CN2869926Y

CN2869926Y - 具导光构造的聚光片

Info

Publication number: CN2869926Y
Application number: CN 200520127034
Authority: CN
Inventors: 唐世杰
Original assignee: YINGHUI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: YINGHUI SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2015-09-29

Abstract

一种具导光构造的聚光片，主要设有：一具有一光线入射表面及一光线射出表面、由透光材质制成的基板，以及数具有适当表面曲率的微聚光单元，各微聚光单元排列于该基板的光线入射表面上，一导引折射光线至光线射出表面的导光层，设置于该基板的光线入射表面与光线射出表面之间。其中，所述基板的光线射出表面设有一强化层，该基板的导光层与该强化层分别由不同的透光材质制成，该强化层硬度相对高于基板的硬度。因此，不但可引导光线产生折射，发出均匀光线，同时亦可增加该聚光片的抗翘曲性及耐磨性，提升其制造良率。

Description

具导光构造的聚光片

技术领域

本实用新型涉及聚光片，尤指一种应用于液晶显示器(Liquid CrystalDisplay)的聚光片，其将光线经数微聚光单元进行折射聚光，再由一导光层导引折射光线，从光线射出表面射出均匀光线的具导光构造的聚光片。

背景技术

习用聚光片，如PCT专利第96/23649号及美国专利第5,626,800号的《聚光片预防槽道尖端变形构造(Prevention of Groove Tip Deformationin Brightness Enhancement Film)》，所揭示的聚光片包含一基板(base)及数条棱柱单元，各棱柱单元排列于该基板的上表面(光线射出侧)上。各棱柱单元由第一倾斜面及第二倾斜面组成，用以折射光线，以便产生聚光现象。该基板的下表面(光线入射侧)为一平坦表面，以供入射光线通过该基板，由各棱柱单元进行光线的折射。

然而，该基板允许光线由该基板的下表面(光线入射侧)射入，经各棱柱单元进行光线折射后，由该基板的上表面(光线射出侧)直接射出，如此，各折射光线在该基板上缺乏适当的导引，故可能造成光线传递的不均匀。换言之，由该基板产生的折射光线需要经过进一步的适当导引，方可能避免产生光线传递不均匀的问题。基于上述原因，该聚光片的构造确实有进一步改良的必要，以改善光线传递不均匀的问题。

另外，在实际生产中，该聚光片的基板下表面保持平坦形态，并未进一步加工成任何构造。然而，由于该基板的上、下表面的构造形态的不一致，致使该聚光片存在极易自发产生翘曲的倾向。再者，该聚光片生产后，须经输送带运送及适当堆贮。但是，在运送及堆贮期间，该基板下表面却极易造成意外刮痕。上述的翘曲及刮痕缺陷皆会影响产品的良率。

另一习用聚光片，请参照美国专利第6,280,063号《聚光对象(Brightness Enhancement Article)》，其揭示的聚光片包含一基板、一棱柱单元层及一扩散层(light-diffusing surface)，该棱柱单元层及扩散层分别形成于该基板的上表面(光线射出侧)及下表面(光线入射侧)。光线可由该扩散层(即光线入射侧)进入该基板，再由该棱柱单元层(即光线射出侧)射出。该扩散层具有多数扩散颗粒，用以造成光线的扩散效果；而该棱柱单元层则用以折射光线，以便产生聚光现象。

同样，该基板允许光线由该基板的下表面(光线入射侧)射入，经该棱柱单元层进行光线的折射后，由该基板的上表面(光线射出侧)直接射出，如此，各折射光线缺乏适当的导引，故可能造成光线传递不均匀，即由该基板产生的折射光线，也必须进一步经过适当导引构造的导引。

另外，该基板的下表面虽然具有扩散层，但是，该扩散层不足以防止该聚光片自发产生的翘曲。再者，由于该扩散层的扩散颗粒部分裸露于该扩散层表面，以致该聚光片在输送及堆贮期间，相邻的任二聚光片之间极易造成意外刮痕。因此，上述的翘曲及刮痕缺陷同样会影响产品的良率。基于上述原因，其确实有进一步加以改良的必要。

有鉴于此，本实用新型针对上述聚光片存在的缺点，利用一设置有数微聚光单元及一导光层的基板，将各微聚光单元排列设于一光线入射表面，并将该导光层设置于光线入射表面与光线射出表面之间，因此，光线由各微聚光单元进行折射、聚光，再由该导光层对折射光线进行导引，故光线射出表面射出的是均匀光线。

