專利名稱：導(dǎo)光板及背光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)光板，且特別是涉及一種用于背光模塊的導(dǎo)光板。
背景技術(shù)：
背光模塊可作為液晶顯示器的照明設(shè)備，其可由液晶面板的側(cè)面或背面 提供適當(dāng)?shù)墓饩€。將背光^^莫塊運(yùn)用于小型液晶顯示器中，可改善其在低亮度
周邊環(huán)境中的顯示能力；將背光模塊運(yùn)用于電腦顯示器以及液晶電視中，可 產(chǎn)生類似陰極射線管(cathode ray tube, CRT )顯示器的顯示效果。
常見的背光模塊光源有白熾光燈泡、發(fā)光二極管(light-emitting diode, LED)、電場發(fā)光面板(Electroluminescentpanel, ELP)、冷陰極射線管(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)或熱陰極射線管(hot cathode fluorescent lamps，HCFL)等。目前為止，使用最廣泛的背光模塊光源為CCFL。然而近 年來，市場對于顯示裝置薄形化的需求日益增高，由于LED元件尺寸小于 CCFL元件尺寸，因此LED背光模塊的前景看好，主要國際大廠的筆記型電 腦皆紛紛采用LED作為液晶顯示器的背光模塊光源。
然而，LED是一種點(diǎn)光源，所發(fā)出的光線具有很強(qiáng)的指向性，因此如何 將LED發(fā)出的光線均勻化，以提供高品質(zhì)的照明效果，是LED背光模塊所 面臨的重要課題。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的在于提供一種用于背光模塊的導(dǎo)光板，用以將 L E D光源發(fā)出的光線均勻化，以提升顯示裝置的效能與品質(zhì)。
本發(fā)明一態(tài)樣提出一種用于背光模塊中的導(dǎo)光板。根據(jù)一實(shí)施例，上述 導(dǎo)光板包含上平面、下平面以及至少一入光側(cè)面。其中上平面與下平面相對 且二者實(shí)際上相平行，入光側(cè)面和下平面形成一 夾角(31且 90°- sin-'(sir^xi)^卩l(xiāng) <90°,其中0為光線的入射角，iia為入射介質(zhì)的折射 率且nm為該孝"光板的折射率。如此，當(dāng)光線由入光側(cè)面進(jìn)入導(dǎo)光板時(shí)，會(huì)
被導(dǎo)引至下平面，而下平面上由多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)形成的擴(kuò)散圖樣可擴(kuò)散性地反射 光線，使得光線可由上平面射出。
本發(fā)明另一態(tài)樣提出一種背光模塊。根據(jù)一實(shí)施例，背光模塊包含上述 本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)光板及至少一光源。上述光源包含至少一發(fā)光二極管，設(shè) 于入光側(cè)面上。如此，當(dāng)光源發(fā)出的光線由入光側(cè)面進(jìn)入導(dǎo)光板時(shí)，會(huì)被導(dǎo) 引至下平面，而下平面上由多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)形成的擴(kuò)散圖樣可擴(kuò)散性地反射光 線，使得光線可由上平面射出。
根據(jù)本發(fā)明又一態(tài)樣提出一種液晶顯示裝置，其包含上述實(shí)施例的背光 模塊。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所
附附圖的詳細(xì)說明如下
圖1繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的背光模塊的立體圖2繪示圖1的背光模塊的導(dǎo)光板的示意圖3繪示圖1的背光才莫塊的剖面示意圖4繪示依照本發(fā)明另 一 實(shí)施例的背光模塊的剖面示意圖。
主要元件符號(hào)說明
100、200:背光模塊110、210:導(dǎo)光板
102、202:上平面120、220、222:光源
104、204:下平面130、230、232:軟性電路板
