專利名稱：背光模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種背光模塊裝置，特別是一種用于LCD液晶顯示器，同時具有高輝 度、高勻光特性以及非窄視角的背光模塊裝置。
背景技術：
一般而言，液晶顯示器(簡稱「LCDj )的主要結構包含面板與背光模塊兩大部分。 其中，面板部分主要包括透明電極板、液晶、配向膜、彩色濾光片、偏光片、以及驅動 集成電路等；而背光模塊的部分其目的主要是提供液晶顯示器所需的光源，主要組件包 含燈源、導光板及各種光學膜片等。
根據(jù)光源所在的位置，背光模塊結構分為直下式背光模塊及側邊式背光模塊。 一般 而言，側邊式模塊厚度較薄適合應用于筆記型計算機及液晶顯示監(jiān)視器，而模塊厚度較 大的直下式背光模塊適合應用于液晶顯示監(jiān)視器及液晶顯示電視用的面板模塊。
如圖l所示，為了讓光線在顯示器1上能夠更有效率的被應用、更均勻的分布以及 控制視角的大小，背光模塊12中會加入不同功能性的光學膜板，如擴散膜125、聚光 片124及反射片122等，但也因此產生其它的問題，例如過多的膜片使用，膜片本身 會造成材料吸收與反射的現(xiàn)象，使得光源使用率下降，進而降低輝度。為使液晶顯示器 能夠有較大的輝度，可增加背光模塊中的光源的燈管數(shù)目。然而，這一方式不但容易導 致過多熱量蓄積于液晶顯示器中，影響其它組件的壽命與品質，同時會導致電力消耗過 大，而無法滿足許多信息類用品必須仰賴電池以離線使用的要求。
為了提升亮度、減少熱量蓄積及降低光源能量損耗，目前業(yè)界最常使用的方法為在 背光模塊中使用改良的光學膜片，以提高整體亮度，例如3M的BEF (Brightness Enhancement Film)聚光片，其是利用卯。頂角可達到最佳的聚光效果。然而如圖2所示， 此種角度的光學膜片在高角度的入光光線容易產生漏光的現(xiàn)象，且此種光學膜目前在市 場上單價還是居高不下。
為了降低成本同時又獲得具有高輝度的背光模塊，如圖3所示，業(yè)界另外發(fā)展出在 導光板321的結構上形成V形溝槽321a結構，如此可讓側邊燈源123經由導光板的V形結構后導正出光的角度，達到聚光的效果。此種導光板又稱為V-cut結構導光板。此 外，為了能取代棱鏡結構的聚光膜，另外又發(fā)展出雙V-cut結構導光板。如圖4所示， 藉由導光板421雙側形成棱線彼此不平行的V形溝槽群421a及421b，可導正由側邊燈 源123出光后不同角度的光線，讓正向光的輝度值大幅提高。但此結構會造成視角非常 狹窄及光線分布不均等問題。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明是提供一種結合具有調光結構可改變光場的光學膜及雙V形溝槽 結構導光板的背光模塊裝置，具有同時提供高勻光以及非窄視角等特性，可改善上述雙 V形溝槽結構導光板的缺點。
本發(fā)明另一方面提供一種可兼顧光源勻化效果以及減低大視角漏光效果的多種光 學特性組合的多功能膜片，此種膜片可減少膜片使用數(shù)量，因而減低面板的厚度。
為達上述及其它目的，本發(fā)明提供一種背光模塊，其包含
一導光板，其雙側皆具有復數(shù)個V型溝槽；
一反射片，其配置于該導光板下方；及
至少一燈源，其配置于該導光板周邊；
該背光模塊的特征在于包含配置于所述導光板上方的單一光學膜，且所述背光模塊
的光場是滿足下述(i)、 (n)與(m)的條件
水平半輝度視角^70。 (I) 輝度均齊性^70% (II) 大視角漏光率^65% (III)。
本發(fā)明的背光模塊所使用的光學膜，包含一基材及和位于所述基材的一側表面上的 復數(shù)個調光結構。本發(fā)明光學膜所用的基材包含一支持層(support layer),上述支持層可 為任何本發(fā)明所屬技術領域具有通常知識者所熟知者，例如玻璃或塑料。上述塑料可選 自以下群組聚酯樹脂(polyester resin)，如聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)或聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate, PEN)、聚丙烯酸酯樹脂(polyacrylate resin),如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)、聚烯烴樹脂(polyolefin resin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)、聚環(huán)烯烴樹脂(polycycloolefin resin)、聚酰亞胺樹脂 (polyimide resin)、聚碳酸酉旨樹月旨(polycarbonate resin)、聚氨酉旨樹月旨(polyurethane resin)、 三醋酸纖維素(triacetyl cellulose, TAC)、聚乳酸(Polylactic acid)及其組合，但不以此為限。 其中，優(yōu)選為選自聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂及其組合；尤其是聚對苯二甲酸乙二酯。基材的厚度通常取決于所欲制得的光學產品的需求， 一般為15微米Oun)至300iam。
為消除光學彩虹紋，基材可選的包含復數(shù)個透明珠粒。所述透明珠粒的種類可為任 何本發(fā)明所屬技術領域具有通常知識者所熟知者，例如但不限于玻璃珠粒、金屬氧化物 珠粒、塑料珠?；蚱浠旌?。上述塑料珠粒的種類并無特殊限制，其例如但不限于丙烯酸 樹脂、苯乙烯樹脂、聚氨酯樹脂、硅酮樹脂或彼等的混合物，優(yōu)選為丙烯酸樹脂或硅酮 樹脂。所述透明珠粒一般具有1 pm至10 iam的直徑。
