CN106226859B - 光导向膜 - Google Patents

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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/00362-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces

Abstract

本发明公开了一光导向膜。该光导向膜具有一结构化第一主表面、相对于该结构化第一主表面的一第二主表面和位于该结构化第一主表面和该第二主表面之间的一参考平面,其中该参考平面垂直于该光导向膜的厚度方向,该结构化第一主表面包含在一第一方向上延伸的一第一棱镜元件和一第二棱镜元件,该第一棱镜元件的一第一棱线具有相对于该参考平面的一第一高度且该第二棱镜元件的一第二棱线具有相对于该参考平面的一第二高度,该第一棱镜元件的该第一棱线的该第一高度沿着该第一方向变化。较佳的,该第一高度的最大值大于该第二高度的最大值。

Description

光导向膜
技术领域
本发明涉及一种具有结构的表面的光学基板,特别是指能增强亮度的光学基板,更特别是指用于具有平面光源平面显示器的光学基板。
背景技术
平面显示科技广泛使用在电视显示器、计算机显示器及掌上型电子用品(如:手机、个人数字助理(PDAs)、等)。液晶显示器(LCD)是平面显示器其中的一种型态,它植入一具有像素阵列以表现出影像的液晶(LC)模块。在背光LCD中,亮度增强薄膜使用棱镜的结构引导光线沿着视线轴(注:与显示器垂直),以增强显示器由使用者所看到的光的亮度,因而可使这个系统用较少的能量来产生所需要的轴上(on-axix)照明。
到目前为止,亮度增强薄膜是由在薄膜的光线发射表面上的平行的棱镜槽、双凸透状槽、或金字塔形状所提供,用以改变光线于离开薄膜时的通过薄膜/空气界面的角度,并使斜的入射光线,能在垂直于薄膜的光输出面的方向上重新分配,使得更多的光线能垂直于薄膜光输出面。亮度增强薄膜具有平滑的光入射面,经由此面使光由背光模块进入。迄今,许多应用使用相互成转动关系的两个亮度增强薄膜层,因此在各自薄膜层的沟槽是彼此成90度角。
平面显示器使用两个亮度增强薄膜时,可能产生不希望出现的迭纹现象,此迭纹现象是在两个亮度增强薄膜的表面上周期性棱镜图案结构的干涉造成的。过去,亮度增强薄膜已经发展出各种不同的表面结构以避免迭纹形成。在合并一单层亮度增强薄膜的平面显示器中,这周期性的图案造成的迭纹,是因为薄膜本身棱镜结构图案本身及此图案的反射影像(当被平面显示器中的其他表面反射)造成的。另外,亮度增强薄膜的结构及LC模块上的像素阵列也会形成迭纹型态。
例如,美国专利号码5,280,371公开了两层平行的亮度增强薄膜使用不同的平行空间(spatial)频率或间距。它更进一步公开了,相对于LC模块像素阵列,将至少一个亮度增强薄膜旋转,如此薄膜上的纵向结构会与像素阵列形成一角度,进而减少迭纹效应。然而,由于传统制造亮度薄膜的过程中,重要的修剪是必要的,以得到一垂直形状的亮度增强薄膜,以与矩形的平面显示器一起使用,相对于LC模块的像素阵列而言,棱镜结构被旋转一角度。这种方法大大的增加了生产成本。
美国专利号5,919,551公开了一种光学薄膜结构具有平行的、变化的尖峰或沟槽的间距,以减少可见的迭纹图案,以及公开了合并一层或多层薄膜的光的显示器。间距变化可以跨越(over)相邻的尖峰及/或谷或是介于(between)相邻成对的尖峰及/或谷之间。光学薄膜的截面,沿着尖峰及谷的方向,仍然是不变的。
美国专利号6,862,141公开了一种光学基板具有三度空间的表面,且具有约1厘米或更少的关连长度(correlation length)。此光学基板被定义为一第一表面结构功能被第二个表面结构功能所调变,从第一道进入的光线,第一表面结构功能产生至少一反射的分量。三度空间表面的各尖峰位于相同的平面上。这光学基板适用于各种不同的应用上,包含亮度增强。这份专利提议较精确且复杂的方法来获得光学基板的表面结构。从这份专利无法清楚地知道光学基板实际上是如何被实现。更进一步的说,可以合理的质疑所公开的结构其亮度增强的程度是否能达到与棱镜薄膜相抗衡的程度。
因此,如何研究一种具成本效益的光学基板,其能提供在单层基板中具有亮度增强与减少迭纹效应的表面结构,是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种光学基板,其具有一种可增强照明或亮度,以及减少在单层基板的迭纹效应(moire effect)的结构的表面(structured surface)。本发明的其中一种型态,光学基板可以是膜状(film)、片状(sheet)、板状(plate)及其他形状类似的形式,可以是活动式的或固定式的,具有三度空间变化的,结构的光输出表面包含一组不规则的_irregular棱镜结构及一组非结构的(non-structured)光滑、平坦的光输入面。
在本发明的一具体实例中,在整个光学基板结构中,光输出面与光输入面通常是互相平行的(即:并不构成整体的逐渐变细状(tapered)、凹状或凸状的基板结构)。
于本发明的另一具体实例中,光输出面的不规则的棱镜结构可视为包含被横向地(并肩地)安置的纵向不规则棱镜区块,以界定尖峰(peak)及谷(valley)。纵向不规则棱镜区块的一柱面(facet)形成于每一相邻的尖峰与谷间。纵向变化的棱镜结构有一或多个如下的结构特性。至少多个不规则棱镜区块具有由一端大而逐渐变细到一端小的形式,或从较宽的宽度到较窄的宽度的形式,或从高的尖峰高度到低的尖峰高度的形式。相邻的尖峰、相邻的谷及/或相邻的尖峰与谷在至少一定范围的横向棱镜区块中是不平行的。相邻的尖峰、相邻的谷及/或相邻的尖峰与谷可以有序地(orderly)、半有序地、随机地或拟随机(quasi-random)地方式轮流地(alternately)于平行与非平行间改变。同样地,相对于一特别的纵向方向,非平行的尖峰,谷及/或尖峰与谷可以有序地、半有序地、随机地或拟随机地,介于收敛至发散间轮流变换。所有的尖峰并不在相同的平面上,而所有的谷可或不可在相同的平面上。沿纵方向,尖峰及谷的截面不是固定的。介于相邻的尖峰、相邻的谷及/或相邻的尖峰及谷的间距,跨越不同棱镜区块,以有序地、半有序地、随机地、或拟随机地横向地(laterally)改变。
在本发明的另一具体实例中,不规则棱镜结构在光输出表面可视为包含不规模棱镜区块的并肩或横向列,其中每一个不规则棱镜区块的纵列可视为包含多个不规则棱镜区块以连续的方式,连接着端与端。在一具体实例中,一个棱镜区块的较小端沿着相同的列,连接到另外一个棱镜区块的较小端,较大端沿着相同的列,连接到另外一个棱镜区块的较大端。横向相邻的尖峰、相邻的谷及/或相邻的尖峰及谷都不是平行的。许多跨越于棱镜区块上的尖峰与谷的结构具有更进一步的结构特性,其是与先前的具体实例相似的。相邻的不规则棱镜区块可以是具有相同的长度的不有序的纵向截面,或是具有不同长度的随机或拟随机的不规则截面。
