CN102734694A

CN102734694A - 背光模块

Info

Publication number: CN102734694A
Application number: CN2011100971736A
Authority: CN
Inventors: 田仲豪; 洪健翔; 简铭进; 林至宏
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明公开了一种背光模块，其包含一光学基板、至少一光管及至少一第一光源。其中，光学基板上设有至少一容置槽，且各容置槽容置呈柱状的光管。而第一光源则设于光管的一端，其发出至少一第一光线，并将第一光线射入光管中。第一光线于光管中被传递，且第一光线更被光学基板反射而离开光管。

Description

背光模块

技术领域

本发明涉及一种背光模块，特别是有关于一种以光管导光并配合光学基板反射光线的背光模块。

背景技术

目前，光电显示统的科技已成为各国继半导体产业的后纷纷投入的新兴整合型科技，其被学界及业界公认为最具发展潜力的整合型科技产业，各技术领先国家如美、日、欧等，均先后进入此技术领域并积极投入研发的行列。光电显示统技术的应用非常的广泛，诸如影像显示、信息储存以及光通讯等多种应用领域，因此发展光电显示科技实能提升台湾的竞争力。

在各种背光模块的技术中，美国专利US 6,655,825揭露以耦合光纤及混色光纤进行混色及导光的技术，然而由于光线从光源到显示器的导光板的间经过了多次的耦合，因此其光源的利用效率实不易提升。

而美国专利US 6,714,185中则揭露一种将不同的扩散线路设置在一头尾接在同一光源的光纤上以控制光出射的角度的方法，进而可以形成立体影像。然而其面板空间的利用效率过差，且其光源耦合的效率也较习知的技术为差。

美国专利US 5,461,548则揭露一种光管发光的面板，其利用透明管状的聚氯乙烯将多个光纤的核套成一束光管，再藉由光管排列将光传递并均匀发射到发光面板中。然而此种方法会造成各光纤的间的光干扰而使得效率低落，且其制造流程也相当困难，不易进行量产。

美国专利5,568,964则揭露一种可挠式光纤发光面板，其利用一个以上沿着侧面边缘及/或终端边缘封装的发光层所发出的光线耦合至编织状的光纤中，并将光线均匀发射在面板中。然而此种方式会提供加工制造的难度及成本，且以迭加的方式来增加光发射量的方法其效率会大幅下滑。

台湾专利TW 534970则揭露一种高强度光纤彩色背光模块，其以红、绿、蓝三原色作为光源并耦合到特定光纤，再藉由光纤上的几何结构将光自光纤的光快门发射。然而此种方法仍然无法避免光彼此干扰的问题。

综上所述，***面显示器的背光模块，其需要导光板来均匀传递光线。然而，当平面显示器向大尺寸迈进时，导光板的厚度也会随的增加，使得其面临了制造过程过于繁杂且体积过于庞大的挑战；而光纤背光模块的成本相当高昂，且其体积庞大又具有高能量损耗，因此提供一种成本低、制程简单快速且发光效率高的背光模块实为必要。

发明内容

有鉴于上述习知技艺的问题，本发明的目的就是在提供一种背光模块，以解决大尺寸背光模块体积过大且制程繁杂的问题。

根据本发明的目的，提出一种背光模块，其包含一光学基板、至少一光管及至少一第一光源。光学基板上设有至少一容置槽，且各容置槽用以容置光管。第一光源设于光管的一端，并发出至少一第一光线，且将第一光线射入光管中。第一光线于光管中被传递，且第一光线被光学基板反射而离开光管。

其中，背光模块更包含至少一第一光源反射罩设于光管的一端，第一光源反射罩包覆第一光源，并将第一光源所射出的第一光线耦合至光管中。

其中，背光模块更包含至少一第二光源设于光管的另一端，第二光源发出至少一第二光线，并将第二光线射入光管中，第二光线并于光管中被传递，且第二光线被光学基板反射而离开光管。

其中，背光模块更包含至少一第二光源反射罩设于光管的另一端，第二光源反射罩包覆第二光源，并将第二光源所射出的第二光线耦合至光管中。

其中，光管的截面呈圆形、椭圆形或多边形。

其中，容置槽的截面对应光管的截面而呈圆形、椭圆形或多边形。

其中，容置槽的表面设置有一膜层，膜层的材料为铝、银、水银或反射率大于80％的材料。

其中，光管上更设有至少一微光学结构，微光学结构为V形切口、半球形切口或角锥状切口。

其中，光管的内壁面与其外壁面不互相平行。

其中，光管上更设有具有至少一微光学结构的一光学膜片、具光耦合作用的复数个粒子或其组合，而微光学结构为V形切口、半球形切口或角锥状切口。

其中，光管以一透光性材料制成，透光性材料包含聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、石英、玻璃、聚氯乙烯(Polyvinylchloride，PVC)或聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)。