為提升背光模塊的輝度(brightness)，基材可選的包含一偏光回收層(reflective polarizer layer), 「偏光回收層」為本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者，一 般分為兩類， 一類藉由涂布或層合(laminating)膽固醇液晶(Cholesteric LC)和1/4入層 (Quarter wave film),以旋轉偏光方式，將光一分為二，允許右旋光通過，并將左旋光反 射，經由轉換機制變?yōu)榭衫玫挠倚?；另類為多層具特殊雙折射率特性的高分子膜層 交迭成。偏光回收層可將非穿透方向的偏極光，有效反射回背光模塊，由于模塊中的反 射片具有擴散(diffusion)和擾亂(scrambling)效應，故可將原非穿透方向偏極光部份轉換成 穿透方向的偏極光，經反復作用后，絕大多數(shù)原本應被吸收而損耗的光線都轉變成可利 用的有效光，因此輝度可大幅增加。本發(fā)明光學膜所使用的調光結構，其目的在解決雙側具有復數(shù)個V型溝槽的導光板 出光不均勻及視角太窄的現(xiàn)象以及改善傳統(tǒng)光學膜在高角度的入光光線容易產生漏光的 現(xiàn)象，可為任何本發(fā)明所屬技術領域具有通常知識者所熟知者，任何具有上述功能的結 構皆在本發(fā)明范圍，其例如但不限于，柱狀微結構、圓錐狀微結構、立體角狀微結構、 橘瓣形塊狀微結構、膠囊狀微結構、凹凸微結構、微透鏡結構或其組合等，優(yōu)選為柱狀 微結構、凹凸微結構或微透鏡結構。
所述柱狀微結構的棱線可為線性(linear)、曲線(serpentine)、折線(zigzag)或其組合， 優(yōu)選為線性。且相鄰的兩柱狀微結構的棱線可平行或不平行。所述柱狀微結構的峰高度 可不沿延伸方向(即，棱線方向)變化或沿延伸方向變化。上述柱狀微結構的峰高度沿延伸 方向變化是指該柱狀微結構中至少有部分位置的高度是隨機或規(guī)則性沿結構主軸位置變 化，其變化幅度至少為標稱高度(或平均高度)的百分之三，優(yōu)選其變化幅度為所述標稱高 度的百分之五至百分之五十之間。
本發(fā)明所使用的柱狀微結構的寬度并無特殊限制，且為本發(fā)明所屬技術領域中具有 通常知識者所熟知者，是介于1 pm至100 nm的范圍。優(yōu)選寬度是介于20 至70 pm 的范圍。上述柱狀微結構可為棱鏡柱狀微結構或弧形柱狀微結構或其混合，優(yōu)選為弧形 柱狀微結構。根據(jù)本發(fā)明，如圖5所示，當柱狀微結構為弧形時，所述光學膜的柱狀微結構642的寬度是指所述微結構兩谷間的距離(參見圖5，標號為Lp)。頂角的曲率半徑(參 見圖5，標號為r者)并無特殊限制，且是為本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所熟 知者，是小于10pm，優(yōu)選小于5nm，尤其介于1 )am至4nm之間。調光結構的頂角角 度(參見圖5，標號為a者)，其是介于95。至130°，優(yōu)選介于100°至120°。
所述柱狀微結構642的棱線是指微結構最高點處所連成的一線(參見圖5，標號為 642a者)，與燈管擺置方向彼此不平行，可改善因燈管與導光板的V型溝槽所造成的出 光光場分布不均的現(xiàn)象。優(yōu)選，所述柱狀微結構642的棱線642a，與燈管53擺置方向彼 此垂直(參見圖7)。
所述光學膜的柱狀微結構642，其高度介于5 pm至100 pm，可由任何折射率大于 空氣折射率的樹脂所構成。 一般而言，折射率越高，效果越好。本發(fā)明光學膜具有至少 1.49的折射率，優(yōu)選是自1.49至1.65。
所述光學膜的柱狀微結構642，可使用本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所熟 知的任何方式制備。例如以壓印(emboss)、或于基材表面直接涂布涂層而形成復數(shù)個微結 構、或是基材上先涂布一涂層再于所述涂層上雕刻所需的微結構而形成。涂布方法包括 但不限于狹縫式涂布、微凹版印刷涂布(micro gravure coating)或滾輪涂布(roller coating) 等方法，并以巻對巻式連續(xù)生產技術于基材上制備。優(yōu)選的方式是直接于基材表面涂布 復數(shù)個柱狀微結構。
用于形成柱狀微結構的涂層是藉由將涂料固化而形成，所述涂料包含至少一種選自 由紫外線固化樹脂、熱固性樹脂、熱塑性樹脂及其混合物所構成群組的樹脂，優(yōu)選為紫 外線固化樹脂。
適用于本發(fā)明的紫外線固化樹脂的實例例如丙烯酸酯樹脂。上述丙烯酸酯樹脂的 種類例如但不限于丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂、丙烯酸氨酯(urethane acrylate)樹脂、 聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)樹脂或其混合物，優(yōu) 選為丙烯酸酯樹脂或甲基丙烯酸酯樹脂。
上述用于形成柱狀微結構的丙烯酸酯樹脂包含單體、光引發(fā)劑和交聯(lián)劑(crosslinking agent)，適當?shù)木酆蠁误w例子例如包括環(huán)氧二丙烯酸酯(epoxy diacrylate)、鹵化環(huán)氧二丙 烯酸酯(halogenated epoxy diacrylate)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、丙烯酸異冰 片酯(isobomyl acrylate)、 2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxy ethyl acrylate)、丙烯酰胺 (acrylamide)、苯乙烯(styrene)、 卣化苯乙烯(halogenated styrene)、丙烯酸(acrylic acid)、 丙烯腈(acrylonitrile)、.