TWI746003B

TWI746003B - 導光板及光源模組

Info

Publication number: TWI746003B
Application number: TW109119632A
Authority: TW
Inventors: 邱文彥; 翁兆泓; 劉明達; 陳信瑋
Original assignee: 台灣揚昕股份有限公司
Priority date: 2020-05-27
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2021-11-11
Also published as: CN113740953A; TW202144821A

Abstract

一種光源模組，包括導光板及多個發光元件。導光板具有入光面、出光面及相對於出光面的底面。底面包括第一區域及第二區域。第一區域配置於底面鄰近入光面的一側，包括多個第一微結構，每一第一微結構具有面對入光面的第一反射面。第一反射面與底面之間具有第一角度。第一區域位於入光面與第二區域之間，包括多個第二微結構，每一第二微結構具有第一反射面及面對入光面的第二反射面。第一反射面連接於第二反射面，第二反射面與底面之間具有第二角度，其中第二角度大於第一角度。多個發光元件配置於入光面旁。

Description

導光板及光源模組

本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種導光板以及使用此導光板的光源模組。

一般液晶顯示裝置包括液晶顯示面板與背光模組，而且由於液晶顯示面板本身不發光，所以需要靠背光模組提供照明光源至液晶顯示面板。因此，背光模組的主要功能就是提供高輝度以及高均勻度的照明光源。

背光模組可分為側入式背光模組與直下式背光模組。在目前的側入式背光模組中，會在導光板設置微結構，來改變光的路徑，當光線的入射角小於全反射角時，光線即可折射出導光板外。此外，導光板的微結構形狀也會影響光線的偏轉方向與角度分布。

然而當微結構的設置鄰近於入光面時，會使得光源所發出的光線進入導光板後，部分光線隨即被折射出光，因此在背光模組設置有多個光源的情況下，導光板的鄰近光源處會產生對應多個光源的多個亮區及兩光源之間的暗區，形成亮度不均勻的熱點（Hot spot）現象，當光線再照射至顯示面板時，可能會看到亮度不均勻的影像畫面。

本「先前技術」段落只是用來幫助瞭解本發明內容，因此在「先前技術」中所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。此外，在「先前技術」中所揭露的內容並不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，也不代表在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提供一種導光板，能提升亮度均勻度。

本發明提供一種光源模組，能提升亮度均勻度，進而減少產品的開發成本。

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。

為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明一實施例所提供的導光板具有入光面、出光面及相對於出光面的底面。入光面連接於出光面及底面。底面包括第一區域及第二區域。第一區域配置於底面鄰近入光面的一側。第一區域包括多個第一微結構，每一第一微結構具有面對入光面的第一反射面。第一反射面與底面之間具有第一角度。第二區域配置於底面，第一區域位於入光面與第二區域之間。第二區域包括多個第二微結構，每一第二微結構具有第一反射面及面對入光面的第二反射面。第一反射面連接於第二反射面，第二反射面與底面之間具有第二角度，其中第二角度大於第一角度。

在本發明的一實施例中，上述之每一第二微結構的第一反射面配置於入光面及第二反射面之間。

在本發明的一實施例中，上述之每一第二微結構更具有面對入光面的第三反射面，第二反射面連接於第一反射面及第三反射面之間，第三反射面與底面之間具有第三角度，第二角度大於第三角度。

在本發明的一實施例中，上述之底面更包括第三區域，第二區域位於第一區域及第三區域之間，這些第二微結構更配置於第三區域，其中配置於第三區域的每一第二微結構更具有面對入光面的第三反射面，第二反射面連接於第一反射面及第三反射面之間，第三反射面與底面之間具有第三角度，第二角度大於第三角度。

