CN100385316C - 设有光栅点的矩阵全像片的背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种背光模块，其包括一光源，用来产生光线，一反射片，用来反射该光源射出的光线，一导光板，用来导引该光源产生的光线以及该反射片反射的光线；以及一增光膜片，其包括多个球面微透镜，用来聚集该导光板射出的光线。该多个球面微透镜相比较于传统棱镜片具有较佳的聚光效果。

Description

设有光栅点的矩阵全像片的背光模块

技术领域

本发明涉及一种使用于液晶显示器的背光模块，特别是涉及一种具有球面微镜片的增光膜片的背光模块。

背景技术

背光模块(Back light module)为液晶显示器(Liquid crystal display，LCD)的关键零组件之一，由于液晶本身不发光，背光模块的功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的光源，通过简洁有效光机构转化成高亮度且均一辉度的面光源，以提供液晶显示面板背光光源。液晶显示面板现已广泛应用于监视器、笔记型计算机、数字相机及投影机等具成长潜力的电子产品，尤以笔记型计算机及LCD监视器等大尺寸用面板需求最大，也因此对于背光模块需求成长也日趋强烈。

请参阅图1，图1为现有背光模块20的结构示意图。背光模块20主要由光源(例如冷阴极荧光管、热阴极荧光管、发光二极管)22、反射板(Reflector)24、导光板(Light guide plate)26、扩散片(Diffusion sheet)28及棱镜片(Brightness Enhancement Film，BEF)30、32等组件组装而成。光源22射出的光线进入导光板26后，会导引射入的光源将其分布成均匀的面光源，位于导光板26一侧的反射板24会将射向反射板24方向的光反射回导光板26中，防止光源外漏，以增加光的使用效率。由导光板26射出的光线再经扩散片28的均光作用与棱镜片30、32的集光作用，提高光源的亮度与均匀度后，再将光线射入液晶面板内。棱镜片30、32一般是在厚度125μm的多元脂(polyester)光学薄膜上利用高能紫外线(UV)光将丙烯树脂(Acrylic Resin)硬化成微细棱镜结构。传统棱镜片30、32规则条状排列的三角形棱镜，且每一棱镜平均间距为50μm，棱镜顶角约90度。棱镜片30、32主要的功能在通过折射与内部全反射将自导光板26发出至四面八方的散乱光线的光向上折射并集中至约±35度的正视角(On-axis)方向，以提高正面亮度，也就是说，棱镜片30只能将光线在Y轴上的分量集中，而棱镜片32只能将光线在X轴上的分量集中。倘若只使用一棱镜片可使正面亮度改善1.6倍，若使用两片呈垂直排列的棱镜片，则正面亮度可改善2倍以上，所以为了达到较佳的聚光效果，一般会使用两个条状排列方向相互垂直的棱镜片30、32。换句话说，原本因光线过于发散而显黯淡的屏幕，会因棱镜将原本发散的光线向中间集中，而立即增亮2倍，如此一来，可降低耗电量并延长电池使用时间。

然而，单一棱镜片只能将四面八方的散乱光线集中至单轴上约±35度的正视角方向，若要将X、Y轴的光线集中至正视角方，则需要两片棱镜片，两片棱镜片是造成背光模块成本高居不下的原因，而且光线通过越多片膜片，光能量会损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有多个球面微透镜的增光膜片的背光模块，以取代现有需使用两片棱镜片的背光模块，以解决上述现有技术的问题。

本发明提供一种背光模块，其包括一光源，用来产生光线；一反射片，用来反射该光源射出的光线；一导光板，用来聚集该光源产生的光线以及该反射片反射的光线；以及一增光膜片，其包括多个球面微透镜，用来聚集该导光板射出光线。

本发明的优点即利用一增光膜片，该增光膜片上具有多个球面微透镜。由于球面微透镜的球面设计，使得来自导光板的发散光线能一次地集中于正视角方向。这改善传统上需要两片棱镜片才能将不同轴的光线集中至正视角方的缺点。

