CN110515150A - 导光膜、背光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及导光膜、背光模块。该导光膜包括基材和配合该基材设置的胶材单元。该基材具有端面、连接该端面的出光面和与该出光面相对的底面。该胶材单元包括涂布于该基材的底面上的底胶层和连接于该基材的端面的导光体。光线先行入射该导光体而传递，由于该基材的折射率小于该胶材单元的折射率，所以光线在该导光体传递时容易在与空气的界面产生全反射，所以能避免光能在该导光体传递时发生散失，由此确实达到传递光能的效果。在显示设备上安装使用了该导光膜的背光模块，更能充分利用该光源所发出的光线，以优化该显示设备的显示质量。

Description

导光膜、背光模块
本申请是申请号为201510501831.1、申请日为2015年8月14日、题为“导光膜、背光模块”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种光学设备，特别是一种导光膜、背光模块。
背景技术
参阅图1，为公知的导光膜1，适用于配合设置于其一端的光源2，并用以引导该光源2所发出的光线。该导光膜1包括基材11。该光源2所发出的光线由该基材11的一端进入，在该基材11中以全反射原理而传递。
然而，由于该导光膜1的厚度是均一的而且与LED形态的该光源2相比厚度较小，所以该光源2所发出的光线中必然会有一部分无法从该导光膜1的入光面进入到该导光膜1，从而产生漏光现象。这不但影响该导光膜1传导光线的均匀度，而且耗损了该光源2所发出的部分光能，进而影响安装有该导光膜1的显示器的显示效果。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能确实传递光源所发出的光能的导光膜。
于是，本发明的导光膜，包含基材和配合该基材而设置的胶材单元。该基材具有端面、连接该端面的出光面和与该出光面相对的底面。该胶材单元包括涂布于该基材的底面的底胶层和连接于该基材的端面的导光体。其中，该基材的折射率小于该胶材单元的折射率。
当光线从该导光体入射该导光膜时，由于该导光体的折射率较大，所以对于该导光体与空气的界面而言，能产生全反射的临界角较小，因此光线在该导光体中传递时，较容易产生全反射，因此光能较不容易在该胶材单元的该导光体逸散，并且能确实传递至该基材中。况且，由于光线在传递至该基材之前，仅在该导光体与该基材的界面产生一次折射，所以能减少折射时发生的光能耗损，也因此能确实传递光源所发出的光能。
另外，本发明的另一目的在于提供一种能确实传递光源所发出的光能的背光模块和一种包含该背光模块的显示设备。
于是，本发明的背光模块，包含光源和本发明的导光膜。其中，该导光膜引导该光源所发出的光线，并从该基材的该出光面出光。由于该导光膜能通过该胶材单元的该导光体，使该光源所发出的光能确实传递至该基材中而不易产生逸散，所以该背光模块能达到确实传递光能的效果。
本发明的显示设备，包含显示面板和本发明的背光模块，其中，该显示面板位于该基材的该出光面前方。该显示设备通过该背光模块，也能凭借该背光模块达到确实传递光能的效果，并且能因妥善利用该光源所发出的光能而优化显示的质量。
本发明的效果在于：由于该胶材单元的导光体的折射率大于该基材的折射率，所以光线在该导光体传递时，在该导光体与空气的界面会因临界角较小的关系，较容易产生全反射从而继续传递光能，因此能避免该光源所发出的光能在该导光体产生逸散以确实传递光能。
附图说明
本发明的其他特征及效果，将参照附图的实施方式清楚地呈现，其中：
图1是说明公知的导光膜的示意图；
图2是说明本发明导光膜的第一实施例的示意图；
图3是说明该第一实施例的基材及胶材单元的折射率的条状数据图；
图4是说明本发明导光膜的第二实施例的示意图；
图5是说明本发明导光膜的第三实施例的示意图；
图6是说明本发明导光膜的第四实施例的示意图；和
图7是说明本发明显示设备的实施例的示意图。
具体实施方式
在详细描述本发明之前，应当注意，在以下的说明内容中，类似的组件用相同的编号来表示。
参阅图2，为本发明导光膜3的第一实施例，该第一实施例包含基材31和配合该基材31而设置的胶材单元32。其中，该基材31是以PC或PMMA材料制作而成的，该胶材单元32则是先通过将UV胶(UV-cured acrylate resin)涂布于该基材31，再将透明模具盖置于其上，并以紫外光照射使UV胶固化(aged)而成型的。
