TWI331695B - A light guide panel and a backlight module using the same - Google Patents

Description

1331695 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種導光板，以及使用此導光板之背光模 組；更具體而言，本發明係關於一種供液晶顯示裝置使用之 導光板’以及使用此導光板之背光模組。

【先前技術J 液晶顯示裝置已被廣泛應用在如液晶電視、電腦、行動 電話及個人數位助理（pers〇nal Digital Assistant，pDA) 上。擁有輕薄、省電、低輻射等優點的液晶顯示裝置，由於 尺寸越做越大、產品規格越來越好，市場範圍得以不斷擴 大。背光模組為液晶顯示裝置重要的零組件之一。由於液晶 顯不裝置裡職晶材料本身並^具發絲，因此需藉助背光 模組提供光縣達_示效果。縣液晶顯示裝置不同的尺

寸面板應騎面稍擴大，背光模組產業趨勢長期向上。特 別是近年綠晶顯轉置的料絲大秘長，為配合液晶 ，示裝置在魏上及物上之要求，液晶顯示裝置所使用之 背光模組設計也日趨多元化。 方光4吴組主要包令^ij-- 文匕a導先板，光源模組，反射板，及一至 複數個光學則。為了能夠 板 及可控制視肖等之背光模先度均勾 元件，如 導光板及光&模_部的光學 膘片，使用許多不同的光學設計來提 昇光線之使舰率。導光板之主要功能為引導光線之方向， 並達到亮度料之效果。偷導缺裡的折射率大於外界空 氣，光線在導光板裡的行徑方向大部份都會以全反射的方式 傳遞。此外’部分導絲的底部朗部設置了複數個微結 構’用以提昇整體之出光均勻度及光輝度。 圖1所示為習知之背光模組。如圖1所示，背光模級包 含導光板80，光源模組40，光源擴散模組6〇及反射板2〇。 光源模組40係設置於導光板80侧方，反射板2〇係設置於 導光板80下方，而光源擴散模組6〇係設置於導光板8〇上 方。導光板80之底面81設置有複數個微結構83。微結構 83為V型凹槽，且兩凹槽間形成尖端85。如圖丨所示，導 光板80之底面81與反射板20疊合，且尖端85抵觸反射板 20。 在圖1習知之背光模組設計中，導光板80上的微結構83 係與反射板20直接碰觸。然而，微結構83與反射板2〇之 接觸往往可使微結構83或反射板2〇受損。例如因搬運、震 動測試、或其他相互運動時與反射板2〇產生磨耗，進而使 得微結構83刮傷受損，導致液晶顯示面板產生白點、輝度 條紋、透光不良等問題。微結構之刮削問題可能使導光板光 學特性失效而無法達到原來提升性能，進而使導光板成為淘 汰的不良品’同時更能降低背光模組整體的生產良率，提高 製造成本。因此’如何保護導光板及相鄰導光板之光學元 件’避免產生刮削磨耗之問題，就成為背光模組設計上的重 1331695 要課題。 圖2所示為習知之背光模組改良結構。如圖2所示，背 光模組包含導光板90，光源模組30，光源擴散模組50及反 射板10。光源模組30係設置於導光板90側方，反射板10 係設置於導光板90下方，而光源擴散模組5〇係設置於導光 板90上方。導光板90之底面91設置有複數個微結構93。 微結構93為V型凹槽，且兩凹槽間為平面卯。如圖2所示， 導光板90之底面91與反射板1〇疊合，且平面阳抵觸反射 板10。 此改良結構避免了習知之背光模財微結構尖端接觸之 問題’同時也侧平面_的方式分散·構93與反射板 10之間的集中力，因此可減少微結構93與反射板1〇接觸性 的磨耗’進而改善導光板9G之刮削及磨損關題。铁而， 在此改良結射，微結構93與反射板1G仍有相當的面接 觸。雖然抵觸反射板10的平面95可降低微結構犯之 =之3㈣反触10之咖平财造成到削及 【發明内容】 構產本：：的在於提供，光板，減少其上微結 部之本 一種背光模組，具有保護内 7 1331695 本發明之另一目的在於提供一種背光模組，可提升整體 生產良率，降低製造成本。 本發明之背光模組主要包含導光板，光源模組，一至複 數個光學膜片及反射板。光源模組較佳具有燈管及反射罩， 且燈管發出之光線及反射罩反射之光線係射出光源模組外。 導光板主要包含板體，複數個微結構及複數個凸狀結 構。板體具有頂面，底面，入光面及微結構面。入光面係形 成於板體之側面，且對應於光源模組。當光源模組之燈管發 出光線時，光線即經由板體之入光面進入導光板中。 微結構及凸狀結構均設置於微結構面上。在較佳實施例 中，微結構面設置於板體之底面。凸狀結構之高度係大於微 結構之高度，且相鄰凸狀結構間設置有複數個微結構。相鄰 凸狀結構間设置之微結構數量係介於5至2〇之間，相鄰凸 狀結構間之間距係介於0.25毫米（咖)至丨毫米之間，且凸 狀結構之高度係大於微結構之高度至少1毫米。 微結構較佳為長角柱稜鏡，且相互平行地設置於微結構 面上。凸狀結構較佳為長條結構。凸狀結構係沿微結構岐 伸，且較佳平行於微結構。凸狀結構較佳具有梯型剖面且 梯型剖面之頂面見度係介於5微米（#m)至Η微米之間。在 較佳實施例中，微結構及凸狀結構係平行於或垂直於光線之 射入方向。 背光模組更加包含反射板’且光學臈片係設置於板體之頂 面的上方，而反射板貝懷置於㈣之底面的下方。在較佳實 8 1331695 施例中’設置於微結構面上的凸狀結構抵觸反射板，並使設 置於微結構面上的微結構不直接與反射板接觸；換言之，微 結構與反射板間具有一間隙。因此，抵觸反射板之凸狀結構 可避免微結構與反射板產生接觸性的磨耗，減少不良品的數 里。同時也能提升背光模組之整體生產良率，及降低製造成 本0