附图说明

图1为现有背光模块的结构示意图；

图2为本发明的背光模块的结构示意图；

图3为图2的增光膜片的第一实施例的局部放大图；

图4为图2的增光膜片的第一实施例的侧视图；

图5为图2的增光膜片的第二实施例的局部放大图；

图6为图2的增光膜片的第二实施例的侧视图；

图7为图2的增光膜片的第三实施例的局部放大图；

图8为图2的增光膜片的第三实施例的侧视图；

图9为光线经过增光膜片与导光板的行进路线示意图；

图10A-图10I为本发明的制造增光膜片的流程图；

图11为第一光致抗蚀剂组合物以及第二光致抗蚀剂组合物于热熔后的外视图。

主要组件符号说明：

20背光模块                 22光源

24反射板                   26导光板

28扩散板                   30、32棱镜片

50背光模块                 54反射板

56导光板                   58扩散片

60增光膜片                 62a-62c球面微透镜

64a-64c承载体              200基板

210第一光致抗蚀剂组合物    220第二光致抗蚀剂组合物

230镍金属薄膜              240镍钴薄膜

250金金属薄膜              260膜仁

270金属模具                280塑料

具体实施方式

请参阅图2，图2为本发明的背光模块50的结构示意图。背光模块50可应用于一液晶显示器。背光模块50包括一光源52、一反射板54、一导光板56以及一增光膜片60。光源52射出的光线进入导光板56后，会导引射入的光源将其分布成均匀的面光源，反射板54会将射向反射板54方向的光反射回导光板56中，防止光源外漏，以增加光的使用效率。由导光板56射出的光线再经扩散片58的均光作用与增光膜片60的集光作用，提高光源的亮度与均匀度后，再将光线射入液晶面板内。在图2中，扩散片58设置于增光膜片60以及导光板之间，然而在其它实施例之中，扩散片58也可以置于增光膜片60之上，甚至无需配置扩散片也可。

请参阅图3至图8。图3以及图4分别为图2的增光膜片60的第一实施例的局部放大图以及侧视图。增光膜片60包括多个球面微透镜62a，每一球面微透镜62a都形成在一承载体64a上，承载体64a之间为紧密相邻。承载体64a大致上为三角形。

请参阅图5以及图6。图5以及图6分别为图2的增光膜片60的第二实施例的局部放大图以及侧视图。增光膜片60包括多个球面微透镜62b，每一球面微透镜62b都形成在一承载体64b上，承载体64b之间为紧密相邻。承载体64b大致上为矩形。

请参阅图7以及图8。图7以及图8分别为图2的增光膜片60的第三实施例的局部放大图以及侧视图。增光膜片60包括多个球面微透镜62c，每一球面微透镜62c都形成在一承载体64c上，承载体64c之间为紧密相邻。承载体64c大致上为六角形。

为了达到较佳的聚光效果，可适度的调整承载体64a、64b、64c的厚度，以获得较佳的深宽比(h/w)。甚至可以在原有的承载体64a、64b、64c底下再增加一层承载体，以提高增光膜片60的深宽比。

请参阅图9，图9为光线经过增光膜片60与导光板56的示意图。由于增光膜片60的球面微透镜62为近似一球体，所以由导光板56射入的发散光线不论从哪一个角度都可以透过球面微透镜62偏折(refract)而朝上射出。

请参阅图10A-图10I，图10A-图10I为本发明的制造增光膜片的流程示意图。在图10A中，先将一第一光致抗蚀剂组合物(例如AZ9260)210以旋涂(spin coating)的方式均匀涂布于基板200上。再将一第二光致抗蚀剂组合物(例如AZ4620)220以旋涂的方式涂布于第一光致抗蚀剂组合物210上。请注意，第一光致抗蚀剂组合物210的熔点大于第二光致抗蚀剂组合物220。接下来，在图10B中，以黄光蚀刻的方式蚀刻第一光致抗蚀剂组合物210以及第二光致抗蚀剂组合物220以形成数组的图样。而后如图10C所示，加热至一定高温使得第一光致抗蚀剂组合物210以及第二光致抗蚀剂组合物220开始热熔(reflow)。由于第一光致抗蚀剂组合物210的熔点大于第二光致抗蚀剂组合物220，所以在加热的过程中，第二光致抗蚀剂组合物220会先完全热熔而第一光致抗蚀剂组合物210还没有完全热熔。但是已经热熔成液态的第二光致抗蚀剂组合物220会受到自身张力的影响而形成球面状。如图10D所示，待冷却后，在球面状的第二光致抗蚀剂组合物220以及第一光致抗蚀剂组合物210上以薄膜溅镀(sputter)的方式镀覆一层镍金属薄膜230。

