專利名稱：直下式背光模塊結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具表面微結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散板，特別指利用基板及微結(jié)構(gòu)搭配圓弧形 反射罩的直下式背光模塊。
背景技術(shù)：
一般直下式背光模塊在不加光學(xué)膜片時(shí)，都無法達(dá)到輝度均勻的均勻背光要 求，且當(dāng)我們眼睛直視背光模塊不同位置時(shí)，將發(fā)現(xiàn)背光模塊的輝度分布均勻性極 差，可以理解到這是因?yàn)樵跓艄艿纳戏焦饩€能直接進(jìn)入眼睛，而距離燈管越遠(yuǎn)處因 為光線無法有效地?cái)U(kuò)散到燈管旁邊暗帶區(qū)，且光線無法有效聚光進(jìn)入眼睛視網(wǎng)膜，而這種輝度極不均勻的背光現(xiàn)象在顯示器通常稱為MURA缺陷，所以直下式背光 模塊都需要加上擴(kuò)散板(DiffiiserPlate)與擴(kuò)散膜片(DiffiiserFilm)來改善不均勻 光源或燈管所造成的MURA缺陷。然而，目前直下型背光模塊使用到的擴(kuò)散板是由透明光學(xué)高分子材質(zhì)制成，且 于材質(zhì)內(nèi)添加擴(kuò)散粒子。講究者，是更進(jìn)一步在其擴(kuò)散板出光或入光表面上制造半 球面(或稱為半柱狀(LENTICULAR))折射結(jié)構(gòu)，如此一來，均勻擴(kuò)散效果雖然有 所提升，但是半球柱狀的微結(jié)構(gòu)透鏡普遍存在透鏡像差(Aberration)，所以光線 擴(kuò)散角度很大，由于光線擴(kuò)散的角度太大，而人的眼睛在接收光源的輝度 (Brightness)時(shí)因人眼的視角(Field of View)有限，因此使人眼最后所感受的液 晶顯示器的整體輝度下降許多，這都是因?yàn)榇蟛糠直彻庠窗l(fā)出的光線無法真正進(jìn)入 到人眼睛視網(wǎng)膜所造成的。而在燈管數(shù)目減少而燈管之間的距離越增越大時(shí)(例如32吋LCD TV背光模 塊原采用16支冷陰極燈管，現(xiàn)已縮減為12支)，若繼續(xù)使用傳統(tǒng)只添加擴(kuò)散粒子 或是半球面折射結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的擴(kuò)散板，已經(jīng)無法達(dá)成無MURA缺陷的嚴(yán)格要求，而 必須要靠增加背光模塊的厚度來增加擴(kuò)散度并降低MURA缺陷，但這是跟目前顯 示器越來越輕薄的要求有所違背的，所以未來若繼續(xù)采傳統(tǒng)擴(kuò)散板的設(shè)計(jì)方案，將 會(huì)遇到要求燈管數(shù)目減量或背光模塊輕薄化的問題。所以未來擴(kuò)散板的設(shè)計(jì)必須要 有新的光學(xué)設(shè)計(jì)考慮，就是必須能有效將背光板的光導(dǎo)入眼睛中，而且要能達(dá)到一 定的輝度與均勻度表現(xiàn)
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的是在基板出光及入光的至少一表面上，提供一種運(yùn)用菲涅耳鏡片(Fresnel Lens)設(shè)計(jì)原理及司乃耳定律(Snell's Law)所制成的微結(jié)構(gòu)， 以收斂半視角及提升O度視角強(qiáng)度。另外，基板及微結(jié)構(gòu)可收斂半視角及提升O度 視角強(qiáng)度，但為保證透過基板后背光模塊的均勻性，需搭配特殊設(shè)計(jì)的圓弧形反射 罩，并借由反射罩將燈源發(fā)出的部分光線反射至基板，本發(fā)明可將半視角收斂在±10 度內(nèi)，0度視角強(qiáng)度明顯提升125%左右。為達(dá)上述目的以及其它目的，本發(fā)明提供一種直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，包含有數(shù)個(gè)燈源，燈源與另一燈源之間具有一定的間距；反射罩，為連續(xù)并排的圓弧形，前述的燈源容置于該反射罩內(nèi)；基板，設(shè)于上述的燈源上方，是以高分子透光材質(zhì)制成；以及微結(jié)構(gòu)，形成于前述基板的出光及入光的至少一表面上，包括若干組圖案。 