背光模块及显示装置的制作方法

1.本实用新型是有关于一种光学模块及光学装置，且特别是有关于一种背光模块及显示装置。


背景技术：

2.一般而言，电视或荧幕的背光模块包括导光板、设置于导光板上的两张扩散片以及设置在两张扩散片上的棱镜片。利用两张扩散片及棱镜片可逐渐导正来自于导光板的光束并达到均匀化的效果。扩散片主要是具有扩散光束的功能。虽然扩散片具有导正光束的能力，但经扩散片导正的光束的指向性仍不足，杂散光过多，造成光束无法有效被运用，背光模块的辉度无法显著提升。
[0003]“背景技术”段落只是用来帮助了解本

技术实现要素：
，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表所述内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，在本实用新型申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。
实用新型内容
[0004]
本实用新型提供一种背光模块，具有高辉度增益且视角符合规范。
[0005]
本实用新型提供一种显示装置，应用上述背光模块而具有高辉度增益且视角符合规范。
[0006]
本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
[0007]
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型一实施例的背光模块包括导光板、光源、扩散片、光学膜片及棱镜片。导光板具有入光面及连接入光面的出光面。光源设置于导光板的入光面的一侧。扩散片设置于导光板的出光面上。光学膜片设置于扩散片之远离导光板的一侧。光学膜片包括基底及多个光学微结构。基底具有相对的第一表面及第二表面，其中第二表面位于第一表面与扩散片之间。多个光学微结构设置于第一表面上。每一光学微结构包括两第一斜面、两第二斜面及一弧面。两第一斜面，其一端设置于第一表面，其另一端朝远离扩散片的一侧倾斜且朝彼此倾斜。两第二斜面，其一端分别设置于各第一斜面之另一端，其另一端朝远离扩散片的一侧倾斜且朝彼此倾斜。弧面，其两端分别连接各第二斜面的另一端，且弧面朝远离扩散片的方向凸起。棱镜片设置于光学膜片之远离扩散片的一侧。
[0008]
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型一实施例的显示装置包括上述的背光模块及显示面板。显示面板设置在棱镜片远离光学膜片的一侧，且重叠于导光板的出光面。
[0009]
基于上述，本实用新型一实施例的背光模块及显示装置包括光学膜片。光学膜片包括基底及设置于基底上的多个光学微结构。特别是，每一光学微结构包括两第一斜面、两
第二斜面及弧面。透过光学微结构的第一斜面与第二斜面搭配可实现高辉度增益并满足视角规范。此外，光学微结构具有弧面，借由弧面所设定的曲率半径，除了可增加水平视角并保持高辉度之外，亦可避免光学膜片与其它组件摩擦而造成本身及/或其它组件的损伤。
[0010]
为让本实用新型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。
附图说明
[0011]
图1为本实用新型一实施例的显示装置的剖面示意图。
[0012]
图2为本实用新型一实施例的背光模块的俯视示意图。
[0013]
图3为本实用新型一实施例的光学膜片的立体示意图。
[0014]
图4为本实用新型一实施例的光学膜片的光学微结构的剖面示意图。
[0015]
图5为一比较例的背光模块的剖面示意图。
[0016]
图6示出图1之实施例的背光模块的辉度分布。
[0017]
图7示出图5之比较例的背光模块的辉度分布。
[0018]
图8为本实用新型另一实施例的显示装置的剖面示意图。
[0019]
图9为本实用新型另一实施例的光学膜片的立体示意图。
[0020]
附图标记说明：
[0021]
10、10a：显示装置
[0022]
100、100a、100’：背光模块
[0023]
110：导光板
[0024]
112：入光面
[0025]
114：出光面
[0026]
116：底面
[0027]
120：光源
[0028]
130、170：扩散片
[0029]
140、140a、140b：光学膜片
[0030]
142：基底
[0031]
142a、152a：第一表面
[0032]
142b、152b：第二表面
[0033]
142e1、142e2、144ae1、144ae2、144be1、144be2、144ce1、144ce2：端
