背光模块的制作方法

1.本实用新型关于一种光学模块，且特别是关于一种背光模块。


背景技术：

2.目前侧入式背光模块的结构中，除了发光源与导光元件外，还需要使用光学膜片来来调整出光的光型，以提高正向出光的强度。由于近来显示器高亮度及薄型化需求日渐增加，减少膜片的使用数量是薄型化最主要的开发方向，因此使用两张棱镜片成为未来发展的趋势。
3.一般棱镜片顶部结构角度为45度迎光角与45度背光角的组合，在搭配导光板且使用两张棱镜片情况下，通常会造成垂直方向的视角区域偏离正向视角区域，且有部分光是以大角度出光，因而导致整体正向视角区域的亮度下降。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种背光模块，其可改善出光光形在垂直最大视角的偏移问题，且同时有效改善大角度出光问题。
5.本实用新型的一实施例提供一种背光模块，其包括导光板、光源、上棱镜片以及下棱镜片。导光板具有入光面以及出光面。光源设置在导光板的入光面的一侧，且用以发出多个光束。上棱镜片设置在导光板的出光面的一侧。上棱镜片包括上基板以及多个第一棱镜微结构。上基板具有相对的第一表面与第二表面。多个第一棱镜微结构设置在上基板的第一表面上。这些第一棱镜微结构各自具有靠近入光面的第一迎光面。第一迎光面与第一表面之间具有第一迎光角，其中第一迎光角落在60至90度的范围内。下棱镜片设置在导光板与上棱镜片之间。
6.基于上述，在本实用新型的一实施例的背光模块中，由于上棱镜片在上基板的第一表面上设置了第一棱镜微结构，且第一棱镜微结构的第一迎光角落在60至90度的范围内，因此，本实施例的背光模块有效地改善了出光光形在垂直视角的偏移问题，且同时有效改善了大角度出光问题。
附图说明
7.图1是根据本实用新型的第一实施例的背光模块的立体示意图。
8.图2a是根据本实用新型的第一实施例的背光模块的上棱镜片沿垂直于图1的第一棱镜微结构的延伸方向的剖面示意图。
9.图2b是根据本实用新型的第一实施例的背光模块的下棱镜片沿垂直于图1的第二棱镜微结构的延伸方向的剖面示意图。
10.图3a是根据本实用新型的第一实施例的背光模块的出光处相对亮度相对于第一背光角于不同的第一迎光角的曲线图。
11.图3b是根据本实用新型的第一实施例的背光模块的出光处相对亮度相对于第一
迎光角于第一背光角为50度的曲线图。
12.图4a是根据本实用新型的第一实施例的背光模块在出光处的出光光型示意图。
13.图4b示意了图4a的出光处的出光光型在各视角方向相对于背光模块的定义。
14.图5是根据本实用新型的第二实施例的背光模块的上棱镜片的剖面示意图。
15.图6是根据本实用新型的第二实施例的背光模块在出光处的出光光型示意图。
16.图7是根据本实用新型的第三实施例的背光模块的立体示意图。
17.图8是根据本实用新型的第三实施例的背光模块在出光处的出光光型示意图。
18.图9是根据本实用新型的第四实施例的背光模块的立体示意图。
19.图10是根据本实用新型的第四实施例的背光模块在出光处的出光光型示意图。
20.附图标记列表
21.100:背光模块
22.110:光源
23.120:导光板
24.122:入光面
25.124:出光面
26.130、130’:上棱镜片
27.130s1、130s1’:第一表面
28.130s2、130s2’:第二表面
29.132:上基板
30.134、134’:第一棱镜微结构
31.134s1、134s1’:第一迎光面
32.134s2、134s2’:第一背光面
33.136:第三棱镜微结构
34.136s1:第二迎光面
35.136s2:第二背光面
36.140:下棱镜片
37.140s1:第三表面
38.140s2:第四表面
39.142:下基板
40.144:第二棱镜微结构
41.144s1、144s2:棱镜面
42.150:第一扩散片
43.160:第二扩散片
44.e1、e2:延伸方向
45.o:中心点
46.α1、α1’:第一迎光角
47.α3:第二迎光角
48.α2、β2:底角
49.β1、β1’:第一背光角