该基材31具有端面311、连接该端面311的出光面312和与该出光面312相对的底面313。该胶材单元32包括涂布于该基材31的底面313的底胶层321和连接于该基材31的端面311的导光体322。该胶材单元32的该底胶层321与该导光体322一体成型，且该导光体322与该基材31的交界处呈垂直于该基材31的底面313的直线。该导光体322具有朝向该基材31的方向倾斜延伸的顶面323、与该顶面323衔接的入光面324和与该入光面324相对且与该基材31的端面311接合的接合面325。其中，该基材31的折射率小于该胶材单元32的折射率。将该基材31的折射率定义为n1，并且将该胶材单元32的折射率定义为n2，其中，1.5≥n2/n1＞1。另外，由前述可知，该基材31的折射率小于该胶材单元32的折射率且该胶材单元32包括该底胶层321与该导光体322，所以该底胶层321与该导光体322的折射率两者皆大于该基材31的折射率。
当光线从光源4发出，并且从该导光体322的入光面324入射后，会先行在该导光体322中传递。而光线在传递至该导光体322与空气的界面时，会依据入射角度的大小而产生全反射并继续传递，或者产生折射而逸散。其中，由于该导光体322的折射率大于该基材31的折射率，所以与该基材31与空气的界面相比较，在该导光体322与空气的界面产生全反射现象的临界角较小。还由于该导光体322的顶面323以朝向该基材31的方向倾斜延伸，所以当光线传递至该顶面323的位置时，更容易产生全反射而继续传递，同时也减少了光线在同一位置直接折射而逸散的几率。而传递至该基材31的光线，一部分会在该基材31与空气的界面(也就是在该出光面312)产生全反射而在该基材31中继续传递，另一部分光线则会因为该胶材单元32的该底胶层321的顶面及该基材31的底面皆为平面，该基材31的底面接触该胶材单元32的该底胶层321的顶面，所以这些光线经过该基材31与该底胶层321的界面而产生折射，并且在因该底胶层321与空气的界面破坏全反射而改变角度后重新回到该基材31中，其中，小于全反射角的光线不会在该出光面312产生全反射而从该出光面312出光。另外，还由于光线在从该导光体322传递至该基材31的过程中，仅需要在该导光体322与该基材31的界面(也就是该导光体322的接合面325与该基材31的端面311的位置)产生一次折射，因此还能减少光线因折射而耗损能量的机会，使得该光源4所发出的光线能确实经由该导光膜3传递。
参阅图3并配合图2，为从观察点5朝向该导光体322的顶面323的方向进行观察所得到的逸散的光能数据比例值。其中，以该基材31的折射率为1.59的情况进行实验，并且以该胶材单元32的折射率与该基材31的折射率相同的光能数据(也就是对照组A)为基准，再分别对该胶材单元32的折射率(1.49)小于该基材31的折射率的实验组B和该胶材单元32的折射率(1.69、1.80、2.00、2.20、2.40)大于该基材31单元的折射率的实验组C、D、E、F、G进行测量。根据如图3所示的数据可知，该实验组B所示的逸散的光能数据比例值明显比该对照组A多，也就是说，实验组B的光能逸散量大于该对照组A的光能逸散量。所以当该胶材单元32的折射率小于该基材31的折射率时，无法达到在该导光体322的位置处减少光能逸散的效果。而该实验组C所示的逸散的光能数据比例值为该对照组A的一半以下，表示当该胶材单元32的折射率大于该基材31的折射率时，确实能达到在该导光体322的位置处减少光能逸散并传递光能的效果。并且，根据实验组D、E、F、G持续增加该折射率的实验结果，可见该胶材单元32的折射率越大，逸散的光能数据比例值会越小，而当该胶材单元32的折射率大于2时，逸散的光能数据比例值甚至不到3％。实验组C的胶材单元32的折射率为1.69，为该基材31的折射率(1.59)的1.06倍；实验组G的胶材单元32的折射率为2.4，则为该基材的折射率的1.50倍，也证实了当该胶材单元32的折射率与该基材31的折射率的比值关系为1.5≥n2/n1＞1时，确实能达到传递光能的效果。
参阅图4，为本发明导光膜3的第二实施例，该第二实施例与该第一实施例的差别在于：该底胶层321具有位于其底面313的多个微结构326，每一个微结构326是呈点状，且该多个微结构326靠近导光体322的排列密度小，而远离导光体322的排列密度大。
该第二实施例除了能达到该第一实施例所有的效果之外，由于光线从该导光体322传递至该基材31后，在继续传递的过程中会多次通过在该底胶层321与空气的界面，所以通过形成于该底胶层321的底面313上的多个微结构326，能增加破坏光线在该底胶层321与空气的界面产生全反射的几率。要特别说明的是，由于该多个微结构326排列越密集，越容易破坏通过的光线产生的全反射现象，所以为了使该基材31能均匀地从该出光面312出光，该多个微结构326在远离该导光体322的位置的排列密度较大，以提高破坏全反射的机率，使远离该导光体322的位置也能达到与靠近该导光体322的位置同样亮度的出光，使得该基材31的出光面312能确实传递光能且均匀出光。
