专利名称：背光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种导光板与使用此导光板的背光模块；具体而言，本发明涉 及一种供显示装置使用的导光板与使用此导光板的背光模块。
背景技术：
显示装置被广泛应用在如电视、计算机、行动电话及个人数字助理 (Personal Digital Assistant, PDA)上。特别是液晶显示装置更是广受应用。 由于液晶显示装置的尺寸越做越大、产品规格越来越好，市场范围得以不断扩 大。背光模块为液晶显示装置重要的零元件之一。由于液晶显示装置里的液晶 材料本身并不具发光性，因此需借助背光模块提供光线来达到显示效果。特别 是近年来液晶显示装置的市场需求大幅成长，为配合液晶显示装置在功能上及 外观上的要求，液晶显示装置所使用的背光模块设计也日趋多元化。
背光模块主要包含导光板，发光元件，反射板，及一至多数个光学膜片。 为了能够达到低功率、亮度高、光度均匀及可控制视角等的背光模块设计目标， 背光模块内部的光学元件，如导光板及光学膜片，使用许多不同的光学设计来 提升光线的使用效率。导光板的主要功能为引导光线的方向，并达到亮度均匀 的效果。目前，若导光板的表面较光滑时，大角度的入射光将会产生散射现象， 不仅降低光源的发光效率，且对影像的视角及光线的均匀度都产生不良影响。 现有技术中解决此问题的一种方式为采用具有较大发光角度的改良光源。例 如，如图la所示，光源100'由发光二极管(LED)101'以广角的封装体103' 取代传统的光源100的发光二极管的封装体103;有别于传统的棱镜封装，半 圆形状棱镜封装体103，可让封装于内的LED灯lOl，的有效发光角度增大。
此外，背光模块的发光元件常应用的发光二极管(LED)，其具有点光源的 特性，此种点光源入射于光滑的导光板表面时，易于导光板表面产生热点 (hotspot)，使光线散布不均匀并且造成不期望的亮点。图lb所示为现有技 术中所采用具微结构的导光板130与光源100(或100')侧视图。如图所示，现有技术的导光板130的微结构的设置可使热点(hotspot)的状况改善；然而， 光源100发出的光线，如图lb的X箭头所示，入射于具此等微结构的导光板
130时，微结构的缝隙使部分光线漏出，使得光线提供的入光效率下降。
发明内容
本发明的目的在于提供-种背光模块，具有较佳的发光效率与较均匀的发 光效果。
本发明的另一目的在于一导光板，避免热点产生且使光线均匀散布。 为实现上述目的，本发明提供一种背光模块，该背光模块具有发光元件以 及导光板。导光板具有入光面，发光元件对应于导光板的入光面那一侧设置， 提供光线从入光面进入导光板，光线在导光板内行进，以提供均匀的发光效果。 入光面上设置有多数微结构，每一个微结构具有微结构深度，而导光板垂直于
该法线方向具有板体厚度，微结构深度与板体厚度的比值实质上介于0.003 至0.0625。
采用本发明的背光模块，可提供较佳的发光效率与较均匀的发光效果。 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。
图la为现有技术采用的光源的示意图lb为现有技术中所采用具微结构的导光板与光源侧视图； 图2为本发明一实施例的背光模块的爆炸图3为图2中导光板与发光元件沿A-A'切线的横切面的示意图4为本发明实施例D/L相对入光效率的关系图5a为图2的导光板及其上微结构的局部放大示意图5b为另一实施例的导光板及其上微结构的局部放大示意图6a为本发明实施例的发光元件所发出的光线入射于微结构的局部示意 图；以及
图6b为图6a的导光板与光源的侧视图。 其中，附图标记10:背光模块
30、 30':导光板
301:入光面
330、 330':微结构 40、 40，发光元件
50:光学膜片 60:框体 N:法线方向 P:最低点 S:斜面
e:斜面与法线方向夹角 e ':弧面与法线方向夹角
具体实施例方式
本发明提供一种导光板以及使用此导光板的背光模块。以较佳实施例而 言，此背光模块供液晶显示面板使用。然而在不同实施例中，此背光模块也可 供计算机键盘、行动电话按键、广告牌及其它需要平面光源的装置使用。进一 步而言，本发明更包含使用此导光板的显示装置，包含家用的液晶电视、个人 计算机及膝上型计算机的液晶监视器、行动电话及数字相机的液晶显示屏等。
图2为本发明一实施例的背光模块10的爆炸图。背光模块10包括导光板 30，发光元件40，光学膜片50与框体60。导光板30、发光元件40与光学膜 片50装设于框体60中，光学膜片50则与导光板30重迭设置。框体60可供 支撑或定位导光板30，发光元件40与光学膜片50。光学膜片50的数量与种 类可视不同情况而有所调整，其它实施例中也可能不装设光学膜片于背光模块 内。本实施例的背光模块10为侧入式入光方式设置光源，意即，发光元件40 设置于靠近导光板30的一侧且不与导光板30重迭。在此实施例中，发光元件 包含如发光二极管光源的点光源；然而在不同实施例中，发光元件也可由灯管 等线光源或其它类型的光源装置提供。
请继续参考图2，本实施例中，邻近于发光元件40的导光板30的一侧即 为入光面301，供接收来自发光元件40的光线。导光板30更包括多数微结构330设置于入光面301上。由图2可见，本实施例的微结构330为具冇四凸形 状的结构。此实施例的微结构330沿入光面301的法线方向(也即，与入光面 垂直的方向)朝着入光面301内凹陷与远离入光面301凸起，而形成多数凹槽。
图3为图2中导光板30与发光元件40沿A-A'切线的横切面的示意图。 此等凹槽状的微结构330于入光面301法线方向的凹陷深度定义为微结构深度 D(如图2)。如图3所示，垂直于上述法线方向，导光板30具有板体厚度L。 本发明的微结构深度D与板体厚度L的比值实质上介于0. 003至0. 0625。举 例而言，本发明的一例中供大尺寸显示面板用的导光板的板体厚度L若约略为 800微米(ix m)，则其微结构深度D可落于2. 4微米O m)至50微米(ii m)的范 围之间。本发明的较佳实施例中，微结构深度D与板体厚度L的比值较佳落于 0.01至0.05之间；也即，以上述例子来说，若导光板的板体厚度L为800微 米U m)，则微结构深度D的最佳范围落于8微米(tx m)至40微米U m)。
