TWI402545B - 導光板以及使用該導光板之背光模組 - Google Patents

Description

導光板以及使用該導光板之背光模組

本發明涉及一種導光板以及使用該導光板之背光模組，尤其涉及一種適用於側置式背光模組之導光板以及側置式背光模組。

近年來，平面顯示裝置發展迅速，已被廣泛應用於移動通訊及消費性電子產品等領域，例如，數位相機、攝像機及帶有攝像功能之手機等(請參見Capturing images with digital still cameras,Micro,IEEE Volume：18,issue：6,Nov.-Dec.1998 Page(s)：14-19)。同時，電子產品對平面顯示裝置(如液晶顯示裝置)之要求不斷提高。背光模組為顯示裝置中之重要元件，其將點光源或線光源發出之光通過導光板之散射後形成一面光源，故，設計各種背光模組成為目前之研究熱點。

背光模組通常包括光源與導光板，且光源相對於導光板之入光面設置。導光板引導從光源發出之光束之傳輸方向，將線光源或點光源轉換成面光源。按照光源放置位置之不同，背光模組可分為直下式及側置式兩類。直下式背光模組係指將光源置於導光板正下方，直接照明。而側置式背光模組一般將光源置於導光板之側面，光線由側面耦合入導光板，於導光板內形成全反射並不斷向前傳播。通過對全反射條件之破壞，實現導光板出光面均勻射出光線。由此可見，導光板之結構對背光模組之 出光效果有著重要之影響。

請一併參閱圖1及圖2，先前技術提供一種導光板10，該導光板10包括一入光面11、一與該入光面11相交之出光面12、與該出光面12相對之底面13以及與該入光面11相連之側面(圖未示)。於導光板10之底面13配置有網點130，該網點130於導光板10之底面13上等間距分佈。當光線傳輸至該網點130時，光線改變其反射角度，即破壞光線傳遞之全反射現象，光線將發生反射與散射，並向各個不同方向傳輸，最終由該導光板10之出光面12射出。然，此種結構之導光板10出光不均勻，距離光源較近之導光板10之出光面12輝度較高，距離光源較遠之導光板10出光面12輝度較低，所以，該導光板10無法實現光之均勻出射。

為提高導光板出光面之出光均勻性，如圖3及圖4所示，2003年7月24日公開之第20030137824號美國專利申請揭示一種背光模組14，其包括：一長方形導光板15，其下表面即反射面形成複數間斷分佈之散光凹槽16，一設置於該導光板15頂角處之LED光源17，一設置於該導光板15上方之散射棱鏡片18，一設置於該導光板15下方之反射片19，其中，該複數散光凹槽16以光源17為圓心呈圓弧狀分佈，且相鄰圓弧間隔相等(如圖4所示)。該複數散光凹槽16可一定程度上改善該背光模組14之出光均勻性，然，此種結構之導光板15由於散光凹槽16之分佈形狀與導光板15之形狀不匹配，所以該背光模組14之出光仍不夠均勻，距離光源17較近之導光板15之出光面輝度較 高，距離光源較遠之導光板15之出光面輝度較低，所以，該背光模組14之出光面出光仍不夠均勻。

有鑒於此，提供一種可提高側置式背光模組出光均勻性之導光板及側置式背光模組實為必要。

一種導光板，該導光板包括一入光面；一出光面，該出光面與該入光面相交；一底面，該底面與該出光面相對，該底面設置有複數網點；以及一側面，該側面與該出光面以及該底面相交。於鄰近該導光板入光面之底面，該網點呈圓弧狀分佈，該圓弧具有同一圓心且朝向該導光板之入光面，於遠離該導光板入光面之底面，該網點呈行或列分佈，該行或列平行於該導光板之側面。

一種背光模組，該背光模組包括一光源以及一導光板。該導光板包括一入光面；一出光面，該出光面與該入光面相交；一底面，該底面與該出光面相對，該底面設置有複數網點；以及一側面，該側面與該出光面以及該底面相交，該光源相對於該導光板之入光面設置。於鄰近該導光板入光面之底面，該網點呈圓弧狀分佈，該圓弧具有同一圓心且朝向該導光板之入光面，於遠離該導光板入光面之底面，該網點呈行或列分佈，該行或列平行於該導光板之側面。

