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CN104848052A - 背光模块 - Google Patents

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CN104848052A
CN104848052A CN201410049862.3A CN201410049862A CN104848052A CN 104848052 A CN104848052 A CN 104848052A CN 201410049862 A CN201410049862 A CN 201410049862A CN 104848052 A CN104848052 A CN 104848052A
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CN
China
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light
backlight module
microstructures
reference plane
guide plate
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Application number
CN201410049862.3A
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English (en)
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李建辉
周民俊
刘明达
李清祥
刘昌成
邱文彦
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YANGSHENG LIGHTING CO Ltd
Original Assignee
YANGSHENG LIGHTING CO Ltd
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Priority to US14/611,284 priority patent/US9958591B2/en
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • F21LIGHTING
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    • F21S2/00Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
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Abstract

本发明公开了一种背光模块,其包括导光板、逆棱镜片以及第一光源。导光板具有底面、出光面、第一入光面以及多个微结构。底面与出光面彼此相对,且第一入光面连接底面与出光面。各微结构凹入或凸出于底面,且各微结构具有第一面以及第二面。至少其中一微结构的第一面以及第二面位于平行于第一入光面的第一参考平面的两侧。各第一面在垂直于第一入光面且垂直于出光面的第二参考平面上的截线为直线。各第一面与平行于出光面的一第三参考平面在导光板内所夹的第一夹角介于0度至20度之间,且各微结构在垂直出光面的方向上的厚度介于0微米至20微米之间。本发明的背光模块可在导光板与棱镜片相互搭配时,有效地提升光利用率及辉度。

Description

背光模块
技术领域
本发明关于一种光学模块,且特别是关于一种适用于显示设备的背光模块。
背景技术
随着显示技术的进步,平面显示器取代了传统阴极射线管(cathode raytube,CRT)的地位,并成为显示器的主流。在平面显示器中,又以液晶显示器(liquid crystal display,LCD)最为普及。一般的液晶显示器主要可由背光模块与液晶面板所构成。由于液晶面板本身不会发光,因此需背光模块提供显示所需之面光源。
