1.本实用新型是有关于一种光学元件及背光模块。


背景技术：

2.相较于传统发光二极管，次毫米发光二极管(mini-led)的尺寸小，但以应用在显示器(例如：电视)而言，尚未达到能直接作为像素点使用的程度。然而，次毫米发光二极管可被应用在背光模块中，以实现一种改进型的背光模块。举例而言，次毫米发光二极管可搭配软性基板，以实现具有曲面背光模块；次毫米发光二极管可搭配显示面板的画面特性，采用局部调光设计，能使显示装置具有更好的演色性，并兼具省电功能。
3.目前，背光模块设计得越来越轻薄，使得次毫米发光二极管与背光模块的其它构件之间的混光距离越来越小，甚至趋近于零。另一方向，于多个次毫米发光二极管之间则形成暗区。整体来看，背光模块便会产生亮暗相间的灯影，不利于背光模块的光学表现。
[0004]“背景技术”段落只是用来帮助了解本

技术实现要素：
，因此在“背景技术”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中的技术人员所知道的已知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容或者本实用新型一个或多个实施例所要解决的问题，在本实用新型申请前已被所属技术领域中的技术人员所知晓或认知。
实用新型内容
[0005]
本实用新型提供一种光学元件，能使灯影模糊化。
[0006]
本实用新型提供一种背光模块，应用上述光学元件，而具有良好的光学表现。
[0007]
本实用新型的其他目的和优点可以从本实用新型所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
[0008]
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型一实施例的光学元件包括板体及多个第一反射图案。板体具有第一表面及背向第一表面的第二表面，第一表面或第二表面具有多个第一微凹陷，第一表面或第二表面具有多个第二微凹陷，多个第一微凹陷中的每一个的直径大于多个第二微凹陷中的每一个的直径，且多个第二微凹陷的至少一第一部分在第二表面上的正投影位于多个第一微凹陷在第二表面上的正投影之间。多个第一反射图案设置于板体的第一表面上，且分别重叠于板体的多个第一微凹陷。
[0009]
为达上述的一或部分或全部目的或是其他目的，本实用新型一实施例的背光模块包括上述光学元件及发光组件。发光组件包括基板及设置于基板上的多个发光元件。多个发光元件位于光学元件与基板之间。光学元件的板体的多个第一微凹陷分别对应于多个发光元件设置。
[0010]
基于上述，借由光学元件的第一微凹陷及第一反射图案，进入光学元件的板体的照明光束可被导引分散向暗区。接着，借由板体的第二微凹陷，可破坏照明光束的全反射，使照明光束由暗区出射。如此一来，便能增加暗区与亮区的亮度比(即，暗亮比)，进而达到使灯影模糊化的效果。
[0011]
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
[0012]
图1a为本实用新型第一实施例的背光模块的剖面示意图。
[0013]
图1b为本实用新型第一实施例的光学元件的剖面示意图。
[0014]
图2为本实用新型第二实施例的背光模块的剖面示意图。
[0015]
图3为本实用新型第三实施例的背光模块的剖面示意图。
[0016]
图4为本实用新型第四实施例的背光模块的剖面示意图。
[0017]
图5为本实用新型第五实施例的背光模块的剖面示意图。
[0018]
图6为第一比较例的背光模块的剖面示意图。
[0019]
图7为第二比较例的背光模块的剖面示意图。
[0020]
图8为模拟出的图1a的第一实施例的光学元件上的光分布图。
[0021]
图9为模拟出的图2的第二实施例的光学元件上的光分布图。
[0022]
图10为模拟出的图3的第三实施例的光学元件上的光分布图。
[0023]
图11为模拟出的图4的第四实施例的光学元件上的光分布图。
[0024]
图12为模拟出的图6的第一比较例的光学元件上的光分布图。
[0025]
图13为模拟出的图7的第二比较例的光学元件上的光分布图。
具体实施方式
[0026]
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型。
[0027]
现将详细地参考本实用新型的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。
[0028]
