CN211786510U

CN211786510U - 光学膜片、背光模组及显示装置

Info

Publication number: CN211786510U
Application number: CN202020612179.7U
Authority: CN
Inventors: 陈蔚轩; 戴永辉
Original assignee: Radiant Opto Electronics Corp
Current assignee: Radiant Opto Electronics Corp
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2020-04-22
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2030-04-22

Abstract

本实用新型涉及光学膜片、背光模组及显示装置。该光学膜片包括入光侧及与该入光侧相对于的出光侧，该光学膜片沿着X轴的方向区隔成中间区及分别位于该中间区的两侧的两个侧边区，其中，每一侧边区的出光侧排列有呈凸出状的多个条状结构，多个该条状结构沿着该X轴的方向排列，并且每一该条状结构沿着垂直于该X轴的Y轴的方向延伸，每一该条状结构包括重复排列的高微结构与高度低于该高微结构的低微结构。通过该光学膜片上的条状结构的型态与排列方式，可以将过大角度的光线再次折射，由此改善大角度光场与大角度漏光的问题，进而提高大角度视角的对比度。该背光模组及该显示装置包含该光学膜片。

Description

光学膜片、背光模组及显示装置

技术领域

本实用新型涉及光学元件，特别是涉及改善大角度漏光并提高大角度对比度的光学膜片、背光模组及显示装置。

背景技术

由于液晶显示面板并不具有发光的功能，故必须在液晶显示面板下方配置背光模组(backlight module)来提供面光源，以使液晶显示面板能够达到显示的目的。

一般而言，光源模组可区分为直下式光源模组与侧入式光源模组。以直下式光源模组为例，通常包括多个发光元件、用来将发光元件阵列的光集中出光至正向方向的反射片以及用以将出光光束的视角缩小、提升正向辉度值以及出光效率的多层光学膜片组。另一方面，以侧入式光源模组为例，其一般包括导光板、位于导光板下方的反射片、位于导光板的侧边的光源以及前述的多层光学膜片组。光源所发出的光束自位于导光板的侧边的入光面进入导光板后，会因全反射而被导引至整个导光板中。位于导光板底面的多个网点会破坏光的全反射，使光束自导光板的出光面射出，并由前述的多层光学膜片组提升正向辉度值以及出光效率，从而形成所需的面光源。

然而，无论是直下式光源模组或侧入式光源模组，当用户在观看屏幕的两侧区域时，屏幕越大，用户视角也会变得越大，造成越容易在屏幕的大视角区域处产生漏光，造成白雾，导致亮暗对比下降而影响画面质量。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种可以提升屏幕两侧的大视角区域的亮暗对比的光学膜片。

本实用新型的光学膜片，包括入光侧及与该入光侧相对的出光侧，该光学膜片沿着X轴的方向区隔成中间区及分别位于该中间区的两侧的两个侧边区，其中，每一该侧边区的出光侧排列有呈凸出状的多个条状结构，多个条状结构沿着该X轴的方向排列，并每一该条状结构沿着垂直于该X轴的Y轴的方向延伸，每一该条状结构包括重复排列的高微结构与高度低于该高微结构的低微结构。

本实用新型的另一技术手段，在于该高微结构与该低微结构的数量比值在每一该侧边区的沿着该X轴的方向远离该中间区的最末端等于1。

本实用新型的另一技术手段，在于该光学膜片的该中间区的出光侧排列有呈凸出状的多个该条状结构，且该中间区内的每一该条状结构包括重复排列的该高微结构与高度低于该高微结构的该低微结构。

本实用新型的另一技术手段，在于该高微结构与该低微结构在该中间区内的数量比值等于该高微结构与该低微结构在每一该侧边区内的数量比值，两者皆等于1。

本实用新型的另一技术手段，在于该高微结构与该低微结构的数量比值由该中间区的中央沿着该X轴的方向朝向该侧边区渐增。

本实用新型的另一技术手段，在于每一该侧边区内的该高微结构的数量最多不会超过该低微结构的数量。

本实用新型的另一技术手段，在于定义一条垂直通过该低微结构中的任一者的顶点的中心线及一条通过该顶点且与相邻的高微结构相切的切线，该中心线与该切线之间的锐角大于等于60度。

