TWI646360B - 稜鏡型偏光結構及具有其之背光模組 - Google Patents

稜鏡型偏光結構及具有其之背光模組 Download PDF

Info

Publication number
TWI646360B
TWI646360B TW107104841A TW107104841A TWI646360B TW I646360 B TWI646360 B TW I646360B TW 107104841 A TW107104841 A TW 107104841A TW 107104841 A TW107104841 A TW 107104841A TW I646360 B TWI646360 B TW I646360B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
polarizing
polarized
angled triangles
film
Prior art date
Application number
TW107104841A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201935045A (zh
Inventor
郭志徹
謝易辰
Original Assignee
友達光電股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 友達光電股份有限公司 filed Critical 友達光電股份有限公司
Priority to TW107104841A priority Critical patent/TWI646360B/zh
Priority to CN201810415194.XA priority patent/CN108459418B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI646360B publication Critical patent/TWI646360B/zh
Publication of TW201935045A publication Critical patent/TW201935045A/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G02B27/285Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining comprising arrays of elements, e.g. microprisms
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/04Prisms
    • G02B5/045Prism arrays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336Illuminating devices
    • G02F1/13362Illuminating devices providing polarized light, e.g. by converting a polarisation component into another one

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

一種稜鏡型偏光結構,包括上基板、下基板、多個第一直角三角形稜鏡以及多個第二直角三角形稜鏡。第一直角三角形稜鏡之斜面均具有一偏極轉換膜,第二直角三角形稜鏡之斜面均具有一偏極分光膜。第一直角三角形稜鏡之奇數部分偏極轉換膜與偏極分光膜相對接合,偶數部分偏極轉換膜與偏極分光膜交錯間隔排列。偏極分光膜用以將一入射光分為偏振方向垂直的多個第一偏振光以及多個第二偏振光,第二偏振光經由與偏極分光膜交錯間隔排列的偶數部分偏極轉換膜一次反射後轉換成多個第三偏振光,第三偏振光與第一偏振光具有相同偏振方向。

