TWI390249B - 光學膜與使用其之背光模組 - Google Patents

光學膜與使用其之背光模組 Download PDF

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Description

光學膜與使用其之背光模組
本發明是有關於一種光學膜，且特別是有關於一種用於背光模組(backlight module)之光學膜以及使用此光學膜的背光模組。
隨著平面顯示技術的進步，平面顯示器已經逐漸取代傳統的陰極射線管(cathode ray tube, CRT)顯示器。平面顯示器包括電漿顯示器(plasma display panel, PDP)、有激發光二極體顯示器(organic light emitting diode display, OLED display)及液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)等，其中又以液晶顯示器的普及率最高。
液晶顯示器主要是由一液晶顯示面板(LCD panel)以及一背光模組所組成，其中背光模組是用以提供液晶顯示面板所需之一面光源。因此，背光模組所提供之面光源的品質是否良好，將與液晶顯示器的顯示品質息息相關。
圖1A是習知一種背光模組的示意圖。請參照圖1A，習知背光模組100包括一燈箱110、複數個冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)120、一擴散板(diffusion plate)130以及一擴散膜140。冷陰極螢光燈管120是間隔配置於燈箱110中，擴散板130是配置於燈箱110上方，而擴散膜140是配置於擴散板130上方。此外，每一冷陰極螢光燈管120是用以提供一光束122至擴散板130。擴散板130是用以將光束122轉換成一面光源，而擴散膜140是用以將面光源均勻化。
在習知技術中，由於冷陰極螢光燈管120是間隔配置於燈箱110內，所以當面光源從擴散板130的出光面132出射時， 出光面132之位於冷陰極螢光燈管120正上方的區域A1會有亮度較高的問題，導致面光源的均勻性不佳。而且，即使面光源通過擴散膜140後，仍存有均勻性不佳的問題。
圖1B是習知另一種背光模組的示意圖。請參照圖1B，相較於圖1A之背光模組100，習知背光模組100'更包括兩片增亮膜(brightness enhancement film, BEF)150a、150b。增亮膜150a、150b分別具有多個三角稜柱152，且這兩片增亮膜150a、150b之三角稜柱152的延伸方向是互相垂直的。更詳細地說，增亮膜150a之三角稜柱152的是沿著Z軸延伸，而增亮膜150b之三角稜柱152是沿著X軸延伸。
本發明提供一種光學膜，以提高背光模組所提供之面光源的均勻性。
本發明另提供一種背光模組，適於提高面光源的均勻性。
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，本發明之一實施例提出一種光學膜，其包括一基材(substrate)以及複數個光柵結構(grating structure)。基材具有相對的一入光面與一出光面，其中出光面具有並排的複數個半圓柱面。光柵結構是配置於部分出光面上，且光柵結構的延伸方向實質上平行於半圓柱面的延伸方向。
在本發明之一實施例中，上述之光柵結構是配置於相鄰的二半圓柱面的交接處。
在本發明之一實施例中，相鄰的二半圓柱面間具有一交接處，上述之光柵結構是配置於半圓柱面的一頂部與交接處之 間。
在本發明之一實施例中，上述之光柵結構是配置於半圓柱面的一頂部。
在本發明之一實施例中，上述之光柵結構包括並排的複數個三角柱，且三角柱的延伸方向實質上平行於半圓柱面的延伸方向。。
在本發明之一實施例中，上述之三角柱的一頂角是介於30度與60度之間。
在本發明之一實施例中，上述之三角柱的一底部之一寬度是介於133微米(μm)與288微米之間。
在本發明之一實施例中，上述之基材與光柵結構是一體成型。
本發明之另一實施例提出一種背光模組，其包括一光學板、至少一燈源以及上述之光學膜。燈源是配置於光學板旁，以提供一光束至光學板。光學板是用以將光束轉換成一面光源，而光學膜是配置於光學板之上方。
在本發明之一實施例中，上述之光學板為一導光板或一擴散板。
在本發明之一實施例中，上述之背光模組更包括一增亮膜，其配置於光學板與光學膜之間。增亮膜具有實質上平行排列的複數個三角稜柱，且三角稜柱的延伸方向實質上垂直於半圓柱面的延伸方向。
在本發明之實施例中，光學膜的光柵結構可讓部分面光源產生繞射，以提高面光源之均勻性。因此，使用此光學膜的背光模組適於提高面光源的均勻性。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易 懂，下文特舉較佳實施例，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2是本發明之一實施例之一種背光模組的示意圖，而圖3是圖2中光學板與光學膜的立體示意圖。請參照圖2與圖3，本實施例之背光模組200包括一光學板210、複數個燈源220以及一光學膜300。光學板210例如是一擴散板，而燈源220可為冷陰極螢光燈管或是發光二極體(light emitting diode, LED)，但不以此為限。燈源220是配置於光學板210之下方，以分別提供一光束222至光學板210之一入光面212。光學板210則是用以將光束210轉換成一面光源。光學膜300則是配置於光學板210之上方。此外，背光模組200可更包括一燈箱240，而燈源220是配置於燈箱240內。
承上述，光學膜300包括一基材310以及複數個光柵結構320，而基材310與光柵結構320例如是一體成型。基材310具有相對的一入光面312與一出光面314，其中入光面312是與光學板210相對，而出光面314具有並排的複數個半圓柱面313。光柵結構320是配置於部分出光面314上。
