專利名稱：背光模塊及其使用的光漫射模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光漫射模塊，以及使用此光漫射模塊的背光模塊；更具體而言，本發(fā)明涉及一種供液晶顯示面板使用的光漫射模塊，以及使用此光漫射模塊的背光模塊。
背景技術(shù)：
背光模塊廣泛使用于液晶顯示裝置、計(jì)算機(jī)鍵盤、移動(dòng)電話按鍵、廣告牌及其它需要光源的裝置上，以提供此類裝置所需的平面光源。特別是近年來液晶顯示裝置的市場(chǎng)需求大幅成長(zhǎng)，為配合液晶顯示裝置在功能上及外觀上的要求，液晶顯示裝置所使用的背光模塊設(shè)計(jì)也日趨多元化。
然而當(dāng)背光模塊應(yīng)用于液晶顯示面板時(shí)，其輸出光線的均勻性往往為影響液晶顯示面板整體效能的重要因素。特別是隨著液晶顯示面板尺寸的日益增加，背光模塊中直下式的燈管設(shè)置也成為目前技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。如何將數(shù)支間隔并列的燈管所發(fā)出的光源予以均勻漫射，避免形成局部過亮或過暗的情形，就成為液晶顯示面板設(shè)計(jì)上的重要課題。
圖1a所示為現(xiàn)有的背光模塊及用以漫射光的結(jié)構(gòu)。如圖1a所示，背光模塊10包含數(shù)支間隔并列的燈管13以及反射片15。燈管13上方依序設(shè)有漫射板37、下漫射片35、增亮膜31及上漫射片或反射增亮片33。光線經(jīng)由漫射板37、下漫射片35、增亮膜31及上漫射片或反射增亮片33的漫射程序后，始得進(jìn)入設(shè)置于上漫射片或反射增亮片33上方的液晶面板50。在現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)知中，漫射板37、下漫射片35及上漫射片33的透射率越低，其漫射效果越好。但是當(dāng)漫射板37、下漫射片35及上漫射片33的透射率越低時(shí)，背光光源的使用效率也就相對(duì)降低。因此適必得提升供電的輸出功率以增加燈管13的亮度，造成耗電的情況產(chǎn)生。
此外，如圖1b所示為使用如圖1a所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行光漫射效果分析圖，其中測(cè)試的模塊以透射率65％的漫射板37搭配下漫射片35、增亮膜31及反射增亮片33進(jìn)行測(cè)試。在圖1b中，每條曲線代表不同入射角度的入射光線行為，橫坐標(biāo)為出射光線的角度，縱坐標(biāo)則為光線的相對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)。此處有關(guān)角度的定義，以入射光線或出射光線與漫射板37法線間的夾角角度而言。如圖1b所示，當(dāng)光線的入射角度增加時(shí)，光線的出射角度并無明顯的改變。換言之，當(dāng)燈管13產(chǎn)生光線時(shí)，部分斜向入射光也被導(dǎo)向垂直的方向。因此原本可用來填補(bǔ)燈管13間暗區(qū)的斜向光線也被導(dǎo)向至原本光線即已足夠的區(qū)域，無法有效產(chǎn)生光線漫射效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種光漫射模塊，使光源模塊射出的光線均勻化。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種光漫射模塊，使輸出的光線仍具有所需亮度。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種背光模塊，具有較均勻的輸出光線。
本發(fā)明的背光模塊主要包含光源模塊及光漫射模塊。光源模塊具有出光面，光漫射模塊設(shè)置于光源模塊之上，并對(duì)應(yīng)光源模塊的出光面。光源模塊優(yōu)選具有燈管及反射片，燈管發(fā)出的光線及反射片反射的光線經(jīng)由出光面進(jìn)入光漫射模塊中。
光漫射模塊主要包含漫射板及光學(xué)微結(jié)構(gòu)層。漫射板具有進(jìn)光下表面及出光上表面。進(jìn)光下表面對(duì)應(yīng)光源模塊的出光面，出光上表面則為一無尖突面(prickleless surface)。當(dāng)光源模塊的燈管發(fā)出光線時(shí)，光線即經(jīng)由漫射板的進(jìn)光下表面進(jìn)入漫射板中。在優(yōu)選實(shí)施例中，漫射板的透射率介于50％至65％之間，而漫射板的厚度優(yōu)選介于1.5毫米至2毫米之間。