另外，本实用新型将一强化层覆盖于光线射出表面，该强化层则可相对增加该基板的硬度，进而保护该基板。藉此，本实用新型不但可导引光线产生折射、聚光，同时亦可增加聚光片的抗翘曲性及耐磨性，以提升产品良率。

发明内容

本实用新型的主要目的，在于提供一种具导光构造的聚光片，其各微聚光单元排列设于一基板的光线入射表面，并将一导光层设置于该基板的光线入射表面与光线射出表面之间，因此，光线由各微聚光单元进行折射、聚光，再由该导光层导引折射光线，从光线射出表面射出均匀光线，故本实用新型可提供均匀光线。

本实用新型的次要目的，在于提供一种具导光构造的聚光片，其在基板的光线射出表面覆盖一强化层，由于可适当控制该强化层透光材质的收缩率，该强化层且可相对增加该基板的硬度，进而保护该基板，使本实用新型可提升该聚光片的抗翘曲性、耐磨性及产品良率。

本实用新型的另一目的，在于提供一种具导光构造的聚光片，其在基板的光线入射表面设有数微聚光单元，各微聚光单元可为棱柱单元、微细半圆球、微细圆锥体、波面细条或弯曲棱柱单元，只要能提升聚光片的聚光效率的形体均可。

本实用新型的技术方案：

一种具导光构造的聚光片，主要设有：一具有一光线入射表面及一光线射出表面、由透光材质制成的基板，以及数具有适当的表面曲率的微聚光单元，其特征在于：各微聚光单元排列于该基板的光线入射表面上，一导引折射光线至光线射出表面的导光层，设置于该基板的光线入射表面与光线射出表面之间。

其中：

所述基板的光线射出表面设有一强化层，该基板的导光层与该强化层分别由不同的透光材质制成，该强化层硬度相对高于基板的硬度。

本实用新型的优点在于：

1、由于本实用新型将各微聚光单元改设于聚光片的光线入射表面，并在该光线入射表面及光线射出表面的间设有导光层，由该导光层导引经各微聚光单元折射的光线从光线射出表面射出，故可该聚光片可提供均匀光线。

2、由于本实用新型在基板的光线入射表面及光线射出表面分别排列有数微聚光单元及覆盖有强化层，该强化层可增加基板的硬度。因此，本实用新型不但可引导光线产生折射聚光，发出均匀光线，同时亦可增加该聚光片的抗翘曲性及耐磨性，提升其产品良率。

附图说明

图1、为本实用新型第一实施例的立体图。

图2、为本实用新型第一实施例聚光的断面示意图。

图3、为本实用新型第二实施例的立体图。

图4、为本实用新型第三实施例的立体图。

图5、为本实用新型第四实施例的立体图。

图6、为本实用新型第五实施例的立体图。

图7、为本实用新型第六实施例的立体图。

图8、为本实用新型第七实施例的局部放大图。

图9、为本实用新型第八实施例的局部放大图。

图10、为本实用新型第九实施例的局部放大图。

具体实施方式

为让本实用新型的目的、技术特征及其优点，能更明显易懂，下文特举本实用新型的较佳实施例，并配合附图详细说明如下：

请参照图1、2所示，本实用新型第一实施例中，一种具导光构造的聚光片1设有一基板，该基板设有一导光层11及数棱柱单元12。相对于该导光层11的两侧，该基板具有一光线入射表面11a及一光线射出表面11b，光线由光线入射表面11a射入，穿过该导光层11，由光线射出表面11b射出。各棱柱单元12构成一微聚光单元，由数微聚光单元组成一微细结构(microstructure)。各棱柱单元12平齐排列于该基板的光线入射表面11a上。各棱柱单元12设有第一倾斜面12a及第二倾斜面12b，其至少在一维方向上产生光线的折射，以便能在该基板的光线入射表面11a产生聚光现象。各第一倾斜面12a及第二倾斜面12b之间形成一夹角θ，该夹角θ的角度约在60°至75°之间较佳。

如图2所示，该导光层11由透明材料制成，该透明材料具有预定的折射率。该第一实施例的导光层11具有一预定厚度D，例如500μm，该预定厚度D足以将光线自该光线入射表面11a导引至该光线射出表面11b，而且该光线射出表面11b仅允许一定角度范围内的光线射出，故该光线射出表面11b只能射出均匀光线。

请再参照图1、2所示，该第一实施例中的导光层11与各棱柱单元12均由透明材料制成，各透明材料分别具有预定的折射率。该导光层11与各棱柱单元12可采用相同的透光材质，并利用一体成型方式进行制造，例如：环氧树脂(epoxy)或UV胶材质；或者，该导光层11与各棱柱单元12分别采用不同透光材质，用贴合成型方式制造，以便满足不同特性或制造要求，增加本实用新型的适用范围及制造的裕度。

