包括转向膜和漫射体的显示器制造技术

本发明专利技术描述了具有观看区域的显示器。尤其是描述了如下显示器，该显示器包括光导、转向膜、包括两个偏振器的液晶模块以及设置为靠近顶部偏振器的漫射体。从光导提取并通过观看区域发出的光在转向膜的平面侧和底部吸收偏振器之间镜面透射。描述了可用作可切换显示器的显示器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括转向膜和漫射体的显示器
技术介绍
显示器通常在背光源中包括一定程度的漫射，以便隐藏光导和其它背光源部件中的外观缺陷和损坏。转向膜通过反射、折射或它们的组合将来自输入范围角度的光重定向到输出范围角度。
技术实现思路
在一个方面，本公开涉及一种具有观看区域的显示器。该显示器包括光导、设置为靠近光导的转向膜(该转向膜具有棱镜侧和平面侧，其中棱镜侧面向光导)、设置为靠近转向膜的液晶模块(该液晶模块包括底部吸收偏振器和顶部吸收偏振器，该液晶模块定向为使得底部吸收偏振器靠近转向膜)，以及设置为靠近顶部吸收偏振器的漫射体。从光导提取并通过观看区域发出的光在光导和转向膜的棱镜侧之间镜面透射。从光导提取并通过观看区域发出的光在转向膜的平面侧和底部吸收偏振器之间镜面透射。转向膜的平面侧为光学平滑的。在另一方面，本公开涉及一种具有观看区域的显示器。该显示器包括光导、设置为靠近光导的转向膜(该转向膜具有棱镜侧和平面侧，其中棱镜侧面向光导)、设置为靠近转向膜的液晶模块(该液晶模块包括底部吸收偏振器和顶部吸收偏振器，该液晶模块定向为使得底部吸收偏振器靠近转向膜)，以及设置为靠近顶部吸收偏振器的漫射体。从光导提取并通过观看区域发出的光在转向膜的平面侧和底部吸收偏振器之间镜面透射。附图说明图1是显示器的正视剖视图。图2是示出实施例和若干比较例的归一化照度对倾斜角的图。具体实施方式图1是显示器的正视剖视图。显示器100包括光导110、背反射器120、转向膜130、包括底部吸收偏振器142和顶部吸收偏振器144的液晶模块140，以及漫射体150。由于显示器100包括液晶层，所以可将其称为或认为液晶显示器或液晶显示屏(LCD)显示器。光导110可为任何合适的材料、形状或尺寸。在一些实施方案中，光导110可为丙烯酸类，丙烯酸类可有利于注模。在一些实施方案中，光导110可为或包括另一种聚合物。在一些实施方案中，光导110可为柔性光导或膜光导。光导110可包括任何合适的数量、形状和尺寸的提取特征部，包括例如隆起块、油漆点或压痕。可选择提取器的排布结构和构造以提供从注入到光导的一个或多个侧面中的光输出的总体上空间均匀的光。在一些实施方案中，光导110可为基本上平坦的；即，其可包括具有接近恒定厚度的中心波导部分。例如，光导的中心50％、70％或90％可具有变化不超过10％或5％或甚至1％的厚度。在一些实施方案中，光导110可为楔形的，并且可通过迫使光相对于顶部或底部表面增加并且最终超临界入射角来提取光。背反射器120设置在光导110后面或下面(即，距离其它显示器部件在光导110的相对侧上)。背反射器120可为任何反射材料或反射层。在一些实施方案中，背反射器120为聚合物多层光学膜，诸如增强型镜面反射器(ESR)(购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany,St.Paul,Minn.))。在一些实施方案中，背反射器120为漫射或朗伯反射器诸如白色反射器、镜面反射器诸如ESR，或具有朗伯和镜面反射特征之间的某处特征的半镜面反射器。背反射器120通过将光朝向其它部件反射回而有助于使光通过显示器的非观看侧的损失最小化。背反射器120可借助粘合剂层合至光导110，或背反射器120可为自由漂浮的；即，可不被粘附，而是简单地设置成紧挨着光导110或靠近光导110。转向膜130可为任何合适的厚度并且可由任何合适的材料制成。在一些实施方案中，转向膜130将由聚合物材料形成，诸如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)以及它们的共聚物和共混物。在一些实施方案中，转向膜130可为光学透明的或具有低雾度和高清晰度以避免不期望地散射的入射光。在一些实施方案中，转向膜可具有足够高的折射率，诸如1.5或更大，以确保在足够广的角度范围下发生全内反射。其它适当的材料包括丙烯酸类、聚苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸酯、聚丙烯、聚氯乙烯等。在一些实施方案中，可选择转向膜130的材料、尺寸或两者以便制备柔性膜。在一些实施方案中，转向膜130的顶部表面为平面的，意指基本上平滑的或光学平滑的。然而，在所有实施方案中顶部表面不需要完全平滑，并且只要表面不包含微结构(或结构化表面漫射体)就可认定为基本上平滑的表面。例如，在转向膜的顶部表面上可包括或掺入防浸润或防炫光的珠状涂层，并且出于该说明的目的，此类表面仍然可被认为是基本上平滑的或光学平滑的。在许多实施方案中，制造缺陷也可为不可避免的、对于实际目的而言不明显的、或难以控制的，并且这些缺陷不应被理解为不将此类表面认定为光学平滑的。