CN221726356U - 背光模组及显示装置 - Google Patents

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CN221726356U CN202420189722.5U CN202420189722U CN221726356U CN 221726356 U CN221726356 U CN 221726356U CN 202420189722 U CN202420189722 U CN 202420189722U CN 221726356 U CN221726356 U CN 221726356U
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backlight module
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张嘉尹
黄柏菖
林坤政
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Abstract

本实用新型涉及背光模组及显示装置。背光模组包含导光板、光源、第一光学膜片及两个第二光学膜片。第一光学膜片对应导光板的出光面设置,并包括本体、多个并列于本体上且朝向出光面的棱柱及多个设置于本体且背向导光板的出光面的光学结构。每一第二光学膜片具有多个并列且背向第一光学膜片的棱镜条,其中一个第二光学膜片上的棱镜条的延伸方向与另一第二光学膜片上的棱镜条的延伸方向不同。在第一光学膜片与两个第二光学膜片中,至少两个相邻的光学膜片为一体式结构。

Description

背光模组及显示装置
本申请要求享有于2023年10月7日提交的申请号为202322676418.1、实用新型名称为“背光模组及显示装置”的中国专利申请的优先权,在此通过引用将其全部内容结合于本申请中。
技术领域
本实用新型涉及一种光学装置,特别是涉及一种背光模组及显示装置。
背景技术
现有的背光模组通常利用扩散片来均匀化光线。目前常见的扩散片具有多个散射粒子,而这些散射粒子能散射光线,以使光线分散出射,进而均匀化光线。然而,上述具有散射粒子的扩散片通常用来遮瑕,并且具有偏低光学指向性(optical directivity)来破坏导光板的高指向性,若要提升指向性,就须降低扩散片的雾度,由此遮瑕就会变差。至于增光片,虽然对于辉度提升有利,但是背光模组所使用的上、下扩散片的雾度又会影响辉度与光学品味外观,导致现有背光模组的辉度(luminance)难以进一步提升。因此,如何在维持遮瑕能力下仍能增加出光视角的集光性与指向性,便成为背光模组的设计重点。
实用新型内容
因此,本实用新型的目的,在于提供一种提升出光视角的集光性与指向性的背光模组。
本实用新型背光模组包含导光板、光源、第一光学膜片及两个第二光学膜片。导光板具有入光面及连接入光面的出光面,光源对应导光板的入光面设置。第一光学膜片对应导光板的出光面设置,并包括本体、多个并列于本体上且朝向出光面的棱柱及多个设置于本体且背向导光板的出光面的光学结构。其中,棱柱位于出光面与光学结构之间。两个第二光学膜片叠置于第一光学膜片上。每一第二光学膜片具有多个并列且背向第一光学膜片的棱镜条,其中一个第二光学膜片上的棱镜条的延伸方向与另一第二光学膜片上的棱镜条的延伸方向不同。在第一光学膜片与两个第二光学膜片中,至少两个相邻的光学膜片为一体式结构。
本实用新型的另一技术手段,在于两个第二光学膜片两者为一体式结构。
本实用新型的另一技术手段,在于第一光学膜片与邻近第一光学膜片的第二光学膜片两者为一体式结构。
本实用新型的另一技术手段,在于第一光学膜片与两个第二光学膜片三者为一体式结构。
本实用新型的另一技术手段,在于每一光学结构具有中央线及顶点,中央线垂直于第一光学膜片的本体,顶点位于中央线上。
本实用新型的另一技术手段,在于每一光学结构还具有多个环绕中央线的侧面,每一侧面由两层以上的面单元沿中央线的延伸方向接合而成的复合表面,每一面单元具有法线,环绕中央线的同一层的面单元的法线与中央线之间的夹角相同,沿着中央线的不同层的面单元的法线与中央线之间的夹角不同。
