CN101493200A - 背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种背光模块，至少包含：一双侧皆具有复数个V型沟槽的导光板，其中所述V形沟槽的谷线呈直线延伸，且位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼此平行而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此不平行；一反射片，其位于所述导光板下方；至少一灯源，其位于所述导光板周边；及位于所述导光板上方的单一光学膜，其中所述光学膜包含一基材及复数个调光结构。本发明是提供一种结合具有调光结构可改变光场的光学膜及双V形沟槽结构导光板的背光模块装置，具有同时提供高匀光以及非窄视角等特性，可改善传统双V形沟槽结构导光板的缺点。

Description

背光模块

技术领域

本发明是关于一种背光模块装置，特别是一种用于LCD液晶显示器，同时具有高辉度、高匀光特性以及非窄视角的背光模块装置。

背景技术

一般而言，液晶显示器(简称「LCD」)的主要结构包含面板与背光模块两大部分。其中，面板部分主要包括透明电极板、液晶、配向膜、彩色滤光片、偏光片、以及驱动集成电路等；而背光模块的部分其目的主要是提供液晶显示器所需的光源，主要组件包含灯源、导光板及各种光学膜片等。

根据光源所在的位置，背光模块结构分为直下式背光模块及侧边式背光模块。一般而言，侧边式模块厚度较薄适合应用于笔记型计算机及液晶显示监视器，而模块厚度较大的直下式背光模块适合应用于液晶显示监视器及液晶显示电视用的面板模块。

如图1所示，为了让光线在显示器1上能够更有效率的被应用、更均匀的分布以及控制视角的大小，背光模块12中会加入不同功能性的光学膜板，如：扩散膜125、聚光片124及反射片122等，但也因此产生其它的问题，例如：过多的膜片使用，膜片本身会造成材料吸收与反射的现象，使得光源使用率下降，进而降低辉度。为使液晶显示器能够有较大的辉度，可增加背光模块中的光源的灯管数目。然而，这一方式不但容易导致过多热量蓄积于液晶显示器中，影响其它组件的寿命与品质，同时会导致电力消耗过大，而无法满足许多信息类用品必须仰赖电池以离线使用的要求。

为了提升亮度、减少热量蓄积及降低光源能量损耗，目前业界最常使用的方法为在背光模块中使用改良的光学膜片，以提高整体亮度，例如：3M的BEF(BrightnessEnhancement Film)聚光片，其是利用90°顶角可达到最佳的聚光效果。然而如图2所示，此种角度的光学膜片在高角度的入光光线容易产生漏光的现象，且此种光学膜目前在市场上单价还是居高不下。

为了降低成本同时又获得具有高辉度的背光模块，如图3所示，业界另外发展出在导光板321的结构上形成V形沟槽321a结构，如此可让侧边灯源123经由导光板的V形结构后导正出光的角度，达到聚光的效果。此种导光板又称为V-cut结构导光板。此外，为了能取代棱镜结构的聚光膜，另外又发展出双V-cut结构导光板。如图4所示，藉由导光板421双侧形成棱线彼此不平行的V形沟槽群421a及421b，可导正由侧边灯源123出光后不同角度的光线，让正向光的辉度值大幅提高。但此结构会造成视角非常狭窄及光线分布不均等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明是提供一种结合具有调光结构可改变光场的光学膜及双V形沟槽结构导光板的背光模块装置，具有同时提供高匀光以及非窄视角等特性，可改善上述双V形沟槽结构导光板的缺点。

本发明另一方面提供一种可兼顾光源匀化效果以及减低大视角漏光效果的多种光学特性组合的多功能膜片，此种膜片可减少膜片使用数量，因而减低面板的厚度。

为达上述及其它目的，本发明提供一种背光模块，其包含：

一导光板，其双侧皆具有复数个V型沟槽；

一反射片，其配置于该导光板下方；及

至少一灯源，其配置于该导光板周边；

该背光模块的特征在于包含配置于所述导光板上方的单一光学膜，且所述背光模块的光场是满足下述(I)、(II)与(III)的条件：

水平半辉度视角≥70°(I)

辉度均齐性≥70％(II)

大视角漏光率≤65％(III)。

本发明的背光模块所使用的光学膜，包含一基材及和位于所述基材的一侧表面上的复数个调光结构。本发明光学膜所用的基材包含一支持层(support layer)，上述支持层可为任何本发明所属技术领域具有通常知识者所熟知者，例如玻璃或塑料。上述塑料可选自以下群组：聚酯树脂(polyester resin)，如聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)或聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate，PEN)、聚丙烯酸酯树脂(polyacrylateresin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚烯烃树脂(polyolefinresin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)、聚环烯烃树脂(polycycloolefin resin)、聚酰亚胺树脂(polyimide resin)、聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)、聚氨酯树脂(polyurethane resin)、三醋酸纤维素(triacetyl cellulose，TAC)、聚乳酸(Polylactic acid)及其组合，但不以此为限。其中，优选为选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂及其组合；尤其是聚对苯二甲酸乙二酯。基材的厚度通常取决于所欲制得的光学产品的需求，一般为15微米(μm)至300μm。

