TW201702706A - 光源模組及導光板 - Google Patents

Abstract

一種光源模組，包含燈條及導光板。燈條具有位於燈條端部的第一發光元件及相鄰第一發光元件的第二發光元件。導光板包含入光側面、可視區、過渡區、第一角落光學微結構圖案及二角落光學微結構圖案。入光側面朝向燈條。過渡區介於入光側面與可視區間。第一角落光學微結構圖案位於第一發光元件前方之可視區內，用以於第二發光元件啟動時，以相對較高的密度將相對較弱的光線取出。第二角落光學微結構圖案位於第一角落光學微結構圖案前方之過渡區內，用以於第一發光元件啟動時，以相對較高的密度將相對較強的光線取出。

Description

光源模組及導光板

本發明是關於光源模組及導光板，且特別是有關於側入式光源模組及應用於側入式光源模組的導光板。

背光模組為液晶顯示器的重要零組件，側入式背光模組是將發光二極體安裝在導光板的側面，如圖1所示，藉由形成在導光板上具取光能力的光學圖案，可以提供輝度充足且強度分布均勻的面光源。

在圖1中，側入式光源模組包含導光板300及燈條400。導光板300包含入光側面310、可視區320及過渡區330。可視區320設有取光能力自入光側面310朝遠離入光側面遞增的光學圖案(圖未示)。過渡區330介於入光側面310及可視區320間。一般來說，在液晶顯示器進行組裝時，會利用不透光的邊框覆蓋過渡區330，以遮蔽受限於光源的光出射角而產生的視覺暗區。

燈條400包含第一發光元件410及第二發光元件420，第一發光元件410位於燈條400的端部，第二發光元件420鄰近第一發光元件410，第一發光元件410的啟動時機相異於第二發光源件420。

當第二發光元件420發光時，導光板300上形成有第二發光元件420的光出射角(如圖1虛線所示)無法涵蓋的角落暗區500；若角落暗區500深入可視區320，會讓可視區320產生強度分布不均的問題，進而影響具有此側入式光源模組的液晶顯示器的顯示效果。

本發明提供一種光源模組，用以避免形成在導光板可視區內的角落暗區，進而提供均勻強度分布的面光源。

根據本發明提供一種光源模組，包含燈條及導光板。燈條具有第一發光元件及第二發光元件，第一發光元件位於燈條一端部，第二發光元件相鄰第一發光元件，第一發光元件之啟動時機異於第二發光元件。導光板包含入光側面、可視區、過渡區、第一角落光學微結構圖案及第二角度光學微結構圖案。入光側面朝向燈條以接受光線入射。可視區具有光學圖案，且光學圖案之取光能力自鄰近入光側面朝遠離入光側面之方向線性遞增。過渡區介於入光側面與可視區間。第一角落光學微結構圖案位於第一發光元件前方之可視區內，用以於第二發光元件啟動時，以相對較高的密度將相對較弱的光線取出，避免在可視區上形成角落暗區。第二角落光學微結構圖案位於第一角落光學微結構圖案前方之過渡區內，用以於第一發光元件啟動時，以相對較高的密度將相對較強的光線取出，避免相對較強的光線接觸第一角落光學微結構圖案，而在可視區上形成角落亮區。

第一角落光學微結構始於可視區與過渡區鄰接處之第一介面，終於第二介面，第二角落光學微結構始於入光側面，終於第一介面，入光側面與第一介面間的距離為d1，第一介面與第二介面間的距離為d2，第一發光元件之第一光出射角為2A，第二發光元件之第二光出射角為2B，第一發光元件及第二發光元件間的距離為2h，其滿足下列條件:tanA = h/d2；以及tanB = 2h/(d1+d2)。

於實際配置第一角落光學微結構圖案及第二角落光學微結構圖案時，第一角落光學微結構圖案於入光側面的投影長度隨著遠離入光側面的方向逐漸減少，第二角落光學微結構圖案於入光側面的投影長度隨著遠離入光側面的方向逐漸減少。

本發明另提供另一種導光板，其與入光側面臨於的一隅形成有取光能力較高的角落光學微結構圖案，用以解決其與非同步控制的點光源構成之光源模組產生角落暗區的問題。

根據本發明更提供一種導光板，包含入光側面、可視區、過渡區、第一角落光學微結構圖案及第二角落光學微結構圖案。可視區具有光學圖案，且光學圖案之取光能力自鄰近入光側面朝遠離入光側面之方向線性遞增。過渡區介於入光側面與可視區間。第一角落光學微結構圖案位於可視區內臨接過渡區之一隅。第二角落發光微結構圖案位於第一角落光學微結構圖案前方之過渡區內。

