CN114624799A - 扩散板及具扩散板的背光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明揭露一种扩散板及具扩散板的背光模块。该扩散板包括一板体及多个类金字塔结构(Pyramid‑Like Structures)设置于该板体的表面。各个该类金字塔结构分别各具有包括一底面、一第一凸起段以及一第二凸起段。该第一凸起段与该第二凸起段两者具有不同的顶角角度，因此可被称为「多个顶角金字塔结构」。本发明使用多个(二个以上)顶角角度的类金字塔结构来增加分光点，可增进扩散板的分光扩散效果。单颗发光元件的光源可分成8个点光源(分光点)以上，较传统单一顶角金字塔结构增加一倍以上分光点数量，故能大幅增进分光扩散效果。
Description
技术领域
本发明是关于一种扩散板，尤指一种设置了多个具多个顶角的类金字塔结构的光学扩散板，以及包含该扩散板、且使用次毫米发光二极管(Mini Light-Emitting Diode，简称Mini LED)做为发光元件的直下式背光模块。
背景技术
次毫米发光二极管(Mini Light-Emitting Diode，俗称迷你发光二极管，简称Mini LED)意指晶粒尺寸约在100-200微米(μm)的LED。因微发光二极管(Micro LED)的晶粒尺寸在50微米以下，至今仍存在着较高的制造成本与巨量转移等技术障碍，因而发展出制造技术相对成熟的Mini LED作为Micro LED发展的前哨站。
Mini LED的尺寸与技术介于传统LED与Micro LED之间，在制程上又相较于MicroLED良率高，具有异型切割特性，搭配软性基板亦可达成高曲面背光模块的形式。Mini LED背光模块可采用局部调光设计，拥有更好的演色性，能带给液晶显示面板(Liquid CrystalDisplay Panel，简称LCD Panel)更为精细的高动态范围(High-Dynamic Range，简称HDR)分区，且厚度也趋近有机发光二极管(英语：Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)，可省电达80％，故以省电、薄型化、HDR、异型显示器等背光源应用为诉求。其中，在以直下式背光模块做为光源的液晶显示器中，由于Mini LED拥有高亮度、高对比的高显示效果，且在Mini LED背光模块改以蓝光Mini LED晶片为基础光源后，比RGB三原色Mini LED所构成的背光模块在成本上更便宜，更适合应用于手机、平板电脑、桌上型显示器、电视、车用面板及电竞笔电等产品的背光模块上。
因此，使用Mini LED点光源作为LCD面板的直下式背光模块是未来几年的主要趋势。Mini LED和传统LED比较，在晶粒的尺寸微型化80～300μm，且配合广色域面板设计使用蓝光发光，再使用色彩转换层等将蓝光转换为白光。这种直下式的背光模块在Mini LED上方需设置扩散板/膜(Diffuse Plate/Film)；由光的折射、反射和散射现象将Mini LED点光源作分光扩散和体扩散，进而达到使背光模块出光更均匀的功能。分光扩散主要为表面结构造成，体扩散为板/膜材内的扩散粒子或是板材表面雾面或光滑面造成。
现有Mini LED背光模块的LED间距(P)和LED到扩散板下表面的距离(OD)数值都低于传统LED背光模块，且模块设计总厚度远低于传统LED背光模块，其两者比较如下表一。
表一：现有Mini LED背光模块和传统LED背光模块比较表
此外，现有Mini LED背光模块的排布密度高于传统LED背光模块；Mini LED可以得到更精准的背光亮暗区域控制，也就是更佳的面板画面对比度。Mini LED使用的扩散板和传统LED扩散板比较，因上述差异造成扩散板设计的差异如下表二。
表二：现有Mini LED扩散板和传统LED扩散板比较表
为了提供对光线的折射、反射或散射功能，现有习知的Mini LED扩散板常在其表面设置许多由凸部或凹部构成的微结构，例如半球状或单一顶角金字塔形状的微结构。然而，现有的设置有半球状或单一顶角金字塔形状微结构的扩散板，其分光产生的分光点的灯珠仍很明显可视，分光扩散效果不佳，而有进一步改良的空间。
缘此，本发明提供一种扩散板及具扩散板的背光模块，可解决前述具半球状或单一顶角金字塔形状微结构的现有的扩散板的种种缺失。
发明内容
本发明的主要目的是在于提供一种扩散板，该扩散板包括一板体及多个类金字塔结构(Pyramid-like Structures)设置于该板体的表面。各个该类金字塔结构分别各具有包括一底面、一第一凸起段以及一第二凸起段。该第一凸起段与该第二凸起段两者具有不同的顶角角度，因此可被称为「多个顶角金字塔结构」。本发明使用多个(二个以上)顶角角度的类金字塔结构来增加分光点，可增进扩散板的分光扩散效果。单颗发光元件的光源可分成8个点光源(分光点)以上，较传统单一顶角金字塔结构增加一倍以上分光点数量，故能大幅增进分光扩散效果。
本发明的另一目的是在于提供一种具有如上所述扩散板的背光模块。
为达上述的目的，本发明揭露了一种扩散板，可供组合至一背光模块上。该背光模块包括：一基板以及多个发光元件以阵列形式设置于该基板上。该扩散板是位于该基板上方且包括：一板体，具有一上表面及一下表面；以及多个类金字塔结构(Pyramid-likeStructures)，以阵列形式设置于该板体的该上表面。其中，各个该类金字塔结构分别各具有包括：一底面、一第一凸起段以及一第二凸起段。该底面为矩形底面且具有四个顶点及四个底边。该第一凸起段自该底面向上凸起一第一高度；该第一凸起段包括自该底面的该四个顶点分别朝上倾斜延伸的四个第一棱边；该第一凸起段的四个该第一棱边不仅等长而且是以相同的一第一倾斜角度向上延伸，并且，两相对的该第一棱边的夹角是称为第一顶角。该第二凸起段，自该第一凸起段的一顶部向上凸起一第二高度；该第二凸起段包括自该第一凸起段的四个该第一棱边的顶端分别朝上倾斜延伸的四个第二棱边；该第二凸起段的四个该第二棱边不仅等长而且是以相同的一第二倾斜角度向上延伸，并且，两相对的该第二棱边的夹角是称为第二顶角。其中，该第一顶角与该第二顶角不相等，所以该类金字塔结构是具多个顶角的类金字塔结构。
于一实施例中，该第一倾斜角度是指该第一棱边与该底面之间的夹角，该第二倾斜角度是指该第二棱边与该底面之间的夹角；该第一倾斜角度与该第二倾斜角度都小于90°。
