TWI792636B

TWI792636B - 導光元件以及背光模組

Info

Publication number: TWI792636B
Application number: TW110139610A
Authority: TW
Inventors: 張明傑; 秦海忠
Original assignee: 大陸商揚昕科技（蘇州）有限公司; 台灣揚昕股份有限公司
Priority date: 2021-09-02
Filing date: 2021-10-26
Publication date: 2023-02-11
Also published as: CN113655558A; TW202311790A; CN113655558B

Abstract

一種導光元件，包括板體、多個第一光學微結構及多個第二光學微結構。板體的底面具有沿第一方向排列的第三區域、第二區域及第一區域。第二區域位於第一區域與第三區域之間。第三區域位於第二區域與板體的入光面之間。第一方向平行於入光面的法線方向。多個第一光學微結構配置於第一區域。各第一光學微結構具有朝向入光面且直接連接底面的第一迎光面，其與底面夾有第一迎光角。多個第二光學微結構配置於第二區域。各第二光學微結構具有朝向入光面且直接連接底面的第二迎光面，其與底面夾有第二迎光角，第一迎光角的角度大於第二迎光角的角度。

Description

導光元件以及背光模組

本發明是有關於一種光學元件以及發光模組，且特別是有關於一種導光元件以及背光模組。

在目前，背光模組的導光板大多還是採用傳統圓形網點佈點，並以密度的增減進行整體趨勢和局部光學效果的調整，但由於光線經過圓形網點後所呈現的光形較為發散，導致網點調整光學效果的效率偏低，進而降低整體背光模組的發光效率。

若導光板以非圓形結構網點佈點，針對入光方向進行優化調整，改變迎光角度使能量集中於垂直出光，可以有效增加網點調整光學效果的效率。然而，卻也因此造成導光板的入光側亮度過高，而使導光板的入光面旁排列的複數個發光元件所造成的多個亮區與暗區的熱點（hot spot）現象更為明顯。此外，目前的現有技術會將發光元件至導光板對應顯示裝置的可視區的區域的距離A與發光元件排列的節距P的比例A/P值設置為大於1，以降低上述熱點現象，但A/P值越大，表示需設置的發光元件個數越多，如此一來會造成背光模組的成本上升。

「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。

本發明提供一種導光元件以及背光模組，可具有良好的光學表現。

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。

為達上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本發明提供一種導光元件，包括板體、多個第一光學微結構以及多個第二光學微結構。板體具有頂面、底面以及入光面。頂面與底面相互背向配置。頂面與底面相互平行。入光面連接於頂面與底面之間。底面具有沿第一方向排列的第三區域、第二區域以及第一區域。第二區域位於第一區域與第三區域之間。第三區域位於第二區域與入光面之間。第一方向平行於入光面的法線方向。第一方向為自入光面朝向遠離入光面的方向。底面由第三區域、第二區域以及第一區域所組成。多個第一光學微結構配置於第一區域。多個第一光學微結構自板體的底面朝向板體的頂面凹陷。各第一光學微結構具有第一迎光面，第一迎光面朝向板體的入光面且直接連接板體的底面，且第一迎光面與板體的底面夾有第一迎光角。多個第二光學微結構配置於第二區域。多個第二光學微結構自板體的底面朝向板體的頂面凹陷。各第二光學微結構具有第二迎光面，第二迎光面朝向板體的入光面且直接連接板體的底面，且第二迎光面與板體的底面夾有第二迎光角，其中第一迎光角的角度大於第二迎光角的角度。配置於第一區域的所有多個第一光學微結構的多個第一迎光角的角度相同。配置於第二區域的所有多個第二光學微結構的多個第二迎光角的角度相同。多個第一光學微結構與多個第二光學微結構分離。第一迎光面與第二迎光面分離。

在本發明的一實施例中，上述的第二區域在第一方向上的尺寸大於0.5毫米且小於1.5毫米。

在本發明的一實施例中，上述的第一迎光角的角度大於或等於17度，且小於或等於27度。

在本發明的一實施例中，上述的第二迎光角的角度大於或等於5度，且小於或等於12度。

在本發明的一實施例中，上述的第一迎光角的角度大於第二迎光角的角度超過5度。

在本發明的一實施例中，上述的底面的第三區域為留白區。

在本發明的一實施例中，上述的第二區域在第一方向上的尺寸與第三區域在第一方向上的尺寸的比例大於或等於0.083，且小於或等於0.75。

在本發明的一實施例中，上述的第二光學微結構還配置於第三區域。

在本發明的一實施例中，上述的第二區域包括多個第一子區域以及多個第二子區域。第一子區域以及第二子區域沿第二方向交錯排列。第二方向垂直於第一方向，且第二光學微結構配置於第一子區域。導光元件還包括多個第三光學微結構，配置於第二子區域。多個第三光學微結構自板體的底面朝向板體的頂面凹陷。各第三光學微結構具有第三迎光面。第三迎光面朝向板體的入光面且直接連接板體的底面。第三迎光面與板體的底面夾有第三迎光角，且第三迎光角的角度大於第二迎光角的角度且小於第一迎光角的角度。

