CN101561116A - 导光板、背光模块及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导光板、背光模块及显示装置，导光板包括板体、出光面及光反射面。出光面形成板体的一侧，光反射面形成板体的相对另一侧，其中，导光板的折射率是由光反射面至出光面递减。此导光板可应用于背光模块和显示装置中。本发明的导光板、背光模块及显示装置可减少不必要的光线能量损耗。

Description

导光板、背光模块及显示装置

技术领域

本发明涉及一种导光板、背光模块及显示装置，特别是涉及一种具有梯度折射率的导光板及其应用的背光模块与显示装置。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)大部分为背光型液晶显示器，其主要是由液晶显示面板及背光模块所组成。其中，背光模块可依照光源入射位置的不同分成侧光式入光(Edge Lighting)与直下式入光(Bottom Lighting)两种，藉以提供上述液晶显示器一面光源。

请参照图1，其显示依据现有技术的一种侧光式背光模块的剖面示意图。习知的侧光式背光模块900是利用导光板910导入侧向光源920，光源920的光线可垂直地入射于导光板910的入光面911，再通过底侧的光反射面912来反射光线，以形成正向出光。

然而，实际上在光源920的光线由导光板910的一侧的入光面911入射后，光源920的中心轴向的光线是先笔直地行进至导光板910的另一侧面913(相对于入光面911)，再反射至其它地方，甚至直接反射回原入光面911，而未如预期地直接行进至导光板910的底侧的光反射面912来反射出光，因而增加光线在导光板910内的行进路径，而增加光线的损耗，并降低导光板910的正向出光效果。以发光二极管(Light Emitting Diode，LED)为例，LED具有中心轴向的光强最大的特性，若利用LED来作为光源920，容易大幅地增加光源920在中心轴向上的效率损失。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种导光板，导光板包括板体、出光面及光反射面。出光面形成板体的一侧，光反射面形成板体的相对另一侧，其中，导光板的折射率是由光反射面至出光面递减。

本发明的目的之二在于提供一种背光模块，背光模块包括导光板和光源。导光板设置于光源的一侧，其中导光板包括板体、出光面及光反射面。出光面形成板体的一侧，光反射面形成板体的相对另一侧，其中，导光板的折射率是由光反射面至出光面递减。

根据上述的背光模块，其中所述背光模块可应用于显示装置中。

本发明的导光板及其应用的背光模块与显示装置可确保光源的大部分光线是经由光反射面来反射，再经由出光面来出光，以减少不必要的光线能量损耗，并可确保导光板所提供的面光源的均匀性。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1显示依据现有技术的一种侧光式背光模块的剖面示意图；

图2显示依据本发明的一实施例的背光模块与液晶显示面板的剖面示意图；

图3显示依据本发明的一实施例的导光板的剖面示意图；以及

图4显示依据本发明的另一实施例的背光模块的剖面示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

在以下实施例中，在不同的图中，相同部分是以相同标号表示。

请参照图2，其显示依据本发明的一实施例的背光模块与液晶显示面板的剖面示意图。本实施例背光模块100可组合一液晶显示面板200，用以作为液晶显示器的侧光式背光模块。背光模块100包含有壳体110、光源120、导光板130、反射板140及光学膜片组150。壳体110是用以装设光源120、导光板130及反射板140。光源120是设置于壳体110的一侧，用以侧向发光至导光板130，并由导光板130来导引发光。反射板140设置于导光板130的下方，用以反射发光。光学膜片组150设置于导光板130的上方，以进行不同目的的光学改善动作。

如图2所示，本实施例的壳体110具有光出射口111和腔室112。光出射口111是用以出光，在本实施例中，壳体110可形成密闭结构的灯罩，用以避免光线从光出射口111以外的部分泄漏出去，其中壳体110是由不透光材质所制成，例如：塑化材料、金属材料或上述材料的组合。腔室112是形成于导光板130的一侧，用以容置光源120，腔室112的内侧侧壁113可涂布有光反射材质，例如金、银、铝或上述材质的组合，用以使一部分未射入导光板130的入射光可再反射至导光板130之中。其中，本实施例的光源120例如为：冷阴极灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)热阴极灯管(HotCathode Fluorescent Lamp，HCFL)或发光二极管(LED)。

如图2所示，本实施例的导光板130是设置于光源120的一侧，用以导引光源120的光线来出光，而形成均匀的面光源。导光板130包含板体131、出光面132、光反射面133及入光面134。板体131例如是利用射出成型的方式来制成平板形结构或楔形板结构，其材质例如为光硬化型树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或环烯(cycloolefin)系树脂材料。

如图2所示，出光面132是位于板体131的一侧，且对应于壳体110的光出射口111，用以使光线由导光板130发出，而提供至液晶显示面板200。出光面132的表面可选择设有复数个突出结构(未绘示)，例如棱形或半圆形，藉以进一步修正光线的方向，而增加聚光效果。光反射面133是形成于板体131的相对另一侧，且相对于出光面132。入光面134是邻接于壳体110的光出射口111，用以使光源120的发光可由入光面134来进入导光板130的板体131，入光面134可具有例如：V形结构(V-Cut)、S形波浪结构或表面粗糙化处理(未绘示)，藉以提升光线的入射效率和光耦合效率。

