專利名稱：光學(xué)薄板及其制作方法與背光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種光學(xué)薄板及其制作方法與背光模塊。
背景技術(shù)：
目前常見的直下式背光模塊主要用于較大尺寸的液晶顯示器，直下式背光模塊 的最大特征是將光源裝置設(shè)置在光學(xué)薄板的正下方。參見圖1，圖1所示為臺灣專利號 1264596的直下式背光模塊示意圖，直下式背光模塊1包括一個框架11、一個光源裝置12、 一個燈罩13以及一個菲涅爾透鏡14。如圖1所示，光線自光源裝置12輸出后，一部份會直 接入射菲涅爾透鏡14，另一部份會被燈罩13反射而間接入射菲涅爾透鏡14。利用菲涅爾 透鏡14對光學(xué)路徑進行收斂而產(chǎn)生光線聚焦的效果，從而使所有入射菲涅爾透鏡14的光 線平行地自其出光面14A輸出。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題應(yīng)用菲涅爾透鏡14的直下式背光模塊1未對光線入射的角度與光線行進的方向 進行選擇，因此無法充分利用光源裝置12產(chǎn)生的光能量，無法實現(xiàn)提供大面積液晶面板均 勻光學(xué)效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了提供均勻性光學(xué)效果的直下式背光模塊，從而提供大面積液晶面板，具有方 向性光學(xué)路徑。本發(fā)明實施例提供了一種光學(xué)薄板及其制作方法與背光模塊。所述技術(shù)方 案如下本發(fā)明實施例提供了一種光學(xué)薄板，用以接收一個光源所投射的一個入射光，所 述光學(xué)薄板包括一個本體、多個反射結(jié)構(gòu)及多個菲涅爾透鏡(Fresnel lens)單元。所述本體，包括有相對應(yīng)的一個入光面以及一個出光面，所述入光面用于接收所 述入射光，且與所述入射光呈一定入射角，所述本體至少具有一個折射率叫，i為正整數(shù)。所述多個反射結(jié)構(gòu)，位于所述本體中，且兩個相鄰反射結(jié)構(gòu)間相距有一個間距W， 每一個反射結(jié)構(gòu)沿所述入射光入射的方向具有一個厚度t。多個菲涅爾透鏡單元，每一個菲涅爾透鏡單元位于所述出光面上，且所述菲涅爾 透鏡單元沿所述出光面的方向上有一個寬度P，且所述每一個菲涅爾透鏡單元均與所述間
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距W相互對應(yīng)。當(dāng)滿足公式tan-1 — > SiiT1 Σ—，j彡1時，所述入射光通過所述間距
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W，且根據(jù)所述厚度t調(diào)整所述入射角，并由所述多個菲涅爾透鏡單元對所述入射光的光學(xué) 路徑進行收斂。進一步地，如上所述的光學(xué)薄板，其中，所述本體的材料為聚乙烯對苯二甲酸 酯(Polyethylene Terephthalate, PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、三醋酸纖維素 (Tri-acetyl Cellulose, TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、甲基
4丙烯酸甲酉旨_苯乙烯共聚物(Methylmethacrylate styrene)、聚苯乙烯(Polystyrene, PS) 或環(huán)烯共聚物(Cyclic Olefin Copolymer,C0C)中的任意一種材料或包括至少任意兩種以 上相異的材料。進一步地，如上所述的光學(xué)薄板，其中，所述每一個菲涅爾透鏡單元進一步包括多 個菲涅爾透鏡體，且每一個菲涅爾透鏡體具有一個第一端點與一個第二端點，所述菲涅爾 透鏡體與另一個菲涅爾透鏡體分別位于所述第二端點的兩側(cè)，且多個第一端點排列形成一 個直線，而所述第二端點與所述直線相距有一個高度，兩相鄰第二端點的高度不相等，且兩 相鄰菲涅爾透鏡單元的第一端點的高度相等。進一步地，如上所述的光學(xué)薄板，其中，所述間距W與所述寬度P的比值的范圍為 0. 2 至 0. 5。進一步地，如上所述的光學(xué)薄板，其中，所述出光面與所述入光面相距一個距離T， 所述距離τ與所述寬度P的比值的范圍為0. 8至1. 2。本發(fā)明實施例提供了一種光學(xué)薄板的固化制造方法，包括首先，獲取具有一個上表面與一個下表面的透明基材、一個固化膠、一個模具以及 多個反射結(jié)構(gòu)。其次，涂布所述固化膠于所述透明基材的上表面。