CN103017007A - 光学贴膜及具有该光学贴膜的背光模块与液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学贴膜及具有该光学贴膜的背光模块与液晶显示器，贴附于一导光板的一入光面上且配合复数个侧光源使用以构成一背光模块。在光学贴膜上设有经特殊设计的微结构可将复数侧光源所发出的光束偏折射入导光板内。使导光板混光后所产生的暗区面积减少以提高显示器的有效可视范围，同时可减少复数侧光源数量以达到降低成本的目的。

Description

光学贴膜及具有该光学贴膜的背光模块与液晶显示器

技术领域

本发明是关于一种光学贴膜，尤指一种贴附于一导光板的一入光面上且配合复数个侧光源使用以构成适用在液晶显示器上的一背光模块的光学贴膜，以及具有该光学贴膜的背光模块与液晶显示器。

背景技术

以液晶显示器的背光模块来说，背光模块本身就是一个二维的面光源，而若想要利用LED来取代现行使用在背光模块上的冷阴极管(Cold cathodefluorescent amp，CCFL)，则必须将LED点光源的特性转变成面光源。因此，会需要一个适当的导光机制，如同侧光式背光模块中所使用的导光板(LightGuide Plate，LGP)等，其可用来转变光源特性，进而产生一个均匀的面光源，以供液晶显示器所使用。

背光模块的结构中主要有光源、导光板、棱镜片、扩散板与反射板等等。其中，背光模块所使用的光源主要分为两种：一为CCFL，另一为LED。而依据光源位置的不同，一般又可分为侧光式(Side Lighting)及直下式(BottomLighting)两种。侧光式背光模块顾名思义是将光源置于模块的一旁侧，凭借导光板将光线导向正面直视方向，并达到足够的均匀性。

导光板是液晶显示器的背光模块中的光导引媒介。以侧光式背光模块为例，凭借导光板导引光线由液晶显示器正面射出，能控制面板亮度均匀。导光板的原理是利用光线进入导光板后产生光反射，可利用导光板的一侧特定结构，将反射光导引至导光板正面。另外，除了射向正面的光线外，有些光线会由导光板底部的反射板再次导入导光板。

现有背光模块9包括有：一导光板91、以及复数个LED侧光源92。请参考图1、图2所示，现有的复数LED侧光源92设置于导光板91的一侧。个别的该LED侧光源92所投射的光束，依据该光束是在进入导光板91之前或是之后而可区分为一入射光921以及一折射光922。而两相邻LED侧光源92将光束投射入该导光板91内经混光后于该导光板91上所形成未被光束所覆盖的一暗区923(未被光束922投射的区域)。所谓的暗区923，就是由导光板91的出光面(也就是导光板91的上表面)观之会呈现特别黑暗的区域(也就是Hot Spot萤火虫现象)。而为了避免该暗区923造成显示影像不佳的因素，一般来说，该LED显示面板的背光模块9可用来显示影像的范围必须避开这些暗区923，例如，以不透光的边框来遮掩这些暗区923。换句话说，LED显示面板实际上的显示有效范围924飞面积将会小于导光板91的出光面(也就是导光板91的上表面)的面积，导致显示面板的显示有效范围924尺寸变小，而有待加以改善。

请参阅图2并参考下表一，现有LED显示面板的背光模块9中依照各种不同的LED侧光源92的该入射光921角度(入射角)，在该折射率为n＝1.55的导光板91内所呈现的各种不同的该折射光922角度(折射角)，可列示如下表一：

表一：现有LED显示面板的背光模块各部相关尺寸

其中，A是两相邻LED侧光源中心点的距离、B是两相邻LED侧光源之间格距离、t是LED侧光源至该导光板的入光面的距离、入射角(θ°)是LED侧光源的该入射光921进入该导光板91的一入光面911的角度、折射角(θ’°)是LED侧光源92的该折射光922进入该导光板91内的折射的角度、C值是个别的两相邻LED侧光源92的该折射光922经折射后进入导光板91内经混光后大致形成三角状的暗区923面积最大高度距离。

如表一所示，实际上C值的大小也就代表着形成该暗区923面积的大小，也即代表着改善Hot Spot现象(萤火虫现象)的难易程度；但是，C值为相邻两LED侧光源92的间距B与相邻两LED侧光源92所投射的光束经混光后所造成的结果参数，仍可经由以下的几何光学数学式计算出来：

