光学构造体和包括光学构造体的显示系统技术方案

本发明专利技术提供了一种光学构造体，该光学构造体包括透镜膜和光学不透明掩模层，该光学不透明掩模层设置在透镜膜上并且在其中限定多个开口。透镜膜具有结构化的第一主表面，并且掩模层具有相对的第二主表面。当透镜膜的第一主表面和掩模层的第二主表面暴露于空气中时，对于基本上准直的基本上垂直入射的光并且对于1060nm至1070nm范围内的至少一个波长，多个微透镜将入射光聚焦在对应的多个焦点处，其中至少大多数焦点中的每个焦点位于超出开口达掩模层的平均厚度的至少10％的位置处。本发明专利技术提还供了一种显示系统，该显示系统包括设置在光学构造体上的显示面板。学构造体上的显示面板。学构造体上的显示面板。

【技术实现步骤摘要】
光学构造体和包括光学构造体的显示系统


[0001]本公开提供一种光学构造体和包括光学构造体的显示系统。

技术介绍

[0002]光学构造体可包括透镜膜。例如，光学构造体可以用作传感器阵列的准直光学器件。

技术实现思路

[0003]在本说明书的一些方面，提供了一种包括透镜膜和光学不透明掩模层的光学构造体。该透镜膜包括结构化的第一主表面和相对的第二主表面。第一主表面包括基本上在整个透镜膜上二维布置的多个微透镜。光学不透明掩模层设置在透镜膜的第二主表面上并且在其中限定多个开口。开口与微透镜呈一对一的对应。掩模层具有面向透镜膜的第一主表面和相对的第二主表面。当透镜膜的第一主表面和掩模层的第二主表面暴露于空气中时，对于基本上准直的基本上垂直入射的光并且对于约1060nm至约1070nm范围内的至少一个波长，所述多个微透镜将入射光聚焦在对应的多个焦点处，其中至少大多数焦点中的每个焦点位于超出开口达掩模层的平均厚度的至少10％的位置处。
[0004]这些和其他方面将从以下详细描述中变得显而易见。但是，在任何情况下，本简要概述都不应解释为限制可要求保护的主题。
附图说明
[0005]图1A
‑
1B是根据一些实施方案的光学构造体的示意性剖视图。
[0006]图2是根据一些实施方案的透镜膜的示意性顶部透视图。
[0007]图3是根据一些实施方案的通过光学构造体的光学透射率的示意性曲线图。
[0008]图4A是通过各种光学构造体的光学透射率的曲线图。
[0009]图4B是图4A的曲线图的一部分。
[0010]图5是根据一些实施方案的显示系统的示意性剖视图。
具体实施方式
[0011]在以下说明中参考附图，该附图形成本专利技术的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
[0012]光学构造体可包括透镜膜，该透镜膜包括微透镜阵列和掩模层，该掩模层具有对应于微透镜的贯通开口阵列。根据一些实施方案，可以选择微透镜阵列以及透镜膜和掩模层的组合厚度，使得当透镜和掩模层暴露于空气中时，并且对于基本上准直的基本上垂直入射的光，微透镜具有超出掩模层的焦点(即，在掩模层的与透镜膜相对的一侧上的掩模层之外)。已经发现，例如，与在掩模层内具有焦点相比，调节透镜膜的厚度和/或焦距以提供
超出掩模层至少相当一部分厚度的距离(例如，距离在掩模层厚度的0.1至1.6倍的范围内)的焦点，可以导致经由激光烧蚀在掩模层中形成的贯通开口的更好的形状限定，并且这可以导致串扰的减少(来自一个微透镜的光透射穿过与不同微透镜对准的贯通开口)。在一些实施方案中，当焦点超出掩模层时，开口的形状更接近圆形，这可能是优选的，使得光学构造体的光学特性是圆形对称的。
[0013]例如，光学构造体可以用作传感器阵列的准直光学器件。在一些实施方案中，该光学构造体可用作角度光学滤光器，其可用于各种应用诸如指纹感测应用。该光学构造体可以设置在设备(例如，移动电话)中的指纹感测区域和传感器之间，并且可以适于将从指纹感测区域中的手指反射的光传输到传感器，同时拒绝从不同角度入射到光学构造体上的光。其中可包括本说明书的光学构造体的各种设备在例如美国专利申请2007/0109438 (Duparre等人)、2008/0005005(He等人)和2018/00129069(Chung等人)中有所描述。
[0014]图1A
‑
1B是根据一些实施方案的光学构造体100的示意性剖视图。光学构造体100包括透镜膜110和掩模层120。图1A示意性地示出了基本上准直(例如，发散角或会聚角小于20度、10度或5度)的基本垂直入射 (例如，在垂直入射的20度、10度或5度内)的光133的焦点160和平均焦距f。图1B示意性地示出了以倾斜入射角入射到光学构造体上的基本上准直的光133
’
。图2是根据一些实施方案的透镜膜110的示意性顶部透视图。透镜膜110可以包括二维布置以限定透镜膜110的平面(x
‑
