TW201839477A - 背光模組及其面光源組件 - Google Patents

Abstract

一種面光源組件包括至少一發光元件及導光板。各發光元件具有環狀發光側面。導光板具有相對的底面及出光面。底面具有至少一容置槽以容置至少一發光元件，各容置槽具有入光面，入光面圍繞位於容置槽內的發光元件的環狀發光側面，其中導光板的出光面為凸面。本發明另提出一種具有此面光源組件的背光模組。

Description

背光模組及其面光源組件

本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種背光模組及其面光源組件。

液晶顯示裝置的液晶顯示面板不發光，所以需藉由背光模組提供面光源。背光模組包括直下式背光模組與側入式背光模組。目前常見的側入式背光模組是將發光二極體燈條配置在導光板的側邊，導光板內部設有網點，發光二極體燈條提供的光線進入導光板後，藉由網點使光線從導光板的出光面出射。然而，因發光二極體燈條是配置在導光板的側邊，容易有亮度不均的問題，且不利於區域調光（local dimming）。

目前常見的直下式背光模組是將呈二維陣列排列的多個發光二極體配置於擴散板下方，而為了減少發光二極體的數量，於各發光二極體對應設有二次透鏡，以增加發光二極體的出光角度。相較於側入式背光模組，直下式背光模組具有較佳的亮度均勻性，且有利於區域調光，但卻存在厚度較厚的問題。

習知技術還發展出另一種混合式背光模組，主要採用多塊導光板來取代直下式背光模組採用的二次透鏡，以減少混合式背光模組的整體厚度。然而，在各導光板的角落容易有明顯的暗區，並在各導光板的邊緣容易漏光，所以習知混合式背光模組具有亮度不均的問題。

本「先前技術」段落只是用來幫助瞭解本發明內容，因此在「先前技術」中所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。此外，在「先前技術」中所揭露的內容並不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，也不代表在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提出一種面光源組件，其可應用於背光模組以改善習知混合式背光模組之亮度不均的問題。

本發明提出一種背光模組，以改善習知混合式背光模組之亮度不均以及導光板的邊緣漏光的問題。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種面光源組件，包括至少一發光元件及導光板。各發光元件具有環狀發光側面。導光板具有相對的底面及出光面，底面具有至少一容置槽以容置至少一發光元件，各容置槽具有入光面，入光面圍繞位於容置槽內的發光元件的環狀發光側面，其中導光板的出光面為凸面。

在本發明的一實施例中，上述之導光板的入光面與環狀發光側面之間具有環狀間隙，且上述之面光源組件更包括吸光層，鄰近於導光板的底面，並對應環狀間隙設置。

在本發明的一實施例中，上述之基板是印刷電路板，而吸光層是基板的印刷圖案層。

在本發明的一實施例中，上述之面光源組件更包括反射片，配置於導光板的底面並位於基板上，且反射片具有至少一開孔，至少一發光元件穿設於至少一開孔。

在本發明的一實施例中，上述之吸光層配置於反射片上。

在本發明的一實施例中，上述之導光板的出光面之對應於至少一容置槽的部分為霧面。

在本發明的一實施例中，上述之導光板的出光面之對應於環狀間隙的部分為霧面。

在本發明的一實施例中，上述之環狀間隙的寬度大於0 mm，並且小於或等於1 mm。

在本發明的一實施例中，上述之至少一發光元件的數量為多個，至少一容置槽的數量為多個，這些發光元件分別配置於這些容置槽內。

在本發明的一實施例中，上述之各發光元件更包括相對配置的頂面與下底面，下底面鄰近於導光板的底面，環狀發光側面連接於頂面與下底面之間，頂面不發光。

為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種背光模組，包括多個上述之面光源組件，其中這些面光源組件的導光板彼此拼接。

在本發明的一實施例中，上述之任兩相鄰的導光板之間有間隙，背光模組更包括吸光層，鄰近於這些導光板的這些底面，且對應於任兩相鄰的導光板之間的間隙設置。

在本發明的一實施例中，上述之任兩相鄰的導光板之間有間隙，上述之間隙的寬度大於0 mm，並且小於或等於3 mm。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組更包括反射層，配置於這些導光板的這些底面，其中任兩相鄰的導光板之間有間隙，反射層具有多個開孔，這些開孔對應於間隙。

