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CN101118337B - 光学板及其制备方法,以及采用该光学板的背光模组 - Google Patents

光学板及其制备方法,以及采用该光学板的背光模组 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种光学板，该光学板包括透明基板，该透明基板包括一个入光面以及一个与该入光面相对的出光面；其中，该光学板还包括形成于该出光面的多个微棱镜；以及形成于该入光面的扩散层；该扩散层包括有透明树脂、折射率为1.4至1.7的第一散射粒子与折射率大于2.0的第二散射粒子，该透明树脂的重量百分含量为5％至90％，该第一散射粒子与第二散射粒子的重量百分含量之和为10％至95％，该第二散射粒子与第一散射粒子重量百分含量之比为1/100至1/5，且该第一散射粒子的粒径大于第二散射粒子的粒径。另外还提供一种光学板的制备方法，及一种采用该光学板的背光模组。上述光学板及采用该光学板的背光模组具有提高光线利用率的优点。

Description

光学板及其制备方法，以及采用该光学板的背光模组
技术领域
本发明涉及一种背光模组用的光学板及其制备方法，以及采用该光学板的背光模组，尤其涉及一种复合式光学板及使用复合式光学板的背光模组。
背景技术
液晶显示装置被广泛应用于个人数位助理、笔记型电脑、数字相机、移动电话、液晶电视等电子产品中。但由于液晶显示装置为非自发光性的，因此其需要借助背光模组才能产生显示功能。
请参见图1，一种现有技术的背光模组剖面示意图。该背光模组10’包括反射板1’，在反射板1’的上方依次包括有多个光源2’、扩散板3’、扩散片4’及棱镜片5’。其中，扩散板3’厚度较厚，以便提供必要的结构强度来支撑其上方的扩散片4’与棱镜片5’；其内一般含有甲基丙烯酸甲酯作为扩散粒子，用于使光线发生初步扩散。扩散片4’上包括一层油墨层，用于进一步细扩散光线。棱镜片5’具有V形微棱镜结构，用于提高背光模组特定视角范围内的亮度。使用时，由多个光源2’产生的光线进入扩散板3’后被初步扩散；尔后再经过扩散片4’来进行进一步的细扩散，以消除光源亮影；光线经过扩散片4’被均匀扩散后，其继续进入棱镜片5’，在棱镜片5’的V形微棱镜结构的作用下使出射光线发生一定程度的聚集作用，以提高背光模组在特定视角范围内的亮度。
尽管扩散板3’，扩散片4’及棱镜片5’之间相互紧密接触，但其相互之间的界面仍有较细微的空气阻隔层，光线在扩散板3’，扩散片4’及棱镜片5’之间进行传播时光线于各个界面容易发生界面反射等作用，使光能量消耗与损失大，光线的利用率低。
因此，有必要提供一种可提高光线利用率的光学板及其制备方法，以及采用该光学板的背光模组。
发明内容
以下将以实施例说明一种可提高光线利用率的光学板及其制备方法，以及采用该光学板的背光模组。
一种光学板，其包括透明基板，该透明基板包括一个入光面以及一个与该入光面相对的出光面；其中，该光学板还包括形成于该出光面的多个微棱镜；以及形成于该入光面的扩散层，该扩散层包括有透明树脂、折射率为1.4至1.7的第一散射粒子与折射率大于2.0的第二散射粒子，该透明树脂的重量百分含量为5％至90％，该第一散射粒子与第二散射粒子的重量百分含量之和为10％至95％，该第二散射粒子与第一散射粒子重量百分含量之比为1/100至1/5，且该第一散射粒子的粒径大于该第二散射粒子的粒径。
一种光学板制备方法，其包括如下步骤：提供一种透明基板，该透明基板的出光面上形成有多个微棱镜；配置油墨混合物，该油墨混合物包括透明树脂、折射率为1.4至1.7的第一散射粒子与折射率大于2.0的第二散射粒子，该透明树脂的重量百分含量为5％至90％，该第一散射粒子与第二散射粒子的重量百分含量之和为10％至95％，该第二散射粒子与第一散射粒子重量百分含量之比为1/100至1/5，且该第一散射粒子的粒径大于该第二散射粒子的粒径；涂布该油墨混合物于该基板的入光面；及固化该油墨混合物。
一种背光模组，其包括光学板和光源，该光学板包括透明基板，该基板具有与该光源相背的出光面，及与该出光面相对并朝向该光源的入光面；该光源靠近该光学板的入光面；其中，该光学板还包括多个形成于该出光面上的微棱镜；以及形成于入光面上的扩散层，该扩散层包括有透明树脂、折射率为1.4至1.7的第一散射粒子与折射率大于2.0的第二散射粒子，该透明树脂的重量百分含量为5％至90％，该第一散射粒子与第二散射粒子的重量百分含量之和为10％至95％，该第二散射粒子与第一散射粒子重量百分含量之比为1/100至1/5，且该第一散射粒子的粒径大于该第二散射粒子的粒径。
相对于现有技术，所述光学板及背光模组包括透明基板，在该基板的扩散层包括有折射率不同的第一散射粒子与第二散射粒子，该第一散射粒子可将大部分的光线扩散均匀，该第二散射粒子具有分散该第一散射粒子及部分反射功能，使得该第二散射粒子可辅助该第一散射粒子将光线扩散均匀，而避免光源亮影产生。使用时，该背光模组光源发出的光线通过该光学板的扩散层被扩散均匀后，便直接进入基板；经过在基板内的短暂直线传输，该光线又直接进入该微棱镜而发生聚集作用。如此，光线从入射光学板至出射，其间光线无需再经过空气层，从而让光线发生界面损耗的界面数量减少，光传输损失降低。因此上述光学板及使用该光学板的背光模组具有易于提高光线利用率的优点。
附图说明
图1是一种现有背光模组的剖面示意图。
图2是本发明第一实施例的背光模组剖面示意图。
图3是图2光学板的扩散层放大示意图。
图4是图2背光模组的光学板出光面微棱镜的俯视示意图。
图5是本发明第二实施例的背光模组剖面示意图。
