CN103984048A - 光学膜片及具有此光学膜片的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学膜片及具有此光学膜片的显示装置，其中光学膜片包含入光面、相对入光面的出光面以及出光微结构。出光微结构设置于出光面，并包含多个棱镜柱沿第一方向排列设置于出光面。各棱镜柱于平行第一方向上具有第一四边形截面，第一四边形截面的第一侧边与出光面交会并夹有第一夹角，其中连续的多个棱镜柱的第一夹角以周期性方式具有不同角度值。

Description

光学膜片及具有此光学膜片的显示装置

技术领域

本发明一般关于光学膜片，具体而言，本发明关于具有周期性排列的出光微结构的光学膜片及具有此光学膜片的显示装置。

背景技术

近年来，平面显示装置已被广泛使用于各种领域中，可单独作为显示器，亦可嵌入电子装置中作为资讯显示之用。平面显示装置种类繁多，例如有机发光二极体显示器、液晶显示器、电泳显示器等，其中又以液晶显示器为目前最常见的平面显示装置。

以液晶显示器而言，其原理是利用液晶面板中的液晶转向来控制后方背光源在每个像素上的光线穿透率，以在液晶面板的显示面产生显示影像。为求增加液晶显示器的可视角度，亦即使用者观看方向与液晶显示器显示面法线方向所夹的角度，传统上可在液晶面板的显示面上附加光学膜片。此外，亦可因为隐密性、防窥视等其他原因而在显示面上附加光学膜片。特别是针对使用蓝相液晶(Blue Phase Liquid Crystal,BPLC)面板的显示器，为求光学效果的增进，通常会在其显示面上附加光学膜片。唯此类光学膜片通常在设计上较为复杂，例如需以两片膜片以结构对应的方式迭合，因此生产困难度较高。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种光学膜片，其藉由阵列式的出光微结构，增加出光面的光线出射角范围。

本发明的另一目的在于提供一种光学膜片，其具有高可制造性并能有效控制出光面的光线出射角范围。

于一实施例，本发明提供一种光学膜片，其包含入光面、相对入光面的出光面以及出光微结构。出光微结构设置于出光面，并包含多个棱镜柱沿第一方向排列设置于出光面。各棱镜柱于平行第一方向上具有第一四边形截面，第一四边形截面的第一侧边与出光面交会并夹有第一夹角，其中连续的多个棱镜柱的第一夹角以周期性方式具有不同角度值。

于一实施例，第一四边形截面为梯形截面，且第一四边形截面的第二侧边与出光面交会并夹有第二夹角，其中多个棱镜柱的第二夹角为相同且较佳为锐角。

于一实施例，上述的周期性方式较佳为于一个周期中使四个连续棱镜柱的第一夹角的角度值分别为α-x、α、α+y及α度，其中x可等于或不等于y，且x及y的范围分别为大于0且小于30度，α较佳为钝角且其范围为在大于90至169度之间。

于另一实施例，多个棱镜柱更沿第二方向排列设置于出光面以形成阵列式微结构，各棱镜柱于平行第二方向上具有第二四边形截面，且各第二四边形截面具有第三侧边及第四侧边分别与出光面交会，其中相邻的第二四边形截面邻接的第三侧边及第四侧边之间夹有一角度，且该角度较佳为锐角。

于另一实施例，多个棱镜柱更沿第二方向排列设置于出光面以形成阵列式微结构，各棱镜柱于平行第二方向上具有第二四边形截面，第二四边形截面的第三侧边与出光面交会并夹有第三夹角，其中连续的多个棱镜柱的第三夹角以第二周期性方式具有不同角度值。于另一实施例，第二四边形截面为梯形截面，且第二四边形截面的第四侧边与出光面交会并夹有第四夹角，多个棱镜柱的第四夹角为相同且较佳为锐角。

于另一实施例，上述的第二周期性方式较佳为于一个周期中使四个连续棱镜柱的第三夹角的角度值分别为β-t、β、β+s及β度，其中t可等于或不等于s，且t及s的范围分别为大于0且小于45度，β较佳为锐角，且β的范围为在大于45至90度之间。

