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本发明是关于一种能够提高液晶显示器的光扩散效果，同时减少冲击等导致的其他部件的损伤的光学元件，及包含这种光学元件的背光系统和液晶显示器。所述光学元件包括光透基础素材；及在所述光透基础素材的一面形成的光扩散树脂层。所述光扩散树脂层在其表面形成有复数个凹坑以扩散光。所述光学元件还包括在所述基础素材的另一面形成的光学显微结构层。所述第二光扩散树脂层在一表面形成有复数个凹坑以扩散光。

1.  一种光学元件包括：
光透基础素材；
在所述基础素材的一面形成的光扩散树脂层，所述光扩散树脂层的表面形成有复数个凹坑以扩散光。

2.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，进一步包括在所述基础素材的另一面形成的第二光扩散树脂层，其一面上形成有复数个凹坑来扩散光。

3.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光扩散树脂层形成在所述基础素材的下方，并在其下表面形成有复数个将入射到所述基础素材的光扩散的凹坑。

4.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光扩散树脂层形成在所述基础素材的上表面，并在其上表面形成有复数个将从所述基础素材透过并出射的光扩散的凹坑。

5.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述基础素材由玻璃、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯、聚乙稀以及聚甲基丙烯酸甲酯等材料中的一种构成。

6.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑至少有一部分有规则地排列。

7.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑至少有一部分不规则地排列。

8.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑具有预定的宽幅，范围在1μm到30μm之间。

9.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑具有预定的深度，范围在1μm到30μm之间。

10.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑之间具有预定的间距(间隔)，范围在1μm到100μm之间。

11.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑预设为使亮度在5％～90％范围的数目。

12.  根据权利要求11所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑预设为使亮度在5％～40％范围的数目。

13.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光扩散树脂层的厚度在1μm到100μm之间。

14.  根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑其断面形状是半圆形、三角形、四边形或梯形中的一种。

15.  一种光学元件包括：
光透第一基础素材；
形成在所述基础素材的一面，并在一表面形成有复数个凹坑以扩散光的光扩散树脂层；及
在所述基础素材的另一面形成，并聚集光的第一光学显微结构层。

16.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述光扩散树脂层形成在所述基础素材的下方，并在其下方形成有复数个将入射所述基础素材的光扩散的凹坑。

17.  根据权利要求16所述的光学元件，其特征在于，进一步包括：
形成在所述光扩散树脂层的下方，并将入射光聚集后出射的第二光学显微结构层；及
形成在所述第二光学显微结构层的下方，并将入射光出射到所述第二光学显微结构层的第二基础素材层。

18.  根据权利要求17所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑的预定宽幅要比所述第二光学显微结构层的各个显微结构的间距小。

19.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述光扩散树脂层形成在所述第一基础素材的上方，并在其上表面形成有复数个将通过所述第一基础素材射出的光扩散的凹坑。

20.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，进一步包括：
在所述第一光学显微结构层的下方形成，并在其上表面形成有复数个凹坑以扩散光的第二光扩散树脂层；及
在所述第二光扩散树脂层的下方，将入射光透过并出射的第三基础素材。

21.  根据权利要求20所述的光学元件，其特征在于，所述第二光扩散树脂层的预定宽幅要小于第一光学显微结构层的各个显微结构之间的间距。

22.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述第一显微结构层及所述第二显微结构层的各个显微结构的断面形状是三角形、弧形或者多边形之一。

23.  根据权利要求6所述的光学元件，其特征在于，所述第一基础素材、第二基础素材和第三基础素材由玻璃、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯、聚乙稀以及聚甲基丙烯酸甲酯等材料中的一种构成。

24.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑至少有一部分是有规则地排列。

25.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑至少有一部分是不规则地排列。

26.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑具有预定的宽幅，范围在1μm到30μm之间。

27.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑具有预定的深度，范围在1μm到30μm之间。

28.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑之间具有预定的间距(间隔)，范围在1μm到100μm之间。

29.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑预设为使亮度在5％～90％范围的数目。

30.  根据权利要求29所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑预设为使亮度在5％～40％范围的数目。

