TWM608390U

TWM608390U - 背光模組

Info

Publication number: TWM608390U
Application number: TW109212173U
Authority: TW
Inventors: 周明諭; 劉冠彣; 郭浩然
Original assignee: 台灣揚昕股份有限公司
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2021-03-01
Also published as: CN212624628U

Abstract

本新型創作提供一種背光模組，包括導光板、多個光源、光學膜片、第一稜鏡片以及第二稜鏡片。多個光源設置於導光板的入光面的一側，且用以發出多個光束。光學膜片設置於導光板的出光面的一側，且包括基板、多個上稜鏡微結構以及多個下稜鏡微結構。多個上稜鏡微結構設置於基板的上表面上。多個下稜鏡微結構設置於基板的下表面上，其中每一下稜鏡微結構的延伸方向與每一上稜鏡微結構的延伸方向互相垂直。第一稜鏡片設置於光學膜片的上表面的一側，且光學膜片設置於導光板與第一稜鏡片之間。第一稜鏡片設置於光學膜片與第二稜鏡片之間。

Description

背光模組

本新型創作是有關於一種光學模組，且特別是有關於一種背光模組。

導光板最主要的功能在於導引光線的方向，提高面板的光學輝度，以及調控亮度的均勻性。利用導光板的全反射特性，在光從導光板的入光面進入導光板後，可將光往導光板的另一端傳遞。並且為了控制光從導光板的出光面射出，會在導光板相對於出光面的底面佈上網點等微結構。當光的傳遞遇到網點時，因改變光的行進方向，使光可以從導光板的出光面出光。

然而，如何能提高輝度效率，使得顯示器能在較少耗電的情況下就能達到相同輝度的效果，一直是背光模組的發展目標。

本新型創作提供一種背光模組，其能使光源所發出的光束有效地被轉換為輝度。

本新型創作的一實施例提供一種背光模組，其包括導光板、多個光源、光學膜片、第一稜鏡片以及第二稜鏡片。導光板具有入光面、出光面以及底面，其中入光面連接於出光面及底面之間，且出光面相對於底面。多個光源設置於導光板的入光面的一側，且用以發出多個光束。光學膜片設置於導光板的出光面的一側，且包括基板、多個上稜鏡微結構以及多個下稜鏡微結構。基板包括上表面及相對的下表面。多個上稜鏡微結構設置於上表面上。多個下稜鏡微結構設置於下表面上，其中每一下稜鏡微結構的延伸方向與每一上稜鏡微結構的延伸方向互相垂直。第一稜鏡片設置於光學膜片的上表面的一側，且光學膜片設置於導光板與第一稜鏡片之間。第一稜鏡片設置於光學膜片與第二稜鏡片之間。