在本發明的一實施例中，上述之每一第二微結構的第二反射面配置於入光面及第一反射面之間。

在本發明的一實施例中，上述之每一第二微結構之間具有間隔。

在本發明的一實施例中，上述之每一第二微結構的第一反射面及第二反射面的面積是從靠近入光面處朝遠離入光面的方向漸增。

在本發明的一實施例中，上述之第一反射面為曲面，並具有第一曲率半徑，第二反射面為曲面，並具有第二曲率半徑，第一曲率半徑大於第二曲率半徑。

在本發明的一實施例中，上述之第一區域在垂直於入光面的方向上具有第一寬度，第一寬度為1 mm ~ 5 mm。

在本發明的一實施例中，上述之第一角度為1° ~ 24.5°。

在本發明的一實施例中，上述之第二角度為1.5° ~ 25°。

為達上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發明一實施例所提供的光源模組包括多個發光元件及上述的導光板。多個發光元件配置於入光面旁，適於發出光線至入光面。

本發明實施例的光源模組中，導光板的底面於鄰近於入光面的第一區域內以及遠離入光面且鄰設於第一區域的第二區域內分別具有多個第一微結構以及多個第二微結構，第一微結構的第一反射面與底面之間具有第一角度，且第一角度小於第二微結構的第二反射面與底面之間具有的第二角度，因此當光線入射進導光板並傳遞至第一微結構的第一反射面時，可以降低光線折射出導光板的機率，使得光線能繼續在導光板內傳遞，進而降低導光板鄰近發光元件的一側中，對應於發光元件的區域的亮度。相較於習知的光源模組所具有的亮暗區域的熱點現象，本發明的光源模組能提升亮度均勻度。並且由於光源模組能提升亮度均勻度，因此可以減少開發過程中的改版次數，進而減少產品的開發成本。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

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。

圖1是本發明一實施例的光源模組的立體示意圖。圖2是圖1的AA’剖線的剖面示意圖。請參考圖1及圖2，本實施例的光源模組10包括導光板100及多個發光元件200。導光板100具有入光面110、出光面120及相對於出光面120的底面130。入光面110連接於出光面120及底面130。底面130具有多個微結構（圖1未示）。多個發光元件200配置於入光面110旁，適於發出光線L至入光面110。

發光元件200例如是發光二極體（light emitting diode, LED），但不以此為限。發光元件200也可以是其他種類的光源組件，例如燈管，本發明並不限制光源種類。本實施例是以三個發光元件200為例，但本發明並不特別限制多個發光元件200的數量。以下，將以圖2詳細說明本實施例的底面130的微結構。

導光板100的底面130例如包括第一區域A1及第二區域A2。第一區域A1配置於底面130鄰近入光面110的一側。第一區域A1在垂直於入光面110的方向上具有第一寬度W1，且第一寬度W1例如為1 mm ~ 5 mm，但不以此為限。第一區域A1包括多個第一微結構131。每一第一微結構131例如具有面對入光面110的第一反射面S1。第一反射面S1與底面130之間具有第一角度θ1。第二區域A2配置於底面130，第一區域A1位於入光面130與第二區域A2之間。第二區域A2包括多個第二微結構132。每一第二微結構132例如具有第一反射面S1及面對入光面130的第二反射面S2。第一反射面S1連接於第二反射面S2。在本實施例中，第一反射面S1例如是配置於入光面110及第二反射面S2之間，但不以此為限。具體而言，第一反射面S1連接於底面130與第二反射面S2之間，即第一反射面S1的兩端分別連接底面130與第二反射面S2。第一反射面S1及第二反射面S2例如為平面，但不以此為限。第二反射面S2與底面130之間具有第二角度θ2，其中第二角度θ2大於第一角度θ1。圖2的剖面圖中的是以一個第一微結構131示意、以兩個第二微結構132示意，但本發明並不特別限制第一微結構131及第二微結構132的數量。

由於第二角度θ2大於第一角度θ1，因此光線L傳遞至第二反射面S2時會提升折射出導光板100的機率，而光線L傳遞至第一反射面S1時則會降低折射出導光板100的機率，即相較於第二反射面S2，光線L較容易在第一反射面S1產生全反射，使光線L繼續在導光板100中傳遞。具體而言，第一角度θ1例如為1° ~ 24.5°，第二角度θ2例如為1.5° ~ 25°，但不以此為限。在本實施例中，第一角度θ1較佳為1° ~ 3°，第二角度θ2較佳為3° ~ 9°。此外，依據不同的出光需求，每一第二微結構132之間例如具有間隔D，但不以此為限。當光線L傳遞至間隔D時，由於並未入射於第二微結構132，因此會產生全反射。在另一實施例中，每一第二微結構132之間也可以不具有間隔D（未繪示），或者是可以調整間隔D的大小。