31.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述光扩散树脂层的厚度在1μm到100μm范围之间。

32.  根据权利要求15所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑其断面形状是半圆形、三角形、四边形或梯形中的一种。

33.  一种光学元件，其包括：
在下表面形成有复数个凹坑以扩散入射光的光扩散树脂层；及
在所述光扩散树脂层上形成的液晶板。

34.  一种光学元件包括至少在一表面形成有复数个凹坑以扩散光的光透基础素材。

35.  根据权利要求34所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑至少有一部分是有规则地排列。

36.  根据权利要求34所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑至少有一部分是不规则地排列。

37.  根据权利要求34所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑具有预定的宽幅，范围在1μm到30μm之间。

38.  根据权利要求34所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑具有预定的深度，范围在1μm到30μm之间。

39.  根据权利要求34所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑之间具有预定的间距(距离)，范围在1μm到100μm之间。

40.  根据权利要求34所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑预设为使亮度在5％～90％范围的数目。

41.  根据权利要求34所述的光学元件，其特征在于，所述凹坑其断面形状是半圆形、三角形、四边形或梯形其中的一种。

42.  一种背光系统，包含权利要求1、权利要求15、权利要求33及权利要求34所述任何一种光学元件。

43.  一种液晶显示器，包含权利要求42所述的背光系统。

光学元件以及包含这种元件的背光系统和液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种用于液晶显示器(LCD)的光学元件，更具体是关于能够增强光扩散效果，同时减少冲击等引起的LCD的其他部件损伤的光学元件，以及包含这些元件的背光系统和液晶显示器。
背景技术
广泛用于液晶显示器的光学元件有导光板(light guide plate)、扩散板(diffusion plate)、棱镜板(prism sheet)、液晶板(liquid crystal panel)等等。这些光学元件通常用于液晶显示器的光扩散及亮度(luminance)改善等等。例如，在液晶显示器的背光系统中，从光源入射的光束通过导光板转变为面光源之后，被扩散板扩散，之后通过棱镜板的下方入射到棱镜，这时棱镜板将入射光聚集到发光面增强LCD的亮度。这些光学元件涂有树脂层增加亮度，这种树脂层透明基础素材(base member)的至少一面分散含有多数小珠(beads)。
图1是现有的液晶显示器的概略断面图。
如图1所示，液晶显示器10主要包括背光系统A和面板单元B(panelunitB)。所述背光系统A包括将从光源11入射的光扩散并射出的导光板12和扩散板13；将从扩散板13入射的光聚集并射出的一个以上的棱镜板14；将从棱镜板14入射的光选择性地反射的反射型偏光片(reflective polarizer film)15；以及将透过反射型偏光片15的圆偏振光转换为线偏振光的相位差板(phase shiftlayer)16。所述面板单元B(panel unitB)包括从背光系统A射出的光中，将全部的线偏振光和50％的圆偏振光透过，将剩下的线偏振光吸收的吸收型偏光片(absorptive polarizing film)17和视觉上起到屏幕的液晶板(liquid crystal panel)18。
图2是用于现有的液晶显示器的光学元件的概略断面图。
