TWI321693B - Diffusion plate used in direct-type backlight module and method for making the same - Google Patents

Description

1321693 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於直下式背光模組之擴散板及其繁 造方法，特別是一種入光面具有微結構之擴散板及其掣造 方法。 【先前技術】 參考圖1’顯示習用直下式背光模組之示意圖。該直下 φ 式背光模組1係用於一顯示器内，其至少包括：—擴散板 (Diffusion Plate)10、複數個燈管（Lamp)12、—反射板 (Reflector)14、一 擴散片（Diffusi〇n Film)16、一 增直片 (Brightness Enhancement Film，BEF)U及複數個擴散粒子 19。 該擴散板10係於一透明材質之本體内摻雜該等擴散粒子 19，且4等擴散粒子19之折射係數係不同於該擴散板1 〇之 本體之折射係數。藉由該等擴散粒子19之折射作用可擴散 ► 及柔化該擴散板10内之光線，以消除該等燈管12間暗帶的 影像（Lamp Mura)。該擴散板1〇具有一上表面1〇1及一下表 面102’該下表面102係為一入光面用以接受來自該等燈管 12直接射入及經該反射板14反射而射入該擴散板丨〇之入射 光。該擴散板10之上表面101上附加有該擴散片16及該增 亮片以，其中該增亮片18上具有複數個菱鏡(prism)片，以 將擴散.後之光線再度集中於該顯示器所需視角内，藉此， 可提高該背光模組1所需視角範圍内之輝度。 該習用擴散板10之缺點在於其本身只有擴散光線之作 97224.doc 1321693 用，如果要改變光線路徑（例如集中光線），需要另行搭配 其他之光學薄膜（例如該擴散片16及該增亮片18)，然而該 光學薄膜容易受到環境影響產生光學缺陷，降低該背光模 組1之良率。而且’該光學薄膜之價格昂貴，進而增加該 背光模組1之成本。此外，該光學薄膜皆為單項光學功能 之元件，在光學設計上有搭配上的限制，無法適用於客製 化的多樣光學設計。 因此，有必要提供一創新且富進步性的擴散板及其製造 方法’以解決上述問題。 【發明内容】 本發明之主要目的係提供一種用於直下式背光模組之擴 政板°亥擴散板至少有一表面具有重複高低起伏之微結構 用以擴散射入該擴散板之入射光。藉此，可改變光線進入 該擴散板後之光路徑，提高該背光模組輝度表現。 本發明之另一目的係提供一種用於直下式背光模組之擴 散板之製造方法，其係利用共押出之方式製造複合結構之 擴散板使其表φ具有微結構，藉此，可改變力線進入該擴 散板後之光路徑，提高該背光模組輝度表現。 本發明之另一目的係提供一種用於直下式背光模組之擴 散板之製造方法，其係利滚筒壓印之方式使該擴散板形成 一多層結構，且其表面具有微結構，藉此，可改變光線進 入該擴散板後之光路徑，提高該背光模組輝度表現。 本發明之另—目的係提供一種用於直下式背光模組之擴 散板，其本身即具有該等習用光學薄膜之功能，可減少零 97224.doc 1321693 件變動因子，提高該背光模組之可靠度。此外，由於省略 該等習用光學薄膜之使用，可減少該背光模組之材料成 本。 【實施方式】

參考圖2 ’顯示本發明第一實施例之直下式背光模組之 示意圖。該直下式背光模組2係用於一顯示器内，其至少 包括：—擴散板（Diffusion Plate)20、複數個燈管 (Lamp)22、一反射板（Refiect〇r)24及複數個擴散粒子26 〇 該擴散板20係於一透明材質之本體内摻雜該等擴散粒子 26，其中該擴散板2〇之本體係為一單一材質，其具有一第 一折射係數nl。該等擴散粒子26之第二折射係數心係不同 於该擴散板20之本體之第一折射係數…。藉由該等擴散粒 子26之折射作用可擴散及柔化該擴散板2〇内之光線以消 除該等燈管22間暗帶的影像（Lamp Μ·)β該擴散板⑼具 有一上表面201及一下表面2〇2。

