TWI438498B - 複合光學膜 - Google Patents

Description

複合光學膜

本發明係有關於一種複合光學膜；具體而言，本發明係有關於一種供液晶顯示器背光模組使用之複合光學膜。

近年來液晶顯示器的製作技術漸趨成熟，液晶顯示器的使用也越來越普及。由於液晶並非自發性光源，必需使用背光模組等作為光源。因此，高輝度、高均勻度長期以來便是背光模組開發者努力的目標。

如圖1A所示之習知背光模組爆炸示意圖，習知背光模組90包含光學膜組合80以及光源模組700。其中，光源模組700包含光源710、導光板730、反射板750以及殼體770。光學膜組合80包含擴散膜(diffusion film)81以及增亮膜(brightness enhancement film,BEF)82，係分別用於提升背光模組90的均勻度以及輝度。請參考如圖1B所示之習知背光模組之剖面圖，擴散膜81一般係為在基板層400表面設置複數個擴散結構310，藉以提升背光模組之均勻度。增亮膜82又稱為稜鏡片(prism sheet)，一般係在基板層400表面上製作稜鏡結構500。藉由稜鏡結構可將光線作最有效率的利用與回收，可提升背光模組之輝度。

以前述同時具有擴散膜81以及增亮膜82之習知背光模組90而言，雖然均勻度以及輝度可有效提升，但因為擴散膜81以及增亮膜82係分別設置，背光模組90內部空間需求較大，且組裝較繁瑣。因此，另有企圖將擴散膜81以及增亮膜82以單一片光學膜片取代的作法。請參考如圖1C所示所示之另一習知背光模組之剖面圖，基板層400相反之表面上分別設置複數個擴散結構310以及稜鏡結構500。其中，複數個擴散結構310係朝向光源模組700凸出。此一作法雖可簡化製程，但由於擴散結構310之折射率小於基板層400，且由於擴散結構310朝向光源模組700凸出之設置方式，將使背光模組90之輝度下降。上述具有擴散結構310以及稜鏡結構500之光學膜片仍具有改善的空間。

本發明之主要目的在於提供一種複合光學膜，其可同時提高背光模組之輝度。

本發明之另一目的在於提供一種複合光學膜，其可簡化背光模組之製程。

一種複合光學膜，包含第一膜層、第二膜層以及複數個擴散結構。複合光學膜進一步包含基板層，其中第二膜層係設置於基板層上。基板層之材質包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)。複合光學膜進一步包含稜鏡結構層，係設置於基板層上相對於第二膜層之另一面。

第一膜層包含入光面，並具有第一折射率。第二膜層具有第二折射率，係設置於第一膜層上相對於入光面之另一面，其中第二折射率係小於第一折射率。複數個擴散結構係設置於第一膜層及第二膜層之界面。其中，擴散結構具有第三折射率，第三折射率係介於第一折射率及第二折射率之間，且可選擇性與第一折射率及第二折射率兩者之一相等。

擴散結構包含球體，且球體之下半球分別係嵌入於第一膜層中，球體之上半球係嵌入第二膜層中。其中，第三折射率係小於第一折射率且大於第二折射率。球體之直徑係介於50至80μm。擴散結構包含為向上凸出並嵌入於第二膜層中之半球體。其中，第三折射率係等於第一折射率，半球體之直徑係介於50至80μm。擴散結構包含為向下凸出並嵌入於第一膜層中之半球體。其中，第三折射率係等於第二折射率。半球體之直徑係介於50至80μm。

本發明之複合光學膜係可供背光模組使用，如圖2所示之較佳實施例，複合光學膜800係與光源模組700組成背光模組900。其中，光源模組700可包含光源、導光板、反射板以及殼體，光源係採用發光二極體(Light Emitting Diodes,LED)。然而在不同實施例中，光源可使用冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL)等發光裝置。在不同實施例中，亦可省略導光板之使用。

如圖2所示，複合光學膜800包含第一膜層100、第二膜層200以及複數個擴散結構310。第一膜層100包含入光面101，並具有第一折射率。第二膜層200具有第二折射率，係設置於第一膜層100上相對於入光面101之另一面，其中第二折射率係小於第一折射率。進一步而言，第二膜層200及第一膜層100係由上而下依序設置於光源模組700上方，且第一膜層100之入光面101係面朝光源模組700。

複數個擴散結構310係設置於第一膜層100及第二膜層200之界面。進一步而言，擴散結構310之部分表面與第一膜層100連接，另部分表面與第二膜層200連接。複數個擴散結構310係分佈於第一膜層100及第二膜層200之間，並構成擴散層300。其中，擴散結構310具有第三折射率，第三折射率係介於第一折射率及第二折射率之間，且可選擇性與第一折射率及第二折射率兩者之一相等。由於擴散結構310對於光源模組700發出之光線具有折射的效果，藉由複數個擴散結構310之設置，本發明之複合光學膜800可提高背光模組900之均勻度。

