TWI677723B - 背光模組及顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種背光模組，包含一發光單元、一稜鏡單元及一緩衝層。發光單元具有一能讓背光光線透出的出光面。稜鏡單元包括一基材及多個設置於基材之表面的稜鏡結構，稜鏡結構係朝向發光單元的出光面。緩衝層夾設於發光單元以及稜鏡結構之間，使稜鏡結構不接觸發光單元的出光面。

Description

背光模組及顯示裝置

本發明是有關於一種背光模組及顯示裝置，特別是指一種能夠提升光學效能及影像表現的背光模組及顯示裝置。

近年來，液晶螢幕已經廣泛運用於各式電子裝置中，基於液晶顯示技術的特性，液晶螢幕需配置用於提供背光的背光模組，背光模組根據光源配置方式包含側光式、直下式等類型，但無論是何種類型的背光模組，目前都朝提升光學效能(例如亮度)、減少厚度的方向發展。此外，使用壽命及生產良率的提升，亦為至關重要的課題。

因此，本發明之其中一目的，即在提供一種能夠改善前述問題的背光模組。

於是，本發明背光模組在一些實施態樣中，包含一發光單元、一稜鏡單元及一緩衝層。該發光單元具有一能讓背光光線透出的出光面。該稜鏡單元包括一基材及多個設置於該基材之一表面的稜鏡結構，該等稜鏡結構係朝向該發光單元的該出光面。該緩衝層夾設於該發光單元以及該等稜鏡結構之間，使該等稜鏡結構不接觸該發光單元的該出光面。

在一些實施態樣中，該緩衝層的材質為非硬質材料。

在一些實施態樣中，該緩衝層的材質為高分子複合材料。

在一些實施態樣中，該緩衝層的材質包含對苯二甲酸酯乙二酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、三醋酸纖維的至少一者。

在一些實施態樣中，該緩衝層的折射率介於1.4至1.7。

在一些實施態樣中，該緩衝層的穿透率不小於80%。

在一些實施態樣中，該緩衝層的霧度不大於10%。

在一些實施態樣中，該緩衝層的厚度範圍為12微米至300微米。

在一些實施態樣中，該緩衝層的厚度範圍為30微米至200微米。

在一些實施態樣中，該緩衝層的厚度範圍為35微米至125微米。

在一些實施態樣中，該發光單元包括一光源及一導光板，該導光板具有該出光面，該光源對應該導光板之非該出光面處設置；該緩衝層係設置於該導光板之該出光面。

本發明的另一目的，在於提供一種顯示裝置。該顯示裝置包含一如前述的背光模組，以及一顯像模組，該顯像模組能接收該背光模組發出的背光光線以呈現一影像畫面。

本發明至少具有以下功效：該背光模組藉由該緩衝層的設置，能夠避免該等稜鏡結構的尖角對該發光單元的該出光面造成刮傷等損傷，以提升光學效能及顯像品質，並增進使用壽命及改善良率。此外，藉由該緩衝層的設置，便不需要將該等稜鏡結構以軟質材料製作來避免刮傷問題，不採用軟質材料製作稜鏡結構能避免稜鏡結構吸附在其他結構上，而能避免稜鏡結構的吸附問題對於光學、顯像效果造成不良影響。因此，使用上述背光模組的顯示裝置，在光學性能表現、影像畫面表現、使用壽命及生產良率上，都能有良好的表現。

參閱圖1與圖2，為本發明顯示裝置1的一實施例，該顯示裝置1例如可運用於顯示器、行動電話等電子裝置，具體包含一顯像模組2及一背光模組3。

該顯像模組2例如為一液晶模組，可包含圖中未繪製的液晶層、偏光層、薄膜電晶體層、彩色濾光片等結構，該顯像模組2能夠接收該背光模組3發出的背光光線以呈現一影像畫面。

該背光模組3用於發出該顯像模組2所需的背光光線，具體包括一發光單元4、一反射片5、一稜鏡單元6及一緩衝層7。

該發光單元4具有一光源41及一導光板42，於本實施例是以側光式結構為例說明。該光源41內可裝設燈管或LED燈條以作為提供背光光線的發光來源，在本實施例中雖然僅在該導光板42的一側設置該光源41，然而根據實際需要也可以設置額外的該光源41。該導光板42的側邊對應 於該光源41而能接收導入該光源41產生的光線，其包括一面向該顯像模組2的出光面421以及一與該出光面421位於相反側的反射面422。該導光板42於該反射面422處形成多個圖中未繪製的網點結構，該光源41發出的光線進入該導光板42後會在該導光板42內由全反射路徑行進，然而該反射面422處的網點結構能夠破壞光線的全反射機制，使得光線能夠透出該導光板42外，經由該反射片5反射後往該出光面421的方向照射。該反射片5設置於該導光板42的該反射面422處，可藉由塗層形成具有高反射率的表面，藉以提供高效率的光線反射效果。

