專利名稱：導光板及背光模塊的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種導光板，且特別是涉及一種用于背光模塊的導光板。
背景技術(shù)：
背光模塊可作為液晶顯示器的照明設備，其可由液晶面板的側(cè)面或背面提供適當 的光線。將背光模塊運用于小型液晶顯示器中，可改善其在低亮度周邊環(huán)境中的顯示能 力；將背光模塊運用于電腦顯示器以及液晶電視中，可產(chǎn)生類似陰極射線管(cathode ray tube, CRT)顯示器的顯示效果。 常見的背光模塊光源有白熾光燈泡、發(fā)光二極管(light-emitting diode， LED)、電場發(fā)光面板(Electroluminescent panel, ELP)、冷陰極射線管(coldcathode fluorescent lamp，CCFL)或熱陰極射線管(hot cathode fluorescentlamps，HCFL)等。目 前為止，使用最廣泛的背光模塊光源為CCFL。然而近年來，市場對于顯示裝置薄形化的需求 日益增高，由于LED元件尺寸小于CCFL元件尺寸，因此LED背光模塊的前景看好，主要國際 大廠的筆記型電腦皆紛紛采用LED作為液晶顯示器的背光模塊光源。 然而，LED是一種點光源，所發(fā)出的光線具有很強的指向性，因此如何將LED發(fā)出 的光線均勻化，以提供高品質(zhì)的照明效果，是LED背光模塊所面臨的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一 目的在于提供一種用于背光模塊的導光板，用以將LED光源發(fā) 出的光線均勻化，以提升顯示裝置的效能與品質(zhì)。 本發(fā)明一 目的在于提出一種用于背光模塊中的導光板。根據(jù)一實施例，上述導光 板包含上平面、下平面以及至少一入光側(cè)面。其中上平面與下平面相對且二者實際上相平 行，入光側(cè)面和下平面形成一夾角ei且90。-sin-'(sin^》)^3K90。，其中e為光線的
_
入射角，r^為入射介質(zhì)的折射率且nm為該導光板的折射率。如此，當光線由入光側(cè)面進入
導光板時，會被導引至下平面，而下平面上由多個擴散點形成的擴散圖樣可擴散性地反射 光線，使得光線可由上平面射出。 本發(fā)明另一態(tài)樣提出一種背光模塊。根據(jù)一實施例，背光模塊包含上述本發(fā)明實 施例的導光板及至少一光源。上述光源包含至少一發(fā)光二極管，設于入光側(cè)面上。如此，當 光源發(fā)出的光線由入光側(cè)面進入導光板時，會被導引至下平面，而下平面上由多個擴散點 形成的擴散圖樣可擴散性地反射光線，使得光線可由上平面射出。 根據(jù)本發(fā)明又一態(tài)樣提出一種液晶顯示裝置，其包含上述實施例的背光模塊。


為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的詳 細說明如下 圖1繪示依照本發(fā)明一實施例的背光模塊的立體圖； 圖2繪示圖1的背光模塊的導光板的示意圖； 圖3繪示圖1的背光模塊的剖面示意圖4繪示依照本發(fā)明另一實施例的背光模塊的剖面示意圖。 主要元件符號說明
110、210 :導光板
120、220、222 :光源 130 、230 、232 :軟性電路板 140、240、242 :外罩







100 、200 :背光模塊 102、202 :上平面 104、204 :下平面 106、206、207 :入光側(cè)面 108、208 :擴散點
具體實施例方式