本实用新型的另一技术手段,在于较靠近顶点的面单元的法线与中央线之间的夹角小于较远离顶点的面单元的法线与中央线之间的夹角。
本实用新型的另一技术手段,在于背光模组还包含位于导光板下方的反射型反射片,其中,第一光学膜片的棱柱的棱镜角的角度与反射型反射片的粗糙度的比值介于700至900之间,且包含端点值。
本实用新型的另一技术手段,在于第一光学膜片的棱柱的棱镜角的角度介于70°至90°,且包含端点值,反射型反射片的粗糙度是0.1。
本实用新型的另一技术手段,在于背光模组还包含位于导光板下方的扩散型反射片,其中,第一光学膜片的棱柱的棱镜角的角度与扩散型反射片的粗糙度的比值大于200且小于等于250。
本实用新型的另一技术手段,在于第一光学膜片的棱柱的棱镜角的角度大于80°且小于等于100°,扩散型反射片的粗糙度是0.4。
本实用新型的另一技术手段,在于第二光学膜片的折射率与第一光学膜片的折射率的比值大于等于1.08。
本实用新型的另一技术手段,在于第二光学膜片的折射率是1.62,第一光学膜片的折射率是1.55。
本实用新型的另一技术手段,在于第一光学膜片的棱柱与其中一个第二光学膜片上的棱镜条之间具有不为零的夹角θ,每相邻棱柱之间具有棱柱间距T1,每相邻棱镜条之间具有棱镜条间距T2,这些棱柱与这些棱镜条互相组合出多个莫尔条纹,每相邻莫尔条纹之间具有莫尔条纹间距P,莫尔条纹间距P需满足以下关系式:
其中,莫尔条纹间距P小于250μm。
本实用新型的另一技术手段,在于导光板还具有相反于出光面的底面及多个形成于底面的导光结构,每一导光结构具有互相连接的迎光面及非迎光面,迎光面面向光源的光行进方向,迎光面与底面之间形成收光角,收光角小于等于20°。
本实用新型的另一技术手段,在于第一光学膜片的本体具有背向导光板的出光面的第一表面,光学结构设置于第一表面,第一表面具有多个向上凸起的弧面区域,每一弧面区域中设置有多个光学结构。
本实用新型的另一技术手段,在于每一弧面区域中内光学结构的中央线互不平行。
本实用新型的另一技术手段,在于第一光学膜片的棱柱的高度、光学结构的高度及第二光学膜片的棱镜条的高度的至少一者为随机数分布。
本实用新型的另一技术手段,在于每一第二光学膜片具有互相垂直的第一边缘及第二边缘,在两个第二光学膜片中,其中一个第二光学膜片的棱镜条的延伸方向E1与第一边缘之间具有第一角度α1,另一第二光学膜片的棱镜条的延伸方向E2与第二边缘之间具有第二角度α2。
本实用新型的另一技术手段,在于第一角度α1与第二角度α2的至少一者不为0,其绝对值为3°~5°之间,且包含端点值。
本实用新型的另一技术手段,在于第一光学膜片具有互相垂直的第一侧边及第二侧边,第一光学膜片的光学结构排成阵列,以使光学结构中的至少一些光学结构的顶点的连线L1,与第一光学膜片的第一侧边实质上平行,并存在上调整角度UA的夹角,或是连线L1以近似于45度角倾斜并存在上调整角度UA的夹角,上调整角度UA不为0,其绝对值为3°~5°之间,且包含端点值。
本实用新型的另一技术手段,在于第一光学膜片的棱柱的延伸方向D1,与距离第一光学膜片较远的其中一个第二光学膜片上的棱镜条的延伸方向E1为实质上平行,第一光学膜片的棱柱的延伸方向D1与第一光学膜片的平行于延伸方向E1的边缘之间具有下调整角度DA,下调整角度DA不为0,其绝对值为3°~5°之间,且包含端点值。
本实用新型的另一目的,在于提供一种显示装置,包含如前所述的背光模组及设置于背光模组上的显示面板。
本实用新型的功效在于,让光源所发出的光线先通过第一光学膜片的棱柱,产生提高指向性的效果,然后再通过第一光学膜片的光学结构,将能量集中到棱柱产生分光后的位置,同时还可以维持遮瑕。如此一来,第一光学膜片在维持遮瑕能力下仍能促使光线集中出射,最后利用两个第二光学膜片将分光能量予以集中聚光,以提升背光模组的集光性与辉度。
附图说明
图1是本实用新型背光模组的较佳实施例的立体分解图;
图2是以侧视角度辅助说明图1的侧视示意图;
图3是图2中框示处的放大图的示意图;
图4是说明第二光学膜片与第一光学膜片的折射率比值与辉度的关系的曲线图;
图5是说明第一光学膜片的棱镜角角度与反射型反射片粗糙度的比值与辉度的关系的曲线图;
图6是说明背光模组使用不同种类的反射片的侧视示意图;
