TW202340642A - 顯示裝置及其背光模組 - Google Patents

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Abstract

一種背光模組，其包括導光板、光源與第一光學膜片。導光板具有入光面與相對入光面的出光面，其中出光面具有法線。光源鄰設於入光面。第一光學膜片相對於出光面而設置，並包括多條並列的稜柱與多個微結構。各個稜柱的延伸方向與法線垂直，且各個稜柱是面向導光板的出光面。各個微結構是位於第一光學膜片且背向導光板的表面上。各個微結構為具有多個刻面的錐狀結構。這些稜柱位於這些微結構與出光面之間。

Description

顯示裝置及其背光模組
本發明是有關於一種顯示裝置及背光模組，且特別是有關於一種側邊入光式背光模組及包括此側邊入光式背光模組的顯示裝置。
現有背光模組通常具有擴散片來均勻化光線。一般而言，目前常見的擴散片具有多個散射粒子，而這些散射粒子能散射光線，以使光線分散出射，從而均勻化光線。然而，上述具有散射粒子的擴散片通常用來遮瑕，並且具有偏低光學指向性（optical directivity）來破壞導光板的高指向性，若要提升指向性就須降低擴散片霧度，但遮瑕就會變差。至於增光片雖然對於輝度提升有利，但是背光模組所使用的上、下擴散片的霧度又會影響輝度與光學品味外觀，導致現有背光模組的輝度（luminance）難以進一步地提升。因此，如何在維持遮瑕能力下仍能增加出光視角集光性與正視角輝度，便成為背光模組的設計重點。
本發明一實施例提出一種背光模組，其所包括的光學膜片能提升出光視角集光性與正視角輝度。
本發明另一實施例提出一種顯示裝置，其包括上述背光模組。
本發明一實施例所提出的背光模組包括導光板、光源與第一光學膜片。導光板具有入光面與相對入光面的出光面，其中出光面具有法線。光源鄰設於入光面。第一光學膜片相對於出光面而設置，並包括多條並列的稜柱與多個微結構。各個稜柱的延伸方向與法線垂直，且各個稜柱是面向導光板的出光面。各個微結構是位於第一光學膜片且背向導光板的表面上，其中各個微結構為具有多個刻面的錐狀結構。這些稜柱位於這些微結構與出光面之間。
在本發明一實施例中，上述背光模組還包括多個第二光學膜片，其中第一光學膜片位於這些第二光學膜片與出光面之間，而這些第二光學膜片包括多個稜鏡片。
在本發明一實施例中，各個稜鏡片包括多個並列的稜鏡條，其中一個稜鏡片的這些稜鏡條的延伸方向與另一個稜鏡片的這些稜鏡條的延伸方向垂直。
在本發明一實施例中，上述出光面連接於入光面的一側。光源具有沿著一直線而排列設置的多數個發光二極體，其中一個稜鏡片的這些稜鏡條的延伸方向與直線平行，另一個稜鏡片的這些稜鏡條的延伸方向與直線垂直。
在本發明一實施例中，這些稜柱的延伸方向垂直於上述直線。
在本發明一實施例中，上述出光面連接於入光面的一側，而光源具有沿著一直線而排列設置的多數個發光二極體，其中各個稜鏡片的這些稜鏡條的延伸方向與直線不平行，也不垂直。
在本發明一實施例中，這些稜柱的延伸方向平行於上述直線。
在本發明一實施例中，這些微結構為多個彼此鄰接的稜錐形凹孔。
在本發明一實施例中，這些微結構為多個彼此鄰接的稜錐形凸塊。
在本發明一實施例中，這些微結構是相對於第一光學膜片的其中一邊長以傾斜方式陣列排列。
在本發明一實施例中，上述導光板具有相反於出光面的底面及多個形成在底面的導光結構，其中每一個導光結構具有互相連接的迎光面及非迎光面。迎光面是面向光源的光行進方向，其中迎光面與底面之間形成第一夾角，而非迎光面與底面之間形成第二夾角。第一夾角與第二夾角皆為銳角且第一夾角小於第二夾角。
本發明另一實施例所提出的顯示裝置包括上述背光模組以及顯示面板，其中顯示面板相對於背光模組而設置。
