CN103257391A - 导光板与背光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明有关于本发明提供一种导光板与背光模块。导光板包含一板体、一楔形突出部以及一光学微结构图案。板体具有相对的一出光面及一反射面。楔形突出部凸设于出光面的一侧边缘,与板体共构成一入光面,楔形突出部更具一连接入光面与出光面的斜面。光学微结构图案配置于斜面对应于反射面的垂直投影区域上。本发明减少了光源提早从楔形突出部出光。
Description
技术领域
本发明有关于一种导光板与背光模块,特别是有关于一种具光学微结构图案的导光板与其背光模块。
背景技术
背光模块依光源位置大致可分为“侧光式”及“直下式”设计,其中“侧光式”设计的背光模块是将光源例如发光元件设置于导光板侧边,再利用导光板控制光束行进方向,以提供均匀的面光源。
随着现代趋势的需求及限制,许多发光产品朝向短小轻薄的外型发展,使得发光产品内的背光模块也逐渐朝向薄型化而缩小导光板的厚度,导光板甚至薄化至其入光面小于光源(如发光二极管)的出光范围,反而导致导光板的入光面无法有效接收光源的全部出光,无法有效提高导光板的出光效率。如此,为克服发光元件的尺寸限制,许多业者在导光板的边缘设有一楔形突出部,以致加大导光板的入光面,进而可以有效接收光源的全部出光。
然而,上述具楔形突出部的导光板设计让光源的大部分光能量于出光面输出之前,反而提早从楔形突出部出光,造成楔形突出部上产生非预期的亮点(hot spot)现象,不仅无助于显示光源的提升,反而造成导光板出光面的光利用效率下降以及出光面的均匀度不佳,进而导致导光板的有效出光面的亮度衰退。
如此,如何研发出一种背光模块与导光板,可有效改善上述所带来的缺失及不便,实乃相关业者目前刻不容缓的一重要课题。
发明内容
本发明为提供一种背光模块与导光板,用以减少光源提早从楔形突出部出光,进而提升导光板有效出光面的出光效率、出光面的均匀度,进而提升导光板的整体亮度。
本发明的一实施方式中,此导光板包含一板体、一楔形突出部以及一光学微结构图案。板体具有相对的一出光面及一反射面。楔形突出部凸设于出光面的一侧边缘,与板体共构成一入光面,楔形突出部更具一斜面,斜面连接入光面与出光面。光学微结构图案配置于斜面对应于反射面的垂直投影区域上。
本发明的另一实施方式中,此种导光板包含一板体、一楔形突出部以及至少二种光学微结构图案。板体具有相对的一出光面及一反射面。楔形突出部凸设于出光面的一侧边缘,与板体共构成一入光面,楔形突出部更具一斜面,斜面连接入光面与出光面。此些光学微结构图案并排地配置于楔形突出部的斜面对应于反射面的一垂直投影区域上,且此些光学微结构图案的最大宽度总和与所述的垂直投影区域的宽度等长。
本发明上述各实施方式中,背光模块包含上述各实施方式的导光板以及多个发光元件。发光元件间隔地线性排列,且各发光元件的一发光面朝向入光面发光。
如此,藉由本发明导光板的反射面上的垂直投影区域具有一种或至少二种的光学微结构图案,使得光源的大部分光线得以受到光学微结构图案的改向,改从导光板的有效出光面出光,不会或至少不易提早从楔形突出部出光,进而提升导光板有效出光面的出光效率。
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂,所附图式的详细说明如下:
附图说明
图1A绘示本发明导光板依据一实施例的侧视图;
图1B绘示图1A的导光板的入光面的主视图;
图2绘示本发明背光模块依据此实施例的侧视图及光线运动示意图;
图3A绘示当本发明背光模块的入光面高度与板体厚度的段差为0.3公厘(毫米)以上,且仅具单一微结构形式下,其光学微结构图案所提供多种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图;
图3B绘示当本发明背光模块的入光面高度与板体厚度的段差为0.3公厘以下,且仅具单一微结构形式下,其光学微结构图案所提供多种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图;
图4绘示本发明导光板依据另一实施例的侧视图;
图5绘示图4的导光板的反射面的主视图;
图6绘示本发明背光模块依据又一实施例的仰视图;
图7绘示本发明背光模块依据再一实施例的仰视图;
图8绘示本发明背光模块具多种微结构形式下的数种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图;
图9a至图9h绘示光学微结构图案的形状变化的剖视图;
图10A当本发明背光模块的入光面高度与板体厚度的段差为0.3公厘以下,且具V形与U形两种微结构形式时,其光学微结构图案所提供多种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图;
