TWI625561B - 導光組件 - Google Patents

Abstract

一種導光組件包含導光板、至少一光源與亮度調整元件。導光板具有入光面與相對的正面與背面。入光面位於正面與背面之間且鄰接正面與背面。光源位於導光板外，且光源朝向導光板的入光面。亮度調整元件位於導光板的正面或背面上，且亮度調整元件包含條狀部與至少一凸出部。條狀部具有靠近入光面的第一邊緣。凸出部位於條狀部的第一邊緣。凸出部與光源對齊，且凸出部朝光源的方向延伸。

Description

導光組件

本案是關於一種導光組件。

在液晶顯示裝置中，由於液晶自身不發光，因此需要搭配使用背光模組來提供顯示光源。此外，在電子紙顯示裝置中，由於顯示介質層需藉由反射光線顯示影像，因此通常會設置前光模組提供光線，使電子紙顯示裝置可於環境光源不足的情況下仍可正常顯示。不論是液晶顯示裝置的背光模組或電子紙顯示裝置的前光模組，均可利用導光板將多個點光源換成面光源，其中點光源例如發光二極體(light emitting diode；LED)。

一般而言，當於導光板的一側使用點光源時，除非導光板具有足夠的耦光區域才可避免可視區亮度不均的問題，但導光板的體積將會難以縮小。或者，可在導光板的出光面靠近光源處製作疏密不同的微結構，來達到亮度均勻的效果。然而，若顯示裝置具有多個獨立迴路控制多個點光源，則微結構的疏密分佈將無法適用。舉例來說，當兩相鄰點光源A、B被點亮的時機不同時，僅點亮光源A時，則微結構應設計為靠近光源A正前方的區域較疏，靠近光源B正前方的區域 較密。但僅點亮光源B時，則微結構應設計為靠近光源B正前方的區域較密，靠近光源A正前方的區域較疏將。如此一來，對應點光源A、B的微結構分佈將會彼此矛盾。

本發明之一技術態樣為一種導光組件。

根據本發明一實施方式，一種導光組件包含導光板、至少一光源與亮度調整元件。導光板具有入光面與相對的正面與背面。入光面位於正面與背面之間且鄰接正面與背面。光源位於導光板外，且光源朝向導光板的入光面。亮度調整元件位於導光板的正面或背面上，且亮度調整元件包含條狀部與至少一凸出部。條狀部具有靠近入光面的第一邊緣。凸出部位於條狀部的第一邊緣。凸出部與光源對齊，且凸出部朝光源的方向延伸。

在本發明一實施方式中，上述凸出部與光源之間的距離介於4mm至6mm的範圍。

在本發明一實施方式中，上述條狀部具有背對第一邊緣的第二邊緣。第一邊緣與第二邊緣之間的距離介於1mm至3mm的範圍。

在本發明一實施方式中，上述亮度調整元件具有黏著層與吸光層。黏著層位於吸光層與導光板之間。

在本發明一實施方式中，上述黏著層之折射率與導光板之折射率的差異介於0.1至0.7的範圍。

在本發明一實施方式中，上述條狀部的長度方向 與導光板的入光面的長度方向相同。

在本發明一實施方式中，上述凸出部的形狀為半圓形、半橢圓形、矩形、三角形或梯形。

在本發明一實施方式中，上述凸出部的寬度隨光源與凸出部之間的距離增加而變大。

在本發明一實施方式中，上述導光組件更包含蓋體。蓋體覆蓋亮度調整元件、光源與導光板的遮蔽區。

在本發明一實施方式中，上述亮度調整元件位於導光板的遮蔽區中。

在本發明一實施方式中，上述導光組件具有複數個光源，且這些光源電性連接至少兩驅動元件。

在本發明一實施方式中，上述光源的第一部分具有第一色溫，光源的第二部分具有第二色溫，且光源的第一部分與第二部分分別電性連接兩驅動元件。

在本發明一實施方式中，上述光源的第一部分具有第一顏色。光源的第二部分具有第二顏色。光源的第一部分與第二部分分別電性連接兩驅動元件。

在本發明一實施方式中，上述導光板更包含至少一微結構區。當亮度調整元件位於導光板的正面時，微結構區位於正面且由亮度調整元件覆蓋。當亮度調整元件位於導光板的背面時，微結構區位於背面且由亮度調整元件覆蓋。

