光学シート及びその製造方法とバックライトモジュール
【課題】均一な光学効果を有する直下型バックライトモジュールを提供する。
【解決手段】光学シート２４は、入射光を受けることに用い、入射光の光学経路を変化させ光線フォーカスの効果を発生する。光学シート２４は、１つの本体２４１と、複数のフレネル（Fresnel Lens）レンズユニット２４２と、複数の反射構造２４３と、を含む。そのうち、本体２４１は、相対する１つの入光面２４１Ｂ及び１つの出光面２４１Ａを含み、入光面２４１Ｂは、入射光を受けることに用い、入射光が入光面２４１Ｂに入射する時、一定の入射角度を呈する。本体２４１は、１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数であり、単一材料（この時i＝１）又は任意の２種以上（この時ｉ＞１）の異なる屈折率ｎｉの相互に異なる材料から構成される。
【解決手段】光学シート２４は、入射光を受けることに用い、入射光の光学経路を変化させ光線フォーカスの効果を発生する。光学シート２４は、１つの本体２４１と、複数のフレネル（Fresnel Lens）レンズユニット２４２と、複数の反射構造２４３と、を含む。そのうち、本体２４１は、相対する１つの入光面２４１Ｂ及び１つの出光面２４１Ａを含み、入光面２４１Ｂは、入射光を受けることに用い、入射光が入光面２４１Ｂに入射する時、一定の入射角度を呈する。本体２４１は、１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数であり、単一材料（この時i＝１）又は任意の２種以上（この時ｉ＞１）の異なる屈折率ｎｉの相互に異なる材料から構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学分野に関し、特に、光学シート及びその製造方法及びバックライトモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、直下型バックライトモジュールは、主に比較的大きな寸法の液晶ディスプレイに用い、直下型バックライトモジュールの最大の特徴は、光源装置を光学シートの直下に設置することである。図１は、台湾専利I264596号の直下型バックライトモジュールの説明図であり、直下型バックライトモジュール１は、フレーム１１と、光学装置１２と、ランプグローブ１３と、フレネルレンズ１４と、を含む。図１に示すように、光線が光源装置１２から出力された後、一部分がフレネルレンズ１４に直接入射し、他部分がランプグローブ１３により反射され、フレネルレンズ１４に間接入射する。フレネルレンズ１４を利用し、光学経路に対して収束を行い、光線フォーカスの効果を発生し、フレネルレンズ１４に入射した光線は、平行に出光面１４Ａから出力される。
【０００３】
本発明を実現する過程において、発明者は、現有技術に少なくとも以下の問題が存在することを発見している：
フレネルレンズ１４を応用した直下型バックライトモジュール１は、光線が入射する角度及び光線進行方向に対して選択を行なっていないので、光源装置１２が発生する光エネルギー量を十分に利用できず、大面積の液晶パネルに均一な光学効果を提供することを実現することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
均一な光学効果を有する直下型バックライトモジュールを提供する為、方向性光学経路を有する大面積液晶パネルを提供する。本発明の実施例は、光学シート及びその製造方法とバックライトモジュールを提供する。その技術試案は、以下の通りである。
【０００６】
本発明の実施例は、１つの光源が投射する１つの入射光を受けることに用い、１つの本体と、複数の反射構造と、複数のフレネルレンズ（Fresnel lens）ユニットと、を含む光学シートを提供する。
【０００７】
前記本体は、相対する１つの入光面及び１つの出光面を含み、前記入光面は、前記入射光を受けることに用い、且つ前記入射光と一定の入射角を呈し、前記本体は、少なくとも１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数である。
【０００８】
前記複数の反射構造は、前記本体中に位置し、且つ２つの相互に隣接する反射構造間に間隔Ｗを有し、各反射構造は、前記入射光が入射する方向に沿って厚さｔを有する。
【０００９】
複数のフレネルレンズユニットは、各フレネルレンズユニットが前記出光面上に配置され、且つ前記フレネルレンズユニットは、前記出光面の方向に沿って幅Ｐを有し、且つ前記各フレネルレンズユニットは、何れも前記間隔Ｗと相互に対応する。公式：
【数１】
を満足する時、前記入射光が前記間隔Ｗを通過し、且つ前記厚さｔに基づき、前記入射角を調整し、前記複数のフレネルレンズユニットが前記入射光の光学経路に対して収束を行なう。
【００１０】
更に、前記光学シートは、そのうち、前記本体の材料がポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate,PET)、ポリカーボネイト(Polycarbonate,PC)、トリアセチルセルロース(Tri-acetyl Cellulose,TAC)、ポリメチルメタクリレート(Polymethylmethacrylate,PMMA)、メタクリレートスチレン(Methylmethacrylate styrene)、ポリスチレン(Polystyrene,PS)又は環状オレフィンコポリマー(Cyclic Olefin Copolymer,COC)中の任意の一種の材料又は相互に異なる任意の２種以上を含む材料である。
【００１１】
更に、前記光学シートは、そのうち、前記各フレネルレンズユニットが更に複数のフレネルレンズ体を含み、且つ各フレネルレンズ体が第１端点及び第２端点を有し、前記フレネルレンズ体及び他のフレネルレンズ体がそれぞれ前記第２端点の両側に位置し、且つ複数の第１端点が１つの直線を形成するよう配列され、前記第２端点が前記直線と高さを隔て、２つの相互に隣接する第２端点の高さが異なり、且つ相互に隣接するフレネルレンズユニットの第１端点の高さが同一である。
【００１２】
更に、前記光学シートは、そのうち、前記間隔Ｗ及び前記幅Ｐの比値の範囲が０．２〜０．５である。
【００１３】
更に、前記光学シートは、そのうち、前記出光面及び前記入光面が相互に距離Ｔを隔て、前記距離Ｔ及び前記幅Ｐの比値の範囲が０．８〜１．２である。
【００１４】
本発明の実施例は、以下のステップ：
先ず、１つの上表面と１つの下表面を有する透明基材と、１つの固化樹脂と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供する；
次に、前記固化樹脂を前記透明基材の上表面に塗布する；
続いて、前記鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、固化樹脂を圧印し、相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出す；
その後、前記固化樹脂上の複数のフレネルレンズユニットを硬化させる；
最後に、前記複数の反射構造を前記透明基材の下表面に接続する；
を含む光学シートの固化製造方法を提供する。
【００１５】
更に、前記光学シートの固化製造方法は、そのうち、固化樹脂が紫外光固化樹脂（UV curable resin）又は熱固化樹脂（Thermal-plastic resin）である。
【００１６】
更に、前記光学シートの固化製造方法は、そのうち、複数の反射構造の接続が貼合法接続又はスクリーン印刷法接続である。
【００１７】
本発明の実施例は、以下のステップ：
先ず、１つの上表面及び１つの下表面を有する透明基材と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供し、光学シートの押し出し成型製造方法を提供する；
次に、前記鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、前記透明基材を圧印し、前記透明基材の上表面に相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出し、
