专利名称：光学膜与背光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学膜(optical film)，且特别涉及一种具有此光学膜 的背光模块(backlightmodule)。
背景技术：
图1A所示为现有的一种背光模块的侧视示意图。图1B所示为图IA的 光学膜的放大示意图。请参考图1A与图1B，现有的背光模块IOO包括光源 (light source) 110、扩散板(diffusion plate) 120与光学膜130。光源IIO 包括箱体112与多个配置于箱体112内的灯管114。扩散板120配置于光源 110上，且光学膜130配置于扩散板120上。
光学膜130包括透光基底(transparent base) 132与多个第一柱体(first column) 134。透光基底132具有彼此相对的第一表面132a与第二表面132b。 透光基底132的第二表面132b面向扩散板120与光源110。这些第一柱体 134配置于透光基底132的第一表面132a上。各个第一柱体134为条状体 (bar)，其沿着垂直于纸面的方向延伸，且各个第一柱体134的垂直此方向 的截面134a的外型为半圆形。
现有的背光模块100的光源110所发出的光线会先进入扩散板120与光 学膜130的透光基底132。接着，离开光学膜130的这些第一柱体134的光 线都会受到这些第一柱体134的聚集作用而产生程度不一的偏折。然而，由 于进入透光基底132且离开这些第一柱体134的光线都会受到这些第一柱体 134的作用，所以现有的光学膜130的光线的聚光度不佳，而其亮度值较小。
发明内容
本发明提供一种光学膜，其可应用于背光模块，使得背光模块的聚光度 增加。
本发明提供一种背光模块，其具有上述的光学膜，使得背光模块的聚光度增加。
本发明提出一种光学膜，包括透光基底、多个第一柱体与多个第二柱体
(second column)。透光基底具有彼此相对的第一表面与第二表面。这些第 一柱体配置于第一表面上。各个第一柱体的多个平行第一表面的第一截面以 沿着远离第一表面的第一方向而逐渐减小。各个第一柱体具有接触第一表面 的第一端面(end surface)。
这些第二柱体配置于第二表面上。这些第二柱体分别对应于这些第一柱 体。各个第二柱体的多个平行第二表面的第二截面以沿着远离第二表面的第 二方向而逐渐增加。各个第二柱体具有接触第二表面的第二端面，且各个第 二端面于第一表面的正投影位于对应的第一端面内。
在本发明的一实施例中，上述各个第二柱体的厚度除以相同第二柱体的 第二端面的宽度的比值介于0.5与1之间。
在本发明的一实施例中，上述各个第二柱体还具有远离第二表面的第三 端面。各个第二柱体的第二端面的宽度除以相同第二柱体的第三端面的宽度 的比值小于或等于l。
在本发明的一实施例中，上述各个第二柱体还具有远离第二表面的第三 端面，且相邻的这些第三端面彼此连接。
在本发明的一实施例中，上述各个第二柱体为块状体(lump)，且各个 第一柱体为块状体。此外，各个第二柱体为角锥平截头体(pyramidal frustum) 或圆锥平截头体(conical frustum)。另外，各个第一柱体为半球体(hemisphere) 或半椭球体(hemi-ellipsoid)。
在本发明的一实施例中，上述各个第二柱体为条状体，其沿着平行第二 表面的第三方向延伸，且各个第一柱体为条状体，其沿着第三方向延伸。此 外，各个第二柱体的垂直第三方向的第三截面的外型为梯形。另外，各个第 一柱体的垂直第三方向的第四截面的外型为半圆形或半椭圆形。
在本发明的一实施例中，上述这些第二柱体的折射率小于或等于透光基 底的折射率。
本发明提出一种背光模块，包括光源与上述的光学膜。光源适于发出一 光线，且光学膜邻近光源。光线依序经过这些第二柱体的其中之一、透光基 底与这些第一柱体的其中之一。
