CN101013179A

CN101013179A - 导光板及使用该导光板的背光模块

Info

Publication number: CN101013179A
Application number: CN 200710003200
Authority: CN
Inventors: 陈志彦; 郭汉斌
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: CN100451696C

Abstract

本发明提供一种导光板及使用该导光板的背光模块。导光板是设置对应于背光模块的光源模块。导光板主要包含板体、多个微结构及多个凸状结构。板体设置于邻近于光源模块，且包含微结构面。微结构及凸状结构设置于微结构面上，其中凸状结构的高度大于微结构的高度，且相邻凸状结构间设置有多个微结构。

Description

导光板及使用该导光板的背光模块

技术领域

本发明是关于一种导光板，以及使用此导光板的背光模块；更具体而言，本发明是关于一种供液晶显示装置使用的导光板，以及使用此导光板的背光模块。

背景技术

液晶显示装置已被广泛应用在如液晶电视、计算机、行动电话及个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)上。拥有轻薄、省电、低辐射等优点的液晶显示装置，由于尺寸越做越大、产品规格越来越好，市场范围得以不断扩大。背光模块为液晶显示装置重要的零组件之一。由于液晶显示装置里的液晶材料本身并不具发光性，因此需借助背光模块提供光线来达到显示效果。随着液晶显示装置不同的尺寸面板应用层面不断扩大，背光模块产业趋势长期向上。特别是近年来液晶显示装置的市场需求大幅成长，为配合液晶显示装置在功能上及外观上的要求，液晶显示装置所使用的背光模块设计也日趋多元化。

背光模块主要包含导光板、光源模块、反射板及一至多个光学膜片。为了能够达到低功率、亮度高、光度均匀及可控制视角等的背光模块设计目标，背光模块内部的光学元件，如导光板及光学膜片，使用许多不同的光学设计来提升光线的使用效率。导光板的主要功能为引导光线的方向，并达到亮度均匀的效果。由于导光板里的折射率大于外界空气，光线在导光板里的行径方向大部分都会以全反射的方式传递。此外，部分导光板的底部或顶部设置了多个微结构，用以提升整体的出光均匀度及光辉度。

图1所示为现有技术的背光模块。如图1所示，背光模块包含导光板80、光源模块40、光源扩散模块60及反射板20。光源模块40设置于导光板80侧方，反射板20设置于导光板80下方，而光源扩散模块60设置于导光板80上方。导光板80的底面81设置有多个微结构83。微结构83为V型凹槽，且两凹槽间形成尖端85。如图1所示，导光板80的底面81与反射板20叠合，且尖端85抵触反射板20。

在图1现有技术的背光模块设计中，导光板80上的微结构83与反射板20直接碰触。然而，微结构83与反射板20的接触往往可使微结构83或反射板20受损。例如因搬运、震动测试、或其它相互运动时与反射板20产生磨耗，进而使得微结构83刮伤受损，导致液晶显示面板产生白点、辉度条纹、透光不良等问题。微结构的刮削问题可能使导光板光学特性失效而无法达到原来提升性能，进而使导光板成为淘汰的不良品，同时还能降低背光模块整体的生产良率，提高制造成本。因此，如何保护导光板及相邻导光板的光学元件，避免产生刮削磨耗的问题，就成为背光模块设计上的重要课题。

图2所示为现有技术的背光模块改良结构。如图2所示，背光模块包含导光板90、光源模块30、光源扩散模块50及反射板10。光源模块30设置于导光板90侧方，反射板10设置于导光板90下方，而光源扩散模块50设置于导光板90上方。导光板90的底面91设置有多个微结构93。微结构93为V型凹槽，且两凹槽间为平面95。如图2所示，导光板90的底面91与反射板10叠合，且平面95抵触反射板10。

此改良结构避免了现有技术的背光模块中微结构尖端接触的问题，同时也利用平面接触的方式分散微结构93与反射板10之间的集中力，因此可减少微结构93与反射板10接触性的磨耗，进而改善导光板90的刮削及磨损的问题。然而，在此改良结构中，微结构93与反射板10仍有相当的面接触。虽然抵触反射板10的平面95可降低微结构93的损伤程度，平面95与反射板10之间的平面接触仍可造成刮削及磨损的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种导光板，减少其上微结构产生刮削的情形。

