[发明专利]具有多重透镜入光面的导光板结构

说明书

技术领域

本发明有关导光板上的创新，尤指一种可扩大LED光源的入射光线在导光板内的入光散射角度，同时也可以收集周围的全反射光进行再利用，可有效降低导光板入光侧明暗现象并提高光源的利用效率，以提供背光模组更均匀光学品质与品味的一种具有多重透镜入光面的导光板结构及其制法。

背景技术

液晶显示器LCD因为是平版式，故具有体积扁平且方便携带的优点，已成为显示器市场的主流，大到电视、小到手机凡是需要用到显示幕的电子产品其上皆有采用，由于LCD不是自发光性的显示装置，必须借着外部光源达到显示效果，一般的LCD是采用背光模组，来提供液晶面板均匀、高亮度的光线来源。近年随着液晶显示器运用越来越广泛，需求量也愈来愈大，在要求高品质、高品味及低价格的趋势下，背光模组要考量轻量化、薄型化、低耗电、高亮度及降低成本的市场要求，为保持在未来市场的竞争力，其相关制造技术也不断的提升，在业界不断积极究发下，已衍生出许多获准专利案。

背光模组的基本原理系将发光二极体LED的类似点光源或冷阴极管CCFL的类似线型光源，藉由一片导光板以及加之其上的各式光学膜片，将以上两种光源转化成高亮度且均一辉度的面光源的一项产品。由于部分膜片功能是在雾化或是散光(如扩散膜片)，另外有部分膜片具有聚光功能如(BEF)，因此导光板将是最主要转化光源的机构，让转化后的光源均匀地由导光板的出光面发射出去，因此是背光模组中不可或缺的元件。

当采用CCFL作为光源时，其反射面上常以网点的型态来作为光源的转化机制，网点是一凸出点或是凹陷坑所组成的图像，网点分布的原则是在入射光线可以容易到达的区域，网点布置密度低，而在入射光线不容易到达的区域，网点布置密度就必须要提高，因此常见的现象是在接近光源处单位面积的网点制得较小，让大多数的入射光线不会很容易被网点所散射，而有机会到达导光板的最远端；而将远离光源处的单位面积内网点制得较大，使得入射光线在远端被散射，而造成进入导光板的入射光线能够均匀地自导光板的出光面离开，其单位面积离开的光线数目尽量的一致，达到均匀辉度的目的。而导光板的入光面经常采用抛光镜面，因为空气与塑胶材料的折射系数不同，入射光线由空气进入塑胶材料制成的导光板所散射的角度反而比在空气小，但因为CCFL的线性光源特性，散射角度变小这个问题并不严重，但是当使用LED为光源时，进入导光板的散射角度变小，表示入射光线分布集中，入射光线将无法均匀地离开导光板部分出光面，这一个问题就有其严重性。

发光二极体LED具有体积小、耗电量小、又符合环保的要求，很适合当作背光模组的光源，其发光原理是在二极体内所产生的电子以及电洞，会在PNJunction区域内结合，而产生光子，透过封装技术让LED的发光型态呈现一顶角约为120度的角锥状发光光源，见图1，而第突围单颗LED入射光线进入导光板内，其散射角度因为折射缘故会变小；另外一般要求高辉度的背光模组，是采用两颗以上的LED配置在导光板的入光侧，相邻两颗LED光散射的角锥重迭区就会有相对于光角锥无法照到的地区，而产生视觉上明显的亮区以及暗区，这种在视觉上有区域性的亮、暗区域变化现像，形成视觉的不协调，而降低了视觉上的品味，日本人称之为Mura，故有进一步改良的必要。

此外，TW专利公告M 246621号一种液晶显示器背光模组所用的导光板即为一代表例，其中该导光板是由光学级压克力(PMMA)或光学级聚碳酸酯(PC)制成，为改善导光板上光线的辉度的分布均匀程度，将导光板的近边缘处制成若干对应于光源的孔洞，在模具加装几何形钢柱经射出成型后形成几何孔洞，此等孔洞的尺寸、几何形状、位置及数量可取决于导光板对于入射光线所欲达成辉度的均匀程度与光源条件(点光源、线光源)、光源个数等操作参数而调整改变，在当由光源所发出的光线以特定角度照射导光板时，亦会有光线照射入导光板边缘所设置的孔洞中，而在此等孔洞中产生反射、折射与散射的现象，因而可使原入射光线产生扩散效果，使其能量均匀地分布于此导光板的整个面积范围内，可将此导光板的入射光线的均匀度大幅提升，因此，可大幅改善LCD显示面板的荧幕画面的显像品质与效果。