如前所述，由于LED的指向性極強，當將LED背光模塊用于液晶顯示裝置時，會在 液晶面板的入光側(cè)出現(xiàn)熱點(hot spot)。為了改善此一問題，在LED背光模塊中需加入擴 散裝置或?qū)Ч獍澹詫ED發(fā)出的光線導向液晶面板。 另一方面，用于薄型化顯示裝置的小尺寸LED背光模塊通常采用側(cè)光式(side view type)白光LED并搭配上述導光板。導光板的結(jié)構(gòu)會使得光線能量過于集中，因此會 在液晶面板的出光側(cè)形成亮帶。 有鑒于此，本發(fā)明的一方面提供一種適用于背光模塊的導光板，可有效地避免在 液晶面板的出光側(cè)形成亮帶，使得LED光源發(fā)出的光線均勻地導向液晶面板，以提升顯示 裝置的效能與品質(zhì)。 請參照圖l，其繪示依照本發(fā)明一實施例的背光模塊的立體圖。在本實施例中，背 光模塊100包含導光板110以及光源120。上述導光板100具有上平面102可用以射出光 線；下平面104與上平面102相對且二者實際上互相平行；由多個擴散點構(gòu)成的擴散圖樣 (未繪示)配置于下平面104之上；以及第一入光側(cè)面106。光源120可為LED光源，其位 于第一入光側(cè)面106之上。第一入光側(cè)面106和下平面104之間具有一夾角其角度為13 1， 而使得光源120發(fā)出的光線可由第一入光側(cè)面106入射至導光板110之中，接著入射光線 經(jīng)折射后到達下平面104上，且此擴散圖樣可擴散性地反射入射光線并由上平面102射出 此光線。 值得注意的是，本實施例中，第一入光側(cè)面106和下平面104之間的特定角度 (P 1)，可改變由光源120發(fā)出的光線進入導光板110的入射角度以及在導光板110中行進 的路徑。改變光線路徑有兩個優(yōu)點。首先，光線可朝向下表面104行進，以通過下表面104 上的擴散圖樣的多個擴散點將光線均勻化，以減少入光側(cè)熱點的形成。再者，此種配置使得 原本直接朝向?qū)Ч獍?10出光側(cè)(也就是上表面102)的光線路徑改變，可改善出光側(cè)產(chǎn)生 亮點的缺陷。 請參照圖2，其繪示圖1中導光板的示意圖。本實施例詳細說明13 1角度的決定方法。圖2中，導光板110的上表面102長度為L，上表面102距離下表面104的高度為t，入 光側(cè)面106和下表面104的夾角角度為13 l，且下表面104上有多個擴散點108所形成的擴 散圖樣。此外，圖2中以箭號表示光線行進路徑，虛線為過入射點的法線，入射角為e以及
折射角為e '。 為了使導光板110達到最佳的導光效果，由光源120進入導光板110的光線，經(jīng)過 折射后必須覆蓋全部下表面104才能保證所需的發(fā)光效果。換言之，由A點入射的光線至 少須到達B點，已知131= Y，且在導光板110中，L通常遠大于t，因此可得到下述方程式 (一)e i > 90° -e '方程式(一) 若導光板110的折射率為~，且入射介質(zhì)的折射率為~，則可將9 '表示為下述方 程式(二)sin0'= sin0x!方程式(二) 將方程式(二 )代入方程式( 一 )可得到下述方程式(三)(31290。- sin-'(sinPxi)方程式(三)
此外，如上所述，由于光線行進路徑需朝向下表面104，因此|3 1 < 90° ，故可得到 下述方程式(四)，以計算本實施例中13 1的較佳范圍
「 ， 90o- sin—、sin0xi)^pl <90。、工口斗，m 、
"/ " 萬程式(四) 根據(jù)本發(fā)明 一 實施例，導光板的材質(zhì)可為聚甲基丙烯酸甲酯 (polymethylmethacrylate, PMMA)，其折射率約為1.48。且由于光源緊鄰入光側(cè)面106， 故可將入射介質(zhì)的折射率ria視為1?，F(xiàn)有的LED由于其發(fā)光的強指向性，光能量幾乎全部 集中在發(fā)光軸±55°內(nèi)，故e最大角度約為55° 。將上述條件代入方程式(四)可得到 56. 4°《P 1 < 90° 。 根據(jù)本發(fā)明另一實施例，導光板的材質(zhì)可為聚碳酸酯(polycarbonate, PC)，其折 射率約為1.59。且由于光源緊鄰入光側(cè)面106，故可將入射介質(zhì)的折射率~視為1。 e最 大角度約為55° 。將上述條件代入方程式(四)則可得到60. 5°《13 1 < 90° 。