在本發明一實施方式中，上述微結構區的位置對應於光源的位置。

在本發明一實施方式中，上述微結構區的輪廓為 矩形、圓形、橢圓形、三角形或梯形。

在本發明上述實施方式中，由於亮度調整元件的凸出部與光源對齊且朝光源的方向延伸，因此可吸收光源正前方高能量區域的光線，避免在光源正前方的導光板區域產生亮區。此外，亮度調整元件因具有連接凸出部的條狀部，讓亮度調整元件可方便地設置於導光板上，提升組裝便利性。條狀部可進一步使亮度分佈均勻，避免因凸出部的存在、亮度調整元件裁切之公差或亮度調整元件貼附之公差造成導光板產生不規則亮紋。亮度調整元件藉由凸出部的設計而使其對光線的吸收程度不同，使光線傳遞到導光板的可視區時各位置能量均勻，減少熱點的光不均(hot spot mura)現象。

100、100a~100g‧‧‧導光組件

102a、102b‧‧‧驅動元件

110、110a‧‧‧導光板

111、111a~111d‧‧‧微結構區

112‧‧‧入光面

114‧‧‧正面

116‧‧‧背面

117‧‧‧可視區

118‧‧‧遮蔽區

120a、120b‧‧‧光源

130、130a~130d‧‧‧亮度調整元件(膠帶)

131‧‧‧第一邊緣

132、132a~132d‧‧‧條狀部

133‧‧‧第二邊緣

134、134a、1341b、1342b、134c、134d‧‧‧凸出部

136‧‧‧黏著層

138‧‧‧吸光層

140‧‧‧蓋體

2-2、10-10‧‧‧線段

d1~d5‧‧‧距離

D‧‧‧方向

L1~L4‧‧‧光線

w1~w4‧‧‧寬度

第1圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件的俯視圖。

第2圖繪示第1圖之導光組件沿線段2-2的剖面圖。

第3圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件的剖面圖。

第4圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件的剖面圖。

第5圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件的俯視圖。

第6圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件的俯視圖。

第7圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件的俯視圖。

第8圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件的俯視圖。

第9圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件的俯視圖。

第10圖繪示第9圖之導光組件沿線段10-10的剖面圖。

第11A~11D圖繪示根據本發明多個實施方式之微結構區的示意圖。

以下配合圖式說明本發明之複數個實施方式，為簡化圖式，一些習知慣用的結構與元件將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件100的俯視圖。第2圖繪示第1圖之導光組件100沿線段2-2的剖面圖。同時參閱第1圖與第2圖，導光組件100包含導光板110、光源120a、120b與亮度調整元件130(在此實施例中，亮度調整元件130係以亮度調整膠帶為例，但本發明不以此為限)。導光板110具有入光面112與相對的正面114與背面116，入光面112位於正面114與背面116之間且鄰接正面114與背面116。光源120a、120b位於導光板110外，且光源120a、120b朝向導光板110的入光面112。光源120a、120b可以為點光源，例如發光二極體(LED)。導光板110的正面114與背面116可作為導光板110的出光面。舉例來說，當導光組件100應用於液晶顯示裝置時，導光組件100為背光模組，導光板110的正面114為出光面，其上方可設置液晶顯示面板。當導光組件100應用於電子紙顯示裝置時，導光組件100為前光模組，導光板110的背面116為出光面，其下方可設置電子紙顯示面板。