最後に、前記複数の反射構造を前記透明基材の下表面に接続する；
を含む光学シートの押し出し成型製造方法を提供する。
【００１８】
本発明の実施例は、複数の光源装置と、１つの光学フィルムと、１つの光学シートと、を含むバックライトモジュールを提供する。
【００１９】
複数の光源装置は、２つの入射光を発生することに用いる。
【００２０】
前記光学フィルムは、前記光学シートの前記光源装置に相対する他側に設置され、前記入射光の光学経路に対して修正を行なうことに用いる。
【００２１】
前記光学シートは、光源装置が投射する入射光を受けることに用い、１つの本体と、複数の反射構造と、複数のフレネルレンズ（Fresnel lens）ユニットと、を含む。
【００２２】
そのうち、前記本体は、相対する１つの入光面及び１つの出光面を含み、前記入光面は、前記入射光を受けることに用い、且つ前記入射光と一定の入射角を呈し、前記本体は、少なくとも１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数である。
【００２３】
前記複数の反射構造は、前記本体中に位置し、且つ２つの相互に隣接する反射構造間に間隔Ｗを有し、各反射構造は、前記入射光が入射する方向に沿って１つの厚さｔを有する。
【００２４】
前記複数のフレネルレンズ（Fresnel lens）ユニットは、各フレネルレンズユニットが前記出光面上に配置され、且つ前記フレネルレンズユニットは、前記出光面の方向上に沿って幅Ｐを有し、且つ前記各フレネルレンズユニットは、何れも前記間隔Ｗと相互に対応する。公式：
【数２】
を満足する時、前記入射光が前記間隔Ｗを通過し、且つ前記厚さｔに基づき、前記入射角を調整し、前記複数のフレネルレンズユニットによって前記入射光の光学経路に対して収束を行なう。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の実施例が提供する技術試案の有益効果は以下の通りである：
本発明の実施例が提供する光学シート又は前記光学シートを使用するバックライトモジュールは、比較的大きな光強度、及び比較的良好な準直能力（Collimated ability）を提供することができ、より良好な光学性能を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】台湾専利I264596号の直下型バックライトモジュールの説明図である。
【図２】本発明の光学シートの実施例の説明図である。
【図３Ａ】本発明の光学シートのフレネルレンズユニットの第１実施例の説明図である。
【図３Ｂ】本発明の光学シートのフレネルレンズユニットの第２実施例の説明図である。
【図４】本発明の光学シートを使用するバックライトモジュールの実施例の説明図である。
【図５】本発明の実施例の光学シートの異なるＴ/Ｐ値の条件下の光学性能測定図である。
【図６】本発明の実施例の光学シートの異なる開口率の条件下の光学性能測定図である。
【図７】本発明の実施例のフレネルレンズを応用した光学シートおよび従来の増光膜の光学性能測定の比較図である。
【図８】本発明の実施例の光学シートの異なる反射構造の厚さの条件下の光学性能測定図である。
【図９】本発明の実施例の光学シートと従来の増光膜の垂直視角における光学性能測定の比較図である。
【図１０】本発明の実施例の光学シートと従来の増光膜の水平視角における光学性能測定の比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の目的、技術試案及び利点をより明確にする為、以下に図面に併せて本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２８】
図２は、本発明の光学シートの実施例の説明図である。光学シート２４は、入射光を受けることに用い、入射光の光学経路を変化させ光線フォーカスの効果を発生する。光学シート２４は、１つの本体２４１と、複数のフレネル（Fresnel Lens）レンズユニット２４２と、複数の反射構造２４３と、を含む。そのうち、本体２４１は、相対する１つの入光面２４１Ｂ及び１つの出光面２４１Ａを含み、入光面２４１Ｂは、入射光を受けることに用い、入射光が入光面２４１Ｂに入射する時、一定の入射角度を呈する。本体２４１は、１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数であり、単一材料（この時i＝１）又は任意の２種以上（この時ｉ＞１）の異なる屈折率ｎｉの相互に異なる材料から構成されることができ、よく使用される材料は、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate,PET)、ポリカーボネイト(Polycarbonate,PC)、トリアセチルセルロース(Tri-acetyl Cellulose,TAC)、ポリメチルメタクリレート(Polymethylmethacrylate,PMMA)、メタクリレートスチレン(Methylmethacrylate styrene)、ポリスチレン(Polystyrene,PS)又は環状オレフィンコポリマー(Cyclic Olefin Copolymer,COC)等の可透光の材料である。フレネルレンズユニット２４２は、出光面２４１Ａ上に配置され、入射した光線に対してフォーカスの効果を発生することに用いる。各フレネルレンズユニット２４２の構造外形は、何れも同一であるので、複数のフレネルレンズユニット２４２の組み合わせによって、本発明の実施例の光学シート２４を寸法の大きな液晶パネルに応用することができる。複数の反射構造２４３の材料は、二酸化チタン、二酸化シリコン又は酸化マグネシウムの化合物であることができる。複数の反射構造２４３は、本体２４１の入光面２４１Ｂ側に設置され、且つ２つの相互に隣接する反射構造２４３間に間隔Ｗを有し、各反射構造２４３は、入射光が入射する方向に沿って厚さｔを有し、また、光学シート２４の出光面２４１Ａ及び入光面２４１Ｂ間に距離Ｔを隔て、フレネルレンズユニット２４２は、本体２４１の水平方向に沿って幅Ｐを有する。入射光が複数の反射構造２４３の間隔を通過する時、厚さｔに基づき光線の入射角を調整し、複数のフレネルレンズユニット２４２によって入射光の光学経路に対して収束を行い、光線に対してフォーカスする目的を達成し、公式：
【数３】
を満足する時、光学シート２４を垂直視角及び水平視角において、均一な光強度を得られるようにすることができる。
【００２９】
当業者に本発明の光学シートの技術的特徴をより明確に理解させる為、フレネルレンズユニットの構造及びフォーカス原理をここで詳細に説明する。図２及び図３Ａを同時に参照し、図３Ａは、本発明の光学シートのフレネルレンズユニットの第１実施例の説明図である。図３Ａに示すように、フレネルレンズユニット２４２は、アブラナティックレンズであり、その光学作用は、通常の凸レンズに相当し、光線に対しフォーカスを行なうことに用いることができる。その利点は、フレネルレンズユニットが凸レンズと比べて薄く、重量が軽く、機械構造上の取り付け設置の補助となることである。フレネルレンズユニット２４２は、複数のフレネルレンズ体２４２１を含み、これらフレネルレンズ体２４２１の外形がそれぞれ異なる。各フレネルレンズ体２４２１が第１端点２４２１Ａ及び第２端点２４２１Ｂを有し、且つ２つのフレネルレンズ体２４２１は、それぞれ第２端点２４２１Ｂの両側に配置される。複数の第２端点２４２１Ｂは、高さが同一な１つの直線を形成するように配列され、第１端点２４２１Ａは、該直線と高さを隔て、且つ２つの相互に隣接する第１端点２４２１Ａの高さが同一でない。また、各フレネルレンズ体２４２１は、更に第１屈折面２４２１Ｃ及び第２屈折面２４２１Ｄを含み、第１屈折面２４２１Ｃ及び第２屈折面２４２１Ｄは、それぞれ水平線と第１角度（θ１）及び第２角度（θ２）を挟み有する。各フレネルレンズ体２４２１は、主に、複数の第１屈折面２４２１Ｃを利用し、入射光線をフォーカスし、第１屈折面２４２１Ｃは、入射した光線（Ｌ１）を屈折することができ、光線（Ｌ１）を屈折させた後、出光面２４１Ａへ垂直に出力する。第１屈折面２４２１Ｃは、曲面型であることができるが、加工に便利である為、平面型に置き換えることもでき、平面型の第１屈折面２４２１Ｃは、光学シート２４のフォーカス機能を大きな影響を及ぼさない。また、従来のフレネルレンズの第２屈折面２４２１Ｄ’は、垂直な平面であり、その垂直形式の第２屈折面２４２１Ｄ’は、ここでは点線で表示する。工程を節約する為、第２屈折面２４２１Ｄを傾斜設計し、この傾斜形式の第２屈折面２４２１Ｄは、実線で表示する。従来の形式の第２屈折面２４２１Ｄ’は、入射角度が大きすぎるので、入射する光線（Ｌ２）が全反射を発生し、出力する光線（Ｌ２）が出光面２４１Ａに出力できなくなり、光エネルギー量を浪費する。本発明の第２屈折面２４２１Ｄは、入射角度を適度に調整し、同一方向に入射する光線（Ｌ３）を屈折方式で出力し、光線（Ｌ３）を出光面２４１Ａへ垂直に出力し、光エネルギー量を完全に利用させる。フレネルレンズユニット２４２中、異なる位置に分布する複数のフレネルレンズ体２４２１を有し、これらフレネルレンズ体２４２１は、異なる輪郭を有し、これら第１角度（θ１）の大きさを分布位置の違いにより異ならせる。
