专利名称：导光板及背光模组的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种导光板及背光模组，尤其有关一种具有良好辉度分 布均匀性的导光板及背光模组。
背景技术：
一般线光源例如冷阴极灯管(cold cathode fluorescent lamp; CCFL) 由于体积较大，较不适用于小体积的手持式电子装置。因此，例如移动电 话等手持式电子装置，通常使用点光源作为其液晶显示模组的侧光源。图1 为显示一已知背光模组100的示意简图，如图1所示，例如发光二极管 (light-emitting diode; LED)的点光源104邻接导光板102的一入光侧面 102a，且导光板102的出光面102b及对侧的底面102c均形成有V型沟槽 106所构成的棱镜结构。于此一已知设计中，由于点光源104的发光角度与能量关系依循朗伯 放射定律(Lambert， s emission law),当采用点光源104作为液晶显示模 组的侧光源，并搭配棱镜片(未图标)将光线导正至导光板102出光面102b 法线方向附近后，在邻近入光侧面102a的局部区域容易出现如图2所示的 亮线IIO，而明显降低导光板102的辉度分布均匀性。发明内容本发明的目的在于提供一种导光板及背光模组，能有效避免亮线产生 且具有良好的辉度分布均匀性。本发明的目的是这样实现的， 一种用以接收来自至少一点光源发出的 光线并将其导出的导光板，该导光板包含一入光面、 一出光面、及一光反 射面。入光面邻近点光源以接收点光源发出的光线，且入光面上形成有复 数个平行排列的第一弧形结构物。于该导光板内部行进的光线经由出光面 导出，出光面上形成有复数个呈长条状并平行排列的第二弧形结构物，且 各个第二弧形结构物的长轴方向实质平行入光面的法线方向。光反射面位 于出光面的对侧以将由入光面进入导光板的光线导向出光面，光反射面上 形成有复数棱镜结构且邻近入光面的光反射面局部区域形成有一调光结 构，且该调光结构与棱镜结构交错叠置。一种背光模组包含至少一点光源、 一导光板、及至少一棱镜片。导光 板用以接收来自至少一点光源发出的光线并将其导出，该导光板上形成有 至少一局部分布的第一光扩散结构以分散进入该导光板的光线的行进路 径、及至少一整面分布的第二光扩散结构以均匀扩散该导光板内部朝外界 发出的光线。棱镜片设置于该导光板与一显示面板间以导正入射光至导光 板出光面法线方向附近，使背光模组于正视角方向亮度提升。再者，可设 置一扩散片于导光板与显示面板之间、或导光板与棱镜片之间，以进一步 提高背光模组的出光均匀性。另外，第一光扩散结构形成于导光板底面的 局部区域，且该局部区域宽度可设为不大于两相邻点光源的间距且长度不 大于导光板长度的三分之一。第一光扩散结构可为复数道平行排列于该导 光板反射面的长条状结构物所构成，且该长条状结构物分布于邻近点光源 一侧的反射面局部区域。第二光扩散结构可为排列于导光板入光面上的复 数第一弧形结构物、及排列于导光板出光面上的复数第二弧形结构物至少 其中之一，该些弧形结构物可呈长条状，且第二弧形结构物的长轴方向实 质垂直第一弧形结构物的长轴方向。由本发明的设计，当点光源发出的光线遭遇入光面的弧形结构物时， 可使进入导光板的光线预先均匀扩散，接着经由光反射面上的V型沟槽反射或折散扩散为面状并导至出光面时，出光面上形成的弧形结构物可使出 射光再次均匀扩散，如此可有效提高导光板的辉度分布均匀性且可获得消 除亮线的效果。再者，当导光板底部另形成局部分布的调光结构时，由调 光结构的尺寸、分布区域及密度的调整，可使于易产生亮线的局部区域内 行进的入射光遭遇调光结构而调整其光路径，使光线行进路径较为分散， 如此可进一步消除亮线且不会降低邻近点光源的导光板前端的辉度。