在實際配置第一角落光學微結構圖案及第二角落光學微結構圖案時，第一角落光學微結構圖案於入光側面的投影長度隨著遠離入光側面的方向逐漸減少，第二角落光學微結構圖案於入光側面的投影長度隨著遠離入光側面的方向逐漸減少。

本發明透過第一角落光學微結構圖案及第二角落光學微結構圖案的配置，可以有效地避免光源模組出現角落暗區及角落亮區的產生。

請參照圖2及圖3，光源模組包含燈條100及導光板200。燈條100包含第一發光元件110及第二發光元件120，第一發光元件110位於燈條100的端部，第二發光元件120與第一發光元件110相鄰。

第一發光元件110的啟動時機相異於第二發光元件120的啟動時機，其中第一發光元件110及第二發光元件120的啟動時機分別為第一發光元件110及第二發光元件120發出光線之時，第一發光元件110及第二發光元件120可分別由發光二極體實現之。第一發光元件110具有第一出光角度2A，第二發光元件120具有第二出光角度2B，第一出光角度2A及第二出光角度2B分別是由第一發光元件110及第二發光元件120的50%光強度包絡線所定義。

燈條100可以更包含載板130，第一發光元件110及第二發光元件120分別設置於載板130上，並可透過載板130接受啟動時機時所需的電力。

導光板200呈平板狀，可透光，通常由壓克力(PMMA)或塑膠(PC)組成，但亦不排除其他均等物；例如，導光板200可為丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、環烯烴聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醯亞胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)或矽膠(Silicone)所構成材料組群中之至少一種材料或其它可代替之材料。

導光板200包含入光側面210、可視區220及過渡區230。入光側面210朝向燈條100以接受光線入射，如圖2所示，導光板及燈條100配合構成側入式光源模組。可視區220為強度均勻的區域，故可以直接與液晶顯示面板的有效顯示區疊合，以提供液晶顯示面板操作時的面光源。過渡區230介於入光側面210及可視區220之間，過渡區230因鄰近第一發光元件110及第二發光元件120，受限於第一發光元件110及第二發光元件120的出光角度，會形成具有對比強烈之亮區及暗區。由於分佈在過渡區230的亮區及暗區無法藉由光學圖案的疏密變化進行補救的區域，因此，一般會在過渡區230上覆蓋遮光材以避免影響出光效果。

導光板200還包含第一角落光學微結構圖案240及第二角落光學微結構圖案250。第一角落光學微結構圖案240位於第一發光元件110前方的可視區220內，更精確予以設計，第一角落光學微結構圖案250位於可視區220內鄰接過渡區230的一隅。第二角落光學微結構圖案250位於第一角落光學微結構圖案240前方之過渡區230內。

可視區220還具有光學圖案222，光學圖案222的取光能力自入光側面210朝向遠離入光側面210的方向線性遞增，用以將第一發光元件110及第二發光元件120產生的光線均勻引導至導光板200相反於入光側面210的後端側面。其中，可以就由調整光學圖案222的疏密、大小或其組合而調整其取光能力。

第一角落光學微結構圖案240及第二角落光學微結構圖案250的輪廓可以是由第二發光元件120的第二出光角度2B所定義，更具體言之，第一角落光學微結構圖案240及第二角落光學微結構圖案250皆非位在第二出光角度2B所涵蓋的範圍內。

在圖2中，第一角落光學微結構圖案240始於可視區220與過渡區230鄰接的第一介面260，且第一角落光學微結構圖案240於入光側面210的投影長度隨著遠離入光側面210而縮短，並終於第二介面270。第二角落光學微結構圖案250始於入光側面210，終於第一介面260，且第二角落光學微結構圖案250於入光側面210的投影長度隨著遠離入光側面210而縮短。

如圖3所示，第一發光元件110的出光角度為2A，第二發光元件120的出光角度為2B，入光側面210與第一介面260間的距離為d1，第一介面260與第二介面270間的距離為d2，其滿足下列條件:tanA = h/d2；以及tanB = 2h/(d1+d2)。

第一角落光學微結構圖案240及第二角落光學微結構圖案250的輪廓可以是由第二發光元件120的第二出光角度2B所定義，更具體言之，第一角落光學微結構圖案240及第二角落光學微結構圖案250皆非位在第二出光角度2B所涵蓋的範圍內。

形成在第一介面260及第二介面270間的光學圖案的密度小於第一角落光學微結構圖案240的密度。藉此，第一角落光學微結構圖案240可以於第二發光元件120啟動時，以相對較高的密度將相對較弱的光線取出，避免在可視區220上形成角落暗區。

