CN101900301A

CN101900301A - 导光板及背光模组

Info

Publication number: CN101900301A
Application number: CN201010245696.6A
Authority: CN
Inventors: 曹谦; 郭仪正; 方扩军
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: EA201270627A1; EP2600188A4; WO2012012988A1; BR112012014187A2; CN101900301B; US20120120680A1; EP2600188A1

Abstract

本发明公开一种背光模组，其具有一导光板以及多个背光源。所述导光板具有多个凹槽，这些凹槽将导光板分为数个区域，且这些凹槽皆具有特殊的横截面，所述横截面可为三角形、梯形或是凸曲面。藉由这些特殊的横截面，导光板可利用这些凹槽以特定角度反射所述背光源所发出的光。因此，藉由这些凹槽位置与横截面角度的设计，可以达成背光模组区域调光的目的。

Description

导光板及背光模组

技术领域

本发明涉及一种导光板及背光模组，尤指一种具有特殊导光板的背光模组。

背景技术

功能先进的显示器渐成为现今消费电子产品的重要特色，其中液晶显示器已经逐渐成为各种电子设备如行动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记型计算机屏幕所广泛应用具有高分辨率彩色屏幕的显示器。

背光模组(Back light module)为液晶显示器面板(Liquid crystal displaypanel，LCD panel)的关键零组件之一，由于液晶本身不发光，背光模组之功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，透过简洁有效光机构转化成高亮度且均一辉度的面光源，以提供液晶显示器面板背光光源。液晶显示器面板现已广泛应用于监视器、笔记本计算机、数字相机及投影机等具成长潜力之电子产品，尤以笔记型计算机及LCD监视器等大尺寸用面板需求最大，也因此对于背光模组需求成长也日趋强烈。

液晶显示器主要由背光源、反射板(Reflector)、导光板(Light guide plate)、扩散片(Diffusion sheet)、棱镜片(Brightness Enhancement Film，BEF)及液晶面板等组件组装而成。光源射出的光线进入导光板后，会利用设于导光板底表面的扩散结构导引射入的光源将其分布成均匀的面光源，位于导光板一侧的反射板会将射向反射板方向的光反射回导光板中，防止光源外漏，以增加光的使用效率。由导光板射出的光线再经扩散片的均光作用与棱镜片的集光作用，提高光源的亮度与均匀度后，再将光线射入液晶面板内。

目前液晶显示器所使用的发光源除了冷阴极荧光灯管之外，发光二极管(Light emitting diode，LED)由于因无汞而具有环保及响应速度快等优点，近几年来已成为LCD电视背光灯源之主流。

导光板是表面光滑的楔形板块，然后在底表面印上圆形或方形的扩散结构。藉由反射板的帮助，大部份的光利用全反射往薄的一端传导。当光线在底表面碰到扩散结构时，反射光会往各个角度扩散，破坏全反射条件而自导光板正面射出。利用疏密、大小不同的扩散结构图案设计，可使导光板均匀发光。

导光板的亮度主要还是依据光源产生的光线亮度决定，为了降低功耗，背光模组会局部调整发光亮度。然而单边侧光式的光源在调光时，在光源远端区域有难以精确定位照明目标区域的问题；而双边侧光式的光源在调光时，两侧光源会互相影响对侧区域的亮度。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种背光模组，其内部的导光板具有多个凹槽，其中每个凹槽的横截面皆具有特殊形状，因此，背光模组内部的背光源所发出的光，会被所述凹槽反射，而藉由所述凹槽的特殊形状，具有一特定的反射角。如此一来，藉由适当设计凹槽横截面的角度，便可调整光线的反射，使导光板的光线分布更均匀，以解决公知技术的问题。

根据本发明的实施例，本发明揭露一种导光板，包括一底面，一与该底面相对之出光面，及二入光面，该二入光面相互平行且与该底面及该出光面相连，所述导光板底面形成有多个凹槽，该凹槽包括：一第一凹槽，沿平行于该入光面的方向延伸所述第一凹槽的横截面为梯形或凸曲面或三角形；以及多个第二凹槽，沿垂直于该入光面方向延伸该入光面，所述第二凹槽的横截面皆为梯形或凸曲面或三角形。

根据本发明的实施例，本发明揭露一种背光模组，包含有至少若干个背光源以及一导光板，所述若干个背光源沿一第一方向排列于所述导光板的两侧，用来发射光线，所述导光板包含有：一第一凹槽，对应所述第一方向，所述第一凹槽的横截面为梯形、凸曲面或三角形；以及若干个第二凹槽，对应一第二方向，其中所述第二方向与所述第一方向互相垂直，以及所述第二凹槽的横截面皆为梯形、凸曲面或三角形；其中，所述第一凹槽与所述第二凹槽将所述导光板分成若干个区域，所述若干个区域中每个区域的亮度，皆由所述若干个背光源中至少一个背光源控制。

