TWI363199B - Liquid crystal display and light quide plate thereof - Google Patents

Description

1363199 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發月疋有關於導光板，且特別是有關於一種液 晶顯示器中具導光微結構設計之導光板。 【先前技術】 在液曰曰顯不益中’習知技術所使用的導光板大多是利 用網板印刷、雷射佈點或姓刻...等方式來製作，並藉由設 計導光板中結構的密度，來改變經由導光板射出的光線， 進而調整出射光源亮度的均勻性。 然而’為了使出射光源的出射角度能符合液晶顯示器 的設計，並考量出射光源的視角特性，—般均需再配置三 至四層的光學膜片，其包括光擴散片以及增亮膜等等，如 此才能舰晶顯示器在操作時達到所需的亮度規格，但卻 會耗費較尚的材料成本與組裝成本。 【發明内容】 本發明之—目的在於提供一種導光板可使透過導光 板的出射光線能集中於衫方向，藉以提升出射光的亮度。 本發明之另一目的在於提供—種液晶顯示器，除可提 高Γ器的顯示亮度外，並可同時節省其中光學膜片所需 耗費的材料成本與組裝成本。 本發明之—實施樣態係關於一種導光板，包含一入射 面、-反射面、一主要導光體以及—輔助導光體。反射面 1363199 係連接於入射面。主要導光體配置於反射面上，且具有一 第傾斜表面以及一第二傾斜表面。輔助導光體配置於反 射面上，且具有一第三傾斜表面以及一第四傾斜表面，並 與主要導光體間具有一間距。其中，間距的範圍介於〇 2 微米（μπι)與0.5微米（μιη)之間，辅助導光體在反射面上之底 部寬度小於主要導光體在反射面上之底部寬度。 本發明之另一實施樣態係關於一種導光板，包含一入 射面、一反射面、一主要導光體以及一辅助導光體。反射 面連接於入射面。主要導光體與反射面之間夾有一第一夾 角與一第二央角。輔助導光體鄰近於主要導光體，並與反 射面之間夾有一第三夾角與一第四夾角。其中，輔助導光 體與主要導光體的高度差的範圍介於i 5微米（|jm)與5微米 (μηι)之間’且輔助導光體在反射面上之底部寬度小於主要 導光體在反射面上之底部寬度。 本發明之又一實施樣態係關於一種液晶顯示器，包含 一導光板、一光源、一光學膜片以及一液晶面板。導光板 包含一入射面、一反射面以及數個導光體組，其中反射面 連接於入射面，導光體組配置於反射面上。光源係對應於 入射面配置，而液晶面板則是對應於導光板配置。其中， 上述導光體組中兩導光體組之間的間隔距離介於50微米 (μπι)與500微米（pm)之間，每一個導光體組皆包含一主要 導光體與數個輔助導光體’且每一個輔助導光體在反射面 上之底部寬度皆小於主要導光體在反射面上之底部寬度。 根據本發明之技術内容，應用前述液晶顯示器及其導 光板，可使導光板的出射光線更加集中，提升導光板的光 利用效率，並提高液晶顯示器的顯示亮度。

【實施方式】

一請參閱第1A圖與第㈣，第1A圖係為本發明液晶 顯示器之-實施例的組合示意圖，第1B圖係為第ia圖所 示之實施例中另一面的側視圖。液晶顯示器1〇〇包括一導 光板110、一光源120以及一液晶面板13〇。導光板11〇包 括入射面112、V型結構114、反射面116以及複數個導光 體組150。其中’v型結構114係為具有v型溝槽之導光 結構，然其V型溝槽的延伸方向與導光體組15〇的延伸方 向垂直，故在第1A圖中無法觀察到v型結構114的V型 剖面形狀’而僅能顯示其矩形側面形狀。

