背光模組，其包括一導光板以及一發光模組。導光板包括相對之一第一側及一第二側、至少一容置部及至少一導光結構。容置部鄰近於第一側，容置部具有一入射面，入射面朝向第二側。導光結構設置於容置部與第二側之間，且導光結構包括一第一反射面及一第二反射面。第一反射面朝向第一側並靠近於容置部。第二反射面與第一反射面相鄰設置，第二反射面朝向第一側且遠離容置部。發光模組包括至少一發光單元，發光單元容置於容置部。

Description

背光模組
本發明是關於一種背光模組，特別是關於應用在發光鍵盤的背光模組。
現今電子科技與資訊產業的快速發展，使各種電子裝置皆朝向輕、薄、短、小且功能多樣化的趨勢發展。例如電腦、筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機等，已成為現代人在日常生活或工作上所不可或缺的電子裝置。於大多數的場合，使用者是利用滑鼠、鍵盤等輸入裝置以操作電子裝置，其中又以鍵盤的使用最為普遍。
為了在光線不足的環境下，仍能清楚地看到每個按鍵上的符號，便有技術人員在鍵盤中導入光源技術，在鍵盤模組的底部設置背光模組。一般而言，背光模組包括發光模組及導光板等構件。發光模組具有複數個發光單元，導光板則對應具有容置部。發光單元設置在容置部內，使發光單元所發出的光線可由導光板被導引至整個鍵盤底部，並將光線投射到各按鍵。光線於按鍵的鍵面或周緣透出，讓使用者可看清楚鍵帽上的字元符號。
由於發光模組的成本較高，故經常將發光單元集中設置於導光板的其中一側邊，並使發光單元的發光方向朝向其他側邊，以同時達到節省成本及均勻分布光線的效果。然而，此種配置（設計）的缺點是發光單元的背面（即發光方向的相反側）會變成暗區，實有改良的必要。
有鑑於上述課題，本發明之主要目的係在提供一種背光模組，藉由導光板之導光結構的新穎設計，以解決習知背光模組應用在發光鍵盤時，發光單元的背面區域經常為暗區的問題。
為達成上述之目的，本發明提供一種背光模組，其包括一導光板以及一發光模組。導光板包括相對之一第一側及一第二側、至少一容置部及至少一導光結構。容置部鄰近於第一側，容置部具有一入射面，入射面朝向第二側。導光結構設置於容置部與第二側之間，且導光結構包括一第一反射面及一第二反射面。第一反射面朝向第一側並靠近於容置部。第二反射面與第一反射面相鄰設置，第二反射面朝向第一側且遠離容置部。發光模組包括至少一發光單元，發光單元容置於容置部。發光單元所發出的光線自入射面進入導光板並朝向第二側傳遞，部分光線被第一反射面導引至第二反射面，再被第二反射面導引至第一側。
根據本發明之一實施例，導光結構包括一開孔、或一凹槽。
根據本發明之一實施例，第一反射面與第二反射面之間夾有一預定角度，預定角度大於等於二倍之全反射臨界角。
根據本發明之一實施例，第一反射面與第二反射面為相互連接的二平面。
根據本發明之一實施例，第一反射面與第二反射面的延伸方向夾有一預定夾角，預定角度大於等於二倍之全反射臨界角。
根據本發明之一實施例，第一反射面與第二反射面為不相連的二平面。
根據本發明之一實施例，導光本為聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯材質，預定角度大於等於84度。
根據本發明之一實施例，預定角度小於180度。
根據本發明之一實施例，第一反射面與第二反射面共同形成相連或不相連的一弧面。
根據本發明之一實施例，弧面的弧度小於180度。
承上所述，依據本發明之發光鍵盤，其導光板包括導光結構。導光結構具有朝向發光單元（位於容置部內）的第一反射面及第二反射面。第二反射面與第一反射面相鄰設置，第一反射面靠近於容置部，而第二反射面遠離容置部。發光單元所發出的光線自容置部的入射面進入導光板後，部分光線可被第一反射面而導引至第二反射面，再被第二反射面而導引至第一側，進而達到消除位於發光單元背側之暗區的效果。
為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。
