201007292 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ’ 本發明涉及一種直下式背光模組，尤其涉及一種應用 - 於液晶顯示之直下式背光模組。 【先前技術】 液晶顯示裝置被廣泛應用於個人數位助理、筆記型電 腦、數位相機、移動電話、液晶電視等電子產品中。但由 於液晶顯示裝置本身不能發光，因此其需要借助背光模組 ❹才能產生顯示功能。 請參見圖1 ’ 一種背光模組1〇〇，其包括框架1〇，一反 射板12、複數LED(發光二極體）點光源14、一擴散板16 及複數光學片18。該複數LED點光源14設置於框架1〇之 底板上，複數光學片18蓋設於框架10之開口處。擴散板 W間隔設置於LED點光源14及複數光學片18之間，從而 將框架ίο内分割成第一和第二擴散空間19 ’ 2〇。擴散板 參 6由3有散射粒子之樹脂材料製成。該複數光學片以包 棱鏡片、擴散片或折射偏振膜。 撼私使用時’由複數LED點光源14產生之光線經過第-線^間後進人擴散板16，經過擴散板16擴散後 之德=第二擴散㈣2G進行擴散，最後經過複數光學片18 、散或聚集作錢，於特定視角範圍_勻出射。 作仍it從膽點㈣U發出之光㈣經過多次擴散， 高避免點光源14光源殘影之產生，即形成中4产 。圍較暗之區域。為了儘量減少光源殘影之產生^ 6 201007292 界通常會增大框架ίο之深度，即增大第一和第二擴散空間 19 ’ 20之高度。惟，增加框架之深度將減少出射光之亮度， 並會導致背光模組100之厚度較大，難以滿足薄型化設計 之要求。假如相應增加點光源數量，會增加消耗功率。 【發明内容】 鑒於上述狀況，有必要提供一種出射光線均勻性較佳 且厚度較薄之背光模組。 土 _ 直下式背光模組，其包括一個框架、複數發光二極 體、一擴散板及一光學板。複數發光二極體設置於框架之 底板上，擴散板設置於發光二極體上方，光學板間隔設置 於擴散板之上方。擴散板内分散有散射粒子，且擴散板包 括形成於入光面之複數相互平行之長條狀弧形凹槽及形^ 於出光面之複數相互平行之長條狀弧形凸起。光學板包括 形成於入光面之複數相互平行之長條狀弧形凹槽及形成於 出光面之複數相互平行之長條狀弧形凸起。 、 ❹ 上述之直下式背光模組中之發光二極體發射出之光線 經過空間擴散後進入擴散板，由於擴散板之入光面形成有 複數長條狀弧形凹槽，出光面形成有複數長條狀弧形凸 起’且該擴散板内分散有散射粒子，其可將點光源擴散成 面光源並使光線向特定視角範圍内聚集，提升背光模組之 正面出光率和出光均勻性；接著從擴散板出射之光線再經 過空間擴散後進入光學板，由於光學板入光面形成有弧形 凹槽，出光面形成有弧形凸起，使從光學板出射之光線發 生特定之折射、散射、反射與繞射等光學作用，從而將光 7 201007292 線進一步面光源化之同時將光線擴散均勻，避免了光源殘 影之產生。同時，光線自發光二極體射出到入射至光學板 ' 之過程中，經過了二次空間擴散作用，從而加長了光程並 增強了光線之空間擴散效果，進而實現該直下式背光模組 之薄型化設計。 【實施方式】 下面將結合附圖及實施例對本發明之直下式背光模組 200作進一步詳細說明。 ® 請參見圖2,所示為本發明實施例一之直下式背光模組 200，其包括框架21、複數發光二極體23、擴散板24、光 學板25及複數光學片26。其中複數發光二極體23設置於 框架21底部，擴散板24和光學板25依次間隔設置於發光 二極體23上方，從而將框架21分割成第一和第二擴散空 間27、28，複數光學片26設置於光學板25上方。 框架21可由具有高反射率之金屬或塑膠製成，或塗佈 _ 有高反射率塗層之金屬或塑膠製成。 請參閱圖3至圖5,擴散板24内分散有散射粒子240。 擴散板24包括入光面241及形成於入光面241之複數相互 平行之長條狀弧形凹槽242，與入光面241相對之出光面 243及形成於出光面243之複數交替排佈且相互平行之長 條狀V型凸起244及長條狀弧形凸起245。複數長條狀V 型凸起244和長條狀弧形凸起245之延伸方向與複數長條 狀弧形凹槽242之延伸方向相交。本實施例中，複數長條 狀V型凸起244及長條狀弧形凸起245之延伸方向與複數 8 201007292 長條狀弧形凹槽242之延 ^ , 向相互垂直，長條狀弧形凸 起以4之垂直截面為半圓弧 ,直截面為半圓弧形。 ㈣狀弧形凹槽242之垂 " 將長條狀V型凸起244之宽声#% n 高度記為1則Dl、e、H又度5己為Dl，頂角記為❹， <D d “ 1滿足如下關係式：0.025毫米 m80度邮100度， 將長條狀弧形凸起205之寬声 =1 = 3毫未。 Λ Η Βιί τ I度δ己為Li，半徑記為&，高度 參 e己為h2，則Ll、Ri、H滿足 门义 辜丰，τ 卜關係式.0.025毫米 毫未’ 〇.〇1 毫米幺Η
