TWI435121B - 擴散片及背光模組 - Google Patents

Description

擴散片及背光模組

本發明關於一種擴散片，尤指一種利用表面粗糙度使光線產生霧化效果之擴散片及應用此擴散片之背光模組。

由於液晶顯示裝置具有薄型化、輕量化、低耗電量、無輻射污染且能與半導體製程技術相容等優點，液晶顯示裝置已被廣泛應用於各式各樣的電子裝置中，例如筆記型電腦、行動電話、數位相機、個人數位助理等。液晶顯示裝置係透過背光模組提供光線至顯示面板上，以顯示畫面。一般而言，背光模組通常具有一光源組合以及一光學膜片組合。光源組合用以提供光線，而光學膜片組合則用以改善光線之光學特性。光學膜片組合所包含之光學膜片例如為稜鏡片、擴散片等。

請參閱第1圖，第1圖為先前技術之擴散片10的示意圖。如第1圖所示，擴散片10係由基材100(例如，聚乙烯對苯二甲酸酯PET)以及塗佈於基材100上下表面之擴散層120、140組成。先前技術係於擴散層120、140中摻雜多個珠粒160(例如，聚甲基丙烯酸甲酯PMMA)，以使通過擴散片10的光線產生霧化效果。然而，當裝設有擴散片10之背光模組或顯示裝置被搖晃或振動時，擴散層120、140中的珠粒160容易脫落或刮傷基材100上下表面，或當擴散片10運用於顯示裝置時，會刮傷相鄰的光學片或物件，進而於顯示畫面出現干涉條紋現象(mura)。此外，摻雜多個珠粒160之擴散片10也會影響顯示裝置之品位特性，使得使用者的觀賞舒適度降低，易從顯示裝置觀察到由珠粒160所造成之不明圖案。

本發明的目的之一在於提供一種擴散片及應用此擴散片之背光模組，以解決上述問題。

根據一實施例，本發明之擴散片包含一基材、一第一擴散層以及一第二擴散層。第一擴散層設置於基材上，且第二擴散層設置於第一擴散層上。第一擴散層包含一第一表面結構，且第一表面結構具有一第一粗糙度峰數值(peak count value of roughness,Rpc)。第二擴散層包含一第二表面結構以及一第三表面結構，其中第二表面結構與第三表面結構分別形成於第二擴散層之相對二側，且第三表面結構與第一表面結構重合。第二表面結構具有一第二粗糙度峰數值，且第二粗糙度峰數值大於或等於第一粗糙度峰數值。

根據另一實施例，本發明之背光模組包含一光學膜片組合以及一光源組合。光學膜片組合包含一第一擴散片，且第一擴散片位於光學膜片組合之最外側。第一擴散片包含一基材、一第一擴散層以及一第二擴散層。第一擴散層設置於基材上，且第二擴散層設置於第一擴散層上。第一擴散層包含一第一表面結構，且第一表面結構具有一第一粗糙度峰數值。第二擴散層包含一第二表面結構以及一第三表面結構，其中第二表面結構與第三表面結構分別形成於第二擴散層之相對二側，且第三表面結構與第一表面結構重合。第二表面結構具有一第二粗糙度峰數值，且第二粗糙度峰數值大於或等於第一粗糙度峰數值。

綜上所述，本發明係於不同的擴散層分別形成具有不同或相同的粗糙度峰數值之表面結構，以使通過擴散片的光線產生霧化效果。因此，本發明之擴散片不需於擴散層中摻雜珠粒，進而避免珠粒脫落或刮傷基材表面等問題。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第2圖，第2圖為根據本發明一實施例之背光模組3的示意圖。如第2圖所示，背光模組3包含一光學膜片組合30以及一光源組合32，其中光學膜片組合30設置於光源組合32上。背光模組3可應用於液晶顯示器中。光學膜片組合30包含一第一擴散片300、一第一稜鏡片302、一第二稜鏡片304以及一第二擴散片306。第一稜鏡片302設置於第一擴散片300下，第二稜鏡片304設置於第一稜鏡片302下，且第二擴散片306設置於第二稜鏡片304下。換言之，第一擴散片300係位於光學膜片組合30之最外側。