在本發明的一實施例中，上述之反射層包括多片反射片，這些開孔為這些反射片之間的間隙。

本發明實施例的面光源組件因設置於導光板的容置槽的發光元件具有環狀發光側面，而環狀發光側面除了面對導光板的各個側邊發光之外，還面對導光板的各角落發光，所以能改善習知混合式背光模組的導光板之角落暗區的問題。而且，導光板的出光面設計成凸面，可改變導光板內光線於出光面的入射角，使原本會被反射至導光板之側面而從邊緣漏光的光線，被反射回導光板而從出光面出射，所以可以改善習知混合式背光模組的導光板之邊緣漏光的問題。如此，本實施例的面光源組件可提升亮度均勻性並抑制導光板之邊緣漏光。本發明實施例的背光模組因使用多個上述面光源組件，所以能改善習知混合式背光模組之亮度不均以及導光板的邊緣漏光的問題。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1是本發明之一實施例的面光源組件的剖面示意圖，圖2是圖1的剖面示意圖。請參照圖1及圖2，本實施例之面光源組件10包括至少一發光元件11及導光板12，圖1是以一個發光元件11為例。各發光元件11具有環狀發光側面111。導光板12具有相對的底面121及出光面122，底面121具有至少一容置槽123以容置至少一發光元件11。容置槽123的數量例如是與發光元件11的數量對應，而圖1是以一個容置槽123容置一個發光元件11為例。各容置槽123具有入光面1231，入光面1231圍繞位於容置槽123內的發光元件11的環狀發光側面111，其中導光板12的出光面122為凸面。在一實施例中，入光面1231與環狀發光側面111之間例如具有環狀間隙R。

發光元件11例如更包括相對的頂面112與下底面113，下底面113鄰近於導光板12的底面121，環狀發光側面111連接於頂面112與下底面113之間，而頂面112不發光。此發光元件11例如是發光二極體。此外，在一實施例中，具有環狀發光側面的發光元件也可以是由多個側發光的發光源拼接而成。雖然本實施例是以一個發光元件11為例，但本發明不以此為限。例如，發光元件11的數量為多個，而容置槽123的數量也是多個，這些發光元件11分別配置於這些容置槽123內。各個容置槽123內可設有一個或多個發光元件11。

導光板12例如具有四個側面124，這些側面124連接在底面121及出光面122之間，但本發明不限制導光板12的側面124的數量以及導光板12的具體形狀。例如，本實施例的導光板12為具有四個側面124的方形結構，而容置槽123為圓柱狀容置槽。

上述出光面122為凸面，而出光面122的高度例如是從中心往側面124逐漸降低，且所述凸面可以是曲面，或是包括從中心朝側面124傾斜的一個斜面或多個斜面。

上述容置槽123例如是配置在導光板12之底面121的中心處，使發光元件11位於導光板12之底面121的中心。考量到組裝公差，導光板12之容置槽123的容積會設計成大於發光元件11的體積，所以發光元件11與導光板12之間會存有上述環狀間隙R。在一實施例中，環狀間隙R的寬度D1大於0 mm，並小於或等於1 mm。於本實施例中，雖然環狀間隙R是以寬度D1一致為例，但在其他實施例中，環狀間隙R的寬度D1亦可不一致。此外，本發明也不限制容置槽123於底面121的位置，容置槽123可根據設計需求配置在於導光板12之底面121的其他合適位置，使發光元件11不一定位在導光板12之底面121的中心。

為使進入導光板12的光線從出光面122出射，導光板12更可包括多個點狀微結構（圖未繪示），這些點狀微結構可以配置在底面121或出光面122，以破壞光線於導光板12內的全反射，使光線從出光面122出射。且可視設計需求調整這些點狀微結構的尺寸及分布密度，於此不加以限定。

本實施例之面光源組件10中，由於發光元件11具有環狀發光側面111，而環狀發光側面111除了面對導光板12的各個側邊124發光（如光線L1）之外，還面對導光板12的各角落發光（如光線L2），所以可避免在導光板12上形成的明顯角落暗區。而且，基於導光板12的出光面122為凸面，可改變導光板12內光線（例如光線L3）於出光面122的入射角，使原本在出光面為平面的情況下會被全反射至導光板12之側面124而從側面124漏光的光線L3，被反射至導光板12的底面121，並由底面121反射而從出光面122出射，以改善導光板邊緣漏光的問題。如此，本實施例之面光源組件10能提高出光的均勻度。