Description

稜鏡型偏光結構及具有其之背光模組
本發明是有關於一種光學結構,且特別是有關於一種稜鏡型偏光結構及具有其之背光模組。
傳統的吸收型偏光板利用碘分子呈有序排列,而形成具有吸收性能的偏光子,且此類型的偏光板僅讓單一偏振方向的光線通過,讓垂直於此單一偏振方向的另一偏振方向的光線被吸收,因此,吸收型偏光板對於偏振光的透過率理想上僅有入射光的50%,實際上偏振光的轉換效率亦受材質影響約僅30%~40%之間。
本發明係有關於一種稜鏡型偏光結構及具有其之背光模組,以偏振轉換替代偏振吸收用以減少光能損耗、提高入射光的偏光效率,進而提高光利用率。
根據本發明之一方面,提出一種稜鏡型偏光結構,包括一上基板、一下基板、多個第一直角三角形稜鏡以及多個第二直角三角形稜鏡。下基板與上基板相對接合。第一直角三角形稜鏡設置於上基板並朝向下基板,此些第一直角三角形稜鏡之斜面均具有一偏極轉換膜。第二直角三角形稜鏡設置於下基板並朝向上基板,此些第二直角三角形稜鏡之斜面均具有一偏極分光膜。其中,前述之偏極轉換膜例如由非均向折射光學層堆疊而成,而偏極分光膜例如由複數光學層堆疊而成,此外,奇數部分之第一直角三角形稜鏡與第二直角三角形稜鏡係採上下對應設置,且上下對應的第一與第二直角三角形稜鏡上的偏極轉換膜與偏極分光膜相對接合,而偶數部分之第一直角三角形稜鏡與第二直角三角形稜鏡上的偏極轉換膜與偏極分光膜交錯間隔排列,其中第一直角三角形稜鏡的數量為第二直角三角形稜鏡的兩倍。偏極分光膜用以將一入射光分為偏振方向垂直的多個第一偏振光以及多個第二偏振光,第一偏振光穿過與偏極分光膜相對接合的部分偏極轉換膜,第二偏振光經由與偏極分光膜交錯間隔排列的其餘偏極轉換膜達成一次反射後轉換成多個第三偏振光,第三偏振光與第一偏振光具有相同偏振方向。
根據本發明之另一方面,提出一種背光模組,包括一光源、上述的稜鏡型偏光結構以及一導光板。導光板設置於光源與稜鏡型偏光結構之間。光源用以提供入射光至導光板,導光板與下基板之底面相對,導光板具有多個反射及散射結構,且此些反射及散射結構的位置與具有此些偏極分光膜之第二直角三角形稜鏡的位置上下相對。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉實施例,並配合所附圖式詳細說明如下:
以下係提出實施例進行詳細說明,實施例僅用以作為範例說明,並非用以限縮本發明欲保護之範圍。以下是以相同/類似的符號表示相同/類似的元件做說明。本實施例的圖式中所繪示的稜鏡型偏光結構的厚度或高度約為傳統偏光片的厚度,不會超出導光板的厚度以及液晶顯示面板的厚度,但是為了讓本發明的特徵更為明顯易懂,圖式中的稜鏡型偏光結構的尺寸可能與實際尺寸不同,因此,下列圖式僅以說明為目的,並未依照原尺寸作圖。
請參照第1A、1B及2圖,依照本發明一實施例之稜鏡型偏光結構100包括一上基板110、一下基板120、多個第一直角三角形稜鏡112、多個第二直角三角形稜鏡122、多個設置於第一直角三角形稜鏡112之斜面114上的偏極轉換膜116以及多個設置於第二直角三角形稜鏡122之斜面124上的偏極分光膜126。
下基板120與上基板110相對接合。上基板110的頂面111與下基板120的底面121大致上平行,上基板110的頂面111至下基板120的底面121的高度約為上基板110的厚度、下基板120的厚度以及第一直角三角形稜鏡112或第二直角三角形稜鏡122的高度的總和(參見第6A圖,以H表示)。上基板110與下基板120例如為具有透光性的薄膜或玻璃基板,因此光線可經由下基板120的底面121入射,再經由上基板110的頂面111出射。在本實施例中,上基板110與下基板120可透過膠合而形成一體化薄形偏光板(或偏光片)。
第一直角三角形稜鏡112設置於上基板110並朝向下基板120。第二直角三角形稜鏡122設置於下基板120並朝向上基板110。在一實施例中,可藉由鋸齒形的切割工具分別在上基板110及下基板120上形成多個相互平行的第一直角三角形稜鏡112以及多個相互平行的第二直角三角形稜鏡122,或是直接在模具中塑型,如射出成型或熱壓膜成型等,以形成第一直角三角形稜鏡112與第二直角三角形稜鏡122。在本實施例中,第一直角三角形稜鏡112與第二直角三角形稜鏡122例如具有相同底面寬度以及相同高度,亦即具有相同的斜率(高度除以底面寬度),斜率可為1、小於1或大於1,本發明對此不加以限制。以下實施例,皆以斜率1(底角45度)之直角三角形稜鏡為範例做說明。此外,為了便於分辨第一與第二直角三角形稜鏡112、122的二斜面114、124,以下實施例圖式中將此二斜面114、124分開一距離,然而在實際應用上,一部分斜面114與斜面124相互接合且無空隙存在。
