TWI461750B - 光學膜、背光顯示器及其製造方法 - Google Patents

光學膜、背光顯示器及其製造方法 Download PDF

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Description

光學膜、背光顯示器及其製造方法
本發明係有關於膜、背光顯示器及其製造方法。
亮度強化膜可用於各種用途，例如，室內照明、光導及用於電腦螢幕之液晶顯示器(LCD)。當用於LCD時，一個或多個亮度強化膜係用於增加朝向觀視者的光線量。如此則可降低用於LCD之燈泡的強度，從而減少昂貴的燈泡。背光照亮液晶顯示器，較佳地以均勻強度的光分散在整個LCD顯示器面板的平面上。背光系統通常包含光管，以自光源耦接光能量於LCD面板。可沿著光管之一表面設置擴散元件陣列，以將入射光線朝向輸出平面散射。輸出平面引導光線並穿透LCD面板。背光使用具有稜鏡或是具有特定結構的光調變光學基板，以將光線引導為沿著通常與顯示器垂直的視軸，並照亮整個觀視者空間。亮度強化基板及擴散膜組合強化了使用者所見之光強度，並減少產生目標照明位準所需之顯示功率。亮度的增加通常稱為「增益」，其為使用亮度強化膜的明度比上沒有使用亮度強化膜的明度的比例，明度皆係在軸上量測，亦即，在垂直於朝向觀視者之膜之平面的方向量測。
亦為已知者為設置相鄰的兩片光導向膜，使其之稜鏡方向幾乎互相垂直，以更增加朝向幾乎垂直於顯示器之軸之光線量。此種構造有效地增加出顯示器之軸之光線量，但在某些情況，最後構造會出現整個顯示器之表面區域之不平均光線傳送。此種不平均的光線傳送通常會由可見的顯示器表面上的明顯亮點、條紋、或是線顯示；由相鄰之光導膜片之間的接觸或是幾乎要接觸造成的光學耦接情況通常稱為「浸透」。浸透是一薄片之稜鏡與其他光滑表面之間的光學耦接產生的結果。光學耦接避免沿著該等峰值發生的總內反射。結果為背光之斑駁及外觀變異。此種整個顯示器之表面區域之傳送光之明顯可見的強度變化係為不欲者。
此外，對於意圖用在接近觀視之顯示器(例如電腦顯示器)中的亮度強化膜而言，表面要求十分高。因為當此種顯示器為十分接近使用且為長時間使用時，任何微小的瑕疵都會看得見且十分令人生厭。而消除此種瑕疵所需之觀察時間及廢棄材料的成本都很高。
用於LCD的第二種膜是擴散膜。如其名所述，擴散膜將導向觀視者的光線擴散，以減少干擾圖樣(例如Moire圖樣)。此種擴散能隱藏許多瑕疵，使瑕疵不為使用者所見。如此則會顯著改善製造產量，而僅增加些許製造部分的成本。此種方法的缺點在於擴散會將光線散射，因此減少軸上增益。因此，擴散可增加產量但是會犧牲一些效能。
因此，對於保持增益且又能減少可見瑕庛及浸透的光學膜有持續的需求。
於此揭示者為膜、背光顯示器及其製造及使用方法。
在一實施例中，膜包含具有多數個稜鏡構造的表面。各稜鏡構造在w方向上具有小於或是等於稜鏡構造之平均節距的±20%的橫向調變。多數個稜鏡構造在w方向上具有稜鏡峰值高度之變異，稜鏡峰值高度是不連續的且/或連續的。
膜可用於包含光源之背光顯示器。
在一實施例中，用於製造膜之方法包含：在一表面上形成多數個稜鏡構造，該多數個稜鏡構造具有在w方向上小於或是等於稜鏡構造之平均節距的±20%的橫向調變，該多數個稜鏡構造在w方向上具有不連續的且/或連續的稜鏡峰值高度處之變異。
以上所述及其他特徵係由以下圖式及詳細說明例示。