【００３０】
前記光学シートは、出光の光強度を増加することができ、従来の光学シートの光学性能を改善する。本発明が達成する効果を公開する為、光学シートの構造の特徴に基づき、複数の性能実験測定を行い、これにより本発明の創造性を証明する。
【００３１】
先ず、図５は、本発明の実施例の光学シートの異なるＴ/Ｐ値の条件下の光学性能測定図であり、距離Ｔ及びフレネルレンズユニットの幅Ｐの比値に対し行った光学シミュレーション測定であり、光学シートが異なるアナログパラメータの状況下で呈する光学性能を表すことに用いる。図５に示すように、横座標が−９０〜＋９０度の間の異なる視角を表し、縦座標が光強度(Light Intensity)値を表す。Ｔ/Ｐ値が０．６である時、光学シートの光強度が約３００カンデラである。但し、Ｔ/Ｐ値が０．６〜１．２である時、光学シートの光強度が３７５カンデラ以上に到達することができ、且つＴ/Ｐ値が１．０である時、光学シートの光強度が５００カンデラであり、最高となる。従って、本性能測定から距離Ｔ及び幅Ｐの比値の最も良好な範囲が０．８〜１．０であることが得られる。
【００３２】
その次に、図６は、本発明の実施例の光学シートの異なる開口率の条件下の光学性能測定図であり、反射構造の開口率(Opening Ratio,反射構造の相互間隔Ｗ及びフレネルレンズユニットの幅Ｐの比値)による光学性能測定図であり、光学シートの−９０〜＋９０度の間の異なる視角の光強度値を表すことに用いる。図６に示すように、従来の増光膜(Brightness Enhancement Film,BEF)を使用時の光強度は、４００カンデラに達しない。本発明の光学シートで行った性能測定では、光学シートの構造寸法の比率の調整に基づき、開口率（Ｗ/Ｐ値）を０．２〜０．５とする時、光学シートの光強度は、何れも略従来の増光膜より高く、４００〜４５０カンデラに達し、開口率が０．２である時、光強度が更に６００カンデラに到達することができる。従って、本性能測定から、間隔Ｗ及び幅Ｐの比値の最も良好な範囲が０．３〜０．４であることが分かる。
【００３３】
図７は、本発明の実施例のフレネルレンズ(Fresnel Lens)を応用した光学シート及び従来の増光膜の光学性能の測定比較図である。図７に示すように、フレネルレンズの曲線は、通常の垂直式第２屈折面のシミュレーションデータを表すものであり、修正型フレネルレンズの曲線は、傾斜式第２屈折面のシミュレーションデータを表すものである。図７から分かるように、従来の増光膜を使用時の光強度は、４００カンデラに達していないが、フレネルレンズを応用した光学シートの光強度は、従来の増光膜よりも高く、且つ傾斜式第２屈折面の修正型フレネルレンズの光強度は、更に６００カンデラに達することができる。図７のシミュレーションデータが強調する物理的意義は、フレネルレンズを応用した光学シートの準直能力(Collimated ability)が従来の増光膜の準直能力より高く、10〜30％に達することができることにある。従って、本実験から本発明の構造の特徴が達成できる効果が分かる。
【００３４】
続いて、反射構造に対して、厚さｔに基づき入射光が入射する角度を調整することができる。ここでは、以下の公式を提供し、本発明の光学シートの構造の特徴を制限することに用いる。
【数４】
【００３５】
光学シートの構造の特徴が上記公式を満足する時、本発明の光学シートに良好な光強度を持たせることができる。上記公式を満足する制限の実験パラメータによる光学性能測定は、図８に示すようであり、図８は、本発明の実施例の光学シートの異なる反射構造の厚さの条件下の光学性能測定図である。図８から分かるように、反射構造は、２０μｍ〜５００μｍ（マイクロメートル）が何れも公式の要求を満足でき、光学シートの光強度が450〜500カンデラに達する。
【００３６】
最後に、本発明の光学性能が従来の増光膜よりも優れていることを証明する為、本発明の光学シートが出力する光エネルギー量を垂直視角と水平視角に分ける。図９及び図１０において、図９は、本発明の実施例の光学シート及び従来の増光膜の垂直視角上の光学性能の測定比較図であり、図１０は、本発明の実施例の光学シート及び従来の増光膜の水平視角上の光学性能の測定比較図である。図９及び図１０から分かるように、本発明の実施例の光学シートは、垂直視角及び水平視角において、いずれも比較的大きな光強度を得ることができ、本発明のフォーカス能力が従来の増光膜よりも優れている。また、図１０から、本発明の水平視角が従来の増光膜よりも広いことが分かる。
【００３７】
また、ここでは、上記光学シートを使用したバックライトモジュールと公開し、当業者に本発明の応用を明確に理解させる。図２、図３Ａ及び図４を同時に参照し、図４は、本発明の光学シートを使用するバックライトモジュールの実施例の説明図である。図４に示すように、バックライトモジュール２は、フレーム２１と、複数の光源装置２２と、光学シート２４と、光学フィルム２５と、を含む。そのうち、フレーム２１は、光学シート２４を支持し、これら光学装置２２を収容することに用いる。光源装置２２は、冷陰極蛍光灯管(CCFL,Cold Cathode Fluorescent Lamps)、発光ダイオード(LED,Light Emitting Diode)、平面光源(FFL,Flat Fluorescent Lamp)、外部電極蛍光灯管(EEFL,External Electrode Fluorescent Lamp)又は熱陰極蛍光灯管(HCFL,Hot Cathode Fluorescent Lamp)であることができる。光源装置２２が出力する光線が反射構造間の間隔から光学シート２４内部に入射し、フレネルレンズユニット２４２のフォーカス収束を経た後、光線が出光面２４１Ａに垂直に出力され、光学フィルム２５によりその光線の光学経路に対して修正が行われる。
【００３８】
続いて、ここでは、光学シートのフレネルレンズユニットの他の実施例を公開する。図３Ｂは、本発明の光学シートのフレネルレンズユニットの第２実施例の説明図である。図３Ｂに示すように、フレネルレンズユニット３４２は、フレネルレンズ(Fresnel Lens)を採用し、光線に対してフォーカスを行うことに用いる。フレネルレンズユニット３４２は、複数のフレネルレンズ体３４２１を含み、各フレネルレンズ体３４２は、第１端点３４２１Ａ及び第２端点３４２１Ｂを有し、且つ２つのフレネルレンズ体３４２１は、それぞれ該第２端点３４２１Ｂの両側にそれぞれ位置する。複数の第１端点３４２１Ａは、高さが同一の１つの直線を形成するよう配列され、第２端点３４２１Ｂは、該直線と高さを隔て、且つ２つの相互に隣接する第２端点３４２１Ｂの高さが異なる。本実施例は、該異なる構造に基づき、前記第１実施例のフレネルレンズユニット２４２と相違する機能を達成することができる。
【００３９】
