TWI792755B - 光學膜片組、背光模組及顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種光學膜片組，配置以將來自於背光模組之導光板的光線導出。光學膜片組包含下稜鏡片及上稜鏡片。下稜鏡片具有複數個下稜鏡結構，且每一個下稜鏡結構沿著第一方向延伸。上稜鏡片設置在下稜鏡片之上方，其中上稜鏡片具有複數個上稜鏡結構，且每一個上稜鏡結構沿著第二方向延伸，其中第二方向不同於第一方向。第二方向與導光板之入光面的延伸方向之間具有範圍從25度至50度或從130度至155度之夾角，且包含端點值。

Description

光學膜片組、背光模組及顯示裝置

本揭露是有關於一種膜片組件及其應用，且特別是指可應用於背光模組之膜片組件、及使用此膜片組件之背光模組及顯示裝置。

一般常見的背光模組主要包含導光板與數張光學膜片，並透過光學膜片將從導光板射出之光線折射，並以正視角出光。然而，此種背光模組並無法應用在防窺顯示的產品上。因此，如何能夠透過改變光學膜片與導光板的搭配設計來產生良好的防窺效果，已成為相關業者積極努力的目標。

因此，本揭露之一目的是在提供一種光學膜片組及使用此膜片組件的背光模組及顯示裝置，透過光學膜片組的設計，可維持光線從正視角出光的出光量並降低光線從側向出光之雜散光。

根據本揭露之上述目的，提出一種光學膜片組，配置以將來自於背光模組之導光板的光線導出。光學膜片組包含下稜鏡片及上稜鏡片。下稜鏡片具有複數個下稜鏡結構，且每一個下稜鏡結構沿著第一方向延伸。上稜鏡片設置在下稜鏡片之上方，其中上稜鏡片具有複數個上稜鏡結構，且每一個上稜鏡結構沿著第二方向延伸，其中第二方向不同於第一方向。第二方向與導光板之入光面的延伸方向之間具有範圍從25度至50度或從130度至155度之夾角，且包含端點值。

依據本揭露之一實施例，上述之第二方向與導光板之入光面的延伸方向之間具有範圍從115度至140度或從220度至245度的夾角，且包含端點值。

依據本揭露之一實施例，上述之第一方向與第二方向互相垂直。

依據本揭露之一實施例，上述之光學膜片組更包含下擴散片設置在下稜鏡片下，且下擴散片包含複數個擴散粒子，這些擴散粒子使下擴散片具有50%至60%之霧度，且包含端點值。

依據本揭露之一實施例，上述之光學膜片組更包含上擴散片設置在上稜鏡片上。其中，上擴散片包含複數個擴散粒子，這些擴散粒子使上擴散片具有30%以下之霧度，且包含端點值。

依據本揭露之一實施例，上述之光學膜片組更包含下擴散片與上擴散片。其中，下擴散片與上擴散片之霧度比值為1.6至6，且包含端點值。

依據本揭露之一實施例，上述之下擴散片設置在下稜鏡片下，上擴散片設置在上稜鏡片上。上述之來自於導光板的光線依序通過下擴散片、下稜鏡片、上稜鏡片以及上擴散片後，一部分之光線沿著正視方向從上擴散片出光，另一部分之光線沿著側視方向從上擴散片出光，其中從側視方向出光的出光量與從正視方向出光的出光量之比值小於0.07。

依據本揭露之一實施例，上述之正視方向平行於上擴散片之出光法線，側視方向與出光法線之間具有大於45度之夾角。

依據本揭露之一實施例，上述之每一個下稜鏡結構與上稜鏡結構為一條狀結構。

根據本揭露之上述目的，另提出一種背光模組。背光模組包含導光板、光源以及上述之光學膜片組。導光板具有入光面以及出光面。光源鄰設於入光面。光學膜片組設置在出光面上方。

