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CN104597553B - 导光板 - Google Patents

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CN104597553B
CN104597553B CN201310526667.0A CN201310526667A CN104597553B CN 104597553 B CN104597553 B CN 104597553B CN 201310526667 A CN201310526667 A CN 201310526667A CN 104597553 B CN104597553 B CN 104597553B
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Abstract

一种导光板。该导光板具有一板体与形成于该板体上的多个微结构，该板体具有一入光面、一出光面及邻接该入光面与该出光面的至少一侧面，该入光面垂直该出光面，至少一光源适于配置于该入光面旁，以使该光源产生的光线经由该入光面射入该板体并经由该出光面射出该板体，该些微结构分布于该入光面与该侧面，其中位于该入光面的该些微结构分别呈凸面结构，位于该侧面的该些微结构分别呈凹面结构。本发明能有效提高光线在导光板内的传送效率。

Description

导光板
技术领域
本发明是有关于一种导光板。
背景技术
一般而言，液晶显示装置是由液晶面板与背光模块所构成。液晶面板藉由液晶分子的转动与偏光板的作用，来改变光线在不同像素区域的通过量，而在不同像素区域造成明暗差异，以达到显示影像的目的。由于液晶本身并不具备发光特性，所以需依赖背光模块提供面光源。随着大尺寸、薄型化的发展趋势，目前的背光模块大多采用侧面入光式背光模块。侧面入光式背光模块可搭配发光二极管与导光板，具有厚度较薄的优势。
为了使导光板的入光侧能与光源（即前述发光二极管）相对应，以使光源所产生的光线在进入导光板后能获得较佳的利用率，同时并避免在导光板上产生因光线不均所造成明暗交替而形成的光斑（hot spot），相关人员需对导光板的结构予以进一步地优化。
因此，需要提供一种导光板以解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种导光板，其藉由微结构而有效解决侧边漏光情形。
本发明的一种导光板具有一板体与形成于该板体上的多个微结构，该板体具有一入光面、一出光面及邻接该入光面与该出光面的至少一侧面，该入光面垂直该出光面，至少一光源适于配置于该入光面旁，以使该光源产生的光线经由该入光面射入该板体并经由该出光面射出该板体，该些微结构分布于该入光面与该侧面，其中位于该入光面的该些微结构分别呈凸面结构，位于该侧面的该些微结构分别呈凹面结构。
在本发明的一实施例中，上述位于入光面的微结构分别是圆柱面的至少局部。
在本发明的一实施例中，上述位于侧面的微结构分别是圆柱面的至少局部。
在本发明的一实施例中，上述位于侧面的微结构分别是椭球面的至少局部。
在本发明的一实施例中，上述位于侧面的微结构分别是球面的至少局部。
在本发明的一实施例中，上述位于侧面的微结构从入光面处朝其对面处呈等距排列。
在本发明的一实施例中，上述位于侧面的微结构从入光面处朝其对面处排列，且微结构的排列间距随其排列方向而递增。
在本发明的一实施例中，上述位于侧面的微结构的排列间距随其排列方向而呈等差级数递增。
在本发明的一实施例中，上述位于侧面的微结构的排列间距随其排列方向而呈等比级数递增。
在本发明的一实施例中，上述位于侧面的微结构从入光面处朝其对面处排列，且各微结构沿一轴向的尺寸随着排列方向而递减，其中该轴向是出光面的法线方向。
在本发明的一实施例中，上述位于侧面的微结构从入光面处朝其对面处排列，且微结构的分布密度随其排列方向而递增。
在本发明的一实施例中，上述位于侧面的微结构区分为多个第一微结构与多个第二微结构。这些第一微结构与第二微结构彼此交错排列，且各第一微结构沿一轴向的尺寸相异于各第二微结构沿该轴向的尺寸，其中该轴向是出光面的法线方向。
基于上述，在本发明的上述实施例中，导光板藉由其分布在入光面与其侧面的微结构，除能对应位于入光面旁的光源而使其入射至板体内的光线得以均匀化之外，更使光线在导光板的传送过程中能有效避免光线从非出光面射出导光板而产生漏光情形，因此能有效提高光线在导光板内的传送效率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图做详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的一种导光板的示意图。