基於上述，利用這些稜柱與這些微結構，讓光源所發出的光線，先通過該第一光學膜片的該些棱柱，產生提高指向性的效果，然後再通過該第一光學膜片的該些微結構，來維持遮瑕。如此一來，第一光學膜片在維持遮瑕能力下仍能促使光線集中出射，以提升背光模組的出光視角集光性與正視角輝度。
在以下的內文中，為了清楚呈現本案的技術特徵，圖式中的元件（例如層、膜、基板以及區域等）的尺寸（例如長度、寬度、厚度與深度）會以不等比例的方式放大，且有的元件數量會減少。因此，下文實施例的說明與解釋不受限於圖式中的元件數量以及元件所呈現的尺寸與形狀，而應涵蓋如實際製程及/或公差所導致的尺寸、形狀以及兩者的偏差。例如，圖式所示的平坦表面可具有粗糙及/或非線性的特徵，而圖式所示的角可以是圓角化的。所以，本案圖式所呈示的元件主要是用於示意，並非旨在精準地描繪出元件的實際形狀，也非用於限制本案的申請專利範圍。
其次，本案內容中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字不僅涵蓋明確記載的數值與數值範圍，而且也涵蓋發明所屬技術領域中具有通常知識者所能理解的可允許偏差範圍，其中此偏差範圍可由測量時所產生的誤差來決定，而此誤差例如是起因於測量系統或製程條件兩者的限制。此外，「約」可表示在上述數值的一個或多個標準偏差內，例如±30％、±20％、±10％或±5％內。本案文中所出現的「約」、「近似」或「實質上」等這類用字可依光學性質、蝕刻性質、機械性質或其他性質來選擇可以接受的偏差範圍或標準偏差，並非單以一個標準偏差來套用以上光學性質、蝕刻性質、機械性質以及其他性質等所有性質。
圖1A是本發明一實施例的背光模組的俯視示意圖，而圖1B是圖1A中沿線1B-1B剖面而繪製的剖面示意圖。請參閱圖1A與圖1B，背光模組100包括第一光學膜片110、導光板130與光源190。導光板130具有入光面131與相對入光面131的出光面132，其中出光面132具有法線N1，並可連接於入光面131的一側。光源190鄰設於入光面131，並能朝向入光面131發出光線L1。第一光學膜片110相對於出光面132而設置，並包括多條並列的稜柱111與多個微結構112。
各條稜柱111的延伸方向E1與法線N1垂直，且各條稜柱111是面向導光板130的出光面132。各個微結構112位於第一光學膜片110且背向導光板130的表面上，其中各個微結構112為具有多個刻面112s的錐狀結構，而這些稜柱111位於這些微結構112與出光面132之間。此外，圖1A省略繪製微結構112，以清楚呈現稜柱111的走向，其中在圖1A中，粗虛線代表相鄰兩條稜柱111之間的波谷，而細虛線代表各條稜柱111的波峰。
導光板130還可具有底面133，其中出光面132與底面133彼此相對，而底面133與出光面132可為導光板130彼此相對的兩面，如圖1B所示。當光源190朝向入光面131發出光線L1時，光線L1從入光面131進入導光板130內，其中有的光線L1會從入光面131入射於底面133。底面133能反射一部分光線L1。例如，底面133可透過全反射（Total Internal Reflection，TIR）而在導光板130內不斷反射而向導光板130的後方傳遞光線。另外一部分的光線L1，則是利用底面133佈設的微結構來破壞全反射，以使光線L1改變其反射角度，能從出光面132離開導光板130，並入射至第一光學膜片110的稜柱111。讓光源所發出的光線，先利用這些稜柱111，促使光線L1集中出射，產生提高指向性的效果。
之後，光線L1從稜柱111進入第一光學膜片110內，並可從微結構112離開第一光學膜片110來維持遮瑕。其遮瑕效果的產生，主要是因為微結構112具有多個刻面112s，可將光線L1經由多個刻面112s來進行偏折而導引至多個出光方向，避免光線能量過於集中至微結構112的正上方，而藉此保有遮瑕效果。相較於一般的網點微結構或擴散粒子而言，則會將光線產生方向不定的散射，無法有效控制遮瑕方向。