在本新型創作的一實施例中，上述的光學膜片的這些下稜鏡微結構與導光板的出光面直接接觸。

在本新型創作的一實施例中，上述的光學膜片的每一下稜鏡微結構在垂直這些下稜鏡微結構的延伸方向上的切面呈等腰三角形。

在本新型創作的一實施例中，上述的光學膜片的每一上稜鏡微結構具有出光斜面以及連接斜面，且出光斜面的面積大於連接斜面的面積。

在本新型創作的一實施例中，上述的出光斜面與上表面之間的夾角小於連接斜面與上表面之間的夾角。

在本新型創作的一實施例中，上述的光學膜片的上表面或下表面更包括平坦區。平坦區鄰近導光板的入光面，且平坦區不設置這些上稜鏡微結構及這些下稜鏡微結構。

在本新型創作的一實施例中，上述的光學膜片的這些下稜鏡微結構的延伸方向垂直入光面。

在本新型創作的一實施例中，上述的第一稜鏡片具有多個第一稜鏡微結構，且這些第一稜鏡微結構的延伸方向與光學膜片的這些上稜鏡微結構的延伸方向互相垂直。

在本新型創作的一實施例中，上述的第二稜鏡片具有多個第二稜鏡微結構，且這些第二稜鏡微結構的延伸方向與光學膜片的這些上稜鏡微結構的延伸方向互相平行。

在本新型創作的一實施例中，上述的光學膜片的材質包括擴散粒子。

基於上述，在本新型創作的實施例的背光模組中，由於背光模組在導光板的出光面設置了光學膜片，光學膜片在上與下表面分別設有上稜鏡微結構與下稜鏡微結構，且下稜鏡微結構的延伸方向與上稜鏡微結構的延伸方向互相垂直，因此，本新型創作的實施例的背光模組的光束從光學膜片出光後的光型可相似於光學模擬後的較佳的視角等輝線圖。

圖1是依據本新型創作的一實施例的背光模組的立體示意圖。請參考圖1，本新型創作的一實施例提供一種背光模組100，其包括導光板120、多個光源110、光學膜片130、第一稜鏡片140以及第二稜鏡片150。在本實施例中，多個光源110設置於導光板120的一側面，且導光板120、光學膜片130、第一稜鏡片140及第二稜鏡片150依序疊置。

圖2A及圖2B是分別依據本新型創作的一實施例的背光模組的導光板的立體及剖面示意圖。請同時參考圖1、圖2A及圖2B，在本實施例中，導光板120的材質可為塑膠、玻璃或其他合適的材質，但本新型創作不以此為限。導光板120具有入光面120S1、出光面120S2以及底面120S3，其中入光面120S1連接於出光面120S2及底面120S3之間，且出光面120S2相對於底面120S3，舉例來說，出光面120S2平行於底面120S3，且入光面120S1垂直於出光面120S2，但本新型創作不以此為限。在本實施例中，導光板120還可具有多個側面120S4。側面120S4可與入光面120S1、出光面120S2以及底面120S3相連接，或側面120S4可與出光面120S2以及底面120S3相連接。

在本實施例中，導光板120的底面120S3可設置多個光學微結構122。光學微結構122例如是網點結構或稜鏡結構，但本新型創作不以此為限。

進一步來說，請參考圖2B，在本實施例中，光源110可為發光二極體（Light-emitting diode, LED）或其他合適的光源。光源110設置於導光板120的入光面120S1的一側，且用以發出多個光束B。光束B在穿透導光板120的入光面120S1而入射導光板120後，光束B於導光板120中以全反射的方式傳遞。當光束B傳遞至光學微結構122時，光學微結構122改變光束B的行進方向，並使得光束B穿透出光面120S2而朝向光學膜片130傳遞。

在本實施例中，背光模組100更可選擇性地包括反射片160，反射片160設置於導光板120的底面120S3的一側。由於光源110所發出的光束B的一部份，在經由導光板120傳遞的過程中會從導光板120的底面120S3出射而無法順利朝向光學膜片130傳遞，造成光能損耗。因此，透過反射片160的設置，可將從導光板120的底面120S3出射的光束B反射而傳遞回導光板120並朝向光學膜片130傳遞，以提高光源110的光能利用率。

圖3A至圖3C是分別依據本新型創作的一實施例的背光模組的光學膜片的立體、前視及側視示意圖。請同時參考圖1、圖2A、圖3A至圖3C，在本實施例中，光學膜片130設置於導光板120的出光面120S2的一側，且包括基板136、多個上稜鏡微結構132以及多個下稜鏡微結構134。在本實施例中，基板136的材質可為聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate, PET）、聚碳酸酯（polycarbonate, PC）或其他合適的材質。上稜鏡微結構132以及下稜鏡微結構134的材質可為紫外光硬化膠材（UV glue）或其他適合的高分子聚合物。

在一實施例中，光學膜片130的材質可選擇性地包括擴散粒子（圖未示），用以提高光學膜片130的霧度值（Haze value）。擴散粒子例如可設置於基板136、上稜鏡微結構132或下稜鏡微結構134。由於光學膜片130的材質可包括擴散粒子，因此，背光模組100的遮瑕性較佳，進而提高背光模組100的組裝良率。換句話說，也可增加背光模組100的各組件的製程容許度（process latitude）。另一方面，由於光學膜片130的霧度值提高了，因此背光模組100的擴散片（diffuser）數量可進一步縮減，有助於降低生產成本。

