CN1641432A - 直下式背光模组扩散板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种直下式背光模组扩散板及其制造方法。为提供一种能提供高均匀度及高穿透率光线、适用不同显示器、制造简单、成本低的显示器部件及其制造方法，提出本发明，直下式背光模组扩散板位于数个光源的上方；其具有邻近光源的入射面及与远离光源的出射面；入射面或出射面设有数个借以使入射光进行散射而使出射光分散及均匀化的柱状透镜表面；直下式背光模组扩散板制造方法包括准备树脂的备料步骤、为以押出机将树脂挤压成形的成形步骤及为透过两冷却轮使挤压成形的树脂冷却成形的冷却步骤；冷却步骤中两个冷却轮中至少一冷却轮具有数个柱状透镜表面，以使树脂成形时具有数个柱状透镜表面。
Description
技术领域
本发明属于显示器部件，特别是一种直下式背光模组扩散板及其制造方法。
背景技术
背光模组又称背光板，其功能在于提供LCD面板的光源，其发光源必须具备高亮度及寿命长等特色。目前的光源有冷阴极萤光灯(Cold CathodeFluorescent Lamp；CCFL)及热阴极萤光灯、LED、电激发光片(EL)等。其中以CCFL为主流，而依光源位置可以分为直下式及侧光式两种。
又，LCD Monitor为近距离使用的个人资讯产品，因此亮度约为250～350nits。为符合电视远距观赏的需求，将则朝向＞500nits的高亮度发展。
由于液晶为非自发光材料，因此必须靠Lamp来提供光源，20寸以下产品采用的光源主要是侧光源，再以导光板及增亮膜(光学膜)等膜片提高光的均匀性及发光效率，所使用的灯管数约为2～8根。LCD TV对亮度及广视角特性要求较高，因此，直下式光源将成为大型Monitor与TV的主流。
再者，以往大型LCD应用产品面主要为笔记型电脑(Note Book PC)及LCD监视器(LCD Monitor)，所需求的背光模组特性主要在于重量轻、体积小、厚度薄，相对地在开发LCD TV用背光源时，所考虑的要项则在于必须能有足够的显像亮度(至少要求450cd/m2以上)、宽广的观看视角(目前销售产品规格已可达170度)、鲜明的影像对比度(目前LCD TV产品约500 1；PDP TV产品约1000 1)及合乎标准的使用寿命(目前产品测试值约6万小时)。在以上的规格考量下，“直下式背光模组”(Direct Type Back light)便成为目前搭配大型LCD TV的技术主流，其设计的主要概念即在于为能因应更高亮度的需求，将原本为能减轻模组重量及厚度考量的侧面光源借由直下式线光源将光线打散均匀后使其转变为平面光源后进入液晶面板的技术模式。
如图1所示，习知的直下式背光模组1′包含反光片10′、数个光源20′及扩散板30′。
如图2所示，习知的扩散板内光源进行的路线为光线进入扩散板30′后，当其接触到扩散板30′内的数个光扩散剂32′时，即会产生不具方向性的散射，甚至被光扩散剂32′吸收。
直下式背光模组产品技术有以下的特性：
1、均齐度较低
原因在于使用直下式背光模组产品通常考量重点为高亮度需求，模组尺寸则是相对牺牲的考虑点，因此灯管数变多较易造成呈现明暗条纹的情况产生，对均齐度有一定的影响程度。
2、直下式背光模组厚度较厚
灯管数多虽提升了辉度，灯管所造成的热能也相对变高，对温度敏感度高的液晶分子及彩色光阻易造成不同色温下有色彩异变的隐忧，因此直下式背光模组通常会将厚度加深，以调整纵深的方式搭配灯管数及整体辉度的规格要求。
3、发光效率高