如以上解釋，在光學膜中(例如在亮度加強膜中)，即使是微小的瑕疵也是可見且十分惹厭。即使是在膜中為規律的，也可被肉眼辨識，因此被視為一個問題。對於保持增益且又能夠避免浸透可見瑕疵的膜有需求。藉由使用規則的正弦形構造可以減少甚至消除浸透，其中稜鏡峰值會變異，且最高的稜鏡峰值高度以固定間隔規律地出現(有時出現在群集或是區域中)，該間隔是在w方向量測的大於或是等於稜鏡峰值之間距離的五倍(亦即，平均節距的五倍，其中平均係在w方向，以0.5毫米(mm)到100mm的取樣長度判定)。在最高的稜鏡高度會變異的1方向之間隔長度為同樣大於或是等於製造膜之主要工具的周長的五倍，而周長一般為0.5公尺到1.0公尺。儘管此種規律的高點能解決浸透的問題，但是將可見的規律性引入了膜，而膜以條紋方式顯現規律性。且出乎意料的發現當結合h方向的峰值高度的正弦週期性與w方向的峰值高度的些微橫向調變時(兩者皆為沿著標稱1方向的稜鏡長度發生(見圖4))，可解決浸透及避免條紋，實質上保持並最小化製造損失及廢料。出乎意料地，僅有(平均節距)的5%的橫向調變(例如，對於平均37微米(μm)節距的橫向調變為±2μm)結合規律的實質上正弦形的高度調變時，其中峰值高度調變頻率足以避免相鄰平行膜之間的光學耦接，則可實質上減少或是消除浸透並避免條紋。
在一實施例中，膜包含具有多數個稜鏡構造的表面。各稜鏡構造在w方向具有小於或是等於稜鏡構造之平均節距的±20%的橫向調變。此外，多數個稜鏡構造之不連續、連續、或是組合不連續及連續的稜鏡峰值高度具有變異。稜鏡構造具有包含正弦函數的高度變異。
在一實施例中，膜包含具有多數個稜鏡構造的表面。各稜鏡構造在w方向沿著各稜鏡長度的1方向具有該稜鏡之一平均節距的±2%到±20%的橫向調變。多數個稜鏡構造在h方向沿著各稜鏡長度的1方向的正弦形高度調變，最高稜鏡峰值高度以規律間距出現，該間距係在w方向所量測之大於或是等於平均節距之五倍。平均節距係在w方向以100mm的取樣長度判定。同樣地，最高稜鏡峰值高度以規律的間距出現，間距通常大於或是等於沿著1方向量測的2.5公尺。w方向垂直於1方向。選擇性地，變異少於或是等於±10微米，或少於或是等於±5微米。稜鏡構造沿著長度1具有高度變異。對於沿w方向所取的任何剖面而言，大多數的稜鏡峰值大於或是等於最高的稜鏡峰值高度之下的0.5微米。峰值的群集(群集為高度落在最高稜鏡峰值高度之0.25毫米之內的相鄰峰值的族群)包含少於或是等於3個峰值，且各群集係以大於或是等於5個峰值分隔。橫向調變包含可變的稜鏡間隔。選擇性地，高度變異可為隨機的或是虛擬隨機的。相似地，橫向調變可選擇性地為隨機的或是虛擬隨機的。
在另一實施例中，膜包含具有多數個稜鏡構造之表面。各稜鏡構造在w方向具有稜鏡平均節距的±2%到±20%的橫向調變。多數個稜鏡構造在w方向具有不連續且/或連續的稜鏡峰值高度的變異。在此等膜中，在w方向量測到之最高的稜鏡峰值高度，每隔一段距離是規律的，該距離大於或是等於平均節距的五倍，其中平均節距係在w方向以100mm的取樣長度判定，間距w方向垂直於1方向。又，對於沿著w方向所取之任何剖面而言，多數稜鏡峰值大於或是等於最高的稜鏡峰值高度之下的0.5微米。膜包含峰值群集(群集為高度落在最高稜鏡峰值高度之0.25毫米之內的相鄰峰值的族群)，如w方向所判定，各群集包含少於或是等於3個峰值，且各群集係由大於或是等於5個峰值分隔。變異可為平均節距的±5%到±10%。稜鏡構造在1方向具有高度變異。此高度變異可為隨機的。橫向調變包含可變的稜鏡間隔。橫向調變可為隨機的。變異可為規律的且為正弦形的。
