专利名称：具聚光功能的光学膜的制造方法以及背光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学膜，并且尤其涉及一种具有聚光功能的 光学膜和采用具有聚光功能的光学膜的背光模块。
背景技术：
液晶显示器(Liquid Crystal Display, LCD)主要应用于各种资讯、 通讯以及消费产品中，如个人电脑、液晶电视、移动电话、视频电话 以及个人数字助理(PDA)等。因液晶显示器面板本身不具有发光特 性，通常需要设置背光模块为其提供照明光，以获得良好的视觉效果。 背光模块通常经由设置各种不同的光学膜来提升其光学性能，以满足 不同液晶显示器面板的需求。例如，利用具有聚光功能的光学膜可以 调节背光模块的光学性能，例如可将背光模块中心亮度和半视角(Half View Angle)宽度在一定范围内进行调节。
图1所示是一种现有技术的具有聚光功能的光学膜80，其包括 透光本体82，以及形成在透光本体82的光入射面上的反射涂层84。 其中，透光本体82的光出射面一侧设置有多个柱状透镜 822(Lenticular Lens);其光入射面一侧形成有多个间隔排布的凸起的 微结构824。该反射涂层84具有多个透光部位842，该多个透光部位 842分别位于相邻的两凸起的微结构824之间。通常，反射涂层84 的透光部位842必须精确的设置在对应该多个柱状透镜824在光入射 面的聚焦部位，否则将严重影响光学膜80的反射和折射角度而无法 达到预期光学效果。然而，在这种光学膜80的制造过程中，必须以 机械方式将光入射面和光出射面的微结构的成形机构作精密而准确 的对位，形成光入射面和光出射面的微结构后，再以凸版印刷方式将 反光材料涂布于凸起的微结构上以形成该反射涂层84，不但制造过程复杂以致合格率不易提升，而且由于机械累进公差的关系，该微结
构一般必须在150微米以上，故使定位精度无法提升，使其光学效果 无法充分发挥。
发明内容
本发明提供一种具有聚光功能的光学膜的制造方法，其制造过程 简单并且制造得到的光学膜具有较佳的光学性能。
本发明还提供一种采用具有聚光功能的光学膜的背光模块，其具 有较佳的光学性能。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得 到进一步的理解。
为实现上述的一个或部份或全部目的或是其他目的，本发明的一 个实施例提出一种具有聚光功能的光学膜的制造方法，光学膜可应用 于背光模块，适于调节背光模块的光学性能，光学膜的制造方法包括
以下步骤提供透光本体，其具有光入射面和与光入射面相对的光出 射面，光出射面上设有多个聚光微结构；在透光本体的光入射面上设 置反射涂层；以及提供激光，激光从相对应的至少一个聚光微结构入 射至反射涂层，激光经由相对应的至少一个聚光微结构而聚集于反射 涂层上，在反射涂层烧蚀出至少一个透光部位，透光部位对应于聚光 微结构。
本发明的另一个实施例提供一种采用具有聚光功能的光学膜的 背光模块，其包括光学膜以及面光源装置；其中光学膜包括有透光 本体、反射涂层以及多个阵列排布的聚光微结构；透光本体具有光入 射面和与光入射面相对的光出射面，光出射面上设有多个聚光微结 构；反射涂层位于光入射面上，具有经由激光烧蚀而形成的多个透光 部位，多个透光部位的位置和尺寸都分别与多个聚光微结构相对应； 面光源装置设置在靠近光学膜的反射涂层一侧。
采用激光烧蚀方式在透光本体光入射面的反射涂层上烧蚀出多 个透光部位是利用激光在光出射面上的多个聚光微结构内行进的光 路进行定位的，因此透光部位的位置可完全与光出射面上的聚光微结构精确对位，因而制造得到的光学膜可具较佳的光学性能。另外，因 为无须在透光本体的光入射面形成凸起的微结构后再形成反射涂层， 其可实现制造过程简单的目的。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更显而易见，下文 特举优选实施例，并且结合附图，作详细说明如下。
图1是一种现有技术的具有聚光功能的光学膜的结构的前视示