于另一实施例，本发明提供一种光学膜片，其包含入光面、平行于入光面的出光面以及出光微结构。出光微结构设置于出光面，并包含多个棱镜柱，以阵列方式分别沿第一方向及第二方向排列设置于出光面，其中各棱镜柱于平行第一方向及第二方向上分别具有第一四边形截面及第二四边形截面；各第一四边形截面具有第一侧边及第二侧边，而第一侧边与第二侧边分别与出光面交会，且第一四边形截面的第一侧边与另一第一四边形截面的第二侧边相互邻接；以及各第二四边形截面具有第三侧边及第四侧边，而第三侧边与第四侧边分别与出光面交会，第二四边形截面的第三侧边与另一第二四边形截面的第四侧边相互邻接，且相邻的第二四边形截面邻接的第三侧边及第四侧边之间夹有一角度，且该角度较佳为锐角。

于一实施例，相邻的第一四边形截面邻接的第一侧边及第二侧边之间较佳夹有锐角。再者，于另一实施例，第一四边形截面的第一侧边与出光面夹有第一夹角，其中连续的多个棱镜柱的第一夹角以周期性方式设置。

本发明更提供一种显示装置，其藉由上述的光学膜片产生广视角的视觉效果。于一实施例，本发明的显示装置包含液晶显示面板、背光模块以及上述的光学膜片。液晶显示面板具有显示面及相对于显示面的底面。背光模块设置于底面，用于朝液晶显示面板提供背光源。光学膜片的入光面面对液晶显示面板的显示面，并用于接受自显示面射出的光线。

于一实施例，液晶显示面板较佳为蓝相液晶显示面板。再者，自显示面射出的光线以一入射角进入光学膜片的入光面，且入射角为σ±Δσ度，其中σ的范围较佳为在40至80度之间，Δσ的范围为在2至15度之间。此外，光学膜片更可具有偏光作用。

附图说明

图1为本发明一实施例的光学膜片的示意图；

图2为本发明一实施例的光学膜片的周期性排列的连续四个棱镜柱的示意图；

图3A至图3C分别为本发明另一实施例的光学膜片的示意图、沿第一方向A的截面示意图及沿第二方向B的截面示意图；

图4为本发明另一实施例的光学膜片的示意图；

图5为本发明一实施例的显示装置的示意图；

图6为本发明一实施例的显示装置的光学膜片的光线出射角示意图；

图7A及图7B分别为本发明的实施例的显示装置的水平方向及垂直方向的视角示意图；

图8A至图8D分别表示本发明的实施例的显示装置使用不同光学膜片并配合扩散板模拟所得的对比视角平面图；

图9A至图9C分别表示本发明的实施例的显示装置使用不同光学膜片并配合扩散板模拟所得的对比视角平面图。

其中，附图标记：

10光学膜片

100膜片本体

101入光面

102出光面

200出光微结构

210棱镜柱

220第一四边形截面

222第一侧边

224第二侧边

226顶面

228底面

310棱镜柱

320第一四边形截面

322第一侧边

324第二侧边

326顶面

328底面330第二四边形截面

332第三侧边

334第四侧边

336顶面

338底面

400出光微结构

410棱镜柱

420第一四边形截面

422第一侧边

424第二侧边

426顶面

428底面

430第二四边形截面

432第三侧边

434第四侧边

436顶面

438底面

500显示装置

502光源

504导光板

510背光模块

520液晶显示面板

520a上基板

520b下基板

520c蓝相液晶

522显示面

524底面

530扩散板

540第一偏光板

550第二偏光板

560微结构

θ1第一夹角

θ2第二夹角

θ3第三夹角

θ4第四夹角

γ角度

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明提供一种光学膜片，较佳应用于加强光学性质，例如增加出光面的光线出射角。于较佳实施例中，本发明的光学膜片用于显示装置，以使显示装置具有较大的视角。光学膜片较佳以聚合物或玻璃形成且较佳以一体成形的方式制造。然而在不同实施例中，光学膜片亦可以其他材质或方式制成。

在图1所示的实施例中，光学膜片10包含入光面101、出光面102及出光微结构200，其中出光面102相对入光面101。亦即，入光面101及出光面102分别为膜片本体100的相对两表面。于较佳实施例中，膜片本体100为矩形，但因应不同设计需求膜片本体100可为其他形状。出光微结构200设置于出光面102，且出光微结构200包含多个棱镜柱210。多个棱镜柱210沿第一方向A排列设置于出光面102。具体而言，各棱镜柱210沿第一方向A紧邻并排设置，且各棱镜柱210沿第二方向B自膜片本体100的一端延伸至另一端，其中第二方向B不同于第一方向A且较佳与第一方向A相互垂直。再者，如图所示，各棱镜柱210于平行第一方向A上具有第一四边形截面220，亦即第一四边形截面220的法线方向垂直于第一方向A，且第一四边形截面220的第一侧边222与出光面102交会并夹有第一夹角θ1，其中连续的多个棱镜柱210的第一夹角θ1以周期性方式具有不同角度值(于后详述)。