图1a为本实用新型第一实施例的背光模块10的剖面示意图。请参照图1a，背光模块10包括发光组件110。发光组件110包括基板102及设置于基板102上的多个发光元件104，其中每一发光元件104用于提供照明光束l。
[0029]
举例而言，在本实施例中，基板102可为电路板，电连接至多个发光元件104；但本实用新型不局限于此。举例而言，在本实施例中，照明光束l例如是蓝光；但本实用新型不局限于此，在其它实施例中，照明光束l也可以是其它颜色的光束，例如但不限于：白光。举例而言，在本实施例中，发光元件104例如是次毫米发光二极管(mini-led)；但实用新型不局限于此，在其它实施例中，发光元件104也可以是其它尺寸及/或种类。
[0030]
此外，在本实施例中，发光组件110还可选择性地包括保护胶层106，设置于基板102上且覆盖多个发光元件104。然而，本实用新型不局限于此，在其它实施例中，也可省略保护胶层106的设置。
[0031]
图1b为本实用新型第一实施例的光学元件的剖面示意图。请同时参照图1a及图1b，背光模块10还包括光学元件120，其中多个发光元件104位于光学元件120与基板102之
间。光学元件120包括板体122，板体122具有第一表面122a及背向第一表面122a的第二表面122b，进一步而言，第一表面122a背向基板102，第二表面122b面向基板102。第一表面122a或第二表面122b具有多个第一微凹陷mc1。多个第一微凹陷mc1分别对应于多个发光元件104设置。第一表面122a或第二表面122b具有多个第二微凹陷mc2。多个第一微凹陷mc1中的每一个的直径d1大于多个第二微凹陷mc2中的每一个的直径d2。多个第二微凹陷mc2的至少一第一部分mc2-1在第二表面122b上的正投影位于多个第一微凹陷mc1在第二表面122b上的正投影之间。光学元件120还包括多个第一反射图案124，多个第一反射图案124设置于板体122的第一表面122a上，且分别重叠于板体122的多个第一微凹陷mc1。
[0032]
举例而言，在本实施例中，板体122的第一表面122a具有多个第一微凹陷mc1，多个第一反射图案124分别设置于多个第一微凹陷mc1中，板体122的第二表面122b具有多个第二微凹陷mc2，且多个第二微凹陷mc2的第二部分mc2-2重叠于多个第一微凹陷mc1，但本实用新型不局限于此。
[0033]
在本实施例中，板体122包括单一材料的透光膜122-1，且多个第一微凹陷mc1及多个第二微凹陷mc2为单一材料的透光膜122-1的多个内凹结构。在本实施例中，多个第一微凹陷mc1中的每一个具有弧形凹面mc1a，且多个第二微凹陷mc2中的每一个具有弧形凹面mc2a。
[0034]
举例而言，在本实施例中，多个第一微凹陷mc1中的每一个的直径d1可选择性地落在10μm至1000μm的范围，且多个第二微凹陷mc2中的每一个的直径d2可选择性地落在20μm至80μm的范围，但实用新型不局限于此。
[0035]
在本实施例中，板体122的材料例如是聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，pet)。然而，本实用新型不限于此，在其它实施例中，板体122的材料也可以是聚碳酸酯(polycarbonate，pc)、紫外线硬化胶材(uv glue)或其他适合的高分子聚合物。
[0036]
在本实施例中，多个第一反射图案124中的每一个可不具有贯孔。换言之，多个第一反射图案124中的每一个为实心的完整图案。在本实施例中，第一反射图案124的材质例如是白色油墨，但实用新型不局限于此。此外，第一反射图案124的材质可选用对照明光束l的反射率大于90％的材质，以达成较佳的反射照明光束l的效果。
[0037]
请参照图1a，值得一提的是，借由互相重叠的第一微凹陷mc1及第一反射图案124，进入板体122中的照明光束l可从发光元件104的正上方被导引分散向多个发光元件104之间；接着，借由板体122的第二微凹陷mc2，被分散向多个发光元件104之间的照明光束l的全反射可被破坏，进而由板体122的第一表面122a出射。借此，发光元件104的照明光束l可分散而从多个发光元件104之间的暗区10b出射，发光元件104之间的暗区10b与发光元件104正上方的亮区10a的亮度比(即，暗亮比)可增加，进而达到使背光模块10的灯影模糊化的效果。
[0038]
在本实施例中，背光模块10还可包括扩散元件150，其中光学元件120设置于扩散元件150与基板102之间，且扩散元件150具有背向基板102的第一表面150a及面向基板102的第二表面150b。在本实施例中，背光模块10还可包括至少一光学膜160，设置于扩散元件150的第一表面150a上；扩散元件150位于至少一光学膜160与板体122之间。