图1为显示一已知背光模组的示意简图。图2为显示一已知导光板亮线分布的示意简图。图3为一示意图，显示本发明导光板设计的一实施例。图4A至图4C为示意图，显示本发明于导光板上形成的弧形结构物及棱镜结构的角度设计例。图5为一示意图，显示本发明导光板设计的另一实施例。 图6为显示本发明调光结构于导光板底部的局部分布区域范围的示意 简图。图7为示意图，显示本发明调光结构设计的一实施例。图8为显示本发明调光结构另一实施例的示意图。图9为显示本发明调光结构另一实施例的示意图。图IO为显示本发明调光结构另一实施例的示意图。图11为显示本发明调光结构另一实施例的示意图。图12A-12C为示意图，显示本发明导光板调光结构的尺寸设计例。图13为一示意图，显示依本发明设计的一背光模组实施例。附图标号12 导光板12a 入光面12b 出光面12c 光反射面14、 14a、 14b 发光二极管16、 18 弧形结构物22 V型沟槽24、 26弧形沟槽32、 32a、 32b、 32c 弧形结构34、 34a、 34b、 34c 长方体结构36 三角柱结构40 背光模组42 棱镜片42a 棱镜结构44 扩散片46 显示面板100 背光模组102 导光板102a 入光侧面102b 出光面102c 底面104 点光源106 V型沟槽110 亮线d 间距M 局部区域S 凹入面曰 导角具体实施方式
图3为一示意图，显示本发明导光板设计的一实施例。如图3所示，导光板12是用以接收至少一点光源发出的光线(图标为三个发光二极管14) 并将其导出。导光板12邻近发光二极管14的侧面形成为一入光面12a，与 入光面12a形成一夹角的顶面形成为一出光面12b，且位于出光面12b对侧 的底面形成为一光反射面12c。发光二极管14发出的光线经由入光面12a 进入导光板12内部后，光反射面12c再将于导光板12内部行进的光线导 向出光面12b，最后光线经由出光面12b离开导光板12。依本实施例的设计，入光面12a形成有多个弧形结构物16，弧形结构 物16呈长条状且具有弓形或扇形的横切面，且分布于整个入光面12a上的 各个弧形结构物16其长轴方向彼此平行，使入光面12a具有近似波面的外 形。出光面12b上也形成有多个连续排列的弧形结构物18，弧形结构物18 同样呈长条状且具有弓形或扇形的横切面，且各个弧形结构物18以长轴方 向平行入光面12a法线方向的方式排列分布于整个出光面12b上，使出光 面12b同样具有近似波面的外形。再者，形成于出光面12b上的弧形结构 物18的长轴方向垂直入光面12a上的弧形结构物16的长轴方向。光反射 面12c整个表面上分布有V型沟槽22所构成的多个棱镜结构，各个V型沟 槽22的长轴方向相互平行且与弧形结构物18的长轴方向垂直。由上述的结构设计，当发光二极管14发出的光线遭遇入光面12a的弧 形结构物16时，可使进入导光板12的光线预先均匀扩散，之后光线经由 光反射面12c上的V型沟槽22反射或折散扩散为面状并导至出光面12b时， 出光面12b的弧形结构物18可将出射光再次均匀扩散，如此可有效提高导 光板12的辉度分布均匀性且可获得消除亮线的效果。图4A至图4C为示意图，显示本发明于导光板12上形成的弧形结构物 及棱镜结构的角度设计。如图4A所示，弧形结构物16相对入光面12a的弧角9 1范围设计为39-140度时有较佳的光扩散效果；另一方面，如图4B 所示，弧形结构物18相对出光面12b的弧角9 2范围可设计为62-164度 时有较佳的光扩散效果。再者，如图4C所示，构成棱镜结构的V型沟槽22 具有三角形的横切面，且V型沟槽22的凹入面导角e可设为卜7度，其中 导角P定义为V型沟槽22面向发光二极管14的凹入面S与入光面12a法 线方向的夹角。