TWI407163B

TWI407163B - 導光板及應用該導光板之背光模組

Info

Publication number: TWI407163B
Application number: TW98133730A
Authority: TW
Inventors: xin-chang Yang; hui-yi Jiang
Original assignee: Coretronic Suzhou Co Ltd
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2013-09-01
Also published as: TW201113567A

Description

導光板及應用該導光板之背光模組

本發明係關於一種導光板及應用此導光板之背光模組，且特別是關於一種具有雙面發光功能之導光板及應用此導光板之背光模組。

目前平面顯示器的發展已相當蓬勃，特別是液晶顯示器已成為主流。液晶顯示器中的液晶面板本身不發光，因此液晶面板需搭配背光模組，用以提供均勻之平面光源給液晶面板，經由液晶面板控制通過的光線多寡以產生不同的影像。依照液晶顯示器大小的不同，背光模組的形式也會有所改變。目前背光模組越來越趨向薄型化，因此衍生了導光板雙面發光的設計。雙面發光之背光模組必須提供兩個發光面，相對於相同大小之單面發光之背光模組，雙面發光之背光模組的任一發光面之亮度往往會小於單面發光之背光模組之發光面之亮度，並且，兩個發光面如何達到同時均勻的表現，也是目前發展雙面發光之背光模組的重要問題。

請參見第1圖，係為習知的雙面發光之背光模組100之結構圖。一種背光模組100之結構呈上下對稱，包括：兩導光板110及111、兩擴散板120及121、兩增光片130及131、一反射片1140及一光源150。

導光板110及111分別具有一出光面1101及1111以及一底面1102及1112。導光板110之底面1102及導光板111之底面1112係為相向設置，並且底面1102及1112分別具有凹陷部與凸出部，使得底面1102及1112之截面形狀為波浪狀。底面1102與底面1112呈現為互補的凹陷部與凸出部，也就是底面1102之凸出部卡入底面1112之凹陷部，且底面1112之凸出部卡入底面1102之凹陷部。

兩擴散板120及121分別設置於導光板110之出光面1101之上側及導光板111之出光面1111之下側。反射片1140設置於兩導光板110及111之間，也就是位於底面1102及1112之間，因此，反射片1140的截面形狀受底面1102及1112夾擠形成波浪狀，並且材質為例如為半透射半反射膜片。兩增光片130及131分別設置於擴散板120之上側及121之下側。

首先，由光源150發出的光束射入導光板110後，光束經反射片1140反射後，一部分之光束進入導光板110而後由出光面1101射出，再經擴散板120及增光片130進行光量及光向調節後，光束向上方出射；另一部分之光束經反射片1140透射後進入導光板111，然後光束由出光面1111射出，經擴散板121及增光片131進行光量及光向調節後，光束向下方出射。同樣地，由光源150發出的光束射入導光板111後，光束經反射片1140反射後，一部分之光束進入導光板111而後由出光面1111射出，再經擴散板121及增光片131進行光量及光向調節後，光束向下方出射；另一部分之光束經反射片1140透射後進入導光板110，然後光束由出光面1101射出，經擴散板120及增光片130進行光量及光向調節後，光束向上方出射。如此，背光模組100達成了雙面出光的發光效果。

然而，習知之背光模組100中導光板110及111以及反射片1140結合為一體，使得加工不易，並且因為導光板110及111之間設有反射片1140，降低光利用率。另外，導光板110及111有連續地凹陷部與凸出部，使得背光模組100之發光均勻度表現不佳。因此，如何降低製作成本以及提高背光模組100的均勻度表現及光利用率是本技術領域亟欲解決之問題。

本發明之一目的係在於提供雙面發光之導光板及應用此導光板之背光模組的整體均勻度及光利用率之提升，以及降低製作雙面發光之背光模組的成本。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例的一種導光板包括一第一導光單元及一第二導光單元。第一導光單元具有一第一底部，第一底部包括複數第一網點及複數間隔部，且每一間隔部位於每兩個第一網點之間。第二導光單元具有一第二底部，第二底部包括複數第二網點，第二底部與第一導光單元之第一底部彼此貼合，其中第二網點之位置對應於每兩個第一網點間之間隔部，並且第一底部及第二底部之間的距離小於或等於第二網點之高度。

在一實施例中，第一導光單元的複數第一網點的高度實質上等於第二導光單元的複數第二網點的高度。

在一實施例中，每兩個第二網點之間也具有一間隔部，並且第一網點之位置係對應於每兩個第二網點間之間隔部，當這些網點為凸結構，每兩個第一網點間之間隔部與每兩個第二網點間之間隔部的間距等於這些網點之高度，在一實施例中，每兩個第一網點之間的間隔部之寬度係大於或等於每一第二網點之寬度；當這些網點係為凹陷結構，每兩個第一網點間之間隔部與每兩個第二網點間之間隔部的間距等於零。在一實施例中，這些網點之形狀例如是類球形、半球形、橢球形、錐體或棱柱體。

