CN201475879U - 集光元件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种集光元件，其具有一结构表面。该结构表面具有多个棱镜，其大致朝一方向延伸横越此结构表面。该些棱镜包括有多个第一棱镜以及多个第二棱镜。第一棱镜具有一弯角顶部，且该弯角顶部具有一小于约10微米的曲率半径，而第二棱镜具有一尖角顶部，其中弯角顶部高于尖角顶部至少5微米。
Description
技术领域
本实用新型是有关于一种集光元件，且特别是有关于一种用于显示器的背光模块中的集光元件。
背景技术
近年来液晶显示器(LCD)因具有体积小、重量轻、高画质以及驱动电压低等优点，而被广泛地应用于各种电子产品中，例如可携式电视及家用电视、行动电话、PDA、以及笔记型计算机。
液晶显示器(LCD)无法自行发光，需利用一背光模块以提供其所需的光源。背光模块中，通常会设置一组光学膜片以使背光模块的光源亮度均匀分布于显示区域内以及提高液晶显示器的亮度表现。所谓的光学膜片，通常包含有一集光元件，例如棱镜膜片或极性增亮片。集光元件是设置于光源与液晶面板之间，以增加背光模块的辉度或亮度。
为进一步为增益背光源的聚光增亮的效果，可以将两层以上的集光膜片层叠在一起。
然而，目前将两层以上的光学膜片层叠可能造成光学干涉条纹，影响最终显示器的画面质量。再者，二层的光学膜片层叠时，因接触面间的磨擦易产生静电累积而吸附异物，进而污染结构(或称为“静电污”)。有鉴于此，亟需一种改良的集光膜片，以克服上述已知缺点。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的就是在提供一种改良的集光元件。
根据本实用新型的上述目的，提出一种集光元件，其包括有一底表面以及一结构表面。结构表面位于该底表面的对侧，该结构表面具有多个棱镜，该些棱镜是大致朝一方向延伸横越该结构表面，该些棱镜包括：多个第一棱镜，每一该些第一棱镜具有一底部以及一弯角顶部，且该弯角顶部具有一小于约10微米的曲率半径；以及多个第二棱镜，每一该些第二棱镜具有一底部以及一尖角顶部；其中每一该些弯角顶部高于每一该些尖角顶部至少5微米。
根据本实用新型一实施例，集光元件中每一该些弯角顶部的曲率半径为约3微米至约7微米。
根据本实用新型一实施例，集光元件中该些第二棱镜的数量大于该些第一棱镜的数量。
根据本实用新型另一实施例，集光元件中每一该些第一棱镜的弯角顶部所形成的棱线以及每一该些第二棱镜的尖角顶部所形成的棱线为直线。
根据本实用新型再一实施例，集光元件中每一该些第一棱镜的弯角顶部所形成的棱线以及每一该些第二棱镜的尖角顶部所形成的棱线为曲线。
根据本实用新型又一实施例，集光元件中每一该些弯角顶部的曲率半径小于每一该些第一棱镜的底部宽度的百分之十五。
应用本实用新型的集光元件可降低“静电污”发生的机会，并改善光学干涉条纹，从而提升显示器的影像质量。
附图说明
为让本实用新型的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1是绘示依照本实用新型一实施方式的立体示意图；
图2是绘示依照本实用新型一实施方式的剖面示意图；
图3是绘示依照本实用新型一实施方式的局部放大图；
图4是绘示依照本实用新型另一实施方式的剖面示意图；
图5是绘示依照本实用新型再一实施方式的立体示意图。
【主要元件符号说明】
102a底表面
102b结构表面
104第一棱镜
106第二棱镜
104b第一棱镜底部
104a弯角顶部
106b第二棱镜底部
106a尖角顶部
d1第一棱镜底部宽度
d2第二棱镜底部宽度
r曲率半径
h高度差
具体实施方式