在本發明的一實施例中，上述的第三迎光角的角度大於第二迎光角的角度超過2度。

在本發明的一實施例中，上述的第二子區域至入光面的距離小於第一子區域至入光面的距離。

在本發明的一實施例中，上述的第二區域包括多個第一子區域以及多個第二子區域。第一子區域以及第二子區域沿第二方向交錯排列。第二方向垂直於第一方向。第二光學微結構配置於第一子區域，且第一光學微結構還配置於第二子區域。

為達上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本發明另提供一種背光模組，用以提供照明光束。背光模組包括光源以及導光元件。光源用以提供光束。導光元件配置於光束的傳遞路徑上。導光元件包括板體、多個第一光學微結構以及多個第二光學微結構。板體具有頂面、底面以及入光面。頂面與底面相互背向配置。頂面與底面相互平行。入光面連接於頂面與底面之間。光束由入光面進入導光板。底面具有沿第一方向排列的第三區域、第二區域以及第一區域。第二區域位於第一區域與第三區域之間。第三區域位於第二區域與入光面之間。第一方向平行於入光面的法線方向。第一方向為自入光面朝向遠離入光面的方向。底面由第三區域、第二區域以及第一區域所組成。多個第一光學微結構配置於第一區域。多個第一光學微結構自板體的底面朝向板體的頂面凹陷。各第一光學微結構具有第一迎光面，第一迎光面朝向板體的入光面且直接連接板體的底面，且第一迎光面與板體的底面夾有第一迎光角。多個第二光學微結構配置於第二區域。多個第二光學微結構自板體的底面朝向板體的頂面凹陷。各第二光學微結構具有第二迎光面，第二迎光面朝向板體的入光面且直接連接板體的底面，且第二迎光面與板體的底面夾有第二迎光角，其中第一迎光角的角度大於第二迎光角的角度。配置於第一區域的所有多個第一光學微結構的多個第一迎光角的角度相同。配置於第二區域的所有多個第二光學微結構的多個第二迎光角的角度相同。多個第一光學微結構與多個第二光學微結構分離。第一迎光面與第二迎光面分離。

在本發明的一實施例中，上述的底面的第三區域為留白區。

在本發明的一實施例中，上述的光源包括多個發光元件。第一子區域的位置對應於發光元件，且第二子區域的位置對應於任意相鄰的發光元件之間的間隔。

在本發明的一實施例中，上述的光源包括多個發光元件。第一子區域的位置對應於發光元件，且第二子區域的位置對應於任意相鄰的發光元件之間的多個間隔。

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。在本發明的導光元件以及背光模組中，導光元件的板體的底面具有沿第一方向排列的第三區域、第二區域以及第一區域。其中，第一區域配置有多個第一光學微結構，第二區域配置有多個第二光學微結構，且第一光學微結構的迎光角的角度大於第二光學微結構的迎光角的角度。因此，會使得光束經過第一區域後的光學指向性大於光束經過第二區域後的光學指向性。如此一來，可降低光源在導光元件的入光側所造成的交錯的亮區與暗區的熱點（hot spot）現象，進而提升整體背光模組的發光效率及發光均勻度，並可在維持一定發光效率及發光均勻度的情況下，降低導光元件至對應顯示裝置的可視區的區域的距離A與發光元件排列的節距P的比例A/P值，以減少所需設置的發光元件的個數，進而可降低背光模組的成本。

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。

有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的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1A為本發明一實施例的背光模組的側視示意圖。圖1B為圖1A實施例的背光模組的剖面示意圖。圖2為圖1A及圖1B中背光模組的部分底視示意圖。請參考圖1A、圖1B及圖2。本實施例提供一種背光模組100，用以提供照明光束。背光模組100包括光源110以及導光元件120。其中，光源110用以提供光束L至導光元件120。此外，光源110包括多個發光元件111，發光元件111例如為發光二極體（light emitting diode，LED）或其它種類的發光元件。導光元件120配置於光束L的傳遞路徑上，用以導引光束L。背光模組100用以配置於顯示裝置中，提供照明光束至顯示模組以產生影像。

