CN102042565A - 增亮膜、具有增亮膜的背光模块、及增亮膜的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增亮膜、具有增亮膜的背光模块、及增亮膜的制作方法，该增亮膜包括：透明层、柱状透镜结构及反射层。将柱状透镜结构及反射层分别设置于透明层的两个接合面上，其中柱状透镜结构具有多个凸出部，并且每一反射区准确对应每两个凸出部之间，将每两个反射区之间形成一对应于该凸出部的光学路径。因而，通过上述各构件之间的组合，使得从反射层进入柱状透镜结构的光线路径能有效地被限制，进而增加光利用率；同时，利用增亮膜的反射结构，有效改良光学结构路径，使角度较大的光线导正集中，以应用于背光模块而提高发光亮度。

Description

增亮膜、具有增亮膜的背光模块、及增亮膜的制作方法

技术领域

本发明涉及一种增亮膜、具有增亮膜的背光模块、及增亮膜的制作方法，特别涉及一种通过柱状透镜结构、透明层及反射层等构件组合，通过增亮膜各结构之间的变化，以应用于背光模块中，提高其辉度及视角的增亮膜、增亮膜的制作方法及其背光模块。

背景技术

请参阅图1所示，为一种公知的扩散光学膜片的示意图。此公知技术中，主要在一透明膜片10a上形成一扩散膜11a，并且扩散膜11a添加多颗微粒12a，用以进行光线折射、反射与散射作用，以达到扩散光线的效果。然而，由于微粒12a将光线散射，以及所形成的扩散膜表面110a较为粗糙的缘故，以致光线过度散射，而造成扩散膜11a的透光不佳；因此，将使背光模块内的光源无法有效利用，导致发光亮度不足、不均匀的情况发生，并且使得光源的损耗率过高。

致此，为了改善公知技术发光亮度不足，导致背光模块发光效率较差的问题，提出另外改善的公知技术。

请参阅图2所示，为一种公知的应用于液晶显示器的背光模块内的增亮膜结构附图，用于提高整体的发光效率。如图所示，该增亮膜结构1b包含：一主体部10b及多个棱镜结构11b。所述多个棱镜结构11b皆为三角柱形状，且规则排列于主体部10b上；其中，通过增亮膜结构1b，使得大部分光线集中于较小的出光视角，达到光线聚集效果。然而，在较大的出光视角上，仍造成发光其它光线无法有效集中，导致漏光的情况发生，因而降低出光视角角度。其中，有关增亮膜的棱镜结构部分，发展出多种相关技术，以利用特定的技术手段来达到发光效率。

(1)如美国专利US 5917664中，披露一种具有棱镜结构的增亮膜，其中每两个棱镜结构两两成对，并且两个棱角或谷角均相同。通过棱镜结构，使得光线经由该增亮膜达到低视角出光效果，故具有良好的发光效率。然而，此技术仍未改善增亮膜于较大视角时，出现漏光现象。

(2)如美国专利US 6707611B2中，披露一种具有重复性棱镜的光学膜，可用于消除光线辉度不均匀的问题；然而，此技术仍未改善光学膜在较大角度时，发光漏光的问题。

在上述公知技术中，虽然能通过增亮膜来增加发光效率；然而，仍然无法改善光线经由增亮膜后，于较大视角发光漏光的问题。

是以，公知的增亮膜虽然因将光线集中收敛，使得发光效率较佳，但也无法提高无出光视角，致使出光视角降低；再者，上述增亮膜利用棱镜结构作为其结构形状，因而容易造成结构的刮损与磨耗问题，进而影响整体的出光效果。

缘是，本发明人针对上述缺陷，且依据多年来从事此方面的相关经验，悉心观察且研究，并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的发明。

发明内容

本发明的主要目的提供一种增亮膜、具有增亮膜的背光模块、及增亮膜的制作方法。通过增亮膜的柱状透镜结构、透明膜及反射层，通过上述各构件之间的组合，使得从反射层进入柱状透镜结构的光线路径能有效地被限制，进而增加光利用率。

