TWI424228B - 具複數層多層膜反射片的顯示器背光模組與其製程 - Google Patents

Description

具複數層多層膜反射片的顯示器背光模組與其製程

本發明提供一種具複數層多層膜反射片的顯示器背光模組與其製程，特別是於顯示器背光模組中設置兩個或以上可調整光源波長範圍的多層膜反射片。

應用於液晶顯示器(LCD)面板的背光模組依光源結構可分成側向式(edge type)及直下式(direct type)。

如第一圖所示之側向式光源的結構，光源本身可能是冷陰極燈管(CCFL)，或是發光二極體(LED)，設置於面板側邊。第一圖顯示的側向式背光模組設置於液晶顯示面板101下方，背光模組通常包括有助於光線擴散的稜鏡片(prism)102、有助於光線均勻化的擴散膜(diffuser)103與楔型的導光板(light guide plate)104，光源105則設於導光板104之一側，背光模組內下方具有可將光反射進入面板的反光片(reflector)106。

其中，光線由光源105發出，經導光板104將光散佈於整體顯示器面板中，下行的光線會經反光片106反射進入面板內，上行的光線則可透過擴散膜103及稜鏡片102組合的光學系統將光線均勻化，其中擴散膜103可減少光線干涉現象產生的明暗不均問題，使得進入液晶顯示面板101的面板可以均勻發光。其中各光學元件，如擴散膜103、導光板104，其表面或內部可以透過製程產生一些擴散用的粒子或是結構，透過反射與折射原理，讓光線更顯雜亂而增進均勻化的效果。

第二圖顯示為習知技術的直下式背光模組示意圖。直下式背光模組是將冷陰極燈管或是發光二極體等光源直接置於液晶顯示面板201下方，直下式背光模組包括有助於光線擴散的稜鏡片202、有助於光線均勻化的擴散膜203與具有光源205與反光結構206的燈箱204。不同於側向式光源，直下式光源則能直接將光線射向液晶顯示面板201，為求均勻的光源，亦同樣需要稜鏡片、擴散膜等光學元件，光學元件的表面或內部也是可以透過製程產生一些擴散用的粒子或是結構。

在習知技術中，應用於背光模組中的各光學元件可參考美國專利第7,763,331號所揭露的顯示器的光學模組，相關圖式可參考第三圖。

此例中顯示一液晶顯示裝置30，其中主要元件是液晶面板301與其下方的背光光學模組，光學模組中則包括光學膜303、增亮膜(brightness enhancing film)305、導光板307與其一側的光源308，導光板307下方則具有一個用以反射下行光線的反光板309。

其中光學膜303可為擴散膜、反射偏光膜或是另一個增亮膜。此例中，增亮膜305設置於導光板307與液晶面板301之間，一般來說，液晶面板301上下表面具有偏光膜，光線經過上述光學膜303、導光板307，以至於偏光膜，將會有耗損，由多層反射偏光模組成的增亮膜305(如DBEF、分光增亮膜(prismatic brightness enhancement film))則有助於改善背光亮度並能節省能量損耗。

為提供一個不同於習知技術背光模組內光學元件的解決方案，本揭露書提出一種應用於液晶顯示器的背光模組，其中包括有側向式或直下式的背光源模組，於背光源模組之一出光面上，更特別設置兩個或以上的多層膜反射片，多層膜反射片由複數層具有不同折射率且相互疊合的高分子聚合物薄膜所組成，設置於背光源模組與液晶顯示面板之間。在一實施例中，另有一光學膜，如擴散膜。

特別的是，在一般液晶顯示器的背光模組中，通常設置有增光、增加擴散、均勻度的光學膜，比如3M^TM 公司的反射式增亮膜(DBEF)，或是一些利用多層膜形成多路反射光徑的光學膜，或是利用表面結構產生擴散功能的光學結構。而顯示器背光模組內的其中之一多層膜反射片將取代習知技術常用於背光模組中的3M^TM 公司的反射式增亮膜(DBEF)，配合另一個多層膜反射片可達到有效混光與偏光的效果，更能運用干涉原理設計所要反射或是穿透具有特定波長範圍的光線。

根據實施例，至少有第一多層膜反射片與第二多層膜反射片同時設置於液晶顯示器的背光模組中，運用多層膜反射片中複數層不同折射率疊加的薄膜間的干涉原理，設定所要反射或是穿透具有特定波長範圍的光線，並能因為光程增加與多次反射而獲得更均勻的背光。

顯示器背光模組之實施例包括一背光源模組，如直下式或是側向式的光源，再包括上述第一與第二多層膜反射片，與另一光學膜。

就光源而言，本揭露書特別提出可應用於光源為發光二極體陣列的直下式背光源模組，而此發光二極體陣列可由複數個白光為主，另特別可選擇由複數組陣列型式的發光二極體組成，包括複數組紅、綠、藍三色組合、藍光發光二極體與黃色螢光粉的組合，或其他類型的發光二極體的發光元件組成的背光源。

