TWI775192B

TWI775192B - 具有孔槽結構的玻璃擴散板及使用該玻璃擴散板的背光模組

Info

Publication number: TWI775192B
Application number: TW109136870A
Authority: TW
Inventors: 王慶芳; 劉育維; 何嘉峰; 郭朝絪
Original assignee: 晨豐光電股份有限公司
Priority date: 2020-10-23
Filing date: 2020-10-23
Publication date: 2022-08-21
Also published as: TW202217370A

Abstract

本發明提供一種具有孔槽結構的玻璃擴散板，其包括一玻璃基板、一孔槽結構及一光擴散填充物。玻璃基板具有一入光面及一相對設置的出光面；孔槽結構設置於入光面，且孔槽結構包括複數個孔槽，並自入光面朝出光面方向凹入設置；以及光擴散填充物填充於孔槽結構。藉此，本發明玻璃擴散板採用內填充光擴散填充物之設置，具有降低整體厚度及降低成本之功效。

Description

具有孔槽結構的玻璃擴散板及使用該玻璃擴散板的背光模組

本發明係有關於一種玻璃，特別是指一種具有孔槽結構的玻璃擴散板及使用該玻璃擴散板的背光模組。

發光二極體（又稱為LED），其因具有低耗能的特性，而廣泛地被用作於各種光源以及照明。

而現行的液晶顯示器之背光模組其中一種背光方式便是以陣列式的發光二極體作為光源，其中為了改善背光模組的光分佈，通常會於在光源側設置一擴散片，使光線經過擴散片時產生折射或散射，達到光線擴散的效果，藉此使背光模組射出的光線更加均勻，。惟目前使用的擴散片大都採用壓克力（PMMA）為材質，其存在著散熱不佳、強度不高、容易吸收水氣而膨脹，以及容易熱漲冷縮等缺點，在經過一段時間使用之後，該擴散片便會因為上述因素而影響整體顯示器的顯示效能以及使用壽命。

為解決上述課題，本發明揭露一種具有孔槽結構的玻璃擴散板及使用該玻璃擴散板的背光模組，玻璃擴散板具有較佳的結構強度，且光擴散填充物填設於孔槽結構中，亦具有降低整體厚度之效果。

為達上述目的，本發明一項實施例中提供一種具有孔槽結構的玻璃擴散板，其包括一玻璃基板、一孔槽結構及一光擴散填充物。玻璃基板具有一入光面及一相對設置的出光面；孔槽結構設置於入光面，且孔槽結構包括複數個孔槽，並自入光面朝出光面方向凹入設置；以及光擴散填充物填充於孔槽結構。

於本發明另一實施例中，孔槽結構不穿透出光面。

於本發明另一實施例中，光擴散填充物填充於每一個孔槽且不露出入光面。

於本發明另一實施例中，每一孔槽具有一開口端及一封閉端，封閉端為弧形。

於本發明另一實施例中，每兩孔槽的距離為1~30mm；每一孔槽的直徑為5~50um；每一孔槽的深度為大於5um且小於6mm；玻璃基板的厚度為0.7~6mm。

於本發明另一實施例中，孔槽結構係以雷射加工的方式形成於入光面。於本發明另一實施例中，光擴散填充物的材質選自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)與矽(Silicon)構成之群組中之一種以上。

於本發明另一實施例中，光擴散填充物的黏度為1000~30000mPa.s。

於本發明另一實施例中，光擴散填充物的黏度為10000~20000mPa.s。

於本發明另一實施例中，光擴散填充物的黏度為1000~10000mPa.s。

於本發明另一實施例中，玻璃基板的折射率介於1.3~1.6之間；光擴散填充物的折射率大於1且小於2.5；光擴散填充物的霧度為50%~95%之間，玻璃基板的穿透率為大於或等於80%。

本發明另一項實施例中提供一種背光模組，其包括所述的具有孔槽結構的玻璃擴散板，背光模組包括複數個LED光源，每一LED光源的位置各對應於複數個該孔槽之其中之一。

藉此，本發明玻璃擴散板採用孔槽結構內填光擴散填充物之設置，具有降低整體厚度之效果。

再者，本發明非採用壓克力（PMMA）或塑膠材為基底，而是以玻璃為主結構體，其具有較佳的結構強度、無濕氣、不易黃化、散熱佳等特性；同時玻璃亦具有不易熱膨脹的特性，使本發明更能適用於窄邊框的顯示器上。

