CN101363938A - 导光板、背光模块及液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导光板、背光模块及液晶显示器。其中，该导光板具有一第一表面，其上至少形成一第一主结构以及一第二主结构，其中该第一主结构以及该第二主结构为彼此相邻排列且互为镜射对应，该第一主结构以及该第二主结构分别包括一第一凸块，该第一凸块的剖面为偏心三角形。

Description

导光板、背光模块及液晶显示器

技术领域

本发明是关于一种导光板、背光模块及液晶显示器。特别是关于一种具有较高亮度、出光效率及聚光度的背光模块、液晶显示器及其应用的导光板。

背景技术

可以产生丰富亮丽图形的液晶显示装置，由于具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，因此被广泛地应用在笔记型计算机、个人数字助理等携带式信息产品上，甚至逐渐取代了传统应用在桌上型计算机的阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器。

液晶显示装置主要由一显示单元、一背光模块和一具有框架的壳体组装而成。显示单元包括一显示面板，可处理数据信号的电路板和支撑用的薄膜封装(Tape Carrier Package，TCP)等。背光模块则位于显示单元下方，用以提供均匀的光源给液晶显示装置的显示单元。根据光源的提供方式，又可分为侧光式背光模块或直下式背光模块。以侧光式背光模块来说，线光源或点光源设置在导光板及扩散膜等膜片的侧边，而借着导光板及扩散膜等光学膜片提高光的均匀性及发光效率。

图1绘示一种传统液晶显示器的示意图。液晶显示器1包括背光模块2、光学膜片20以及液晶显示面板30。藉由背光模块2提供的光线使得画面L得以顺利显示。背光模块2包括导光板10、光源50、屏蔽60以及反射片40。导光板10具有上表面12、下表面14以及入光表面16。其中，产生光线的光源50位于导光板10的入光表面16侧，并有一屏蔽60保护光源50。一般光源50为一冷阴极灯管(Cold Cathode Fluorescent lamp，CCFL)，架设于灯管座(未显示)上，灯管线(未显示)则自灯管座延伸出来与一连接器电性连接，除此之外，光源50还可使用多个发光二极管或外部阴极灯管等等。

导光板10，用以改变光的路径。因此自光源50所散发的光线可经过导光板10的引导而到达液晶显示面板30。导光板10下方的反射片40，则是用来反射漏出导光板10外的光线，以提升光线的反射效率。

导光板10上方的光学薄膜20，是用来对光线作进一步的处理，例如聚光、扩散或柔和等作用。光学薄膜20举例为棱镜片和扩散片。扩散片可以一或多张。然而，也由于光学薄膜20的存在，使得背光模块2所提供的光线整体亮度均匀性难以控制。

发明内容

鉴于前述，本发明的目的是提供一种导光板，具有较佳的聚光能力。

本发明的目的是提供一种背光模块，具有较高亮度、出光效率及聚光度。

本发明所提供的导光板可以维持水平视角出光的对称性。

本发明所提供的导光板可以减少光学膜片的使用数量。

本发明所提供的导光板具有一第一表面，其上至少形成一第一主结构以及一第二主结构，其中该第一主结构以及该第二主结构为彼此相邻排列且互为镜射对应，该第一主结构以及该第二主结构分别包括一第一凸块，该第一凸块的剖面为偏心三角形。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为传统液晶显示器的示意图；

图2A至图13为本发明的导光板的各实施例；

图14为利用本发明的第2A图的导光板10a，配合各种不同的顶角θ、底角α1以及底角α2所量测的偏正视范围10度相对正视的聚光度关系；以及

图15为利用本发明的图3A的导光板10c，配合各种不同的顶角θ’、底角α1’以及底角α2’所量测的偏正视范围10度相对正视的聚光度关系。

【主要组件符号说明】

1                              液晶显示器

10、10a-10n                    导光板

100、100’                     第一主结构

102、102’                     第一凸块

12、12a-12n                   上表面

14、14a-14n                   下表面

150                           线

16、16a-16n                   入光表面

2                             背光模块

20                            光学膜片

200、200’                    第二主结构

202、202’                    第二凸块

30                            液晶显示面板

310、310’320、320’、330、   连接平面

330’、340、340’