在本发明更进一步的具体实例中,棱镜区块相邻列的尖峰或谷都是平行的,且一列的不规则棱镜区块与另一列的不规则棱镜区块交叉。
在本发明另外一具体实例中,每个棱镜区块的一或多个柱面可能是平(flat)或曲的(curyed)(凸的及/或凹的)。
本发明提供了一光导向膜。该光导向膜具有一结构化第一主表面、相对于该结构化第一主表面的一第二主表面和位于该结构化第一主表面和该第二主表面之间的一参考平面,该参考平面垂直于该光导向膜的厚度方向,其该结构化第一主表面包含在一第一方向上延伸的一第一棱镜元件和一第二棱镜元件,该第一棱镜元件的一第一棱线具有相对于该参考平面的一第一高度且该第二棱镜元件的一第二棱线具有相对于该参考平面的一第二高度,该第一棱镜元件的该第一棱线的该第一高度沿着该第一方向变化。
较佳的,该第一高度的最大值大于该第二高度的最大值。
较佳的,该第二棱镜元件的该第二棱线的该第二高度沿着该第一方向具有固定的高度,该第一高度的最大值大于该第二高度。
较佳的,该第二棱镜元件的该第二棱线的该第二高度沿着该第一方向变化,其中该第一高度的最大值大于该第二高度的最大值。
较佳的,该第一高度的最小值大于该第二高度的最大值。
较佳的,该第一高度的最小值小于该第二高度的最大值。
较佳的,该第一棱镜元件的一第一部分具有该第一高度的最小值,且该第一棱镜元件的一第二部分具有该第一高度的最大值,其中该第一部分具有一第一底部宽度,且该第二部分具有一第二底部宽度,该第二底部宽度大于该第一底部宽度。
较佳的,该第一棱镜元件的一第一部分具有该第一高度的最小值,且该第一棱镜元件的一第二部分具有该第一高度的最大值,该第一部分具有一第一截面形状,该第二部分具有一第二截面形状,其中该第二截面形状的每一边从该第一截面形状的对应边以大于1的比例放大。
较佳的,该第一棱镜元件的该第一棱线包含:
一第一部分,其中该第一部分的该第一高度具有一固定值;以及
一第二部分,邻近于该第一部分,其中该第二部分的该第一高度具有一非固定值,其中该第二部分的该第一高度的该非固定值的最大值大于该第一部分的该第一高度的该固定值;
其中该第二部分的该第一高度的该非固定值的最大值大于该第二高度的最大值。
较佳的,该第一棱镜元件的该第一棱线包含:
一第一部分,其中该第一部分的该第一高度具有一第一固定值;以及
一第二部分,其中该第二部分的该第一高度具有一第二固定值,其中该第二固定值大于该第一固定值;
其中,该第二固定值大于该第二高度的最大值。
当放置第二光学片材(例如光导向膜)使第二光学片材接近光导向膜100(第一光学片材)的结构化第一主表面时,高度较高的棱镜元件的棱线(ridge、peak或apex)(具有第一棱镜元件的第一棱线的第一高度的最大值的棱镜元件)对于第二光学片材接近光导向膜的结构化第一主表面产生了限制作用,以降低吸附(wet-out)的可能性。高度较高的棱镜元件和高度较低的棱镜元件的高度差异使得在高度较低的棱镜元件区域大大地抑制不想要的光学耦合现象发生。因此,使用结构化第一主表面作为控制接近之用大大地降低在结构化第一主表面上容易产生不想要的光学耦合现象的表面积。在本发明中,具有第一高度111B最大值的点不仅可以位于不同的第一棱镜元件上,也可以位于同一个的第一棱镜元件上,以使光导向膜的结构化第一主表面具有用以接触或足够接近第二光学片材的最小表面积。因此,结构化第一主表面可提高亮度、降低迭纹(moiré)效应和避免吸附。
附图说明
图1为本发明一具体实例的具有一光学基板的LCD结构;
图2为本发明一具体实例的一光学基板的结构的光输出面的透视图;
图3为图2中的结构的光输出面的俯视图;
图4为不规则棱镜区块的透视图,根据本发明的一具体实例,其可被视为一光学基板结构的光输出面的基本方块;
图5为本发明另一具体实例的一光学基板结构的光输出面的概要透视图;
图6为本发明一具体实例的多个于一列中对齐的不规则棱镜区块的概要透视图;
图7为本发明一更进一步的具体实例的一光学基板的结构的光输出面的概要透视图;
图8为图7结构的光输出面的俯视图;
图9A为本发明一具体实例的多个于一列中对齐的棱镜区块的概要透视图,包含不规则与规则棱镜区块的混合;
图9B为本发明另一具体实例的图9A的列上的棱镜区块概要透视图,其中以平面视图来看,棱镜区块偏离一角度;
图10为本发明另一具体实例的一光学基板的结构的光输出面的透视图;
图11为本发明更进一步的具体实例的一光学基板的结构的光输出面的透视图;
图12为图11的结构的光输出面的俯视图;
图13为本发明更进一步的具体实例的一光学基板结构的光输出面的透视图。
图14为图13的结构的光输出面的俯视图;
图15A为相对于棱镜区块的尖峰,一种不同端表面结构的俯视图;
图15B为相对于棱镜区块的尖峰,一种不同端表面结构的俯视图;
图15C为相对于棱镜区块的尖峰,一种不同端表面结构的俯视图;
图16为本发明一具体实例的一电子装置的概要图,包含一LCD面板,其合并本发明的光学基板;
图17A至图17D、图18A至图18D、图19A至图19D和图20为本发明光导向膜的三维示意图;
图17E至图17H、图18E至图18H、图19E至图19H和图20为投影在YZ平面上第一棱镜元件的第一棱线、第二棱镜元件的第二棱线和参考平面;
图17I、图18I、图19I为本发明光导向膜的第一棱线的三维示意图。
附图标记说明:10-背光LCD;12-液晶显示模块;14-背光模块;16-线性光源;18-导光板;20-反射片;22-上层光扩散薄膜;24-下层光扩散薄膜;26-光学基板;27-变换;28-光学基板;29a-三角形端面;30-光学基板;31-光输入面;31a-矩形基座;32-平面光输入面;33a-规则棱镜区块;33b-规则棱镜区块;33c-规则棱镜区块;33d-规则棱镜区块;34-光输出面;35,35a,35b,35c,35d,35e,35f-不规则棱镜区块;35g,35h,35i,35j,35m,35n,35p-不规则棱镜区块;35q,35r,35s,35t,35w,35x-不规则棱镜区块;36,36a,36b,36c,36d,36e,36f,36g,36h,36i,36j-尖峰;37,37a,37b,37c,37d,37e,37f,37g,37h,37i-谷;38-平坦柱面;39-大端;40-小端;41-光学基板薄膜;43-光输出面;45,46,47,48-结构的光输出面;49-光学基板薄膜;50-柱面;51-基座;53-棱镜区块;54-结构的光输出面;55-尖峰;61,63-柱面;100-光导向膜;101-结构化第一主表面;102-第二主表面;103-参考平面;110-电子装置;111-第一棱镜元件;111A-第一棱线;111B-高度;112-第二棱镜元件;112A-第二棱线;112B-高度;113-控制器;114-电源;116-用户输入接口;118-处理器、模拟/数字转换器、内存装置、数据储存装置;121-第一部分;121X-第一底部宽度(边);121Y-边;121Z-边;131-第二部分;131X-第二底部宽度(边);131Y-边;131Z-边;141-第一部分;141X-第一底部宽度(边);141Y-边;141Z-边;151-第二部分;151X-第二底部宽度(边);151Y-边;151Z-边;161-第一部分;161X-第一底部宽度(边);161Y-边;161Z-边;171-第二部分;171X-第二底部宽度(边);171Y-边;171Z-边;175-第三部分。