一般而言,背光模块可区分为直下式背光模块与侧边入光式背光模块。以侧边入光式背光模块为例,其一般包括导光板、位于导光板之入光面的光源以及位于导光板之出光面的光学膜片。通过全反射原理,光源所发出的光束自入光面进入导光板后会被导引至整个导光板中。现有技术通过在导光板的底面及出光面设置多个微结构,以破坏光的全反射,让光束自导光板的出光面出射。自出光面出射的光束再通过位于导光板上方的光学膜片,而形成显示面板所需的面光源。
在现有技术中,位于导光板之出光面的这些微结构主要采喷砂制程。由于喷砂制程并无法有效地控制这些微结构的尺寸、形状、分布等设计参数,因此自导光板出射之光束有指向性低的问题。并且,在导光板与棱镜片相互搭配时,由于自导光板出射之光束与棱镜片在角度上的匹配性低,使得棱镜片难以有效地将来自导光板的光束导至垂直于出光面而出射,从而降低了背光模块整体的光利用率及辉度。此外,喷砂制程容易造成亮点的产生。上述种种将使得背光模块整体的光学品质难以提升。因此,如何针对上述问题进行解决,实为本领域技术人员值得关注的重点之一。
中国台湾专利第I375822、M264503、I296694、M264504、I301920号以及中国台湾专利公开第201344307号分别揭露多种导光板的微结构设计,用以破坏光的全反射以及提升光利用率。
发明内容
本发明提供一种背光模块,可在导光板与棱镜片相互搭配时,有效地提升光利用率及辉度。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的,本发明之一实施例提供一种背光模块,包括导光板、逆棱镜片以及第一光源。导光板具有底面、出光面、第一入光面以及多个微结构。底面与出光面彼此相对,且第一入光面连接底面与出光面。各微结构凹入或凸出于底面,且各微结构具有第一面以及第二面。至少其中一微结构的第一面以及第二面位于平行于第一入光面的第一参考平面的两侧,其中各第一面在垂直于第一入光面且垂直于出光面的第二参考平面上的截线为直线。各第一面与平行于出光面的第三参考平面在导光板内所夹的第一夹角介于0度至20度之间,且各微结构在垂直出光面的方向上的厚度介于0微米至20微米之间。逆棱镜片位于出光面上。第一光源位于第一入光面旁。
在本发明的一实施例中,凹入于底面的微结构的第一面位于第一入光面与第二面之间,凸出于底面的微结构的第二面位于第一入光面与第一面之间。
在本发明的一实施例中,上述的各微结构在垂直第一入光面的方向上的长度介于0微米至500微米之间,且各微结构在平行第一入光面且平行出光面的方向上的宽度介于0微米至500微米之间。
在本发明的一实施例中,上述至少一微结构的第一面以及第二面在第一参考平面上的截线为曲线。
在本发明的一实施例中,上述的第二面在第二参考平面上的截线为直线或曲线。
在本发明的一实施例中,上述的各微结构的第二面与第一面彼此不对称。
在本发明的一实施例中,上述的各第二面与出光面在导光板内所夹的第二夹角介于0度至90度之间。
在本发明的一实施例中,上述的这些微结构的尺寸由第一入光面往远离第一入光面的方向增加。
在本发明的一实施例中,上述的两个相邻的微结构之间的间距由第一入光面往远离第一入光面的方向减少。
在本发明的一实施例中,上述的导光板还包括第二入光面。第二入光面与第一入光面彼此相对,且第二入光面连接底面与出光面。背光模块还包括第二光源,位于第二入光面旁。
在本发明的一实施例中,上述的各微结构的第二面与第一面相互对称,且各第二面与出光面在导光板内所夹的第二夹角介于0度至20度之间。
在本发明的一实施例中,上述的各微结构的第一面以及第二面分别包括多个两两相互连接的平面。
在本发明的一实施例中,相对邻近第一入光面的这些微结构的形状与相对邻近第二入光面的这些微结构的形状相互对称。
在本发明的一实施例中,上述的各微结构的第一面与第二面彼此连接。
在本发明的一实施例中,上述的各微结构还具有连接面。连接面连接第一面与第二面,且连接面在第二参考平面上的截线为直线或曲线,连接面在第一参考平面上的截线为多折线或曲线。
在本发明的一实施例中,上述的连接面在垂直第一入光面的方向上的长度介于0微米至20微米之间。
在本发明的一实施例中,上述的导光板还包括位于出光面的柱状透镜结构。柱状透镜结构具有多个彼此平行的柱状透镜,其中这些柱状透镜的一緃长方向垂直于第一入光面,且各柱状透镜朝逆棱镜片凸出。