圖1為本發明之一實施例之背光模組應用在發光鍵盤的分解示意圖，圖2為圖1所示之鍵盤模組與背光模組組裝後的俯視示意圖，且圖2之鍵盤模組以虛線表示。請同時參考圖1及圖2所示，在本實施例中，發光鍵盤1包括一鍵盤模組10及一背光模組2，且背光模組2設置於鍵盤模組10的下方。具體而言，鍵盤模組10包括複數按鍵11，背光模組2位於相反於按鍵11的一側（如圖1所示）。本實施例之背光模組2包括一導光板20以及一發光模組30。發光模組30包括至少一發光單元31，本實施例是以發光模組30具有複數個發光單元31為例說明。
在本實施例中，導光板20包括相對之一第一側21及一第二側22、至少一容置部23及至少一導光結構24。第一側21及第二側22可以為導光板20的二長側邊、或二短側邊，本實施是以導光板20的二長側邊為例。本實施例之第一側21為靠近鍵盤模組10之空白鍵的長側邊，而第二側22則為靠近功能按鍵的長側邊。容置部23用以容置發光單元31，本實施例之容置部23為導光板20上所設置的貫孔結構，但本發明不以此為限，亦可為凹槽結構，以將發光單元31容置於貫孔或凹槽之中，故容置部23的位置及數量可對應發光單元31進行配置。本實施例之容置部23鄰近於第一側21，使發光單元31亦鄰近於第一側21。又，容置部23具有一入射面231，入射面231朝向第二側22。具體而言，入射面231為光線進入導光板20的表面。發光單元31安裝至容置部23時，可將發光單元31的出光方向朝向入射面231，使發光單元31所發出的光線可自入射面231進入導光板20並朝向第二側22傳遞。
本實施例之導光板20包含三種不同態樣的導光結構24、24a、24b，先以導光結構24為例說明。導光結構24設置於容置部23與第二側22之間。須說明的是，是以短軸方向為基準，導光結構24設置於容置部23與第二側22之間。圖3A為圖2所示之其中一導光結構24的放大示意圖，圖3B為圖3A所示之發光單元所發出光線的路徑示意圖，請同時參考圖2、圖3A及圖3B所示。導光結構24包括一第一反射面241及一第二反射面242，第一反射面241與第二反射面242為導光結構24朝向的第一側21的該側表面。其中，第一反射面241靠近於容置部23，使自入射面231進入導光板20的光線部分可傳遞至第一反射面241（即與第一反射面241接觸）。較佳的，部分第一反射面241可對應至入射面231，意即，使第一反射面241與入射面231投影至第一側21的面積有部分相互重疊，更可確保部分自入射面231進入導光板20的光線可傳遞至第一反射面241。
又，第二反射面242與第一反射面241相鄰設置，且第二反射面242位於第一反射面241遠離容置部23的一端，以接收自第一反射面241反射的光線。簡言之，發光單元31所發出的光線可自入射面231進入導光板20，部分光線傳遞至第一反射面241，而被第一反射面241導引至第二反射面242。接著，由於第二反射面242朝向的第一側21，使光線可再被第二反射面242導引至第一側21，以消除發光單元31背側的暗區。
詳細而言，本實施例之導光結構24可例如但不限於開孔、或凹槽，使導光板20具有光密介質（導光板20本身）及光疏介質（開孔、或凹槽內的空氣）。因此，當光線於導光板20（光密介質）傳遞到導光結構24（光疏介質）時，在兩介質的交界面（即第一反射面241及第二反射面242）會因為入射光的角度不同而產生折射與全反射的情形。本實施例之導光板20的材質可例如但不限於聚碳酸酯（Polycarbonate，簡稱PC）、或聚甲基丙烯酸甲酯（poly(methyl methacrylate)，簡稱PMMA）。本實施例是以聚碳酸酯（PC）為例，其折射率為1.52。一般而言，自聚碳酸酯材質的導光板20（光密介質）傳遞至導光結構24（光疏介質）的全反射臨界角為42度。換言之，當入射角大於等於42度即會產生全反射。因此，光線以入射角a i大於等於42度傳遞至第一反射面241，可因第一次全反射而往第二反射面242的方向傳遞。接著，光線同樣以入射角b i大於等於42度傳遞至第二反射面242，可因第二次全反射而往第一側21的方向傳遞。換言之，本實施例是藉由使光線產生二次全反射，而大幅改變光線路徑。
