CN111221069B - 背光模块及其导光板与应用背光模块的显示装置 - Google Patents

Abstract

一种背光模块，包括一导光板，具有一上表面、一下表面及位于下表面的调光结构；一光学片，相对于导光板的上表面设置；和一光源，邻近导光板设置，其中光源发出的光通过导光板后于一第一方向上具有一第一亮度分布，第一亮度分布上具有第一最大亮度和第二最大亮度，第一最大亮度对应于第一角度，第二最大亮度对应于第二角度，第一角度的角度绝对值与第二角度的角度绝对值分别大于60度，其中第一最大亮度与第二最大亮度的差异的绝对值，小于等于第一最大亮度的30％。

Description

背光模块及其导光板与应用背光模块的显示装置

技术领域

本申请是有关于一种背光模块及其导光板与应用的显示装置，且特别是有关于一种可以控制出光角度的背光模块及其导光板与应用的显示装置。

背景技术

具显示装置的电子产品已是现代人不论在工作处理学***板电脑、笔记型电脑到大小生活产品如电视、电子看板甚至车载显示装置等许多相关产品，都充斥着日常的各个部分。消费者对于不同电子产品的电子特性也随其产品目的而有不同的追求和期待。

例如对于既需要具有足够亮度以清楚显示影像又具有防窥功能的显示装置，是否可使显示画面的光线集中于观察者观看区域达到良好的准直功能就变得重要。而传统导光板形成雾状网点(网点内例如含有微粒)是为了让光线碰撞网点时能均匀地发光(亦即朝四面等向性地发光)，因此无法调控出光角度使光源集中的功效。另外，其他已知可调控出光角度的导光板，一般是采用射出成型制作，需使用昂贵的模具以达到在导光板上形成精准图案化结构，因此若中大尺寸的背光模块在应用上需要达到准直光，不论是技术或是费用考量，都难以实现。

发明内容

本申请是有关于一种背光模块及其导光板与应用的显示装置，其利用导光板的调光结构，控制出光角度。

根据本申请，提出一种背光模块，包括一导光板，具有一上表面、一下表面及位于下表面的调光结构；一光学片，相对于导光板的上表面设置；和一光源，邻近导光板设置，其中光源发出的光通过导光板后于一第一方向上具有一第一亮度分布，第一亮度分布上具有一第一最大亮度和一第二最大亮度，第一最大亮度对应于一第一角度，第二最大亮度对应于一第二角度，第一角度的角度绝对值与第二角度的角度绝对值分别大于60度，其中第一最大亮度与第二最大亮度的差异的绝对值，小于等于第一最大亮度的30％。

根据本申请，提出一种导光板，包括一上表面、一下表面及位于下表面的调光结构；当光线通过导光板后于一第一方向上具有一第一亮度分布，第一亮度分布上具有第一最大亮度和第二最大亮度，第一最大亮度对应于第一角度，第二最大亮度对应于第二角度，第一角度的角度绝对值与第二角度的角度绝对值分别大于60度，其中第一最大亮度与第二最大亮度的差异的绝对值，小于等于第一最大亮度的30％(≦30％)。

根据本申请，提出一种显示装置，包括一显示面板，以及如上述的背光模块以提供显示面板光线。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1A是本申请一实施例中一背光模块的立体示意图。