本实用新型的另一技术手段，在于多个该条状结构紧密排列。

本实用新型的另一目的，在于提供一种背光模组。

本实用新型的背光模组，包含光源、用以接收该光源的光学板、设置于该光学板上的膜片组及设置于该膜片组上的如前所述的光学膜片。

本实用新型的另一目的，在于提供一种显示装置。

本实用新型的显示装置，包含如前所述的背光模组及设置于该背光模组上的显示面板，其中，该X轴定义为用户观看该显示面板的水平方向，该Y轴定义为用户观看该显示面板的垂直方向。

本实用新型的功效在于，通过该光学膜片上的条状结构的型态与排列方式，可以将过大角度的光线再次折射，由此改善大角度光场与大角度漏光的问题，进而提高大角度视角的对比度。

附图说明

图1是示出本实用新型的背光模组的较佳实施例的侧视示意图；

图2是说明图1中的光学膜片的结构的立体示意图；

图3是辅助说明图2的侧视示意图；

图4是说明光学膜片中的高微结构与低微结构的比值变化的曲线图；

图5是说明高微结构与低微结构的局部结构的局部放大示意图；

图6是示出本实用新型的显示装置的较佳实施例的侧视示意图；

图7是示出用户观看屏幕时的角度示意图及观赏面与出光面彼此垂直的示意图；

图8是示出用户观看屏幕时的角度示意图及观赏面与出光面具有夹角45度的示意图；

图9是说明在θ为60度、

为0度的情况下不同视角的辉度百分比的曲线图；

图10是说明在θ为60度、

为45度的情况下不同视角的辉度百分比的曲线图；

图11是说明光学膜片的另一种形态的立体示意图；

图12是辅助说明图11的侧视示意图；及

图13是说明图11的光学膜片中的高微结构与低微结构的比值变化的曲线图。

具体实施方式

本实用新型的相关申请专利特色与技术内容，在以下参考附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。在进行详细说明之前，应注意的是，类似的元件以相同的编号来表示。

参阅图1，为本实用新型的背光模组的较佳实施例，包含光源2、用以接收光源2的光学板3、设置于光学板3上的膜片组4及设置于膜片组4上的光学膜片5。其中，膜片组4可以包括增亮膜、棱镜片及扩散片，但并不以此为限。在本实施例中，背光模组为直下式背光模组，因此光源2包括多个发光二极管(LED)，其以阵列方式排列在光学板3的底面下方，并且光学板3是一片扩散板，使得以阵列方式排列的LED所发出的光线，通过扩散板本身的光学复合材料进行漫射，以产生亮度均匀分布的面光源。在其他实施例中，也可以将背光模组设计为侧入式背光模组，因此光源2包括多个发光二极管(LED)，其以直线方式排列在光学板3的侧面处，并且光学板3是一片导光板，使得LED所发出的光线经由导光板的侧面进入导光板中，再经由导光板上的特殊结构，破坏光线在导光板内的全反射路径，以产生亮度均匀分布的面光源。

参阅图2及图3，光学膜片5包括入光侧51及与入光侧51相对的出光侧52。由于光学膜片5位于光学板3的上方，因此，光学膜片5的入光侧51朝向下方而面向光学板3的顶面(即出光面)，光学膜片5的出光侧52则朝向上方。光学膜片5可以沿着X轴的方向区隔成中间区53及分别位于中间区53的两侧的两个侧边区54。其中，每一侧边区54的出光侧52排列有呈凸出状的多个条状结构55。多个条状结构55沿着X轴的方向排列，并且每个条状结构55沿着垂直于X轴的Y轴的方向延伸，且每个条状结构55包括重复排列的高微结构551与高度低于高微结构551的低微结构552。要特别说明的是，条状结构55之间紧密排列，彼此之间无间隙。

另外，在本实施例中，每一侧边区54内的高微结构551的数量最多不会超过低微结构552的数量，光学膜片5的中间区53的出光侧52同样排列有呈凸出状的多个条状结构55，且中间区53内的条状结构55包括少量的高微结构551与多量的低微结构552重复排列。也就是说，不论在中间区53或在侧边区54，高微结构551的数量最多不会超过低微结构552的数量。