在本實施例中，基板136包括上表面136S1及相對的下表面136S2。上稜鏡微結構132設置於上表面136S1上。下稜鏡微結構134設置於下表面136S2上。光學膜片130的下稜鏡微結構134與導光板120的出光面120S2可為直接接觸，以使光束B能有效地從導光板120傳遞至光學膜片130。因此，背光模組100的光能利用率較高。

請再參考圖1與圖3A，在本實施例中，光學膜片130的每一下稜鏡微結構134的延伸方向（例如圖3A中的Y軸方向）與每一上稜鏡微結構132的延伸方向（例如圖3A中的X軸方向）之間具有一夾角。在一較佳的實施例中，下稜鏡微結構134的延伸方向與上稜鏡微結構132的延伸方向互相垂直，但本新型創作不以此為限。當下稜鏡微結構134的延伸方向與上稜鏡微結構132的延伸方向互相垂直時，背光模組100整體上的光損較小，使得光能利用率較高。此外，圖1示意了光學膜片130的下稜鏡微結構134的延伸方向垂直入光面120S1。但本新型創作不以此為限，在一實施例中，光學膜片130的下稜鏡微結構134的延伸方向與導光板120的入光面120S1可不互相垂直，例如光學膜片130的下稜鏡微結構134的延伸方向與導光板120的入光面120S1的夾角為90度±10度。

再者，在本實施例中，光學膜片130的上表面136S1更包括平坦區F。平坦區F鄰近導光板120的入光面120S1，且平坦區F為露出上表面136S1的平坦表面，亦即，平坦區F不設置上稜鏡微結構132或其他微結構，但本新型創作不以此為限。在其他實施例中，平坦區F可設置於光學膜片130的下表面136S2，且平坦區F不設置下稜鏡微結構134或其他微結構。在本新型創作的實施例的背光模組100中，由於光學膜片130可包括平坦區F，因此，背光模組100的出光光型於入光面120S1的一側的mura熱點（hot spot）的問題能有效被改善。

請再參考圖3B，在本實施例中，光學膜片130的每一下稜鏡微結構134在垂直下稜鏡微結構134的延伸方向上的切面（例如平行於圖3B中的XZ平面）呈等腰三角形。此等腰三角形下稜鏡微結構134可使通過的一道光線在X軸方向被分為兩道光線。

請再參考圖3C，在本實施例中，光學膜片130的每一上稜鏡微結構132具有出光斜面132S1以及連接斜面132S2，且出光斜面132S1的面積可等於或大於連接斜面132S2的面積，意即，出光斜面132S1與上表面136S1之間的夾角θ1可等於或小於連接斜面132S2與上表面136S1之間的夾角θ2。舉例來說，在圖3C的實施例中，藉由上稜鏡微結構132的出光斜面132S1的面積大於連接斜面132S2的面積的設計下，光線從出光斜面132S1的出光可在YZ平面上的投影呈一特定光型。也就是說，可以藉由調整角度θ1與θ2，使得此特定光型符合背光模組100所需的出光光型，可使本新型創作的實施例的背光模組100的光能利用率進一步地提高。

圖4是依據本新型創作的一實施例的背光模組的第一稜鏡片的立體示意圖。請同時參考圖1與圖4，在本實施例中，第一稜鏡片140設置於光學膜片130的上表面136S1的一側，且光學膜片130設置於導光板120與第一稜鏡片140之間。

在本實施例中，第一稜鏡片140例如是光學增亮膜（Brightness Enhancement Film, BEF）。第一稜鏡片140具有多個第一稜鏡微結構142，且第一稜鏡微結構142的延伸方向（例如圖4中的Y軸方向）與光學膜片130的上稜鏡微結構132的延伸方向（例如圖3A中的X軸方向）互相垂直。

