专利名称：侧光式背光模块的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种侧光式背光模块，特别是关于一种采用发光二极管 为光源的侧光式背光模块。
背景技术：
传统显示器是以背光模块提供显示面板所需的均匀面光源。请参照图1,
传统的侧光式背光才莫块100包括一导光板(light guide plate)110、 一逆棱镜片 (turning prism sheet) 120、 一扩散片(diffiiser film) 130、 一反射板140、 一反射 罩152以及多个点光源150,例如发光二极管(light emitting diode， LED)。扩 散片130及逆棱镜片120均设在导光板110的上方，多个点光源150设在导 光板110的一侧，且反射板140设在导光板110的下方。
请参照图2，导光板110的上表面具有喷砂微结构112,下表面则具有 V-cut微光学结构114。点光源150所发出的光束射入导光板110的一端，并 利用全反射原理使光束传导至导光板110的另一端。光束在传导的过程中被 导光板110下表面的V-cut纟鼓光学结构114破坏其全反射现象，而倾向由导 光板110的上表面出射。喷砂孩t结构112破坏光束在导光板110的上表面的 全反射现象并造成光束的散射，使光束均匀地由导光板110的上表面射出。
由于传统侧光式背光模块100采用点光源150，所以导光板110在靠近 点光源150的一侧需要提供足够大的混光区域R，才可使多个点光源150发 出的光束经由混光而达到均匀扩散的效果。混光区域R内会形成如图3A所 示的光点Sl, S2(hot spot)。
请参照图3A,由于传统的侧光式背光模块100采用发光二极管150为 光源，发光二极管150为具有方向性的点光源，其具有一光场F,与其他发 光二极管的光场F边缘的光束相交而在混光区域R内形成光点Sl， S2。因此， 混光区域R的光束不均匀，无法提供显示面板均匀的面光源。
在传统技术中，虽可加强导光板110上表面的喷砂微结构112的密度以 降低光点现象，但是增加喷砂微结构112的密度会形成如图3B所示的亮度不均现象。导光板110的入光侧较亮(斜线较密的区域)，且随光束传递方向
G渐暗(斜线较疏的区域)，而形成更明显地的光晕H，所以无法提供显示面 板均匀的面光源。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种侧光式背光模块，减弱光点现象及光晕 现象。
本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所公开的技术特征中 得到进一步的了解。
为了实现本实用新型的上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本实 用新型的一实施例为一种侧光式背光模块，包括多个发光二极管、 一导光板、 一增亮膜及一扩散片。每一发光二极管具有一发光面，发光二极管的发光面 均朝同一方向。导光板设在发光二极管的一侧，并且具有一入光面、 一出光 面及一底面。导光板的入光面朝向发光二极管的发光面。导光板的出光面邻 接于入光面的一侧。导光板的底面相对于出光面且邻接于入光面的另一侧， 且底面具有多个微光学结构及多个平坦区。平坦区与入光面相交于一交界线。 平坦区的位置分别对应于发光二极管的发光面。增亮膜设在导光板的出光面 的上方。扩散片则设在增亮膜的上方。
本实用新型的 一实施例中，导光板的底面的平坦区具有一宽度及一纵深， 平坦区的宽度的方向平行于上述的交界线，而纵深的方向垂直于交界线。在 一实施例中，纵深的距离为3微米至30微米。每一发光二极管的发光面具 有一宽度，发光面的宽度的方向平行于交界线，在一实施例中，导光板的平 坦区的宽度为对应的发光二极管的发光面的宽度的1.1至3倍。
在一实施例中，发光二极管包括第一发光二极管与第二发光二极管。平 坦区包括第 一平坦区与第二平坦区。第 一发光二极管对应于第 一平坦区的位 置，第二发光二极管对应于第二平坦区的位置，此时，第一平坦区的纵深小 于第二平坦区的纵深。
在一实施例中，导光板的底面的微光学结构为三角棱柱或V形凹沟，每 个三角棱柱或V形凹沟具有一起始点及一延伸方向，起始点邻接于平坦区， 延伸方向垂直于交界线且平行于导光板的底面。平坦区由三角棱柱或V形凹 沟的起始点的虚拟连线及交界线所界定。在一实施例中，三角棱柱或V形凹沟的起始点的虚拟连线包括一 V形线段。
在一实施例中，虚拟连线与每个发光二极管的发光光场外形对应。 在一实施例中，三角棱柱或V形凹沟具有一端部，端部在延伸方向上的
