TWM645797U - 背光模組和顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種背光模組包括導光板、光源、光學膜片、第一稜鏡片以及第二稜鏡片。光源與光學膜片分別位在導光板的入光面與出光面。光學膜片包括基板以及延伸方向平行導光板的入光面的多個光學微結構。光學微結構包括第一斜面以及第二斜面，第一斜面和第二斜面與基板的表面之間分別具有第一底角和第二底角，其中第一底角和第二底角的角度介於50度至70度之間。第一稜鏡片以及第二稜鏡片各自具有多個稜鏡結構，光學微結構的延伸方向與多個稜鏡結構的延伸方向的夾角的角度介於85度至95度之間。一種具有前述背光模組的顯示裝置亦被提出。

Description

背光模組和顯示裝置

本新型創作是有關於一種背光模組以及顯示裝置。

作為非自發光顯示器(例如液晶顯示器)的光源，背光模組的效能決定了非自發光顯示器產品競爭力。舉例來說，在顯示器具有相同輝度下，背光模組若具有低功耗，除了可以達到節能效果延長電池使用時間之外，還可降低熱量的產生。降低背光模組的厚度及重量也可使顯示器更能滿足使用者的需求。故提升背光模組的輝度並同時降低背光模組的功耗及厚度始終是相關廠商關注的課題，而目前背光模組的效能依然有待提升。

“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，具有厚度小、組裝良率高、集光性能佳以及高輝度增益等優點。

本新型創作提供一種顯示裝置，具有低厚度、低功耗、高顯示亮度以及良率佳的優點。

本新型創作的其他目的和優點可以從本新型創作所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

本新型創作的實施例提出一種背光模組包括導光板、光源、光學膜片、第一稜鏡片以及第二稜鏡片。導光板具有互相連接的入光面與出光面。光源設置在導光板的入光面的一側，光學膜片重疊導光板的出光面。光學膜片包括基板以及多個光學微結構。基板具有表面，多個光學微結構設置在基板的表面上。多個光學微結構的延伸方向實質上平行入光面。多個光學微結構中的任一光學微結構包括第一斜面以及第二斜面，第一斜面與表面之間具有第一底角，第二斜面與基板的表面之間具有第二底角，其中第一底角和第二底角的角度介於50度至70度之間。第一稜鏡片以及第二稜鏡片重疊設置於光學膜片且各自具有多個稜鏡結構。第一稜鏡片的多個稜鏡結構具有第一延伸方向，第二稜鏡片的多個稜鏡結構具有第二延伸方向。多個光學微結構的延伸方向與第一延伸方向的夾角的角度介於85度至95度之間，多個光學微結構的延伸方向與第二延伸方向的夾角的角度介於85度至95度之間。

本新型創作的一實施例提出一種顯示裝置，包括上述背光模組及顯示面板。其中顯示面板設置在背光模組之上。

在本新型創作的一實施例中，光學微結構還包括遠離基板的頂角，且頂角的曲率半徑小於等於5微米。

在本新型創作的一實施例中，頂角朝向該導光板突出。

在本新型創作的一實施例中，第一底角以及該第二底角的角度實質上相等。

在本新型創作的一實施例中，還包括擴散結構層，設置在基板、第一稜鏡片以及第二稜鏡片的至少其中一者，其中擴散結構層的霧度小於等於50%。

在本新型創作的一實施例中，擴散結構層是設置在基板背離多個光學微結構的一側、第一稜鏡片背離多個稜鏡結構的一側以及第二稜鏡片背離多個稜鏡結構的一側的至少其中一者。

在本新型創作的一實施例中，光學微結構的材料包括多個擴散粒子。

在本新型創作的一實施例中，第一稜鏡片和第二稜鏡片設置於光學膜片和導光板之間。

在本新型創作的一實施例中，光學膜片設置於第一稜鏡片及第二稜鏡片之間，且第一稜鏡片位於光學膜片與導光板之間。

在本新型創作的一實施例中，第一稜鏡片的多個稜鏡結構朝向導光板的出光面。

在本新型創作的一實施例中，第一底角設置在光學微結構中靠近光源的一側，第一底角的角度大於第二底角的角度。

在本新型創作的一實施例中，多個光學微結構的延伸路徑在基板的垂直投影為波浪狀或折線狀。

基於上述，本新型創作的背光模組在導光板的出光面方向上可以僅包括一張光學膜片以及兩張稜鏡片，進一步降低背光模組的整體厚度，降低了背光模組的製作難易度及成本，也進一步增加了產品良率。並且在上述架構的基礎上，經由光學膜片上的光學微結構的底角的角度介於50度至70度之間，本新型創作的背光模組實際測量的輝度增益(Gain)可達182%，大幅提升背光模組的輝度，增進了顯示裝置的亮度及出光效率。

