專利名稱：用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，特別是涉及一 種光學(xué)膜片能消除--般立體顯示技術(shù)中發(fā)生的疊紋現(xiàn)象，并能改變光線垂直與 水平配光視角且維持一定的光偏振態(tài)守恒，以維持顯示器的高輝度與高對(duì)比 性。
背景技術(shù)：
一般液晶顯示器，顯示的影像為平面影像，無法感受真實(shí)物體的遠(yuǎn)近與景深，近年來3D立體影像技術(shù)越來越受重視，3D立體影像的顯示技術(shù)可以用 于許多場(chǎng)合，除了主要的視聽娛樂用途外，醫(yī)療中的一些病理與切片觀察技術(shù) 很早就使用類似的立體顯示技術(shù)來觀察病理，此外立體影像技術(shù)也可用于一些 較為珍貴的藝術(shù)珍品或飾品的觀賞與展示。立體影像的技術(shù)有許多實(shí)現(xiàn)方式，早期的紅綠立體影像是利用不同角度的 攝影機(jī)拍攝影像的視差的立體技術(shù)，但是這種技術(shù)無法將顏色有效表現(xiàn)出來。 而另一種隨機(jī)點(diǎn)的立體圖，則利用計(jì)算機(jī)軟件處理來表現(xiàn)出明暗的隱藏圖，再 經(jīng)雙眼觀看融合成立體圖像。還有利用柱狀透鏡數(shù)組(lenticular lens array)的成 像將不同視角觀看的連續(xù)立體影像表現(xiàn)出來，可以造成影像縮、連續(xù)變圖、與 前后深淺的三維效果。還有利用視差屏障技術(shù)來造成左右眼視覺視差的立體技 術(shù)等，以及使用立體全像術(shù)來拍攝及重建的立體影像。最后還有利用偏振光 (Polarization Light)反復(fù)切換的特性來拍攝的立體顯像技術(shù)，此技術(shù)使用液晶顯 示器快速切換影像的偏振態(tài)，也可以造成不同的景深與3D的效果。請(qǐng)配合參閱圖1所示，顯示傳統(tǒng)利用偏振光切換技術(shù)的3D立體影像的架 構(gòu)圖，圖中的概念顯示需在兩片LCD液晶面板5中間放置一片光學(xué)膜片6來 達(dá)成偏振保持，消除疊紋，維持特定水平與垂直視角需求的示意架構(gòu)圖。傳統(tǒng) 技藝中此類膜片制作目前是以全像干涉術(shù)所制作出的特殊全像光學(xué)膜片為主， 此膜片的現(xiàn)有技藝有如美國(guó)專利號(hào)US6998196號(hào)所提供的此全像光學(xué)繞射組件(HOE)的膜片制作方式與原理，此傳統(tǒng)全像母片制作方式多用雷射光將干涉 光的振幅、相位紀(jì)錄于鹵化銀底片或特定感光材料，經(jīng)顯影、定影、漂白等制 程再重建繞射的光場(chǎng)，過程復(fù)雜難制作。請(qǐng)參考圖1，圖中顯示此種3D立體技術(shù)需要兩張可輸出的顯示卡硬件7 來搭配各自的LCD液晶面板5來做偏光的切換與顯示處理，而輸出畫面必須 是先經(jīng)過特定軟件來處理編碼成為立體影像專用的疊合影像畫面，最后此畫面 撥出時(shí)再經(jīng)人眼配帶偏光眼鏡來觀賞就可產(chǎn)生真實(shí)的3D立體影像。以偏振光切換造成的3D立體影像技術(shù)主要原理是當(dāng)輸入的影像由空間 光線調(diào)制器(Spatial Light Modulator, SLM)或液晶面板(LCD)等輸出時(shí)，利用人 眼視覺暫留現(xiàn)象，極短時(shí)間的快速切換來控制SLM或液晶面板切換影像的偏 振光狀態(tài)，此時(shí)搭配偏振鏡片后使左眼與右眼看到的影像具有不同的偏振狀 態(tài)，通過左右眼的視覺角度與遠(yuǎn)近差異突顯出，進(jìn)而造成3D立體顯示影像所 需的視差現(xiàn)象，最后兩眼影像經(jīng)大腦融合并解釋成為一3D立體影像。此類型 的立體影像技術(shù)有許多的應(yīng)用與改良，早期有類似頭戴顯示器(Head Mounted Display, HMD)的3D技術(shù)等，與多臺(tái)投影機(jī)產(chǎn)生的立體電影等。而此類型的 3D顯示器主要有幾個(gè)特色，第一，使用一片或兩片LCD來輸出影像。第二， 輸出影像本身需經(jīng)過特殊軟件來處理編碼且常需有雙輸出的顯示等硬件支持。 第三，此立體影像需要使用偏振片或偏振眼鏡觀賞。光學(xué)膜片在3D立體影像技術(shù)的使用方式大致如下所述，3D立體影像技 術(shù)當(dāng)使用到兩片重疊的LCD來輸出影像時(shí)，此兩片LCD需緊密地重疊在一起， 否則兩者影像將會(huì)被模糊化且彼此受到畫面互相干擾而影響畫質(zhì)清晰度，但在 此兩片LCD疊合緊密貼合一起使用時(shí)，由于兩片LCD的像素(Pixel)結(jié)構(gòu)大小 過于規(guī)律化，且兩者尺寸相近或相同就會(huì)造成嚴(yán)重的光學(xué)干涉的疊紋(moire) 現(xiàn)象，使得影像質(zhì)量受到干涉條紋的嚴(yán)重干擾，所產(chǎn)生的疊紋干涉條紋大致上 為明亮相間的紋路，此條紋隨著觀察者的視角與所使用的光線波段與兩緊貼的 液晶面板的像素的相對(duì)位置與方向而有改變，有時(shí)產(chǎn)生的疊紋條紋當(dāng)人的眼睛 無法鑒別時(shí)就不會(huì)輕易被發(fā)現(xiàn)其存在。