本發(fā)明涉及一種光學(xué)薄膜及顯示器裝置，且特別是涉及有關(guān)于一種應(yīng)用此光學(xué)薄膜的顯示器裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今的時(shí)代為3C時(shí)代：也就是計(jì)算機(jī)、通訊裝置以及消費(fèi)電子產(chǎn)品時(shí)代。在日常生活中，存在許多種類的信息產(chǎn)品，如移動(dòng)電話(mobile phones)、個(gè)人數(shù)字助理(personal digital assistants,PDAs)、全球定位衛(wèi)星(global positioning satellite)系統(tǒng)以及數(shù)字相機(jī)等。許多的信息產(chǎn)品使用平面顯示器做為主要通訊媒介，例如：液晶顯示器(liquid crystal displays)、等離子體顯示器(plasma displays)以及有機(jī)發(fā)光二極管(organic light emitting diode,OLED)面板。有機(jī)發(fā)光二極管面板不僅具有較高的亮度、較低的功率消耗、較高的對(duì)比度、快速響應(yīng)以及較低的驅(qū)動(dòng)電壓，還可適應(yīng)于現(xiàn)今通訊設(shè)備微型化的趨勢(shì)。因此，大量的有機(jī)發(fā)光二極管面板產(chǎn)品近年來(lái)持續(xù)發(fā)展中。

針對(duì)OLED面板，通常采用金屬電極來(lái)提升光萃取效率。然而，在高環(huán)境光亮度的環(huán)境中，環(huán)境光可能會(huì)進(jìn)入OLED面板，并且被具有高反射率的金屬電極反射，從而降低顯示器面板的視覺(jué)對(duì)比度和影像品質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，光學(xué)薄膜包括透明基板，材料層，多個(gè)梯形單元以及光吸收層。透明基板具有承載表面，材料層置于透明基板的承載表面上。多個(gè)梯形單元設(shè)置于材料層內(nèi)并且每一個(gè)梯形單元有靠近承載表面的第一端面以及遠(yuǎn)離承載表面的第二端面，其中第一端面的面積與第二端面的面積的比例大于或等于0.2，且小于或等于0.6。反射面形成于每一個(gè)梯形單元以及材料層之間，用以反射由梯形單元的第二端面進(jìn)入的光線，光線被反射面反射并由梯形單元的第一端面射出。此外，光吸收層設(shè)置于承載表面上以及位于透明基板和材料層之間，其中光吸收層具有多個(gè)開口，且所述多個(gè)開 口在承載表面上的垂直投影交疊于所述多個(gè)梯形單元的第一端面在承載表面上的垂直投影。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，顯示器裝置包括具有顯示側(cè)的顯示單元以及設(shè)置于顯示單元的顯示側(cè)上的光學(xué)薄膜。光學(xué)薄膜包含透明基板、材料層、多個(gè)梯形單元以及光吸收層。透明基板具有面對(duì)顯示單元的承載表面，材料層設(shè)置于透明基板的承載表面上。多個(gè)梯形單元置于材料層中，且每一個(gè)梯形單元具有靠近承載表面的第一端面以及遠(yuǎn)離承載表面的第二端面。第一端面的面積與第二端面的面積的比例大于或等于0.2，且小于或等于0.6。反射面形成于每一個(gè)梯形單元以及材料層之間，以反射由顯示單元發(fā)射的光線。光線由第二端面進(jìn)入梯形單元，被反射面反射后，經(jīng)由梯形單元的第一端面射出。光吸收層設(shè)置于承載表面上，且位于透明基板以及材料層之間。光吸收層具有多個(gè)開口，且所述多個(gè)開口在承載表面上的垂直投影交疊于所述多個(gè)梯形單元的第一端面在承載表面上的垂直投影。

基于上述，本發(fā)明的光學(xué)薄膜透過(guò)將多個(gè)梯型單元設(shè)置于材料層內(nèi)，多個(gè)梯型單元以及材料層之間設(shè)置反射面，反射面用以反射由梯型單元的第二端面進(jìn)入的光線，并使光線反射且使光線由第一端面射出。本發(fā)明將光學(xué)薄膜整合至顯示器裝置，能夠降低環(huán)境反射，并維持光穿透率，可維持顯示器裝置的影像質(zhì)量，同時(shí)亦可降低整體顯示器裝置的厚度。為讓本發(fā)明能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附的附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例所繪示的應(yīng)用光學(xué)薄膜的顯示器裝置的示意圖；