光學(xué)微結(jié)構(gòu)層設(shè)置于漫射板上方，且具有上表面及下表面。上表面上包含有多個(gè)光學(xué)微結(jié)構(gòu)。光學(xué)微結(jié)構(gòu)層的下表面直接與漫射板的出光上表面疊合。在優(yōu)選實(shí)施例中，光學(xué)微結(jié)構(gòu)層為一棱鏡片。
在優(yōu)選實(shí)施例中，光漫射模塊還包括上光學(xué)膜片。上光學(xué)膜片設(shè)置于光學(xué)微結(jié)構(gòu)層的上方，并覆蓋光學(xué)微結(jié)構(gòu)層的上表面。此上光學(xué)膜片為不具有棱鏡結(jié)構(gòu)的光學(xué)膜片，可以例如為一由多層光學(xué)膜片層合而得的反射式增亮偏光膜(DBEF)，一上漫射片，或是一下漫射片(透明度較上漫射片低，但是漫射性較上漫射片為佳)。光學(xué)微結(jié)構(gòu)層夾在漫射板與上光學(xué)膜片之間。由于光學(xué)微結(jié)構(gòu)層較易受損，常在與具尖銳凸起的表面接觸后產(chǎn)生刮痕，因此漫射板的出光上表面需具備無尖突面，以避免刮傷光學(xué)微結(jié)構(gòu)層。


圖1a為現(xiàn)有技術(shù)的背光模塊與液晶面板示意圖；圖1b為現(xiàn)有技術(shù)中背光模塊的光線漫射效果分析圖；圖2為本發(fā)明背光模塊與液晶面板配合的實(shí)施例示意圖；圖3為本發(fā)明背光模塊實(shí)施例的剖面示意圖；圖4為本發(fā)明背光模塊另一實(shí)施例的剖面示意圖；圖5為本發(fā)明背光模塊實(shí)施例的光線漫射效果分析圖。
簡(jiǎn)單符號(hào)說明100光源模塊110出光面130燈管150反射片300光漫射模塊310漫射板313進(jìn)光下表面311出光上表面330光學(xué)微結(jié)構(gòu)層331上表面333下表面335光學(xué)微結(jié)構(gòu)350上光學(xué)膜片500液晶面板具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種光漫射模塊，以及使用此光漫射模塊的背光模塊。以優(yōu)選實(shí)施例而言，此背光模塊供液晶顯示面板使用。然而在不同實(shí)施例中，此背光模塊也可供計(jì)算機(jī)鍵盤、移動(dòng)電話按鍵、廣告牌及其它需要平面光源的裝置使用。進(jìn)一步而言，本發(fā)明還包括使用此光漫射模塊的液晶顯示面板。在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的液晶顯示面板包括一彩色液晶顯示面板。然而在不同實(shí)施例中，本發(fā)明的液晶面板也可包括單色的液晶面板。而液晶顯示裝置則泛指使用液晶面板的顯示裝置，包括家用的液晶電視、個(gè)人計(jì)算機(jī)及膝上型計(jì)算機(jī)的液晶監(jiān)視器、移動(dòng)電話及數(shù)碼相機(jī)的液晶顯示屏等。
如圖2所示，本發(fā)明的背光模塊主要包括光源模塊100及光漫射模塊300。液晶面板500則設(shè)置于背光模塊上方。光源模塊100具有出光面110，且優(yōu)選具有燈管130及反射片150。在圖2所示的實(shí)施例中，光源模塊100采用直下式燈管設(shè)置。然而在不同實(shí)施例中，光源模塊也可以為側(cè)光式燈管設(shè)置。光源模塊100發(fā)出的光線經(jīng)由出光面110射出光源模塊100之外。然而在不同實(shí)施例中，光源模塊100也可使用燈管130以外的發(fā)光源，例如發(fā)光二極管等等。
如圖3所示，光漫射模塊300設(shè)置對(duì)應(yīng)于光源模塊100的出光面110，且優(yōu)選直接設(shè)置于光源模塊100上。光漫射模塊300主要包含漫射板310及光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330。在優(yōu)選實(shí)施例中，漫射板310由聚苯乙烯(Polystyrene，PS)制成。然而在不同實(shí)施例中，漫射板310也可由其它有機(jī)材料制成，例如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)及聚環(huán)烯烴高分子(Cyclo Olefin Polymer，COP)等。
