CN101315487A - 光学扩散膜片及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有粗糙表面的光学扩散膜片，供使用于背光模块，包括透明本体用以折射扩散通过该透明本体的光线，该透明本体至少在上、下表面的其中之一设置有周期性重复的高低起伏的第一微结构，该第一微结构包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第一构型，且该第一微结构具有不光滑的粗糙表面。从而，可以使该光学扩散膜片拥有高扩散率及高穿透率。

Description

光学扩散膜片及其应用

技术领域

本发明涉及一种用于背光模块的光学扩散膜片及其应用的方法，特别涉及一种具有不光滑的粗糙表面的光学扩散膜片及其应用的方法。

背景技术

对于数字化用品，例如：手机、个人数字助理(PDA)、笔记本电脑等所使用的液晶显示器而言，扩散膜片(Diffuser)的功能为提供液晶显示器一个均匀的面光源。

现行扩散膜片的制造方式大多以基材表面或里面添加散射微粒子为主，通过上述散射微粒子的折射作用可扩散及柔化穿透该扩散膜片的光线。然而若扩散率提高，则相对造成穿透率降低，扩散率及穿透率无法同时兼顾。为了解决此问题，先前技术的第US6,002,462号美国专利提供一种由三层结构组成的扩散膜片，包含透明层、第一扩散层与第二扩散层。其中第一扩散层内含散射微粒子，第二扩散层具有波纹表面。先前技术中的第US6,425,675号美国专利提供一种扩散膜片，其扩散膜片于入光侧具有多个紧邻的、表面为弧形、且波峰显著的微结构，而出光侧则为平面。

发明内容

为了提供高扩散率及穿透率的光学扩散膜片，以解决上述先前技术不尽理想之处，本发明提供一种具粗糙表面的光学扩散膜片，供使用于背光模块，包括透明本体用以折射扩散通过该透明本体的光线，该透明本体至少在上、下表面的其中之一设置有周期性重复的高低起伏的第一微结构，该第一微结构包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第一构型，且该第一微结构具有不光滑的粗糙表面，其粗糙度Ra值大于0.01微米。

因此，本发明的主要目的在于提供一种光学扩散膜片，供使用于背光模块，具有高扩散率及穿透率。

本发明的次要目的在于提供一种侧光式背光模块，其中所使用的光学扩散膜片具有高扩散率及穿透率。

本发明的再一目的在于提供一种直下式背光模块，其中的光学扩散膜片具有高扩散率及穿透率。

本发明的又一目的在于提供一种液晶显示装置，其所使用的背光模块的光学扩散膜片具有高扩散率及穿透率。

本发明的又一目的在于提供一种便携式电脑，其中的液晶显示装置所使用的背光模块的光学扩散膜片具有高扩散率及穿透率。

本发明的又一目的在于提供一种具有液晶显示装置的数字电子设备，其中背光模块的光学扩散膜片具有高扩散率及穿透率。

附图说明

图1A为根据本发明提出的第一较佳实施例的示意图，，为光学扩散膜片的剖面结构。

图1B为根据本发明提出的第一较佳实施例的示意图，，为光学扩散膜片正面俯视的结构。

图2A为根据本发明提出的第二较佳实施例的示意图，，为侧光式背光模块。

图2B为根据本发明提出的第二较佳实施例的示意图，，为光学扩散膜片正面俯视的结构。

图3A为根据本发明提出的第三较佳实施例的示意图，，为直下式背光模块。

图3B为根据本发明提出的第三较佳实施例的示意图，，为光学扩散膜片正面俯视的结构。

主要元件标记说明

光学扩散膜片  100    透明本体        102

上表面        104    下表面          106

第一微结构    108    第二微结构      110

第一构型      112    第一选择构型    114

第二构型      116    第二选择构型    118

扩散粒子      120    侧光式背光模块  200

壳体          202    导光板          204

光源装置      206    反射膜片        208

光学扩散膜片  210    透明本体        212

上表面        214    下表面          216

第一微结构    218    第二微结构      220

第一构型      222    第一选择构型    224

第二构型      226    第二选择构型    228

扩散粒子      230    直下式背光模块  300

壳体          302    导光板          304

光源装置      306    光学扩散膜片    308

透明本体      310

上表面        312    下表面          314

第一微结构    316    第二微结构      318

第一构型      320    第一选择构型    322

第二构型      324    第二选择构型    326

扩散粒子      328

具体实施方式

由于本发明是披露一种光学扩散膜片及其在相关数字产品的应用，其中所利用的光学原理与数字产品基本架构，已为所属技术领域的技术人员所能明了，因此下文中的说明，不再作完整描述。同时，以下文中所对照的附图，是表达与本发明特征有关的结构示意，并未也不需要根据实际尺寸完整绘制，盍先叙明。

