TW201007233A - Light guide plate and edge-lighting type backlight module - Google Patents

Description

201007233 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種具有高輝度及良好光準直性的導光板 及具該導光板之侧光式背光模組。 ， 【先前技術】 , 請參閱第1A圖，第1A圖為習知一側光式背光模組1〇 參 之示意圖。側光式背光模組10主要包含一背板η、一導光 板叫妳呂11此1)1拙)12、一反射片13、一光源(圖未示）。導光 板12、反射片13及光源設於背板Η内，且反射片13鄰近 導光板12的下表面122。光源設於導光板12之侧面，導光 板12為透明的平行板，光源發射出之光線在導光板12之上 表面121及下表面122反覆進行全反射。下表面122形成有 多個V型溝槽123，利用V型溝槽123可將大部分光線導至 @ 上表面121，以獲得較高的輝度。 上述習知設計雖能得到高輝度的背光模組1〇，但導光板 12其鄰近光源之區域的輝度，會大於遠離光源之區域的輝 度’而造成亮度不均的現象。第1B圖為習知另一側光式背 光模組之示意®，如第1B圖所示，於該習知設計中較鄰近 光源(圖未示)的兩相鄰V型溝槽123的間距，設為大於較遠 離光源的兩相鄰V型溝槽123的間距，以 背光模㈣，。雖然此-設計可使亮度分佈較^^改的 6 201007233 善效果有限且提高設計及製造上的困難度。 【發明内容】 本發明提供-種具有高輝度及良好光準直性的導光板 及具該導光板之側光式背光模組。 依本發明一實施例，—種導光板包含一第一表面、一第 二表面、一入光面、複數柱狀透鏡及複數微結構。第二表面 ® 相對第一表面設置，入光面連接第一表面及第二表面且適於 使一光線入射。複數柱狀透鏡設置於第一表面，且沿一預設 方向朝第一表面入射的一虛擬光線被每一柱狀透鏡偏折後 照射第一表面而於第二表面形成一聚焦區域。複數微結構組 件刀別δ又置於第一表面之複數聚焦區域，以將入射至聚焦區 域部77的光線導出導光板。第二表面其位於每兩相鄰微結構 組件間的一區域為一平面區域，且該平面區域可全反射入射 φ 至其上的部分的光線。 • 依本發明另一實施例，一種侧光式背光模組其包含一背 . 板、一光源、一導光板及一反射元件。背板具有至少一侧面 及連接側面的一底面。光源設置於背板内並鄰近侧面，導光 板設置於背板内並鄰近光源，且導光板包含一第一表面、一 第二表面、一入光面、複數柱狀透鏡及複數微結構組件。第 二表面相對第一表面設置，入光面連接第一表面及第二表面 且適於使一光線入射。複數柱狀透鏡設置於第一表面，且沿 7 201007233 一預設方向朝第一表面入射的一虛擬光線被每一柱狀透鏡 偏折後照射第二表面而於第二表面形成一聚焦區域。複數微 結構組件設置於第二表面之聚焦區域，以將入射至聚焦區域 的光線導出導光板。第二表面其位於每兩相鄰微結構組件間 的一區域為一平面區域，且該平面區域可全反射入射至其上 的部分的光線。反射元件位於導光板的第二表面及背板的底 面之間，用以將自第二表面離開導光板的部分的光線再反射 0 回第二表面。 於一實施例中，每一柱狀透鏡包含一弧面及一長形平 面，長形平面連接於弧面兩端且位於第一表面，每一長形平 面沿一長邊方向及一短邊方向延伸，且每一微結構組件及每 一聚焦區域皆大致上沿長邊方向及短邊方向延伸。 於一實施例中，每一微結構組件之短邊方向的寬度大致 上等於或小於設有該微結構組件之聚焦區域之短邊方向的 ^ 寬度。 - 依據上述設計，入射至微結構組件的光線一部分會被微 結構組件反射至柱狀透鏡，再由柱狀透鏡導向第一表面之法 線方向而射出導光板；另一部分穿過微結構組件的光線被反 射元件反射後穿過對應的微結構組件，再被柱狀透鏡導向第 一表面之法線方向而射出導光板，如此可提高導光板的輝度 及光準直性。