根據(jù)上述實施例，在設計導光板110時，可針對不同的導光板材質(zhì)，利用上述方程 式計算出適當?shù)腜l范圍。另一方面，在上述Pl范圍中，也可通過選擇特定Pl角度，并 根據(jù)需要合理配置下表面104上的擴散點108的大小及密度，以改變LED背光模塊100的 光學效果。舉例而言，當ei越大時，在入光側(cè)經(jīng)擴散點擴散的光線也就越少，因而熱點的 區(qū)域相對較大。 此外，圖2中繪示的導光板110具有多個擴散點108所形成的擴散圖樣。當光線 遇到下表面104上的擴散點108時，擴散點108能夠擴散性地反射該光線，以進一步改變光 線的行進方向，且將光線均勻化。 擴散點的制造方法主要有印刷法以及化學蝕刻法兩種。印刷法將具有高度光散 射特性的印刷涂料(如Si02或TiO》，以網(wǎng)點印刷的方式形成于導光板110的下表面104 上?；瘜W蝕刻法則是將擴散點以感光性油墨轉(zhuǎn)印在模具上，再進行曝光顯影并利用蝕刻液蝕刻。 在側(cè)光式背光模塊的導光板中，在鄰近光源處，擴散點108的密度較疏且通常直 徑較小；在遠離光源處，擴散點108的密度較密且通常直徑較大。如此，入射光線經(jīng)折射后 可均勻地由上表面102射出。 圖3繪示背光模塊100的剖面示意圖。背光模塊100包含導光板110、光源120、 軟性電路板130以及外罩140。導光板110的下表面104上有多個擴散點108。光源120 設于軟性電路板130上，且光源120緊鄰入光側(cè)面106。外罩140覆蓋整個光源120 (以及 軟性電路板130)，且覆蓋部分的上表面102及下表面104。 圖4繪示本發(fā)明另一實施例的背光模塊的剖面示意圖。根據(jù)圖4，背光模塊200為 雙側(cè)入光的形式，其結(jié)構(gòu)大致上與圖3的背光模塊100類似。詳言之，背光模塊200包含導 光板210、第一光源220及第二光源222、第一軟性電路板230及第二軟性電路板232、以及 第一外罩240及第二外罩242。導光板210的下表面204上有多個擴散點208。第一光源 220及第二光源222分別設于第一軟性電路板230及第二軟性電路板232上，且第一光源 220及第二光源222分別緊鄰第一入光側(cè)面206及第二入光側(cè)面207。第一外罩240及第 二外罩242分別覆蓋整個第一光源220及第二光源222 (以及軟性電路板230及232)，且分 別覆蓋部分的上表面202及下表面204。 根據(jù)本發(fā)明另一實施例，在鄰近第一光源220及第二光源222處，擴散點208的密 度較疏；且在遠離第一光源220及第二光源222處，擴散點208的密度較密。
以上實施例中所述的背光模塊可適用于液晶顯示裝置。由于此背光模塊采用特殊 的結(jié)構(gòu)，可有效地防止亮帶及熱點產(chǎn)生。在實際運中，此背光模塊可提供更均勻的光線導向 液晶面板，由此大幅提升顯示裝置的效能與品質(zhì)。 雖然已結(jié)合以上較佳實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟 悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護 范圍應以所附的權(quán)利要求所界定的為準。
權(quán)利要求
一種導光板，適用于一背光模塊中，該導光板包含上平面，用以射出該光線；下平面，與該上平面相對；擴散圖樣位于該下平面之上，其中該擴散圖樣由多個擴散點所組成；以及第一入光側(cè)面，其和該下平面形成一夾角角度β1且56.4°≤β1＜90°，而使得由該第一入光側(cè)面入射的光線經(jīng)折射而到達該下平面上，且該擴散點擴散性地反射該入射光線并由該上平面射出該光線。
2. 如權(quán)利要求1所述的導光板，其中該上平面實質(zhì)平行于該下平面。