于一实施例中，该多个发光元件在该基板上是沿着相互垂直的一X轴方向及一Y轴方向排列成一矩形阵列；该多个发光元件包括相邻配置于一矩形区块的四个顶点位置上的一第一发光元件、一第二发光元件、一第三发光元件、以及一第四发光元件；以该第一发光元件与该第二发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向平行，以该第一发光元件与该第四发光元件为两端点所构成的线段与该Y轴方向平行，并且，以该第一发光元件与该第三发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向之间的夹角大致为45°且是该矩形区块的对角线；该第一发光元件是大致位于其中之一该类金字塔结构的该底面的一中心点位置的下方，且是大致朝向一Z轴方向发出光线；该Z轴方向与该X轴方向及该Y轴方向都相互垂直；该类金字塔结构的该第一凸起段具有由四个该第一棱边所构成的四个第一侧棱面，且四个该第一侧棱面分别可对该第一发光元件所发出的该光线加以折射并因而产生与该发光元件相对应的一第一分光点；该类金字塔结构的该第二凸起段具有由四个该第二棱边所构成的四个第二侧棱面，且四个该第二侧棱面分别可对该第一发光元件所发出的该光线加以折射并因而产生与该发光元件相对应的一第二分光点；其中，该第一发光元件与该第三发光元件之间的间距为P，该第一发光元件与该类金字塔结构的该底面之间的间距为OD，该第一发光元件与该第一分光点之间的间距为d’/2，该第一发光元件与该第二分光点之间的间距为d”/2，该第一顶角为θ’，该第二顶角为θ”，该扩散板的材料的折射率为N、光临界角为Α；该类金字塔结构的形状是符合以下数学条件：
α＝sin-1(1/n)；
d’<P<d”；
d’＝2*OD*(tan(90-α-θ’/2)+tan(θ’/2-2α)；
d”＝2*OD*(tan(90-α-θ”/2)+tan(θ”/2-2α)。
于一实施例中，该扩散板的材料折射率N值为1.59，5mm≦P≦10mm，0mm<OD≦5mm；该类金字塔结构的该底面的该底边的长度W范围为0.05mm≦W≦1mm，该第一凸起段于该Z轴方向上的高度H’范围为0.1mm≦H’≦2mm，该第二凸起段于该Z轴方向上的高度H”范围为0.05mm≦H”≦1mm。
于一实施例中，该第一顶角θ’与该第二顶角θ”两者的其中之一的角度是介于40°至60°之间、而另一的角度则是介于60°至90°之间。
于一实施例中，该第一顶角的角度小于该第二顶角的角度，亦即，θ’<θ”；并且，P＝10mm，OD＝3mm。
于一实施例中，该发光元件是次毫米发光二极管(Mini Light-Emitting Diode，简称Mini LED)；该扩散板的材料包含至少以下其中之一：聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗称亚克力)、聚丙烯(PP)、或前述任一材料的共聚物。
于一实施例中，该扩散板是由包含至少两层以上的不同材质通过共挤出(Coextrusion)方式所构成的多层结构，于多层结构的该扩散板内包含多个扩散粒子；该扩散粒子的材质包含以下其中之一：二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、或是前述材质的共聚物；该扩散粒子的粒径范围0.5～10μm、重量百分比浓度范围1～10％wt。
于一实施例中，该扩散板是三层结构其包括：位于中间且包含聚碳酸酯(PC)的一工程塑料层、位于该工程塑料层上方的一上亚克力(Polymethyl Methacrylate，简称PMMA)层、以及位于该工程塑料层下方的一下亚克力层；该扩散板的三层结构的材料折射率差值范围介于0.01～0.1之间；其中，该工程塑料层的厚度占该扩散板总厚度的60％～99.99％，而分别位于工程塑料层的上、下两侧的上、下亚克力层厚度则占该扩散板的总厚度的0.01％～40％。
于一实施例中，该扩散板的该板体的该下表面为入光面，于该下亚克力层中包含至少一高反射率材料；该高反射率材料的反射波长范围400～510nm、平均反射率高于70％、且包含至少以下其中之一无机物：二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁。
于一实施例中，该背光模块更包括有：
一分光膜，位于该扩散板之上，可将该发光元件所发出的穿透光根据不同波长做穿透或反射，类似过滤功能，反射红光和绿光，提供转换效率最佳的蓝光；
一色彩转换层，位于该分光膜之上；该色彩转换层为包含量子点(Quantum Dot，简称QD)材料或荧光材料的光学膜，可转换部分蓝光波长光能量成为红光和绿光波长，出光为需要的白光；
至少一棱镜片(Prism Sheet或称Brightness Enhancement Film，简称BEF)，位于该色彩转换层之上，可集中散射光以提高中心视角的出光亮度；以及
一二次增亮片(Dual Brightness Enhancement Film，简称DBEF)，位于该至少一棱镜片之上，可进一步提高出光亮度及可视角度范围；
其中，于该基板的一顶面设置一白色反射层。
附图说明
图1为本发明具扩散板的背光模块的一实施例的剖面示意图。
图2A为本发明的背光模块中的分光膜的一实施例的穿透率频谱图。
图2B为本发明的背光模块中的色彩转换层的一实施例的穿透率频谱图。
图3A为现有的扩散板的三视示意图(顶视、前视及侧视)。
图3B是现有的扩散板上所设置的单一顶角金字塔结构的立体放大示意图。
图3C是现有的扩散板上的单一顶角金字塔结构对应于其下方的发光元件所发出的光线而产生的分光点的示意图。
图4为现有的具单一顶角金字塔结构的扩散板在不同顶角θ时所能达到的不同分光效果及不同分光距离的比较图。
图5A及图5B分别为当金字塔结构顶角为θ’及θ”时，对于垂直朝上的光线所造成的光路径变化示意图。
图6A及图6B分别为金字塔结构顶角为θ>θthres及θ<θthres时，对应于发光元件的光路径及产生的分光点位置的示意图。
图7为本发明的扩散板的金字塔结构的顶角角度θ与分光距离d之间对应关系的曲线图。
图8A为本发明的扩散板的三视示意图(顶视、前视及侧视)。
图8B是本发明的扩散板上所设置的具多个顶角金字塔结构的立体放大示意图。
图9为现有的具单一顶角金字塔结构的扩散板与本发明具多个顶角金字塔结构的扩散板在不同顶角θ时所能达到的不同分光效果及不同分光距离的比较图。