为消除光学彩虹纹，基材可选的包含复数个透明珠粒。所述透明珠粒的种类可为任何本发明所属技术领域具有通常知识者所熟知者，例如但不限于玻璃珠粒、金属氧化物珠粒、塑料珠粒或其混合。上述塑料珠粒的种类并无特殊限制，其例如但不限于丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂或彼等的混合物，优选为丙烯酸树脂或硅酮树脂。所述透明珠粒一般具有1μm至10μm的直径。

为提升背光模块的辉度(brightness)，基材可选的包含一偏光回收层(reflectivepolarizer layer)，「偏光回收层」为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，一般分为两类，一类藉由涂布或层合(laminating)胆固醇液晶(Cholesteric LC)和1/4λ层(Quarter wave film)，以旋转偏光方式，将光一分为二，允许右旋光通过，并将左旋光反射，经由转换机制变为可利用的右旋光；另类为多层具特殊双折射率特性的高分子膜层交迭成。偏光回收层可将非穿透方向的偏极光，有效反射回背光模块，由于模块中的反射片具有扩散(diffusion)和扰乱(scrambling)效应，故可将原非穿透方向偏极光部份转换成穿透方向的偏极光，经反复作用后，绝大多数原本应被吸收而损耗的光线都转变成可利用的有效光，因此辉度可大幅增加。

本发明光学膜所使用的调光结构，其目的在解决双侧具有复数个V型沟槽的导光板出光不均匀及视角太窄的现象以及改善传统光学膜在高角度的入光光线容易产生漏光的现象，可为任何本发明所属技术领域具有通常知识者所熟知者，任何具有上述功能的结构皆在本发明范围，其例如但不限于，柱状微结构、圆锥状微结构、立体角状微结构、橘瓣形块状微结构、胶囊状微结构、凹凸微结构、微透镜结构或其组合等，优选为柱状微结构、凹凸微结构或微透镜结构。

所述柱状微结构的棱线可为线性(linear)、曲线(serpentine)、折线(zigzag)或其组合，优选为线性。且相邻的两柱状微结构的棱线可平行或不平行。所述柱状微结构的峰高度可不沿延伸方向(即，棱线方向)变化或沿延伸方向变化。上述柱状微结构的峰高度沿延伸方向变化是指该柱状微结构中至少有部分位置的高度是随机或规则性沿结构主轴位置变化，其变化幅度至少为标称高度(或平均高度)的百分之三，优选其变化幅度为所述标称高度的百分之五至百分之五十之间。

本发明所使用的柱状微结构的宽度并无特殊限制，且为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，是介于1μm至100μm的范围。优选宽度是介于20μm至70μm的范围。上述柱状微结构可为棱镜柱状微结构或弧形柱状微结构或其混合，优选为弧形柱状微结构。根据本发明，如图5所示，当柱状微结构为弧形时，所述光学膜的柱状微结构642的宽度是指所述微结构两谷间的距离(参见图5，标号为Lp)。顶角的曲率半径(参见图5，标号为r者)并无特殊限制，且是为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，是小于10μm，优选小于5μm，尤其介于1μm至4μm之间。调光结构的顶角角度(参见图5，标号为a者)，其是介于95°至130°，优选介于100°至120°。

所述柱状微结构642的棱线是指微结构最高点处所连成的一线(参见图5，标号为642a者)，与灯管摆置方向彼此不平行，可改善因灯管与导光板的V型沟槽所造成的出光光场分布不均的现象。优选，所述柱状微结构642的棱线642a，与灯管53摆置方向彼此垂直(参见图7)。

所述光学膜的柱状微结构642，其高度介于5μm至100μm，可由任何折射率大于空气折射率的树脂所构成。一般而言，折射率越高，效果越好。本发明光学膜具有至少1.49的折射率，优选是自1.49至1.65。

所述光学膜的柱状微结构642，可使用本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知的任何方式制备。例如以压印(emboss)、或于基材表面直接涂布涂层而形成复数个微结构、或是基材上先涂布一涂层再于所述涂层上雕刻所需的微结构而形成。涂布方法包括但不限于狭缝式涂布、微凹版印刷涂布(micro gravure coating)或滚轮涂布(roller coating)等方法，并以卷对卷式连续生产技术于基材上制备。优选的方式是直接于基材表面涂布复数个柱状微结构。

用于形成柱状微结构的涂层是藉由将涂料固化而形成，所述涂料包含至少一种选自由紫外线固化树脂、热固性树脂、热塑性树脂及其混合物所构成群组的树脂，优选为紫外线固化树脂。

适用于本发明的紫外线固化树脂的实例例如：丙烯酸酯树脂。上述丙烯酸酯树脂的种类例如但不限于丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、丙烯酸氨酯(urethane acrylate)树脂、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)树脂、环氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)树脂或其混合物，优选为丙烯酸酯树脂或甲基丙烯酸酯树脂。