圖2為圖1的顯示器裝置的部分放大圖；

圖3為光穿透率與梯形單元幾何關(guān)系圖；

圖4為光反射率與梯形單元幾何關(guān)系圖；

圖5為光萃取效率與距離的關(guān)系圖；

圖6為總體反射與有效反射與距離的關(guān)系圖；。

圖7A為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的顯示器裝置的示意圖；

圖7B為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的顯示器裝置的示意圖；

圖7C為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的顯示器裝置的示意圖；

圖8為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的顯示器裝置的示意圖；

圖9為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的顯示器裝置的示意圖；

圖10為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的顯示器裝置的示意圖；

圖11為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的光學(xué)薄膜的示意圖；

圖12以及圖13為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的不同光學(xué)薄膜的示意圖；

圖14為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的光學(xué)薄膜的示意圖；

圖15為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的光學(xué)薄膜的示意圖；

圖16為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的光學(xué)薄膜的示意圖；

圖17為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的顯示器裝置的示意圖；

圖18為本發(fā)明的另一實(shí)施例中所繪示的顯示器裝置的示意圖。

符號(hào)說(shuō)明

10、800：顯示器裝置

100：顯示單元

101：顯示側(cè)

102：第一電極

104：光調(diào)變層

106：第二電極

110：基板

200、700、702、704、900、1000、1100：光學(xué)薄膜

210、1110、1210、1310、1610：透明基板

212、1212、1312、1612：承載表面

220、720、820、920、1020、1120、1420、1520、1620：材料層

230、730、830、930、1030、1130、1430、1530、1630：梯形單元

232、832、1632：第一端面

234、824、1434、1534：第二端面

240、1040、1140、1240、1340、1640：光吸收層

242：開口

750、752、754、850：襯層

922：主體部分

924：空隙

1050：反射層

1150：載板

1160：離型層

1250、1350、1850：阻氣層

1424、1524：第二表面

1550、1650：平坦層

1622：第一表面

1750：黏著層

S：全反射面

S’：反射面

L：光線

V1：部分的環(huán)境光

V2：其他部分的環(huán)境光

H：梯形單元高度

R1：第一端面的直徑

R2：第二端面的直徑

r：第一端面與第二端面的面積比

D：光學(xué)薄膜與顯示單元的距離

P：像素

具體實(shí)施方式

以下伴隨附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，在可能的情況下，相同的元件符號(hào)在附圖與說(shuō)明中被用來(lái)指代相同或相似的部分。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的光學(xué)薄膜應(yīng)用于顯示器裝置的示意圖。本實(shí)施例的顯示器裝置10包括一顯示單元100具有一顯示側(cè)101以及一光學(xué)薄膜200置于顯示單元100的顯示側(cè)101上。于此，顯示單元100可為液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)、等離子體顯示器(plasma display)、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(OLED display)、電潤(rùn)濕顯示器(electrowetting display,EWD)、電泳顯示器(electro-phoretic,EPD)、電致變色顯示器(electrochromic display,ECD)或是其他可應(yīng)用的顯示器裝置，并從顯示側(cè)101顯示影像或者其他的視覺(jué)信息。

光學(xué)薄膜200包括一透明基板210，其具有面對(duì)顯示單元100的一承載表面212。透明基板210的材料至少為聚酰亞胺(polyimide,PI)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚醚砜(polyethersulfone,PES)、聚丙烯酸酯(polyacrylate,PA)、聚降冰片烯(polynorbornene,PNB)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)、聚間苯二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚醚酰亞胺(polyetherimide,PEI)和玻璃等至少其中之一。

一材料層220置于透明基板210的承載表面212上。材料層220可以由聚合物、樹脂、光感應(yīng)樹脂，正光致抗蝕劑或負(fù)光致抗蝕劑等制成。此外，多個(gè)梯形單元230置于材料層220之間，每一個(gè)梯形單元230具有靠近于承載表面212的一第一端面232以及遠(yuǎn)離承載表面212的一第二端面234。一全反射面S形成于每一個(gè)梯形單元230以及材料層220之間，并用以反射從顯示單元100發(fā)出以及經(jīng)由第二端面234進(jìn)入梯形單元230的一光線L。被全反射面S反射的光線L經(jīng)由梯形單元230的第一端面232射出。在本實(shí)施例中，每一個(gè)梯形單元的形狀可以是橢圓柱體、正方型柱體、矩形柱體、菱形柱體或不規(guī)則柱體。