甲基丙烯腈(methacrylonitrile)、銜衍生物二丙烯酸酯單體(fluorene derivative diacrylate monomer)、丙烯酸聯(lián)苯基環(huán)氧乙酉旨(biphenylepoxyethyl acrylate)、 卣化丙烯酸聯(lián)苯基環(huán)氧乙酯(halogenated biphenylepoxyethyl acrylate)、烷氧化環(huán)氧二丙烯酸 酉旨(alkoxylated epoxy diacrylate)、 鹵化烷氧化環(huán)氧二丙烯酸酯(halogenated alkoxylated epoxy diacrylate)、脂肪族二丙烯酸氨酯(aliphatic urethane diacrylate)、脂肪族六丙烯酸氨 酉旨(aliphatic urethane hexaacrylate)、芳香方矣六丙稀酸氣兩旨(aromatic urethane hexaacrylate)、 雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy diacrylate)、酚醛清漆環(huán)氧丙烯酸酯(novolac epoxy acrylate)、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)、聚酯二丙烯酸酯(polyester diacrylate)、 丙烯酸酯封端的氨基甲酸酯低聚物(acrylate-capped urethane oligomer)、或彼等的混合物。 優(yōu)選的聚合單體是鹵化環(huán)氧二丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、脂 肪族二丙烯氨酸酯、脂肪族六丙烯酸氨酯、及芳香族六丙烯酸氨酯。
適用于本發(fā)明的光引發(fā)劑并無特殊限制，其例如可選自以下群組二苯甲酮 (benzophenone)、 二苯乙醇酮(benzoin)、 二苯乙二酮(benzil)、 2,2-二甲氧基-l,2-二苯基乙 陽l-酮(2，2-dimethoxy-l,2-diphenylethan-l-one)、 l-夢5基環(huán)己基苯基酮(l-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)、 2,4,6-三甲基苯甲?；交⒀趸?2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide; TPO)及其組合，優(yōu)選是二苯甲酮。
適用的交聯(lián)劑可為單體或低聚物，例如為具有一或多個官能基的丙烯酸酯或甲基丙 烯酸酯，優(yōu)選為具多官能基者，以提高玻璃轉化溫度。上述丙烯酸酯的種類為本發(fā)明所 屬技術領域中具有通常知識者所熟知者，例如但不限于丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；丙 烯酸氨酯(urethane acrylate)，如脂肪族丙烯酸氨酉旨(aliphatic urethane acrylate)、脂肪族六 丙烯酸氨酉旨(aliphatic urethane hexaacrylate)或芳香族六丙烯酸氨酉旨(aromatic urethane hexaacrylate);聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)，如聚酯二丙烯酸酯(polyester diacrylate); 環(huán)氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)，如雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy diacrylate); 酚醛環(huán)氧丙烯酸酯(novolac epoxy acrylate);或其混合物。上述(甲基)丙烯酸酯可具有二或 多個官能基，優(yōu)選為具多官能基者。適用于本發(fā)明的(甲基)丙烯酸酯的實例，例如但不限 于三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate)、三丙二醇二甲基丙烯酸酯 (tripropylene glycol dimethacrylate)、 1，4-丁二醇二丙烯酸酉旨(l，4-butanedio1 diacrylate)、 1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯(1,4-butanediol dimethacrylate) 、 1,6-己二醇二丙烯酸酯 (l，6-hexanediol diacrylate)、 1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(l,6-hexanedio1 dimethacrylate)、聚 乙二醇丙烯酸酯(polyethyleneglycol diacrylate)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯 (polyethyleneglycol dimethacrylate)、 烯丙基4七二丙烯酸環(huán)己酉旨(allylated cyclohexyl diacrylate)、烯丙基化二甲基丙烯酸環(huán)己酯(allylated cyclohexyl dimethacrylate)、 二丙烯酸 異氰酸酉旨(isocyanurate diacrylate)、 二甲基丙烯酸異氰酸酯(isocyanurate dimethacrylate)、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane triacrylate)、乙氧基化 三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane trimethacrylate)、丙氧基化 甘油三丙烯酸酯(propoxylated glycerol triacrylate)、丙氧基化甘油三甲基丙烯酸酯 (propoxylated glycerol trimethacrylate)、 三I5甲基丙烷三丙烯酸兩旨(trimethylol propane triacrylate)、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酉旨(trimethylol propane trimethacrylate)、三(丙烯 氧乙基)異氰酸酯(tris(acryloxyethyl) isocyanurate)或彼等的混合物?？捎糜诒景l(fā)明的市售 丙烯酸酯包括由Sartomer公司生產，商品名為SR454 、 SR494 、 SR卯20⑧、SR9021 或SR9041⑧者；由Eternal公司生產，商品名為624-100⑧者；及由UCB公司生產，商品 名為Ebecryl 600 、 Ebecryl 830 、 Ebecryl 3605@或Ebecryl 6700⑧者等。
