TWI549799B - 在基板上形成凹凸結構的方法與模具製作的方法 - Google Patents

在基板上形成凹凸結構的方法與模具製作的方法 Download PDF

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友輝光電股份有限公司
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Description

在基板上形成凹凸結構的方法與模具製作的方法
本發明係關於具有結構化表面的光學基板，特別係關於用於亮度增強與擴散的光學基板，且更特別地係關於使用於具有平面光源之平面板顯示器的亮度增強與擴散基板。
平面板顯示技術通常被使用於電視顯示器、電腦顯示器與手提電子顯示器(例如，行動電話、個人數位助理(PDA)、數位照相機、數位板等等)。液晶顯示器(LCD)係為一種平面板顯示器，其係顯示具有像素陣列的液晶(LC)模組，以使影像成像。
圖1顯示LCD顯示器的實例。背光LCD 10包含液晶(LC)顯示模組12、呈背光模組14形式的平面光源、以及夾於LC模組12與背光模組14之間的許多光學薄膜。LC模組12包含夾於兩透明基板之間的液晶，以及定義二維像素陣列的控制電路。背光模組14提供平面光分佈，其中光源在一平面上延伸的背入式型態，或者如圖1所示，其中線性光源16被設置在導光板18邊緣上的側入式型態。反射片20係被提供以引導光線從線性光源16、經由導光板18邊緣、進入導光板18。導光板18的結構(例如，具有錐形面板與光反射與/或散射表面30被定義在面遠離LC模組12的底表面上)，以分佈並引導光線經過面向LC模組12的頂部平面表面。光學薄膜包括上與下擴 散薄膜22與24，其係將來自導光板18之平面表面的光線擴散。光學薄膜進一步包括上與下結構表面、光學基板26與28，其係會將通過的光線重新分配，以致於離開薄膜的光線分佈能夠沿著薄膜表面的法線而更被引導。在該技藝中，光學基板26與28經常被視為光度或亮度增強薄膜、光線重定向薄膜與方向性擴散薄膜。進入LC模組12、經過此光學薄膜組合的光線，其係在LC模組12之平面區域上的空間分佈是均勻的，其係並且具有相當強的垂直光線強度。
亮度增強薄膜26與28的主要功能係為改善整個背光模組的亮度。亮度增強薄膜的效果，係為藉由減少以更大角度發出的光量，來增加以小角度發射到顯示軸的光量。因此，當人們以相關於該軸之角度的增加來注視一顯示器時，所得到的亮度將是衰減的。在35與45度之間，所得到的亮度將衰減非常快。這效果被稱為銳截止(Sharp Cut-off)。
在背光LCD 10中，亮度增加薄膜26與28會使用縱向稜形結構來引導光線沿著觀看軸(亦即，垂直該顯示器)，其係增加該顯示器使用者所看到光線的亮度，並且允許該系統使用較小的功率來產生希望位準的同軸照明。亮度增強薄膜26與28具有平滑或光面的光輸入表面，經由此，光線可從背光模組進入。因此，許多LCD則會使用兩亮度增強薄膜層(如在圖的LCD)，其係繞著垂直薄膜平面的軸而彼此相關地轉動，以致於在個別薄膜層中的縱向尖峰或凹底會彼此成90度，從而沿著垂直光輸出表面的兩平面來準直光線。
當亮度增強薄膜26之光面底表面在其他亮度增強薄膜28的結構化表面以上的時候，吾人可體會，在頂部亮度增強薄膜26之光面表面與底 部亮度增強薄膜28之結構化表面與/或光面表面之間的光學互動，其係會產生不希望的可見人工假影於顯示影像中，其係呈在顯示影像中可觀察到的干涉光柵形式(亦即，亮與暗重複圖案)。這些亮與暗圖案亦可被產生於上亮度增強薄膜26與不存在上擴散薄膜22之LC模組12相鄰表面之間(圖1)。起因於缺陷與非均勻性的不希望影像影響效果，譬如干涉光柵、截斷效應(彩虹紋)、物理缺陷、流體、應力等等，其係可藉由使用上擴散膜來遮蔽(例如，在圖1之亮度增強薄膜26以上的擴散薄膜22)。
在無需補償LCD的顯示品質之下，用來減少LCD功率耗損、厚度與重量的需要則會增加。於是則必須減少背光模組的功率耗損、重量與厚度、以及種種光膜的厚度。在此方面，許多光線引導技術會被研發，以在沒有折衷顯示亮度之下減少功率耗損。一些研發則可被引導到背光膜組的設計(亦即，在圖1背光膜組14元件的設計結構，包含光源16與反射片20與導光板18)，以改善整個光輸出性能。此外，其他發展則可被引導到擴散薄膜22與24以及明度/亮度增強薄膜26與28。
至今為止，為了減少在LCD之光學薄膜的整個厚度，可實施許多努力以減少光學薄膜的數目，從四薄膜(例如，在圖1中的光學薄膜22、24、26與28)到三薄膜。在此方面，一種方式係為將低擴散薄膜24與低亮度增強薄膜28維持為個別結構，但是頂部擴散薄膜22與頂部亮度增強薄膜26的功能則會被結合與合併為單一混合薄膜結構。該三膜型態顯示器會被廣泛地採納於手提電子裝置與筆記型電腦，在此，推動該外殼減少此些裝置的總尺寸是特別令人希望的。
種種努力亦可被進行，以研發混合式亮度增強薄膜。參考圖2，美國專利案第5,995,288號揭露一顆粒塗層，其係相關於該頂側上的結構化表面而被提供在該光學基板的底側上、該基板的相反側上。光面表面不再存在於光學基板的底側上。所添加的顆粒會得到使光線散射的效果，以用於光線擴散。參考圖3，美國專利案第5,598,280號揭露一種藉由光學擴散而在光學基板底側上形成小投射以改善光度之不均勻性的方法。此些擴散處理將隱藏許多干涉光柵，以令使用者看不到他們。這些方法的其中一缺點係為光散射能夠減少同軸增益。更者，在希望的觀看角度內引導光線上，混合亮度增強薄膜亦會比較無效。
其他人已經調查修改光學基板之結構化表面之稜鏡表面的結構。例如，參考圖4A與4B，美國專利案第6,798,574號提供細微的突出物於光學基板之結構化表面的稜鏡表面上，其係假設可以較寬的角度在特定方向上傳播光線。
於是，所有前述的混合亮度增強薄膜包含被弱化的光輸出方向性。更者，先前薄膜的整個亮度或光度則會明顯減少。再者，所有上述的混合亮度增強薄膜包含需要相當更高製造成本的相當複雜結構。
由於使用在手提電子裝置的複合膜較薄，產品具有不佳的剛性且一些不希望的現象(例如牛頓環、吸附)容易發生。此外，人們在近距離行為使用手提電子裝置，且彩虹紋現象容易影響顯示品質。傳統上，基板的背面設計成具有高霧度以降低上述的光學缺陷，但輝度也隨之衰退。
仍舊需要一種具有增強亮度並提供有效擴散之結構、以及克服先前技術多功能光學薄膜之缺點的光學基板。
本發明係關於具有光準直與光擴散功能兩者的擴散稜鏡基板。更特別地，本發明係針對擁有一結構化表面的一光學基板，其係藉由準直光線來增強光度或亮度以及增強光線的擴散。
在本發明的一個態樣中，光學基板呈薄膜、薄層、面板與類似物的形式，其係為彈性或硬性，其係具有結構化稜柱形表面與相對的結構化雙凸表面。在一種實施例中，結構化雙凸表面包括淺曲面透鏡結構(例如，凸透鏡)。相鄰的淺曲面透鏡結構係為連續或不連續，或由一固定或可變間隔所分隔。該透鏡結構具有擁有均勻或可變截面的縱向結構。該雙凸透鏡可具有橫向蜿蜒結構。相鄰筆直或蜿蜒的雙凸透鏡片段，其係可彼此相交或部份或完全重疊。在進一步實施例中，該雙凸透鏡係呈雙凸片段而非光學基板之相對邊緣之間連續結構的形式。該雙凸片段可具有規律、對稱形狀、或不規律、不對稱形狀，其係可相交或重疊。雙凸透鏡的表面，包括雙凸段，其係可被結構化，以進一步影響擴散。
在本發明的進一步態樣中，淺曲面透鏡結構可提供具有獨立漣波，其係呈單一節點或一系列節點的形式。
根據本發明，該結構化表面提供光學準直與光學擴散特徵兩者，其係可在沒有明確減少整個亮度之下，減少特定不希望的光學校果，譬如吸附(wet-out)、牛頓環、干涉光柵以及截斷效應(彩虹紋)等等。
本發明的另一目的是揭露一種在基板上形成凹凸結構的方法，該方法包含：透過一控制系統使用一堅硬工具刺入(penetrate)一模具以在該模具的一 表面上依序刻劃複數個溝槽，其中該堅硬工具具有一形狀使得各個該溝槽的橫向(transverse)寬度隨著該堅硬工具的刺入深度增加而增加，其中刻劃該些溝槽包含：藉由維持該堅硬工具實質上沿著在一第一方向上的一第一直線以沿著該第一方向刻劃一第一溝槽；以及藉由維持該堅硬工具實質上沿著一第二直線以沿著該第一方向刻劃一第二溝槽，其中該第二直線平行在該第一方向上的該第一直線，其中藉由該堅硬工具的刺入深度所控制的該第二溝槽之橫向寬度增加足以沿著該第二溝槽的橫向方向截斷該第一溝槽，使得該第一溝槽被該第二溝槽分離(separate)成複數個凹槽(notch)；以及使用該模具的該表面壓印在該基板上的一薄膜以在該基板上形成該凹凸結構。凹凸結構具有下列的優點：(a)背光可有效地穿過凹凸結構而不會衰退以達到最適化的輝度增益；(b)可避免由規則的稜鏡結構導致的莫爾紋；(c)由一維的透鏡結構改變成二維的曲面結構以有效地增加光學膜的擴散範圍和屏蔽(screening)性質。
