TWI547722B - 具突出部之光透過性基材 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種光透過性基材,且特別是有關於可作為擴散板的一種具有突出部之光透過性基材。
擴散板是應用於電子產品如顯示器的一種光學板,其主要作用是將光源的光線擴散霧化,使產品螢幕呈現亮度均勻之畫質。而不同電子產品對於螢幕畫質需求不同,因此擴散板製造廠商製造擴散板時,會依下游廠商之需求而製造出具有不同的光穿透度的擴散板。以應用於顯示器(如液晶顯示裝置)之側向式背光模組為例,一般係包括由透光性材料形成的導光板、設置在導光板側面端部之光源(例如冷陰極管形成的線光源)、位於導光板與線光源下方之光反射膜、以及配置在導光板上面形成發光面之擴散板和/或鏡片膜(lens film)。
為了提高輝度及降低消耗電力,近年來在彩色液晶顯示裝置中,大多會特別於擴散板的上面或擴散板與導光板之間配置1片或2片表面具有稜鏡形狀的鏡片膜,使從導光板射出之光有效率地聚光在液晶面板的正面方向上。又,為了改善因與光源間的距離所引起的發光量不均,亦有技術是於導光板裏面印刷由光擴散油墨形成會隨著遠離光源而變大之點狀圖案,但擴散板
之配置係以使光均一地擴散且使印刷在導光板裡面的點狀圖案不被看見為主要目的。但是,以往該等鏡片膜之製造係透過熱可塑性樹脂板之壓紋加工或使用放射線硬化型樹脂之稜鏡形狀的轉寫等方法達成。但這些習知鏡片膜製造成本高且被視為構成背光模組價格昂貴之主因,此外,習知的鏡片膜亦因受限於其製造方法而使得材質選擇範圍過於狹窄。再者,鏡片膜亦有因不具光擴散效果而必須與光擴散膜組合使用,造成背光模組的組裝步驟繁複之問題。
另外,除了上述於顯示器中於擴散板之外還可能使用到的多種機能性膜如擴散膜、鏡片膜、輝度提高膜,以提高顯示畫面的輝度及減少畫面全體的輝度不均,為了達到顯示器輕薄化和降低成本等目的,目前也有許多研究是專注於開發出整合多種功能之光學板,例如整合擴散板之光擴散效果以及增亮膜之集光效果成一光學板的開發研究。特別是近來由於顯示器(如液晶電視)從小型進展到大型化,更希望能開發出可以減少所使用的機能性膜數量但又可提高輝度與擴散性能之光學擴散板。
本發明係有關於一種光透過性基材(light transmissive plate),其具有特殊設計之突出部(protrusion),可使應用做為擴散板時,能維持高輝度並且提高輝度均齊度(uniformity of luminance)。
根據本發明,係提出一種光透過性基材,包括具有一第一表面之一本體(main body),以及位於第一表面上並突出於第一表面的一突出部(protrusion)。突出部具有一不規則狀平台頂
面與一斜面,其中斜面係連接於第一表面與不規則狀平台頂面。不規則狀平台頂面至第一表面係具有一高度(Hp)為5μm~40μm,而不規則狀平台頂面的一最長平台寬度(Wm)係在0.15mm~8mm。
本發明提供一種背光模組,包括一實施例之光透過性基材,具有高輝度及高輝度均齊度。
本發明提供一種顯示器,包括具一實施例之光透過性基材的背光模組,具有高輝度及高輝度均齊度。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
1‧‧‧光透過性基材
10‧‧‧本體
101‧‧‧本體之第一表面
102‧‧‧本體之第二表面
20‧‧‧突出部
201‧‧‧突出部之不規則狀平台頂面
203‧‧‧第一斜面
204‧‧‧第二斜面
(180°-α1)‧‧‧第一夾角
(180°-α2)‧‧‧第二夾角
Hp‧‧‧不規則狀平台頂面到第一表面之高度
Hm‧‧‧本體之厚度
Ws‧‧‧突出部之斜面在第一表面上的垂直投影寬度
Wm‧‧‧突出部之不規則狀平台頂面的最長平台寬度
d‧‧‧相鄰兩突出部之最小間距
700‧‧‧背光模組
710‧‧‧擴散板
720‧‧‧光源
722‧‧‧基板
724‧‧‧發光單元
740‧‧‧框架
742‧‧‧容置空間
第1圖為本揭露一實施例之一光透過性基材之局部上視圖。
第2圖繪示實施例之光透過性基材的一突出部之示意圖。
第3-1圖繪示以光學顯微鏡對實驗例1之光透過性基材局部進行拍攝之示意圖。
第3-2圖繪示以光學顯微鏡對實驗例2之光透過性基材局部進行拍攝之示意圖。
第3-3圖繪示以光學顯微鏡對實驗例5之光透過性基材局部進行拍攝之示意圖。
第3-4圖繪示以光學顯微鏡對實驗例6之光透過性基材局部進行拍攝之示意圖。