如第1A圖所示，v型結構114以及反射面116均連接 於入射面112，且反射面116係相對應於v型結構114設 置’而上述導光體組150則是配置於反射面116上。在一 較佳實施例中，相鄰兩導光體組之間具有一間隔距離，且 此間隔距離的範圍可介於5〇微米⑴⑷與5〇〇微米（Jjm)之 間。此外’光源丨2〇係對應於入射面112配置，而液晶面 板130則是對應於v型結構114配置，如此便可使光源120 經由入射面112入射至導光板110中，並經過反射面116 及其上之導光體組丨5〇的反射之後，再透過V型結構114 射出而傳送至液晶面板13〇。因此，相對於反射面116, V 型結構114面對於液晶面板13 0的一面，係作為導光板110 1363199 的出射面。 此外，上述每一個導光體組150均可包括一主要導光 體152以及一輔助導光體154«輔助導光體154在反射面 116上的底部寬度係小於主要導光體ι52在反射面U6上的 底部寬度’且輔助導光體154與主要導光體丨52之間具有 一特定間距，此特定間距約介於〇.2微米（μπι)和〇 5微米（pm) 之間。再者，主要導光體152的高度與輔助導光體154的 同度不同’兩者之間具有·一尚度差。在一實施例中，主要 導光體152的高度較輔助導光體154的高度更高；而在另 一實施例中’輔助導光體154的高度則較主要導光體152 的高度更高’端賴產品的設計需求而定，本發明並不以此 為限》 如第1B圖所示，V型結構114係為具有v型溝槽之導 光結構’且其延伸方向與導光體組15〇的延伸方向垂直。 相較於第1A圖而言’第1B圖則僅能顯示導光體組15〇的 矩形侧面形狀’而無法觀察到導光體組丨5〇的V型剖面形 狀。此外’由於主要導光體152的高度與辅助導光體154 的咼度不同，兩者之間具有一高度差，因此導光體組15〇 的矩形側面形狀會呈現有不同頂端稜線的情形。 第2圖係為本發a月導光體組之第一實施例的示意圖。 導光體組包括主要導光體152a與辅助導光體154a，其均為 凸出於反射面116的凸出結構’且兩者之間具有間距d，間 距d的範圍可介於0.2微米（μηι)與0.5微米（μιη)之間。主要 導光體152a具有兩凸出於反射面ι16的傾斜表面，分別與 1363199 反射面116形成夾角Θ1和Θ2 ;而輔助導光體i 54a亦具有 兩凸出於反射面116的傾斜表面，分別與反射面116形成 夹角03和Θ4。由圖可知，主要導光體i52a和輔助導光體 154a分別與反射面形成夾角θ卜Θ2、Θ3和Θ4的傾斜表面。 主要導光體152a較輔助導光體154a更接近光源，且各個 夾角的順序亦依對應之傾斜表面距離入射面的遠近距離而 定’亦即在上述四個夾角中’夾角Θ1離入射面最近，夾角 Θ2次之’夹角03再次之’夾角Θ4則離入射面最遠。在一 較佳實施例中，夾角Θ1的範圍可介於〇.2。與1〇。之間，夹 角Θ2的範圍可介於3〇。與50。之間，夹角Θ3的範圍可介於 70°與110°之間’而夾角04的範圍則可介於3〇。與50。之間。 此外，主要導光體152a在反射面上包含一底部寬度 Μ ’輔助導光體154a在反射面上有一底部寬度A，且寬度 Μ大於寬度A。在一較佳實施例中，寬度M的範圍可介於 40微米（μπι)和70微米（pm)之間，寬度a的範圍則可介於1 微米（μηι)和10微米（μηι)之間。再者，主要導光體152a具 有一尚度hi ’輔助導光體154a具有一高度h2，且兩者高 度差的範圍可介於1.5微米（μηι)與5微米（μιη)之間。 第3圖係為本發明導光體組之第二實施例的示意圖。 相較於第2圖而言’主要導光體152b與輔助導光體154b 均為凹入反射面116的凹入結構，且兩者之間同樣具有間 距d ’其範圍可介於0_2微米（μηι)和〇 5微米（μηι)之間。主 要導光體152b的兩凹入傾斜表面分別與反射面形成夾角 θ 1和Θ2 ’而辅助導光體154b的兩凹入傾斜表面則分別與 1363199 反射面形成夾角Θ3和04。由圖可知，輔助導光體154b以 及主要導光體152b與反射面形成夾角Θ3、Θ4、Θ1和Θ2的 傾斜表面。