背光模块的制作方法

本发明涉及一种背光模块，且特别涉及一种具有金字塔结构的背光模块。

背景技术：

现有的液晶显示装置是通过背光模块做为光源，并利用液晶来控制光线是否能离开液晶显示装置。一般而言，背光模块包括了许多颗发光元件。为了使这些发光元件所发出的光线能分布的较为均匀，通常会于这些发光元件上设置扩散板(diffuserplate)。扩散板通过折射、反射及散射等物理现象来改变发光元件所发出的光线的行径路线。离开扩散板的光线往往包含了大角度的出射光。换句话说，扩散板有放大出射光角度的功能。然而，大角度的出射光的光线利用率较差，容易使显示装置显示出来的画面亮度不足。

技术实现要素：

本发明提供一种背光模块，能够改善发光元件发出的光线分布不均问题的同时维持光线利用率。

本发明的一实施例提供一种背光模块包括基板、多个发光元件以及光学膜。多个发光元件位于基板上。发光元件沿着方向x及方向y排列成矩型阵列。光学膜位于发光元件上。光学膜包括阵列的多个金字塔结构。各金字塔结构包括四个底边。其中一底边与方向x之间的夹角以及其中另一底边与方向y之间的夹角大于0度且小于45度。

基于上述，光学膜中的金字塔结构可以改变发光元件所发出的光线的行进路线，借此使背光模块发出分布均匀的光线。

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，并配合说明书附图作详细说明如下。

附图说明

图1a是依照本发明的一实施例的一种背光模块的剖面示意图。

图1b是依照本发明的一实施例的一种金字塔结构的立体示意图。

图2是依照本发明的一实施例的一种分光膜在不同波长下的穿透率示意图。

图3是依照本发明的一实施例的一种背光模块的俯视示意图。

图4是依照本发明的一实施例的一种背光模块的俯视示意图。

图5是依照本发明的一实施例的一种光学膜的俯视示意图。

图6是依照本发明的一实施例的一种光学膜的俯视示意图。

图7是依照本发明的一实施例的一种背光模块的俯视示意图。

图8是依照本发明的一实施例的一种背光模块的俯视示意图。

图9是依照本发明的一实施例的一种背光模块的俯视示意图。

附图标记说明：

10、10a～10d：背光模块

100：基板

110：发光元件

120、120a、120b：光学膜

122、122a、122b：金字塔结构

124：载板

130：反射层

140：分光膜

150：色彩转换层

160：第一棱镜片

170：第二棱镜片

b：底面

b1～b4：底边

d1、d2、e1～e4、t1～t4、x、y：方向

dm1～dm4：虚拟光源

g1、g2：节距

l1～l4：棱边

α1、α2、β1：夹角

具体实施方式

图1a是依照本发明的一实施例的一种背光模块的剖面示意图。图1b是依照本发明的一实施例的一种金字塔结构的立体示意图。

请参考图1a，背光模块10包括基板100、多个发光元件110以及光学膜120。在本实施例中，背光模块10还包括反射层130、分光膜140、色彩转换层150、第一棱镜片160以及第二棱镜片170。

多个发光元件110位于基板100上。发光元件110例如为迷你发光二极管(miniled)或其他光源。发光元件110例如为蓝光发光元件或白色发光元件。在本实施例中，以发光元件110为蓝光发光元件为例。

在本实施例中，发光元件110与基板100之间还具有反射层130，但本发明不以此为限。在其他实施例中，基板100本身就具有反射光线的功能，因此，不需要额外设置反射层130。

请参考图1a与图1b，光学膜120位于发光元件110上。光学膜120包括阵列的多个金字塔结构122以及载板124。各金字塔结构122包括矩形底面b以及连接矩形底面b的四个棱边l1～l4。矩形底面b包括四个底边b1～b4。在本实施例中，金字塔结构122的矩形底面b为正方形，但本发明不以此为限。在本实施例中，金字塔结构122形成于载板124上，金字塔结构122与载板124可以一体成形，但本发明不以此为限。金字塔结构122与载板124的材料包括树脂、聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或其他合适的材料。

分光膜140位于光学膜120上。图2是依照本发明的一实施例的一种分光膜(例如是图1a的分光膜140)在不同波长下的穿透率示意图。图2的纵轴为穿透率，横轴为光线波长，图2中不同的线段表示了不同入射角度的光线。

