本实用新型与光学组件领域相关，尤其是一种具有高出光均匀度的导光板及其背光模块。
背景技术：
导光板基于其优异的光线导引效能，目前已被大量地使用于各种领域中，最为大宗的应用即为显示器。由于现今显示器中的面板，大多属于无法自体发光的组件，因此必须另外提供一均匀光源，以利于显示面板画面。
导光板为一种将入射后的光线导引并形成均匀面光源的光学产品，其主要设计方向为如何尽量使射出的光线保持一定的均匀度，避免使所呈现的画面具有明显瑕疵或亮暗不均等问题。
一般来说，导光板于出光均匀度方面较常遇到的问题是，在导光板出光表面邻近其两侧边的区域，会产生明显暗区或亮区的现象。产生暗区的情况大多发生在大尺寸导光板上，其原因在于导光板尺寸过大，使得入射至导光板内的光线能量不足以让整个出光表面形成均匀的出光表现。为解决此问题，一般会在导光板侧面设置反射层或反射片等，以让部分自该处散出的光线被反射回导光板内部续以使用，进而提升整体出光均匀度。相反地，亮区的产生则是会发生于小尺寸的导光板，由于其标尺较小，当光线进入后即会在出光表面邻近两侧边的区域产生如亮线等过亮出光表现，对此，目前尚无一较佳的解决方案，且受限于小尺寸导光板的轻、薄及小面积特性，在结构设计上相对遭遇较多的阻碍。
有鉴于此，集结相关行业领域的丰富经验，构思并提出一种具有高出光均匀度的导光板及其背光模块，以解决导光板于应用上的不足之处。
技术实现要素：
本实用新型的一目的，旨在提供一种具有高出光均匀度的导光板及其背光模块，其透过在导光板侧面的特殊粗糙度设计，进而有效解决聚集于导光板两侧区域的过亮问题，提升后续应用上的整体出光性能及均匀度。
为达上述目的，本实用新型于一实施方式中揭露一种具有高出光均匀度的导光板，包含：一入光面，用于接收光线；两个侧面，为相对设置且分别与该入光面垂直邻接，各该侧面以其与该入光面邻接的处为起点，依序定义有一第一调光区及一第二调光区，且该第一调光区的长度小于该第二调光区，其中该第一调光区的表面粗糙度大于该第二调光区的表面粗糙度；一远光面，与该入光面相对设置且与该等侧面垂直邻接，其中该远光面的表面粗糙度与该第二调光区的表面粗糙度相同；及一出光面，与该入光面、该两个侧面及该远光面分别垂直邻接设置，以用于形成出光。由此，即可使该第一调光区、该第二调光区及该远光面为粗糙表面的技术手段，使得部分光线因应粗糙表面而进行更多的散射，降低光线聚集机率，让整体于应用上可具备更为均匀的出光呈现。
本实用新型于另一实施方式中也揭露一种具有高出光均匀度的背光模块，用于设置于一显示面板背侧，包含：一导光板，包含：一入光面，用于接收光线；两个侧面，为相对设置且分别与该入光面垂直邻接，各该侧面以其与该入光面邻接的处为起点，依序具有一第一调光区及一第二调光区，且该第一调光区的长度小于该第二调光区，其中该第一调光区内的表面粗糙度大于该第二调光区内的表面粗糙度；一远光面，与该入光面相对设置且与该等侧面垂直邻接，其中该远光面的表面粗糙度与该第二调光区的表面粗糙度相同；及一出光面，与该入光面、该两个侧面及该远光面分别垂直邻接设置，以用于形成出光；及一灯条，对应该入光面设置，以提供侧入式光线予该导光板；藉此，光线经由该入光面进入该导光板后，受到该等侧面及该远光面的作用，进而提升由该出光面射出光线的均匀度。
基于前述二实施方式，针对距离入光面较远的区域，于又一实施方式中则提出该第二调光区的表面粗糙度及该远光面的表面粗糙度小0.25μm，以避免过多光线散射而影响整体出光表现。
本实用新型于接着一实施方式中提出该第一调光区的表面粗糙度介于0.25～0.5μm，以具有足够的粗糙度来调节光线使的散射。