輔助導光體154b較主要導光體152b更接近光 源，且各個夾角的順序亦依對應之傾斜表面距離入射面的 遠近距離而定，亦即在上述四個夾角中，夾角Θ3離入射面 最近’夾角Θ4次之，夾角Θ1再次之，夾角Θ2則離入射面 最遠。在一較佳實施例中，夾角01的範圍可介於3〇。與50。 之間，夾角Θ2的範圍可介於70。與110。之間，夾角Θ3的範 圍可介於30°與50。之間，而夾角Θ4的範圍則可介於〇.2。 與10°之間。 此外’主要導光體152b在反射面上的底部寬度Μ同 樣大於輔助導光體154b在反射面上的底部寬度A，且寬度 Μ的範圍可介於40微米（μιη)和70微米（pm)之間，寬度A 的範圍可介於1微米（lam)和10微米（μπι)之間。再者，主要 導光體152b的高度hi與辅助導光體154b的高度h2之間， 同樣會具有一高度差，其高度差的範圍介於1.5微米（μηι) 與5微米（pm)之間。 第4圖係為本發明導光體組之第三實施例的示意圖。 相較於第2圖而言，主要導光體152c為凸出反射面116的 凸出結構’而輔助導光體154c則是為凹入反射面116的凹 入結構’其中兩者之間同樣具有間距d，其範圍可介於〇 2 微米（μιη)和0.5微米（μηι)之間。主要導光體i52c的兩凸出 傾斜表面分別與反射面形成夾角Θ1和Θ2，而辅助導光體 154c的兩凹入傾斜表面則分別與反射面形成夾角Θ3和 1363199 Θ4。由圖可知，主要導光體152c以及辅助導光體154c與 反射面形成夾角Θ1、Θ2、Θ3和Θ4的傾斜表面。主要導光 體152c較輔助導光體154c更接近光源，且各個夾角的順 序亦依對應之傾斜表面距離入射面的遠近距離而定，亦即 在上述四個夾角中，夾角Θ1離入射面最近，夾角θ2次之， 夹角Θ3再次之，夾角Θ4則離入射面最遠。 此外’主要導光體152c在反射面上的底部寬度μ同樣 大於輔助導光體154c在反射面上的底部寬度a，且寬度Μ 的範圍可介於40微米（μιη)和70微米（μιη)之間，寬度a的 範圍可介於1微米（μηι)和10微米（μϊη)之間。再者，主要導 光體152c的高度hi與輔助導光體154c的高度h2之間， 同樣會具有一高度差，其高度差的範圍介於15微米（|jm) 與5微米（pm)之間。在本實施例中，由於主要導光體1 52c 為凸出結構，輔助導光體154c則為凹入結構，故此高度差 特別定義為高度h 1與高度h2之間的差的絕對值，且高度 hl與高度h2皆為正數。 第5圖係為本發明導光體組之第四實施例的示意圖。 相較於第4圖而言，主要導光體152d為凹入反射面的凹入 結構，而輔助導光體154d則是為凸出反射面的凸出結構， 其中兩者之間同樣具有間距d，其範圍約介於〇 2微米印⑷ 和0.5微米（μιη)之間。主要導光體152d的兩凹入傾斜表面 刀別與反射面开> 成夾角Θ1和02，而辅助導光體154d的兩 凸出傾斜表面則分別與反射面形成失角θ3和θ4。由圖可 知，輔助導光體154d以及主要導光體152d與反射面形成 [S] 12 1363199 夾角Θ3、Θ4、Θ1和Θ2的傾斜表面。輔助導光體154d較主 要導光體152d更接近光源，且各個夾角的順序亦依對應之 傾斜表面距離入射面的遠近距離而定，亦即在上述四個夾 角中，夾角Θ3離入射面最近，夾角Θ4次之，夾角Θ1再次 之，夾角Θ2則離入射面最遠。 此外，主要導光體152d在反射面上的底部寬度Μ同 樣大於輔助導光體154d在反射面上的底部寬度A，且寬度 Μ的範圍可介於40微米（μηι)和70微米（μιη)之間，寬度A 的範圍可介於1微米（μιη)和10微米（|jm)之間。再者，主要 導光體152d的高度hi與輔助導光體154d的高度h2之間， 同樣會具有一两度差’其高度差的範圍介於1.5微米（μ m) 與5微米（μηι)之間。在本實施例中，由於主要導光體152d 為凹入結構’輔助導光體154d則為凸出結構，故此高度差 特別定義為高度h 1與高度h2之間的差的絕對值，且高度 hi與高度h2皆為正數。 第6圖係為本發明液晶顯示器之另一實施例的示意 圖。