专利名称：光学元件的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种光学元件，尤其是指一种以二 维形式分布于光学元件表面以达成不产生干涉条纹且 同时提供集光与扩散效果的光学元件。
背景技术：
目前背光模组中，主要是利用扩散片、增亮膜(Brightness Enhancement Film, BEF) 或偏光土曾亮 片 (Dual Brightness Enhancement Film, DBEF ) 等 光学膜片的搭配使用来达到使光均匀且集中的目的。 如图1所示，该图是为现有的增亮膜示意图。现有的 增亮膜1具有周期排列的V沟1 Q ，虽然可以有效的 增加正视的亮度，但也产生了肉眼容易观察到的干涉 条纹 (interference fringes)。在现有技术中，如美国专利US. Pat. No. 5,91 9 ， 5 5 1所揭露的 一 种具有不同节距(pitch )的光 学膜，其是由改变增亮膜上V沟pitch大小，达成消除光学膜与显示器面板产生干涉条纹的目的。此外，如美国专利US. Pat.No. 6 ， 8 6 2 ， 14 1所揭露的种光学基板结构，该专利由非直线的V沟，除了可以达成增党的巨的，也可以消除光学膜与显示班 益面板产生的干涉条纹。发明内容本发明的主要目的是为提供一种光学元件，其是将多数个微透镜单元以二维形式分布于光学元件的表面上，该微透镜单元形状、尺寸不同且任意排列，不有规则性，可达成不产生干涉条纹且同时提供集光与扩散效果的目的为了达到上述的目的，本发明提供 一 种光学元件，包括:元件本体，其是具有一第一平面；以及多数个微透镜单元，是以二维形式分布于该第一平面上。在实施例中，该微透镜单元是为 一 多面体结构。苴 z 、中该多面体结构各面的形状是为一多边形。此夕卜，该多面体结构的顶部是可选择为 一 点、 一 棱线以及一平面中之该棱线与该微透镜单元的底面高度是介于1m至100 U m之间。该平面的形状是为 一 多边形平面。该平面与该微透镜单元的底面的高度是介于1至100ti m之间。在一实施例中，该微透镜单元还具有至少一对相 对应的主要侧平面，以及多数个次要侧平面所构成。 其中该对主要侧平面之间的夹角大于0度小于9 0度。此外，该主要侧平面还具有一个顶角，其是介于3 0度至1 5 0度之间。该对主要侧平面的顶角可以 为相同的角度或者是不同的角度。在 一 实施例中，该元件本体为透明的高分子材料。 其中该透明的高分子材料内还可含有扩散粒子或者是 液晶分子。在 一 实施例中，该元件本体是由折射率渐变的材 料所构成。在一实施例中，该元件本体还具有一第二平面， 其是与该第一平面相对应。该第二平面，其是为一平. 滑面或者是 一 粗糙面。在一实施例中，该多数个微透镜单元是成数组分 布于该第一平面上。除此之外，该多数个微透镜单元 是成不规则排列分布于该第 一 平面上。在一实施例中，该多数个微透镜单元具有至少一 种以上结构，亦即，该多数个微透镜单元可由形状、 尺寸不同的微透镜单元所构成。
为使审查员能对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，下文特将本发明的装置的相关细部结构以及设计的理念原由进行说明，以使得审查员可以了解本发明的特点，详细说明陈述如下，其中图1是为现有的增亮膜示意图。图2A是为本发明的光学元件实施例剖面示意图。图2B是为本发明的光学元件实施例立体示意图。图3是为本发明的微透镜单元第一实施例示意图。图4A是为本发明的微透镜单元第二实施例示意图。图4 B是为图4 A的多面体结构侧视示意图。 图4 C是为图4 A的多面体结构另 一 实施例侧视示 意图。图5A与图5B是为本发明的微透镜单元第三实施 例示意图。图6是为本发明的微透镜单元第四实施例示意图。图7A是为本发明的光学元件在 autocorelation image下的分析结果。图7B是为本发明的光学元件集旋光性的仿真结果。員体实施方式请参阅图2A所；fK ，该图是为本发明的光学元件实施例剖面示思图。该光学元件2 ，具有元件本体20该元件本体2 0是为透明的高分子材料。中该透明的高分子材料内还可含有扩散粒子或者是液曰 曰曰分子除此之外，该元件本体2 0是可由折射率渐变的材料所构成该元件本体2 0上具有 一 第 一 平面201以及第一平面202。请参阅图2 B所示，该图是为本发明的光学元件实施例立体示意图。在该第一平面201上具有多数个微透镜单元2 1 a— 2 1 e，该多数个微透镜单元21￡1 —画2 1是以二维分布的形式设置于该第平面201上。该二维分布的方式可以为数组式的规则排列，也可以为任意不规则的排列该多数个微透镜单元21a— 21e是可包含至少种以上的结构，亦即微透镜单元的个别形状、尺寸可以相同或者是不相同单一个微透镜单元是为 一 多面体结构该多面体结构的顶点可以为点、棱线、面或者是.、/ -刖述的组合该第一平面202是与该第 一 平面201相对应该第—平面2 02，其是为 一 平滑面或者是粗糙面。接下来，说明本发明的微 阅图3所示，该图是为本发明 例示意图。在本实施例中，该 点3 0的形式，而其周围为多 而成，该多面体结构3周围的是与该元件本体的第 一 平面相该多边形3 1为一三角形。请参阅图4 A所示，该图是为本发明的微透镜单元 第二实施例示意图。