图10A、图10B及图10C分别为本发明具多个顶角金字塔结构的扩散板，其依据不同顶角)搭配组合所产生的分光点的分光距离(d’和d”)组合，和Mini LED(发光元件)间距(P)之间的三种不同关系的示意图。
图11为本发明具多个顶角金字塔结构的扩散板在模拟不同顶角((θ’,θ”)在不同的(d’,d”,P)关系时所能达到的不同分光效果的比较图。
图12为进行图11所示的模拟所使用的本发明扩散板的金字塔结构的顶角角度θ与分光距离d之间对应关系的曲线图。
图13A及图13B分别为本发明具多个顶角的金字塔结构的两种不同结构，其对应于发光元件的光路径及产生的分光点位置的示意图。
图14为本发明具多个顶角金字塔结构的扩散板的另一实施例的剖面示意图。
图15为本发明具多个顶角金字塔结构的扩散板，其金字塔结构的单顶角角度和OD值关系图。
图16为本发明以光学模拟方式评估OD值＝3mm下的最佳均匀化Mini LED灯珠效果的顶角角度θ’和θ”数值组配的比较图。
附图标记列表：1～背光模块；10～扩散板；100～扩散粒子；101～工程塑料层；102、103～亚克力层；11～板体；12～类金字塔结构；121～底面；1211～顶点；1212～底边；122、123～凸起段；1221、1231～棱边；1222、1232～棱面；21～基板；211～本体；212～反射层；213～发光元件；2131～分光点；22～分光膜；23～色彩转换层；24、25～棱镜片；26～二次增亮片；90～现有的扩散板；91～单一顶角金字塔结构；911～相对的两棱边；912～棱面；92～发光元件；921～分光点。
具体实施方式
本发明关于一种扩散板及具扩散板的背光模块。该扩散板包括一板体及多个类金字塔结构(Pyramid-like Structures)设置于该板体的表面。各个该类金字塔结构分别各具有包括一底面、一第一凸起段以及一第二凸起段。该第一凸起段与该第二凸起段两者具有不同的顶角角度，因此可被称为「多个顶角金字塔结构」。本发明使用多个(二个以上)顶角角度的类金字塔结构来增加分光点，可增进扩散板的分光扩散效果。单颗发光元件的光源可分成8个点光源(分光点)以上，较传统单一顶角金字塔结构增加一倍以上分光点数量，故能大幅增进分光扩散效果。
为了能更清楚地描述本发明所提出的扩散板及具扩散板的背光模块，以下将配合图式详细说明之。
请参阅图1所示，为本发明具扩散板的背光模块的一实施例的剖面示意图。于本实施例中，本发明的背光模块1由下至上依序包括：一基板21、多个发光元件213、一扩散板10、一分光膜22、一色彩转换层23、至少一棱镜片(包含一第一棱镜片24与一第二棱镜片25)、以及一二次增亮片26。
于该基板21的本体211设置有一电路布局，多个发光元件213是以阵列形式设置于该基板21上且电性耦合于该电路布局。于本发明中，该些发光元件213可以是蓝光或白光的次毫米发光二极管(Mini Light-Emitting Diode，简称Mini LED)。于本实施例中，该些发光元件213是蓝光Mini LED，但也可能是白光Mini LED、或甚至是传统LED或Micro LED。且于该基板21的一顶面设置一反射层212。反射层212可以是白色或其他具较佳光反射效果的颜色或表面，用于将光线朝上反射向扩散板10。该扩散板10的材料包含至少以下其中之一：聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗称亚克力)、聚丙烯(PP)、或前述任一材料的共聚物，其厚度介于0.2mm～0.3mm之间为较佳。该扩散板10是位于该基板上方且相邻于该基板21，且一般来说在扩散板10与基板21上所设置的发光元件213之间不会有其他元件。于本发明中，该扩散板10且包括：一板体11及多个类金字塔结构12(Pyramid-like Structures)。该板体11具有一上表面及一下表面，该多个类金字塔结构12是以阵列形式设置于该板体11的该上表面或是该下表面其中之一且可以是凸起或内凹的结构；于本实施例中，多个类金字塔结构12是设置于板体11上表面且是凸起结构。此所述的类金字塔结构12是本发明的主要技术特征，可大幅增进分光扩散的效果，稍后将详述其结构细节。
请参考图2A，为本发明的背光模块中的分光膜的一实施例的穿透率频谱图。于本发明中，该分光膜22是位于该扩散板10之上。分光膜22是一种能把光束依需求分成两部分的光学薄膜滤光片，如图2所示，分光膜对于蓝光(波长约450nm)具有较高的穿透率(高于80％)，但对于绿光(波长约540nm)以及红光(波长约630nm)皆具有较低的穿透率(接近0％)、也就是有较高的反射率。由此，本发明的分光膜22能将该发光元件所发出的穿透光根据不同波长做穿透或反射，类似过滤功能，反射红光和绿光，提供转换效率最佳的蓝光。
请参考图2B，为本发明的背光模块中的色彩转换层的一实施例的穿透率频谱图。该色彩转换层23是位于该分光膜22之上。于本实施例中，该色彩转换层23为包含量子点(Quantum Dot，简称QD)材料或荧光材料的光学膜，可转换部分蓝光波长光能量成为红光和绿光波长，出光为需要的白光。由于此所述的色彩转换层23、量子点与荧光材料都属现有技术，且是目前市面上可购得的商品，所以不赘述其细节。
至少一棱镜片24、25(Prism Sheet或称Brightness Enhancement Film，简称BEF)是位于该色彩转换层23之上，可集中散射光以提高中心视角的出光亮度。棱镜片为精密微结构的光学薄膜，其主要材料为聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)基材。通过光的折射与反射原理，利用棱镜片修正光的方向，使光线正面集中，并将视角外未被利用的光线可以回收与利用，同时提升整体辉度与均匀度，达到增亮的效果。于本发明中，该至少一棱镜片24、25是包括位于该色彩转换层23上方的一第一棱镜片24、以及位于该第一棱镜片24上方的一第二棱镜片25。于第一及第二棱镜片24、25上分别各设置了沿一方向延伸的多个狭长棱镜结构，并且，第一棱镜片24上的棱镜结构的延伸方向正交于第二棱镜片25上的棱镜结构的延伸方向。