图10B绘示当本发明背光模块的入光面高度与板体厚度的段差为0.3公厘以上,且具V形与U形两种微结构形式时,其光学微结构图案所提供多种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图;
图10C当本发明背光模块的入光面高度与板体厚度的段差为0.3公厘以上,且具梯形与U形两种微结构形式时,其光学微结构图案所提供多种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图。
其中,附图标记:
100、101、102、103:导光板
200:板体
200D:板体厚度
210:出光面
220:反射面
221:垂直投影区域
221W:垂直投影区域的宽度
230:侧面
300:楔形突出部
310:第一底面
310W:第一底面的宽度
320:第二底面
320G:段差
330:入光面
330L:入光面长边
330H:入光面高度
340:斜面
340C1:交接处
340C2:交接处
400:光学微结构图案
400W:光学微结构图案的宽度
410、420:线性立体单元
410V、411V:V形凸柱
410U:U形凸柱
410T:梯形凸柱
411U:U形凹沟
411T:梯形凹沟
412V、413V:V形凹沟
421:第一线性立体单元
422:第二线性立体单元
440:带状区域
440L:带状区域的长边
441:第一带状区域
442:第二带状区域
451:第一块状区域
452:第二块状区域
453:第三块状区域
454:第四块状区域
455:第五块状区域
461:第一线性立体单元
462:第二线性立体单元
463:第三线性立体单元
464:第四线性立体单元
465:第五线性立体单元
500:光源
510:基板
520:发光元件
521:发光面
600:背光模块
AA:有效发光区
AX1:入光面长轴方向
AX2:线性立体单元长轴方向
AX3:带状区域的长轴方向
L:光线
具体实施方式
以下将以图示及详细说明清楚说明本发明的精神,如熟悉此技术的人员在了解本发明的实施例后,当可由本发明所教示的技术,加以改变及修饰,其并不脱离本发明的精神与范围。
请参阅图1A、图1B所示。图1A绘示本发明导光板100依据一实施例的侧视图。图1B绘示图1A的导光板100的入光面330的主视图。
本发明提供一种可减少亮点(hot spot)现象、提升光利用效率的导光板100。导光板100包含一板体200以及一或多个楔形突出部300。板体200具有相对配置的一出光面210及一反射面220,以及环绕出光面210及反射面220的侧面230(如图所示)。楔形突出部300凸设于出光面210的一侧边缘,意即,位于出光面210的有效发光区AA外。各楔形突出部300视为直角三角柱,包含一假想的第一底面310、一第二底面320与一斜面340。假想的第一底面310一体成形设于出光面210上。第二底面320邻接第一底面310,与板体200的其中一侧面230共构成一连续的入光面330。斜面340与出光面210互不平行,连接入光面330与出光面210。然而,本发明不限于楔形突出部300仅为直角三角柱,也不限于楔形突出部300仅一体成形地设置于出光面210上。导光板100配置有光学微结构图案400,光学微结构图案400配置于导光板100的反射面220接近入光面的区域,尤其是,光学微结构图案400形成于楔形突出部300的斜面340对应至导光板100的反射面220所形成的垂直投影区域221内。
请参阅图1B与图2所示。图2绘示本发明背光模块600依据此实施例的侧视图及光线L运动示意图。
此背光模块600包含上述的导光板100及一光源500。光源500位于入光面330的一侧,包含一基板510与多个发光元件520(如,发光二极管,Light-emitting diodes,LED),每一发光元件520皆具有一定面积的发光面521。发光面521的面积不大于入光面330的面积。发光元件520将光线L经由入光面330投入板体200内,且藉由光学微结构图案400的配置,发光元件520的大部分光线L被反射面220的光学微结构图案400的改向后,可改朝板体200除了入光面330外的其他三侧面230的方向偏折,以致不会或至少不易提早从楔形突出部300的斜面340出光,进而改从导光板100的出光面210出光,提升导光板100有效出光面210的出光效率。
复参阅图1A所示。此垂直投影区域221可被定义为斜面340整体地且垂直地投影至反射面220后,于反射面220所占有的区域范围,亦即,假想从斜面340与入光面330的交接处340C1至斜面340与出光面210的交接处340C2所限定的一面朝一垂直出光面210与反射面220的方向位移至反射面220的区域范围。如此,将楔形突出部300视为板体200上的一直角三角柱时,其第一底面310的宽度310W与反射面220的此垂直投影区域221的宽度221W相同。
此外,环绕出光面210及反射面220的侧面230中,任一侧面230的面积均小于出光面210及反射面220的面积,且出光面210及反射面220大致上相互平行。然而,本发明不限于板体200仅具有均匀的厚度。
