专利名称：光学膜片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学膜片，且特别涉及一种用于均勻化面光源的光学膜片。
背景技术：
液晶显示器包括液晶显示面板与背光模块，其中由于液晶显示面板本身不发光， 所以需借由背光模块提供液晶显示面板所需的显示光源。图1是公知一种背光模块的剖面示意图。请参照图1，公知背光模块100包括光源110以及导光板120，其中光源110配置于导光板120的入光面122旁，以提供光线至导光板120，而导光板120用以将光线转换成从出光面124出射的面光源。此外，为了提升面光源的均勻性，导光板120的出光面IM上可设置多个光学膜片，这些光学膜片包括下扩散片130、下棱镜片140、上棱镜片150以及上扩散片160。下扩散片130先将光线扩散，接着再依序借由下棱镜片140与上棱镜片150对光线进行集光，之后再借由上扩散片160来调整光路径，以达到均勻化面光源的目的。然而，背光模块100所使用的光学膜片的数量过多，不仅导致背光模块100的厚度较厚且重量较重，还需花费许多时间组装光学膜片，造成背光模块100的生产效率较差。此外，组装光学膜片时易产生组装公差，而过多的光学膜片会导致组装公差的累积，以至于降低面光源的品质。为了改善上述问题，公知技术提出一种复合式的光学膜片，以减少光学膜片的使用量。如图2所示，光学膜片200包括基材210、扩散层220以及多个棱镜柱230，其中扩散层220配置于基材210的入光面212，而棱镜柱230配置于基材210的出光面214。如此， 光学膜片200具有扩散及集光的功能，所以能取代一片扩散片及一片棱镜片。但因扩散层 220容易使部分光能量过于分散，导致棱镜柱230可利用的光能量变少。因此，使用光学膜片200的背光模块，其整体亮度表现较图1的背光模块100差。
发明内容
本发明提供一种光学膜片，以提高集光效率、光利用效率以及光均勻性。为达上述优点，本发明提出一种光学膜片，其包括基材、多个第一集光结构以及多个扩散结构。基材具有相对的入光面与出光面，第一集光结构配置于入光面，每一第一集光结构具有相对的底面与顶角，且底面连接入光面。扩散结构分别配置于这些第一集光结构之间的空隙内。扩散结构紧邻第一集光结构，每一第一集光结构的顶角与每一扩散结构的远离基材的底面位于同一平面。在本发明的一实施例中，上述的第一集光结构为三角柱。在本发明的一实施例中，上述的每一三角柱的顶角的角度范围介于80度至120度。在本发明的一实施例中，上述的第一集光结构为半圆柱。在本发明的一实施例中，上述的每一半圆柱的一圆弧面的曲率半径介于20微米(μπι)与 30 μ m 之间。在本发明的一实施例中，上述的光学膜片还包括多个第二集光结构，配置于出光面，其中第一集光结构与第二集光结构为棱镜柱。每一第一集光结构具有第一长轴方向，每一第二集光结构具有第二长轴方向，且第一长轴方向平行或垂直第二长轴方向。在本发明的一实施例中，上述的相邻的第一集光结构的底面系彼此相邻接，而相邻的第二集光结构的与出光面连接的底面系彼此相邻接。在本发明的一实施例中，上述的光学膜片还包括保护片，配置于扩散结构的底面。在本发明的一实施例中，上述的相邻的扩散结构的底面彼此相邻接。为达上述优点，本发明另提出一种光学膜片，其包括基材、多个第一集光结构以及多个扩散结构。基材具有相对的入光面与出光面，第一集光结构配置于入光面，且相邻两第一集光结构之间存有空隙。扩散结构分别配置于空隙内，其中每一空隙的80%以上的空间被对应的扩散结构所占据。为达上述优点，本发明又提出一种光学膜片，其包括基材、多个扩散结构以及多个第一集光结构。基材具有相对的入光面与出光面，扩散结构配置于入光面，且相邻两扩散结构之间存有空隙。每一扩散结构具有远离基材的底面，且相邻的扩散结构的底面彼此相邻接。第一集光结构分别配置空隙内，且第一集光结构紧邻扩散结构。在本发明的光学膜片中，由于扩散结构与基材的入光面之间设有第一集光结构， 所以光能量被扩散结构分散后，第一集光结构可使光能量集中，以提升本发明的光学膜片的集光效率。此外，因第一集光结构可使入射基材的入光面的入射角变小，以降低发生全反射的机率，所以能提升光利用效率。另外，因大部分的光线会先被扩散结构扩散后，才由第一集光结构进行集光，故有助于提升光均勻性。为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例， 并配合附图，作详细说明如下。
