JP7445579B2 - backlight module - Google Patents

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Description

本発明は、光学モジュールに関し、特に、バックライトモジュールに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical module, and particularly to a backlight module.

高コリメーション（Collimation）の面光源は、その発光角度を１つの比較的小さい範囲内に制限することで、正方向の輝度を向上させ、大角度の光束を抑制することができ、特定の映像装置にとって、消費電力を削減し、迷光の発生を回避することができる。一般的に言えば、高コリメーションの面光源は、通常、以下のような応用を有する。 A high-collimation surface light source can improve the brightness in the positive direction and suppress the luminous flux at large angles by limiting its emission angle to one relatively small range. Therefore, power consumption can be reduced and the generation of stray light can be avoided. Generally speaking, highly collimated surface light sources usually have the following applications:

（1）高コリメーションの面光源は、光源のライトコーン（Light cone）の角度が比較的小さいため、人の目が発光ライトコーンの角度の範囲内に位置しなければ、表示器に表示される映像を見ることができないので、プライバシー機能付きの表示器に適用することができる。人の目の表示器に対する角度が異なるときに、ライトコーンがユーザの目に向き、ユーザを離れた傍観者が表示された画像をはっきりと見ることができないように、発光ライトコーンの向きを切り替える必要がある。 (1) Highly collimated surface light sources have a relatively small light cone angle, so if the human eye is not within the angle of the emitting light cone, the display will not show up. Since the image cannot be viewed, it can be applied to a display device with a privacy function. Switch the orientation of the emissive light cone so that the light cone faces the user's eyes and a bystander away from the user cannot clearly see the displayed image when the person's eyes are at different angles to the display There is a need.

（2）人の目の位置に応じてバックライトのライトコーンの向きを切り替えることができるニアアイディスプレイに適用される。同心円に配置されたＶ字型微細構造を備えた導光板を使用しているため、大面積を実現することが困難であるが、バックライトが必要な小型表示器（例えば、液晶ディスプレイ）には非常に適している。よって、高コリメーションの面光源は、バーチャルリアリティ、ヘッドマウントディスプレイ、ニアアイディスプレイのバックライトモジュールとして適する。これらのシステムでは、照明システムのNA値が結像に必要な値よりも大きい場合、迷光を引き起こしやすい。一方、発光ライトコーンを縮小すると、消費電力を低減し、さらに軽量化を実現することができる。照明システムのNA値が結像に必要な値により小さい場合、複数の異なる向きのライトコーンを使用して重ね合わせることで結像に必要なNA値を達成することができる。このときに、さらに人の目の位置及び映像の内容に応じて、重ね合わせた後のライトコーンの向き及びサイズを調整することができる。このようにして、迷光を減少させ、コントラストを増加させ、消費電力を削減することができる。 (2) Applied to near-eye displays that can switch the direction of the backlight light cone according to the position of the person's eyes. Because it uses a light guide plate with a V-shaped microstructure arranged in concentric circles, it is difficult to realize a large area, but it is suitable for small displays that require a backlight (for example, liquid crystal displays). very suitable. Therefore, the highly collimated surface light source is suitable as a backlight module for virtual reality, head-mounted displays, and near-eye displays. These systems are prone to stray light if the NA value of the illumination system is larger than that required for imaging. On the other hand, by reducing the size of the light emitting light cone, it is possible to reduce power consumption and further reduce weight. If the illumination system's NA value is smaller than that required for imaging, multiple differently oriented light cones can be used and superimposed to achieve the required NA value for imaging. At this time, the orientation and size of the superimposed light cones can be further adjusted depending on the position of the person's eyes and the content of the image. In this way, stray light can be reduced, contrast increased and power consumption reduced.

（3）ライトフィールド表示器がサブ映像及びマイクロレンズアレイからなるライトフィールド表示器であり、その結像に必要なNA値が比較的小さいので、迷光及びゴーストイメージの発生を回避することができる。発光ライトコーンの向きを変えることで、異なる可視領域でエネルギーのトランスファーを行うことができる。このようにして、人の目の位置に応じて、映像光を人の目に集中させ、目の移動可能な範囲を増大することができる。 (3) Since the light field display is a light field display consisting of a sub-image and a microlens array, and the NA value required for its imaging is relatively small, the generation of stray light and ghost images can be avoided. By changing the direction of the emitting light cone, energy can be transferred in different visible regions. In this way, the image light can be focused on the person's eyes according to the position of the person's eyes, and the range in which the eyes can move can be increased.

しかしながら、市販の高コリメーションの面光源は、通常、発光ライトコーンが非対称になる問題が存在する。対称な光の形状（light shape）を達成するために、光学フィルム、例えば、柱状レンズフィルム（lenticular film）を増設する必要がある。ただし、設置する光学フィルムの数が増えるほど、コストはさらに増加する。 However, commercially available highly collimated surface light sources usually have the problem of asymmetrical light emitting light cones. In order to achieve a symmetrical light shape, it is necessary to add an optical film, such as a lenticular film. However, the cost increases as the number of optical films installed increases.

また、Ｖ字型微細構造の代わりにホログラムを使用して導光板から光束を導き出すバックライトモジュールも市場に出ている。そのホログラフィックパターンが同心円であり、且つ点光源と一緒に利用することにより、比較的均一なライトコーンを得ることができるが、そのホログラフィック分散特性が原因で、白色光への適用は困難である。 There are also backlight modules on the market that use holograms instead of V-shaped microstructures to guide light flux from a light guide plate. Its holographic pattern is concentric circles, and when used with a point light source, a relatively uniform light cone can be obtained, but its application to white light is difficult due to its holographic dispersion properties. be.

