背光模块的制作方法

专利名称：背光模块的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种背光模块装置，特别是一种用于LCD液晶显示器，同时具有高辉 度、高匀光特性以及非窄视角的背光模块装置。
背景技术：
一般而言，液晶显示器(简称「LCDj )的主要结构包含面板与背光模块两大部分。 其中，面板部分主要包括透明电极板、液晶、配向膜、彩色滤光片、偏光片、以及驱动 集成电路等；而背光模块的部分其目的主要是提供液晶显示器所需的光源，主要组件包 含灯源、导光板及各种光学膜片等。
根据光源所在的位置，背光模块结构分为直下式背光模块及侧边式背光模块。 一般 而言，侧边式模块厚度较薄适合应用于笔记型计算机及液晶显示监视器，而模块厚度较 大的直下式背光模块适合应用于液晶显示监视器及液晶显示电视用的面板模块。
如图l所示，为了让光线在显示器1上能够更有效率的被应用、更均匀的分布以及 控制视角的大小，背光模块12中会加入不同功能性的光学膜板，如扩散膜125、聚光 片124及反射片122等，但也因此产生其它的问题，例如过多的膜片使用，膜片本身 会造成材料吸收与反射的现象，使得光源使用率下降，进而降低辉度。为使液晶显示器 能够有较大的辉度，可增加背光模块中的光源的灯管数目。然而，这一方式不但容易导 致过多热量蓄积于液晶显示器中，影响其它组件的寿命与品质，同时会导致电力消耗过 大，而无法满足许多信息类用品必须仰赖电池以离线使用的要求。
为了提升亮度、减少热量蓄积及降低光源能量损耗，目前业界最常使用的方法为在 背光模块中使用改良的光学膜片，以提高整体亮度，例如3M的BEF (Brightness Enhancement Film)聚光片，其是利用卯。顶角可达到最佳的聚光效果。然而如图2所示， 此种角度的光学膜片在高角度的入光光线容易产生漏光的现象，且此种光学膜目前在市 场上单价还是居高不下。
为了降低成本同时又获得具有高辉度的背光模块，如图3所示，业界另外发展出在 导光板321的结构上形成V形沟槽321a结构，如此可让侧边灯源123经由导光板的V形结构后导正出光的角度，达到聚光的效果。此种导光板又称为V-cut结构导光板。此 外，为了能取代棱镜结构的聚光膜，另外又发展出双V-cut结构导光板。如图4所示， 藉由导光板421双侧形成棱线彼此不平行的V形沟槽群421a及421b，可导正由侧边灯 源123出光后不同角度的光线，让正向光的辉度值大幅提高。但此结构会造成视角非常 狭窄及光线分布不均等问题。

发明内容
有鉴于此，本发明是提供一种结合具有调光结构可改变光场的光学膜及双V形沟槽 结构导光板的背光模块装置，具有同时提供高匀光以及非窄视角等特性，可改善上述双 V形沟槽结构导光板的缺点。
本发明另一方面提供一种可兼顾光源匀化效果以及减低大视角漏光效果的多种光 学特性组合的多功能膜片，此种膜片可减少膜片使用数量，因而减低面板的厚度。
为达上述及其它目的，本发明提供一种背光模块，其包含
一导光板，其双侧皆具有复数个V型沟槽；
一反射片，其配置于该导光板下方；及
至少一灯源，其配置于该导光板周边；
该背光模块的特征在于包含配置于所述导光板上方的单一光学膜，且所述背光模块
的光场是满足下述(i)、 (n)与(m)的条件
水平半辉度视角^70。 (I) 辉度均齐性^70% (II) 大视角漏光率^65% (III)。
本发明的背光模块所使用的光学膜，包含一基材及和位于所述基材的一侧表面上的 复数个调光结构。本发明光学膜所用的基材包含一支持层(support layer),上述支持层可 为任何本发明所属技术领域具有通常知识者所熟知者，例如玻璃或塑料。上述塑料可选 自以下群组聚酯树脂(polyester resin)，如聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)或聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate, PEN)、聚丙烯酸酯树脂(polyacrylate resin),如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)、聚烯烃树脂(polyolefin resin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)、聚环烯烃树脂(polycycloolefin resin)、聚酰亚胺树脂 (polyimide resin)、聚碳酸酉旨树月旨(polycarbonate resin)、聚氨酉旨树月旨(polyurethane resin)、 三醋酸纤维素(triacetyl cellulose, TAC)、聚乳酸(Polylactic acid)及其组合，但不以此为限。 其中，优选为选自聚酯树脂、聚碳酸酯树脂及其组合；尤其是聚对苯二甲酸乙二酯。基材的厚度通常取决于所欲制得的光学产品的需求， 一般为15微米Oun)至300iam。
为消除光学彩虹纹，基材可选的包含复数个透明珠粒。所述透明珠粒的种类可为任 何本发明所属技术领域具有通常知识者所熟知者，例如但不限于玻璃珠粒、金属氧化物 珠粒、塑料珠粒或其混合。上述塑料珠粒的种类并无特殊限制，其例如但不限于丙烯酸 树脂、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂或彼等的混合物，优选为丙烯酸树脂或硅酮 树脂。所述透明珠粒一般具有1 pm至10 iam的直径。