另外，虽然如图3所示的实施例中，弧形结构物16、 18均为突出于导 光板平面外的弧形凸块，但其并不限定，于另一实施例中，弧形结构物16 也可如图5所示为入光面12a上朝导光板12内部凹入的弧形沟槽24，且弧 形结构物18也可为出光面12b上朝导光板12内部凹入的弧形沟槽26。或 者，也可于同一平面上同时形成弧形凸块与弧形沟槽，上述各种变化例皆 可获得光扩散效果。另外，两相邻弧形结构物的邻接方式并不限定，例如 可如图3所示两相邻弧形结构物18排列时具有间距，或者如图5所例示的 排列方式，两相邻弧形结构物(弧形沟槽26)排列时彼此相连而不具间距。 另外，如图5所示，于导光板12底部所形成的棱镜结构中，V型沟槽22的 分布密度可随与入光面的距离增加而增大，以进一步提高辉度均匀性。再 者，两相邻V型沟槽22的邻接方式也不限定，例如可如图3所示两相邻V 型沟槽22排列时彼此相连而不具间距，或者如图5所示两相邻V型沟槽22 排列时具有间距d，且间距d的值随远离入光面12a而逐渐变小。如下接着说明本发明一局部分布的辉度均匀性调整结构(简称调光结 构)的设计，该局部分布的调光结构也可视为一种光扩散结构，其形成于导 光板12底部易产生亮线的区域以获得区域性调整辉度均匀性的效果，进一 步避免亮线产生。如图6所示，导光板12上邻近点光源且于点光源两侧的 局部区域M内容易形成亮线，因此可于该局部区域M内制作调光结构并调 整其尺寸及分布密度，使于易产生亮线的局部区域M内行进的入射光遭遇 调光结构而调整其光路径，使光线行进路径较为分散，如此可进一步消除亮线且不会降低邻近点光源的导光板12前端的辉度。须注意本发明局部分布的调光结构设置于导光板12底部的光反射面12c上，亦即与V型沟槽22 于同一表面上交错叠置。再者，当导光板12接收来自复数个点光源发出的 光线，且该些点光源间隔一定间距邻接导光板入光面12a时，分布有该调 光结构的局部区域宽度以不大于两相邻点光源的间距较佳，且该局部区域 沿入光面12a法线方向的长度以不大于导光板长度的三分之一较佳。图7为示意图，显示本发明调光结构设计的一实施例。依本发明的设 计，调光结构的辉度调整效果可由改变结构的纵深(Z方向上的厚度)、沿长 轴方向(Y方向)的长度以及于X方向上的分布密度等加以调整。须注意图7 所示为介于两个发光二极管14a与14b中间的导光板底部局部区域，且该 区域于Y方向的长度以不大于导光板长度的1/3较佳。另外，出光面12b 于Z方向上相对调光结构的位置并不限定。如图7所示，于本实施例中调 光结构是由多个其长轴方向垂直入光面的长条状弧形结构32所构成，亦即 各个长条状弧形结构32的长轴方向与出光面12b上的弧形结构物18的长 轴方向平行，且与导光板底部的V型沟槽22垂直交错。再者，依本实施例， 长条状弧形结构32于其长轴方向(Y方向)上具有相同的厚度分布(亦即同一 道的弧形结构32具有相同的厚度)，且于X方向上的分布密度随着与发光 二极管14a、 14b的距离增加而提高(越往局部区域中心点的弧形结构32其 沿X方向的尺寸越大；32a > 32b > 32c)。再者，调光结构的外形仅需能 达到分散入射光行进路径效果即可，并不限定为横切面为弓形或扇形的条 状弧形结构32。例如也可为图8所示横切面为矩形的长方体结构34，或图 9所示横切面为三角形的三角柱结构36。图IO为显示本发明调光结构另一实施例的示意图。依本实施例，调光 结构于其长轴方向(Y方向)上具有相同的厚度分布(亦即同一道的长方体结 构34具有相同的厚度)，且于X方向上的分布密度固定，不随着与发光二 极管14a、 14b的距离增加而变化(亦即各个长方体结构34其沿X方向的尺寸相同；34a = 34b = 34c)。