專利名稱：復(fù)合型光學(xué)膜片以及面光源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合型光學(xué)膜片以及應(yīng)用其的面光源模塊，特別是涉及一種含有 二維微結(jié)構(gòu)的光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層的復(fù)合型光學(xué)膜片。
背景技術(shù)：
液晶顯示器目前已經(jīng)廣泛地運(yùn)用于個(gè)人電腦及其各類影像顯示產(chǎn)品中。由于顯示 器為被動(dòng)式影像顯示器，必須在液晶表面后方設(shè)置平面光源，以提供顯示光線。光線需具有 預(yù)定發(fā)散程度與亮度均勻的平面光源。由此方能使形成在液晶表面上的影像能夠被清楚地 被看見(jiàn)。由上述的平面光源效能在背光模塊的設(shè)計(jì)中，需要考慮光源以及光學(xué)膜片組。 沒(méi)有光源就無(wú)法看見(jiàn)影像。放置在光源上的光學(xué)膜片組，以將具有區(qū)域性的光源改變成 均勻強(qiáng)度的平面光源。用以成為背光模塊的光源例如CCFL(冷陰極熒光燈管)、LED(發(fā) 光二極管)、SM0LED (小分子有機(jī)發(fā)光二極管)、PLED (高分子發(fā)光二極管)、EL (Electro Luminescent 電致發(fā)光)、FFL (Fluorescent Flat Light 平面燈管)等等。另外放置在光 源上方的光學(xué)膜片則一般例如有導(dǎo)光板、下擴(kuò)散片、集光片、上擴(kuò)散片、偏極反射片、廣視角 膜...等等。光學(xué)膜片所需要考慮的效能包括擴(kuò)散、集光與減緩強(qiáng)度隨視角變化速度等的 效能。在小尺寸的液晶熒幕內(nèi)通常會(huì)放兩片交叉疊合的90度頂角的棱鏡片來(lái)使正視角 的光強(qiáng)度變強(qiáng)。然而，這種使用兩片交叉疊合的90度頂角的棱鏡片的設(shè)計(jì)，會(huì)使光強(qiáng)度在 大視角時(shí)會(huì)有忽強(qiáng)忽弱的現(xiàn)象。此外，在較大尺寸的液晶熒幕內(nèi)常是利用單一片的傳統(tǒng) 棱鏡片來(lái)達(dá)成控制光、導(dǎo)引光的效果，使得光線向中心視角集中，增加正視角的光線強(qiáng)度 (Luminous intensity) 0雖然此傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以集中光線，然而其光強(qiáng)度在大于60度時(shí)會(huì)降 至零左右使視角變窄，而且其另一軸向的光強(qiáng)度在大角度時(shí)也會(huì)有忽強(qiáng)忽弱的現(xiàn)象。_ BI 禾lj US4542449 :"Lighting panel with opposed 45. degree, corrugations”即是利用貼合兩片棱形結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)成控制光、導(dǎo)引光的效果，使得光線集中， 增加正視角光線的強(qiáng)度。然而，雖然此結(jié)構(gòu)可有效的集中光線，卻無(wú)法達(dá)到擴(kuò)散的目的，相 同地，其光強(qiáng)度在大視角時(shí)也會(huì)有忽強(qiáng)忽弱的現(xiàn)象。其他一些傳統(tǒng)技術(shù)針對(duì)光學(xué)膜片組有提出幾種不同的設(shè)計(jì)，其雖然有其個(gè)別改善 的效果，但仍不是最理想的設(shè)計(jì)。因此，背光源的設(shè)計(jì)仍在繼續(xù)研發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮可以結(jié)合擴(kuò)散、集光與減緩強(qiáng)度隨視角變化速度的復(fù)合型光學(xué)膜片。 通過(guò)微結(jié)構(gòu)的改變，可以同時(shí)控制擴(kuò)散、集光與光強(qiáng)度/視角分布的特性以提高光使用效 率，以期可簡(jiǎn)化光源模塊架構(gòu)并降低模塊成本。本發(fā)明提供一種復(fù)合型光學(xué)膜片，包括基部與光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層?；坑泄馊肷?面與光出射面，光入射面與光出射面是相對(duì)應(yīng)設(shè)置。光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層，設(shè)置在該光出射面上。