光学薄膜及运用此光学薄膜的显示装置

技术领域

本发明的一实施例涉及一种光学薄膜及运用此光学薄膜的显示装置，且特别涉及一种广视角光学薄膜及运用此光学薄膜的显示装置。

背景技术

近年来显示装置已广泛使用在各个电子产品(如个人电脑、笔电、数码相机、智能手机、平板电脑、电视等)中。显示装置(诸如液晶显示(liquid crystal display；LCD)装置)具有对于大视角的劣化影像品质的问题。例如，当使用者查看由显示装置于大视角中显示的影像，由于大视角所以影像的品质可能为劣化的。

发明内容

本公开的实施方式提供光学薄膜以解决上述大视角的劣化影像品质的问题。光学薄膜包括基材、第一光学层、第二光学层与第三光学层。第一光学层形成在基材上，其中第一光学层具有光学结构，且此光学结构具有多个沟槽。第二光学层形成在第一光学层上。第三光学层覆盖第一光学层与第二光学层，其中此第三光学层具有光学结构，且此光学结构具有多个沟槽。第二光学层共形于第一光学层，或第二光学层是由位于沟槽中的多个光学部分所组成。

在一些实施例中，第一光学层具有第一折射率、第二光学层具有第二折射率及第三光学层具有第三折射率，且第二折射率大于第一折射率与第三折射率。

在一些实施例中，第一光学层具有第一折射率、第二光学层具有第二折射率及第三光学层具有第三折射率，且第二折射率小于第一折射率与第三折射率。

在一些实施例中，第一光学层的光学结构具有高度H

在一些实施例中，光学结构为周期性结构。

在一些实施例中，周期性结构为正弦波结构。

在一些实施例中，第一光学层、第二光学层与第三光学层为树脂层。

另一本公开的实施方式提供具有光学薄膜的显示装置以解决上述大视角的劣化影像品质的问题。显示装置包括显示器与光学薄膜。光学薄膜设置在显示器上以接收从显示器发射的光线，其中光学薄膜包括基材、第一光学层、第二光学层与第三光学层。第一光学层形成在基材上，其中第一光学层具有光学结构，且此光学结构具有多个沟槽。第二光学层形成在第一光学层上。第三光学层覆盖第一光学层与第二光学层，其中第三光学层具有光学结构，且此光学结构具有多个沟槽。第二光学层共形于第一光学层，或第二光学层是由位在沟槽中多个光学部分所组成。

在一些实施例中，第一光学层具有第一折射率、第二光学层具有第二折射率，及第三光学层具有第三折射率，且第二折射率大于第一折射率与第三折射率。

在一些实施例中，第一光学层具有第一折射率、第二光学层具有第二折射率，及第三光学层具有第三折射率，且第二折射率小于第一折射率与第三折射率。

在一些实施例中，第一光学层的光学结构具有高度H

在一些实施例中，光学结构为周期性结构。

在一些实施例中，周期性结构为正弦波结构。

在一些实施例中，第一光学层、第二光学层与第三光学层为树脂层。

在一些实施例中，光学薄膜接收从显示器穿过第三光学层的光线，且光学薄膜从显示器穿过基材输出光线。

在一些实施例中，显示器为液晶显示器。

另一本公开的实施方式更提供显示装置。此显示装置包括显示面板、背光模块与光学薄膜。背光模块配置以发射光线至显示面板。光学薄膜设置在显示面板与背光模块之间以分布从背光模块发射的光线。光学薄膜具有基材、第一光学层、第二光学层与第三光学层。第一光学层形成在基材上，其中第一光学层具有光学结构，且此光学结构具有多个沟槽。第二光学层形成在第一光学层上。第三光学层覆盖第一光学层与第二光学层，其中第三光学层具有光学结构，且此光学结构具有多个沟槽。第二光学层共形于第一光学层，或第二光学层是由位在沟槽中的多个光学部分所组成。