此外，本發(fā)明亦可選的于涂料中添加任何習知添加劑，以改變其物理或化學性能。 可用于本發(fā)明中的添加劑一般可選自以下群組無機填料、抗靜電劑、流平劑、消泡劑 及其組合。例如為增進樹脂固化后的硬度，可選的于樹脂中添加無機填料，以避免因聚 光結構塌陷現(xiàn)象影響光學性質。此外，無機填料亦具有提升液晶顯示器面板的輝度的功 效?？墒褂糜诒景l(fā)明的無機填料為本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者，其 例如但不限于氧化鋅、二氧化硅、鈦酸鍶、氧化鋯、氧化鋁、碳酸鈣、二氧化鈦、硫酸 鈣、硫酸鋇或其混合物，優(yōu)選為二氧化鈦、氧化鋯、二氧化硅、氧化鋅或其混合物。上 述無機填料具有10納米(nm)至350 nm的粒徑大小，優(yōu)選為50 nm至150 nm。
用于本發(fā)明作為調光結構的凹凸微結構可與基材一起以一體成形方式制備，例如以 壓印(emboss)或射出(Injection)等方法制得；或以任何習知方式于基材上進行加工后制得， 例如將含透明珠粒(beads)的涂層，以涂布方式于基材表面涂覆具凹凸微結構的涂層而 形成，或于基材上先涂布一涂層再于所述涂層上雕刻所需的凹凸微結構。上述凹凸微結 構層的厚度并無特殊限制，是與凹凸微結構的大小相關，通常是介于2 至20 pm之間， 優(yōu)選介于5 jam至10 之間。
根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例，凹凸微結構形成方法是以巻對巻式(roll to roll)連續(xù)生 產技術，于基材表面涂布含有透明珠粒及接合劑(binder)的涂層形成所述凹凸微結構。
可用于本發(fā)明中的透明珠粒形狀并無特殊限制，例如可為球形、菱形、橢圓形、米 粒形、雙凸透鏡形(biconvex lenses)等，優(yōu)選為球形。此外，珠粒種類亦無特殊限制，可 為玻璃珠粒、金屬氧化物珠粒、塑料珠?；蚱浠旌?。上述塑料珠粒的種類并無特殊限制， 其例如但不限于丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、聚氨酯樹脂、硅酮樹脂或彼等的混合物，優(yōu) 選為丙烯酸樹脂或硅酮樹脂。金屬氧化物珠粒種類亦無特殊限制，其例如但不限于二氧 化鈦(Ti02)、 二氧化硅(Si02)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁(Al2(D3)、氧化鋯(ZrQ2)或彼等的混合物。可用于本發(fā)明中的珠粒的平均粒徑是介于1 pm至25 nm之間，優(yōu)選為1 |mi至15 pm 之間，尤其是l pm至10nm之間，且所述珠粒的折射率為1.3至2.5，優(yōu)選為1.4至1.55。 為達到更加擴散效果，消弭彩虹紋(rainbow grain),上述涂層中珠粒的折射率與所述結構 化表面的折射率的差的絕對值須介于0.05至0.2。
可用于本發(fā)明中的接合劑的種類并無特殊限制，是此技術領域中具有通常知識者所 熟知，其例如但不限于丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、氟素樹脂、聚酰亞胺樹脂、 聚氨酯樹脂、醇酸樹脂(alkyd resin)、聚酯樹脂及其混合物所構成的群組，優(yōu)選為丙烯酸 樹脂、聚氨酯樹脂、聚酯樹脂或其混合物。使用于本發(fā)明中的接合劑，由于必須讓光線 透過，其優(yōu)選為無色透明者。由本發(fā)明的珠粒所形成的凹凸微結構并無特殊限制，但優(yōu) 選珠粒是呈單層均勻分布。單層均勻分布除可減少原料成本外，亦可減少光源浪費，進 而提升復合光學膜的輝度。所述珠粒相對于接合劑固形份的量為每100重量份接合劑固 形份0.1重量份至28重量份的珠粒。
用于本發(fā)明作為調光結構的微透鏡結構，可以任何習知方式形成于基材表面。例如 以壓印(emboss)或射出(Injection)等方法制得，其中優(yōu)選為壓印方式。
根據(jù)本發(fā)明之一實施方式，基材包含一支持層和一偏光回收層，于此方式中，調光 結構優(yōu)選為凹凸微結構或微透鏡結構。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，基材包含一支持層，于此實施例中，調光結構優(yōu)選為線 性弧形柱狀微結構。
為避免基材表面刮傷而影響膜片的光學性質，可選的在基材相對于調光結構層的另 一表面上形成一抗刮層。上述抗刮層可為平滑狀或非平滑狀，可使用任何習知方法形成 本發(fā)明的抗刮層，其例如但不限于藉由網(wǎng)版印刷、噴涂、壓花加工或于基材表面涂覆含 透明珠粒及接合劑的涂層從而形成抗刮層。其中，含透明珠粒的抗刮層可使抗刮層具有 某些程度的光擴散作用。透明珠粒及接合劑的定義如前所述。此外，抗刮層的厚度優(yōu)選 為介于0.5~30 nm之間，尤其是介于1 10nm之間。
本發(fā)明的抗刮層所含的透明珠粒具有散射光的能力，在基材的上表面上不存在調光 結構層的情況下，根據(jù)JIS K7136標準方法測量所述光學膜的霧度，所得霧度為 20%~95%，優(yōu)選為30%~60%。此外，本發(fā)明的抗刮層根據(jù)JISK5400標準方法量測，其 具有可達3H或以上的鉛筆硬度。
