TWI737269B - 背光模組 - Google Patents

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Abstract

一種背光模組，包含一導光板、一光源、一稜鏡片及一反射膜片。導光板包括一出光面、一與該出光面位於相反側的反射面及一連接該出光面及該反射面的入光面。光源設置於該導光板的該入光面。稜鏡片設置於該導光板的該出光面的一側，該稜鏡片包括多個第一稜鏡結構，該等第一稜鏡結構的尖端朝向該導光板的該出光面。反射膜片設置於該導光板的該反射面的一側，該反射膜片包括一基板、多個第二稜鏡結構及一吸光層，該基板具有一朝向該導光板的第一表面及一與該第一表面位於相反側的第二表面，該等第二稜鏡結構設置於該第一表面且該等第二稜鏡結構的尖端朝向該導光板的該反射面，該吸光層設置於該第二表面。

Description

背光模組
本發明是有關於一種背光模組，特別是指一種降低出光角度的背光模組。
近年來，液晶螢幕已經廣泛運用於各式電子裝置中，基於液晶顯示技術的特性，液晶螢幕需配置用於提供背光的背光模組，其中，某些人群較為注重個人隱私，而不希望他人能夠看到自己的電子裝置的螢幕所顯示之內容，因此有了防窺視液晶螢幕的需求。參閱圖1，一種現有的背光模組8包括光源81與由下往上依序配置的反射片82、導光板83、下擴散片84、稜鏡片85、上擴散片86(或增亮膜)，而導光板是背光模組中導引光線至顯示面板的主要元件。光源發出的光線進入導光板後，藉由全反射原理往導光板的另一端傳導，此時的光線只會在導光板中傳遞，無法自導光板的出光面射出。為了讓光線能自導光板的出光面射出，會在導光板的底面設置微結構。當光線傳導至導光板的底面且碰到微結構時，此時被微結構反射的光線會往各個角度擴散，破壞了全反射條件以及光的干涉現象而使光線自導光板的出光面射出。然而，光源發出的光線在進入導光板且自導光板出射後，光線會在稜鏡片與反射片之間來回反射，光線於稜鏡片與反射片之間的反射次數越多，那麼光線的能量便會衰減 越多，而導致整體亮度下降。具體而言，當光線穿透導光板底面後，經由反射片反射的反射光傳遞回導光板並經由導光板的出光面出射至下稜鏡片，倘若反射光的角度無法與下稜鏡片的出光角匹配，則反射光又會再被反射回導光板中，如此重覆，光線能量的耗損便會增大，且經由上擴散片射出的光線角度較大，位於使用者旁的他人依然能夠看到使用者的螢幕所顯示之內容，無法滿足防窺視的需求。
參閱圖2，另一種現有的背光模組9包括光源91及由下往上依序配置的反射片92、導光板93、逆稜鏡片94，逆稜鏡片94的稜鏡結構是朝向導光板，在此架構的光線經由逆稜鏡片94射出的光線與前述背光模組8相比，亮度提高，出光角度也有所降低，但依然無法符合特殊的防窺視需求產品。
因此，本發明之其中一目的，即在提供一種降低出光角度的背光模組。
於是，本發明背光模組包含一導光板，包括一出光面、一與該出光面位於相反側的反射面及一連接該出光面及該反射面的入光面；一光源，設置於該導光板的該入光面；一稜鏡片，設置於該導光板的該出光面的一側，該稜鏡片包括多個第一稜鏡結構，該等第一稜鏡結構的尖端朝向該導光板的該出光面；及一反射膜片，設置於該導光板的該反射面的一側，該反射膜片包括一基板、多個第二稜鏡結構及一吸光層，該基板具有一朝向該導光板的第一表面 及一與該第一表面位於相反側的第二表面，該等第二稜鏡結構設置於該第一表面且該等第二稜鏡結構的尖端朝向該導光板的該反射面，該吸光層設置於該第二表面。
在一些實施態樣中，該稜鏡片的該等第一稜鏡結構是沿著一第一方向延伸，該反射膜片的該等第二稜鏡結構是沿著一垂直於該第一方向的第二方向延伸。
在一些實施態樣中，該吸光層的材質可包含UV膠、深色染劑、碳黑或其任一種的組合。
在一些實施態樣中，該深色染料可為有機分子材料或無機分子材料。
在一些實施態樣中，該吸光層可由UV塗佈製程、UV固化製程、熱烘式製程、印刷製程及噴塗製程其中一者得出。