本发明如是的微结构深度D与板体厚度L的比值(D/L)的设计，可使入光 效率较佳化。图4所示为本发明的微结构深度D与板体厚度L的比值(D/L)相 对入光效率的关系图。依照实验所得以及如图所示，D/L的值落于0. 01至0. 05 之间时的入光效率，比D/L大于0. 1时的入光效率至少改进3%;然而，本发 明的微结构的D/L值调整介于0. 003至0. 0625之间时，其入光效率即有改善 (相较于先前技术的微结构的D/L值时所表现的入光效率)。
图5a为图2的导光板30以及其上微结构330的局部放大示意图。此例中， 导光板30上的微结构330于平行于入光面法线方向的横切面上具有V字形截 面。如图所示，此等V字形凹槽具有多数最低点P以及连接其间的多数斜面S; 斜面S延伸的方向与入光面301的法线方向N之间所形成夹角e较佳地介于 30°至60°之间。然而，其它实施例中也可以有不同态样的微结构设计；请 参考图5b， 一实施例的导光板30'具有微结构330'，于入光面法线方向的 横切面上具有圆弧形截面，也即，微结构330'具有多数弧面，而每一弧面的 顶点的切线方向与入光面的法线方向N的夹角9 '较佳介于30。至60°之间。 此外，本发明其它实施例中，入光面上也可具有部份V字形、部份圆弧形的微 结构；然而，本发明导光板的微结构形状并不限于此，端视设计需求而定。如 上述实施例的导光板与微结构，其板体厚度L以及微结构深度D的相对应设计， 可使导光板30的入光面301所接受的光线具有较佳的入射效率，于以下详述。基于光线反射原理，入射光相对于一平面的入射角越大，其产生的反射光
越大，也即，入射光能穿透平面的穿透率越低。图6a为本发明实施例的发光 元件40所发出的光线(如箭头所示)入射于微结构330的局部示意图，其以V 字形的微结构举例说明。由图6a可见，光线入射于入光面301的微结构330 的斜面上；由于微结构330的斜面与入光面法线方向的夹角介于30。至60° 之间，因此，入射光大部份能穿透入光面301以进入导光板30。本发明实施 例的导光板30的光线穿透率较现有技术中使用光滑平面作为入光面的光线穿 透率为高。同时，如图6b所示的本发明实施例的导光板30与发光元件40的 侧视图，本发明中所设计的导光板30的微结构深度D与导光板30的板体厚度 L具特定比值，尤其是微结构中的凹凸形状的尺寸，使得光源(发光元件40) 发出的光线Y不会自微结构所造成的缝隙中漏出，如图所示且光线Y可于具有 此板体厚度的导光板中均匀地反射与行进。
当然，本发明还可有其它多种实施例，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。
权利要求
1.一种背光模块，其特征在于，包括一发光元件；以及一导光板，具有一入光面，该发光元件面对且邻近于该入光面设置，多数微结构设置于该入光面上，每一该微结构沿该入光面的法线方向具有一微结构深度，该导光板垂直于该法线方向具有一板体厚度，该微结构深度与该板体厚度的比值介于0.003至0.0625之间。
2. 根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该些微结构具有多数最 低点以及连接于该些最低点的多数斜面，该些斜面的延伸方向与该入光面的法 线方向的夹角介于30度至60度之间。
3. 根据权利要求2所述的背光模块，其特征在于，每一该些微结构于平行 于该法线方向的一横切面上具有一 V字形截面。
4. 根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该些微结构具有多数弧 面，每一该些弧面自该顶点延伸的切线方向与该入光面的法线方向的夹角介于 30度至60度之间。
5. 根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，每一该些微结构于平行 于该法线方向的一横切面具有一圆弧形截面。
6. 根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该些微结构沿该入光面 的法线方向的至少部份横切面具有多数V字形截面，至少部份横切面具有多 数圆弧形截面。
7. 根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该微结构深度与该板体 厚度的比值介于0.01至0.05之间。
8. 根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该板体厚度约为800微 米，该微结构深度约介于2.4微米至50微米。
9. 根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该发光元件包括一发光 二极管。
10. 根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该发光元件包括一 灯管。
全文摘要
本发明所提供一种背光模块，具有发光元件以及导光板。导光板具有入光面，发光元件对应于导光板的入光面那一侧设置，提供光线从入光面进入导光板，光线在导光板内行进，以提供均匀的发光效果。入光面上设置有多数微结构，每一个微结构具有微结构深度，而导光板具有板体厚度，微结构深度与板体厚度的比值实质上介于0.003至0.0625。
文档编号G02B6/00GK101308289SQ200810132558
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者蔡海恩 申请人:友达光电股份有限公司