CN201335273Y

CN201335273Y - 背光模块

Info

Publication number: CN201335273Y
Application number: CNU2008201821886U
Authority: CN
Inventors: 郭浩然
Original assignee: YANGXIN PRECISION CO Ltd
Current assignee: TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2018-12-11

Abstract

一种背光模块，包括至少一个发光元件以及一扩散增光片。发光元件适于发出光束。扩散增光片包括透光基板、多个棱镜柱及至少一个光扩散结构。透光基板具有相对的第一表面及第二表面。第一表面与第二表面均位于光束的传播路径上，且第一表面位于发光元件与第二表面之间。棱镜柱配置于第一表面上。棱镜柱沿着第一方向延伸，且这些棱镜柱沿着第二方向排列。光扩散结构配置于第一表面上，并位于两个相邻的棱镜柱之间。光扩散结构具有粗糙面，其面向远离透光基板的方向，且光扩散结构及粗糙面均沿着第一方向延伸。

Description

背光模块

技术领域

本实用新型涉及一种光源模块，且特别涉及一种背光模块(backlightmodule)。

背景技术

图1为一种现有背光模块的结构示意图。参照图1，现有背光模块100包括冷阴极荧光灯管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)110、导光板120(light guide plate)、反射片130、逆棱镜片140及扩散片(diffusion sheet)150。冷阴极荧光灯管110适于发出光束112。光束112经由导光板120的入光面122进入导光板120中，并被反射片130反射至导光板120的出光面124。接着，光束112从出光面124射向导光板120外部，而抵达逆棱镜片140。

逆棱镜片140由透光基板142及多个逆棱镜144组成。一般而言，以65度至75度的角度从导光板120的出光面124出射的光束112(例如部分光束112b)将通过逆棱镜片140射向透光基板142，并以落在从-20度至20度的范围内的出射角从透光基板142的出光面142a出射，进而射向扩散片150，并形成出光角度较小的面光源。此外，以65度至75度以外的角度从导光板120的出光面124出射的光束112(例如部分光束112a)则无法以落在从-20度至20度的范围内的出射角从透光基板142的出光面142a出射，因此无法被利用。

图2为亮度相对于由图1中的逆棱镜的出光面出射的出光视角的分布图。由图2可知，约有63％的光束112(即落在图中区域2的光束112)通过逆棱镜片140，并以接近垂直的方向(其出射角落在从-20度至20度的范围内)出射以形成面光源，而约有37％的光束112(即落在图中区域1及区域3的光束112)无法被利用，这会导致背光模块100的光效率难以大幅提升。

此外，参照图1，为了防止逆棱镜144的明显的轮廓被使用者观察到，且为了避免背光模块100上方配置液晶面板时所产生的迭纹(moire)与牛顿环(Newton ring)，逆棱镜片140的上方必须配置有扩散片150以将逆棱镜144的轮廓雾化。然而，在雾化的同时，扩散片150也会造成光束112的光损失，而降低了背光模块100的光效率。

实用新型内容

本实用新型提供了一种背光模块，其能够提供亮度均匀的面光源。

本实用新型的其它目的和优点可以从本实用新型所公开的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本实用新型的一实施例提出一种背光模块，其包括至少一个发光元件以及一扩散增光片。发光元件适于发出光束。扩散增光片包括透光基板、多个棱镜柱及至少一个光扩散结构。透光基板具有相对的第一表面及第二表面。第一表面与第二表面均位于光束的传播路径上，且第一表面位于发光元件与第二表面之间。棱镜柱配置于第一表面上。棱镜柱沿着第一方向延伸，且这些棱镜柱沿着第二方向排列。光扩散结构配置于第一表面上，并位于两个相邻的棱镜柱之间。光扩散结构具有粗糙面，所述粗糙面面向远离透光基板的方向，且光扩散结构及粗糙面均沿着第一方向延伸。