6在本发明的一实施例中，上述背光模块还包括一扩散板。扩散板配置于 光源上，光学膜配置于扩散板上，且第二表面面向扩散板与光源。
在本发明的一实施例中，上述背光模块还包括一导光板(light guide plate)与一扩散膜(diffusion film)。导光板具有一入光面、 一底面与一出 光面。入光面连接底面与出光面，且底面与出光面彼此相对。光源配置于入 光面旁，且扩散膜配置于出光面丄。光学膜配置丁扩散膜上，且第二表面面 向扩散膜与出光面。
本发明的有益技术效果在于，由于第二柱体的外型设计与其折射率的特 性，所以若入射第二柱体的第三端面的光线的入射角不佳或者其入射位置不 佳，则光线可通过发生于第二柱体内的全反射而改变其行进方向，进而以较 佳的行进方式穿过第二柱体的第二端面并被对应的第一柱体所聚集。因此， 与现有技术相较，本发明的实施例具有使光学膜的背光模块聚光度增加的功 效。
为让本发明的实施例的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施 例，并配合附图，作详细说明如下。
图IA所示为现有的一种背光模块的侧视示意图。 图IB所示为图1A的光学膜的放大示意图。 图2A所示为本发明第一实施例的一种背光模块的侧视示意图。 图2B所示为图2A的光学膜的侧视放大示意图。 图2C所示为图2B的光学膜的俯视示意图。 图2D所示为图2B的光学膜的仰视示意图。 图2E所示为图2B的这些第二柱体的其中的一的放大示意图。 图3A所示为本发明第二实施例的一种光学膜的侧视放大示意图。图3B 所示为图3A的光学膜的俯视示意图。
图3C所示为图3A的光学膜的仰视示意图。 图4A所示为本发明第三实施例的一种背光模块的侧视示意图。 图4B所示为图4A的光学膜的侧视放大示意图。 其中，附图标记说明如下100、200、 400:背光模块110、 210、 410:光源
112、212:箱体114、 214、 414:灯管
120、220:扩散板130、 230、 330、 430:
132、232、 332、 432:透光基底
132a、132b、 232a、 232b、 332b、432b:表面
134、234、 334:第一柱体
134a、234a、 236a、 334c、 336h:截面
234b、236b、 236e:端面236、 336:第二柱体
236c:厚度236d、 236f:宽度
236g:侧面412:灯罩
420:扩散膜440:导光板
442:入光面444:底面
446:出光面450:反射片
D21、D22、 D33:方向
具体实施例方式
图2A所示为本发明第一实施例的一种背光模块的侧视示意图。图2B 所示为图2A的光学膜的侧视放大示意图。图2C所示为图2B的光学膜的俯 视示意图。图2D所示为图2B的光学膜的仰视示意图。请参考图2A、图2B 图2C与图2D，第一实施例的背光模块200包括光源210、扩散板220与光 学膜230。光源210包括箱体212与多个配置于箱体212内的灯管214。扩 散板220配置于光源210上，且光学膜230配置于扩散板220上。
光学膜230包括透光基底232、多个第一柱体234与多个第二柱体236。 透光基底232具有彼此相对的第一表面232a与第二表面232b，且第二表面 232b面向扩散板220与光源210。这些第一柱体234配置于透光基底232的 第一表面232a上。各个第一柱体234的多个平行第一表面232a的第一截面 234a以沿着远离第一表面232a的第一方向D21而逐渐减小。各个第一柱体 234具有接触第一表面232a的第一端面234b。
在本实施例中，各个第一柱体234为块状体，且各个第一柱体234为半球体。在另一实施例中，各个第一柱体234可为半椭球体的块状体，但是并