意图2是本发明第一实施例提供的透光本体的立体结构示意图； 图3是图2中的透光本体的光入射面形成反射涂层后的前视示意
图4是利用激光烧蚀方式在图3所示反射涂层上形成透光部位的 前视示意图5是本发明第一实施例制造得到的具有聚光功能的光学膜的
前视示意图6是图5所示光学膜的反射涂层的仰视示意图7是本发明第二实施例提供的透光本体的立体结构示意图8是图7中的透光本体的光入射面形成反射涂层后的沿图7剖
线VIII-VIII的剖面示意图9是利用激光烧蚀方式在图8所示反射涂层上形成透光部位的
剖面示意图10是本发明第二实施例制造得到的具有聚光功能的光学膜的 剖面示意图11是图IO所示光学膜的反射涂层的仰视示意图12是本发明第三实施例提供的背光模块的结构示意图。
主要元件符号说明
10:具有聚光功能的光学膜 12:透光本体 122:光入射面124:光出射面
125:柱状透镜
14:反射涂层
142:透光部位
20:激光光束
30、50:清除装置
40:具有聚光功能的光学膜
42:透光本体
422:光入射面
424:光出射面
425:微透镜
44:反射涂层
441:第一涂层
442:透光部位
443:第二涂层
60:背光模块
61:面光源装置
62:透光本体
622:光入射面
624:光出射面
625:透光微结构
63:具有聚光功能的光学膜
64:反射涂层
641:反射部位
642:透光部位
71、72:光线
有关本发明的前述和其他技术内容、特点与功效，在以下结合参 考附图的优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如上、下、左、右、前或后等，仅是参考附 图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的。 请参照图2至图6，本发明第一实施例提供的具有聚光功能的光 学膜10的制造方法，其包括以下步骤
如图2所示，提供透光本体12，其具有光入射面122、与光入射 面122相对的光出射面124以及多个聚光微结构。光入射面122可以 是平面；多个阵列排布的聚光微结构，即多个阵列排布的柱状透镜 (Lenticular Lens)125设于光出射面124上。多个阵列排布的柱状透镜 125可由紫外光压印成型(UV-Embossing)、机械刻制、蚀刻等方式而 制造得到。透光本体12的材料可选用聚对苯二甲酸乙二酯 (Polyethylene Terephthalate， PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate， PC)、聚 氯乙烯(Polyvinyl Chloride, PVC)等高透光率的高分子材料。图2中 所示的透光本体12是两层结构，其多个阵列排布的柱状透镜125的 材料，相异于光出射面124和光入射面122之间部分的材料。
如图3所示，在透光本体12的光入射面122上设置反射涂层14， 反射涂层14可经由涂布反射涂料于光入射面122上而形成；反射涂 料通常选用可吸收位于非可见光区域的激光并且可反射可见光的材 料。图3中所示反射涂层14是单层结构。
如图4至图6所示，提供从透光本体12的光出射面124的柱状 透镜125入射至反射涂层14上的激光光束20，激光光束20经由光 出射面124上的柱状透镜125聚集于反射涂层14上。激光光束20聚 集在反射涂层14上的区域，因接收高能量被烧蚀而气化，进而形成 反射涂层14的透光部位142。凭借使透光本体12与反射涂层14 一 起沿图4所示A方向通过激光光束20以使光出射面124上的柱状透 镜125依次通过激光光束20，从而可在反射涂层14上烧蚀出多个透 光部位142 (如图5和图6所示)，进而制造得到具有聚光功能的光 学膜10。光学膜10的多个透光部位142，分别与位于光出射面124 的多个阵列排布的柱状透镜125在光入射面122上的聚焦部位精确对 位；从而透光部位142的位置和尺寸都与柱状透镜125相对应。可以 理解的是，可以使用多个激光光束20，或者还可将透光本体12和反射涂层14固定，而让激光光束20相对于透光本体12和反射涂层14 移动，其同样可在反射涂层14上烧蚀出多个透光部位142。激光光 束20可选用位于非可见光区域的紫外线激光光束(UV Laser)、 二氧化 碳激光光束(C02 Laser)、铷钇铝石榴石激光光束(Nd-YAG Laser)等。 可以理解的是，激光光束20的选用应当与反射涂层14的吸收波长相 配合。激光光束20可为沿基本上垂直于A方向的方向沿伸的线形光 束，还可为沿基本上垂直于A方向的方向排布的多个点状光束。