相對於先前技術，該導光板及使用該導光板之背光模組具有以下優點：因為於鄰近該導光板入光面之底面，該網點呈圓弧狀分佈，該圓弧具有同一圓心且朝向該導光板之入光面，於遠離該導光板入光面之底面，該網點呈 行或列分佈，該行或列平行於該導光板之一個側面，該網點之分佈形狀與該導光板之形狀相匹配。所以，光線入射至該導光板底面之網點時，光線經由該網點反射與散射後，於導光板之出光面均勻出射，提高了導光板以及使用該導光板之背光模組之出光均勻性。

下面將結合附圖對本發明提供之導光板以及使用該導光板之背光模組作進一步之詳細說明。

請一併參閱圖5與圖6，為本發明第一實施例提供之背光模組20，該背光模組20包括一光源21以及一導光板22。該導光板22可為平板形或楔形，該平板形導光板可為長方體或正方體，該楔形導光板之出光面可為長方形或正方形。該導光板22之材料可為聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或亞克力合成樹脂等。於本實施例中，該光源21為點光源，該導光板22為被切去一頂角之長方體平板導光板，該導光板22之材料為PMMA，且其被切去之頂角為等腰三角形。

該導光板22包括一入光面221，該入光面221為切角之側面、一與該入光面221相交之出光面222、一與該出光面222相對之底面223、一與該出光面222及底面223相交之側面，該入光面221以及該側面位於該出光面222與該底面223之間，該側面為第一側面224、第二側面225、第三側面226、第四側面227。該光源21相對該導光板22之入光面221設置，該光源21為一發光二極體。

該導光板22之底面223設置有複數網點2230，該網點 2230可為向該導光板22外部凸出之半球形、棱錐、棱臺或者為凹向導光板22內部之凹槽等。於本實施例中，該網點2230之形狀為向該導光板22外部凸出之半球形。於鄰近導光板入光面221之底面223，該網點2230呈圓弧狀分佈，該各個圓弧具有同一圓心，該圓心位於該光源21之發光中心。該網點2230於同一個圓弧上均勻分佈，相鄰網點2230之間之間距為0.1至1毫米。各個圓弧之間的間距相等，相鄰兩個圓弧之間之間距為0.5至2毫米，且分佈於各個圓弧上之網點2230之密度隨著遠離導光板入光面221增大，該網點2230之大小不變。

於遠離導光板入光面221之底面223，該網點2230呈行、列分佈，各行、列分別平行於該導光板22之第二側面225、第三側面226。具體地，於通過該導光板切角之對角線與該導光板第一側面224、第二側面225形成之區域內，網點2230所在各行平行於該導光板22之第二側面225，該網點2230於每一行上均勻分佈，相鄰網點之間之間距為0.1至1毫米。相鄰行之間的間距相等，相鄰行之間的間距為0.5至2毫米，且分佈於各個行上網點2230之密度隨著遠離導光板入光面221增大，該網點2230之大小不變。於通過該導光板切角之對角線與該導光板第三側面226、第四側面227形成之區域內，網點2230所在各列平行於該導光板22之第三側面226，該網點2230於每一列上均勻分佈，相鄰網點之間的間距為0.1至1毫米。各個列之間的間距相等，相鄰列之間的間距與另一個區域之相鄰行之間的間距相等，且分佈於各個列上網點2230之密度 隨著遠離導光板入光面221增大，該網點2230之大小不變。於相交之行與列上，相鄰網點之間距相等。

為提高能量利用率，底面223可設有一增反膜(圖未示)，其為金屬或者介質鍍膜，如鋁膜和銀膜等。底面223包括凸出之網點2230可藉由鍍膜等工藝形成增反膜，而使該底面223具有較高之反射率。另外，該第一側面224、第二側面225、第三側面226以及第四側面227也應該具有較高之反射率，可藉由鍍增反膜(圖未示)來實現。

可以理解，本實施例之導光板底面223之網點2230所形成之圓弧具有同一圓心，惟，該圓心之位置並無需特別限制，只要其滿足複數網點2230形成之圓弧朝向該導光板22之入光面221，即圓弧之凹面朝向該導光板22之入光面221即可。