10‧‧‧背光液晶顯示器
12‧‧‧液晶顯示模組
14‧‧‧背光模組
16‧‧‧線性光源
18‧‧‧導光板
20‧‧‧反射片
22‧‧‧上擴散薄膜
24‧‧‧下擴散薄膜
26‧‧‧光學基板
28‧‧‧光學基板
30‧‧‧光反射與/或散射表面
50‧‧‧光學基板
51‧‧‧溝渠
52‧‧‧結構化雙凸表面
53‧‧‧基底層
54‧‧‧結構化稜柱形表面
55‧‧‧雙凸層
56‧‧‧雙凸透鏡
57‧‧‧稜鏡層
58‧‧‧縱向稜鏡
59‧‧‧冠頂
60‧‧‧尖峰
62‧‧‧谷底
70‧‧‧光學基板
72‧‧‧雙凸結構化表面
74‧‧‧結構化稜柱形表面
76‧‧‧淺曲面凸透鏡
78‧‧‧稜鏡
86‧‧‧隔離節點
100‧‧‧液晶顯示器
110‧‧‧液晶顯示器
112‧‧‧液晶顯示模組
114‧‧‧背光模組
116‧‧‧線性光源
118‧‧‧導光板
120‧‧‧反射片
126‧‧‧結構化光學基板
128‧‧‧結構化光學基板
170‧‧‧光學基板
172‧‧‧結構化雙凸光輸入表面
176‧‧‧淺曲面凸透鏡
185‧‧‧漣波
186‧‧‧節點
510‧‧‧基底層
510’‧‧‧基底層
512‧‧‧縱向稜鏡
520‧‧‧雙凸透鏡
520’‧‧‧雙凸透鏡
520”‧‧‧雙凸透鏡
522‧‧‧圓圈
524‧‧‧凸彎曲表面
524’‧‧‧表面
524”‧‧‧結構化雙凸表面
525‧‧‧雙凸透鏡
526‧‧‧雙凸透鏡
527‧‧‧雙凸透鏡
528‧‧‧雙凸透鏡
528’‧‧‧雙凸透鏡
529‧‧‧雙凸透鏡
529’‧‧‧雙凸透鏡
530‧‧‧雙凸片段
532‧‧‧雙凸片段
534‧‧‧雙凸片段
535‧‧‧雙凸片段
536‧‧‧雙凸片段
550‧‧‧光學基板
551‧‧‧光學基板
552‧‧‧光學基板
553‧‧‧光學基板
554‧‧‧光學基板
555‧‧‧光學基板
556‧‧‧光學基板
556’‧‧‧光學基板
557‧‧‧光學基板
557’‧‧‧光學基板
558‧‧‧光學基板
559‧‧‧光學基板
560‧‧‧光學基板
561‧‧‧光學基板
2001‧‧‧溝槽
2002‧‧‧溝槽
2003‧‧‧溝槽
2004‧‧‧溝槽
2005‧‧‧溝槽
2006‧‧‧溝槽
2006A‧‧‧位置
2006B‧‧‧位置
2007‧‧‧溝槽
2008‧‧‧溝槽
2009‧‧‧溝槽
2009A‧‧‧位置
2010‧‧‧溝槽
2011‧‧‧溝槽
2013‧‧‧溝槽
2014‧‧‧溝槽
2051‧‧‧第一縱軸
2055‧‧‧模具
2061‧‧‧部分
2062‧‧‧間隔
2063‧‧‧第一線
2056‧‧‧基板
2066‧‧‧片段
為了更完整理解本發明之特色與優點以及較佳使用模式，可參考結合附圖而研讀的以下詳細說明。在以下圖式中，在整個圖式，相同參考數字指相同或類似部件。
圖1概要地顯示先前技術LCD的結構。
圖2至4顯示先前技術混合亮度增強光學與擴散基板。
圖5概要地顯示LCD的結構，其係根據本發明的一種實施例來合併該光學基板。
圖6a係為根據本發明一種實施例所設計之具有結構化光輸入與輸出表面之光學基板的概要透視圖。圖6b至6d係為在圖6a之光學基板的一截面圖。
圖7(a)至(f)顯示入射在具有不同光輸入與輸出表面之光學基板上之朗伯光源之燭光分佈曲線的比較性參數研究。
圖8係為顯示雙凸表面結構的概要一截面圖。
圖9a與9b概要地顯示根據本發明實施例所設計的雙凸表面結構。
圖10a與10b概要地顯示根據本發明另一實施例所設計的雙凸表面結構。
圖11a與11b概要地顯示根據本發明仍另一實施例所設計的雙凸表面結構。
圖12a與12b概要地顯示根據本發明仍另一實施例所設計的雙凸表面結構。
圖13a與13b概要地顯示根據本發明進一步實施例所設計的雙凸表面結構。
圖14a至14f概要地顯示根據本發明另一進一步實施例所設計的雙凸表面結構。
圖15a至15f概要地顯示根據本發明仍進一步實施例所設計的雙凸表面結構。
圖16a與16b概要地顯示根據本發明仍另一實施例所設計的雙凸表面結構。
圖17係為根據本發明一實施例所設計之雙凸片段的概要圖。
圖18a至18d係為根據本發明另一實施例所設計之雙凸片段的概要圖。
圖19a至19d係為根據本發明進一步實施例所設計之雙凸片段的概要圖。
圖20a至20d係為根據本發明仍另一實施例所設計之雙凸片段的概要圖。
圖21a係為根據本發明仍進一步實施例所設計之雙凸片段的概要圖；圖21b係為圖21之雙凸片段的SEM照片；圖22a至22d顯示根據本發明實施例所設計的節點雙凸結構。
圖23a至圖23c顯示根據本發明一實施例所設計的漣波雙凸結構。
圖24a與24b係為光學基板比較截斷效應的照片。
圖25係為根據本發明一個實施例所設計之包含合併本發明之本發明光學基板之LCD面板的電子裝置。
圖26至圖30說明在本發明不同實施例中形成在模具表面上的一部分溝槽之上視圖，其中為了方便起見而顯示各個溝槽的相對邊緣。
圖31a說明在圖26至圖29的溝槽之上視圖，其中該溝槽具有不落於其相對邊緣之間的第一縱軸。
圖31b說明在圖30的溝槽之上視圖，其中該溝槽具有落於其相對邊緣之間的第一縱軸。
圖32a為模具的三維空間示意圖，其中該模具具有遍及其表面上的複數個溝槽。
圖32b為圖32a的上視圖。
圖32c為基板的三維空間示意圖，其中該基板具有藉由壓印在其上的一薄膜以形成在其上的一凹凸結構。
圖32d為圖32c的上視圖。
本說明係為實施本發明的目前最佳考慮模式。本發明係參考種種實施例與圖式而被說明於此。本說明之產生係為了顯示本發明的一般原理，其係並且不應該以限制意義來執行。熟習該技術者將理解到，在不偏離本發明範圍與精神下，變化與改善可由於這些學說來完成。本發明範圍係參考附加申請專利範圍而被最佳理解。
本發明係關於具有光準直與光擴散功能兩者的擴散稜鏡基板。更特別地，本發明針對擁有藉由準直光線來增強光度或亮度以及增強光線擴散之結構化表面的光學基板。在本發明的一個態樣中，該光學基板呈光學基板呈薄膜、薄層、面板與類似物的形式，其係為彈性或硬性，其係具有結構化稜柱形表面與相對的結構化雙凸表面。根據本發明，該結構化表面提供光擴散特徵，其係可在明顯不減少總亮度之下減少特定不希望的光學校果，譬如吸附(wet-out)、牛頓環或干涉光柵。
在本發明的上下文中，本發明光學基板可被採納於具有顯示面板的顯示裝置中，其係為平坦或彎曲以及硬性或彈性，其係包含任何顯示像素陣列。平面光源意指提供照明以覆蓋顯示像素陣列區域。於是，就具有顯示像素之彎曲影像面的顯示面板而言(此些面板係為硬性或彈性)，該背光將覆蓋在彎曲面中的顯示像素陣列，以有效地提供照明範圍到該彎曲影像面。
本發明將結合所示的實施例而被進一步說明如下。
圖5概要地顯示平面板顯示器的實例。根據本發明一種實施例所設計的背光LCD，其係包含液晶(LC)顯示模組112、呈背光模組114形式的平面光源、以及夾於LC模組112與背光模組114之間的許多光學薄膜。LC模組112包含夾於兩透明基板之間的液晶，以及定義二維像素陣列的控制電路。背光模組114提供平面光分佈，其中光源在一平面上延伸的背入式型態，或者如圖5所示，其中線性光源116被設置在導光板118邊緣上的側入式型態。反射片係被提供以引導光線從線性光源116、經由導光板118邊緣、進入導光板118。導光板的結構(例如，具有錐形或平面板與光反射與/或散射表面被定義在面遠離LC模組112的底表面上)，以分佈並引導光線經過面 向LC模組112的頂部平面表面。反射片120可被提供以促進捕捉逃離經過導光板118底側並且重新引導往回朝向導光板118的光線。
在所示實施例，根據本發明會有兩個結構化光學基板126與128(其係在結構上類似)，其係與通常在兩基板之間正交的縱向稜鏡結構一起排列。在圖5中，兩基板126與128會被概要地顯示，其係顯示呈現彼此平行之基板上的稜鏡結構(亦即，包括角度α=0°；亦可見圖6a)。基本上，稜鏡結構可以大於0°的角度來轉動，其係可在不需要進一步顯示之下被顯現。結構化光學基板126與128會被架構，以擴散光線以及增強光度或亮度，減少該顯示器的光輸出。進入LC模組112、經過此一光學薄膜組合的光線，其係可在LC模組112之平面區域上的空間均勻分佈，其係並且具有相當強的垂直光強度。該結構化光學基板126與128可消除在LC模組112與上結構化光學基板126之間各別擴散器薄層的需求。這可減少LCD 110的整個厚度。再者，根據本發明所設計的結構化光學基板126與128可減少從基板之間以及上基板與相鄰LC模組112之間所產生的干涉光柵。或者，根據本發明，只有一個光學基板126與128需要被結構化(例如，只有上光學基板126)，以提供可接受的干涉光柵位準與光學擴散效果。或者，只有一個光學基板126與128可被提供在LCD 110中。
