本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件、光學(xué)模組以及電子裝置，且特別涉及一種導(dǎo)光板、背光模組以及顯示裝置。

背景技術(shù)：

一般而言，背光模組可區(qū)分成直下式背光模組以及側(cè)入式背光模組。側(cè)入式背光模組通常包括光源以及導(dǎo)光板，其中光源設(shè)置在導(dǎo)光板的側(cè)邊。由光源射出的光束從導(dǎo)光板的側(cè)邊入射進(jìn)導(dǎo)光板后，經(jīng)由全反射傳遞至導(dǎo)光板中。相較于直下式背光模組，側(cè)入式背光模組可減少光源中發(fā)光組件的使用量，從而具有低耗電的優(yōu)勢(shì)。然而，目前的側(cè)入式背光模組仍存在諸如色偏或?qū)Ч獍褰Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足等問(wèn)題，而上述種種都會(huì)對(duì)背光模組的照明品質(zhì)造成負(fù)面影響，進(jìn)而影響應(yīng)用側(cè)入式背光模組的顯示裝置的顯示品質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種導(dǎo)光板，其有助于全反射的形成或有助于提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

本發(fā)明提供一種背光模組，其具有良好的照明品質(zhì)。

本發(fā)明提供一種顯示裝置，其具有良好的顯示品質(zhì)。

本發(fā)明的實(shí)施例的一種導(dǎo)光板，其包括導(dǎo)光主體以及折射率匹配層。導(dǎo)光主體具有出光面以及與出光面相對(duì)的底面。折射率匹配層鄰近底面設(shè)置，其中導(dǎo)光主體的折射率為n1，且折射率匹配層的折射率為n2。1.07*n2≦n1≦1.7*n2，且0.1≦(n1-n2)≦0.7。折射率匹配層的厚度大于500nm。

本發(fā)明的實(shí)施例的一種背光模組，其包括導(dǎo)光板、光源以及反射片。導(dǎo)光板包括導(dǎo)光主體以及折射率匹配層。導(dǎo)光主體具有出光面、與出光面相對(duì)的底面以及連接出光面與底面的入光面。折射率匹配層鄰近底面設(shè)置，且折射率匹配層位于反射片與導(dǎo)光主體之間，其中導(dǎo)光主體的折射率為n1，且折射率匹配層的折射率為n2。1.07*n2≦n1≦1.7*n2，且0.1≦(n1-n2)≦0.7。折射率匹配層的厚度大于500nm。光源配置在入光面旁。

本發(fā)明的實(shí)施例的一種顯示裝置，其包括上述的背光模組以及顯示面板，其中顯示面板鄰近出光面設(shè)置。

基于上述內(nèi)容，本發(fā)明的實(shí)施例至少具有以下其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或功效。在本發(fā)明的實(shí)施例的導(dǎo)光板中，導(dǎo)光主體與折射率匹配層的折射率差值結(jié)合折射率匹配層的厚度，有助于全反射的形成。在一實(shí)施例中，折射率匹配層可用于支撐導(dǎo)光主體，從而提升導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外，本發(fā)明的實(shí)施例的背光模組因應(yīng)用上述導(dǎo)光板而可具有良好的照明品質(zhì)。本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置因應(yīng)用上述背光模組而可具有良好的顯示品質(zhì)。

為了讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特別舉出實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種背光模組的剖面示意圖；

圖2a至圖2c分別是圖1中折射率匹配層的第一種至第三種局部放大示意圖；

圖3及圖4分別是在不同折射率差值下，折射率匹配層的厚度與可見(jiàn)光的反射率的關(guān)系圖；

圖5至圖8分別是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例至第五實(shí)施例的背光模組的剖面示意圖；

圖9及圖10分別表示導(dǎo)光主體在僅設(shè)置折射率匹配層以及設(shè)置有折射率匹配層、第一折射率層及第二折射率層的架構(gòu)下，背光模組反射率的模擬結(jié)果；

圖11及圖12分別是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例及第七實(shí)施例的背光模組的俯視示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

100、200、300、400、500、600、700：背光模組；

110、110a、110b：導(dǎo)光板；

112、112a：導(dǎo)光主體；

114、114a、114b：折射率匹配層；

120：光源；

130：反射片；

140：光學(xué)膜片；

ad1、ad2：黏著層；

d：延伸方向；

h112、h114、had2、hi1、hi2：厚度；

hs：殼體；

i1：第一折射率層；

i2：第二折射率層；

n1：納米柱狀空隙；

n2：納米孔洞；

n3：表面納米孔洞；

sb：底面；

se：出光面；

si：入光面；

sr：側(cè)邊反射片；

ss：側(cè)面。

具體實(shí)施方式

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種背光模組的剖面示意圖。圖2a至圖2c分別是圖1中折射率匹配層的第一種至第三種局部放大示意圖。

