一体式光学膜组件制造技术

本发明专利技术提供了一种一体式光学膜叠堆，其包括：光重定向膜组件；光漫射膜组件；和光学粘合剂；其中光重定向膜组件和光漫射膜组件非连续地物理耦合以最小化光学耦合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一体式光学膜组件
本专利技术涉及具有改进的粘结强度、外观和期望光学特性均匀性的一体式光学膜叠堆(即，光学膜的粘结组件，特别是包括光重定向膜组件和光漫射膜组件的组件)的新构造。
技术介绍
诸如背光液晶显示器(LCD)的光学显示器用于大量的设备应用，包括移动电话、个人数字助理(PDA)、电子游戏、膝上型计算机、监视器以及电视机显示屏。通常多个光学膜堆叠在光学显示器内，以便提高亮度及改进显示性能，而不牺牲电池使用寿命。理想的是，光学膜以使得在相邻膜之间保持气隙的方式堆叠以优化光学性能。目前，显示器中使用的膜通常作为单独的膜提供给显示器制造商。膜典型地包括用于对膜进行取向和定位的突片以及用于保护膜表面的覆盖片。在显示器的组装过程中，将覆盖片移除，并且例如将膜逐个地堆叠到装配在背光组件和LCD面板之间的框架中。将双层涂覆的垫带放置在经堆叠的膜上，从而密封膜的边缘。然后将覆盖片放置在垫带上。为了完成显示器，将覆盖片移除，并且将LCD面板粘合到垫带。所得的单独光学膜的叠堆体积大。这个过程在时间和材料方面是困难且昂贵的。在膜上形成突片增加了所产生的废料量，并且增加了必须围绕显示器的周边延伸以覆盖突片的边框或边缘的宽度。因为突片延伸到垫带的边缘，所以形成了允许碎片进入并沉淀在膜之间的路径。从单独的膜移除覆盖片会增加组装时间和损坏膜的可能性。此外，由于光学膜是以更薄的变体制成的，因此用手或机器处理单独的光学膜变得越来越困难。因此，解决这些问题将会通过提高组装效率和减少受损膜的数量来增加产品产量。美国专利No.7,339,635(Freking等人)公开一种例示性方法，由此将光学膜堆叠并且布置成子组件以减少在随后的设备制造操作中对单独的层的处理。在许多应用中，如果可结合两个或更多个光学膜以形成一个一体式膜，则对于制造、处理和成本原因将是有利的。然而，以消除对许多光学膜的性能重要的空气/聚合物界面的方式将两个或更多个光学膜结合到一个一体式膜组件中的动作导致膜的“光学耦合”，该“光学耦合”降低其中膜为组分的最终产品的期望光学性能。许多光学膜和组件部分地依赖于光通过一个或多个空气/聚合物界面以实现期望的(一种或多种)光学效果。存在对一体式(即“机械耦合”)光学膜叠堆的替代构造的需要，其中两个或更多个光学膜以有效配置布置，以赋予期望的组合性能，同时基本上保持期望的空气/聚合物界面(即，最小化“光学耦合”)。存在对包括光重定向膜和光漫射膜的一体式光学膜叠堆的替代构造的需要。
技术实现思路
本专利技术提供包括光重定向膜和光漫射膜的一体式光学膜叠堆的新颖构造，该光重定向膜和光漫射膜以机械坚固配置物理耦合，同时使其光学耦合的程度最小化。理想的是，光学膜以使得在相邻膜之间保持间隙(典型地只是称为“气隙”的空气空间)的方式堆叠以优化光学性能。典型的光学膜材料具有约1.5的折射率。当相邻的光学膜之间存在气隙时，以大于全内反射角(TIR角)的角度行进的光被捕获在每个光学膜内。有时将此类配置描述为被“光学解耦”并且获得了期望的光学性能。当两个光学膜之间的间隙被第三光学材料例如光学透明的粘合剂填充时，光学膜的期望的全内反射界面受到损害，高角度的光将从一个光学膜行进到另一个，从而使所得的光学性能降低。这种情况下的两个光学膜有时称为被“光学耦合”。简而言之，本专利技术的光学膜叠堆包括(a)光重定向膜组件；(b)光漫射膜组件；和(c)光学粘合剂。光重定向膜组件包括光重定向膜并且具有第一结构化主表面和相对的第二主表面。光漫射膜组件具有第一主表面和相对的第二主表面。光重定向膜组件的第二主表面具有突出部和围绕该突出部的平台部分的阵列。光重定向膜组件的第二主表面朝向光漫射膜组件的第一主表面取向。光学粘合剂在光漫射膜组件的第一主表面上的层中。光重定向膜组件的第二主表面上的突出部延伸到光学粘合剂层中并且粘附到光学粘合剂层，使得光重定向膜组件和光漫射膜组件非连续地物理耦合。本专利技术提供具有若干出人意料的优点的新颖构造或膜组件。利用本专利技术，可更有效地制造包括光学膜叠堆的多种形式的光学叠堆和设备，并且若需要的话使用更薄的组成光学膜。所得的光学叠堆可提供迄今为止尚未获得的性能组合，诸如高光学增益耦合鲁棒的机械耐久性。附图说明将参考附图对本专利技术作出进一步说明，其中：图1为本专利技术的例示性光学膜叠堆的一部分的示意性剖视图；以及图2为图1的光重定向膜组件的第二主表面的示意性平面图；图3为本专利技术的光学薄膜叠堆的例示性实施方案的光重定向膜组件的一部分的示意性剖视图；图4为本专利技术的光学膜叠堆的例示性实施方案的光漫射膜组件的一部分的示意性剖视图；图5和图6为本专利技术的光学膜叠堆的例示性实施方案的光重定向膜组件的第二主表面的一部分的示意性透视图；以及图7为本专利技术的光学膜叠堆的例示性实施方案的光重定向膜组件上的两个例示性突出部的示意透视图。这些图未按比例绘制，并且旨在仅为例示性的而非限制性的。为了便于理解本说明，示出共同的x-y-z取向系统中每个图的取向。具体实施方式图1示出本专利技术的例示性光学膜叠堆。