CN101359066A - 微结构多功能光学膜片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微结构多功能光学膜片，包括彼此相对的一入光面和一出光面，所述出光面具有多个具有多个微凸起结构，其中，所述微凸起结构为类似半椭球结构，包括一长轴，一短轴，一高度，以及四个连接长轴、短轴和高度的弧面，四个弧面彼此相交于四条弧线，四条弧线相交于该微凸起结构的最高点，四个弧面与所述出光面相交，形成封闭的类似半椭球，所述多个微凸结构长轴相互平行排列。本发明提供的微结构多功能光学膜片，有效地将目前不同类型光学膜片的效用整合为一体，有利于简化背光模组的结构和光学设计，且便于制造，降低成本。

Description

微结构多功能光学膜片

技术领域

本发明涉及一种微结构多功能光学膜片，特别涉及一种应用于液晶显示器的微结构多功能光学膜片。

背景技术

液晶显示器面板中的液晶本身不具发光特性，因此为达到显示效果，需要给液晶显示器面板提供一面光源装置以实现显示功能，如背光模组(Back LightUnit)。其功能在于给液晶显示器面板提供亮度充分且分布均匀的面光源。根据光源在背光模组内的摆设位置可以分为直下式和侧光式。背光模组基本机理都是光源发出的光线，通过一系列的光学效果如扩散，聚光等，以提供均匀的面光源。

液晶显示器技术在向大尺寸及低价格的趋势发展，背光模块也在考虑轻量化、薄型化、低功耗、高亮度及降低成本的市场要求，光学膜片作为背光模组的重要材料，更是背光模组设计中成本考虑的重要因素。

目前的光学膜片按其光学效能可划分为扩散片和聚光片两种。扩散片的作用除了修正光行进的角度，还对于破坏全反射面的光学结构具有覆盖的作用，覆盖导光板网点以及灯管条纹状不均，保护棱镜片，以获得背光模组面光均匀性的效果。扩散片的光学参数包含了厚度，透过能力及雾面程度等。其制造是通过使用PET或PC基材涂覆微小的亚克力颗粒。

棱镜片是提升正面辉度的重要组件，改变光的方向以达集光效果，因而以提高亮度，单一方向增亮60％左右，两张垂直方向重叠可增亮120％左右，但会牺牲部分视角。

以上光学膜片由于其功能以及结构的不同，所运用的制造工艺以及设备都不尽相同，增加了膜片的制造成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种微结构多功能光学膜片，有效地将目前不同类型光学膜片的效用整合为一体，有利于简化背光模组的结构和光学设计，且便于制造，降低成本。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种微结构多功能光学膜片，包括彼此相对的一入光面和一出光面，所述出光面具有多个具有多个微凸起结构，其特征在于，所述微凸起结构为类似半椭球结构，包括一长轴，一短轴，一高度，以及四个连接长轴、短轴和高度的弧面，四个弧面彼此相交于四条弧线，四条弧线相交于该微凸起结构的最高点，四个弧面与所述出光面相交，形成封闭的类似半椭球，所述多个微凸结构长轴相互平行排列。

上述微结构多功能光学膜中，所述长轴的取值范围为0.001mm至2mm，短轴的取值范围为0.001mm至0.1mm，高度的取值范围为0.001mm至0.1mm。

上述微结构多功能光学膜中，所述入光面为塑料基材，所述塑料基材表面包含有保护涂层。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的微结构多功能光学膜片既可以作为棱镜片起集光作用，又可以作为扩散片起均光作用，有效地将目前不同类型光学膜片的效用整合为一体，有利于简化背光模组的结构和光学设计，且便于制造，降低成本。本发明提供的微结构多功能光学膜片通过调整微凸起的长轴长度，短轴长度，高度和四个圆弧面的半径等参数，获取不同的光学效果，可以很方便地调整该光学膜片作为棱镜片的增光率及最佳出光角度范围和作为扩散片的均光率。