漫射板310具有進(jìn)光下表面313及出光上表面311。進(jìn)光下表面313對(duì)應(yīng)光源模塊100的出光面110。在如圖3所示的實(shí)施例中，進(jìn)光下表面313覆蓋于光源模塊100的出光面110上。出光上表面311包含無尖突面，且此無尖突面優(yōu)選為光滑平面。當(dāng)光源模塊100的燈管130發(fā)出光線時(shí)，光線即經(jīng)由漫射板310的進(jìn)光下表面313進(jìn)入漫射板310中。部分進(jìn)入漫射板310的光線經(jīng)由漫射板310內(nèi)的粒子反射及折射后，自出光上表面311以不同于原入射方向的方向射出，以產(chǎn)生漫射效果。
在優(yōu)選實(shí)施例中，漫射板310的透射率介于50％至65％之間，而漫射板310的厚度優(yōu)選介于大約1.5毫米至大約2毫米之間。特別是當(dāng)漫射板310由聚苯乙烯(Polystyrene，PS)制成，而透射率大約為60％且厚度大約為1.5毫米時(shí)，光漫射模塊300整體的漫射效果較佳。而當(dāng)漫射板310由聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)制成，而透射率大約為50％且厚度大約為2毫米時(shí)，光漫射模塊300整體的漫射效果也較佳。
如圖3所示，光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330設(shè)置于漫射板310上方，且具有上表面331及下表面333。上表面331上包含有多個(gè)光學(xué)微結(jié)構(gòu)335。在優(yōu)選實(shí)施例中，光學(xué)微結(jié)構(gòu)335形成光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330上表面的棱鏡結(jié)構(gòu)，且優(yōu)選以光學(xué)薄膜工藝或其它方式形成光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330的上表面。此處所言的光學(xué)薄膜工藝包含蝕刻、光刻、鍍膜等工藝。然而在不同實(shí)施例中，也可以貼附或其它方式形成上述的光學(xué)微結(jié)構(gòu)335。
光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330的下表面333直接與漫射板310的出光上表面311疊合。換言之，光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330的下表面333與漫射板310間不存在任何其它例如下漫射片之類的光學(xué)膜片。以優(yōu)選實(shí)施例而言，光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330直接置放于漫射板310上。藉由漫射板310與光學(xué)結(jié)構(gòu)層330的直接接觸，本發(fā)明的光漫射模塊300得以產(chǎn)生較佳的光均勻效果。
在優(yōu)選實(shí)施例中，光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330為一增亮膜，且優(yōu)選為一棱鏡片(BEF)。光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330優(yōu)選由聚對(duì)苯二甲酸乙二酯所制成。然而在不同實(shí)施例中，光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330也可由其它有機(jī)材料制成，例如聚碳酸酯等。光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330上表面的光學(xué)微結(jié)構(gòu)335優(yōu)選則由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate，PMMA)所制成；然而在不同實(shí)施例中，光學(xué)微結(jié)構(gòu)335也可由其它亞克力樹脂制成。
在圖3所示的優(yōu)選實(shí)施例中，光漫射模塊300還包括上光學(xué)膜片350。上光學(xué)膜片350設(shè)置于光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330的上方，并覆蓋光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330的上表面331。在優(yōu)選實(shí)施例中，上光學(xué)膜片350為一反射式增亮偏光膜(DBEF)。然而在不同實(shí)施例中，上光學(xué)膜片350也可為一上漫射片或一至數(shù)張的下漫射片。上光學(xué)膜片350優(yōu)選由聚對(duì)苯二甲酸乙二酯制成。然而在不同實(shí)施例中，上光學(xué)膜片350也可由其它有機(jī)材料制成，例如聚碳酸酯等。