在本发明的一实施例中,上述的背光模块还包括光学膜片,其中逆棱镜片位于导光板与光学膜片之间,且光学膜片为双重亮度增亮膜(DualBrightness Enhancement Film,DBEF)或扩散片。
在本发明的一实施例中,上述的各微结构的第一面以及第二面分别为曲面。
在本发明的一实施例中,上述的这些微结构的这些第一夹角皆相同。
在本发明的一实施例中,上述的各第一面以及各第二面在第一参考平面上的截线为多折线。
在本发明的一实施例中,上述的各第一面以及各第二面在第三参考平面上的截线为曲线。
在本发明的一实施例中,上述的各第一面以及各第二面在第三参考平面上的截线为多折线。
基于上述,本发明上述实施例的背光模块通过微结构之第一面的设计,提升光束的指向性,并使微结构与棱镜片在角度上相互匹配。如此一来,棱镜片能够有效地将来自导光板的光束导至垂直于出光面而出射,使背光模块整体的光利用率及辉度能够有效地提升。此外,透过调整各微结构在垂直出光面的方向上的厚度设计等各微结构的尺寸设计。除了能够降低微结构的可视性之外,还有助于提升背光模块整体的光学品质以及区域亮度调变的多样性。
附图说明
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
图1是依照本发明的第一实施例的一种背光模块的剖面示意图。
图2A是图1中的微结构的上视示意图。
图2B是图1中的微结构在第一参考平面上的剖面示意图。
图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、及图9A分别是依照本发明的第一实施例的微结构的第二至第八实施型态的上视示意图。
图3B、图4B、图5B、图6B、图7B及图8B分别是依照本发明的第一实施例的微结构的第二至第七实施型态在第一参考平面上的剖面示意图。
图3C、图4C、图5C、图6C、图7C及图8C分别是依照本发明的第一实施例的微结构的第二至第七实施型态在第二参考平面上的剖面示意图。
图9B是依照本发明的第一实施例的微结构之第一面的第八实施型态在第一参考平面上的剖面示意图。
图10至图13是依照本发明的第二至第五实施例的四种背光模块的剖面示意图。
具体实施方式
有关本发明之前述及其它技术内容、特点与功效,在以下配合附图之多个实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语,例如“上、下、前、后、左、右”等,仅是附图的方向。因此,使用的方向用语是用来说明,而非用来限制本发明。
图1是依照本发明的第一实施例的一种背光模块在第二参考平面R2上的剖面示意图。图2A是图1中的微结构的上视示意图。图2B是图1中的微结构在第一参考平面R1上的剖面示意图。请参照图1、图2A及图2B,背光模块100包括一导光板110、一逆棱镜片120以及一第一光源130。导光板110具有一底面112、一出光面114、一第一入光面116以及多个微结构M。底面112与出光面114彼此相对且例如为互相平行,且第一入光面116连接底面112与出光面114。逆棱镜片120位于出光面114上,而第一光源130位于第一入光面116旁,且第一光源130用于朝第一入光面116出射光束B。
各微结构M具有一第一面M1以及一第二面M2,其中第一面M1以及第二面M2位于平行于第一入光面116的一第一参考平面R1的两侧。在本实施例中,各微结构M的第二面M2位于第一入光面116与第一面M1之间。此外,各微结构M的第一面M1连接第二面M2,即各微结构M的第一面M1与第二面M2彼此连接。然而,本发明不限于上述。
如图1所示,本实施例的各第一面M1以及各第二面M2在垂直于第一入光面116且垂直于出光面114的一第二参考平面R2上的截线X1、X2分别为直线。此外,如图2A所示,各第一面M1以及各第二面M2在平行出光面114的一第三参考平面R3上的截线X3、X4分别为曲线。并且,如图2B所示,各第一面M1以及各第二面M2在第一参考平面R1上的截线X5、X6(截线X5、X6完全重叠)分别为曲线。也就是说,各微结构M的第一面M1以及第二面M2分别为曲面。然而,本发明并不限于上述。在其它实施例中,第二面M2在第二参考平面R2上的截线X2也可以为曲线。此外,各第一面M1以及各第二面M2在第一参考平面R1上的截线X5、X6可均为曲线或均为多折线,另外各第一面M1以及各第二面M2在第三参考平面R3上的截线X3、X4可均为曲线或均为多折线。
