TWI472816B - 導光板 - Google Patents

Description

導光板

本發明係有關於一種導光板，尤指一種用以應用於直下式光源模組的導光板。

傳統之液晶顯示器之背光模組係配置於液晶面板背面，以提供液晶面板所需之顯示光源。背光模組依光源位置可分為「側光式」及「直下式」設計，其中「直下式」設計之背光模組漸漸地採用多個發光二極體作為光源，以取代傳統的白熱燈管或螢光燈管。當發光二極體作為光源時，通常是預留一段展光距離，再設置於液晶面板的下方，以提供液晶面板均勻的出光源。所以「直下式」設計之背光模組會很厚。「側光式」背光模組的架構是從側面入光，所以會比較薄；但是要使用的發光二極體顆數至少是同尺寸之「直下式」背光模組的2.5倍。

因此，若能直接將發光二極體貼合在導光板的背面，就可以兼前述兩者之優勢而有之。但實作上，直接貼合時，光線的強度在正視角方向(也就是發光二極體發光面之法線方向)上會最強，故須以導光板上之展光結構將發光二極體正視角方向的光線朝側面反射，但展光結構的展光能力終究有其極限，所以在發光二極體直接貼合導光板位置的正投影區域，仍然會形成一個亮塊，造成面 光源表面亮度不均勻。

有鑑於此，如何研發出一種背光模組，同時改善上述所帶來的缺失及不便，實乃相關業者目前刻不容緩之一重要課題。

鑒於先前技術所述，本發明之一目的，在於解決直下式光源模組在對應發光元件設置處產生亮度高於平均值的亮塊的問題。

本發明一實施方式提供一種導光板，所述的導光板與一發光元件配合構成一光源模組，發光元件具有一發光面。所述的導光板與多個點光源配合構成一直下式背光模組；多個點光源直接貼合在導光板背面的入光面，所以在導光板正面的出光面形成原始亮塊。導光板包含多個第一取光結構與多個第二取光結構，所述多個第一取光結構是設計在對應原始亮塊的位置，在正投影方向上跟多個點光源位置重合。所述多個第二取光結構，是設置在任一前述第一取光結構的周圍，用以分擔前述原始亮塊的光線，形成額外的後製亮塊。第一取光結構與第二取光結構都是由呈輻射狀排列的多個溝槽所構成，有益效果是後製亮塊分擔了原始亮塊的光線，在人類視覺感受上，會認為導光板正面的出光面是均勻沒有突兀亮塊的面光源。

在其他實施方式中，所述的溝槽可以是V形溝槽或U形溝槽；亦即溝槽的剖面是呈V形或U型。當然，所述的溝槽的剖面也可以是其他具對稱性的幾何圖形。

另一方面，第一取光結構與第二取光結構的溝槽可以設計在導光板正面的出光面，當然也可以設計在導光板背面的入光面，或是 擇一設計在導光板正面且另一設計在導光板背面。從技術的角度來看，導光板上除了溝槽組成的多個第一取光結構與第二取光結構，仍可設計其他幫助出光的光學微結構圖案(Pattern)。為方便加工，避免溝槽與光學微結構圖案的存在，互相干擾設計上的自由度，通常將溝槽與光學微結構圖案分別設計在導光板正面與背面。換句話說，若第一取光結構與第二取光結構在導光板正面，則光學微結構圖案在導光板背面；反之亦然。

此外，在其他實施方式中，任一多個第一取光結構是由呈輻射狀排列的八個溝槽所構成的米字結構，且每一溝槽指向一個所述的第二取光結構。當然，其他輻射狀的第一取光結構也是可行的，並不一定要是米字結構，只要能夠搭配第二取光結構，讓原始亮塊跟後製亮塊可以均勻分布在導光板上即可。更延伸之，任一前述溝槽還可以呈Y字分叉，連接兩個子溝槽；換句話說，溝槽還可以如樹枝狀的不斷分支，在實際設計上，可以考慮讓分支的溝槽深度小於被分支的溝槽深度。