用于本發(fā)明背光模塊中的雙側具有復數(shù)個V型溝槽的導光板并無特殊限制，其為本 發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者。其中，所述V形溝槽的谷線呈直線延伸， 且優(yōu)選為位于導光板同側的溝槽群的谷線彼此平行而位于導光板不同側的溝槽群的谷線則彼此不平行。尤其是，位于導光板不同側的溝槽群的谷線是彼此垂直。此外，所述溝 槽的深淺或分布的疏密視背光模塊設計可做調整，位于導光板同側的兩相鄰溝槽可彼此 緊密相鄰或中間以平坦面間隔。此外，V形溝槽的谷部視背光模塊設計亦可為一平坦面。
用于本發(fā)明背光模塊中的燈源并無特殊限制，為本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知 識者所熟知者。其數(shù)量可選的增減，各燈源可為相同或不同，且可選自(但不僅限于)下列 群組冷陰極射線管(CCFL)、發(fā)光二極管(LED)、有機電激發(fā)光組件(OLED)、高分子電 激發(fā)光組件(PLED)、外部電極熒光燈(EEFL)、平面熒光燈(FFL)、碳納米管場發(fā)射發(fā)光組 件、鹵素燈、氙燈、或高壓汞燈等。該燈源優(yōu)選為冷陰極射線管，所述燈管可為一根或 多根，可選的設置于導光板周側任一位置。
本發(fā)明的背光模塊的反射片并無特殊限制，為本發(fā)明所屬技術領域中具有通常知識 者所熟知者。優(yōu)選為一種抗紫外線高擴散反射片，且根據(jù)ASTMD523標準方法，于60° 入射角投射時，測得的光澤度低于10%，在可見光波長380 nm至780 nm的范圍內，可 提供達95%以上的反射率。


圖1為現(xiàn)有技術的背光模塊簡單示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術的聚光膜的簡單示意圖。 圖3為現(xiàn)有技術的導光板的簡單示意圖。 圖4為現(xiàn)有技術的導光板的簡單示意圖。
圖5為本發(fā)明背光模塊的光學膜的弧形柱狀微結構的示意圖。 圖6a及6b為本發(fā)明背光模塊之一實施方式的示意圖。 圖7a及7b為本發(fā)明背光模塊之一實施方式的示意圖。
圖7c為本發(fā)明背光模塊的光學膜的不同水平視角所對應的相對輝度強度坐標圖。 圖8為本發(fā)明背光模塊之一實施方式的示意圖。 圖9a及9b為本發(fā)明背光模塊之一實施方式的示意圖。 圖10a及10b為本發(fā)明背光模塊之一實施方式的示意圖。主要組件符號說明
1:顯示器 12:背光模塊 51,321及421:導光板 52及122:反射片53及123:燈源 54及94:光學膜 124:聚光片 125:擴散膜
321a,421a，421b，511及512: V形溝槽
541及941:支持層
542及942:柱狀微結構
542a及642b:棱線
543:抗刮層
543a及943a:透明珠粒
543b及943b:接合劑
940:基材
942:偏光回收層
942a:膽固醇液晶層
942b: l敲層
943:凹凸微結構的涂層
1043:微透鏡結構的涂層
L:出光線
Lp:谷間距離
r:曲率半徑
a:頂角角度
具體實施例方式
在本文中所使用的用語僅為描述所述的實施例，并非用以限制本發(fā)明保護范圍。舉 例言之，說明書中所使用的用語「一」，除非文中另有明確的解釋，否則用語「一」是 涵蓋單數(shù)及多數(shù)形式。
在本文中，「雙V形溝槽結構導光板」是指兩側皆具有復數(shù)個v形溝槽結構的導光 板，其中所述v形溝槽的谷線呈直線延伸，且優(yōu)選為位于導光板同側的溝槽群的谷線彼
此平行而位于導光板不同側的溝槽群的谷線則彼此不平行。
在本文中，「棱鏡柱狀微結構」是由兩個傾斜表面所構成，所述傾斜表面可為曲面 或平面，且所述二傾斜表面于棱鏡頂部相交形成峰，且可各自與相鄰柱狀微結構的另一傾斜表面于底部相交形成谷。
在本文中，「弧形柱狀微結構」是由兩個傾斜平面所構成，此二傾斜平面頂部相交 處是鈍化形成一曲面，且此二傾斜平面可各自與相鄰柱狀微結構的另一傾斜表面于底部 相交形成谷。
在本文中，「線性柱狀微結構」是定義為柱狀微結構的棱線(ridge)呈直線延伸的柱 狀微結構。
在本文中，「曲線柱狀微結構」是定義為柱狀微結構的棱線呈彎曲變化延伸的柱狀 微結構，所述彎曲延伸棱線是形成適當?shù)谋砻媲首兓?，所述彎曲延伸棱線的表面曲率 變化是以所述曲線柱狀微結構高度為基準的0.2%至100%,較佳是以所述曲線柱狀微結 構高度為基準的1%至20%。
以下配合圖式舉例說明本發(fā)明背光模塊的構造，但不是用以限制本發(fā)明的范圍。任 何此技術技藝中具有通常知識者可輕易達成的修飾及改變均包括于本案說明書揭示內 容。
圖6a及6b(分別為水平旋轉90。的剖面圖)所示為本發(fā)明的背光模塊的一較佳實施方 式。所述背光模塊是包含一導光板51，所述導光板雙側具有復數(shù)個V型溝槽結構，分別 為第一 V形溝槽結構群511及第二 V形溝槽結構群512，其中位于導光板同側的溝槽群 的谷線彼此平行而位于導光板不同側的溝槽群的谷線則彼此垂直；位于所述導光板一側 之外之一反射片52;位于所述導光板側邊的一燈管53，其擺置方向與導光板一側的溝槽 群的棱線彼此平行而與導光板另一側的溝槽群的棱線彼此垂直；及位于所述導光板相對 于該反射片的另一側之外的一光學膜54，其中所述光學膜包含一支持層541，所述支持 層的一側上的調光結構為具有復數(shù)個棱鏡柱狀微結構542，所述柱狀微結構的棱線542a 與燈管擺置方向彼此不平行，優(yōu)選為彼此垂直，且所述支持層541相對于所述棱鏡柱狀 微結構的另一側表面具有一抗刮層543，其中所述抗刮層包含接合劑543b以及復數(shù)個透 明珠粒543a。
