CN109212825B - 光学膜片及显示模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学膜片及显示模块。光学膜片包含第一导光层、第二导光层以及至少一吸光件。第一导光层具有第一入光面、第一出光面以及形成于第一入光面的容置凹部。第二导光层设置于第一入光面，具有第二入光面、第二出光面以及形成于第二出光面的导光件。每一导光件分别设置于每一容置凹部，且每一导光件具有顶部、底部以及连接顶部与底部的侧面。导光件的侧面朝向容置凹部的内壁面，导光件的底部对应于容置凹部的凹部开口。吸光件覆盖侧面。第一导光层具有一第一折射率，第二导光层具有小于第一折射率的一第二折射率。

Description

光学膜片及显示模块
技术领域
本发明涉及一种光学膜片及显示模块，尤其涉及一种增加光出射角度的光学膜片及显示模块。
背景技术
现有的液晶显示器中，当液晶分子在暗态中垂直光源排列时，液晶分子的双折射性质可能使得较大入射角的光线穿过并出射屏幕，造成显示器在大视角处产生漏光。
针对上述问题，现有技术中提供一种技术方案，在液晶层出光面设置一种具有光学透镜结构的光学膜片层，其中光学透镜结构具有较光学膜片层低的折射率，可增加入射光的出射角度，以发散入射光束。然而，上述技术方案中的光学透镜存在缺点。例如，当光线以较大的入射角自光学透镜的侧边入射，由于是从折射率较高的介质入射折射率较低的介质，因此入射角超过一临界值时光线会在透镜结构的侧面发生全反射，而使反射光线朝显示器的正视方向射出，进而降低正视方向的对比度。
发明内容
承上述，本发明其中之一目的在于，针对现有技术的不足提供一种光学膜片及显示模块，其能使发散入射光束的结构提升正视方向的对比度。
本发明实施例所提供的其中之一技术方案是提供一种光学膜片，用于显示模块。光学膜片包含导光层、至少一导光件以及至少一吸光件。导光层具有入光面、相背于入光面的出光面以及形成于入光面的至少一容置凹部，其中，容置凹部具有内壁面以及凹部开口。每一导光件分别设置于每一容置凹部，且每一导光件具有一顶部、远离顶部的一底部以及连接顶部与底部的侧面。导光件的侧面朝向容置凹部的内壁面，导光件的底部对应于容置凹部的凹部开口。至少一吸光件设置于至少一导光件的侧面与导光层之间，且吸光件覆盖侧面。导光层具有一第四折射率，每一导光件具有一第五折射率，第四折射率大于第五折射率。
本发明实施例所提供的另外一技术方案是提供一种显示模块，其包含显示面板及如上所述的光学膜片。显示面板具有一显示面，光学膜片设置于显示面，且入光面朝向显示面。
本发明实施例所提供的另外一技术方案是提供一种光学膜片，用于一显示模块。光学膜片包含第一导光层、第二导光层以及至少一吸光件。第一导光层具有第一入光面、相背于第一入光面的第一出光面以及形成于第一入光面的至少一容置凹部，其中，容置凹部具有内壁面以及凹部开口。第二导光层设置于第一入光面，第二导光层具有第二入光面、相背于第二入光面的第二出光面以及形成于第二出光面的至少一导光件，每一导光件分别设置于每一容置凹部，且每一导光件具有顶部、远离顶部的底部以及连接顶部与底部的侧面。导光件的侧面朝向容置凹部的内壁面，导光件的底部对应于容置凹部的凹部开口。至少一吸光件设置于至少一导光件的侧面与第一导光层之间，且吸光件覆盖侧面。其中，第一导光层具有一第一折射率，第二导光层具有一第二折射率，第一折射率大于第二折射率。
本发明实施例所提供的另外一技术方案是提供一种显示模块，其包含显示面板及如上所述的光学膜片。显示面板具有一显示面，光学膜片设置于显示面，且第二入光面朝向显示面。
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。
附图说明
图1显示本发明第一实施例的显示模块的立体示意图；
图2显示本发明第一实施例的光学膜片的放大示意图；
图3显示图2的局部放大图；
图4显示图3的光学膜片与除去吸光件的光学膜片在不同视角下的对比度；
图5显示本发明第一实施例的光学膜片的变化实施例的放大示意图；
图6显示图5的光学膜片与除去吸光件的光学膜片在不同视角下的对比度；
图7显示本发明第一实施例的光学膜片的另一变化实施例的放大示意图；
图8显示图7的光学膜片与除去吸光件的光学膜片在不同视角下的对比度；
图9显示本发明第一实施例的光学膜片的另一变化实施例的放大示意图；
图10显示图9的光学膜片与除去吸光件的光学膜片在不同视角下的对比度；
图11显示本发明第一实施例的光学膜片的另一变化实施例的放大示意图；
