CN2742462Y - 增加亮度的光扩散板 - Google Patents

Abstract

一种增加亮度的光扩散板。为提供一种结构简单、组装方便、降低成本、提高光利用率及亮度的液晶显示器部件，提出本实用新型，它包含基材及至少一层液晶层；液晶层位于基材一侧，并使经过的光线反射成波长为可见光波长范围的反射光线。

Description

增加亮度的光扩散板

技术领域

本实用新型属于液晶显示器部件，特别是一种增加亮度的光扩散板。

背景技术

随着数字节目的来临，电视影像解析度将由传统电视的525条扫描线(VGA：640×480)提升为1080条扫描线解析度(SXGA：1280×1024)。如此传统的映像管电视将逐渐被高解析度的新世代显示装置所取代。

在新世代的显示器中，目前主流以TFT-LCD液晶显示器、PDP电浆显示器及背投影显示器为主。

其中，由于日、韩及台湾大厂积极投入TFT-LCD液晶显示器研发及采用大型化的生产设备，液晶显示器的品质不断精进，价格不断下滑，带动了液晶显示器的需求，如此使TFT-LCD液晶显示器有可能成为数字电视的主流。液晶面板本身无法发出光线，需借由背光模组来提供显示器光源。

一般而言，液晶电视的背光源主要是直下式，而直下式背光源可以借由增加灯管及使用扩散板来达到大尺寸液晶显示器的亮度要求。

液晶显示装置使用的扩散板分为内部扩散型及表面扩散型反射板。

内部扩散型是在压克力树脂板内分散设有不同折射率的颗粒，使光行均匀性乱反射，此时因光学颗粒折射率不同及混合百分比做画面亮度及辉度不均匀性的调整。

表面扩散型为使透明树脂板的表面粗糙化，使光反射及折射。在目前的扩散效率虽然符合要求，但是光线的穿透率仍不足以使用在显示器的应用方面，所以最直接的问题就是亮度不足，因此都必须在背光模组内搭配增亮膜来提升背光源的亮度。然而大尺寸的液晶显示器亮度需求高，若另外加一层增亮膜则会增加成本。

如图1所示，已有的直下式背光模组包含反射片10′、数个光源11′、光扩散板12′、第一棱镜片(prism sheet)13′、第二棱镜片14′及光扩散膜(diffuser film)15′等。然，目前在背光模组内，常见的增亮技术可区分为三大类。

第一类是搭配两片水平跟垂直方向的棱镜片，其原理乃是利用材料棱镜折射率还有棱镜结构的棱镜角度把入射光经折射之后，通过锯齿状的板面控制其出光角度，让原已扩散开来的光线再度集中、减少光耗损率，以达到增加亮度的目的。棱镜片一般是用PET聚酯或聚碳酸脂为材料制成厚度约为75～230μm的薄片，在薄片的表面形成间距为24～110μm、顶角为90°～110°的长条状棱镜阵列，因其折射率及光学结构而具有聚光的作用。使用一片直角形状的棱镜片时，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。如美国专利号码5,175,030与5,183,597皆是于透明基材上，以UV树酯或两液型树酯在模具上成型，制作棱镜片。

第二类是以多层式干涉补偿膜作为增亮技术，其原理是利用两种不同折射率的高分子材料以压出技术形成多层膜结构，再经由延伸产生双折射率的特性。当背光源通过时，垂直于干涉膜的偏光可直接穿透，而平行于干涉膜的偏光将背反射回背光模组，再经反射后重新形成垂直于干涉膜的偏光，从而达到提升光利用率的方法及增亮的效果。

第三类是以反射式旋光性向列型液晶(Chiral-Nematic)作为增亮的技术，其原理是一种反射式增亮技术，主要是当背光模组的光源通过旋光性向列型液晶(Chiral-Nematic)层时，只有与液晶分子螺旋结构相反的圆偏光可以通过，相对的与液晶分子螺旋结构相同的圆偏光则将被反射回背光模组，再经反射后重新形成与液晶分子螺旋结构相反的圆偏光，而达到提升光利用率的方法达到增亮的效果。

对背光模组制造商而言，降低成本的方法不外乎是将模组构造简化，因此，若光能具高效率且均匀地自扩散板表面射出，提高正面亮度。此一体成型的扩散板设计，不但能减少需要外购的昂贵零件，如棱镜片，而且可缩短组装时间，同时达到高亮度化及降低成本的目的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、组装方便、降低成本、提高光利用率及亮度的增加亮度的光扩散板。

本实用新型包含基材及至少一层液晶层；液晶层位于基材一侧，并使经过的光线反射成波长为可见光波长范围的反射光线。

其中：

基材的材质选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯、环烯烃共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯或聚苯乙烯材质所组成的群组中之一。

液晶层为旋光性向列型液晶层。

基材的一侧为至少一层液晶层；基材另一侧形状可为任意形状。

基材为任意形状的一侧为平面、镜面或雾面。

基材为任意形状的一侧为聚光或散光结构。

基材为任意形状的一侧为棱镜。

基材的另一侧面设有相位延迟片。

相位延迟片为为1/4波长的相位延迟片。

基材包含数个光扩散粉。

由于本实用新型包含基材及至少一层液晶层；液晶层位于基材一侧，并使经过的光线反射成波长为可见光波长范围的反射光线。使用时，将本实用新型组装于包含反射片及数个光源的直下式背光模组中，当背光模组的数个光源通过液晶层时，只有与液晶分子结构相反的圆偏光可以通过，相对的与液晶分子结构相同的圆偏光则将被反射回背光模组，再经反射片反射后，重新形成与液晶分子结构相反的圆偏光，再次通过液晶层，当可反射的波长范围增加，光的回收率也会提升，从而具有增亮的效果，不仅可改善传统需要透过组装以将光扩散板、棱镜片或增亮膜与灯源模组组装在一起的缺点，且本实用新型不需要棱镜片或增亮膜的设置，即可提高亮度兼具减少制程降低成本。不仅结构简单、组装方便、降低成本，而且提高光利用率及亮度，从而达到本实用新型的目的。