请再参照图1、2所示，当光线自该基板的光线入射表面11a射入时，由各棱柱单元12的第一倾斜面12a及第二倾斜面12b进行光线的折射；折射光线自该基板的光线入射表面11a穿过该导光层11的透明材料，从该光线射出表面11b射出。由于该导光层11的透明材料，可控制该基板的光线射出表面11b射出角度的范围，因此，该光线射出表面11b可由全反射total reflection，将光线导引至适当的射出角度内，因此，该导光层11可提供均匀的折射光线，该聚光片可提供均匀光线。

另外，在聚光片的配置上，也可在美国专利第5,626,800号的聚光片的光线射出侧上，直接增设本实用新型的导光层，形成复合聚光片，以便提供更均匀的光线。或者，将本实用新型基板的光线入射表面，对应贴合于美国专利第5,626,800号的聚光片的光线射出侧上，形成复合聚光片，同样可提供更均匀的光线。同理，本实用新型基板的光线射出表面，亦可直接增设或对应贴合于美国专利第5,626,800号的聚光片光线入射侧上，形成复合聚光片。

请参照图3所示，本实用新型第二实施例的结构与第一实施例基本相同，不同之处在于：第二实施例的聚光片1设有一强化层13；该强化层13可采用涂覆、粘贴、蒸镀或溅镀等方式，覆盖于该基板的光线射出表面11b上。该强化层13由低折射率的透明材质制成，其采用压克力透明树脂(acrylic resin)较佳，该强化层13的折射率最好相对低于该基板的折射率。特别是该强化层13的硬度应相对高于该基板的硬度，因此，该强化层13可保护该基板，以避免该基板遭受磨损。同时，由于可适当控制该强化层13透光材质的收缩率，使其实际相同于或近似于该基板透光材质的收缩率，故该强化层13可防止基板发生翘曲。

再者，该强化层13的厚度维持在5μm至10μm之间较佳，便于降低成本及控制产品品质。同时，本实用新型第二实施例中强化层13的厚度，可依该导光层11的厚度进行适当调整及变化，例如：当该导光层11的厚度降低时，可相应增大该强化层13的厚度。

请再参照图3所示，在本实用新型第一实施例聚光片1的实际制造中，该基板常因该光线入射表面11a及光线射出表面11b的形态不同，存在自发产生翘曲的倾向。由于该强化层13具有较高的硬度，故可相对减少、降低或避免该基板发生翘曲的机率，因此具有较佳的抗翘曲性。

再者，由于该强化层13具有较高的硬度，在该聚光片1的堆贮或搬运期间，可保护该基板的光线射出表面11b，使其不致造成刮痕，故具有较佳的耐磨性。因此，本实用新型能相对提升产品良率。

请再参照图3所示，在制造过程中，可先在该基板的光线入射表面11a上形成各棱柱单元12，构成微细结构，接着在该基板的光线射出表面11b上再形成该强化层13。或者，先在该基板的光线射出表面11b上先形成该强化层13，接着在该基板的光线入射表面11a上再形成各棱柱单元12，构成微细结构。

请参照图4所示，本实用新型第三实施例的结构与第二实施例基本相同，第三实施例中聚光片2的基板设有一导光层21、数微聚光单元及一强化层23，相对于该导光层21的两侧，该基板具有一光线入射表面21a及一光线射出表面21b，且分别排列各微聚光单元及覆盖该强化层23。不同之处在于：各微聚光单元由数微细半圆球22构成，各微细半圆球22以六角形排列法进行排列，因此，各微细半圆球22皆邻接六个微细半圆球22。各微细半圆球22的弧面可在至少二维方向上产生环形光线折射，以便进一步提升聚光效率。该强化层23同样具有较高的硬度，足以相对提升该聚光片2的抗翘曲性、耐磨性及制造良率。

请参照图5所示，本实用新型第四实施例的结构与第三实施例基本相同，不同之处在于：各微聚光单元由数微细圆锥体22’构成，各微细圆锥体22’以六角形排列法进行排列，故各微细圆锥体22’皆邻接六个微细圆锥体22’。因此，各微细圆锥体22’的弧面不但可在至少二维方向上产生环形光线折射，且能克服第三实施例各微细半圆球22可能形成的聚光焦点的缺陷，故能提升聚光品质。

