导光板微结构及应用其的导光板和背光模块

摘要

本发明公开了一种导光板微结构及应用其的导光板和背光模块，该导光板微结构。上述导光板微结构设于导光板的至少一表面之上，其包含多个沟槽单元以连续地或不连续地排列于上述表面上，该沟槽单元其中之一的一起始点与次一沟槽单元的一起始点间的距离小于等于400μm。上述沟槽单元包含多种沟槽结构。该多种沟槽结构的二斜面形成多种夹角，每一该种夹角的角度介于80度至160度之间，且该多种夹角的角度相互不同。

权利要求

1.一种导光板微结构，其特征在于，该导光板微结构设于一导光板的至少一表面，该导光板微结构包含：多个沟槽单元，该些沟槽单元连续地或不连续地排列于该导光板的该至少一表面上，该沟槽单元其中之一的一起始点与次一沟槽单元的一起始点间的距离小于等于400μm，该些沟槽单元包含多种沟槽结构，其中该多种沟槽结构的二斜面形成的多种夹角，每一该种夹角的角度介于80度至160度之间，且该多种夹角的角度相互不同。

2.如权利要求1所述的导光板微结构，其特征在于，该多种沟槽结构的每一种的一底面宽度分别介于5μm至400μm之间。

3.如权利要求1所述的导光板微结构，其特征在于，该至少一表面为该导光板的一上表面。

4.如权利要求4所述的导光板微结构，其特征在于，该至少一表面更包含该导光板的一下表面。

5.如权利要求4所述的导光板微结构，其特征在于，该至少一表面更包含该导光板的一入光侧面。

6.一种导光板，其特征在于，至少包含：

一入光侧面；

一下表面；以及

一上表面，其上设有一导光板微结构，其中该导光板微结构至少包含：多个沟槽单元，该些沟槽单元连续地或不连续地排列于该导光板的该至少一表面上，该些沟槽单元其中之一的一起始点与次一沟槽单元的一起始点间的距离小于等于400μm，该些沟槽单元包含多种沟槽结构，其中该多种沟槽结构的二斜面形成的多种夹角，每一该种夹角的角度介于80度至160度之间，且该多种夹角的角度相互不同。

7.如权利要求7所述的导光板，其特征在于，该多种沟槽结构的每一种的一底面宽度分别介于5μm至400μm之间。

8.如权利要求7所述的导光板，其特征在于，该下表面经喷沙处理或具有该导光板微结构。

9.如权利要求7所述的导光板，其特征在于，该入光侧面为光滑面、粗糙面或具有该导光板微结构。

10.一种背光模块，其特征在于，至少包含：

多个LED光源；以及

一导光板，其一入光侧面设有该些LED光源，其中该导光板的至少一表面上设有一导光板微结构，该导光板微结构至少包含：多个沟槽单元，该些沟槽单元连续地或不连续地排列于该导光板的该至少一表面上，该些沟槽单元其中之一的一起始点与次一沟槽单元的一起始点间的距离小于等于400μm，该些沟槽单元包含多种沟槽结构，其中该多种沟槽结构的二斜面形成的多种夹角，每一该种夹角的角度介于80度至160度之间，且该多种夹角的角度相互不同。

11.如权利要求12所述的背光模块，其特征在于，该些LED光源间的一距离为5mm至

8mm。

12.如权利要求12所述的背光模块，其特征在于，该多种沟槽结构的每一种的一底面宽度分别介于5μm至400μm之间。

13.如权利要求12所述的背光模块，其特征在于，该导光板的一下表面经喷沙处理或具有该导光板微结构。

14.如权利要求12所述的背光模块，其特征在于，该导光板的该入光侧面为光滑面、粗糙面或具有该导光板微结构。

说明书

导光板微结构及应用其的导光板和背光模块

技术领域

[0001] 本发明是有关于一种背光模块的导光板，且特别是有关于该导光板的微结构。

背景技术

[0002] 背光模块可作为液晶显示器的照明设备，其可由液晶面板的侧面或背面提供适当的光线。将背光模块运用于小型液晶显示器中，可改善其在低亮度外围环境中的显示能力；将背光模块运用于计算机显示器以及液晶电视中，可产生类似阴极射线管(cathode ray tube，CRT)显示器的显示效果。