B/2＝t×sin(θ入射角)+C×sin(θ折射角)，并得出下列结论：

(1)以该LED侧光源92取样不同的该入射光921的入射角度(40°、50°、60°、70°)与取用现有使用LED侧光源的背光模块的实品来观察其实际观测数值C并加以比较，可得知当该LED侧光源92的该入射光921为入射角度60°时，其计算所得的数值C＝5mm，符合现有使用LED侧光源的背光模块的实品的暗区高度C值。换句话说，目前现有使用LED侧光源的背光模块的实品，其光束折射的光路径符合当入射光921的入射角度为60°时的几何光学关系；以及

(2)B/A代表的是该LED侧光源92发光范围与封装大小相关(如50/30、30/20等......)。

发明内容

本发明的主要目的是在于提供一种光学贴膜及具有光学贴膜的背光模块与液晶显示器，尤指一种贴附于一导光板的一入光面上，使于该入光面上对应的复数个侧光源所投射的光束进入该导光板内混光后所产生的暗区面积减少，达到提高显示器的有效可视范围的功效。

本发明的次要目的是在于提供一种光学贴膜及具有光学贴膜的背光模块与液晶显示器，于光学贴膜上设置具有适当结构形状的复数微结构，使得该侧光源投射进入该导光板内的光束扩散角度增加，进一步可减少该侧光源的数量，达到降低成本的目的。

为达上述的目的，本发明提供一种光学贴膜，贴附于一导光板的一入光面上，且能够配合复数个侧光源使用；该光学贴膜具有一射入面以及一射出面；该射入面上设有一微结构可供个别的该侧光源所发出的一光束自该射入面进入该光学贴膜中；该射出面则与该导光板的该入光面相互贴合，使该光束可在被该光学贴膜加以偏折后再射入该导光板内；

其特征在于：

该光学贴膜与复数侧光源所构成的结构符合以下关系式：

$B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)};$

其中，B是相邻两该侧光源的间隔距离，C’是个别的相邻两该侧光源的光束经偏折后进入该导光板内形成的一暗区面积最大高度距离，θ_i是该侧光源的光束进入该射入面的角度，

是该侧光源的光束离开该射出面进入该导光板内的角度，n是该导光板的折射率，nt是该光学贴膜的折射率。

其中：该射入面的该微结构的宽深比数据符合以下关系式：

$2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{[{(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\};$ 其中，P是该微结构的宽度，H是该微结构的深度。

其中：还符合下列条件：

以及2＜P/H；并且，P值是介于20μm至200μm之间。

其中：该射入面上的该微结构可以是连续性半圆柱状微结构、连续波浪状微结构、具有扩散粒子微结构、或不规则状微结构；该光学贴膜折射率nt的值介于1.45～1.65之间；并且，该侧光源是由复数个LED发光二极管所构成。

为达上述的目的，本发明提供一种具有光学贴膜的背光模块，包括有：

一导光板，其具有一入光面以及一出光面，且该出光面与该入光面垂直；

复数个侧光源，设置于与该入光面相对应的位置处；以及

一光学贴膜，其具有一射入面以及一射出面；该射入面上设有一微结构可供个别的该侧光源所发出的一光束自该射入面进入该光学贴膜中；该射出面则与该导光板的该入光面相互贴合，使该光束可在被该光学贴膜加以偏折后再射入该导光板内；

其特征在于：

该光学贴膜与该复数侧光源所构成的结构、以及该微结构的宽深比数据分别符合以下关系式：

$B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)};$

其中，B是两相邻侧光源的间隔距离，C’是个别的相邻两侧光源的光束经偏折后进入该导光板内形成一暗区面积最大高度距离，θ_i是该侧光源的光束进入该射入面的角度，

是该侧光源的光束离开该射出面进入该导光板内的角度，n是该导光板的折射率，nt是该光学贴膜的折射率。

其中：该射入面的该微结构的宽深比数据符合以下关系式：

$2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{{[(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\};$ 其中，P是该微结构的宽度，H是该微结构的深度。

其中：还符合下列条件：以及2＜P/H；P值是介于20μm至200μm之间；该射入面上的该微结构可以是连续性半圆柱状微结构、连续波浪状微结构、具有扩散粒子微结构、或不规则状微结构；该光学贴膜折射率nt的值介于1.45～1.65之间；并且，该侧光源是由复数个LED发光二极管所构成。