在一些实施例中，第一光学层具有第一折射率、第二光学层具有第二折射率，及第三光学层具有第三折射率，且第二折射率大于第一折射率与第三折射率。

在一些实施例中，第一光学层具有第一折射率、第二光学层具有第二折射率，及第三光学层具有第三折射率，且第二折射率小于第一折射率与第三折射率。

在一些实施例中，第一光学层的光学结构具有高度H

附图说明

本发明通过读取以下详述的实施例并参照以下说明书附图可更完整地理解。

图1根据本公开的实施例为显示装置的示意图。

图2根据本公开的实施例显示光线从显示器至光学薄膜的光线分布的示意图。

图3A根据本公开的实施例显示调制对比度(contrast modulation；CM)的参数的示意图。

图3B根据本公开的实施例显示显示装置的调制对比度的曲线与显示装置的侧视角的补偿强度的曲线的示意图。

图4根据本公开的实施例显示光学薄膜的制造方法的流程图的示意图。

图5A至5E显示光学薄膜的制造方法的中间阶段的示意图。

图6根据本公开的实施例为显示装置的示意图。

图7根据本公开的实施例显示光学薄膜的结构的示意图。

图8根据本公开的实施例显示光线从显示器至光学薄膜的光线分布的示意图。

图9根据本公开的实施例为显示装置的示意图。

【附图标记列表】

100：显示装置,显示器

110：显示面板

120,140：粘着层

130：偏光层

150,750：光学薄膜

151,152,153,752：光学层

151a：沟槽

154：基材

310,320：曲线

331-339：像素群

400：制造方法

410,420,430,440：步骤

600,900：显示装置

910：背光模块

CM：调制对比度

DP：显示器

Ds：厚度

Ht：高度

LB,LB1,LB2,Ls,LSD：光线

PB：蓝像素

PG：绿像素

PR：红像素

Sd：黑线平均值

Sg：眩光修正值

Sh：白线平均值

Λ：光栅周期

具体实施方式

本公开的特定实施例参照说明书附图更详述如下，然而，所述实施例并非意味限制本发明，且对于操作的描述并非意味限制实施的顺序。再者，任何具有相等功能的装置应落入本发明的范围，其中由元件的重组所形成的结构产生此装置。另外，附图仅为说明性的，且并无绘至实际尺寸。

在说明书中所使用的“第一”、“第二”、“第三”等应理解成辨别通过相同术语所描述的单位或数据，但并不推论为特定顺序或序列。

图1根据本公开的实施例为显示装置100的示意图。在显示装置100中，具有显示面板110的显示器DP、第一粘着层120与偏光层130配置以提供影像，且第二粘着层140与光学薄膜150设置在显示器DP上。在此实施例中，显示器DP是液晶显示器(liquid crystaldisplay；LCD)。例如，显示器DP为扭转向列型(twisted nematic；TN)液晶显示面板或超级扭转型(super twisted nematic；STN)液晶显示面板。然而，本公开并不受限于此。在一些实施例中，显示器DP可具有等离子体显示器(plasma display；PDP)、有机发光二极管显示器(organic light-emitting diode display；OLED display)、小间距显示器(small-pitch display；MiniLED display)、微发光二极管显示器(micro-light-emitting diodedisplay；MicroLED display)与电子纸显示器配置以显示影像。

偏光层130设置在液晶显示面板110。在此实施例中，第一粘着层120设置在偏光层130与液晶显示面板110之间以固定偏光层130。然而，本公开并不受限于此。在一些实施例中，通过使用特定机构(例如显示器框架)，偏光层130可固定在液晶显示面板110上。因此，可省略第一粘着层120。

光学薄膜150设置在偏光层130上。易言之，偏光层130设置在光学薄膜150与液晶显示面板110之间。相似地，第二粘着层140设置在偏光层130与光学薄膜150之间以固定光学薄膜150。光学薄膜150包括第一光学层151、第二光学层152、第三光学层153与基材154。

