CN104932140B - 背光模块 - Google Patents

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Abstract

一种背光模块，其包括导光板、至少一光学膜片以及第一光源。导光板具有底面、出光面、第一入光面以及多个微结构。底面与出光面彼此相对。第一入光面连接底面与出光面。各微结构凹入或凸出于底面，且各微结构由至少两个结构单元所组成。各结构单元在平行于第一入光面的第一参考平面上的截线为曲线，且曲线具有最高点，最高点为曲线与平行于出光面的第二参考平面的切点。各微结构的相邻两个结构单元的两个最高点在平行于第一参考平面且平行于出光面的第一方向上的距离小于相邻两个结构单元在第一方向上宽度总和的一半且大于0。各微结构各自具有垂直于出光面且垂直第一入光面的对称面。光学膜片位于出光面上。第一光源位于第一入光面旁。

Description

背光模块
技术领域
本发明关于一种光学模块，且特别是关于一种用于显示设备的背光模块。
背景技术
随着显示技术的进步，平面显示器取代了传统阴极射线管（cathode ray tube，CRT）的地位，并成为显示器的主流。在平面显示器中，又以液晶显示器（liquid crystaldisplay，LCD）最为普及。一般的液晶显示器主要可由背光模块与液晶面板所构成。由于液晶面板本身不会发光，因此需背光模块提供显示所需的面光源。
一般而言，背光模块可区分为直下式背光模块与侧边入光式背光模块。以侧边入光式背光模块为例，一般包括导光板、位于导光板的入光面的光源以及位于导光板的出光面的光学膜片。通过全反射原理，光源所发出的光束自入光面进入导光板后会被导引至整个导光板中。现有技术通过在导光板的底面及出光面设置多个微结构，以破坏光的全反射，让光束自导光板的出光面出射。自出光面出射的光束再通过位于导光板上方的光学膜片，而形成显示面板所需的面光源。
然而，随着制程技术的突破，发光二极管（Light Emitting Diode，LED）逐渐取代冷阴极荧光灯管（CCFL）作为背光模块中的光源。已知的设计会将多个发光二极管间隔排列在导光板的入光面旁。然而，作为点光源，所述多个发光二极管在入光面上的光强度并非均匀分布，其中对应于发光二极管的位置会形成亮区，而相邻两发光二极管之间会形成暗区，使得由导光板输出的面光源会产生亮暗纹（mura）现象。换言之，现有此种采用发光二极管作为光源的侧边入光式背光模块在实际应用时会有出光不均匀的问题。因此，如何针对上述问题进行解决，实为本领域技术人员值得关注的重点之一。
中国台湾专利第I375822、M264503、I296694、M264504号以及中国台湾专利公开第201344307号分别揭露多种导光板的微结构设计，用以破坏光的全反射以及提升光利用率。中国台湾专利第I301920、I388891、I407162号、中国专利第102155711号以及美国专利第736341号分别揭露多种导光板的微结构设计，用以提升光的扩散性，并改善光强度不均以及亮暗纹现象。
发明内容
本发明提供一种背光模块，具有良好的出光均匀性。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提供一种背光模块，包括导光板、至少一光学膜片以及第一光源。导光板具有底面、出光面、第一入光面以及多个微结构。底面与出光面彼此相对。第一入光面连接底面与出光面。各微结构凹入或凸出于底面，且各微结构由至少两个结构单元所组成。各结构单元在平行于第一入光面的第一参考平面上的截线为曲线，且曲线具有最高点。最高点为曲线与平行于出光面的第二参考平面的切点，各微结构的相邻两个结构单元的两个最高点在平行于第一参考平面且平行于出光面的第一方向上的距离小于相邻两个结构单元在第一方向上宽度总和的一半且大于0。各微结构各自具有垂直于出光面且垂直第一入光面的对称面。光学膜片位于出光面上。第一光源位于第一入光面旁。
在本发明的一实施例中，上述的出光面具有连接第一入光面的非可视区和与非可视区连接的可视区。非可视区位于第一入光面与可视区之间。微结构至少位于非可视区下方。
在本发明的一实施例中，上述的至少一微结构位于可视区下方。
在本发明的一实施例中，上述的至少一微结构的结构单元由多个第一结构单元以及至少一第二结构单元所组成，且这些第一结构单元具有相同的尺寸，而至少一第二结构单元的尺寸不同于第一结构单元的尺寸。
在本发明的一实施例中，上述的各微结构具有第一面以及第二面，且至少其中一微结构的第一面以及第二面位于第一参考平面的两侧。
在本发明的一实施例中，上述的至少一微结构的第二面与第一面彼此不对称。
在本发明的一实施例中，上述的至少一微结构的第一面与第二参考平面在导光板内所夹的第一夹角介于0度至20度之间，且第二面与第二参考平面在导光板内所夹的第二夹角介于0度至90度之间。