50.β3:第二背光角
51.θ1、θ2:夹角。
具体实施方式
52.图1是根据本实用新型的第一实施例的背光模块的立体示意图。请参考图1，本实用新型的一实施例提供一种背光模块100，其包括导光板120、光源110、上棱镜片130以及下棱镜片140。
53.在本实施例中，导光板120的材质可为塑胶、玻璃或其他合适的材质，但本实用新型不局限于此。导光板120具有入光面122以及出光面124，其中入光面122与出光面124相连接。
54.在本实施例中，光源110可为线光源，或由多个点光源，如发光二极管(light
‑
emitting diode,led)，组成的线光源。光源110设置在导光板120的入光面122的一侧，且用以发出多个光束。其中，光束从入光面122进入导光板120，并在导光板120中传递后从出光面124出光，或直接从出光面124出光。接着，光束依序穿透下棱镜片140与上棱镜片130而出光。具体来说，背光模块100为侧入式背光模块。
55.在本实施例中，上棱镜片130设置在导光板120的出光面124的一侧。上棱镜片130包括上基板132以及多个第一棱镜微结构134(图1绘示1个第一棱镜微结构为例)。上基板132的材质可为聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,pet)、聚碳酸酯(polycarbonate,pc)或其他合适的材质。第一棱镜微结构134的材质可为紫外光硬化胶材(uv glue)或其他适合的高分子聚合物。
56.在本实施例中，上基板132具有相对的第一表面130s1与第二表面130s2，其中第一表面130s1位于远离导光板120的出光面124的一侧，且第二表面130s2朝向导光板120的出光面124。第一棱镜微结构134设置在上基板132的第一表面130s1上。但本实用新型不局限于此，在一实施例中，第一棱镜微结构134也可设置在第二表面130s2上。在本实施例中，第一棱镜微结构134沿着延伸方向e1延伸。
57.图2a是根据本实用新型的第一实施例的背光模块的上棱镜片沿垂直于图1的第一棱镜微结构的延伸方向的剖面示意图。请同时参考图1与图2a，在本实施例中，第一棱镜微结构134各自具有靠近入光面122的第一迎光面134s1。第一迎光面134s1与第一表面130s1之间具有第一迎光角α1，其中第一迎光角α1落在60至90度的范围内。在一较佳的实施例中，第一迎光角落在60至78度的范围内。在一更佳的的实施例中，第一迎光角α1可为70度。在本实施例中，第一棱镜微结构134各自具有远离入光面122的第一背光面134s2。第一背光面134s2与第一表面130s1之间具有第一背光角β1，其中第一背光角β1落在45至55度的范围内。在一较佳的实施例中，第一背光角β1可为50度。
58.请再参考图1，在本实施例中，下棱镜片140设置在导光板120与上棱镜片130之间。下棱镜片140包括下基板142以及多个第二棱镜微结构144(图1绘示1个第二棱镜微结构为例)。与上棱镜片130相似，下棱镜片140的下基板142的材质可为聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯或其他合适的材质，且第二棱镜微结构144的材质可为紫外光硬化胶材或其他适合的高分子聚合物。
59.在本实施例中，下基板142具有相对的第三表面140s1与第四表面140s2，其中第三
表面140s1位于远离导光板120的出光面124的一侧，且第四表面140s2朝向导光板120的出光面124。第二棱镜微结构144设置在下基板142的第三表面140s1上。但本实用新型不局限于此，在一实施例中，第二棱镜微结构144可设置在第四表面140s2上。在本实施例中，第二棱镜微结构144沿着延伸方向e2延伸。
60.图2b是根据本实用新型的第一实施例的背光模块的下棱镜片沿垂直于图1的第二棱镜微结构的延伸方向的剖面示意图。请同时参考图1与图2b，在本实施例中，第二棱镜微结构144各自具有棱镜面144s1及144s2。棱镜面144s1或144s2与第三表面140s1之间具有底角α2或β2，其中底角α2、β2落在40至50度的范围内。在一较佳的实施例中，底角α2、β2可为45度。