請參照第2圖,第一直角三角形稜鏡112具有一第一底面寬度W1,第二直角三角形稜鏡122具有一第二底面寬度W2,且第二底面寬度W2等於第一底面寬度W1,亦即W2=W1。在本實施例中,兩相鄰之第一直角三角形稜鏡112之底面相連接,兩相鄰之第二直角三角形稜鏡122以一間隙G相間隔,且間隙G之寬度等於第二底面寬度W2,其中G+W2=2W1。當然,在其他實施例中,間隙G亦可小於或大於第二底面寬度W2。根據上述週期排列的方式,第一直角三角形稜鏡112的數量可為第二直角三角形稜鏡122的數量的兩倍,其中奇數部分之第一直角三角形稜鏡112a與第二直角三角形稜鏡122上下相對,偶數部分之第一直角三角形稜鏡112b與第二直角三角形稜鏡122交錯排列。然而,在另一實施例中,第一直角三角形稜鏡112a可為偶數部分,第一直角三角形稜鏡112b可為奇數部分,本發明對此不加以限制。
此外,偏極轉換膜116設置於第一直角三角形稜鏡112的斜面114上,偏極分光膜126設置於第二直角三角形稜鏡122的斜面124上,且第一直角三角形稜鏡112a上的偏極轉換膜116a與第二直角三角形稜鏡122上的偏極分光膜126相對接合,第一直角三角形稜鏡112b上的偏極轉換膜116b與第二直角三角形稜鏡122上的偏極分光膜126交錯間隔排列,以使入射光L先經由偏極分光膜126分為偏振方向互相垂直且光路不同的兩道偏振光L1、L2之後,其中一道偏振光L2再經由偏極轉換膜116b轉換偏振光L2的偏振方向。偏極轉換膜116例如由非均向折射光學層堆疊而成,而偏極分光膜126例如由複數光學層堆疊而成。所謂非均向折射係指藉由結構性的光學層構成的條件使其對入射光的兩互相垂直之光振動的反射與透射率不同以及其雙折射特性,使其達成光學偏極轉換的目的。
請參照第2圖,各個偏極分光膜126用以將一入射光L分為偏振方向互相垂直的第一偏振光L1以及第二偏振光L2,第一偏振光L1例如是P偏振光,第二偏振光L2例如是S偏振光。第一偏振光L1可直接通過偏極分光膜126,而第二偏振光L2以45度的反射角被偏極分光膜126反射。第一偏振光L1以及第二偏振光L2的出光方向大致上相差90度。
請參照第2圖之光路,簡言之,第一偏振光L1可直接穿過與偏極分光膜126上下相對的偏極轉換膜116a而由上基板110出射,第二偏振光L2則是經由與偏極分光膜126交錯間隔排列的偏極轉換膜116b經一次反射後轉換成第三偏振光L3,第三偏振光L3可經由上基板110出射。第三偏振光L3與第一偏振光L1具有相同偏振方向,第三偏振光L3例如是P偏振光。若不考慮光損耗,本實施例的稜鏡型偏光結構100經由偏極轉換膜116a、116b轉換入射光L的偏振方向,可提高入射光L的偏光效率至100%,遠高於傳統的吸收型偏光板的光利用率。
在本實施例中,偏極分光膜126例如以傾斜45度蒸鍍多層膜的方式僅形成於斜面124上,並可藉由多個膜層介面(圖未繪示)的折射率差來達到第一偏振光L1穿透及第二偏振光L2反射的功效,而偏極轉換膜116a、116b例如以斜向沉積多層膜的方式形成非均向折射光學層於斜面114上,偏極轉換膜116a具有讓第一偏振光L1穿透時不影響偏振性的特性,但偏極轉換膜116b具有讓第二偏振光L2反射並轉換成第三偏振光L3時卻僅讓S偏振光轉P偏振光具高轉換率的特性,由於偏極轉換膜116b一側為空氣另一側為相對高折射率的光學膜及稜鏡材,因此第二偏振光L2由稜鏡材入射偏極轉換膜116b後與空氣介面間會形成一次反射而達到轉換為第三偏振光L3的功效。因此,透過本實施例的稜鏡型偏光結構100,可使第一偏振光L1與第三偏振光L3具有相同的出光方向及偏振極性。
請參照第3圖,其繪示依照本發明一實施例之結合微透鏡一維陣列130的稜鏡型偏光結構101,其中微透鏡一維陣列130包括多個微透鏡131。在本實施例中,微透鏡一維陣列130以一體化方式形成,且此些微透鏡131設置於稜鏡型偏光結構101的下方,與下基板120的底面121相對,如此可使入射光L先經由微透鏡131聚光後,再經由稜鏡型偏光結構101對入射光L進行偏光。在本實施例中,各個微透鏡131具有兩個不同焦距的第一外凸曲面132以及第二外凸曲面133,分別位於微透鏡一維陣列130的相對兩側,且第一外凸曲面132的焦距為f1,第二外凸曲面133的焦距為f2,其中f1< f2。如第3圖之光路所示,入射光L先經由微透鏡131的第二外凸曲面133折射聚光之後,再經由微透鏡131的第一外凸曲面132折射後平行出光,如此可使光線集中在第二直角三角形稜鏡122的正下方。在一實施例中,第一外凸曲面132的寬度約為第一底面寬度W1,第二外凸曲面133的寬度約為第一底面寬度W1的兩倍,也就是說,第二外凸曲面133的寬度約為第一外凸曲面132的寬度的兩倍。