为提升背光模块的辉度(brightness)，基材可选的包含一偏光回收层(reflective polarizer layer), 「偏光回收层」为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，一 般分为两类， 一类藉由涂布或层合(laminating)胆固醇液晶(Cholesteric LC)和1/4入层 (Quarter wave film),以旋转偏光方式，将光一分为二，允许右旋光通过，并将左旋光反 射，经由转换机制变为可利用的右旋光；另类为多层具特殊双折射率特性的高分子膜层 交迭成。偏光回收层可将非穿透方向的偏极光，有效反射回背光模块，由于模块中的反 射片具有扩散(diffusion)和扰乱(scrambling)效应，故可将原非穿透方向偏极光部份转换成 穿透方向的偏极光，经反复作用后，绝大多数原本应被吸收而损耗的光线都转变成可利 用的有效光，因此辉度可大幅增加。本发明光学膜所使用的调光结构，其目的在解决双侧具有复数个V型沟槽的导光板 出光不均匀及视角太窄的现象以及改善传统光学膜在高角度的入光光线容易产生漏光的 现象，可为任何本发明所属技术领域具有通常知识者所熟知者，任何具有上述功能的结 构皆在本发明范围，其例如但不限于，柱状微结构、圆锥状微结构、立体角状微结构、 橘瓣形块状微结构、胶囊状微结构、凹凸微结构、微透镜结构或其组合等，优选为柱状 微结构、凹凸微结构或微透镜结构。
所述柱状微结构的棱线可为线性(linear)、曲线(serpentine)、折线(zigzag)或其组合， 优选为线性。且相邻的两柱状微结构的棱线可平行或不平行。所述柱状微结构的峰高度 可不沿延伸方向(即，棱线方向)变化或沿延伸方向变化。上述柱状微结构的峰高度沿延伸 方向变化是指该柱状微结构中至少有部分位置的高度是随机或规则性沿结构主轴位置变 化，其变化幅度至少为标称高度(或平均高度)的百分之三，优选其变化幅度为所述标称高 度的百分之五至百分之五十之间。
本发明所使用的柱状微结构的宽度并无特殊限制，且为本发明所属技术领域中具有 通常知识者所熟知者，是介于1 pm至100 nm的范围。优选宽度是介于20 至70 pm 的范围。上述柱状微结构可为棱镜柱状微结构或弧形柱状微结构或其混合，优选为弧形 柱状微结构。根据本发明，如图5所示，当柱状微结构为弧形时，所述光学膜的柱状微结构642的宽度是指所述微结构两谷间的距离(参见图5，标号为Lp)。顶角的曲率半径(参 见图5，标号为r者)并无特殊限制，且是为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟 知者，是小于10pm，优选小于5nm，尤其介于1 )am至4nm之间。调光结构的顶角角 度(参见图5，标号为a者)，其是介于95。至130°，优选介于100°至120°。
所述柱状微结构642的棱线是指微结构最高点处所连成的一线(参见图5，标号为 642a者)，与灯管摆置方向彼此不平行，可改善因灯管与导光板的V型沟槽所造成的出 光光场分布不均的现象。优选，所述柱状微结构642的棱线642a，与灯管53摆置方向彼 此垂直(参见图7)。
所述光学膜的柱状微结构642，其高度介于5 pm至100 pm，可由任何折射率大于 空气折射率的树脂所构成。 一般而言，折射率越高，效果越好。本发明光学膜具有至少 1.49的折射率，优选是自1.49至1.65。
所述光学膜的柱状微结构642，可使用本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟 知的任何方式制备。例如以压印(emboss)、或于基材表面直接涂布涂层而形成复数个微结 构、或是基材上先涂布一涂层再于所述涂层上雕刻所需的微结构而形成。涂布方法包括 但不限于狭缝式涂布、微凹版印刷涂布(micro gravure coating)或滚轮涂布(roller coating) 等方法，并以巻对巻式连续生产技术于基材上制备。优选的方式是直接于基材表面涂布 复数个柱状微结构。
用于形成柱状微结构的涂层是藉由将涂料固化而形成，所述涂料包含至少一种选自 由紫外线固化树脂、热固性树脂、热塑性树脂及其混合物所构成群组的树脂，优选为紫 外线固化树脂。
适用于本发明的紫外线固化树脂的实例例如丙烯酸酯树脂。上述丙烯酸酯树脂的 种类例如但不限于丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、丙烯酸氨酯(urethane acrylate)树脂、 聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)树脂、环氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)树脂或其混合物，优 选为丙烯酸酯树脂或甲基丙烯酸酯树脂。
上述用于形成柱状微结构的丙烯酸酯树脂包含单体、光引发剂和交联剂(crosslinking agent)，适当的聚合单体例子例如包括环氧二丙烯酸酯(epoxy diacrylate)、卤化环氧二丙 烯酸酯(halogenated epoxy diacrylate)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、丙烯酸异冰 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单体(fluorene derivative diacrylate monomer)、丙烯酸联苯基环氧乙酉旨(biphenylepoxyethyl acrylate)、 卣化丙烯酸联苯基环氧乙酯(halogenated biphenylepoxyethyl acrylate)、烷氧化环氧二丙烯酸 酉旨(alkoxylated epoxy diacrylate)、 卤化烷氧化环氧二丙烯酸酯(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两旨(aromatic urethane hexaacrylate)、 双酚A环氧二丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy diacrylate)、酚醛清漆环氧丙烯酸酯(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。 优选的聚合单体是卤化环氧二丙烯酸酯、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。