61.请再参考图1，在本实施例中，第一棱镜微结构134的延伸方向e1(例如在xy平面上的投影)与入光面122(例如在xy平面上的投影)之间的夹角θ1落在0至45度的范围内。图1示意了延伸方向e1为图1中xy平面的左上往右下的方向。但本实用新型不局限于此，延伸方向e1也可被设计为图1中xy平面的右上往左下的方向。
62.在本实施例中，第一棱镜微结构134的延伸方向e1与第二棱镜微结构144的延伸方向e2互相垂直，即第二棱镜微结构144的延伸方向e2(例如在xy平面上的投影)与入光面122(例如在xy平面上的投影)之间的夹角θ2落在45至90度的范围内。其中，当第一棱镜微结构134的延伸方向e1与入光面122之间的夹角θ1为0度时，延伸方向e1平行于入光面122，且第二棱镜微结构144的延伸方向e2垂直于入光面122，即夹角θ2为90度。
63.图3a是根据本实用新型的第一实施例的背光模块的出光处相对亮度相对于第一背光角于不同的第一迎光角的曲线图。其中，出光处即图1的上棱镜片130在远离导光板120的出光面124的一侧。图3a示意了背光模块100分别在第一迎光角α1被设计为60、62、64度的相对亮度相对于第一背光角β1的曲线。请参考图3a，当背光模块100的第一背光角β1被设计为50度时，第一迎光角α1为60、62或64度，背光模块100在出光处相对亮度均达到最高。
64.进一步地，将第一背光角β1被设计为50度。图3b是根据本实用新型的第一实施例的背光模块的出光处相对亮度相对于迎光角于第一背光角为50度的曲线图。请参考图3b，在第一背光角β1被设计为50度的条件下，当背光模块100的第一迎光角α1被设计为70度时，背光模块100在出光处相对亮度达到最高。由上可知，本实用新型的背光模块100将第一迎光角α1及第一背光角β1分别设计为70度及50度时，相较于一般棱镜片设计(例如迎光角及背光角均为45度)至少将出光处的亮度提高40％。
65.图4a是根据本实用新型的第一实施例的背光模块在出光处的出光光型示意图。图4b示意了图4a的出光处的出光光型在各视角方向相对于背光模块的定义，例如，从中心点o往光源110方向的视角方向为+v，且中心点o远离光源110方向的视角方向为
‑
v，+v视角方向的最大视角例如为90v，
‑
v视角方向的最大视角例如为
‑
90v，其中中心点o实质上为背光模块100的出光处的中心点。为了清楚呈现各视角方向的定义，图4b中的背光模块100的长宽比例与图1的背光模块100的长宽比例稍有不同。请同时参考图4a与图4b，在本实用新型的一实施例的背光模块100中，由于上棱镜片130在上基板132的第一表面上130s1设置了第一棱镜微结构134，且第一棱镜微结构134的第一迎光角α1落在60至90度的范围内，因此，背光模块100出光光形(如图4a所绘示)集中于背光模块100的中心点，即垂直视角偏移的问题被改善了，并且大角度出光的比例减少且较靠近中心点o，使得出光处的整体亮度得以提高。
66.图5是根据本实用新型的第二实施例的背光模块的上棱镜片的剖面示意图。请参考图5，图5的上棱镜片130’用于取代图1的背光模块的上棱镜片130，图5的上棱镜片130’与图2a的上棱镜片130之间的主要差异在于：第一棱镜微结构134’设置在第一表面130s1’上，且第一表面130s1’朝向导光板120的出光面124(如图1所绘示)。详细来说，本实施例的第一棱镜微结构134’各自具有靠近入光面122(如图1所绘示)的第一迎光面134s1’，且第一迎光面134s1’与第一表面130s1’之间具有第一迎光角α1’，其中第一迎光角α1’落在65至90度的范围内。在一较佳实施例中，第一迎光角α1’可为69.3度。再者，第一棱镜微结构134’各自具有远离入光面122(如图1所绘示)的第一背光面134s2’。第一背光面134s2’与第一表面134’之间具有第一背光角β1’，其中第一背光角β1’落在2.5至10度的范围内。在一较佳实施例中，第一背光角β1’可为8.01度。