如图2所示，现有的光学元件20，其光透基础素材21的一面或者两面都形成有复数个小珠22。理想的为，涂有分散含有多数小珠的树脂层(23)。所述小珠22起到将入射到基础素材21的光扩散的作用。如上所述，现有的光学元件20需要额外的过程，在基础素材21上形成扩散光的小珠22，小珠22的购买又增加了成本。
现有光学元件20具有向下突出的结构(凸型)，其由各个小珠22的下部从树脂层23基础素材21的里面向下突出形成。在液晶显示器中所述光学元件20与其他光学元件叠加安装。这时由于冲击或者不注意，所述光学元件20的向下突出的凸出部24可能会损害其他光学元件。
例如，如图3所示，液晶显示器的光学元件棱镜板30和30′上下叠加组装为背光系统的情况下，上方棱镜板30的下部突出形成的凸型凸出部35与下方的棱镜板30′的上方表面形成的影像棱镜(patterned prism)36接触。此时，震动测试或者运输、操作的不注意等因素都有可能对下方棱镜板30′影像棱镜(patterned prism)36的上棱(upper edges)37造成损伤，产生划痕或者磨损。
此外，如图4所示，作为液晶显示器光学元件的背光系统，其在扩散板40的上表面形成复数个小珠33，并在扩散板40的上方安装逆棱镜板30″。在此情况下，在下方的扩散板40上表面，由于多数小珠33形成的凸状凸出部35(凸型)接触到上方的逆棱镜板30″的下表面的影像棱镜(patterned prism)36。此时，震动测试或者运输、操作的不注意等因素都有可能对下方的逆棱镜板30″影像棱镜(patterned prism)36的上棱(upper edges)37造成损伤，产生划痕或者磨损。
因此，在本技术领域中，需要开发出一种光扩散效果优越且在冲击等因素下能够防止对液晶显示器的其他部件造成损伤的液晶显示器光学元件。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明旨在于提供一种既提高了光扩散性，同时又能使其他部件因冲击等原因引起的损伤(如划痕等)最小化的光学元件。
同时本发明还提供包含所述光学元件的背光系统以及液晶显示器。
根据本发明的一实施方式，所述光学元件包括光透基础素材；在基础素材的一面形成，并在表面形成复数个凹坑来扩散光的光扩散树脂层。
在本发明另一实施方式中，所述光学元件包括光透第一基础素材；形成在基础素材的一面，并在表面形成复数个凹坑来扩散光的光扩散树脂层；以及在基础素材的反面形成，用来聚光的第一光显微结构层。
在本发明的又一个实施方式中，所述光学元件包括，在其下表面形成复数个凹坑来扩散入射光的光扩散树脂层；以及在光扩散树脂层上形成的液晶板。在本发明的又一实施方式中，所述光学元件包括光透基板，所述基板的至少一面上形成有复数个凹坑来扩散光。
本发明的一实施方式中，所述背光系统包括上述光学元件中的一个。
在本发明又一实施方式中，所述液晶显示器包括上述的背光系统。
根据本发明的用于液晶显示器的光学元件，可提高扩散效果同时防止其他元件受到冲击等因素引起的损伤(例如划痕，磨损等)，确保显示器的品质。本发明不需要小珠来达到光扩散效果，因此简化了光学元件、背光系统及液晶显示器的制造工序且减少了其生产成本。
此外本发明，可通过调节光学元件表面凹坑的大小和密度来达到理想的亮度和浊度(haze)。
附图说明
图1是现有的液晶显示器的简略断面示意图；
图2是用于现有液晶显示器中的光学元件的简略断面示意图；
图3是用于现有液晶显示器中的棱镜板的简略断面示意图；
图4是用于现有液晶显示器的扩散板的示意图；
图5是根据本发明的第一实施方式的用于液晶显示器的光学元件的简略断面示意图；
图6是根据本发明一实施方式的凹坑的数目以及间距和浊度的模拟示意图；
图7是根据本发明第2实施方式的光学元件的示意图；
图8是根据本发明第2实施方式的光学元件的使用示例图；
图9是根据本发明第3实施方式的光学元件的简略断面示意图；
图10是根据本发明第4实施方式的光学元件的简略断面示意图；
图11A、11B以及11C是根据本发明各实施方式的形成在光学元件表面的凹坑构造的示例图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的较佳实施方式。本发明的光学元件可适用于普通液晶显示器的任何结构。下面介绍的光学元件是用于液晶显示器的基本结构，只是为说明本发明范围的一个实施例。
在下面的说明中，本领域相关的公知的功能或者构造将不再赘述，以免对本发明的说明造成混淆。