第3-5圖繪示以光學顯微鏡對實驗例7之光透過性基材局部進行拍攝之示意圖。
第3-6圖繪示以光學顯微鏡對實驗例8之光透過性基材局部進行拍攝之示意圖。
第3-7圖繪示以光學顯微鏡對實驗例9之光透過性基材局部進行拍攝之示意圖。
第3-8圖繪示以光學顯微鏡對實驗例10之光透過性基材局部進行拍攝之示意圖。
第4圖繪示以一雷射共軛焦儀直接量測比較例表面而取得的比較例部分表面的粗糙度曲線。
第5A圖繪示以一雷射共軛焦儀直接量測實驗例1之光透過性基材之突出部表面而取得的突出部的平台頂面的粗糙度曲線。
第5B圖繪示以一雷射共軛焦儀直接量測實驗例1之光透過性基材突出部以外的本體之第一表面而取得的粗糙度曲線。
第6A圖繪示以一雷射共軛焦儀直接量測實驗例2之光透過性基材突出部表面而取得的突出部之平台頂面的粗糙度曲線。
第6B圖繪示以一雷射共軛焦儀直接量測實驗例2之光透過性基材於突出部以外的本體之第一表面而取得的粗糙度曲線。
第7圖繪示本發明一實施例的背光模組的示意圖。
本揭露之實施例係提出一種光透過性基材(light transmissive plate),可應用於一顯示裝置作為背光模組的擴散板。實施例之光透過性基材係利用在主體表面上所形成的突出部(protrusion)及其特殊設計,使顯示裝置的發光區域維持高輝度並且提高輝度均齊度(uniformity of luminance)。因此,根據實施例可提供一具有高輝度和提升擴散性能之擴散板,減少其他傳統所
使用的機能性膜數量,進而降低成本並使應用顯示器更加輕薄化(特別是大型尺寸之顯示器)。應用實施例之光透過性基材作為擴散板時,係令具有突出部的主體表面朝向背光模組之光源。
以下係參照所附圖式詳細敘述實施態樣。需注意的是,實施例所提出的結構和內容僅為舉例說明之用,本揭露欲保護之範圍並非僅限於所述之該些態樣。實施例中相同或類似的標號係用以標示相同或類似之部分。需注意的是,本揭露並非顯示出所有可能的實施例。可在不脫離本揭露之精神和範圍內對結構加以變化與修飾,以符合實際應用所需。因此,未於本揭露提出的其他實施態樣也可能可以應用。再者,圖式係已簡化以利清楚說明實施例之內容,圖式上的尺寸比例並非按照實際產品等比例繪製。因此,說明書和圖示內容僅作敘述實施例之用,而非作為限縮本揭露保護範圍之用。
第1圖為本揭露一實施例之一光透過性基材之局部上視圖。第2圖繪示實施例之光透過性基材的一突出部之示意圖。請同時參照第1圖和第2圖。實施例之光透過性基材1包括一本體(main body)10和突出部(protrusion)20位於本體10之第一表面101上並突出於第一表面101。其中,本體10與突出部20係一體成形。以單一突出部20為例作說明,突出部20,例如是島狀,係具有一不規則狀平台頂面201與斜面(203,204),其中斜面(203,204)連接於第一表面101與不規則狀平台頂面201。
其中,不規則狀平台頂面201係指:突出部20朝向本體10之厚度方向在第一表面101上的投影為不規則狀,如第2圖所示。於一實施例中,突出部20之不規則狀平台頂面201到
第一表面101具有一高度Hp,高度Hp的範圍為5μm~40μm,較佳為10μm~35μm之範圍內。
光透過性基材1的厚度為本體10之厚度Hm加上突出部20的高度Hp,當應用本發明之光透過性基材1做為背光模組用之擴散板時,光透過性基材1的厚度為0.5mm~6mm時為佳。厚度超過6mm可能會因厚度過厚和重量過重而不宜用於現今追求輕薄化之顯示器內,厚度比0.5mm薄時可能會因為剛性不足而影響應用時之擴散效果。於一實施例中,光透過性基材1的厚度為0.6mm~5mm(600μm~5000μm)範圍之間;另一實施例中,光透過性基材1的厚度為0.8mm~3mm。另一實施例中,光透過性基材1的厚度為為0.8mm~2.5mm。
由於突出部20之高度Hp相較於本體10之厚度Hm甚微,因此光透過性基材1之厚度(即本體厚度Hm加上突出部20的高度Hp)可視為近似或等於本體10之厚度Hm。
請參照第2圖,突出部20之斜面(203,204)在第一表面101上的垂直投影之一寬度Ws係在10μm~160μm的範圍內,較佳為12μm~150μm的範圍。一實施例中,突出部20之斜面(203,204)在第一表面101上的垂直投影之一寬度Ws例如是13μm~40μm的範圍內。另一實施例中,突出部20之斜面(203,204)在第一表面101上的垂直投影之一寬度Ws例如是90μm~150μm的範圍內。於一實施例中,斜面(203,204)與第一表面101之一夾角角度(180-α1,180-α2)範圍係於120度~177度之間,較佳為125度~175度之間。