本实用新型的另一实施例提出一种背光模块，其包括至少一个发光元件及一扩散增光片。发光元件适于发出光束。扩散增光片包括透光基板、光扩散膜及多个棱镜柱。透光基板具有相对的第一表面及一第二表面，其中第一表面与第二表面均位于光束的传播路径上，且第一表面位于发光元件与第二表面之间。光扩散膜配置于第一表面上，并具有粗糙面，而粗糙面面向远离透光基板的方向。棱镜柱配置于粗糙面上。棱镜柱沿着第一方向延伸，且这些棱镜柱沿着第二方向排列。

本实用新型的实施例的背光模块的棱镜片除了具有棱镜柱外，还具有光扩散结构或光扩散膜。由于光扩散结构或光扩散膜所产生的光扩散现象可以雾化棱镜柱的轮廓，这能够减少迭纹与牛顿环发生的机会，使棱镜柱的缺陷较不易被发现，进而增加生产良品率。此外，由于光扩散结构或光扩散膜是与棱镜柱配置于透光基板的同一侧，因此棱镜柱及光扩散结构(或光扩散膜)可采用单面镀膜法形成。

为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为一种现有背光模块的结构示意图；

图2为亮度相对于由图1中的逆棱镜的出光面出射的出光视角的分布图；

图3A为本实用新型的一实施例的背光模块的结构示意图；

图3B为图3A中的扩散增光片的局部立体图；

图3C为图3B的扩散增光片沿着I-I线的局部剖面图；

图4为本实用新型的另一实施例的背光模块的扩散增光片的局部剖面图；以及

图5为本实用新型的又一实施例的背光模块的结构示意图。

【主要元件符号说明】

100、200、200”：背光模块

110：冷阴极荧光灯管

112、212：光束

112a、112b、212a、212b：部分光束

120、220：导光板

122、226：入光面

124、142a：出光面

130、230：反射片

140：逆棱镜片

142、310：透光基板

144：逆棱镜

150：扩散片

210：发光元件

222：第三表面

224：第四表面

240：扩散板

300、300’：扩散增光片

312：第一表面

314：第二表面

320：棱镜柱

322：第一柱面

324：第二柱面

330：光扩散结构

330’：光扩散膜

332、332’：粗糙面

C：棱线

D1：第一方向

D2：第二方向

I：间距

N1：第一法向量

N2：第二法向量

N3：第三法向量

P：节距

W：宽度

θ1：第一夹角

θ2：第二夹角

θ3：第三夹角

具体实施方式

下列各实施例的说明是参考附图，用以例示本实用新型可用以实施的特定实施例。本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本实用新型。

在本说明书中，物体的表面的法向量定义为由所述物体内部指向所述物体外部并与所述表面垂直的向量。

图3A为本实用新型的一实施例的背光模块的结构示意图，图3B为图3A中的扩散增光片的局部立体图，而图3C为图3B的扩散增光片沿着I-I线的局部剖面图。参照图3A至图3C，本实施例的背光模块200包括发光元件210及扩散增光片300。发光元件210适于发出光束212。在本实施例中，发光元件210例如为冷阴极荧光灯管。然而，在其它实施例中，也可以用多个发光二极管(light emitting diode，LED)或其它适当的发光元件来替代冷阴极荧光灯管。扩散增光片300配置于光束212的传播路径上。在本实施例中，背光模块200还包括导光板220，其配置于光束212的传播路径上，并位于发光元件210与扩散增光片300之间。导光板220具有第三表面222、相对于第三表面222的第四表面224及连接第三表面222与第四表面224的入光面226。来自发光元件210的光束212经由入光面226进入导光板220中，并再经由第三表面222传播至导光板220外部。在本实施例中，第四表面224的一侧可配置有反射片230，以将来自入光面226的光束212反射至第三表面222。