适用于本发明的光引发剂并无特殊限制，其例如可选自以下群组二苯甲酮 (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基环己基苯基酮(l-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)、 2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物(2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide; TPO)及其组合，优选是二苯甲酮。
适用的交联剂可为单体或低聚物，例如为具有一或多个官能基的丙烯酸酯或甲基丙 烯酸酯，优选为具多官能基者，以提高玻璃转化温度。上述丙烯酸酯的种类为本发明所 属技术领域中具有通常知识者所熟知者，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); 环氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)，如双酚A环氧二丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy diacrylate); 酚醛环氧丙烯酸酯(novolac epoxy acrylate);或其混合物。上述(甲基)丙烯酸酯可具有二或 多个官能基，优选为具多官能基者。适用于本发明的(甲基)丙烯酸酯的实例，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4七二丙烯酸环己酉旨(allylated cyclohexyl diacrylate)、烯丙基化二甲基丙烯酸环己酯(allylated cyclohexyl dimethacrylate)、 二丙烯酸 异氰酸酉旨(isocyanurate diacrylate)、 二甲基丙烯酸异氰酸酯(isocyanurate dimethacrylate)、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane triacrylate)、乙氧基化 三羟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甲基丙烷三丙烯酸两旨(trimethylol propane triacrylate)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酉旨(trimethylol propane trimethacrylate)、三(丙烯 氧乙基)异氰酸酯(tris(acryloxyethyl) isocyanurate)或彼等的混合物。可用于本发明的市售 丙烯酸酯包括由Sartomer公司生产，商品名为SR454 、 SR494 、 SR卯20⑧、SR9021 或SR9041⑧者；由Eternal公司生产，商品名为624-100⑧者；及由UCB公司生产，商品 名为Ebecryl 600 、 Ebecryl 830 、 Ebecryl 3605@或Ebecryl 6700⑧者等。
此外，本发明亦可选的于涂料中添加任何习知添加剂，以改变其物理或化学性能。 可用于本发明中的添加剂一般可选自以下群组无机填料、抗静电剂、流平剂、消泡剂 及其组合。例如为增进树脂固化后的硬度，可选的于树脂中添加无机填料，以避免因聚 光结构塌陷现象影响光学性质。此外，无机填料亦具有提升液晶显示器面板的辉度的功 效。可使用于本发明的无机填料为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者，其 例如但不限于氧化锌、二氧化硅、钛酸锶、氧化锆、氧化铝、碳酸钙、二氧化钛、硫酸 钙、硫酸钡或其混合物，优选为二氧化钛、氧化锆、二氧化硅、氧化锌或其混合物。上 述无机填料具有10纳米(nm)至350 nm的粒径大小，优选为50 nm至150 nm。
用于本发明作为调光结构的凹凸微结构可与基材一起以一体成形方式制备，例如以 压印(emboss)或射出(Injection)等方法制得；或以任何习知方式于基材上进行加工后制得， 例如将含透明珠粒(beads)的涂层，以涂布方式于基材表面涂覆具凹凸微结构的涂层而 形成，或于基材上先涂布一涂层再于所述涂层上雕刻所需的凹凸微结构。上述凹凸微结 构层的厚度并无特殊限制，是与凹凸微结构的大小相关，通常是介于2 至20 pm之间， 优选介于5 jam至10 之间。
根据本发明的一较佳实施例，凹凸微结构形成方法是以巻对巻式(roll to roll)连续生 产技术，于基材表面涂布含有透明珠粒及接合剂(binder)的涂层形成所述凹凸微结构。
