TW202307475A - 光學薄膜及包括其之背光單元 - Google Patents

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Abstract

本發明多個實施例之背光單元之特徵在於其可包括：光源；顏色變換片，其用於變換自該光源釋放之光之顏色；以及至少一個光學薄膜，其配置於該顏色變換片上，至少一個該光學薄膜包括：第一片，其包括第一基材部、第一圖案層以及第二圖案層，該第一圖案層配置於該第一基材部之一面且包括第一圖案，該第二圖案層配置於該第一基材部之另一面且包括與該第一圖案不同之第二圖案；以及第二片，其包括第二基材部、第三圖案層以及第四圖案層，該第三圖案層配置於該第二基材部之一面且包括該第一圖案，該第四圖案層配置於該第二基材部之另一面且包括該第二圖案，該光學薄膜之該第一片及該第二片發生貼合。

Description

光學薄膜及包括其之背光單元
本發明多個實施例係關於光學薄膜及包括其之背光單元。
通常，液晶顯示器（LCD，liquid crystal display）可包括用於向電子裝置之整個畫面均勻地照射光之背光單元。根據光源之位置，背光單元分為燈位於包括顯示面之基板之側面（需要將燈之線光變成面光之導光板）之邊緣型（edge type）及燈位於包括顯示面之基板之下方（無需導光板）之直下型。其中，直下型背光單元之光利用效率較高且結構簡單，且基板之大小不受限制，因此通常廣泛用於液晶顯示裝置。一般之直下型背光單元可包括具有光源、擴散片、稜鏡之光學薄膜。自光源發出之光在藉由擴散片擴散之後，可藉由設置於上部之光學薄膜傳遞至液晶面板。
作為光源，積極利用具有小型化、輕量化及/或低功耗等優點之使用小型發光二極體(LED，light emitting diode)及/或微型發光二極體之液晶顯示裝置。小型發光二極體或微型發光二極體之每個晶片可構成個別像素或光源，從而解除對於顯示器之尺寸及形態之限制，與用現有光源之情況相比，此可體現更清晰之畫質。
積極進行對用於與發光二極體晶片尺寸之小型化一同完善發光二極體之光特性之背光單元的研究。
將小型發光二極體或微型發光二極體用作光源之直下型背光單元可使用用於將點光源之光變換成面光源之擴散片。直下型背光單元在平面上配置光源，因此，為防止光源之形狀（例如，小型發光二極體或微型發光二極體之形狀）呈現於液晶面板上，可具有厚度較厚之擴散片或呈層疊多個擴散片之結構。
根據一實施例，除該擴散片之外，追加性地或代替性地，可包括用於遮蔽作為光源之形狀呈現於液晶面板上之現象之熱點（hot spot）的遮蔽片。
該遮蔽片（及/或擴散片）可為了防止光源之形狀呈現於液晶面板上之遮蔽性能而需要具有規定厚度，因此液晶顯示裝置之薄型化受到了限制。相反，當該遮蔽片之厚度過厚時，有可能因此發生液晶顯示裝置之亮度大幅度降低之問題。如上所述，在具有該遮蔽片之背光單元中，遮蔽片之厚度可與遮蔽性能及亮度性能有關，其中，該遮蔽性能與該亮度性能可能係相互權衡(trade-off)之關係。
本發明藉由多個實施例來提供即使不使用較厚之擴散片亦能夠防止光源之形狀呈現於液晶面板上之性能（下文稱為「遮蔽性能」）優良之液晶顯示裝置用光學薄膜。
本發明多個實施例之背光單元之特徵在於其可包括：光源；顏色變換片，其用於變換自該光源釋放之光之顏色；以及至少一個光學薄膜，其配置於該顏色變換片上（over），至少一個該光學薄膜包括：第一片，其包括第一基材部、第一圖案層以及第二圖案層，該第一圖案層配置於該第一基材部之一面且包括第一圖案，該第二圖案層配置於該第一基材部之另一面且包括與該第一圖案不同之第二圖案；以及第二片，其包括第二基材部、第三圖案層以及第四圖案層，該第三圖案層配置於該第二基材部之一面且包括該第一圖案，該第四圖案層配置於該第二基材部之另一面且包括該第二圖案，該光學薄膜之該第一片及該第二片發生貼合（lamination）。
根據本發明多個實施例，本發明可提供光學薄膜及包括其之背光單元，該背光單元具有多個薄膜貼合之遮蔽片，因此，即使不具有厚度較厚之厚片，遮蔽性能亦較為優良。
在本發明中可獲得之效果並不侷限於上文所提及之效果，熟習此項技術者可自下文之記載清晰理解未提及之其他效果。
應理解，本文件之多個實施例及用於其之術語並非將本文件中所記載之技術特徵限定於特定實施例，而係包括相應實施例之多種變更、等同技術方案或代替技術方案。與圖中之說明有關地，可對類似或相關之結構要素使用類似之附圖標記。除非上下文另有明確規定，否則對應於物項之名詞之單數形式可包括一或多個該物項。