在本實施例中，導光結構24為一L型的開孔，使第一反射面241與第二反射面242為相互連接的二平面。第一反射面241與第二反射面242之間夾有一預定角度θ。以產生二次全反射為例，預定角度θ會等於光線於第一反射面241的入射角a i與第二反射面242的入射角的b i總和（θ=a i+b i）。由於入射角a i、b i皆須大於等於全反射臨界角（42度）始會產生全反射，故本實施例之預定角度θ可限定為大於等於二倍之全反射臨界角。本實施例之導光板20與導光結構24之間的全反射臨界角以42度為例，故預定角度θ大於84度。較佳的，預定角度θ亦小於180度。
藉由第一反射面241與第二反射面242之間預定角度θ的限制，使自第一反射面241反射的光線可以入射角b i大於等於42度的角度傳遞至第二反射面242，以產生第二次全反射，並將光線導引至導光板20的第一側21。由於第一側21位於發光單元31的背側，導光結構24的第一反射面241及第二反射面242可產生兩次全反射，以大幅改變光線行徑方向，並導引至第一側21，進而可消除位於發光單元31背側的暗區，如圖3B所示。
圖4A為圖2所示之另一導光結構24a的放大示意圖，圖4B為圖4A所示之發光單元所發出光線的路徑示意圖，請同時參考圖2、圖4A及圖4B所示。在本實施例中，導光結構24a是由二個排列成L型的開孔（狹縫）所組成，使第一反射面241a與第二反射面242a形成不相連的二平面。同樣的，第一反射面241a與第二反射面242a之間亦有夾角的限制。本實施例之第一反射面241a與第二反射面242a的延伸方向夾有預定夾角θ。同樣的，預定角度θ大於等於二倍之全反射臨界角，即預定角度θ大於等於84度。較佳的，預定角度θ亦小於180度。
光線自入射面231進入導光板20後，若以入射角a i大於等於42度傳遞至第一反射面241a，則可產生第一次全反射，而再往第二反射面242a的方向傳遞。第一反射面241a反射的光線以入射角b i大於等於42度的角度傳遞至第二反射面242a，以產生第二次全反射，並將光線導引至導光板20的第一側21，進而達到前述消除位於發光單元31背側之暗區的效果，如圖4B所示。
圖5為圖2所示之又一導光結構24b的放大示意圖，請同時參考圖2及圖5所示。本實施例之導光結構24b為弧形開孔，進而使第一反射面241b與第二反射面242b共同形成相連的一弧面。較佳的，弧面的弧度小於180度。由於圓弧形狀可視為無數平面構成，亦可達到使光線產生二次全反射而將光線導引至第一側21的效果。在其他實施例中，導光結構24b亦可以為二個弧形開孔，使第一反射面241b與第二反射面242b共同形成不相連的一弧面，其同樣可達到使光線產生二次全反射的效果。
具體而言，光線自入射面231進入導光板20並傳遞至靠近於容置部23的第一反射面241b。若入射角a i大於等於42度，即可產生第一次全反射，而再往第二反射面242b的方向傳遞。同樣的，若入射角b i大於等於42度，則可產生第二次全反射，以將光線導引至導光板20的第一側21，進而達到前述消除位於發光單元31背側之暗區的效果。
綜上所述，依據本發明之發光鍵盤，其導光板包括導光結構。導光結構具有朝向發光單元（位於容置部內）的第一反射面及第二反射面。第二反射面與第一反射面相鄰設置，第一反射面靠近於容置部，而第二反射面遠離容置部。發光單元所發出的光線自容置部的入射面進入導光板後，部分光線可被第一反射面而導引至第二反射面，再被第二反射面而導引至第一側，進而達到消除位於發光單元背側之暗區的效果。
應注意的是，上述諸多實施例係為了便於說明而舉例，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
1:發光鍵盤
10:鍵盤模組