另一方面，因每兩相鄰微結構組件間為一平面 區域，平面區域可提供全反射的效果，使入射至兩相鄰微結 8 201007233 構組件間的光線能夠進行全反射而被保留在導光板内，再經 由柱狀透鏡導出導光板，獲得進-步準直射出導光板的光線 的效果。 本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術 特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、 雜和優點能更明顯祕，下文特舉實施例並配合所附圖 式，作詳細說明如下。 參 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在以 下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。 以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、 前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用 語是用來說明並非用來限制本發明。 參帛2圖為顯雜本發明-實_之側光續光模組的結 構示意圖。帛3圖為沿第2圖之A_A，線的剖面放大示意圖。 請參考第2及3 ® ’侧光式背光模組2G包含—背板21、一 光源24、一導光板22及一反射元件23。背板21具有圍成 矩形的四個侧面211及一連接該些側面211的底面212。光 源24設置於背板21内並鄰近其中一侧面211，且朝導光板 22發出-光線10 ’導光板22設置於背板21内並鄰近光源 24。導光板22具有一第一表面22卜一第二表面222、一入 9 201007233 光面223、複數微結構組件224及複數柱狀透鏡260。第二 表面222與第一表面221分別位於導光板22的兩對側，入 光面223連接第一表面221及第二表面222且面對一側面211 以適於使光線10入射。柱狀透鏡260設置於第一表面221 且沿大致平行光線10行進方向延伸，複數微結構組件224 分別形成於第二表面222。於本實施例中，第二表面222其 位於每兩相鄰微結構組件224間的一區域為一平面區域 參 225，該平面區域225可提供全反射入射至其上的光線的效 果。反射元件23例如為呈平面狀的一反射片，且該反射片 例如可由聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)材料所製成。反射元件 23位於導光板22的第二表面222及背板21的底面212之 間’用以將自第二表面222離開導光板22的光線再反射回 第二表面222，藉以提高光的使用效率。 第4圖為第3圖之S1區域的放大示意圖。請參照第* ❹ ® ’設置於第一表面221上的每-柱狀透鏡26〇上具有一孤 ' 面261及一長形平面262，長形平φ 262連接於弧面261之 ’端且位於第一表面22卜長形平® 262係沿-長邊方向41 及-短邊方向42延錄邊方向41與短邊方向42標祕 2圖之立體㈣®中）’長邊方向W較佳為大麵直短 向42，且長形平面262較佳為一矩形平面。弧面加 並不限定，例如可為—半球面或—半橢球面。因此7 狀透鏡260能夠將沿第一表面221之法線方向朝向第一表面 201007233 221入射的虛擬光線19加以聚集於—焦線263上，於本實施 例中，虛擬光線19係先照射第二表面222形成一聚焦區域 264並穿過第二表面222後再聚集於一焦線263，且焦線2纪 鄰近第二表面222 ’因此每一柱狀透鏡26〇能夠在第二表面 222上形成-大致沿長邊方向41及短邊方向42延伸的聚焦 • 區域264。換言之，虛擬光線19被柱狀透鏡260之一長邊268 偏折後照射第一表面222形成一聚焦邊界；虛擬光線19被柱 Φ 狀透鏡260之另一長邊269偏折後照射至第二表面222形成 另一聚焦邊界，而聚焦區域264即為兩聚焦邊界間的區域。 