與習知擴散板之微結構很不同的是,實施例係具有
較大尺寸的突出部20。一實施例中,突出部20之不規則狀平台頂面201的一最長平台寬度Wm係在0.15mm~8mm(150μm~8000μm)的範圍內。另一實施例中,突出部20之不規則狀平台頂面201的最長平台寬度Wm係為0.175mm~7mm。又另一實施例中,突出部20之不規則狀平台頂面201的最長平台寬度Wm係為0.2mm~6mm。
一實施例中,不規則狀平台頂面具有垂直於最長平台寬度的一最小平台深度,其範圍為0.03mm~1.5mm。
再者,一實施例中,本體10之第一表面101(即突出部20以外的第一表面部份)係具有一表面粗糙度(Ra)為0.1μm以下較佳為0.085μm以下,例如是在0.01μm~0.08μm的範圍內。。一實施例中,突出部20之平台頂面201係具有一表面粗糙度(Ra)為0.5μm以下,較佳為0.3μm以下,例如是在0.01μm~0.3μm的範圍內。一實施例中,本體10之第一表面101於突出部20以外的第一表面部份係具有一表面粗糙度(Ra)為0.02μm~0.07μm,突出部20之平台頂面201係具有一表面粗糙度(Ra)為0.03μm~0.25μm。光透過性基材1之本體10更具有一第二表面102相對於第一表面101。於一實施例中,本體10之第二表面102之表面粗糙度(Ra)係為3μm~30μm範圍之間。另一實施例中,本體10之第二表面102之表面粗糙度(Ra)係為4μm~25μm範圍之間。表面粗糙度Ra可以採用3D形狀顯微檢測儀作量測。
以下係配合第1圖和第2圖,對本揭露其中一實施例作進一步說明,但本揭露並不以此為限制。
如第1圖所示,光透過性基材1具有複數個突出部
20位於本體10之第一表面101上並突出於第一表面101,相鄰兩突出部20之最小間距(即突出部20與突出部20之間的距離)d,為0.01mm~1mm(10μm~1000μm)的範圍之間,較佳為0.015mm~0.95mm(15μm~950μm)。
如第2圖所示,一實施例中,單一突出部20除了包括遠離本體10之第一表面101的不規則狀平台頂面201,於對應最長平台寬度Wm處係具有相對之第一斜面203和第二斜面204。第一斜面203和第二斜面204分別連接第一表面101與不規則狀平台頂面201。複數個突出部20的不規則狀平台頂面201形狀可以彼此相同或彼此不同。且第一斜面203和第二斜面204分別與第一表面101形成第一夾角(180°-α1)和第二夾角(180°-α2)。一實施例中,突出部20之第一夾角(180°-α1)係不同於第二夾角(180°-α2),即α1≠α2。另一實施例中,突出部20之第一夾角(180°-α1)係相等於第二夾角(180°-α2),即α1=α2。
然而,本揭露對此並不多作限制,各突出部20之不同位置之斜面與第一表面101的夾角可以相同也可以不同;而不同突出部20的斜面角度可以相同也可以不同,可視實際應用時之需求而稍作變化與調整。於一實施例中,第一夾角(180°-α1)與第二夾角(180°-α2)分別是在120度~177度範圍之間。另一實施例中,單一突出部20之不同位置之斜面相對於第一表面101的夾角例如是在120度~177度範圍之間。另外,一實施例中,突出部20之不規則狀平台頂面201係實質上平行於本體10之第一表面101。
實施例中,光透過性基材1是由透光性材料製作,
例如是由一透光性樹脂所組成。可使用之透光性樹脂例如聚碳酸酯(polycarbonate)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯(MS)、丙烯腈-苯乙烯(AS)、環狀聚烯烴(cyclo-olefin copolymer)、聚烯烴共聚物(如聚-4-甲基-1-戊烯)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、離子鍵聚合物(ionomer)等。其中,又以聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯為佳。
實施例中,光透過性基材1可更包括添加複數個擴散粒子以分散於該本體和該突出部之中,如透明微粒子以作為光擴散劑使用。