106、206、207:入光側(cè)面140、240、242:外罩
108、208:擴(kuò)散點(diǎn)
具體實(shí)施例方式
如前所述，由于LED的指向性極強(qiáng)，當(dāng)將LED背光模塊用于液晶顯示 裝置時(shí)，會(huì)在液晶面板的入光側(cè)出現(xiàn)熱點(diǎn)(hot spot)。為了改善此一問題， 在LED背光模塊中需加入擴(kuò)散裝置或?qū)Ч獍?，以將LED發(fā)出的光線導(dǎo)向液 晶面板。
另一方面，用于薄型化顯示裝置的小尺寸LED背光模塊通常采用側(cè)光 式(side view type )白光LED并^^配上述導(dǎo)光板。導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)會(huì)使得光線能量過于集中，因此會(huì)在液晶面板的出光側(cè)形成亮帶。
有鑒于此，本發(fā)明的一方面提供一種適用于背光模塊的導(dǎo)光板，可有效 地避免在液晶面板的出光側(cè)形成亮帶，使得LED光源發(fā)出的光線均勻地導(dǎo) 向液晶面板，以提升顯示裝置的效能與品質(zhì)。
請參照圖1,其繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的背光模塊的立體圖。在本實(shí)
施例中，背光模塊100包含導(dǎo)光板110以及光源120。上述導(dǎo)光板100具有 上平面102可用以射出光線；下平面104與上平面102相對且二者實(shí)際上互 相平行；由多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)構(gòu)成的擴(kuò)散圖樣(未繪示)配置于下平面104之上； 以及第一入光側(cè)面106。光源120可為LED光源，其位于第一入光側(cè)面106 之上。第一入光側(cè)面106和下平面104之間具有一夾角其角度為(31,而使得 光源120發(fā)出的光線可由第一入光側(cè)面106入射至導(dǎo)光板IIO之中，接著入 射光線經(jīng)折射后到達(dá)下平面104上，且此擴(kuò)散圖樣可擴(kuò)散性地反射入射光線 并由上平面102射出此光線。
值得注意的是，本實(shí)施例中，第一入光側(cè)面106和下平面104之間的特 定角度((31),可改變由光源120發(fā)出的光線進(jìn)入導(dǎo)光板110的入射角度以 及在導(dǎo)光板110中行進(jìn)的路徑。改變光線路徑有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，光線可朝 向下表面104行進(jìn)，以通過下表面104上的擴(kuò)散圖樣的多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)將光線均 勻化，以減少入光側(cè)熱點(diǎn)的形成。再者，此種配置使得原本直接朝向?qū)Ч獍?110出光側(cè)(也就是上表面102)的光線路徑改變，可改善出光側(cè)產(chǎn)生亮點(diǎn) 的缺陷。
請參照圖2,其繪示圖1中導(dǎo)光板的示意圖。本實(shí)施例詳細(xì)說明pi角度 的決定方法。圖2中，導(dǎo)光板110的上表面102長度為L,上表面102距離 下表面104的高度為t,入光側(cè)面106和下表面104的夾角角度為卩1，且下 表面104上有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)108所形成的擴(kuò)散圖樣。此外，圖2中以箭號(hào)表示
光線行進(jìn)路徑，虛線為過入射點(diǎn)的法線，入射角為e以及折射角為e，。
為了使導(dǎo)光板110達(dá)到最佳的導(dǎo)光效果，由光源120進(jìn)入導(dǎo)光板110的 光線，經(jīng)過折射后必須覆蓋全部下表面104才能保證所需的發(fā)光效果。換言 之，由A點(diǎn)入射的光線至少須到達(dá)B點(diǎn)，因此可得到下述方程式(一)
tan(0'+"^L 方程式(一)
又，已知〃1 =,,且在導(dǎo)光板110中，L通常遠(yuǎn)大于t,故可將方程式(一)
簡化成下述方程式(二)