二次增亮片26(Dual Brightness Enhancement Film，简称DBEF)是位于该至少一棱镜片24、25之上，可进一步提高出光亮度及可视角度范围。DBEF的制作原理是将800多层具特殊双折射率(BIREFRINGENCE)特性的高子分膜层交迭成一张厚度仅135UM的光学薄膜，其可将非穿透方向的偏极光有效反射回背光模块，所以能将原非穿透方向偏极光部分转化为穿透方向偏极光，进而通过二次增亮片26，因而也称为反射式偏光片(REFLECTIVEPOLARIZER)。当光源经如此的反复作用后，大多数原本应被吸收而损耗的光大都转变成可利用的有效光；所以，背光模块1的亮度不但能大幅提升、同时也能扩大视角范围。
请参阅图3A、图3B及图3C所示；其中，图3A为现有的扩散板的三视示意图(顶视、前视及侧视)，图3B是现有的扩散板上所设置的单一顶角金字塔结构的立体放大示意图，图3C是现有的扩散板上的单一顶角金字塔结构对应于其下方的发光元件所发出的光线而产生的分光点的示意图。目前于市面上可见的现有的扩散板90，其表面所设置的微结构大多是半球状或是单一顶角金字塔状的结构。所谓的「单一顶角金字塔结构91」，是如图3B所示，从扩散板90上表面向上凸出的金字塔结构91具有四个棱边，且相对的两棱边911之间的夹角θ(亦即，顶角θ)只有一个角度。当位于该单一顶角金字塔结构91正下方的发光元件92朝上发出光线时，现有的单一顶角金字塔结构91的四个棱面912分别会对光线造成折射或反射，因而产生对应于该发光元件91的四个虚拟的分光点921(如图3B及图3C所示)，实质上将单颗LED光源加以扩散成四个点光源(分光点虚像)。
请参阅图4，为现有的具单一顶角金字塔结构的扩散板在不同顶角θ时所能达到的不同分光效果及不同分光距离的比较图。影响分光扩散因素有：金字塔结构顶角(θ)、LED到扩散板距离(OD)、金字塔结构形态、结构形状、结构摆放方向角度、材料折射率(nd)等等。图4为单颗LED的光学模拟条件：相同单一顶角金字塔结构、凸型型态、相同OD(如2mm)、相同摆放角度45°、材料折射率1.59。此一现有的单一顶角金字塔结构的「分光距离d」指的是相对两棱面所产生的两分光点之间的直线距离，而所谓「结构摆放角度°」指的是现有的单一顶角金字塔结构的底边与发光元件阵列的排列方向之间的角度差值(如图3C)。由图4可知，现有的单一顶角金字塔结构的扩散板能将单颗LED光源分成四个点光源(分光点虚像)；而不管其顶角θ值为50°、70°、90°、110°或130°等各种不同角度下，其对于单颗发光元件的光线所产生的四个分光点虚像的灯珠效应都仍清晰可视，显见其分光扩散效果不佳。另，由图4也可知，在相同OD值下，分光距离d和结构顶角θ成反向关系，此可做为不同LED间距P和OD值的背光模块的设计参考。
以下将推导扩散板的表面微结构提供分光扩散功能时的LED分光距离d的数学关系式。
请参阅图5A及图5B，分别为当金字塔结构顶角为θ’及θ”时，对于垂直朝上的光线所造成的光路径变化示意图。先考虑LED垂直向出射光在金字塔结构的结构面的光偏折如图5A所示，当光入射角α’>α时(其中，α为金字塔结构的材料的光临界角)，产生全反射，该光线无法出光，观察者无法看到出射光。如图5B所示，当光入射角α”<α时，产生折射，该光线偏折后出光，观察者可视该光线。假设材料折射率n为1.59，可由计算式「α＝sin-1(1/n)」计算得到光临界角α约为38.97128°(约39°)。于图5A及图5B可知，当α＝90-θ/2时为光线偏折(反射与折射)的临界值，所以，当结构顶角θ＝102°时(此值可称为「顶角临界值θthres」)为图5A及图5B的光偏折的临界值。故此，对于图5A及图5B所示两种光偏折状况的探讨，其关系式需分为θ’<102°和θ”>102°两种状况分别计算与讨论。
请参阅图6A及图6B，分别为金字塔结构顶角为θ>θthres及θ<θthres时，对应于发光元件的光路径及产生的分光点位置的示意图；其中：
∠CAB为金字塔结构顶角θ；
D为发光元件(Mini LED)发光位置，假设为点光源；
E为单侧斜面(棱面)造成的分光点虚像位置；
α为垂直光在结构面的入射角，该值和结构斜面角度有关；
n为材料折射率(一般为nd，亦即对于波长d的光线的材料折射率)；
OD为光程距离，亦即Mini LED和结构面(金字塔结构的棱面)之间的距离；
d2(当θ>θthres时)、及(d1+d2)(当θ<θthres时)为单侧斜面造成的水平向分光距离；
d＝2*d2(当θ>θthres时)、及d＝2*(d1+d2)(当θ<θthres时)为金字塔结构水平向分光距离。
依据图6A的光路径可知，当θ>θthres时，LED于位置D产生分光光点于位置E(这里只画出单侧分光)；分光光点的产生为虚像成像，成像位置可经由几何光学，通过两条光线的反向虚线交错为成像位置；第一光线为垂直光DA和第二光线为斜向光DB，经过结构斜面的折射后出光(朝向观察者)；第二光线斜向光为观察者视角(0.2°)内可视的光线。据此，以下为偏折角r和结构造成的分光距离d的关系式如下：
r＝sin-1(n*sinα)-α；
α＝90-θ/2；
d＝2*d2＝2*OD*tan r；
分光距离d与OD的值正向相关。
依据图6B的光路径可知，当θ<θthres时，LED于位置D产生分光光点于位置E(这里只画出单侧分光)；分光光点的产生为虚像成像，成像位置可经由几何光学，通过两条光线的反向虚线交错为成像位置；第一光线为斜向光DF和第二光线也为斜向光DB，经过结构斜面的折射后出光(朝向观察者)；第一光线斜向光为入射光角度α等于光临界角的偏折光；第一光线与光轴间的角度为β；第一光线的偏折角为(β+r)和结构造成的分光距离d的关系式如下：
d＝2*(d1+d2)＝2*OD*(tanβ+tan r)；
β＝90-α-θ/2；
r＝θ/2-2α。
依据图6A及图6B所推导出的前述数学运算式，本发明提供了不同顶角θ的金字塔结构与其所造成的分光距离d之间的量化关系，将不同OD值代入运算式，条件为折射率1.59，可得到如图7所示的本发明的扩散板的金字塔结构的顶角角度θ与分光距离d之间对应关系的曲线图。由图7可知，当OD为定值时，顶角θ越大则分光距离d越小；相对地，当顶角θ为定值时，OD值越大则分光距离d越大。