當光線L1依序通過導光板130與第一光學膜片110而離開背光模組100時，稜柱111與微結構112能折射光線L1，以使光線L1在導光板130的出射角不等於光線L1在第一光學膜片110的出射角，而且第一光學膜片110還能促使光線L1朝向法線N1的方向偏折出射，以提升背光模組的出光視角集光性與正視角輝度。
習知技術的背光模組是採用兩張擴散片、兩張棱鏡片的架構，其出光視角相較於導光板130的出光面132的垂直方向約有60度左右的偏斜，而且也較欠缺指向性，整體出光能量並不局限在特定角度，造成防窺效果較差。而使用該第一光學膜片110來取代習知技術中的下擴散片時，其指向性可以提高，整體出光能量也較為集中，更偏向導光板130的出光面132的垂直方向，出光視角約為40至50度。
也就是說，此種第一光學膜片110具有高指向性與維持遮瑕的特性，正視角輝度能進一步提升，以節省能源，增加續航力，並且符合提升輝度的未來趨勢。
再更進一步說，光源190具有沿著直線SL1而排列設置的多數個發光二極體191。具體而言，這些發光二極體191可以裝設於一塊條狀的電路基板，以使這些發光二極體191能排列成一直線，即沿著直線SL1而排列，其中這些發光二極體191與上述電路基板可以整合成一條光條（light bar），而電路基板可以是印刷電路板（Printed Circuit Board。PCB）或可撓式電路板（Flexible Printed Circuit，FPC）。此外，第一光學膜片110的這些稜柱111的延伸方向E1可以平行於直線SL1，如圖1A所示。
圖1C是圖1B中的第一光學膜片的局部俯視示意圖，其中圖1B所示的第一光學膜片110可以沿著圖1C中的剖面線CR1剖面而繪製。請參閱圖1B與圖1C，這些微結構112可以是多個彼此鄰接的稜錐形凹孔，而刻面112s可以是稜錐形凹孔的側壁。例如，各個微結構112可以是金字塔型的凹孔，所以各個微結構112可具有四面刻面112s（即側壁），其中相對的兩面刻面112s之間的夾角可約為90度。因此，這些微結構112可以是X軸向、Y軸向皆對稱的正金字塔，或是X軸向、Y軸向的其中一者為對稱，另一者為非對稱的非對稱金字塔，在不同方向上產生程度不同的光線偏折，以有效控制不同方向的遮瑕效果。此外，在其他實施例中，這些微結構112也可以是多個彼此鄰接的稜錐形凸塊，其形狀可以是金字塔形，而刻面112s可為稜錐形凸塊的側面。因此，微結構112可以是凸塊或凹孔，而圖1B與圖1C僅供舉例說明，並不限制本發明。在圖1B與圖1C，這些微結構112是沿著第一光學膜片110的其中一邊長方向矩陣排列，而在圖1D所示的其他實施例中，圖1D中的第一光學膜片110’的這些微結構112也可以是相對於第一光學膜片110的其中一邊長以傾斜方式陣列排列。
圖2A是本發明另一實施例的背光模組的俯視示意圖，而圖2B是圖2A中沿線2B-2B剖面而繪製的剖面示意圖。請參閱圖2A與圖2B，本實施例的背光模組200相似於前述實施例的背光模組100。例如，背光模組200也包括第一光學膜片110、導光板130與光源190。以下主要敘述背光模組100與200之間的差異。背光模組200與100兩者相同之處基本上不再重複敘述。
在本實施例中，光源190中的這些發光二極體191也是沿著直線SL1排列而設置。不過，有別於前述實施例中的背光模組200，第一光學膜片110的這些稜柱111是沿著延伸方向E2而延伸，其中延伸方向E2垂直於直線SL1，如圖2A所示。由於延伸方向E1可平行於直線SL1，所以延伸方向E1可垂直於延伸方向E2。
圖2C是圖2B的背光模組的立體示意圖。請參閱圖2B與圖2C，背光模組200還包括多個第二光學膜片221與擴散片222，其中第一光學膜片110位於這些第二光學膜片221、擴散片222與出光面132之間。這些第二光學膜片221可包括多個稜鏡片。在圖2B所示的實施例中，第二光學膜片221為稜鏡片，其中這些第二光學膜片221位於擴散片222與第一光學膜片110之間。另外，圖2A省略繪製第二光學膜片221、擴散片222與微結構112，以清楚呈現第一光學膜片110的這些稜柱111的延伸方向E2。