优选地，为加快透光部位142的形成，可以在反射涂层14的下 方设置清除装置30，例如粘轮或真空吸除装置等，来清除或吸除激 光烧蚀过程中产生的残屑。
请参照图7至图11，本发明第二实施例提供的具有聚光功能的 光学膜40的制造方法，其包括以下步骤
如图7所示，提供透光本体42，其包括光入射面422、与光入射 面422相对的光出射面424以及多个聚光微结构。光入射面422可以 是平面；多个阵列排布的聚光微结构，即多个阵列排布的微透镜 (Micro-lens)425设于光出射面424上。多个阵列排布的微透镜425可 由紫外光压印成型(UV-Embossing)、机械刻制、蚀刻等方式而制得。 透光本体42的材料可选用聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate， PET)，聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)，聚氯乙烯(PoIyvinyl Chloride, PVC)等高透光率的高分子材料。图7中所示的透光本体42 是单层结构，多个阵列排布的微透镜425的材料，相同于光出射面 424和光入射面422之间的部分的材料。因此，透光本体42与阵列 排布的微透镜425可以以一体成形方式结合。
如图8所示，在透光本体42的光入射面422上设置反射涂层44。 具体地，反射涂层44包括第一涂层441和第二涂层443。第一涂层 441位于光入射面422和第二涂层443之间。第一涂层441通常是深 色材料，例如黑色，对非可见光区域的激光光束具有较佳的吸收性能。 第二涂层443是可见光反射涂层，用于反射可见光。第一涂层441和 第二涂层443均可由涂布方式分别形成。第一涂层441的设置可加强 反射涂层44对非可见光区域的激光的吸收，用以加快后续制造过程中的烧蚀速率。
如图9至图ll所示，提供从透光本体42的光出射面424上的微 透镜425入射至反射涂层44上的激光光束20，激光光束20经由光 出射面424上的微透镜425聚集于反射涂层44上。激光光束20聚集 在反射涂层44 (包括第一涂层441和第二涂层443)上的区域，因接 收高能量被烧蚀而气化，进而形成反射涂层44的透光部位442。凭 借使透光本体42与反射涂层44 一起沿图9所示B方向通过激光光 束20以使光出射面424上微透镜425依次通过激光光束20，从而可 在反射涂层44上烧蚀出多个透光部位442 (如图10和图ll所示)， 进而制造得到具有聚光功能的光学膜40。光学膜40的多个透光部位 442，分别与位于光出射面424的多个阵列排布的微透镜425在光入 射面422上的聚焦部位精确对位，并且其贯穿第一涂层441和第二涂 层443;从而透光部位442的位置和尺寸都与微透镜425相对应。可 以理解的是，可以使用多个激光光束20，或者还可以将透光本体42 和反射涂层44固定，而让激光光束20相对于透光本体42和反射涂 层44移动，其同样可在反射涂层44上烧蚀出多个透光部位442。激 光光束20可选用位于非可见光区域的紫外线激光光束、二氧化碳激 光光束、铷钇铝石榴石激光光朿等。可以理解的是，激光光束20的 选用应当与反射涂层44的第一涂层441的吸收波长相配合。激光光 束20可为沿基本上垂直于B方向的方向排布的多个点状光束。
与前述实施例相同，为加快透光部位442的形成，可于反射涂层 44的第二涂层443的下方设置清除装置50，例如粘轮或真空吸除装 置等，来清除或吸除激光烧蚀过程中产生的残屑。优选地，清除装置 50可以同激光光束20 —起移动，使得当激光光束20逐步烧蚀出多 个透光部位442的同时，清除装置50可马上清除激光烧蚀过程中产 生的残屑。
