TW201719209A - 背光模組，及顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種導光膜，包含一基材，及一配合該基材設置的膠材單元。該基材具有一端面、一連接該端面的出光面，及一相反於該出光面的底面。而該膠材單元包括一塗佈於該基材之底面的底膠層，及一個連接於該基材之端面的導光體。光線先行入射該導光體而傳遞，由於該基材的折射率是小於該膠材單元的折射率，故光線在該導光體傳遞時較容易於與空氣之界面產生全反射，故能避免光能在該導光體傳遞時而散失，藉此達成確實傳遞光能的功效。該導光膜使用於一背光模組上並安裝於一顯示裝置上，更能充分利用該光源所發出的光線，以優化該顯示裝置的顯示品質。

Description

背光模組，及顯示裝置
本發明是有關於一種光學設備，特別是指一種導光膜、背光模組，及顯示裝置。
參閱圖1，為一習知的導光膜1，適用於配合一設置於其中一端的光源2，並用以引導該光源2所發出的光線。該導光膜1包含一基材11。該光源2所發出的光線，是由該基材11的一端進入，於該基材11中以全反射原理而傳遞。
然而，由於該導光膜1的厚度為均一，而且相對於LED形態的該光源2而言，厚度是更小，所以該光源2所發出的光線必然會有部分無法從該導光膜1的入光面進入到該導光膜1，產生漏光現象。如此不但影響該導光膜1傳導光線的均勻度，也耗損了該光源2所發出的部分光能，進而影響安裝有該導光膜1之顯示器的顯示效果。
因此，本發明之目的，即在提供一種能確實傳遞光源所發出之光能的導光膜。
於是，本發明導光膜，包含一基材，及一配合該基材設置的膠材單元。該基材具有一端面、一連接該端 面的出光面，及一相反於該出光面的底面。而該膠材單元包括一塗佈於該基材之底面的底膠層，及一個連接於該基材之端面的導光體。其中，該基材的折射率是小於該膠材單元的折射率。
當光線自該導光體入射該導光膜，由於該導光體的折射率較大，故對於該導光體與空氣的界面而言，能產生全反射的臨界角較小，故光線在該導光體中傳遞時，較容易產生全反射，因此光能較不容易在該膠材單元的該導光體逸散，而能確實傳遞至該基材中。況且，由於光線在傳遞至該基材之前，僅在該導光體與該基材之界面產生一次折射，故能減少折射時而發生的光能耗損，也因此能確實傳遞光源所發出的光能。
另外，本發明之另一目的，在於提供一種能確實傳遞光源所發出之光能的背光模組，及一種包含該背光模組的顯示裝置。
於是，本發明背光模組，包含一光源，及一本發明導光膜。其中，該導光膜是引導該光源所發出的光線，並自該基材的該出光面出光。由於該導光膜能藉由該膠材單元的該導光體，使該光源所發出的光能確實傳遞至該基材中而不易產生逸散，故該背光模組能達成確實傳遞光能的功效。
而本發明顯示裝置，包含一顯示面板，及一本發明背光模組，其中，該顯示面板是位於該基材的該出光面前方。而該顯示裝置藉由該背光模組，亦能藉著該背光 模組達成確實傳遞光能的功效，且能因妥善利用該光源所發出的光能而優化顯示的品質。
本發明之功效在於：由於該膠材單元的導光體之折射率，是大於該基材的折射率，故光線在該導光體傳遞時，在該導光體與空氣的界面會因臨界角較小的關係，因而較容易產生全反射而繼續傳遞光能，故能避免該光源所發出的光能在該導光體產生逸散，以確實傳遞光能。
3‧‧‧導光膜
31‧‧‧基材
311‧‧‧端面
312‧‧‧出光面
313‧‧‧底面
32‧‧‧膠材單元
321‧‧‧底膠層
322‧‧‧導光體
323‧‧‧頂面
324‧‧‧入光面
325‧‧‧接合面
326‧‧‧微結構
4‧‧‧光源
5‧‧‧觀察點
6‧‧‧顯示面板
A‧‧‧對照組
B‧‧‧實驗組
C‧‧‧實驗組
D‧‧‧實驗組
E‧‧‧實驗組
F‧‧‧實驗組
G‧‧‧實驗組
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明一習知的導光膜；圖2是一示意圖，說明本發明導光膜的一第一實施例；圖3是一長條數據圖，說明該第一實施例之一基材及一膠材單元的折射率；圖4是一示意圖，說明本發明導光膜的一第二實施例；圖5是一示意圖，說明本發明導光膜的一第三實施例；圖6是一示意圖，說明本發明導光膜的一第四實施例；及圖7是一示意圖，說明本發明顯示裝置的一實施例。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖2，為本發明導光膜3的第一實施例，該 第一實施例包含一基材31，及一配合該基材31設置的膠材單元32。其中，該基材31是以PC或PMMA材料製作而成，該膠材單元32則是利用UV膠(UV-cured acrylate resin)先塗佈於該基材31，再利用透明模具蓋置於其上，並以紫外光照射而使UV膠固化(aged)成型。