根據本揭露之上述目的，又提出一種顯示裝置。顯示裝置包含導光板、光源、上述之光學膜片組以及顯示面板。導光板具有入光面以及出光面。光源鄰設於入光面。光學膜片組設置在出光面上方。顯示面板設置在光學膜片組上方。

由上述可知，本揭露之光學膜片組主要是透過上稜鏡片的上稜鏡結構之延伸方向與入光面的夾角設計，並搭配下稜鏡片的下稜鏡結構之延伸方向與入光面的夾角變化，在維持光線從正視角出光的出光量的前提，來降低光線從側視角出光的出光量，藉以符合防窺顯示的光學需求。此外，本揭露之上稜鏡片與下稜鏡片的組合在搭配不同霧度的擴散片時，還可進一步達到減少從側視角出光之雜散光之效果。

請參照圖1，其係繪示依照本揭露之第一實施方式之一種背光模組之裝置示意圖。本實施方式之背光模組100主要包含導光板110、光源120以及光學膜片組200。光源120主要可提供光線至導光板110中，且光學膜片組200設置在導光板110的前方。光學膜片組200主要是用來降低從導光板110射出之光線從側視角出光的出光量，並維持從導光板110射出之光線從正視角出光的出光量，以使背光模組100能夠應用至防窺顯示的產品中。

如圖1所示，導光板110具有入光面111與出光面112。光源120鄰設於入光面111，且光源120所提供之光線從導光板110之入光面111進入導光板110中，再從導光板110之出光面112出光。在本實施例中，光學膜片組200包含下擴散片210、下稜鏡片220及上稜鏡片230，其中下擴散片210、下稜鏡片220、及上稜鏡片230係依序堆疊在導光板110之出光面112前方。

另請一併參照圖2及圖3，其分別係繪示依照本揭露之第一實施方式之一種下稜鏡片及上稜鏡片之前視圖。在本實施例中，下稜鏡片220具有複數個下稜鏡結構221，且每個下稜鏡結構221為條狀結構，並沿著第一方向D1延伸。第一方向D1與導光板110之入光面111的延伸方向A1之間具有夾角α。上稜鏡片230具有複數個上稜鏡結構231，且每一個上稜鏡結構231為條狀結構，且沿著第二方向D2延伸。其中，第二方向D2不同於第一方向D1。第二方向D2與導光板110之入光面111的延伸方向A1之間具有夾角β。在本實施例中，夾角β之範圍從25度至50度或從130度至155度，且包含端點值。藉此，從導光板110的出光面112射出的光線依序通過下擴散片210、下稜鏡片220與上稜鏡片230後，一部分之光線(例如圖1之光線L1)沿著一正視方向（或稱正視角）從上稜鏡片230出光，一部分之光線(例如圖1之光線L2)沿著一側視方向（或稱側視角）從上稜鏡片230出光。舉例而言，當使用者面對如圖1所示的背光模組100時，使用者正視背光模組100的中心位置，而在背光模組100的出光面上具有一通過所述中心位置的一延伸線P1，延伸線P1與正視方向所構成的平面P2（所述平面P2包含如圖1之陰影區域）上具有側視方向，其中，在此所指的正視方向係指光線平行於上稜鏡片230的法線方向，而側視方向係在前述的平面P2上與正視方向之間具有夾角θ。

另請一併參照圖4，圖4係繪示依照本揭露之第一實施方式之一種利用上稜鏡片之夾角設計所產生之正視角出光輝度與側視角出光輝度比較圖。由圖4可知，當上稜鏡片230的夾角β之範圍從25度至50度或從130度至155度(也就是圖4中之虛線方框所框選出的範圍)時，整體背光模組100可產生較大的正視角出光輝度以及較小的側視角出光輝度，這使得從側視方向出光的光線之出光量與從正視方向出光的光線之出光量的比值(也可稱為側視角出光佔比)較小，這表示透過上稜鏡片230的夾角β之範圍從25度至50度或從130度至155度的設計，可使側向出光量可降低。

