本发明专利技术公开了一种光学膜片及使用该膜片的背光源系统，该光学膜片的其微结构的设计可将光线直接集中至正面视角，减少光线回射导光板的机率以有效提升出光效率。在一实施例中，本发明专利技术更将一平面光源与该光学膜片相结合以形成一背光源系统。通过该光学膜片的正面视角高出光效率的特性可以减少光学膜片的使用量，以降低背光源系统的厚度以及减低其生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光学调制的技术，尤其涉及一种直接将入射光场导引至正面视角以提升出光效率的一种光学膜片及使用该膜片的背光源系统。
技术介绍
目前的背光模块中，主要是以扩散片、光学增亮膜(BEF)或者是偏极式增亮膜(DBEF)等光学膜片的搭配使用来达到光均匀与集中的目的。如图1A所示，这样的光学膜片多半为三角形数组方式排列。而现有技术中，为了能够增加出光效率以及将光场导至正面视角，多为利用两片如图1的结构上下相迭来达到集光的效果。如图1B所示，该图为现有技术的光学膜面光径示意图，在前述的组合中，由导光板11出光入射至光学膜片10的光场除了部分由正面视角出光的光场90夕卜，还有一大部份会被导引回导光板11的光场91，因此造成光线来回传递使得出光效率下降。另外，在美国专利US. Pat. No. 4， 791， 540所揭露的一种正面视角输出的结构，其主要是在导光板上方放置两片具有微结构的光学膜片，通过光线在光学膜片与导光板间的来回反射与折射，最后光线会被收集至正面视角的区域。此种模块架构不考虑导光板本身的出光光场而是将导光板的光场反折回导光板重新分布，打散后再通过光学膜面出光。由于该光学膜片的微结构设计会将某些角度的入射光偏折至正面视角，并将许多无法偏折至正面视角的光线，反射或折射回下方的导光板，反射或折射回导光板的光线经导光板重新分布后，会再度入射至光学膜片内，此时先前未被导出的光线又可以被偏折至正面视角。通过前述的反复循环，使得最后由导光板出射的光线会被集中至正面视角，以提升正面辉度。但此种光学微结构膜片，会导致光线在光学膜与导光板之间来回传递，造成光源能量大幅损失。此外，又如美国专利US.Pat.N0.5，863,U3，其提出微结构的光学膜片，并揭露相关的背光模块架构。在该篇专利中，光学膜片上具有朝向导光板的棱镜状微结构，使得由导光板出射的光场，会经光学微结构的折射与反射被导引至正面视角方向。此种光学微结构的设计，可直接将导光板出射的光场直接传递至正面视角；而不会使光线在光学膜片与导光板间来回传递。但此种架构实际应用时，光学膜片的棱镜状微结构会与导光板之间产生摩擦，造成微结构损毁，产生模块缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种光学膜片，其可利用微结构将导光板的出光光场作调制，使得经过该光学膜片的光场可以被导引至正面视角，以提升出光效率。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种背光源系统，由于其可通过光学膜片将入射光场作有效的调制，除了可以增加出光效率，更可以减少光源的数量。本专利技术提供一种背光源系统，其仅利用单一的光学膜片即可将光场导引至正面视角，降低光线往返的能量耗损，不但可以提升背光源系统的正面亮度，更可以降低背光源系统的光学膜片使用量。为实现上述目的，在另一实施例中，本专利技术更提供一种光学膜片，包括一入光面，其可接收一入射光场，该入射光场可于该光学膜片内折射以形成一折射光场；以及一出光面，其具有多数个微结构，每一个微结构具有一第一曲面以及一第二曲面，该第一曲面以及该第二曲面可将该折射光场导引至正面视角以离开该出光面，其中入射光场更具有一第一入射光场以及一第二入射光场，该第一入射光场的能量强度峰值与该入光面的法向量成-50度至-80度，该第二入射光场的能量强度峰值与该入光面的法向量成50度至80度。而且，为实现上述目的，在又一实施例中，本专利技术还提供一种背光源系统，包括 一平面光源；以及一光学膜片，其设置于该面光源的一侧，以接收该面光源提供的一入射光场，该光学膜片更具有 一入光面，其可接收一入射光场，该入射光场可于该光学膜片内折射以形成一折射光场；以及一出光面，其具有多数个微结构，每一个微结构具有一第一曲面以及一第二曲面，该第一曲面以及该第二曲面可将该折射光场导引至正面视角以离开该出光面，其中入射光场更具有一第一入射光场以及一第二入射光场，该第一入射光场的能量强度峰值与该入光面的法向量成-50度至-80度，该第二入射光场的能量强度峰值与该入光面的法向量成50度至80度。