【實施方式】 本發明係提供一種導光板，以及使用此導光板之背光模

組:導光板主要的用途為導引光線方向，並使背光模組之輸 出光線均勻分佈。以較佳實施例而言，此背光模組係供液晶 顯不裝置伽。麵在不同實施射，此背細組亦可供電 腦鍵盤、行動電話按鍵、看板及其他需要平面絲之裝置使 用進步而吕，本發明更包含使用此導光板之液晶顯示裝 置。在較佳實關中，本發明之液晶顯稀置係包含一彩色 液晶顯示裝置。然而在關實施射，本發明之液晶顯示裝 置=可包含單色之液晶顯示裝置。此處所言之液晶顯示裝置 曰使用液晶面板之顯示裝置，包含家用的液晶電視、電 月匈、打動電話及數位相機之液晶顯示幕等。 圖3所示’本發明之背光模組主要包含導光板卿光 =模組300，-至複數個光學膜片5〇〇及反射板剛。液晶 =面板_則設置於背光模組上方。光源模組咖具有燈 及反射罩350。當燈管咖發出光線時，部分光線會 9 直接射出光賴組之外。往其他方向之姐會經由反射 罩350反射並最後引導出辆、模組_外。在較佳實施例 中，反射罩350係由銀蒸鍍膜及聚對苯二甲酸乙二酯 (Polyethylene ter印hthalate，PET)所製成；然而在不同 實施例中’反射罩350之材料可以銅材質為主^此外，光源 模組300亦可使用燈官330以外之發光源，例如發光二極體 等等。在圖3所不之實施例中’光源模組係採側光式燈 管設置。然而在不同實施例中，如圖4所示，光源模組3〇〇 亦可以為直下式燈管設置。 如圖5所示，導光板9〇〇係設置對應光源模組3〇〇，且光 源模組300較佳設置於導光板_側邊。導光板_主要包 含板體910，複數個微結構931及複數個凸狀結構95〇。板 體910具有頂面911，底面913及入光面915。入光面915 較佳係形絲板體910之㈣，且對應光賴組删。在如 圖5所示採侧光式光源設置之實施例中，光源模組綱係對 應於板體910之入光面915。當光源模組3〇〇之燈管33〇發 出光線時’光線即經由板體91〇之入光面915進入導光板9〇〇 中。然而在如圖4所不之實施例中，當採直下式之光源設置 時’板體910之入光面915係形成於板體91〇之底面913上， 即光源係經由板體910之底面913進入導光板9〇〇。此外， 如圖5所示，導光板900較佳為楔型導光板。然而在不同實 施例中，導光板900亦可為矩型或其他不同之形狀。 微結構931及凸狀結構950均設置於微結構面上。如圖5 戶=’結構陳佳形成於板體91G之絲⑽。然而在不 偏tf1中’如圖6所7F ’微結構面村形成於板體910之 改變或構931設置之主要_、_其光學特性 二二a光板_内光線或出人導光板_光線之行 战j結構950之高度係大於微結構931之高度，且相鄰 ^^ 950間設置有複數個微結構931。在較佳實施例中， =凸狀結構950間設置之微結構931數量係介於5至2〇 _目鄰凸狀結構_之間距係介於Q 25毫米㈣至i 至^米且凸狀結細之高度係大於微結細之高度 如圖6所示，微結構931較佳為長角柱稜鏡，且相互平行 = 又置於微結構面上。在圖7所示之另—實 9:則為半球體狀凸部所形成之微鏡片。然而在不同實施： =Γ31亦可為四角錐體、多邊體等幾何形體之凸部 H °此外’在圖6所示之實施例中’形成微結獅 之f柱稜鏡具有三_之截面；然祕不同實施例中，微 1構931亦可由具有包含四邊形等其他職截面 鏡或半圓柱狀鏡片所形成。 