可用于本发明中的透明珠粒形状并无特殊限制，例如可为球形、菱形、椭圆形、米 粒形、双凸透镜形(biconvex lenses)等，优选为球形。此外，珠粒种类亦无特殊限制，可 为玻璃珠粒、金属氧化物珠粒、塑料珠粒或其混合。上述塑料珠粒的种类并无特殊限制， 其例如但不限于丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂或彼等的混合物，优 选为丙烯酸树脂或硅酮树脂。金属氧化物珠粒种类亦无特殊限制，其例如但不限于二氧 化钛(Ti02)、 二氧化硅(Si02)、氧化锌(ZnO)、氧化铝(Al2(D3)、氧化锆(ZrQ2)或彼等的混合物。可用于本发明中的珠粒的平均粒径是介于1 pm至25 nm之间，优选为1 |mi至15 pm 之间，尤其是l pm至10nm之间，且所述珠粒的折射率为1.3至2.5，优选为1.4至1.55。 为达到更加扩散效果，消弭彩虹纹(rainbow grain),上述涂层中珠粒的折射率与所述结构 化表面的折射率的差的绝对值须介于0.05至0.2。
可用于本发明中的接合剂的种类并无特殊限制，是此技术领域中具有通常知识者所 熟知，其例如但不限于丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、氟素树脂、聚酰亚胺树脂、 聚氨酯树脂、醇酸树脂(alkyd resin)、聚酯树脂及其混合物所构成的群组，优选为丙烯酸 树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂或其混合物。使用于本发明中的接合剂，由于必须让光线 透过，其优选为无色透明者。由本发明的珠粒所形成的凹凸微结构并无特殊限制，但优 选珠粒是呈单层均匀分布。单层均匀分布除可减少原料成本外，亦可减少光源浪费，进 而提升复合光学膜的辉度。所述珠粒相对于接合剂固形份的量为每100重量份接合剂固 形份0.1重量份至28重量份的珠粒。
用于本发明作为调光结构的微透镜结构，可以任何习知方式形成于基材表面。例如 以压印(emboss)或射出(Injection)等方法制得，其中优选为压印方式。
根据本发明之一实施方式，基材包含一支持层和一偏光回收层，于此方式中，调光 结构优选为凹凸微结构或微透镜结构。
根据本发明的另一实施例，基材包含一支持层，于此实施例中，调光结构优选为线 性弧形柱状微结构。
为避免基材表面刮伤而影响膜片的光学性质，可选的在基材相对于调光结构层的另 一表面上形成一抗刮层。上述抗刮层可为平滑状或非平滑状，可使用任何习知方法形成 本发明的抗刮层，其例如但不限于藉由网版印刷、喷涂、压花加工或于基材表面涂覆含 透明珠粒及接合剂的涂层从而形成抗刮层。其中，含透明珠粒的抗刮层可使抗刮层具有 某些程度的光扩散作用。透明珠粒及接合剂的定义如前所述。此外，抗刮层的厚度优选 为介于0.5~30 nm之间，尤其是介于1 10nm之间。
本发明的抗刮层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调光 结构层的情况下，根据JIS K7136标准方法测量所述光学膜的雾度，所得雾度为 20%~95%，优选为30%~60%。此外，本发明的抗刮层根据JISK5400标准方法量测，其 具有可达3H或以上的铅笔硬度。
用于本发明背光模块中的双侧具有复数个V型沟槽的导光板并无特殊限制，其为本 发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知者。其中，所述V形沟槽的谷线呈直线延伸， 且优选为位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼此平行而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此不平行。尤其是，位于导光板不同侧的沟槽群的谷线是彼此垂直。此外，所述沟 槽的深浅或分布的疏密视背光模块设计可做调整，位于导光板同侧的两相邻沟槽可彼此 紧密相邻或中间以平坦面间隔。此外，V形沟槽的谷部视背光模块设计亦可为一平坦面。
用于本发明背光模块中的灯源并无特殊限制，为本发明所属技术领域中具有通常知 识者所熟知者。其数量可选的增减，各灯源可为相同或不同，且可选自(但不仅限于)下列 群组冷阴极射线管(CCFL)、发光二极管(LED)、有机电激发光组件(OLED)、高分子电 激发光组件(PLED)、外部电极荧光灯(EEFL)、平面荧光灯(FFL)、碳纳米管场发射发光组 件、卤素灯、氙灯、或高压汞灯等。该灯源优选为冷阴极射线管，所述灯管可为一根或 多根，可选的设置于导光板周侧任一位置。
本发明的背光模块的反射片并无特殊限制，为本发明所属技术领域中具有通常知识 者所熟知者。优选为一种抗紫外线高扩散反射片，且根据ASTMD523标准方法，于60° 入射角投射时，测得的光泽度低于10%，在可见光波长380 nm至780 nm的范围内，可 提供达95%以上的反射率。


图1为现有技术的背光模块简单示意图； 图2为现有技术的聚光膜的简单示意图。 图3为现有技术的导光板的简单示意图。 图4为现有技术的导光板的简单示意图。
图5为本发明背光模块的光学膜的弧形柱状微结构的示意图。 图6a及6b为本发明背光模块之一实施方式的示意图。 图7a及7b为本发明背光模块之一实施方式的示意图。
图7c为本发明背光模块的光学膜的不同水平视角所对应的相对辉度强度坐标图。 图8为本发明背光模块之一实施方式的示意图。 图9a及9b为本发明背光模块之一实施方式的示意图。 图10a及10b为本发明背光模块之一实施方式的示意图。主要组件符号说明
1:显示器 12:背光模块 51,321及421:导光板 52及122:反射片53及123:灯源 54及94:光学膜 124:聚光片 125:扩散膜
321a,421a，421b，511及512: V形沟槽
541及941:支持层
542及942:柱状微结构
542a及642b:棱线
543:抗刮层
543a及943a:透明珠粒
543b及943b:接合剂
940:基材
942:偏光回收层
942a:胆固醇液晶层
942b: l敲层