如圖3所示，光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330夾在漫射板310與上光學(xué)膜片350之間。由于光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330較易受損，常在與具尖銳凸起的表面接觸后產(chǎn)生刮痕，因此漫射板310的出光上表面311需具備無尖突面，以避免刮傷光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330。此外，上光學(xué)膜片層350也具有保護(hù)光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330的功效，得以減少光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330的損傷。
當(dāng)光線自漫射板310的出光上表面311射出時(shí)，隨即進(jìn)入與漫射板310相疊合的光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330內(nèi)。經(jīng)由光學(xué)微結(jié)構(gòu)335的光學(xué)作用，以達(dá)到對(duì)光線的增益或其它控制效果，并同時(shí)增加光漫射模塊300整體的光線漫射功效。由光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330射出的光線接著進(jìn)入上光學(xué)膜片350中，經(jīng)由上光學(xué)膜片350對(duì)光線的進(jìn)一步增益或漫射后，光線隨即抵達(dá)液晶面板處。
圖4所示為本發(fā)明的另一實(shí)施例示意圖。在此實(shí)施例中，漫射板310的進(jìn)光下表面313為一粗糙面。藉由進(jìn)光下表面310的粗糙結(jié)構(gòu)，得以進(jìn)一步增加光漫射模塊300的光源漫射效果。然而在不同實(shí)施例中，此一粗糙面也可存在于漫射板310的出光上表面311，唯需處理并確保此粗糙面上無尖突物的存在，以避免刮傷光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330。
在現(xiàn)有技術(shù)中，一般認(rèn)為漫射板310的透射率越低，可得到越佳的光源漫射效果。然而在本發(fā)明中，當(dāng)漫射板310上直接疊合有光學(xué)微結(jié)構(gòu)層330，且漫射板310的透射率介于50％至65％時(shí)，光漫射模塊300中的整體漫射效果可達(dá)到最佳的狀況。由于漫射板310仍具有相當(dāng)?shù)耐干渎剩虼丝墒构庠茨K100產(chǎn)生的光線得到合理的使用效率，進(jìn)而避免必需增加燈管13亮度的耗電情況。
圖5所示為以透射率65％的漫射板310與直接疊合的棱鏡片增亮膜及其上的反射式增亮偏光膜搭配使用時(shí)所得的光線漫射效果分析。在圖5中，每條曲線代表不同入射角度的入射光線行為，橫坐標(biāo)為出射光線的角度，縱坐標(biāo)則為光線的相對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)。此處有關(guān)角度的定義，以入射光線或出射光線與光線漫射模塊300法線間的夾角角度而言。與圖1b的現(xiàn)有技術(shù)相比，圖5可明顯發(fā)現(xiàn)當(dāng)光線的入射角度越大時(shí)，光線的出射角度也會(huì)隨時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的方向性。換言之，當(dāng)光源模塊100產(chǎn)生光線時(shí)，燈管130產(chǎn)生的部分斜向入射光得以被漫射至燈管130間的暗區(qū)，以減輕光源集中的問題，亦即增加光漫射模塊300整體的漫射效果。