长度介于3微米至30微米之间，在端部的长度范围内，端部的高度或深度 由三角棱柱或V形凹沟的起始点向延伸方向递增至一预定高度或深度。 在一实施例中，底面的平坦区是一喷砂表面。
本实用新型的优点在于，本实用新型的实施例在导光板的底面靠近入光 面的区域内，对应发光二极管的发光面设置平坦区，不需加强导光板上表面 的喷砂微结构的密度即可改善光点的问题，并且不会增加光晕现象。
图1为传统的侧光式背光模块示意图。 图2为传统的侧光式背光模块的光束传递路径示意图。 图3A为传统侧光式背光模块的光点现象示意图。 图3B为传统侧光式背光^t块的光晕现象示意图。 图4为本实用新型的一实施例的侧光式背光模块示意图。 图5至图8为根据本实用新型的一实施例的导光板结构示意图。 图9A及图9D为根据本实用新型的一实施例的导光板的光束传递模式 示意图。
图IOA及图10B为根据本实用新型的一实施例的侧光式背光模块的光 束传递路径示意图。
图IIA至图IIE为根据本实用新型的一实施例的导光板的平坦区的位置 及形状示意图。
主要元件符号说明
传统的侧光式背光模块100
导光板110
喷砂孩i结构112
V-cut微光学结构114
逆棱镜片120
扩散片130
反射板140点光源150 反射罩152 混光区域R
侧光式背光模块200， 300， 301, 400， 401, 500
导光板210, 310， 410， 510, 610, 710， 810, 910
导光^1的入光面212
导光^1的出光面214
导光板的底面216,416
孩么光学结构218, 318， 418, 518
三角棱柱218a,318a
起始点218b， 318B, 418b, 518B
-欽光学结构的峰部218c, 418c, 518d
樣l光学结构的谷部218d, 318d, 418d
平坦区219, 319, 419, 519， 619, 719， 819， 919
增亮膜220
扩散片230
反射板240
发光二极管250
发光二极管的发光面252
三角棱柱的角锥状的端部318E
V形凹沟418a，518a
V形凹沟的角锥状的端部518E
正面发光封装型的发光二极管350
侧面发光封装型的发光二极管450
正面发光封装型的发光二极管的光场Fl
侧面发光封装型的发光二极管的光场F2
虚拟连线C
交界线L
平坦区的宽度Wl
平坦区的纵深D
发光二极管的发光面的宽度W2三角棱柱的端部的长度L1
三角棱柱的端部的高度HI
三角棱柱的预定高度HO
V形凹沟的端部的长度L2
V形凹沟的端部的深度d
V形凹沟的端部的预定深度d0
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考 附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向 用语，例如上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使 用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。
请参照图4，为一实施例的侧光式背光模块200的示意图，背光模块200 包括多个发光二极管250、 一导光板210、 一增亮膜220、 一扩散片230及一 反射板240。每一发光二极管250具有一发光面252，发光二极管250的发 光面252均朝同一方向。导光板210设在发光二极管250的一侧，并且具有 一入光面212、 一出光面214及一底面216。
如图4，导光板210的入光面212朝向发光二极管250的发光面252。 导光板210的出光面214邻接于入光面212的一側。在一实施例中，出光面 214具有一喷砂表面。图4中，背光模块200为倒置，以方便说明其结构特 征。底面216相对于出光面214且邻接于入光面212的另一侧，并具有多个 平坦区219及多个^f效光学结构218。平坦区219与入光面212相交于一交界 线L。平坦区219的位置分别对应于发光二极管250的发光面252;增亮膜 220设在导光板210的出光面214的上方。扩散片230则设在增亮膜220的 上方。
请参照图5，在一实施例中，导光板210的底面216的微光学结构218 可以是棱柱结构，例如三角棱柱218a。每个三角棱柱218a具有一起始点218b 及一延伸方向E。起始点218b邻接于平坦区219。延伸方向E垂直于平坦区 219与入光面212之间的交界线L,并且平4亍于导光板210的底面216。平 坦区219由连4姿三角棱柱218a的起始点218b的虚拟连线C以及平坦区219 与入光面212之间的交界线L所界定的区域，以虚拟连线C及交界线L定