具体实施方式
本发明指向一种具有结构的表面以增强亮度及减少迭纹效应(moire effect)的光学基板。于本发明的一态样,光学基板是以膜形、片形、板形及其他类似的型态,可以是活动式的或固定式的,具有三维变化有结构的光输出面包含一种不规则棱镜结构及一种非结构的、光滑、平坦的光输入面。本发明以连接一光学基板用于LCD上为例,此LCD具有一般长方形显示区域以导入影像的LC面板。
图1说明一平面显示器的例子。一种背光LCD,本发明的其中一具体实例,包含一液晶(LC)显示器模块12,以背光模块14形式表现的一平面光源,及几个插入LC模块12与背光模块14间的光学薄膜。LC模块12包含三明治式地介于两个透明基板之间的液晶,以及定义二维像素阵列的控制线路。背光模块14提供平面光分布,此背光型态可以是展延于平面上的光源,也可以是如图1所示的边缘光源型态,提供一种线性光源16在导光板18的边缘。提供反射片20以导引光线由线性光源16经由导光板18的边缘进入导光板18中。此导光板是结构的(例如:具有定义在面对而远离LC模块12的底面、且具有逐渐变细的板及光的反射及/或散射表面的结构),经由面对LC模块12的顶层平面,以分布及导光。此光学薄膜可能包含上下扩散薄膜22及24,用以从导光板18的光滑面来扩散光线。光学薄膜更进一步包含上下结构的表面,及依据本发明的光学基板26及28,用以将光线重新分布,以使沿着垂直薄膜表面方向的光线的分布为更多。光学基板26及28常被引用于如照明或亮度增强薄膜、光的重导薄膜、及引导扩散薄膜等的技术。光线从如此的光学薄膜组合进入LC模块12,是空间均匀地分布于LC模块12的平坦面上,而且具有相对强度的垂直光线明亮度。依据本发明的光学基板可与LCD使用与部署以供显示,例如:电视、笔记本电脑、屏幕、便携设备如手机、PDA及相关产品,以使显示更明亮。
在本发明的一具体实例中,在整个光学基板结构中,一般而言,光输出面与光输入面是彼此平行的(即,通常并不形成如同背光模块的导光板一样逐渐变细的形状,或者如同凹的形状或是凸的形状的整个基板结构)。如图2所示,光学基板30具有一平坦光滑的光输入面32,并且有一具有不规则棱镜结构的光输出面34,此不规则棱镜结构可视为包含被安排在横向排列(即,并肩)的纵向的不规则棱镜区块。
为了容易参考,在此将采用如下的正交x、y、z轴系统用以解释各种不同的方向。如图2所示,x轴是穿越尖峰与谷的方向,也可参照为横向的方向。参照棱镜区块的纵向方向则是参照棱镜区块35俯视图中的尖峰36。y轴与x轴正交,通常是指棱镜区块35的纵向方向。棱镜区块35是不有序的几何形状,当以平面俯视,y轴可以不需要位于纵向方向或是沿着尖峰(例如,图3)。光输入面32位于x-y平面上。对一个长方形的光学基板来说,x及y轴将沿着基板的正交边缘。z轴是正交于x及y轴。代表棱镜区块横向列的端点的边缘位于x-z平面上,如图2所示。参照棱镜区块35的横截面,则表示沿着y轴上的各个位置的x-z平面上的截面。进一步来说,所参考的水平方向则是指在x-y平面,而所参考垂直方向则是指z方向。
图4说明一个单一纵向的、不规则的棱镜区块35。棱镜区块35可视为依据本发明的一具体实例中的光学基板的基本方块。须注意的是,在此以下将被明显讨论的,棱镜区块是连接于纵向及/或横向上相邻的棱镜区块。因为棱镜区块事实上并非分离的区块所组合在一起的,棱镜区块的材料是一种连续且紧密连接在一起的结构,没有实际的接触或连接面。然而,为了易于说明本发明,光学基板的结构的表面可视为由多个棱镜区块组成。然而,从结构的表面观之,棱镜区块的柱面结构外观是很明显的。棱镜区块的端或是谷是由(如示意图所示的变换线transition line)介于纵向连接区块之间的变换(transition)定义出来的。以下更进一步的被了解,在棱镜区块内介于柱面间的变换(例如:在尖峰上)及介于不同棱镜区块间的柱面可能是有径的(radiused)或圆角的(rounded),但是这样的变换仍然是由柱面方位的改变来决定。
用图4的端(面)40来作参考,棱镜区块35的横截面在图4通常是三角形的,在三角形29a下方(亦即,三角形的基座往下延伸)的基板具有一薄层或长方形基座31a。注意的是,基座31a及三角形29a都是整合体(integral)的一部分或是单一(monolithic)结构的一部份。棱镜区块35包含一大的端39及一小的端40,及一尖峰36以直线方式从大端39到小端40的斜坡。在图2及3的具体实例中,在棱镜区块的端39及40的柱面是平行的,尖峰36相对端面(从上方以平面视的)偏斜一角度。(以下所讨论的其他具体实例,棱镜区块的端面可能是平行的,尖峰36垂直于至少一个端面或者相对至少一个端面偏离一角度,或是柱面可能是非平行的。例如图15中的不规则棱镜端面的几何形状,以及相对于端的尖峰。)在尖峰36的每个侧边是棱镜区块的平柱面(facet)38。尖峰36的顶角,由沿着整个棱镜区块35的不同x-z截面来看,保持着常数(例如:选择介于70度至110度角间,以90度较佳)。例如图2的光学基板30中的尖峰顶角被讨论时,此点将会更加明显。须注意的是,所参考的顶角在此所指的是尖峰36的角度,此顶角是沿着y方向的x-z平面上的截面来看的,如上所定义。图4表示基座31a为均匀厚度,也可以是不均匀厚度,如同谷37的高度(在z-方向)可能沿着纵向方向以及相对于谷37的横向方向而改变,以下更进一步解释。此后,所提的尖峰与谷的高度是相对于光输入平面32,而沿z方向量测。注意的是,由于制造的限制,从x-z平面的截面来看,尖峰36的顶角及谷37的底角(在此称为谷顶角)可能是圆角的而非尖锐的。
