CN1896775A - 用于直下式背光模块的扩散板和其制造方法 - Google Patents

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张添杰
郭锦龙
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Abstract

本发明涉及一种用于直下式背光模块的扩散板和其制造方法，所述扩散板至少有一表面具有重复高低起伏的微结构以折射并扩散射入所述扩散板的入射光。因此，可改变光线进入所述扩散板后的光路径，提高所述背光模块的亮度。

Description

用于直下式背光模块的扩散板和其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于直下式背光模块的扩散板和其制造方法，尤其涉及一种入光面具有微结构的扩散板和其制造方法。
背景技术
参考图1，显示常规直下式背光模块的示意图。所述直下式背光模块1用于一显示器内，其至少包括：一扩散板(Diffusion Plate)10、复数个灯管(Lamp)12、一反射板(Reflector)14、一扩散膜(Diffusion Film)16、一增亮膜(Brightness Enhancement Film，BEF)18和复数个扩散粒子19。
所述扩散板10为在一透明材质的主体内掺杂所述扩散粒子19，且所述扩散粒子19的折射系数不同于所述扩散板10的主体的折射系数。通过所述扩散粒子19的折射作用可扩散和柔化所述扩散板10内的光线，以消除所述灯管12间暗带的影像(Lamp Mura)。所述扩散板10具有一上表面101和一下表面102，所述下表面102为一入光面，其用以接受来自所述灯管12直接射入和经所述反射板14反射而射入所述扩散板10的入射光。所述扩散板10的上表面101上附加有所述扩散膜16和所述增亮膜18，所述增亮膜18上具有复数个棱镜(Prism)片，以将扩散后的光线再度集中于所述显示器所需的视角内，因此，可提高所述背光模块1所需视角范围内的亮度。
所述常规扩散板10的缺点在于其本身只有扩散光线的作用，如果要改变光线路径(例如集中光线)，需要另行搭配其它的光学薄膜(例如所述扩散膜16和所述增亮膜18)，然而所述光学薄膜容易受到环境影响产生光学缺陷，降低所述背光模块1的合格率。而且，所述光学薄膜的价格昂贵，进而增加所述背光模块1的成本。此外，所述光学薄膜都是单项光学功能的元件，在光学设计上有搭配上的限制，无法适用于客制化的多样光学设计。
因此，有必要提供一创新且富进步性的扩散板和其制造方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种用于直下式背光模块的扩散板，所述扩散板至少有一表面具有重复高低起伏的微结构以扩散射入所述扩散板的入射光。因此，可改变光线进入所述扩散板后的光路径，提高所述背光模块的亮度。
本发明的另一目的为提供一种用于直下式背光模块的扩散板的制造方法，其利用共挤压的方式制造复合结构的扩散板使其表面具有微结构，因此，可改变光线进入所述扩散板后的光路径，提高所述背光模块的亮度。
本发明的另一目的为提供一种用于直下式背光模块的扩散板的制造方法，其利用滚筒压印的方式使所述扩散板形成一多层结构，且其表面具有微结构，因此，可改变光线进入所述扩散板后的光路径，提高所述背光模块的亮度。
本发明的另一目的为提供一种用于直下式背光模块的扩散板，其本身即具有所述常规光学薄膜的功能，可减少零件变动因素，提高所述背光模块的可靠度。此外，由于省略所述常规光学薄膜的使用，可减少所述背光模块的材料成本。
附图说明
图1显示常规直下式背光模块的示意图；
图2显示本发明第一实施例的直下式背光模块的示意图；
图3显示本发明第二实施例的扩散板的示意图；
图4显示本发明第三实施例的扩散板的示意图；
图5显示本发明第四实施例的扩散板的示意图；和
图6显示本发明用于直下式背光模块的扩散板的制造流程示意图。
具体实施方式
参考图2，显示本发明第一实施例的直下式背光模块的示意图。所述直下式背光模块2用于一显示器内，其至少包括：一扩散板(Diffusion Plate)20、复数个灯管(Lamp)22、一反射板(Reflector)24和复数个扩散粒子26。
所述扩散板20为在一透明材质的主体内掺杂所述扩散粒子26，其中所述扩散板20的本体是单一材质，其具有一个第一折射系数n1。所述扩散粒子26的第二折射系数n2不同于所述扩散板20的主体的第一折射系数n1。通过所述扩散粒子26的折射作用可扩散和柔化所述扩散板20内的光线，以消除所述灯管22间暗带的影像(Lamp Mura)。所述扩散板20具有一上表面201和一下表面202。