943:凹凸微结构的涂层
1043:微透镜结构的涂层
L:出光线
Lp:谷间距离
r:曲率半径
a:顶角角度
具体实施例方式
在本文中所使用的用语仅为描述所述的实施例，并非用以限制本发明保护范围。举 例言之，说明书中所使用的用语「一」，除非文中另有明确的解释，否则用语「一」是 涵盖单数及多数形式。
在本文中，「双V形沟槽结构导光板」是指两侧皆具有复数个v形沟槽结构的导光 板，其中所述v形沟槽的谷线呈直线延伸，且优选为位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼
此平行而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此不平行。
在本文中，「棱镜柱状微结构」是由两个倾斜表面所构成，所述倾斜表面可为曲面 或平面，且所述二倾斜表面于棱镜顶部相交形成峰，且可各自与相邻柱状微结构的另一倾斜表面于底部相交形成谷。
在本文中，「弧形柱状微结构」是由两个倾斜平面所构成，此二倾斜平面顶部相交 处是钝化形成一曲面，且此二倾斜平面可各自与相邻柱状微结构的另一倾斜表面于底部 相交形成谷。
在本文中，「线性柱状微结构」是定义为柱状微结构的棱线(ridge)呈直线延伸的柱 状微结构。
在本文中，「曲线柱状微结构」是定义为柱状微结构的棱线呈弯曲变化延伸的柱状 微结构，所述弯曲延伸棱线是形成适当的表面曲率变化，所述弯曲延伸棱线的表面曲率 变化是以所述曲线柱状微结构高度为基准的0.2%至100%,较佳是以所述曲线柱状微结 构高度为基准的1%至20%。
以下配合图式举例说明本发明背光模块的构造，但不是用以限制本发明的范围。任 何此技术技艺中具有通常知识者可轻易达成的修饰及改变均包括于本案说明书揭示内 容。
图6a及6b(分别为水平旋转90。的剖面图)所示为本发明的背光模块的一较佳实施方 式。所述背光模块是包含一导光板51，所述导光板双侧具有复数个V型沟槽结构，分别 为第一 V形沟槽结构群511及第二 V形沟槽结构群512，其中位于导光板同侧的沟槽群 的谷线彼此平行而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此垂直；位于所述导光板一侧 之外之一反射片52;位于所述导光板侧边的一灯管53，其摆置方向与导光板一侧的沟槽 群的棱线彼此平行而与导光板另一侧的沟槽群的棱线彼此垂直；及位于所述导光板相对 于该反射片的另一侧之外的一光学膜54，其中所述光学膜包含一支持层541，所述支持 层的一侧上的调光结构为具有复数个棱镜柱状微结构542，所述柱状微结构的棱线542a 与灯管摆置方向彼此不平行，优选为彼此垂直，且所述支持层541相对于所述棱镜柱状 微结构的另一侧表面具有一抗刮层543，其中所述抗刮层包含接合剂543b以及复数个透 明珠粒543a。
图7a及7b(分别为水平旋转90。的剖面图)及图8分别为本发明的背光模块的其它较 佳实施方式。所述背光模块是包含一导光板51，所述导光板双侧具有复数个V型沟槽结 构，分别为第一 V形沟槽结构群511及第二 V形沟槽结构群512，其中位于导光板同侧 的沟槽群的谷线彼此平行而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此垂直；位于所述导 光板一侧之外的一反射片52;位于所述导光板侧边的一灯管(参见图7a及7b，标号为53) 或位于所述导光板两侧的两个灯管(参见图8，标号为53)，灯管摆置方向与导光板一侧的 沟槽群的棱线彼此平行而与导光板另一侧的沟槽群的棱线彼此垂直；及位于所述导光板相对于所述反射片的另一侧之外的一光学膜54，其中所述光学膜包含一支持层541，所 述支持层的一侧上的调光结构为具有复数个弧形柱状微结构642，所述柱状微结构的棱 线642a与灯管摆置方向彼此不平行，优选为彼此垂直，且所述支持层541相对于所述柱 状微结构的另一侧表面具有一抗刮层543，其中所述抗刮层包含接合剂543b以及复数个 透明珠粒543a。
相较于传统光学膜，上述实施例中所搭配的光学膜可大幅改善漏光现象。如图7c 所示，光学膜1 (Film l)为顶角90。的市售聚光膜，光学膜2 (Film 2)及光学膜3 (Film 3) 为上述实施例的光学膜，其中光学膜2的顶角为103°，曲率半径r为2pm，光学膜3的 顶角为115°，曲率半径r为2pm。其中光学膜1在正视角有最高的辉度值，但是只要稍 微倾斜视角，所述光学膜的辉度即快速降低，表示其视角过于狭窄，使用者只要稍微倾 斜一个角度就会明显感觉显示器的亮度有明暗的落差。光学膜2及光学膜3在正视角与 不同视角的辉度齐均度佳，并不会有此问题。此外，在显示器使用上对于高视角的部分 并无利用价值，因此此部分的辉度值希望越低越好，如此可将光转换至较低的视角下， 能更有效的利用光源。但光学膜1在高视角时辉度值反而拉高，表示其漏光现象严重， 光学膜2及光学膜3则无此问题。
图9a、 9b及图10a、 10b(分别为水平旋转90。的剖面图)所示为本发明的背光模块的 其它较佳实施方式。根据图9a及9b的实施方式，所述背光模块是包含一导光板51，所 述导光板双侧具有复数个V型沟槽结构，分别为第一 V形沟槽结构群511及第二 V形沟 槽结构群512，其中位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼此平行而位于导光板不同侧的沟 槽群的谷线则彼此垂直；位于所述导光板一侧之外的一反射片52;位于所述导光板侧边 的一灯管53，其摆置方向与导光板一侧的沟槽群的棱线彼此平行而与导光板另一侧的沟 槽群的棱线彼此垂直；及位于所述导光板相对于该反射片的另一侧之外的一光学膜94， 其中所述光学膜包含一基材940及位于所述基材的一侧上的调光结构，所述基材包含一 支持层941和一偏光回收层942，所述调光结构为一具有凹凸微结构的涂层(参见图9， 标号为943)，且所述凹凸微结构的涂层包含接合剂943b以及复数个透明珠粒943a，其 中所述偏光回收层包含一胆固醇液晶层942a及一 1/4X层942b。在根据图10a及10b的实 施例中，基材940包含有一层支持层941以及一层偏光回收层942，所述调光结构为一 具有微透镜结构的涂层(参见图10，标号为1043)，其中所述偏光回收层包含一胆固醇液 晶层942a及一 1/4人层942b。