另請參照下表一與表二，表一與表二為下稜鏡片220的夾角α與上稜鏡片230的夾角β的角度搭配所產生的光線L1與光線L2的出光結果。 表一

夾角β	25	30	35	40	45	50
夾角α	115	120	125	130	135	140
正視角出光量 (輝度)	5095	5139	5185	5214	5190	5166
側視角出光量 (輝度)	349.5	324	320.5	323	337	342.5
側視角出光佔比	6.85%	6.30%	6.18%	6.19%	6.49%	6.63%

表二

夾角β	130	135	140	145	150	155
夾角α	220	225	230	235	240	245
正視角出光量 (輝度)	5135	5186	5188	5153	5113	5080
側視角出光量 (輝度)	354.5	338.5	332.5	323	323.5	339
側視角出光佔比	6.90%	6.53%	6.41%	6.27%	6.33%	6.67%

根據上表一及表二可知，在上稜鏡片230的夾角β之範圍從25度至50度或從130度至155度時，側視角出光佔比均小於10%，甚至可小於7%，是可滿足防窺產品的需求。由此可知，下稜鏡片220的夾角α可設計在115度至140度或從220度至245度的夾角，且包含端點值；或是使上稜鏡片230的上稜鏡結構231的第二方向D2與下稜鏡片220的下稜鏡結構221的第一方向D1互相垂直，來達到如前述之降低側視角出光佔比的效果。

另請參照圖5，其係繪示依照本揭露之第一實施方式之一種下擴散片之側視圖。在一實施例中，下擴散片210包含複數個擴散粒子211。本揭露之下擴散片210主要是可減少於側視角（即正視方向與側視方向之間的夾角θ大於45度者）射出的雜散光，其中，雜散光是指即經過擴散粒子所造成的漫射，是屬於無特定方向性的光線。藉由平行光線L3入射進入下擴散片210時，一部分光線(例如光線L4)會平行穿透下擴散片210，一部分光線(例如光線L5)則經由擴散粒子211作用而從下擴散片210散射穿透，其中光線L5是指相對於平行光線L3的偏離角度大於2.5度者。其中，散射穿透下擴散片210的光線L5穿透率，與光線L4加上光線L5的穿透率總和的比值，可定義為下擴散片210的霧度。在本實施例中，下擴散片210具有50%至60%之霧度，且包含端點值。當下擴散片210的霧度在0%時，雖然能夠達到同樣較低的側視角出光佔比，但在出光面靠近入光側的均齊度則無法滿足需求；又，當下擴散片210的霧度在90%時，雖然能夠達到較低的側視角出光佔比，但其正視角的出光輝度卻又無法滿足需求，且在側視角所測量到的雜散光較大，而減損了產品的防窺效果。故下擴散片210的霧度在50%至60%時，可滿足產品的防窺目的，且在側視角產生較少之雜散光。須說明的是，相對於習知背光模組中用高霧度的下擴散片，例如90%霧度的下擴散片，容易產生較多的雜散光，本揭露是利用50%至60%的低霧度下擴散片，一方面滿足客戶要求的光學外觀，另一方面還能降低雜散光產生，進而滿足防窺產品的需求。

本揭露之背光模組亦可有不同的結構設計。另請參照圖6，其係繪示依照本揭露之第二實施方式之一種背光模組之裝置示意圖。本實施方式之背光模組300的結構大致上與圖1所示之背光模組100的結構相同，差異僅在於背光模組300進一步包含上擴散片440。如圖6所示，背光模組300主要包含導光板310、光源320以及光學膜片組400。光源320主要可提供光線至導光板310中，且光學膜片組400設置在導光板310的前方。光學膜片組400主要是用來降低從導光板310射出之光線從側視角出光的出光量，並至少維持從導光板310射出之光線從正視角出光的出光量，以使背光模組300能夠應用至防窺顯示的產品中。