光学膜叠堆10包括光重定向膜组件12、光漫射膜组件14和光学粘合剂16。光重定向膜组件12和光漫射膜组件14物理耦合，并且共同称为一体式光学膜叠堆10。光重定向膜组件12包括光重定向膜18并且具有第一结构化主表面20和相对的第二主表面22。第二主表面22具有突出部24和围绕突出部24的平台部分26的阵列。光漫射膜组件14具有第一主表面28和相对的第二主表面30。光重定向膜组件12的第二主表面22朝向光漫射膜组件14的第一主表面28取向。光学粘合剂16在第一主表面28上的层中。光重定向膜组件12的突出部24延伸到光学粘合剂层中并且粘附到光学粘合剂层，使得光重定向膜组件12和光漫射膜组件14物理耦合到一体式光学膜叠堆10中。如图1所示，根据本专利技术，光重定向膜组件12和光漫射膜组件14经由粘附到具有对应于平台部分26的开口32的光学粘合剂16的突出部24耦合，在开口32中保持空气界面以最小化物理耦合的光重定向膜组件12和光漫射膜组件14之间的光学耦合程度。所得的光学膜叠堆的功能性在很大程度上由组成光重定向膜组件12、光漫射膜组件14和光学粘合剂16的选择来确定。光重定向膜组件在本专利技术的光学叠堆中使用的光重定向膜通常具有多个微结构，以赋予光学膜叠堆期望的光管理特性。在许多典型的实施方案中，微结构是线性微棱镜阵列(例如，此类膜常常被称为“棱镜膜”)或其它透镜状特征结构。微结构具有选择的几何形状，以赋予光学膜叠堆期望的光管理特性。本领域的技术人员将能够容易地选择合适的光重定向膜，其具有适当的配置，以提供期望的光学性能。结构化特征结构可为促进包括棱镜和/或透镜的复制表面结构的任何全内反射(“TIR”)。应当理解，表面结构可为连续的或分段连续的。应当理解，该特征结构的尺寸可为均匀的或不规则的(例如，具有无序变化)。虽然通常主要使用线性结构，但是可施行沿线性结构的峰或峰到峰的平面内蛇形变化和/或高度变化。光重定向膜组件包括光重定向膜，并且在一些实施方案中可基本上由光重定向膜组成。光重定向膜组件具有第一主结构化表面和相对的第二主结构化表面。在图1所示的实施方案中，光重定向膜组件12由光重定向膜18组成。组件12的第一主表面2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学膜叠堆，包括：(a)光重定向膜组件，所述光重定向膜组件包括光重定向膜并且具有第一结构化主表面和相对的第二主表面；(b)光漫射膜组件，所述光漫射膜组件具有第一主表面和相对的第二主表面；和(c)光学粘合剂；其中：所述光重定向膜组件的第二主表面具有突出部和围绕所述突出部的平台部分的阵列；所述光重定向膜组件的第二主表面朝向所述光漫射膜组件的第一主表面取向；所述光学粘合剂在所述光漫射膜组件的第一主表面上的层中；并且所述光重定向膜组件的第二主表面上的所述突出部延伸到所述光学粘合剂层中并且粘附到所述光学粘合剂层，使得所述光重定向膜组件和所述光漫射膜组件非连续地物理耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.10 US 62/293,6891.一种光学膜叠堆，包括：(a)光重定向膜组件，所述光重定向膜组件包括光重定向膜并且具有第一结构化主表面和相对的第二主表面；(b)光漫射膜组件，所述光漫射膜组件具有第一主表面和相对的第二主表面；和(c)光学粘合剂；其中：所述光重定向膜组件的第二主表面具有突出部和围绕所述突出部的平台部分的阵列；所述光重定向膜组件的第二主表面朝向所述光漫射膜组件的第一主表面取向；所述光学粘合剂在所述光漫射膜组件的第一主表面上的层中；并且所述光重定向膜组件的第二主表面上的所述突出部延伸到所述光学粘合剂层中并且粘附到所述光学粘合剂层，使得所述光重定向膜组件和所述光漫射膜组件非连续地物理耦合。2.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述光重定向膜组件为单层结构。3.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述光重定向膜组件为多层结构。4.根据权利要求3所述的光学叠堆，其中所述光重定向膜组件包括聚合物膜，所述聚合物膜包括折射率为约1.64至约1.7的透镜状特征结构的阵列，并且所述突出部包含折射率为约1.48至约1.51的聚合物材料。5.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述突出部具有约4微米至约15微米的高度。6.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述突出部具有约8微米至约10微米的高度。7.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述突出部具有约4微米至约70微米的最长基部尺寸。8.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述突出部具...

【专利技术属性】
技术研发人员：特里·D·彭，王庆兵，丹尼尔·J·泰斯，郝恩才，基思·R·布吕塞维茨，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US