專(zhuān)利名稱(chēng)：具可遮蔽外框的顯示裝置及其使用的導(dǎo)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種導(dǎo)光器件，特別是有關(guān)于一種可遮蔽顯示裝置外框 的導(dǎo)光器件。
背景技術(shù)：
為了在顯示器的面板邊緣處安排電路與光源，也避免保護(hù)面板不受碰撞， 顯示器以一邊框圍繞于其面板的周緣。有鑒于近幾年來(lái)許多業(yè)者皆努力地使 其顯示器產(chǎn)品(尤其是電視墻)朝向"視野無(wú)框化"的目標(biāo)，而盡可能地窄 化顯示器產(chǎn)品的邊框，以美化影響觀賞的感覺(jué)，然而，由于上述邊框的考量， 顯示器產(chǎn)品的邊框仍具存在的必要。如此，美國(guó)專(zhuān)利第6927908號(hào)及第7029124號(hào)分別揭露了一或多顯示器 利用凸透鏡以消除顯示器邊框或顯示器與顯示器間的明顯間隙的技術(shù)，使得 觀看者于觀看顯示器的影像時(shí)，無(wú)法察覺(jué)顯示器邊框或相鄰顯示器間間隙的 存在，然而，由于顯示器被安排以較小焦距而于凸透鏡上呈現(xiàn)影像時(shí)，必須 以較厚的凸透鏡來(lái)達(dá)成，相反地，若顯示器被安排以較大焦距，而于凸透鏡 上放大影像的倍率時(shí)，顯示器與凸透鏡間的距離卻必須加大，故，當(dāng)顯示器 與凸透鏡間的距離有限時(shí)，導(dǎo)致凸透鏡上影像的放大倍率便無(wú)法持續(xù)增大。 而且，顯示器所投射出的光線與凸透鏡的邊界呈一較大的視覺(jué)角度時(shí)，由于 此光線容易衰弱外，此光線會(huì)被凸透鏡所折射，而再次銳減其亮度，使得觀 看者會(huì)于畫(huà)面的邊界處感受到亮度的不均勻，如此，先前技術(shù)的顯示器雖可 達(dá)成消除邊框的目的，然而上述的缺點(diǎn)與限制卻使得制造成本及產(chǎn)品體積過(guò) 大，且效果不近理想，降低廠商量產(chǎn)的欲望。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在不改變現(xiàn)有顯示器架構(gòu)下，而提供一導(dǎo)光器件于顯示器 的輸出面上，使得顯示器輸出面的影像能夠增大倍數(shù)，且達(dá)到消除或掩蓋顯 示器周邊邊框的效果。本發(fā)明的另一目的在縮小導(dǎo)光器件的厚度，維持顯示器所投射出較大角 度的光線不致容易衰弱，銳減其亮度。本發(fā)明的又一目的在導(dǎo)光器件應(yīng)用于投影電視墻時(shí)，可消除顯示器與顯 示器間明顯間隙的問(wèn)題。根據(jù)上述目的，本發(fā)明提供一種導(dǎo)光器件，導(dǎo)光器件以一基板為主，此 基板為可透光的材質(zhì)，其上的兩對(duì)應(yīng)面分別具有一第一圖案層及一第二圖案 層，第一圖案層面對(duì)一熒屏，用以發(fā)散此熒屏所發(fā)出的入射光的前進(jìn)方向， 對(duì)于平行基板中心軸的入射光，經(jīng)第一圖案層作用后，被導(dǎo)向偏離中心軸，第一圖案層的入射光越遠(yuǎn)離中心軸其被導(dǎo)向偏離的角度越大；之后，入射光 通過(guò)第二圖案層而成為出射光時(shí)，第二圖案層用以收斂出射光的前進(jìn)方向， 使得出射光被導(dǎo)向而平行基板的中心軸，其中出射光所圍成的影像大小與其 入射光所圍成的影像大小成以中心軸為對(duì)稱(chēng)中心等比例放大的關(guān)系。其中基板上的第一圖案層是由多個(gè)第一微結(jié)構(gòu)所排列而成，各第一微結(jié) 構(gòu)可幫助導(dǎo)向入射光，而第二圖案層是由多個(gè)第二微結(jié)構(gòu)所排列而成，各第 二微結(jié)構(gòu)可幫助導(dǎo)向由導(dǎo)光器件射出的出射光。其中各第一微結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)其中 各第二微結(jié)構(gòu)，并導(dǎo)向入射光至對(duì)應(yīng)的第二微結(jié)構(gòu)，以供第二微結(jié)構(gòu)修正出 射光的角度，且此各第一微結(jié)構(gòu)較對(duì)應(yīng)的各第二微結(jié)構(gòu)接近基板的中心軸。本發(fā)明的第一實(shí)施例中，第一圖案層的此些第一微結(jié)構(gòu)為一光柵結(jié)構(gòu)， 此些第一微結(jié)構(gòu)的徑向剖面呈凸起狀，且任二相鄰的第一微結(jié)構(gòu)間呈凹槽狀， 并依據(jù)相同的斜率，朝其一面中心處的方向傾倒，其中任二相鄰的第一微結(jié) 構(gòu)的周期(間距)，依據(jù)此面的中心處朝其邊緣的方向遞減；而第二圖案層 的此些第二微結(jié)構(gòu)亦為一光柵結(jié)構(gòu)，此些第二微結(jié)構(gòu)的徑向剖面呈凸起狀，且任二相鄰的第二微結(jié)構(gòu)之間呈凹槽狀，并依據(jù)相同的斜率，朝另一面中心 處的方向傾倒，其中任二相鄰的第二微結(jié)構(gòu)的間距，依據(jù)另一面的中心處朝 其邊緣的方向遞減。