具有漸變折射率透鏡的導(dǎo)光模塊及背光模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種導(dǎo)光模塊及背光模塊，特別是一種具有漸變折射率透鏡的導(dǎo)光模 塊及背光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)側(cè)光式背光模塊包含了導(dǎo)光板及光源。光源位于導(dǎo)光板的一側(cè)，且光源的光 線射入導(dǎo)光板。藉由導(dǎo)光板來導(dǎo)引光線方向轉(zhuǎn)向予顯示面板，可提高顯示面板光輝度及控 制亮度均勻。
[0003] 為了讓平板計算機(jī)、筆記本型計算機(jī)或顯示屏幕能夠進(jìn)一步薄型化，背光模塊的 導(dǎo)光板有越做越薄的趨勢。然而，當(dāng)導(dǎo)光板薄化而使得導(dǎo)光板的入光面的尺寸小于光源的 發(fā)光面的尺寸時，導(dǎo)光板的入光面則無法完全覆蓋光源的發(fā)光面，進(jìn)而造成部分光線外漏 并導(dǎo)致光源的光利用效率降低。
[0004] 現(xiàn)行較為常見的解決做法為在導(dǎo)光板的入光側(cè)增加厚度由入光側(cè)朝內(nèi)遞減的楔 形結(jié)構(gòu)。此設(shè)計的用意為除了通過楔形結(jié)構(gòu)來增加導(dǎo)光板入光側(cè)的厚度外，還通過楔形結(jié) 構(gòu)的斜面來將入射光線重新導(dǎo)引至出光面射出，以改善漏光的問題。然而，若楔形結(jié)構(gòu)的斜 面太傾斜，則無法發(fā)揮導(dǎo)引入射光線的效果，若楔形結(jié)構(gòu)的斜面太平緩，則導(dǎo)光板上又產(chǎn)生 較長的光犧牲區(qū)而造成空間上與成本上的浪費。因此，如何避免發(fā)生光源與薄型化的導(dǎo)光 板之間產(chǎn)生漏光的問題，以提升光源對于導(dǎo)光板的光輸入效率將是研發(fā)人員應(yīng)解決的問題 之一。
[0005] 因此，需要提供一種具有漸變折射率透鏡的導(dǎo)光模塊及背光模塊來解決上述問 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明在于提供一種具有漸變折射率透鏡的導(dǎo)光模塊及背光模塊，藉以避免發(fā)生 光源與薄型化的導(dǎo)光板之間產(chǎn)生漏光的問題，進(jìn)而提升光源對于導(dǎo)光板的光輸入效率。
[0007] 本發(fā)明所公開的具有漸變折射率透鏡的導(dǎo)光模塊，以配合可發(fā)出一入射光線的一 光源，該具有漸變折射率透鏡的導(dǎo)光模塊包括：一導(dǎo)光板以及一漸變折射率透鏡；該導(dǎo)光 板具有一出光面及一入光面，該入光面連接于該出光面的一端并且鄰近與面向于該光源以 接收該入射光線；該漸變折射率透鏡具有一第一表面、一第二表面及一第三表面，該第一 表面平行并相對于該第二表面，該第一表面與該第二表面分別連接于該第三表面的相對 兩端，該漸變折射率透鏡的該第一表面貼附于該導(dǎo)光板的該出光面，且該漸變折射率透鏡 的該第三表面與該導(dǎo)光板的該入光面朝向相同方向以面向于該光源以接收該入射光線；其 中，該漸變折射率透鏡的一內(nèi)部折射率自該第一表面朝第二表面遞增，且該內(nèi)部折射率的 一最小折射率小于該導(dǎo)光板的一折射率，以令自該第三表面進(jìn)入的該入射光線可在該漸變 折射率透鏡內(nèi)經(jīng)歷多次折射再經(jīng)該第二表面全反射回該導(dǎo)光板。
[0008] 本發(fā)明所公開的具漸變折射率透鏡的背光模塊包括：一如上所述的具有漸變折射 率透鏡的導(dǎo)光模塊以及一光源；該光源具有一發(fā)光面，該發(fā)光面面向該入光面與該第三表 面。
[0009] 根據(jù)上述本發(fā)明所公開的具有漸變折射率透鏡的導(dǎo)光模塊及背光模塊，將漸變折 射率透鏡疊設(shè)于導(dǎo)光板的出光面靠近入光面處，以彌補(bǔ)導(dǎo)光板小于光源的厚度而產(chǎn)生的光 輸入效率降低的缺陷。還通過漸變折射率透鏡的內(nèi)部折射率自第一表面朝第二表面遞增， 且漸變折射率透鏡的最小折射率小于導(dǎo)光板的折射率的特征，以令自第三表面進(jìn)入的一入 射光線經(jīng)第二表面全反射回導(dǎo)光板，進(jìn)而提升光源的光線輸入導(dǎo)光板的光輸入效率。