图7是说明第一光学膜片的棱镜角角度与扩散型反射片粗糙度的比值与辉度的关系的曲线图;
图8是说明背光模组的导光板的底面形成有多个导光结构的侧视示意图;
图9是说明导光板的导光结构的视角角度与辉度的关系的曲线图;
图10是说明本实用新型背光模组对应不同收光角的空间辉度分布的模拟效果示意图;
图11是本实用新型显示装置的较佳实施例的侧视示意图;
图12是说明莫尔条纹的形成方式的示意图;
图13是说明莫尔条纹间距与辉度的关系的曲线图;
图14是说明第一光学膜片与第二光学膜片上的微结构的深度呈随机数分布的侧视示意图;
图15是说明两个第二光学膜片上的棱镜条各自偏转以减少莫尔条纹的现象的俯视示意图;
图16是说明第一光学膜片上的光学结构形成偏转以减少莫尔条纹的现象的俯视示意图;
图17是说明第一光学膜片上的光学结构形成偏转以减少莫尔条纹的现象的俯视示意图,其中,光学结构的排列方式不同于图16;
图18是说明第一光学膜片上的棱柱形成偏转以减少莫尔条纹的现象的俯视示意图;及
图19是说明第一光学膜片的第一表面具有多个向上凸起的弧面区域,且每一弧面区域中设置有多个光学结构的侧视示意图。
具体实施方式
有关本实用新型的相关申请专利特色与技术内容,在以下参考附图的较佳实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。在进行详细说明前应注意的是,类似的元件以相同的附图标记作表示。以下实施方式所提到的方向用语,例如:上、下、左、右、前、后、底、顶等,仅参考了附图的方向。因此,使用的方向用语用以说明,而非限制本实用新型。
在以下的说明中,「约」、「实质上」、「大致」或「相同」的用语通常表示在给定值的10%之内、5%之内、3%之内、2%之内、1%之内、或0.5%之内的范围。在此给定的数量为大约的数量,亦即在没有特定说明「约」、「实质上」、「大致」或「相同」的情况下,仍可隐含「约」、「实质上」、「大致」或「相同」的含义。
参阅图1及图2,为本实用新型背光模组的较佳实施例,包含导光板2、光源3、第一光学膜片4、两个第二光学膜片5及扩散片6。导光板2具有入光面21及连接入光面21的出光面22,光源3对应导光板2的入光面21设置,并具有多个沿入光面21排列的发光件31。其中,第一光学膜片4位于第二光学膜片5与出光面22之间。第二光学膜片5为棱镜片,并且位于扩散片6与第一光学膜片4之间且叠置于第一光学膜片4上。其中,第一光学膜片4与两个第二光学膜片5中,至少两相邻的光学膜片为一体式结构。在图1及图2所示的实施例中,第一光学膜片4与邻近第一光学膜片4的第二光学膜片5两者为一体式结构。
第一光学膜片4对应导光板2的出光面22设置,并包括本体41、多个并列于本体41上且朝向出光面22的棱柱42及多个设置于本体41且背向导光板2的出光面22的光学结构43。其中,棱柱42位于出光面22与光学结构43之间,且棱柱42的延伸方向E1平行于光源3的发光件31的光轴方向。每一第二光学膜片5具有多个并列且背向第一光学膜片4的棱镜条51,其中一个第二光学膜片5上的棱镜条51的延伸方向E1与另一第二光学膜片5上的棱镜条51的延伸方向E2不同。在图1所示的实施例中,上方的第二光学膜片5的棱镜条51沿着延伸方向E1延伸,而下方的第二光学膜片5的棱镜条51沿着延伸方向E2而延伸,而延伸方向E1与延伸方向E2垂直。
本实施例所揭露的背光模组,主要是让光源3所发出的光线先通过第一光学膜片4的棱柱42,产生提高指向性的效果,但是却有雾化能量不易集中的问题,此时再通过第一光学膜片4的光学结构43来维持遮瑕。如此一来,第一光学膜片4在维持遮瑕能力下仍能促使光线集中出射,最后利用两个第二光学膜片51将分光能量予以集中聚光,以提升背光模组的集光性与辉度。再者,至少两相邻的光学膜片为一体式结构,除了可以提高组装便利性之外,也可以避免互相层叠的光学膜片之间发生吸附而导致出光不均匀的问题。
在本实施例中,第一光学膜片4与邻近第一光学膜片4的第二光学膜片51两者为一体式结构,因此,可以避免光学膜片之间相对偏移而对棱柱42及光学结构43产生结构破坏的不良影响。在某些实施例中,也可以是两个第二光学膜片5两者为一体式结构。在另一些实施例中,也可以是第一光学膜片4与两个第二光学膜片5三者为一体式结构,更可以确保三者之间不会有相对位置偏移的问题,更有利于组装便利。光学膜片在制作完成后再以固定胶进行黏合,其黏合方式为本领域中具有通常知识者可以理解,在此不再赘述。