上述顯示器背光模組之製程則主要先備置一液晶顯示面板，與備置一背光源模組，其間設置由複數層具有不同折射率且相互疊合的高分子聚合物薄膜所組成的兩個或以上的多層膜反射片，並貼合一光學膜，之後結合於液晶顯示面板之一表面上，光學膜可為一擴散膜。

特別的是，多層膜反射片可由一共押出製程所製作，更可經過一單軸延伸製程，形成一具有偏光(polarization)效果的光學元件。或是經過雙軸延伸製程，能藉以控制經多層膜反射片的光線的P偏振與S偏振的比例。

根據揭露書所描述的主要實施態樣，特別是側光式的顯示器背光模組，其中具有第一多層膜反射片，具有反射特定波長範圍光線的能力，另組合有擴散膜，結合於第一多層膜反射片液晶顯示面板之另一表面上。模組中包括有背光源模組，其中光學元件主要有背光擴散膜、第二多層膜反射片、光源、導光板與反光片。第二多層膜反射片設置於背光源模組之一出光面上，特別因為產生內部干涉而具有反射特定波長範圍光線的能力，此第二多層膜反射片與背光源模組中的反光元件間定義一反射空腔，光線能在此反射空腔內產生多重反射、折射與散射。

上述第一多層膜反射片或第二多層膜反射片在經單軸延伸製程後，可使光譜400nm~700nm之平均穿透率在30%與90%之間。

並可經一雙軸延伸製程製成第一多層膜反射片或第二多層膜反射片，同樣使光譜400nm~700nm之平均穿透率在30%與90%之間。本文中描述的400nm~700nm的波長乃是泛指一般的可見光波段範圍，但隨每個人眼睛構造對波長的感受會有差異性，可見光波長亦可能稍往更長波長或更短波長偏移。

另有實施例揭露一種直下式的顯示器背光模組，其中液晶顯示面板與光源模組之間同時具有第一多層膜反射片與另一第二多層膜反射片，兩個多層膜反射片間可設置有其他光學膜，如擴散膜、增亮膜等。

顯示器背光模組之製程包括備置一液晶顯示面板與一背光源模組，液晶顯示面板與背光源模組中具有複數層光學元件，包括設置第一多層膜反射片與第二多層膜反射片，而於第一多層膜反射片與第二多層膜反射片之間設置至少一光學膜。

本發明提出一種顯示器背光模組與其製程，不同於一般設置有增光膜、擴散膜等光學元件的方式，特別設置至少兩層由複數層具有不同折射率且相互疊合的高分子聚合物薄膜所組成的多層膜反射片，各多層膜反射片運用干涉原理，能夠透過設計選擇所要反射或是穿透具有特定波長範圍的光線，使得獲得更均勻的背光。

就材料而言，上述高分子聚合物之薄膜係可選自於以下高分子物質所組成之群組或共聚物或混合物：對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸脂(Polycarbonate，PC)、三醋酸纖維素(Tri-acetyl Cellulose，TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯粒子(Polymethylmethacrylate，PMMA)、MS塑膠(Methylmethacrylate styrene)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或環烯共聚物(Cyclic Olefin Copolymer，COC)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)，聚氟乙烯(Ethylene-Tetrafluoroethylene，ETFE)，聚乳酸(Polylactide，PLA)、coPEN、coPET，其中coPET與coPEN則為部份PET與部分PEN依一定比例所混合之共聚物。

顯示器背光模組之實施例可參考第四圖所示的實施例示意圖，特別是應用有液晶顯示面板中的一種側向式背光模組。

圖中顯示為設置於液晶顯示面板401下方的背光模組，其中包括有側向式背光源模組40，其間的光學元件可包括有複數層光學膜，至少有第一多層膜反射片403與擴散膜405，而側向式背光源模組40之一出光面上可設置有第二多層膜反射片407，並在另一實施例中，可於此出光面上再行設置一背光擴散膜406。其中特別透過新增的多層膜反射片403與407中的複數層具有不同折射率的光學薄膜所組成的結構產生擴散與增光的效果。

上述模組內至少有兩組多層膜反射片403,407，此為複數層具有不同折射率薄膜相互疊合的結構，可參考本文第七A圖至第七C圖之描述。側向式背光源模組40中有設置一側的側向式光源408，耦接於一導光板409，藉以導引光進入背光模組，下方(導光板409之一側)更設置有反射光線的反光片410。

其中，導光板409透過內部與表面結構的設計有效引導光源408進入側向式背光源模組40，光線在其中行進過程可能朝上行射向第二多層膜反射片407，而經折射產生的下行光線則需要由反光片410反射再進入背光模組40中。

特別的是，第一多層膜反射片403設置於較接近液晶顯示面板401的位置，而第二多層膜反射片407則設置於側向式背光源模組40內，其中同時可設置協助擴散光源的背光擴散膜406。此處背光擴散膜406主要目的為提供支撐與提供均光的效果，背光擴散膜406材質一般可為PC或PMMA、MS、PS、等材料，厚度約500um~6mm。