通过使各第一面M1在垂直于第一入光面116且垂直于出光面114的第二参考平面R2上的截线X1为直线,可提升光束B的指向性,使自第一入光面116入射至导光板110内的光束B在经由第一面M1反射后能够以特定的角度朝出光面114传递。所述特定的角度端视各第一面M1与第三参考平面R3在导光板110内所夹的第一夹角θ1而定。本实施例设计第一夹角θ1介于0度至20度之间,以使微结构M与逆棱镜片120在角度上相互匹配,其中逆棱镜片120的顶角角度例如为60至70度,以提升光束B2的正向出光率。详言之,通过上述角度的设计,可令自出光面114出射之光束B1与垂直出光面114的方向D1夹60至80度。如此一来,逆棱镜片120将能够有效地将来自导光板110的光束B1导至垂直于出光面114而出射,使得背光模块100整体的光利用率及辉度能够有效地提升。
本实施例主要是通过微结构M的设计控制自出光面114出射之光束B1的角度,因此导光板110的出光面114可以为平面。也就是说,相较于现有的导光板制程,本实施例的导光板110的出光面114可以省略形成出光面之微结构的步骤。再者,由于微结构M可通过精密加工方式制作,如快刀伺服系统(Fast Tool Servo,FTS)、曝光显影或其它合适的方式。因此,微结构M之第一面M1以及第二面M2的表面粗糙度得以降低,而有助于降低光束B在第一面M1以及第二面M2漫射的程度,而提升背光模块100整体的光学效率。
透过同时控制各微结构M在垂直出光面114的方向D1上的厚度设计,及各微结构M在垂直第一入光面116的方向D2上的长度L的大小。举例而言,当各微结构M的厚度H介于0微米至20微米之间时,各微结构M的长度L介于0微米至500微米之间。另外,依据不同的设计需求,各微结构M在平行第一入光面116且平行出光面114的方向D3上的宽度W介于0微米至500微米之间。也就是说,各微结构M的长度L与宽度W的比值可以大于、小于或等于1,其端视设计需求而定。在本实施例中,各微结构M的设计参数例如是长度L小于100微米且大于0微米、宽度W小于100微米且大于0微米、厚度H小于10微米且大于0微米,且第一夹角θ1介于0度至10度之间。此外,如图2A所示,在垂直于底面112的方向D1视之(俯视或仰视),各微结构M的第一面M1的形状例如为钟(bell)形,而第二面M2的形状例如为弓形,但本发明不限于此。
透过适当地调变各微结构M的厚度H,除了能够降低微结构M的可视性之外,还能够提升微结构M在分布位置及分布密度上的可调变程度,从而有助于提升背光模块100整体的光学品质以及区域亮度调变的多样性。
所述调变区域亮度的方法例如通过改变两个相邻的微结构M之间的间距。如图1所示,在这些微结构M的第一夹角θ1皆相同且这些微结构M的尺寸皆相同的设计架构下,可使两个相邻的微结构M之间的间距P由第一入光面116往远离第一入光面116的方向(即方向D2)减少。然而,本发明并不限于上述。在另一实施例中,在第一夹角θ1皆相同且两个相邻的微结构M之间的间距P由第一入光面116往远离第一入光面116的方向减少的设计架构下,也可令这些微结构M的尺寸由第一入光面116往远离第一入光面116的方向增加。在又一实施例中,还可通过改变微结构M的第一夹角θ1,例如使这些微结构M的第一夹角θ1随分布位置而有所不同,以调变区域亮度。
逆棱镜片120具有多个彼此平行的三角柱状棱镜122,其中这些三角柱状棱镜122的一緃长方向垂直于第二参考平面R2(即平行于方向D3),且各三角柱状棱镜122朝出光面114凸出,即逆棱镜片120的顶角朝出光面114凸出。在本实施例中,各三角柱状棱镜122在第一参考平面R1上的截线为直线,且各三角柱状棱镜122在第二参考平面R2上的截线为多折线。
第一光源130例如包括多个发光二极体(图1仅示出一个),且这些发光二极体沿方向D3排列。或者,第一光源130也可以是冷阴极萤光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)(图1未示出),且冷阴极萤光灯管的延伸方向平行方向D3。
