TWM558919U - 導光板、背光模組以及顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種導光板、背光模組以及顯示裝置，背光模組與顯示裝置皆包含了該導光板，導光板係於其導光板本體鄰近入光側設置具有斜面的入光導引部而加大入光面，並在入光導引部的斜面上形成多個導光結構，導光結構係沿著斜面的傾斜方向尺寸遞減地延伸，藉以在導光板鄰近入光面處產出多個不同角度的反射面的幾何形狀變化，使其改變光線進入具有多個導光結構的入光導引部中的傳導方向與角度，另搭配該入光導引部與位於導光板本體之出光面的多個微結構之間形成一空白區域等構造，改變光線於導光板中的光路，讓光線於導光板中能夠自入光面朝另一側方向有效傳遞，提升導光板傳遞光線的均勻度。

Description

導光板、背光模組以及顯示裝置

本新型係關於一種導光元件以及其應用，尤指一種導光板、背光模組以及顯示裝置。

目前已知的顯示裝置中，對其顯示面板提供背光源的背光模組構造，其主要係於一導光板的入光面外側設置一光源，並在導光板的出光面外側設置至少一光學膜片，利用導光板對光全反射的性能以及出光面的微結構等，使光源發出的光通過導光板後能夠均勻分散，再藉由光學膜片使自導光板出光面發出的光進一步漫射分散與增亮，用以對顯示面板提供亮度均勻的背光源。

前述的導光板構造中，一般已知的導光板係採用矩形平板，因其厚度為均一，且導光板的厚度薄，使得光源所發出的光線中，會有部分的光無法從導光板的入光面進入導光板內部，而會產生漏光現象，不僅耗損光源所發出的部分光能外，同時也會影響導光板傳遞光線的均勻度。

為了克服導光板之入光面與光源之間的漏光問題，目前已知的導光板即在其導光板本體鄰接入光側面的區域設置傾斜式導光體，藉由該傾斜式導光體與導光板本體相結合而形成一較大面積的入光面，藉此擴大導光板之入光面面積之技術手段來改善漏光現象。

前述入光側具有傾斜式導光體的導光板的改良構造，確能達到改善漏光現象，提高光源利用率之目的及功效。但是，已知的背光模組中，設置於導光板入光面外側的光源主要在一電路基板上分布設置多顆低耗電的發光二極體元件(LED)，當該多顆發光二極體元件同時對導光板的入光面投射光線時，由於發光二極體元件係屬點光源，且具有傾斜狀導光體的導光板難以使入射的光線有效往後傳遞，易在導光板鄰近光源的區域產生亮區(hot spot)之問題，同時也傳遞光線的均勻度不佳等缺點。

本新型之主要目的在於提供一種導光板、背光模組以及顯示裝置，解決已知入光側具有傾斜式導光體之導光板難以使光於導光板中往後有效傳遞，以及導光板鄰近光源的區域易產生亮區(hot spot)等問題。

為了達成前揭目的，本新型所提出之導光板，係包含： 一導光板本體，其包含一出光面以及一位於該出光面一側的一入光側面； 一入光導引部，位於該導光板本體之出光面上，該入光導引部包含一入光側面以及一斜面，該入光導引部的入光側面結合該導光板本體的入光側面而共同形成一入光面，該斜面係自該入光導引部的頂部向下延伸至該出光面，所述斜面具有一頂邊與一底邊；以及 多個導光結構，係形成於該入光導引部的斜面上，所述導光結構自該斜面的頂邊朝該底邊方向形成尺寸遞減地延伸； 其中，該導光板本體還包含多個微結構以及一空白區域，該多個微結構位於該出光面上，且以實質垂直於該入光面的方向延伸，該空白區域則是位於該入光導引部與該多個微結構之間。

如上所述之導光板中，所述導光結構是凸出於該斜面的凸體，凸體高度是逐漸變小而形成尺寸遞減地延伸，或是自該斜面向內凹陷的凹陷部，凹陷部深度是逐漸變小而形成尺寸遞減地延伸。