在某些實施例中，背光顯示器包含：光源及膜。顯示器包含擴散器、反射器(例如圖樣化的反射器)且/或光導。反射器設置於對向於膜之光導之一側上。擴散器設置於膜之一側或是兩側上，其中膜設置成使一片膜之稜鏡構造定向成垂直於相鄰膜之稜鏡構造的方向(例如如圖6所示)。
在一實施例中，用以製造膜之方法包含：在光學基板之一表面上形成在1方向沿著稜鏡之w方向具有橫向調變之多數個稜鏡構造，橫向調變可為±2μm到±20μm。多數個稜鏡構造在h方向可具有正弦形的高度剖面圖，最高稜鏡峰值高度在w方向以規律的間距出現，間距大於或是等於平均節距的五倍。平均節距係以w方向的100mm取樣長度判定。垂直於1方向的w方向係如圖1定義。
在另一實施例中，用以製造膜之方法包含：在一表面上形成多數個稜鏡構造，該多數個稜鏡構造在w方向具有稜鏡之平均節距的±2%到±20%的變異，且多數個稜鏡構造在w方向具有不連續且/或是連續的稜鏡峰值高度變異。
用以製造光學膜之方法包含：在光學基板之一表面上形成在1方向具有橫向調變之多數個稜鏡構造，其中，橫向調變為少於或是等於平均節距的±50%，明確而言，少於或是等於平均節距的±25%，或更明確而言，為平均節距的±2%到±15%。例如，橫向調變少於或是等於±20μm，且高度調變為0.25μm到1.0μm。
如圖1所示，先前的稜鏡膜的橫剖面圖顯示出成波紋狀的上表面(亦即，此表面由稜鏡構造的線性陣列組成)，各稜鏡具有筆直表面，該筆直表面在圖中為對稱設置成環繞稜鏡膜之橫向w方向之各個稜鏡之一峰值(h最高)。因為相鄰峰值之間的距離在w方向為固定節距，且沿著各個稜鏡之長度的節距保持恆定，因此將稜鏡描述為一個線性陣列。節距為w方向之相鄰峰值之間的間隔。長度維度係定義為沿著垂直於圖1之紙面的「1」方向。在圖1中，儘管峰值係在h方向，但各個稜鏡具有筆直的側邊及對稱於線10之峰值角度12。峰值角度12包含左面(14)及右面(16)之間的總內角。若各面為彎曲的，則峰值角度為正切於交會於峰值處之各面之線條之間的角度。
在亮度強化膜中，峰值角度大致上為85到120度。最受歡迎的設計是左面斜率+45度(h的變異超過w的變異)，且右面斜率為-45度。在翻轉的膜中，峰值角度可為50到80度。在前照光膜中，峰值可為不對稱的，且峰值角度可為0到30度。在某些情況中，峰值為例如圓形或是橫跨少於或等於2微米(μm)之鈍化的峰值(平坦的峰值)，以改善抗磨損性。
亮度強化膜典型上(在正交於w及1的h方向)具有12微米到250微米的厚度。應了解者為，膜可為一較厚基板(厚度高達數毫米)，更典型而言，視為一平板。在以下討論中，不考慮厚度，始終使用「膜」的術語來辨識光學裝置，且既然亮度強化並非惟有的應用，稜鏡膜 ，甚至是光學膜 ，一般可用於指稱該基板。
圖2顯示具有可變的稜鏡間隔之基板(例如稜鏡膜)之範例。注意，相比於圖1中之構造，相鄰的稜鏡峰值之間的距離並非恆定。藉由取數個峰值的相鄰峰值之間距離的平均，可決定平均節距。基板上之平均可變異，亦即，例如，使用十個或更少個相鄰峰值來決定平均，基板表面包含一百個或更多個稜鏡(亦稱為稜鏡構造)，則可將平均節距設計為使之變異。應注意者為，該平均為將檢驗之剖面取樣之平均，w方向之長度樣本在0.5mm到100mm之間。