特别说明的是,多个纵向棱镜区块35被安排在横向的列,如图2所示。当俯视自垂直于x-y平面及棱镜纵向方向的截面时,尖峰36顶角是可变化的,但是由x-z截面来看,沿着棱镜区块的不同的y的位置时(例如,图3中的平行截面A-A、B-B、C-C、D-D)仍然是常数。尖峰36顶角视制程使用而定,是直接或间接地,以机械工具制作尖峰36模具时的角度所定,此模具用以形成尖峰。例如,工具可能是被用来转换成各种自由的角度的机台所支承,包含x、y及z方向,如此导致光学基板30结构的表面不规则棱镜区块上的三维变化,沿y方向上的不同位置的x-z平面上,保持一个固定的尖峰顶角。更复杂的支承装置可用来提供于x、y及z方向移动及x、y、z轴转动的更多的自由度(degree of freedom),使得棱镜区块具有更复杂的三维变化结构。
相邻棱镜区块35的柱面38相交错而定义一谷37。横越横向地相接列来看,谷37的顶角可能是变化的也可能是没有变化的。这些棱镜区块内的每一个棱镜区块可能是非对称于x-y,x-z及/或y-z平面,或可能是对称于某些平面(例如:在图3,棱镜区块35c及35h是对称于通过尖峰36c及36h的个别垂直y-z平面。)当横越整个光学基板30的平面面积来看,这棱镜区块35的组合可能是非对称的,或者当沿着某些平面来看可能是对称的(例如:图3中的光学基板30中,相对经由棱镜区块35e及35f间的谷37e的y-z平面,其左半截面与右半截面是互相对称的)。注意在光学基板30中不同的棱镜区块35的几何形状(例如:整体的尺寸,大小端相对于尖峰36的角度,尖峰与谷的高度等)可能是不同的。
如图2所示,不规则棱镜结构的光输出面34包含纵向的不规则棱镜区块35a到35j,以横向的列安排(亦即,并肩的),而定义尖峰36a到36j及谷37a到37i。图3的俯视图更清楚的说明了光学基板30,纵方向变化的棱镜区块有如下的结构特性,再加上那些已于上述所强调过的。至少一多个棱镜区块每一个有大的端39(有较大的宽度及尖峰高度)逐渐变细地到一个小的端40(具有一个较小的宽度及尖峰高度)。例如,棱镜区块35a、35b、35d、35e、35f、35g、35i、及35j。参考图2,在光学基板30内,至少某些尖峰36是不在相同的x-y水平面上的。在光学基板30内至少某些谷37a到37i是在相同的x-y水平面上的(亦即,对某些谷来说,谷的高度,或者说是介于谷37a到37i与光输入面32之间的基座材料厚度是不变的)。另外一种未表示的是,至少某些谷37a到37i是不在相同的x-y水平面上的。更进一步的说,谷37的高度(亦即,介于谷与光输入面32之间的厚度)可以沿着谷37而变化。更进一步的说,沿着x轴方向的光学基板30的相反缘,不规则棱镜区块横向至少一范围内,大端39与小端40是以随机、拟随机、有序的、半有序的形式混合着(亦即,交替着介于大的宽度到窄的宽度,或是从较大的尖峰高度到较小的尖峰高度)。介于横向的相邻棱镜区块的变换(亦即,谷37)是连续的(亦即,没有落差),即使此变换是在平的柱面38间亦然。或者,介于横向的相邻棱镜区块间的变换可能是光滑的或圆角的,通过提供一半径(未表出)于介于相邻棱镜区块间的变换或连接点上。这种圆角的半径可能是由制造的限制所形成,但这结构的表面块体的特性具有良好的平柱面,也许除了介于相邻棱镜区块及/或沿着尖峰的变换点之外。
相邻尖峰36、相邻谷37、及/或相邻尖峰36与谷37的间距是以规则地、半规则地、随机地、或拟随机地形式改变着。要注意的是,一整群随机不规则棱镜区块的阵列、图案、或配置,可能在一定范围的面积或长度中重复着并分布于整个光学基板30的结构的光输出面上,导致整个光学基板上整体性的规则地、半规则地、或拟随机地图案或安排,如图10的说明,并讨论如下。相邻的尖峰,相邻的谷,及/或相邻的尖峰与谷在至少一段范围的横向的棱镜区块中,都不是平行的。相邻的尖峰36,相邻的谷37,及/或相邻的尖峰36与谷37可能以规则地、半规则地随机地、或拟随机地形式,在平行与非平行间交替着。同样的,相邻但不平行的尖峰36、相邻的谷37、及/或相邻的尖峰36与谷37可能以规则地、半规则地、随机地、或拟随机地形式,交替地介于收敛到发散间(参照于棱镜区块的同一的一般纵向方向)。只要不悖离本发明的范围与精神,大端39,及/或小的端40,可以是相同的大小及形状,但也可以是不同的。y-方向上及/或在一个特定的尖峰与谷的一般的纵向上的不同位置的x-z平面上,尖峰36与谷37处所截取的光学基板30的截面并非一成不变的。在图2及图3说明的具体实例中,沿着纵向,棱镜区块35c及35h有均匀的宽度、端及尖峰与谷。即使这些特别的棱镜区块具有有序的几何形状,然而参照其他的棱镜区块,以整个来看,它们仍然对结构的表面的不规则性有所贡献。
在本发明的其他具体实例中,在光输出面的不规则棱镜结构可视为包含并肩(side-by-side)或横向(lateral)排列的不规则棱镜结构,其中每个不规则棱镜结构的纵向列可被视为包含多个交错的不规则棱镜区块或是以连续性地方式连接端与端。在图5说明的具体实例中,光学基板31内,沿着相同的列来看,在光输出面43处,棱镜区块中较小的端是连接到另一棱镜区块较小的端上,而其中一个棱镜区块较大的端是连接到另一棱镜区块较大的端。图6说明两个纵向棱镜区块35m及35n,而每一个都相似于图4中的棱镜区块35,两者的小端都是端面连到端面的。当由薄膜31的结构的基板的上方来看,一个或多个纵向棱镜区块的两个端可能是平行的,其具有尖峰垂直于端或横向的与端偏离一角度,或此端可能是非平行的。(注意,棱镜区块的端可能是、也可能不是位于x-z平面上,参考图5的光学基板31)图15表示各种不规则棱镜例子的俯视图,特别是端39及40对于尖峰36及各别棱镜的纵向渐缩侧的相对关系。特别说明的,在图15A的棱镜区块35中,端39及40是互相平行的,尖峰36则垂直于这两个端;在图15B的棱镜区块35中,端39及40是不平行的,尖峰36只有与端39垂直;在图15C的棱镜区块35中,端39及40是不平行的,尖峰36不垂直于任一端;在图15D的棱镜区块35中,端39及40是互相平行的,尖峰36不垂直于任一端。
纵向棱镜区块可能于其大端上互相交错或端对端连接,如图5所示(例如:35p及35q)。通过提供一半径(未示出)在介于相邻棱镜区块间的变换或连接点上,介于纵向相邻棱镜区块间的变换27可能是光滑或圆角的。特定列上的不规则棱镜区块35可能有不同或相似的大小及几何形状(例如:不同的长度、逐渐变细的角度、端的大小等等)。举例来说,代替如图5中所示在一列介于一般相似长度的不规则棱镜区块间交替着的情形,不同几何形状与大小的不规则棱镜区块也可能连成规则地、半规则地、随机或拟随机混合的一列,以形成图7及图8的结构的光输出面45(以下将会讨论图7及图8所示的薄膜41,在更进一步的具体实例中,可能也包含有序的棱镜区块)。举例来说,第一不规则棱镜区块35r的一个端可以连于第二不同长度的不规则棱镜区块35s的一个端。多个不规则棱镜区块列以并肩或横向的形式被安排着,以形成光学基板41。