本發(fā)明的第二實(shí)施例中，第一圖案層的此些第一微結(jié)構(gòu)為一棱鏡結(jié)構(gòu)， 第一微結(jié)構(gòu)的徑向剖面呈銳角狀，且分別依據(jù)不同的斜率傾斜，其中各第一 微結(jié)構(gòu)上朝向其中心處的一斜面的斜率，是依據(jù)其中心處朝其邊緣的方向遞增的規(guī)則；而第二圖案層的此些第二微結(jié)構(gòu)為另一棱鏡結(jié)構(gòu)，第二微結(jié)構(gòu)的 徑向剖面呈銳角狀，且分別依據(jù)不同的斜率傾斜，其中各第二微結(jié)構(gòu)上朝向 另一面中心處的一斜面的斜率，是依據(jù)另一面的中心處朝其邊緣的方向遞增的規(guī)則。上述二實(shí)施例中，此些第一微結(jié)構(gòu)及第二微結(jié)構(gòu)分別排列成多個(gè)同心圓 的環(huán)狀圖案，且此實(shí)施例可接受此些第一微結(jié)構(gòu)僅位于鄰近于此面的邊緣, 以及此些第二微結(jié)構(gòu)僅位于鄰近于另一面的邊緣。本發(fā)明的第三實(shí)施例中，第一圖案層可為棱鏡結(jié)構(gòu)與光柵結(jié)構(gòu)的綜合組 合，其中棱鏡結(jié)構(gòu)的此些第一微結(jié)構(gòu)以同心圓的環(huán)狀圖案由同樣是同心圓環(huán) 狀圖案的光柵結(jié)構(gòu)的此些第一微結(jié)構(gòu)所包圍，第二圖案層亦可為另一棱鏡結(jié) 構(gòu)與另一光柵結(jié)構(gòu)的綜合組合，其中另一棱鏡結(jié)構(gòu)的此些第二微結(jié)構(gòu)以同心 圓的環(huán)狀圖案被同樣是同心圓環(huán)狀圖案的光柵結(jié)構(gòu)的此些第二微結(jié)構(gòu)所包 圍，不變的是棱鏡結(jié)構(gòu)或光柵結(jié)構(gòu)的任一第一微結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)另一棱鏡結(jié)構(gòu)或另 一光柵結(jié)構(gòu)中相同間距或斜率的一第二微結(jié)構(gòu)。


為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所 附圖式的詳細(xì)說(shuō)明如下圖la繪示本發(fā)明的導(dǎo)光器件與顯示裝置的相互關(guān)是暨入射光與反射光的 前進(jìn)方向示意圖；圖lb繪示本發(fā)明的導(dǎo)光器件第一面的正面示意圖； 圖lc繪示本發(fā)明的導(dǎo)光器件第二面的正面示意圖； 圖2繪示本發(fā)明導(dǎo)光器件應(yīng)用于便攜式通訊裝置的相互關(guān)系示意圖； 圖3a繪示本發(fā)明導(dǎo)光器件應(yīng)用于電視墻設(shè)備的相互關(guān)系示意圖； 圖3b繪示導(dǎo)光器件的第二面于電視墻設(shè)備的正面示意圖； 圖4a繪示本發(fā)明第一實(shí)施例導(dǎo)光器件的側(cè)視圖暨其入射光與反射光的前 進(jìn)方向示意圖；圖4b繪示導(dǎo)光器件的計(jì)算條件的參考圖；圖5a繪示本發(fā)明第二實(shí)施例導(dǎo)光器件的側(cè)視圖暨其入射光與反射光的前 進(jìn)方向示意圖；圖5b繪示第一或二微結(jié)構(gòu)的計(jì)算傾斜角度的條件參考圖； 圖6a繪示本發(fā)明第三實(shí)施例導(dǎo)光器件的側(cè)視圖； 圖6b繪示棱鏡結(jié)構(gòu)的計(jì)算入射角的條件參考圖。附圖標(biāo)號(hào) 導(dǎo)光器件1 第一面11 第一圖案層20 211、 211，、 211" 第二微結(jié)構(gòu) 貼附膜40便攜式通訊裝置100' 外框110 背光模塊130 出射光X2 第二夾角02 第四夾角04基板10 第二面12 第一微結(jié)構(gòu) 第二圖案層30 311、 311，、 311，， 顯示裝置100 投影電視墻100" 熒屏120 入射光XI第一夾角ei 第三夾角e3夾角a!、 a2、卩!、 p2斜面的傾斜角度Y 入射角O熒屏上任意兩點(diǎn)入射光的位置》、y2 放大的后出射光輸出的位置yV y'2焦足巨x、 x'具體實(shí)施方式