複數微結構組件224對應形成於該些聚焦區域264上，例如 可如第4圖所示每一聚焦區域264内對應形成一微結構組件 224。應注意於此虛擬光線19僅是用來方便說明聚焦區域264 的形成原理，而非實際進入背光模組2〇的光線。應注意的 是’本實施例之導光板22係為使大部分的光線1〇能夠準直 _ 地從第一表面221之法線方向的相反方向射出導光板22,因 > 此，虛擬光線19係沿第一表面221之法線方向朝第一表面 221入射至導光板22。然而，界定出該聚焦區域264的虛擬 光線19的入射方向並不限定。舉例而言，若依產品設計希望 使大部分的光線10朝一第一方向射出導光板22時，此時僅 需將虛擬光線19沿與該第一方向相反的一第二方向朝第一 表面221入射至導光板22，並在虛擬光線19照射至第二表 面222時所形成的聚焦區域264上設置微結構組件224。 11 201007233 如第4圖所示’位於第二表面222上的每一平面區域225 及每一微結構組件224大致上沿長邊方向41及短邊方向42 延伸’因此入射至微結構組件224的光線II，一部分會被微 結構組件224反射至柱狀透鏡260形成光線13，光線13因折 射作用會被柱狀透鏡260導向第一表面221的法線方向而離 - 開導光板22 ;另一部分穿過微結構組件224的光線形成光線 12，光線12被反射元件23反射回導光板22後，若穿過微結 〇 構組件224可再被對應的柱狀透鏡260導向第一表面221的 法線方向而離開導光板22。另一方面，相較於來自第二表面 222的聚焦區域264内的光線，來自聚焦區域264以外的區 域的光線於穿過柱狀透鏡260後較無法被準直至第一表面 221的法線方向。因此，於本實施例中每兩相鄰微結構組件 224間為一平面區域225，平面區域225可提供全反射的效 果’使入射至兩相鄰微結構組件224間的光線能夠進行全反 參 射而被保留在導光板22内，再經由柱狀透鏡260導出導光 - 板22，提高離開導光板22的光線的光準直性。 於一實施例中，每一微結構組件224之短邊方向42的 寬度Wi以設為大致等於（如第4圖所示）或小於（如第5 圖所示）每一聚焦區域264之短邊方向42的寬度Wf較佳， 因如此可較為確保提高光準直性的效果。另外，當每一微結 構組件224之短邊方向42的寬度Wi設為大致上等於每一聚 焦區域264之短邊方向42的寬度wf時，可更有效地利用聚 12 201007233 焦區域264。 需注意各個柱狀透鏡260並不限定沿大致平行光線1〇 行進方向延伸’於另一實施例中’各個柱狀透鏡26〇亦可彎 曲地延伸而呈例如波浪狀的走向，僅需調整各個微結構組件 224的配置使其位置對應柱狀透鏡26〇的走向即可。 第6圖為顯示依本發明另一實施例之侧光式背光模組3〇 • 的結構示意圖。侧光式背光模組30結構類似側光式背光模 ❹ 組20，差異僅在於反射元件33相異於反射元件23，因此， 為求簡明’以下僅針對反射元件33加以說明。 反射元件33包含多個朝向第二表面222凸出的稜柱 330，每一稜柱330大致上沿柱狀透鏡26〇的長邊方向41(標 不於第2圖)延伸’且每兩相鄰稜柱間的距離大致上相等。每 一稜柱330具有一第一側壁面331及一連接於第一側壁面 331的第二侧壁面332。第一侧壁面331及第二侧壁面332 φ 的至少其一為一反射面，藉以將從第二表面222離開導光板 • 22的光線再反射回第二表面222。由於稜柱330係朝向第二 表面222凸出，因此’從第二表面222離開並入射至稜柱330 的光線，能夠因反射作用被稜柱33〇大致上偏折向第一表面 221的法線方向並穿過柱狀透鏡26〇後再離開導光板22。因 此’相較於側光式背光模組20，側光式背光模組30可進一 步提高離開導光板22光線的光準直性。 第7圖為第6圖之S2區域的放大示意圖。