藉此，所述的導光板利用設在出光面上，並對應排列於發光元件周圍的取光結構可以讓後製亮塊分擔原始亮塊的光線，在人類視覺感受上，會認為導光板正面的出光面是均勻沒有突兀亮塊的面光源。因此，本發明可以有效地消除光源模組在對應發光元件排列處產生明顯亮塊的問題，藉以提供具有均勻光強度的平面光源。

1、1a、1b‧‧‧導光板

10‧‧‧入光面

12‧‧‧出光面

14‧‧‧第一取光結構

16‧‧‧第二取光結構

18、18a‧‧‧溝槽

19‧‧‧光學微結構圖案

2‧‧‧點光源

20‧‧‧點光源

3‧‧‧直下式背光模組

第一圖為本發明一實施方式的導光板及其周邊結構的分解圖。

第二圖為本發明另一實施方式的導光板的俯視圖。

第三圖為第二圖所示的導光板的局部放大圖。

第四圖為本發明又一實施方式的導光板及其周邊結構的剖視圖。

第五圖為本發明再一實施方式的導光板及其周邊結構的剖視圖。

請參考隨附圖示，本揭示內容之以上及額外目的、特徵及優點將透過本發明之較佳實施方式之以下闡釋性及非限制性詳細描敘予以更好地理解。

配合參閱第一圖，為本發明一實施方式的導光板及其周邊結構的分解圖。所述導光板1與多個點光源2配合構成一直下式背光模組3，所述點光源2可例如由發光二極體實現之。

導光板1包含一入光面10及一相對於入光面10的出光面12；在本實施方式中，入光面10是導光板1的背面，出光面12是導光板1的正面。導光板1通常是使用聚甲基丙烯酸甲脂(Polymethylmethacrylate，PMMA)或聚苯乙烯(Polystyrene，PS)所製得的具有均勻厚度且可透光的矩形結構，但導光板1的製作材料也不排除使用其他具有透光性質的樹脂材料製成，例如：丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、環烯烴聚合物(COC)、聚碳酸酯(PC)或矽膠(Silicone)。

多個點光源2直接貼在導光板1的入光面10，並在導光板1正面的出光面12形成原始光塊。多個點光源2可供排列在一電路板20上並與電路板20形成電性連接，藉由電路板20以擷取多個點光源2 點亮時所需的電力。

導光板1包含多個第一取光結構14及多個第二取光結構16，如第二圖所示。所述多個第一取光結構14是設計在對應原始亮塊的位置，在正投影方向上與多個點光源2位置重合，如第一圖所示。所述多個第二取光結構16是設置在任一前述第一取光結構14的周圍，用以分擔前述原始亮塊的光線，形成額外的後製亮塊。後製亮塊是用來分擔原始亮塊的光線，故在人類視覺感受上，會認為導光板1正面的出光面12是均勻沒有突兀亮塊的面光源。

第一取光結構14及第二取光結構16可以同時設置在導光板1正面的出光面12，當然第一取光結構14及第二取光結構16也可以同時設置在導光板1背面的入光面10，或者使第一取光結構14及第二取光結構16之一者設置在導光板1正面的出光面12，另一設置在導光板1背面的入光面10。

第一取光結構14與第二取光結構16都是由呈輻射狀排列的多個溝槽18所構成，如第三圖所示。所述溝槽18可以為V形溝槽或U型溝槽，亦即溝槽18的剖面是呈V形或U形；當然，所述的溝槽18的剖面也可以是其他具對稱性的幾何形狀。在本實施方式中，任一多個第一取光結構14是由呈輻射狀排列的八個溝槽18所構成的米字結構，且每一溝槽18指向一個所述的第二取光結構16，如第二圖所示。實際實施時，第一取光結構14也可以是其他輻射狀結構，只要能夠搭配第二取光結構16，讓原始亮塊跟後製亮塊可以均勻分布在導光板1上即可。