接着，在一实施方式中本实用新型揭示该第一调光区及该第二调光区的长度比介于1：2.5～1：3.5，以使该第一调光区及该第二调光区具有较佳的光线调节效能。
而于一实施方式中揭示该第一调光区及该第二调光区的长度比介于1：3，以最为符合现今大多数的背光应用。
为提升导光板制成速度与良率，于一实施方式中揭露该第一调光区、该第二调光区及该远光面经过刀具抛铣处理。
或者，于另一实施方式中则揭示其中，该第一调光区、该第二调光区及该远光面因应射出成型模具，而于射出后形成具表面粗糙度的表面，也可达到较佳的产品良率与制程速度。
综上所述，本实用新型所提出的具有高出光均匀度的导光板及其背光模块，透过使导光板侧面及远光面为粗糙表面的技术手段，使光线可因应粗糙表面而散射，达到泄光功效，进而有效消除因光线聚集而形成的亮线或亮包等不均现象。同时，基于出光辉度的需求，对于不同区域内的表面粗糙度则有所限制，以因应进入导光板的光线能量分布状态确实地调节光线。
附图说明
图1为本实用新型的一实施方式的导光板示意图。
图2为实验中侧面及远光面具有不同表面粗糙度时，导光板的出光辉度量测区域示意图。
图3为本实用新型一实施方式的导光板侧面示意图。
图4为本实用新型一实施方式的背光模块示意图。
附图标记说明
1导光板
10入光面
11侧面
111第一调光区
112第二调光区
12远光面
13出光面
2背光模块
20灯条
9实验用导光板
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围的中。
针对应用于手机、平板计算机或是小型笔记本电脑等小尺寸的导光板，如前述，基于标尺条件，因此在配合光源应用时，导光板于邻近两侧边的区域会聚集光线而产生亮线。据此，为了提供具备更为优异出光均匀度的光学产品，针对小尺寸导光板予以实验并设计，遂而提出如下所述的技术内容。
请参阅图1，其为本实用新型一实施方式的导光板示意图。本实用新型提出一种具有高出光均匀度的导光板1，包含一入光面10、两个侧面11、一远光面12及一出光面13。入光面10用于接收入射至导光板1内部的光线，两个侧面11为相对设置且分别与入光面10垂直邻接，各侧面11以其与入光面10邻接的处为起点，依序区隔为一第一调光区111及一第二调光区112，且第一调光区111的长度小于第二调光区112，其中第一调光区111的表面粗糙度大于第二调光区112的表面粗糙度。远光面12与入光面10相对设置且与前述两个侧面11分别垂直邻接，其中远光面12的表面粗糙度与第二调光区112的表面粗糙度相同。出光面13与该入光面10、两个侧面11及远光面12分别垂直邻接设置，以用于形成出光，其中于出光面13上可设置复数个网点结构(图中未示)，以让光线可因应网点结构于出光面13形成出光。透过第一调光区111、第二调光区112及远光面12的粗糙表面设计，即可凭借粗糙不平整的表面，使光线进行散射，减少了光传递的次数及距离，使原先可能出现过亮光包处的亮度降低，达到均匀化整体出光的功效。其中，当光线接触到不平整的表面会形成散射而使光线泄出，达到降低亮度的效能，但也会因过多光线在粗糙不平整的表面散射损失掉，而造成辉度下降的现象，因此考虑到辉度表现，遂将第二调光区112及远光面12设计为具有小于第一调光区111的表面粗糙度，以在散射光线同时兼顾出光辉度表现。换言之，经由实验发现，当表面粗糙度越高时，光线的散射情况越强，相对地，会使出光辉度越低，故若需兼具出光均匀度与出光辉度，则必须使以另种表面粗糙度进行搭配。而使第一调光区111的表面粗糙度大于第二调光区112及远光面12的原因在于，第一调光区111相较于第二调光区112与远光面12而言，距离入光面10较近，所以该区域的光线能量较强，因此可以透过较大表面粗糙度的设计来消除亮包或亮线的产生，同时又不会过于降低出光辉度；第二调光区112及远光面12则因为距离入光面10较远，所以当光线传递至该处时，其光线能量已小于第一调光区111，故需要透过较小的表面粗糙度来避免在消除亮包或亮线时，使出光辉度损失过多。
