CN104614801A - 侧入式背光模块及侧入式导光板 - Google Patents

侧入式背光模块及侧入式导光板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种侧入式背光模块及侧入式导光板。侧入式导光板，包含：一透光板体，具有一第一侧面、一出光表面，及一与该第一侧面相对应的第二侧面，该出光表面分别邻接该第一侧面与该第二侧面；以及一取光图案，由复数个取光微结构所构成。侧入式背光模块，包含：一透光板体，具有一第一侧面、一出光表面，及一与该第一侧面相对应的第二侧面，该出光表面分别邻接该第一侧面与该第二侧面，且介于两者之间，以及一取光图案，以及一第一光源。在侧入式导光板及侧入式背光模组中，侧入式导光板的光线反射量不会随着远离光源减少而是在远离光源的方向上大致保持一均值，进而，侧入式导光板及侧入式背光模组出光更为均匀。

Description

侧入式背光模块及侧入式导光板
技术领域
本发明涉及一种导光板及背光模块，且特别涉及侧入式导光板及侧入式背光模块。
背景技术
液晶显示(Liquid crystal Display,LCD)装置具备了体积小、重量轻、省电及低辐射线等优点，因而被大量地应用于笔记本电脑、数字摄录像机、移动电话、计算机屏幕以及液晶电视等各种电子产品中。加上制程技术快速地发展，使得液晶显示设备不论在画质、反应速率以及面板尺寸上均有大幅的进步。
液晶显示设备并非自发光性的显示设备，必须借助外部光源达到显示效果。一般的液晶显示设备几乎采用背光模块作为提供液晶面板均匀、高亮度的光源来源，其基本原理系将常用的点或线光源，透过简洁有效光转化成高亮度且均匀的面光源产品。
目前多数应用于液晶显示设备的背光模块是使用发光组件搭配导光板所构成，其中导光板上设置有取光图案以引导光线，使背光模块得以均匀出光。传统的大尺寸导光板所使用的取光图案多由复数相同尺寸且形状对称的微结构所构成，例如光学油墨印刷，并对应所接受到的光强度以调整微结构的排列密度来实现均匀发光。针对取光图案形状变化的设计与研究，则多见于传统的小尺寸导光板。相关文献例如台湾专利TW-I225954、TW-201133078等。
但是，目前所有的背光模块都会在导光板上，再配置一层棱镜片，以调整出光角度，加强正向出光的能量。由此显见，现有取光图案形状变化的设计与研究，仍仅考虑如何将光线自导光板板体内，克服距光源远近的差异而均匀地无定向取出。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服传统的导光板用于背光模块时均匀度不佳，导致显示器各区域的亮度不一致，造成观看者的不舒服的缺陷，提供一种侧入式背光模块及侧入式导光板。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种侧入式导光板，其特点在于，包含：
一透光板体，具有一第一侧面、一出光表面，及一与该第一侧面相对应的第二侧面，该出光表面分别邻接该第一侧面与该第二侧面，且介于两者之间；以及
一取光图案，由复数个取光微结构所构成，形成于该出光表面，在侧剖面上，各该取光微结构为由一较接近该第一侧面的第一侧壁及一较接近该第二侧面的第二侧壁所构成的凹孔；
该些第一侧壁与该出光表面的夹角，随距离该第一侧面的距离增加而逐渐变小，且该些第二侧壁与该出光表面的夹角，随距离该第二侧面的距离增加而逐渐变小。
较佳地，各该取光微结构在平行该出光表面方向的长度小于其在垂直该出光表面方向的长度。
较佳地，各该取光微结构的形状在正剖面上为一椭圆形。
本发明还提供一种侧入式背光模块，其特点在于，包含：
一侧入式导光板，包含；
一透光板体，具有一第一侧面、一出光表面，及一与该第一侧面相对应的第二侧面，该出光表面分别邻接该第一侧面与该第二侧面，且介于两者之间；以及
一取光图案，由复数个取光微结构所构成，形成于该出光表面，在侧剖面上，各该取光微结构为由一较接近该第一侧面的第一侧壁及一较接近该第二侧面的第二侧壁所构成的凹孔；以及
一第一光源，位于该第一侧面；
该些第一侧壁与该出光表面的夹角，随距离该第一侧面的距离增加而逐渐变小，且该些第二侧壁与该出光表面的夹角，随距离该第二侧面的距离增加而逐渐变小。
较佳地，该侧入式导光板的侧剖面的厚度为该第一光源的厚度的2至3倍。
较佳地，该侧入式背光模块还包含一第二光源，位于该第二侧面。
较佳地，该侧入式背光模块还包含一反光材，位于该第二侧面。
较佳地，各该取光微结构在平行该出光表面方向的长度小于其在垂直该出光表面方向的长度。
