專利名稱：曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種光學(xué)調(diào)制技術(shù)，特別是關(guān)于一種曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該光學(xué)調(diào)制元件的背光模塊。
背景技術(shù)：
近年來由于技術(shù)的不斷進(jìn)步，新一代數(shù)碼產(chǎn)品不僅可整合來自信息、消費(fèi)及通信三大領(lǐng)域的技術(shù)，更同時(shí)具備多媒體效能的特性。在此特性中，影像處理技術(shù)也隨著各種零部件技術(shù)的成熟及日益增加的應(yīng)用，逐漸成為受消費(fèi)者注目的發(fā)展領(lǐng)域。在影像應(yīng)用需求大幅提高的推波助瀾下，各種整合顯示功能的數(shù)字產(chǎn)品也越來越多，相對(duì)使得顯示器的需求也隨之大幅增長(zhǎng)，當(dāng)中最受矚目的即是LCD屏幕。根據(jù)顯示技術(shù)研究(Display Search)報(bào)告估計(jì)，在未來液晶電視(LCD TV)強(qiáng)勁的需求下，2006年至少達(dá)到1624萬臺(tái)，令LCD關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)的上游材料與元件涌現(xiàn)另一波商機(jī)，其中背光模塊更是重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目。
由于LCD本身并非自發(fā)光的平面顯示器，因此必須借助關(guān)鍵零部件提供背面光源，即上述背光模塊(Back Light Unit)。以15吋TFT-LCD顯示器為例，除了材料成本之外，背光模塊的成本在所有關(guān)鍵零部件中僅次于彩色濾光片，因此顯示器產(chǎn)業(yè)無不致力于降低背光模塊的研發(fā)工作。當(dāng)然，如上述數(shù)字產(chǎn)品的多元化發(fā)展，除了LCD屏幕以外，背光模塊也廣泛應(yīng)用在各種信息、通信及消費(fèi)性產(chǎn)品上，例如移動(dòng)電話、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字助理器(PDA)、掌上型電動(dòng)玩具等。
目前的背光模塊中主要是以擴(kuò)散片(Diffuser)、增亮膜片(BrightnessEnhancement Film，BEF)或偏極轉(zhuǎn)換片(DBEF)等光學(xué)膜片的搭配使用達(dá)到光均勻與集中的目的。由于目前相關(guān)元件的來源皆掌握在美日等大廠中，因此雖然中國臺(tái)灣顯示器產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，但背光模塊產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵零部件長(zhǎng)期受制于國外廠商，導(dǎo)致利潤(rùn)低落；此外，上述背光模塊結(jié)構(gòu)使用的膜片數(shù)量多，相對(duì)造成模塊光學(xué)效率降低、模塊成本高、組裝良率受限等缺點(diǎn)。為此提出改進(jìn)的相關(guān)專利技術(shù)例如有美國專利第6,091,547號(hào)、日本專利第JP2001324608號(hào)、美國專利第6,280,063號(hào)以及美國專利第6,277,471號(hào)等案。
圖1是美國專利第US6,280,063號(hào)案的一種增亮對(duì)象(BrightnessEnhancement Article)，它是以具有圓弧角的菱形結(jié)構(gòu)10搭配下層不規(guī)則狀的擴(kuò)散材料12實(shí)現(xiàn)光線14的集中與擴(kuò)散。雖然此專利前案具有整合集光與擴(kuò)散的雙重功效，應(yīng)用在背光模塊時(shí)可提高光亮度與增加均勻度。然而，由于上、下層結(jié)構(gòu)需要分兩道程序制作，且下層擴(kuò)散層對(duì)光源進(jìn)行隨機(jī)任意角度的擴(kuò)散而不具有控制能力，因此在制作成本與光效率利用上仍有改善的空間。此外，當(dāng)其菱形結(jié)構(gòu)10與所應(yīng)用顯示器的液晶陣列平行度過高時(shí)，極易由于光的干涉產(chǎn)生疊紋(Morie)現(xiàn)象。
圖2是美國專利第US6,277,471號(hào)案的一種增亮膜片(BrightnessEnhancement Film)，它提出兩面分別為菱形表面200與弧形表面202的微結(jié)構(gòu)20，并以多個(gè)該微結(jié)構(gòu)20采取線性陣列并列方式實(shí)現(xiàn)背光源在兩個(gè)相互垂直方向的集光增益效果。然而，對(duì)于實(shí)際的制作技術(shù)，該專利前案的陣列結(jié)構(gòu)加工難度高，并不適合量產(chǎn)；此外，當(dāng)其微結(jié)構(gòu)20的線性陣列方向與所應(yīng)用顯示器的液晶陣列平行度過高時(shí)，同樣極易由于光的干涉產(chǎn)生疊紋(Morie)現(xiàn)象。
