一种导光板的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种导光板。本发明实施例方法包括：一入光面、一连接该入光面且与该入光面朝向不同方向的出光面、一设置于该入光面的第一导光结构，及一设置于该出光面的第二导光结构。该第一导光结构包括复数第一条状元件，每一第一条状元件具有一平行该入光面的第一延伸轴，及一呈圆弧状且横向于该第一延伸轴的横截面。该第二导光结构包括复数第二条状元件，每一第二条状元件具有一平行该出光面的第二延伸轴，及一呈圆弧状的横截面。借此使得光均匀度及各角度的出光效率可达较优化，能减少作为光源的发光二极管的数量，也能适用于较窄的背光模组的边框，避免发生光斑问题。
【专利说明】一种导光板
【技术领域】
[0001] 本发明涉及导光板领域，尤其涉及一种出光效率较优化的导光板。
【背景技术】
[0002] 液晶显示器（Liquid Crystal Display, LCD)因具有高画质、体积小、重量轻、 低驱动电压、与低消耗功率等优点，所以被广泛应用于个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA)、移动电话、摄录放影机、笔记本电脑、桌上型显示器、车用显示器、及投影 电视等消费性通讯或电子产品。目前市场上常见的液晶显示器大部分为背光型液晶显示 器，其主要是由位于前端的液晶显示面板以及位于后端的背光模组所组成，而背光模组依 照入光方式不同可区分为侧光式入光（Edge Lighting)与直下式入光（Bottom Lighting) 两种。以侧向入光式的背光模组而言，通常包含一导光板及多数位于导光板旁侧处的发光 二极管，这些发光二极管所产生的点状光线，透过导光板转换成为均匀的面状发光，借以作 为液晶显示器所需的平面光源。
[0003] 目前液晶显示器已经逐渐朝向窄边框设计发展，若要符合窄边框的设计需求，导 光板所能提供给发光二极管组件的混光距离势必较为不足，而容易在导光板邻近发光二极 管组件处出现亮暗交替的光斑（hot spot)或喷射状光斑。为了改善所述光斑问题，在现有 技术设计中有些是如图1、2所示在导光板1的入光面11或出光面12分别设置一导光结构 13,每一导光结构13具有多数连续邻接的半圆弧形体131。另有些现有技术设计则是如图 3所示，在导光板2的入光面21设置由多数连续邻接的半圆弧形体231所构成的导光结构 23,另于出光面22设置由多数连续邻接的三角形体241所构成的导光结构24。
[0004] 然而上述现有技术设计，经显微观察，光均匀度及各角度的出光效率仍未达最优 化，存在需要再改进的空间。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明的目的，即在提供一种光均匀度及各角度的出光效率仍可达较优化 的导光板。
[0006] 于是，本发明导光板，包含一入光面、一连接该入光面且与该入光面朝向不同方向 的出光面、一设置于该入光面的第一导光结构，及一设置于该出光面的第二导光结构。该第 一导光结构设置于该入光面，并包括复数第一条状元件，每一第一条状元件具有一平行该 入光面的第一延伸轴，及一呈圆弧状且横向于该第一延伸轴的横截面。该第二导光结构设 置于该出光面，并包括复数第二条状元件，每一第二条状元件具有一平行该出光面的第二 延伸轴，及一呈圆弧状的横截面。
[0007] 本发明的功效在于光均匀度及各角度的出光效率可达较优化，因而能减少作为光 源的发光二极管的使用数量，也能适用于较窄的背光模组的边框，避免发生光斑问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009] 图1是一立体不意图，说明一种现有技术的导光板；
[0010] 图2是一立体不意图，说明另一种现有技术的导光板；
[0011] 图3是一立体不意图，说明又一种现有技术的导光板；
[0012] 图4是一立体不意图，说明本发明导光板的第一实施例；
[0013] 图5A为一局部放大俯视图，辅助说明一第一条状元件的接触角；
[0014] 图5B为一局部放大侧视图，辅助说明一第二条状元件的接触角；
[0015] 图6是一立体示意图，说明本发明导光板的第二实施例；