上述用于形成柱状微结构的丙烯酸酯树脂包含单体、光引发剂和交联剂(crosslinkingagent)，适当的聚合单体例子例如包括环氧二丙烯酸酯(epoxy diacrylate)、卤化环氧二丙烯酸酯(halogenated epoxy diacrylate)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、丙烯酸异冰片酯(isobornyl acrylate)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxy ethyl acrylate)、丙烯酰胺(acrylamide)、苯乙烯(styrene)、卤化苯乙烯(halogenated styrene)、丙烯酸(acrylic acid)、丙烯腈(acrylonitrile)、甲基丙烯腈(methacrylonitrile)、芴衍生物二丙烯酸酯单体(fluorenederivative diacrylate monomer)、丙烯酸联苯基环氧乙酯(biphenylepoxyethyl acrylate)、卤化丙烯酸联苯基环氧乙酯(halogenated biphenylepoxyethyl acrylate)、烷氧化环氧二丙烯酸酯(alkoxylated epoxy diacrylate)、卤化烷氧化环氧二丙烯酸酯(halogenated alkoxylatedepoxy diacrylate)、脂肪族二丙烯酸氨酯(aliphatic urethane diacrylate)、脂肪族六丙烯酸氨酯(aliphatic urethane hexaacrylate)、芳香族六丙烯酸氨酯(aromatic urethane hexaacrylate)、双酚A环氧二丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy diacrylate)、酚醛清漆环氧丙烯酸酯(novolacepoxy acrylate)、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)、聚酯二丙烯酸酯(polyester diacrylate)、丙烯酸酯封端的氨基甲酸酯低聚物(acrylate-capped urethane oligomer)、或彼等的混合物。优选的聚合单体是卤化环氧二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、脂肪族二丙烯氨酸酯、脂肪族六丙烯酸氨酯、及芳香族六丙烯酸氨酯。

适用于本发明的光引发剂并无特殊限制，其例如可选自以下群组：二苯甲酮(benzophenone)、二苯乙醇酮(benzoin)、二苯乙二酮(benzil)、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮(2，2-dimethoxy-1，2-diphenylethan-1-one)、1-羟基环己基苯基酮(1-hydroxy cyclohexylphenyl ketone)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物(2，4，6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide；TPO)及其组合，优选是二苯甲酮。

适用的交联剂可为单体或低聚物，例如为具有一或多个官能基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，优选为具多官能基者，以提高玻璃转化温度。上述丙烯酸酯的种类为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，例如但不限于：丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；丙烯酸氨酯(urethane acrylate)，如脂肪族丙烯酸氨酯(aliphatic urethane acrylate)、脂肪族六丙烯酸氨酯(aliphatic urethane hexaacrylate)或芳香族六丙烯酸氨酯(aromatic urethanehexaacrylate)；聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)，如聚酯二丙烯酸酯(polyester diacrylate)；环氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)，如双酚A环氧二丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy diacrylate)；酚醛环氧丙烯酸酯(novolac epoxy acrylate)；或其混合物。上述(甲基)丙烯酸酯可具有二或多个官能基，优选为具多官能基者。适用于本发明的(甲基)丙烯酸酯的实例，例如但不限于：三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate)、三丙二醇二甲基丙烯酸酯(tripropylene glycol dimethacrylate)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯(1，4-butanediol diacrylate)、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1，4-butanediol dimethacrylate)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(1，6-hexanediol diacrylate)、1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯(1，6-hexanediol dimethacrylate)、聚乙二醇丙烯酸酯(polyethyleneglycol diacrylate)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(polyethyleneglycol dimethacrylate)、烯丙基化二丙烯酸环己酯(allylated cyclohexyldiacrylate)、烯丙基化二甲基丙烯酸环己酯(allylated cyclohexyl dimethacrylate)、二丙烯酸异氰酸酯(isocyanurate diacrylate)、二甲基丙烯酸异氰酸酯(isocyanurate dimethacrylate)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane triacrylate)、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane trimethacrylate)、丙氧基化甘油三丙烯酸酯(propoxylated glycerol triacrylate)、丙氧基化甘油三甲基丙烯酸酯(propoxylated glycerol trimethacrylate)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylol propanetriacrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylol propane trimethacrylate)、三(丙烯氧乙基)异氰酸酯(tris(acryloxyethyl)isocyanurate)或彼等的混合物。可用于本发明的市售丙烯酸酯包括：由Sartomer公司生产，商品名为

或

者；由Eternal公司生产，商品名为

者；及由UCB公司生产，商品名为Ebecryl

Ebecryl

Ebecryl

或Ebecryl

者等。

此外，本发明亦可选的于涂料中添加任何习知添加剂，以改变其物理或化学性能。可用于本发明中的添加剂一般可选自以下群组：无机填料、抗静电剂、流平剂、消泡剂及其组合。例如为增进树脂固化后的硬度，可选的于树脂中添加无机填料，以避免因聚光结构塌陷现象影响光学性质。此外，无机填料亦具有提升液晶显示器面板的辉度的功效。可使用于本发明的无机填料为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，其例如但不限于氧化锌、二氧化硅、钛酸锶、氧化锆、氧化铝、碳酸钙、二氧化钛、硫酸钙、硫酸钡或其混合物，优选为二氧化钛、氧化锆、二氧化硅、氧化锌或其混合物。上述无机填料具有10纳米(nm)至350nm的粒径大小，优选为50nm至150nm。