接著，運用所述模具的表面上的多個圖案，壓印固化膠，以產(chǎn)生相對應(yīng)的多個菲涅 爾透鏡單元。然后，硬化所述固化膠上的多個菲涅爾透鏡單元。最后，連接所述多個反射結(jié)構(gòu)在所述透明基材的下表面。進一步地，如上所述的光學(xué)薄板的固化制造方法，其中，固化膠為紫外光固化膠 (UV curable resin)或熱固化膠(Thermal-plastic resin)。進一步地，如上所述的光學(xué)薄板的固化制造方法，其中，所述多個反射結(jié)構(gòu)的連接 為貼合法連接或網(wǎng)版印刷法連接。本發(fā)明實施例提供了一種光學(xué)薄板的押出成型制造方法，包括首先，提供具有一個上表面與一個下表面的透明基材、一個模具以及多個反射結(jié) 構(gòu)。其次，運用所述模具的表面上的多個圖案，壓印所述透明基材，以在所述透明基材 的上表面產(chǎn)生相對應(yīng)的多個菲涅爾透鏡單元。最后，連接所述多個反射結(jié)構(gòu)在所述透明基材的下表面。本發(fā)明實施例提供了一種背光模塊，包括多個光源裝置、一個光學(xué)膜片及一個光 學(xué)薄板。多個光源裝置，用于產(chǎn)生一個入射光。所述光學(xué)膜片，設(shè)置在所述光學(xué)薄板相對于所述光源裝置的另一側(cè)，用于對所述 入射光的光學(xué)路徑進行修正。所述光學(xué)薄板，用于接收光源裝置所投射的入射光，其包括一個本體、多個反射結(jié) 構(gòu)及多個菲涅爾透鏡(Fresnel lens)單元。其中，所述本體，包括有相對應(yīng)的一個入光面以及一個出光面，所述入光面用于接 收所述入射光，且與所述入射光呈一定入射角，所述本體至少具有一個折射率η” i為正整
5數(shù)。所述多個反射結(jié)構(gòu)，位于所述本體中，且兩個相鄰反射結(jié)構(gòu)間相距有一個間距W， 每一個反射結(jié)構(gòu)沿所述入射光入射的方向具有一個厚度t。所述多個菲涅爾透鏡(Fresnel lens)單元，每一個菲涅爾透鏡單元位于所述出光 面上，且所述菲涅爾透鏡單元沿所述出光面的方向上有一個寬度P，且所述每一個菲涅爾透
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鏡單元均與所述間距W相互對應(yīng)。當(dāng)滿足公式tan—H Xin-1^l5j彡1時，所述入
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射光通過所述間距W，且根據(jù)所述厚度t調(diào)整所述入射角，并由所述多個菲涅爾透鏡單元對 所述入射光的光學(xué)路徑進行收斂。本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明實施例提供的光學(xué)薄板或使用所述光學(xué)薄板的背光模塊可提供較大的光 強度，與較優(yōu)良的準(zhǔn)直能力(Collimated ability)，從而可以提升更好的光學(xué)性能。


測試比較比較圖
比較圖。附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下1 直下式背光模塊；12 光源裝置；14 菲涅爾透鏡；2:背光模塊；22 光源裝置；241 本體；241B 入光面；2421 菲涅爾透鏡體；2421B 第二端點；
圖1所示為臺灣專利號1264596的直下式背光模塊示意圖； 圖2所示為本發(fā)明光學(xué)薄板的實施例示意圖； 圖3A所示為本發(fā)明光學(xué)薄板的菲涅爾透鏡單元的第一實施例示意圖； 圖3B所示為本發(fā)明光學(xué)薄板的菲涅爾透鏡單元的第二實施例示意圖； 圖4所示為本發(fā)明使用光學(xué)薄板的背光模塊的實施例示意圖； 圖5所示為本發(fā)明實施例光學(xué)薄板在不同T/P值條件下的光學(xué)性能測試圖； 圖6所示為本發(fā)明實施例光學(xué)薄板在不同開口率條件下的光學(xué)性能測試圖； 圖7所示為本發(fā)明實施例應(yīng)用菲涅爾透鏡的光學(xué)薄板與傳統(tǒng)增亮膜的光學(xué)性能
圖8所示為本發(fā)明實施例光學(xué)薄板在不同反射結(jié)構(gòu)厚度條件下的光學(xué)性能測試 圖9所示為本發(fā)明實施例光學(xué)薄板與傳統(tǒng)增亮膜在垂直視角上的光學(xué)性能測試 圖10所示為本發(fā)明實施例光學(xué)薄板與傳統(tǒng)增亮膜在水平視角上的光學(xué)性能測試
11 框架； 13 燈罩； 14A:出光面； 21 框架； 24 光學(xué)薄板； 241A 出光面； 242 菲涅爾透鏡單元； 2421A 第一端點； 2421C 第一折射面
