TW201013242A - Ligh guide plate and backlight module using the same - Google Patents
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201013242 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種導光板,且特別是有關於一種用 於背光模組之導光板。 【先前技術】 背光模組可作為液晶顯示器之照明設備,其可由液晶 面板之側面或背面提供適當的光線。將背光模組運用於小 型液晶顯示器中,可改善其在低亮度週邊環境中的顯示能 力;將背光模組運用於電腦顯示器以及液晶電視中,可產 生類似陰極射線管(cathode ray tube, CRT )顯示器之顯示 效果。 常見的背光模組光源有白熾光燈泡 '發光二極體 (light-emitting diode, LED )、電場發光面板 (Electroluminescent panel, ELP )、冷陰極射線管(cold cathode fluorescent lamp, CCFL )或熱陰極射線管(hot cathode fluorescent lamps,HCFL)等。目前為止’使用最 廣泛的背光模組光源為CCFL。然而近年來,市場對於顯示 裝置薄形化之需求曰益增高,由於LED元件尺寸小於CCFL 元件尺寸,因此LED背光模組的前景看好,主要國際大廠 的筆記型電腦皆紛紛採用LED作為液晶顯示器之背光模組 光源。 然而,LED是一種點光源,所發出的光線具有很強的 指向性,因此如何將LED發出之光線均勻化,以提供高品 201013242 是led背光模組所面臨的重要課題 【發明内容】 因此’本發明之一方 之導光板,用以將LED光二種用於背光模组 干梦h料/ ⑽均Μ,以提升顯 不裝置之效能與品質。
本發明-態樣提出-種用於背光模組中之導光板。根 據-實施例,上述導光板包含上平面、下平面以及至少一 入光側面。其令上平面與下平面相對且二者實際上相平 行,入光侧面和下平面形成一夹角β1χ90。如.,㈣士卿i •in <90° ’其中Θ為光線之入射角,〜為入射介質之折射率且 nm為該導光板之折射率。如此,當光線由入光側面進入導 光板時,會被導引至下平面’而下平面上由複數個擴散點
質的照明效果 形成之擴散圖樣可擴散性地反射光線,使得光線可由上平 面射出。 本發明另一態樣提出一種背光模組。根據一實施例, 背光模組包含上述本發明實施例之導光板及至少一光源。 上述光源包含至少一發光二極體,設於入光側面上。如此, 當光源發出之光線由入光側面進入導光板時,會被導引至 下平面,而下平面上由複數個擴散點形成之擴散圖樣可擴 散性地反射光線,使得光線可由上平面射出。 7 201013242 根據本發明又一態樣提出一種液晶顯示裝置,其包含 上述實施例之背光模組。 【實施方式】 如前所述’由於LED的指向性極強,當將LED背光模 組用於液晶顯示裝置時’會在液晶面板的入光側出現熱點 (hot spot)。為了改善此一問題,在LED背光模組中需加 入擴散裝置或導光板’以將LED發出的光線導向液晶面板。 另一方面’用於薄型化顯示裝置之小尺寸led背光模 組通常採用側光式(side view type )白光LED並搭配上述 導光板。導光板的結構會使得光線能量過於集中,因此會 在液晶面板的出光侧形成亮帶。 有鑑於此,本發明之一方面提供一種適用於背光模組 之導光板’可有效地避免在液晶面板的出光侧形成亮帶, 使得LED光源發出之光線均勻地導向液晶面板,以提升顯 示裝置之效能與品質。 請參照第1圖,其繪示依照本發明一實施例的背光模 組之立體圖。在本實施例中,背光模組1〇〇包含導光板11〇 以及光源120。上述導光板1〇〇具有上平面1〇2可用以射出 光線,下平面104與上平面1〇2相對且二者實際上互相平 行,由多個擴散點構成之擴散圖樣(未緣示)配置於下平 面104之上;以及第一入光側面ι〇6。光源ι2〇可為LED 光源,其位於第一入光側面106之上。第一入光側面1〇6 和下平面104之間具有一夾角其角度為β1,而使得光源12〇 8 201013242 發出之光線可由第一入光側面1〇6入射至導光板H〇之 中’接著入射光線經折射後到達下平面1〇4上,且此擴散 圖樣可擴散性地反射入射光線並由上平面1〇2射出此光線。 值得注意的是,本實施例中,第一入光側面丨〇6和下 平面104之間的特定角度(β1),可改變由光源12〇發出之 光線進入導光板110之入射角度以及在導光板11〇中行進 之路徑。改變光線路徑有兩個優點。首先,光線可朝向下 ❿ 表面104行進,以藉由下表面104上之擴散圖樣之多個擴 散點將光線均勻化,以減少入光側熱點之形成。再者,此 種配置使得原本直接朝向導光板11〇出光側(也就是上表 面102)的光線路徑改變,可改善出光側產生亮點之缺陷。 请參照第2圖,其繪示第丨圖中導光板的示意圖。本 實施例詳細說明βΐ角度的決定方法。第2圖中,導光板ιι〇 的上表面102長度為L,上表面1〇2距離下表面1〇4之高 度為t,入光側面106和下表面1〇4之夾角角度為“,且 • 下表面104上有多個擴散點1〇8所形成之擴散圖樣。此外, 第2圖中以箭號表示光線行進路徑,虛線為過入射點之法 線,入射角為Θ以及折射角為θ,。 為了使導光板110達到最佳的導光效果,由光源12〇 進入導光板110之光線,經過折射後必須覆蓋全部下表面 104才能保證所需的發光效果。換言之,由A點入射之光 線至少須到達B點,因此可得到下述方程式(一): 方程式(一) \άά{Θ'+υ)>~ 9 201013242 又,已知β = γ,且在導光板U〇十 τ L通常遠大於 故可將方程式(一)簡化成下述方程式(_ 、 β\>90°-θ' 方程式(二)
