导光膜、背光模块及显示设备的制作方法

1.本发明涉及一种导光膜、背光模块及显示设备，特别是涉及一种可提升出光颜色均匀性的导光膜、背光模块及显示设备。


背景技术：

2.随着显示设备朝向轻薄化发展，背光模块中的导光板(light guiding plate)逐渐被导光膜(light guiding film)取代。
3.虽然使用导光膜有利于显示设备的轻薄化，然而，如何提升显示设备的出光颜色均匀性仍是相关业者所面临的一大挑战。以底面形成有角形长条结构(v-cut)的导光膜为例，当使用白光发光二极管(light emitting diode,led)作为光源，由于led具有颜色随角度变化(color over angle，coa)的特性，当led的光线进入导光膜并碰到底部的v-cut时，大角度的黄光会先出光，而使背光模块靠近光源的一端偏黄、远离光源的一端偏蓝。再以底面形成有雷射网点的导光膜为例，基于导光膜所使用材质易吸收黄光，会使背光模块靠近光源的一端偏蓝、远离光源一端偏黄，而造成色差。
4.因此，如何改良导光膜的结构及/或材质，以提升背光模块出光颜色的均匀性，遂成为相关业者努力的目标。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种导光膜及背光模块，以解决上述问题。
6.根据本发明的实施方式是提供一种导光膜，包括本体以及光吸收结构层。本体包括出光面、底面以及入光面。底面与出光面相对。入光面连接于出光面及底面之间。光吸收结构层设置于底面，光吸收结构层包括基层、复数个微结构以及复数个光吸收粒子。各微结构由基层的表面往外突起。光吸收粒子至少有一群是分散于各微结构。微结构配置以使光吸收结构层的光吸收粒子的含量由入光面往远离入光面的方向渐增。
7.根据前述导光膜，各微结构的突起高度由入光面往远离入光面的方向渐增。
8.根据前述导光膜，基层的厚度为t，微结构的突起高度为h，其可满足下列条件：0.1≤h/t≤1.7。
9.根据前述导光膜，各微结构可为角形长条结构(v-cut)或多面体结构(v-dot)。
10.根据前述导光膜，各光吸收粒子可为蓝光吸收粒子。
11.根据前述导光膜，微结构的分布密度可由入光面往远离入光面的方向渐增。
12.根据前述导光膜，光吸收粒子还有一群是分散于基层，且基层的厚度由入光面往远离入光面的方向渐增。
13.根据本发明的另一实施方式是提供一种背光模块，包括光源以及前述导光膜，其中光源对应入光面设置，光源的光线由入光面进入导光膜后由出光面透出导光膜。
14.根据前述背光模块，其中光源可为白光发光二极管。
15.根据本发明的又一实施方式是提供一种显示设备，包括前述背光模块以及显示面
板，显示面板设置在背光模块的上方。
16.相较于现有技术，本发明的导光膜借由微结构及光吸收粒子的配置关系，当应用于背光模块时，有利于提升背光模块出光颜色的均匀性，进而可提升显示设备的影像质量。
附图说明
17.图1是根据本发明第一实施方式的导光膜的立体示意图。
18.图2是根据本发明第二实施方式的导光膜的立体示意图。
19.图3是根据本发明第三实施方式的导光膜的立体示意图。
20.图4是根据本发明第四实施方式的导光膜的立体示意图。
21.图5是根据本发明第五实施方式的背光模块的立体示意图。
22.图6是根据本发明第六实施方式的显示设备的立体示意图。
23.图7是导光膜的微结构突起高度与基层厚度于不同比值下的色差变化图。
具体实施方式
24.有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的较佳实施方式的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施方式所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前、后、底、顶等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用以说明，而非对本发明加以限制。此外，在下列各实施方式中，相同或相似的组件将采用相同或相似的标号。
25.本发明中，两个组件实质上垂直是指两个组件之间具有夹角，该夹角为90度
