具有调制结构的光学基板制造技术

本发明专利技术提供一种光学基板。该光学基板包括至少一个表面。该至少一个表面包括至少一个具有形状和尺寸的光学结构，其中每一个光学结构的形状和尺寸部分地代表着一个相应理想化结构的调制。所述至少一个光学结构中每个光学结构的形状和尺寸部分地由至少一个随机产生的调制分量确定，其中所述至少一个光学结构的每一个光学结构的调制受到由该表面包含的相邻光学结构的限制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在其表面上具有调制结构的光学基板。该光学基板可以是平板显示器背光、如液晶显示器(LCD)背光的光调制基板。
技术介绍
背光照明基于液晶的显示板，以在LCD显示板的整个平面上提供均匀强度的光分布。典型地，背光系统包括光导管，以将来自光源的光能耦合到LCD板。一系列扩散元件沿着光导管的一个表面设置，以将入射光线向输出平面散射。该输出平面将该光线耦合进并穿过LCD板。这种背光可以采用具有棱柱状结构或纹理状结构的光调制光学基板来沿通常垂直于显示器的观测轴引导光线，并在整个观察者的空间内传播照明。这种背光可以使用多个光学基板，堆叠和设置这些光学基板使得棱柱状或纹理状表面互相垂直而且被夹在光学修正薄膜(通常称作漫射体)之间。这种亮度增强光学基板和漫散薄膜的组合提高了用户观察到的光的亮度，同时降低了用于产生目标照明级所需的显示功率。有利地是，可以调制光学基板的条理分明的秩序(structural order)来掩饰制造缺陷和降低光学耦合干涉，如波纹干涉。例如，于2002年12月18日提交的共同未决专利申请No.10/248,099公开了，通过应用非随机、随机(或伪随机)的振幅及周期纹理(period texture)，从标称的线性路径横向(垂直于高度的方向)地调制光学基板的棱柱结构。在此结合该专利申请No.10/248,099的全部内容以作参考。专利申请No.10/248,099还公开了一种减少干涉波纹效应的方法。然而，对于给定的标称纹理节距，被调制的结构的峰到谷的深度大约比相同节距的未调制结构大100％。对于调制结构，峰到谷的深度越大，设备需要越大的整体设备厚度以维持机械完整性。该标称纹理节距是基板上相邻结构、如棱柱之间中心到中心的距离，该峰到谷的深度是峰与谷之间的差。控制的基板上就需要一种减少干涉并维持机械完整性的光学结构。
技术实现思路
根据本专利技术的一种实施方式，提供一种光学基板。该光学基板包括至少一个表面，所述至少一个表面包括至少一个具有形状和尺寸的光学结构，其中每一个光学结构的形状和尺寸部分地代表一个相应理想化结构的调制，而且其中所述至少一个光学结构中每个光学结构的形状和尺寸部分地由至少一个随机产生的调制分量确定，其中所述至少一个光学结构的每一个光学结构的调制受到由该表面包含的相邻光学结构的限制。按照该实施方式的一个方面，该至少一个光学结构代表着一个遵循由数学函数(1)所调制的表面路径的理想棱柱结构yi＝Aisin{φλ-Φi}+Si(1)该数学函数(1)是相对于坐标系的段C而被定义的，其中i表示为第ith条表面路径的整数，yi表示第ith条路径上相对C的路径的瞬间位移，Ai表示相对C的第ith条路径的振幅比例因子，Si表示在yi的开始位置处的偏移，φ取值在零和2π闭区间内，λ是为实数的波长，Φi为第ith条路径的相位分量，其中Φi＝Φi-1+QiΔ+Riδ (2)其中，Qi为随机或伪随机选择数，取值为1或-1，而Ri为-1与1之间的连续随机变量，每一个针对第ith条路径被定义，其中Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。