透射率更高的光控膜制造技术

本发明专利技术描述了光控膜，以及组装了所述光控膜的光校准组件和液晶显示器。所述光控膜包括交替的透射区域和吸收区域，其中各透射区域的折射率大于各吸收区域的折射率。所述吸收区域与垂直于所述光控膜的方向形成微小界面角。入射到所述吸收区域的入射光的一部分发生全内反射，并且透过所述光控膜。透过所述光控膜的光的轴向亮度增加，视角内的亮度更加均匀，并且截光角变得锐利。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术整体涉及光控膜和采用该光控膜的显示器。具体地讲，本专利技术涉及具有改 善的透光性的光控膜。
技术介绍
光控膜(LCF)，也称为光准直膜，是被构造用于调节透光性的光学薄膜。多种LCF 是已知的，并且通常包括具有多个平行凹槽的透光膜，其中凹槽由吸光材料形成。LCF可紧贴显示器表面、图像表面或其他待观看表面设置。在观察者以垂直于薄膜 表面的方向透过LCF观看图像的垂直入射角度上(即0度视角)，图像是可见的。随着视角 的增大，透过LCF的光量减少，直至达到截光角，在该截光角下，基本上所有的光都被吸光 材料阻断，并且图像不再可见。这样可通过阻止在通常的视角范围之外的其他人观察来保 护观察者的隐私。通过在聚碳酸酯基底上对可聚合树脂进行模铸和紫外线辐射固化，可以制备LCF。 这类LCF可以商品名“用于笔记本电脑和IXD监视器的3M 滤光片”(3M Filters for Notebook Computers and LCD Monitors)从3M公司(明尼苏达州圣保罗)商购获得。显示器技术的进步带来了消费者所希望的更亮的、分辨率更高的和更节能的显示 器。当出于安全性考虑或其他目的而将LCF设置在显示器前方时，显示器的亮度和分辨率 会降低。因此期望存在一种不会降低显示器亮度和分辨率的LCF。
技术实现思路
一般来讲，本专利技术涉及光控膜。本专利技术还涉及准直照明组件和采用该准直照明组 件的显示器。在本专利技术的一个方面，光控膜包括位于光输入表面与光输出表面之间的交替的透 射区域和吸收区域。每个吸收区域包含选自颜料、染料或其组合的光吸收性材料；在一个方 面，该材料为炭黑颜料。每个透射区域的折射率大于每个吸收区域的折射率，使得折射率差 值不小于0.005。在一个方面，折射率差值小于0. 1 ；在另一方面，该差值在0.007和0.06 之间。在透射区域与相邻吸收区域之间形成的第一界面限定了该第一界面与垂直于光输出 表面的方向之间的界面角，使得该界面角不大于3度。在一个方面，在吸收区域与第二相邻 透射区域之间形成的第二界面形成了第二界面角，该第二界面角被限定在第二界面与垂直 于光输出表面的方向之间，使得该第二界面角不大于3度。在一个方面，入射至光输入表面的光沿垂直于光输出表面的方向以最大亮度从光 输出表面出射，并且当在距垂直于光输出表面的方向小于10度的任何角度测量时，入射至 光输入表面的光以大于80%最大亮度的的亮度从光输出表面出射；在另一方面，当在距垂 直于光输出表面的方向小于20度的任何角度测量时，入射至光输入表面的光以大于80% 最大亮度的亮度从光输出表面出射。在一个方面，当在距垂直于光输出表面的方向小于10 度的任何角度测量时，入射至光输入表面的光以大于90%最大亮度的亮度从光输出表面出射；在另一方面，当在距垂直于光输出表面的方向小于20度的任何角度测量时，入射至光 输入表面的光以大于90%最大亮度的亮度从光输出表面出射。在一个方面，光控膜包括极面截光角，并且入射至光输入表面的光沿垂直于光输 出表面的方向以最大亮度从光输出表面出射，并且当在任何大于极面截光角的角度上测量 时，入射至光输入表面的光以小于10%最大亮度的亮度从光输出表面出射；在另一方面， 当在任何大于极面截光角的角度上测量时，入射至光输入表面的光以小于5%最大亮度的 亮度从光输出表面出射。在本专利技术的一个方面，准直照明组件包括光控膜和光源，该光源将光射向光控膜 的光输入表面。光控膜包括光输入表面以及透射区域和吸收区域。透射区域的折射率为 Ni，吸收区域的折射率为N2，其中m-N2不小于0. 005。透射区域与相邻吸收区域之间的第 一界面与垂直于输入表面的方向呈小于3度的角。