±
10度，较佳为90度
±
5度，更佳为90度
±
3度。
26.本发明中，导光膜可用于背光模块，背光模块可用于提供液晶显示(liquid crystal display,lcd)面板的光源，背光模块中的各组件包括底面与顶面，底面及顶面的定义是以lcd面板为参考基准，各组件以远离lcd面板的一面为底面，以面向lcd面板的一面为顶面。此外，本发明中，一组件设置于另一组件的上方，是指设置于该另一组件的顶面或该另一组件的顶面的上方。
27.参照图1，其是根据本发明第一实施方式的导光膜100的立体示意图。导光膜100包括本体110以及光吸收结构层120。本体110包括出光面111、底面112以及入光面113，底面112与出光面111相对，入光面113连接于出光面111及底面112之间。当导光膜100用于背光模块时，导光膜100用于将光源发出的光线，由入光面113导引至出光面111射出。
28.光吸收结构层120设置于底面112，光吸收结构层120包括基层121、复数个微结构122以及复数个光吸收粒子123。各微结构122由基层121的表面121a往外突起。复数个光吸收粒子123中至少有一群是分散于各微结构122，在第一实施方式中，复数个光吸收粒子123还有一群是分散于基层121，且复数个光吸收粒子123实质上均匀分散于基层121及微结构122，而使光吸收粒子123于基层121及微结构122中的浓度实质上固定。微结构122配置以使光吸收结构层120的光吸收粒子123的含量由入光面113往远离入光面113的方向(即下文中的第一方向d1)渐增。本发明中所称“配置”是广义地说明复数个微结构122的排列方式，或微结构122本身的长度、厚度、形状等参数。
29.详细来说，本体110的材质可为聚碳酸酯(polycarbonate,pc)、光吸收结构层120的材质可为uv固化树脂。各个微结构122为角形长条结构(v-cut)，借由设置微结构122，有
利于改变光线的反射角度，而可提升导光膜100的出光效率。导光膜100定义第一方向d1，第一方向d1由入光面113往远离入光面113的方向延伸，各微结构122定义延伸方向e1，延伸方向e1与第一方向d1实质上垂直，微结构122的分布密度由入光面113往远离入光面113的方向渐增，即微结构122的分布密度沿着第一方向d1渐增，借此，使光吸收结构层120的光吸收粒子123的含量由入光面113往远离入光面113的方向(即第一方向d1)渐增。各个微结构122的横截面为等腰三角形，然而，其仅为例示，可依实际需求将各个微结构122配置为其他形状，例如，各个微结构122靠近入光面113的边长可小于远离入光面113的边长，而使各个微结构122的横截面为非等腰三角形。
30.基层121的厚度为t，微结构122的突起高度为h，其可满足下列条件：0.1≤h/t≤1.7。借此，有利于提升出光颜色的均匀性。较佳地，其可满足下列条件：0.3≤h/t≤1.0。
31.第一实施方式中，光吸收粒子123可为蓝光吸收粒子，当导光膜100用于背光模块时，且光源为白光led时，可解决led因颜色随角度变化(color over angle，coa)的特性所产生的色差问题。在其他实施方式中，当微结构122配置为网点形式时(图未绘示)，光吸收粒子123可为黄光吸收粒子。换句话说，导光膜100可根据其所配置的微结构122型态以及出光颜色的偏差情形，选择适合的光吸收粒子123。
32.参照图2，其是根据本发明第二实施方式的导光膜200的立体示意图。导光膜200包括本体210以及光吸收结构层220。本体210包括出光面211、底面212以及入光面213，底面212与出光面211相对，入光面213连接于出光面211及底面212之间。光吸收结构层220设置于底面212，光吸收结构层220包括基层221、复数个微结构222以及复数个光吸收粒子223。各微结构222由基层221的表面(未另标号)往外突起。复数个光吸收粒子223中至少有一群是分散于各微结构222，在第二实施方式中，复数个光吸收粒子223还有一群是分散于基层221，且复数个光吸收粒子223实质上均匀分散于基层221及微结构222，而使光吸收粒子223于基层221及微结构222中的浓度实质上固定。微结构222配置以使光吸收结构层220的光吸收粒子223的含量由入光面213往远离入光面213的方向(即第一方向d1)渐增。