用于本发明作为调光结构的凹凸微结构可与基材一起以一体成形方式制备，例如以压印(emboss)或射出(Injection)等方法制得；或以任何习知方式于基材上进行加工后制得，例如：将含透明珠粒(beads)的涂层，以涂布方式于基材表面涂覆具凹凸微结构的涂层而形成，或于基材上先涂布一涂层再于所述涂层上雕刻所需的凹凸微结构。上述凹凸微结构层的厚度并无特殊限制，是与凹凸微结构的大小相关，通常是介于2μm至20μm之间，优选介于5μm至10μm之间。

根据本发明的一较佳实施例，凹凸微结构形成方法是以卷对卷式(roll to roll)连续生产技术，于基材表面涂布含有透明珠粒及接合剂(binder)的涂层形成所述凹凸微结构。

可用于本发明中的透明珠粒形状并无特殊限制，例如可为球形、菱形、椭圆形、米粒形、双凸透镜形(biconvex lenses)等，优选为球形。此外，珠粒种类亦无特殊限制，可为玻璃珠粒、金属氧化物珠粒、塑料珠粒或其混合。上述塑料珠粒的种类并无特殊限制，其例如但不限于丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂或彼等的混合物，优选为丙烯酸树脂或硅酮树脂。金属氧化物珠粒种类亦无特殊限制，其例如但不限于二氧化钛(TiO₂)、二氧化硅(SiO₂)、氧化锌(ZnO)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)或彼等的混合物。可用于本发明中的珠粒的平均粒径是介于1μm至25μm之间，优选为1μm至15μm之间，尤其是1μm至10μm之间，且所述珠粒的折射率为1.3至2.5，优选为1.4至1.55。为达到更加扩散效果，消弭彩虹纹(rainbow grain)，上述涂层中珠粒的折射率与所述结构化表面的折射率的差的绝对值须介于0.05至0.2。

可用于本发明中的接合剂的种类并无特殊限制，是此技术领域中具有通常知识者所熟知，其例如但不限于丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、氟素树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂(alkyd resin)、聚酯树脂及其混合物所构成的群组，优选为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂或其混合物。使用于本发明中的接合剂，由于必须让光线透过，其优选为无色透明者。由本发明的珠粒所形成的凹凸微结构并无特殊限制，但优选珠粒是呈单层均匀分布。单层均匀分布除可减少原料成本外，亦可减少光源浪费，进而提升复合光学膜的辉度。所述珠粒相对于接合剂固形份的量为每100重量份接合剂固形份0.1重量份至28重量份的珠粒。

用于本发明作为调光结构的微透镜结构，可以任何习知方式形成于基材表面。例如以压印(emboss)或射出(Injection)等方法制得，其中优选为压印方式。

根据本发明之一实施方式，基材包含一支持层和一偏光回收层，于此方式中，调光结构优选为凹凸微结构或微透镜结构。

根据本发明的另一实施例，基材包含一支持层，于此实施例中，调光结构优选为线性弧形柱状微结构。

为避免基材表面刮伤而影响膜片的光学性质，可选的在基材相对于调光结构层的另一表面上形成一抗刮层。上述抗刮层可为平滑状或非平滑状，可使用任何习知方法形成本发明的抗刮层，其例如但不限于藉由网版印刷、喷涂、压花加工或于基材表面涂覆含透明珠粒及接合剂的涂层从而形成抗刮层。其中，含透明珠粒的抗刮层可使抗刮层具有某些程度的光扩散作用。透明珠粒及接合剂的定义如前所述。此外，抗刮层的厚度优选为介于0.5～30μm之间，尤其是介于1～10μm之间。

本发明的抗刮层所含的透明珠粒具有散射光的能力，在基材的上表面上不存在调光结构层的情况下，根据JIS K7136标准方法测量所述光学膜的雾度，所得雾度为20％～95％，优选为30％～60％。此外，本发明的抗刮层根据JIS K5400标准方法量测，其具有可达3H或以上的铅笔硬度。

用于本发明背光模块中的双侧具有复数个V型沟槽的导光板并无特殊限制，其为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者。其中，所述V形沟槽的谷线呈直线延伸，且优选为位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼此平行而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此不平行。尤其是，位于导光板不同侧的沟槽群的谷线是彼此垂直。此外，所述沟槽的深浅或分布的疏密视背光模块设计可做调整，位于导光板同侧的两相邻沟槽可彼此紧密相邻或中间以平坦面间隔。此外，V形沟槽的谷部视背光模块设计亦可为一平坦面。