一般而言，此疊紋將會(huì)嚴(yán)重影響液晶顯示的畫面質(zhì)量，是必須加以消除避 免的重要問題。所以一般在現(xiàn)有技藝中在此兩片LCD中間就必須加上一張?zhí)?殊的光學(xué)膜片來消除疊紋的問題，現(xiàn)有技術(shù)中是使用全像式光學(xué)膜片來降低疊紋的影響，但是制作全像式膜片的技術(shù)門檻較高，不易普及制作而且價(jià)格非常 昂貴，且當(dāng)使用的顯示器越來越大時(shí)，就需要大面積的光學(xué)膜片。此類全像膜片母片制作必須通過雷射光源來做為全像術(shù)(Holography)干涉時(shí)的物光與參考 光源，所制作的光學(xué)膜片面積越大則雷射光就必須有更大的平行擴(kuò)束光學(xué)裝 置，牽涉到的光學(xué)專用擴(kuò)束鏡頭其體積也相當(dāng)大，而透鏡的離軸像差也越大， 故其均勻性越難控制，所以相對(duì)其成本極高與制作困難。不僅如此，在大面積區(qū)域的雷射的均勻性不佳與雷射照射功率明顯不足的 問題下，直接會(huì)影響雷射曝光后的全像膜片的表面結(jié)構(gòu)體的成型率與分布均勻 性，就會(huì)大大降低消除疊紋的效果與立體影像顯示的畫質(zhì)，所以不易將此全像 光學(xué)膜片大尺寸化，則未來使用此全像立體影像的顯示器的尺寸就受到嚴(yán)重限 制，而且全像類型的光學(xué)膜片價(jià)格昂貴。而此全像光學(xué)膜片如果使用一般傳統(tǒng) 顯示器或LCD TV專用的下擴(kuò)散片或上擴(kuò)散片來取代時(shí)，會(huì)因?yàn)閿U(kuò)散片使用隨 機(jī)顆粒做涂布的制作方式下其膜片的視角分布為圓形軸對(duì)稱，就無法制作非對(duì) 稱的配光光型與視角分布，而對(duì)于3D立體影像顯示技術(shù)中常需要的特殊視角 需求或不對(duì)稱視角的需求就無法達(dá)成，且使用一般擴(kuò)散片的視角也有過大或過 小的問題，使用此一般傳統(tǒng)的擴(kuò)散膜片都會(huì)嚴(yán)重造成像素影像的模糊，輝度嚴(yán) 重下降，并使3D立體影像的顯示質(zhì)量變差，且基本的疊紋問題都無法消除。再者使用一般擴(kuò)散膜片更嚴(yán)重的是光線經(jīng)過擴(kuò)散膜片后因光線過度擴(kuò)散 其偏振狀態(tài)也無法保持將造成對(duì)比下降，這都影響到3D立體影像的對(duì)比度與 影像質(zhì)量和觀賞的輝度值。因此，如何開發(fā)一種可以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的各種缺點(diǎn)的光學(xué)膜片，能克 服一般擴(kuò)散片會(huì)使畫質(zhì)模糊，無法保持偏振，無法消除疊紋，光型為軸對(duì)稱的 先天限制。此膜片也能克服傳統(tǒng)中大尺寸全像光學(xué)膜片的不易批量制造與大面 積化與價(jià)格非常昂貴的缺點(diǎn)，實(shí)為目前3D立體影像技術(shù)中極為關(guān)鍵且極欲解 決的課題。發(fā)明內(nèi)容鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的在于特定高分子基材的 上下兩表面分別制作不同的結(jié)構(gòu)體，在基材其一表面上制作一以部份弧型輪廓 延伸的長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)，并在基材另一表面上設(shè)置制作出微細(xì)的點(diǎn)狀凹凸的結(jié)構(gòu)，利5用上下表面結(jié)構(gòu)分別為長(zhǎng)條狀與凹凸點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)兩者形狀維度的差異與上下表 面兩者的形狀曲率變化來改變所需的非對(duì)稱配光角度分布，可造成垂直與水平 視角的差異，此種垂直與水平的視角差異的光學(xué)特性則可達(dá)成傳統(tǒng)全像光學(xué)膜 片具有非對(duì)稱的配光特性。針對(duì)本發(fā)明的光學(xué)膜片其上下表面的弧狀長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)尺寸與點(diǎn)狀的凹凸結(jié)構(gòu)尺寸與3D立體影像使用的兩片LCD的像素結(jié)構(gòu)尺寸 可能會(huì)產(chǎn)生光學(xué)干涉(Interference)的空間頻率(Spatial Frequency)作其干涉空間 頻率的頻率回避，來消除并降低眼睛會(huì)察覺的各拍頻干涉的較低頻空間頻率下 的疊紋干涉現(xiàn)象。