;综合上述，本专利技术的光学膜片及使用该膜片的背光源系统，光学膜片的微结构设计，是针对导光板的光场进行搭配，故可以将大部分导光板的出光能量直接导引至正面视角，降低光线往返的能量损耗，同时压縮大部分光线能量集中在正面视角，因此背光源系统仅需单片光学膜片即可有效增加正面亮度。所以，可以满足业界的需求，进而提高该产业的竞争力。附图说明图1A以及图1B分别为现有技术的光学膜片以及光学膜面光径示意图；图2为本专利技术的光学膜片第一实施例示意图3A至图3C为入射光场以及入射光场分布示意图3D为视角示意图4A至图4C为本专利技术微结构实施例剖面示意图5为本专利技术的光学膜片另一实施例立体示意图6为本专利技术的光学膜片的微结构立体示意图7A为本专利技术背光源统示意图7B为本专利技术的背光源统光径示意图8A为图7A的背光源统的仿真结果；图8B为现有技术利用两片增亮膜的模拟结果。其中，附图标记10- 光学膜片11- 导光板20- 入光面21- 出光面210、 210a、 210b-微结构2100、 2102、 2104-第一曲面2101、 2103、 2105-第二曲面72106、 2107-第三曲面 211、 212、 213、 214、 215-延伸轨迹 3-背光源系统30- 平面光源300- 光源301- 导光板31- 光学膜片311- 入光面312- 微结构3120- 第一曲面3121- 第二曲面 4、 5-曲线6-导光板70- 第一入射光71- 第一折射光72- 第一出射光73- 折射点74- 第二入射光75- 第二出射光76- 折射点77- 第二折射光 90、 91-光场92-入射光场93- 峰值94- 法向量95、 96、 97-入射光场95' 、 96' 、 97'-折射光场98-出射光场 ,99-人眼具体实施例方式为使贵审查委员能对本专利技术的特征、目的及功能有更进一步的认知与了 解，下文特将本专利技术的装置的相关细部结构以及设计的理念原由进行说明，以使得贵审査委员可以了解本专利技术的特点，详细说明陈述如下请参阅图2所示，该图为本专利技术的光学膜片，一实施例示意图。该光学膜片2具有一入光面20以及一出光面21。该入光面20可接收一入射光场92, 该入射光场92可于该光学膜片2内折射以形成一折射光场。该出光面21，其 具有多数个微结构210，每一个微结构210具有一第一曲面2100以及一第二 曲面2101，该第一曲面2100以及该第二曲面2101可将该折射光场导引至正 面视角以离开该出光面21。前述的正面视角是指一角度范围，其角度范围可 根据需求而定。请参阅图3A至图3C所示，该图为入射光场以及入射光场分布示意图。 在图3A中，入射光场92具有一最高能量强度的峰值93。在图3B实施例中， 入射至该入光面20的入射光场的强度分布其峰值93与该入光面20的法向量 94的夹角可为-50度至-80度之间或者是50度至80度之间。请参阅图3C所 示，本图说明图3B中的该第一曲面以及该第二曲面上任一位置的切线斜率与 其对应的出射光场的关系。先从第一曲面2100与第一入射光70之间的关系来 作说明。该第一入射光70的主要光能量分布范围为-50度至-80度，在图中仅 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学膜片，其特征在于，包括： 一入光面，其可接收一入射光场，该入射光场可于该光学膜片内折射以形成一折射光场；以及 一出光面，其具有多数个微结构，每一个微结构具有一第一曲面以及一第二曲面，该第一曲面以及该第二曲面可将该折射光场导引至正面视角以离开该出光面； 其中入射光场还具有一第一入射光场以及一第二入射光场，该第一入射光场的能量强度峰值与该入光面的法向量成－５０度至－８０度，该第二入射光场的能量强度峰值与该入光面的法向量成５０度至８０度。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙翊庭，游家玮，鲍友南，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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