選擇性地，各個稜鏡之峰值位置可(個別地)沿著各個稜鏡峰值之1長度方向在橫向w方向變異，如圖3所示。此變異定義為橫向調變。調變包含沿著長度1，自橫向方向w(垂直於高度的方向)標稱的(不改變的)線性路徑調變構造(例如稜鏡構造等)，藉由使用波形，或是使用為1的函數之具有非隨機的、隨機的(或是虛擬隨機的)振幅且/或週期的波形來調變光學膜之構造，於此，振幅指的是垂直於與調變過的稜鏡路徑相符的直線的最大偏移(excursion)。對於各個稜鏡而言，此直線實質上平行於1。振幅可為少於平均節距或是大於平均節距。如上所提，4微米(例如離中心加或減2微米)的振幅就足以消除條紋。調變可少於或是等於±20微米，或者明確而言，少於或是等於±10微米，或更明確而言，少於或是等於±5微米，或明確而言，例如對於37微米的平均節距來說，調變為±2微米到±10微米。最大調變可為平均節距的2%到100%，或者，明確而言，5%到90%，或者，更明確而言，2%到50%，或者，更明確而言，10%到25%，且較大的調變會有亮度減少的問題。在某些實施例中，調變為平均節距之70%到95%，或者，明確而言，為75%到90%。例如，膜可具有0.5微米(μm)到1μm之高度調變，且/或節距之±5%到±100%的橫向調變。
橫向調變波形之範例包含正弦形的波形，其中正弦形具有隨機的相位、頻率或是振幅，或是包含前述至少其中一項之組合。另一範例為信號係藉由以帶通濾波器、低通濾波器或是高通濾波器濾波隨機的雜訊波形(均勻雜訊、高斯雜訊或是粉紅雜訊為範例)所產生的波形。信號可為連續的(類比)、不連續的(取樣的)或是兩者之組合。橫向調變波形或是相鄰的稜鏡可包含稜鏡之間的交互作用。例如，可使用二維的濾波器，以使隨機波形係沿著長度1而濾波，且亦包含自相鄰稜鏡之雜訊波形輸入之數值輸入。此種應用可為在1方向低通濾波雜訊波形，在w方向對雜訊波形之間作高通濾波。藉由在二個維度中濾波，能以十分普遍的方式控制表面上的可見顆粒，以避免不欲之空間頻率。濾波器可為不連續的或連續的，或是二者之組合。在上述範例中，w方向之濾波器最有可能是不連續的，1方向之濾波器至少為接近連續的。各種濾波器可使用之截止波長為10微米到10毫米。此範圍亦可用於用在橫向調變之正弦形的組成。
典型的具有筆直面之稜鏡膜之宏觀模糊函數會造成雙重影像，雙重影像效應隨著稜鏡陣列表面與目標之間的距離函數增加。因為在隨機化的構造中引入了各種調變路徑，會有因為路徑彎曲造成的模糊函數的額外組成。此效應為各個分離影像環繞一弧旋轉所造成的。因為模糊函數類似於弓形(見圖5)，此則稱為「弓形擴散」。大致上而言，路徑的斜率增加會造成模糊增加。
儘管大於平均節距之5%的調變可用於解決波紋效應，但因為是週期性的正弦形波形，不知道或是不能相信橫向調變可與高度調變(為1之函數或是不同稜鏡之間的峰值高度調變)能組合使用，以減少或是消除週期性所引入的條紋，而又能避免光學耦接。
圖6及7繪示例示性的背光顯示器。光線自光源(例如冷陰極螢光(CCFL)；可使用一個或更多個發光二極體)進入顯示器，並通過光導，反射朝向擴散器。光線通過擴散器並進入稜鏡膜，光線為平行且被引導出顯示器(見光線射出箭頭)。導向至返回擴散器之光線被反射器反射朝向稜鏡膜。此種膜之大量統計特性係以例如光學增益及視角的參數為特徵。示於圖中之稜鏡膜可利用現有的揭示來設計，亦即，顯示器背光可包含一個或更多個稜鏡膜。
