照明系统、用于该照明系统的线偏光镜及包括该照明系统的显示装置制造方法及图纸

一种包括荧光灯及宽带胆甾醇偏光镜的照明系统，其特征在于一种包括荧光灯及这样一种宽带胆甾醇偏光镜照明系统：即该偏光镜包括具有胆甾醇序的聚合物材料层，所述材料是有序的，即指其分子螺旋链的走向垂直于该层，且其分子螺旋链的节距从胆甾醇层的第一表面处的最小值增加到该层第二表面处的最大值，特征在于，偏光镜在该照明系统中的位置是使胆甾醇层以其第一表面面对辐射源，而且胆甾醇层节距最大值Ｐｍａｘ与异常折射率ｎ↓［ｅ］的乘积Ｐｍａｘ．ｎ↓［ｅ］的数值介于０．６１～０．７６微米之间。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括荧光灯及宽(频)带胆甾醇偏光镜的照明系统。本专利技术还涉及适用于这样一种照明系统的线偏光镜。本专利技术进一步涉及包括这样照明系统的显示装置。在开头一段所提到的这种类型照明系统本身在由本申请人署名的欧洲专利申请EP-A 606,940中已有发表。在上述公开的附图8中，给出了一种照明系统的描述，其形式为在外罩内包括有3只荧光灯和一个宽带胆甾醇偏光镜。荧光灯备有一层荧光物质，通常由3种不同的荧光化合物构成，每种有自己特定的荧光波长。一般采用那些具有位于大约435纳米(蓝)、约545纳米(绿)和约610纳米(红)的最重要荧光带的荧光化合物的混合物。荧光灯的发射光谱带宽远小于白炽灯或标准日光的带宽。上述已知照明系统使用的偏光镜包括一层具有胆甾醇序的聚合物材料，即所谓胆甾醇层。借助这样一种层来影响透过该偏光镜的光的偏振状态。胆甾醇层的聚合物材料是有序的，是指其分子螺旋链可分辨的，其螺旋链轴线的走向与所述胆甾醇层相垂直。上述偏光镜之所以具有大宽带特性是由于，其分子螺旋链的节距从胆甾醇层的第一表面处的最小值增加到该层第二表面处的最大值。在窄带偏光镜的情况下，分子螺旋链的节距长度沿整个层基本上是恒定的。实验证实，带有荧光灯的该已知照明系统存在着对系统的观察角的依赖性这一重大缺陷。据发现，在许多情况下当改变相对于系统的观察方向时发出的光的亮度及颜色将会有较大变化。这一缺陷是个问题，尤其是当这样一种照明系统应用在显示装置中时。本专利技术的一个目的是要克服上述的缺陷。更具体地说，本专利技术的目的在于提供一种亮度及颜色对观察角依赖性小的照明系统及显示装置。本专利技术的另一目的是提供一种线偏光镜，它使得上述目的得以在显示装置及照明系统中实现。上述及其他目的是借助这样一种照明系统实现的它包括一种荧光灯以及一种具有胆甾醇序的聚合物材料层的宽带胆甾醇偏光镜，所述材料是有序的，即指其分子螺旋链的走向垂直于该层，且其分子螺旋链的节距从胆甾醇层的第一表面处的最小值增加到该层第二表面处的最大值，特征在于，偏光镜在该照明系统中的位置为胆甾醇层以其第一表面面对辐射源，而且胆甾醇层节距最大值Pmax与异常折射率ne的乘积Pmax.ne的数值介于0.61～0.76微米之间。特别要指出的是，本专利技术是基于从实验得到的如下认识提出的胆甾醇偏光镜的带宽应恰当地适应所使用的荧光灯的发射光谱带宽。在偏光镜选择得恰当的情况下，发现该照明系统在斜向透射光的强度及变色方面对观察角的依赖性均惊人地低。这一点即使当相对于胆甾醇层法线的到达角为30°或稍高的情况下仍然成立。据发现，胆甾醇层的乘积Pmax.ne必须根据使用的荧光灯带宽进行恰当的调谐。另一方面，该乘积的数值应最大为0.76微米。该数值过大，则透射光强度对观察角的依赖性的数值将大得不可接受。从又一个方面，该乘积的数值应最小为0.61微米。该数值过小，则在到达角例如超过30°的斜向入射光的情况下，变色值将过大。胆甾醇层对传统荧光灯的最佳匹配是在上述乘积介于0.63～0.74微米时获得的。这里所说的传统荧光灯应理解为其最重要的荧光带位于约435纳米、545纳米及610纳米等处的荧光灯。在本专利技术的照明系统中，宽带胆甾醇偏光镜与辐射源的相对位置应当是让节距最小的偏光镜表面朝向荧光灯。据发现，在这样的配置中，沿某一角度发出光的不理想着色程度比辐射源位于偏光镜另一边的配置中小得多。