次に、本発明の光学シートの固化製造方法を紹介する。そのステップは、以下を含む：先ず、１つの上表面と１つの下表面を有する透明基材と、１つの固化樹脂と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供する；そのうち、鋳型は、ローラ（Roller）又は平板鋳型であることができ、固化樹脂は、紫外光固化樹脂（UV curable resin）又は熱固化樹脂（Thermal plastic resin）であることができる。次に、固化樹脂を透明基材の上表面に塗布する。その後、鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、固化樹脂を圧印し、相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出す。続いて、固化樹脂上の複数のフレネルレンズユニットを硬化させる。最後に、貼合法又はスクリーン印刷法で複数の反射構造を透明基材の下表面に接続し、１つの前記光学シートを製造することができる。
【００４０】
当然、当業者は、光学シートの押し出し成型製造方法を用いて前記の光学シートを製造することもでき、そのステップは、先ず、１つの上表面及び１つの下表面を有する透明基材と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供し、光学シートの押し出し成型製造方法を提供する。次に、鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、透明基材を圧印し、透明基材の上表面に相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出す。最後に、前記複数の反射構造を前記透明基材の下表面に接続し、１つの前記光学シートを製造することができる。
【００４１】
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【符号の説明】
【００４２】
＜従来技術＞
１ 直下型バックライトモジュール
１１ フレーム
１２ 光源装置
１３ ランプグローブ
１４ フレネルレンズ
１４Ａ 出光面
２ バックライトモジュール
２１ フレーム
２２ 光源装置
２４ 光学シート
２４１ 本体
２４１Ａ 出光面
２４１Ｂ 入光面
２４２ フレネルレンズユニット
２４２１ フレネルレンズ体
２４２１Ａ 第１端点
２４２１Ｂ 第２端点
２４２１Ｃ 第１屈折面
２４２１Ｄ，２４２１Ｄ’ 第２屈折面
２４３ 反射構造
２５ 光学フィルム
θ１ 第１角度
θ２ 第２角度
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 光線
３４２ フレネルレンズユニット
３４２１ フレネルレンズ体
３４２１Ａ 第１端点
３４２１Ｂ 第２端点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学分野に関し、特に、光学シート及びその製造方法及びバックライトモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、直下型バックライトモジュールは、主に比較的大きな寸法の液晶ディスプレイに用い、直下型バックライトモジュールの最大の特徴は、光源装置を光学シートの直下に設置することである。図１は、台湾専利I264596号の直下型バックライトモジュールの説明図であり、直下型バックライトモジュール１は、フレーム１１と、光学装置１２と、ランプグローブ１３と、フレネルレンズ１４と、を含む。図１に示すように、光線が光源装置１２から出力された後、一部分がフレネルレンズ１４に直接入射し、他部分がランプグローブ１３により反射され、フレネルレンズ１４に間接入射する。フレネルレンズ１４を利用し、光学経路に対して収束を行い、光線フォーカスの効果を発生し、フレネルレンズ１４に入射した光線は、平行に出光面１４Ａから出力される。
【０００３】
本発明を実現する過程において、発明者は、現有技術に少なくとも以下の問題が存在することを発見している：
フレネルレンズ１４を応用した直下型バックライトモジュール１は、光線が入射する角度及び光線進行方向に対して選択を行なっていないので、光源装置１２が発生する光エネルギー量を十分に利用できず、大面積の液晶パネルに均一な光学効果を提供することを実現することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
均一な光学効果を有する直下型バックライトモジュールを提供する為、方向性光学経路を有する大面積液晶パネルを提供する。本発明の実施例は、光学シート及びその製造方法とバックライトモジュールを提供する。その技術試案は、以下の通りである。
【０００６】
本発明の実施例は、１つの光源が投射する１つの入射光を受けることに用い、１つの本体と、複数の反射構造と、複数のフレネルレンズ（Fresnel lens）ユニットと、を含む光学シートを提供する。
【０００７】
前記本体は、相対する１つの入光面及び１つの出光面を含み、前記入光面は、前記入射光を受けることに用い、且つ前記入射光と一定の入射角を呈し、前記本体は、少なくとも１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数である。
【０００８】
前記複数の反射構造は、前記本体中に位置し、且つ２つの相互に隣接する反射構造間に間隔Ｗを有し、各反射構造は、前記入射光が入射する方向に沿って厚さｔを有する。
【０００９】
複数のフレネルレンズユニットは、各フレネルレンズユニットが前記出光面上に配置され、且つ前記フレネルレンズユニットは、前記出光面の方向に沿って幅Ｐを有し、且つ前記各フレネルレンズユニットは、何れも前記間隔Ｗと相互に対応する。公式：
【数１】
を満足する時、前記入射光が前記間隔Ｗを通過し、且つ前記厚さｔに基づき、前記入射角を調整し、前記複数のフレネルレンズユニットが前記入射光の光学経路に対して収束を行なう。
【００１０】
更に、前記光学シートは、そのうち、前記本体の材料がポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate,PET)、ポリカーボネイト(Polycarbonate,PC)、トリアセチルセルロース(Tri-acetyl Cellulose,TAC)、ポリメチルメタクリレート(Polymethylmethacrylate,PMMA)、メタクリレートスチレン(Methylmethacrylate styrene)、ポリスチレン(Polystyrene,PS)又は環状オレフィンコポリマー(Cyclic Olefin Copolymer,COC)中の任意の一種の材料又は相互に異なる任意の２種以上を含む材料である。
【００１１】
更に、前記光学シートは、そのうち、前記各フレネルレンズユニットが更に複数のフレネルレンズ体を含み、且つ各フレネルレンズ体が第１端点及び第２端点を有し、前記フレネルレンズ体及び他のフレネルレンズ体がそれぞれ前記第２端点の両側に位置し、且つ複数の第１端点が１つの直線を形成するよう配列され、前記第２端点が前記直線と高さを隔て、２つの相互に隣接する第２端点の高さが異なり、且つ相互に隣接するフレネルレンズユニットの第１端点の高さが同一である。
【００１２】
更に、前記光学シートは、そのうち、前記間隔Ｗ及び前記幅Ｐの比値の範囲が０．２〜０．５である。
【００１３】
更に、前記光学シートは、そのうち、前記出光面及び前記入光面が相互に距離Ｔを隔て、前記距離Ｔ及び前記幅Ｐの比値の範囲が０．８〜１．２である。
【００１４】
本発明の実施例は、以下のステップ：
先ず、１つの上表面と１つの下表面を有する透明基材と、１つの固化樹脂と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供する；
次に、前記固化樹脂を前記透明基材の上表面に塗布する；
続いて、前記鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、固化樹脂を圧印し、相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出す；
その後、前記固化樹脂上の複数のフレネルレンズユニットを硬化させる；
最後に、前記複数の反射構造を前記透明基材の下表面に接続する；