在一个方面，在透射区域和第二吸收区 域之间形成了第二界面，并且该第二界面与垂直于输入表面的方向呈不大于3度的角。在 一个方面，准直照明组件还可包括棱镜膜、反射型偏振器或棱镜膜与反射型偏振器的组合。 棱镜膜和反射型偏振器可设置在光源与光控膜之间。反射型偏振器可层合至光控膜。棱镜 膜可设置在光源与反射型偏振器之间。在本专利技术的一个方面，液晶显示器包括光控膜、将光射向光控膜的光输入表面的 光源，以及接收来自光控膜光输出表面的光的液晶显示模块。光控膜包括交替的透射区 域和吸收区域，这些区域横向设置在由光输入表面和光输出表面限定的平面内。光输入表 面与光输出表面相背对地设置。每个吸收区域的折射率比每个透射区域的折射率小至少 0. 005。透射区域与第一相邻吸收区域之间的第一界面限定了从垂直于平面的方向上测得 的界面角Q1，其中Q1不大于3度。在一个方面，在透射区域与第二吸收区域之间形成的 第二界面形成了第二界面角，该第二界面角被限定在第二界面与垂直于光输出表面的方向 之间，使得该第二界面角不大于3度。在一个方面，液晶显示器还可包括棱镜膜、反射型偏振器或棱镜膜与反射型偏振 器的组合。棱镜膜和反射型偏振器可设置在光源与光控膜之间。反射型偏振器可层合至光 控膜。棱镜膜可设置在光源与反射型偏振器之间。本专利申请的这些方面和其他方面通过下文的具体描述将显而易见。然而，在任 何情况下，以上概述都不应理解为是对权利要求书中所要求保护主题的限制，该主题仅受 所附权利要求书的限定，并且在审查期间可以进行修改。附图说明在整个说明书中都对附图进行了引用，其中类似的附图标记代表类似的元件，并且其中图1为LCF的剖视图。图2为微结构化膜制品的透视图。图3为LCF的透视图。图4为LCF的透视图。图5为LCF的示意性剖视图。图6为背光型显示器的示意性透视图。图7为LCF的亮度图线。图8为另一个LCF的亮度图线。图9为另一个LCF的亮度图线。上述附图未必按比例绘制。图中所用类似标记表示类似元件。然而应当理解，用 来表示给定图中某个元件的编号并非意图限定另一幅图中标以相同编号的元件。具体实施例方式本专利申请涉及LCF，该LCF在保持明确限定的截光角的同时其透射光具有增加 的亮度和均勻度。进入LCF的光的一部分在LCF内发生全内反射(TIR)，增加了透过该膜的 光量。在一个方面，将LCF设置在光源与背光型显示器的像平面之间，以提高显示器的亮度 和均勻度，而不会降低分辨率。使壁夹角以及交替的吸收区域与透射区域之间的折射率差 值保持较小以实现这些性质。LCF通常被制造用于确保吸收区域尽可能多地吸收入射光。强吸收区域使可能从 这些区域“漏出”的光量最小化，并由此控制LCF的方向性和隐私功能。通常也使从这些吸 收区域反射的入射光最小化，以减少这些反射可能引起的伪像或“鬼”像。可将LCF设置在 观察者和显示器的像平面之间，以限制图像的视角。像平面可包括在(例如)液晶显示器 (IXD)、图形显示器和标记显示器中。在一些情况下，LCF可用于投影显示器中；在投影显示 器中，像平面中的信息被投射至接收表面。在一个方面，调节吸收区域和透射区域的相对折射率。这种调节可减少由LCF内 的反射引起的鬼像。当透射区域的折射率小于吸收区域的折射率时，入射到这两区域之间 的界面上的光被折射进吸收区域并被吸收。这两个区域的折射率可大致“匹配”，以使得吸 收区域的折射率略微高于(如果不等于)透射区域的折射率，并且大致消除了反射。遗憾 的是，被吸收的那部分光减少了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光控膜，包括：光输入表面和与所述光输入表面相背对的光输出表面；交替的透射区域和吸收区域，所述交替的透射区域和吸收区域设置在所述光输入表面和所述光输出表面之间，各透射区域的折射率为Ｎ１，并且各吸收区域的折射率为Ｎ２，其中Ｎ１－Ｎ２不小于０．００５；透射区域和相邻吸收区域之间的第一界面；和界面角θ１，所述界面角θ１由所述第一界面和垂直于所述光输出表面的方向限定，其中θ１不大于３度。

【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：加里E盖德斯，肯尼斯A爱泼斯坦，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]