光源21發出之光線藉由導光板22之入光面221進入到該導光板22之內部，一部分光線入射至該導光板底面223之網點2230，一部分光線入射至該導光板出光面222再反射至該導光板底面223之網點2230，光線入射至該網點2230時，光線將改變其反射角度，即破壞光線傳遞之全反射現象，光線將發生反射與散射，並向各個不同方向傳輸，最終由該導光板22之出光面222射出。因為於鄰近該導光板入光面221之底面223，該網點2230呈圓弧狀分佈，於遠離該導光板入光面221之底面223，該網點2230呈行、列分佈，該行、列分別平行於該導光板22之第二側面225、第三側面226，該網點2230之分佈形狀與該導光板22之形狀相匹配。所以，光線入射至該導光板底面223之 網點2230時，光線經由該網點2230之反射與散射後，於導光板22之出光面222均勻出射，提高了導光板22以及使用該導光板22之背光模組20之出光均勻性。

請一併參閱圖7，為本發明第二實施例提供之背光模組30，該背光模組30包括一光源31以及一導光板32。該光源31為點光源，該導光板32為被切去一頂角之長方體平板導光板。於本實施例中，該導光板32由聚碳酸酯材料製成，且其被切去之一頂角為等腰三角形。

該導光板32包括一入光面321，該入光面321為切角之側面、一與該入光面321相交之出光面(圖未示)、一與該出光面相對之底面323、一與該出光面及底面323相交之側面，該入光面321以及側面位於該出光面與該底面323之間。該側面為第一側面324、第二側面325、第三側面326、第四側面327。該光源31相對於該導光板32之入光面321設置，該光源31為一發光二極體。

該導光板32之底面323設置有複數朝導光板32外部凸出之網點3230，該網點3230為V型微結構。該網點3230於鄰近導光板入光面321之底面323呈圓弧狀分佈，該各個圓弧具有同一圓心，該圓心位於該光源31之右側。該網點3230於同一個圓弧上均勻分佈，隨著遠離該導光板32之入光面321，各個圓弧之間之間距越來越小，且各個圓弧上網點3230之密度越來越大。

於遠離導光板入光面321之底面323，該網點3230呈行、列分佈，各行、列分別平行於該導光板32之第二側面325 、第三側面326。具體地，於通過該導光板切角之對角線與該導光板第一側面324、第二側面325形成之區域內，網點3230所在各行平行於該導光板32之第二側面325，該網點3230於每一行上均勻分佈，隨著遠離該導光板32之入光面321，相鄰行之間的間距越來越小，且各個行上網點3230之密度越來越大。於通過該導光板切角之對角線與該導光板第三側面326、第四側面327形成之區域內，網點3230所在各列平行於該導光板32之第三側面326，該網點3230於每一列上均勻分佈，隨著遠離該導光板32之入光面321，相鄰列之間的間距越來越小，且各個列上網點3230之密度越來越大。

可以理解，網點於圓弧、每一行及每一列上之分佈可以係不均勻的，而且網點之大小也係可藉由出光均勻性進行任意調整的。

請參閱圖8，為本發明第三實施例提供之背光模組40，該背光模組40包括一光源41以及一導光板42。該導光板42包括一入光面421，以及一底面423，該底面423設置有複數網點4230。本實施例之背光模組40與第二實施例之背光模組30結構基本相同，其區別在於：該網點4230所在圓弧之圓心於光源41左側，且該複數網點4230形成之圓弧朝向該導光板42之入光面421，即該圓弧之凹面朝向該導光板42之入光面421，使所有從入光面421進入之光被底面423複數網點4230所反射與散射。

請參閱圖9與圖10，為本發明第四實施例提供之背光模組50，該背光模組50包括一光源51以及一導光板52，於本 實施例中，該光源51為點光源，該導光板52為長方體形之導光板，該導光板52之材料為PMMA。

該導光板52包括一入光面521，一與該入光面521相交之出光面522、一與該出光面522相對之底面523、一與該出光面522及底面523相交之側面，該入光面521以及側面位於該出光面522與該底面523之間，該側面為第一側面524、第二側面525、第三側面526。該光源51相對該導光板52之入光面521設置，該光源51為一發光二極體。