承上所述，依本发明的背光模块，其可具有一或多个下述优点：

(1)此背光模块可藉由不同的光管排列方式、几何形状及微光学结构使光管产生背光模块导光的效果，藉此可轻薄化大尺寸背光模块，并提高其发光效率。

(2)此背光模块可藉由光管作为导光组件，藉此可降低背光模块生产制造的复杂度及成本，并进一步简化光学统的架构。

附图说明

图1为本发明的光管及光学基板的局部示意图。

图2为本发明的光管及光学基板的第一实施例示意图。

图3为本发明的光管及光学基板的第二实施例示意图。

图4为本发明的光管及光学基板的第三实施例示意图。

图5为本发明的组合多光管的第一示意图。

图6为本发明的组合多光管的第二示意图。

图7为本发明的组合多光源的示意图。

图8为本发明的微光学结构的第一实施例示意图。

图9为本发明的微光学结构的第二实施例示意图。

图10为本发明的光管内壁面的实施例示意图。

图11为本发明的光学膜片的实施例示意图。

图12为本发明的具光耦合作用粒子的实施例示意图。

图13为本发明的背光模块的实施例示意图。

其中，附图标记说明如下：

1 背光模块

10 光学基板

100 容置槽

101 膜层

11 光管

110、1120 微光学结构

1100 内壁面

111 光发散切面

112 光学膜片

113 具光耦合作用粒子

12 第一光源

120 第一光线

13 第一光源反射罩

14 第二光源

140 第二光线

15 第二光源反射罩

具体实施方式

请参阅图1，其为本发明的光管及光学基板的局部示意图。如图所示，本发明的背光模块1，其包含一光学基板10、至少一光管11及至少一第一光源12。光学基板10上设有至少一容置槽100，且各容置槽100用以容置并固定光管11。光管11可由一透光性材料制成，透光性材料包含聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、石英、玻璃、聚氯乙烯(Polyvinylchloride，PVC)或聚碳酸酯(Polycarbonate，P C)。第一光源12设于光管11的一端，并发出至少一第一光线120，且将第一光线120射入光管11中。第一光线120于光管11中被传递，且第一光线120被光学基板10反射而离开光管11。另外，背光模块1更包含至少一第一光源反射罩13设于光管11的一端，第一光源反射罩13包覆第一光源12，并将第一光源12所射出的第一光线120耦合至光管11中。此外，于本发明所属技术领域中具有通常知识者，均应能将第一光源反射罩13替换成任何可以将第一光源12所射出的第一光线120耦合至光管11中的各类装置。

请参阅图2～图4，其为本发明的光管及光学基板的第一、第二及第三实施例示意图。如图所示，本发明的呈柱状的光管11的截面可呈圆形(如图2所示)、椭圆形(未绘示)、多边形(如图3所示的六边形及图4所示的三角形)或任何不规则的图形；容置槽100用以容置光管11，故容置槽100的截面便需对应光管11的截面，而分别呈圆形(如图2所示)、椭圆形(未绘示)或多边形(如图3所示的梯形及图4所示的三角形)。光管11及光学基板10上的容置槽100的结构设计取决于不同的背光需求。此外，于本发明所属技术领域中具有通常知识者，均应能将依照背光设计的需求，进行改变光学基板10表面的结构排列方式，这些排列方式可以是对称的，也可以是不对称的。另外，容置槽100的表面设置有一膜层101用以提高光的使用效率，膜层101的材料可为铝、银、水银或反射率大于80％的材料。

请参阅图5及图6，其为本发明的组合多光管的第一及第二示意图。如图所示，此二实施例与前述图1～图4所示的实施例的不同处在于，此二实施例以一个第一光源12以及一个第一光源反射罩13对应多个光管11。此等安排可以让不同大小及形状的第一光源12搭配不同大小及形状(如图5所示的六角形光管及图6所示的圆形光管)的光管11，以达到最有效率的连接，进而增加光的利用率。此外，于本发明所属技术领域中具有通常知识者，均应能将光管11的排列方式最密化或改良成其它的排列方式来达到最佳的耦合效率。

请参阅图7，其为本发明的组合多光源的示意图。如图所示，为了增加背光光场分布的均匀度，除了在光管11的一端设置有第一光源12外，背光模块1更包含至少一第二光源14及至少一第二光源反射罩15设于光管11的另一端，第二光源14发出至少一第二光线140，并将第二光线140射入光管11中，第二光线140并于光管11中被传递，且第二光线140被光学基板10反射而离开光管11。第二光源反射罩15则包覆第二光源14，并将第二光源14所射出的第二光线140耦合至光管11中。