扩散增光片300包括透光基板310、多个棱镜柱320及多个光扩散结构330。透光基板310具有相对的第一表面312及第二表面314。第一表面312与第二表面314均位于光束212的传播路径上，且第一表面312位于发光元件210与第二表面314之间。棱镜柱320配置于第一表面312上。棱镜柱320沿着第一方向D1延伸，且这些棱镜柱320沿着第二方向D2排列。在本实施例中，第一方向D1实质上垂直于第二方向D2。此外，在本实施例中，棱镜柱320具有第一柱面322及第二柱面324。第一柱面322位于透光基板310的一侧，并沿着第一方向D1延伸。第二柱面324与第一柱面322位于透光基板310的同一侧，并沿着第一方向D1延伸，其中第二柱面324的一端连接至第一柱面322的一端。具体而言，第一柱面322与第二柱面324的交界例如为沿着第一方向D1延伸的棱线C。

第一柱面322具有第一法向量N1，第二柱面324具有第二法向量N2，而透光基板310的第一表面312具有第三法向量N3。第一法向量N1与第二法向量N2夹有第三夹角θ3，第二法向量N2与第三法向量N3夹有第一夹角θ1，而第一法向量N1与第三法向量N3夹有第二夹角θ2。在实施例中，第二夹角θ2落在从60度至80度的范围内，第一夹角θ1落在从40度至60度的范围内，第三夹角θ3落在从110度至130度的范围内。在本实施例中，棱镜柱320与第一方向D1垂直的剖面可以呈不等边三角形。然而，在其它未图示的实施例中，第一夹角θ1可实质上等于第二夹角θ2，也即棱镜柱与第一方向D1垂直的剖面呈等腰三角形，第三夹角θ3落在从110度至130度的范围内。

光扩散结构330配置于第一表面312上，并位于两个相邻的棱镜柱320之间。光扩散结构330具有粗糙面332，其面向远离透光基板310的方向，且光扩散结构330及粗糙面332均沿着第一方向D1延伸。

在本实施例的背光模块200中，光束212的部分光束212a(例如约以65度至75度的出射角从导光板220的第三表面222出射的部分光束)将依次穿透第一柱面322、被第二柱面324全反射、穿透第一表面312及穿透第二表面314。换言之，部分光束212a不会经过光扩散结构330，因而不会造成光损失，如此便能够提高部分光束212a的光利用率。此外，部分光束212a在通过透光基板310后，将大致与第二表面314垂直，因而被用以作为光束212的主要部分。因此，提高部分光束212a的光利用率即是提高了光束212中的主要部分的光利用率，如此便能提高背光模块200整体的光效率。

另一方面，光束212的部分光束212b(例如约以65度至75度以外的出射角从导光板220的第三表面222出射的部分光束)可通过光扩散结构330，并在粗糙面332上产生光散射现象。当使用者以肉眼观看背光模块200时，光散射现象能够雾化棱镜柱320的轮廓，这能够降低当背光模块200上方配置液晶面板时产生迭纹与牛顿环的机会。此外，光散射现象也能使棱镜柱320的缺陷较不易被使用者观察到，这有助于提升背光模块200的生产良品率。如此一来，约以65度至75度以外的出射角从导光板220的第三表面222出射的部分光束212b将不至于如现有技术那样被浪费掉，并可以加以利用而达成上述功效。

当粗糙面332在第二方向D2上的宽度W与棱镜柱320在第二方向D2上的节距P的比值越小时，背光模块200整体的光效率越高，但棱镜柱320的轮廓、缺陷及所产生的迭纹与牛顿环越容易被使用者看到。然而，当宽度W与节距P的比值越大时，背光模块200整体的光效率越低，但棱镜柱320的轮廓、缺陷及所产生的迭纹与牛顿环越不易被使用者看到。为了使背光模块200具有较佳的光学特性，在本实施例中，宽度W与节距P的比值可落在从3％至50％的范围内，且节距P可落在从30微米至150微米的范围内。

再者，在本实施例中，棱镜柱320可与光扩散结构330一体成型，且与透光基板310各自成型。如此一来，棱镜柱320与光扩散结构330能够以单次单面涂覆(coating)的方式形成于透光基板310上。相比于某些现有技术中以双面涂覆的方式将棱镜柱与光扩散膜分别形成于透光基板的相对两侧，本实施例采用单次单面涂覆的方式以同时形成棱镜柱320与光扩散结构330，可降低工艺难度及制造成本。然而，在其它实施例中，棱镜柱320、光扩散结构330及透光基板三者也可以是一体成型。

