CN212624628U

CN212624628U - 背光模块

Info

Publication number: CN212624628U
Application number: CN202021600405.6U
Authority: CN
Inventors: 周明谕; 刘冠彣; 郭浩然
Original assignee: Taiwan Young Co ltd
Current assignee: Taiwan Young Co ltd
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2020-08-05
Publication date: 2021-02-26
Anticipated expiration: 2030-08-05
Also published as: TWM608390U

Abstract

本实用新型提供一种背光模块，包括导光板、多个光源、光学膜片、第一棱镜片以及第二棱镜片。多个光源设置于导光板的入光面的一侧，且用以发出多个光束。光学膜片设置于导光板的出光面的一侧，且包括基板、多个上棱镜微结构以及多个下棱镜微结构。多个上棱镜微结构设置于基板的上表面上。多个下棱镜微结构设置于基板的下表面上，其中每一下棱镜微结构的延伸方向与每一上棱镜微结构的延伸方向互相垂直。第一棱镜片设置于光学膜片的上表面的一侧，且光学膜片设置于导光板与第一棱镜片之间。第一棱镜片设置于光学膜片与第二棱镜片之间。本实用新型提供的背光模块能使光源所发出的光束有效地被转换为辉度。

Description

背光模块

技术领域

本实用新型是有关于一种光学模块，且特别是有关于一种背光模块。

背景技术

导光板最主要的功能在于导引光线的方向，提高面板的光学辉度，以及调控亮度的均匀性。利用导光板的全反射特性，在光从导光板的入光面进入导光板后，可将光往导光板的另一端传递。并且为了控制光从导光板的出光面射出，会在导光板相对于出光面的底面布上网点等微结构。当光的传递遇到网点时，因改变光的行进方向，使光可以从导光板的出光面出光。

然而，如何能提高辉度效率，使得显示器能在较少耗电的情况下就能达到相同辉度的效果，一直是背光模块的发展目标。

实用新型内容

本实用新型提供一种背光模块，其能使光源所发出的光束有效地被转换为辉度。

本实用新型的一实施例提供一种背光模块，其包括导光板、多个光源、光学膜片、第一棱镜片以及第二棱镜片。导光板具有入光面、出光面以及底面，其中入光面连接于出光面及底面之间，且出光面相对于底面。多个光源设置于导光板的入光面的一侧，且用以发出多个光束。光学膜片设置于导光板的出光面的一侧，且包括基板、多个上棱镜微结构以及多个下棱镜微结构。基板包括上表面及相对的下表面。多个上棱镜微结构设置于上表面上。多个下棱镜微结构设置于下表面上，其中每一下棱镜微结构的延伸方向与每一上棱镜微结构的延伸方向互相垂直。第一棱镜片设置于光学膜片的上表面的一侧，且光学膜片设置于导光板与第一棱镜片之间。第一棱镜片设置于光学膜片与第二棱镜片之间。

基于上述，在本实用新型的实施例的背光模块中，由于背光模块在导光板的出光面设置了光学膜片，光学膜片在上与下表面分别设有上棱镜微结构与下棱镜微结构，且下棱镜微结构的延伸方向与上棱镜微结构的延伸方向互相垂直，因此，本实用新型的实施例的背光模块的光束从光学膜片出光后的光型可相似于光学模拟后的较佳的视角等辉线图。

附图说明

图1是依据本实用新型的一实施例的背光模块的立体示意图。

图2A及图2B是分别依据本实用新型的一实施例的背光模块的导光板的立体及剖面示意图。

图3A至图3C是分别依据本实用新型的一实施例的背光模块的光学膜片的立体、前视及侧视示意图。

图4是依据本实用新型的一实施例的背光模块的第一棱镜片的立体示意图。

图5是依据本实用新型的一实施例的背光模块的第二棱镜片的立体示意图。

图6是依据光学模拟，光束传递至第一棱镜片前，背光模块的一较佳的实施例的视角等辉线图。

具体实施方式

图1是依据本实用新型的一实施例的背光模块的立体示意图。请参考图1，本实用新型的一实施例提供一种背光模块100，其包括导光板120、多个光源110、光学膜片130、第一棱镜片140以及第二棱镜片150。在本实施例中，多个光源110设置于导光板120的一侧面，且导光板120、光学膜片130、第一棱镜片140及第二棱镜片150依序叠置。

