TW201124755A - Optical sheet - Google Patents

Description

201124755 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係主張關於2009年08月12日申請之韓國專利案 號特願10-2009-0074327之優先權。藉以引用的方式併入本文 用作參考。 本發明係關於使用在液晶顯示器（LCD)或有機發光二極體 (OLED)上的複合光學膜片。 【先前技術】 用在LCD的液晶並不是會自行產生光的發光物質，而是一 種使一定數量的外來光線經過調變後將影像顯示在螢幕的光 球(photospheric)物質。因此LCD裝置需要一單獨光源，亦 即一背光單元，將光輻射到LCD面板。所謂背光單元(BLU)或 是背光組件意指任何可以從一個液晶單元背面放射光線的綜 合體。 依據光源與顯示器表面的位置關係，背光單元通常分成二 麵型：-為側光式的背光單元，這是將一燈管安裝在液晶面 板的側面’以此方式為液晶層提供光源；另—麵為直下式背 光單元，在液晶面板的底邊安裝—燈管，以此方式為液晶層提 供光源。 根據側光式背光單元，在液晶面板側面安裝一燈管 ，透過 -反射板及導光板為液晶層提供絲。因此侧光式背光單元的 201124755 厚度較薄，而應用在如筆記型電腦類的中、小型液晶面板。 根據直下式背光單元’從燈管發出的光線直接提供給液晶 層’所以此_背光單元應用在大_的液晶面板 ，而且可達 到高亮度。a此直下式背光單元主糾於製造L⑶電視。 圖1為說明傳統LCD背光單元配置的示意圖。 參考圖1，傳統LCD的背光單元包括一光源1〇、一導光 板20、一片擴散片30(第一片擴散片將來自光源的光線擴散， 第二片擴散片則將從第-片擴散片散射的光線擴散，以加強光 線的一致性）、一增亮膜(BEF)4()用來加強由第一及第二擴散 片散射光線的亮度。此外’傳統LCD的背光單元可更包括一反 射板50、一模框（未繪示）、以及一保護薄片（未繪示）。 螢幕影像的品質依賴側光式或直下式背光單元所產生光 的光學特性。因此，光學則是使背光單元發出的抗以-致 與明亮的部件。 特別疋由於LCD與其它顯示裝置比較之下具有輕薄、低耗 電、低驅動電壓的優點，因此各類工業領域大量利用LCD。然 而為此目的’降低了燈管的數量’且採用發光二極體(LED)背 光單元SI此非巾需要改善背光單元的光學則散射功能以及 巴2所示，目如使用具有隨機分佈顆粒(beads)及使 用UV柯月曰製成的增益擴散板(細日一diffuseplate)，作為同 時滿足⑦度以及散射特質的絲膜片。 201124755 儘管持續努力發展、改善增益擴散板的亮度和擴散功能， 傳統隨機式擴散片仍然無法滿足LCD低耗電、高亮度、以及高 擴散特質的需求。原因是不容易根據隨機分佈顆粒的大小而控 制光學特質。這項缺點是因為無法控制鏡片的填充因子和凹陷 (sag)(鏡片高度/鏡片直徑），而這些鏡片是亮度和擴散特質 最重要的因素。因此目前需要規則形狀的增益擴散板，但是大 面積的增盈擴散板目前尚未商業化。原因是使用規則形狀或規 則圖案的面板會因LCD上重覆的周期性而造成疊紋現象 (moir6 phenomenon)，因而造成LCD面板亮度降低以及螢幕影 像不均衡’這也疋規則圖案膜片（regUlar paUern sheet)應 用上的限制。 而且，住家使用日光燈、白熾燈等燈泡為光源，因此光線 品質並不佳，而且因為燈泡一般使用交流電，發生目眩現象， 造成使用者眼睛疲倦。