请参阅图8A及图8B所示；其中，图8A为本发明的扩散板的三视示意图(顶视、前视及侧视)，图8B是本发明的扩散板上所设置的具多个顶角金字塔结构的立体放大示意图。本发明的扩散板10的主要技术特征乃是在扩散板10的一表面上以阵列形式设置了多个类金字塔结构12；各个该类金字塔结构12分别各具有包括：一底面121、一第一凸起段122、以及一第二凸起段123；其中，该第一凸起段122与该第二凸起段123两者具有不同的顶角角度，因此该类金字塔结构12亦可被称为「多个顶角金字塔结构」。于本实施例中，该底面121为矩形底面且具有四个顶点1211及四个底边1212。该第一凸起段122是自该底面121向上凸起一第一高度。该第一凸起段122包括自该底面121的该四个顶点1211分别朝上倾斜延伸的四个第一棱边1221。该第一凸起段122的四个该第一棱边1221不仅等长而且是以相同的一第一倾斜角度向上延伸；并且，两相对的该第一棱边1221(并非两相邻的第一棱边)的夹角是称为第一顶角。该第二凸起段123是自该第一凸起段122的一顶部向上凸起一第二高度。该第二凸起段123包括自该第一凸起段122的四个该第一棱边1221的顶端分别朝上倾斜延伸的四个第二棱边1231。该第二凸起段123的四个该第二棱边1231不仅等长而且是以相同的一第二倾斜角度向上延伸；并且，两相对的该第二棱边1231(并非两相邻的第二棱边)的夹角是称为第二顶角。其中，该第一顶角与该第二顶角不相等，所以该类金字塔结构12是具多个顶角的类金字塔结构，故亦可被称为「多个顶角金字塔结构」。其中，该第一倾斜角度是指该第一棱边1221与该底面121之间的夹角，该第二倾斜角度是指该第二棱边1231与该底面121之间的夹角。该第一倾斜角度与该第二倾斜角度都小于90°。
如图9所示，为现有的具单一顶角金字塔结构的扩散板与本发明具多个顶角金字塔结构的扩散板在不同顶角θ时所能达到的不同分光效果及不同分光距离的比较图。本发明使用多个(二个以上)顶角角度的类金字塔结构以增加分光点，进而增进扩散板/膜的分光扩散效果。单颗Mini LED光源可分成8个点光源(分光点)以上，较传统单一顶角金字塔结构增加一倍以上分光点数量，故能大幅增进分光扩散效果。
于本发明中，多个顶角角度的金字塔结构的分光点会有多个分光距离d’和d”。可以根据前述推导获得的关系式和图10A、图10B及图10C的图式来说明。
若类金字塔结构的第一凸起段顶角θ’和第二凸起段顶角θ”及顶角临界值θthres三者的大小关系为：θ’<θ”<θthres时，则该类金字塔结构所能产生的多个分光点的第一分光距离d’和第二分光距离d”可由下列数学运算式来计算获得：
d’＝2*OD*[tan(90-α-θ’/2)+tan(θ’/2-2α)]；
d”＝2*OD*[tan(90-α-θ”/2)+tan(θ”/2-2α)]；
α＝sin-1(1/n)。
类金字塔结构的第一凸起段顶角θ’和第二凸起段顶角θ”及顶角临界值θthres三者的大小关系为：θ”>θ’>θthres时，则该类金字塔结构所能产生的多个分光点的第一分光距离d’和第二分光距离d”可由下列数学运算式来计算获得：
d’＝2*OD*tan(r’)；
r’＝sin-1(n*sinα’)-α’；
α’＝90-θ’/2；
d”＝2*OD*tan(r”)；
r”＝sin-1(n*sinα”)-α”；
α”＝90-θ”/2。
通过上述的数学运算式，本发明提出的具多个顶角金字塔结构的扩散板，在不同的分光距离d’和d”组合下，搭配Mini LED间距P，可得到现有的具单一顶角金字塔结构的扩散板相对较佳的光学扩散效果，也就是Mini LED灯珠均匀较佳的分光扩散效果。
请参阅图10A、图10B及图10C所示，分别为本发明具多个顶角金字塔结构12的扩散板，其依据不同顶角(θ’,θ”)搭配组合所产生的分光点2131的分光距离(d’和d”)组合，和Mini LED(发光元件213)间距(P)之间的三种不同关系的示意图。(d’,d”,P)之间有三种大小差异；其中，图10A示意显示了当d’<d”<P时的分光距离(d’和d”)与间距(P)的相对位置关系；图10B示意显示了当d’<P<d”时的分光距离(d’和d”)与间距(P)的相对位置关系；图10C示意显示了当P<d’<d”时的分光距离(d’和d”)与间距(P)的相对位置关系。
请参阅图11及图12；其中，图11为本发明具多个顶角金字塔结构的扩散板在模拟不同顶角(θ’,θ”)在不同的(d’,d”,P)关系时所能达到的不同分光效果的比较图；图12为进行图11所示的模拟所使用的本发明扩散板的金字塔结构的顶角角度θ与分光距离d之间对应关系的曲线图。于此模拟中，扩散板材料折射率n＝1.59，Mini LED与具多个顶角金字塔结构的底面之间的间距为OD值为2mm，在OD＝2mm下的斜面结构的分光距离小于8mm，因此相邻Mini LED的最大间距P需小于8mm。此模拟是比较本发明具多个顶角金字塔结构的扩散板当具有不同顶角(θ’,θ”)在不同的(d’,d”,P)关系时的均匀化Mini LED灯珠的分光扩散效果。模拟条件需使用较多的光学膜，例如增加两张棱镜片(90-50μm)、多个Mini LED颗数(如相同4颗)、矩阵式Mini LED间距(如相邻两Mini LED间距为5mm)、相同OD值(如2mm)。由图11可知，于上述模拟条件下，当d’<P<d”且θ’＝60°(θ’介于40°至60°之间)、θ”＝90°(θ”介于60°至90°之间)时，本发明具多个顶角金字塔结构的扩散板可以获得最良好的分光扩散效果(亦即，灯珠效果不可视)。
请参阅图13A、图13B，分别为本发明具多个顶角的金字塔结构的两种不同结构，其对应于发光元件的光路径及产生的分光点位置的示意图。由图13A与图13B可知，本发明具多个顶角的金字塔结构，无论是如图13A所示的第一凸起段顶角θ’大于第二凸起段顶角θ”的设计，或是如图13B所示的第一凸起段顶角θ’小于第二凸起段顶角θ”的设计，这两者设计所能达到的分光距离d’及d”与分光扩散效果大致类似。然而，若考量扩散板制造容易性与良率时，本发明是采用如图13B所示的θ’<θ”的设计为具多个顶角的金字塔结构的较佳实施例。