2421D、2421D，第二折25 光學(xué)膜片；θ 2 第二角度；342 菲涅爾透鏡單元；342IA 第一端點；
折射面； 243 反射結(jié)構(gòu)；
θ 1 第一角度； L1、L2、L3 光線； 3421 菲涅爾透鏡體； 3421B 第二端點。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。參見圖2，圖2所示為本發(fā)明光學(xué)薄板的實施例示意圖。光學(xué)薄板24用于接收入 射光，并改變?nèi)肷涔獾墓鈱W(xué)路徑而產(chǎn)生光線聚焦的效果。光學(xué)薄板24包括一個本體241、 多個菲涅爾透鏡(Fresnel Lens)單元242及多個反射結(jié)構(gòu)243。其中，本體241包括相 對應(yīng)的一個入光面241B以及一個出光面241A，入光面241B用以接收入射光，入射光入射 至入光面241B時呈一定入射角度。本體241具有一個折射率叫，i為正整數(shù)，可由單一材 料(此時i = 1)或是至少任意兩種及以上(此時i > 1)不同折射率Hi的相異材料所構(gòu) 成，其常使用材料為聚乙烯對苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate, PET)、聚碳酸酯 (Polycarbonate, PC)、三醋酸纖維素(Tri-acetyl Cellulose, TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯 (Polymethylmethacrylate,PMMA)、甲基丙烯酸甲酉旨 _ 苯乙烯共聚物(Methylmethacrylate styrene)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)或環(huán)烯共聚物(Cyclic Olefin Copolymer,C0C)等 可透光的材料。菲涅爾透鏡單元242位于出光面241A上，用于對入射的光線產(chǎn)生聚焦的效 果；每一個菲涅爾透鏡單元242的結(jié)構(gòu)外形均相同，因此，由多個菲涅爾透鏡單元242的組 合，可使本發(fā)明實施例的光學(xué)薄板24應(yīng)用于大尺寸的液晶面板。多個反射結(jié)構(gòu)243的材料 可為二氧化鈦、二氧化硅或是氧化鎂的化合物。多個反射結(jié)構(gòu)243設(shè)置于本體241的入光面 241B側(cè)，且兩個相鄰反射結(jié)構(gòu)243間相距有一個間距W，每一個反射結(jié)構(gòu)243沿入射光入射 的方向具有一個厚度t，另外，光學(xué)薄板24的出光面241A與入光面241B間相距有一個距離 T，菲涅爾透鏡單元242沿本體241的水平方向有一個寬度P ；當(dāng)入射光通過多個反射結(jié)構(gòu) 243的間距時，可根據(jù)厚度t調(diào)整光線的入射角，并由多個菲涅爾透鏡單元242對入射光的
權(quán)利要求
一種光學(xué)薄板，用于接收一個光源所投射的一個入射光，其特征在于，所述光學(xué)薄板包括一個本體，包括有相對應(yīng)的一個入光面以及一個出光面，所述入光面用于接收所述入射光，且與所述入射光呈一定入射角，所述本體至少具有一個折射率ni，i為正整數(shù)；多個反射結(jié)構(gòu)，位于所述本體中，且兩個相鄰反射結(jié)構(gòu)間相距有一個間距W，每一個反射結(jié)構(gòu)沿所述入射光入射的方向具有一個厚度t；多個菲涅爾透鏡單元，每一個菲涅爾透鏡單元位于所述出光面上，且所述菲涅爾透鏡單元沿所述出光面的方向上有一個寬度P，所述每一個菲涅爾透鏡單元與所述間距W相互對應(yīng)；當(dāng)滿足公式j(luò)≥1時，所述入射光通過所述間距W，且根據(jù)所述厚度t調(diào)整所述入射角，并由所述多個菲涅爾透鏡單元對所述入射光的光學(xué)路徑進行收斂。F2009101520483C0000011.tif