直下式背光模组避免了侧光方式会于侧边漏光而损失部分光能，而将光线利用铝(Al)背板将杂散光能反射至显像出光面，对整体光能效率有所提升。
4、组装零件种类变少
如图1所示，不难发现明显少了侧光式背光模组的导光板的使用，由于导光板在侧光式背光模组的功用是将侧边的CCFL线光源或LED点光源利用导光板上的网点结构使光线产生重复折射后导出为均匀面光源，因此在直下式背光模组中光线由正下方直接射入，其光源的平面化只需由扩散膜来完成即可，而不需导光板的导引；在光学膜(棱镜片)的部分，也可因灯管数的加多，加强辉度后，可考量减去光学膜的组装，以避免光学膜将光线汇聚集中后造成视角的局限，而影响了大型面板(尤其是LCD TV)对视角的规格要求。整体而言，直下式背光模组较侧光式模组对于组装零件的种类需求减少，但是CCFL数量相对明显增加。
直下式背光模组使用扩散板取代侧发光式的导光板作为将光线均匀发散的重要元件。扩散板，顾名思义是以光线扩散为最主要功能。例如广告灯箱、发光招牌甚至医院检视X光片所使用的灯箱，几乎都是使用类似的扩散板来将光线均匀分布，在光线扩散的效果上也有相当不错的效果。
但，早期的扩散板的扩散效率虽符合要求，但是光线的穿透率及均匀度仍显不足，致使其在应用于显示器时，存在亮度不足的缺点。
一般而言，习知扩散板的全光域穿透度约在30～50％之间，在显示器向高亮度化的趋势下，已经不符合使用要求，近年来，日本的扩散板制造厂商纷纷针对这些缺点进行改良，借由添加光扩散剂的种类变化及制程上的严格控制下，成功的提升了光线穿透的效率及均匀度。虽然改良后扩散板的穿透率已提升到50～70％，但随者液晶显示器对于穿透率的要求越来越高，这样的穿透率仍是渐渐不能满足客户需求，且光扩散剂的成本居高不下。
故，直下式背光模组所以成为LCD TV背光源技术的不二考量，依目前LCDTV所需的特性为高均匀度及高效率的光扩散效果，以对液晶面板提供稳定且均匀的光线，所以目前所需研发的技术在于高穿透率及高扩散度的扩散板。
因此，如何针对上述问题而提出一种新颖直下式背光模组的扩散板的制造方法及其构造，不仅可改善传统置入过多的光扩散剂所造成低穿透率及低扩散度的缺点，长久以来一直是使用者殷切盼望。
发明内容
本发明的目的是提供一种能提供高均匀度及高穿透率光线、适用不同显示器、制造简单、成本低的直下式背光模组扩散板及其制造方法。
本发明直下式背光模组扩散板位于数个光源的上方；其具有邻近光源的入射面及与远离光源的出射面；入射面或出射面设有数个借以使入射光进行散射而使出射光分散及均匀化的柱状透镜表面；直下式背光模组扩散板制造方法包括准备树脂的备料步骤、为以押出机将树脂挤压成形的成形步骤及为透过两冷却轮使挤压成形的树脂冷却成形的冷却步骤；冷却步骤中两个冷却轮中至少一冷却轮具有数个柱状透镜表面，以使树脂成形时具有数个柱状透镜表面。
其中：
内部设有数个光扩散剂。
数个柱状透镜表面设置于出射面。
数个柱状透镜表面设置于入射面及出射面。
设置于入射面的数个柱状透镜表面与设置于出射面的数个柱状透镜表面呈平行镜向设置。
设置于入射面的数个柱状透镜表面与设置于出射面的数个柱状透镜表面呈垂直镜向设置。
它为由压克力树脂、环氧树脂、PU、透明热硬化型树脂或紫外线硬化型树脂制成。
一种直下式背光模组扩散板制造方法，它包括准备树脂的备料步骤、为透过平板模具使树脂成形的成形步骤及为自平板模具中取出形成具有数个柱状透镜表面的扩散板的脱模步骤；平板模具的公模或母模之一具有数个柱状透镜表面，而树脂单体于平板模具中进行团块聚合。
