TWI461761B - 具有光擴散材料之液晶螢幕之導光板及使用此導光板之背光模組 - Google Patents

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TWI461761B
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Description

具有光擴散材料之液晶螢幕之導光板及使用此導光板之背光模組
本發明是有關於一種液晶顯示裝置之背光模組之導光板，且特別是有關於一種能大幅改善可視性與亮度之導光板，係藉由將光擴散物分佈於位於導光板之前表面上之整個前稜鏡內以達到上述效果，且前表面為光線射出之表面。
一般來說，液晶顯示裝置係將電場施加於兩玻璃基板間之液晶層，藉以顯示數字或影像。此液晶層係由具有介於液體及固體間之中間狀態之材料所組成。
由於液晶顯示裝置為非自發光裝置，因此必須具備背光模組做為光源以產生光線。液晶係均勻地排列於液晶面板中，且在此液晶面板中，係藉由調整背光模組產生之光線之透光率(transmittance)以顯示影像。
第1圖繪示一種傳統液晶顯示裝置之背光模組之分解圖。
依照發出光線之光源的位置來區分，液晶顯示裝置之背光模組可分為直下式背光模組及側光式背光模組。直下式背光模組之光源係設置於液晶顯示面板100之下，而側光式背光模組之光源則是設置於液晶顯示面板100之側邊。第1圖所示之背光模組係為側光式背光模組。
如第1圖所示，傳統液晶顯示裝置之背光模組包括光 源105、導光板112、反射板115、擴散板120、稜鏡片(prism sheet，又稱增亮膜)125及保護板130。
光源105係用以發出光線。液晶顯示裝置可具有不同種類的光源105。由於冷陰極管(cold cathode fluorescence lamp, CCFL)的耗電量低且可發出高亮度之白光，因此，液晶顯示裝置一般係使用冷陰極管做為光源105。
導光板112係配置於液晶顯示面板100之下且鄰近光源105之一側。導光板112用以將光源105產生之點光線轉換成面光線，並將面光線投射至液晶顯示面板100。
反射板115係配置於導光板112之後側。反射板115用以反射光源105所發射之光線，並將此光線反射至位於反射板115前方之液晶顯示面板100。
擴散板120係配置於導光板112之前側。擴散板120用以使通過導光板112之光線均勻化。
當光線通過擴散板120時，光線係於水平及垂直方向擴散，且其亮度迅速地減弱。因此，稜鏡片125係用以折射並集中光線，藉以加強亮度。
保護板130係配置於稜鏡片125之上方。保護板130用以防止稜鏡片125被刮傷。當兩層稜鏡片125分別沿著垂直及水平方向排列時，保護板130可防止疊紋效應(Moire effect)。
此外，雖然第1圖中並沒有顯示，傳統背光模組10更包括一框架(frame)或外殼(housing)，及一背板(back cover)或燈罩殼(lamp housing)。組成背光模組10之元件係 固定於框架或外殼上，背板或燈罩殼係用以保護並支撐背光模組10，同時並維持背光模組10之強度。
第2圖及第3圖繪示導光板之剖面放大圖，在此些圖中並繪示由光源105發出之光線通過導光板112時之行進方向。
如第2圖所示。光源105係配置於背光模組10之邊緣(在液晶電視中，光源105係直接配置於面板後方)，使得光線並非均勻地傳送至整個背光模組，尤其是背光模組的邊緣會比其他部分之背光模組更亮。因此，導光板112的使用係用以防止此現象。導光板112一般係由透明壓克力材料所組成。壓克力具有強度高、重量輕及可見光透射率高之特性，不易破裂或變形。
換言之，導光板112使得由光源105發射之光線得以均勻地投射至導光板112的整個表面。然而實際上當背光模組10被拆解時，且光線得以由位於導光板112一側之光源105發出時，光線並非均勻地投射至導光板112之整個表面，而是集中在導光板112之兩端。這是由於導光板112引導光源105發出之光線投射至導光板112相對的另一側。