以下将根据上述描述揭露出数个实施例以进一步阐明本发明的技术手段,然而,以下实施例于说明书仅为说明,本发明并不仅限于此。
光学微结构图案400具单种微结构形式,包含单种外型的多个线性立体单元410(如图所示的V型凹沟),此些线性立体单元410间隔地并排于反射面220上,其长轴延伸方向(即长轴方向AX2)与入光面330的长轴延伸方向(即长轴方向AX1)相互正交,且此些线性立体单元410的长轴延伸方向(即长轴方向AX2)相互平行,且此些线性立体单元410的外型彼此一致。然而,本发明不限于光学微结构图案具单种微结构形式,光学微结构图案具多种微结构形式的例子将揭露于后文。
此实施例的一变化中,光学微结构图案400仅位于反射面220的垂直投影区域221内,未满反射面220的垂直投影区域221。其一变化中,光学微结构图案400仅位于反射面220的垂直投影区域221内,且全面地遍布于反射面220的垂直投影区域221内(如图1A所示)。然而,本发明不限于此,光学微结构图案400于其他变化中亦可超越反射面220的垂直投影区域221,未全面遍布于导光板100的反射面220上;或者,全面遍布于导光板100的反射面220上。
请参阅图3A所示。图3A绘示当本发明一实施例的背光模块600的导光板100的入光面330的高度330H与板体200的厚度200D的段差320G为0.3公厘以上,公厘即毫米,且仅具单一微结构形式下,其光学微结构图案400所提供多种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图。此外,图中各矩形实心块体代表各组背光模块所产生亮点的百分比、菱形空白块体代表各组背光模块的出光效率的百分比。
当背光模块600的导光板100的入光面330的高度330H为0.6公厘、其板体200的厚度200D为0.2公厘,且当反射面220的此垂直投影区域221的宽度221W为2公厘时,图3A以5组背光模块600来比较其出光效率与产生亮点(hot spot)百分比,这5组背光模块分别为(A1)现有背光模块的导光板的反射面不具光学微结构、(A2)本发明背光模块600中具单一微结构形式下的光学微结构图案400的宽度400W为0.5公厘、(A3)本发明背光模块600中具单一微结构形式下的光学微结构图案400的宽度400W为1.5公厘、(A4)本发明背光模块600中具单一微结构形式下的光学微结构图案400的宽度400W为2公厘以及(A5)本发明背光模块600中具单一微结构形式下的光学微结构图案400的宽度400W为2.5公厘。
如此,由图3A可知,若以(A1)组的背光模块为比较基准(100%),相较于(A1)组的背光模块的出光效率百分比与产生亮点百分比,具有光学微结构图案400的(A2)组~(A5)组的出光效率百分比(高于100%)与产生亮点百分比(低于100%)都比(A1)组的背光模块的出光效率百分比与产生亮点百分比佳,其中(A4)组的背光模块600是光学微结构图案400恰填满此垂直投影区域221的组合最佳,其出光效率百分比可提升至105%、产生亮点百分比可降至74%。
请参阅图3B所示。图3B绘示当本发明背光模块600的入光面330的高度330H与板体200的厚度200D的段差320G为0.3公厘以下,且仅具单一微结构形式下,其光学微结构图案400所提供多种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图。此外,图中各矩形实心块体代表各组背光模块所产生亮点的百分比、菱形空白块体代表各组背光模块的出光效率的百分比。
当背光模块600的导光板100的入光面330的高度330H为0.6公厘、其板体200的厚度200D为0.4公厘,且当反射面220的此垂直投影区域221的宽度221W为2公厘时,图3B以5组背光模块来比较其出光效率与产生亮点(hot spot)百分比,这5组背光模块分别为(B1)现有背光模块的导光板的反射面不具光学微结构、(B2)本发明背光模块中具单一微结构形式下的光学微结构图案400的宽度400W为0.5公厘、(B3)本发明背光模块中具单一微结构形式下的光学微结构图案400的宽度400W为1.5公厘、(B4)本发明背光模块中具单一微结构形式下的光学微结构图案400的宽度400W为2公厘以及(B5)本发明背光模块中具单一微结构形式下的光学微结构图案400的宽度400W为2.5公厘。
如此,由图3B可知,(B1)组的背光模块的出光效率百分比只有40%、产生亮点百分比可达100%,故,相较于(B1)组的背光模块,(B2)组~(B5)组的具有光学微结构图案400的背光模块都比(B1)组的背光模块佳,其中(B4)组的背光模块是光学微结构图案400恰填满此垂直投影区域221的组合最佳,其出光效率百分比可提升至112%、产生亮点百分比可降至65%。