特徵化表面之一種方法為自相關函數。使沿著剖面區段之表面之高度給定為f(x)，其中x為沿著橫剖面之位置。f(x’)之自相關函數給定如下：
其中x’為x軸之偏移量。自相關函數cf (x’)相對於等於0的x’是對稱的，且對於f(x)之功率譜具有傅立葉轉換(Fourier transform)關係。
自相關係用於表面量測，以分類不同類型的表面。自相關函數在x’=0處具有最大值。隨機表面，例如擴散器，具有cf (x’)會隨著高於零的x’的增加而快速減少的特性。對於純粹的週期性表面而言，cf (x’)會以相當於構造之標稱週期之間距震盪到最大值(見圖12(a)-(h)，其中(a)與(e)相關，(b)與(f)相關，以此類推)。如此會發生在對於負無限大到正無限大的積分；對於週期性表面的有限剖面，以等於樣本長度之長度逐漸線性縮減到0的cf (x’)亦具有類似的震盪。
用以量化表面之隨機性之一種方法為使用f(x)之自相關長度。自相關長度(LC )為自x’開始之距離，cf (x’)在此x’開始減少到閾值之下。閾值為cf (x’)在x’=0的分量，通常為e-1 (0.37)。大致上而言，自相關長度越短，表面的隨機性就越大。對於表面構形是由純粹的白雜訊組成的表面而言，cf (x’)減少為差量函數，且LC =0。
比起具有較小自相關長度的表面而言，較大的自相關長度代表其表面具有較少隨機性。David J. Whitehouse所著，IOP出版公司在1994年出版之表面量測手冊 的第49-58頁提供了對於自相關函數的更詳細討論。
圖12之範例顯示以1.7毫米對膜之1.7毫米(mm)的模型所做的自相關函數分析，且從左至右之各個範例之隨機橫向調變為增加隨機性的。各個範例係以1微米乘1微米的方格取樣，且係以w方向所取之1.7微米長的剖面量測自相關函數(高度h為w之函數)。利用設有MATLAB函式庫(release)「R12」的MATLAB分析軟體標準函數xeorr .m 實施分析。「coeff」選擇是用於提供零延遲(初始值)正規化的輸出。
注意，自相關函數以等於範例之平均節距(全部皆為37μm之平均節距)的間隔震盪。對於圖12(e)(具有最少橫向調變之圖12(h))而言，震盪包絡線近乎是線性減少為位置的函數。其他全部的範例具有為位置函數之更快減少到較低值的包絡線(接近圖12(h)為增加)。此下降是歸因於逐漸增加的隨機橫向調變而產生的增加的隨機性。
在某些實施例中，在少於或是等於0.5毫米(mm)的自相關長度之內，1.7mm樣本的光學基板之三維表面之自相關函數之值減少到少於或是等於其初始值的1/e(1/2.7183)。在又其他實施例中，在少於或是等於0.1mm之內，自相關函數之值減少到初始值的1/e。可在膜或是使用此技術之其他光學基板上的任何位置之橫向剖面取1.7mm的樣本。
自相關長度與波紋的減少有關。如所述，比起較大的自相關長度，較小的自相關長度表示具有更多隨機性，且較小的自相關長度亦與較多的擴散與波紋減少有關。因為基板之三維表面(圖12(b)-(d))為高度不規則，如低自相關長度所表示，基板可有效地減少波紋。
如上所提，意料之外發現，平均的視線橫向調變足以遮掩實質上為週期性的稜鏡峰值高度調變圖樣造成的不欲視覺外觀。高度變異或是稜鏡峰值可具有非常長的週期：波長為特定基板之l方向稜鏡之最大長度的數倍。如此可實際上顯現成環繞作為膜之壓模片(master)的鼓形之切割工具之高度之長波長變異。為了說明的目的，基板之l最大長度等於壓模鼓形之外直徑的一個周圍路徑(但在其他情形中可以改變)。在此情形中，每個稜鏡等同於環繞鼓形之一個環，且可由鼓形迴轉編號辨識，沿著l之距離等同於繞著鼓形軸的旋轉中的位置(t，單位為弳度)。