如圖6所示，在本實施例中，光學膜片組400包含下擴散片410、下稜鏡片420、上稜鏡片430及上擴散片440，其中下擴散片410、下稜鏡片420、上稜鏡片430及上擴散片440係依序堆疊在導光板310之出光面的前方。其中，下稜鏡片420與上稜鏡片430的結構與圖1至圖3所示之下稜鏡片220與上稜鏡片230的結構實質上相同，故於此不再贅述。在本實施例中，上擴散片440的效果在於確保防窺顯示的產品能夠有更佳的光學品味，例如更佳的均齊度，特別是上擴散片440的霧度比下擴散片410的霧度低，如此可確保從上擴散片440射出的光線不會產生過多的雜散光，進一步使應用本揭露的光學膜片組的產品能夠滿足防窺特性。

在本實施例中，下擴散片410與上擴散片440具有例如圖5所示之擴散粒子211，且這些擴散粒子可使下擴散片410具有50%至60%(包含端點值)之霧度、且上擴散片440的霧度比下擴散片410的霧度低，例如30%以下。另請參照表三，表三是基於前述之上稜鏡片430的稜鏡結構與導光板310之入光面311延伸方向的夾角之範圍從25度至50度或從130度至155度的條件下，再搭配下擴散片410與上擴散片440的霧度變化，所產生之雜散光的量仍在防窺產品的容許範圍內。由表三可知，當下擴散片410的霧度在50%至60%、以及上擴散片440的霧度在30%以下時(包含端點值)，可產生較少之雜散光。此外，從表三之結果亦可推知，下擴散片410與上擴散片440之霧度比值範圍從1.6至6時，可滿足防窺特性的產品，同時產生較少之雜散光之外，且兼顧本實施例背光模組的光學品味，例如具有更佳的均齊度。 表三

上擴散片霧度 下擴散片霧度	10	15	30	70
50	5.72%	6.07%	6.46%	8.83%
60	5.91%	6.24%	6.53%	8.92%
90	6.88%	7.22%	7.52%	9.86%

另請參照圖7，其係繪示依照本揭露之一實施方式之一種顯示裝置之裝置示意圖。本實施方式之顯示裝置500包含如圖1所示之背光模組100以及顯示面板510。顯示面板510係設置在背光模組100的前方。藉此，顯示裝置500透過背光模組100中之光學膜片組200的設計，同樣可維持正視角出光量並降低側視角出光量之目的，故在此不再贅述。其中，本案實施例以圖1所示之背光模組100應用於顯示裝置500中僅用來作為示範說明用，並非用以限制本揭露。前述其他實施例的背光模組(例如圖6所示之背光模組300均可應用於顯示裝置中，以產生同樣之防窺效果。

由上述本揭露實施方式可知，本揭露之光學膜片組主要是透過上稜鏡片的上稜鏡結構之延伸方向與入光面的夾角設計，並搭配下稜鏡片的下稜鏡結構之延伸方向與入光面的夾角變化，在維持光線從正視角出光的出光量的前提，來降低光線從側視角出光的出光量，藉以符合防窺顯示的光學需求。此外，本揭露之上稜鏡片與下稜鏡片的組合在搭配不同霧度的擴散片時，還可進一步達到減少從側視角出光之雜散光之效果。

雖然本揭露之實施例已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露之實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之實施例的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露之實施例的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:背光模組