图1是公知一种背光模块的剖面示意图。 图2是公知一种光学膜片的剖面示意图。 图3是本发明一实施例的一种光学膜片的立体示意图。 图4是本发明一实施例中光线于光学膜片中的光路径示意图。 图5是本发明另一实施例的一种光学膜片的剖面示意图。 图6是本发明另一实施例的一种光学膜片的立体示意图。 图7是本发明另一实施例的一种光学膜片的剖面示意图。 图8是本发明另一实施例的一种光学膜片的剖面示意图。 图9是本发明另一实施例的一种光学膜片的剖面示意图。 图10是本发明另一实施例的一种光学膜片的剖面示意图。 图11是本发明另一实施例的一种光学膜片的剖面示意图。 其中，附图标记说明如下 50,52 光线 100 背光模块
5
110:光源120 导光板122、212、312 入光面124、214、314 出光面130 下扩散片140 下棱镜片150 上棱镜片160:上扩散片200,300,300a,300b 光学膜片210、310 基材220 扩散层230 棱镜柱320,320'第一集光结构321 第一长轴方向322、332、342 底面324,344 顶角330、330，扩散结构331 扩散粒子336 第一介质层338 第二介质层340,340'第二集光结构341 第二长轴方向350 保护片S 空隙
具体实施例方式图3是本发明一实施例的一种光学膜片的立体示意图。请参照图3，本实施例的光学膜片300包括基材310、多个第一集光结构320以及多个扩散结构330。基材310具有相对的入光面312与出光面314，而入光面312与出光面314之间的距离例如是介于30微米至300微米之间。上述扩散结构330配置于入光面312，且相邻两扩散结构330之间存有空隙，而第一集光结构320分别配置这些空隙内，且第一集光结构320紧邻扩散结构330。以另一个角度而言，每一第一集光结构320具有相对的底面322与顶角324，且底面322连接入光面 312。扩散结构330分别配置于这些第一集光结构320之间的空隙内，且扩散结构330紧邻第一集光结构320。此外，每一第一集光结构320的顶角3M与每一扩散结构330的远离基材310的底面332位于同一平面，亦即第一集光结构320的顶角3 切齐扩散结构330的底面332。另外，相邻的扩散结构330的底面332彼此相邻接。在本实施例中，每一扩散结构330包括多个扩散粒子331，以借由扩散粒子331来达到扩散光线的功效。此外，光学膜片300例如还包括多个第二集光结构340。这些第二集光结构340配置于基材310的出光面314。相邻的第一集光结构320的底面322例如彼此相邻接，而基材310的入光面312例如是被这些第一集光结构320的底面322完全覆盖。 相邻的第二集光结构；340的与出光面314连接的底面342例如彼此相邻接，且出光面314 例如是被这些第二集光结构340的底面342完全覆盖。承上述，第一集光结构320与第二集光结构340例如为棱镜柱，且第一集光结构 320具有第一长轴方向321第二集光结构340具有第二长轴方向341，且第一长轴方向321 例如是平行于第二长轴方向341。此外，在本实施例中，第一集光结构320与第二集光结构 340都以为三角柱为例，但本发明并不限定第一集光结构320与第二集光结构340的形状需相同。另外，为达到较佳的集光效率，上述每一第一集光结构320的顶角3M与第二集光结构340的顶角344的角度范围例如是介于80度至120度，但不以此为限。