在本发明的一实施例中，上述的凹入于底面的微结构的第一面位于第一入光面与第二面之间，凸出于底面的微结构的第二面位于第一入光面与第一面之间。
在本发明的一实施例中，上述的至少一微结构的第一面在垂直于第一入光面且垂直于出光面的第三参考平面上的截线为直线，且第二面在第三参考平面上的截线为直线或曲线。
在本发明的一实施例中，上述的凹入于底面的至少一微结构的第一面在第一参考平面上的截线线段具有至少两个凹陷以及至少一个凸起，凸出于底面的至少一微结构的第一面在第一参考平面上的截线线段具有至少两个凸起以及至少一个凹陷。
在本发明的一实施例中，上述的至少一微结构的第一面在第二参考平面上的截线线段具有至少两个凸起以及至少一个凹陷，至少一微结构的第二面第二参考平面上的截线线段具有至少两个凸起以及至少一个凹陷。
在本发明的一实施例中，上述的至少一微结构的第一面与第二面彼此连接。
在本发明的一实施例中，上述的至少一微结构还具有连接面。连接面连接于第一面与第二面之间，且连接面在垂直于第一入光面且垂直于出光面的第三参考平面上的截线为直线或曲线，凹入于底面的至少一微结构的连接面在第一参考平面上的截线线段具有至少两个凹陷以及至少一个凸起，凸出于底面的至少一微结构的连接面在第一参考平面上的截线线段具有至少两个凸起以及至少一个凹陷。
在本发明的一实施例中，上述的连接面在垂直第一入光面的第二方向上的长度介于0微米至20微米之间。
在本发明的一实施例中，上述的各微结构的第一面以及第二面分别由多个彼此连接的曲面所构成，且第一面以及第二面分别具有垂直于出光面且垂直第一入光面的对称面。
在本发明的一实施例中，上述的导光板还包括第二入光面。第二入光面与第一入光面彼此相对，且第二入光面连接底面与出光面。背光模块还包括第二光源，位于第二入光面旁。出光面还有可视区和连接于可视区的非可视区。非可视区围绕可视区，其中位于第一入光面与可视区之间且凹入于底面的微结构的第一面位于第一入光面与第二面之间，位于第一入光面与可视区之间且凸出于底面的微结构的第二面位于第一入光面与第一面之间，而位于第二入光面与可视区之间且凹入于底面的微结构的第一面位于第二入光面与第二面之间，位于第二入光面与可视区之间且凸出于底面的微结构的第二面位于第二入光面与第一面之间。
在本发明的一实施例中，上述的微结构的尺寸由第一入光面依第一光源至第一入光面的方向增加。
在本发明的一实施例中，上述的第一光源包括多个沿第一方向排列的发光二极管，且位于各发光二极管前的微结构的分布密度大于位于相邻两个发光二极管之间的间隙前的微结构的分布密度。
在本发明的一实施例中，上述的第一光源包括多个沿第一方向排列的发光二极管，且位于各发光二极管前的微结构的分布密度小于位于相邻两个发光二极管之间的间隙前的微结构的分布密度。
在本发明的一实施例中，上述的导光板还包括位于出光面的柱状透镜结构。柱状透镜结构具有多个彼此平行的柱状透镜，其中柱状透镜的纵长方向垂直于第一入光面，且各柱状透镜朝光学膜片凸出。
在本发明的一实施例中，上述的至少一光学膜片包括逆棱镜片。逆棱镜片具有基板与多个彼此平行的棱镜，其中棱镜的纵长方向平行于第一方向，且各棱镜位于出光面与基板之间。
在本发明的一实施例中，上述的各结构单元在第一方向上的宽度介于40微米至80微米之间。各结构单元在垂直于第一入光面的第二方向上的长度介于60微米至80微米之间。各结构单元在垂直于出光面的第三方向上的厚度介于0微米至20微米之间。
在本发明的一实施例中，上述的曲线的曲率半径介于70微米至210微米之间。
在本发明的一实施例中，上述的至少一光学膜片包括第一棱镜片以及重叠于第一棱镜片的第二棱镜片。第一棱镜片具有第一基板与多个彼此平行的第一棱镜，其中第一棱镜的纵长方向平行于第一方向。第二棱镜片具有第二基板与多个彼此平行的第二棱镜，其中第二棱镜的纵长方向垂直于第一方向，且第一基板位于第一棱镜与第二棱镜片之间。第二棱镜位于第二基板与第一棱镜片之间。
在本发明的一实施例中，上述的各结构单元在第一方向上的宽度介于40微米至60微米之间，各结构单元在垂直于第一入光面的第二方向上的长度介于230微米至250微米之间，且各结构单元在垂直于出光面的第三方向上的厚度介于0微米至20微米之间。
在本发明的一实施例中，上述的曲线的曲率半径介于40微米至60微米之间。
基于上述，本发明上述实施例的背光模块通过各微结构在第一方向上具有对称的凹凸曲面的设计，以提升光束在第一方向上的扩散性以及均匀性，从而能够具有好的出光均匀性。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1A是依照本发明的第一实施例的一种背光模块的局部剖面示意图。
图1B是图1A中的其中一个微结构的分解示意图。
图1C是图1A中的导光板在第一参考平面上的局部剖面示意图。
图1D是图1A中的其中一个微结构的上视示意图。