于较佳实施例，第一四边形截面220为梯形截面，其中梯形截面的顶面226平行底面228，且底面228平行贴合出光面102。梯形截面的相对两侧边即分别为第一侧边222及第二侧边224，且第一侧边222的两端分别连接顶面226及底面228的一侧，且第一夹角θ1即为第一侧边222与底面228(亦即出光面102)所夹的梯形内底角。类似地，第二侧边224的两端分别连接顶面226及底面228的另一侧，且第二侧边224与出光面102交会并夹有第二夹角θ2。亦即，第二夹角θ2为第二侧边224与底面228(亦即出光面102)所夹的另一梯形内底角。在此需注意，当光学膜片10应用于显示装置时，光学膜片10较佳以第一方向A平行于导光板的光传递方向的方式设置于液晶显示面板上，使得出光微结构200的各棱镜柱210中具有第二夹角θ2的第二侧边224较具有第一夹角θ1的第一侧边222靠近光源502，以增加第一方向A上的光线出射角(参见图5)。

于一例示实施例，梯形截面的高度为顶面226及底面228之间的垂直距离，且较佳在5μm至50μm的范围。梯形截面的底面宽度较佳在5μm至50μm的范围。梯形截面的顶面宽度在1μm至50μm的范围。在此需注意，梯形截面的各维度尺寸依据设计需求可有其他变化，不以此实施例为限。

再者，上述的周期性方式指连续数个棱镜柱210的第一夹角θ1具有规则性变化，以达到所欲的光学性质，例如增加视角或均匀性。如图2所示，其为沿第一方向A连续四个第一四边形截面220的局部放大图。于此实施例，周期性方式指于一个周期中使四个连续的棱镜柱210的第一夹角θ1的角度值分别为α-x、α、α+y及α度，其中x可等于或不等于y，且x及y的范围分别为大于0且小于30度，α较佳为钝角，且其范围为在大于90至169度之间。亦即，多个棱镜柱210的第一夹角θ1可有多种角度值(即至少两种)，例如三种角度值，并且排列设置为具有大角度值的棱镜柱及具有小角度值的棱镜柱依序交替设置，且在具有大角度值的棱镜柱及具有小角度值的棱镜柱间穿插设置具有中间角度值的棱镜柱。

以三个连续周期为例，于一实施例，12个连续的棱镜柱210的第一夹角θ1的角度值依序可为(α-x、α、α+y、α)、(α-x、α、α+y、α)、(α-x、α、α+y、α)，其中连续四个棱镜柱210的角度值α-x、α、α+y、α作为一个周期。再者，于另一实施例，12个连续的棱镜柱210的第一夹角θ1的角度值依序可为(α、α+y、α、α-x)、(α、α+y、α、α-x)、(α、α+y、α、α-x)，其中连续四个棱镜柱210的角度值α、α+y、α、α-x作为一个周期。此外，于又一实施例，12个连续的棱镜柱210的第一夹角θ1的角度值依序可为(α+y、α、α-x、α)、(α+y、α、α-x、α)、(α+y、α、α-x、α)，其中连续四个棱镜柱210的角度值α+y、α、α-x、α作为一个周期。于再一实施例，12个连续的棱镜柱210的第一夹角θ1的角度值依序可为(α、α-x、α、α+y)、(α、α-x、α、α+y)、(α、α-x、α、α+y)，其中连续四个棱镜柱210的角度值α、α-x、α、α+y作为一个周期。于另一实施例中，周期性方式指于一个周期中，使三个连续的棱镜柱的第一夹角θ1的角度值为α-x、α、α+y，以12个连续的棱镜柱为例，其第一夹角θ1的角度值依序为(α-x、α、α+y)、(α-x、α、α+y)、(α-x、α、α+y)、(α-x、α、α+y)。在此需注意，棱镜柱210沿第一方向A排列的数目较佳为周期的整数倍，即MxN，其中M为一个周期中的棱镜柱数目，N为周期重复的次数(于此实施例为4xN或3xN)；然而于其他实施例中，棱镜柱210沿第一方向A排列的数目亦可以不是周期的整数倍，例如MxN+1,....,或MxN+(M-1)，本发明不以实施例为限。

