TWI514018B - 導光板及使用該導光板之背光模組 - Google Patents

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Description

導光板及使用該導光板之背光模組
本發明涉及液晶顯示領域，尤其涉及一種導光板及使用該導光板的背光模組。
發光二極體(light emitting diode，LED)係一種高效的發光源，具有環保、省電、壽命長等諸多特點已經被廣泛的運用於各種領域，尤其在顯示成像領域，發光二極體常被用作背光模組的背光源使用。
如圖1所示，習知技藝中發光二極體背光模組1通常包括一導光板11及設置於該導光板11一側的發光二極體光源10。該發光二極體光源10發出的光線經過導光板11的入光面射入導光板11內。由於發光二極體光源10的出光角度相對固定，而導光板11通常係採用壓克力、玻璃或聚碳酸酯等折射率較高的透明材質製成的薄板(一般只有幾毫米)，當發光二極體光源10發出的光線經由導光板11的入光面折射進入導光板11時，發光二極體光源10發出的光線在導光板11的橫向上的擴散角度會變小，致使導光板11的兩側邊緣因為光線不能有效照射而產生暗帶，降低了導光板11的光線利用率。
有鑑於此，有必要提供一種光線利用率較高的導光板及使用該導光板的背光模組。
一種導光板，包括用以接收入射光束的入光面、與該入光面相鄰的出光面以及與該出光面相對的底面，該入光面與該出光面相互垂直，該入光面由導光板的外周面朝向導光板內部凹陷形成，入射光束經過該導光板的入光面入射至導光板內並朝向該導光板的與入光面相鄰的側面折射，以在該導光板的平行於出光面截面上形成均勻的光場分佈。
一種背光模組，包括一導光板和設置於導光板一角的發光二極體光源，該導光板包括用以接收入射光束的入光面、與該入光面相鄰的出光面以及與該出光面相對的底面，該入光面與該出光面相互垂直，該入光面由導光板的外周面朝向導光板內部凹陷形成，入射光束經過該導光板的入光面入射至導光板內並朝向該導光板的與入光面相鄰的側面折射，以在該導光板的平行於出光面截面上形成均勻的光場分佈，該發光二極體光源正對該導光板的入光面設置。
一種背光模組，包括一導光板和設置於導光板一側的發光二極體光源，該導光板包括用以接收入射光束的入光面、與該入光面相鄰的出光面以及與該出光面相對的底面，該入光面與該出光面相互垂直，該入光面由導光板的外周面朝向導光板內部凹陷形成，入射光束經過該導光板的入光面入射至導光板內並朝向該導光板的與入光面相鄰的側面折射，以在該導光板的平行於出光面截面上形成均勻的光場分佈，該發光二極體光源正對該導光板的入光面設置。
本發明中入光面由導光板的外周面朝向導光板內部凹陷，入射光束經過導光板的入光面入射至導光板內並朝向導光板的兩側折射，這能有效減少導光板邊緣的暗帶同時提高導光板的光線利用率。
1、2、3、4、5‧‧‧背光模組
11、21、31、41、51‧‧‧導光板
10、20、30、40、50‧‧‧發光二極體光源
210、310、410、510‧‧‧入光面
211、311、411、511‧‧‧出光面
212、312、412、512‧‧‧底面
200‧‧‧光出射面
213、313、413、513‧‧‧第一側面
214、314、414、514‧‧‧第二側面
315‧‧‧第三側面
516‧‧‧折光面
圖1係光線在習知技藝中發光二極體背光模組的導光板內傳播路徑的示意圖。
圖2係本發明第一實施例的背光模組的立體結構示意圖。
圖3係圖2所示的背光模組的俯視示意圖。
圖4係圖2所示的背光模組的橫向截面上的光場強度分佈示意圖。
圖5係本發明第二實施例的背光模組的立體結構示意圖。
圖6係本發明第三實施例的背光模組的立體結構示意圖。
圖7係本發明第四實施例的背光模組的立體結構示意圖。
請參閱圖2至圖4，本發明第一實施例的背光模組2包括一導光板21及面向該導光板21設置的一發光二極體光源20。該發光二極體光源20用於產生進入該導光板21的入射光束。該導光板21包括用以接受入射光束的一入光面210、與該入光面210相鄰的出光面211以及與該出光面211相對的底面212。該入光面210與該出光面211相互垂直。