图1E是图1A中具有柱状透镜结构的导光板及第一光源的局部立体示意图。
图1F是图1A的背光模块的局部上视示意图。
图2A是图1A中的微结构的另一种实施形态的示意图。
图2B是图2A中的微结构的分解示意图。
图3是图1A中的微结构的又一种实施形态在第一参考平面上的局部剖面示意图。
图4是图1A中的微结构的再一种实施形态在第一参考平面上的局部剖面示意图。
图5A是依照本发明的第二实施例的一种背光模块的局部剖面示意图。
图5B是图5A中的导光板在第一参考平面上的局部剖面示意图。
图6是依照本发明的第三实施例的一种背光模块的局部剖面示意图。
图7A是依照本发明的一实施例的一种微结构的上视示意图。
图7B是图7A中的微结构在第三参考平面上的一种实施形态的局部剖面示意图。
图7C是图7A中的微结构在第三参考平面上的另一种实施形态的局部剖面示意图。
图8A是依照本发明的一实施例的另一种微结构的上视示意图。
图8B是图8A中的微结构的分解示意图。
图9是依照本发明的第四实施例的一种背光模块的剖面示意图。
图10A是依照本发明的第五实施例的一种背光模块的局部立体示意图。
图10B是图10A中的微结构的分解示意图。
图10C是图10A中的导光板在第一参考平面上的局部剖面示意图。
具体实施方式
有关本发明之前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图之多个实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如上、下、前、后、左、右等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。
图1A是依照本发明的第一实施例的一种背光模块的局部剖面示意图。图1B是图1A中的其中一个微结构的分解示意图。图1C是图1A中的导光板在第一参考平面上的局部剖面示意图。图1D是图1A中的其中一个微结构的上视示意图。图1E是图1A中具有柱状透镜结构的导光板及第一光源的局部立体示意图。图1F是图1A的背光模块的局部上视示意图，其中图1F省略示出于图1A中位于导光板上的光学膜片。
请参照图1A至图1F，背光模块100包括一导光板110、至少一光学膜片120以及一第一光源130。导光板110具有一底面112、一出光面114、一第一入光面116以及多个微结构118。底面112与出光面114彼此相对且例如彼此平行。第一入光面116连接底面112与出光面114。各微结构118凹入或凸出于底面112。图1A示出微结构118皆凸出于底面112，但本发明不限于此。光学膜片120位于出光面114上。第一光源130位于第一入光面116旁，且第一光源130用于朝第一入光面116出射光束B。
在本实施例中，背光模块100可进一步包括一反射片140。反射片140位于底面112下，用以使自底面112穿出导光板110外的光束B反射回导光板110内，从而提升光利用率。
导光板110的出光面114具有一连接第一入光面116的非可视区A1和一与非可视区A1连接的可视区A2，其中非可视区A1位于第一入光面116与可视区A2之间。换言之，非可视区A1较可视区A2更邻近第一入光面116以及第一光源130，且图1A所示出的非可视区A1与可视区A2的范围大小仅为例示，本发明不限于此。当第一光源130在第一入光面116上的光强度并非均匀分布时，非可视区A1容易出现人眼可察觉的亮暗纹现象。有鉴于此，本实施例将具有光扩散效果的微结构118至少设置在非可视区A1的下方，以提升光束B在非可视区A1下方的扩散性及均匀性，从而改善非可视区A1的亮暗纹现象以及非可视区A1与可视区A2的交界的亮暗不均的现象，并使背光模块100的光学品味有效地提升。在另一实施例中，也可通过在可视区A2邻近非可视区A1的下方设置微结构118，可进一步提升非可视区A1与可视区A2的交界的出光均匀性。
以下介绍微结构118如何提升光束B的扩散性及均匀性。具体地，各微结构118由至少两个结构单元I所组成。并且，各结构单元I在平行于第一入光面116的一第一参考平面R1上的截线为曲线X，且曲线X具有最高点P，最高点P为曲线X与平行于出光面114的一第二参考平面R2的切点。各微结构118的相邻两结构单元I的两最高点P在平行于第一参考平面R1且平行于出光面114的一第一方向D1上的距离D小于相邻两结构单元I在第一方向D1上宽度总和的一半且大于0。并且，各微结构118各自具有垂直于出光面114且垂直第一入光面116的对称面SP。