再者，举例而言，若α为125度，x等于y且等于10度时，α-x则为115度，α+y则为135度。因此，图2中连续四个棱镜柱的排列顺序依照第一夹角θ1由左至右分别为115度、125度、135度及125度。在此需注意，α的选择较佳依据光学膜片10的折射率而使入射光入射到第一侧边222时能实质正向射出。于此实施例，光学膜片10的折射率较佳大于1，更佳为1.485至2.20。再者，于此所述的“正向”指平行出光面的法线方向。在此需注意，x及y可相同或不同，以获得不同的光形变化，进而可得到两侧相同或不同的视角范围。此外，于此实施例中，多个棱镜柱210的第二夹角θ2较佳相同并为锐角，例如30度，但不以此为限。于其他实施例，第二夹角θ2亦可为不同，以调整光线的出射角度范围。

于上述实施例中，棱镜柱210实质延伸于整个膜片本体100沿第二方向B的长度，然而于其他实施例，棱镜柱亦可有其他变化。于另一实施例，如图3A至图3C所示，多个棱镜柱310分别沿第一方向A及第二方向B排列设置于出光面102以形成阵列式微结构。亦即，棱镜柱310于平行第二方向B的长度小于棱镜柱210，而于第二方向B上亦排列设置多个棱镜柱310，且各棱镜柱310于平行第二方向B上亦具有第二四边形截面330，其中第二四边形截面330的法线方向垂直于第二方向B。换言之，各棱镜柱310于平行第一方向A上具有第一四边形截面320并于平行第二方向B上具有第二四边形截面330。

于此实施例，第一四边形截面320及第二四边形截面330较佳为梯形截面，且图1的实施例所述的梯形截面的例示维度尺寸亦可应用于本实施例。再者，类似于图1的实施例，第一四边形截面320的第一侧边322及第二侧边324分别连接于第一四边形截面320的顶面326及底面328的相对侧，且第一四边形截面320的第一侧边322与出光面102交会并夹有第一夹角θ1，而第一四边形截面320的第二侧边324与出光面102交会并夹有第二夹角θ2。再者，第二四边形截面330具有第三侧边332及第四侧边334。第二四边形截面330为梯形截面时，其顶面336平行底面338，底面338平行贴合出光面102，而梯形截面的相对两侧边即分别为第三侧边332及第四侧边334。第三侧边332的两端分别连接顶面336及底面338的一侧并与出光面102交会，且第四侧边334的两端分别连接顶面336及底面338的另一侧并与出光面102交会。于此实施例，第一四边形截面320邻接第二四边形截面330，其中第二侧边324连接第三侧边332，亦即第一四边形截面320的第二侧边324即为第二四边形截面330的第三侧边332。再者，于此实施例中，相邻第一四边形截面320的第一侧边322及第二侧边324较佳为相互紧邻。亦即，第一四边形截面320的第一侧边322连接另一相邻的第一四边形截面320的第二侧边324，并以此方式沿第一方向A排列设置。同样地，相邻第二四边形截面330的第三侧边332及第四侧边334较佳为相互紧邻。亦即，第二四边形截面330的第三侧边332连接另一相邻的第二四边形截面330的第四侧边334，并以此方式沿第二方向B排列设置。

于此实施例中，相邻的第二四边形截面330邻接的第三侧边332及第四侧边334之间夹有角度γ，且该角度γ较佳为锐角，如图3C所示。藉由阵列式设置多个棱镜柱310，可进一步增加在第二方向B上的光线出射角。此外，当多个棱镜柱310以阵列方式排列设置时，连续的多个棱镜柱310的第一夹角θ1较佳亦具有周期性的角度值，但不以此为限。亦即，于此实施例的周期性是指于一个周期中使四个连续的棱镜柱310的第一夹角θ1的角度值分别为α-x、α、α+y及α度，其中x可等于或不等于y，且x及y的范围分别为大于或等于0且小于30度，α较佳为钝角，且其范围为在大于90至169度之间。α的选择、周期性排列的方式、棱镜柱沿第一方向A设置的数目等亦可参考图1的实施例所述，于此不再赘述。于本实施例中，第二四边行截面330为梯形，而此梯形截面的两底角的角度相等，举例而言，当角度γ为20度时，则两底角的角度皆为80度。换句话说，于图3C中，角度γ为锐角，且为定值，亦即于第二方向B的棱镜结构的每一个第二四边形截面330为等腰梯形。此外，当多个棱镜柱310的第一夹角θ1相同时(即x＝y＝0)，表示自棱镜柱310射出的光线实质具有相同的角度范围，适合应用于特定方向的显示需求，例如防窥片。