请参考图2，分光膜140的穿透率会因为光线的入射角度及光线的波长不同而改变。在本实施例中，分光膜140对于入射角较小(例如小于50度)蓝光(波长约450nm)具有较高的穿透率。分光膜140对于入射角较大的蓝光、绿光(波长约540nm)以及红光(波长约630nm)皆具有相对较高的反射率。

请参考图1a，光学膜120的金字塔结构122能使光线具有较合适的出光角度。因此，相较于使用传统会明显增加光线出光角度的扩散板，本实施例光学膜120能增加分光膜140正向光线的效率。

色彩转换层150位于分光膜140上。色彩转换层150例如包括量子点材料或荧光材料。色彩转换层150可以转换光线的颜色。举例来说，部分光线在穿过光学膜120以及分光膜140后，被色彩转换层150转换成红光及/或绿光或波长大于500nm的光线。在本实施例中，由于分光膜140对于红光以及绿光具有较高的反射率。因此，色彩转换层150发出的红光及/或绿光可以被分光膜140反射，借此增加光线的利用率。

第一棱镜片160位于色彩转换层150上。第二棱镜片170位于第一棱镜片160上。在一些实施例中，第一棱镜片160上的棱镜结构的延伸方向正交于第二棱镜片170上的棱镜结构的延伸方向。

图3是依照本发明的一实施例的一种背光模块的俯视示意图。为了方便说明，图3示出基板100、发光元件110以及光学膜120，并省略其他构件。关于省略的构件可以参考图1a实施例的说明，于此不再赘述。

请参考图3与图1b，背光模块10的发光元件110沿着方向x及方向y排列成矩型阵列。方向x正交于方向y。金字塔结构122其中一底边b1与方向x之间的夹角α1以及其中另一底边b2与方向y之间的夹角α2大于0度且小于45度。在本实施例中，底边b1平行于底边b3，且底边b2平行于底边b4。换句话说，底边b1、b3皆与方向x之间夹有夹角α1，且底边b2、b4皆与方向y之间夹有夹角α2。

在本实施例中，金字塔结构122沿着方向d1以及方向d2排列成矩型阵列。方向d1正交于方向d2。方向d1平行于底边b1、b3。方向d2平行于底边b2、b4。

虽然在本实施例中，相邻的金字塔结构122互相接触，但本发明不以此为限。在其他实施例中，相邻的金字塔结构122隔有间距。

基于上述，金字塔结构122可以改变发光元件110所发出的光线的行进路线，借此使背光模块发出分布均匀的光线。

图4是依照本发明的一实施例的一种背光模块的俯视示意图。在此必须说明的是，图4的实施例沿用图3的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

图4的背光模块10a与图2的背光模块10的主要差异在于：背光模块10a的金字塔结构122错位排列。

请参考图4，部分金字塔结构122错位。举例来说，错位的金字塔结构122的底边b1、b3与相邻排的金字塔结构122的底边b1、b3不对齐。

基于上述，金字塔结构122可以改变发光元件110所发出的光线的行进路线，借此使背光模块发出分布均匀的光线。

图5是依照本发明的一实施例的一种光学膜的俯视示意图。在此必须说明的是，图5的实施例沿用图4的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

请参考图5，光学膜120a的金字塔结构具有一种以上的尺寸。举例来说，光学膜120a包括尺寸不同的金字塔结构122a以及金字塔结构122b，其中金字塔结构122a底边大于金字塔结构122b，但不拘限122a高度尺寸大于122b。

虽然在本实施例中以光学膜120a包括两种尺寸的金字塔结构为例，但本发明不以此为限。在其他实施例中，光学膜120a包括三种以上尺寸的金字塔结构。

图6是依照本发明的一实施例的一种光学膜的俯视示意图。在此必须说明的是，图6的实施例沿用图5的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。

图6的光学膜120b与图5的光学膜120a的主要差异在于：光学膜120b中的金字塔结构的排列方式不同于光学膜120a中的金字塔结构的排列方式。

在图5的光学膜120a中，两个尺寸较大的金字塔结构122a彼此相邻。在图6的光学膜120b中，两个尺寸较大的金字塔结构122a被尺寸较小的金字塔结构122b分开。

虽然图5与图6提出了两种金字塔结构的排列方式，但本发明不以此为限。金字塔结构的排列方式可以依照实际需求而定。此外，光学膜中金字塔结构的数量也可以依照实际需求而定。