一光吸收層240置于承載表面212上并位于透明基板210以及材料層220之間。于此，光吸收層240可為黑矩陣(black matrix,BM)，具有多個(gè)開口242，其中多個(gè)開口242在承載表面212上的一垂直投影交疊于多個(gè)梯形單元230在承載表面212上的第一端面232的一垂直投影。換句話說(shuō)，光吸收層240曝露出梯形單元230的第一端面232，并用以使光線L從梯形單元230經(jīng)由第一端面232射出。

雖然圖1中的光吸收層240的開口242面積等于梯形單元230的第一端面232的面積，但本發(fā)明并不局限于此。在其他實(shí)施例中，光吸收層240的開口242面積可以大于或小于梯形單元230的第一端面232的面積。

圖2還繪示了圖1中顯示器裝置10的部分放大圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1以及圖2，從顯示單元100發(fā)出的光線L可以經(jīng)由光學(xué)薄膜200中的梯形單元230傳送以維持顯示單元100的高光萃取效率。此外，一部分照射至光學(xué)薄膜200的部分的環(huán)境光V1被光吸收層240所吸收，而其他部分的環(huán)境光V2經(jīng)由第一端面232入射于梯形單元230，并可由虛線所示的路徑返回。因此，在本發(fā)明的其中一實(shí)施例中，只有少部分照射至光學(xué)薄膜200的環(huán)境光會(huì)被傳送 至使用者的眼睛。即使顯示器裝置10置于高環(huán)境光亮度的環(huán)境下，依然可以得到高視覺(jué)對(duì)比度。

本實(shí)施例可進(jìn)一步定義梯形單元230的幾何圖案，以達(dá)到較好的光萃取效率。以圓柱形梯形單元230為例，第一端面232以及第二端面234為圓形，并且分別具有第一端面的直徑R1以及第二端面的直徑R2，如圖2所示。每一個(gè)梯形單元230的高度為H。圖3繪示光穿透率與梯形單元230幾何關(guān)系的圖表。圖4繪示光反射率與梯形單元230幾何關(guān)系的圖表。在圖3以及圖4的模擬圖中，梯形單元230的高度H大約為20μm，X軸為第二端面的直徑R2，Y軸為數(shù)值r，r定義為第一端面232面積以及第二端面234的面積比。在一般狀況下，高光穿透率適用于提升光萃取效率而低反射率有助于減低環(huán)境光的反射。根據(jù)圖3以及圖4，當(dāng)r大于0.2時(shí)，光穿透率可高于40％；而當(dāng)r小于0.6時(shí)，光反射率低于18％。因此r可以在范圍0.2至0.6，以及可被進(jìn)一步限定在0.25至0.5或者0.35至0.45以符合不同實(shí)際上的需求。

光學(xué)薄膜200與顯示單元100的距離為D。圖5繪示了光萃取效率與距離D的關(guān)系圖表。圖6繪示了總體反射以及有效反射對(duì)距離D的關(guān)系圖表。于此，「總體反射」代表的是不同角度的反射光總和，以及「有效反射」代表的是進(jìn)入使用者眼睛的反射光。如圖5以及圖6所示，當(dāng)D大于250μm時(shí)，光萃取效率降低，而總體反射以及有效反射則幾乎維持不變。因此，距離D可以被考慮在小于或等于250μm的范圍內(nèi)，舉例而言，距離D可以為小于或等于100μm或者小于或等于50μm。

請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1，于此實(shí)施例中，梯形單元230可以由光致抗蝕劑材料制成，如聚合物、樹脂、光感應(yīng)樹脂、正光致抗蝕劑、負(fù)光致抗蝕劑等，其折射率范圍從1.3至1.9。而上述的材料層220具有折射率范圍從1.0至1.8。每一個(gè)梯形單元230的折射率高于材料層220的折射率，從而在每一個(gè)梯形單元230以及材料層220之間的交界形成全反射面S。

此外，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，顯示單元100包括多個(gè)像素P，每一個(gè)像素P的面積大于每一個(gè)梯形單元230的第二端面234的面積，這樣在組裝顯示單元100以及光學(xué)薄膜200時(shí)可省略精確對(duì)準(zhǔn)的過(guò)程。然而，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第二端面234的面積還可以等于每一個(gè)像素P的面積，以達(dá)到更高的光利用效率。