根據多個實施例，所記述之結構要素中之各個結構要素（例如，薄膜或片）可包括單個或多個個體，多個個體中之一部分亦可單獨配置於其他結構要素中。根據多個實施例，可省略相應結構要素中之一個以上之結構要素或動作，或可追加一個以上之其他結構要素或動作。代替性地或追加性地，多個結構要素（例如，薄膜或片）可合併成一個結構要素。在此情況下，合併之結構要素可將多個該結構要素中之各個結構要素之一個以上之功能藉由該合併之前之多個該結構要素中相應結構要素相同或類似地實施。
參照附圖對實施例進行說明。在說明本實施例之過程中，對相同之結構使用相同之名稱及相同之標記，並省略對其之附加說明。並且，在說明本發明之實施例之過程中，對具有相同功能之結構要素使用相同之名稱及相同之標記，此實質上與當前技術完全不同。
根據多個實施例，「包括」或「具有」等術語用於指定說明書上所記載之特徵、數字、步驟、動作、結構要素、部件或其組合之存在，而並非預先排除一個或一個以上之其他特徵、數字、步驟、動作、結構要素、部件或其組合之存在或附加可能性。
圖1為示出一實施例之包括擴散片之液晶顯示裝置之圖。
參照圖1，液晶顯示裝置1 （或液晶顯示器（LCD，liquid crystal display））可包括背光單元10及液晶面板20。根據多個實施例，背光單元10可朝向液晶面板20之後部面（朝向-Z方向之面）配置以向液晶面板20發射光。背光單元10可包括基板11、顏色變換片13、擴散片14、17及稜鏡片15、16，該基板11包括光源11a。儘管未圖示，但背光單元10亦可包括反射偏光片。
根據多個實施例，光源11a為用於向液晶面板20之背面發射光之結構，其可配置於基板11之一面。光源11a可對應於發光二極體（light emitting diode：LED，下文稱為「發光二極體」）。例如，光源11a可包括發射光之多個發光二極體晶片11a。根據發光二極體晶片之尺寸，發光二極體可分為大型（large）發光二極體（晶片尺寸：1000μm以上）、中型（middle）發光二極體（晶片尺寸：300μm-500μm）、小型（small）發光二極體（晶片尺寸：200μm-300μm）、迷你（mini）發光二極體（晶片尺寸：100μm-200μm）以及微型發光二極體（晶片尺寸：100μm以下）。其中，發光二極體可包括InGaN、GaN等材質。自光源11a釋放之光可朝向液晶面板20方向（Z方向）發射。自光源11a釋放之光可透過顏色變換片13入射至擴散片14。
根據多個實施例，在基板11之表面可形成反射片12。反射片12可包括諸如BaSo 4、TiO 2、CaCo 3、SiO 2、Ca 3（So 4） 2等物質，可包括諸如Ag等物質，且可塗敷或塗佈於光源11a與光源11a之間之基板11上。反射片12可起到將使得自光源11a發射之光透過顏色變換片13、擴散片14、17及稜鏡片15、16並藉由界面反射而反射至基板11側之光重新反射至該光之發射方向的作用。因此，可將光之損失最小化。亦即，反射片12可實施光循環（light recycling）。
根據多個實施例，顏色變換片13可變換自光源11a發射之光之顏色。作為一實例，小型發光二極體或微型發光二極體之光可為藍光（450nm）。在此情況下，需要將藍光變換成白光。顏色變換片13可透過自光源11a發射之藍光並將藍光變換成白光。
根據多個實施例，擴散片14、17可均勻地分散自顏色變換片13入射之光。擴散片14、17可藉由塗敷添加光擴散劑珠（beads）之固化性樹脂（例如，選擇聚胺基甲酸酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酸酯及自由基生成單體中之一種以上來單獨使用或混合使用）溶液並藉由光擴散劑珠來引發光擴散。並且，擴散片14、17可形成具有均勻或不均勻尺寸之形狀（例如，球形）之突起圖案（或突出部）來促進光擴散。
根據多個實施例，擴散片14、17可包括下部擴散片14及上部擴散片17。下部擴散片14可配置於顏色變換片13與稜鏡片15之間，上部擴散片17可配置於稜鏡片16與液晶面板20之間。當背光單元10亦包括反射偏光片時，上部擴散片17可配置於稜鏡片16與反射偏光片之間。
根據多個實施例，稜鏡片15、16可利用形成於表面上之光學圖案來聚集入射光之後將其發射至液晶面板20。稜鏡片15、16可包括透光性基膜及形成於該基膜之上部面（朝向＋Z軸方向之面）之稜鏡圖案層。稜鏡圖案層為提高面方向之亮度而可形成為具有指定角度之傾斜面（例如，45°傾斜面）之三角陣列（array）形態的光學圖案層。稜鏡圖案層之稜鏡圖案可為三角柱形狀，三角柱之一面可與基膜相向。