本实施例中多面体结构4顶部是 为棱线4 0的形式，该多面体结构4侧面周围的平面 是由多数个多边形平面4 1 — 4 4相连接而形成，周 围的平面4 1 一 4 4的 一 侧相接以形成该多边形结构 4的顶部棱线4 0。本实施例的各个多边形平面是可 为一三角形、四边形、其它多边形或者是前述的组合， 并不以本实施例的形式为限。请参阅图4 B所示该图是为图4 A的多面体结构侧 视示意图。在本实施例中，该棱线4 0与该多面体结 构之间的高度h可以随着位置不同而改变，高度h的 范围是介于1 y m至1 0 0 u m之间，亦即该棱线4 0 与该多面体结构的底面具有一夹角6 1 。除了图4B的 方式外，请参阅图4C所示，该图是为图4A的多面体透镜结构实施伊j请参的微透镜单元第实施多面体结构3的顶部为数个多边形31所相连多边形平面31的侧连接在本实施伊J中，结构另 一 实施例侧视示意图。在图4 C中的多面体结构的棱线40是与该多面体结构的底面保持 一 定的高度H ，亦即该棱线4 0与该多面体结构的底面相互平行。在本实施例中，该高度H的范围是介于1 um至l 0 0 U m之间。再回到图4 A所示，该多面体结构具有 一 对主要侧平面4 1、 4 2以及多数个次要侧平面4 3、 4 4，该主要侧平面4 1 、 4 2以及次要侧平面4 3 、 4 4 可为多边形，例如三角形、四边形、五边形等，在本实施伊J中该主要侧平面4 1 、 4 2是为一三角形、该次要侧平面43 、 44为四边形。该两个主要侧平面41、42分别具有一个顶角e 2 ，其是与该多面体结构的顶部棱线4 0相连接，该顶角e2是介于30度至150度之间。该顶角e 2的大小乃影响集旋光性的优劣此外，该对主要侧平面4 1、4 2的顶角2可相同或者不相同。另夕卜，如图4 B所示，该两个主要侧平面41 、 42之间的夹角e 3是介于0度至90度之间请参阅图5A所示，该图是为本发明的微透镜单元第二实施例不思图。该微透镜单元是为一多面体结构5，顶部为平面5o ，其周围具有四个多边形平面51—54该平面5 0是与该多面体结构5的底面之间具有两个夹角e 4 、 9 5。在本实施例中该平面与该多面体底面之间的高度变化介于i um至100m之间。除此之外，亦可如图5;b所示，该平面50是与该多面体结构5的底面相互平行。在本实施例中该平面5 0与该多面体结构5底面之间的高度是介于l um至l 0 0 um之间。如图6所不，该多面体结构6的顶部亦为-'平面60 ，该多面体结构6員有对主要侧平面6、62以及多数个次要侧平面63、64，该主要侧平面61 、62以及次要侧平面63、64可为多边形，例如二角形、四边形、五边形等在本实施例中该主要侧平面61、62是为二角形、该次要侧平面63 、64为四边形，但不以此为限该对主要侧平面6 1、62分别有个顶角6，其是与该多面体结构6的顶部平面60相连接，该顶角e6是介于30度至150度之间此:外该对主要侧平面6 1 、62的顶角6可相同或者不湘同另外，如图6所示， 两个主要侧平面的夹角7是介于o度至90度之间。本发明所提出的光学元件对光源有集光与扩散的效果，且不产生干涉条纹此光学元件表面有多数个微透镜单元所组成的透镜数组分布，此透镜数组乃由形状、尺寸不同的多数个微透镜单元所组成。请参阅图7A所示，本发明的此不具规则性微透镜数组的光学元件， 经由 autocorrelation image 分析，可确定不产生干涉条纹。其中图7A的(a)为本发明光学元件的原始图像，而图7A 的 (b) 为 autocorrelation计算结果，没有周期性条纹出现。此外，请参阅图7 B所示，该图是为本发明的光学元件的集旋光性仿真结果。曲线9 0是为现有的BEF 9 0 / 5 0光学元件的集旋光性曲线，而曲线9 1则为本发明的光学元件的集旋光性曲线，由图中可以得知，在不产生干涉条纹的,卜主 l冃况下，本发明的光学元件还能够维持住和现有的BEF90/ 5 0相同的集旋光性。惟以上所述的，仅为本发明的实施例，当不能以的限制本发明范围。即凡是依本发明权利要求所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。综合上述，本发明提供的光学元件，員有不产生干涉条纹且同时提供集光与扩散效果，因此可以满足业界的需求进而提咼该产业的竞争力以及带动周遭产业的发展，诚已符合发明专利法所规定申请发明所需員备的条故依法提出发明专利的申」请,
权利要求
1. 一种光学元件，其特征在于，包括一元件本体，其是具有一第一平面；以及多数个微透镜单元，其是以二维形式分布于该第一平面上。
15 、如权利要求1项所述的光学元件，其特征 在于，其中该多数个微透镜单元是以数组以及以不规 则排列其中之 一 的方式分布于该第 一 平面上。
16 、如权利要求1项所述的光学元件，其特征 在于，其中该多数个微透镜单元具有至少一种结构。
全文摘要
本发明提供一种光学元件，包括一元件本体以及多数个微透镜单元。该元件本体，其是具有一第一平面。该多数个微透镜单元，其是以二维形式分布于该第一平面上。本发明的光学元件上的多数个微透镜单元形状、尺寸不同且任意排列，不具有规则性，可达成不产生干涉条纹且同时提供集光与扩散效果的目的。
文档编号G02B5/02GK101276008SQ20071008809
公开日2008年10月1日 申请日期2007年3月26日 优先权日2007年3月26日
发明者姚柏宏, 杨文勋, 林盈秀 申请人:财团法人工业技术研究院