TWM629699U - 背光模組 - Google Patents

Abstract

本新型創作提出一種背光模組，包括導光板、光源、上稜鏡片以及下稜鏡片。導光板具有入光面以及出光面。入光面連接於出光面。光源設置在導光板的入光面的一側。上稜鏡片設置在導光板的出光面的一側。上稜鏡片包括上基板以及多個第一稜鏡微結構。第一稜鏡微結構的截面呈等腰三角形，且其頂角落在80至90度的範圍內。下稜鏡片設置在導光板與上稜鏡片之間。下稜鏡片包括下基板以及多個第二稜鏡微結構。第二稜鏡微結構的截面呈等腰三角形，且其頂角落在100至130度的範圍內。本新型創作提供的背光模組，其出光光形具有較佳的光集中度。

Description

背光模組

本新型創作是有關於一種光學模組，且特別是有關於一種背光模組。

在側入式背光模組的結構中，除了光源與導光板外，還需要使用光學膜片來提高正向出光的強度。近來顯示器薄型化需求逐漸增加，而減少膜片的使用數量是薄型化最主要的開發方向，而使用兩張稜鏡片的高亮度模組將會是未來發展趨勢。

然而，在導光板搭配一般兩張具有相同稜鏡結構的稜鏡片的高亮度架構中，出光光線會被分散，且最大出光亮度的視角位置亦會偏移，造成正視角的能量下降。

“先前技術”段落只是用來幫助了解本新型創作內容，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新型創作一個或多個實施例所要解決的問題，在本新型創作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。

本新型創作提供一種背光模組，其出光光形具有較佳的光集中度。

本新型創作的一實施例提供一種背光模組，其包括導光板、光源、上稜鏡片以及下稜鏡片。導光板具有入光面以及出光面。入光面連接於出光面。光源設置在導光板的入光面的一側，且用以發出多個光束。上稜鏡片設置在導光板的出光面的一側。上稜鏡片包括上基板以及多個第一稜鏡微結構。上基板具有相對的第一表面與第二表面。第一稜鏡微結構設置在上基板的第一表面上。第一稜鏡微結構的截面呈等腰三角形，且其頂角落在80至90度的範圍內。下稜鏡片設置在導光板與上稜鏡片之間。下稜鏡片包括下基板以及多個第二稜鏡微結構。下基板具有相對的第三表面與第四表面。第三表面與第二表面相對設置。第二稜鏡微結構設置在下基板的第三表面上。第二稜鏡微結構的截面呈等腰三角形，且其頂角落在100至130度的範圍內。

在本新型創作的一實施例中，上述的第一稜鏡微結構之間的節距與第二稜鏡微結構之間的節距彼此相同。

在本新型創作的一實施例中，上述的第一稜鏡微結構的延伸方向與第二稜鏡微結構的延伸方向之間的夾角落在7至21度的範圍內。

在本新型創作的一實施例中，上述的第一稜鏡微結構的延伸方向與第二稜鏡微結構的延伸方向不平行於入光面。

在本新型創作的一實施例中，上述的第一稜鏡微結構之間的節距與第二稜鏡微結構之間的節距不相同。

在本新型創作的一實施例中，上述的第一稜鏡微結構的延伸方向與第二稜鏡微結構的延伸方向之間的夾角落在7至10度的範圍內。

在本新型創作的一實施例中，背光模組更包括第一擴散片，其中下稜鏡片設置在第一擴散片與導光板之間。

在本新型創作的一實施例中，上述的第一稜鏡微結構的延伸方向與第二稜鏡微結構的延伸方向之間的夾角落在0至21度的範圍內。第二稜鏡微結構的延伸方向平行於入光面。

在本新型創作的一實施例中，背光模組更包括第二擴散片，其中第二擴散片設置在上稜鏡片與下稜鏡片之間，上稜鏡片設置在第一擴散片與第二擴散片之間。

在本新型創作的一實施例中，上述的下基板的第四表面上設置光學膠層或多個角錐微結構。

基於上述，在本新型創作的一實施例的背光模組中，由於第一稜鏡微結構的頂角設計為落在80至90度的範圍內，且第二稜鏡微結構的頂角設計為落在100至130度的範圍內，因此，可在降低模組厚度的情況下，背光模組的出光光型視角轉正且具有較佳的光集中度。

為讓本新型創作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。

有關本新型創作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新型創作。

圖1是根據本新型創作的第一實施例的背光模組的剖面示意圖。請參考圖1，本實施例提供一種背光模組10，其包括導光板100、光源200、上稜鏡片300以及下稜鏡片400。

在本實施例中，導光板100的材質可為塑膠、玻璃或其他合適的材質，但本新型創作不以此為限。導光板100具有入光面100S1以及出光面100S2。入光面100S1連接於出光面100S2。