根據一實施例，稜鏡片15、16可包括第一稜鏡片15及第二稜鏡片16來形成複合稜鏡片結構。其中，第二稜鏡片16可重疊（overlap）配置於第一稜鏡片15之上部面上。在第一稜鏡片15中，多個第一稜鏡圖案可相互並排。每個第一稜鏡圖案可為沿著一方向延伸之結構。例如，每個第一稜鏡圖案之頂點線15a可朝向X軸方向延伸而成。與之類似地，在第二稜鏡片16中，多個第二稜鏡圖案亦可相互並排。每個第二稜鏡圖案可為沿著一方向延伸之結構。例如，每個第二稜鏡圖案之頂點線16a可朝向與X軸及Z軸垂直之方向（下文稱為「Y軸」）延伸。其中，為便於說明，第一稜鏡圖案之延伸方向與第二稜鏡圖案之延伸方向朝向X軸及Y軸，只是並不侷限於所示之實施例，即亦可朝向除X軸或Y軸之外之其他方向。
根據多個實施例，反射偏光片（未圖示）可設置於稜鏡片15、16及上部擴散片17之上部，對於自稜鏡片15、16聚集並藉由上部擴散片擴散之光而言，一部分偏光使其透過，其他偏光使其自下部反射。
根據多個實施例，液晶面板20可根據電信號來將自光源11a發射之光彎曲成規定圖案。彎曲之該光可藉由配置於液晶面板20之前部面之彩色濾光片及偏關濾光片來構成畫面。
圖2為示出本發明多個實施例之包括具有多個薄膜貼合之遮蔽片之背光單元之液晶顯示裝置的圖。
參照圖2，本發明一實施例之液晶顯示裝置1 （或液晶顯示器裝置（LCD，liquid crystal display））可包括背光單元10及液晶面板20，背光單元10可包括基板11、顏色變換片13、光學薄膜100之稜鏡片15、16及擴散片17，該基板11包括光源11a。根據一實施例，在光源11a之一面可形成反射片12。
根據一實施例，背光單元10可省略該等結構要素中之至少一個（例如：擴散片17），或可追加一個以上之其他結構要素（例如：反射偏光片（未圖示））。下文省略對於與圖1重複部分之說明。本發明之液晶顯示裝置1之特徵在於可提供至少2個光學薄膜。其中，至少兩個該光學薄膜100可代替下部擴散片14或其可追加設置。在下文中，在對於本發明附圖之說明中，可舉例說明在一側設置至少一個光學薄膜來代替下部擴散片14。
在本發明中，「光學薄膜」可為在透光性基膜（下文稱為「基材部」）之一面設置第一圖案且在基材部之另一面亦包括第二圖案之2個遮蔽片相互貼合（lamination）的形態。並且，在本發明中，如圖2所示，至少一個光學薄膜可包括兩個光學薄膜。但並不侷限於此，根據情況，可包括3個以上之光學薄膜。在圖2之附圖中，為便於說明而稍微將其放大示出，厚度非常薄之不同之兩個片110、120相互貼合而形成第一光學薄膜100，其他不同之兩個片210、220形成第二光學薄膜200。
在本發明中，「貼合（lamination）」可為在不同之兩個片中之至少一個片上附著有黏結劑來進行黏合。與未貼合而簡單層疊之情況下之實施例相比，貼合形態之光學薄膜更薄，且可提供遮蔽性能優良之背光單元。
根據本發明之多個實施例，對於不同之四個遮蔽片110、120、130、140形成2個光學薄膜之情況，第一片110及第二片120之基材部之厚度可分別為50μm，並相互貼合來構成第一光學薄膜100，第三片210及第四片220之基材部之厚度分別為75μm，並相互貼合來構成第二光學薄膜200。本發明之第一光學薄膜100及第二光學薄膜200能夠以相互層疊之狀態在顏色變換片13上代替下部擴散片14或追加設置。例如，與厚度為50μm之第一片110及第二片120以及厚度為75μm之第三片210及第四片220簡單層疊之實施例（下文簡稱為「未貼合形態之光學薄膜」）相比，本發明多個實施例之光學薄膜100、200 （下文簡稱為「貼合形態之光學薄膜」）可具有數μm以上薄之形態，且剛性高並可發揮優良之遮蔽性能。例如，根據申請人員實施之模擬結果，與該不同之四個遮蔽片110、120、130、140未貼合之光學薄膜具有405μm之厚度並具有2.1之遮蔽度相比，貼合形態之光學薄膜之厚度為402μm，從而可具有更薄之厚度，且遮蔽度為更高之2.3。並且，在亮度特性方面，與未貼合形態之光學薄膜具有92.0％之亮度相比，貼合形態之光學薄膜可具有94.8％之亮度，從而在亮度方面具有優良之性能。
圖3為示出本發明多個實施例之多個薄膜貼合之遮蔽片之側視圖，圖4為示出本發明多個實施例之多個薄膜貼合之遮蔽片之立體圖。
在本發明中，至少一個該光學薄膜可包括第一光學薄膜100及第二光學薄膜200。
具體地，第一光學薄膜100可包括：第一片110，其包括第一基材部112、第一圖案層111及第二圖案層113，該第一圖案層111配置於該第一基材部112之一面且包括第一圖案，該第二圖案層113配置於該第一基材部112之另一面且包括與該第一圖案不同之第二圖案；以及第二片120，其包括第二基材部122、第三圖案層121及第四圖案層123，該第三圖案層121配置於該第二基材部122之一面且包括該第一圖案，該第四圖案層123配置於該第二基材部之另一面且包括該第二圖案。
