TW201300894A - 側光式背光模組 - Google Patents

Abstract

一種側光式背光模組，包括一導光板、一光源、一第一稜鏡片與一第二稜鏡片。導光板具有至少一入光面與一出光面。光源設置於導光板之入光面，用於大體上沿一第一方向朝向導光板發射光線。第一稜鏡片設置於導光板之出光面上，第一稜鏡片包括複數條第一稜鏡結構彼此平行並沿大體上垂直於第一方向之一第二方向排列，各第一稜鏡結構具有一第一頂角，且第一頂角為一銳角。第二稜鏡片設置於導光板之出光面上，第二稜鏡片包括複數條第二稜鏡結構彼此平行並大體上沿第一方向排列，各第二稜鏡結構具有一第二頂角，且第二頂角大於或等於第一頂角。

Description

側光式背光模組

本發明係關於一種側光式背光模組，尤指一種具有無擴散片設計並具有較佳出光均勻度之側光式背光模組。

液晶顯示面板由於為非自發光型顯示面板，因此需要搭配使用可提供光源的背光模組以發揮顯示效果。一般而言，背光模組可依光源的相對位置而區分為直下式背光模組(direct lighting backlight module)與側光式背光模組(edge lighting backlight module)。習知背光模組均會設置至少一片擴散片以及稜鏡片，其中擴散片係用來使由光源提供之光線擴散，以提升出光均勻度，而稜鏡片則係用來使由擴散片射出之光線集中而提升光利用率。然而增設擴散片會使得背光模組的整體厚度與成本增加，並會造成光線的額外耗損，而必須提升光源的亮度。如此一來，將使得背光模組的耗電量增加，而不符合目前節能減碳的趨勢。另外，由於習知背光模組之稜鏡片的稜鏡結構的頂角均為直角或鈍角，若省略了擴散片將使背光模組的出光分布產生偏移問題，也就是說，習知背光模組在沒有擴散片的狀況下，其最大亮度不會出現在正視角度上，而是會出現在斜視角度上，如此一來將造成顯示效果不佳。

本發明之目的之一在於提供一種不需擴散片之側光式背光模組，以減少側光式背光模組的製作成本與模組厚度，並增加光利用率。

本發明之一較佳實施例提供一種側光式背光模組，包括一導光板、一光源、一第一稜鏡片與一第二稜鏡片。導光板具有至少一入光面與一出光面。光源設置於導光板之入光面，用於大體上沿一第一方向朝向導光板發射光線。第一稜鏡片設置於導光板之出光面上，第一稜鏡片包括複數條第一稜鏡結構彼此平行並沿大體上垂直於第一方向之一第二方向排列，各第一稜鏡結構具有一第一頂角，且第一頂角為一銳角。第二稜鏡片設置於導光板之出光面上，第二稜鏡片包括複數條第二稜鏡結構彼此平行並大體上沿第一方向排列，各第二稜鏡結構具有一第二頂角，且第二頂角大於或等於第一頂角。

本發明之另一較佳實施例提供一種側光式背光模組，包括一導光板、一光源、一第一稜鏡片與一第二稜鏡片。導光板具有一入光面與一出光面，且入光面與出光面相連。光源設置於入光面。第一稜鏡片設置於出光面上，第一稜鏡片具有複數條第一稜鏡結構，各第一稜鏡結構具有一第一頂角，其中各第一稜鏡結構之一延伸方向大體上平行於入光面，且第一頂角為銳角。第二稜鏡片設置於出光面上，第二稜鏡片具有複數條第二稜鏡結構，各第二稜鏡結構具有一第二頂角，且第二頂角大於或等於第一頂角。

本發明之側光式背光模組在未設置擴散片的狀況下，將與導光板之入光面平行延伸設置之第一稜鏡結構之第一頂角控制在銳角的範圍內，可有效的控制側光式背光模組所發出的光線的角度，藉此可使光線的亮度峰值調整至正視方向。因此，在未使用擴散片的情況下，本發明之側光式背光模組可減少製作成本、模組厚度與光學耗損，卻仍可維持良好的出光均勻度。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。