.接下來(lái)所要揭露的發(fā)明會(huì)提供許多不同的實(shí)施例，或者是本發(fā)明實(shí)施于 不同結(jié)構(gòu)的例子。當(dāng)然，這些實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。另外，本發(fā)明在 各個(gè)實(shí)施例里面會(huì)重復(fù)一些參考數(shù)字或者名詞，這是為了簡(jiǎn)化并清楚的了解 本發(fā)明，并非特別指明各實(shí)施例或各結(jié)構(gòu)討論之間有任何連接關(guān)系。此外， 以下描述中關(guān)于第一特征形成于第二特征的上方或是形成在第二特征上的情 形，應(yīng)包含了第一特征與第二特征兩者是直接接觸形成，以及第一特征與第 二特征之間具有額外特征而使第一特征與第二特征并非直接接觸形成等實(shí)施 例。本發(fā)明提供一種具可遮蔽外框的顯示裝置及其使用的導(dǎo)光器件，參閱圖 la lc所示，圖la繪示本發(fā)明的導(dǎo)光器件與顯示裝置的相互關(guān)系暨入射光與 反射光的前進(jìn)方向示意圖；圖lb及圖lc分別表示導(dǎo)光器件第一面及第二面 的正視圖。此顯示裝置100，例如為L(zhǎng)CD液晶熒屏、便攜式通訊裝置100'(如 移動(dòng)電話、PDA、 GPS等等，見(jiàn)圖2)或具有多個(gè)熒屏120所組成的電視墻設(shè) 備100"(Tiled Display Wall, TDW，見(jiàn)圖3a-3b)等，至少包括外框11Q、熒屏 120、背光模塊130及導(dǎo)光器件1。此熒屏120為包括由彩色濾光片、驅(qū)動(dòng)IC、 補(bǔ)償膜、偏光板、玻璃基板、ITO膜、配向膜、控制電路等的總稱(chēng)，其一面 會(huì)呈現(xiàn)影像。背光模塊130對(duì)應(yīng)此熒屏120，并提供此熒屏120的照明光線， 以供熒屏120的影像顯露于外框110。導(dǎo)光器件1設(shè)置于外框110的一側(cè)且對(duì)應(yīng)熒屏120的位置，導(dǎo)光器件1 的尺寸是大于或等于外框110的尺寸，可放大熒屏120的影像，并使放大的影像于導(dǎo)光器件1上遮蔽熒屏120的外框110。此導(dǎo)光器件1可為獨(dú)立配件，可例如配掛于LCD液晶熒屏120夕卜，或可 為顯示裝置100的一器件，可例如嵌入便攜式通訊裝置100'的機(jī)殼中，設(shè)置 于外框110的一側(cè)且對(duì)應(yīng)熒屏120的位置；又或者例如可為大面積的導(dǎo)光器 件1配掛于多熒屏120的電視墻設(shè)備IOO，，中，以消除熒屏120及熒屏120間 的間隙。此導(dǎo)光器件1以基板10為主，此基板10為可透光的材質(zhì)，如樹(shù)脂或聚 甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等的聚合物(polymer)或玻璃。此基板10的兩對(duì) 應(yīng)面(以下稱(chēng)第一面11與第二面12)分別具有第一圖案層20及第二圖案層 30，可分別由光或電子束光亥lj (Optical Lithography or e-bean Lithography)的 方式制作玻璃基板10或由熱壓合制程(emboss) 、 UV涂布(UV curing)的 方式直接于第一面11與第二面12上做成，或分別完成于貼附膜40上后，而 分別設(shè)置于第一面11與第二面12上。第一面11的第一圖案層20面對(duì)熒屏120，是由多個(gè)第一微結(jié)構(gòu)211所排 列而成，視焦距而定，可排列于全平面上、僅接近其中心處或僅排列于接近 其邊緣處，第一微結(jié)構(gòu)211用以發(fā)散(Divergence)入射光？d的前進(jìn)方向， 其中本說(shuō)明書(shū)以與基板10的中心軸假想線(簡(jiǎn)稱(chēng)中心軸)相互平行的入射光 XI為例，盡管不同類(lèi)型第一微結(jié)構(gòu)211的排列方式將提供入射光XI以不同角 度的前進(jìn)方向，但共同特性均使入射光X1偏離基板10的中心軸，故，熒屏 120的照明光線經(jīng)第一圖案層20的導(dǎo)向后，于基板10中偏離地朝第二面12的第二圖案層3o前進(jìn)，且入射光;u逐漸遠(yuǎn)離基板io的中心軸，導(dǎo)向后所偏離基板10的中心軸的角度也逐漸變大。第二圖案層30是由多個(gè)第二微結(jié)構(gòu)311所排列而成，分別對(duì)應(yīng)一第一微 結(jié)構(gòu)211，較對(duì)應(yīng)的第一微結(jié)構(gòu)211遠(yuǎn)離基板10的中心軸。因此，各第二微 結(jié)構(gòu)311依據(jù)對(duì)應(yīng)第一微結(jié)構(gòu)211的排列，可排列于全平面上、僅接近其中 心處或僅排列于接近其邊緣處，用以收斂(convergence)出射光的前進(jìn)方向，盡管不同類(lèi)型第二微結(jié)構(gòu)311的排列方式將提供出射光 i2以不同角度的 前進(jìn)方向，但共同特性均可修正出射光X2，因靠近而平行其基板10的中心軸， 故熒屏120的照明光線離開(kāi)地第二面12的第二微結(jié)構(gòu)311后，導(dǎo)向出射光 與入射光X1平行。