请参照图1A与图1B，为本发明提出的第一较佳实施例，为光学扩散膜片的示意图。光学扩散膜片100包括透明本体102，多个扩散粒子120掺杂其中。其中透明本体102本身具有第一折射系数，而扩散粒子120本身则具有第二折射系数，第一折射系数并不同于第二折射系数，从而，当光线穿透扩散粒子120时的折射作用更为明显，扩散率从而提高。

上述的透明本体102至少于在表面104或下表面106的其中的一设置有周期性重复的高低起伏的第一微结构108，第一微结构108以设置于上表面104为更佳，可达较佳的扩散率及穿透率。第一微结构108具有不光滑的粗糙表面，其粗糙度Ra值大于0.01微米。而根据实验结果，Ra值介于0.06微米至0.59微米之间，可达较佳的扩散率及穿透率。

所谓Ra，是指中心线平均粗糙度，通常以微米(μm)为单位，其测量与计算原理如下：

若从加工面的表面粗糙轮廓上，截取一段测量长度L，并以该长度内粗糙轮廓曲线的中心线为X轴，中心线的垂直线为Y轴，则粗糙曲线可用方程式y＝f(x)表示。以中心线为基准，将下方粗糙曲线反折。然后计算中心线上方经反折后的全部粗糙曲线所涵盖面积，再除以测量长度L，所得数值即为该加工面测量长度范围内的中心线平均粗糙度值Ra，其数学定义为：

$\mathrm{Ra}=\frac{\∫f\left(x\right)\mathrm{dx}}{L}$

实务上的测量是沿X轴方向以设定的单位细分成多个分段点，在量取各分段点所对应的高度值(hi)，可以得到Ra近似值的计算方程式：

$\mathrm{Ra}=\frac{\mathrm{\Σhi}}{L}$

上述实施例中，第一微结构108包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第一构型112，并且第一微结构108进一步可包含有多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第一选择构型114，其中第一选择构型114可与第一构型112互相交错排列。

上述第一构型112与第一选择构型114表面的凹槽或凸出物的外型(profile)形状可以是弧形、或方形、或梯形或三角形等，也可以是上述各种形状的排列组合。上述的凹槽或凸出物的排列方式，可以为直线状、或弧状，或波浪状所构成的平行排列，也可以为交错排列。

上述的光学扩散膜片100，进一步可于透明本体102的另一表面设置有第二微结构110，其具有不光滑的粗糙表面，其粗糙度Ra值大于0.01微米。而根据实验结果，Ra值介于0.06微米至0.59微米之间，可达较佳的扩散率及穿透率。第二微结构110包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第二构型116，并且第二微结构110进一步可包含有多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第二选择构型118，其中第二选择构型118可与第二构型116互相交错排列。

请参照图2A与图2B，为本发明提出的第二较佳实施例，为侧光式背光模块的示意图。侧光式背光模块200至少包括壳体202、导光板204、光源装置206、光学反射膜片208与光学扩散膜片210。其中光学扩散膜片210的特征如前述第一较佳实施例所述。

请参照图3A与图3B，为本发明提出的第三较佳实施例，为直下式背光模块的示意图。直下式背光模块300至少包括壳体302、光源装置306与光学扩散膜片308。其中光学扩散膜片308的特征如前述第一较佳实施例所述。上述的直下式背光模块300并可依需要进一步设置导光板304。

本发明进一步提出第四较佳实施例，根据本发明所提出的光学扩散膜片，可进一步应用于液晶显示装置(图中未示)，此液晶显示装置至少包含液晶面板模块(图中未示)、驱动电路模块(图中未示)与背光模块。其中背光模块可以是前述第二较佳实施例所述的侧光式背光模块200、或是前述第三较佳实施例所述的直下式背光模块300；而背光模块所使用的光学扩散膜片的特征如前述第一较佳实施例所述。

本发明进一步提出第五较佳实施例，根据本发明所提出的光学扩散膜片，可进一步应用于便携式电脑(图中未示)，此便携式电脑至少包含电脑主体(图中未示)、输入装置(图中未示)与液晶显示装置(图中未示)。其中液晶显示装置的特征如前述第四实施例所述。

本发明进一步提出第六较佳实施例，根据本发明所提出的光学扩散膜片，可进一步应用于具有液晶显示装置的数字电子设备(图中未示)，此数字电子设备可以是影印机、投影显示机、传真机、办公室多工事务机、高画质液晶电视(HDTV)、车用液晶电视、台式电脑(Desktop Computer)、数字多媒体广播装置(DMB)、电子游乐器、个人数字助理(PDA)或移动通讯装置等。其中液晶显示装置的特征如前述第四较佳实施例所述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利范围；同时以上的描述，对于所属技术领域的技术人员应可明了及实施，因此其他未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效变更或改进，均应包含在权利要求中。

Claims (17)

1.一种光学扩散膜片，供使用于背光模块，包括透明本体用以折射扩散通过该透明本体的光线；其特征在于，

该透明本体至少在上、下表面的其中之一设置有周期性重复的高低起伏的第一微结构，该第一微结构包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第一构型，其中该凹槽或凸出物的外形是选自于由弧形、方形、梯形及三角形所组成的群组，且该第一微结构具有不光滑的粗糙表面，其粗糙度值大于0.01微米。