在一列上介于纵向相邻的棱镜区块间的变换及介于不同列间(亦即,谷37)的变换是连续的,在相邻棱镜区块间并无落差,即使这变换是介于平坦的柱面亦然(在同一列及列与列之间都是)。相同列上纵向相邻的棱镜区块直线尖峰的变换也是连续无任何落差的。通过在转接时的曲度,这种变换可以被作得光滑或圆角形,但是整块的棱镜区块的结构的表面仍是平坦的柱面。换句话说,变换是圆角到某种程度的。这种圆角的曲度可能导因于使用特殊的工具及这种工具在基板上的移动,以形成结构的表面的制造限制所形成的。一般而言,曲率段(curvature section)的长度(以位于弯曲所处的面来看)当与棱镜区块的光滑柱面的特性尺寸(长及/或宽)来比较,是非常细小的(例如:为了说明柱面相关程度的圆角化,曲率得为小于光滑柱面段的特征尺寸15%的数量级,以小于10%较佳,更佳的为小于5%)。
图9A表示在一列棱镜区块上的交叉或连接的另一具体实例。棱镜区块列包含纵向不规则棱镜区块35(与图4相似),及不同大小的规则棱镜区块33(例如:不规则棱镜区块35t及35u,及规则棱镜区块33a及33b),依据不规则棱镜区块35的连接端的大小而定。图9A表示两个不规则棱镜区块35及规则棱镜区块33安排在一列的例子。更多的棱镜区块33及35也可能提供在此列上。不规则棱镜区块35及规则棱镜区块33在特定的列上,各自有不同的大小及/或几何形状,或相似的大小及/或几何形状(例如,不规则棱镜区块35及或规则棱镜区块33的不同的长度,不规则棱镜区块35逐渐变细的角度,不规则棱镜区块35及规则棱镜区块33的端的大小等)。在一列上,除了交替的介于不规则棱镜区块35及规则棱镜区块33之间,规则棱镜区块33及不规则棱镜区块35可能以任何或随机方式混合连接在同列上。例如,第一个不规则棱镜区块35的一个端可能是连于第二个不规则棱镜区块35的一个端上,而第一个不规则棱镜区块35的另一个端可能是连于规则棱镜区块33。当俯视时,图9A的一或多个棱镜区块的两端面可能是平行的,具有棱镜区块的尖峰36垂直于端面或相对端而横向偏离一角度,或端是不平行的。变换27是连续的,且可能是光滑的或圆角的具有曲率,如较早的具体实例所示。
图9B表示图9A的另一具体实例,其中不规则棱镜区块35w及35x是以端对端的形式交错地或相邻于规则棱镜区块33c及33d之间,当俯视时如此棱镜区块的尖峰彼此偏斜一角度(例如:0到45度)。在此具体实例中,不规则棱镜区块35w及35x中的每一个端或两者,其端是不平行的,及/或规则棱镜区块33c及33d每一个或两者,其端是不平行的,或另一种形式则是,如果端是平行的,棱镜区块尖峰是不垂直于它的对应端。如早先的具体实例,变换27是连续的,可能光滑的带有一曲率。
不规则及规则棱镜区块的多个列可能被安排为并肩或横向的,以形成光学基板的结构的光输出面。图7及8所示的薄膜41,可能包含不规则及规则棱镜区块的混合(亦即,基本方块组合,于图6、图9A及/或图9B中)。
在图7具体实例中横越整个棱镜区块的尖峰与谷结构,可以具有与早先描述关于图2的具体实例相似的结构特性。例如,于一个横向或纵向相邻棱镜区块的范围内,棱镜区块尖峰与谷的俯视图是不平行的(即,在横向方向)。然而,相反于图2的具体实例,在图7的具体实例中,大部分薄膜内的谷并不在同一水平面上,因其中一列棱镜区块柱面交错于另一列的棱镜区块柱面,其柱面的交错线(即,谷)从光输入面32来看是在不同的高度,一部分则视棱镜区块的宽度而定。
图10说明一光学基板49的结构的光输出面46的具体实例,其中更清楚的说明随机结构面阵列特性,横越于整个薄膜平面,在某些长度或面积的后重复出现,如此行成一规则地、半有序的、或拟随机的不规则棱镜区块结构,横越整个光学基板49的结构的表面。重复性阵列的特性大小,是规则地以每2列到50列,较佳以每2列到35列,更佳地每2列到20列或甚至更佳地每2列到10列的方式出现。
在本发明的更进一步具体实例,在光学基板47平面的横向方向上(亦即,俯视),棱镜区块相邻列的尖峰是平行的,如图11及12的图例所示。光学基板47结构的光输出面48可视为包含在图6及9中的区块结构,但是与先前图7的具体实例相反,以至少超过某一范围的横向列来看,列上棱镜区块尖峰36是被安排在一直在线,及介于相邻列间的相邻尖峰36是平行于薄膜47的平面。每个棱镜区块的两端的面是平行的,且其棱镜区块的尖峰垂直于端。与图7具体实例相似,大部分图11的具体实例中的谷并不位于薄膜47内相同的水平面上,因一列的棱镜区块柱面交错于另一列的棱镜区块柱面,使交错的线(亦即,谷)由光输入面32算起的高度是不同的,一部分则视棱镜区块内的宽度而定。
值得注意的是,在图7及8与图11及12的具体实例中,一个棱镜区块35与另一个棱镜区块交错在纵向与横向的方向。更进一步来说,参考图12光学基板47的左边,棱镜区块53与相邻棱镜区块交错着的方式使它终止于纵方向。在此特殊的例子,棱镜区块53尖峰终止,且棱镜区块53任一侧边的谷最后相遇而达到纵向方向的单一谷。进一步参考图11相邻棱镜区块在某些相邻柱面上,可能以无变换的方式交错着。例如,参考图11及12在光学基板47的左边角落位置,一个棱镜区块的柱面61可以连续不断地连到相邻的棱镜区块柱面,而无任何变换。
在本发明另一具体实例中,一或多个柱面50及/或一或多个棱镜区块尖峰55可能是实质地弯曲的(凸或凹的),如图13及14所示的结构的表面54。尖峰55可能沿着波状起伏的线,柱面50可能有或者可能没有波状起伏的表面,包含凹或凸两者的表面。沿着y-方向在x-z平面截面来看,波状起伏的棱镜区块的尖峰55顶角可以有或者没有固定的角度。须注意的是,尖峰55的任一边,并不是都有曲柱面,一面可能是弯曲的另一面可能是平的。不同的尖峰55依循不同的曲线,可能包含只有一个曲的柱面,或者沿着特定的尖峰,有许多不同弯曲的柱面以随机地、规则地、或半规则地方式分布。图13及14清楚的说明了横越于结构的表面54上,相邻的棱镜区块可能具有不同的曲线或波状起伏状的尖峰及/或柱面,具有不同曲率并以随机地、拟随机地、规则地、或半规则地方式分布着。
这些附加的具体实例得分享了与先前描述的具体实例类似的结构的表面的更进一步的特性与特色。
依据本发明,例如当应用于LCD时,光学基板所包含一个不有序的、棱镜的、结构的光输出面,其具有增强亮度及减少迭纹的型态。结构的光输出面的各种具体实例已经如上所独立描述的,然而不同的具体实例与单一的光学基板的相互组合在无悖离本发明的范围与精神原则下仍然是被了解的。