未在图中示出。
这些第二柱体236的折射率可介于1.5与1.6之间且配置于透光基底232的第二表面232b上。这些第二柱体236的折射率小于或等于透光基底232的折射率。这些第二柱体236分别对应于这些第一柱体234。各个第二柱体236的多个平行第二表面232b的第二截面236a以沿着远离第二表面232b的第二方向D22而逐渐增加。各个第二柱体236具有接触第二表面232b的第二端面236b、远离透光基底232的第二表面232b的第三端面236e，以及连接第二端面236b与第三端面236e的侧面236g。各个第二柱体236的第二端面236b于第一表面232a的正投影位于对应的第一柱体234的第 一端面234b内。各个第二柱体236的侧面236g与透光基底232之间具有空气、其它低折射率的气体或真空。
在本实施例中，各个第二柱体236为块状体，且各个第二柱体236为角锥平截头体。在另一实施例中，各个第二柱体236可为圆锥平截头体的块状体，但是并未在图中示出。其中当光学膜230应用于背光模块200时，外界空气(其折射率接近l)会存在于这些第二柱体236之间。
值得注意的是，本实施例的各个第二柱体236的厚度236c除以相同第二柱体236的第二端面236b的宽度236d的比值介于0.5与1之间。在此必须说明的是，若各个第二柱体236设计为圆锥平截头体的块状体时，第二柱体236的第二端面236b的宽度236d定义为呈现圆形的第二端面236b的直径。此外，本实施例的相邻的这些第三端面236e彼此连接。另外，各个第二柱体236的第二端面236b的宽度236d除以相同第二柱体236的第三端面236e的宽度236f的比值小于或等于1。
以下对于背光模块200的运行方式作说明。图2E示出图2B的这些第二柱体的其中之一的放大示意图。请参考图2A、图2B与图2E，当本实施例的背光模块200运行时，光源210的灯管214所发出的光线经由扩散板220而扩散，接着光线进入光学膜230的这些第二柱体236。在此必须说明的是，就这些第二柱体236的其中之一而言，若入射此第二柱体236的第三端面236e的光线Ll的入射角Al接近0度且入射的光线经过第三端面236e的对应于第二端面236b的一部分，则光线Ll可直接穿过此第二柱体236而进入透光基底232且被对应的第一柱体234聚集。
若入射此第二柱体236的第三端面236e的光线L2的入射角A2大于0度，则由于第二柱体236的外型设计与其折射率的特性，且由于空气的折射率与第二柱体236的折射率差异大，使得侧面236g易于全反射。因此，光线L2可在第二柱体236的侧面236g上发生全反射。接着，被全反射的光线L2可进入透光基底232并进而被对应的第一柱体234聚集。值得注意的是，若入射此第二柱体236的第三端面236e的光线L2的入射角不佳或者其入射位置不佳，则光线L2可通过全反射而改变其行进方向，进而以较佳的行进方式穿过第二柱体236的第二端面236b并被对应的第一柱体234所聚集。经过相关的实验证明，与现有技术相较，本实施例的具有使背光模块200的的聚光度增加的功效。
图3A所示为本发明第二实施例的一种光学膜的侧视放大示意图。图3B所示为图3A的光学膜的俯视示意图。图3C所示为图3A的光学膜的仰视示意图。请参考图3A、图3B与图3C，本实施例的光学膜330与第一实施例的光学膜230的不同之处在于，光学膜330的各个第二柱体336与各个第一柱体334皆为条状体。各个第二柱体336沿着平行透光基底332的第二表面332b的第三方向D33延伸，且各个第一柱体334亦沿着第三方向D33延伸。此外，各个第二柱体336的垂直第三方向D33的第三截面336h的外型为梯形。另外，各个第一柱体334的垂直第三方向D33的第四截面334c的外型为半圆形或半椭圆形(未示出)。