以下针对设计导光板时针对不同表面粗糙度对于导光板整体平均出光辉度所进行的实验例及结果说明，针对各侧面为粗糙表面的实验用导光板9，在分别具有不同表面粗糙度时于各区域进行光学量测，下表一则为针对不同区域所量测的结果，选定量测的区域请参阅图2所示，并图中上方为入光侧。由下表一可知，在距离入光侧较近的a线段区域(上)，表面粗糙度对于平均辉度数值的影响较小；而中段的b线段区域(中)，即可发现不同的表面粗糙度开始对平均辉度产生影响，最大的表面粗糙度所形成的平均辉度与最小的表面粗糙度所形成的平均辉度差异接近11％；距离入光面最远的c线段区域(下)，则更可见表面粗糙度对平均辉度的影响，当实验用导光板9使用最大的表面粗糙度时，其平均辉度已大幅下降，而与具最小表面粗糙度的实验用导光板9相差高达20％。透过前述实验，可得知表面粗糙度的大小对于光线散射的调控以及出光辉度大小皆有影响，并且与入光面距离不同，表面粗糙度对于光线的影响也有所不同。而设置粗糙不平整的表面，可改善导光板侧边区域过亮的问题，但也会因过多的光线在粗糙不平整的表面影响下而散射损失掉，造成辉度大幅度的下降。故在需兼具出光辉度及侧边出光均匀度的性能要求时，需以不同的表面粗糙度进行搭配改善，以免损失过多辉度。
表一
进一步地，基于前述的相关实验内容与结果，表面粗糙度越小，光线散射效率越低且对出光辉度影响越小，为防止过多光线被泄出至外界而影响整体出光辉度，一实施方案为使第二调光区112及远光面12的表面粗糙度小于0.25μm，即可降低散射光线后所造成的辉度影响。其中，如前述内容，由于第二调光区112及远光面12距离入光面10较远，因此传递至该处的光线能量已有所减弱，相对地，产生的亮线或亮包的亮度，也较低于邻近第一调光区111位置的亮线或亮包，因此在第二调光区112及远光面12需透过较低的表面粗糙度以利于调节光线，但又不至于使该处的出光辉度过低，影响整体辉度表现。
此外，基于前述的相关实验内容以及使第一调光区111表面粗糙度为0.25～0.5μm时的光学趋势检测结果，得出第一调光区111的表面粗糙度介于0.25～0.5μm时，可对光线达到比较好的调整，确实地降低过亮区域的亮度，同时亦不至于影响出光辉度。在前述表面粗糙度范围下，邻近第一调光区111的区域确实几乎不具亮包或亮线而为均匀的出光表现，有效地消除了过亮问题。其中，附带一提的是当表面粗糙度大于0.5μm时，虽可具有较佳的出光均匀度，但即使是邻近入光面的第一调光区111，仍会产生辉度数值表现过低的问题，其辉度比表面粗糙度介于0.25～0.5μm的第一调光区减少约10％的辉度，故一实施方案为使第一调光区111的表面粗糙度介于0.25～0.5μm。
此外，请续以搭配参阅图3，其为本实用新型一实施方式的侧面示意图，当第一调光区111的长度与第二调光区112的长度比介于1：2.5～1：3.5时，可让导光板1具有较好的出光均匀表现，以避免高表面粗糙度的区域过大而影响出光辉度，或是高表面粗糙度的区域过小而无法有效消除亮包或亮线问题。于本实施例中，以第一调光区111及第二调光区112的长度比为1：3为例，当第一调光区111及第二调光区112的长度比为1：3时，具有最佳的出光均匀度及辉度表现，且亦更适用于各种小尺寸的应用标尺。