根据本实施例的另一方面，该至少一个光学结构代表着一个遵循由下列数学函数(3a)调制的表面路径的理想化棱柱结构yi=Σk=1nAi,ksin{φλk-Φi,k}+Si---(3a)]]>该数学函数(3a)是相对于坐标系的段C而被定义的，其中i表示为第ith条表面路径的一个整数，yi表示第ith条路径上相对C的路径的瞬间位移，Ai，k表示相对C的第ith条路径的第kth个振幅比例因子，而Si表示在yi的开始位置处的偏移，φ取值在零和2π闭区间内，其中n为大于1的整数，每个波长λk为实数，Φik为第ith条路径的第kth个相位分量，其中Φi，k＝Φi-1，k+Qi，kΔ+Ri，kδ (3b) Qi，k为第ith条路径的第kth个随机或伪随机选择数，取值为1或-1；Ri，k为第ith条路径的第kth个连续随机变量，取值-1与1之间，而Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。根据本实施例的另一方面，该至少一个光学结构代表着一个遵循由下列数学函数(4a)调制的表面路径的理想化的棱柱结构yi=Σk=1nAi,kf{φλk-Φi,k}+Si---(4a)]]>其中f是相对于坐标系的段C来定义的周期函数，其中i表示为第ith条表面路径的整数，yi表示第ith条表面路径上相对C的路径的瞬间位移，Ai，k表示相对C的第ith条路径的第kth个振幅比例因子，而Si表示在yi的开始位置处的偏移，φ取值在零和2π闭区间内，其中n为大于1的整数，每个波长λk为实数，Φi，k为第ith条路径的第kth个相位分量，其中Φi，k＝Φi-1，k+Qi，kΔ+Ri，kδ (4b)Qi，k为第ith条路径的第kth个随机或伪随机选择数，取值为1或-1；Ri，k为第ith条路径的第kth个连续随机变量，取值在-1与1之间，而Δ和δ分别为定义相位步进分量大小和相位抖动分量大小的实数。根据本实施例的另一方面，该至少一个光学结构代表着一个遵循由下列数学函数调制的表面路径的理想化的棱柱结构yi＝Ai+Si其中i和i-1分别表示为第ith条和第(i-1)th条表面路径，该第ith条、第(i-1)th条为相邻路径，该第ith条、第(i-1)th条路径振幅相混合，其中部分随机向量yi-1被增加到第ith条路径的yi，其中ri(φ)为针对每个第ith条路径的φ的带限随机函数或伪随机函数，ri(φ)具有一个在-1和1之间的连续变化值；φ取值在零和2π闭区间内；m为标量混合参数，取值在0和1之间；Ai为振幅比例参数；而Si表示在yi的开始位置中的偏移。根据本专利技术的另一个实施例，提供一种背光显示设备。该背光显示设备包括光源，用于产生光；光导，用于沿着该光导引导光，该光导包括用于将光反射出光导的反射面；及光学薄膜。该光学薄膜包括至少一个表面，该至少一个表面包括至少一个具有形状和尺寸的光学结构，其中该每个光学结构的形状和尺寸部分地代表相应理想化结构的调制，而且其中所述至少一个光学结构中的每个光学结构的所述形状和尺寸部分地由至少一个随机产生的调制分量确定，其中每个所述至少一个光学结构的调制受到由该表面包括的一个相邻光学结构的限制。附图说明图1是背光显示设备的三维视图；图2是示出加工工件表面的方法的流程图，其中该工件为母版鼓；图3是示出加工工件表面的方法的流程图，其中该工件在母版板上；图4是具有其中沿通常螺线状或螺纹路径的随机或伪随机图样的母版鼓图；图5是具有其中位于通常同轴路径上的随机或伪随机图样的母版鼓图；图6是具有其中沿着通常锯齿或三角路径的随机或伪随机图样的母版板图；图7是具有沿着一系列路径的随机或伪随机图样的母版板图；图8是具有棱柱结构性质的切削刀具的横截面图；图9是具有复合角面的图8中的棱柱切削刀具图；图10是工件随机化表面功率谱密度大小作为空间频率的函数的图形表示；图11是根据本专利技术一实施方式的工件的随机化表面的顶视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学基板，包括：　　　　至少一个表面，所述至少一个表面包括至少一个具有形状和尺寸的光学结构，其中每一个光学结构的形状和尺寸部分地代表着相应理想化结构的调制，而且其中所述至少一个光学结构中每个光学结构的所述形状和尺寸部分地由至少一个随机产生的调制分量确定，其中所述至少一个光学结构中每个光学结构的调制受限于由所述表面包括的相邻光学结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EG奥尔查克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]