請參考第1圖至第3圖。第1圖至第3圖繪示了本發明之第一較佳實施例之側光式背光模組的示意圖，其中第1圖繪示了本實施例之側光式背光模組的分解示意圖，第2圖繪示了第1圖之側光式背光模組沿第一方向繪示之剖面示意圖，第3圖繪示了第1圖之側光式背光模組沿第二方向繪示之剖面示意圖。如第1圖至第3圖所示，本實施例之側光式背光模組10包括一導光板12、至少一光源14、一反射板15、一第一稜鏡片16以及一第二稜鏡片18。導光板12具有至少一入光面12A與一出光面12B。導光板12之入光面12A與出光面12B相連，例如入光面12A為導光板12之至少一側面，而出光面12B為導光板12之頂面，但不以此為限。光源14設置於導光板12之入光面12A，用於朝向導光板12之入光面12A發射光線L，而導光板12可將光源14發射的光源L導向而由出光面12B射出。光源14可為例如一光條(light bar)，其上設置有至少一發光元件14L例如發光二極體(LED)元件，但不以此為限。例如，光源14亦可為一燈管，例如一冷陰極螢光燈管(CCFL)。反射板15設置於導光板12之底部(相對於出光面12B的另一側)，用以將射出導光板12之底面的光線L反射回導光板12的內部，以增加光利用率。第一稜鏡片16係設置於導光板14之出光面14B上。第一稜鏡片16包括複數條第一稜鏡結構16P大體上彼此平行並沿垂直於第一方向D1之一第二方向D2排列。也就是說，第一稜鏡結構16P的延伸方向大體上係平行於導光板12之入光面12A。各第一稜鏡結構16P具有一第一頂角α1，且第一頂角α1為一銳角，亦即第一頂角α1為小於90度之角度。舉例而言，第一頂角α1大體上係介於40度至80度之間，且較佳大體上係介於50度至70度之間，但不以此為限而可為其它銳角。此外，第一稜鏡結構16P之第一頂角α1係朝向側光式背光模組10的出光方向。在本實施例中，各第一稜鏡結構16P的剖面係為一等腰三角形，但不以此為限。第二稜鏡片18係設置於導光板14之出光面14B上。第二稜鏡片18包括複數條第二稜鏡結構18P大體上彼此平行並沿第一方向D1排列，但不以此為限。舉例而言，第二稜鏡結構18P亦可沿不平行於第二方向D2之其它方向排列。各第二稜鏡結構18P具有一第二頂角α2，且第二頂角α2大於或等於第一頂角α1。換言之，第一稜鏡結構16P之第一頂角α1為銳角，但第二稜鏡結構18P之第二頂角α2則可設計不同而為銳角、直角或鈍角。第二稜鏡結構18P的剖面係為一等腰三角形，但不以此為限。第二稜鏡結構18P之第二頂角α2係朝向側光式背光模組10的出光方向。

此外，由於光源14係朝向導光板12之入光面12A發射光線L，因此光源14所發射之光線大體上係沿第一方向D1射入導光板12，雖然光源14所發射之光線L仍可能具有一定的發散角度，但巨觀而言光源14所發射出之光線仍可視為沿第一方向D1射入導光板12。由於本實施例之側光式背光模組10的光源14係設置於導光板12的側邊，因此導光板12並無法完全將朝向第一方向D1發射的光線L導向至朝向正視方向前進。在此狀況下，由於第一稜鏡片16之第一稜鏡結構16P係沿垂直於第一方向D1之第二方向D2排列，亦即第一稜鏡結構16P的延伸方向係與導光板12之入光面12A平行，因此可將射入第一稜鏡片16之光線L在第一方向D1上集中，此外，由於第一稜鏡結構16P之第一頂角α1為銳角，因此可有效加強光線L的集中效果，而使射出第一稜鏡結構16P的光線L得以朝向正視方向前進。另一方向，由於第二稜鏡片18之第二稜鏡結構18P係沿第一方向D1排列，因此亦可將射入第二稜鏡片18之光線L在第二方向D2上集中，而由於光線L本身在第二方向D2的發散較不明顯，因此第二稜鏡結構18P之第二頂角α2可大於或等於第一稜鏡結構16P之第一頂角α1。在本實施例中，第一稜鏡片16係設置於導光板12與第二稜鏡片18之間，但第一稜鏡片16與第二稜鏡片18的相對位置並不以此為限。