該導光板21係長方體。該入光面210由導光板21的一角朝向導光板21的內部凹陷而形成。該入光面210係一弧面，該入光面210背 向入射光束的入射方向而朝向導光板21的內部彎曲。該導光板21還包括與該入光面210相鄰設置的第一側面213、第二側面214。該第一側面213和第二側面214相互垂直。該第一側面213和第二側面214相向延伸形成一交線OO’，且該入光面210環繞交線OO’設置。
該交線OO’位於該導光板21的一個對角面(diagonal plane)上。該入光面210關於該導光板21的對角面對稱設置。
在本實施例中，該入光面210係一圓柱的外周面的一部分，該入光面210以OO’為軸線，具體地，該入光面210係該圓柱外周面的四分之一部分。
可以理解地，在其他實施例中，該入光面210與交線OO’之間的距離可以自第一側面213和第二側面214朝向該導光板21的對角面的方向逐漸增加(入光面遠離交線OO’設置)或逐漸減小(入光面靠近交線OO’設置)。
該發光二極體光源20正對該導光板21的入光面210設置。較佳地，該發光二極體光源20的光出射面200固設於該入光面210上。
該發光二極體光源20產生的入射光束朝向該導光板21的與入光面210相鄰的第一側面213、第二側面214折射，以在該導光板21內形成均勻的光場分佈(圖4)。
可以理解地，該入光面210形成於導光板21的一角，而發光二極體光源20正對該入光面310的導光板21設置，這不但能在導光板21的橫截面(即該導光板21的平行於出光面211的平面)上形成均勻的光場分佈，而且還能減少發光二極體光源20的使用數量( 在本實施例中，位於該導光板21一角的發光二極體光源20係1個)；另，相比於習知技藝中將發光二極體光源10設置於導光板21的一側，本實施例中的設置方式還能有效降低發光二極體背光模組2的整體尺寸，有利於發光二極體背光模組2朝向薄型化方向發展。
另，該導光板21的出光面211可製作為具有一定粗糙度的粗糙面以利於光線的散射。該導光板21的底面212可設置複數網點、複數V型槽、霧狀剔花或咬花以將入射至該底面212上的光線朝向導光板21的出光面211反射，從而提高導光板21的光取出率。
請參閱圖5，與第一實施例不同地，在本發明第二實施例的背光模組3中，導光板31的入光面310係由導光板31的一側朝向導光板31的內部一體凹陷形成。該導光板31的第一側面313和第二側面314相對設置於入光面310的兩側。該第一側面313與第二側面314相互平行。該導光板31還包括一與該入光面310相對設置的第三側面315。該入光面310與該第三側面315之間的距離自導光板31的第一側面313朝向第二側面314先減小後增加。
可以理解地，根據出光需要還可以在正對入光面310的方向上設置多個發光二極體光源30。
請參閱圖6，與第一實施例不同地，在本發明第三實施例背光模組4中，導光板41的入光面410係一橫截面為V形的彎折面。具體地，該入光面410包括一第一入光面4101和第二入光面4102，該第一入光面4101和第二入光面4102均係平面。該第一入光面4101和第二入光面4102相交形成一交線(未標示)，該交線亦位於該導光板41的對角面上(圖未示)。該第一入光面4101和第二入光 面4102的交線與該第一側面413和第二側面414的交線OO’平行。該入光面210關於該交線OO’所在的該導光板21的對角面對稱。
該發光二極體光源40正對入光面410設置，即該發光二極體光源40的光出射面(未標示)與該交線OO’所在的該導光板21的對角面正交設置。
可以理解地，在其他實施例中，該入光面410可以由多個連續彎折的折面構成。