因此導光板112之後表面係經過特別處理，使得在導光板112中散射之光線得以被反射，使光線可被傳遞至導光板112之整個表面。更具體地來說，導光板112之後表面具有數個突部或凹部113。此些凸部或凹部113之形狀係考慮與光源105之距離及類似條件所設計的。當導光板 112之後表面具有凸部或凹部113時，由液晶顯示裝置之導光板之整個表面所射出之平面光線具有較高的亮度及均齊度。
當液晶顯示裝置根據上述方法所製造時，凸部或凹部113所在之處之光線的強度較高。另一方面，不具有凸部或凹部之處的光線的強度較低。也就是說，面板具有班點狀之發光不均勻的現象，因而降低了可視性(visibility)。尤其當面板尺寸較大時，傳達至距離光源105較遠處之光量不足，因此，距離光源105較遠處之光強度較低。
此外，擴散板120及稜鏡片125係用以增加光線之均齊度。然而，擴散板120及稜鏡片125增加了背光模組之厚度，因而增加背光模組薄形化之困難度，同時並增加了背光模組之製造成本。
為了解決上述問題，目前已發展出在導光板之後表面上形成特定圖案之技術。此技術的代表範例係在導光板之後表面形成點稜鏡之圖案。
雖然後表面具有點稜鏡圖案之導光板不需要使用稜鏡片即可具有絕佳之亮度及均齊度，然而在背光狀態下以肉眼觀察時，此種導光板在可視性上具有較差的結構。
具有點稜鏡之導光板之光學特性使得光線可垂直地射出導光板，因此具有較高之亮度。為了利用此一優點，在組成背光模組時必須使用具有低霧度(haze)及高透光率之擴散板。
然而，擴散板會降低40%的亮度，且導光板邊緣及角 落之亮暗帶無法被完全消除。
因此，如何在不使用額外的擴散板120及稜鏡片125的條件下，在液晶顯示裝置之面板之前表面產生具有高可視性、高亮度及高均勻度之面光線是極為重要的。
本發明係有關於一種液晶顯示裝置之背光模組之導光板，液晶顯示裝置之面板之整個表面具有高亮度、高均勻度及高可視度之特性，且不需要使用擴散板或稜鏡片。
根據本發明提出一種具有本發明之導光板之液晶顯示裝置之背光模組。
本發明並不侷限於上述對象，本發明之所屬領域中具有通常知識者可由以下敘述輕易了解本發明之其他對象。
根據本發明提出一種液晶顯示裝置之具有本發明之較佳實施例之條狀圖案之導光板。導光板包括相對側表面、前表面及後表面。光線係由相對側表面入射。前表面及後表面係與相對側表面相連，分別用以讓光線射出及反射。前表面包括數個具有一預定剖面形狀之前稜鏡，此些前稜鏡係配置於主體之前表面。光擴散材料係分佈於整個前稜鏡內。後表面具有光學圖案以反射光線。
根據本發明提出一種液晶顯示裝置之背光模組，包括本發明之導光板及一光源。光源係配置於導光板之一側或相對兩側。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉一較
佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
以下配合圖示詳細敘述本發明之較佳實施例。
本發明之優點及特徵及完成本發明之優點及特徵之方法係可透過本發明之較佳實施例清楚地了解。本發明之較佳實施例係參照圖示詳細敘述如下。然而值得注意的是，本發明並不侷限於此較佳實施例而可具有不同形式。因此，此實施例僅用以揭露本發明，使得本發明所屬技術領域中具有通常知識者可完全明白本發明。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。在不同圖式中之相同或類似之元件係以相同符號標示。
此外需注意的是，為了更清楚說明本發明，構成本發明之元件的尺寸在圖示中係被較誇張地繪示。「一元件在另一元件之內，或一元件與另一元件連接」之敘述係指此些元件可能彼此接觸，或一元件係與另一元件以一距離相隔。當此些元件間係以一距離相隔時，一用以連接此些元件之第三元件係可被省略的。
第4圖繪示本發明一較佳實施例之液晶顯示裝置之背光模組之導光板之示意圖。
如第4圖所示，本發明之較佳實施例之液晶顯示裝置之導光板20一般係由透明壓克力材料組成。壓克力材料具有強度高、重量輕及可見光透射率高之特性，不易破裂或變形。導光板20包括主體200、前稜鏡210及點稜鏡 220。
主體200包括數個第一側表面201、數個第二側表面202、一前表面203及一後表面205。光線係由第一側表面201入射，而不由第二側表面202入射。前表面203與第一側表面201及第二側表面202相連接，且前表面203係設置於面對液晶顯示裝置之面板(圖中未標示)之一側。後表面205連接於第一側表面201及第二側表面202，且後表面205係設置於與前表面203相對之另一側。