图12显示图11的光学膜片与除去吸光件的光学膜片在不同视角下的对比度；
图13显示本发明第一实施例的光学膜片的另一变化实施例的放大示意图；
图14显示图13的光学膜片与除去吸光件的光学膜片在不同视角下的对比度；
图15显示本发明第一实施例的光学膜片的局部放大示意图；
图16显示本发明第二实施例的光学膜片的放大示意图。
其中，附图标记
显示模块 Z 显示面板 D
显示面 S
光学膜片 U、 第一导光层 1
U’
导光层 1’
第一入光面 101
入光面 101’
连接区 101a、101a’
第一出光面 102
出光面 102’
容置凹部 103、103'
内壁面 1031、1031’
凹部开口 1032、1032’
第二导光层 2
第二入光面 201
第二出光面 202
导光件 21、21’
顶部 211、211’
底部 212、212’
侧面 213、213’
吸光件 3、3’
导光件高度 H
导光件厚度 T
光线 L
入射角 θ2
导光件轴向方向 Y
正视方向 X
切线 C
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例并配合图1至图16说明本发明所公开的光学膜片及显示模块的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。然而，以下所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围，在不悖离本发明构思精神的原则下，本领域技术人员可基于不同观点与应用以其他不同实施例实现本发明。另外，需事先声明的是，本发明的附图仅为示意说明，并非依实际尺寸的描绘。此外，虽本文中可能使用第一、第二、第三等用语来描述各种元件，但该些元件不应受该些用语的限制。这些用语主要是用以区分元件。
第一实施例
以下配合图示的各实施例说明本发明所提供的光学膜片U及显示模块Z。首先，请参阅图1，本实施例提供一种显示模块Z以及应用于显示模块Z的光学膜片U。显示模块Z具有显示面板D以及光学膜片U，其中，光学膜片U用以设置在显示面板D的显示面S上。显示模块Z较佳为液晶显示模块，然而，本发明不限于此。
图2显示图1中的光学膜片U沿剖线A-A的剖面示意图。如图2所示，光学膜片U包括第一导光层1、第二导光层2以及吸光件3。第一导光层1具有第一入光面101、相背于第一入光面101的第一出光面102以及形成于第一入光面101的容置凹部103。第二导光层2设置于第一入光面101，且具有第二入光面201、相背于第二入光面201的第二出光面202以及形成于第二出光面202的导光件21。需要说明的是，图2为光学膜片U的放大示意图，其中仅绘示两个导光件21以为示例，实际应用中，本发明不限制导光件21的数量。
请配合参阅图2及图3，其中图3为图2的局部放大示意图。详细而言，容置凹部103具有内壁面1031及凹部开口1032；导光件21具有顶部211、底部212以及连接顶部211与底部212的侧面213，且每一导光件21以侧面213面向内壁面1031、底部212对应凹部开口1032的方式分别设置于每一容置凹部103。明确来说，本实施例中，导光件21的剖面为梯形，其侧面213往轴向方向Y倾斜，内壁面1031形状大致配合导光件21，且内壁面1031倾斜朝向导光件21的轴向方向Y。导光件21可以规律或不规律形状分布于第二出光面202，且从上方视角观之，导光件21可为点状分布或条状分布。吸光件3设置于导光件21的侧面213与第一导光层1之间，且覆盖导光件21的侧面213。
图2及图3的结构中，第一导光层1具有第一折射率，第二导光层2具有第二折射率，且第一折射率大于第二折射率。如图2中的光线L行进方向所示，藉由上述第一折射率大于第二折射率，自第二入光面201进入导光件21的光线L可偏离导光件21的轴向方向Y而折射，以扩散入射光线L。进一步来说，吸光件3是由一吸光材质形成，可吸收从侧面213进入导光件的光线L，如图3中的光线L行进方向所示，藉此可避免光线L在侧面213发生全反射而朝正视方向X折射。本实施例中，吸光件3具有第三折射率，且第三折射率等于第一折射率，藉此，可避免光线L在第一导光层1与吸光件3的交界处因折射率的差异而发生朝正视方向X折射的全反射。吸光件3可例如以沉积或曝光显影制程而形成在导光件21上；然而，本发明不以此为限。