为达上述的目的，本发明提供一种具有光学贴膜的液晶显示器，包括有：

一导光板，其具有一入光面以及一出光面，且该出光面与该入光面垂直；

复数个侧光源，设置于与该入光面相对应的位置处；

一液晶面板，对应于该导光板的出光面；以及

一光学贴膜，其具有一射入面以及一射出面；该射入面上设有一微结构可供个别的该侧光源所发出的一光束自该射入面进入该光学贴膜中；该射出面则与该导光板的该入光面相互贴合，使该光束可在被该光学贴膜加以偏折后再射入该导光板内；

其特征在于：

该光学贴膜与该复数侧光源所构成的结构、以及该微结构的宽深比数据分别符合以下关系式：

$B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)};$

其中，B是两相邻侧光源的间隔距离，C’是个别的相邻两侧光源的光束经折射后进入该导光板内形成的一暗区面积最大高度距离，θ_i是该侧光源的光束进入该射入面的角度，

是该侧光源的光束离开该射出面进入该导光板内的角度，n是该导光板的折射率，nt是该光学贴膜的折射率。

其中：该射入面的该微结构的宽深比数据符合以下关系式：

$2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{{[(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\};$ 其中，P是该微结构的宽度，H是该微结构的深度。

其中：还符合下列条件：

以及2＜P/H；P值是介于20μm至200μm之间；该射入面上的该微结构可以是连续性半圆柱状微结构、连续波浪状微结构、具有扩散粒子微结构、或不规则状微结构；该光学贴膜折射率nt的值介于1.45～1.65之间；并且，该侧光源是由复数个LED发光二极管所构成。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本发明具有的优点在于：在光学贴膜上设有经特殊设计的微结构可将复数侧光源所发出的光束偏折射入导光板内。使导光板混光后所产生的暗区面积减少以提高显示器的有效可视范围，同时可减少复数侧光源数量以达到降低成本的目的。

附图说明

图1为现有LED显示面板的背光模块示意图；

图2为现有LED显示面板的导光板与LED侧光源投射路径图；

图3为本发明的光学贴膜实施状态示意图；

图4A为现有LED侧光源所投射的光束进入于导光板内的正向光路径示意图；

图4B为现有LED侧光源所投射的光束进入于导光板内的斜向光路径示意图；

图5为贴附有本发明的光学贴膜的导光板其LED侧光源所投射的光束进入于导光板内的斜向光路径示意图；

图6为本发明的光学贴膜较佳实施例一至六的入射角与折射角关系对应趋势图；

图7为贴附有本发明的光学贴膜的导光板内经LED侧光源折射示意图；

图8为本发明的光学贴膜于LED侧光源的入射角60度下的两LED侧光源间距B与折射角θ_t(60)分别于不同C’值上的对应关系趋势曲线图；

图9为本发明的光学贴膜上的微结构经LED侧光源折射示意图；

图10为本发明的光学贴膜上的微结构宽深比P/H值过大产生光路径偏离示意图；

图11为本发明的光学贴膜于LED侧光源的入射角0度下的折射角θ_t(0)与微结构的宽深比P/H值分别于不同光学贴膜折射率nt上的对应关系趋势曲线图；

图12A～图12C分别为本发明的光学贴膜上的微结构实施例示意图；

图13为未贴附本发明的光学贴膜的导光板以及贴附本发明的光学贴膜的各组导光板于不同参数下的光学效果比较图；

图14A～图14D分别为本发明的光学贴膜所构成的背光模块实施例。

附图标记说明：100、100a、100b、100c、100d-背光模块；1-光学贴膜；11-射入面；111、111a、111b、111c-微结构；12-射出面；2、2a、2b、2c、2d-导光板；21-入光面；3-侧光源；31-光束；311-入射光；312-折射光；7、7a、7b、7c、7d-取光结构；8-暗区；9-背光模块；91-导光板；92-LED侧光源；921-入射光；922-折射光；923-暗区；924-有效区域；93-光学膜；94-液晶面板。

具体实施方式

为了能更清楚地描述本发明所提出的光学贴膜及具有光学贴膜的背光模块与液晶显示器，以下配合图式详细说明。

如图3所示，为本发明的光学贴膜实施状态示意图。本发明的光学贴膜1，特别指一种设置有微结构可将光线偏折的透光贴膜，贴附于一导光板2的一入光面21上，且配合复数个侧光源3进一步构成一可供使用于一液晶显示器上的背光模块100。该导光板2具有该入光面21以及一出光面，该出光面是该导光板2的上表面而且与该入光面21相互垂直；且该复数个侧光源3设置于与该入光面21相对应且相隔一预定距离的位置处。该光学贴膜1其定义有光束的一射入面11以及一射出面12；其中，在该射入面11上设有一微结构111可供该侧光源3所发出的一光束31自该射入面11进入该光学贴膜1中。该射出面12则与该导光板2的该入光面21相互贴合，可将该光学贴膜1内的该光束31加以折射后再射入至该导光板2内。