请参照图6所示，本实用新型第五实施例的结构与第二实施例基本相同，第五实施例聚光片3的基板设有一导光层31、数波面细条32及一强化层33，相对于该导光层31的两侧，该基板具有一光线入射表面31a及一光线射出表面31b，且分别排列各波面细条32及覆盖该强化层33。不同之处在于：各波面细条32实际为一等高结构面，由数微聚光单元320相互邻接排列组成，各微聚光单元320分别具有二曲面321、二波谷共线322及一波峰共线323。二曲面321分别平缓倾斜于各波谷共线322与波峰共线323之间，各波谷共线322为一直底边线较佳，该波峰共线323为一波状曲线较佳。各微聚光单元320的表面曲率可在至少二维方向上产生光线折射，故可进一步提升聚光效率。该强化层3同样具有较高的硬度，足以相对提升该聚光片3的抗翘曲性、耐磨性及制造良率。

请参照图7所示，本实用新型第六实施例的结构与第五实施例基本相同，第六实施例的聚光片3的基板设有一导光层31、数波面细条32(实际为等高结构面)及一强化层33，相对于该导光层31的两侧，该基板具有一光线入射表面31a及一光线射出表面31b，且分别排列各波面细条32及覆盖该强化层33。不同之处在于：各波面细条32实际由数微聚光单元320’以不规则的方式排列于该基板的光线入射表面31a上组成，故各波谷共线322’为一曲底边线较佳。因此，各波谷共线322’曲底边线，使二曲面321’在接近底部的表面形成一均匀曲面，以便各微聚光单元320’的表面曲率可在至少二维方向上产生均匀的光线折射，以便进一步提升聚光效率。

请参照图8所示，本实用新型第七实施例的结构与第五实施例基本相同，第七实施例的聚光片4的基板设有一导光层41、数弯曲棱柱单元42及一强化层43，相对于该导光层41的两侧，该基板具有一光线入射表面41a及一光线射出表面41b，且分别排列各弯曲棱柱单元42及覆盖该强化层43。不同之处在于：各弯曲棱柱单元42分别构成一微聚光单元，各弯曲棱柱单元42相互邻接排列在该基板的光线入射表面41a，各弯曲棱柱单元42具有二延伸曲面42a、42b、二波谷共线421及一波峰共线422。同时，各弯曲棱柱单元42皆具相同的宽度及高度，因此，各延伸曲面42a、42b具有相同的曲率变化，且至少有一延伸曲面42a或42b呈波浪弯曲状，以产生表面曲率变化，因此可在至少二维方向上产生不规则的光线折射，可相对减少产生叠纹morie现象，进而可同步相对提升该聚光片4的聚光效率及光学显示画质。该强化层43同样具有较高的硬度，足以相对提升该聚光片4的抗翘曲性、耐磨性及制造良率。

请参照图9所示，其揭示本实用新型第八实施例的结构与第七实施例基本相同，第八实施例的聚光片4的基板设有一导光层41、数弯曲棱柱单元42及一强化层43，相对于该导光层41的两侧，该基板具有一光线入射表面41a及一光线射出表面41b，且分别排列各弯曲棱柱单元42及覆盖该强化层43。不同之处在于：各弯曲棱柱单元42具有不同的宽度及相同的高度，故各延伸曲面42a、42b具有不同的曲率变化。至少有一延伸曲面42a或42b呈波浪弯曲状，以产生表面曲率变化，因此可在至少二维方向上产生更复杂的不规则光线折射，同样可相对减少产生叠纹morie现象，进而可同步相对提升该聚光片4的聚光效率及光学显示画质。

请参照图10所示，本实用新型第九实施例的结构与第七实施例基本相同，第九实施例的聚光片4的基板设有一导光层41、数弯曲棱柱单元42及一强化层43，相对于该导光层41的两侧，该基板具有一光线入射表面41a及一光线射出表面41b，且分别排列各弯曲棱柱单元42及覆盖该强化层43。不同之处在于：各弯曲棱柱单元42具有相同的宽度及不同的高度，因此，各延伸曲面42a、42b具有不同的曲率变化。至少有一延伸曲面42a或42b呈波浪弯曲状，并在各延伸曲面42a、42b上凸设数侧脊423，以产生表面曲率变化，因此可在至少二维方向上产生更复杂的不规则光线折射，同样可相对减少产生叠纹morie现象，进而可同步相对提升该聚光片4的聚光效率及光学显示画质。

相较于习用的聚光片，将数条棱柱单元排列于该基板的上表面(光线射出侧)上，以致可能造成折射光线的传递不均匀，本实用新型将数微聚光单元改设于聚光片的光线入射表面，并在该光线入射表面及光线射出表面之间设有导光层，由该导光层导引经各微聚光单元折射的光线从光线射出表面射出，故该聚光片可提供均匀光线。