在一些实施例中，第一光学层151、第二光学层152与第三光学层153可单独为粘弹性或弹性粘着剂(如压敏粘着剂(pressure sensitive adhesive；PSA)、橡胶基粘着剂与聚硅氧烷基(polysiloxane)粘着剂)。粘弹性或弹性粘着剂的例子包括弹性聚氨酯基(polyurethane-based)粘着剂、聚硅氧烷基粘着剂、苯乙烯嵌段共聚物基(styrene-block-copolymer-based)粘着剂、(甲基)丙烯酸嵌段共聚物基((meth)acrylic-block-copolymer-based)粘着剂、聚乙烯醚基(polyvinyl ether-based)粘着剂、聚烯烃基(polyolefin-based)粘着剂与聚甲基丙烯酸基(polymethacrylate-based)粘着剂。

在一些实施例中，第一光学层151、第二光学层152与第三光学层153可为树脂层。树脂层的材料的例子可包括如(甲基)丙烯酸、胺甲酸乙酯(urethane)、(甲基)丙烯酸聚氨酯((meth)acrylic urethane)、环氧树脂(epoxy)或聚硅氧树脂(polyoxyn)所形成的热固型树脂或紫外光(UV)固化树脂。

第一光学层151形成在基材154上。第一光学层151具有光学结构。在此实施例中，光学结构为周期性结构(如具有波谷(沟槽)的正弦波结构)。第二光学层152具有设置在第一光学层151的沟槽中的多个光学部分。第三光学层153形成在第一光学层151与第二光学层152上。具体而言，第三光学层153覆盖第一光学层151与第二光学层152，且具有光学结构，其中此光学结构具有沟槽(对应于第一光学层的凸起)。如图1中所示，第三光学层153设置在相邻于显示器DP，且第一光学层151设置在远离显示器DP。

图2根据本公开的实施例为显示光线从显示器DP至光学薄膜150的光线分布的示意图。在本公开的实施例中，通过提供光学薄膜150可解决大视角的劣化影像品质的问题。光学薄膜150作为广视角薄膜以解决大视角的劣化影像品质的问题。

如图2中所示，光学薄膜150接收从显示器DP穿过第三光学层153的光线，且光学薄膜150从显示器DP穿过基材154输出光线。易言之，光线从显示器DP穿过第三光学层153进入光学薄膜150，且穿过基材154离开光学薄膜150。举例而言，显示器DP的正视角的光线Ls穿过第三光学层153进入光学薄膜150，接着正视角的光线Ls分离成光线L

假定第一光学层151的光学结构具有高度H

参照图3A与图3B根据本公开的实施例，图3A为显示调制对比度(contrastmodulation；CM)的参数的示意图，且图3B为显示显示装置100的调制对比度的曲线310与显示装置100的侧视角的补偿强度的曲线320的示意图。如图3A中所示，红像素PR、绿像素PG与蓝像素PB安置于矩阵中，其中此矩阵包括各含有一栏红像素PR、一栏绿像素PG与一栏蓝像素PB的像素群331-339。为了计算调制对比度，开启像素群331、333、335、337与339，且关闭像素群332、334、336与338。在本公开的实施例中，调制对比度可用后述方程式代表：

其中/>

如图3B中所示，调制对比度与显示装置100的侧视角的补偿强度相关于第二光学层152的厚度D

例如，当第二光学层152的厚度D

举另一例子而言，当第二光学层152的厚度D

因此，在本发明的实施例中，设计高度H

在本实施例中，光栅周期Λ设计为4微米(μm)、第一光学层151的第一折射率n1设计为1.49、第二光学层152的第二折射率n2设计为1.65、第三光学层153的第三折射率n3设计为1.5且厚度D

