TW201326970A - 拼板式導光板組合及具有拼板式導光板組合的背光模組 - Google Patents

Abstract

一種拼板式導光板組合，將線形光轉換成面形光射出，包含多數有序拼接的導光板，每一導光板分別具有供光射出的出光面、相反於該出光面且幾何形狀與該出光面相同的底面，及至少相反二側緣分別與該出光面和底面邊緣連接且供光進入導光板中行進的入光面，通過有序拼接多數導光板而得到更大尺寸面的拼板式導光板組合，解決現行大尺寸導光板過厚、製作良率不高而成本高昂的問題，滿足大尺寸平面顯示器的發展需求。本發明還提供用於大尺寸平面顯示器的具有拼板式導光板組合的一種背光模組。

Description

拼板式導光板組合及具有拼板式導光板組合的背光模組

本發明是有關於一種光學裝置，特別是指一種提供面光源的導光板及具有該導光板的背光模組。

採用TFT-LCD技術的平面顯示器均採用背光模組作為光源的來源；其中，依據光源的設置方式不同，背光模組又分為將光源設置於導光板底部並須要有混光空間的直下式背光模組，和光源設置於導光板側面而較節省厚度空間的側入式背光模組二大類。

而，無論是直下式背光模組或是側入式背光模組，在現今平面顯示器不斷往大尺寸方向發展上，都碰到導光板受制於製程工藝而難以大型化、大尺寸導光板的製程良率低而製程成本昂貴，以及大尺寸導光板的原材耗材量大且成品過於厚重的問題，且，直下式背光模組更具有因為必須具有混光空間的存在，而有更難以薄型化，以及需要更多片數的稜鏡片、擴散片等光學膜片才能均勻混光的問題。

因此，隨著平面顯示器不斷往大尺寸發展的趨勢，現有導光板、背光模組必須找出適切的解決方式。

因此，本發明的一目的，即在提供一種適用於大尺寸平面顯示器的拼板式導光板組合。

此外，本發明的另一目的，即在提供一種大尺寸平面顯示器的具有拼板式導光板組合的背光模組。

於是，本發明一種拼板式導光板組合，將線形光轉換成面形光射出，包含多數有序拼接的導光板，每一導光板分別具有一供光射出的出光面、一相反於該出光面且幾何形狀與該出光面相同的底面，及至少一相反二側緣分別與該出光面和底面邊緣連接且供光進入該導光板中行進的入光面。

本發明拼板式導光板組合的目的及解決其技術問題還可採用於下技術措施進一步實現。

較佳的，該每一導光板還具有至少一相反二側緣分別與該出光面和底面邊緣連接且鄰接另一導光板的側面。

較佳的，該每一導光板是由透光率不小於80%的有機高分子材料構成，且厚度是0.5mm~6mm。

再者，本發明一種具有拼板式導光板組合的背光模組，提供一液晶面板面形光，包含一拼板式導光板組合，及一光源組合。

該拼板式導光板組合包括多數有序拼接的導光板，每一導光板分別具有一供光射出的出光面、一相反於該出光面且幾何形狀與該出光面相同的底面，及至少一相反二側緣分別與該出光面和底面邊緣連接且供光進入該導光板中行進的入光面。

該光源組合包括多數分別對應設至於該每一導光板的入光面而可發出線形光的光源。

本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的目的及解決其技術問題還可採用於下技術措施進一步實現。