于图3A的一变化实施例中，如图4所示，出光微结构400具有多个棱镜柱410，沿第一方向A及第二方向B以阵列方式排列设置。类似于图3A，于图4的棱镜柱410中，第一侧边422及第二侧边424分别连接于第一四边形截面420的顶面426及底面428的相对侧，而第三侧边432及第四侧边434分别连接于第二四边形截面430的顶面436及底面438的相对侧。图4的多个棱镜柱410与图3A的实施例不同之处在于多个棱镜柱410沿第二方向B排列设置成第二四边形截面430的第三侧边432与出光面102交会并夹有第三夹角θ3，其中连续的多个棱镜柱410的第三夹角θ3亦具有周期性的角度值。具体而言，图4的出光微结构400在第一方向A上，使得连续的多个棱镜柱410的第一夹角θ1较佳亦具有周期性的角度值。亦即，于此实施例的周期性是指于一个周期中使四个连续的棱镜柱410的第一夹角θ1的角度值分别为α-x、α、α+y及α度，其中x可等于或不等于y，且x及y的范围分别为大于或等于0且小于30度，α较佳为钝角，且其范围为在大于90至169度之间。此外，图4的出光微结构400在第二方向B上，亦使连续的多个棱镜柱410的第三夹角θ3较佳亦具有周期性的角度值。亦即，于此实施例的周期性是指于一个周期中使四个连续的棱镜柱410的第三夹角θ3的角度值分别为β-t、β、β+s及β度，其中t可等于或不等于s，且t及s的范围分别为大于或等于0且小于45度，β较佳为锐角，且其范围为在大于45至90度之间。

再者，第二四边形截面430的第四侧边434与出光面102交会并夹有第四夹角θ4。于此实施例中，多个棱镜柱410的第四夹角θ4为较佳相同且为锐角，但不以实施例为限。举例而言，当连续的多个棱镜柱410的第三夹角θ3具有周期性的角度值，而第四夹角θ4皆为相同的角度值时，则相邻的第二四边形截面330的第三侧边432及第四侧边434间所夹的角度γ亦具有周期性的角度值。于变形例中，则可使第三夹角θ3皆为相同的角度值，而第四夹角θ4具有周期性的角度值，或第三夹角θ3与第四夹角θ4皆有角度变化，都能形成相邻的第二四边形截面330的第三侧边432及第四侧边434间所夹的角度γ亦具有周期性的角度值。藉由上述在两个方向A、B上使多个棱镜柱410皆以周期性方式设置，进而在两个方向A、B上皆能达到出射面的光线出射角的控制，而在多方向上均有较广的视角。

本发明亦提供一种显示装置，其包含上述任一实施例的光学膜片10。如图5所示，显示装置500包含背光模块510、液晶显示面板520以及光学膜片10。液晶显示面板520具有显示面522及底面524相对于显示面522。背光模块510设置于液晶显示面板520的底面524，用于朝液晶显示面板520提供背光源。光学膜片10的入光面101面对液晶显示面板520的显示面522，并用于接受自显示面522射出的光线。于较佳实施例中，液晶显示面板520为蓝相液晶显示面板，其包含上基板及下基板，而蓝相液晶520c夹设于上基板520b及下基板520a之间。下基板520a一般为控制像素电极的电路基板，而上基板520b通常为具有滤光作用的彩色滤光层基板。蓝相液晶520c具有光学等向性的性质，因此蓝相液晶520c在直场切换(vertical field switching)电极系统中可实现显示器的操作机制。背光模块510包含光源502及导光板504，其中导光板504设置于液晶显示面板520的底面524下方，用于将光源502提供的光导引入射到液晶显示面板520的底面524。光线自液晶显示面板520的底面524进入并经由蓝相液晶520c的控制，而后自显示面522射出以入射角进入光学膜片10的入光面101，再经光学膜片10反射导引光线后自出光面102射出。于此所述的“入射角”指入射光与入光面101的法线方向所夹的角度。于此实施例，入射角为σ±Δσ度，其中σ的范围为在40至80度之间，Δσ的范围为在2至15度之间。举例而言，入射角为70±5度。亦即，入射角的范围较佳为65度至75度。光学膜片10将以70±5度的入射角入射的斜向光线反射成实质正向或预定的光线出射角，而后自设置于出光面102上的出光微结构200、300或400射出。换句话说，光线从光源502出射后，经由导光板504与微结构560后，可形成入射角为70±5度的光线进入液晶显示面板520。之后，此斜向光线进入具有出光微结构200、300或400的光学膜片10后，则将斜向光线导正(即光线垂直液晶显示面板520)或导向为预定的出射角度的光线。