第二光學薄膜200包括：第三片210，其包括第三基材部212、第五圖案層211及第六圖案層213，該第五圖案層211配置於該第三基材部212之一面且包括第一圖案，該第六圖案層213配置於該第三基材部212之另一面且包括與該第一圖案不同之第二圖案；以及第四片220，其包括第四基材部222、第七圖案層221及第八圖案層223，該第七圖案層221配置於該第四基材部222之一面且包括該第一圖案，該第八圖案層223配置於該第四基材部222之另一面且包括該第二圖案。
其中，第三基材部212及第四基材部222之厚度可與第一基材部112及第二基材部122之厚度不同。例如，如圖2所示，第三基材部212及第四基材部222之厚度可為75μm，第一基材部112及第二基材部122之厚度可為50μm。因此，整體上，第二光學薄膜200之厚度可大於第一光學薄膜100之厚度。當基材部之厚度較薄時，因自光源11a產生之熱量受損，從而有可能發生片不均勻膨脹之現象（片蠕變現象）。因此，根據本發明之一實施例，可藉由使接近光源11a之第二光學薄膜200之厚度大於第一光學薄膜100之厚度來防止片不均勻膨脹之現象並可提高產品的可靠性。根據一實施例，可利用各層之折射率來提高第一光學薄膜100之遮蔽性能。例如，第一光學薄膜100可形成為第一圖案層111之折射率小於第二圖案層113之折射率。並且，第三圖案層121之折射率可大於第四圖案層123之折射率。可藉由使作為出光層之第三圖案層121之折射率大於作為入光層之第四圖案層123之折射率來提高光的折射角以提高遮蔽性能。只是，在作為最上層之第一圖案層111對應於出光層之情況下，為防止亮度顯著降低，第一圖案層111之折射率可小於第二圖案層113之折射率。具體地，當第一基材部112及第二基材部122之折射率大致為1.60至1.70時，分別地，第一圖案層111之折射率可大致為1.45至1.50，第二圖案層113之折射率可大致為大於第一圖案層113之折射率之1.50至1.55。而且，第三圖案層121之折射率可大致為1.65至1.70，第四圖案層123之折射率可大致為1.45至1.50。
根據一實施例，在光學薄膜包括第一光學薄膜100及第二光學薄膜200之情況下，可利用各層之折射率來提高第一光學薄膜100及第二光學薄膜200之遮蔽性能。例如，第一光學薄膜100可形成為第一圖案層111之折射率小於第二圖案層113之折射率。並且，第三圖案層121之折射率可大於第四圖案層123之折射率。第二光學薄膜200可形成為第五圖案層211之折射率大於第六圖案層213之折射率，第七圖案層221之折射率大於第八圖案層223之折射率。可藉由使作為出光層之第三圖案層121、第五圖案層211及第七圖案層221之折射率大於作為入光層之第四圖案層123、第六圖案層213及第八圖案層223之折射率來提高光的折射角以提高遮蔽性能。只是，在作為最上層之第一圖案層111對應於出光層之情況下，為防止亮度之顯著降低，第一圖案層111之折射率可小於第二圖案層113之折射率。例如，當第一光學薄膜100之第一基材部112及第二基材部122之折射率大致為1.60至1.70時，分別地，第一圖案層111之折射率可為1.45至1.50，第二圖案層113之折射率可大致為比第一圖案層113之折射率大之1.50至1.55。而且，第三圖案層121之折射率可大致為1.65至1.70，第四圖案層123之折射率可大致為1.45至1.50。在第二光學薄膜200中，當第三基材部212及第四基材部222之折射率大致為1.60至1.70時，第五圖案層211之折射率可大致為1.65至1.70，第六圖案層213之折射率可大致為1.50至1.55。而且，第七圖案層221之折射率可大致為1.65至1.70，第八圖案層223之折射率可大致為1.45至1.50。除包括形成最上層之出光層（例如，第一圖案層111）之片之外，剩餘片部分形成為出光層之折射率大於入光層之折射率，由此可提高遮蔽性能。
圖5為示出本發明多個實施例之光學薄膜中所包括之一個片之圖。
根據一實施例，對於光學薄膜所包括之一個遮蔽片，可以第一光學薄膜100之第一片110為例，對於第一片110之說明亦可適用於剩餘其他片（第二片120、第三片210、第四片220）。
根據多個實施例，一個遮蔽片110可包括：第一基材部112；第一圖案層111，其包括配置於該基材部112之一面之第一圖案；以及第二圖案層113，其包括配置於基材部112之另一面之第二圖案。在朝向基材部112之＋Z方向之面可配置第一圖案層111，在朝向基材部112之-Z軸方向之面可配置第二圖案層113。