根据本发明的光学基板相对尺寸的一个范例说明,在不同x-y位置的尖峰高度,其变化可小至1到10um(微米)大至100到200um的程度。相对尖峰的高度差异(沿着一特定尖峰或介于横向的尖峰间)可以由1到100um的数量级而变化,介于谷间的相对高度差异也可能由2到200um的数量级而变化。棱镜区块的长度可能有100um到500mm的数量级变化。前述的大小是意图说明一个事实,就是结构的表面的特性是微观结构的,它是um的范围。通过范例,光学基板面积的整体尺寸,可以有2mm到10m的宽度与长度的变化(甚至于可能更大的尺寸变化),依据特别的应用而定(例如:手机的平面面板显示器,或超大的电视屏幕平面面板显示器)。光学基板结构的表面上的棱镜区块的特性大小,不需随整体光学基板尺寸而显著地改变。上述所讨论的光学基板可能被基座所支撑,这种基座51如图2所示。光学基板由光学透明物质所形成。基座51可能是由与光学基板30相同的透明材料构成,例如,提供额外的结构支持相对薄的光学基板30。光学基板可以相当弹性的制成一卷体,放置并连结在分开的基座51上。另外一种方式,基座51可能是紧密连结在一起的一种结构,是光学基板30整体的一部分。基座厚度可以是25到300um的程度。基座厚度可能较此厚度厚或薄,视特定应用而定。一般而言,较大尺寸的光学基板可能需要较厚的基座以得到较好的支撑,而小规模应用,较小尺寸的光学基板则可能需要较薄的基座。
本发明提供的光学基板结构的表面可能依据许多制程技术而产生,包含微机械使用坚硬的工具以形成模具或相似物,用以制作前述的不规则棱镜外观。坚硬工具可能是非常小尺寸的工具,并安装在CNC(计算机数值控制)的机器上(例:车床,铣床及直线切割(ruling)/刨床成型(shaping)机器)。这些机器加上一些可变的装置,用以协助此工具可以用来达到微小的移位,来移动及制造不同程度的不有序的棱镜。已知STS(Slow ToolServo),FTS(Fast Tool Servo)及某些超音波振动的器具是这些装置的例子。以美国专利号6581286为例,其所发表FTS的一种应用,通过纹切割的方式以制作光学薄膜上的沟槽。这工具是安装在机器上,用以产生在一棱镜内沿y方向x-z平面上的固定的尖峰顶角。相关自由度的增加,使用此工具以形成模具表面,可以得到上述的光学基板结构的表面的三度空间变化的不规则棱镜区块。
母模(master)可直接被用于制造光学基板的模型或是用于电铸(electroform)一个母模的复制本,这种复制本是被用于塑造光学基板。这模具可以带状、轮状(drum)、板状、或腔状的形态出现。此模具经由基板的热压(hot embossing)的方式,及/或经由附加的紫外线的固化、或热设定材料,以形成基板上的棱镜结构。此模型经由射出成型的方式可被用来形成光学基板。基板或是涂布的材质可能是有机的、无机的、或是混合的光学的透明物质,也可能包含悬浮扩散,双折射(birefringent)或折射率修饰微粒。
LCD结合此发明的光学基板可配置在电子装置上。如图16所示,电子部分110(可能是PDA、手机、电视、显示器屏幕、便携计算机、冰箱等的其中一种)包含相关于本发明的其中一种具体实例的发明的LCD10(图1)。LCD 10包含上述的发明的光学基板。在适合的机壳内电子装置110可进一步地包含像是按键及按扭(概要地表示在区块116)的用户输入接口、影像数据控制电路,如控制器(概要地表示在区块113)用以管理影像数据流到LCD面板10,特别规划在电子装置110的电子部分,可能包含处理器、模拟与数字转换器、内存装置、数据储存装置等(整体示意由区块118所示),以及电源如电源供应器、电池或插座(jack)以供应外部电源(由区块114概要地表示),在此技术中零件都是现有的。
如图2所示,图2公开了至少一多个不规则棱镜区块每一个有大的端39(有较大的宽度及尖峰高度)逐渐变细地到一个小的端40(具有一个较小的宽度及尖峰高度),例如棱镜区块35a、35b、35d、35e、35f、35g、35i及35j。棱镜区块35c、35h中每一个棱镜区块沿着其长度方向具有相同的截面形状,棱镜区块35c、35h中每一个棱镜区块的棱线(ridge)(或尖峰)36c、36h沿着其长度方向具有固定的高度。此外,图2也公开了在光学基板30中,至少某些尖峰36是不在相同的x-y水平面上的。举例来说,棱镜区块35b的棱线沿着其长度方向具有变化的高度且棱镜区块35c的棱线沿着其长度方向具有固定的高度,使得棱镜区块35b的棱线和棱镜区块35c的棱线不在相同的x-y水平面上。
图17A至图17D、图18A至图18D、图19A至图19D和图20说明本发明光导向膜100的三维示意图。为了方便说明,仅具有第一棱线111A的第一棱镜元件111和具有第二棱线112A的第二棱镜元件112呈现在图17A、图17B、图18A、图18B、图19A、图19B和图20,其中第一棱线111A具有较大的高度111B且第二棱线112A具有较小的高度112B。图17A、图17B、图18A、图18B、图19A、图19B和图20揭露光导向膜100具有一结构化第一主表面101、相对于该结构化第一主表面101的一第二主表面102和位于该结构化第一主表面101和该第二主表面102之间的一参考平面103(例如一个可任意选择的假想平面)。参考平面103也可选自第二主表面102和位于棱镜层和支撑棱镜层的基板之间界面其中之一。参考平面103实质上垂直于光导向膜100的厚度方向(例如Z轴)。结构化第一主表面101包含实质上在一第一方向上延伸的一第一棱镜元件111和一第二棱镜元件112。第一方向可为棱镜元件的长度方向(例如Y轴),较佳的,垂直于棱镜元件的宽度方向(例如X轴或截面方向)。棱镜元件可具有线性长度、弯曲(meandering)长度或波型长度。单一棱镜元件的相对面(facet)相交以形成棱镜元件的棱线(ridge、peak或apex)。相邻棱镜元件的相对面(facet)相交以形成棱镜元件的谷(groove或valley)。第一棱镜元件111的第一棱线111A具有相对于参考平面103的第一高度111B且该第二棱镜元件112的第二棱线112A具有相对于参考平面103的第二高度112B。较佳来说,由第一棱镜元件111的第一棱线111A所定义的第一两面角(dihedral angle)实质上等于由第二棱镜元件112的第二棱线112A所定义的第二两面角,然而,第一两面角可不等于第二两面角。第一棱镜元件111的第一棱线111A的第一高度111B沿着第一方向变化。选择性地,第二棱镜元件112的第二棱线112A的第二高度112B沿着第一方向变化(见图17B、图18B和图19B)。较佳的,第一高度111B的最大值大于第二高度112B的最大值(见图17A、图17B、图18A、图18B、图19A、图19B和图20)。选择性地,第一高度111B的平均值大于第二高度112B的平均值。如果第二高度112B沿着第一方向具有固定的高度时,在第二棱镜元件112的第二棱线112A上的任意点的第二高度112B为第二高度112B的最大值或第二高度112B的平均值。