綜合以上所述，本發明的導光板1利用設置在點光源2正投影方向 的第一取光結構14以及設置在第一取光結構14周圍的第二取光結構16分擔原始亮點的光線，形成額外的後製亮點，故在人類視覺感受上，會認為導光板1正面的出光面12是均勻沒有突兀亮塊的面光源。

配合參閱第四圖，為本發明又一實施方式的導光板及其周邊結構的剖視圖。第四圖所示之導光板1a與第一實施方式的導光板1類似，且相同的元件標示以相同的符號。值得注意的是，兩者的差異在於第四圖所示的導光板1a的溝槽18a是呈Y字分叉。

所述溝槽18a具有一尖端，使溝槽18a的曲率分布呈不連續。在實際實施時，所述溝槽18a也可以連接兩個子溝槽，使溝槽18a呈樹枝狀的不斷分支，並且在實際設計上，可以使分支的溝槽深度小於被分支的溝槽深度。導光板1a的各元件的功用與相關說明，實際上與第一實施方式的導光板1相同，在此不予贅述。導光板1a至少可達到與導光板1相同的功能。

配合參閱第五圖，為本發明再一實施方式的導光板及其周邊結構的剖視圖。第五圖所示之導光板1b與第一實施方式的導光板1類似，且相同的元件標示以相同的符號。值得注意的是，兩者的差異在於第五圖所示的導光板1b的正面設計有幫助出光的光學微結構圖案(Pattern)19。

所述光學微結構圖案19的設計用以均勻化由導光板1b正面的出光面12出射的光線的均勻度。為提高導光板1b加工的方便度，以及避免溝槽18與光學微結構圖案19的存在互相干擾設計上的自由度，所述溝槽18與光學微結構圖案19分別設計在導光板1b的正面與 背面。在本實施方式中，溝槽18是設計在導光板1b正面的出光面12，第一取光結構14及第二取光結構16的溝槽18是設計在導光板1b背面的入光面10；當然，在實際實施時，溝槽18也可以是設計在導光板1b背面的入光面10，第一取光結構14及第二取光結構16是設計在導光板1b正面的出光面12。

以上所述，僅為本發明的較佳實施方式而已，並非用於限定本發明的保護範圍。

1‧‧‧導光板

10‧‧‧入光面

12‧‧‧出光面

14‧‧‧第一取光結構

2‧‧‧點光源

20‧‧‧點光源

3‧‧‧直下式背光模組

Claims (5)

1. 一種導光板，與多個點光源配合構成一直下式背光模組，該等點光源直接貼合在該導光板背面的一入光面，所以在該導光板正面的一出光面形成原始亮塊，其特徵在於，該導光板包含：多個第一取光結構，該等第一取光結構是設計在對應原始亮塊的位置，在正投影方向上跟該等點光源位置重合，該等第一取光結構是由呈輻射狀排列的多個溝槽所構成；以及多個第二取光結構，設置在任一前述第一取光結構的周圍，該等第二取光結構也是由呈輻射狀排列的多個溝槽所構成，用以分擔前述原始亮塊的光線，形成額外的後製亮塊；其中，任一第一取光結構是由呈輻射狀排列的八個溝槽所構成的米字結構，且每一溝槽指向其中之一第二取光結構，任一溝槽呈Y字分叉，連接兩個子溝槽。
2. 如請求項1所述之導光板，其特徵在於：該等第一取光結構是設置在該導光板正面的該出光面。
3. 如請求項1所述之導光板，其特徵在於：該等第二取光結構是設置在該導光板正面的該出光面。
4. 如請求項1所述之導光板，其特徵在於：該等第一取光結構是設置在該導光板背面的該入光面。
5. 如請求項1所述之導光板，其特徵在於：該等第二取光結構是設置在該導光板背面的該入光面。