請參照第4圖,其繪示依照本發明另一實施例之結合微透鏡一維陣列130的稜鏡型偏光結構102,其中微透鏡一維陣列130包括多個微透鏡131’。本實施例之微透鏡131’與第3圖之微透鏡131不同之處在於:各個微透鏡131’具有兩個不同焦距的一內凹曲面134及一外凸曲面135,分別位於微透鏡一維陣列130的相對兩側,且內凹曲面134的焦距為f1,外凸曲面135的焦距為f2,其中|f1|<|f2|,且外凸曲面135與內凹曲面134的中心距離為|f2|-|f1|。如第4圖之光路所示,入射光L先經由微透鏡131’的外凸曲面135折射聚光之後,再經由微透鏡131’的內凹曲面134折射後平行出光,如此可使光線集中在第二直角三角形稜鏡122的正下方。在一實施例中,內凹曲面134的寬度約為第一底面寬度W1,外凸曲面135的寬度約為第一底面寬度W1的兩倍,也就是說,外凸曲面135的寬度約為內凹曲面134的寬度的兩倍。
相對於傳統的吸收型偏光板,上述的稜鏡型偏光結構101、102結合微透鏡一維陣列130,若不計算反射損失而考慮光學膜在可見光域的光損耗,可將入射光L的偏光效率提高至90%以上,減少光能的損耗,進而提高光利用率。
請參照第5圖,其繪示依照本發明一實施例之結合吸收型偏光膜140的稜鏡型偏光結構103,在本實施例中,吸收型偏光膜140設置於上基板110的頂面111,用以吸收與第二偏振光L2具有相同偏振光向的第四偏振光L4,第四偏振光L4例如是S偏振光。簡言之,如第5圖所示,入射光L穿過與偏極分光膜126交錯間隔排列的偏極轉換膜116b後仍是偏振方向交互垂直且共光路的兩偏振光,例如分別為第四偏振光L4及第五偏振光L5,其中第四偏振光L4與第二偏振光L2具有相同偏振方向,第五偏振光L5與第一偏振光L1具有相同偏振方向。由於第一偏振光L1、第三偏振光L3及第五偏振光L5的偏振方向平行於吸收型偏光膜140的傳輸軸,因此第一偏振光L1、第三偏振光L3及第五偏振光L5不會被吸收型偏光膜140吸收。然而,第四偏振光L4的偏振方向垂直於吸收型偏光膜140的傳輸軸,因此第四偏振光L4會被吸收型偏光膜140吸收。雖然本實施例中吸收型偏光膜140會吸收部分光能而導致光利用率下降,但若不考慮光損耗,本實施例的稜鏡型偏光結構100結合吸收型偏光膜140仍可將入射光L的偏光效率提高至67.5%,高於傳統的吸收型偏光板的光利用率。
請參照第6A圖,其繪示依照本發明另一實施例之結合反射層150的稜鏡型偏光結構104。在本實施例中,反射層150設置於下基板120之底面121,且反射層150包括多個入光區152以及多個反射區154,此些入光區152與反射區154交錯配置,且此些入光區152對應位於第二直角三角形稜鏡122的下方,且此些反射區154對應位於各間隙G的下方,以使入射光L經由入光區152進入稜鏡型偏光結構104內,而入光區152周圍的光線被反射區154阻擋而無法進入稜鏡型偏光結構104內。請參照第6A及6B圖,其中第6B圖繪示入光區152與第一直角三角形稜鏡112的尺寸關係圖,在一實施例中,上基板110的頂面111至下基板120的底面121的距離為H,各個入光區152具有一開口寬度X,第一直角三角形稜鏡112具有一第一底面寬度W1,入射光L相對於垂直入射光的光軸的入射角在±θ度內。開口寬度X小於第一底面寬度W1,且根據下列的關係式W1=X+2H*tanθ,可得知入光區152的開口寬度X=W1-2H*tanθ,入射角θ依存於偏極分光膜126及偏極轉換膜116對波長作用的範圍。在本實施例中,以可見光域(400nm~700nm)作用範圍內,入射光L相對於垂直入射光的光軸的入射角θ較佳控制在±3度內,以限制入射光L的入射角,進而提高入射光L的偏光效率。
請參照第7圖,其繪示依照本發明一實施例之結合光源162、導光板164及稜鏡型偏光結構104的背光模組160。在本實施例中,背光模組160包括一光源162、一稜鏡型偏光結構104以及一導光板164。導光板164設置於光源162與稜鏡型偏光結構104之間。光源162例如設置於導光板164之側邊,用以提供側向的入射光L至導光板164。導光板164與下基板120的底面121相對,用以將側向的入射光L均勻傳導至反射層150的入光區152。此外,入光區152周圍大角度的入射光將被反射區154反射回到導光板164,經再次回收反射而進入稜鏡型偏光結構104內,進而提高光利用率。
