扩散板及具扩散板的背光模块制造技术

本发明专利技术揭露一种扩散板及具扩散板的背光模块。该扩散板包括一板体及多个类金字塔结构(Pyramid

【技术实现步骤摘要】
扩散板及具扩散板的背光模块


[0001]本专利技术是关于一种扩散板，尤指一种设置了多个具多个顶角的类金字塔结构的光学扩散板，以及包含该扩散板、且使用次毫米发光二极管(Mini Light
‑
Emitting Diode，简称Mini LED)做为发光元件的直下式背光模块。

技术介绍

[0002]次毫米发光二极管(Mini Light
‑
Emitting Diode，俗称迷你发光二极管，简称Mini LED)意指晶粒尺寸约在100
‑
200微米(μm)的LED。因微发光二极管(Micro LED)的晶粒尺寸在50微米以下，至今仍存在着较高的制造成本与巨量转移等技术障碍，因而发展出制造技术相对成熟的Mini LED作为Micro LED发展的前哨站。
[0003]Mini LED的尺寸与技术介于传统LED与Micro LED之间，在制程上又相较于Micro LED良率高，具有异型切割特性，搭配软性基板亦可达成高曲面背光模块的形式。Mini LED背光模块可采用局部调光设计，拥有更好的演色性，能带给液晶显示面板(Liquid Crystal Display Panel，简称LCD Panel)更为精细的高动态范围(High
‑
Dynamic Range，简称HDR)分区，且厚度也趋近有机发光二极管(英语：Organic Light
‑
Emitting Diode，简称OLED)，可省电达80％，故以省电、薄型化、HDR、异型显示器等背光源应用为诉求。其中，在以直下式背光模块做为光源的液晶显示器中，由于Mini LED拥有高亮度、高对比的高显示效果，且在Mini LED背光模块改以蓝光Mini LED晶片为基础光源后，比RGB三原色Mini LED所构成的背光模块在成本上更便宜，更适合应用于手机、平板电脑、桌上型显示器、电视、车用面板及电竞笔电等产品的背光模块上。
[0004]因此，使用Mini LED点光源作为LCD面板的直下式背光模块是未来几年的主要趋势。Mini LED和传统LED比较，在晶粒的尺寸微型化80～300μm，且配合广色域面板设计使用蓝光发光，再使用色彩转换层等将蓝光转换为白光。这种直下式的背光模块在Mini LED上方需设置扩散板/膜(Diffuse Plate/Film)；由光的折射、反射和散射现象将Mini LED点光源作分光扩散和体扩散，进而达到使背光模块出光更均匀的功能。分光扩散主要为表面结构造成，体扩散为板/膜材内的扩散粒子或是板材表面雾面或光滑面造成。
[0005]现有Mini LED背光模块的LED间距(P)和LED到扩散板下表面的距离(OD)数值都低于传统LED背光模块，且模块设计总厚度远低于传统LED背光模块，其两者比较如下表一。
[0006]表一：现有Mini LED背光模块和传统LED背光模块比较表
[0007][0008]此外，现有Mini LED背光模块的排布密度高于传统LED背光模块；Mini LED可以得
到更精准的背光亮暗区域控制，也就是更佳的面板画面对比度。Mini LED使用的扩散板和传统LED扩散板比较，因上述差异造成扩散板设计的差异如下表二。
[0009]表二：现有Mini LED扩散板和传统LED扩散板比较表
[0010][0011]为了提供对光线的折射、反射或散射功能，现有习知的Mini LED扩散板常在其表面设置许多由凸部或凹部构成的微结构，例如半球状或单一顶角金字塔形状的微结构。然而，现有的设置有半球状或单一顶角金字塔形状微结构的扩散板，其分光产生的分光点的灯珠仍很明显可视，分光扩散效果不佳，而有进一步改良的空间。
[0012]缘此，本专利技术提供一种扩散板及具扩散板的背光模块，可解决前述具半球状或单一顶角金字塔形状微结构的现有的扩散板的种种缺失。