如第7圖所 13 201007233 示棱柱330的第一側壁面331或第二侧壁面332可為一平 面、一凹面或一凸面。當第一侧壁面331或第二侧壁面332 為凹面時，能夠將入射至此凹面的光線加以聚集而使導光板 22射出較亮的光線；當第一侧壁面331或第二侧壁面332為 凸面時，能夠將入射至此凸面的光線加以擴散。若導光板 * 於製造時產生局部缺陷而造成局部亮度過高時，凸面結構可 . 有效消除局部亮度過高的現象。 β 再者，依本發明實施例之設計，光源24(如第2圖所示) 例如可為至少一冷陰極燈管（CCFL)或發光二極體(LED)。 另外，微結構組件224的外形及構成並不限定，於一實施例 中，微結構組件224可由塗佈在第二表面222局部區域上的 油墨材料所構成’且油墨材料中可摻雜多個例如Ti〇2或 PMMA的反射粒子；或者，微結構組件224例如可為一柱狀 物或者且較佳重工性的一粗糙面等等。 ❷ 綜上所述，本發明之實施例的導光板可使入射至微結構 * 組件的光線一部分會被微結構組件反射至柱狀透鏡，再由柱 狀透鏡導向第一表面之法線方向而射出導光板；另一部分穿 過微結構組件的光線被反射元件反射後穿過對應的微結構 組件，再被柱狀透鏡導向第一表面之法線方向而射出導光 板，如此可提高導光板的輝度及光準直性。另一方面，因每 兩相鄰微結構組件間為一平面區域，平面區域可提供全反射 的效果，使入射至兩相鄰微結構組件間的光線能夠進行全反 14 201007233 射而被保留在導光板内，再經由柱狀透鏡導出導光板，獲得 進一步準直射出導光板的光線的效果。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範 圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當 • 視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，本發明的任一 . 實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的 響 紐點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文 件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。 【圖式簡單說明】 第1A圖為習知一側光式背光模組之示意圖。 第1B圖為習知另一侧光式背光模組之示意圖。

第2圖為顯示依本發明一實施例之側光式背光模組的結 構示意圖。 第3圖為沿第2圖之A-A，線的剖面放大示意圖。 第4圖為第3圖之S1區域的放大示意圖。 第5圖為第3圖之si區域之另一實施例的放大示意圖。 第6圖為顯示依本發明另一實施例之侧光式背光模組的 吉構示意圖。 第7圖為第6圖之幻區域的放大示意圖。 【主要元件符號說明】 15 201007233

10、 10’ 側光式背光模組 24 光源 11 背板 260 柱狀透鏡 12 導光板 261 弧面 121 上表面 262 長形平面 122 下表面 263 焦線 123 V型溝槽 264 聚焦區域 13 反射片 268 柱狀透鏡長邊 20 側光式背光模組 269 柱狀透鏡長邊 21 背板 30 側光式背光模組 211 側面 33 反射元件 212 底面 330 稜柱 22 導光板 331 第一侧壁面 221 第一表面 332 第二侧壁面 222 第二表面 41 長邊方向 223 入光面 42 短邊方向 224 微結構組件 10-13 光線 225 平面區域 19 虛擬光線 23 反射元件 16

Claims (1)