图2绘示图1的微结构B的投影视图。
图3与图4分别是本发明不同实施例的导光板的局部示意图。
图5是图1的导光板的侧视图。
图6是本发明另一实施例的导光板及微结构的配置示意图。
图7是本发明又一实施例的导光板与微结构的配置示意图。
图8是本发明另一实施例的导光板与微结构的配置示意图。
图9是本发明另一实施例的导光板与微结构的配置示意图。
主要组件符号说明：
具体实施方式
图1是依据本发明一实施例的一种导光板的示意图。请参考图1，在本实施例中，导光板100是由板体110与形成在板体110上的多个微结构120A、120B所组成。在此同时提供直角坐标系以便于描述导光板100的相关特征。板体110座落于X-Z平面，其厚度是沿Y轴延伸，板体110具有入光面E1、出光面E2、侧面E3、E4与E5以及底面E6，其中入光面E1垂直于出光面E2，侧面E5相对于入光面E1，底面E6相对于出光面E2，出光面E2与底面E6均以Y轴为其法线，入光面E1与侧面E5（入光面E1的相对侧）均以X轴为其法线。
光源200，例如是多个发光二极管，配置于入光面E1旁，光源200所产生的光线经由入光面E1而入射至板体110内，并经由出光面E2射出板体110。微结构120A形成于入光面E1，微结构120B形成于侧面E3与E4，其中位于入光面E1的微结构120A是呈凸面结构，位于侧面E3、E4的微结构120B是呈凹面结构。
一般而言，为了使导光板100从出光面E2产生亮度均匀的光，因此需针对光源200的特性而予以对应形成在板体110上的微结构120A、120B。在本实施例中，形成于入光面E1的微结构120A分别是呈圆柱面的至少局部。在此，本实施例在图1中以半圆柱为代表，但不以此为限，以让从光源200产生的光线均能有效地经由入光面E1而汇聚进入板体110，并避免因光源200配置状态的差异而导致亮、暗交替的光斑情形。
再者，如前所述，当形成均匀的出光后，尚须对应其所产生侧边漏光的问题。在本实施例中，藉由在入光面E1形成半圆柱的微结构120A，因而能避免光斑的问题，但对应地在侧面E3、E4会产生线型漏光的情形。据此，在本实施例中，导光板100尚在板体110的侧面E3、E4形成有微结构120B。在此需说明的是，侧面E3、E4为板体110的对称两表面，分布其上的微结构120B亦彼此相同。因此，后续描述中将以侧面E3及位于其上的微结构120B作为代表进行描述。
在本实施例中，位于侧面E3的微结构120B分别呈凹面且是椭球面的至少局部。图2绘示图1的微结构的投影视图，其中左侧是微结构120B在X-Y平面上的投影，右侧是微结构120B在Y-Z平面上的投影。请同时参考图1与图2，在此以微结构120B沿X轴的尺寸为a，沿Y轴的尺寸为b，而沿Z轴的尺寸（即微结构120B内凹的深度）为c。为让微结构120B达到上述避免侧面漏光，则所述尺寸需符合：b＜t，a≦b，c≦t/2的条件，其中t为板体110（沿Y轴）的尺寸。
图3与图4分别是本发明不同实施例的导光板的局部示意图。请参考图3与图4，与前述实施例不同的是，图3实施例的微结构320B呈凹面（沿负Z轴方向凹陷）且是圆柱面的至少局部，在此以半圆柱面作为代表（即此时尺寸a=2c）。图4实施例的微结构420B是呈凹面（沿负Z轴方向凹陷）且是球面的至少局部，在此以半球面作为代表（即此时尺寸a=b=2c）。换句话说，图3与图4的微结构320B、420B同样能符合前述沿X轴、Y轴与Z轴的尺寸关系，因而同样能达到降低光线从侧面E3漏出板体110的效果。
以下针对微结构在侧面上的排列状态加以详述。
图5是图1的导光板的侧视图。请同时参考图1与图5，在本实施例中，微结构120B的外形以椭球面作为代表进行描述，但如前述，其亦可改以半圆柱面或/和半球面而产生类似的效果。在本实施例的侧面E3上，微结构120B从入光面E1朝向侧面E5（即入光面E1沿X轴的对面处）排列，亦即微结构120B是沿正X轴方向排列，且其为等间距地排列。
图6是本发明另一实施例的导光板及微结构的配置示意图，用以描述微结构在侧面上的配置情形。请参考图6，与上述实施例不同的是，位于侧面E3的微结构520B从入光面E1处朝其侧面E5处排列（沿正X轴方向排列），且微结构520B的排列间距随其排列方向（即沿正X轴方向）而递增。在此并未限制排列间距的增加比例，亦即其能以等差级数或等比级数予以递增。
