CN112987167A - 具双导光板的背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具双导光板的背光模块，包含第一及第二导光板、灯条及反射片。第一导光板的入光面厚度为T1；上表面设有复数第一沟槽且分别由入光面朝末端延伸；下表面设有复数第一网点。第二导光板堆栈置放于第一导光板顶部，第二导光板的入光面厚度为T2；下表面设有复数第二沟槽且分别由入光面朝末端延伸；上表面设有复数第二网点。灯条设有宽度为T3的复数LED，且T1+T2>T3>Max(T1,T2)，LED的位置中轴对齐于第一与第二入光面加总厚度的中间，反射片设于第一导光板底部。由此，本发明有效提升了背光模块的出光均匀性与面辉度。

Description

具双导光板的背光模块

技术领域

本发明与背光模块领域相关，尤其是一种具双导光板的背光模块。

背景技术

导光板为一种能导引光线形成所需出光，以作为供光源使用的光学产品，常见应用于显示设备或是灯具中。导光板一般会配合点光源使用，并利用导光板本身的光学特性，进而将点状光源导引形成面状光源。导光板应用于显示设备时，大多设置于显示面板的背面，而由面板后方提供光线，使面板具备亮光而可显示画面。导光板与点光源设置于所述显示面板背面时，业界通常称所述种光学组件为背光模块。

塑料材质的导光板的量产方式计有塑料射出成形与押出成形两者。其中，射出成形适用于板体结构复杂、甚至立体而非平板的小尺寸导光板，其限制在于随尺寸放大，射出机台的体积将等比级数增加。押出成形则原则上适用于大尺寸平板外型的导光板，虽可利用滚轮间距的差异微幅调整其为楔形板或部分隆起设计，但仍不改其大致为平板的限制；但由于其吐出量十分惊人，因此量产性极佳。

有鉴于此，本发明人总结多年从事相关行业的丰富经验，构思并提出一种具双导光板的背光模块，力求在量产性的制造工艺限制下，加入巧思以提供具备更优异的出光均匀度与辉度效果的光学产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术在量产工艺限制下背光模块性能难以提升的缺陷，提供一种可让背光模块具备优异的出光均匀度与辉度，进而有效提升显示设备的显示质量与效能的具双导光板的背光模块。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种具双导光板的背光模块，其特点在于，包含：一第一导光板，具有一第一入光面厚度为T1、一第一上表面及一第一下表面，所述第一入光面分别与所述第一上表面及所述第一下表面邻接，所述第一上表面设有复数第一沟槽，且所述第一沟槽分别由所述第一入光面朝所述第一入光面的反方向延伸设置，所述第一下表面设有复数第一网点；一第二导光板，迭置于所述第一导光板顶部且具有一第二入光面厚度为T2、一第二上表面及一第二下表面，所述第二入光面分别与所述第二上表面及所述第二下表面邻接，所述第二下表面与所述第一上表面相对应且所述第二下表面设有复数第二沟槽，所述第二沟槽分别由所述第二入光面朝所述第二入光面的反方向延伸设置，所述第二上表面设有复数第二网点并供以形成出光；一灯条，与所述第一入光面及所述第二入光面对应，所述灯条设有复数LED，所述LED的排列方向与所述第一沟槽及所述第二沟槽的延伸方向相互垂直，所述LED的宽度为T3，T3符合T1+T2>T3>Max(T1,T2)，且所述LED的位置中轴对齐于所述第一入光面与所述第二入光面的加总厚度的中间(T1+T2)/2，以提供侧入光线予所述第一入光面及所述第二入光面；及一反射片，设于所述第一导光板底部而与所述第一下表面相对应。通过迭合设置且具有特殊沟槽对应设置条件的第一及第二导光板，以及对应第一导光板与第二导光板厚度大小及位置设置的LED，即可达让整体出光均匀度与辉度表现皆大幅提升的功效。