在制程方面，为使第一调光区111、第二调光区112及远光面12各自具有精确的表面粗糙度呈现，一种实施方案为使第一调光区111、第二调光区112及远光面12经过刀具抛铣处理，而形成符合各自设定的表面粗糙度。具体实施上，可透过符合所需的粗糙度的刀具，在导光板1成形后，分别对第一调光区111以及第二调光区112与远光面12进行抛铣，直至使各区域具备设定的表面粗糙度。或者，另一种实施方案则是使导光板1为射出成型，并在导光板1的射出成型模具中，对应第一调光区111、第二调光区112及远光面12区域先制成粗糙表面，在入料并射出导光板1后，导光板1的第一调光区111、第二调光区112及远光面12即会因应射出成型模具，而于射出后形成具表面粗糙度的表面。
请一并搭配参阅图4，其为本实用新型一实施方式的背光模块示意图，本实用新型亦提出一种具有高出光均匀度的背光模块2，用于设置于一显示面板(图中未示)背侧，包含一如前所述的导光板1及一灯条20。导光板1包含入光面10、侧面11、远光面12及出光面13，入光面10用于接收光线，侧面11为相对设置且分别与入光面10垂直邻接，各侧面11以其与入光面10邻接的处为起点，依序区隔为第一调光区111及第二调光区112，且第一调光区111的长度小于第二调光区112，其中第一调光区111内的表面粗糙度大于第二调光区112内的表面粗糙度。远光面12与入光面10相对设置且与侧面11垂直邻接，其中远光面12的表面粗糙度与第二调光区112的表面粗糙度相同。出光面13则与入光面10、两个侧面11及远光面2分别垂直邻接设置，以用于形成出光。灯条20对应入光面10设置，以提供侧入式光线予导光板1，藉此，光线经由入光面10进入该导光板1后，受到侧面11及远光面2的作用，进而提升由出光面13射出光线的均匀度，以使后续搭配使用的显示设备于画面呈现上具备更佳的效果与视觉性能。其中，灯条20的一具体实施状态，可为在一电路板上设置有复数个间隔设置的led，各led朝向入光面10发射光线以使导光板1得以将光线导引至出光面13形成面状均匀出光。
同样地，使第二调光区112及远光面12的表面粗糙度小于0.25μm时，可降低散射光线后所造成的辉度影响。此外，当第一调光区111的表面粗糙度介于0.25～0.5μm时，可对光线达到比较好的调整，确实地降低过亮区域的亮度。关于表面粗糙度的数值限定缘由，已于前说明，请结合搭配参阅前述相关段落。
请结合再参阅图2，当第一调光区111的长度与第二调光区112的长度比介于1：2.5～1：3.5时，可让导光板1具有较好的出光均匀表现，以避免高表面粗糙度的区域过大而影响出光辉度，或是高表面粗糙度的区域过小而无法有效消除亮包或亮线问题。并且当第一调光区111及第二调光区112的长度比为1：3时，具有最佳的出光均匀度及辉度表现，且亦更适用于各种小尺寸的应用标尺。其余详细说明请参阅前述相关段落内容，于此即不再加以赘述。
同样地，在制程方面，为使第一调光区111、第二调光区112及远光面12各自具有精确的表面粗糙度呈现，一种实施方案为使第一调光区111、第二调光区112及远光面12经过刀具抛铣处理，而形成符合各自设定的表面粗糙度。或者，另一种实施方案则是使导光板1为射出成型，并在导光板1的射出成型模具中，对应第一调光区111、第二调光区112及远光面12区域先制成粗糙表面，在入料并射出导光板1后，导光板1的第一调光区111、第二调光区112及远光面12即会因应射出成型模具，而于射出后形成具表面粗糙度的表面。