较佳地，各该取光微结构的形状在正剖面上为一椭圆形。
本发明的积极进步效果在于：通过上述技术方案，本发明所提出的侧入式导光板及侧入式背光模组中，侧入式导光板的光线反射量不会随着远离光源减少而是在远离光源的方向上大致保持一均值，进而，侧入式导光板及侧入式背光模组出光更为均匀。
附图说明
图1为本发明实施例1的侧入式背光模块的立体结构示意图。
图2为本发明实施例1的侧入式导光板的局部俯视结构示意图。
图3为本发明实施例1的侧入式导光板的局部剖面示意图。
图4为本发明实施例2的侧入式背光模块的立体结构示意图。
图5为本发明实施例3的侧入式背光模块的立体结构示意图。
图6为本发明实施例3的侧入式背光模块的剖面示意图。
图7为本发明实施例4的侧入式背光模块的剖面示意图。
图8、图9为本发明的取光微结构的制作示意图。
附图标记说明：
1、1a：侧入式背光模块
10：第一光源
11：第二光源
12：侧入式导光板
120：透光板体
1202：第一侧面
1204：出光表面
1206：第二侧面
1208：底面
122：取光图案
1222：取光微结构
1224：第一侧壁
1226：第二侧壁
13：反射片
14：反射材料
I：光轴
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
配合参阅图1，图1为实施例1的侧入式背光模块的立体结构示意图。图1所示的侧入式背光模块1应用于液晶显示器，用以提供液晶显示器使用时的光源。实际使用时，侧入式背光模块1设置在液晶显示器的液晶面板后方，以照亮液晶面板。
侧入式背光模块1包含至少一第一光源10及一侧入式导光板12。第一光源10为点光源，可以通过选择发光二极管实现，但也不排除其他可能；第一光源10具有光轴I，其为第一光源10发出的光线在空间中光强度分布的对称轴。此外，侧入式导光板12的底面1208可以设置有一反射片13，用以反射由底面泄漏而出的光线，以提高光线利用效率。
侧入式导光板12包含一透光板体120及一取光图案122。透光板体120呈平板状，可透光，通常由压克力(PMMA)或塑料(PC)组成，但也不排除其他均等物；例如:丙烯酸树脂(Acrylic Resin)、环烯烃聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)或硅胶(Silicone)所构成材料族群中的至少一种材料或其它可代替的材料。
透光板体120包含第一侧面1202、出光表面1204及第二侧面1206，第二侧面1206相对于第一侧面1202，出光表面1204介于第一侧面1202及第二侧面1206之间，且邻接于第一侧面1202及第二侧面1206。
第一光源10安装于第一侧面1202，且较佳地，第一光源10的光轴I垂直于第一侧面1202设置。透光板体120还可以包含一底面1208，相对于出光表面1204，并邻接第一侧面1202及第二侧面1206。
取光图案122形成于出光表面1204，并由复数取光微结构1222所构成。取光图案122用以引导进入侧入式导光板12的光线，使光线能够由出光表面1204均匀地射出。在此要特别说明的是：作为实施例2，取光图案122也可以形成在导光板120的底面1208，如图4的侧入式背光模块1a所示；形成在底面1208的取光图案122同样也可以引导进入侧入导光板12的光线，使光线由出光表面1204均匀地射出。
配合参阅图2及图3，图2为实施例1的侧入式导光板的局部俯视结构示意图，图3为实施例1侧入式导光板的局部剖面示意图。由侧入式导光板12的俯视角度观察，每个取光微结构1222的外型呈椭圆形。由侧入式导光板12的侧剖面(垂直于第一侧面1202的侧入式导光板剖面)观察，每个取光微结构1222为由一较接近第一侧面1202的第一侧壁1224及一较接近第二侧面1206的第二侧壁1226所构成的凹孔。
在本实施例中，第一侧壁1224与出光表面1204的夹角小于第二侧壁1226与出光表面1204与出光表面1204的夹角；换句话说，由侧入式导光板12的侧剖面观察，每个取光微结构1222均呈非对称形式。
第一侧壁1224可以反射传递于其上的部分光线，避免过多光线在邻近于第一光源10设置处(近光处)射出侧入式导光板12，而使得远离第一光源10设置处(远光处)无法有效地点亮的情况产生。第一侧壁1224亦可供部分光线穿透，穿透第一侧壁1224的光线系通过空气介质传递至第二侧壁1226，并由第二侧壁1226反射后朝向相反于侧入式导光板12的方向传递。
