TW200813556A - Optical multilayer film and backlight module utilizing the same - Google Patents

Description

200813556 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種光學裝置及其應用，特別是指一 種用於背光模組之光學多層膜。 【先前技術】 傳統作為液晶顯示器之平面光源的背光模組，如圖1 所不，包含一用以提高軸向（on axis)光線亮度之增亮膜u， 以及至少一鄰近該增亮膜n，用以使光源14所發出或經由 • 反射器15所反射之光線均勻化的擴散膜12。其中，輛向光 ―線是指行進方向實質上平行於背光模組之光軸0A方向的光 線，意即實質上垂直地出射於背光模組之光線。… 增亮膜11係如目前市場上廣泛使用之美國3M公司所 生產之增亮膜（Brightness Enhancement Film ; BEF)，其為透 明材質所製成，並具有-平滑之人光面ln及—形成有棱鏡 結構（prismatic structured)陣列之出光面112，稜鏡結構具有 φ 使離軸（指偏離光軸〇A方向行進）光線朝光軸OA方向收斂 之功效，藉以有效提高軸向光線亮度。 此外，為了要加強使離軸光線朝光軸〇A方向收敛之功 效’通常在增亮m η與擴散膜12<間會保留一個微小的空 隙⑴利用空隙13中的空氣與增亮膜折射率差異， 使得離軸光線由㈣u進人增亮膜人光面iu時，其 行進方向得以偏向光轴〇A之方向。 而空隙13是在將增赛膜^& ^ 3儿膘11與擴散膜12上組裝於背光 模組時，在不外加任何額外丰於 于^又下，即可自然而然地存在 5 200813556 於增亮膜11與擴散膜12之間的。 但是，由於空隙13兩側之增亮膜11與擴散膜12之間 並無任何支撐或連結物存在，因此該空隙13的間距容易由 於增亮膜11與擴散膜12之形變而產生變化，甚至由於增亮 膜11與擴散膜12直接接觸導致空隙13消失，使得入光面 Π1的光學折射特性產生不良的變化。

此外，在進行背光模組之組裝時，更由於需將擴散膜 12與增亮膜11分別在不同步驟中依序組裝於背光模組内， 除組裝步驟繁複外，更有可能在組裝時，由於落塵進入增 亮膜11與擴散膜12之間的空隙13内，而影#整體背光模 組之光學特性。 【發明内容】 本發明之-目的，即在提供一種可以提高免光模組之 光學特性穩定度之光學多層膜。 本發明之另—目的’在於提供-種可以簡化背光模組 之組裝程序之光學多層膜。 於是，本發明-實施例之光學多層膜包含_第一光學層 、-第二光學層及-低折射率層。光學層具有一出光 面；第二光學層具有—面向第-光學層之出光面之入光面 ，及-相反於第二光學層之人光面之出光面；出光面上形 成有-用以收斂穿透之光線發散角之表面結構；低折射率 層接觸形成於第-光學層與第二光學層之間且為透明材質 所製成，低折射率層之折射率小於第二光學層之折射率。 藉由低折射率層與第二光學層之間的折射率差異，可 200813556 • 使由低折射率層入射於第二光學層之之光線，在進入第二 光學層後得以偏向光軸方向行進，達到辅助離軸光線重新 導向之功效，並可有效改善習知之空隙間距不穩定所造成 之光學折射性能不穩定的情況。 另一方面，本發明之應用光學多層膜之背光模組包含 一反射器、至少一光源及一光學多層膜。反射器具有一反 射面。光源設置於反射器内。光學多層膜設置於反射器上 方。光學多層膜包含一第一光學層、一第二光學層及一低 射率層。第-光學層具有_面㈣源之人光面及一相反 於入光面之出光面。第二光學層具有一面向第一光學層之 出光面之入光面，及一相反於第二光學層之入光面之=光 面。出光面上形成有一用以收敛穿透之光線發散角之表面 結構。低折射率層接觸形成於第一光學層與第二光學層之 間且為透明材質所製成，低折射率層之折射率小於第二杏 學層之折射率。 φ 藉由光學多層膜之第一光學層’使光源所發出之光線 擴散均勻化，更藉由低折射率層與第二光學層之折射率差 2以及形成於第二光學層上之表面結構，使離軸光線朝向 先軸方向收斂，以有效提昇軸向光線之亮度。 並且，由於光學多層膜是預先製作成形，再將直纪裝 μ光模組中，除可簡化背光模組之組裝步驟外 止洛塵影響整體背光模組之光學特性。 【實施方式】 ㈣本發明之前述及其他技術时、特點與功效，在 7 200813556 以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可 的呈現。 π 2圖2所示，為本發明之光學多層膜之較佳實施例包 含一弟^一光學層32、一笛- Ύ7 丄^ ¥-先學層31，及-接觸形成於第 一光學層32與第二光學層Μ之間的低折射率層33。其中 ，低折射率層33之折射率小於第二光學層3ι。 _ 光學層32為透明材質所製成，其可為—擴散層且 二入先面切及-相反於人光面321之出光面M2,並 二射面广與出/面322之間具有複數個用來使光線產 ，夢由散射Γ ’及散射等光學擴散作用之散射粒子（圖未示） 出絲擴散作用可使經由入光面321入射並由 22出射之光線均勾化。由於第-光學層32之結禮 與製法屬習知技術，非屬 以詳述。 非屬本案之主要技術特徵，在此不加 ^二光學層31為翻㈣所製成，其— =面向第-光學層32之出光面322的入光㈣二 反於弟二光學層^之^ 具有用以收斂光線之表面I1:，12’出光面… 以形狀為等邊三角带之/ 在本實施例中，表面結構 313為9〇度。藉由在出^=陣列’等邊三角形之頂角 使離輪光線L1、U朝光 2上卿权表面結構，可 亮度。實際應用上，等邊：:A方向收敛，以提昇軸向光線 例中之90度，亦可為介& ^頂角=本實施 等邊三角形。甚者，度之間，或者更可為非 、、、、°構亦可為其他具有凹凸起伏形 200813556 波浪狀、角錐狀、圓錐狀，或半球狀等具有收敛光線 功效之表面所代替。由於第二光學層31之結構與製法屬習 知技術’非屬本案之主要技術特徵，在此不加以詳述。