参阅图5，为本发明的导光膜3的第三实施例，该第三实施例与该第一实施例的差别在于：该导光体322的该顶面323不是呈现倾斜延伸，而是在与该基材31的出光面312相同的位置呈水平延伸，以满足相同厚度导光膜3的实际需求。
参阅图6，为本发明的导光膜3的第四实施例，该第四实施例与该第一实施例的差别在于：该底胶层321与该导光体322并非一体成型，而是可以分别制作成型，甚至该底胶层321与该导光体322并非互相连接，而是彼此间隔分离，以满足该导光膜3的各种不同需求或是制作上的分工成型方式。
重新参阅图2与图4，即本发明背光模块的第一实施例至第四实施例，本发明背光模块的第一实施例至第四实施例为分别包含光源4和本发明的导光膜3的第一实施例至第四实施例。其中，该导光膜3引导该光源4所发出的光线，并从该基材31的该出光面312出光，且该导光体322的高度高于或等于该光源4的高度，以使从该光源4所发出的光线都能从该导光体322入射，而该基材31的高度小于该光源4的高度，以配合该导光体322的顶面323的倾斜角度，从而确实传递该光源4所发出的光能。
参阅图7，为本发明的显示设备的实施例，该实施例包含显示面板6和本发明的背光模块。其中，该显示面板6位于该基材31的该出光面312前方，以接收从该出光面312所传出的光能。由该背光模块提供的光线照射在该显示面板6上，以使本发明的显示设备产生显示信息的功能，并能通过本发明的背光模块和本发明的导光膜3确实达到传递光能的效果，优化本发明的显示设备的显示效果。
综上所述，该胶材单元32的导光体322的折射率大于该基材31的折射率，光线传递至该导光体322与空气的界面时，会因临界角较小的关系，更容易产生全反射而后继续传递光能，且光线传递至该基材31之前，只需要经过该导光体322与该基材31的界面的一次折射，避免光能因多次折射而耗损，能确实将光能传递至该基材31，所以确实能达到本发明的目的。
所有以上描述的内容仅为本发明的实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，凡是根据本发明的权利要求书和说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，都仍然属于本发明的权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种导光膜，包括：
基材，所述基材具有端面、连接所述端面的出光面，和与所述出光面相对的底面；和
胶材单元，所述胶材单元包括涂布于所述基材的所述底面的底胶层，和连接于所述基材的所述端面的导光体；
其中，所述导光体具有顶面和入光面，所述顶面以朝向所述基材的方向倾斜延伸，所述入光面与所述顶面连接；并且
其中，所述基材的折射率小于所述胶材单元的折射率。
2.根据权利要求1所述的导光膜，其中，所述导光体与所述基材的交界处呈垂直于所述基材的所述底面的直线。
3.根据权利要求1所述的导光膜，其中，所述导光体具有与所述入光面相对且接合于所述基材的所述端面的接合面。
4.根据权利要求1所述的导光膜，定义所述基材的折射率为n1，而所述胶材单元的折射率为n2，其中，1.5≥n2/n1>1。
5.根据权利要求1所述的导光膜，其中，所述底胶层及所述导光体的折射率两者皆大于所述基材的折射率。
6.根据权利要求1所述的导光膜，其中，所述底胶层具有位于其底面的多个微结构，每一个微结构呈点状。
7.根据权利要求6所述的导光膜，其中，所述多个微结构靠近所述导光体的排列密度小，而远离所述导光体的排列密度大。
8.根据权利要求1所述的导光膜，其中，所述胶材单元的所述底胶层与所述导光体一体成型。
9.根据权利要求1所述的导光膜，其中，所述胶材单元的所述底胶层与所述导光体彼此间隔分离。
10.根据权利要求1所述的导光膜，其中，所述胶材单元的所述底胶层的顶面及所述基材的底面皆为平面，所述基材的底面接触所述胶材单元的所述底胶层的顶面。
11.一种背光模块，其包括光源和根据权利要求1至10中任一项所述的导光膜，其中，所述导光膜引导所述光源所发出的光线，并从所述基材的所述出光面出光。
12.根据权利要求11所述的背光模块，其中，所述导光体的高度高于或等于所述光源的高度，所述基材的高度小于所述光源的高度。
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