40                            反射片

50                            光源

60                            屏蔽

D1-D3                         延伸方向

L                             画面

θ、θ’                         顶角

α1、α1’、α2、α2’            底角

具体实施方式

图2A至图13为本发明的导光板的各实施例。为便于理解及说明，特增加光源50与导光板在位置上的相对应关系。而本发明的导光板与反射片、光学膜片以及液晶显示面板的对应位置关系如图1的现有技术所示，本领域的技术人士可由其轻易推导而知，然并不用以限制本发明。

如图2A所示，导光板10a的上表面12a至少具有一第一主结构100以及一第二主结构200，在本实施例中，第一主结构100以及第二主结构200以多个为例。该第一主结构100以及该第二主结构200为彼此相邻排列且对应线150互为镜射对应，该第一主结构100以及该第二主结构200分别包括一第一凸块(未标示)以及一第二凸块(未标示)，该第一凸块以及该第二凸块的剖面为偏心三角形，如图所示。需特别说明的是，该第一凸块以及该第二凸块为V-cut结构，该偏心三角形的顶角θ约为80度至140度，底角α1以及底角α2约相差2度至30度，而底角β1以及底角β2约相差2度至30度。底角α1约等于底角β2，底角α2约等于底角β1，底角α1与底角β2相接。

导光板10a的下表面14a与该上表面12a相对，该下表面14a举例为一平坦平面、一喷砂图案或一网点图案。

需特别注意的是，光源50设置于导光板10a的入光表面16a，经由光源50的光线提供以及导光板10a的导光和聚光作用，光线得以从上表面12a出光进入液晶显示面板30。光源50可为多个发光二极管、冷阴极灯管、外部阴极灯管或上述组合。该光源50的延伸方向D1与该第一凸块以及该第二凸块的延伸方向D2形成约为75度至105度的角度，在本实施例中，该形成角度以90度为例，但并不用以局限本发明。第一主结构100以及该第二主结构200沿着第三方向D3交错排列设置。因为有这些第一主结构100以及该第二主结构200的设置，背光模块2得以有较佳的亮度、出光效率以及聚光度。

如图2B所示，本发明的另一实施例的导光板10b与导光板10a类似，导光板10b的上表面12b构造与导光板10a上表面12a相同，不同的是，导光板10b的下表面14b具有多个V形凸块300’，V形凸块300’的剖面举例为正三角形、等腰三角形或是偏心三角形，各个V形凸块300’为相同结构，V形凸块300’的延伸方向D3举例与光源50的延伸方向D1平行。

如图3A所示，本实施例的导光板10c的下表面14c至少具有一第一主结构100’以及一第二主结构200’，在本实施例中，第一主结构100’以及第二主结构200’以多个为例。该第一主结构100’以及该第二主结构200’为彼此相邻排列且对应线150互为镜射对应，该第一主结构100’以及该第二主结构200’分别包括一第一凸块(未标示)以及一第二凸块(未标示)，该第一凸块以及该第二凸块的剖面为偏心三角形，如图所示。需特别说明的是，第一凸块以及该第二凸块为V-cut结构，该偏心三角形的顶角θ’约为80度至140度，底角α1’以及底角α2’约相差2度至30度，而底角β1’以及底角β2’约相差2度至30度。底角α1’约等于底角β2’，底角α2’约等于底角β1’，底角α’1与底角β2’相接。

导光板10c的上表面12c与该下表面14c相对，该上表面12c举例为一平坦平面、一喷砂图案或一网点图案。

需特别注意的是，光源50设置于导光板10c的入光表面16c，经由光源50的光线提供以及导光板10c的导光和聚光作用，光线得以从上表面12c出光进入液晶显示面板30。该光源50的延伸方向D1与该第一凸块以及该第二凸块的延伸方向D2形成约为75度至105度的角度，在本实施例中，该形成角度以90度为例，但并不用以局限本发明。第一主结构100’以及该第二主结构200’沿着第三方向D3交错排列设置。因为有这些第一主结构100’以及该第二主结构200’的设置，背光模块2得以有较佳的亮度、出光效率以及聚光度。

如图3B所示，本发明的另一实施例的导光板10d与导光板10c类似，导光板10d的下表面14d构造与导光板10c下表面14c相同，不同的是，导光板10d的上表面12d具有多个V形凸块300，V形凸块300的剖面举例为正三角形、等腰三角形或是偏心三角形，各个V形凸块300为相同结构，V形凸块300的延伸方向D3举例与光源50的延伸方向D1平行。