此外,由图3A与图3B的比较下,图3B中(B4)组的背光模块都比图3A中(A4)组的背光模块的出光效率百分比与产生亮点百分比的效益佳,如此意味者,当本发明背光模块中具单一微结构形式下的光学微结构图案400恰填满此垂直投影区域221的前提下,本发明(B4)组背光模块的导光板100的入光面330的高度330H与板体200的厚度200D的段差320G为0.3公厘以下所得到的出光效率百分比与产生亮点百分比的效益,优于本发明(A4)组背光模块的导光板100的入光面330的高度330H与板体200的厚度200D的段差320G为0.3公厘以上所得到的出光效率百分比与产生亮点百分比的效益。
请参阅图4、图5所示。图4绘示本发明导光板101依据另一实施例的侧视图。图5绘示图4的导光板101的反射面220的主视图。
另一实施例中,光学微结构图案400具多种微结构形式,具体来说,光学微结构图案400包含多个带状区域440,此些带状区域440彼此并排且邻接,意即,此些带状区域440的长轴延伸方向(即长轴方向AX3)相互平行,也与入光面330的长轴方向AX1相互平行,其一长边440L也与入光面330的长边330L等长。各带状区域440内皆布满多个线性立体单元420,任二相邻的带状区域440内的线性立体单元420的外型不一致。
如图5,举例来说,光学微结构图案400包含第一带状区域441与第二带状区域442。第一带状区域441内布满多个第一线性立体单元421(一种微结构形式),第一线性立体单元421的外型彼此一致,间隔地并排于垂直投影区域221内,其长轴延伸方向(即长轴方向AX2)与入光面330的长轴延伸方向(即长轴方向AX1)相互正交,且此些第一线性立体单元421的长轴延伸方向(即长轴方向AX2)相互平行。第二带状区域442内布满多个第二线性立体单元422(另一种微结构形式),第二线性立体单元422的外型彼此一致,间隔地并排于垂直投影区域221内,其长轴延伸方向(即长轴方向AX2)与入光面330的长轴延伸方向(即长轴方向AX1)相互正交,且此些第一线性立体单元421的长轴延伸方向(即长轴方向AX2)相互平行。由于第二线性立体单元422的外型与第一线性立体单元421的外型不一致,第一带状区域441与第二带状区域442也可被视为不同种的光学微结构图案400。
如此,由于第二线性立体单元422的外型与第一线性立体单元421的外型不一致,故,当二光线分别到达其中一第一线性立体单元421与第二线性立体单元422后,其被反射的角度也不同,降低提早从楔形突出部300出光的机会。
另一实施例的一变化中,光学微结构图案400仅位于反射面220的垂直投影区域221内,且全面地遍布于反射面220的垂直投影区域221内(如图4所示),亦即,第一带状区域441与第二带状区域442的最大宽度总和与垂直投影区域221的宽度221W等长。然而,本发明不限于此,其一变化中,光学微结构图案仅位于反射面的垂直投影区域内,未满反射面的垂直投影区域。光学微结构图案于其他变化中亦可超越反射面的垂直投影区域,未全面遍布于导光板的反射面上;或者,全面遍布于导光板的反射面上。
此外,第一带状区域441与第二带状区域442的面积大小的比例较不限第一带状区域441较第二带状区域442大或小,其面积比为整数比,例如可为1:1、1:2、2:1、1:3、3:1、1:4、4:1等,第一带状区域441与第二带状区域442的面积大小的比例较佳为1:4。然而,本发明不限于此。
请参阅图6所示。图6绘示本发明背光模块600依据又一实施例的仰视图。
本发明导光板102的光学微结构图案400具多种微结构形式,具体来说,光学微结构图案400包含多个第一块状区域451、多个第二块状区域452、多个第三块状区域453与多个第四块状区域454。
此些第一块状区域451间隔地排列于垂直投影区域221内,且皆邻接入光面330。各第一块状区域451分别对应一个发光元件520的发光面521。此些第二块状区域452间隔地排列于垂直投影区域221内,分别对齐此些第一块状区域451,使得各第一块状区域451邻接于一个第二块状区域452与入光面330之间。各第一块状区域451的长边与第二块状区域452的长边等长或不等长。此些第三块状区域453间隔地排列于垂直投影区域221内,且皆邻接入光面330,且每一个第一块状区域451邻接于任二相邻的第三块状区域453之间。此些第四块状区域454间隔地排列于垂直投影区域221内,分别对齐第三块状区域453,使得各第三块状区域453邻接于一个第四块状区域454与入光面330之间,且各第二块状区域452邻接于任二相邻的第四块状区域454之间。各第三块状区域453的长边与第四块状区域454的长边等长或不等长。