平板模具的公模及母模皆具有数个柱状透镜表面。
一种直下式背光模组扩散板的制造方法，它包括准备树脂的备料步骤、成形步骤及脱模步骤；成形步骤中包含成形基材步骤、准备第一模具步骤、涂布树脂步骤及硬化结合步骤；成形基材步骤为将具有数个柱状透镜表面的模具放入树脂以成形具有数个柱状透镜表面的基材；准备第一模具为将模具与基材组成第一模具；涂布树脂为将树脂涂布于第一模具上；硬化结合步骤为树脂硬化时即与具有数个柱状透镜表面的基材进行接合；脱模为自第一模具中取出形成具有数个柱状透镜表面的扩散板。
形成具有数个柱状透镜表面的扩散板后重复成形基材步骤、准备第二模具步骤、涂布树脂步骤、硬化结合步骤及脱模步骤；成形基材步骤为将具有数个柱状透镜表面的模具放入具有数个柱状透镜表面的扩散板，并以与具有数个柱状透镜表面相背面与模具相对，以成形两面皆具有数个柱状透镜表面的第二基材；准备第二模具为将模具与第二基材组成第二模具；涂布树脂为将树脂涂布于第二模具上；硬化结合步骤为树脂硬化时即与两面皆具有数个柱状透镜表面的第二基材进行接合；脱模为自第二模具中取出形成两面皆具有数个柱状透镜表面的扩散板。
由于本发明直下式背光模组扩散板位于数个光源的上方；其具有邻近光源的入射面及与远离光源的出射面；入射面或出射面设有数个借以使入射光进行散射而使出射光分散及均匀化的柱状透镜表面；直下式背光模组扩散板制造方法包括准备树脂的备料步骤、为以押出机将树脂挤压成形的成形步骤及为透过两冷却轮使挤压成形的树脂冷却成形的冷却步骤；冷却步骤中两个冷却轮中至少一冷却轮具有数个柱状透镜表面，以使树脂成形时具有数个柱状透镜表面。使用时，可将入射光散射以提高其光均匀度，并可将直下式背光模组扩散板内的光扩散剂减量少30～50％，以提高其光穿透率；本发明的制造方法，并不会增加其生产的复杂度，且有益于生产的优点；解决了习知技术于扩散板的光扩散剂的价格昂贵的缺点。综上所述，本发明实为具有新颖性、进步性及可供产业利用。不仅能提供高均匀度及高穿透率光线、适用不同显示器，而且制造简单、成本低，从而达到本发明的目的。
附图说明
图1、为习知的直下式背光模组结构示意正视图。
图2、为习知的直下式背光模组中光源光线在扩散板内行进路线示意图。
图3、为设有本发明直下式背光模组扩散板的直下式背光模组结构示意正视图。
图4、为光源光线在本发明直下式背光模组扩散板内行进路线示意图。
图5、为设有本发明直下式背光模组扩散板的直下式背光模组结构示意正视图(数个柱状透镜表面位于出射面)。
图6、为设有本发明直下式背光模组扩散板的直下式背光模组结构示意正视图(数个柱状透镜表面位于出射面及入射面)。
图7、为本发明结构示意立体图(两面配置呈相互平行数个柱状透镜表面)。
图8、为本发明结构示意立体图(两面配置呈相互垂直数个柱状透镜表面)。
图9、为本发明直下式背光模组扩散板制造流程图(挤压成形)。
图10、为本发明直下式背光模组扩散板制造流程图(以平板模具成形)。
图11、为本发明直下式背光模组扩散板制造流程图(形成以基材及模具组成的第一模具)。
具体实施方式
本发明为用于液晶电视的直下式背光模组的组成部件。如图3所示，直下式背光模组(Backlight Module)10包括反光片120、数个光源130及本发明直下式背光模组扩散板140。本发明直下式背光模组扩散板140位于数个光源130的上方，直下式背光模组扩散板140具有邻近光源130的入射面147及远离光源130的出射面149，其表面具有数个柱状透镜表面142及内部设有数个光扩散剂146。以使进入本发明直下式背光模组扩散板140的入射光可透过本发明直下式背光模组扩散板140的数个柱状透镜表面142进行散射，而使出射光分散及均匀化。