本發(fā)明已由上述相關(guān)實(shí)施例加以描述，然而上述實(shí)施例僅為實(shí)施本發(fā)明的范例。必需指出的是，已揭露的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，包含于權(quán)利要求的精神及范圍的修改及均等設(shè)置均包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光漫射模塊，供與光源模塊配合使用，該光漫射模塊包括漫射板，具有進(jìn)光下表面及相對(duì)的出光上表面，其中該出光上表面包括無尖突面，而該漫射板的透射率大體上介于50％至65％之間；以及光學(xué)微結(jié)構(gòu)層，設(shè)置于該漫射板的上方，并具有下表面及上表面，其中該下表面直接與該漫射板的該出光上表面疊合，而該上表面則具有多個(gè)光學(xué)微結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的光漫射模塊，其中該漫射板的厚度大體上介于1.5毫米至2毫米之間。
3.如權(quán)利要求2所述的光漫射模塊，其中該漫射板的厚度大體上為1.5毫米，且該漫射板的透射率大體上為60％。
4.如權(quán)利要求3所述的光漫射模塊，其中該漫射板的主要材料為聚苯乙烯。
5.如權(quán)利要求2所述的光漫射模塊，其中該漫射板的厚度大體上為2毫米，且該漫射板的透射率大體上為50％。
6.如權(quán)利要求5所述的光漫射模塊，其中該漫射板的主要材料為聚碳酸酯。
7.一種背光模塊，包括光源模塊，具有出光面；以及光漫射模塊，設(shè)置成對(duì)應(yīng)于該出光面，該光漫射模塊包括漫射板，具有一進(jìn)光下表面及相對(duì)的出光上表面，其中該出光上表面包含無尖突面，而該漫射板的透射率大體上介于50％至65％之間；以及光學(xué)微結(jié)構(gòu)層，設(shè)置于該漫射板的上方，并具有下表面及上表面，其中該下表面直接與該漫射板的該出光上表面疊合，而該上表面則具有多個(gè)光學(xué)微結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的背光模塊，其中該漫射板的厚度大體上介于1.5毫米至2毫米之間。
9.如權(quán)利要求8所述的背光模塊，其中該漫射板的厚度大體上為1.5毫米，且該漫射板的透射率大體上為60％。
10.如權(quán)利要求9所述的背光模塊，其中該漫射板的主要材料為聚苯乙烯。
11.如權(quán)利要求8所述的背光模塊，其中該漫射板的厚度大體上為2毫米，且該漫射板的透射率大體上為50％。
12.如權(quán)利要求11所述的背光模塊，其中該漫射板的主要材料為聚碳酸酯。
13.一種光漫射模塊，供與光源模塊配合使用，該光漫射模塊由下列元件組成漫射板，具有一進(jìn)光下表面及相對(duì)的出光上表面，其中該出光上表面包括無尖突面，而該漫射板的透射率大體上介于50％至65％之間；光學(xué)微結(jié)構(gòu)層，設(shè)置于該漫射板的上方，并具有下表面及上表面，其中該下表面直接與該漫射板的該出光上表面疊合，而該上表面則具有多個(gè)光學(xué)微結(jié)構(gòu)；上光學(xué)膜片，設(shè)置于該光學(xué)微結(jié)構(gòu)層上方，并覆蓋該光學(xué)微結(jié)構(gòu)層的該上表面。
14.如權(quán)利要求13所述的光漫射模塊，其中該漫射板的厚度大體上介于1.5毫米至2毫米之間。
15.如權(quán)利要求14所述的光漫射模塊，其中該漫射板的厚度大體上為1.5毫米，且該漫射板的透射率大體上為60％。
16.如權(quán)利要求15所述的光漫射模塊，其中該漫射板的主要材料為聚苯乙烯。
17.如權(quán)利要求14所述的光漫射模塊，其中該漫射板的厚度大體上為2毫米，且該漫射板的透射率大體上為50％。
18.如權(quán)利要求17所述的光漫射模塊，其中該漫射板的主要材料為聚碳酸酯。
全文摘要
一種背光模塊及其使用的光漫射模塊，其中光漫射模塊主要包含漫射板及光學(xué)微結(jié)構(gòu)層。漫射板具有進(jìn)光下表面及出光上表面。進(jìn)光下表面對(duì)應(yīng)光源模塊的出光面，出光上表面則為一無尖突面。漫射板的透射率介于50％至65％之間。光學(xué)微結(jié)構(gòu)層設(shè)置于漫射板上方，且具有上表面及下表面。上表面上包含有多個(gè)光學(xué)微結(jié)構(gòu)。光學(xué)微結(jié)構(gòu)層的下表面直接與漫射板的出光上表面疊合。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1862293SQ20061008454
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者蘇志杰, 吳志剛, 陳政傳 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司