参阅图2及图3,接下来说明如何利用第一光学膜片4的光学结构43产生遮瑕效果。第一光学膜片4的每一光学结构43具有中央线L、位于中央线L上的顶点430及多个环绕中央线L的侧面431a。光源3的光线会经由棱柱42进入本体41内,再由光学结构43离开第一光学膜片4来维持遮瑕。其遮瑕效果的产生,主要是因为每一光学结构43具有多个侧面431a,可以将光线经由侧面431a来进行偏折而导引至多个出光方向,避免光线能量过于集中在光学结构43的正上方,而由此产生遮瑕效果。参阅图3,在本实施例中,每一光学结构43的中央线L垂直于第一光学膜片4的本体41。每一光学结构43为四角锥型结构,具有四个侧面431a,且每一侧面431a由第一层面单元431b及第二层面单元431c沿中央线L的延伸方向接合而成的复合表面。每一面单元具有法线,环绕中央线L的同一层的面单元的法线与中央线L之间的夹角相同,沿着中央线L的不同层的面单元的法线与中央线L之间的夹角不同。要说明的是,在此所指的「法线」是指分别垂直于第一层面单元431b与第二层面单元431c的线。更详细地说,每一个第一层面单元431b具有法线N1,且每一个第二层面单元431c具有法线N2。其中,每一个第一层面单元431b的法线N1与中央线L具有夹角θ1,每一个第二层面单元431c的法线N2与中央线L具有夹角θ2。其中每个第一层面单元431b的法线N1与中央线L之间的夹角θ1皆相同,每个第二层面单元431c的法线N2与中央线L之间的夹角θ2皆相同,而夹角θ1与夹角θ2不同,也就是说,第一层面单元431b与第二层面单元431c为具有不同倾斜程度的斜面。在一些实施例中,较靠近顶点430的面单元的法线N1与中央线L之间的夹角θ1小于较远离顶点430的面单元的法线N2与中央线L之间的夹角θ2,以形成不同倾斜程度的斜面。由此,通过不同倾斜程度的斜面分别折射与反射光线,使光线能够尽可能朝向四周分散,降低光线集中在特定角度或集中在正上方出光的状况,使光线在出光时可具有不同的行径方向,以达到均匀化光线并提升出光辉度的目的。此外,本实施例中,每一光学结构43较靠近顶点430的第一层面单元431b的夹角θ1小于较远离顶点430的第二层面单元431c的夹角θ2。也就是说,面单元的法线与中央线L之间的夹角随着与第二光学膜片5的距离增加而变小。由此,在制作加工上的程序较为容易,且良率较高,降低顶点430太尖而造成的制程良率风险,如果光学结构43是、采用凹陷结构设计,这样对于第一光学膜片4的厚度还可以达到进一步减薄的效果。
接下来进一步说明本实用新型可以通过以下几种方式来提高辉度。首先,设定图1及图2所揭露的背光模组所产生的辉度为100%。在本实施例中,第二光学膜片5的折射率与第一光学膜片4的折射率的比值大于等于1.08。如图4所示,当折射率的比值大于等于1.08时,其辉度可以维持在100%以上并且随着折射率的增加而稳定提升。当折射率的比值小于1.08时,则可以选择特定折射率的光学膜片,例如在某些实施例中,第二光学膜片5的折射率是1.62,第一光学膜片4的折射率是1.55,而能使辉度维持在100%左右。此时,辉度至少可以保持原本的数值,而不会产生辉度降低的不利效果。
参阅图1、图2,背光模组还包含位于导光板2下方的反射型反射片7a。其中,第一光学膜片4的棱柱42的棱镜角的角度与反射型反射片7a的粗糙度的比值介于700至900之间,且包含端点值。于本实施例中,反射型反射片7a选自于银反射片,其粗糙度是0.1,此种反射片需搭配较小的棱柱42的棱镜角,例如每一棱柱42的棱镜角的角度介于70°至90°之间,且包含端点值。较佳者,每一棱柱42的棱镜角的角度是80°,此时会有更优的辉度提升效果。要说明的是,前述粗糙度是指中心线平均表面粗糙度值(centerline average surfaceroughness,Ra),其定义为在取样长度内,被测表面的实际轮廓上各点至轮廓中心线距离绝对值的平均值。由于中心线平均表面粗糙度值(一般简称为粗糙度,Ra)为本领域中具有通常知识者所熟知,在此不再赘述。如图5所示,首先,设定图1及图2所揭露的背光模组所产生的辉度为100%。借由使棱柱42的棱镜角的角度与反射型反射片7a的粗糙度的比值保持在700至900之间,可以让辉度维持在100%以上。
