TW202219605A - 背光模組 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種背光模組，包括光源、導光元件、增亮組件以及反射件。導光元件配置於光源提供的光束的傳遞路徑上。導光元件的板體具有上表面、下表面以及入光面。光源設置於入光面的一側。導光元件的多個光學微結構形成於下表面。增亮組件配置於上表面的一側。增亮組件包括分別具有多個稜鏡結構且互相垂直設置的兩增亮膜。反射件配置於導光元件中下表面的一側。導光元件位於增亮組件與反射件之間，其中各個光學微結構具有迎光面及背光面，且迎光面與下表面的夾角介於2度至12度之間。本發明提出的背光模組具有提升整體的發光強度的功效。

Description

背光模組

本發明是有關於一種光學模組，且特別是有關於一種背光模組。

導光板最主要的的功能在於導引光線的方向，進而提高光學模組的光學輝度以及調控亮度的均勻性。在光進入導光板後，由於導光板的全反射特性，可將光傳導至導光板的另一端。再者，為了能讓光自導光板正面射出，一般會在導光板的下表面設置網點，當光線在底面碰到網點時，反射光會往不同的角度擴散而全反射條件，即可讓光從導光板的正面出光，再依序經由下擴散片、稜鏡片（Prism Sheet）及上擴散片將光線導正而產生正向發光達到提升輝度的效果。

在目前的發展中，稜鏡片推出了高折射率膠體的高增益增亮膜（High Gain Brightness Enhancement Film, High Gain BEF），可取代現行的增亮膜產品，並可在現行背光模組架構中提高10%左右的輝度。然而，目前現行的背光模組結構，並非為最佳輝度的設計。

“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提供一種背光模組，可將出射光束的出光角度收斂至最佳化，進而配合搭配的增亮組件而提升整體的發光強度。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明提供一種背光模組，包括一光源、一導光元件、一增亮組件以及一反射件。光源用以提供一光束。導光元件配置於光束的傳遞路徑上。導光元件包括一板體以及多個光學微結構。板體具有一上表面、一下表面以及連接於上表面與下表面之間的一入光面。光源設置於入光面的一側。多個光學微結構形成於下表面。增亮組件配置於導光元件中上表面的一側。增亮組件包括分別具有多個稜鏡結構且互相垂直設置的兩增亮膜。反射件配置於導光元件中下表面的一側。導光元件位於增亮組件與反射件之間，其中各個光學微結構具有一迎光面及一背光面，且迎光面與下表面的夾角介於2度至12度之間。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組的多個光學微結構由下表面朝板體凹陷，且迎光面位於光源與背光面之間。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組的多個光學微結構由下表面朝遠離板體凸出，且背光面位於光源與迎光面之間。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組的背光面與下表面的夾角介於5度至90度之間。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組的增亮組件包括透光膠，且透光膠的折射率介於1.6至1.65之間。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組的反射件為鏡面反射鏡。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組還包括擴散件，配置於增亮組件上方，增亮組件位於擴散件與導光元件之間。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組還包括光學件，配置於增亮組件與導光元件之間，光學件的霧度小於80%。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組的光學件的霧度介於30%至60%之間。

在本發明的一實施例中，上述之背光模組的光學件的霧度小於或等於擴散件的霧度。

基於上述，本發明的實施例至少具有以下其中一個優點或功效。在本發明的背光模組中，導光元件包括板體及位在板體下方的多個光學微結構。其中，板體具有相對的上表面及下表面，且各光學微結構具有迎光面，而迎光面與下表面的夾角介於2度至12度之間。如此一來，可藉由導光元件上的多個光學微結構，將光束的出光角度收斂至最佳化，進而配合搭配的增亮組件而提升整體的發光強度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1為本發明一實施例的背光模組的剖面示意圖。請參考圖1。本發明提供一種背光模組100，適於提供照明光束L2，用以作為顯示裝置中顯示面板(圖未示)的光源來源。具體而言，背光模組100包括光源110、導光元件120、增亮組件130以及反射件140。在本實施例中，背光模組100例如為側入式的背光模組。

光源110用以提供光束L1，而導光元件120配置於光束L1的傳遞路徑上。光源110例如是LED白光燈條，但本發明並不限於此。導光元件120包括板體122以及多個光學微結構124。板體122具有上表面S1、下表面S2以及連接於上表面S1與下表面S2之間的入光面S3。其中，上表面S1與下表面S2呈相對設置，上表面S1平行於下表面S2，且上表面S1及下表面S2皆垂直於入光面S3。光源110設置於入光面S3的一側，多個光學微結構124形成於下表面S2，而上表面S1即作為導光元件120出光面。其詳細結構將於後續段落詳細說明。