请见图4，其显示本实施例的光学膜片U与除去吸光件3的光学膜片U在不同视角下的对比度，其中，本实施例的光学膜片U以实线表示；除去吸光件3的光学膜片U的数据以虚线表示。图4中，视角θ以角度(degree)为单位，对比度(Contrast Ratio,CR)系显示模块Z显示为黑、白时各自的亮度对比值。如图所示，实线的峰值为2524，虚线的峰值为2146，表示导光件21侧面213设置有吸光件3的光学膜片U在视角θ为零度时，与除去吸光件3的光学膜片U相比具有较高的正视对比度。明确来说，上述「正视对比度」系指视角θ为零度时显示模块Z显示为黑、白时各自的亮度对比。
需要说明的是，本实施例中，第三折射率与第一折射率相等；然而，本发明不限于此。在本发明的一变化实施例中，第三折射率较佳可为大于第二折射率并小于第一折射率的范围内任一值。明确来说，当吸光件3的折射率小于或等于第二折射率，则光线从第一导光件21进入吸光件3时，将有一部分光线发生全反射而往正视方向X折射，进而降低正视对比度。此外，当吸光件3的折射率小于或等于第二折射率，光线L从吸光件3的顶部进入第一导光层1时，光线会往正视方向X折射，因而产生降低正视对比度的反效果。另一方面，若吸光件3的折射率大于第一折射率，则光线容易在吸光件3内发生多次反射而射往正视方向X，或是在光线从吸光件3进入第一导光层1时因往正视方向X折射而降低正视对比度。因此，在本发明较佳实施例中，第三折射率大于第二折射率且小于或等于第一折射率，如此，吸光件3能有效吸收从侧面213打回正视的光线，进一步提升光学膜片U的正视对比度。
请参阅图5，其显示本发明一变化实施例的光学膜片U。在本变化实施例中，吸光件3进一步设置在第一入光面101上两容置凹部103之间的连接区101a。明确来说，请见图5，连接区101a位于两相邻的凹部开口1032之间，且吸光件3自导光件21侧面213延伸而覆盖于连接区101a上，而使连接区101a隔着吸光件3与第二出光面202相邻。从上视角度观察，成点状或条状分布的导光件21及导光件21之间的第二出光面202可视为皆被吸光件3覆盖。在本变化实施例中，藉由在连接区101a也设置吸光件3，相较前述实施例，可进一步吸收入射到导光件21与第二出光面202连接处的光线，进一步提升光学膜片U的正视对比度。
图6显示图5的光学膜片U(以实线表示)与除去吸光件3的光学膜片U(以虚线表示)在不同视角下的对比度。图6中，视角θ以角度(degree)为单位，对比度(Contrast Ratio,CR)系显示模块Z显示为黑、白时各自的亮度对比值。由图6可知，实线的峰值为2556，虚线的峰值为2146，表示本实施例中具有吸光件3的光学膜片U与除去吸光件3的光学膜片U相比，具有较高的正视对比度。
请配合参阅图7与图8。本发明不限制导光件21的形状，在如图7的变化实施例中，导光件21的剖面可为三角形。具体而言，从上方视角观之，导光件21可为条状分布或点状分布，且在点状分布的情况下，本实施例的导光件21可为圆锥体或四角锥体，本发明不限于此。而如图8所示，具有吸光件3的光学膜片U(以实线表示)对比度CR在视角为零度时为1595，相较于除去吸光件3的光学膜片U(以虚线表示)，其在视角为零度时峰值为1167，表示具有吸光件3的光学膜片U比除去吸光件3的光学膜片U具有较高的正视对比度。
在本发明另一变化实施例中，光学膜片U的导光件21的剖面可为具有凹侧面的柱状形状，且从上方视角观之，导光件21可为条状分布或点状分布，如图9所示。如图10所示，本变化实施例中，具有吸光件3的光学膜片U(以实线表示)相较于除去吸光件3的光学膜片U(以虚线表示)，具有较高的正视对比度。此外，请配合参阅图4与图10，相较于图2中的梯形导光件21，本变化实施例的具有凹侧面的柱状形状导光件21可达到较高的正视对比度(图10所示正视对比度为2828，图4所示正视对比度为2524)。这是由于具有凹侧面的柱状形状的导光件21会使得射进侧面213的光线在吸光件3内的路径较长，而可更有效地提升正视对比度。
在本发明另外一变化实施例中，光学膜片U的导光件21从侧面来看可为两种不同斜率斜面的梯形组合，其中斜率较小的斜面较靠近第二出光面202，如图11所示。举例来说，从上方视角观之，导光件21可为条状分布或点状分布，且在点状分布的情况下，从立体角度来看导光件21可为截顶圆锥或截顶四面体，本发明不对此加以限制。图12显示图11的光学膜片U与除去吸光件3的光学膜片U在不同视角的正视对比度。请配合参阅图4与图12，相较于梯形导光件21，本变化实施例的导光件21因具有较多斜面面积，而可较佳地提升正视对比度(图12所示正视对比度为2822，图4所示正视对比度为2524)。
