TWI838977B - 導光板結構 - Google Patents

Abstract

一種導光板結構，包含本體及多個微結構。本體包含第一表面、第二表面及入光面，第二表面沿第一方向與第一表面相對，入光面連接第一表面及第二表面，入光面適於面對光源，且光源經入光面所入射的光線在本體具有一光源方向；多個微結構形成於第一表面，沿著第二方向微結構具有多個波峰及多個波谷，其中波峰在第一表面的投影分布在多個第一波浪形軌跡上，每一第一波浪形軌跡沿著光源方向延伸，波谷具有在第一方向的高低起伏。此導光板結構可改善顯示裝置之畫面的光學品味及維持顯示裝置的亮度。

Description

導光板結構

本發明是有關一種導光板結構，尤其是一種可改善顯示裝置之畫面的光學品味及維持顯示裝置的亮度的導光板結構。

一般液晶顯示裝置包括液晶顯示面板與背光模組，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。一般背光模組包含光源、導光板、擴散板及集光片，光源的光線由側面入射於導光板，擴散板將導光板所出射的光加以均勻化，集光片則用以提高光線亮度至顯示面板。

然而，一般集光片上具有規則排列的半圓柱稜鏡柱，容易與顯示面板相互產生干涉條紋，通常會旋轉集光片角度來改善干涉條紋問題，但旋轉集光片後，會導致亮度下降，效率降低。另一方面，一些導光板上亦會形成有規則排列的半圓柱稜鏡柱，導光板與集光片之間亦會造成明顯的交叉干涉條紋現象，進而影響顯示畫面。

本發明提供一種導光板結構，改善顯示裝置之畫面的光學品味及維持顯示裝置的亮度。

本發明所提供導光板結構包含本體及多個微結構。本體包含第一表面、第二表面及入光面，第二表面沿第一方向與第一表面相對，入光面連接第一表面及第二表面，入光面適於面對光源，且光源經入光面所入射的光線在本體具有一光源方向；多個微結構形成於第一表面，沿著第二方向微結構具有多個波峰及多個波谷，其中波峰在第一表面的投影分布在多個第一波浪形軌跡上，每一第一波浪形軌跡沿著光源方向延伸，波谷具有在第一方向的高低起伏。

在本發明的一實施例中，上述之第一方向為直角座標系的Z方向，第二方向為直角座標系的X方向，光源方向為直角座標系的Y方向，Y方向與Z方向構成Y-Z平面，Y方向與X方向構成X-Y平面。

在本發明的一實施例中，在上述之X方向上任兩相鄰的第一波浪形軌跡呈鏡射對稱配置。

在本發明的一實施例中，上述之波峰在Y-Z平面的投影具有在Z方向上的高低變化。

在本發明的一實施例中，上述之波峰沿著Y方向在Y-Z平面的投影分布在第二波浪形軌跡上。

在本發明的一實施例中，上述之波谷在Y-Z平面的投影具有在Z方向上的高低變化。

在本發明的一實施例中，上述之波谷在X-Z平面的投影具有在Z方向上的高低變化。

在本發明的一實施例中，上述之波谷的深度範圍介於3至80微米之間。

在本發明的一實施例中，上述之相鄰的兩個波峰與介於其間的波谷之間分別具有第一坡面及第二坡面，第一坡面及第二坡面之間具有第一夾角，相鄰的兩個波峰之間的連線與第一坡面之間具有第二夾角，相鄰的兩個波峰之間的連線與第二坡面之間具有第三夾角。

在本發明的一實施例中，上述之第一夾角介於90度至140度之間。

在本發明的一實施例中，上述之第二夾角介於10度至80度之間。

在本發明的一實施例中，上述之第三夾角介於10度至80度之間。

在本發明的一實施例中，上述之第二夾角與該第三夾角不相同。

在本發明的一實施例中，上述之第二夾角與該第三夾角相同。。

本發明在導光板結構的發光面形成微結構，微結構呈V字狀波浪形結構，且在X、Y、Z三方向擺盪起伏呈現不固定的間距及深度，其中沿著X方向及Z方向呈現深淺不固定的間距及深度能更有效擾亂光線指向性，使光源所入射的光線於導光板呈現霧化效果且調整視角。因此導光板結構能適用於業界中不同規格之像素間距的顯示面板與不同規格之結構間距的集光片，而改善顯示裝置之畫面的光學品味及維持顯示裝置的亮度，進而達到導光板產品規格的一致性，使其具有降低成本的優勢。

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。

圖1是本發明一實施例導光板結構的結構示意圖，圖2是本發明一實施例導光板結構與光源的配置示意圖。如圖1所示，導光板結構10包含本體12以及形成於本體12上的多個微結構14。本體12包含第一表面121、第二表面122及入光面123，入光面123連接第一表面121及第二表面122。為了便於說明本體12及微結構14，定義出一直角座標系，包括互相垂直之X方向、Y方向及Z方向，X方向與Y方向構成X-Y平面，X方向與Z方向構成X-Z平面，Y方向與Z方向構成Y-Z平面，其中X-Y平面例如實質上平行於第一表面121，X-Z平面例如實質上平行於入光面，第二表面122沿Z方向(即第一方向)與第一表面121相對。如圖2所示，本體12的入光面123適於面對一光源16，且光源16經入光面123所入射的光線在本體12具有一光源方向L，光源方向L例如實質上平行於Y方向。