擴散膜406可為一結構型或可為添加擴散顆粒的擴散膜，擴散膜406貼附於第一多層膜反射片403之一側，利用膜內的微結構均勻擴散側向式背光源模組40產生的光線，用膜內的微結構達成擴散光線的目的。擴散膜406與多層膜反射片407結合，能產生更好的均勻效果

側向式背光源模組40內，除了背光擴散膜406與第二多層膜反射片407，並輔助有反光片410，其間定義一反射空腔，光線可以在此空腔內產生多重反射、折射與散射，藉此增加光程與達成均勻化的目的。

上述的第一多層膜反射片403與第二多層膜反射片407將提供複數個多次反射與穿透的光徑，因為結構較薄，不會損耗太多能量。藉此多層膜反射片403,407，除了可以產生光線均勻化的效果，且因為多層膜產生反射、穿透而造成增光的效果。特別可運用其中光學干涉原理選擇反射或是穿透具有特定波長範圍的光線，使特定波長區段的光通過，或使其他波長區段的光反射。本發明之結構可搭配多層膜反射片之設計產生不同的設計，包括經過延伸製程產生的偏光效果，或是對各P光與S光的偏振比例差異，或是偏振方向的設計，都可根據需求製作。

在另一實施例中，上述複數層光學薄膜的製作過程中，可特別加入反射紫外光(UV)的紫外光反射層(未顯示於圖中)，用以反射由光源產生的多餘紫外光，並可於押出時製作或塗佈在其他光學薄膜上。在此實施例中，不同於其他應用吸收紫外光的材料的作法，此紫外光反射層係能反射由發光二極體(LED)、雷射二極體(Laser diode)、冷陰極管(CCFL)等光源所產生的紫外光，並能夠再利用。當光源為半導體光源如雷射二極體或發光二極體時，更可以利用數層光學薄膜能有效反射紫外光的功能來提升發光二極體的效率。目前常見主要半導體白光光源主要有以下三種方式：一、為以紅藍綠三色發光二極體晶粒組成白光發光模組，具有高發光效率、高演色性優點，但同時也因不同顏色晶粒磊晶材料不同，連帶使電壓特性也隨之不同。因此使得成本偏高、控制線路設計複雜且混光不易。二、為日亞化學提出以藍光發光二極體以激發黃色YAG(Y3A15O12：Ce；釔鋁石榴石)螢光粉產生白光發光二極體，為目前市場主流方式。日本日亞化學所研發出的白光發光二極體，乃在藍光發光二極體晶片的外圍填充混有黃光YAG螢光粉的光學膠，此藍光發光二極體晶片所發出藍光之波長約為400-530nm，利用藍光發光二極體晶片所發出的光線激發黃光螢光粉產生黃色光。但同時也會有部份的藍色光發射出來，此部份藍色光配合上螢光粉所發出之黃色 光，即形成藍黃混合之二波長的白光。然而，此種利用藍光發光二極體晶片與黃光螢光粉組合而成之白光發光二極體，有下列數種缺點：一、由於藍光佔發光光譜的大部份，因此，會有色溫偏高與不均勻的現象。基於上述原因，必須提高藍光與黃光螢光粉作用的機會，以降低藍光強度或是提高黃光的強度。二、因為藍光發光二極體發光波長會隨溫度提升而改變，進而造成白光源顏色控制不易。三、因發光紅色光譜較弱，造成演色性(color rendition)較差現象。

另一種獲得白光的方式乃是以紫外光雷射或紫外光發光二極體激發透明光學膠中含均勻混有一定比例之藍色、綠色、紅色螢光粉，激發後可得到三波長混合之白光。三波長白光發光二極體具有高演色性優點，但卻有發光效率不足缺點。目前白光LED是以紫外光(UV)或藍光晶片與螢光粉搭配而成的，其共同缺點為發光亮度不足與均勻度控制不易。目前工業界以增加透光度與從晶粒導出或汲取出更多可用發光量來解決發光二極體亮度不足之問題。例如使用透明導電材料以增加晶粒的出光量、改變晶粒磊晶或電極結構設計以便汲取出更多可用發光量。

另外當使用紫外光LED作激發白光之光源時，因紫外光的波長越短時對人眼的傷害愈大，須將紫外光阻絕於白光LED結構內並阻絕紫外光外漏。本發明之多層膜反射片中並非設置吸收紫外光的吸收劑，而是在多層膜反射片中設置紫外光反射層才能達到增加光學效率的功能，尤其對於使用高演色性的紫外光LED所激發出的白光LED更是有直接的助益，將此技術設置於液晶顯示器模組中的背光源中可以增加LED發光效率與提升背光源亮度，並且能降低LED顏色對溫度變化的敏感度提高顏色的穩定性。