根據一實施例，基材部112可用於支撐第一圖案層111及/或第二圖案層113。例如，基材部112可由能夠透光之透明之材質形成，該材質（例如）可包括聚碳酸酯（poly carbonate）類、聚碸（poly sulfone）類、聚丙烯酸酯（poly acrylate）類、聚苯乙烯（poly styrene）類、聚氯乙烯（poly vinyl chloride）類、聚乙烯醇（poly vinyl alcohol）類、聚降冰片烯（poly norbornene）類、聚酯（poly ester）類物質。作為具體之實例，基材部112可由聚對苯二甲酸乙二醇酯（poly ethylene terephtalate）或聚萘二甲酸乙二醇酯（poly ethylene naphthalate）中之至少一種形成。
根據多個實施例，第一圖案層111可包括朝向第一方向（例如：A方向）具有平行之圖案方向之多個稜鏡圖案。該每個稜鏡圖案之剖面可為三角形。該多個稜鏡圖案可設計成尺寸朝向＋Z軸逐漸變小。
根據多個實施例，第二圖案層113可包括向第二方向（例如：B方向）具有多個列且向與該第二方向垂直之第三方向（例如：B'方向）具有多個行之多個錐體圖案。該每個錐體圖案之剖面可為三角形或梯形形狀。當自第二圖案層113之下方觀察時（向＋Z軸觀察時），該多個錐體圖案可設計成陰刻圖案。根據一實施例，該第二方向（例如：B方向）可朝向與第一方向（例如：A方向）不同之方向。根據一實施例，第二方向（例如：B方向）與第一方向（例如：A方向）形成之角度（φ）可為-5˚至＋5˚。因該第二方向（例如：B方向）與第一方向（例如：A方向）形成-5˚至＋5˚，由此可防止波紋（moire）之發生。該每個錐體圖案可陰刻而成，並設計成尺寸朝向-Z軸逐漸增加。
根據一實施例，例如，基材部112之厚度可約為50μm至75μm。然而，基膜112之厚度並不侷限於該例示，為支撐第一圖案層111及第二圖案層113而可變更為多種適當之厚度。
本發明之第一遮蔽片110能夠以基材部112為基準在一面及另一面（即在兩面）分別設置圖案層（第一圖案層111、第二圖案層113），由此可增加光擴散效果並減少光干擾現象及顏色不均勻現象。根據一實施例，第一圖案層111及第二圖案層113可在基材部112之一面（或另一面）塗敷紫外線（UV，ultra violet）固化性樹脂溶液並照射光來達成固化，由此可實現微型圖案化。
根據多個實施例，與光擴散效果相關地，向第二圖案層113入射之光可藉由形成在第二圖案層113之多個錐體圖案擴散。第二圖案層113可向自光源11a發射之光之發射方向（Z方向）透光。在此過程中，可藉由在錐體圖案之界面上彎曲之彎曲光以及基於界面反射等之反射光來將光損失最小化，且將亮度減少最小化。形成於第二圖案層113之錐體圖案可包括多個（例如：M×N個）錐體，可形成具有M個列及N個行之錐體圖案，以便至少一部分可與形成於基板11之光源11a重疊。
根據多個實施例，遮蔽片110可包括：第一圖案層111，其形成有規定高度a（或厚度）及間距b之稜鏡圖案；以及第二圖案層113，其形成有規定高度c（或厚度）及間距d之錐體圖案。
根據一實施例，在第一圖案層111中，稜鏡圖案之高度a及間距b可基於第一頂角θ1來定義。其中，第一頂角θ1可被定義為形成剖面為三角形之稜鏡圖案之三個面中兩個相向面之間的角度。例如，第一頂角θ1可為70°至120°。而且，剖面為三角形之稜鏡圖案之高度a及間距b可根據基於第一頂角θ1之比例來定義。例如，在第一頂角θ1為90°之情況下，稜鏡圖案之高度a與間距b之比例可定義為1:2。例如，稜鏡圖案之高度a可約為5μm至35μm，稜鏡圖案之間距b可約為10μm至70μm。更具體地，較佳地，稜鏡圖案之高度a可大致為25μm，稜鏡圖案之間距b可約為50μm。
根據另一實施例，在第二圖案層113中，錐體圖案之高度c及間距d可基於第二頂角θ2來定義。其中，第二頂角θ2可定義為形成剖面為梯形之錐體圖案之四個面中兩個相向面之間的角度。例如，第二頂角θ2可為90°至150°。在指定範圍內，錐體圖案之頂角愈大，向遮蔽片110入射之光之擴散度可進一步減少，在頂角減小之情況下，光之擴散度可增加並增加亮度損失。而且，剖面為梯形之錐體圖案之高度c及間距d可根據基於第二頂角θ2之比例來定義。例如，在頂角為130°之情況下，錐體圖案之高度c及間距d之比例可為1:4。例如，錐體圖案之高度c可約為5μm至15μm，錐體圖案之間距d可約為20μm至60μm。更具體地，較佳地，錐體圖案之高度a可大致為10μm，錐體圖案之間距d可約為40μm。具有此類高度c及間距d之多個錐體圖案可在遮蔽片110之下部有規則地排列。多個錐體圖案可與形成於基板（例如：圖3之基板11）之光源（例如：圖3之光源11a） 1:1對應，或以至少一部分重疊之形態排列，由此可將自光源發射之點光源擴散成面光源，另一方面，藉由光學薄膜100之擴散作用，光源11a之光發生光分離（或光擴散），因此，可減少因光之集中所引起之熱點可視性（HSV；hot spot visibility）。