在本實施例中，光源200可為發光二極體（Light-emitting diode, LED）或其他合適的光源。光源200設置在導光板100的入光面100S1的一側，且用以朝向入光面100S1發出多個光束L。

在本實施例中，上稜鏡片300設置在導光板100的出光面100S2的一側。上稜鏡片300包括上基板302以及多個第一稜鏡微結構304。上基板302的材質可為聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate, PET）、聚碳酸酯（polycarbonate, PC）、K-樹脂（K-Resin，折射率1.65）或其他合適的材質。第一稜鏡微結構304的材質可為紫外光硬化膠材（UV glue）、K-樹脂（K-Resin，折射率1.65）或其他適合的高分子聚合物。在本實施例中，上基板302具有第一表面300S1與第二表面300S2，其中第二表面300S2朝向出光面100S2，第一表面300S1背向出光面100S2。第一稜鏡微結構304設置在上基板302的第一表面300S1上。第一稜鏡微結構304沿延伸方向E1延伸，在垂直於延伸方向E1的平面上，第一稜鏡微結構304的截面呈等腰三角形，且其頂角α1落在80至90度的範圍內。延伸方向E1例如是平行於入光面100S1。

在本實施例中，下稜鏡片400設置在導光板100與上稜鏡片300之間。下稜鏡片400包括下基板402以及多個第二稜鏡微結構404。相似於上稜鏡片300，下基板402的材質可為聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、K-樹脂（折射率1.65）或其他合適的材質。第二稜鏡微結構404的材質可為紫外光硬化膠材、K-樹脂（折射率1.65）或其他適合的高分子聚合物。在本實施例中，下基板402具有第三表面400S1與第四表面400S2，其中第四表面400S2朝向出光面100S2，第三表面400S1背向出光面100S2，第三表面400S1與第二表面300S2相對設置。第二稜鏡微結構404設置在下基板402的第三表面400S1上。第二稜鏡微結構404沿延伸方向E2延伸，在垂直於延伸方向E2的平面上，第二稜鏡微結構404的截面呈等腰三角形，且其頂角α2落在100至130度的範圍內，延伸方向E2例如是平行於入光面100S1。在一較佳的實施例中，第一稜鏡微結構304的頂角α1為90度，且第二稜鏡微結構404的頂角α2為120度，背光模組10相對於一般背光模組在正視角可產生約80%的亮度增益。

基於上述，在本實施例中，背光模組10包括上稜鏡片300與下稜鏡片400，上稜鏡片300上的第一稜鏡微結構304與下稜鏡片400上的第二稜鏡微結構404的截面分別呈等腰三角形，第一稜鏡微結構304的頂角α1落在80至90度的範圍內，且第二稜鏡微結構404的頂角α2落在100至130度的範圍內。因此，背光模組10相對於一般背光模組在正視角可產生約30%至80%的亮度增益，並且可在降低模組厚度的情況下，背光模組10的出光光型視角轉正且具有較佳的光集中度。而且，背光模組10的亮度增益值亦提高。

在本實施例中，第一稜鏡微結構304之間的節距（pitch）P1與第二稜鏡微結構404之間的節距P2彼此相同，例如50微米（μm）。其中，節距定義為稜鏡微結構之間重複的距離，例如相鄰稜鏡微結構的頂角之間的距離。而為了更好的解決稜鏡微結構之間因節距相同而互相干擾造成莫氏（moire）現象的問題，在其他實施例中，第一稜鏡微結構304的延伸方向E1與第二稜鏡微結構404的延伸方向E2之間的夾角落在7至21度的範圍內。

如表2所示，進一步而言，在其他實施例中，將第一稜鏡微結構304與第二稜鏡微結構設計為相同節距P1與P2，且第一稜鏡微結構304的延伸方向E1與第二稜鏡微結構404的延伸方向E2之間的夾角設計為落在7至21度的範圍內時，背光模組10產生了大約30%至50%的亮度增益。例如第一稜鏡微結構304的延伸方向E1與第二稜鏡微結構404的延伸方向E2之間的夾角為7、14、21度時，可分別產生50%、41%及30%的亮度增益。具體而言，第一稜鏡微結構304的延伸方向E1與第二稜鏡微結構404的延伸方向E2之間的夾角14度，使背光模組10具有較佳的亮度增益，其中第二稜鏡微結構404的延伸方向E2平行於入光面100S1且第一稜鏡微結構304的延伸方向E1與入光面100S1之間的夾角14度，亦可選擇第二稜鏡微結構404的延伸方向E2與入光面100S1之間的夾角7度且第一稜鏡微結構304的延伸方向E1與入光面100S1之間的夾角-7度（旋轉方向與第二稜鏡微結構404相反），藉由兩者的旋轉方向相反可進一步轉正水平視角。