增亮組件130配置於導光元件120中上表面S1的一側。詳細而言，增亮組件130包括分別具有多個稜鏡結構且互相垂直設置的兩增亮膜。詳細而言，增亮組件130包括具有第一稜鏡結構M1的第一增亮組件132以及具有第二稜鏡結構M2的第二增亮組件134。第二增亮組件134位於第一增亮組件132與導光元件120之間。第一稜鏡結構M1設置於第一增亮組件132背向導光元件120的表面（例如為正稜鏡片），第二稜鏡結構M2設置於第二增亮組件134背向導光元件120的表面（例如為正稜鏡片），且第一稜鏡結構M1的延伸方向與第二稜鏡結構M2的延伸方向實質上為垂直。換句話說，第一增亮組件132與第二增亮組件134呈現垂直擺放，且稜鏡結構皆朝向遠離導光元件120的方向。第一稜鏡結構M1與第二稜鏡結構M2可以是相同的稜鏡結構或不同的稜鏡結構，本發明並不限於此。在本實施例中，增亮組件130的材料例如包括透光膠（未顯示），且透光膠的折射率介於1.6至1.65之間。舉例而言，本實施例的增亮組件130例如是高增益增亮膜（High Gain Brightness Enhancement Film, High Gain BEF），故可提高背光模組100的輝度。在一些實施例中，增亮組件130的材質即可以透光膠製作而成，本發明並不限於此。

反射件140配置於導光元件120的下表面S2的一側，導光元件120位於增亮組件130與反射件140之間。反射件140用以將由導光元件120下表面S2射出的光線反射回導光元件120。在本實施例中，反射件140例如為鏡面反射鏡。由於其反射表面具有高度的平整性，故可讓光線的反射較為收斂不發散（或降低漫反射）而更具有指向性，使反射後的光線可朝向特定的區域及角度傳遞，進而提升光線的使用效率。

圖2為圖1中單一光學微結構的剖面示意圖。請同時參考圖1及圖2。多個光學微結構124形成於板體122的下表面S2，這些光學微結構124在下表面S2可呈陣列排列、漸層排列、其他種類規則排列或不規則排列分布，本發明並不限於此。此外，光學微結構124可具有不同樣式的形狀，舉例而言，在本實施例中，光學微結構124為由下表面S2向內凹陷的微結構。但在其他實施例中，光學微結構124可為由下表面S2向外凸起的微結構，或亦可為溝槽狀結構，本發明亦不限於此。

在本實施例中，光源110（繪示於圖1）設置於光學微結構124的左側，各個光學微結構124具有迎光面SP及背光面SN。在本實施例中，由於光學微結構124由下表面S2朝板體122凹陷，故光學微結構124的迎光面SP位於光源110與背光面SN之間。其中，迎光面SP與下表面S2的夾角A1介於2度至12度之間。在最佳的實施例中，迎光面SP與下表面S2的夾角A1為7度。當光束L1由入光面S3進入導光元件120後，光束L1在板體122內部反覆傳遞反射，並藉由光學微結構124的迎光面SP的反射，由板體122的指定區域傳遞出光。特別說明的是，迎光面SP例如為同時朝向入光面S3及上表面S1的表面，但本發明並不限於此。

如此一來，藉由本實施例的配置方式與結構設計，進入導光元件120後的光束L1經由下表面S2的光學微結構124的全反射或折射作用，進而改變其行進方向，會使光束L1由導光元件120的上表面S1出射，再藉由上置的增亮組件130，使光束L1收斂至最佳化而形成出光學表現較佳的照明光束L2。在相關的實驗中可顯示，相較於傳統的背光模組配置，本實施例的背光模組100的亮度增益至少可達傳統配置的1.45倍。在本實施例中，背光面SN與下表面S2的夾角A2介於5度至90度之間，但本發明並不限於此。

圖3為本發明另一實施例的背光模組的剖面示意圖。圖4為圖3中單一光學微結構的剖面示意圖。請參考圖3及圖4。本實施例的背光模組100A類似於圖1顯示的背光模組100。兩者不同之處在於，在本實施例中，導光元件120A的光學微結構124A由下表面S2朝遠離板體122凸出，且背光面SN位於光源110與迎光面SP之間。其中，迎光面SP與下表面S2的夾角A1介於2度至12度之間。在最佳的實施例中，迎光面SP與下表面S2的夾角A1為7度。當光束L1由入光面S3進入導光元件120後，光束L1在板體122內部反覆傳遞反射，並藉由光學微結構124的迎光面SP反射使光束L1在板體122內部傳遞，並由板體122的指定區域傳遞出光。如此一來，藉由此設計進一步提升背光模組100A的整體發光強度。

