CN102121668A - 导光板及背光模组 - Google Patents

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Abstract

一种导光板,适于引导至少一发光二极管单元发出的一光束,导光板包含入光面、底面、以及数个中空结构。入光面适于使光束经由入光面进入导光板,而底面邻接于入光面。数个中空结构位于导光板中且邻近入光面,且数个中空结构适于偏折进入导光板中之光束。此外,中空结构排列成至少一几何图形,且至少一几何图形位于导光板的非可视区内及发光二极管单元的正上方。本发明的导光板,可减少混光距离并提高光源利用率。本发明提供的应用上述导光板的背光模组,可减少混光距离并提高光源利用率。

Description

导光板及背光模组
【技术领域】
本发明关于一种导光板,且特别是关于一种可减少混光距离的导光板,以及应用此导光板的背光模组。
【背景技术】
随着电子产业日益发达,轻薄化的液晶平面显示器已逐渐取代传统的阴极射线管显示器。由于液晶显示器不是自发光性的显示装置,往往借由外部光源(如背光模组)达到显示效果。以侧光式的背光模组为例,光源设置于导光板的一侧,光源所发出的光束经由入光面进入导光板中,然后从导光板的出光面射出。
对于一般的导光板而言,光源所发出的光束需在导光板中行经一段混光距离,才能均匀的由导光板射出,导光板在混光区域中光线分布不均,一般将混光区域称之为非可视区或无效区。非可视区的范围越大,用来遮蔽非可视区的边框宽度越宽,因此为了达到均匀出光的效果,减少混光距离,于设计上多会在导光板中设计微结构。
中国台湾专利公告号M343817揭露在导光板内部以雷射雕刻方式形成数个气泡,以解决辉度不均之现象。中国台湾专利公告号530919揭露在导光板上设置有数个凹洞,这些凹洞随着发光二极管(light emitting diode,LED)的位置而分布,借此破坏LED光源的指向性并增加发散角度,减少亮带的发生,使导光板产生更均匀的散射光源。美国专利公开号20090051852揭露在导光板的入光面与LED的出光面处中间设有透明弹性体,且透明弹性体内部有数个散射粒子,以提高发光效率。
【发明内容】
本发明提出一种导光板,可减少混光距离并提高光源利用率。
本发明另提供一种应用上述导光板的背光模组,可减少混光距离并提高光源利用率。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的,本发明之一实施例提供一种导光板,适于引导发光二极管单元发出的光束,导光板包含入光面、底面、以及数个中空结构。其中,入光面适于使光束经由入光面进入导光板中,而底面则邻接于此入光面。数个中空结构位于导光板中且邻近入光面,并排列成一或数个几何图形,且这些中空结构适于偏折进入导光板中之光束,上述的几何图形位于导光板的非可视区内且适于设置于发光二极管单元的正上方。
本发明之另一实施例提供一种背光模组。背光模组包含一或数个发光二极管单元及上述的导光板。导光板包含入光面、底面、以及数个中空结构。一或数个发光二极管单元适于发出一光束,且一或数个发光二极管单元设置于入光面旁。其中,入光面适于使光束经由入光面进入导光板中,而底面则邻接于此入光面。数个中空结构位于导光板中且邻近入光面,并排列成一或数个几何图形,且这些中空结构适于偏折进入导光板中之光束,上述的几何图形位于导光板的非可视区内且适于设置于发光二极管单元的正上方。
本发明的实施例至少具有以下其中一个优点,在本发明的上述实施例中,导光板包含数个中空结构,数个中空结构排列成一或数个几何图形且位于导光板的非可视区内,并位发光二极管的正上方。当光束进入导光板中时,可经由中空结构多次偏折光线以达到光均匀的效果,相较于先前技术,本发明之实施例的混光距离较短,且光源利用率较高。
为让本发明之上述特征和优点能更明显易懂,下文特举数个实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
【附图说明】
图1A为根据本发明之一实施例所绘示的导光板。
图1B为根据本发明之一实施例所绘示的背光模组。
图2A至图2D为根据本发明之另一实施例所绘示的背光模组。
图3A至图3B为根据本发明之另一实施例所绘示的背光模组。
图4为根据本发明之另一实施例所绘示的背光模组。
图5A至图5E为根据本发明之另一实施例所绘示的背光模组正视图。
1、2、3、4、5、6、7、8:背光模组
11、81、91:导光板
111、811、911:入光面
113:底面
115:出光面
117、817、917:中空结构
1171、131:几何中心
119、819:非可视区
13、83、93:发光二极管单元
919:微形结构
85:反射罩
W1、W2:宽度
【具体实施方式】
有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考图式之数个实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用来说明,而非用来限制本发明。
请参阅图1A及图1B,图1A为根据本发明之一实施例所绘示的导光板;图1B为应用图1A之导光板的背光模组。
