一种供背后照明显示器等东西使用的准直片，供准直片包括基体、在基体输出面上的为数众多的微透镜、在微透镜对面的基体面上的镜面反射层和在该反射层中直接与透镜阵列的微透镜相对应的为数众多的孔。镜面反射层可能与允许光线更容易通过的漫反射层相比相对地更薄。一个或多个电介体层可以放在一个或多个反射材料层的顶端上以进一步改善总的反射率。优选用激光照明薄膜输出面的激光熔蚀工艺在光的吸收和反射层中制作孔。激光借助透镜阵列的小透镜聚焦在光吸收层上，然后在光吸收和反射层中熔蚀出洞或孔。这样，孔与小透镜是自动对准的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用来在微透镜阵列薄膜中雕刻孔的方法和装置相关申请这份申请要求2005年6月29日申请的美国专利临时申请第60/694,838号的利益。上述申请的全部教导在此通过引证被并入。
技术介绍
现在平板显示器通常是超过阴极射线管在从台式电脑和笔记本电脑到电3见荧屏的各式各样的应用中优选的。液晶显示器(LCD)再现的图像的感官质量在很大程度上取决于它提供高的亮度和对比度的能力。这样的显示器普遍使用背面照明设计，其中光漫射板净皮;改在光源和液晶板之间。把一个或多个准直薄片i文在光漫射寺反之上或附近也是共同的。准直薄膜起增加显示器亮度(最想要的特性)的作用。一种类型的准直薄膜把在薄膜基体的一个面上模塑成形的或浇注的棱镜线性阵列合并。通常，棱镜有90。的坡口角度，而的或倾4牛的光线改变方向进入同轴发射方向。此外，这个类型的准直薄膜是相对容易生产的，因为模塑成形工艺和模子生成(即，加工)工艺两者都是相对筒单的。最后，因为TIR和折射过程是无损失的(即，非吸收的)，所以这个类型的准直薄膜倾向于有高流明效率。然而，这种基于棱镜的准直薄膜有两个重要的缺点。第一，该准直光的发射轮廓非常宽广，发射包迹的半角大约为土530。，这个角度对于大多数应用通常比理想的包迹宽度宽得多。第二，发射包迹的形状不能通过调整或修改使预期的形状适合于预期的背面照明应用。换言之，因为90。棱镜的几何形状对于最大的准直是固定的，所以没有能通过调整修改包迹形状的自由的几何参数。另一种类型的准直薄膜把在基体一个面上的微透镜阵列与在另一面上的反射表面合并，在该反射表面中有与《鼓透镜相对应i也安4非的洞或孔。该反射表面面向背面照明或光源;故置，而来自光源的光线要么是被反射表面反射要么是穿过孔。名义上当光穿过孔的时候它将被对应的小透镜折射到准直方向。这种类型的准直薄膜有超过基于棱镜的准直薄膜的一些利益。明确地说，发射包迹的宽度能比土30。小得多，降到土5。以下。此外，因为发生会聚的光的数量由于减少了发射角而比较大，所以使用基于微透镜的准直元素的背面照明所产生亮度实质上能被改善。然而，尽管它有利益，以」微透镜为基础的准直薄膜已被证明难以制造。通常，孩i透镜的跨距大约为50微米，而孔的宽度大约为15孩￡米，所以为了起作用，孔必须4艮好地对准小透4竟的光轴或以小透镜的光轴为中心。业已发现，在反射层中形成直径只有几个微米的孔是棘手的，而在同时实现与小透镜对准的时候这么做是才及端困难的，尤其是在大的区域上。然而，至少克月良一些困难的一种方法是采用光刻工艺。依照这个多步骤工艺，如同美国专利第6,633,351号教导的那样，通常的光刻步骤包括l)涂抗蚀层(到与微透镜相对的侧面)、2)曝光(通过樣i透镜)、3)曝过光的抗蚀层显影、4)蚀刻、5)除去抗蚀层、最后6)形成反射膜。此外，步骤3、 4、 5包括湿处理而且需要耗费相当多的时间和材料才能完成。因此，由此产生的准直薄膜将有异常昂贵的生产成本，而且终产品将是昂贵的禁止并入任何对成本敏感的背后照明应用。关于这些类型的薄膜和背后照明显示系统的进一步的信息请看美国专利第5,453,876、 5,598,281、 5,870,224、 6,327,091、6,421,103、 6,633,351、 6,697,042和6,876,408号。
技术实现思路