除了反射型反射片7a之外,也可以采用另一种扩散型反射片。参阅图6,在某些实施例中,背光模组还包含位于导光板2下方的扩散型反射片7b。其中,第一光学膜片4的棱柱42的棱镜角的角度与扩散型反射片7b的粗糙度的比值大于200且小于等于250。于本实施例中,反射型反射片7a选自于雾面白反射片,其粗糙度是0.4,此种反射片需搭配较大的棱柱42的棱镜角,例如每一棱柱42的棱镜角的角度大于80°且小于等于100°。较佳者,每一棱柱42的棱镜角的角度是90°,此时会有更优的辉度提升效果。如图7所示,首先,设定图1及图2所揭露的背光模组所产生的辉度为100%。借由使棱柱42的棱镜角的角度与反射型反射片7a的粗糙度的比值保持在200至250之间,可以让辉度维持在100%以上。而通过上述设计,可以视棱柱42的棱镜角的角度来搭配适合的反射片,以维持更佳辉度。
参阅图8,在某些实施例中,导光板2还具有相反于出光面22的底面23及多个形成于底面23的导光结构24。每一导光结构24具有互相连接的迎光面241及非迎光面242,迎光面241面向光源3的光行进方向,迎光面241与底面23之间形成收光角243,收光角243小于等于20°。如图9所示,首先,设定收光角243为5°时的背光模组所产生的辉度约为100%。当收光角243小于等于20°时,可以使光线集中在视角角度70°至80°之间,且此区间的辉度大部分可以维持在60%以上。而当收光角243大于35°时,不论视角角度大小,皆未产生光线集中的效果,且辉度皆在60%以下,不足以维持良好辉度,即使是视角角度在70°至80°之间的辉度仍未能超过60%。参阅图10,为对应图8所示的背光模组的空间辉度分布图。要说明的是,空间辉度分布图为计算机仿真图,且原本为彩色图,在本案中是以灰阶图呈现。另外,图10的纵轴与横轴皆代表角度,而纵轴与横轴两者相交的中心可以代表导光板2出光面22的中心轴。一般来说,收光角243越大,能量愈发散而愈不利于辉度,因此,本实用新型背光模组还进一步限定收光角243小于等于20°。于图10中,当收光角243在20°时,在中心轴的左右两侧可以观察到能量集中的现象,而随着收光角243逐渐变小时,中心轴左右两侧的能量集中现象更为明显,辉度更进一步提高。由此可知,在导光板2的底面23形成导光结构24,而导光结构24的收光角243于特定角度下可以产生有效提升辉度的效果。相反地,如果收光角逐渐变大时,例如35°,则会有辉度下降10%的不利效果。要说明的是,于图10中,导光结构24为内凹式设计,在某些实施例中,导光结构24也可以是外凸式设计,同样可以达到提升辉度的效果。
如图11所示,于背光模组上设置显示面板8,即为本实用新型的显示装置。要说明的是,显示面板8也可以设置于图2或图6所示的背光模组上。
再者,由于第一光学膜片4的棱柱42与其中一个第二光学膜片5上的棱镜条51皆是条状结构,容易因为两者之间以恒定的角度和频率发生干涉而产生莫尔条纹(Moirépattern),莫尔条纹主要是一种两组或多组不同条纹通过重叠、旋转等产生的放大或缩小的视觉效果。其原理是空间频率相近的两组图案相互干涉,会有更低频率(更宽间距)的图案显示出来。
参阅图12并配合图2,在某些实施例中,第一光学膜片4的棱柱42与其中一个第二光学膜片5上的棱镜条51之间具有不为零的夹角θ,每相邻棱柱42之间具有棱柱间距T1,每相邻棱镜条51之间具有棱镜条间距T2,这些棱柱42与这些棱镜条51互相组合出多个莫尔条纹。每相邻莫尔条纹之间具有莫尔条纹间距P,莫尔条纹间距P需满足以下关系式:其中,莫尔条纹间距P小于250μm。如图13所示,首先,设定图1及图2所揭露的背光模组所产生的辉度为100%。当莫尔条纹间距P小于250μm时,可以有效提升辉度,使辉度维持100%以上。