[0010] 以上關(guān)于本
【發(fā)明內(nèi)容】
的說明及以下實施方式的說明用以示范與解釋本發(fā)明的原 理，并且提供本發(fā)明的專利申請范圍更進(jìn)一步的解釋。
【附圖說明】
[0011] 圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的具有漸變折射率透鏡的背光模塊的側(cè)視示 意圖。
[0012] 圖2為圖1的具有漸變折射率透鏡的背光模塊的光跡示意圖。
[0013] 圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實施例所述的具有漸變折射率透鏡的光學(xué)模塊的側(cè)視示 意圖。
[0014] 圖4為根據(jù)本發(fā)明第三實施例所述的具有漸變折射率透鏡的光學(xué)模塊的側(cè)視示 意圖。
[0015] 圖5為根據(jù)本發(fā)明第四實施例所述的具有漸變折射率透鏡的光學(xué)模塊的側(cè)視示 意圖。
[0016] 主要組件符號說明：
[0017] 10 背光模塊 34c 第三表面
[0018] 20 光源 34d 第四表面
[0019] 22 發(fā)光面 341 第1層透光層
[0020] 30 導(dǎo)光模塊 342 第2層透光層
[0021] 30a 導(dǎo)光模塊 343 第3層透光層
[0022] 30b 導(dǎo)光模塊 34i 第i層透光層
[0023] 30c 導(dǎo)光模塊 346 第6層透光層
[0024] 32 導(dǎo)光板 341a 第一材料層
[0025] 32a 入光面 341b 第二材料層
[0026] 32b 出光面 342a 第一材料層
[0027] 34 漸變折射率透鏡 342b 第二材料層
[0028] 34a第一表面343a第一材料層
[0029] 34b第二表面343b第二材料層
【具體實施方式】
[0030] 請參閱圖1，圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例所述的具有漸變折射率透鏡的背光模 塊的側(cè)視示意圖。
[0031] 如圖1所示，本實施例的具有漸變折射率透鏡34的背光模塊10包含一導(dǎo)光模塊 30及一光源20。
[0032] 導(dǎo)光模塊30包含一導(dǎo)光板32及一漸變折射率透鏡34。
[0033] 導(dǎo)光板32具有一入光面32a及一出光面32b。入光面32a連接于出光面32b的一 端。導(dǎo)光板32的折射率為ng。
[0034] 漸變折射率透鏡34貼附于導(dǎo)光板32的出光面32b上鄰接入光面32a處。漸變折 射率透鏡34例如通過共壓或貼合工藝制作而包含i層相疊的透光層341~34i，且i > 2。 第1層透光層341在遠(yuǎn)離第2層透光層342處具有一第一表面34a。第i層透光層34i在 遠(yuǎn)離第1層透光層341處具有一第二表面34b。這些透光層341~34i的相對兩側(cè)共同形 成一第三表面34c及一第四表面34d。第三表面34c的相對兩端分別連接于第一表面34a 與第二表面34b。第四表面34d相對于第三表面34c，且第四表面34d的相對兩端分別連接 于第一表面34a與第二表面34b。換言之，就圖1而言，漸變折射率透鏡34具有上下平行相 對應(yīng)的第一表面34a、第二表面34b以及左右平行相對應(yīng)的第三表面34c、第四表面34d。
[0035] 各透光層341~34i的材質(zhì)是由聚碳酸酯（Polycarbonate,PC,折射率為1. 586)、 聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl Methacrylate, PMMA，折射率為1.49)、甲基丙烯酸甲 酯-苯乙烯（MMA Styrene Copolymer，MS，折射率為 1.564)、聚苯乙烯（Polystyrene， PS，折射率為 1.492)、聚對苯二甲酸乙二酯（Polyethylene Terephthalate，PET,折射率 為1.59~1.6)、環(huán)烯烴共聚合物（Cyclic Olefin Copolymer, C0C)、環(huán)烯烴聚合物（Cyclo Olefin Polymer, COP)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)、聚乳酸（Polylactide，PLA)等透明塑 料、玻璃所構(gòu)成群組的至少其中之一。也就是說，每一層透光層341~34i可以由單一材質(zhì) 制成，也可以由至少兩種不同材質(zhì)疊合制成，并不以此為限。