當背光模組114以光源116被放置在導光板面板118邊緣上來顯示時，在不背離本發明的範圍與精神之下，背光模組係為另一種光源配置，譬如放置在導光板邊緣上的LED陣列，或者替代導光板的LED平面陣列。
當所顯示的LCD 110實施例沒有包括額外的純擴散器薄膜時，在不背離本發明範圍與精神下，在LCD 110中的光學薄膜則包括選擇性上與/ 或下擴散器薄膜。換言之，為了得到本發明之好處而取代在圖1所示LCD 10中的亮度增強薄膜26與/或28，其係充分在本發明範圍內。要注意的是，擴散器薄膜或層可與光學基板分辨，以用於亮度增強(亦即，在以下所討論的亮度或光度增強薄膜)，其中該擴散器薄膜並沒有具有稜柱形結構。誠如在光度增強薄膜的情形中，替代主要引導光線以在離開顯示器的方向中增強光度，擴散器薄膜主要地使光線散射與分散。
本發明的光學基板具有稜柱形結構與雙凸結構在相反側上，其係可被架構，以增強亮度與擴散光線兩者。具體地，圖5所示的光學基板包括根據本發明所設計的相對結構化表面，其係擴散光線以及使通過的光線重新分佈，以致於離開薄膜的光線分佈能夠更沿著該薄膜表面的法線而被引導。
圖6a顯示根據本發明一種實施例所設計之將稜柱形與雙凸結構結合在基板相對側上的光學基板，其係可被使用當作在圖5之LCD 110中的結構化光學基板126與/或128。光學基板50具有一結構化雙凸表面52與一結構化稜柱形表面54。在此所示實施例中，該結構化稜柱形表面54係為光輸出表面，且該結構化雙凸表面52係為光輸入表面。
稜柱形表面54包括平行列的不連續或連續縱向稜鏡58，其係延伸於基板50的兩相對邊緣之間。在圖6a的實施例中，縱向稜鏡58列係被橫向地平行排列(並肩)，以定義平行尖峰60與谷底62。在本實施例中，尖峰60的截面剖圖係相關於尖峰而對稱(以x-z面來觀看)。該尖峰頂角係為直角，且在整個稜柱形表面54的平面，該尖峰具有固定或類似高度以及/或者該谷底具有固定或類似深度。在所示圖6a的實施例中，相鄰尖峰/谷底之間的距離或節距係為固定的。
為了方便參考，以下正交x、y、z座標系統將在解釋種種方向上被採納。就圖6a所示的實施例，x-軸係在經過尖峰60與谷底62的方向上，其係同樣地被視為稜鏡58的橫向或橫向方向。y軸與x軸正交，大抵上為稜鏡58的縱向軸或方向。稜鏡58的縱向方向係關於尖峰60從稜鏡58一端點前進到另一端點的一般方向。該稜柱形表面54係位於x-y面。就一光學基板矩形片而言，x與y-軸將沿著該基板的正交邊緣。Z-軸會與x以及y-軸正交。顯示稜鏡58之橫向排列列端點的邊緣，係位於x-z面上，譬如圖6a所示，其係亦同樣地代表在x-z面上的一截面圖。稜鏡58每一個皆在x-z面上具有固定的截面剖面。參考稜鏡58的截面，其係為在沿著y-軸之種種位置上，在x-z面上所擷取的截面。再者，對水平方向的參考係在x-y面上，且對垂直方向的參考則是沿著z-方向。
雙凸結構化表面52包含一淺曲面透鏡結構(例如，凸面或凹面透鏡結構，或者凸與凹之組合)。特別地，雙凸結構化表面52包括水平、不連續或連續列的雙凸透鏡56，每一個皆連續地在基板50之兩相對邊緣之間的x-方向上延伸。相鄰雙凸透鏡的彎曲表面會相交，以定義平行溝渠51與冠頂59。就雙凸透鏡56而言，y-軸係在經過溝渠51與冠頂59的方向，其係同樣視為雙凸透鏡56的橫向或橫向方向。x-軸代表雙凸透鏡56的縱軸或方向。雙凸透鏡的縱向方向係關於冠頂59從雙凸透鏡56之一端點前進到另一端點的一般方向。顯示雙凸透鏡56之橫向排列列端點的邊緣，其係位於y-z面，譬如顯示於圖6a中者，其係同樣地代表在y-z面中的一截面圖。雙凸透鏡56每一個皆具有一固定截面剖圖於y-z面中。對雙凸透鏡56截面的參考係為在 在沿著x-軸之種種位置上於y-z面中擷取的截面。再者，對水平方向的參考係為在x-y面上，且對垂直方向的參考係為沿著z-方向。
同樣參考圖6b至圖6d，其係顯示沿著x-軸、y-軸以及以對x與y軸之角度45度而擷取的一截面圖。在所示實施例中，在整個光學基板結構中，結構化稜柱形表面54與結構化雙凸表面52一般彼此平行(亦即，不會形成總基板結構，其係通常會被變錐形，就像在背光模組中的導光板面板，或者其係為凹面或凸面)。在所示實施例中，基板50包含三個間隔層，其係包括支持稜鏡58之稜柱形表面的第一結構化層57、支持雙凸透鏡56之雙凸表面的第二結構化層55、以及支撐層55與57的中間平面化基底層53。該兩結構化層55與57會被附著到基底層53，以形成總光學基板50。令人理解的是，在不背離本發明範圍與精神下，光學基板可從單一積體物理材料層形成，而非三個分隔的物理層。光學基板50係為單一個或整塊體部，其係包括承載稜鏡與雙凸透鏡之表面結構的基底部份。
結構化稜鏡表面54在沿著x-z面所擷取之圖6b的一截面圖中具有複數個三角稜鏡58。結構化雙凸表面52在沿著y-z面所擷取之圖6c的一截面圖中具有複數個彎曲凸透鏡56。三角稜鏡58彼此傾斜依靠，以定義不連續或連續稜柱形結構化表面54，同時雙凸透鏡56同樣彼此傾斜依靠，以定義不連續或連續雙凸結構化表面52。雙凸結構化表面52有助於擴散功能並可減少特定的不希望光學校果，譬如吸附(wet-out)、牛頓環與干涉光柵。
在圖6a所示的實施例中，雙凸透鏡的縱向方向與稜鏡的縱向方向係為垂直。雙凸透鏡與稜鏡的縱向方向可以不同的夾角α來架構。夾角α範 圍從0°至90°，較佳為45°至90°，以便提供具有滿意能力來擴散光線同時不會明顯減少總亮度的光學基板。夾角實質為90°以提供較好性能。
在所示實施例中，雙凸層55與稜鏡層57係由相同或不同材料製成，且該基底層53係由相同或不同材料製成。雙凸層55與稜鏡層57可使用光學透明層形成，較佳地為聚合性樹脂，譬如紫外光或可見光輻射硬化樹脂，譬如紫外光硬化黏著劑。一般而言，該結構化稜柱形與雙凸表面56與58，其係藉由將包含聚合性與可交聯樹脂的可塗層化合物施加到主模組或主捲筒並且經受一硬化製程來形成。例如，稜柱形與雙凸結構係藉由晶粒組件、壓滾機械、模壓組件或其它等同設備而被形成在基底層53上。基底層53係由透明材料組成，譬如乙烯對苯二甲酸酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚苯二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)或聚氯乙烯(PVC)。基底層53反而可由與結構化層55與57相同的透明材料製成。基底層53提供必要厚度，以提供結構完整性到光學基板50的最後薄膜。
在另一個實施例中，稜柱形結構化表面54可藉由模鑄成型、擠壓、壓花、列表入或押出成型在透明基底薄膜上，同時結構化雙凸表面52會藉由以樹脂的紫外光硬化而被各別地製造在透明基底層53上。
用來形成具有結構化表面之基板之製程的進一步討論，其係可參考美國專利案第7,618,164號，其係以引用的方式併入於此。
在仍另一實施例中，結構化雙凸表面52可藉由模鑄成型、擠壓、壓花、列表入或押出成型在透明基底層53上而被一體成型，同時結構化稜柱形表面54會藉由以樹脂的紫外光硬化而被各別地製造在透明基底層53上。
在進一步實施例中，稜柱形結構化表面54可整體或各別地形成在基底薄膜上，同時該結構化雙凸表面亦可整體或各別地形成在另一基底薄膜上。該兩基底薄膜係藉由將譬如壓變黏著劑(PSA)的黏著劑簡單地堆疊或施加到薄膜以形成相等基底層53的結構而接連地組合。明顯的是，許多技術與製造方法之組合可被應用，以得到該結構化稜柱形表面、該結構化雙凸表面與該基底層或其等同物之組合。
光學基板的尺寸一般如下，例如：基底層53的厚度=數十微米至數毫米
稜鏡的尖峰高度(從基底層的相鄰表面所測到，或者假如基底層與稜鏡一體成型的話，從相鄰非相交稜鏡之間谷底所測到)=數十至數百微米
稜鏡谷底底部距離基底層頂部的距離=大約0.5至數百微米
稜鏡尖峰的頂角=大約70至110度
相鄰稜鏡尖峰之間的節距=數十至數百微米
雙凸透鏡的冠頂高度(從基底層的相鄰表面所測到，或者假如基底層與雙凸透鏡一體成型的話，從非相交相鄰透鏡之間谷底所測到)=1至300微米
相鄰冠頂高度之間的節距=10至數百微米
根據本發明所設計的光學基板可與配置用於顯示器的LCD來使用，例如用於電視、筆記型電腦、顯示器、譬如行動電話、數位照相機、PDA與類似物的可攜式裝置，以使顯示器更亮。