本发明的另一目的在于提供一种背光模块，具有保护内部的导光板及光学元件的功能。

本发明的另一目的在于提供一种背光模块，可提升整体生产良率，降低制造成本。

本发明的背光模块主要包含导光板、光源模块、一至多个光学膜片及反射板。光源模块较佳具有灯管及反射罩，且灯管发出的光线及反射罩反射的光线射出光源模块外。

导光板主要包含板体、多个微结构及多个凸状结构。板体具有顶面、底面、入光面及微结构面。入光面形成于板体的侧面，且对应于光源模块。当光源模块的灯管发出光线时，光线即经由板体的入光面进入导光板中。

微结构及凸状结构均设置于微结构面上。在较佳实施例中，微结构面设置于板体的底面。凸状结构的高度大于微结构的高度，且相邻凸状结构间设置有多个微结构。相邻凸状结构间设置的微结构数量介于5至20之间，相邻凸状结构间的间距介于0.25毫米(mm)至1毫米之间，且凸状结构的高度大于微结构的高度至少1毫米。

微结构较佳为长角柱棱镜，且相互平行地设置于微结构面上。凸状结构较佳为长条结构。凸状结构沿微结构面延伸，且较佳平行于微结构。凸状结构较佳具有梯型剖面，且梯型剖面的顶面宽度介于5微米(μm)至15微米之间。在较佳实施例中，微结构及凸状结构平行于或垂直于光线的射入方向。

背光模块还包含反射板，且光学膜片设置于板体的顶面的上方，而反射板则设置于板体的底面的下方。在较佳实施例中，设置于微结构面上的凸状结构抵触反射板，并使设置于微结构面上的微结构不直接与反射板接触；换言之，微结构与反射板间具有一间隙。因此，抵触反射板的凸状结构可避免微结构与反射板产生接触性的磨耗，减少不良品的数量。同时也能提升背光模块的整体生产良率，及降低制造成本。

附图说明

图1为现有技术的背光模块示意图；

图2为现有技术的背光模块改良结构示意图；

图3为本发明背光模块与液晶面板配合的实施例示意图；

图4为本发明背光模块实施例的剖面示意图；

图5为光源模块、导光板、与微结构面的组合实施例剖面示意图；

图6为光源模块、导光板、与微结构面的另一组合实施例示意图；

图7为光源模块、导光板、与微结构面的另一组合实施例示意图；

图8为光源模块、导光板、与微结构面的另一组合实施例示意图；

图9a为本发明背光模块的另一实施例的剖面示意图；

图9b为本发明背光模块的另一实施例的剖面示意图；

图10为导光板与微结构面的组合实施例示意图。

其中，附图标记为：

100 反射板

300 光源模块

330 灯管

350 反射罩

500 光学膜片

700 液晶面板

900 导光板

910 板体

911 顶面

913 底面

915 入光面

931 微结构

935 空隙

950 凸状结构

1000 光线的射入方向

具体实施方式

本发明提供一种导光板，以及使用此导光板的背光模块。导光板主要的用途为导引光线方向，并使背光模块的输出光线均匀分布。以较佳实施例而言，此背光模块供液晶显示装置使用。然而在不同实施例中，此背光模块也可供计算机键盘、行动电话按键、广告牌及其它需要平面光源的装置使用。进一步而言，本发明还包含使用此导光板的液晶显示装置。在较佳实施例中，本发明的液晶显示装置包含一彩色液晶显示装置。然而在不同实施例中，本发明的液晶显示装置也可包含单色的液晶显示装置。此处所言的液晶显示装置泛指使用液晶面板的显示装置，包含家用的液晶电视、计算机、行动电话及数字相机的液晶显示屏等。