另外，第一稜鏡片16之折射率較佳大體上係介於1.52至1.6之間，且第二稜鏡片之折射率較佳大體上亦係介於1.52至1.6之間，但不以此為限。在本實施例中，在設定第一稜鏡片16之折射率、第一稜鏡結構16P之第一頂角α1、第二稜鏡片18之折射率與第二稜鏡結構18P之第二頂角α2時，宜考慮液晶顯示面板的視角規格、亮度規格、製程良率與製作成本等因素。舉例而言，若設定第一稜鏡片16具有較大的折射率，較佳可設定第一稜鏡結構16P具有較大的第一頂角α1，且若設定第二稜鏡片18具有較大的折射率，則較佳可設定第二稜鏡結構18P具有較大的第二頂角α2；反之，若設定第一稜鏡片16具有較小的折射率，則較佳可設定第一稜鏡結構16P具有較小的第一頂角α1，且若設定第二稜鏡片18具有較小的折射率，則可設定第二稜鏡結構18P具有較小的第二頂角α2，但不以此為限。製作較大的第一頂角α1與較大的第二頂角α2在製程中具有較佳的製程良率；反之，製作較小的第一頂角α1與較小的第二頂角α2則因為材料使用量較少而具有降低成本之優點。此外，第一稜鏡片16與第二稜鏡片18的折射率的關係則會影響到亮度與視角。舉例而言，若設定第一稜鏡片16與第二稜鏡片18均具有相近且較大的折射率，例如兩者的折射率均約為1.6，則側光式背光模組10可提供較高的亮度的光線；若設定第一稜鏡片16與第二稜鏡片18分別有較大的折射率與較小的折射率，例如第一稜鏡片16的折射率約為1.6，而第二稜鏡片18的折射率約為1.52，則側光式背光模組10可提供亮度較低但分布較廣的光線，而可增加液晶顯示面板的視角；若設定第一稜鏡片16與第二稜鏡片18均具有相近且較小的折射率，例如兩者的折射率均約為1.52，則側光式背光模組10可提供分布更廣的光線，而可更增加液晶顯示面板的視角。換言之，在第一稜鏡結構16P之第一頂角α1為銳角，且第二稜鏡結構18P之第二頂角α2大於第一稜鏡結構16P之第一頂角α1的前提下，第一稜鏡片16與第二稜鏡片18的折射率、第一稜鏡結構16P之第一頂角α1與第二稜鏡結構18P之第二頂角α2的選擇可視亮度規格、視角規格、製程良率與製作成本等考量作適當的搭配。

請參考第4A圖、第4B圖與第4C圖。第4A圖至第4C圖分別摸擬了在未設置擴散片且第二稜鏡結構18P之第二頂角α2固定為90度的前提下，第一稜鏡結構16P之第一頂角α1分別為70度、60度與50度時本實施例之側光式背光模組之亮度分布。如第4A圖所示，在第二稜鏡結構18P之第二頂角α2為90度且第一稜鏡結構16P之第一頂角α1為70度的狀況下，側光式背光模組所發出的光線的亮度峰值出現在視角約為12.3度時。如第4B圖所示，在第二稜鏡結構18P之第二頂角α2為90度且第一稜鏡結構16P之第一頂角α1縮小至60度的狀況下，側光式背光模組所發出的光線的亮度峰值出現在視角約為6.1度時。如第4C圖所示，在第二稜鏡結構18P之第二頂角α2為90度且第一稜鏡結構16P之第一頂角α1縮小至50度的狀況下，側光式背光模組所發出的光線的亮度峰值出現在視角約為0度時，亦即約在正視角度時。由第4A圖至第4C圖的模擬結果可知，在未設置擴散片的狀況下，將第一稜鏡結構16P之第一頂角α1控制在銳角的範圍內，的確可有效的控制側光式背光模組所發出的光線的角度，藉此將光線導向正視方向。