[0034]
144、144b：光学微结构
[0035]
144a：第一斜面
[0036]
144b：第二斜面
[0037]
144c：弧面
[0038]
146：扩散结构层
[0039]
146a：感光胶层
[0040]
146b：扩散粒子
[0041]
150：棱镜片
[0042]
152：基材
[0043]
154：棱镜结构
[0044]
160：反射片
[0045]
200：显示面板
[0046]
d1：第一方向
[0047]
d2：第二方向
[0048]
d3：第三方向
[0049]
h1：第一距离
[0050]
h2：第二距离
[0051]
l：光束
[0052]
p1：顶点
[0053]
p2：连接点
[0054]
r：曲率半径
[0055]
v：沟槽
[0056]
z：垂直方向
[0057]
α：第一夹角
[0058]
β：第二夹角。
具体实施方式
[0059]
有关本实用新型之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图之一较佳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、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。
[0060]
现将详细地参考本实用新型的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
[0061]
图1为本实用新型一实施例的显示装置的剖面示意图。图2为本实用新型一实施例的背光模块的俯视示意图。
[0062]
请参照图1及图2，显示装置10包括背光模块100。背光模块100包括导光板110及光源120。导光板110具有入光面112及连接入光面112的出光面114。导光板110还具有设置于出光面114之对向的底面116。入光面112的两端分别连接于底面116及出光面114。光源120设置于导光板110的入光面112的一侧。简言之，背光模块100为一侧入式背光模块。在本实施例中，光源120例如是发光二极管灯条。然而，本实用新型不局限于此，在其它实施例中，光源120也可以是其它种类的发光元件。
[0063]
背光模块100还包括扩散片130。扩散片130设置于导光板110的出光面114上。在本实施例中，背光模块100还包括反射片160，其设置于导光板110下，其中导光板110设置于扩散片130与反射片160之间。
[0064]
背光模块100还包括光学膜片140。光学膜片140设置于扩散片130之远离导光板110的一侧。扩散片130设置于光学膜片140与导光板110之间。
[0065]
背光模块100还包括棱镜片150。棱镜片150设置于光学膜片140之远离扩散片130的一侧。光学膜片140设置于棱镜片150与扩散片130之间。在本实施例中，棱镜片150可包括
基材152及多个棱镜结构154，基材152具有相对的第一表面152a及第二表面152b，第二表面152b位于第一表面152a与光学膜片140之间，而多个棱镜结构154可设置于第一表面152a上。
[0066]
显示装置10还包括显示面板200，设置在棱镜片150远离光学膜片140的一侧，且重叠于导光板110的出光面114。举例而言，在本实施例中，显示面板200可为液晶显示面板，电泳显示面板、或其它非自发光型显示面板，但本实用新型不局限于此。需进一步说明的是，图2的目的为明确地呈现导光板110、扩散片130、光学膜片140及棱镜片150的配置顺序，以及光学微结构144与棱镜结构154的延伸方向及排列方向，故，于第一方向d1及第二方向d2调整上述各个元件的排列位置，并省略绘示反射片160。此外，由图3及图4可得知，光学微结构144为类五边形的柱状结构，为使本领域技术人员方便理解光学微结构144的延伸方向及排列方向，故，于图2以直线构成的条状结构代表光学微结构144。
[0067]
图3为本实用新型一实施例的光学膜片的立体示意图。图4为本实用新型一实施例的光学膜片的光学微结构的剖面示意图。请参照图1、图3及图4，光学膜片140包括基底142及多个光学微结构144。基底142具有相对的第一表面142a及第二表面142b，其中第二表面142b位于第一表面142a与扩散片130之间。多个光学微结构144设置于基底142的第一表面142a上。
[0068]