除此之外,本实用新型为了避免莫尔条纹产生,还另外提出了以下几项解决方案。其中,第一种解决方案是让第一光学膜片4及第二光学膜片5的棱镜结构的高度为随机数分布。参阅图14,如前所述,第一光学膜片4具有棱柱42及光学结构43,而第二光学膜片5上具有棱镜条51。于本实施形态中,第一光学膜片4的棱柱42的高度、光学结构43的高度(或称为深度)及第二光学膜片5的棱镜条51的高度的至少其中的一者为随机数分布。因视角的关系,于图14中可以看出,光学结构43的深度或邻近第一光学膜片4的第二光学膜片5的棱镜条51的高度皆呈不规则的随机数变化。如此一来,可破坏原先第一光学膜片4的棱柱42与光学结构43两者相互干涉的规则,而能减缓莫尔条纹现象。或是,第一光学膜片4的棱柱42与光学结构43、第二光学膜片5的棱镜条51三者都能随机数改变高度或深度,同样也能降低莫尔条纹的产生风险。
第二种解决方案,是让各个膜片或膜片上的微结构产生小幅度的偏转。其中第一种方式,如图15所示,每一第二光学膜片5具有互相垂直的第一边缘501及第二边缘502。在两个第二光学膜片5中,其中一个第二光学膜片5的棱镜条51(图15中的实线)的延伸方向E1与第一边缘501之间具有第一角度α1,另一第二光学膜片5的棱镜条51’(图15中的虚线)的延伸方向E2与第二边缘502之间具有第二角度α2。于本实施型态中,延伸方向E1与延伸方向E2实质上为接近垂直的状态。第一角度α1与第二角度α2的至少其中一者不为0,其绝对值为3°~5°之间,且包含端点值。由于第二光学膜片5的棱镜条51或棱镜条51’经过小幅度的偏转,就更不容易与近似平行的第一光学膜片4的棱柱42与光学结构43`产生角度互相干涉的莫尔条纹。
其中第二种方式,如图16所示,第一光学膜片4具有互相垂直的第一侧边401及第二侧边402,第一光学膜片4的光学结构43排成阵列,以使光学结构43中的至少一些光学结构43的顶点的连线L1,与第一光学膜片4的第一侧边401实质上平行,并存在上调整角度UA的夹角。或是如图17所示,连线L1以近似于45度角倾斜并存在上调整角度UA的夹角。其中,上调整角度UA不为0,其绝对值为3°~5°之间,且包含端点值。由于第一光学膜片4的光学结构43经过小幅度的偏转,就更不容易与近似平行的第二光学膜片5的棱镜条51或棱镜条51’产生角度互相干涉的莫尔条纹。
其中第三种方式,参阅图18,第一光学膜片4的棱柱42的延伸方向D1,与距离第一光学膜片4较远的其中一个第二光学膜片5上的棱镜条51的延伸方向E1为实质上平行。第一光学膜片4的棱柱42的延伸方向D1与第一光学膜片4的平行于延伸方向E1的边缘之间具有下调整角度DA,下调整角度DA不为0,其绝对值为3°~5°之间,且包含端点值。由于第一光学膜片4的棱柱42经过小幅度的偏转,就更不容易与近似平行的第二光学膜片5的棱镜条51或是棱镜条51’产生角度互相干涉的莫尔条纹。
综上所述,不论是第一种解决方案中让第一光学膜片4及第二光学膜片5的棱镜结构的高度为随机数分布,或是第二种解决方案中让各个膜片或膜片上的微结构产生小幅度的偏转,都是为了让光线的行进角度在通过第一光学膜片4与第二光学膜片5时有更多变化,以减少干涉现象同时减少莫尔条纹的产生。
再者,本实用新型为了避免互相层叠的光学膜片间发生吸附,也提出了另一项解决方案。参阅图19,第一光学膜片4的本体41具有背向导光板2的出光面22的第一表面411,光学结构43设置于第一表面411。第一表面411具有多个向上凸起的弧面区域412,每一弧面区域412中设置有多个光学结构43,且光学结构43的中央线L互不平行。本体41可以是于基材层上涂布UV胶层,于UV胶层上形成向上凸起的弧面后,再压印出光学结构43的形状。待UV胶层固化成型后,即形成每一弧面区域412中设置有多个光学结构43的形态。由此设计,让第一光学膜片4的第一表面411具有凸起而非完全平面,可以减少与位于上方的第二光学膜片5互相接触而容易发生吸附的现象,避免第一光学膜片4与位于上方的第二光学膜片5因为互相吸附而有发光不均匀的情形。