本发明的背光模块，由于导光板双侧具有棱线彼此不平行的V形沟槽群，可导正由 侧边灯源出光后不同角度的光线，让正向光的辉度值大幅提高；且只使用单一光学膜，可节省成本及降低背光模块的厚度，另外，此光学膜兼具光源匀化及减低大视角漏光效 果等多种光学特性，因此，本发明的背光模块具有高辉度、高匀光及非窄视角等特性。
以下实施例是用于对本发明作进一步说明，并非用以限制本发明的范围。任何此技 术技艺中具有通常知识者可轻易达成的修饰及改变均包括于本案说明书揭示内容及所附 申请专利范围的范围内。
实施例1
将复数个顶角为95°，柱状微结构的宽度为50 pm的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树脂) 形成于一个包含抗刮层、雾度为35y。的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形成一 光学膜。
实施例2
将复数个顶角为103°，柱状微结构的宽度为50 nm的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树 脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为27。/。的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形 成一光学膜。
实施例3
将复数个顶角为103°，柱状微结构的宽度为50 pm的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树 脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为55。/。的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形 成一光学膜。
实施例4
将复数个顶角为103°，柱状微结构的宽度为50 Kim的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树 脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为95。/。的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形 成一光学膜。
实施例5
将复数个顶角为108°，柱状微结构的宽度为50 pm的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树 脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为55。/。的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形 成一光学膜。
实施例6
将复数个顶角为115°，柱状微结构的宽度为50 (am的棱镜柱状微结构(丙烯酸酯树 脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为55y。的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，形
成一光学膜。 实施例7
将复数个顶角103°，柱状微结构的宽度为50 nm，顶角曲率半径为2 pm的弧形柱状微结构(丙烯酸酯树脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为55n/。的聚对苯二甲酸乙二酯(PET) 支持层表面上，形成一光学膜。 实施例8
将复数个顶角103°，柱状微结构的宽度为50 pm，顶角曲率半径为5 pm的弧形柱 状微结构(丙烯酸酯树脂)形成于一个包含抗刮层、雾度为55。/。的聚对苯二甲酸乙二酯(PET) 支持层表面上，形成一光学膜。
实施例9
先将偏光回收层形成于透明的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，再将复数个 折射率为1.49的丙烯酸酯树脂透明微粒与折射率为1.52的接合剂(丙烯酸酯树脂)混合均 匀并涂布于偏光回收层中的1/4入层表面上，并且使其干燥形成一 15pm厚表面凹凸微结 构的涂层。
实施例10
先将偏光回收层形成于透明的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)支持层表面上，再将复数个 直径为50 pm的半球形微透镜结构(丙烯酸酯树脂)形成于偏光回收层中的1/4X层表面上。 比较例1
市售光学膜(Eternal公司生产；型号962的光学膜)，其微结构为顶角90。的棱镜柱 状微结构。
水平半辉度角及大视角漏光率的量测方法
将实施例1至实施例10以及比较例1的光学膜配置于双V形沟槽结构的背光模块 上进行辉度量测。辉度量测是利用辉度计[Topcon公司，SC-777]于背光源正上方(0。角) 距离背光源50公分处，以辉度计2。角沿背光源的水平方向测定相对于法线方向倾斜 -80°~80°间的角度辉度变化，再计算出水平半辉视角、大视角漏光率。其中水平半辉度角 定义为辉度下降至中心(0。角)辉度一半所对应的视角；大视角漏光率定义为背光源的水平 方向倾斜80。所测得的辉度值除以中心(0。角)辉度值，再乘以100%。