第一側表面201為主體200面對並鄰近光源206之表面。也就是說，第一側表面201為光源206所產生之光線所入射之處。
在第一側表面201上，亦即光線入射之表面上預先進行表面處理，例如是在表面形成楔形圖案、在表面形成均勻形狀之凸部或凹部、或在表面進行噴砂處理(sand blast process)，藉以更有效地擴散、折射及反射由光源206射出並入射至第一側表面201之光線。
當光源206發出之光線入射至主體200時，主體200加速擴散、折射及反射由光源206發出之光線。因此對主體200之第一側表面201進行上述表面處理可消除在主體200之部分區域形成之亮帶及暗帶，藉此增加導光板之主體200之整體的均齊度及可視性。
第二側表面202係為主體200上與第一側表面201相接之側表面。然而，第二側表面202與第一側表面201不同之處在於第二側表面202並不與光源206相鄰，且光源 206發出之光線並非入射至第二側表面202。
然而，光源可選擇性地設置於相鄰於第二側表面之處。
由光源206發出之光線係由側表面201進入，並由前表面203及後表面205射出。前表面203及後表面205與側表面201相連。前表面203及後表面205分別具有一設置於主體200內之一表面、且分別具有形成主體200之外側表面之另一表面。
前稜鏡210係形成於前表面203上，且具有一預定之剖面形狀。前稜鏡210係用以均勻地繞射、折射及擴散由主體200發出之光線。
前稜鏡210可緊密地相連而配置於整個前表面203，或是彼此之間具有一預定之距離地排列於前表面203上。 此外，每一個前稜鏡210之縱向係沿著第4圖中箭頭Q之方向(光線由光源206射出之方向)。
第5圖及第6圖分別繪示沿著第四圖中之A-B線之剖面圖。
如第5圖及第6圖所示，光擴散材料211係分佈於前稜鏡210之整個表面或分佈於前稜鏡210之內部及外部。
當由光源(請參照第4圖之符號206)發出且入射至第一側表面201之光線被分佈於整個後表面205上之點稜鏡220反射時，或當光線直接由前表面203射出時，光擴散材料211係用以進一步加速光線之擴散。
當光擴散材料211分佈於導光板200之前表面203上 之前稜鏡210內時，本發明之導光板不需要額外的擴散板即可具有充足之光擴散能力。
因此，本發明之導光板之整個表面可為一具有極佳亮度及光擴散性之面光源。
光擴散材料211係任意地分佈於前稜鏡210之整個表面或前稜鏡210之內部及外部。
由於光擴散材料211具有自吸收光之特性，當光擴散材料211的量較多時，亮度可能會下降。因此必須適當地控制光擴散材料211分佈於整個前稜鏡210之多寡。
光擴散材料211較佳地佔組成前稜鏡210之成分的0.05%至8%。此外，光擴散材料可僅分佈於導光板之前表面。
當光擴散材料211佔組成前稜鏡210之成分的百分比介於上述之範圍內時，由於其高光擴散性、光吸收性及光抗性之特性，導光板在亮度上具有非常良好之優勢。
光擴散材料211至少包括下列材料之一：無機光擴散物或含矽膠(silicone-base)、丙烯醛基(acryl-base)或苯乙烯基(styrene-base)之有機光擴散物。
無機光擴散物例如是二氧化矽(SiO2 )、二氧化鈦(TiO2 )、碳酸鈣(CaCO3 )、硫酸鋇(BaSO4 )、氫氧化鋁(AlOH3 )、玻璃(glass)、滑石(talc)、雲母(mica)、白碳(white carbon)、氧化鎂(MgO2 )、氧化鋅(ZnO2 )或類似之材料。
矽氧烷基(Siloxane-based)光擴散物係為在室溫下為固態之交聯顆粒(cross-linking particle)。矽氧烷基光擴散 板包括作為矽膠樹脂顆粒之矽橡膠(silicone rubber)及硬化之矽膠樹脂。其中矽橡膠具有低交聯密度，而硬化之矽膠樹脂具有高交聯密度。