圖5為本發明另一實施例的背光模組的剖面示意圖。請參考圖5。本實施例的背光模組100B類似於圖1顯示的背光模組100。兩者不同之處在於，在本實施例中，背光模組100B還包括擴散件150，配置於增亮組件130上方。具體來說，增亮組件130位於擴散件150與導光元件120之間。在本實施例中，擴散件150例如是低霧度的擴散片（非一般上擴散片），其霧度小於80%。在較佳的實施例中，擴散件150的霧度例如是30%、60%或介於30%至60%之間。如此一來，可進一步均勻化所提供的照明光束。

圖6為本發明另一實施例的背光模組的剖面示意圖。請參考圖6。本實施例的背光模組100C類似於圖5顯示的背光模組100B。兩者不同之處在於，在本實施例中，背光模組100C還包括光學件160，配置於增亮組件130與導光元件120之間。光學件160例如是低霧度的透光元件，其霧度小於或等於擴散件150的霧度。意即光學件160的霧度小於80%。在較佳的實施例中，光學件160的霧度例如是30%、60%或介於30%至60%之間。如此一來，當光源110所發出的光束傳遞通過光學件160時，可藉由低霧度的光學效果使光束L1的出光角較集中且較偏正向方向傳遞，進而可提升背光模組100C的發光亮度及光學品質。

綜上所述，在本發明的背光模組中，導光元件包括板體及位在板體下方的多個光學微結構。其中，板體具有相對的上表面及下表面，且各光學微結構具有迎光面，而迎光面與下表面的夾角介於2度至12度之間。如此一來，可藉由導光元件上的多個光學微結構，將光束的出光角度收斂至最佳化，進而配合搭配的增亮組件而提升整體的發光強度。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明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。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件（element）的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。

100,100A,100B,100C:背光模組 110:光源 120,120A:導光元件 122:板體 124,124A:光學微結構 130:增亮組件 132:第一增亮組件 134:第二增亮組件 140:反射件 150:擴散件 160:光學件 A1,A2:夾角 L1:光束 L2:照明光束 M1:第一稜鏡結構 M2:第二稜鏡結構 S1:上表面 S2:下表面 S3:入光面 SN:背光面 SP:迎光面

圖1為本發明一實施例的背光模組的剖面示意圖。 圖2為圖1中單一光學微結構的剖面示意圖。 圖3為本發明另一實施例的背光模組的剖面示意圖。 圖4為圖3中單一光學微結構的剖面示意圖。 圖5為本發明另一實施例的背光模組的剖面示意圖。 圖6為本發明另一實施例的背光模組的剖面示意圖。

100:背光模組

110:光源

120:導光元件

122:板體

124:光學微結構

130:增亮組件

132:第一增亮組件

134:第二增亮組件

140:反射件

L1:光束

L2:照明光束

M1:第一稜鏡結構

M2:第二稜鏡結構

S1:上表面

S2:下表面

S3:入光面

Claims (10)

1. 一種背光模組，包括： 一光源，用以提供一光束； 一導光元件，配置於所述光束的傳遞路徑上，所述導光元件包括一板體以及多個光學微結構，所述板體具有一上表面、一下表面以及連接於所述上表面與所述下表面之間的一入光面，所述光源設置於所述入光面的一側，所述多個光學微結構形成於所述下表面； 一增亮組件，配置於所述導光元件中所述上表面的一側，所述增亮組件包括分別具有多個稜鏡結構且互相垂直設置的兩增亮膜；以及 一反射件，配置於所述導光元件中所述下表面的一側，所述導光元件位於所述增亮組件與所述反射件之間，其中各所述多個光學微結構具有一迎光面及一背光面，且所述迎光面與所述下表面的夾角介於2度至12度之間。
2. 如請求項1所述的背光模組，所述多個光學微結構由所述下表面朝所述板體凹陷，且所述迎光面位於所述光源與所述背光面之間。
3. 如請求項1所述的背光模組，所述多個光學微結構由所述下表面朝遠離所述板體凸出，且所述背光面位於所述光源與所述迎光面之間。
4. 如請求項1所述的背光模組，所述背光面與所述下表面的夾角介於5度至90度之間。
5. 如請求項1所述的背光模組，所述增亮組件包括一透光膠，且所述透光膠的折射率介於1.6至1.65之間。
6. 如請求項1所述的背光模組，所述反射件為一鏡面反射鏡。
7. 如請求項1所述的背光模組，還包括： 一擴散件，配置於所述增亮組件上方，所述增亮組件位於所述擴散件與所述導光元件之間。
8. 如請求項7所述的背光模組，還包括： 一光學件，配置於所述增亮組件與所述導光元件之間，所述光學件的霧度小於80%。
9. 如請求項8所述的背光模組，其中所述光學件的霧度介於30%至60%之間。
10. 如請求項8所述的背光模組，其中所述光學件的霧度小於或等於所述擴散件的霧度。

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