側光型背光模件的導光板構型的制作方法

專利名稱：側光型背光模件的導光板構型的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種背光模件的導光板構型；特別是涉及一種側光型背光模件的導光板構型。
背景技術：
近幾年來，液晶顯示面板的需求大為增加，高輝度與高對比以及短反應時間為目前選購液晶顯示面板必備的條件。一般的液晶顯示面板使用背光模件做為光源系統，如圖1所示，一現有技術背光模件的截面示意圖，其包括一光源11、一導光板12、一反光罩13及一反光片14。導光板12具有一光輸出用的出射面121、一背面122及一光輸入用的入射端面123，相對于入射光束呈垂直平面，并位于光源11一側。導光板背面122內部具有多個圓凸點124。光源11的發射光經投射至入射端面123，進入導光板12內部進行多次全反射，如光束B。當導光板12內部的反射光束A投射至此些圓凸點124時，被散射導引至出射面121輸出，如光束A1，成為背光模件的發光來源。反光罩13包圍光源11，以使光源11背面發射的光束經反光罩13反射，以投射在導光板12的入射端面123。反光片14設于導光板12背面122外部，以反射從導光板12背面122穿透的光束。
如上所述，光束在導光板12內部的出射方式利用反射光束投射在導光板12背面122內部的圓凸點124上，破壞其在導光板12內部的全反射能力，使光束能由出射面121出射。現有技術導光板12的材質為壓克力，其全反射臨界角為41.8°，光源11發射的光束，大都以平行光束從空氣投射至導光板12呈垂直平面的入射端面123，其在導光板12內部的入射角往往無法大于全反射臨界角。因此光束進入導光板12內部后，大都以一次光程方式行進，極容易從導光板相對入射端面123的一端出射，造成光源的損失。
據此，亟待提供一種改進的導光板結構造型，以克服現有技術中導光板的缺陷。

發明內容
本實用新型的主要目的在于提供一種側光型背光模件的導光板構型，通過導光板不同構型的光輸入用的入射端面，使入射光以大于導光板全反射臨界角的角度投射至導光板內部，以提高光束在導光板內部的光路延長性，增加光投射在導光板背面光散射圖案的機會，進而使導光板的光出射效率提高。
本實用新型的另一目的在于提供一種側光型背光模件的導光板構型，通過導光板不同構型的光輸入用的入射端面，增加投射光在導光板內的光路延長性，以使導光板的光利用率及光輸出均勻度提高，進而使結合本實用新型背光模件的顯示面板輝度增加。
根據以上所述的目的，本實用新型提供一種側光型背光模件的導光板構型，其包括一導光板主體，具有光輸入用的至少一入射端面、一背面及光輸出用的一出射面，其中此入射端面相對于入射光束呈非垂直面，及此背面具有一光散射圖案，供導引導光板內的反射光從此出射面輸出。透過導光板呈非垂直面的入射端面，使光投射至導光板內部的角度大于導光板的全反射臨界角，以提高光束在導光板內的光路延長性，進而增加導光板內反射光投射在光散射圖案的機會，以提高導光板的光出射效率。
通過本實用新型導光板不同形狀的入射端面結構造型，可改善導光板的光利用率及其光輸出均勻度，進而能提高結合本實用新型背光模件的顯示面板輝度。再者，本實用新型以提供不同構型變化的導光板應用于背光模件，可在不增加背光模件組件的情況下，提高背光模件的光利用率及光輸出均勻度，使顯示面板輝度提高。因此，本實用新型背光模件制造簡單，同時不增加制造成本。
本實用新型的目的及諸多優點通過以下具體實施例的詳細說明，并參照所示附圖，將趨于明了。


圖1為一傳統的背光模件截面示意圖；圖2為根據本實用新型一具體實施例的背光模件截面示意圖；圖3A至圖3G為本實用新型導光板構型的各種變化實例；圖4為光束在圖3A至圖3G的各種導光板構型內部的全反射次數及被接受到的光能量的關為圖；圖5A至圖5J為顯示本實用新型導光板入射端面構型的各種變化實例；圖6A至圖6J為顯示本實用新型導光板入射端面構型的各種變化實例；圖7A至圖7J為顯示本實用新型導光板入射端面構型的各種變化實例；圖8A至圖8F為本實用新型導光板構型的各種變化實例；圖9A至圖9F為本實用新型導光板構型的各種變化實例；圖10為使用本實用新型一背光模件的一液晶顯示器截面示意圖；圖11為一結合本實用新型背光模件的液晶顯示器分解示意圖；及圖12為具有圖11的液晶顯示器的一液晶顯示裝置的分解示意圖。