图2A及图2B是分别依据本实用新型的一实施例的背光模块的导光板的立体及剖面示意图。请同时参考图1、图2A及图2B，在本实施例中，导光板120的材质可为塑胶、玻璃或其他合适的材质，但本实用新型不局限于此。导光板120具有入光面120S1、出光面120S2以及底面120S3，其中入光面120S1连接于出光面120S2及底面120S3之间，且出光面120S2相对于底面120S3，举例来说，出光面120S2平行于底面120S3，且入光面120S1垂直于出光面120S2，但本实用新型不局限于此。在本实施例中，导光板120还可具有多个侧面120S4。侧面120S4可与入光面120S1、出光面120S2以及底面120S3相连接，或侧面120S4可与出光面120S2以及底面120S3相连接。

在本实施例中，导光板120的底面120S3可设置多个光学微结构122。光学微结构122例如是网点结构或棱镜结构，但本实用新型不局限于此。

进一步来说，请参考图2B，在本实施例中，光源110可为发光二极管(Light-emitting diode,LED)或其他合适的光源。光源110设置于导光板120的入光面120S1的一侧，且用以发出多个光束B。光束B在穿透导光板120的入光面120S1而入射导光板120后，光束B于导光板120中以全反射的方式传递。当光束B传递至光学微结构122时，光学微结构122改变光束B的行进方向，并使得光束B穿透出光面120S2而朝向光学膜片130传递。

在本实施例中，背光模块100还可选择性地包括反射片160，反射片160设置于导光板120的底面120S3的一侧。由于光源110所发出的光束B的一部份，在经由导光板120传递的过程中会从导光板120的底面120S3出射而无法顺利朝向光学膜片130传递，造成光能损耗。因此，透过反射片160的设置，可将从导光板120的底面120S3出射的光束B反射而传递回导光板120并朝向光学膜片130传递，以提高光源110的光能利用率。

图3A至图3C是分别依据本实用新型的一实施例的背光模块的光学膜片的立体、前视及侧视示意图。请同时参考图1、图2A、图3A至图3C，在本实施例中，光学膜片130设置于导光板120的出光面120S2的一侧，且包括基板136、多个上棱镜微结构132以及多个下棱镜微结构134。在本实施例中，基板136的材质可为聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate,PET)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)或其他合适的材质。上棱镜微结构132以及下棱镜微结构134的材质可为紫外线硬化胶材(UV glue)或其他适合的高分子聚合物。

在一实施例中，光学膜片130的材质可选择性地包括扩散粒子(图未示)，用以提高光学膜片130的雾度值(Haze value)。扩散粒子例如可设置于基板136、上棱镜微结构132或下棱镜微结构134。由于光学膜片130的材质可包括扩散粒子，因此，背光模块100的遮瑕性较佳，进而提高背光模块100的组装良率。换句话说，也可增加背光模块100的各组件的制程容许度(process latitude)。另一方面，由于光学膜片130的雾度值提高了，因此背光模块100的扩散片(diffuser)数量可进一步缩减，有助于降低生产成本。

在本实施例中，基板136包括上表面136S1及相对的下表面136S2。上棱镜微结构132设置于上表面136S1上。下棱镜微结构134设置于下表面136S2上。光学膜片130的下棱镜微结构134与导光板120的出光面120S2可为直接接触，以使光束B能有效地从导光板120传递至光学膜片130。因此，背光模块100的光能利用率较高。

请再参考图1与图3A，在本实施例中，光学膜片130的每一下棱镜微结构134的延伸方向(例如图3A中的Y轴方向)与每一上棱镜微结构132的延伸方向(例如图3A中的X轴方向)之间具有一夹角。在一较佳的实施例中，下棱镜微结构134的延伸方向与上棱镜微结构132的延伸方向互相垂直，但本实用新型不局限于此。当下棱镜微结构134的延伸方向与上棱镜微结构132的延伸方向互相垂直时，背光模块100整体上的光损较小，使得光能利用率较高。此外，图1示意了光学膜片130的下棱镜微结构134的延伸方向垂直入光面120S1。但本实用新型不局限于此，在一实施例中，光学膜片130的下棱镜微结构134的延伸方向与导光板120的入光面120S1可不互相垂直，例如光学膜片130的下棱镜微结构134的延伸方向与导光板120的入光面120S1的夹角为90度±10度。