よって、面光源が如何に発光ライトコーンのサイズ及び形状を同時に制御することで、均一なライトコーンを生成し、さらに発光ライトコーンの向きを切り替えることができるかは、早急に克服すべき問題になっている。 Therefore, how a surface light source can simultaneously control the size and shape of the light cone to generate a uniform light cone and also switch the direction of the light cone is an issue that needs to be overcome as soon as possible. It has become.

なお、この「背景技術」の部分は、本発明の内容への理解を助けるためだけのものであるため、この「背景技術」の部分に開示されている内容は、当業者に知られていない技術を含む可能性がある。よって、この「背景技術」の部分に開示されている内容は、該内容、又は、本発明の１つ又は複数の実施例が解決しようとする課題が本発明の出願前に既に当業者に周知されていることを意味しない。 Please note that this "Background Art" section is only for helping people understand the content of the present invention, and therefore the content disclosed in this "Background Art" section may not be known to those skilled in the art. May involve technology. Therefore, the content disclosed in this "Background Art" section is based on the fact that the content or the problem to be solved by one or more embodiments of the present invention was already well known to a person skilled in the art before the filing of the present invention. does not mean it has been.

本発明の目的は、均一なライトコーンを生成することができるとともに、発光ライトコーンの向きを切り替えることもできるバックライトモジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a backlight module that can generate a uniform light cone and also switch the direction of the light emitting light cone.

本発明の他の目的及び利点は、本発明に開示される技術的特徴からさらに理解することができる。 Other objects and advantages of the present invention can be further understood from the technical features disclosed in the present invention.

本発明の一実施例によれば、バックライトモジュールが提供され、それは、導光板、第一光源及び第一光学フィルムを含む。導光板は、入光面、出光（光取り出し又は光放出とも言う）面及び底面を有し、そのうち、入光面は、出光面と底面との間に接続され、出光面は、底面に対向し、底面は、複数の同心環状の第一Ｖ字型微細構造を有する。第一光源は、導光板の入光面の一方側に設置され、そのうち、これらの第一Ｖ字型微細構造の円心は第一光源とアライン（Align）している。第一光学フィルムは、導光板の出光面の一方側に設置される。第一光学フィルムは、複数の同心環状の第二Ｖ字型微細構造を有する。 According to one embodiment of the present invention, a backlight module is provided, which includes a light guide plate, a first light source and a first optical film. The light guide plate has a light input surface, a light output (also referred to as light extraction or light emission) surface, and a bottom surface, of which the light input surface is connected between the light output surface and the bottom surface, and the light output surface is opposite to the bottom surface. The bottom surface has a plurality of concentric annular first V-shaped microstructures. The first light source is installed on one side of the light incident surface of the light guide plate, and the centers of the first V-shaped microstructures are aligned with the first light source. The first optical film is installed on one side of the light exit surface of the light guide plate. The first optical film has a plurality of concentric annular second V-shaped microstructures.

上述により、本発明の実施例におけるバックライトモジュールでは、導光板の底面が複数の同心環状の第一Ｖ字型微細構造を有し、第一Ｖ字型微細構造の円心が第一光源とアラインしており、且つ複数の同心環状の第二Ｖ字型微細構造を有する第一光学フィルムが設置されているから、バックライトモジュールは、高コリメーションの出光形状（光の形状とも言う）を有する。 As described above, in the backlight module according to the embodiment of the present invention, the bottom surface of the light guide plate has a plurality of concentric annular first V-shaped microstructures, and the center of the first V-shaped microstructure is the first light source. Since the first optical film is aligned and has a plurality of concentric annular second V-shaped microstructures, the backlight module has a highly collimated light output shape (also referred to as a light shape). .

本発明の上述の特徴及び利点をより明らかにするために、以下、実施例を挙げて、添付した図面を参照することによって詳細に説明する。 In order to make the above-mentioned features and advantages of the present invention more clear, the present invention will be described in detail by way of examples and with reference to the accompanying drawings.

本発明の一実施例によるバックライトモジュールの断面図である。1 is a cross-sectional view of a backlight module according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例によるバックライトモジュールの導光板の下面図である。FIG. 3 is a bottom view of a light guide plate of a backlight module according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例によるバックライトモジュールの第一光学フィルムの下面図である。FIG. 3 is a bottom view of a first optical film of a backlight module according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例によるバックライトモジュールの第二光学フィルムの上面図である。FIG. 3 is a top view of a second optical film of a backlight module according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例のバックライトモジュールの出光形状の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a light output shape of a backlight module according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例のバックライトモジュールの出光形状の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a light output shape of a backlight module according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例のバックライトモジュールの出光形状の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a light output shape of a backlight module according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例によるバックライトモジュールの出光輝度対視野角の曲線図である。FIG. 3 is a curve diagram of light output brightness versus viewing angle of a backlight module according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例によるバックライトモジュールの導光板が入光面において拡散構造を有する一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which a light guide plate of a backlight module according to an embodiment of the present invention has a diffusion structure on a light incident surface. 本発明の一実施例によるバックライトモジュールの導光板が入光面において拡散構造を有する一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which a light guide plate of a backlight module according to an embodiment of the present invention has a diffusion structure on a light incident surface. 本発明の一実施例によるバックライトモジュールの導光板が入光面において拡散構造を有する一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which a light guide plate of a backlight module according to an embodiment of the present invention has a diffusion structure on a light incident surface. 図7Aに示す拡散構造による光束伝播の一例を示す図である。7A is a diagram showing an example of light flux propagation by the diffusion structure shown in FIG. 7A. FIG. 導光板が入光面において拡散構造を有するときに本発明の実施例におけるバックライトモジュールの出光強度対角度の曲線図である。FIG. 6 is a curve diagram of light output intensity versus angle of the backlight module according to an embodiment of the present invention when the light guide plate has a diffusion structure on the light incident surface.

