[发明专利]整体式光学片以及包含该光学片的光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及整体式光学片(optical sheet)以及包含该光学片的光学装置，具体是关于通过合并扩散膜(diffuser film)与棱镜膜(prism film)而得到的薄型化的整体式光学片及采用该光学片的光学装置。

背景技术

液晶显示装置作为笔记本电脑、个人电脑或者TV等的信息用显示器而被广泛使用，并且随着需求的扩大，其特性也逐年得到改善。作为非发光器件的LCD的液晶面板由于其结构，需要背光照明单元。背光照明单元由多种多样的光学系统构成。而且，背光照明单元使用周期性排列的光学膜的聚集体(aggregate)的形式的光学片，以提高其亮度。

图11为表示常规的液晶显示器结构的图，参照图11对现有的光学片的问题进行研究，结果如下。液晶显示装置101如图11所示，由背光照明单元20和液晶面板30构成。背光照明单元20包含光源21、导光板(light guide plate)22以及具有扩散膜24和棱镜膜10的光学片10、24。从光源21发射的光经过导光板22散射后进入眼睛，因此导光板22的图案会被直接映入。即便安装了液晶面板30也会明显感觉到该图案，因此通过扩散膜24将此最小化或消除。但是一旦经过扩散膜24，光就在水平和竖直方向上扩散，导致光亮度急剧下降。因此，棱镜膜10重新聚光并提高光亮度。棱镜膜10具有山状的细小齿(pitch)，通常是将两片膜作为一套来使用，位于导光板22一侧的一片为竖直的，余下的另一片为水平的。通过棱镜膜10的光具有聚光的视角并朝向前面，从而亮度也得到改善。

如上所述的现有光学片10、24由分别具有不同功能的多个膜构成，其组装工序繁琐而且操作时需要细心留意，因此产生由操作性低下和产品产量低下而引起的生产率及竞争力低下等问题。

另外，有如下缺点，即：由于使用多个膜而增加了背光照明单元的整体厚度，而且制造成本上升，从而降低了液晶显示装置等成品的市场竞争力。

发明内容

发明所要解决的课题

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种通过合并上述多个膜的一部分而得到的薄型化的整体式光学片。

另外，本发明的目的在于通过采用上述整体式光学片，提供一种产量提高并且薄型化的光学装置。

解决课题的方案

为了实现上述目的，本发明的整体式光学片的特征在于，包括聚光部和各向异性(anisotropic)扩散部，其中所述聚光部包括沿第一方向延伸的多个棱镜元件，所述各向异性扩散部包括在形成有上述聚光部棱镜元件的面的相反面上形成的多个沿与上述第一方向不同的第二方向延伸的光学元件。如上所述，在一面上形成包含向下棱镜元件和散射元件的部分，在另一面上形成用于实现扩散的部分，将现有的扩散膜和水平棱镜膜一体化，从而提供薄型化的光学片。在上述聚光部和各向异性扩散部之间还可以包括透光性基础部。

另外，本发明的整体式光学片中，其特征在于，在上述聚光部的棱镜元件之间形成有齿区域，上述齿区域形成有多个散射元件。

另外，本发明的整体式光学片中，其特征在于，上述各向异性扩散部包括具有短轴和长轴、由高度从长轴至短轴方向周边变化的槽或凸起形成的光学元件。

另外，本发明的整体式光学片中，上述第一方向和第二方向可以相互垂直。上述向下棱镜元件和各向异性扩散部的方向相互垂直，通过扩散部使由棱镜元件会聚的光向与上述会聚方向垂直的方向重新扩散，从而可以提高亮度。

而且，本发明的整体式光学片中，其特征在于，上述多个散射元件的高度在向下棱镜元件高度的1/2以下。当上述散射元件的高度超过向下棱镜元件高度的1/2时，上述散射元件会引起与上述向下棱镜元件之间的干涉，因此优选地使散射元件的高度在向下棱镜元件高度的1/2以下。

另外，本发明的整体式光学片中，其特征在于，上述各向异性扩散部的出射光分布图的短轴方向与第二方向相一致，并且出射光分布图的长短轴之比在2∶1以上。在由上述各向异性扩散部射出的光的分布图中将亮度值在最大亮度值的50％以上的部分连接起来，则形成椭圆形状，上述椭圆形状的短轴方向与上述第二方向相一致。特别是优选地使上述椭圆形状的长轴和短轴之比在2∶1以上，这是由实验得出的值，对此的详细说明在下面给出。

而且，本发明的整体式光学片中，在上述各向异性扩散部上表面形成有微透镜(lenticule)，该微透镜可以是半球状或圆柱状。尤其在上述微透镜之间还可以形成多个散射元件。如上所述的散射元件可通过具有砂纸(sandpapered)、喷砂(blasted)或刻痕面的模具或者滚筒形成。