进一步而言，本实施例的各微结构118例如由两个形状、尺寸相同的结构单元I所组成，且这两个结构单元I沿第一方向D1彼此部分重叠。也就是说，这两个结构单元I不是完全重叠，也不是完全分离。从而，各微结构118在第一方向D1上具有凹凸起伏的设计。如图1C所示，本实施例的各微结构118在第一参考平面R1上具有两个凸起PT以及一个凹陷SK。相比于由单一个结构单元I所构成的微结构，本实施例的微结构118由多个结构单元I沿第一方向D1彼此部分堆叠所构成。因此，各微结构118各自具有多个不同方向的散光面，而这些散光面有助于将平行的光束B导引至不同的方向，从而有助于提升光束B的扩散性。此外，由于各微结构118各自具有垂直于出光面114且垂直第一入光面116的对称面SP，因此光束B入射至微结构118后可更均匀地分布于导光板110中。
值得一提的是，本实施例还可通过调变各曲线X的曲率半径，以改变微结构118的扩散能力。各曲线X的曲率半径可视所搭配之光学膜片120的不同而有所不同。举例而言，当光学膜片120包括逆棱镜122片时，考虑到导光板110与逆棱镜片122在出光方向上的搭配性（使来自第一入光面116的光束B大部分往远离第一入光面116的方向传递，且在第一方向D1上具有扩散效果），各曲线X的曲率半径例如介于70微米至210微米之间。此外，各结构单元I在第一方向D1上的宽度W1例如介于40微米至80微米之间，在垂直于第一入光面116的一第二方向D2上的长度L1例如介于60微米至80微米之间，且在垂直于出光面114的一第三方向D3上的厚度H1例如介于0微米至20微米之间。
各微结构118具有一第一面S1以及一第二面S2，且至少其中一微结构118的第一面S1以及第二面S2位于第一参考平面R1的两侧。在本实施例中，所有的微结构118的第一面S1以及第二面S2皆位于第一参考平面R1的两侧，且各微结构118的第二面S2位于第一入光面116与第一面S1之间，而各微结构118的第一面S1与第二面S2彼此连接，但本发明不限于上述。
各微结构118的第一面S1与第二面S2分别由多个彼此连接的曲面所构成。如图1D所示，第一面S1由彼此连接的曲面C1、C2所构成，而第二面S2由彼此连接的曲面C3、C4所构成，且第一面S1以及第二面S2分别具有垂直于出光面114且垂直第一入光面116的对称面（即对称面SP）。在本实施例中，至少一微结构118的第二面S2与第一面S1彼此不对称。图1A示出所有的微结构118的第二面S2与第一面S1皆不对称，但本发明不限于此。在另一实施例中，至少一微结构118的第二面S2与第一面S1也可彼此对称。
如图1A所示，第一面S1在垂直于第一入光面116且垂直于出光面114的一第三参考平面R3上的截线X1为直线，且第二面S2在第三参考平面R3上的截线X2为直线或曲线。本实施例示出第二面S2在第三参考平面R3上的截线X2为曲线，但本发明不限于此。此外，各微结构118的第一面S1与平行于出光面114的第二参考平面R2在导光板110内所夹的第一夹角θ1介于0度至20度之间，且第二面S2与第二参考平面R2在导光板110内所夹的第二夹角θ2介于0度至90度之间。
通过使各第一面S1在第三参考平面R3上的截线X1为直线，可提升光束B的指向性，使自第一入光面116入射至导光板110内的光束B在经由第一面S1反射后能够以特定的角度朝出光面114传递。所述特定的角度端视各第一面S1与第二参考平面R2在导光板110内所夹的第一夹角θ1而定。举例而言，当光学膜片120包括逆棱镜片122时，本实施例设计第一夹角θ1介于0度至20度之间，有助于使微结构118与逆棱镜片122（顶角θ3例如为60至70度）在角度上相互匹配。如此一来，当微结构118设置在邻近可视区A2的下方或设置在可视区A2下方时，将有助于提升光束B的正向出光率。再者，当第一夹角θ1过大时，来自第一入光面116的光束B可能直接穿出第一面S1而传递至反射片140，被反射片140反射的光束有可能未经微结构118的作用（如扩散）而直接自出光面114出射。如此，将无法实现扩散光束B的效果。因此，本实施例透过第一夹角θ1介于0度至20度的设计，以避免光束B直接穿出第一面S1。
以下进一步介绍各微结构118不同的面向。如图1C所示，凸出于底面112的至少一微结构118的第一面S1在第一参考平面R1上的截线线段X3具有至少两个凸起PT以及至少一个凹陷SK。并且，如图1D所示，至少一微结构118的第一面S1在平行于出光面114的第二参考平面R2上的截线线段X4具有至少两个凸起PT以及至少一个凹陷SK，且至少一微结构118的第二面S2在第二参考平面R2上的截线线段X5具有至少两个凸起PT以及至少一个凹陷SK。
请参照图1A与1E，在图1E的实施例中，导光板110可包括位于出光面114的柱状透镜结构119，以降低各微结构118的可视性。柱状透镜结构119具有多个彼此平行的柱状透镜119a，其中柱状透镜119a的纵长方向垂直于第一入光面116，且各柱状透镜119a朝光学膜片120（示出于图1A）凸出。进一步而言，各柱状透镜119a在第一参考平面R1上的截线X6为曲线，且各柱状透镜119a在第三参考平面R3上的截线X7为直线。然而，本发明不限于上述。在其它实施例中，各柱状透镜119a在第一参考平面R1上的截线X6可为多折线，且各柱状透镜152在第三参考平面R3上的截线X7可为直线。