[0039]
举例而言，在本实施例中，扩散元件150可包括扩散板，至少一光学膜160可包括依序堆迭于扩散元件150上的扩散片161、第一棱镜片162、第二棱镜片163及增亮膜164，其中
第一棱镜片162的微棱镜结构的延伸方向与第二棱镜片163的微棱镜结构的延伸方向交错，换言之，第一棱镜片162的微棱镜结构的延伸方向不平行于第二棱镜片163的微棱镜结构的延伸方向，但本实用新型不局限于此。
[0040]
在本实施例中，背光模块10可选择性地还包括部分波长穿透暨部分波长反射膜130及色转换膜140。部分波长穿透暨部分波长反射膜130设置于扩散元件150的第二表面150b与板体122的第一表面122a之间。色转换膜140设置于扩散元件150的第二表面150b与部分波长穿透暨部分波长反射膜130之间。部分波长穿透暨部分波长反射膜130用于让第一颜色的光束通过并反射其它颜色的光束。色转换膜140用于对发光元件104发出的照明光束l进行颜色的转换及调整。举例而言，当发光元件104所发出的照明光束l为蓝光时，蓝光可通过部分波长穿透暨部分波长反射膜130而传递至色转换膜140，部分的蓝光经过色转换膜140会转换成红光及绿光，与经过色转换膜140但未被转换的部分蓝光混合后则形成白光。需说明的是，上述仅为本实用新型的一实施例，并非用以限制本实用新型。在另一实施例中，当发光元件104所发出的照明光束l为白光时，背光模块10也可不包括部分波长穿透暨部分波长反射膜130及色转换膜140，或改用其它种类的光学膜片，以调整照明光束l的光学效果。
[0041]
在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重述。
[0042]
图2为本实用新型第二实施例的背光模块10a的剖面示意图。图2的背光模块10a与图1a的背光模块10类似，两者的差异在于：图2的多个第二微凹陷mc2的位置与图1a的多个第二微凹陷mc2的位置不同。
[0043]
请参照图2，具体而言，在本实施例中，多个第二微凹陷mc2是设置在板体122的第一表面122a。板体122的第一表面122a除了具有多个第一微凹陷mc1外，还具有多个第二微凹陷mc2，其中多个第二微凹陷mc2设置于多个第一微凹陷mc1之间。
[0044]
图3为本实用新型第三实施例的背光模块10b的剖面示意图。图3的背光模块10b与图1a的背光模块10类似，两者的差异在于：图3的第一微凹陷mc1及第一反射图案124的位置与图1a的第一微凹陷mc1及第一反射图案124的位置不同。
[0045]
请参照图3，具体而言，在本实施例中，第一微凹陷mc1设置于板体122的第二表面122b。板体122的第二表面122b除了具有多个第二微凹陷mc2外，还具有多个第一微凹陷mc1，其中多个第二微凹陷mc2设置于多个第一微凹陷mc1之间。此外，在本实施例中，位于板体122的第一表面122a上的第一反射图案124是设置在第一微凹陷mc1的上方，而未设置于第一微凹陷mc1中。
[0046]
图4为本实用新型第四实施例的背光模块10c的剖面示意图。图4的背光模块10c与图3的背光模块10b类似，两者的差异在于：图4的第二微凹陷mc2的位置与图3的第二微凹陷mc2的位置不同。
[0047]
请参照图4，具体而言，在本实施例中，板体122的第一表面122a具有多个第二微凹陷mc2，且多个第二微凹陷mc2位于多个第一反射图案124之间。
[0048]
图5为本实用新型第五实施例的背光模块10d的剖面示意图。图5的背光模块10d与图1a的背光模块10类似，两者的差异在于：图5的背光模块10d还包括多个第二反射图案
170。
[0049]
请参照图5，具体而言，在本实施例中，多个第二反射图案170设置于扩散元件150的第一表面150a或第二表面150b上，其中多个第二反射图案170分别重叠于多个第一反射图案124。第二反射图案170可进一步分散穿过第一反射图案124的照明光束l，而使向发光元件104正上方传递的照明光束l更进一步地分散至暗区10b。如此一来，背光模块10d的暗区10b与亮区10a的亮度比(即，暗亮比)可进一步增加，而使背光模块10d的灯影模糊化的效果更佳。
[0050]
图5的设置于扩散元件150的第一表面150a或第二表面150b上的第二反射图案170也可增设于前述图1a至图4的任一实施例，以此方式构成的背光模块也在本实用新型所欲保护的范畴内。
[0051]