1. 201007233 十、申請專利範圍： 1. 一種導光板，包含： 一第一表面； 一第二表面，相對該第一表面設置； 一入光面，連接該第一表面及該第二表面，適於使一光 線入射； 複數柱狀透鏡，設置於該第一表面，其中沿一預設方向 朝該第一表面入射的一虛擬光線被每一該柱狀透鏡偏折後 照射該第二表面而於該第二表面形成一聚焦區域；以及 複數微結構組件，分別設置於該第二表面之該些聚焦區 域，以將該光線中入射該些聚焦區域的部分導出該導光板， 其中該第二表面具有複數平面區域，該平面區域位於兩 相鄰該微結構組件取可全反射該光線中人射該平面區域 的部分。

   2.如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該微結構 組件為摻㈣個反絲子_墨娜所構成。 錄勺申料利細第1撕叙導光板，其巾該柱狀透 端二:弧面及—長形平面，該長形平面連接於該弧面之兩 端且該長形平面位於該第一表面。 4. 如申請專利範圍第3項所述之道止k β -半球面或一半橢球面。之導光板，其中該弧面為 5. 如申賴咖第3顧述之導歧，其中該長形平 17 201007233 面沿一長邊方向及一短邊方向延伸，每一該微結構組件之該 短邊方向的寬度大致上等於設有該微結構組件之該聚焦區 域之該短邊方向的寬度。 6.如申請專利範圍第3項所述之導光板，其中該長形平 面沿一長邊方向及一短邊方向延伸，每一該微結構組件之該 . 短邊方向的寬度小於設有該微結構組件之該聚焦區域之該 . 短邊方向的寬度。 ❷ 7. —種侧光式背光模組，包含： 一背板，具有至少一侧面及連接該側面的一底面； 一光源，設置於該背板内並鄰近該側面，該光源適於發 出一光線； 一導光板，設置於該背板内並鄰近該光源，該導光板包 含： 一第一表面； ❹ 一第二表面，相對該第一表面設置； 一入光面，連接該第一表面及該第二表面，適於使 ' 該光源發出的該光線入射； 複數柱狀透鏡’ s免置於該第一表面，其中沿一預設 方向朝該第一表面入射的一虛擬光線被每一該柱狀透鏡偏 折後照射該第二表面而於該第二表面形成一聚焦區域；及 複數微結構組件，分別設置於該第二表面之該些聚 焦區域，以將該光線中入射該些聚焦區域的部分導出該導光 18 201007233 板，其中該第二表面具有一平面區域，該平面區域位於兩相 鄰該微結構組件間且可全反射該光線中入射該平面區域的 部分；以及 一反射元件，位於該導光板的該第二表面及該背板的該 底面之間，用以將該光線中自該第二表面離開該導光板的部 . 分再反射回該第二表面。 . 8.如申請專利範圍第7項所述之侧光式背光模組，其中 〇 該微結構組件為摻雜多個反射粒子的油墨材料所構成。 9. 如申請專利範圍第7項所述之侧光式背光模組，其中 該柱狀透鏡包含一弧面及一長形平面，該長形平面連接於該 弧面之兩端且該長形平面位於該第一表面。 10. 如申請專利範圍第9項所述之側光式背光模組，其 中該弧面為一半球面或一半橢球面。 如申請專利範圍第9項所述之侧光式背光模組，其 φ 中該長形平面沿一長邊方向及一短邊方向延伸，每一該微結 • 構組件之該短邊方向的寬度大致上等於設有該微結構組件 . 之該聚焦區域之該短邊方向的寬度。 12. 如申請專利範圍第9項所述之側光式背光模組，其 中該長形平面沿一長邊方向及一短邊方向延伸，每一該微結 構組件之該短邊方向的寬度小於設有該微結構組件之該聚 焦區域之該短邊方向的寬度。 13. 如申請專利範圍第7項所述之侧光式背光模組，其 201007233 中該反射元件包含複數個朝該第二表面凸出設置的棱柱。 14.如申請專利範園第13項所述之側光式背光模組，其 中該稜柱大致上沿該柱狀透鏡的一長邊方向延伸。 K如申請專利範_ 項所述之側光式背光模組，其 中每兩相鄰該稜柱間的距離大致上相等。 16· *申請專利範圍帛13項所述之側光式背光模組，其 . 作稜柱具有—第-側壁面及連接該第-侧壁面的一第二 ❹ 娜面’該第一侧壁面或該第二侧壁面為-平面、一凸面或 一凹面。 17.如申凊專利範圍第7項所述之侧光式背光模組，其 中該光源係為至少-冷陰極燈管或至少-發光二極體。

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