實施例中,透明之擴散粒子例如以玻璃微粒子為代表之無機微粒子,聚苯乙烯樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、矽樹脂等之有機微粒子,且以有機微粒子較佳。有機微粒子又以已架橋之有機微粒子更佳,在其製造過程中至少有部分架橋,則在透光性樹脂的加工過程中不會產生變形,而可維持微粒子狀態。即,以即使加熱至透光性樹脂的成形溫度亦不會熔融於透光性樹脂中之微粒子較佳,且更宜為已架橋之(甲基)丙烯酸樹脂、矽樹脂之有機微粒子。一實施例中,特別適合的透明微粒(擴散粒子)例如有,以部分架橋的甲基丙烯酸甲酯為基質之聚合物微粒子聚(丙烯酸丁酯)的內核/聚(甲基丙烯酸甲酯)的外殼之聚合物、具有包含橡膠狀乙烯聚合物之內核與外殼的內核/外殼型態之聚合物〔羅門哈斯公司Rohm and Hass Campany製,商品名Paraloid EXL-5136〕、具有架橋矽氧烷基之矽樹脂〔東芝Silicone(股)公司製,
商品名Tospearl 120〕。
一實施例中,擴散粒子之平均粒徑為0.1μm~30μm。另一實施例中,添加於光透過性基材1中的擴散粒子,其平均粒徑係為0.5μm~20μm。又一實施例中,添加於光透過性基材1中的擴散粒子,其平均粒徑為1μm~5μm。擴散粒子之平均粒徑係以不突出本體10/突出部20之表面為佳。再者,一實施例中,光透過性基材1的透光率為50%~70%,較佳為55%~65%。
另外,做為擴散粒子之該些透明微粒子的平均粒徑係以粒子計數法測定之重量平均粒徑,且可利用株式會社日科機之粒子數.粒度分布分析器MODEL Zm做為測定器。重量平均粒徑不到0.1μm時得不到充分的光擴散性且發光面之發光性不良,超過30μm時亦得不到充分的光擴散性且發光面之發光性不良,有為了得到充分的光擴散效果使得配合量變多,導致光透過性受損之缺點。
另外,透明微粒子之使用量係基於100重量份之透光性樹脂為0.1~20重量份,且特別適合為0.5~12重量份。透明微粒子的使用量少於0.1重量份時會產生光擴散性不足,即可穿透而看見光源之問題。另一方面,透明微粒子的使用量超過20重量份時會降低光線透過率,且輝度變差。
一實施例中,光透過性基材1可使用聚苯乙烯(PS)(例如:台灣奇美GPPS PG-383D)之透光性樹脂並添加透明微粒子(如上述之擴散粒子),可使用任意的方法或裝置將此組合採單層製作而形成基材1(i.e.光擴散板)。實施例中,例如是使用熔融擠壓法來成形為預定厚度之板狀結構。以熔融擠壓時,最好在
押出機的熔融區減壓至1.33~66.5kPa後擠壓。若押出機的熔融區未減壓時,所配合之透明微粒子且特別是不融性丙烯酸系聚合物微粒子會受到氧氣的影響,而可能造成粒子表面部分崩壞使光擴散性能降低。又,除此以外,以往周知之方法亦可利用,例如射出成形、射出壓縮成形、吹塑成形、壓縮成形、粉末成形等方式都可完成光透過性基材1之成形。
另外,除了單層板製作,本揭露之光透過性基材1亦可為多層板,例如除了上述透光性樹脂層,還可包括一被覆層。一實施例中,被覆層之厚度為0.01mm~0.5mm,或是0.02mm~0.4mm,或是0.03~0.3mm。若被覆層之厚度超過0.5mm,可能會有因背光模組單元厚度增大而無法充分達到液晶顯示裝置薄型化之要求的問題。再者,此被覆層例如具有可充分發揮透鏡效果之高透明性,可使用之樹脂為丙烯酸系樹脂,例如聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯等。其中,又以聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯為較佳。
另外,於光透過性基材1之組成中更可包括紫外線吸收劑之添加,以提高光透過性基材1的耐候性及阻絕有害之紫外線;和/或更可包括螢光劑之添加,螢光劑具有可吸收光線的紫外線部能量,並將該能量放射至可視部之作用。
在光透過性基材1為多層板之一實施例中,形成上述被覆層之丙烯酸系樹脂100重量份中,含有紫外線吸收劑0.5~15重量份,並可依需要加入平均粒徑0.1μm~30μm的透明微粒子0.1~20重量份,以及螢光劑0.001~0.1重量份。其中透明微粒子如上之擴散板中所述,且透明微粒子之使用量以0.5~12重量
份為較佳。