图6是图5背光模组的光学板出光面微棱镜的俯视示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对光学板及其制备方法，以及采用该光学板的背光模组做进一步详细说明。
请参见图2及图3，背光模组10包括反射板11，依次设置于反射板11上方的光源12与光学板13。该光学板13包括透明基板131，该基板131具有与该光源12相背的出光面1311，及与该出光面1311相对并朝向该光源12的入光面1312。其中，该光学板13还包括形成于该出光面1311的多个微棱镜132；以及形成于该入光面1312的扩散层133。该扩散层133包括有透明树脂1331、第一散射粒子1332与折射率比第一散射粒子1332高的第二散射粒子1333。
该光源12可为发光二极管(LED)或冷阴极荧光灯(CCFL)。
该光学板13的透明基板131需有较强的结构强度，以确保该光学板13平整不易弯曲，其可通过增加该基板131的厚度来实现；例如，该基板131的厚度可为1至6毫米，优选为1.5至3毫米。该基板131的材料可为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯，或甲基丙烯酸甲酯苯乙烯共聚物。
该光学板13的扩散层133用于使光源12产生的入射光线扩散均匀，其厚度与基板131的厚度之比可小于3/20。该扩散层133可包括重量百分含量为5％至90％的透明树脂1331，重量百分含量之和为10％至95％的第一散射粒子1332与第二散射粒子1333，该第二散射粒子1333与第一散射粒子1332的重量百分含量之比可为1/100至1/5。该第一散射粒子1332的折射率可为1.4至1.7，该第二散射粒子1333的折射率可大于2，优选为2至2.8。例如，该第一散射粒子1332为聚苯乙烯颗粒、聚碳酸酯颗粒、苯乙烯一丙烯腈共聚物颗粒、聚丙烯颗粒、二氧化硅颗粒、聚甲基丙烯酸甲酯颗粒、玻璃微珠及石英粉之一或上述粒子的组合；该第二散射粒子1333为二氧化钛、硫酸钡、硫酸锌、氧化锌及碳酸钙之一或组合。进一步，为使进入该散射层133的光线损失较少，该第一散射粒子1332的粒径可大于该第二散射粒子1333的粒径；例如，该第一散射粒子1332的粒径可为1至50微米，该第二散射粒子1333的粒径可为0.01至1微米。该透明树脂1331可为丙烯酸树脂、丙烯酸氨基树脂及环氧树脂之一或其组合。
工作过程中，该第一散射粒子1332将大部分的光线扩散均匀，其作用可类似于现有技术中的扩散板中扩散粒子的作用。该第二散射粒子1333处于该第一散射粒子1332之间，具有辅助该第一散射粒子1332分布均匀的作用，因此其可使该第一散射粒子1332均匀扩散光线的功能增强。另外，该第二散射粒子1333由于具有较大的折射率，而易于具有部分反射功能；通过该第二散射粒子1333的部分反射功能，可使光强较强处的光线被进一步散射而细扩散，继而避免亮影的产生。
进一步，为使光源12产生的紫外光通过该散射层133后转变成可见光，以提高光的利用率，该散射层133还包括第三散射粒子。该第三散射粒子可为荧光粉。该第三散射粒子的重量含量与第一散射粒子的重量含量之比可小于1/100。
进一步，为再增强扩散层133的光线扩散作用，还可使该扩散层133与光源12中心相对的地方厚度较大，以使该光线在通过该扩散层133时，较强的光线可以得到较多的散射。
该光学板13的微棱镜132用于使从该光学板13出射的光线发生聚集作用，其形状可包括球面凸起和V型微棱柱，本实施例采用球面凸起微棱镜，具体请参见图4，该微棱镜132可成阵列排布，该两两微棱镜132的底面之间的最短距离小于等于100微米；该微棱镜132的直径可为100至500微米。
工作过程中，从光源12发出的光线进入光学板13，通过该光学板13的扩散层133将光线扩散均匀后，该光线便直接进入基板131，经过在基板131内的短暂直线传输，该光线又直接进入该微棱镜132而发生聚集作用。如此，光线从入射光学板13至出射，其间光线无需再经过空气层，从而让光线发生界面损耗的界面数量减少，因此易于使光线能量损失降低，提高光线的利用率。另外，该光学板13将现有技术的扩散板、扩散片以及棱镜片的功能复合于一起，缩小了现有技术中扩散板、扩散片以及棱镜片共同占用的空间，因此更易于满足产品轻、薄、短、小的市场发展需求。
另外请参见图5，本发明第二实施例背光模组的剖面示意图。该第二实施例背光模组20与第一实施例背光模组10的不同的是，该背光模组用20的光学板23的微棱镜232之间相连两两相连，本实施例为，该相连的各个微棱镜232的底面成四方形，其如图6所示。该光学板23的整个出光面2311几乎被微棱镜232覆盖，使得从出光面2311出射的光线都需经过微棱镜232，因此从该光学板23的出射的光线可被进一步聚集。
上述光学板13的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，提供一种透明基板131，该透明基板131的出光面1311上形成有多个微棱镜132。该透明基板可通过射出压缩成形形成；该微棱镜132可通过蚀刻成形形成，或者与该透明基板采用同步射出压缩成形形成。
步骤二，配置油墨混合物。该油墨混合物包括透明树脂1331，第一散射粒子1332及第二散射粒子1333。配置该油墨混合物可先将该透明树脂1331溶解或熔融，尔后再与该第一散射粒子1332、第二散射粒子1333搅拌混合均匀。
步骤三，涂布该油墨混合物于该基板131的入光面1312。该涂布过程可采用刮涂法。另外，为使涂布过程均一，提高制备良率，可先于该基板131上设置边框或隔板来限定涂布的厚度。
步骤四，固化该油墨混合物，形成扩散层133。该固化过程可根据使用的透明树脂1331来确定，其可采用光固化或热固化。