因此，提供一种有高输出亮度的、其输出准直包迹可能只有±5。的、其输出发射轮廓是可调整的、有高流明效率的、容易用最少的加工步骤制造的、低成本的准直薄膜在本专利技术的目的之中。创造一种输出光以小于土30。的角度发散而且在使用中与大多数的背面照明相容的有效的和低成本的准直薄膜也是本专利技术的目的。另 一个目的是提供一种反射层比^^薄以致以斜角进入的光将更可能无衰减地通过的准直薄膜。又一个目的是提供一种提供改善的光线再循环的准直薄膜。进一步的目的是提供容易制造的成本比现有薄膜低的这样的薄膜。更进一步的目的是提供能调整到特殊需要的光学轮廓的这样的薄膜。依照本专利技术的一个方面，准直片包括基体、在基体的丰俞出面上的为数众多的微透镜、在与樣t透镜相对的基体面上的镜面反射层和在反射层中与透镜阵列的微透镜直接对应的为数众多的孔。 镜面反射层与漫反射层相比可能相对地更薄，允许光更容易通 过。在其它的实施方案中， 一个或多个绝缘材料层被放在一个或 多个反射材料层的顶端上。这进一步改善由此产生的薄膜的总反 射率。在进一步的实施方案中，薄膜包括基体、在基体输出面上的 孩吏透镜阵列、在基体输入面上的光吸收层和在光吸收层的，俞入面 上的反射层。孔是用激光熔蚀工艺在光吸收和反射层中制作的， 其中激光照射该薄膜的输出面。激光借助透镜阵列的小透镜聚焦 在光吸收层之上，然后在光吸收和反射层中熔蚀出洞或孔。这样，那些孔是自动对准小透镜阵列的。基体的厚度是这样 选定的，以致熔蚀而成的孔驻留在小透镜的焦平面中，这意味着 穿过孔的任何光线实质上是用它对应的小透镜准直的。附图说明上述内容将通过下面在附图中举例i兌明的本专利技术的示范性 实施方案的更具体的描述变得显而易见，在这些附图中相似的参 考符号在不同的视图中处处表示相同的部分。这些图画不必依比 例绘制，而是强调举例说明本专利技术实施方案。图1是准直片的一个实施方案的侧3见图。图2是按六角形排列塞满微透镜的准直片的俯视图。 图3是按矩形排列塞满樣i透镜的准直片的俯视图。图4A是从输入面看到的圆形孔阵列的特写视图。图4B是从输入面看到的非圆形孔阵列的特写视图。图4C是从输入面看到的利用两个部分重叠的孔形成的非圆 形孔阵列的特写^L图。图5A是球形微透镜的特写^L图。图5B是非球形微透镜的特写视图。图6A是球形透镜实施方案的视图。图6B是非球面透镜实施方案的视图。图7是展示如"f可利用激光熔蚀形成孔的视图。图8A是有平坦表面的孔的特写视图。图8B是有手感粗糙的表面的孔的特写视图。图8C是表面有屈光力的孔的特写^L图。图9举例i兌明安置在孔中的防反射材料。图10A是3皮部分填充的孔的特写^L图。图IOB是被完全填充的孔的特写视图。图11是展示来自一个孔的光能怎样到达毗连的微透镜随后 被吸收的光线轨迹。图12是展示孔径比定义的图表。图13是采用不同的孔尺寸时相对强度输出的曲线图。图14展示准直片能怎样用于显示器的边缘被照亮的背面照 明系统。图15展示准直片能怎样用于显示器的被直接照亮的背面照 明系统。图16和图17是激光熔蚀装置的一般的示意图和4^详细的等 角#见图。图18A、18B、19A和19B是激光熔蚀装置的侧视图和俯视图， 展示用来雕刻孔的垂直和水平平移。图20A和图20B是在熔蚀之前和之后的金属/电介体层的视图。图21A至21C举例说明用来形成反射层的各个工艺步骤的一 个可能的顺序。图22A至22E是形成反射层的替代方法。具体实施方法
本专利技术的优选实施方案描述如下。在一个实施方案中，本专利技术包括一种薄膜，该薄膜有基体、 在该薄膜的输出面上的透镜阵列和在安装在该薄膜的输入面上 的透镜阵列的小透镜的焦点位置或在所述焦点位置附近有孔的 镜面反射层。另外，光吸收层有相似的孔，可以安装在基体和反10射层之间以促进孔的形成和杂散光吸收。此外，4竟面反射层可能 包括f丈层电介体和/或分层的金属材料。本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用来制作准直片的方法，该方法包括： 提供有光学输入面和光学输出面的基体； 在基体的输出面上形成为数众多的微透镜； 提供反射材料层；以及 用激光熔蚀工艺在反射材料层中形成为数众多的孔。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯F蒙罗，
申请(专利权)人：瑞弗莱克塞特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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