TWI697718B - 光學膜片與背光模組 - Google Patents

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Abstract

一種光學膜片，包括一第一表面及一第二表面。第一表面包括多個三角錐結構，該三角錐結構包括一頂點，該頂點是往該第二表面延伸。第二表面包括多個正交曲面結構。

Description

光學膜片與背光模組
本發明是關於一種膜片，且特別是關於一種光學膜片與使用該光學膜片的背光模組。
背光模組是現代液晶螢幕的主要元件之一，背光模組上具有多個發光元件，用以形成液晶螢幕所顯示的畫面。而為了發光元件的光線更為均勻，提高液晶螢幕顯示畫面的品質。其方法就是在直下式背光模組中設置擴散板(Diffuser plate)，擴散板上具有紋路，利用光線折射、反射或散射等物理現象，讓光線更均於分布。但是傳統擴散板使得光線的穿透率較差，因此發光元件需要更高的能量才能使光線穿透擴散板，便增加螢幕的耗電量。
而隨著技術發展為提升顯示器的對比度，背光模組的發光元件逐步以Mini LED來取代普通的LED。而Mini LED的發光面積更小，傳統的擴散板無法有效的分散光源。請參閱圖7A與圖7B，圖7A所繪示為一種背光模組，圖7B所繪示為光學模擬結果。此種背光模組20包括反射片21、Mini LED陣列22、傳統擴散板23、稜鏡片24與擴散片25。傳統擴散板23是採用表面塗佈加工的方式形成紋路。而背光模組20的光學模擬結果如圖7B，可以看出散光的效果並不理想，還能看出LED陣列22的形狀，而這樣的光線表現並不佳。
因此，如何解決上述問便是本領域具通常知識者值得思量的。
本發明提供一種光學膜片，以三角錐結構提供更佳的散光效果。
本發明提供一種光學膜片，包括一第一表面及一第二表面。第一表面包括多個三角錐結構，該三角錐結構包括一頂點，該頂點是往該第二表面延伸。第二表面包括多個正交曲面結構。
本發明還提供一種光學膜片，包括一第一表面、一第二表面及多個三角錐結構。三角錐結構設置於該第一表面與該第二表面，該三角錐結構包括一頂點，該頂點是往該光學模片中心的水平面延伸。
上述之光學膜片，其中，該三角錐結構的截面為正三角形或等腰三角形。
本發明還提供一種背光模組，包括一基板、一擴散板、多個上述之光學膜片。基板上設置有多個光源。光學膜片設置於該基板與該擴散板之間或該擴散板之上。
本發明還提供一種背光模組，包括一基板、一稜鏡片、多個上述之光學膜片。基板上設置有多個光源。光學膜片設置於該基板與該稜鏡片之間或該稜鏡片之上。
上述之背光模組，其中，該多個光學膜片為至少一薄型光學膜片與至少一厚型光學膜片所組成的群組。
上述之背光模組，其中，該薄型光學膜片的厚度為0.075-0.2mm，該厚型光學膜片的厚度為0.2-0.8mm。
上述之背光模組，其中，該光學膜片的厚度為0.075-1.5mm。
上述之背光模組，其中，該光學膜片的該第一表面面向該擴散板，該第二表面面向該光源。
上述之背光模組，其中，該光源為迷你發光二極體(Mini LED)。
10:原始材料
20:背光模組
21:反射片
22:Mini LED陣列
23:傳統擴散板
24:稜鏡片
25:擴散片
100、100’、100a、100b:光學模片
110:第一表面
111:三角錐結構
1114:頂點
1111:第一稜線
1112:第二稜線
1113:第三稜線
120:第二表面
121:正交曲面結構
1211:橫向圓柱
1212:縱向圓柱
122:凸起結構
200、200a、200b、200c:背光模組
201:基板
202:光源
203:擴散板
301:捲筒
302:滾輪
303a、303b:結構輪
304:探測裝置
305:保護膜滾輪
306:切割輪
307:切斷器
圖1A所繪示為本發明的光學膜片。
圖1B所繪示為光學膜片的側截面圖。
圖1C所繪示為另一實施例之光學膜片。
圖2A所繪示為三角錐結構的示意圖。
圖2B所繪示為圓柱體結構的示意圖。
圖2C所繪示為正交曲面結構如何定義的示意圖。
圖3所繪示為一種背光模組的示意圖。
圖4A至圖4C所繪示為不同應用的背光模組。
圖5所繪示為光學膜片的製作方式示意圖。
圖6A所繪示為使用光學模片的背光模組。
圖6B所繪示為光學模擬結果。
圖7A所繪示為一種背光模組。
圖7B所繪示為光學模擬結果。
本發明提供一種光學膜片，將倒三角錐型結構設置於光學膜片表面，穿透光學膜片的光可有效的發散，並具備良好的穿透力，光線穿透所需的功率要求要低。
請參閱圖1A，圖1A所繪示為本發明的光學膜片。本發明之光學膜片100包括一第一表面110與一第二表面120，第一表面110與第二表面120相對而設置，分別表示光學膜片100的兩面。其中，第二表面120為光線的入射面，第一表面110則是光線的射出面。
請參閱圖1B，圖1B所繪示為光學膜片的側截面圖。第一表面110還包括多個三角錐結構111，並且三角錐結構111還包括一頂點1114，並且頂點1114是往第二表面120延伸。換言之，第一表面110上是具有多個下凹的三角錐結構111。第二表面120上則具有多個正交曲面結構121。
請參閱圖1C，圖1C所繪示為另一實施例之光學膜片。在圖1C的實施例中，第一表面110與第二表面120都設置有多個三角錐結構111。即光學模片100’的兩面具備相對應且下凹的三角錐結構111。因此，第一表面110與第二表面120的三角錐結構111的頂點1114是往光學模片100’中的水平面延伸