每一光学微结构144包括两第一斜面144a、两第二斜面144b及一弧面144c。两第一斜面144a，其中每一第一斜面144a的一端144ae1设置于基底142的第一表面142a，其另一端144ae2朝远离扩散片130的一侧倾斜，且两第一斜面144a朝彼此倾斜。两第二斜面144b，其中每一第二斜面144b的一端144be1分别设置于各第一斜面144a之另一端144ae2，其另一端144be2朝远离扩散片130的一侧倾斜，且两第二斜面144b朝彼此倾斜。弧面144c，其两端144ce1、144ce2分别连接各第二斜面144b的另一端144be2，且弧面144c朝远离扩散片130的方向(例如：垂直方向z)凸起。
[0069]
在本实施例中，各第一斜面144a与第一表面142a之间具有第一夹角α，各第二斜面144b与第一表面142a之间具有第二夹角β，且第一夹角α大于第二夹角β，其中图4中以虚线表示平行于第一表面142a的虚拟平面。也就是说，第一斜面144a的倾斜程度较第二斜面144b的倾斜程度来得大，亦即，第一斜面144a的倾率大于第二斜面144b的倾率。举例而言，在本实施例中，第一夹角α的角度为a度，第二夹角β的角度为b度，a及b满足：b＝-0.0087a2+1.0928a-11.51
±
x，其中x的范围介于-2至3之间，且第一夹角α的角度a大于35
°
。借此，背光模块100的辉度增益可大于1且视角可满足瑞典专业雇员协会(简称tco，swedish federation of professional employees)的规范。
[0070]
在本实施例中，弧面144c具有曲率半径r，且曲率半径r小于10μm。下表一示出第一夹角α的角度(即a度)、第二夹角β的角度(即b度)、弧面144c的曲率半径r、水平视角及辉度增益。由下表一可知，随着曲率半径r的增加，水平视角会增加，且辉度增益会变少。在曲率半径r大于10μm后，辉度增益的衰退达2％以上。基于兼顾水平视角及控制辉度增益衰退的考量，曲率半径r以小于10μm为佳。
[0071]
abr水平视角辉度增益2345071.66100％2345272.83100％
2345574.2399％2345875.5998％23451075.9998％23451277.1197％23451578.0696％
[0072]
[表一]
[0073]
请参照图3及图4，在本实施例中，垂直方向z垂直于基底142的第一表面142a，弧面144c具有顶点p1，各第一斜面144a的另一端144ae2与各第二斜面144b的一端144be1具有连接点p2，顶点p1与连接点p2在垂直方向z上具有第一距离h1，连接点p2与第一表面142a在垂直方向z上具有第二距离h2，且第一距离h1与第二距离h2相等，但本实用新型不局限于此。
[0074]
请参照图3，在本实施例中，每一光学微结构144在第一方向d1上由基底142的一端142e1延伸至基底142的另一端142e2，且多个光学微结构144在与第一方向d1交错的第二方向d2上排列。换言之，在本实施例中，每一光学微结构144可为多边形柱，且相邻两光学微结构144之间可存在沟槽v，但本实用新型不局限于此。在本实施例中，第一方向d1可平行于导光板110的入光面112，且第二方向d2可垂直于导光板110的入光面112，但本实用新型不局限于此。呈上所述，光学微结构144为类五边形的柱状结构，此外，本实施例中，相邻的两光学微结构144是彼此连接，但在其他实施例中，各个光学微结构144之间可存在间隙，但本实用新型不局限于此。
[0075]
请参照图2及图3，在本实施例中，光学膜片140的多个光学微结构144在第一方向d1上延伸，棱镜片150的多个棱镜结构154在第三方向d3上延伸，且第一方向d1与第三方向d3的夹角(未标示)的角度大于或等于0
°
且小于或等于40
°
。举例而言，在本实施例中，第一方向d1与第三方向d3的夹角的角度实质上等于0
°
，但本实用新型不局限于此。
[0076]
请参照图1及图4，值得一提的是，第一斜面144a与第一表面142a之间的第一夹角α较大，故第一斜面144a将光束l往垂直方向z集中的能力强，使视角被收敛；第二斜面144b与第一表面142a之间的第二夹角β较小，故第二斜面144b将光束l往垂直方向z集中的能力弱，使视角较宽广；光学膜片140透过上述配置可实现高辉度增益并满足tco视角规范。此外，光学膜片140的光学微结构144具有弧面144c，借由弧面144c所设定的曲率半径r，除了可增加水平视角并保持高辉度之外，亦可避免光学膜片140与其它组件摩擦而造成本身及其它组件的损伤。
[0077]
