CN101988664A

CN101988664A - 侧光式背光模块

Info

Publication number: CN101988664A
Application number: CN2010105357394A
Authority: CN
Inventors: 谢志钦
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2011-03-23

Abstract

一种侧光式背光模块，包括一第一导光板、至少一第二导光板以及多个发光元件。第一导光板具有至少一入光面，其中第一导光板的入光面具有一第一厚度。第二导光板具有一入光面与一出光面，其中第二导光板的出光面与第一导光板的入光面相对设置，第二导光板的出光面具有一第二厚度，且第二导光板的出光面的第二厚度小于第一导光板的入光面的第一厚度。发光元件与第二导光板的入光面相对设置。

Description

侧光式背光模块

技术领域

本发明是关于一种侧光式背光模块，尤指一种具有高光利用率的侧光式背光模块。

背景技术

近年来，由于液晶显示器以及各类型设置有液晶显示面板的电子产品例如手机、笔记型计算机等均朝向薄型化的设计趋势，因此用来提供背光源的背光模块逐渐使用发光二极管来取代冷阴极荧光灯管(CCFL)作为光源产生器，以降低背光模块的体积。侧光式背光模块由于将发光二极管设置于背光模块的侧边，因此具有更薄的厚度以及可使用较少的发光二极管的优点，已广泛地被应用。

请参考图1。图1绘示了现有侧光式背光模块的示意图。如图1所示，现有侧光式背光模块10包括一导光板12，以及多个发光二极管元件14设置于导光板12的一侧边。发光二极管元件14可朝向导光板12发射出光源，而导光板12可使光源均匀散射并将光源导向液晶显示面板(图未示)，以提供液晶显示面板所需的背光源。发光二极管元件14所发射的光线(如图中的箭号所示)会经由空气中入射至导光板12，然而，由于导光板12的折射率大于空气的折射率，因此发光二极管元件14所发射的光线由空气入射至导光板12时会因折射率变化产生折射而向内收敛，如此一来会使得导光板12对应于发光二极管元件14的位置产生亮区，而导光板12未对应发光二极管元件14的位置则会产生暗区。因此，现有侧光式背光模块10所提供的光源会具有亮暗交替的斜纹，此即所谓热点(hot spot)问题，而需进一步改善。此外，现有侧光式背光模块的光利用率亦有待进一步提升。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种侧光式背光模块，以改善热点问题并提高光利用率。

本发明的一较佳实施例提供一种侧光式背光模块，包括一第一导光板、至少一第二导光板以及多个发光元件。第一导光板具有至少一入光面，其中第一导光板的入光面具有一第一厚度。第二导光板具有一入光面与一出光面，其中第二导光板的出光面与第一导光板的入光面相对设置，第二导光板的出光面具有一第二厚度，且第二导光板的出光面的第二厚度小于第一导光板的入光面的第一厚度。发光元件与第二导光板的入光面相对设置。