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄板，其特征在于，所述本體的材料為聚乙烯對苯二甲酸 酯、聚碳酸酯、三醋酸纖維素、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、聚苯乙 烯、或環(huán)烯共聚物中的任意一種材料或包括其中至少任意兩種以上相異的材料。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄板，其特征在于，所述每一個菲涅爾透鏡單元，進一步包 括多個菲涅爾透鏡體，且每一個菲涅爾透鏡體具有一個第一端點與一個第二端點，所述菲 涅爾透鏡體與另一個菲涅爾透鏡體分別位于所述第二端點的兩側(cè)，且多個第一端點排列形 成一個直線，所述第二端點與所述直線相距有一個高度，兩相鄰第二端點的高度不相等，且 兩相鄰菲涅爾透鏡單元的第一端點的高度相等。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄板，其特征在于，所述間距W與所述寬度P的比值的范圍 為 0. 2 至 0. 5。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄板，其特征在于，所述出光面與所述入光面相距一個距 離T，所述距離T與所述寬度P的比值的范圍為0. 8至1. 2。
6.一種光學(xué)薄板的固化制造方法，其特征在于，包括獲取具有一個上表面與一個下表面的透明基材、一個固化膠、一個模具以及多個反射 結(jié)構(gòu)；涂布所述固化膠于所述透明基材的上表面；運用所述模具的表面上的多個圖案，壓印所述固化膠，以產(chǎn)生相對應(yīng)的多個菲涅爾透 鏡單元；硬化所述固化膠上的所述多個菲涅爾透鏡單元； 連接所述多個反射結(jié)構(gòu)在所述透明基材的下表面。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)薄板的固化制造方法，其特征在于，所述固化膠為紫外光 固化膠或熱固化膠。
8.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)薄板的固化制造方法，其特征在于，所述多個反射結(jié)構(gòu)的 連接為貼接法連接或網(wǎng)版印刷法連接。
9.一種光學(xué)薄板的押出成型制造方法，其特征在于，包括獲取具有一個上表面與一個下表面的透明基材、一個模具以及多個反射結(jié)構(gòu)； 運用所述模具的表面上的多個圖案，壓印所述透明基材，以在所述透明基材的上表面產(chǎn)生相對應(yīng)的多個菲涅爾透鏡單元；連接所述多個反射結(jié)構(gòu)在所述透明基材的下表面。
10. 一種背光模塊，包括多個光源裝置，用于產(chǎn)生一個入射光；一個光學(xué)薄板，用于接 收所述多個光源裝置所投射的入射光，其特征在于，所述光學(xué)薄板包括一個本體，包括有相對應(yīng)的一個入光面以及一個出光面，所述入光面是用于接收所述 入射光，且與所述入射光呈一定入射角，所述本體至少具有一個折射率Hi, i為正整數(shù)；多個反射結(jié)構(gòu)，位于所述本體中，且兩個相鄰反射結(jié)構(gòu)間相距有一個間距W，每一個反 射結(jié)構(gòu)沿所述入射光入射的方向具有一個厚度t ；多個菲涅爾透鏡單元，每一個菲涅爾透鏡單元位于所述出光面上，且所述菲涅爾透鏡 單元沿所述出光面的方向上有一個寬度P，所述每一個菲涅爾透鏡單元與所述間距W相互r ρ2 Λ> sin—1 Σ—，j彡1時，所述入射光通過所述間距W，且根據(jù) -ι YL1對應(yīng)；當(dāng)滿足公式tan_所述厚度t調(diào)整所述入射角，并由所述多個菲涅爾透鏡單元對所述入射光的光學(xué)路徑進行 收斂；一個光學(xué)膜片，設(shè)置在所述光學(xué)薄板相對所述光源裝置的另一側(cè)，所述光學(xué)膜片用于 對所述入射光的光學(xué)路徑進行修正。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光學(xué)薄板及其制作方法與背光模塊，屬于光學(xué)領(lǐng)域。所述光學(xué)薄板用于接收一個光源所投射的一個入射光，其包括一個本體、多個反射結(jié)構(gòu)及多個菲涅爾透鏡單元。所述本體包括有一個入光面及一個出光面，且至少具有一個折射率ni，i為正整數(shù)。所述多個反射結(jié)構(gòu)位于所述本體中，且兩個相鄰反射結(jié)構(gòu)間相距有一個間距W，每一個反射結(jié)構(gòu)具有一個厚度t。每一個菲涅爾透鏡單元均位于所述出光面上，且具有一個寬度P，每一個菲涅爾透鏡單元與所述間距W相互對應(yīng)；當(dāng)滿足公式j(luò)≥1時，所述入射光通過所述間距W，并由該菲涅爾透鏡單元對光學(xué)路徑收斂，以完成最佳光學(xué)效果。本發(fā)明的光學(xué)薄板或使用所述光學(xué)薄板的背光模塊可提供較大的光強度，與較優(yōu)良的準(zhǔn)直能力，從而可以提升更好的光學(xué)性能。
文檔編號F21V13/00GK101956950SQ200910152048
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者卓立蘋, 鄭文峰, 陳晏佐 申請人:穎臺科技股份有限公司