所述扩散板20的下表面202为一入光面，用以接受来自所述灯管22直接射入和经所述反射板24反射而射入所述扩散板20的入射光。在本实施例中，所述扩散板20下表面202具有一第一微结构28，其为周期性重复的高低起伏，用以折射扩散所述射入所述扩散板20的入射光，因此，可改变光线进入所述扩散板20后的光路径，提高所述背光模块2的亮度。所述第一微结构28的型式包括(但不限于)复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物，所述凹槽或凸出物的外形为圆弧形、方形、梯形、三角形或其它外形。
所述扩散板20的上表面201为一出光面，用以传送出所述扩散板20内的光线。在本实施例中，所述扩散板20的上表面201具有一第二微结构29，其为周期性重复的高低起伏，用以集中所述扩散板20所扩散的光后再传送出去。所述第二微结构29的型式包括(但不限于)复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物，所述凹槽或凸出物的外形为圆弧形、方形、梯形、三角形或其它外形。
参考图3，显示本发明第二实施例的扩散板的示意图。本实施例的扩散板30应用于一直下式背光模块，其包括一主体31、一上层32和复数个扩散粒子33。所述主体31具有一上表面311和一下表面312，所述主体31具有一第一折射系数n1。所述扩散粒子33掺杂于所述主体31内，且所述扩散粒子33具有一第二折射系数n2，通过所述扩散粒子33的折射作用可扩散和柔化所述主体31内的光线。所述上层32为一透明材质，其具有一上表面321和一下表面322，所述上层32的材质不同于所述本体31的材质，其具有一第四折射系数n4。在本实施例中，所述第一折射系数n1不同于所述第二折射系数n2。所述第一折射系数n1大于所述第四折射系数n4。
所述主体31的下表面312为一入光面，用以接受射入所述主体31的入射光。在本实施例中，所述主体31的下表面312具有一第一微结构34，其为周期性重复的高低起伏以折射扩散所述射入所述主体31的入射光，因此，可改变光线进入所述扩散板30后的光路径，提高所述背光模块的亮度。所述第一微结构34的型式包括(但不限于)复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物，所述凹槽或凸出物的外形为圆弧形、方形、梯形、三角形或其它外形。
所述上层32的下表面322位于所述主体31的上表面311上。所述上层32的上表面321为一出光面，用以传送出所述扩散板30内的光线。在本实施例中，所述上层32上表面321具有一第二微结构35，其为周期性重复的高低起伏，用以集中所述扩散板30所扩散的光后再传送出去。所述第二微结构35的型式包括(但不限于)复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物，所述凹槽或凸出物的外形为圆弧形、方形、梯形、三角形或其它外形。
参考图4，显示本发明第三实施例的扩散板的示意图。本实施例的扩散板40包括一主体41、一下层42和复数个扩散粒子43。所述主体41具有一上表面411和一下表面412，所述主体41具有一第一折射系数n1。所述扩散粒子43掺杂于所述主体41内，且所述扩散粒子43具有一第二折射系数n2，通过所述扩散粒子43的折射作用可扩散和柔化所述主体41内的光线。所述下层42为一透明材质，其具有一上表面421和一下表面422，所述下层42的材质不同于所述本体41的材质，其具有一第三折射系数n3。在本实施例中，所述第一折射系数n1不同于所述第二折射系数n2。所述第一折射系数n1大于所述第三折射系数n3。
所述下层42的上表面421接合于所述主体41的下表面412上。所述下层42的下表面422为一入光面，用以接受射入所述扩散板40的入射光。在本实施例中，所述下层42的下表面422具有一第一微结构44，其为周期性重复的高低起伏，用以扩散所述射入所述扩散板40的入射光，因此，可改变光线进入所述扩散板40后的光路径，提高所述背光模块的亮度。所述第一微结构44的型式包括(但不限于)复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物，所述凹槽或凸出物的外形为圆弧形、方形、梯形、三角形或其它外形。
所述主体41的上表面411为一出光面，用以传送出所述扩散板40内的光线。在本实施例中，所述主体41的上表面411具有一第二微结构45，其为周期性重复的高低起伏，用以集中所述扩散板40所扩散的光后再传送出去。所述第二微结构45的型式包括(但不限于)复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物，所述凹槽或凸出物的外形为圆弧形、方形、梯形、三角形或其它外形。
参考图5，显示本发明第四实施例的扩散板的示意图。本实施例的扩散板50包括一主体51、一下层52、复数个扩散粒子53和一上层54。所述主体51具有一上表面511和一下表面512，所述主体51具有一第一折射系数n1。所述扩散粒子53掺杂于所述主体51内，且所述扩散粒子53具有一第二折射系数n2，通过所述扩散粒子53的折射作用可扩散和柔化所述主体51内的光线。所述下层52为一透明材质，其具有一上表面521和一下表面522，所述下层52的材质不同于所述本体51的材质，其具有一第三折射系数n 3。所述上层54为一透明材质，其具有一上表面541和一下表面542，所述上层54的材质不同于所述本体51的材质，其具有一第四折射系数n4。在本实施例中，所述第一折射系数n1不同于所述第二折射系数n2。所述第一折射系数n1大于所述第三折射系数n3，且所述第一折射系数n1大于所述第四折射系数n4。