於此實施例中，背光模組3係為一側光式背光模組。因此，光源組合32包含一導光板320、一反射片322、一光源324以及一反射板326。導光板320設置於光學膜片組合30之第二擴散片306下，反射片322設置於導光板320下，光源324設置於導光板320之一側，且反射板326設置於光源324周圍。於實際應用中，光源324可為冷陰極管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)或發光二極體(light emitting diode,LED)。需說明的是，側光式背光模組之作用原理為習知技藝之人所熟知，在此不再贅述。

請參閱第3圖以及第4圖，第3圖為第2圖中的第一擴散片300的示意圖，第4圖為第3圖中的第一擴散片300的***圖。如第3圖與第4圖所示，第一擴散片300包含一基材3000、一第一擴散層3002以及一第二擴散層3004。基材3000可由任何可使光線透過之透明材料製成。舉例而言，基材3000可為聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)，但不以此為限。第一擴散層3002設置於基材3000上，且第二擴散層3004設置於第一擴散層3002上。

第一擴散層3002包含一第一表面結構S1，且第一表面結構S1具有一第一粗糙度峰數值Rpc_1。第二擴散層3004包含一第二表面結構S2以及一第三表面結構S3，其中第二表面結構S2與第三表面結構S3分別形成於第二擴散層3004之相對二側。當第二擴散層3004設置於第一擴散層3002上時，第二擴散層3004之第三表面結構S3與第一擴散層3002之第一表面結構S1重合，換言之，第一表面結構S1與第三表面結構S3為形狀互補，使得第一表面結構S1可與第三表面結構S3相互貼合。第二表面結構S2具有一第二粗糙度峰數值Rpc_2。需說明的是，粗糙度峰數值(peak count value of roughness,Rpc)係定義為單位距離內的波峰數。由於粗糙度峰數值Rpc係為習知技藝之人所熟知，在此不再贅述。

於此實施例中，第一表面結構S1、第二表面結構S2以及第三表面結構S3皆為不規則表面結構，換言之，第一表面結構S1、第二表面結構S2以及第三表面結構S3在寬度、高度或結構具有非週期性分布。此外，第二表面結構S2之第二粗糙度峰數值Rpc_2大於或等於第一表面結構S1之第一粗糙度峰數值Rpc_1(亦即Rpc_2≧Rpc_1)。由於第三表面結構S3與第一表面結構S1重合，因此第三表面結構S3之粗糙度峰數值係與第一表面結構S1之粗糙度峰數值相同。

當光線通過具有粗糙度之表面會進行擴散作用以分散光線，得到霧化效果，因此，當光線通過具有兩層粗糙度之表面，能夠得到更佳的霧化作用。同時，當第二表面結構S2之粗糙度峰數值大於或等於第一表面結構S1之粗糙度峰數值時，光線會先經過粗糙度峰數值較小之第一表面結構S1進行初步擴散作用，再通過粗糙度峰數值更大之第二表面結構S2，進一步進行擴散作用，以利用粗糙度峰數值較大之第二表面結構S2加強霧化效果。因此，透過上述結構設計，當光線通過第一擴散片300時，即可得到良好的霧化效果。

此外，當第一擴散片300應用於顯示裝置時，第二表面結構S2會影響品位特性，換言之，第二表面結構S2會影響使用者觀看顯示裝置時的清楚度。當第二表面結構S2之粗糙度峰數值越小，則表面結構相對越大，而越容易被觀察到表面結構，反之，當第二表面結構S2之粗糙度峰數值越大，就越不容易被觀察到表面起伏結構，因此，使用者觀看時，越不容易看到第一擴散片300之表面結構而增加清楚度，以得到較佳之品位。較佳地，可使每毫米之第一粗糙度峰數值Rpc_1以及每毫米之第二粗糙度峰數值Rpc_2皆大於15。

此外，第一表面結構S1可具有一第一中心線平均表面粗糙度值Ra_1，且第二表面結構S2可具有一第二中心線平均表面粗糙度值Ra_2。本發明可進一步使第二表面結構S2之第二中心線平均表面粗糙度值Ra_2小於或等於第一表面結構S1之第一中心線平均表面粗糙度值Ra_1(亦即Ra_2≦Ra_1)。由於第三表面結構S3與第一表面結構S1重合，因此第三表面結構S3之中心線平均表面粗糙度值係與第一表面結構S1之中心線平均表面粗糙度值相同。藉此，當光線通過第一擴散片300時，即可得到良好的霧化效果。較佳地，第一中心線平均表面粗糙度值Ra_1可介於0.15微米與50微米之間，且第二中心線平均表面粗糙度值Ra_2可介於0.15微米與20微米之間。

