[發明專利]高指向性背光模組

有效

• 申請號: 201410155358.1
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103899994A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 王祎君;陸建鋼;謝漢萍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V8/00;G02F1/13357
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及一種背光模組，尤其涉及一種可提高光學利用率和降低功耗的高指向性背光模組。

背景技術

液晶顯示器的應用已經非常廣泛，包括手機，平板電腦，車載顯示器，電視等。然而TFT-LCD顯示器為非自主發光型顯示器，需要外加背光模組提供平面光源。傳統側發式背光模組采用導光板形成平面光源，主要構件除了LED光源、導光板、反射片、擴散片之外還有至少兩片互相垂直的集光棱鏡片，其作用在于限制出光角度，使得大部分光線在正面視角+/-22-25°出射，并且將其余光線回射再利用，達到集光增亮的效果。傳統的液晶顯示器光線利用率只有6%-10%，對于筆記本電腦來說，液晶顯示器耗電量為總體的40%-50%，如果能提高光學利用率和降低功耗則能大幅延長電池使用時間。

因此有必要提供一種能夠提高光學利用率、降低功耗的背光模組，以解決現有技術所存在的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種背光模組，用于實現高光學效率、低功耗、低成本的顯示設備。

為實現上述目的，本發明提供了一種高指向性背光模組，包括高準直光源和導光板，所述導光板為一個由第一側面、第二側面、第三側面、第四側面、底面和頂面組成的六面體；其中，所述第二側面與所述第四側面相對，所述第三側面與所述第一側面相對，所述頂面與所述底面相互平行；所述高準直光源緊貼所述入光面放置；

所述第二側面設置有第一微結構，所述第一微結構使從所述高準直光源發出并穿過所述第一側面的光線能夠反射到所述第三側面；所述第三側面設置有第二微結構，所述第二微結構使入射到所述第三側面的光線能夠反射到所述底面；所述底面設置有第三微結構，所述第三微結構使入射到所述底面的光線能夠反射至所述頂面。

進一步地，所述高準直光源為發光二極管、有機發光二極管、激光、自發形成的或經過調制的具有高指向性的光源。

進一步地，所述第二側面與所述第四側面的夾角為第一角度，所述第一角度大于0°。

進一步地，所述第三側面被設置為與豎直面的夾角為第二角度，所述第二角度大于0°。

進一步地，所述第一微結構為多個楔形體組成的陣列，每個所述楔形體在所述底面的投影為三角形。

進一步地，所述第二微結構為多個楔形體組成的陣列，每個所述楔形體在所述底面的投影為三角形。

進一步地，所述楔形體上表面為平行四邊形、長方形、正方形或梯形。

進一步地，所述第三微結構為多個三棱柱組成的陣列，每個所述三棱柱在所述第二側面或第四側面上的投影為三角形。

進一步地，所述第一微結構、所述第二微結構和所述第三微結構表面均涂覆有全反射材料。

本發明的一種高指向性背光模組，可將出光光場的半高全寬（Full?With?at?Half?Maximum，FWHM）度數大幅縮小，出射光線具有高準直特性，能有效地提高光學利用率，降低顯示設備的能耗。

附圖說明

圖1是本發明的一個較佳實施例的等角視圖；

圖2是本發明的一個較佳實施例的俯視圖；

圖3是本發明的一個較佳實施例沿圖1中的1-1截面的局部剖視圖；

圖4是圖2所示實施例中的光線傳播路徑的示意圖；

圖5是圖3所示實施例中的光線傳播路徑的示意圖；

圖6為本發明的一個較佳實施例的高指向性背光模組與傳統背光模組的出光光場的FWHM。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明保護范圍不限于下述實施例。

在本發明的一個較佳實施例中，如圖1-3所示，一種高指向性背光模組，包括高準直光源10和導光板。其中高準直光源為發光二極管，在其它可替代的實施例中還可以為有機發光二極管、激光、自發形成的或經過調制的具有高指向性的光源。導光板為一個由第一側面31、第二側面32、第三側面33、第四側面34、底面21和頂面20組成的六面體；其中，第二側面32與第四側面34相對，第三側面33與第一側面31相對，頂面20與底面21相對且相互平行，且第二側面32與第四側面34成一夾角，記為第一角度α₁，第三側面33與豎直面成一夾角，記為第二角度α₂，α₁和α₂均大于0°；高準直光源10緊貼第一側面31放置。