如图1A所示,导光板11具有入光面111、邻接于入光面111的底面113、与底面113相对的出光面115、以及数个中空结构117。其中,数个中空结构117位于导光板11中,且邻近于入光面111。如图1B所示,背光模组1包含上述的导光板11、至少一发光二极管单元13。发光二极管单元13设置于导光板11的入光面111旁,当发光二极管单元13发出光束时,光束从入光面111进入导光板中,经由位于导光板11中的数个中空结构117偏折后,从出光面115射出。
为了达到缩短混光距离的功效,于本实施例中,将数个中空结构117排列成一或数个如图1A及图1B所示的几何图形(三角柱),且几何图形位于导光板11所定义出的非可视区119内(长短虚线所围成的区域),此非可视区119为发光二极管单元13的光束的混光区域。几何图形设置于发光二极管单元13的正上方。此处的正上方代表的是几何图形的位置,正对着光束出光的位置。换句话说,此一或数个由中空结构117所排列而成的几何图形的位置,分别对应于至少一发光二极管单元13。当光束进入导光板11中,光束被位于非可视区的数个中空结构117多次偏折并往各个方向扩散,破坏了原本发光二极管单元13的高指向性,使得光束可在非可视区119中均匀分布,而达到缩短混光距离的功效。于另一实施例中,为了加强光束均匀出光的效果,亦可于导光板11的底面上设置数个微结构(未绘示于图中),如凹槽、棱镜结构、或其他结构,用来反射光束。
于一实施例中,数个中空结构117可为空心球体、气泡、扩散粒子,且可以利用雷射雕刻的方法制成。此外,还可将数个中空结构117排列在同一平面上,形成平面几何图形,例如:多边形、扇形、圆形、半椭圆形、或椭圆形。请参阅图2A至图2D,图2A至图2D为根据本发明之另一实施例所绘示的背光模组。图2A至图2D所示之背光模组2、3、4、5的构造如上述实施例所述,同样包含如图1B所示之发光二极管单元13及导光板11、以及位于导光板11中的数个中空结构117,不同处在于数个中空结构117排列成如图2A所示的三角形;如图2B所示的半圆形;如图2C所示的梯形;或如图2D所示的半椭圆形。上述的平面几何形状仅是用来说明,并不以此为限。
再者,还可将数个中空结构117排列在不同的平面上,形成立体几何图形,例如图1A中的三角柱体,或者是三角柱以外的立体几何图形,例如柱体、半柱体、球体、半球体、或锥体。请参阅图3A至图3B,图3A及图3B为根据本发明之另一实施例所绘示的背光模组。图3A至图3B所示之背光模组6、7的构造类似于图2A至图2D,同样包含上述的导光板11、至少一发光二极管单元13,但数个中空结构117则排列成如图3A之四角柱及图3B之半圆柱体。在此要别说明的是,上述的形状仅是用来说明,本发明并不以此为限。
如图3A所示,为了达到更好的均匀效果,数个中空结构117所排列之几何图形,邻近于入光面111的一端的宽度W1小于或等于远离于入光面的另一端的宽度W2。中空结构117的数目可随着其与发光二极管单元13距离而增加。靠近入光面111的中空结构117的数目较少,可避免发光二极管单元13所发出的光束于进入导光板11中就全部被反射回来。此外,中空结构117的位置正对着发光二极管单元的位置13,则可有效偏折光束,因此将几何图形的位置设置成其几何中心1171与其所对应的发光二极管单元13的几何中心131的连线大致上垂直于入光面111。
如图1B至图3B所示的导光模组1、2、3、4、5、6、7,于一实施例中,还可包括用来覆盖非可视区119的反射罩。请参阅图4,图4为根据本发明之另一实施例所绘示的背光模组。图4所示之背光模组8的构造类似于图1B之背光模组1,包含发光二极管单元83与具有入光面811的导光板81、以及位于导光板81的非可视区819中的数个中空结构817。除此之外,图4之背光模组8还包含反射罩85,其中至少一发光二极管单元83设置于该反射罩85上,且反射罩85覆盖非可视区819。
于一实施例中,为了减少热点(hot spot)的产生,还可进一步在上述实施例的导光板之入光面上形成数个微结构。请参阅图5A至图5E,图5A至图5E为根据本发明另一实施例所绘示的背光模组正视图。图5A至图5E之背光模组9的构造同样类似于图1B之背光模组1,包含发光二极管单元93及导光板91、以及位于导光板91中的数个中空结构917。除此之外,于导光板91的入光面911上更形成数个微结构919,这些微结构917可为图5A至图5C所示之V形凹槽、图5D所示之半圆形凹槽或者是如图5E所示的凹槽与凸起结构的组合,其分布可为图5A所示的连续分布,或者如图5B、图5C以一对一、多对一的分布方式对应于发光二极管93。
综上所述,本发明的实施例至少具有以下其中一个优点,于本发明之一实施例中的导光板及背光模组,包含数个中空结构,数个中空结构排列成一或数个几何图形且位于导光板的非可视区内,且数个中空结构位于发光二极管的正上方。当光束进入导光板中时,可经由中空结构多次偏折光线以达到光均匀的效果,相较于先前技术,本发明之实施例的混光距离较短,且光源利用率较高。
以上所述者,仅为本发明之较佳实施例而已,当不能以此限定本发明实施之范围,即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作之简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外,本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外,摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用,并非用来限制本发明之权利范围。