圖7a及7b(分別為水平旋轉90。的剖面圖)及圖8分別為本發(fā)明的背光模塊的其它較 佳實施方式。所述背光模塊是包含一導光板51，所述導光板雙側具有復數(shù)個V型溝槽結 構，分別為第一 V形溝槽結構群511及第二 V形溝槽結構群512，其中位于導光板同側 的溝槽群的谷線彼此平行而位于導光板不同側的溝槽群的谷線則彼此垂直；位于所述導 光板一側之外的一反射片52;位于所述導光板側邊的一燈管(參見圖7a及7b，標號為53) 或位于所述導光板兩側的兩個燈管(參見圖8，標號為53)，燈管擺置方向與導光板一側的 溝槽群的棱線彼此平行而與導光板另一側的溝槽群的棱線彼此垂直；及位于所述導光板相對于所述反射片的另一側之外的一光學膜54，其中所述光學膜包含一支持層541，所 述支持層的一側上的調光結構為具有復數(shù)個弧形柱狀微結構642，所述柱狀微結構的棱 線642a與燈管擺置方向彼此不平行，優(yōu)選為彼此垂直，且所述支持層541相對于所述柱 狀微結構的另一側表面具有一抗刮層543，其中所述抗刮層包含接合劑543b以及復數(shù)個 透明珠粒543a。
相較于傳統(tǒng)光學膜，上述實施例中所搭配的光學膜可大幅改善漏光現(xiàn)象。如圖7c 所示，光學膜1 (Film l)為頂角90。的市售聚光膜，光學膜2 (Film 2)及光學膜3 (Film 3) 為上述實施例的光學膜，其中光學膜2的頂角為103°，曲率半徑r為2pm，光學膜3的 頂角為115°，曲率半徑r為2pm。其中光學膜1在正視角有最高的輝度值，但是只要稍 微傾斜視角，所述光學膜的輝度即快速降低，表示其視角過于狹窄，使用者只要稍微傾 斜一個角度就會明顯感覺顯示器的亮度有明暗的落差。光學膜2及光學膜3在正視角與 不同視角的輝度齊均度佳，并不會有此問題。此外，在顯示器使用上對于高視角的部分 并無利用價值，因此此部分的輝度值希望越低越好，如此可將光轉換至較低的視角下， 能更有效的利用光源。但光學膜1在高視角時輝度值反而拉高，表示其漏光現(xiàn)象嚴重， 光學膜2及光學膜3則無此問題。
圖9a、 9b及圖10a、 10b(分別為水平旋轉90。的剖面圖)所示為本發(fā)明的背光模塊的 其它較佳實施方式。根據(jù)圖9a及9b的實施方式，所述背光模塊是包含一導光板51，所 述導光板雙側具有復數(shù)個V型溝槽結構，分別為第一 V形溝槽結構群511及第二 V形溝 槽結構群512，其中位于導光板同側的溝槽群的谷線彼此平行而位于導光板不同側的溝 槽群的谷線則彼此垂直；位于所述導光板一側之外的一反射片52;位于所述導光板側邊 的一燈管53，其擺置方向與導光板一側的溝槽群的棱線彼此平行而與導光板另一側的溝 槽群的棱線彼此垂直；及位于所述導光板相對于該反射片的另一側之外的一光學膜94， 其中所述光學膜包含一基材940及位于所述基材的一側上的調光結構，所述基材包含一 支持層941和一偏光回收層942，所述調光結構為一具有凹凸微結構的涂層(參見圖9， 標號為943)，且所述凹凸微結構的涂層包含接合劑943b以及復數(shù)個透明珠粒943a，其 中所述偏光回收層包含一膽固醇液晶層942a及一 1/4X層942b。在根據(jù)圖10a及10b的實 施例中，基材940包含有一層支持層941以及一層偏光回收層942，所述調光結構為一 具有微透鏡結構的涂層(參見圖10，標號為1043)，其中所述偏光回收層包含一膽固醇液 晶層942a及一 1/4人層942b。
本發(fā)明的背光模塊，由于導光板雙側具有棱線彼此不平行的V形溝槽群，可導正由 側邊燈源出光后不同角度的光線，讓正向光的輝度值大幅提高；且只使用單一光學膜，可節(jié)省成本及降低背光模塊的厚度，另外，此光學膜兼具光源勻化及減低大視角漏光效 果等多種光學特性，因此，本發(fā)明的背光模塊具有高輝度、高勻光及非窄視角等特性。
以下實施例是用于對本發(fā)明作進一步說明，并非用以限制本發(fā)明的范圍。任何此技 術技藝中具有通常知識者可輕易達成的修飾及改變均包括于本案說明書揭示內容及所附 申請專利范圍的范圍內。
實施例1
將復數(shù)個頂角為95°，柱狀微結構的寬度為50 pm的棱鏡柱狀微結構(丙烯酸酯樹脂) 形成于一個包含抗刮層、霧度為35y。的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)支持層表面上，形成一 光學膜。
實施例2
將復數(shù)個頂角為103°，柱狀微結構的寬度為50 nm的棱鏡柱狀微結構(丙烯酸酯樹 脂)形成于一個包含抗刮層、霧度為27。/。的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)支持層表面上，形 成一光學膜。
實施例3
將復數(shù)個頂角為103°，柱狀微結構的寬度為50 pm的棱鏡柱狀微結構(丙烯酸酯樹 脂)形成于一個包含抗刮層、霧度為55。/。的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)支持層表面上，形 成一光學膜。
實施例4
將復數(shù)個頂角為103°，柱狀微結構的寬度為50 Kim的棱鏡柱狀微結構(丙烯酸酯樹 脂)形成于一個包含抗刮層、霧度為95。/。的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)支持層表面上，形 成一光學膜。
實施例5
將復數(shù)個頂角為108°，柱狀微結構的寬度為50 pm的棱鏡柱狀微結構(丙烯酸酯樹 脂)形成于一個包含抗刮層、霧度為55。/。的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)支持層表面上，形 成一光學膜。
實施例6
將復數(shù)個頂角為115°，柱狀微結構的寬度為50 (am的棱鏡柱狀微結構(丙烯酸酯樹 脂)形成于一個包含抗刮層、霧度為55y。的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)支持層表面上，形
成一光學膜。 實施例7
將復數(shù)個頂角103°，柱狀微結構的寬度為50 nm，頂角曲率半徑為2 pm的弧形柱狀微結構(丙烯酸酯樹脂)形成于一個包含抗刮層、霧度為55n/。的聚對苯二甲酸乙二酯(PET) 支持層表面上，形成一光學膜。 實施例8