因此，如何有效解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，成為目前業(yè)界亟待克服的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的在于提供一種曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊，兼具集光與擴(kuò)散的可調(diào)制復(fù)合式光學(xué)效果。
本發(fā)明的另一目的在于提供一曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊，能夠防止產(chǎn)生疊紋現(xiàn)象。
為達(dá)成上揭及其它目的，本發(fā)明提供一種曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊，該曲線型光學(xué)調(diào)制元件包括透光基材，具有相對(duì)的第一光學(xué)面與第二光學(xué)面；以及曲線型微結(jié)構(gòu)，設(shè)在該第一光學(xué)面，具有呈曲線延伸且相互并列的擴(kuò)散部與集光部，且該擴(kuò)散部與該集光部分別可進(jìn)行光線的擴(kuò)散與集光功能。其中曲線可以是曲線函數(shù)例如三角函數(shù)sin(x)、cos(x)等等。
該透光基材是一透明基板、透明膜片或其它等效的透明元件，該第二光學(xué)面是可以是平滑光學(xué)表面或具有粗糙起伏結(jié)構(gòu)的光學(xué)表面。該擴(kuò)散部與集光部的曲線延伸方向可選擇平行于該第一光學(xué)面及/或垂直于該第一光學(xué)面。該擴(kuò)散部與集光部是可以是相互間隔并列的，其中，該相互并列的擴(kuò)散部與集光部是呈連續(xù)彎曲的曲線延伸。此外，該擴(kuò)散部與集光部是相互等比例間隔并列或非等比例間隔并列。該擴(kuò)散部可選擇具有弧形表面，其中，該弧形表面的曲率半徑是介于10μm至500μm之間。該集光部則可選擇具有菱形表面，其中，該菱形表面的頂角是介于30度角至140度角之間。
本發(fā)明還提供一種使用上述曲線型光學(xué)調(diào)制元件的背光模塊。該背光模塊包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件下的導(dǎo)光板、至少一位于該導(dǎo)光板周圍的發(fā)光元件、一位于導(dǎo)光板下的反射片。該背光模塊還包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件上的保護(hù)膜，該背光模塊還包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件上的擴(kuò)散膜；該背光模塊包括彼此交錯(cuò)重疊的二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件。其中，該二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件彼此交錯(cuò)的夾角是小于等于90度角。
本發(fā)明還提供另一種曲線型光學(xué)調(diào)制元件，該曲線型光學(xué)調(diào)制元件包括透光基材，具有相對(duì)的第一光學(xué)面與第二光學(xué)面；以及曲線型微結(jié)構(gòu)，設(shè)在該第一光學(xué)面，具有呈曲線延伸且相互并列的多擴(kuò)散集光復(fù)合部，且該擴(kuò)散集光復(fù)合部同時(shí)可進(jìn)行光線的擴(kuò)散與集光功能。
該透光基材也可以一透明基板、透明膜片或其它等效的透明元件。該第二光學(xué)面則可以是平滑光學(xué)表面或具有粗糙起伏結(jié)構(gòu)的光學(xué)表面。該擴(kuò)散集光復(fù)合部的曲線延伸方向是平行于該第一光學(xué)面及/或垂直于該第一光學(xué)面，其中，該相互并列的多擴(kuò)散集光復(fù)合部是呈連續(xù)彎曲的曲線延伸。該擴(kuò)散集光復(fù)合部是可選擇具有弧形表面以及形成于該弧形表面頂部的菱形表面，其中，該弧形表面的曲率半徑是介于10μm至500μm之間，該菱形表面的頂角則是介于30度角至140度角之間。
本發(fā)明還提供的另一背光模塊，是使用上述曲線型光學(xué)調(diào)制元件。該背光模塊包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件下的導(dǎo)光板、至少一位于該導(dǎo)光板周圍的發(fā)光元件以及一位于導(dǎo)光板下的反射片。該背光模塊還包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件上的保護(hù)膜，該背光模塊還包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件上的擴(kuò)散膜；該背光模塊包括彼此交錯(cuò)重疊的二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件。其中，該二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件彼此交錯(cuò)的夾角是小于等于90度角。