110:導光板

111:入光面

112:出光面

120:光源

200:光學膜片組

210:下擴散片

211:擴散粒子

220:下稜鏡片

221:下稜鏡結構

230:上稜鏡片

231:上稜鏡結構

300:背光模組

310:導光板

311:入光面

320:光源

400:光學膜片組

410:下擴散片

420:下稜鏡片

430:上稜鏡片

440:上擴散片

500:顯示裝置

510:顯示面板

A1:延伸方向

D1:第一方向

D2:第二方向

L1:光線

L2:光線

L3:光線

L4:光線

L5:光線

P1:延伸線

P2:平面

α:夾角

β:夾角

θ:夾角

為了更完整了解實施例及其優點，現參照結合所附圖式所做之下列描述，其中： 圖1係繪示依照本揭露之第一實施方式之一種背光模組之裝置示意圖； 圖2係繪示依照本揭露之第一實施方式之一種下稜鏡片之前視圖； 圖3係繪示依照本揭露之第一實施方式之一種上稜鏡片之前視圖； 圖4係繪示依照本揭露之第一實施方式之一種利用上稜鏡片之夾角設計所產生之正視角出光輝度與側視角出光輝度比較圖； 圖5係繪示依照本揭露之第一實施方式之一種下擴散片之側視圖； 圖6係繪示依照本揭露之第二實施方式之一種背光模組之裝置示意圖；以及 圖7係繪示依照本揭露之一實施方式之一種顯示裝置之裝置示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:背光模組

110:導光板

111:入光面

112:出光面

120:光源

200:光學膜片組

210:下擴散片

220:下稜鏡片

230:上稜鏡片

L1:光線

L2:光線

P1:延伸線

P2:平面

θ:夾角

Claims (11)

1. 一種光學膜片組，配置以將來自於一背光模組之一導光板的光線導出，其中該光學膜片組包含：一下稜鏡片，其中該下稜鏡片具有複數個下稜鏡結構，且每一該些下稜鏡結構沿著一第一方向延伸；以及一上稜鏡片，設置在該下稜鏡片之上方，其中該上稜鏡片具有複數個上稜鏡結構，且每一該些上稜鏡結構沿著一第二方向延伸，其中該第二方向不同於該第一方向，且該第二方向與該導光板之一入光面的延伸方向之間具有一夾角，其中範圍從25度至50度或從130度至155度之夾角，且包含端點值；一下擴散片，位於下稜鏡片下方；以及一上擴散片，位於上稜鏡片上方；其中，該上擴散片的霧度比該下擴散片的霧度低；其中，該下擴散片具有50%至60%之霧度，且包含端點值。
2. 如請求項1所述之光學膜片組，其中該下稜鏡片的第一方向與該導光板之一入光面的延伸方向之間具有範圍從115度至140度或從220度至245度之夾角，且包含端點值。
3. 如請求項2所述之光學膜片組，其中該第一方向與該第二方向互相垂直。
4. 如請求項1所述之光學膜片組，其中該下擴散片包含複數個擴散粒子。
5. 如請求項1所述之光學膜片組，其中該上擴散片包含複數個擴散粒子，該些擴散粒子使該上擴散片具有30%以下之霧度，且包含端點值。
6. 如請求項1所述之光學膜片組，其中該下擴散片與該上擴散片之霧度比值為1.6至6，且包含端點值。
7. 如請求項6所述之光學膜片組，其中來自於該導光板的該光線依序通過該下擴散片、該下稜鏡片、該上稜鏡片以及該上擴散片後，一部分之該光線沿著一正視方向從該上擴散片出光，一部分之該光線沿著一側視方向從該上擴散片出光，其中從該側視方向出光的出光量與從該正視方向出光的出光量之比值小於0.07。
8. 如請求項7所述之光學膜片組，其中該正視方向平行於該上擴散片之一出光法線，該側視方向與該出光法線之間具有大於45度之夾角。
9. 如請求項1所述之光學膜片組，其中每一該些下稜鏡結構與該些上稜鏡結構為一條狀結構。
10. 一種背光模組，包含：一導光板，具有一入光面以及一出光面；一光源，鄰設於該入光面；以及如請求項1至請求項9中任一項所述之光學膜片組，設置在該出光面上方。
11. 一種顯示裝置，包含：一導光板，具有一入光面以及一出光面；一光源，鄰設於該入光面；如請求項1至請求項9中任一項所述之光學膜片組，設置在該導光板之該出光面上方；以及一顯示面板，設置在該光學膜片組上方。

Images