33.详细来说，相较于第一实施方式，第二实施方式的微结构222的分布密度沿着第一方向d1维持不变，然而，各微结构222的突起高度由入光面213往远离入光面213的方向(即第一方向d1)渐增，更详细来说，最靠近入光面213的微结构222具有第一突起高度h1，最远离入光面213的微结构222具有第二突起高度h2，亦即第一实施方式中的突起高度h可为第一突起高度h1或第二突起高度h2，第二突起高度h2大于第一突起高度h1，借此，使光吸收结构层220的光吸收粒子223的含量由入光面213往远离入光面213的方向(即第一方向d1)渐增。
34.此外，第二实施方式的微结构222连续地设置于基层221上，可由微结构222的突起高度渐增且连续设置型态，使光吸收粒子223的含量沿第一方向d1渐进地变化，如此使包括导光膜200的背光模块(图未绘示)具有更平顺的调光效果；第二实施方式的导光膜200的其他细节可参照第一实施方式的导光膜100，在此不另赘述。
35.参照图3，其是根据本发明第三实施方式的导光膜300的立体示意图。导光膜300包括本体310以及光吸收结构层320。本体310包括出光面311、底面312以及入光面313，底面312与出光面311相对，入光面313连接于出光面311及底面312之间。光吸收结构层320设置于底面312，光吸收结构层320包括基层321、复数个微结构322以及复数个光吸收粒子323。
各微结构322由基层321的表面(未另标号)往外突起。复数个光吸收粒子323中至少有一群是分散于各微结构322，在第三实施方式中，复数个光吸收粒子323还有一群是分散于基层321，且复数个光吸收粒子323实质上均匀分散于基层321及微结构322，而使光吸收粒子323于基层321及微结构322中的浓度实质上固定。微结构322配置以使光吸收结构层320的光吸收粒子323的含量由入光面313往远离入光面313的方向(即第一方向d1)渐增。
36.详细来说，相较于第一、第二实施方式，第三实施方式的微结构322的分布密度及突起高度h沿着第一方向d1维持不变，然而，基层321的厚度由入光面313往远离入光面313的方向(即第一方向d1)渐增，更详细来说，基层321于最靠近入光面313的一侧具有第一厚度t1，基层321于最远离入光面313的一侧具有第二厚度t2，亦即第一实施方式中的厚度t可为第一厚度t1或第二厚度t2，第二厚度t2大于第一厚度t1，借此，使光吸收结构层320的光吸收粒子323的含量由入光面313往远离入光面313的方向(即第一方向d1)渐增。如此，亦可达到调整出光颜色的均匀效果。
37.第三实施方式的导光膜300的其他细节可参照第一实施方式的导光膜100，在此不另赘述。
38.参照图4，其是根据本发明第四实施方式的导光膜400的立体示意图。导光膜400包括本体410以及光吸收结构层420。本体410包括出光面411、底面412以及入光面413，底面412与出光面411相对，入光面413连接于出光面411及底面412之间。光吸收结构层420设置于底面412，光吸收结构层420包括基层421、复数个微结构422以及复数个光吸收粒子423。各微结构422由基层421的表面421a往外突起。复数个光吸收粒子423中至少有一群是分散于各微结构422，在第四实施方式中，复数个光吸收粒子423还有一群是分散于基层421，且复数个光吸收粒子423实质上均匀分散于基层421及微结构422，而使光吸收粒子423于基层421及微结构422中的浓度实质上固定。微结构422配置以使光吸收结构层420的光吸收粒子423的含量由入光面413往远离入光面413的方向(即第一方向d1)渐增。
39.在第四实施方式中，各个微结构422为多面体结构(v-dot)，在此，以各个微结构422为六面体结构为例示，然而，本发明不以此为限，例如，多面体结构亦可为四面体结构或五面体结构。微结构422的分布密度由入光面413往远离入光面413的方向(即第一方向d1)渐增。借此，使光吸收结构层420的光吸收粒子423的含量由入光面413往远离入光面413的方向(即第一方向d1)渐增。与第一实施方式相较，多面体结构具有较佳的光线指向性，特别是能够达到正面出光的功效。