所述下层52的上表面521接合于所述主体51的下表面512上。所述下层52的下表面522为一入光面，用以接受射入所述扩散板50的入射光。在本实施例中，所述下层52的下表面522具有一第一微结构55，其为周期性重复的高低起伏，用以扩散所述射入所述扩散板50的入射光，因此，可改变光线进入所述扩散板50后的光路径，提高所述背光模块的亮度。所述第一微结构55的型式包括(但不限于)复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物，所述凹槽或凸出物的外形为圆弧形、方形、梯形、三角形或其它外形。
所述上层54的下表面542接合于所述主体51的上表面511上。所述上层54的上表面541为一出光面，用以传送出所述扩散板50内的光线。在本实施例中，所述上层54的上表面541具有一第二微结构56，其为周期性重复的高低起伏，用以集中所述扩散板50所扩散的光后再传送出去。所述第二微结构56的型式包括(但不限于)复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物，所述凹槽或凸出物的外形为圆弧形、方形、梯形、三角形或其它外形。
参考图6，显示本发明用于直下式背光模块的扩散板的制造流程示意图。首先，步骤S61为提供一原料。接着，步骤S62为提供至少两个滚轮，所述滚轮至少其中的一个的表面具有重复的高低起伏的微结构。最后，利用所述滚轮压出所述原料使其形成一扩散板，所述扩散板至少有一表面具有微结构，其为与所述滚轮相对应的重复的高低起伏，因此，可改变光线进入所述扩散板后的光路径，提高所述背光模块的亮度。
以制造图2所示的第一实施例的扩散板20为例。步骤S61中所提供的原料为一主体材料。接着步骤S62中提供一上滚轮和一下滚轮，其中所述上滚轮的表面具有与所述第二微结构29相对应的三角形突起，以制造出所述第二微结构29的棱镜结构。所述下滚轮的表面具有与所述第一微结构28相对应的弧状突起，以制造出所述第一微结构28的弧状凹槽。最后，步骤S63中用所述上滚轮和所述下滚轮以共挤压方式使所述主体材料形成所述扩散板20。
以制造图3所示的第二实施例的扩散板30为例。步骤S61中所提供的原料包括一主体材料和一上层材料，其中所述主体材料具有一第一折射系数n1，所述上层材料具有一第四折射系数n4，所述第一折射系数n1大于所述第四折射系数n4，所述上层材料通常为透明的紫外线和可固化的或热固型的树脂(Curable or Thermal Curable Resin)。接着步骤S 62中提供一上滚轮和一下滚轮，其中所述上滚轮的表面具有与所述第二微结构35相对应的三角形突起，以制造出所述第二微结构35的棱镜结构。所述下滚轮的表面具有与所述第一微结构34相对应的弧状突起，以制造出所述第一微结构34的弧状凹槽。之后，步骤S63中将所述主体材料置于所述上层材料之下，或者，将所述上层材料涂布(coating)于所述主体材料的上表面，利用所述上滚轮和所述下滚轮以共挤压方式使其形成所述扩散板30。最后，再利用热或紫外线以固化所述扩散板30的形状，其中所述主体材料形成所述主体31，所述上层材料形成所述上层32。
以制造图4所示的第三实施例的扩散板40为例。步骤S61中所提供的原料包括一主体材料和一下层材料，其中所述主体材料具有一第一折射系数n1，所述下层材料具有一第三折射系数n3，所述第一折射系数n1大于所述第三折射系数n3，所述下层材料通常为透明的紫外线和可固化的或热固型的树脂(Curable or Thermal Curable Resin)。接着步骤S62中提供一上滚轮和一下滚轮，其中所述上滚轮的表面具有与所述第二微结构45相对应的三角形突起，以制造出所述第二微结构45的棱镜结构。所述下滚轮的表面具有与所述第一微结构44相对应的弧状突起，以制造出所述第一微结构44的弧状凹槽。之后，步骤S63中将所述主体材料置于所述下层材料之上，或者，将所述下层材料涂布(coating)于所述主体材料的下表面，利用所述上滚轮和所述下滚轮以共挤压方式使其形成所述扩散板40。最后，再利用热或紫外线以固化所述扩散板40的形状，其中所述主体材料形成所述主体41，所述下层材料形成所述下层42。