詳細而言，在本實施例中，導光元件120包括板體200、多個第一光學微結構210以及多個第二光學微結構220。板體200具有頂面S1、底面S2以及入光面S3。頂面S1與底面S2相互背向配置，頂面S1與底面S2相互平行，入光面S3連接於頂面S1與底面S2之間。光源110所提供的光束L由入光面S3進入導光元件120，經第一光學微結構210及/或第二光學微結構220導引後從頂面S1出光。底面S2具有沿第一方向D1排列的第三區域A3、第二區域A2以及第一區域A1，而第二區域A2位於第一區域A1與第三區域A3之間，第三區域A3位於第二區域A2與入光面S3之間。其中，第一方向D1平行於入光面S3的法線方向，且第一方向D1為自入光面S3朝向遠離入光面S3的方向，而第二方向D2垂直於第一方向D1。進一步而言，板體200的底面S2由第三區域A3、第二區域A2以及第一區域A1所組成。在組裝成顯示裝置的正視方向上（即朝向頂面S1觀察），第一區域A1與第二區域A2所組成的區域即對應為顯示裝置的可視區，而第三區域A3在本實施例中可為留白區，亦即，第三區域A3可不具有任何光學微結構或光學塗層。在不同的實施例中，第二區域A2在第一方向D1上的尺寸（即第一區域A1至第三區域A3的距離）例如大於0.5毫米且小於1.5毫米，但本發明並不限於此。在較佳的實施例中，第一區域A1至第三區域A3的距離約為1毫米。此外，在第三區域A3為留白區的情況下，第三區域A3在第一方向D1上的尺寸（即第二區域A2至入光面S3的距離）例如大於等於2毫米且小於等於6毫米，而第二區域A2在第一方向D1上的尺寸與第三區域A3在第一方向D1上的尺寸的比例例如大於或等於0.083，且小於或等於0.75。

值得注意的是，圖1A及圖1B皆繪示本發明的背光模組100，但圖1A及圖1B是以不同的示意方式呈現多個第一光學微結構210以及多個第二光學微結構220，其中圖1A中是以不同的圖樣來示意多個第一光學微結構210以及多個第二光學微結構220分佈的區域，而圖1B中是顯示垂直於入光面S3與頂面S1的剖面，以示意多個第一光學微結構210以及多個第二光學微結構220的輪廓與排列情形。

圖3為圖1A及圖1B中導光元件的第一光學微結構的側視示意圖。圖4為圖1A及圖1B中導光元件的第二光學微結構的側視示意圖。請參考圖1A至圖4。多個第一光學微結構210配置於第一區域A1。具體而言，第一光學微結構210配置於板體200的底面S2，且自底面S2朝向頂面S1凹陷。各第一光學微結構210具有朝向入光面S3的第一迎光面B1，第一迎光面B1直接連接板體200的底面S2，且第一迎光面B1與板體200的底面S2夾有第一迎光角C1。在本實施例中，第一迎光角C1的角度選用常見規格的角度，即大於或等於17度，且小於或等於27度，如圖3所顯示。進一步而言，板體200還具有與入光面S3相對的側面S4，側面S4連接於頂面S1與底面S2之間。各第一光學微結構210還具有朝向側面S4的第一背光面B1’，第一背光面B1’直接連接板體200的底面S2，第一背光面B1’相對於底面S2傾斜的方向與第一迎光面B1相對於底面S2傾斜的方向相反，且第一背光面B1’可直接連接或間接連接第一迎光面B1而形成第一光學微結構210。在第一背光面B1’間接連接第一迎光面B1的情況下，第一背光面B1’與第一迎光面B1之間可包含一平面、一凸曲面或一凹曲面等結構。此外，多個第一光學微結構210是以陣列分佈或隨機分佈的方式配置於第一區域A1，且在第一區域A1中，在第一方向D1上或在第二方向D2上皆排列有複數個第一光學微結構210，也就是說，單一個第一光學微結構210在第一方向D1上的尺寸與第一區域A1在第一方向D1上的尺寸不相等，單一個第一光學微結構210在第二方向D2上的尺寸也與第一區域A1在第二方向D2上的尺寸不相等。

多個第二光學微結構220則配置於第二區域A2。具體而言，第二光學微結構220類似於第一光學微結構210，配置於板體200的底面S2，且自底面S2朝向頂面S1凹陷，唯兩者差異在於，迎光角的角度不同。各第二光學微結構220具有朝向入光面S3的第二迎光面B2，第二迎光面B2直接連接板體200的底面S2，且第二迎光面B2與板體200的底面S2夾有第二迎光角C2。在本實施例中，第二迎光角C2的角度選用小於常見規格的角度，例如是大於或等於5度，且小於或等於12度，如圖4所顯示。換句話說，第一迎光角C1的角度大於第二迎光角C2的角度。在較佳的實施例中，在本實施例中，第一迎光角C1的角度大於第二迎光角C2的角度超過5度。進一步而言，各第二光學微結構220還具有第二背光面B2’，第二背光面B2’朝向板體200的側面S4且第二背光面B2’直接連接板體200的底面S2，第二背光面B2’相對於底面S2傾斜的方向與第二迎光面B2相對於底面S2傾斜的方向相反，且第二背光面B2’可直接連接或間接連接第二迎光面B2而形成第二光學微結構220。在第二背光面B2’間接連接第二迎光面B2的情況下，第二背光面B2’與第二迎光面B2之間可包含一平面、一凸曲面或一凹曲面等結構。此外，多個第二光學微結構220是以陣列分佈或隨機分佈的方式配置於第二區域A2，且在第二區域A2中，在第一方向D1上或在第二方向D2上皆排列有複數個第二光學微結構220，也就是說，單一個第二光學微結構220在第一方向D1上的尺寸與第二區域A2在第一方向D1上的尺寸不相等，單一個第二光學微結構220在第二方向D2上的尺寸也與第二區域A2在第二方向D2上的尺寸不相等。