y平面)的微透镜103。掩模层120包括多个开口123，所述多个开口通常是贯通开口，这些贯通开口可以填充有空气或者可以至少部分地填充有来自相邻层(例如，设置在掩模层120上与透镜膜110相对的粘合剂层)的材料。开口123 可以与微透镜103呈一对一的对应。透镜膜110具有结构化的第一主表面 102和相对的第二主表面104。第一主表面102可以包括或限定基本上在整个透镜膜上(例如，在长度和宽度中的每一者的至少70％、80％、90％、95％或100％上)二维布置的多个微透镜103。第二主表面104可以是基本上平面的(例如，平面的或名义上平面的或与结构化主表面102相比变化或曲率较小的平面)。掩模层120具有面向透镜膜110的第一主表面143和相对的第二主表面144。所述多个微透镜与掩模层的第二主表面之间的最大间隔为T。该最大间隔通常沿光学构造体的厚度方向(z方向)测量，该方向可被描述为与透镜膜110的平面(x
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y平面)正交。
[0015]在一些实施方案中，当透镜膜110的第一主表面102和掩模层120的第二主表面144暴露于空气时，对于基本上准直的基本上垂直入射的光133 以及对于约1060nm至约1070nm范围内(例如，约1064nm)的至少一个波长，多个微透镜103将入射光聚焦在对应的多个焦点160处。在一些实施方案中，至少大多数(即，大于50％)的焦点中的每个焦点位于超出开口达掩模层的平均厚度t的至少10％、或至少15％、或至少20％、或至少 25％、或至少30％、或至少35％、或至少40％、或至少45％、或至少50％的位置处。在一些此类实施方案中，或在其他实施方案中，至少大多数焦点中的每个焦点位于超出开口不超过掩模层的平均厚度t的位置处，或者不超过掩模层的平均厚度t的约1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1、0.9、0.85、 0.8或0.75倍。例如，在一些实施方案中，至少大多数焦点中的每个焦点位于超出开口的距离d处，该距离d在掩模层的平均厚度t的约0.1至1.6倍的范围内，或者在掩模层的平均厚度t的约0.2至1.5倍的范围内，或者在掩模层的平均厚度t的约0.3至1.3或1.2倍的范围内，或者在掩模层的平均厚度t的约0.4至1.1或1倍的范围内。在一些此类实施方案中，或在其他实施方案中，至少大多数焦点包括至少60％、70％、80％、90％、95％、 98％或99％的焦点。例
如，在一些实施方案中，至少90％的焦点中的每个焦点位于超出开口的一定距离处，该距离在掩模层的平均厚度的约0.3至 1.3倍的范围内。在一些此类实施方案中，或在其他实施方案中，至少大多数焦点包括所有微透镜的所有焦点。
[0016]微透镜通常是具有小于约1mm且大于约100nm的至少两个正交维度 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学构造体，其特征是，所述光学构造体包括：透镜膜，所述透镜膜包括结构化的第一主表面和相对的第二主表面，所述第一主表面包括多个微透镜，所述多个微透镜在整个所述透镜膜上二维布置；光学不透明掩模层，所述光学不透明掩模层设置在所述透镜膜的所述第二主表面上并在其中限定多个开口，所述开口与所述微透镜呈一对一对应，所述掩模层具有面向所述透镜膜的第一主表面和相对的第二主表面，其中当所述透镜膜的所述第一主表面和所述掩模层的所述第二主表面暴露于空气中时，对于准直的垂直入射的光并且对于1060nm至1070nm范围内的至少一个波长，所述多个微透镜将所述入射光聚焦在对应的多个焦点处，其中至少大多数所述焦点中的每个焦点位于超出所述开口达所述掩模层的平均厚度的至少10％的位置处。2.根据权利要求1所述的光学构造体，其中所述开口的壁是圆柱形的并且垂直于所述掩模层。3.根据权利要求1所述的光学构造体，其中至少大多数所述焦点中的每个焦点位于超出所述开口不超过所述掩模层的所述平均厚度的1.6倍的位置处。4.根据权利要求1所述的光学构造体，其中至少大多数所述焦点中的每个焦点位于超出所述开口的一定距离处，所述距离在所述掩模层的所述平均厚度的0.2至1.5倍的范围内。5.根据权利要求1所述的光学构造体，其中至少90％的所述焦点中的每个焦点位于超出所述开口的一定距离处，所述距离在所述掩模层的所述平均厚度的0.3至1.3倍的范围内。6.根据权利要求1所述的光学构造体，其中所述至少大多数所述焦点包括至少60％的所述焦点。7.根据权利要求1所述的光学构造体，其中所述掩模层的在所述开口之间的区域对于在从420nm延伸到680nm的波长范围内的至少一个波长具有大于2的光密度。8.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨朝晖，特里，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：新型
国别省市：