另外,本实施例的背光模块100可选择性地包括一底反射片140、一柱状透镜结构150以及一光学膜片160的至少其中一者(图1将底反射片140、柱状透镜结构150以及光学膜片160全部示出,但本发明不限于此)。底反射片140位于底面112下,用以使自底面112穿出导光板110外的光束反射回导光板110内,从而提升光利用率。
位于导光板110的出光面114的柱状透镜结构150具有多个彼此平行的柱状透镜152(图1中因剖面方向而仅示出一个柱状透镜152),其中这些柱状透镜152的一纵长方向垂直于第一入光面116。在本实施例中,这些柱状透镜152朝方向D3排列,且分别朝方向D2延伸。
此外,各柱状透镜152朝逆棱镜片120凸出。在本实施例中,各柱状透镜152在第一参考平面R1上的截线为曲线,且各柱状透镜152在第二参考平面R2上的截线为直线。然而,本发明不限于上述。在其它实施例中,各柱状透镜152在第一参考平面R1上的截线可为多折线,且各柱状透镜152在第二参考平面R2上的截线为直线。柱状透镜结构150用于降低各微结构M的可视性。当微结构M的尺寸甚小而可视性低时,例如是各微结构M的长度L及宽度W分别小于80微米时,可以省略柱状透镜结构150的设置。
光学膜片160位于逆棱镜片120上,且逆棱镜片120位于光学膜片160与导光板110之间。光学膜片160可以是双重亮度增亮膜(Double BrightnessEnhanced Film,DBEF),例如3M公司的VikuitiTMDual BrightnessEnhancement Film-Embossed(DBEF-E)或VikuitiTMDual BrightnessEnhancement Film II(DBEF-II)等。光学膜片160也可以是扩散片。图1以扩散片为例,其可扩散来自逆棱镜片120的光束B1,也就是使自扩散片出射的光束B2具有扩散的效果。换言之,扩散片用于提升背光模块100出光的均匀性。
现有的背光模块至少需要两片扩散片以及两片棱镜片,以获得所需之辉度及均匀度。相较之下,本实施例的背光模块100可以仅设置一片扩散片以及一片逆棱镜片。换言之,本实施例的背光模块100至少可以省略一片扩散片以及一片棱镜片的设置,而具有相对薄的整体厚度。
须说明的是,图1、图2A及图2B仅示意性地示出微结构的其中一实施型态,但本发明不限于此。图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A分别是依照本发明的第一实施例的微结构的第二至第八实施型态的上视示意图。图3B、图4B、图5B、图6B、图7B及图8B分别是依照本发明的第一实施例的微结构的第二至第七实施型态在第一参考平面R1上的剖面示意图。图3C、图4C、图5C、图6C、图7C及图8C分别是依照本发明的第一实施例的微结构的第二至第七实施型态在第二参考平面R2上的剖面示意图。图9B是依照本发明的第一实施例的微结构之第一面的第八实施型态在第一参考平面R1上的剖面示意图。
请参见图3A至图3C,本实施例之微结构Ma的尺寸设计大致相同于图2A之微结构M的尺寸设计,相同的内容可参照图2A及其对应的描述,于此便不再赘述。与微结构M的主要差异在于,微结构Ma进一步包括一连接面M3,其中连接面M3连接第一面M1与第二面M2。此外,连接面M3在第一参考平面R1及第二参考平面R2上的截线X7、X8分别为曲线。然而,本发明不限于此。在其它实施例中,连接面M3在第一参考平面R1上的截线X7为多折线或曲线,且连接面M3在第二参考平面R2上的截线X8为直线或曲线。另外,连接面M3在垂直第一入光面116的方向D2上的长度例如介于0微米至20微米之间。然而,本发明不限于此。
请参见图4A至图4C,本实施例之微结构Mb大致相同于图3A之微结构Ma,且其尺寸设计也可参照图2A之微结构M的尺寸设计,于此便不再赘述。与微结构Ma的主要差异在于,微结构Mb的连接面M3在第二参考平面R2上的截线X8为直线。
请参见图9A至图9B,本实施例之微结构Mc的尺寸设计大致相同于图2A之微结构M的尺寸设计,相同的内容可参照图2A及其对应的描述,于此便不再赘述。与微结构M的主要差异在于,微结构Mc的第一面M1、第二面M2在第三参考平面R3上的截线X3、X4为多折线,且第一面M1、第二面M2在第一参考平面R1上的截线X5、X6为多折线。此外,以垂直于底面112(参见图1)的方向D1视之,微结构Mc的第一面M1的形状例如为梯形,而第二面M2的形状例如为梯形。此外,在其它实施例中,微结构Mc也可具有连接面M3,且连接面M3连接第一面M1与第二面M2。