较佳的，所述第一沟槽及所述第二沟槽的深度分别为26～30μm，以具备更好的辉度表现。

较佳的，所述第一沟槽的间距为140～160μm，所述第二沟槽的间距为140～160μm，如此也可达到提升出光辉度的效能。

为更提升出光均匀性与出光辉度，较佳的，所述第一沟槽与所述第二沟槽相互对位设置，以提供所述第一沟槽及所述第二沟槽间气隙(air gap)的最大截面积。

较佳的，所述第一沟槽与所述第二沟槽分别为V型，以具备更好的调光效果。

本发明的积极进步效果在于：本发明所公开的具双导光板的背光模块，利用沟槽对沟槽的迭置方式，并使灯条上的LED宽度与相对第一导光板及第二导光板的设置位置，皆与第一入光面及第二入光面的厚度相互对应，进而让背光模块的光耦合效率得以提升，并具备优异的出光均匀度与辉度表现。进一步地，为使背光模块具备更好的出光效能，对于第一沟槽与第二沟槽的标尺、结构与设置，以及关于第一沟槽与第二沟槽的组装状态，本发明也有逐一提出对应的细部附加技术特征。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的背光模块立体分解示意图。

图2为本发明较佳实施例的背光模块立体组装示意图。

图3为本发明较佳实施例的背光模块侧面示意图。

图4为本发明较佳实施例的背光模块局部剖面示意图。

图5A为第一比较例的背光模块结构示意图。

图5B为第二比较例的背光模块结构示意图。

图6为第二比较例的背光模块结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

目前，背光模块的领域中，公开有针对导光板或是光源等组件，进行各种结构设计与改善的技术文献，以让应用时的出光能够有更好的均匀度或辉度表现，或者由此符合各种不同的出光需求。其中在所述些文献中，关于双面出光的背光模块，或是有区域调光(Local Dimming)功能的背光模块等存有使用两个导光板的技术内容，例如中国台湾专利号第I308239号、第I312883号、第I321690号、第I321694号及第I705286号等文献。然而，前述的专利文献或其他类似的技术内容，虽公开具备二个导光板的背光模块，但究其技术内容，除了与本发明的目的截然不同外，也全然未公开本发明的技术特征。本发明的具双导光板的背光模块，非仅是具备二个导光板，整体的结构设置均有其设计考虑与可对应达成的功效与目的，以下即针对本发明所提出的具双导光板的背光模块进行详细说明。

请参阅图1～3，其为本实施例的背光模块立体分解示意图、立体组装示意图及侧面示意图，其中各图所绘的结构标尺、比例等为利于示意说明本发明之用，非表示实际结构标尺、比例，也非得用以限缩本发明。本发明公开的具双导光板的背光模块1包含一第一导光板10、一第二导光板11、一灯条12及一反射片13。第一导光板10具有厚度为T1的一第一入光面101，以及一第一上表面102和一第一下表面103。第一入光面101分别与第一上表面102及第一下表面103邻接设置，第一上表面102设有复数第一沟槽104，所述些第一沟槽104分别由第一入光面101朝第一入光面101的反方向延伸设置，第一下表面103则设有复数第一网点105，其中第一网点105可为距离第一入光面101越近设置密度越疏，距离第一入光面101越远设置密度越密的状态，且为凹陷结构。

第二导光板11迭置于第一导光板10顶部且具有厚度为T2的一第二入光面111，以及一第二上表面112和一第二下表面113。第二入光面111分别与第二上表面112及第二下表面113邻接设置，第二下表面113与第一上表面102相对应且第二下表面113设有复数第二沟槽114，所述些第二沟槽114分别由第二入光面111朝第二入光面111的反方向延伸设置，第二上表面112则设有复数第二网点115并用于形成出光，即第二上表面112为背光模块1的出光面，其中第二网点115还可以是距离第二入光面111越近设置密度越疏，距离第二入光面111越远设置密度越密的状态。

灯条12与第一入光面101及第二入光面111对应，且灯条12设有复数LED121，LED121的排列方向与第一沟槽104及第二沟槽114的延伸方向相互垂直。LED121的宽度为T3，T3符合T1+T2>T3>Max(T1,T2)的关系式，且LED121的位置中轴A对齐于第一入光面101和第二入光面111的加总厚度的中间(T1+T2)/2，以提供侧入光线予第一入光面101及第二入光面111。反射片13则是设于第一导光板10底部而与第一下表面113相对应，用于反射光线并防止光线由所述处射出。