技术实现思路

[0013]本专利技术的主要目的是在于提供一种扩散板，该扩散板包括一板体及多个类金字塔结构(Pyramid
‑
like Structures)设置于该板体的表面。各个该类金字塔结构分别各具有包括一底面、一第一凸起段以及一第二凸起段。该第一凸起段与该第二凸起段两者具有不同的顶角角度，因此可被称为「多个顶角金字塔结构」。本专利技术使用多个(二个以上)顶角角度的类金字塔结构来增加分光点，可增进扩散板的分光扩散效果。单颗发光元件的光源可分成8个点光源(分光点)以上，较传统单一顶角金字塔结构增加一倍以上分光点数量，故能大幅增进分光扩散效果。
[0014]本专利技术的另一目的是在于提供一种具有如上所述扩散板的背光模块。
[0015]为达上述的目的，本专利技术揭露了一种扩散板，可供组合至一背光模块上。该背光模块包括：一基板以及多个发光元件以阵列形式设置于该基板上。该扩散板是位于该基板上方且包括：一板体，具有一上表面及一下表面；以及多个类金字塔结构(Pyramid
‑
like Structures)，以阵列形式设置于该板体的该上表面。其中，各个该类金字塔结构分别各具有包括：一底面、一第一凸起段以及一第二凸起段。该底面为矩形底面且具有四个顶点及四个底边。该第一凸起段自该底面向上凸起一第一高度；该第一凸起段包括自该底面的该四个顶点分别朝上倾斜延伸的四个第一棱边；该第一凸起段的四个该第一棱边不仅等长而且是以相同的一第一倾斜角度向上延伸，并且，两相对的该第一棱边的夹角是称为第一顶角。该第二凸起段，自该第一凸起段的一顶部向上凸起一第二高度；该第二凸起段包括自该第一凸起段的四个该第一棱边的顶端分别朝上倾斜延伸的四个第二棱边；该第二凸起段的四个该第二棱边不仅等长而且是以相同的一第二倾斜角度向上延伸，并且，两相对的该第二棱边的夹角是称为第二顶角。其中，该第一顶角与该第二顶角不相等，所以该类金字塔结构是具多个顶角的类金字塔结构。
[0016]于一实施例中，该第一倾斜角度是指该第一棱边与该底面之间的夹角，该第二倾斜角度是指该第二棱边与该底面之间的夹角；该第一倾斜角度与该第二倾斜角度都小于90
°
。
[0017]于一实施例中，该多个发光元件在该基板上是沿着相互垂直的一X轴方向及一Y轴方向排列成一矩形阵列；该多个发光元件包括相邻配置于一矩形区块的四个顶点位置上的一第一发光元件、一第二发光元件、一第三发光元件、以及一第四发光元件；以该第一发光元件与该第二发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向平行，以该第一发光元件与该第四发光元件为两端点所构成的线段与该Y轴方向平行，并且，以该第一发光元件与该第三发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向之间的夹角大致为45
°
且是该矩形区块的对角线；该第一发光元件是大致位于其中之一该类金字塔结构的该底面的一中心点位置的下方，且是大致朝向一Z轴方向发出光线；该Z轴方向与该X轴方向及该Y轴方向都相互垂直；该类金字塔结构的该第一凸起段具有由四个该第一棱边所构成的四个第一侧棱面，且四个该第一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扩散板，可供组合至一背光模块上；该背光模块包括：一基板以及多个发光元件以阵列形式设置于该基板上；该扩散板是位于该基板上方且包括：一板体，具有一上表面及一下表面；以及多个类金字塔结构(Pyramid
‑
like Structures)，以阵列形式设置于该板体的该上表面；其特征在于：各个该类金字塔结构分别各具有包括：一底面，该底面为矩形底面且具有四个顶点及四个底边；一第一凸起段，自该底面向上凸起一第一高度；该第一凸起段包括自该底面的该四个顶点分别朝上倾斜延伸的四个第一棱边；该第一凸起段的四个该第一棱边不仅等长而且是以相同的一第一倾斜角度向上延伸，并且，两相对的该第一棱边的夹角是称为第一顶角；以及一第二凸起段，自该第一凸起段的一顶部向上凸起一第二高度；该第二凸起段包括自该第一凸起段的四个该第一棱边的顶端分别朝上倾斜延伸的四个第二棱边；该第二凸起段的四个该第二棱边不仅等长而且是以相同的一第二倾斜角度向上延伸，并且，两相对的该第二棱边的夹角是称为第二顶角；其中，该第一顶角与该第二顶角不相等，所以该类金字塔结构是具多个顶角的类金字塔结构。2.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，该第一倾斜角度是指该第一棱边与该底面之间的夹角，该第二倾斜角度是指该第二棱边与该底面之间的夹角；该第一倾斜角度与该第二倾斜角度都小于90
°
。3.根据权利要求1所述的扩散板，其特征在于，该多个发光元件在该基板上是沿着相互垂直的一X轴方向及一Y轴方向排列成一矩形阵列；该多个发光元件包括相邻配置于一矩形区块的四个顶点位置上的一第一发光元件、一第二发光元件、一第三发光元件、以及一第四发光元件；以该第一发光元件与该第二发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向平行，以该第一发光元件与该第四发光元件为两端点所构成的线段与该Y轴方向平行，并且，以该第一发光元件与该第三发光元件为两端点所构成的线段与该X轴方向之间的夹角大致为45