再者，在本实施例中，光学膜片130的上表面136S1还包括平坦区F。平坦区F邻近导光板120的入光面120S1，且平坦区F为露出上表面136S1的平坦表面，亦即，平坦区F不设置上棱镜微结构132或其他微结构，但本实用新型不局限于此。在其他实施例中，平坦区F可设置于光学膜片130的下表面136S2，且平坦区F不设置下棱镜微结构134或其他微结构。在本实用新型的实施例的背光模块100中，由于光学膜片130可包括平坦区F，因此，背光模块100的出光光型于入光面120S1的一侧的mura热点(hot spot)的问题能有效被改善。

请再参考图3B，在本实施例中，光学膜片130的每一下棱镜微结构134在垂直下棱镜微结构134的延伸方向上的切面(例如平行于图3B中的XZ平面)呈等腰三角形。此等腰三角形下棱镜微结构134可使通过的一道光线在X轴方向被分为两道光线。

请再参考图3C，在本实施例中，光学膜片130的每一上棱镜微结构132具有出光斜面132S1以及连接斜面132S2，且出光斜面132S1的面积可等于或大于连接斜面132S2的面积，意即，出光斜面132S1与上表面136S1之间的夹角θ1可等于或小于连接斜面132S2与上表面136S1之间的夹角θ2。举例来说，在图3C的实施例中，借由上棱镜微结构132的出光斜面132S1的面积大于连接斜面132S2的面积的设计下，光线从出光斜面132S1的出光可在YZ平面上的投影呈一特定光型。也就是说，可以借由调整角度θ1与θ2，使得此特定光型符合背光模块100所需的出光光型，可使本实用新型的实施例的背光模块100的光能利用率进一步地提高。

图4是依据本实用新型的一实施例的背光模块的第一棱镜片的立体示意图。请同时参考图1与图4，在本实施例中，第一棱镜片140设置于光学膜片130的上表面136S1的一侧，且光学膜片130设置于导光板120与第一棱镜片140之间。

在本实施例中，第一棱镜片140例如是光学增亮膜(Brightness EnhancementFilm,BEF)。第一棱镜片140具有多个第一棱镜微结构142，且第一棱镜微结构142的延伸方向(例如图4中的Y轴方向)与光学膜片130的上棱镜微结构132的延伸方向(例如图3A中的X轴方向)互相垂直。

图5是依据本实用新型的一实施例的背光模块的第二棱镜片的立体示意图。请同时参考图1与图5，在本实施例中，第一棱镜片140设置于光学膜片130与第二棱镜片150之间。

在本实施例中，第二棱镜片150例如是光学增亮膜。第二棱镜片150具有多个第二棱镜微结构152，且第二棱镜微结构152的延伸方向(例如图5中的X轴方向)与光学膜片130的上棱镜微结构132的延伸方向互相平行。

此外，在一实施例中，背光模块100还包括扩散片170，其中第二棱镜片150设置于扩散片170与第一棱镜片140之间。由于背光模块100设置了扩散片170，且扩散片170进一步使背光模块100的出光被均匀化，因此，背光模块100的出光光型更加均匀。

进一步来说，请参阅图1、图3A、图4与图5，第一棱镜片140的第一棱镜微结构142的延伸方向为Y轴方向，第二棱镜片150的第二棱镜微结构152的延伸方向为X轴方向，且光学膜片130的下棱镜微结构134的延伸方向与上棱镜微结构132的延伸方向互相垂直，第一棱镜片140的第一棱镜微结构142的延伸方向与光学膜片130的上棱镜微结构132的延伸方向互相垂直，以及第二棱镜片150的第二棱镜微结构152的延伸方向与光学膜片130的上棱镜微结构132的延伸方向互相平行，因此本实用新型的背光模块100的光能利用率可被提高，但本实用新型不局限于此。在其他实施例中，第一棱镜片140的第一棱镜微结构142的延伸方向可为X轴方向，第二棱镜片150的第二棱镜微结构152的延伸方向为Y轴方向，且光学膜片130的下棱镜微结构134的延伸方向与上棱镜微结构132的延伸方向互相垂直，第一棱镜片140的第一棱镜微结构142的延伸方向与光学膜片130的上棱镜微结构132的延伸方向互相平行，以及第二棱镜片150的第二棱镜微结构152的延伸方向与光学膜片130的上棱镜微结构132的延伸方向互相垂直，亦可使本实用新型的背光模块100的光能利用率被提高。特别说明的是，在本实用新型中所提及的两延伸方向互相平行或互相垂直，并不限于完全平行或完全垂直，可依不同的需求(例如解决moire现象)而使两延伸方向夹180度±5度或90度±5度，均可视为互相平行或互相垂直。