8义出平坦区219的形状，例如图5所示的平坦区219的形状大致呈三角形。 在一实施例中，微光学结构的起始点的虚拟连线包括一 V形线段或不规
则线段。在一实施例中，微光学结构的起始点的虚拟连线大致对应于每个发
光二极管的发光光场外形。在一实施例中，每一平坦区的外形选自由一矩形、
一三角形、 一拱形、 一半圆弧形所组成的群组。
在图5所示的实施例中，三角棱柱218a并排于底面216上，且形成多
个峰部218c及多个谷部218d。平坦区219与微光学结构218的谷部218d同高。
平坦区219具有一宽度W1及一纵深D,宽度W1为平坦区219最左端 的微光学结构218的右侧边缘至平坦区219最右端的微光学结构218的左侧 边缘的间距，其方向平行于上述的交界线L。纵深D为交界线L至底面216 上距离交界线L最远的起始点218b的间距，其方向垂直于交界线L。在一 实施例中，纵深D的距离为3樣l米(micrometer, mm)至30微米。
每一发光二极管250的发光面252具有一宽度W2，发光面252的宽度 W2的方向平行于交界线L，在一实施例中，导光板210的平坦区219的宽 度Wl为发光二极管250的发光面252的宽度W2的1.1至3倍。
请参照图6，导光板310的平坦区319具有一喷砂表面，其与微光学结 构318的谷部318d同高，但是本实施例的每个三角棱柱318a具有一角锥状 的端部318E，三角棱柱318a的起始点318B为端部318E的一尖端。端部 318E在延伸方向E上的长度L1约为3微米至30微米，在此长度Ll范围 内，端部318E的高度H1由起始点318B向延伸方向E逐渐增加至一预定高 度HO,换句话说，每个三角棱柱318a的高度Hl由起始点318B向延伸方 向E递增至预定高度HO之后即不再改变。
请参照图7，在一实施例中，樣i光学结构418为V形凹沟418a。 V形凹 沟418a并排于导光板410的底面416而形成多个峰部418c及多个谷部418d。 平坦区419与孩i光学结构418的峰部418c同高。每个V形凹沟418a具有一 起始点418b及一延伸方向E,起始点418b邻接于平坦区419,而延伸方向 E平行于底面416，并且垂直于交界线L。附带一提地，本实施例中，导光 板410的平坦区419的界定方式及形状大致与图5的导光板210的平坦区219 相同，且平坦区419经由表面处理可形成一喷砂表面。在另一实施例中，平 坦区419被处理成平滑表面。请参照图8,在一实施例的导光板510中，微光学结构518为V形凹沟 518a。平坦区519与微光学结构518的峰部518d同高，但是每个V形凹沟 518a具有一角锥状的端部518E， V形凹沟518a的起始点518B为端部518E 的一尖端。端部518E在其延伸方向E上的长度L2约为3微米至30微米， 在此长度L2范围内，端部518E的深度d由起始点518B向延伸方向E逐渐 增加至一预定深度d0,换句话说，每个V形凹沟518a的深度d由起始点518B 向延伸方向E递增至预定深度dO之后即不再改变。附带一提地，本实施例 中，导光板510的平坦区519的界定方式及形状大致与图5的导光板210的 平坦区219相同。平坦区519具有一平滑表面。在另一实施例中，平坦区519 被处理成喷砂表面。
请参照图9A至9D,以其底面具有由多个三角棱柱或多个V形凹沟构 成的V-cut结构的导光4反210为例，当V-cut结构的顶角6为90度时，入射 导光板210的光束I包括下列四种传递的模式。
a. 如图9A所示，和出光面214的垂直轴(如虚线所示)的夹角大于65。 的入射光束I经由V-cut结构两次折射及一次全反射，而转换为出光角度4交 小的出射光束O,例如出光角度为22。。
b. 如图9B所示，和出光面214的垂直轴(如虚线所示)的夹角介于50° 至65。之间的入射光束I依序经由V-cut结构一次折射、下方反射片240 —次 反射及V-cut结构一次折射后进入导光板210中，再经过V-cut结构一次全 反射转换为出光角度较小的出射光束O，例如出光角度为35。。
c. 如图9C所示，和出光面214的垂直轴(如虚线所示)的夹角介于2°至 40°之间的入射光束I依序经由V-cut结构一次折射、下方反射片240 —次 反射及V-cut结构一次折射后，转换为出光角度稍小的出射光束O,例如出 光角度为5°。
d. 如图9D所示，和出光面214的垂直轴(如虚线所示)的夹角介于0°至 于0°至2。之间。