如图4所示，本实施例的导光板10e的上表面12e与导光板10a的上表面12a相同，下表面14e与导光板10c的下表面14c相同，在此不赘述。在本实施例中，上表面12e的第一主结构100的延伸方向以及下表面14e的第一主结构100’的延伸方向以平行为例，且可以重叠对应，但并不用以局限本发明，上表面12e的第一主结构100的延伸方向以及下表面14e的第一主结构100’的延伸方向可以夹一锐角或是垂直，然而，上表面12e的第一主结构100的延伸方向以及下表面14e的第一主结构100’的延伸方向中的至少一个必须与光源50的延伸方向D1垂直。

接下来请参照图5，本实施例的导光板10f的上表面12f至少具有多个第一凸块102构成第一主结构100以及多个第二凸块202构成第二主结构200。在第一主结构100中，第一凸块102依序相接，且具有相同的结构，在第二主结构200中，第二凸块202依序相接，且具有相同的结构，本实施例的第一主结构100和第二主结构200分别具有两个凸块为例，然而，可视设计者需求，重复更多凸块以构成单一主结构，譬如是三个或是三个以上。该第一主结构100以及该第二主结构200为彼此相邻排列且对应线150互为镜射对应。该第一凸块102以及该第二凸块202的剖面为偏心三角形，如图所示。需特别说明的是，该第一凸块102以及该第二凸块202为V-cut结构，该偏心三角形的顶角θ约为80度至140度，底角α1以及底角α2约相差2度至30度，而底角β1以及底角β2约相差2度至30度。底角α1约等于底角β2，底角α2约等于底角β1，底角α1与底角β2相接。

导光板10f的下表面14f与该上表面12f相对，该下表面14f举例为一平坦平面、一喷砂图案或一网点图案。

需特别注意的是，光源50设置于导光板10f的入光表面16f，经由光源50的光线提供以及导光板10f的导光和聚光作用，光线得以从上表面12f出光进入液晶显示面板30。该光源50的延伸方向D1与该第一凸块102以及该第二凸块202的延伸方向D2形成约为75度至105度的角度，在本实施例中，该形成角度以90度为例，但并不用以局限本发明。第一主结构100以及该第二主结构200沿着第三方向D3交错排列设置。因为有这些第一主结构100以及该第二主结构200的设置，背光模块2得以有较佳的亮度、出光效率以及聚光度。

如图6所示，本实施例的导光板10g的下表面14g至少具有多个第一凸块102’构成第一主结构100’以及多个第二凸块202’构成第二主结构200’。在第一主结构100’中，第一凸块102’依序相接，且具有相同的结构，在第二主结构200’中，第二凸块202’依序相接，且具有相同的结构，本实施例的第一主结构100’和第二主结构200’分别具有两个凸块为例，然而，可视设计者需求，重复更多凸块以构成单一主结构，譬如是三个或是三个以上。该第一主结构100’以及该第二主结构200’为彼此相邻排列且对应线150互为镜射对应。该第一凸块102’以及该第二凸块202’的剖面为偏心三角形，如图所示。需特别说明的是，该第一凸块102’以及该第二凸块202’为V-cut结构，该偏心三角形的顶角θ’约为80度至140度，底角α1’以及底角α2’约相差2度至30度，而底角β1’以及底角β2’约相差2度至30度。底角α1’约等于底角β2’，底角α2’约等于底角β1’，底角α1’与底角β2’相接。

导光板10g的上表面12g与该下表面14g相对，该上表面12g举例为一平坦平面、一喷砂图案或一网点图案。

需特别注意的是，光源50设置于导光板10g的入光表面16g，经由光源50的光线提供以及导光板10f的导光和聚光作用，光线得以从上表面12g出光进入液晶显示面板30。该光源50的延伸方向D1与该第一凸块102’以及该第二凸块202’的延伸方向D2形成约为75度至105度的角度，在本实施例中，该形成角度以90度为例，但并不用以局限本发明。第一主结构100’以及该第二主结构200’沿着第三方向D3交错排列设置。因为有这些第一主结构100’以及该第二主结构200’的设置，背光模块2得以有较佳的亮度、出光效率以及聚光度。

请参照图7，本实施例的导光板10h的上表面12h与导光板10f的上表面12f相同，下表面14h与导光板10g的下表面14g相同，在此不赘述。在本实施例中，上表面12h的第一凸块102的延伸方向以及下表面14h的第一凸块102’的延伸方向以平行为例，且可以重叠对应，但并不用以局限本发明，上表面12h的第一主结构100的延伸方向以及下表面14h的第一主结构100’的延伸方向可以夹一锐角或是垂直，然而，上表面12h的第一主结构100的延伸方向以及下表面14h的第一主结构100’的延伸方向中的至少一个必须与光源50的延伸方向D1垂直。