Claims (12)

1.一种光学板，其包括透明基板，该透明基板包括一个入光面以及一个与该入光面相对的出光面，其特征在于：该光学板还包括形成于该出光面的多个微棱镜；以及形成于该入光面的扩散层，该扩散层包括有透明树脂、折射率为1.4至1.7的第一散射粒子与折射率大于2.0的第二散射粒子，该透明树脂的重量百分含量为5％至90％，该第一散射粒子与第二散射粒子的重量百分含量之和为10％至95％，该第二散射粒子与第一散射粒子重量百分含量之比为1/100至1/5，且该第一散射粒子的粒径大于该第二散射粒子的粒径。
2.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该透明基板的材料为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯苯乙烯共聚物之一或其组合。
3.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该透明基板的厚度取值范围为1.5毫米至3毫米。
4.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该微棱镜的形状包括球面凸起和V型微棱柱。
5.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该第一散射粒子为聚苯乙烯颗粒、聚碳酸酯颗粒、苯乙烯一丙烯腈共聚物颗粒、聚丙烯颗粒、二氧化硅颗粒、聚甲基丙烯酸甲酯颗粒、玻璃微珠、石英粉之一或其组合；该第二散射粒子为二氧化钛、硫酸钡、硫酸锌、氧化锑、氧化锌、碳酸钙之一或其组合。
6.如权利要求1所述的光学板，其特征在于：该扩散层还包括第三散射粒子，该第三散射粒子为荧光粉。
7.一种光学板的制备方法，其包括如下步骤：
提供一种透明基板，该透明基板的出光面上形成有多个微棱镜；配置油墨混合物，该油墨混合物包括透明树脂、折射率为1.4至1.7的第一散射粒子与折射率大于2.0的第二散射粒子，该透明树脂的重量百分含量为5％至90％，该第一散射粒子与第二散射粒子的重量百分含量之和为10％至95％，该第二散射粒子与第一散射粒子重量百分含量之比为1/100至1/5，且该第一散射粒子的粒径大于该第二散射粒子的粒径；涂布该油墨混合物于该基板的入光面；及
固化该油墨混合物。
8.如权利要求7所述的光学板的制备方法，其特征在于：该透明基板通过射出压缩成形形成。
9.如权利要求7所述的光学板的制备方法，其特征在于：该涂布的方法为刮涂。
10.如权利要求7所述的光学板的制备方法，其特征在于：在涂布之前，在该透明基板上设置隔板或边框，用于限定涂布的厚度。
11.如权利要求7所述的光学板的制备方法，其特征在于：该固化的方法为光固化或热固化。
12.一种背光模组，其包括光学板和光源，该光学板包括透明基板，该基板具有与该光源相背的出光面，及与该出光面相对并朝向该光源的入光面；该光源靠近该光学板的入光面，其特征在于：该光学板还包括多个形成于该出光面上的微棱镜；以及形成于入光面上的扩散层，该扩散层包括有透明树脂、折射率为1.4至1.7的第一散射粒子与折射率大于2.0的第二散射粒子，该透明树脂的重量百分含量为5％至90％，该第一散射粒子与第二散射粒子的重量百分含量之和为10％至95％，该第二散射粒子与第一散射粒子重量百分含量之比为1/100至1/5，且该第一散射粒子的粒径大于该第二散射粒子的粒径。
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