接下来，如图10E所示，在镍金属薄膜230上电镀一镍钴(Ni-Co)薄膜240。之后再在镍钴薄膜240上溅镀一层金金属薄膜250。之后，如图10F、图10G所示，对覆盖有金属薄膜230、240、250的第一光致抗蚀剂组合物210以及第二光致抗蚀剂组合物220进行电铸(electro-foming)，以形成一模仁260。最后再以二次电铸或放电加工的方式制作成金属模具270。嗣后如图10H以及图10I所示，即可依据金属模具270以射出成型或微热压成型等量产的方式将塑料280(如多元脂(polyester)或是聚碳酸脂(polycarbonate))形成具有该多个球面微透镜的增光膜片60。

虽然在图3、图5、图7中，理想的球面微透镜62a、62b、62c大致为一球体。但在实际制造金属模具270的过程中，当热熔第一光致抗蚀剂组合物210以及第二光致抗蚀剂组合物220时，已完全热熔的第二光致抗蚀剂组合物220会受到半热熔的第一光致抗蚀剂组合物210的影响而呈现如图11所示的形状。故金属模具270所产生的增光膜片60上的球面微透镜的形状也会近似图11的形状。

相比较于现有技术，本发明的背光模块利用一增光膜片以取代传统两片棱镜片的结构，该增光膜片上具有多个球面微透镜。由于球面微透镜的球面设计，使得来自导光板的发散光线能一次地集中于正视角方向。这改善传统上需要两片棱镜片才能将不同轴的光线集中至正视角方的缺点。而且本发明的增光膜片兼具集光以及均光的效果。这么一来，使用单一增光膜片不仅降低成本，而且光线也不再需要穿透两层棱镜片，也可降低光能量的损耗。

虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可做一些更动与润饰，因此本发明的保护范围应以所附的权利要求所界定的为准。

Claims (13)

1.一种背光模块，包括：

一光源；

一导光板，用来导引该光源产生的光线；以及

一增光膜片，其包括多个球面微透镜，用来聚集该导光板射出的光线，该增光膜片更包括多个承载体，该增光膜片的每一球面微透镜设置于对应的其中之一承载体上。

2.如权利要求1所述的背光模块，更包括一反射片，用来反射该光源所射出的光线。

3.如权利要求1所述的背光模块，其中该各承载体呈三角形、矩形或六角形。

4.如权利要求1所述的背光模块，其中每一承载体之间为紧密相邻。

5.如权利要求1所述的背光模块，更包括一扩散片，设置于该导光板以及该增光膜片之间。

6.如权利要求1所述的背光模块，更包括一扩散片，设置于该增光膜片之上。

7.如权利要求1所述的背光模块，其中该多个球面微透镜是多元脂或是聚碳酸脂材质。

8.一种液晶显示器，包括一如权利要求1所述的背光模块。

9.一种增光膜片，包括：

一基板；

多个第一承载体，设置于该基板上；以及

多个球面微透镜，其中每一球面微透镜设置于对应的其中之一第一承载体上。

10.如权利要求9所述的增光模片，其中该各第一承载体呈三角形、矩形或六角形。

11.如权利要求9所述的增光模片，其中每一第一承载体之间紧密相邻。

12.如权利要求9所述的增光模片，其中该多个球面微透镜是多元脂或是聚碳酸脂材质。

13.如权利要求9所述的增光模片，更包括多个第二承载体，该各第一承载体设置于该各第二承载体上，用以增加该增光膜片的深宽比。

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