高度變異的用途的是為了要最小化光學耦接。可藉由製造高度變異，使大部份的稜鏡不會受到光學耦接而達成。可藉由對於在w方向量測的基板之任何剖面而言，將大部分的稜鏡峰值保持在最高的稜鏡峰值高度以下至少0.5微米而達成(對於針尖半徑小於2μm的鑽石探針輪廓儀(diamond stylus profilometer)而言，0.5毫米到1.7毫米為合適的量測寬度)。即使出現扭曲的基板，此距離可實質上避免與較低之稜鏡接觸。淨效應為實質上減少接觸稜鏡之密度，及光學耦接效應較不顯著。
以下為用於高度調變之波形範例，h(l)。t以鼓形直徑d而與l有關，使對於圍繞鼓形(名義上以間距p互相分開)之各jth 環而言，l等於t乘以d。應注意者為，既然各環相當於個別的稜鏡，jth 環就等同於jth 稜鏡。使數個相鄰環之各者在t=0之各個峰值之高度係由環編號j來辨認，以使h為j的函數，或是h(j)。高度調變可沿著l為連續的(例如，高度沿著各個稜鏡之長度而變異)，或者為環對環不連續的(例如，高度不沿著各個稜鏡的長度變異，但會在稜鏡之間變異)，或是此二者之組合。定義週期=15.5；beta=4；以使
於此，beta為非線性的比例因子，使高度分佈為彎曲，cos為餘弦函數。峰值高度(h (j ))之剖面給定於圖8中。應注意者為，此等高度係在h=0時定義，h=0定義為最矮峰值或是標稱參考高度之高度。隨著調變之整個基板之高度變異給定於圖9中。
如圖10所例示，h(j)之另一範例如下：
h (j )=a0 +a1 cos(jw )+b1 sin(jw )+a2 cos(2jw )+b2 sin(2jw )+a3 cos(3jw )+b3 sin(3jw )+a4 cos(4jw )+b4 sin(4jw )+a5 cos(5jw )+b5 sin(5jw )。
其中(單位高度為微米)
a0 =-0.001667
a1 =0.1807
b1 =0.3245
a2 =-0.2006
b2 =0.3085
a3 =-0.58
b3 =-0.005871
a4 =0.003714
b4 =0.1724
a5 =-0.0004167
b5 =-0.0016以及
w=0.4516
應注意者為，上述之範例皆可重新公式化成等同於在1連續。如圖8及10所示，高度調變亦具有保持大多數峰值高度在最峰值值以下之0.5μm或更多的位準的峰值高度分佈的特性。儘管波為週期性的，但只要分佈為彎曲成使大多數峰值高度大於或是等於最峰值值高度以下的0.5μm(亦即，中間高度為比最高的峰值高度少至少0.5μm)，則以類似的大組成波長(亦即，空間頻率組成)形成的波形可達成類似的效應。若最峰值值產生在群集(高度落在最大峰值高度的0.25微米之內之相鄰峰值)中，所欲者為各個群集中出現少於或是等於3個峰值(或者，明確而言為2個峰值)，且各個群集係由大於或是等於5個較低峰值所分離，明確而言，大於或是等於8個較低峰值(對於任何w方向的剖面而言)。分離有助於避免視覺上令人生厭的浸透大區域。不必限制群集的出現一定要是嚴格的週期性，但如此可簡化高度變異的設計。若不使用些微的橫向調變，即使對於高度變異使用隨機化時，所欲之長波長易於在膜外觀產生令人生厭的條紋。應注意者為，高度調變的週期不一定要為稜鏡節距之整數倍。