を含む光学シートの固化製造方法を提供する。
【００１５】
更に、前記光学シートの固化製造方法は、そのうち、固化樹脂が紫外光固化樹脂（UV curable resin）又は熱固化樹脂（Thermal-plastic resin）である。
【００１６】
更に、前記光学シートの固化製造方法は、そのうち、複数の反射構造の接続が貼合法接続又はスクリーン印刷法接続である。
【００１７】
本発明の実施例は、以下のステップ：
先ず、１つの上表面及び１つの下表面を有する透明基材と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供し、光学シートの押し出し成型製造方法を提供する；
次に、前記鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、前記透明基材を圧印し、前記透明基材の上表面に相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出し、
最後に、前記複数の反射構造を前記透明基材の下表面に接続する；
を含む光学シートの押し出し成型製造方法を提供する。
【００１８】
本発明の実施例は、複数の光源装置と、１つの光学フィルムと、１つの光学シートと、を含むバックライトモジュールを提供する。
【００１９】
複数の光源装置は、２つの入射光を発生することに用いる。
【００２０】
前記光学フィルムは、前記光学シートの前記光源装置に相対する他側に設置され、前記入射光の光学経路に対して修正を行なうことに用いる。
【００２１】
前記光学シートは、光源装置が投射する入射光を受けることに用い、１つの本体と、複数の反射構造と、複数のフレネルレンズ（Fresnel lens）ユニットと、を含む。
【００２２】
そのうち、前記本体は、相対する１つの入光面及び１つの出光面を含み、前記入光面は、前記入射光を受けることに用い、且つ前記入射光と一定の入射角を呈し、前記本体は、少なくとも１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数である。
【００２３】
前記複数の反射構造は、前記本体中に位置し、且つ２つの相互に隣接する反射構造間に間隔Ｗを有し、各反射構造は、前記入射光が入射する方向に沿って１つの厚さｔを有する。
【００２４】
前記複数のフレネルレンズ（Fresnel lens）ユニットは、各フレネルレンズユニットが前記出光面上に配置され、且つ前記フレネルレンズユニットは、前記出光面の方向上に沿って幅Ｐを有し、且つ前記各フレネルレンズユニットは、何れも前記間隔Ｗと相互に対応する。公式：
【数２】
を満足する時、前記入射光が前記間隔Ｗを通過し、且つ前記厚さｔに基づき、前記入射角を調整し、前記複数のフレネルレンズユニットによって前記入射光の光学経路に対して収束を行なう。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の実施例が提供する技術試案の有益効果は以下の通りである：
本発明の実施例が提供する光学シート又は前記光学シートを使用するバックライトモジュールは、比較的大きな光強度、及び比較的良好な準直能力（Collimated ability）を提供することができ、より良好な光学性能を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】台湾専利I264596号の直下型バックライトモジュールの説明図である。
【図２】本発明の光学シートの実施例の説明図である。
【図３Ａ】本発明の光学シートのフレネルレンズユニットの第１実施例の説明図である。
【図３Ｂ】本発明の光学シートのフレネルレンズユニットの第２実施例の説明図である。
【図４】本発明の光学シートを使用するバックライトモジュールの実施例の説明図である。
【図５】本発明の実施例の光学シートの異なるＴ/Ｐ値の条件下の光学性能測定図である。
【図６】本発明の実施例の光学シートの異なる開口率の条件下の光学性能測定図である。
【図７】本発明の実施例のフレネルレンズを応用した光学シートおよび従来の増光膜の光学性能測定の比較図である。
【図８】本発明の実施例の光学シートの異なる反射構造の厚さの条件下の光学性能測定図である。
【図９】本発明の実施例の光学シートと従来の増光膜の垂直視角における光学性能測定の比較図である。
【図１０】本発明の実施例の光学シートと従来の増光膜の水平視角における光学性能測定の比較図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の目的、技術試案及び利点をより明確にする為、以下に図面に併せて本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２８】
図２は、本発明の光学シートの実施例の説明図である。光学シート２４は、入射光を受けることに用い、入射光の光学経路を変化させ光線フォーカスの効果を発生する。光学シート２４は、１つの本体２４１と、複数のフレネル（Fresnel Lens）レンズユニット２４２と、複数の反射構造２４３と、を含む。そのうち、本体２４１は、相対する１つの入光面２４１Ｂ及び１つの出光面２４１Ａを含み、入光面２４１Ｂは、入射光を受けることに用い、入射光が入光面２４１Ｂに入射する時、一定の入射角度を呈する。本体２４１は、１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数であり、単一材料（この時i＝１）又は任意の２種以上（この時ｉ＞１）の異なる屈折率ｎｉの相互に異なる材料から構成されることができ、よく使用される材料は、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate,PET)、ポリカーボネイト(Polycarbonate,PC)、トリアセチルセルロース(Tri-acetyl Cellulose,TAC)、ポリメチルメタクリレート(Polymethylmethacrylate,PMMA)、メタクリレートスチレン(Methylmethacrylate styrene)、ポリスチレン(Polystyrene,PS)又は環状オレフィンコポリマー(Cyclic Olefin Copolymer,COC)等の可透光の材料である。フレネルレンズユニット２４２は、出光面２４１Ａ上に配置され、入射した光線に対してフォーカスの効果を発生することに用いる。各フレネルレンズユニット２４２の構造外形は、何れも同一であるので、複数のフレネルレンズユニット２４２の組み合わせによって、本発明の実施例の光学シート２４を寸法の大きな液晶パネルに応用することができる。複数の反射構造２４３の材料は、二酸化チタン、二酸化シリコン又は酸化マグネシウムの化合物であることができる。複数の反射構造２４３は、本体２４１の入光面２４１Ｂ側に設置され、且つ２つの相互に隣接する反射構造２４３間に間隔Ｗを有し、各反射構造２４３は、入射光が入射する方向に沿って厚さｔを有し、また、光学シート２４の出光面２４１Ａ及び入光面２４１Ｂ間に距離Ｔを隔て、フレネルレンズユニット２４２は、本体２４１の水平方向に沿って幅Ｐを有する。入射光が複数の反射構造２４３の間隔を通過する時、厚さｔに基づき光線の入射角を調整し、複数のフレネルレンズユニット２４２によって入射光の光学経路に対して収束を行い、光線に対してフォーカスする目的を達成し、公式：
【数３】
を満足する時、光学シート２４を垂直視角及び水平視角において、均一な光強度を得られるようにすることができる。
【００２９】