Hi、Ll、、及Η2之數值，”整;：藉由調節〜、θ、 e ^ 』调整長條狀V型凸起244月 長條狀弧形凸起245之形狀，從@ ^ 及出光視角。 < 而調即擴散板24之增光率 將相鄰二長條狀弧形凹槽242之㈣記為h ί二叫"及hl滿足如下關係“二 _ 毫米，Μ如Pl，毫米⑽ri。通 過调即Ρΐ、Γ1及hl之數值，可調整長條狀弧形凹槽242 之表面曲率及間距，從而調節對複數長條狀弧形凹^ 對入射光之擴散效果。 g 擴散板24之總體厚度Tl可為〇 4毫米至4毫米。 板24可由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯 烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中之一種或一種以上之材 散射粒子240後注塑成型而成。散射粒子24〇可為二氧化 鈦微粒、二氧化矽微粒和丙烯酸樹脂微粒中之一種戋一 以上之混合物。製備過程中需於模具上設置與入光=2^ 9 201007292 之長條狀弧形凹槽242相應之凸起結構及出光面243上之 長條狀V型凸起244和長條狀弧形凸起245相應之凹陷結 * 構，以便使擴散板24可於單次注塑過程中成型。可以理解， ' 藉由調整散射粒子240與構成擴散板24本體之材質之間之 比例可調節擴散板24之透過率，但將擴散板24之透光率 控制於80%以上為較佳選擇。 請參見圖6與圖7,光學板25由一透明本體構成，其 包括入光面251及形成於入光面251之複數長條狀弧形凹 ® 槽252，與入光面251相對之出光面253及形成於出光面 253之複數長條狀弧形凸起254。出光面253上之複數長條 狀弧形凸起254之延伸方向與發光二極體排列之軸向方向 平行，且其與入光面251上之複數長條狀弧形凹槽252之 延伸方向正交。可以理解，出光面253上複數長條狀弧形 凸起254之延伸方向與入光面251上之複數長條狀凹槽252 之延伸方向相交也能達到近似之效果。 @ 入光面251之複數長條狀弧形凹槽252之間相互平 行。每一長條狀弧形凹槽252之豎直截面為圓弧形。將長 條狀弧形凹槽252中圓弧之半徑記為r2，相鄰長條狀弧形 凹槽252之中心間距記為Ρ2，每一長條狀弧形凹槽252之 最大深度記為h2，則r2、Ρ2及h2滿足以下關係式： 0.025mmSP2S1.5mm，P2/4Sr2S2P2，0.01mmSh2Si：2 ;即 當相鄰兩長條狀弧形凹槽252之間之中心間距P2為275um 時，每一長條狀弧形凹槽252之半徑r2為137.5um，每一 長條狀弧形凹槽252之最大深度h2為llOum。 201007292 出光面253之複數長條狀弧形凸起254 y- ^ ^ ^-间相互平 订。母-長條狀弧形凸起254之豎直截面為圓弧形。 條狀弧形凸起254中圓弧之半徑記為&，相鄰長條狀弧开: •凸起254之中心間距記為；L2,每一長條狀弧形凸起254 = 最大深度記為’則&、L2及H3滿足以下關係式： 0.025mmS L2S 1.5mm，L2/4S R2$ 2l2，〇.〇lmmg h3/R2。 同樣之，當相鄰二長條狀弧形凸起254之間之中心 為275iim時，每一長條狀弧形凸起乃4之半徑&為2 137.5um’每一長條狀弧形凸起254之最大深度4為^1〇^。 光學板25之總體厚度Τ'2可為〇·4毫米至4毫米。光學 板25可由聚曱基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙 ^ 烯-甲基丙稀酸曱醋共聚物中之一種或一種以上之材質注塑 成型而成。製備光學板25過程中需於模具上設置與長條狀 弧形凸起254相應之凹陷結構，以及與長條狀弧形凹槽'252 相應之凸起結構，以便使光學板25可於單次注塑過程中成 ❿型。 光學板25採用注塑成型之方式一體成型，其上之長條 狀弧形凸起254和光學板25之其他部分一起形成，因此可 使得長條狀弧形凸起254具有較高之結構強度，同時還能 提升長條狀弧形凸起254和光學板25其他部分之結合力， 從而可避免或減少長條狀弧形凸起254及長條狀弧形凸起 245於使用中被損壞之危險。 複數光學片26可為擴散片、增光片或反射式偏光片。 本實施例背光模組200中，擴散板24位於框架21中 11 201007292 ， 部並可由支樓架支撐或藉由黏接之方式固定於框架η之内 側壁上，光學板25蓋設於框架21之開口處。