<formula>formula see original document page 8</formula>方程式(二)
若導(dǎo)光板110的折射率為nm,且入射介質(zhì)的折射率為na，則可將e，表 示為下述方程式(三)<formula>formula see original document page 8</formula>方程式(三)
將方程式(三)代入方程式(二)可得到下述方程式(四)
<formula>formula see original document page 8</formula> 方禾呈式(四)
此外，如上所述，由于光線行進(jìn)路徑需朝向下表面104，因此卩1<90°， 故可得到下述方程式(五)，以計(jì)算本實(shí)施例中pi的較佳范圍<formula>formula see original document page 8</formula> 方程式(五)
根據(jù)本發(fā)明 一 實(shí)施例，導(dǎo)光板的材質(zhì)可為聚曱基丙烯酸曱酯(poly methyl methacrylate，PMMA),其折射率約為1.48。且由于光源緊鄰入光側(cè)面106, 故可將入射介質(zhì)的折射率na視為1。現(xiàn)有的LED由于其發(fā)光的強(qiáng)指向性， 光能量幾乎全部集中在發(fā)光軸士55。內(nèi)，故e最大角度約為55。。將上述條件 代入方程式(五)可得到56.4。$(31 <90。。
根據(jù)本發(fā)明另 一 實(shí)施例，導(dǎo)光板的材質(zhì)可為聚碳酸酯(polycarbonate, PC),其折射率約為1.59。且由于光源緊鄰入光側(cè)面106,故可將入射介質(zhì) 的折射率 視為i。 e最大角度約為55°。將上述條件代入方程式(五)則 可得到60.5。鄰1 <90°。
根據(jù)上述實(shí)施例，在設(shè)計(jì)導(dǎo)光板110時(shí)，可針對不同的導(dǎo)光板材質(zhì)，利 用上述方程式計(jì)算出適當(dāng)?shù)?31范圍。另一方面，在上述pl范圍中，也可通 過選擇特定(31角度，并根據(jù)需要合理配置下表面104上的擴(kuò)散點(diǎn)108的大
小及密度，以改變LED背光模塊100的光學(xué)效果。舉例而言，當(dāng)pi越大時(shí)， 在入光側(cè)經(jīng)擴(kuò)散點(diǎn)擴(kuò)散的光線也就越少，因而熱點(diǎn)的區(qū)域相對較大。
此外，圖2中繪示的導(dǎo)光板110具有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)108所形成的擴(kuò)散圖樣。 當(dāng)光線遇到下表面104上的擴(kuò)散點(diǎn)108時(shí)，擴(kuò)散點(diǎn)108能夠擴(kuò)散性地反射該 光線，以進(jìn)一步改變光線的行進(jìn)方向，且將光線均勻化。
擴(kuò)散點(diǎn)的制造方法主要有印刷法以及化學(xué)蝕刻法兩種。印刷法將具有高 度光散射特性的印刷涂料(如SiCb或Ti02),以網(wǎng)點(diǎn)印刷的方式形成于導(dǎo)光 板110的下表面104上?；瘜W(xué)蝕刻法則是將擴(kuò)散點(diǎn)以感光性油墨轉(zhuǎn)印在模具 上，再進(jìn)行曝光顯影并利用蝕刻液蝕刻。
在側(cè)光式背光模塊的導(dǎo)光板中，在鄰近光源處，擴(kuò)散點(diǎn)108的密度較疏 且通常直徑較?。辉谶h(yuǎn)離光源處，擴(kuò)散點(diǎn)108的密度較密且通常直徑較大。 如此，入射光線經(jīng)折射后可均勻地由上表面102射出。
圖3繪示背光模塊100的剖面示意圖。背光模塊100包含導(dǎo)光板110、 光源120、軟性電路板130以及外罩140。導(dǎo)光板110的下表面104上有多 個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)108。光源120設(shè)于軟性電^^反130上，且光源120緊鄰入光側(cè)面 106。外罩140覆蓋整個(gè)光源120 (以及軟性電路板130),且覆蓋部分的上 表面102及下表面104。