本発明の上述及び他の技術的内容、特徴、機能及び効果は、添付した図面に基づく以下のような好ましい実施例における詳細な説明により明確になる。なお、以下の実施例に言及びされる方向についての用語、例えば、上、下、左、右、前、後などは、添付した図面の方向に過ぎない。よって、使用される方向の用語は、本発明を説明するためだけのものであり、本発明を限定するためのものではない。 The above-mentioned and other technical contents, features, functions and effects of the present invention will become clearer from the detailed description of the preferred embodiments as follows, based on the accompanying drawings. It should be noted that terms regarding directions mentioned in the following embodiments, such as top, bottom, left, right, front, back, etc., refer only to the directions in the attached drawings. Accordingly, the directional terminology used is for the purpose of describing the invention only and is not intended to limit the invention.

図1は、本発明の一実施例によるバックライトモジュールの断面図である。図1を参照するに、本発明の一実施例においてバックライトモジュール100が提供され、それは、導光板120、第一光源110及び第一光学フィルム130を含み、そのうち、導光板120は、第一光学フィルム130とは配列方向（例えば、図1のZ軸方向）に沿って配列される。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a backlight module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, in one embodiment of the present invention, a backlight module 100 is provided, which includes a light guide plate 120, a first light source 110 and a first optical film 130, among which the light guide plate 120 is the first light source. The optical films 130 are arranged along the arrangement direction (for example, the Z-axis direction in FIG. 1).

図2は、本発明の一実施例によるバックライトモジュールの導光板の下面図である。図1及び図2を同時に参照するに、本実施例では、導光板120の材質（材料）が、光束を通過させるために、プラスチック、ガラス又は他の適切なものであっても良いが、本発明は、これに限定されない。導光板120は、入光面120S1、底面120S2及び出光面120S3を有し、そのうち、入光面120S1は、出光面120S3と底面120S2との間に接続され、出光面120S3は、底面120S2に対向する。本実施例では、導光板120は、複数の側面120S4をさらに有する。側面120S4は、入光面120S1、底面120S2及び出光面120S3と接続されても良く、或いは、側面120S4は、底面120S2及び出光面120S3と接続されても良い。 FIG. 2 is a bottom view of a light guide plate of a backlight module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 2 at the same time, in this embodiment, the material of the light guide plate 120 may be plastic, glass, or other suitable material in order to pass the light beam. The invention is not limited to this. The light guide plate 120 has a light entrance surface 120S1, a bottom surface 120S2, and a light exit surface 120S3, among which the light entrance surface 120S1 is connected between the light exit surface 120S3 and the bottom surface 120S2, and the light exit surface 120S3 faces the bottom surface 120S2. do. In this embodiment, the light guide plate 120 further includes a plurality of side surfaces 120S4. The side surface 120S4 may be connected to the light entrance surface 120S1, the bottom surface 120S2, and the light exit surface 120S3, or the side surface 120S4 may be connected to the bottom surface 120S2 and the light exit surface 120S3.

本実施例では、導光板120の底面120S2は、複数の同心環状の第一Ｖ字型微細構造122を有する。言い換えると、複数の第一Ｖ字型微細構造122は、同じ位置に位置する同じ円心122Cを有する。本実施例では、導光板120の底面120S2は、入光面120S2と第一Ｖ字型微細構造122Aとの間にある平坦領域をさらに有し、そのうち、第一Ｖ字型微細構造122Aは、複数の第一Ｖ字型微細構造122のうち、円心122Cに最も近いものである。平坦領域は、導光板120の入光面120S1に接近し、且つ平坦領域には、第一Ｖ字型微細構造122が設置されない。一実施例において、平坦領域の半径rが、例えば、10ｍｍであるが、本発明は、これに限られず、平坦領域の半径r又は平坦領域の面積と、第一Ｖ字型微細構造122が設置される領域の面積との間の比例は、設計のニーズに応じて決定されるべきである。本発明の実施例によるバックライトモジュール100では、導光板120が平坦領域を含むことができるので、バックライトモジュール100の出光形状（即ち、バックライトモジュール100から出た光の形状）の入光面120S1の一方側におけるムラ（ホットスポット／hot spot）の問題を効果的に改善することができる。 In this embodiment, the bottom surface 120S2 of the light guide plate 120 has a plurality of concentric annular first V-shaped microstructures 122. In other words, the plurality of first V-shaped microstructures 122 have the same center of circle 122C located at the same position. In this embodiment, the bottom surface 120S2 of the light guide plate 120 further has a flat area between the light incident surface 120S2 and the first V-shaped microstructure 122A, of which the first V-shaped microstructure 122A is Among the plurality of first V-shaped fine structures 122, this is the one closest to the center 122C. The flat area is close to the light incident surface 120S1 of the light guide plate 120, and the first V-shaped microstructure 122 is not installed in the flat area. In one embodiment, the radius r of the flat area is, for example, 10 mm, but the present invention is not limited to this, and the radius r of the flat area or the area of the flat area and the first V-shaped microstructure 122 are The proportion between the area of the area and the area of the area to be covered should be determined according to the needs of the design. In the backlight module 100 according to the embodiment of the present invention, the light guide plate 120 may include a flat area, so that the light incident surface of the light output shape of the backlight module 100 (i.e., the shape of the light emitted from the backlight module 100) The problem of unevenness (hot spot) on one side of 120S1 can be effectively improved.