在一實施例中，第一導光單元及第二導光單元皆為楔形板。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之另一實施例係一種應用上述導光板之背光模組，包括一光源以及複數光學膜片。上述導光板具有一側面，側面朝向光源。第一導光單元具有一第一出光面及相對於第一出光面之第一底部，側面連接第一出光面及第一底部。第二導光單元具有一第二出光面及相對於第二出光面之第二底部，側面連接第二出光面與該第二底部。複數光學膜片分別設置於第一導光單元之第一出光面之上側及第二導光單元之第二出光面之下側。

相較於習知，本發明實施例減少反射片的設置，藉由網點的設置，避免反射片對光線的吸收以提升整體背光模組的光利用率，並且使得成本相對低廉。導光板中網點之製作簡易，且對光線的行進導引是採用散射原理，相對於習知之背光模組中反射片採用全反射原理來引導光線射出背光模組，本發明實施例之導光板及其背光模組的整體均勻度表現更佳。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

請參照第2圖，係為本發明實施例之背光模組200之剖面示意圖。一種導光板210及應用導光板210之背光模組200，導光板210具有一側面211、一第一導光單元30及一第二導光單元31，其中第一導光單元30及第二導光單元31之形狀為板狀，用以導引光束的行進方向。此外，背光模組200還包括兩擴散板220及221、兩增亮膜230及231以及一光源250。

光源250鄰近於導光板210之側面211，側面211朝向光源250並接收光源250所提供之光束。第一導光單元30具有一第一出光面301及相對於第一出光面301之一第一底部302，側面211連接第一出光面301及第一底部302。第二導光單元31具有一第二出光面311及相對於第二出光面311之一第二底部312，側面211連接第二出光面311及第二底部312，並且第二底部312與第一導光單元30之第一底部302彼此貼合。

以下細部說明第一導光單元30及第二導光單元31之結構。第一導光單元30之第一底部302包括複數第一網點303及複數間隔部(未標號)，第2圖之剖視圖中，每一間隔部係指位於每兩個第一網點303之間的平坦部位。第二導光單元31之第二底部312包括複數第二網點313，每一個第二網點313皆對應於每兩個第一網點303間之間隔部；換言之，每兩個第二網點313之間也具有一間隔部，且每一個第一網點303皆對應於每兩個第二網點313間之間隔部。其中第一網點303及第二網點313的製作係利用微結構雷射加工之方法來分別設置於第一底部302及第二底部312上，這些網點303及313可以為凸或凹，其形狀可以為類球形、半球形、橢球形、錐體或棱柱體，於本實施例中，網點303及313之形狀為凹陷的類球形，所以當第一導光單元30與第二導光單元31貼合時，每兩個第一網點303間之間隔部與每兩個第二網點313間之間隔部的間距等於零，且第一導光單元30之第一底部302及第二導光單元31之第二底部312之間的距離亦為零。於另一實施例中，第一網點303及第二網點313可利用網板印刷，射出成型或其他業界常用的製作方法。

將第2圖中第一導光單元30及第二導光單元31之剖視圖換個角度觀察，如第3圖之立體圖所示，第一導光單元30貼合於第二導光單元31之上，此時，第一導光單元30之第一網點303與第二導光單元31之第二網點313呈現互相補償之交錯狀態，亦即，第一導光單元30的第一網點303對應於第二導光單元31之每兩個第二網點313之間的間隔部A’，且第二導光單元31的第二網點313對應於第一導光單元30之每兩個第一網點303之間的間隔部A。

值得一提地，第3圖中第一導光單元30貼合第二導光單元31之結構，無論由上下方向進行斷面，或是由左右方向進行斷面，其剖視圖皆如第2圖中所示，第一網點303與第二網點313呈互補交錯狀態，並且第一導光單元30及第二導光單元31之第一網點303及第二網點313可以是呈現垂直、水平或斜線排布。

如第4A圖所示，係為導光板210a之剖面示意圖。第一導光單元40之第一網點403及第二導光單元41之第二網點413之形狀係為凸出的半球形，並且其凸出的半球形網點403及413具有一高度L，其中每兩個第一網點403間之間隔部A與每兩個第二網點413間之間隔部A’的間距d等於這些凸出的半球形網點403及413之高度L。於圖4A中也可看出，在第一導光單元40與第二導光單元41彼此貼合的狀態下，第一底部402與第二底部412之間的最大間距為網點403或413之高度L，最小間距為零。