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。

圖1是本新型創作的第一實施例的一種顯示裝置的示意圖，圖2A是本新型創作的第一實施例的一種背光模組的側視圖，圖2B是本新型創作的第一實施例的一種背光模組的俯視圖。為了方便呈現光學微結構132、稜鏡結構142以及稜鏡結構152的延伸關係，圖2B省略了圖2A中基板131、載板141、載板151的繪示。請先同時參照圖1至圖2A，顯示裝置10包括顯示面板50及背光模組100，顯示面板50設置在背光模組100之上。其中背光模組100包括導光板110、光源120、光學膜片130、第一稜鏡片140以及第二稜鏡片150。

顯示面板50例如可以是非自發光顯示器，其包括顯示介質層、像素電路層、畫素電極、數據線、掃瞄線以及對應的驅動電路等(未繪示)，用以驅動顯示面板50上對應像素的顯示介質層(例如液晶層)。背光模組100提供光線至顯示面板50以產生對應的顯示影像。也就是說本新型的顯示面板50可以是液晶顯示器，本新型並不限於此。

導光板110具有互相連接的入光面110a與出光面110b。光源120設置於導光板110的入光面110a的一側，亦即本新型的背光模組可以為側光式背光模組，但並不限於此。在其他實施例中，光源120可以設置為直接接觸導光板110的入光面110a。在其他實施例中，入光面110a可以是內凹於導光板110的設計，光源120可以設置在導光板110的入光面110a內。也就是說，光源120可以放置於導光板110中，本新型並不限於此。導光板110的材質例如可以是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)、聚苯乙烯(Polystyrene, PS)或是聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)，光源120可以是採用包括發光二極體(Light Emitting Diode, LED)的光條或是冷陰極管(CCFL)，本新型並不限於此。為了能讓光自導光板110的出光面110b出光，在相對於出光面110b的底面可以設置網點或是微結構(未繪示)，當光源120發出的光線在底面碰到網點時，光線會往不同的角度漫反射而破壞全反射條件，即可讓光從導光板110的出光面110b出光。

請參照圖2A及圖2B，光學膜片130重疊設置於導光板110的出光面110b。具體來說，光學膜片130可以調整從出光面110b出射的光線，以提升背光模組110於垂直視角的輝度。更進一步來說，光學膜片130還包括基板131以及多個光學微結構132，多個光學微結構132設置在基板131背向導光板110的表面131S1上。光學微結構132的延伸方向(例如圖2A、圖2B中的方向Y)可以實質上平行導光板110的入光面110a。舉例來說，光學微結構132的稜線132R的沿伸方向可以實質上平行入光面110a。光學微結構132的材料可以是透光膠經固化後形成，且透光膠固化後的折射率可以介於1.56至1.59之間。舉例而言，本實施例的光學膜片130例如是高增益增亮膜（High Gain Brightness Enhancement Film, High Gain BEF），故可提高背光模組100的輝度。

更進一步來說，多個光學微結構132中的任一光學微結構132各自包括第一斜面132a以及第二斜面132b，第一斜面132a與基板131的表面131S1之間具有第一底角132c，第二斜面132b與基板131表面131S1之間具有第二底角132d。值得一提的是，第一底角132c的角度可以介於50度至70度之間，第二底角132d的角度也可以介於50度至70度之間。在一些實施例中，第一底角132c以及第二底角132d可以實質上相等。經由上述設計可有效提升導光板110在正視角方向(例如圖2A、2B中的方向Z)出光、使得背光模組100具有較佳的光學表現。並且在相關的模擬及實測中可顯示，相較於傳統的背光模組配置，本實施例的背光模組100的亮度增益可達1.82倍(請容於後文描述)。