本发明的另一目的在于，通过增亮膜的反射结构，以改良光学结构路径，使角度较大的光线导正集中，有效增加光利用率，以应用于背光模块而提高发光亮度，还可进一步通过扩散微粒的添加，进而控制光扩散度与出光视角的大小。以通过增亮膜结构，达到整体背光模块的发光辉度及视角大小。

本发明的又一目的在于，通过柱状透镜结构的形状设计，以提高其表面耐磨性，避免刮伤容易而影响出光效果。

为了达成上述目的，本发明提供一种增亮膜，包括：一透明层、一柱状透镜结构及一反射层。其中透明层具有两相反的接合面；柱状透镜结构(lenticular)设置于透明层的接合面上，并且柱状透镜结构具有一出光面；反射层设置于透明层且相对于柱状透镜结构的接合面上，反射层具有多个反射区及一固定反射区的胶体部，其中该反射区为一添加有多个反射微粒的非透明树脂，该反射微粒的直径介于0.1μm～30μm，所述多个反射微粒与该非透明树脂的成份添加的重量比例为1/1000～1/2，并且该胶体部为一添加有多个折射微粒并连结该反射区与该透明层的透明树脂层，该折射微粒的直径介于0.5μm～30μm，所述多个折射微粒与该透明树脂层的成份的重量比例为1/10000～1/2。其中，出光面具有多个凸出部，胶体部将每一个反射区定位于透明层上，且每一反射区可准确对应每两个凸出部之间，以在每两个反射区之间形成一光学路径，并且该光学路径准确地对应于该出光面的凸出部。

本发明又提供一种具有增亮膜的背光模块，包括：一反射罩，容置一发光光源；一扩散板，设置于该发光光源的上方；一增亮膜，设置于该扩散板的上方；一面板，设置于该增亮扩散膜的上方；一框架，与该反射罩相配合，并一并地封装该扩散板、增亮膜及面板。因而，该发光光源经由该扩散板，并且通过该增亮膜，于面板表面形成均匀的发光。

本发明另提供一种增亮膜的制作方法，步骤如下：提供一透明层，其具有两相反的接合面；提供一柱状透镜结构(lenticular)，其具有一出光面，并且该出光面形成有多个凸出部，将该柱状透镜结构接合于该透明层的一接合面上，并且将该出光面朝外；提供一反射层，其具有多个反射区及一固定所述多个反射区的胶体部，其中该反射区为一添加有多个反射微粒的非透明树脂，该反射微粒的直径介于0.1μm～30μm，所述多个反射微粒与该非透明树脂的成份添加的重量比例为1/1000～1/2，并且该胶体部为一添加有多个折射微粒并连结该反射区与该透明层的透明树脂层，该折射微粒的直径介于0.5μm～30μm，所述多个折射微粒与该透明树脂层的成份的重量比例为1/10000～1/2；将该胶体部设置于该透明层且相对该柱状透镜结构的一接合面上，并且每一个反射区精确地对应于每两个凸出部之间；于每两个反射区域之间形成一光学路径，其中该光学路径准确地对应于该柱状透镜结构的凸出部。

为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为一种公知的扩散光学膜片的示意图。

图2为一种公知的背光模块内的增亮膜结构的示意图。

图3为本发明增亮膜一较佳实施例的组合示意图。

图4为本发明增亮膜图3的分解示意图。

图5为本发明增亮膜图4中的反射层的结构放大图。

图6为本发明增亮膜第二实施例的组合示意图。

图7为本发明增亮膜第三实施例的组合示意图。

图8为本发明增亮膜第四实施例的组合示意图。

图9A为本发明增亮膜第五实施例的组合示意图。

图9B为本发明增亮膜图9A中，标示A的局部放大图。

图10为本发明增亮膜的制作方法的流程方块图。

图11为本发明中，应用一滚轮工艺方式，将柱状透镜结构与反射层压合于接合的示意图。

图12为本发明增亮膜应用于一背光模块的分解示意图。

主要元件标记说明

[公知技术]

