專利名稱：平面光源模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種平面光源模塊，尤其是涉及一種搭配復合型光學膜片的平面光源模塊，其中該復合型光學膜片將擴散組件與集光組件設置于同一膜層。
背景技術：
在現(xiàn)今社會中，液晶顯示器已廣泛地運用于個人計算機及其各類圖像顯示產品中。由于此類顯示器為被動式圖像顯示器，故必須在其后方加上一平面光源方能使液晶面板上的圖像清晰顯現(xiàn)。而為了實現(xiàn)此目的，該平面光源的光線必須具有一定發(fā)散程度且亮度均勻。
由上可知，在背光模塊中，最重要的兩部分即為光源及放置在光源上的光學膜片組。平面光源包括小分子有機發(fā)光二極管(SMOLED)、高分子有機發(fā)光二極管(PLED)、電致發(fā)光(EL)以及平面燈管(FEL)等；而為獲得良好的光分布(有效視角及均勻性等)，需要于平面光源上放置的光學膜片組，一般包含下擴散片、集光片、上擴散片以及偏極反射片等等。
請參閱圖1A，美國專利案第US6,091,547號所公開的亮度控制薄膜(Luminance Control Film)，利用了貼合兩片棱柱形結構10與12來達到控制光、導引光的目的，使得光線集中，增加正向光線的亮度；雖然此結構可有效地集中光線，然而卻無法達到擴散的目的。
請參閱圖1B，為日本專利案第JP2001324608號所公開的散光片(Light-Diffusing Sheet)。于一透明基板14上分布粒徑大小不同的樹脂顆粒16并以黏著樹脂18固定，使得光線通過該散光片后產生雜亂的散射來達到光擴散的目的；但由于加入這些微小顆粒會使得擴散片的光使用效率降低，而且此技術只單純?yōu)閿U散所用，無法達到集中的目的。
圖2為美國專利案第US6,052,164號所公開的具有強化亮度的電致發(fā)光顯示器(Electroluminescent display with brightness enhancement)。該結構包括電致發(fā)光板20、擴散板22、空氣層24、結構層26與26’以及液晶組件28，由電致發(fā)光板20發(fā)出的光線，經(jīng)由上方的擴散板22以及兩結構層26與26’的作用，將光線均勻且集中的照射到上方表面。此種架構所用到的結構層膜片為單純棱柱形結構，使用棱柱形結構雖然可以將光線集中，縮小角度，但卻容易使得原本角度就較小的光線產生全反射，因而降低光線的使用效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題，在于提供一種平面光源模塊，使其實現(xiàn)匯聚與擴散的復合光學效果，以達到有效提升光效率的目的。
為達上述目的，本發(fā)明提供一種平面光源模塊，其包含一復合型光學膜片以及一光源。該復合型光學膜片具有一第一光學面與可接收一入射光的一第二光學面；該光源具有面發(fā)光形態(tài)且面對該第二光學面。其中該復合型光學膜片包含一擴散部，由可透光材料制成且可擴散該入射光；一集光部，由可透光材料制成且可集中該入射光，該擴散部與該集光部彼此并列抵靠且位于該第一光學面上。
該擴散部至少包含一個具有圓弧柱形結構深度的圓弧柱形單元。
該圓弧柱形結構深度在10微米～500微米的范圍內。
該集光部至少包含一個具有頂角的棱柱形單元。
該頂角在30度～140度的范圍內。
該第二光學面為平滑光學表面。
該第二光學面為粗糙光學表面。
該平面光源模塊包含兩復合型光學膜片，該兩片復合型光學膜片彼此重疊且呈現(xiàn)小于或等于90度的夾角。
該光源為小分子有機發(fā)光二極管。
該光源為高分子有機發(fā)光二極管。
該光源為電致發(fā)光。
該光源為平面燈管。
本發(fā)明同時具有光擴散與光匯聚的功能，并呈現(xiàn)出復合光效果。且亮度高分布均勻，光線利用率好，略帶發(fā)散性。從而使液晶面板上的圖像清晰顯現(xiàn)。


圖1A為一原有技術的示意圖；圖1B為另一原有技術的示意圖；圖2為又一原有技術的示意圖；圖3A為棱鏡的光學特性示意圖；圖3B為球面鏡的光學特性示意圖；圖4為本發(fā)明中的復合型光學膜片的橫剖面圖；圖5為本發(fā)明中的復合型光學膜片的一變化實施例的示意圖；圖6為本發(fā)明中的復合型光學膜片的另一變化實施例的示意圖；圖7為本發(fā)明平面光源模塊的橫剖面示意圖；圖8為本發(fā)明平面光源模塊的橫剖面示意圖；圖9為本發(fā)明中的復合型光學膜片的疊設示意圖；圖10為本發(fā)明中的復合型光學膜片的橫剖面圖；圖11為本發(fā)明中的復合型光學膜片的橫剖面圖。