借由上述技術(shù)手段，本發(fā)明可以改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)而具有高透光率、高輝度及 光線均勻化的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施例基板及形成于基板表面上的微結(jié)構(gòu)的局部放大圖；圖3是本發(fā)明的直下式背光模塊的第二實(shí)施例內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖4是本發(fā)明的第二實(shí)施例基板及形成于基板表面上的微結(jié)構(gòu)的局部放大圖；以及圖5是本發(fā)明的直下式背光模塊及現(xiàn)有技術(shù)的直下式背光模塊的水平視角強(qiáng)度 的曲線圖。附圖標(biāo)號(hào)說明l-燈源；2-反射罩；3-基板；31-紫外線吸收劑；32-擴(kuò)散粒子； 4-微結(jié)構(gòu)；41-圖案；411-曲折部；5-微結(jié)構(gòu)；51-圖案；511-曲折部；6-微結(jié)構(gòu)；61-圖案；611-曲折部;R-半徑;PL-間距;P-寬度;Pl-寬度;P2-寬度;0-角度;01-角 度；02-角度；H-對應(yīng)深度；Hl-對應(yīng)深度；H2-對應(yīng)深度；Zl-第一距離；Z2-第二距 離；A-A曲線；B-B曲線。具體具體方式有關(guān)于本發(fā)明所采用的技術(shù)、手段及其達(dá)成功效，茲舉數(shù)較佳實(shí)施例并配合附 圖詳細(xì)說明如后，可由之深入而具體的了解。請配合參閱圖1及圖2所示，本發(fā)明的第一實(shí)施例的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，包含有數(shù)個(gè)燈源1，該燈源1可為冷陰極熒光燈管(CCFL)或?yàn)長ED發(fā)光二極管其 中之一，且燈源1與另一燈源1之間具有一定的間距PL。反射罩2，為連續(xù)并排的圓弧形，其半徑R定義在前述之間距PL的0.5至0.75 倍;而前述的燈源1容置于反射罩2內(nèi)，該反射罩2材質(zhì)選自聚甲基丙烯酸甲酯(Poly (Methyl methacrylate)， PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、甲基丙烯酸甲 酯聚苯乙烯((Methyl methacrylate) Styrene， MS)、聚苯乙烯(PolySty認(rèn)，PS)、 鋁(Al )、銀(Ag )、鎳(Ni )、銅(Cu )及錫(Su )中的至少一種材質(zhì)； 反射罩2用以反射前述的燈源1所發(fā)出的部分光線，并借由反射罩2可使光線更為 集中。基板3，設(shè)于上述的燈源l上方，以高分子透光材質(zhì)制成，該高分子透光材質(zhì) 選自聚甲基丙烯酸甲酯(Poly (Methyl methacrylate) ， PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯((Methyl methacrylate) Styrene， MS)及聚苯乙烯(Polystyrene, PS)中的至少一種材料；另基板3內(nèi)部摻雜有紫外 線吸收劑31，以阻絕紫外線直接照射，避免擴(kuò)散板產(chǎn)生黃化、裂解等現(xiàn)象發(fā)生，所 述紫外線吸收劑為本領(lǐng)域常用的一般紫外線吸收劑(一般而言，以"紫外線吸收劑" 的敘述方式應(yīng)可使所屬的技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人士可輕易了解)；且內(nèi)部摻雜有若干擴(kuò)散 粒子32，該擴(kuò)散粒子32選自聚碳酸酯樹脂(Polycarbonate, PC)、聚甲基丙烯酸甲 酯(Poly (Methyl methacrylate), PMMA)、甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯((Methyl methacrylate) Styrene， MS)、聚苯乙烯(PolySty認(rèn)，PS)、氧化硅(Silica)、硅(Silicon)、三聚氰胺(Melamin)、碳酸鈣、鐵氟龍、二氧化鈦(Ti02)及二氧化 硅(Si02)(前面的氧化硅(Silica)和后面的二氧化硅實(shí)際是一回事，都是二氧化 硅。所以后面權(quán)利要求中我己將"氧化硅"刪除了)中的至少一種材料，借此使燈 源1所發(fā)出的光線經(jīng)過擴(kuò)散粒子32時(shí)，造成光學(xué)擴(kuò)散的效果(擴(kuò)散粒子的摻入量 應(yīng)有個(gè)大致比例)。