图4A所示为本发明第三实施例的一种背光模块的侧视示意图。图4B所示为图4A的光学膜的侧视放大示意图。请参考图4A与图4B，本实施例的背光模块400与第一实施例的背光模块200的不同之处在于，背光模块400为一侧面入光式的背光模块(side edge type BKL)，而背光模块200为一直下式的背光模块(direct type BKL)。
本实施例的背光模块400包括光源410、扩散膜420、光学膜430与导光板440。导光板440，例如为一楔型导光板(wedge type LGP)，其具有入光面442、底面444与出光面446。入光面442连接底面444与出光面446，且底面444与出光面446彼此相对。光源410配置于入光面442旁，且光源410包括一灯罩412与一灯管414。
扩散膜420配置于导光板440的出光面446上。光学膜430配置于扩散膜420上，且光学膜430的透光基底432的第二表面432b面向扩散膜420与导光板440的出光面446。此外，本实施例的背光模块400还包括一反射片(reflective sheet) 450，其配置于导光板440的底面444上。反射片450可用以将进入导光板440中的光线反射至出光面446。
在此必须说明的是，在另一实施例中，灯管414可被多个发光二极管装置(light emitting diode device)所取代。此外，导光板440可为一平板型导光板(flat type LGP)，且背光模块400具有另一光源，其配置在导光板440的相对于入光面442的另一入光面，但是上述情形并在图中示出。另外，光学膜430亦可被第二实施例的所述的光学膜330所取代。
综上所述，本发明的实施例的光学膜与应用其的背光模块至少具有以下其中之一或其它优点。由于第二柱体的外型设计与其折射率的特性使然，所以若入射第二柱体的第三端面的光线的入射角不佳或者其入射位置不佳，则光线可通过发生于第二柱体内的全反射而改变其行进方向，进而以较佳的行进方式穿过第二柱体的第二端面并被对应的第一柱体所聚集。因此，与现有技术相较，本发明的实施例的具有使背光模块的聚光度增加的功效。
虽然本发明已以实施例披露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1. 一种光学膜，包括一透光基底，具有彼此相对的一第一表面与一第二表面；多个第一柱体，配置于该第一表面上，其中各第一柱体的多个平行该第一表面的第一截面以沿着远离该第一表面的一第一方向而逐渐减小，且各第一柱体具有一接触该第一表面的第一端面；以及多个第二柱体，配置于该第二表面上，其中所述多个第二柱体分别对应于所述多个第一柱体，各第二柱体的多个平行该第二表面的第二截面以沿着远离该第二表面的一第二方向而逐渐增加，各第二柱体具有一接触该第二表面的一第二端面，且各第二端面于该第一表面的正投影位于对应的该第一端面内。
2. 如权利要求1所述的光学膜，其中各第二柱体的厚度除以该相同第二 柱体的该第二端面的宽度的比值介于0.5与1之间。
3. 如权利要求1所述的光学膜，其中各第二柱体还具有一远离该第二表 面的第三端面，且各第二柱体的该第二端面的宽度除以该相同第二柱体的该 第三端面的宽度的比值小于或等于1。
4. 如权利要求1所述的光学膜，其中各第二柱体还具有一远离该第二表 面的第三端面，且相邻的所述多个第三端面彼此连接。
5. 如权利要求1所述的光学膜，其中各第二柱体为一块状体，且各第一 柱体为一块状体。
6. 如权利要求5所述的光学膜，其中各第二柱体为一角锥平截头体或一 圆锥平截头体。
7. 如权利要求5所述的光学膜，其中各第一柱体为一半球体或一半椭球体。
8. 如权利要求1所述的光学膜，其中各第二柱体为一条状体，其沿着一 平行该第二表面的第三方向延伸，且各第一柱体为一条状体，其沿着该第三 方向延伸。
