專利名稱：導光板及背光模組的制作方法
導光板及背光模組
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種導光板，且特別是關(guān)于一種可減少混光距離的導光板，以及應(yīng)用 此導光板的背光模組。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)業(yè)日益發(fā)達，輕薄化的液晶平面顯示器已逐漸取代傳統(tǒng)的陰極射線管 顯示器。由于液晶顯示器不是自發(fā)光性的顯示裝置，往往借由外部光源(如背光模組)達 到顯示效果。以側(cè)光式的背光模組為例，光源設(shè)置于導光板的一側(cè)，光源所發(fā)出的光束經(jīng)由 入光面進入導光板中，然后從導光板的出光面射出。對于一般的導光板而言，光源所發(fā)出的光束需在導光板中行經(jīng)一段混光距離，才 能均勻的由導光板射出，導光板在混光區(qū)域中光線分布不均，一般將混光區(qū)域稱之為非可 視區(qū)或無效區(qū)。非可視區(qū)的范圍越大，用來遮蔽非可視區(qū)的邊框?qū)挾仍綄?，因此為了達到均 勻出光的效果，減少混光距離，于設(shè)計上多會在導光板中設(shè)計微結(jié)構(gòu)。中國臺灣專利公告號M343817揭露在導光板內(nèi)部以雷射雕刻方式形成數(shù)個氣泡， 以解決輝度不均之現(xiàn)象。中國臺灣專利公告號530919揭露在導光板上設(shè)置有數(shù)個凹洞，這 些凹洞隨著發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)的位置而分布，借此破壞LED光源的 指向性并增加發(fā)散角度，減少亮帶的發(fā)生，使導光板產(chǎn)生更均勻的散射光源。美國專利公開 號20090051852揭露在導光板的入光面與LED的出光面處中間設(shè)有透明彈性體，且透明彈 性體內(nèi)部有數(shù)個散射粒子，以提高發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種導光板，可減少混光距離并提高光源利用率。本發(fā)明另提供一種應(yīng)用上述導光板的背光模組，可減少混光距離并提高光源利用率。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進一步的了解。為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發(fā)明之一實施例提供一種導光 板，適于引導發(fā)光二極管單元發(fā)出的光束，導光板包含入光面、底面、以及數(shù)個中空結(jié)構(gòu)。其 中，入光面適于使光束經(jīng)由入光面進入導光板中，而底面則鄰接于此入光面。數(shù)個中空結(jié)構(gòu) 位于導光板中且鄰近入光面，并排列成一或數(shù)個幾何圖形，且這些中空結(jié)構(gòu)適于偏折進入 導光板中之光束，上述的幾何圖形位于導光板的非可視區(qū)內(nèi)且適于設(shè)置于發(fā)光二極管單元 的正上方。本發(fā)明之另一實施例提供一種背光模組。背光模組包含一或數(shù)個發(fā)光二極管單元 及上述的導光板。導光板包含入光面、底面、以及數(shù)個中空結(jié)構(gòu)。一或數(shù)個發(fā)光二極管單元 適于發(fā)出一光束，且一或數(shù)個發(fā)光二極管單元設(shè)置于入光面旁。其中，入光面適于使光束經(jīng) 由入光面進入導光板中，而底面則鄰接于此入光面。數(shù)個中空結(jié)構(gòu)位于導光板中且鄰近入 光面，并排列成一或數(shù)個幾何圖形，且這些中空結(jié)構(gòu)適于偏折進入導光板中之光束，上述的幾何圖形位于導光板的非可視區(qū)內(nèi)且適于設(shè)置于發(fā)光二極管單元的正上方。本發(fā)明的實施例至少具有以下其中一個優(yōu)點，在本發(fā)明的上述實施例中，導光板 包含數(shù)個中空結(jié)構(gòu)，數(shù)個中空結(jié)構(gòu)排列成一或數(shù)個幾何圖形且位于導光板的非可視區(qū)內(nèi)， 并位發(fā)光二極管的正上方。當光束進入導光板中時，可經(jīng)由中空結(jié)構(gòu)多次偏折光線以達到 光均勻的效果，相較于先前技術(shù)，本發(fā)明之實施例的混光距離較短，且光源利用率較高。為讓本發(fā)明之上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉數(shù)個實施例，并配合所附 圖式，作詳細說明如下。

圖IA為根據(jù)本發(fā)明之一實施例所繪示的導光板。圖IB為根據(jù)本發(fā)明之一實施例所繪示的背光模組。圖2A至圖2D為根據(jù)本發(fā)明之另一實施例所繪示的背光模組。圖3A至圖;3B為根據(jù)本發(fā)明之另一實施例所繪示的背光模組。圖4為根據(jù)本發(fā)明之另一實施例所繪示的背光模組。圖5A至圖5E為根據(jù)本發(fā)明之另一實施例所繪示的背光模組正視圖。1、2、3、4、5、6、7、8 背光模組11、81、91 導光板111、811、911 入光面113:底面115:出光面117、817、917 中空結(jié)構(gòu)1171、131 幾何中心119、819:非可視區(qū)13、83、93 發(fā)光二極管單元919 微形結(jié)構(gòu)85 反射罩W1、W2:寬度
