TWI831539B - 背光模組 - Google Patents
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Abstract
背光模組包括發光元件、導光板、稜鏡板以及逆稜鏡板。導光板具有入光面、出光面、表面和視角收斂結構。入光面朝向發光元件。出光面與表面連接在入光面的相對兩側。視角收斂結構位於表面。稜鏡板與出光面相對設置,並具有第一板部、多個第一稜鏡柱和多個第二稜鏡柱。第一板部具有背對導光板的第一表面。第一稜鏡柱與第二稜鏡柱在第一表面上交錯設置。逆稜鏡板設置於稜鏡板的背對導光板的一側,並具有第二板部和多個第三稜鏡柱。第二板部具有朝向稜鏡板的第二表面。第三稜鏡柱位於第二表面,並分別具有第一側面和第二側面。第一側面和第二側面彼此連接,並分別連接第二表面。第一側面朝向背光模組設有發光元件的一側,且第二側面背對背光模組設有發光元件的一側。第一側面與第二表面之間具有第一夾角,第二側面與第二表面之間具有第二夾角,第一夾角大於第二夾角。
Description
本發明是有關一種光源模組,尤其是一種背光模組。
液晶顯示器主要包括背光模組、顯示面板與外框等。按照發光元件方向的不同,背光模組又可分為側光式背光模組與直下式背光模組。一般來說,側光式背光模組會配置導光板,並在導光板的邊緣設置發光元件;導光板能引導發光元件產生的光束從靠近顯示面板的出光面出射,進而形成面光源。
然而,為了增加背光模組的出光亮度,習知的側光式背光模組往往會在導光板的出光方向上配置許多光學膜片,造成習知的側光式背光模組無法薄化。另,習知光學膜片的配置方式無法有效地集中側光式背光模組的出光視角,導致增加出光亮度的效果不顯著。
本發明提供一種背光模組,以具有厚度薄的優點,並還能集中出光視角的範圍,以提升亮度和對比度。
本發明所提供背光模組包括發光元件、導光板、稜鏡板以及逆稜鏡板。導光板具有入光面、出光面、表面和視角收斂結構。入光面朝向發光元件。出光面與表面連接在入光面的相對兩側。視角收斂結構位於表面。
稜鏡板與出光面相對設置,並具有第一板部、多個第一稜鏡柱和多個第二稜鏡柱。第一板部具有背對導光板的第一表面。第一稜鏡柱與第二稜鏡柱在第一表面上交錯設置。逆稜鏡板設置於稜鏡板的背對導光板的一側,並具有第二板部和多個第三稜鏡柱。第二板部具有朝向稜鏡板的第二表面。第三稜鏡柱位於第二表面,並分別具有第一側面和第二側面。第一側面和第二側面彼此連接,並分別連接第二表面。第一側面朝向背光模組設有發光元件的一側,且第二側面背對背光模組設有發光元件的一側。第一側面與第二表面之間具有第一夾角,第二側面與第二表面之間具有第二夾角,第一夾角大於第二夾角。
在本發明的一實施例中,上述之第一稜鏡柱的軸向例如沿第一方向延伸,並可分別具有二第三側面。二第三側面彼此連接,並分別連接第一表面。第二稜鏡柱的軸向例如沿異於第一方向的第二方向延伸,並可分別具有二第四側面。二第四側面彼此連接,並分別連接第一表面。第一稜鏡柱的相鄰的其中之二的第三側面彼此鄰接,第二稜鏡柱的相鄰的其中之二的第四側面彼此鄰接。
在本發明的一實施例中,上述之第一方向和第二方向的夾角例如介於60°~90°。
在本發明的一實施例中,上述之每一第三側面與第一表面之間的夾角可介於20°~60°。每一第四側面與第一表面之間的夾角可介於20°~60°。
在本發明的一實施例中,上述之每一第一稜鏡柱還可具有第一頂角,二第三側面連接第一頂角的相對兩側。每一第二稜鏡柱還可具有第二頂角,二第四側面連接第二頂角的相對兩側。每一第一頂角與每一第二頂角可包括圓角。
在本發明的一實施例中,上述之每一圓角的曲率半徑例如小於500μm。
在本發明的一實施例中,上述之每一第一夾角可小於90°,每一第二夾角則可介於20°~50°。
在本發明的一實施例中,上述之視角收斂結構例如包括三角柱結構。三角柱結構的軸向沿表面延伸,並具有第一側面及第二側面。第一側面及第二側面彼此連接,並分別連接至表面。第一側面朝向背光模組設有發光元件的一側,且第二側面背對背光模組設有發光元件的一側。第一側面與表面之間具有第三夾角,第二側面與表面之間具有第四夾角。第三夾角大於第四夾角。