透明膜片      10a

扩散膜        11a    扩散膜表面    110a

微粒          12a

增亮膜结构    1b

主体部        10b    棱镜结构      11b

[本发明]

增亮膜        1

透明层        2      上接合面      21

                     下接合面      22

柱状透镜结构  3      出光面        30

                  凸出部        31

反射层      4     反射区        40

                  反射微粒      400

                  胶体部        41

                  折射微粒      410

扩散层      5     透明树脂部    50

                  扩散微粒      51

扩散板      6

发光光源    7

面板        8

框架        9     出光口        90

反射罩      10    容置空间      100

光学路径    L

滚轮        R1、R2

具体实施方式

请参阅图3与图4所示，为本发明增亮膜一较佳实施例的附图。该增亮膜1包括：一透明层2、一柱状透镜结构3及一反射层4。

该透明层2具有一上接合面21及一下接合面22。该透明层2为一透明膜，其为一连接柱状透镜结构3与反射层4的透明材质，其中透明膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、压克力(PMMA)或三醋酸纤维素(TAC)的透明材质。

该柱状透镜结构3设置于该透明层2的上接合面21上；该柱状透镜结构3为一具有高折射率的透明材质，诸如：紫外线硬化树脂、热硬化树脂或塑料等透明材质，使光线可通过柱状透镜结构3而平行射出，并促使光线收敛达到增亮效果。该柱状透镜结构3具有一出光面30，该出光面30具有多个凸出部31，所述多个凸出部31为一用以将光线导正集中的凸出部31，且凸出部31为一具有将光线进行聚集的凸出形状，例如：圆形、椭圆形、三角形或方形的几何形状；以通过凸出部31的设计，有效使较大角度光线进行导正集中，以达到光线收敛增亮效果。

该反射层4设置于该透明层2的下接合面22，相对于该柱状透镜结构3，用于限制光线经由透明层2且进入柱状透镜结构3。其中反射层4具有多个反射区40及一固定反射区40的胶体部41。如图4所示，该胶体部41包覆反射区40并利用附着于透明层2方式，使每一个反射区40被定位于透明层2上，同时，每一个反射区40准确对应于每两个凸出部31之间，使每两个反射区40间形成一光学路径L，该光学路径L准确地对应于出光面30的凸出部31。

以形成限制光线射入该柱状透镜结构3的光学路径L，并使其它未射入光学路径L光线能进行反射，以增加光线利用率。本发明的设计中，光学路径L的范围大小为柱状透镜结构3的1/3～1/100宽度大小，以使部分光线射入光学路径L外，其它皆被反射层4的反射区40所阻挡。

请参阅图5所示，该反射层4的反射区40为一半圆形状，其材料为添加多数反射微粒400的非透明树脂，用以使反射光线能均匀分散。在本发明中，非透明树脂为UV树脂、热硬化树脂或环氧树脂，且反射微粒为无机或高折射率材质。在本发明中，反射微粒400的直径以0.1μm～30μm为最佳，其形状为一圆形、椭圆形或不规则形状，此外，反射微粒400与非透明树脂的成份的重量比例以1/1000～1/2为最佳。所述多个反射区40形状为一圆形、三角形、椭圆形的几何形状。如图6与图7所示的第二、三种不同实施例，所述多个反射区40可为一三角形状或长方形状，随着光线不同的射入角度，以进行不同程度的反射与折射作用。如下表所示，经过实验后可知，反射微粒400在不同的条件(“反射微粒的直径”及“反射微粒与非透明树脂的成份重量比例”)下所产生的相对应效果：

反射微粒的直径(μm)	反射微粒与非透明树脂的成份重量比例(W)	光线经过反射区的反射率(％)	反射微粒在非透明树脂内的均匀度	评估
					＜0.1	＜1/1000	37％	分散均匀	不良
＜0.1	＞1/2	88％	分散不均匀	不良
					10	1/10	80％	分散均匀	良
15	1/5	85％	分散均匀	良
					＞30	＜1/1000	33％	分散均匀	不良
＞30	＞1/2	87％	分散不均匀	不良