舉幾個特定的例子來說，矽膠光擴散物可包括聚烷基矽氧樹脂(polyalkyl siloxane resins)，例如是聚乙烷矽氧化合物(polydimethyl siloxane)、聚二乙基矽氧樹脂(polydiethyl siloxane)或具有立體網路結構之矽膠樹脂(silicon resins)。矽膠樹脂可為以環氧樹脂(epoxy)作為末端基團(terminal group)之矽氧烷。
矽氧烷基交聯顆粒具有極佳的耐天候性(weather resistance)。因此，即使長時間暴露在光線下也不會出現變黃的現象。
除此之外，矽氧烷基光擴散物之折射率約為1.40至1.43，比其他的有機交聯顆粒來得低。因此，與其他同等級的光擴散物相較，雖然僅增加少量矽氧烷基光擴散物，仍可具有高光擴散性及高透光率。
本發明所使用之矽氧烷基光擴散物較佳地使用平均直徑為1μm至20μm之球狀細交聯顆粒。
本發明所使用之丙烯醛基光擴散物係為平均直徑為1μm至20μm之球狀交聯顆粒，且其折射率為1.46至1.56。丙烯醛基光擴散物為丙烯醛基單官能基單體，例如是甲基丙烯酸酯(methacrylic acid esters)或丙烯酸酯(acrylic acid esters)。甲基丙烯酸酯舉例來說為甲基丙烯酸乙酯(ethyl methacrylate)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、甲 基丙烯酸丁酯(butyl methacrylate)、甲基丙烯酸環己酯(cyclohexyl methacrylate)或甲基丙烯酸苯酯(phenyl methacrylate)。丙烯酸酯舉例來說為丙烯酸甲酯(methyl acrylate)、丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)、丙烯酸丁脂(butyl acrylate)、丙烯酸環己酯(cyclohexyl acrylate)、丙烯酸苯酯(phenyl acrylate)或苄基丙烯酸酯(benzyl acrylate)。若有需要，亦可同時使用上述兩者或兩者以上。
丙烯醛基光擴散物之優點在於能控制觸感，例如是控制導光板具有白面(white surface)或不光滑處之霧面，藉以改善視覺品質。
苯乙烯基光擴散物例如是苯乙烯(styrene)、α-甲基苯乙烯(α-methyl styrene)、鹵化苯乙烯(halogenated styrene)或類似之物質。
若有需要，除了上述光擴散材料之外，本發明之導光板200之前稜鏡210內更可包括抗衝擊調整物(impact resistance modifier)、光穩定劑(light stabilizer)、抗靜電劑(antistatic agent)、紫外光吸收劑(UV absorber)或其他類似物質。
抗衝擊調整物較佳地包括橡膠元件，例如是丙烯酸橡膠或丁二烯橡膠，但並不以此為限。
當甲基丙烯酸樹脂及橡膠聚合時，由於橡膠具有高抗衝擊性及彎曲彈性模數，因而改善了甲基丙烯酸樹脂的性質。
光穩定劑藉由捕捉自由基而改善樹脂成分的耐久 性。因此，受阻胺可作為光穩定劑。在不影響本發明之性質的範圍內，光穩定劑一般係與紫外光吸收劑一起使用。
抗靜電劑係藉由消除形成於前稜鏡210及導光板200之空間電荷以防止前稜鏡210與導光板200帶電。此外，用以製造導光板200及前稜鏡210之高分子樹脂具有高表面電阻，使得高分子樹脂容易因為靜電而帶電，造成灰塵或其他類似物質吸附在前稜鏡上，導致導光板之視覺品質下降及發光效率降低。因此，抗靜電劑係用以防止燈色之改變。
舉例來說，抗靜電劑至少包括下列化合物之一：聚乙醚硫亞氨化合物(poly(ether imide amide))、聚醚酯(poly(ether ester))、聚醚酯氨poly(ether ester amide)，聚乙二醇(polyalkylene glycol)、十二烷基苯磺酸鹼金屬(dodecylbenzene sulfonic acid alkaline metal)、三級胺(tertiary amine)、四級胺(quaternary ammonium)、鹽及烷基胺(alkyl amines)。
紫外光吸收劑係用以阻隔光源206(請參照第4圖)所發出之紫外光，可使用任何可吸收波長介於250nm至280nm之紫外光吸收劑。紫外光接收劑吸收之最長波長較佳係介於250nm至320nm之間，可改善導光板200之光抗性，並可抑制擴散板吸收紫外光所導致之著色問題。