為減少上述缺點，因此需要一種藉由放 置在電燈出線座（1 ight outlet)而可以改善燈泡亮度、減少眼 睛疲倦、以及預防弱視的光學膜片。 【發明内容】 本發明針對複合光學膜片’其可以有效解決因相關技術限 制與缺點而造成的一個或多個問題。 本發明可以解決的技術問題不限於上述這些問題，而且藉 201124755 由技術的鱗，可以從以下_述清楚了解任何至今尚未提到 的技術問題。 本發明之目的是用來解決至少—個或多個上述問題、和/ 或部分或全部的缺點，並且至少提供以下所描述的優點。為了 至少達到上述全部或部分的目標，並按照所揭露的麟，本發 明的具體制及簡要描述如下，提供—複合光學膜片，透過在 規，形狀的光學則上透鏡的光學設計，以防止疊紋圖案，並 且藉由形成不同尺寸的鱗膜片透鏡而將亮度最大化。 、—在本發明-考量面’提供一種複合光學膜片包含：一具有 複數個透鏡⑽細案的光學則，其巾—個透鏡的中心錄 鄰近透鏡中心的距離（透鏡節距）大於1卵但小於3〇:、 在本發明另一考量面，提供一種複合光學膜片包含：二片 或多片的光學則，而—片或多W這細片包括複數個透鏡 以形成且其中任何—個透鏡的中心與聽近透鏡中心 的距離（透鏡節距）大於1_但小於3_。 本發明的—些實施射，透鏡節距大於1 _但小於· m的光學則為上則’而下則透鏡直徑相對於上膜片透鏡 直技的比率可大於2但小於1〇〇〇。 本發明的—些實施财，透鏡高度相對於透鏡直徑的比率 可大於0· 3但小於〇. 6。 本發明的—些實施例中，在形成透鏡職之前的光學膜片 201124755 可大於 表面面積相對於透鏡圖案所佔面積的比率（填充因子） 70%但小於95%。 在本發明再一考量面’提供一種複合光學膜片包含：一具 有袓數個透鏡以形成圖案的光學膜片’其中鄰近透鏡之間有一 離散空間（discrete space)，而且在這離散空間形成一凹弧形 部份(concavely curved portion) 〇 本發明的-些實施例中，凹弧形部份是—圓圈或是一擴圓 與對光學膜片本體和透鏡表面相切。 本發明的一些實施例中，該圓圈的直徑、或是一長軸 (major axis)和一短軸(minor axis)的長度，可大於〇丨以旧 但小於1000am。 本發明的-些實施例中，透鏡的排列可以是微透鏡陣列 (micro lens array)或柱狀透鏡陣列 〇enticuiar array) ° 本發明的-些實施财，透鏡水平剖面的靴可以是圓形 或是多角度的。 本發明的-些實施例中，透鏡的霧面程度可以超過咖， 但少於95%。 如上述’本發明的有利影響在於透過規則圖案光學膜片上 透鏡的光學設計’即可防止姐縣’並且藉由軸不同尺寸 的透鏡而將亮度最大化。 201124755 本發明的另—有利影響在於為每-光學膜片上的透鏡以 規則圖案排列，而且在透鏡間形成一凹弧形部份，用來移除輝 線（bright lines)、加強光線的擴散㈣―）和散佈 (dispersion)、達到光線最佳一致性，而薄型⑽的製造成本 因而降低。 本發明的再-有鄉響在於可崎低製造縣單元的成 本’而且藉由減少或去除光線-致性所需的擴散片的數量、以 及使用具有大於65%霧面程度的微透鏡陣列去除輝線，背光單 元可以變薄。 【實施方式】 以下將詳細敘述本發明的結構和操作，並參考附圖。為求 簡潔、明瞭，將省略眾所皆知的功能、配置、或是構造等的解 s兒’以免不需要的細節模糊對本發明的描述。 本發明的技術主題為提供一具有透鏡的複合光學膜片，且 這些透鏡節距為1至30/im，據此可以移除疊紋現象並將亮度 最大化。 圖3為根據本發明實施例的一複合光學膜片剖面的概念 圖。 