请参照图1F，第一光源130例如包括多个发光二极管132，且这些发光二极管132沿第一方向D1排列。在本实施例中，位于各发光二极管132前的微结构118的分布密度大于位于相邻两个发光二极管132之间的间隙前的微结构118的分布密度，但本发明不限于此。在另一实施例中，位于各发光二极管132前的微结构118的分布密度也可小于位于相邻两个发光二极管132之间的间隙前的微结构118的分布密度。
在上述实施例中，各微结构118由两个形状、尺寸相同的结构单元I所组成，但本发明不限于此。图2A是图1A中的微结构的另一种实施形态的示意图。图2B是图2A中的微结构的分解示意图。图3是图1A中的微结构的又一种实施形态在第一参考平面上的局部剖面示意图。图4是图1A中的微结构的再一种实施形态在第一参考平面上的局部剖面示意图。如图2A及图2B所示，至少一微结构118A也可由三个形状、尺寸相同的结构单元I所组成。或者，如图3及图4所示，至少一微结构118B的结构单元由多个第一结构单元IA以及至少一第二结构单元IB所组成，且第一结构单元IA具有相同的尺寸，而第二结构单元IB的尺寸不同于第一结构单元IA的尺寸。如图3所示，第二结构单元IB的尺寸可以大于第一结构单元IA的尺寸。或者，如图4所示，第二结构单元IB的尺寸可以小于第一结构单元IA的尺寸。
图5A是依照本发明的第二实施例的一种背光模块的局部剖面示意图。图5B是图5A中的导光板在第一参考平面上的局部剖面示意图。请参照图5A及图5B，本实施例的背光模块200大致相同于图1A的背光模块100，相同的元件以相同的标号表示，于此便不再赘述。主要的差异在于，本实施例的微结构118C凹入于导光板110A的底面112，且凹入于底面112的微结构118C的第一面S1位于第一入光面116与第二面S2之间。此外，凹入于底面112的至少一微结构118C的第一面S1在第一参考平面R1上的截线线段X3具有至少两个凹陷SK以及至少一个凸起PT。
光学膜片120例如包括一片逆棱镜片122。逆棱镜片122具有一基板122a与多个彼此平行的棱镜122b，其中棱镜122b的纵长方向平行于第一方向D1。各棱镜122b位于出光面114与基板122a之间。进一步而言，各棱镜122b朝导光板110凸出，且棱镜122b的顶角θ3例如为60至70度。光学膜片120可进一步包括一扩散片124，以扩散来自逆棱镜片122的光束B，使自扩散片124出射的光束B具有扩散的效果。换言之，扩散片124用于提升背光模块100出光的均匀性。在另一实施例中，也可将扩散片124替换成一双重亮度增亮膜（DoubleBrightness Enhanced Film,DBEF）。双重亮度增亮膜例如是3M公司的VikuitiTM DualBrightness Enhancement Film-Embossed（DBEF-E）或VikuitiTM Dual BrightnessEnhancement Film II（DBEF-II）等。
图6是依照本发明的第三实施例的一种背光模块的局部剖面示意图。请参照图6，本实施例的背光模块300大致相同于图5A的背光模块200，相同的元件以相同的标号表示，于此便不再赘述。主要的差异在于，在本实施例的导光板110B中，微结构118D的尺寸由第一入光面116依第一光源130至第一入光面116的方向（即第二方向D2）增加。然而本发明不限于此，图1A的凸出于底面112的微结构118的尺寸也可由第一入光面116依第一光源130至第一入光面116的方向（即第二方向D2）增加。
图7A是依照本发明的一实施例的一种微结构的上视示意图。图7B是图7A中的微结构在第三参考平面上的一种实施形态的局部剖面示意图。图7C是图7A中的微结构在第三参考平面上的另一种实施形态的局部剖面示意图。请参照图7A至图7C，本实施例的微结构118E还具有连接面S3。连接面S3连接于第一面S1与第二面S2之间，且连接面S3在第三参考平面R3上的截线X8为直线（参见图7B）或曲线（参见图7C）。此外，连接面S3在第二方向D2上的长度LS3介于0微米至20微米之间。
微结构118E可应用在图1A或图5A的架构下。当微结构118E凹入于底面112时，微结构118E的连接面S3在第一参考平面R1上的截线线段X9（请参见图5B）具有至少两个凹陷SK以及至少一个凸起PT。另一方面，当微结构118E凸出于底面112时，微结构118E的连接面S3在第一参考平面R1上的截线线段X9（请参见图1C）具有至少两个凸起PT以及至少一个凹陷SK。再者，微结构118E也可以如图2B般由三个形状、尺寸相同的结构单元I所组成，或者如图3及图4所示般，由多个第一结构单元IA以及至少一第二结构单元IB所组成。