如图3所示，本发明的背光模块主要包含导光板900、光源模块300、一至多个光学膜片500及反射板100。液晶面板700则设置于背光模块上方。光源模块300具有灯管330及反射罩350。当灯管330发出光线时，部分光线会直接射出光源模块300之外。往其它方向的光线会经由反射罩350反射并最后引导出光源模块300外。在较佳实施例中，反射罩350由银蒸镀膜及聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)所制成；然而在不同实施例中，反射罩350的材料可以铜材料为主。此外，光源模块300也可使用灯管330以外的发光源，例如发光二极管等等。在图3所示的实施例中，光源模块300是采侧光式灯管设置。然而在不同实施例中，如图4所示，光源模块300也可以为直下式灯管设置。

如图5所示，导光板900设置对应光源模块300，且光源模块300较佳设置于导光板900侧边。导光板900主要包含板体910、多个微结构931及多个凸状结构950。板体910具有顶面911、底面913及入光面915。入光面915较佳形成于板体910的侧面，且对应光源模块300。在如图5所示采侧光式光源设置的实施例中，光源模块300对应于板体910的入光面915。当光源模块300的灯管330发出光线时，光线即经由板体910的入光面915进入导光板900中。然而在如图4所示的实施例中，当采直下式的光源设置时，板体910的入光面915形成于板体910的底面913上，即光源经由板体910的底面913进入导光板900。此外，如图5所示，导光板900较佳为楔型导光板。然而在不同实施例中，导光板900也可为矩型或其它不同的形状。

微结构931及凸状结构950均设置于微结构面上。如图5所示，微结构面较佳形成于板体910的底面913。然而在不同实施例中，如图6所示，微结构面也可形成于板体910的顶面911。微结构931设置的主要目的为利用其光学特性改变或影响导光板900内光线或出入导光板900光线的行为。凸状结构950的高度大于微结构931的高度，且相邻凸状结构950间设置有多个微结构931。在较佳实施例中，相邻凸状结构950间设置的微结构931数量介于5至20之间，相邻凸状结构950间的间距介于0.25毫米(mm)至1毫米之间，且凸状结构950的高度大于微结构931的高度至少1毫米。

如图6所示，微结构931较佳为长角柱棱镜，且相互平行地设置于微结构面上。在图7所示的另一实施例中，微结构931则为半球体状凸部所形成的微镜片。然而在不同实施例中，微结构931也可为四角锥体、多边体等几何形体的凸部或镜片结构。此外，在图6所示的实施例中，形成微结构931的长角柱棱镜具有三角形的截面；然而于不同实施例中，微结构931也可由具有包含四边形等其它形状截面的长角柱棱镜或半圆柱状镜片所形成。

凸状结构950较佳为长条结构。如图6所示，凸状结构950沿微结构面延伸，且较佳平行于相邻的微结构931。凸状结构950较佳具有梯型剖面，且梯型剖面的顶面宽度介于5微米(μm)至15微米之间。在图8所示的另一实施例中，凸状结构950则具有半圆形剖面。此外，在不同实施例中，凸状结构950也可具有多边形或其它不同的剖面形状。在图7所示的实施例中，凸状结构950还可为突柱。如图7所示，凸状结构950为正方体的突柱。然而在不同实施例中，凸状结构950也可为圆柱体、半球体、多边体等几何形体的突柱。

微结构931及凸状结构950较佳是以加工工艺形成于微结构面上。此处所言的加工工艺包含机械切削法、网版印刷、化学蚀刻法、光刻法、贴附或滚压等工艺。然而在不同实施例中，微结构931及凸状结构950也可以射出成形等一体成型或其它方式形成于微结构面上。

在较佳实施例中，导光板900由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)所制成。然而在不同实施例中，导光板900也可由其它透光材料所制成，例如聚丙烯树脂(Polypropylene resin，PP)。微结构931及凸状结构950可以由与导光板900相同的材料制成。然而在不同实施例中，微结构931及凸状结构950也可由其它透光材料所制成。

图9a为本发明的一较佳实施例。在此实施例中，微结构面设置于板体910的底面913，而反射板100则设置于底面913下方。此外，光学膜片500设置于板体910的顶面911的上方。如图9a所示，设置于微结构面上的凸状结构950抵触反射板100，并使设置于微结构面上的微结构931不直接与反射板100接触；换言之，微结构931与反射板100间具有一间隙。通过凸状结构950的设置，得以避免微结构931伤及反射板100，或微结构931因与反射板100接触而造成自身的损伤。