亮度調整膠帶130位於導光板110的背面116上，但在其他實施方式中，亮度調整膠帶130也可位於導光板 110的正面114上，並不用以限制本發明。亮度調整膠帶130包含條狀部132與凸出部134。條狀部132的長度方向與導光板110的入光面112的長度方向相同(均為方向D)。條狀部132具有靠近入光面112的第一邊緣131。凸出部134位於條狀部132的第一邊緣131。此外，凸出部134分別與光源120a、120b大致對齊(如第1圖所示)，且凸出部134分別朝光源120a、120b的方向延伸。在本實施方式中，凸出部134的形狀為半圓形或半橢圓形，但在其他實施方式中，凸出部134的形狀也可為矩形、三角形或梯形，並不用以限制本發明。

當光源120a、120b發光時，由於亮度調整膠帶130的凸出部134分別與光源120a、120b對齊，且凸出部134朝光源120a、120b的方向延伸，因此凸出部134可吸收光源120a、120b正前方之高能量區域的光線，避免在光源120a、120b正前方的導光板110區域產生亮區。亮度調整膠帶130因具有連接凸出部134的條狀部132，讓亮度調整膠帶130可方便地設置於導光板110上，提升組裝便利性。

在本實施方式中，凸出部134與光源120a之間(或凸出部134與光源120b之間)的距離d1可介於4mm至6mm的範圍(例如5mm)，使凸出部134能有效吸收光源120a、120b正前方之光線。

此外，條狀部132可進一步使其右側之導光板110區域(例如第1圖虛線圍繞的可視區117)的亮度分佈均勻，避免因凸出部134的存在、膠帶裁切的公差或膠帶貼附的公差造成導光板110產生不規則亮紋，使得亮度調整膠帶130的設計更 具彈性。綜上所述，亮度調整膠帶130藉由凸出部134的設計而使其不同位置對光線的吸收程度不同，使光線傳遞到導光板110可視區117時的各位置能量能夠均勻，減少熱點的光不均現象(hot spot mura)。

在本實施方式中，條狀部132具有背對第一邊緣131的第二邊緣133。第一邊緣131與第二邊緣133之間的距離d2可介於1mm至3mm的範圍(例如3mm)，以避免過度吸收光線，影響導光板110整體亮度。

亮度調整膠帶130具有黏著層136與吸光層138。黏著層136位於吸光層138與導光板110的背面116之間。黏著層136之折射率與導光板110之折射率的差異可介於0.1至0.7的範圍。舉例來說，導光板110的折射率為1.58，空氣的折射率為1，若無亮度調整膠帶130，則光臨界角為39.2度。若於導光板110設置亮度調整膠帶130，黏著層136的折射率為1.52，則光臨界角可提升至74度，亦即出光角度小於74度的光線(例如光線L1)均可折射穿過導光板110至黏著層136(例如形成光線L2)，進而被吸光層138吸收。也就是說，亮度調整膠帶130可破壞導光板110之高能量區的內全反射。在本實施方式中，亮度調整膠帶130可以為深色(例如黑色)，有助於吸收光線。

在本實施方式中，光源120a、120b分別電性連接驅動元件102a、102b，因此光源120a、120b屬不同迴路而可分別被驅動元件102a、102b點亮或熄滅。在第1圖中，光源120a的數量為三，可視為光源的第一部分；光源120b的數量 為二，可視為光源的第二部分。光源120a可具有第一色溫(例如6000K)，光源120b可具有第二色溫(例如4000K)。或者，光源120a可具有第一顏色(例如紅色)，光源120b可具有第二顏色(例如藍色)。由於亮度調整膠帶130之凸出部134的位置分別對應光源120a、120b的位置，因此每一光源120a、120b正前方的光線是由對應位置的凸出部134吸收。在本文中，位置上的「對應」關係意指大致對齊的意思。當光源120a點亮而光源120b熄滅時，光源120a正前方的光線由對齊光源120a的凸出部134吸收，對齊光源120b的凸出部134並不會影響光源120a的光線。當光源120b點亮而光源120a熄滅時，光源120b正前方的光線由對齊光源120b的凸出部134吸收，對齊光源120a的凸出部134並不會影響光源120b的光線。