图1B是本申请另一实施例的背光模块的立体示意图。

图2A是本申请一实施例中光源与导光板的剖面示意图。

图2B是本申请一实施例中光源与导光板的上视图。

图2C是图2A中光源的光线通过导光板后低水平夹角出光的简示图。

图3是光线通过本申请一实施例的导光板后，于导光板的一约略中心的位置以锥光偏振仪量测所得到的锥光偏振图。

图4是本申请一实施例中光源发出的光通过导光板后于第一方向上的第一亮度分布的曲线。

图5是本申请一实施例的背光模块中一光学片的剖面示意图。

图6是本申请一示例中光源发出的光经过导光板和光学片后，于第一方向上的其中一种第二亮度分布的曲线以及于第二方向上的其中一种第三亮度分布的曲线。

图7A是光线通过本申请一实施例的导光板和光学片后，以锥光偏振仪量测所得到的锥光偏振图。

图7B是光源发出的光经过导光板、光学片以及一显示面板后的亮度分布的模拟结果示意图。

图8A是数组相关实验中光源发出的光通过导光板后于第一方向上的第一亮度分布的曲线图。

图8B是数组相关实验中光源发出的光通过导光板和光学片后于第二方向上的第三亮度分布的曲线图。

图9是绘示本申请另一实施例中一种导光板的剖面示意图。

图中元件标号说明：

1：背光模块

11、11’：导光板

11a、11’a：导光板的上表面

11b：导光板的下表面

11c:侧表面

110：入光面

112：调光结构

114：透镜

11M：主部

11_Ma：主部的上表面

13：光学片

13a：第一表面

134：棱镜

N：法线方向

θ、θ₁、θ₂：夹角

：方位角

30：反射侧贴

B1、B2：第一最大亮度、第二最大亮度

B3、B4：亮度值

θ₁₁：第一角度

θ₁₂：第二角度

A1：第一视角区域

A2：第二视角区域

Ac：接触面积

H_A、h_L、H_T：高度

D_A：最大宽度

W_T：宽度

P_L、P_T：设置间距

D1：第一方向

D2：第二方向

D3：第三方向

C1、C2、E1、E2：曲线

ND：入光面的法线方向

OL：出光光线

HW：半辉度宽度

具体实施方式

本申请的实施例提出一种背光模块及其导光板与应用的显示装置，其中提供一种具有调光结构的导光板，使通过导光板的光线具有大出光角度。其中一应用实施例的导光板可适当与一光学片搭配后，例如一逆棱镜片，则可提供一具有准直光的背光模块。实施例的背光模块可应用于多种不同型态的显示装置，其中，所应用的显示装置包括一显示面板和可提供显示面板光线的实施例的背光模块。本申请对应用的显示装置的型态并不多做限制。一应用例中，以水平视角0度观看应用实施例的背光模块的显示装置时背光模块可提供最大亮度；而水平视角超过30度时则背光模块提供的亮度极低，例如标准化亮度低于10％。

以下参照所附附图详细叙述本申请的实施样态。需注意的是，实施例所提出的实施样态的结构、制程和内容仅为举例说明之用，本申请欲保护的范围并非仅限于所述的样态。需注意的是，本申请并非显示出所有可能的实施例，相关领域者可在不脱离本申请的精神和范围内对实施例的结构和制程加以变化与修饰，以符合实际应用所需。因此，未于本申请提出的其他实施样态也可能可以应用。例如，以下示例的多个附图(如图1A、图2A～2C)绘示包括有透镜的导光板为例做说明，但本申请并不以此图1A、图2A～2C导光板样态为限；其他不包括透镜但具有实施例的调光结构的导光板样态(例如图1B所示)，亦为本申请可应用的实施样态。只要出导光板上表面的出光于第一方向上具有的亮度分布符合本案特征，均属本案涵盖范围。

再者，实施例中相同或类似的元件沿用相同或类似的标号，以利清楚说明。另外，附图已简化以利清楚说明实施例的内容，附图上的尺寸比例并非按照实际产品等比例绘制，因此并非作为限缩本申请保护范围之用。另外，说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，是为了修饰权利要求的元件，其本身并不意含及代表该请求元件有任何之前的序数，也不代表某一请求元件与另一请求元件的顺序、或是制造方法上的顺序，这些序数的使用仅用来使具有某命名的一请求元件得以和另一具有相同命名的请求元件能作出清楚区分。另外，当述及一第一材料层位于一第二材料层上、之上或上方时，除非特别定义，否则可包括第一材料层与第二材料层直接接触的情形。或者，亦可能间隔有一或更多其它材料层的情形，在此情形中，第一材料层与第二材料层之间可能不直接接触。再者，说明书与权利要求中可能使用的空间相关的用词，例如“之下”(beneath)、“下方”(below)、“较低的”(lower)、“上方”(above，on)、“较高的”(upper)或类似词语，是用来便于叙述和参照如附图所绘制的其中一元素或特征与另一元素或特征之间的空间关系。因此本领域技术人员可知，这些空间相关的用词除了包括如图所示的元件方位，更包括了元件于使用或操作时不同于附图的方位。因此，说明书与权利要求中所使用的这些用词仅用以叙述实施例之用，而非用以限制本申请保护范围之用。

图1A是本申请一实施例中一背光模块的立体示意图。图1B是本申请另一实施例的背光模块的立体示意图。图1A、图1B的差异在于，图1A的导光板11包括多个透镜114设置于主部11M上，图1B的导光板11’可不包含透镜，图1B的导光板11’亦可选择性包括其他图案以取代透镜114，例如是凸起或是凹面或其他的图案化结构等，不限于此，上述实施例皆属本申请可应用的导光板样态。

图2A是本申请一实施例中光源与导光板的剖面示意图。图2B是本申请一实施例中光源与导光板的上视图。图2C是图2A中光源的光线通过导光板后低水平夹角出光的简示图。其中图2A～2C以如图1A所示的背光模块的相关元件做实施例其中一种示例说明。一实施例中，一背光模块1包括一导光板(light guide plate)11、邻近导光板11设置的一光源(light source)12、和设置于导光板11上的一光学片13。其中，导光板11具有一上表面11a(出光表面)、一下表面11b及调光结构112，调光结构112位于下表面11b；光学片13则相对于导光板11的上表面11a设置。于此示例中，导光板11包括主部11M和多个透镜(lenticulars)114设置于主部11M的上表面11_Ma；再者，例如是以透镜114的最高点的连线为导光板11的上表面11a。一实施例中，下表面11b可实质上等于主部11M的下表面。根据实施例，光源12发出的光通过导光板11的上表面11a后为出光光线OL，出光光线OL在平行入光面110的法线方向ND上(例如第一方向D1)上具有一亮度分布；于此示例中，是以光源12发出的光通过主部11M和透镜114后为出光光线OL，如图2C所示。图2C中仅以单一个调光结构112对于引导光线产生全反射后而自导光板11的上表面11a(亦即经过透镜114)出光后，以低水平夹角出光做简单示例，本申请的实施例包括多个调光结构112分布于导光板11的下表面11b上，多个调光结构112可以等距、不等距或乱数排列的方式分布于导光板11的下表面11b，端视设计需求。入光面110可能具有些微粗糙度，但入光面的相邻两侧边分别具有一实质延伸的两个方向，该两个方向形成的平面为出光面，或以找出入光面的地貌高低起伏的平均高度的平面即定义为导光板的出光面。

