本發(fā)明與導(dǎo)光板領(lǐng)域相關(guān)，尤其是一種可消除熱點(diǎn)現(xiàn)象的導(dǎo)光板及其背光模組。

背景技術(shù)：

導(dǎo)光板為用以導(dǎo)引光線形成面光源的光學(xué)組件，并被廣泛地應(yīng)用于背光模組或燈具等裝置中。以背光模組為例，早期視光源與導(dǎo)光板的相對(duì)位置而可分為直下式與側(cè)入式兩種，近年來鑒于電子裝置漸趨輕薄，背光模組也被要求朝該方向設(shè)計(jì)，因此厚重的直下式背光模組漸被側(cè)入式背光模組取代。在側(cè)入式背光模組中，作為光源的發(fā)光二極管(下稱LED)一般間隔設(shè)置于導(dǎo)光板側(cè)邊，使各LED的光線分別由導(dǎo)光板的一入光側(cè)進(jìn)入內(nèi)部，并于導(dǎo)光板形成面光源出光。

由于LED具有限發(fā)光角度，因此導(dǎo)光板靠近LED且落于展光范圍內(nèi)的區(qū)域會(huì)形成亮區(qū)，非位于展光范圍內(nèi)的區(qū)域則相對(duì)形成暗區(qū)。該些亮區(qū)與暗區(qū)造成的交錯(cuò)出光現(xiàn)象，即為熱點(diǎn)或稱亮點(diǎn)(Hot Spot)現(xiàn)象。為了消除熱點(diǎn)現(xiàn)象，相關(guān)業(yè)者針對(duì)導(dǎo)光板設(shè)計(jì)多種結(jié)構(gòu)以求增大各LED的入射角度，以降低暗區(qū)面積。例如在導(dǎo)光板入光側(cè)另增設(shè)傾斜狀導(dǎo)光組件，以調(diào)整光線的行進(jìn)路線解決亮暗區(qū)的問題，或于入光側(cè)表面設(shè)置與LED光源呈交錯(cuò)設(shè)置的展光微結(jié)構(gòu)，以藉展光微結(jié)構(gòu)調(diào)整LED光源入射至導(dǎo)光板的角度，有效減少暗區(qū)面積而消除熱點(diǎn)現(xiàn)象。但是，前述結(jié)構(gòu)雖似可緩解熱點(diǎn)現(xiàn)象問題，但卻仍具展光效果不佳，或是加工不易等不妥之處。而后遂有采取透過在入光側(cè)表面設(shè)置表面粗糙度為0.5～0.7微米的霧面擴(kuò)散結(jié)構(gòu)，以求有效地促進(jìn)光線均勻分布的方式，但仍成效不彰。其中，所述發(fā)光角度通常是指LED的光線散射角度；例如，對(duì)LED進(jìn)行光型檢測(cè)時(shí)，以最亮強(qiáng)度為100％，其50％強(qiáng)度光型的包絡(luò)線(Envelope)所涵蓋的角度，其代表著光線的發(fā)散程度。當(dāng)然，業(yè)內(nèi)亦有以30％強(qiáng)度光型分布的包絡(luò)線作為測(cè)量依據(jù)者。

因此如何更有效地消除LED光源于導(dǎo)光板形成的熱點(diǎn)現(xiàn)象，而提供更佳的出光效果甚或減縮電子裝置的邊框?qū)挾?，仍為?dāng)前技術(shù)人員需投入諸多心力探究的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)光板靠近光源處會(huì)形成熱點(diǎn)現(xiàn)象的缺陷，提供一種可消除熱點(diǎn)現(xiàn)象的導(dǎo)光板及其背光模組，透過導(dǎo)光板的入光面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效消除亮暗不均的出光現(xiàn)象，提高導(dǎo)光板的光學(xué)特性。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：

一種可消除熱點(diǎn)現(xiàn)象的導(dǎo)光板，其特點(diǎn)在于，其包括：

一入光面，用于接收至少一點(diǎn)光源的光線；及

若干展光齒，呈連續(xù)排列形成于該入光面，該點(diǎn)光源對(duì)應(yīng)至少任意三個(gè)相鄰的該些展光齒，使該點(diǎn)光源于該入光面的投影面積涵蓋所述至少三個(gè)相鄰的該些展光齒；

其中，各該展光齒的表面粗糙度大于0.9μm，該點(diǎn)光源的光線先投射到對(duì)應(yīng)的至少任意三個(gè)相鄰的該些展光齒，通過該些展光齒的結(jié)構(gòu)而散射，并同時(shí)通過該些展光齒的表面粗糙度大于0.9μm的結(jié)構(gòu)而漫射，以提升進(jìn)入該入光面的光線發(fā)光角度，進(jìn)而消除熱點(diǎn)現(xiàn)象。