低折射率層33料透3特質所製成，接_成於第一 光學層32及第二光學層31之間，低折射率層33之折射率 】於第一光學層31之折射率並且大於空氣之折射率，更佳 地，低折射率I 33之折射率大於或等於第-光學層32之 ^射率。藉由低折射率層33與第二絲層3ι之間的折射 率i異，可使由低折射率層33入射於第二光學層Μ之光 線、’在進入第二光學層31之入光面311時，偏向光轴方向 仃進，以使離軸光線L1、[2朝向光軸〇A方向收激。 、作為低折射率層33的材料可以是—種具有低折射率及 透月！生良好之黏著劑或樹脂。在實際製作本發明之光學多 層，時，是先行分職作第—光學層32及第二光學層Η， 或疋直接購買市售之擴散膜及增亮膜來分別作為第一光學 層32及第二光學層3卜_，在第—光學層^上預先塗 佈作為低折射率層33之材料，再將第二光學層31疊設於 其上’然後，使低折射率層33聽成形，以接合第一光學 層32及第二光學層31，形成本發明之光學多層膜。 表1為藉由光學模擬軟體來計算在低折射率層33與第 二光學層31具有不同之折射率差異值的情況下，本發明之 2學多層膜所提昇之軸向光線亮度差異，並以光學增益值 來表示該差異兒明的是’在沒有低折射率層Μ與第二 光學層31存在時，其光學增益值設定為1。 9 200813556 表1 =*===== 樣本一 樣本二 — — 樣本三 樣本四 低折射率層之折射率 1.45 1.45 1.30 1.30 第二光學層之折射率 1.55 1.65 1.70 1.90 折射率差異值 0.1 0.2 0.4 0.6 光學增益值 ====~—— 1.05 1.09 L.....- .. 1.20 — ---- 1.42 由表1可得知，低折射率層33與第二光學層31之折 射率差異值越大’其光學增隸越A，其代表所提昇之轴 向光線亮度值越高。 藉由將低折射率層33接觸形成於第二光學層31與第 光學層32之間，可有效改善習知之空隙間距不穩定所造 成之光學折射性能不穩定的情洸。 圖3所示為應用本發明之光學多層膜於一背光模組的 車乂佺貝施例，背光模組包含一具有一反射面5丨之反射器5 至 位於反射态5内之光源4，及一設置於反射器5上 方之光车夕層膜3，在本實施例中，光源4為冷陰極勞光燈 & (CCFL)，且设置於光學多層膜3之正下方。實際應用時 ，亦可採用發光二極體（LED)作為光源4，或者可於反射器 5内叹置一導光板（圖未示），並將光源4設置於導光板之至 少一側，而光學多層膜3置於導光板之正上方，由光源4 發忠光線進入導光板後，透過導光板將光線導引至光學多 層膜3。 除藉由光學多層膜之第一光學層32所提供之擴散功能 ，使光源4所發出、經由反射器5之反射面5丨所反射或經 10 200813556 由導光板射出之光線擴散均句化以外，更藉由低折射率層 33及形成於低折射率層33上方之第二光學層31，使離軸 光線LI、L2朝向光軸0A方向收斂，以有效提昇軸向光線 之亮度。 由於本發明之光學多層膜是預先製作成形，再將其組 裝於背光模組中，更可簡化背光模組之組裝步驟，並有效 防止落塵影響整體背光模組之光學特性。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1疋習知背光模組之一側視剖面圖； 圖2是本發明之光學多層膜之局部側視剖面圖；及 圖3是本發明之光學多層膜應用於一背光模組之一側 視剖面圖。 11 200813556 【主要元件符號說明】 3 ·····.. •…光學多層膜 322· ......iij光面 ^ 1 ...... ______楚-止與j® Q 〇 ... ........ict 4"己 6丄杰 既 •3丄 弟一元宇增 D D ' m m 低折射半層 311 ··* —入光面 4…· ……· ·光源 312… •…出光面 5 •… ……··反射器 313… .…頂角 51··· ••……反射面 32•…· •…第一光學層 L1、 L 2…離轴光線 321… •…入光面 OA · •---------光軸