如图4所示，当光源130产成的入射光144以数个柱状透镜表面142进入本发明直下式背光模组扩散板140时，即会使入射光144发生散射，再透过数个使入射光144扩散的光扩散剂146，借以加强入射光144扩散的效果，使得出射光148具有扩散的效用。所以透过本发明直下式背光模组扩散板140使得入射光144的进入本发明直下式背光模组扩散板140时就已经产生散射，再透过光扩散剂146加强其扩散的效果。
如图5、图6所示，用于液晶电视的直下式背光模组10的本发明直下式背光模组扩散板140具有数个柱状透镜表面142，数个柱状透镜表面142位于数个光源130的上方。如图5所示，数个柱状透镜表面142可位于本发明直下式背光模组扩散板140的出射面149。如图6所示，数个柱状透镜表面142可位于本发明直下式背光模组扩散板140的入射面147及出射面149。
如图3、图4所示，本发明直下式背光模组扩散板140的数个柱状透镜表面142可位于入射面147或出射面149。如图7、图8所示，当欲控制扩散光线呈某一方线进行散射时，即可使数个柱状透镜表面呈相互平行镜向或垂直状镜向设置于本发明直下式背光模组扩散板140的两面。
本发明直下式背光模组扩散板140为由压克力树脂、环氧树脂、PU、透明热硬化型树脂或紫外线硬化型树脂制成。
如图9所示，本发明直下式背光模组扩散板制造方法包括如下步骤：
步骤一S500
备料
准备树脂；
步骤二S510
成形
以押出机将树脂挤压成形；
步骤三S520
冷却
透过两冷却轮使挤压成形的树脂冷却成形。两个冷却轮包含至少一冷却轮具有数个柱状透镜表面，使树脂成形时具有数个柱状透镜表面。
如图10所示，本发明直下式背光模组扩散板制造方法包括如下步骤：
步骤一S600
备料
准备树脂；
步骤二S610
成形
透过平板模具使树脂成形；平板模具的公模或母模之一具有数个柱状透镜表面，而树脂单体于平板模具中进行团块聚合；平板模具的公模及母模皆具有数个柱状透镜表面，以成形两面皆具有数个柱状透镜表面的扩散板。
步骤三S620
脱膜
自平板模具中取出形成具有数个柱状透镜表面的扩散板。
如图11所示，本发明直下式背光模组扩散板制造方法包括如下步骤：
步骤一S700
备料
准备树脂；
步骤二S710
成形基材
将具有数个柱状透镜表面的模具放入树脂以成形具有数个柱状透镜表面的基材；
步骤三S720
准备第一模具
将模具与基材组成第一模具；
步骤四S730
涂布树脂
将树脂涂布于第一模具上；
步骤五S740
硬化结合
树脂硬化时即与具有数个柱状透镜表面的基材进行接合；
步骤S750
脱模
为自第一模具中取出形成具有数个柱状透镜表面的扩散板。
具有两面数个柱状透镜表面的直下式背光模组扩散板制造方法的步骤为在形成具有数个柱状透镜表面的扩散板后重复成形基材步骤、准备第二模具步骤、涂布树脂步骤、硬化结合步骤及脱模步骤；成形基材步骤为将具有数个柱状透镜表面的模具放入具有数个柱状透镜表面的扩散板，并以与具有数个柱状透镜表面相背面与模具相对，以成形两面皆具有数个柱状透镜表面的第二基材；准备第二模具为将模具与第二基材组成第二模具；涂布树脂为将树脂涂布于第二模具上；硬化结合步骤为树脂硬化时即与两面皆具有数个柱状透镜表面的第二基材进行接合；脱模为自第二模具中取出形成两面皆具有数个柱状透镜表面的扩散板。
