使用屋脊棱镜二维阵列的转向薄膜制造技术

本发明专利技术一般地涉及一种用于提供光变向的光学转向薄膜（３６），其包括：（ａ）用于接受入射光的输入表面，所述输入表面包括多个以二维阵列排列的屋脊棱镜结构；和（ｂ）基本上平面的输出表面（３８）。与一系列屋脊棱镜结构（２６）配置的转向薄膜（３６）的使用消除了对具有单独底部棱镜结构的需要。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及用于强化来自二维表面的亮度的显示器照射制品并且更具体地涉及使用一系列屋脊棱镜结构的二维转向薄膜以使来自导光板的光改变方向。
技术介绍
虽然LCD显示器提供了一种紧凑轻质的CRT监视器的替换物，但是对于LCD显示器来说，其许多应用不是令人满意的，这是由于低水平的明亮度(brightness)，或者更严格地说是低水平的亮度(luminance)造成的。用于常规便携式计算机显示器的透射LCD是一类逆光照明的显示器，其具有位于LCD后面的供光表面，向外朝着LCD直射光。供光表面本身提供基本上朗伯照射，也就是说，在大范围的角度上具有基本上恒定的亮度。为了增加同轴和近轴亮度，许多明亮度增强薄膜已被提出，使这种具有朗伯分布的光中的一部分朝着相对于显示表面的法线改变方向。所提出的用于使LCD显示器和其它类型的逆光照明的显示器明亮度或亮度增强的解决方案如下美国专利5,592,332(Nishio等)公开了使用两个相交的双凸透镜表面用于在LCD显示仪器中调整光的角度范围；美国专利5,611,611(Ogino等)公开了一种背面投影显示器，其使用菲涅耳和双凸透镜板的结合以获得期望的光散度和亮度；美国专利6,111,696(Allen等)公开一种用于显示器或照明器材的明亮度增强薄膜。对于′696专利中所公开的光学薄膜来说，面对照射源的表面是光滑的；另一表面具有一系列结构如三棱镜，以使照射角改变方向。′696专利中公开的薄膜使离轴光折射，为较小角度的直射光提供了校正度。然而，这种薄膜对于使离轴光改变方向来说发挥最佳功用；与薄膜表面正交的入射光可被反射回光源，而未被透射；美国专利5,629,784(Abileah等)公开各种实施方案，其中使用棱镜板以强化反射类型的LCD显示器的明亮度、对比度和色彩均匀性。在′784专利中公开的实施方案中，类似于Allen等的′696专利中的明亮度增强薄膜排列有结构化表面，其面对反射光的光源，以提供改善的亮度以及减小的环境光效果。因为这种元件与反射成像装置一起使用，所以′784公开的棱镜板被置于观察者和LCD表面之间，而不是位于透射LCD体系所用的位置(即在光源和LCD之间)；美国专利申请公开2001/0053075(Parker等)公开了各种类型的表面结构，其用于LCD显示器的光变向薄膜中，包括棱镜及其它结构；美国专利5,887,964(Higuchi等)公开了一种透明的棱镜板，其具有沿各个表面延伸的棱镜结构以在LCD显示器中改善逆光传播和亮度。如相对于上述Allen等的′696专利来说，使用这种排列，许多同轴光被反射而不是被透射。相对于光源，在Higuchi等的′964公开内容中，棱镜板的取向与′696公开内容中所用的棱镜板反向。在′964公开内容中所述的排列仅可用于小型手持显示器并且没有使用朗伯光源；美国专利6,356,391(Gardiner等)公开了一对用于在LCD显示器中使光改变方向的光学转向薄膜，其使用一系列棱镜，其中棱镜可具有不同尺寸；美国专利6,280,063(Fong等)公开了一种明亮度增强薄膜，在该薄膜的一侧具有棱镜结构，其具有钝化或圆形的峰；美国专利6,277,471(Tang)公开了一种明亮度增强薄膜，其通常具有多个三棱镜结构，所述三棱柱结构具有弯曲的小平面。美国专利5,917,664(O′Neill等)公开了一种明亮度增强薄膜，与常规薄膜类型相比，其具有“软”截止角，由此当视角增加时，缓和亮度变化；美国专利5,839,823(Hou等)公开了一种使用一系列微棱镜的照射系统，具有用于非朗伯光源的光循环；和美国专利5,396,350(Beeson等)公开了一种具有光循环部件的逆光仪器，其使用一系列与光源接触的用于在照射仪器中使光变向的微棱镜，其中热可能是一种问题并且其中较不均匀的光输出是可接受的。