当放置第二光学片材(例如光导向膜)使第二光学片材接近光导向膜100(第一光学片材)的结构化第一主表面101时,高度较高的棱镜元件的棱线(ridge、peak或apex)(具有第一棱镜元件111的第一棱线111A的第一高度111B的最大值的棱镜元件)对于第二光学片材接近光导向膜100的结构化第一主表面101产生了限制作用,以降低吸附(wet-out)的可能性。高度较高的棱镜元件和高度较低的棱镜元件的高度差异使得在高度较低的棱镜元件区域大大地抑制不想要的光学耦合现象发生。因此,使用结构化第一主表面101作为控制接近之用大大地降低在结构化第一主表面101上容易产生不想要的光学耦合现象的表面积。在本发明中,具有第一高度111B最大值的点不仅可以位于不同的第一棱镜元件111上,也可以位于同一个的第一棱镜元件111上,以使光导向膜100的结构化第一主表面101具有用以接触或足够接近第二光学片材的最小表面积。因此,结构化第一主表面101可提高亮度、降低迭纹(moiré)效应和避免吸附。
第一棱镜元件111和第二棱镜元件112的配置可以有许多情形。在一个实施例中,结构化第一主表面101可包含两个第一棱镜元件111和位于两个第一棱镜元件111之间的至少一第二棱镜元件112(见图17C、图17D、图18C、图18D、图19C和图19D)。在另一个实施例中,结构化第一主表面101可包含第一群组的第一棱镜元件111、第二群组的第一棱镜元件111以及位于第一群组的第一棱镜元件111和第二群组的第二棱镜元件111之间的至少一第二棱镜元件112(未图标)。选择性地,在图17A至图17D、图18A至图18D、图19A至图19D的第二棱镜元件112可任意地交换(见图20)。
在本发明中,图17A至图17I(群组I)、图18A至图18I(群组II)和图19A至图19I(群组III)分类成三个群组以方便说明。
群组I:
在群组I(图17A至图17D)中,有许多例子显示第一高度111B的最大值大于第二高度112B的最大值。在图2、图5、图7、图8和图10至图14也可以看到。选择性地,这些例子也显示第一高度111B的平均值大于第二高度112B的平均值。为了方便说明,第一棱镜元件111的第一棱线111A、第二棱镜元件112的第二棱线112A和参考平面103投影在YZ平面上(见图17E至图17H)。
第二棱镜元件112的第二棱线112A的第二高度112B沿着第一方向实质上具有固定的高度,其中第一高度111B的最大值大于第二高度112B(见图17A、图17E和图17F)。在第一棱镜元件111上有许多具有第一高度111B的最大值的点用以接触或足够接近第二光学片材,因此结构化第一主表面101可提高亮度、降低迭纹效应和避免吸附。也可从图2见到,棱镜区块35b的棱线沿其长度方向具有变化的高度且棱镜区块35b的棱线在大的端具有最大高度,以及棱镜区块35c的棱线沿其长度方向具有固定的高度,以使棱镜区块35b的棱线高度的最大值大于棱镜区块35c的固定棱线高度。在一个实施例中,第一高度111B的最小值可大于第二高度112B(见图17A和图17E)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B之间的差异较大,藉以降低吸附的可能性。在另一个实施例中,第一高度111B的最小值可小于第二高度112B(见图17A和图17F)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B之间的差异较小,以完全支撑第二光学片材且降低迭纹效应。
第二棱镜元件112的第二棱线112A的第二高度112B沿着第一方向变化,其中第一高度111B的最大值大于第二高度112B的最大值(见图17B、图17G和图17H)。在第一棱镜元件111上有许多具有第一高度11B的最大值的点用以接触或足够接近第二光学片材,因此结构化第一主表面101可提高亮度、降低迭纹效应和避免吸附。在一个实施例中,第一高度111B的最小值可大于第二高度112B的最大值(见图17B和图17G)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B的平均值之间的差异较大,以降低吸附的可能性。在另一个实施例中,第一高度111B的最小值可小于第二高度112B的最大值(见图17B和图17H)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B的平均值之间的差异较小,以完全支撑第二光学片材且降低迭纹效应。
第一棱镜元件111的第一部分121具有第一高度111B的最小值,且第一棱镜元件111的第二部分131具有第一高度111B的最大值,其中该第一部分121具有第一底部宽度121X,且该第二部分131具有第二底部宽度131X,其中该第二底部宽度131X大于该第一底部宽度121X(见图17I)。第一棱镜元件111的第一部分121具有第一高度111B的最小值,且第一棱镜元件111的第二部分131具有第一高度111B的最大值,其中该第一部分121具有第一截面形状,且该第二部分131具有第二截面形状,其中该第二截面形状的每一边131X、131Y、131Z从该第一截面形状的对应边121X、121Y、121Z以大于1的比例放大(见图17I)。
群组II:
在群组II(图18A至图18D)中,有许多例子显示第一高度111B的最大值大于第二高度112B的最大值。选择性地,这些例子也显示第一高度111B的平均值大于第二高度112B的平均值。详细来说,第一棱镜元件111的第一棱线111A包含:第一部分141,其中该第一部分141的第一高度111B具有固定值;以及第二部分151,邻近于该第一部分141,其中该第二部分151的第一高度111B具有非固定值,其中该第二部分151的第一高度111B的该非固定值的最大值大于该第一部分141的第一高度111B的该固定值;其中该第二部分151的第一高度111B的该非固定值的最大值大于第二高度112B的最大值。为了方便说明,第一棱镜元件111的第一棱线111A、第二棱镜元件112的第二棱线112A和参考平面103投影在YZ平面上(见图18E至图18H)。
第二棱镜元件112的第二棱线112A的第二高度112B沿着第一方向实质上具有固定的高度,其中第二部分151的第一高度111B的非固定值的最大值大于第二高度112B(见图18A、图18E和图18F)。在第一棱镜元件111上有许多具有第二部分151的第一高度111B的非固定值的最大值的点用以接触或足够接近第二光学片材,因此结构化第一主表面101可提高亮度、降低迭纹效应和避免吸附。在一个实施例中,第一部分141的第一高度111B的固定值可大于第二高度112B(见图18A和图18E)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B之间的差异较大,以降低吸附的可能性。在另一个实施例中,第一部分141的第一高度111B的固定值可小于第二高度112B(见图18A和图18F)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B之间的差异较小,以完全支撑第二光学片材且降低迭纹效应。