雙凸表面52與稜柱形表面54的效果以及種種光學基板架構的它們的交互作用則可參考圖7(a)至7(f)來觀察。圖7(a)至(f)顯示入射在具有不同光輸入與輸出表面之光學基板上之朗伯光源之燭光分佈曲線的比較性參數研究。在實線的曲線代表在X-方向中的燭光分佈，且在虛線的曲線代表在Y-方向中的燭光分佈。就圖7所示的實例而言，X-方向係為水平且Y-方向則進入頁面。
圖7(a)顯示在不存在任何光學基板之下，用於朗伯光源的燭光分佈曲線。在X與Y方向中的分佈係為相同。
圖7(b)顯示朗伯光源入射在平面PET薄膜上的結果。該燭光分佈曲線與圖7(a)者實質類似。
圖7(c)顯示在沒有任何雙凸結構下，朗伯光源入射在光學基板上的結果，其所具有的光輸出表面係呈在Y方向中具有稜鏡縱軸之一維結構化稜柱形薄膜的形式。該燭光分佈曲線意指在主要X-方向上分佈的明顯增強。這可藉由在同軸方向上將來自光輸入表面到光輸出表面的光線準直而來改善亮度。以該光學基板之稜柱形輸出表面的三角形結構，光線會在通過該光學薄膜時被重定向在X-方向中。
圖7(d)顯示朗伯光源入射在具有一維雙凸結構化薄膜之光學基板上的結果，其中該雙凸透鏡的縱向軸係在-方向上。燭光分佈曲線意指光線當通過雙凸薄膜時會在X-方向上發散。
圖7(e)顯示朗伯光源入射在具有結構化雙凸光輸入表面與結構化稜柱形光輸出表面之光學基板上的結果。兩結構化表面的縱向軸係彼此相 關地呈90°來轉動，其係在Y-方向上具有稜鏡的縱向軸。該結果指示在X-方向上的更增強光線以及在Y-方向上的更發散光線(亦即，擴散)。
圖7(f)顯示朗伯光源入射在具有結構化雙凸光輸入表面與結構化稜柱形光輸出表面之另一光學基板上的結果。兩結構化表面的縱向軸係彼此相關地呈0°來轉動，兩者皆在Y-方向中。該結果指示增強光線以及在相同方向上的發散/擴散光線。
根據以上比較性研究，吾人可觀察到，雙凸光輸入表面會發散光線，以產生擴散，且稜柱形光輸出表面則會呈散射與折射的方式來增強在同軸方向上的光線。
在本發明的另一實施例中，至少有些雙凸透鏡不會彼此相交，而使相鄰凸彎曲透鏡表面不相連或不連續。圖8係為在y-z面所看到之光學基板550的一截面圖(與圖6b相同面)。光學基板550包括基底層510與具有凸彎曲表面524形成在基底層510之頂表面上的複數個雙凸透鏡520以及形成在基底層510之頂表面上的縱向稜鏡512(類似稜鏡58)。每一雙凸透鏡520的表面524實質對應圓柱522的表面部份，其係在截面上的中心為〝O〞、半徑為〝r〞，其表面部份對應對角θ以及在截面上點〝a〞與〝b〞之間的對弧。在圖所示的一截面圖中，透鏡520對應圓圈522的一段，其係由弦a-b與弧a-b定邊界。如圖8所示，相較於圖6b，雙凸透鏡520的相鄰弧形表面524並沒有彼此接觸以形成相連或連續透鏡表面。在本實施例中，每一透鏡520的表面524〝墊底〞在基底層510的頂部上，其係在相鄰透鏡之間具有平間隔。在本實施例中，就不連續透鏡520而言，透鏡寬度節距1係為相同。在相鄰不連續透鏡之間，間隔節距2係為相同或不同。
在較佳實施例中，雙凸結構的角度θ範圍是5度至90度，更佳的範圍是20度至65度。雙凸透鏡結構的高度(H)(從基底層510的頂部測到，或者假如基底層與雙凸透鏡一體成型的話，從相鄰非相交或非重疊雙凸透鏡之間的谷底所測到)係為相等，較佳地範圍是1μm至100μm，更佳的範圍是2μm至50μm。雙凸透鏡的曲率是相同的。稜鏡512尖峰高度=5μm至100μm；相鄰稜鏡尖峰的節距=10μm至500μm；基底層510的厚度=5μm至1000μm；節距1=5μm至500μm；節距2=1μm至100μm；相鄰透鏡中心O之間的距離=5μm至500μm。
在較佳實施例中，稜鏡512的頂角範圍係為70度至110度，更佳地範圍為80度至100度。在另一個較佳實施例中，稜鏡單元的垂直高度(H)範圍為10μm至100μm，更佳地範圍為20μm至75μm。或者，該稜鏡單元具有或不具有相同垂直高度。在另一較佳實施例中，該稜鏡512的水平節距範圍是10μm至250μm，更佳地範圍為15μm至80μm。
圖9a係為頂部透視圖且圖9b係為光學基板551之另一實施例的一截面圖(在y-z面)。在本實施例中，雙凸透鏡520’的曲率與高度各別相同，且該結構化雙凸表面之兩不連續雙凸透鏡520’之間的距離節距2會相同。在本實施例中，每一透鏡520’的表面524’並沒有墊底於基底層510’的頂部上。雙凸透鏡結構的高度(H)(從基底層510的頂部測到，或者假如基底層與雙凸透鏡一體成型的話，從相鄰雙凸透鏡之間的谷底所測到)係為相等，較佳地範圍是1μm至300μm，更佳的範圍是2μm至50μm。雙凸透鏡的曲率是相同的。節距1=5μm至500μm；節距2=1μm至100μm； 圖10a與10b顯示光學基板552的另一實施例。在本實施例中，該結構化雙凸表面524”的兩不連續雙凸透鏡520”之間的距離節距2，其係在整個截面上是可變或不同的。雙凸透鏡的高度(H)(從基底層510的頂部測到，或者假如基底與雙凸透鏡一體成型的話，從非相交相鄰雙凸透鏡之間的谷底所測到)係為相等，較佳地範圍是1μm至100μm，更佳的範圍是2μm至50μm。雙凸透鏡的曲率是相同的。節距1=5μm至500μm；節距2則在1μm至100μm之間改變。
圖11a與11b顯示光學基板553的仍另一實施例。在本實施例中，雙凸透鏡525之結構的垂直高度(H)是可變的。再者，不同雙凸透鏡525的曲率半徑亦可變化以及/或者不同雙凸表面符合除了圓形以外之不同截面(例如，規則或不規則幾何形狀的橢圓形或其它截面)以及進一步改變尺寸的圓柱形。具有定義其他凸曲線表面剖面之均勻截面的縱向雙凸結構亦可被考慮在內(例如，不同雙凸透鏡的相同剖面或不同剖面)。節距1=5μm至500μm；節距2=1μm至100μm；高度則從0.5μm變化到300μm。
圖12a與12b顯示光學基板554的仍另一實施例。在本實施例中，某些相鄰的雙凸透鏡會彼此相交或部份重疊，因而定義一相連或連續雙凸結構化表面，其係具有擁有對稱截面(如圖12b所示，在y-z面上觀看)的某些雙凸透鏡526。雙凸透鏡526的垂直高度與曲率，其係在該些透鏡之間分別相同。節距1=5μm至500μm；相交的範圍是在1μm至50μm之間，其係重疊相鄰雙凸透鏡的邊緣。
圖13a與13b顯示光學基板555的進一步實施例。在本實施例中，雙凸透鏡527在整個y方向上是不連續(如在所示一截面圖中顯示)。部份 的相鄰雙凸透鏡527係為聯接或相連。雙凸透鏡527沿著透鏡的縱向方向(x-方向)而橫向地擺動(在y-方向)。在一種實施例中，該雙凸結構可被視為包含橫向蜿蜒縱向雙凸透鏡列以及/或者端點對端點連接之連續彎曲片段部份(亦即，在特定方向中具有曲線的部份，或者通常為C-型或S-型彎曲部份)，以形成總蜿蜒縱向橫向透鏡結構。在一種實施例中，縱向雙凸結構的橫向蜿蜒列可被橫向平行(在y-方向中並肩)排列。在一種實施例中，橫向波形是規律的，其係具有一固定或可變波長與/或波長振幅(或橫向變形程度)。此橫向漣波一般緊接著正弦剖面或其它彎曲剖面。在另一個實施例中，橫向漣波具有任意波長與/或波振幅。在一個實施例中，就經過特定截面平面的相鄰透鏡而言，雙凸透鏡527的垂直高度、曲率、表面剖面與/或寬度各別相同，就沿著縱向x-方向的不同截面平面而言，其係並且固定或變化。節距1=5μm至500μm；節距2=0μm至100μm。
圖14a與14b顯示圖13a與13b之實施例的修改。在光學基板556的實施例中，一些相鄰的橫向蜿蜒雙凸透鏡會彼此相交或部份重疊，因而在沿著每一雙凸透鏡528之長度的一些位置上來定義一相鄰或連續雙凸表面。那些相交的相鄰雙凸透鏡528將具有不對稱截面(如在圖14b所示的y-z面中觀看：同樣地見圖12b)。雙凸透鏡528則具有相同高度。其他結構則類似在圖13實施例中者。
圖14c至14f顯示在圖14a與14b所示之橫向蜿蜒雙凸透鏡528的變異。如所示，在圖14c至14f中的部份雙凸透鏡528’，其係會彼此相交或部份或完全重疊，因而定義一相連或連續雙凸結構化表面於光學基板556’上。實質上，雙凸透鏡528’結合在圖14a與14b中雙凸透鏡528的高度變化特徵，以 及在圖12a與12b中雙凸透鏡526的相交特徵。如在圖14d的x-y面所示，雙凸透鏡528’並非完全從光學基板556’的一邊緣至一相反邊緣而在縱向連續。有些雙凸透鏡528’係以較短的縱向片段來呈現，其係具有一終端在一處(例如，580與581)，在此一部份的雙凸透鏡528’會完全覆蓋另一雙凸透鏡528。在雙凸透鏡528’之間則會有空間或平板(例如，在582與583)。