如上所述之導光板中，所述導光結構係自該入光導引部的斜面的頂邊延伸至該底邊。

如上所述之導光板中，該多個導光結構係相鄰接續併列地形成於該入光導引部的斜面上。

如上所述之導光板中，所述導光結構形成具有雙斜面的尖角狀，該雙斜面之間形成一脊線。

如上所述之導光板中，每一所述導光結構的該雙斜面相對於該脊線形成夾角對稱或不對稱。

如上所述之導光板中，該入光導引部還包含一平面，該平面高於該出光面且連接該入光導引部的入光側面與該斜面。

如上所述之導光板中，所述導光結構形成圓弧曲面。

為達成前揭目的，本新型所提出之背光模組係包含一如上所述的導光板、至少一光學膜片以及一光源，所述光源設於該導光板之入光面的外側，且所述光源之出光方向朝向該導光板的入光面，所述光學膜片設置於該導光板之出光面外側。

如上所述之背光模組中，該導光板之入光面的高度大於或等於該光源的高度。

為達成前揭目的，本新型所提出之顯示裝置係包含一如上所述的背光模組以及一顯示面板，該顯示面板裝設於所述光學膜片的外側。

藉由前揭導光板、背光模組以及顯示裝置之創作，其除了利用導光板鄰近入光側面處設置具有斜面的入光導引部，擴大入光面的面積，改善漏光現象之外，其至少還具備以下優點： 1、讓光線能於導光板中自入光面朝另一側方向有效傳遞：該導光板利用該入光導引部的斜面上形成多個導光結構，所述導光結構係沿著該斜面的頂邊朝向該底邊的方向形成尺寸遞減地延伸，藉由該入光導引部的斜面結合多個導光結構而產生多個不同角度的反射面的幾何形狀變化，改變光線進入具有多個導光結構的入光導引部中的傳導方向與角度；另一方面，該導光板還進一步利用其導光板本體之出光面於該入光導引部與該多個微結構之間形成一空白區域，藉由出光面之空白區域的平坦面接續在具有多個導光結構的入光導引部之構造之後，使通過入光導引部之斜面與該多個導光結構反射後的光線投射在出光面的空白區域能夠反射而延後光線自出光面的出光位置，再通過設置於該出光面上的多個微結構，調整導光板的光學趨勢，提升光線通過導光板後的出光均勻性，藉此，該導光板利用前述之構造創作，能改變光線入射於導光板中的光路，讓光線於導光板中能夠自入光面朝另一側方向有效傳遞，提升導光板傳遞光線的均勻度。 2、降低導光板鄰近光源的區域產生亮區(hot spot)之現象：承上所述，該導光板利用入光導引部的斜面結合多個導光結構而產生多個不同角度的反射面的幾何形狀變化，能改變光線進入具有多個導光結構的入光導引部中的傳導方向與角度，進而減少入射光自入光導引部的斜面射出，降低導光板鄰近光源的區域產生亮區(hot spot)之現象。

本新型係包含導光板、背光模組以及顯示裝置。其中，關於導光板10之具體構造，由圖1至圖4所示揭示之多種較佳實施例中可以得知，該導光板10係包含：一導光板本體11、一入光導引部12以及多個導光結構13。

如圖1至圖4所示，該導光板本體11包含一出光面111以及一位於該出光面111一側的一入光側面112，該導光板本體11還包含多個微結構14，該多個微結構14係分布形成於該出光面111上，且以實質垂直於該入光面100的方向延伸，並通過設置於該出光面111上的多個微結構14，調整導光板10的光學趨勢，提升光線通過導光板10後的出光均勻性。所述微結構14可形成自出光面111凸出之凸部，或形成凹入出光面111之凹部，所述多個微結構14的形狀、尺寸以及分布設置於出光面111的型態等可依據相對於光源的距離遠近，或依不同產品的光學特性需求等而作變更設計。