于另一实施例中，导光板11’的上表面11’a于图1B是导光板的主部的上表面11_Ma；若导光板还有包括其他图案，则导光板的上表面11’a即为这些图案最高点的连线形成的表面。光源12发出的光通过导光板11的上表面11’a后为出光光线OL，出光光线OL在平行入光面110的法线方向ND上(例如第一方向D1)上具有一亮度分布。

于此示例中，如图1A、2A、2B所示的第一方向D1(e.g.Y-方向)和第二方向D2(e.g.X-方向)，第一方向D1可实质上垂直于第二方向D2，光源12包含有多个发光元件，这些发光元件例如为发光二极管，此些发光元件例如(但不限制地)是沿着第二方向D2设置，而导光板11与光源12的距离例如(但不限制地)是在第一方向D1上由近至远。光源12发出的光通过导光板11后于第一方向D1(图2A、图2B)上具有一第一亮度分布。于此例中，第三方向D3(e.g.Z-方向)是第一方向D1与第二方向D2所在平面(XY平面)的一法线方向。

图3是光线通过本申请一实施例的导光板后，于导光板的一约略于接近几何中心的位置以锥光偏振仪量测所得到的锥光偏振图；图3大致是于接近图1A的导光板的上表面的几何中心位置所量测，或是大致于接近图1B的导光板的上表面的几何中心位置所量测。以下选择性搭配图1A为例示说明，并非以此限定本发明应用的导光板样态。

请同时参考图1A及图3，图3中以同心圆方式设置的多个虚线圆圈的标示刻度(20、40、60、80)是为夹角θ，其表示量测点的光线与第三方向D3(例如图1A的Z-方向)所夹的角度；而图3中从圆心向外辐射的多条标示线，亦即在最外的圆圈上标示刻度(0、30、60、...、330)为方位角φ，其是于平行如图1A所示的XY平面上反时针的量测点的光线分布。于此例中，定义图3中与第三方向D3(e.g.Z-方向)夹角θ朝向第一方向D1(e.g.Y-方向)方位角φ为90度的角度是为正值，意即夹角θ的角度大于零度且小于等于80度，此时是指由正视角往远离光源12的倾角方向(i.e.观看者由正视角朝着远离光源12的方向倾斜以观看一显示区域)；而在图3夹角θ朝向第一方向D1并与第二方向D2方位角φ为270度的角度是为负值，亦即夹角θ的角度小于零度且大于等于-80度，故此时是指由正视角往靠近光源12的倾角方向(i.e.观看者由正视角朝着靠近光源12的方向倾斜以观看一显示区域)。再者，图3上标示的区域为量测的亮度数值nits于不同区间范围(0、2000、4000、....、16000)的轮廓图，区间范围可任意设定，只需可观察限定范围内于锥光偏振图的亮度分布的相对关系即可。

请一并参照图1A、2A、2B。图3的锥光偏振图显示光源12通过导光板11后的出光方向，例如在大致沿着第一方向D1(e.g.Y-方向)上并在相对于第三方向D3(e.g.Z-方向)朝接近和远离光源12倾斜(i.e.远离正视角)的两倾角范围分别具有高亮度分布，且两者的亮度分布类似，而中间正视角(水平视角0度)到夹角θ绝对值约60度之间则具有极低的亮度分布，大致低于最大亮度的15％以下，因此亮度大于最大亮度50％以上者集中于夹角θ绝对值大于70度的范围。

如图3锥光偏振图所示，在沿着方位角φ为90度与270度即第一方向D1上(e.g.Y-方向)，在夹角θ绝对值在大于60度以上时才开始有亮度值大于2000nits的亮度出现。出现第一、第二最大亮度的上下两视角区域中，其亮度分布类似。例如，当夹角θ大于60度且方位角φ为70度至110度才开始有亮度值大于2000nits的亮度分布，意即当夹角θ大于60度且亮度值大于2000nits的亮度分布的方位角φ分布范围为40度(110度-70度＝40度)。又例如，当夹角θ小于-60度且方位角φ为245度至295度才开始有亮度值大于2000nits的亮度分布，意即当夹角θ绝对值大于60度且亮度值大于2000nits的亮度分布的方位角φ分布范围为50度(295度-245度＝50度)。

相较于已知的导光板，其亮度分布仅集中单一视角区域分布，或较大亮度的亮度分布范围其方位角差异的绝对值跟俯视角差异的绝对值的范围都较大，明显的其亮度分布则相较本发明来的扩散不集中。因此，根据本申请的实施例所提出的导光板设计，可在导光板在大约沿着第一方向D1上(e.g.Y-方向)的较大的俯视倾角方向上(较大的夹角θ绝对值)，靠近以及远离光源12的两视角区域出现亮度值(标准化亮度值)较为接近的第一最大亮度与第二最大亮度，且两视角区域的亮度分布方式也较类似。

图4是本申请一实施例中光源发出的光通过导光板后，沿第一方向D1上的第一亮度分布的曲线。如图3的坐标示意图，方位角φ的角度在90度以及在270度时所构成的沿线方向相当于示例的第一方向D1，因此，于此示例中，图4亦为图3方位角φ的角度在90度至270度的沿线方向上(亦即沿第一方向D1上)夹角θ自0度至80度以及0度至-80度的第一亮度分布。

