TW201423165A - 串聯陣列透鏡片 - Google Patents

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Ju-Hyun Lee
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Abstract

本發明係關於一種透鏡片，係包括：形成在該透鏡片之一側或兩側上的複數個凸微透鏡，其中該等微透鏡係呈複數條串聯列而排成陣列，並且每個微透鏡係與其在同一列中相鄰之微透鏡部分重疊及連接。該透鏡片係具有良好的光學特性及遮蔽特性並且沒有皺紋、波紋等，因此可使用作為LCD之背光單元的光學片材。

Description

串聯陣列透鏡片
本發明係關於一種透鏡片，係包括呈複數條串聯列而排成陣列的微透鏡，而該透鏡片係用於改進LCD裝置中之背光單元的光學特性。
液晶顯示器必須拓寬其應用以跟上資訊社會的發展及科技的進步，因此，現今才會有各種型號之LCD(液晶螢幕)引進市場。LCD面板並不自行發光，因此需要光源，即，背光單元(BLU)。
典型的BLU通常係由如小型螢光燈或發光二極體(LED)的光源、將光源轉換成面光源的光導板及各種類型的光學薄膜(例如，反射膜、擴散片、聚光膜及偏光膜等)構成。BLU係基於光源的位置而分為兩種不同的類型：側光式(edge-lit)背光單元及直下式背光單元。
聚光膜係含有圖案以折射或反射光，一般而言，微透鏡片(參見第1圖)或稜鏡片(參見第2圖)係用作為聚光膜。雖然這種稜鏡片顯示出良好的光學特性，但其在遮蔽特性上仍不充足。另一方面，微透鏡片具有良好遮蔽特性，但有不良的光學特性。
由於這個原因，對於同時具有稜鏡片及微透鏡的優點(例如光學特性及遮蔽特性)之新穎聚光膜之需求逐漸成長。如韓國申請案早期公開第2010-4537號所揭露之複合光學片係具有設置於擴散片之一側上的稜鏡圖案，其中，具有特定曲率之至少二個半球形結構係朝相同方向形成在稜鏡的頂點處。
因此，本發明之目的係提供一種具有新穎圖案的光學片材，其可提供良好的光學特性及遮蔽特性並同時補足傳統光學片的缺點。
為了實現上述目的，本發明提供一種透鏡片，係包括：形成在該透鏡片之一側或兩側上的複數個凸微透鏡，其中該等微透鏡係呈複數條串聯列而排成陣列，並且每個微透鏡係與其在同一列中相鄰之微透鏡部分重疊及連接。
依據本發明之透鏡片示出了良好的光學特性及遮蔽特性，並避免因為出現呈複數條串聯列排成陣列的微透鏡所導致之皺紋、波紋及光耦合，因此可使用作為LCD之背光單元的光學片。
A、B、C、D‧‧‧微透鏡
d‧‧‧微透鏡的長度
h、i‧‧‧微透鏡的高度
j、k‧‧‧重疊點的高度
l、m‧‧‧重疊點之間的距離
p、q、r‧‧‧重疊點
S‧‧‧透鏡片之基板層
w‧‧‧微透鏡的寬度
x-x'‧‧‧線/方向
y-y'‧‧‧線/方向
本發明之上述及其它目的與特徵將會在配合附圖閱讀以下的實施方式而變得清楚明白。
第1圖及第2圖係分別說明傳統的微透鏡片及稜鏡片；第3圖至第6圖係說明依據本發明之透鏡片的示意 圖，其中，第3圖係立體圖，而第4圖係平面圖，且第5圖及第6圖係沿第4圖中y-y'線所得之剖視圖；第7圖係表示依據本發明之單一透鏡片的範例剖視圖；第8圖係表示(a)本發明之透鏡片及(b)傳統之微透鏡片的發光強度-視角圖；第9圖係以比較方式顯示(a)本發明之透鏡片及(b)傳統微透鏡片的光學特性及遮蔽能力；以及第10圖顯示(a)本發明之透鏡片、(b)傳統微透鏡片及(c)傳統稜鏡片的水平視角。
依據本發明之透鏡片係包括形成在該透鏡片之一側或兩側上的複數個凸微透鏡。在下文中，將對本發明的透鏡片進行詳細說明。
微透鏡之圖案配置
在一個具體實施例中，形成在本發明之透鏡片之表面上的微透鏡係如第3至6圖所述以相鄰列(row)(在第4圖之Y-Y'方向)排成陣列，且每個微透鏡係與其在同一列中相鄰之微透鏡部分重疊及連接。