(擴(kuò)散粒子32與基板3的體積比例約在15% 85%之間，但擴(kuò)散 粒子的摻入量之比例並非本案的重點(diǎn))以及微結(jié)構(gòu)4，形成于前述的基板3的出光及入光的至少一表面上，包括若干組非 常微細(xì)的圖案(pattern) 41，該圖案41具有若干個(gè)不同寬度P、不同角度6、不同 對應(yīng)深度H的曲折部411，該曲折部411的寬度P界于0.05mm至0.5mm之間，另 曲折部411的角度0均不相同，其曲折部411角度9設(shè)計(jì)的原理是與菲涅耳鏡片 (Fresnel Lens)設(shè)計(jì)原理相同，而設(shè)計(jì)曲折部411所需的參數(shù)取決于上述的燈源1 的數(shù)目N、燈源1與另一燈源1的間距PL、燈源1與基板3的第一距離Zl、及燈 源1與反射罩2的第二距離Z2，以間距PL為一周期，第一距離Z1加上第二距離 Z2的值為透鏡的后焦距，而前焦距則設(shè)為無窮遠(yuǎn)處，并利用司乃耳定律(Sndl's Law)則可以訂出每一個(gè)曲折部411角度e的變化值，換言之，若背光模塊共使用 N個(gè)燈源l，則微結(jié)構(gòu)4共有N組周期性的圖案41，且每一周期內(nèi)的曲折部411角 度0變化率均相同。參圖2，以燈源1正上方為中心值開始，曲折部411的角度e 變化從0。到70。，且曲折部411的對應(yīng)深度H變化為0到一倍的曲折部411寬度P。請參閱圖5，圖標(biāo)為一曲線圖，說明現(xiàn)有技術(shù)(A曲線)與本發(fā)明中第一實(shí)施 例(B曲線)設(shè)計(jì)出的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)。將現(xiàn)有技術(shù)的直下式背光模塊與本發(fā) 明第一實(shí)施例的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)以輝度測量儀器(例如:型號(hào)TopconBM7-fast) 來測量模塊的最終輝度與均勻度，證實(shí)本發(fā)明可將半視角收斂在±10度內(nèi)，0度視 角強(qiáng)度明顯提升125%左右。請配合參閱圖3及圖4所示，本發(fā)明的第二實(shí)施例的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)與第 一實(shí)施例原理基本相同，不同點(diǎn)在于第二實(shí)施例的微結(jié)構(gòu)5、 6是形成于基板3的 出光及入光表面上，由形成于基板3單面的微結(jié)構(gòu)4變更為形成于基板3雙面的微 結(jié)構(gòu)5、 6;其中，曲折部511、 611的寬度P1、 P2界于0.05mm至0.5mm之間，該 寬度P1可以與寬度P2相同也可以不相等，以避免產(chǎn)生干涉條紋為原則，另曲折部 511、 611的角度ei、 62變化從0。到40。，且曲折部511、 611的對應(yīng)深度H1、 H2 變化為0到0.5倍的寬度Pl與0到0.5倍的寬度P2。借由上述技術(shù)手段，本發(fā)明的第二實(shí)施例具有數(shù)項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)(1)其一，利用第二 實(shí)施例雙面微結(jié)構(gòu)5、 6的設(shè)計(jì)加以控制光的方向性，比第一實(shí)施例單面微結(jié)構(gòu)4 控制光方向的空間來的大。(2>其二，在工藝上，第二實(shí)施例的雙面微結(jié)構(gòu)5、 6 可以分擔(dān)第一實(shí)施例單面微結(jié)構(gòu)4所造成過大的角度(導(dǎo)致深度過深，會(huì)影響脫模 性)，因此第二實(shí)施例雙面微結(jié)構(gòu)5、 6的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)深度將可以減少約一半，仍保持 光學(xué)特性相同。另外特別一提的是，第一實(shí)施例與第二實(shí)施例，基板3及形成于基板3的出光 及入光表面上的微結(jié)構(gòu)4、 5、 6可采用擠壓(Extrusion)、共擠壓式(Co-Extrusion)及 射出工藝，板厚在0.08至3.0mm，擠壓的板材可為單一層(擠壓)或?yàn)槿髦谓Y(jié)構(gòu) (共擠壓)，若為三明治結(jié)構(gòu)則可分為核心層及附屬(Sub)層，擴(kuò)散板總厚度在0.08 至3.0mm，附屬層厚度在50 200pm。