11:按鍵
2:背光模組
20:導光板
21:第一側
22:第二側
23:容置部
231:入射面
24、24a、24b:導光結構
241、241a、241b:第一反射面
242、242a、242b:第二反射面
30:發光模組
31:發光單元
θ:預定角度
ai、bi:入射角
圖1為本發明之一實施例之背光模組應用在發光鍵盤的分解示意圖。 圖2為圖1所示之鍵盤模組與背光模組組裝後的俯視示意圖。 圖3A為圖2所示之其中一導光結構的放大示意圖。 圖3B為圖3A所示之發光單元所發出光線的路徑示意圖。 圖4A為圖2所示之另一導光結構的放大示意圖。 圖4B為圖4A所示之發光單元所發出光線的路徑示意圖。 圖5為圖2所示之又一導光結構的放大示意圖。
1:發光鍵盤
10:鍵盤模組
11:按鍵
2:背光模組
20:導光板
21:第一側
22:第二側
23:容置部
24、24a、24b:導光結構
30:發光模組
31:發光單元

Claims (9)

  1. 一種背光模組，包括：一導光板包括：相對之一第一側及一第二側；至少一容置部，鄰近於該第一側，該容置部具有一入射面，該入射面朝向該第二側；及至少一導光結構，設置於該容置部與該第二側之間，且該導光結構包括：一第一反射面，朝向該第一側並靠近於該容置部；及一第二反射面，與該第一反射面相鄰設置，該第二反射面朝向該第一側且遠離該容置部，該第一反射面與該第二反射面之間夾有一預定角度，該預定角度大於等於二倍之全反射臨界角；以及一發光模組，包括至少一發光單元，該發光單元容置於該容置部，該發光單元所發出的光線自該入射面進入該導光板並朝向該第二側傳遞，部分光線被該第一反射面導引至該第二反射面，再被該第二反射面導引至該第一側。
  2. 如請求項1所述之背光模組，其中該導光結構包括一開孔、或一凹槽。
  3. 如請求項1所述之背光模組，其中該第一反射面與該第二反射面為相互連接的二平面。
  4. 一種背光模組，包括：一導光板包括：相對之一第一側及一第二側；至少一容置部，鄰近於該第一側，該容置部具有一入射面，該入射面朝向該第二側；及至少一導光結構，設置於該容置部與該第二側之間，且該導光結構包括：一第一反射面，朝向該第一側並靠近於該容置部；及一第二反射面，與該第一反射面相鄰設置，該第二反射面朝向該第一側且遠離該容置部，該第一反射面與該第二反射面的延伸方向夾有一預定夾角，該預定角度大於等於二倍之全反射臨界角；以及一發光模組，包括至少一發光單元，該發光單元容置於該容置部，該發光單元所發出的光線自該入射面進入該導光板並朝向該第二側傳遞，部分光線被該第一反射面導引至該第二反射面，再被該第二反射面導引至該第一側。
  5. 如請求項4所述之背光模組，其中該第一反射面與該第二反射面為不相連的二平面。
  6. 如請求項1或4所述之背光模組，其中該導光板為聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯材質，該預定角度大於等於84度。
  7. 如請求項6所述之背光模組，其中該預定角度小於180度。
  8. 一種背光模組，包括：一導光板包括：相對之一第一側及一第二側；至少一容置部，鄰近於該第一側，該容置部具有一入射面，該入射面朝向該第二側；及至少一導光結構，設置於該容置部與該第二側之間，且該導光結構包括：一第一反射面，朝向該第一側並靠近於該容置部；及一第二反射面，與該第一反射面相鄰設置，該第二反射面朝向該第一側且遠離該容置部，該第一反射面與該第二反射面共同形成相連或不相連的一弧面；以及一發光模組，包括至少一發光單元，該發光單元容置於該容置部，該發光單元所發出的光線自該入射面進入該導光板並朝向該第二側傳遞，部分光線被該第一反射面導引至該第二反射面，再被該第二反射面導引至該第一側。
  9. 如請求項8所述之背光模組，其中該弧面的弧度小於180度。
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