TWI470291B - 顯示裝置、光源裝置及其導光膜片 - Google Patents

Description

顯示裝置、光源裝置及其導光膜片

本發明係關於一種顯示裝置、光源裝置及其導光膜片，詳言之，係關於一種可改變入射光方向之導光膜片，包含該導光膜片之光源裝置，以及包含該光源裝置之顯示裝置。

隨著科技的進步，消費者對於視覺觀感的要求也隨之提升，因此，對於面光源的需求也日益增加，例如：廣告看板、照明裝置、手機或是LCD電視等等顯示裝置。習知常用以達到面光源之方式如下，利用導光板(或導光膜)搭配其上之表面結構或是其內之擴散粒子，將位於側面(入光面)之複數個點光源或是線光源均勻化後由出光面出光成面光源。

由於超薄型化的需求，該導光板(或導光膜)必需設計成超薄，然而該等點光源或是線光源之厚度或高度卻無法有效縮小，如此使得位於側面(入光面)之該等點光源或是線光源無法與該導光板(或導光膜)匹配，導致光耦合效率無法提高。

因此，有必要提供一種創新的顯示裝置，光源裝置及其導光膜片，以解決上述問題。

本發明提供一種導光膜片，其包括一基底膜片及複數個微結構。該基底膜片具有一第一表面及一第二表面，該第 二表面係相對於該第一表面。該等微結構係位於該基底膜片之該第一表面及/或該第二表面上。該微結構包括一第一側面及一第二側面，其中該第一側面及一參考面之間具有一第一夾角，該參考面係垂直於該基底膜片，該第二側面及該參考面之間具有一第二夾角，該第一夾角之值係不等於該第二夾角之值。藉此，一大致垂直於該基底膜片之入射光線在通過該些微結構後，大致沿著與該參考面大於45度之方向前進。

本發明更提供一種光源裝置，其包括一上述之導光膜片及至少一光源。該光源鄰近設置於該導光膜片。

本發明更提供一種顯示裝置，其包括一上述之光源裝置及一顯示面板。該顯示面板鄰近設置相對於該光源裝置。藉此，可提升光耦合效率。此外，當該基底膜片之厚度大幅縮小時，該光源之尺寸可不需隨之縮小，因此，在光源之選用上較為彈性。

參考圖1，顯示本發明光源裝置之一實施例之側視示意圖。該光源裝置1包括至少一光源14及一導光膜片10。該光源14係鄰近設置於該導光膜片10，其可為發光二極體(LED)或冷陰極螢光燈管(CCFL)。在本實施例中，該光源14係為一LED光條，其設置於該導光膜片10一側上方。

該導光膜片10包括一基底膜片11及複數個微結構12。該基底膜片11具有一第一表面111及一第二表面112，且該第二表面112係相對於該第一表面111。

該等微結構12係位於該基底膜片11之該第一表面111及/或該第二表面112上。在本實施例中，該等微結構12係位於該基底膜片11之該第一表面111之一側區域，亦即，該等微結構12並沒有佈滿該基底膜片11之該第一表面111。因此，該第一表面111可區分為一入光區111a及一出光區111b。該入光區111a係位於該出光區111b之一側，該等微結構12係位於該入光區111a，用以接受來自該光源14所發出之光線。以本實施例而言，該出光區111b可不具有該等微結構12，用以發出該導光膜片10內之光線。因此，該第一表面111係同時為入光面及出光面。此外，在本實施例中，該第二表面112也不具有該等微結構12，其也可以是一出光面。亦即，該導光膜片10可以單面出光或雙面出光。

該基底膜片11之材料係與該等微結構12之材料相同。該基底膜片11及該等微結構12係以可透光材料製成，例如聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)、丙烯酸基高分子(Arcylic-based Polymer)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)或其共聚物(Copolymer)。此外，亦可採用高折射率材料，其折射率介於1.9至2.6之間，如先於該薄膜基底11形成一層金屬氧化物，之後再利用蝕刻方式形成該微結構12。可以理解的是，該基底膜片11之材料也可不同於該等微結構12之材料。