本发明的侧光式背光模块的第二导光板的出光面的厚度小于第一导光板的入光面的厚度，且第二导光板的出光面完全为第一导光板的入光面所涵盖，因此可有效增加光利用率。

附图说明

图1绘示了现有侧光式背光模块的示意图；

图2与图3绘示了本发明一第一较佳实施例的侧光式背光模块的示意图；

图4绘示了本发明一第二较佳实施例的侧光式背光模块的示意图；

图5绘示了本发明一第三较佳实施例的侧光式背光模块的示意图；

图6绘示了本发明一第四较佳实施例的侧光式背光模块的示意图；

图7绘示了本发明一第五较佳实施例的侧光式背光模块的示意图；

图8绘示了本发明一第六较佳实施例的侧光式背光模块的示意图；

图9A与图9B绘示了本发明一较佳实施例的第二导光板的示意图；

图10绘示了本发明另一较佳实施例的第二导光板的示意图；

图11绘示了本发明的一较佳实施例的微结构的示意图。

【主要元件符号说明】

10 侧光式背光模块 12 导光板

14 发光二极管元件 30，40，50，60，70，80 侧光式背光模块

32 第一导光板 34 第二导光板

36 发光元件 321 入光面

341 入光面 342 出光面

34A 第一凹口 34S 平坦面

34M 微结构 34B 第二凹口

34P 散射粒子 34M1 类半圆柱结构

34M2 类半椭球结构 34M3 棱镜结构

82 光学胶 T1 第一厚度

T2 第二厚度 T3 第三厚度

T4 第四厚度

具体实施方式

为使熟悉本发明所属技术领域的一般技艺者能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。

请参考图2与图3。图2与图3绘示了本发明一第一较佳实施例的侧光式背光模块的示意图，其中图2为本实施例的侧光式背光模块的上视示意图，而图3为沿图2的剖线A-A’绘示的剖面示意图。如图2与图3所示，本实施例的侧光式背光模块30包括一第一导光板32、至少一第二导光板34，以及多个发光元件36。第一导光板32具有至少一入光面321，且第一导光板32的入光面321具有一第一厚度T1(如图3所示)。第二导光板34具有一入光面341与一出光面342，其中第二导光板32的出光面342与第一导光板32的入光面321相对设置，第二导光板34的出光面342具有一第二厚度T2(如图3所示)，且第二导光板34的出光面342的第二厚度T2小于第一导光板32的入光面321的第一厚度T1。发光元件36则与第二导光板34的入光面341相对设置。在本实施例中，第二导光板32设置于第一导光板32的一侧，但并不以此为限。在考虑第一导光板32的尺寸、发光元件36的发光效率与液晶显示面板的亮度规格等需求下，第二导光板32可设置于第一导光板32的两侧、三侧或四侧，而发光元件36的数目与配置位置亦可随之作调整。发光元件36可为例如发光二极管元件，但不以此为限，亦可为其它各类型的发光元件。

如图3所示，本发明的第二导光板34的出光面342的第二厚度T2小于第一导光板32的入光面321的第一厚度T1，藉此即使第一导光板32与第二导光板34在组装过程中发生对位不准的误差，仍可确保第二导光板34的出光面342会完全涵盖在第一导光板32的入光面321的范围内，而可使得第二导光板34的出光面342所射出的光线会完全地射入第一导光板32的入光面321，而不会产生能量损失。举例而言，在本实施例中，第一厚度T1例如可为2毫米(mm)，而第二厚度T2例如可为1.5毫米，但不以此为限。另外，为了确保发光元件36所发出的光线可完全射入第二导光板34的入光面341，在本实施例中，第二导光板34的入光面341具有一第三厚度T3，而发光元件36具有一第四厚度T4，且发光元件36的第四厚度T4较佳是小于第二导光板34的入光面341的第三厚度T3，藉此即使发光元件36与第二导光板34在组装过程中发生对位不准的误差，仍可确保发光元件36会完全涵盖在第二导光板34的入光面341的范围内，而可使得发光元件36所射出的光线会完全地射入第二导光板34的入光面341，而不会产生能量损失。值得说明的是第二导光板34的出光面342的第二厚度T2与第一导光板32的入光面321的第一厚度T1的差值，以及发光元件36的第四厚度T4与第二导光板34的入光面341的第三厚度T3的差值可视组装公差或其它考虑加以调整，而并非一固定值。另外，第一导光板32与第二导光板34的材料可使用相同材料或不同材料加以制作，且第一导光板32与第二导光板34两者的折射率可为相同，例如第一导光板32与第二导光板34的折射率均为1.5，但不以此为限。第一导光板32与第二导光板34两者的折射率亦可不同。值得说明的是第一导光板32的折射率与第二导光板34的折射率较佳需大于与其接触的介质(例如空气)的折射率，藉此光线在第一导光板32与第二导光板34内部可产生内全反射效果，增加光利用率。

在本实施例中，第二导光板34的出光面342与第一导光板32的入光面321较佳可直接接触，且发光元件36与第二导光板34的入光面341较佳可直接接触，藉以增加光利用率，但不以此为限。此外，第二导光板34的剖面形状为一矩形，因此第二导光板34的出光面342的第二厚度T2会等于入光面341的第三厚度T3，但不以此为限。再者，由上视方向观察，第二导光板34具有一长条状结构，而多个发光元件36则是对应第二导光板34的不同位置(如图2所示)，也就是说，在本实施例中，一个第二导光板34对应多个发光元件36，但本发明并不以此为限。举例而言，第二导光板34的数目亦可与发光元件36的数目对应。