また、本実施例では、第一光源110が発光ダイオード（Light-emitting diode、LED）又は他の適切な光源であっても良い。第一光源110は、好ましくは、高ルーメン（Lumen）値を有する光源を選択する。第一光源110は、導光板120の入光面120S1の一方側に設置され、導光板120は、中心軸線（図示せず）の方向（例えば、図1のY軸方向）を有し、第一光源110は、導光板120の中心軸線の方向上に設置され、中心軸線の方向は、配列方向に垂直であり、そのうち、第一Ｖ字型微細構造122の円心122Cは、第一光源110とアラインしており且つそれに対応する。 Also, in this embodiment, the first light source 110 may be a light-emitting diode (LED) or other suitable light source. The first light source 110 is preferably selected as a light source with a high lumen value. The first light source 110 is installed on one side of the light incident surface 120S1 of the light guide plate 120, and the light guide plate 120 has a central axis (not shown) direction (for example, the Y-axis direction in FIG. One light source 110 is installed in the direction of the central axis of the light guide plate 120, the direction of the central axis is perpendicular to the arrangement direction, and the center 122C of the first V-shaped microstructure 122 is the first light source 110 and corresponds to it.

一実施例において、バックライトモジュール100は、少なくとも、第二光源112A、112B、114A、114Bをさらに含む。第二光源112A、112B、114A、114Bは、発光ダイオード（Light-emitting diode、LED）又は他の適切な光源であっても良い。第二光源112A、112B、114A、114Bは、好ましくは、高ルーメン（Lumen）値を有する光源を選択する。また、第二光源112A、112B、114A、114Bは、導光板120の入光面120S1の一方側に設置される。第二光源112A、112B、114A、114Bは、入光面120Sが配列方向に垂直である方向に沿って第一光源110とはピッチPを間隔として間隔を置いて配置される。言い換えると、第一光源110及び第二光源112A、112B、114A、114Bは、図2のX軸方向に沿って間隔を置いて配列される。 In one embodiment, the backlight module 100 further includes at least second light sources 112A, 112B, 114A, and 114B. The second light sources 112A, 112B, 114A, 114B may be light-emitting diodes (LEDs) or other suitable light sources. The second light sources 112A, 112B, 114A, 114B are preferably selected to have high lumen values. Further, the second light sources 112A, 112B, 114A, and 114B are installed on one side of the light entrance surface 120S1 of the light guide plate 120. The second light sources 112A, 112B, 114A, and 114B are arranged at intervals of a pitch P from the first light source 110 along the direction in which the light entrance surface 120S is perpendicular to the arrangement direction. In other words, the first light source 110 and the second light sources 112A, 112B, 114A, and 114B are arranged at intervals along the X-axis direction in FIG.

本実施例では、第一光源110及び第二光源112A、112B、114A、114Bが光束Bを発するために用いられる。光束Bは、導光板120の入光面120S1を通過した後に、導光板120の中で全反射の方式で伝播する。光束Bが第一Ｖ字型微細構造122に伝播するときに、第一Ｖ字型微細構造122は、光束Bの全反射を破壊し、光束Bを、出光面120S3を通過して第一光学フィルム130に向かうように伝播させることができる。 In this embodiment, the first light source 110 and the second light sources 112A, 112B, 114A, and 114B are used to emit the luminous flux B. After passing through the light incident surface 120S1 of the light guide plate 120, the light beam B propagates within the light guide plate 120 by total reflection. When the luminous flux B propagates to the first V-shaped microstructure 122, the first V-shaped microstructure 122 destroys the total reflection of the luminous flux B and allows the luminous flux B to pass through the light output surface 120S3 and enter the first optic. The light can be propagated toward the film 130.

一実施例において、第二光源112A、112B、114A、114Bの数が偶数であっても良く、且つ第二光源112A、112B、114A、114Bは、第一光源110を中心として間隔を置いて配列される。また、図1には、4つの第二光源112A、112B、114A、114Bが示されているが、本発明は、これに限られず、バックライトモジュール100の第二光源112A、112B、114A、114Bを設置すべき数は、バックライトモジュール100の出光形状の設計のニーズに応じて決定されるべきである。 In one embodiment, the number of second light sources 112A, 112B, 114A, 114B may be an even number, and the second light sources 112A, 112B, 114A, 114B are arranged at intervals around the first light source 110. be done. Furthermore, although four second light sources 112A, 112B, 114A, and 114B are shown in FIG. The number of lights to be installed should be determined depending on the design needs of the light output shape of the backlight module 100.

一実施例において、バックライトモジュール100は、反射シート150をさらに含む。反射シート150は、導光板120の底面120S2の一方側に設置される。光束Bの一部が導光板120を経由して伝播する過程において導光板120の底面120S2から出射することで、光エネルギーの損失を来すことがある。よって、反射シート150の設置により、導光板120の底面120S2から出射した光束Bを反射して導光板120へ伝播させることこができるため、光エネルギーの利用率を向上させることができる。反射シート150、導光板120及び第一光学フィルム130は、配列方向（例えば、図1のZ軸方向）に沿って配列される。 In one embodiment, the backlight module 100 further includes a reflective sheet 150. The reflective sheet 150 is installed on one side of the bottom surface 120S2 of the light guide plate 120. A part of the light beam B may be emitted from the bottom surface 120S2 of the light guide plate 120 in the process of propagating through the light guide plate 120, resulting in a loss of optical energy. Therefore, by installing the reflective sheet 150, the light beam B emitted from the bottom surface 120S2 of the light guide plate 120 can be reflected and propagated to the light guide plate 120, so that the utilization rate of light energy can be improved. The reflective sheet 150, the light guide plate 120, and the first optical film 130 are arranged along an arrangement direction (for example, the Z-axis direction in FIG. 1).

