TWI390255B - 增亮膜及使用該增亮膜之背光模組 - Google Patents

Description

增亮膜及使用該增亮膜之背光模組

本發明係關於一種增亮膜，特別是關於一種適合應用於一背光模組中，能夠進行集光作用，並適於提高背光模組之遮瑕性的增亮膜。

背光模組為液晶顯示器的關鍵零組件之一，用以提供液晶面板所需之均勻面光源，背光模組係應用增亮膜(brightness enhancement film,BEF)來提昇其亮度。

請參照第1圖，其係為一習知的背光模組100之剖面結構示意圖。如第1圖所示，背光模組100包括一光源110、一逆稜鏡片120、一擴散片140、一導光板150及一反射板160。導光板150具有一側面151、一出光面152及一底面153，在導光板150之底面153應用V-cut結構(未圖示)。光源110係設置於導光板150之側面151旁，逆稜鏡片120及擴散片140皆設置於導光板150之出光面152的上方。反射板160則設置於導光板150之底面153的下方。

導光板150利用全反射原理使來自光源110之光束能於導光板150中行進，導光板150之底面153的V-cut結構會破壞光束在導光板150中的全反射，使光束能夠出射出光面152。反射板160係將來自底面153的光反射回導光板150內，以增加光的使用效率。由導光板150之出光面152射出的光束通過逆稜鏡片120，再經由擴散片140出射至液晶面板(未圖示)。

光自背光模組100之導光板150射出後，利用逆稜鏡片120來修正光的行進方向，使背光模組100能提高大致垂直於出光面152方向的出光之比例。逆稜鏡片120係藉由光的折射與反射來調整光的行進方向，以達到聚集光束，使整體的背光模組100之大致垂直於出光面152方向的輝度提高，進而提高光束自導光板100射出後的使用效益。

值得一提地，配合參照第2圖，係為第1圖之A區域的放大示意圖。利用逆稜鏡片120之稜鏡結構層130能改變自導光板150發出的光束R1之行進方向，使光束R1經過逆稜鏡片120且折射後，以大致垂直於逆稜鏡片120之上表面的方向出射，藉此提高整個背光模組100之大致垂直於出光面152方向的輝度。

雖然以V-cut結構的導光板150搭配逆稜鏡片120可以提高背光模組100之大致垂直於出光面152方向的輝度，但是當導光板150有缺陷點D時，通過缺陷點D的光束R2會發生散射，經由逆稜鏡片120的加強而導致背光模組100的輝度不均勻。此外，逆稜鏡片120之稜鏡結構層130的頂端為尖角狀，因此易受到損害。

爰是，鑑於上述習知技術中仍有不足之處，故提供一實際有效的解決方案，係為當前技術所需。

本發明之目的係在於提供一種增亮膜及使用該增亮膜的背光模組，能夠減弱導光板的缺陷所造成的輝度不均，提升了背光模組之遮瑕性。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例的背光模組包括一光源、一導光板及一增亮膜。

光源用以提供一光束。導光板具有一出光面、相對於出光面的一底面及連接出光面與底面的一側面，並且側面朝向光源。光源所提供之光束係由側面進入導光板，而由出光面射出導光板。導光板之出光面係為噴砂表面。此外，導光板之底面具有複數個微結構。

增亮膜裝設於導光板之上方，包括一基板、一稜鏡結構層及一反射層。

增亮膜之基板具有下表面，下表面係面對導光板之出光面，以接受出光面所射出的光束。稜鏡結構層包括複數個稜鏡單元，每一稜鏡單元具有一頂端及一底部，底部與基板之下表面接合，頂端朝向導光板之出光面。這些稜鏡單元係設置於基板之下表面，使稜鏡結構層之截面形成鋸齒狀及波浪狀的其中之一，稜鏡結構層之材料包括多元酯及聚酯類物質的其中之一。在一實施例中，這些稜鏡單元具有一噴砂表面。增亮膜之基板具有一相對於下表面之上表面，上表面可以是一噴砂表面或塗佈複數個擴散粒子。上述擴散粒子的材料例如是二氧化矽、聚甲基丙烯酸甲酯等具有擴散效果的粉體。

此外，反射層包括複數個反射單元，每一反射單元覆蓋於稜鏡結構層的每一稜鏡單元之頂端，反射層材料包括二氧化鈦、硫酸鋇及光固化樹脂的其中之一，每一反射單元的一截面形狀係選自由矩形、三角形及圓弧形所構成的群組，且每一反射單元具有導圓角。