在一些實施態樣中，該反射膜片的該等第二稜鏡結構係抵靠該導光板的該反射面。
在一些實施態樣中，該反射膜片的該等第二稜鏡結構的材質包含高分子複合材料。
在一些實施態樣中，該等第二稜鏡結構的材質為UV膠。
在一些實施態樣中，各該第一稜鏡結構的尖端具有一第一夾角，該第一夾角介於65度~70度之間。
在一些實施態樣中，各該第二稜鏡結構的尖端具有一第二夾角， 該第二夾角介於80度~100度之間。
在一些實施態樣中，該稜鏡片的該等第一稜鏡結構是沿著一第一方向延伸，該反射膜片的該等第二稜鏡結構是沿著一第二方向延伸，該第一方向與該第二方向交錯夾設有一角度，該角度介於85度~95度之間。
在一些實施態樣中，該吸光層的厚度介於5um~70um之間。
本發明至少具有以下功效：藉由該反射膜片的該等第二稜鏡結構來反射自該導光板的反射面射出的光線，同時調整光線的反射角度，被反射的光線進入該導光板後再經由該出光面射出至該稜鏡片的該等第一稜鏡結構，再經由該等第一稜鏡結構調整出光角度後而離開該稜鏡片，使射出的光線角度變小，使得該背光模組在射出的光線角度範圍以外的亮度遽然下降，該背光模組所顯示的畫面內容便僅能於射出的光線角度範圍內被看見，適合用於防窺視類型的螢幕。
10:背光模組
1:導光板
11:出光面
12:反射面
13:入光面
2:光源
3:稜鏡片
31:基材
311:第一面
312:第二面
32:第一稜鏡結構
4:反射膜片
41:基板
411:第一表面
412:第二表面
42:第二稜鏡結構
43:吸光層
α:第一夾角
β:第二夾角
θ、θ'、θ":夾角
D1:第一方向
D2:第二方向
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一種習知的背光模組的一側視示意圖；圖2是另一種習知的背光模組的一側視示意圖；圖3是本發明背光模組的一實施例的一側視示意圖；圖4是該實施例之一立體分解示意圖； 圖5是該實施例的一俯視示意圖；圖6是一俯視示意圖，說明本發明背光模組的該實施例的一第一變化例；圖7是一俯視示意圖，說明本發明背光模組的該實施例的一第二變化例；及圖8是兩種習知的背光模組與本發明背光模組的相對亮度與水平視角之關係圖。
參閱圖3及圖4，本發明背光模組10之一實施例，適用於一電子裝置(圖未示)的一螢幕(圖未示)，用於發出該螢幕所需的背光光線，該螢幕為防窺視的特殊類型。該背光模組10包含一導光板1、一光源2、一稜鏡片3及一反射膜片4。
該導光板1呈平板狀，其包括一朝向該稜鏡片3的出光面11、一與該出光面11位於相反側朝向該反射膜片4的反射面12及一連接該出光面11及該反射面12的入光面13。光源2可例如為一LED燈條，設置於該導光板1的出光面11並沿著一第一方向D1延伸。該導光板1於該反射面12處形成多個圖中未繪製的網點結構，該光源2發出的光線經由該入光面13進入該導光板1後會在該導光板1內由全反射路徑行進，然而該反射面12處的網點結構能夠破壞光線的全反射機制，使得光線能夠透出該導光板1外，經由該反射膜片4反射後往該出光面11的方向照射。
該稜鏡片3設置於該導光板1的該出光面11的一側，並包括一基材31及多個設置於該基材31之一表面沿著第一方向D1延伸的第一稜鏡結構32。該基材31具有依第一面311及一相反於該第一面311的第二面312。該等第一稜鏡結構32設置於該第一面311，其尖端係朝向該導光板1的該出光面11。據此，該光源2發出的光線穿透該導光板1至該等第一稜鏡結構32後，可由該等第一稜鏡結構32改變背光光線的行進路徑，將背光光線的方向主要導向為朝遠離該導光板1的方向照射經由該第二面312射出，如此能有效提升螢幕的亮度並降低出光角度。在本實施例中，該基材31的厚度約為100um，該等第一稜鏡結構32的高度較佳約為13um，各該第一稜鏡結構32的尖端具有一第一夾角α，該第一夾角α介於65度~70度之間，較佳為68度。