圖中符號說明11光源12導光板
13 反光罩14 反光片121出射面122背面123入射端面124圓凸點20 導光板主體21、22 入射端面23 背面24 出射面25 光源26 反光罩27 反光片28 擴散片29 液晶面板30 防護片31 棱鏡片200第一框體201a 螺孔210第二框體211a 螺孔220螺栓300液晶顯示器500背面框體501a 螺孔512螺栓520正面框體具體實施方式
本實用新型提供的一種側光型背光模件的導光板構型，是利用將導光板光輸入用的至少一入射端面設計成相對于入射光束呈非垂直面的不同構型，讓光束投射至入射端面后入射至導光板內部的入射角大于導光板的全反射臨界角，以使光束在導光板內能執行多次全反射，延長光束在導光板內的光路，以增加反射光投射至本實用新型導光板背面一光散射圖案的機會，使反射光經由光散射圖案散射導引輸出至導光板的一出射面的機率增加，進而提高導光板對光源的利用率及光輸出的均勻度。
本實用新型的側光型背光模件的導光板構型主要包括一導光板主體，具有光輸入用的至少一入射端面、一背面及光輸出用的一出射面，其中此入射端面相對于入射光束呈非垂直面，及此背面具有一光散射圖案，供導引導光板主體內的反射光從此出射面輸出。
以下通過圖2說明本實用新型側光型背光模件的導光板構型能提高導光板對光源的利用率及光輸出的均勻度的原理。圖2為本實用新型側光型背光模件的導光板構型的一具體實施例，其包括一矩形的導光板主體20，具有光輸入用的兩個入射端面21及22、一背面23及光輸出用的一出射面24。導光板主體20的入射端面21及22呈互為對稱的凸圓面，及導光板背面23內部具有一光散射圖案，由復數個凸狀物231組成，此些凸狀物231用以破壞導光板內的反射光的全反射能力，使導光板內的反射光經由凸狀物231散射導引輸出至出射面24。導光板主體20使用的材質具有高透光性，例如丙烯酸樹脂(acrylicresin)如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)(PMMA)(俗稱壓克力)、聚碳酸樹脂(polycarbonate resin)及玻璃。以壓克力材質的導光板主體20為例，其光折射率為1.414，可得到其全反射臨界角為41.8°，當光束經由入射端面21及22入射至導光板主體20的入射角θ控制在41.8°＜θ＜48.2°，則可使光束在導光板主體20內部執行全反射，使其光路延長性較好，進而提高反射光束投射至凸狀物231的機率，而增加反射光束經由出射面24輸出的機會，進而提高導光板對光源的利用率及其光輸出均勻度。本實用新型以導光板主體20的入射端面21及22呈凸圓面，可控制大多數平行光束入射至導光板主體20內部的入射角在41.8°＜θ＜48.2°，使光束在導光板主體20內部可執行全反射，具有較佳的光路延長性，而增加反射光束投射至凸狀物231的機率。再者，入射端面21及22呈互為對稱的凸圓面，光束在導光板主體20內部行進時，亦可通過投射至兩入射端面21及22的凸圓面內部反射回來，而不至從入射端面21及22出射。
圖3A至圖3G為顯示各種具不同入射端面構型的矩形導光板截面示意圖，其入射端面相對于投射光束依次呈垂直平面、斜平面、凸圓面、凹圓面、八角面、連續小圓面(連續凸曲面)、四分的一圓面(四分的一凸曲面)。圖4為顯示出光束在圖3A至圖3G的各種導光板內部的全反射次數及投射至導光板后被接受到的光能量大小，其中以入射端面呈凹圓面時，能接受到較多的光能量，即入射到較多的光束，而入射端面呈凸圓面時，光束在導光板內部能執行較多次的全反射。另一方面，導光板的入射端面呈垂直平面時，光束在導光板內部的全反射次數最少，而光束在呈非垂直面入射端面的導光板內部的全反射次數皆大于呈垂直平面入射端面的導光板。基于上述結果，本實用新型即利用各種呈非垂直面的不同構型的入射端面，使大多數平行光束投射至導光板入射端面后，其光束入射至導光板內部的入射角會大于導光板的全反射臨界角，以能執行全反射，增加光束在導光板內部的全反射次數，延長光束在導光板內部的光路，而提高光束投射至光散射圖案的機率，進而提高導光板的光源利用率及其光輸出均勻度。如此一來，可使結合本實用新型背光模件的顯示面板輝度增加。