虽然常规方法，如上文所述公开内容中所提到的那些，提供了在低视角明亮度增强的某些措施，但是这些方法存在缺点。一些如上所述的解决方案对于使光在更优选范围的角度内重新分布来说是更有效的，但对于使光朝最佳同轴观察所用的法线改变方向来说并不是如此。常规明亮度增强薄膜解决方案具有定向偏差，对于使光在一个方向上改变方向发挥最佳功用。例如，明亮度增强薄膜可以使光路在相对于显示面的宽度方向改变方向，但对于正交长度方向上的光有极小作用或没有作用。结果，多个正交相交的板必须被重叠，以便在不同方向使光改变方向，通常用来在相对于显示面的水平和垂直方向上使光改变方向。必然地，这类方法在某种程度上是一种折衷；这种方法对于与两个正交轴的对角线方向上的光来说不是最佳的。如上述专利文献中所公开的，已经提出过明亮度增强制品，其具有各种型式的形成在基底材料的顶面上的折射表面结构，包括使用多个突出的棱镜形状(作为单独的棱镜结构的基体和作为伸长的棱镜结构)以及棱镜(面向和面离光源)顶点的排列。在很大程度上，这些解决方案仍然显示出定向偏差，在实际应用中需要使用多个板。现有移动式设备的逆光系统的一个问题涉及需要使来自致密源，如CCFL灯泡的光均匀地在二维表面改变方向，其中光源被置于二维表面的一个边缘。常规光导板是这样实现这种功能的，使用打印点图案或刻蚀表面与漫射薄膜的结合以使来自边缘光源的光漫射并且提供均匀的逆光照射。定向转向薄膜，如装备有可以从Clarex，Inc.获得的HSOT(高度散射光学透射)光导板的那些提供了一种提供这类均匀逆光的改进的解决方案，无需漫射薄膜或在制造中进行点打印。HSOT光导板及其它类型的定向转向薄膜以不同组合使用棱镜结构阵列，使来自导光板的光朝相对于二维表面的法线改变方向。参考附图说明图1，显示了导光板10的总体功能。来自光源12的光在输入表面18是入射的并且进入导光板10，所述导光板10典型地是楔形的，如图所示。光在导光板10内传播直到全内反射(TIR)条件被破坏，然后，可能从反射表面42被反射，在输出表面16离开导光板。这种光然后来到转向薄膜22并且被导向以照射光选通装置20如LCD或其它二维逆光照明的元件。为使光沿二维表面分布，导光板10和其载体元件典型地被设计以提供光变向和一定量的减小波束角发散性的校准。例如，Tai的题为″Divergent Angle Rotator System and Method for CollimatingLight Beams″的美国专利5,854,872公开了一种导光板，其使用一系列伸长的微棱镜以使来自一个或多个光源的光改变方向并进行校准。在Tai的′872专利中公开的装置中，导光板具有在一个方向伸长的光输出侧上的第一组棱镜结构以提供校准和在正交方向伸长的对侧上的第二组棱镜结构并且提供校准和TIR反射。参考图2，显示了这种类型的导光板10的正交棱镜结构的排列。在输出表面16上的转向薄膜22提供了光朝法向观察轴V的变向。来自导光板10的光输出可具有较高的离轴角。底部棱镜24在正交方向上提供了校准。在顶部表面和底部表面的棱镜结构的正交关系提供了输出光的可控制的校准度。存在许多适用图2中所示的基本排列的变化。例如，Whitney等的题为″Light Guide for use with Backlit Display″的美国专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提供光变向的光学转向薄膜，其包括：（ａ）用于接受入射光的输入表面，其包括多个以二维阵列排列的屋脊棱镜结构；和（ｂ）基本上是平面的输出表面。

【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：J李，
申请(专利权)人：罗门哈斯丹麦金融有限公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]