[0003] 发光二极管(light-emitting diode，LED)是常见的背光模块光源。然而LED是一种点光源，所发出的光线具有很强的指向性，当将LED背光模块用于液晶显示装置时，会在液晶面板的入光侧出现热点(hot spot)。为了改善此一问题，在LED背光模块中需加入扩散装置或导光板，以将LED发出的光线均匀化后再导向液晶面板。

[0004] 由于LED磊晶与封装技术的提升，LED的亮度亦随的大幅提升，制造商亟欲减少LED光源的数目，以降低生产成本。然而，使用高亮度LED或减少LED光源数目，又会使得上述局部热点的现象更形严重。因此在设计时无法依实际需求而降低LED数目或必须降低LED驱动电流。

[0005] 因此，相关领域亟需一种能够轻易地将LED发出的光线均匀化的结构与方法。

发明内容

[0006] 因此，本发明之一方面就是在提供一种导光板微结构，可用以将LED发出的光线均匀化。根据本发明一实施例，上述导光板微结构设于导光板的至少一表面，其包含多个沟槽单元连续地或不连续地排列于该表面上。上述沟槽单元包含多个沟槽单元以连续地或不连续地排列于上述表面上，该沟槽单元其中之一的一起始点与次一沟槽单元的一起始点间的距离小于等于400μm。上述沟槽单元包含多种沟槽结构。该多种沟槽结构的二斜面形成多种夹角，每一该种夹角的角度介于80度至160度之间，且该多种夹角的角度相互不同。

[0007] 本发明之另一方面在提供一种导光板，其至少包含一入光侧面、一下表面及一上表面。在上述导光板的上表面之上设有本发明实施例所述的导光板微结构。

[0008] 本发明的又一方面在提供一种背光模块，其至少包含本发明实施例所述的导光板及多个LED光源，其中LED光源设于导光板的入光侧面。

附图说明

[0009] 为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：

[0010] 图1绘示依照本发明一实施例的导光板的部分剖面图；

[0011] 图2绘示依照本发明一实施例的导光板的部分剖面图；

[0012] 图3A绘示依照本发明一实施例的导光板的部分剖面图；

[0013] 图3B绘示依照本发明一实施例的导光板的部分剖面图；

[0014] 图4A绘示依照本发明一实施例的导光板的部分剖面图；

[0015] 图4B绘示依照本发明一实施例的导光板的部分剖面图；

[0016] 图5绘示依照本发明一实施例的背光模块的部分剖面图；

[0017] 图6绘示依照本发明一实施例的背光模块的部分剖面图。

[0018] 【主要组件符号说明】

[0019] 100、200、300、350、400、450、510、610导光板

[0020] 110、210、410、460、530、630沟槽单元

[0021] 112、114、212、214、216、218沟槽结构

[0022] 500、600背光模块

[0023] 520、620LED光源

具体实施方式

[0024] LED光源通常位于导光板的入光侧面，LED光源所发出的光线进入导光板后会以任意的角度及方向在导光板内行进，并藉由全反射现象，将光线传播至整个导光板范围中。为了让光线由导光板射出，导光板的至少一表面上必须具有扩散点或微结构，以将光线的行进方向导引至导光板的出光面(通常为上表面)。

[0025] 已知在导光板中，邻近光源处的能量最高，且能量随着与光源距离变远而逐渐减弱。换句话说，在远离光源处，将光线导引出来的效率必须较高，才可达到将光线均匀化的目的。因此，相关领域在配置上述扩散点或微结构时，通常会针对光源的位置来调整扩散点或微结构的图样或形状，以使得整个导光板发出的光线更为均匀。如此一来，若欲调整光源的数目或位置，就必须重新设计导光板的微结构配置。