在本发明实施例中，该复数个侧光源3是复数个LED发光二极管(LED)所构成的LED侧光源3(以下称的为LED侧光源)，且与该导光板2的该入光面21相互对应。经由该光学贴膜1将该LED侧光源3所投射的该光束31折射后再进入于该导光板2内。个别的该LED侧光源3所投射的该光束31，依据该光束31是在进入导光板2之前或是之后而可区分为一入射光311以及一折射光312。

相邻两LED侧光源3将该光束31通过该光学贴膜1投射入该导光板2内经混光后，在该导光板2上所形成未被该光束31所覆盖的一暗区8其面积较现有未贴有该光学贴膜1的该暗区923(如图1所示)面积较为缩小，以达到具有较大的显示有效范围。该光学贴膜1的该射入面11上的该微结构111可以是连续性半圆柱状微结构、连续波浪状微结构、具有扩散粒子微结构、或不规则状微结构其中之一。本发明的该光学贴膜1的折射率nt较佳范围值介于1.45～1.65之间为佳。

经过相关预设数值(例如：导光板折射率n＝1.55、光学贴膜折射率nt＝1.62)并通过数学计算后，本发明该光学贴膜1须符合以下关系式为较佳：

$B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)};$ 其中，

B是相邻两侧光源的间隔距离；

C’是个别的相邻两侧光源的光束经折射后进入该导光板内所形成一暗区面积最大高度距离；

θ_i是该侧光源的光束(入射光)进入该射入面的角度(入射角)；

是该侧光源的光束(折射光)离开该射出面进入该导光板内的角度(折射角)，也就是在入射角(θ_i)下该入射光偏折的最大折射角度；

n是该导光板的折射率；

nt是该光学贴膜的折射率。

如图3并参考表一所示，在本发明光学贴膜1的一较佳实施例中，同样以折射率n＝1.55的该导光板2为例，且该LED侧光源3的该入射光312角度为60°时(θ_i＝60°)，在该导光板2的该入光面21上贴有折射率nt＝1.62的本发明光学贴膜1的该入射光311与该折射光312以及未贴有本发明的光学贴膜1的该LED侧光源3折射光束(与图1现有相同条件下的该入射光921以及折射光922相同，故在图3中以虚线表示)的比较可得知，在该导光板2的该入光面21上贴有本发明光学贴膜1后，该折射光312进入该导光板2后的折射角度θ_t(60)＞40°；未加贴本发明光学贴膜1的该导光板2其折射角度θ’＝34°(参表一所示)。

因此得知，本发明光学贴膜1折射后的该折射光312与现有技术的折射光922所呈现的折射角度增加，使该暗区8的C’值范围缩小，能解决Hot Spot现象(萤火虫现象)。本发明提出该光学贴膜1产生光偏折角度

符合下列关系式时，本发明的该LED侧光源3的该入射光312角度为60°(θ_i＝60°)，本发明的背光模块可以获得相对于现有技术更小的暗区8范围：

$B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)};$

此外，本发明的该光学贴膜1的结构宽深比(P/H)，且该LED侧光源3的该入射光312角度为0°(θ_i＝0°)时，也必须符合下列关系式：

$2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{{[(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\}.$

具体说明本发明的前述两关系式。

请参考图4A、图4B、以及图5所示。其中，图4A、图4B分别为现有LED侧光源所投射的光束进入于导光板内的正向光路径以及斜向光路径示意图。图5是贴有本发明的光学贴膜的导光板其LED侧光源所投射的光束进入于导光板内的斜向光路径示意图。

如图4A、图4B、以及图5所示，定义有一个X-Y-Z坐标轴，该LED侧光源92、3分别经由该入光面911、21进入于该导光板91、2内，且根据几何光学内部全反射定理原理(Total Internal Reflection，TIR)将光束传递至远侧处。当该光束打到该导光板91、2内的一取光结构7(印刷网点、微结构、V沟、棱镜片或反射面等)将光束向上方导出成为面光源。由于该LED侧光源92、3发光角度近似于蓝伯特(Lambertian)光源分布型态，使得位于该导光板91、2内的该折射光922、312距离Z轴(法线0°方向)＜±60度角为主要扩散范围(如图4A、图4B、以及图5个别的斜线区域)。