針對改善莫氏現象的問題，在另一實施例中，第一稜鏡微結構304之間的節距P1與第二稜鏡微結構404之間的節距P2可設計為不相同，例如第一稜鏡微結構304之間的節距P1大於第二稜鏡微結構404之間的節距P2。舉例來說，第一稜鏡微結構304之間的節距P1為50微米，且第二稜鏡微結構404之間的節距P2可為落在18至24微米的範圍內，如此改善莫氏現象。進一步而言，當節距P1與P2設計為不相同時，第一稜鏡微結構304的延伸方向E1與第二稜鏡微結構404的延伸方向E2之間的夾角可落在7至10度的範圍內，即可改善莫氏現象。也就是說，當節距P1與P2設計為不相同時，延伸方向E1與E2只需調整較小的角度，可改善莫氏現象並同時減少稜鏡片旋轉的角度，以降低因稜鏡片旋轉造成的亮度損失。

在一實施例中，第一稜鏡微結構304的延伸方向E1與第二稜鏡微結構404的延伸方向E2不平行於入光面100S1。也就是說，入光面100S1所在的平面與延伸方向E1或E2之間的夾角大於0。

圖2是根據本新型創作的第一實施例的背光模組的出光光型示意圖。請同時參考圖1及圖2。在圖2中，節距P1與P2選擇為50微米，第一稜鏡微結構304的延伸方向E1旋轉7度，且第二稜鏡微結構404的延伸方向E2旋轉-7度（也就是入光面100S1與延伸方向E1及E2之間的夾角皆為7度，但延伸方向E1與E2之間的夾角為14度）。請參考圖2，當背光模組10的第一稜鏡微結構304的延伸方向E1與第二稜鏡微結構404的延伸方向E2設計為不平行於入光面100S1時，背光模組10的出光光形視角轉正且較集中。

圖3是根據本新型創作的第二實施例的背光模組的剖面示意圖。請參考圖3，背光模組10A與圖1的背光模組10相似，其主要差異在於：背光模組10A更包括第一擴散片500。此外，在本實施例中，下稜鏡片400設置在第一擴散片500與導光板100之間，且上稜鏡片300設置在第一擴散片500與下稜鏡片400之間。其中，第一擴散片500的霧度較佳是落在30至60%的範圍內。第一稜鏡微結構304的延伸方向E1與第二稜鏡微結構404的延伸方向E2之間的夾角落在0至21度的範圍內，且第二稜鏡微結構404的延伸方向E2平行於入光面100S1。

在本實施例中，由於背光模組10A更包括第一擴散片500，除了亮度可進一步增加10至25%，亦可減輕背光模組的彩虹紋的情況。此外，第一擴散片500的霧度越低，亮度增益的效果越佳，但仍具有減輕彩虹紋的效果。

圖4是根據本新型創作的第三實施例的背光模組的剖面示意圖。請參考圖4，背光模組10B與圖3的背光模組10A相似，其主要差異如下。在本實施中，下稜鏡片400設置在第一擴散片500’與導光板100之間，且第一擴散片500’設置在上稜鏡片300與下稜鏡片400之間。而第一擴散片500與第一擴散片500’的結構相同，背光模組10B具有的優點相似於背光模組10A，在此不再贅述。

圖5是根據本新型創作的第四實施例的背光模組的剖面示意圖。請參考圖5，背光模組10C與圖3的背光模組10A相似，其主要差異在於：背光模組10C更包括第二擴散片600。在本實施中，第二擴散片600設置在上稜鏡片300與下稜鏡片400之間，且下稜鏡片400設置在第二擴散片600與導光板100之間。雖然設置兩組擴散片500與600使亮度增益效果些微下降，但背光模組10C的整體畫面更佳。而背光模組10C其餘的優點相似於背光模組10A，在此不再贅述。

圖6是根據本新型創作的一實施例的背光模組中下稜鏡片設有光學膠層的剖面示意圖。圖7A是根據本新型創作的一實施例的背光模組中下稜鏡片設有角錐微結構的剖面示意圖。圖7B是圖7A中的角錐微結構的仰視示意圖。請參考圖6、圖7A與圖7B，圖6、圖7A及圖7B實施例的背光模組與圖1的背光模組10相似，其主要差異在於：下稜鏡片400的下基板402的第四表面400S2上設置光學膠層700（圖6）或多個角錐微結構800（圖7A）。其中，光學膠層700的材質可為折射率1.65的K-樹脂，而角錐微結構800較佳為低密度（例如彼此之間的距離大於0或大於第二稜鏡微結構404之間的節距）。由於背光模組在下基板402上設置光學膠層700或多個角錐微結構800，避免了下稜鏡片400與導光板100之間的吸附情況。相較於未設有光學膠層或多個角錐微結構的背光模組，本實施例的背光模組可提高1至2%的亮度增益。