請(qǐng)先參照?qǐng)D1，背光模組100包括導(dǎo)光板110、光源120以及反射片130。導(dǎo)光板110包括導(dǎo)光主體112以及折射率匹配層114。導(dǎo)光主體112具有出光面se、底面sb以及入光面si，其中底面sb與出光面se相對(duì)，且入光面si連接出光面se與底面sb。在導(dǎo)光主體112的出光面se以及底面sb的其中至少一者上，可形成多個(gè)導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)或多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)，但不僅限于此。

折射率匹配層114鄰近底面sb設(shè)置，且折射率匹配層114位于反射片130與導(dǎo)光主體112之間。在本實(shí)施例中，折射率匹配層114形成在導(dǎo)光主體112的底面sb上，使得底面sb位于折射率匹配層114與出光面se之間。

折射率匹配層114的材料可包括絕緣材料或氧化金屬。當(dāng)折射率匹配層114的材料選自無(wú)機(jī)絕緣材料（如氧化硅）或氧化金屬（如氧化銦錫）時(shí)，折射率匹配層114可通過(guò)鍍膜形成在底面sb上，且折射率匹配層114可具有多個(gè)納米柱狀空隙n1。請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖2b，納米柱狀空隙n1分布在折射率匹配層114中，其中各納米柱狀空隙n1可以是從導(dǎo)光主體112的底面sb向外延伸，且各納米柱狀空隙n1的延伸方向d可以垂直于底面sb（如圖2a所示）或傾斜于底面sb（如圖2b所示）。折射率匹配層114的折射率會(huì)與納米柱狀空隙n1的傾斜角度、寬度、孔洞率以及排列方式等參數(shù)相關(guān)。在圖2a及圖2b中，納米柱狀空隙n1分別是等間距排列，但本發(fā)明不僅限于此。

當(dāng)折射率匹配層114的材料選自有機(jī)絕緣材料（如高分子材料）時(shí)，折射率匹配層114可通過(guò)涂布形成在底面sb上，且折射率匹配層114可具有多個(gè)納米孔洞n2。請(qǐng)參照?qǐng)D1及圖2c，納米孔洞n2分散地分布在高分子材料中，且折射率匹配層114的折射率會(huì)與納米孔洞n2的尺寸、分布以及孔洞率等參數(shù)相關(guān)。另外，折射率匹配層114也可以直接是由折射率小于導(dǎo)光主體112的折射率的材料所形成，例如氟化鎂（mgf2）、聚四氟乙烯（polytetrafluoroethene,teflon）或低折射率光學(xué)膠等。

以下結(jié)合圖3及圖4說(shuō)明導(dǎo)光主體112以及折射率匹配層114的折射率差值與折射率匹配層114的厚度h114如何影響背光模組100的反射率。圖3及圖4分別是在不同折射率差值下，折射率匹配層的厚度與可見(jiàn)光的反射率的關(guān)系圖。在圖3中，導(dǎo)光主體112以及折射率匹配層114的折射率差值為0.14，而在圖4中，導(dǎo)光主體112以及折射率匹配層114的折射率差值為0.32。另外應(yīng)該說(shuō)明的是，圖3及圖4中的反射率分別是在入射角大于臨界角時(shí)的模擬結(jié)果。

在導(dǎo)光主體112內(nèi)，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)會(huì)發(fā)生內(nèi)部全反射，因此理論上可見(jiàn)光（波長(zhǎng)400nm至700nm）的反射率會(huì)接近100%。然而，實(shí)際上，當(dāng)折射率匹配層114很薄時(shí)，可能發(fā)生薄膜干涉，而薄膜干涉會(huì)破壞全反射。如圖3及圖4所示，即使在入射角大于臨界角的情況下，如果折射率匹配層114的厚度h114不足，可見(jiàn)光波段的反射率有可能差異很大，進(jìn)而造成色偏的問(wèn)題。此外，厚度h114的不足，會(huì)使得大于臨界角的光波因內(nèi)部全反射的總光波量減少，而無(wú)法有效地將光波傳導(dǎo)至導(dǎo)光主體112遠(yuǎn)離入光面si的后端。