请参照图8，本发明的另一实施例的导光板10i与导光板10a类似，然而不同之处在于，第一主结构100以及一第二主结构200之间具有连接平面310、320。连接平面310、320举例为一平坦平面、一喷砂图案或一网点图案，第一主结构100以及该第二主结构200为彼此相邻排列且对应连接平面310、320互为镜射对应。

请参照图9，本发明的另一实施例的导光板10j与导光板10c类似，然而不同之处在于，第一主结构100’以及一第二主结构200’之间具有连接平面310’、320’。连接平面310’、320’举例为一平坦平面、一喷砂图案或一网点图案，第一主结构100’以及该第二主结构200’为彼此相邻排列且对应连接平面310’、320’互为镜射对应。

请参照图10，本发明的另一实施例的导光板10k的上表面12k与导光板10i的上表面12i相同，下表面14k与导光板10j的下表面14j相同，在此不赘述。在本实施例中，上表面12k的第一主结构100的延伸方向以及下表面14k的第一主结构100’的延伸方向以平行为例，且可以重叠对应，但并不用以局限本发明，上表面12k的第一主结构100的延伸方向以及下表面14k的第一主结构100’的延伸方向可以夹一锐角或是垂直，然而，上表面12k的第一主结构100的延伸方向以及下表面14k的第一主结构100’的延伸方向中的至少一个必须与光源50的延伸方向D1垂直。

接下来请参照图11，本实施例的导光板101与导光板10f类似，然而不同之处在于，第一主结构100以及一第二主结构200之间具有连接平面310，而各个第一凸块102之间具有连接平面330，各个第二凸块202之间具有连接平面340。连接平面310、320举例为一平坦平面、一喷砂图案或一网点图案，第一主结构100以及该第二主结构200为彼此相邻排列且对应连接平面310互为镜射对应。

请参照图12，本发明的另一实施例的导光板10m与导光板10g类似，然而不同之处在于，第一主结构100’以及一第二主结构200’之间具有连接平面310’，而各个第一凸块102’之间具有连接平面330’，各个第二凸块202’之间具有连接平面340’。连接平面310’、320’举例为一平坦平面、一喷砂图案或一网点图案，第一主结构100’以及该第二主结构200’为彼此相邻排列且对应连接平面310’互为镜射对应。

请参照图13，本发明的另一实施例的导光板10n的上表面12n与导光板101的上表面121相同，下表面14n与导光板10m的下表面14m相同，在此不赘述。在本实施例中，上表面12n的第一主结构100的延伸方向以及下表面14n的第一主结构100’的延伸方向以平行为例，且可以重叠对应，但并不用以局限本发明，上表面12n的第一主结构100的延伸方向以及下表面14n的第一主结构100’的延伸方向可以夹一锐角或是垂直，然而，上表面12n的第一主结构100的延伸方向以及下表面14n的第一主结构100’的延伸方向中的至少一个必须与光源50的延伸方向D1垂直。

图14至图15为本发明的模拟结果。图14是利用本发明的图2A的导光板10a，配合各种不同的顶角θ、底角α1以及底角α2所量测的偏正视范围10度相对正视的聚光度关系。图15是利用本发明的图3A的导光板10c，配合各种不同的顶角θ’、底角α1’以及底角α2’所量测的偏正视范围10度相对正视的聚光度关系。

表一

请同时参照表一以及图14，针对编号TV90的量测，若同时比较(底角α1，底角α2)为(45，45)、(50，40)，(55，35)以及(60，30)，当顶角θ为90度时，两底角α1，α2差距越大时，也就是偏心程度越大时，正视总光通量逐渐增加，其分别约为208lm，217lm，223lm以及227lm，因此，利用本发明的导光板，在正视角度测量时，偏心程度越大，总光通量越大，而针对偏正视范围10度光通量的结果也是相符合，利用本发明的导光板，在偏正视范围10度角度测量时，偏心程度越大，光通量越大。聚光度10度的计算方式为偏正视范围10度光通量除以正视总光通量，用以评断水平视角光线亮度对称性的优劣，以编号TV110的(底角α1，底角α2)为(40，30)、(45，25)为例，固定顶角θ为110度，(底角α1，底角α2)为(45，25)的聚光度(10度)为20.90％优于(底角α1，底角α2)为(40，30)的聚光度(10度)20.49％，故，在适当的调整顶角θ以及底角α1、底角α2的差距后，偏心程度约大，聚光度越佳。