另須注意的是，配置於第一區域A1的所有第一光學微結構210基本上皆為相同的微結構，也就是說，配置於第一區域A1的所有第一光學微結構210的尺寸相同，配置於第一區域A1的所有第一光學微結構210的第一迎光角C1的角度相同。而配置於第二區域A2的所有第二光學微結構220基本上皆為相同的微結構，也就是說，配置於第二區域A2的所有第二光學微結構220的尺寸相同，配置於第二區域A2的所有第二光學微結構220的第二迎光角C2的角度相同。此外，多個第一光學微結構210彼此分離，多個第一光學微結構210的任意兩者之間具有一距離。多個第二光學微結構220彼此分離，多個第二光學微結構220的任意兩者之間具有一距離。並且，多個第一光學微結構210與多個第二光學微結構220分離，任一第一光學微結構210與任一第二光學微結構220之間相互具有一距離，且第一迎光面B1與第二迎光面B2分離，任一第一迎光面B1與任一第二迎光面B2之間具有一距離。

因此，當光源110所提供的光束L由入光面S3傳遞至板體200後，首先會傳遞至位於底面S2且位於第二區域A2的多個第二光學微結構220。由於第二光學微結構220的第二迎光角C2選用小於常見規格的迎光面角度，故可增大光束L入射第二迎光角C2的入射角及反射角，進而可降低光束L經過第二區域A2後朝向頂面S1的光學指向性。

另一方面，當光源110所提供的光束L傳遞至位於底面S2且位於第一區域A1的多個第一光學微結構210時，由於第一光學微結構210的第一迎光角C1選用常見規格的迎光面角度，故相較第二區域A2，可減小光束L入射第一迎光角C1的入射角及反射角，進而可提高光束L經過第一區域A1後朝向頂面S1的光學指向性。

換句話說，光束L經過距離光源110較遠的區域後的光學指向性大於光束L經過距離光源110較近的區域後的光學指向性。如此一來，光束L經過第一區域A1後的光學指向性較大於光束L經過第二區域A2後的光學指向性，可降低光源110在導光元件120的入光側所造成的交錯的亮區與暗區的熱點（hot spot）現象，進而提升整體背光模組100的發光效率及發光均勻度。此外，圖2顯示了發光元件111至導光元件120對應顯示裝置的可視區的區域的距離A（即第三區域A3在第一方向D1上的尺寸）與發光元件111排列的節距P（可視為相鄰的發光元件111的中心在第二方向D2上的距離），而藉由上述第一光學微結構210及第二光學微結構220的配置，可在維持一定發光效率及發光均勻度的情況下降低距離A與節距P的比例A/P值，以減少所需設置的發光元件111的個數，進而可降低背光模組100的成本。具體而言，可將A/P值降低至小於1，在本實施例中，距離A例如為2毫米，節距P例如為4.4毫米，A/P值則為0.455。

圖5為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。請參考圖5。本實施例的背光模組100A類似於圖2所顯示的背光模組100。兩者不同之處在於，在本實施例中，第二光學微結構220還配置於第三區域A3。因此，當光源110所提供的光束L由入光面S3傳遞至板體200A後，首先會傳遞至位於底面S2且位於第三區域A3及第二區域A2的多個第二光學微結構220。由於第二光學微結構220的第二迎光角C2選用小於常見規格的迎光面角度，故可增大光束L入射第二迎光角C2的入射角及反射角，進而可降低光束L經過第三區域A3及第二區域A2後朝向頂面S1的光學指向性。

換句話說，光束L經過距離光源110較遠的區域後的光學指向性大於光束L經過距離光源110較近的區域後的光學指向性。如此一來，光束L經過第一區域A1後的光學指向性較大於光束L經過第二區域A2及第三區域A3後的光學指向性，可降低光源110在導光元件120的入光側所造成的交錯的亮區與暗區的熱點（hot spot）現象，進而提升整體背光模組100的發光效率及發光均勻度，並可在維持一定發光效率及發光均勻度的情況下降低距離A與節距P的比例A/P值，以減少所需設置的發光元件111的個數，進而可降低背光模組100A的成本。

圖6為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。圖7為圖6中導光元件的第二光學微結構的側視示意圖。圖8為圖6中導光元件的第三光學微結構的側視示意圖。請參考圖3、圖4、圖6至圖8。本實施例的背光模組100B類似於圖2所顯示的背光模組100。兩者不同之處在於，在本實施例中，第二區域A2包括多個第一子區域A21以及多個第二子區域A22。其中，第一子區域A21以及第二子區域A22沿第二方向D2交錯排列。值得一提的是，多個第一子區域A21的位置分別對應於光源110所包括的多個發光元件111。而多個第二子區域A22的位置則分別對應於任意相鄰的發光元件111之間的多個間隔，如圖6所顯示。

