CN101368686A - 光源组件及其导光板、以及背光模组 - Google Patents

光源组件及其导光板、以及背光模组 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光源组件及其导光板以及由多个光源组件拼接而成的背光模组。所述光源组件包括一导光板及一点光源；所述导光板包括一出光面、及一相对的底面以及位于出光面与底面之间的锥形部，所述底面向内凹陷形成一容置孔，所述锥形部的外表面形成一棱镜阵列；所述点光源与导光板光学耦合，其具有一光出射面，所述光出射面配置在所述容置孔内。所述光源组件经由对导光板的结构设计，利用锥形部的形状及其上的棱镜阵列对从点光源出射的光线进行发散及均匀化，从而可达成提升光源组件整体出光均匀度之目的。另外，所述背光模组是经由多个光源组件拼接而成，故可具任意尺寸以满足不同规格尺寸的显示装置对背光模组之尺寸需求。

Description

光源组件及其导光板、以及背光模组
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其是一种具较佳出光均匀度的光源组件及其导光板、以及背光模组。
背景技术
液晶显示面板(LCD Panel)、地砖垫(Floor Mat)及标示牌(Logo Display Board)等显示装置已经广泛应用于人们的日常生活中。由于该种显示装置具非自发光性质，因此通常需要提供一外部光源组件作为该种显示装置的背光模组以向其提供背光照明。目前，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)因具高亮度、长使用寿命、广色域(Wide Color Gamut)等特性而逐渐取代冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)以用作该种光源组件的光源，具体可参见Chen等人在文献IEEE Transactions on Power Electronics，Vol.22，No.3(2007年5月)中发表的“Sequential Color LED Backlight Driving System for LCDPanels”一文。
一种典型的光源组件包括一导光板及一光源。该光源由多个以阵列方式排布的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)构成。该光源发出的光经由导光板转换成面光源后可向液晶显示面板、地砖垫及大尺寸标示牌等显示装置提供背光照明。然而，由于发光二极管为点光源，其辐射角度通常小于等于120度；因此导光板的与每个发光二极管相对的出光区域的中心亮度较高而周边亮度相对较低，导致整个光源组件的出光均匀性较差，进而使得采用该种光源组件的显示装置之显示效果不够理想。
发明内容
下面将以实施例说明一种光源组件及其导光板、以及背光模组，其具较佳出光均匀度；其应用于液晶显示面板、地砖垫及标示牌等显示装置中时，可使得该种显示装置呈现出较佳的显示效果。
一种光源组件，其包括：一导光板及一点光源；所述导光板包括一出光面、一与所述出光面相对的底面及一位于出光面与底面之间的锥形部，所述底面向内凹陷形成一容置孔，所述锥形部的外表面形成有一棱镜阵列(Prism Array)；所述点光源与所述导光板光学耦合，其具有一光出射面，所述光出射面收容在所述导光板的容置孔内。
一种导光板，其包括一出光面、一与所述出光面相对的底面及一位于出光面与底面之间的锥形部，所述底面向内凹陷形成一容置孔，所述锥形部的外表面形成有一棱镜阵列，所述容置孔用以容置一光源。
一种背光模组，其包括多个如前所述的光源组件，所述多个光源组件拼接在一起且其导光板的出光面共同形成所述背光模组的出光面。
相对于现有技术，所述光源组件经由对导光板的结构设计，在出光面与底面之间设置一锥形部，且在锥形部的外表面形成一棱镜阵列以对从点光源(例如，发光二极管)的光出射面出射的光线进行发散(Spread Out)及均匀化，从而可达成提升光源组件整体出光均匀度之目的。另外，所述背光模组是经由多个光源组件拼接而成，因此其可具任意尺寸以满足不同规格尺寸的显示装置对背光模组之尺寸需求。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的光源组件的立体分解示意图。
图2是图1所示光源组件组合后沿图1剖线II-II的剖面示意图。
图3是图1所示光源组件的仰视示意图。
图4至图6是本发明其他实施例提供的光源组件的仰视示意图。
图7是本发明第二实施例提供的背光模组的仰视示意图。
图8至图11分别是本发明其他实施例提供的背光模组的仰视示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
参见图1及图2，本发明第一实施例提供的一种光源组件100，其包括一个导光板120及一个与导光板120光学耦合的发光二极管(Light Emitting Diode Lamp)140。