本实用新型背光模组主要是让光源3所发出的光线先通过第一光学膜片4的棱柱42,产生提高指向性的效果,然后再通过第一光学膜片4的光学结构43,来维持遮瑕。如此一来,第一光学膜片4在维持遮瑕能力下仍能促使光线集中出射,最后利用两个第二光学膜片51将分光能量予以集中聚光,以提升背光模组的出光视角的集光性与指向性。再者,至少两个相邻的光学膜片为一体式结构,除了可以提高组装便利性之外,也可以避免互相层叠的光学膜片之间发生吸附而导致出光不均匀的问题,也可以避免光学膜片之间相对偏移而对光学结构产生结构破坏的不良影响。另外,通过不同光学膜片的折射率组合、第一光学膜片4的棱柱42的棱镜角角度与不同种类反射片的搭配、导光板2的导光结构24的设置以及莫尔条纹的特定间距的形成,都能在产生遮瑕效果的前提下更进一步提升辉度,进而提高背光模组的亮度与出光均匀度。另一方面,第一光学膜片4的棱柱42与光学结构43、第二光学膜片5的棱镜条51三者都能随机数改变高度或深度,又或是小幅度的偏转来降低莫尔条纹的产生风险。再一方面,也可以让第一光学膜片4的第一表面411具有凸起而非完全平面,可以减少与位于上方的第二光学膜片5互相接触而容易吸附的现象。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,应当不能以此限定本实用新型实施的范围,即大凡依本实用新型的权利要求范围及说明内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
【附图标记列表】
2 导光板
21 入光面
22 出光面
23 底面
24 导光结构
241 迎光面
242 非迎光面
243 收光角
3 光源
31 发光件
4 第一光学膜片
401 第一侧边
402 第二侧边
41 本体
411 第一表面
412 弧面区域
42 棱柱
43 光学结构
430 顶点
431a 侧面
431b 第一层面单元
431c 第二层面单元
5 第二光学膜片
501 第一边缘
502 第二边缘
51 棱镜条
6 扩散片
7a 反射型反射片
7b 扩散型反射片
8 显示面板
E1、E2 延伸方向
L 中央线
L1 连线
N1、N2 法线
θ、θ1、θ2 夹角
α1 第一角度
α2 第二角度
UA 上调整角度
DA 下调整角度。

Claims (23)

1.一种背光模组,其特征在于,包含:
导光板,其具有入光面及连接所述入光面的出光面;
光源,其对应所述导光板的所述入光面设置;
第一光学膜片,其对应所述导光板的所述出光面设置,并包括本体、多个并列于所述本体上且朝向所述出光面的棱柱,及多个设置于所述本体且背向所述导光板的所述出光面的光学结构,其中,所述棱柱位于所述出光面与所述光学结构之间;及
两个第二光学膜片,其叠置于所述第一光学膜片上,其中,每一所述第二光学膜片具有多个并列且背向所述第一光学膜片的棱镜条,其中一个第二光学膜片上的棱镜条的延伸方向E1与另一第二光学膜片上的棱镜条的延伸方向E2不同;
其中,在所述第一光学膜片与所述两个第二光学膜片中,至少两个相邻的光学膜片为一体式结构。
2.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于,所述两个第二光学膜片两者为一体式结构。
3.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于,所述第一光学膜片与邻近所述第一光学膜片的所述第二光学膜片两者为一体式结构。
4.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于,所述第一光学膜片与所述两个第二光学膜片三者为一体式结构。
5.根据权利要求1至4任一项所述的背光模组,其特征在于,每一所述光学结构具有中央线及顶点,所述中央线垂直于所述第一光学膜片的本体,所述顶点位于所述中央线上。
6.根据权利要求5所述的背光模组,其特征在于,每一所述光学结构还具有多个环绕所述中央线的侧面,每一所述侧面是由两层以上的面单元沿所述中央线的延伸方向接合而成的复合表面,每一所述面单元具有法线,环绕所述中央线的同一层的所述面单元的所述法线与所述中央线之间的夹角相同,沿着所述中央线的不同层的所述面单元的所述法线与所述中央线之间的夹角不同。
7.根据权利要求6所述的背光模组,其特征在于,较靠近所述顶点的所述面单元的所述法线与所述中央线之间的夹角小于较远离所述顶点的所述面单元的所述法线与所述中央线之间的夹角。
8.根据权利要求1至4任一项所述的背光模组,其特征在于,还包含位于所述导光板下方的反射型反射片,其中,所述第一光学膜片的所述棱柱的棱镜角的角度与所述反射型反射片的粗糙度的比值介于700至900之间,且包含端点值。