图6为第一比较例的背光模块20的剖面示意图。图6的背光模块20与图1a的背光模块10之间的差异在于：图6的背光模块20的光学元件120的板体122不具有图1a的第一微凹陷mc1及第二微凹陷mc2，且图6的背光模块20的光学元件120不包括图1a的第一反射图案124。
[0052]
图7为第二比较例的背光模块20a的剖面示意图。图7的背光模块20a与图1a的背光模块10之间的差异在于：图7的背光模块20a的光学元件120的板体122不具有图1a的第二微凹陷mc2。
[0053]
图8为模拟出的图1a的第一实施例的光学元件120上的光分布图。图9为模拟出的图2的第二实施例的光学元件120上的光分布图。图10为模拟出的图3的第三实施例的光学元件120上的光分布图。图11为模拟出的图4的第四实施例的光学元件120上的光分布图。图12为模拟出的图6的第一比较例的光学元件120上的光分布图。图13为模拟出的图7的第二比较例的光学元件120上的光分布图。
[0054]
请参照图1a及图8，模拟出的第一实施例的光学元件120上的暗亮比为27.17％。请参照图2及图9，模拟出的第二实施例的光学元件120上的暗亮比为24.73％。请参照图3及图10，模拟出的第三实施例的光学元件120上的暗亮比为24.54％。请参照图4及图11，模拟出的第四实施例的光学元件120上的暗亮比为24.98％。请参照图6及图12，模拟出的第一比较例的光学元件120上的暗亮比为3.86％。请参照图7及图13，模拟出的第二比较例的光学元件120上的暗亮比为9.5％。
[0055]
由上述模拟数据可知，无论是相较于第一比较例的背光模块20或第二比较例的背光模块20a，本实用新型的实施例的背光模块10、10a、10b、10c的暗亮比均大幅提升。也就是说，相较于第一比较例的背光模块20及第二比较例的背光模块20a，本实用新型的实施例的背光模块10、10a、10b、10c的暗区10b与亮区10a的差异明显较小，而使灯影模糊化的效果佳。
[0056]
综上所述，本实用新型一实施例的背光模块及其光学元件包括板体及多个第一反射图案。板体具有第一表面及背向第一表面的第二表面，第一表面或第二表面具有多个第一微凹陷，第一表面或第二表面具有多个第二微凹陷，多个第一微凹陷中的每一个的直径大于多个第二微凹陷中的每一个的直径，且多个第二微凹陷的至少一第一部分在第二表面上的正投影位于多个第一微凹陷在第二表面上的正投影之间。多个第一反射图案设置于板体的第一表面上，且分别重叠于板体的多个第一微凹陷。
[0057]
借由第一微凹陷及第一反射图案，进入板体的照明光束可被导引分散向暗区。接着，借由第二微凹陷，可破坏照明光束的全反射，使照明光束由暗区出射。如此一来，便能增加暗区与亮区的亮度比(即，暗亮比)，进而达到使灯影模糊化的效果。
[0058]
惟以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及实用新型内容所作的简单的等效变化与修改，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成本实用新型所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和标题(实用新型名称)仅是用来辅助专利文件检索之用，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。
[0059]
附图标记说明：
[0060]
10、10a、10b、10c、10d、20、20a:背光模块
[0061]
10a:亮区
[0062]
10b:暗区
[0063]
102:基板
[0064]
104:发光元件
[0065]
106:保护胶层
[0066]
110:发光组件
[0067]
120:光学元件
[0068]
122:板体
[0069]
122-1:透光膜
[0070]
122a:第一表面
[0071]
122b:第二表面
[0072]
124:第一反射图案
[0073]
130:波长穿透暨部分波长反射膜
[0074]
140:色转换膜
[0075]
150:扩散元件
[0076]
150a:第一表面
[0077]
150b:第二表面
[0078]
160:光学膜
[0079]
161:扩散片
[0080]
162:第一棱镜片
[0081]
163:第二棱镜片
[0082]
164:增亮膜
[0083]
170:第二反射图案
[0084]
d1、d2:直径
[0085]
l:照明光束
[0086]
mc1:第一微凹陷
[0087]
mc1a、mc2a:弧形凹面
[0088]
mc2:第二微凹陷
[0089]
mc2-1:第一部分
[0090]
mc2-2:第二部分。