具体地说，本发明的背光模块1，依据第一导光板10及第二导光板11的组设状态，第一导光板10及第二导光板11上的结构由上而下地会依序为第二网点115、第二沟槽114、第一沟槽104及第一网点105，第一沟槽104与第二沟槽114相互迭合设置。并且，灯条12的LED121宽度T3，小于第一入光面101厚度T1和第二入光面111厚度T2的加总，但大于第一入光面101厚度T1或第二入光面111厚度T2其中较大的值，且LED121的位置中轴A须对齐第一入光面101厚度T1和第二入光面111厚度T2加总后的中间位置，换言之，LED121的位置中轴A会和第一导光板10和第二导光板11迭置后，第一入光面101和第二入光面111相接形成的平面中心相互对齐。举例来说，若第一入光面101厚度T1和第二入光面111厚度T2相同时，LED121的位置中轴A原则上就会对齐在第一上表面102和第二下表面113迭置接触的位置；若第一入光面101厚度T1小于第二入光面111厚度T2，则LED121的位置中轴A就会对齐在第二入光面111区域内，反之若第一入光面101厚度T1较大时，则LED121的位置中轴A就会对齐在第一入光面101区域内。如此，背光模块1可具备更好的光耦合效率，进而让进入第一导光板10与第二导光板11的光线量提升，再通过第一沟槽104与第二沟槽114相互迭合设置的组设状态，让背光模块1具备极佳的出光均匀度与辉度。并且本发明的背光模块1，属单面出光的模块，故非应用于双屏幕显示器的双面光学产品，换言之，本发明的背光模块1，其双导光板的结构并不是因应双面显示需求而设计。另一方面，本发明的背光模块1使用单一灯条12，且灯条12上排列设置的各LED121，同时供给第一导光板10与第二导光板11光线，非为单一导光板配置单一供光源的设计，如此能有效缩减光源配置成本，又能简化整体模块构成，也无须通过复杂的手段来控制各光源。据此相对地，也表示本发明的背光模块1通过前述特征，可在第一导光板10及第二导光板11共享同一LED121提供的光线的情况下，达到极佳的光耦合效能而具备足够的光线能量以及让后续的出光具备足够的均匀度及辉度。

在一实施状态中，第一沟槽104及第二沟槽114的深度D1、D2可分别为26～30μm，以对光线具有更好的导引效果。

而第一沟槽104及第二沟槽114的排列间距，则可使第一沟槽104的间距P1为140～160μm，第二沟槽114的间距P2也为140～160μm，以确实地对入射至第一导光板10及第二导光板11的光线作用进而形成优异出光表现。一个实施状态中，第一沟槽104的间距P1可为150μm，第二沟槽114的间距P2还可以是150μm。

考虑制程效率、良率以及对光线的导引效果，在一实施状态中，第一沟槽104与第二沟槽114分别为V型槽状结构，并可通过例如滚轮压印方式制成。

关于背光模块1中，第一导光板10与第二导光板11迭置时使第一沟槽104与第二沟槽114相迭置的缘由，可见以下的比较说明，请先一并参阅图1、2及5A及5B，其中图5A为第一比较例的背光模块结构示意图，图5B为第二比较例的背光模块结构示意图。第一比较例是使用3mm的单一厚型导光板2，并在此导光板2的上表面设置有复数个长条状的V型槽20，下表面设有复数网点状结构21，而光源3设置于导光板2侧边。此导光板2上表面的V型槽20深度为68～73μm，网点状结构21为凹陷型态，且深度为17～19μm，宽度为57～60μm。

第二比较例则是具有双导光板的模块，上导光板4与下导光板5相互迭置，上导光板4的厚度和下导光板5相同，皆为1.5mm，而点光源6设置于上导光板4及下导光板5的侧边，且点光源6为LED并同时提供上导光板4及下导光板5光线。上导光板4与下导光板5的结构相同，上表面皆设有V型沟槽40、50，下表面皆设有网点41、51，且V型沟槽40、50的深度为26～30μm，网点41、51深度为7.8～8.4μm，宽度为40～42μm。其中为利于示意第二比较例的结构，图5B是以分解状态表示的。