較佳的，該每一導光板還具有至少一相反二側緣分別與該出光面和底面邊緣連接且鄰接另一導光板的側面。

較佳的，該每一導光板是由透光率不小於80%的有機高分子材料構成，且厚度是0.5mm~6mm。

較佳的，所述的具有拼板式導光板組合的背光模組還包含一與該拼板式導光板組合間隔設置而與該拼板式導光板組合共同界定出一混光空間的擴散板。

較佳的，該擴散板具有一相對所述導光板的光進入面，及多數間隔佈設於該光進入面而可增加光進入該擴散板中行進的光的光學反射網點。

較佳的，該擴散板還具有一相反於該光進入面的光射出面，及多數間隔佈設於該光射出面上使光擴散而混光的光學擴散微結構。

較佳的，所述光學反射網點的密度是沿光學亮度不均勻的光痕跡由亮至暗方向由大至小變化。

較佳的，所述光學擴散微結構的密度是沿光學亮度不均勻的光痕跡由亮至暗方向由大至小變化。

較佳的，所述光學反射網點是用光反射率不小於70%、透光率不大於30%的油墨形成，且最大高度是2mm。

較佳的，所述的具有拼板式導光板組合的背光模組還包含多數設置於該拼板式導光板組合和該擴散板間的支撐定位柱。

較佳的，所述的具有拼板式導光板組合的背光模組還包含至少一自該擴散板的光射出面依序向上疊設的光學膜片。

較佳的，該光學膜片是選自於稜鏡片，及擴散片。

較佳的，所述的具有拼板式導光板組合的背光模組還包含一鄰靠近所述導光板底面設置的反射片。

較佳的，所述的具有拼板式導光板組合的背光模組還包含一貼靠該反射片設置的背板。

較佳的，所述的具有拼板式導光板組合的背光模組還包括一框圍該背板、反射片、拼板式導光板組合、擴散板和光學膜片的外框。

本發明的功效在於：提出一種由有序拼接相同形狀的導光板而成的大面積尺寸的拼板式導光板組合，及具有該拼板式導光板組合的背光模組，突破平面顯示器往大尺寸發展的技術瓶頸。

有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，本發明一種具有拼板式導光板組合的背光模組的一較佳實施例包含一拼板式導光板組合1、一光源組合2、一擴散板3、多數支撐定位柱4、至少一光學膜片5、一反射片6、一背板7，及一外框8，提供一液晶面板100均勻的面形光，在本例與圖示中，是以類似於直下式的背光模組，及二片光學膜片5作說明。

參閱圖1、圖2，該拼板式導光板組合1包括多數有序拼接的導光板11，供光進入後改變行進方向而成面形光射出，每一導光板11分別具有一供光射出的出光面111、一相反於該出光面11且幾何形狀與該出光面111相同的底面112，及至少一相反二側緣分別與該出光面111和底面112邊緣連接且供光進入該導光板11中行進的入光面113。在本例與圖示中，是以每一導光板11的出光面111為矩形。且與另一導光板11成預定間距的有序拼接，也就是每一導光板11具有四入光面113作說明。較佳的，該每一導光板11是由透光率不小於80%的有機高分子材料，例如甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MS)構成，且厚度是0.5mm~6mm。

該光源組合2在提供電能時發光，包括多數分別對應設至於該每一導光板11的入光面113而可發出線形光的光源21。當該光源組合2的光源21發光時，發出的光自該對應的導光板11的入光面113進入該導光板11中往遠離該入光面113方向全反射行進，並在行進中自該出光面111以面形光射至外界。

要特別補充說明的是，該等導光板11也可以是如圖3或是圖4所示部分無間隔地緊密拼接，部分則為形成有預定間距的有序拼接，而光源21則設置於該等導光板11的間距中，而此時，每一導光板11即具有至少一供光進入該導光板11中行進的入光面113，及至少一相反二側緣分別與該出光面111和底面112邊緣連接且鄰接另一導光板11的側面114。另外，導光板11的出光面111幾何形狀也可以是如圖5所示的三角形，或是圖6所示的六邊形，或是如圖7所示成T字型態樣等等，由於此等有序拼接方式以及幾何形狀種類眾多，在此不再一一舉例說明。