圖5A至圖5J及圖6A至圖6J以及圖7A至圖7J為顯示本實用新型側光型背光模件的導光板呈非垂直面的入射端面構型的各種變化實例，包括斜平面、錐形面、凸圓面、凸曲面、凹曲面、連續凸曲面、連續凹曲面、多角形面、四分的一弧面、棱鏡面、階梯面、對稱雙階梯面及凹凸不規則面等。須注意的是，本實用新型導光板呈非垂直面的入射端面構型并不受限于上述的各種變化實例，凡能使入射光在導光板內部的入射角大于導光板的全反射臨界角的呈非垂直面的入射端面皆適合做為本實用新型導光板構型。此外，本實用新型的導光板主體除了矩形體外，亦可以是楔形體(wedge-type body)或梯形體(未示出)，如圖8A至圖8F所示，其中導光板主體只具有一呈非垂直面的入射端面，及可為對稱的雙楔形體，如圖9A至圖9F所示，其中兩入射端面構型可互為對稱。
另一方面，本實用新型導光板主體的光散射圖案除了形成在導光板背面內部外，亦可形成于導光板背面外部。同時可將導光板的出射面表面設計成棱鏡面，使出射光出射方向集中在結合的顯示面板的視角范圍內。本實用新型的側光型背光模件適用于單邊或雙邊側光型背光源系統，其可供做發光鍵盤、行動電話顯示面板、液晶顯示面板、電視畫面液晶顯示面板、掌上型數字助理(PDA)顯示面板及穿透式掃描儀等的背光源系統。例如，圖10所示，使用本實用新型背光模件的一液晶顯示器截面示意圖，其包括一導光板主體20、一光源25、一反光罩26、一反光片27、一擴散片28及一液晶面板29。導光板主體20具有至少一入射端面21及/或22，一具有凸狀物231組成的光散射圖案的背面23及一出射面24。光源25設于至少一入射端面21及/或22的一側，反光罩26包覆光源25周圍，使光源25的一開口處朝向入射端21，及反光罩26將光源25背面的發射光束反射。反光片27設于導光板主體20下方，供將從導光板主體20的背面23出射的光反射回至導光板主體20內部。擴散片28將經出射面24發射的光束予以擴散，以使背光模件的發射光束具有均勻度，而液晶面板29設于擴散片28上方。又，圖10所示的導光板主體20亦可為本實用新型圖3A至圖3G、圖5A至圖5J、圖6A至圖6J、圖7A至圖7J、圖8A至圖8F及圖9A至圖9F所示的各種變化實例。
圖11，為使用本實用新型側光型背光模件的一液晶顯示器分解示意圖，其中為使附圖不過于繁復，側光型背光模件的一些組成構件例如光源及包覆光源的反光罩經省略未示于圖中，導光板主體20的背面23的光散射圖案亦未示于圖中。圖11顯示的液晶顯示器(liquidcrystal display)結構包括從下至上依次疊合的一第一框體200、一反光片27、一入射端面21呈凸圓面的導光板20、一防護片(protectionsheet)30、一棱鏡片31、一擴散片28、一液晶面板(liquid crystal panel)29及一第二框體210。第一框體200的一側邊具有復數個螺孔201a，第二框體210的同一側邊同樣具有復數個螺孔211a對齊于第一框體200的螺孔201a，通過固定件例如螺栓220穿經第二框體210的螺孔211a及第一框體200的螺孔201a，以將液晶顯示器各構件組合一起。再者，棱鏡片26用以將導光板20的發射光束集中于液晶顯示器的視角范圍內，以提高液晶顯示器的發光亮度，擴散片28用以將導光板20的發射光束擴散，以提高液晶顯示器的發光均勻度。圖11所示的液晶顯示器各構件重疊次序可互相調換，例如擴散片28可與防護片30的位置互換，棱鏡片31上方也可加設另一棱鏡片(未示出)，其中兩棱鏡片的棱鏡排列方向互相垂直，亦可省略棱鏡片31，而將導光板21的出射面24表面設計成棱鏡面。