進(jìn)一步具體化解釋是入射光U與第一微結(jié)構(gòu)211間具有第一夾角ei (即 90度)，入射光X1經(jīng)第一微結(jié)構(gòu)211導(dǎo)向后，與第一面11間具有第二夾角 62，且第一夾角01大于第二夾角02;經(jīng)第二微結(jié)構(gòu)311導(dǎo)向前的出射光人2 與第二面12間具有第三夾角63，經(jīng)第二微結(jié)構(gòu)311導(dǎo)向后的出射光與第 二微結(jié)構(gòu)311具有第四夾角e4 (即90度)，第三夾角03小于第四夾角e4， 如此，出射光經(jīng)第二圖案層30的導(dǎo)向后，所形成的像寬大于先前入射光XI 所形成的像寬，且出射光的前進(jìn)方向大體接近入射光入l的前進(jìn)方向，使 得觀看者位于第二面12觀看熒屏120時(shí)，可觀察到熒屏120的影像的放大， 以及無(wú)法看到被遮蔽的外框110，或熒屏120與熒屏120間明顯間隙。本發(fā)明的第一實(shí)施例中，參閱圖4a所示，圖4a繪示本發(fā)明第一實(shí)施例導(dǎo) 光器件的側(cè)視圖暨其入射光與反射光的前進(jìn)方向示意圖。第一圖案層20的此 些第一微結(jié)構(gòu)211'的徑向剖面呈凸柱狀，且于第一面11排列成多個(gè)同心圓的 環(huán)狀圖案，使得每二相鄰第一微結(jié)構(gòu)211'間的間距可視為一呈凹槽狀的狹縫， 以形成光柵結(jié)構(gòu)，且此些第一微結(jié)構(gòu)211'依據(jù)一相同的斜率(其傾斜角度最 佳為35度，可得最好的耦合效率+1模態(tài)與-1模態(tài)的強(qiáng)度比提升到20:1， 實(shí)驗(yàn)上耦合效率高達(dá)80%)， 一致地朝第一面ll中心處的方向傾倒，其中任 一狹縫的間距(即光柵周期p)，是由第一面ll的中心處朝其邊緣的方向逐 漸遞減,使得越接近第一面11邊緣的第一微結(jié)構(gòu)211'可繞射出越偏離基板10 中心軸的入射光 d。而第二圖案層30的此些第二微結(jié)構(gòu)311'的徑向剖面亦呈凸柱狀，而為 另一光柵結(jié)構(gòu)，且于第二面12排列成多個(gè)同心圓的環(huán)狀圖案，每二相鄰第二 微結(jié)構(gòu)311'間的間距可視為呈凹槽狀的狹縫。此些第二微結(jié)構(gòu)311，依據(jù)相同的斜率(其傾斜角度最佳為35度)，朝背對(duì)第二面12中心處的方向傾倒，其中任二相鄰的第二微結(jié)構(gòu)311'的間距(即 光柵周期.p),由第二面12的中心處朝其邊緣的方向遞減。至于任二相鄰的第一微結(jié)構(gòu)2lr及第二微結(jié)構(gòu)3lr的間距(即光柵周期p)與位置的關(guān)系，請(qǐng)參照?qǐng)D4b所示，圖4b繪示導(dǎo)光器件的計(jì)算周期的條件 參考圖。可依據(jù)下列關(guān)系了解ii=A, 、 ^ 力 2p (y):第一微結(jié)構(gòu)211'光柵的周期 p (y'):第二微結(jié)構(gòu)311，光柵的周期入波長(zhǎng) a:繞射角度 N:折射率說(shuō)明》、》為該熒屏120上任意兩點(diǎn)入射光XI的位置(與基板10中心軸的距離)；y、、 y，2為放大之后出射光X2輸出的位置；因?yàn)闉榈缺壤糯髖,、 y、的延長(zhǎng)線與y2、 y，2的延長(zhǎng)線會(huì)交o點(diǎn)，角度分別為ai、 a2，且第一面11 與第二面12的等效焦距分別為-x、 x，。根據(jù)光柵的原理，復(fù)見(jiàn)圖4a所示。當(dāng)上述的任二第一微結(jié)構(gòu)211，于發(fā)散 入射光人1時(shí)，此二第一微結(jié)構(gòu)211'便開(kāi)始使入射光X1進(jìn)行光柵繞射，使得 此入射光Xl于此等第一微結(jié)構(gòu)211，間具有第一夾角ei (例如90度)，而導(dǎo)向此入射光xi至其中二第二微結(jié)構(gòu)3ir間，此二第二微結(jié)構(gòu)3ir間的間距等 同于此二第一微結(jié)構(gòu)2lr間的間距，且此二第二微結(jié)構(gòu)3lr較此二第一微結(jié) 構(gòu)2lr接近基板io的邊緣，此入射光人i經(jīng)此二第一微結(jié)構(gòu)2lr導(dǎo)向后，與第一面11間具有第二夾角02，且第一夾角ei大于第二夾角02;當(dāng)此出射光到達(dá)此二第二微結(jié)構(gòu)311'間，與第二面12間具有第三夾角03，此出射光A2經(jīng)第二微結(jié)構(gòu)3ir導(dǎo)向后，與此二第二微結(jié)構(gòu)3ir間具有第四夾角e4 (即約 90度)，第四夾角e4大于第三夾角e3且等于第一夾角ei，如此可知，越接 近第一面H邊緣的第一微結(jié)構(gòu)2ir,會(huì)使出射光X2與第一面ii產(chǎn)生越大的第二夾角02，故，出射光人2經(jīng)第二圖案層30的導(dǎo)向后，所形成的像寬必然大于先前入射光xi所形成的像寬。如此，藉由調(diào)整每二相鄰第一微結(jié)構(gòu)2ir及第二微結(jié)構(gòu)3ii'間的間距及數(shù)量，使得正向入射光線依照設(shè)計(jì)的方向前進(jìn)，達(dá)到擴(kuò)張影像的目的。