光學(xué)薄膜的結(jié)構(gòu)或者具有全反射面S的顯示器裝置并不限于上述所提 到的實(shí)施例。其它實(shí)施例的顯示器裝置或者光學(xué)薄膜描述于下列的圖7A至圖18。在下列的敘述中，主要描述各個(gè)實(shí)施例的不同之處，相同的技術(shù)內(nèi)容則不再贅述。

圖7A為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例繪示的顯示器裝置。在本實(shí)施例中，光學(xué)薄膜700還包括了一襯層750，介于每一個(gè)梯形單元730以及材料層720之間。襯層750可以由單層或者多層無(wú)機(jī)材料制成，包括如：硅氧化物(silicon oxide,SiO_x)、氮化硅(silicon nitride,SiN_x)、銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)、氧化鋅(zinc oxide,ZnO)等，其折射率范圍由1.7至2.5。材料層720可以由光致抗蝕劑所制成，其中光致抗蝕劑折射率范圍由1.3至1.7。襯層750的折射率高于材料層720的折射率。因此，可在襯層750以及材料層720之間的交界形成全反射面S。由于此襯層750的存在，梯形單元730的材料選擇更具彈性，并且材料可具有更高的、更低的或者甚至是等于材料層720的折射率。

圖7B為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的顯示器裝置。在此實(shí)施例中，光學(xué)薄膜702相似于圖7A的光學(xué)薄膜700，除了介于每一個(gè)梯形單元730及材料層720間的襯層752的材料可以為金屬，例如鋁、鉻、鉬、銀、釹或者是上述金屬的合金。襯層752可以反射光線，在襯層752以及梯形單元730之間的交界形成反射面S’。

在前述的實(shí)施例中，襯層752位于每一個(gè)梯形單元730的側(cè)壁。然而在其他實(shí)施例中，襯層752的位置可以依照實(shí)際需求而改變。圖7C為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的顯示器裝置。在此實(shí)施例中，光學(xué)薄膜704相似于圖7B的光學(xué)薄膜702，除了襯層754不僅介于每一個(gè)梯形單元730以及材料層720之間，也覆蓋了材料層720的底部表面。從而，部分由顯示單元100發(fā)出朝向材料層720的光線可以通過(guò)在材料層720上的底部表面的襯層754反射，使更多的光線可以進(jìn)入梯形單元730，以增進(jìn)光萃取效率。

圖8為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的顯示器裝置800。在此實(shí)施例中，襯層850不僅介于每一個(gè)梯形單元830以及材料層820之間，也覆蓋了每一個(gè)梯形單元830的第一端面832以及材料層820的第二端面824。襯層850可以由單層或者多層無(wú)機(jī)材料層制成，包括如：硅氧化物(silicon oxide,SiO_x)、氮化硅(silicon nitride,SiN_x)、銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)、氧化鋅(zinc oxide,ZnO)等，其折射率范圍介于1.7至2.5。梯形單元830可以由具有折射 率低于1.7(例如1.3～1.7)的樹脂材料制成。襯層850可以在形成梯形單元830之后被形成。全反射面S可以形成于襯層850以及材料層820的交界。

圖9為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的顯示器裝置。在此實(shí)施例中，當(dāng)制作光學(xué)薄膜900時(shí)，形成材料層920的材料并不會(huì)填滿梯形單元930之間的空隙。即，材料層920包括一主體部分922與介于梯形單元930之間的一空隙924。一般而言，空氣的折射率為1，梯形單元930的材料(如光致抗蝕劑)一般有較高的折射率，因此可以在梯形單元930以及空隙924的交界形成全反射面S。

圖10為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的顯示器裝置。在此實(shí)施例中，一反射層1050形成于光吸收層1040以及材料層1020之間。在制造光學(xué)薄膜1000的過(guò)程中，反射層1050以及光吸收層1040可以通過(guò)相同的光掩模進(jìn)行圖案化，對(duì)于反射層1050以及光吸收層1040只需進(jìn)行一次曝光制作工藝。另外，反射層1050以及光吸收層1040也可以通過(guò)相同的光掩模分別對(duì)反射層1050以及光吸收層1040分別進(jìn)行不同的曝光制作工藝。因此，反射層1050以及光吸收層1040圖案為實(shí)質(zhì)上相同。反射層1050的材料包括鋁、鉻、鉬、銀、釹或其他上述金屬的合金。部分的光線L可被反射層1050反射以及經(jīng)由梯形單元1030射出，如虛線所示。