在一些实施方案中，转向膜130的底部表面(面向光导120)为包括微结构的结构化侧或棱镜侧。这些微结构中的每个微结构可为线性微结构；即，微结构可以基本上相同或完全相同的横截面形状沿某一方向延伸。转向膜130的微结构，并且更具体地说转向膜130的结构化表面，可通过任何合适的工艺诸如微复制工艺形成。例如，结构化表面可通过切削(飞刀切削、螺纹切削、金刚石车削等)具有期望结构的负结构的合适工具并且将适形的但可固化或可硬化的材料抵靠工具表面按压来形成。随后使该材料硬化或固化(例如，通过暴露于光诸如紫外光)，使棱镜侧具有期望的特征。其它工艺可以是可能的，包括使用光刻法诸如结合浇铸和固化工艺的工具的双光子原模制作或甚至直接机加工或附加三维打印工艺，用经过电镀的、激光切削或蚀刻的工具进行浇铸和固化。转向膜的微结构可全部相同或其微结构可不同。在一些实施方案中，两种或更多种类型的微结构以一定样式或不以可识别的样式交替或变化。每个微结构可具有第一面和第二面。在一些实施方案中，第一面和第二面与平面侧的平面成第一角度和第二角度，并且这些角度可不同。在一些实施例中，第一面和第二面具有不同的形状；例如，从剖视图看，一面可为弯曲的并且一面可为平坦的或线性的。底部表面上的微结构的总体排布方式可具有任何合适的间距并且在微结构之间可具有或可不具有刃棱面(平坦区域)。微结构可为任何适当的尺寸，并且在许多情况下可为毫米级或微米级，在一些情况下在10微米和100微米之间或在10微米和300微米之间。对于底部结构化表面的所有或部分，微特征部的间距或尺寸可增加、减小、增大和减小皆有或保持恒定。微结构也可沿转向膜130的一个或多个部分改变形状、尺寸、旋转或间距。在一些实施方案中，微结构在空间上是变化的，并且在一些实施方案中可存在具有类似特征，但具有与转向膜130的相邻部分不同的特征的微结构的分立部分。从光导120发出的光在光导和转向膜130的棱镜侧之间镜面透射。如本文所用，镜面透射意指沿镜面透射的路径，不存在体积类型或表面类型中的任一种类型的漫射体或其它散射部件。例如，如果光学清晰粘合剂为非漫射和非散射的，则可使用该光学清晰粘合剂。非漫射和非散射可表征为小于5％的雾度或小于1％的雾度。液晶模块140包括底部吸收偏振器142和顶部吸收偏振器144。液晶模块可包括任何类型的液晶层，包括扭转向列型、超扭转向列型、IPS型(平面内切换)或其它类型。吸收偏振器可为任何合适的吸收偏振层，包括在聚乙烯醇(PVA)中的偏振元件(诸如碘染料)，其中一种或多种三乙酸酯(三乙酸纤维素或TAC)作为保护层。在一些实施方案中，转向膜130可层合至或粘附至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有观看区域的显示器，包括：光导；设置为靠近所述光导的转向膜，所述转向膜具有棱镜侧和平面侧，所述棱镜侧面向所述光导；设置为靠近所述转向膜的液晶模块，所述液晶模块包括底部吸收偏振器和顶部吸收偏振器，所述液晶模块定向为使得所述底部吸收偏振器靠近所述转向膜；和设置为靠近所述顶部吸收偏振器的漫射体，其中从所述光导中提取并通过所述观看区域发出的光在所述光导和所述转向膜的所述棱镜侧之间镜面透射；其中从所述光导提取并通过所述观看区域发出的光在所述转向膜的所述平面侧和所述底部吸收偏振器之间镜面透射；并且其中所述转向膜的所述平面侧为光学平滑的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.13 US 62/204,8101.一种具有观看区域的显示器，包括：光导；设置为靠近所述光导的转向膜，所述转向膜具有棱镜侧和平面侧，所述棱镜侧面向所述光导；设置为靠近所述转向膜的液晶模块，所述液晶模块包括底部吸收偏振器和顶部吸收偏振器，所述液晶模块定向为使得所述底部吸收偏振器靠近所述转向膜；和设置为靠近所述顶部吸收偏振器的漫射体，其中从所述光导中提取并通过所述观看区域发出的光在所述光导和所述转向膜的所述棱镜侧之间镜面透射；其中从所述光导提取并通过所述观看区域发出的光在所述转向膜的所述平面侧和所述底部吸收偏振器之间镜面透射；并且其中所述转向膜的所述平面侧为光学平滑的。2.根据权利要求1所述的显示器，其中所述转向膜的所述棱镜侧包括多个微结构，所述多个微结构中的每个微结构具有至少第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面分别与所述平面侧的平面成第一角度和第二角度，并且其中所述第一角度和所述第二角度不同。3.根据权利要求1所述的显示器，其中所述转向膜的所述棱镜侧包括多个微结构，所述多个微结构中的每个微结构具有至少第一侧面和第二侧面，其中所述第一侧面和所述第二侧面中的一者而不是两者包括弯曲小面。4.根据权利要求1所述的显示器，其中所述漫射体为体积漫射体。5.根据权利要求1所述的显示器，其中所述漫射体为表面漫射体。6.根据权利要求5所述的显示器，其中所述表面漫射体包括微复制表面。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯·A·约翰逊，
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