表二

请同时参照表二以及图15，针对编号BV130的量测，若同时比较(底角α1，底角α2)为(25，25)以及(30，20)，当顶角θ为130度且为量测正视总光通量时，偏心的底角相差10度的正视总光通量为224lm比非偏心的正视总光通量为222lm佳。而量测偏正视范围10度时，偏心的底角相差10度的光通量为46lm比非偏心的光通量为45lm佳。此外，针对聚光度10度的量测，针对编号BV110的量测，若同时比较(底角α1，底角α2)为(35，35)以及(40，30)，当顶角θ为110度时，偏心的底角相差10度比非偏心的聚光度(10度)较佳。

若综合，本发明的特殊凸起结构排列，设置于导光板上表面(出光面)的设计优于设置于导光板下表面的设计。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (16)

1、一种导光板，其特征在于，，具有：

一第一表面，其上至少具有一第一主结构以及一第二主结构，其中该第一主结构以及该第二主结构为彼此相邻排列且互为镜射对应，该第一主结构以及该第二主结构分别包括一第一凸块以及一第二凸块，该些凸块的剖面为偏心三角形。

2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该偏心三角形的顶角约为80度至140度。

3.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该偏心三角形的两底角约相差2度至30度。

4.如权利要求1所述的导光板，更具有一第二表面与该第一表面相对，该第二表面为一平坦平面、一喷砂图案或一网点图案。

5.如权利要求1所述的导光板，更具有一第二表面与该第一表面相对，该第二表面其上至少形成一第一主结构以及一第二主结构，其中该第一主结构以及该第二主结构为彼此相邻排列且互为镜射对应，该第一主结构以及该第二主结构分别包括一第一凸块以及一第二凸块，该些凸块的剖面为偏心三角形。

6.如权利要求5所述的导光板，其特征在于，该第一表面的该第一凸块的延伸方向以及该第二表面的第一凸块的延伸方向为平行或垂直。

7.如权利要求5所述的导光板，其特征在于，该第一表面以及该第二表面互为镜射对应。

8.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，还具有一第二表面与该第一表面相对，该第二表面其上至少形成多个V形凸块。

9.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该第一主结构更包括一另一第一凸块，该另一第一凸块的剖面为偏心三角形，且与该第一凸块为相同结构。

10.如权利要求9所述的导光板，其特征在于，该第一主结构更包括一连接平面，位于该第一凸块以及该另一第一凸块之间。

11.如权利要求10所述的导光板，其特征在于，该第二主结构更包括一另一第二凸块，该第二主结构的该另一第二凸块的剖面为偏心三角形，且与该第二主结构的该第二凸块为相同结构，其中该第二主结构进一步包括一连接平面，位于该第二主结构的该第二凸块以及该第二主结构的该另一第二凸块之间。

12.一种背光模块，其特征在于，包括：

一导光板，具有：

一第一表面，其上至少具有一第一主结构以及一第二主结构，其中该第一主结构以及该第二主结构为彼此相邻排列且互为镜射对应，该第一主结构以及该第二主结构分别包括一第一凸块以及一第二凸块，该些凸块的剖面为偏心三角形，其中该导光板更具有一入光表面；以及

一光源，设置于该入光表面侧。

13.如权利要求12所述的背光模块，其特征在于，该光源的延伸方向与该第一凸块的延伸方向形成的角度约为75度至105度。

14.如权利要求12所述的背光模块，其特征在于，该光源的延伸方向与该第一凸块的延伸方向形成90度。

15.如权利要求12所述的背光模块，其特征在于，该光源包括多个发光二极管、冷阴极灯管或外部阴极灯管。

16.一种液晶显示器，其特征在于，包括：

一背光模块，包括：

一种导光板，具有：

一第一表面，其上至少具有一第一主结构以及一第二主结构，其中该第一主结构以及该第二主结构为彼此相邻排列且互为镜射对应，该第一主结构以及该第二主结构分别包括一第一凸块以及一第二凸块，该些凸块的剖面为偏心三角形，其中该导光板更具有一入光表面；以及

一光源，设置于该入光表面侧；以及

一液晶显示面板，设置于该背光模块上方。

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