导光板120包括一出光面121、一与出光面121相对的底面123、以及一位于出光面121与底面123之间的锥形部122。所述锥形部122沿从出光面121到底面123的方向变小。所述锥形部122的外表面1222与出光面121之间具有一接合面124，可用作将多个导光板120拼接在一起的拼接面。所述底面123向内凹陷形成一容置孔1232，其为一盲孔。所述容置孔1232用于收容发光二极管140，使发光二极管140安装在导光板120上以使得导光板120与发光二极管140整合在一起。优选的，所述容置孔1232设置在所述导光板120的几何中心线位置(如图1虚线所示)。另外，为减少全反射现象而使从发光二极管140出射的光线有效地入射至导光板120内，可将所述容置孔1232的侧面1233设置为凹面(图未示)。所述锥形部122的外表面1222形成有空间环绕容置孔1232的棱镜阵列1224。
本实施例中，所述导光板120具有一四边形轮廓(如图3所示)，相应的光源组件100也具有四边形轮廓。所述锥形部122的外表面1222为一正八棱锥面，其由八个具相同顶角的斜面构成。棱镜阵列1224由多个连续环状棱镜结构构成。所述多个环状棱镜结构是以导光板120的几何中心线为中心同心分布的。具体的，所述多个环状棱镜结构分别是由设置在所述八个斜面上的八个棱镜条组成的八角环状棱镜结构。可以理解的是，所述多个环状棱镜结构并不限于连续的环状结构，其还可分别为不连续的环状结构。
参见图2，所述发光二极管140包括一基底142，一发光二极管芯片144以及一透明封装体146。所述基座142与透明封装体146形成一密封空间，所述发光二极管芯片144收容在所述密封空间内，所述透明封装体146的远离所述发光二极管芯片144的外表面形成发光二极管140的光出射面148。所述基底142上通常设置一对供电电极143，用以向发光二极管芯片144提供电能。
当所述发光二极管芯片144的数量为一个时，例如一个蓝光发光二极管芯片或一个绿光发光二极管芯片，在所述透明封装体146与发光二极管芯片144之间设置有一相应的荧光物质层或在所述透明封装体146中直接掺杂相应的荧光物质，即可使所述发光二极管140产生白光。当然，可以理解的是，本实施例也可采用多个发光二极管芯片144设置在所述密封空间内，当所述发光二极管芯片144的数量为多个时，例如红、绿、蓝三色发光二极管芯片的组合，其可由红、绿、蓝三色发光二极管芯片直接混光产生白光，而无需设置荧光物质。当然，所述发光二极管140并不限于白光发光二极管，其也可根据实际应用之需求，设置为红、橙、黄、蓝、绿、紫等单色发光二极管。另外，本领域技术人员可以理解的是，所述发光二极管140并不限于图1及图2中所示的一个，其还可以为多个；该多个发光二极管可为白光二极管，或红、绿及蓝三色二极管或其组合。
本实施例中，所述发光二极管140的光出射面148配置在所述导光板120的容置孔1232内，其供电电极143位于导光板120的底面123一侧。优选的，所述发光二极管140的供电电极143暴露在容置孔1232外部，以使发光二极管140易于与外部电路板形成电连接。进一步的，所述发光二极管140可为边射型(Side-Emitting)发光二极管，从其光出射面148出射的光线的光强分布近似于蝙蝠翼状(Batwing)，从而可更有效的避免导光板120出现中心亮点现象。
所述光源组件100工作时，从发光二极管140的光出射面148出射的光线经由容置孔1232的侧面1233及顶面1234入射至导光板120内，经由导光板120的锥形部122的发散作用以及其上的棱镜阵列1224的折射作用而被均匀化，并从出光面121出射至导光板120外部。由于锥形部122及其上的棱镜阵列1224对光线的均匀化作用，其使得光源组件100具较佳的整体出光均匀度。
另外，所述导光板120的厚度H可设置为小于或等于1厘米(cm)。优选的，在导光板120的厚度H设置为小于或等于1厘米的情形下，导光板120所占区域的面积(也即图3中导光板120所在区域)应设置为大于或等于10×10平方厘米(cm2)，例如10×10cm2，15×15cm2或20×20cm2，以使所述光源组件100仍然具较佳整体出光均匀度且达成薄型化。
当然，本领域技术人员可以理解的是，本发明第一实施例中的锥形部122的外表面1222并不限于正八棱锥面，其还可为圆锥面(其截面图可参图2)或其它多棱锥面；相应的，所述环状棱镜结构也并不限于八角环状棱镜结构，其还可为圆环状棱镜结构或其它多角环状棱镜结构。