在較佳實施例中，複合光學膜800進一步可包含基板層400，其中第二膜層200係設置於基板層400上。基板層之材質則可自聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(poly-methyl methacrylate，PMMA)、聚碳酸脂(poly-carbonate，PC)、或聚苯乙烯(poly-styrene，PS)或其混和物、以及如玻璃等透光材料中選擇。具體而言，基板層400可作為第二膜層200附著之基材，複數個擴散結構310較佳係先與成膜前之第二膜層200材料混合，然後可使用刷塗、刮塗、旋塗或噴塗等方式塗佈於基板層400上。待第二膜層200成膜後，再以刷塗、刮塗、旋塗或噴塗等方式塗佈第一膜層100於第二膜層200上，但不限於此，亦可依實際需求調整製作方法與其次序。

複合光學膜800進一步可包含稜鏡結構層500，係設置於基板層400上相對於第二膜層200之另一面。稜鏡結構層500之功用在於增加光線的利用率，可依實際需求調整其角度、尺寸、分布、結構等。特別的是，相較於習知技術之擴散膜81及增亮膜82係分別設置(如圖1B所示)，本實施例之複合光學膜800同時具有由複數個擴散結構310構成之擴散層300以及稜鏡結構層500。換言之，在製作背光模組900的製程當中，習知技術之擴散層30及稜鏡結構層50各一片，可使用單一片本發明之複合光學膜800加以替代，藉以簡化製程。此外，由於擴散結構310之第三折射率係介於第一膜層100之第一折射率及第二膜層200之第二折射率之間，且可選擇性與第一折射率及第二折射率兩者之一相等，亦即自光源模組700發出之光線係行經折射率依序漸減之第一膜層100、擴散層300及第二膜層200等介質，可使得光線在通過擴散層時保持部分集光性，故不會明顯減損背光模組900之輝度。因此，本發明之複合光學膜800可藉由稜鏡結構層500增加背光模組900之輝度，且不因擴散結構310之設置而減損其輝度提升效果。

以下進一步說明擴散結構310之結構。如圖2所示之較佳實施例，擴散結構310可包含球體，且球體之下半球分別係嵌入於第一膜層100中，球體之上半球係嵌入第二膜層200中。其中，第三折射率係小於第一折射率且大於第二折射率。球體之直徑係可介於50至80μm。複數個擴散結構310較佳係先與成膜前之第二膜層200材料混合，然後可使用刷塗、刮塗、旋塗或噴塗等方式塗佈於基板層400上。待第二膜層200成膜後，再以刷塗、刮塗、旋塗或噴塗等方式塗佈第一膜層100於第二膜層200上，但不限於此，亦可依實際需求調整製作方法與其次序。

在如圖3所示之不同實施例中，擴散結構310可包含為向上凸出並嵌入於第二膜層200中之半球體。其中，擴散結構310之第三折射率係等於第一膜層100之第一折射率，半球體之直徑較佳係介於50至80μm。具體而言，擴散結構310可為與第一膜層100為一體成型而自第一膜層100向上凸出之半球體，並嵌入於第二膜層200中；或是在第一膜層100形成後，再行以塗佈、噴灑或印刷等方式外部附加設置於第一膜層100表面且向上凸出之半球體，並嵌入於第二膜層200中；或是先行在第二膜層200表面設置複數個半球洞，而後將未成膜之第一膜層100材料以刷塗、刮塗、旋塗或噴塗等方式塗佈於第二膜層200上，則擴散結構310可自然於第二膜層200表面之複數個半球洞中形成半球體。惟不限於此，可依實際需求調整製作方法與其次序。

在如圖4所示之不同實施例中，擴散結構310可包含為向下凸出並嵌入於第一膜層100中之半球體。其中，擴散結構310之第三折射率係等於第二膜層200之第二折射率，半球體之直徑較佳係介於50至80μm。具體而言，擴散結構310可為與第二膜層200為一體成型而自第二膜層200向下凸出並嵌入於第一膜層100中之半球體；或是在第二膜層200形成後，再行以塗佈、噴灑或印刷等方式外部附加設置於第二膜層200表面且向下凸出並嵌入於第一膜層100中之半球體；或是先行在第一膜層100表面設置複數個半球洞，而後將未成膜之第二膜層200材料以刷塗、刮塗、旋塗或噴塗等方式塗佈於第一膜層100上，則擴散結構310可自然於第一膜層100表面之複數個半球洞中形成半球體。惟不限於此，可依實際需求調整製作方法與其次序。