如图2所示，在本实施例中，导光板130的折射率是由光反射面133至出光面132递减，亦即导光板130具有一梯度折射率特性，且其折射率变化是由光反射面133到出光面132而逐渐地减少。此导光板130的梯度折射率可利用例如离子交换法，玻璃熔融扩散法，玻璃化学气相沉积法，溶胶-凝胶-侵析法，分子填充法，中子辐照法，聚合法等方法来形成。其中，导光板130的折射率变化可以是阶段性地(例如三阶段或更多阶段地)变化，亦可是线性地随着导光板130的厚度而变化。

因此，当光源120的光线由导光板130的入光面134入射至板体131中时，由于导光板130的折射率是由光反射面133至出光面132递减，因而光源120的光线容易被导向光反射面133，即使光源120为LED，其中心轴向上的光线亦会被导向光反射面133，因而可避免光源120的光线未有效地射向光反射面133，以确保光线可由光反射面133反射至出光面132，减少不必要的光线能量损耗。再者，由于光源120的大部分光线是经由光反射面133来反射，再经由出光面132来出光，因而可减少光线未经由光反射面133的反射，而直接由出光面132来出光的情形，藉以进而确保导光板130所提供的面光源的均匀性。

在一实施例中，导光板130可设有导光结构(未绘示)于光反射面133上，藉以反射导引由光源120所发出的光线可由出光面132来射出，较佳为正向射出(正向出光)。导光板130的导光结构例如是呈连续性的V形结构，亦即V-Cut结构(例如是利用射出成型或微切削成型的方式来形成)、雾面结构(例如是利用喷吵处理来形成)、散射点结构(例如是利用网板印刷或一体成型来形成)，藉以导引光源120的光线可充分地由出光面132来射出。

值得注意的是，导光板130的出光面132亦可具有雾面处理或散射点设计，藉以均匀化导光板130的出光，减少出光不均(Mura)的现象。

请参照图3，其显示依据本发明的一实施例的导光板的剖面示意图。在一实施例中，当导光板130为楔形板结构时，导光板130可选择未设置导光结构，而是利用导光板130的楔形板结构来形成具有斜面角度的光反射面133，以反射光线由出光面132射出。

如图2所示，本实施例的反射板140较佳可对应于光反射面133的形状，以密合地设置于导光板130的下方，用以使入射至光反射面133的光线形成全反射。值得注意的是，导光板130的光反射面133亦可涂布具有高反射率的材料，例如金属材料，以反射入射光线，藉以进一步取代设置反射板140。

如图2所示，本实施例的光学膜片组150例如为：扩散片、棱镜片、逆棱镜片(Turning Prism Sheet)、增亮膜(Brightness Enhancement Film，BEF)、反射式增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film，DBEF)、非多层膜式反射偏光片(Diffused Reflective Polarizer Film，DRPF)或上述的任意组合，其设置于导光板130的上方，用以使由导光板130的出光可再进行不同目的的光学改善动作。

因此，当本实施例的背光模块100提供背光源时，光源120所发出的光线可利用导光板130的梯度折射率来折射光线朝光反射面133来行进，避免光线不必要的行进损耗，以及光线未经由光反射面133的反射，而直接由出光面132来射出的情形。

请参照图4，其显示依据本发明的另一实施例的背光模块的剖面示意图。在另一实施例中，背光模块100可包含复数个光源220，其分别设置于导光板130的两侧。此时，此些光源220的光线可分别由导光板130的两侧来进入导光板130中，藉以增加背光模块100的背光量，而可适用于大尺寸的背光模块100，并可利用导光板130的梯度折射率来折射光线朝光反射面133来行进，以确保背光模块100的光学效率。

由上述本发明的实施例可知，本发明的导光板、背光模块及其应用的液晶显示装置可确保光源的大部分光线是经由光反射面来反射，再经由出光面来出光，以减少不必要的光线能量损耗，并可确保导光板所提供的面光源的均匀性。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但所述优选实施例并非用以限制本发明，所述领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种导光板，其特征在于所述导光板包括：

板体；

出光面，形成所述板体的一侧；以及

光反射面，形成所述板体的相对另一侧；

其中，所述导光板的折射率是由所述光反射面至所述出光面递减。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：所述板体为平板形结构。

3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：所述板体为楔形板结构。

4.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：所述导光板的折射率是阶段性地变化。

5.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：所述导光板的折射率是线性地随着所述导光板的厚度而变化。

6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：所述导光板设有导光结构于所述光反射面上，所述导光结构为连续性的V形结构、雾面结构或散射点结构。

7.一种背光模块，其特征在于所述背光模块包括：

光源；以及

导光板，设置于所述光源的一侧，其中所述导光板包括：

板体；

出光面，形成所述板体的一侧；以及

光反射面，形成所述板体的相对另一侧；

其中，所述导光板的折射率是由所述光反射面至所述出光面递减。

8.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于：所述背光模块更包括：

光学膜片组，设置于所述导光板上。

9.根据权利要求7所述的背光模块，其特征在于：所述光源为冷阴极灯管、热阴极灯管或发光二极管。

10.一种显示装置，其特征在于所述显示装置包括：

液晶显示面板；以及

背光模块，包括：

光源；以及

导光板，设置于所述光源的一侧，其中所述导光板包括：

板体；

出光面，形成所述板体的一侧；以及

光反射面，形成所述板体的相对另一侧；

其中，所述导光板的折射率是由所述光反射面至所述出光面递减。

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