请参阅图8及图9，其为本发明的微光学结构的第一及第二实施例示意图。如图所示，本发明的光管11上更可设置有至少一微光学结构110，微光学结构为V形切口、半球形切口或角锥状切口。在光线进入光管11传递后，光线便可以经由光管11侧边离开光管11而进入背光模块1前方的面板，而该些设置于光管11侧边的微光学结构110用以增加光线从光管侧边输出的效率。另外，如图10所示的本发明的光管内壁面的实施例示意图，光管11的内壁面1100与其外壁面可不互相平行，而呈现具有一斜角的光发散切面111，此种内壁面的设计也可增加光线从光管侧边输出的效率。值得一提的是，微光学结构110的密度和排列会影响光管11侧边出光的均匀度，因此微光学结构110的排列方式可以是单一种形状的多个对称或不对称排列，或者是多种形状的对称或不对称排列。

请参阅图11及图12，其为本发明的光学膜片及具光耦合作用粒子的实施例示意图。如图所示，本发明的光管11上除了以直接设置微光学结构110外，更可设置一光学膜片112、散布具光耦合作用粒子113或结合上述两种的方式而取代的。其中光学膜片112设置有至少一微光学结构1120，该些微光学结构1120同上述的微光学结构110。藉由改变光学膜片112上的微光学结构1120的大小、形状以及分布情况，便可以进一步的改善背光模块1的效率。

请参阅图13，其为本发明的背光模块的实施例示意图。如图所示，本发明的背光模块1包含光学基板10、光管11、第一光源12及第一光源反射罩13。光管11平行配置于光学基板10上并连接第一光源12以传递第一光源12所发出的光线以及第一光源反射罩13反射第一光源12所发出的光线。藉由前述改变光管11的各种手段，以及改变光学基板10以及其上所设置的膜层(未绘示)的参数，便可以任意地根据不同的背光需求，将本发明的背光模块1扩张成任意的大小，且在同时并不会改变其厚度及制造的便利性，如此便可应用在各种尺寸的背光装置中，特别是大尺寸，而不会有背光模块的体积过大的问题。

综上所述，此背光模块可藉由不同的光管排列方式、几何形状及微光学结构使光管产生背光模块导光的效果，降低背光模块生产制造的复杂度及成本，并进一步简化光学统的架构，达成轻薄化大尺寸背光模块，并提高其发光效率的目的。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的申请专利范围中。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种背光模块，其特征在于，该背光模块包含：

一光学基板，该光学基板上设有至少一容置槽；至少一光管，其中各该容置槽容置该至少一光管；以及至少一第一光源，设于该至少一光管的一端；

其中，该至少一第一光源发出至少一第一光线，并将该至少一第一光线射入该至少一光管中，该至少一第一光线被该至少一光管传递，且该至少一第一光线被该光学基板反射而离开该至少一光管。

2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，更包含：

至少一第一光源反射罩，设于该至少一光管的一端，该至少一第一光源反射罩包覆该至少一第一光源，并将该至少一第一光源所射出的该至少一第一光线耦合至该至少一光管中。

3.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，更包含：

至少一第二光源，设于该至少一光管的另一端，该至少一第二光源发出至少一第二光线，并将该至少一第二光线射入该至少一光管中，该至少一第二光线被该至少一光管传递，且该至少一第二光线被该光学基板反射而离开该至少一光管。

4.如权利要求3所述的背光模块，其特征在于，更包含：

至少一第二光源反射罩，设于该至少一光管的另一端，该至少一第二光源反射罩包覆该至少一第二光源，并将该至少一第二光源所射出的该至少一第二光线耦合至该至少一光管中。

5.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各该光管的截面呈圆形、椭圆形或多边形。

6.如权利要求5所述的背光模块，其特征在于，各该容置槽的截面对应各该光管的截面而呈圆形、椭圆形或多边形。

7.如权利要求6所述的背光模块，其特征在于，各该容置槽的表面设置有一膜层，该膜层的材料为铝、银、水银或反射率大于80％的材料。

8.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各该光管上更设有至少一微光学结构，各该微光学结构为V形切口、半球形切口或角锥状切口。

9.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各该光管的内壁面与其外壁面不互相平行。

10.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各该光管上更设有具有至少一微光学结构的一光学膜片、具光耦合作用的复数个粒子或其组合；以及各该微光学结构为V形切口、半球形切口或角锥状切口。

11.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，各该光管以一透光性材料制成，该透光性材料包含聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、石英、玻璃、聚氯乙烯(Polyvinylchloride，PVC)或聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)。