图7是依照本发明的一实施例的一种背光模块的俯视示意图。在此必须说明的是，图7的实施例沿用图3的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。为了方便说明，图7示出基板100、发光元件110以及光学膜120中的其中一个金字塔结构122，并省略其他构件。关于省略的构件可以参考图1a实施例的说明，于此不再赘述。

请参考图7及图1b，背光模块10b中，发光元件110于方向x上的节距g1(pitch)与发光元件于方向y上的节距g2比为1:1。

金字塔结构122包括矩形底面b以及连接矩形底面b的四个棱边l1～l4。棱边l1～l4于基板100上的垂直投影分别沿着第一～第四方向e1～e4延伸。其中一棱边l1于基板100上的垂直投影沿着第一方向e1延伸，第一方向e1与方向y之间的夹角β1为11度至31度。在本实施例中，以β1为21度较佳。

在本实施例中，光学膜120会折射及反射发光元件110所发出的光线，并形成多个虚拟光源dm1～dm4。每四个虚拟光源dm1～dm4对应一个发光元件110。沿着垂直基板100的方向上观察，虚拟光源dm1与发光元件110的连线沿着方向t1延伸，方向t1介于第一方向e1与第二方向e2之间。举例来说，方向t1与第一方向e1之间的夹角等于方向t1与第二方向e2之间的夹角，但本发明不以此为限。沿着垂直基板100的方向上观察，虚拟光源dm2与发光元件110的连线沿着方向t2延伸，方向t2介于第二方向e2与第三方向e3之间。举例来说，方向t2与第二方向e2之间的夹角等于方向t2与第三方向e3之间的夹角，但本发明不以此为限。沿着垂直基板100的方向上观察，虚拟光源dm3与发光元件110的连线沿着方向t3延伸，方向t3介于第三方向e3与第四方向e4之间。举例来说，方向t3与第三方向e3之间的夹角等于方向t3与第四方向e4之间的夹角，但本发明不以此为限。沿着垂直基板100的方向上观察，虚拟光源dm4与发光元件110的连线沿着方向t4延伸，方向t4介于第四方向e4与第一方向e1之间。举例来说，方向t4与第四方向e4之间的夹角等于方向t4与第一方向e1之间的夹角，但本发明不以此为限。

基于上述，光学膜120会折射发光元件110所发出的光线，并形成多个虚拟光源dm1～dm4。因此，背光模块10b能发出分布均匀的光线。

图8是依照本发明的一实施例的一种背光模块的俯视示意图。在此必须说明的是，图8的实施例沿用图7的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。为了方便说明，图8示出基板100、发光元件110以及光学膜120中的其中一个金字塔结构122，并省略其他构件。关于省略的构件可以参考图1a实施例的说明，于此不再赘述。

图8的背光模块10c与图7的背光模块10b的主要差异在于：背光模块10c中，发光元件110于方向x上的节距g1大于发光元件110于方向y上的节距g2。

请参考图8，发光元件110于方向x上的节距g1与发光元110件于方向y上的节距g2比为2:1。

第一方向e1与方向y之间的夹角β1为11度至31度。在本实施例中，以β1为16度较佳。

基于上述，光学膜120会折射发光元件110所发出的光线，并形成多个虚拟光源dm1～dm4。因此，背光模块10c能发出分布均匀的光线。

图9是依照本发明的一实施例的一种背光模块的俯视示意图。在此必须说明的是，图9的实施例沿用图7的实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同或近似的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，在此不赘述。为了方便说明，图9示出基板100、发光元件110以及光学膜120中的其中一个金字塔结构122，并省略其他构件。关于省略的构件可以参考图1a实施例的说明，于此不再赘述。

图9的背光模块10d与图7的背光模块10b的主要差异在于：背光模块10d中，发光元件110于方向x上的节距g1大于发光元件110于方向y上的节距g2。

请参考图9，发光元件110于方向x上的节距g1与发光元110件于方向y上的节距g2比为3:1。

第一方向e1与方向y之间的夹角β1为11度至31度。在本实施例中，以β1为11度较佳。

基于上述，光学膜120会折射发光元件110所发出的光线，并形成多个虚拟光源dm1～dm4。因此，背光模块10d能发出分布均匀的光线。

综上所述，光学膜会折射发光元件所发出的光线，并形成多个虚拟光源。因此，背光模块能发出分布均匀的光线。此外，相较于使用传统会明显增加光线出光角度的扩散板，穿过光学膜的光线可以较轻易的穿透分光膜，借此增加光线的利用率。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。