需說明的是，中心線平均表面粗糙度值(centerline average surface roughness,Ra)係定義為在取樣長度內，被測表面之實際輪廓上各點至輪廓中心線距離絕對值的平均值。由於中心線平均表面粗糙度值Ra係為習知技藝之人所熟知，在此不再贅述。

此外，第一表面結構S1可具有一第一最大峰谷高度差值Rz_1，且第二表面結構S2可具有一第二最大峰谷高度差值Rz_2。本發明可進一步使第二表面結構S2之第二最大峰谷高度差值Rz_2小於或等於第一表面結構S1之第一最大峰谷高度差值Rz_1(亦即Rz_2≦Rz_1)。由於第三表面結構S3與第一表面結構S1重合，因此第三表面結構S3之最大峰谷高度差值係與第一表面結構S1之最大峰谷高度差值相同。藉此，當光線通過第一擴散片300時，即可得到良好的霧化效果。較佳地，可使第一最大峰谷高度差值Rz_1與第二最大峰谷高度差值Rz_2皆大於0.6微米。

需說明的是，最大峰谷高度差值(maximum peak to valley height,Rz)係定義為在輪廓取樣長度內的最大峰谷高度差值。由於最大峰谷高度差值Rz係為習知技藝之人所熟知，在此不再贅述。

此外，本發明可進一步使第二擴散層3004之折射率n2大於第一擴散層3002之折射率n1，且第一擴散層3002之折射率n1大於基材3000之折射率n0(亦即n2>n1>n0)。藉此，當光線通過第一擴散片300時，即可得到良好的霧化效果。

需說明的是，雖然上述第一擴散片300係以兩層擴散層來做說明，但本發明並不以此為限。於本發明之其它實施例中，擴散片亦可由兩層以上的擴散層堆疊於基材上而組成，其中每一層擴散層之粗糙度峰數值Rpc與折射率係由上至下遞減，而中心線平均表面粗糙度值Ra與最大峰谷高度差值Rz係由上至下遞增。藉此，當光線通過由兩層以上的擴散層所組成的擴散片時，即可得到良好的霧化效果。

此外，第2圖中的第二擴散片306之結構可與上述第一擴散片300之結構相同，以增加光線的霧化效果。

請參閱第5圖，第5圖為根據本發明另一實施例之背光模組3'的示意圖。背光模組3'與上述的背光模組3的主要不同之處在於，背光模組3'係為一直下式背光模組。因此，光源組合32'包含一光源328以及一反射板329。光源328設置於第二擴散片306下，且反射板329設置於光源328下。於實際應用中，光源328可為冷陰極管或發光二極體。需說明的是，直下式背光模組之作用原理為習知技藝之人所熟知，在此不再贅述。此外，第5圖中與第2圖中所示相同標號的元件，其作用原理皆相同，在此不再贅述。

相較於先前技術，本發明係於不同的擴散層分別形成具有不同或相同的粗糙度峰數值、中心線平均表面粗糙度值、最大峰谷高度差值及/或折射率之表面結構，以使通過擴散片的光線產生霧化效果。因此，本發明之擴散片不需於擴散層中摻雜珠粒，進而避免珠粒脫落或刮傷基材表面等問題。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

3、3'．．．背光模組

10．．．擴散片

30．．．光學膜片組合

32、32'．．．光源組合

100、3000．．．基材

120、140．．．擴散層

160．．．珠粒

300．．．第一擴散片

302．．．第一稜鏡片

304．．．第二稜鏡片

306．．．第二擴散片

320．．．導光板

322．．．反射片

324、328．．．光源

326、329．．．反射板

3002．．．第一擴散層

3004．．．第二擴散層

S1．．．第一表面結構

S2．．．第二表面結構

S3．．．第三表面結構

第1圖為先前技術之擴散片的示意圖。

第2圖為根據本發明一實施例之背光模組的示意圖。

第3圖為第2圖中的第一擴散片的示意圖。

第4圖為第3圖中的第一擴散片的***圖。

第5圖為根據本發明另一實施例之背光模組的示意圖。

300．．．第一擴散片

3000．．．基材

3002．．．第一擴散層

3004．．．第二擴散層

S1．．．第一表面結構

S2．．．第二表面結構

S3．．．第三表面結構

Claims (17)