該擴散板20之下表面202係為一入光面，用以接受來自 該等燈管22直接射入及經該反射板以反射而射入該擴散板 20之入射光。在本實施例中，該擴散板2〇下表面2〇2具有 -第-微結構28,其係為週期性重複之高低起伏，用以折 射擴散該射入該擴散板20之入射光，藉此，可改變光線進 入該擴散板20後之光路徑，提高該背光模組2輝度表現。 該第-微結構28之型式包括但*限於複數條平行排列或彼 此交又之凹槽或巴出物，該等凹槽或凸出物之外形係為圓 弧形、方形 '梯形、三角形或其他外形。 97224.doc 1321693 該擴散板20上表面20〗係為一出光面，用以傳送出該擴 散板20内之光線。在本實施例中，該擴散板2〇上表面2〇ι 具有一第二微結構29 ,其係為週期性重複之高低起伏，用 以集中該擴散板20所擴散之光後再傳送出去。該第二微結 構29之型式包括但不限於複數條平行排列或彼此交又之凹 槽或凸出物，該等凹槽或凸出物之外形係為圓弧形、方 形、梯形、三角形或其他外形。 參考圖3,顯示本發明第二實施例之擴散板之示意圖。 本實施例之擴散板30係應用於一直下式背光模組，其包括 一本體31、一上層32及複數個擴散粒子33 ^該本體31具有 一上表面311及一下表面3 12，該本體31具有—第一折射係 數nl。該等擴散粒子33係摻雜於該本體31内，且該等擴散 粒子33具有一第二折射係數n2，藉由該等擴散粒子之折 射作用可擴散及柔化該本體31内之光線。該上層32係為一 透明材質’具有-上表面321及一下表面322，該上層32之 材質係不同於該本體31之材質，其具有一第四折射係數 以。在本實施例中，該第一折射係數nl係不同於該第二折 射係數n2。該第一折射係數“大於該第四折射係數n4。 。亥本胜31之下表面312係為一入光自，用以接受射入該 本體31之入射光。在本實施例中，該本㈣下表面312具 有一第一微結構34 ’其係為週期性重複之高低起伏用以 折射擴散該射入該本體31之入射光，藉此，可改變光線進 入該擴散板30後之光路徑，提高該背光模組輝度表現。該 第—微結構34之型式包括但不限於複數條平行排列或彼此 97224.doc 交叉之凹槽或凸出物，該等凹槽或凸出物之外形係為圓弧 形、方形、梯形、三角形或其他外形。 該上層32下表面322係位於該本體31之上表面^丨上。該 上層32上表面321係為一出光面，用以傳送出該擴散板儿 、 内之光線。在本實施例中，該上層32上表面321具有一第 ·. 一微結構35 ,其係為週期性重複之高低起伏，用以集_該 ' 擴散板3〇所擴散之光後再傳送出去。該第二微結構35之型 鲁 < 包括但不限於複數條平行排列或彼此交叉之凹槽或凸出 物，該等凹槽或凸出物之外形係為圓弧形、方形 '梯形、 三角形或其他外形。 參考圖4，顯示本發明第三實施例之擴散板之示意圖。 本實施例之擴散板40包括一本體41、一下層42及複數個擴 散粒子43。該本體41具有一上表面411及一下表面412，該 本體41具有一第一折射係數nl。該等擴散粒子43係摻雜於 該本體41内，且該等擴散粒子43具有一第二折射係數心， 藉由該等擴散粒子43之折射作用可擴散及柔化該本體41内 之光線。該下層42係為一透明材質，具有一上表面421及 一下表面422，該下層42之材質係不同於該本體4丨之材 質，其具有一第二折射係數n3 ^在本實施例中，該第一折 射係數nl係不同於該第二折射係數n2。該第一折射係數“ 大於該第三折射係數n3。 該下層42上表面421係接合於該本體41之下表面412上。 該下層42之下表面422係為一入光面，用以接受射入該擴 散板40之入射光。在本實施例中，該下層42下表面422具 97224.doc •10· 1321693 有一第一微結構44,其係為週期性重複之高低起伏，用以 擴散該射入該擴散板40之入射光，藉此，可改變光線進入 該擴散板40後之光路徑，提高該背光模組輝度表現。該第 一微結構44之型式包括但不限於複數條平行排列或彼此/交 又之凹槽或凸出物，該等凹槽或凸出物之外形係為圓弧 形、方形、梯形、三角形或其他外形。