辉度均齐性的量测方法
将实施例1至实施例10以及比较例1的光学膜片配置于双V形沟槽结构的背光模 块上进行辉度均齐性量测。量测方法是先将背光源的有效发光区域均分为四等份，再利 用辉度计[Topcon公司，SC-777]于背光源正上方(0。角)，分别量测九个交点的辉度值，并 计算出辉度均齐性。辉度均齐性的定义为最小辉度值除以最大辉度值，再乘以100%。
性能测试
将上述实施例1至实施例IO及比较例1的光学膜分别组成一背光模块，其中实施例1至6及比较例1所对应的背光模块为图6a及图6b，实施例7至8所对应的背光模块 为图7a及图7b，实施例9所对应的背光模块为图9a及图9b，实施例10所对应的背光 模块为图10a及图10b，接着进行各项特性试验，试验所得结果如以下表1所示。
表1
棱线方向与灯管 方向的夹角(cp。)水平半辉度 视角(e。)辉度均齐性 (%)大视角漏光率 (%)
实施例145757136
实施例1卯667179
实施例2卯737234
实施例3卯747336
实施例4卯1087964
实施例590857223
实施例6卯897424
实施例7卯837227
实施例8卯867624
实施例91098141
实施例10一1138044
比较例1卯657089
水平半辉度视角的比较:
1.实施例l至8光学膜与比较例l光学膜的比较
由表1可得知，背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管摆置方向的实施例1~8光学 膜可提供大于73。的水平半辉度视角；然而，背光模块加上一片比较例l光学膜仅可提供
65。的水平半辉度视角。在棱线方向垂直于灯管摆置方向的条件下，比较实施例2、实施 例3、实施例4的水平半辉度视角，可得知当光学膜的顶角与曲率半径固定为103。及0pm 时，若使用基材的雾度增加，则水平半辉度视角会随的扩大。比较实施例3、实施例5、 实施例6的水平半辉度视角，可得知当光学膜顶角曲率半径与基材雾度固定为0 pm及 55%时，则水平半辉度视角会随顶角角度增加而变大。比较实施例3、实施例7、实施例 8的水平半辉度视角，可得知当光学膜顶角与基材雾度固定为103°及55%时，则水平半 辉度视角会随顶角曲率半径增加而变大。相较于双V形沟槽结构的背光模块加上一片比 较例1光学膜，本发明实施例4、实施例5、实施例6、、实施例7、实施例8的光学膜可提供较佳的水平半辉度视角。
2.实施例9及10光学膜与比较例l光学膜的比较-
如表1所示，当背光模块加上一片实施例9、实施例10光学膜可分别提供109°及 113。的水平半辉度视角；然而，背光模块加上一片比较例1光学膜仅可提供65。的水平半 辉度视角。相较于双V形沟槽结构的背光模块加上一片比较例1及实施例1~8光学膜， 本发明实施例9、实施例IO的光学膜可提供较佳的水平半辉度视角。
辉度均齐性的比较
1. 实施例1至8光学膜与比较例1光学膜的比较
当双V形沟槽结构的背光模块不加任何光学膜时，其辉度均齐性为60%。由表l可 得知，背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管摆置方向的实施例4光学膜可提供79%的 辉度均齐性；然而，背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管的比较例1光学膜仅可提供 70%的辉度均齐性。比较实施例2、实施例3、实施例4的辉度均齐性，可得知当光学膜 的顶角与曲率半径固定为103°及0 nm时，则辉度均齐性会随基材的雾度增加而提升。 相较于双V形沟槽结构的背光模块加上一片比较例1光学膜，本发明实施例4、实施例8 的光学膜可提供较佳的辉度均齐性。
2. 实施例9及IO光学膜与比较例1光学膜的比较
背光模块加上一片实施例9、实施例10光学膜可分别提供81%与80%的辉度均齐性； 然而，背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管摆置方向的比较例1光学膜仅可提供70% 的辉度均齐性。相较于双V形沟槽结构的背光模块加上一片比较例1光学膜，本发明实 施例9、实施例10的光学膜可提供较佳的辉度均齐性。
大视角漏光率的比较
1.实施例1至8光学膜与比较例1光学膜的比较
如表l所示，若背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管摆置方向的实施例5光学膜
可提供23%的大视角漏光率；然而在背光模块加上一片棱线方向垂直于灯管摆置方向的
比较例1光学膜的大视角漏光率高达89%。在背光模块加上一片实施例1光学膜，若改 变膜片棱线方向与灯管摆置方向方向夹角由90°变为45°时，则大视角漏光率可由79%降 低至36%。在棱线方向垂直于灯管摆置方向的条件下，比较实施例2、实施例3、实施例 4的大视角漏光率，可得知当光学膜的顶角与曲率半径固定为103。及0pm时，大视角漏 光率随着基材的雾度增加而有上升的趋势。比较实施例3、实施例5、实施例6的大视角 漏光率，可得知当光学膜顶角曲率半径与基材雾度固定为0nm及55y。时，则大视角漏光 率会随光学膜顶角角度增加而降低。比较实施例3、实施例7、实施例8的大视角漏光率，可得知当光学膜顶角与基材雾度固定为103°及55%时，则大视角漏光率会随顶角曲率半 径增加而降低。
2.实施例9及IO光学膜与比较例1光学膜的比较
背光模块加上一片实施例9、实施例IO光学膜的大视角漏光率分别为41%及44%， 远低于比较例1光学膜的大视角漏光率89%。相较于双V形沟槽结构的背光模块加上一 片比较例l光学膜，本发明实施例9、实施例IO的光学膜可提供较佳的辉度均齐性。