用于本发明背光模块中的灯源并无特殊限制，为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者。其数量可选的增减，各灯源可为相同或不同，且可选自(但不仅限于)下列群组：冷阴极射线管(CCFL)、发光二极管(LED)、有机电激发光组件(OLED)、高分子电激发光组件(PLED)、外部电极荧光灯(EEFL)、平面荧光灯(FFL)、碳纳米管场发射发光组件、卤素灯、氙灯、或高压汞灯等。该灯源优选为冷阴极射线管，所述灯管可为一根或多根，可选的设置于导光板周侧任一位置。

本发明的背光模块的反射片并无特殊限制，为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者。优选为一种抗紫外线高扩散反射片，且根据ASTM D523标准方法，于60°入射角投射时，测得的光泽度低于10％，在可见光波长380nm至780nm的范围内，可提供达95％以上的反射率。

附图说明

图1为现有技术的背光模块简单示意图；

图2为现有技术的聚光膜的简单示意图。

图3为现有技术的导光板的简单示意图。

图4为现有技术的导光板的简单示意图。

图5为本发明背光模块的光学膜的弧形柱状微结构的示意图。

图6a及6b为本发明背光模块之一实施方式的示意图。

图7a及7b为本发明背光模块之一实施方式的示意图。

图7c为本发明背光模块的光学膜的不同水平视角所对应的相对辉度强度坐标图。

图8为本发明背光模块之一实施方式的示意图。

图9a及9b为本发明背光模块之一实施方式的示意图。

图10a及10b为本发明背光模块之一实施方式的示意图。

【主要组件符号说明】

1：显示器

12：背光模块

51，321及421：导光板

52及122：反射片

53及123：灯源

54及94：光学膜

124：聚光片

125：扩散膜

321a，421a，421b，511及512：V形沟槽

541及941：支持层

542及942：柱状微结构

542a及642b：棱线

543：抗刮层

543a及943a：透明珠粒

543b及943b：接合剂

940：基材

942：偏光回收层

942a：胆固醇液晶层

942b：1/4λ层

943：凹凸微结构的涂层

1043：微透镜结构的涂层

L：出光线

Lp：谷间距离

r：曲率半径

a：顶角角度

具体实施方式

在本文中所使用的用语仅为描述所述的实施例，并非用以限制本发明保护范围。举例言之，说明书中所使用的用语「一」，除非文中另有明确的解释，否则用语「一」是涵盖单数及多数形式。

在本文中，「双V形沟槽结构导光板」是指两侧皆具有复数个V形沟槽结构的导光板，其中所述V形沟槽的谷线呈直线延伸，且优选为位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼此平行而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此不平行。

在本文中，「棱镜柱状微结构」是由两个倾斜表面所构成，所述倾斜表面可为曲面或平面，且所述二倾斜表面于棱镜顶部相交形成峰，且可各自与相邻柱状微结构的另一倾斜表面于底部相交形成谷。

在本文中，「弧形柱状微结构」是由两个倾斜平面所构成，此二倾斜平面顶部相交处是钝化形成一曲面，且此二倾斜平面可各自与相邻柱状微结构的另一倾斜表面于底部相交形成谷。

在本文中，「线性柱状微结构」是定义为柱状微结构的棱线(ridge)呈直线延伸的柱状微结构。

在本文中，「曲线柱状微结构」是定义为柱状微结构的棱线呈弯曲变化延伸的柱状微结构，所述弯曲延伸棱线是形成适当的表面曲率变化，所述弯曲延伸棱线的表面曲率变化是以所述曲线柱状微结构高度为基准的0.2％至100％，较佳是以所述曲线柱状微结构高度为基准的1％至20％。

以下配合图式举例说明本发明背光模块的构造，但不是用以限制本发明的范围。任何此技术技艺中具有通常知识者可轻易达成的修饰及改变均包括于本案说明书揭示内容。

图6a及6b(分别为水平旋转90°的剖面图)所示为本发明的背光模块的一较佳实施方式。所述背光模块是包含一导光板51，所述导光板双侧具有复数个V型沟槽结构，分别为第一V形沟槽结构群511及第二V形沟槽结构群512，其中位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼此平行而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此垂直；位于所述导光板一侧之外之一反射片52；位于所述导光板侧边的一灯管53，其摆置方向与导光板一侧的沟槽群的棱线彼此平行而与导光板另一侧的沟槽群的棱线彼此垂直；及位于所述导光板相对于该反射片的另一侧之外的一光学膜54，其中所述光学膜包含一支持层541，所述支持层的一侧上的调光结构为具有复数个棱镜柱状微结构542，所述柱状微结构的棱线542a与灯管摆置方向彼此不平行，优选为彼此垂直，且所述支持层541相对于所述棱镜柱状微结构的另一侧表面具有一抗刮层543，其中所述抗刮层包含接合剂543b以及复数个透明珠粒543a。