2.根据权利要求1所述的光学扩散膜片，其特征在于，该第一微结构的表面粗糙度值是介于0.06微米至0.59微米之间。

3.根据权利要求1所述的光学扩散膜片，其特征在于，该第一微结构进一步包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第一选择构型，该第一选择构型是与第一构型交错排列。

4.根据权利要求1所述的光学扩散膜片，其特征在于，进一步于该透明本体的另一表面设置有周期性重复的高低起伏的第二微结构，该第二微结构含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的构型，其中该凹槽或凸出物的外形是选自于由弧形、方形、梯形及三角形所组成的群组，且该第二微结构具有不光滑的粗糙表面，其粗糙度值大于0.01微米。

5.根据权利要求4所述的光学扩散膜片，其特征在于，该第二微结构的表面粗糙度值是介于0.06微米至0.59微米之间。

6.根据权利要求4所述的光学扩散膜片，其特征在于，该第二微结构进一步包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第二选择构型，该第二选择构型是与原构型互相交错排列。

7.根据权利要求1所述的光学扩散膜片，其特征在于，进一步包含有掺杂于该透明本体内的多个扩散粒子，用以折射扩散通过该透明本体的光线，该透明本体具有第一折射系数，上述扩散粒子具有第二折射系数，该第一折射系数不同于该第二折射系数。

8.一种侧光式背光模块，至少包含壳体、导光板、位于该导光板侧边的光源装置、位于该导光板下表面的光学反射膜片、以及位于该导光板上表面的光学扩散膜片，该光学扩散膜片包括透明本体用以折射扩散通过该透明本体的光线；其特征在于，

该透明本体至少在上、下表面的其中之一设置有周期性重复的高低起伏的第一微结构，该第一微结构包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第一构型，且该第一微结构具有不光滑的粗糙表面，其粗糙度值大于0.01微米。

9.根据权利要求8所述的侧光式背光模块，其特征在于，该第一微结构的表面粗糙度值是介于0.06微米至0.59微米之间。

10.一种直下式背光模块，至少包含壳体、导光板、位于该导光板下表面的光源装置、以及位于该导光板上表面的光学扩散膜片，该光学扩散膜片包括透明本体用以折射扩散通过该透明本体的光线；其特征在于，

该透明本体至少在上、下表面的其中之一设置有周期性重复的高低起伏的第一微结构，该第一微结构包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第一构型，且该第一微结构具有不光滑的粗糙表面，其粗糙度值大于0.01微米。

11.根据权利要求10所述的直下式背光模块，其特征在于，该第一微结构的表面粗糙度值是介于0.06微米至0.59微米之间。

12.一种液晶显示装置，至少包含液晶面板模块、驱动电路模块与背光模块，其特征在于，

该背光模块使用的光学扩散膜片包括透明本体用以折射扩散通过该透明本体的光线；

该透明本体至少在上、下表面的其中之一设置有周期性重复的高低起伏的第一微结构，该第一微结构包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第一构型，且该第一微结构具有不光滑的粗糙表面，其粗糙度值大于0.01微米。

13.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，该第一微结构的表面粗糙度值是介于0.06微米至0.59微米之间。

14.一种便携式电脑，至少包含电脑主体、输入装置与液晶显示装置，该液晶显示装置包括液晶面板模块、驱动电路模块与背光模块，其特征在于，

该背光模块使用的光学扩散膜片包括透明本体用以折射扩散通过该透明本体的光线，该透明本体至少在上、下表面的其中之一设置有周期性重复的高低起伏的第一微结构，该第一微结构包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第一构型，且该第一微结构具有不光滑的粗糙表面，其粗糙度值大于0.01微米。

15.根据权利要求14所述的便携式电脑，其特征在于，该第一微结构的表面粗糙度值是介于0.06微米至0.59微米之间。

16.一种具有液晶显示装置的数字电子设备，是选自于由影印机、投影显示机、传真机、办公室多工事务机、高画质液晶电视、车用液晶电视、台式电脑、数字多媒体广播装置、电子游乐器、个人数字助理、及移动通讯装置所组成群组中的一个，该液晶显示装置包括液晶面板模块、驱动电路模块与背光模块，其特征在于，

该背光模块使用的光学扩散膜片包括透明本体用以折射扩散通过该透明本体的光线，该透明本体至少在上、下表面的其中之一设置有周期性重复的高低起伏的第一微结构，该第一微结构包含有由多条间隔排列的凹槽或凸出物所构成的第一构型，且该第一微结构具有不光滑的粗糙表面，其粗糙度值大于0.01微米。

17.根据权利要求16所述的数字电子设备，其特征在于，该第一微结构的表面粗糙度值是介于0.06微米至0.59微米之间。

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