圖2D與圖2E是圖2B中這些稜鏡片（即第二光學膜片221）的俯視示意圖，其中圖2D所示的第二光學膜片221為圖2B中位於下方的第二光學膜片221，而圖2E所示的第二光學膜片221為圖2B中位於上方的第二光學膜片221。請參閱圖2B至圖2E，各個第二光學膜片221（即稜鏡片）包括多個並列的稜鏡條221s。在圖2D與圖2E中，粗線代表相鄰兩條稜鏡條221s之間的波谷，而細線代表各條稜鏡條221s的波峰。
其中一片第二光學膜片221的這些稜鏡條221s的延伸方向與另一片第二光學膜片221的這些稜鏡條221s的延伸方向垂直，以使這些第二光學膜片221能引導大部分的光線L1沿著平行法線N1的方向出射。在圖2D與圖2E所示的實施例中，上方第二光學膜片221的稜鏡條221s是沿著延伸方向E2而延伸（如圖2D所示），而下方第二光學膜片221的稜鏡條221s是沿著延伸方向E1而延伸（如圖2E所示），因此上方第二光學膜片221的稜鏡條221s延伸方向E2會與下方第二光學膜片221的稜鏡條221s延伸方向E1垂直。
由於延伸方向E1平行於直線SL1，而延伸方向E2垂直於直線SL1，所以下方第二光學膜片221的稜鏡條221s的延伸方向E1與直線SL1平行，而上方第二光學膜片221的稜鏡條221s的延伸方向E2與直線SL1垂直。因此，在本實施例中，其中一片稜鏡片（例如下方第二光學膜片221）的這些稜鏡條221s的延伸方向E1與直線SL1平行，而另一片稜鏡片（例如上方第二光學膜片221）的這些稜鏡條221s的延伸方向E2與直線SL1垂直。
特別一提的是，在圖2D與圖2E所示的實施例中，兩片第二光學膜片221的稜鏡條221s之延伸方向E1與E2分別與直線SL1平行與垂直。然而，在其他實施例中，這些第二光學膜片221每一者的這些稜鏡條221s的延伸方向可以與直線SL1既不平行，也不垂直。
請參閱圖3A與圖3B。圖3A與圖3B所示的第二光學膜片321a與321b皆與第二光學膜片221相同，並且皆包括多個並列的稜鏡條221s。惟不同於第二光學膜片221之處僅在於：第二光學膜片321a與321b兩者的稜鏡條221s延伸方向不同於第二光學膜片221。
具體而言，圖3A與圖3B所示的第二光學膜片321a與321b可以應用於圖2B中的背光模組200。例如，圖3A所示的第二光學膜片321a可替換圖2B中上方的第二光學膜片221，而圖3B所示的第二光學膜片321b可替換圖2B中下方的第二光學膜片221。
上述架構則可以在使用該第一光學膜片110時所產生的高指向性與維持遮瑕的特性效果下，再配合該光源190的發光二極體191的排列方向與該第一光學膜片110上的該些棱柱111的延伸方向平行，來對應設計各該棱鏡片的該些棱鏡條的延伸方向與該光源190的發光二極體191的排列方向不平行，也不垂直。如圖3A與圖3B所示的這些第二光學膜片221每一者的這些稜鏡條221s的延伸方向皆不平行，也不垂直於直線SL1（相當於圖3A與圖3B所示的延伸方向E1）。舉例而言，圖3A所示的第二光學膜片221是沿著延伸方向E31而延伸，而圖3B所示的第二光學膜片221是沿著延伸方向E32而延伸，其中延伸方向E31與E32皆不平行，也不垂直於延伸方向E1，且延伸方向E31與E32彼此垂直。
例如，圖3A中的延伸方向E31與E1兩者之間的夾角A31可約為45度，而圖3B中的延伸方向E32與E1兩者之間的夾角A31可約為135度。如此，不僅延伸方向E31與E32皆不平行，也不垂直於延伸方向E1，而且延伸方向E31與E32兩者之間的夾角可約為90度，即延伸方向E31與E32兩者彼此垂直。據此甚至可以進一步將出光視角的方向調整成為導光板130的出光面132的垂直方向，出光視角約為0度，輝度也能進一步提升，出光能量的半高寬(Full width at half maximum，縮寫為FWHM)可以進一步集中，有助於防窺效果的提升。