图7是本发明又一实施例的导光板与微结构的配置示意图，用以描述微结构在侧面上的配置情形。请参考图7，本实施例的微结构620B如同图5是以等距排列方式从入光面E1处朝向侧面E5（沿正X轴方向）排列，但各微结构620B沿Y轴的尺寸，即前述的尺寸b，会沿着排列方向（正X轴方向）而递减，而各微结构620B沿X轴的尺寸，以及前述尺寸a，也会沿排列方向而递减。举例来说，靠近入光面E1的微结构620B，其沿X轴的尺寸a1会大于远离入光面E1的微结构620B沿X轴的尺寸a2，而其沿Y轴的尺寸b1也会大于远离入光面E1的微结构沿Y轴的尺寸b2。换句话说，在本实施例中，微结构620B沿一轴向的尺寸会随着排列方向而递减，而所述轴向是出光面E2的法线方向（即Y轴方向）或/和入光面E1的法线方向（即X轴方向）。
图8是本发明另一实施例的导光板与微结构的配置示意图。在此，微结构720B从入光面E1处朝向侧面E5的排列方向（正X轴方向）上的排列密度为递增。
图9是本发明另一实施例的导光板与微结构的配置示意图。在此，微结构820B包括多个第一微结构P1与多个第二微结构P2，且这些第一微结构P1与第二微结构P2是彼此交错地配置排列，其中各第一微结构P1沿Y轴的尺寸（即前述的尺寸b）相异于各第二微结构P2沿Y轴的尺寸且/或各第一微结构P1沿X轴的尺寸（即前述的尺寸a）相异于各第二微结构P2沿X轴的尺寸。进一步地说，在本实施例中，各第一微结构P1沿Y轴的尺寸b3大于各第二微结构P2沿Y轴的尺寸b4且/或各第一微结构P1沿X轴的尺寸a3大于各第二微结构P2沿X轴的尺寸a4。换句话说，本实施例中各第一微结构P1沿一轴向的尺寸相异于各第二微结构P2沿该轴向的尺寸，其中所述轴向是出光面E2的法线方向或/和入光面E1的法线方向。
基于上述，藉由在板体的侧面E3、E4设置微结构，无论是变更微结构的外形亦或是其排列方式，均能产生降低光线侧漏的情形。据此，下述以光学仿真对上述微结构的外形及其配置方式予以进一步地模拟以验证其效果。
举例来说，在此以图1的实施例为仿真对象，在其入光面E1设置微结构120A而在侧面E3设置不同微结构（如表列项次1～10等不同外形与配置方式），并以同样在入光面E1设置微结构120A，但在侧面E3完全不设置微结构120B的导光板（未绘示）作为对照组。再者，微结构120A为半圆柱为描述标的，其半径是0.06mm，而其沿Y轴的尺寸是0.58mm，沿Z轴的排列间距是0.16mm。同时，模拟光线数为3000万，并将优化度定义为，优化度=1-AVE1/AVE2，其中AVE1是侧面E3采用微结构120B的平均照度，AVE2是完全不设置微结构120B于侧面E3处的平均照度，其中照度（illuminance）单位为：lux（勒克斯）。并将上述各式微结构的外形与配置表列如下：
据此，由上表可知，设计者能依据上述特征予以适当地组合，即适当地调整位于侧面的微结构的外形、尺寸与配置方式，而取得较佳的优化度。
综上所述，在本发明的上述实施例中，导光板藉由设置在入光面的微结构，而使光源所产生的光线进入导光板后能从出光面产生均匀亮度的光。再者，藉由设置在侧面的微结构，而得以降低导光板内的光线从侧面漏出。据此，本发明能有效提高光线在导光板内的传送效率。
再者，位于入光面的微结构是呈凸面结构，因而得以使光源所产生的光线汇聚于导光板，而在侧面的微结构是呈凹面结构，其结构特征能使传送至侧面的光线再次反射回导光板内，因而避免光线经由侧面射出导光板。据此，随着微结构不同外形、配置与排列方式的相互搭配，而使光线从侧面漏光的情形得以有效降低并予以优化。
虽然本发明已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当视所附的权利要求书的范围所界定者为准。

Claims (30)

1.一种导光板，具有一板体与形成于该板体上的多个微结构，该板体具有一入光面、一出光面及邻接该入光面与该出光面的至少一侧面，该入光面垂直该出光面，至少一光源适于配置于该入光面旁，以使该光源产生的光线经由该入光面射入该板体并经由该出光面射出该板体，该些微结构分布于该入光面与该侧面，其中位于该入光面的该些微结构分别呈凸面结构，位于该侧面的该些微结构分别呈凹面结构；其中位于该侧面的该些微结构从该入光面处朝其对面处排列，且该些微结构的排列间距随其排列方向而递增。
2.如权利要求1所述的导光板，其中位于该入光面的该些微结构分别是圆柱面的至少局部。
3.如权利要求2所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构分别是圆柱面的至少局部。
4.如权利要求2所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构分别是椭球面的至少局部。