如图8A及图8B所示，同时并参考图10A、图10B及图10C所示，于一实施例中，本发明的背光模块1中的该多个发光元件213在该基板21上是沿着相互垂直的一X轴方向及一Y轴方向排列成一矩形阵列。该多个发光元件213包括相邻配置于一矩形区块的四个顶点位置上的一第一发光元件、一第二发光元件、一第三发光元件、以及一第四发光元件。以该第一发光元件与该第二发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向平行，以该第一发光元件与该第四发光元件为两端点所构成的线段与该Y轴方向平行；并且，以该第一发光元件与该第三发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向之间的夹角大致为45°且是该矩形区块的对角线。该第一发光元件是大致位于其中之一该类金字塔结构12的该底面121的一中心点位置的下方，且是大致朝向一Z轴方向发出光线。该Z轴方向与该X轴方向及该Y轴方向都相互垂直。该类金字塔结构12的该第一凸起段121具有由四个该第一棱边1221所构成的四个第一侧棱面1222，且四个该第一侧棱面1222分别可对该第一发光元件213所发出的该光线加以折射并因而产生与该发光元件213相对应的一第一分光点2131。同理，该类金字塔结构12的该第二凸起段123具有由四个该第二棱边1231所构成的四个第二侧棱面1232，且四个该第二侧棱面1232分别可对该第一发光元件213所发出的该光线加以折射并因而产生与该发光元件213相对应的一第二分光点2131。
其中，该第一发光元件与该第三发光元件之间的间距为P。该第一发光元件213与该类金字塔结构12的结构面(亦即，光线射出位置的棱面)之间的间距为OD，然而，由于类金字塔结构12本身的高度相较于OD值来说相对较小，所以，为了计算上的方便性，可将类金字塔结构12本身的高度忽略，并简单采用该第一发光元件与该类金字塔结构的该底面之间的间距来做为OD。该第一发光元件213与该第一分光点2131之间的间距为d’/2，该第一发光元件与该第二分光点之间的间距为d”/2，该第一顶角为θ’，该第二顶角为θ”，该扩散板10的材料的折射率为n、光临界角为α。因此，依据前述推导出的数学运算式可知，当本发明的该类金字塔结构12的形状是符合以下数学条件时，可以获得相对最佳的分光扩散效果：
α＝sin-1(1/n)；
d’<P<d”；
d’＝2*OD*(tan(90-α-θ’/2)+tan(θ’/2-2α)；
d”＝2*OD*(tan(90-α-θ”/2)+tan(θ”/2-2α)；
其中，该扩散板的材料折射率n值(或nd值)为1.59(n＝1.59)，5mm≦P≦10mm，0mm<OD≦5mm；该类金字塔结构的该底面的该底边的长度W范围为0.05mm≦W≦1mm(其较佳范围则为0.05mm≦W≦0.5mm)，该第一凸起段于该Z轴方向上的高度H’范围为0.1mm≦H’≦2mm(H’值或也可以从扩散板底面量起)，该第二凸起段于该Z轴方向上的高度H”范围为0.05mm≦H”≦1mm。
于本发明的一较佳实施例中，该第一顶角θ’与该第二顶角θ”两者的其中之一的角度是介于40°至60°之间、而另一的角度则是介于60°至90°之间。
于本发明的一更佳实施例中，该第一顶角的角度小于该第二顶角的角度，亦即，θ’<θ”；第一顶角θ’角度是介于40°至60°之间，第二顶角θ”的角度则是介于60°至90°之间；并且，P＝10mm，OD＝3mm。
请参阅图14，为本发明具多个顶角金字塔结构的扩散板的另一实施例的剖面示意图。于本实施例中，本发明的扩散板10是由包含至少两层以上的不同材质通过共挤出(Coextrusion)方式所构成的多层结构，其平均穿透率范围为70％～95％。于多层结构的该扩散板10内包含多个扩散粒子100。该扩散粒子100的材质包含以下其中之一：二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、或是前述材质的共聚物；该扩散粒子31的粒径范围0.5～10μm、重量百分比浓度范围1～10％wt。
于一较佳实施例中，该扩散板10是三层结构其包括：位于中间且包含聚碳酸酯(PC)的一工程塑料层101、位于该工程塑料层101上方的一上亚克力(PolymethylMethacrylate，简称PMMA)层102、以及位于该工程塑料层101下方的一下亚克力层103。该扩散板10的三层结构的材料折射率差值范围介于0.01～0.1之间。该扩散板10的该板体11的该下表面为入光面，于该下亚克力层103中包含至少一高反射率材料。该高反射率材料的反射波长范围400～510nm、平均反射率高于70％、且包含至少以下其中之一无机物：二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁。其中，该工程塑料层101的厚度占该扩散板10总厚度的60％～99.99％，而分别位于工程塑料层101的上、下两侧的上、下亚克力层102、103厚度则占该扩散板10的总厚度的0.01％～40％。
本发明还提供一种设计方法，可协助设计本发明的扩散板的类金字塔结构的多个顶角角度θ’和θ”(θ’<θ”)的角度值的最佳数值组配和最小OD值。当提供一组矩阵式MiniLED间距(如P＝10mm，Px＝Py＝10/1.414)；希望在最小OD值下(如小于5mm)达到均匀化MiniLED灯珠的效果。根据本发明类金字塔的分光距离d’和d”，其最佳范围为d”<P<d’。已知相邻两Mini LED的最大间距P＝10mm等于分光距离d时，根据之前关系式(材料折射率nd＝1.59)，单顶角角度和OD值关系图如图15。由图15可知，OD值愈小相对单顶角角度愈小，也就是需要更尖形角度金字塔结构来达到分光距离d＝10mm。然而，金字塔结构于制作上难以实现小于40°顶角雕刻和生产性。顶角角度过小模具结构容易崩坏、生产良率降低；因此，OD值3mm已是极限最小值，此时，依据图15可知，顶角角度为60°。接着，以光学模拟方式评估OD值＝3mm下的最佳均匀化Mini LED灯珠效果的顶角角度θ’和θ”(θ’<θ”)数值组配，其结果如图16所示。使用本发明三种类金字塔结构分光距离(d’,d”)的条件范围，得到最佳均匀化MiniLED灯珠效果为d’<(P＝10mm)<d”。因此，设计实施例中满足灯板Mini LED间距P＝10mm，在最短OD距离3mm下的类金字塔结构顶角角度θ’和θ”(θ’<θ”)组配为50°和70°时，可得到最佳分光扩散效果。
唯以上所述的实施例不应用于限制本发明的可应用范围，本发明的保护范围应以本发明的申请专利范围内容所界定技术精神及其均等变化所含括的范围为主。即大凡依本发明申请专利范围所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。
Claims (19)
1.一种扩散板，可供组合至一背光模块上；该背光模块包括：一基板以及多个发光元件以阵列形式设置于该基板上；该扩散板是位于该基板上方且包括：
一板体，具有一上表面及一下表面；以及
多个类金字塔结构(Pyramid-like Structures)，以阵列形式设置于该板体的该上表面；