月稷 凸狀結構_健為絲結構。如圖6所示， 950係沿微結構面延伸，且較佳平行於相鄰之微結構 凸狀結構_較佳具有梯型剖面，且_邮 介於5微米（W微米之間。销8所示之另 中，凸狀結構950則具有半圓形剖面。此外，在不同實施例 1331695 中，凸狀結構950亦可具有多邊形或其他不同之剖面形狀。 在圖7所示之實施例中，凸狀結構95〇更可為突柱。如圖7 所示，凸狀結構950係為正方體之突柱。然而在不同實施例 中，凸狀結構950亦可為圓柱體、半球體、多邊體等幾何形 體之突柱。 微結構931及凸狀結構950較佳係以加工製程形成於微結 構面上。此處所s之加工製程係包含機械切削法、網版印 刷、化學蝕刻法、光微影法、貼附或滾壓等製程。然而在不 同實施例中，微結構931及凸狀結構950亦可以射出成形等 一體成型或其他方式形成於微結構面上。 在較佳實施例中，導光板900係由聚甲基丙烯酸曱酯 (Polymethyl methacrylate，PMMA)所製成。然而在不同實 施例中，導光板900亦可由其他透光材質所製成，例如聚丙 烯樹脂(Polypropylene resin, PP)。微結構931及凸狀結 構950可以由與導光板900相同之材料製成。然而在不同實 施例中，微結構931及凸狀結構950亦可由其他透光材質所 製成。 、 圖9a為本發明之一較佳實施例。在此實施例中，微結構 面係設置於板體910之底面913，而反射板1〇〇則設置於底 面913下方。此外，光學膜片500係設置於板體91〇之頂面 911的上方。如圖9a所示，設置於微結構面上之凸狀結構 950抵觸反射板1〇〇，並使設置於微結構面上之微結構gw 不直接與反射板100接觸；換言之’微結構931與反射板 12 1331695 間具有嶋。藉由凸狀結構95〇之設置，得以避免微結構 931傷及反射板100，或微結構931因與反射板100接觸而 造成自身之損傷。 圖9b所示為本發明之另一實施例。在此實施例中，微結 構面係》又置於板體91〇之頂面9n，且複數個光學膜片5〇〇 係3又置於板體_之頂面911的上方。設置於微結構面上之 凸狀結構950抵觸光學膜片5〇〇，並使設置於微結構面上之 微結構931不直接與光學膜片500接觸；換言之，微結構931 與光學膜片500間具有一間隙。藉由凸狀結構95〇之設置， 得以避免微結構931傷及光學膜片5G〇，或微結構931因磨 擦而造成自身之損傷。 在圖9a所不之較佳實施例中，微結構931及凸狀結構950 係垂直於光源模組3〇〇產生光線之射入方向1〇〇卜換言之， 微結構931及凸狀結構95〇之設置係平行於燈管33〇之分佈 方向。然而在圖1〇所示之另一較佳實施例中，微結構则 及凸狀結構950亦可平行於光源模組3〇〇產生光線之射入方 向1000。亦即微結構931及凸狀結構950之設置係垂直於燈 管330之分佈方向。 依不同之設計需要，微結構931設置之功能之一係可使 光線的行徑方向改變並往導光板900的上端傳播；此外微結 構931亦可有擴散光線之功能。為了達到不同所需的光學效 果，微結構面上設置的微結構931可有不同的密度分佈。在 圖6所示之實施例中，設置於微結構面上的微結構931佈滿