[0026] 有鉴于此，本发明的一方面提供了一种导光板微结构，可用以将LED发出的光线均匀化。根据本发明一实施例，上述导光板微结构设于导光板的至少一表面，其包含多个沟槽单元连续地或不连续地排列于该表面上。

[0027] 根据本发明的实施例，一沟槽单元的起始点与下一沟槽单元的起始点间的距离小于等于约400μm。

[0028] 上述沟槽单元具有多种沟槽结构，亦即该沟槽单元可具有二种、三种、四种乃至于更多适当数目的沟槽结构种类。根据本发明的原理及精神，上述每一种沟槽结构的二斜面所形成的夹角角度互不相同且分别介于约80°至约160°之间；此外，每一种沟槽结构的底面宽度分别介于约5μm至约400μm之间。

[0029] 举例而言，根据本发明一实施例，一沟槽单元包含至少一第一种沟槽结构和至少一第二种沟槽结构。第一种沟槽结构的二斜面形成第一夹角，其角度介于约80°至约160°之间。第二种沟槽结构的二斜面形成第二夹角，其角度介于约80°至约160°之间，且与第一夹角的角度不同。根据本实施例，第一种沟槽结构以及第二种沟槽结构为V型沟槽，其底面宽度分别介于约5μm至约400μm之间。根据本发明一实施例，上述导光板微结构至少设于导光板的上表面(出光面)。根据本发明另一实施例，上述导光板的微结构至少设于导光板的上表面及下表面，且此时上表面的沟槽结构配置方向与下表面的沟槽结构配置方向互相垂直。根据本发明又一实施例，上述导光板的微结构至少设于导光板的上表面及入光侧面。此外，根据本发明其它实施例，导光板的下表面可为光滑面或经喷沙(sand-blasting)处理；以及导光板的入光侧面可为光滑面或粗糙面。

[0030] 背光模块中，LED光源间的距离通常以毫米计，而根据本发明各实施例，每一沟槽单元的起始点与次一沟槽单元的起始点间的距离应小于等于400微米。由于沟槽单元的尺寸相对远小于LED光源间距，因此在单一LED光源间距中，会重复出现多组沟槽单元，以将LED光源发出的光线均匀化。由此可知，利用本发明的精神及原理来设计导光板微结构时，不需如先前技术一般考虑特定沟槽结构与LED光源的相对位置间的关系。

[0031] 下文以数种例示实施例并参照附图，详细说明各实施例中沟槽单元的配置方式。

[0032] 实施例1

[0033] 请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的导光板100的部分剖面图。导光板100的上表面设有导光板微结构，此一导光板微结构包含连续排列的多个沟槽单元110。沟槽单元110包括第一沟槽结构112以及第二沟槽结构114。第一沟槽结构112的二斜面形成的夹角为100°，而第二沟槽结构114的二斜面形成的夹角为140°。在本实施例中，沟槽结构112及114的底面宽度为约50μm。在本实施例中，导光板100的下表面可为光滑面或经喷沙处理。

[0034] 实施例2

[0035] 请参照图2，其绘示依照本发明一实施例的导光板200的部分剖面图。导光板200的上表面设有导光板微结构，根据本实施例，导光板微结构的沟槽单元210由第一沟槽结构212、第二沟槽结构214、第三沟槽结构216及第四沟槽结构218所组成。第一沟槽结构112的二斜面形成的夹角为100°、第二沟槽结构114的二斜面形成的夹角为140°、第三沟槽结构216的二斜面形成的夹角为80°以及第四沟槽结构218的二斜面形成的夹角为
160°。在本实施例中，沟槽结构212、214、216及218的底面宽度为L，L的长度可介于约
5μm至约100μm。在本实施例中，导光板200的下表面可为光滑面或经喷沙处理。