承上述定义的X-Z平面上系将该导光板91、2内该折射光922、312的光路径分成如图4A的正向光路径以及图4B与图5的斜向光路径，而图5的该导光板2的该入光面21上贴有本发明的该光学贴膜1，该光学贴膜1破坏了斜向光路径的全反射(Total Internal Reflection，TIR)产生取光的目的，也使两相邻LED侧光源3间的取光量增加，也就是该暗区8面积缩小，C值缩小。

请参阅图6以及表二所示，图6为本发明的光学贴膜较佳实施例一至六个别入射角与折射角关系对应趋势图。表二是贴附有本发明的光学贴膜较佳实施例一至六1a～1f的该导光板2以及未贴附本发明的光学贴膜的实施例1x在个别LED侧光源3投射的光束入射角0度与60度(θ_i＝0°与θ_i＝60°)下所分别产生的折射角θ_t(0)、折射角θ_t(60)的测试数据表。其中，针对本发明光学贴膜1个别的实施例一～六(分别以曲线1a～1f表示实施例一～六)以入射角θ_i＝0°、10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°做成折射角趋势图(图6)可得到如表二内对应的数据。

表二为本发明的光学贴膜较佳实施例一至六测试数据如下(单位：度)：

举例来说，以现行一般常用于显示面板的LED侧光源3的规格(入射光张角≤60度)为例，以其入射角θ_i为60度且该暗区8的C’值为5mm时，本发明光学贴膜实施例一1a的该折射角θ_t(60)是80度，且于该入射角θ_i为0度时该折射角θ_t(0)是30度。可进一步得知，于贴有本发明光学贴膜1的该导光板2(实施例1a)以及未贴有该光学贴膜1的该导光板2(实施例1x)两者比较，该LED侧光源3的入射角θ_i为0度时，其两者的折射角θ_t(0)相差20度；而该LED侧光源3的入射角θ_i为60度时，其两者的折射角θ_t(60)相差有46度之多。

因此，贴有本发明光学贴膜1的该导光板2(实施例1a)由于该折射角θ_t不论在该LED侧光源3的入射角θ_i为0度或60度时，该折射角θ_t的角度都大于未贴附有本发明的光学贴膜1(实施例1x)的该折射角θ_t，代表该暗区8面积就越小。

请参阅图7、图8所示。图7为贴附有本发明的光学贴膜的导光板内经LED侧光源折射示意图。图8本发明的光学贴膜的于LED侧光源的入射角60度下的相邻两LED侧光源间隔距离B与折射角θ_t(60)分别于不同C’值上的对应关系趋势曲线图。

也就是，本发明的光学贴膜1根据斜向几何光学分析，经由该LED侧光源3角度的入射角(θ_i＝60)其折射角θ_t与相邻两LED侧光源3的间隔距离B所产生的该暗区8的C’值符合以下关系式：

$B/2=t\&times;\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)+C^{\&prime;}\&times;\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right);$

因此，由上式可推得，在

值符合下式范围内的前提下，将可得到相对较小的C’值也就是达到缩小暗区最佳化的功效：

$B/2/C^{\&prime;}-t/C^{\&prime;}\&times;\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)},({\mathrm{\&theta;}}_i=60);$

接着，由前式又可推得下式：

$B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)},({\mathrm{\&theta;}}_i=60).$

于本发明中，

值必须小于

值，否则在光学贴膜1与导光板2两者接触面间恐有产生全反射导致光束无法进入导光板2的顾虑。本发明中，在B值为已知的情况下，可凭借适当设计光学贴膜1上的微结构111的宽深比(P/H)值或是光学贴膜1与导光板2之间的折射率差值，来调整使该

值符合上式的范围。

由上述关系式中得知，该导光板2的该入光面21上贴附有该光学贴膜1后造成该LED侧光源3经混光后所产生的该暗区8，其中，该暗区8的C’值变化与两LED侧光源3的间隔距离B及该折射角θ_t的关系。换句话说，就是在不同的两LED侧光源3的间隔距离B的下设计该光学贴膜1最小的折射角θ_t。如图8所示，该暗区8的C’值设有四组不同距离1mm、2mm、3mm、以及5mm的趋势曲线，并于两LED侧光源3的间隔距离B及该折射角θ_t呈现一对应关系。