此外，在本實施例中，導光元件200B還包括多個第三光學微結構230，各第三光學微結構230具有朝向入光面S3的第三迎光面B3。第三迎光面B3直接連接板體200B的底面S2，且第三迎光面B3與板體200B的底面S2夾有第三迎光角C3（顯示於圖8），且第三迎光角C3的角度大於第二迎光角C2（顯示於圖4及圖7）的角度且小於第一迎光角C1（顯示於圖3）的角度。在較佳的實施例中，第三迎光角C3的角度大於第二迎光角C2的角度超過2度。

以本實施例為例，第一迎光角C1的角度選用常見規格的角度，即大於或等於17度，且小於或等於27度，如圖3所顯示。第二迎光角C2的角度例如為5度，如圖4所顯示。而第三迎光角C3的角度例如為8度，如圖7所顯示。另外，圖2所顯示的第二光學微結構220，將修改配置於第一子區域A21，而第三光學微結構230則配置於第二子區域A22，此外，第三光學微結構230配置於板體200B的底面S2，且自底面S2朝向頂面S1凹陷。進一步而言，各第三光學微結構230還具有第三背光面B3’，第三背光面B3’直接連接板體200B的底面S2，第三背光面B3’相對於底面S2傾斜的方向與第三迎光面B3相對於底面S2傾斜的方向相反，且第三背光面B3’可直接連接或間接連接第三迎光面B3而形成第三光學微結構230。在第三背光面B3’間接連接第三迎光面B3的情況下，第三背光面B3’與第三迎光面B3之間可包含一平面、一凸曲面或一凹曲面等結構。此外，多個第三光學微結構230是以陣列分佈或隨機分佈的方式配置於第二子區域A22，且在第二子區域A22中，在第一方向D1上或在第二方向D2上皆排列有複數個第三光學微結構230，也就是說，單一個第三光學微結構230在第一方向D1上的尺寸與第二子區域A22在第一方向D1上的尺寸不相等，單一個第三光學微結構230在第二方向D2上的尺寸也與第二子區域A22在第二方向D2上的尺寸不相等。

另須注意的是，配置於第二子區域A22的所有第三光學微結構230基本上皆為相同的微結構，也就是說，配置於第二子區域A22的所有第三光學微結構230的尺寸相同，配置於第二子區域A22的所有第三光學微結構230的第三迎光角C3的角度相同。此外，多個第三光學微結構230彼此分離，多個第三光學微結構230的任意兩者之間具有一距離。並且，第三光學微結構230與多個第一光學微結構210及多個第二光學微結構220分離，任一第三光學微結構230與任一第一光學微結構210之間相互具有一距離，任一第三光學微結構230與任一第二光學微結構220之間相互具有一距離，且第三迎光面B3與第一迎光面B1及第二迎光面B2分離，任一第三迎光面B3與任一第一迎光面B1之間具有一距離，任一第三迎光面B3與任一第二迎光面B2之間具有一距離。

因此，當光源110所提供的光束L由入光面S3傳遞至板體200B後，傳遞至位於底面S2且位於第二子區域A22的多個第三光學微結構230後的光學指向性將大於傳遞至位於底面S2且位於第一子區域A21後的多個第二光學微結構220的光學指向性。如此一來，可補足相鄰發光元件111之間區域的發光效率，進而提升整體背光模組100B的發光效率及發光均勻度，並可在維持一定發光效率及發光均勻度的情況下降低距離A與節距P的比例A/P值，以減少所需設置的發光元件111的個數，進而可降低背光模組100B的成本。

圖9為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。請參考圖9。本實施例的背光模組100C類似於圖6所顯示的背光模組100B。兩者不同之處在於，在本實施例中，第二子區域A22至入光面S3的距離小於第一子區域A21至入光面S3的距離。換句話說，位於第二子區域A22中的多個第三光學微結構230相比於圖6的實施例距離光源110較近。因此，當光源110所提供的光束L由入光面S3傳遞至板體200C後，可更進一步提高光束L傳遞至位於底面S2且位於第二子區域A22的多個第三光學微結構230後的光學指向性。如此一來，可補足相鄰發光元件111之間區域的發光效率，進而提升整體背光模組100C的發光效率及發光均勻度，並可在維持一定發光效率及發光均勻度的情況下降低距離A與節距P的比例A/P值，以減少所需設置的發光元件111的個數，進而可降低背光模組100C的成本。

在一些實施例中，亦可以將圖6或圖9所顯示的第一子區域A21配置第二光學微結構220，且第二子區域A22配置第一光學微結構210。然而，本發明並不限於此。另外，由於第一子區域A21對應光源110的位置，因此亦可使第一子區域A21的分佈形狀對應各發光元件111所形成的光型，如以下搭配圖10至圖12所述的實施例，本發明亦不限於此。

圖10為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。請參考圖10。本實施例的背光模組100D類似於圖2所顯示的背光模組100。兩者不同之處在於，在本實施例中，板體200D的第二區域A2的分佈位置對應各發光元件111的位置，且第二區域A2的形狀包括多個縱向半橢圓形，分別對應本實施例中多個發光元件111所形成的多個光型。在本實施例中，第一區域A1還可位於第二區域A2所包括的多個縱向半橢圓形區域之間。如此一來，可降低光束L經過對應發光元件111的第二區域A2後的光學指向性以降低發光效率，進而提升整體背光模組100D的發光效率及發光均勻度，並可在維持一定發光效率及發光均勻度的情況下降低距離A與節距P的比例A/P值，以減少所需設置的發光元件111的個數，進而可降低背光模組100D的成本。