在本發明的一實施例中,上述之第三夾角可介於44°~75°,第四夾角則可介於1°~6°。
在本發明的一實施例中,上述之視角收斂結構的數量例如為多個。導光板具有入光方向,入光方向相反於入光面的法向。視角收斂結構在入光方向上呈等距排列或不等距排列。
在本發明的一實施例中,上述之逆稜鏡板的第二板部例如還具有第三表面。第三表面背對稜鏡板,並與第二表面相對。第三表面具有多個散光微結構。
本發明的背光模組採用導光板、稜鏡板以及逆稜鏡板,其中導光板具有視角收斂結構,稜鏡板具有交錯設置的多個第一稜鏡柱和多個第二稜鏡柱,逆稜鏡板則具有兩側夾角不同的第三稜鏡柱。因此,導光板以及稜鏡板能有效地集中出光視角,逆稜鏡板再將出光視角導正至正視方向。基於上述,本發明的背光模組具有出光視角集中的優點,進而提升亮度和對比度。此外,本發明的背光模組採用兩片光學膜片(稜鏡板以及逆稜鏡
板)搭配導光板,便能達到提升亮度的效果,所以本發明的背光模組還能減少光學膜片的數量,進而具有厚度薄的優點。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
100、100a、100b:背光模組
110:發光元件
120、120b:導光板
121:入光面
122:出光面
123:表面
124:視角收斂結構
130、130a:稜鏡板
131、131a:第一板部
132:第一稜鏡柱
133:第二稜鏡柱
140、140a:逆稜鏡板
141、141a:第二板部
142:第三稜鏡柱
1240:三角柱結構
1411:散光微結構
1320、1321:第三側面
1330、1331:第四側面
1420:第一側面
1421:第二側面
A、A5、A6、A7、A8:夾角
A1:第一夾角
A2:第二夾角
A3:第三夾角
A4:第四夾角
D:入光方向
D1:第一方向
D2:第二方向
ES:第二側面
G:凹槽
IS:第一側面
L:光束
R:反射片
S1:第一表面
S2:第二表面
S3:第三表面
T:稜鏡柱
TA1:第一頂角
TA2:第二頂角
圖1是本發明一實施例的背光模組的示意圖。
圖2是圖1的稜鏡板的上視示意圖。
圖3是沿圖2的A-A剖線的剖視示意圖。
圖4是沿圖2的B-B剖線的剖視示意圖。
圖5是圖3的第一稜鏡柱的放大示意圖。
圖6是圖4的第一稜鏡柱的放大示意圖。
圖7是圖1的逆稜鏡板的第三稜鏡柱的放大示意圖。
圖8是習知技術的背光模組與本發明的背光模組的出光視場示意圖。
圖9是習知技術的背光模組與本發明的背光模組於橫軸和縱軸的出光視角示意圖。
圖10是習知技術的背光模組與本發明的背光模組的出光面的亮斑模擬示意圖。
圖11是本發明另一實施例的背光模組的示意圖。
圖12是本發明另一實施例的背光模組的示意圖。
圖1是本發明一實施例的背光模組的示意圖。圖2是圖1的稜鏡板的上視示意圖。請參考圖1和圖2,背光模組100包括發光元件110、導光板120、
稜鏡板130以及逆稜鏡板140。導光板120具有入光面121、出光面122、表面123和視角收斂結構124。入光面121朝向發光元件110。出光面122與表面123連接在入光面121的相對兩側。視角收斂結構124位於表面123。稜鏡板130與出光面122相對設置,並具有第一板部131、多個第一稜鏡柱132和多個第二稜鏡柱133。第一板部131具有背對導光板120的第一表面S1。第一稜鏡柱132與第二稜鏡柱133在第一表面S1上交錯設置。逆稜鏡板140設置於稜鏡板130的背對導光板120的一側,並具有第二板部141和多個第三稜鏡柱142。第二板部141具有朝向稜鏡板130的第二表面S2。第三稜鏡柱142位於第二表面S2,並分別具有第一側面1420和第二側面1421。第一側面1420和第二側面1421彼此連接,並分別連接第二表面S2。第一側面1420朝向背光模組100設有發光元件110的一側,且第二側面1421背對背光模組100設有發光元件110的一側。第一側面1420與第二表面S2之間具有第一夾角A1,第二側面1421與第二表面S2之間則具有第二夾角A2,第一夾角A1大於第二夾角A2。