值得注意的是，本实用新型并不限定背光模块200所具有的光扩散结构330的数量，也不限定背光模块200中棱镜柱320与光扩散结构330的数量比。在其它实施例中，背光模块可以仅具有一个光扩散结构。或者，棱镜柱与光扩散结构的数量比可以不同于图3C所图示的数量比。

图4为本实用新型的另一实施例的背光模块的扩散增光片的局部剖面图。参照图4，本实施例的背光模块与上述背光模块200(如图3A所示)类似，而两者的差异如下所述。在本实施例的扩散增光片300’中，是以光扩散膜330’来取代上述扩散增光片300中的光扩散结构330(如图3C所示)。光扩散膜330’配置于第一表面312上，并具有粗糙面332’，其中粗糙面332’面向远离透光基板310的方向。此外，棱镜柱320配置于粗糙面332’上，也即棱镜柱320的第一柱面322与第二柱面324是位于粗糙面332’的同一侧。在本实施例中，相邻两个棱镜柱320在第二方向D2上具有间距I，而间距I与这些棱镜柱320在第二方向D2上的节距P的比值落在从3％至50％的范围内。扩散增光片300’与上述扩散增光片300(如图3C所示)具有类似的优点与功效，在此不再重述。

图5为本实用新型的又一实施例的背光模块的结构示意图。参照图5，本实施例的背光模块200”与上述背光模块200(如图3A所示)有部分类似，而两者的差异如下所述。在背光模块200”中，是以扩散板240来替代上述导光板220(如图3A所示)，且扩散板240配置于扩散增光片300与多个发光元件210之间。换言之，背光模块200”为直下式背光模块。背光模块200”与上述背光模块200(如图3A所示)具有类似的优点及功效，在此不再重述。

值得注意的是，背光模块200”中的扩散增光片300也可以用本实用新型的其它实施例的扩散增光片(例如图4的扩散增光片300’)来替代，以形成其它背光模块。

综上所述，本实用新型的实施例的背光模块的棱镜片除了具有棱镜柱外，还具有光扩散结构或光扩散膜。由于光扩散结构或光扩散膜所产生的光扩散现象可以雾化棱镜柱的轮廓，这能够减少迭纹与牛顿环发生的机会，使棱镜柱的缺陷较不易被发现，进而增加生产良品率。此外，在本实用新型的实施例的背光模块中，由于光扩散结构与棱镜柱是配置于透光基板的同一侧，且光扩散结构是位于相邻两个棱镜柱之间，因此通过棱镜柱的光不会再通过光扩散结构而产生散射，如此可增加背光模块的光效率。

另外，在本实用新型的实施例的棱镜片中，由于光扩散结构或光扩散膜是与棱镜柱配置于透光基板的同一侧，因此棱镜柱及光扩散结构(或光扩散膜)可采用单面镀膜法形成，这能够降低制造难度，进而降低制造成本。

虽然本实用新型已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本实用新型，任何本领域中的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可作出各种修改和变型，因此本实用新型的保护范围应以所附权利要求的范围为准。另外本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要和标题仅用来辅助专利文件搜索，并非用来限制本实用新型的保护范围。

Claims

1、一种背光模块，其特征在于，包括：

至少一个发光元件，适于发出光束；以及

扩散增光片，包括：

透光基板，具有相对的第一表面及第二表面，其中所述第一表面与所述第二表面均位于所述光束的传播路径上，且所述第一表面位于所述发光元件与所述第二表面之间；

多个棱镜柱，配置于所述第一表面上，其中所述棱镜柱沿着第一方向延伸，且所述多个棱镜柱沿着第二方向排列；以及

至少一个光扩散结构，配置于所述第一表面上，并位于两个相邻的所述棱镜柱之间，其中所述光扩散结构具有粗糙面，所述粗糙面面向远离所述透光基板的方向，且所述光扩散结构及所述粗糙面均沿着所述第一方向延伸。