舉例來說，紫外光吸收劑至少包括下列其中之一：苯甲酮(benzophenone)、苯並三唑(benzotriazole)、氰基丙烯酸酯(cyanoacrylate)、水楊酸鹽(salicylate)及鎳錯合物 (nickel complex)。
請參照第4圖，前稜鏡210之橫剖面為三角形。然而，前稜鏡210並不以此為限，而可具有不同之橫剖面形狀。
第7圖至第9圖繪示依照本發明之液晶顯示裝置之背光模組之導光板之數種前稜鏡210之剖面形狀之示意圖。
如第7圖所示，前稜鏡210彼此之間可緊密相連而無間距。
前稜鏡210彼此之間非緊密相鄰而具有一預定間距係用以改善光線之均齊度及可視性。但當使用本發明之光擴散材料時，即使前稜鏡210彼此之間無間距相隔，仍可達到相同的效果。
前稜鏡210之橫剖面可為如第8圖所示之梯形，或為如第9圖所示之具有一尖端之倒溝形(reverse-groove)，且其側表面具有一預定之曲率半徑。
當前稜鏡210之橫剖面為如第8圖所示之梯形時，光線係先通過梯形前稜鏡210之上部平面A，而後垂直行進至液晶顯示裝置之面板(圖中未顯示)。
當前稜鏡210為如第9圖所示之倒溝形時，前稜鏡210之側表面之曲率半徑較佳地介於0.01nm至1.0nm之間。
前稜鏡210可形成於前表面203之鄰近於液晶顯示裝置之面板(圖中未顯示)的一側，或是形成於前表面203之另外一側。
第7圖至第9圖僅繪示前稜鏡210具有突出之圖案之 範例，然而前稜鏡210亦可具有凹陷之形狀，而仍達到相同或類似的效果。
較佳地，前稜鏡210在前表面203上所佔據之面積與前稜鏡210間之間隔在前表面203上之面積的比例係介於1：0.5至1：10。
第7圖至第9圖中之每一個前稜鏡210之高度h2 與間距w2 之比例較佳地係介於0.3至0.6之間。當前稜鏡210之高度h2 與間距w2 之比例小於0.3時，水平視角增加到非必要之程度，因而降低了亮度。當前稜鏡210之高度h2 與間距w2 之比例超過0.5時，水平視角亦減低至非必要之程度，使得光學特性不符合要求。
主體200之後表面205之光學圖案可反射光源發出並入射至主體200之光線，並將此些光線反射至前表面203。
請參照第4圖，主體200之後表面205具有數個點狀稜鏡。此些點狀稜鏡係依照一定方式排列，使得點狀稜鏡之間以一預定距離相隔。以下稱點狀稜鏡為點稜鏡220。
點稜鏡220係用以反射進入導光板200並行進至後表面205之光線。點稜鏡220之排列係以一預定距離相隔，如第4圖所示，但亦可以其他形式排列。
第10圖繪示第4圖所示之本發明之點稜鏡220之放大剖面圖。
如第10圖所示，每一個點稜鏡220之表面具有數個稜鏡部222，此些稜鏡部222具有一預定之剖面形狀(第10圖所示之稜鏡部之剖面為三角形)。
形成於點稜鏡220表面上之每一個稜鏡部222之延伸方向係較佳地垂直於光源206發出光線之方向(箭頭Q所顯示之方向)。當稜鏡部222之延伸方向垂直於光源206發出光線之方向(箭頭Q所顯示之方向)時，光線可被適當地折射及擴散。
如上所述，形成於點稜鏡220之稜鏡部222之延伸方向係較佳地垂直於前稜鏡210之縱向(亦即稜鏡部222之延伸方向垂直於箭頭Q所顯示之方向)。稜鏡部222係用以折射並擴散光線。藉此，當稜鏡部222之延伸方向係垂直於前稜鏡210之縱向時，光線係被均勻地折射及擴散。
當形成於每一個點稜鏡220之表面之稜鏡部222之橫剖面為如第10圖所示之三角形時，三角形之內角θ1 較佳地介於75度至90度之間。當內角θ1 小於75度或大於90度時可增加光線射出之方向與垂直於背光模組之前表面之方向之間所夾的角度，因而減低了中央部分的亮度。
除此之外，形成於每一個點稜鏡220之稜鏡部222之高度h1 與間距w1 之比例係較佳地介於0.5至0.7之間。當點稜鏡220之稜鏡部222之高度h1 與間距w1 之比例小於0.5或大於0.7時會增加光線射出之方向與垂直於背光模組之前表面之方向之間所夾的角度，因而減低了中央部分的亮度。
第11圖至第14圖繪示不同形狀之數種點稜鏡。