值得一提的是，圖2B所示的這些第二光學膜片221與擴散片222皆可應用於前述實施例中的背光模組100。具體而言，圖1B中的背光模組100還可包括圖2B中的這些第二光學膜片221與擴散片222。換句話說，圖2B中的第一光學膜片110可以替換成圖1B中的第一光學膜片110。因此，背光模組100與200皆可以包括這些第二光學膜片221與擴散片222。
圖4A與圖4B分別是對照例背光模組與圖1B所示的背光模組兩者空間輝度分布圖。須說明的是，空間輝度分布圖（即圖4A、圖4B與圖5A至圖5E）原本是彩色圖。在本案中，空間輝度分布圖以灰階圖呈現，其中灰階度由淺至深代表輝度由小到大的趨勢變化。換句話說，在本案的空間輝度分布圖中，灰階越淺，代表輝度越高。反之，灰階越深，代表輝度越低。此外，圖4A、圖4B與圖5A至圖5E所示的空間輝度分布圖皆為電腦模擬圖。
請參閱圖4A與圖4B，圖4A代表對照例背光模組，其包括光源、導光板與現有含散射粒子的擴散片，但不包括任何稜鏡片。圖4B代表圖1B所示的背光模組100，其中圖4B所代表的背光模組100不包括第二光學膜片221。此外，對照例背光模組所包括的光源與導光板可分別相同於光源190與導光板130，如圖1B所示。
在圖4A與圖4B中，圖4A與圖4B是模擬以俯瞰對照例背光模組與背光模組100的方式來觀測輝度分布，其中圖4A與圖4B中的縱軸與橫軸皆代表角度，而縱軸與橫軸兩者相交的中心可以代表導光板出光面（例如導光板130的出光面132）的中心軸。
請參閱圖1A、圖1B與圖4B，以背光模組100為例，圖4B中的縱軸與橫軸相交的中心等同於圖1A中出光面132的中心軸OB1。圖4B中的縱軸角度等同於圖1B所示的觀測角度SA1。觀測角度SA1為中心軸OB1與觀測方向OD1之間的夾角，而觀測角度SA1的絕對值介於0度至90度之間。當圖4B中的縱軸角度為零時，代表觀測方向OD1與中心軸OB1之間的夾角為零，即零縱軸角度代表從中心軸OB1觀測背光模組100的輝度。
當圖4B中的縱軸角度為負值時，觀測方向OD1會偏向導光板130的入光面131，即負值的縱軸角度代表從出光面132鄰近入光面131的一側觀測背光模組100的輝度。反之，當圖4B中的縱軸角度為正值時，觀測方向OD1會偏離導光板130的入光面131，即正值的縱軸角度代表從出光面132遠離入光面131的一側觀測背光模組100的輝度，如圖1B所示的觀測角度SA1。同樣地，圖4B中在橫軸上的輝度變化代表在圖1A中的背光模組100左右兩側之間的輝度分布。
圖4A所代表的對照例背光模組的視角約為61度，而圖4B所代表的背光模組100的視角約為40度，其中視角是指光線峰值的角度。圖4A中的大部分區域具有相當淺的灰階，而圖4B中的大部分區域具有相當深的灰階，只有在特定的一小塊區塊產生灰階較淺的灰階，以及其內部的顏色最深的灰階。由此可見，利用第一光學膜片110，背光模組100的光指向性高於對照例背光模組的光指向性。
此外，圖4A對照例背光模組在縱軸上的輝度半高寬（Full Width at Half Maximum，FWHM）約為69度，在橫軸上的輝度半高寬約為40度。圖4B背光模組100在縱軸上的輝度半高寬約為40度，在橫軸上的輝度半高寬約為10度。因此，圖4B背光模組100的半高寬小於圖4A對照例背光模組的半高寬，所以圖4B背光模組100的光指向性高於圖4A對照例背光模組的光指向性，即圖4B所代表的背光模組100較能集中光線出射。
圖5A是對照例背光模組的空間輝度分布圖，而圖5B至圖5E是本發明多個實施例的背光模組的空間輝度分布圖，其中圖5A至圖5E中的縱軸與橫軸的定義皆相同於圖4A與圖4B中的縱軸與橫軸的定義，在此不重複敘述。