另一方面，面光源組件10通常更包括基板（圖未繪示），以承載發光元件11。舉例而言，基板可以為印刷電路板，用以承載發光元件11並與之電性連接，且基板設置在導光板12的底面121。由於基板會覆蓋於上述環狀間隙R，使環狀發光面111發出的朝底面121傳遞的部分較大角度的光線會入射基板，進而被基板反射而從出光面122之對應於容置槽123的部分出射。如此，在出光面122之對應於容置槽123的部分形成明顯的亮紋，造成出光不均勻。

因而，本實施例的出光面122之對應於容置槽123的部分可設計為霧面。具體而言，在一實施例中，可將出光面122之對應於容置槽123的整個部分設為霧面，以改善上述亮紋的問題，但本發明並不以此為限。在另一實施例中，也可只將出光面122之對應於環狀間隙R的部分設為霧面。

再者，面光源組件10更可包括擴散板（圖未繪示）或其他光學膜片，設置在出光面122之上方。在一實施例中，擴散板或其他光學膜片可僅設置於出光面122對應於容置槽123的整個部分的上方或僅設置於出光面122對應於環狀間隙R的部分的上方以提高出光均勻度。

圖3是本發明之另一實施例的面光源組件的剖面示意圖。請參照圖3，本實施例之面光源組件10a與圖2的面光源組件10相似，主要差異在於本實施例的面光源組件10a更包括吸光層13。具體而言，本實施例的吸光層13鄰近於導光板12的底面121，並對應環狀間隙R設置。本實施例的吸光層13例如是對應環狀間隙R設置成環狀的吸光層，但於其他實施例中，也可以視設計需求將設置於環狀間隙R內的吸光層13設置成環繞發光元件11的一側、兩側或更多側。進一步來說，本實施例之面光源組件10a例如更包括基板14，發光元件11配置於基板14上並容置於容置槽123內，其中吸光層13配置於基板14上。吸光層13例如是具有低反射率（高吸光率）的漆料、膠帶或鍍層等，但不以此為限。例如來說，吸光層13可以是黑色膠帶，並貼附在對應於環狀間隙R的基板14上。在一實施例中，基板14例如是印刷電路板，而吸光層13是基板14的印刷圖案層。即，吸光層13可在製作基板14時一併印刷完成，如此能省略額外設置吸光層13的步驟。

藉由將吸光層13設在環狀間隙R，能吸收原來發光元件11發出的朝底面121傳遞的較大出光角度的部分光線（如光線L4），進而改善上述導光板12的出光面122對應環狀間隙R的部分的亮紋問題。

圖4是本發明之另一實施例的面光源組件的剖面示意圖。請參照圖4，本實施例之面光源組件10b與上述之面光源組件10a相似，主要差異處在面光源組件10b更包括反射片15。反射片15配置於導光板12的底面111並位於基板14上，且反射片15具有至少一開孔151，發光元件11穿設於開孔151。此外，本實施例之吸光層13a是配置於反射片15上。舉例而言，吸光層13a例如是具有低反射率（高吸光率）的漆料、膠帶或鍍層等，但不以此為限。吸光層13a設置在反射片15上且對應於環狀間隙R之處。藉此，吸光層13a可用以吸收原來發光元件11發出的朝底面121傳遞的較大出光角度的部分光線（如光線L5），進而改善上述導光板12的出光面122對應環狀間隙R的部分的亮紋問題。

圖5是本發明之一實施例的背光模組的仰視示意圖。請參照圖5，本實施例之背光模組20包括多個面光源組件21，各面光源組件21包括發光元件211及導光板212，且這些面光源組件21的導光板212拼接成一大尺寸的導光結構。面光源組件21可以是上述任一實施例的面光源組件，例如面光源組件10、10a、10b。由於背光模組20採用上述任一實施例之面光源組件，所以能提供亮度均勻性較佳的面光源。此外，多個面光源組件21可共用一片基板22，圖5是以一片基板22承載四個發光元件211為例，但本發明不以此為限。例如，亦可用一片基板承載全部的發光元件211。

值得一提的是，拼接上述導光板212時，考慮材料收縮膨脹以及組裝的工差，在任兩相鄰的導光板212之間存有間距G，當導光板212的邊緣有光線出射（漏光）時，容易被對應於間距G的反射片反射，而在間距G處形成亮紋。因而，本實施例之背光模組20更可在間隙G設置低反射率（高吸光率）的材料或結構，以改間隙G的問題，以下將詳細說明。