当業者に本発明の光学シートの技術的特徴をより明確に理解させる為、フレネルレンズユニットの構造及びフォーカス原理をここで詳細に説明する。図２及び図３Ａを同時に参照し、図３Ａは、本発明の光学シートのフレネルレンズユニットの第１実施例の説明図である。図３Ａに示すように、フレネルレンズユニット２４２は、アブラナティックレンズであり、その光学作用は、通常の凸レンズに相当し、光線に対しフォーカスを行なうことに用いることができる。その利点は、フレネルレンズユニットが凸レンズと比べて薄く、重量が軽く、機械構造上の取り付け設置の補助となることである。フレネルレンズユニット２４２は、複数のフレネルレンズ体２４２１を含み、これらフレネルレンズ体２４２１の外形がそれぞれ異なる。各フレネルレンズ体２４２１が第１端点２４２１Ａ及び第２端点２４２１Ｂを有し、且つ２つのフレネルレンズ体２４２１は、それぞれ第２端点２４２１Ｂの両側に配置される。複数の第２端点２４２１Ｂは、高さが同一な１つの直線を形成するように配列され、第１端点２４２１Ａは、該直線と高さを隔て、且つ２つの相互に隣接する第１端点２４２１Ａの高さが同一でない。また、各フレネルレンズ体２４２１は、更に第１屈折面２４２１Ｃ及び第２屈折面２４２１Ｄを含み、第１屈折面２４２１Ｃ及び第２屈折面２４２１Ｄは、それぞれ水平線と第１角度（θ１）及び第２角度（θ２）を挟み有する。各フレネルレンズ体２４２１は、主に、複数の第１屈折面２４２１Ｃを利用し、入射光線をフォーカスし、第１屈折面２４２１Ｃは、入射した光線（Ｌ１）を屈折することができ、光線（Ｌ１）を屈折させた後、出光面２４１Ａへ垂直に出力する。第１屈折面２４２１Ｃは、曲面型であることができるが、加工に便利である為、平面型に置き換えることもでき、平面型の第１屈折面２４２１Ｃは、光学シート２４のフォーカス機能を大きな影響を及ぼさない。また、従来のフレネルレンズの第２屈折面２４２１Ｄ’は、垂直な平面であり、その垂直形式の第２屈折面２４２１Ｄ’は、ここでは点線で表示する。工程を節約する為、第２屈折面２４２１Ｄを傾斜設計し、この傾斜形式の第２屈折面２４２１Ｄは、実線で表示する。従来の形式の第２屈折面２４２１Ｄ’は、入射角度が大きすぎるので、入射する光線（Ｌ２）が全反射を発生し、出力する光線（Ｌ２）が出光面２４１Ａに出力できなくなり、光エネルギー量を浪費する。本発明の第２屈折面２４２１Ｄは、入射角度を適度に調整し、同一方向に入射する光線（Ｌ３）を屈折方式で出力し、光線（Ｌ３）を出光面２４１Ａへ垂直に出力し、光エネルギー量を完全に利用させる。フレネルレンズユニット２４２中、異なる位置に分布する複数のフレネルレンズ体２４２１を有し、これらフレネルレンズ体２４２１は、異なる輪郭を有し、これら第１角度（θ１）の大きさを分布位置の違いにより異ならせる。
【００３０】
前記光学シートは、出光の光強度を増加することができ、従来の光学シートの光学性能を改善する。本発明が達成する効果を公開する為、光学シートの構造の特徴に基づき、複数の性能実験測定を行い、これにより本発明の創造性を証明する。
【００３１】
先ず、図５は、本発明の実施例の光学シートの異なるＴ/Ｐ値の条件下の光学性能測定図であり、距離Ｔ及びフレネルレンズユニットの幅Ｐの比値に対し行った光学シミュレーション測定であり、光学シートが異なるアナログパラメータの状況下で呈する光学性能を表すことに用いる。図５に示すように、横座標が−９０〜＋９０度の間の異なる視角を表し、縦座標が光強度(Light Intensity)値を表す。Ｔ/Ｐ値が０．６である時、光学シートの光強度が約３００カンデラである。但し、Ｔ/Ｐ値が０．６〜１．２である時、光学シートの光強度が３７５カンデラ以上に到達することができ、且つＴ/Ｐ値が１．０である時、光学シートの光強度が５００カンデラであり、最高となる。従って、本性能測定から距離Ｔ及び幅Ｐの比値の最も良好な範囲が０．８〜１．０であることが得られる。
【００３２】
その次に、図６は、本発明の実施例の光学シートの異なる開口率の条件下の光学性能測定図であり、反射構造の開口率(Opening Ratio,反射構造の相互間隔Ｗ及びフレネルレンズユニットの幅Ｐの比値)による光学性能測定図であり、光学シートの−９０〜＋９０度の間の異なる視角の光強度値を表すことに用いる。図６に示すように、従来の増光膜(Brightness Enhancement Film,BEF)を使用時の光強度は、４００カンデラに達しない。本発明の光学シートで行った性能測定では、光学シートの構造寸法の比率の調整に基づき、開口率（Ｗ/Ｐ値）を０．２〜０．５とする時、光学シートの光強度は、何れも略従来の増光膜より高く、４００〜４５０カンデラに達し、開口率が０．２である時、光強度が更に６００カンデラに到達することができる。従って、本性能測定から、間隔Ｗ及び幅Ｐの比値の最も良好な範囲が０．３〜０．４であることが分かる。
【００３３】
図７は、本発明の実施例のフレネルレンズ(Fresnel Lens)を応用した光学シート及び従来の増光膜の光学性能の測定比較図である。図７に示すように、フレネルレンズの曲線は、通常の垂直式第２屈折面のシミュレーションデータを表すものであり、修正型フレネルレンズの曲線は、傾斜式第２屈折面のシミュレーションデータを表すものである。図７から分かるように、従来の増光膜を使用時の光強度は、４００カンデラに達していないが、フレネルレンズを応用した光学シートの光強度は、従来の増光膜よりも高く、且つ傾斜式第２屈折面の修正型フレネルレンズの光強度は、更に６００カンデラに達することができる。図７のシミュレーションデータが強調する物理的意義は、フレネルレンズを応用した光学シートの準直能力(Collimated ability)が従来の増光膜の準直能力より高く、10〜30％に達することができることにある。従って、本実験から本発明の構造の特徴が達成できる効果が分かる。
【００３４】
続いて、反射構造に対して、厚さｔに基づき入射光が入射する角度を調整することができる。ここでは、以下の公式を提供し、本発明の光学シートの構造の特徴を制限することに用いる。
【数４】
【００３５】
光学シートの構造の特徴が上記公式を満足する時、本発明の光学シートに良好な光強度を持たせることができる。上記公式を満足する制限の実験パラメータによる光学性能測定は、図８に示すようであり、図８は、本発明の実施例の光学シートの異なる反射構造の厚さの条件下の光学性能測定図である。図８から分かるように、反射構造は、２０μｍ〜５００μｍ（マイクロメートル）が何れも公式の要求を満足でき、光学シートの光強度が450〜500カンデラに達する。
【００３６】
最後に、本発明の光学性能が従来の増光膜よりも優れていることを証明する為、本発明の光学シートが出力する光エネルギー量を垂直視角と水平視角に分ける。図９及び図１０において、図９は、本発明の実施例の光学シート及び従来の増光膜の垂直視角上の光学性能の測定比較図であり、図１０は、本発明の実施例の光学シート及び従来の増光膜の水平視角上の光学性能の測定比較図である。図９及び図１０から分かるように、本発明の実施例の光学シートは、垂直視角及び水平視角において、いずれも比較的大きな光強度を得ることができ、本発明のフォーカス能力が従来の増光膜よりも優れている。また、図１０から、本発明の水平視角が従来の増光膜よりも広いことが分かる。
【００３７】
また、ここでは、上記光学シートを使用したバックライトモジュールと公開し、当業者に本発明の応用を明確に理解させる。図２、図３Ａ及び図４を同時に参照し、図４は、本発明の光学シートを使用するバックライトモジュールの実施例の説明図である。図４に示すように、バックライトモジュール２は、フレーム２１と、複数の光源装置２２と、光学シート２４と、光学フィルム２５と、を含む。そのうち、フレーム２１は、光学シート２４を支持し、これら光学装置２２を収容することに用いる。光源装置２２は、冷陰極蛍光灯管(CCFL,Cold Cathode Fluorescent Lamps)、発光ダイオード(LED,Light Emitting Diode)、平面光源(FFL,Flat Fluorescent Lamp)、外部電極蛍光灯管(EEFL,External Electrode Fluorescent Lamp)又は熱陰極蛍光灯管(HCFL,Hot Cathode Fluorescent Lamp)であることができる。光源装置２２が出力する光線が反射構造間の間隔から光学シート２４内部に入射し、フレネルレンズユニット２４２のフォーカス収束を経た後、光線が出光面２４１Ａに垂直に出力され、光学フィルム２５によりその光線の光学経路に対して修正が行われる。
【００３８】