本发明的背光模块1条件则为，第一导光板10上的第一沟槽104深度D1，与第二导光板11上的第二沟槽114深度D2也均为26～30μm，第一网点105与第二网点115的深度分别为7.8～8.4μm，第一网点105及第二网点115的宽度分别为40～42μm，白话地说，第二比较例与本发明的差异在于导光板的迭置方向不同，第二比较例是由上而下地为V型沟槽、网点、V型沟槽、网点的排列顺序，本发明是由上而下地为第二网点、第二沟槽、第一沟槽、第一网点的排列顺序。上述三种背光模块的比较结果如下表一所示。

【1】

表一

由上述比较内容可知，第一比较例、第二比较例与本发明，导光板的总厚度是相同的，且第一比较例中设置了更深的沟槽与网点。原则上沟槽和网点的深度越深，其出光强度越强，但由上述的光学表现结果可知，即使第一比较例设置了较深的网点与沟槽，其出光辉度仍不及本发明使用二个导光板的技术手段所呈现的效能。而第二比较例与本发明在出光辉度上的效果相近，但在光学均匀性上，本发明更优于第二比较例，是以，本发明的背光模块1选择使第二沟槽114迭置于第一沟槽104上的设置方式，确实可取得更好的出光均匀度与辉度表现。

请参阅图4，其为本发明一实施方式的背光模块局部剖面示意图，其中图中所绘的结构标尺、比例等为利于示意说明本发明的用，非表示实际结构标尺、比例，也不能用来限缩本发明，并图4中省略绘制反射片。在一实施状态中，第二导光板11迭设于第一导光板10上时，第一沟槽104与第二沟槽114可为相互对位的设置状态，以提供第一沟槽104及第二沟槽114间气隙(air gap)的最大截面积。更具体地说，第一沟槽104与第二沟槽114相互对位设置指第一沟槽104及第二沟槽114的底部两两相对的状态，且进而夹设形成完整间隙的状态，如图4所示般，当第一沟槽104与第二沟槽114呈所述种设置状态时，光线由侧向进入后，其光程途中所接触的气隙会是完整状态且具最大截面积，如此即可具有更好的出光均匀度与辉度表现。若第一沟槽104与第二沟槽114呈相互错位设置时，则对于光线而言，其光程途中所接触的气隙截面会是破碎且不完整的状态，如此则会影响整体的出光辉度。对此，本发明针对第一沟槽104与第二沟槽114分别相互对位及错位设置时的出光状态予以验证。

请一并参阅图4及6，其中图6为第三比较例的背光模块局部剖面示意图。本发明针对第一沟槽104与第二沟槽114在对位及错位排列下所呈现的出光状态进行测试比较，第三比较例中，第一沟槽104与第二沟槽114为相互错位设置，其出光结果如下表二所示。由下表二可知，第三比较例的出光中心辉度为4527.3cd/m2，出光平均辉度为4594.7cd/m2；本发明的背光模块1的出光中心辉度为4725.7cd/m2，出光平均辉度为4736.0cd/m2。上述结果呈现第一沟槽104与第二沟槽114对位设置时的出光中心辉度比错位设置时的出光中心辉度高4.4％，第一沟槽104与第二沟槽114对位设置时的出光平均辉度比错位设置时的出光平均辉度高3.1％。是以，第一沟槽104与第二沟槽114呈对位设置时，确实具有更好的出光效果。