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出利用微結(jié)構(gòu)在光學(xué)上的可設(shè)計(jì)性和控制性，設(shè)計(jì)出高度可控制性的光學(xué)擴(kuò)散功能(即同時(shí)具有集光與擴(kuò)散功效)的微結(jié)構(gòu)幾何形狀與分布的元件，實(shí)現(xiàn)了結(jié)合擴(kuò)散與集光功能的多任務(wù)型光學(xué)膜片，同時(shí)通過微結(jié)構(gòu)的曲線型并列安排避免疊紋(Morie)現(xiàn)象。如此一來，便可解決現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)元件需要分兩道程序制作，且下層擴(kuò)散層對(duì)光源進(jìn)行隨機(jī)的任意角度擴(kuò)散而不具有控制能力，應(yīng)用制作成本與光效率利用上也不佳的問題，同時(shí)可避免現(xiàn)有技術(shù)的菱形結(jié)構(gòu)與所應(yīng)用的顯示器的液晶陣列平行度過高時(shí)由于光的干涉產(chǎn)生疊紋現(xiàn)象，且本發(fā)明的在加工上不存在技術(shù)難度，適合量產(chǎn)。
本發(fā)明提供兼具集光與擴(kuò)散的可調(diào)制復(fù)合式光學(xué)效果的曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊，防止產(chǎn)生疊紋現(xiàn)象，簡(jiǎn)化了背光模塊結(jié)構(gòu)、提高光學(xué)使用效率以及降低了制造成本。


圖1是美國專利第US6,280,063號(hào)案的增亮對(duì)象的示意圖；圖2是美國專利第US6,277,471號(hào)案的增亮膜片的示意圖；圖3A是本發(fā)明曲線型光學(xué)調(diào)制元件實(shí)施例1的構(gòu)造剖視圖；圖3B是圖3A的曲線型光學(xué)調(diào)制元件的俯視圖；圖4A是根據(jù)司乃爾定律(Snell′s Law)該集光部在光學(xué)上的集光特性示意圖；圖4B是根據(jù)透鏡特性該擴(kuò)散部表現(xiàn)出的擴(kuò)散性質(zhì)示意圖；圖5是使用本發(fā)明實(shí)施例1的曲線型光學(xué)調(diào)制元件的背光模塊側(cè)剖示意圖；圖6A及圖6B是本發(fā)明實(shí)施例2的曲線型光學(xué)調(diào)制元件構(gòu)造剖視圖；圖7是使用本發(fā)明實(shí)施例2的曲線型光學(xué)調(diào)制元件的背光模塊側(cè)剖示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例3的曲線型光學(xué)調(diào)制元件構(gòu)造剖視圖；圖9是使用本發(fā)明實(shí)施例3的曲線型光學(xué)調(diào)制元件的背光模塊側(cè)剖示意圖；圖10A及圖10B是本發(fā)明實(shí)施例4的曲線型光學(xué)調(diào)制元件的構(gòu)造剖視圖；圖11是使用本發(fā)明實(shí)施例4的曲線型光學(xué)調(diào)制元件的背光模塊側(cè)剖示意圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例5的曲線型光學(xué)調(diào)制元件構(gòu)造剖視圖；以及圖13是使用本發(fā)明實(shí)施例5的曲線型光學(xué)調(diào)制元件的背光模塊側(cè)剖示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1圖3A至圖5是依據(jù)本發(fā)明曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊實(shí)施例1繪制的附圖。
請(qǐng)參閱圖3A，它是本實(shí)施例1的曲線型光學(xué)調(diào)制元件的構(gòu)造剖視圖。如圖所示的曲線型光學(xué)調(diào)制元件3包括一透光基材31以及一曲線型微結(jié)構(gòu)33。其中曲線可以是曲線函數(shù)例如三角函數(shù)sin(x)、cos(x)等等。
該透光基材31具有相對(duì)的第一光學(xué)面311與第二光學(xué)面313。在本實(shí)施例1中，該透光基材31是可以是一透明基板、透明膜片或其它等效的透明元件。該第二光學(xué)面313可選擇為平滑光學(xué)表面或具有粗糙起伏結(jié)構(gòu)的光學(xué)表面，并可用于接收入射光(未標(biāo)出)。
該曲線型微結(jié)構(gòu)33則是設(shè)在該第一光學(xué)面311，并具有呈曲線延伸且相互并列的擴(kuò)散部331與集光部333，且該擴(kuò)散部331與該集光部333分別可進(jìn)行光線(出射光)的擴(kuò)散與集光功能。在本實(shí)施例1中，該曲線型微結(jié)構(gòu)33是由可透光材料制成的微結(jié)構(gòu)。該擴(kuò)散部331與集光部333是相互間隔并列的。該擴(kuò)散部331是具有弧形表面，其中，該弧形表面的曲率半徑是介于10μm至500μm之間為較佳。該集光部333是具有菱形表面，其中，該菱形表面的頂角是介于30度角至140度角之間為較佳。應(yīng)注意的是，借由適當(dāng)選擇該擴(kuò)散部331弧形表面的曲率半徑以及該集光部333菱形表面的頂角角度、上述二者的高度以及該曲線型微結(jié)構(gòu)33的材料(即選擇折射率)，可依不同的產(chǎn)品需求調(diào)整該曲線型微結(jié)構(gòu)33所表現(xiàn)出的集光度與擴(kuò)散度的強(qiáng)弱比例，當(dāng)然此等變化應(yīng)為所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者可輕易思及且可予以修改的。