图4是本发明一实施例中光线于光学膜片中的光路径示意图。请参照图4，基材 310的入光面312所面对的侧边为光学膜片300的入光侧，当光线50从光学膜片300的入光侧进入光学膜片300时，光线50会先进入扩散结构330中。扩散结构330中的扩散粒子 331会先将光线50扩散，而被扩散后的光线52会进入第一集光结构320中。第一集光结构 320会先对光线52进行初步的集光，接着光线52穿过基材310而进入第二集光结构340。 第二集光结构340亦可对光线52进行集光，以使光线52从光学膜片300出射后的出射角度较为集中。相较于公知技术所使用的复合式的光学膜片200(如图2所示)，本实施例的光学膜片300因在基材310的入光面312设置第一集光结构320，所以可借由第一集光结构320 来修正被扩散结构330扩散后的光线52的路径，以集中光能量，进而提升光学膜片300的集光效率。另一方面，第一集光结构320能使光线52入射入光面312时的入射角变小，能减少光线52在入光面312发生全反射的机率，所以能提升光学膜片300的光利用效率。此外，因绝大部分的光线52是先被扩散结构330扩散后，才由第一集光结构320进行集光，故有助于提升光均勻性。请参照图5，在本发明另一实施例中，可于扩散结构330的底面332设置保护片 350，以提供保护效果。此保护片350可选用具有抗静电功能的材质。如此，当光学膜片300a 下方设有其他光学膜片时，保护片350可防止光学膜片300a与其下方的光学膜片之间产生静电吸附的情形。在上述光学膜片300中，虽然第一集光结构320的第一长轴方向321平行第二集光结构340的第二长轴方向341，但在其他实施例中，如图6所示，第一集光结构320的第一长轴方向321也可以垂直第二集光结构340的第二长轴方向341。此外，虽然上述各实施例的第一集光结构320与第二集光结构340都是以棱镜柱为例，但在其他实施例中，每一棱镜柱可用沿一直线排列的多个角锥取代。在上述光学膜片300中，虽然第一集光结构320是以三角柱为例，但本发明并不限定第一集光结构320的形状。在图7所示的另一实施例中，第一集光结构320’为半圆柱。 为达到较佳的集光效率，半圆柱的圆弧面3 的曲率半径例如是介于20 μ m与30 μ m之间。 需说明的是，本文中的半圆柱指的是具有圆弧面的柱体，并非限定为圆柱的一半。此外，请参照图8，在本发明另一实施例中，第二集光结构340’也可以是与第一集光结构320’相同的半圆柱。但本发明中，第一集光结构与第二集光结构的形状可不相同，以图9为例，第一集光结构320为三角柱，而第二集光结构340’为半圆柱。在上述光学膜片300中，虽然扩散结构330是借由扩散粒子332来达到扩散效果， 但本发明并不限定扩散结构的扩散机制。以图10为例，扩散结构330’包括互相堆迭的第一介质层336与第二介质层338，第一介质层336的折射率大于第二介质层338的折射率， 且第一介质层336与第二介质层338的接触面337呈不规则状。此处所谓的呈不规则状的接触面337为具有高低起伏的不规则表面，且因互相连接的第一介质层336与第二介质层 338的折射率不同，所以光线可在接触面337产生不同角度的折射与散射，如此可达到扩散光线的效果。图11是本发明另一实施例的光学膜片的剖面示意图。请参照图11，本实施例的光学膜片300b与上述的光学膜片300相似，差别处在于本实施例的光学膜片300b中，扩散结构330并非填满相邻两第一集光结构320之间的空隙S。实际上，只要每一空隙S的80% 以上的空间被对应的扩散结构320所占据，即可达到良好的扩散效果。此外，因大部分的光线(例如约80%的光线)会先被扩散结构330扩散后，才由第一集光结构320进行集光，故有助于提升光均勻性。综上所述，本发明的光学膜片中，由于扩散结构与基材的入光面之间设有第一集光结构，所以光能量被扩散结构分散后，第一集光结构可使光能量集中，以提升本发明的光学膜片的集光效率。