9. 如权利要求8所述的光学膜，其中各第二柱体的一垂直该第三方向的 第三截面的外型为梯形。
10. 如权利要求8所述的光学膜，其中各第一柱体的一垂直该第三方向 的第四截面的外型为半圆形或半椭圆形。
11. 如权利要求1所述的光学膜，其中所述多个第二柱体的折射率小于 或等于该透光基底的折射率。
12. —种背光模块，适用于一液晶显示器，包括一光源，适于提供一光线；以及 一光学膜，邻近该光源，包括一透光基底，具有彼此相对的一第一表面与一第二表面；多个第一柱体，配置于该第一表面上，其中各第一柱体的多个平行 该第一表面的第一截面以沿着远离该第一表面的一第一方向而逐渐减小，且各第一柱体具有一接触该第一表面的第一端面；以及多个第二柱体，配置于该第二表面上，其中所述多个第二柱体分别 对应于所述多个第一柱体，该光线依序经过所述多个第二柱体的其中之 一、该透光基底与所述多个第一柱体的其中之一，各第二柱体的多个平 行该第二表面的第二截面以沿着远离该第二表面的一第二方向而逐渐 增加，各第二柱体具有一接触该第二表面的一第二端面，且各第二端面 于该第一表面的正投影位于对应的该第一端面内。
13. 如权利要求12所述的背光模块，其中各第二柱体的厚度除以该相同 第二柱体的该第二端面的宽度的比值介于0.5与1之间。
14. 如权利要求12所述的背光模块，其中各第二柱体还具有一远离该第 二表面的第三端面，且各第二柱体的该第二端面的宽度除以该相同第二柱体 的该第三端面的宽度的比值小于或等于1。
15. 如权利要求12所述的背光模块，其中各第二柱体还具有一远离该第 二表面的第三端面，且相邻的所述多个第三端面彼此连接。
16. 如权利要求12所述的背光模块，其中各第二柱体为一块状体，且各 第一柱体为一块状体。
17. 如权利要求16所述的背光模块，其中各第二柱体为一角锥平截头体 或一圆锥平截头体。
18. 如权利要求16所述的背光模块，其中各第一柱体为一半球体或一半 椭球体。
19. 如权利要求12所述的背光模块，其中各第二柱体为一条状体，其沿 着一平行该第二表面的第三方向延伸，且各第一柱体为一条状体，其沿着该 第三方向延伸。
20. 如权利要求19所述的背光模块，其中各第二柱体的一垂直该第三方 向的第三截面的外型为梯形。
21. 如权利要求19所述的背光模块，其中各第一柱体的一垂直该第三方 向的第四截面的外型为半圆形或半椭圆形。
22. 如权利要求12所述的背光模块，其中该背光模块还包括一扩散板， 其中该扩散板配置于该光源上，该光学膜配置于该扩散板上，且该第二表面 面向该扩散板与该光源。
23. 如权利要求12所述的背光模块，其中该背光模块还包括一导光板与 一扩散膜，其中该导光板具有一入光面、 一底面与一出光面，该入光面连接 该底面与该出光面，该底面与该出光面彼此相对，该光源配置于该入光面旁， 该扩散膜配置于该出光面上，该光学膜配置于该扩散膜上，且该第二表面面 向该扩散膜与该出光面。
24. 如权利要求12所述的背光模块，其中所述多个第二柱体的折射率小 于或等于该透光基底的折射率。
全文摘要
一种光学膜，包括透光基底、多个第一柱体与多个第二柱体。透光基底具有彼此相对的第一表面与第二表面。第一柱体配置于第一表面上。各第一柱体的多个平行第一表面的第一截面以沿着远离第一表面的第一方向而逐渐减小。各第一柱体具有接触第一表面的第一端面。第二柱体配置于第二表面上。第二柱体分别对应于第一柱体。各第二柱体的多个平行第二表面的第二截面以沿着远离第二表面的第二方向而逐渐增加。各第二柱体具有接触第二表面的第二端面，且各第二端面于第一表面的正投影位于对应的第一端面内。
文档编号G02B1/10GK101458344SQ20091000206
公开日2009年6月17日 申请日期2009年1月12日 优先权日2009年1月12日
发明者林淑铃, 赖政全, 郗任远 申请人:友达光电股份有限公司