本發明之側光式背光模組並不以上述實施例為限。下文將依序介紹本發明之其它較佳實施例之側光式背光模組，且為了便於比較各實施例之相異處並簡化說明，在下文之各實施例中使用相同的符號標注相同的元件，且主要針對各實施例之相異處進行說明，而不再對重覆部分進行贅述。

請參考第5圖至第7圖。第5圖至第7圖繪示了本發明之第二較佳實施例之側光式背光模組的示意圖，其中第5圖繪示了本實施例之側光式背光模組的分解示意圖，第6圖繪示了第5圖之側光式背光模組沿第一方向繪示之剖面示意圖，第7圖繪示了第5圖之側光式背光模組沿第二方向繪示之剖面示意圖。如第5圖至第7圖所示，不同於前述實施例，本實施例之側光式背光模組30之第二稜鏡片18係設置於導光板12與第一稜鏡片16之間。至於第一稜鏡片16與第二稜鏡片18的折射率、第一稜鏡結構16P之第一頂角α1與第二稜鏡結構18P之第二頂角α2的範圍，則與前述實施例類似，在此不再贅述。

請參考第8圖與第9圖。第8圖與第9圖繪示了本發明之第三較佳實施例之側光式背光模組的示意圖，其中第8圖繪示了本實施例之側光式背光模組的分解示意圖，第9圖繪示了第8圖之側光式背光模組沿第二方向繪示之剖面示意圖。如第8圖與第9圖所示，不同於前述兩實施例，本實施例之側光式背光模組40僅包括第一稜鏡片16，而未設置有第二稜鏡片18。至於第一稜鏡片16的折射率以及第一稜鏡結構16P之第一頂角α1範圍，則與前述實施例類似，在此不再贅述。

請再參考第10圖。第10圖繪示了本發明之第四較佳實施例之側光式背光模組的示意圖。如第10圖所示，在本實施例中，側光式背光模組50更包括複數個第一擴散粒子16S形成於第一稜鏡片16之一下表面16A上，以及複數個第二擴散粒子18S形成於第二稜鏡片18之一下表面18A上。第一擴散粒子16S與第二擴散粒子18S具有霧化、使出光亮度均勻、減少視覺上對於熱點(hot spot)與缺陷的容忍度等作用。在本實施例中，第一稜鏡片16係設置於導光板12與第二稜鏡片18之間，但不以此為限，例如第二稜鏡片18亦可設置於導光板12與第一稜鏡片16之間。至於第一稜鏡片16與第二稜鏡片18的折射率、第一稜鏡結構16P之第一頂角α1與第二稜鏡結構18P之第二頂角α2的範圍，則與前述實施例類似，在此不再贅述。

請再參考第11圖。第11圖繪示了本發明之第五較佳實施例之側光式背光模組的示意圖。如第11圖所示，在本實施例中，側光式背光模組60更包括複數個第一擴散粒子16S散佈於第一稜鏡片16之內，以及複數個第二擴散粒子18S散佈於第二稜鏡片18之內。在本實施例中，第一稜鏡片16係設置於導光板12與第二稜鏡片18之間，但不以此為限，例如第二稜鏡片18亦可設置於導光板12與第一稜鏡片16之間。至於第一稜鏡片16與第二稜鏡片18的折射率、第一稜鏡結構16P之第一頂角α1與第二稜鏡結構18P之第二頂角α2的範圍，則與前述實施例類似，在此不再贅述。

綜上所述，本發明之側光式背光模組在未設置擴散片的狀況下，將與導光板之入光面平行排列之第一稜鏡結構之第一頂角控制在銳角的範圍內，可有效的控制側光式背光模組所發出的光線的角度，藉此可使光線的亮度峰值調整到正視方向。因此，在未使用擴散片的情況下，本發明之側光式背光模組可減少製作成本、模組厚度與光學耗損，卻仍可維持良好的出光均勻度。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．側光式背光模組