図3は、本発明の一実施例によるバックライトモジュールの第一光学フィルムの下面図である。図1及び図3を同時に参照するに、本実施例では、第一光学フィルム130が導光板120の出光面120S3の一方側に設置される。第一光学フィルム130は、例えば、光学逆プリズム（Turning Film）である。また、第一光学フィルム130は、複数の同心環状の第二Ｖ字型微細構造132を有し、且つ第二Ｖ字型微細構造132は、導光板120に近い出光面120S3の表面に設置される。第二Ｖ字型微細構造132の円心130Cは、第一光源110とアラインしており且つそれに対応する。 FIG. 3 is a bottom view of a first optical film of a backlight module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 3 at the same time, in this embodiment, the first optical film 130 is installed on one side of the light exit surface 120S3 of the light guide plate 120. The first optical film 130 is, for example, an optical turning film. In addition, the first optical film 130 has a plurality of concentric annular second V-shaped microstructures 132, and the second V-shaped microstructures 132 are installed on the surface of the light exit surface 120S3 close to the light guide plate 120. Ru. The center 130C of the second V-shaped microstructure 132 is aligned with and corresponds to the first light source 110.

図4は、本発明の一実施例によるバックライトモジュールの第二光学フィルムの上面図である。図1及び図4を同時に参照するに、一実施例において、バックライトモジュール100は、第二光学フィルム140をさらに含む。第二光学フィルム140は、例えば、光学増光フィルム（Brightness Enhancement Film、BEF）である。また、第二光学フィルム140は、導光板120と第一光学フィルム130との間に設置され、且つ複数の同心環状の第三Ｖ字型微細構造142を有する。第二光学フィルム140の第三Ｖ字型微細構造142は、導光板120を離れる出光面120S3の表面に設置され、且つ第三Ｖ字型微細構造142の円心140Cは、第一光源110とアラインしており且つそれに対応する。 FIG. 4 is a top view of a second optical film of a backlight module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 4 at the same time, in one embodiment, the backlight module 100 further includes a second optical film 140. The second optical film 140 is, for example, an optical brightness enhancement film (BEF). In addition, the second optical film 140 is installed between the light guide plate 120 and the first optical film 130, and has a plurality of concentric ring-shaped third V-shaped microstructures 142. The third V-shaped microstructure 142 of the second optical film 140 is installed on the surface of the light exit surface 120S3 leaving the light guide plate 120, and the center 140C of the third V-shaped microstructure 142 is connected to the first light source 110. Aligned and corresponding.

図5A乃至図5Cは、それぞれ、本発明の一実施例によるバックライトモジュールの異なる出光形状の例を示す図である。図5Aは、例えば、第一光源110のみをオンにした後のバックライトモジュール100の出光形状であり、図5Bは、例えば、第二光源112Aのみをオンにした後のバックライトモジュール100の出光形状であり、図5Cは、例えば、第二光源114Aのみをオンにした後のバックライトモジュール100の出光形状である。図6は、本発明の一実施例によるバックライトモジュールの出光（即ち、バックライトモジュールから出た光の）輝度対視野角の曲線図である。 5A to 5C are diagrams showing examples of different light output shapes of a backlight module according to an embodiment of the present invention. 5A shows the light output shape of the backlight module 100 after turning on only the first light source 110, for example, and FIG. 5B shows the light output shape of the backlight module 100 after turning on only the second light source 112A, for example. For example, FIG. 5C shows the light output shape of the backlight module 100 after only the second light source 114A is turned on. FIG. 6 is a curve diagram of luminance versus viewing angle of light output (ie, light emitted from the backlight module) of a backlight module according to an embodiment of the present invention.

図5A乃至図6を参照するに、第一光源110のみがオンにされたときに、第一光源110は、バックライトモジュール100の出光形状を、出光面120S3に垂直な方向を中心とする特定の視野角範囲内に対称に位置させるために用いられる。例えば、図6では、視野角0度を中心とする、2.5度以下且つ-2.5度以上の視野角範囲である。言い換えると、上述の本発明の実施例における第一光源110は、入光面120S1が配列方向に垂直である方向の中心に設置され、第一Ｖ字型微細構造122の円心122が第一光源110とアラインしており、及び第二Ｖ字型微細構造132の円心130Cが第一光源110とアラインしている条件の下で、バックライトモジュール100の出光形状は、視野角0度を中心とする。なお、本発明は、これに限定されず、第一光源110が設置される位置は、バックライトモジュール100の出光形状の設計に応じて決定されるべきである。 Referring to FIGS. 5A to 6, when only the first light source 110 is turned on, the first light source 110 changes the light output shape of the backlight module 100 to a specific direction centered on the direction perpendicular to the light output surface 120S3. It is used to position the camera symmetrically within the viewing angle range. For example, in FIG. 6, the viewing angle range is 2.5 degrees or less and -2.5 degrees or more, centered on the viewing angle of 0 degrees. In other words, the first light source 110 in the embodiment of the present invention described above is installed at the center of the direction in which the light incident surface 120S1 is perpendicular to the arrangement direction, and the center 122 of the first V-shaped microstructure 122 is located at the center of the first V-shaped microstructure 122. Under the conditions that the light source 110 is aligned and the center 130C of the second V-shaped microstructure 132 is aligned with the first light source 110, the light output shape of the backlight module 100 has a viewing angle of 0 degrees. Center. Note that the present invention is not limited thereto, and the position where the first light source 110 is installed should be determined according to the design of the light output shape of the backlight module 100.