光源模組10例如還包括反射片300，配置於導光板100的底面130旁，以將從導光板100下方漏出的光線L反射回導光板100內，提升光利用效率。

本實施例的光源模組10中，導光板100的底面130於鄰近於入光面110的第一區域A1內以及遠離入光面110且鄰設於第一區域A1的第二區域A2內分別具有多個第一微結構131以及多個第二微結構132，第一微結構131的第一反射面S1與底面130之間具有第一角度θ1，且第一角度θ1小於第二微結構132的第二反射面S2與底面130之間具有的第二角度θ2，因此當光線L入射進導光板100並傳遞至第一微結構131的第一反射面S1時，可以降低光線L折射出導光板100的機率，使得光線L能繼續在導光板100內傳遞，進而降低導光板100鄰近發光元件200的一側中，對應於發光元件200的區域的亮度。相較於習知的光源模組所具有的亮暗區域的熱點現象，本發明的光源模組10能提升亮度均勻度。另一方面，當光線L傳遞至第二微結構132的第一反射面S1時，同樣可以降低光線L折射出導光板100的機率，讓光線L繼續在導光板100內傳遞，直到傳遞至第二反射面S2後才折射出導光板100，因此第二微結構132的配置能夠提升導光板100遠離發光元件200的一側的出光亮度，達到提升光源模組10的整體亮度均勻度的效果。並且由於光源模組10能提升亮度均勻度，因此可以減少開發過程中的改版次數，進而減少產品的開發成本。

在本實施例中，每一第二微結構132的第一反射面S1及第二反射面S2的面積例如是從靠近入光面110處朝遠離入光面110的方向漸增。當第一反射面S1及第二反射面S2的面積越大時，光線L傳遞至第一反射面S1及第二反射面S2的機率就越高，因此越遠離入光面110的光線L就越容易被折射出導光板100。藉由這種設計方式，可以提升導光板100遠離發光元件200的一側的出光亮度，達到提升光源模組10的整體亮度均勻度的效果。

圖3是本發明另一實施例的光源模組的剖面示意圖。請參考圖3，本實施例的光源模組10a與上述的光源模組10結構及優點相似，差異僅在於本實施例的光源模組10a中，導光板100a的每一第二微結構132a的第二反射面S2配置於入光面110及第一反射面S1之間。具體而言，第二反射面S2連接於底面130a與第一反射面S1之間，即第二反射面S2的兩端分別連接底面130a與第一反射面S1。

圖4是本發明另一實施例的光源模組的剖面示意圖。請參考圖4，本實施例的光源模組10b與上述的光源模組10結構及優點相似，差異僅在於本實施例的光源模組10b中，導光板100b的每一第二微結構132b還具有面對入光面110的第三反射面S3。第二反射面S2例如是連接於第一反射面S1及第三反射面S3之間，但不以此為限。舉例而言，也可以是與上述的光源模組10a結構，將第一反射面S1連接於第二反射面S2及第三反射面S3之間（未繪示）。第三反射面S3例如為平面，但不以此為限。於本實施例中，第三反射面S3與底面130b之間具有第三角度θ3，且第二角度θ2大於第三角度θ3。第三角度θ3例如為1° ~ 24.5°，但不以此為限。在本實施例中，第三角度θ3較佳為1° ~ 3°。

