可調整光場結構的背光模塊的制作方法
【專利說明】
[00011 本申請為分案申請，其母案的申請號為201310139702.3,申請日為2013年4月22 日，申請人為友達光電股份有限公司，發明名稱為可調整光場結構的背光模塊。
技術領域
[0002] 本發明涉及一種可調整光場結構的背光模塊;具體而言，本發明涉及一種能夠提 高出光效率并調整光場結構的可調整光場結構的背光模塊。
【背景技術】
[0003] 科技日趨發達，在日常生活中處處可見顯示器于各種領域的實際應用。在實際情 況中，顯不器通過背光模塊產生光線，進而顯不畫面。舉例而言，背光模塊包含側光式背光 模塊及直下式背光模塊，且上述兩種背光模塊皆為現行顯示器常用的發光模塊。
[0004] 具體而論，請參照圖1，圖1為現有背光模塊中光線進入棱鏡的示意圖。如圖1所示， 現有背光模塊使用光源3發射光線，且擴散片4調整光線方向。舉例而言，光線5以平行于法 線方向7(亦即正向）進入棱鏡6。然而，在實際情況中，光線5容易于棱鏡6的出光面6A產生全 反射，使得光線5不容易穿透棱鏡6。換言之，以平行于法線方向7的入射光線的出光效率容 易不佳。
[0005] 此外，光線5A以偏離法線方向7大約至少小于25度視角的方向進入棱鏡6,并于第 一次接觸出光面6A時產生全反射，于第二次接觸出光面6A時產生折射。然而，在實際情況 中，光線5A以偏離法線方向7大約大于25度視角的方向于出光面6A射出，而造成大部分光線 的損失，對于出光效率同樣具有不良的影響。
【發明內容】
[0006] 有鑒于上述現有技術的問題，本發明提出一種能夠改善發光效率并調整光場場型 的背光模塊。
[0007] 于一方面，本發明提供一種使用光學結構層的可調整光場結構的背光模塊，可改 善出光效率。
[0008] 于一方面，本發明提供一種可改變光線行進方向的可調整光場結構的背光模塊， 可調整光場場型。
[0009] 本發明的一方面在于提供一種可調整光場結構的背光模塊，包含光源裝置、光學 結構層、第一棱鏡片及第二棱鏡片。光源裝置具有出光面，且出光面具有法線方向。光學結 構層設置于出光面上方并具有多個凸向出光面的微結構，其中該些微結構將出光面產生的 光線向偏離法線方向導引。第一棱鏡片設置于第一光學結構層背向光源裝置的一側并具有 多個沿第一方向延伸的第一棱鏡，其中該些第一棱鏡并將離開光學結構層的光線在垂直第 一方向的斷面上朝法線方向收束。
[0010] 本發明的另一方面在于提供一種可調整光場結構的背光模塊，包含光源裝置、光 學結構層、第一棱鏡片及第二棱鏡片。光源裝置具有出光面，其中出光面具有法線方向，光 源裝置發射光線以形成第一光場，且第一光場產生光強度涵蓋范圍。光學結構層設置于該 出光面上方，其中光學結構層改變第一光場以形成第二光場，且于第二光場中光強度涵蓋 范圍呈輻射狀向外延伸并其光強度于中央逐漸減弱以形成光強度環帶。
[0011]此外，第一棱鏡片設置于第一光學結構層背向光源裝置的一側，其中第一棱鏡片 上具有多個沿第一方向延伸的第一棱鏡，第一棱鏡改變第二光場以形成第三光場，且于第 三光場中光強度環帶于垂直第一方向的斷面上朝法線方向收束。在此實施例中，第二棱鏡 片設置于該第一棱鏡片背向光源裝置的一側并改變第三光場以形成第四光場，且于第四光 場中光強度環帶在平行第一方向的斷面上朝法線方向收束。
[0012] 相較于現有技術，根據本發明的可調整光場結構的背光模塊使用光學結構層改變 光線的行進方向，避免光線沿法線方向（正視角)進入第一棱鏡片，進而防止產生全反射。此 外，根據本發明的另一可調整光場結構的背光模塊使用光學結構層調整光場場型，變化光 線于不同發射角度的分布情況，進而改善出光效率。
[0013] 關于本發明的優點與精神可以借由以下的發明詳述及所附附圖得到進一步的了 解。
【附圖說明】
[0014] 圖1為現有背光模塊中光線進入棱鏡的示意圖；
[0015] 圖2A示出本發明的可調整光場結構的背光模塊的實施例示意圖；
[0016] 圖2B為本發明的可調整光場結構的背光模塊的實施例側視圖；