複合光學膜片可包括在其上的透鏡以1至30# m節距排列 的一光學膜片。最好是二片或多片以規則排列方式排列透鏡的 201124755 光學膜》相堆疊。然而，這些透鏡可不規則排列。因此更好的 方式是本實施例描繪的-上膜片及—下膜片相疊的結構。在此 所提到的透鏡節距為任-透鏡的中心與—鄰近透鏡的中心的 距離（P1)。 根據本發_實施例，複合林則具有規騎鏡排列的 上膜片與下膜片’每-膜片的透鏡節距最好在i至3()卵。在 規則透鏡制驗況下’疊紋縣非常嚴重。但是在丨至30 ’透鏡節距細’疊紋現象㈣減輕，而非其它節距範圍内。 上臈片100用來防止$紋現象，而且上膜片具有規則形狀 與節距的透鏡，其中每—透鏡11Q基本上最好以1至30_ 的節距設立。 則⑽的下方，設置具有規财式透賴列的下膜 其中每一下膜片的每一透鏡210基本上最好以i至30 Γ片t °根據本㈣’ 的功能為將複合光學 尺寸最^特質最大化’其中形成在下膜片綱上的每一透鏡 ^為填的每—透鏡尺寸的二倍或更大。亦即，上膜 或更ΓΤ!"β和下則透鏡的直徑A的_Α/β最好為2 片直徑;最====::陷(鏡片高度/鏡 好以多於·但小於蛻的填朗子形成母—則上的透鏡最 ’、有上膜片和下膜片的複合光學膜片，以達到上膜片 201124755 移除疊紋現象、下膜片將亮度最大化的複合功能。亦即，根據 本發明’使用複合光學膜片可因規顧案的堆疊結構而避免疊 紋現象，並將亮度最大化。如此，複合光學膜片可被應用在= 耗電、環保且體積輕薄的背光單元。 圖4說龍縣發明使賴合光學則不同透鏡節距的 疊紋現象。脚，在f光單元上制柯財透鏡的結果證 明’在透鏡節距小於3〇M的狀況下無法實質上觀察到疊紋。 ，圖j顯示藉由使財發_複合光學膜片亮度改善的圖 形’其亮度比起在傳統增益擴散片觀察到的增加將近掷，這 結果與傳統稜鏡片的效果—樣或更好。亮度改善的結果是因為 本發明的複合絲刻具有堆疊的構造，其壓合分職有相互 不同透鏡尺寸的規則圖案光學膜片。 根據本發明，在複合光學則巾之透鏡的規麵案可以不 同形狀建構。 參考圖6 ’根縣發縣—透鏡可_同大小、重覆的方 式（相鄰透鏡間沒有空間）形成透鏡的規則圖案（參見圖^， 或是在相鄰透鏡之間的空_成—凹弧形部份。 圖6 (a)說明根據本發明在鄰近透鏡間形成離散空間， 在此玉間械ϋ弧形部份的示意圖。在鄰近透鏡間形成離 散空間的情況下，此離散空間的底細〇〇r)表面⑻是平扭 的，如此-來從LCD絲單元發_光線，_對筆直的方式 201124755 穿透该底板，使得發出的光不一致（輝線）。按照本發明的複 合光學膜片用來解決上述不一致的光線（輝線）。亦即，一具 有垂直長軸(major axis)，，a”及水平短軸(minor axis)，，b” 的虛構的橢圓形本體，與第一透鏡的接觸點（T1)、第二透鏡 的接觸點（Τ2)'以及底板的接觸點（Τ3)相接觸，其中該空 間而不是透鏡、虛構的橢圓形本體、以及該底板被填滿以形成 -凹弧形部份，且穿過第—透鏡的接觸點、第二透鏡的接觸 點、以及底板的接觸點。 如圖6(a)和6(b)所示’根據本發明，藉由調整在透鏡間 離散空間形成的虛構的橢圓形本體的長軸「a」和短抽「b」， «亥f曲。卩丨〃可魏—球形(sphere)，而且調整絲和短軸的每 一長度的範圍最好介於0. 1 wnj至1〇〇〇#m。 原因是無法鴨滿足透鏡所需的亮度雜，而且如果長轴 和短軸的每-長度從給定翻偏離，則無法滿足霧面程度。亦 即’在透賴離散空_成虛構__本體，可能藉由調整 長軸「a」*雜「b」度而軸—虛構的球形，並且形成 一凹弧形部份通過第-透鏡、第二透鏡、和底板的接觸點。 