該導光板52之底面523設置有複數網點5230，該網點5230為向該導光板52外部凸出之半球形。於鄰近導光板入光面521之底面523，該網點5230呈圓弧狀分佈，該各個圓弧具有同一圓心，該圓心位於該光源51之中心。該網點5230於同一個圓弧上均勻分佈，相鄰網點5230之間的間距為0.1至1毫米。各個圓弧之間的間距隨著遠離該導光板入光面521逐漸減小，相鄰兩個圓弧之間的間距為0.5至2毫米，且分佈於各個圓弧上之網點5230之密度隨著遠離導光板入光面521逐漸增大，該網點5230之大小不變。

於遠離導光板入光面521之底面523，該網點5230呈列分佈，各列平行於該導光板52之第二側面525，該網點5230於每一列上均勻分佈，相鄰網點之間的間距為0.1至1毫米。相鄰列之間的間距隨著遠離該導光板入光面521逐漸減小，相鄰列之間的間距為0.5至2毫米，且分佈於各個列上之網點5230之密度隨著遠離導光板入光面521逐漸增大，該網點5230之大小不變。

請參閱圖11，為本發明第五實施例提供之背光模組60，該背光模組60包括一光源61以及一導光板62，於本實施例中，該光源61為點光源，該導光板62為正方體平板導光板，該導光板62之材料為PMMA。

該導光板62包括一入光面621，一與該入光面621相交之出光面(圖未示)，一與該出光面相對之底面623、一與該出光面622及底面623相交之側面，該入光面621以及側面位於該出光面與該底面623之間，該側面為第一側面624、第二側面625、第三側面626。該光源61相對該導光板62之入光面621設置，該光源61為一發光二極體。

該導光板62之底面623設置有複數網點6230，該網點6230為向該導光板62外部凸出之半球形。於鄰近導光板入光面621之底面623，該網點6230呈圓弧狀分佈，該各個圓弧具有同一圓心，該圓心位於該光源61之中心。該網點6230於同一個圓弧上均勻分佈，相鄰網點6230之間的間距為0.1至1毫米。各個圓弧之間的間距隨著遠離該導光板入光面621逐漸減小，相鄰兩個圓弧之間的間距為0.5至2毫米，且分佈於各個圓弧上之網點6230之密度隨著遠離導光板入光面621逐漸增大，該網點6230之大小不變。

於遠離導光板入光面621之底面623，該網點6230呈行或列分佈，具體地，於靠近該導光板第一側面624之底面623，該網點6230呈行分佈，該行平行於該導光板第一側面624。於靠近該導光板第三側面626之底面623，該網點6230呈行分佈，該行平行於該導光板第三側面626。於 靠近該導光板第二側面625之底面623，該網點6230呈列分佈，該列平行於該導光板第二側面625。該網點6230於每一行或列上均勻分佈，相鄰網點之間的間距為0.1至1毫米。各個行或列之間的間距隨著靠近該導光板62之第一側面624、第二側面625、第三側面626間距逐漸減小，相鄰行或列之間的間距為0.5至2毫米，且分佈於各個行或列上之網點6230之密度逐漸增大，該網點6230之大小不變。

可以理解，各個行或列之間的間距也可相等，網點於圓弧、每一行及每一列上之分佈也可係不均勻的，而且網點之大小也係可以藉由出光均勻性進行任意調整的。

本發明實施例提供之導光板及使用該導光板之背光模組具有以下優點：因為於導光板之底面上設置有網點，於鄰近該導光板入光面之底面，該網點呈圓弧狀分佈，該各個圓弧具有同一圓心且朝向該導光板之入光面，於遠離該導光板入光面之底面，該網點呈行或列分佈，該行或列平行於該導光板之一個側面，該網點之分佈形狀與該導光板之形狀相匹配。所以，光線入射至該導光板底面之網點時，光線經由該網點反射與散射後，於導光板之出光面均勻出射，提高了導光板以及使用該導光板之背光模組之出光均勻性。

另外，於導光板之入光面也可設置週期排列之微結構，例如，縱向週期排列之V型微結構、週期分佈之半圓柱型凸起微結構或者其他週期分佈之凸起微結構，上述微結構同樣能提高光源入射光之均勻性。於導光板之出光面 也可設置網點，以提高該導光板之出光均勻性及控制該出射光之方向。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