同時(shí)，請(qǐng)配合參閱圖3B，它是圖3A曲線型光學(xué)調(diào)制元件的俯視圖。如圖所示，該擴(kuò)散部331與集光部333的曲線延伸方向是平行于該第一光學(xué)面311；換言之，該相互并列的擴(kuò)散部331與集光部333是呈連續(xù)彎曲的曲線延伸。
此外，該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3可利用超精密加工技術(shù)例如以成形單晶鉆石刀加工在金屬模仁上，并搭配滾壓成形技術(shù)進(jìn)行紫外線固化(UV curing)，將模仁上的微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)寫在光學(xué)基材上，因而具有實(shí)際量產(chǎn)上的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，也可應(yīng)用其它超精密加工技術(shù)或等效的成形技術(shù)。由于相關(guān)加工原理與技術(shù)均為所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者所熟知的，于此不再詳加贅述。
請(qǐng)參閱圖4A，根據(jù)司乃爾定律(Snell′s Law)，在光學(xué)上該集光部333具有良好的集光特性，也就是可縮小發(fā)散光源的發(fā)散角度。當(dāng)入射光5射入菱鏡7后，如果角度θ大于全反射臨界角，則如圖中所示的虛線箭頭指示的，該入射光5會(huì)在該菱鏡7內(nèi)全反射。反之，如果角度θ小于全反射臨界角，則如圖中所示的實(shí)線箭頭指示的，該入射光5在射出該菱鏡7后會(huì)依循折射定律而離開法線(也就是如圖中所示的虛線，該入射光5是離開該菱鏡7表面)，故可達(dá)到集光效果。
請(qǐng)參閱圖4B圖，在光學(xué)效果上該擴(kuò)散部331因其弧形表面而具有透鏡特性，因而可表現(xiàn)出有效范圍的擴(kuò)散性質(zhì)。如圖所示，當(dāng)離軸的入射光51、入射光53、入射光55以及入射光57射入透鏡9之后，會(huì)先匯聚在匯聚區(qū)59然后再發(fā)散。如此一來，利用透鏡對(duì)離軸光線的會(huì)聚產(chǎn)生各種像差現(xiàn)象的特性，便可實(shí)現(xiàn)大入射角度光線的出光角收斂與均勻化(模糊化)的目的。
由上可知，該曲線型微結(jié)構(gòu)33對(duì)光源具有擴(kuò)散與集光的復(fù)合效果，借由具有透鏡像差效果的擴(kuò)散部331可對(duì)入射光源產(chǎn)生模糊化的效果(即均勻的功效)，該集光部333則可控制光線通過其結(jié)構(gòu)后的出光角度(即出光角范圍與菱形頂角有相關(guān)性)，便可對(duì)光源產(chǎn)生集光與擴(kuò)散的雙重效果。
請(qǐng)參閱圖5，本發(fā)明也提供一種使用上述曲線型光學(xué)調(diào)制元件3的背光模塊4，該背光模塊4包括該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3、一位于該光學(xué)調(diào)制元件3下的導(dǎo)光板41、至少一位于該導(dǎo)光板41周圍的發(fā)光元件43。由于相關(guān)背光模塊的結(jié)構(gòu)與作用原理均為所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者所熟知，在此不再多作說明。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是利用兩種不同幾何形狀微結(jié)構(gòu)的安排設(shè)計(jì)并制作在高透光性的光學(xué)薄膜材料上，使其成為一具有復(fù)合功能的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，該曲線型光學(xué)調(diào)制元件可表現(xiàn)出高度可控制性的光學(xué)擴(kuò)散功能，實(shí)現(xiàn)同時(shí)取代傳統(tǒng)集光片與擴(kuò)散片的目的。同時(shí)，通過該曲線型光學(xué)調(diào)制元件的微結(jié)構(gòu)的曲線型并列設(shè)計(jì)，可避免疊紋(Morie)現(xiàn)象，且這種曲線型光學(xué)調(diào)制元件可應(yīng)用在背光模塊中，提高了光效率、簡(jiǎn)化模塊結(jié)構(gòu)并降低模塊成本。
因此，本發(fā)明提供的曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊是兼具集光與擴(kuò)散的可調(diào)制復(fù)合式光學(xué)效果，可防止產(chǎn)生疊紋現(xiàn)象，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