此外,各第一块状区域451与第二块状区域452的面积大小的比例较不限各第一块状区域451较第二块状区域452大或小,其面积比为整数比,例如可为1:1、1:2、2:1、1:3、3:1、1:4、4:1等,第一块状区域451与第二块状区域452的面积大小的比例较佳为1:4。然而,本发明不限于此。各第三块状区域453与第四块状区域454的面积大小的比例较不限各第三块状区域453较第四块状区域454大或小,其面积比为整数比,例如可为1:1、1:2、2:1、1:3、3:1、1:4、4:1等,第三带状区域与第四带状区域的面积大小的比例较佳为1:4。然而,本发明不限于此。
各块状区域内皆布满多个线性立体单元,沿线性立体单元或入光面330的长轴方向AX1所排列的任二相邻的块状区域内的线性立体单元的外型不一致。
举例来说,如图6,各第一块状区域451内布满多个第一线性立体单元461(即第一种微结构形式),此些第一线性立体单元461的外型彼此一致,间隔地并排于垂直投影区域221内,其长轴延伸方向(即长轴方向AX2)与入光面330的长轴延伸方向(即长轴方向AX1)相互正交,且此些第一线性立体单元461的长轴延伸方向(即长轴方向AX2)相互平行。各第二块状区域452内布满多个第二线性立体单元462(即第二种微结构形式),此些第二线性立体单元462的外型彼此一致,间隔地并排于垂直投影区域221内,其长轴延伸方向(即长轴方向AX2)与入光面330的长轴延伸方向(即长轴方向AX1)相互正交,且此些第二线性立体单元462的长轴延伸方向(即长轴方向AX2)相互平行。各第二线性立体单元462的外型与第一线性立体单元461的外型不同。各第三块状区域453内布满多个第三线性立体单元463(即第一种微结构形式),此些第三线性立体单元463的外型彼此一致,间隔地并排于垂直投影区域221内,其长轴延伸方向(即长轴方向AX2)与入光面330的长轴延伸方向(即长轴方向AX1)相互正交,且此些第三线性立体单元463的长轴延伸方向(即长轴方向AX2)相互平行。各第四块状区域454内布满多个第四线性立体单元464(即第二种微结构形式),此些第四线性立体单元464的外型彼此一致,间隔地并排于垂直投影区域221内,其长轴延伸方向(即长轴方向AX2)与入光面330的长轴延伸方向(即长轴方向AX1)相互正交,且此些第四线性立体单元464的长轴延伸方向(即长轴方向AX2)相互平行。各第三线性立体单元463的外型不同于第一线性立体单元461的外型以及第四线性立体单元464的外型,各第四线性立体单元464的外型不同于第二线性立体单元462的外型。
由于此些块状区域内的线性立体单元的外型不一致,此些块状区域也可被视为不同种的光学微结构图案400,以呈棋盘状的光学微结构图案400。
又一实施例的一变化中,光学微结构图案400仅位于反射面220的垂直投影区域221内,且全面地遍布于反射面220的垂直投影区域221内,亦即,第一块状区域451与第二块状区域452的最大宽度总和与垂直投影区域221的宽度221W等长(如图6所示)。然而,本发明不限于此,其一变化中,光学微结构图案仅位于反射面的垂直投影区域内,未满反射面的垂直投影区域。光学微结构图案于其他变化中亦可超越反射面的垂直投影区域,未全面遍布于导光板的反射面上;或者,全面遍布于导光板的反射面上。
请参阅图7所示。图7绘示本发明背光模块600依据再一实施例的仰视图。
此外,上述又一实施例中,本发明导光板103的光学微结构图案400更包含多个第五块状区域455。此些第五块状区域455间隔地排列于垂直投影区域221内,分别对齐此些第二块状区域452,使得各第二块状区域452邻接于一个第五块状区域455与第一块状区域451之间。各第一块状区域451的长边、各第二块状区域452的长边与第五块状区域455的长边等长或不等长。
各第五块状区域455内布满多个第五线性立体单元465(即第三种微结构形式),此些第五线性立体单元465的外型彼此一致,间隔地并排于垂直投影区域221内,其长轴延伸方向(即长轴方向AX2)与入光面330的长轴延伸方向(即长轴方向AX1)相互正交,且此些第五线性立体单元465的长轴延伸方向(即长轴方向AX2)相互平行。各第五线性立体单元465的外型不同于各第一线性立体单元461的外型或第二线性立体单元462的外型。
此外,各第一块状区域451、第二块状区域452与第三块状区域453的面积大小的比例较不限各第一块状区域451较第二块状区域452或第五块状区域455大或小,其面积比为整数比,然而,本发明不限于此。
图8绘示本发明背光模块600具多种微结构形式下的数种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图。图8中各矩形实心块体代表各组背光模块所产生亮点的百分比、菱形空白块体代表各组背光模块的出光效率的百分比。
图8是以4组背光模块来比较其出光效率与产生亮点(hot spot)百分比,分别为(C1)现有背光模块的导光板100的反射面220不具无光学微结构、(C2)本发明背光模块的导光板100的反射面220的光学微结构图案400具单种光学微结构形式,且超出垂直投影区域221、(C3)本发明背光模块的导光板100的反射面220的光学微结构图案400具单种光学微结构形式,且恰填满于垂直投影区域221,以及(C4)本发明背光模块的导光板100的反射面220的光学微结构图案400具多种光学微结构形式,且恰填满于垂直投影区域221内。