再者，如图5所示，显示装置500更包含扩散板530、第一偏光板540及第二偏光板550。扩散板530设置成面对光学膜片10的出光面102，而第一偏光板540设置于液晶显示面板520及背光模块510的导光板504之间。第二偏光板550设置于光学膜片10及液晶显示面板520之间。扩散板530、第一偏光板540及第二偏光板550用于增进光线的光学性质，例如偏极性、均匀性等。于此实施例，光学膜片10及第二偏光板550为独立的膜片。然而，于其他实施例，可将光学膜片10与第二偏光板550整合为单一膜片，而使光学膜片10亦具有偏光作用，此种复合膜片的架构可以增加组装效率，亦可达到薄化作用，且增加光学效率。

如图6所示，显示装置500应用上述的光学膜片10时，若折射率为1.58，α为125度，且x及y皆为10度时，在第一方向A上的光线出射角可达到±20度。再者，图7A及图7B分别为本发明的实施例的显示装置500的水平方向(第二方向B)及垂直方向(第一方向A)的视角示意图，其中横轴代表视角(单位：度)而纵轴代表正规化亮度；曲线701代表使用现有光学膜片(θ1相同且无γ，即光学膜片上的出光微结构为无周期性变化的梯形条状结构)搭配于具有锥形分布，且于第一方向A与第二方向B皆有光收敛的背光源；曲线702代表一实施例的光学膜片(θ1为117度、125度、133度的周期排列，且γ为30度)搭配于具有锥形分布，且于第一方向A与第二方向B皆有光收敛的背光源；曲线703代表使用现有光学膜片搭配于具有锥形分布，且于第一方向A有光收敛的背光源；曲线704代表另一实施例的光学膜片(θ1为117度、125度、133度的周期排列，且γ为0度)搭配于具有锥形分布，且于第一方向A有光收敛的背光源；曲线705代表另一实施例的光学膜片(θ1为117度、125度、133度的周期排列，且γ为30度)搭配于具有锥形分布，且于第一方向A有光收敛的背光源。需注意的是，图7A与图7B皆为光学膜片10搭配扩散板的视角亮度分布图。如图7A及图7B所示，当正规化亮度为0.5时，本发明具有光学膜片10的显示装置500在直场切换的水平视角可达到±60度，且垂直视角可达到±50度，相对于现有技术明显增加。具体而言，比较曲线704与曲线705，可以发现光学膜片的棱镜结构具有γ角度时(即γ大于0时)，可以增加于水平方向(第二方向B)的视角与亮度；同时，比较曲线703与曲线704，可以发现光学膜片的棱镜结构具有周期变化的θ1角度时，可以增加于垂直方向(第一方向A)的视角与亮度，显示不论是周期排列的θ1角度与γ角度皆可提升视角与优化亮度分布。此外，曲线701、曲线702与曲线703、曲线704、曲线705的背光源不同，即曲线703、曲线704、曲线705的背光源仅于第一方向A有收敛，因此其水平方向(第二方向B)的视角较宽。

图8A至图8D分别表示本发明的实施例的显示装置使用不同光学膜片并配合扩散板模拟所得的对比视角平面图，其中扩散板的角度为±20度，以亮度分布为高斯分布为例，则以光学膜片的法线为基准(角度为0度，亮度最大时)，其亮度的半高宽为±20度，搭配背光源为锥形分布且于第一方向A与第二方向B的入射角为70±5度，即第一方向A与第二方向B皆有收敛。具体而言，图8A显示现有光学膜片，其出光微结构在第一方向A不具有周期性的第一夹角θ1且在第二方向B上亦不具有锐角γ所得的对比视角平面图，其中多个棱镜柱的第一夹角θ1皆相同为125度，且仅沿第一方向A排列设置。图8B显示图3的出光微结构300在第一方向A不具有周期性的第一夹角θ1，但在第二方向B上具有锐角γ所得的对比视角平面图，亦即多个棱镜柱310的第一夹角θ1皆相同为125度，且γ为20度。由图8A及图8B的比较可知，在第二方向B(水平方向)上具有锐角γ可增加水平方向的视角。