如图2所示，取光微结构1222在平行出光表面1204方向的长度小于其在垂直出光表面1204方向的长度。换句话说，取光图案122是由复数椭圆形凹孔所构成，每个椭圆形凹孔的短轴方向平行于第一侧面1202，长轴方向垂直于第一侧面1202。当然，本发明的设计理念并不以此为限，。
若取光微结构1222在平行于第一侧面1202方向的长度大于其垂直于第一侧面1202方向的长度，则可能会拦截到过多的光线，这会让侧入式导光板12在远离第一光源10的一侧(即远光侧)无法有效地被照亮，而产生非均匀的面光源，如此一来，也就无法均匀的照亮摆设在侧入式背光模块1上方的显示器。但是，这一特征在背光模块上是缺点，应用于电子书或透明显示器等导光板作为前光板使用时的场合，却有其优势。具体地说，当侧入式导光板12作为前光板使用时，光源提供的光强度会很弱，需要的取光图案122密度也会下降，以减少雾度；此时，采取光微结构1222在平行于第一侧面1202方向的长度大于其垂直于第一侧面1202方向长度的设计，可尽可能地拦截到足够的光线。
如图3所示，第一侧壁1224与出光表面1204的夹角，随距离第一侧面1202的距离增加而逐渐变小，藉以控制光线在每个第一侧壁1224的反射量。第二侧壁1226与出光表面1204的夹角，随距离第二侧面1206的距离增加而逐渐变小，如此一来，可以使近光侧及远光侧的光线都能够朝向大致垂直于光轴I的方向传递。从本实施方式的光学设计理念的角度来看，第一侧壁1224的主要作用在于将光线往后方传送，而第二侧壁1226的主要作用则在于将从第一侧壁1224出射的光线，反射并调整其反射角度，进而取得较垂直于出光表面1204的整体光学表现。
又，本发明的取光微结构1222(或称椭圆形凹孔)在出光表面1204的布设密度随着远离第一侧面1202而逐渐增加，如图1所示；换句话说，在靠近第一光源10安装位置(近光处)的取光微结构1222的布设密度小于远离第一光源10安装位置(远光处)的取光微结构1222的布设密度，藉此，可以避免因近光处的取光微结构1222拦截过多的光线而使得远光处无法有效地点亮。引申开来说，透过使取光微结构1222在近光处的布设密度低于远光处的布设密度，可以使侧光式背光模块1产生均匀的面光源。
实施例3
配合参阅图5，图5为实施例3的侧入式背光模块的立体结构示意图。侧入式背光模块包含至少一第一光源10、一第二光源11及一侧入式导光板12。
侧入式导光板12包含一透光板体120及一取光图案122。透光板体120包含第一侧面1202、出光表面1204、第二侧面1206及底面1208，第二侧面1206相对应于第一侧面1202，出光表面1204介于第一侧面1202及第二侧面1206之间，且分别邻接于第一侧面1202及第二侧面1206，底面1208相对于出光表面1204并邻接于第一侧面1202及第二侧面1206。第一光源10安装于第一侧面1202，且较佳地，第一光源10的光轴I垂直于第一侧面1202设置。第二光源11安装于第二侧面1206，且较佳地，第二光源11的光轴I垂直于第二侧面1206。
取光图案122由复数取光微结构1222所构成，形成于出光表面1204，取光图案122用以引导进入侧入式导光板12的光线，使所述光线由出光表面1204均匀地射出。由侧入式导光板12的俯视角度观察(如图2)，每个取光微结构1222的外型呈椭圆形。另配合参阅图6，由侧入式导光板12的侧剖面观察，每个取光微结构1222为由一较接近第一侧面1202的第一侧壁1224及一较接近第二侧面1206的第二侧壁1226所构成的凹孔。
如图6所示，第一侧壁1224与出光表面1204的夹角，随接受到的光强度减少而逐渐变小，且第二侧壁1226与出光表面1204的夹角，随接受到的光强度增加而逐渐变小。
实施例4
配合参阅图7，图7为实施例4的侧入式背光模块的剖面结构示意图。侧入式背光模块1包含至少一第一光源10及一侧入式导光板12及一反光材料14。换句话说，第二侧壁1226所接收的光线，可以是来自于第二光源11或用一反射片构成类似第二光源11存在的效果。
侧入式导光板12包含一透光板体120及一取光图案122。透光板体120包含第一侧面1202、出光表面1204、第二侧面1206及底面1208，第二侧面1206相对应于第一侧面1202，出光表面1204介于第一侧面1202及第二侧面1206之间，且分别邻接于第一侧面1202及第二侧面1206，底面1208相对于出光表面1204并邻接于第一侧面1202及第二侧面1206。