可根據數個處理技術產生基板之真實表面，其可在w及1維度具有少於或是等於4公尺的特徵尺寸，且具有良好的表面粗度(例如，平均表面粗度Ra 少於或是等於4奈米(nm)的光滑面，較佳者為少於或是等於1奈米)。此等處理技術包含使用硬式工具之光微影、灰階微影、微微影、電子放電機械加工及微機械加工，以形成上述之表面模型之鑄模等。
舉例而言，用以製造基板之方法包含壓模、電鑄形成及模造。光微影壓模可用於直接雷射寫入光阻、灰階遮罩、且/或可為傾斜的連續半色調遮罩。光阻可由雷射光子直接移除，或用作額外處理步驟，例如反應性離子蝕刻(RIE)之前驅。或者/此外，幾何形狀可使用硬式工具，例如多軸銑刀上的單點鑽石工具來壓模。壓模片通常做成負片(negative)。壓模片的基板可為玻璃(例如融化的二氧化矽)、金屬(例如銅或是鎳)或是塑膠(例如聚碳酸酯)。壓模片可用於直接鑄模塑膠部份，或用於電鑄形成。
可在一個或多重(例如兩個)步驟中電鑄形成，其中，若只使用一個步驟，壓模片為正片(positive)。壓模片可塗佈薄金屬塗佈(特別是在壓模片並非本質導電時)。「母片」電鑄形成係由電沉積鎳(或其他材料)於壓模片上而製造。再次電鑄形成複製品，以製造用於鑄模塑膠部分的「子片」。
用於鑄模裝置(膜)之目標物稱為鑄模。鑄模可為帶狀、鼓狀、盤狀、凹陷的形式。鑄模可為多數個壓模片或是電鑄形成所產生之地磚(tiles)。鑄模可用於在基板上經由各種處理浮雕(例如基板之熱浮雕)、壓延(例如基板之冷壓延)且/或經由加入其中形成有構造之紫外光固化或是熱固化材料而形成構造。鑄模可經由各種技術(例如射出鑄模、真空形成等)用於形成膜。基板或是塗佈材料可為任何有機、無機或是混成的光學透明材料，且可包含中止擴散、雙重折射且/或折射率變異粒子。
如此形成的光學基板可具有光學透明之材料，其折射率為1.1到3.0，且更明確而言，折射率為大約1.45到1.7。
揭示於此之範圍為包含性且為可結合的(例如，「高達25wt%，或是更明確而言，5wt%到20wt%」包含端點，且包含5wt%到25wt%中間所有的值，以此類推)。「組合」包含混合物、合金、產品反應等。更進一步，此處之「第一」、「第二」等術語並不表示任何順序、數量或是重要性，僅用於區分元件，且此處之術語「一」並不表示數量的限制，僅用於標示至少一個所述品項的出現。此處之字「(等)」意欲包含單數個或多數個之所修飾品項，因此，包含一個或更多個該品項(例如，該(等)著色劑包含一個或更多個著色劑)。「±10%」的標記表示所指示之量測結果可從所述量減10%到所述量加10%。在此說明書中所參照之「一個實施例」、「另一實施例」、「一實施例」等表示與該實施例一起描述之特定元件(例如特徵部、構造、且/或特徵)包含於至少一個此處所述之實施例中，且可出現或可不出現於其他實施例中。此外，應了解者為，所述之元件能以任何合適的方式與各種實施例結合，並不限於所述之特定組合中。
已參照例示性實施例來描述膜，但熟知本技藝者當可了解，可在不脫離範圍之內，做出各種變更，並以均等物來替換元件。此外，可在不脫離主要範圍之內，利用上述教示製作許多改型，以適用於特定情況或是材料。因此，本發明並不侷限於用以實施本發明之最佳實施模式之特定實施例，而是包含落在後附之申請專利範圍內中的全部實施例。
10．．．線
12．．．峰值角度
14．．．左面
16．．．右面