其特征在于：
各个该类金字塔结构分别各具有包括：
一底面，该底面为矩形底面且具有四个顶点及四个底边；
一第一凸起段，自该底面向上凸起一第一高度；该第一凸起段包括自该底面的该四个顶点分别朝上倾斜延伸的四个第一棱边；该第一凸起段的四个该第一棱边不仅等长而且是以相同的一第一倾斜角度向上延伸，并且，两相对的该第一棱边的夹角是称为第一顶角；以及
一第二凸起段，自该第一凸起段的一顶部向上凸起一第二高度；该第二凸起段包括自该第一凸起段的四个该第一棱边的顶端分别朝上倾斜延伸的四个第二棱边；该第二凸起段的四个该第二棱边不仅等长而且是以相同的一第二倾斜角度向上延伸，并且，两相对的该第二棱边的夹角是称为第二顶角；
其中，该第一顶角与该第二顶角不相等，所以该类金字塔结构是具多个顶角的类金字塔结构。
2.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，该第一倾斜角度是指该第一棱边与该底面之间的夹角，该第二倾斜角度是指该第二棱边与该底面之间的夹角；该第一倾斜角度与该第二倾斜角度都小于90°。
3.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，该多个发光元件在该基板上是沿着相互垂直的一X轴方向及一Y轴方向排列成一矩形阵列；该多个发光元件包括相邻配置于一矩形区块的四个顶点位置上的一第一发光元件、一第二发光元件、一第三发光元件、以及一第四发光元件；以该第一发光元件与该第二发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向平行，以该第一发光元件与该第四发光元件为两端点所构成的线段与该Y轴方向平行，并且，以该第一发光元件与该第三发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向之间的夹角大致为45°且是该矩形区块的对角线；该第一发光元件是大致位于其中之一该类金字塔结构的该底面的一中心点位置的下方，且是大致朝向一Z轴方向发出光线；该Z轴方向与该X轴方向及该Y轴方向都相互垂直；该类金字塔结构的该第一凸起段具有由四个该第一棱边所构成的四个第一侧棱面，且四个该第一侧棱面分别可对该第一发光元件所发出的该光线加以折射并因而产生与该发光元件相对应的一第一分光点；该类金字塔结构的该第二凸起段具有由四个该第二棱边所构成的四个第二侧棱面，且四个该第二侧棱面分别可对该第一发光元件所发出的该光线加以折射并因而产生与该发光元件相对应的一第二分光点；
其中，该第一发光元件与该第三发光元件之间的间距为P，该第一发光元件与该类金字塔结构的该底面之间的间距为OD，该第一发光元件与该第一分光点之间的间距为d’/2，该第一发光元件与该第二分光点之间的间距为d”/2，该第一顶角为θ’，该第二顶角为θ”，该扩散板的材料的折射率为n、光临界角为α；该类金字塔结构的形状是符合以下数学条件：
α＝sin-1(1/n)；
d’<P<d”；
d’＝2*OD*(tan(90-α-θ’/2)+tan(θ’/2-2α)；
d”＝2*OD*(tan(90-α-θ”/2)+tan(θ”/2-2α)。
4.根据权利要求3所述的扩散板，其特征在于，该扩散板的材料折射率n值为1.59(n＝1.59)，5mm≦P≦10mm，0mm<OD≦5mm；该类金字塔结构的该底面的该底边的长度范围为介于0.05mm至1mm之间，该第一凸起段于该Z轴方向上的高度范围为介于0.1mm至2mm之间，该第二凸起段于该Z轴方向上的高度范围为介于0.1mm至1mm之间。
5.根据权利要求4所述的扩散板，其特征在于，该第一顶角θ’与该第二顶角θ”两者的其中之一的角度是介于40°至60°之间、而另一的角度则是介于60°至90°之间。
6.根据权利要求5所述的扩散板，其特征在于，该第一顶角的角度小于该第二顶角的角度，亦即，θ’<θ”；并且，P＝10mm，OD＝3mm。
7.根据权利要求3所述的扩散板，其特征在于，该发光元件是次毫米发光二极管(MiniLight-Emitting Diode，简称Mini LED)；该扩散板的材料包含至少以下其中之一：聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗称亚克力)、聚丙烯(PP)、或前述任一材料的共聚物。
8.根据权利要求7所述的扩散板，其特征在于，该扩散板是由包含至少两层以上的不同材质通过共挤出(Coextrusion)方式所构成的多层结构，于多层结构的该扩散板内包含多个扩散粒子；该扩散粒子的材质包含以下其中之一：二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、或是前述材质的共聚物；该扩散粒子的粒径范围0.5～10μm、重量百分比浓度范围1～10％wt。
9.根据权利要求8所述的扩散板，其特征在于，该扩散板是三层结构其包括：位于中间且包含聚碳酸酯(PC)的一工程塑料层、位于该工程塑料层上方的一上亚克力(PolymethylMethacrylate，简称PMMA)层、以及位于该工程塑料层下方的一下亚克力层；该扩散板的三层结构的材料折射率差值范围介于0.01～0.1之间；其中，该工程塑料层的厚度占该扩散板总厚度的60％～99.99％，而分别位于工程塑料层的上、下两侧的上、下亚克力层厚度则占该扩散板的总厚度的0.01％～40％。
10.根据权利要求9所述的扩散板，其特征在于，该扩散板的该板体的该下表面为入光面，于该下亚克力层中包含至少一高反射率材料；该高反射率材料的反射波长范围400～510nm、平均反射率高于70％、且包含至少以下其中之一无机物：二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁。
11.一种具扩散板的背光模块，包括：
一基板，于该基板上设置有一电路布局；
多个发光元件，以阵列形式设置于该基板上且电性耦合于该电路布局；以及
一扩散板，位于该基板上方且相邻于该基板；该扩散板包括：一板体及多个类金字塔结构(Pyramid-like Structures)；该板体具有一上表面及一下表面；该多个类金字塔结构是以阵列形式设置于该板体的该上表面；
其特征在于：
各个该类金字塔结构分别各具有包括：
一底面，该底面为矩形底面且具有四个顶点及四个底边；