其中，附圖標記7-平面光源模塊 8-平面光源模塊10-棱柱形結構 12-棱柱形結構14-透明基板16-樹脂顆粒18-黏著樹脂20-電致發(fā)光板22-擴散板 24-空氣層26-結構層 26’-結構層28-液晶組件30-棱鏡32-入射光 34-透鏡36a-入射光 36b-入射光36c-入射光 36d-入射光38-匯聚區(qū) 40-復合型光學膜片42-第一光學面 44-第二光學面46-棱柱形單元 48-圓弧柱形單元60-最小單元62-最小單元70-光源72-復合型光學膜片
80-光源 82-復合型光學膜片84-復合型光學膜片 440-粒子700-入射光800-入射光a-頂角b-圓弧柱形結構深度θ-角度 α-夾角具體實施方式
以下將配合附圖詳細描述本發(fā)明的技術特征與功效。但所附附圖及所舉實施例僅為輔助說明，以利深刻了解本發(fā)明的實質，并非用以限定本發(fā)明。
請參閱圖3A，棱鏡結構在光學效果上具有良好的集光特性(縮小發(fā)散光源的發(fā)散角度)；根據(jù)司乃爾定律(Snell’s Law)，當入射光32射入棱鏡30后，如果角度θ大于全反射臨界角，則入射光32會在該棱鏡30內被全反射(圖3A中虛線箭頭)，如果角度θ小于全反射臨界角，則入射光32在射出該棱鏡30后(圖3A中實線箭頭)會再次偏離法線(圖3A中虛線)，因而達到集光效果。
球面鏡結構在光學效果上則因透鏡特性而表現(xiàn)出有效范圍的擴散性質，如圖3B所示，當入射光36a、當離軸的入射光36b、入射光36c以及入射光36d射入透鏡34(此處為球面鏡結構)后，會先匯聚于匯聚區(qū)38然后再發(fā)散；利用此特性可達成大入射角度光線的出光角收斂與均勻化(模糊化)的目的。
本發(fā)明所提出的復合型光學膜片對光源具有擴散與匯聚的復合效果，此復合型光學膜片的表面主要由具有上述兩種幾何特征的微結構所組成，即由棱柱形單元與圓弧柱形單元所組成。因此，通過這兩種結構的交錯排列組合，將可對光源產生匯聚與擴散的雙重效果。
請參閱圖4，其為本發(fā)明中的復合型光學膜片的橫剖面圖。該復合型光學膜片40具有一第一光學面42與一第二光學面44。該第二光學面44用于接收入射光，該第一光學面42上交錯排列一棱柱形單元46與一圓弧柱形單元48。該棱柱形單元46用于集中光線，即為集光部，該圓弧柱形單元48則用于擴散光線，即為擴散部。該棱柱形單元46具有一頂角a，該圓弧柱形單元48具有一圓弧柱形結構深度b。通過適當選擇該頂角a、該圓弧柱形結構深度b、該復合型光學膜片40的組成材料(即選擇適當折射率)及棱柱形單元與圓弧柱形單元的數(shù)目比例，即可依產品的不同需要來調整該復合型光學膜片40所表現(xiàn)出的集光度與擴散度的強弱比例。
當然，該復合型光學膜片非僅局限于一個棱柱形單元搭配一圓弧柱形單元，亦可有多種搭配變化。如圖5及圖6所示，該復合型光學膜片的最小單元60可為一個棱柱形單元搭配四個圓弧柱形單元；或是該復合型光學膜片的最小單元62可為兩個棱柱形單元搭配三個圓弧柱形單元，使用者可完全依照實際需要來進行變化與設定，于此不再贅述。
圖7為本發(fā)明平面光源模塊的橫剖面示意圖。于圖7中，平面光源模塊7包含一光源70以及一復合型光學膜片72。該光源70具有面發(fā)光形態(tài)且可發(fā)射一入射光70)，該復合型光學膜片72位于該光源70的上；如此，該入射光700在單一方向上(水平或垂直)可被該復合型光學膜片72進行匯聚與擴散的雙重效果(例如為了提升顯示器的水平可視度或垂直可視度)，使得該平面光學模塊7可提升光效率且具有優(yōu)異的顯示特性。
圖8為本發(fā)明平面光源模塊的橫剖面示意圖，其顯示另一實施例。圖8中，各組件均類似于圖7中所示，故于此不再贅述。所差異之處在于該平面光源模塊8包含兩片復合型光學膜片82與84，且該復合型光學膜片82與該復合型光學膜片84除彼此重疊外還可呈一特殊夾角α，如圖9所示。如此，該入射光800可被該復合型光學膜片82與84在兩方向上同時進行匯聚與擴散的雙重效果(例如為了同時提升顯示器的水平可視度及垂直可視度)，使得該平面光源模塊8可提升光效率且具有優(yōu)異的顯示特性。