由此，導(dǎo)光板透過展光齒及其表面粗糙度大于0.9μm的結(jié)構(gòu)，有效調(diào)整入射光線路徑，同時(shí)限定點(diǎn)光源至少需對(duì)應(yīng)三個(gè)相鄰展光齒以確保前述結(jié)構(gòu)相對(duì)點(diǎn)光源光線的調(diào)整效果，進(jìn)而達(dá)到消除熱點(diǎn)現(xiàn)象的成效。

較佳地，各該展光齒的軸線相對(duì)該入光面的短邊具有一偏斜角度θ，且θ≤15度。受加工方式影響或因應(yīng)調(diào)光需求，各展光齒可為傾斜的形態(tài)，并在前述偏斜角度θ≦15度時(shí)，可獲得最佳的出光均勻效果。

較佳地，該些展光齒為刨銑加工的展光齒。展光齒可采用各種加工方式制成，在本發(fā)明中揭露的該些展光齒為刨銑加工的展光齒，以使導(dǎo)光板可快速量產(chǎn)且具高良率。

較佳地，該些展光齒分別為V形柱體并于該入光面排列形成鋸齒形狀。這樣，可有效地調(diào)整來自點(diǎn)光源的入射光線。

較佳地，該些展光齒分別為弧形柱體并于該入光面排列形成波浪形狀。這樣，也可達(dá)到極佳的展光效果。

本發(fā)明還揭示了一種可消除熱點(diǎn)現(xiàn)象的背光模組，其特點(diǎn)在于，其包括：

至少一點(diǎn)光源；及

一導(dǎo)光板，具有一入光面，用于接收該點(diǎn)光源的光線，且該入光面具有呈連續(xù)排列設(shè)置的若干展光齒，該點(diǎn)光源對(duì)應(yīng)至少任意三個(gè)相鄰的該些展光齒，使該點(diǎn)光源于該入光面的投影面積涵蓋所述至少三個(gè)相鄰的該些展光齒；

其中，各該展光齒的表面粗糙度大于0.9μm，該點(diǎn)光源的光線先投射到對(duì)應(yīng)的至少任意三個(gè)相鄰的該些展光齒，通過該些展光齒的結(jié)構(gòu)而散射，并同時(shí)通過該些展光齒的表面粗糙度大于0.9μm的結(jié)構(gòu)而漫射，以提升進(jìn)入該入光面的光線發(fā)光角度，進(jìn)而消除熱點(diǎn)現(xiàn)象。

這樣，通過展光齒與其表面粗糙度大于0.9μm的結(jié)構(gòu)，可有效地調(diào)整點(diǎn)光源入射到導(dǎo)光板的光線路徑，并限定點(diǎn)光源需對(duì)應(yīng)至少相鄰的三個(gè)展光齒，以確保展光齒結(jié)構(gòu)可有效地增加發(fā)光角度。

較佳地，各該展光齒的軸線相對(duì)該入光面的短邊具有一偏斜角度θ，且θ≤15度。上述的展光齒可為平行入光面的短邊的形態(tài)，也可以是各該展光齒的軸線相對(duì)該入光面短邊具有一偏斜角度θ，且θ≤15度而形成的傾斜的形態(tài)，透過偏斜角度θ的限定可避免展光齒過于傾斜而影響光學(xué)效果。

較佳地，該些展光齒為刨銑加工的展光齒。展光齒可視需求通過各種加工方式制成，本發(fā)明中則揭露該些展光齒為刨銑加工的展光齒，以使導(dǎo)光板獲得較佳良品率以及可達(dá)到快速量產(chǎn)的目的。

較佳地，該些展光齒分別為V形柱體并于該入光面排列形成鋸齒形狀，以獲得較佳的調(diào)光效果。

較佳地，該些展光齒分別為弧形柱體并于該入光面排列形成波浪形狀。這樣，也可達(dá)到極佳的展光效果。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：

本發(fā)明所揭示的可消除熱點(diǎn)現(xiàn)象的導(dǎo)光板及其背光模組，通過形成于入光面的展光齒與其具表面粗糙度的結(jié)構(gòu)設(shè)置，有效利用光學(xué)特性調(diào)整入射光線角度，達(dá)到增加光線發(fā)光角度效果進(jìn)而消除亮暗不均的熱點(diǎn)現(xiàn)象。本發(fā)明也通過限制點(diǎn)光源需對(duì)應(yīng)至少三個(gè)相鄰的展光齒，以通過展光齒對(duì)點(diǎn)光源達(dá)到確實(shí)且有效的調(diào)光效果。此外，該些展光齒的形狀可為V形柱體或弧形柱體等并可為傾斜設(shè)置，并經(jīng)實(shí)驗(yàn)后限定展光齒偏斜角度需小于或等于15度，以防止展光齒過于傾斜而影響光學(xué)效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的導(dǎo)光板的示意圖。

圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的導(dǎo)光板的前視圖。

圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的點(diǎn)光源及導(dǎo)光板的示意圖。

圖4為本發(fā)明較佳實(shí)施例的導(dǎo)光板的應(yīng)用示意圖。

圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例的另一形狀的導(dǎo)光板的示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1：導(dǎo)光板

10：入光面

11：展光齒

12：出光面

2：點(diǎn)光源

3：背光模組

θ：偏斜角度

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

光線具有極為敏銳的物理特性，微小的結(jié)構(gòu)變更皆有可能使其發(fā)散角度導(dǎo)向與預(yù)期完全相反的結(jié)果，因此在設(shè)計(jì)導(dǎo)光板時(shí)須注意諸多結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。本發(fā)明人在開發(fā)導(dǎo)光板初期，為了得知入光側(cè)表面的展光微結(jié)構(gòu)與粗糙面對(duì)于入射光線發(fā)光角度的影響，用四組不同的導(dǎo)光板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比對(duì)，第一組為入光側(cè)表面不具展光微結(jié)構(gòu)且為拋光鏡面的導(dǎo)光板；第二組為入光側(cè)表面不具展光齒但為粗糙霧面的導(dǎo)光板；第三組為入光側(cè)表面具有展光微結(jié)構(gòu)但為拋光鏡面的導(dǎo)光板；最后第四組為入光側(cè)表面具有展光微結(jié)構(gòu)且為粗糙霧面的導(dǎo)光板。配合光源進(jìn)行分析比對(duì)后得知，第一組導(dǎo)光板會(huì)產(chǎn)生菱格紋的亮暗嚴(yán)重的熱點(diǎn)現(xiàn)象；第二組導(dǎo)光板則會(huì)產(chǎn)生亮暗相間的熱點(diǎn)現(xiàn)象；第三組導(dǎo)光板相較的下具有較輕微的熱點(diǎn)現(xiàn)象；而第四組導(dǎo)光板幾乎無熱點(diǎn)現(xiàn)象產(chǎn)生。此結(jié)果即驗(yàn)證具有展光微結(jié)構(gòu)且其為平整鏡面的導(dǎo)光板，比具有展光微結(jié)構(gòu)且其為粗糙霧面的導(dǎo)光板的展光效果較差，而具較低的光學(xué)特性。證實(shí)入光側(cè)表面若為霧面時(shí)，確實(shí)可以減緩熱點(diǎn)現(xiàn)象，并依據(jù)上述結(jié)果，本發(fā)明人繼續(xù)構(gòu)思并提出對(duì)于消除熱點(diǎn)現(xiàn)象具有最佳效果的導(dǎo)光板結(jié)構(gòu)。

請(qǐng)結(jié)合圖1-圖4予以理解，其為本發(fā)明較佳實(shí)施例的導(dǎo)光板的示意圖、導(dǎo)光板的前視圖、點(diǎn)光源及導(dǎo)光板的示意圖及導(dǎo)光板的應(yīng)用示意圖。本發(fā)明于此揭示一種可消除熱點(diǎn)現(xiàn)象的導(dǎo)光板1，其包括一入光面10、若干展光齒11及一出光面12。入光面10用于接收至少一點(diǎn)光源2的光線，于本實(shí)施例中點(diǎn)光源2為若干個(gè)間隔設(shè)置并可分別為一發(fā)光二極管。展光齒11呈連續(xù)排列形成于入光面10，點(diǎn)光源對(duì)應(yīng)至少三個(gè)相鄰的展光齒11，使點(diǎn)光源2于入光面10的投影面積涵蓋上述至少三個(gè)相鄰的展光齒11，避免展光齒11無法有效增展進(jìn)入導(dǎo)光板1的入射角度。其中，各該展光齒11的表面粗糙度大于0.9μm，點(diǎn)光源2的光線先投射到對(duì)應(yīng)的至少任意三個(gè)相鄰的該些展光齒11，通過展光齒11的結(jié)構(gòu)而散射，并同時(shí)通過展光齒11表面粗糙度大于0.9μm的結(jié)構(gòu)而漫射，以提升進(jìn)入入光面10的光線發(fā)光角度，進(jìn)而消除熱點(diǎn)現(xiàn)象。其中，展光齒11的表面粗糙度是指展光齒11表面具有不規(guī)則設(shè)置的凸出顆粒，并且凸出顆粒的高度大于0.9μm，而使各展光齒11表面呈現(xiàn)非平滑狀態(tài)。光通過不均勻介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生部分光線偏離原行進(jìn)方向的情況，稱之為散射現(xiàn)象，而光照射至物體粗糙表面時(shí)無序的向四周反射的現(xiàn)象則稱之為漫射。因此當(dāng)點(diǎn)光源2的光線投射至入光面10時(shí)，其上的展光齒11則會(huì)造成部分光線偏離原行進(jìn)方向而更加向外擴(kuò)展，部分光線通過展光齒11表面時(shí)則受其粗糙表面而無序地向四周反射，而可達(dá)到均勻混光的效果。出光面12鄰接于入光面10并與其相互垂直，且在出光面12上可布設(shè)網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)(圖中未示)，以使通過展光齒11進(jìn)入導(dǎo)光板1的光線于出光面12形成出光，例如可設(shè)置網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的密度由臨近入光面10側(cè)朝另側(cè)漸增，網(wǎng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)置已為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