一實施例中,紫外線吸收劑例如:2,2’-二羥基-4-甲氧基二苯甲酮之二苯甲酮系紫外線吸收劑、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-取代基)-5-己基羥基苯酚之三嗪系紫外線吸收劑、2-(2H-苯并***-2-取代基)-4-甲基苯酚、2-(2H-苯并***-2-取代基)-4-第三辛基苯酚、2-(2H-苯并***-2-取代基)-4,6-雙(1-甲基-1-苯乙基)酚、2-(2H-苯并***-2-取代基)-4,6-雙-第三戊基苯酚、2-(5-氯基-2H-苯并***-2-取代基)-4-甲基-6-第三丁基苯酚、2-(5-氯基-2H-苯并***-2-取代基)-2,4-第三丁基苯酚及2,2’-亞甲基雙〔6-(2H-苯并***-2-取代基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚〕等之苯并***系紫外線吸收劑。
一實施例中,較佳的紫外線吸收劑例如:2-(2-羥基-5-甲苯基)苯并***、2-(2-羥基-5-第三辛苯基)苯并***、2-(2-羥基-3,5-二異丙苯)苯基苯并***、2-(2-羥基-3-第三丁基-5-甲苯基)-5-氯基苯并***、2,2’-亞甲基雙〔4-(1,1,3,3四甲基丁基)-6-(2H-苯并***-2-取代基)酚〕、2-〔2-羥基-3-(3,4,5,6-四氫鄰苯二醯亞胺甲基)-5-甲苯基〕苯并***。其中,以2-(2-羥基-5-第三辛苯基)苯并***(Ciba-Geigy公司製,商品名Tinuvin 329)、2,2’-亞甲基雙〔4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并***-2-取代基)酚〕為佳。
再者,實施例中使用紫外線吸收劑時,可單獨選用一種成分或合併使用2種成分以上,且相對於丙烯酸系樹脂100
重量份以使用0.5~15重量份為佳,並以1~10重量份更佳。當使用量小於0.5重量份時,則耐候性不佳而使得色相變化大,當使用量大於15重量份時,則色調及輝度皆變差。
另外,實施例中所使用的螢光劑(具有可吸收光線的紫外線部能量,並將該能量放射至可視部之作用者)係在不損及耐光性之範圍內,用以將合成樹脂等之色調改善成白色或藍白色者,例如二苯乙烯系、苯并咪唑系、苯并噁唑系、苯二甲醯亞胺系、玫瑰紅系、香豆素系、噁唑系化合物等。一實施例中,螢光劑之使用量例如是相對於丙烯酸系樹脂100重量份之0.001~0.1重量份的範圍,且以0.002~0.08重量份的範圍較佳。藉由在前述範圍內配合螢光劑,可使發光面得到充分的發光性及色調改良的效果。
以下係列出其中幾組相關實驗及其數據以作實施例之說明。光透過性基材1之結構請參照上述內容和第1、2圖。在實驗中,係提出幾組試樣,且各試樣之規格如下:比較例:即一現行市售擴散板DS601A(奇美實業),擴散板表面並沒有任何如實施例之島狀的突出部形成。
實驗例1、2、5~7及9之光透過性基材,厚度為1.2mm;實驗例3、4、8及10之光透過性基材,厚度為2.2mm。實驗例1~10皆包括多個島狀的突出部20形成於本體10之第一表面101上並突出於本體10之第一表面101,突出部20與本體10一體成形。
輝度、平均四角均齊度:
係使用日本拓普康公司(TOPCON CORPORATION)所製造型號BM-7A的輝度計來進行測定,並且於測定時係將實驗例1~10及比較例的光擴散板設置於以LED燈源陣列設置的燈箱模組上進行輝度量測。其中,輝度(luminance)值為標準化後數值,即將實驗例1~10的中心輝度量測值以比較例中心輝度量測值為100%進行標準化後的數值。平均四角均齊度是以模組四角的輝度除以模組之中心輝度之後四個數值的平均值。
粗糙度:粗糙度是藉由使用基恩斯(KEYENCE)公司之雷射共軛焦儀(型號VK-X100 Series)作為微細結構測量儀器,依據JIS B0601-2001中所說明之方法,於10mm×10mm區塊內,隨機量測,以倍率50倍,測量表面粗糙度所獲得之粗糙度曲線而得之粗糙度參數Ra或Rz;其中Rz代表最高處和最低處之差異(difference)數據。