基于上述四种模式，经由导光板210的V-cut结构的折射与全反射，并
的出光面214的垂直方向。
请参照图IOA及图IOB，图10A的微光学结构418例如是V型凹沟，图10B的微光学结构218例如是三角棱柱。比较先前技术的图2，图2的导 光板110靠近点光源150的位置分布有V-cut微光学结构114,亦即混光区 域R之内分布有V-cut微光学结构114，所以上述四种模式的光束传递会出 现在混光区域R内，如此一来，会使进入导光板110的光束在尚未有效地混 光之前即被偏转为适合出光的角度，并且射出导光板110而形成光点。在图 10 A及图IOB中，在靠近导光板210的入光面212的混光区域R内设置具 有平滑表面或喷砂、雾化表面的平坦区219, 419,让进入导光板210的光束 在平坦区219,419内以全反射传递至4支远处，并且在传递过程中获得充分的 扩散。在达到混光效果后，利用微光学结构218， 418以图9A至图9D所示 的方式来传递光束，改变光束的传递方向，而由趋近于导光^反210的出光面 的垂直方向射出。如此，因为平坦区219,419可减少发光二极管250发出的 光束在尚未达到充分混光之前即射出导光板210的机会，所以可减弱光点现 象。值得一提的是，本实施例不需加强导光板210的上表面的喷砂微结构的 密度，即可改善光点现象，所以不会增加入光面212附近的光晕现象。
在另 一实施例中，背光模块200中的多个发光二极管250全部采用正面 发光(top view)的封装型式或全部采用侧面发光(side view)的封装型式，或一 部分采用正面发光的封装型式，而另一部分采用侧面发光的封装型式。不同 类型的发光二极管通常具有不同的光场形状或发光波长，本实用新型的一实 施例根据发光二极管的位置或其光场形状决定平坦区的位置、形状与大小， 举例i兑明如下。
请参照图11A及11B，背光模块300, 301内的发光二极管350系全部为 正面发光封装型的发光二极管或是发光光场形状近似圆形的发光二极管。由 于此类型的发光二极管的光场F1形状近似圆形，为了使导光板610, 710的 平坦区619，719的形状配合其光场F1形状，因此在一实施例中，平坦区619 的形状如图IIA所示具有弧形边缘，或是如图11B所示的方形平坦区719， 亦即，平坦区719具有直线边缘，其纵深D尺寸大约等于其宽度Wl尺寸。 图11A显示在一实施例中，多个发光二极管350所分别对应的平坦区619 互相连通，亦可达到减弱光点的目的。
请参照图11C及11D，背光^^莫块400, 401内的发光二^jf 450全部为侧 面发光封装型的发光二极管或是光场形状近似椭圓形的发光二极管。由于此 类型的发光二极管的光场F2形状近似椭圓形，为了使导光板810, 910的平
ii坦区819,919的形状配合其光场F2形状，因此平坦区819，919的纵深D尺 寸宜大于其宽度W1尺寸，在一实施例中，平坦区的形状是如图IIC所示的 锐角三角形，或如图IID所示的长方形。
请参照图11E,在背光模块500中同时采用正面发光封装型的发光二极 管350及侧面发光封装型的发光二极管450,正面发光封装型的发光二极管 350对应于一第一平坦区的位置，例如平坦区619, 719,而侧面发光封装型 的发光二极管450对应于一狭长的第二平坦区的位置，例如平坦区819， 919。 相较之下，第 一 平坦区的纵深D小于第二平坦区的纵深D 。
本实用新型的一实施例中，导光板的底面的微光学结构(例如三角棱 柱或V形凹沟)的起始点的虚拟连线对应发光二极管的发光光场外形。在一 实施例中，虚拟连线包括一V形线段、弧线或不规则曲线，导光板的底面的 平坦区分布于靠近导光板的入光面的混光区域内，且分别对应于发光二极管, 每一平坦区的位置位于对应的发光二极管的正前方。因为平坦区可减少发光 二极管发出的光束在尚未达到充分混光之前即射出导光板的机会，所以可减 弱光点现象。值得一提的是，本实施例不需加强导光板的上表面的喷砂微结 构的密度，即可改善光点现象，所以可以减少入光面附近的光晕现象。
以上所述者，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本实用新 型实施的范围，即大凡根据本实用新型内容所作的简单的等效变化与修饰， 均仍属本实用新型的范围内。另外本实用新型的任一实施例或权利要求不须 达成本实用新型所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅 是用来辅助专利文件检索用，并非用来限制本实用新型的权利范围。