若導光板110之折射率為ηι 1 ’則可將Θ表不為下述方程式 ,且入射介質之折射率為 (三): sin95 = sin6>x-^2- nm 方程式(三) 可得到下述方程式 將方程式(三)代入方程式(二 (四): 方程式(四)
此外,如上所述,由於光線行進路徑需朝向下表面 1〇4,因此β1<90。,故可得到下述方程式(五),以計算本 實施例中β 1之較佳範圍: 方程式(五) 9〇°- sin'1(sin0x^_)<p 1 < 90° 根據本發明一實施例,導光板的材質可為聚甲基丙稀 201013242 酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA ),其折射率約為 1.48。且由於光源緊鄰入光側面1〇6,故可將入射介質之二 射率na視為i。習知的LED由于其發光的强指向性,光能 量幾乎全部集中在發光軸±55。内,故θ最大角度約為55/ 將上述條件代入方程式(五)可得到56 4γβ1<9〇。。 根據本發明另一實施例,導光板的材質可為聚碳酸酯 (polycarbonate,PC)’其折射率約為159。且由於光源緊
鄰入光側面1G6,故可將人射介f之折射率〜視為卜^最 大角度約為55。。將上述條件代入方程式(五)則可得到 60·5ο$β1 < 90。〇 根據上述實施例,在設計導光板u〇時,可針對不同 的導光板材質’利用上述方程式計算出適當的卩範圍。另 方面’在上述βΐ範圍中,亦可藉由選擇特定βι角度, ,根據需要合理配置下表面1G4上之擴散點1G8的大小及 =度U改變LED背光模組丨⑼之光學效果。舉例而言, 备βΐ越大時’在人光側經擴散點擴散的光線也就越少,因 而熱點的區域相對較大。 此外,第2圖中綠示之導光板11〇具有多個擴散點⑽ 形:之擴散圖樣。當光線遇到下表面1〇4上之擴散點ι〇8 止,擴散點108能夠擴散性地反射該光線以進一步改變 光線的行進方向,且將光線均勻化。 錄。^散點的製造方法主要有印刷法以及化學蝕刻法兩 或τ.1則法係將具有高度光散射特性的印刷塗料(如Si〇2 5 2以網點印刷的方式形成於導光板11G的下表面 201013242 104上。化學蝕刻法則是將擴散點以感光性油墨轉印於模具 上’再進行曝光顯影並利用蝕刻液蝕刻。 在側光式背光模組的導光板中,在鄰近光源處,擴散 點108的密度較疏且通常直徑較小;在遠離光源處,擴散 點108的密度較密且通常直徑較大。如此,入射光線經折 射後可均勻地由上表面102射出。 第3圖緣示背光模組1 〇〇之剖面示意圖。背光模組1 〇〇 包含導光板110、光源120、軟性電路板130以及外罩140。 導光板110的下表面1〇4上有多個擴散點ι〇8。光源12〇 設於軟性電路板130上,且光源12〇緊鄰入光側面106。外 罩140覆蓋整個光源120 (以及軟性電路板130 ),且覆蓋 部分的上表面102及下表面1〇4。 第4圖繪示本發明另一實施例之背光模組之剖面示意 圖。根據第4圖’背光模組200為雙侧入光之形式,其結 構大致上與第3圖之背光模組1〇〇類似。詳言之,背光模 組2〇0包含導光板210、第一光源220及第二光源222、第 一軟性電路板230及第二軟性電路板232、以及第一外罩 240及第二外罩242。導光板210的下表面204上有複數個 擴散點208。第一光源220及第二光源222分別設於第一軟 性電路板230及第二軟性電路板232上,且第一光源220 及第二光源222分別緊鄰第一入光側面206及第二入光侧 面207。第一外罩240及第二外罩242分別覆蓋整個第一光 源220及第二光源222 (以及軟性電路板230及232),且 分別覆蓋部分的上表面202及下表面204。 12 201013242 根據本發明另一實施例,在鄰近第一光源220及第二 光源222處’擴散點208之密度較疏;且在遠離第一光源 220及第一光源222處’擴散點208之密度較密。 以上實施例中所述之背光模組可適用於液晶顯示裝 置。由於此背光模組採用特殊的結構,可有效地防止亮帶 及熱點產生。在實際運中,此背光模組可提供更均勻之光 線導向液晶面板,藉此大幅提升顯示裝置之效能與品質。 φ 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,當可作各種之更動與潤飾,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。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂,所附圖式之詳細說明如下: Q 第1圖緣示依照本發明一實施例之背光模組之立體圖。 第2圖纷示第丨圖之背光模組之導光板的示意圖。 第3圖綠示第1圖之背光模組之剖面示意圖。 一第4圖繪示依照本發明另一實施例之背光模組之剖面 示意圖。 【主要元件符號說明】 100、200 · 4b h •者光模組 110、210 :導光板 102 ' 202 * u τ •上平面 120、220、222 :光源 13 201013242 104、204:下平面 130、230、232 :軟性電路板 106、206、207 :入光側面 140、240、242 :外罩 108、208 :擴散點