虽然图10的调光结构以长方体结构34举例 说明，当能理解如图7所示的弧形结构或图9所示的三角柱结构均适用图 10所示的尺寸及分布密度设计。图11为显示本发明调光结构另一实施例的示意图。依本实施例，调光 结构于其长轴方向(Y方向)上的厚度朝远离发光二极管14a、 14b方向渐次 縮减(亦即同一道的长方体结构34具有渐变的厚度)，且调光结构于与长轴 方向垂直的方向(X方向)上的厚度朝远离发光二极管14a或14b的方向渐次 增加。虽然图11的调光结构以长方体结构34举例说明，当能理解如图7 所示的弧形结构或图9所示的三角柱结构均适用图ll所示的尺寸及分布密 度设计。图12A-12C为示意图，显示本发明导光板调光结构的尺寸设计例。如 图12A所示，与棱镜结构交错叠置的弧形调光结构32，其厚度可为固定或 渐变，当厚度H介于O. l微米至100微米之间，且宽度W介于O. l微米至 200微米之间有较佳的亮线消除效果。如图12B所示，与棱镜结构交错叠置 的长方体调光结构34，其厚度可为固定或渐变，当厚度H介于O. l微米至 100微米之间，且宽度W介于0. 1微米至200微米之间有较佳的亮线消除效 果。如图12C所示，与棱镜结构交错叠置的三角柱调光结构36，其厚度可 为固定或渐变，当厚度H介于O. l微米至IOO微米之间，且宽度W介于O. 1 微米至200微米之间有较佳的亮线消除效果。图13为一示意图，显示依本发明设计的一背光模组40实施例。如图 13所示，该背光模组包含一导光板12、至少一点光源(例如发光二极管14)、 一棱镜片42、及一扩散片44。导光板12的入光面形成有弧形结构物16， 出光面形成有弧形结构物18，且导光板12底部邻近点光源的局部区域形成 有调光结构(例如弧形结构32)。棱镜片42设置于导光板12与一显示面板 46间，棱镜片42的棱镜结构42a面向导光板出光面，且棱镜结构42a的延 伸排列方向与出光面弧形结构物18的长轴方向垂直，由导光板12发出的光线可由棱镜片42导正至导光板12出光面法线方向附近，使背光模组40于正视角方向亮度提升。再者，可设置一扩散片44于棱镜片42与显示面 板46间(图13所示)、或导光板12与棱镜片42间，以进一步提高背光模 组40的出光均匀性。虽然本发明己以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本 领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组 件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本 专利涵盖之范畴。
权利要求
1.一种导光板，用以接收来自至少一点光源发出的光线并将其导出，其特征在于该导光板包含一入光面，邻近该点光源以接收该点光源发出的光线，且该入光面上形成有复数个平行排列的第一弧形结构物；与该入光面形成一夹角的一出光面，于该导光板内部行进的光线经由该出光面导出，该出光面上形成有复数个呈长条状并平行排列的第二弧形结构物，且所述第二弧形结构物的长轴方向平行该入光面的法线方向；一光反射面，该光反射面位于该出光面的对侧以将由该入光面进入该导光板的光线导向该出光面，该光反射面形成有复数棱镜结构且邻近该入光面的该光反射面局部区域形成有一调光结构，且该调光结构与该棱镜结构交错叠置。
2. 如权利要求1所述的导光板，其特征在于所述第一弧形结构物呈 长条状且其长轴方向彼此平行排列于该入光面上，且所述第二弧形结构物 的长轴方向垂直所述第一弧形结构物的长轴方向。
3. 如权利要求1所述的导光板，其特征在于所述第一及第二弧形结 构物具有弓形或扇形的横切面。