圖6a為示出本發明多個實施例之稜鏡每個頂角之照度、光束寬度、標準偏差及亮度值之圖，圖6b為示出本發明多個實施例之稜鏡每個頂角之標準偏差之圖表。
參照圖6a及圖6b，在固定第二圖案層113之錐體圖案之第二頂角θ2且第一圖案層111之稜鏡圖案之第一頂角θ1改變的情況下，可確認照度、光束寬度、標準偏差及亮度值。在包括圖6a之本發明多個實施例之圖中，光束寬度可為透過遮蔽片之光以光源（發光二極體）為基準擴散之寬度。光束寬度愈大，光將發生光分離（或光擴散），因此，因光之集中所引起之熱點可視性（HSV；hot spot visibility）得到改善，從而光特性較為優良。在包括圖6a之本發明多個實施例之圖中，標準偏差為表示光分佈之均勻性之指標，數值愈高，光分佈之偏差愈大。當光分佈之偏差（下文稱為「標準偏差」）愈大時，隨著亮處及暗處之差異變得明確，遮蔽度將降低，從而光特性隨之降低。
根據多個實施例，測定了在第二圖案層113之錐體圖案之第二頂角θ2約為130°且第一圖案層111之稜鏡圖案之第一頂角θ1自約為70°變為約為120°之情況下的光束寬度及標準偏差。
一同參照圖6a及圖6b，在稜鏡圖案之第一頂角θ1為70°之情況下，光束寬度為2.77mm，在80°之情況下，光束寬度為3.85mm，在90°之情況下，光束寬度為3.92mm，在100°之情況下，光束寬度為2.83mm，在110°之情況下，光束寬度為2.41mm，在120°之情況下，光束寬度為2.71mm，可確認在90°中呈現出最大值之光束寬度。同時，當頂角大於90°時，可確認遮蔽性能將降低。
另一方面，在稜鏡圖案之第一頂角θ1為70°之情況下，標準偏差為4256.8，在80°之情況下，標準偏差為3593.2，在90°之情況下，標準偏差為2660.8，在100°之情況下，標準偏差為3293.0，在110°之情況下，標準偏差為4385.2，在120°之情況下，標準偏差為5220.0，可確認在90°中呈現出最小值之標準偏差值。同時，當頂角大於90°時，可確認標準偏差值將增加，從而降低遮蔽性能。
參照圖6a及圖6b，在錐體圖案之頂角為130°之狀態下，可確認在稜鏡圖案頂角為90°之情況下在遮蔽性能及標準偏差方面具有最優良之光學性能。根據本發明多個實施例，能夠以關於光束寬度之線圖與關於標準偏差之線圖交叉為基準設定較佳之稜鏡圖案的頂角，為此，參照圖6b，較佳地，本發明多個實施例之稜鏡圖案可形成為具有80°至100°範圍之頂角，該範圍包括具有最優良光學性能之稜鏡頂角90°。
圖7a為示出本發明多個實施例之稜鏡每個節距之照度、光束寬度、標準偏差及亮度值之圖。圖7b為示出本發明多個實施例之稜鏡每個節距之標準偏差之圖表。
參照圖7a及圖7b，在固定第二圖案層113之錐體圖案之第二頂角θ2及第一圖案層111之稜鏡圖案之第一頂角θ1的狀態下，在改變第一圖案層111之稜鏡圖案之間距之情況下，可確認照度、光束寬度、標準偏差及亮度值。
根據多個實施例，在第二圖案層113之錐體圖案之第二頂角θ2約為130°、第一圖案層111之稜鏡圖案之第一頂角θ1約為90°之狀態下，測定了在稜鏡圖案之節距自10μm變為90μm之情況下之光束寬度及標準偏差。
一同參照圖7c及圖7b，在稜鏡圖案之節距為10μm之情況下，光束寬度為4.19mm，在節距為30μm之情況下，光束寬度為4.14mm，在節距為50μm之情況下，光束寬度為3.92mm，在節距為70μm之情況下，光束寬度為4.18mm，在節距為90μm之情況下，光束寬度為3.96mm，可確認在50μm中呈現出最小值之光束寬度。同時，當節距大於30μm時，可確認遮蔽性能將降低。
另一方面，在稜鏡圖案之節距為10μm之情況下，標準偏差為2476.2，在節距為30μm之情況下，標準偏差為2570.5，在節距為50μm之情況下，標準偏差為2660.8，在節距為70μm之情況下，標準偏差為2653.5，在節距為90μm之情況下，標準偏差為2677.0，可確認節距愈大，標準偏差值逐漸增加，且在節距為50μm時呈現出最大值。
參照圖7a及圖7b，在錐體圖案之頂角為130°、稜鏡圖案頂角為90°之狀態下，可確認稜鏡圖案之節距愈小，在遮蔽性能及標準偏差方面具有最優良之光學性能。根據本發明多個實施例，能夠以關於光束寬度之線圖與關於標準偏差之線圖交叉為基準設定較佳之稜鏡圖案的節距，為此，參照圖7b，較佳地，本發明多個實施例之稜鏡圖案可形成為具有10μm至30μm之節距。