以制造图5所示的第四实施例的扩散板50为例。步骤S61中所提供的原料包括一主体材料、上层材料和一下层材料，其中所述主体材料具有一第一折射系数n1，所述上层材料具有一第四折射系数n4，所述下层材料具有一第三折射系数n3，所述第一折射系数n1大于所述第三折射系数n3和所述第四折射系数n4，所述上层和下层材料通常为透明的紫外线和可固化的或热固型的树脂(Curable or Thermal Curable Resin)。接着步骤S62中提供一上滚轮和一下滚轮，其中所述上滚轮的表面具有与所述第二微结构56相对应的三角形突起，以制造出所述第二微结构56的棱镜结构。所述下滚轮的表面具有与所述第一微结构55相对应的弧状突起，以制造出所述第一微结构55的弧状凹槽。之后，步骤S63中将所述主体材料置于所述下层材料之上，并将所述上层材料置于所述主体材料之上。或者，将所述上层材料涂布(coating)于所述主体材料的上表面，将所述下层材料涂布(coating)于所述主体材料的下表面。再利用所述上滚轮和所述下滚轮以共挤压方式使其形成所述扩散板50。最后，再利用热或紫外线以固化所述扩散板50的形状，其中所述主体材料形成所述主体51，所述上层材料形成所述上层54，所述下层材料形成所述下层52。
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，并非限制本发明，因此所属领域的技术人员可在不背离本发明精神的情况下对上述实施例进行修改和变化。本发明的权利范围应如上述权利要求书所界定。

Claims (40)

1.一种用于直下式背光模块的扩散板，其包括：
一主体，其为一透明材质，具有一上表面和一下表面，所述主体的下表面具有重复高低起伏的第一微结构；和
复数个扩散粒子，其掺杂于所述主体内以折射扩散所述主体内的光线。
2.根据权利要求1所述的扩散板，其特徵是所述第一微结构由复数条平行排列的凹槽或凸出物所构成。
3.根据权利要求2所述的扩散板，其特徵是所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
4.根据权利要求1所述的扩散板，其特征是所述第一微结构由复数条彼此交叉的凹槽或凸出物所构成。
5.根据权利要求4所述的扩散板，其特征是所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
6.根据权利要求1所述的扩散板，其特征是所述主体具有一第一折射系数，所述扩散粒子具有一第二折射系数，所述第一折射系数不同于所述第二折射系数。
7.根据权利要求1所述的扩散板，其特征是所述扩散板的上表面进一步具有一第二微结构，其为周期性重复的高低起伏。
8.根据权利要求7所述的扩散板，其特征是所述第二微结构由复数条平行排列的凹槽或凸出物所构成，所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
9.一种用于直下式背光模块的扩散板，其包括：
一主体，其具有一上表面和一下表面；
复数个扩散粒子，其掺杂于所述主体内以扩散所述主体内的光线；和
一下层，其位于所述主体下方，所述下层为一透明塑料材质，具有一下表面，所述下层的下表面具有重复高低起伏的第一微结构，使所述下层的下表面具有周期性重复的高低起伏。
10.根据权利要求9所述的扩散板，其特征是所述第一微结构由复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物所构成，所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
11.根据权利要求9所述的扩散板，其特征是所述主体具有一第一折射系数，所述扩散粒子具有一第二折射系数，所述第一折射系数不同于所述第二折射系数。
12.根据权利要求9所述的扩散板，其特征是所述主体的上表面具有一第二微结构，其为周期性重复的高低起伏。
13.根据权利要求12所述的扩散板，其特征是所述第二微结构由复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物所构成，所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
14.一种用于直下式背光模块的扩散板，其包括：
一主体，其具有一上表面和一下表面；
复数个扩散粒子，其掺杂于所述主体内以扩散所述主体内的光线；和
一上层，其位于所述主体上方，所述上层为一透明塑料材质，具有一上表面，所述上层的上表面具有一第二微结构，其为周期性重复的高低起伏。
15.根据权利要求14所述的扩散板，其特征是所述第二微结构由复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物所构成，所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
16.根据权利要求14所述的扩散板，其特征是所述主体的下表面具有重复高低起伏的第一微结构。
17.根据权利要求16所述的扩散板，其特征是所述第一微结构由复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物所构成，所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
18.一种用于直下式背光模块的扩散板，其包括：