5.如权利要求2所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构分别是球面的至少局部。
6.如权利要求3所述的导光板，其中位于该入光面的该些微结构呈等距排列。
7.如权利要求4所述的导光板，其中位于该入光面的该些微结构呈等距排列。
8.如权利要求5所述的导光板，其中位于该入光面的该些微结构呈等距排列。
9.如权利要求1所述的导光板，其中该些微结构的排列间距随其排列方向而呈等差级数递增。
10.如权利要求1所述的导光板，其中该些微结构的排列间距随其排列方向而呈等比级数递增。
11.如权利要求1所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构从该入光面处朝其对面处排列，且各该微结构沿一轴向的尺寸随着排列方向而递减，该轴向是该出光面的法线方向或/和该入光面的法线方向。
12.如权利要求1所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构区分为多个第一微结构与多个第二微结构，该些第一微结构与该些第二微结构彼此交错排列，且各该第一微结构沿一轴向的尺寸相异于各该第二微结构沿该轴向的尺寸，该轴向是该出光面的法线方向或/和该入光面的法线方向。
13.如权利要求1所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构分别是圆柱面的至少局部。
14.如权利要求1所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构分别是椭球面的至少局部。
15.如权利要求1所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构分别是球面的至少局部。
16.如权利要求1所述的导光板，其中位于该入光面的该些微结构呈等距排列。
17.一种导光板，具有一板体与形成于该板体上的多个微结构，该板体具有一入光面、一出光面及邻接该入光面与该出光面的至少一侧面，该入光面垂直该出光面，至少一光源适于配置于该入光面旁，以使该光源产生的光线经由该入光面射入该板体并经由该出光面射出该板体，该些微结构分布于该入光面与该侧面，其中位于该入光面的该些微结构分别呈凸面结构，位于该侧面的该些微结构分别呈凹面结构；其中位于该侧面的该些微结构从该入光面处朝其对面处排列，且该些微结构的分布密度随其排列方向而递增。
18.如权利要求17所述的导光板，其中位于该入光面的该些微结构分别是圆柱面的至少局部。
19.如权利要求18所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构分别是圆柱面的至少局部。
20.如权利要求18所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构分别是椭球面的至少局部。
21.如权利要求18所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构分别是球面的至少局部。
22.如权利要求19所述的导光板，其中位于该入光面的该些微结构呈等距排列。
23.如权利要求20所述的导光板，其中位于该入光面的该些微结构呈等距排列。
24.如权利要求21所述的导光板，其中位于该入光面的该些微结构呈等距排列。
25.如权利要求17所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构从该入光面处朝其对面处排列，且各该微结构沿一轴向的尺寸随着排列方向而递减，该轴向是该出光面的法线方向或/和该入光面的法线方向。
26.如权利要求17所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构区分为多个第一微结构与多个第二微结构，该些第一微结构与该些第二微结构彼此交错排列，且各该第一微结构沿一轴向的尺寸相异于各该第二微结构沿该轴向的尺寸，该轴向是该出光面的法线方向或/和该入光面的法线方向。
27.如权利要求17所述的导光板，其中位于该入光面的该些微结构分别是圆柱面的至少局部。
28.如权利要求17所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构分别是椭球面的至少局部。
29.如权利要求17所述的导光板，其中位于该侧面的该些微结构分别是球面的至少局部。
30.如权利要求17所述的导光板，其中位于该入光面的该些微结构呈等距排列。
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