舉例來說，若光源為藍光發光二極體(LED)與黃色螢光粉的組合，上述紫外光反射層可將光源產生的紫外光反射回到背光源模組內，再行反射而出，不僅可以不影響其他光學元件，也可以重複利用激發LED螢光粉，亦可增加LED的發光效率。上述利用紫外光激發產生白光的樣態中，螢光粉的部份可斟的加入可以被紫外光激發的成份，也就是說，混成白光一般要有兩基色，此例中的螢光粉的激發頻譜(excitation spectrum)含有至少兩個波峰以上，才可能除了原本發光二極體的光以外的紫外光所激發產生白光。

其他光學元件，如擴散膜405或406等的光學膜，則可接著結合於第一多層膜反射片403或第二多層膜反射片407之一表面上，接收經多層膜反射片所產生較均勻的光線。擴散膜405或406主要是透過其表面結構或是顆粒，或是製程中內置的擴散顆粒，或是內部包含氣泡等的方式混亂進入光線的路徑，產生擴散的效果。

另一直下式光源可參考第五圖所示本發明顯示器背光模組實施例之二示意圖。

其中顯示的液晶顯示面板501下方同樣包括了有一直下式背光源模組509與多層光學膜，包括設置於接近面板501的第一多層膜反射片503，與貼合此第一多層膜反射片503的第一擴散膜505，根據設計，可再設置有其他擴散膜，如圖式的另一第二擴散膜506。

此例中，光源508、反光片510所組成的直下式背光源模組509上更包括有第二多層膜反射片507。其中，反光板510耦接於光源508，主要是用以反射光源508之光線經折射產生之下行光線。

第一多層膜反射片503設置於直下式背光源模組509與液晶顯示面板501之間。第二多層膜反射片507則設置於直下式背光源模組509之出光面上，且與直下式背光源模組509中的反光元件(反光片510)間定義一反射空腔，光線可以在此空腔內產生多重反射、折射與散射，藉此增加光程與達成均勻化的目的。

如同應用於側向式光源的背光模組中的複數層的多層膜反射片，上述的第一多層膜反射片503與第二多層膜反射片507將提供複數個多次反射與穿透的光徑，藉此可以產生光線均勻化的效果，且因為多層膜產生反射、穿透而造成增光的效果。且可運用其中光學干涉原理選擇反射或是穿透具有特定波長範圍的光線，使特定波長區段的光通過，或使其他波長區段的光反射。

此例中，可擇一設置一或多個擴散膜，如第一擴散膜505或第二擴散膜506，或可搭配使用，擴散膜將貼附於第一多層膜反射片503之一側，利用膜內的微結構均勻擴散該直下式背光源模組產生的光線

值得一提的是，此直下式背光源模組之光源可為一發光二極體陣列，較佳實施例為由複數組具有紅、綠、藍三色，或是其他發光二極體的組合的發光元件所組成的發光二極體陣列。

上述本發明顯示器背光模組之製程流程圖則可參考第六圖。

步驟開始如S601，備置一液晶顯示面板，與步驟S603備置背光源模組，背光源模組包括側向式或直下式光源兩種型態的背光源模組。

接著如步驟S605，設置第一多層膜反射片，此由複數層具有不同折射率且相互疊合的高分子聚合物薄膜組成的第一多層膜反射片與液晶顯示面板貼合。

接著設置光學膜，特別是第一多層膜反射片與下方結構之間，可為一種使光源均勻分散的擴散膜、增亮膜或其他類型具有特定功能的光學膜(步驟S607)。

在背光源模組之出光面，即圖中上表面設置有第二多層膜反射片(步驟S609)，利用其中多層膜結構產生干涉與多次反射形成均勻背光，並能選定需要穿透或反射的光波長。

上述製程應用於具有側向式或是直下式光源的顯示器背光模組。特別的是，上述步驟S609形成的第二多層膜反射片將可整合於側向式背光源模組中，同為背光源模組之一部分，亦可補入其他光學膜，如第四圖顯示的背光擴散膜(406)；而在直下式光源的顯示器背光模組中，第一與第二多層膜反射片，或是更多層多層膜反射片將一起設置於背光源模組與液晶顯示面板之間。

上述第一與第二多層膜反射片的結構即為複數層高低折射率順序疊合而成，示意圖如第七A圖中所示疊合的高分子光學薄膜701,703,705,707，而實際上多層膜反射片內部複數層高分子光學膜所堆疊的層數可由數十層到數百層之多，而圖中僅示意多層結構，並未畫出數百層的結構。多層薄膜結構形成干涉條件，可使得光線在其中經過多次反射再行射出，有均勻化光源的功效；也能將反射的光再行反射而出，有增光的效果。透過整體多層膜反射片厚度、材料與製程中延伸程度來改變其光學特性，可依照實際需求進行設計。多層膜反射片之特性特別可依據需求調整，特別是經單軸或雙軸延伸製程之後，能使其在光線於光譜400nm~700nm的穿透率在30%與90%之間。