图5是根据本发明的第一实施方式的用于液晶显示器的光学元件的简略断面示意图。
如图5所示，本发明第一实施方式的光学元件100，包括光透基础素材110以及形成在所述基础素材110一面的第一光扩散树脂层120。第一光扩散树脂层120在其一表面形成有复数个凹坑130(凹型)。
本发明的基础素材110是由能够使入射光透过的光透材料制造，例如，是玻璃、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯、聚乙稀以及聚甲基丙烯酸甲酯等材料中的一种构成。
所述第一光扩散树脂层120在其表面形成有复数个凹坑130而扩散入射光。所述凹坑130对入射光的扩散作用相当于现有技术中的小珠22和33的光扩散作用。本发明的光学元件100在没有小珠22和33的情况下能够通过所述凹坑扩散光。所述第一光扩散树脂层120在其一表面涂有光透基础素材110，由丙烯酸(类)树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂以及聚酰胺树脂中的一种构成。
根据本发明第一实施方式的所述光学元件100还可包括在所述基础素材110的另一面形成的一个第二光扩散树脂层(未示出)。所述第二光扩散树脂层(未示出)同样在其一面形成有复数个凹坑(凹型)。所述光学元件100可在所述基础素材110的两面同时形成有第一、第二光扩散树脂层，每个光扩散树脂层在其表面形成有凹面结构(凹型)。这种情况下，从下部入射的光通过第一光扩散树脂层120上的凹坑扩散后进入基础素材110。通过基础素材110的光通过第二光扩散树脂层(未示出)再次扩散后射出。
理想的为，如图5所示，所述第一光扩散树脂层120在其下方的表面形成有复数个凹坑130并位于所述基础素材110的下方。在这种情况下入射到基础素材110的光先被第一光扩散树脂层120上的凹坑130扩散再入射到基础素材110。
但是本发明并不限于这种结构，所述第一光扩散树脂层120也可以形成在所述基础素材110的上方。即，所述第一光扩散树脂层120形成在所述基础素材110的上方，而所述凹坑130则形成在所述第一光扩散树脂层120的上表面。在这种情况下，通过基础素材110的光被第一光扩散树脂层120的凹坑130扩散后射出。
如上所述，图5中所示的本发明第一实施方式的光学元件100适用于液晶显示器的背光系统时，除了图中所示的结构还可以使用上下对称的结构。
本发明第一实施方式的所述光学元件100在液晶显示器中可作为一个扩散板或液晶板使用。例如，当这种光学元件100作为液晶板在液晶显示器中使用的时候，所述基础素材110可由玻璃构成。当所述光学元件100作为背光系统中的扩散板使用时，所述基础素材110可由聚乙稀薄膜等材料构成。这种光学元件100用于液晶显示器时，通过凹坑130对入射光的扩散增强了光扩散效果。
上面所述第一、第二光扩散树脂层的凹坑130可有规则地排列，也可不规则地排列。或者，一部分凹坑130有规则地排列一部分不规则地排列。
另外，每个凹坑130的宽幅d和深度h可根据所述光学元件所适用的液晶显示器而调整。在本实施方式中，优选为宽幅d在1μm到30μm之间，深度h在1μm到30μm之间。当凹坑130的宽幅d大于30μm时，光扩散效果显著降低并且肉眼能够识别，会误以为是出现了不良白点。当当凹坑130的深度h大于30μm时，整体的厚度随之增加，因此在实际操作中不可行。
此外，在本发明的这一实施方式中，凹坑130之间的间距(距离)在1μm到100μm之间，亮度在5％到40％之间为理想。所述间距和凹坑的数目可根据亮度进行不同的调整。
此外，所述凹槽130的断面形状可以是半圆形、三角形、四方形及梯形之中的一种。由此，所述凹坑130可由半球形、棱锥、多角形及棱柱等形状构成。在现有技术中涂小珠22和33时只能使用聚甲基丙烯酸甲酯小珠，因此所述小珠只能制造成半球形状。但是本发明中所述小珠可以制造成不同的形状，因此通过多种方式改善了其光扩散效果。
发明人为了根据凹坑的大小和间距设定浊度的范围，进行了模拟，结果如表一所示。此次模拟如图6(a)所示，基础素材520的上表面上形成光学显微结构层540(棱柱形)，下表面形成具有凹坑530的树脂层510来测定亮度。尤其是根据调整凹坑530的大小和间距来测定亮度。图6(b)和(c)显示当浊度为20％和40％时相应的凹坑的数目及凹坑之间的间距。
表一