又因 為熒屏120上不同位置的入射光:u ，都是以正向入射的方式(平行中心軸)導(dǎo)入 導(dǎo)光器件i,并且正向出射導(dǎo)光器件i，避免顯示裝置ioo于大范圍視角出光 時(shí)，而產(chǎn)生光線衰減的問(wèn)題，因此可以確保整體影像的均勻度。本發(fā)明的一第二實(shí)施例中，參閱圖5a所示，圖5a繪示本發(fā)明第二實(shí)施例 導(dǎo)光器件的側(cè)視圖暨其入射光與反射光的前進(jìn)方向示意圖?；?0為菲涅爾 透鏡(Fresnellens)，第一圖案層20為一棱鏡結(jié)構(gòu)，且此些第一微結(jié)構(gòu)211" 于第一面ll排列成多個(gè)同心圓的環(huán)狀圖案，其徑向剖面呈銳角狀，分別依據(jù) 不同的斜率傾斜，其中各第一微結(jié)構(gòu)211"上面向第一面11中心處的斜面的 斜率，由第一面11的中心處朝該第一面11邊緣的方向遞增，且越接近第一面ii邊緣的第一微結(jié)構(gòu)2ir'可折射出越偏離該基板io的中心軸的入射光;u。而第二圖案層30為另一棱鏡結(jié)構(gòu)，此些第二微結(jié)構(gòu)311"于第二面12排 列成多個(gè)同心圓的環(huán)狀圖案，其徑向剖面呈銳角狀，且分別依據(jù)不同的斜率 傾斜，其中各第二微結(jié)構(gòu)311"上朝向背對(duì)第二面12中心處的斜面的斜率， 由該第二面12的中心處朝第二面12邊緣的方向遞增。此實(shí)施例中，可沿用圖4b所示，以了解第一微結(jié)構(gòu)2U"及第二微結(jié)構(gòu) 311"間的對(duì)應(yīng)位置，使得入射光 d所形成的像寬達(dá)到等比例的放大，其中y,、 y2為該熒屏120上任意兩點(diǎn)入射光 J的位置；y、、 y，2為放大的后出射光入2 輸出的位置，y!/》-yVy，2。因?yàn)闉榈缺壤糯罅?、y、的延長(zhǎng)線與y2、 y，2 的延長(zhǎng)線會(huì)交o點(diǎn)，角度分別為on、 a2，且第一面11與第二面12的焦距分別為-x、 x，。另外，如圖5b所示，圖5b繪示第一或二微結(jié)構(gòu).211"或3U" 的計(jì)算傾斜角度的條件參考圖。此第一微結(jié)構(gòu)211"(等同第二微結(jié)構(gòu)311") 的傾斜角度越大，會(huì)產(chǎn)生越大第二夾角02的出射光(見(jiàn)圖5a)，而此第一微 結(jié)構(gòu)211"(等同第二微結(jié)構(gòu)311")的傾斜角度可由下列說(shuō)明而得-<formula>formula see original document page 15</formula>說(shuō)明:Y為第一微結(jié)構(gòu)211"上所述斜面的傾斜角度，或者第二微結(jié)構(gòu)311" 上所述斜面的傾斜角度，因此，不同P,、 P2的角度可得知不同斜率。根據(jù)菲涅爾透鏡的原理，復(fù)見(jiàn)圖5a所示，當(dāng)上述的第一微結(jié)構(gòu)211"于發(fā) 散入射光X1時(shí)，此第一微結(jié)構(gòu)211"便開(kāi)始使入射光 d進(jìn)行折射，使得此入 射光人l與此第一微結(jié)構(gòu)211"具有第一夾角ei (例如卯度)，而導(dǎo)向此入射光;u.至一第二微結(jié)構(gòu)311",此第二微結(jié)構(gòu)3lr，間的斜率等同于此第一微結(jié)構(gòu)211，，的斜率，且此第二微結(jié)構(gòu)311"較此第一微結(jié)構(gòu)211"接近基板10的 邊緣，此入射光 J經(jīng)此第一微結(jié)構(gòu)211"的導(dǎo)向后，與此第一面ll具有第二 夾角92，且第一夾角ei大于第二夾角02;當(dāng)此出射光X2到達(dá)此第二微結(jié)構(gòu) 3U"時(shí)，與第二面12間具有第三夾角03，而由第二微結(jié)構(gòu)311"產(chǎn)生另一次 相反的折射，此出射光人2經(jīng)第二微結(jié)構(gòu)311"導(dǎo)向后，與此二第二微結(jié)構(gòu)311" 間具有第四夾角04 (即約90度)，第三夾角63小于第四夾角04，如此可知， 越接近第一面11邊緣的第一微結(jié)構(gòu)211"，會(huì)使出射光人2與第一面11產(chǎn)生越 大的第二夾角e2，故，出射光X2經(jīng)第二圖案層30的導(dǎo)向后，所形成的像寬 必然大于先前入射光人l所形成的像寬。在此值得一提的是，上述的此些第一 微結(jié)構(gòu)211"之間，或此些第二微結(jié)構(gòu)311"的間的間距可限定于1 20微米 (micrometer)的范圍內(nèi)，以避免云彩紋現(xiàn)象(Moir6pattern)發(fā)生。如此，藉由調(diào)整各第一微結(jié)構(gòu)211"及第二微結(jié)構(gòu)311"的斜率與位置，使 得正向入射光線依照設(shè)計(jì)的方向前進(jìn)，達(dá)到擴(kuò)張影像的目的。