之後以引用的方式完全併入於本發明的美國專利案第7,618,167號描述堅硬工具可用於「刻劃模具表面以形成上述的光學基板結構化表面」。堅硬工具可為安裝在電腦數值控制(CNC)系統上的微小尺寸工具(例如：車床，铣床及直線切割(ruling)/鉋床成型(shaping)機器)。在圖14c至圖14f中的凹凸結構可藉由透過控制系統(電腦數值控制系統)在模具表面上刻劃複數個溝槽且使用模具表面壓印在基板上的薄膜形成。
在圖14c至圖14f中的部份雙凸透鏡528’起因於在圖14a至圖14b中的雙凸透鏡528重疊；換句話說，複數個溝槽在模具的表面上依序刻劃，各個溝槽係沿著第一方向刻劃，接著在圖14c至圖14f中的部份雙凸透鏡528’可藉由溝槽的重疊形成。從之前圖14c至圖14f所示，雙凸透鏡528’並非全部從光學基板556’的一邊緣延伸至一相對邊緣縱向地連續；換句話說，部分溝槽的被其它溝槽所截斷，使得凹凸結構的部份雙凸透鏡528’(片段)對應部分溝槽未被截斷的部分。
圖15a與15b顯示光學基板557的進一步實施例。在此實施例中，相鄰雙凸透鏡529係由一間隔所分隔，且該高度會沿著在x-方向中之每一雙凸透鏡的長度來改變。在所示實施例中，當高度沿著一透鏡而變，截面表面剖面則在x-方向改變。該高度變化通常接著在規律、固定、變化或隨機波長 與/或波振幅中的正弦剖面或其它彎曲剖面。該透鏡寬度(例如，如圖8所示，在點〝a〞至點〝b〞之間的節距1)對相鄰透鏡而言是一樣的，其係並且沿著x-方向中的每一透鏡而固定。在替代實施例中，就一或更多透鏡而言，該寬度亦可在相鄰透鏡之間或沿著x-方向來改變。透鏡之間的間隔(例如，如圖8所示的節距2)，其係在整個圖14b所示的部份中是固定的(同樣在圖9b中所示)，或者在整個部份是改變的(例如，如圖10b所示)。節距1=5μm至500μm；節距2=0μm至100μm；高度變化範圍=1μm至50μm。
圖15c至15f顯示圖15a與15b所示之高度變化雙凸透鏡529的變化。如所示，在圖15c至15f中的縱向雙凸透鏡529’會彼此相交或部份重疊，因而在光學基板557’上定義一相連或連續雙凸結構化表面。事實上，縱向雙凸透鏡529’結合在圖15a與15b之雙凸透鏡529的高度變化特徵，以及在圖12a與12b中之縱向雙凸透鏡526的相交特徵。圖15c至15f的結構可以下列的方式形成：(a)透過一控制系統使用一堅硬工具刺入(penetrate)一模具以在該模具的一表面上依序刻劃複數個溝槽，其中該堅硬工具具有一形狀使得各個該溝槽的橫向(transverse)寬度隨著該堅硬工具的刺入深度增加而增加，其中當各個該構槽沿第一方向上進行(march)時，透過反覆上下移動該堅硬工具以刻劃該模具來控制該堅硬工具的刺入深度，使得各個該溝槽的橫向寬度根據所控制的該堅硬工具之刺入深度而變化，其中每兩個相鄰的溝槽完全重疊而在其之間並沒有間隔(space)；(b)使用該模具的該表面壓印在該基板上的一薄膜。當各個構槽沿第一方向上進行時，透過反覆上下移動堅硬工具會導致構槽的橫向寬度具有極大值和極小極交替變化，使得構槽的空間具有如環節動物的結構，相較於固定的刺入深度導致構槽具有固定的橫向寬度而言，此舉將一維的柱狀結構改變成 二維的環節結構而大大地增加光學膜的擴散效果。當兩個溝槽沿第一方向上(較佳為在第一方向上的直線)進行時，本發明透過後者溝槽和前者溝槽重疊的方式，解決"在前者溝槽和後者溝槽的橫向寬度同時具有極小值的部分之間而存在間隔”之問題，此舉保證透過模具所壓印後的薄膜不會有平坦之處而因而增加擴散效果。較佳來說，透過電腦數值控制(CNC)系統在滾輪的表面上使用堅硬工具依序刻劃複數個溝槽，其中各個該溝槽係沿著第一方向刻劃，其中當各個該溝槽在刻劃時，該堅硬工具未抽出而遠離該滾輪(當堅硬工具未刺入模具/滾輪時，模具/滾輪具有非結構化表面；然而當堅硬工具刺入模具/滾輪刻劃溝槽時，堅硬工具的前端一直維持在非結構化表面之下，直到溝槽形成後堅硬工具的前端才抽出而在非結構化表面之上)，此舉將一維的柱狀結構改變成二維的環節結構而環節之間不存在任何間隔，進而增加光學膜的擴散效果。較佳來說，堅硬工具(的前端)具有一透鏡(lenticular)形狀(如圖8所示，堅硬工具前端具有圓弧狀)，相較於有稜鏡(prismatic)形狀的堅硬工具，以具有透鏡形狀的堅硬工具刻劃所製作的模具而壓印後的薄膜具有更加的擴散效果，然而本發明的堅硬工具並不侷限具有圓弧狀，只要具有平滑彎曲的突起形狀而可以達到壓印後的膜具有較佳的擴散效果即可。較佳來說，藉由維持堅硬工具實質上沿著在第一方向上的第一直線以沿第一方向刻劃各個溝槽，此方式相較沿著第一方向蜿蜒進行來刻劃溝槽而言，不僅可縮短製作時間，也可以增加模具精密度以降低製作上的誤差(由於堅硬工具前端具有圓弧狀，如此可保證在模具上所刻劃的溝槽也具有平滑的圓弧狀，所壓印的薄膜具有更佳的擴散效果)。
圖16a至16b顯示光學基板558的仍另一實施例。在本實施例中，替代在先前實施例中延伸經過整個光學基板的連續縱向雙凸結構，其係可被 斷裂為雙凸片段。同樣參考圖17，每一雙凸片段530通常呈具有圓頭的加長、細長結構。雙凸片段530的總結構在x-y面上是對稱的，其係相似橢圓面片段。圖17c所示之雙凸片段530結構的頂部圖，其係一般為對稱、細長、加長或類似平橢圓結構。圖17a所示之雙凸片段530縱向截面剖圖，其係一般為細長與加長彎曲表面，類似橢圓頂部。在替代性實施例中，雙凸片段的平面幾何形狀是不對稱的。在本實施例中，雙凸片段530會彼此隔離或分隔。在圖7b所示之雙凸片段530的橫向截面剖面一般係為圓柱表面，其係類似在稍早實施例中的截面剖面。在本實施例中，沿著每一雙凸片段的垂直高度(H)可被觀察到沿著縱向x-方向上很大程度的改變。雙凸片段530的總高度是相同的。藉由控制表面曲率、節距(L)與高度(H)的比率，雙凸片段530可影響在x-y面中的光擴散(亦即，沿著x與y方向)。片段530的尺寸：長度L1=1μm至5000μm；節距L2=0.5μm至2000μm；H=0.1μm至500μm。片段530的分佈係從大約光學基板涵蓋範圍的30%至100%。應該注意的是，100%範圍意味著該雙凸片段並非重疊(例如見圖19與以下討論)。
圖18至21顯示根據本發明進一步實施例所設計之在光學基板結構化雙凸表面上之雙凸片段的變異。除了雙凸片段以外，在種種實施例中的剩餘結構則可類似圖16者。
相較於在圖16實施例中的雙凸片段530，在圖18的實施例中，在光學基板559上類似橢圓的雙凸片段532在x-y面上係為不對稱(非對稱)。
相較於在圖16實施例中的雙凸片段530，在圖19的實施例中，類似橢圓的雙凸片段534係為對稱，但卻在光學基板560上彼此相交或部份重疊。所示的結構表面則可提供較佳的擴散。
相較於圖19實施例，在圖20的實施例中，類似橢圓的雙凸片段535係為不對稱，並且在光學基板561上彼此相交或部份重疊。所示的結構表面亦可提供較佳的擴散。
類似圖19實施例，在圖21的實施例中，類似橢圓的雙凸片段536係為對稱，並且在光學基板562上彼此相交或部份重疊，但在本實施例中雙凸片段536的表面卻可用凹部、線、裂縫與/或突起物等等來粗糙化或刻紋，以增加擴散效果。圖21b顯示雙凸片段之刻紋表面的SEM圖。在此所揭露之其他實施例的雙凸結構亦可被類似刻紋化。
實驗結果
種種樣本光學基板已經被評估以用於角度與折射率對混濁度與增益的效果，以及在干擾光柵上的效果。
混濁度測量係在簡單光學基板上進行，其係在光輸入表面上僅僅具有雙凸透鏡，而在相對光輸出表面上不具有稜鏡。混濁度係藉由將各別光學基板放置在霧度尺上來測量(例如，Nippon Denshoku有限工業公司的混濁度尺，模型編號NDH-2000)。
樣本光學基板的增益係使用色度計來評估(例如，TonCon BM7光度色度計)，以決定從背光發出、經過本發明光學基板的同軸光度，其係具有結構化稜柱形光輸出表面與結構化雙凸光輸入表面兩者(亦即，稜鏡結構與雙凸結構均出現在光學基板的相對側上)。同軸光度係為垂直測量樣本 而發出的光強度。資料係以每平方公尺燭光(cd/m2)的光度來報告。就增益評估而言，底部擴散薄層會被放置在背光上，其係會在評估下被夾於背光與每一樣本光學基板之間。沒有其他的光學薄膜或LC會被使用於增益評估。每一樣本光學基板的光度值可被測量。僅僅具有相同底部擴散薄層之相同背光的亮度值可被測量。同軸光度增益值係以樣本光學基板的測量光度值對僅僅具有下擴散片之背光的測量光度值的比率來表達。
本發明樣本光學基板之干涉光柵效果可藉由肉眼使用背光來簡單地觀察，其係具有下擴散片薄層的中間層放置在背光上以及稜柱形光度增強薄層(在光輸入側上沒有任何雙凸結構)在樣本光學基板與下擴散片薄層之間。