圖6是本發明另一實施例之背光模組的剖面示意圖。請參照圖6，本實施例之背光模組20a與上述圖5之背光模組20相似，主要差異處在於背光模組20a更包括吸光層23，此吸光層23例如鄰近於這些導光板212的底面212a，且對應於任兩相鄰的導光板212之間的間隙G設置。具體而言，背光模組20a更可包括一反射層24，反射層24配置在導光板212的底面212a並位於基板22上，吸光層23則配置在對應間隙G之反射層24上。但本發明不以此為限，在其他實施例中，吸光層23也可位於其他覆蓋間隙G的板材上，例如背光模組的常用的背板或連接任兩相鄰面光源組件的基板。此外，吸光層23例如同於上述實施例中吸光層13為低反射率（高吸光率）的漆料、膠帶或鍍層。再者，在一實施例中，間隙G的寬度D2大於0 mm，並小於或等於3 mm。於本實施例中，雖然間隙G是以寬度D2一致為例，但在其他實施例中，間隙G的寬度D2亦可不一致。

如此，藉由在任兩相鄰導光板212的間隙G設有吸光層23，能吸收部分從導光板212的側面212b出射的光線（光線L6），所以能改善間隙G的亮紋問題，進而提升背光模組20a的出光均勻性。

圖7是本發明另一實施例之背光模組的剖面示意圖。請參照圖7，本實施例之背光模組20b與圖5的背光模組20相似，主要差異在於本實施例的背光模組20b更包括反射層24a，反射層24a配置於面光源組件21a的各導光板212’的底面212a，其中任兩相鄰的導光板212’之間有間隙G，反射層24a具有多個開孔H，各開孔H對應於各間隙G。

具體而言，在本實施例的反射層24a例如包括多片反射片（圖7是以四片反射片為例），而這些開孔H即為這些反射片之間的間隙G。背光模組20b例如更包括背板25，這些反射片配置在各導光板212’的底面212a與背板25之間。此外，圖7中的開孔H與間隙G之寬度皆相同，但本發明之上述開孔H也可以視設計需求為其他調整，且不限定開孔H的具體形狀及其尺寸。例如，在其他實施例中，反射層24a也可僅有一片反射片，此反射片配置在多個導光板212’的底面212a，而這些開孔H例如呈條狀溝槽，並分布在各間隙G。

如此，藉由在反射層24a設有對應間隙G的開孔H，所以漏出至間隙G的光線（光線L7）不會被反射層24a反射，所以能改善間隙G的亮紋問題。

雖然上述背光模組的各個面光源組件均是以一個發光元件為例，但是在本發明的其他實施例中，各個面光源組件更可包括多個發光元件。詳細而言，圖8是本發明之另一實施例的背光模組的仰視示意圖。請參照圖8，本實施例的背光模組30具有一個面光源組件31，面光源組件31包括多個發光元件311及一片導光板312，其中導光板312具有多個容置槽3121，這些發光元件311配置在這些容置槽3121內。而且，面光源組件31可以是上述任一實施例的面光源組件，例如面光源組件10、10a、10b。如此，由於背光模組30採用上述任一實施例之面光源組件，所以能提供亮度均勻性較佳的面光源。

綜上所述，本發明實施例的面光源組件因設置於導光板的容置槽的發光元件具有環狀發光側面，而環狀發光側面除了面對導光板的各個側邊發光之外，還面對導光板的各角落發光，所以能改善習知混合式背光模組的導光板之角落暗區的問題。而且，導光板的出光面設計成凸面，可改變導光板內光線於出光面的入射角，使原本會被反射至導光板之側面而從邊緣漏光的光線，被反射回導光板而從出光面出射，所以可以改善習知混合式背光模組的導光板之邊緣漏光的問題。如此，本實施例的面光源組件可提升亮度均勻性並抑制邊緣漏光。此外，本發明實施例的面光源組件因於環狀間隙設有吸光層，所以可改善在導光板對應環狀間隙之處形成的明顯亮紋，以提高出光均勻度。本發明實施例的背光模組因使用多個上述面光源組件，以改善習知混合式背光模組之亮度不均的問題。此外，本發明實施例的背光模組因於任兩相鄰的導光板之間的間隙設有吸光層或於在反射層設置開孔，以改善各導光板拼接處產生出光亮度不均的問題，以提高出光均勻度。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