[0016] 图7是一立体不意图，说明本发明导光板的第三实施例；
[0017] 图8是一立体示意图，说明本发明导光板的第四实施例；
[0018] 图9是一不意图，说明图6所不的一第一导光结构的加工比；
[0019] 图10是一示意图，说明图6所示的一第二导光结构的加工比；
[0020] 图11至20皆是示意图，说明本发明的导光板于侧向入光实验中，不同参数搭配下 于出光面所呈现的光场态样；
[0021] 图21是一示意图，说明一条状元件的参数；
[0022] 图22是一立体示意图，说明该第一导光结构与第二导光结构的变化态样；
[0023] 图23为一局部放大俯视图，说明该些第一条状元件的排列变化态样；
[0024] 图24为一局部放大侧视图，说明该些第一条状元件的排列变化态样；及
[0025] 图25是一立体示意图，说明该第一导光结构与第二导光结构的变化态样。
[0026] 其中，3-导光板；31-入光面；311-第一导光单兀；32_出光面；321-第二导光单 兀；33-第一导光结构；331-第一条状兀件；34-第二导光结构；341-第二条状兀件；5-光 源；P-光源位置；P1-峰值；P2-峰值；R1-加工比；R2-加工比；R 311-加工比；R321-加工比； rl-距离；r2-距离；r3-距离；r4-距离；φ -圆心角；φι -接触角；Φ2_ -接触角；I-第一方 向；II-第二方向。
【具体实施方式】
[0027] 在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同 的编号来。
[0028] 参阅图4、5Α与5Β，本发明导光板3的第一实施例包含一入光面31、一连接该入光 面31且与该入光面31朝向不同方向的出光面32、一设置于该入光面31的第一导光结构 33,及一设置于该出光面32的第二导光结构34。该第一导光结构33包括复数设置于该入 光面31且连续排列的第一条状组件331。每一第一条状组件331具有一沿一第一方向I延 伸且平行该入光面31的第一延伸轴，及一呈圆弧状并具有一接触角φι且横向于该第一延 伸轴的横截面。该第二导光结构34包括复数设置于该出光面32且连续排列的第二条状组 件341。每一第二条状组件341具有一沿一第二方向II延伸且平行该出光面32的第二延 伸轴，及一呈圆弧状并具有一接触角Φ2且横向于该第二延伸轴的横截面。
[0029] 该入光面31具有复数第一导光单兀311，每一第一导光单兀311具有一横向于该 第一延伸轴的第一宽度。在本实施例中，每一第一导光单元311上设置有多数前述的第一 条状兀件331。该出光面32具有复数第二导光单兀321，每一第二导光单兀321具有一横 向于该第二延伸轴的第二宽度。在本实施例中，每一第二导光单元321上仅设置有一个前 述的第二条状元件341。每一第一导光单元311的第一宽度与每一第二导光单元321的第 二宽度相对应。
[0030] 当该导光板3应用于一液晶显示器（图未示），会设置一或多个点状光源5朝该入 光面31发光，因此由前述点状光源5散发的光线会由该入光面31进入该导光板3,并经由 该出光面32出光。因此，前述点状光源5经由该导光板3可转换成面状光源5,使得前述点 状光源5与该导光板3的组合能作为液晶显示器的背光模组。
[0031] 参阅图6,本发明导光板3的第二实施例，与该第一实施例的差异在于：每一第一 导光单元311上的该些第一条状元件331为连续排列设置，但与相邻第一导光单元311上 的第一条状元件331，是沿着横向于该第一延伸轴的方向相间隔。相邻的第二条状元件341 是彼此间隔设置，且是沿着横向于该第二延伸轴的方向相间隔。
[0032] 参阅图7,本发明导光板3的第三实施例，与该第一实施例的差异在于：每一第一 导光单兀311仅设置一个第一条状兀件331，而每一第二导光单兀321设置多个第二条状兀 件 341。
[0033] 参阅图8,本发明导光板3的第四实施例，与该第三实施例的差异在于：相邻的第 一条状元件331是彼此间隔设置，且是沿着横向于该第一延伸轴的方向相间隔。每一第二 导光单元321上的第二条状元件341是连续排列设置于该出光面32上，但与相邻第二导光 单元321上的第二条状元件341，是沿着横向于该第二延伸轴的方向相间隔。