扁平率係為節距2/(節距2+節距1)的比率。就所有實驗而言，節距1對樣本光學基板而言是固定的。
實驗A：表1顯示在增益與擴散/混濁度上(例如，類似圖6a所示的實施例，扁平率在0%)雙凸結構之角度θ的效果。吾人觀察到，干涉光柵可被消除，且就角度θ範圍16度至66度而言，增益可維持在1.49與1.54之間。
實驗B：表2顯示雙凸結構之折射率的效果(例如，在圖6a與8所示的結構，其係具有零扁平率)。在較大的角度θ，混濁度更高，但增益更低。當雙凸結構的折射率增加時，混濁度將會增加。然而，光學基板的增益將會減少。雙凸結構的較佳折射率範圍係為1.45至1.58。
實驗C：表3顯示當改變雙凸半徑時，在混濁度與增益上並沒有明顯變化(例如，在圖6a與8所示的結構，其係具有零扁平率)。然而，在改變混濁度與增益上，角度θ是明顯的。
實驗D：表4顯示光學基板之扁平率的效果，譬如圖9所示的實施例。在低扁平率上，光學基板具有更高的混濁度，且干涉光柵可被消除。當光學基板的扁平率更高時，消除干涉光柵的能力則會減少。光學薄膜的較佳扁平率並沒有超過10%。
實驗E：在本實驗中，兩光學基板係相關於彼此轉動，以改變角度α(見圖6a的實施例)。表5，角度α實質為90°，以提供亮度增強薄膜，其係具有同樣呈現良好增益的可接受擴散。
已知先前所描述的實施例與實驗結果，人們可適度地預期選擇與/或結合結構化表面之不同特徵的效果，以在沒有妥協可接受擴散之下減少干涉光柵並增加增益，以及得到以上所述本發明的其他好處。例如，光分散的程度是由包括樹脂折射率(RI)、雙凸透鏡曲率半徑、雙凸透鏡對角/高度、扁平率等等的參數所控制。在結合結構化雙凸光輸入表面與結構化稜柱形光輸出表面上，明顯會有協力增效，以得到本發明的好處。
當上述光學基板包含稜柱形結構化表面與相對雙凸結構化表面時，可完成擴散，同時可在沒有明確減少整個亮度之下，減少特定不希望的 光學校果，譬如吸附(wet-out)、牛頓環或干涉光柵。當雙凸結構化表面將所察覺到暗與亮區域之間的截斷效應(在截斷時以彩虹紋顯現)減少到某範圍特定觀看或觀察角度時，就特定顯示應用而言，更逐漸或軟的截斷將會令人希望。
根據本發明另一態樣，光學基板的雙凸結構化表面包含一淺曲面透鏡結構，其係具有沿著雙凸結構分佈的〝漣波〞(另外，其係在截面上是均勻)。該漣波類似節點或一系列節點。光分散的程度隨後可由除了樹脂折射率(RI)、雙凸透鏡曲率半徑、雙凸透鏡對角/高度、雙凸透鏡對角/高度、扁平率以外，還包括漣波密度等等的參數所控制。
圖22a至22d顯示根據本發明一實施例所設計之節點結構化雙凸表面的光學基板70。在本實施例中，光學基板70的結構實質類似在圖6a所示並且說明如上的光學基板50，除了以下所進一步解釋之隔離節點86添加在結構化雙凸表面72上以及具有沿著稜鏡78交替變化之稜鏡高度的結構化稜柱形表面74以外。兩結構層均可由基底層53所支撐。
淺曲面凸透鏡76提供具有漣波，其係呈沿著另外連續、均勻雙凸透鏡76而在x-方向上分佈之事先定義隔離節點86的形式。節點86每一個均呈一部份環形帶繞著雙凸透鏡76之圓柱表面的形式。在圖22a的一截面圖中，節點86具有一凸面彎曲截面剖面。在結構化雙凸表面72上的事先定義節點86會將光線分散於與縱向雙凸透鏡76平行的縱向x方向，且淺曲面雙凸透鏡會將光線分散於與縱向雙凸透鏡76垂直的橫向y方向，如此，相較於例如圖6a的較早實施例，具有事先定義節點表面的淺曲面透鏡結構則可改善擴散效果。於是，節點86有助於擴散，其係並且亦可減少特定的不希望光學 缺陷，譬如截斷效應(彩虹紋)、牛頓環與干涉光柵。該些節點係為數微米至數百微米寬(在x-方向，以圖22a所示的截面觀看)，以及在雙凸透鏡相鄰表面以上或以下的一微米至數十微米。沿著雙凸透鏡之隔離節點86之間的距離，其係為數微米至數千微米。
在本實施例中，縱向稜鏡78具有沿著縱向y方向在兩高度(高度差大約3μm)之間交替的尖峰。稜鏡結構化表面74可藉由將入射在結構化雙凸透鏡上的光線準直以在同軸方向上發出光線而來改善亮度。
三角稜鏡78彼此相鄰依靠，以定義連續或連續稜柱形結構化表面，同時該淺曲面透鏡76亦可彼此相鄰依靠，以定義連續或連續雙凸結構化表面72。誠如在稍早的實施例中，雙凸透鏡76與稜鏡78的縱向方向可以不同的夾角α來架構。夾角α範圍從0°至90°，較佳為45°至90°，以便提供具有滿意能力來擴散光線同時不會明顯減少總亮度的光學基板。夾角α實質為90°以提供較好性能。光學基板70的製造包含如在稍早實施例中的類似製程。
圖23a至23c顯示結構化雙凸表面的仍另一實施例，相較於圖22所示的先前實施例，其係具有類似一系列毗鄰節點186在光學基板170之結構化雙凸光輸入表面172上的漣波185。除了漣波185以外，光學基板170的剩餘結構會類似在圖22實施例中光學基板70者。特別是，微曲面淺曲面凸透鏡176提供具有隔離事先定義漣波，其係呈一系列節點186沿著另外連續、均勻雙凸透鏡176而在x-方向上分佈的形式。在本實施例中，該系列節點186會將漣波185形成在另外的均勻縱向雙凸透鏡176，其係包括不同寬度與/或厚度/高度的連接節點186(以在x-z面上的一截面圖來觀看)。在每一 漣波185中，會有一系列的兩個至數十個節點。沿著雙凸透鏡之隔離獨立漣波185(系列節點186)之間的距離，係為數微米至數千微米。在結構化雙凸表面172上的漣波185會將光線分散於與縱向雙凸透鏡176平行的縱向x方向，且淺曲面雙凸透鏡會將光線分散於與縱向雙凸透鏡176垂直的橫向y方向，如此，相較於例如圖6a的較早實施例，具有事先定義漣波表面的淺曲面透鏡結構則可改善擴散效果。於是，漣波185有助於擴散，其係並且亦可減少特定的不希望光學缺陷，譬如截斷效應(彩虹紋)、牛頓環與干涉光柵。
如在圖23的實施例所示，在每一漣波185中的節點186(亦即，一系列節點)並非在相同高度。誠如在圖23b所更明顯顯示地，每一雙凸透鏡176之漣波具有沿著正弦曲線或任何其他定義曲線而變的高度，或者呈隨機/虛擬隨機方式而變的曲線。不過，在漣波中的一些或所有節點係為相同高度。再者，在x-z片段上觀看(亦即，在圖23b上觀看)，一些或全部漣波係為類似或不同。
提供漣波於在此所揭露之雙凸結構的其他實施例上以改善擴散特徵，其係充分地在本發明的範圍與精神內。
實驗結果
為光輸入表面之節點雙凸透鏡結構所得到的效果，亦即截斷效應(彩虹紋)，其係可由肉眼所判斷。圖24a係為顯示在特定視角之兩光學基板之視覺感受的圖，在背光(例如，光導導光板與底部擴散器下擴散片)背景上，每一個皆僅僅具有結構化稜柱形輸出表面(沒有任何結構化雙凸光輸入表面)。圖24b係為顯示在特定視角之兩光學基板之視覺感受的圖，在背光，每一個皆具有擁有漣波雙凸透鏡結構的光輸入表面以及具有稜柱形結構 的光輸出表面。比較圖24a至圖24b，在所察覺到暗與亮之間的過度(圓形區域)呈現更尖銳的截斷，其係在圖24a的過渡時由彩虹紋所伴隨，但是在所察覺暗與亮之間的過渡則會更漸增，而在圖24b中沒有任何明顯的彩虹紋。根據這些結果，具有事先定義節點的淺曲面透鏡結構顯然可有效地減少彩虹紋。
已知淺曲面透鏡結構具有事先定義節點以提供更佳擴散效果的能力，將會有更多參數來控制在光學基板之二維平面上(亦即，經過x-y平面)的擴散。在光學基板x向中的擴散特徵，其係可藉由選擇節點的高度與密度來變化。在y-方向中的擴散特徵，其係可藉由選擇淺曲面透鏡的曲率半徑與對角θ來改變。於是，光學基板可被設計，以提供適當的增益與混濁度給不同的背入式模組，以得到在不同LCD應用中的所希顯示品質。
已知先前所描述的實施例與實驗結果，人們可適度地預期選擇與/或結合結構化表面之不同特徵的效果，以在沒有妥協可接受擴散之下減少干涉光柵並增加增益，以及得到以上所述本發明的其他好處。
在進一步實施例中，結構化稜鏡形光輸出表面包括改變尖峰的高度，以及在該結構表面上分佈的事先定義結構化不規則性。所引進的事先定義不規則性係與起因於製造的預期結構化缺陷為同類，譬如在結構化表面之稜鏡結構中(例如，在尖峰或谷底)的非平面平坦部份。結構化不規則性可呈整齊、半整齊、隨機與虛擬隨機的至少一方式而分佈於整個結構化光輸出表面上。被引進入該結構化光輸出表面的事先定義不規則性可遮蔽特定使用者可察覺的缺陷，其係由從製造製程不故意被包括在該結構化光輸出表面中的結構性缺陷所引起。進一步參考美國專利案第7,883,647號之事先定 義結構化不規則性的缺陷遮蔽效果，其係一般可被受讓給本申請案的受讓者，其係並且在此完全以引用的方式併入。