图8A是依照本发明的一实施例的另一种微结构的上视示意图。图8B是图8A中的微结构的分解示意图。请参见图8A及图8B，本实施例的微结构118F大致相同于图1A至图1D的微结构118的设计，其中微结构118F在第一参考平面R1上的截线的曲率半径的范围、各结构单元IC在第一方向D1上的宽度W1、各结构单元IC在第二方向D2上的长度L1、各结构单元IC在第三方向D3上的厚度（未示出）或是相邻两结构单元IC中心点之间的距离（即图1C中相邻两最高点P之间的距离D）可参照图1A至图1D的描述。
主要差异在于，本实施例的微结构118F的第一面S1与第二面S2彼此对称。因此，在图1A的架构下或图5A的架构下，各微结构118F的第一面S1与第二参考平面R2在导光板110（或导光板110A）内所夹的第一夹角θ1以及第二面S2与第二参考平面R2在导光板110（或导光板110A）内所夹的第二夹角θ2分别介于0度至20度之间。
图9是依照本发明的第四实施例的一种背光模块的剖面示意图。请参见图9，本实施例的背光模块400大致相同于图1A的背光模块100，相同的元件以相同的标号表示，于此便不再赘述。主要的差异在于，本实施例的导光板110C还包括一第二入光面116A。第二入光面116A与第一入光面116彼此相对，且第二入光面116A连接底面112与出光面114。此外，背光模块400还包括一位于第二入光面116A旁的第二光源130A。并且，非可视区A1围绕可视区A2，其中位于第一入光面116与可视区A2之间且凸出于底面112的微结构118的第二面S2位于第一入光面116与第一面S1之间，位于第二入光面116A与可视区A2之间且凸出于底面112的微结构118的第二面S2位于第二入光面116A与第一面S1之间。在双面入光的架构下，微结构118也可凹入于底面112（即采用图5A中的微结构118C的形态），其中位于第一入光面116与可视区A2之间且凹入于底面112的微结构118C的第一面S1位于第一入光面116与第二面S2之间，而位于第二入光面116A与可视区A2之间且凹入于底面112的微结构118C的第一面S1位于第二入光面116A与第二面S2之间。
图10A是依照本发明的第五实施例的一种背光模块的局部立体示意图。图10B是图10A中的微结构的分解示意图。图10C是图10A中的导光板在第一参考平面上的局部剖面示意图。本实施例的背光模块500大致相同于图1A的背光模块100，相同的元件以相同的标号表示，于此便不再赘述。主要的差异在于，本实施例的光学膜片150包括一第一棱镜片152以及一重叠于第一棱镜片152的第二棱镜片154。第一棱镜片152具有一第一基板152a与多个彼此平行的第一棱镜152b，其中第一棱镜152b的纵长方向平行于第一方向D1。第二棱镜片154具有一第二基板154a与多个彼此平行的第二棱镜154b，其中第二棱镜154b的纵长方向垂直于第一方向D1，且第一基板152a位于第一棱镜152b与第二棱镜片154之间。第二棱镜154b位于第二基板154a与第一棱镜片152之间。
考虑到导光板110D与第一棱镜片152以及第二棱镜片154在出光方向上的搭配性，各微结构118G的第一面S1以及第二面S2彼此对称，且各微结构118G的各个结构单元ID在第一参考平面R1上的截线（曲线XA）的曲率半径例如介于40微米至60微米之间。此外，各结构单元ID在第一方向D1上的宽度W2例如介于40微米至60微米之间，在第二方向D2上的长度L2例如介于230微米至250微米之间，且在第三方向D3上的厚度H2例如介于0微米至20微米之间。另外，本实施例的背光模块500也可进一步包括图1A中的反射片140以及扩散片124至少其一。
须说明的是，虽然在上述实施例中，导光板110、110A、110B、110C、110D的底面112皆平行于出光面114，也就是说，底面112与出光面114之间的距离为一常数，但本发明不限于此。在另一实施例中，导光板110也可以是局部楔形导光板（partial wedge light guideplate），也就是说，至少部分底面112相对出光面114倾斜，且底面112与出光面114之间的距离随位置而变。
此外，虽然在上述实施例中，微结构皆凸出于导光板的底面（如图1A、图9所示），或皆凹入于导光板的底面（如图5A、图6所示），但本发明不限于上述。在另一实施例中，微结构也可以部分凸出于导光板的底面且部分凹入于导光板的底面。再者，各导光板的微结构可以是如图1D、图2A、图3、图4、图6、图7A、图8A及图10所示出的微结构的其中一种或是其中至少两种。
综上所述，本发明之实施例可实现下列优点或功效之至少其一。本发明上述实施例的背光模块通过各微结构在第一方向上具有对称的凹凸曲面的设计，以提升光束在第一方向上的扩散性以及均匀性，从而能够改善光学膜片靠近光源之区域的亮暗纹问题。此外，透过各微结构的参数设计（如曲率半径、长度、宽度等），本发明的实施例的微结构可用于正棱镜以及逆棱镜的架构。