附图说明

图1是本发明光学膜片作为棱镜片使用时的结构示意图。

图2是本发明单个微凸起结构的俯视图。

图3是本发明单个微凸起结构之长轴侧视图。

图4是本发明单个微凸起结构之短轴侧视图。

图5是本发明微凸起结构交错排列示意图。

图6是本发明微凸起结构高低相间排列示意图。

图7是本发明微凸起结构大小相间排列示意图。

图8是本发明微凸起结构梅花型排列示意图。

图9是本发明光学膜片作为扩散片使用时的结构示意图。

图10是本发明光学膜片长轴方向中心线光强分布图。

图11是本发明光学膜片短轴方向中心线光强分布图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明光学膜片作为棱镜片使用时的结构示意图，请参见图1，其为本发明光学膜片作为棱镜片使用时的较佳实施例，该光学膜片包括一入光面(图未示)及一与入光面相对的出光面1，该出光面1具有多个微凸起结构2，该多个微凸起结构为类似半椭球结构。该入光面为一平坦表面。凸起的椭球结构为此新型膜片的微小单元结构，不同于现有棱镜片的任何微结构。

上述微凸起结构的详细示意图请参考图2、图3和图4，本发明的每个微凸起分别包括一个长轴L，一个短轴W，一个高度H，四个连接长轴L、短轴W和高度H的弧面。四个弧面彼此相交四个弧线，四个弧线相交于该微凸起的最高点O。该多个微凸起结构2以一定规律排布在该出光面上，且其长轴L所在的弧面相互平行。

本发明光学膜片的多个微凸起结构2的形状和排布规律可以进行不同设计。请参考图5，多个微凸起结构2形状相同，大小相同，即长轴、短轴、高度和四个弧面都相同，多个微凸起结构2交错排列。请参考图6，多个微凸起结构2形状相同，大小相同，高度不同，即两个相邻微凸起结构2具有不同的高度，多个微凸起结构2成矩阵排列。请参考图7，多个微凸起结构2形状相同，高度相同，大小不同，即两个相邻微凸起结构2具有不同的大小，多个微凸起结构2成矩阵排列。请参考图8，多个微凸起结构2形状相同，高度相同，大小不同，且成梅花型排列。

上述光学膜片作为棱镜片使用时，长轴的取值范围为0.1mm至2mm，短轴的取值范围为0.001mm至0.1mm，高度的取值范围为0.001mm至0.1mm。

图9是本发明光学膜片作为扩散片使用时的结构示意图。请参考图9，多个微凸起结构2形状相同，大小相同，高度相同，且成矩阵排列，当本发明光学膜片作为扩散片使用时，所述微凸起结构2的长轴和短轴尺寸较小，一般在0.001至0.1mm之间。

图10和图11为TracePro软件光学模拟结果，TracePro是一套普遍用于照明系统、光学分析、辐射度分析及光度分析的光线模拟软体。光线从入光面垂直射入，经过微凸结构后，光线向中心汇聚，从结果上看，相同高度，长轴方向的聚光率低于短轴方向的聚光率，调整微凸结构的各参数，可以得到需要的增光率和最佳出光角度范围。图10为中心点辉度随长轴方向视角变化的归一化曲线，曲线Prism是本发明光学膜片作为棱镜片(Prism)时的增光率曲线，长轴的取值范围为0.1mm至2mm，短轴的取值范围为0.001mm至0.1mm，高度的取值范围为0.001mm至0.1mm；曲线Diffuser是本发明光学膜片作为扩散片(Diffuser)时的增光率曲线，长轴、短轴和高度的取值范围0.001至0.1mm。图11为中心点辉度随短轴方向视角变化的归一化曲线。通过调整光学膜片长短轴参数，曲线Diffuser和曲线Prism会相应地跟着调整。因此本发明的多个微凸起结构设计通过调整微凸起的长轴长度，短轴长度，高度和四个弧面的半径，可很方便地调整该光学膜片作为棱镜片的增光率及最佳出光角度范围和作为扩散片的均光率。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1、一种微结构多功能光学膜片，包括彼此相对的一入光面和一出光面，所述出光面具有多个具有多个微凸起结构，其特征在于，所述微凸起结构为类似半椭球结构，包括一长轴，一短轴，一高度，以及四个连接长轴、短轴和高度的弧面，四个弧面彼此相交于四条弧线，四条弧线相交于该微凸起结构的最高点，四个弧面与所述出光面相交，形成封闭的类似半椭球，所述多个微凸结构长轴相互平行排列。

2、根据权利要求1所述的微结构多功能光学膜片，其特征在于，长轴的取值范围为0.001mm至2mm，短轴的取值范围为0.001mm至0.1mm，高度的取值范围为0.001mm至0.1mm。

3、根据权利要求1或2所述的微结构多功能光学膜片，其特征在于，所述入光面为塑料基材，所述塑料基材表面包含有保护涂层。

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