具體實施方式
有關(guān)本發(fā)明之前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式之數(shù)個實 施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如「上」、「下」、 「前」、「后」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明， 而非用來限制本發(fā)明。請參閱圖IA及圖1B，圖IA為根據(jù)本發(fā)明之一實施例所繪示的導光板；圖IB為應(yīng) 用圖IA之導光板的背光模組。如圖IA所示，導光板11具有入光面111、鄰接于入光面111的底面113、與底面 113相對的出光面115、以及數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117。其中，數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117位于導光板11中， 且鄰近于入光面111。如圖IB所示，背光模組1包含上述的導光板11、至少一發(fā)光二極管 單元13。發(fā)光二極管單元13設(shè)置于導光板11的入光面111旁，當發(fā)光二極管單元13發(fā)出光束時，光束從入光面111進入導光板中，經(jīng)由位于導光板11中的數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117偏折 后，從出光面115射出。為了達到縮短混光距離的功效，于本實施例中，將數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117排列成一或 數(shù)個如圖IA及圖IB所示的幾何圖形(三角柱)，且?guī)缀螆D形位于導光板11所定義出的非 可視區(qū)119內(nèi)(長短虛線所圍成的區(qū)域)，此非可視區(qū)119為發(fā)光二極管單元13的光束的 混光區(qū)域。幾何圖形設(shè)置于發(fā)光二極管單元13的正上方。此處的正上方代表的是幾何圖 形的位置，正對著光束出光的位置。換句話說，此一或數(shù)個由中空結(jié)構(gòu)117所排列而成的幾 何圖形的位置，分別對應(yīng)于至少一發(fā)光二極管單元13。當光束進入導光板11中，光束被位 于非可視區(qū)的數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117多次偏折并往各個方向擴散，破壞了原本發(fā)光二極管單元 13的高指向性，使得光束可在非可視區(qū)119中均勻分布，而達到縮短混光距離的功效。于 另一實施例中，為了加強光束均勻出光的效果，亦可于導光板11的底面上設(shè)置數(shù)個微結(jié)構(gòu) (未繪示于圖中)，如凹槽、棱鏡結(jié)構(gòu)、或其他結(jié)構(gòu)，用來反射光束。于一實施例中，數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117可為空心球體、氣泡、擴散粒子，且可以利用雷 射雕刻的方法制成。此外，還可將數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117排列在同一平面上，形成平面幾何圖 形，例如多邊形、扇形、圓形、半橢圓形、或橢圓形。請參閱圖2A至圖2D，圖2A至圖2D為根 據(jù)本發(fā)明之另一實施例所繪示的背光模組。圖2A至圖2D所示之背光模組2、3、4、5的構(gòu)造 如上述實施例所述，同樣包含如圖IB所示之發(fā)光二極管單元13及導光板11、以及位于導光 板11中的數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117，不同處在于數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117排列成如圖2A所示的三角形； 如圖2B所示的半圓形；如圖2C所示的梯形；或如圖2D所示的半橢圓形。上述的平面幾何 形狀僅是用來說明，并不以此為限。再者，還可將數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117排列在不同的平面上，形成立體幾何圖形，例如圖 IA中的三角柱體，或者是三角柱以外的立體幾何圖形，例如柱體、半柱體、球體、半球體、或 錐體。請參閱圖3A至圖3B，圖3A及圖;3B為根據(jù)本發(fā)明之另一實施例所繪示的背光模組。 圖3A至圖:3B所示之背光模組6、7的構(gòu)造類似于圖2A至圖2D，同樣包含上述的導光板11、 至少一發(fā)光二極管單元13，但數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117則排列成如圖3A之四角柱及圖:3B之半圓 柱體。在此要別說明的是，上述的形狀僅是用來說明，本發(fā)明并不以此為限。如圖3A所示，為了達到更好的均勻效果，數(shù)個中空結(jié)構(gòu)117所排列之幾何圖形，鄰 近于入光面111的一端的寬度Wl小于或等于遠離于入光面的另一端的寬度W2。中空結(jié)構(gòu) 117的數(shù)目可隨著其與發(fā)光二極管單元13距離而增加?？