因此，图4的横轴所代表为沿第一方向D1上并与第三方向D3(e.g.Z-方向)夹角θ介于-80度至0度至80度的倾角范围，其对应了自接近光源12的倾角方向至正视角至往远离光源12的倾角方向；而图4的纵坐标为图3对于此夹角θ上的亮度对于其中之一最大亮度做一均值化(normalized)处理所得的标准化后的百分比亮度结果(以下简称标准化亮度)。请再参照图4与图2C，夹角θ值越大表示与第一方向D1与第二方向D2的水平面上夹角则越小，表示光源12发出的光通过导光板11，透过导光板调光结构112所得到的出光角度的亮度分布，主要集中在较低水平夹角方向。

如图4所示，于一实施例中，光源12发出的光通过导光板11后的第一亮度分布是沿着第一方向D1上(e.g.Y-方向，相当于图3上方位角φ的角度在90度至270度的沿线方向上)，不同夹角θ的角度上的正规化(标准化)亮度分布结果，可看出对应导光板11在远离第三方向D3(e.g.Z-方向)较大夹角θ的两视角区域，分别具有第一最大亮度B1和第二最大亮度B2。以第一最大亮度B1标准化为100％亮度。第一最大亮度对应于第一角度θ₁₁，第二最大亮度对应于第二角度θ₁₂，第一角度θ₁₁的角度绝对值与第二角度θ₁₂的角度绝对值分别大于60度，其中第一最大亮度与第二最大亮度的差异的绝对值，小于等于第一最大亮度的30％(≦30％×第一最大亮度)。于一示例中，第一角度θ₁₁和第二角度θ₁₂分别为在第一方向D1上与导光板11的一出光表面(例如上表面11a)的一法线方向N的夹角角度。

请同时参考图1A、2A、2B、4，第一方向D1(e.g.Y-方向)可定义为观看一显示装置的垂直视角，第二方向D2(e.g.X-方向)定义为观看一显示装置的水平视角。于文中所述的在第一方向D1上对应第一角度的第一最大亮度，第一角度的绝对值为俯视倾角角度与0度的差值的角度绝对值。例如一非限制性的示例中，图4中曲线图的右半区域中对应夹角θ的角度大致于介于-75度至-80度之间具有最大亮度B1，第一角度θ₁₁的角度绝对值例如是75度至80度，其对应的最大亮度B1约100％(标准化亮度)，B1为此示例的第一最大亮度。

于文中所述的在第一方向D1上对应第二角度的第二最大亮度，第二角度的绝对值为俯视倾角角度与0度的差值的角度绝对值。例如一非限制性的示例中，图4中曲线图的左半区域中对应夹角θ的角度于介于75度至80度具有最大亮度B2，第二角度θ₁₂的角度绝对值例如是介于75度至80度，其对应的最大亮度B2约70％至80％(标准化亮度)之间，B2为此示例的第二最大亮度。

于如图4所示的示例中，第一最大亮度与第二最大亮度的差异的绝对值，例如小于等于第一最大亮度的30％(≦30％×第一最大亮度)。于另一实施例中，第一最大亮度与第二最大亮度的差异的绝对值，例如小于等于第一最大亮度的20％(≦20％×第一最大亮度)。于另一实施例中，第一最大亮度与第二最大亮度的差异的绝对值，例如小于等于第二最大亮度的30％(≦30％×第二最大亮度)。于另一实施例中，第一最大亮度与第二最大亮度的差异的绝对值，例如小于等于第二最大亮度的20％(≦20％×第二最大亮度)。最大亮度的差异的绝对值越小，其导光板的调光结构112调整效果越佳。

请再参考图4，于又一实施例中，在第一方向D1上的夹角θ绝对值约小于等于60度之间则具有极低的亮度分布，大致低于最大亮度的15％以下；而亮度大于最大亮度50％以上者集中于夹角θ绝对值大于70度的范围。而亮度大于最大亮度50％以上者集中的夹角范围越小，其导光板的调光结构112调整效果较佳。

再者，第一亮度分布沿着观看一显示装置的垂直视角上并相较于夹角θ等于0度例如是但不限制是一非对称的曲线，亦即，第一最大亮度与第二最大亮度可不相等，如图4所示。于一示例中，第一最大亮度大于等于第二最大亮度；若以一实际应用例来看(如图1A所示)，表示光源12发出的光经过导光板11后所产生第一最大亮度(e.g.图4的B1)的位置，比第二最大亮度(e.g.图4的B2)的位置更加地靠近光源12或于第三方向D3(e.g.Z-方向)具有负值的夹角θ(θ:0～-80度)的位置。换句话说，光源12发出的光经过导光板11后于第一方向D1上并与第三方向D3的夹角θ具有一第一亮度分布，第一亮度分布的第一最大亮度和第二最大亮度在第一方向D1上分别出现在对应于导光板11上俯视倾角角度的第一视角区域A1和第二视角区域A2，相较于第二视角区域A2，第一视角区域A1出现更大的亮度。于另一示例中，经由调光结构112的设计，可以是第二视角区域A2的最大亮度值大于第一视角区域A1的最大亮度值，只要最大亮度分布是第一角度的角度绝对值与该第二角度的角度绝对值分别大于60度的分布即可。