又因?yàn)闊善?20上不同位置的入射光X1，都是以正向入射的方式(平行中心軸)導(dǎo)入導(dǎo)光器件1，并且正向出射導(dǎo)光器件l,避免顯示裝置ioo于大范圍視角出光時(shí)，而產(chǎn)生光線衰減的問(wèn)題，因此可以確保整體影像的均勻度。上述的眾實(shí)施例中，請(qǐng)見(jiàn)圖6a，是繪示本發(fā)明第三實(shí)施例導(dǎo)光器件的側(cè) 視圖。第一圖案層20可為棱鏡結(jié)構(gòu)與光柵結(jié)構(gòu)的綜合組合，其中棱鏡結(jié)構(gòu)的 此些第一微結(jié)構(gòu)211"以同心圓的環(huán)狀圖案由同樣是同心圓環(huán)狀圖案的光柵結(jié) 構(gòu)的此些第一微結(jié)構(gòu)211'所包圍，第二圖案層30亦可為另一棱鏡結(jié)構(gòu)與另一 光柵結(jié)構(gòu)的綜合組合，其中另一棱鏡結(jié)構(gòu)的此些第二微結(jié)構(gòu)311"以同心圓的 環(huán)狀圖案被同樣是同心圓環(huán)狀圖案的光柵結(jié)構(gòu)的此些第二微結(jié)構(gòu)311'所包 圍，不變的是棱鏡結(jié)構(gòu)或光柵結(jié)構(gòu)的任一第一微結(jié)構(gòu)211'或211"對(duì)應(yīng)另一棱 鏡結(jié)構(gòu)或另一光柵結(jié)構(gòu)中相同間距或斜率的一第二微結(jié)構(gòu)311'或311"。由于棱鏡結(jié)構(gòu)(如斐涅爾透鏡Fresnellens)面臨入射光人l較大的入射 角時(shí)，其折射穿透率將逐漸下降，因此，此第三實(shí)施例的綜合組合中，見(jiàn)圖 6b所示，當(dāng)介質(zhì)的折射率為1.49時(shí)，棱鏡結(jié)構(gòu)(如斐涅爾透鏡結(jié)構(gòu)Fresnd lens)可用于入射光XI的斜面入射角0>=，卩2小于70度，穿透率(transmission ratio)大于80%時(shí)，反之，當(dāng)入射光XI的斜面入射角O大于70度時(shí)，可使用 光柵結(jié)構(gòu)，如此，此熒屏所發(fā)出較大角度的光線便可被光柵結(jié)構(gòu)導(dǎo)引光的前 進(jìn)方向至觀看者，使得觀看者不致感受到畫(huà)面邊緣的亮度衰弱，產(chǎn)生不均勻 亮度。此第三實(shí)施例的綜合組合中，熒屏120及外框110的尺寸就可決定放大 倍數(shù)，基板10的厚度可決定焦距(f)，以上己決定后，其入射光？J的第二夾角e2的最大范圍便可決定，例如第二夾角e2的最大范圍為60度而言，而例如棱鏡結(jié)構(gòu)的最大可容忍的第二夾角62設(shè)定為50度(此時(shí)余4面入射角 ①-Y+Pf70度)，則便可計(jì)算出基板10上斐涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的半《5為1.19f，而 光柵結(jié)構(gòu)的外圈半徑為1.732f，因此可知光柵結(jié)構(gòu)與棱鏡結(jié)構(gòu)的面積比例為 1.11: 1。如此，任何導(dǎo)光器件1具有光柵結(jié)構(gòu)與棱鏡結(jié)構(gòu)的綜合組合時(shí)，其排列于基板io上的面積比例可依據(jù)上述的觀念而改變，不會(huì)僅限定于一定的比例。.如此，本發(fā)明的顯示裝置100應(yīng)用了可遮蔽其外框110的導(dǎo)光器件1后, 即可等比例的放大熒屏120的影像，遮蔽熒屏120的外框110，或熒屏120與 熒屏120間明顯間隙，同時(shí)，加強(qiáng)畫(huà)面邊緣的亮度以避免不均勻亮度的情況 發(fā)生。而且本發(fā)明所揭露如上的各實(shí)施例中，并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉 此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因 此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視前附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種導(dǎo)光器件，其特征在于，該導(dǎo)光器件包括一基板；一第一圖案層，位于該基板的一第一面上，該第一圖案層用以發(fā)散復(fù)數(shù)個(gè)入射光的前進(jìn)方向，以導(dǎo)向該些入射光偏離所述的基板的中心軸，其中每一所述的這些入射光的前進(jìn)方向平行所述的基板的中心軸，且越遠(yuǎn)離中心軸的入射光被導(dǎo)向偏離的角度越大；以及一第二圖案層，設(shè)于所述的基板的一第二面上，且該第二面背對(duì)所述的第一面，所述的第二圖案層用以收斂所述的這些入射光的前進(jìn)方向，以導(dǎo)向復(fù)數(shù)個(gè)出射光朝所述的基板的中心軸靠近而平行所述的基板的中心軸，且所述的這些出射光所圍成的影像大小是所述的這些入射光所圍成的影像大小經(jīng)中心軸為對(duì)稱(chēng)中心，而成等比例地放大。
2. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的基板為一可透光 的樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸甲酯或玻璃。
3. 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的第一圖案層由復(fù) 數(shù)個(gè)第一微結(jié)構(gòu)所排列而成，所述的第二圖案層由復(fù)數(shù)個(gè)第二微結(jié)構(gòu)所排列 而成，每一所述的這些第一微結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)其中一第二微結(jié)構(gòu)，并較所述的對(duì)應(yīng) 的第二微結(jié)構(gòu)接近所述的基板的中心軸。
4. 如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的第一圖案層為一 光柵結(jié)構(gòu)，且所述的這些第一微結(jié)構(gòu)的徑向剖面呈凸起狀，且任二相鄰的第 一微結(jié)構(gòu)之間呈凹槽狀，所述的這些第一微結(jié)構(gòu)并依據(jù)一相同的斜率，共同 朝所述的第一面中心處的方向傾倒。
5. 如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，任二相鄰的第一微結(jié)構(gòu) 的間距，是由所述的第一面的中心處朝所述的第一面邊緣的方向遞減。
6. 如權(quán)利要求5所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的這些第一微結(jié)構(gòu)分別排列為復(fù)數(shù)個(gè)同心圓圖案。
7. 如權(quán)利要求6所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的這些第一微結(jié)構(gòu) 僅鄰近于所述的第一面的邊緣。
8. 如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的第二圖案層為另 一光柵，所述的這些第二微結(jié)構(gòu)的徑向剖面呈凸起狀，且任二相鄰的第二微 結(jié)構(gòu)之間呈凹槽狀，所述的這些第二微結(jié)構(gòu)并依據(jù)一相同的斜率，朝背對(duì)所 述的第二面中心處的方向傾倒。
9. 如權(quán)利要求8所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，任二相鄰的第二微結(jié)構(gòu) 的間距，是由所述的第二面的中心處朝所述的第二面邊緣的方向遞減。
10. 如權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的這些第二微結(jié)構(gòu) 分別排列為復(fù)數(shù)個(gè)同心圓圖案。
11. 如權(quán)利要求IO所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的這些第二微結(jié) 構(gòu)僅鄰近于所述的第二面的邊緣。
12. 如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的第一圖案層為一 棱鏡結(jié)構(gòu)，所述的這些第一微結(jié)構(gòu)的徑向剖面呈銳角狀，分別依據(jù)不同的斜 率傾斜。
13. 如權(quán)利要求12所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，每一所述的這些第一 微結(jié)構(gòu)面向所述的第一面中心處的斜面的斜率，由所述的第一面的中心處朝 所述的第一面邊緣的方向遞增。
14. 如權(quán)利要求13所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的這些第一微結(jié) 構(gòu)分別排列為復(fù)數(shù)個(gè)同心圓圖案。
15. 如權(quán)利要求14所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的這些第一微結(jié) 構(gòu)之間的間距是位于1 20微米的范圍內(nèi)。
16. 如權(quán)利要求15所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的這些第一微結(jié) 構(gòu)僅鄰近于所述的第一面的邊緣。
17. 如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的第二圖案層為另一棱鏡結(jié)構(gòu)，所述的這些第二微結(jié)構(gòu)的徑向剖面呈銳角狀，分別依據(jù)不同的 斜率傾斜。 .