另外，本领域技术人员可以理解的是，本发明第一和第二实施例 中的透光本体12、 42的结构以及反射涂层14、 44的结构，均可以相 互替换使用，其仍可实现本发明的目的。
本发明第一和第二实施例的具有聚光功能的光学膜10、 40的制造方法，因采用激光烧蚀方式在透光本体12、 42光入射面124、 424 的反射涂层14、 44上烧蚀出多个透光部位142、 442，利用激光在光 出射面124、 424上的聚光微结构内行进的光路进行定位，因此透光 部位142、 442的位置可完全与光出射面124、 424上的聚光微结构精 确对位，因而制造得到的光学膜10、 40可具有较佳的光学性能。另 外，因为无须在透光本体12、 42的光入射面122、 422形成凸起的微 结构后再形成反射涂层，其可达成制造过程简单的目的。另外，本制 造过程将原来必须同时在透光本体的两面均需要形成微结构的特殊 制造过程简化为单面成形制造过程，因机械对位不合格而产生的不合 格率也随之降为零，有利于产能的提升。
请参照图12，本发明第三实施例提供一种采用具有聚光功能的 光学膜的背光模块60，可应用于液晶显示器，用以向液晶显示器的 液晶显示面板提供照明光。背光模块60包括有面光源装置61和光 学膜63。
光学膜63包括透光本体62和反射涂层64。透光本体63具有光 入射面622、与光入射面相对的光出射面624、以及形成于光出射面 624上的多个阵列排布的聚光微结构625，如柱状透镜或微透镜。光 入射面622可以是平面，反射涂层64设置在透光本体63的光入射面 622上。反射涂层64包括多个透光部位642和位于相邻两透光部位 642之间的多个反射部位641。反射涂层64可以是单层结构，还可以 是多层结构，例如两层结构。光学膜63可以是本发明第一和第二实 施例所制造得到的光学膜10和40。
面光源装置61设置在靠近光学膜63的反射涂层64 —侧，其用 于提供面光源。面光源装置61可以是侧光式导光板与点光源或线光 源构成的光源模块，还可以是直下式导光板与点光源或线光源构成的 光源模块，其还可以是本领域技术人员熟知的其他合适的面光源。
在背光模块60的工作过程中，面光源装置61产生光线以照射光 学膜63。其中一部分光线71经由反射涂层64的反射部位641的反 射作用而无法直接入射至透光本体62的光入射面622，这些光线经 由面光源装置62回收后反射；另一部分光线72则从反射涂层64的透光部位642入射至光学膜60的光入射面622，并经由光出射面624 上的聚光微结构625聚光后出射。由于反射涂层64的反射部位641 的反射作用，以及其透光部位642精确地对准聚光微结构625在光入 射面622上的聚焦位置，因此从透光部位642进入透光本体62的光 线72可容易地被聚光微结构625聚集，进而可使得背光模块60的中 心亮度和半视角(Half View Angle)宽度得到有效调节，从而可获得较 佳的光学性能。
虽然本发明己以优选实施例公开如上，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，应当可 以作出一些变更和修饰，因此本发明的保护范围应视所附权利要求所 定义为准。另外本发明的任一实施例或权利要求并不一定实现本发明 所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来帮 助专利文档搜寻的作用，并非用来限制本发明的权利要求范围。
权利要求
1、一种具有聚光功能的光学膜的制造方法，所述光学膜应用于背光模块，适于调节所述背光模块的光学性能，所述光学膜的制造方法包括以下步骤提供透光本体，其具有光入射面和与所述光入射面相对的光出射面，所述光出射面上设有多个聚光微结构；在所述透光本体的光入射面上设置反射涂层；以及提供激光，所述激光从相对应的所述至少一个聚光微结构入射至所述反射涂层，所述激光经由所述至少一个聚光微结构而聚集于所述反射涂层，以将所述反射涂层烧蚀出至少一个透光部位，所述透光部位对应于所述聚光微结构。