請參閱圖7，與第二實施例不同地，在本發明第四實施例的背光模組5中，導光板51的入光面510的中央背向入射光束的中心角的入射方向朝向導光板51的內部凹陷形成曲率大於入光面510的弧形的折光面516。該折光面516垂直於該導光板51的出光面511。該折光面516將入射光束中心角附近的光線朝向該導光板51的第一側面513和第二側面514折射。該入光面510將入射光束中心角兩側的光線朝向該導光板51的第一側面513和第二側面514折射。可以理解地，本實施例中的導光板51藉由注塑的方式一體成型。
在本實施例中，該入光面510的曲率小於折光面516的曲率。該發光二極體光源50產生的入射光束中心角附近的光線較為集中，而入射光束中心角兩側的光線則相對分散。入射光束中心角附近的光線經過曲率較大的折光面516入射至導光板51內並朝向第一側面513和第二側面514大角度折射；入射光束中心角兩側的光線經由曲率較小的入光面510進入導光板51內並朝向第一側面513和第二側面514小角度折射，從而在該導光板51的平行於出光面511的截面上形成更加均勻的光場分佈。
可以理解地，在其他實施例中，該入光面510的中央背向入射光束的中心角的入射方向朝向導光板51內部彎折形成V形的折光面，該折光面由兩個相交的平面構成，該折光面垂直於導光板51的出光面511，該V形折光面將入射光束中心角附近的光線朝向該導光板51的第一側面513和第二側面514折射，該入光面510將入射光束中心角兩側的光線朝向該導光板51的第一側面513和第二側面514折射。
還可以理解地，本發明中入光面210、310、410、510分別由導光板21、31、41、51的外周面朝向導光板21、31、41、51的內部凹陷形成，入射光束經過導光板21、31、41、51的入光面210、310、410、510入射至該導光板21、31、41、51內並朝向該導光板21、31、41、51的與入光面210、310、410、510相鄰的側面折射，從而減小導光板21、31、41、51邊緣的暗帶，提高導光板21、31、41、51的光線利用率。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
2‧‧‧背光模組
20‧‧‧發光二極體光源
21‧‧‧導光板
210‧‧‧入光面
211‧‧‧出光面
212‧‧‧底面
213‧‧‧第一側面
214‧‧‧第二側面

Claims (5)

  1. 一種導光板，包括用以接收入射光束的入光面、與該入光面相鄰的出光面以及與該出光面相對的底面，其改良在於：該入光面與該出光面相互垂直，該入光面由導光板的外周面朝向導光板內部凹陷形成，該入光面位於該導光板的一側，該導光板的入光面係自導光板該側兩端朝向導光板中心內凹而成的一弧面，入射光束經過該導光板的入光面入射至導光板內並朝向該導光板的與入光面相鄰的側面折射，以在該導光板的平行於出光面的截面上形成均勻的光場分佈。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中，該導光板的側面包括分別與入光面相鄰的第一側面、第二側面以及與入光面相對設置的第三側面，該入光面與該第三側面之間的距離自第一側面朝向第二側面的方向先減小後增加。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之導光板，其中，該第一側面和第二側面相對且平行設置於入光面相對的兩側，該入射光束朝向該導光板的第一側面和第二側面折射。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之導光板，其中，該弧形入光面的中央背向入射光束的中心角的入射方向朝向導光板的內部凹陷形成曲率大於該弧形入光面的弧形折光面，該折光面將入射光束中心角附近的光線朝向該導光板的第一側面和第二側面折射，該弧形入光面將入射光束中心角兩側的光線朝向該導光板的第一側面和第二側面折射。
  5. 一種背光模組，包括一導光板和設置於導光板一側的發光二極體光源，其改良在於：該導光板係申請專利範圍第1、2、3或4項中任一項所述的導光板，該發光二極體光源正對該導光板的入光面設置。
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