第4B圖係為導光板210b之剖面示意圖。第一導光單元50之第一網點503及第二導光單元51之第二網點513之形狀為凹陷的半球形，因此每兩個第一網點503間之間隔部A與每兩個第二網點513間之間隔部A’的間距d等於零，使得第一導光單元50之第一底部502貼合第二導光單元51之第二底部512。其中第一網點503間之每一間隔部A之寬度L1大於或等於每一第二網點513之寬度L2，使得第二網點513位於間隔部A之涵蓋區域內；第二網點513間之每一間隔部A’之寬度(未標號)也必須大於或等於每一第一網點503之寬度(未標號)，使得第一網點503位於513間隔部A’之涵蓋區域內。

再參照第2圖，擴散板220以及增亮膜230依序設置於第一導光單元30之第一出光面301之上方，擴散板221以及增亮膜231依序設置於第二導光單元31之第二出光面311之下方，使得背光模組200的內部元件形成上下對稱的結構。

以下詳細說明光源250所提供之光束於背光模組200中的光行進路徑。從光源250處發出的光束由導光板210之側面211射入第一導光單元30後，光束經過設置於第一底部302上的第一網點303進行散射，因為第一網點303之形狀為立體的類球形，因此光束經過第一網點303後，光束向各個方向散射，並且提升背光模組200的整體發光均勻度。一部分光束由第一底部302向上散射，從第一導光單元30之第一出光面301射出並形成一平面光，經擴散板220改變其出射角度及路徑以達到光擴散的效果，使得背光模組200之出射光束均勻化，再經由增亮膜230進行光向調節逐步地修正方向並達到大致垂直於第一出光面301方向出射，使得背光模組200之整體輝度提升後射向上方。另一部分光束經第一網點303向下散射後，進入第二導光單元31，並從第二導光單元31之第二出光面311射出並形成一平面光，經由擴散板221及增亮膜231進行調節後射向下方。

同樣地，從光源250處發出的光束由導光板210之側面211射入第二導光單元31後，光束經過設置於第二底部312上的第二網點313進行散射，因為第二網點313之形狀為立體的類球形，因此光束經過第二網點313後，光束將會向各個方向散射，使得背光模組200的整體發光均勻度提升。一部分光束由第二底部312向下散射，從第二導光單元31之第二出光面311射出並形成一平面光，經擴散板221改變其出射角度及路徑以達到光擴散的效果，使得背光模組200之出射光束均勻化，再經由增亮膜231進行光向調節逐步地修正方向並達到大致垂直於第二出光面311方向出射的目的，使得背光模組200之輝度提升，而後光束射向下方。另一部分光束經第二網點313向上散射後，進入第一導光單元30，並從第一導光單元30之第一出光面301射出並形成一平面光，經由擴散板220及增亮膜230進行調節後射向上方。因此，整體上實現了背光模組200之雙面出光的顯示效果，提高背光模組200之雙面發光的均勻度，且提升了整體輝度。

請參照第5圖，係為另一實施例之背光模組300之剖面示意圖。其中第一導光單元60及第二導光單元61之形狀為楔形，且分佈於底部之網點的形狀同第2圖中為凹陷的類球形，此時，第一導光單元60貼合於第二導光單元61。除了增設一光源251之外，第5圖中其它光學元件如第2圖中所設置。在一實施例中，可以藉由兩光源250及251在座標y軸之方向上做一等距位移，從而實現光學意義上的主螢幕及副螢幕之區分，也就是兩光源250及251同時朝y軸之正方向作一等距離的位移，使得由背光模組300上方之第一導光單元60射出之輝度相較於由下方之第二導光單元61射出之輝度來得高，因此設置於背光模組300之上方的顯示面板(未圖示)作為主螢幕，設置於背光模組300之下方的顯示面板作為副螢幕；相對地，兩光源250及251同時朝y軸之負方向作一位移，則設置於背光模組300之下方的顯示面板(未圖示)作為主螢幕，且設置於背光模組300之上方的顯示面板作為副螢幕。

綜上所述，上述實施例至少具有下列其中一個優點：

一、相較於習知的背光模組100設置有反射片1140，本發明之實施例藉由兩導光單元30及31、40及41、50及51或60及61之底部的網點設置，光束經由網點四面八方地散射進入兩導光單元，使得本實施例實現背光模組200,300的雙面發光之顯示效果，減少產品的成本，並且避免光束進入習知之反射片1140受到吸收以提升光的利用率。

二、本發明之實施例藉由網點303及313、403及413或503及513的設置，在導光板210、210a或210b中對光束的引導行進採用散射原理，相較於習知之反射片1140設置採用全反射原理，使得背光模組200及300之整體均勻度表現更佳。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