實(shí)施例2圖6A至圖7是依照本發(fā)明的曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊實(shí)施例2繪制的附圖。其中，與實(shí)施例1相同或近似的元件以相同或近似的元件符號(hào)表示，并省略詳細(xì)的敘述，使本案的說明更清楚易懂。
實(shí)施例2與實(shí)施例1最大不同之處在于，實(shí)施例2的曲線型光學(xué)調(diào)制元件中，該擴(kuò)散部與集光部的曲線延伸方向是垂直于該第一光學(xué)面，且該背光模塊還包括一位于導(dǎo)光板下的反射片。
請(qǐng)參閱圖6A圖，它是本實(shí)施例2的曲線型光學(xué)調(diào)制元件的構(gòu)造剖視圖。在本實(shí)施例2的曲線型光學(xué)調(diào)制元件3中，該擴(kuò)散部331與集光部333的曲線延伸方向是垂直于該第一光學(xué)面；換言之，該擴(kuò)散部331與集光部333的高度是呈曲線分布狀態(tài)。此外，相鄰的擴(kuò)散部331或集光部之間的連接處(即底邊)，其曲線延伸方向也可如圖6B所示是垂直于該第一光學(xué)面。
請(qǐng)參閱圖7，該背光模塊4是包括該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3、一位于該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3下的導(dǎo)光板41、至少一位于該導(dǎo)光板41周圍的發(fā)光元件43以及一位于該導(dǎo)光板41下的反射片45。如圖所示，該光源43是位于該導(dǎo)光板41周圍且可發(fā)射一入射光431。當(dāng)例如為了提高顯示器的水平可視度或垂直可視度，該入射光431是可在單一方向上(水平或垂直)由該光學(xué)調(diào)制元件進(jìn)行集中與擴(kuò)散的雙重效果，使該背光模塊4的光效率得以提高，且具有優(yōu)異的顯示特性。
實(shí)施例3圖8至圖9是依照本發(fā)明的曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊實(shí)施例3繪制的附圖。其中，與上述實(shí)施例相同或近似的元件是以相同或近似的元件符號(hào)表示，并省略詳細(xì)的敘述。
實(shí)施例3與上述實(shí)施例最大不同這處在于該擴(kuò)散部與集光部是相互等比例間隔并列，且與實(shí)施例2不同之處是該背光模塊還包括一位于該曲線型光學(xué)調(diào)制元件上的保護(hù)膜。
請(qǐng)參閱圖8，在本實(shí)施例3的曲線型光學(xué)調(diào)制元件3中，該擴(kuò)散部331與集光部333是相互等比例間隔并列，例如以兩個(gè)集光部333搭配兩個(gè)擴(kuò)散部331。當(dāng)然，本發(fā)明的光學(xué)調(diào)制元件并非局限于此，也可以三個(gè)集光部333搭配三個(gè)擴(kuò)散部331、四個(gè)集光部333搭配四個(gè)擴(kuò)散部331或其它數(shù)量的相互等比例間隔并列，具有多種搭配變化。
請(qǐng)參閱圖9，該背光模塊4是包括該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3、一位于該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3下的導(dǎo)光板41、至少一位于該導(dǎo)光板41周圍的發(fā)光元件43、一位于該導(dǎo)光板41下的反射片45以及一位于該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3上的保護(hù)膜47。
實(shí)施例4圖10A至圖11是依照本發(fā)明的曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊實(shí)施例4繪制的附圖。其中，與上述實(shí)施例相同或近似的元件是以相同或近似的元件符號(hào)表示，并省略詳細(xì)的敘述。
實(shí)施例4與上述實(shí)施例最大不同之處在于該擴(kuò)散部與集光部是相互非等比例間隔并列，且與實(shí)施例2不同之處是該背光模塊還包括一位于該曲線型光學(xué)調(diào)制元件上的擴(kuò)散膜。
請(qǐng)參閱圖10A及圖10B，在本實(shí)施例4的曲線型光學(xué)調(diào)制元件3中，該擴(kuò)散部331與集光部333是相互非等比例間隔并列，例如在圖10A圖所示的以一個(gè)集光部333搭配四個(gè)擴(kuò)散部331，或在圖10B所示的以二個(gè)集光部333搭配三個(gè)擴(kuò)散部331。當(dāng)然，本發(fā)明的曲線型光學(xué)調(diào)制元件并非局限于此，也可以其它數(shù)量的非相互等比例間隔并列。
請(qǐng)參閱圖11，該背光模塊4是包括該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3、一位于該光學(xué)調(diào)制元件3下的導(dǎo)光板41、至少一位于該導(dǎo)光板41周圍的發(fā)光元件43、一位于該導(dǎo)光板41下的反射片45以及一位于該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3上的擴(kuò)散膜49。