如圖1至圖4所示，該入光導引部12係位於該導光板本體11之出光面111上且鄰近該入光側面112之區域，其中，該導光板本體11於該入光導引部12與該多個微結構14之間還形成一空白區域113，該空白區域113的長度可依不同產品的需求而調整變更。該入光導引部12可與導光板本體11一體成型，該入光導引部12包含一入光側面121以及一斜面122，該入光導引部12的入光側面121結合該導光板本體11的入光側面112而共同形成一入光面100，進而擴大入光面積，並能減少光源自光源與入光面100之間漏光之現象，而提升光源的利用率。該斜面122係自該入光導引部12的頂部向下延伸至該出光面111，該斜面122具有一位置較高的頂邊與一位置較低的底邊，該斜面122的底邊連接該入光面100。

如圖1至圖4所示，所述入光導引部12中，該斜面122的頂邊可以連接該入光側面121頂緣，即入光導引部12之截面形狀為三角形，或者，如圖5所示的較佳實施例，該入光導引部12還包含一平面123，該平面123高於該出光面111且連接該入光側面112的頂緣與該斜面122的頂邊，即入光導引部12之截面形狀為梯形。

如圖1至圖4所示，該多個導光結構13係形成於該入光導引部12的斜面122上，所述導光結構13係沿著該斜面122的頂邊朝向該底邊的方向形成尺寸遞減地延伸。藉此分布設置於該入光導引部12之斜面122上的多個導光結構13，使入光導引部12的斜面122結合多個導光結構13產生多個不同角度的反射面的幾何形狀變化，用以改變光線進入具有多個導光結構的入光導引部中的傳導方向與角度，從而改變光線入射於導光板10中的光路，使光於導光板10中能夠往後（即朝向遠離入光面100的方向）有效傳遞，同時也能減少入射光自入光導引部12的斜面122射出，而能降低導光板10鄰近光源的區域產生亮區(hot spot)之現象。

於圖1至圖4所示的較佳實施例中，所述導光結構13係自該入光導引部12的斜面122的頂邊延伸至該底邊，該多個導光結構13還可以是相鄰接續併列地形成於該入光導引部12的斜面122上，或是，該多個導光結構13係間隔排列地形成於該入光導引部12的斜面122上。

如圖1及圖2所示，所述導光結構13是凸出於該斜面122的凸體，凸體高度是沿著該斜面122的頂邊朝向底邊的方向逐漸變小而形成尺寸遞減地延伸；或者，凸體高度及寬度是沿著該斜面122的頂邊朝向底邊的方向逐漸變小而形成尺寸遞減地延伸。如圖3、圖4及圖5所示，所述導光結構13也可以是自該斜面122向內凹陷的凹陷部，所述凹陷部的深度是沿著該斜面122的頂邊朝向底邊的方向逐漸變小而形成尺寸遞減地延伸；或者，所述凹陷部的深度及寬度是沿著該斜面122的頂邊朝向底邊的方向逐漸變小而形成尺寸遞減地延伸。

如圖1及圖3所示的較佳實施例，凸狀或凹狀的所述導光結構13可形成具有雙斜面131的尖角狀，該雙斜面131之間形成一脊線132，每一所述導光結構13的該雙斜面相對於該脊線132形成夾角對稱或形成夾角不對稱之型態。如圖2及圖4所示的較佳實施例，凸狀或凹狀的所述導光結構13也可以形成圓弧曲面133。

本新型之導光板10可進一步應用於一背光模組中，如圖7所示，係揭示本新型背光模組之一較佳實施例，該背光模組包含一導光板10、一片或多片光學膜片20以及一光源30，所述導光板10之形狀構造係如前述，於此不再贅述。所述光源30可為低耗能的發光二極體光源或其他型式的光源，所述光源30係設於該導光板10之入光面100的外側，且所述光源30之出光方向朝向該導光板10的入光面100，所述光學膜片20係設置於該導光板10之出光面111外側。其中，該導光板10之入光面100的高度大於或等於該光源30的高度。於圖7揭示的較佳實施例中，係揭示光學膜片20為多片，該多片光學膜片20係上下疊置組合，該多片光學膜片20可包含擴散片及菱鏡片等光學膜片，用以將通過導光板10的出光面111發出的光漫射分散與增亮，而能提供亮度均勻的背光源。