依据本发明的实施例，所述第一凹槽和所述若干个第二凹槽为三角形时，可调整所述三角形顶点至所述导光板出光面的距离、所述三角形顶角角度或所述导光板底面至所述反射层的距离。所述第一凹槽和所述若干个第二凹槽为梯形时，所述第一凹槽和所述若干个第二凹槽可调整其梯形上底至所述导光板出光面距离、所述梯形斜边与所述导光板底面的夹角、所述梯形下底边长、所述导光板底面至所述反射层的距离。所述第一凹槽和所述若干个第二凹槽为凸曲面时，所述第一凹槽和所述若干个第二凹槽可调整其所述曲面顶点距所述导光板上表的距离，或与所述导光板底面相切两切点之间距离。

相较于先前技术，本发明的背光模组内部的导光板具有多个凹槽，其中每个凹槽的横截面皆具有特殊形状，因此，背光模组内部的背光源所发出的光，会被所述凹槽反射，而由于所述凹槽的特殊形状，使得反射光具有一特定的反射角。如此一来，藉由适当设计凹槽横截面的角度，便可调整光线的反射，使导光板的光线分布更均匀，以达成区域调光的目的，此外，由于所述凹槽将导光板分成数个区域，各区域间的光线也被所述凹槽部分隔绝，使各区域间的光线不易相互影响，如此一来，背光模组设计者便能更轻易地管理背光源的亮度，进而控制各区域的亮度。

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

附图说明

图1是本发明第一实施例的背光模组的示意图

图2是图1所示背光模组的俯视图。

图3是图1所示背光模组的侧视图。

图4是导光板入光面的侧视图。

图5是本发明第二实施例的背光模组的示意图

图6是图5所示背光模组的俯视图。

图7是本发明第三实施例的背光模组的示意图

图8是图7所示背光模组的俯视图。

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之特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」、「水平」、「垂直」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。

请参阅图1，图1为本发明第一实施例背光模组100的示意图。如图1所示，背光模组100包含有导光板110、反射层118以及若干个背光源120。在此请注意，为了简要说明，于图1之中，背光模组100中并未绘示其它组件(如扩散板，菱镜等装置)，熟习此项技术者应可理解这些组件的功能与实作，因此不另赘述于此。

如图1所示，10个背光源120分别沿水平方向设置于导光板110的入光面130的两侧，二入光面130相互平行。导光板110在相对于入光面130的底面具有一水平凹槽111以及4个垂直凹槽112。这些水平凹槽111与垂直凹槽112将导光板110分割为10个区域；如此一来，这些被凹槽分离出来的每个区域，其发光区域皆由其对应的背光源120负责；换言之，这10个区域分别由其对应的背光源控制。

请继续参阅图1，如图1所示，水平凹槽111与垂直凹槽112的横截面为三角形，而凹槽表面可做微结构加工或贴附反射片，以控制光线向导光板110的出光面132(出光面132垂直于二入光面130)射出。在此请注意，由于水平凹槽111与垂直凹槽112可反射光线，光线碰到凹槽111、112侧面便会改变方向射出，因此各区域之间光线的相互影响变小。

在此请注意，虽然于图1中，仅绘出4个垂直凹槽112，然而在实际应用中，导光板110可包含有更多或更少的垂直凹槽112，如此的相对应变化，亦属本发明的范畴。此外，虽然于图1中，每个区域均对应一个背光源120，然而在实际应用中，每个区域所对应的背光源120可以更多，换言之，本发明并未限制背光源120的数目，如此的相对应变化，亦属本发明的范畴。

此外，本发明并未限制所述背光源120的实作方式，亦即，背光源120可以阴极射线管或是LED实作之，如此的相对应变化，并不违背本发明的精神。

在此请参阅图2，图2是图1所示之背光模组100的俯视图。于图2之中，区域与其对应背光源绘示相同的标号，以显示其相互的控制关系。亦即，区域Ci由背光源ci控制；区域Di由背光源di控制。此外，如前所述，ci光源可以是一个或多个LED或其它光源，di光源可以是一个或多个LED或其它光源。因此，藉由这个架构，本发明可根据之后一帧或多帧的影像数据，来判定各区域显示亮度，并将此信号反馈给LED驱动电路116，如此一来，背光源便可根据之后的影像数据，动态地调整其发光亮度，进而达到区域动态调光目的。