[0034] 要说明的是，该些第一条状元件331与第二条状元件341的排列方式不应局限于 本发明所揭露的态样。例如，相邻的该些第一条状元件331可以彼此间隔、相邻的该些第二 条状元件341可以彼此间隔，或者是该些第一条状元件331能分别与该些第二条状元件341 相对应。除此之外，本发明亦不局限于如图4至8所示，仅有一个第一条状元件331/第二 条状兀件341设置于每一第一导光单兀311/第二导光单兀321上的态样。如图25所不， 每一第一导光单兀311上设置有多个第一条状兀件331，每一第二导光单兀321上设置多个 第二条状元件341。
[0035] 参阅图21，一呈圆弧状的横截面具有一圆心角Φ，而接触角的角度等于一半的圆 心角φ，也就是φ/2。该横截面具有一峰值P, P=l-cos ( φ/2 )。另外，该第一至第四实施例 的导光板3满足下列关系式：
[0036] 1. 25 X 1(T4〈R1 X PI X R2 X P2〈2. 5 X ΚΓ2............ (1)
[0037] 其中，R1代表该入光面31上设置该些第一条状元件331的总面积与该入光面 31的总面积的比值（或称为加工比），P1代表每一第一条状元件331的峰值，R2代表该 出光面32上设置该些第二条状元件341的总面积与该出光面32的总面积的比值（或称 为加工比），P2代表每一第二条状元件341的峰值。较佳地，2. SXIO'RIXPKI，以及 5Xl〇-4〈XR2XP2〈2. 5ΧΚΓ2。以下内容以第二实施例（图6)为例说明R1与R2。
[0038] 参阅图9,为图6的实施例中第一导光结构33的不意图，用以表不该入光面31的 R1。每一第一导光单元311的第一宽度是等同于前述的第一导光单元311中的所有第一条 状元件331的宽度的总和，亦即定义为rl，另外，每一第一导光单元311的第二宽度是等同 于前述的第一导光单兀311中，未被该些第一条状兀件331所占据的宽度的总和，亦即定义 为r2。比值R311代表每一第一导光单兀311上，该些第一条状兀件331的总宽度与该第一 导光单元311的总宽度的比值：R 311 = iV(rl+r2)。特别说明的是，rl指该些第一条状元 件331接触该入光面31的宽度。在该第二实施例中，所有第一导光单兀311的第一条状兀 件331的排列方式皆相同，因此R1的值等于R 311的值。例如，假设rl = 0. 8而r2 = 0. 2， 则R1 = 0.8。在第一与第三实施例（见图4及图7)中，所有的第一条状元件331连续排 列设置于该入光面31上，此时r2 = 0,则R1 = 1。如图23所示，在其他实施例中，至少一 个第一导光单元311上的第一条状元件331的排列与其他第一导光单元311上的不同。其 中，该入光面31邻近该光源5的位置定义为第一入光部，如图23中对应该第一入光部的该 些第一导光单元311有三个第一条状元件331设置于其上。该些第一入光部以外的区域定 义为第二入光部，如图23中对应该些第二入光部的该第一导光单元311有四个第一条状元 件331设置于其上。较佳地，该第一入光部上设置该些第一条状元件331的总面积与第一 入光部的总面积的比值，小于该第二入光部上设置该些第一条状元件331的总面积与第二 入光部的总面积的比值。由于该些第一条状元件331可以加强该导光板3的亮度，而该些 第一入光部比该些第二入光部更接近该些光源5,因此设置该些第一条状元件331的密度 低于该些第二入光部，可减少该导光板3亮度不均匀的问题。
[0039] 参阅图10,为图6的实施例中第二导光结构34的示意图，用以表示该出光面32的 R2。每一第二导光单元321的第二宽度是等同于前述的第二导光单元321中的所有第二条 状元件341的宽度的总和，亦即定义为r3,另外，每一第二导光单元321的第二宽度是等同 于前述的第二导光单元321中，未被该些第二条状元件341所占据的宽度的总和，亦即定义 为r4。R 321代表每一第二导光单元321上，该些第二条状元件341的总宽度与该第二导光 单元321的总宽度的比值：R 321 = r3Ar3+r4)。