參考圖2，顯示圖1之局部放大示意圖。該微結構12包括一第一側面121及一第二側面122。該第一側面121係為該微結構12中遠離該出光區111b之側面，該第二側面122係為該微結構12中靠近該出光區111b之側面。一參考面20係定義為一垂直於該基底膜片11之該第一表面111之假想面。亦即，當該基底膜片11水平置放時，該參考面20係為一假想垂直面。該第一側面121及該參考面20之間具有一第一夾角θ₁ 。該第二側面122及該參考面20之間具有一第二夾角θ₂ 。該第一夾角θ₁ 之值係不等於該第二夾角θ₂ 之值。在本實施例中，該第一夾角θ₁ 之值係小於該第二夾角θ₂ 之值。

在一態樣中，該第一夾角θ₁ 之值係介於21度至25度之間，且該第二夾角θ₂ 之值係介於20度至28度之間，較佳地，該第一夾角θ₁ 之值係為23度，且該第二夾角θ₂ 之值係為24度。在另一態樣中，該第一夾角θ₁ 之值係介於17度至23度之間，且該第二夾角θ₂ 之值係介於35度至45度之間，較佳地，該第一夾角θ₁ 之值係為20度，且該第二夾角θ₂ 之值係為40度。在另一態樣中，該第一夾角θ₁ 之值係介於16度至22度之間，且該第二夾角θ₂ 之值係介於8度至17度之間，較佳地，該第一夾角θ₁ 之值係為18度，且該第二夾角θ₂ 之值係為15度；或者，該第一夾角θ₁ 之值係為20度，且該第二夾角θ₂ 之值係為10度。在另一態樣中，該第一夾角θ₁ 之值係介於11度至19度之間，且該第二夾角θ₂ 之值係介於52度至68度之間。

參考圖3，顯示圖2之導光膜片之其他態樣。在本實施例中，該等微結構12係為柱狀結構，且其剖面大致呈三角形，且該第一側面121與該第二側面122相交。然而，該微結構12係可更包括一弧形倒角(curved chamfer)123。該弧形倒角123係位於該第一側面121及該第二側面122之間，且與該第一側面121及該第二側面122鄰接。

參考圖4並請搭配圖1，圖4係為顯示圖1之光源裝置之光路徑示意圖。當該光源14開啟後，其發出之光線係為射入該基底膜片11之入射光線(例如光線22,24)。在本實施例中，該入射光線(例如光線22,24)係大致垂直於該基底膜片11，亦即該入射光線(例如光線22,24)之入射角(入射光線與該參考面20間之夾角)接近0度。該入射光線(例如光線22,24)在通過該等微結構12後，大致沿著與該參考面大於45度之方向前進，或者沿著大致平行該基底膜片11之方向前進。以光線22為例，其通過該微結構12之第一側面121後，形成一折射光線。該折射光線與該參考面20間之夾角定義為一折射角θ₃ ，且該折射角θ₃ 之值大於45度。因此，該折射光線可繼續朝向圖中左側前進，而在該第一表面111及該第二表面112間反射，或者從該出光區111b或第二表面112離開該基底膜片11而射出。以光線24為例，其通過該微結構12之第二側面122後，形成一折射光線，該折射光線之折射角θ₄ 之值大於45度，因此，其會朝向圖中右側前進，之後經由適當反射結構，可將該折射光線反射，使其朝向圖中左側前進。因此，如圖1所示，位於圖中該 導光膜片10右側上方之光源14所發出之光線在通過該導光膜片10後，可由該出光區111b或該第二表面112射出。

參考圖5，顯示利用一雷射光測試本發明導光膜片之示意圖。該基底膜片11之第二表面112及一側面113係附著一反射層16。一雷射光18係直接照射該等微結構12。一接收器26係位於該基底膜片11之側面114左側。因此該接收器26可測量該雷射光18從該側面114射出之能量(例如，流明值(Lumen,Lm))。

該雷射光18之流明值為2000Lm，且入射角(該雷射光18與該參考面20間之夾角)接近0度，實驗結果如下所示。當該導光膜片10不具有該等微結構12時，該接收器26量測到0Lm。當該等微結構12之態樣為該第一夾角θ₁ 為18度且該第二夾角θ₂ 為15度時，該接收器26量測到12.8Lm。當該等微結構12之態樣為該第一夾角θ₁ 為23度且該第二夾角θ₂ 為24度時，該接收器26量測到26Lm。由實驗結果可知，該雷射光18確實會有部分光線到達該側面114。因此，可知該導光膜片10確實可將射入其微結構12之入射光往特定方向偏折，而可提升光耦合效率。此外，如圖1所示，當該基底膜片11之厚度大幅縮小時，該光源14之尺寸可不需隨之縮小，因此，在光源14之選用上較為彈性。