続いて、ここでは、光学シートのフレネルレンズユニットの他の実施例を公開する。図３Ｂは、本発明の光学シートのフレネルレンズユニットの第２実施例の説明図である。図３Ｂに示すように、フレネルレンズユニット３４２は、フレネルレンズ(Fresnel Lens)を採用し、光線に対してフォーカスを行うことに用いる。フレネルレンズユニット３４２は、複数のフレネルレンズ体３４２１を含み、各フレネルレンズ体３４２は、第１端点３４２１Ａ及び第２端点３４２１Ｂを有し、且つ２つのフレネルレンズ体３４２１は、それぞれ該第２端点３４２１Ｂの両側にそれぞれ位置する。複数の第１端点３４２１Ａは、高さが同一の１つの直線を形成するよう配列され、第２端点３４２１Ｂは、該直線と高さを隔て、且つ２つの相互に隣接する第２端点３４２１Ｂの高さが異なる。本実施例は、該異なる構造に基づき、前記第１実施例のフレネルレンズユニット２４２と相違する機能を達成することができる。
【００３９】
次に、本発明の光学シートの固化製造方法を紹介する。そのステップは、以下を含む：先ず、１つの上表面と１つの下表面を有する透明基材と、１つの固化樹脂と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供する；そのうち、鋳型は、ローラ（Roller）又は平板鋳型であることができ、固化樹脂は、紫外光固化樹脂（UV curable resin）又は熱固化樹脂（Thermal plastic resin）であることができる。次に、固化樹脂を透明基材の上表面に塗布する。その後、鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、固化樹脂を圧印し、相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出す。続いて、固化樹脂上の複数のフレネルレンズユニットを硬化させる。最後に、貼合法又はスクリーン印刷法で複数の反射構造を透明基材の下表面に接続し、１つの前記光学シートを製造することができる。
【００４０】
当然、当業者は、光学シートの押し出し成型製造方法を用いて前記の光学シートを製造することもでき、そのステップは、先ず、１つの上表面及び１つの下表面を有する透明基材と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供し、光学シートの押し出し成型製造方法を提供する。次に、鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、透明基材を圧印し、透明基材の上表面に相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出す。最後に、前記複数の反射構造を前記透明基材の下表面に接続し、１つの前記光学シートを製造することができる。
【００４１】
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【符号の説明】
【００４２】
＜従来技術＞
１ 直下型バックライトモジュール
１１ フレーム
１２ 光源装置
１３ ランプグローブ
１４ フレネルレンズ
１４Ａ 出光面
２ バックライトモジュール
２１ フレーム
２２ 光源装置
２４ 光学シート
２４１ 本体
２４１Ａ 出光面
２４１Ｂ 入光面
２４２ フレネルレンズユニット
２４２１ フレネルレンズ体
２４２１Ａ 第１端点
２４２１Ｂ 第２端点
２４２１Ｃ 第１屈折面
２４２１Ｄ，２４２１Ｄ’ 第２屈折面
２４３ 反射構造
２５ 光学フィルム
θ１ 第１角度
θ２ 第２角度
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 光線
３４２ フレネルレンズユニット
３４２１ フレネルレンズ体
３４２１Ａ 第１端点
３４２１Ｂ 第２端点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの光源が投射する１つの入射光を受けることに用いる光学シートであって、前記光学シートは、１つの本体と、複数の反射構造と、複数のフレネルレンズユニットと、を含み、
前記１つの本体は、相対する１つの入光面及び１つの出光面を含み、前記入光面は、前記入射光を受けることに用い、且つ前記入射光と一定の入射角を呈し、前記本体は、少なくとも１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数であり、
前記複数の反射構造は、前記本体中に位置し、且つ２つの相互に隣接する反射構造間に間隔Ｗを有し、各反射構造は、前記入射光が入射する方向に沿って厚さｔを有し、
前記複数のフレネルレンズユニットは、各フレネルレンズユニットが前記出光面上に配置され、且つ前記フレネルレンズユニットは、前記出光面の方向に沿って幅Ｐを有し、前記各フレネルレンズユニットは、何れも前記間隔Ｗと相互に対応し、公式：
【数５】
を満足する時、前記入射光が前記間隔Ｗを通過し、且つ前記厚さｔに基づき、前記入射角を調整し、前記複数のフレネルレンズユニットが前記入射光の光学経路に対して収束を行なうことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記本体の材料が、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、トリアセチルセルロース、ポリメチルメタクリレート、メタクリレートスチレン、ポリスチレン又は環状オレフィンコポリマー中の任意の一種の材料又は相互に異なる任意の２種以上を含む材料であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項３】
前記各フレネルレンズユニットが更に複数のフレネルレンズ体を含み、且つ各フレネルレンズ体が第１端点及び第２端点を有し、前記フレネルレンズ体及び他のフレネルレンズ体がそれぞれ前記第２端点の両側に位置し、且つ複数の第１端点が１つの直線を形成するよう配列され、前記第２端点が前記直線と高さを隔て、２つの相互に隣接する第２端点の高さが異なり、且つ相互に隣接するフレネルレンズユニットの第１端点の高さが同一であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項４】
前記間隔Ｗ及び前記幅Ｐの比値の範囲が０．２〜０．５であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項５】
前記出光面及び前記入光面が相互に距離Ｔを隔て、前記距離Ｔ及び前記幅Ｐの比値の範囲が０．８〜１．２であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項６】
１つの上表面と１つの下表面を有する透明基材と、１つの固化樹脂と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供することと、
前記固化樹脂を前記透明基材の上表面に塗布することと、
前記鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、固化樹脂を圧印し、相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出すことと、
前記固化樹脂上の複数のフレネルレンズユニットを硬化させることと、
前記複数の反射構造を前記透明基材の下表面に接続することと、
を含む光学シートの固化製造方法。
【請求項７】
前記固化樹脂が紫外光固化樹脂又は熱固化樹脂であることを特徴とする請求項６記載の光学シートの固化製造方法。
【請求項８】
前記複数の反射構造の接続が貼合法接続又はスクリーン印刷法接続であることを特徴とする請求項６記載の光学シートの固化製造方法。
【請求項９】
１つの上表面及び１つの下表面を有する透明基材と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供し、光学シートの押し出し成型製造方法を提供することと、
前記鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、前記透明基材を圧印し、前記透明基材の上表面に相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出すことと、