請參閱圖5A與圖5B，圖5A所代表的對照例背光模組不僅包括導光板與擴散片，而且還包括兩片稜鏡片，但未有第一光學膜片110。圖5B代表加裝第一光學膜片110、兩片稜鏡片（即第二光學膜片221）與擴散片222的背光模組100，其中前述兩片稜鏡片的設置分別如同圖2B、圖2D與圖2E所示，即其中一片稜鏡片的稜鏡條與第一光學膜片110的稜柱111兩者延伸方向（皆為延伸方向E1）平行，而另一片稜鏡片的稜鏡條與稜柱111兩者延伸方向（分別為延伸方向E1與E2）垂直。
這些稜鏡片（例如第二光學膜片221）可以導引光線，以使背光模組的大部分光線能沿著法線（例如圖1B中的法線N1）而出射。因此，圖5A與圖5B兩者的背光模組的視角皆約為0度。其次，圖5A對照例背光模組在縱軸上與在橫軸上的輝度半高寬皆約為45度。圖5B背光模組在縱軸上的輝度半高寬約為38度，在橫軸上的輝度半高寬約為31度。由此可見，圖5B背光模組較能集中光線出射，並且具有高於圖5A對照例背光模組的光指向性，而且輝度可以提升約15%。在此一架構下，使用圖1D所示的微結構112相對於第一光學膜片110的其中一邊長以傾斜方式陣列排列，這種傾斜方式的陣列排列再搭配圖2A的第一光學膜片110的這些稜柱111是沿著延伸方向E2而延伸，相較於圖1A的第一光學膜片110的這些稜柱111是沿著延伸方向E1而延伸的實施方式，可以使得FWHM的能量更為集中，輝度更進一步提高。
圖5C是本發明圖3A、3B所示的另一實施例的背光模組的空間輝度分布圖。請參閱圖5C，圖5C也代表加裝第一光學膜片110、兩片稜鏡片（即第二光學膜片221）與擴散片222後的背光模組100。不過，有別於圖5B，在圖5C所代表的背光模組中，這兩片稜鏡片的設置分別如同圖3A與圖3B所示，即這兩片稜鏡片的稜鏡條之延伸方向皆不平行，也不垂直於第一光學膜片110的稜柱111延伸方向E1，以圖3A、3B所示，其中一稜鏡片的稜鏡條的方向為45度，另一稜鏡片的稜鏡條的方向為135度。
在圖5C所示的實施例中，這些稜鏡片（例如第二光學膜片221）能導引光線沿著法線（例如圖1B中的法線N1）而出射，所以圖5C背光模組的視角約為0度。其次，圖5C背光模組在縱軸上的輝度半高寬約為34度，在橫軸上的輝度半高寬約為30度。因此，相較於圖5A對照例背光模組，圖5C背光模組較能集中光線出射而具有較佳的光指向性，而且輝度可以提升約20%。
圖5D與圖5E是本發明另一實施例的背光模組的空間輝度分布圖，其中圖5D與圖5E皆代表圖2A與圖2B所示的背光模組200，即第一光學膜片110的這些稜柱111是沿著延伸方向E2而延伸。不過，圖5D所代表的背光模組200加裝第一光學膜片110，但不包括第二光學膜片221與擴散片222，而圖5E則代表完整的背光模組200，且其中一稜鏡片的稜鏡條的方向為0度，另一稜鏡片的稜鏡條的方向為90度，如圖2A所示。圖5D背光模組200的視角約為52度，且在縱軸上的輝度半高寬約為24度，在橫軸上的輝度半高寬約為20度。因此，相較於圖4A對照例背光模組，在沒有稜鏡片（即第二光學膜片221）與擴散片222的條件下，圖5D所代表的背光模組200具有較佳的光指向性，而且已經可以產生分光效果，讓左右兩側視野角（兩側淺色區域與淺色區域中的深色、白色區域）都能有足夠的輝度。
在圖5E中，透過這些第二光學膜片221（即稜鏡片）對光線的導引，背光模組200（包括第二光學膜片221與擴散片222）的視角約為0度。其次，圖5E所代表的背光模組200在縱軸上的輝度半高寬約為34度，在橫軸上的輝度半高寬約為27度。相較於圖5A的對照例，圖5E背光模組200具有良好的光指向性，將原本圖5D的分光效果予以集中至正視角（正中間淺色區域與淺色區域中的深色、白色區域），而且輝度可以提升約20%。