故本膜片的結(jié)構(gòu)能有效破壞3D影像顯示技術(shù)中因使用兩片 重疊LCD可能產(chǎn)生相近且近同調(diào)(Coherent)的光程差(Optical Path Difference)，而能夠用來消除疊紋的問題，而利用弧狀長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)來調(diào)整水平與 垂直視角的配光特性，且能維持經(jīng)過液晶后光線的特定偏振狀態(tài)，能避免漏光 問題。為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的其中一種方案，提供一種用于消除 疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其成形于基材的上下表面的不同微結(jié)構(gòu)，其 特征在于該基材以高分子的透光材質(zhì)制成，上述成形于該基板的一表面的微 結(jié)構(gòu)為至少一種以弧形輪廓所延伸的長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體，上述成形于該基板的另一 表面的微結(jié)構(gòu)為至少一種點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體，并且該光學(xué)膜片控制光線視角分布使其 配光呈現(xiàn)非軸對(duì)稱的分布。所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其中，該高分子透光材 質(zhì)選自于由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯樹脂、甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯及聚 苯乙烯與飽和多元酯組成的材料群組中的至少一種材料。所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其中，該長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體 的弧形輪廓曲線為非球面的輪廓曲線線條。所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其中，該長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體 寬度大小為8~90pm，而深度為3 20(im。所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其中，該點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體的 深度分布介于1 20 之間。所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其中，該長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體 可為長(zhǎng)條彎曲狀。所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其中，該長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體為凸?fàn)罨虬紶罨虬纪範(fàn)畈⒋嬖O(shè)置。所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其中，該長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體 的設(shè)置方向與該基材相對(duì)夾一特定角度。所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其中，該點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體為 凹狀或凸?fàn)罨蛲範(fàn)钆c凹狀并存設(shè)置。所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其中，該光學(xué)膜片的最大與最小的配光視角角度差異介于2度 37度之間。整體而言，本發(fā)明的光學(xué)膜片，能改變經(jīng)LCD的光線的水平與垂直視角， 并可以造成非傳統(tǒng)擴(kuò)散片的圓對(duì)稱的輝度視角分布，能搭配立體影像用LCD 顯示所需的特殊視角要求，并有效消除兩片LCD重疊時(shí)產(chǎn)生的嚴(yán)重疊紋現(xiàn)象， 并能維持經(jīng)過液晶后光線的偏振狀態(tài)，避免漏光問題。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的 限定。