比較圖3及圖4可知，導(dǎo)光主體112以及折射率匹配層114的折射率差值越大，產(chǎn)生全反射所需的折射率匹配層114的厚度h114越小。換句話說(shuō)，通過(guò)調(diào)變導(dǎo)光主體112以及折射率匹配層114的折射率差值并結(jié)合折射率匹配層114的厚度h114，有助于全反射的形成。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，如果導(dǎo)光主體112的折射率為n1，且折射率匹配層114的折射率為n2，則在1.07*n2≦n1≦1.7*n2，且0.1≦(n1-n2)≦0.7的設(shè)計(jì)下，折射率匹配層114的厚度h114需大于500nm。

在圖1的架構(gòu)下，1.5≦n1≦1.7，且1.0<n2≦1.4，其中導(dǎo)光主體112可以是玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）或聚碳酸酯（pc），但不僅限于此。折射率匹配層114可以采用圖2a至圖2c所示的型態(tài)，且可通過(guò)改變孔洞率來(lái)調(diào)變折射率匹配層114的折射率，但也不僅限于此?？紤]到折射率范圍以及折射率匹配層114的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，折射率匹配層114的孔洞率優(yōu)選在5%以上且在95%以下。如此，折射率匹配層114除了有助于全反射的形成之外，還可用于支撐導(dǎo)光主體112，進(jìn)而提升導(dǎo)光板110的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并可解決現(xiàn)有大尺寸背光模組因結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足所造成的彩虹紋現(xiàn)象，使背光模組100具有良好的照明品質(zhì)。當(dāng)折射率匹配層114是低折射率光學(xué)膠（如oca），而導(dǎo)光主體112是玻璃時(shí)，導(dǎo)光主體112通過(guò)低折射率光學(xué)膠與反射片130貼合后將有類似防爆膜的功效，進(jìn)而提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1，光源120配置在入光面si旁，其適于提供光束（未示出）。光束從入光面si進(jìn)入導(dǎo)光主體112后通過(guò)內(nèi)全反射傳遞至導(dǎo)光主體112中。位于導(dǎo)光主體112的底面sb的導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)或網(wǎng)點(diǎn)（未示出）可使部分光束散射，從而讓光束從導(dǎo)光主體112的出光面se射出，并形成照明所需的面光源。光源120可包括燈管或是多個(gè)發(fā)光二極管，其中燈管的延伸方向或發(fā)光二極管的排列方向平行于入光面si（也就是垂直于圖面）。

反射片130設(shè)置在折射率匹配層114遠(yuǎn)離導(dǎo)光主體112的一側(cè)，其適于反射從底面sb射出導(dǎo)光主體112的光束，使光束有機(jī)會(huì)再次回到導(dǎo)光主體112中，進(jìn)而提升光的利用率。舉例來(lái)說(shuō)，反射片130可以是金屬反射片或白色反射片。金屬反射片例如是銀反射片或鋁反射片，但不僅限于此。在本實(shí)施例中，反射片130可通過(guò)鍍膜或涂布的方式形成在折射率匹配層114遠(yuǎn)離導(dǎo)光主體112的表面上，但本發(fā)明不僅限于此。

根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需求，背光模組100可進(jìn)一步包括其他組件。舉例來(lái)說(shuō)，背光模組100可進(jìn)一步包括至少一個(gè)光學(xué)膜片140。光學(xué)膜片140位于導(dǎo)光主體112的出光面se的上方且可包括擴(kuò)散片以及棱鏡片的其中至少一者，但不僅限于此。

以下通過(guò)圖5至圖10說(shuō)明背光模組的其他實(shí)施型態(tài)，其中相同或相似的組件用相同或相似的標(biāo)號(hào)表示，下文便不再贅述。圖5至圖8分別是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例至第五實(shí)施例的背光模組的剖面示意圖。圖9及圖10分別表示導(dǎo)光主體在僅設(shè)置折射率匹配層以及設(shè)置有折射率匹配層、第一折射率層及第二折射率層的架構(gòu)下，背光模組反射率的模擬結(jié)果。圖11及圖12分別是根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例及第七實(shí)施例的背光模組的俯視示意圖，其中圖11及圖12省略顯示圖1的光學(xué)膜片140。

請(qǐng)參照?qǐng)D5，背光模組200與圖1的背光模組100相似，兩者的主要差異在于導(dǎo)光板110a中折射率匹配層114a與導(dǎo)光主體112a的相對(duì)配置關(guān)系。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，折射率匹配層114a是由底面sb凹陷進(jìn)導(dǎo)光主體112a中的多個(gè)表面納米孔洞n3所構(gòu)成。表面納米孔洞n3例如是由選擇性蝕刻導(dǎo)光主體112a的底面sb所形成，但不僅限于此。在此架構(gòu)下，導(dǎo)光主體112a的出光面se可選擇性形成多個(gè)導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)，或者導(dǎo)光主體112a的底面sb可形成多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)。