綜上所述，在本新型創作的一實施例的背光模組中，由於上稜鏡片上的第一稜鏡微結構與下稜鏡片上的第二稜鏡微結構的截面分別呈等腰三角形，第一稜鏡微結構的頂角落在80至90度的範圍內，且第二稜鏡微結構的頂角落在100至130度的範圍內。因此，可在降低模組厚度的情況下，背光模組的出光光型視角轉正且具有較佳的光集中度。而且，背光模組的亮度增益值亦提高。

惟以上所述者，僅為本新型創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型創作實施之範圍，即大凡依本新型創作申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型創作專利涵蓋之範圍內。另外本新型創作的任一實施例或申請專利範圍不須達成本新型創作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，並非用來限制本新型創作之權利範圍。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。

10、10A、10B、10C:背光模組 100:導光板 100S1:入光面 100S2:出光面 200:光源 300:上稜鏡片 300S1:第一表面 300S2:第二表面 302:上基板 304:第一稜鏡微結構 400:下稜鏡片 400S1:第三表面 400S2:第四表面 402:下基板 404:第二稜鏡微結構 500、500’:第一擴散片 600:第二擴散片 700:光學膠層 800:角錐微結構 E1、E2:延伸方向 L:光束 P1、P2:節距 α1、α2:頂角

圖1是根據本新型創作的第一實施例的背光模組的剖面示意圖。 圖2是根據本新型創作的第一實施例的背光模組的出光光型示意圖。 圖3是根據本新型創作的第二實施例的背光模組的剖面示意圖。 圖4是根據本新型創作的第三實施例的背光模組的剖面示意圖。 圖5是根據本新型創作的第四實施例的背光模組的剖面示意圖。 圖6是根據本新型創作的一實施例的背光模組中下稜鏡片設有光學膠層的剖面示意圖。 圖7A是根據本新型創作的一實施例的背光模組中下稜鏡片設有角錐微結構的剖面示意圖。 圖7B是圖7A中的角錐微結構的仰視示意圖。

10:背光模組

100:導光板

100S1:入光面

100S2:出光面

200:光源

300:上稜鏡片

300S1:第一表面

300S2:第二表面

302:上基板

304:第一稜鏡微結構

400:下稜鏡片

400S1:第三表面

400S2:第四表面

402:下基板

404:第二稜鏡微結構

E1、E2:延伸方向

L:光束

P1、P2:節距

α1、α2:頂角

Claims (10)

1. 一種背光模組，包括：一導光板，具有一入光面以及一出光面，該入光面連接於該出光面；一光源，設置在該導光板的該入光面的一側，且用以發出多個光束；一上稜鏡片，設置在該導光板的該出光面的一側，該上稜鏡片包括：一上基板，具有相對的一第一表面與一第二表面；以及多個第一稜鏡微結構，設置在該上基板的該第一表面上，該些第一稜鏡微結構的截面呈等腰三角形，且其頂角落在80至90度的範圍內；以及一下稜鏡片，設置在該導光板與該上稜鏡片之間，該下稜鏡片包括：一下基板，具有相對的一第三表面與一第四表面，該第三表面與該第二表面相對設置；以及多個第二稜鏡微結構，設置在該下基板的該第三表面上，該些第二稜鏡微結構的截面呈等腰三角形，且其頂角落在100至130度的範圍內。
2. 如請求項1所述的背光模組，其中該些第一稜鏡微結構之間的節距與該些第二稜鏡微結構之間的節距彼此相同。
3. 如請求項1所述的背光模組，其中該些第一稜鏡微結構的延伸方向與該些第二稜鏡微結構的延伸方向之間的夾角落在7至21度的範圍內。
4. 如請求項3所述的背光模組，其中該些第一稜鏡微結構的該延伸方向與該些第二稜鏡微結構的該延伸方向不平行於該入光面。
5. 如請求項1所述的背光模組，其中該些第一稜鏡微結構之間的節距與該些第二稜鏡微結構之間的節距不相同。
6. 如請求項5所述的背光模組，其中該些第一稜鏡微結構的延伸方向與該些第二稜鏡微結構的延伸方向之間的夾角落在7至10度的範圍內。
7. 如請求項1所述的背光模組，更包括：一第一擴散片，其中該下稜鏡片設置在該第一擴散片與該導光板之間。
8. 如請求項7所述的背光模組，其中該些第一稜鏡微結構的延伸方向與該些第二稜鏡微結構的延伸方向之間的夾角落在0至21度的範圍內，該些第二稜鏡微結構的該延伸方向平行於該入光面。
9. 如請求項7所述的背光模組，更包括：一第二擴散片，設置在該上稜鏡片與該下稜鏡片之間，該上稜鏡片設置在該第一擴散片與該第二擴散片之間。
10. 如請求項1所述的背光模組，其中該下基板的該第四表面上設置一光學膠層或多個角錐微結構。

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