[0036] 实施例3

[0037] 请参照图3A及图3B，分别绘示依照本发明实施例的导光板300及导光板350的部分剖面图。导光板300及导光板350的上表面设有导光板微结构。导光板300及导光板350的沟槽单元都是由两种具有不同顶角的沟槽结构所组成，差别仅在于两种导光板微结构中，二沟槽结构的排列顺序不同。在本实施例中，θ1及θ2的角度可分别介于约80°至约160°之间，其中θ1及θ2的角度不同，而L可介于约5μm至约80μm。在本实施例中，导光板300及导光板350的下表面可分别为光滑面或经喷沙处理。

[0038] 实施例4

[0039] 请参照图4A及图4B，分别绘示依照本发明实施例的导光板400及导光板450的部分剖面图。导光板400及导光板450的上表面设有导光板微结构。导光板400的沟槽单元410以及导光板450的沟槽单元460都是由三种具有不同顶角(分别为80°、160°及120°)的沟槽结构所组成，差别仅在于沟槽单元410是连续地排列于导光板400的上表面，而沟槽单元460是不连续地排列于导光板450的上表面。在本实施例中，导光板400及导光板450的下表面可分别为光滑面或经喷沙处理。

[0040] 根据本发明的原理与精神，每一沟槽结构的底面宽度L应介于5μm至400μm，且每一沟槽结构的起始点与下一沟槽结构的起始点间的距离应小于等于400μm。因此，在图4A中，沟槽单元410的宽度(3L)应小于等于400μm；在图4B中，沟槽单元460的宽度(3L)加上沟槽单元间的距离D的总和应小于等于400μm。

[0041] 实施例5

[0042] 请参照图5，其绘示依照本发明一实施例的背光模块500的部分剖面图。背光模块500包含导光板510及多个LED光源520，LED光源520设于导光板510的入光侧面上。在本实施例中，导光板510的上表面设有由多个沟槽单元530连续排列所形成的导光板微结构，而导光板500的下表面可为光滑面或经喷沙处理。

[0043] 在本实施例中，沟槽单元530是由角度分别为100°及140°的两种沟槽结构所组成。然而，本发明其它实施例并不仅限于三种沟槽结构，而可以运用任何数目的多种沟槽结构。根据本发明的原理及精神，每一沟槽结构的底面宽度应介于5μm至400μm之间，且沟槽单元的宽度应小于等于400μm，以使得在二LED光源520的间隔距离中，可重复出现多组沟槽单元530。举例来说，二LED光源520间的间距可为约5.4mm，沟槽单元530的宽度可为100μm，如此一来，在二LED光源520间的间距中，可重复出现54组沟槽单元530。

[0044] 实施例6

[0045] 请参照图6，其绘示依照本发明一实施例的背光模块600的部分剖面图。背光模块600包含导光板610及多个LED光源620，LED光源620设于导光板610的入光侧面上。在本实施例中，导光板610的上表面设有由多个沟槽单元630不连续排列所形成的导光板微结构，且导光板610的下表面设由多个沟槽单元640连续排列所形成的导光板微结构。于此种上表面及下表面皆设有导光板微结构的配置中，位于上表面的沟槽结构的走向和位于下表面的沟槽结构的走向互相垂直。

[0046] 在本实施例中，沟槽单元630由角度分别为80°、160°及120°的三种沟槽结构所组成。然而，本发明其它实施例并不仅限于三种沟槽结构，而可以运用任何数目的多种沟槽结构。根据本发明的原理及精神，每一沟槽结构的底面宽度应介于5μm至400μm之间，且每一沟槽单元630与下一沟槽单元630间的距离(在本实施例中，该距离为3L+D)应小于等于400μm，以使得在二LED光源620的间隔距离中，可重复出现多组沟槽单元630。举例来说，二LED光源620间的间距可为约7.9mm，沟槽单元630的宽度(3L)可为300μm，沟槽单元630间的距离(D)可为100μm，如此一来，在二LED光源520间的间距中，可重复出现将近20组沟槽单元630。

[0047] 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。