综上所述，本实用新型所提出的具有高出光均匀度的导光板及其背光模块，透过使导光板侧面及远光面为粗糙表面的技术手段，使光线可因应粗糙表面而散射，达到泄光功效，进而有效消除因光线聚集而形成的亮线或亮包等不均现象。同时，基于出光辉度的需求，对于不同区域内的表面粗糙度则有所限制，以因应进入导光板的光线能量分布状态确实地调节光线。进一步地，透过诸多实验及检测结果得知，当第一调光区的表面粗糙度介于0.25～0.5μm时，可兼具出光辉度与均匀度地调整光线，达到较好的出光效果；当第二调光区及远光面的表面粗糙度小于0.25μm时，可防止距离入光面较远的区域在调节光线均匀度时，损失过多的辉度。此外，对于第一调光区及第二调光区的长度亦经由实验结合实务经验得知，在介于1：2.5～1：3.5的比例下可具有较好的出光表现。而关于制程方面，基于表面粗糙度的精确度及产品良率的考虑，可透过刀具抛铣或是射出成型的方案予以实施。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
1.一种具有高出光均匀度的导光板，其特征在于，包含：
一入光面，用于接收光线；
两个侧面，为相对设置且分别与该入光面垂直邻接，各该侧面以其与该入光面邻接的处为起点，依序区隔为一第一调光区及一第二调光区，且该第一调光区的长度小于该第二调光区，其中该第一调光区的表面粗糙度大于该第二调光区的表面粗糙度；
一远光面，与该入光面相对设置且与该等侧面垂直邻接，其中该远光面的表面粗糙度与该第二调光区的表面粗糙度相同；及
一出光面，与该入光面、该两个侧面及该远光面分别垂直邻接设置，以用于形成出光。
2.如权利要求1所述的具有高出光均匀度的导光板，其特征在于，该第二调光区的表面粗糙度及该远光面的表面粗糙度小0.25μm。
3.如权利要求1所述的具有高出光均匀度的导光板，其特征在于，该第一调光区的表面粗糙度介于0.25～0.5μm。
4.如权利要求1所述的具有高出光均匀度的导光板，其特征在于，该第一调光区及该第二调光区的长度比介于1：2.5～1：3.5。
5.如权利要求4所述的具有高出光均匀度的导光板，其特征在于，该第一调光区及该第二调光区的长度比为1：3。
6.一种具有高出光均匀度的背光模块，用于设置于一显示面板背侧，其特征在于，包含：
一导光板，包含：
一入光面，用于接收光线；
两个侧面，为相对设置且分别与该入光面垂直邻接，各该侧面以其与该入光面邻接的处为起点，依序区隔为一第一调光区及一第二调光区，且该第一调光区的长度小于该第二调光区，其中该第一调光区内的表面粗糙度大于该第二调光区内的表面粗糙度；
一远光面，与该入光面相对设置且与该等侧面垂直邻接，其中该远光面的表面粗糙度与该第二调光区的表面粗糙度相同；及
一出光面，与该入光面、该两个侧面及该远光面分别垂直邻接设置，以用于形成出光；及
一灯条，对应该入光面设置，以提供侧入式光线予该导光板；由此，光线经由该入光面进入该导光板后，受到该等侧面及该远光面的作用，进而提升由该出光面射出光线的均匀度。
7.如权利要求6所述的具有高出光均匀度的背光模块，其特征在于，该第二调光区内的表面粗糙度及该远光面的表面粗糙度小0.25μm。
8.如权利要求6所述的具有高出光均匀度的背光模块，其特征在于，该第一调光区内的表面粗糙度介于0.25～0.5μm。
9.如权利要求6所述的具有高出光均匀度的背光模块，其特征在于，该第一调光区及该第二调光区的长度比例介于1：2.5～1：3.5。
10.如权利要求9所述的具有高出光均匀度的背光模块，其特征在于，该第一调光区及该第二调光区的长度比为1：3。
技术总结