圖1為現(xiàn)有的3D立體顯示技術(shù)的關(guān)系架構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明的第一實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明的第二實(shí)施例的正面立體結(jié)構(gòu)圖； 圖4為本發(fā)明的第二實(shí)施例的反面立體結(jié)構(gòu)圖； 圖5為本發(fā)明的第三實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)圖；圖6為一曲線圖，說明本發(fā)明的第二實(shí)施例中膜片所測(cè)得的視角配光曲線圖；圖7為不加任何擴(kuò)散膜片的3D立體顯示器實(shí)際拍攝的視覺效果圖；圖8為加上一般傳統(tǒng)擴(kuò)散膜片的3D立體顯示器實(shí)際拍攝的視覺效果圖；圖9為加上傳統(tǒng)全像光學(xué)膜片的3D立體顯示器實(shí)際拍攝的視覺效果圖；圖10為加上本發(fā)明光學(xué)膜片的3D立體顯示器實(shí)際拍攝的視覺效果圖。現(xiàn)有技術(shù)中的附圖標(biāo)記LCD液晶面板 5光學(xué)膜片 6顯示卡硬件 7本發(fā)明中的附圖標(biāo)記基材 la, lb, lc上表面結(jié)構(gòu) 2a, 2b， 2c 微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21a,21b，21c曲線線條輪廓 211a, 211b， 211c下表面結(jié)構(gòu) 3a, 3b, 3c點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體 31a, 31b, 31c旋轉(zhuǎn)角度 4b， 4cA曲線 AB曲線 B具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一歩更詳細(xì)的描述。在本發(fā)明被詳細(xì)描述之前，要注意的是，在以下說明內(nèi)容中，類似的組件 是以相同的編號(hào)來表示，此外所附圖示僅是示意，而非依照一定的比例繪圖。 再請(qǐng)配合參閱圖2所示，其為本發(fā)明的光學(xué)膜片的第一實(shí)施例，該光學(xué)膜 片控制光線視角分布使其配光呈現(xiàn)非軸對(duì)稱的分布，并且該光學(xué)膜片的最大與 最小的配光視角角度差異介于2度 37度之間。本光學(xué)膜片本體包含基材la 及上表面結(jié)構(gòu)2a與下表面結(jié)構(gòu)3a，其中上表面結(jié)構(gòu)2a包含至少一種類的微結(jié) 構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21a，而微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21a的表面形狀可由NURBS (非均 勻有理B樣條)曲面組成，或由傳統(tǒng)光學(xué)所述及的球面，與非球面曲線、SPLINE (內(nèi)插方式)曲線，或BEZIER (皮埃爾曲線)曲線方程式等組成的輪廓，如 圖2所示的曲線線條輪廓211a則由橢圓圓錐曲線的部分輪廓曲線所構(gòu)成的橢 圓非球面曲線，其中微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21a可為由曲線線條輪廓211a構(gòu)成的 加工刀具路徑沿特定的直線方向來延展加工成形制作。但為了更有效消除因長(zhǎng) 條結(jié)構(gòu)本身固定周期下而又與液晶面板產(chǎn)生的額外頻率的干涉條紋，亦可使用 曲線蜿蜒(如呈現(xiàn)反復(fù)類似S型振動(dòng)的軌跡)的方式將曲線線條輪廓21 la沿特 定曲線(如呈現(xiàn)反復(fù)類似S型振動(dòng)的軌跡)蜿蜒延展出如河流反復(fù)蜿蜒的非球面 微結(jié)構(gòu)凸條體來降低此干涉條紋的發(fā)生現(xiàn)象。而此長(zhǎng)條或蜿蜒狀的結(jié)構(gòu)實(shí)際加工方式可以通過超精密加工刀具與計(jì)算機(jī)數(shù)值控制的加工機(jī)來刻劃出此直條狀或S型蜿蜒狀的微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21a，而下表面結(jié)構(gòu)3a則設(shè)置許多的點(diǎn) 狀結(jié)構(gòu)體31a。