將復數(shù)個頂角103°，柱狀微結構的寬度為50 pm，頂角曲率半徑為5 pm的弧形柱 狀微結構(丙烯酸酯樹脂)形成于一個包含抗刮層、霧度為55。/。的聚對苯二甲酸乙二酯(PET) 支持層表面上，形成一光學膜。
實施例9
先將偏光回收層形成于透明的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)支持層表面上，再將復數(shù)個 折射率為1.49的丙烯酸酯樹脂透明微粒與折射率為1.52的接合劑(丙烯酸酯樹脂)混合均 勻并涂布于偏光回收層中的1/4入層表面上，并且使其干燥形成一 15pm厚表面凹凸微結 構的涂層。
實施例10
先將偏光回收層形成于透明的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)支持層表面上，再將復數(shù)個 直徑為50 pm的半球形微透鏡結構(丙烯酸酯樹脂)形成于偏光回收層中的1/4X層表面上。 比較例1
市售光學膜(Eternal公司生產；型號962的光學膜)，其微結構為頂角90。的棱鏡柱 狀微結構。
水平半輝度角及大視角漏光率的量測方法
將實施例1至實施例10以及比較例1的光學膜配置于雙V形溝槽結構的背光模塊 上進行輝度量測。輝度量測是利用輝度計[Topcon公司，SC-777]于背光源正上方(0。角) 距離背光源50公分處，以輝度計2。角沿背光源的水平方向測定相對于法線方向傾斜 -80°~80°間的角度輝度變化，再計算出水平半輝視角、大視角漏光率。其中水平半輝度角 定義為輝度下降至中心(0。角)輝度一半所對應的視角；大視角漏光率定義為背光源的水平 方向傾斜80。所測得的輝度值除以中心(0。角)輝度值，再乘以100%。
輝度均齊性的量測方法
將實施例1至實施例10以及比較例1的光學膜片配置于雙V形溝槽結構的背光模 塊上進行輝度均齊性量測。量測方法是先將背光源的有效發(fā)光區(qū)域均分為四等份，再利 用輝度計[Topcon公司，SC-777]于背光源正上方(0。角)，分別量測九個交點的輝度值，并 計算出輝度均齊性。輝度均齊性的定義為最小輝度值除以最大輝度值，再乘以100%。
性能測試
將上述實施例1至實施例IO及比較例1的光學膜分別組成一背光模塊，其中實施例1至6及比較例1所對應的背光模塊為圖6a及圖6b，實施例7至8所對應的背光模塊 為圖7a及圖7b，實施例9所對應的背光模塊為圖9a及圖9b，實施例10所對應的背光 模塊為圖10a及圖10b，接著進行各項特性試驗，試驗所得結果如以下表1所示。
表1
棱線方向與燈管 方向的夾角(cp。)水平半輝度 視角(e。)輝度均齊性 (%)大視角漏光率 (%)
實施例145757136
實施例1卯667179
實施例2卯737234
實施例3卯747336
實施例4卯1087964
實施例590857223
實施例6卯897424
實施例7卯837227
實施例8卯867624
實施例91098141
實施例10一1138044
比較例1卯657089
水平半輝度視角的比較:
1.實施例l至8光學膜與比較例l光學膜的比較
由表1可得知，背光模塊加上一片棱線方向垂直于燈管擺置方向的實施例1~8光學 膜可提供大于73。的水平半輝度視角；然而，背光模塊加上一片比較例l光學膜僅可提供
65。的水平半輝度視角。在棱線方向垂直于燈管擺置方向的條件下，比較實施例2、實施 例3、實施例4的水平半輝度視角，可得知當光學膜的頂角與曲率半徑固定為103。及0pm 時，若使用基材的霧度增加，則水平半輝度視角會隨的擴大。比較實施例3、實施例5、 實施例6的水平半輝度視角，可得知當光學膜頂角曲率半徑與基材霧度固定為0 pm及 55%時，則水平半輝度視角會隨頂角角度增加而變大。比較實施例3、實施例7、實施例 8的水平半輝度視角，可得知當光學膜頂角與基材霧度固定為103°及55%時，則水平半 輝度視角會隨頂角曲率半徑增加而變大。相較于雙V形溝槽結構的背光模塊加上一片比 較例1光學膜，本發(fā)明實施例4、實施例5、實施例6、、實施例7、實施例8的光學膜可提供較佳的水平半輝度視角。
2.實施例9及10光學膜與比較例l光學膜的比較-
如表1所示，當背光模塊加上一片實施例9、實施例10光學膜可分別提供109°及 113。的水平半輝度視角；然而，背光模塊加上一片比較例1光學膜僅可提供65。的水平半 輝度視角。相較于雙V形溝槽結構的背光模塊加上一片比較例1及實施例1~8光學膜， 本發(fā)明實施例9、實施例IO的光學膜可提供較佳的水平半輝度視角。
輝度均齊性的比較
1. 實施例1至8光學膜與比較例1光學膜的比較
當雙V形溝槽結構的背光模塊不加任何光學膜時，其輝度均齊性為60%。由表l可 得知，背光模塊加上一片棱線方向垂直于燈管擺置方向的實施例4光學膜可提供79%的 輝度均齊性；然而，背光模塊加上一片棱線方向垂直于燈管的比較例1光學膜僅可提供 70%的輝度均齊性。比較實施例2、實施例3、實施例4的輝度均齊性，可得知當光學膜 的頂角與曲率半徑固定為103°及0 nm時，則輝度均齊性會隨基材的霧度增加而提升。 相較于雙V形溝槽結構的背光模塊加上一片比較例1光學膜，本發(fā)明實施例4、實施例8 的光學膜可提供較佳的輝度均齊性。
2. 實施例9及IO光學膜與比較例1光學膜的比較
背光模塊加上一片實施例9、實施例10光學膜可分別提供81%與80%的輝度均齊性； 然而，背光模塊加上一片棱線方向垂直于燈管擺置方向的比較例1光學膜僅可提供70% 的輝度均齊性。相較于雙V形溝槽結構的背光模塊加上一片比較例1光學膜，本發(fā)明實 施例9、實施例10的光學膜可提供較佳的輝度均齊性。
大視角漏光率的比較
1.實施例1至8光學膜與比較例1光學膜的比較
如表l所示，若背光模塊加上一片棱線方向垂直于燈管擺置方向的實施例5光學膜
可提供23%的大視角漏光率；然而在背光模塊加上一片棱線方向垂直于燈管擺置方向的