原則上，當(dāng)物體表面越粗糙，對(duì)于光線造成的漫射現(xiàn)象越明顯，但物體仍須在一定的表面粗糙度下，方可確切地使光線產(chǎn)生漫射。為取得有效的表面粗糙度數(shù)值，本發(fā)明人分別針對(duì)具不同具表面粗糙度展光齒的導(dǎo)光板進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)使用的各導(dǎo)光板厚度為0.6mm，展光調(diào)整距離(A)與點(diǎn)光源間距(P)的比值為0.8。其中展光調(diào)整距離(A)與點(diǎn)光源間距(P)的比值為導(dǎo)光板開發(fā)中常被使用的設(shè)計(jì)要件，導(dǎo)光板配合使用的點(diǎn)光源一般多為若干個(gè)且間隔設(shè)置，受限于點(diǎn)光源自身的發(fā)光角度，各點(diǎn)光源的間距會(huì)進(jìn)一步影響入射光在導(dǎo)光板的亮暗分布狀態(tài)。而展光調(diào)整所需距離是指導(dǎo)光板于鄰近入光面處，產(chǎn)生熱點(diǎn)現(xiàn)象的區(qū)域邊界至入光面邊緣的距離值，一般稱該區(qū)為過渡區(qū)。當(dāng)前述比值關(guān)系(AP ratio)越小，在導(dǎo)光板后續(xù)應(yīng)用至顯示設(shè)備或照明燈具時(shí)，其所需的邊框?qū)挾葎t可越為減縮，在設(shè)計(jì)導(dǎo)光板時(shí)，會(huì)希望前述比值越小越好，也就是說使導(dǎo)光板產(chǎn)生熱點(diǎn)現(xiàn)象的區(qū)域越小越好，以更利于達(dá)到大面積顯示的需求。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，當(dāng)展光齒11的表面粗糙度在0.9μm以下時(shí)，其調(diào)光效果近似鏡面展光齒，仍會(huì)產(chǎn)生熱點(diǎn)現(xiàn)象。當(dāng)展光齒11的表面粗糙度在0.9μm以上時(shí)，開始出現(xiàn)較佳的均勻出光效果，證明可有效地使光線產(chǎn)生漫射現(xiàn)象進(jìn)而增加發(fā)光角度，故本發(fā)明將展光齒的表面粗糙度限制于0.9μm以上。本發(fā)明透過多重光學(xué)實(shí)驗(yàn)，得到相反于以往技術(shù)揭露的粗糙度數(shù)值，相較于先前技術(shù)而言，本發(fā)明屬反向教示，進(jìn)而得出具展光齒11及其0.9μm以上的表面粗糙度的導(dǎo)光板1，可有效地消除熱點(diǎn)現(xiàn)象帶來的出光不均。

此外，在入光面10形成該些展光齒11，可通過多種加工方式達(dá)成，在本實(shí)施例中，展光齒11屬刨銑加工的展光齒。而各展光齒11軸線除可與入光面10短邊相互平行外，也可使各展光齒11的軸線相對(duì)入光面10短邊形成一偏斜角度θ，并θ≤15度，如圖2所示。如上所述，光線極為敏感，因此當(dāng)展光齒11為傾斜形態(tài)時(shí)，于不同的偏斜角度θ下，可能都會(huì)對(duì)光線造成極大影響而無法消除熱點(diǎn)現(xiàn)象，甚至可能造成反效果導(dǎo)致亮暗更為明顯。因此對(duì)于偏斜角度θ，本發(fā)明也通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)以獲得可容許的最大值。并由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，倘若偏斜角度θ大于15度，則調(diào)光效果會(huì)受到大幅影響，故限定偏斜角度θ須小于或等于15度。