另一方面，第一稜鏡片140以及第二稜鏡片150重疊設置於光學膜片130。更具體的來說，第一稜鏡片140以及第二稜鏡片150設置於導光板110的出光面110b的一側。並且光學膜片130設置於第一稜鏡片140及第二稜鏡片150之間，且第一稜鏡片140位於光學膜片130與導光板110之間。此外，第一稜鏡片140具有載板141以及多個稜鏡結構142，多個稜鏡結構142分別設置在載板141上，並朝向導光板110的出光面110b設置(例如為逆稜鏡片)。然而本新型並不限於此，在其他實施例中，多個稜鏡結構142也可以背向導光板110的出光面110b設置(例如為正稜鏡片)。另一方面，第二稜鏡片150也具有載板151以及多個稜鏡結構152，多個稜鏡結構152分別設置在載板151上，並背向導光板110的出光面110b的方向設置(例如為正稜鏡片)。載板141以及載板151的材質例如是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)、聚苯乙烯(Polystyrene, PS)或是聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)，多個稜鏡結構142以及多個稜鏡結構152的材質可以包括紫外光硬化膠材(UV glue)或其他適合的聚合物。在一些其他實施例中，多個稜鏡結構142以及多個稜鏡結構152的折射率可介於1.46至1.7之間。本實施例的第一稜鏡片140以及第二稜鏡片150例如是高增益增亮膜（High Gain Brightness Enhancement Film, High Gain BEF），故可以提高背光模組100的輝度。然而本新型不限於此。

另一方面，第一稜鏡片140的多個稜鏡結構142可以具有第一延伸方向，第一延伸方向可以實質上垂直於導光板110的入光面110a。更具體的說，多個稜鏡結構142的稜線142R的沿伸方向例如與圖2B中的方向X實質上平行。換一個角度來說，由於光學微結構132的延伸方向可以實質上平行導光板110的入光面110a，故也能理解為，光學微結構132的延伸方向與第一延伸方向的夾角可以介於85度至95度之間。另一方面，第二稜鏡片150的稜鏡結構152可以具有第二延伸方向，第二延伸方向可以實質上垂直於導光板110的入光面110a。更具體地說，多個稜鏡結構152的稜線152R的沿伸方向例如與圖2B中的方向X實質上平行。換一個角度來說，光學微結構132的延伸方向與第二延伸方向的夾角可以介於85度至95度之間。在一些實施例中，第一延伸方向和第二延伸方向可以實質上相同，並且稜線142R及稜線152R在導光板110的出光面110b上的垂直投影，可以皆垂直於稜線132R在導光板110的出光面110b上的垂直投影。在一些實施例中，第一延伸方向和第二延伸方向可以不相同，然而本新型並不限於此。

圖12是模擬本新型創作的導光板與不同底角的光學微結構的光學逆追跡示意圖。其中「40-40」的曲線代表光學微結構132的第一底角132c及第二底角132d皆為40度時在各視角和輝度增益的關係。類似地，「45-45」的曲線代表光學微結構132的第一底角132c及第二底角132d皆為45度時在各視角下和輝度增益的關係。其它曲線關係圖可參照上述，以下不贅述。由圖12可知，當本實施例的光學微結構132的第一底角132c及第二底角132d皆為60度時，單一導光板110的出光，可以和光學膜片130的光學微結構132的逆追跡得到較大的重疊，進而產生最佳的光線導正效果，可以使背光模組100具有較佳的輝度增益值。而根據實際測量的結果，經由上述第一稜鏡片140、光學膜片130以及第二稜鏡片150的配置，背光模組100的輝度增益(Gain)可以達到182%，大幅增進背光模組100的輝度及效率，使得在相同功率下顯示裝置10的亮度得以大幅提升，或者在功率下降的基礎上，顯示裝置10依然能維持相同的亮度，有效節省了儲能裝置(例如電池)的耗能，延長顯示裝置10的使用時間。

在其他實施例中，背光模組100可以進一步包括反射片(未繪示)，設置在導光板110背離出光面110b的一側。具體來說，反射片可以和光學膜片130分別設置在導光板110的相對兩側面。反射片可以是白反射片或是銀反射片，由於光源120所發出的光線部分會從導光板110的底面出射而造成光能損耗。因此透過反射片的設置可以將上述光線重新反射回導光板110，以增進光能利用率，然而本新型並不限於此，本新型的背光模組100也可以不包括霧度層。

值得一提的是，在其他實施例中背光模組100還可以包括霧度層(請容於後文描述)。霧度層可以具有適當的霧度值(haze)，可以將來自導光板110的光線經霧度層漫反射，進一步使背光模組的出光均勻化。然而本新型並不限於此，本新型的背光模組100也可以不包括霧度層。