具體而言，在本實施例中，光柵結構320是配置於每一半圓柱面313的一頂部，且光柵結構320的延伸方向實質上平行於半圓柱面313的延伸方向。此外，每一光柵結構320例如包括並排的複數個三角柱322，且三角柱322的延伸方向實質上 平行於半圓柱面313的延伸方向。另外，每一三角柱322的一頂角θ例如是介於30度與60度之間，而每一三角柱322的一底部323之一寬度W例如是介於133微米與288微米之間。
在本實施例中，當光學板210將燈源220所提供的光束222轉換成面光源後，面光源會從光學板210的一出光面214出射，並從光學膜310的入光面312入射光學膜310。由於燈源220是間隔配置，所以當面光源從光學板210的出光面214出射時，出光面214之位於燈管220正上方的區域A2會有亮度較高的問題，因而產生明顯的亮紋與暗紋。然而，由於本實施例之光學膜300的光柵結構320是位於出光面214之區域A2的正上方，且通過光柵結構320的面光源會產生繞射，所以面光源從光學膜300之出光面314出射後，亮紋與暗紋的現象會被消除，所以面光源的均勻性會大幅提高。因此，本實施例之光學膜300可有效提高面光源的均勻性。換言之，使用此光學膜300的背光模組200適於提高面光源的均勻性，以提高液晶顯示裝置的顯示品質。
本實施例之光學膜300主要是藉由光柵結構320來使通過光柵結構320的光產生繞射，進而提高面光源的均勻性。光柵結構320的位置可視面光源之亮紋與暗紋的位置而調整，所以光柵結構320的位置並不限定配置於半圓柱面313的頂部。以下將另舉二光學膜的實施例來說明光柵結構的可能位置。需注意的是，在本文之不同實施例中所提出的光學膜之光柵結構的位置及結構都可以在合理的情況下做適當的調整，以因應不同的實際需求。本技術領域中具有通常知識者在參照下列實施例的說明後應能理解本發明的精神與技術特徵，並且在不脫離本發明的精神範圍內做出合理的變化與應用。
圖4與圖5是本發明另二實施例之光學膜的立體示意圖。請先參照圖4，在本實施例之光學膜300a中，相鄰的二半圓柱面間313具有一交接處，光柵結構320是配置於半圓柱面313的一頂部與交接處之間。此外，請參照圖5，在本實施例之光學膜300b中，光柵結構320是配置於半圓柱面313的交接處。另外，圖2之背光模組200的光學膜300可換成光學膜300a或光學膜300b。
圖6是本發明另一實施例之一種背光模組的示意圖，而圖7是圖6中光學膜與增亮膜的立體示意圖。請參照圖6與圖7，本實施例之背光模組200a與圖2之背光模組200相似，其差別處在於背光模組200a更包括一增亮膜230。此增亮膜230是配置於光學板210與光學膜300之間。增亮膜230具有實質上平行排列的複數個三角稜柱232，且三角稜柱232的延伸方向實質上垂直於半圓柱面313的延伸方向。換言之，三角稜柱232的延伸方向實質上垂直於光柵結構320的延伸方向。
習知技術之背光模組100'(如圖1B所示)使用兩片增亮膜150a、150b，且這兩片增亮膜150a、150b之三角稜柱152的延伸方向是互相垂直的。然而，在本實施例中，光學膜300之光柵結構320可讓光學膜300具有增亮膜230的效果。因此，在本實施例中，僅需使用一片增亮膜230，如此可降低背光模組200a的生產成本。另外，背光模組200a之光學膜300可換成光學膜300a(如圖4所示)或光學膜300b(如圖5所示)。
需注意的是，雖然上述之背光模組200、200a皆為直下式背光模組，但光學膜300、300a、300b也可以應用在側邊入光式的背光模組中。請參照圖8，其繪示本發明另一實施例之背 光模組的示意圖。本實施例之背光模組200b為一側邊入光式的背光模組，其包括一光源220、一光學板210b以及圖3之光學膜300。光學板210b為一導光板，而光源220是配置於光學板210b之一入光面212b旁，以提供光束222至光學板210b。光學膜300是配置於光學板210b之一出光面214b上方。
此背光模組200b的優點與圖2之背光模組200相似，在此將不再重述。此外，在背光模組200b中，光學膜300亦可更換為光學膜300a(如圖4所示)或是光學膜300b(如圖5所示)。
綜上所述，本發明之實施例中的光學膜及背光模組至少具有下列優點：1.由於光學膜具有光柵結構，以使通過光柵結構的面光源產生繞射，進而消除亮紋與暗紋。因此，光學膜能提高面光源之均勻性。
2.因為光學膜能提高面光源之均勻性，所以能讓使用此光學膜的背光模組適於提高面光源的均勻性，進而提高液晶顯示裝置的顯示品質。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。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。
100、100'、200、200a、200b‧‧‧背光模組
110、240‧‧‧燈箱
120‧‧‧冷陰極螢光燈管
122、222‧‧‧光束
130‧‧‧擴散板
132、214、214b‧‧‧出光面
140‧‧‧擴散膜
150a、150b、230‧‧‧增亮膜
152、232‧‧‧三角稜柱
210、210b‧‧‧光學板
212、212b‧‧‧入光面
220‧‧‧燈源
300、300a、300b‧‧‧光學膜
310‧‧‧基材
312‧‧‧入光面
313‧‧‧半圓柱面
314‧‧‧出光面
320‧‧‧光柵結構
322‧‧‧三角柱
323‧‧‧底部
A1、A2‧‧‧區域
W‧‧‧寬度
θ‧‧‧頂角
圖1A是習知一種背光模組的示意圖。
圖1B是習知另一種背光模組的示意圖。
圖2是本發明之一實施例之一種背光模組的示意圖。
圖3是圖2中光學板與光學膜的立體示意圖。
圖4與圖5是本發明另二實施例之光學膜的立體示意圖。
圖6是本發明另一實施例之一種背光模組的示意圖。
圖7是圖6中光學膜與增亮膜的立體示意圖。
圖8是本發明另一實施例之背光模組的示意圖。
210‧‧‧光學板
212‧‧‧入光面
214‧‧‧出光面
300‧‧‧光學膜
310‧‧‧基材
312‧‧‧入光面
313‧‧‧半圓柱面
314‧‧‧出光面
320‧‧‧光柵結構
322‧‧‧三角柱
323‧‧‧底部
A2‧‧‧區域
W‧‧‧寬度
θ‧‧‧頂角