一第一凸起段，自该底面向上凸起一第一高度；该第一凸起段包括自该底面的该四个顶点分别朝上倾斜延伸的四个第一棱边；该第一凸起段的四个该第一棱边不仅等长而且是以相同的一第一倾斜角度向上延伸，并且，两相对的该第一棱边的夹角是称为第一顶角；以及
一第二凸起段，自该第一凸起段的一顶部向上凸起一第二高度；该第二凸起段包括自该第一凸起段的四个该第一棱边的顶端分别朝上倾斜延伸的四个第二棱边；该第二凸起段的四个该第二棱边不仅等长而且是以相同的一第二倾斜角度向上延伸，并且，两相对的该第二棱边的夹角是称为第二顶角；
其中，该第一顶角与该第二顶角不相等，所以该类金字塔结构是具多个顶角的类金字塔结构。
12.根据权利要求11所述的具扩散板的背光模块，其特征在于，该第一倾斜角度是指该第一棱边与该底面之间的夹角，该第二倾斜角度是指该第二棱边与该底面之间的夹角；该第一倾斜角度与该第二倾斜角度都小于90°；
其中，该多个发光元件在该基板上是沿着相互垂直的一X轴方向及一Y轴方向排列成一矩形阵列；该多个发光元件包括相邻配置于一矩形区块的四个顶点位置上的一第一发光元件、一第二发光元件、一第三发光元件、以及一第四发光元件；以该第一发光元件与该第二发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向平行，以该第一发光元件与该第四发光元件为两端点所构成的线段与该Y轴方向平行，并且，以该第一发光元件与该第三发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向之间的夹角大致为45°且是该矩形区块的对角线；该第一发光元件是大致位于其中之一该类金字塔结构的该底面的一中心点位置的下方，且是大致朝向一Z轴方向发出光线；该Z轴方向与该X轴方向及该Y轴方向都相互垂直；该类金字塔结构的该第一凸起段具有由四个该第一棱边所构成的四个第一侧棱面，且四个该第一侧棱面分别可对该第一发光元件所发出的该光线加以折射并因而产生与该发光元件相对应的一第一分光点；该类金字塔结构的该第二凸起段具有由四个该第二棱边所构成的四个第二侧棱面，且四个该第二侧棱面分别可对该第一发光元件所发出的该光线加以折射并因而产生与该发光元件相对应的一第二分光点；
其中，该第一发光元件与该第三发光元件之间的间距为P，该第一发光元件与该类金字塔结构的该底面之间的间距为OD，该第一发光元件与该第一分光点之间的间距为d’/2，该第一发光元件与该第二分光点之间的间距为d”/2，该第一顶角为θ’，该第二顶角为θ”，该扩散板的材料的折射率为n、光临界角为α；该类金字塔结构的形状是符合以下数学条件：
α＝sin-1(1/n)；
d’<P<d”；
d’＝2*OD*(tan(90-α-θ’/2)+tan(θ’/2-2α)；
d”＝2*OD*(tan(90-α-θ”/2)+tan(θ”/2-2α)。
13.根据权利要求12所述的具扩散板的背光模块，其特征在于，该扩散板的材料折射率n值为1.59(n＝1.59)，5mm≦P≦10mm，0mm<OD≦5mm；该类金字塔结构的该底面的该底边的长度范围为介于0.05mm至1mm之间，该第一凸起段于该Z轴方向上的高度范围为介于0.1mm至2mm之间，该第二凸起段于该Z轴方向上的高度范围为介于0.1mm至1mm之间。
14.根据权利要求13所述的具扩散板的背光模块，其特征在于，该第一顶角θ’与该第二顶角θ”两者的其中之一的角度是介于40°至60°之间、而另一的角度则是介于60°至90°之间。
15.根据权利要求14所述的具扩散板的背光模块，其特征在于，该第一顶角的角度小于该第二顶角的角度，亦即，θ’<θ”；并且，P＝10mm，OD＝3mm。
16.根据权利要求12所述的具扩散板的背光模块，其特征在于，该发光元件是次毫米发光二极管(Mini Light-Emitting Diode，简称Mini LED)；该扩散板的材料包含至少以下其中之一：聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗称亚克力)、聚丙烯(PP)、或前述任一材料的共聚物。
17.根据权利要求16所述的具扩散板的背光模块，其特征在于，该扩散板是由包含至少两层以上的不同材质通过共挤出(Coextrusion)方式所构成的多层结构，于多层结构的该扩散板内包含多个扩散粒子；该扩散粒子的材质包含以下其中之一：二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、或是前述材质的共聚物；该扩散粒子的粒径范围0.5～10μm、重量百分比浓度范围1～10％wt。
18.根据权利要求17所述的具扩散板的背光模块，其特征在于，该扩散板是三层结构其包括：位于中间且包含聚碳酸酯(PC)的一工程塑料层、位于该工程塑料层上方的一上亚克力(Polymethyl Methacrylate，简称PMMA)层、以及位于该工程塑料层下方的一下亚克力层；该扩散板的三层结构的材料折射率差值范围介于0.01～0.1之间；该扩散板的该板体的该下表面为入光面，于该下亚克力层中包含至少一高反射率材料；该高反射率材料的反射波长范围400～510nm、平均反射率高于70％、且包含至少以下其中之一无机物：二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁；其中，该工程塑料层的厚度占该扩散板总厚度的60％～99.99％，而分别位于工程塑料层的上、下两侧的上、下亚克力层厚度则占该扩散板的总厚度的0.01％～40％。
19.根据权利要求11所述的具扩散板的背光模块，其特征在于，更包括有：
一分光膜，位于该扩散板之上，可将该发光元件所发出的穿透光根据不同波长做穿透或反射，类似过滤功能，反射红光和绿光，提供转换效率最佳的蓝光；
一色彩转换层，位于该分光膜之上；该色彩转换层为包含量子点(Quantum Dot，简称QD)材料或荧光材料的光学膜，可转换部分蓝光波长光能量成为红光和绿光波长，出光为需要的白光；
至少一棱镜片(Prism Sheet或称Brightness Enhancement Film，简称BEF)，位于该色彩转换层之上，可集中散射光以提高中心视角的出光亮度；以及
一二次增亮片(DualBrightness Enhancement Film，简称DBEF)，位于该至少一棱镜片之上，可进一步提高出光亮度及可视角度范围；
其中，于该基板的一顶面设置一白色反射层。
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