第一角落光學微結構圖案240雖然可以有效地在第二發光元件120啟動時，避免角落暗區的產生，但當第一發光元件110啟動時，也會以相對較高的密度將光線取出，導致角落亮點的產生。為了避免角落亮點的產生，則須使第二角落光學微結構圖案250的密度高於第一角落光學微結構圖案240的密度。藉此，第二角落光學微結構250可以於第一發光元件110啟動時，以相對較高的密度將相對較強的光線取出，避免相對較強的光線接觸第一角落光學微結構圖案240，而在可視區220形成角落亮區，可視區220便可以提供均勻強度的光源。

雖然第二角落光學微結構圖案250在第一發光元件110啟動時萃取出的光線可能在過渡區230產生局部亮點；然在一般情況下，導光板200的過渡區230會覆蓋不透光材料，以遮掩形成在過渡區230中受限於發光元件出光角度及排列距離所產生強度不均勻的現象。因此，形成在過渡區230的局部亮點可同時受不透光材料遮蔽而不影響光源模組在實際應用於液晶顯示器時的強度均勻性。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100、400‧‧‧燈條

110、410‧‧‧第一發光元件

120、420‧‧‧第二發光元件

130‧‧‧載板

200、300‧‧‧導光板

210、310‧‧‧入光側面

220、320‧‧‧可視區

222‧‧‧光學圖案

230、330‧‧‧過渡區

240‧‧‧第一角落光學微結構圖案

250‧‧‧第二角落光學微結構圖案

260‧‧‧第一介面

270‧‧‧第二介面

圖1為習知之側入式光源模組的光線分布示意圖；

圖2為本發明的光源模組的光線分布示意圖；以及

圖3為本發明的光源模組的局部放大圖。

100‧‧‧燈條

110‧‧‧第一發光元件

120‧‧‧第二發光元件

130‧‧‧載板

200‧‧‧導光板

210‧‧‧入光側面

220‧‧‧可視區

222‧‧‧光學圖案

230‧‧‧過渡區

240‧‧‧第一角落光學微結構圖案

250‧‧‧第二角落光學微結構圖

260‧‧‧第一介面

270‧‧‧第二介面

Claims (7)

1. 一種光源模組，包含: 一燈條，具有位於該燈條一端部之一第一發光元件及相鄰該第一發光元件之一第二發光元件，該第一發光元件之啟動時機異於該第二發光元件；以及 一導光板，包含: 一入光側面，朝向該燈條以接受光線入射； 一可視區，具有一光學圖案，該光學圖案之取光能力自鄰近該入光側面朝遠離該入光側面之方向線性遞增； 一過渡區，介於該入光側面與該可視區間； 一第一角落光學微結構圖案，位於該第一發光元件前方之該可視區內，用以於該第二發光元件啟動時，以相對較高的密度將相對較弱的光線取出，避免在該可視區上形成角落暗區；以及 一第二角落光學微結構圖案，位於該第一角落光學微結構圖案前方之該過渡區內，用以於該第一發光元件啟動時，以相對較高的密度將相對較強的光線取出，避免相對較強的光線接觸該第一角落光學微結構圖案，而在該可視區上形成角落亮區。
2. 如請求項第1項所述的光源模組，其中該第一角落光學微結構始於該可視區與該過渡區鄰接處之一第一介面，終於一第二介面，該第二角落光學微結構始於該入光側面，終於該第一介面，該入光側面與該第一介面間的距離為d1，該第一介面與該第二介面間的距離為d2，該第一發光元件之一第一光出射角為2A，該第二發光元件之一第二光出射角為2B，該第一發光元件及該第二發光元件間的距離為2h，其滿足下列條件: tanA = h/d2；以及 tanB = 2h/(d1+d2)。
3. 如請求項第1項所述的光源模組，其中該第一角落光學微結構圖案於該入光側面的投影長度隨著遠離該入光側面的方向遞減。
4. 如請求項第1項所述的光源模組，其中該第二角落光學微結構圖案於該入光側面的投影長度隨著遠離該入光側面的方向遞減。
5. 一種導光板，包含: 一入光側面； 一可視區，具有一光學圖案，該光學圖案之取光能力自鄰近該入光側面朝遠離該入光側面之方向線性遞增； 一過渡區，介於該入光側面與該可視區間； 一第一角落光學微結構圖案，位於該可視區內臨接該過渡區之一隅；以及 一第二角落發光微結構圖案，位於該第一角落光學微結構圖案前方之該過渡區內。
6. 如請求項第5項所述的導光板，其中該第一角落光學微結構圖案於該入光側面的投影長度隨著遠離該入光側面的方向遞減。
7. 如請求項第5項所述的導光板，其中該第二角落光學微結構圖案於該入光側面的投影長度隨著遠離該入光側面的方向遞減。