參閱圖1、圖3及圖4，此處要說明的是，關於該導光板42的實施態樣，除了圖1中整體使用平板狀結構並於該出光面421之靠近該光源41處形成一小型楔形结构(taper)外，該導光板42也可以如圖3般僅為平板狀結構，或是如圖4般整體實施為一楔形結構，此等實施方式均為該導光板42得以實現的方式。

續參閱圖1及圖2，該稜鏡單元6包括一基材61及多個設置於該基材61之一表面的稜鏡結構62，該等稜鏡結構62的尖角係朝向該發光單元4的該出光面421。據此，該發光單元4發出的光線穿透該緩衝層7至該等稜鏡結構62後，可由該等稜鏡結構62改變背光光線的行進路徑，將背光光線的方向主要導向為朝該顯像模組2照射，如此能有效增進該顯像模組2處的照光強度，提升整體顯示畫面的亮度。

該緩衝層7夾設於該發光單元4以及該等稜鏡結構62之間，例如本實施例是將該緩衝層7貼附於該導光板42之該出光面421或置放於該導光板42之該出光面421，但不以此等實施方式為限。該緩衝層7較佳是以對苯二甲酸酯乙二酯(Polyethylene terephthalate，簡稱PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，簡稱PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，簡稱PMMA)、聚醯亞胺(Polyimide，簡稱PI)或三醋酸纖維(簡稱TAC)等高分子複合材料類型之非硬質材料製作，並可視需要經由噴塗、印刷等方式進行表面處理，或者也可以於頂、底兩面塗佈如前述之高分子材料並透過紫外光、熱烘等方式將高分子材料固化，如此藉由表面處理或塗佈高分子材料可以控制該導光板42的表面特性，例如能夠藉以形成微結構或者是調整抗靜電、抗刮、抗吸附等特性。由於本實施例中該緩衝層7是夾設於該發光單元4以及該等稜鏡結構62之間，因此能夠讓該等稜鏡結構62不致接觸該導光板42之該出光面421，使得該等稜鏡結構62的尖角等結構不會對該導光板42造成刮傷等損傷，因而能確保該背光模組3能維持良好的光學特性，確保影像畫面的品質，並且有助於生產良率及使用壽命的提升。在較佳的實施態樣中，該緩衝層7的較佳折射率介於1.4至1.7，穿透率不小於80%，霧度不大於10%，且較佳厚度範圍為12微米至300微米，更佳厚度範圍為30微米至200微米，最佳厚度範圍為35微米至125微米，在此等折射率、穿透率、霧度的實施規格中該緩衝層7能與其他結構匹配，並大致維持該背光模組3的光學特性，但能顯著提升抗刮傷及抗吸附的效果。此外，本實施例將該緩衝層7的厚度配置為如前述說明的實施範圍，如此能夠在維持該緩衝層7對該導光板42之保護作用的前提下，最大可能性地減少該緩衝層7的厚度以實現薄性化的需求，而且對於最大厚度的限制也能避免亮度產生顯著的變化，但該緩衝層7的具體厚度可視需要對應調整，不以本實施例揭露範圍為限。

表1

	本發明	比較例1	比較例2	比較例3
亮度	100%	約83%	約108%	約108%
背光模組厚度	約0.5公釐	約0.55公釐	約0.43公釐	約0.43公釐
導光板損傷?	否	否	是	否
稜鏡結構吸附?	否	否	否	是

參閱上表1，為本發明之背光模組3與比較例1~3的性能規格比較。其中，比較例1為傳統類型的背光模組，其採用與本發明相同的發光單元4及反射片5，然比較例1未設置如本案的稜鏡單元6、緩衝層7，而改為在對應導光板42之出光面421處設置下擴散片(bottom diffuser)、聚光片(prism sheet)及上擴散片(top diffuser)。在亮度比較部分，若以本發明之背光模組3的最大亮度為基準(100%)，比較例1的最大亮度相較之下僅83%，顯見本發明之背光模組3相較採用擴散片、聚光片之背光模組具有較佳的亮度表現。在厚度比較的部分，本發明之背光模組3較比較例1的厚度少約0.05公釐，如此較有利於整體結構之薄型化。至於稜鏡結構62對導光板42造成損傷以及稜鏡結構62吸附的問題，由於比較例1未採用稜鏡單元6，因此不須考量這些問題的發生。