請繼續參考圖1,發光元件110可包括發光二極體,但在其他實施例中,發光元件110也可為其他種類的發光元件。此外,在一實施例中,發光元件110可以是自一片晶圓切割出且未經封裝的發光晶片,例如為發光二極體晶片。舉例來說,所述的發光二極體晶片可為主波長發出藍光的晶粒級氮化物發光二極體晶片,但本發明不限於此。此外,本實施例的發光元件110可呈陣列排列,且本發明不對發光元件110的數量多做限制。
在本實施中,因為導光板120具有視角收斂結構124,所以導光板120能有效地集中出光面122的出光視角。例如,在一實施例中,光束L於出光面122的法向的夾角約為70°,出光能量則約集中在±20(°約介於50°~90°),但本發明不對這些細節多做限制。本實施例的視角收斂結構124例如包括三角柱結構1240。三角柱結構1240的軸向沿表面123延伸,並具有第一
側面IS及第二側面ES。第一側面IS及第二側面ES彼此連接,並分別連接至表面123。第一側面IS朝向背光模組100設有發光元件110的一側,且第二側面ES背對背光模組100設有發光元件110的一側。第一側面IS與表面123之間具有第三夾角A3,第二側面ES與表面123之間具有第四夾角A4。第三夾角A3大於第四夾角A4。詳細來說,因為發光元件110產生的光束大部分會入射至第二側面ES,所以第二側面ES相較第一側面IS可更朝向表面123傾斜,以集中光束L從出光面122出射的能量。舉例來說,在一實施例中,第四夾角A4則可介於1°~6°,以更集中光束L從出光面122出射的出光視角。在本實施例中,視角收斂結構124的數量例如為多個。導光板120具有入光方向D,入光方向D例如實質相反於入光面121的法向。視角收斂結構124在入光方向D上呈不等距排列,以提升出光面122的出光均勻度。舉例來說,因為光束L是從入光面121進入導光板120內,因此,位於靠近入光面121的一側的部分視角收斂結構124之間的間距可大於位於遠離入光面121的一側的部分視角收斂結構124之間的間距,使光束L於出光面122的靠近入光面121的一側與遠離入光面121的一側的出光亮度能更為一致。附帶一提,導光板120的出光面122還可設有稜鏡柱T,以進一步調整光束L的出射路徑。
圖3是沿圖2的A-A剖線的剖視示意圖。圖4是沿圖2的B-B剖線的剖視示意圖。圖5是圖3的第一稜鏡柱的放大示意圖。圖6是圖4的第一稜鏡柱的放大示意圖。請先繼續參考圖1,並一併參考圖2,稜鏡板130具有交錯設置的第一稜鏡柱132及第二稜鏡柱133,所以光束L在通過稜鏡板130之後,從稜鏡板130出射的光束L的能量能進一步地集中。舉例而言,在一實施例中,光束L從稜鏡板130出射的角度可約在50°,能量則可約集中在±15°(約介於35°~65°),但本發明不對這些細節多做限制。請一併參考圖2與圖3,在本實施例中,第一稜鏡柱132的軸向例如沿第一方向D1延伸,並可分別
具有第三側面1320及1321。第三側面1320及1321彼此連接,並分別連接第一表面S1。第一稜鏡柱132的相鄰的其中之二的第三側面1320及1321彼此鄰接。另一方面,如圖2與圖4所示,第二稜鏡柱133的軸向例如沿異於第一方向D1的第二方向D2延伸,並可分別具有第四側面1330及1331。第四側面1330及1331彼此連接,並分別連接第一表面S1。第二稜鏡柱133的相鄰的其中之二的第四側面1330及1331彼此鄰接。基於上述結構,稜鏡板130能更集中光束L(繪於圖1)的出光視角。詳細來說,如圖3與圖4所示,相鄰的二第一稜鏡柱132是彼此緊靠,相鄰的二第二稜鏡柱133也是彼此緊靠;更進一步而言,如圖2所示,相鄰的二第一稜鏡柱132和相鄰的二第二稜鏡柱133圍繞的區域形成形狀呈四角椎的凹槽G(亦標於圖3與圖4)。另,在一實施例中,第一方向D1和第二方向D2的夾角A例如介於60°~90°,如此,稜鏡板130能減少雜散光的產生。