综合表1的结果可得知，本发明的光学膜不但能提升水平半辉度视角及辉度均齐性， 同时也改善传统聚光膜在大视角上所造成的漏光问题，可应用于液晶显示器及液晶电视 的背光模块，取代原有的设计。
权利要求
1.一种背光模块，其包含一导光板，其双侧皆具有复数个V型沟槽；一反射片，其配置于所述导光板下方；及至少一灯源，其配置于所述导光板周边；其特征在于，所述的背光模块包含配置于所述导光板上方的单一光学膜，且所述背光模块的光场是满足下述(I)、(II)与(III)的条件水平半辉度视角≥70°(I)辉度均齐性≥70％(II)大视角漏光率≤65％(III)。
2. 如权利要求l所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜包含一基材和复数个调 光结构，所述调光结构为柱状微结构、圆锥状微结构、立体角状微结构、橘瓣形块状微 结构、胶囊状微结构、凹凸微结构、微透镜结构、或其组合。
3. 如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述灯源为冷阴极射线管。
4. 如权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述调光结构为柱状微结构，且所 述柱状微结构为线性柱状微结构、曲线柱状微结构、折线柱状微结构、或其组合。
5. 如权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述调光结构为线性柱状微结构， 且所述调光结构的棱线不平行于所述灯源摆置方向。
6. 如权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述调光结构为线性柱状微结构， 且所述调光结构的棱线垂直于所述灯源摆置方向。
7. 如权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述柱状微结构的顶角角度为 95°~130°，所述柱状微结构的顶角曲率半径小于10pm。
8. 如权利要求4所述的背光模块，其特征在于，所述柱状微结构是藉由在基材表面 涂布复数个微结构而形成的涂层。
9. 如权利要求8所述的背光模块，其特征在于，所述涂层包含紫外线固化的丙烯酸 树脂，且所述丙烯酸树脂是选自由丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、丙烯酸氨酯树脂、 聚酯丙烯酸酯树脂、环氧丙烯酸酯树脂、及其混合物。
10. 如权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜进一步包含一抗刮层， 且所述抗刮层是藉由压印或涂布方式所形成。
11. 如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述光学膜的雾度，根据JIS K7136 标准方法测量介于20%~95%之间。
12. 如权利要求l所述的背光模块，其特征在于，所述V形沟槽的谷线呈直线延伸， 且位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼此平行，而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼 此不平行。
13. 如权利要求2所述的背光模块，其特征在于，所述基材包含一支持层。
14. 如权利要求13所述的背光模块，其特征在于，所述基材进一步包含一偏光回收层。
15. —种背光模块，其包含一导光板，其双侧皆具有复数个V型沟槽； 一反射片，其配置于所述导光板下方；及 至少一灯源，其配置于所述导光板周边；其特征在于，所述背光模块包含配置于所述导光板上方的单一光学膜，其中所述光 学膜包含一基材和复数个微透镜结构，且所述基材包含一支持层和一偏光回收层，且所 述背光模块的光场是满足下述(I)、 (n)与(ni)的条件水平半辉度视角^70。(1)辉度均齐性^70%(11)大视角漏光率^65% (III)。
16. —种背光模块，其包含-一导光板，其双侧皆具有复数个V型沟槽； 一反射片，其配置于所述导光板下方；及 至少一灯源，其配置于所述导光板周边；其特征在于，所述背光模块包含配置于所述导光板上方的单一光学膜，其中所述光 学膜包含一支持层、复数个线性弧形柱状结构及一抗刮层，其中所述柱状微结构的顶角 角度为100°~120°，所述柱状微结构的顶角曲率半径小于5 pm，且所述调光结构的棱线 垂直于所述灯源摆置方向，所述光学膜的雾度，根据JIS K7136标准方法测量介于 20%~95%之间，且所述背光模块的光场是满足下述(I)、 (II)与(III)的条件水平半辉度视角^70。 (I)辉度均齐性^70%(11)大视角漏光率^65% (III)。
全文摘要
本发明提供一种背光模块，至少包含一双侧皆具有复数个V型沟槽的导光板，其中所述V形沟槽的谷线呈直线延伸，且位于导光板同侧的沟槽群的谷线彼此平行而位于导光板不同侧的沟槽群的谷线则彼此不平行；一反射片，其位于所述导光板下方；至少一灯源，其位于所述导光板周边；及位于所述导光板上方的单一光学膜，其中所述光学膜包含一基材及复数个调光结构。本发明是提供一种结合具有调光结构可改变光场的光学膜及双V形沟槽结构导光板的背光模块装置，具有同时提供高匀光以及非窄视角等特性，可改善传统双V形沟槽结构导光板的缺点。
文档编号F21S8/00GK101493200SQ20091000333
公开日2009年7月29日 申请日期2009年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者孙郁明, 廖钦义 申请人:长兴化学工业股份有限公司