背光模块结构 【技术领域】
本发明有关于一种背光模块结构；具体而言，本发明有关于一种可提升入光效率的侧入式发光二极管背光模块结构。
背景技术
因应全球显示器背光源朝轻薄，且诉求环保节能的趋势下，以发光二极管(LED)取代冷阴极管(CCFL)作为背光源已是不争的事实。发光二极管具有无汞环保的优势，相对冷阴极管更可使机壳设计薄型化并提高发光效率。因此，背光源采用LED几乎在笔记本电脑(NB)已成为主流，许多在LED应用技术上较为领先的业者，采用LED背光的NB产品比重已达9成以上。
如图1所示，已知侧入式背光模块结构包括导光板10及具有分布于电路板20多个发光二极管22的发光二极管灯条20。每一发光二极管22的发光面24分别面设于导光板10的入光面12上，以提供导光板10光源。由于已知发光二极管22平行地设置于入光面12上，因此发光二极管22的光线垂直地从入光面12射入导光板10中。如图2所示，通过电脑程序模拟结果显示，导光板10两侧漏光(light leakage)十分明显(即方框外侧的光线)。换言之，位于导光板10两侧的发光二极管22，有大部分光线即无法被有效利用而浪费，亦即发光效率无法提升。
然而不论是如本实施例的导光板10单侧设置发光二极管22以提供背光源，或者是于导光板10两侧、三侧或四侧设置上述与入光面12平行设置的发光二极管22，均产生上述问题。因此为了改善已知问题并达到其它目的，本发明人遂提出如下设计。
【发明内容】
本发明主要目的在于提供一种背光模块结构，使靠近导光板两侧边缘的发光二极管具有更佳的入光效率的背光模块结构。
本发明的另一目的在于提供一种具有效解决区域调光(local dimming)问题的背光模块结构。
本发明另一目的在于提供一种提高模块中心辉度(brightness)的背光模块结构。
本发明另一目的在于提供一种减少漏光(reducing light leakage)的背光模块结构。
本发明另一目的在于提供一种有效将光集中于同一区域的背光模块结构。
本发明提供一种背光模块结构包括导光板及多个发光二极管。导光板具有入光端面及假想中心。入光端面上形成多个第一微结构及多个第二微结构，每一第一微结构及每一第二微结构分别设于入光端面的两端并沿入光端面分布设置，其中每一第一微结构具有第一受光面，每一第二微结构具有第二受光面。上述第一受光面及上述第二受光面相向倾斜至少一倾角使各自的法线分别偏向假想中心。多个发光二极管，每一发光二极管具有发光面分别相对上述第一受光面及上述第二受光面设置，每一发光二极管的光线从发光面经上述第一受光面及上述第二受光面入射导光板。
在较佳实施例中，每一发光二极管的发光面分别与上述第一受光面及上述第二受光面齐平设置。每一第一微结构及每一第二微结构分别共同组成锯齿结构并形成多个内凹空间，上述发光二极管分别设置于锯齿结构的内凹空间内。相较于较远离假想中心的第一微结构较靠近假想中心的第一微结构，其具有的第一受光面具有较小的倾角。换言之，设于导光板两侧的发光二极管的倾角大于导光板中央位置处的发光二极管角度。在此所述的倾角可变范围介于5度至80度之间，依导光板大小或设计而改变。入光端面上更包括平坦入光区平行入光端面的走向并形成于上述第一微结构及上述第二微结构之间，至少一发光二极管设置对应于平坦入光区。
本发明更提供一种背光模块结构，包括具有多个单位区块的导光板。换言之，每一单位区块的入光端面两端均形成多个第一微结构及多个第二微结构，且上述第二微结构与相邻单位区块的第一微结构并排成一直线。此外，在另一较佳实施例中，亦可将每一导光板排列组合为一大尺寸导光板，其中每一第二微结构与相邻导光板的每一第一微结构排列成一直线，再以单一发光二极管模块设于此导光板的入光端面一侧。在本实施例中，每一导光板间，亦即每一导光板的第二微结构及相邻设置导光板的第一微结构间较佳设置一发光二极管，以减少区域黯淡的现象产生。
利用本发明提供的背光模块结构，有效地解决了区域调光的问题，提高了模块中心辉度，并且能够减少漏光现象的发生，使得光线被有效利用，相应地也使发光效率得到提升。
【附图说明】
图1为已知背光模块结构的示意图；
图2为已知光学模拟此背光模块结构的出光示意图；
图3A为本发明背光模块结构的分解图；
图3B为本发明背光模块结构的组合图；
图4A为本发明背光模块结构的第一微结构部分示意图；
图4B为本发明背光模块结构的第二微结构部分示意图；