以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施之范围，即所有依本发明权利要求书及说明书内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属于本发明专利覆盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须实现本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。另外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等仅用以命名元件（element）的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记列表
100、200、300、400、500：背光模块
110、110A、110B、110C、110D：导光板
112：底面
114：出光面
116：第一入光面
116A：第二入光面
118、118A、118B、118C、118D、118E、118F、118G：微结构
119：柱状透镜结构
119a：柱状透镜
120、150：光学膜片
122：逆棱镜片
122a：基板
122b：棱镜
124：扩散片
130：第一光源
130A：第二光源
132：发光二极管
140：反射片
152：第一棱镜片
152a：第一基板
152b：第一棱镜
154：第二棱镜片
154a：第二基板
154b：第二棱镜
A1：非可视区
A2：可视区
B：光束
C1、C2、C3、C4：曲面
D：距离
D1：第一方向
D2：第二方向
D3：第三方向
I、IC、ID：结构单元
IA：第一结构单元
IB：第二结构单元
H1、H2：厚度
L1、L2、LS3：长度
P：最高点
PT：凸起
R1：第一参考平面
R2：第二参考平面
R3：第三参考平面
S1：第一面
S2：第二面
S3：连接面
SP：对称面
SK：凹陷
W1、W2：宽度
X1、X2、X6、X7、X8：截线
X3、X4、X5、X9：截线线段
X、XA：曲线
θ1：第一夹角
θ2：第二夹角
θ3：顶角

Claims (24)

1.一种背光模块，包括一导光板、至少一光学膜片以及一第一光源，
所述导光板具有一底面、一出光面、一第一入光面以及多个微结构，所述底面与所述出光面彼此相对，所述第一入光面连接所述底面与所述出光面，各所述微结构凹入或凸出于所述底面，且各所述微结构由至少两个结构单元所组成，其中各所述结构单元在平行于所述第一入光面的一第一参考平面上的截线为一曲线，且所述曲线具有一最高点，所述最高点为所述曲线与平行于所述出光面的一第二参考平面的切点，且所述曲线的曲率半径介于70微米至210微米之间，或者介于40微米至60微米之间，各所述微结构的相邻两个所述结构单元的两个所述最高点在平行于所述第一参考平面且平行于所述出光面的一第一方向上的距离小于相邻两个所述结构单元在所述第一方向上宽度总和的一半且大于0，且各所述微结构各自具有一垂直于所述出光面且垂直所述第一入光面的对称面，
所述至少一光学膜片位于所述出光面上，
所述第一光源位于所述第一入光面旁。
2.如权利要求1所述的背光模块，其中所述出光面具有一连接所述第一入光面的非可视区和一与所述非可视区连接的可视区，所述非可视区位于所述第一入光面与所述可视区之间，这些微结构至少位于所述非可视区下方。
3.如权利要求2所述的背光模块，其中至少一所述微结构位于所述可视区下方。
4.如权利要求1所述的背光模块，其中至少一所述微结构的这些结构单元由多个第一结构单元以及至少一第二结构单元所组成，且这些第一结构单元具有相同的尺寸，而所述至少一第二结构单元的尺寸不同于这些第一结构单元的尺寸。
5.如权利要求1所述的背光模块，其中各所述微结构具有一第一面以及一第二面，且至少其中一所述微结构的所述第一面以及所述第二面位于所述第一参考平面的两侧。
6.如权利要求5所述的背光模块，其中至少一所述微结构的所述第二面与所述第一面彼此不对称。
7.如权利要求6所述的背光模块，其中至少一所述微结构的所述第一面与所述第二参考平面在所述导光板内所夹的一第一夹角介于0度至20度之间，且所述第二面与所述第二参考平面在所述导光板内所夹的一第二夹角介于0度至90度之间。
8.如权利要求5所述的背光模块，其中凹入于所述底面的所述微结构的所述第一面位于所述第一入光面与所述第二面之间，凸出于所述底面的所述微结构的所述第二面位于所述第一入光面与所述第一面之间。
9.如权利要求5所述的背光模块，其中至少一所述微结构的所述第一面在垂直于所述第一入光面且垂直于所述出光面的一第三参考平面上的截线为直线，且所述第二面在所述第三参考平面上的截线为直线或曲线。