該反射膜片4設置於該導光板1的該反射面12的一側，該反射膜片4包括一基板41、多個第二稜鏡結構42及一吸光層43。該基板41具有一朝向該導光板1的第一表面411及一與該第一表面411位於相反側的第二表面412，該等第二稜鏡結構42設置於該第一表面411沿著一第二方向D2延伸，該等第二稜鏡結構42的尖端朝向該導光板1的該反射面12，該吸光層43設置於該第二表面412。該基板41較佳是以對苯二甲酸酯乙二酯(Polyethylene terephthalate，簡稱PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，簡稱PC)、或聚醯亞胺(Polyimide，簡稱PI)等高分子複合材料類型之非硬質材料製作，並可視需要經由噴塗、印刷等方式進行表面處理，或者也可以於頂、底兩面塗佈如前述之高分子材料並透過紫外光、熱烘等方式將高分子材料固化得出。該基板41的厚度約為100um，折射率介於 1.4至1.7之間，穿透率不小於80%且霧度不大於10%。
該等第二稜鏡結構42的材質包含高分子複合材料，例如為透明狀的UV膠，較佳是以UV curing製程得出，且折射率介於1.4至1.7之間，其高度較佳約為25um。各該第二稜鏡結構42的尖端具有一第二夾角β，該第二夾角β介於80度~100度之間，較佳為90度，且在較佳的實施例中，該等第二稜鏡結構42係抵靠該導光板1的該反射面12，使得整體背光模組10厚度降低以達到結構薄型化的效果。
參閱圖5至圖7，需要說明的是，該第一方向D1與該第二方向D2交錯夾設有一角度θ，該角度θ較佳介於85度~95度之間，在本實施例中，該角度為90度，即該第一方向D1與該第二方向D2垂直為最佳的態樣，但不以此為限。例如在本實施例的一第一變化例中，該角度θ'為85度，如圖6所示。在本實施例的一第二變化例中，該角度θ"為95度，如圖7所示。
該吸光層43的材質可包含UV膠、深色染劑、碳黑或其任一種的組合，使其外觀呈深黑色。深色染劑可為有機分子材料或無機分子材料，該吸光層43可視需要經由噴塗、印刷等方式進行表面處理，或者也可以於頂、底兩面塗佈UV膠並透過紫外光、熱烘等方式將高分子材料固化得出。該吸光層43的厚度較佳是介於5um~70um之間，更佳的厚度範圍為5um~10um。該吸光層43是用於吸收自該導光板1透出的光線中，未被該等第二稜鏡結構42朝該導光板1反射而進入該基板41的光線，這些光線若未被該吸光層43吸收，則可能透過該基板41內的全反射機制而經由該等第二稜鏡結構42朝該導光板1反射，並穿 過該導光板1經由該稜鏡片3的基材31的第二面312朝遠離該導光板1的方向照射，其出光角度將會偏高，便無法達到防窺視的效果。
參閱圖3、圖4及圖8，本發明背光模組藉由該反射膜片4的該等第二稜鏡結構42來反射來自該光源2發出並經由該導光板1的反射面12射出的光線，同時調整光線的反射角度，被反射的光線進入該導光板1後再經由該出光面11射出至該稜鏡片3的該等第一稜鏡結構32，再經由該等第一稜鏡結構32調整出光角度後而離開該稜鏡片3，使射出的光線角度變小，且再藉由該吸光層43吸收未被該等第二稜鏡結構42朝該導光板1反射而進入該基板41的光線達到過濾的效果，使得該光源2發出的光線皆能夠藉著該等第二稜鏡結構42調整光線的反射角度後進入該導光板1，再經由該出光面11射出至該稜鏡片3的該等第一稜鏡結構32，最後經由該等第一稜鏡結構32調整出光角度後而離開該基材31的第二面312使射出的光線角度變小。若將位於水平視角0度處的相對亮度定為1，則各種背光模組8、9、10的出光相對亮度與水平視角的角度位置之關係分布即如圖5所示。當相對亮度小於0.5時，人眼對於影像的辨識度便大幅下降，導致難以看清影像內容，因此在相對亮度0.5~1之間的角度範圍，即為人眼的可視角度範圍，以本發明的背光模組10為例說明，其可視角度範圍大致位於±14度之間，總共約為28度，而習知的背光模組8的可視角度範圍大致位於±25度之間，總共約為50度，習知的背光模組9的可視角度範圍大致位於±17.5度之間，總共約為35度，兩者的可視角度範圍皆大於本發明的背光模組10，由此可知本發明背光模組10的防窺視效果明顯較優於習知的背光模組8、9。其中，該第一 變化例及該第二變化例中經由該稜鏡片3射出的光線亮度與本實施例相比，大約低了2%，效果依然優於習知的背光模組8、9，同樣能達成本發明之目的。