:.S 13 相鄰凸狀結構950間的空隙935。然而在圖8所示之實施例 中，設置於微結構面上的微結構931亦可不填滿相鄰凸狀結 構950間的空隙935。 由於微結構931較易受損，且常於搬運或震動測試時使 微結構931部分刮傷，往往易導致其光學特性失效。因此， 設置於微結構面上的凸狀結構950可避免產生微結構931刮 削之問題，並同時保護背光模組内之光學元件。如圖把所 示之較佳實施例中，抵觸反射板100之凸狀結構95〇可避免 微結構931與反射板1〇〇因搬運、震動測試或其他互動運動 而產生接觸性的磨耗。因此能保護微結構931與反射板1〇〇， 減少需淘汰的不良品數量，也同時提升背光模組之整體生產 良率’及降低製造成本。 本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例 僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並 未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神 及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1為習知技術之背光模組示意圖； 圖2為習知技術之背光模組改良結構示意圖； 圖3為本發明背光模組與液晶面板配合之實施例示意圖； 圖4為本發明背光模組實施例之剖面示意圖； 圖5為光源模組、導光板、與微結構面之組合實施例剖面示 1331695 tr5*1 · 園， 圖6為光馳組、導歧、與微結構面之另-組合實施例示 意圖； 圖7為光源模組、導光板、與微結構面之另—組合實施例示 意圖； 圖8為光職組、導歧、無結構面之另_組合實施例示 意圖； 圖9a為本發明背光模組之另一實施例之剖面示意圖； 圖9b為本發明背光模組之另一實施例之剖面示意圖； 圖10為導光板與微結構面之組合實施例示意圖。 【主要元件符號說明】 100反射板 300光源模組 330燈管 350反射罩 500光學膜片 700液晶面板 900導光板 910板體 911頂面 913底面 915入光面 15 1331695 931微結構 935 空隙 950 凸狀結構 1000光線之射入方向

Claims (1)