[0040] 特别说明的是，r3指该些第二条状元件341接触该出光面32的宽度。在该第二 实施例中，所有第二导光单元321的第二条状元件341的排列方式皆相同，因此R2的值等 于R 321的值。例如，假设r3 = 0. 7而r4 = 0. 3,则R2 = 0. 7。在第一与第三实施例（见图 4及图7)中，所有的第二条状元件341连续排列设置于该出光面32上，此时r4 = 0,则R2 =1。如图24所示，在其他实施例中，至少一个第二导光单元321上的第二条状元件341的 排列与其他第二导光单元321上的不同。其中，该出光面32邻近该光源5的位置定义为第 一出光部，如图24中对应该第一出光部的该些第二导光单元321有三个第二条状元件341 设置于其上。该些第一出光部以外的区域定义为第二出光部，如图中对应该些第二出光部 的该第二导光单元321有四个第二条状元件341设置于其上。较佳地，该第一出光部上设 置该些第二条状元件341的总面积与第一出光部的总面积的比值，小于该第二出光部上设 置该些第二条状元件341的总面积与第二出光部的总面积的比值。由于该些第二条状元件 341可以加强该导光板3的亮度，而该些第一出光部比该些第二出光部更接近该些光源5， 因此设置该些第二条状元件341的密度低于该些第二出光部，可缓解该导光板3亮度不均 匀的问题。
[0041] 在图22中，R1及R2的其中之一者等于1，另一者则小于1。然而，在图4、7、25中， R1及R2都可以等于1，在图6或8中，R1及R2都可以小于1。
[0042] 图11至20显示满足关系式（1)中各种Rl、R2及圆心角φ的组合所产生的光场态 样，图式顺序是依照1?1\?1\1?2\?2的值接近1.25\10_ 4排列至接近2.5\10_2，即由小到 大排列，其中Ρ代表光源位置。
[0043] 当R1XP1XR2XP2的值接近1. 25ΧΚΓ4,对应的光场如图11及图12所示渐趋于 点状光源5态样，光均匀度不佳。当R1XP1XR2XP2的值介于上、下限值之间时，光场形态 如图13至图18所示呈现光场扩散渐层态样，光均匀度佳。又若R1XP1XR2XP2的值趋近 于2. 5Χ ΚΓ2,光场形态如图19及图20所示呈现向外喷射态样，光均匀度不佳。
[0044] 综上所述，借由该第一、第二导光结构33、34的设计，光均匀度及各角度的出光效 率可达优化，因而能减少作为光源5的发光二极管的使用数量，也能适用于较窄的背光模 组的边框，避免发生光斑问题，故确实能达成本发明的目的。
[0045] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【权利要求】
1. 一种导光板，其特征在于，包含： 一入光面； 一出光面，连接该入光面且与该入光面朝向不同方向； 一第一导光结构，设置于该入光面，并包括复数第一条状元件，每一第一条状元件具有 一平行该入光面的第一延伸轴，及一呈圆弧状且横向于该第一延伸轴的横截面；及 一第二导光结构，设置于该出光面，并包括复数第二条状元件，每一第二条状元件具有 一平行该出光面的第二延伸轴，及一呈圆弧状且横向于该第二延伸轴的横截面。
2. 如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该入光面具有复数第一导光单兀，每一 第一导光单兀具有一第一宽度，该第一宽度是横向于该第一延伸轴，该些第一条状兀件排 列在该入光面上，以使至少一个第一条状元件设置在该第一导光单元上，该出光面具有复 数第二导光单元，每一第二导光单元具有一第二宽度，该第二宽度是横向于该第二延伸轴， 该些第二条状元件排列在该出光面上，以使至少一个第二条状元件设置在该第二导光单元 上。
3. 如权利要求2所述的导光板，其特征在于，定义该入光面上设置该些第一条状元件 的总面积与该入光面的总面积的比值为R1，该出光面上设置该些第二条状元件的总面积与 该出光面的总面积的比值为R2, R1与R2中至少其中之一小于1。