參閱圖1、圖8，該擴散板3藉該等支撐定位柱4固持，而與該拼板式導光板組合1成間隔設置並可支持該等光學膜片5，同時與該拼板式導光板組合1共同界定出一混光空間900，以用於面形光的混光，更詳細地說，該擴散板3具有一相對所述導光板11的光進入面31、一相反於該光進入面31的光射出面32、多數間隔佈設於該光進入面31而可增加光進入該擴散板3中行進的光的光學反射網點33，及多數間隔佈設於該光射出面32上使光擴散而混光的光學擴散微結構34。

其中，混光空間900的高度H為拼板式導光板組合1至該擴散板3的光進入面31的距離，此高度H與該拼板式導光板組合1的導光板11的間距P共同影響混光效果，H/P值越大，混光效果越好，而在滿足混光要求的情況下，P越小，H也可相應減小，進而減少背光模組的整體厚度，另外，當導光板11間距為0~20mm時會對應於該些間距產生光學亮度不均勻的光痕跡(mura)，而此光痕跡(mura)可藉由適當的混光空間900高度H調變而減弱或消除。

光學反射網點33是用光反射率不小於70%、透光率不大於30%的油墨形成，最大高度是2mm並具有預定的凸面曲率，分佈密度沿光學亮度不均勻的光痕跡(mura)由亮至暗方向由大至小變化，而減弱或消除光痕跡(mura)，以進一步縮小混光空間900的高度，進而減少背光模組的整體厚度；目前，光學反射網點33可通過光學模擬軟體，例如Lighttools、TracePro進行設計模擬。進一步說，光學反射網點33的變化規則是當大小均一時，排列密度沿遠離光學亮度不均勻的光痕跡(mura)中心的方向由小至大排列，如圖9所示；所述光學反射網點33間距一致時，尺寸大小沿遠離光學亮度不均勻的光痕跡(mura)中心的方向由大至小排列，如圖10所示；而當光痕跡(mura)形態不規則時，所述光學反射網點33間距和尺寸大小是如圖11所示沿遠離光學亮度不均勻的光痕跡(mura)中心的方向對應協調變化；當該等導光板11拼接處產生亮點、暗點或是光痕跡(mura)時，則沿光痕跡(mura)的法線方向呈輻射狀協調變化。

所述的光學擴散微結構34通過壓印或輥壓工藝印製形成，密度則是沿光學亮度不均勻的光痕跡(mura)由亮至暗方向由大至小變化，從而改變擴散板3局部的透光率，提高局部霧度，掩飾光痕跡(mura)；另外，形成有光學擴散微結構34的區域可以呈規則幾何形狀、或是無規則形狀，或是呈連續漸變的過渡區域設計；光學擴散微結構34可以是微透鏡(Micro Lens)、雙透鏡(Lenticular Lens)、稜柱(Prism)或其它結構形態，用以提升混光效果。更詳細而言，光學擴散微結構34的設計規則可以是大小均一，排列密度沿遠離光學亮度不均勻的光痕跡(mura)中心的方向由小至大排列；或是間距一致，尺寸大小是沿遠離光學亮度不均勻的光痕跡(mura)中心的方向由大至小排列；或是間距和尺寸大小是沿遠離光學亮度不均勻的光痕跡(mura)中心的方向對應協調變化。

參閱圖12、圖13，歸納而言，擴散板3的光學反射網點33對拼板式導光板組合1的光痕跡(mura)產生的光進行反射擴散，減弱光痕跡(mura)影響，被光學反射網點33所反射的光通過拼板式導光板組合1的二次反射，從擴散板3的光進入面31中無光學反射網點33的位置射入，並從光射出面32射出，提升了整體出光的均勻性；拼板式導光板組合1的光痕跡(mura)產生的光通過擴散板3的光學擴散微結構34時，先對應被光進入面31的光學反射網點33作一次擴散，再被光射出面32的光學擴散微結構34作二次擴散，從而減弱光痕跡(mura)對應區域的光強，並對其他區域的光線進行補強，從而更進一步的提升出光均勻性。