权利要求1.一种侧光式背光模块，其特征在于，包括多个发光二极管，每一该发光二极管具有一发光面，该些发光二极管的该些发光面均朝同一方向；一导光板，设在该些发光二极管的一侧，并且具有一入光面、一出光面及一底面，该入光面朝向该些发光二极管的该些发光面，该出光面邻接于该入光面的一侧，该底面相对于该出光面且邻接于该入光面的另一侧，且该底面具有多个平坦区及多个微光学结构，该些平坦区与该入光面相交于一交界线，且该些平坦区的位置分别对应于该些发光二极管的该些发光面；一增亮膜，设在该导光板的该出光面的上方；以及一扩散片，设在该增亮膜的上方。
2. 根据权利要求1所述的侧光式背光模块，其特征在于，该导光板的该 底面的每一该平坦区具有一宽度及一纵深，每一该平坦区的该宽度的方向平 行于该导光板的该交界线，该纵深的方向垂直于该导光板的该交界线，该纵 深的距离为3微米至30微米。
3. 根据权利要求2所述的侧光式背光模块，其特征在于，每一该发光二 极管的该发光面具有一宽度，每一该发光二极管的该发光面的该宽度的方向 平行于该导光板的该交界线，并且该导光板的该底面的每一该平坦区的该宽 度为对应的该发光二极管的该发光面的该宽度的1.1至3倍。
4. 根据权利要求2所述的侧光式背光模块，其特征在于，该些发光二极 管包括一第一发光二极管及一第二发光二极管，该导光板的该底面的该些平 坦区包括一第一平坦区及一第二平坦区，该第一及第二平坦区的位置分别对 应于该第 一发光二极管及该第二发光二极管，且该第 一平坦区的该纵深d、于 该第二平坦区的该纵深。
5. 根据权利要求1所述的侧光式背光模块，其特征在于，该导光板的该 底面的该些微光学结构为多个三角棱柱，每一该三角棱柱具有一起始点及一 延伸方向，该起始点邻接于该导光板的该底面的该些平坦区，该延伸方向垂 直于该导光板的该交界线且平行于该导光板的该底面。
6. 根据权利要求5所述的侧光式背光模块，其特征在于，还包括连接该 些三角棱柱的该些起始点的一虚拟连线，其中该导光板的该底面的该些平坦区由该虚拟连线及该导光板的该交界线所界定。
7. 根据权利要求6所述的侧光式背光模块，其特征在于，该虚拟连线包 括一V形线段。
8. 根据权利要求6所述的侧光式背光^^莫块，其特征在于，该虚拟连线大 致对应于该些发光二极管的发光光场外形。
9. 根据权利要求5所述的侧光式背光模块，其特征在于，该导光板的该 底面的该三角棱柱具有一端部，该端部在该延伸方向上的长度介于3纟效米至 30樣i米之间，在该端部的长度范围内，该端部的高度由该导光板的该底面的 该三角棱柱的该起始点向该三角棱柱的该延伸方向递增至一预定高度。
10. 根据权利要求1所述的侧光式背光模块，其特征在于，该导光板的 该底面的该些平坦区为 一喷砂、表面。
11. 根据权利要求1所述的侧光式背光模块，其特征在于，该导光板的 该底面的该些樣i光学结构为多个V形凹沟，每一该V形凹沟具有一起始点 及一延伸方向，该起始点邻接于该导光板的该底面的该些平坦区，该延伸方 向垂直于该导光板的该交界线且平行于该导光板的该底面。
12. 根据权利要求11所述的侧光式背光模块，其特征在于，还包括一连 接该些V形凹沟的该些起始点的虚拟连线，其中该导光板的该底面的该些平 坦区由该虚拟连线及该导光板的该交界线所界定。
13. 根据权利要求12所述的侧光式背光模块，其特征在于，该虚拟连线 包括一V形线段。
14. 根据权利要求12所述的侧光式背光模块，其特征在于，该虚拟连线 大致对应于该些发光二极管的发光光场外形。
15. 根据权利要求11所述的侧光式背光模块，其特征在于，该导光板的 该底面的该V形凹沟具有一端部，该端部在该延伸方向上的长度介于3樣i米 至30微米之间，在该端部的长度范围内，该端部的深度由该导光板的该底 面的该V形凹沟的该起始点向该延伸方向递增至一预定深度。
专利摘要一种侧光式背光模块，包括多个发光二极管、一导光板、一增亮膜及一扩散片。每一发光二极管具有一发光面，发光二极管的发光面均朝同一方向。导光板设在发光二极管的一侧，并且具有一入光面、一出光面及一底面。导光板的入光面朝向发光二极管的发光面。导光板的出光面邻接于入光面的一侧。导光板的底面相对于出光面且邻接于入光面的另一侧并具有多个微光学结构及多个平坦区，平坦区与入光面相交于一交界线。平坦区的位置分别对应于这些发光二极管的发光面；增亮膜设在导光板的出光面的上方。扩散片则设在增亮膜的上方。
文档编号F21S8/00GK201407548SQ200920002188
公开日2010年2月17日 申请日期2009年2月2日 优先权日2009年2月2日
发明者郭浩然, 饶瑞年 申请人:扬昕精密股份有限公司