100、200、300．．．背光模組

110、111．．．導光板

120、121．．．擴散板

130、131．．．增光片

1140．．．反射片

150．．．光源

1101、1111．．．導光板之出光面

1102、1112．．．導光板之底面

210．．．導光板

211．．．導光板的側面

220、221．．．擴散板

230、231．．．增亮膜

250、251．．．光源

30、40、50、60．．．第一導光單元

301．．．第一出光面

302、402、502．．．第一底部

303、403、503．．．第一網點

31、41、51、61．．．第二導光單元

311．．．第二出光面

312、412、512．．．第二底部

313、413、513．．．第二網點

A．．．第一網點之間的間隔部

A’．．．第二網點之間的間隔部

L．．．網點之高度

L1．．．間隔部之寬度

L2．．．網點之寬度

第1圖，係為習知之背光模組之剖面示意圖。

第2圖，係為本發明第一實施例之導光板及其背光模組之剖面示意圖。

第3圖，係為本發明第一實施例之導光板之立體示意圖。

第4A及4B圖，分別係為本發明第二實施例及第三實施力之導光板之剖面示意圖。

第5圖，係為本發明第四實施例之背光模組之剖面示意圖。

200．．．背光模組

210．．．導光板

211．．．側面

220、221．．．擴散板

230、231．．．增亮膜

250．．．光源

30．．．第一導光單元

31．．．第二導光單元

301．．．第一出光面

302．．．第一底部

303．．．第一網點

311．．．第二出光面

312．．．第二底部

313．．．第二網點

Claims

一種導光板，包括：一第一導光單元，具有一第一底部，該第一底部包括複數第一網點及複數間隔部，且每一該間隔部位於每兩該第一網點之間；以及一第二導光單元，具有一第二底部，該第二底部包括複數第二網點，該第二底部與該第一導光單元之該第一底部彼此貼合，其中每一該第二網點之位置係對應於每兩該第一網點間之該間隔部，並且該第一底部及該第二底部之間的距離係為實質上小於或等於該些第二網點之高度。
如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該些第一網點的高度實質上等於該些第二網點的高度。
如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該第二導光單元之該第二底部包括複數間隔部，該第二底部之每一該間隔部係位於每兩該第二網點之間，並且該第一網點之位置係對應於每兩該第二網點之間的該間隔部，其中該些第一網點係為凸結構，每兩該第一網點之間的該間隔部與每兩該第二網點之間的該間隔部的間距實質上等於該些第一網點之高度。
如申請專利範圍第3項所述之導光板，其中每兩該第一網點之間的該間隔部之寬度係實質上大於或等於每一該第二網點之寬度。
如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該第二導光單元之該第二底部包括複數間隔部，該第二底部之每一該間隔部係位於每兩該第二網點之間，並且該第一網點之位置係對應於每兩該第二網點間之該間隔部，其中該些第一網點係為凹陷結構，每兩該第一網點之間的該間隔部與每兩該第二網點之間的該間隔部的間距實質上等於零。
如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該些第一網點或該些第二網點之形狀係選自於由類球形、半球形、橢球形、錐體及棱柱體所構成的群組。
如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該第一導光單元及該第二導光單元皆為楔形板。
一種背光模組，包括一光源；一導光板，具有一側面，該側面朝向該光源，該導光板包括：一第一導光單元，具有一第一出光面及相對於該第一出光面之一第一底部，該側面連接該第一出光面及該第一底部，該第一底部包括複數第一網點及複數間隔部，且每一該間隔部位於每兩該第一網點之間；以及一第二導光單元，具有一第二出光面及相對於該第二出光面之一第二底部，該側面連接該第二出光面與該第二底部，該第二底部與該第一導光單元之該第一底部彼此貼合，該第二底部包括複數第二網點，其中每一該第二網點之位置係對應於每兩該第一網點間之該間隔部，並且該第一底部及該第二底部之間的距離係為實質上小於或等於該些第二網點之高度；以及複數光學膜片，分別設置於該導光板之兩側，並且鄰近於該第一出光面及該第二出光面。
如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該些第一網點的高度實質上等於該些第二網點的高度。
如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該第二導光單元之該第二底部包括複數間隔部，該第二底部之每一該間隔部係位於每兩該第二網點之間，並且該第一網點之位置係對應於每兩該第二網點之間的該間隔部，其中該些第一網點係為凸結構，每兩該第一網點之間的該間隔部與每兩該第二網點之間的該間隔部的間距實質上等於該些第一網點之高度。
如申請專利範圍第10項所述之背光模組，其中每兩該第一網點之間的該間隔部之寬度係實質上大於或等於每一該第二網點之寬度。
如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該第二導光單元之該第二底部包括複數間隔部，該第二底部之每一該間隔部係位於每兩該第二網點之間，並且該第一網點之位置係對應於每兩該第二網點間之該間隔部，其中該些第一網點係為凹陷結構，每兩該第一網點之間的該間隔部與每兩該第二網點之間的該間隔部的間距實質上等於零。
如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該些第一網點或該些第二網點之形狀係選自於由類球形、半球形、橢球形、錐體及棱柱體所構成的群組。
如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該第一導光單元及該第二導光單元皆為楔形板。