另外，该胶体部41为一连结反射区40与透明层2的透明树脂层，其中该透明树脂层添加有多个折射微粒410，用以控制光扩散度。透明树脂层为UV树脂、热硬化树脂或环氧树脂等透明材质，而折射微粒410为压克力(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚苯乙烯(PS)等透明材质。每一个折射微粒410的直径以0.5μm～30μm为最佳，其形状为一圆形、椭圆形或不规则形状。在胶体部41成份的添加比例方面，折射微粒410与透明树脂层的成份的重量比例以1/10000～1/2为最佳。如下表所示，经过实验后可知，折射微粒410在不同的条件(“反射微粒的直径”及“反射微粒与非透明树脂的成份比例”)下所产生的相对应效果：

反射微粒的直径(μm)	反射微粒与非透明树脂的成份重量比例(W)	光线经过反射区的穿透率(％)	雾度(Hz)	1/2视角	评估
						＜0.5	＜1/1000	90％	0.38％	25度	不良
＜0.5	＞1/2	48％	83％	63度	不良
						8	1/200	88％	1％	38度	良
13	1/300	89％	0.8％	33度	良
						＞30	＜1/1000	89％	0.5％	26度	不良
＞30	＞1/2	43％	80％	58度	不良

请参阅图8所示，为本发明增亮膜第四种实施例的组合示意图。本实施例与上述实施例的差异在于：在反射层4的部分，所述多个反射区40可固定地设置于胶体部41的下方，通过该胶体部41附着于该透明层2下，使每一个反射区40准确定位于柱状透镜结构3的每两个凸出部31间。同样地，能够使光学路径L准确对应于凸出部31，使得光线射入光学路径L外，其它皆被该反射层4的反射区40所阻挡。

请参阅图9A与图9B所示，为本发明增亮膜的第五种实施的相关附图。本实施例与上述各实施例的主要差异在于：增亮膜1还包括一均匀形成于柱状透镜结构3的出光面30的扩散层5。具体而言，扩散层5附着于凸出部31的表面，使光线经由柱状透镜结构3而集中平行射出后，随即通过扩散层5将光线进行发散。其中，扩散层5为一高折射率的塑料材质，或者，扩散层5具有一透明树脂部50及多个扩散微粒51(如图9B)。透明树脂部50包覆扩散微粒51，且形成在凸出部31上，利用扩散微粒51而控制光扩散度与视角。其中透明树脂部50为UV树脂、热硬化树脂或环氧树脂等透明材质。扩散微粒51为压克力(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚苯乙烯(PS)等透明材质，并且扩散微粒51直径以0.5μm～30μm为最佳，在成份混合比例上，扩散微粒51与透明树脂部50的成份添加的重量比例以1/10000～1/2为最佳。

请参阅图10所示，为本发明增亮膜的制作方法，同时配合图3与图4所示，其步骤如下：首先，提供一透明层2，其具有两相反的接合面(S100)，分别为一上接合面21及一下接合面22；其次，提供一柱状透镜结构3，其具有一出光面30，并且该出光面30形成有多个凸出部31，将该柱状透镜结构3接合于该透明层2的上接合面21上，并且将该出光面30朝外(S102)；接下来，提供一反射层4，其具有多个反射区40及一固定所述多个反射区40的胶体部41(S104)；再者，将该胶体部41设置于该透明层2且相对于柱状透镜结构3的下接合面22上，并且每一个反射区40精确地对应于每两个凸出部31之间(S106)；接着，于每两个反射区40之间形成一光学路径L，该光学路径L准确地对应于该柱状透镜结构3的凸出部31(S108)；最后，完成一增亮膜1结构(S110)。

在上述增亮膜的制作方法中，通过一预定压合或涂布手段，将柱状透镜结构3与反射层4一并地设置于该透明层2的上、下两个接合面21、22上。针对上述两种不同的手段，其说明如下：