2、根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一方向垂直于所述第二方向。

3、根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述粗糙面在所述第二方向上的宽度与所述多个棱镜柱在所述第二方向上的节距的比值落在从3％至50％的范围内。

4、根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述棱镜柱具有：

第一柱面，位于所述透光基板的一侧，并沿着所述第一方向延伸；以及

第二柱面，位于所述透光基板的所述一侧，并沿着所述第一方向延伸，其中所述第二柱面的一端连接至所述第一柱面的一端。

5、根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述第一柱面具有第一法向量，所述第一表面具有第三法向量，所述第一法向量与所述第三法向量夹有第二夹角，所述第二夹角落在从60度至80度的范围内。

6、根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述第二柱面具有第二法向量，所述第一表面具有第三法向量，所述第二法向量与所述第三法向量夹有第一夹角，所述第一夹角落在从40度至60度的范围内。

7、根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述第一柱面具有第一法向量，所述第二柱面具有第二法向量，所述第一法向量与所述第二法向量夹有第三夹角，所述第三夹角落在从110度至130度的范围内。

8、根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于，所述第一表面具有第三法向量，所述第一法向量与所述第三法向量夹有第二夹角，所述第二法向量与所述第三法向量夹有第一夹角，所述第一夹角等于所述第二夹角。

9、根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述棱镜柱的所述第一柱面与所述第二柱面的交界为沿着所述第一方向延伸的棱线。

10、根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述多个棱镜柱在所述第二方向上的节距落在从30微米至150微米的范围内。

11、一种背光模块，其特征在于，包括：

至少一个发光元件，适于发出光束；以及

扩散增光片，包括：

光扩散膜，配置于所述第一表面上，并具有粗糙面，所述粗糙面面向远离所述透光基板的方向；以及

多个棱镜柱，配置于所述粗糙面上，其中所述棱镜柱沿着第一方向延伸，且所述多个棱镜柱沿着第二方向排列。

12、根据权利要求11所述的背光模块，其特征在于，所述第一方向垂直于所述第二方向。

13、根据权利要求11所述的背光模块，其特征在于，两个相邻的所述棱镜柱在所述第二方向上具有一间距，而所述间距与所述多个棱镜柱在所述第二方向上的节距的比值落在从3％至50％的范围内。

14、根据权利要求11所述的背光模块，其特征在于，所述棱镜柱具有：

第一柱面，位于所述粗糙面的一侧，并沿着所述第一方向延伸；以及

第二柱面，位于所述粗糙面的所述一侧，并沿着所述第一方向延伸，其中所述第二柱面的一端连接至所述第一柱面的一端。

15、根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于，所述第一柱面具有第一法向量，所述第一表面具有第三法向量，所述第一法向量与所述第三法向量夹有第二夹角，所述第二夹角落在从60度至80度的范围内。

16、根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于，所述第二柱面具有第二法向量，所述第一表面具有第三法向量，所述第二法向量与所述第三法向量夹有第一夹角，所述第一夹角落在从40度至60度的范围内。

17、根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于，所述第一柱面具有第一法向量，所述第二柱面具有第二法向量，所述第一法向量与所述第二法向量夹有第三夹角，所述第三夹角落在从110度至130度的范围内。

18、根据权利要求17所述的背光模块，其特征在于，所述第一表面具有第三法向量，所述第一法向量与所述第三法向量夹有第二夹角，所述第二法向量与所述第三法向量夹有第一夹角，所述第一夹角等于所述第二夹角。

19、根据权利要求14所述的背光模块，其特征在于，所述棱镜柱的所述第一柱面与所述第二柱面的交界为沿着所述第一方向延伸的棱线。

20、根据权利要求11所述的背光模块，其特征在于，所述多个棱镜柱在所述第二方向上的节距落在从30微米至150微米的范围内。