在另一個實施例中，該結構化稜柱形光輸出表面可交替或另外包括不規則稜鏡結構，誠如在美國專利申請案第7,618,164號中所揭露的，其係一般可被受讓給本申請案的受讓者，其係並且在此完全以引用的方式併入。交替或另外，該結構化稜柱形光輸出表面包括抗震結構，如在美國專利申請案第7,712,944號中所揭露，其係一般可被受讓給本申請案的受讓者，並且在此完全以引用的方式併入。交替或另外，該結構化稜柱形光輸出表面包括橫向排列蛇行、波浪形或蜿蜒的縱向稜鏡結構列，如在2010年8月11日提出申請之美國專利申請案第12/854,815號中所揭露，其係一般可被受讓給本申請案的受讓者，並且在此完全以引用的方式併入。
本發明也揭露在基板上形成凹凸結構的方法。凹凸結構可包含複數個片段(segment)。如之前在圖14c至14f所描述的，片段不從基板的一邊緣延伸至基板的一相對邊緣。舉例來說，片段可從基板的一邊緣延伸至基板表面區域內的一點或從基板表面區域內的一第一點延伸至基板表面區域內的一第二點。
基板可為具有光輸入表面和光輸出表面的光學基板。在一個實施例中，凹凸結構可形成在基板的光輸入表面上；凹凸結構可包含透鏡結構和稜鏡結構其中至少一個結構，較佳來說，凹凸結構為透鏡結構。在另一個實施例中，凹凸結構可形成在基板的光輸出表面上；凹凸結構可包含透鏡結構和稜鏡結構其中至少一個結構，較佳來說，凹凸結構為稜鏡結構。
方法包含兩個主要的步驟。在步驟A中：透過一控制系統在一模具的一表面上依序刻劃複數個溝槽，其中該些溝槽包含至少一第一溝槽，其中對於該至少一第一溝槽中任一個第二溝槽，該第二溝槽和不同於該第二溝槽的至少一第三溝槽重疊，以使該第二溝槽被該至少一第三溝槽所截斷(cut off)。較佳來說，透過電腦數值控制(CNC)系統在滾輪的表面上使用堅硬工具依序刻劃複數個溝槽，其中各個該溝槽係沿著第一方向上刻劃，其中當各個該溝槽在刻劃時，該堅硬工具未抽出而遠離該滾輪(當堅硬工具未刺入模具/滾輪時，模具/滾輪具有非結構化表面；然而當堅硬工具刺入模具/滾輪刻劃時溝槽時，堅硬工具的前端一直維持在非結構化表面之下，直到溝槽形成後堅硬工具的前端才抽出而在非結構化表面之上，此舉將一維的柱狀結構改變成二維的環節結構而環節之間不存在任何間隔，進而增加光學膜的擴散效果)。較佳來說，堅硬工具(的前端)具有一透鏡(lenticular)形狀(如圖8所示，堅硬工具前端具有圓弧狀)，相較於有稜鏡(prismatic)形狀的堅硬工具，以具有透鏡形狀的堅硬工具刻劃所製作的模具而壓印後的薄膜具有更加的擴散效果，然而本發明的堅硬工具並不侷限具有圓弧狀，只要具有平滑彎曲的突起形狀而可以達到壓印後的膜具有較佳的擴散效果即可。在一個實施例中，該至少第一溝槽未被截斷的部分對應該凹凸結構的複數個片段。在步驟B中：使用該模具的該表面壓印在該基板上的一薄膜以在該基板上形成該凹凸結構。
複數個溝槽係透過控制系統在模具的表面上刻劃的。較佳來說，各個溝槽係沿著第一方向上刻劃(例如從模具的一邊緣延伸至模具的一相對邊緣或滾輪的切線方向)。以引用的方式完全併入於此美國專利案第7,618,167號揭露根據許多製程技術如何產生光學基板的結構化表面，包含微機械使用堅 硬的工具以形成模具或相似物。堅硬工具可為安裝在電腦數值控制系統上的微小尺寸工具(例如：車床，铣床及直線切割(ruling)/鉋床成型(shaping)機器)。較佳來說，控制系統為電腦數值控制系統且模具為滾輪。
應該要注意的是，圖26至圖30說明在模具表面上的一部分溝槽，然而，溝槽可分佈遍及於模具表面(見圖32a和圖32d)。此外，將形成在基板上的凹凸結構之片段可互補(complementary)於(或對應於)溝槽未被截斷的部分，方便起見在此僅使用一組互補圖(見圖32a至圖32d)說明。
圖26至圖30說明在本發明不同實施例中形成在模具表面上的一部分溝槽之上視圖，其中為了方便起見而顯示各個溝槽的相對邊緣。複數個溝槽包含至少一第一溝槽(即被截斷的第一溝槽)，其中對於該至少一第一溝槽中任一個第二溝槽，該第二溝槽和不同於該第二溝槽的至少一第三溝槽重疊，以使該第二溝槽被該至少一第三溝槽所截斷。在一個實施例中，見圖26，第二溝槽以2001表示且第三溝槽以2002表示。在一個實施例中，見圖27，第二溝槽以2003表示且多個第三溝槽以2004、2005表示。在一個實施例中，見圖28，第二溝槽以2006表示且多個第三溝槽以2007、2008表示；第二溝槽以2007表示且第三溝槽以2008表示。在一個實施例中，見圖29，第二溝槽以2009表示且第三溝槽以2010表示；第二溝槽以2010表示且第三溝槽以2011表示。在一個實施例中，見圖30，第二溝槽以2013表示且第三溝槽以2014表示。在圖26至圖30中的溝槽之間至少有間隔(space)，然而溝槽之間也可以沒有間隔(即凹凸結構的片段之間沒有間隔)。第二溝槽可和不同於該第二溝槽的兩個(或更多)第三溝槽重疊，以使該第二溝槽被該兩個第三溝槽所截斷(見圖27至圖28)。在一個實施例 中，各個溝槽為被至少一第三溝槽所截斷的第二溝槽，使得凹凸結構不包含從基板的一邊緣延伸至基板的一相對邊緣之連續透鏡或稜鏡。
當溝槽A和溝槽B(也可為至少一溝槽B)形成使得溝槽A具有一第一邊緣和一第二邊緣且溝槽B具有分別對應溝槽A的該第一邊緣和該第二邊緣的一第三邊緣和一第四邊緣，截斷(cut off)(即溝槽A被溝槽B所截斷)可定義成：當溝槽A和溝槽B互相過於誇張重疊(over lap)時，溝槽B的第三邊緣之一部分落於溝槽A的第一邊緣之外。有很多的方式可以形成重疊，例如控制溝槽的深度變異(回頭參考圖15a至圖15f)、控制溝槽的擺動(swing)(回頭參考圖13a、圖13b、圖14a和圖14b)和控制溝槽的深度變異和擺動(回頭參考圖13a、圖13b、圖14a、圖14b和圖15a至圖15f)。
在一個實施例中，複數個溝槽包含至少一第一溝槽(即被截斷的至少一第一溝槽)，其中對於該至少一第一溝槽中任一個第二溝槽，該第二溝槽和不同於該第二溝槽的至少一第三溝槽重疊，以使該第二溝槽被該至少一第三溝槽所截斷，其中該至少一第三溝槽包含一第四溝槽和一第五溝槽，其中該第二溝槽在該第二溝槽的一第一位置被該第四溝槽所截斷且該第二溝槽在該第二溝槽的一第二位置被該第五溝槽所截斷，其中該第二位置不同於該第一位置。在一個實施例中，回頭參考圖28，第二溝槽以2006表示，多個第三溝槽以2007、2008表示，第四溝槽以2007表示，第五溝槽以2008表示，第二溝槽2006在第二溝槽2006的第一位置2006A被第四溝槽2007所截斷且第二溝槽2006在第二溝槽2006的第二位置2006B被第五溝槽2008所截斷(第二位置2006B不同於第一位置2006A)。
在一個實施例中，複數個溝槽包含至少一第一溝槽(即被截斷的至少一第一溝槽)，其中對於該至少一第一溝槽中任一個第二溝槽，該第二溝槽和至少一第三溝槽(不同於該第二溝槽)以及一第四溝槽(不同於該第二溝槽和該至少一第三溝槽)重疊，以使該第二溝槽被該至少一第三溝槽所截斷，但不被該第四溝槽所截斷。在一個實施例中，回頭參考圖29，第二溝槽以2009表示，第三溝槽以2010表示，第四溝槽以2011表示，第二溝槽2009被第三溝槽2010所截斷，但不被第四溝槽2011所截斷(見位置2009A)。
在圖26至圖29所示的實施例中，各個溝槽的相對邊緣沿著一第一縱軸2051擺動(swing)，然而該第一縱軸2051不落於各個溝槽的相對邊緣之間(見圖31a)。在圖26至圖29所示的實施例可藉由控制溝槽的擺動達成(回頭參考圖13a、圖13b、圖14a和圖14b)，較佳來說，可藉由程度較少地控制溝槽的深度變異和程度較多地控制溝槽的擺動達成(回頭參考圖13a、圖13b、圖14a、圖14b和圖15a至圖15f)。在圖30所示的實施例中，第一縱軸2051落於各個溝槽的相對邊緣之間(見圖31b)。在圖30所示的實施例可藉由控制溝槽的深度變異達成(回頭參考圖15a至圖15f)(即藉由維持堅硬工具實質上沿著在第一方向上的第一直線(見圖31b的第一縱軸2051)以沿著第一方向刻劃第一溝槽2013；以及藉由維持堅硬工具實質上沿著第二直線(見圖31b的第一縱軸2051)以沿著該第一方向刻劃第二溝槽2014，其中該第二直線平行在第一方向上的該第一直線，其中藉由堅硬工具的刺入深度所控制的第二溝槽2014之橫向寬度增加足以沿著第二溝槽2014的橫向方向截斷第一溝槽2013，使得第一溝槽2013被第二溝槽2014分離(separate)成複數個凹槽(notch)；若第一溝槽2013和第二溝槽2014中每一個溝槽在藉由維持堅硬工具實質上沿著在第一方向上的一直線 以沿著第一方向刻劃溝槽時保持刺入深度不變時，則第二溝槽2014不可能沿著其橫向方向截斷第一溝槽2013，此例透過藉由堅硬工具的刺入深度所控制的第二溝槽2014之橫向寬度增加，當第二溝槽2014之橫向寬度增加至一程度足以沿著第二溝槽2014的橫向方向截斷第一溝槽2013)，藉由維持堅硬工具實質上沿著在第一方向上的第一直線以沿著第一方向刻劃各個溝槽，此方式相較沿第一方向蜿蜒進行來刻劃溝槽而言，不僅可縮短製作時間，也可以增加模具精密度以降低製作上的誤差(由於堅硬工具前端具有圓弧狀，如此可保證在模具上所刻劃的溝槽也具有平滑的圓弧狀，所壓印的薄膜具有更佳的擴散效果)。本發明也可藉由程度較多地控制溝槽的深度變異和程度較少地控制溝槽的擺動達成(回頭參考圖13a、圖13b、圖14a、圖14b和圖15a至圖15f)。各個溝槽的相對邊緣可對稱於第一縱軸2051。各個溝槽的相對邊緣可不對稱於第一縱軸2051，較佳來說，一邊緣和第一縱軸2051之間的平均距離實質上相等於另一邊緣和第一縱軸2051之間的平均距離。