拷牍饷?11的中空結(jié)構(gòu)117的 數(shù)目較少，可避免發(fā)光二極管單元13所發(fā)出的光束于進入導光板11中就全部被反射回來。 此外，中空結(jié)構(gòu)117的位置正對著發(fā)光二極管單元的位置13，則可有效偏折光束，因此將幾 何圖形的位置設(shè)置成其幾何中心1171與其所對應(yīng)的發(fā)光二極管單元13的幾何中心131的 連線大致上垂直于入光面111。如圖IB至圖;3B所示的導光模組1、2、3、4、5、6、7，于一實施例中，還可包括用來覆 蓋非可視區(qū)119的反射罩。請參閱圖4，圖4為根據(jù)本發(fā)明之另一實施例所繪示的背光模 組。圖4所示之背光模組8的構(gòu)造類似于圖IB之背光模組1，包含發(fā)光二極管單元83與具 有入光面811的導光板81、以及位于導光板81的非可視區(qū)819中的數(shù)個中空結(jié)構(gòu)817。除 此之外，圖4之背光模組8還包含反射罩85，其中至少一發(fā)光二極管單元83設(shè)置于該反射 罩85上，且反射罩85覆蓋非可視區(qū)819。
于一實施例中，為了減少熱點(hot spot)的產(chǎn)生，還可進一步在上述實施例的導 光板之入光面上形成數(shù)個微結(jié)構(gòu)。請參閱圖5A至圖5E，圖5A至圖5E為根據(jù)本發(fā)明另一實 施例所繪示的背光模組正視圖。圖5A至圖5E之背光模組9的構(gòu)造同樣類似于圖IB之背 光模組1，包含發(fā)光二極管單元93及導光板91、以及位于導光板91中的數(shù)個中空結(jié)構(gòu)917。 除此之外，于導光板91的入光面911上更形成數(shù)個微結(jié)構(gòu)919，這些微結(jié)構(gòu)917可為圖5A 至圖5C所示之V形凹槽、圖5D所示之半圓形凹槽或者是如圖5E所示的凹槽與凸起結(jié)構(gòu)的 組合，其分布可為圖5A所示的連續(xù)分布，或者如圖5B、圖5C以一對一、多對一的分布方式對 應(yīng)于發(fā)光二極管93。綜上所述，本發(fā)明的實施例至少具有以下其中一個優(yōu)點，于本發(fā)明之一實施例中 的導光板及背光模組，包含數(shù)個中空結(jié)構(gòu)，數(shù)個中空結(jié)構(gòu)排列成一或數(shù)個幾何圖形且位于 導光板的非可視區(qū)內(nèi)，且數(shù)個中空結(jié)構(gòu)位于發(fā)光二極管的正上方。當光束進入導光板中時， 可經(jīng)由中空結(jié)構(gòu)多次偏折光線以達到光均勻的效果，相較于先前技術(shù)，本發(fā)明之實施例的 混光距離較短，且光源利用率較高。以上所述者，僅為本發(fā)明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發(fā)明實施之范圍， 即大凡依本發(fā)明申請專利范圍及發(fā)明說明內(nèi)容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā) 明專利涵蓋之范圍內(nèi)。另外，本發(fā)明的任一實施例或申請專利范圍不須達成本發(fā)明所揭露 之全部目的或優(yōu)點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，并非用 來限制本發(fā)明之權(quán)利范圍。
權(quán)利要求
1.一種導光板，適于引導至少一發(fā)光二極管單元發(fā)出的一光束，該導光板包含 一入光面，適于使該光束經(jīng)由該入光面進入該導光板中；一底面，鄰接于該入光面；以及數(shù)個中空結(jié)構(gòu)，該些中空結(jié)構(gòu)位于該導光板中且鄰近該入光面，該些中空結(jié)構(gòu)排列成 至少一幾何圖形，且該些中空結(jié)構(gòu)適于偏折進入該導光板中的該光束，其中該至少一幾何 圖形位于該導光板的非可視區(qū)內(nèi)且適于位于該至少一發(fā)光二極管單元的正上方。
2.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該底面上設(shè)置數(shù)個微結(jié)構(gòu)，用以反射該光束ο
3.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該幾何圖形為一平面幾何圖形，且該平面 幾何圖形為一多邊形、一扇形、一圓形、一橢圓形、或一半橢圓形。
4.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該幾何圖形為一立體幾何圖形，且該立體 幾何圖形為一柱體、一半柱體、一球體、一半球體、或一錐體。
5.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該些中空結(jié)構(gòu)為數(shù)個空心球體。
6.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該些中空結(jié)構(gòu)是利用雷射雕刻的方式制作。
7.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該些中空結(jié)構(gòu)為數(shù)個氣泡或數(shù)個擴散粒子。