應瞭解到，已敘述過的元件連接關係與功效將不再重複贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明其他形式的導光組件。

第3圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件100a的剖面圖。導光組件100a包含導光板110、光源120a與亮度調整膠帶130。與第2圖實施方式不同的地方在於：第3圖的亮度調整膠帶130是位在導光板110的正面114上。這樣的設計，導光組件100a仍可具有前述第1圖、第2圖之導光組件100的功效。

第4圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件100b的剖面圖。導光組件100b包含導光板110、光源120a與亮度調整膠帶130。與第2圖實施方式不同的地方在於：導光 組件100b還包含蓋體140。導光板110被蓋體140遮蔽的部分為遮蔽區118，未被蓋體140遮蔽的部分為可視區117。蓋體140覆蓋亮度調整膠帶130、光源120a與導光板110的遮蔽區118。換句話說，蓋體140與亮度調整膠帶130、光源120a、導光板110的遮蔽區118重疊。因此，亮度調整膠帶130位於導光板110的遮蔽區118中。亮度調整膠帶130可確保光源120a的光線傳遞至導光板110可視區117時的亮度是均勻的。

第5圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件100c的俯視圖。為求簡潔，在第5圖至第9圖將省略第1圖的驅動元件102a、102b。導光組件100c包含導光板110、光源120a、120b與亮度調整膠帶130a。與第1圖實施方式不同的地方在於：凸出部134a與光源120a之間(或凸出部134a與光源120b之間)的距離d3大於第1圖的距離d1，且凸出部134a的寬度w2大於第1圖凸出部134的寬度w1。由於第5圖的距離d3大於第1圖的距離d1，因此光源120a、120b的光線傳遞至亮度調整膠帶130a時的範圍會較傳遞至亮度調整膠帶130時的範圍大。在本實施方式中，具有較大寬度w2的凸出部134a可確保能吸收光源120a、120b正前方較大範圍的光線。

第6圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件100d的俯視圖。導光組件100d包含導光板110、光源120a、120b與亮度調整膠帶130b。與第1圖實施方式不同的地方在於：第6圖之光源120a、120b與導光板110之間的距離不同，且亮度調整膠帶130b具有不同寬度的凸出部1341b、1342b。在本實施方式中，凸出部1341b與光源120a之間的距離d4小於 凸出部1342b與光源120b之間的距離d5，且凸出部1341b的寬度w3小於凸出部1342b的寬度w4。也就是說，凸出部的寬度隨光源與凸出部之間的距離增加而變大。由於距離d5大於距離d4，因此光源120b的光線傳遞至亮度調整膠帶130b時的範圍會較光源120a的光線傳遞至亮度調整膠帶130b時的範圍大。在本實施方式中，具有較大寬度w4的凸出部1342b可確保能吸收光源120b正前方較大範圍的光線。

第7圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件100e的俯視圖。導光組件100e包含導光板110、光源120a、120b與亮度調整膠帶130c。亮度調整膠帶130c具有相連的條狀部132c與凸出部134c。與第1圖實施方式不同的地方在於：亮度調整膠帶130c的凸出部134c的形狀為三角形。

第8圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件100f的俯視圖。導光組件100f包含導光板110、光源120a、120b與亮度調整膠帶130d。亮度調整膠帶130d具有相連的條狀部132d與凸出部134d。與第1圖實施方式不同的地方在於：亮度調整膠帶130d的凸出部134d的形狀為梯形。