接續上述說明，如圖1所示，微結構14分布形成於第一表面121，且沿著X方向(即第二方向)微結構14具有多個波峰141及多個波谷142。請同時參閱圖3所示，圖3是圖1的俯視示意圖，其中，多個波峰141在第一表面121的投影分布在多個第一波浪形軌跡S1、S1'上，每一第一波浪形軌跡S1/S1'沿著光源方向L(即Y方向)延伸，換句話說，沿著Y方向的多個波峰141在X-Y平面的投影分布為呈第一波浪形軌跡S1、S1'；於一實施例中，在X方向(即第二方向)上任兩相鄰的第一波浪形軌跡S1、S1'呈鏡射對稱配置。

圖4是圖3所示AA線段的剖面示意圖，其中AA線段例如沿著X方向，如圖3及圖4所示，X方向上相鄰的兩個波峰(例如波峰a及波峰b)與介於其間的波谷(例如波谷t)之間略呈V字狀，兩波峰a、b與波谷t之間分別具有第一坡面18及第二坡面20，第一坡面18及第二坡面20之間具有第一夾角θ1，相鄰的兩個波峰a、b之間的連線與第一坡面18之間具有第二夾角θ2，相鄰的兩個波峰a、b之間的連線與第二坡面20之間具有第三夾角θ3。於一實施例中，第一夾角θ1介於90度至140度之間，第二夾角θ2介於10度至80度之間，第三夾角θ3介於10度至80度之間。其中第二夾角θ2與第三夾角θ3可為相同或者不相同。又，波谷142的深度範圍例如介於3至80微米之間。

接續上述說明，多個波谷142具有在Z方向(即第一方向)的高低起伏。於一實施例中，波谷142在X-Z平面的投影具有在Z方向上的高低變化。圖5A是圖3的一局部放大示意圖，圖5B是圖5A所示BB線段剖面示意圖，其中，圖5A例如是圖3的區域22的放大示意圖，BB線段例如沿著X方向，如圖5A及圖5B所示，沿著X方向，微結構14具有多個波峰141及多個波谷142。於一實施例中，當X方向上相鄰的兩波峰(例如波峰a及波峰b)具有較大的間距d1時，兩波峰a、b之間的波谷t具有較大的深度，當X方向上相鄰的兩波峰(例如波峰b及波峰c)具有較小的間距d2時，兩波峰b、c之間的波谷u具有較小的深度。

又，於一實施例中，多個波谷142在Y-Z平面的投影亦具有在Z方向上的高低變化。圖6A是圖3的又一局部放大示意圖，圖6B是圖6A所示CC線段剖面示意圖，其中，圖6A例如是圖3的區域24的放大示意圖，CC線段例如沿著Y方向且經過多個波谷142。於一實施例中，波谷142沿著Y方向仍有波浪般的高低起伏，如圖6A及圖6B所示，當X方向上相鄰的兩波峰141(例如波峰d及波峰e)具有較小的間距d2時，兩波峰d、e之間的波谷v的位置較高，當X方向上相鄰的兩波峰141(例如波峰f及波峰g)具有較大的間距d4時，兩波峰f、g之間的波谷w的位置較低。

接續上述說明，多個波峰141除了如圖2所示在X-Y平面的投影分布為呈第一波浪形軌跡S1、S1'之外，波峰142在Y-Z平面的投影亦具有在Z方向上的高低變化。圖7是圖1的局部放大示意圖，圖7例如是圖1的區域26的放大示意，如圖所示，沿著Y方向的波峰141在Y-Z平面的投影分布在第二波浪形軌跡S2上。

圖8是本發明一實施例導光板結構應用於顯示裝置示意圖，如圖所示，顯示裝置30包含光源16、導光板結構10、兩擴散板32、32'、集光片組34及顯示面板36。光源16設置於導光板結構10的一側，擴散板32、集光片組34、及另一擴散板32'依序設置於導光板結構10及顯示面板36之間，其中導光板結構10的第一表面121例如為發光面，微結構14設置於發光面而面向擴散板32。