另外，一实施例中，光源发出的光通过导光板后于第一方向D1上具有第一亮度分布，第一亮度分布于第一方向D1上对应夹角θ(与第三方向D3(e.g.Z-方向)所夹的角度)的角度绝对值等于60度的亮度值小于第一最大亮度的15％。另一实施例中，光源发出的光通过导光板和光学片后于第一方向D1上具有第二亮度分布(如后叙述图6所示)，第二亮度分布于第一方向D1上对应夹角θ的角度绝对值等于60度的亮度值小于第一最大亮度的15％。另一实施例中，第一亮度分布于第一方向D1上对应夹角θ的角度绝对值等于60度的亮度值小于第二最大亮度的15％。另一实施例中，第二亮度分布于第一方向D1上对应夹角θ的角度绝对值等于60度的亮度值小于第二最大亮度的15％。如图4所示，第一亮度分布于第一方向D1上对应夹角θ的角度-60度(角度绝对值等于60度)的亮度值B3，小于第一最大亮度(如图4所示的最大亮度B1，约100％标准化亮度)的15％(i.e.100％*0.15＝15％，10％<15％)。而第一亮度分布于第一方向D1上对应夹角θ的角度60度(角度绝对值＝60度)的亮度值B4，小于第二最大亮度(如图4所示的最大亮度B2，约76％标准化亮度)的15％((i.e.76％*0.15＝11.4％，6％<11.4％)。

另外，于其他实施例中，第一角度的角度绝对值与第二角度的角度绝对值例如分别是大于70度、或大于75度、或大于80度、或大于85度，当第一角度或的第二角度的角度绝对值越大，则导光板的调光效果越集中。本申请对此并不多做限制。本申请透过调光结构的设计，如高度与最大宽度(例如径向尺寸)的比值、雾度值、和/或折射率，可使对应第一最大亮度的第一角度以及对应第二最大亮度的第二角度，即观看显示装置的垂直视角的第一视角和第二视角，其角度绝对值分别大于60度即可。

根据实施例，于导光板11的下表面11b的调光结构112具有高穿透率，雾度值极低，例如这些调光结构112的雾度值是大于等于0％以及小于等于10％、或是小于等于5％、或是小于等于1％。再者，实施例的调光结构112可以是印刷网点、喷墨印刷、光致聚合、或是利用模具挤出成型、射出成型等方式制备，以不连续地分布形成于导光板11的下表面11b，因此实施例的调光结构112的材料可以与导光板11的材料不同或相同，本申请对此并不多做限制。于一示例中，这些调光结构112例如是透明油墨，以网版印刷的方式将透明油墨网点印制于导光板11的下表面11b。相较于传统的网印油墨，一实施例的透明油墨所含的粒子(beads，散射光线之用)含量非常稀少，甚至不含粒子。另外，于一示例中，调光结构112的折射率与导光板11的折射率的差值绝对值例如是0(两者相同材料)～0.1(两者不同材料)的范围、或0～0.2的范围(或是大于等于0小于等于0.2)。调光结构112也可以是一种或多种折射率设置；本申请对此并不多做限制。

再者，于一实施例中，可透过调光结构112的高度与宽度(例如径向尺寸)的比值，使光线以低水平角度离开导光板11。请再参考图2A，调光结构112与导光板11的下表面11b具有一接触面积Ac，于一示例中，调光结构112的高度H_A(最大高度)与接触面积A_C的最大宽度D_A的比值例如小于0.02(i.e.H_A/D_A<0.02)。若调光结构112具有圆形的接触面积，则此调光结构的最大宽度为此接触面积的直径，但本申请并不仅限于此。再者，调光结构112的剖面形状并不局限于如附图中所绘示的弧形剖面，可以是其他如三角形或梯形剖面、或是其他规则或不规则状的剖面等，只要调光结构112的高度H_A与接触面积A_C的最大宽度D_A的比值如实施例提出的范围，例如小于0.02，即为本申请可应用的调光结构样态。调光结构112也可以同时为相同折射率或多种不同折射率的混合设计配置，于此同时或可再搭配相同或是多种不同H_A/D_A的设计，此两因子对于出光方向的调整皆有影响，故可以对于出光方向的调整具有更佳弹性的设计空间，本申请对此并不多做限制。

再者，调光结构112的高度H_A下降亦有益于光线以低水平角度离开导光板11。于一示例中，调光结构112在第三方向D3(如Z-方向)上具有一最大高度H_A，最大高度H_A例如(但不限制)是小于7μm、或小于3μm、或小于1μm。于实际应用中，调光结构112的最大高度H_A视其最大宽度D_A而定。

另外，于一实施例中，设置于导光板11的主部11M上的透镜114，如图1A、2A、2B所示，其中透镜114的高度h_L相对于这些透镜的设置间距(pitch)P_L的一比值(高度/设置间距)例如在0.16至0.4的范围。另外，透镜114的材料可与主部11M的材料相同或不同，具有良好透光性即可。再者，导光板11可应用透光树脂材料进行制作，亦可于透光树脂材料中包含添加剂，例如UV吸收剂、抗静电剂、抗氧化剂、加工稳定剂、阻燃剂及润滑剂等，可选用其中两者或两者以上的组合来使用。例如，于一示例中，添加有UV吸收剂的透光树脂制作导光板时，可避免导光板受到光线中的紫外光射线照射而劣化。通常以不含光漫射剂的透光树脂制作导光板。本申请对导光板材料的选用，只要不影响光线通过实施例的导光板的出光，并不多做限制。