图8C显示图3的出光微结构300在第一方向A具有周期性不同的第一夹角θ1，且在第二方向B上具有锐角γ所得的对比视角平面图，其中一个周期中棱镜柱310的第一夹角θ1分别为117度、125度及133度(亦即α＝125，x＝y＝8)，且γ为30度。由图8B及图8C的比较可知，当多个棱镜柱310的第一夹角θ1在第一方向A上具有周期性变化的角度值且γ值较大时，可同时增加垂直方向及水平方向的视角。

图8D显示图4的出光微结构400在第一方向A具有周期性不同的第一夹角θ1，且在第二方向B上亦具有周期性不同的夹角γ所得的对比视角平面图，其中一个周期中棱镜柱410的第一夹角θ1分别为117度、125度及133度(亦即α＝125，x＝y＝8)，且第三夹角θ3的周期性变化是使得锐角γ亦具有周期性变化且分别为10度、20度及30度。由图8A与图8D的比较可知，当多个棱镜结构的具有周期变化的第一夹角θ1(于第一方向A)与周期变化的角度γ(于第二方向B)时，皆可增加水平与垂直方向的视角。由图8C及图8D的比较可知，γ角度在第二方向B上为一较大固定值时，其水平方向上具有较大视角。

图9A至图9C分别表示本发明的实施例的显示装置使用不同光学膜片并配合扩散板模拟所得的对比视角平面图，其中扩散板的扩散角度为±20度(参阅图8A～8D说明)，背光控制为仅在第一方向A上具有70±5度的入射角而第二方向B上并未特别限制，即背光源于第一方向A具有收敛，而第二方向B并无收敛，使得图9A～9C于水平方向(第二方向B)的视角大于图8A～8D。具体而言，图9A显示现有光学膜片的出光微结构在第一方向A不具有周期性的第一夹角θ1，且在第二方向B上亦不具有锐角γ所得的对比视角平面图，其中多个棱镜柱的第一夹角θ1皆相同为125度，且仅沿第一方向A排列设置。图9B显示图2的出光微结构200在第一方向A具有周期性不同的第一夹角θ1，且在第二方向B不具有锐角γ所得的对比视角平面图，其中一个周期中棱镜柱210的第一夹角θ1分别为117度、125度及133度(亦即α＝125，x＝y＝8)。由图9A及图9B的比较可知，当多个棱镜柱210的第一夹角θ1在第一方向A上具有周期性变化的角度值时，可使垂直方向的视角加大，亮度更均匀。

图9C显示图3的出光微结构300在第一方向A具有周期性不同的第一夹角θ1，且在第二方向B上具有锐角γ所得的对比视角平面图，其中一个周期中棱镜柱310的第一夹角θ1分别为117度、125度、133度及125度(亦即α＝125，x＝y＝8)，且γ为30度。由图9B及图9C的比较可知，当多个棱镜柱310在第二方向B上具有角度γ时，可进一步增加水平方向的视角。

在此须注意，本发明例示实施例中的角度值虽以x＝y或t＝s说明以对称方式增加光线出射角(亦即视角)，但是本发明的实施例亦可包含x不等于y或t不等于s，进而以不对称方式增加光线出射角(亦即视角)。换言之，本发明的光学膜片及具有此光学膜片的显示装置藉由阵列式的出光微结构，可增加出光面的光线出射角范围，进而增加显示装置的视角。再者，本发明的光学膜片及具有此光学膜片的显示装置藉由连续的多个棱镜柱的周期性角度变化，可进一步增加特定方向的视角，例如水平方向、垂直方向、或水平及垂直两个方向。

本发明已由上述实施例加以描述，然而上述实施例仅为例示目的而非用于限制。熟此技艺者当知在不悖离本发明精神下，于此特别说明的实施例可有例示实施例的其他修改。因此，本发明范畴亦涵盖此类修改且仅由所附申请专利范围限制。

Claims (18)

1.一种光学膜片，其特征在于，包含：

一入光面；

一出光面，相对该入光面；以及

一出光微结构，设置于该出光面，该出光微结构包含：

多个棱镜柱，沿一第一方向排列设置于该出光面，各该棱镜柱于平行该第一方向上具有一第一四边形截面，该第一四边形截面的一第一侧边与该出光面交会并夹有一第一夹角，其中连续的该多个棱镜柱的该第一夹角以一周期性方式具有不同角度值。