図2、図5A乃至図6を参照するに、図2では、第一光源110及び第二光源112A、112B、114A、114Bがすべてオンにされたときに、バックライトモジュール100の出光形状は、出光面120S3に垂直な方向を中心とするもう１つの特定の視野角範囲内に対称に位置することができる。例えば、図6では、視野角0度を中心とする、10度以下且つ-10度以上の視野角範囲である。言い換えると、第一光源110のみがオンにされる場合に比べ、全ての光源がオンにされるときに、バックライトモジュール100の出光形状は、より大きなン視野角範囲内に位置する。 Referring to FIGS. 2 and 5A to 6, in FIG. 2, when the first light source 110 and the second light sources 112A, 112B, 114A, and 114B are all turned on, the light output shape of the backlight module 100 is as follows. It can be located symmetrically within another specific viewing angle range centered on a direction perpendicular to the light exit surface 120S3. For example, in FIG. 6, the viewing angle range is 10 degrees or less and -10 degrees or more, centered on the viewing angle of 0 degrees. In other words, when all the light sources are turned on, the light output shape of the backlight module 100 is located within a larger viewing angle range than when only the first light source 110 is turned on.

もう１つの実施例において、第一光源110及び第二光源112A、112B、114A、114Bのうちの少なくとも1つがオンにされることで、バックライトモジュール100の出光形状をもう１つの特定の視野角範囲内に位置させる。言い換えると、バックライトモジュール100とユーザの視線との間の相対位置又は角度に基づいて、ユーザは、どの光源（１つ又は複数）がオンにされるべきであるかを調整することで、バックライトモジュール100の出光形状を、ユーザが要する視野角範囲内に位置させることができる。よって、本発明の実施例によるバックライトモジュール100は、ユーザの体験をより良くすることができる。 In another embodiment, at least one of the first light source 110 and the second light sources 112A, 112B, 114A, 114B is turned on to change the light output shape of the backlight module 100 to another specific viewing angle. position within range. In other words, based on the relative position or angle between the backlight module 100 and the user's line of sight, the user can adjust which light source(s) should be turned on to The light output shape of the light module 100 can be positioned within the viewing angle range required by the user. Therefore, the backlight module 100 according to the embodiment of the present invention can provide a better user experience.

図7A乃至図7Cは、それぞれ、本発明の一実施例によるバックライトモジュールの導光板が入光面において異なる拡散構造を有する例を示す図である。図7Dは、図7Aに示す拡散構造による光束伝播の一例を示す図である。図7Dに示すように、第一光源110が投射した光束Bが入光面120S1を経由して導光板120A（拡散構造124Aを有する）に進入したときに、光束Bの屈折がスネルの法則（Snell’s law）に従うため、光束Bが導光板120に進入した後のライトコーンの角度が大きくなり、これにより、光束Bの伝播距離（入光面120S1から有効領域Wの境界までの距離Lを表す）を短縮し、導光板120Aの有効出光領域Wを増大することができる。これに対して、拡散構造が設置されない導光板の場合、小さすぎるライトコーンの角度が原因で、光束Bの伝播距離がより長くされる必要があるため、有効領域Wのサイズを小さくする。 7A to 7C are diagrams each showing an example in which a light guide plate of a backlight module according to an embodiment of the present invention has different diffusion structures on a light incident surface. FIG. 7D is a diagram showing an example of light flux propagation by the diffusion structure shown in FIG. 7A. As shown in FIG. 7D, when the luminous flux B projected by the first light source 110 enters the light guide plate 120A (having the diffusing structure 124A) via the light entrance surface 120S1, the refraction of the luminous flux B is determined by Snell's law ( Snell's law), the angle of the light cone after the light flux B enters the light guide plate 120 increases, and this causes the propagation distance of the light flux B (represents the distance L from the light entrance surface 120S1 to the boundary of the effective area W). ) can be shortened and the effective light output area W of the light guide plate 120A can be increased. On the other hand, in the case of a light guide plate without a diffusion structure, the propagation distance of the light beam B needs to be made longer due to the too small angle of the light cone, so the size of the effective area W is made smaller.

図8は、導光板が入光面において異なる拡散構造を有するときに光束Bが導光板120に導入された後のライトコーンの角度における光強度分布を示す図である。図7A乃至図8を参照するに、一実施例において、導光板120A、120B、120Cの入光面120S1は、拡散構造124A、124B、124Cを有し、そのうち、拡散構造124Aは、（半）空気柱であり、そのうち、拡散構造124Aとは、導光板120Aに形成される凹溝を指す。拡散構造124B、124Cは、微細構造アレイである。また、拡散構造124Cの材料は、例えば、高屈折率の材料である。 FIG. 8 is a diagram showing the light intensity distribution at the angle of the light cone after the light beam B is introduced into the light guide plate 120 when the light guide plate has a different diffusion structure on the light entrance surface. Referring to FIGS. 7A to 8, in one embodiment, the light incident surfaces 120S1 of the light guide plates 120A, 120B, and 120C have diffusion structures 124A, 124B, and 124C, among which the diffusion structure 124A is a (semi-) The diffusion structure 124A refers to a groove formed in the light guide plate 120A. Diffusion structures 124B, 124C are microstructure arrays. Further, the material of the diffusion structure 124C is, for example, a material with a high refractive index.

図7A及び図8を参照するに、本発明の実施例における導光板120Aの入光面120S1が（半）空気柱の拡散構造124Aを有するとき、導光板120Aに導入されるライトコーンは比較的大きい。 Referring to FIGS. 7A and 8, when the light incident surface 120S1 of the light guide plate 120A in the embodiment of the present invention has a (semi) air column diffusion structure 124A, the light cone introduced into the light guide plate 120A is relatively small. big.