請(qǐng)參照?qǐng)D6，背光模組300與圖1的背光模組100相似，兩者的主要差異在于背光模組300還包括黏著層ad1，且反射片130通過(guò)黏著層ad1與折射率匹配層114接合。黏著層ad1與導(dǎo)光主體112可具有相同或相似的折射率，但不僅限于此。應(yīng)說(shuō)明的是，在圖5的實(shí)施例中，反射片130也可通過(guò)黏著層ad1與折射率匹配層114接合。

請(qǐng)參照?qǐng)D7，背光模組400與圖6的背光模組300相似，兩者的主要差異在于折射率匹配層114b是具有表面納米孔洞n3的玻璃。表面納米孔洞n3例如是由選擇性蝕刻所述玻璃的表面所形成，但不僅限于此。折射率匹配層114b的孔洞率可以在5%以上且在95%以下，使折射率匹配層114b的折射率落在1.1至1.45的范圍內(nèi)，但不僅限于此。導(dǎo)光板110b可進(jìn)一步包括黏著層ad2，且折射率匹配層114b通過(guò)黏著層ad2與底面sb接合。黏著層ad1、ad2、折射率匹配層114b的玻璃以及導(dǎo)光主體112可具有相同或相似的折射率，但不僅限于此。此外，黏著層ad2的厚度had2以及折射率匹配層114b的厚度h114可小于導(dǎo)光主體112的厚度h112。

在本實(shí)施例中，表面納米孔洞n3位于折射率匹配層114b遠(yuǎn)離導(dǎo)光主體112的一側(cè)，但不以此為限。在另一實(shí)施例中，表面納米孔洞n3可位于折射率匹配層114b靠近導(dǎo)光主體112的一側(cè)。另外，在導(dǎo)光主體112的底面sb、出光面se、折射率匹配層114b靠近導(dǎo)光主體112的表面以及折射率匹配層114b遠(yuǎn)離導(dǎo)光主體112的表面的其中至少一者上，可選擇性形成多個(gè)導(dǎo)光微結(jié)構(gòu)或多個(gè)網(wǎng)點(diǎn)。

請(qǐng)參照?qǐng)D8，背光模組500與圖1的背光模組100相似，兩者的主要差異在于背光模組500進(jìn)一步包括至少一個(gè)第一折射率層i1以及至少一個(gè)第二折射率層i2。各第二折射率層i2的折射率高于各第一折射率層i1的折射率，所述至少一個(gè)第一折射率層i1以及所述至少一個(gè)第二折射率層i2交替配置在折射率匹配層114與反射片130之間，且其中一個(gè)第二折射率層i2比所述至少一個(gè)第一折射率層i1更靠近折射率匹配層114。具體地，當(dāng)?shù)谝徽凵渎蕦觟1以及第二折射率層i2的數(shù)量分別為一時(shí)，第二折射率層i2位于第一折射率層i1與折射率匹配層114之間。當(dāng)?shù)谝徽凵渎蕦觟1以及第二折射率層i2的數(shù)量分別為復(fù)數(shù)時(shí)，第二折射率層i2與第一折射率層i1以折射率匹配層114指向反射片130的方向依序交替堆疊。

當(dāng)折射率匹配層114的材料采用具有黏性的高分子材料時(shí)，第一折射率層i1與第二折射率層i2可先形成在反射片130上，再通過(guò)折射率匹配層114與導(dǎo)光主體112接合?；蛘?，折射率匹配層114、第二折射率層i2、第一折射率層i1與反射片130可依序形成在導(dǎo)光主體112上（例如通過(guò)鍍膜的方式）。

在本實(shí)施例中，折射率匹配層114除了可采用圖2a至圖2c及圖5的型態(tài)之外，也可以是空氣層，即n2=1.0。在此架構(gòu)下，厚度h114即第二折射率層i2與導(dǎo)光主體112之間的空氣間隙的高度。