光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層包含第一組棱鏡柱，有多個(gè)第一棱鏡柱平行排列且延伸于第一方 向；以及第二組棱鏡柱，有多個(gè)第二棱鏡柱平行排列且延伸于第二方向。第一組棱鏡柱與第 二組棱鏡柱是交叉設(shè)置，且第一組棱鏡柱與第二組棱鏡柱的二者至少其一具有平滑曲面的 頂部。本發(fā)明也提供一種面光源模塊，包括背光源單元與復(fù)合型光學(xué)膜片。背光源單元 發(fā)出面光源。復(fù)合型光學(xué)膜片設(shè)置在背光源單元的一邊，以直接地或間接地接收該面光源。 復(fù)合型光學(xué)膜片包括基部、第一組棱鏡柱與第二組棱鏡柱?；坑泄馊肷涿媾c光出射面，光 入射面與光出射面是相對(duì)應(yīng)設(shè)置，且光入射面朝向背光源單元。第一組棱鏡柱有多個(gè)第一 棱鏡柱，位在光出射面上，平行排列且延伸于第一方向。第二組棱鏡柱有多個(gè)第二棱鏡柱， 位在光出射面上平行排列且延伸于第二方向。第一組棱鏡柱與第二組棱鏡柱是交叉設(shè)置， 且第一組棱鏡柱與第二組棱鏡柱的至少其一具有平滑曲面的頂部。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳 細(xì)說(shuō)明如下。


圖1繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，液晶顯示器裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2繪示一般棱鏡對(duì)入射光的折射現(xiàn)象示意圖。圖3繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，棱鏡的頂端變成具有光滑曲面的近似棱鏡結(jié)構(gòu)對(duì)入 射光的折射現(xiàn)象示意圖。圖4繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，復(fù)合型光學(xué)膜片的結(jié)構(gòu)透視示意圖。圖5繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，復(fù)合型光學(xué)膜片的結(jié)構(gòu)透視示意圖。圖6本發(fā)明實(shí)施例所采用的非球面圓弧剖面示意圖。圖7繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，模仁結(jié)構(gòu)的立體示意圖。圖8繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，采用滾印方式制作膜片的立體示意圖。圖9A繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，包含增亮光學(xué)膜的影像顯示裝置剖面示意圖。圖9B繪示圖9A中的光強(qiáng)度的視角分布示意圖。圖10A繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，包含增亮光學(xué)膜的影像顯示裝置剖面示意圖。圖10B繪示圖10A中的光強(qiáng)度的視角分布示意圖。圖11A繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，包含增亮光學(xué)板的影像顯示裝置剖面示意圖。圖11B繪示圖11A中的光強(qiáng)度的視角分布示意圖。圖12A繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，包含增亮光學(xué)板的影像顯示裝置剖面示意圖。圖12B繪示圖12A中的光強(qiáng)度的視角分布示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明90 液晶顯示器裝置100 背光源單元102 光學(xué)功能板104 復(fù)合型光學(xué)膜片(增亮光學(xué)膜)104a 第一棱鏡柱104b 第二棱鏡柱
5
106顯示面板
110棱鏡
112入射光
114實(shí)線箭頭
116虛線箭頭
120頂部
122中心光軸
124垂直入射光
126斜向入射光
128模糊區(qū)域
150透明支撐板
160復(fù)合型光學(xué)板
170復(fù)合型光學(xué)板
200基材
202非球面柱
204中心線
220平板模仁
222共形凹陷結(jié)構(gòu)
224非球面弧