圖6是本發明另一實施例的背光模組的剖面示意圖。請參閱圖6，本實施例的背光模組600相似於前述實施例的背光模組100，而背光模組600與100之間的差異在於背光模組600所包括的導光板630不同於前述實施例中的導光板130。以下主要敘述背光模組600與100之間的差異，兩者相同特徵基本上不再重複敘述。
具體而言，導光板630具有底面633以及多個形成在底面633的導光結構639，其中每個導光結構639具有互相連接的迎光面639a及非迎光面639b，而迎光面639a是面向光源190的光線L1之行進方向。迎光面639a與底面633之間形成第一夾角A61，而非迎光面639b與底面633之間形成第二夾角A62，其中第一夾角A61與第二夾角A62皆為銳角，且第一夾角A61小於第二夾角A62，如圖6所示。
當光源190朝向導光板630的入光面631發出光線L1時，光線L1從入光面631進入導光板630內，其中有的光線L1會入射於導光結構639，例如入射於迎光面639a。光線L1能被導光結構639（例如迎光面639a）反射，以促使光線L1能從導光板630的出光面632出射。經由此設計，可以擴大該迎光面639a的面積，縮小該非迎光面639b的面積，使得該迎光面639a可以有更高的機率將光線反射而從該導光板630的該出光面632射出，以供該第一光學膜片110使用，有助於提高指向性的效果。
背光模組600還可包括反光片680，其中反光片680位於導光板630下方，並面向底面633，而導光板630位於反光片680與第一光學膜片110之間。當光線L1入射於導光結構639時，導光結構639不僅可以反射光線L1，也能折射光線L1，如圖6所示。當導光結構639折射光線L1時，光線L1會入射於反光片680。反光片680能反射光線L1，以使光線L1能再次進入導光板630內，從而讓更多光線L1能從出光面632出射。如此，有助於提升背光模組600的輝度。
值得一提的是，圖6中的背光模組600還可包括多個第二光學膜片221與擴散片222（如圖2B所示），或是包括多個第二光學膜片321a與321b（如圖3A與圖3B所示）。換句話說，在圖2B所示的背光模組200中，導光板130可以替換成圖6所示的導光板630。此外，圖6中的第一光學膜片110也可替換成圖2B中的第一光學膜片110。也就是說，在圖6中，第一光學膜片110的這些稜柱111可沿著延伸方向E1或E2而延伸。
圖7是本發明一實施例的顯示裝置的側視示意圖。請參閱圖7，顯示裝置700包括背光模組710以及顯示面板720，其中顯示面板720相對於背光模組710而設置，並位於背光模組710的出光面上方，以使背光模組710能朝向顯示面板720發出光線。
背光模組710可以是前述實施例中的背光模組100、200或600，或是這些背光模組100、200與600的任意組合，例如包括多個第二光學膜片221與擴散片222的背光模組100。因此，背光模組710包括第一光學膜片110。顯示面板720可以是穿透式顯示面板，其例如是液晶顯示面板。由於第一光學膜片110能在維持遮瑕能力下仍能促使光線L1集中出射，以提升背光模組710的光指向性，因此背光模組710能均勻地發出高輝度的光線，以提高出光視角集光性與正視角輝度，同時兼具有遮瑕效果，從而提升顯示面板720的亮度與均勻度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、200、600、710:背光模組 110、110’:第一光學膜片 111:稜柱 112:微結構 112s:刻面 130、630:導光板 131、631:入光面 132、632:出光面 133、633:底面 190:光源 191:發光二極體 221、321a、321b:第二光學膜片 221s:稜鏡條 222:擴散片 639:導光結構 639a:迎光面 639b:非迎光面 680:反光片 700:顯示裝置 720:顯示面板 A31:夾角 A61:第一夾角 A62:第二夾角 CR1:剖面線 E1、E2、E31、E32:延伸方向 L1:光線 N1:法線 OB1:中心軸 OD1:觀測方向 SA1:觀測角度 SL1:直線