2、 如权利要求1所述的光学膜的制造方法，其中，设在所述光 出射面上的所述多个聚光微结构呈阵列排布，所述至少一个透光部位 的形成包括以下步骤使所述多个阵列排布的聚光微结构、所述透光 本体以及所述反射涂层一起与所述激光产生相对移动，以使所述多个 阵列排布的聚光微结构依次通过所述激光。
3、 如权利要求2所述的光学膜的制造方法，其中，所述至少一 个透光部位的形成进一步包括以下步骤清除所述激光烧蚀所述反射 涂层而产生的残屑。
4、 如权利要求3所述的光学膜的制造方法，其中，所述清除残 屑的步骤与所述烧蚀出所述至少一个透光部位的步骤同步。
5、 如权利要求3所述的光学膜的制造方法，其中，所述清除残 屑的步骤是经由在所述反射涂层的远离所述透光本体的一侧设置清 除装置来实现的。
6、 如权利要求5所述的光学膜的制造方法，其中，所述清除装 置是粘轮或真空吸除装置。
7、 如权利要求2所述的光学膜的制造方法，其中，所述激光是 沿基本上垂直于所述相对移动方向的方向沿伸的线形光朿或排布的 多个点状光束。
8、 如权利要求7所述的光学膜的制造方法，其中，所述聚光微 结构是柱状透镜或微透镜。
9、 如权利要求2所述的光学膜的制造方法，其中，所述激光是 非可见光激光，其波长与所述反射涂层的吸收波长相配合。
10、 如权利要求9所述的光学膜的制造方法，其中，所述激光是 紫外线激光、二氧化碳激光或铷钇铝石榴石激光。
11、 如权利要求1所述的光学膜的制造方法，其中，所述透光本 体与所述多个阵列排布的聚光微结构以一体成形方式结合。
12、 如权利要求1所述的光学膜的制造方法，其中，所述反射涂 层可反射可见光并且可吸收所述激光。
13、 如权利要求1所述的光学膜的制造方法，其中，所述反射涂 层包括用以吸收所述激光的第一涂层以及用以反射可见光的第二涂 层，所述第一涂层位于所述光入射面和所述第二涂层之间，所述反射 涂层的所述多个透光部位贯穿所述第一和第二涂层。
14、 如权利要求l所述的光学膜的制造方法，其中，所述光入射 面是平面。
15、 一种背光模块，其包括光学膜，所述光学膜包括透光本体、反射涂层以及多个阵列排布 的聚光微结构，所述透光本体具有光入射面和与所述光入射面相对的 光出射面，所述光出射面上设有所述多个聚光微结构，所述反射涂层 设置在所述光入射面上，所述反射涂层具有经由激光烧蚀而形成的多 个透光部位，所述多个透光部位的位置和尺寸都分别与所述多个聚光微结构相对应；以及面光源装置，其设置在靠近所述光学膜的反射涂层的一侧。
16、 如权利要求15所述的背光模块，其中，所述反射涂层可反 射可见光并且可吸收所述激光。
17、 如权利要求15所述的背光模块，其中，所述反射涂层包括 用以吸收所述激光的第一涂层以及用以反射可见光的第二涂层，所述 第一涂层位于所述光入射面和所述第二涂层之间，所述反射涂层的所 述多个透光部位贯穿所述第一和第二涂层。
18、 如权利要求15所述的背光模块，其中，所述透光本体与所 述多个阵列排布的聚光微结构以一体成形方式结合。
19、 如权利要求15所述的背光模块，其中，所述聚光微结构是 柱状透镜或微透镜。
20、 如权利要求15所述的背光模块，其中，所述光入射面是平面。
全文摘要
一种具有聚光功能的光学膜的制造方法，该光学膜可应用于背光模块，适于调节该背光模块的光学性能，该光学膜的制造方法包括以下步骤提供透光本体，其具有光入射面和与光入射面相对的光出射面，光出射面上形成有多个聚光微结构；在透光本体的光入射面上设置反射涂层；以及提供激光从相对应的至少一个聚光微结构入射至反射涂层，激光光束经由相对应的至少一个聚光微结构而聚集于反射涂层以将反射涂层烧蚀出至少一个透光部位，透光部位对应聚光微结构。本发明还提供一种采用具有聚光功能的光学膜的背光模块。
文档编号G02F1/13GK101435881SQ20071016816
公开日2009年5月20日 申请日期2007年11月13日 优先权日2007年11月13日
发明者龚循平 申请人:璨飞光学(苏州)有限公司