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Claims (1)

1. 200813556 十、申請專利範圍： 1· 一種光學多層膜，包含： 一第一光學層，具有一出光面； -第二光學層’具有一面向於該第一光學層之出光 ::面及—相反於該第二光學層之入光面之出光 面該弟—光學層之忠光面上形成有一用以收斂光線之 表面結構；及 -射率層，接觸形成於該第一光學層與第二d 學層之間且為透明#所 材貝所裝成，該低折射率層之折射辞 小於該第二光學層之折射率。 2 ·依據申請專利範圍楚 乾圍弟1項所述之光學多 折射率層為透明_所製成。 〃中_ 3.依據申請專利範圍笛 折射率層之折射率大於空ilttt學多層膜’其中該低 4 ·依據申請專利範圍 、、 折射率層之折射率 等光:::膜’其中該低 5.依據巾請專利範^ 4於_ —料層之折射率。 -光學層為—用以卜項所述之光學多層膜，其中該第 6 ^1使光線產生擴散作用之一擴散声。 6·依據申請專利範圍 忙欢層 气^ ^如 圍弟5項所述之光學多層膜，豆中 政層包含有複數散射粒子。 -中°亥擴 7.依據申請專利範圍 ^ _ 弟1項所述之光學多層膜，直中兮车 面結構為稜鏡結構陣列。 曰膜其中5亥表 8·依據申請專利範圍篦 -光學層可為—擴散芦，項戶:述之光學多層膜，其中該第 * 4 ，§亥第二光學層可為一增亮層。 13 200813556 9. 一種背光模組，包含： 一反射器，具有一反射面； 至少一光源，設置於該反射器内；及 一光學多層膜，設置於該反射器上方，該光學多層 膜包含： 尤宇層，具有一面朝該光源 一相反於該入光面之出光面； 一第二光學層，具有一面向該第一光學層之出 光面之入光面，及一相反於該第二光學層之入光面 之出光面，該出光面上形成有一用以收斂光線之表 面結構·，及 一低折射率層，接觸形成於該第一光學層與第 二光學層之間且為透明材質所製成，該低折射率層 之折射率小於該第二光學層之折射率。 其中該低折 H).依據申請專利範圍第9項所述之背光模組 射率層為透明樹脂所製成。 其中該低折 其中該低折 U·依據申請專利範圍帛9項所述之背光模組 射率層之折射率大於空氣之折射率。 12 ·依據申睛專利範圍笛 ㈣項所述之背光模組m ‘诚:射率大於或等於該第—光學層之折射率。 13 ·依據申請專利範 … 光學戶A 項所述之背光模組，其中該第一 層包含有=:。項所述之背光模組，其中該擴散 14 200813556 15.依據申請專利範圍第9項所述之背光模組 結構為稜鏡結構陣列。 16·依據申請專利範圍第9項所述之背光模組 為冷陰極螢光燈管或發光二極體。 17·依據申請專利範圍第9項所述之背光模組 光學層可為一擴散層，該第二光學層可為 ，其中該表面 ，其中該光源 ，其中該第一 -增亮層。

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