第9圖繪示根據本發明一實施方式之導光組件100g的俯視圖。第10圖繪示第9圖之導光組件100g沿線段10-10的剖面圖。同時參閱第9圖與第10圖，導光組件100g包含導光板110a、光源120a、120b與亮度調整膠帶130。與第1圖實施方式不同的地方在於：導光板110a還包含微結構區111。當亮度調整膠帶130位於導光板110a的背面116時，微結構區111位於背面116且由亮度調整膠帶130覆蓋。在本實施方 式中，微結構區111的輪廓可以為矩形，但並不用以限制本發明。微結構區111的位置分別對應於光源120a、120b的位置。微結構區111中具有複數個凸點，可破壞導光板110a中的光線內全反射，以增加穿出導光板110a的光線(例如光線L3穿出微結構區111而形成光線L4)，並由吸光層138吸收，對於導光板110a的亮度均勻有所助益。

在其他實施方式中，亮度調整膠帶130可位於導光板110a的正面114，而微結構區111位於正面114且由亮度調整膠帶130覆蓋。此外，微結構區111也可具有其他形狀的輪廓。如第11A圖的圓形微結構區111a、第11B圖的橢圓形微結構區111b、第11C圖的三角形微結構區111c或第11D圖的梯形微結構區111d。

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。

Claims (14)

1. 一種導光組件，包含：一導光板，具有一入光面與相對的一正面與一背面，該入光面位於該正面與該背面之間且鄰接該正面與該背面；至少一光源，位於該導光板外，且該光源朝向該導光板的該入光面；以及一亮度調整元件，位於該導光板的該正面或該背面上，該亮度調整元件具有一黏著層與一吸光層，該黏著層位於該吸光層與該導光板之間，且該亮度調整元件包含：一條狀部，具有靠近該入光面的一第一邊緣；以及至少一凸出部，位於該條狀部的該第一邊緣，該凸出部與該光源對齊，且該凸出部朝該光源的方向延伸。
2. 如請求項1所述的導光組件，其中該凸出部與該光源之間的距離介於4mm至6mm的範圍。
3. 如請求項1所述的導光組件，其中該條狀部具有背對該第一邊緣的一第二邊緣，該第一邊緣與該第二邊緣之間的距離介於1mm至3mm的範圍。
4. 如請求項1所述的導光組件，其中該黏著層之折射率與該導光板之折射率的差異介於0.1至0.7的範圍。
5. 如請求項1所述的導光組件，其中該凸出部的形狀為半圓形、半橢圓形、矩形、三角形或梯形。
6. 如請求項1所述的導光組件，其中該凸出部的寬度隨該光源與該凸出部之間的距離增加而變大。
7. 如請求項1所述的導光組件，更包含：一蓋體，覆蓋該亮度調整元件、該光源與該導光板的一遮蔽區。
8. 如請求項7所述的導光組件，其中該亮度調整元件位於該導光板的該遮蔽區中。
9. 如請求項1所述的導光組件，具有複數個光源，且該些光源電性連接至少兩驅動元件。
10. 如請求項9所述的導光組件，其中該些光源的一第一部分具有一第一色溫，該些光源的一第二部分具有一第二色溫，且該些光源的該第一部分與該第二部分分別電性連接該兩驅動元件。
11. 如請求項9所述的導光組件，其中該些光源的一第一部分具有一第一顏色，該些光源的一第二部分具有一第二顏色，且該些光源的該第一部分與該第二部分分別電性連接該兩驅動元件。
12. 如請求項1所述的導光組件，其中該導光板 更包含至少一微結構區，當該亮度調整元件位於該導光板的該正面時，該微結構區位於該正面且由該亮度調整元件覆蓋；當該亮度調整元件位於該導光板的該背面時，該微結構區位於該背面且由該亮度調整元件覆蓋。
13. 如請求項12所述的導光組件，其中該微結構區的位置對應於該光源的位置。
14. 如請求項12所述的導光組件，其中該微結構區的輪廓為矩形、圓形、橢圓形、三角形或梯形。