在本发明另外一变化实施例中，导光件21还可如图13所示，从侧面来看为在梯形斜面上形成凹面的形状。相较于图11的变化实施例，本变化实施例具有更大的斜面面积，因而可提供更高的正视对比度，如图14所示，其中图14中的表示本变化实施例的光学膜片U(以实线表示)与除去吸光件3的本实施例光学膜片U(以虚线表示)在不同视角θ下的对比度CR；实线峰值为3160，表示本变化实施例的光学膜片U的正视对比度，虚线峰值为3011，表示本变化实施例的光学膜片U除去吸光件3的正视对比度。
请参阅图15，本实施例中，吸光件3具有一最大厚度T。本实施例中，最大厚度T指吸光件3在平行于第二出光面202的方向上的厚度。最大厚度T符合下列关系：
Figure GDA0002992489980000081
请配合参阅图15，上式中，H为该导光件21的该顶部211与该底部212之间的一距离，n1为该第一折射率，n2为该第二折射率，θ2为一光线自该第二导光层2入射该第一导光层1的一入射角度，
Figure GDA0002992489980000082
为该侧面的一切线C与该底部212的一夹角。本实施例中，上述切线C为沿导光件21的侧面213的切线，在其他实施例中，当导光件21的侧面213不为平面，例如为一凸曲面或凹曲面时，以最大入射角θ2入射吸光件3且与导光件21的侧面213有唯一交点的光线L可视为与上述切线C重迭。
如图15所示，明确而言，最大入射角θ2指当光线L从吸光件3的底部边缘入射而从导光件21的顶部211边缘射出吸光件3时的入射角度。当吸光件3的厚度接近于上述关系式中的最大值，吸光件3可吸收所有可能在导光件侧面产生全反射的光线，因而可达到最佳的吸光效果与提高正视对比度的效果。可以理解的是，若吸光件3的厚度超越上述最大值，将会额外吸收原本不会发生全反射的光线，进而造成第一导光层1的穿透率下降，且对正视对比度的提升并无帮助。
藉由上述技术手段，本实施例的光学膜片U吸光件3可吸收从侧面213入射导光件21的光线，降低光线L在侧面213发生全反射的机率，提高显示模块Z的正视对比度。且本实施例中，吸光件3的折射率等于第一导光层1的折射率，以避免自第一导光层1打入导光件21侧面213的光线发生全反射。
第二实施例
请参阅图16，本实施例与前述实施例的主要差异在于，前述实施例提供的光学膜片U具有第一导光层1及第二导光层2，且多个导光件21形成在第二导光层2的第二出光面202中；本实施例的光学膜片U’仅包括一导光层1’，且多个导光件21’对应形成于导光层1’的入光面101’的每一容置凹部103中。本实施例中，导光件21’同样以侧面213’面向容置凹部103’的内壁面1031’、底部212’对应于凹部开口1032’的方式设置于容置凹部103’，导光层1’具有第四折射率n4，导光件2’具有第五折射率n5，第四折射率n4大于第五折射率n5，且吸光件3’覆盖导光件21’的侧面213’。如第一实施例，本实施例可以有吸光件3’延伸出侧面213’并覆盖于连接区101a’的变化实施例，且本实施例的导光件2’亦可如第一实施例有形状上的变化，本发明不限于此。
综合上述，本发明实施例所提供的光学膜片(U、U’)及显示模块Z藉由「每一导光件(21、21’)分别设置于每一容置凹部(103、103’)」、「吸光件3’设置于导光件21’的侧面213’与导光层1’之间，且吸光件3’覆盖侧面213’」以及「吸光件3设置于导光件21的侧面213与第一导光层1之间，且吸光件3覆盖侧面213」的技术方案，以降低光线L射入导光件(21、21’)侧面(213、213’)时发生全反射的机率，进一步提升显示模块Z的正视对比度。
此外，本发明实施例可藉由使吸光件3的折射率n3与第一导光层1的折射率n1相等、吸光件3’的折射率n6与导光层1’的折射率n4相等，可进一步减少光线L在第一导光层1与吸光件3的介面以及导光层1’与吸光件3’的介面发生全反射，而进一步提升显示模块Z的正视对比度。吸光件3可进一步设置在第一入光面101上两容置凹部103之间的连接区101a之间，或吸光件3’可进一步设置在入光面101’上两容置凹部103’之间的连接区101a’，以进一步提升光学膜片(U、U’)的正视对比度。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种光学膜片，用于一显示模块，该光学膜片包含：