參閱圖1，所述的支撐定位柱4是例如甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(Ps)或其它透光率不小於80%的有機高分子材質構成，用於拼板式導光板組合1、擴散板3的定位和支撐；該等光學膜片5是例如稜鏡片、擴散片，自該擴散板3的光射出面32依序向上疊設，而進一步的整理均勻面形光的光的性質，以供液晶面板100運用；所述的反射片6鄰靠近該拼板式導光板組合1的各導光板11底面112設置，用以反射光、減少光浪費；所述的背板7貼靠該反射片6設置，配合所述的外框8框圍、固定該反射片6、支撐定位柱4、拼板式導光板組合1、光源2、擴散板3和光學膜片5等。而要特別強調的是，在某些特殊的設計中，可以不含背板7、或外框8，或二者皆無。

本發明具有拼板式導光板組合1的背光模組的較佳實施例實際使用時，是提供電能使該光源組合2的光源21發光，該等光源21發出的光自該拼板式導光板組合1的各導光板11的入光面113進入導光板11中全反射行進，而導引光成面形光的形式發出，發出的面形光於該混光空間900、穿經該擴散板3時，再藉由擴散板3的光學反射網點33和光學擴散微結構34反射、二次反射、擴散等更均勻混合，並同時於此過程中消除光痕跡(mura)對應區域的光強，並對其他區域的光線進行補強，從而再經過該等光學膜片5調整光性質而射出光均勻性高的面形光供液晶面板100後續運用。

由於本發明藉多數塊有序拼接的導光板11成拼板式導光板組合1，所以滿足平面顯示器往大尺寸發展的需求，同時不會受制於目前製程工藝的水平，而難以低成本、簡易製作出單一大尺寸導光板，也能同時克服大尺寸導光板本身原材耗材量大且成品過於厚重的問題，特別的是，本發明還同時配合擴散板3的設計，而改善亮度不均勻的光痕跡的問題。

綜上所述，本發明通過有序拼接多數導光板11而得到更大尺寸面積的拼板式導光板組合1，解決現行大尺寸導光板原材耗費高、成品過於厚重、且製作良率不高而成本高昂的問題，滿足大尺寸平面顯示器的發展需求；另外，本發明還提供具有光學反射網點33和光學擴散微結構34的擴散板3，配合拼板式導光板組合1，以及側入式光源組合2的設計的背光模組，大幅縮減混光空間900的高度需求且同步減少、弱化光痕跡(mura)，而提供大尺寸平面顯示器最優化光學效果、體積最薄化的背光模組，確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1．．．拼板式導光板組合

11．．．導光板

111．．．出光面

112．．．底面

113．．．入光面

114．．．側面

2．．．光源組合

21．．．光源

3．．．擴散板

31．．．光進入面

32．．．光射出面

33．．．光學反射網點

34．．．光學擴散微結構

4．．．支撐定位柱

5．．．光學膜片

6．．．反射片

7．．．背板

8．．．外框

900．．．混光空間

圖1是一側視示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的一較佳實施例；

圖2是一俯視示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例的一拼板式導光板組合；

圖3是一俯視示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例中一種拼板式導光板組合的矩形導光板的拼接方式和相關光源配置；

圖4是一俯視示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例中另一種拼板式導光板組合的矩形導光板的拼接方式和相關光源配置；

圖5是一俯視示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例中一種拼板式導光板組合的三角形導光板的拼接方式和相關光源配置；

圖6是一俯視示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例中一種拼板式導光板組合的六邊形導光板的拼接方式和相關光源配置；

圖7是一俯視示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例中一種拼板式導光板組合的T字形導光板的拼接方式和相關光源配置；

圖8是一側視示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例的一擴散板；

圖9是一示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例的擴散板的光學反射網點的一種尺寸固定配置方式；

圖10是一示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例的擴散板的光學反射網點的一種間距固定配置方式；

圖11是一示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例的擴散板的光學反射網點的一種尺寸與間距協調配置方式；