比較例2為較類似本發明之背光模組3的背光結構，其與本發明背光模組3的主要差別在於比較例2未設置如本發明的緩衝層7，此外該比較例2的稜鏡結構62為硬質材質製作。就亮度及厚度表現來看，比較例2因未設置緩衝層7，因而具有稍佳亮度及較薄之厚度，然而相較於本發明之背光模組3存在顯著的導光板42的損傷問題，此乃因硬質的稜鏡結構62的尖角接觸到導光板42後會造成導光板42的刮傷，而嚴重影響整體光學性能及影像畫面表現，並且會導致使用壽命及生產良率的降低。

至於比較例3，同樣為類似本發明之背光模組3的背光結構，其與本發明背光模組3的主要差別在於比較例3未設置如本發明的緩衝層7，此外比較例3的稜鏡結構62為軟質材質製作。就亮度及厚度表現來看，比較例3因為未設置緩衝層7，因而具有較佳亮度及較薄之厚度。另，比較例3雖然因為採用軟質材質製作稜鏡結構62所以較不會產生稜鏡結構62對導光板42造成損傷的問題，然而軟質的稜鏡結構62接觸導光板42後有一定比例會發生吸附現象，而影響光學性能及影像畫面表現。因此，綜合上述比較結果，本發明之背光模組3於綜效上確實具有較佳的性能表現。

綜合前述說明，本發明背光模組3藉由該緩衝層7的設置，能有效避免該等稜鏡結構62的尖角對該導光板42的該出光面421造成刮傷等損傷，以提升光學效能及顯像品質，並能增進使用壽命及改善良率。此外，藉由該緩衝層7的設置，便不需要以軟質材料製作該等稜鏡結構62來避免該導光板42的損傷問題，於此同時亦能避免軟質的稜鏡結構62所造成的結構吸附問題，而確保該背光模組3的光學校能。該顯示裝置1採用該背光模組3後，在光學性能、影像畫面品質、使用壽命及生產良率等各方面，都能夠有良好的表現。因此，本發明背光模組3及使用該背光模組3的顯示裝置1確實能達成本發明的目的。

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。

1‧‧‧顯示裝置

2‧‧‧顯像模組

3‧‧‧背光模組

4‧‧‧發光單元

41‧‧‧光源

42‧‧‧導光板

421‧‧‧出光面

422‧‧‧反射面

5‧‧‧反射片

6‧‧‧稜鏡單元

61‧‧‧基材

62‧‧‧稜鏡結構

7‧‧‧緩衝層

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，說明本發明顯示裝置的一實施例； 圖2是圖一的部分分解圖； 圖3是一示意圖，說明該顯示裝置的一變化實施態樣；及 圖4是一示意圖，說明該顯示裝置的另一變化實施態樣。

Claims (8)

1. 一種背光模組，包含：一發光單元，具有一能讓背光光線透出的出光面；一稜鏡單元，包括一基材及多個設置於該基材之一表面的稜鏡結構，該等稜鏡結構係朝向該發光單元的該出光面；及一緩衝層，夾設於該發光單元以及該等稜鏡結構之間，使該等稜鏡結構不接觸該發光單元之該出光面，該緩衝層的折射率介於1.4至1.7、穿透率不小於80%、霧度不大於10%且厚度範圍為12微米至300微米。
2. 如請求項1所述之背光模組，其中，該緩衝層的材質為非硬質材料。
3. 如請求項1所述之背光模組，其中，該緩衝層的材質為高分子複合材料。
4. 如請求項1所述之背光模組，其中，該緩衝層的材質包含對苯二甲酸酯乙二酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、三醋酸纖維的至少一者。
5. 如請求項1所述之背光模組，其中，該緩衝層的厚度範圍為30微米至200微米。
6. 如請求項1所述之背光模組，其中，該緩衝層的厚度範圍為35微米至125微米。
7. 如請求項1所述之背光模組，其中，該發光單元包括一光源及一導光板，該導光板具有該出光面，該光源對應該導光板之非該出光面處設置；該緩衝層係設置於該導光板之該出光面。
8. 一種顯示裝置，包含：一如請求項1至7中任一項所述之背光模組；及一顯像模組，能接收該背光模組發出的背光光線以呈現一影像畫面。