在此请参阅图3，图3是图1所示背光模组100的侧视图。图3所见的三角形便是前述的水平凹槽111，d为三角形顶点至导光板110出光面出光面132距离，θ为三角形顶角，h为导光板110底面至反射层118距离。由于三角形的d，θ，h可由设计者决定之，因此，只要导光板材料、微结构，与光源确定，仅须适当地设计d，θ，h，便能改变导光板出射光的分布，进而使各区域的光线更均匀。

在此请参阅图4，图4是导光板110由背光源入光面的侧视图。因此，于图4所示的是4个垂直凹槽112。相同地，设计者亦可适当设计d，θ，h，以控制导光板出射光强分布，进而使各区域的光线更均匀。水平凹槽111和垂直第二凹槽112由所述三角形顶点至导光板111出光面132的距离d是介于导光板111厚度D的八分之一至八分之七之间，所述三角形顶角角度θ则介于30度到150度之间。举例来说，当导光板111的厚度D是4厘米时，距离d为3.0262厘米，θ为62°

在此请注意，虽然各垂直凹槽112之间的距离皆为p，但这仅为本发明之一较佳实施例，在实际应用上，各垂直凹槽112之间的距离p可相等，或可按一定规律变化，例如将距离p设定在

其中W表示导光板111的长度，n表示位于导光板110同一侧的背光源120总数。

在此请参阅图5，图5为本发明第二实施例的背光模组500的示意图。在此请注意，背光模组500与第一实施例的背光模组100相当类似，背光源120分别沿水平方向设置于导光板510的入光面530的两侧，二入光面530相互平行。导光板510在相对于入光面530的底面具有一水平凹槽511以及4个垂直凹槽512。其中唯一的差别在于水平凹槽511与垂直凹槽512的横截面改为梯形，而非第一实施例所采用的三角形。而其它的部份，由于之前已经详细叙述过，熟知此项技术者应该可以理解，所以不另赘述于此。

在此请参阅图6，图6是图5所示背光模组500的侧视图。此梯形为水平凹槽511的横截面，d为梯形上底至导光板510的出光面532距离，β为梯形斜边与导光板510底面的夹角，L为梯形下底边长，h为导光板510底面至反射层118距离。与前述的三角形类似，由于梯形的d，β，L，h可由设计者决定之，因此，只要导光板材料、微结构，与光源确定，仅须适当地设计d，β，L，h，便能改变导光板出射光的分布，进而使各区域的光线更均匀。

此外，这样的概念亦可适用于垂直凹槽512上面，换言之，设计者可适当地设计垂直凹槽512的d，β，L，h，便能改变导光板510出射光的分布，进而使各区域的光线更均匀。水平凹槽511与垂直凹槽512的梯形上底至导光板510的出光面532的距离d是介于导光板510厚度的八分之一至八分之七之间，梯形斜边与导光板510底面的夹角β则介于90度到150度之间。相同地，垂直凹槽512彼此之间的距离亦可相等或可按一定规律变化，例如将距离p设定在

其中W表示导光板511的长度，n表示位于导光板510同一侧的背光源120总数。

在此请参阅图7，图7为本发明第三实施例之背光模组700的示意图。在此请注意，背光模组700与第一实施例的背光模组100也相当类似，背光源120分别沿水平方向设置于导光板710的入光面730的两侧，二入光面730相互平行。导光板710在相对于入光面730的底面具有一水平凹槽711以及4个垂直凹槽712。其中差别在于水平凹槽711与垂直凹槽712的横截面改为凸曲面，而非第一实施例所采用的三角形。而其它的部份，由于之前已经详细叙述过，熟知此项技术者应该可以理解，所以不另赘述于此。

在此请参阅图8，图8是图7所示背光模组700的侧视图。此凸曲面为水平凹槽711的横截面，其中曲面顶点距导光板的出光面732的距离d，与导光板710底面相切于t、t’两点，切点之间距离L，当然，曲线形状不限于图示，设计者可设计其它形状的曲面，已使光线反射角优化。

类似地，由于曲面的d、L、h可由设计者决定之，因此，只要导光板材料、微结构，与光源确定，仅须适当地设计曲面的d、L、h便能改变导光板710出射光的分布，进而使各区域的光线更均匀。

此外，这样的概念亦可适用于垂直凹槽712上面，换言之，设计者可适当地设计垂直凹槽712的d、L、h，便能改变导光板710出射光的分布，进而使各区域的光线更均匀。水平凹槽711和若干个垂直凹槽712的所述曲面顶点距导光板710的出光面732的距离d可以是介于导光板710厚度D的八分之一至八分之七之间。相同地，垂直凹槽712彼此之间的距离p亦可相等或可按一定规律变化，例如将距离p设定在