12．．．導光板

12A．．．入光面

12B．．．出光面

14．．．光源

14L．．．發光元件

15．．．反射板

16．．．第一稜鏡片

16P．．．第一稜鏡結構

18．．．第二稜鏡片

18P．．．第二稜鏡結構

α1．．．第一頂角

α2．．．第二頂角

D1．．．第一方向

D2．．．第二方向

L．．．光線

16S．．．第一擴散粒子

16A．．．下表面

18S．．．第二擴散粒子

18A．．．下表面

30．．．側光式背光模組

40．．．側光式背光模組

50．．．側光式背光模組

60．．．側光式背光模組

第1圖至第3圖繪示了本發明之第一較佳實施例之側光式背光模組的示意圖。

第4A圖至第4C圖為本發明之側光式背光模組之亮度分布的摸擬圖。

第5圖至第7圖繪示了本發明之第二較佳實施例之側光式背光模組的示意圖。

第8圖與第9圖繪示了本發明之第三較佳實施例之側光式背光模組的示意圖。

第10圖繪示了本發明之第四較佳實施例之側光式背光模組的示意圖。

第11圖繪示了本發明之第五較佳實施例之側光式背光模組的示意圖。

10．．．側光式背光模組

12．．．導光板

12A．．．入光面

12B．．．出光面

15．．．反射板

16．．．第一稜鏡片

16P．．．第一稜鏡結構

18．．．第二稜鏡片

18P．．．第二稜鏡結構

α1．．．第一頂角

D2．．．第二方向

L．．．光線

Claims (12)

1. 一種側光式背光模組，包括：一導光板，具有至少一入光面與一出光面；一光源，設置於該導光板之該入光面，用於大體上沿一第一方向朝向該導光板發射光線；一第一稜鏡片，設置於該導光板之該出光面上，該第一稜鏡片包括複數條第一稜鏡結構彼此平行並沿大體上垂直於該第一方向之一第二方向排列，各該第一稜鏡結構具有一第一頂角，且該第一頂角為一銳角；以及一第二稜鏡片，設置於該導光板之該出光面上，該第二稜鏡片包括複數條第二稜鏡結構彼此平行並大體上沿該第一方向排列，各該第二稜鏡結構具有一第二頂角，且該第二頂角大於或等於該第一頂角。
2. 如請求項1所述之側光式背光模組，其中該第一頂角大體上係介於40度至80度之間。
3. 如請求項2所述之側光式背光模組，其中該第一頂角大體上係介於50度至70度之間。
4. 如請求項1所述之側光式背光模組，其中該第一稜鏡片係設置於該導光板與該第二稜鏡片之間。
5. 如請求項1所述之側光式背光模組，其中該第二稜鏡片係設置於該導光板與該第一稜鏡片之間。
6. 如請求項1所述之側光式背光模組，其中該第一稜鏡片之一折射率大體上係介於1.52至1.6之間。
7. 如請求項1所述之側光式背光模組，其中該第二稜鏡片之一折射率大體上係介於1.52至1.6之間。
8. 如請求項1所述之側光式背光模組，更包括複數個第一擴散粒子，形成於該第一稜鏡片之一下表面上。
9. 如請求項1所述之側光式背光模組，更包括複數個第一擴散粒子，散佈於該第一稜鏡片之內。
10. 如請求項1所述之側光式背光模組，更包括複數個第二擴散粒子，形成於該第二稜鏡片之一下表面上。
11. 如請求項1所述之側光式背光模組，更包括複數個第二擴散粒子，散佈於該第二稜鏡片之內。
12. 一種側光式背光模組，包括：一導光板，具有一入光面與一出光面，且該入光面與該出光面相連；一光源，設置於該入光面；一第一稜鏡片，設置於該出光面上，該第一稜鏡片具有複數條第一稜鏡結構，各該第一稜鏡結構具有一第一頂角，其中各該第一稜鏡結構之一延伸方向大體上平行於該入光面，且該第一頂角為銳角；以及一第二稜鏡片，設置於該出光面上，該第二稜鏡片具有複數條第二稜鏡結構，各該第二稜鏡結構具有一第二頂角，其中該第二頂角大於或等於該第一頂角。