另外，值得注意的是，虽然上述示例中如图1A、图2A-2C是以导光板11包括主部11M和透镜114为例，说明以光线通过主部11M和透镜114所构成的导光板11后所量测到的锥光偏振图和沿第一方向D1上的第一亮度分布曲线，如图3、4所示。但本申请并不限制于如图1A、图2A～2C所示的导光板样态。

本申请的再一实施例提出一种背光模块，其元件如前述图1A、图1B所示，包括一导光板11/11’、邻近导光板11/11’设置的一光源12、和设置于导光板11/11’上的一光学片13。当光源发出的光经过导光板11/11’和光学片13后，可达到准直光效果。

图5是本申请一实施例的背光模块中一光学片的剖面示意图。请同时参照图1A、图5。于此实施例中，例如是以一逆棱镜片作为相对于如图1A所示的导光板11的上表面11a设置的光学片13。其中光学片13包括一第一表面13a和多个棱镜134设置于第一表面13a上。棱镜134的高度H_T与底部宽度W_T的比值例如小于等于3.8且大于等于1.6(i.e.1.6≦H_T/W_T≦3.8)。于一示例中，图1A所示的导光板11中主部11M的上表面11_Ma处所设置的透镜114(例如是半柱状、或弧形状透镜)，其透镜设置轴向(例如沿着第一方向D1)例如是与光学片13的棱镜134设置轴向(例如沿着第二方向D2)相互正交(图1)。于另一示例中，透镜114的设置轴向(例如沿着第一方向D1)例如是与光学片13的棱镜134设置轴向(例如沿着第二方向D2)相互夹一87度至93度的夹角，搭配显示面板的设计，可以减轻干涉条纹的不良现象。

图6是本申请一例中光源发出的光经过导光板11和光学片13后，于第一方向D1上的其中一种第二亮度分布的曲线以及于第二方向D2上的其中一种第三亮度分布的曲线。于一实施例中，第二方向D2(e.g.X-方向)例如是垂直于第一方向D1(e.g.Y-方向)。光源12发出的光经过导光板11和光学片13后，于第一方向D1，在沿着方位角φ为90度与270度的的沿线方向上，夹角θ绝对值于0度至80度的范围，具有一第二亮度分布，于第二方向D2，在沿着方位角φ为0度与180度的方向上，夹角θ绝对值于0度至80度的范围，具有一第三亮度分布，其中第二亮度分布的半辉度宽度(HW)的范围，半辉度宽度(HW)是指当标准化亮度值为50％时夹角θ的差值绝对值范围，例如第二亮度分布的半辉度宽度(HW)的范围是小于等于(≦)25度、或小于等于20度、或小于等于15度。第三亮度分布的半辉度宽度的范围(夹角θ的范围)，例如是小于等于(≦)35度、或小于等于30度。第三亮度分布大于10％亮度值(第三亮度分布的最大亮度的10％)宽度的范围(夹角θ的范围)，例如是小于等于(≦)60度、或小于等于50度。第二亮度分布与第三亮度分布受到光线通过导光板11的第一亮度分布以及光线通过不同光学片13的棱镜结构的影响而有所变化。

以下是以图1A为例说明的，但并非用以限制本发明。可同时参照图1A、5、6。如图6所示，此第一方向D1上的第二亮度分布相对于0度视角并非呈一对称曲线，于此示例中，其半辉度宽度(HW)(夹角θ的范围)例如是约13度左右；而于第二方向D2上的第三亮度分布的半辉度宽度(夹角θ的范围)例如是30度左右；而于第二方向D2上的第三亮度分布的10％亮度值宽度例如是60度左右。例如一示例中，图6中第二方向D2上的第三亮度分布的曲线的右半区域中对应10％亮度值的角度约-25度，小于等于10％亮度值的角度为小于等于-25度的范围，意即角度绝对值大于25度时的亮度值低于10％。例如一示例中，图6中第二方向D2上的第三亮度分布的曲线的左半区域中对应10％亮度值的角度约25度，小于等于10％亮度值的角度绝对值为大于等于25度的范围。由此可知，光源发出的光经过导光板11和光学片13后，于第二方向D2上大于10％亮度值主要的光源集中于角度绝对值小于25度的范围，如此设计的背光模块具有光线集中的功能。光源发出的光经过导光板11和光学片13后，第二方向D2上于角度绝对值大于等于25度时亮度值小于等于最大亮度的10％。于一实施例中，当观察者于第二方向D2上(如水平视角上)相对于显示面板的法线方向N以倾斜角度大于25度的视角观看应用实施例的显示面板时，由于亮度值小于等于10％，难以清楚观看显示画面上的讯息，一般观察者不容易清楚辨识亮度差异的变化，从而具有防止显示装置的显示画面讯息被周围观察者窥探的效果。