其中W表示导光板711的长度，n表示位于导光板710同一侧的背光源120总数。

在此请注意，虽然在前面的各个实施例之中，水平凹槽与垂直凹槽具有相同的横截面，然而，这样的设置仅为本发明的一实施例，而非本发明的限制。在实际应用中，每个凹槽(水平凹槽或垂直凹槽)均可使用其独特的横截面，如此的相对应变化，亦属本发明的范畴。举例来说，水平凹槽可采用三角形作为其横截面形状，而垂直凹槽中可有数个采用梯形作为其横截面形状，而另外数个采用凸曲面作为其横截面形状，这样的作法亦可。总之，各凹槽的形状选择可由装置设计者一个一个决定，而具有不同的组合，这样的相对应变化，亦属本发明的范畴。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但该较佳实施例并非用以限制本发明，该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

1.一种导光板，包括一底面，一与该底面相对之出光面，及二入光面，该二入光面相互平行且与该底面及该出光面相连，所述导光板底面形成有多个凹槽，

其特征在于：该凹槽包括：

一第一凹槽，沿平行于该入光面的方向延伸，所述第一凹槽的横截面为梯形或凸曲面或三角形；以及

多个第二凹槽，沿垂直于该入光面的方向延伸，所述多个第二凹槽的横截面皆为梯形或凸曲面或三角形。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该多个第二凹槽沿平行于该入光面的方向等间距排列。

3.一种背光模组，包含有若干个背光源以及一导光板，所述若干个背光源沿一第一方向排列于所述导光板的两侧，用来发射光线，其特征在于：所述导光板包含：

一第一凹槽，对应所述第一方向，所述第一凹槽的横截面为梯形、凸曲面或三角形；以及

若干个第二凹槽，对应一第二方向，所述第二方向与所述第一方向互相垂直，以及所述第二凹槽的横截面皆为梯形、凸曲面或三角形；

其中所述第一凹槽与所述若干个第二凹槽的横截面不同，所述第一凹槽与所述第二凹槽将所述导光板分成若干个区域，所述若干个区域中每个区域的亮度，皆由所述若干个背光源中至少一个背光源控制。

4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于：所述若干个第二凹槽彼此之间的距离相等。

5.一种背光模组，包含有至少若干个背光源、一反射层以及一导光板，所述若干个背光源沿一第一方向排列于所述导光板的两侧，用来发射光线，其特征在于：所述导光板包含有：

一第一凹槽，对应所述第一方向，所述第一凹槽的横截面为三角形；以及若干个第二凹槽，对应一第二方向，所述第二方向与所述第一方向互相垂直，以及所述第二凹槽的横截面皆为三角形；

其中，所述第一凹槽与所述第二凹槽将所述导光板分成若干个区域，所述若干个区域中每个区域的亮度，皆由所述若干个背光源中至少一个背光源控制。

6.根据权利要求5所述的背光模组，其特征在于：所述第一凹槽和所述若干个第二凹槽由所述三角形顶点至所述导光板出光面距离是介于所述导光板厚度的八分之一至八分之七之间，所述三角形顶角角度则介于30度到150度之间。

7.一种背光模组，包含有至少若干个背光源、一反射层以及一导光板，所述若干个背光源沿一第一方向排列于所述导光板的两侧，用来发射光线，其特征在于：所述导光板包含有：

一第一凹槽，对应所述第一方向，所述第一凹槽的横截面为梯形；以及若干个第二凹槽，对应一第二方向，所述第二方向与所述第一方向互相垂直，以及所述第二凹槽的横截面皆为梯形；

8.根据权利要求7所述的背光模组，其特征在于：所述第一凹槽和所述若干个第二凹槽自所述梯形上底至所述导光板出光面距离是介于所述导光板厚度的八分之一至八分之七之间，所述梯形斜边与所述导光板底面的夹角介于90度到150度之间。

9.一种背光模组，包含有至少若干个背光源、一反射层以及一导光板，所述若干个背光源沿一第一方向排列于所述导光板的两侧，用来发射光线，其特征在于：所述导光板包含有：

一第一凹槽，对应所述第一方向，所述第一凹槽的横截面为凸曲面；以及若干个第二凹槽，对应一第二方向，所述第二方向与所述第一方向互相垂直，以及所述第二凹槽的横截面皆为凸曲面；

10.根据权利要求9所述的背光模组，其特征在于：所述第一凹槽和所述若干个第二凹槽的所述曲面顶点距所述导光板出光面的距离介于所述导光板厚度的八分之一至八分之七之间。