另一方面，光學微結構132還包括遠離基板131的頂角132e。由於光學微結構132可以由紫外光膠材固化製作，故光學微結構132生成的頂角132e實際上呈一圓弧狀。換句話說，頂角132e實質上為具有曲率半徑的圓角。在一些實施例中，頂角132e的曲率半徑可以小於等於5微米，經由控制頂角132e的曲率半徑，可以使光學膜片130具有較佳的輝度增益。

圖13A至圖13C為模擬本新型創作的光學微結構，各參數和輝度增益的關係圖。舉例來說，圖13A為第一底角132c以及第二底角132d的角度皆為59度、不具霧度層、以及頂角132e的曲率半徑小於等於5微米等條件下，不同折射率的光學微結構132對輝度增益的關係圖。由圖13A可知，光學微結構132的折射率在1.56時可以具有較大輝度增益，並且隨著折射率的增加輝度對應降低。

類似地，圖13B為其餘參數相同的情況下，背光模組100若具有霧度層，其霧度值對輝度增益的關係圖。由圖13B可知，霧度層的霧度值在50%以下時可以具有較大的輝度增益，並在之後隨著霧度值的增加輝度對應降低。

另一方面，圖13C為其餘參數相同的情況下，第一底角132c以及第二底角132d的角度值對輝度增益的關係圖。由圖13C可知，當第一底角132c以及第二底角132d的角度相等且皆為59度時，可以具有較大的輝度增益，並且在大於60度後隨著角度值的增加輝度對應的降低。

綜合上述，經由對背光模組100或光學微結構132的各項參數進行光學模擬，可以得知各參數之間的搭配以得到最佳的輝度增益，並經由實際測量結果可以進一步優化背光模組100的出光效率，提升背光模組100的輝度增益。

圖15A、15B是實際測量本新型創作的背光模組的示例得到的亮度分佈圖。其中圖15A以及圖15B的差異為，圖15A的稜鏡結構142及稜鏡結構152和圖15B的稜鏡結構142及稜鏡結構152採用不同折射率的紫外光固化膠製成。由圖15A及圖15B可知，本實施例採用不同折射率的紫外光固化膠的背光模組100在垂直方向(或圖2A的方向Z)的聚光都大於水平方向(或圖1的方向X及方向Y)的聚光，其中在本實施例中所採用的不同折射率的紫外光固化膠固化後分別是折射率1.65及1.67，然不以此為限，只要紫外光固化膠固化後的折射率是大於1.6即可。換句話說，本實施例的背光模組100可使導光板110的光束聚集於垂直視角範圍內的比例增加，進而在垂直視角的角度範圍內提供高輝度增益。

以下將列舉另一些實施例以詳細說明本新型，其中相同的構件將標示相同的符號，並且省略相同技術內容的說明，省略部分請參考前述實施例，以下不再贅述。

圖3是本新型創作的第二實施例的一種背光模組的側視圖。請參照圖3，本實施例的背光模組100A與圖2A的背光模組100相似，其差異在於：多個光學微結構132在光學膜片130上的設置位置不同。具體來說，本實施例的光學膜片130的基板131具有與表面131S1相對的表面131S2，且表面131S2是朝向導光板110的出光面110b，光學微結構132是位於表面131S2且朝向導光板110的出光面110b設置。更進一步來說，光學微結構132的突出方向可以和第一稜鏡片140的稜鏡結構142的突出方向相同(例如皆朝向圖3中的方向Z的反方向)。也可以理解為，光學微結構132的頂角132e朝向導光板110突出。經由實際測量結果，背光模組100A也可以具有背光模組100近似的輝度增益，可以表現出較佳的光學效果。

圖4是本新型創作的第三實施例的一種背光模組的側視圖。請參照圖4，本實施例的背光模組100B與圖2A的背光模組100相似，其差異在於：背光模組100B還包括擴散結構層160，設置在光學膜片130的基板131。具體而言，擴散結構層160是設置在基板131面向導光板110的表面131S2上，也可以理解為，擴散結構層160是設置在基板131背離多個光學微結構132的一側。