4. 如权利要求2所述的导光板，其特征在于，关系式： 1. 25Xl〇-4〈RlXPlXR2XP2〈2. 5X10-2,其中，R1代表该入光面上设置该些第一条状 元件的总面积与该入光面的总面积的比值，P1代表每一第一条状元件的峰值且等于 1-cos ((fh/2)，仍/2代表每一第一条状兀件的接触角，R2代表该出光面上设置该些第二 条状元件的总面积与该出光面的总面积的比值，P2代表每一第二条状元件的峰值且等于 l-c〇s (q>2/2), <p2/2代表每一第二条状元件的接触角。
5. 如权利要求4所述的导光板，其特征在于，该关系式满足2. 5\1(^〈1?1\?1〈1，以及 5X1(T4〈XR2XP2〈2. 5X1CT2。
6. 如权利要求4所述的导光板，其特征在于，R1与R2中至少其中之一小于1。
7. 如权利要求2至6中任一项所述的导光板，其特征在于，每一第一导光单元的第一宽 度与每一第二导光单元的第二宽度相对应，每一第一导光单元有一个前述的第一条状元件 设置于其上，而每一第二导光单元有多个前述的第二条状元件设置于其上。
8. 如权利要求2至6中任一项所述的导光板，其特征在于，每一第一导光单元的第一宽 度与每一第二导光单元的第二宽度相对应，每一第一导光单元有多个前述的第一条状元件 设置于其上，而每一第二导光单元有一个前述的第二条状元件设置于其上。
9. 如权利要求2至6中任一项所述的导光板，其特征在于，每一第一导光单元的第一宽 度与每一第二导光单元的第二宽度相对应，每一第一导光单元有多个前述的第一条状元件 设置于其上，而每一第二导光单元有多个前述的第二条状元件设置于其上。
10. 如权利要求1至6中任一项所述的导光板，其特征在于，该些第一条状元件是连续 排列设置于该入光面上。
11. 如权利要求1至6中任一项所述的导光板，其特征在于，该些第二条状元件是连续 排列设置于该出光面上。
12. 如权利要求2至6中任一项所述的导光板，其特征在于，在任一第一导光单元上的 第一条状元件，与相邻第一导光单元上的第一条状元件，是沿着横向于该第一延伸轴的方 向相间隔。
13. 如权利要求2至6中任一项所述的导光板，其特征在于，在任一第二导光单兀上的 第二条状元件，与相邻第二导光单元上的第二条状元件，是沿着横向于该第二延伸轴的方 向相间隔。
14. 如权利要求1至6中任一项所述的导光板，其特征在于，相邻的第一条状元件是沿 着横向于该第一延伸轴的方向彼此相间隔。
15. 如权利要求1至6中任一项所述的导光板，其特征在于，相邻的第二条状元件是沿 着横向于该第二延伸轴的方向彼此相间隔。
16. 如权利要求2至6中任一项所述的导光板，其特征在于，所有第一导光单元上的第 一条状元件皆是相同的排列方式。
17. 如权利要求2至6中任一项所述的导光板，其特征在于，至少一个第一导光单元上 的第一条状元件的排列方式，与其他第一导光单元上的第一条状元件的排列方式不同。
18. 如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该入光面对应至少一光源设置而用以接 收由该光源散发的光线，该入光面邻近该光源的位置定义为一第一入光部，该第一入光部 以外的区域定义为一第二入光部，该第一入光部上设置该些第一条状元件的总面积与第一 入光部的总面积的比值，小于该第二入光部上设置该些第一条状元件的总面积与第二入光 部的总面积的比值。
19. 如权利要求2至6中任一项所述的导光板，其特征在于，所有第二导光单元上的第 二条状元件皆是相同的排列方式。
20. 如权利要求2至6中任一项所述的导光板，其特征在于，至少一个第二导光单元上 的第二条状元件的排列方式，与其他第二导光单元上的第二条状元件的排列方式不同。
21. 如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该入光面对应至少一光源设置而用以接 收由该光源散发的光线，该出光面邻近该光源的位置定义为一第一出光部，该第一出光部 以外的区域定义为一第二出光部，该第一出光部上设置该些第二条状组件的总面积与第一 出光部的总面积的比值，小于该第二出光部上设置该些第二条状组件的总面积与第二出光 部的总面积的比值。
【文档编号】G02B6/00GK104280819SQ201410603023
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】蔡文豪, 陈蔚轩 申请人:瑞仪光电股份有限公司