图9b所示为本发明的另一实施例。在此实施例中，微结构面设置于板体910的顶面911，且多个光学膜片500设置于板体910的顶面911的上方。设置于微结构面上的凸状结构950抵触光学膜片500，并使设置于微结构面上的微结构931不直接与光学膜片500接触；换言之，微结构931与光学膜片500间具有一间隙。通过凸状结构950的设置，得以避免微结构931伤及光学膜片500，或微结构931因磨擦而造成自身的损伤。

在图9a所示的较佳实施例中，微结构931及凸状结构950垂直于光源模块300产生光线的射入方向1000。换言之，微结构931及凸状结构950的设置平行于灯管330的分布方向。然而在图10所示的另一较佳实施例中，微结构931及凸状结构950也可平行于光源模块300产生光线的射入方向1000。也即微结构931及凸状结构950的设置垂直于灯管330的分布方向。

依不同的设计需要，微结构931设置的功能之一是可使光线的行径方向改变并往导光板900的上端传播；此外微结构931也可有扩散光线的功能。为了达到不同所需的光学效果，微结构面上设置的微结构931可有不同的密度分布。在图6所示的实施例中，设置于微结构面上的微结构931布满相邻凸状结构950间的空隙935。然而在图8所示的实施例中，设置于微结构面上的微结构931也可不填满相邻凸状结构950间的空隙935。

由于微结构931较易受损，且常在搬运或震动测试时使微结构931部分刮伤，往往易导致其光学特性失效。因此，设置于微结构面上的凸状结构950可避免产生微结构931刮削的问题，并同时保护背光模块内的光学元件。如图9a所示的较佳实施例中，抵触反射板100的凸状结构950可避免微结构931与反射板100因搬运、震动测试或其它互动运动而产生接触性的磨耗。因此能保护微结构931与反射板100，减少需淘汰的不良品数量，也同时提升背光模块的整体生产良率，及降低制造成本。

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，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。

Claims

1、一种导光板，适用于一背光模块中，其特征在于，包含：

一板体，该板体具有一微结构面；

多个微结构，该微结构设置于该微结构面上；以及

多个凸状结构，设置于该微结构面上，其中该凸状结构的高度大于该微结构的高度，且相邻该凸状结构间设置有多个该微结构。

2、根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，该微结构面包含该板体的一底面。

3、根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，该微结构面包含该板体的一顶面。

4、根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，相邻该凸状结构间设置的该微结构数量介于5至20之间。

5、根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，相邻该凸状结构间的间距介于0.25毫米至1毫米之间。

6、根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，该凸状结构的高度大于该微结构的高度至少1毫米。

7、根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，该微结构包含多个长角柱棱镜。

8、根据权利要求7所述的导光板，其特征在于，该凸状结构平行于该相邻长角柱棱镜。

9、根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，该微结构包含多个凸部。

10、根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，该凸状结构包含多个长条结构。

11、根据权利要求10所述的导光板，其特征在于，该长条结构沿该微结构面延伸。

12、根据权利要求10所述的导光板，其特征在于，该长条结构具有梯型剖面。

13、根据权利要求12所述的导光板，其特征在于，该梯型剖面的一顶面宽度介于5微米至15微米之间。

14、根据权利要求10所述的导光板，其特征在于，该长条结构具有半圆球状剖面。

15、根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，该凸状结构包含多个突柱。

16、一种背光模块，其特征在于，包含：

一光源模块；

一导光板，设置于邻近于该光源模块的位置，该导光板包含：

一板体，该板体具有一微结构面；

多个微结构，该微结构设置于该微结构面上；以及

17、根据权利要求16所述的背光模块，其特征在于，该背光模块还包含一光学膜片，该微结构面包含该板体的一顶面，且该光学膜片设置于该微结构面上，该多个凸状结构抵触该光学膜片。

18、根据权利要求16所述的背光模块，其中该背光模块还包含一反射板，该微结构面包含该板体的一底面，且该反射板设置于该微结构面下方，该多个凸状结构抵触该反射板。