図7B及び図8を参照するに、本発明の実施例における導光板120Bの入光面120S1が微細構造アレイの拡散構造124Bを有するときに、導光板120Bに導入されるライトコーンは比較的に集中している。 Referring to FIGS. 7B and 8, when the light incident surface 120S1 of the light guide plate 120B in the embodiment of the present invention has the diffusion structure 124B of the microstructure array, the light cone introduced into the light guide plate 120B is relatively small. focusing.

図7C及び図8を参照するに、本発明の実施例における導光板120Cの入光面120S1が微細構造アレイの拡散構造124Cを有するときに、導光板120Cに導入されるライトコーンは比較的均一である。 Referring to FIGS. 7C and 8, when the light incident surface 120S1 of the light guide plate 120C has a microstructure array diffusing structure 124C in the embodiment of the present invention, the light cone introduced into the light guide plate 120C is relatively uniform. It is.

もう1つの実施例において、導光板100の入光面120S1は、光発散構造を有しても良く、且つ光発散構造は、発散レンズである。言い換えると、本発明の実施例におけるバックライトモジュール100では、導光板の入光面120S1において拡散構造124A、124B、124C又は光発散構造を有することにより、バックライトモジュール100及び導光板120のサイズを効果的に縮小することができる（図7Dに示すように、同じ有効領域のサイズの条件の下で、ライトコーンが大きくなるため、比較的短い伝播距離Lを有する）。 In another embodiment, the light entrance surface 120S1 of the light guide plate 100 may have a light diverging structure, and the light diverging structure is a diverging lens. In other words, in the backlight module 100 according to the embodiment of the present invention, the size of the backlight module 100 and the light guide plate 120 is reduced by having the diffusion structures 124A, 124B, 124C or the light divergence structure on the light incident surface 120S1 of the light guide plate. It can be effectively reduced (as shown in Figure 7D, under the condition of the same effective area size, the light cone becomes larger and therefore has a relatively short propagation distance L).

以上のことから、本発明の実施例におけるバックライトモジュールでは、導光板の底面が複数の同心環状の第一Ｖ字型微細構造を有し、第一Ｖ字型微細構造の円心が第一光源とアラインしており、複数の同心環状の第二Ｖ字型微細構造を有する第一光学フィルムが設置されているので、バックライトモジュールの出光形状は、視野角0度を中心とする特定の視野角範囲内に対称に集中することができる。 From the above, in the backlight module according to the embodiment of the present invention, the bottom surface of the light guide plate has a plurality of concentric annular first V-shaped microstructures, and the center of the first V-shaped microstructure is the first V-shaped microstructure. Since the first optical film is aligned with the light source and has a plurality of concentric annular second V-shaped microstructures, the light output shape of the backlight module has a specific shape centered at the viewing angle of 0 degrees. It can be focused symmetrically within the viewing angle range.

本発明は、前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の技術思想と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示されたすべての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の一部と発明の名称は、文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の技術的範囲を限定するものでない。また、本明細書又は特許請求の範囲に言及びされている「第一」、「第二」などの用語は、要素（element）に名前を付け、又は、他の実施例又は範囲を区別するためのものみであり、要素の数上での上限又は下限を限定するためのものでない。 Although the present invention has been disclosed above based on the preferred embodiments described above, the preferred embodiments described above are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art will understand the technical concept of the present invention. Since minor changes and embellishments may be made to the present invention without departing from its scope, the scope of protection of the present invention shall be based on that defined in the appended claims. Moreover, it is not necessary for any embodiment of the invention or the claims to achieve all objects or advantages or features disclosed in the invention. Furthermore, the part of the abstract and the title of the invention are only for assisting in searching for documents, and do not limit the technical scope of the present invention. Additionally, terms such as "first," "second," and the like used herein or in the claims name elements or distinguish between other embodiments or scopes. It is not intended to limit the upper or lower limits on the number of elements.

100：バックライトモジュール
110：第一光源
112A、112B、114A、114B：第二光源
120、120A、120B、120C：導光板
120S1：入光面
120S2：底面
120S3：出光面
120S4：側面
122、122A：第一Ｖ字型微細構造
122C、130C、140C：円心
130：第一光学フィルム
132：第二Ｖ字型微細構造
140：第二光学フィルム
142：第三Ｖ字型微細構造
150：反射シート
B：光束
L：伝播距離
P：ピッチ
r：半径
W：有効領域
θ：視野角 100: Backlight module
110: First light source
112A, 112B, 114A, 114B: Second light source
120, 120A, 120B, 120C: Light guide plate
120S1: Light entrance surface
120S2: Bottom
120S3: Light output surface
120S4: Side
122, 122A: First V-shaped microstructure
122C, 130C, 140C: Enshin
130: Daiichi Optical Film
132: Second V-shaped fine structure
140: Second optical film
142: Third V-shaped fine structure
150: Reflective sheet
B: Luminous flux
L: Propagation distance
P: Pitch
r: radius
W: Effective area θ: Viewing angle

Claims (12)