再請(qǐng)參考圖3所示，其為本發(fā)明的第二實(shí)施例，上表面結(jié)構(gòu)2b包含至少 一種類的微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21b，其亦可設(shè)置相對(duì)于基材lb本體有一旋轉(zhuǎn)角 度4b，即此微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21b的長(zhǎng)條延伸方向不需要平行或垂直設(shè)置于 基材lb本體之上，設(shè)計(jì)此旋轉(zhuǎn)角度4b的優(yōu)點(diǎn)是將可以用來微調(diào)光學(xué)膜片配光 的視角分布與調(diào)整膜片本身空間頻率的水平與垂直的分量比重，因?yàn)楦鞣N尺寸 LCD液晶顯示器的像素大小都因制造的廠商不同而有些差異性，而配光的視 角則可通過此旋轉(zhuǎn)角度4b來微調(diào)改變。此微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21b可為由曲線 線條輪廓211b構(gòu)成的加工刀具路徑沿特定的直線方向來延展加工成形制作。再請(qǐng)參閱圖4所示，其為本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)膜片的下表面所設(shè)置的 點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體31b，圖中顯示其下表面結(jié)構(gòu)3b設(shè)置許多凸起的點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體31b， 此點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體31b亦可改設(shè)置為凹狀結(jié)構(gòu)體，或者使凹狀與凸?fàn)铧c(diǎn)狀物同時(shí)設(shè) 置存在于下表面上。凹凸點(diǎn)狀物兩者差異主要在于凸?fàn)钆c凹狀點(diǎn)狀物以微透鏡 成像理論而言，其透鏡等效的前后焦距有差異性，其擴(kuò)散光線所需的空間位置 與擴(kuò)散的距離長(zhǎng)短就有不同。此點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體31b的制作方式則可以使用蝕刻 (Etching)或以精密刀具采用壓花方式或特定路徑切削加工或以噴涂顆粒等傳 統(tǒng)方式制作出。圖4中顯示本實(shí)施中結(jié)構(gòu)體本身類似部分隆起的小山丘或類似 部分球形的形狀，而點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體31b的排列方式則為隨機(jī)的均勻分布于下表面 結(jié)構(gòu)3b之上。請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D5所示為本發(fā)明的第三實(shí)施例，上表面結(jié)構(gòu)2c包含至少一種 類的微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21c，其可為由曲線線條輪廓211c構(gòu)成的加工刀具路 徑沿特定的直線方向來延展加工成形制作，并且此微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21c亦可 設(shè)置相對(duì)于基材lc本體有一旋轉(zhuǎn)角度4c。此微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21c亦可以改 設(shè)置成為完全相反的凹狀的弧形長(zhǎng)條，凹狀與凸?fàn)罨⌒伍L(zhǎng)條差異在于兩者發(fā)散 光線的前后近軸焦點(diǎn)位置有所差異，這將會(huì)造成擴(kuò)散角度與擴(kuò)散距離的些微不 同。所述的微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體21c的形狀也可設(shè)置成為完全相反的微結(jié)構(gòu)弧形凹狀長(zhǎng)條，或者可使用多種不同形狀的弧形凹狀與弧形凸?fàn)铋L(zhǎng)條結(jié)構(gòu)同時(shí)并存 設(shè)置，根據(jù)光學(xué)重疊(Superposition)原理來制作更多樣化的配光曲線需求，改變微結(jié)構(gòu)透鏡的等效前焦點(diǎn)與后焦點(diǎn)與基材lc的材料與成型膠類的折射率， 都會(huì)影響光線經(jīng)本光學(xué)膜片后擴(kuò)散的角度與擴(kuò)散的距離。再者，第三實(shí)施例的 光學(xué)膜片的下表面結(jié)構(gòu)3c設(shè)置許多凸起的點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體31c。