參考圖6，顯示本發明光源裝置之另一實施例之側視示意圖。本實施例之光源裝置1a與圖1之光源裝置1大致相同，其中相同之元件賦予相同之編號。本實施例之光源裝置1a與圖1之光源裝置1之不同處在於，在本實施例中，該 基底膜片11具有一中間區域11b及二個外圍區域11a，該等外圍區11a域係位於該中間區域11b之外側，且環繞該中間區域11b。該等微結構12係位於該等外圍區域11a。因此，該等外圍區域11a係對應上述入光區111a，亦即，每一該等外圍區域11a上方皆設有一光源14。該中間區域11b係對應上述出光區111b。

參考圖7，顯示本發明光源裝置之另一實施例之側視示意圖。本實施例之光源裝置1b與圖6之光源裝置1a大致相同，其中相同之元件賦予相同之編號。本實施例之光源裝置1b與圖6之光源裝置1a之不同處在於，在本實施例中，該基底膜片11之第二表面112亦具有二個入光區112a及一出光區112b，該等微結構12更位於該等入光區112a。該等入光區112a係對應上述該等外圍區域11a，且每一該等入光區112a皆鄰設有一光源14。該出光區112b係對應上述該中間區域11b。

參考圖8，顯示本發明顯示裝置之一實施例之剖視示意圖。該顯示裝置3包括一光源裝置1、一反射層16、一背板32、一外框34及一顯示面板36。該光源裝置1係與圖1所示之光源裝置1相同，其包括至少一光源14及一導光膜片10，且該導光膜片10包括一基底膜片11及複數個微結構12。該反射層16係位於該基底膜片11之側面113,114及第二表面112。該背板32係大致上為一盒狀結構，用以容納該導光膜片10。該光源14係附著於該外框34內。該外框34係固接於該背板32上，且用以遮蓋該光源14及該等微結構 12。該顯示面板36係鄰近設置相對於該光源裝置1。在本實施例中，該顯示面板36具有一顯示區361，且該等微結構12係相對設置於該顯示區361之外。亦即，該顯示區361係面對該出光區111b，用以接受來自該出光區111b之光線。

參考圖9，顯示本發明顯示裝置之另一實施例之剖視示意圖。本實施例之顯示裝置3a與圖8之顯示裝置3大致相同，其中相同之元件賦予相同之編號。本實施例之顯示裝置3a與圖8之顯示裝置3之不同處在於，在本實施例中，該基底膜片11具有一中間區域11b及二個外圍區域11a，該等外圍區11a域係位於該中間區域11b之外側，且環繞該中間區域11b。該等微結構12係位於該等外圍區域11a。因此，該等外圍區域11a係對應上述入光區111a，亦即，每一該等外圍區域11a上方皆設有一光源14。該中間區域11b係對應上述出光區111b。該外框34係遮蓋該等外圍區域11a，且該顯示面板36之顯示區361係對應該中間區域11b。

惟上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非用以限制本發明。因此，習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