該基材31具有一端面311、一連接該端面311的出光面312，及一相反於該出光面312的底面313。而該膠材單元32包括一塗佈於該基材31之底面313的底膠層321，及一個連接於該基材31之端面311的導光體322。該膠材單元32的該底膠層321與該導光體322是一體成型，且該導光體322與該基材31的交界處是呈一垂直於該基材31之底面313的直線。該導光體322具有一以朝向該基材31的方向傾斜延伸的頂面323、一銜接於該頂面323的入光面324，及一相反於該入光面324且接合於該基材31之端面311的接合面325。其中，該基材31的折射率是小於該膠材單元32的折射率。定義該基材31的折射率為n1，而該膠材單元32的折射率為n2，其中，1.5≧n2/n1>1。
當光線自一光源4發出，並且自該導光體322的入光面324入射後，會先行在該導光體322中傳遞。而光線在傳遞至該導光體322與空氣的界面時，會依據入射角度的大小而產生全反射而繼續傳遞，或者產生折射而逸散。其中，由於該導光體322的折射率是大於該基材31的折射率，故相較於該基材31與空氣的界面而言，要在該導光體322與空氣的界面產生全反射現象的臨界角較小，加 上該導光體322之頂面323是以朝向該基材31的方向傾斜延伸，使光線傳遞至該頂面323的位置時，較容易產生全反射而繼續傳遞，同時也減少了光線在同一位置直接折射而逸散的機率。而傳遞至該基材31的光線，一部分會在該基材31與空氣的界面，也就是在該出光面312產生全反射而在該基材31中繼續傳遞，另一部分的光線則會經過該基材31與該底膠層321的界面而產生折射，並且在該底膠層321與空氣的界面破壞全反射而改變角度後重新回到該基材31中，其中，小於全反射角的光線就不會在該出光面312產生全反射而能夠自該出光面312出光。另外，也由於光線自該導光體322傳遞至該基材31的過程中，僅需要在該導光體322與該基材31的界面，也就是該導光體322之接合面325與該基材31之端面311的位置產生一次折射，故還能減少光線因折射而耗損能量的機會，使該光源4所發出的光線能確實藉由該導光膜3傳遞。
參閱圖3並配合圖2，為自一觀察點5以朝向該導光體322之頂面323的方向而進行觀察，所得到之逸散的光能數據比例值。其中，是以該基材31之折射率為1.59的情況進行實驗，並以該膠材單元32之折射率與該基材31之折射率相同的光能數據，也就是對照組A為一基準，再分別對該膠材單元32之折射率(1.49)小於該基材31之折射率的實驗組B，及該膠材單元32之折射率(1.69、1.80、2.00、2.20、2.40)大於該基材31單元之折射率的實驗組C、D、E、F、G進行測量。依據如圖3所示的數據可知，該實驗組B 所示之逸散的光能數據比例值，明顯較該對照組A要多，也就是說，實驗組B的光能逸散量大於該對照組A的光能逸散量。故當該膠材單元32之折射率小於該基材31之折射率時，並無法達成在該導光體322之位置減少光能逸散的功效。而該實驗組C所示之逸散的光能數據比例值，為該對照組A的一半以下，代表當該膠材單元32之折射率大於該基材31之折射率時，確實能達成在該導光體322之位置減少光能逸散並確實傳遞光能的功效。且依據在實驗組D、E、F、G持續增加該折射率的實驗結果，可見隨著該膠材單元32之折射率愈大，逸散的光能數據比例值就會愈小，而當該膠材單元32之折射率大於2時，逸散的光能數據比例值甚至不到3%。而實驗組C之膠材單元32的折射率為1.69，為該基材31之折射率(1.59)的1.06倍；實驗組G之膠材單元32的折射率為2.4，則為該基材之折射率的1.50倍，也證實了當該膠材單元32之折射率與該基材31之折射率的比值關係為1.5≧n2/n1>1時，能達成確實傳遞光能的功效。
參閱圖4，為本發明導光膜3的第二實施例，該第二實施例與該第一實施例的差別在於：該底膠層321具有多數位於其底面313的微結構326，每一微結構326是呈點狀，且該多數微結構326是靠近導光體322的排列密度疏，遠離導光體322的排列密度密。
該第二實施例除了能達成該第一實施例所有的功效之外，由於光線自該導光體322傳遞至該基材31後， 在繼續傳遞的過程中會多次通過在該底膠層321與空氣的界面，藉由形成於該底膠層321之底面313的多數微結構326，能增加光線在該底膠層321與空氣之界面破壞全反射的機率。要特別說明的是，由於該多數微結構326排列越密集時，越容易破壞通過之光線所產生的全反射現象，為了使該基材31能均勻地自該出光面312出光，在遠離該導光體322的位置，該多數微結構326之排列密度較密，以提高破壞全反射的機率，使遠離該導光體322之位置也能達成與靠近該導光體322之位置同樣亮度的出光，使該基材31之出光面312能確實傳遞光能且均勻出光。