本新型之背光模組可進一步應用於一顯示裝置中，如圖8所示，係揭示本新型顯示裝置之一較佳實施例，該顯示裝置包含一背光模組以及一顯示面板40，該背光模組的組成構造係如前述，該顯示面板40可為液晶式顯示面板，並裝設於所述光學膜片20的外側，藉由背光模組對顯示面板40提供必須的背光源。

藉由前揭導光板、背光模組以及顯示裝置之結構創作，如圖7所示，當光源30發出的光線對導光板10之入光面100入光，其中，利用導光板本體11的入光側面112與入光導引部12的入光側面121結合，而形成加大面積的入光面100，藉此減少光源30所發出的光自導光板10之入光面100外圍漏光之現象，提高光源的利用率。

其次，當光源30發出的光線通過導光板10的入光面100進入導光板10內部時，藉由導光板本體11鄰近入光面100之區域設置具有斜面122的入光導引部12，以及該入光導引部12的斜面122上形成多個導光結構13，所述導光結構13係沿著該斜面122的頂邊朝向該底邊的方向形成尺寸遞減地延伸等構造，而產生多個不同角度的反射面的幾何形狀變化，用以改變光線進入具有多個導光結構13的入光導引部12中的傳導方向與角度，接續利用該導光板本體11之出光面111於該入光導引部12與該多個微結構14之間形成一平坦狀之空白區域113，使通過入光導引部12之斜面122與該多個導光結構13反射後的光線投射在出光面111的空白區域113能夠反射而延後光線自出光面111的出光位置，再通過設置於該出光面111上的多個微結構14，調整導光板10的光學趨勢，提升光線通過導光板10後的出光均勻性，進而改變於導光板10中行進的光路，讓光線於導光板10中能夠自入光面100朝另一側方向有效傳遞，提升導光板10傳遞光線的均勻度。如此，使通過導光板10之出光面111出光的光線得以均勻分散。如圖8所示，之後，再通過位於導光板10的出光面111外側的光學膜片20，使自出光面111發出的光能夠漫射分散與增亮，而對顯示面板40提供亮度均勻的背光源。

本新型申請人還對本新型之導光板進行模擬分析，如圖9所示，在該模擬分析圖中，係以已知具有傾斜式導光體的導光板與本新型具有尖角狀導光結構的導光板(如圖1所示)、具有圓弧狀導光結構的導光板(如圖2所示)為比較對象。其中，橫座標(X軸向)為在出光面上鄰近入光面的區域位置(mm)，縱座標為亮度，單位為平方米燭光(cd/m ²)。曲線M表示對已知具有傾斜式導光體的導光板的光模擬分析結果，曲線V表示本新型具有尖角狀導光結構的導光板較佳實施例的光模擬分析結果，曲線Ｒ表示本新型具有圓弧狀導光結構的導光板較佳實施例的光模擬分析結果。由光模擬分析中可以清楚看出，本新型導光板在鄰近入光面的區域位置與已知具有傾斜式導光體的導光板對應區域位置相比，當光源入射於已知具有傾斜式導光體的導光板時，在已知導光板鄰近入光面的區域，其亮度的最高值是位於LED正前方的亮區(hot spot)，最低值是位於LED之間的暗區，兩者假設亮度的差值比例為100%，則光源入射於本新型導光板時，在本新型導光板鄰近入光面的區域，其亮度的差值比例可以縮小至95%以下，可降低LED正前方的亮區(hot spot)的顯著程度。

以上所述僅是揭示本新型的較佳實施例而已，並非對本新型做任何形式上的限制，雖然本新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本新型技術內容的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本新型技術手段的內容，依據本新型的技術內容實質對以上較佳實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本新型技術內容的範圍內。