通過(guò)調(diào)變第一折射率層i1以及第二折射率層i2的折射率及厚度hi1、hi2，除了可補(bǔ)償不同波長(zhǎng)的反射率差異之外，還可進(jìn)一步提升反射率。以下結(jié)合圖9及圖10說(shuō)明導(dǎo)光主體112在僅設(shè)置折射率匹配層114以及設(shè)置有折射率匹配層114、第一折射率層i1及第二折射率層i2時(shí)，如何影響背光模組反射率的模擬結(jié)果。圖9示出在導(dǎo)光主體112的底面sb僅設(shè)置折射率匹配層114的架構(gòu)下，背光模組的反射率的模擬結(jié)果。圖10示出在導(dǎo)光主體112的底面sb設(shè)置有折射率匹配層114、第一折射率層i1及第二折射率層i2的架構(gòu)下，背光模組的反射率的模擬結(jié)果。在圖9及圖10中，當(dāng)導(dǎo)光主體112內(nèi)的入射角大于臨界角時(shí)（例如入射角為60度或70度時(shí)），在可見(jiàn)光（400nm~700nm）范圍的反射率幾乎為100%。當(dāng)導(dǎo)光主體112內(nèi)的入射角小于臨界角時(shí)（例如入射角為0度、20度或40度時(shí)），部分光束會(huì)從導(dǎo)光主體112的底面sb射出，而造成部分光能量的散失，因此在可見(jiàn)光（400nm~700nm）范圍的反射率低于100%。

對(duì)比圖9及圖10，在未設(shè)置第一折射率層i1及第二折射率層i2的架構(gòu)下，背光模組除了整體的反射率較低外，在短波長(zhǎng)（400nm~550nm）范圍的反射率明顯低于長(zhǎng)波長(zhǎng)（550nm~700nm）范圍的反射率，因此會(huì)產(chǎn)生色偏的現(xiàn)象。在設(shè)置第一折射率層i1及第二折射率層i2的架構(gòu)下，通過(guò)調(diào)變第一折射率層i1以及第二折射率層i2的折射率及厚度hi1、hi2，在可見(jiàn)光波長(zhǎng)（400nm~700nm）范圍內(nèi)有較一致的反射率，除了可補(bǔ)償不同波長(zhǎng)的反射率差異之外，還進(jìn)一步提升整體反射率，進(jìn)而可改善色偏并提升背光模組500的出光亮度。在本實(shí)施例中，各第一折射率層i1的折射率落在1.3至1.5的范圍內(nèi)，且各第二折射率層i2的折射率落在1.8至2.5的范圍內(nèi)。此外，各第一折射率層i1的厚度hi1落在50nm至100nm的范圍內(nèi)，且各第二折射率層i2的厚度hi2落在30nm至60nm的范圍內(nèi)。

請(qǐng)參照?qǐng)D9，背光模組600與圖1的背光模組100相似，兩者的主要差異在于背光模組600進(jìn)一步包括殼體hs，以容納導(dǎo)光板110、光源120以及反射片（未示出）。在本實(shí)施例中，殼體hs可采用具有高反射率的材料，以將從導(dǎo)光主體112的側(cè)面ss射出的光束（未示出）反射回導(dǎo)光主體112內(nèi)，進(jìn)而提升光的利用率，但本發(fā)明不僅限于此。如圖10所示，背光模組700可進(jìn)一步包括側(cè)邊反射片sr，以將從導(dǎo)光主體112的側(cè)面ss射出的光束反射回導(dǎo)光主體112內(nèi)。側(cè)邊反射片sr位于殼體hs與導(dǎo)光板110之間。如此，殼體hs的材料不限于高反射率的材料。

上述實(shí)施例的背光模組100、200、300、400、500、600、700可應(yīng)用于顯示裝置（未示出）中。具體地，顯示裝置可包括背光模組100、200、300、400、500、600、700的其中一個(gè)以及顯示面板（未示出），其中顯示面板鄰近出光面se設(shè)置，例如顯示面板位于出光面se上方，且光學(xué)膜片140位于導(dǎo)光主體112與顯示面板之間。

綜上所述，本發(fā)明的實(shí)施例至少具有以下其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或功效。在本發(fā)明的實(shí)施例的導(dǎo)光板中，導(dǎo)光主體與折射率匹配層的折射率差值結(jié)合折射率匹配層的厚度，有助于全反射的形成。在一實(shí)施例中，折射率匹配層可以用于支撐導(dǎo)光主體，從而提升導(dǎo)光板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外，本發(fā)明的實(shí)施例的背光模組因應(yīng)用上述導(dǎo)光板而可具有良好的照明品質(zhì)。本發(fā)明的實(shí)施例的顯示裝置因應(yīng)用上述背光模組而可具有良好的顯示品質(zhì)。在一實(shí)施例中，可在折射率匹配層與反射片之間設(shè)置第一折射率層與第二折射率層以補(bǔ)償不同波長(zhǎng)的反射率差異并提升反射率，從而改善色偏并提升背光模組的出光亮度。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。