由於稜鏡結構層之頂端被反射層覆蓋，因此由導光板上的缺陷點出射的光束將被反射層反射，經過多次反射與折射後，能夠減弱導光板上的缺陷點所造成的輝度不均，提升了背光模組之遮瑕性。另外，反射層可以保護稜鏡結構層之頂端不受損傷。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

請參照第3圖，其係為本發明之一實施例中的背光模組300之剖面結構示意圖。背光模組300包括一光源310、一增亮膜320、一擴散片340、一導光板350及一反射板360。光源310用以提供光束。

導光板350具有一出光面352、相對於出光面352的一底面353及連接出光面352與底面353的一側面351，側面351朝向光源310。光源310鄰近側面351，並且提供光束，光束由側面351進入導光板350並由出光面352射出導光板350。導光板350用於導引光束的行進方向，並將自光源310發出之光束轉化為一平面光。

請參照第4圖，係為第3圖之B區域的放大示意圖。增亮膜320適用於背光模組300中，並且裝設於導光板350之出光面352的上方。增亮膜320包括一稜鏡結構層330、一基板331及一反射層335。增亮膜320之基板331具有下表面334，且該下表面334係面對導光板350之出光面352，以接受出光面352所射出的光束。

配合參照第4、4A及4B圖，第4A及4B圖係為本發明之一實施例中增亮膜320a及320b之剖面示意圖。第4圖中增亮膜320之製作方式係利用沉積技術或塗佈技術依序層疊稜鏡結構層330及反射層335之材料於基板331上，而後藉由蝕刻技術形成第4A或4B圖中截面形狀為鋸齒狀的增亮膜320a或波浪狀的增亮膜320b。

以下細部說明增亮膜320a、320b之結構。稜鏡結構層330包括複數個稜鏡單元330a、330b，每一稜鏡單元330a、330b具有一頂端336及一底部337，並且每一稜鏡單元330a、330b的底部337與基板331之下表面334接合，頂端336朝向導光板350之出光面352。在本發明之一實施例中，該些稜鏡單元330a、330b係連續地設置於基板331之下表面334。稜鏡結構層330之材料包括多元酯及聚酯類物質的其中之一。

值得注意的是，增亮膜320除了具有習知的聚集光束功能之外，其反射層335具有遮瑕性。反射層335包括複數個反射單元3350，每一反射單元3350覆蓋於稜鏡結構層330的每一稜鏡單元330a、330b之頂端336，用以減弱導光板350上的缺陷點D對背光模組300之出光均勻度的影響，提升了背光模組300之遮瑕性，使整體輝度更均勻。進一步說明如下，在光束R3、R4由導光板350上的缺陷點D出射後會被反射層335阻擋而增加反射的次數，被反射層335反射的光束可能再被折射，如此一來，光束R3、R4將經過多次反射與折射，逐步地修正方向而達到大致垂直於出光面352方向出射的目的，因而可減弱缺陷點D的影響，而且隨著反射層335之反射單元3350的面積越大，增亮膜320的遮瑕能力也隨之增強，以及當稜鏡結構層330之稜鏡單元330a、330b排列愈緊密時，背光模組300之整體輝度將更均勻。

在一實施例中，反射層335材料包括二氧化鈦(TiO2)、硫酸鋇(BaSO4)，以及光固化樹脂的其中之一。如第4、5A、5B及5C圖所示，反射層335的反射單元3350之一截面形狀係選自由矩形、三角形及圓弧形所構成的群組，且反射單元3350具有導圓角，此處僅舉反射單元3350之截面形狀係選自由矩形、三角形及圓弧形所構成的群組，且反射單元3350具有導圓角為例做說明，但其並非用以限定本發明之反射單元3350的外型輪廓。反射單元3350之截面形狀可以是多邊形等其他形狀。

藉由反射層335之結構形狀及覆蓋於稜鏡結構層330之頂端336，可以保護稜鏡結構層330之頂端336不受損傷。再參照第3圖，當光經過擴散片340時，擴散片340將來自增亮膜320的光束擴散出射至液晶面板(未圖示)，使背光模組300之出射光束均勻化。本實施例之擴散片340具有微粒子及樹脂層(未圖示)，微粒子分散在樹脂層中，且微粒子與樹脂層具有不同的折射率，當光束經過擴散片340時，會不斷的在折射率相異的微粒子與樹脂層中穿梭，因此光束會發生許多折射、反射與散射的現象，如此便使背光模組300之出射光束均勻化。