該本體4丨上表面411係為一出光面，用以傳送出該擴散 板40内之光線。在本實施例中，該本體4丨上表面411具有 一第二微結構45，其係為週期性重複之高低起伏，用以集 中該擴散板40所擴散之光後再傳送出去。該第二微結構心 之型式包括但不限於複數條平行排列或彼此交又之凹槽或 凸出物，該等凹槽或凸出物之外形係為圓弧形、方形、梯 形、三角形或其他外形。 參考圖5，顯示本發明第四實施例之擴散板之示意圖。 本實施例之擴散板50包括一本體51、一下層52 '複數個擴 散粒子53及一上層54 ^該本體51具有一上表面5ιι及一下 表面512，該本體51具有一第一折射係數nl。該等擴散粒 子53係摻雜於該本體51内，且該等擴散粒子幻具有一第二 折射係數π2，藉由該等擴散粒子53之折射作用可擴散及柔 化該本體51内之光線。該下層52係為一透明材質具有一 上表面521及一下表面522，該下層52之材質係不同於該本 體51之材質，其具有一第三折射係數η3。該上層54係為一 透明材質，具有一上表面541及一下表面542,該上層54之 第四折射係數 材質係不同於該本體51之材質，其具有— 97224.doc 1321693 n4。在本實施例中，該第一折射係數nl係不同於該第二折 射係數n2。該第一折射係數n 1大於該第三折射係數n3，且 s玄弟一折射係數η 1大於該第四折射係數n4。 6亥下層52上表面521係接合於該本體51之下表面512上。 ' 該下層52之下表面522係為一入光面，用以接受射入該擴 - 散板50之入射光。在本實施例中，該下層52下表面522具 ' 有第一微結構5 5，其係為週期性重複之高低起伏，用以 • 擴散該射入該擴散板之入射光，藉此’可改變光線進入 該擴散板50後之光路徑，提高該背光模組輝度表現。該第 一微結構55之型式包括但不限於複數條平行排列或彼此交 又之凹槽或凸出物’該等凹槽或凸出物之外形係為圓弧 形、方形、梯形、三角形或其他外形。 s亥上層54下表面549技拉人·丄