由图8可知,(C1)组的背光模块的出光效率百分比、产生亮点百分比不及(C2)组的背光模块~(C4)组的背光模块,其中(C2)组的背光模块~(C4)组的背光模块的出光效率百分比都可达110%,但(C2)组的背光模块产生亮点百分比可改善至82%、(C3)组的背光模块产生亮点百分比可改善至80%,而(C4)组的背光模块产生亮点百分比可降至78%。
故,可知(C4)组的背光模块对于减少亮点(hot spot)现象以及提升光利用效率的效果是优于(C1)组的背光模块~(C3)组的背光模块的。
图9a至图9h绘示光学微结构图案400的形状变化的剖视图。
上述各实施例中所述的线性立体单元只要其长轴方向AX2与入光面330的长轴方向AX1相互正交,且此些线性立体单元的长轴方向AX2相互平行,其外型并不限。例如各线性立体单元可为突出于反射面220上(图9c、图9d、图9e、图第9g),或各线性立体单元可凹陷于反射面220内(图9a、图9b、图9f、图9h)。更进一步地,各线性立体单元可为一凸柱,如V型凸柱410V、411V、U型凸柱410U、梯型凸柱410T(图9c、图9g、图9d、图9e)或一凹沟,如V型凹沟412V、413V、U型凹沟411U、梯型凹沟411T(图9a、图9h、图9b、图9f)。各线性立体单元无论是凸柱或凹沟,其外型可为U形,如U型凹沟411U、U型凸柱410U(图9b、图9d)、V形,如V型凸柱410V、411V、V型凹沟412V、413V(图9c、图9g、图9a、图9h)或梯形,如梯型凸柱410T、梯型凹沟411T(图9e、图9f),然而,本发明不限于此。此外,各线性立体单元的外型可能为对称或不对称,例如,图9a~图9f的线性立体单元410V、411V、410U、410T、411U、411T、412V、413V为彼此对称;反之,图9g与图9h的V型凸柱411V、V型凹沟413V为彼此不对称。
图10A当本发明背光模块的入光面330的高度330H与板体200的厚度200D的段差320G为0.3公厘以下,且具V形凹沟与U形凹沟两种微结构形式时,其光学微结构图案400所提供多种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图。此外,图10A中各矩形实心块体代表各组背光模块所产生亮点的百分比、菱形空白块体代表各组背光模块的出光效率的百分比。
请参阅图10A所示。举例来说,当光学微结构图案400仅填满此垂直投影区域221,且背光模块的入光面330的高度330H(如0.6公厘)与板体200的厚度200D(如0.4公厘)的段差320G为0.3公厘以上时,图10A是以4组背光模块来比较其出光效率与产生亮点(hot spot)百分比,这4组背光模块分别为本发明背光模块中,(D1)其光学微结构图案400中前1/4区域(较靠近入光面330)为布满U形凹沟、其余3/4区域为布满V形凹沟、(D2)其光学微结构图案400中前1/2区域为布满U形凹沟、其余1/2区域为布满V形凹沟、(D3)其光学微结构图案400中前3/4区域(较靠近入光面330)为布满U形凹沟、其余1/4区域为布满V形凹沟以及(D4)其光学微结构图案400中仅具布满V形凹沟。
如此,由图10A可知,(D1)组的背光模块较佳,其出光效率百分比可提升至102%、产生亮点百分比可降至98%。
如此可知,本发明在背光模块的入光面330的高度330H与板体200的厚度200D的段差320G为0.3公厘以下,且具两种微结构形式的前提下,其光学微结构图案400中前1/4区域(较靠近入光面330)为布满U形凹沟、其余3/4区域为布满V形凹沟是此实施例中的一个较佳的组合。
图10B绘示当本发明背光模块的入光面330的高度330H与板体200的厚度200D的段差320G为0.3公厘以上,且具V形与U形两种微结构形式时,其光学微结构图案400所提供多种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图。此外,图10B中各矩形实心块体代表各组背光模块所产生亮点的百分比、菱形空白块体代表各组背光模块的出光效率的百分比。
请参阅图10B所示。当光学微结构图案400仅填满此垂直投影区域221,且背光模块的入光面330的高度330H(如0.6公厘)与板体200的厚度200D(如0.2公厘)的段差320G为0.3公厘以上时,图10B是以4组背光模块来比较其出光效率与产生亮点(hot spot)百分比,这4组背光模块(E1)至(E4)分别与上述(D1)至(D4)相同。
如此,由图10B可知,(E1)组的背光模块较佳,其出光效率百分比可提升至104%、产生亮点百分比可降至93%。