液晶顯示器6〇〇同樣包括導光板610、光源620、光學 膜片（圖中未示）以及液晶面板630,其中導光板610的入射 面612、V型結構614、反射面616以及複數個導光體組65〇 之配置，均相似於第1A圖所示之實施例，且上述導光體組 中兩導光體組之間具有一間隔距離，此間隔距離可介於5〇 微米（μιη)和5〇〇微米（μηι)之間。相較於第1A圖而言，每一 個導光體組650均可包括一主要導光體652以及複數個辅 助導光體654’其中每一個輔助導光體654在反射面616 13 1363199 上的底部寬度均小於主要導光體652在反射面616上的底 部寬度。在一較佳實施例中，主要導光體652之底部寬度 的範圍可介於40微米(^⑷與7〇微米之間，而輔助導 光體654之底部寬度的範圍則可介於i微米化⑷與1〇微米 (μηι)之間。此外，主要導光體652與其相鄰的輔助導光體 654之間具有一間距，其可介於〇 2微米（μπι)和〇 5微米 之間’而兩相鄰的輔助導光體654之間亦具有一間距，其 亦可介於0.2微米（Mm)和0 5微米（pm)之間。 再者’主要導光體652的高度與輔助導光體654的高 度不同，兩者之間具有一高度差，而且主要導光體652和 輔助導光體654均可設計成凸出反射面616的凸出結構， 或者是凹入反射面616的凹入結構，且主要導光體652的 向度可依實際設計的需求，被設計成較辅助導光體654的 河度更咼或更低。在一較佳實施例中，兩者高度差的範圍 介於1.5微米（Mm)與5微米之間。 除此之外，上述實施例中導光體所形成的角度 '高度 或甚至數目，均可隨著光源入射至導光板中的距離不同而 變化》 第7圖係為本發明液晶顯示器之光線路徑示意圖。在 此是以主要導光體較輔助導光體更接近光源的配置以及兩 者均為凸出結構為例來作說明。如圖所示，當光源72〇入 射至導光板710之後，部分光源72〇會根據主要導光體752 的反射而經由V型結構714射出，但仍然會有部分的光源 720由主要導光體752漏出。此時，漏出的光源72〇會再入 1363199 射至輔助導光體乃4,並再次經由辅助導光體754的反射而 經由V型結構714射出。亦即，主要指向出光包含了經由 主要導光體752反射的光線，以及經由輔助導光體754反 射的光線。如此一來，便可減少光源72〇漏出的情形，並 且可大幅地提升光源720的利用效率。 由上述本發明之實施例可知，應用前述液晶顯示器及 其導光板，可使導光板的出射光線集中在顯示面板的正視 角方向，藉以減少漏光的情形，提高導光板的光利用效率， 以增強顯示器的顯示免度。不僅如此，隨著光利用效率的 提高，背光模組中所需的光學膜片（如：增亮膜等）亦可隨之 減少，進而大幅地節省光學膜片的成本以及背光模組的組 裝成本。 雖然本發明已以實施例揭露如上’然其並非用以限定 本發明’任何具有本發明所屬技術領域之通常知識者，在 不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動與潤 倚’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】 第1A圖係為本發明液晶顯示器之一實施例的組合示意圖。 第1B圖係為第1 a圖所示之實施例中另一面的側視圖。 第2圖係為本發明導光體組之第一實施例的示意圖。 第3圖係為本發明導光體組之第二實施例的示意圖。 第4圖係為本發明導光體組之第三實施例的示意圖。 15 1363199 第5圖係為本發明導光體組之第四實施例的示意圖。 第6圖係為本發明液晶顯示器之另一實施例的組合示意圖。 第7圖係為本發明液晶顯示器之光線路徑示意圖。 【主要元件符號說明】 100、600 :液晶顯示器 110、610、710 :導光板 112、612 :入射面 114、614、714 : V 型結構 116、616 :反射面 120、620、720 :光源 130、630 :液晶面板 150、650 :導光體組 152、152a、152b、152c、152d、652、752 :主要導光體 154、154a、154b、154c、154d、654、754 :輔助導光體