現在參照為例示性實施例之圖式，其中，相似元件之編號亦相似。
圖1為一例示性稜鏡膜之橫剖面圖。
圖2為具有不同稜鏡間隔之例示性稜鏡膜之橫剖面圖。
圖3為具有調變的稜鏡路徑之膜之實施例之透視圖。
圖4為沿著1方向在w方向調變之調變稜鏡路徑之部分之頂視圖。
圖5為光束之旋轉及擴散之透視圖，其顯示弓形擴散。
圖6繪示一顯示器背光。
圖7繪示一顯示器背光。
圖8及10為峰值高度h(j)之例示性圖解剖面。
圖9及11分別為具有圖8及10之調變之整個基板高度變異之長條統計圖。
圖12(a)-(d)顯示沿著w方向所取之剖面之例示性調變表面，各剖面為1.7mm長，取樣距離為1微米。
圖12(e)-12(h)分別圖解顯示圖12(a)-(d)所示之表面之自相關函數。
圖13(a)-(d)分別圖解顯示圖12(a)-(d)沿著w方向所取之剖面之調變的稜鏡表面之功率光譜密度函數f(x)，各剖面為1.7mm長，取樣距離為1微米。

Claims (12)

  1. 一種光學膜，包含：一表面，包含多數個稜鏡構造，其中，各該稜鏡構造在w方向具有該等稜鏡構造之一平均節距的±2%到±20%的一橫向調變；其中，該多數個稜鏡構造在不連續且/或連續之稜鏡峰值高度之w方向具有一變異，以及其中，在該w方向之一間距可規律地量測到一最高稜鏡峰值高度，該間距大於或是等於一平均節距的五倍，其中，該平均節距係由w方向的100mm的一取樣長度決定，其中，該w方向垂直於1方向，以及其中該1方向係沿著該稜鏡的一長度方向。
  2. 如申請專利範圍第1項之膜，其中，對於沿著w方向所取之任何剖面，多數之稜鏡峰值大於或是等於該最高稜鏡峰值高度之下的0.5微米。
  3. 如申請專利範圍第1-2項中任一項之膜，其中，當在該w方向判定有一峰值群集，其中，該峰值群集包含少於或是等於3個峰值，且各該群集係由大於或是等於5個峰值所分離，且其中，該群集為高度落在最高稜鏡峰值之0.25微米之內的相鄰峰值的一族群。
  4. 如申請專利範圍第1-2項中任一項之膜，其中，該調變為該平均節距的±2%到±15%。
  5. 如申請專利範圍第4項之膜，其中，該調變為該平均節距的±5%到±10%。
  6. 如申請專利範圍第1-2項中任一項之膜，其中，該等稜鏡構造在1方向具有一高度調變。
  7. 如申請範圍第6項之膜，其中，該高度調變是隨機的。
  8. 如申請專利範圍第1-2項其中任一項之膜，其中，該橫向調變包含一可變的稜鏡間隔。
  9. 如申請專利範圍第1-2項其中任一項之膜，其中，該橫向調變是隨機的。
  10. 如申請專利範圍第1-2項其中任一項之膜，其中，該變異是規律的且是正弦形的。
  11. 一種背光顯示器，包含一光源及如申請專利範圍第1-2項中任一項之膜。
  12. 一種製造光學膜之方法，包含：在一表面上形成多數個稜鏡構造，其中，該多數個稜鏡構造在w方向具有該等稜鏡之一平均節距的±2%到±20%的一橫向調變，且該多數個稜鏡構造在不連續且/或連續之稜鏡峰值高度之w方向具有一變異；以及其中，在該w方向之一間距可規律地量測到一最高稜鏡峰值高度，該間距大於或是等於一平均節距的五倍，其中，該平均節距係由w方向的100mm的一取樣長度決定，其中，該w方向垂直於1方向，以及其中該1方向係沿著該稜鏡的一長度方向。
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