當鈇 '，二者門 '之距離可視實際情況作調整，一般地，於出光：勾：㈣ *之情況下，框架21之深度與發光二極體23之數量成反平 方，當發光一極體23之數量較多時，框架21之深度較小， 擴散板24與光學板25間隔之距離可設置得小—些，者發 ==之數量較少時’框架21之深度較大T擴：板 24與光學板25間隔之距離相應地設置得大一些。 使用時’發光二極體23發射出之光線經過第一空間π 擴散作用後進人擴散板24,由於擴散板24之人光面形成有 相互平行之長條狀孤形凹槽242，出光面M3形成有特定排 佈之長條狀V型凸起244和長條狀弧形凸起245之傾斜表 面結構以及分佈於擴散板24本體内之散射粒子24〇，使光 散板24内發生了敎之折射、散射、反射與繞射等 先予作用’將光線擴散成複數面積較大之面光源之同時使 先線向特定視角範圍内聚集；該複數被擴散成較大面積之 興=源Α過第一空間28擴散後進入第二光學扳25,由於光 ^ 之入光面251形成有複數長條狀弧形凹槽252，出 ^面$ 253成有複數長條狀弧形凸起254之傾斜表面結 =使該複數被擴散之面光源進—步擴散成更大面積之面 而问時將光線擴散均勻，從而於背光模組200之出光 面形成均勻之發光面。 ^數光學片26蓋設於光學板25上’可使出射光線更 ’‘、、〃、 平緩。當然，當發光二極體23之間之間距較小時， 12 1 201007292 複數光學片26可省略。 由此可見，本發明實施例一之背光模組200之擴散板 * 24和光學板25之間隔設置，使光線得到較佳之空間擴散， " 有利於減少框架21之深度；擴散板24和光學板25出光面 特殊之表面結構以及分佈於擴散板24本體内之散射粒子 240，使光線發生特定之折射、散射、反射與繞射等光學作 用，從而將光線兩次面光源化和擴散並向特定視角範圍内 聚集，從而於背光模組200之出光面形成亮度均勻之光亮 ® 面，這樣擴散板24和光學板25於背光模組200中之相互 搭配，便可減弱甚至避免光源殘影，提高背光模組200之 出光均勻性，同時可實現背光模組200之薄型化設計。 請參閱圖8，所示為本發明實施例二之光學板35，光 學板35與實施例一之光學板25相似，其不同在於：光學 板35包括形成於出光面353之複數相互平行之長條狀弧形 凸起354及複數相互平行之長條狀V型凸起355，且該複 _ 數相互平行之長條狀弧形凸起354與複數相互平行之長條 狀V型凸起355相交，從而將長條狀弧形凸起354分割成 複數半圓柱狀凸起，以及包括形成於入光面351之複數相 互平行之長條狀弧形凹槽352，且長條弧形凹槽352與出光 面353上之長條狀弧形凸起354延伸方向相同。本實施例 中，該複數長條狀V型凸起355或長條狀弧形凸起355之 延伸方向與複數長條狀弧形凹槽352之延伸方向相互垂 直；該長條狀弧形凸起354之垂直截面為半圓弧形，該長 條狀弧形凹槽352之垂直截面為半圓弧形。可以理解，長 13 201007292 2弧形凸起354與長條狀弧形凹槽％ 弧形。當然，實施例二之光學板35之表面、= •還可採用實施例-細中之擴散板24之表面結構形狀。 可以理解’本發明之直下式背光模組中之擴散板 c結構和光學板出光面之表面結構可相同。另， 置於光學板之位置，光學板可設置於擴散板之 位置，ϋ且還可於光學板内分散有散射粒子9 ’本發明確已符合發明專利之要件，遂依法 出專利巾請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 ^自不能以此限制本案之中請專利範圍。舉凡熟悉本案 ^之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆 應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係一種直下式背光模組之剖面示意圖。 鲁 圖2係本發明實施例一之直下式背光模組之剖面示意 圖0 圖3係圖2所示直下式背光模組之擴散板之立體圖。 圖4係圖3所示擴散板沿IV_IV方向之剖面示意圖。 圖5係圖3所示擴散板沿ν_ν方向之剖面示意圖。 圖6係圖3所示光學板之立體圖。 圖7係圖3所示光學板之沿νΙΙνπ方向之剖面示意 圖8係本發明實施例二之光學板之立體圖。 【主要元件符號說明】 201007292 背光模組 200 框架 21 ' 發光二極體 23 * 擴散板 24 散射粒子 240 光學板 25、35 長條狀V型凸起 244 > 355 長條狀弧形凸起 m 長條狀弧形凹槽 245 、 254 、 354 242、252、352 入光面 241 、 251 、 351 出光面 243 、 253 、 353 光學片 26 第一擴散空間 27 第二擴散空間 28 15