本发明的侧光式背光模块并不以上述实施例为限。下文将依序介绍本发明的其它较佳实施例的侧光式背光模块，且为了便于比较各实施例的相异处并简化说明，在下文的各实施例中使用相同的符号标注相同的元件，且主要针对各实施例的相异处进行说明，而不再对重复部分进行赘述。

请参考图4。图4绘示了本发明一第二较佳实施例的侧光式背光模块的示意图。如图4所示，在本实施例中，侧光式背光模块40的第二导光板34的剖面形状为一梯形，第二导光板34的出光面342的第二厚度T2小于第一导光板32的入光面321的第一厚度T1，且第二导光板34的出光面342的第二厚度T2大于入光面341的第三厚度T3。

请参考图5。图5绘示了本发明一第三较佳实施例的侧光式背光模块的示意图。如图5所示，在本实施例的变化型中，侧光式背光模块50的第二导光板34的剖面形状为一梯形，第二导光板34的出光面342的第二厚度T2小于第一导光板32的入光面321的第一厚度T1，且第二导光板34的出光面342的第二厚度T2小于入光面341的第三厚度T3。

请参考图6。图6绘示了本发明一第四较佳实施例的侧光式背光模块的示意图。如图6所示，在本实施例中，侧光式背光模块70的第二导光板34的剖面形状为一多边形(例如五边形)，且第二导光板34的出光面342的第二厚度T2小于第一导光板32的入光面321的第一厚度T1。第二导光板34的出光面342的第二厚度T2可大于等于或小于入光面341的第三厚度T3。

请参考图7。图7绘示了本发明一第五较佳实施例的侧光式背光模块的示意图。如图7所示，在本实施例中，侧光式背光模块60的第二导光板34的剖面形状为一类碗(bowl-like)形，第二导光板34的出光面342的第二厚度T2小于第一导光板32的入光面321的第一厚度T1，且第二导光板34的出光面342的第二厚度T2小于入光面341的第三厚度T3。此外，在本实施例的变化型中，第二导光板34亦可反向设置，也就是说在符合第二导光板34的出光面342的第二厚度T2小于第一导光板32的入光面321的第一厚度T1的条件下，第二导光板34的出光面342的第二厚度T2可大于入光面341的第三厚度T3。

由上述可知，本发明的侧光式背光模块在符合第二导光板34的出光面342的第二厚度T2小于第一导光板32的入光面321的第一厚度T1的条件下，第二导光板34的剖面形状可作任意变更而为各类型规则或不规则的几何形状。

请参考图8。图8绘示了本发明一第六较佳实施例的侧光式背光模块的示意图。如图8所示，在本实施例中，侧光式背光模块80另包括一光学胶82，设置于第一导光板32的入光面321与第二导光板34的出光面342之间，用以接合第一导光板32与第二导光板34。光学胶82的折射率较佳是介于第一导光板32的折射率与第二导光板34的折射率之间，或是等于第一导光板32的折射率或等于第二导光板34的折射率。举例而言，当第一导光板32的折射率与第二导光板34的折射率不同时，光学胶82的折射率较佳是介于第一导光板32的折射率与第二导光板34的折射率之间，而当第一导光板32的折射率与第二导光板34的折射率相等时，则光学胶82的折射率较佳亦与第一导光板32的折射率与第二导光板34的折射率相等。

请参考图9A与图9B。9A图与图9B绘示了本发明一较佳实施例的第二导光板的示意图，其中图9A为第二导光板的上视示意图，而9B图为第二导光板的剖面示意图。如图9A与图9B所示，在本实施例中，第二导光板34的入光面341具有多个第一凹口34A(图式中仅绘示一第一凹口34A为代表)，分别与各发光元件36对应。此外，第二导光板34的出光面342具有多个平坦面34S，分别与各第一凹口34A对应。第一凹口34A的设置可减少光线的反射，以增加进入第二导光板34的入光面341的光线的角度，进而避免产生热点，且第一凹口34A的形状可为任何形状。此外，为了增加第二导光板34的散射效果，第二导光板34的出光面342亦可选择性地设置微结构34M，也就是说第二导光板34的出光面342上可不设置任何一微结构，而保持平面。在本实施例中，各微结构34M为一半圆球结构或一点状结构，藉此射出微结构34M的光线可向外发散。