平台頂面到第一表面之高度(Hp)、斜面之垂直投影寬度(Ws)、斜面夾角:以一雷射共軛焦儀直接量測實驗例1~10及比較例表面而取得實驗例1~10及比較例的截面圖曲線,截面圖曲線是截取自平台表面上任兩點間最長距離(即最長平台寬度Wm),再分別測量突出部20之平台頂面201到第一表面101之高度(Hp)、突出部20之斜面在第一表面101上的垂直投影寬度(Ws),在本案實驗例中,垂直投影寬度(Ws)的量測值為一沿著最長平台寬度Wm的左側延伸數值,但並不以此為限,即垂直投影寬度(Ws)為沿著最長平台寬度Wm的一側延伸數值、透過Hp、Ws的數值以
三角函數計算α 1、α 2之角度,之後再以180-α 1(或180-α 2)換算斜面夾角。
兩相鄰島狀突出部的間距:其是藉由使用基恩斯(KEYENCE)公司之雷射共軛焦儀(型號VK-X100 Series)作為測量儀器,於10mm×10mm區塊內,隨機量測20點數據,其中,兩相鄰島狀突出部間最小距離_Max表示為量測範圍內兩相鄰島狀突出部間最小距離之量測值中的最大值;兩相鄰島狀突出部間最小距離_Min表示為量測範圍內兩相鄰島狀突出部間最小距離之量測值中的最小值。兩相鄰島狀突出部間距離範圍為0.01mm~1mm(10μm~1000μm),較佳為0.015mm~0.95mm(15μm~950μm)。
不規則狀平台頂面201的最長平台寬度Wm及最小平台深度Dm:其是藉由使用基恩斯(KEYENCE)公司之雷射共軛焦儀(型號VK-X100 Series)作為測量儀器,於10mm×10mm區塊內,隨機量測20點數據,以取得平台表面上任兩點間最長距離之最長平台寬度Wm的範圍以及與最長平台寬度Wm垂直的最小平台深度Dm的範圍。突出部20之不規則狀平台頂面201的最長平台寬度Wm係在0.15mm~8mm(150μm~8000μm)的範圍內,較佳為0.155mm~7mm的範圍內,更佳為0.158mm~6mm的範圍內。突出部20之不規則狀平台頂面201的最小平台深度Dm係在0.03mm~1.5mm的範圍內,較佳為0.05mm~1.2mm的範圍內,更佳為0.07mm~1.05mm的範圍內。
突出部之面積/周長(μm)、突出部面積比例(%):
藉由使用Olympus公司之光學顯微鏡(Optical Microscope,型號Bx-60 F5)作為測量儀器,拍攝6.821mm×5.312mm(面積為36.233mm2)區塊內的影像,並藉由分析軟體(Image-Pro Plus)算出該範圍內每個突出部的面積與周長並進行統計,突出部之面積/周長(μm)=範圍內突出部面積總合/範圍內突出部周長總合;突出部面積比例(%)=範圍內突出部面積總合/量測範圍面積(36.233mm2)。請參照第3-1~3-8圖,其分別繪示以光學顯微鏡對實驗例1、2、5-10之光透過性基材局部進行拍攝之示意圖;其中光透過性基材具有多個島狀突出部突出於本體之第一表面上,突出部之外框曲線為面積/週長量測範圍,突出部之粗框部分為斜面部,而粗框部分圈圍之處略呈粗糙部分為平台頂部。在一實施例中,突出部之面積/周長係在100μm~200μm的範圍內,較佳為110μm~190μm的範圍內,更佳為115μm~175μm的範圍內。在一實施例中,突出部面積比例係在35%~70%的範圍內,較佳為38%~68%的範圍內,更佳為40%~66%的範圍內。
以上量測結果一併紀錄於表1中。
請參照第4圖,繪示以一雷射共軛焦儀直接量測比較例表面而取得的比較例部分表面的粗糙度曲線。根據量測結果,現行擴散板(比較例)無明顯頂面與底面的區別,皆為粗糙面,具有許多高低落差甚大之坑洞。其中兩組表面Rz為11.99μm和9.49μm,代表現行擴散板表面不平整的程度甚大。
請同時參照第5A圖及第5B圖。第5A圖繪示以一雷射共軛焦儀直接量測實驗例1之光透過性基材1突出部20表面而取得的突出部20的平台頂面201的粗糙度曲線。實驗例1
之突出部20的平台頂面201大致平坦,少數細小坑洞;量測平台頂面201的坑洞深度,其中兩組Rz數據為0.52μm和0.41μm。第5B圖則繪示以一雷射共軛焦儀直接量測實驗例1之光透過性基材1突出部20以外的本體10第一表面101而取得的粗糙度曲線。突出部20以外的本體10之第一表面101亦平坦,少有坑洞;量測其表面的坑洞深度,其中兩組Rz數據為0.95μm和0.98μm。
請同時參照第6A圖及第6B圖。第6A圖繪示以一雷射共軛焦儀直接量測實驗例2之光透過性基材1突出部20表面而取得的突出部20之平台頂面201的粗糙度曲線。實驗例2之突出部20的平台頂面201十分平坦,少有坑洞;量測平台頂面201的坑洞深度,其中兩組Rz數據為0.49μm和0.61μm。第6B圖繪示以一雷射共軛焦儀直接量測實驗例2之光透過性基材1於突出部20以外的本體10第一表面101而取得的粗糙度曲線。突出部20以外的本體10之第一表面101亦大致平坦,少有坑洞;量測其表面的坑洞深度,其中兩組Rz數據為0.48μm和0.31μm。