此外,請參考圖5與圖6,第三側面1320與第一表面S1之間的夾角A5可介於20°~60°,第三側面1321與第一表面S1之間的夾角A6則可介於20°~60°;類似地,第四側面1330與第一表面S1之間的夾角A7可介於20°~60°,第四側面1331與第一表面S1之間的夾角A8則可介於20°~60°。因此,稜鏡板130能更進一步集中光束L的出光視角。附帶一提,在一實施例中,夾角A5及A6的角度可彼此相同;類似地,在另一實施例中,夾角A7及A8的角度可彼此相同。另,本實施例的每一第一稜鏡柱132還可具有第一頂角TA1,第三側面1320及1320連接第一頂角TA1的相對兩側。類似地,每一第二稜鏡柱133還可具有第二頂角TA2,第四側面1330及1331連接第二頂角TA2的相對兩側。每一第一頂角TA1與每一第二頂角TA2可包括圓角,如此,稜鏡板130還能減少雜散光的產生。舉例來說,在一實施例中,每一圓角的曲率半徑例如小於500μm,但本發明不對此多做限制。
圖7是圖1的逆稜鏡板的第三稜鏡柱的放大示意圖。請一併參考圖1與圖7,本實施例的逆稜鏡板140具有第三稜鏡柱142,而在第三稜鏡柱142中,第一夾角A1大於第二夾角A2,所以第二側面1421可較第一側面1420更朝向第二表面S2傾斜。基於上述結構,光束L在通過逆稜鏡板140之後,逆稜鏡板140能將出光角度導正至正視方向。例如,在一實施例中,光束L從逆稜鏡板140出射的出光角度可約為0°,即光束L以接近正視方向從逆稜鏡板140出射,但本發明不對具體的出光角度多做限制。請繼續參考圖7,在本實施例中,每一第一夾角A1可小於90°,每一第二夾角A2則可介於20°~50°。
相較於習知技術,本實施例的背光模組100採用導光板120、稜鏡板130以及逆稜鏡板140,其中導光板120具有視角收斂結構124,稜鏡板130具有交錯設置的多個第一稜鏡柱132和多個第二稜鏡柱133,逆稜鏡板140則具有兩側夾角不同的第三稜鏡柱142。因此,導光板120以及稜鏡板130能有效地集中出光視角,逆稜鏡板140再將出光視角導正至正視視角。基於上述,背光模組100具有出光視角集中的優點,進而提高亮度與對比度。此外,本實施例的背光模組100採用兩片光學膜片(稜鏡板130以及逆稜鏡板140)搭配導光板120,便能達到提升亮度的效果,所以背光模組100還能減少光學膜片的數量,進而具有厚度薄的優點。
圖8是習知技術的背光模組與本發明的背光模組的出光視場示意圖。圖9是習知技術的背光模組與本發明的背光模組於橫軸和縱軸的出光視角示意圖。詳細來說,請先參考圖8,(a)為習知的背光模組的出光視場示意圖,(b)則為本發明的背光模組的出光視場示意圖。相較於習知技術,本發明的背光模組的出光角度明顯較習知的背光模組集中。另一方面,請參考圖9,(a)為習知的背光模組於橫軸方向的出光視角示意圖,(b)則為習知的
背光模組於縱軸方向的出光視角示意圖,(c)為本發明的背光模組於橫軸方向的出光視角示意圖,(d)則為本發明的背光模組於縱軸方向的出光視角示意圖。相較於習知技術,本發明的背光模組於橫軸方向和縱軸方向的出光視角都能有效地集中。
圖10是習知技術的背光模組與本發明的背光模組的出光面的亮斑模擬示意圖。如圖10所示,(a)、(c)及(d)為習知的導光板的出光面亮斑(hot sopt)模擬示意圖,(b)則為本發明的導光板的出光面亮斑模擬示意圖。相較於習知技術,本發明的背光模組能在減少厚度的前提下,有效地抑導光板的出光面的亮斑,因此出光亮度更為均勻,進而提供更好的光學品味。舉例來說,表一呈現的顯示裝置分別採用習知的背光模組和採用本發明的背光模組,而相較於習知技術,本發明的背光模組能顯著地提升畫面品質。
附帶一提,請再參考圖1,背光模組100還可包括反射片R。反射片R設置於導光板120的背對稜鏡板130的一側,以增加光利用率。在本實施例中,反射片R的材料可包括銀,但其他實施例不限於此。能理解的是,在其他實施例中,背光模組100還可設有其他光學膜片,所述光學膜片例如包括擴散片、增亮片、複合片(multifunction film)等,而本發明不對此多做限制。