图5为一比较例的背光模块的剖面示意图。图5之比较例的背光模块100’与图1之实施例的背光模块100类似，两者的差异在于：图5之比较例的背光模块100’不包括图1之实施例的光学膜片140，图5之比较例的背光模块100’包括设置于棱镜片150与扩散片130之间的另一扩散片170。
[0078]
图6示出图1之实施例的背光模块的辉度分布。图7示出图5之比较例的背光模块的辉度分布。下表二列出图1之实施例的背光模块100及图5之比较例的背光模块100’的辉度、辉度增益、水平视角及垂直视角。需进一步说明的是，于图6及图7中，相同网底样式填满的区域表示具有相近的光场能量值的值域，且网底样式中的网点分布越密的区域，表示具有越高的光场能量值的值域(即辉度值较高的区域)。
[0079][0080][0081]
[表二]
[0082]
由表二、图6及图7可知，实施例的背光模块100使用光学膜片140取代比较例的背光模块100的扩散片170可减少杂散光，增加辉度，并使水平视角及垂直视角符合tco规范。
[0083]
在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同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，下述实施例不再重述。
[0084]
图8为本实用新型另一实施例的显示装置的剖面示意图。图8的显示装置10a与图1的显示装置10类似，两者的差异在于：图8的显示装置10a的光学膜片140a与图1的显示装置10的光学膜片140不同。
[0085]
请参照图8，具体而言，在本实施例中，光学膜片140a更包含扩散结构层146，设置于基底142的第二表面142b。举例而言，在本实施例中，扩散结构层146可包括感光胶层146a及多个扩散粒子146b，其中扩散粒子146b被感光胶层146a包覆。在本实施例中，扩散结构层146的多个扩散粒子146b可以是圆球状，且具有多种粒径。然而，本实用新型不局限于此，在其它实施例中，多个扩散粒子146b也可具有大致上相同的粒径。
[0086]
值得一提的是，透过在第二表面142b设置扩散结构层146，可使光学膜片140a具有特定的雾度值(haze value)。举例而言，扩散结构层146的雾度大于0％且小于10％。借此，可提升背光模块100a的遮瑕性，进而提高背光模块100a的组装良率。换言之，可增加背光模块100a之各组件的制程容许度(process latitude)。
[0087]
图9为本实用新型另一实施例的光学膜片的立体示意图。图9的光学膜片140b与图3的光学膜片140类似，两者的差异在于：图9的光学膜片140b的光学微结构144b与图3的光学膜片140的光学微结构144不同。
[0088]
请参照图9，具体而言，在本实施例中，每一光学微结构144b在第一方向d1上延伸，第二方向d2与第一方向d1交错，多个光学微结构144b在第一方向d1及第二方向d2上排成一阵列。简言之，在本实施例中，光学膜片140b具有微结构阵列。图9的光学膜片140b可用以取代前述之显示装置100、100a的光学膜片140，以此构成的显示装置也在本实用新型所欲保护的范畴。
[0089]
综上所述，本实用新型一实施例的背光模块及显示装置包括光学膜片。光学膜片包括基底及设置于基底上的多个光学微结构。特别是，每一光学微结构包括两第一斜面、两第二斜面及弧面。透过光学微结构的第一斜面与第二斜面搭配可实现高辉度增益并满足tco视角规范。此外，光学微结构具有弧面，借由弧面所设定的曲率半径，除了可增加水平视角并保持高辉度之外，亦可避免光学膜片与其它组件摩擦而造成本身及/或其它组件的损
伤。
[0090]
惟以上所述者，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施之范围，即凡依本实用新型权利要求书及实用新型内容所作之简单的等效变化与修改，皆仍属本实用新型专利涵盖之范围内。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求不须达成本实用新型所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要和标题(实用新型名称)仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本实用新型之权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(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。