°
且是该矩形区块的对角线；该第一发光元件是大致位于其中之一该类金字塔结构的该底面的一中心点位置的下方，且是大致朝向一Z轴方向发出光线；该Z轴方向与该X轴方向及该Y轴方向都相互垂直；该类金字塔结构的该第一凸起段具有由四个该第一棱边所构成的四个第一侧棱面，且四个该第一侧棱面分别可对该第一发光元件所发出的该光线加以折射并因而产生与该发光元件相对应的一第一分光点；该类金字塔结构的该第二凸起段具有由四个该第二棱边所构成的四个第二侧棱面，且四个该第二侧棱面分别可对该第一发光元件所发出的该光线加以折射并因而产生与该发光元件相对应的一第二分光点；其中，该第一发光元件与该第三发光元件之间的间距为P，该第一发光元件与该类金字塔结构的该底面之间的间距为OD，该第一发光元件与该第一分光点之间的间距为d
’
/2，该第一发光元件与该第二分光点之间的间距为d”/2，该第一顶角为θ
’
，该第二顶角为θ”，该扩散板的材料的折射率为n、光临界角为α；该类金字塔结构的形状是符合以下数学条件：α＝sin
‑1(1/n)；
d
’
<P<d”；d
’
＝2*OD*(tan(90
‑
α
‑
θ
’
/2)+tan(θ
’
/2
‑
2α)；d”＝2*OD*(tan(90
‑
α
‑
θ”/2)+tan(θ”/2
‑
2α)。4.根据权利要求3所述的扩散板，其特征在于，该扩散板的材料折射率n值为1.59(n＝1.59)，5mm≦P≦10mm，0mm<OD≦5mm；该类金字塔结构的该底面的该底边的长度范围为介于0.05mm至1mm之间，该第一凸起段于该Z轴方向上的高度范围为介于0.1mm至2mm之间，该第二凸起段于该Z轴方向上的高度范围为介于0.1mm至1mm之间。5.根据权利要求4所述的扩散板，其特征在于，该第一顶角θ
’
与该第二顶角θ”两者的其中之一的角度是介于40
°
至60
°
之间、而另一的角度则是介于60
°
至90
°
之间。6.根据权利要求5所述的扩散板，其特征在于，该第一顶角的角度小于该第二顶角的角度，亦即，θ
’
<θ”；并且，P＝10mm，OD＝3mm。7.根据权利要求3所述的扩散板，其特征在于，该发光元件是次毫米发光二极管(Mini Light
‑
Emitting Diode，简称Mini LED)；该扩散板的材料包含至少以下其中之一：聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗称亚克力)、聚丙烯(PP)、或前述任一材料的共聚物。8.根据权利要求7所述的扩散板，其特征在于，该扩散板是由包含至少两层以上的不同材质通过共挤出(Coextrusion)方式所构成的多层结构，于多层结构的该扩散板内包含多个扩散粒子；该扩散粒子的材质包含以下其中之一：二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、或是前述材质的共聚物；该扩散粒子的粒径范围0.5～10μm、重量百分比浓度范围1～10％wt。9.根据权利要求8所述的扩散板，其特征在于，该扩散板是三层结构其包括：位于中间且包含聚碳酸酯(PC)的一工程塑料层、位于该工程塑料层上方的一上亚克力(Polymethyl Methacrylate，简称PMMA)层、以及位于该工程塑料层下方的一下亚克力层；该扩散板的三层结构的材料折射率差值范围介于0.01～0.1之间；其中，该工程塑料层的厚度占该扩散板总厚度的60％～99.99％，而分别位于工程塑料层的上、下两侧的上、下亚克力层厚度则占该扩散板的总厚度的0.01％～40％。10.根据权利要求9所述的扩散板，其特征在于，该扩散板的该板体的该下表面为入光面，于该下亚克力层中包含至少一高反射率材料；该高反射率材料的反射波长范围400～510nm、平均反射率高于70％、且包含至少以下其中之一无机物：二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁。11.一种具扩散板的背光模块，包括：一基板，于该基板上设置有一电路布局；多个发光元件，以阵列形式设置于该基板上且电性耦合于该电路布局；以及一扩散板，位于该基板上方且相邻于该基板；该扩散板包括：一板体及多个类金字塔结构(Pyramid
‑
like Structures)；该板体具有一上表面及一下表面；该多个类金字塔结构是以阵列形式设置于该板体的该上表面；其特征在于：各个该类金字塔结构分别各具有包括：一底面，该底面为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晏佐，高弘翰，杨宗长，
申请(专利权)人：颖台科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：