8.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該入光面上更形成數(shù)個微結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的導光板，其特征在于該些微結(jié)構(gòu)為數(shù)個凹槽、數(shù)個凸起結(jié)構(gòu)或 上述的組合。
10.如權(quán)利要求8所述的導光板，其特征在于該些微結(jié)構(gòu)連續(xù)分布于該入光面上。
11.如權(quán)利要求1所述的導光板，其特征在于該至少一幾何圖形鄰近于該入光面的一 端的寬度小于或等于該至少一幾何圖形遠離于該入光面的另一端的寬度。
12.一種背光模組，包含至少一發(fā)光二極管單元，該至少一發(fā)光二極管單元適于發(fā)出一光束；以及 一導光板，包含一入光面，該至少一發(fā)光二極管單元設(shè)置于該入光面旁，該入光面適于使該至少一發(fā) 光二極管單元所發(fā)出的該光束經(jīng)由該入光面進入該導光板中；以及 一底面，鄰接于該入光面；以及數(shù)個中空結(jié)構(gòu)，該些中空結(jié)構(gòu)位于該導光板中且鄰近于該入光面，該些中空結(jié)構(gòu)排列 成至少一幾何圖形，且該些中空結(jié)構(gòu)適于偏折進入該導光板中的該光束，其中該至少一幾 何圖形位于該導光板的非可視區(qū)內(nèi)且位于該至少一發(fā)光二極管單元的正上方。
13.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該底面上設(shè)置數(shù)個微結(jié)構(gòu)，用以反射 該光束。
14.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該幾何圖形為一平面幾何圖形，且該 平面幾何圖形為一多邊形、一扇形、一圓形、一半橢圓形、或一橢圓形。
15.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該幾何圖形為一立體幾何圖形，且該 立體幾何圖形為一柱體、一半柱體、一球體、一半球體、或一錐體。
16.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該些中空結(jié)構(gòu)為數(shù)個空心球體。
17.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該些中空結(jié)構(gòu)系利用雷射雕刻的方 式制作。
18.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該些中空結(jié)構(gòu)為數(shù)個氣泡或數(shù)個擴 散粒子。
19.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該至少一發(fā)光二極管單元之一幾何 中心與該至少一發(fā)光二極管單元對應(yīng)的該幾何圖形之一幾何中心的連線大致上垂直于該 入光面。
20.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該至少一幾何圖形鄰近于該入光面 的一端的寬度小于或等于該至少一幾何圖形遠離于該入光面的另一端的寬度。
21.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于更包括一反射罩，其中該至少一發(fā)光 二極管單元設(shè)置于該反射罩上，且該反射罩覆蓋該非可視區(qū)。
22.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該導光板的該入光面上更形成數(shù)個 微結(jié)構(gòu)。
23.如權(quán)利要求22所述的背光模組，其特征在于該些微結(jié)構(gòu)為數(shù)個凹槽、數(shù)個凸起結(jié) 構(gòu)或上述的組合。
24.如權(quán)利要求22所述的背光模組，其特征在于該些微結(jié)構(gòu)連續(xù)分布于該入光面上。
25.如權(quán)利要求12所述的背光模組，其特征在于該至少一幾何結(jié)構(gòu)為數(shù)個幾何結(jié)構(gòu)， 該些微結(jié)構(gòu)分別以一對一或多對一的方式對應(yīng)該至少一發(fā)光二極管單元。
全文摘要
一種導光板，適于引導至少一發(fā)光二極管單元發(fā)出的一光束，導光板包含入光面、底面、以及數(shù)個中空結(jié)構(gòu)。入光面適于使光束經(jīng)由入光面進入導光板，而底面鄰接于入光面。數(shù)個中空結(jié)構(gòu)位于導光板中且鄰近入光面，且數(shù)個中空結(jié)構(gòu)適于偏折進入導光板中之光束。此外，中空結(jié)構(gòu)排列成至少一幾何圖形，且至少一幾何圖形位于導光板的非可視區(qū)內(nèi)及發(fā)光二極管單元的正上方。本發(fā)明的導光板，可減少混光距離并提高光源利用率。本發(fā)明提供的應(yīng)用上述導光板的背光模組，可減少混光距離并提高光源利用率。
文檔編號F21Y101/02GK102121668SQ20101000323
公開日2011年7月13日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者廖俊謙, 蕭增科, 黃文治 申請人:中強光電股份有限公司