導光板、第一光源、第一光学フィルム及び第二光学フィルムを含むバックライトモジュールであって、
前記導光板は入光面、出光面及び底面を有し、前記入光面は前記出光面と前記底面との間に接続され、前記出光面は前記底面に対向し、前記底面は複数の同心環状の第一Ｖ字型微細構造を有し、
前記第一光源は前記導光板の前記入光面の一方側に設置され、前記複数の同心環状の第一Ｖ字型微細構造の円心は前記第一光源とアラインしており、
前記第一光学フィルムは前記導光板の前記出光面の一方側に設置され、前記第一光学フィルムは複数の同心環状の第二Ｖ字型微細構造を有し、
前記第二光学フィルムは、前記導光板と前記第一光学フィルムとの間に設置され、且つ複数の同心環状の第三Ｖ字型微細構造を有する、バックライトモジュール。 A backlight module including a light guide plate, a first light source , a first optical film, and a second optical film ,
The light guide plate has a light entrance surface, a light exit surface, and a bottom surface, the light entrance surface is connected between the light exit surface and the bottom surface, the light exit surface is opposite to the bottom surface, and the bottom surface has a plurality of concentric having an annular first V-shaped microstructure;
The first light source is installed on one side of the light incident surface of the light guide plate, and the centers of the plurality of concentric annular first V-shaped microstructures are aligned with the first light source,
the first optical film is installed on one side of the light exit surface of the light guide plate, and the first optical film has a plurality of concentric annular second V-shaped microstructures;
The second optical film is disposed between the light guide plate and the first optical film, and has a plurality of concentric ring-shaped third V-shaped microstructures . 請求項１に記載のバックライトモジュールであって、
前記導光板及び前記第一光学フィルムは配列方向に沿って配列され、前記導光板は中心軸線の方向を有し、前記第一光源は前記導光板の前記中心軸線の方向上に設置され、前記中心軸線の方向は前記配列方向に垂直である、バックライトモジュール。 The backlight module according to claim 1,
The light guide plate and the first optical film are arranged along an arrangement direction, the light guide plate has a central axis direction, the first light source is installed in the direction of the central axis of the light guide plate, A backlight module, wherein the direction of the central axis is perpendicular to the arrangement direction. 請求項２に記載のバックライトモジュールであって、
前記導光板の前記入光面の一方側に設置される少なくとも１つの第二光源をさらに含み、
前記少なくとも１つの第二光源は、前記入光面が前記配列方向に垂直である方向上で前記第一光源とは間隔を置いて配列される、バックライトモジュール。 The backlight module according to claim 2,
further comprising at least one second light source installed on one side of the light input surface of the light guide plate,
The at least one second light source is a backlight module, wherein the light incident surface is arranged at a distance from the first light source in a direction perpendicular to the arrangement direction. 請求項３に記載のバックライトモジュールであって、
前記第一光源及び前記少なくとも１つの第二光源のうちの少なくとも１つがオンにされることにより、前記バックライトモジュールの出光形状を特定の視野角範囲内に位置させる、バックライトモジュール。 The backlight module according to claim 3,
A backlight module, wherein at least one of the first light source and the at least one second light source is turned on, thereby positioning a light output shape of the backlight module within a specific viewing angle range. 請求項３に記載のバックライトモジュールであって、
前記少なくとも１つの第二光源の数が偶数であり、前記少なくとも１つの第二光源が前記第一光源を中心として間隔を置いて配列される、バックライトモジュール。 The backlight module according to claim 3,
The backlight module, wherein the number of the at least one second light source is an even number, and the at least one second light source is arranged at intervals around the first light source. 請求項１に記載のバックライトモジュールであって、
前記複数の同心環状の第二Ｖ字型微細構造の円心は前記第一光源とアラインしている、バックライトモジュール。 The backlight module according to claim 1,
The backlight module, wherein a center of the plurality of concentric annular second V-shaped microstructures is aligned with the first light source. 請求項１に記載のバックライトモジュールであって、
前記第一光学フィルムは、前記導光板の前記出光面に近い表面を有し、前記複数の同心環状の第二Ｖ字型微細構造は、前記第一光学フィルムの前記表面に設置される、バックライトモジュール。 The backlight module according to claim 1,
The first optical film has a surface close to the light exit surface of the light guide plate, and the plurality of concentric annular second V-shaped microstructures are disposed on the surface of the first optical film. light module. 請求項１に記載のバックライトモジュールであって、
前記複数の同心環状の第三Ｖ字型微細構造の円心は前記第一光源とアラインしている、バックライトモジュール。 The backlight module according to claim 1,
The backlight module, wherein a center of the plurality of concentric annular third V-shaped microstructures is aligned with the first light source. 請求項１に記載のバックライトモジュールであって、
前記第二光学フィルムは、前記導光板の前記出光面を離れる表面を有し、前記複数の同心環状の第三Ｖ字型微細構造は、前記第二光学フィルムの前記表面に設置される、バックライトモジュール。 The backlight module according to claim 1,
The second optical film has a surface leaving the light exit surface of the light guide plate, and the plurality of concentric annular third V-shaped microstructures are installed on the surface of the second optical film. light module. 請求項１に記載のバックライトモジュールであって、
前記導光板の前記入光面は拡散構造を有し、前記拡散構造は空気柱又は微細構造アレイである、バックライトモジュール。 The backlight module according to claim 1,
The light incident surface of the light guide plate has a diffusing structure, and the diffusing structure is an air column or a microstructure array. 請求項１に記載のバックライトモジュールであって、
前記導光板の前記入光面は光発散構造を有し、前記光発散構造は発散レンズである、バックライトモジュール。 The backlight module according to claim 1,
The light incident surface of the light guide plate has a light diverging structure, and the light diverging structure is a diverging lens. 請求項１に記載のバックライトモジュールであって、
前記導光板の前記底面は平坦領域をさらに有し、前記平坦領域は、前記複数の同心環状の第一Ｖ字型微細構造の前記円心に最も近い前記第一Ｖ字型微細構造と、前記入光面との間に位置する、バックライトモジュール。 The backlight module according to claim 1,
The bottom surface of the light guide plate further has a flat area, and the flat area is located between the first V-shaped microstructures closest to the center of the plurality of concentric annular first V-shaped microstructures, and A backlight module located between the input light surface.
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