當光源由多種顏色所組成時，如使用由紅綠藍多色LED組成的光源，常發生混色不均的色斑現象，稱為雲紋(MURA)，多層膜反射片能利用單軸或雙軸延伸製程可以有效調整P和S偏振態的比例，亦能僅利用雙軸延伸調整產生無偏振態的光線，當光線在多層膜反射片與反射片與光學模組之中反覆反射時將會有效將各光源的光線光程加長，便能增加背光模組之輝度均勻性與顏色的均勻性降低MURA現象。

多層膜反射片除了上述多層膜結構外，於另一實施例中，更包括利用共押出製程或是塗佈製程製作之紫外光反射層，其中可以添加反射紫外光的透光塑料顆粒製作此紫外光反射層，使之形成於多層膜反射片中。另外的製程還可包括以多層膜濺鍍(sputtering)或蒸鍍(evaporation)抗紫外光膜於此多層膜反射片上或者鍍於一基材上之後再與多層膜反射片貼合。

製程中，特別的是，在多層膜反射片形成時，可再經過單軸方向或是雙軸方向的延伸製程，包括機器或人工拉伸，使得內部高分子之分子鏈與配向結構改變，改變其物理特性，特別是偏光的特性。

如利用單軸延伸後(一般單軸延伸倍率可達1.5至6倍，甚至更大的倍率，視需求與薄膜材料而定)，其中薄膜材料包括對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸脂(Polycarbonate，PC)、三醋酸纖維素(Tri-acetyl Cellulose，TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯粒子(Polymethylmethacrylate，PMMA)、MS塑膠(Methylmethacrylate styrene)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、或環烯共聚物(Cyclic Olefin Copolymer，COC)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)，聚氟乙烯(Ethylene-Tetrafluoroethylene，ETFE)，聚乳酸(Polylactide，PLA)。經單軸延伸製程後的光學元件可以有特定方向的偏光效果，並可藉以調整其偏振的光線波長範圍。

若為雙軸延伸製程(雙軸延伸兩軸延伸倍率可不相同，亦可為可為依序雙軸或同時雙軸延伸)，除了可以調整波長範圍外，更能控制經多層膜反射片的光線的P偏振與S偏振的比例。且能與其他光學膜(如上述擴散膜與增光膜)的特性配合，使得整體背光模組更具均勻化、擴散、消除色差、調整偏振態、調整反射率、減少雲紋(MURA)與能利用干涉原理調整特定波長範圍的光線。

實施例再請參閱第七B圖與第七C圖所示為本發明多層膜反射片之結構實施例示意圖。

第七B圖顯示多層膜反射片在結構高分子光學薄膜701,703,705,707之外，於一表面(如圖中上表面或下方表面)上利用押出或塗佈製程(coating)形成表面結構70。表面結構70一般可為長度或寬度約介於5um~100um的微結構體所組成，組成表面結構70的微結構體形狀常為球狀 (sphere)、半球狀、菱形(prism)或金字塔(pyramid)等，或由各種可以擴散光線的結構組成。微結構體的分布可成均勻或混亂不均勻的分布，以避免跟其他元件重疊時產生疊紋現象(Moiré pattern)。表面結構70的功能是可混亂光線射出後的光徑、增加光程，能增加光線均勻度。另更可在製作表面結構70的製程中增加擴散粒子708，增加光線的擴散能力，擴散粒子708可選自壓克力、二氧化矽、或二氧化鈦之類的高分子，目的乃藉由不同折射率差異造成光線折射與散射，粒子的形狀亦可具有長條狀或接近橢圓形或圓形，而擴散粒子708可以混在塗佈所使用的光學膠內部。

第七C圖則顯示多層膜反射片高分子光學薄膜701,703,705,707之兩側利用光學膠(optical glue)貼合基材711,712，包括上述的上表面與另一側下表面，藉以於上下兩側皆透過塗佈製程製作表面結構70,72，並同理可以同時形成擴散粒子708,709，藉此可以增加多層膜反射片的擴散能力。此例中，上方的表面結構70可貼合(可利用積層製程，lamination)於本發明顯示器背光模組中的擴散膜或其他光學膜，形成一整體的光學元件，比如於各多層膜反射片之上表面上貼附第一擴散膜，於下表面上貼附第二擴散膜，而在第一擴散膜與第二擴散膜等光學元件中皆可具有複數個擴散粒子。

上述用於形成表面結構的基材711,712作為支撐多層膜反射片結構的塑膠料，其可為聚碳酸脂(PC)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、PS塑膠(Polystyrene，PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、MS塑膠(Methylmethacrylate styrene)、丙烯青丁二烯苯乙烯(ABS)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚縮醛塑膠(Polyoxymethylene，POM)、尼龍(Nylon)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)，或PET與PEN一定比例混成的CoPEN或CoPET聚氟乙烯(Ethylene-Tetrafluoroethylene，ETFE)，聚乳酸(Polylactide，PLA)等材質，但不以上述為限。