請參照第7圖之光路,在本實施例中,導光板164例如具有複數個反射及散射結構166,且此些反射及散射結構166對應於入光區152的下方,亦即,此些反射及散射結構166的位置與第二直角三角形稜鏡122的位置上下相對,以使側向的入射光L可經由反射結構166反射及散射後,以接近垂直入射光Lv之光軸方向進入稜鏡型偏光結構104內。
上述的側光型背光模組160藉由反射及散射結構166將側光轉向正向光,使入射光L大致導向稜鏡型偏光結構104的入光處,並可藉由導光板164上的膜層(例如擴散膜、增光膜)改變出光角度及出光方向,使背光模組160的出光對應位於此些第二直角三角形稜鏡的下方。此外,請參照第8圖,導光板164下方還可設置一反射片168,此反射片168與導光板164之間例如以一空氣層稍稍隔開,此反射片168可使散射出去的光再次反射而進入導光板164內,進而提高光利用率。
上述的背光模組160除了採用第6A圖之結合反射層150的稜鏡型偏光結構104之外,亦可採用第5圖之結合吸收型偏光膜140的稜鏡型偏光結構103、第3或4圖之結合微透鏡一維陣列130的稜鏡型偏光結構101、102、或第2圖之稜鏡型偏光結構100,本發明對此不加以限制。
請參照第8圖,其繪示依照本發明一實施例之結合上偏光板174、液晶顯示面板172及第7圖所述之背光模組160的液晶顯示裝置170。在本實施例中,液晶顯示面板172位於上偏光板174與背光模組160之間,可經由液晶扭轉特性來控制偏振光通過上偏光板174與否而形成明暗效果,而稜鏡型偏光結構104用以取代傳統的下偏光板,以減少入射光L被吸收或遮蔽,進而提高光利用率。同時,稜鏡型偏光結構104兼具有偏光及增亮的功效,因此不需額外設置增亮膜,以減少製膜成本。
上述的液晶顯示裝置170除了採用第6A圖之結合反射層150的稜鏡型偏光結構104之外,亦可採用第5圖之結合吸收型偏光膜140的稜鏡型偏光結構103、第3或4圖之結合具有多個微透鏡131、131’的模組的稜鏡型偏光結構101、102、或第2圖之稜鏡型偏光結構100,本發明對此不加以限制。
本發明上述實施例所揭露之稜鏡型偏光結構、背光模組及液晶顯示裝置,係利用多個設置於第一直角三角形稜鏡之斜面上的偏極轉換膜以及多個設置於第二直角三角形稜鏡之斜面上的偏極分光膜,使入射光先經由偏極分光膜分為不同偏振方向的偏振光之後,再經由偏極轉換膜轉換偏振光的偏振方向,如此可提高入射光的偏光效率,減少光能的損耗,進而提高光利用率。
綜上所述,雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、101、102、103、104‧‧‧稜鏡型偏光結構
110‧‧‧上基板
111‧‧‧頂面
112、112a、112b‧‧‧第一直角三角形稜鏡
114‧‧‧斜面
116、116a、116b‧‧‧偏極轉換膜
120‧‧‧下基板
121‧‧‧底面
122‧‧‧第二直角三角形稜鏡
124‧‧‧斜面
126‧‧‧偏極分光膜
130‧‧‧微透鏡一維陣列
131、131’‧‧‧微透鏡
132‧‧‧第一外凸曲面
133‧‧‧第二外凸曲面
f1、f2‧‧‧焦距
134‧‧‧內凹曲面
135‧‧‧外凸曲面
140‧‧‧吸收型偏光膜
152‧‧‧入光區
154‧‧‧反射區
162‧‧‧光源
164‧‧‧導光板
160‧‧‧背光模組
166‧‧‧反射及散射結構
168‧‧‧反射片
170‧‧‧液晶顯示裝置
172‧‧‧液晶顯示面板
174‧‧‧上偏光板
W1‧‧‧第一底面寬度
W2‧‧‧第二底面寬度
G‧‧‧間隙
L‧‧‧入射光
L1‧‧‧第一偏振光
L2‧‧‧第二偏振光
L3‧‧‧第三偏振光
L4‧‧‧第四偏振光
L5‧‧‧第五偏振光
X‧‧‧開口寬度
Lv‧‧‧垂直入射光
H‧‧‧距離
θ‧‧‧入射角
第1A及1B圖分別繪示依照本發明一實施例之稜鏡型偏光結構的分解示意圖以及組合示意圖。 第2圖繪示依照本發明一實施例之稜鏡型偏光結構的剖面及光線由入光面至出光面的路徑示意圖。 第3圖繪示依照本發明一實施例之結合微透鏡的稜鏡型偏光結構的示意圖。 第4圖繪示依照本發明一實施例之結合微透鏡的稜鏡型偏光結構的示意圖。 第5圖繪示依照本發明一實施例之結合吸收型偏光膜的稜鏡型偏光結構的示意圖。 第6A圖繪示依照本發明一實施例之結合反射層的稜鏡型偏光結構的示意圖。 第6B圖繪示繪示入光區與第一直角三角形稜鏡的尺寸關係圖。 第7圖繪示依照本發明一實施例之結合光源、導光板及稜鏡型偏光結構的背光模組的示意圖。 第8圖繪示依照本發明一實施例之結合上偏光板、液晶顯示面板及第7圖所述之背光模組的液晶顯示裝置的示意圖。