以下參照各附圖詳細描述本發明的示例性實施例，且不意圖將本發明的技術原理限制於特定公開的實施例，而本發明的範圍僅由申請專利範圍限制，涵蓋了替代、修改和等同物。

請參閱圖1至圖3所示，係為本發明一種具有孔槽結構的玻璃擴散板100，其包括一玻璃基板10、一孔槽結構20及一光擴散填充物30。所述的玻璃擴散板100能夠運用於直下式的背光模組200，藉以分散LED光源201，以使顯示器的畫面更加均勻。

玻璃基板10係具有一入光面11及一出光面12。入光面11係指在背光模組200當中，玻璃基板10較靠近LED光源201之一側面，同理，出光面12即為較遠離LED光源201之另一側面。於本發明實施例中，玻璃基板10的厚度為0.7~6mm，玻璃基板10的折射率介於1.3~1.6之間，玻璃基板10的穿透率為大於或等於80%。

孔槽結構20係設置於入光面11，且孔槽結構20包括複數個孔槽21，並自入光面11朝出光面12方向凹入設置。於本發明實施例中，孔槽結構20係以物理加工而形成於入光面11，例如是以雷射加工製作出孔槽結構20，但不以此為限。每一孔槽21具有一開口端211及一封閉端212，封閉端212為弧形，使孔槽結構20不穿透出光面12，即孔槽結構20非貫穿入光面11與出光面12。在本發明中，封閉端212除了可以是半圓狀，亦能夠是角錐狀，而每一孔槽21的直徑為5~50um，每一孔槽21的深度大於5um且小於6mm。此外，每兩孔槽21的距離為1~30mm，其依所對應的LED光源201的間隔進行選定，當然所述的孔槽21可以呈矩陣佈置，或使每一LED光源201的位置對應於複數個孔槽21之其中之一至，而使每一LED光源201各位於其對應的孔槽21的正下方。

光擴散填充物30係填充於孔槽結構20，並填充於每一個孔槽21且不露出入光面11。光擴散填充物30係完全填充於每一個孔槽21，而於其他實施例中，光擴散填充物30可以是不完全填充於孔槽21，如局部填充或半填充，其填充程度可依據成品的霧度來調整。光擴散填充物30的材質包括透明樹脂、光擴散樹脂，所述光擴散樹脂選自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)與矽(Silicon)構成之群組中之一種以上，光擴散樹脂的平徑粒徑為1~20um。光擴散填充物30的黏度為1000~3000mPa.s。於本發明實施例中，光擴散填充物30的黏度最佳地為10000~20000mPa.s，更佳地為1000~10000mPa.s。

進一步地，擴散填充物30的折射率大於1且小於2.5，且光擴散填充物30的霧度可依需求調整為50%~95%之間。

接著說明本發明玻璃擴散板100與傳統的擴散板（PMMA）比較，並得出各項性能數據，如表1所示。

表1:

項目	玻璃擴散板	擴散板（PMMA）
密度	2.22	1.19
楊氏係數	63	3
熱膨脹係數	＜80×10-7/°C	5.8×10-5/°C
吸水性	＜0.0001%	0.3%
導熱係數	1.2	0.21
厚度	0.72mm	1.5~4mm以上
戶外照射黃化	不易黃化	易黃化

如表1所示，本發明玻璃擴散板100與傳統的擴散板（PMMA）相比較，整體結構來的薄、無濕氣、不易黃化、散熱佳，且機械強度高，且由於玻璃本身不易熱膨脹，而更適用於窄邊框的顯示器上。

因此，本發明玻璃擴散板100在直下式的背光模組200中，藉由孔槽結構20作為透鏡結構，使光源經由孔槽結構20與光擴散填充物30而能得到較佳的散射效果，並具有高霧度高漫射作用，以使得顯示器的畫面均勻性可達60~90%。特別的是，本發明玻璃擴散板100採用內填充光擴散填充物30之設置，即玻璃基板10的表面沒有擴散塗層，故可減少擴散片或進一步免除擴散片的使用，達到降低整體厚度以及降低成本之效果，同時LED光源201至光擴散填充物30的距離可從原先的25mm（傳統光源至擴散板的距離）下降至5mm，進而薄化背光模組200的整體厚度。