2.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该第一四边形截面的一第二侧边与该出光面交会并夹有一第二夹角，该多个棱镜柱的该第二夹角相同且为一锐角。

3.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该周期性方式于一周期中使四个连续的该多个棱镜柱的该第一夹角的角度值分别为α-x、α、α+y及α度，其中x可等于或不等于y，且x及y的范围分别为大于0且小于30度，α的范围为在大于90至169度之间。

4.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该第一四边形截面为一梯形截面。

5.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该多个棱镜柱更沿一第二方向排列设置于该出光面以形成一阵列式微结构，各该棱镜柱于平行该第二方向上具有一第二四边形截面，且各该第二四边形截面具有一第三侧边及一第四侧边分别与该出光面交会，其中相邻的该第二四边形截面邻接的该第三侧边及该第四侧边之间夹有一锐角。

6.根据权利要求5所述的光学膜片，其特征在于，该锐角为周期性角度分布。

7.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该多个棱镜柱更沿一第二方向排列设置于该出光面以形成一阵列式微结构，各该棱镜柱于平行该第二方向上具有一第二四边形截面，该第二四边形截面的一第三侧边与该出光面交会并夹有一第三夹角，其中连续的该多个棱镜柱的该第三夹角以一第二周期性方式具有不同角度值。

8.根据权利要求7所述的光学膜片，其特征在于，该第二四边形截面的一第四侧边与该出光面交会并夹有一第四夹角，该多个棱镜柱的该第四夹角相同且为一锐角。

9.根据权利要求7所述的光学膜片，其特征在于，该第二周期性方式于一周期中使四个连续的该多个棱镜柱的该第三夹角的角度值分别为β-t、β、β+s及β度，其中t可等于或不等于s，且t及s的范围分别为大于0且小于45度，β的范围为在大于45至90度之间，且β-t、β、β+s均小于90度。

10.根据权利要求7所述的光学膜片，其特征在于，该第二四边形截面为一第二梯形截面。

11.一种光学膜片，其特征在于，包含：

一入光面；

一出光面，该出光面平行于该入光面；以及

一出光微结构，设置于该出光面，该出光微结构包含：

多个棱镜柱，以一阵列方式分别沿一第一方向及一第二方向排列设置于该出光面，其中：

各该棱镜柱于平行该第一方向及该第二方向上分别具有一第一四边形截面及一第二四边形截面；

各该第一四边形截面具有一第一侧边及一第二侧边，而该第一侧边与该第二侧边分别与该出光面交会，且该第一四边形截面的该第一侧边与另一该第一四边形截面的该第二侧边相互邻接；以及

各该第二四边形截面具有一第三侧边及一第四侧边，而该第三侧边与该第四侧边分别与该出光面交会，该第二四边形截面的该第三侧边与另一该第二四边形截面的该第四侧边相互邻接，且相邻的该第二四边形截面邻接的该第三侧边及该第四侧边之间夹有一锐角。

12.根据权利要求11所述的光学膜片，其特征在于，相邻的该第一四边形截面邻接的该第一侧边及该第二侧边之间夹有一锐角。

13.根据权利要求11所述的光学膜片，其特征在于，该第一四边形截面的该第一侧边与该出光面夹有一第一夹角，其中连续的该多个棱镜柱的该第一夹角以一周期性方式设置。

14.根据权利要求13所述的光学膜片，其特征在于，该周期性方式于一周期中使四个连续的该多个棱镜柱的该第一夹角的角度值分别为α-x、α、α+y及α度，其中x可等于或不等于y，且x及y的范围分别为在等于0至小于30度之间，α的范围为在大于90至169度之间。

15.一种显示装置，其特征在于，包含：

一液晶显示面板，具有一显示面及一底面相对于该显示面；

一背光模块，设置于该底面，用于朝该液晶显示面板提供一背光源；以及

根据权利要求1至14任一项所述的光学膜片，其中该入光面面对该液晶显示面板的该显示面，并用于接受自该显示面射出的光线。

16.根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于，该液晶显示面板为一蓝相液晶显示面板。

17.根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于，自该显示面射出的光线以一入射角进入该光学膜片的该入光面，且该入射角为σ±Δσ度，其中σ的范围为在40至80度之间，Δσ的范围为在2至15度之间。

18.根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于，该光学膜片可具有偏光作用。