圖5是本發明另一實施例的光源模組的剖面示意圖。請參考圖5，本實施例的光源模組10c與上述的光源模組10結構及優點相似，以下僅針對其結構的主要差異處進行說明。本實施例的光源模組10c中，導光板100c的底面130c還包括第三區域A3。第二區域A2例如是位於第一區域A1及第三區域A3之間。多個第二微結構132c例如還配置於第三區域A3，其中配置於第三區域A3的每一第二微結構132c還具有面對入光面110的第三反射面S3。第二反射面S2例如是連接於第一反射面S1及第三反射面S3之間，但不以此為限。舉例而言，也可以是第一反射面S1連接於第二反射面S2及第三反射面S3之間（未繪示）。第三反射面S3與底面130b之間具有第三角度θ3，且第二角度θ2大於第三角度θ3。第三角度θ3例如為1° ~ 24.5°，但不以此為限。在本實施例中，第三角度θ3較佳為1° ~ 3°。具體而言，本實施例的第二區域A2中的多個第二微結構132具有第一反射面S1及第二反射面S2，而第三區域A3中的多個第二微結構132c具有第一反射面S1、第二反射面S2及第三反射面S3。本發明並不特別限制第二區域A2及第三區域A3的範圍大小，可以依據設計需求調整。

圖6是本發明另一實施例的光源模組的剖面示意圖。請參考圖6，本實施例的光源模組10d與上述的光源模組10結構及優點相似，差異僅在於本實施例的光源模組10d中，導光板100d的底面130d中的第一微結構131d、第二微結構132d的第一反射面S1為曲面，並具有第一曲率半徑R1。第二微結構132d的第二反射面S2為曲面，並具有第二曲率半徑R2，其中第一曲率半徑R1大於第二曲率半徑R2。本實施例的導光板100d的結構亦可適用於上述的任一實施例，例如第三反射面S3也可以為曲面（未繪示）。

綜上所述，本實施例的光源模組中，導光板的底面於鄰近於入光面的第一區域內以及遠離入光面且鄰設於第一區域的第二區域內分別具有多個第一微結構以及多個第二微結構，第一微結構的第一反射面與底面之間具有第一角度，且第一角度小於第二微結構的第二反射面與底面之間具有的第二角度，因此當光線入射進導光板並傳遞至第一微結構的第一反射面時，可以降低光線折射出導光板的機率，使得光線能繼續在導光板內傳遞，進而降低導光板鄰近發光元件的一側中，對應於發光元件的區域的亮度。相較於習知的光源模組所具有的亮暗區域的熱點現象，本發明的光源模組能提升亮度均勻度。另一方面，當光線傳遞至第二微結構的第一反射面時，同樣可以降低光線折射出導光板的機率，讓光線繼續在導光板內傳遞，直到傳遞至第二反射面後才折射出導光板，因此第二微結構的配置能夠提升導光板遠離發光元件的一側的出光亮度，達到提升光源模組的整體亮度均勻度的效果。並且由於光源模組能提升亮度均勻度，因此可以減少開發過程中的改版次數，進而減少產品的開發成本。

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。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名元件（element）的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

10、10a、10b、10c、10d:光源模組 100、100a、100b、100c、100d:導光板 110:入光面 120:出光面 130、130a、130b、130c、130d:底面 131、131d:第一微結構 132、132a、132b、132c、132d:第二微結構 200:發光元件 300:反射片 AA’:剖線 A1:第一區域 A2:第二區域 A3:第三區域 D:間隔 L:光線 R1:第一曲率半徑 R2:第二曲率半徑 S1:第一反射面 S2:第二反射面 S3:第三反射面 W1:第一寬度 θ1:第一角度 θ2:第二角度 θ3:第三角度

圖1是本發明一實施例的光源模組的立體示意圖。圖2是圖1的AA’ 剖線的剖面示意圖。圖3是本發明另一實施例的光源模組的剖面示意圖。圖4是本發明另一實施例的光源模組的剖面示意圖。圖5是本發明另一實施例的光源模組的剖面示意圖。圖6是本發明另一實施例的光源模組的剖面示意圖。