第一种，通过一压合手段，使柱状透镜结构3与反射层4能一并地设置于透明层2的上。请参阅图11所示，为本发明中，应用一滚轮工艺方式，将柱状透镜结构3与反射层4压合于透明层2的示意图。具体而言，利用光学路径L精确对应柱状透镜结构3的凸出部31方式，并且利用两个滚轮R1、R2进行滚压，其中将两个分别具有柱状透镜结构与反射层的滚轮R1、R2，分别滚压于该透明层2的上、下接合面21、22上，使一反射层4与一柱状透镜结构3压合于透明层2两个相对接合面，再利用紫外光进行曝光照射，以完成增亮膜1结构。

第二种，通过一涂布手段，使反射层4能设置于透明层2上。并且将柱状透镜结构3贴于透明层2上。其中利用光学路径L精确对应柱状透镜结构3的凸出部31方式，将反射层4涂料覆着于透明层2上，并且将柱状透镜结构3贴设于透明层2上，完成增亮膜1结构。

此外，也可以选择性在柱状透镜结构3的出光面30设置一扩散层5，使得扩散层5均匀覆着于凸出部31。其中，扩散层5通过压合或涂布手段形成于柱状透镜结构3的出光面30。其中，若进行压合手段时，扩散层5为一高折射率的塑料材质，塑料材质为聚碳酸酯(PC)、PEN或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的透明材质。若进行涂布手段时，扩散层5具有一透明树脂部50及多个扩散微粒51，透明树脂部50为一UV树脂、热硬化树脂或环氧树脂等透明材质，扩散微粒51为为压克力(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或聚苯乙烯(PS)等透明材质。

请参阅图12所示，为本发明增亮膜1应用于一背光模块的分解示意图。该背光模块包括：一增亮膜1、一扩散板6、一面板8、一框架9及一反射罩10。其中，反射罩10具有一容置空间100，发光光源7容纳于反射罩10的容置空间100内；扩散板6设置于发光光源上方；增亮膜1设置于扩散板6上方；面板8设置于增亮膜1上方；该框架9与反射罩10相配合，并一并地封装该扩散板6、增亮膜1及面板8；因而，该发光光源7可经由该扩散板6，并且通过该增亮膜1，于面板8表面形成均匀的发光，并通过框架9的出光口90呈现一均匀发光效果。

综合上述，本发明通过增亮膜的柱状透镜结构、透明层及反射层之间的组合，使得增亮膜具有下列特点：

(1)使光线路径由反射层进入柱状透镜结构时，能有效被限制，进而增加光利用率。

(2)通过增亮膜的反射层，有效改良光学结构路径，并且使角度较大的光线导正集中，增加光利用率，以应用于背光模块而提高发光亮度。

(3)可利用扩散层结构的覆着，控制光扩散度与出光视角大小，达到背光模块的辉度及视角大小。

以上所述仅为本发明最佳的一的具体实施例的详细说明与附图，惟本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以下述权利要求为准，凡合于本发明权利要求的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中，任何所属技术领域的技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本案的权利要求。

Claims (10)

1.一种增亮膜，其特征在于，包括：

一透明层，其具有两相反的接合面；

一柱状透镜结构，其设置于该透明层的一接合面上，该柱状透镜结构具有一出光面；以及

一反射层，其设置于该透明层的相对于该柱状透镜结构的一接合面上，该反射层具有多个反射区及一固定所述多个反射区的胶体部，其中该反射区为一添加有多个反射微粒的非透明树脂，该反射微粒的直径介于0.1μm～30μm，所述多个反射微粒与该非透明树脂的成份添加的重量比例为1/1000～1/2，并且该胶体部为一添加有多个折射微粒并连结该反射区与该透明层的透明树脂层，该折射微粒的直径介于0.5μm～30μm，所述多个折射微粒与该透明树脂层的成份的重量比例为1/10000～1/2；