图7a及7b(分别为水平旋转90°的剖面图)及图8分别为本发明的背光模块的其它较佳实施方式。所述背光模块是包含一导光板51，所述导光板双侧具有复数个V型沟槽结构，分别为第一V形沟槽结构群511及第二V形沟槽结构群512，其中位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼此平行而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此垂直；位于所述导光板一侧之外的一反射片52；位于所述导光板侧边的一灯管(参见图7a及7b，标号为53)或位于所述导光板两侧的两个灯管(参见图8，标号为53)，灯管摆置方向与导光板一侧的沟槽群的棱线彼此平行而与导光板另一侧的沟槽群的棱线彼此垂直；及位于所述导光板相对于所述反射片的另一侧之外的一光学膜54，其中所述光学膜包含一支持层541，所述支持层的一侧上的调光结构为具有复数个弧形柱状微结构642，所述柱状微结构的棱线642a与灯管摆置方向彼此不平行，优选为彼此垂直，且所述支持层541相对于所述柱状微结构的另一侧表面具有一抗刮层543，其中所述抗刮层包含接合剂543b以及复数个透明珠粒543a。

相较于传统光学膜，上述实施例中所搭配的光学膜可大幅改善漏光现象。如图7c所示，光学膜1(Film 1)为顶角90°的市售聚光膜，光学膜2(Film 2)及光学膜3(Film 3)为上述实施例的光学膜，其中光学膜2的顶角为103°，曲率半径r为2μm，光学膜3的顶角为115°，曲率半径r为2μm。其中光学膜1在正视角有最高的辉度值，但是只要稍微倾斜视角，所述光学膜的辉度即快速降低，表示其视角过于狭窄，使用者只要稍微倾斜一个角度就会明显感觉显示器的亮度有明暗的落差。光学膜2及光学膜3在正视角与不同视角的辉度齐均度佳，并不会有此问题。此外，在显示器使用上对于高视角的部分并无利用价值，因此此部分的辉度值希望越低越好，如此可将光转换至较低的视角下，能更有效的利用光源。但光学膜1在高视角时辉度值反而拉高，表示其漏光现象严重，光学膜2及光学膜3则无此问题。

图9a、9b及图10a、10b(分别为水平旋转90°的剖面图)所示为本发明的背光模块的其它较佳实施方式。根据图9a及9b的实施方式，所述背光模块是包含一导光板51，所述导光板双侧具有复数个V型沟槽结构，分别为第一V形沟槽结构群511及第二V形沟槽结构群512，其中位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼此平行而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此垂直；位于所述导光板一侧之外的一反射片52；位于所述导光板侧边的一灯管53，其摆置方向与导光板一侧的沟槽群的棱线彼此平行而与导光板另一侧的沟槽群的棱线彼此垂直；及位于所述导光板相对于该反射片的另一侧之外的一光学膜94，其中所述光学膜包含一基材940及位于所述基材的一侧上的调光结构，所述基材包含一支持层941和一偏光回收层942，所述调光结构为一具有凹凸微结构的涂层(参见图9，标号为943)，且所述凹凸微结构的涂层包含接合剂943b以及复数个透明珠粒943a，其中所述偏光回收层包含一胆固醇液晶层942a及一1/4λ层942b。在根据图10a及10b的实施例中，基材940包含有一层支持层941以及一层偏光回收层942，所述调光结构为一具有微透镜结构的涂层(参见图10，标号为1043)，其中所述偏光回收层包含一胆固醇液晶层942a及一1/4λ层942b。

本发明的背光模块，由于导光板双侧具有棱线彼此不平行的V形沟槽群，可导正由侧边灯源出光后不同角度的光线，让正向光的辉度值大幅提高；且只使用单一光学膜，可节省成本及降低背光模块的厚度，另外，此光学膜兼具光源匀化及减低大视角漏光效果等多种光学特性，因此，本发明的背光模块具有高辉度、高匀光及非窄视角等特性。

以下实施例是用于对本发明作进一步说明，并非用以限制本发明的范围。任何此技术技艺中具有通常知识者可轻易达成的修饰及改变均包括于本案说明书揭示内容及所附申请专利范围的范围内。

实施例1

将复数个顶角为95°，柱状微结构的宽度为50μm的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为35％的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形成一光学膜。

实施例2

将复数个顶角为103°，柱状微结构的宽度为50μm的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为27％的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形成一光学膜。

实施例3

将复数个顶角为103°，柱状微结构的宽度为50μm的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为55％的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形成一光学膜。

实施例4

将复数个顶角为103°，柱状微结构的宽度为50μm的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为95％的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形成一光学膜。

实施例5

将复数个顶角为108°，柱状微结构的宽度为50μm的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为55％的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形成一光学膜。

实施例6

将复数个顶角为115°，柱状微结构的宽度为50μm的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为55％的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形成一光学膜。

实施例7

将复数个顶角103°，柱状微结构的宽度为50μm，顶角曲率半径为2μm的弧形柱状微结构(丙烯酸酯树脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为55％的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形成一光学膜。

实施例8

将复数个顶角103°，柱状微结构的宽度为50μm，顶角曲率半径为5μm的弧形柱状微结构(丙烯酸酯树脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为55％的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形成一光学膜。