請參閱圖2A，圖2A所繪示為三角錐結構的示意圖。在較佳實施例中，第一表面110包括多個第一稜線1111、多個第二稜線1112與多個第三稜線1113。並且多個第一稜線1111彼此平行而設置，多個第二稜線1112彼此平行而設置，多個第三稜線1113彼此平行而設置。即稜線不會與同方向的稜線相交。其中，第一稜線1111與第二稜線1112夾角為60度，第二稜線1112與第三稜線1113夾角為60度，第一稜線1111與第三稜線1113夾角為60度。因此，第一稜線1111、第二稜線1112與第三稜線1113構成三角錐結構111的邊，並使三角錐結構111的截面形成正三角形。
請參閱圖2B，圖2B所繪示為正交曲面結構的示意圖。第二表面120上包括多個正交曲面結構121，正交曲面結構121是一個略為菱形的突起結構，並排列呈現在第二表面120上。
請參閱圖2C，圖2C所繪示為正交曲面結構如何定義的示意圖。在本發明中，正交曲面結構121的定義相當於透過多個縱向圓柱1211與多個橫向圓柱1212交錯而形成的曲面。具體上來說，多個縱向圓柱1211正交連接排列及多個，橫向圓柱1212正交連接排列，其交集處的表面所產生的曲面，即是正交曲面結構121。
因此，光學膜片的第一表面110，也就是射出面是由多個三角錐結構111構成的表面。而光學膜片的第二表面120，也就入射面則是由多個正交曲面結構121構成的表面。
請參閱圖3，圖3所繪示為一種背光模組的示意圖。背光模組200包括一基板201、一擴散板203與多個前述之光學膜片。其中基板201上設置有多個光源202，光源202例如為迷你發光二極體(Mini LED)，因此多個光源202在基板201上即形成一發光陣列(Mini LED array)。擴散板203則為普通擴散板(Normal diffuser)，且擴散板203的厚度為0.05mm~2mm。
而圖1A至2B所示的光學膜片100則設置於擴散板203與基板201之間，並且光學膜片100的第一表面110是面向擴散板203，而第二表面120則是面向基板201與光源202而設置。如此一來，光源202所發出的光線可從第二表面120進入光學膜片100，並從第一表面110離開光學膜片100。而第一表面110上的三角錐結構111與第二表面120上的圓柱體結構121，能夠讓光線均勻的擴散。所呈現的圖形也比較柔和。
在本實施例中，光學膜片100可設置於為多個，多個光學膜片100的厚度也有所不同。可依據背光模組200的載具調整光學膜片100的數量與厚度，載具例如為行動裝置、筆記型電腦或車載螢幕等載具。
請參閱圖4A至圖4C，圖4A至圖4C所繪示為不同應用的背光模組。圖4A是應用於行動裝置的背光模組200a，由於行動裝置對裝置厚度有所要求，因此背光模組200a中配置了三個薄型的光學膜片100a，使背光模組200厚度能夠降低。圖4B是應用於筆記型電腦的背光模組200b，筆記型電腦相較於行動裝置，在厚度上有較多空間。因此配置了兩個薄型的光學膜片100a以及一個厚型的光學膜片100b，提供更好的散光效果。圖4C則是應用於車載螢幕的背光模組200c，而車載螢幕的需求較為特殊，因此配置一個薄型的光學膜片100a以及一個厚型的 光學膜片100b，來維持其厚度與散光效果。因此，背光模組200中多個光學膜片100的數量與厚度均可依照載具需求加以調整與組合。在本實施例中，光學膜片100的厚度範圍為0.075-1.5mm。並且，上述薄型的光學膜片100a厚度為0.075-0.2mm，厚型光學膜片100b的厚度為0.2-0.8mm。
請參閱圖5，圖5所繪示為光學膜片的製作方式示意圖。首先，以一捲筒301捲收原始材料10，原始材料10例如為聚碳酸酯(PC)，製作時將原始材料10捲出。接下來由上側與下側的滾輪302剝除原始材料10上的保護膜。接著，以結構輪303a與303b對原始材料10表面加工。
上側的結構輪303a具有與三角錐結構111相對應的紋路，下側的結構輪303b則具有與圓柱體結構121相對應的紋路，因此可在原始材料10的上表面與下表面形成三角錐結構111與圓柱體結構121。
接下來，使用線上缺陷檢測裝置(AOI)304偵測上表面與下表面的三角錐結構111與圓柱體結構121是否正確形成，或是是否存在瑕疵。確認無瑕疵後，由保護膜滾輪305在原始材料10上貼覆保護膜。接著以切割輪306切除兩側多餘的原始材料10。之後，依照所需要的長度，以切斷器307截斷原始材料10，再切修正前後段的邊緣，即完成光學膜片100的製作。
本發明的光學膜片100以圓柱體結構121形成的光柵作為入射面，以三角錐結構111作為射出面。如此可更有效的提高光線的散光效果，並可具備更佳的透光率，減少光源202的功率消耗。此外，光學膜片100還能夠根據背光模組200製作需求，以厚度與堆疊數量調整散光效果，可應用於不同的背光模組200上。請參閱圖6A與圖6B，圖6A所繪示為使用光學模片100的背光模組20，圖6B所繪示為光學模擬結果。從圖6A與圖6B中可以看出，將背光模組20中的傳統擴散板23替換為本發明之光學膜片100，進行光學模擬時可更有效的分散光線，讓光線表現更為勻稱。
本發明說明如上，然其並非用以限定本創作所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡本領域具有通常知識者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本創作所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。
100:光學膜片
110:第一表面
120:第二表面