請同時參照圖4及圖13B，擴散結構層160可以為前述的霧度層，擴散結構層160的霧度值可以小於等於50%。由圖13B可知，過高的霧度值將使得背光模組100B的輝度增益降低，背光模組100B的出光也會越發散。然而過低的霧度值將使得背光模組100B的遮瑕性降低。由於背光模組在組裝過程中各模層之間難免出現細部缺陷或異物(例如髒汙、粉塵顆粒或毛屑等)，使得在後端品管的光學檢測過程中容易被檢測出，致使組裝良率下降。換句話說，擴散結構層160具有適當的霧度值可提升背光模組100B的遮瑕性，進而提升背光模組100B的組裝良率，也可以理解為，背光模組100B各元件之間的製程容許度(process latitude)得以提升。

擴散結構層160可以選擇性的包括感光膠及擴散粒子。感光膠例如是紫外光硬化膠材(UV glue)，擴散粒子的材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)或是聚苯乙烯(Polystyrene, PS)。擴散粒子可以為不同粒徑的圓球狀粒子或不規則顆粒，本新型不限於此。在其他實施例中，擴散結構層160可以經由在基板131的表面131S2經機械加工、噴砂、銀粒子塗佈等方式形成。或者可以經由微影蝕刻製程、紫外光或電漿進行表面粗糙化處理，在基板131的表面131S2形成凹凸不平且亂數分布的微結構。也就是說，擴散結構層160可以與基板131的材料相同，本新型不限於此。由於擴散結構層160可以具有特定的霧度值，因此背光模組可以省略額外的擴散板，相較於常規的背光模組可以進一步縮減裝置的厚度，也有利於降低背光模組及顯示裝置的重量，較少的組裝元件也有利於提升背光模組100B的組裝良率，降低生產成本。

圖5是本新型創作的第四實施例的一種背光模組的側視圖。請參照圖5，本實施例的背光模組100C與圖4的背光模組100B相似，其差異在於：背光模組100C的擴散結構層160是設置在第一稜鏡片140。更具體來說，擴散結構層160設置在第一稜鏡片140的第一載板141的表面141S1上，並與第一載板141的表面141S2上的稜鏡結構142相對設置。也可以理解為，擴散結構層160是設置在第一稜鏡片140背離多個稜鏡結構142的一側。

背光模組100C的擴散結構層160也可以採用前述的方法進行設置。例如可以在載板141的表面141S1形成凹凸不平且亂數分布的微結構形成擴散結構層160，相關說明可以參照前述，於此不贅述。綜合上述，背光模組100C也可以達到和背光模組100B類似的技術效果。

圖6是本新型創作的第五實施例的一種背光模組的側視圖。請參照圖6，本實施例的背光模組100D與圖5的背光模組100C相似，其差異在於：背光模組100D的擴散結構層160是設置在第二稜鏡片150。更具體來說，擴散結構層160設置在第二稜鏡片150的第二載板151的表面151S2上，並與第二載板151的表面151S1上的稜鏡結構152相對設置。也可以理解為，擴散結構層160是設置在第二稜鏡片150背離多個稜鏡結構152的一側。

類似地，背光模組100D的擴散結構層160也可以採用前述的方法，在載板151的表面151S2上形成擴散結構層160，相關說明可以參照前述，於此不贅述。背光模組100D也可以達到高輝度增益，具有和背光模組100B類似的技術效果。

在其他實施例中，擴散結構層160的數量可以不只一層。也就是說，擴散結構層160可以分別設置在基板131背離多個光學微結構132的一側(例如設置在圖4至圖6中基板131的表面131S2)、設置在第一稜鏡片140背離多個稜鏡結構142的一側(例如設置在圖4至圖6中載板141的表面141S1)以及設置在第二稜鏡片150背離多個稜鏡結構152的一側(例如設置在圖4至圖6中載板151的表面151S2)的至少其中一者。經由多個擴散結構層160分別設置在光學膜片130、第一稜鏡片140及第二稜鏡片150上，也可以方便調整適當的霧度值，改善背光模組的輝度增益。

圖7是本新型創作的第六實施例的一種背光模組的側視圖。請參照圖7，本實施例的背光模組100E與圖2A的背光模組100相似，其差異在於：背光模組100E的光學微結構132還包括擴散粒子132P散佈在光學微結構132中。更具體來說，背光模組100E的光學微結構132可以具有霧度值。

經由光學微結構132中的擴散粒子132P，背光模組100E的光學膜片130的霧度值可以小於等於50%。藉此背光模組100E可以不須同前述的背光模組100B、背光模組100C以及背光模組100D設置擴散結構層160，亦即，背光模組100E所需要的霧度值可以由光學微結構132中的擴散粒子132P來提供。背光模組100E也可以達到和背光模組100B類似的技術效果，於此不贅述。