圖1A是本發明一實施例的背光模組的俯視示意圖。 圖1B是圖1A中沿線1B-1B剖面而繪製的剖面示意圖。 圖1C是圖1B中的第一光學膜片的局部俯視示意圖。 圖1D是本發明另一實施例的第一光學膜片的局部俯視示意圖。 圖2A是本發明另一實施例的背光模組的俯視示意圖。 圖2B是圖2A中沿線2B-2B剖面而繪製的剖面示意圖。 圖2C是圖2B的背光模組的立體示意圖。 圖2D與圖2E是圖2B中其中一些第二光學膜片的俯視示意圖。 圖3A與圖3B是本發明另一實施例中的多個稜鏡片的俯視示意圖。 圖4A與圖4B分別是對照例背光模組與圖1B所示的背光模組兩者空間輝度分布圖。 圖5A是對照例背光模組的空間輝度分布圖。 圖5B至圖5E是本發明多個實施例的背光模組的空間輝度分布圖。 圖6是本發明另一實施例的背光模組的剖面示意圖。 圖7是本發明一實施例的顯示裝置的側視示意圖。
100:背光模組
110:第一光學膜片
111:稜柱
112:微結構
112s:刻面
130:導光板
131:入光面
132:出光面
133:底面
190:光源
191:發光二極體
L1:光線
N1:法線
OB1:中心軸
OD1:觀測方向
SA1:觀測角度

Claims (12)

  1. 一種背光模組，包括： 一導光板，具有一入光面與一相對該入光面的出光面，其中該出光面具有一法線； 一光源，鄰設於該入光面；以及 一第一光學膜片，相對於該出光面而設置，並包括： 多條並列的稜柱，其中各該稜柱的一延伸方向與該法線垂直，且各該稜柱是面向該導光板的該出光面； 多個微結構，且各該微結構是位於該第一光學膜片且背向該導光板的表面上，其中各該微結構為具有多個刻面的錐狀結構，該些稜柱位於該些微結構與該出光面之間。
  2. 如請求項1所述的背光模組，還包括多個第二光學膜片，其中該第一光學膜片位於該些第二光學膜片與該出光面之間，而該些第二光學膜片包括多個稜鏡片。
  3. 如請求項2所述的背光模組，其中各該稜鏡片包括多個並列的稜鏡條，其中一該稜鏡片的該些稜鏡條的延伸方向與另一該稜鏡片的該些稜鏡條的延伸方向垂直。
  4. 如請求項3所述的背光模組，其中該出光面連接於該入光面的一側，該光源具有沿著一直線而排列設置的多數個發光二極體，其中一該稜鏡片的該些稜鏡條的延伸方向與該直線平行，另一該稜鏡片的該些稜鏡條的延伸方向與該直線垂直。
  5. 如請求項4所述的背光模組，其中該些稜柱的延伸方向垂直於該直線。
  6. 如請求項3所述的背光模組，其中該出光面連接於該入光面的一側，該光源具有沿著一直線而排列設置的多數個發光二極體，其中各該稜鏡片的該些稜鏡條的延伸方向與該直線不平行，也不垂直。
  7. 如請求項6所述的背光模組，其中該些稜柱的延伸方向平行於該直線。
  8. 如請求項1至7中任一項所述的背光模組，其中該些微結構為多個彼此鄰接的稜錐形凹孔。
  9. 如請求項1至7中任一項所述的背光模組，其中該些微結構為多個彼此鄰接的稜錐形凸塊。
  10. 如請求項1至7中任一項所述的背光模組，其中該些微結構是相對於該第一光學膜片的其中一邊長以傾斜方式陣列排列。
  11. 如請求項1至7中任一項所述的背光模組，其中該導光板具有一相反於該出光面的底面及多個形成在該底面的導光結構，其中每一該些導光結構具有互相連接的一迎光面及一非迎光面，該迎光面是面向該光源的光行進方向，該迎光面與該底面之間形成一第一夾角，該非迎光面與該底面之間形成一第二夾角，該第一夾角與該第二夾角皆為銳角且該第一夾角小於該第二夾角。
  12. 一種顯示裝置，包括： 一如請求項1至11中任一項所述的背光模組；以及 一顯示面板，相對於該背光模組而設置。
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