请参照图1，其为本实用新型一实施方式的集光元件的立体示意图。如图1所示，集光元件100包括有底表面102a以及结构表面102b，且结构表面102b是位于底表面102a的相对侧。结构表面102b上具有多个第一棱镜104以及多个第二棱镜106，所有第一棱镜104以及第二棱镜106大致上朝向一方向延伸横越结构表面102b。在一实施例中，第一棱镜104与第二棱镜106相互间隔配置。亦即，在任意两个第一棱镜104之间配置有一第二棱镜106，或任意两个第二棱镜106之间配置有一第一棱镜104。
图2绘示图1中沿A-A’剖面线的剖面示意图。如图2所示，每一个第一棱镜104以及每一个第二棱镜106的剖面大致上为三角形。每一第一棱镜104具有一弯角顶部104a以及一底部104b，每一第二棱镜106具有一尖角顶部106a以及一底部106b。在一实施例中，所有第一棱镜104的弯角顶部104a的高度大致上相同，且所有第二棱镜106的尖角顶部106a的高度也大致上相同，但该些弯角顶部104a高于该些尖角顶部106a，弯角顶部104a与尖角顶部106a的高度差h至少约5微米。举例而言，弯角顶部104a可高于尖角顶部106a约6-10微米。因此，当集光元件膜片与其它光学膜片层叠时，只有第一棱镜104的弯角顶部104a会接触到另一片光学膜片的底表面。第二棱镜106的尖角顶部106a并不会会接触到其它光学膜片。
请参照图3，其为图2的局部放大图。第一棱镜104的弯角顶部104a为具有曲率半径r的圆弧顶部，且曲率半径r小于约10微米。举例而言，弯角顶部104a的曲率半径r可为3微米、6微米、7微米或9微米。相对地，第二棱镜106的尖角顶部106a并不具有圆弧状的顶部，尖角顶部106a本质上是由两个平面所构成的夹角。在一实施例中，尖角顶部106a的尖角角度为约80度至约100度，例如约80度至约85度、约85度至约90度、约90度至约95度、或约95度至约100度。在又一实施例中，尖角顶部106a的尖角角度为约90度。
实验结果显示，若第一棱镜104的弯角顶部104a的曲率半径r大于10微米，整体集光元件的聚光效果大幅下降(约下降4％)。且在低光度下，弯角顶部104a容易产生对应的暗点或光线的干涉条纹而使显示器的画面质量劣化。反之，若曲率半径r小于10微米，聚光效果下降的程度可以控制在2.5％以内。再者，当集光元件膜片与其它光学膜片层叠时，弯角顶部104a的曲率半径r增大时，将使弯角顶部104a与另一光学膜片接触的面积增加，导致因摩擦所生的静电增加。当集光元件膜片累积的静电太高时，便容易因静电效应而吸附环境中的灰尘微粒，而使“静电污”发生的机会增加。因此，第一棱镜104的弯角顶部104a的曲率半径r较佳为小于约10微米。
在一实施例中，第一棱镜104的弯角顶部104a所形成的棱线以及第二棱镜106的尖角顶部106a所形成的棱线为直线，如图1所示。
在又一实施例中，第一棱镜104的底部宽度d1以及第二棱镜106的底部宽度d2约为35-55微米，例如可约为35-40微米、40-45微米、45-50微米、或约为50-55微米。在另一实施例中，第一棱镜104的底部宽度d1大于第二棱镜106的底部宽度d2约5-25微米。举例而言，第一棱镜104的底部宽度d1可为约50微米，第二棱镜106的底部宽度d2为约40微米。
在一实施例中，每个第一棱镜104的弯角顶部104a的曲率半径r小于第一棱镜的底部宽度d1的百分之十五，但大于第一棱镜的底部宽度d1的百分之五。举例而言，底部宽度d1可为50微米，弯角顶部104a的曲率半径r可为约3-7.5微米。