換句話說，不像傳統的微透鏡片(參見第1圖)(其中複數個半圓形凸透鏡係以平行或傳統的稜鏡片(參見第2圖)方式配置，該等平行或傳統的稜鏡片係具有複數個平行佈置的稜鏡)，本發明之透鏡片係包括呈複數條串聯列(tandem rows)而排成陣列的微透鏡，並且每個微透 鏡係與其在同一列中相鄰之微透鏡部分重疊及連接。
更具體而言，本發明之微透鏡片係包括呈複數條串聯列而排成陣列的複數個凸微透鏡且每個微透鏡部分重疊，而此方式係與具有單獨之半球狀透鏡並在片材上獨立排成陣列的傳統微透鏡片不同，而因此可改進如輝度(brightness)的光學特性。再者，不像傳統包括有在片上以列形成之連續稜鏡圖案的稜鏡片，本發明之微透鏡片係包括複數微透鏡，每個微透鏡與其在同一列中相鄰之微透鏡隨機地連接，從而使光交替通過並因此可改進其遮蔽(shielding)特性。此外，本發明之微透鏡片可較少受到高溫及高濕度的環境影響，並因此可避免傳統紫外光固化產品的缺點，例如，皺紋的形成。
參照第5圖，在每列中之微透鏡A、B、C及D的重疊點p、q及r之間的距離1、m可在10至3000微米的範圍內，或是在輝度的考量下而可在50至3000微米的範圍內，更具體地是在300至700微米的範圍內，及特別可在上述的範圍內隨機(randomly)變化。重疊點之間的距離係隨機選擇並因此可避免產生波紋效應(moiré effect)等等。
另外，微透鏡之間的重疊程度可隨機變化，如第5圖之透鏡C的範例，與其相鄰之透鏡B及D重疊的點q及r處之從基板層S起算的高度j及k可隨機變化，舉例而言，該高度可在大於0至小於300微米的範圍內變化，或在大於0至小於50微米的範圍內變化。
在每列中的各個微透鏡可具有不同的高度h及i，並且該微透鏡之不同的高度避免了光耦合(wet-out)的問題。最高微透鏡與最低微透鏡之高度比值可為大於1至高達3，或大於1至高達1.5。另外，該微透鏡之高度最大值可在，舉例而言，在1至300微米或在1至50微米的範圍內。
此外，參照第6圖，切線q-b及q-c之兩切線之間形成的角度可在1度至150度之範圍內，而切線q-b及q-c係沿平行於列之線所得之剖面，從重疊點q處拉向兩個相鄰的微透鏡B及C。
參照第4圖，每個微透鏡可具有在y-y'方向(微透鏡列之方向)上的細長形狀，舉例而言，當本發明之透鏡片係從上方觀看時，在y-y'的各列可具有10至200微米的寬度w，而較佳係30至100微米。另外，在每一列中之每個微透鏡的距離d可在10至3,000微米的範圍內隨機變化，而較佳可在50至3,000微米的範圍內。在單一之微透鏡的態樣中，寬度係與列垂直，並可在10至200微米的範圍內，且與列平行的長度可在10至3,000微米的範圍內。
各個微透鏡可具有多種如第7圖例示的剖面形狀。
在對列垂直時，例如x-x'方向(垂直於透鏡列之方向)所取得之微透鏡的剖面形狀範例可包含(i)半圓形、(ii)半橢圓形、(iii)拋物線、(iv)雙曲線、(v)三角形及(vi)圓角三角形。較佳地，如半橢圓形或拋物線之非球面 的形狀可使用作為微透鏡的剖面形狀，以改進遮蔽特性及視角特性(例如半功率角)。
再者，在對列平行(例如y-y'方向)並忽略重疊部份時所取得之微透鏡的剖面形狀可具有圓化(rounded)的梯形或橢圓形，(vii)圓化並拉長的梯形(ix)拉長的半橢圓形，並且(viii)係介於(vii)及(ix)的形狀。在截面形狀之中，二個微透鏡之重疊可發生在相鄰透鏡的彎曲部分。
依據本發明之呈複數條串聯列而排成陣列的微透鏡圖案可由多種製程形成。在一個實施例中，用於微透鏡圖案之模具(mold)係藉由使用微圖案制模機來實體製造，以及之後係將UV可固化型樹脂澆鑄到模具中而藉由執行UV照射來製備。
透鏡片之組件