圖4繪示本發(fā)明另一實(shí)施例的背光模塊的剖面示意圖。根據(jù)圖4，背光 模塊200為雙側(cè)入光的形式，其結(jié)構(gòu)大致上與圖3的背光模塊100類似。詳 言之，背光模塊200包含導(dǎo)光板210、第一光源220及第二光源222、第一 軟性電路板230及第二軟性電路板232、以及第一外罩240及第二外罩242。 導(dǎo)光板210的下表面204上有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)208。第一光源220及第二光源222 分別設(shè)于第一軟性電路板230及第二軟性電路板232上，且第一光源220及 第二光源222分別緊鄰第一入光側(cè)面206及第二入光側(cè)面207。第一外罩240 及第二外罩242分別覆蓋整個(gè)第一光源220及第二光源222 (以及軟性電路 板230及232 )，且分別覆蓋部分的上表面202及下表面204。
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，在鄰近第一光源220及第二光源222處，擴(kuò)散 點(diǎn)208的密度較疏；且在遠(yuǎn)離第一光源220及第二光源222處，擴(kuò)散點(diǎn)208 的密度較密。
以上實(shí)施例中所述的背光模塊可適用于液晶顯示裝置。由于此背光模塊 采用特殊的結(jié)構(gòu)，可有效地防止亮帶及熱點(diǎn)產(chǎn)生。在實(shí)際運(yùn)中，此背光模塊
可提供更均勻的光線導(dǎo)向液晶面板，由此大幅提升顯示裝置的效能與品質(zhì)。
雖然已結(jié)合以上較佳實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動(dòng) 與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種導(dǎo)光板，適用于一背光模塊中，該導(dǎo)光板包含上平面，用以射出該光線；下平面，與該上平面相對；擴(kuò)散圖樣位于該下平面之上，其中該擴(kuò)散圖樣由多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)所組成；以及第一入光側(cè)面，其和該下平面形成一夾角角度β1且 id="icf0001" file="A2008102129590002C1.tif" wi="58" he="9" top= "78" left = "23" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>其中θ為光線的入射角，na為入射介質(zhì)的折射率且nm為該導(dǎo)光板的折射率，而使得由該第一入光側(cè)面入射的光線經(jīng)折射而到達(dá)該下平面上，且該擴(kuò)散點(diǎn)擴(kuò)散性地反射該入射光線并由該上平面射出該光線。
2、如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其中該上平面實(shí)質(zhì)平行于該下平面。
3、 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，還包含一第二入光側(cè)面和該第一入光 側(cè)面相對，且和該下平面形成一夾角角度卩2且90°- sin-'(sin^xi)S卩2〈90。， 而使得由該第 一入光側(cè)面入射的光線經(jīng)折射而到達(dá)該下平面上","'且該擴(kuò)散點(diǎn) 擴(kuò)散性地反射該入射光線并由該上平面射出該光線。
4、 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其材質(zhì)為聚甲基丙烯酸曱酯或聚碳酸酯。
5、 如權(quán)利要求1或3所述的導(dǎo)光板，其中當(dāng)該導(dǎo)光板的折射率為約1.48 時(shí)，卩1及卩2的范圍分別為56.4°^31 <90。以及56.4°鄰2<90。。
6、 如權(quán)利要求1或3所述的導(dǎo)光板，其中當(dāng)該導(dǎo)光板的折射率為約1.59 時(shí)，卩l(xiāng)及卩2的范圍分別為60.5。鄰1 <90°以及60.5。鄰2<90。。