[0036] 第1層透光層341的第一表面34a貼附于導(dǎo)光板32的出光面32b，使第1層透光 層341至第i層透光層34i依序疊設(shè)于導(dǎo)光板32的出光面32b。在本實施例中，第三表面 34c與入光面32a朝向同一方向，且共平面。但并不以此為限，在其他實施例中，第三表面 34c與入光面32a也可以彼此并保持一錯開間距而不共平面。
[0037] 值得注意的是，這些透光層341~34i具有相異折射率。詳細(xì)來說，漸變折射率透 鏡34的內(nèi)部折射率nl~ni大于1，且自第一表面34a朝第二表面34b的方向遞增，即這些 透光層341~34i的折射率nl~ni由第1層至第i層遞增。換言之，這些透光層341~ 34i的折射率滿足l〈nl〈n2〈…〈ni的關(guān)系。其中，ni為第i層透光層34i的折射率。
[0038] 在本實施例中，漸變折射率透鏡34的內(nèi)部折射率nl~ni以落于1. 2至1. 6之間 為例，但并不以此為限，在其他實施例中，漸變折射率透鏡34的內(nèi)部折射率nl~ni也可以 落于1. 2至1. 6的區(qū)間外。
[0039] 此外，漸變折射率透鏡34的最小折射率nl (第1層透光層341的折射率）小于導(dǎo) 光板32的折射率ng。
[0040] 光源20具有一發(fā)光面22。發(fā)光面22面向入光面32a與第三表面34c，以令自發(fā) 光面22發(fā)出的光線能夠自導(dǎo)光板32的入光面32a與漸變折射率透鏡34的第三表面34c 進(jìn)入而形成多條相異入射角度的入射光線L1。
[0041] 請參閱圖2,圖2為圖1的具有漸變折射率透鏡的背光模塊的光跡示意圖。
[0042] 如圖2所示，漸變折射率透鏡34的透光層341~346的數(shù)量以6層為例。入射光 線L1自第三表面34c進(jìn)入漸變折射率透鏡34的第1層透光層341。入射光線L1在進(jìn)入第 三表面34c的入射角為θ 1。通過第1層透光層341至第6層透光層346的折射，使得入 射光線L1在射出第1層透光層341至射出第5層透光層345的折射角依序為Θ 2至Θ 7。 入射角θ 1與入射光線L1的各折射角Θ 2~Θ 7的關(guān)系式如表一。
[0043] 表一
[0044]
[0045] 由于 nl ~η7 滿足 I〈nl〈n2〈…<ni，故 Θ2>Θ 1，Θ3>(90。-Θ2)，Θ4>Θ3，…， θ 7> θ 6。也就是說，經(jīng)各層透光層341~346折射后，入射光線L1的折射角會逐漸擴(kuò)大， 使得入射光線L1在射出第5層透光層345的折射角Θ 7能大于第6層透光層346的第二 表面34b的全反射角，以令第二表面34b可反射入射光線L1而形成一反射光線L2。
[0046] 接著，反射光線L2的反射角為α 6。通過第6層透光層34至第1層透光層34的 折射，使得反射光線L2在射出第6層透光層34至射出第1層透光層34的折射角依序為 α 5~α 〇。入射光線L1的折射角Θ 7、反射角α 6與反射光線L2的各折射角α 5~α 〇 的關(guān)系式如表二。
[0047] 表二
[0048]
[0049] 由于 nl ~η7 滿足 I〈nl〈n2〈…<ni，且 nl〈ng，故 α 6>…〉α 1，且 α 1〈 α 〇。也就是 說，經(jīng)各層透光層34折射后，反射光線L2的折射角會逐漸縮小，以避免反射光線從漸變折 射率透鏡34的第四表面34d射出而造成漸變折射率透鏡34將光源20外漏的光線重新導(dǎo) 回導(dǎo)光板32的效率降低。
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