Claims (18)

  1. 一種光學膜，包括：一基材，具有相對的一入光面與一出光面，其中該出光面具有並排的複數個半圓柱面；以及複數個光柵結構，配置於部分該出光面上，且該些光柵結構的延伸方向實質上平行於該些半圓柱面的延伸方向。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中該光柵結構是配置於相鄰的二該半圓柱面的交接處。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中相鄰的二該半圓柱面間具有一交接處，該光柵結構是配置於該半圓柱面的一頂部與該交接處之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中該光柵結構是配置於該半圓柱面的一頂部。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中該光柵結構包括並排的複數個三角柱，且該些三角柱的延伸方向實質上平行於該些半圓柱面的延伸方向。。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光學膜，其中該三角柱的一頂角是介於30度與60度之間。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之光學膜，其中該三角柱的一底部之一寬度是介於133微米與288微米之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中該基材與該些光柵結構是一體成型。
  9. 一種背光模組，包括：一光學板；至少一燈源，配置於該光學板旁，以提供一光束至該光學板，而該光學板是用以將該光束轉換成一面光源； 一光學膜，配置於該光學板之上方，該光學膜包括：一基材，具有相對的一入光面與一出光面，其中該入光面與該光學板相對，而該出光面包括並排的複數個半圓柱面；以及複數個光柵結構，配置於部分該出光面上，且該些光柵結構的延伸方向實質上平行於該些半圓柱面的延伸方向。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該光柵結構是配置於相鄰的二該半圓柱面的交接處。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中相鄰的二該半圓柱面間具有一交接處，該光柵結構是配置於該半圓柱面的一頂部與該交接處之間。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該光柵結構是配置於該半圓柱面的一頂部。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該光柵結構包括並排的複數個三角柱，且該些三角柱的延伸方向實質上平行於該些半圓柱面的延伸方向。。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該三角柱的一頂角是介於30度與60度之間。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該三角柱的一底部之一寬度是介於133微米與288微米之間。
  16. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該基材與該些光柵結構是一體成型。
  17. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該光學板為一導光板或一擴散板。
  18. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，更包括一增 亮膜，配置於該光學板與該光學膜之間，該增亮膜具有實質上平行排列的複數個三角稜柱，且該些三角稜柱的延伸方向實質上垂直於該些半圓柱面的延伸方向。
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