图4C为本发明发光二极管模块设于导光板的实施例图；
图5A为本发明第一受光面与第二受光面彼此相向并包括一可变倾角的实施例图；
图5B为本发明第一受光面与第二受光面彼此相向并包括一可变倾角的另一实施例图；
图6为本发明背光模块结构的另一实施例图；
图7为本发明背光模块结构又一实施例图；以及
图8为本发明光学模拟此背光模块结构的出光示意图。
附图标号
100导光板
110入光端面
120假想中心
130第一微结构
132第一受光面
140第二微结构
142第二受光面
150倾角
160锯齿结构
170内凹空间
180单位区块
200发光二极管模块
210发光二极管
220发光面
230电路板
B辉度值
【具体实施方式】
本发明提供一种可增加对其中心辉度贡献度及减少漏光损失地背光模块结构。本发明包括使用此背光模块结构的电子装置。在较佳实施例中，本发明提供的电子装置为便携式电脑。然而在其它不同的实施例中，亦可为平面显示屏幕/电视、移动通讯装置或其它具有此背光模块结构的电子装置。此外，本发明背光模块结构的显示方式较佳是以侧入式(edge lighting)提供背光，且以发光二极管灯条(LED light bar)作为背光源。然而在其它不同的实施例中，亦可以多个单一发光二极管分布设置于导光板的入光端面上。以下即配合所附附图进一步说明本发明的操作方式及相关实施例。
如图3A及图3B所示，本发明提供一种背光模块结构包括导光板100及多个发光二极管210。导光板100具有入光端面110及假想中心120。入光端面110上形成多个第一微结构130及多个第二微结构140，每一第一微结构130及每一第二微结构140分别设于入光端面110两端并沿入光端面110分布设置。在此所述的假想中心120较佳为导光板100的几何中心(geometricalcenter)，但亦可为质量中心(center of mass)或其它导光板内部接近中心的位置。每一第一微结构130具有第一受光面132；每一第二微结构140具有第二受光面142。上述第一受光面132及上述第二受光面142相向倾斜至少一倾角(参图4A及图4B所示)，使各自的法线分别偏向假想中心120。如图4C所示，第一受光面132的法线及第二受光面142的法线较佳均分别偏向导光板100的假想中心120。
在本实施例中，上述发光二极管210较佳包括发光二极管模块200。每一发光二极管210电连接于电路板230上，而组成发光二极管模块200，再将此发光二极管模块200设于导光板100的侧面端缘，使每一具有发光面220的发光二极管210分别面对上述第一受光面132及上述第二受光面142。当发光二极管模块200电性导通后，每一发光二极管210的光线会从发光面220经上述第一受光面132及第二受光面142射入导光板100。如图3B所示，由于每一受光面132及第二受光面142面向假想中心120倾斜，因此每一发光二极管210的光线均会向假想中心120集中，以提高导光板100的中心辉度以及减少两侧漏光。
请同时参考图4A及图4B所示的实施例中，每一发光二极管210的发光面220较佳是分别与上述第一受光面132及上述第二受光面142贴合设置。然而在其它不同的实施例中，每一发光二极管210的发光面220亦可与每一第一受光面132及每一第二受光面142夹有特定或不特定角度的间隙，视需求而改变。如图4A所示，导光板100的每一第一微结构130共同组成锯齿结构160并在各锯齿间形成多个内凹空间170，上述发光二极管210分别设置于锯齿结构160所形成的所述这些内凹空间170内。同理，如图4B所示，每一第二微结构140亦组成锯齿结构160并形成多个内凹空间170，每一发光二极管210分别设置于锯齿结构160的所述这些内凹空间170中。在本实施例中，每一内凹空间170的两边长较佳为等长的倒V形结构。然而在其它不同的实施例中，内凹空间170两边长亦可为不等边长或其它具特殊几何形状，如U形、W形或其它不特定形状等结构。