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Claims (1)
- 201013242 十、申請專利範圍: , H導光板,適用於-背光模財,該導光板包含: 一上平面用以射出該光線; 一下平面,與該上平面相對; -擴散圖樣位於該下平面之上,其中該擴散圈樣係由 複數個擴散點所組成;以及 -第-入光側面,其和該下平面形成_夹角角度^且 ❹90。-血-1(祕^娜<9〇〇,其中e為光線之入射角,〜為入 射介質之折射率且nm為該導光板之折射率,而使得由該第 -入光側面入射之光線經折射而到達該下平面上,且該擴 散點擴散性地反射該入射光線並由該上平面射出該光線。 2.如。3求項1所述之導光板,其中該上平面實質平行 於該下平面。 ❹ 如°青求項1所述之導光板’更包含一第二入光側面 和該第入光側面相對,且和該下平面形成一夾角角度β2 且9〇 - ,而使得由該第一入光側面入射 WI 之光線經折射而到達該下平面上,且該擴散點擴散性地反 射該入射光線並由該上平面射出該光線。 15 201013242 聚甲基丙烯酸 所述之導光板,其㈣為 5.如請求 ^ ^ 項1或3所述之導光板,复中束#道夕 折射率為約U8時,及β2的範别备該導先板之 以及56_4。邛2<9〇。。 範圍-别為56.4。卻<9〇。 •折射it求項1或3所述之導光板,其中當該導光板之 、射革為約1.59時,_的範圍分別為舒别〈9〇。 以及 60·5ο$β2 <; 90〇。 、,."月求項1所述之導光板,其中該擴散點在鄰近該 背光模組之-光源處的密度較就直徑較小,以及該擴散 點在遠離該光源處的密度較密且直徑較大。 8·一種背光模組,包含: 一導光板,包含: 一上平面用以射出該光線; 一下平面,與該上平面相對; 一擴散圖樣位於該下平面之上,其中該擴散圖樣係 由複數個擴散點所組成;以及 一第一入光側面,其和該下平面形成一夾角角度Pi 且90。- sin-1(sin0xi);$pl < 90。,其中Θ為光線之入射角,n 201013242 為入射介質之折射率且〜為該導光板之折射率;以及 一第一光源,設於該第一入光側面之上,其中該第一 光源包含至少一個發光二極體, 其中第一光源發出之光線由該第一入光侧面入射至 導光板中後經折射而到達該下平面上,且該擴散點擴散性 地反射該入射光線並由該上平面射出該光線。 9. 如請求項8所述之背光模組,其中該上平面實質平 行於該下平面。 10. 如請求項8所述之背光模組,其中該發光二極體 設於一軟性電路板上。 11. 如請求項8所述之背光模組,更包含·· 一第二入光側面’與該第一入光側面相對,且和該下 平面形成一夾角角度β2且%。-也-如!!〜·^)^2 < 90。;以及 一第二光源’設於該第二入光側面之上,其中該第二 光源包含至少一個發光二極體, 其中’第一光源發出之光線由該第一入光側面入射至 導光板中後經折射而到達該下平面上,且該擴散點擴散性 地反射該入射光線並由該上平面射出該光線。 12. 如請求項8所述之背光模組.,其中該發光二極體 17 201013242 設於一軟性電路板上。 月求項8所述之背光模組,其 烯酸甲S旨或聚碳心旨。 ㈣g甲基丙 14.如求項8或11所述之背氺磁细 板之折射率為約148時,β彳:㈣組’其中當該導光 <9〇。以及心。軟L 範圍分別為56.4。卻 板之求項8或U所述之f光模組,其#當該導光 <90。以及二。U時’ β1及以的範圍分別為60.5。圳 <90 以及 60·5ο$β2<90〇。 如咐求項8或π所述之背光模組, 在鄰近該第-光源和、切# , *肀該擴散點 切、和/或該第二光源處的密度較疏且直徑 小,以及該擴散點在遠離該第一光源和 的密度較密且直徑較A。 先源處 17. 所述之背光―模種:晶顧示裝置’包含一種如請求項8或"
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CN103177657A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 纬创资通股份有限公司 | 具有可挠式显示面板的电子装置、背光模块及导光板 |
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- 2008-09-16 TW TW97135529A patent/TW201013242A/zh unknown
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CN103177657B (zh) * | 2011-12-23 | 2015-05-13 | 纬创资通股份有限公司 | 具有可挠式显示面板的电子装置、背光模块及导光板 |
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