配合參照第3、6A及6B圖，係為本發明之一實施例中增亮膜320c及320d之剖面結構示意圖。將稜鏡單元330a之表面作霧化或噴砂處理，形成一粗糙面3300，當光束通過粗糙面3300時，稜鏡單元330a將來自導光板350之入射光束擴散，如此稜鏡單元330a不僅提高光束自導光板350射出後的使用效益，也使得背光模組300之出射光束均勻化。

增亮膜320c之基板331a具有上表面338，將上表面338作霧化或噴砂處理，形成一粗糙面3380。增亮膜320d之基板331b具有上表面338，複數個擴散粒子P，例如：二氧化矽粉體或聚甲基丙烯酸甲酯等具有擴散效果的粉體，利用旋轉塗佈技術塗佈於上表面338。上述增亮膜320c及320d的上表面338包含了第3圖中擴散片340之效果。當光束經過增亮膜320c時，粗糙面3380改變其出射角度及路徑而達到光擴散的效果。當光束經過增亮膜320d時，光束通過擴散粒子P，會不斷的在折射率相異的擴散粒子P中穿梭，因此光束會發生許多折射、反射與散射的現象，如此亦使背光模組300之出射光束均勻化。在一實施例中，增亮膜之基板之部分上表面係以噴砂處理而形成粗糙面，另一部分上表面係塗佈擴散粒子P。

本發明之一實施例中，如第3圖所示，導光板350之出光面352係以噴砂處理，導光板350之底面353可利用蝕刻或切割等方式形成複數個微結構。導光板350係利用全反射原理使來自光源310之光束能於導光板350中行進，導光板350之底面353的複數個微結構會破壞光束在導光板350中的全反射，使光束能夠出射出光面352，且導光板350之噴砂表面會將由出光面352射出之光束擴散，使光束能夠均勻地入射至增亮膜320，以增加出射背光模組300之光束的均勻性。

反射板360設置於導光板350之底面353的下方，將來自底面353的光反射回導光板350中，增加光的使用效率。

相較於習知技術，於本發明之實施例的背光模組300中，增亮膜320之稜鏡結構層330的頂端336受到反射層335的保護，而且當導光板350上出現缺陷點D時，反射層335使來自缺陷點D的光束被多次反射與折射，減弱了缺陷點D的影響，提昇了增亮膜320的遮瑕性，使背光模組300之整體輝度更均勻。

綜上所述，上述實施例之增亮膜320及背光模組300具有下列優點：

一、由導光板350上的缺陷點D出射的光束將被反射層335反射，導致被多次反射與折射，因此能夠減弱導光板350上的缺陷點D所造成的輝度不均，提升了背光模組之遮瑕性。而且隨著反射層335之反射單元3350的面積越大，增亮膜320的遮瑕能力也隨之增強，以及當稜鏡結構層330之稜鏡單元排列愈緊密時，背光模組300之整體輝度將更均勻。

二、反射層335可以保護稜鏡結構層330之頂端336不受損傷。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

100、300．．．背光模組

110、310．．．光源

120．．．逆稜鏡片

320、320a、320b、320c、320d．．．增亮膜

130、330．．．稜鏡結構層

140、340．．．擴散片

150、350．．．導光板

151、351．．．側面

152、352．．．出光面

153、353．．．底面

160、360．．．反射板

330a、330b．．．稜鏡單元

331、331a、331b．．．基板

334．．．下表面

335．．．反射層

336．．．頂端

337．．．底部

338．．．上表面

3350．．．反射單元

3300、3380．．．粗糙面

D．．．缺陷點

R1、R2、R3、R4．．．光束

P．．．擴散粒子

第1圖，係為一習知的背光模組之剖面結構示意圖。

第2圖，係為第1圖之A區域的放大示意圖。

第3圖，係為本發明之一實施例中背光模組剖面結構示意圖。

第4圖，係為第3圖之B區域的放大示意圖。

第4A圖，係為本發明之一實施例中稜鏡結構層之剖面示意圖。

第4B圖，係為本發明之一實施例中稜鏡結構層之另一剖面結構示意圖。

第5A圖，係為本發明之一實施例中反射層之截面形狀為三角形之結構示意圖。

第5B圖，係為本發明之一實施例中反射層之截面形狀為半圓弧形之結構示意圖。

第5C圖，係為本發明之一實施例中反射層之截面形狀為具有導圓角之三角形的結構示意圖。

第6A圖，係為本發明之一實施例中增亮膜之剖面示意圖。

第6B圖，係為本發明之一實施例中增亮膜之剖面示意圖。

300．．．背光模組

310．．．光源

320．．．增亮膜

330．．．稜鏡結構層

331．．．基板

335．．．反射層

340．．．擴散片

350．．．導光板

351．．．側面

352．．．出光面

353．．．底面

360．．．反射板

D．．．缺陷點

Claims (20)