該等凹槽或凸iM勿之外形係為圓弧形 形、三角形或其他外形。

尚低起伏之微結構。 。5亥第一微結構5 6之 皮此交又之凹槽或凸 ，圓弧形、方形、梯 挨組之擴散板之 一原料。接著， 該等滾輪至少其中之一之表 構。最後，利用該等滾輪壓 97224.doc ，亥原料使其形成-擴散板’該擴散板至少有一表面具有 微結構’其係為與織輪相對應之重複之高低起伏，藉 此’可改變光線進入該擴散板後之光路徑，提高該背光模 組輝度表現》 以製造圖2所示之第一實施例之擴散板2〇為例。步驟如 中所提供之原料係為一本體材料。接著步驟中係提供 -上滾輪及一下滾輪，#中該上滾輪之表面具有與該第二 微、、’。構29相對應之二角形突起，以製造出該第二微結構μ 之稜鏡結構。該下滚輪之表面具有與該第—微結構28相對 應之弧狀突起，以製造出該第—微結構28之弧狀凹槽。最 後，步驟S63中係用該上滾輪及該下滾輪以共押出方式使 該本體材料形成該擴散板2〇。 乂製ia_圖3所示之苐一貫施例之擴散板3 〇為例。步驟S 6工 中所提供之原料係包括一本體材料及一上層材料，其中該 本體材料具有一第—折射係數nl ,該上層材料具有一第四 折射係數n4，該第一折射係數“大於該第四折射係數n4， 該上層材料通常為透明之紫外線及熱硬化型之膠（Curate or Thermal Curable Resin)。接著步驟S62中係提供一上滾 輪及一下滾輪，其中該上滾輪之表面具有與該第二微結構 35相對應之三角形突起，以製造出該第二微結構35之稜鏡 結構。該下滾輪之表面具有與該第一微結構34相對應之弧 狀突起，以製造出該第一微結構34之弧狀凹槽。之後，步 驟S63中係將該本體材料置於該上層材料之下，或者，將 該上層材料塗佈（coating)於該本體材料上表面，利用該上 97224.doc 13. 滾輪及該下滾輪以共押出方式使其形成該擴散板30。最 後，再利用熱或紫外線以固化該擴散板30之形狀，其中該 本體材料形成該本體h，該上層材料形成該上層32。 以製造圖4所示之第三實施例之擴散板4〇為例。步驟s6i 中所提供之原料係包括一本體材料及一下層材料，其中該 本體材料具有一第一折射係數…，該下層材料具有一第三 折射係數n3，該第一折射係數“大於該第三折射係數n3， 該下層材料通常為透明之紫外線及熱硬化型之膠（curab】e π Thermal Curable Resin)。接著步驟S62令係提供一上滾 輪及-下滾輪’其中該上滾輪之表面具有與該第二微結構 45相對應之三角形突起，以製造出該第二微結構45之稜鏡 結構。該下滾輪之表面具有與該第一微結構44相對應之弧 狀突起，以製造出該第一微結構44之弧狀凹槽。之後，步 驟S63中係將該本體材料置於該下層材料之上，或者，將 該下層材料塗佈（coating)於該本體材料下表面，利用該上 滾輪及該下滾輪以共押出方式使其形成該擴散板4〇。最 後再利用熱或紫外線以固化該擴散板4〇之形狀，其中該 本體材料形成該本體41，該下層材料形成該下層42。 以製造圖5所示之第四實施例之擴散板5〇為例。步驟如 中所提供之原料係包括一本體材料、上層材料及一下層材 料，其中該本體材料具有一第一折射係數d，該上層材料 具有-第四折射係數n4,該下層材料具有一第三折射係數 n3 ’該第-折射係數^大於該第三折射係數n3及該第四折 射係數Μ，肖上層及下層材料通常為透明之紫外線及熱硬 97224.doc 1321693 化型之膠（Curable or Thermal Curable Resin)。接著步驟 S62中係提供一上滾輪及一下滾輪，其中該上滾輪之表面 具有與該第二微結構56相對應之三角形突起，以製造出該 第二微結構56之棱鏡結構。該下滚輪之表面具有與該第_ 微結構55相對應之弧狀突起，以製造出該第一微結構55之 弧狀凹槽。之後，步驟S63中係將該本體材料置於該下層 材料之上’且將該上層材料置於該本體材料之上。或者， 將該上層材料塗佈（coating)於該本體材料上表面，將該下 層材料塗佈（coating)於該本體材料下表面《再利用該上滚 輪及該下滾輪以共押出方式使其形成該擴散板5〇。最後， 再利用熱或紫外線以固化該擴散板50之形狀，其中該本體 材料形成該本體51 ’該上層材料形成該上層54,該丁層材 料形成該下層5 2。 上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制 本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及 變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之 申清專利範圍所列。 【圖式簡單說明】 圖1顯示習用直下式背光模組之示意圖； 圖2顯示本發明第一實施例之直下式背光模組之示意 圖； 圖3顯示本發明第二實施例之擴散板之示意圖， 圖4顯示本發明第三實施例之擴散板之示意圖； 圖5顯示本發明第四實施例之擴散板之示意圖；及 97224.doc -15- 1321693 圖6顯示本發明用於直下式背光模組之擴散板之製造流 程示意圖。 【主要元件符號說明】 1 習用直下式背光模組 ^ 2 本發明直下式背光模組 10 擴散板 12 燈管 • 14 反射板 16 擴散片 18 增亮片 19 擴散粒子 20 擴散板 22 燈管 24 反射板 26 擴散粒子 φ 28 第一微結構 29 第二微結構 ' 30 擴散板 31 本體 32 上層 33 擴散粒子 34 第一微結構 35 第二微結構 40 擴散板 97224.doc -16- 1321693