請參照第7圖,繪示本發明一實施例的背光模組的示意圖。本實施例的背光模組700例如為適用於平面顯示模組的側光式背光模組,其包括一擴散板710、至少一光源720(第7圖繪示複數個光源)及一框架740。框架定義一容置空間742,擴散板710及光源720位於容置空間742內,擴散板710置於光源720的上方。擴散板710,例如是本發明實驗例1~10中任一例之光透過性基材,包括具有一第一表面101之一本體(main body)10,以及位於第一表面101上並突出於第一表面的一突出部(protrusion)20。光源720與第一表面101係相對設置,亦即,第一表面101
係為光入射面。光源720包括基板722及發光單元724,發光單元724例如為發光二極體(light emitting diode,LED)元件或其它種類之發光元件且配置於基板722上。發光單元724發出的光線進入擴散板710後經由擴散板710的第二表面102出光,藉以形成高輝度及高輝度均齊度面光源。
在一實施例中,前述背光模組700可用作為一顯示器之背光模組,例如是一液晶顯示器。
表2係列出實驗例1和實驗例2之光透過性基材中兩相鄰島狀突出部的間距量測數據值。其是藉由使用基恩斯(KEYENCE)公司之雷射共軛焦儀(型號VK-X100 Series)作為測量儀器,於10mm×10mm區塊內,隨機量測,其中,最大值表示為量測範圍內兩相鄰島狀突出部間最小距離之量測值中的最大數值;最小值表示為量測範圍內兩相鄰島狀突出部間最小距離之量測值中的最小數值。
表3係列出實驗例1和實驗例2之光透過性基材中島狀突出部20之不規則狀平台頂面201的最長平台寬度Wm量測數據值。其是藉由使用基恩斯(KEYENCE)公司之雷射共軛焦儀(型號VK-X100 Series)作為測量儀器,於10mm×10mm區塊內,隨機量測。表3亦列出使用基恩斯(KEYENCE)公司之雷射共軛焦儀(型號VK-X100 Series)作為測量儀器,量測比較例表面高低落差之坑洞間的距離。比較例表面具高低落差的坑洞間距離範圍為5μm~50μm。
綜上所述,實施例提出之光透過性基材,係具有如上述特殊設計之突出部形成於主體表面上。應用實施例之光透過性基材(如第1圖所示)作為擴散板時,係令有突出部20形成於上之第一表面101朝向背光模組之光源,因此第一表面101為入光面,主體10之第二表面102為出光面。應用實施例之光透過性基材不但使顯示裝置的發光區域維持高輝度,相較於現行擴散板更可提高輝度均齊度。因此,應用實施例之光透過性基材作為擴散板不但可以提昇影像的顯示效果,還可以減少其他機能性膜使用的數量,降低製造成本,並且使應用的顯示器整體變得更輕薄,特別是對於大型尺寸顯示器具有極高的應用價值。
綜上所述,雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧光透過性基材
10‧‧‧本體
101‧‧‧本體之第一表面
20‧‧‧突出部
201‧‧‧突出部之不規則狀平台頂面
Wm‧‧‧突出部之不規則狀平台頂面的最長平台寬度
d‧‧‧相鄰兩突出部之最小間距
Claims (26)
- 一光透過性基材,包括:一本體,具有一第一表面;以及一突出部,位於該第一表面上並突出於該第一表面,該突出部具有一不規則狀平台頂面與一斜面,其中該斜面係連接於該第一表面與該不規則狀平台頂面,其中該不規則狀平台頂面至該第一表面係具有一高度(Hp)為5μm~40μm,該不規則狀平台頂面的一最長平台寬度(Wm)範圍係為0.15mm~8mm。
- 如申請專利範圍第1項所述之光透過性基材,其係具有一厚度於0.5mm~6mm範圍之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之光透過性基材,其中該斜面在該第一表面上的垂直投影之一寬度(Ws)係在10μm~160μm。
- 如申請專利範圍第1項所述之光透過性基材,其中該斜面與該第一表面之一夾角角度範圍係於120度~177度之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之光透過性基材,其中該不規則狀平台頂面係指該突出部朝向該本體之厚度方向在該第一表面上的投影為不規則狀。