圖8a為示出本發明多個實施例之錐體每個頂角之照度、光束寬度、標準偏差及亮度值之圖。圖8b為示出本發明多個實施例之錐體每個頂角之標準偏差之圖表。
參照圖8a及圖8b，在固定第一圖案層111之第一頂角θ1且第二圖案層113之錐體圖案之第二頂角θ2改變的情況下，可確認照度、光束寬度、標準偏差及亮度值
根據多個實施例，測定了第一圖案層111之稜鏡圖案之第一頂角θ1為90°且第二圖案層113之錐體圖案之第二頂角θ2變為約為90°至150°之情況下的光束寬度及標準偏差。
參照圖8a及圖8b，在錐體圖案之第二頂角θ2為90°之情況下，光束寬度為3.00mm，在100°之情況下，光束寬度為3.17mm，在110°之情況下，光束寬度為3.48mm，在120°之情況下，光束寬度為4.25mm，在130°之情況下，光束寬度為4.33mm，在140°之情況下，光束寬度為4.50mm，在150°之情況下，光束寬度為3.75mm，可確認在140°中呈現出最大值之光束寬度。同時，當頂角大於140°時，可確認遮蔽性能之降低。
另一方面，在錐體圖案之第二頂角θ2為90°之情況下，標準偏差為5870.9，在100°之情況下，標準偏差為5183.7，在110°之情況下，標準偏差為4382.3，在120°之情況下，標準偏差為3191.0，在130°之情況下，標準偏差為2420.2，在140°之情況下，標準偏差為2199.5，在150°之情況下，標準偏差為2177.5，可確認在150°中呈現出最小值之標準偏差值。
參照圖8a及圖8b，在稜鏡圖案之頂角為90°之狀態下，可確認在錐體圖案之頂角為140°之情況下在遮蔽性能及標準偏差方面具有最優良之光學性能。根據本發明多個實施例，能夠以關於光束寬度之線圖與關於標準偏差之線圖交叉為基準設定較佳之錐體圖案的頂角。只是，再次參照圖8a及圖8b，當錐體圖案之頂角大於140°時，光束寬度急劇減少，因此，可設定120°至140°來作為錐體圖案之較佳之頂角範圍。
圖9a為示出本發明多個實施例之錐體每個節距之照度、光束寬度、標準偏差及亮度值之圖。圖9b為示出本發明多個實施例之錐體每個節距之標準偏差之圖。
參照圖9a及圖9b，在固定第二圖案層113之錐體圖案之第二頂角θ2及第一圖案層111之稜鏡圖案之第一頂角θ1的狀態下，在改變第二圖案層113之錐體圖案之間距之情況下，可確認照度、光束寬度、標準偏差及亮度值。
根據多個實施例，在第二圖案層113之錐體圖案之第二頂角θ2約為130°且第一圖案層111之稜鏡圖案之第一頂角θ1約為90°的狀態下，測定了在錐體圖案之節距自40μm變為100μm之情況下之光束寬度及標準偏差。
一同參照圖9a及圖9b，在錐體圖案之節距為40μm之情況下，光束寬度為3.77mm，在節距為60μm之情況下，光束寬度為3.60mm，在節距為80μm之情況下，光束寬度為3.49mm，在節距為100μm之情況下，光束寬度為3.23mm，可確認錐體圖案之節距愈大，遮蔽性能有所降低。
另一方面，在稜鏡圖案之節距為40μm之情況下，標準偏差為2870.8，在節距為60μm之情況下，標準偏差為2875.1，在節距為80μm之情況下，標準偏差為2973.1，在節距為100μm之情況下，標準偏差為3362.2，可確認節距愈大，標準偏差值逐漸增加，且在節距為100μm時呈現出最大值。
參照圖9a及圖9b，在錐體圖案之頂角為130°且稜鏡圖案頂角為90°之狀態下，可確認錐體圖案之節距愈小，在遮蔽性能及標準偏差方面具有最優良之光學性能。根據本發明多個實施例，能夠以關於光束寬度之線圖與關於標準偏差之線圖交叉為基準設定較佳之錐體圖案的節距，為此，參照圖9b，較佳地，本發明多個實施例之錐體圖案形成為具有40μm至80μm之節距。
以上說明之本發明多個實施例之光學薄膜及包括其之背光單元並不侷限於該等實施例及附圖，熟習此項技術者應明瞭，可在本發明之技術範圍內進行多種替換、修改及變更。
10:背光單元 11:基板 11a:光源 12:反射片 13:顏色變換片 15:稜鏡片 15a:頂點線 16:稜鏡片 16a:頂點線 17:擴散片 20:液晶面板 100:第一光學薄膜 110:第一片 120:第二片 200:第二光學薄膜 210:第三片 220:第四片
圖1為示出一實施例之包括擴散片之液晶顯示裝置之圖。 圖2為示出本發明多個實施例之包括具有多個薄膜貼合之遮蔽片之背光單元之液晶顯示裝置的圖。 圖3為示出本發明多個實施例之多個薄膜貼合之遮蔽片之側視圖。 圖4為示出本發明多個實施例之多個薄膜貼合之遮蔽片之立體圖。 圖5為示出本發明多個實施例之光學薄膜中所包括之一個片之圖。 圖6a為示出本發明多個實施例之稜鏡每個頂角之照度、光束寬度、標準偏差及亮度值之圖。 圖6b為示出本發明多個實施例之稜鏡每個頂角之標準偏差之圖表。 圖7a為示出本發明多個實施例之稜鏡每個節距之照度、光束寬度、標準偏差及亮度值之圖。 圖7b為示出本發明多個實施例之稜鏡每個節距之標準偏差之圖表。 圖8a為示出本發明多個實施例之錐體每個頂角之照度、光束寬度、標準偏差及亮度值之圖。 圖8b為示出本發明多個實施例之錐體每個頂角之標準偏差之圖表。 圖9a為示出本發明多個實施例之錐體每個節距之照度、光束寬度、標準偏差及亮度值之圖。 圖9b為示出本發明多個實施例之錐體每個節距之標準偏差之圖。