图7A是光线通过本申请一实施例的导光板和光学片后，以锥光偏振仪量测所得到的锥光偏振图。图7B是光源发出的光经过导光板11、光学片13以及一显示面板后的亮度分布的模拟结果示意图，在图上标示上0.5％标准化亮度的锥光偏振图，图中的线条所包围的中心区域为亮度大于0.5％标准化亮度的区域，而在包围的中心区域以外的左右两侧区域，例如在第二方向D2上大于角度绝对值约40度的范围，则是亮度小于0.5％标准化亮度的区域。图7A清楚显示光线经过实施例的导光板11和光学片13后，背光模块的出光亮度分布十分集中，而在图7B显示光线经过实施例的导光板11、光学片13以及显示面板后的出光亮度分布的模拟结果示意图，光线集中在于观察者观看的中心区域达到优异的准直光效果。另外，由于左右区域出光亮度极低，位于中心区域左右两旁的观测者(其视角的倾斜角度例如40度以上)难以看清楚显示于显示面板的画面信息，进而还可以达到防窥、信息保密的附加效果。

再者，于一实施例中，光源12发出的光经过导光板11和光学片13后，于第一方向D1上形成的第二亮度分布中，其角度绝对值大于等于(≧)25度所对应的亮度，小于等于第二亮度分布的最大亮度的10％。如图6所示，此示例的第二亮度分布的最大亮度为100％，第二亮度分布的角度绝对值等于25度时所对应的亮度约8％和5％，皆低于最大亮度的10％。再者，第二亮度分布的角度绝对值大于25度时所对应的亮度更低。

再者，于一实施例中，光源12发出的光经过导光板11和光学片13后，于第二方向D2上形成的第三亮度分布中，其角度绝对值大于等于(≧)35度所对应的亮度，小于等于第三亮度分布的最大亮度的10％。如图6所示，此示例的第三亮度分布的最大亮度为100％，第三亮度分布的角度绝对值等于35度时所对应的亮度约4％和3％，皆低于最大亮度的10％。再者，第三亮度分布的角度绝对值大于35度时所对应的亮度更低。

另外，于一示例中，光学片13包括多个棱镜134设置于其第一表面13a上，其中棱镜134可具有棱镜夹角θ₁(图5)例如是(但不限制是)62度～72度的范围。一示例中，相邻两棱镜134之间的夹角θ₂，例如(但不限制地)为87度～93度的范围。导光板的设计概念是通过调光结构的设计将光源经过导光板的光往较大角度绝对值的方向集中，减少于较小角度绝对值范围的光源分布，意即，增加大角度绝对值的光源分布。而棱镜夹角θ₁或夹角θ₂的设计，主要依据斯涅尔定律(Snell’s law)来设计，其效果是能配合光源发出的光经过导光板11后集中于大角度的光能够达到往中心角度集中的效果；光学片13的多个棱镜134的设计，能使光源发出的光经过导光板11和光学片13后有更佳的集光效果。再者，于一示例中，棱镜134的设置间距P_T(pitch)小于100μm。当然，前述这些数值仅为举例之用，可能因实际应用的条件而做适当修饰与调整。

以下对于实施例中导光板上的调光结构的折射率与构型进行相关实验，并提出其中几组实验结果如下。

图8A是数组相关实验中光源发出的光通过导光板后于第一方向上的第一亮度分布的曲线图。图8B是数组相关实验中光源发出的光通过导光板和光学片后于第二方向上的第三亮度分布的曲线图。图8A、8B的亮度分布可分别参照前述图4、6的亮度分布说明，在此不重复叙述。

其中导光板折射率为1.55。图8A、8B中各曲线代表的调光结构的相关物理参数如下。。

曲线E1：调光结构的折射率为1.49，其中的一调光结构的高度(如图2A的H_A)为4.19μm，最大宽度(如图2A的D_A)为382.60μm，H_A/D_A的比值为0.011。

曲线E2：调光结构的折射率为1.49，其中的一调光结构的高度(如图2A的H_A)为6.95μm，最大宽度(如图2A的D_A)为388.89μm，H_A/D_A的比值为0.018。

曲线C1：调光结构的折射率为1.4，其中的一调光结构的高度(如图2A的H_A)为12.53μm，最大宽度(如图2A的D_A)为388.40μm，H_A/D_A的比值为0.032。

曲线C2：调光结构的折射率为1.55，其中的一调光结构的高度(如图2A的H_A)为15.36μm，最大宽度(如图2A的D_A)为328.57μm，H_A/D_A的比值为0.047。

如图8A所示，H_A/D_A的比值越高(例如曲线C2)，第一亮度分布中对应对于角度约-75度的亮度值越低。而H_A/D_A的比值小于0.02的实施例的调光结构(例如曲线E1、E2)，其对应对于角度约75度与-78度都有相对高的亮度值(e.g.在87％以上)。再者，如图8B所示，光线通过导光板和光学片后于第二方向上的第三亮度分布曲线中，H_A/D_A的比值越低(例如曲线E1、E2)，其第三亮度分布的最大亮度的小于等于10％的角度绝对值大于35度，即可达到良好的防窥效果，而若能做到大于30度，则其可达到的防窥效果越好。如图8B所示，光线通过导光板和光学片后于第二方向上的第三亮度分布曲线中，H_A/D_A的比值越高(例如曲线C2)，其第三亮度分布的最大亮度大于10％的角度绝对值大于H_A/D_A的比值较低者(例如曲线E1、E2)，其可达到较佳的集光效果。