實(shí)施例5圖12至圖13是依照本發(fā)明的曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊實(shí)施例5繪制的附圖。其中，與上述實(shí)施例相同或近似的元件是以相同或近似的元件符號(hào)表示，并省略詳細(xì)的敘述。
實(shí)施例5與上述實(shí)施例最大不同之處在于該曲線型光學(xué)調(diào)制元件的曲線型微結(jié)構(gòu)具有呈曲線延伸且相互并列的多擴(kuò)散集光復(fù)合部，該背光模塊則還包括一彼此交錯(cuò)重疊的二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件。
請(qǐng)參閱圖12，在本實(shí)施例中，該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3′包括透光基材31′以及曲線型微結(jié)構(gòu)33′。該透光基材31′具有相對(duì)的第一光學(xué)面311′與第二光學(xué)面313′。該曲線型微結(jié)構(gòu)33′則是設(shè)在該第一光學(xué)面311′并具有呈曲線延伸且相互并列的多擴(kuò)散集光復(fù)合部335′，且該擴(kuò)散集光復(fù)合部335′同時(shí)可進(jìn)行光線的擴(kuò)散與集光功能。
如圖12所示，該擴(kuò)散集光復(fù)合部335′是具有弧形表面3351′以及形成在該弧形表面3351′頂部的菱形表面3353′。該弧形表面3351′的曲率半徑是介于10μm至500μm之間為佳，該菱形表面3353′的頂角則是介于30度角至140度角之間為佳，但并非以此為限。
當(dāng)然，該相互并列的多擴(kuò)散集光復(fù)合部335′也可如上述實(shí)施例為呈連續(xù)彎曲的曲線延伸，且該擴(kuò)散集光復(fù)合部335′的曲線延伸方向是可選擇平行于該第一光學(xué)面311′及/或垂直于該第一光學(xué)面311′。同時(shí)，該弧形表面3351′的曲率半徑以及該菱形表面3353′的頂角角度、上述二者的高度以及該曲線型微結(jié)構(gòu)33的選擇折射率也可依不同需求進(jìn)行調(diào)整，可設(shè)計(jì)該曲線型微結(jié)構(gòu)33所表現(xiàn)出的集光度與擴(kuò)散度的強(qiáng)弱比例。
請(qǐng)參閱圖13，該背光模塊4包括該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3′、一位于該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3′下的導(dǎo)光板41、至少一位于該導(dǎo)光板41周圍的發(fā)光元件43、一位于該導(dǎo)光板41下的反射片45以及一位于該曲線型光學(xué)調(diào)制元件3′上的曲線型光學(xué)調(diào)制元件3。換言之，該背光模塊4是包括彼此交錯(cuò)重疊的二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件3及3′。在本實(shí)施例中，該二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件3及3′彼此交錯(cuò)的夾角是小于等于90度角者為佳。
當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，也可令該背光模塊4包括彼此交錯(cuò)重疊的二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件3′及3′或包括彼此交錯(cuò)重疊的二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件3及3，非以本實(shí)施例中所述為限。
同時(shí)，在各別實(shí)施例中的變化可互相置換應(yīng)用，而非以單一的實(shí)施形態(tài)限制本發(fā)明。舉例來說，可令實(shí)施例1到實(shí)施例4中的背光模塊4包括彼此交錯(cuò)重疊的二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件3′及3′或包括彼此交錯(cuò)重疊的二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件3及3′；或令實(shí)施例1至實(shí)施例4中的背光模塊4包括單一的曲線型光學(xué)調(diào)制元件3′；同時(shí)，雖然實(shí)施例1至實(shí)施例4中，該擴(kuò)散部331與集光部333的曲線延伸方向是可平行于該第一光學(xué)面或垂直于該第一光學(xué)面，但所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者皆知，該擴(kuò)散部331與集光部333也可選擇同時(shí)兼具平行于該第一光學(xué)面且垂直于該第一光學(xué)面的曲線