圖11是本發明另一實施例的背光模組的示意圖。本實施例的背光模組100a的結構與優點類似於圖1的實施例,以下僅說明差異處。請參考圖
11,逆稜鏡板140a的第二板部141a例如還具有第三表面S3。第三表面S3背對稜鏡板130,並與第二表面S2相對。第三表面S3具有多個散光微結構1411,使背光模組100a的出光更加均勻。詳言之,第三表面S3可粗糙化以具有霧度。
圖12是本發明另一實施例的背光模組的示意圖。本實施例的背光模組100d的結構與優點類似於圖1的實施例,以下僅說明差異處。請參考圖12,導光板120b的視角收斂結構124在入光方向D上可呈等距排列。如此,導光板120b可具有易於加工的優點。
綜上所述,本發明的背光模組採用導光板、稜鏡板以及逆稜鏡板,其中導光板具有視角收斂結構,稜鏡板具有交錯設置的多個第一稜鏡柱和多個第二稜鏡柱,逆稜鏡板則具有兩側夾角不同的第三稜鏡柱。因此,導光板以及稜鏡板能有效地集中出光視角,逆稜鏡板再將出光視角導正至正視視角。基於上述,本發明的背光模組具有出光視角集中的優點,進而提高亮度與對比度。此外,本發明的背光模組採用兩片光學膜片(稜鏡板以及逆稜鏡板)搭配導光板,便能達到提升亮度的效果,所以本發明的背光模組還能減少光學膜片的數量,進而具有厚度薄的優點。
雖然本發明已以實施例揭露如上,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,當可作些許之更動與潤飾,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。
100:背光模組
110:發光元件
120:導光板
121:入光面
122:出光面
123:表面
124:視角收斂結構
130:稜鏡板
131:第一板部
140:逆稜鏡板
141:第二板部
142:第三稜鏡柱
1240:三角柱結構
1420:第一側面
1421:第二側面
A1:第一夾角
A2:第二夾角
A3:第三夾角
A4:第四夾角
D:入光方向
ES:第二側面
IS:第一側面
L:光束
R:反射片
S1:第一表面
S2:第二表面
T:稜鏡柱
Claims (11)
- 一種背光模組,包括: 一發光元件; 一導光板,具有一入光面、一出光面、一表面和一視角收斂結構,該入光面朝向該發光元件,該出光面與該表面連接在該入光面的相對兩側,該視角收斂結構位於該表面; 一稜鏡板,與該出光面相對設置,並具有一第一板部、多個第一稜鏡柱和多個第二稜鏡柱,該第一板部具有背對該導光板的一第一表面,該些第一稜鏡柱與該些第二稜鏡柱在該第一表面上交錯設置;以及 一逆稜鏡板,設置於該稜鏡板的背對該導光板的一側,並具有一第二板部和多個第三稜鏡柱,該第二板部具有朝向該稜鏡板的一第二表面,該些第三稜鏡柱位於該第二表面,並分別具有一第一側面和一第二側面,該第一側面和該第二側面彼此連接,並分別連接該第二表面,該第一側面朝向該背光模組設有該發光元件的一側,且該第二側面背對該背光模組設有該發光元件的一側,其中該第一側面與該第二表面之間具有一第一夾角,該第二側面與該第二表面之間具有一第二夾角,該第一夾角大於該第二夾角。
- 如請求項1所述之背光模組,其中該些第一稜鏡柱的軸向沿一第一方向延伸,並分別具有二第三側面,該二第三側面彼此連接,並分別連接該第一表面,該些第二稜鏡柱的軸向沿異於該第一方向的一第二方向延伸,並分別具有二第四側面,該二第四側面彼此連接,並分別連接該第一表面,該些第一稜鏡柱的相鄰的其中之二的第三側面彼此鄰接,該些第二稜鏡柱的相鄰的其中之二的第四側面彼此鄰接。
- 如請求項2所述之背光模組,其中該第一方向和該第二方向的夾角介於60°~90°。
- 如請求項2所述之背光模組,其中每一該些第三側面與該第一表面之間的一夾角介於20°~60°,每一該些第四側面與該第一表面之間的一夾角介於20°~60°。
- 如請求項2所述之背光模組,其中每一該些第一稜鏡柱更具有一第一頂角,該二第三側面連接該第一頂角的相對兩側,每一該些第二稜鏡柱更具有一第二頂角,該二第四側面連接該第二頂角的相對兩側,每一該些第一頂角與每一該些第二頂角包括一圓角。