7、 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光板，其中該擴(kuò)散點(diǎn)在鄰近該背光模塊的一 光源處的密度較疏且直徑較小，以及該擴(kuò)散點(diǎn)在遠(yuǎn)離該光源處的密度較密且 直徑較大。
8、 一種背光模塊，包含 導(dǎo)光板，包含上平面，用以射出該光線； 下平面，與該上平面相對；擴(kuò)散圖樣位于該下平面之上，其中該擴(kuò)散圖樣由多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)所組成；以及第一入光側(cè)面，其和該下平面形成 一 夾角角度pl且 卯。-sin"(sin^xi)S卩l(xiāng) <90。，其中e為光線的入射角，na為入射介質(zhì)的折射 率且nm為該導(dǎo)羌板的折射率；以及第一光源，設(shè)于該第一入光側(cè)面之上，其中該第一光源包含至少一個(gè)發(fā) 光二極管，其中，第一光源發(fā)出的光線由該第一入光側(cè)面入射至導(dǎo)光板中后經(jīng)折射 而到達(dá)該下平面上，且該擴(kuò)散點(diǎn)擴(kuò)散性地反射該入射光線并由該上平面射出 該光線。
9、 如權(quán)利要求8所述的背光模塊，其中該上平面實(shí)質(zhì)平行于該下平面。
10、 如權(quán)利要求8所述的背光模塊，其中該發(fā)光二極管設(shè)于一軟性電路 板上。
11、 如權(quán)利要求8所述的背光模塊，還包含第二入光側(cè)面，與該第一入光側(cè)面相對，且和該下平面形成一夾角角度 P2且90° - sin—1 (sin 6 x i) ^卩2 < 90°;以及第二光源，設(shè)1^亥第二入光側(cè)面之上，其中該第二光源包含至少一個(gè)發(fā) 光二極管，其中，第 一光源發(fā)出的光線由該第 一入光側(cè)面入射至導(dǎo)光板中后經(jīng)折射 而到達(dá)該下平面上，且該擴(kuò)散點(diǎn)擴(kuò)散性地反射該入射光線并由該上平面射出 該光線。
12、 如權(quán)利要求8所述的背光模塊，其中該發(fā)光二極管設(shè)于一軟性電路 板上。
13、 如權(quán)利要求8所述的背光模塊，其材質(zhì)為聚曱基丙烯酸甲酯或聚碳 酸酯。
14、 如權(quán)利要求8或11所述的背光才莫塊，其中當(dāng)該導(dǎo)光板的折射率為 約1.48時(shí)，pi及卩2的范圍分別為56.4。^pi <90。以及56.4°鄰2<90。。
15、 如權(quán)利要求8或11所述的背光模塊，其中當(dāng)該導(dǎo)光板的折射率為 約1.59日于，(31及卩2的范圍分別為60.5°鄰1 <卯。以及60.5。^32<90°。
16、 如權(quán)利要求8或11所述的背光模塊，其中該擴(kuò)散點(diǎn)在鄰近該第一 光源和/或該第二光源處的密度較疏且直徑較小，以及該擴(kuò)散點(diǎn)在遠(yuǎn)離該第一 光源和/或該第二光源處的密度較密且直徑4交大。
17、 一種液晶顯示裝置，包含一種如權(quán)利要求8或11所述的背光模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于背光模塊中的導(dǎo)光板，其具有上平面、下平面以及至少一入光側(cè)面。其中上平面與下平面相對且二者實(shí)際上相平行，入光側(cè)面和下平面形成一夾角其角度為β1且90°-sin<sup>-1</sup>(sinθ×(n<sub>a</sub>/n<sub>m</sub>))≤β1＜90°，其中θ為光線的入射角，n<sub>a</sub>為入射介質(zhì)的折射率且n<sub>m</sub>為該導(dǎo)光板的折射率。如此一來，當(dāng)光線由入光側(cè)面進(jìn)入導(dǎo)光板時(shí)，會(huì)被導(dǎo)引至下平面，而下平面上的擴(kuò)散點(diǎn)可擴(kuò)散性地反射光線，使得光線可由上平面射出。
文檔編號(hào)G02B6/00GK101349778SQ200810212959
公開日2009年1月21日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者郭運(yùn)濤 申請人:友達(dá)光電(蘇州)有限公司;友達(dá)光電股份有限公司