圖12是一示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例中，光在擴散板和混光空間的行進；及

圖13是一示意圖，說明本發明具有拼板式導光板組合的背光模組的較佳實施例中，光在混光空間、擴散板和離開擴散板時的行進。

100．．．液晶面板

1．．．拼板式導光板組合

11．．．導光板

111．．．出光面

112．．．底面

113．．．入光面

2．．．光源組合

21．．．光源

3．．．擴散板

4．．．支撐定位柱

5．．．光學膜片

6．．．反射片

7．．．背板

8．．．外框

900．．．混光空間

Claims (18)

1. 一種拼板式導光板組合，將線形光轉換成面形光射出，包含：多數有序拼接的導光板，每一導光板分別具有一供光射出的出光面、一相反於該出光面且幾何形狀與該出光面相同的底面，及至少一相反二側緣分別與該出光面和底面邊緣連接且供光進入該導光板中行進的入光面。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的拼板式導光板組合，其中，該每一導光板還具有至少一相反二側緣分別與該出光面和底面邊緣連接且鄰接另一導光板的側面。
3. 依據申請專利範圍第2項所述的拼板式導光板組合，其中，該每一導光板是由透光率不小於80%的有機高分子材料構成，且厚度是0.5mm~6mm。
4. 一種具有拼板式導光板組合的背光模組，提供一液晶面板面形光，包含：一拼板式導光板組合，包括多數有序拼接的導光板，每一導光板分別具有一供光射出的出光面、一相反於該出光面且幾何形狀與該出光面相同的底面，及至少一相反二側緣分別與該出光面和底面邊緣連接且供光進入該導光板中行進的入光面；及一光源組合，包括多數分別對應設至於該每一導光板的入光面而可發出線形光的光源。
5. 依據申請專利範圍第4項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，其中，該每一導光板還具有至少一相反二側緣分別與該出光面和底面邊緣連接且鄰接另一導光板的側面。
6. 依據申請專利範圍第5項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，其中，該每一導光板是由透光率不小於80%的有機高分子材料構成，且厚度是0.5mm~6mm。
7. 依據申請專利範圍第6項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，還包含一與該拼板式導光板組合間隔設置而與該拼板式導光板組合共同界定出一混光空間的擴散板。
8. 依據申請專利範圍第7項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，其中，該擴散板具有一相對所述導光板的光進入面，及多數間隔佈設於該光進入面而可增加光進入該擴散板中行進的光的光學反射網點。
9. 依據申請專利範圍第8項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，其中，該擴散板還具有一相反於該光進入面的光射出面，及多數間隔佈設於該光射出面上使光擴散而混光的光學擴散微結構。
10. 依據申請專利範圍第9項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，其中，所述光學反射網點的密度是沿光學亮度不均勻的光痕跡由亮至暗方向由大至小變化。
11. 依據申請專利範圍第10項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，其中，所述光學擴散微結構的密度是沿光學亮度不均勻的光痕跡由亮至暗方向由大至小變化。
12. 依據申請專利範圍第11項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，其中，所述光學反射網點是用光反射率不小於70%、透光率不大於30%的油墨形成，且最大高度是2mm。
13. 依據申請專利範圍第12項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，還包含多數設置於該拼板式導光板組合和該擴散板間的支撐定位柱。
14. 依據申請專利範圍第13項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，還包含至少一自該擴散板的光射出面依序向上疊設的光學膜片。
15. 依據申請專利範圍第14項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，其中，該光學膜片是選自於稜鏡片，及擴散片。
16. 依據申請專利範圍第15項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，還包含一鄰靠近所述導光板底面設置的反射片。
17. 依據申請專利範圍第16項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，還包含一貼靠該反射片設置的背板。
18. 依據申請專利範圍第17項所述的具有拼板式導光板組合的背光模組，還包括一框圍該背板、反射片、拼板式導光板組合、擴散板和光學膜片的外框。