1. 一種擴散片，包含：一基材；一第一擴散層，設置於該基材上，該第一擴散層包含一第一表面結構，該第一表面結構具有一第一粗糙度峰數值(peak count value of roughness,Rpc)；以及一第二擴散層，設置於該第一擴散層上，該第二擴散層包含一第二表面結構以及一第三表面結構，該第二表面結構與該第三表面結構分別形成於該第二擴散層之相對二側，該第三表面結構與該第一表面結構重合，該第二表面結構具有一第二粗糙度峰數值，該第二粗糙度峰數值大於或等於該第一粗糙度峰數值。
2. 如請求項1所述之擴散片，其中每毫米之該第一粗糙度峰數值以及每毫米之該第二粗糙度峰數值皆大於15。
3. 如請求項1所述之擴散片，其中該第一表面結構具有一第一中心線平均表面粗糙度值(centerline average surface roughness,Ra)，該第二表面結構具有一第二中心線平均表面粗糙度值，該第二中心線平均表面粗糙度值小於或等於該第一中心線平均表面粗糙度值。
4. 如請求項3所述之擴散片，其中該第一中心線平均表面粗糙度值介於0.15微米與50微米之間，且該第二中心線平均表面粗糙度值介於0.15微米與20微米之間。
5. 如請求項1所述之擴散片，其中該第一表面結構具有一第一最大峰谷高度差值(maximum peak to valley height,Rz)，該第二表面結構具有一第二最大峰谷高度差值，該第二最大峰谷高度差值小於或等於該第一最大峰谷高度差值。
6. 如請求項5所述之擴散片，其中該第一最大峰谷高度差值與該第二最大峰谷高度差值皆大於0.6微米。
7. 如請求項1所述之擴散片，其中該第一表面結構、該第二表面結構以及該第三表面結構皆為不規則表面結構。
8. 如請求項1所述之擴散片，其中該第二擴散層之折射率大於該第一擴散層之折射率，且該第一擴散層之折射率大於該基材之折射率。
9. 一種背光模組，包含：一光源組合；以及一光學膜片組合，設置於該光源組合上，該光學膜片組合包含一第一擴散片，該第一擴散片位於該光學膜片組合之最外側，該第一擴散片包含：一基材；一第一擴散層，設置於該基材上，該第一擴散層包含一第一表面結構，該第一表面結構具有一第一粗糙度峰數值(peak count value of roughness,Rpc)；以及一第二擴散層，設置於該第一擴散層上，該第二擴散層包含一第二表面結構以及一第三表面結構，該第三表面結構與該第一表面結構重合，該第二表面結構與該第三表面結構相對，該第二表面結構具有一第二粗糙度峰數值，該第二粗糙度峰數值大於或等於該第一粗糙度峰數值。
10. 如請求項9所述之背光模組，其中每毫米之該第一粗糙度峰數值以及每毫米之該第二粗糙度峰數值皆大於15。
11. 如請求項9所述之背光模組，其中該第一表面結構具有一第一中心線平均表面粗糙度值(centerline average surface roughness,Ra)，該第二表面結構具有一第二中心線平均表面粗糙度值，該第二中心線平均表面粗糙度值小於或等於該第一中心線平均表面粗糙度值。
12. 如請求項11所述之背光模組，其中該第一中心線平均表面粗糙度值介於0.15微米與50微米之間，且該第二中心線平均表面粗糙度值介於0.15微米與20微米之間。
13. 如請求項9所述之背光模組，其中該第一表面結構具有一第一最大峰谷高度差值(maximum peak to valley height,Rz)，該第二表面結構具有一第二最大峰谷高度差值，該第二最大峰谷高度差值小於或等於該第一最大峰谷高度差值。
14. 如請求項13所述之背光模組，其中該第一最大峰谷高度差值與該第二最大峰谷高度差值皆大於0.6微米。
15. 如請求項9所述之背光模組，其中該第一表面結構、該第二表面結構以及該第三表面結構皆為不規則表面結構。
16. 如請求項9所述之背光模組，其中該第二擴散層之折射率大於該第一擴散層之折射率，且該第一擴散層之折射率大於該基材之折射率。
17. 如請求項9所述之背光模組，其中該光學膜片組合更包含：一第一稜鏡片，設置於該第一擴散片下；一第二稜鏡片，設置於該第一稜鏡片下；以及一第二擴散片，設置於該第二稜鏡片下，其中該第二擴散片之結構與該第一擴散片之結構相同。