举例来说，以现行一般实际常用于显示面板较佳的该LED侧光源3的规格(入射光张角θ_i≤60)并以该暗区8的C’值为3mm的趋势曲线为准对应有二数据参数：

(1)两LED侧光源3的间隔距离B为9mm时所对应的该折射角θ_t(60)是50度，比表二的未贴有该光学贴膜1的该导光板2(实施例1x)该折射角θ_t(60)34度大于16度，经计算未贴有光学贴膜的暗区C值约为5.4mm，降低了C’值也就是减少了该暗区8的面积；以及

(2)相邻两LED侧光源3的间隔距离B为12mm时所对应的该折射角θ_t(60)是60度，也比表二的未贴有该光学贴膜1的该导光板2(实施例1x)该折射角θ_t(60)所呈现的34度较为大26度。

以上述数据代表着本发明的光学贴膜1可有效降低该LED侧光源3混光产生的该暗区8面积，且依照该C’值为3mm的趋势曲线所对应的两相邻LED侧光源3的间隔距离B更可调整两相邻LED侧光源3的距离，不仅降低了C’值也同时减少了该暗区8的面积，达到比图1现有未贴有该光学贴膜1所需的LED侧光源91的数量减少的目的。但是，为了防止该光学贴膜1与该导光板2材料之间产生全反射的情况发生，因此，该折射角

要避免全反射现象的临界角度符合下列关系式：

${\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}={\tan }^{-1}[n/\sqrt{(n_t^2-n^2)}];$

也就是说，凭借上述的折射角

的关系式可避免设计出过大角度的折射角

以免该LED侧光源3所投射的该光束31于光学贴膜1与导光板2两者接触面间产生全反射导致光束无法进入导光板2的现象。

请参阅图9、图10、图11所示。其中，图9为本发明的光学贴膜上的微结构经LED侧光源折射示意图。图10为本发明的光学贴膜上的微结构宽深比P/H值过大产生光路径偏离示意图。图11为本发明的光学贴膜于LED侧光源的入射角0度下的折射角θ_t(0)与微结构的宽深比P/H值分别于不同光学贴膜折射率nt上的对应关系趋势曲线图。

如图9所示，其中，由于该LED侧光源3的0度入射角θ_i光束31投射后于该导光板2内偏折的该折射角θ_t(0)也是影响该暗区8的C’值大小的因素。根据几何光学分析，该折射角θ_t(0)与该光学贴膜1该射入面11上所设的该微结构111深度H有关，且于本发明光学贴膜1上所设的该微结构111是一连续性类似半圆柱状微结构，且该微结构111的宽深比(P/H)数据符合下列关系式为较佳：

$2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{[{(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\},$ (θ_i＝0)；

其中，P是该微结构111的宽度、H是该微结构111的深度。于一较佳买施例中，P值介于20μm至200μm之间为较佳。

如图10所示，该光学贴膜1上的该微结构111其表面结构P/H值＜2时，代表该微结构111结构深度H过大，容易造成该LED侧光源3所投射的该光束31路径偏离无法导入导光板的现象。因此，该光学贴膜1的该微结构111更符合至少下列条件：

(1)宽深比P/H＞2；以及

(2)折射角θ_t(0)＞10度。

如图11所示，其中，该LED侧光源3所投射的该光束31于入射角θ_i为0度下进入该导光板2内的折射角θ_t(0)与该微结构111的宽深比P/H值分别与光学贴膜折射率nt为1.49、1.55、1.62三组不同光学贴膜1的对应关系中可得知，必须符合宽深比P/H要大于2的条件以避免光路径偏离，且又必须大于未贴附该光学贴膜1时的折射角θ_t(0)＞10度(参考表二所示)的限制情况下，与三组不同折射率nt为1.49、1.55、1.62的该光学贴膜1所构成的曲线一最佳区域范围W；也就是如果该微结构111的宽深比P/H值固定，该光学贴膜1的材料折射率(nt)愈高，则该光束31的该折射光312进入该导光板2内所形成的该折射角θ_t(0)也就愈大，相对的形成该暗区8的面积也就越小，C’值的距离也相对变小，改善Hot Spot现象的效果也就愈佳。换句话说，在相邻两LED侧光源3的间隔距离B值为已知的情况下，可凭借改变光学贴膜1上的微结构111的宽深比(P/H)值、或是改变光学贴膜1与导光板2之间的折射率差值，来调整使C’值的距离相对变小。

请参阅图12A～图12C所示，分别为本发明的光学贴膜上的微结构的若干实施例示意图。其中，该光学贴膜1该射入面11上可以如图12A所示的连续波浪状微结构111a，也可以是如图12B所示具有扩散粒子的微结构111b，或者是如图12C所示不规则状或发丝状微结构111c。上述图12A～图12C光学贴膜1的连续波浪状微结构111a、扩散粒子的微结构111b、以及不规则状或发丝状微结构111c也同样需要满足如同图10所述的该微结构111的条件，也就是(1)宽深比P/H＞2；以及(2)折射角θ_t(0)＞10度。