IS] 16

Claims (1)

1363199 101年3月06日修正替換頁 十、申請專利範圍： 1. 一種導光板，包含： 一入射面； 一反射面’連接於該入射面； 一主要導光體，配置於該反射面上，且具有一第一傾 斜表面以及一第二傾斜表面；以及 一輔助導光體，配置於該反射面上，且具有一第三傾 Φ 斜表面以及一第四傾斜表面，該輔助導光體與該主要導光 體間具有一間距； 其中’該間距的範圍介於0.2微米與0.5微米之間，該 辅助導光體在該反射面上之底部寬度小於該主要導光體在 該反射面上之底部寬度。 2·如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該輔助 導光體在該反射面上之底部寬度的範圍介於1微米與1〇微 ^ 米之間’該主要導光體在該反射面上之底部寬度的範圍介 於40微米與70微米之間。 3. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該主要 導光體與該輔助導光體均為凸出該反射面之凸出結構，且 該第一傾斜表面、該第二傾斜表面、該第三傾斜表面以及 該第四傾斜表面依序遠離該入射面。 4. 如申請專利範圍第3項所述之導光板，其中該第— 17 1363199 1363199 101年3月06日修正替換頁 傾斜表面與該反射面之夹角的範圍介於02。與1〇。之間，該 第二傾斜表面與該反射面之夾角的範圍介於30。與5〇。之 間，該第三傾斜表面與該反射面之夹角的範圍介於7〇〇與 u〇°之間，該第四傾斜表面與該反射面之夾角的範圍介於 30°與50°之間。 5·如申請專利範圍第丨項所述之導光板，其中該主要 φ 導光體與該輔助導光體均為凹入該反射面之凹入結構，且 該第三傾斜表面、該第四傾斜表面、該第一傾斜表面以及 該第二傾斜表面依序遠離該入射面。 6. 如申請專利範圍第5項所述之導光板，其中該第— 傾斜表面與該反射面之夾角的範圍介於3〇。與5〇。之間，該 第二傾斜表面與該反射面之夾角的範圍介於7〇。與11〇〇之 間，該第三傾斜表面與該反射面之夾角的範圍介於3〇。與 50之間，該第四傾斜表面與該反射面之夾角的範圍介於 .0.2。與1〇。之間。 7. —種導光板，包含： 一入射面； —反射面，連接於該入射面； —主要導光體，與該反射面之間夾有一第一夾角以及 一第二夾角；以及 一輔助導光體，鄰近於該主要導光體，並與該反射面 1363199 101年3月06日修正替換頁 之間夾有一第三夾角以及一第四夹角； 其中，該辅助導光體與該主要導光體間具有一間距， 該輔助導光體與該主要導光體的高度差的範圍介於丨.5微 米和5微米之間，且該輔助導光體在該反射面上之底部寬 度小於該主要導光體在該反射面上之底部寬度。

8.如申請專利範圍第7項所述之導光板，其中該輔助 導光體在該反射面上之底部寬度的範圍介於1微米與1〇微 米之間’該主要導光體在該反射面上之底部寬度的範圍介 於40微米與70微米之間。 9. 如申請專利範圍第7項所述之導光板，其中該主要 導光體與該輔助導光體均為凸出該反射面之凸出結構，且 該第一夹角、該第二夾角、該第三夾角以及該第四夾角依 序遠離該入射面。 10. 如申請專利範圍第9項所述之導光板’其中該第 —夾角的範圍介於〇.2。與10。之間，該第二夾角的範圍介於 30°與50°之間。 11.如申請專利範圍第9項所述之導光板，其中該第 三夾角的範圍介於70。與no。之間，該第四夾角的範圍介於 30°與50°之間。 1363199 101年3月06曰修正替換頁 -~----_ 12. 如申請專利範圍第7項所述之導光板，其中該主 要導光體以及該輔助導光體均為凹入該反射面之凹入結 構’且該第三夾角、該第四夾角、該第一夾角以及該第二 夹角依序遠離該入射面。 13. 如_請專利範圍第12項所述之導光板，其中該第 一夾角的範圍介於30。與5〇。之間，該第二夾角的範圍介於 70°與11〇°之間。 I4·如申請專利範圍第12項所述之導光板，其中第三 夾角的範圍介於30。與50〇之間，該第四夾角的範圍介於 0.2°與10°之間。 15· —種液晶顯示器，包含： 一導光板’包含一入射面、一反射面以及複數個導光 體組’其中該反射面連接於該入射面，該些導光體組配置 於該'反射面上； 一光源’對應於該入射面配置；以及 一液晶面板，對應於該導光板配置； 其中’該些導光體組中兩導光體組之間的間隔距離介 於50微米與500微米之間，每一該些導光體組皆包含—主 要導光體與複數個輔助導光體，且每一該些輔助導光體在 該反射面上之底部寬度皆小於該主要導光體在該反射面上 之底P寬&其中該主要導光體與相鄰之一輔助導光體之 20 1363199 101年3月06曰修正替換頁 間具有—第一間距，該第一間距之範圍介於0.2微米與〇.5 微米之間。 16·如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示器，其中 該些辅助導光體中兩相鄰輔助導光體之間具有一第二間 距’該第二間距之範圍介於0.2微米與0.5微米之間。

17.如申請專利範圍第丨5項所述之液晶顯示器，其中 該主要導光體為凸出該反射面之凸出結構或凹入該反射面 之凹入結構。 18.如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示器，其中 該辅助導光體係為凸出該反射面之凸出結構或凹入該反射 面之凹入結構。

19.如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示器，其中 每一該些輔助導光體在該反射面上之底部寬度的範圍介於 1微米與1 〇微米之間。 20.如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示器，其中 該主要導光體在該反射面上之底部寬度的範圍介於4〇微米 與70微米之間β 21