在背光模块为单侧入光的设计架构下,如图2A、图3A、图4A、及图9A所示,各微结构M、Ma、Mb、Mc的第二面M2与第一面M1可彼此不对称。此外,各第二面M2与第三参考平面R3在导光板110内所夹的第二夹角θ2(如图1所示)可介于0度至90度之间。然而,本发明之微结构的实施型态并不限于上述。请参见图5A至图5C、图6A至图6C及图7A至图7C,微结构Me、Mf、Mg大致相同于微结构M、Ma、Mb,且微结构Me、Mf、Mg的尺寸设计可参照图2A及其对应的描述,于此便不再赘述。与微结构M、Ma、Mb的主要差异在于,微结构Me、Mf、Mg的第二面M2与第一面M1相互对称,且各第二面M2与第三参考平面R3在导光板110内所夹的第二夹角θ2(如图1所标示)介于0度至20度之间。此外,以垂直于底面112(参见图1)的方向D1视之,各微结构Me、Mf、Mg的第一面M1及第二面M2的形状例如为钟形。另外微结构Mg与微结构Mf的主要差异在于,微结构Mg的第三面M3在第二参考平面R2上的截线X8为直线,而微结构Mf的第三面M3在第二参考平面R2上的截线X8为曲线。
请参见图8A至图8C,微结构Mh大致相同于微结构Me,且其尺寸设计可参照图2A及其对应的描述,于此便不再赘述。与微结构Me的主要差异在于,微结构Mh的第一面M1以及第二面M2分别包括多个两两相互连接的平面,此实施例以三组相互连接的平面(平面M1a平面与M2a相连、平面M1b与平面M2b相连且平面M1c与平面M2c相连)为例。此外,第一面M1以及第二面M2在第三参考平面R3上的截线X3、X4为多折线,且第一面M1以及第二面M2在第一参考平面R1上的截线X5、X6为多折线。另外,以垂直于底面112(参见图1)的方向D1视之,各微结构Mh的第一面M1及第二面M2的形状例如为梯形。
上述各微结构M、Ma、Mb、Mc、Me、Mf、Mg、Mh可以凸出于导光板110的底面112(如图1所示),但本发明不限于此。图10至图13是依照本发明的第二至第五实施例的四种背光模块的剖面示意图。请参照图10,背光模块100a大致相同于图1的背光模块100,其中相同的元件以相同的标号表示,于此便不再赘述这些元件的相对配置关系、作用及功效。背光模块100a与背光模块100的差异在于,本实施例的各微结构MM凹入于底面112,且各微结构MM的第一面M1位于第一入光面116与第二面M2之间。如此,第一面M1将能够将大部分来自第一入光面116的光束B以特定的角度导引至出光面114。在图10的实施例中,各微结构MM可应用前述微结构M、Ma、Mb、Mc、Me、Mf、Mg、Mh的尺寸设计,但是将凸出的设计改成凹入,并调换第一面M1与第二面M2的相对位置。然而,因图10的背光模块100a为单侧入光,因此背光模块100a较佳是采用微结构M、Ma、Mb、Mc、Md的尺寸设计,但是将凸出的设计改成凹入,并调换第一面M1与第二面M2的相对位置,以增加各微结构MM中第一面M1所占的面积比例,而具有较佳的光利用率。
在其它实施例中,参照图13,背光模块100d大致相同于图1的背光模块100、图10的背光模块100a,其中相同的元件以相同的标号表示,于此便不再赘述这些元件的相对配置关系、作用及功效。导光板110的底面112可同时具有凸出于底面112的微结构M及凹入于底面112的微结构MM。而在其它实施例中,导光板110的底面112也可同时具有各种微结构的设计(例如微结构M、Ma、Mb、Mc、Me、Mf、Mg、Mh等)的至少其中之二或多种设计的组合,本发明不限于此。
请参照图11,背光模块100b大致相同于图1的背光模块100,其中相同的元件以相同的标号表示,于此便不再赘述这些元件的相对配置关系、作用及功效。背光模块100b与背光模块100的差异在于,背光模块100b还包括第二光源170。详言之,导光板110还包括第二入光面118,其中第二入光面118与第一入光面116彼此相对,且第二入光面118连接底面112与出光面114。第二光源170位于第二入光面118旁。换句话说,背光模块100b为双侧入光的设计架构。