实施例9

先将偏光回收层形成于透明的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，再将复数个折射率为1.49的丙烯酸酯树脂透明微粒与折射率为1.52的接合剂(丙烯酸酯树脂)混合均匀并涂布于偏光回收层中的1/4λ层表面上，并且使其干燥形成一15μm厚表面凹凸微结构的涂层。

实施例10

先将偏光回收层形成于透明的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，再将复数个直径为50μm的半球形微透镜结构(丙烯酸酯树脂)形成于偏光回收层中的1/4λ层表面上。

比较例1

市售光学膜(Eternal公司生产；型号962的光学膜)，其微结构为顶角90°的棱镜柱状微结构。

水平半辉度角及大视角漏光率的量测方法：

将实施例1至实施例10以及比较例1的光学膜配置于双V形沟槽结构的背光模块上进行辉度量测。辉度量测是利用辉度计[Topcon公司，SC-777]于背光源正上方(0°角)距离背光源50公分处，以辉度计2°角沿背光源的水平方向测定相对于法线方向倾斜-80°～80°间的角度辉度变化，再计算出水平半辉视角、大视角漏光率。其中水平半辉度角定义为辉度下降至中心(0°角)辉度一半所对应的视角；大视角漏光率定义为背光源的水平方向倾斜80°所测得的辉度值除以中心(0°角)辉度值，再乘以100％。

辉度均齐性的量测方法：

将实施例1至实施例10以及比较例1的光学膜片配置于双V形沟槽结构的背光模块上进行辉度均齐性量测。量测方法是先将背光源的有效发光区域均分为四等份，再利用辉度计[Topcon公司，SC-777]于背光源正上方(0°角)，分别量测九个交点的辉度值，并计算出辉度均齐性。辉度均齐性的定义为最小辉度值除以最大辉度值，再乘以100％。

性能测试

将上述实施例1至实施例10及比较例1的光学膜分别组成一背光模块，其中实施例1至6及比较例1所对应的背光模块为图6a及图6b，实施例7至8所对应的背光模块为图7a及图7b，实施例9所对应的背光模块为图9a及图9b，实施例10所对应的背光模块为图10a及图10b，接着进行各项特性试验，试验所得结果如以下表1所示。

表1

水平半辉度视角的比较：

1.实施例1至8光学膜与比较例1光学膜的比较：

由表1可得知，背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管摆置方向的实施例1～8光学膜可提供大于73°的水平半辉度视角；然而，背光模块加上一片比较例1光学膜仅可提供65°的水平半辉度视角。在棱线方向垂直于灯管摆置方向的条件下，比较实施例2、实施例3、实施例4的水平半辉度视角，可得知当光学膜的顶角与曲率半径固定为103°及0μm时，若使用基材的雾度增加，则水平半辉度视角会随的扩大。比较实施例3、实施例5、实施例6的水平半辉度视角，可得知当光学膜顶角曲率半径与基材雾度固定为0μm及55％时，则水平半辉度视角会随顶角角度增加而变大。比较实施例3、实施例7、实施例8的水平半辉度视角，可得知当光学膜顶角与基材雾度固定为103°及55％时，则水平半辉度视角会随顶角曲率半径增加而变大。相较于双V形沟槽结构的背光模块加上一片比较例1光学膜，本发明实施例4、实施例5、实施例6、、实施例7、实施例8的光学膜可提供较佳的水平半辉度视角。

2.实施例9及10光学膜与比较例1光学膜的比较：

如表1所示，当背光模块加上一片实施例9、实施例10光学膜可分别提供109°及113°的水平半辉度视角；然而，背光模块加上一片比较例1光学膜仅可提供65°的水平半辉度视角。相较于双V形沟槽结构的背光模块加上一片比较例1及实施例1～8光学膜，本发明实施例9、实施例10的光学膜可提供较佳的水平半辉度视角。

辉度均齐性的比较：

1.实施例1至8光学膜与比较例1光学膜的比较：

当双V形沟槽结构的背光模块不加任何光学膜时，其辉度均齐性为60％。由表1可得知，背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管摆置方向的实施例4光学膜可提供79％的辉度均齐性；然而，背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管的比较例1光学膜仅可提供70％的辉度均齐性。比较实施例2、实施例3、实施例4的辉度均齐性，可得知当光学膜的顶角与曲率半径固定为103°及0μm时，则辉度均齐性会随基材的雾度增加而提升。相较于双V形沟槽结构的背光模块加上一片比较例1光学膜，本发明实施例4、实施例8的光学膜可提供较佳的辉度均齐性。

2.实施例9及10光学膜与比较例1光学膜的比较：

背光模块加上一片实施例9、实施例10光学膜可分别提供81％与80％的辉度均齐性；然而，背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管摆置方向的比较例1光学膜仅可提供70％的辉度均齐性。相较于双V形沟槽结构的背光模块加上一片比较例1光学膜，本发明实施例9、实施例10的光学膜可提供较佳的辉度均齐性。