请参照图4，其绘示依照本实用新型另一实施方式的一种集光元件的剖面示意图。本实施方式与图1的实施方式不同之处在于第二棱镜106的数量大于第一棱镜104的数量。在一实施例中，任意相邻的两个第一棱镜104之间配置有两个第二棱镜106，如图4所示。在另一实施例中，任意两相邻第一棱镜104之间可配置有三个以上的第二棱镜106。降低第一棱镜104的数量可以适当地减少集光元件与其它光学膜片的接触面积，有助于降低“静电污”发生的机会。在本实施方式中，第一棱镜104以及第二棱镜106的结构特征及尺寸与图1的实施方式相同，在此不再重述。
请参照图5，其绘示依照本实用新型再一实施方式的的立体示意图。如图所示，第一棱镜104与第二棱镜106相互间隔配置，所有第一棱镜104的弯角顶部104a所形成的棱线以及所有第二棱镜106的尖角顶部106a所形成的棱线为左右蜿蜒的曲线，并且大致上朝向一方向延伸横越集光元件的结构表面。在一实施例中，所有第一棱镜104的棱线与所有第二棱镜群106的棱线大致上彼此相互平行。在本实施方式中，第一棱镜104以及第二棱镜106的结构特征与图1的实施方式相同，在此不再重述。在另一实施例中，具有尖角顶部106a的第二棱镜106的数量大于具有弯角顶部104a的第一棱镜104的数量。例如在任意两相邻的第一棱镜104之间可配置有两个第二棱镜106，则第二棱镜106的数量大约为第一棱镜104数量的2倍。
在上述的实施例中，集光元件的材料可为聚碳酸酯(PC)或是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，集光元件结构表面上的棱镜结构可利用印压或滚压的方式形成。或者，可在一适当基材上先涂布一层UV胶，然后利用印压或滚压的方式在UV胶上形成本实用新型的结构表面，最后在经UV光照射硬化。如上所述的制程方法为本领域中技术人员所已知，在此不再详述。本实用新型的范畴不限于上述举例的方法。
由上述本实用新型实施方式可知，应用本实用新型可降低“静电污”发生的机会，并改善可能发生的光线干涉条纹，从而提升显示器的影像质量。再者，应用本实用新型可防止集光元件的聚光效果大幅下降，而能降低显示器的亮度损失。
虽然本实用新型已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种集光元件，其特征在于，包括：
一底表面；以及
一结构表面，位于该底表面的对侧，该结构表面具有多个棱镜，该些棱镜朝一方向延伸横越该结构表面，该些棱镜包括：
多个第一棱镜，每一该些第一棱镜具有一底部以及一弯角顶部，且该弯角顶部具有一小于约10微米的曲率半径；以及
多个第二棱镜，每一该些第二棱镜具有一底部以及一尖角顶部；
其中每一该些弯角顶部高于每一该些尖角顶部至少5微米。
2.根据权利要求1所述的集光元件，其特征在于，每一该些弯角顶部的曲率半径为3微米至7微米。
3.根据权利要求2所述的集光元件，其特征在于，每一该些尖角顶部的尖角角度为80至100度。
4.根据权利要求1所述的集光元件，其特征在于，每一该些第一棱镜的底部宽度大于每一该些第二棱镜的底部宽度。
5.根据权利要求1所述的集光元件，其特征在于，每一该些第一棱镜的底部宽度为35微米至55微米。
6.根据权利要求1所述的集光元件，其特征在于，该些第二棱镜的数量大于该些第一棱镜的数量。
7.根据权利要求1所述的集光元件，其特征在于，该些第一棱镜中的任两相邻的第一棱镜之间配置有该些第二棱镜中的两个第二棱镜。
8.根据权利要求1所述的集光元件，其特征在于，每一该些第一棱镜的之弯角顶部所形成的棱线以及每一该些第二棱镜的尖角顶部所形成的棱线为直线。
9.根据权利要求1所述的集光元件，其特征在于，每一该些第一棱镜的弯角顶部所形成的棱线以及每一该些第二棱镜的尖角顶部所形成的棱线为曲线。
10.根据权利要求1所述的集光元件，其特征在于，每一该些弯角顶部的曲率半径小于每一该些第一棱镜的底部宽度的百分之十五。
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