圖12具有圖11所示的液晶顯示器300的一液晶顯示裝置分解示意圖，其中液晶顯示器300與一背面殼體500及一正面殼體520組合一起。背面殼體500的一側邊具有復數個螺孔501a對齊于第二框體210的側邊螺孔211a，通過固定件例如螺栓512穿經螺孔501a、211a，將液晶顯示器300及背面殼體500組合一起。正面殼體520再通過卡合方式與背面殼體500接合，以將液晶顯示器300容納于兩者間。又，圖11所示的導光板主體20亦可為本實用新型圖3A至圖3G、圖5A至圖5J、圖6A至圖6J、圖7A至圖7J、第八A圖至第八F圖及圖9A至圖9F所示的各種變化實例。
本實用新型以提供不同構型變化的導光板應用于背光模件，可在不增加背光模件組件的情況下，提高背光模件的光利用率及光輸出均勻度，使顯示面板輝度提高。本實用新型背光模件制造簡單，同時不增加制造成本。
以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并非用以限定本實用新型的申請專利范圍；凡其它未脫離本實用新型所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在所述的申請專利范圍內。
權利要求1.一種側光型背光模件的導光板構型，其特征在于，包括一導光板主體，具有光輸入用的至少一入射端面、一背面及光輸出用的一出射面，其中該入射端面相對于入射光束呈非垂直面，及該背面具有一光散射圖案，供導引該導光板主體內的反射光從該出射面輸出；至少一光源，位于該導光板的該入射端面一側；一反光罩，包覆于該光源周圍，以使該光源的一開口處朝向該導光板主體的該入射端面；一反光片，位于該導光板主體下方；及一擴散片，位于該導光板主體上方。
2.如權利要求1所述的側光型背光模件的導光板構型，其特征在于，上述的導光板主體選自下列任一者矩形體、楔形體、梯形體及對稱雙楔形體。
3.如權利要求1所述的側光型背光模件的導光板構型，其特征在于，上述的入射端面的該非垂直面選自下列任一者斜平面、錐形面、凸圓面、凸曲面、凹曲面、連續凸曲面、連續凹曲面、多角形面、四分的一弧面、棱鏡面、階梯面、對稱雙階梯面及凹凸不規則面。
4.如權利要求2所述的側光型背光模件的導光板構型，其特征在于，上述的入射端面的該非垂直面選自下列任一者斜平面、錐形面、凸圓面、凸曲面、凹曲面、連續凸曲面、連續凹曲面、多角形面、四分的一弧面、棱鏡面、階梯面、對稱雙階梯面及凹凸不規則面。
5.如權利要求1所述的側光型背光模件的導光板構型，其特征在于，上述的導光板主體具有兩個該入射端面。
6.如權利要求5所述的側光型背光模件的導光板構型，其特征在于，上述的兩個入射端面互為對稱的非垂直面。
7.如權利要求5所述的側光型背光模件的導光板構型，其特征在于，上述的入射端面的該非垂直面選自下列任一者斜平面、錐形面、凸圓面、凸曲面、凹曲面、連續凸曲面、連續凹曲面、多角形面、四分的一弧面、棱鏡面、階梯面、對稱雙階梯面及凹凸不規則面。
8.如權利要求1所述的側光型背光模件的導光板構型，其特征在于，上述的出射面的一表面呈一棱鏡面。
9.如權利要求1所述的側光型背光模件的導光板構型，其特征在于，上述的光散射圖案包含復數個凸狀物。
10.如權利要求1所述的側光型背光模件的導光板構型，其特征在于，上述的光散射圖案形成于該背面內部。
專利摘要一種側光型背光模件的導光板構型。本實用新型的導光板構型包括一導光板主體，其具有光輸入用的至少一入射端面、一背面及光輸出用的一出射面，其中此入射端面相對于入射光束呈非垂直面，及此背面具有一光散射圖案，供導引導光板內的反射光從此出射面輸出。透過導光板呈非垂直面的入射端面，使光投射至導光板內部的角度大于導光板的全反射臨界角，以提高光束在導光板內的光路延長性，進而增加導光板內反射光投射在光散射圖案的機會，以提高導光板的光出射效率。
文檔編號G02F1/13357GK2619291SQ0326207
公開日2004年6月2日 申請日期2003年5月21日 優先權日2003年5月21日
發明者許全裕, 張中彥, 鄭慶汶 申請人:力捷電腦股份有限公司