圖11為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。請參考圖11。本實施例的背光模組100E類似於圖2所顯示的背光模組100。兩者不同之處在於，在本實施例中，板體200E的第二區域A2的分佈位置對應各發光元件111的位置，且第二區域A2的形狀包括多個等腰三角型，分別對應本實施例中多個發光元件111所形成的多個光型。在本實施例中，第一區域A1還可位於第二區域A2所包括的多個等腰三角型區域之間。如此一來，可降低光束L經過對應發光元件111的第二區域A2後的光學指向性以降低發光效率，進而提升整體背光模組100E的發光效率及發光均勻度，並可在維持一定發光效率及發光均勻度的情況下降低距離A與節距P的比例A/P值，以減少所需設置的發光元件111的個數，進而可降低背光模組100E的成本。

圖12為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。請參考圖12。本實施例的背光模組100F類似於圖2所顯示的背光模組100。兩者不同之處在於，在本實施例中，板體200F的第二區域A2的分佈位置對應各發光元件111的位置，且第二區域A2的形狀包括多個橫向半橢圓形，分別對應本實施例中多個發光元件111所形成的多個光型。在本實施例中，第一區域A1還可位於第二區域A2所包括的多個橫向半橢圓形區域之間。如此一來，可降低光束L經過對應發光元件111的第二區域A2後的光學指向性以降低發光效率，進而提升整體背光模組100F的發光效率及發光均勻度，並可在維持一定發光效率及發光均勻度的情況下降低距離A與節距P的比例A/P值，以減少所需設置的發光元件111的個數，進而可降低背光模組100F的成本。

圖13A至圖17B為本發明不同實施例的光學微結構的外型示意圖。應注意的是，圖13A至圖17B僅示意光學微結構的外型，其中所呈現的光學微結構2401、2402、2403、2404、2405可藉由改變迎光面B與板體200（或板體200A、200B、200C、200D、200E、200F）的底面S2所夾的迎光角C的角度，以應用於前述背光模組100（或背光模組100A、100B、100C、100D、100E、100F）中的第一光學微結構210、第二光學微結構220或第三光學微結構230。

圖13A及圖13B分別為光學微結構2401的斜視示意圖及俯視示意圖，光學微結構2401的迎光面B的形狀可為一弧形，此弧形可由兩直線及兩弧線所構成，光學微結構2401的背光面B’則可為一弧形曲面，而光學微結構2401的側面SS可為一非等腰三角形。圖14A及圖14B分別為光學微結構2402的斜視示意圖及俯視示意圖，光學微結構2402的迎光面B的形狀可為一矩形，光學微結構2402的背光面B’的形狀也可為一矩形，而光學微結構2402的側面SS可為一非等腰三角形。圖15A及圖15B分別為光學微結構2403的斜視示意圖及俯視示意圖，光學微結構2403的迎光面B的形狀可為一矩形，光學微結構2403的背光面B’的形狀也可為一矩形，而光學微結構2403的側面SS可為一等腰三角形。圖16A及圖16B分別為光學微結構2404的斜視示意圖及俯視示意圖，光學微結構2404的迎光面B的形狀可為一扇形，光學微結構2404的背光面B’ 則可為一扇形曲面，而光學微結構2404的側面SS可為一非等腰三角形。圖17A及圖17B分別為光學微結構2405的斜視示意圖及俯視示意圖，光學微結構2405的迎光面B的形狀可為一等腰梯形，光學微結構2405的的背光面B’的形狀也可為一等腰梯形，而光學微結構2405的側面SS可為一非等腰三角形。第一光學微結構210、第二光學微結構220或第三光學微結構230可採用光學微結構2401、2402、2403、2404、2405的外型，亦即，光學微結構2401、2402、2403、2404、2405的迎光面B可用於第一迎光面B1、第二迎光面B2或第三迎光面B3，光學微結構2401、2402、2403、2404、2405的背光面B’可用於第一背光面B1’、第二背光面B2’或第三背光面B3’，光學微結構2401、2402、2403、2404、2405的迎光角C可調整為第一迎光角C1、第二迎光角C2或第三迎光角C3。應注意的是，本發明不限定第一光學微結構210、第二光學微結構220或第三光學微結構230的外型，只要第一光學微結構210的第一迎光角C1的角度、第二光學微結構220的第二迎光角C2的角度或第三光學微結構230的第三迎光角C3的角度符合本發明所提出的情況，即可達到本發明的光學效果。