參閱圖5，為本發明導光膜3的第三實施例，該第三實施例與該第一實施例的差別在於：該導光體322的該頂面323不是呈現傾斜延伸，而是在相同於該基材31之出光面312的位置呈水平延伸，以因應相同厚度導光膜3的實際需求。
參閱圖6，為本發明導光膜3的第四實施例，該第四實施例與該第一實施例的差別在於：該底膠層321與該導光體322並非一體成型，而是可以分別製作成型，甚至該底膠層321與該導光體322並非互相連接，而是彼此間隔分離，以因應該導光膜3的各種不同需求或是製作上的分工成型方式。
重新參閱圖2與圖4，亦為本發明背光模組的第一實施例至第四實施例，本發明背光模組的第一實施例至第四實施例分別包含一光源4，及一本發明導光膜3的第一 實施例至第四實施例。其中，該導光膜3是引導該光源4所發出的光線，並自該基材31的該出光面312出光，且該導光體322的高度是高於或等於該光源4的高度，使自該光源4所發出的光線皆能自該導光體322入射，而該基材31的高度是小於該光源4的高度，以配合該導光體322之頂面323的傾斜角度，確實傳遞該光源4所發出的光能。
參閱圖7，為本發明顯示裝置的一實施例，該實施例包含一顯示面板6，及一本發明背光模組。其中，該顯示面板6是位於該基材31的該出光面312前方，以接收自該出光面312所傳出的光能。由該背光模組提供的光線照射於該顯示面板6，使本發明顯示裝置產生顯示資訊的功能，並能藉由本發明背光模組及本發明導光膜3確實傳遞光能的功效，優化本發明顯示裝置的顯示效果。
綜上所述，該膠材單元32的導光體322之折射率大於該基材31的折射率，光線傳遞至該導光體322與空氣的界面時，會因臨界角較小的關係，較容易產生全反射而繼續傳遞光能，且光線傳遞至該基材31之前，只需要經過該導光體322與該基材31之界面的一次折射，避免光能因多次折射而耗損，能確實將光能傳遞至該基材31，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
3‧‧‧導光膜
31‧‧‧基材
311‧‧‧端面
312‧‧‧出光面
313‧‧‧底面
32‧‧‧膠材單元
321‧‧‧底膠層
322‧‧‧導光體
4‧‧‧光源
5‧‧‧觀察點

Claims (11)

  1. 一種背光模組，包含：一光源及一導光膜；該導光膜包含一基材，具有一端面、一連接該端面的出光面，及一相反於該出光面的底面，其中，該基材的高度是小於該光源的高度，及一膠材單元，包括一塗佈於該基材之底面的底膠層，其中，該基材的折射率是小於該膠材單元的折射率。
  2. 如請求項1所述的背光模組，其中，該膠材單元還包括一個連接於該基材之端面的導光體，該導光體具有一頂面，該頂面是以朝向該基材的方向傾斜延伸。
  3. 如請求項1所述的背光模組，其中，該膠材單元還包括一個連接於該基材之端面的導光體，該導光體具有一頂面，該頂面是在相同於該基材之出光面的位置呈水平延伸。
  4. 如請求項2所述的背光模組，其中，該導光體與該基材的交界處是呈一垂直於該基材之底面的直線。
  5. 如請求項1所述的背光模組，其中，該膠材單元還包括一個連接於該基材之端面的導光體，該導光體具有一入光面，及一相反於該入光面且接合於該基材之端面的接合面。
  6. 如請求項1所述的背光模組，定義該基材的折射率為 n1，而該膠材單元的折射率為n2，其中，1.5≧n2/n1>1。
  7. 如請求項1所述的背光模組，其中，該底膠層具有多數位於其底面的微結構，每一微結構是呈點狀。
  8. 如請求項7所述的背光模組，其中，該膠材單元還包括一個連接於該基材之端面的導光體，該多數微結構是靠近導光體的排列密度疏，遠離導光體的排列密度密。
  9. 如請求項1所述的背光模組，其中，該膠材單元還包括一個連接於該基材之端面的導光體，該膠材單元的該底膠層與該導光體是一體成型。
  10. 如請求項1所述的背光模組，其中，該膠材單元還包括一個連接於該基材之端面的導光體，該膠材單元的該底膠層與該導光體彼此間隔分離。
  11. 一種顯示裝置，包含一顯示面板，及一如前述請求項1至10中任一項所述的背光模組，其中，該顯示面板是位於該基材的該出光面前方。
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