1‧‧‧本發明光源裝置之一實施例

1a‧‧‧本發明光源裝置之另一實施例

1b‧‧‧本發明光源裝置之另一實施例

3‧‧‧本發明顯示裝置之一實施例

3a‧‧‧本發明顯示裝置之另一實施例

10‧‧‧導光膜片

11‧‧‧基底膜片

11b‧‧‧中間區域

11a‧‧‧外圍區域

12‧‧‧微結構

14‧‧‧光源

16‧‧‧反射層

18‧‧‧雷射光

20‧‧‧參考面

22‧‧‧光線

24‧‧‧光線

26‧‧‧接收器

32‧‧‧背板

34‧‧‧外框

36‧‧‧顯示面板

111‧‧‧基底膜片之第一表面

111a‧‧‧入光區

111b‧‧‧出光區

112‧‧‧基底膜片之第二表面

121‧‧‧微結構之第一側面

122‧‧‧微結構之第二側面

123‧‧‧弧形倒角

361‧‧‧顯示區

θ₁ ‧‧‧第一夾角

θ₂ ‧‧‧第二夾角

θ₃ ‧‧‧折射角

θ₄ ‧‧‧折射角

圖1顯示本發明光源裝置之一實施例之側視示意圖；圖2顯示圖1之局部放大示意圖；圖3顯示圖2之導光膜片之其他態樣； 圖4顯示圖1之光源裝置之光路徑示意圖；圖5顯示利用一雷射光測試本發明導光膜片之示意圖；圖6顯示本發明光源裝置之另一實施例之側視示意圖；圖7顯示本發明光源裝置之另一實施例之側視示意圖；圖8顯示本發明顯示裝置之一實施例之剖視示意圖；及圖9顯示本發明顯示裝置之另一實施例之剖視示意圖。

1‧‧‧本發明光源裝置之一實施例

10‧‧‧導光膜片

11‧‧‧基底膜片

12‧‧‧微結構

14‧‧‧光源

111‧‧‧基底膜片之第一表面

111a‧‧‧入光區

111b‧‧‧出光區

112‧‧‧基底膜片之第二表面

Claims (19)

1. 一種導光膜片，包括：一基底膜片，具有一第一表面及一第二表面，該第二表面係相對於該第一表面，且該第一表面及該第二表面皆為一出光面；及複數個微結構，位於該基底膜片之該第一表面及/或該第二表面上，且該微結構包括一第一側面及一第二側面，其中該第一側面及一參考面之間具有一第一夾角，該參考面係垂直於該基底膜片之該第一表面，該第二側面及該參考面之間具有一第二夾角，該第一夾角之值係不等於該第二夾角之值；藉此，一大致垂直於該基底膜片之該第一表面之入射光線在通過該些微結構後，大致沿著一與該參考面之夾角大於45度之方向前進。
2. 如請求項1之導光膜片，其中該入射光線在通過該些微結構後，沿著大致平行該基底膜片之該第一表面之方向前進。
3. 如請求項1之導光膜片，其中該些微結構係為柱狀結構，且其剖面大致呈三角形。
4. 如請求項1之導光膜片，其中該些微結構更包括一弧形倒角，該弧形倒角係位於該第一側面及該第二側面之間，且與該第一側面及該第二側面鄰接。
5. 如請求項1之導光膜片，其中該基底膜片具有一中間區 域及至少一外圍區域，該外圍區域係位於該中間區域之外側，且該些微結構係位於該外圍區域。
6. 如請求項1之導光膜片，其中該第一夾角之值係介於21度至25度之間，且該第二夾角之值係介於20度至28度之間。
7. 如請求項6之導光膜片，其中該第一夾角之值係為23度，且該第二夾角之值係為24度。
8. 如請求項1之導光膜片，其中該第一夾角之值係介於17度至23度之間，且該第二夾角之值係介於35度至45度之間。
9. 如請求項8之導光膜片，其中該第一夾角之值係為20度，且該第二夾角之值係為40度。
10. 如請求項1之導光膜片，其中該第一夾角之值係介於16度至22度之間，且該第二夾角之值係介於8度至17度之間。
11. 如請求項10之導光膜片，其中該第一夾角之值係為18度，且該第二夾角之值係為15度。
12. 如請求項10之導光膜片，其中該第一夾角之值係為20度，且該第二夾角之值係為10度。
13. 如請求項1之導光膜片，其中該第一夾角之值係介於11度至19度之間，且該第二夾角之值係介於52度至68度之間。
14. 如請求項13之導光膜片，其中該些微結構之折射率係介 於1.9至2.6之間。
15. 一種光源裝置，包括：一如請求項1之導光膜片；及至少一光源，鄰近設置於該導光膜片。
16. 一種顯示裝置，包括：一如請求項15之光源裝置；及一顯示面板，鄰近設置相對於該光源裝置，該顯示面板係位於該光源之一側，且與該導光膜片呈相對設置。
17. 如請求項16之顯示裝置，其中該顯示面板具有一顯示區，該些微結構係相對設置於該顯示區之外。
18. 如請求項16之顯示裝置，更包括一外框，用以遮蓋該光源及該些微結構，且該外框不遮蓋該顯示面板。
19. 如請求項18之顯示裝置，其中該基底膜片具有一中間區域及至少一外圍區域，該外圍區域係位於該中間區域之外側，且該些微結構係位於該外圍區域，該外框係遮蓋該外圍區域。