其中，集光片組34例如包含兩正交的稜鏡片341、342，稜鏡片341/342上具有多條稜紋343，配合集光片組34不同的旋轉角度調整，微結構14的第一夾角θ1(標示於圖4)、第二夾角θ2(標示於圖4)及第三夾角θ3(標示於圖4)可選擇不同的角度，舉例說明，定義稜鏡片341/342上相鄰兩條稜紋343之間的距離為結構間距(structure pitch)p1，當顯示面板36的像素間距(pixel pitch)p2與結構間距p1同為規則排列結構，則導光板結構10之微結構14的第二夾角θ2及第三夾角θ3可選擇相同的角度，例如第二夾角θ2及第三夾角θ3皆為40度，而第一夾角θ1則為100度；當集光片組34相對於顯示面板36旋轉一角度，例如5度時，則微結構14的第二夾角θ2及第三夾角θ3可選擇不同的角度，例如第二夾角θ2及第三夾角θ3其中之一的角度為50度，另一的角度為30度，而第一夾角θ1則為100度，如此，除了可經由旋轉集光片組34來避免集光片組34與顯示面板36相互產生干涉條紋之外，藉由微結構14之第二夾角θ2及第三夾角θ3的不對稱設計，可避免因旋轉集光片組34所導致的亮度下降及效率降低問題，而有效維持顯示裝置30的亮度。

根據上述，在本發明實施例導光板結構中，微結構在發光面呈V字狀波浪形結構，在X、Y、Z三方向擺盪起伏呈現不固定的間距及深度，其中沿著X方向及Z方向呈現深淺不固定的間距及深度能更有效擾亂光線指向性，使光源所入射的光線於導光板呈現霧化效果且調整視角。因此，本發明實施例導光板結構能適用於業界中不同規格之像素間距的顯示面板與不同規格之結構間距的集光片，而改善顯示裝置之畫面的光學品味及維持顯示裝置的亮度，進而達到導光板產品規格的一致性，使其具有降低成本的優勢。

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。

10:導光板結構

12:本體

121:第一表面

122:第二表面

123:入光面

14:微結構

141:波峰

142:波谷

16:光源

L:光源方向

S1、S1':第一波浪形軌跡

S2:第二波浪形軌跡

a、b、c、d、e:波峰

t、u、v、w:波谷

18:第一坡面

20:第二坡面

θ1:第一夾角

θ2:第二夾角

θ3:第三夾角

d1、d2、d3、d4:間距

22、24、26:區域

30:顯示裝置

32、32':擴散板

34:集光片組

341、342:稜鏡片

343:稜紋

36:顯示面板

p1:結構間距

圖1是本發明一實施例導光板結構的結構示意圖。 圖2是本發明一實施例導光板結構與光源的配置示意圖。 圖3是圖1的俯視示意圖。 圖4是圖3所示AA線段的剖面示意圖。 圖5A是圖3的一局部放大示意圖；圖5B是圖5A所示BB線段剖面示意圖。 圖6A是圖3的又一局部放大示意圖；圖6B是圖6A所示CC線段剖面示意圖。 圖7是圖1的局部放大示意圖。 圖8是本發明一實施例導光板結構應用於顯示裝置示意圖。

10:導光板結構

12:本體

121:第一表面

122:第二表面

123:入光面

14:微結構

141:波峰

142:波谷

26:區域

Claims (10)

1. 一種導光板結構，包含：一本體，包含一第一表面、一第二表面及一入光面，該第二表面沿一第一方向與該第一表面相對，該入光面連接該第一表面及該第二表面，該入光面適於面對一光源，且該光源經該入光面所入射的光線在該本體具有一光源方向；以及多個微結構，形成於該第一表面，沿著一第二方向該些微結構具有多個波峰及多個波谷，其中該些波峰在該第一表面的投影分布在多個第一波浪形軌跡上，每一該些第一波浪形軌跡沿著該光源方向延伸，該些波谷具有在該第一方向的高低起伏，其中，該第一方向為一直角座標系的Z方向，該第二方向為該直角座標系的X方向，該光源方向為該直角座標系的Y方向，該Y方向與該Z方向構成一Y-Z平面，該Y方向與該X方向構成一X-Y平面，其中，在該X方向上任兩相鄰的該些第一波浪形軌跡呈鏡射對稱配置。
2. 如請求項1所述的導光板結構，其中，該些波谷在該Y-Z平面的投影具有在該Z方向上的高低變化。
3. 如請求項1所述的導光板結構，其中，該些波谷在該X-Z平面的投影具有在該Z方向上的高低變化。
4. 如請求項1所述的導光板結構，其中，該些波谷的深度範圍介於3至80微米之間。
5. 如請求項1所述的導光板結構，其中，相鄰的兩個該些波峰與介於其間的其中一個些波谷之間分別具有一第一坡面及一第二坡面，該第一坡面 及該第二坡面之間具有一第一夾角，相鄰的兩個該些波峰之間的連線與該第一坡面之間具有一第二夾角，相鄰的兩個該些波峰之間的連線與該第二坡面之間具有一第三夾角。
6. 如請求項5所述的導光板結構，其中，該第一夾角介於90度至140度之間。
7. 如請求項5所述的導光板結構，其中，該第二夾角介於10度至80度之間。
8. 如請求項5所述的導光板結構，其中，該第三夾角介於10度至80度之間。
9. 如請求項5所述的導光板結構，其中，該第二夾角與該第三夾角不相同。
10. 如請求項5所述的導光板結構，其中，該第二夾角與該第三夾角相同。

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