圖5是依據本新型創作的一實施例的背光模組的第二稜鏡片的立體示意圖。請同時參考圖1與圖5，在本實施例中，第一稜鏡片140設置於光學膜片130與第二稜鏡片150之間。

在本實施例中，第二稜鏡片150例如是光學增亮膜。第二稜鏡片150具有多個第二稜鏡微結構152，且第二稜鏡微結構152的延伸方向（例如圖5中的X軸方向）與光學膜片130的上稜鏡微結構132的延伸方向互相平行。

此外，在一實施例中，背光模組100更包括擴散片170，其中第二稜鏡片150設置於擴散片170與第一稜鏡片140之間。由於背光模組100設置了擴散片170，且擴散片170進一步使背光模組100的出光被均勻化，因此，背光模組100的出光光型更加均勻。

進一步來說，請參閱圖1、圖3A、圖4與圖5，第一稜鏡片140的第一稜鏡微結構142的延伸方向為Y軸方向，第二稜鏡片150的第二稜鏡微結構152的延伸方向為X軸方向，且光學膜片130的下稜鏡微結構134的延伸方向與上稜鏡微結構132的延伸方向互相垂直，第一稜鏡片140的第一稜鏡微結構142的延伸方向與光學膜片130的上稜鏡微結構132的延伸方向互相垂直，以及第二稜鏡片150的第二稜鏡微結構152的延伸方向與光學膜片130的上稜鏡微結構132的延伸方向互相平行，因此本新型創作的背光模組100的光能利用率可被提高，但本新型創作不以此為限。在其他實施例中，第一稜鏡片140的第一稜鏡微結構142的延伸方向可為X軸方向，第二稜鏡片150的第二稜鏡微結構152的延伸方向為Y軸方向，且光學膜片130的下稜鏡微結構134的延伸方向與上稜鏡微結構132的延伸方向互相垂直，第一稜鏡片140的第一稜鏡微結構142的延伸方向與光學膜片130的上稜鏡微結構132的延伸方向互相平行，以及第二稜鏡片150的第二稜鏡微結構152的延伸方向與光學膜片130的上稜鏡微結構132的延伸方向互相垂直，亦可使本新型創作的背光模組100的光能利用率被提高。特別說明的是，在本新型創作中所提及的兩延伸方向互相平行或互相垂直，並不限於完全平行或完全垂直，可依不同的需求（例如解決moire現象）而使兩延伸方向夾180度±5度或90度±5度，均可視為互相平行或互相垂直。

圖6是依據光學模擬，光束傳遞至第一稜鏡片前，背光模組的一較佳的實施例的視角等輝線圖。由於光線具有可逆性，因此，欲設計背光模組100的出光光型為正向（例如圖1的Z軸方向）且均勻出光，經由以光學模擬軟體（例如LightTools）逆追跡（reversely tracking）至光束B傳遞至第一稜鏡片140前的出光光型，可取得如圖6所示的視角等輝線圖。請參考圖6，圖6示意了視角等輝線圖具有四個亮區，且此四個亮區代表光束B可被轉換為輝度的最佳區域。也就是說，當本新型創作的實施例的背光模組100的光束B從光學膜片130出光後的光型可相似於圖6的視角等輝線圖時（即光型具有四個亮區），背光模組100的光能利用率較高。

綜上所述，在本新型創作的實施例的背光模組中，由於背光模組在導光板的出光面的一側設置了光學膜片，光學膜片在上表面與下表面分別設有上稜鏡微結構與下稜鏡微結構，且下稜鏡微結構的延伸方向與上稜鏡微結構的延伸方向互相垂直，因此，本新型創作的實施例的背光模組的光束從光學膜片出光後的光型可相似於光學模擬後的較佳的視角等輝線圖。相較於市場上的背光模組在導光板的出光面的一側設置擴散片或光學增亮膜等方式，本新型創作的實施例的背光模組在輝度的增益上提高了1.3倍。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名元件（element）的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