	出光中心辉度cd/m2	出光平均辉度cd/m2
			第三比较例	4527.3	4594.7
本发明	4725.7	4736.0

表二

综上所述，本发明所提出的具双导光板的背光模块，通过使第一沟槽与第二沟槽相互迭置的方式，以及对于LED的宽度及设置中心加以限制的技术特征，使背光模块具备更优异的出光表现。相较于现有的双导光板背光模块技术(例如前述所列举的专利文献)，本发明的背光模块不单只是应用两个导光板组合，而是更进一步地在各导光板上设置沟槽及网点结构，且在组设上需使第一沟槽及第二沟槽相互对应迭置，同时，本发明的背光模块仅使用单一灯条，并让灯条上的LED同时提供第一导光板与第二导光板光线，而非为针对第一导光板及第二导光板分别设置一个LED的方式，且在LED同时提供第一导光板及第二导光板光线的结构下，第一导光板与第二导光板可具备极好的光耦合效率，进而让背光模块呈现优异的出光均匀度与辉度。因此，相较于现有的各类双导光板光学模块，本发明的背光模块除了与部分先前技术在目的上有所不同外，即使同样为达到更好的出光均匀度或辉度功效，本发明的整体结构设置更是具备诸多特征而与各前案大相径庭，包含第一沟槽及第二沟槽的设置、第一导光板与第二导光板的组装方式以及灯条上的LED宽度条件与设置的位置中心等，因此不能以双导光板的特征即单纯认定本发明可由现有技术容易想到。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

【符号说明】

1 背光模块

10 第一导光板

101 第一入光面

102 第一上表面

103 第一下表面

104 第一沟槽

105 第一网点

11 第二导光板

111 第二入光面

112 第二上表面

113 第二下表面

114 第二沟槽

115 第二网点

12 灯条

121 LED

13 反射片

T1 第一入光面的厚度

T2 第二入光面的厚度

T3 LED的宽度

A LED的位置中轴

D1 第一沟槽的深度

D2 第二沟槽的深度

P1 第一沟槽的间距

P2 第二沟槽的间距

〈第一比较例〉

2 导光板

20 V型槽

21 网点状结构

3 光源

〈第二比较例〉

4 上导光板

40 上导光板的V型沟槽

41 上导光板的网点

5 下导光板

50 下导光板的V型沟槽

51 下导光板的网点

6 点光源

Claims (5)

1.一种具双导光板的背光模块，其特征在于，包含：

一第一导光板，具有一第一入光面厚度为T1、一第一上表面及一第一下表面，所述第一入光面分别与所述第一上表面及所述第一下表面邻接，所述第一上表面设有复数第一沟槽，且所述第一沟槽分别由所述第一入光面朝所述第一入光面的反方向延伸设置，所述第一下表面设有复数第一网点；

一第二导光板，迭置于所述第一导光板顶部且具有一第二入光面厚度为T2、一第二上表面及一第二下表面，所述第二入光面分别与所述第二上表面及所述第二下表面邻接，所述第二下表面与所述第一上表面相对应且所述第二下表面设有复数第二沟槽，所述第二沟槽分别由所述第二入光面朝所述第二入光面的反方向延伸设置，所述第二上表面设有复数第二网点并供以形成出光；

一灯条，与所述第一入光面及所述第二入光面对应，所述灯条设有复数LED，所述LED的排列方向与所述第一沟槽及所述第二沟槽的延伸方向相互垂直，所述LED的宽度为T3，T3符合T1+T2>T3>Max(T1,T2)，且所述LED的位置中轴对齐于所述第一入光面与所述第二入光面的加总厚度的中间(T1+T2)/2，以提供侧入光线予所述第一入光面及所述第二入光面；及

一反射片，设于所述第一导光板底部而与所述第一下表面相对应。

2.如权利要求1所述的具双导光板的背光模块，其特征在于，

所述第一沟槽及所述第二沟槽的深度分别为26～30μm。

3.如权利要求1所述的具双导光板的背光模块，其特征在于，

所述第一沟槽的间距为140～160μm，所述第二沟槽的间距为140～160μm。

4.如权利要求1所述的具双导光板的背光模块，其特征在于，

所述第一沟槽与所述第二沟槽相互对位设置，以提供所述第一沟槽及所述第二沟槽间气隙(air gap)的最大截面积。

5.如权利要求1所述的具双导光板的背光模块，其特征在于，

所述第一沟槽与所述第二沟槽分别为V型。

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