10:背光單元
11:基板
11a:光源
12:反射片
13:顏色變換片
15:稜鏡片
15a:頂點線
16:稜鏡片
16a:頂點線
17:擴散片
20:液晶面板
100:第一光學薄膜
110:第一片
120:第二片
200:第二光學薄膜
210:第三片
220:第四片

Claims (15)

  1. 一種背光單元，其包括： 光源； 顏色變換片，其用於變換自該光源釋放之光之顏色；以及 至少一個光學薄膜，其配置於該顏色變換片上；其中 該至少一個該光學薄膜包括： 第一片，其包括第一基材部、第一圖案層以及第二圖案層，該第一圖案層配置於該第一基材部之一面且包括第一圖案，該第二圖案層配置於該第一基材部之另一面且包括與該第一圖案不同之第二圖案；以及 第二片，其包括第二基材部、第三圖案層以及第四圖案層，該第三圖案層配置於該第二基材部之一面且包括該第一圖案，該第四圖案層配置於該第二基材部之另一面且包括該第二圖案； 該光學薄膜之該第一片及該第二片發生貼合。
  2. 如請求項1所述之背光單元，其中，該第一圖案包括向第一方向平行配置之稜鏡圖案。
  3. 如請求項2所述之背光單元，其中，該第二圖案包括向第二方向具有多個列、向與該第二方向垂直之第三方向具有多個行之錐體圖案。
  4. 如請求項3所述之背光單元，其中，該第二圖案為藉由蝕刻該第一基材部及該第二基材部之該等另一面來形成之陰刻錐體圖案。
  5. 如請求項3所述之背光單元，其中，該第二方向與該第一方向具有-5˚至＋5˚。
  6. 如請求項3所述之背光單元，其中， 該稜鏡圖案形成定義為三角剖面形狀之三個面中之兩個相向面之間之角度的第一頂角； 該第一頂角為80°至100°。
  7. 如請求項1所述之背光單元，其中 該第一圖案之厚度為5μm至35μm， 該第一圖案之節距為10μm至70μm。
  8. 如請求項1所述之背光單元，其中 該第二圖案為錐體圖案，其形成定義為錐體形狀之四個面中之兩個相向面之間之角度的第二頂角， 該第二頂角為120˚至140˚。
  9. 如請求項1所述之背光單元，其中，該第二圖案之厚度為5μm至15μm，該第二圖案之節距為20μm至60μm。
  10. 如請求項1所述之背光單元，其中 該第一圖案層之折射率小於該第二圖案層之折射率， 該第三圖案層之折射率大於該第四圖案層之折射率。
  11. 如請求項1所述之背光單元，其中，該光學薄膜包括： 第一光學薄膜，其包括第一片及第二片，該第一片包括第一基材部、第一圖案層以及第二圖案層，該第一圖案層配置於該第一基材部之一面且包括第一圖案，該第二圖案層配置於該第一基材部之另一面且包括與該第一圖案不同之第二圖案，該第二片包括第二基材部、第三圖案層以及第四圖案層，該第三圖案層配置於該第二基材部之一面且包括該第一圖案，該第四圖案層配置於該第二基材部之另一面且包括該第二圖案；以及 第二光學薄膜，其包括第三片及第四片，該第三片包括第三基材部、第五圖案層以及第六圖案層，該第五圖案層配置於該第三基材部之一面且包括第一圖案，該第六圖案層配置於該第三基材部之另一面且包括與該第一圖案不同之第二圖案，該第四片包括第四基材部、第七圖案層以及第八圖案層，該第七圖案層配置於該第四基材部之一面且包括該第一圖案，該第八圖案層配置於該第四基材部之另一面且包括該第二圖案；且與該第一光學薄膜層疊。
  12. 如請求項11所述之背光單元，其中，該等第三基材部及第四基材部之厚度與該等第一基材部及第二基材部之厚度不同。
  13. 如請求項12所述之背光單元，其中，該等第三基材部及第四基材部之厚度大於該等第一基材部及第二基材部之厚度。
  14. 如請求項11所述之背光單元，其中， 亦包括配置於該光學薄膜上之稜鏡片， 該稜鏡片層疊配置有向不同方向排列稜鏡圖案之第一稜鏡片及第二稜鏡片。
  15. 如請求項11所述之背光單元，其中， 該第一圖案層之折射率小於該第二圖案層之折射率， 該第三圖案層之折射率大於該第四圖案層之折射率， 該第五圖案層之折射率大於該第六圖案層之折射率， 該第七圖案層之折射率大於該第八圖案層之折射率。
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