请参考图10。图10绘示了本发明另一较佳实施例的第二导光板的示意图。如图10所示，与前述实施例不同之处在于，在本实施例中，第二导光板34的出光面342可设置多个第二凹口34B，分别与各第一凹口34A对应。第二凹口34B的形状可为任何形状。此外，为了增加第二导光板34的散射效果，第二导光板34内可选择性地设置散射粒子34P。

请参考图11。图11绘示了本发明的一较佳实施例的微结构的示意图。如图11所示，前述图9与图10的实施例所教导的微结构34M并不限定为半圆球结构或一点状结构，而可为例如一类半圆柱(semi-cylinder-like)结构34M1、一类半椭球(semi-ellipsoid-like)结构34M2、一棱镜(prism)结构34M3，或其它各类型的规则或不规则的几何结构。

综上所述，在本发明的侧光式背光模块中，第二导光板的出光面的厚度小于第一导光板的入光面的厚度，且第二导光板的出光面完全为第一导光板的入光面所涵盖，因此可有效增加光利用率。此外，第二导光板的第一凹口、第二凹口、微结构与散射粒子等设计，更可有效提升光线的发散效果，而可减少热点问题。

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

1.一种侧光式背光模块，其特征在于，包括：

一第一导光板，具有至少一入光面，其中该第一导光板的该入光面具有一第一厚度；

至少一第二导光板，具有一入光面与一出光面，其中该至少一第二导光板的该出光面与该第一导光板的该至少一入光面相对设置，该第二导光板的该出光面具有一第二厚度，且该第二导光板的该出光面的该第二厚度小于该第一导光板的该入光面的该第一厚度；以及

多个发光元件，与该第二导光板的该入光面相对设置。

2.如权利要求1所述的侧光式背光模块，其特征在于，该第二导光板的该入光面具有一第三厚度。

3.如权利要求2所述的侧光式背光模块，其特征在于，该第二导光板的该入光面的该第三厚度等于该第二导光板的该出光面的该第二厚度。

4.如权利要求2所述的侧光式背光模块，其特征在于，该第二导光板的该入光面的该第三厚度小于该第二导光板的该出光面的该第二厚度。

5.如权利要求2所述的侧光式背光模块，其特征在于，该第二导光板的该入光面的该第三厚度大于该第二导光板的该出光面的该第二厚度。

6.如权利要求2所述的侧光式背光模块，其特征在于，各该发光元件具有一出光面，该发光元件的该出光面具有一第四厚度，且该发光元件的该出光面的该第四厚度小于等于该第二导光板的该入光面的该第三厚度。

7.如权利要求1所述的侧光式背光模块，其特征在于，该第二导光板的一剖面形状包括一矩形、一梯形、一类碗(bowl-like)形或一多角形。

8.如权利要求1所述的侧光式背光模块，其特征在于，该第二导光板的该入光面具有多个第一凹口，分别与各该发光元件对应。

9.如权利要求8所述的侧光式背光模块，其特征在于，该第二导光板的该出光面具有多个第二凹口，分别与各该第一凹口对应。

10.如权利要求8所述的侧光式背光模块，其特征在于，该第二导光板的该出光面具有多个平坦面，分别与各该第一凹口对应。

11.如权利要求8所述的侧光式背光模块，其特征在于，该第二导光板的该出光面具有多个微结构。

12.如权利要求11所述的侧光式背光模块，其特征在于，各该微结构包括一半圆球结构、一类半圆柱(semi-cylinder-like)结构、一类半椭球(semi-ellipsoid-like)结构或一棱镜(prism)结构。

13.如权利要求1所述的侧光式背光模块，另包括多个散射粒子，设置于该第二导光板内。

14.如权利要求1所述的侧光式背光模块，其特征在于，各该发光元件包括一发光二极管元件。

15.如权利要求1所述的侧光式背光模块，其特征在于，该第一导光板的该入光面与该第二导光板的该出光面接触。

16.如权利要求1所述的侧光式背光模块，另包括一光学胶，设置于该第一导光板的该入光面与该第二导光板的该出光面之间，用以接合该第一导光板与该第二导光板。