[发明专利]光扩散元件及其制作方法

说明书

技术领域

 本发明是有一种光扩散元件，其特别有关于一种用于照明装置或显示装置背光模块的光扩散元件。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode, LED)常应用在一般室内主要照明或辅助照明。由于LED芯片是点光源，芯片中心的光通量很高，在视觉上会造成眩光与眼睛不适的情况，所以无法直接使用在一般近距离的生活照明上。常见的LED照明模块，由多个LED所组成，这样的LED模块会产生光纹。此外，模块还要考虑组装与散热的问题，往往需要很多的LED颗粒，才能达到一定的亮度。欲充分发挥LED阵列特性，达到最大光利用效益，除了LED光帽与反射结构的光学设计外，适当的光学扩散膜板搭配使用，才能将LED光源充分利用。

扩散膜板多分成遮蔽型扩散板及光通型扩散板两种。遮蔽型扩散板的特性一般为表面有微结构或磨砂或不规则颗粒或加白色扩散剂所制作而成，其典型用途为液晶电视执照背光模块用。而光通型扩散板的特性为相同高透明度的不同材质或不同折射率或渐变式折射率微米透明球体的物质混合而成，其典型用途为微距成像用光源、及LED照明。用于LED 照明使用的光学膜，首要条件是不能衰减光照度，且能够有效均匀化光源，降低投影光纹；再者是调整整体光源的光强度分布，避免过高的明暗对比对眼睛所造成的眩光与伤害。

至今，扩散膜板主要是使用于电视的背光或抗反射的用途。参照日本特开2003-107214号公报，其提出一种光扩散性薄片。该薄片是在透明支撑体上堆栈数层含有粘结剂树酯及树酯粒子而具有凹凸表面的光扩散层所形成，即使不使用高价且易损伤棱镜薄片等，也能发挥高光扩散性且正面方向的高亮度化。该光扩散性薄片的总光线透射率为70.0%以上、雾度为80.0%以上、透射的影像鲜明度为21.0%以上且小于25.0%。

参照美国专利第7,609,448号，标题为“Light diffuser plate”，提出一种增亮扩散板，其是将光扩散粒子均匀的分散于透明聚苯乙烯树酯当中所形成。其中，该透明聚苯乙烯树酯的穿透率约为85%，该光扩散粒子的尺寸大小约为0.5~5μm，该扩散板的厚度为1~5mm。然而，若光扩散粒子在树酯中分散不够均匀时，将会影响出光后的光线均匀性。

参照美国专利第5,161,041号，标题为“Lighting assembly for a backlit electronic display including an integral image splitting and collimating means”，其提出使用棱镜片来使光分散的方法。不过，此等方法通常仅能使光源的光分散成两个同样的像，无法获得充分的辉度均一性。

另，参照美国专利第7,470,038号，标题为“Diffuser having optical structures”，其提出在透明基板上形成复数个凹凸的光学结构，使光线穿透时可产生折射，以达到光扩散效果。然而此光学结构的加工较复杂，且结构需经过精密的光学计算方能达到所需的要求，因此生产成本较高。

有鉴于此，本发明之发明人乃细心研究，提出一种光扩散元件及其制作方法，其提供一简单、迅速之方法制作出一低光衰且高均匀光扩散性之光扩散元件，可应用于LED照明上以避免眩光及光纹，并提供适当的照度与较广域的视角；而应用于LED 背光源时，则可提供均匀辉度的面光源。

发明内容

有鉴于此，本发明主要目的在于提供一种光能够有效降低光衰且均匀化光源，降低投影光纹，避免过高的明暗对比对眼睛所造成的眩光与伤害、且能降低制作成本的扩散元件及其制作方法。

为达到本发明的主要目的，本发明提供一种光扩散元件，其主要包含：一透明基板及被覆于该透明基板表面的一多孔光扩散层。该透明基板具有上下两表面，可提供光线通过，选自于玻璃基板、塑料基板、可挠性基板之一。该多孔光扩散层，其利用一光扩散溶液借由一加热工艺使其被覆于该透明基板表面。该光扩散溶液是由一亲水性纳米陶瓷溶液及一有疏水性有机物质混合而成。

根据本发明的光扩散元件之一特征，其中该多孔光扩散层的孔洞大小介于0.5μm~10μm之间。

根据本发明的光扩散元件之一特征，其中该多孔光扩散层的厚度介于10μm~50μm之间。