Claims (10)

  1. 一種稜鏡型偏光結構,包括: 一上基板; 一下基板,與該上基板相對接合; 複數個第一直角三角形稜鏡,設置於該上基板並朝向該下基板,該些第一直角三角形稜鏡之斜面均具有一偏極轉換膜;以及 複數個第二直角三角形稜鏡,設置於該下基板並朝向該上基板,該些第二直角三角形稜鏡之斜面均具有一偏極分光膜,其中,奇數部分之該些第一直角三角形稜鏡與該些第二直角三角形稜鏡係上下對應,且上下對應的第一直角三角形稜鏡與第二直角三角形稜鏡上的該些偏極轉換膜與該些偏極分光膜相對接合,而偶數部分之該些第一直角三角形稜鏡與該些第二直角三角形稜鏡上的該些偏極轉換膜與該些偏極分光膜交錯間隔排列,該些第一直角三角形稜鏡的數量為該些第二直角三角形稜鏡的兩倍, 其中,該些偏極分光膜用以將一入射光分為偏振方向垂直的複數個第一偏振光以及複數個第二偏振光,該些第一偏振光穿過與該些偏極分光膜相對接合的該些偏極轉換膜,該些第二偏振光經由與該些偏極分光膜交錯間隔排列的其餘該些偏極轉換膜達成一次反射後轉換成複數個第三偏振光,該些第三偏振光與該些第一偏振光具有相同偏振方向。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之稜鏡型偏光結構,其中該些第二直角三角形稜鏡分別具有一第二底面寬度,該些第一直角三角形稜鏡分別具有一第一底面寬度,且各該第二底面寬度等於各該第一底面寬度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之稜鏡型偏光結構,其中該些第二直角三角形稜鏡互相平行,兩相鄰之該些第二直角三角形稜鏡以一間隙相間隔,且該間隙之寬度等於該第二底面寬度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之稜鏡型偏光結構,其中該些第一直角三角形稜鏡互相平行,且兩相鄰之該些第一直角三角形稜鏡之底面相連接。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之稜鏡型偏光結構,更包括一反射層,設置於該下基板之底面,該反射層包括複數個入光區以及複數個反射區,該些入光區與該些反射區相鄰配置,該些入光區對應位於該些第二直角三角形稜鏡的下方,且該些反射區對應位於各該間隙的下方。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之稜鏡型偏光結構,其中該些入光區分別具有一開口寬度,各該開口寬度小於相對應的各該第一直角三角形稜鏡的該第一底面寬度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之稜鏡型偏光結構,更包括具有複數個微透鏡的一維陣列模組,與該下基板之底面相對,該些微透鏡分別具有兩個不同焦距的外凸曲面或具有不同焦距的一內凹曲面及一外凸曲面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之稜鏡型偏光結構,更包括一吸收型偏光膜,設置於該上基板之頂面,其中該入射光穿過與該些偏極分光膜交錯間隔排列的該些偏極轉換膜後,形成仍是偏振方向交互垂直且共光路的複數個第四偏振光與複數個第五偏振光,其中該些第四偏振光與該些第二偏振光具有相同偏振方向,該些第五偏振光與該些第一偏振光具有相同偏振方向,該吸收型偏光膜用以吸收該些第四偏振光。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之稜鏡型偏光結構,其中該些偏極轉換膜由複數個非均向折射光學層堆疊而成,而該些偏極分光膜由複數個光學層堆疊而成。
  10. 一種背光模組,包括: 一光源; 一如申請專利範圍第1至9項其中之一所述的稜鏡型偏光結構;以及 一導光板,設置於該光源與該稜鏡型偏光結構之間, 其中該光源用以提供該入射光至該導光板,該導光板與該下基板之底面相對,該導光板具有複數個反射及散射結構,且該些反射及散射結構對應位於該些第二直角三角形稜鏡的下方。
TW107104841A 2018-02-09 2018-02-09 稜鏡型偏光結構及具有其之背光模組 TWI646360B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107104841A TWI646360B (zh) 2018-02-09 2018-02-09 稜鏡型偏光結構及具有其之背光模組
CN201810415194.XA CN108459418B (zh) 2018-02-09 2018-05-03 棱镜型偏光结构及具有其的背光模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107104841A TWI646360B (zh) 2018-02-09 2018-02-09 稜鏡型偏光結構及具有其之背光模組