40.第四实施方式的导光膜400的其他细节可参照第一实施方式的导光膜100，在此不另赘述。
41.参照图5，其是根据本发明第五实施方式的背光模块10的立体示意图。背光模块10包括光源模块500以及导光膜400，光源模块500包括至少一个光源510，光源510对应入光面413设置，光源510的光线(图未绘示)由入光面413进入导光膜400后由出光面411透出导光膜400，借此，有利于提升背光模块10出光颜色的均匀性。详细来说，光源模块500可为白光led灯条，光源510可为白光led。此外，可将背光模块10中的导光膜400更换为其他根据本发明的导光膜，例如第一实施方式至第三实施方式的导光膜100、200、300。
42.参照图6，其是根据本发明第六实施方式的显示设备1的立体示意图。显示设备1包括背光模块10以及显示面板20，显示面板20设置于背光模块10的上方。背光模块10用于提
供显示面板20光线，显示面板20可为lcd面板，关于背光模块10的细节参照上文，在此不另赘述。
43.参照图7，其是导光膜的微结构突起高度与基层厚度于不同比值下的色差变化图，其中横坐标是导光膜的量测位置沿着第一方向d1占导光膜全长的比例，纵坐标是u'v'色坐标的v'数值。详细来说，图7的导光膜采用第一实施方式的导光膜100的结构配置，即微结构为v-cut，且微结构的分布密度由入光面往远离入光面的方向渐增，并将微结构的突起高度h及基层的厚度t配置为不同的比值，分别为h/t＝0.1、0.3、0.5、1.0、1.7、3.5，量测具有不同h/t比值的导光膜，其沿着第一方向d1的u'v'色坐标的v'数值；另以比较例进行试验，比较例采用第一实施方式的导光膜100的结构配置，但未于光吸收结构层添加光吸收粒子，比较例h/t＝3.5。由图7可知，在无添加光吸收粒子时，导光膜中远离入光面处相较于接近入光面处呈现偏蓝的色差；而本发明第一实施方式所揭露具有光吸收粒子的导光膜，其中，当h/t落在0.1～1.7的范围时，其v'数值沿着第一方向d1的变化量皆落在
±
0.005内，其v'数值差异不大，显示该导光膜远离入光面处偏蓝的色差得以调整，当h/t落在0.3～1.0的范围时，其v'数值沿着第一方向d1的变化量皆落在
±
0.002内，可大幅改善色差问题。由图7可知，当基层的厚度为t，微结构的突起高度为h，满足下列条件：0.1≤h/t≤1.7时，有利于提升出光颜色的均匀性。其中，当h/t比值小于0.1时，虽然能够达成些微的调整出光颜色的效果，但不够明显；而当h/t比值大于1.7时，色差调整的效果恐怕会有偏黄色差的问题。
44.相较于现有技术，本发明的导光膜借由微结构及光吸收粒子的配置关系，当应用于背光模块时，有利于提升背光模块出光颜色的均匀性，进而可提升显示设备的影像质量。
45.以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请的权利要求所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的权利要求所涵盖的范围。
46.符号说明
47.1:显示设备
48.10:背光模块
49.20:显示面板
50.100,200,300,400:导光膜
51.110,210,310,410:本体
52.111,211,311,411:出光面
53.112,212,312,412:底面
54.113,213,313,413:入光面
55.120,220,320,420:光吸收结构层
56.121,221,321,421:基层
57.121a,421a:表面
58.122,222,322,422:微结构
59.123,223,323,423:光吸收粒子
60.500:光源模块
61.510:光源
62.h:微结构的突起高度
63.h1:第一突起高度
64.h2:第二突起高度
65.t:基层的厚度
66.t1:第一厚度
67.t2:第二厚度
68.d1:第一方向
69.e1:延伸方向