3. 如權(quán)利要求1所述的導光板，還包含一第二入光側(cè)面和該第一入光側(cè)面相對，且和 該下平面形成一夾角角度P2且56.4。《|32<90° ，而使得由該第一入光側(cè)面入射的光 線經(jīng)折射而到達該下平面上，且該擴散點擴散性地反射該入射光線并由該上平面射出該光 線。
4. 如權(quán)利要求1所述的導光板，其材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
5. 如權(quán)利要求1或3所述的導光板，其中當該導光板的材質(zhì)為聚碳酸酯時，13 1及13 2 的范圍分別為60. 5°《P1<90°以及60. 5°《P2<90° 。
6. 如權(quán)利要求1所述的導光板，其中該擴散點在鄰近該背光模塊的一光源處的密度較 疏且直徑較小，以及該擴散點在遠離該光源處的密度較密且直徑較大。
7. —種背光模塊，包含 導光板，包含 上平面，用以射出該光線； 下平面，與該上平面相對；擴散圖樣位于該下平面之上，其中該擴散圖樣由多個擴散點所組成；以及 第一入光側(cè)面，其和該下平面形成一夾角角度Pl且56.4。《|31<90° ;以及 第一光源，設于該第一入光側(cè)面之上，其中該第一光源包含至少一個發(fā)光二極管， 其中，第一光源發(fā)出的光線由該第一入光側(cè)面入射至導光板中后經(jīng)折射而到達該下平 面上，且該擴散點擴散性地反射該入射光線并由該上平面射出該光線。
8. 如權(quán)利要求7所述的背光模塊，其中該上平面實質(zhì)平行于該下平面。
9. 如權(quán)利要求7所述的背光模塊，其中該發(fā)光二極管設于一軟性電路板上。
10. 如權(quán)利要求7所述的背光模塊，還包含第二入光側(cè)面，與該第一入光側(cè)面相對，且和該下平面形成一夾角角度P2且56. 4°《P 2 < 90° ;以及第二光源，設于該第二入光側(cè)面之上，其中該第二光源包含至少一個發(fā)光二極管， 其中，第一光源發(fā)出的光線由該第一入光側(cè)面入射至導光板中后經(jīng)折射而到達該下平面上，且該擴散點擴散性地反射該入射光線并由該上平面射出該光線。
11. 如權(quán)利要求7所述的背光模塊，其中該發(fā)光二極管設于一軟性電路板上。
12. 如權(quán)利要求7所述的背光模塊，其材質(zhì)為聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
13. 如權(quán)利要求7所述的背光模塊，其中外罩覆蓋光源。
14. 如權(quán)利要求7或10所述的背光模塊，其中當該導光板的材質(zhì)為聚碳酸酯時，13 l及 P 2的范圍分別為60. 5°《P 1 < 90°以及60. 5°《P 2 < 90° 。
15. 如權(quán)利要求7或10所述的背光模塊，其中該擴散點在鄰近該第一光源和/或該第 二光源處的密度較疏且直徑較小，以及該擴散點在遠離該第一光源和/或該第二光源處的 密度較密且直徑較大。
16. —種液晶顯示裝置，包含一種如權(quán)利要求7或10所述的背光模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于背光模塊中的導光板，其具有上平面、下平面以及至少一入光側(cè)面。其中上平面與下平面相對且二者實際上相平行，入光側(cè)面和下平面形成一夾角其角度為β1且其中θ為光線的入射角，na為入射介質(zhì)的折射率且nm為該導光板的折射率。如此一來，當光線由入光側(cè)面進入導光板時，會被導引至下平面，而下平面上的擴散點可擴散性地反射光線，使得光線可由上平面射出。
文檔編號F21Y101/02GK101709849SQ200910211859
公開日2010年5月19日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者郭運濤 申請人:友達光電(蘇州)有限公司;友達光電股份有限公司