本发明直下式背光模组扩散板，可将入射光散射以提高其光均匀度，并可将直下式背光模组扩散板内的光扩散剂减量少30～50％，以提高其光穿透率，并借由分别呈相互垂直或平行设置于两面的数个柱状透镜表面，以调整光向各方向的扩散度，而本发明的制造方法，并不会增加其生产的复杂度，且有益于生产的优点；解决了习知技术于扩散板的光扩散剂的价格昂贵的缺点。综上所述，本发明实为具有新颖性、进步性及可供产业利用。
Claims (12)
1、一种直下式背光模组扩散板，它位于数个光源的上方；其具有邻近光源的入射面及与远离光源的出射面；其特征在于所述的入射面或出射面设有数个借以使入射光进行散射而使出射光分散及均匀化的柱状透镜表面。
2、根据权利要求1所述的直下式背光模组扩散板，其特征在于其内部设有数个光扩散剂。
3、根据权利要求1所述的直下式背光模组扩散板，其特征在于所述的数个柱状透镜表面设置于出射面。
4、根据权利要求1所述的直下式背光模组扩散板，其特征在于所述的数个柱状透镜表面设置于入射面及出射面。
5、根据权利要求4所述的直下式背光模组扩散板，其特征在于所述的设置于入射面的数个柱状透镜表面与设置于出射面的数个柱状透镜表面呈平行镜向设置。
6、根据权利要求4所述的直下式背光模组扩散板，其特征在于所述的设置于入射面的数个柱状透镜表面与设置于出射面的数个柱状透镜表面呈垂直镜向设置。
7、根据权利要求1所述的直下式背光模组扩散板，其特征在于它为由压克力树脂、环氧树脂、PU、透明热硬化型树脂或紫外线硬化型树脂制成。
8、一种直下式背光模组扩散板制造方法，它包括准备树脂的备料步骤、成形步骤及冷却步骤；其特征在于所述的成形步骤为以押出机将树脂挤压成形；冷却步骤为透过两冷却轮使挤压成形的树脂冷却成形，两个冷却轮中至少一冷却轮具有数个柱状透镜表面，以使树脂成形时具有数个柱状透镜表面。
9、一种直下式背光模组扩散板制造方法，它包括准备树脂的备料步骤、成形步骤及脱模步骤；其特征在于所述的成形步骤为透过平板模具使树脂成形；平板模具的公模或母模之一具有数个柱状透镜表面，而树脂单体于平板模具中进行团块聚合；脱模步骤为自平板模具中取出形成具有数个柱状透镜表面的扩散板。
10、根据权利要求9所述的直下式背光模组扩散板制造方法，其特征在于所述的平板模具的公模及母模皆具有数个柱状透镜表面。
11、一种直下式背光模组扩散板的制造方法，它包括准备树脂的备料步骤、成形步骤及脱模步骤；其特征在于所述的成形步骤中包含成形基材步骤、准备第一模具步骤、涂布树脂步骤及硬化结合步骤；成形基材步骤为将具有数个柱状透镜表面的模具放入树脂以成形具有数个柱状透镜表面的基材；准备第一模具为将模具与基材组成第一模具；涂布树脂为将树脂涂布于第一模具上；硬化结合步骤为树脂硬化时即与具有数个柱状透镜表面的基材进行接合；脱模为自第一模具中取出形成具有数个柱状透镜表面的扩散板。
12、根据权利要求11所述的直下式背光模组扩散板制造方法，其特征在于所述的形成具有数个柱状透镜表面的扩散板后重复成形基材步骤、准备第二模具步骤、涂布树脂步骤、硬化结合步骤及脱模步骤；成形基材步骤为将具有数个柱状透镜表面的模具放入具有数个柱状透镜表面的扩散板，并以与具有数个柱状透镜表面相背面与模具相对，以成形两面皆具有数个柱状透镜表面的第二基材；准备第二模具为将模具与第二基材组成第二模具；涂布树脂为将树脂涂布于第二模具上；硬化结合步骤为树脂硬化时即与两面皆具有数个柱状透镜表面的第二基材进行接合；脱模为自第二模具中取出形成两面皆具有数个柱状透镜表面的扩散板。
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