请参阅图13所示，为未贴附本发明的光学贴膜的导光板实施例以及贴附本发明的光学贴膜的各组导光板实施例于不同背光模块参数下的光学效果比较表。其中，各组实施例的光学贴膜包含参数LED间距是θ_t(0)、θ_t(60)、P/H分别测试三组的B值(B＝5mm、B＝10mm、B＝14mm)下产生的暗区范围C’(C’＝3mm、C’＝5mm)。

如图13所示，实施例#1是未贴附本发明的光学贴膜1的导光板2实施例，而由贴附本发明的光学贴膜1的导光板2实施例#2～#7可知符合以下关系式：

$B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)};$ 以及

$2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{[{(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\},$ 且宽深比P/H＞2与折射角θ_t(0)＞10度的条件范围内是否会产生Hot Spot(萤火虫现象)与否，也就是该暗区8大小的判别依据。(图13内所示○：符合、×：不符合、△：尚可)

由实施例#6-1与实施例#6可得知：P/H超过

$2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{[{(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\}$ 关系式范围，即产生Hot Spot也就是所谓的产生暗区8过大的问题。此外，由另一实施例#4可得知：由于C’值＝5时(B＝5、B＝10)条件与C’值＝3时(B＝5)的条件符合 $B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)}$ 关系式，但却不符合 $2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{[{(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\}$ 关系式范围，因此于该导光板2上依旧可看出该暗区8所造成的Hot Spot。

换句话说，由图13内的数据可得知，贴有该光学贴膜1的实施例#2以及实施例#7分别于C’值＝5与3时，其个别三组B值(B＝5、B＝10、B＝14)都符合 $B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)}$ 关系式，以及 $2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{[{(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\}$ 关系式的范围，符合减少该暗区8的面积以及调整降低该LED侧光源3的数量的目的。

请参阅图14A～图14D所示，分别为本发明的光学贴膜所构成的背光模块的若干实施例示意图。其中，个别光学贴膜1所构成不同的背光模块实施例其不同点在于：

1.图14A由本发明光学贴膜1所构成的背光模块100a，该导光板2a其中一面以网点结构所构成的该取光结构7a。

2.图14B由本发明光学贴膜1所构成的背光模块100b，该导光板2b其中一面以V沟所构成的该取光结构7b。

3.图14C由本发明光学贴膜1所构成的背光模块100c，该导光板2c其中一面以不规则凹凸结构(例如：喷砂制程)的方式所构成的该取光结构7c。

4.图14D由本发明光学贴膜1所构成的背光模块100d，该导光板2d其中相对应的两面分别构成单面V沟(垂直于灯条方向)7d与单面网点或是不规则凹凸结构2d。

如图14A～图14D所示，本发明的光学贴膜1在贴附于导光板2a，2b，2c，2d的入光面上后，搭配位于光学贴膜1的射入面旁侧的若干LED侧光源3后，即可构成一背光模块100a，100b，100c，100d。个别的该背光模块100a，100b，100c，100d可与对应于导光板2a，2b，2c，2d的出光面的一液晶面板94组装而构成一液晶显示器。于图14A～图14D所示的实施例中，于导光板2a，2b，2c，cd的出光面上可覆盖有另一光学膜93，以提供进一步的匀光效果以及提高出光的视觉品味。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学贴膜，贴附于一导光板的一入光面上，且能够配合复数个侧光源使用；该光学贴膜具有一射入面以及一射出面；该射入面上设有一微结构可供个别的该侧光源所发出的一光束自该射入面进入该光学贴膜中；该射出面则与该导光板的该入光面相互贴合，使该光束可在被该光学贴膜加以偏折后再射入该导光板内；

其特征在于：

该光学贴膜与复数侧光源所构成的结构符合以下关系式：

$B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)};$

其中，B是相邻两该侧光源的间隔距离，C’是个别的相邻两该侧光源的光束经偏折后进入该导光板内形成的一暗区面积最大高度距离，θ_i是该侧光源的光束进入该射入面的角度，是该侧光源的光束离开该射出面进入该导光板内的角度，n是该导光板的折射率，nt是该光学贴膜的折射率。