[0017] 圖3A為本發明可調整光場結構的背光模塊所測量的光場場型半高寬、微結構頂角 與正視角相對強度的相對關系圖；
[0018] 圖3B為本發明可調整光場結構的背光模塊所測量的光場場型半高寬、微結構頂角 與正視角相對強度的另一相對關系圖；
[0019] 圖3C為本發明可調整光場結構的背光模塊所測量的光場場型半高寬、微結構頂角 與正視角相對強度的另一相對關系圖；
[0020] 圖4A為本發明的一實施例的第一光場的光場形分布圖；
[0021]圖4B為本發明的一實施例的第二光場的光場形分布圖；
[0022]圖4C為本發明的一實施例的第三光場的光場形分布圖；
[0023] 圖4D為本發明的一實施例的第四光場的光場形分布圖；
[0024] 圖5為本發明的可調整光場結構的背光模塊的另一實施例示意圖；
[0025] 圖6A為本發明的另一實施例的第一光場的光場形分布圖；
[0026] 圖6B為本發明的另一實施例的第二光場的光場形分布圖；
[0027] 圖6C為本發明的另一實施例的第三光場的光場形分布圖；以及
[0028] 圖6D為本發明的另一實施例的第四光場的光場形分布圖。
[0029] 其中，附圖標記：
[0030] 1、1A:可調整光場結構的背光模塊 100:第一棱鏡
[0031] 3:光源 200:第二棱鏡
[0032] 4:擴散片 300:出光面
[0033] 5、5A:光線 400、400A:微結構
[0034] 6:棱鏡 410:微結構面
[0035] 6A:出光面 420:光學面
[0036] 7:法線方向 500:光線
[0037] 10:第一棱鏡片 11:第一方向
[0038] 15:空隙 16:頂角
[0039] 20:第二棱鏡片 22:第二方向
[0040] 30:光源裝置 33:法線方向
[0041 ] 40、40A:光學結構層 41:寬度
[0042] 42:高度 44:切線
[0043] 46:頂角
【具體實施方式】
[0044] 根據本發明的一具體實施例，提供一種可調整光場結構的背光模塊，用以改善出 光效率。于此實施例中，可調整光場結構的背光模塊可以是直下式背光模塊。此外，背光模 塊較佳用于液晶顯示器，但亦可用于其它具有背光源的顯示器。
[0045]請參照圖2A及圖2B;其中圖2A為本發明的可調整光場結構的背光模塊的實施例示 意圖，且圖2B為本發明的可調整光場結構的背光模塊的實施例側視圖。如圖2A所示，可調整 光場結構的背光模塊1包含光源裝置30、光學結構層40、第一棱鏡片10及第二棱鏡片20。 [0046] 如圖2A所示，光源裝置30具有出光面300,且出光面300具有法線方向33。此外，光 學結構層40設置于出光面300上方并具有多個凸向出光面300的微結構400。換言之，該等微 結構400面對出光面300。值得注意的是，相鄰的微結構400彼此緊接，使得該等微結構400密 集分布于光學結構層40。
[0047]在實際情況中，光學結構層40形成為獨立的光學膜片，并設置在第一棱鏡片10及 光源裝置30之間。在其它實施例中，光學結構層40亦可形成在第一棱鏡片10的下表面，并不 以此例為限。此外，可調整光場結構的背光模塊1還具有擴散片（圖未示），其中擴散片設置 于光學結構層40與光源裝置30之間，但不以此為限。光源裝置30產生光線后，光線會先通過 光學結構層40,接著進入第一棱鏡片10。在此實施例中，光學結構層40并非與第一棱鏡片10 一體成型設置于可調整光場結構的背光模塊1中，而以獨立的光學膜片結構相鄰第一棱鏡 片10設置于可調整光場結構的背光模塊1中。具體而言，光學結構層40與第一棱鏡片10之間 具有空隙15,故通過光學結構層40的光線會先于空隙15內的光路行進，然后才進入第一棱 鏡片10。
[0048]需說明的是，微結構400的形狀可以是四角錐、圓突狀或其它幾何形狀。在此實施 例中，微結構400形成為四角錐狀，并以其頂角46凸向出光面300。此外，頂角46范圍為50度 至150度之間。
[0049]如圖2A及圖2B所示，第一棱鏡片10設置于光學結構層40背向光源裝置30的一側并 具有多個沿