在鄰近透鏡間形成的凹弧形部份具有擴散光線的功能，這 與凸鏡形級縣、_雛歧。因此可㈣—步加強光線的 散射和分佈以及光的一致性。 根據本發明的複合光學料，聽鏡排列可叹微透鏡陣 201124755 列或疋柱狀透鏡陣列。再者，每一透鏡水平剖面的形狀可以是 圓柱形或是多角形(mult卜angled)。此時透鏡的霧面程度最好 是介於65%至95%，在這範圍移除輝線的效果最佳。 雖然已特地展不並描述了本發明，並參照相關實施例，但 上述實施例*應、限齡發_概1。在不徧離以τ本發明所申 請專利的精神絲圍内、可以藉由慣例熟練的技術進行各種各 樣的變化和改動。 【產業利用性】 本發明具有產業利用性在於利用具有多重堆疊結構的複 合光學膜片可將疊紋現象最小化而將亮度最大化。 本發明更具有產業利用性在於用以使光一致性的擴散片 數量可以減少甚至是直下式背光單元，以及在實現了輕薄的特 性外，可降低每一單元的製造成本。 【圖式簡單說明】 圖1和2為說明背光單元結構以及根據相關技術以隨機方 式排列透鏡的示意圖； 圖3為說明根據本發明的一複合光學膜片之主要部份概 念圖； 圖4和5說明根據本發明的一複合光學膜片去除疊紋現象 以及亮度改善的圖形；以及 12 201124755 圖6為本發明不同實施例的透鏡排列示意圖。 【主要元件符號說明】 10 光源 20 導光板 30 擴散片 40 增亮膜 50 反射板 100上膜片 110上膜片透鏡 200下膜片 210下膜片透鏡 A 下膜片透鏡直徑 B 上膜片透鏡直徑（圖3 ) B 底板表面（圖6a) a 虛幻橢圓形本體的垂直長軸 b 虛幻橢圓形本體的水平短軸 P 透鏡節距：任一透鏡的中心與鄰近透鏡中心的距離 T1 第一透鏡接觸點 T2 第二透鏡接觸點 T3 底板接觸點 13

Claims (1)

1. 201124755 七、申請專利範圍： 1. 一種複合光學膜片包括：具有複數個透鏡的一光學獏片以形成 一圖案，其中任一透鏡的中心與鄰近透鏡的中心之間的一距離 (透鏡節距）是大於1/zm但小於30/zm。 2. —種複合光學膜片包括：二片或多片光學膜片，其中包括如請 求項1中的一片或多片光學膜片。 3. 如申請專利範圍第2項所述之複合光學膜片，其特徵在於： 透鏡節距大於1/zm但小於30//m的該複合光學膜片為上膜片， 而一下膜片的透鏡直徑相對於該上獏片的透鏡直徑的比率是大 於2但小於1〇〇〇。 4. 如申請專利範圍第1項所述之複合光學膜片，其特徵在於： 透鏡高度相對於透鏡直徑比率是大於〇. 3但小於〇. 6。 5. 如申請專利範圍第3項所述之複合光學膜片，其特徵在於： 在形成-透鏡圖案之前的-光學膜片表面之面積相對於該透鏡 圖案所佔之面積的比例（填充因子）是大於7〇%但小於9诚。。 6. -種複合光學膜片包括：具有複數個透鏡以形成—圖案的—光 學膜片’其帽近透獻财-離散空間，而且在雜散空間 形成一凹弧形部份。 7. 如申請專利範圍第6項所述之複合光學膜片，其特徵在於. 該凹狐形部份是-圓圈或是一橢圓與該光學膜片之本體和該透 鏡相切。 201124755 8’如申⑼專利範圍第6項所述之複合光學則，其特徵在於： 該圓圈的直彼或是一長軸和一短軸的長度是大於 於1000«。 小 9·如申4專利範圍第6項所述之複合光學則，其特徵在於： 透鏡對齊方式是一微透鏡陣列或一柱狀透鏡陣列。 从如申請專利範圍第6項所述之複合光學膜片，其特徵在於： 該透鏡的水平剖面是圓形或多角形。 、 U·如申請專利範圍第1項所述之複合光學料，其特徵在於： 該透鏡的霧面程度大於65%但少於95。/。。 、 15