67.在本实施例中，上棱镜片130’更包括多个第三棱镜微结构136。与第一棱镜微结构134’相似，第三棱镜微结构136的材质可为紫外光硬化胶材或其他适合的高分子聚合物。第三棱镜微结构136设置在上基板132的第二表面130s2’上。第三棱镜微结构136各自具有靠近及远离入光面122的第二迎光面136s1及第二背光面136s2。第二迎光面136s1与第二表面130s2’之间具有第二迎光角α3，且第二背光面136s2与第二表面130s2’之间具有第二背光角β3。其中，第二迎光角α3落在40至45度的范围内，且第二背光角β3落在40至45度的范围内。在一较佳的实施例中，第二迎光角α3与第二背光角β3皆可为45度。
68.图6是根据本实用新型的第二实施例的背光模块在出光处的出光光型示意图。请同时参考图4b与图6，在本实用新型的一实施例的背光模块中，由于第一棱镜微结构134’设置在第一表面130s1’上，第一表面130s1’朝向导光板120的出光面124，并且第三棱镜微结构136设置在上基板132的第二表面130s2’上，以及第一迎光角α1’、第一背光角β1’、第二迎光角α3、第三背光角β3各角度范围的设计，因此，背光模块出光光形在垂直视角偏移的问题被改善了，并且大角度出光的比例减少且较接近中心点o，使得出光处的整体亮度也被提高。
69.图7是根据本实用新型的第三实施例的背光模块的立体示意图。图8是根据本实用新型的第三实施例的背光模块在出光处的出光光型示意图。请同时参考图7与图8，图7的背光模块100与图1的背光模块100相似，其主要的差异在于，在图7的实施例中，背光模块100更包括设置在导光板120与下棱镜片140之间的第一扩散片(diffuser)150。第三实施例的背光模块100可产生的功效相似于图1的背光模块100，在此不再赘述。除此之外，由于第三实施例的背光模块100在导光板120与下棱镜片140之间设置了第一扩散片150，第一扩散片150进一步使背光模块100的出光被均匀化，因此，背光模块100的出光光型更加均匀。
70.图9是根据本实用新型的第四实施例的背光模块的立体示意图。图10是根据本实用新型的第四实施例的背光模块在出光处的出光光型示意图。请同时参考图9与图10，图9的背光模块100与图7的背光模块100相似，其主要的差异在于，在图9的实施例中，背光模块100更包括第二扩散片160，其中上棱镜片130设置在下棱镜片140与第二扩散片160之间。在本实施例中，第一扩散片150与第二扩散片160的雾度值相同，例如雾度值落在10％至40％的范围内。在一实施例中，第一扩散片150与第二扩散片160的雾度值可为30％。由于第四实施例的背光模块100更设置了第二扩散片160，第二扩散片160进一步使背光模块100的出光被均匀化，因此，背光模块100的出光光型更加均匀。
71.综上所述，在本实用新型的一实施例的背光模块中，由于上棱镜片在上基板的第一表面上设置了第一棱镜微结构，且第一棱镜微结构的第一迎光角落在60至90度的范围内，因此，背光模块出光光形在垂直视角偏移的问题被改善了，并且大角度出光的比例减少且较接近背光模块的中心点，使得出光处的整体亮度提高。
72.以上所述，仅为本实用新型的优选实施例而已，不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡是依照本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单等效变化与修饰，皆仍属本实用新型专利涵盖的范围内。另外，本实用新型的任一实施例或权利要求不须达到本实用新型所公开的全部目的或优点或特点。此外，说明书摘要和实用新型名称仅是用来辅助专利文件检索，并非用来限制本实用新型的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的「第一」、「第二」等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。