所述着色现象发生在当沿着大于或等于特定最小值的(极)角度观察该系统时。另外，实验还表明，按本专利技术配置的透射光强度对观察角的依赖性远小于节距最大的偏光镜表面朝向荧光灯的配置。注意到，在本申请人署名的国际专利申请WO 96/02016中描述了一种照明系统，它包括一种辐射源及一种宽带胆甾醇偏光镜。在该系统中，节距长度最大的偏光镜表面朝向辐射源。本专利技术照明系统的一个有利实施方案的特征在于，该照明系统还包括一种1/4λ(波长)板，它位于偏光镜的背朝光源的一侧。借助于该1/4λ板的存在，从该照明系统发出的光是线偏振的。在没有这种1/4λ板的情况下，得到的是圆偏振光。特别要指出的是，产生线偏振光的照明系统适用于市售的显示装置中。应注意，这里所说的1/4λ板是指一种双折射层，可以是层合的，也可以是非层合的，其在约550纳米波长处的光减速值介于125～150纳米之间。本专利技术照明系统的另一有利实施方案的特征在于，其1/4λ板位于宽带偏光镜的第二表面上。由于设置了彼此直接接触、配合作用的1/4λ板和偏光镜，按本专利技术该实施方案的照明系统显示出较低的反射损耗。本专利技术照明系统的另一有趣实施方案的特征在于，其1/4λ板是用取向聚合物材料箔片制成的。理论上可以使用由无机材料，例如方解石制成的1/4λ板。但是，这类材料的正常与异常折射系数相差较大。结果，1/4λ板的厚度必须为约0.8微米，才能适合用于工作在可见光谱部分的照明系统。然而，实际上对于表面积为10平方厘米或更大的板，这样小的厚度几乎，也许根本无法实现。另外，主要由取向箔片制成的1/4λ板比用无机材料制成的1/4λ板便宜得多。这样的取向箔片可以通过在取向表面上将特定的单体混合物聚合成箔片获得。对这样一个表面沿着某一特定方向摩擦可使之发生取向。这种箔材的制造通常的做法是将制成的箔材沿特定的方向拉伸。通过对取代或未取代聚苯乙烯或其共聚物箔材进行拉伸可获得非常好的效果。采用聚碳酸酯箔材也可以得到满意的效果。在另一个优选的实施方案中，这种新式照明系统还包括一种二色性偏光镜，它位于背朝该宽带胆甾醇偏光镜一侧的1/4λ板的表面。这种偏光镜的存在增强了相关照明系统的对比度。该二色性偏光镜优选地配置在1/4λ板的表面。这样配置能减少入射光的反射损耗。本专利技术还涉及用于照明系统的线偏光镜。本专利技术的这种线偏光镜特征在于，它包括一种宽带胆甾醇偏光镜以及一种1/4λ板，所述偏光镜包括一种带有胆甾醇序的聚合物材料层，所述材料是有序的，即指其分子螺旋链的走向垂直于该层，且其分子螺旋链的节距从胆甾醇层的第一表面处的最小值增加到该层第二表面处的最大值，其1/4λ板位于偏光镜的第二表面，且胆甾醇层节距最大值Pmax与异常折射率ne的乘积Pmax.ne的数值介于0.61～0.76微米之间。在按本专利技术的线偏光镜中，宽带胆甾醇偏光镜相对于1/4λ板的配置是使节距最大的偏光镜表面与所述板处于物理接触。在包括传统的荧光灯的照明系统中使用这样配置的线偏光镜就保证了不希望的、发出光随观察角度变色的程度远小于胆甾醇偏光镜的相反的一面与1/4λ板物理接触的配置的情况。另外，实验揭示，在本专利技术的线偏光镜的这种新配置中，照明系统发出的光强度对观察角的依赖性远小于其他的配置方式。导致这种较小的对观察角依赖性的原因，在很大程度上可归功于该偏光镜的带宽与所使用的荧光灯带宽相匹配。本专利技术线偏光镜的另一个优选实施方案的特征在于，其1/4λ板系由取向聚合物材料箔材制成。使用这种合成树脂箔材有利于制造，因为这种类型的箔材加工比较容易。而且，这种箔材也比较便宜。如果使用取代或未取代聚苯乙烯或者其共聚物的拉伸箔材，则制成的线偏光镜将可满意地工作。采用聚碳酸酯也可以获得好的结果。本专利技术线偏光镜的又一个有利实施方案，其特征在于，在1/4λ板背朝宽带胆甾醇偏光镜的表面上有一个二色性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ布罗尔，JAMM范哈伦，GN莫尔，F李恩豪斯，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：