- 如申請專利範圍第1項所述之光透過性基材,其中該光透過性基材係由一透光性樹脂所組成。
- 如申請專利範圍第1項所述之光透過性基材,更包括複數個擴散粒子分散於該本體和該突出部之中,該些擴散粒子之平均粒徑為0.1μm~30μm。
- 如申請專利範圍第7項所述之光透過性基材,其中該些 擴散粒子之平均粒徑為0.5μm~20μm。
- 如申請專利範圍第7項所述之光透過性基材,其中該些擴散粒子之平均粒徑為1μm~5μm。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,係具有複數個該突出部於該本體之該第一表面上,相鄰之該些突出部之一最小間距為10μm~1000μm範圍之間。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該第一表面於該突出部以外的部份係具有一表面粗糙度(Ra)為0.1μm以下,該突出部之該不規則狀平台頂面係具有一表面粗糙度(Ra)為0.5μm以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該第一表面於該突出部以外的部份係具有一表面粗糙度(Ra)為0.01μm~0.08μm,該突出部之該不規則狀平台頂面係具有一表面粗糙度(Ra)為0.01μm~0.3μm。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該第一表面於該突出部以外的部份係具有一表面粗糙度(Ra)為0.02μm~0.07μm,該突出部之該不規則狀平台頂面係具有一表面粗糙度(Ra)為0.03μm~0.25μm。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該本體另具有一相對於該第一表面之第二表面,該第二表面之表面粗糙度(Ra)為3μm~30μm範圍之間。
- 如申請專利範圍第14項所述的光透過性基材,其中該第一表面為入光面,該第二表面為出光面。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該光 透過性基材的透光率為50%~70%。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該本體與該突出部係一體成形。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該突出部之該不規則狀平台頂面係實質上平行於該本體之該第一表面。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該突出部於對應該最長平台寬度處係具有相對之第一斜面和第二斜面分別連接該第一表面與該不規則狀平台頂面,且該第一斜面和第二斜面分別與該第一表面形成第一夾角和第二夾角,其中該第一夾角係不同於該第二夾角。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該突出部於對應該最長平台寬度處係具有相對之第一斜面和第二斜面分別連接該第一表面與該不規則狀平台頂面,且該第一斜面和第二斜面分別與該第一表面形成第一夾角和第二夾角,其中該第一夾角係相等於該第二夾角,分別於120度~177度範圍之間。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該不規則狀平台頂面具有垂直於該最長平台寬度的一最小平台深度,該最小平台深度為0.03mm~1.5mm。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該突出部占該第一表面的面積比例為35%~70%。
- 如申請專利範圍第1項所述的光透過性基材,其中該突出部的面積/週長的比值範圍為100μm~180μm。
- 一背光模組,包括: 一光源;以及如申請專利範圍第1~23項中任一項所述的光透過性基材,其中,該光源與該第一表面係相對設置。
- 如申請專利範圍第24項所述的背光模組,其中該第一表面為入光面。
- 一顯示器,包括:如申請專利範圍第24項所述的背光模組。
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