226共形凹陷結(jié)構(gòu)
300基材
302 材料層
304滾筒模仁
具體實(shí)施例方式本發(fā)明例如提出一種復(fù)合型光學(xué)膜片，包括基部與光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層?；坑泄?入射面與光出射面，光入射面與光出射面是相對(duì)應(yīng)設(shè)置。光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層，設(shè)置在該光出 射面上。光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層由可透光材料所制成。光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層是雙軸的棱鏡柱所組 成，包含第一組棱鏡柱，有多個(gè)第一棱鏡柱平行排列且延伸于第一方向；以及第二組棱鏡 柱，有多個(gè)第二棱鏡柱平行排列且延伸于第二方向。第一組棱鏡柱與第二組棱鏡柱是交叉 設(shè)置。然而各組棱鏡柱的頂部可為平滑曲面，其例如是非球面頂端的棱鏡柱，其又可稱為近 似棱鏡柱。如此，光學(xué)膜片可達(dá)到可擴(kuò)散、可集中該入射光及減緩光強(qiáng)度隨視角變化的速度 的功能。此外，通過(guò)調(diào)配雙軸非球面圓弧頂端棱柱形結(jié)構(gòu)的兩軸夾角、高度、節(jié)距(Pitch) 的比例，其可以調(diào)整光學(xué)元件所表現(xiàn)出來(lái)的集光度、擴(kuò)散度與光強(qiáng)度隨視角分布的效果，以 改善使用單一片傳統(tǒng)棱鏡片時(shí)軸的光強(qiáng)度(Luminous intensity)在較大視角時(shí)會(huì)有忽強(qiáng) 忽弱的現(xiàn)象。另外，本發(fā)明也可以改善使用傳統(tǒng)單一片棱鏡片時(shí)另一軸的強(qiáng)度在視角大于 60度時(shí)幾乎降至零的現(xiàn)象。以下舉一些實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明不僅限于所舉的一些實(shí)施例，且所 舉的一些實(shí)施例之間也可以適當(dāng)結(jié)合，以得到另一些實(shí)施例。
圖1繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，液晶顯示器裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參閱圖1，液晶 顯示器裝置90包括背光源單元100，發(fā)出光。光學(xué)功能板102接收背光源單元100發(fā)出的 光，使光較為均勻分布于平面上。復(fù)合型光學(xué)膜片104設(shè)置在光學(xué)功能板102后方。復(fù)合型 光學(xué)膜片104包括基部與光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層?；坑泄馊肷涿媾c光出射面，光入射面與光 出射面是相對(duì)應(yīng)設(shè)置。在本實(shí)施例中，光入射面是為朝向光學(xué)功能板102的表面。光場(chǎng)調(diào) 制微結(jié)構(gòu)層，設(shè)置在該光出射面上。光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層是雙軸的棱鏡柱所組成，具有二組棱 鏡柱，分別由多個(gè)第一棱鏡柱104a與第二棱鏡柱104b，平行排列所組成。第一棱鏡柱104a 與第二棱鏡柱104b之間是交叉設(shè)置。以此實(shí)施例，第一棱鏡柱104a與第二棱鏡柱104b是 垂直相交叉，其中第一棱鏡柱104a例如是垂直于剖面方向延伸，第二棱鏡柱104b則是平行 于剖面方向。復(fù)合型光學(xué)膜片104的結(jié)構(gòu)會(huì)于后面較詳細(xì)描述。圖2繪示一般棱鏡對(duì)入射光的折射現(xiàn)象示意圖。參閱圖2，本發(fā)明考慮棱鏡的折射 現(xiàn)象。由于棱鏡的折射系數(shù)大于空氣的折射系數(shù)，因此當(dāng)入射光112入射于棱鏡110的底 部且到達(dá)斜面的介面上時(shí)，由于光線從高折射率介質(zhì)入射至低折射率介質(zhì)的介面上會(huì)有臨 界角9。，其臨界角9?？捎晒鈱W(xué)上熟知的Snell’ s Law求得，如式(1)(l)ni sin( 0 c) = n2 sin(90° )其中ni為高折射率介質(zhì)的折射系數(shù)，n2為低折射率介質(zhì)的折射系數(shù)，9。