附图说明

图1、为已有的直下式光模组分解结构示意正视图。

图2、为本实用新型结构示意正视图。

图3、为本实用新型结构示意正视图(具有柱状透镜及液晶层)。

图4、为本实用新型结构示意正视图(具有散光设计及液晶层)。

图5、为组装本实用新型的直下式背光模组结构示意正视图。

图6、为组装本实用新型的直下式背光模组结构示意正视图(具有相位延迟片)。

具体实施方式

本实用新型用于解决已有技术的直下式背光模组结构复杂、组装不便、成本高、光利用率不足的缺点，已有的直下式背光模组系包含反射片、数个光源、光扩散板、棱镜片及增亮膜，再将上述的光学片组合在一起，不仅增加其组装时的难度和时间，而且增加成本。

如图2所示，本实用新型增加亮度的光扩散板300为一种增加亮度的光扩散板，其包含基材10及位于基材10一侧的至少一层液晶层20。

基材10的材质选自聚碳酸酯(Polycarbonate)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl mathacrylate)、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯、环烯烃共聚物(Cyclo-OlefinCopolymer)、聚对苯二甲酸乙二酯[PETG Poly(ethylene terephthalate)]或聚苯乙烯(Polystyrene)等材质所组成的群组中之一。基材10包含数个光扩散粉12。基材10的另一侧形成为平面、镜面或雾面或聚光或散光设计的纹路。

如图2所示，基材10的另一侧形成平面。

如图3所示，基材10的另一侧形成柱状透镜结构。

如图4所示，基材10的另一侧形成散光设计。

液晶层20为旋光性向列型液晶层(Chrial-Nematic Crystal Layer)，其涂布至基材10的一例，其涂布方式包括：狭缝式涂布、浸镀、线棒涂布、滚轮滚压方式、旋转涂布、喷涂、淋镀等方式。

如图5所示，组装本实用新型的直下式背光模组包含反射片100、数个光源200及光扩散板300。

增加亮度的光扩散板300的一侧包含至少一层液晶层20及基材10。

液晶层20为利用不同螺距叠合或是螺距大小变化的液晶材料以至少一层涂布在经配向后的基材10上，经循环回火后使螺距定向排列，如此可增加反射波长范围达到可见光波长范围；螺距变化排列影响被反射的旋光波长范围，若温度增加螺距就会减少，此时反射波长就会偏蓝光波长范围，所以必须控制照射能量、回火温度及滚轮温度才可使反射波长为可见光波长范围。

当背光模组的数个光源200通过旋光性向列型液晶(Chiral-Nematic)层20时，只有与液晶分子螺旋结构相反的圆偏光可以通过，相对的与液晶分子螺旋结构相同的圆偏光则将被反射回背光模组，再经反射片100反射后，重新形成与液晶分子螺旋结构相反的圆偏光，再次通过旋光性向列型液晶层，当可反射的波长范围增加，光的回收率也会提升。此时，如图6所示，再配合1/4波长相位延迟片400，即可将圆偏光转换成线偏光通过偏光片，而提升光利用率，使增加亮度的光扩散板300具有增亮的效果，不仅可改善传统需要透过组装以将光扩散板、棱镜片或增亮膜与灯源模组组装在一起的缺点，且本实用新型不需要棱镜片或增亮膜的设置，即可提高亮度兼具减少制程降低成本。现以实施例作如下说明：使用2mm的PC材质的高亮度扩散板，一面为亮面，另一面为棱镜(prism)，将分散混合状态的旋光性向列型液晶(液晶状态范围20～150℃)涂布于PC光扩散板的镜面亮面上，于含氧量小于1％的烘箱中，进行高温100℃回火3分钟后再进行低温30℃回火，循环回火3次使液晶分子定向排列；回火温度不可高于PC基材的玻璃转移温度135℃，利用波长365nm的紫外光固化，成型后即为高亮度扩散板。

Claims (10)

1、一种增加亮度的光扩散板，其特征在于它包含基材及至少一层液晶层；液晶层位于基材一侧，并使经过的光线反射成波长为可见光波长范围的反射光线。

2、根据权利要求1所述的增加亮度的光扩散板，其特征在于所述的基材的材质选自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯、环烯烃共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯或聚苯乙烯材质所组成的群组中之一。

3、根据权利要求1所述的增加亮度的光扩散板，其特征在于所述的液晶层为旋光性向列型液晶层。

4、根据权利要求1所述的增加亮度的光扩散板，其特征在于所述的基材的一侧为至少一层液晶层；基材另一侧形状可为任意形状。

5、根据权利要求4所述的增加亮度的光扩散板，其特征在于所述的基材为任意形状的一侧为平面、镜面或雾面。

6、根据权利要求4所述的增加亮度的光扩散板，其特征在于所述的基材为任意形状的一侧为聚光或散光结构。

7、根据权利要求6所述的增加亮度的光扩散板，其特征在于所述的基材为任意形状的一侧为棱镜。

8、根据权利要求1所述的增加亮度的光扩散板，其特征在于所述的基材的另一侧面设有相位延迟片。

9、根据权利要求8所述的增加亮度的光扩散板，其特征在于所述的相位延迟片为为1/4波长的相位延迟片。

10、根据权利要求1所述的增加亮度的光扩散板，其特征在于所述的基材包含数个光扩散粉。

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