1. 一種增亮膜，適用於一背光模組中，該背光模組包括一導光板，該增亮膜適於裝設於該導光板之上方，該增亮膜包括：一基板，具有一下表面，該下表面適於面對該導光板之一出光面，以接受由該出光面所射出的光束；一稜鏡結構層，包括複數個稜鏡單元，每一該稜鏡單元具有一頂端及一底部，該底部係與該基板之該下表面接合，該頂端適於朝向該導光板之該出光面；以及一反射層，包括複數個反射單元，每一該反射單元覆蓋於該稜鏡結構層的每一該稜鏡單元之該頂端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之增亮膜，其中該基板具有一相對於該下表面之上表面，該上表面係為一噴砂表面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之增亮膜，其中該基板具有一相對於該下表面之上表面，該上表面塗佈複數個擴散粒子，該些擴散粒子的材料係選自二氧化矽及聚甲基丙烯酸甲酯所構成的的群組。
4. 如申請專利範圍第1項所述之增亮膜，其中該些稜鏡單元設置於該基板之該下表面，使該稜鏡結構層之一截面形成鋸齒狀及波浪狀的其中之一。
5. 如申請專利範圍第1項所述之增亮膜，其中該些稜鏡單元具有一噴砂表面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之增亮膜，其中該稜鏡結構層之材料包括多元酯及聚酯類物質的其中之一。
7. 如申請專利範圍第1項所述之增亮膜，其中該反射層的材料包括二氧化鈦、硫酸鋇及光固化樹脂的其中之一。
8. 如申請專利範圍第1項所述之增亮膜，其中該反射層的一截面形狀係選自由矩形、三角形及圓弧形所構成的群組。
9. 如申請專利範圍第1項所述之增亮膜，其中該反射單元具有一導圓角。
10. 一種背光模組，包括：一光源，用以提供一光束；一導光板，具有一出光面、相對於該出光面的一底面及連接該出光面與該底面的一側面，該側面朝向該光源，該光源所提供之該光束適於由該側面進入該導光板，且由該出光面射出該導光板；以及一增亮膜，裝設於該導光板之上方，該增亮膜包括：一基板，具有一下表面，該下表面係面對該導光板之該出光面；一稜鏡結構層，包括複數個稜鏡單元，每一該稜鏡單元具有一頂端及一底部，該底部係與該基板之該下表面接合，該頂端朝向該導光板之該出光面；以及一反射層，包括複數個反射單元，每一該反射單元覆蓋於該稜鏡結構層的每一該稜鏡單元之該頂端。
11. 如申請專利範圍第10項所述之背光模組，其中該導光板之該出光面係為一噴砂表面。
12. 如申請專利範圍第10項所述之背光模組，其中該導光板之該底面具有複數個微結構。
13. 如申請專利範圍第10項所述之背光模組，其中該增亮膜之該基板具有一相對於該下表面之上表面，該上表面係為一噴砂表面。
14. 如申請專利範圍第10項所述之背光模組，其中該增亮膜之該基板具有一相對於該下表面之上表面，該上表面塗佈複數個擴散粒子，該些擴散粒子的材料係選自二氧化矽及聚甲基丙烯酸甲酯所構成的群組。
15. 如申請專利範圍第10項所述之背光模組，其中該些稜鏡單元設置於該基板之該下表面，使該稜鏡結構層之一截面形成鋸齒狀及波浪狀的其中之一。
16. 如申請專利範圍第10項所述之增亮膜，其中該些稜鏡單元具有一噴砂表面。
17. 如申請專利範圍第10項所述之背光模組，其中該稜鏡結構層之材料包括多元酯及聚酯類物質的其中之一。
18. 如申請專利範圍第10項所述之背光模組，其中該反射層的材料包括二氧化鈦、硫酸鋇及光固化樹脂的其中之一。
19. 如申請專利範圍第10項所述之背光模組，其中該反射層之的一截面形狀係選自由矩形、三角形及圓弧形所構成的群組。
20. 如申請專利範圍第10項所述之背光模組，其中該反射單元具有一導圓角。