綜上所述，在本發明的導光元件以及背光模組中，導光元件的板體的底面具有沿第一方向的第三區域、第二區域以及第一區域。其中，第一區域配置有多個第一光學微結構，第二區域配置有多個第二光學微結構，且第一光學微結構的迎光角的角度大於第二光學微結構的迎光角的角度。因此，會使得光束經過第一區域後的光學指向性大於光束經過第二區域後的光學指向性。如此一來，可降低光源在導光元件的入光側所造成的交錯的亮區與暗區的熱點（hot spot）現象，進而提升整體背光模組的發光效率及發光均勻度，並可在維持一定發光效率及發光均勻度的情況下，降低導光元件至對應顯示裝置的可視區的區域的距離A與發光元件排列的節距P的比例A/P值，以減少所需設置的發光元件的個數，進而可降低背光模組的成本。

惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。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的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的權利範圍。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,100D,100E,100F:背光模組 110:光源 111:發光元件 120:導光元件 200,200A,200B,200C,200D,200E,200F:板體 210:第一光學微結構 220:第二光學微結構 230:第三光學微結構 2401,2402,2403,2404,2405:光學微結構 A:距離 A1:第一區域 A2:第二區域 A21:第一子區域 A22:第二子區域 A3:第三區域 B:迎光面 B’:背光面 B1:第一迎光面 B1’:第一背光面 B2:第二迎光面 B2’:第二背光面 B3:第三迎光面 B3’:第三背光面 C:迎光角 C1:第一迎光角 C2:第二迎光角 C3:第三迎光角 D1:第一方向 D2:第二方向 L:光束 P:節距 S1:頂面 S2:底面 S3:入光面 S4:側面 SS:側面

圖1A為本發明一實施例的背光模組的側視示意圖。圖1B為圖1A實施例的背光模組的剖面示意圖。圖2為圖1A及圖1B中背光模組的部分底視示意圖。圖3為圖1A及圖1B中導光元件的第一光學微結構的側視示意圖。圖4為圖1A及圖1B中導光元件的第二光學微結構的側視示意圖。圖5為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。圖6為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。圖7為圖6中導光元件的第二光學微結構的立體示意圖。圖8為圖6中導光元件的第三光學微結構的側視示意圖。圖9為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。圖10為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。圖11為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。圖12為本發明另一實施例的背光模組的部分底視示意圖。圖13A及圖13B為本發明一實施例的光學微結構的外型示意圖。圖14A及圖14B為本發明另一實施例的光學微結構的外型示意圖。圖15A及圖15B為本發明另一實施例的光學微結構的外型示意圖。圖16A及圖16B為本發明另一實施例的光學微結構的外型示意圖。圖17A及圖17B為本發明另一實施例的光學微結構的外型示意圖。