如图8B所示，折射率大小(C1<E1＝E2<C2)与H_A/D_A的比值大小(E1<E2<C1<C2)，其对于第三亮度分布的影响皆有所贡献。不仅如此，折射率大小(C1<E1＝E2<C2)与H_A/D_A的比值大小(E1<E2<C1<C2)对于光源12发出的光通过导光板11后、光源12通过导光板11以及光学片13后、光源12发出的光通过导光板11或光学片13以及显示面板后对于出光的光型或亮度分布也同样都会有贡献，由锥光偏振图可量测而得到确认是否能达到设计的预期结果，于此则不在多加描述。

再者，此实施例的背光模块中，可更包括其他光学膜片例如增亮膜(BEF)或扩散膜，视实际应用所需而定。亦可包括其他构件，例如在导光板下方设置一反射片，或是在导光板侧边设置反射侧贴。图9是绘示本申请另一实施例中一种导光板的剖面示意图。图9与图2A中相同元件沿用相同标号，因此图9中相关层与部件的细节，包括元件/层及其空间安排等，请参照图2A内容，在此不再赘述。如图9所示，可在导光板11远离光源的一侧表面11c设置一反射侧贴30，例如贴上一银反射侧贴，对于未经过调光结构112的光线可增加反射的机会，以高比例的将光线维持在低水平的出光角度。

综上所述，实施例提出一种背光模块，特别是包括具有调光结构的导光板，使通过导光板的光线具有大出光角度。其中一应用实施例的导光板与适当的一光学片搭配后(例如一逆棱镜片)，可提供具有准直光的背光模块。再者，可利用简易的方式制作导光板，形成如上述实施例所提出的调光结构，例如应用于中大尺寸背光模块的制作时，若利用网印方式形成实施例的调光结构，除了可达到优化的准直光效果外，还可大幅节省成本，适合量产。

其他实施例，例如元件的已知构件有不同的设置与排列等，或是相关元件以不同材料制作等，亦可能可以应用，例如导光板、光学片的结构、样态、材料等等，都可视应用时的实际需求与条件而可作适当的调整或变化。因此，说明书与附图中所示的结构仅作说明之用，并非用以限制本申请欲保护的范围。另外，相关技艺者当知，实施例中构成部件的形状和位置亦并不限于附图所绘的样态，亦是根据实际应用时的需求和/或制造步骤在不背离本申请的精神的情况下而可作相应调整。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种背光模块，包括：

一导光板，具有一上表面、一下表面及调光结构，该多个调光结构位于该下表面；

一光学片，相对于该导光板的该上表面设置；和

一光源，邻近该导光板设置，

其中该光源发出的光通过该导光板后于一第一方向上具有一第一亮度分布，该第一亮度分布上具有一第一最大亮度和一第二最大亮度，该第一最大亮度对应于一第一角度，该第二最大亮度对应于一第二角度，该第一角度的角度绝对值与该第二角度的角度绝对值分别大于60度，

其中该第一最大亮度与该第二最大亮度的差异的绝对值，小于等于该第一最大亮度的30％，

其中该第一角度和该第二角度分别为在该第一方向上与该导光板的一出光表面的一法线方向的夹角角度。

2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第一亮度分布于该第一方向上对应角度绝对值等于60度的亮度值小于该第一最大亮度的15％。

3.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该第一亮度分布上的角度绝对值等于60度的亮度值小于该第二最大亮度的15％。

4.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该光源发出的光经过该导光板和该光学片后，于该第一方向上具有一第二亮度分布，该第二亮度分布具有一半辉度宽度，该半辉度宽度的范围小于等于25度。

5.如权利要求4所述的背光模块，其特征在于，该光源发出的光经过该导光板和该光学片后，于一第二方向上具有一第三亮度分布，该第二方向垂直于该第一方向，该第三亮度分布中角度绝对值大于等于35度所对应的亮度，小于等于该第三亮度分布的最大亮度的10％。

6.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，该导光板的该下表面的该多个调光结构其中一者具有一最大高度和一最大宽度，该最大高度相对于该最大宽度的一比值小于0.02。

7.如权利要求6所述的背光模块，其特征在于，该最大高度小于7μm。

8.一种导光板，包括一上表面、一下表面及调光结构，该多个调光结构位于该下表面；当光线通过该导光板后于一第一方向上具有一第一亮度分布，该第一亮度分布上具有第一最大亮度和第二最大亮度，该第一最大亮度对应于第一角度，该第二最大亮度对应于第二角度，该第一角度的角度绝对值与该第二角度的角度绝对值分别大于60度，

其中该第一最大亮度与该第二最大亮度的差异的绝对值，小于等于该第一最大亮度的30％，

其中该第一角度和该第二角度分别为在该第一方向上与该导光板的一出光表面的一法线方向的夹角角度。

9.一种显示装置，包括：

一显示面板；和

一背光模块，包括：

一导光板，具有一上表面、一下表面及调光结构，该多个调光结构位于该下表面；

一光学片，相对于该导光板的该上表面设置；和

一光源，邻近该导光板设置，

其中该光源发出的光通过该导光板后于一第一方向上具有一第一亮度分布，该第一亮度分布上具有一第一最大亮度和一第二最大亮度，该第一最大亮度对应于一第一角度，该第二最大亮度对应于一第二角度，该第一角度的角度绝对值与该第二角度的角度绝对值分别大于60度，

其中该第一最大亮度与该第二最大亮度的差异的绝对值，小于等于该第一最大亮度的30％，

其中该第一角度和该第二角度分别为在该第一方向上与该导光板的一出光表面的一法线方向的夹角角度。

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