10:光源模組

100:導光板

110:入光面

120:出光面

130:底面

131:第一微結構

132:第二微結構

200:發光元件

300:反射片

A1:第一區域

A2:第二區域

D:間隔

L:光線

S1:第一反射面

S2:第二反射面

W1:第一寬度

θ1:第一角度

θ2:第二角度

Claims

一種導光板，具有一入光面、一出光面及相對於該出光面的一底面，該入光面連接於該出光面及該底面，該底面包括：一第一區域，配置於該底面鄰近該入光面的一側，該第一區域包括多個第一微結構，每一該些第一微結構面對該入光面的一側僅具有一第一反射面，該第一反射面與該底面之間具有一第一角度；以及一第二區域，配置於該底面，該第一區域位於該入光面與該第二區域之間，該第二區域包括多個第二微結構，每一該些第二微結構具有該第一反射面及面對該入光面的一第二反射面，該第一反射面連接於該第二反射面，該第二反射面與該底面之間具有一第二角度，其中該第二角度大於該第一角度。
如請求項1所述的導光板，其中每一該些第二微結構的該第一反射面配置於該入光面及該第二反射面之間。
一種導光板，具有一入光面、一出光面及相對於該出光面的一底面，該入光面連接於該出光面及該底面，該底面包括：一第一區域，配置於該底面鄰近該入光面的一側，該第一區域包括多個第一微結構，每一該些第一微結構具有面對該入光面的一第一反射面，該第一反射面與該底面之間具有一第一角度；以及一第二區域，配置於該底面，該第一區域位於該入光面與該第二區域之間，該第二區域包括多個第二微結構，每一該些第二微結構具有該第一反射面及面對該入光面的一第二反射面，該第一反射面連接於該第二反射面，該第二反射面與該底面之間具有一第二角度，其中該第二角度大於該第一角度，其中每一該些第二微結構更具有面對該入光面的一第三反射面，該第二反射面連接於該第一反射面及該第三反射面之間，該第三反射面與該底面之間具有一第三角度，該第二角度大於該第三角度。
一種導光板，具有一入光面、一出光面及相對於該出光面的一底面，該入光面連接於該出光面及該底面，該底面包括：一第一區域，配置於該底面鄰近該入光面的一側，該第一區域包括多個第一微結構，每一該些第一微結構具有面對該入光面的一第一反射面，該第一反射面與該底面之間具有一第一角度；以及一第二區域，配置於該底面，該第一區域位於該入光面與該第二區域之間，該第二區域包括多個第二微結構，每一該些第二微結構具有該第一反射面及面對該入光面的一第二反射面，該第一反射面連接於該第二反射面，該第二反射面與該底面之間具有一第二角度，其中該第二角度大於該第一角度，其中該底面更包括一第三區域，該第二區域位於該第一區域及該第三區域之間，該些第二微結構更配置於該第三區域，其中配置於該第三區域的每一該些第二微結構更具有面對該入光面的一第三反射面，該第二反射面連接於該第一反射面及該第三反射面之間，該第三反射面與該底面之間具有一第三角度，該第二角度大於該第三角度。
如請求項1所述的導光板，其中每一該些第二微結構的該第二反射面配置於該入光面及該第一反射面之間。
如請求項1所述的導光板，其中每一該些第二微結構之間具有一間隔。
如請求項1所述的導光板，其中每一該些第二微結構的該第一反射面及該第二反射面的面積是從靠近該入光面處朝遠離該入光面的方向漸增。
如請求項1所述的導光板，其中該第一反射面為曲面，並具有一第一曲率半徑，該第二反射面為曲面，並具有一第二曲率半徑，該第一曲率半徑大於該第二曲率半徑。
如請求項1所述的導光板，其中該第一區域在垂直於該入光面的方向上具有一第一寬度，該第一寬度為1mm~5mm。
如請求項1所述的導光板，其中該第一角度為1°~24.5°。
如請求項1所述的導光板，其中該第二角度為1.5°~25°。
一種光源模組，包括：一導光板，具有一入光面、一出光面及相對於該出光面的一底面，該入光面連接於該出光面及該底面，該底面包括：一第一區域，配置於該底面鄰近該入光面的一側，該第一區域包括多個第一微結構，每一該些第一微結構面對該入光面的一側僅具有一第一反射面，該第一反射面與該底面之間具有一第一角度；以及一第二區域，配置於該底面，該第一區域位於該入光面與該第二區域之間，該第二區域包括多個第二微結構，每一該些第二微結構具有該第一反射面及面對該入光面的一第二反射面，該第一反射面連接於該第二反射面，該第二反射面與該底面之間具有一第二角度，其中該第二角度大於該第一角度；以及多個發光元件，配置於該入光面旁，適於發出光線至該入光面。