比較例1光學膜的大視角漏光率高達89%。在背光模塊加上一片實施例1光學膜，若改 變膜片棱線方向與燈管擺置方向方向夾角由90°變?yōu)?5°時，則大視角漏光率可由79%降 低至36%。在棱線方向垂直于燈管擺置方向的條件下，比較實施例2、實施例3、實施例 4的大視角漏光率，可得知當光學膜的頂角與曲率半徑固定為103。及0pm時，大視角漏 光率隨著基材的霧度增加而有上升的趨勢。比較實施例3、實施例5、實施例6的大視角 漏光率，可得知當光學膜頂角曲率半徑與基材霧度固定為0nm及55y。時，則大視角漏光 率會隨光學膜頂角角度增加而降低。比較實施例3、實施例7、實施例8的大視角漏光率，可得知當光學膜頂角與基材霧度固定為103°及55%時，則大視角漏光率會隨頂角曲率半 徑增加而降低。
2.實施例9及IO光學膜與比較例1光學膜的比較
背光模塊加上一片實施例9、實施例IO光學膜的大視角漏光率分別為41%及44%， 遠低于比較例1光學膜的大視角漏光率89%。相較于雙V形溝槽結構的背光模塊加上一 片比較例l光學膜，本發(fā)明實施例9、實施例IO的光學膜可提供較佳的輝度均齊性。
綜合表1的結果可得知，本發(fā)明的光學膜不但能提升水平半輝度視角及輝度均齊性， 同時也改善傳統(tǒng)聚光膜在大視角上所造成的漏光問題，可應用于液晶顯示器及液晶電視 的背光模塊，取代原有的設計。
權利要求
1.一種背光模塊，其包含一導光板，其雙側皆具有復數(shù)個V型溝槽；一反射片，其配置于所述導光板下方；及至少一燈源，其配置于所述導光板周邊；其特征在于，所述的背光模塊包含配置于所述導光板上方的單一光學膜，且所述背光模塊的光場是滿足下述(I)、(II)與(III)的條件水平半輝度視角≥70°(I)輝度均齊性≥70％(II)大視角漏光率≤65％(III)。
2. 如權利要求l所述的背光模塊，其特征在于，所述光學膜包含一基材和復數(shù)個調 光結構，所述調光結構為柱狀微結構、圓錐狀微結構、立體角狀微結構、橘瓣形塊狀微 結構、膠囊狀微結構、凹凸微結構、微透鏡結構、或其組合。
3. 如權利要求1所述的背光模塊，其特征在于，所述燈源為冷陰極射線管。
4. 如權利要求2所述的背光模塊，其特征在于，所述調光結構為柱狀微結構，且所 述柱狀微結構為線性柱狀微結構、曲線柱狀微結構、折線柱狀微結構、或其組合。
5. 如權利要求4所述的背光模塊，其特征在于，所述調光結構為線性柱狀微結構， 且所述調光結構的棱線不平行于所述燈源擺置方向。
6. 如權利要求4所述的背光模塊，其特征在于，所述調光結構為線性柱狀微結構， 且所述調光結構的棱線垂直于所述燈源擺置方向。
7. 如權利要求4所述的背光模塊，其特征在于，所述柱狀微結構的頂角角度為 95°~130°，所述柱狀微結構的頂角曲率半徑小于10pm。
8. 如權利要求4所述的背光模塊，其特征在于，所述柱狀微結構是藉由在基材表面 涂布復數(shù)個微結構而形成的涂層。
9. 如權利要求8所述的背光模塊，其特征在于，所述涂層包含紫外線固化的丙烯酸 樹脂，且所述丙烯酸樹脂是選自由丙烯酸酯樹脂、甲基丙烯酸酯樹脂、丙烯酸氨酯樹脂、 聚酯丙烯酸酯樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、及其混合物。
10. 如權利要求2所述的背光模塊，其特征在于，所述光學膜進一步包含一抗刮層， 且所述抗刮層是藉由壓印或涂布方式所形成。
11. 如權利要求1所述的背光模塊，其特征在于，所述光學膜的霧度，根據(jù)JIS K7136 標準方法測量介于20%~95%之間。
12. 如權利要求l所述的背光模塊，其特征在于，所述V形溝槽的谷線呈直線延伸， 且位于導光板同側的溝槽群的谷線彼此平行，而位于導光板不同側的溝槽群的谷線則彼 此不平行。
13. 如權利要求2所述的背光模塊，其特征在于，所述基材包含一支持層。
14. 如權利要求13所述的背光模塊，其特征在于，所述基材進一步包含一偏光回收層。
15. —種背光模塊，其包含一導光板，其雙側皆具有復數(shù)個V型溝槽； 一反射片，其配置于所述導光板下方；及 至少一燈源，其配置于所述導光板周邊；其特征在于，所述背光模塊包含配置于所述導光板上方的單一光學膜，其中所述光 學膜包含一基材和復數(shù)個微透鏡結構，且所述基材包含一支持層和一偏光回收層，且所 述背光模塊的光場是滿足下述(I)、 (n)與(ni)的條件水平半輝度視角^70。(1)輝度均齊性^70%(11)大視角漏光率^65% (III)。
16. —種背光模塊，其包含-一導光板，其雙側皆具有復數(shù)個V型溝槽； 一反射片，其配置于所述導光板下方；及 至少一燈源，其配置于所述導光板周邊；其特征在于，所述背光模塊包含配置于所述導光板上方的單一光學膜，其中所述光 學膜包含一支持層、復數(shù)個線性弧形柱狀結構及一抗刮層，其中所述柱狀微結構的頂角 角度為100°~120°，所述柱狀微結構的頂角曲率半徑小于5 pm，且所述調光結構的棱線 垂直于所述燈源擺置方向，所述光學膜的霧度，根據(jù)JIS K7136標準方法測量介于 20%~95%之間，且所述背光模塊的光場是滿足下述(I)、 (II)與(III)的條件水平半輝度視角^70。 (I)輝度均齊性^70%(11)大視角漏光率^65% (III)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種背光模塊，至少包含一雙側皆具有復數(shù)個V型溝槽的導光板，其中所述V形溝槽的谷線呈直線延伸，且位于導光板同側的溝槽群的谷線彼此平行而位于導光板不同側的溝槽群的谷線則彼此不平行；一反射片，其位于所述導光板下方；至少一燈源，其位于所述導光板周邊；及位于所述導光板上方的單一光學膜，其中所述光學膜包含一基材及復數(shù)個調光結構。本發(fā)明是提供一種結合具有調光結構可改變光場的光學膜及雙V形溝槽結構導光板的背光模塊裝置，具有同時提供高勻光以及非窄視角等特性，可改善傳統(tǒng)雙V形溝槽結構導光板的缺點。
文檔編號F21S8/00GK101493200SQ20091000333
公開日2009年7月29日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權日2009年1月15日
發(fā)明者孫郁明, 廖欽義 申請人:長興化學工業(yè)股份有限公司