如第11圖至第14圖所示，每一個點稜鏡220具有數個稜鏡部222。每一個點稜鏡220係為圓形(如第11圖所 示)、橢圓形(如第12圖所示)、菱形(如第13圖所示)或矩形(如第14圖所示)。此些點稜鏡220之形狀亦可為圓形、橢圓形、菱形及矩形之組合。
當每一個點稜鏡220之形狀為第12圖所示之橢圓形時，橢圓形之短軸與長軸之比例較佳地介於0.5至0.9之間。
當橢圓形之短軸與長軸之比例小於0.5時會降低光學性質，例如是降低了光線之折射與擴散。當橢圓形之短軸與長軸超過0.9時會降低可視性。
雖然點稜鏡220可為不同之形狀，點稜鏡220之形狀更佳地為如第12圖所示之橢圓形。
當主體之內側表面定義為一側，而主體之外側表面定義為另一側時，點稜鏡220可形成於主體200之後表面205之一側，或形成於前表面203之另一側。
第15圖至第17圖繪示依照本發明之液晶顯示裝置之背光模組之導光板由主體200(請參照第4圖)下方所視之平面圖，以顯示點稜鏡222之排列方式。
第15圖繪示點稜鏡220為第12圖所示之橢圓形時之一種排列方式。由光源206(請參照第4圖)所發出之光線係入射至導光板之主體200之兩相對側表面201。
如第15圖所示，當由光源206發出之光線入射至兩側表面201時，點稜鏡220之大小(點稜鏡在後表面上所佔據之面積)係由鄰近側表面201之兩側而向內漸漸增大。
由於光線距離側表面201之距離越遠時，光線變得越 疏離，亦即光量變得越少。因此點稜鏡220之大小係由鄰近側表面201之兩側而向內漸漸增加。藉此，即使到達中央處之光量較少，由於用以折射及反射光線之點稜鏡220之尺寸變大，使得被折射及反射之光量得以增加。
第16圖繪示點稜鏡220為第12圖所示之橢圓形時之另一種排列方式。由光源206(請參照第4圖)所發出之光線係入射至導光板之主體200之兩相對側表面201之一。
如第16圖所示，當由光源206發出之光線入射至兩相對側表面201之一時，點稜鏡220之大小(點稜鏡在後表面上所佔據之面積)係由鄰近光源206之側表面201而向另一側表面201漸漸增大。
第17圖繪示點稜鏡220之另一種排列方式。
如第17圖所示，主體220(請參照第4圖)之後表面205除了具有第15圖及第16圖所示之點稜鏡220之外，可更進一步包括數個第二點稜鏡225。此些第二點稜鏡225係配置於點稜鏡220間之空間，亦即格狀空間。每一個第二點稜鏡225之稜鏡部之延伸方向係不平行於點稜鏡220上之稜鏡部222(如第10圖所示)之縱向。
配置第二點稜鏡225是為了增加光線之折射率與反射率。
雖然點稜鏡220亦可為如第11圖至第14圖所示之圓形、菱形或矩形，此處之點稜鏡220係為橢圓形，如第15圖至第17圖所示。在此情況下，當點稜鏡220漸漸遠離 光線所入射之側表面201時，其大小係漸漸增加。
雖然第二點稜鏡225亦可為三角形、矩形、五邊形、六邊形、橢圓形、菱形或其他形狀，第17圖所示之第二點稜鏡225係為圓形。
如第15圖至第17圖所示，點稜鏡220係縱向及交叉地排列於導光板之主體200(請參照第4圖)之後表面205，並為Z字形方式排列。因此，奇數列之點稜鏡220不與偶數列之點稜鏡220重疊。
點稜鏡220排列為上述之Z字形方式是由於考慮了光線行進之方向，用以增加點稜鏡之作用，使得射出之光線的均齊度得以增加，並改善可視性。
第18圖及第19圖繪示本發明之主體200之後表面205上之其他種光學圖案。更具體地來說，第18圖及第19圖繪示具有條狀圖案320之導光板。
第18圖繪示當由光源206(請參照第4圖)發出之光線入射至導光板200之相對兩側時，條狀圖案320之排列方式。
如第18圖及第19圖所示，導光板200之後表面205具有條狀圖案320，且每一個條狀圖案320具有數個稜鏡322。
此處之稜鏡322之功用係與上述之稜鏡部222之功用相同。
以下敘述設置第18圖及第19圖之條狀圖案320之原因。
如第18圖所示，當光源射出之光線入射至鄰近光源之兩側表面201時，條狀圖案320之寬度隨著光線前進之方向，由兩側向中間部分漸漸增加。
由於光線係由兩側表面201向中央部分前進，當光線遠離側表面201時，光量漸漸減少。因此，沿著光線前進之方向，亦即由兩側向中央之方向增加用以折射及反射之條狀圖案320之寬度，藉以增加光線的折射量及反射量。