另外，相较于习用的聚光片因该基板的上表面(光线射出侧)与下表面(光线入射侧)的不一致，容易自发产生翘曲，且其下表面缺乏保护，易产生刮痕等缺点，本实用新型在该基板的光线入射表面11a及光线射出表面11b分别排列各棱柱单元12(微聚光单元)及覆盖强化层13，由该强化层13增加基板11的硬度。因此，本实用新型不但可引导光线产生折射聚光，同时亦可增加该聚光片的抗翘曲性及耐磨性，提升制造良率。

Claims

1、一种具导光构造的聚光片，主要设有：具有一光线入射表面及一光线射出表面、由透光材质制成的一基板，以及数具有适当的表面曲率的微聚光单元，其特征在于：各微聚光单元排列于该基板的光线入射表面上，一导引折射光线至光线射出表面的导光层，设置于该基板的光线入射表面与光线射出表面之间。

2、根据权利要求1所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述导光层与各微聚光单元采用相同透光材质，由一体成型方式制成。

3、根据权利要求1所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述导光层与各微聚光单元是由不同透光材质，采用贴合成型方式制成。

4、根据权利要求1所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述基板的光线射出表面设有一强化层，该基板的导光层与该强化层分别由不同的透光材质制成。

5、根据权利要求4所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述强化层具有一可依该导光层厚度作适当调整的预定厚度。

6、根据权利要求4所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述强化层的硬度相对高于该基板的硬度。

7、根据权利要求4所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述强化层的透光材质的收缩率与该基板的透光材质的收缩率相同。

8、根据权利要求4所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述基板透光材质的折射率与该强化层透光材质的折射率不同，该强化层的折射率相对低于该基板的折射率。

9、根据权利要求4所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述强化层的透光材质为低折射率的透明材质。

10、根据权利要求9所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述强化层的透光材质采用压克力透明树脂较佳。

11、根据权利要求5所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述强化层的厚度约在5μm至10μm之间。

12、根据权利要求4所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述强化层采用涂覆方式覆盖于该基板的光线射出表面上。

13、根据权利要求4所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述强化层采用粘贴方式贴合于该基板的光线射出表面上。

14、根据权利要求4所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述强化层采用蒸镀或溅镀方式形成于该基板的光线射出表面上。

15、根据权利要求1所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各微聚光单元分别由一棱柱单元构成，各棱柱单元设有第一倾斜面及第二倾斜面。

16、根据权利要求15所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各棱柱单元第一倾斜面与第二倾斜面之间形成一夹角θ，该夹角θ的角度约在60°至75°之间较佳。

17、根据权利要求15所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各微聚光单元分别由数微细半圆球构成。

18、根据权利要求17所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各微细半圆球是以六角形排列法排列。

19、根据权利要求1所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各微聚光单元分别由数微细圆锥体构成。

20、根据权利要求19所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各微细圆锥体是以六角形排列法排列。

21、根据权利要求1所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各微聚光单元分别具有二曲面、二波谷共线及一波峰共线，且各微聚光单元是采用邻接排列方式组成一等高的结构面。

22、根据权利要求21所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各波谷共线分别为一直底边线。

23、根据权利要求21所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各波谷共线分别为一曲底边线。

24、根据权利要求21所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各波峰共线分别为一波状曲线。

25、根据权利要求1所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各微聚光单元分别由一弯曲棱柱单元构成，各弯曲棱柱单元分别具有二延伸曲面、二波谷共线及一波峰共线，且至少有一延伸曲面为具有表面曲率变化的波浪弯曲状。

26、根据权利要求25所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各弯曲棱柱单元分别具有使其曲率相同的相同宽度及高度。

27、根据权利要求25所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各弯曲棱柱单元分别具有使其曲率不同的不同宽度及相同高度。

28、根据权利要求25所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各弯曲棱柱单元分别具有使其曲率不同的相同宽度及不同高度。

29、根据权利要求25所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各弯曲棱柱单元至少有一延伸曲面凸设有能产生表面曲率变化的数侧脊。

30、根据权利要求1所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各微聚光单元采用一体成型方式形成于该基板的光线入射表面。

31、根据权利要求1所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各微聚光单元采用粘贴方式贴合于该基板的光线入射表面。

32、根据权利要求1所述的具导光构造的聚光片，其特征在于：所述各基板的透光材质为环氧树脂、UV胶的材质。