图6是依据光学模拟，光束传递至第一棱镜片前，背光模块的一较佳的实施例的视角等辉线图。由于光线具有可逆性，因此，欲设计背光模块100的出光光型为正向(例如图1的Z轴方向)且均匀出光，经由以光学模拟软件(例如LightTools)逆追迹(reverselytracking)至光束B传递至第一棱镜片140前的出光光型，可取得如图6所示的视角等辉线图。请参考图6，图6示意了视角等辉线图具有四个亮区，且此四个亮区代表光束B可被转换为辉度的最佳区域。也就是说，当本实用新型的实施例的背光模块100的光束B从光学膜片130出光后的光型可相似于图6的视角等辉线图时(即光型具有四个亮区)，背光模块100的光能利用率较高。

综上所述，在本实用新型的实施例的背光模块中，由于背光模块在导光板的出光面的一侧设置了光学膜片，光学膜片在上表面与下表面分别设有上棱镜微结构与下棱镜微结构，且下棱镜微结构的延伸方向与上棱镜微结构的延伸方向互相垂直，因此，本实用新型的实施例的背光模块的光束从光学膜片出光后的光型可相似于光学模拟后的较佳的视角等辉线图。相较于市场上的背光模块在导光板的出光面的一侧设置扩散片或光学增亮膜等方式，本实用新型的实施例的背光模块在辉度的增益上提高了1.3倍。

惟以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及实用新型内容所作的简单等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和实用新型名称仅是用来辅助专利文件检索，并非用来限制本实用新型的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的「第一」、「第二」等用语仅用以命名元件(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。

附图标记说明：

100:背光模块

110:光源

120:导光板

120S1:入光面

120S2:出光面

120S3:底面

120S4:侧面

122:光学微结构

130:光学膜片

132:上棱镜微结构

132S1:出光斜面

132S2:连接斜面

134:下棱镜微结构

136:基板

136S1、140S 1、150S1:上表面

136S2、140S2、150S2:下表面

140:第一棱镜片

142:第一棱镜微结构

150:第二棱镜片

152:第二棱镜微结构

160:反射片

170:扩散片

B:光束

F:平坦区

θ1、θ2:夹角。

Claims

1.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块包括导光板、多个光源、光学膜片、第一棱镜片以及第二棱镜片，其中：

所述导光板具有入光面、出光面以及底面，其中所述入光面连接于所述出光面及所述底面之间，且所述出光面相对于所述底面；

所述多个光源设置于所述导光板的所述入光面的一侧，且用以发出多个光束；

所述光学膜片设置于所述导光板的所述出光面的一侧，并且包括基板、多个上棱镜微结构以及多个下棱镜微结构，其中：

所述基板包括上表面及相对的下表面；

所述多个上棱镜微结构设置于所述上表面上；以及

所述多个下棱镜微结构设置于所述下表面上，其中每一所述多个下棱镜微结构的延伸方向与每一所述多个上棱镜微结构的延伸方向互相垂直；

所述第一棱镜片设置于所述光学膜片的所述上表面的一侧，且所述光学膜片设置于所述导光板与所述第一棱镜片之间；以及

所述第二棱镜片，其中所述第一棱镜片设置于所述光学膜片与所述第二棱镜片之间。

2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜片的所述多个下棱镜微结构与所述导光板的所述出光面直接接触。

3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜片的每一所述多个下棱镜微结构在垂直所述多个下棱镜微结构的延伸方向上的切面呈等腰三角形。

4.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜片的每一所述多个上棱镜微结构具有出光斜面以及连接斜面，且所述出光斜面的面积大于所述连接斜面的面积。

5.根据权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述出光斜面与所述上表面之间的夹角小于所述连接斜面与所述上表面之间的夹角。

6.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜片的所述上表面或所述下表面还包括平坦区，所述平坦区邻近所述导光板的所述入光面，且所述平坦区不设置所述多个上棱镜微结构及所述多个下棱镜微结构。

7.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜片的所述多个下棱镜微结构的延伸方向垂直所述入光面。

8.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述第一棱镜片具有多个第一棱镜微结构，且所述多个第一棱镜微结构的延伸方向与所述光学膜片的所述多个上棱镜微结构的延伸方向互相垂直。

9.根据权利要求8所述的背光模块，其特征在于，所述第二棱镜片具有多个第二棱镜微结构，且所述多个第二棱镜微结构的延伸方向与所述光学膜片的所述多个上棱镜微结构的延伸方向互相平行。

10.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜片的材质包括扩散粒子。