此外，如图4A及图4B所示，导光板100的入光端面110上另包括平坦入光区112平行入光端面110的走向并形成于第一微结构130及第二微结构140之间，至少一发光二极管210设置对应于平坦入光区112。由于平坦入光区112相对两侧锯齿结构160为较靠近导光板100的中央，因此发光二极管210的光线可概略朝向假想中心(图未绘示)的方向射出，不致偏差太多。然而在如图4C所示的实施例中，亦可将平坦入光区112变更为锯齿结构160，一般而言，本实施例较佳是应用于大尺寸导光板100中。再者，如图4A～图4C所示的实施例中，每一第一受光面132的倾角150较佳是相似于每一第二受光面142的倾角150。在此所述倾角150的定义是从垂直于第一受光面132或第二受光面142的法线到垂直于入光端面110(较佳是平行水平面)的垂直线为倾角。因此每一倾角150的计算方式，即以受光面作为基准面，倾角的角度会随着受光面角度不同而改变。
然而在如图5A及图5B所示的实施例中，随着背光模块结构尺寸不同，每一第一受光面132或每一第二受光面142的倾角150亦可分别设定为可变角度。相较于较远离假想中心120的第一微结构130较靠近假想中心120的第一微结构130，其具有的第一受光面132具有较小的倾角150。简言之，就是越靠近导光板100侧边的第一受光面132的倾角150大于远离导光板100侧边第一受光面132的倾角150，以使每一第一受光面132或第二受光面142偏向假想中心120。依背光模块结构尺寸不同(导光板100尺寸不同)，倾角150的可变范围亦不同，一般介于5度至80度之间。此外，根据不同尺寸的导光板100或其它不同需求，可于入光端面110约略中央位置处设置平坦入光区112，如图5A所示。然而在如图5B所示的实施例中，亦可不需设置平坦入光区，而均为具有几何形状的锯齿结构160。
如图6所示，本发明更提供一种背光模块结构，包括具有多个单位区块180的导光板100。本实施例的导光板100实质上为一大尺寸导光板100，此导光板100较佳具有尺寸相等或不相等的单位区块180。在不同实施例中，亦可依不同尺寸的单位区块180可切割成多个相同或不相同小尺寸的导光板100。在本实施例中，每一单位区块180的入光端面110两端均形成多个第一微结构130及多个第二微结构140，且每一第二微结构140是与相邻单位区块180的每一第一微结构130并排成一直线。换言之，每一单位区块180如同单一的导光板100，具有多个第一受光面132的第一微结构130及多个第二受光面142的第二微结构140，其中每一第一受光面132及每一第二受光面142彼此相向倾斜至少一倾角150使各自的法线分别偏向假想中心120。
在如图6所示的实施例中，可依每一单位区块180大小，切割若干相同尺寸或不同尺寸的导光板100，再配合设置对应的发光二极管210或发光二极管模块200。如图所示，每一单位区块180上最外侧的第二受光面142与相邻的单位区块180上最相近的第一受光面132彼此相背倾斜。相对设置于每一单位区块180的第一受光面132的发光二极管210亦与相对设置于相邻单位区块180的第二受光面142的发光二极管210相背倾斜。此外，在本实施例中，发光二极管210较佳包括以单一发光二极管模块200对应设置于具多个单位区块180的导光板100一端侧面。然而在其它不同的实施例中，亦可根据各个单位区块180配置适合长度的发光二极管模块200。关于本实施例的其它背光模块结构，请参前述实施例，在此不再赘述。
如图7所示，本发明另提供一种背光模块结构，包括多个小尺寸导光板100共同拼接组成一大尺寸的导光板，并与发光二极管模块200配合使用。在本实施例中，每一导光板100具有多个第一微结构130、多个第二微结构140、形成于入光端面110两侧的每一第一微结构130及每一第二微结构140及假想中心120，其中每一第二微结构140与相邻导光板100的每一第一微结构130并排成一直线。在如图7所示的实施例中，每一导光板100间，亦即每一导光板100的第二微结构140与相邻设置导光板100的第一微结构130间更可设置发光二极管210，以减少两导光板100间区域黯淡(local damming)的现象产生。
图8为以20颗发光二极管发光测试图。如图所示，经电脑程序模拟结果得知，中心辉度值B较已知(图2)提升至至少1.4倍，发光二极管210于导光板100上的发光显示(方框处)漏光亦减少。综上所述，以两侧彼此相向倾斜倾角的发光二极管，搭配对应导光板的每一第一微结构及第二微结构角度，即可有效提升背光模块结构的中心辉度及两侧漏光的现象。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。根据本发明的精神及原则所做的修改及均等设置均包括于权利要求内。