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI646360B true TWI646360B (zh) 2019-01-01
TW201935045A TW201935045A (zh) 2019-09-01

Family

ID=63214505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107104841A TWI646360B (zh) 2018-02-09 2018-02-09 稜鏡型偏光結構及具有其之背光模組

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN108459418B (zh)
TW (1) TWI646360B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111217151B (zh) * 2020-01-08 2021-09-17 上海向隆电子科技有限公司 楔型导光板的堆栈加工方法及其堆栈加工设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5650873A (en) * 1995-01-30 1997-07-22 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Micropolarization apparatus
TW201200913A (en) * 2010-06-18 2012-01-01 Univ Nat Taipei Technology Optical system capable of enhancing polarization state of light and light source system including same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11142791A (ja) * 1997-11-10 1999-05-28 Nikon Corp 偏光装置および投射型表示装置
JP2004246387A (ja) * 2004-05-17 2004-09-02 Canon Inc 画像投影装置
KR101212136B1 (ko) * 2005-06-29 2012-12-14 엘지디스플레이 주식회사 프리즘 시트와 이를 이용한 백 라이트 유닛

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5650873A (en) * 1995-01-30 1997-07-22 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Micropolarization apparatus
TW201200913A (en) * 2010-06-18 2012-01-01 Univ Nat Taipei Technology Optical system capable of enhancing polarization state of light and light source system including same

Also Published As

Publication number Publication date
CN108459418A (zh) 2018-08-28
CN108459418B (zh) 2021-01-15
TW201935045A (zh) 2019-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8379172B2 (en) Liquid crystal display device
US20060274272A1 (en) Backlight unit for liquid crystal display device
US20070252923A1 (en) Polarizing light guide plate unit and backlight unit and display device employing the same
WO2020087620A1 (zh) 光学复合膜、显示面板和显示装置
JP2013508777A5 (zh)
JP2010073694A (ja) 液晶ディスプレイ装置及びそのバック・ライトモジュール
JP2018018003A (ja) 表示装置
KR20120038904A (ko) 백라이트 모듈 및 액정 디스플레이
CN109116623A (zh) 偏光结构、显示面板及显示装置
CN111458929A (zh) 照明装置及显示装置
TWI264601B (en) Light guide plate and backlight module using the same
WO2010061691A1 (ja) 面光源装置
TWI646360B (zh) 稜鏡型偏光結構及具有其之背光模組
WO2020087632A1 (zh) 光学复合膜、显示面板和显示装置
CN102354007A (zh) 复合光学片及具有该复合光学片的背光模组及显示装置
WO2020062561A1 (zh) 偏光结构及显示装置
WO2016141669A1 (zh) 导光板组件和显示装置
JP2019200862A (ja) 導光板、面光源装置および表示装置
WO2019019888A1 (en) POLARIZING BACKLIGHT UNIT, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME
US9194994B2 (en) Liquid crystal display device
JP7197990B2 (ja) 反射型液晶表示装置
KR101726472B1 (ko) 고휘도 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
JP3213629U (ja) バックライトモジュール及びディスプレイモジュール
WO2020062562A1 (zh) 偏光结构及显示装置
JP4395197B1 (ja) 液晶表示装置