如此可知,本发明在背光模块的入光面330的高度330H与板体200的厚度200D的段差320G为0.3公厘以上,且具两种微结构形式的前提下,本发明(E1)组的背光模块的光学微结构图案400中前1/4区域(较靠近入光面330)为布满U形凹沟、其余3/4区域为布满V形凹沟是此实施例中的一个较佳的组合。
图10C当本发明背光模块的入光面330的高度330H与板体200的厚度200D的段差320G为0.3公厘以上,且具梯形与U形两种微结构形式时,其光学微结构图案400所提供多种变化与现有技术经模拟后所呈现的出光效率与产生亮点百分比的数据比较图。此外,图10C中各矩形实心块体代表各组背光模块所产生亮点的百分比、菱形空白块体代表各组背光模块的出光效率的百分比。
请参阅图10C所示。举例来说,当光学微结构图案400仅填满此垂直投影区域221,且背光模块的入光面330的高度330H(如0.6公厘)与板体200的厚度200D(如0.4公厘)的段差320G为0.3公厘以上时,图10C是以4组背光模块来比较其出光效率与产生亮点(hot spot)百分比,这4组背光模块分别为本发明背光模块中,(F1)其光学微结构图案400中前1/4区域(较靠近入光面330)为布满梯形凹沟、其余3/4区域为布满V形凹沟、(F2)其光学微结构图案400中前1/2区域为布满梯形凹沟、其余1/2区域为布满V形凹沟、(F3)其光学微结构图案400中前3/4区域为布满梯形凹沟、其余1/4区域为布满V形凹沟以及(F4)其光学微结构图案400中仅具布满V形凹沟。
如此,由图10C可知,(F1)组的背光模块较佳,其出光效率百分比可提升至102%、产生亮点百分比可降至95%。
如此可知,本发明在背光模块的入光面330的高度330H与板体200的厚度200D的段差320G为0.3公厘以上,且具两种微结构形式的前提下,其光学微结构图案400中前1/4区域(较靠近入光面330)为布满梯形凹沟、其余3/4区域为布满V形凹沟是此实施例中的一个较佳的组合。
此外,由图10A~图10C的比较下可知,当本发明背光模块中具U形(或梯形)与V形两种线性立体单元的光学微结构图案400恰填满此垂直投影区域221的前提下,本发明(E1)组背光模块的入光面330的高度330H与板体200的厚度200D的段差320G为0.3公厘以上所得到的出光效率百分比与产生亮点百分比的效益,优于本发明(D1)组背光模块以及(F1)组背光模块所得到的出光效率百分比与产生亮点百分比的效益。
如此,藉由光学微结构图案的配置,光源的大部分光线于导光板中得以被改变其行进方向,使其不会或至少不易提早从楔形突出部的斜面出光,可延后从导光板的出光面出光,进而提升导光板有效出光面的出光效率、增加有效出光面的均匀度。
本发明所揭露如上的各实施例中,并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (27)
1.一种导光板,其特征在于,包含:
一板体,具有相对的一出光面及一反射面;以及
一楔形突出部,凸设于该出光面的一侧边缘,与该板体共构成一入光面,该楔形突出部更具一斜面,该斜面连接该入光面与该出光面;以及
一光学微结构图案,配置于该楔形突出部的该斜面对应于该反射面的一垂直投影区域上。
2.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于,该光学微结构图案包含:
多个线性立体单元,相互平行且间隔地布满于该垂直投影区域内,且所述线性立体单元的外型彼此一致。
3.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于,该光学微结构图案包含多个带状区域,所述带状区域彼此并排且邻接,任一所述带状区域的一长边与该入光面的一长边等长。
4.根据权利要求3所述的导光板,其特征在于,每一所述带状区域内配置有多个线性立体单元,任二相邻的所述带状区域内的所述线性立体单元的外型不一致。
5.根据权利要求2或4所述的导光板,其特征在于,每一所述线性立体单元的一长轴方向与该入光面的一长轴走向相互正交。
6.根据权利要求2或4所述的导光板,其特征在于,每一所述线性立体单元突出于该反射面上,或凹陷于该反射面内。
7.根据权利要求2或4所述的导光板,其特征在于,每一所述线性立体单元为一凸柱或一凹沟。
8.根据权利要求2或4所述的导光板,其特征在于,每一所述线性立体单元的外型为U形、V形或梯形。
9.根据权利要求2或4所述的导光板,其特征在于,每一所述线性立体单元的外型为对称或不对称。
10.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于,该光学微结构图案包含:
多个第一块状区域,间隔地排列于该垂直投影区域内,且皆邻接该入光面,分别用以对应一发光元件的一发光面;
多个第二块状区域,间隔地排列于该垂直投影区域内,分别对齐所述第一块状区域,其中每一所述第一块状区域邻接于一个该第二块状区域与该入光面之间;