第二棱镜元件112的第二棱线112A的第二高度112B沿着第一方向变化,其中第二部分151的第一高度111B的非固定值的最大值大于第二高度112B的最大值(见图18B、图18G和图18H)。在第一棱镜元件111上有许多具有第二部分151的第一高度111B的非固定值的最大值的点用以接触或足够接近第二光学片材,因此结构化第一主表面101可提高亮度、降低迭纹效应和避免吸附。在一个实施例中,第一部分141的第一高度111B的固定值可大于第二高度112B的最大值(见图18B和图18G)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B的平均值之间的差异较大,以降低吸附的可能性。在另一个实施例中,第一部分141的第一高度111B的固定值可小于第二高度112B的最大值(见图18B和图18H)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B的平均值之间的差异较小,以完全支撑第二光学片材且降低迭纹效应。
第一棱镜元件111的第一部件具有第一部分141,且第一棱镜元件111的第二部件具有第二部分151的第一高度111B的非固定值的最大值,其中该第一部件具有第一底部宽度141X,且该第二部件具有第二底部宽度151X,其中该第二底部宽度151X大于该第一底部宽度141X(见图18I)。第一棱镜元件111的第一部件具有第一部分141,且第一棱镜元件111的第二部件具有第二部分151的第一高度111B的非固定值的最大值,其中该第一部件具有第一截面形状,且该第二部件具有第二截面形状,其中该第二截面形状的每一边151X、151Y、151Z从该第一截面形状的对应边141X、141Y、141Z以大于1的比例放大(见图18I)。
群组III:
在群组III(图19A至图19D)中,有许多例子显示第一高度111B的最大值大于第二高度112B的最大值。选择性地,这些例子也显示第一高度111B的平均值大于第二高度112B的平均值。详细来说,第一棱镜元件111的第一棱线111A包含:第一部分161,其中该第一部分161的第一高度111B具有第一固定值;以及第二部分171,其中该第二部分171的第一高度111B具有第二固定值,其中该第二固定值大于该第一固定值;其中该第二固定值大于第二高度112B的最大值。较佳的,第三部分175位于第一部分161和第二部分171之间以作为过渡部分。为了方便说明,第一棱镜元件111的第一棱线111A、第二棱镜元件112的第二棱线112A和参考平面103投影在YZ平面上(见图19E至图19H)。
第二棱镜元件112的第二棱线112A的第二高度112B沿着第一方向实质上具有固定的高度,其中第二部分171的第一高度111B的第二固定值大于第二高度112B(见图19A、图19E和图19F)。在第一棱镜元件111上有许多第二部分171用以接触或足够接近第二光学片材,因此结构化第一主表面101可提高亮度、降低迭纹效应和避免吸附。在一个实施例中,第一部分161的第一高度111B的第一固定值大于第二高度112B(见图19A和图19E)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B之间的差异较大,以降低吸附的可能性。在另一个实施例中,第一部分161的第一高度111B的第一固定值小于第二高度112B(见图19A和图19F)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B之间的差异较小,以完全支撑第二光学片材且降低迭纹效应。
第二棱镜元件112的第二棱线112A的第二高度112B沿着第一方向变化,其中第二部分171的第一高度111B的第二固定值大于第二高度112B的最大值(见图19B、图19G和图19H)。在第一棱镜元件111上有许多具有第二部分171用以接触或足够接近第二光学片材,因此结构化第一主表面101可提高亮度、降低迭纹效应和避免吸附。在一个实施例中,第一部分161的第一高度111B的第一固定值大于第二高度112B的最大值(见图19B和图19G)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B的平均值之间的差异较大,以降低吸附的可能性。在另一个实施例中,第一部分161的第一高度111B的第一固定值小于第二高度112B的最大值(见图19B和图19H)。在这个案例中,第一高度111B的平均值和第二高度112B的平均值之间的差异较小,以完全支撑第二光学片材且降低迭纹效应。
第一棱镜元件111的第一部件具有第一部分161,且第一棱镜元件111的第二部件具有第二部分171,其中该第一部件具有第一底部宽度161X,且该第二部件具有第二底部宽度171X,其中该第二底部宽度171X大于该第一底部宽度161X(见图19I)。第一棱镜元件111的第一部件具有第一部分161,且第一棱镜元件111的第二部件具有第二部分171,其中该第一部件具有第一截面形状,且该第二部件具有第二截面形状,其中该第二截面形状的每一边171X、171Y、171Z从该第一截面形状的对应边161X、161Y、161Z以大于1的比例放大(见图19I)。
在此所描述的本发明的特殊具体实例是为了说明本发明的目的,而非为了限制,它应被了解的是,这些技术的基本技巧、各种不同的细节材料及部分重新安排、但不悖离本案权利要求范围中描述的本发明,都是可被完成的。

Claims (1)

1.一光导向膜,其特征在于,具有结构化第一主表面、相对于所述结构化第一主表面的第二主表面和位于所述结构化第一主表面和所述第二主表面之间的参考平面,其中所述参考平面垂直于所述光导向膜的厚度方向,其中所述结构化第一主表面包含第一棱镜元件和第二棱镜元件,其中所述第一棱镜元件和所述第二棱镜元件中各个棱镜元件在第一方向上延伸,其中所述第一棱镜元件的第一棱线具有相对于所述参考平面的第一高度,且所述第二棱镜元件的第二棱线具有相对于所述参考平面的第二高度,其中所述第一棱镜元件的所述第一棱线的所述第一高度沿着所述第一方向变化,且所述第二棱镜元件的所述第二棱线的所述第二高度沿着所述第一方向变化,其中所述第一高度的最大值大于所述第二高度的最大值,所述第一高度的最小值大于所述第二高度的最小值且所述第一高度的最小值小于所述第二高度的最大值。
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