10‧‧‧導光板
100‧‧‧入光面
11‧‧‧導光板本體
111‧‧‧出光面
112‧‧‧入光側面
113‧‧‧空白區域
12‧‧‧入光導引部
121‧‧‧入光側面
122‧‧‧斜面
123‧‧‧平面
13‧‧‧導光結構
131‧‧‧斜面
132‧‧‧脊線
133‧‧‧圓弧曲面
14‧‧‧微結構
20‧‧‧光學膜片
30‧‧‧光源
40‧‧‧顯示面板

圖1係本新型導光板之第一較佳實施例的立體示意圖。 圖2係本新型導光板之第二較佳實施例的立體示意圖。 圖3係本新型導光板之第三較佳實施例的立體示意圖。 圖4係本新型導光板之第四較佳實施例的立體示意圖。 圖5係本新型導光板之第五較佳實施例的立體示意圖。 圖6係本新型導光板之第一較佳實施例與光源的側視平面示意圖。 圖7係本新型背光模組之一較佳實施例的側視平面示意圖。 圖8係本新型顯示裝置之一較佳實施例的側視平面示意圖。 圖9係本新型導光板之較佳實施例與已知具有傾斜式導光體的導光板的模擬分析圖。

Claims (13)

1. 一種導光板，係包含： 一導光板本體，其包含一出光面以及一位於該出光面一側的一入光側面； 一入光導引部，位於該導光板本體之出光面上，該入光導引部包含一入光側面以及一斜面，該入光導引部的入光側面結合該導光板本體的入光側面而共同形成一入光面，該斜面係自該入光導引部的頂部向下延伸至該出光面，所述斜面具有一頂邊與一底邊；以及 多個導光結構，係形成於該入光導引部的斜面上，所述導光結構自該斜面的頂邊朝該底邊方向形成尺寸遞減地延伸； 其中，該導光板本體還包含多個微結構以及一空白區域，該多個微結構位於該出光面上，且以實質垂直於該入光面的方向延伸，該空白區域則是位於該入光導引部與該多個微結構之間。
2. 如請求項1所述之導光板，其中，所述導光結構是凸出於該斜面的凸體，所述凸體的高度是逐漸變小而形成尺寸遞減地延伸。
3. 如請求項1所述之導光板，其中，所述導光結構是自該斜面向內凹陷的凹陷部，所述凹陷部的深度是逐漸變小而形成尺寸遞減地延伸。
4. 如請求項1所述之導光板，其中，所述導光結構係自該入光導引部的斜面的頂邊延伸至該底邊。
5. 如請求項1至4中任一項所述之導光板，其中，該多個導光結構係相鄰接續併列地形成於該入光導引部的斜面上。
6. 如請求項1至4中任一項所述之導光板，其中，所述導光結構形成具有雙斜面的尖角狀，該雙斜面之間形成一脊線。
7. 如請求項6所述之導光板，其中，每一所述導光結構的該雙斜面相對於該脊線形成夾角對稱。
8. 如請求項6所述之導光板，其中，每一所述導光結構的該雙斜面相對於該脊線形成夾角不對稱。
9. 如請求項1至4中任一項所述之導光板，其中，該入光導引部還包含一平面，該平面高於該出光面且連接該入光導引部的入光側面與該斜面。
10. 如請求項1至4中任一項所述之導光板，其中，所述導光結構形成圓弧曲面。
11. 一種背光模組，係包含一如請求項1至10中任一項所述的導光板、至少一光學膜片以及一光源，所述光源設於該導光板之入光面的外側，且所述光源之出光方向朝向該導光板的入光面，所述光學膜片設置於該導光板之出光面外側。
12. 如請求項11所述之背光模組，其中，該導光板之入光面的高度大於或等於該光源的高度。
13. 一種顯示裝置，係包含一如請求項11或12所述的背光模組以及一顯示面板，該顯示面板裝設於所述光學膜片的外側。