光学叠堆制造技术

本发明专利技术描述了一种光学叠堆，所述光学叠堆包括周期性变化的光学膜层和用于减少莫阿条纹的光栅组件。所述光栅组件包括第一层和第二层，其中所述第一层和所述第二层之间的界面限定具有峰到谷高度和折射率对比差的光栅。所述折射率对比差乘以所述峰到谷高度可以在150nm和350nm之间，并且所述光栅具有在2微米至50微米范围内的间距。所述第一层和所述第二层中的每一者可以是粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层或可溶树脂层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学叠堆
技术介绍
周期性光学膜可以出于各种原因被放置在显示器上。例如，包括周期性百叶窗的膜可以用作防窥膜。当放置在显示器中周期性排列的像素上时，周期性光学膜倾向于产生不需要的莫阿条纹图案。
技术实现思路
在本说明书的一些方面，提供了光学叠堆，该光学叠堆包括光栅组件和与光栅组件相邻地设置的周期性变化的光学膜层。光栅组件包括第一层和第二层，并且第一层和第二层之间的第一界面限定第一光栅。第一层具有折射率n1，第二层具有折射率n2，第一光栅具有峰到谷高度h1，并且|n1-n2|乘以h1介于150nm和350nm之间。第一光栅具有在2微米至50微米范围内的第一间距。第一层和第二层均选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。在本说明书的一些方面，提供了偏振器叠堆，该偏振器叠堆包括光栅组件和与光栅组件相邻地设置的偏振器。光栅组件包括第一层和第二层，并且第一层与第二层之间的第一界面限定第一光栅。第一层具有折射率n1，第二层具有折射率n2，第一光栅具有峰到谷高度h1，并且|n1-n2|乘以h1介于150nm和350nm之间。第一光栅具有在2微米至50微米范围内的第一间距。第一层和第二层均选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。偏振器叠堆在一体式叠堆中。在本说明书的一些方面，提供了光学叠堆，该光学叠堆包括第一光栅和与第一光栅相邻地设置的周期性变化的光学膜层。第一光栅具有周期性调制的折射率，并且包括交替的第一区域和第二区域，第一区域具有折射率n1，第二区域具有折射率n2。第一光栅具有厚度h，并且|n1-n2|乘以h介于150nm和10微米之间。第一光栅在第一方向上具有在2微米至50微米范围内的第一间距。光学叠堆被构造为放置在显示器上或者放置在背光源和显示器面板之间。在本说明书的一些方面，提供了光学叠堆，该光学叠堆包括百叶窗膜和邻近百叶窗膜的第一光栅。第一光栅具有周期性调制的折射率，并且包括交替的第一区域和第二区域，第一区域具有折射率n1，第二区域具有折射率n2。第一光栅具有厚度h，并且|n1-n2|乘以h介于150nm和10微米之间。第一光栅在第一方向上具有在2微米至50微米范围内的第一间距。光学叠堆是一体式叠堆。附图说明图1为光栅组件的剖视图；图2A为光栅组件的剖视图；图2B为光栅组件的示意性剖视顶部透视图；图3为光栅组件的剖视图；图4为光栅组件的剖视图；图5为不连续层的示意性剖视顶部透视图；图6为光栅组件的剖视图；图7为光栅组件的剖视图；图8A至图8G示出了制备光栅组件的过程图9A至图9F示出了制备光栅组件的过程；图10A至图10F示出了制备光学叠堆的过程；图11示出了制备光栅组件的过程；图12为光栅组件的剖视图；图13为光学叠堆的剖视图；图14A至图14B为显示器的示意性剖视图；图15为设置在显示屏上的光学叠堆的剖视图；图16至图18为光学叠堆的剖视图；图19为光学系统的示意性侧视图，该光学系统包括图18的光学叠堆；以及图20为光学叠堆的拆分正面侧视剖视图。具体实施方式在下面的描述中，参照了形成本说明书的一部分的一组附图，并且在附图中以例证方式示出了具体实施方案。附图未必按照比例绘制。除非另外指明，否则一个实施方案的类似的特征结构可包括相同的材料、具有相同的属性并且用作与其它实施方案类似的特征结构相同或类似的功能。即使未明确说明，适当时，针对一个实施方案描述的附加或任选特征结构也可为其它实施方案的附加或任选特征结构。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其它实施方案。因此，以下具体实施方式不被认为具有限制意义。如本文所用，层、部件或元件可被描述为彼此相邻。层、部件或元件可通过直接接触、通过一种或多种其它部件连接或通过与相邻部件保持在一起或彼此附接而彼此相邻。直接接触的层、部件或元件可描述为彼此紧邻。具有结构化表面或结构化界面的光栅组件可以提供有用的光学效应。例如，结构化表面或结构化界面可提供对透射穿过制品的光的衍射。根据本说明书，已发现，例如当与被放置在显示器上或背光源和显示器面板之间的周期性变化的光学膜一起被包括时，光栅组件可以被选择来减少莫阿条纹。图13为包括光栅组件1300和光学膜1330的光学叠堆1399的剖视图。光栅组件1300包括第一层1310和第二层1320，第一层1310和第二层1322之间的界面1335限定光栅1335a。光学膜1330包括设置在基底1333上的周期性变化的光学膜层1331。在所示实施方案中，周期性变化的光学膜层1331包括多个周期性排列的棱镜，其中在相邻棱镜之间具有基本上恒定的间距。光栅组件1300可被适配成在放置在显示器上或放置在显示器面板和背光源之间时产生衍射峰，减少由光学膜1330与显示器的相互作用产生的莫阿条纹的出现。光栅1335a具有峰到谷高度h和间距P。第一层1310具有折射率n1，第二层1320具有折射率n2。可以选择峰到谷高度h、间距P和折射率对比差(界面1335相反两侧上的材料的折射率差的绝对值|n1-n2|)以产生所需的衍射程度，如在本文别处进一步描述的那样。在一些实施方案中，第一层1310和第二层1320均选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。