本發(fā)明的光學(xué)膜片的基材(la, lb， lc)的本體材料，以高分子透光材質(zhì)制成， 該高分子透光材質(zhì)選自于由聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate ， PMMA)、聚碳酸酯樹脂(Polycarbonate, PC)、甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯 (Methylmethacrylate Styrene， MS)及聚苯乙烯(Polystyrene， PS)或飽和多元酯 (PET)等組成材料群組中的任一種材料，而本發(fā)明中的具消除疊紋及控制視角 的光學(xué)膜片的制作方式步驟為經(jīng)光學(xué)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)由精密模具加工完成后再利 用紫外光(UV)固化成型等制作方法制作，其制作方式亦可以使用押出 (Extrusion)等制作方法制作，或使用熱壓(Embossing)或滾壓制程(Roller to Roller)來大量生產(chǎn)本發(fā)明的膜片。上述實(shí)施例中，長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體，即微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體(21a,21b，21c)的曲線 線條輪廓(211a, 211b, 211c)可由至少一種線條單元所組成，當(dāng)然亦可由非球面 線條、直線、NURBS曲線、SPLINE曲線、BEZIER曲線及圓弧線條等不同線 條相互搭配共同組合，并將此曲線延伸成形，進(jìn)而構(gòu)成一種復(fù)合式非球面 (Compound Asphere Surface)。此非球面形狀的微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體(21a, 21b, 21c) 的寬度周期大小可從數(shù)十微米(pm)到近百微米皆可，本發(fā)明中的微結(jié)構(gòu)弧形 長(zhǎng)條體(21a, 21b, 21c)的結(jié)構(gòu)寬度因精密加工刀具的尺寸限制與眼睛的分辨率 考慮經(jīng)計(jì)算評(píng)估約可設(shè)計(jì)在8 90微米左右，實(shí)施例的較佳設(shè)計(jì)值約在20 60 微米左右，而結(jié)構(gòu)深度則可設(shè)計(jì)在3 20微米左右，本發(fā)明的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu) 較佳值約設(shè)計(jì)在3.5 10.5微米之間，微結(jié)構(gòu)弧形長(zhǎng)條體(21a， 21b， 21c)的結(jié)構(gòu)深 度與寬度比值約為0.03 2.5之間，而下表面結(jié)構(gòu)(3a, 3b, 3c)設(shè)置的點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體 (31a，31b,31c)其深度約在1 20微米之間。須知此上下表面設(shè)置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺 寸與形狀會(huì)隨兩LCD的像素大小與視角需求等相對(duì)條件改變而所有變異。因此，有關(guān)于本發(fā)明所制作能消除疊紋與改變視角的光學(xué)膜片的上下表面 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，以非球面方程式搭配光學(xué)設(shè)計(jì)程序來優(yōu)化表面上的非球面微結(jié) 構(gòu)形狀，利用結(jié)構(gòu)形狀曲率半徑變化與非球面系數(shù)變化與膜片基材與結(jié)構(gòu)體的 光學(xué)折射率差異來控制擴(kuò)散出光的角度比例與大小。因?yàn)樯媳砻娼Y(jié)構(gòu)(2a, 2b, 2c)設(shè)置的結(jié)構(gòu)形狀為長(zhǎng)條的弧狀柱狀體，非一般傳統(tǒng)透鏡對(duì)光軸(Optical Axis)10的膜片其水平與垂直的視角分布將會(huì)有明顯差異性。并于本光學(xué)膜片的下表面結(jié)構(gòu)(3a,3b, 3c)設(shè)置點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體(31a,31b，31c)， 其結(jié)構(gòu)可為凸起亦可為凹陷狀，凹或凸的結(jié)構(gòu)與其大小與深度將會(huì)影響出光的 視角大小。 