多个第三块状区域,间隔地排列于该垂直投影区域内,且邻接该入光面,其中每一所述第一块状区域邻接于任二相邻的所述第三块状区域之间;以及
多个第四块状区域,间隔地排列于该垂直投影区域内,分别对齐所述第三块状区域,其中每一所述第三块状区域邻接于一个该第四块状区域与该入光面之间,且每一所述第二块状区域邻接于任二相邻的所述第四块状区域之间。
11.根据权利要求10所述的导光板,其特征在于,每一所述第一块状区域与每一所述第二块状区域的面积比为整数比,每一所述第三块状区域与每一所述第四块状区域的面积比为整数比。
12.根据权利要求11所述的导光板,其特征在于,每一所述第一块状区域与每一所述第二块状区域的面积比为1:1、1:2、2:1、1:3、3:1、1:4或4:1,每一所述第三块状区域与每一所述第四块状区域的面积比为1:1、1:2、2:1、1:3、3:1、1:4或4:1。
13.根据权利要求11所述的导光板,其特征在于,每一所述第一块状区域与每一所述第四块状区域具同等面积,每一所述第二块状区域与每一所述第三块状区域具同等面积。
14.根据权利要求10所述的导光板,其特征在于,每一所述第一块状区域内布满多个第一线性立体单元,所述第一线性立体单元相互平行且间隔地排列;
每一所述第二块状区域内布满多个第二线性立体单元,所述第二线性立体单元相互平行且间隔地排列,
其中每一所述第二线性立体单元的外型与每一所述第一线性立体单元的外型不同。
15.根据权利要求14所述的导光板,其特征在于,每一所述第三块状区域内布满多个第三线性立体单元,所述第三线性立体单元相互平行且间隔地排列;
每一所述第四块状区域内布满多个第四线性立体单元,所述第四线性立体单元相互平行且间隔地排列,
其中每一所述第三线性立体单元的外型不同于每一所述第一线性立体单元的外型以及第四线性立体单元的外型,每一所述第四线性立体单元的外型不同于每一所述第二线性立体单元的外型。
16.根据权利要求15所述的导光板,其特征在于,该光学微结构图案包含:
多个第五块状区域,间隔地排列于该垂直投影区域内,分别对齐所述第二块状区域,其中每一所述第二块状区域邻接于一个该第五块状区域与该第一块状区域入光面之间;
每一所述第五块状区域内布满多个第五线性立体单元,所述第五线性立体单元相互平行且间隔地排列,
其中每一所述第五线性立体单元的外型不同于每一所述第一线性立体单元的外型或第二线性立体单元的外型。
17.根据权利要求16所述的导光板,其特征在于,所述第一线性立体单元、所述第二线性立体单元、所述第三线性立体单元、所述第四线性立体单元与所述第五线性立体单元的长轴方向与该入光面的一长轴走向相互正交。
18.根据权利要求16所述的导光板,其特征在于,所述第一线性立体单元、所述第二线性立体单元、所述第三线性立体单元、所述第四线性立体单元与所述第五线性立体单元突出于该反射面上,或凹陷于该反射面内。
19.根据权利要求16所述的导光板,其特征在于,所述第一线性立体单元、所述第二线性立体单元、所述第三线性立体单元、所述第四线性立体单元与所述第五线性立体单元分别为一凸柱或一凹沟。
20.根据权利要求16所述的导光板,其特征在于,所述第一线性立体单元、所述第二线性立体单元、所述第三线性立体单元、所述第四线性立体单元与所述第五线性立体单元的外型为U形、V形或梯形。
21.根据权利要求16所述的导光板,其特征在于,所述第一线性立体单元、所述第二线性立体单元、所述第三线性立体单元、所述第四线性立体单元与所述第五线性立体单元的外型为对称或不对称。
22.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于,该光学微结构图案仅位于该垂直投影区域内,且与该垂直投影区域具同等面积。
23.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于,该光学微结构图案位于该反射面,包含该垂直投影区域。
24.根据权利要求3或10所述的导光板,其特征在于,该入光面的高度与该板体的厚度的段差为0.3公厘以上。
25.根据权利要求2所述的导光板,其特征在于,该入光面的高度与该板体的厚度的段差为0.3公厘以下。
26.一种导光板,其特征在于,包含:
一板体,具有相对的一出光面及一反射面;以及
一楔形突出部,凸设于该出光面的一侧边缘,与该板体共构成一入光面,该楔形突出部更具一斜面,该斜面连接该入光面与该出光面;以及
至少二种光学微结构图案,并排地配置于该楔形突出部的该斜面对应于该反射面的一垂直投影区域上,其中该至少二种光学微结构图案的最大宽度总和与该垂直投影区域的宽度等长。
27.一种背光模块,其特征在于,包含:
一种如权利要求1或26所述的导光板;以及
多个发光元件,间隔地线性排列,每一所述发光元件的一发光面朝向该入光面发光。
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