图4根据本公开的实施例为显示光学薄膜150的制造方法400的流程图的示意图。在制造方法400中，如图5A中所示，起初步骤410进行形成基材154。基材154可为树脂层。树脂层的材料的例子可包括如(甲基)丙烯酸、胺甲酸乙酯、(甲基)丙烯酸聚氨酯、环氧树脂或聚硅氧树脂所形成的热固型树脂或UV固化树脂。接着，如图5B中所示，步骤420进行形成第一光学层151在基材154上。在一些实施例中，第一光学层151的材料可镀覆在基材154上，接着进行如微影(光刻)、雕刻、凸印、转压或打印的制造工艺在第一光学层151的材料上，以形成第一光学层151的周期性结构(例如，正弦波)，其中此第一光学层151具有多个沟槽151a。

然后，步骤430进行形成第二光学层152在第一光学层151的沟槽151a中。如图5C中所示，当第二光学层的材料镀覆在第一光学层151上时，第二光学层152共形于第一光学层151。在此实施例中，如图5D中所示，因为第二光学层152的材料具有小的黏度(例如，第二光学层152的材料的黏度小于30cps)，所以当经过特定时间周期时第二光学层152分开成多个光学部分。

接着，如图5E中所示，步骤440进行形成第三光学层153在第一光学层151与第二光学层152上，以覆盖第一光学层151与第二光学层152。

可理解的是，光学薄膜150是提供来解决大视角(侧视角)的劣化影像品质的问题。设计光学薄膜150以包括至少具有第一折射率n1的第一光学层151、具有第二折射率n2的第二光学层152与具有第三折射率n3的第三光学层153。在一些本公开的实施例中，第二折射率n2大于第一折射率n1与第三折射率n3。在一些实施例中，第二折射率n2小于第一折射率n1与第三折射率n3。第二光学层152形成在第一光学层151的沟槽中，且第二光学层152的厚度D

图6根据本公开的实施例为显示装置600的示意图。显示装置600相似于显示器100，但差异在于光学薄膜150设置为上下颠倒。具体而言，基材154位在邻近于第二粘着层140的位置，且第三光学层153位在远离于第二粘着层140的位置。虽然光学薄膜150设置为上下颠倒，光学薄膜150的功能并不受到此设置方式的影响。因此，显示装置600的影像品质与显示装置100的影像品质一样好。

图7根据本公开的实施例为光学薄膜750的结构的示意图。光学薄膜750包括第一光学层151、第二光学层752、第三光学层153与基材154。光学薄膜750相似于光学薄膜150，但差异于在第一光学层151中的沟槽的第二光学层152由第二光学层752取代，其中此第二光学层752共形于第一光学层151。

光学薄膜750的功能相似于光学薄膜150的功能。例如，如图8所示，光学薄膜750接收从显示器DP穿过第三光学层153的光线，且光学薄膜750输出从显示器DP穿过基材154的光线。易言之，光线从显示器DP穿过第三光学层153进入光学薄膜750，并穿过基材154离开光学薄膜750。具体而言，显示器DP的正视角的光线Ls穿过第三光学层153进入光学薄膜750，接着正视角的光线Ls分离成光线L

假定第一光学层151的光学结构具有高度H

光学薄膜750的制造方法也相似于光学薄膜150的制造方法400，但差异在于光学薄膜750具有大黏度(例如，第二光学层752的材料的黏度大于或等于30cps)，且因此当经过特定时间期间时，光学薄膜750维持共形于第一光学层的形状。

图9根据本公开的实施例为显示装置900的示意图。显示装置900包括显示面板110、第一粘着层120、偏光层130、光学薄膜150与背光模块910。在此实施例中，光学薄膜150设置在背光模块910与显示面板110之间，且因此通过背光模块910提供至显示面板110的光线可通过光学薄膜150分布光线，以具有高正面亮度且达到较佳的背光品质。

虽然本发明参照所述的特定实施例已描述相当多的细节，可能还有其他实施例。因此，附加的权利要求的构思与范围并不应受限于在此所含的实施例的描述。在不偏离本发明的范围或构思下，对于本领域技术人员各个修正或变化可形成本发明的结构将为显而易见的。基于以上所述，倘若本发明的修正与变化落入后述权利要求的范围内，本发明意图涵盖本发明的修正与变化。