為入射光 線與入射介面上法線相夾的臨界角，當(dāng)入射角大于臨界角e。時(shí)，其如實(shí)線箭頭114會(huì)產(chǎn)生 內(nèi)全反射現(xiàn)象，當(dāng)入射角小于臨界角9。時(shí)，其如虛線箭頭116會(huì)產(chǎn)生穿透的折射現(xiàn)象。因 此通過(guò)棱鏡柱頂部頂角角度的調(diào)整可以控制棱鏡110的兩個(gè)斜面，進(jìn)而可以控制光線透過(guò) 該結(jié)構(gòu)后的出光角度范圍。圖3繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，說(shuō)明頂部具有平滑曲面的近似棱鏡結(jié)構(gòu)對(duì)入射光的 折射現(xiàn)象示意圖。參閱圖3，如果以其頂部120具有曲面弧結(jié)構(gòu)的近似棱鏡結(jié)構(gòu)取代頂部為 尖銳頂角結(jié)構(gòu)的棱鏡，例如以非球面曲面的結(jié)構(gòu)取代，則出光的現(xiàn)象可以達(dá)到一些程度的 模糊化。虛線是近似棱鏡結(jié)構(gòu)的中心光軸122。如果入射光是以多種角度入射，例如有垂直 入射光124以及斜向入射光126。由于近似棱鏡結(jié)構(gòu)的兩側(cè)是平滑面，因此出射光會(huì)由于平 滑面使光線向光軸集中，進(jìn)而增加在光源軸向的亮度，且頂部120曲面弧的結(jié)構(gòu)具有透鏡 的霧化效果，可對(duì)入射的光源產(chǎn)生模糊化的作用，如模糊區(qū)域128。也就是說(shuō)，通過(guò)透鏡對(duì)光 線的匯聚產(chǎn)生均勻化現(xiàn)象，此特性可以同時(shí)達(dá)成大入射角度光線的出光角收斂集中與均勻 化(模糊化)的作用。圖4繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，復(fù)合型光學(xué)膜片的結(jié)構(gòu)透視示意圖。參閱圖4，復(fù)合 型光學(xué)膜片104，其上有一些結(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)施例，復(fù)合型光學(xué)膜片104包括基部與光場(chǎng)調(diào)制 微結(jié)構(gòu)層?；坑泄馊肷涿媾c光出射面，光入射面與光出射面是相對(duì)應(yīng)設(shè)置。光入射面例 如是在底面。光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層設(shè)置在光出射面上，即是在頂面。光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層包含 第一組棱鏡柱，有多個(gè)第一棱鏡柱104a平行排列且延伸于第一方向，例如為圖4中的X方 向。光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層還包含第二組棱鏡柱，有多個(gè)第二棱鏡柱104b平行排列且延伸于第 二方向，例如為圖4中的Y方向。第一組棱鏡柱與第二組棱鏡柱是交叉設(shè)置，且第一組棱鏡 柱與第二組棱鏡柱的二者至少其一具有平滑曲面的頂部120。在此實(shí)施例，第一方向與第二方向例如是垂直。第一棱鏡柱104a的頂部120是平 滑曲面，其例如是非球面的曲面弧。第二棱鏡柱104b則是一般頂部具有尖角的棱鏡結(jié)構(gòu)。又例如，第一棱鏡柱104a與第二棱鏡柱104b的高度與節(jié)距(pitch)不同，然而圖4不是本 發(fā)明唯一的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。節(jié)距是指二個(gè)相鄰的棱鏡柱頂部之間的距離。第二棱鏡柱104b例 如也可以具有不同尺寸的平滑曲面頂部。由第一棱鏡柱104a出射的光會(huì)進(jìn)入第二棱鏡柱 104b，其效果例如是使光強(qiáng)度隨視角變大而緩降，而且比使用傳統(tǒng)棱鏡片時(shí)具有更寬廣的 視角。圖5繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，復(fù)合型光學(xué)膜片的結(jié)構(gòu)透視示意圖。參閱圖5，在此 實(shí)施例，第一棱鏡柱104a與第二棱鏡柱104b例如是相同的結(jié)構(gòu)，具有相同的高度與節(jié)距， 且相互垂直交叉。換句話說(shuō)第一棱鏡柱104a與第二棱鏡柱104b的二個(gè)延伸方向可以是任意角度的 交叉。