10.如权利要求5所述的背光模块，其中凹入于所述底面的至少一所述微结构的所述第一面在所述第一参考平面上的截线线段具有至少两个凹陷以及至少一个凸起，凸出于所述底面的至少一所述微结构的所述第一面在所述第一参考平面上的截线线段具有至少两个凸起以及至少一个凹陷。
11.如权利要求5所述的背光模块，其中至少一所述微结构的所述第一面在所述第二参考平面上的截线线段具有至少两个凸起以及至少一个凹陷，至少一所述微结构的所述第二面在所述第二参考平面上的截线线段具有至少两个凸起以及至少一个凹陷。
12.如权利要求5所述的背光模块，其中至少一所述微结构的所述第一面与所述第二面彼此连接。
13.如权利要求5所述的背光模块，其中至少一所述微结构还具有一连接面，所述连接面连接于所述第一面与所述第二面之间，且所述连接面在垂直于所述第一入光面且垂直于所述出光面的一第三参考平面上的截线为直线或曲线，凹入于所述底面的至少一所述微结构的所述连接面在所述第一参考平面上的截线线段具有至少两个凹陷以及至少一个凸起，凸出于所述底面的至少一所述微结构的所述连接面在所述第一参考平面上的截线线段具有至少两个凸起以及至少一个凹陷。
14.如权利要求13所述的背光模块，其中所述连接面在垂直所述第一入光面的一第二方向上的长度介于0微米至20微米之间。
15.如权利要求5所述的背光模块，其中各所述微结构的所述第一面以及所述第二面分别由多个彼此连接的曲面所构成，且所述第一面以及所述第二面分别具有一垂直于所述出光面且垂直所述第一入光面的对称面。
16.如权利要求5所述的背光模块，其中所述导光板还包括一第二入光面，所述第二入光面与所述第一入光面彼此相对，且所述第二入光面连接所述底面与所述出光面，所述背光模块还包括一第二光源，位于所述第二入光面旁，所述出光面还有一可视区和一连接于所述可视区的非可视区，所述非可视区围绕所述可视区，其中位于所述第一入光面与所述可视区之间且凹入于所述底面的所述微结构的所述第一面位于所述第一入光面与所述第二面之间，位于所述第一入光面与所述可视区之间且凸出于所述底面的所述微结构的所述第二面位于所述第一入光面与所述第一面之间，而位于所述第二入光面与所述可视区之间且凹入于所述底面的所述微结构的所述第一面位于所述第二入光面与所述第二面之间，位于所述第二入光面与所述可视区之间且凸出于所述底面的所述微结构的所述第二面位于所述第二入光面与所述第一面之间。
17.如权利要求1所述的背光模块，其中这些微结构的尺寸由所述第一入光面依所述第一光源至所述第一入光面的方向增加。
18.如权利要求1所述的背光模块，其中所述第一光源包括多个沿所述第一方向排列的发光二极管，且位于各所述发光二极管前的这些微结构的分布密度大于位于相邻两个发光二极管之间的间隙前的这些微结构的分布密度。
19.如权利要求1所述的背光模块，其中所述第一光源包括多个沿所述第一方向排列的发光二极管，且位于各所述发光二极管前的这些微结构的分布密度小于位于相邻两个发光二极管之间的间隙前的这些微结构的分布密度。
20.如权利要求1所述的背光模块，所述导光板还包括一柱状透镜结构，位于所述出光面，所述柱状透镜结构具有多个彼此平行的柱状透镜，其中这些柱状透镜的一纵长方向垂直于所述第一入光面，且各所述柱状透镜朝所述光学膜片凸出。
21.如权利要求1所述的背光模块，其中所述至少一光学膜片包括一逆棱镜片，所述逆棱镜片具有多个彼此平行的棱镜与一基板，其中所述棱镜的一纵长方向平行于所述第一方向，且各所述棱镜位于所述出光面与所述基板之间。
22.如权利要求21所述的背光模块，其中当所述曲线的曲率半径介于70微米至210微米之间时，各所述结构单元在所述第一方向上的宽度介于40微米至80微米之间，各所述结构单元在垂直于所述第一入光面的一第二方向上的长度介于60微米至80微米之间，且各所述结构单元在垂直于所述出光面的一第三方向上的厚度介于0微米至20微米之间。
23.如权利要求1所述的背光模块，其中所述至少一光学膜片包括一第一棱镜片以及一重叠于所述第一棱镜片的第二棱镜片，所述第一棱镜片具有多个彼此平行的第一棱镜与第一基板，其中这些第一棱镜的一纵长方向平行于所述第一方向，所述第二棱镜片具有多个彼此平行的第二棱镜与第二基板，其中这些第二棱镜的一纵长方向垂直于所述第一方向，且所述第一基板位于这些第一棱镜与所述第二棱镜片之间，以及这些第二棱镜位于所述第二基板与所述第一棱镜片之间。
24.如权利要求23所述的背光模块，其中当所述曲线的曲率半径介于40微米至60微米之间时，各所述结构单元在所述第一方向上的宽度介于40微米至60微米之间，各所述结构单元在垂直于所述第一入光面的一第二方向上的长度介于230微米至250微米之间，且各所述结构单元在垂直于所述出光面的一第三方向上的厚度介于0微米至20微米之间。
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