1. 十、申請專利範圍： 界年7月分日修正本 1· -種導光板’翻於—背光模組中，且 一光學元件，而該導光板包含： 一板體，具有一微結構面； 複數個微結構，係設置於該微結構面上； 以及 複數個凸狀結構，係設置於該微結構面上，其中該些 凸狀結構之高度係大於該些微結構之高度，該些凸狀結 構係抵觸該絲元件，而該些微結構鏡光學元件間則 形成一間隙，除此之外，於該些凸狀結構之其中二個相 鄰凸狀結構間係設置有該些微結構的其中之一。 2. 如申請專利範圍第w所述之導光板，其中該微結構面 包含該板體之一底面。 3. 如申請專利範圍第丨項所述之導光板，其中該微結構面 包含該板體之一頂面。 4. 如申請專利範圍第上項所述之導光板，其中該板體之側 面包含一入光面。 5. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中相鄰該凸狀 結構間設置之該微結構數量係介於5至2〇之間。 6. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中相鄰該凸狀 結構間之間距係介於〇· 25毫米（咖)至！毫米之間。 7. 如申叫專利範圍第1項所述之導光板，其中該凸狀結構 之高度係大於該微結構之高度至少i毫米。 17 1331695 8. 如申料利細第丨項所述轉桃， 含複數個長角柱稜鏡。 。構包 9. =申請翔麵第8項所述之導趣，其愧凸狀結構 係平行於該相鄰長角柱稜鏡。 1〇·如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該微結構包 含複數個凸部。 11. 如申請專利細第i項所述之導触，其中該凸狀結構 包含複數個長條結構。 12. 如申請專利細第丨丨項所述之導光板，其中該長條結構 係沿該微結構面延伸。 13. 如申請專利範圍第_所述之導光板，其中該長條結構 具有梯型剖面。 14. 如申請專利範圍第13項所述之導光板，其中該梯型剖面 之一頂面寬度係介於5微米（//in)至15微米之間。 15. 如申請專利範圍第丨1項所述之導光板，其中該長條結構 具有半圓球狀剖面。 16. 如申請專利範圍第1項所述之導光板，其中該凸狀結構 包含複數個突柱。 17. —種背光模組，包含： 一光源模組； 一導光板，係設置於鄰近於該光源模組之位置，該導 光板包含： 一板體，具有一微結構面； 18 複數個微結構’係設置於該微結構面上； 複數個凸狀結構，係設置於該微結構面上，其中 5亥些凸狀結構之高度係大於該些微結構之高度該些 凸狀結構之其中二個相鄰凸狀結構間係設置有該些 微結構的其中之一；以及 一光學元件，其中該些凸狀結構係抵觸該光學元 件而該些微結構與該光學元件間則形成一間隙。 18.如申請專利範圍第17項所述之背光模組，其中該光學元 牛更力匕3光學膜片，該微結構面包含該板體之一頂 面’且該光學膜片係設置於該微結構面上，該複數個凸 狀結構係抵觸該光學膜片。 19.如申請專利範圍第17項所述之背光模組其中該光學元 件更加包含-反射板，該微結構面包含該板體之一底 面，且該反射板係設置於該微結構面下方，該複數個凸 狀結構係抵觸該反射板。 汍如申請專利範圍第17項所述之背光模組，其中該板體之 側面係形成-入光面，該光源模組設置對應於該入光面。 乩=請專利範圍第17項所述之背光模組，其中相鄰該凸 狀結構間設置之該微結構數量係介於5至2〇之門 22.如申請專利範圍第17項所述之背光模組其中相a鄰該凸 狀結構間之間距係介於〇· 25毫米（軸)幻毫米 23·如申請專利範圍第17項所述之背光模組，盆中該凸B 構之高度係大於該微結構之高度至小八° … 少 1 t 米（mm)。 24. 如申請專利範圍第17項所述之背光·，其中該微結構 包含複數個長角柱棱鏡。 25. 如申請專利範圍第24項所述之背光模組’其中該長角柱 稜鏡係平行於該光源模組產生光線之射入方向。 26. 如申請專利範圍第24項所述之背光模組，其中該長角柱 稜鏡係垂直於該光源模組產生光線之射入方向。 2?·如申請專利範圍第24項所述之背光模組，其中該凸狀結 構係平行於該相鄰長角柱棱鏡。 28.如申请專利範圍第17項所述之背光模組，其中該微結構 包含複數個凸部。 29·如申請專利範圍第17項所述之背光模組，其中該凸狀結 構包含複數個長條結構。 30.如申明專利範圍第29項所述之背光模組，其中該長條結 構係沿該微結構面延伸。 31·如申請專利範圍第29項所述之背光模組其中該長條結 構具有梯型剖面。 32.如申請專利範圍第31項所述之背光模組，其中該梯型剖 面之-頂面寬度係介於5微米（//111)至15微米之間。 33·如申請專利範圍第29項所述之背光模組，其中該長條結 構具有半圓球狀剖面。 34.如申請專利範圍第17項所述之背光模組，其中該凸狀結 構包含複數個突柱。