其中，该出光面具有多个凸出部，该胶体部将所述多个反射区定位于该透明层上，并且每一反射区准确地对应于每两个凸出部之间；

其中，每两个反射区之间形成一光学路径，并且该光学路径准确地对应于该出光面的凸出部。

2.如权利要求1所述的增亮膜，其特征在于：该透明层为一透明膜，该透明膜为一聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、压克力或三醋酸纤维素的透明材质，且厚度介于0.001～0.5mm之间。

3.如权利要求1所述的增亮膜，其特征在于：还进一步包括一均匀地形成于该柱状透镜结构的出光面的扩散层，该扩散层具有一透明树脂部及多个扩散微粒，该透明树脂部为一UV树脂、热硬化树脂或环氧树脂的透明材质，所述多个扩散微粒为一压克力、聚碳酸酯或聚苯乙烯的透明材质；该扩散微粒的直径为0.5μm～30μm，并且所述多个扩散微粒与该透明树脂部的成份的重量比例为1/10000～1/2。

4.一种具有如权利要求1所述的增亮膜的背光模块，其特征在于，包括：

一反射罩，容置一发光光源；

一扩散板，设置于该发光光源的上方；

一增亮膜，设置于该扩散板的上方；

一面板，设置于该增亮扩散膜的上方；以及

一框架，与该反射罩相配合，并一并地封装该扩散板、增亮膜及面板；

因而该发光光源经由该扩散板，并且通过该增亮膜，于面板表面形成均匀的发光。

5.一种增亮膜的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：

(a)提供一透明层，其具有两相反的接合面；

(b)提供一柱状透镜结构，其具有一出光面，并且该出光面形成有多个凸出部，将该柱状透镜结构设置于该透明层的一接合面上，并且将该出光面朝外；

(c)提供一反射层，其具有多个反射区及一固定所述多个反射区的胶体部，其中该反射区为一添加有多个反射微粒的非透明树脂，该反射微粒的直径介于0.1μm～30μm，所述多个反射微粒与该非透明树脂的成份添加的重量比例为1/1000～1/2，并且该胶体部为一添加有多个折射微粒并连结该反射区与该透明层的透明树脂层，该折射微粒的直径介于0.5μm～30μm，所述多个折射微粒与该透明树脂层的成份的重量比例为1/10000～1/2；

(d)将该胶体部设置于该透明层且相对该柱状透镜结构的一接合面上，并且每一个反射区精确地对应于每两个凸出部之间；以及

(e)于每两个反射区域之间形成一光学路径，其中该光学路径准确地对应于该柱状透镜结构的凸出部。

6.如权利要求5所述的增亮膜的制作方法，其特征在于：通过将该光学路径精确地对应于该柱状透镜结构的凸出部后，通过一压合手段，将该反射层与柱状透镜结构分别地压合于该两个接合面上。

7.如权利要求5所述的增亮膜的制作方法，其特征在于：通过将该光学路径精确地对应于该柱状透镜结构的凸出部后，通过一涂布手段，将该反射层涂设于该接合面上，并且将该柱状透镜结构贴合于另一接合面上。

8.如权利要求5所述的增亮膜的制作方法，其特征在于，还包括以下步骤：(f)于该柱状透镜结构的出光面上设置一扩散层，并且该扩散层均匀地覆着于每一个凸出部表面。

9.如权利要求8所述的增亮膜的制作方法，其特征在于：通过一压合手段，将该扩散层压合于该柱状透镜结构的出光面上，并且均匀地压合在每一凸出部表面。

10.如权利要求8所述的增亮膜的制作方法，其特征在于：通过一涂布手段，将该扩散层涂设于该柱状透镜结构的出光面上，并且均匀地附着于每一凸出部表面；于该涂布手段中，该扩散层具有一透明树脂部及多个扩散微粒，该透明树脂部为一UV树脂、热硬化树脂或环氧树脂的透明材质，所述多个扩散微粒为一压克力、聚碳酸酯或聚苯乙烯的透明材质，该扩散微粒的直径为0.5μm～30μm，并且所述多个扩散微粒与该透明树脂部的成份的重量比例为1/10000～1/2。

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