第一棱鏡柱104a與第二棱鏡柱104b 二者都具有分別的平滑曲面頂部或是僅其一者 具有分別的平滑曲面頂部。更例如第一棱鏡柱104a與第二棱鏡柱104b是全部等高或是不 全部等高。又例如多個(gè)的第一棱鏡柱104a中是全部相等節(jié)距或是不全部相等節(jié)距。又例 如多個(gè)的第二棱鏡柱104b中是全部相等節(jié)距或是不全部相等節(jié)距。又例如平滑曲面頂部 是非球面的曲面。又例如復(fù)合型光學(xué)膜片104可以與其它的光學(xué)功能板整合成單一光學(xué)復(fù) 合板，其依實(shí)際應(yīng)用做改變。對(duì)于棱鏡的結(jié)構(gòu)，棱鏡柱的底角可為20° 75°。非球面圓弧頂部的近似棱鏡柱 的頂部曲率半徑可為10 y m 500 y m。圖6繪示本發(fā)明實(shí)施例所采用的非球面圓弧剖面示 意圖。在基材200上的非球面柱202，其對(duì)稱于中心線204且非球面的曲線例如可以由下垂 度(SAG)來(lái)表示，其如式⑵⑵WH1 +咖V,其中 c = 1/尺0 在頂?shù)幕?曲率(the base curvature at vertex)，k 代@ 圓錐常數(shù)(conic constant)，r代表曲面上的點(diǎn)的徑向座標(biāo)位置(the radial coordinate of the point on the surface), H代表非球面頂端離基材表面的高度。Z就是下垂度，其 依不同的位置有不同的Z。式(2)用來(lái)決定棱鏡柱頂部的平滑曲面的幾何狀。然而式(2) 也不是唯一所使用平滑曲面，其只要至少能達(dá)到如圖3所述，可以產(chǎn)生對(duì)大角度入射角度 光線的出光角收斂集光與均勻化(模糊化)的作用即可。在制作上例如可以利用壓印(pressing)或是滾印(roll-to-roll)的方式，通過(guò) 適當(dāng)?shù)哪Ｈ蕘?lái)形成。圖7繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，模仁的結(jié)構(gòu)立體示意圖。參閱圖7，如果 采用壓印的方式，就先制作平面的平板模仁220，其上有相對(duì)應(yīng)例如圖4的棱鏡柱的共形結(jié) 構(gòu)，其包括對(duì)應(yīng)X軸向的第一棱鏡柱104a的共形凹陷結(jié)構(gòu)222以及對(duì)應(yīng)Y軸向的第二棱鏡 柱104b的共形凹陷結(jié)構(gòu)226。其中，共形凹陷結(jié)構(gòu)222的谷底部具有非球面弧224，因此可 以得到第一棱鏡柱104a的頂部120平滑曲面結(jié)構(gòu)。關(guān)于制作流程，例如將要形成棱鏡柱結(jié)構(gòu)的材料層制作在基材上，此基材可以是 透明膜片也可以是具有其他光學(xué)功能的膜片或板材。棱鏡柱結(jié)構(gòu)可以透過(guò)直接壓印基材而 翻印至基材上。此外，也可以在基材上布上一層膠，在膠尚未固化前先用平板模仁220壓 印，轉(zhuǎn)換棱鏡柱的結(jié)構(gòu)在基材上，接著依照膠層的性質(zhì)進(jìn)行固化，例如熱固化。以上這些方 法皆可用來(lái)制作棱鏡柱結(jié)構(gòu)在基材上。
參閱圖8，如果采用滾印的方式，在材料層302制作在基材300上后，通過(guò)滾筒模仁 304，在材料層302上滾印。如果材料層302的材料例如是采用UV光固化的材料，則可以在 滾筒模仁302的下方直接施加UV光來(lái)固化材料層，以簡(jiǎn)化制作流程。換句或說(shuō)，要制作二組的棱鏡柱的方式可以有多種方式，也無(wú)須僅限制在上述的方式。圖9A繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，包含復(fù)合型光學(xué)膜片的影像顯示裝置剖面示意圖。 圖9B是圖9A中的光強(qiáng)度的視角分布示意圖。參閱圖9A，對(duì)于平面影像顯示裝置而言，其 可以分為顯示面板106以及面光源模塊。面光源模塊可以由多個(gè)單元組合包括背光源單元 100，可以產(chǎn)生面光源。背光源單元100例如是冷陰極熒光燈管、發(fā)光二極管、小分子有機(jī)發(fā) 光二極管、高分子發(fā)光二極管、電致發(fā)光、平面燈管. 等等的背光源單元100。另外配合背 光源單元100還設(shè)置有光學(xué)功能板102以及復(fù)合型光學(xué)膜片104，由此調(diào)整出射光的光場(chǎng)強(qiáng) 度以提升背光源單元100的光品質(zhì)。