在本实施例中,微结构MMM应用前述第二面M2与第一面M1相互对称的微结构Me、Mf、Mg、Mh,以具有较佳的出光效率。详言之,在第二面M2与第一面M1相互对称且采用第一面M1及第二面M2在第二参考平面R2上的截线为直线,且第一夹角θ1及第二夹角θ2分别介于0度至20度之间的设计下,第一面M1及第二面M2能够将入射至导光板110内的光束B以特定的角度反射至出光面114,使自出光面114出射之光束B1与垂直出光面114的方向D1夹60至80度。如此一来,逆棱镜片120将能够有效地将来自导光板110的光束B1导至垂直于出光面114而出射,使得背光模块100b整体的光利用率及辉度能够有效地提升。须说明的是,图11虽示出微结构MMM凸出于底面112,但在另一实施例中,微结构MMM也可如图10所示地凹入于底面112。或是导光板110中同时具有凹入于底面112的微结构MMM与凸出于底面112的微结构MMM。
请参照图12,背光模块100c大致相同于图11的背光模块100b,其中相同的元件以相同的标号表示,于此便不再赘述这些元件的相对配置关系、作用及功效。背光模块100c与背光模块100b的差异在于,背光模块100c的微结构MMMM应用前述第二面M2与第一面M1彼此不对称的微结构M、Ma、Mb、Mc。并且,相对邻近第一入光面116的这些微结构MMMM的形状与相对邻近第二入光面118的这些微结构MMMM的形状相互对称。详言之,在微结构MMMM凸出于底面112的架构下,相对邻近第一入光面116的这些微结构MMMM的第二面M2位于第一面M1与第一入光面116之间,且相对邻近第二入光面118的这些微结构MMMM的第二面M2位于第一面M1与第二入光面118之间。然而,本发明不限于此。在另一实施例中,在微结构MMMM也可凹入于底面112的,相对邻近第一入光面116的这些微结构MMMM的第一面M1位于第二面M2与第一入光面116之间,且相对邻近第二入光面118的这些微结构MMMM的第一面M1位于第二面M2与第二入光面118之间。在其它实施例中,也可组合凸出于底面112的微结构MMMM与凹入于底面112的微结构MMMM的设计于同一导光板。
综上所述,本发明之实施例可实现下列优点或功效之至少其一。本发明上述实施例的背光模块通过微结构之第一面的设计,提升光束的指向性,并使微结构与棱镜片在角度上相互匹配。如此一来,棱镜片能够有效地将来自导光板的光束导至垂直于出光面而出射,使得背光模块整体的光利用率及辉度能够有效地提升。此外,透过调整各微结构在垂直出光面的方向上的厚度设计等各微结构的尺寸设计。除了能够降低微结构的可视性之外,还有助于提升背光模块整体的光学品质以及区域亮度调变的多样性。
以上所述,仅为本发明之优选实施例而已,不能以此限定本发明实施之范围,即所有依本发明权利要求书及说明书内容所作之简单的等效变化与修改,皆仍属于本发明专利覆盖之范围。另外,本发明的任一实施例或权利要求不须实现本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外,摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用,并非用来限制本发明之权利范围。另外,本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围,而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
附图标记列表
100、100a、100b、100c、100d:背光模块
110:导光板
112:底面
114:出光面
116:第一入光面
118:第二入光面
120:逆棱镜片
122:三角柱状棱镜
130:第一光源
140:底反射片
150:柱状透镜结构
152:柱状透镜
160:光学膜片
170:第二光源
B、B1、B2:光束
D1、D2、D3:方向
H:厚度
L:长度
M、Ma、Mb、Mc、Me、Mf、Mg、Mh、MM、MMM、MMMM:微结构M1:第一面
M1a、M1b、M1c、M2a、M2b、M2c:平面
M2:第二面
M3:连接面
P:间距
W:宽度
X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8:截线
θ1:第一夹角
θ2:第二夹角
R1:第一参考平面
R2:第二参考平面
R3:第三参考平面

Claims (23)