請回頭參考圖32a至圖32d。圖32a為模具的三維空間示意圖，其中該模具具有遍及其表面上的複數個溝槽。圖32b為圖32a的上視圖。圖32c為基板的三維空間示意圖，其中該基板具有藉由壓印在其上的一薄膜以形成在其上的一凹凸結構。圖32d為圖32c的上視圖。在圖32a至圖32b所示的實施例中，複數個溝槽藉由控制溝槽的深度變異形成且遍及模具2055的表面上，然而本發明並不侷限於此案例(舉例來說，控制溝槽的擺動、控制溝槽的深度變異和擺動)。詳細來說，當溝槽X晚於溝槽Y刻劃時，溝槽Y被溝槽X所截斷且形成實質上在一第一線2063上配置的複數個部分2061。在相鄰的部分2061之間具有一間隔2062。在一個實施例中，溝槽X的寬度大於溝槽Y的寬度。 選擇性地，溝槽X之一部分的寬度小於溝槽Y的寬度。在另一個實施例中，溝槽X的深度變異大於溝槽Y的深度變異。在壓印後，遍及模具2055表面上的部分2061互補於(或對應於)形成在基板2056上的凹凸結構之片段2066。
在本發明範圍與精神內可考慮，兩個或更多個以上說明結構化表面特徵的進一步組合，其係可被實施為存在於單一光學基板中，以得到具有LC模組之特定應用的希望光學結果。
根據本發明，該光學基板(例如，在圖6a中的50)包含稜柱形、結構化光輸出表面與結構化雙凸光輸入表面，當例如被應用在LCD中時，其係可一起增強亮度、減少干涉光柵並且提供可接受的擴散特徵。合併根據本發明所設計之本發明光學基板的本發明LCD，其係可被配置於一電子裝置中。如圖25所示，電子110(其係為PDA、行動電話、電視、顯示螢幕、可攜式電腦、電冰箱等等的其中一個)包含根據本發明一個實施例所設計的本發明LCD 100。LCD 100包含以上所說明的本發明光學基板。電子裝置110進一步包括在適當外殼內的使用者輸入界面(譬如按鍵與按鈕，由方塊116所概要地顯示)、用來管理到LCD 100之影像資料流的影像資料控制電子(譬如控制器，由方塊112所概要地顯示)、特別針對電子裝置110的電子(其係包括處理器、A/D轉換器、記憶體裝置、資料儲存裝置等等，其係由方塊118所概要集體地代表)、以及電源(譬如供電器、電池或外部電源的插座，其係由方塊114所概要地代表)，該些元件在該技藝中係為眾所皆知。
那些熟習該技術者將理解，可在不背離本發明範圍與精神下，對所揭露的本發明結構與製程進行種種修改與變化。由於以上說明，本發明企 圖涵蓋本發明之修改與變化，假如它們在以下申請專利範圍與其等同物之範圍內的話。
2013‧‧‧溝槽
2014‧‧‧溝槽

Claims (10)

  1. 一種在一基板上形成一凹凸結構的方法，包含：透過一控制系統使用一堅硬工具刺入(penetrate)一模具以在該模具的一表面上依序刻劃複數個溝槽，其中該堅硬工具具有一形狀使得各個該溝槽的橫向(transverse)寬度隨著該堅硬工具的刺入深度增加而增加，其中刻劃該些溝槽包含：藉由維持該堅硬工具實質上沿著在一第一方向上的一第一直線以沿著該第一方向刻劃一第一溝槽；以及藉由維持該堅硬工具實質上沿著一第二直線以沿著該第一方向刻劃一第二溝槽，其中該第二直線平行在該第一方向上的該第一直線，其中藉由該堅硬工具的刺入深度所控制的該第二溝槽之橫向寬度增加足以沿著該第二溝槽的橫向方向截斷該第一溝槽，使得該第一溝槽被該第二溝槽分離(separate)成複數個凹槽(notch)；以及使用該模具的該表面壓印在該基板上的一薄膜以在該基板上形成該凹凸結構。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該基板為一光學基板，其中該光學基板具有一光輸入面和一光輸出面，且該凹凸結構係形成在該基板的該光輸入面上。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該凹凸結構為一透鏡結構。
  4. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該凹凸結構為一稜鏡結構。
  5. 一種在一基板上形成一凹凸結構的方法，包含：透過一控制系統使用一堅硬工具刺入一模具以在該模具的一表面上依序刻劃複數個溝槽，其中該堅硬工具具有一形狀使得各個該溝槽的橫向寬度隨著該堅硬工具的刺入深度增加而增加，其中刻劃該些溝槽中每一組的一第一溝槽和一第二溝槽包含：藉由維持該堅硬工具實質上沿著在一第一方向上的一第一直線以沿著該第一方向刻劃一第一溝槽；以及藉由維持該堅硬工具實質上沿著一第二直線以沿著該第一方向刻劃一第二溝槽，其中該第二溝槽係接著該第一溝槽刻劃，且該第二直線平行在該第一方向上的該第一直線，其中藉由該堅硬工具的刺入深度所控制的該第二溝槽之橫向寬度增加足以沿著該第二溝槽的橫向方向截斷該第一溝槽，使得該第一溝槽被該第二溝槽分離成複數個凹槽；以及使用該模具之該表面的一部分壓印在該基板上的一薄膜以在該基板上形成該凹凸結構，其中該模具之該表面的該部分排除該些溝槽的最後一個溝槽。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該些第一溝槽未被截斷的部分對應該凹凸結構的複數個片段。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該凹凸結構包含在該些片段之間的空間或平板，該空間或平板對應在該模具的該表面上未刻劃該些溝槽的區域。
  8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中至少一個片段皆為雙凸片段。
  9. 一種模具製作的方法，包含透過一控制系統使用一堅硬工具刺入一模具以在該模具的一表面上依序刻劃複數個溝槽，其中該堅硬工具具有一形狀使得各個該溝槽的橫向寬度隨著該堅硬工具的刺入深度增加而增加，其中刻劃該些溝槽包含：藉由維持該堅硬工具實質上沿著在一第一方向上的一第一直線以沿著該第一方向刻劃一第一溝槽；以及藉由維持該堅硬工具實質上沿著一第二直線以沿著該第一方向刻劃一第二溝槽，其中該第二直線平行在該第一方向上的該第一直線，其中藉由該堅硬工具的刺入深度所控制的該第二溝槽之橫向寬度增加足以沿著該第二溝槽的橫向方向截斷該第一溝槽，使得該第一溝槽被該第二溝槽分離成複數個凹槽。
  10. 一種形成一光學膜的方法，包含：提供具有一光輸入面和一光輸出面的一基板；在該基板的該光輸入面上形成一凹凸結構用以擴散進入該光學膜的光，其中形成該凹凸結構包含：透過一電腦數值控制(CNC)系統使用一堅硬工具刺入一滾輪以在該滾輪的一表面上依序刻劃複數個溝槽，其中各個該溝槽係沿著一第一方向上刻劃，其中當各個該溝槽在刻劃時，該堅硬工具未抽出而遠離該滾輪，其中該堅硬工具具有一形狀使得各個該溝槽的橫向寬度隨著該堅硬工具的刺入深度增加而增加，其中刻劃該些溝槽中每一組的一第一溝槽和一第二溝槽包含：藉由維持該堅硬工具實質上沿著在該第一方向上的一第一直線以沿著該第一方向刻劃一第一溝槽；以及藉由維持該堅硬工具實質上沿著一第二直線以沿著該第一方向刻劃一第二溝槽，其中該第二溝槽係接著該第一溝槽刻劃，且該第二直線平行在該第一方向上的該第一直線，其中藉由該堅硬工具的刺入深度所控制的該第二溝槽之橫向寬度增加足以沿著該第二溝槽的橫向方向截斷該第一溝槽，使得該第一溝槽被該第二溝槽分離成複數個凹槽；以及使用該模具之該表面的一部分壓印在該基板上的一薄膜以在該基板上形成該凹凸結構，其中該模具之該表面的該部分排除該些溝槽的最後一個溝槽；以及在該基板的該光輸出面上形成一稜鏡結構。
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