復(fù)合型光學(xué)膜片104是設(shè)置在光學(xué)功能板102上方。 光學(xué)功能板102例如是擴(kuò)散板。復(fù)合型光學(xué)膜片104包括前述的雙軸棱鏡結(jié)構(gòu)，做為光場(chǎng) 調(diào)制微結(jié)構(gòu)層。以圖4的結(jié)構(gòu)為例，圖9B是所產(chǎn)生視角光強(qiáng)度的模擬示意圖。圖9B的縱軸是以 燭光(candelhcd)為單位的大小來(lái)表示，其可對(duì)應(yīng)亮度(cd/m2)。從圖9B的示意圖可以看 出亮度隨角度的大小分布。若棱鏡結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是X軸為非球面棱鏡柱的結(jié)構(gòu)，其非球面是 以式(2)來(lái)描述，R。= 1/c = 3iim、k = -1.76、節(jié)距(Pitch) = 50iim、高度(H)是非球面 頂部離基材表面的高度=25um0另外Y軸是以棱鏡結(jié)構(gòu)，其節(jié)距=40um, H =棱鏡頂點(diǎn) 離基材表面的距離=20iim。圖9B(a)是在YZ面上的視角分布。圖9B(b)是在XZ面上的 視角分布。依照?qǐng)D9B所示的驗(yàn)證結(jié)果，當(dāng)視角大于50度，雖然光強(qiáng)度會(huì)縮減，但是仍可維 持相當(dāng)程度的強(qiáng)度，不至于驟降到接近零的程度，且不會(huì)有明顯起伏變動(dòng)。圖10A繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，包含復(fù)合型光學(xué)膜片的影像顯示裝置剖面示意 圖。圖10B是圖10A中的光強(qiáng)度的視角分布示意圖。參閱圖10A，本實(shí)施例的架構(gòu)是對(duì)圖 9A的光學(xué)功能板102做改變，其中圖10A的復(fù)合型光學(xué)膜片104是設(shè)置在透明支撐板150 上。圖10B是圖10A所產(chǎn)生視角光強(qiáng)度的模擬示意圖。若棱鏡結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是X軸為 非球面棱鏡柱的結(jié)構(gòu)，其非球面是以式(2)來(lái)描述，R0 = l/c = 3um, k = -1. 76、節(jié)距= 50i!m、高度(H)是非球面頂部離基材表面的高度，為25 ym。另外Y軸是以棱鏡結(jié)構(gòu)，其節(jié) 距=25iim、H是棱鏡頂點(diǎn)離基材表面的距離，為12.5iim。圖10B(a)是在YZ面上的視角分 布。圖10B(b)是在XZ面上的視角分布。依照?qǐng)D10B所示的驗(yàn)證結(jié)果，當(dāng)視角大于50度， 雖然光強(qiáng)度會(huì)縮減，但是仍可維持相當(dāng)程度的強(qiáng)度，不至于驟降到接近零的程度，且不會(huì)有 明顯起伏變動(dòng)。圖11A繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，包含復(fù)合型光學(xué)板的影像顯示裝置剖面示意圖。 圖11B是圖11A中的光強(qiáng)度的視角分布示意圖。參閱圖11A，本實(shí)施例的架構(gòu)是將圖9A的 復(fù)合型光學(xué)膜片104和光學(xué)功能板102結(jié)合在一起，即將圖9A的復(fù)合型光學(xué)膜片104上的 雙軸棱鏡結(jié)構(gòu)直接設(shè)置在擴(kuò)散板上形成具有復(fù)合功能的復(fù)合型光學(xué)板160，其例如是基材 為具擴(kuò)散性質(zhì)。圖11B是圖11A所產(chǎn)生視角光強(qiáng)度的模擬示意圖。若棱鏡結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是X軸為非球面棱鏡柱的結(jié)構(gòu)，其非球面是以式(2)來(lái)描述，R0= l/c = 5um, k = -1.6、節(jié)距= 50i!m、高度(H)是非球面頂部離基材表面的高度=25 ym。另外Y軸是以棱鏡結(jié)構(gòu)，其節(jié)距 =50um, H =棱鏡頂點(diǎn)離基材表面的距離=25iim。圖llB(a)是在YZ面上的視角分布。 圖llB(b)是在XZ面上的視角分布。依照?qǐng)D11B所示的驗(yàn)證結(jié)果，當(dāng)視角大于50度，雖然 光強(qiáng)度會(huì)縮減，但是仍可維持相當(dāng)程度的強(qiáng)度，不至于驟降到接近零的程度，且不會(huì)有明顯 起伏變動(dòng)。