20、30、40、50、60‧‧‧背光模組

21、31、41、51、61‧‧‧光源

22、32、42、52、62‧‧‧導光板

221、321、421、521、621‧‧‧入光面

223、323、423、523、623‧‧‧底面

224、324、524、624‧‧‧第一側面

225、325、525、625‧‧‧第二側面

226、326、526、626‧‧‧第三側面

227、327‧‧‧第四側面

2230、3230、4230、5230、6230‧‧‧網點

圖1為先前技術導光板之主視示意圖。

圖2為先前技術導光板之仰視示意圖。

圖3為先前技術第20030137824號美國專利申請之背光模組之主視示意圖。

圖4為圖3之導光板反射面微結構之分佈示意圖。

圖5為本發明第一實施例提供之背光模組之主視示意圖。

圖6為本發明第一實施例提供之背光模組之仰視示意圖。

圖7為本發明第二實施例提供之背光模組之仰視示意圖。

圖8為本發明第三實施例提供之背光模組之仰視示意圖。

圖9為本發明第四實施例提供之背光模組之主視示意圖。

圖10為本發明第四實施例提供之背光模組之仰視示意圖。

圖11為本發明第五實施例提供之背光模組之仰視示意圖。

20‧‧‧背光模組

21‧‧‧光源

22‧‧‧導光板

221‧‧‧入光面

223‧‧‧底面

224‧‧‧第一側面

225‧‧‧第二側面

226‧‧‧第三側面

227‧‧‧第四側面

2230‧‧‧網點

Claims (18)

1. 一種導光板，該導光板包括：一入光面；一出光面，該出光面與所述入光面相交；一底面，該底面與所述出光面相對，該底面設置有複數網點；以及一側面，該側面與所述出光面以及所述底面相交，其改良在於：於該底面鄰近所述入光面之區域，所述複數網點呈圓弧狀分佈，該圓弧具有同一圓心且朝向該導光板之入光面，於該底面遠離所述入光面之區域，所述複數網點呈行或列分佈，該行或列平行於該導光板之側面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中，於該底面鄰近所述入光面之區域，所述複數網點於同一圓弧上均勻分佈。
3. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中，於該底面遠離所述入光面之區域，所述複數網點於同一行或列上均勻分佈。
4. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中，於該底面鄰近所述入光面之區域，分佈於不同圓弧上之網點之密度隨著遠離導光板之入光面增大。
5. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中，於該底面遠離所述入光面之區域，分佈於不同行或列上網點之密度隨著遠離導光板之入光面增大。
6. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中，於該底面鄰近所述入光面之區域，相鄰圓弧之間的間距隨著遠離導光 板之入光面不變或減小。
7. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中，於該底面遠離所述入光面之區域，相鄰行或列之間的間距隨著遠離導光板之入光面不變或減小。
8. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中，該導光板具有一切角，該導光板入光面為該切角之側面。
9. 一種背光模組，其包括：一光源以及一導光板，該導光板包括：一入光面；一出光面，該出光面與該入光面相交；一底面，該底面與所述出光面相對，該底面設置有複數網點；以及一側面，該側面與所述出光面以及所述底面相交，所述光源相對於所述導光板之入光面設置，其改良在於：於該底面鄰近所述入光面之區域，所述複數網點呈圓弧狀分佈，該圓弧具有同一圓心且朝向該導光板之入光面，於該底面遠離所述入光面之區域，所述複數網點呈行或列分佈，該行或列平行於該導光板之側面。
10. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中，所述複數網點所在圓弧以該光源為圓心。
11. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中，所述光源為發光二極體。
12. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中，於該底面鄰近所述入光面之區域，所述複數網點於同一圓弧上均勻分佈。
13. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中，於該底面 遠離所述入光面之區域，所述複數網點於同一行或列上均勻分佈。
14. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中，於該底面鄰近所述入光面之區域，分佈於不同圓弧上之網點之密度隨著遠離導光板之入光面增大。
15. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中，於該底面遠離所述入光面之區域，分佈於不同行或列上網點之密度隨著遠離導光板之入光面增大。
16. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中，於該底面鄰近所述入光面之區域，相鄰圓弧之間的間距隨著遠離導光板之入光面不變或減小。
17. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中，於該底面遠離所述入光面之區域，相鄰行或列之間的間距隨著遠離導光板之入光面不變或減小。
18. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中，該導光板具有一切角，該導光板入光面為該切角之側面。