第19圖繪示當光源206發出之光線入射至導光板200之一側時，條狀圖案320之排列方式。
如第19圖所示，當光線僅入射至導光板之一側時，條狀圖案320之寬度係沿著光線前進之方向，由一側向相對之另一側增加。
第20圖及第21圖繪示另兩種條狀圖案。
請參照第20圖，主體200之後表面205具有另一種條狀圖案320，且條狀圖案320之寬度係沿著光線由兩側表面201向中央行進之方向而增加。然而，後表面205之角落部分，亦即，如第20圖所示之非光線入射之兩側，其四個角落之條狀圖案320之寬度或形成於條狀圖案320上之稜鏡322之長度係為增加，藉以克服後表面205在四個角落處之可視性或亮度降低之問題。
因此，後表面上靠近光源之角落部分之條狀圖案320的寬度係為增加，而抑制了角落部分暗帶之發生。
請參照第21圖，條狀圖案320上之稜鏡322較佳地以一距離彼此相隔，稜鏡322更佳地彼此相鄰。當調整條 狀圖案320內之稜鏡322間的空間時，亦即調整條狀圖案內稜鏡322之間隔距離時，有可能準確地控制亮度及可視性。
在不使用稜鏡片及擴散板的情況下，本發明之較佳實施例之導光板使得光線在導光板內可充分地擴散。特別值得一提的是，本發明之導光板可消除在導光板邊緣或角落部分出現的亮暗帶問題。
由於本發明不需要使用傳統背光模組中的擴散板或稜鏡片，因此降低了背光模組之製造成本。
綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，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。
10‧‧‧背光模組
20‧‧‧導光板
100‧‧‧液晶顯示面板
105、206‧‧‧光源
112、20‧‧‧導光板
113‧‧‧凸部或凹部
115‧‧‧反射板
120‧‧‧擴散板
125‧‧‧稜鏡片
130‧‧‧保護板
200‧‧‧主體
201‧‧‧第一側表面
202‧‧‧第二側表面
203‧‧‧前表面
205‧‧‧後表面
210‧‧‧前稜鏡
211‧‧‧光擴散材料
220‧‧‧點稜鏡
222‧‧‧稜鏡部
225‧‧‧第二點稜鏡
320‧‧‧條狀圖案
322‧‧‧稜鏡
L‧‧‧光線
第1圖繪示一種傳統液晶顯示裝置之背光模組之分解圖；第2圖及第3圖繪示導光板之剖面放大圖，並繪示由光源發出之光線通過導光板時之行進方向；第4圖繪示本發明一較佳實施例之液晶顯示裝置之背光模組之導光板之示意圖；第5圖及第6圖分別繪示沿著第四圖中之A-B線之剖面圖；第7圖至第9圖繪示依照本發明之液晶顯示裝置之背光模組之導光板之數種前稜鏡之剖面形狀之示意圖；第10圖繪示第4圖所示之本發明之點稜鏡之放大剖面圖；第11圖至第14圖繪示不同形狀之數種點稜鏡；第15圖至第17圖繪示依照本發明之液晶顯示裝置之背光模組之導光板由主體下方所視之平面圖，以顯示點稜鏡之排列方式；第18圖及第19圖繪示本發明之主體之後表面上之其他種光學圖案，以顯示具有條狀圖案之導光板；以及第20圖及第21圖繪示另兩種條狀圖案。
20‧‧‧導光板
200‧‧‧主體
201‧‧‧第一側表面
202‧‧‧第二側表面
203‧‧‧前表面
205‧‧‧後表面
206‧‧‧光源
210‧‧‧前稜鏡
220‧‧‧點稜鏡

Claims (14)

  1. 一種液晶顯示裝置之背光模組之導光板，包括：複數個相對側表面，光線係入射至該些相對側表面；一前表面，係連接於該些相對側表面，使得光線得以由該前表面射出；以及一後表面，係連接於該些側表面，用以反射光線；其中，該前表面包括具有一預定剖面形狀之複數個前稜鏡，一光擴散材料係僅分佈於該些前稜鏡之整個表面或該些前稜鏡之內部及外部；及其中，該後表面包括一光學圖案以反射光線，該光學圖案包括一第一點稜鏡和一第二點稜鏡，該第一點稜鏡之表面具有複數個第一稜鏡部，該第二點稜鏡之表面具有複數個第二稜鏡部，該些第一稜鏡部之延伸方向係不同於該些第二稜鏡部之延伸方向，其中該光學圖案具有一點圖案，該點圖案為圓形圖案、橢圓形圖案、菱形圖案或矩形圖案。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該光擴散材料至少選自一無機光擴散物或含矽膠(silicone-base)、丙烯醛基(acryl-base)或苯乙烯基(styrene-base)之一有機光擴散物。