要特别说明的是，在本实施例中，高微结构551与低微结构552皆为圆弧形突出的条状结构，高微结构551与低微结构552的数量比值由中间区53的中央沿着X轴的方向朝向两侧的侧边区54渐增。高微结构551与低微结构552的数量比值在每一侧边区54的沿着X轴的方向远离中间区53的最末端等于1。也就是说，在中间区53内，多个低微结构552重复排列，低微结构552的两侧接着分别排列一个高微结构551，低微结构552的重复数量由中间区53朝向两侧的侧边区54逐渐减少。以图2及图3为例，在中间区53的中央处，多个低微结构552重复排列，接着在多个低微结构552的两侧分别排列一个高微结构551，再朝向两侧分别继续排列有四个低微结构552与一个高微结构551，更朝向两侧分别继续排列有三个低微结构552与一个高微结构551，低微结构552的重复数量由中间区53朝向两侧的侧边区54逐渐递减，一直到高微结构551与低微结构552的重复数量相同，以使两者数量比值等于1，因此如图4所示，高微结构551与低微结构552的比值由小于1逐渐上升至等于1。

接着，来详细说明高微结构551与低微结构552的高低关系。参阅图5，定义一条垂直通过任一低微结构552的顶点的中心线L及一条通过该顶点且与相邻的高微结构551相切的切线T，中心线L与切线T之间的夹角例如为大于等于60度的锐角。在本实施例中，以60度为例进行说明。通过上述结构设计，当光线经由低微结构552出光时，出光角度大于60度的光线会经由相邻的高微结构551再次折射进入光学膜片5中，由此降低直接出光的机会，进而减少大角度区域的出光量(辉度)。在其他实施例中，则可以将中心线L与切线T之间的锐角设计为其他角度，例如70度，以使经由低微结构552出光时的出光角度大于70度的光线，经由相邻的高微结构551再次折射进入光学膜片5中。

参阅图3及图5，以本较佳实施例来说，当每一侧边区54设置少量的高微结构551与多量的低微结构552时，可以使经由一部分的低微结构552而大角度出光的光线经由邻近的高微结构551折射进入光学膜片5中。由于两个侧边区54容易产生漏光现象，因此在侧边区54的最末端设计一个低微结构552搭配一个高微结构551，也就是使高微结构551与低微结构552的数量比值等于1，由此可以使经由每一个低微结构552而大角度出光的光线折射进入光学膜片5中，以降低直接出光的机会。因此，高微结构551与低微结构552的数量比值等于1的情况最适合应用在容易产生漏光现象的两个侧边区54中。

本实用新型的背光模组，再加上显示面板6，即形成如图6所示的显示装置。

接着，来说明使用本实用新型的光学膜片5对于大角度出光的光线的影响。参阅图7，平面A代表显示装置的出光面，即使用者在使用显示装置时的观赏面，而平面B则垂直于平面A，并且设定为当使用者正对着平面A的中心C时，眼睛观看中心C的视角θ为0度。X轴定义为使用者观看显示装置的水平方向，Y轴定义为使用者观看显示装置的垂直方向。另外，定义平面B与水平面的夹角为

在图7中，

为0度，而在图8中，

为45度，用以仿真用户实际观看屏幕的四个角落或其他边缘时的合理角度范围。图9及图10说明对应于图7及图8所检测到的辉度百分比，实线代表未使用本实用新型的光学膜片5，而虚线则代表使用了本实用新型的光学膜片5。

由图9及图10所示的检测结果可以看出，当使用了本实用新型的光学膜片5时，因为大角度出光的光线会被相邻的高微结构551(见图5)进行折射而减少直接出光的机会，因此可以减少视角为60度以上的区域的辉度，由此能够有效减少视角为60度以上的区域的漏光情形，从而减少显示装置两侧出现白雾的情形，进而提高视角为60度以上的区域的对比度。在图9的

为0度时及图10的

为45度时，在正60度与正90度之间以及负60度与负90度之间的两个视角的大角度区域中，可以观察到实线部分(未使用本实用新型的光学膜片5)存在着较明显的辉度区域(图9为30％-40％，图10为20％-30％)，这意味着视角在大角度时存在漏光现象，而虚线部分(使用了本实用新型的光学膜片5)将辉度下降到20％以下，这意味着视角在大角度时的漏光现象已经获得改善。