第八圖顯示為本發明多層膜反射片實施例之製程。

如步驟S801，利用共押出製程(co-extrusion)製作由複數層高分子薄膜形成的多層膜反射片，其中可利用一或多數台押出機分別將多種不同材料的高分子材料輸送進入一共押模頭內部，經押出後，可經歷冷卻定型、引取以及截斷等步驟，如步驟S803，形成多層膜反射片。

其間，可於押出後、定型前採一線上(online)單軸延伸製程或於離線(offline)收膜後執行一單軸延伸製程，形成一具有偏光效果的光學元件；或是線上或離線執行雙軸延伸製程，藉以控制經該多層膜反射片的光線的P偏振與S偏振的比例，或形成無具偏光的特性的多層膜反射片(步驟S805)，延伸製程改變多層膜反射片物理特性，產生可針對特定波長範圍光線反射的光學元件，同時根據單軸或雙軸的延伸比例改變偏振效果。最後，更可於多層膜反射片上形成表面結構(步驟S807)。

第九A圖與第九B圖所示為本發明背光模組中不同多層膜反射片有不同拉伸方向的示意圖。

當多層膜反射片經過延伸製程(stretching)後，其中材料中的分子或是有其他額外添加的粒子在被拉伸的過程中產生較規則性的拉伸方向，藉此產生的延伸軸(stretching axis)與垂直此軸向的吸光性有明顯區別，產生偏光的效果。

如第九A圖，其中顯示一組背光模組示意圖，包括有背光源模組901、第一多層膜反射片903、擴散膜905、第二多層膜反射片907與液晶顯示面板909。根據此實施例，其中第一多層膜反射片903與第二多層膜反射片907在製作的過程中引入了第八圖顯示的延伸製程，經過單軸延伸或不同比例的雙軸延伸，第一多層膜反射片903與第二多層膜反射片907的分子排列有不同的方向，分別為圖中的拉伸方向911,912，藉此延伸製程的設計，使得兩個多層膜反射片903,907有不同的特性，當光線穿透此背光模組時，產生不同的效果。

第九B圖則顯示上述第一多層膜反射片903與第二多層膜反射片907設計位於上下兩層，且分別有不同的拉伸方向913,914，甚至並非垂直方向的設計。如此，第一多層膜反射片903與第二多層膜反射片907設計有不同的光學特性，如經過拉伸後有不同方向的偏振效果，其偏光方向可不對稱，或旋轉一角度，並能對不同偏振光(P光、S光)有不同的偏振比例，甚至透過不同厚度的設計產生不同的穿透光效果。圖中不同層的光學膜有不同的拉伸方向913,914，並有一夾角。

綜合上述內容，本發明提出的顯示器背光模組除了具有擴散效果的擴散膜以外，特別設置有兩個或以上由複數層不同折射率薄膜疊合而成的多層膜反射片，有以下幾種特性：

1.第一多層膜反射片與第二多層膜反射片同時設置於液晶顯示器的背光模組中，運用多層膜反射片中複數層不同折射率疊加的薄膜間的干涉原理，設定所要反射或是穿透具有特定波長範圍的光線，並能因為光程增加與多次反射而獲得更均勻的背光；

2.　第一多層膜反射片與背光源模組中的反光片(反光板)間定義一反射空腔，光線在此空腔內會產生多重反射、折射、散射等物理現象，藉此增加混光的路徑，達成均勻化的功能；

3.　第一多層膜反射片與第二多層膜反射片設計位於上下兩層，其偏光方向可不對稱，或旋轉一角度；

4.　多層膜反射片的穿透率可以藉由多層薄膜的材質、厚度、延伸的倍數條件來改變；

5.　就由控制反射率與穿透率，與擴散膜搭配使用後，可以調整光源的MURA的狀態，能輔助擴散膜與導光板增加均勻性的功能，使此顯示器背光模組產生更為均勻的光線；

6.　藉由單軸延伸的製程能調整多層反射膜的物理特性，使得在不同的偏振態下的光線具有不同的反射率與折射率，藉由調整此多層膜反射片的反射率與穿透率；

7.　至少兩組的多層膜反射片相互搭配，可以設計產生不同光學特性的效果，包括產生特定偏振態的光線、不同偏振比例的P光與S光；

8.　經過雙軸延伸的多層膜反射片可設計為沒有偏光效果的薄膜，但可設計具有反射與濾光效果的薄膜；

9.　多層膜反射片中可選擇性製作一層紫外光反射層，藉以反射由光源產生的多餘紫外光，使之可以再利用，激發LED螢光粉中的特定成份，以增加發光效率。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效結構變化，均同理包含於本發明之範圍內，合予陳明。