此外，本實(shí)施例中，該些展光齒11分別為V形柱體并于入光面排列形成鋸齒形狀，如圖1所示。透過V形柱體的展光齒11，可有效地使點(diǎn)光源2的光線透過該些展光齒11結(jié)構(gòu)而散射，擴(kuò)大各點(diǎn)光源2的發(fā)光角度。

如圖5所示，其為本發(fā)明較佳實(shí)施例的另一形狀的導(dǎo)光板的示意圖。導(dǎo)光板1的展光齒11除了可為V形柱體連續(xù)排列設(shè)置于入光面10外，也可如圖4所示，分別為弧形柱體且于入光面10排列形成波浪形狀，此形狀的展光齒11也可使入射光線受弧形柱體的展光齒11而產(chǎn)生散射現(xiàn)象，增大光線發(fā)光角度。

如圖2-圖5所示，本發(fā)明也揭露一種可消除熱點(diǎn)現(xiàn)象的背光模組3，其包括至少一點(diǎn)光源2及一導(dǎo)光板1。點(diǎn)光源2可為發(fā)光二極管并為若干個(gè)間隔設(shè)置，導(dǎo)光板1具有入光面10以接收點(diǎn)光源2的光線，且入光面10具有連續(xù)排列設(shè)置的展光齒11，點(diǎn)光源2并對(duì)應(yīng)至少任意三個(gè)相鄰的展光齒11，使點(diǎn)光源2于入光面10的投影面積涵蓋前述的至少三個(gè)相鄰的展光齒11，防止展光齒11無法有效導(dǎo)引入射光線擴(kuò)大其發(fā)光角度。其中，各展光齒11表面粗糙度大于0.9μm，點(diǎn)光源2的光線投射至對(duì)應(yīng)的至少任意三個(gè)相鄰的展光齒11，通過該些展光齒11的結(jié)構(gòu)而形成散射現(xiàn)象，同時(shí)通過展光齒11表面粗糙度大于0.9μm的結(jié)構(gòu)而漫射，由此提升進(jìn)入入光面10的光線發(fā)光角度，進(jìn)而消除熱點(diǎn)現(xiàn)象。

關(guān)于導(dǎo)光板的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)過程已于前面提及，在此不再贅述。同樣地，入光面10的展光齒11可透過多種加工方式達(dá)成，在本實(shí)施例中揭露的展光齒11屬于刨銑加工的展光齒。而各展光齒11軸線除可平行于入光面10短邊外，各展光齒11的軸線亦可相對(duì)入光面10短邊具有一偏斜角度θ，并θ≤15度。偏斜角度θ的最大值，透過反復(fù)實(shí)驗(yàn)而取得，當(dāng)偏斜角度θ大于15度時(shí)，導(dǎo)光板1的調(diào)光效果會(huì)受到大幅影響，故本實(shí)施例限定偏斜角度θ須小于或等于15度。

而該些展光齒11的形狀則可如圖2及圖3所示，分別為V形柱體并于入光面10排列形成鋸齒形狀?；蛉鐖D5所示，各展光齒11分別為弧形柱體且于入光面10排列形成波浪形狀。V形柱體或弧形柱體的展光齒11皆可有效地使通過其的入射光線產(chǎn)生散射，而進(jìn)一步提升發(fā)光角度。

綜上所述，本發(fā)明所揭示的可消除熱點(diǎn)現(xiàn)象的導(dǎo)光板及其背光模組，透過形成于入光面的展光齒結(jié)構(gòu)與其具表面粗糙度的數(shù)值限定，有效利用光學(xué)特性調(diào)整入射光線角度，達(dá)到增加光線發(fā)光角度效果進(jìn)而消除亮暗不均的熱點(diǎn)現(xiàn)象。并通過點(diǎn)光源的投影面積需涵蓋至少三個(gè)相鄰的展光齒，以通過展光齒可對(duì)點(diǎn)光源達(dá)到確實(shí)且有效地調(diào)光效果。此外，如果展光齒為傾斜設(shè)置時(shí)，透過實(shí)驗(yàn)結(jié)果取得展光齒的偏斜角度需小于或等于15度，以防止展光齒過于傾斜而影響光學(xué)效果。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。