参阅图3及图5，以本较佳实施例来说，当每一侧边区54设置少量的高微结构551与多量的低微结构552时，即可以使一部分的低微结构552的大角度出光的光线能够经由邻近的高微结构551而折射进入光学膜片5中。由于视角较大的两个侧边区54处的漏光现象相较于中间区53更为明显，侧边区54的大角度出光的光线容易超出使用者的观看范围，中间区53的大角度出光的光线仍在使用者的观看范围内，因此本较佳实施例采用的方式容许中间区53的大角度出光，可以使得中间区53的高微结构551的数量最少化，只需解决两个侧边区54大角度出光的问题，以渐进式的方式将高微结构551的数量由中间区53朝向两个侧边区54的方向递增，以使两个侧边区54的低微结构552的大角度出光的光线经由邻近的高微结构551而折射进入光学膜片5中，从而降低直接出光的机会。

参阅图11及图12，揭露了不同于图2的另一种形态的光学膜片5，光学膜片5不管在中间区53还是在侧边区54，高微结构551与低微结构552均以相同的数量交错排列，也就是以一高一低的方式重复交错排列。如果需要每一个低微结构552的大角度出光的光线都能折射进入光学膜片5中时，则可以采用这种重复排列一个低微结构552邻近设置一个高微结构551的设计方案，也就是高微结构551的数量最多等于低微结构552的数量，而不会超过低微结构552的数量。

也就是说，如图13所示，高微结构551与低微结构552在中间区53内的数量比值等于高微结构551与低微结构552在每一侧边区54内的数量比值，两者皆等于1。如此一来，除了同样可以达成再次折射大角度出光的光线的功效外，光学膜片5在制作完成进行裁切时更为方便，泛用性更高。

综上所述，本实用新型通过光学膜片5上的条状结构55的型态与排列方式，可以将过大角度的光线再次折射，由此改善大角度光场与大角度漏光的问题，进而提高大角度视角的对比度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，应当不能以此限定本实用新型的实施范围。即大凡依本实用新型的权利要求范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型的专利涵盖范围。

【附图标记列表】

2 光源

3 光学板

4 膜片组

5 光学膜片

51 入光侧

52 出光侧

53 中间区

54 侧边区

55 条状结构

551 高微结构

552 低微结构

6 显示面板

L 中心线

T 切线

θ 角度

角度。

Claims

1.一种光学膜片，其特征在于，包括入光侧及与所述入光侧相对的出光侧，所述光学膜片沿着X轴的方向区隔成中间区及分别位于所述中间区的两侧的两个侧边区，其中，每一所述侧边区的出光侧排列有呈凸出状的多个条状结构，多个所述条状结构沿着所述X轴的方向排列，并且每一所述条状结构沿着垂直于所述X轴的Y轴的方向延伸，每一所述条状结构包括重复排列的高微结构与高度低于所述高微结构的低微结构。

2.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，所述高微结构与所述低微结构的数量比值在每一所述侧边区的沿着所述X轴的方向远离所述中间区的最末端等于1。

3.根据权利要求2所述的光学膜片，其特征在于，所述光学膜片的所述中间区的出光侧排列有呈凸出状的多个所述条状结构，且所述中间区内的每一所述条状结构包括重复排列的所述高微结构与高度低于所述高微结构的所述低微结构。

4.根据权利要求3所述的光学膜片，其特征在于，所述高微结构与所述低微结构位于所述中间区的数量比值等于所述高微结构与所述低微结构在每一所述侧边区内的数量比值，两者皆等于1。

5.根据权利要求3所述的光学膜片，其特征在于，所述高微结构与所述低微结构的数量比值由所述中间区的中央沿着所述X轴的方向朝向所述侧边区渐增。

6.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，每一所述侧边区内的所述高微结构的数量最多不会超过所述低微结构的数量。

7.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，定义一条垂直通过任一所述低微结构的顶点的中心线，及一条通过所述顶点且与相邻的所述高微结构相切的切线，所述中心线与所述切线之间的锐角大于等于60度。

8.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，多个所述条状结构紧密排列。

9.一种背光模组，其特征在于，包含光源、用以接收所述光源的光学板、设置于所述光学板上的膜片组及设置于所述膜片组上的根据权利要求1至8中任一项所述的光学膜片。

10.一种显示装置，其特征在于，包含根据权利要求9所述的背光模组及设置于所述背光模组上的显示面板，其中，所述X轴定义为用户观看所述显示面板的水平方向，所述Y轴定义为用户观看所述显示面板的垂直方向。