100:背光模組 110:光源 120:導光板 120S1:入光面 120S2:出光面 120S3:底面 120S4:側面 122:光學微結構 130:光學膜片 132:上稜鏡微結構 132S1:出光斜面 132S2:連接斜面 134:下稜鏡微結構 136:基板 136S1、140S1、150S1:上表面 136S2、140S2、150S2:下表面 140:第一稜鏡片 142:第一稜鏡微結構 150:第二稜鏡片 152:第二稜鏡微結構 160:反射片 170:擴散片 B:光束 F:平坦區 θ1、θ2:夾角

圖1是依據本新型創作的一實施例的背光模組的立體示意圖。圖2A及圖2B是分別依據本新型創作的一實施例的背光模組的導光板的立體及剖面示意圖。圖3A至圖3C是分別依據本新型創作的一實施例的背光模組的光學膜片的立體、前視及側視示意圖。圖4是依據本新型創作的一實施例的背光模組的第一稜鏡片的立體示意圖。圖5是依據本新型創作的一實施例的背光模組的第二稜鏡片的立體示意圖。圖6是依據光學模擬，光束傳遞至第一稜鏡片前，背光模組的一較佳的實施例的視角等輝線圖。

100:背光模組

110:光源

120:導光板

120S1:入光面

120S2:出光面

122:光學微結構

130:光學膜片

132:上稜鏡微結構

134:下稜鏡微結構

140:第一稜鏡片

142:第一稜鏡微結構

150:第二稜鏡片

152:第二稜鏡微結構

160:反射片

170:擴散片

F:平坦區

Claims

一種背光模組，包括：一導光板，具有一入光面、一出光面以及一底面，其中該入光面連接於該出光面及該底面之間，且該出光面相對於該底面；多個光源，設置於該導光板的該入光面的一側，且用以發出多個光束；一光學膜片，設置於該導光板的該出光面的一側，包括：一基板，包括一上表面及相對的一下表面；多個上稜鏡微結構，設置於該上表面上；以及多個下稜鏡微結構，設置於該下表面上，其中每一該些下稜鏡微結構的延伸方向與每一該些上稜鏡微結構的延伸方向互相垂直；一第一稜鏡片，設置於該光學膜片的該上表面的一側，且該光學膜片設置於該導光板與該第一稜鏡片之間；以及一第二稜鏡片，其中該第一稜鏡片設置於該光學膜片與該第二稜鏡片之間。
如請求項1所述的背光模組，其中該光學膜片的該些下稜鏡微結構與該導光板的該出光面直接接觸。
如請求項1所述的背光模組，其中該光學膜片的每一該些下稜鏡微結構在垂直該些下稜鏡微結構的延伸方向上的切面呈等腰三角形。
如請求項1所述的背光模組，其中該光學膜片的每一該些上稜鏡微結構具有一出光斜面以及一連接斜面，且該出光斜面的面積大於該連接斜面的面積。
如請求項4所述的背光模組，其中該出光斜面與該上表面之間的夾角小於該連接斜面與該上表面之間的夾角。
如請求項1所述的背光模組，其中該光學膜片的該上表面或該下表面更包括一平坦區，該平坦區鄰近該導光板的該入光面，且該平坦區不設置該些上稜鏡微結構及該些下稜鏡微結構。
如請求項1所述的背光模組，其中該光學膜片的該些下稜鏡微結構的延伸方向垂直該入光面。
如請求項1所述的背光模組，其中該第一稜鏡片具有多個第一稜鏡微結構，且該些第一稜鏡微結構的延伸方向與該光學膜片的該些上稜鏡微結構的延伸方向互相垂直。
如請求項8所述的背光模組，其中該第二稜鏡片具有多個第二稜鏡微結構，且該些第二稜鏡微結構的延伸方向與該光學膜片的該些上稜鏡微結構的延伸方向互相平行。
如請求項1所述的背光模組，其中該光學膜片的材質包括擴散粒子。