Claims (25)

1.一种导光板,适于引导至少一发光二极管单元发出的一光束,该导光板包含:
一入光面,适于使该光束经由该入光面进入该导光板中;
一底面,邻接于该入光面;以及
数个中空结构,该些中空结构位于该导光板中且邻近该入光面,该些中空结构排列成至少一几何图形,且该些中空结构适于偏折进入该导光板中的该光束,其中该至少一几何图形位于该导光板的非可视区内且适于位于该至少一发光二极管单元的正上方。
2.如权利要求1所述的导光板,其特征在于:该底面上设置数个微结构,用以反射该光束。
3.如权利要求1所述的导光板,其特征在于:该几何图形为一平面几何图形,且该平面几何图形为一多边形、一扇形、一圆形、一椭圆形、或一半椭圆形。
4.如权利要求1所述的导光板,其特征在于:该几何图形为一立体几何图形,且该立体几何图形为一柱体、一半柱体、一球体、一半球体、或一锥体。
5.如权利要求1所述的导光板,其特征在于:该些中空结构为数个空心球体。
6.如权利要求1所述的导光板,其特征在于:该些中空结构是利用雷射雕刻的方式制作。
7.如权利要求1所述的导光板,其特征在于:该些中空结构为数个气泡或数个扩散粒子。
8.如权利要求1所述的导光板,其特征在于:该入光面上更形成数个微结构。
9.如权利要求8所述的导光板,其特征在于:该些微结构为数个凹槽、数个凸起结构或上述的组合。
10.如权利要求8所述的导光板,其特征在于:该些微结构连续分布于该入光面上。
11.如权利要求1所述的导光板,其特征在于:该至少一几何图形邻近于该入光面的一端的宽度小于或等于该至少一几何图形远离于该入光面的另一端的宽度。
12.一种背光模组,包含:
至少一发光二极管单元,该至少一发光二极管单元适于发出一光束;以及
一导光板,包含:
一入光面,该至少一发光二极管单元设置于该入光面旁,该入光面适于使该至少一发光二极管单元所发出的该光束经由该入光面进入该导光板中;以及
一底面,邻接于该入光面;以及
数个中空结构,该些中空结构位于该导光板中且邻近于该入光面,该些中空结构排列成至少一几何图形,且该些中空结构适于偏折进入该导光板中的该光束,其中该至少一几何图形位于该导光板的非可视区内且位于该至少一发光二极管单元的正上方。
13.如权利要求12所述的背光模组,其特征在于:该底面上设置数个微结构,用以反射该光束。
14.如权利要求12所述的背光模组,其特征在于:该几何图形为一平面几何图形,且该平面几何图形为一多边形、一扇形、一圆形、一半椭圆形、或一椭圆形。
15.如权利要求12所述的背光模组,其特征在于:该几何图形为一立体几何图形,且该立体几何图形为一柱体、一半柱体、一球体、一半球体、或一锥体。
16.如权利要求12所述的背光模组,其特征在于:该些中空结构为数个空心球体。
17.如权利要求12所述的背光模组,其特征在于:该些中空结构系利用雷射雕刻的方式制作。
18.如权利要求12所述的背光模组,其特征在于:该些中空结构为数个气泡或数个扩散粒子。
19.如权利要求12所述的背光模组,其特征在于:该至少一发光二极管单元之一几何中心与该至少一发光二极管单元对应的该几何图形之一几何中心的连线大致上垂直于该入光面。
20.如权利要求12所述的背光模组,其特征在于:该至少一几何图形邻近于该入光面的一端的宽度小于或等于该至少一几何图形远离于该入光面的另一端的宽度。
21.如权利要求12所述的背光模组,其特征在于:更包括一反射罩,其中该至少一发光二极管单元设置于该反射罩上,且该反射罩覆盖该非可视区。
22.如权利要求12所述的背光模组,其特征在于:该导光板的该入光面上更形成数个微结构。
23.如权利要求22所述的背光模组,其特征在于:该些微结构为数个凹槽、数个凸起结构或上述的组合。
24.如权利要求22所述的背光模组,其特征在于:该些微结构连续分布于该入光面上。
25.如权利要求12所述的背光模组,其特征在于:该至少一几何结构为数个几何结构,该些微结构分别以一对一或多对一的方式对应该至少一发光二极管单元。
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