圖12A繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，包含復(fù)合型光學(xué)板的影像顯示裝置剖面示意圖。 圖12B是圖12A中的光強(qiáng)度的視角分布示意圖。參閱圖12A，本實(shí)施例的架構(gòu)是將圖10A的 復(fù)合型光學(xué)膜片104和透明支撐板150結(jié)合在一起，即將圖10A的增亮光學(xué)膜104上的雙 軸棱鏡結(jié)構(gòu)直接設(shè)置在透明支撐板150上形成具有復(fù)合功能的復(fù)合型光學(xué)板170，其例如 基材為透明基板。圖12B是圖12A所產(chǎn)生視角光強(qiáng)度的模擬示意圖。若棱鏡結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是X軸為 非球面棱鏡柱的結(jié)構(gòu)，其非球面是以式(2)來(lái)描述，R0 = l/c = 3um, k = -1. 76、節(jié)距= 50i!m、高度(H)是非球面頂部離基材表面的高度=25 ym。另外Y軸也是非球面棱鏡柱的 結(jié)構(gòu)，其 R。= 1/c = 3um, k = -1. 52、節(jié)距=25 ii m、H = 12. 5 ii m。圖 12B(a)是在 YZ 面 上的視角分布。圖12B(b)是在XZ面上的視角分布。依照?qǐng)D12B所示的驗(yàn)證結(jié)果，當(dāng)視角大 于50度，雖然光強(qiáng)度會(huì)縮減，但是仍可維持相當(dāng)程度的強(qiáng)度，不至于驟降到接近零的程度， 且不會(huì)有明顯起伏變動(dòng)。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后，本發(fā)明提出的復(fù)合型光學(xué)膜片可以提升視角的范圍，且對(duì)大視角的 區(qū)域不會(huì)有明顯起伏變動(dòng)。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域 中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的 保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種復(fù)合型光學(xué)膜片，包括基部，有光入射面與光出射面，其中該光入射面與該光出射面是相對(duì)應(yīng)設(shè)置；以及光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層，設(shè)置在該光出射面上，其中該光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層包含第一組棱鏡柱，有多個(gè)第一棱鏡柱平行排列且延伸于第一方向；以及第二組棱鏡柱，有多個(gè)第二棱鏡柱平行排列且延伸于第二方向，其中該第一組棱鏡柱與該第二組棱鏡柱是交叉設(shè)置，且該第一組棱鏡柱與該第二組棱鏡柱的至少其中一組具有平滑曲面的頂部。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型光學(xué)膜片，其中該些第一棱鏡柱與該些第二棱鏡柱二者 都分別具有該平滑曲面的頂部。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型光學(xué)膜片，其中該些第一棱鏡柱與該些第二棱鏡柱二者 其一具有該平滑曲面的頂部，另其一是棱鏡尖端的頂部。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型光學(xué)膜片，其中該些第一棱鏡柱與該些第二棱鏡柱是全 部等高或是不全部等高。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型光學(xué)膜片，其中該些第一棱鏡柱是相等的第一高度，該 些第二棱鏡柱是相等的第二高度，該第一高度與該第二高度不相等。
6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型光學(xué)膜片，其中該些第一棱鏡柱是全部相等節(jié)距與不全 部相等節(jié)距二者其一。
7.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型光學(xué)膜片，其中該些第二棱鏡柱是全部相等節(jié)距與不全 部相等節(jié)距二者其一。