請參閱圖4所示，係為本發明另一實施例示意圖。藉由調整孔槽結構20之每一孔槽21的直徑大小，以使每一LED光源201能夠塞入相對應的孔槽21當中，並且透過光擴散填充物30作為黏著之用，而無需額外的黏著件來固定，如此結構可進一步縮減玻璃擴散板100與LED光源201的距離，使背光模組200的厚度能夠有效地被降低，實現薄型化之目的。在其他實施例中，每一LED光源201與光擴散填充物30亦可保持一定的微間距，即LED光源201僅部分塞入孔槽21當中。

綜合前述，不難發現本發明具有下列優點：

1.本發明之玻璃擴散板100藉由孔槽結構20作為透鏡結構，使光源經由孔槽結構20與光擴散填充物30而能得到較佳的散射效果。

2.本發明孔槽結構20內填光擴散填充物30之設置，使玻璃基板10的表面沒有擴散塗層，可減少擴散片或進一步免除擴散片的使用，達到降低整體厚度以及降低成本之效果。

3.本發明非採用壓克力（PMMA）或塑膠材為基底，而是以玻璃基板10為主結構體，其具有較佳的結構強度、無濕氣、不易黃化、散熱佳等特性，同時，不易熱膨脹的特性，更能適用於窄邊框的顯示器上。

雖然本發明是以一個最佳實施例作說明，精於此技藝者能在不脫離本發明精神與範疇下作各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或改變，俱屬本發明申請專利範圍。

100:玻璃擴散板 10:玻璃基板 11:入光面 12:出光面 20:孔槽結構 21:孔槽 211:開口端 212:封閉端 30:光擴散填充物 200:背光模組 201:LED光源

[圖1]係為本發明具有孔槽結構的玻璃擴散板立體示意圖。 [圖2]係為本發明具有孔槽結構的玻璃擴散板剖面結構示意圖。 [圖3]係為本發明具有孔槽結構的玻璃擴散板運用於直下式的背光模組之示意圖。 [圖4]係為本發明另一實施例示意圖，顯示背光模組的LED光源能夠塞入相對應的孔槽內。

100:玻璃擴散板

10:玻璃基板

11:入光面

12:出光面

20:孔槽結構

21:孔槽

211:開口端

212:封閉端

30:光擴散填充物

200:背光模組

201:LED光源

Claims

一種具有孔槽結構的玻璃擴散板，其包括：一玻璃基板，其具有一入光面及一相對設置的出光面；一孔槽結構，係設置於該入光面，且該孔槽結構包括複數個孔槽，並自該入光面朝該出光面方向凹入設置；以及一光擴散填充物，係填充於該孔槽結構。
如請求項1所述之具有孔槽結構的玻璃擴散板，其中，該孔槽結構不穿透該出光面。
如請求項1所述之具有孔槽結構的玻璃擴散板，其中，該光擴散填充物填充於每一個孔槽且不露出該入光面。
如請求項1至3中任一項所述之具有孔槽結構的玻璃擴散板，其中，每一孔槽具有一開口端及一封閉端，該封閉端為弧形。
如請求項4所述之具有孔槽結構的玻璃擴散板，其中，每兩孔槽的距離為1~30mm；每一孔槽的直徑為5~50um；每一孔槽的深度大於5um且小於6mm；該玻璃基板的厚度為0.7~6mm。
如請求項1所述之具有孔槽結構的玻璃擴散板，其中，該孔槽結構係以雷射加工的方式形成於該入光面。
如請求項1所述之具有孔槽結構的玻璃擴散板，其中，該光擴散填充物的材質包括透明樹脂、光擴散樹脂，所述光擴散樹脂選自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)與矽(Silicon) 構成之群組中之一種以上。
如請求項7所述之具有孔槽結構的玻璃擴散板，其中，該光擴散填充物的黏度為1000~30000mPa.s。
如請求項8所述之具有孔槽結構的玻璃擴散板，其中，該光擴散填充物的黏度為10000~20000mPa.s。
如請求項8所述之具有孔槽結構的玻璃擴散板，其中，該光擴散填充物的黏度為1000~10000mPa.s。
如請求項1所述之具有孔槽結構的玻璃擴散板，其中，該玻璃基板的折射率介於1.3~1.6之間；該光擴散填充物的折射率大於1且小於2.5；該光擴散填充物的霧度為50%~95%之間，該玻璃基板的穿透率為大於或等於80%。
一種背光模組，其包括如請求項1~11項中任一項之具有孔槽結構的玻璃擴散板，該背光模組包括複數個LED光源，每一LED光源的位置各對應於複數個該孔槽之其中之一。