2.根据权利要求1所述的光学贴膜，其特征在于：该射入面的该微结构的宽深比数据符合以下关系式：

$2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{[{(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\};$ 其中，P是该微结构的宽度，H是该微结构的深度。

3.根据权利要求2所述的光学贴膜，其特征在于：还符合下列条件：

以及2＜P/H；并且，P值是介于20μm至200μm之间。

4.根据权利要求1所述的光学贴膜，其特征在于：该射入面上的该微结构可以是连续性半圆柱状微结构、连续波浪状微结构、具有扩散粒子微结构、或不规则状微结构；该光学贴膜折射率nt的值介于1.45～1.65之间；并且，该侧光源是由复数个LED发光二极管所构成。

5.一种具有光学贴膜的背光模块，包括有：

一导光板，其具有一入光面以及一出光面，且该出光面与该入光面垂直；

复数个侧光源，设置于与该入光面相对应的位置处；以及

一光学贴膜，其具有一射入面以及一射出面；该射入面上设有一微结构可供个别的该侧光源所发出的一光束自该射入面进入该光学贴膜中；该射出面则与该导光板的该入光面相互贴合，使该光束可在被该光学贴膜加以偏折后再射入该导光板内；

其特征在于：

该光学贴膜与该复数侧光源所构成的结构、以及该微结构的宽深比数据分别符合以下关系式：

$B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)};$

其中，B是两相邻侧光源的间隔距离，C’是个别的相邻两侧光源的光束经偏折后进入该导光板内形成一暗区面积最大高度距离，θ_i是该侧光源的光束进入该射入面的角度，

是该侧光源的光束离开该射出面进入该导光板内的角度，n是该导光板的折射率，nt是该光学贴膜的折射率。

6.根据权利要求5所述的具有光学贴膜的背光模块，其特征在于：该射入面的该微结构的宽深比数据符合以下关系式：

$2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{[{(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\};$ 其中，P是该微结构的宽度，H是该微结构的深度。

7.根据权利要求6所述的具有光学贴膜的背光模块，其特征在于：还符合下列条件：

以及2＜P/H；P值是介于20μm至200μm之间；该射入面上的该微结构可以是连续性半圆柱状微结构、连续波浪状微结构、具有扩散粒子微结构、或不规则状微结构；该光学贴膜折射率nt的值介于1.45～1.65之间；并且，该侧光源是由复数个LED发光二极管所构成。

8.一种具有光学贴膜的液晶显示器，包括有：

一导光板，其具有一入光面以及一出光面，且该出光面与该入光面垂直；

复数个侧光源，设置于与该入光面相对应的位置处；

一液晶面板，对应于该导光板的出光面；以及

一光学贴膜，其具有一射入面以及一射出面；该射入面上设有一微结构可供个别的该侧光源所发出的一光束自该射入面进入该光学贴膜中；该射出面则与该导光板的该入光面相互贴合，使该光束可在被该光学贴膜加以偏折后再射入该导光板内；

其特征在于：

该光学贴膜与该复数侧光源所构成的结构、以及该微结构的宽深比数据分别符合以下关系式：

$B/2/C^{\&prime;}[1-\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)]<\tan \left({\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)}\right)<n/\sqrt{(n{t}^2-n^2)};$

其中，B是两相邻侧光源的间隔距离，C’是个别的相邻两侧光源的光束经折射后进入该导光板内形成的一暗区面积最大高度距离，θ_i是该侧光源的光束进入该射入面的角度，是该侧光源的光束离开该射出面进入该导光板内的角度，n是该导光板的折射率，nt是该光学贴膜的折射率。

9.根据权利要求8所述的具有光学贴膜的液晶显示器，其特征在于：该射入面的该微结构的宽深比数据符合以下关系式：

$2<(P/H)<2\&times;\{\sqrt{[{(\mathrm{nt}/\sin {\mathrm{\&theta;}}_{t\left({\mathrm{\&theta;}}_i\right)})}^2-1]}-1/\sin {\mathrm{\&theta;}}_t\left({\mathrm{\&theta;}}_{\text{i}}\right)\};$ 其中，P是该微结构的宽度，H是该微结构的深度。

10.根据权利要求9所述的具有光学贴膜的液晶显示器，其特征在于：还符合下列条件：以及2＜P/H；P值是介于20μm至200μm之间；该射入面上的该微结构可以是连续性半圆柱状微结构、连续波浪状微结构、具有扩散粒子微结构、或不规则状微结构；该光学贴膜折射率nt的值介于1.45～1.65之间；并且，该侧光源是由复数个LED发光二极管所构成。

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