一导光层，具有一入光面、一相背于该入光面的出光面以及形成于该入光面的至少一容置凹部，其中，该容置凹部具有一内壁面以及一凹部开口；
至少一导光件，每一该导光件分别设置于每一该容置凹部，且每一该导光件具有一顶部、远离该顶部的一底部以及连接该顶部与该底部的一侧面，其中，该导光件的该侧面朝向该容置凹部的该内壁面，该导光件的该底部对应于容置凹部的该凹部开口；以及
至少一吸光件，该至少一吸光件设置于该至少一导光件的该侧面与该导光层之间，且该吸光件覆盖该侧面；
其中，该导光层具有一第四折射率，每一该导光件具有一第五折射率，该第四折射率大于该第五折射率。
2.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该至少一吸光件具有一第六折射率，该第六折射率等于该第四折射率。
3.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该至少一吸光件具有一第六折射率，该第六折射率不大于该第四折射率且不小于该第五折射率。
4.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该导光层具有至少两个该容置凹部，该入光面具有至少一连接区，该连接区位于每两相邻的该凹部开口之间，其中，该吸光件进一步覆盖该连接区。
5.根据权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该至少一吸光件具有一最大厚度T，该最大厚度T指该吸光件在平行于第二出光面的方向上的厚度，且该最大厚度符合下列关系：
Figure FDA0002992489970000011
其中，H为该导光件的该顶部与该底部之间的一距离，n4为该第四折射率，nin为一光线以一入射角度θin自该入光面入射该导光层前所在的介质的折射率，
Figure FDA0002992489970000012
为该侧面的一切线与该底部的一夹角。
6.一显示模块，其特征在于，包含：
一显示面板，该显示面板具有一显示面；以及
如权利要求1至5中任一项所述的光学膜片，设置于该显示面板的该显示面，其中，该入光面朝向该显示面。
7.一种光学膜片，用于一显示模块，其特征在于，该光学膜片包含：
一第一导光层，具有一第一入光面、一相背于该第一入光面的第一出光面以及形成于该第一入光面的至少一容置凹部，其中，该容置凹部具有一内壁面以及一凹部开口；
一第二导光层，设置于该第一入光面，该第二导光层具有一第二入光面、一相背于该第二入光面的第二出光面以及形成于该第二出光面的至少一导光件，每一该导光件分别设置于每一该容置凹部，且每一该导光件具有一顶部、远离该顶部的一底部以及连接该顶部与该底部的一侧面，其中，该导光件的该侧面朝向该容置凹部的该内壁面，该导光件的该底部对应于该容置凹部的该凹部开口；以及
至少一吸光件，该至少一吸光件设置于至少一该导光件的该侧面与该第一导光层之间，且该吸光件覆盖该侧面；
其中，该第一导光层具有一第一折射率，该第二导光层具有一第二折射率，该第一折射率大于该第二折射率。
8.根据权利要求7所述的光学膜片，其特征在于，该至少一吸光件具有一第三折射率，该第三折射率等于该第一折射率。
9.根据权利要求7所述的光学膜片，其特征在于，该至少一吸光件具有一第三折射率，该第三折射率不大于该第一折射率且不小于该第二折射率。
10.根据权利要求7所述的光学膜片，其特征在于，该第一导光层具有至少两个该容置凹部，该第一入光面具有至少一连接区，该连接区设置于每两相邻的该凹部开口之间，其中，该吸光件进一步覆盖该连接区。
11.根据权利要求7所述的光学膜片，其特征在于，该至少一吸光件具有一最大厚度T，该最大厚度T指该吸光件在平行于第二出光面的方向上的厚度，且该最大厚度符合下列关系：
Figure FDA0002992489970000021
其中，H为该导光件的该顶部与该底部之间的一距离，n1为该第一折射率，n2为该第二折射率，θ2为一光线自该第二导光层入射该第一导光层的一入射角度，
Figure FDA0002992489970000031
为该侧面的一切线与该底部的一夹角。
12.一显示模块，其特征在于，包含：
一显示面板，该显示面板具有一显示面；以及
如权利要求7至11中任一项所述的光学膜片，设置于该显示面板的该显示面，其中，该第二入光面朝向该显示面。
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