9.根据权利要求8所述的背光模组,其特征在于,所述第一光学膜片的所述棱柱的棱镜角的角度介于70°至90°,且包含端点值,所述反射型反射片的粗糙度是0.1。
10.根据权利要求1至4任一项所述的背光模组,其特征在于,还包含位于所述导光板下方的扩散型反射片,其中,所述第一光学膜片的所述棱柱的棱镜角的角度与所述扩散型反射片的粗糙度的比值大于200且小于等于250。
11.根据权利要求10所述的背光模组,其特征在于,所述第一光学膜片的所述棱柱的棱镜角的角度大于80°且小于等于100°,所述扩散型反射片的粗糙度是0.4。
12.根据权利要求1至4任一项所述的背光模组,其特征在于,所述第二光学膜片的折射率与所述第一光学膜片的折射率的比值大于等于1.08。
13.根据权利要求1至4任一项所述的背光模组,其特征在于,所述第二光学膜片的折射率是1.62,所述第一光学膜片的折射率是1.55。
14.根据权利要求1至4任一项所述的背光模组,其特征在于,所述第一光学膜片的所述棱柱与其中一个第二光学膜片上的所述棱镜条之间具有不为零的夹角θ,每相邻棱柱之间具有棱柱间距T1,每相邻棱镜条之间具有棱镜条间距T2,这些棱柱与这些棱镜条互相组合出多个莫尔条纹,每相邻莫尔条纹之间具有一莫尔条纹间距P,所述莫尔条纹间距P需满足以下关系式:
其中,所述莫尔条纹间距P小于250μm。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的背光模组,其特征在于,所述导光板还具有相反于所述出光面的底面及多个形成于所述底面的导光结构,每一所述导光结构具有互相连接的迎光面及非迎光面,所述迎光面面向所述光源的光行进方向,所述迎光面与所述底面之间形成收光角,所述收光角小于等于20°。
16.根据权利要求5所述的背光模组,其特征在于,所述第一光学膜片的本体具有背向所述导光板的所述出光面的第一表面,所述光学结构设置于所述第一表面,所述第一表面具有多个向上凸起的弧面区域,每一所述弧面区域中设置有多个所述光学结构。
17.根据权利要求16所述的背光模组,其特征在于,每一所述弧面区域中的所述光学结构的中央线互不平行。
18.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于,所述第一光学膜片的所述棱柱的高度、所述光学结构的高度及所述第二光学膜片的所述棱镜条的高度的至少一者为随机数分布。
19.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于,每一所述第二光学膜片具有互相垂直的第一边缘及第二边缘,在所述两个第二光学膜片中,其中一个第二光学膜片的棱镜条的延伸方向E1与所述第一边缘之间具有第一角度α1,所述另一第二光学膜片的棱镜条的延伸方向E2与所述第二边缘之间具有第二角度α2。
20.根据权利要求19所述的背光模组,其特征在于,所述第一角度α1与所述第二角度α2的至少一者不为0,其绝对值为3°~5°之间,且包含端点值。
21.根据权利要求5所述的背光模组,其特征在于,所述第一光学膜片具有互相垂直的第一侧边及第二侧边,所述第一光学膜片的所述光学结构排成阵列,以使所述光学结构中的至少一些光学结构的顶点的连线L1,与所述第一光学膜片的第一侧边实质上平行,并存在上调整角度UA的夹角,或是所述连线L1以近似于45度角倾斜并存在所述上调整角度UA的夹角,所述上调整角度UA不为0,其绝对值为3°~5°之间,且包含端点值。
22.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于,所述第一光学膜片的棱柱的延伸方向D1,与距离所述第一光学膜片较远的其中一个第二光学膜片上的棱镜条的延伸方向E1实质上平行,所述第一光学膜片上的棱柱的延伸方向D1与所述第一光学膜片的平行于延伸方向E1的边缘之间具有下调整角度DA,所述下调整角度DA不为0,其绝对值为3°~5°之间,且包含端点值。
23.一种显示装置,其特征在于,包括根据权利要求1至22中任一项所述的背光模组及设置于所述背光模组上的显示面板。
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