延伸方向；此外，雖然實(shí)施例1至實(shí)施例5中的背光模塊包括一個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件或彼此交錯(cuò)重疊的二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件，但所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者也可選擇在該背光模塊中設(shè)置二個(gè)以上彼此交錯(cuò)重疊的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，且此為本技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者均應(yīng)能理解并推及的。
本發(fā)明的曲線型光學(xué)調(diào)制元件是由具有第一光學(xué)面與第二光學(xué)面的透光基材以及設(shè)在該第一光學(xué)面的曲線型微結(jié)構(gòu)所構(gòu)成，由于該曲線型微結(jié)構(gòu)兼具集光與擴(kuò)散的可調(diào)制復(fù)合式光學(xué)效果，因此可取代區(qū)分為集光片及擴(kuò)散片的現(xiàn)有技術(shù)，并借其曲線型設(shè)計(jì)可避免與所應(yīng)用的顯示器的液晶陣列平行度過高，故還可防止產(chǎn)生疊紋現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該曲線型光學(xué)調(diào)制元件包括透光基材，具有相對(duì)的第一光學(xué)面與第二光學(xué)面；以及曲線型微結(jié)構(gòu)，設(shè)在該第一光學(xué)面，具有呈曲線延伸且相互并列的擴(kuò)散部與集光部，且該擴(kuò)散部與該集光部分別可進(jìn)行光線的擴(kuò)散與集光功能。
2.如權(quán)利要求1所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該擴(kuò)散部與集光部的曲線延伸方向是可以平行或垂直于該第一光學(xué)面。
3.如權(quán)利要求1所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該相互并列的擴(kuò)散部與集光部是呈連續(xù)彎曲的曲線延伸。
4.如權(quán)利要求1所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該擴(kuò)散部與集光部是可以相互間隔并列、相互等比例間隔并列或相互非等比例間隔并列。
5.如權(quán)利要求1所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該擴(kuò)散部是具有弧形表面。
6.如權(quán)利要求5所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該弧形表面的曲率半徑是介于10μm至500μm之間。
7.如權(quán)利要求1所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該集光部是具有菱形表面。
8.如權(quán)利要求7所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該菱形表面的頂角是介于30度角至140度角之間。
9.如權(quán)利要求1所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該透光基材是可以一透明基板或一透明膜片。
10.如權(quán)利要求1所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該第二光學(xué)面是平滑光學(xué)表面。
11.如權(quán)利要求1所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該第二光學(xué)面是具有粗糙起伏結(jié)構(gòu)的光學(xué)表面。
12.一種背光模塊，使用如權(quán)利要求1所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件。
13.如權(quán)利要求12所述的背光模塊，其特征在于，該背光模塊還包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件下的導(dǎo)光板、至少一位于該導(dǎo)光板周圍的發(fā)光元件以及一位于導(dǎo)光板下的反射片。
14.如權(quán)利要求13所述的背光模塊，其特征在于，該背光模塊還包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件上的保護(hù)膜。
15.如權(quán)利要求13所述的背光模塊，其特征在于，該背光模塊還包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件上的擴(kuò)散膜。
16.如權(quán)利要求12所述的背光模塊，其特征在于，該背光模塊包括彼此交錯(cuò)重疊的二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件。