41 本體 42 下層 43 擴散粒子 44 第一微結構 45 第二微結構 50 擴散板 51 本體 52 下層 53 擴散粒子 54 上層 55 第一微結構 56 第二微結構 101 上表面 102 下表面 201 上表面 202 下表面 311 上表面 312 下表面 321 上表面 322 下表面 411 上表面 412 下表面 421 上表面 422 下表面 97224.doc -17 1321693 511 上表面 512 下表面 521 上表面 522 下表面

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Claims (1)

1321693 H咖正本 第094136211號專利申請案 申請專利範圍替換本(98年5月） 十、申請專利範圍： 1. 一種用於直下式背光模組之擴散板，包括： 一本體，具有一上表面及一下表面，該本體具有一第 一折射係數； 複數個擴散粒子，摻雜於該本體内，用以擴散該本體 内之光線’該等擴散粒子具有一第二折射係數； 一上層，位於該本體上方，該上層係為一透明塑膠材 為，具有一上表面，該上層之上表面具有一第二微結 構，其係為週期性重複之高低起伏，該上層之材質係不 同於該本體之材質，其具有一第四折射係數，該第一折 射係數大於該第四折射係數；及 、一下層，位於該本體下方，該下層係為一透明塑膠材 質，具有一下表面，該下層之下表面具有該第一微結 構，使該下層下表面具有週期性重複之高低起伏，該下 層之材質係不同於該本體之材質，其具有一第三折射係 數’該第一折射係數大於該第三折射係數。 2·如凊求項1之擴散板，其中該第一微結構係由複數條平行 排歹i或彼此交叉之凹槽或凸出物所構成，該凹槽或凸出 物之外形係選自由圓弧形、方形、梯形及三角形所組成 之群。 3.如凊求項〗之擴散板，其中該第二微結構係由複數條平行 排列或彼此交又之凹槽或凸出物所構成，該凹槽或凸出 物之外形係選自由圓弧形、方形、梯形及三角形所組成 97224.doc 1321693 第094136211號專利申請案 申請專利範圍替換本(98年5月） 之群。 4. 一種用於直下式背光模組之擴散板之製造方法，包括·· (a) 提供一原料，該原料包括一本體材料、一上層材料 及一下層材料，其中該本體材料具有一第一折射係 數，該上層材料具有一第四折射係數，該下層材料 具有一第二折射係數，該第一折射係數大於該第四 折射係數及第三折射係數； (b) 提供至少：滾輪’該等滾輪其中之—之表面具有週 期性重複之高低起伏；及 且々；场工β可科及 (c;將該本體材料 利用該等滾輪以共押出方式使該原料形成一擴散 板’該擴散板之-表面具有—第—微結構，其係為 與該滾輪相對應之週期性重複之高低起伏。 I ST4之方法，其中步驟㈨中週期性重複之高低起 伏係為複數條平行排列或彼此交又之突起。 6♦如4求項5之方法，其_該等突起係為弧狀。 7·如請求項5之方法’其中該等突起係為三角形。 8 項Γ方法’其中步輝附係提供-上滾輪及- 起伏。、中該等滚輪之表面皆具有週期性重複之高低 其中步驟（c)之後更包括一固化該擴 9.如請求項4之方法 散板之步驟。 97224.doc