于本發(fā)明中，該圓弧柱形單元的圓弧柱形結構深度在10微米～500微米的范圍內，且該圓弧柱形結構深度與寬度彼此之間可不相同(即該圓弧柱形單元可具有不同曲率半徑或非單一曲率半徑結構)，該棱柱形單元的頂角介于30度～140度的范圍內且該棱柱形單元可具有對稱或不對稱的結構且其寬度彼此間可不相同；該第二光學面可為平滑或粗糙的光學表面(為使擴散效果更佳)。當欲將該第二光學面44制作為粗糙表面時，可于該微結構光學調制組件即復合型光學膜片40上涂布粒徑大小不同的粒子440或在制造該復合型光學膜片40時一體成形，如圖10及圖11所示；當疊置兩片復合型光學膜片時，該復合型光學膜片可彼此呈現(xiàn)大于0度且小于等于90度的特殊夾角。此外，該光源可為小分子有機發(fā)光二極管(SMOLED)、高分子有機發(fā)光二極管(PLED)、電致發(fā)光(EL)或平面燈管(FFL)等具有面發(fā)光形態(tài)的光源。
由上述可知，本發(fā)明所提出的平面光源模塊對光源具有擴散與匯聚的復合效果，可表現(xiàn)出高度可控制性的光學擴散功能，以達到同時取代傳統(tǒng)集光片與擴散片的目的，當此種平面光源模塊應用于顯示器中時，可提升光效率、簡化模塊架構并降低模塊成本，成為技術領域中極具競爭力的產品。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當不能限定本發(fā)明所實施的范圍。即大凡依本發(fā)明權利要求所作的等效變化與修改，皆應仍屬于本發(fā)明涵蓋的范圍內。
權利要求
1.一種平面光源模塊，其特征在于，包含一復合型光學膜片，其具有一第一光學面與可接收一入射光的一第二光學面，且第一光學面具有一擴散部，由可透光材料制成且可擴散該入射光；一集光部，由可透光材料制成且可集中該入射光，該集光部與上述擴散部彼此并列抵靠且位于該第一光學面上；一具有面發(fā)光形態(tài)的光源，其光源可對該第二光學面發(fā)射一入射光。
2.如權利要求1所述的平面光源模塊，其特征在于，該擴散部包含至少一圓弧柱形單元。
3.如權利要求2所述的平面光源模塊，其特征在于，該圓弧柱形單元具有一圓弧柱形結構深度。
4.如權利要求3所述的平面光源模塊，其特征在于，該圓弧柱形結構深度在10微米～500微米的范圍內。
5.如權利要求1所述的平面光源模塊，其特征在于，該集光部包含至少一棱柱形單元。
6.如權利要求5所述的平面光源模塊，其特征在于，該棱柱形單元具有一頂角。
7.如權利要求6所述的平面光源模塊，其特征在于，該頂角在30度～140度的范圍內。
8.如權利要求1所述的平面光源模塊，其特征在于，包含兩復合型光學膜片，該兩片復合型光學膜片彼此重疊且呈現(xiàn)小于或等于90度的夾角。
9.如權利要求1所述的平面光源模塊，其特征在于，該第一光學面由一個棱柱形單元搭配四個圓弧柱形單元所組成。
10.如權利要求1所述的平面光源模塊，其特征在于，該第一光學面由兩個棱柱形單元搭配三個圓弧柱形單元所組成。
11.如權利要求1所述的平面光源模塊，其特征在于，該復合型光學膜片由兩片復合型光學膜片所組成。
12.如權利要求11所述的平面光源模塊，其特征在于，該兩片復合型光學膜片彼此重疊且可呈一特殊夾角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種平面光源模塊，其包含一復合型光學膜片以及一光源。該復合型光學膜片具有一第一光學面與可接收一入射光的一第二光學面。該光源具有面發(fā)光形態(tài)且面對該第二光學面。其中該復合型光學膜片包含一擴散部以及一集光部，該擴散部由可透光材料制成且可擴散該入射光，該集光部由可透光材料制成且可匯聚該入射光，該擴散部與該集光部彼此并列抵靠且位于該第一光學面上。
文檔編號G02F1/1335GK1920633SQ20051009290
公開日2007年2月28日 申請日期2005年8月24日 優(yōu)先權日2005年8月24日
發(fā)明者姚柏宏, 鮑友南, 黃珩春, 潘奕凱, 孫翊庭 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院