圖8是本新型創作的第七實施例的一種背光模組的側視圖。請參照圖8，本實施例的背光模組100F與圖2A的背光模組100相似，其差異在於：光學膜片130、第一稜鏡片140以及第二稜鏡片150的設置位置不同。詳細來說，背光模組100F的第一稜鏡片140和第二稜鏡片150是設置於光學膜片130和導光板110之間，且第二稜鏡片150是設置於光學膜片130和第一稜鏡片140之間。在其他實施例中，也可以是第一稜鏡片140設置於光學膜片130和第二稜鏡片150之間，本新型並不限於此。上述配置的背光模組100F也可以達到和前述的背光模組100類似的輝度增益以及集中於垂直視角出光的技術效果。

圖9是本新型創作的第八實施例的一種背光模組的側視圖。請參照圖9，本實施例的背光模組100G與圖2A的背光模組100相似，其差異在於：背光模組100G的光學微結構132的第一底角132c大於第二底角132d。具體而言，第一底角132c為光學微結構132中較靠近光源120的底角，也可以稱為背光角；第二底角132d為光學微結構132中較遠離光源120的底角，也可以稱為迎光角，換句話說，第一底角132c位於光源120與第二底角132d之間。在一些實施例中，第一底角132c例如可以為70度，第二底角132d例如可以為59度。也就是說，本實施例的第一底角132c設置在光學微結構132中靠近光源120的一側，且第一底角132c的角度大於第二底角132d的角度。經由上述背光模組100G也可以具有高輝度增益(請容於下文描述)。

圖14A至圖14D為模擬本新型創作的光學微結構，在第二底角固定的基礎上各參數和輝度增益的關係圖。圖14C為第二底角132d固定為59度、光學微結構132的折射率在1.585以及頂角132e的曲率半徑小於等於0.5微米等條件下，背光模組100G的第一底角132c對輝度增益的關係圖。請同時參照圖9及圖14C，由圖14C可知，當第二底角132d固定為59度，而第一底角132c小於59度時，背光模組100G具有較低的輝度增益，會造成在垂直於正向角度(例如圖9中的方向Z)的雜散光比例升高。但是當第一底角132c大於59度時(即迎光角大於背光角)，背光模組100G可以具有較佳的輝度增益。經由將第一底角132c介於59度至70度之間且大於第二底角132d，可以進一步優化背光模組100G的輝度增益以及光學效果，有效改良背光模組100G的出光效率。

另一方面，也可以持續對背光模組100G的出光效率進一步優化。圖14A為其餘參數相同的情況下，背光模組100G的光學微結構132的折射率對輝度增益的關係圖。由圖14A可知，光學微結構132的折射率在1.56時可以具有較佳的輝度增益，並在之後隨著折射率的增加輝度對應降低。類似地，圖14B為其餘參數相同的情況下，背光模組100G若具有霧度層(例如前述的擴散結構層160)，其霧度值對輝度增益的關係圖。由圖14B可知，霧度越大，輝度越低，視角越發散。類似地，圖14D為其餘參數相同的情況下，背光模組100G的光學微結構132的頂角132e的曲率半徑對輝度增益的關係圖。由圖14D可知，頂角132e的曲率半徑越大對背光模組100G的輝度增益越低，因此頂角132e的曲率半徑可以小於等於5微米。

圖10是本新型創作的第九實施例的一種背光模組的俯視圖。為了方便呈現光學微結構132’、稜鏡結構142以及稜鏡結構152的延伸關係，圖10省略了圖2A中基板131、載板141、載板151的繪示，相關元件的位置及描述可參照前述，此不贅述。請參照圖10，本實施例的背光模組100H與圖2B的背光模組100相似，其差異在於：背光模組100H的光學微結構構型不同。具體來說，背光模組100H的光學微結構132’的延伸路徑在基板131的垂直投影為波浪狀。也可以理解為，光學微結構132’仍然大致平行於導光板110的入光面110a的方向延伸(亦即朝著圖10中的方向Y延伸)，而第一斜面132’a與第二斜面132’b之間的頂角132’所形成的稜線132’R，在背光模組100H的俯視圖中為彎曲的曲線。

值得一提的是，透過光學微結構132’在導光板110的出光面110b的垂直投影為曲線，可以有效抑制光學膜片130、第一稜鏡片140及第二稜鏡片150之間的光學干涉所產生的亮暗條紋(摩爾紋)，可以有效提升背光模組100H的出光均勻性。