一主体，其具有一上表面和一下表面；
复数个扩散粒子，其掺杂于所述主体内以扩散所述主体内的光线；和
一上层，其位于所述主体上方，所述上层为一透明塑料材质，具有一上表面，所述上层的上表面具有一第二微结构，其为周期性重复的高低起伏；和
一下层，其位于所述主体下方，所述下层为一透明塑料材质，具有一下表面，所述下层的下表面具有所述第一微结构，使所述下层的下表面具有周期性重复的高低起伏。
19.根据权利要求18所述的扩散板，其特征是所述第一微结构由复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物所构成，所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
20.根据权利要求18所述的扩散板，其特征是所述第二微结构由复数条平行排列或彼此交叉的凹槽或凸出物所构成，所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
21.一种用于直下式背光模块的扩散板的制造方法，包括：
(a)提供一原料；
(b)提供至少两个滚轮，所述滚轮中的一个的表面具有周期性重复的高低起伏；和
(c)利用所述滚轮压出所述原料使其形成一扩散板，所述扩散板的一表面具有一第一微结构，其为与所述滚轮相对应的周期性重复的高低起伏。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征是步骤(b)中周期性重复的高低起伏为复数条平行排列或彼此交叉的突起。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征是所述突起为弧状。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征是所述突起为三角形。
25.根据权利要求21所述的方法，其特征是步骤(b)中提供一上滚轮和一下滚轮，其中所述滚轮的表面都具有周期性重复的高低起伏。
26.根据权利要求21所述的方法，其特征是步骤(a)中的原料包括一主体材料和一下层材料，其中所述主体材料具有一第一折射系数，所述下层材料具有一第三折射系数，所述第一折射系数大于所述第三折射系数，步骤(c)中将所述主体材料置于所述下层材料之上，以共挤压方式使其形成一扩散板。
27.根据权利要求21所述的方法，其特征是步骤(a)中的原料包括一主体材料和一上层材料，其中所述主体材料具有一第一折射系数，所述上层材料具有一第四折射系数，所述第一折射系数大于所述第四折射系数，步骤(c)中将所述主体材料置于所述上层材料之下，以共挤压方式使其形成一扩散板。
28.根据权利要求21所述的方法，其特征是步骤(a)中的原料包括一主体材料、一上层材料和一下层材料，其中所述主体材料具有一第一折射系数，所述上层材料具有一第四折射系数，所述下层材料具有一第三折射系数，所述第一折射系数大于所述第四折射系数和第三折射系数，步骤(c)中将所述主体材料置于所述上层材料与所述下层材料之间，以共挤压方式使其形成一扩散板。
29.根据权利要求21所述的方法，其特征是步骤(c)之后进一步包括一固化所述扩散板的步骤。
30.一种用于直下式背光模块的扩散板，其包括：
一主体，其为一透明的单一材质，具有一上表面和一下表面，所述本体至少有一个表面具有重复高低起伏的第一微结构；和
复数个扩散粒子，掺杂到所述本体内，用以折射扩散所述本体内的光线。
31.根据权利要求30所述的扩散板，其中所述第一微结构是由复数条平行排列的凹槽或凸出物构成。
32.根据权利要求31所述的扩散板，其中所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
33.根据权利要求30所述的扩散板，其中所述第一微结构是由复数条彼此交叉的凹槽或凸出物构成。
34.根据权利要求33所述的扩散板，其中所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
35.根据权利要求30所述的扩散板，其中所述本体具有一第一折射系数，所述扩散粒子具有一第二折射系数，所述第一折射系数不同于所述第二折射系数。
36.根据权利要求30所述的扩散板，其中所述扩散板的下表面具有所述第一微结构，且所述扩散板上表面还具有一第二微结构，其为周期性重复的高低起伏。
37.根据权利要求36所述的扩散板，其中所述第二微结构是由复数条平行排列的凹槽或凸出物所构成，所述凹槽或凸出物的外形选自由圆弧形、方形、梯形和三角形所组成的群组。
38.一种用于直下式背光模块的扩散板，其具有一上表面和一下表面，所述扩散板至少有一个表面具有重复高低起伏的第一微结构。
39.一种直下式背光模块，其包括根据权利要求1、9、14、18、30或38所述的扩散板。
40.一种显示器装置，其包括根据权利要求39所述的直下式背光模块。
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