参见图7，本发明第二实施例提供的背光模组300，其包括多个本发明第一实施例提供的光源组件100，所述多个光源组件100经由其导光板120的接合面124(如图1所示)形成面接触而拼接在一起，而形成一大尺寸的背光模组；其中，背光模组300的出光面是由各个导光板120的出光面121拼接在一起而形成的。由于背光模组300是由多个光源组件100拼接而成，其可具任意尺寸以满足不同规格尺寸的液晶显示面板、地砖垫及标示牌等显示装置对背光模组之尺寸需求。本实施例中，背光模组300具四边形轮廓。当然，可以理解的是，所述多个光源组件100并不限于面接触而拼接在一起，其还可经由线接触而拼接在一起；相应的，所述接合面124可由面状变更成线状，从而导光板120的出光面121与锥形部122的外表面1222直接相接。
参见图4至图6，本发明第一实施例中的导光板120的轮廓并不限于如图3所示的四边形，其还可四分之一圆形(如图4所示)、三角形(如图5所示)、六边形(如图6所示)或其它多边形轮廓。
参见图8至图11，所述背光模组300的轮廓也并不限于如图7所示的四边形，其还可为如图8所示的由四个具四分之一圆形轮廓的光源组件拼接而成的圆形，如图9所示的由十个具三角形轮廓的光源组件拼接而成的多边形，如图10所示的由七个具六边形轮廓的光源组件拼接而成的蜂窝状结构，如图11所示的由四个具四边形轮廓及四个具四分之一圆形轮廓的光源组件拼接而成的结构。可以理解的是，所述背光模组300的轮廓形状不限于以上所列举的形状，其可根据实际应用之需求适当变化其轮廓形状或尺寸。
另外，本发明第一实施例中的光源组件100，其发光二极管140可为半导体发光二极管或有机发光二极管，还可适当变更为其它类型的点光源。
再者，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，如适当变更发光二极管140的结构、棱镜阵列1224的结构、以及使发光二极管140所在位置小范围的偏离导光板120的几何中心线位置等以用于本发明等设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (18)

1.一种光源组件，其包括：
一导光板，其包括一出光面、一与所述出光面相对的底面以及一位于所述出光面与底面之间的锥形部，所述底面向内凹陷形成一容置孔，所述锥形部的外表面形成一棱镜阵列；以及
一点光源，其与所述导光板光学耦合，所述点光源具有一光出射面，所述光出射面收容在所述导光板的容置孔内。
2.如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述容置孔所在位置与所述导光板的几何中心线相对应，所述棱镜阵列环绕所述几何中心线设置。
3.如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述锥形部的外表面为一多棱锥面。
4.如权利要求3所述的光源组件，其特征在于，所述棱镜阵列包括多个以所述导光板的几何中心线为中心同心分布的连续环状棱镜结构。
5.如权利要求3所述的光源组件，其特征在于，所述多棱锥面为正八棱锥面，其由八个具相等顶角的斜面构成。
6.如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述导光板具有多边形或四分之一圆形轮廓。
7.如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述导光板的出光面为一平面。
8.如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述导光板的厚度小于或等于1厘米且其所占区域的面积大于或等于10×10平方厘米。
9.如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，所述点光源为发光二极管。
10.一种导光板，其包括一出光面及一与所述出光面相对的底面，其特征在于：
所述底面向内凹陷形成一容置孔，所述导光板还包括一位于所述出光面与底面之间的锥形部，所述锥形部的外表面形成一棱镜阵列，所述容置孔用以容置一光源。
11.如权利要求10所述的导光板，其特征在于，所述容置孔所在位置与所述导光板的几何中心线相对应，所述棱镜阵列环绕所述几何中心线设置。
12.如权利要求10所述的导光板，其特征在于，所述锥形部的外表面为一多棱锥面。
13.如权利要求12所述的导光板，其特征在于，所述棱镜阵列包括多个以所述导光板的几何中心线为中心同心分布的连续环状棱镜结构。
14.如权利要求10所述的导光板，其特征在于，所述导光板的出光面为一平面。
15.如权利要求10所述的导光板，其特征在于，所述导光板的厚度小于或等于1厘米且其所占区域的面积大于或等于10×10平方厘米。
16.一种背光模组，其包括：多个如权利要求1至9任意一项所述的光源组件，所述多个光源组件拼接在一起且其导光板的出光面共同形成所述背光模组的出光面。
17.如权利要求16所述的背光模组，其特征在于，所述多个光源组件是经由各个导光板形成线接触或面接触而拼接在一起的。
18.如权利要求16所述的背光模组，其特征在于，所述多个光源组件具有相同或不完全相同的轮廓。
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