18. 如權(quán)利要求17所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，每一所述的這些第二 微結(jié)構(gòu)背對(duì)所述的第二面中心處的斜面斜率，由所述的第二面的中心處朝所 述的第二面的邊緣的方向遞增。
19. 如權(quán)利要求18所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的這些第二微結(jié) 構(gòu)分別排列為復(fù)數(shù)個(gè)同心圓圖案。
20. 如權(quán)利要求19所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的這些第二微結(jié) 構(gòu)之間的間距是位于1 20微米的范圍內(nèi)。
21. 如權(quán)利要求20所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的這些第二微結(jié) 構(gòu)僅鄰近于所述的第二面的邊緣。
22、如權(quán)利要求15所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的第一圖案層更 包括所述的棱鏡結(jié)構(gòu)與一光柵結(jié)構(gòu)的組合，所述的棱鏡結(jié)構(gòu)位于所述的光柵 結(jié)構(gòu)之中。
23. 如權(quán)利要求22所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的光柵結(jié)構(gòu)的所 述的這些第一微結(jié)構(gòu)呈凸起狀，并依據(jù)一相同的斜率，朝所述的第一面中心 處的方向傾倒。
24. 如權(quán)利要求23所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的光柵結(jié)構(gòu)中任 二相鄰第一微結(jié)構(gòu)的間距，是由所述的第一面的中心處朝所述的第一面邊緣 的方向遞減。
25. 如權(quán)利要求20所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的第二圖案層更 包括所述的另一棱鏡結(jié)構(gòu)與一光柵結(jié)構(gòu)的組合，所述的另一棱鏡結(jié)構(gòu)位于所 述的光柵結(jié)構(gòu)之中。
26. 如權(quán)利要求25所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的光柵結(jié)構(gòu)的所 述的這些第二微結(jié)構(gòu)呈凸起狀，并依據(jù)一相同的斜率，朝背對(duì)所述的第二面 中心處的方向傾倒。
27. 如權(quán)利要求26所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的光柵結(jié)構(gòu)中任 二相鄰第二微結(jié)構(gòu)的間距，是由所述的第二面的中心處朝所述的第二面邊緣 的方向遞減。
28. 如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)光器件，其特征在于，所述的第一圖案層或第 二圖案層制作于一貼附膜上，所述的貼附膜設(shè)置于所述的基板的一側(cè)。
29. —種可遮蔽外框的顯示裝置，其特征在于，該裝置包括 至少一外框；至少一熒屏，該至少一熒屏顯露于所述的至少一外框； 至少一背光模塊，對(duì)應(yīng)所述的至少一熒屏，并提供其光線；以及 一如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光器件，該導(dǎo)光器件大于所述的外框，設(shè)置于 所述的外框的一側(cè)，且對(duì)應(yīng)所述的至少一熒屏的位置。
30. 如權(quán)利要求29所述的顯示裝置，其特征在于，該顯示裝置為一LCD 液晶熒屏。
31. 如權(quán)利要求29所述的顯示裝置，其特征在于，該顯示裝置為一移動(dòng) 電話。
32. 如權(quán)利要求29所述的顯示裝置，其特征在于，該顯示裝置為具有復(fù) 數(shù)個(gè)熒屏的一電視墻設(shè)備。
全文摘要
一種具可遮蔽外框的顯示裝置及其使用的導(dǎo)光器件，該導(dǎo)光器件包括可透光的基板，此基板的兩對(duì)應(yīng)面分別具有第一圖案層及第二圖案層，當(dāng)熒屏對(duì)第一圖案層發(fā)出光線時(shí)，第一圖案層用以發(fā)散入射光的前進(jìn)方向，對(duì)于平行基板中心軸的入射光，經(jīng)第一圖案層作用后，被導(dǎo)向偏離中心軸，第一圖案層越遠(yuǎn)離中心軸的入射光被導(dǎo)向偏離的角度越大；之后，入射光通過(guò)第二圖案層而成為出射光時(shí)，第二圖案層用以收斂出射光的前進(jìn)方向，使得出射光被導(dǎo)向而平行基板的中心軸，其中出射光所圍成的影像大小與其入射光所圍成的影像大小成以中心軸為對(duì)稱(chēng)中心等比例放大的關(guān)系。本發(fā)明使得顯示器輸出面的影像能夠增大倍數(shù)，且達(dá)到消除或掩蓋顯示器周邊邊框的效果。
文檔編號(hào)G03B21/56GK101280905SQ200810099218
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月13日
發(fā)明者徐旭升, 范富誠(chéng), 蔡海恩, 陳志偉 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司