10、10a、10b、21、21a、31‧‧‧面光源組件

11、211、311‧‧‧發光元件

111‧‧‧環狀發光側面

112‧‧‧頂面

113‧‧‧下底面

12、212、212’、312‧‧‧導光板

121、212a‧‧‧底面

122‧‧‧出光面

123、3121‧‧‧容置槽

1231‧‧‧入光面

124、212b‧‧‧側面

13、13a、23‧‧‧吸光層

14、22‧‧‧基板

15‧‧‧反射片

24、24a‧‧‧反射層

25‧‧‧背板

151、H‧‧‧開孔

20、20a、20b、30‧‧‧背光模組

D1、D2‧‧‧寬度

G‧‧‧間隙

L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7‧‧‧光線

R‧‧‧環狀間隙

圖1是本發明之一實施例的面光源組件的仰視示意圖。 圖2是圖1的剖面示意圖。 圖3是本發明之另一實施例的面光源組件的剖面示意圖。 圖4是本發明之另一實施例的面光源組件的剖面示意圖。 圖5是本發明之一實施例的背光模組的仰視示意圖。 圖6是本發明另一實施例之背光模組的剖面示意圖。 圖7是本發明另一實施例之背光模組的剖面示意圖。 圖8是本發明之另一實施例的背光模組的仰視示意圖。

Claims (16)

1. 一種面光源組件，包括： 至少一發光元件，各該發光元件具有一環狀發光側面；以及 一導光板，具有相對的一底面及一出光面，該底面具有至少一容置槽以容置該至少一發光元件，各該容置槽具有一入光面，該入光面圍繞位於該容置槽內的該發光元件的該環狀發光側面， 其中該導光板的該出光面為一凸面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之面光源組件，其中該入光面與該環狀發光側面之間具有一環狀間隙，該面光源組件更包括一吸光層，鄰近於該導光板的該底面，並對應該環狀間隙設置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之面光源組件，更包括一基板，該至少一發光元件配置於該基板上並容置於該至少一容置槽內，其中該吸光層配置於該基板上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之面光源組件，其中該基板是一印刷電路板，而該吸光層是該基板的一印刷圖案層。
5. 如申請專利範圍第3項所述之面光源組件，更包括一反射片，配置於該導光板的該底面並位於該基板上，且該反射片具有至少一開孔，該至少一發光元件穿設於該至少一開孔。
6. 如申請專利範圍第5項所述之面光源組件，其中該吸光層配置於該反射片上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之面光源組件，其中該導光板的該出光面之對應於該至少一容置槽的部分為霧面。
8. 如申請專利範圍第2項所述之面光源組件，其中該導光板的該出光面之對應於該環狀間隙的部分為霧面。
9. 如申請專利範圍第2項所述之面光源組件，其中該環狀間隙的寬度大於0 mm，並且小於或等於1 mm。
10. 如申請專利範圍第1項所述之面光源組件，其中該至少一發光元件的數量為多個，該至少一容置槽的數量為多個，該些發光元件分別配置於該些容置槽內。
11. 如申請專利範圍第1項所述之面光源組件，其中各該發光元件包括相對配置的一頂面與一下底面，該下底面鄰近於該導光板的該底面，該環狀發光側面連接於該頂面與該下底面之間，該頂面不發光。
12. 一種背光模組，包括： 多個如申請專利範圍第1項所述之面光源組件，該些面光源組件的該些導光板彼此拼接。
13. 如申請專利範圍第12所述之背光模組，其中任兩相鄰的該導光板之間有一間隙，該背光模組更包括一吸光層，鄰近於該些導光板的該些底面，且對應於任兩相鄰的該導光板之間的該間隙設置。
14. 如申請專利範圍第12所述之背光模組，其中任兩相鄰的該導光板之間有一間隙，該間隙的寬度大於0 mm，並且小於或等於3 mm。
15. 如申請專利範圍第12所述之背光模組，更包括一反射層，配置於該些導光板的該些底面，其中任兩相鄰的該導光板之間有一間隙，該反射層具有多個開孔，該些開孔對應於該間隙。
16. 如申請專利範圍第15所述之背光模組，其中該反射層包括多片反射片，該些開孔為該些反射片之間的間隙。