圖11是本新型創作的第十實施例的一種背光模組的俯視圖。為了方便呈現光學微結構132”、稜鏡結構142以及稜鏡結構152的延伸關係，圖11省略了圖2A中基板131、載板141、載板151的繪示，相關元件的位置及描述可參照前述，此不贅述。請參照圖11，本實施例的背光模組100I與圖10的背光模組100H相似，其差異在於：背光模組100I的光學微結構構型不同。具體來說，背光模組100I的光學微結構132”的延伸路徑在基板131的垂直投影為折線狀。也可以理解為，光學微結構132”仍然大致平行於導光板110的入光面110a的方向延伸(亦即朝著圖11中的方向Y延伸)，而第一斜面132’’a與第二斜面132’’b之間所形成的稜線132’’R，在背光模組100I的俯視圖中為稜角的折線。

經由光學微結構132”在導光板110的出光面110b的垂直投影為折線，可以有效抑制光學膜片130、第一稜鏡片140及第二稜鏡片150之間的光學干涉所產生的亮暗條紋，有效提升背光模組100I的出光均勻性。

值得一提的是，在其他實施例中光學微結構132’或是光學微結構132”也可以沿著背光模組100H或背光模組100I的厚度方向(亦即圖10或圖11的方向Z)上起伏設置。也可以理解為，光學微結構132’或光學微結構132’’不僅可以在圖10、圖11中的方向X及方向Y所構成的平面上呈現波浪狀或折線狀，也可以在方向X及方向Z所構成的平面上呈現波浪狀或折線狀。換句話說，光學微結構132’或光學微結構132’’可以在光學膜片130的上下左右各方向上浮動設置，也可以有效抑制光學干涉所產生的亮暗條紋，提升背光模組100H或背光模組100I的出光均勻性，本新型並不以此限。

綜上所述，本新型創作的背光模組可以在導光板的出光面方向上僅包括一張光學膜片以及兩張稜鏡片，進一步降低背光模組的整體厚度，降低了背光模組的製作難易度及成本，也進一步增加了產品良率。並且經由光學膜片上的光學微結構的底角介於50度至70度之間，本新型創作的背光模組實際測量的輝度增益(Gain)可達182%，大幅提升背光模組的輝度，增進了顯示裝置的亮度及出光效率。

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新型創作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:顯示裝置 50:顯示面板 100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I:背光模組 110:導光板 110a:入光面 110b:出光面 120:光源 130:光學膜片 131:基板 131S1、131S2、141S1、141S2、151S1、151S2:表面 132、132’、132”:光學微結構 132a、132’a、132”a:第一斜面 132b、132’b、132”b:第二斜面 132c:第一底角 132d:第二底角 132e:頂角 132P:擴散粒子 132R、132’R、132”R、142R、152R:稜線 140:第一稜鏡片 141、151:載板 142、152:稜鏡結構 150:第二稜鏡片 160:擴散結構層 X、Y、Z:方向

圖1是本新型創作的第一實施例的一種顯示裝置的示意圖。 圖2A是本新型創作的第一實施例的一種背光模組的側視圖。 圖2B是本新型創作的第一實施例的一種背光模組的俯視圖。 圖3是本新型創作的第二實施例的一種背光模組的側視圖。 圖4是本新型創作的第三實施例的一種背光模組的側視圖。 圖5是本新型創作的第四實施例的一種背光模組的側視圖。 圖6是本新型創作的第五實施例的一種背光模組的側視圖。 圖7是本新型創作的第六實施例的一種背光模組的側視圖。 圖8是本新型創作的第七實施例的一種背光模組的側視圖。 圖9是本新型創作的第八實施例的一種背光模組的側視圖。 圖10是本新型創作的第九實施例的一種背光模組的俯視圖。 圖11是本新型創作的第十實施例的一種背光模組的俯視圖。 圖12是模擬本新型創作的導光板與不同底角的光學微結構的光學逆追跡示意圖。 圖13A至圖13C為模擬本新型創作的光學微結構，各參數和輝度增益的關係圖。 圖14A至圖14D為模擬本新型創作的光學微結構，在第二底角固定的基礎上各參數和輝度增益的關係圖。 圖15A、15B是實際測量本新型創作的背光模組的示例得到的亮度分佈圖。