在如圖5所示之不同實施例中，本發明之複合光學膜800係由基板層400、第一膜層100以及擴散層300構成。第一膜層100具有第一折射率並設置於基板層400之底面。擴散層300係由設置於第一膜層100及基板層400之間之複數個作為擴散結構310之半球體所構成，半球體係向下凸出並嵌入於第一膜層100中。其中，半球體具有第二折射率，第二折射率係小於第一折射率。半球體之直徑較佳係介於50至80μm。具體而言，擴散結構310可以是與基板層400一體成形且採用相同或不同材質，由基板層400表面且向下凸出並嵌入於第一膜層100中之半球體；或是在基板層400形成後，再行以塗佈、噴灑或印刷等方式外部附加設置於基板層400表面且向下凸出並嵌入於第一膜層100中之半球體；或是先行在第一膜層100表面設置複數個半球洞，而後將未成形之擴散結構310材料以刷塗、刮塗、旋塗或噴塗等方式填充於第一膜層100表面之複數個半球洞中形成半球體。以不同角度觀之，圖5所示實施例即可為圖4所示實施例進一步省略設置第二膜層200之樣態。藉此，可進一步減少複合光學膜800之厚度。

雖然前述的描述及圖式已揭示本發明之較佳實施例，必須瞭解到各種增添、許多修改和取代可能使用於本發明較佳實施例，而不會脫離如所附申請專利範圍所界定的本發明原理之精神及範圍。熟悉本發明所屬技術領域之一般技藝者將可體會，本發明可使用於許多形式、結構、佈置、比例、材料、元件和組件的修改。因此，本文於此所揭示的實施例應被視為用以說明本發明，而非用以限制本發明。本發明的範圍應由後附申請專利範圍所界定，並涵蓋其合法均等物，並不限於先前的描述。

80．．．光學膜組合

81．．．擴散膜

82．．．增亮膜

90．．．習知背光模組

100．．．第一膜層

101．．．入光面

200．．．第二膜層

300．．．擴散層

310．．．擴散結構

400．．．基板層

500．．．稜鏡結構層

700．．．光源模組

710．．．光源

730．．．導光板

750．．．反射板

770．．．殼體

800．．．複合光學膜

900．．．背光模組

圖1A為習知背光模組爆炸示意圖；

圖1B為習知背光模組之剖面圖；

圖1C為另一習知背光模組之剖面圖；

圖2為本發明較佳實施例示意圖；以及

圖3至圖5為本發明不同實施例示意圖。

100．．．第一膜層

101．．．入光面

200．．．第二膜層

300．．．擴散層

310．．．擴散結構

400．．．基板層

500．．．稜鏡結構層

700．．．光源模組

800．．．複合光學膜

900．．．背光模組

Claims (13)

1. 一種複合光學膜，包含：一第一膜層，包含一入光面，並具有一第一折射率；一第二膜層，具有一第二折射率，係設置於該第一膜層上相對於該入光面之另一面，其中該第二折射率係小於該第一折射率，以及；複數個擴散結構，係設置於該第一膜層及該第二膜層之界面，其中，相鄰之擴散結構彼此接觸，該些擴散結構為半球體，具有一第三折射率，該第三折射率選擇性與該第一折射率及該第二折射率兩者之一相等。
2. 如請求項1所述之複合光學膜，進一步包含一基板層，其中該第二膜層係設置於該基板層上。
3. 如請求項2所述之複合光學膜，其中該基板層之材質包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)。
4. 如請求項2所述之複合光學膜，進一步包含一稜鏡結構層，係設置於該基板層上相對於該第二膜層之另一面。
5. 如請求項1所述之複合光學膜，該些半球體之擴散結構向上凸出並嵌入於該第二膜層中，其中，該第三折射率係等於該第一折射率。
6. 如請求項5所述之複合光學膜，其中該些半球體之直徑係介於50至80μm。
7. 如請求項1所述之複合光學膜，該些半球體之擴散結構向下凸出並嵌入於該第一膜層中，其中，該第三折射率係等於該第二折射率。
8. 如請求項7所述之複合光學膜，其中該些半球體之直徑係介於50至80μm。
9. 一種複合光學膜，包含：一第一膜層，包含一入光面並具有一第一折射率；一第二膜層，具有一第二折射率，係設置於該第一膜層上相對於該入光面之另一面，其中該第二折射率係小於該第一折射率，以及；一擴散層，係由設置於該第一膜層及該第二膜層之間之複數個半球體所構成，其中，相鄰的半球體相互接觸，該些半球體具有該第一折射率，該些半球體係向上凸出並嵌入於該第二膜層中。
10. 如請求項9所述之複合光學膜，進一步包含一基板層，其中該第二膜層係設置於該基板層上。
11. 如請求項10所述之複合光學膜，其中該基板層之材質係為聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)。
12. 如請求項10所述之複合光學膜，進一步包含一稜鏡結構層，係設置於該基板層上相對於該第二膜層之另一面。
13. 如請求項9所述之複合光學膜，其中該些半球體之直徑係介於50至80μm。