大视角漏光率的比较：

1.实施例1至8光学膜与比较例1光学膜的比较：

如表1所示，若背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管摆置方向的实施例5光学膜可提供23％的大视角漏光率；然而在背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管摆置方向的比较例1光学膜的大视角漏光率高达89％。在背光模块加上一片实施例1光学膜，若改变膜片棱线方向与灯管摆置方向方向夹角由90°变为45°时，则大视角漏光率可由79％降低至36％。在棱线方向垂直于灯管摆置方向的条件下，比较实施例2、实施例3、实施例4的大视角漏光率，可得知当光学膜的顶角与曲率半径固定为103°及0μm时，大视角漏光率随着基材的雾度增加而有上升的趋势。比较实施例3、实施例5、实施例6的大视角漏光率，可得知当光学膜顶角曲率半径与基材雾度固定为0μm及55％时，则大视角漏光率会随光学膜顶角角度增加而降低。比较实施例3、实施例7、实施例8的大视角漏光率，可得知当光学膜顶角与基材雾度固定为103°及55％时，则大视角漏光率会随顶角曲率半径增加而降低。

2.实施例9及10光学膜与比较例1光学膜的比较：

背光模块加上一片实施例9、实施例10光学膜的大视角漏光率分别为41％及44％，远低于比较例1光学膜的大视角漏光率89％。相较于双V形沟槽结构的背光模块加上一片比较例1光学膜，本发明实施例9、实施例10的光学膜可提供较佳的辉度均齐性。

综合表1的结果可得知，本发明的光学膜不但能提升水平半辉度视角及辉度均齐性，同时也改善传统聚光膜在大视角上所造成的漏光问题，可应用于液晶显示器及液晶电视的背光模块，取代原有的设计。

Claims (16)

1.一种背光模块，其包含：

一导光板，其双侧皆具有复数个V型沟槽；

一反射片，其配置于所述导光板下方；及

至少一灯源，其配置于所述导光板周边；

其特征在于，所述的背光模块包含配置于所述导光板上方的单一光学膜，且所述背光模块的光场是满足下述(I)、(II)与(III)的条件：

水平半辉度视角≥70°(I)

辉度均齐性≥70％(II)

大视角漏光率≤65％(III)。

2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜包含一基材和复数个调光结构，所述调光结构为柱状微结构、圆锥状微结构、立体角状微结构、橘瓣形块状微结构、胶囊状微结构、凹凸微结构、微透镜结构、或其组合。

3.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述灯源为冷阴极射线管。

4.如权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述调光结构为柱状微结构，且所述柱状微结构为线性柱状微结构、曲线柱状微结构、折线柱状微结构、或其组合。

5.如权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述调光结构为线性柱状微结构，且所述调光结构的棱线不平行于所述灯源摆置方向。

6.如权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述调光结构为线性柱状微结构，且所述调光结构的棱线垂直于所述灯源摆置方向。

7.如权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述柱状微结构的顶角角度为95°～130°，所述柱状微结构的顶角曲率半径小于10μm。

8.如权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述柱状微结构是藉由在基材表面涂布复数个微结构而形成的涂层。

9.如权利要求8所述的背光模块，其特征在于，所述涂层包含紫外线固化的丙烯酸树脂，且所述丙烯酸树脂是选自由丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、丙烯酸氨酯树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、及其混合物。

10.如权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜进一步包含一抗刮层，且所述抗刮层是藉由压印或涂布方式所形成。

11.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜的雾度，根据JIS K7136标准方法测量介于20％～95％之间。

12.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述V形沟槽的谷线呈直线延伸，且位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼此平行，而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此不平行。

13.如权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述基材包含一支持层。

14.如权利要求13所述的背光模块，其特征在于，所述基材进一步包含一偏光回收层。

15.一种背光模块，其包含：

一导光板，其双侧皆具有复数个V型沟槽；

一反射片，其配置于所述导光板下方；及

至少一灯源，其配置于所述导光板周边；

其特征在于，所述背光模块包含配置于所述导光板上方的单一光学膜，其中所述光学膜包含一基材和复数个微透镜结构，且所述基材包含一支持层和一偏光回收层，且所述背光模块的光场是满足下述(I)、(II)与(III)的条件：

水平半辉度视角≥70°(I)

辉度均齐性≥70％(II)

大视角漏光率≤65％(III)。

16.一种背光模块，其包含：

一导光板，其双侧皆具有复数个V型沟槽；

一反射片，其配置于所述导光板下方；及

至少一灯源，其配置于所述导光板周边；

其特征在于，所述背光模块包含配置于所述导光板上方的单一光学膜，其中所述光学膜包含一支持层、复数个线性弧形柱状结构及一抗刮层，其中所述柱状微结构的顶角角度为100°～120°，所述柱状微结构的顶角曲率半径小于5μm，且所述调光结构的棱线垂直于所述灯源摆置方向，所述光学膜的雾度，根据JIS K7136标准方法测量介于20％～95％之间，且

所述背光模块的光场是满足下述(I)、(II)与(III)的条件：

水平半辉度视角≥70°(I)

辉度均齐性≥70％(II)

大视角漏光率≤65％(III)。

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