4. 如权利要求1所述的导光板，其特征在于所述第一及第二弧形结 构物为突出于该导光板平面外的弧形凸块、或朝该导光板内部凹入的弧形 沟槽。
5. 如权利要求1所述的导光板，其特征在于该第一弧形结构物相对该入光面的弧角为39-140度，该第二弧形结构物相对该出光面的弧角为 62-164度。
6. 如权利要求1所述的导光板，其特征在于该调光结构为复数长条 状结构物所构成，且所述长条状结构物的长轴方向与所述第二弧形结构物的长轴方向平行。
7. 如权利要求6所述的导光板，其特征在于该长条状结构物具有扇 形、弓形、矩形、或三角形的横切面，且该长条状结构物的厚度为0.1-100 微米，该长条状结构物的宽度为0. 1-200微米。
8. 如权利要求6所述的导光板，其特征在于各该长条状结构物沿其长轴方向的厚度分布相同或者朝远离该点光源方向渐次縮减。
9. 如权利要求6所述的导光板，其特征在于所述长条状结构物沿与 其长轴方向垂直的方向上的厚度朝远离该点光源方向渐次增加，且所述长 条状结构物沿与其长轴方向垂直的方向上的分布密度朝远离该点光源方向 渐次增加。
10. 如权利要求1所述的导光板，其特征在于所述棱镜结构为复数道 排列形成于该光反射面上的V型沟槽，所述V型沟槽的长轴方向与该第二 弧形结构物及该调光结构的长轴方向垂直，且所述V型沟槽于该光反射面 上的分布密度随与该点光源的距离的增加而增大。
11. 一种背光模组，其特征在于该背光模组包含-复数个点光源；一导光板，用以接收来自该点光源发出的光线并将其导出，该导光板 上形成有至少一局部分布的第一光扩散结构以分散进入该导光板的光线的 行进路径、及至少一整面分布的第二光扩散结构以均匀扩散该导光板内部朝外界发出的光线；其中该些点光源间隔一定间距邻接该导光板入光面，该第一光扩散结 构形成于该导光板底面的至少一局部区域，该局部区域宽度不大于两相邻 点光源的间距且该局部区域长度不大于该导光板长度的三分之一；至少一棱镜片，设置于该导光板与一显示面板间，且该棱镜片的棱镜 结构面向该导光板。
12. 如权利要求11所述的背光模组，其特征在于该背光模组还包括一扩散片设置于该棱镜片与该显示面板之间、或该导光板与该棱镜片之间， 且所述点光源为发光二极管。
13. 如权利要求11所述的背光模组，其特征在于该第一光扩散结构 为复数道平行排列于该导光板反射面的长条状结构物所构成，该长条状结 构物分布于邻近所述点光源一侧的该反射面局部区域，且各该长条状结构 物沿其长轴方向的厚度分布相同或者朝远离该点光源方向渐次縮减。
14. 如权利要求11所述的背光模组，其特征在于该第二光扩散结构 为排列于该导光板入光面上的复数第一弧形结构物、及排列于该导光板出 光面上的复数第二弧形结构物至少其中之一，其中所述第二弧形结构物的 长轴方向垂直所述第一弧形结构物的长轴方向。
15. 如权利要求14所述的背光模组，其特征在于所述第一弧形结构物相对该入光面的弧角为39-140度，且所述第二弧形结构物相对该出光面 的弧角为62-164度。
全文摘要
本发明为一种导光板，该导光板包含一入光面、一出光面、及位于出光面对侧的一光反射面。入光面上形成有复数个平行排列的第一弧形结构物，出光面上形成有复数个呈长条状并平行排列的第二弧形结构物，且各个第二弧形结构物的长轴方向实质平行入光面的法线方向。光反射面分布有复数棱镜结构且邻近入光面的光反射面局部区域分布有一调光结构，且调光结构与棱镜结构交错叠置。
文档编号G02F1/13GK101329423SQ20071011258
公开日2008年12月24日 申请日期2007年6月21日 优先权日2007年6月21日
发明者丁于真, 方崇仰, 陈志明 申请人:胜华科技股份有限公司