17.如權(quán)利要求16所述的背光模塊，其特征在于，該二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件彼此交錯(cuò)的夾角是小于等于90度角。
18.一種曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該曲線型光學(xué)調(diào)制元件包括透光基材，具有相對(duì)的第一光學(xué)面與第二光學(xué)面；以及曲線型微結(jié)構(gòu)，設(shè)在該第一光學(xué)面，具有呈曲線延伸且相互并列的多擴(kuò)散集光復(fù)合部，且該擴(kuò)散集光復(fù)合部同時(shí)可進(jìn)行光線的擴(kuò)散與集光功能。
19.如權(quán)利要求18所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該擴(kuò)散集光復(fù)合部的曲線延伸方向是可以平行或垂直于該第一光學(xué)面。
20.如權(quán)利要求18所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該相互并列的多擴(kuò)散集光復(fù)合部是呈連續(xù)彎曲的曲線延伸。
21.如權(quán)利要求18所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該擴(kuò)散集光復(fù)合部是具有弧形表面以及形成在該弧形表面頂部的菱形表面。
22.如權(quán)利要求21所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該弧形表面的曲率半徑是介于10μm至500μm之間。
23.如權(quán)利要求21所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該菱形表面的頂角是介于30度角至140度角之間。
24.如權(quán)利要求18所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該透光基材是可以是一透明基板或一透明膜片。
25.如權(quán)利要求18所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該第二光學(xué)面是平滑光學(xué)表面。
26.如權(quán)利要求18所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件，其特征在于，該第二光學(xué)面是具有粗糙起伏結(jié)構(gòu)的光學(xué)表面。
27.一種背光模塊，使用如權(quán)利要求18所述的曲線型光學(xué)調(diào)制元件。
28.如權(quán)利要求27所述的背光模塊，其特征在于，該背光模塊還包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件下的導(dǎo)光板、至少一位于該導(dǎo)光板周圍的發(fā)光元件以及一位于導(dǎo)光板下的反射片。
29.如權(quán)利要求28所述的背光模塊，其特征在于，該背光模塊還包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件上的保護(hù)膜。
30.如權(quán)利要求28所述的背光模塊，其特征在于，該背光模塊還包括一位于該光學(xué)調(diào)制元件上的擴(kuò)散膜。
31.如權(quán)利要求27所述的背光模塊，其特征在于，該背光模塊包括彼此交錯(cuò)重疊的二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件。
32.如權(quán)利要求31所述的背光模塊，其特征在于，該二個(gè)曲線型光學(xué)調(diào)制元件彼此交錯(cuò)的夾角是小于等于90度角。
全文摘要
本發(fā)明的曲線型光學(xué)調(diào)制元件是由具有第一光學(xué)面與第二光學(xué)面的透光基材以及設(shè)在該第一光學(xué)面的曲線型微結(jié)構(gòu)構(gòu)成，由于該曲線型微結(jié)構(gòu)兼具集光與擴(kuò)散的可調(diào)制復(fù)合式光學(xué)效果，因此可取代區(qū)分為集光片及擴(kuò)散片的現(xiàn)有技術(shù)，并借其曲線型設(shè)計(jì)還可防止產(chǎn)生疊紋現(xiàn)象；本發(fā)明提供兼具集光與擴(kuò)散的可調(diào)制復(fù)合式光學(xué)效果的曲線型光學(xué)調(diào)制元件及具有該調(diào)制元件的背光模塊，防止產(chǎn)生疊紋現(xiàn)象，簡(jiǎn)化了背光模塊結(jié)構(gòu)、提高光學(xué)使用效率以及降低了制造成本。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1924667SQ20051011434
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者姚柏宏, 黃珩春, 許修真, 傅春能, 潘奕凱 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院