本發明之透鏡片可由UV可固化型樹脂構成，並且透鏡片之微透鏡及基板層可由相同或不同的材料構成。可用在本發明之UV可固化型樹脂係未受到特別限制，而可包含可由活化能量射線(如UV及電子束等等)固化的任何樹脂。UV可固化型樹脂之代表性範例係包含基於聚酯之樹脂、基於環氧化物之樹脂及(甲基)丙烯酸酯樹脂(例如聚酯(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯及其混合物)。(甲基)丙烯酸酯樹脂係因考量其光學特性而成為特別佳者。較佳地，UV可固化型樹脂可具有在1.41至1.59範圍內的折射係數。若固化型樹脂之折射係數係1.41或更大，則可避免因為總透光率增加而造成光學擴 散效率的降低以及遮蔽特性的劣化，而且若該折射係數係1.59或更低，也可避免因為總透光率減少所導致之亮度減損。
在本發明的透鏡片中，假設如上所述之呈複數條串聯列而排成陣列之微透鏡係形成在該片之一側上，則呈複數條串聯列而排成陣列之微透鏡的相同或不同圖案可形成在該片的另一側上。舉例而言，如第1圖所述之微透鏡圖案可形成在該片之另一側上，或者如第2圖所述之稜鏡圖案可形成在該片之另一側上，即，稜鏡之取向(orientation)(列的方向)係垂直於形成在該片材之該一側上的該列微透鏡。
同時，在具有交叉稜鏡圖案(二或多個稜鏡片層疊，其中在每個片中之稜鏡的列之方向係彼此垂直)之傳統光學片中，本發明之透鏡片可替換其中一個稜鏡片。較佳地，本發明之透鏡片可替換面對光源之稜鏡片以利於改善遮蔽特性及視角。
塗覆層
在本發明的透鏡片中，一旦如上所述之呈複數條串聯列而排成陣列之微透鏡形成在該片的一側上，壓印(embossed)之塗覆層可形成在該片的另一側上。
壓印塗覆層係形成以將光擴散並且可由UV可固化型樹脂構成。UV可固化型樹脂之代表性範例係與上述者相同。
此外，壓印塗覆層可進一步包括粒子以提 高光的繞射。該粒子係可從由以下材料組成之群組中選出的材料製成的有機聚合物珠：硬的丙烯酸酯、聚苯乙烯、尼龍、軟的丙烯酸酯及矽，較佳地，硬的丙烯酸酯係歸因於良好的反溶劑特性而容易擴散。該珠係較佳地為具有在0.5至10微米之範圍中的平均直徑的球狀體(spheroid)，範圍較佳地係在0.8至6微米的範圍中。
背光單元及液晶顯示器
依據本發明之透鏡片可用在背光單元的製造中。具體而言，本發明之透鏡片可安置在一個或多個光源附近以製備背光單元。再者，如此製備之背光單元可安置在液晶面板之背部用於發光以製造液晶顯示器。
透鏡片的評價
在下文中，本發明之透鏡片的性能係評價如下。
(1)光學特性和遮蔽特性的評價
在側光式背光單元中，以下之片(a)或(b)係用作光學片，並且評價其光學及遮蔽特性：(a)層疊二個具有本發明之呈複數條串聯列而排成陣列的微透鏡的透鏡片(透鏡片包括有在其一側上形成之複數個凸微透鏡，其中該等微透鏡係呈複數條串聯列而排成陣列，且每個微透鏡與其在同列中相鄰之微透鏡部分重疊及連接)，以及(b)層疊二個傳統的微透鏡片(UTE24B，MNtech)。
二個層疊之片的發光強度係以視角之函數來測量，並且結果係表示在第8圖。第9圖表示出該等層疊片材之發 光表面的照片。
如第8及9圖所示，包括有本發明之透鏡片(a)的背光單元係具有優於傳統微透鏡片的光學及遮蔽特性。
(2)水平視角的評價
在側光式背光單元之交叉式稜鏡片中，(a)串聯列配置的透鏡片、(b)傳統微透鏡片及(c)傳統稜鏡片係以面對光源之其中一個稜鏡片替代，並隨後評價其水平視角。結果係示於第10圖及下表1中。
如第10圖及表1所示，當傳統稜鏡片(c)係應用成面向光源的光學片時，其亮度最大值係相對高的，然而其視角係非常窄的。再者，當應用傳統微透鏡片(b)時，其視角係受到改進，然而其亮度不佳。當應用具有呈複數條串聯列而排成陣列的微透鏡之本發明的透鏡片時，則視角之範圍係良好的且在輝度的減低上係不會太大。
從結果中可以看出，依據本發明之透鏡片顯示了良好的光學特性及遮蔽特性並免於因為存在呈複數條串聯列而排成陣列的微透鏡所導致之皺紋、波紋及光耦合，且因此可使用於LCD之背光單元的光學片材。
d‧‧‧微透鏡的長度
w‧‧‧微透鏡的寬度
x-x'‧‧‧線/方向
y-y'‧‧‧線/方向