第一光源10安装于第一侧面1202，且较佳地，第一光源10的光轴I垂直于第一侧面1202设置。侧入式导光板12的侧剖面的厚度为第一光源10的厚度的2至3倍。反光材料14位于第二侧面1206。在厚度设计考虑上，值得一提的是，当侧入式导光板12的厚度是第一光源10的厚度的2倍以上时，通常较难让光线在从入光处到侧入式导光板12末端的一次光学行程中，被完整且均匀地取出；因此，利用反光材料14例如反射片做类光源，并配合本实施例的教导方法，让光线从侧入式导光板12末端回弹到原入光处的二次光学行程中，取出较垂直出光表面1204的光形，其功效便更加显著。
取光图案122由复数取光微结构1222所构成，形成于出光表面1204，取光图案122用以引导进入侧入式导光板12的光线，使所述光线由出光表面1204均匀地射出。由侧入式导光板12的俯视角度观察(如图2)，每个取光微结构1222的外型呈椭圆形。
每个取光微结构1222为由一较接近第一侧面1202的第一侧壁1224及一较接近第二侧面1206的第二侧壁1226所构成的凹孔。第一侧壁1224与出光表面1204的夹角，随接受到的光强度减少而逐渐变小，且第二侧壁1226与出光表面1204的夹角，随接受到的光强度增加而逐渐变小。
配合参阅图8及图9，图8及图9为本发明的取光微结构1222的制作示意图。如前所述，在小尺寸导光板的制造工艺上，实现前述形状对应的模具，再以射出成型的方式制作导光板即可。然而，在欲于大尺寸导光板上形成前述的非对称形式的取光微结构的侧入式导光板时，便须考虑实际加工量产性的问题。此处是以激光加工为例，说明如何使形状对称的凹孔(如图8所示)，构成前述结构。
在以激光加工形成一圆形凹孔的后，如图9所示，可于凹孔第一侧壁1224处再次进行激光加工，且激光聚焦较深或功率较大，构成一个深坑与一个浅坑相邻连接的形状，来逼近前述的第一侧壁1224，以使第一侧壁1224与出光表面1204的夹角小于第二侧壁1226与出光表面1204的夹角，也即形成非对称状的凹孔。换句话说，我们可以用多发相连的激光形成凹孔，来逼近我们需要的形状；当然也可以用刀具加工来实作，皆取决于所欲加工的导光板的尺寸、被加工的凹孔的数量、加工成本与时间的综合考虑。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种侧入式导光板，其特征在于，包含：
一透光板体，具有一第一侧面、一出光表面，及一与该第一侧面相对应的第二侧面，该出光表面分别邻接该第一侧面与该第二侧面，且介于两者之间；以及
一取光图案，由复数个取光微结构所构成，形成于该出光表面，在侧剖面上，各该取光微结构为由一较接近该第一侧面的第一侧壁及一较接近该第二侧面的第二侧壁所构成的凹孔；
该些第一侧壁与该出光表面的夹角，随距离该第一侧面的距离增加而逐渐变小，且该些第二侧壁与该出光表面的夹角，随距离该第二侧面的距离增加而逐渐变小。
2.如权利要求1所述的侧入式导光板，其特征在于，各该取光微结构在平行该出光表面方向的长度小于其在垂直该出光表面方向的长度。
3.如权利要求1所述的侧入式导光板，其特征在于，各该取光微结构的形状在正剖面上为一椭圆形。
4.一种侧入式背光模块，其特征在于，包含：
一侧入式导光板，包含；
一透光板体，具有一第一侧面、一出光表面，及一与该第一侧面相对应的第二侧面，该出光表面分别邻接该第一侧面与该第二侧面，且介于两者之间；以及
一取光图案，由复数个取光微结构所构成，形成于该出光表面，在侧剖面上，各该取光微结构为由一较接近该第一侧面的第一侧壁及一较接近该第二侧面的第二侧壁所构成的凹孔；以及
一第一光源，位于该第一侧面；
该些第一侧壁与该出光表面的夹角，随距离该第一侧面的距离增加而逐渐变小，且该些第二侧壁与该出光表面的夹角，随距离该第二侧面的距离增加而逐渐变小。
5.如权利要求4所述的侧入式背光模块，其特征在于，该侧入式导光板的侧剖面的厚度为该第一光源的厚度的2至3倍。
6.如权利要求4所述的侧入式背光模块，其特征在于，该侧入式背光模块还包含一第二光源，位于该第二侧面。
7.如权利要求4所述的侧入式背光模块，其特征在于，该侧入式背光模块还包含一反光材，位于该第二侧面。
8.如权利要求4所述的侧入式背光模块，其特征在于，各该取光微结构在平行该出光表面方向的长度小于其在垂直该出光表面方向的长度。
9.如权利要求4所述的侧入式背光模块，其特征在于，各该取光微结构的形状在正剖面上为一椭圆形。
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