最後に、前記複数の反射構造を前記透明基材の下表面に接続することと、
を含む光学シートの押し出し成型製造方法。
【請求項１０】
複数の光源装置と、１つの光学フィルムと、１つの光学シートと、１つの光学フィルムと、を含み、前記複数の光源装置が投射する入射光を受けることに用いるバックライトモジュールであって、
前記光学シートは、１つの本体と、複数の反射構造と、複数のフレネルレンズユニットと、を含み、
前記１つの本体は、相対する１つの入光面及び１つの出光面を含み、前記入光面は、前記入射光を受けることに用い、且つ前記入射光と一定の入射角を呈し、前記本体が少なくとも１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数であり、
前記複数の反射構造は、前記本体中に位置し、且つ２つの相互に隣接する反射構造間に間隔Ｗを有し、各反射構造は、前記入射光が入射する方向に沿って１つの厚さｔを有し、
前記複数のフレネルレンズ（Fresnel lens）ユニットは、各フレネルレンズユニットが前記出光面上に配置され、且つ前記フレネルレンズユニットは、前記出光面の方向上に沿って幅Ｐを有し、且つ前記各フレネルレンズユニットは、何れも前記間隔Ｗと相互に対応する。公式：
【数６】
を満足する時、前記入射光が前記間隔Ｗを通過し、且つ前記厚さｔに基づき、前記入射角を調整し、前記複数のフレネルレンズユニットによって前記入射光の光学経路に対して収束を行ない、
前記１つの光学フィルムは、前記光学シートの前記光源装置に相対する他側に設置され、前記光学フィルムは、前記入射光の光学経路に対して修正を行なうことに用いることを特徴とするバックライトモジュール。
【請求項１】
１つの光源が投射する１つの入射光を受けることに用いる光学シートであって、前記光学シートは、１つの本体と、複数の反射構造と、複数のフレネルレンズユニットと、を含み、
前記１つの本体は、相対する１つの入光面及び１つの出光面を含み、前記入光面は、前記入射光を受けることに用い、且つ前記入射光と一定の入射角を呈し、前記本体は、少なくとも１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数であり、
前記複数の反射構造は、前記本体中に位置し、且つ２つの相互に隣接する反射構造間に間隔Ｗを有し、各反射構造は、前記入射光が入射する方向に沿って厚さｔを有し、
前記複数のフレネルレンズユニットは、各フレネルレンズユニットが前記出光面上に配置され、且つ前記フレネルレンズユニットは、前記出光面の方向に沿って幅Ｐを有し、前記各フレネルレンズユニットは、何れも前記間隔Ｗと相互に対応し、公式：
【数５】
を満足する時、前記入射光が前記間隔Ｗを通過し、且つ前記厚さｔに基づき、前記入射角を調整し、前記複数のフレネルレンズユニットが前記入射光の光学経路に対して収束を行なうことを特徴とする光学シート。
【請求項２】
前記本体の材料が、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、トリアセチルセルロース、ポリメチルメタクリレート、メタクリレートスチレン、ポリスチレン又は環状オレフィンコポリマー中の任意の一種の材料又は相互に異なる任意の２種以上を含む材料であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項３】
前記各フレネルレンズユニットが更に複数のフレネルレンズ体を含み、且つ各フレネルレンズ体が第１端点及び第２端点を有し、前記フレネルレンズ体及び他のフレネルレンズ体がそれぞれ前記第２端点の両側に位置し、且つ複数の第１端点が１つの直線を形成するよう配列され、前記第２端点が前記直線と高さを隔て、２つの相互に隣接する第２端点の高さが異なり、且つ相互に隣接するフレネルレンズユニットの第１端点の高さが同一であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項４】
前記間隔Ｗ及び前記幅Ｐの比値の範囲が０．２〜０．５であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項５】
前記出光面及び前記入光面が相互に距離Ｔを隔て、前記距離Ｔ及び前記幅Ｐの比値の範囲が０．８〜１．２であることを特徴とする請求項１記載の光学シート。
【請求項６】
１つの上表面と１つの下表面を有する透明基材と、１つの固化樹脂と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供することと、
前記固化樹脂を前記透明基材の上表面に塗布することと、
前記鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、固化樹脂を圧印し、相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出すことと、
前記固化樹脂上の複数のフレネルレンズユニットを硬化させることと、
前記複数の反射構造を前記透明基材の下表面に接続することと、
を含む光学シートの固化製造方法。
【請求項７】
前記固化樹脂が紫外光固化樹脂又は熱固化樹脂であることを特徴とする請求項６記載の光学シートの固化製造方法。
【請求項８】
前記複数の反射構造の接続が貼合法接続又はスクリーン印刷法接続であることを特徴とする請求項６記載の光学シートの固化製造方法。
【請求項９】
１つの上表面及び１つの下表面を有する透明基材と、１つの鋳型と、複数の反射構造と、を提供し、光学シートの押し出し成型製造方法を提供することと、
前記鋳型の表面上の複数のパターンを運用し、前記透明基材を圧印し、前記透明基材の上表面に相対する複数のフレネルレンズユニットを作り出すことと、
最後に、前記複数の反射構造を前記透明基材の下表面に接続することと、
を含む光学シートの押し出し成型製造方法。
【請求項１０】
複数の光源装置と、１つの光学フィルムと、１つの光学シートと、１つの光学フィルムと、を含み、前記複数の光源装置が投射する入射光を受けることに用いるバックライトモジュールであって、
前記光学シートは、１つの本体と、複数の反射構造と、複数のフレネルレンズユニットと、を含み、
前記１つの本体は、相対する１つの入光面及び１つの出光面を含み、前記入光面は、前記入射光を受けることに用い、且つ前記入射光と一定の入射角を呈し、前記本体が少なくとも１つの屈折率ｎｉを有し、ｉが正の整数であり、
前記複数の反射構造は、前記本体中に位置し、且つ２つの相互に隣接する反射構造間に間隔Ｗを有し、各反射構造は、前記入射光が入射する方向に沿って１つの厚さｔを有し、
前記複数のフレネルレンズ（Fresnel lens）ユニットは、各フレネルレンズユニットが前記出光面上に配置され、且つ前記フレネルレンズユニットは、前記出光面の方向上に沿って幅Ｐを有し、且つ前記各フレネルレンズユニットは、何れも前記間隔Ｗと相互に対応する。公式：
【数６】
を満足する時、前記入射光が前記間隔Ｗを通過し、且つ前記厚さｔに基づき、前記入射角を調整し、前記複数のフレネルレンズユニットによって前記入射光の光学経路に対して収束を行ない、
前記１つの光学フィルムは、前記光学シートの前記光源装置に相対する他側に設置され、前記光学フィルムは、前記入射光の光学経路に対して修正を行なうことに用いることを特徴とするバックライトモジュール。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１０００３７（Ｐ２０１１−１０００３７Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５５６４２（Ｐ２００９−２５５６４２）
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（５０７２９６８２７）穎台科技股▲ふん▼有限公司 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月９日（２００９．１１．９）
【出願人】（５０７２９６８２７）穎台科技股▲ふん▼有限公司 (11)
【Ｆターム（参考）】
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