Claims (9)

  1. 一種透鏡片，係包括：形成在該透鏡片之一或兩側上之複數個凸微透鏡，其中，該等微透鏡係呈複數條串聯列而排成陣列，並且該等微透鏡之各者係與其在同一列中相鄰之微透鏡部分重疊及連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡片，其中，該等微透鏡之各者具有半圓形、半橢圓形、拋物線、雙曲線、三角形或圓化之三角形形狀的剖面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡片，其中，該等列中之每一列係具有10微米至200微米的寬度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡片，其中，在該等列之每一列中的該等微透鏡之該等重疊點之間的距離係落於10微米至3000微米的範圍。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之透鏡片，其中，該距離係在10微米至3000微米的範圍內隨機變化。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡片，其中，在該等列之每一列中的該等微透鏡具有不同的高度，最高微透鏡與最低微透鏡的高度比值係大於1且最高係到達3。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡片，其中，在該等列之每一列中的該等微透鏡之該等重疊點的高度係隨機變化。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡片，係包括在其一 側上的複數個該等微透鏡以及在另一側上的壓印塗覆層。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之透鏡片，其中，在沿平行於該等列之線所得之剖面上，從該重疊點處拉向兩個相鄰的該等微透鏡所形成之兩切線間之角度係在1度至150度之範圍內。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106054307A (zh) * 2016-07-28 2016-10-26 滁州佳宏光电有限公司 一种具有増亮效果的导光板及其制造工艺
KR101969152B1 (ko) * 2017-01-03 2019-04-16 에스케이씨하이테크앤마케팅(주) 비연속적 렌티큘러 렌즈를 갖는 데코레이션 시트
KR102555999B1 (ko) 2018-07-23 2023-07-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
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KR102214328B1 (ko) 2019-07-01 2021-02-15 주식회사 멤스룩스 비대칭형 출광 패턴을 갖는 디퓨져 및 이의 제조 방법
CN111221062B (zh) * 2020-03-19 2022-02-08 宁波舜宇车载光学技术有限公司 显示设备
CN113495309B (zh) * 2020-03-20 2023-12-01 宁波舜宇车载光学技术有限公司 光扩散系统
WO2021224716A1 (en) * 2020-05-08 2021-11-11 3M Innovative Properties Company Optically diffusive film with elongated structures

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5536455A (en) * 1994-01-03 1996-07-16 Omron Corporation Method of manufacturing lens array
TWI319095B (en) * 2005-09-29 2010-01-01 Skc Haas Display Films Llc Light diffusive sheet for backlight unit and preparation thereof
CN102314096B (zh) * 2006-02-17 2014-05-21 卡尔蔡司Smt有限责任公司 制造长的微透镜阵列的方法
KR101032191B1 (ko) * 2010-12-13 2011-05-02 이주현 입체용 다중 복합 렌즈 시트

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