100:背光模組

110:光源

111:發光元件

120:導光元件

200:板體

210:第一光學微結構

220:第二光學微結構

A:距離

A1:第一區域

A2:第二區域

A3:第三區域

D1:第一方向

D2:第二方向

L:光束

P:節距

S3:入光面

Claims

一種導光元件，包括：一板體，具有一頂面、一底面以及一入光面，該頂面與該底面相互背向配置，該頂面與該底面相互平行，該入光面連接於該頂面與該底面之間，該底面具有沿一第一方向排列的一第三區域、一第二區域以及一第一區域，該第二區域位於該第一區域與該第三區域之間，該第三區域位於該第二區域與該入光面之間，該第一方向平行於該入光面的法線方向，該第一方向為自該入光面朝向遠離該入光面的方向，且該底面由該第三區域、該第二區域以及該第一區域所組成；多個第一光學微結構，配置於該第一區域，該些第一光學微結構自該板體的該底面朝向該板體的該頂面凹陷，該些第一光學微結構中的每一個具有一第一迎光面，該第一迎光面朝向該板體的該入光面且直接連接該板體的該底面，且該第一迎光面與該板體的該底面夾有一第一迎光角；以及多個第二光學微結構，配置於該第二區域，該些第二光學微結構自該板體的該底面朝向該板體的該頂面凹陷，該些第二光學微結構中的每一個具有一第二迎光面，該第二迎光面朝向該板體的該入光面且直接連接該板體的該底面，且該第二迎光面與該板體的該底面夾有一第二迎光角，其中該第一迎光角的角度大於該第二迎光角的角度，配置於該第一區域的所有該些第一光學微結構的多個該第一迎光角的角度相同，配置於該第二區域的所有該些第二光學微結構的多個該第二迎光角的角度相同，該些第一光學微結構與該些第二光學微結構分離，該第一迎光面與該第二迎光面分離。
如請求項1所述的導光元件，其中該第二區域在該第一方向上的尺寸大於0.5毫米且小於1.5毫米。
如請求項1所述的導光元件，其中該第一迎光角的角度大於或等於17度，且小於或等於27度。
如請求項1所述的導光元件，其中該第二迎光角的角度大於或等於5度，且小於或等於12度。
如請求項1所述的導光元件，其中該底面的該第三區域為留白區。
如請求項5所述的導光元件，其中該第二區域在該第一方向上的尺寸與該第三區域在該第一方向上的尺寸的比例大於或等於0.083，且小於或等於0.75。
如請求項1所述的導光元件，其中該些第二光學微結構還配置於該第三區域。
如請求項1所述的導光元件，其中該第二區域包括多個第一子區域以及多個第二子區域，該些第一子區域以及該些第二子區域沿一第二方向交錯排列，該第二方向垂直於該第一方向，且該些第二光學微結構配置於該第一子區域，該導光元件還包括：多個第三光學微結構，配置於該第二子區域，該些第三光學微結構自該板體的該底面朝向該板體的該頂面凹陷，該些第三光學微結構中的每一個具有一第三迎光面，該第三迎光面朝向該板體的該入光面且直接連接該板體的該底面，該第三迎光面與該板體的該底面夾有一第三迎光角，且該第三迎光角的角度大於該第二迎光角的角度且小於該第一迎光角的角度。
如請求項8所述的導光元件，其中該些第二子區域至該入光面的距離小於該些第一子區域至該入光面的距離。
如請求項1所述的導光元件，其中該第二區域包括多個第一子區域以及多個第二子區域，該些第一子區域以及該些第二子區域沿一第二方向交錯排列，該第二方向垂直於該第一方向，該些第二光學微結構配置於該第一子區域，且該些第一光學微結構還配置於該第二子區域。
一種背光模組，用以提供一照明光束，該背光模組包括：一光源，用以提供一光束；以及；一導光元件，配置於該光束的傳遞路徑上，包括：一板體，具有一頂面、一底面以及一入光面，該頂面與該底面相互背向配置，該頂面與該底面相互平行，該入光面連接於該頂面與該底面之間，該光束由該入光面進入該導光板，該底面具有沿一第一方向排列的一第三區域、一第二區域以及一第一區域，該第二區域位於該第一區域與該第三區域之間，該第三區域位於該第二區域與該入光面之間，該第一方向平行於該入光面的法線方向，該第一方向為自該入光面朝向遠離該入光面的方向，且該底面由該第三區域、該第二區域以及該第一區域所組成；多個第一光學微結構，配置於該第一區域，該些第一光學微結構自該板體的該底面朝向該板體的該頂面凹陷，該些第一光學微結構中的每一個具有一第一迎光面，該第一迎光面朝向該板體的該入光面且直接連接該板體的該底面，且該第一迎光面與該板體的該底面夾有一第一迎光角；以及多個第二光學微結構，配置於該第二區域，該些第二光學微結構自該板體的該底面朝向該板體的該頂面凹陷，該些第二光學微結構中的每一個具有一第二迎光面，該第二迎光面朝向該板體的該入光面且直接連接該板體的該底面，且該第二迎光面與該板體的該底面夾有一第二迎光角，其中該第一迎光角的角度大於該第二迎光角的角度，配置於該第一區域的所有該些第一光學微結構的多個該第一迎光角的角度相同，配置於該第二區域的所有該些第二光學微結構的多個該第二迎光角的角度相同，該些第一光學微結構與該些第二光學微結構分離，該第一迎光面與該第二迎光面分離。
如請求項11所述的背光模組，其中該第二區域在該第一方向上的尺寸大於0.5毫米且小於1.5毫米。
如請求項11所述的背光模組，其中該第一迎光角的角度大於或等於17度，且小於或等於27度。
如請求項11所述的背光模組，其中該第二迎光角的角度大於或等於5度，且小於或等於12度。
如請求項11所述的背光模組，其中該底面的該第三區域為留白區。
如請求項15所述的背光模組，其中該第二區域在該第一方向上的尺寸與該第三區域在該第一方向上的尺寸的比例大於或等於0.083，且小於或等於0.75。
如請求項11所述的背光模組，其中該些第二光學微結構還配置於該第三區域。
如請求項11所述的背光模組，其中該第二區域包括多個第一子區域以及多個第二子區域，該些第一子區域以及該些第二子區域沿一第二方向交錯排列，該第二方向垂直於該第一方向，且該些第二光學微結構配置於該第一子區域，該導光元件還包括多個第三光學微結構，配置於該第二子區域，該些第三光學微結構自該板體的該底面朝向該板體的該頂面凹陷，該些第三光學微結構中的每一個具有一第三迎光面，該第三迎光面朝向該板體的該入光面且直接連接該板體的該底面，該第三迎光面與該板體的該底面夾有一第三迎光角，且該第三迎光角的角度大於該第二迎光角的角度且小於該第一迎光角的角度。
如請求項18所述的背光模組，其中該些第二子區域至該入光面的距離小於該些第一子區域至該入光面的距離。
如請求項18所述的背光模組，其中該光源包括多個發光元件，該些第一子區域的位置對應於該些發光元件，且該些第二子區域的位置對應於任意相鄰的該些發光元件之間的間隔。
如請求項11所述的背光模組，其中該第二區域包括多個第一子區域以及多個第二子區域，該些第一子區域以及該些第二子區域沿一第二方向交錯排列，該第二方向垂直於該第一方向，該些第二光學微結構配置於該第一子區域，且該些第一光學微結構還配置於該第二子區域。
如請求項21所述的背光模組，其中該光源包括多個發光元件，該些第一子區域的位置對應於該些發光元件，且該些第二子區域的位置對應於任意相鄰的該些發光元件之間的多個間隔。