8.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型光學(xué)膜片，其中該平滑曲面的頂端是非球面的曲面。
9.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型光學(xué)膜片，其中該第一方向與該第二方向相互垂直。
10.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型光學(xué)膜片，還包括光學(xué)功能板，與該基部復(fù)合成復(fù)合型 光學(xué)板。
11.如權(quán)利要求10所述的復(fù)合型光學(xué)膜片，其中該光學(xué)功能板包括透明支撐板或擴(kuò)散板。
12.一種面光源模塊，包括 背光源單元，發(fā)出面光源；以及復(fù)合型光學(xué)膜片，設(shè)置在該背光源單元的一邊，以直接地或間接地接收該面光源，其中 該復(fù)合型光學(xué)膜片包括基部，有光入射面與光出射面，該光入射面與該光出射面是相對(duì)應(yīng)設(shè)置，且該光入射面 朝向該背光源單元；第一組棱鏡柱，有多個(gè)第一棱鏡柱，位在該光出射面上，平行排列且延伸于第一方向；以及第二組棱鏡柱，多個(gè)第二棱鏡柱，位在該光出射面上，平行排列且延伸于第二方向， 其中該第一組棱鏡柱與該第二組棱鏡柱是交叉設(shè)置，且該第一組棱鏡柱與該第二組棱 鏡柱的至少其中之一具有平滑曲面的頂部。
13.如權(quán)利要求12所述的面光源模塊，其中該些第一棱鏡柱與該些第二棱鏡柱二者都 具有分別的該平滑曲面的頂部。
14.如權(quán)利要求12所述的面光源模塊，其中該些第一棱鏡柱與該些第二棱鏡柱二者其一具有該平滑曲面的頂部，另其一是棱鏡尖端的頂部。
15.如權(quán)利要求12所述的面光源模塊，其中該些第一棱鏡柱與該些第二棱鏡柱是全部 等高或是不全部等高。
16.如權(quán)利要求12所述的面光源模塊，其中該些第一棱鏡柱是相等的第一高度，該些 第二棱鏡柱是相等的第二高度，該第一高度與該第二高度不相等。
17.如權(quán)利要求12所述的面光源模塊，其中該些第一棱鏡柱是全部相等節(jié)距與不全部 相等節(jié)距二者其一。
18.如權(quán)利要求12所述的面光源模塊，其中該些第二棱鏡柱是全部相等節(jié)距與不全部相等節(jié)距二者其一。
19.如權(quán)利要求12所述的面光源模塊，其中該平滑曲面的頂部是非球面的曲面。
20.如權(quán)利要求12所述的面光源模塊，其中該第一方向與該第二方向相互垂直。
21.如權(quán)利要求12所述的面光源模塊，還包括光學(xué)功能板，與該基部復(fù)合成復(fù)合型光 學(xué)板。
22.如權(quán)利要求21所述的面光源模塊，其中該光學(xué)功能板包括透明基板支撐板或擴(kuò)散板。
23.如權(quán)利要求21所述的面光源模塊，其中該面光源模塊與顯示面板組合成平面影像顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合型光學(xué)膜片以及面光源模塊。該復(fù)合型光學(xué)膜片包括基部與光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層?；坑泄馊肷涿媾c光出射面，光入射面與光出射面是相對(duì)應(yīng)設(shè)置。光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層，設(shè)置在該光出射面上。光場(chǎng)調(diào)制微結(jié)構(gòu)層包含第一組棱鏡柱，有多個(gè)第一棱鏡柱平行排列且延伸于第一方向；以及第二組棱鏡柱，有多個(gè)第二棱鏡柱平行排列且延伸于第二方向。第一組棱鏡柱與第二組棱鏡柱是交叉設(shè)置，且第一組棱鏡柱與第二組棱鏡柱的二者至少其一具有平滑曲面的頂部。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)微結(jié)構(gòu)的改變，可以同時(shí)控制擴(kuò)散、集光與光強(qiáng)度/視角分布的特性以提高光使用效率，以期可簡(jiǎn)化光源模塊架構(gòu)并降低模塊成本。
文檔編號(hào)F21V5/02GK101852876SQ20091012786
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者廖啟宏, 林宗信, 林暉雄 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院