1.一种背光模块,包括一导光板、一逆棱镜片以及一第一光源,
所述导光板具有一底面、一出光面、一第一入光面以及多个微结构,所述底面与所述出光面彼此相对,且所述第一入光面连接所述底面与所述出光面,各所述微结构凹入或凸出于所述底面,且各所述微结构具有一第一面以及一第二面,至少其中一所述微结构的所述第一面以及所述第二面位于平行于所述第一入光面的一第一参考平面的两侧,其中各所述第一面在垂直于所述第一入光面且垂直于所述出光面的一第二参考平面上的截线为直线,各所述第一面与平行于所述出光面一第三参考平面在所述导光板内所夹的一第一夹角介于0度至20度之间,且各所述微结构在垂直所述出光面的方向上的厚度介于0微米至20微米之间,
所述逆棱镜片位于所述出光面上,
所述第一光源位于所述第一入光面旁。
2.如权利要求1所述的背光模块,其中凹入于所述底面的所述微结构的所述第一面位于所述第一入光面与所述第二面之间,凸出于所述底面的所述微结构的所述第二面位于所述第一入光面与所述第一面之间。
3.如权利要求1所述的背光模块,其中各所述微结构在垂直所述第一入光面的方向上的长度介于0微米至500微米之间,且各所述微结构在平行所述第一入光面且平行所述出光面的方向上的宽度介于0微米至500微米之间。
4.如权利要求1所述的背光模块,其中至少一所述微结构的所述第一面以及所述第二面在所述第一参考平面上的截线为曲线。
5.如权利要求1所述的背光模块,其中所述第二面在所述第二参考平面上的截线为直线或曲线。
6.如权利要求1所述的背光模块,其中各所述微结构的所述第二面与所述第一面彼此不对称。
7.如权利要求6所述的背光模块,其中各所述第二面与所述出光面在所述导光板内所夹的一第二夹角介于0度至90度之间。
8.如权利要求1所述的光源模块,其中这些微结构的尺寸由所述第一入光面往远离所述第一入光面的方向增加。
9.如权利要求1所述的光源模块,其中两个相邻的微结构之间的间距由所述第一入光面往远离所述第一入光面的方向减少。
10.如权利要求1所述的背光模块,其中所述导光板还包括一第二入光面,所述第二入光面与所述第一入光面彼此相对,且所述第二入光面连接所述底面与所述出光面,所述背光模块还包括一第二光源,位于所述第二入光面旁。
11.如权利要求10所述的背光模块,其中各所述微结构的所述第二面与所述第一面相互对称,且各所述第二面与所述出光面在所述导光板内所夹的一第二夹角介于0度至20度之间。
12.如权利要求11所述的背光模块,其中各所述微结构的所述第一面以及所述第二面分别包括多个两两相互连接的平面。
13.如权利要求10所述的光源模块,其中相对邻近所述第一入光面的这些微结构的形状与相对邻近所述第二入光面的这些微结构的形状相互对称。
14.如权利要求1所述的背光模块,其中各所述微结构的所述第一面与所述第二面彼此连接。
15.如权利要求1所述的背光模块,其中各所述微结构还具有一连接面,所述连接面连接所述第一面与所述第二面,且所述连接面在所述第二参考平面上的截线为直线或曲线,所述连接面在所述第一参考平面上的截线为多折线或曲线。
16.如权利要求15所述的背光模块,其中所述连接面在垂直所述第一入光面的方向上的长度介于0微米至20微米之间。
17.如权利要求1所述的背光模块,所述导光板还包括一柱状透镜结构,位于所述出光面,所述柱状透镜结构具有多个彼此平行的柱状透镜,其中这些柱状透镜的一纵长方向垂直于所述第一入光面,且各所述柱状透镜朝所述逆棱镜片凸出。
18.如权利要求1所述的背光模块,还包括一光学膜片,其中所述逆棱镜片位于所述导光板与所述光学膜片之间,且所述光学膜片为一双重亮度增亮膜或一扩散片。
19.如权利要求1所述的背光模块,其中各所述微结构的所述第一面以及所述第二面分别为一曲面。
20.如权利要求1所述的背光模块,其中这些微结构的这些第一夹角皆相同。
21.如权利要求1所述的背光模块,其中各所述第一面以及各所述第二面在所述第一参考平面上的截线为多折线。
22.如权利要求1所述的背光模块,其中各所述第一面以及各所述第二面在所述第三参考平面上的截线为曲线。
23.如权利要求1所述的背光模块,其中各所述第一面以及各所述第二面在所述第三参考平面上的截线为多折线。
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