可例如通过将树脂抵靠基底1333进行浇铸并且使其抵靠结构化工具固化以形成第二层1320，来制成光栅组件1300。然后可以将第一层1310涂覆到第二层1320上。在这种情况下，例如，第二层1320可以是交联树脂层，第一层1310可以是粘弹性或弹性体粘合剂层。在一些实施方案中，本说明书的光栅组件包括粘合剂(例如，粘弹性或弹性体粘合剂)外层，使得光栅组件可以是可用于将周期性变化的光学膜层合到另一层或层合到显示器表面的光学粘合剂。其他光栅组件和制备光栅组件的方法在本文别处进一步描述。根据本说明书，已发现，能够用来减少显示应用中的闪光的光栅结构也能够用于减少莫阿条纹。产生受控衍射程度的光栅结构描述于PCT公布WO2015/191339(Sitter等人)，该专利公布以不与本说明书矛盾的程度据此以引用方式并入本文。通常期望衍射光栅产生减少莫阿条纹而不降低感知的图像分辨率的低阶衍射峰。本说明书的光学叠堆可包括光栅，这些光栅有效地产生来自显示器的入射在光学叠堆主表面上的光的衍射。由衍射光栅产生的衍射峰的强度分布是整个光栅的折射率对比差与光栅的峰到谷高度的乘积的函数。如本文所用，除非另外指明，否则折射率和折射率对比差是指使用在25℃和大气压下波长为532nm的光的折射率测量值。可以调节折射率对比差与峰到谷高度的乘积，使得减少莫阿条纹的衍射峰以相对较高的强度出现，而降低有效分辨率的衍射峰以较低的强度出现或根本不出现。折射率对比差与峰到谷高度的乘积的可用值的范围可取决于光栅的形状。光栅可以具有周期性重复的任何形状，例如正弦波形状、方波形状、立方角形状，光栅也可以具有其他周期性重复的规则或不规则形状。光栅可以是单向的(即，在一个方向呈周期性并且在基本上正交的方向上延伸)，或者可以是双向的，在两个方向上重复一种形状。在一些实施方案中，光栅相对于周期性变化的光学膜层以倾斜角度(例如，5度至85度、或10度至80度)取向。例如，在一些实施方案中，光栅在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学叠堆，包括：光栅组件，所述光栅组件包括第一层和第二层；以及周期性变化的光学膜层，所述周期性变化的光学膜层与所述光栅组件相邻地设置，其中所述第一层与所述第二层之间的第一界面限定第一光栅，所述第一层具有折射率n1，所述第二层具有折射率n2，所述第一光栅具有峰到谷高度h1，其中|n1‑n2|乘以h1在150nm和350nm之间，并且所述第一光栅具有在2微米至50微米范围内的第一间距，并且其中所述第一层和所述第二层中的每一者选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.09 US 62/265,1131.一种光学叠堆，包括：光栅组件，所述光栅组件包括第一层和第二层；以及周期性变化的光学膜层，所述周期性变化的光学膜层与所述光栅组件相邻地设置，其中所述第一层与所述第二层之间的第一界面限定第一光栅，所述第一层具有折射率n1，所述第二层具有折射率n2，所述第一光栅具有峰到谷高度h1，其中|n1-n2|乘以h1在150nm和350nm之间，并且所述第一光栅具有在2微米至50微米范围内的第一间距，并且其中所述第一层和所述第二层中的每一者选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。2.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第一层为第一粘弹性或弹性体粘合剂层。3.根据权利要求2所述的光学叠堆，其中所述第二层为第二粘弹性或弹性体粘合剂层。4.根据权利要求2所述的光学叠堆，其中所述第二层为交联树脂层或可溶树脂层。5.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第一间距沿第一方向并且所述周期性变化的光学膜层具有沿不同的第二方向的第二间距。6.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述光栅组件还包括第三层，所述第三层背对所述第一层而与所述第二层相邻地设置，所述第一层为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，所述第二层为紧邻所述第一层设置的交联树脂层或可溶树脂层，并且所述第三层为紧邻所述第二层设置的第二粘弹性或弹性体粘合剂层。7.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第一光栅为双向光栅。8.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述周期性变化的光学膜层为百叶窗膜。9.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述周期性变化的光学膜为具有主表面的不对称转向膜，其中所述主表面包括多个微结构，每个微结构包括具有第一形状的第一面和具有不同的第二形状的第二面。10.一种光学系统，包括：第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源具有不同取向的光分布；以及根据权利要求9所述的光学叠堆，其中来自所述第一光源的光优先地被所述第一面而不是所述第二面反射；并且其中来自所述第二光源的光优先地被所述第二面而不是所述第一面反射。11.根据权利要求10所述的光学系统，还包括显示器表面，所述光学系统具有两种显示模式，其中在所述第一种模式下，所述显示器表面发射具有第一组特征视角的光，并且其中在所述第二种模式下，所述显示器表面发射具有第二组特征视角的光，其中所述第一组特征视角和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：布雷特·J·西特尔，马修·M·斐利比，玛莉·M·皮乔塔，张弛，丹尼尔·W·亨嫩，加里·T·博伊德，迈克尔·E·劳特斯，
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