一般而言，此點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)曲率半徑越小或深度越深時(shí)，其擴(kuò)散角度越 大，此具凹凸?fàn)畹狞c(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體(31a，31b,31c)的深度大小約為l 20|im，較佳值 約為3~9 jim。一般而言，若以日本Nippon Denshoku社所制作販賣的GC5000L擴(kuò)散度 儀器測(cè)量本發(fā)明的光學(xué)膜片所有的cp方向角度(類似地球經(jīng)緯度的經(jīng)度角的經(jīng) 度方向)后，測(cè)量其正負(fù)90度方向內(nèi)的配光曲線，比較其最大與最小的cp方向 角度的半功率全視角(FWHM)，其FWHM視角差異值應(yīng)會(huì)大于2度，但太大 的FWHM視角差異也會(huì)造成輝度過度下降與畫質(zhì)變模糊的問題，本發(fā)明的實(shí) 施例中的最佳設(shè)計(jì)值約6.5度到18.5度之間，可以維持較佳的擴(kuò)散度又不至于 破壞過多偏振態(tài)造成對(duì)比下降的問題。而值得一提的是本發(fā)明的具消除疊紋與 改變視角的光學(xué)膜片的實(shí)際成品使用于兩LCD面板之間時(shí)，兩上下結(jié)構(gòu)面的 方向可以任意調(diào)換使用，即本光學(xué)膜片上表面結(jié)構(gòu)(2a, 2b， 2c)與下表面結(jié)構(gòu)(3a, 3b， 3c)置放于兩LCD面板中間使用時(shí)并無特定方向性，無須指定上表面或下 表面的結(jié)構(gòu)方向何者須朝向觀察者。請(qǐng)參閱圖6所示，圖示為兩不同視角的配光曲線圖，說明本發(fā)明制作出的 光學(xué)膜片的成品以日本Nippon Denshoku社所制作販賣的GC5000L擴(kuò)散度儀 所量測(cè)得的配光曲線測(cè)量圖，該儀器測(cè)量方式是以近似平行的光源打入待測(cè)的 膜片結(jié)構(gòu)后測(cè)量其各角度下的光學(xué)強(qiáng)度(Intensity)分布曲線。其中A曲線為本 發(fā)明第二實(shí)施例制作出的光學(xué)膜片，使用GC5000L擴(kuò)散度儀器所量得的水平 視角配光曲線圖，而B曲線為本發(fā)明所量得的垂直視角配光曲線圖。圖6中 水平軸的坐標(biāo)數(shù)值代表各視角的角度數(shù)值，垂直軸的坐標(biāo)數(shù)值代表各視角角度 下的相對(duì)光強(qiáng)度值。圖中顯示本發(fā)明的光學(xué)膜片可使垂直方向與水平方向的半 高全寬角度(Full Width Half Maximum, FWHM)視角分布有一定差異，故有其 視角具有不對(duì)稱的光學(xué)特性，即視角角度具異向性(Anisotr叩ic)，其擴(kuò)散特性 與配光曲線分布和一般擴(kuò)散膜片完全不同。請(qǐng)參考圖7所示，其顯示一 3D立體顯示器其內(nèi)部設(shè)置有兩重疊的LCD 液晶面板，此時(shí)兩片LCD面板之間不加任何光學(xué)膜片或擴(kuò)散膜片，當(dāng)點(diǎn)亮此3D顯示器后給予全白畫面信號(hào)，并拍攝此時(shí)面板上的影像，由圖7可見此時(shí) 兩相同LCD面板上的像素明顯干涉造成的疊紋現(xiàn)象，圖中顯示垂直方向與水 平方向的疊紋干涉紋路嚴(yán)重影響畫面的分布。請(qǐng)參考圖8所示，其為加上一般傳統(tǒng)擴(kuò)散膜后的3D立體顯示器實(shí)際拍攝 的視覺效果圖，顯示疊紋干涉仍然嚴(yán)重，仍嚴(yán)重干擾畫面質(zhì)量，顯示傳統(tǒng)擴(kuò)散 膜片無法有效消除疊紋問題。請(qǐng)參考圖9所示，其顯示使用前案的傳統(tǒng)全像光學(xué)膜片后，拍攝其視覺效 果，其疊紋問題已獲得明顯控制，但仍有些微疊紋干涉產(chǎn)生的亮暗相間的紋路。請(qǐng)參考圖IO所示，其為僅加上本發(fā)明的具消除疊紋干涉與控制改變視角 的光學(xué)膜片的模塊視覺拍攝效果圖，圖IO顯示本發(fā)明的光學(xué)膜片的確能有效 消除疊紋的問題，而疊紋的消除效果也比前案的全像光學(xué)膜片更為優(yōu)秀。至于實(shí)際3D立體影像的觀察必須搭配經(jīng)影像處理編碼的3D顯示軟件與 雙顯示輸出的硬件及偏光眼鏡來觀察效果，無法于圖例中顯示，但是以傳統(tǒng)擴(kuò) 散膜的設(shè)計(jì)原理是無法達(dá)成配光角度的管理與控制，所以無法將3D立體影像 的景深與立體感特色完整地表現(xiàn)出來，且會(huì)有影像過度模糊和過度擴(kuò)散造成無 法保持偏振狀態(tài)，將造成LCD漏光，降低對(duì)比與畫質(zhì)的嚴(yán)重問題。