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之導光板，其中該無機光擴散物係選自由二氧化矽(SiO2 )、二氧化鈦(TiO2 )、碳酸鈣(CaCO3 )、硫酸鋇(BaSO4 )、氫氧化鋁(AlOH3 )、玻璃(glass)、滑石(talc)、雲母(mica)、白碳(white carbon)、氧 化鎂(MgO2 )及氧化鋅(ZnO2 )所組成之群組。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之導光板，其中該含矽膠之光擴散物為聚烷基矽氧樹脂(polyalkyl siloxane resins)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之導光板，其中該聚烷基矽氧樹脂聚烷基矽氧樹脂係為聚乙烷矽氧化合物(polydimethyl siloxane)、聚二乙基矽氧樹脂(polydiethyl siloxane)或具有立體網路結構之矽膠樹脂(silicon resins)，該矽膠樹脂係為以環氧樹脂(epoxy)作為末端基團(terminal group)之矽氧烷。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之導光板，其中該丙烯醛基光擴散物為甲基丙烯酸酯(methacrylic acid esters)或丙烯酸酯(acrylic acid esters)；甲基丙烯酸酯舉例來說為甲基丙烯酸乙酯(ethyl methacrylate)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、甲基丙烯酸丁酯(butyl methacrylate)、甲基丙烯酸環己酯(cyclohexyl methacrylate)或甲基丙烯酸苯酯(phenyl methacrylate)。丙烯酸酯舉例來說包括丙烯酸甲酯(methyl acrylate)、丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)，丙烯酸丁脂(butyl acrylate)、丙烯酸環己酯(cyclohexyl acrylate)、丙烯酸苯酯(phenyl acrylate)或苄基丙烯酸酯(benzyl acrylate)。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之導光板，其中該苯乙烯基光擴散物為苯乙烯(styrene)、α -甲基苯乙烯(α-methyl styrene)或鹵化苯乙烯(halogenated styrene)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該光擴散材料佔該前稜鏡之體積的0.05%至8%。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該前稜鏡之橫剖面形狀為三角形、梯形或具有預定曲率半徑之倒溝形。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該些前稜鏡彼此之間係以一預定空間相隔。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該些前稜鏡在該前表面上所佔據之面積與該些前稜鏡間之間隔在該前表面上之面積的比例係介於1：0.5至1：10。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中每一該些前稜鏡之高度h2 與間距w2 之比例係介於0.3至0.6之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該後表面之該光學圖案係為一點圖案稜鏡。
  14. 一種液晶顯示裝置之背光模組，包括：一如申請專利範圍第1項所述之導光板：以及一光源，設置於該導光板之一側或複數個相對側表面。
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