- 如請求項5所述之背光模組,其中每一該些圓角的曲率半徑小於500 µm。
- 如請求項1所述之背光模組,其中每一該些第一夾角小於90°,每一該些第二夾角介於20°~50°。
- 如請求項1所述之背光模組,其中該視角收斂結構包括一三角柱結構,該三角柱結構的軸向沿該表面延伸,並具有一第一側面及一第二側面, 該第一側面及該第二側面彼此連接,並分別連接至該表面,該第一側面朝向該背光模組設有該發光元件的一側,且該第二側面背對該背光模組設有該發光元件的一側,該第一側面與該表面之間具有一第三夾角,該第二側面與該表面之間具有一第四夾角,該第三夾角大於該第四夾角。
- 如請求項8所述之背光模組,其中該第三夾角介於44°~75°,該第四夾角介於1°~6°。
- 如請求項1所述之背光模組,其中該視角收斂結構的數量為多個,該導光板具有一入光方向,該入光方向相反於該入光面的法向,該些視角收斂結構在該入光方向上呈等距排列或不等距排列。
- 如請求項1所述之背光模組,其中該逆稜鏡板的該第二板部更具有一第三表面,該第三表面背對該稜鏡板,並與該第二表面相對,該第三表面具有多個散光微結構。
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TW111149943A TWI831539B (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 背光模組 |
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TW111149943A TWI831539B (zh) | 2022-12-26 | 2022-12-26 | 背光模組 |
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TWI831539B true TWI831539B (zh) | 2024-02-01 |
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TW200403007A (en) * | 2002-07-05 | 2004-02-16 | Toyota Jidoshokki Kk | Lighting system and display |
TW200817726A (en) * | 2006-10-04 | 2008-04-16 | Ind Tech Res Inst | Light guide plate and back-lighted module having light guide plate |
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- 2022-12-26 TW TW111149943A patent/TWI831539B/zh active
-
2023
- 2023-04-21 CN CN202310434126.9A patent/CN116466515A/zh active Pending
Patent Citations (2)
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TW200403007A (en) * | 2002-07-05 | 2004-02-16 | Toyota Jidoshokki Kk | Lighting system and display |
TW200817726A (en) * | 2006-10-04 | 2008-04-16 | Ind Tech Res Inst | Light guide plate and back-lighted module having light guide plate |
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