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其成形于基材的上下表面的不同微結(jié)構(gòu)，其特征在于，該基材以高分子的透光材質(zhì)制成，上述成形于該基板的一表面的微結(jié)構(gòu)為至少一種以弧形輪廓所延伸的長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體，上述成形于該基板的另一表面的微結(jié)構(gòu)為至少一種點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體，并且該光學(xué)膜片控制光線視角分布使其配光呈現(xiàn)非軸對(duì)稱的分布。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其 特征在于，該高分子透光材質(zhì)選自于由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯樹脂、甲 基丙烯酸甲酯聚苯乙烯及聚苯乙烯與飽和多元酯組成的材料群組中的至少一 種材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其 特征在于，該長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體的弧形輪廓曲線為非球面的輪廓曲線線條。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其 特征在于，該長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體寬度大小為8 90 ^m，而深度為3 20[im。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其 特征在于，該點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體的深度分布介于1 20 |im之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其 特征在于，該長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體可為長(zhǎng)條彎曲狀。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其 特征在于，該長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體為凸?fàn)罨虬紶罨虬纪範(fàn)畈⒋嬖O(shè)置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其 特征在于，該長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體的設(shè)置方向與該基材相對(duì)夾一特定角度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其 特征在于，該點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體為凹狀或凸?fàn)罨蛲範(fàn)钆c凹狀并存設(shè)置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其 特征在于，該光學(xué)膜片的最大與最小的配光視角角度差異介于2度~37度之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于消除疊紋干涉并控制視角的光學(xué)膜片，其成形于基材的上下表面的不同微結(jié)構(gòu)，其特征在于，該基材以高分子的透光材質(zhì)制成，上述成形于該基板的一表面的微結(jié)構(gòu)為至少一種以弧形輪廓所延伸的長(zhǎng)條微結(jié)構(gòu)體，上述成形于該基板的另一表面的微結(jié)構(gòu)為至少一種點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)體，并且該光學(xué)膜片控制光線視角分布使其配光呈現(xiàn)非軸對(duì)稱的分布。該光學(xué)膜片主要可用于顯示器領(lǐng)域，特別是用于3D立體影像技術(shù)的立體顯示器時(shí)，此光學(xué)膜片可以適度地改變顯示器的視角，并且能消除立體顯示器上兩面板疊合時(shí)出現(xiàn)的疊紋干涉現(xiàn)象，并且能維持進(jìn)入液晶面板的光線偏振度，更能保持液晶面板的高輝度與高對(duì)比特性。
文檔編號(hào)G02F1/13GK101609174SQ20081012665
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月17日
發(fā)明者張仁懷, 林昭穎, 鄭文峰 申請(qǐng)人:穎臺(tái)科技股份有限公司