習知技術：

101．．．液晶顯示面板

102．．．稜鏡片

103．．．擴散膜

104．．．導光板

105．．．光源

106．．．反光片

201．．．液晶顯示面板

202．．．稜鏡片

203．．．擴散膜

204．．．燈箱

205．．．光源

206．．．反光結構

30．．．液晶顯示裝置

301．．．液晶面板

303．．．光學膜

305．．．增亮膜

307．．．導光板

309．．．反光板

308．．．光源

發明實施例：

40．．．側向式背光源模組

401．．．液晶顯示面板

403．．．第一多層膜反射片

405．．．擴散膜

406．．．背光擴散膜

407．．．第二多層膜反射片

408．．．側向式光源

409．．．導光板

410．．．反光片

509．．．直下式背光源模組

503．．．第一多層膜反射片

507．．．第二多層膜反射片

501．．．液晶顯示面板

505．．．第一擴散膜

508．．．光源

506．．．第二擴散膜

510．．．反光片

70,72．．．表面結構

708,709．．．擴散粒子

711,712．．．基材

701,703,705,707．．．高分子光學薄膜

911,912,913,914．．．拉伸方向

901．．．背光源模組

903．．．第一多層膜反射片

905．．．擴散膜

907．．．第二多層膜反射片

909．．．液晶顯示面板

步驟S601~S609　背光模組製程

步驟S801~S807　多層膜反射片製程

第一圖所示為習知技術之側向式背光模組的結構示意圖；

第二圖顯示為習知技術的直下式背光模組示意圖；

第三圖顯示為習知技術應用於液晶顯示器的背光模組示意圖；

第四圖為本發明顯示器背光模組實施例之一示意圖；

第五圖為本發明顯示器背光模組實施例之二示意圖；

第六圖所示為本發明顯示器背光模組之製程流程圖；

第七A圖、第七B圖與第七C圖所示為本發明多層膜反射片之結構實施例示意圖；

第八圖顯示為本發明多層膜反射片實施例之製程；

第九A圖與第九B圖所示為本發明背光模組中不同多層膜反射片有不同拉伸方向的示意圖。

40．．．側向式背光源模組

401．．．液晶顯示面板

4003．．．第一多層膜反射片

405．．．擴散膜

406．．．背光擴散膜

407．．．第二多層膜反射片

408．．．側向式光源

409．．．導光板

410．．．反光片

Claims (31)