圖11為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的光學(xué)薄膜。在此實(shí)施例中，光學(xué)薄膜1100可以在一載板1150上制造，其中透明基板1110經(jīng)由一離型層1160設(shè)置于載板1150上，光吸收層1140、材料層1120以及梯形單元1130形成于透明基板1110上。載板1150可以是玻璃基板或者是硅晶片。載板1150以及離型層1160在光學(xué)薄膜1100與顯示單元100接合后可以被移除(如圖1所示)。

在其他實(shí)施例中，光學(xué)薄膜可以提供阻氣層以避免氣體或濕氣進(jìn)入光學(xué)薄膜或者顯示器裝置。圖12以及圖13為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的不同的光學(xué)薄膜。如圖12所示，一阻氣層1250形成于透明基板1210的承載表面1212上，光吸收層1240置于阻氣層1250上。如圖13所示，阻氣層1350形成于透明基板1310的承載表面1312以及光吸收層1340上。阻氣層1250或1350可包括一有機(jī)層、一無(wú)機(jī)層或者至少兩層交疊的有機(jī)層以及無(wú)機(jī)層堆疊結(jié)構(gòu)。

如上述的實(shí)施方式，每一個(gè)梯形單元的第二端面以及材料層的第二平面 可以為共平面?；蛘撸谄渌麑?shí)施例中，每一個(gè)梯形單元的第二端面以及材料層的第二平面也可為非共平面。圖14為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的光學(xué)薄膜，根據(jù)圖14，每一個(gè)梯形單元1430的第二端面1434被材料層1420所覆蓋。由此，材料層1420的一第二表面1424可以提供一個(gè)平坦的平面用于接續(xù)的接合制作工藝。

請(qǐng)參考圖15，圖15為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的光學(xué)薄膜，在梯形單元1530的制造過(guò)程后，梯形單元1530有可能會(huì)從材料層1520突出。根據(jù)圖15，一平坦層1550被形成以覆蓋于每一個(gè)梯形單元1530的第二端面1534以及材料層1520的一第二表面1524以提供一個(gè)平坦的平面用于后續(xù)的接合制作工藝。

圖16為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的光學(xué)薄膜。在此實(shí)施例中，在形成材料層1620以及梯形單元1630之前，平坦層1650被形成以覆蓋透明基板1610的承載表面1612以及光吸收層1640。通過(guò)形成平坦層1650，以提供平坦表面于后續(xù)的材料層1620以及梯形單元1630的制作工藝，而所形成的每一個(gè)梯形單元1630的第一端面1632與材料層1620的一第一表面1622為共平面。

圖17為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的顯示器裝置。如圖17，光學(xué)薄膜200經(jīng)由一黏著層1750黏結(jié)顯示單元100，本實(shí)施例的顯示單元100舉例可為一OLED顯示器，包括一基板110、一第一電極102、相對(duì)于一第一電極102的一第二電極106、一光調(diào)變層104介于第一電極102以及第二電極106之間，并用以發(fā)射一光線L(如圖1所示)。第一電極102置于靠近材料層220的一端，第二電極106則置于遠(yuǎn)離材料層220的一端。光調(diào)變層104可以為OLED的堆疊結(jié)構(gòu)，包括一電子注入層，一電子傳輸層、一發(fā)光層、一空穴傳輸層以及一空穴注入層。黏著層1750的材料例如為丙烯酸樹脂(壓克力樹脂)或環(huán)氧樹脂，而黏著層1750的形態(tài)例如為一感壓式膠材或一填充式膠材。黏著層1750的厚度可以小于或等于250μm，黏著層1750的厚度例如可以小于或等于100μm或小于等于50μm。

圖18為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中的顯示器裝置。圖18的顯示器裝置10相似于圖17的顯示器裝置，除了一阻氣層1850形成于顯示單元100以及光學(xué)薄膜200之間，以避免氣體或濕氣進(jìn)入顯示單元100或光學(xué)薄膜200。雖然結(jié)合以上實(shí)施例公開了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技 術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。