綜上所述，本發明背光模組10藉由該反射膜片4的該等第二稜鏡結構42來反射自該導光板1的反射面12射出的光線，同時調整光線的反射角度，被反射的光線進入該導光板1後再經由該出光面11射出至該稜鏡片3的該等第一稜鏡結構32，再經由該等第一稜鏡結構32調整出光角度後而離開該稜鏡片3，使射出的光線角度變小，使得該背光模組在射出的光線角度範圍以外的亮度遽然下降，該背光模組10所顯示的畫面內容便僅能於射出的光線角度範圍內被看見，且藉由該吸光層43吸收自該導光板1透出的光線中，未被該等第二稜鏡結構42朝該導光板1反射而進入該基板41的光線，防止這些出光角度偏高的光線經由該稜鏡片3射出，達到過濾的效果，適合用於防窺視類型的螢幕，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10:背光模組
1:導光板
11:出光面
12:反射面
13:入光面
2:光源
3:稜鏡片
31:基材
311:第一面
312:第二面
32:第一稜鏡結構
4:反射膜片
41:基板
411:第一表面
412:第二表面
42:第二稜鏡結構
43:吸光層
α:第一夾角
D2:第二方向

Claims (12)

  1. 一種背光模組，包含：一導光板，包括一出光面、一與該出光面位於相反側的反射面及一連接該出光面及該反射面的入光面；一光源，設置於該導光板的該入光面；一稜鏡片，設置於該導光板的該出光面的一側，該稜鏡片包括多個第一稜鏡結構，該等第一稜鏡結構的尖端朝向該導光板的該出光面；及一反射膜片，設置於該導光板的該反射面的一側，該反射膜片包括一基板、多個第二稜鏡結構及一吸光層，該基板具有一朝向該導光板的第一表面及一與該第一表面位於相反側的第二表面，該等第二稜鏡結構設置於該第一表面且該等第二稜鏡結構的尖端朝向該導光板的該反射面，該吸光層設置於該第二表面。
  2. 如請求項1所述的背光模組，其中，該稜鏡片的該等第一稜鏡結構是沿著一第一方向延伸，該反射膜片的該等第二稜鏡結構是沿著一垂直於該第一方向的第二方向延伸。
  3. 如請求項1所述的背光模組，其中，該吸光層的材質可包含UV膠、深色染劑、碳黑或其任一種的組合。
  4. 如請求項3所述的背光模組，其中，該深色染劑可為有機分子材料或無機分子材料。
  5. 如請求項1所述的背光模組，其中，該吸光層可由UV塗佈製程、UV固化製程、熱烘式製程、印刷製程及噴塗製程其中一者得出。
  6. 如請求項1所述的背光模組，其中，該反射膜片的該等第二稜鏡結構係抵靠該導光板的該反射面。
  7. 如請求項1所述的背光模組，其中，該反射膜片的該等第二稜鏡結構的材質包含高分子複合材料。
  8. 如請求項7所述的背光模組，其中，該等第二稜鏡結構的材質為UV膠。
  9. 如請求項1所述的背光模組，其中，各該第一稜鏡結構的尖端具有一第一夾角，該第一夾角介於65度~70度之間。
  10. 如請求項1所述的背光模組，其中，各該第二稜鏡結構的尖端具有一第二夾角，該第二夾角介於80度~100度之間。
  11. 如請求項1所述的背光模組，其中，該稜鏡片的該等第一稜鏡結構是沿著一第一方向延伸，該反射膜片的該等第二稜鏡結構是沿著一第二方向延伸，該第一方向與該第二方向交錯夾設有一角度，該角度介於85度~95度之間。
  12. 如請求項1所述的背光模組，其中，該吸光層的厚度介於5um~70um之間。
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