1. 一種顯示器背光模組，係應用於一液晶顯示裝置中，包括：一側向式背光源模組，包括：一側向式光源；一導光板，耦接於該側向式光源；一反光片，設置於該導光板之一側，用以反射該側向式光源之光線進入該導光板之一下行光線；一第二多層膜反射片，係設置於該側向式背光源模組之一出光面上，由複數層具有不同折射率且相互疊合的高分子聚合物薄膜所組成，其中運用干涉原理設計反射或是穿透具有特定波長範圍的光線；該第二多層膜反射片與該反光片間定義一反射空腔，光線在該反射空腔內產生多重反射、折射與散射；以及一第一多層膜反射片，係設置於該側向式背光源模組與一液晶顯示面板之間，由複數層具有不同折射率且相互疊合的高分子聚合物薄膜所組成，其中運用干涉原理設計反射或是穿透具有特定波長範圍的光線；以及一擴散膜，貼附於該第一多層膜反射片之一側，利用膜內的微結構均勻擴散該側向式背光源模組產生的光線，其中上述複數層的高分子聚合物薄膜所組成的該第一多層膜反射片及該第二多層膜反射片係利用共押出製程 製成，其中多種不同的高分子聚合物經押出後，經歷冷卻定型、引取以及截斷等步驟形成多層膜反射片，該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片之一表面上塗佈或押出一表面結構，該表面結構上更包括有複數個擴散粒子或貼附有擴散膜。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器背光模組，其中該表面上的該擴散膜具有複數個擴散粒子。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片之複數層結構中更包括反射紫外光的一紫外光反射層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片為經一單軸延伸製程所製成。
5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片在經該單軸延伸製程後，在光譜400nm~700nm之平均穿透率在30%與90%之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片為經一雙軸延伸製程所製成。
7. 如申請專利範圍第6項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片在經該雙軸延伸製程後，在光譜400nm~700nm之平均穿透率在30%與90%之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片為經一雙軸延 伸製程所製成，且多層膜反射片具有偏光特性。
9. 如申請專利範圍第1項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片為經一雙軸延伸製程所製成，且多層膜反射片不具有偏光特性。
10. 一種顯示器背光模組，係應用於一液晶顯示裝置中，包括：一直下式背光源模組，包括：一光源；一反光板，耦接於該光源，用以反射該光源光線經折射產生之一下行光線；一第二多層膜反射片，係設置於該直下式背光源模組之一出光面上，由複數層具有不同折射率且相互疊合的高分子聚合物薄膜所組成，其中運用干涉原理設計反射或是穿透具有特定波長範圍的光線；該多層膜反射片與該反光板間定義一反射空腔，光線在該反射空腔內產生多重反射、折射與散射；以及一第一多層膜反射片，係設置於該直下式背光源模組與一液晶顯示面板之間，由複數層具有不同折射率且相互疊合的高分子聚合物薄膜所組成，其中運用干涉原理設計反射或是穿透具有特定波長範圍的光線；以及一擴散膜，貼附於該第一多層膜反射片之一側，利用膜內的微結構均勻擴散該直下式背光源模組產生的光線，其中上述複數層的高分子聚合物薄膜所組成的該第一多層膜反射片及該第二多層膜反射片係利用共押出製程 製成，其中多種不同的高分子聚合物經押出後，經歷冷卻定型、引取以及截斷等步驟形成多層膜反射片，該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片之一表面上塗佈或押出一表面結構，該表面結構上更包括有複數個擴散粒子或貼附有擴散膜。
11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器背光模組，其中該直下式背光源模組之光源為一發光二極體陣列。
12. 如申請專利範圍第11項所述之顯示器背光模組，其中該發光二極體陣列係由複數組具有紅、綠、藍三色之發光二極體、雷射二極體，或藍光激發螢光粉的發光二極體或紫外光激發多色螢光粉的發光二極體的發光元件所組成。
13. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器背光模組，其中該表面上的該擴散膜具有複數個擴散粒子。
14. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片之複數層結構中更包括反射紫外光的一紫外光反射層。
15. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片為經一單軸延伸製程所製成。
16. 如申請專利範圍第15項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片在經該單軸延伸製程後，在光譜400nm~700nm之平均穿透率在30%與90%之間。
17. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片為經一雙軸延 伸製程所製成。
18. 如申請專利範圍第17項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片在經該雙軸延伸製程後，在光譜400nm~700nm之平均穿透率在30%與90%之間。
19. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片為經一雙軸延伸製程所製成，且多層膜反射片具有偏光特性。
20. 如申請專利範圍第10項所述之顯示器背光模組，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片為經一雙軸延伸製程所製成，且多層膜反射片不具有偏光特性。
21. 一種顯示器背光模組之製程，包括：備置一液晶顯示面板；備置一背光源模組，具有一光源與一反光元件；設置一第一多層膜反射片，與該液晶顯示面板貼合，該第一多層膜反射片由複數層具有不同折射率且相互疊合的高分子聚合物薄膜所組成，運用干涉原理設計反射或是穿透具有特定波長範圍的光線；設置一第二多層膜反射片，與該背光源模組貼合，該第二多層膜反射片由複數層具有不同折射率且相互疊合的高分子聚合物薄膜所組成，運用干涉原理設計反射或是穿透具有特定波長範圍的光線；並且，該第二多層膜反射片與該背光源模組中的該反光元件間定義一反射空腔，光線在該反射空腔內產生多重反射、折射與散射；以及於該第一多層膜反射片與該第二多層膜反射片之間 設置一光學膜，其中上述複數層的高分子聚合物薄膜所組成的該第一多層膜反射片及該第二多層膜反射片係利用共押出製程製成，其中多種不同的高分子聚合物經押出後，經歷冷卻定型、引取以及截斷等步驟形成多層膜反射片。
22. 如申請專利範圍第21項所述之顯示器背光模組之製程，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片更經過一單軸延伸製程，形成一具有偏光效果的光學元件。
23. 如申請專利範圍第22項所述之顯示器背光模組之製程，其中經該單軸延伸製程製作的該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片在光譜400nm~700nm之平均穿透率在30%與90%之間。
24. 如申請專利範圍第21項所述之顯示器背光模組之製程，其中該第一多層膜反射片與該第二多層膜反射片更經過一雙軸延伸製程，藉以控制經該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片的光線的P偏振與S偏振的比例。
25. 如申請專利範圍第24項所述之顯示器背光模組之製程，其中經該雙軸延伸製程製作的該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片在光譜400nm~700nm之平均穿透率在30%與90%之間。
26. 如申請專利範圍第21項所述之顯示器背光模組之製程，其中該背光源模組係為一側光式背光源模組。
27. 如申請專利範圍第21項所述之顯示器背光模組之製程，其中該背光源模組係為一直下式背光源模組。
28. 如申請專利範圍第27項所述之顯示器背光模組之製程，其中該直下式背光源模組之光源為一發光二極體陣 列，該發光二極體陣列係由複數組具有紅、綠、藍三色，或其他類型的發光二極體的發光元件所組成。
29. 如申請專利範圍第21項所述之顯示器背光模組之製程，其中該第一多層膜反射片或該第二多層膜反射片之一表面上更以一塗佈製程形成一表面結構。
30. 如申請專利範圍第29項所述之顯示器背光模組之製程，其中該表面結構具有複數個擴散粒子。
31. 如申請專利範圍第21項所述之顯示器背光模組之製程，其中該多層膜反射片之複數層結構中更包括利用一共押出、塗佈、濺鍍或蒸鍍製程製作之一紫外光反射層。