Claims (10)

  1. 一種光學膜片，包括：一第一表面，包括下凹的多個三角錐結構，該三角錐結構包括一頂點，該頂點是往該第二表面延伸；及一第二表面，包括多個正交曲面結構。
  2. 一種光學膜片，包括：一第一表面；一第二表面；及下凹的多個三角錐結構，設置於該第一表面與該第二表面，該三角錐結構包括一頂點，該頂點是往該光學模片中心的水平面延伸。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學膜片，其中，該三角錐結構的截面為正三角形或等腰三角形。
  4. 一種背光模組，包括：一基板，該基板上設置有多個光源；一擴散板；及多個如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之光學膜片，設置於該基板與該擴散板之間或該擴散板之上。
  5. 一種背光模組，包括：一基板，該基板上設置有多個光源；一稜鏡片；及多個如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述之光學膜片，設置於該基板與該稜鏡片之間或該稜鏡片之上。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之背光模組，其中，該多個光學膜片為至少一薄型光學膜片與至少一厚型光學膜片所組成的群組。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中，該薄型光學膜片的厚度為0.075-0.2mm，該厚型光學膜片的厚度為0.2-0.8mm。
  8. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之背光模組，其中，該光學膜片的厚度為0.075-1.5mm。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中，該光學膜片的該第一表面面向該擴散板，該第二表面面向該光源。
  10. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之背光模組，背光模組，其中，該光源為迷你發光二極體(Mini LED)。
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