權(quán)利要求
1一種直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含有數(shù)個(gè)燈源，燈源與另一燈源之間具有一定的間距；反射罩，為連續(xù)并排的圓弧形，前述的燈源容置于反射罩內(nèi)；基板，設(shè)于上述的燈源上方，以高分子透光材質(zhì)制成，以及微結(jié)構(gòu)，形成于前述基板的出光及入光的至少一表面上，包括若干組的圖案。
2. 如權(quán)利要求1所述的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，該燈源可為冷陰極 熒光燈管(CCFL)或?yàn)長ED發(fā)光二極管其中之一。
3. 如權(quán)利要求1所述的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，反射罩的圓弧形的 半徑為燈源與另一燈源之間距的0.5至0.75倍。
4. 如權(quán)利要求1所述的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，反射罩材質(zhì)選自聚 甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯、聚苯乙烯、鋁(Al )、 銀(Ag )、鎳(Ni )、銅(Cu )及錫(Su )中的至少一種材質(zhì)。
5. 如權(quán)利要求1所述的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，基板的高分子透光 材質(zhì)選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯及聚苯乙烯中的 至少一種材料。
6. 如權(quán)利要求1所述的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，基板內(nèi)部摻雜有紫 外線吸收劑。
7. 如權(quán)利要求1所述的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，基板內(nèi)部摻雜有若 干擴(kuò)散粒子。
8. 如權(quán)利要求7所述的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，擴(kuò)散粒子選自聚碳 酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯、聚苯乙烯、硅、三聚氰胺、 碳酸鈣、鐵氟龍、二氧化鈦及二氧化硅中的至少一種材料。
9. 如權(quán)利要求1所述的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，圖案具有不同寬度、 不同角度、不同對應(yīng)深度的若干個(gè)曲折部。
10. 如權(quán)利要求9所述的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，曲折部的寬度界于 0.05mm至0.5mm。
11. 如權(quán)利要求9所述的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，曲折部角度從0° 到70°變化。
12. 如權(quán)利要求9所述的直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于，曲折部的對應(yīng)深度 H，在曲折部寬度的0到1倍范圍變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直下式背光模塊結(jié)構(gòu)，包含反射罩，數(shù)個(gè)容置于反射罩內(nèi)的燈源，設(shè)于燈源上方的基板，及形成于基板的出光及入光的至少一表面上的微結(jié)構(gòu)，且借由反射罩、基板及微結(jié)構(gòu)的相互配合可收斂半視角、提升0度視角強(qiáng)度，并具有高透光率、高輝度及光線均勻化等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F21V13/00GK101153700SQ200610141019
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者蕭又志, 鄭文峰, 黃必達(dá) 申請人:穎臺(tái)科技股份有限公司