此外，因第一集光结构可使入射基材的入光面的入射角变小，以降低发生全反射的机率，所以能提升光利用效率。虽然本发明已以优选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视随附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种光学膜片，包括一基材，具有相对的一入光面与一出光面；多个第一集光结构，配置于该入光面，每一第一集光结构具有相对的一底面与一顶角， 且该底面连接该入光面；以及多个扩散结构，分别配置于所述多个第一集光结构之间的空隙内，其中所述多个扩散结构紧邻所述多个第一集光结构，每一第一集光结构的该顶角与每一扩散结构的远离该基材的一底面位于同一平面。
2.如权利要求1所述的光学膜片，其中所述多个第一集光结构为三角柱。
3.如权利要求2所述的光学膜片，其中每一三角柱的该顶角的角度范围介于80度至 120 度。
4.如权利要求1所述的光学膜片，其中所述多个第一集光结构为半圆柱。
5.如权利要求4所述的光学膜片，其中每一半圆柱的一圆弧面的曲率半径介于20μ m 与30 μ m之间。
6.如权利要求1所述的光学膜片，还包括多个第二集光结构，配置于该出光面，其中所述多个第一集光结构与所述多个第二集光结构为棱镜柱，每一第一集光结构具有一第一长轴方向，每一第二集光结构具有一第二长轴方向，且该第一长轴方向平行或垂直该第二长轴方向。
7.如权利要求6所述的光学膜片，其中相邻的所述多个第一集光结构的所述多个底面系彼此相邻接，而相邻的所述多个第二集光结构的与该出光面连接的底面系彼此相邻接。
8.如权利要求1所述的光学膜片，还包括一保护片，配置于所述多个扩散结构的所述多个底面。
9.如权利要求1所述的光学膜片，其中相邻的所述多个扩散结构的所述多个底面彼此相邻接。
10.一种光学膜片，包括一基材，具有相对的一入光面与一出光面；多个第一集光结构，配置于该入光面，且相邻两第一集光结构之间存有一空隙；以及多个扩散结构，分别配置于所述多个空隙内，其中每一空隙的80%以上的空间被对应的该扩散结构所占据。
11.如权利要求10所述的光学膜片，还包括多个第二集光结构，配置于该出光面，其中所述多个第一集光结构与所述多个第二集光结构为棱镜柱，每一第一集光结构具有一第一长轴方向，每一第二集光结构具有一第二长轴方向，且该第一长轴方向平行或垂直该第二长轴方向。
12.一种光学膜片，包括一基材，具有相对的一入光面与一出光面；多个扩散结构，配置于该入光面，且相邻两扩散结构之间存有一空隙，每一扩散结构具有远离该基材的一底面，且相邻的所述多个扩散结构的所述多个底面彼此相邻接；以及多个第一集光结构，分别配置所述多个空隙内，且所述多个第一集光结构紧邻所述多个扩散结构。
13.如权利要求12所述的光学膜片，还包括多个第二集光结构，配置于该出光面，其中所述多个第一集光结构与所述多个第二集光结构为棱镜柱，每一第一集光结构具有一第一长轴方向，每一第二集光结构具有一第二长轴方向，且该第一长轴方向平行或垂直该第二长轴方向。
全文摘要
本发明提供一种光学膜片，其包括基材、多个第一集光结构以及多个扩散结构。基材具有相对的入光面与出光面，第一集光结构配置于入光面，每一第一集光结构具有相对的底面与顶角，且底面连接入光面。扩散结构分别配置于这些第一集光结构之间的空隙内。扩散结构紧邻第一集光结构，且每一第一集光结构的顶角与每一扩散结构的远离基材的底面位于同一平面。此光学膜片具有较佳的集光效率。
文档编号G02B5/04GK102253440SQ20111018661
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年4月29日
发明者庄淑婷, 蔡怡均, 蔡政旻, 许文铭, 谌思廷, 赖明昇, 陈志光, 黄任伟 申请人:友达光电股份有限公司