100:背光模組

110:導光板

110a:入光面

110b:出光面

120:光源

130:光學膜片

131:基板

131S1:表面

132:光學微結構

132a:第一斜面

132b:第二斜面

132c:第一底角

132d:第二底角

132e:頂角

132R:稜線

140:第一稜鏡片

141、151:載板

142、152:稜鏡結構

150:第二稜鏡片

X、Y、Z:方向

Claims (13)

1. 一種背光模組，包括： 一導光板，具有互相連接的一入光面與一出光面； 一光源，設置於該導光板的該入光面的一側； 一光學膜片，重疊設置於該導光板的該出光面，該光學膜片包括： 一基板，具有一表面；以及 多個光學微結構，設置在該基板的該表面上，該些光學微結構的延伸方向實質上平行該入光面，其中該些光學微結構中的任一光學微結構包括一第一斜面以及一第二斜面，該第一斜面與該表面之間具有一第一底角，該第二斜面與該表面之間具有一第二底角，其中該第一底角和該第二底角的角度介於50度至70度之間；以及 一第一稜鏡片以及一第二稜鏡片，重疊設置於該光學膜片且各自具有多個稜鏡結構，該第一稜鏡片的該些稜鏡結構具有一第一延伸方向，該第二稜鏡片的該些稜鏡結構具有一第二延伸方向，該些光學微結構的延伸方向與該第一延伸方向的夾角的角度介於85度至95度之間，該些光學微結構的延伸方向與該第二延伸方向的夾角的角度介於85度至95度之間。
2. 如請求項1所述的背光模組，其中該光學微結構還包括遠離該基板的頂角，且該頂角的曲率半徑小於等於5微米。
3. 如請求項2所述的背光模組，其中該頂角朝向該導光板突出。
4. 如請求項1所述的背光模組，其中該第一底角以及該第二底角的角度實質上相等。
5. 如請求項1所述的背光模組，還包括： 一擴散結構層，設置在該基板、該第一稜鏡片以及該第二稜鏡片的至少其中一者，其中該擴散結構層的霧度小於等於50%。
6. 如請求項5所述的背光模組，其中該擴散結構層是設置在該基板背離該些光學微結構的一側、該第一稜鏡片背離該些稜鏡結構的一側以及該第二稜鏡片背離該些稜鏡結構的一側的至少其中一者。
7. 如請求項1所述的背光模組，其中該些光學微結構的材料包括多個擴散粒子。
8. 如請求項1所述的背光模組，其中該第一稜鏡片和該第二稜鏡片設置於該光學膜片和該導光板之間。
9. 如請求項1所述的背光模組，其中該光學膜片設置於該第一稜鏡片及該第二稜鏡片之間，且該第一稜鏡片位於該光學膜片與該導光板之間。
10. 如請求項1所述的背光模組，其中該第一稜鏡片的該些稜鏡結構朝向該導光板的該出光面。
11. 如請求項1所述的背光模組，其中該第一底角設置在該光學微結構中靠近該光源的一側，該第一底角的角度大於該第二底角的角度。
12. 如請求項1所述的背光模組，其中該些光學微結構的延伸路徑在該基板的垂直投影為波浪狀或折線狀。
13. 一種顯示裝置，包括： 一顯示面板；以及 一背光模組，該顯示面板設置在該背光模組之上，其中該背光模組包括： 一導光板，具有互相連接的入光面與出光面； 一光源，設置於該導光板的該入光面的一側； 一光學膜片，重疊設置於該導光板的該出光面，該光學膜片包括： 一基板，具有一表面；以及 多個光學微結構，設置在該基板的該表面上，該些光學微結構的延伸方向實質上平行該入光面，其中該些光學微結構中的任一光學微結構包括一第一斜面以及一第二斜面，該第一斜面與該表面之間具有一第一底角，該第二斜面與該表面之間具有一第二底角，其中該第一底角和該第二底角的角度介於50度至70度之間；以及 一第一稜鏡片以及一第二稜鏡片，重疊設置於該光學膜片且各自具有多個稜鏡結構，該第一稜鏡片的該些稜鏡結構具有一第一延伸方向，該第二稜鏡片的該些稜鏡結構具有一第二延伸方向，該些光學微結構的延伸方向與該第一延伸方向的夾角的角度介於85度至95度之間，該些光學微結構的延伸方向與該第二延伸方向的夾角的角度介於85度至95度之間。

Images