專利名稱：使用屋脊棱鏡二維陣列的轉(zhuǎn)向薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于強化來自二維表面的亮度的顯示器照射制品并且更具體地涉及使用一系列屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的二維轉(zhuǎn)向薄膜以使來自導(dǎo)光板的光改變方向。
背景技術(shù)：
雖然LCD顯示器提供了一種緊湊輕質(zhì)的CRT監(jiān)視器的替換物，但是對于LCD顯示器來說，其許多應(yīng)用不是令人滿意的，這是由于低水平的明亮度(brightness)，或者更嚴格地說是低水平的亮度(luminance)造成的。用于常規(guī)便攜式計算機顯示器的透射LCD是一類逆光照明的顯示器，其具有位于LCD后面的供光表面，向外朝著LCD直射光。供光表面本身提供基本上朗伯照射，也就是說，在大范圍的角度上具有基本上恒定的亮度。為了增加同軸和近軸亮度，許多明亮度增強薄膜已被提出，使這種具有朗伯分布的光中的一部分朝著相對于顯示表面的法線改變方向。所提出的用于使LCD顯示器和其它類型的逆光照明的顯示器明亮度或亮度增強的解決方案如下美國專利5,592,332(Nishio等)公開了使用兩個相交的雙凸透鏡表面用于在LCD顯示儀器中調(diào)整光的角度范圍；美國專利5,611,611(Ogino等)公開了一種背面投影顯示器，其使用菲涅耳和雙凸透鏡板的結(jié)合以獲得期望的光散度和亮度；美國專利6,111,696(Allen等)公開一種用于顯示器或照明器材的明亮度增強薄膜。對于′696專利中所公開的光學(xué)薄膜來說，面對照射源的表面是光滑的；另一表面具有一系列結(jié)構(gòu)如三棱鏡，以使照射角改變方向?！?96專利中公開的薄膜使離軸光折射，為較小角度的直射光提供了校正度。然而，這種薄膜對于使離軸光改變方向來說發(fā)揮最佳功用；與薄膜表面正交的入射光可被反射回光源，而未被透射；美國專利5,629,784(Abileah等)公開各種實施方案，其中使用棱鏡板以強化反射類型的LCD顯示器的明亮度、對比度和色彩均勻性。在′784專利中公開的實施方案中，類似于Allen等的′696專利中的明亮度增強薄膜排列有結(jié)構(gòu)化表面，其面對反射光的光源，以提供改善的亮度以及減小的環(huán)境光效果。因為這種元件與反射成像裝置一起使用，所以′784公開的棱鏡板被置于觀察者和LCD表面之間，而不是位于透射LCD體系所用的位置(即在光源和LCD之間)；美國專利申請公開2001/0053075(Parker等)公開了各種類型的表面結(jié)構(gòu)，其用于LCD顯示器的光變向薄膜中，包括棱鏡及其它結(jié)構(gòu)；美國專利5,887,964(Higuchi等)公開了一種透明的棱鏡板，其具有沿各個表面延伸的棱鏡結(jié)構(gòu)以在LCD顯示器中改善逆光傳播和亮度。如相對于上述Allen等的′696專利來說，使用這種排列，許多同軸光被反射而不是被透射。相對于光源，在Higuchi等的′964公開內(nèi)容中，棱鏡板的取向與′696公開內(nèi)容中所用的棱鏡板反向。在′964公開內(nèi)容中所述的排列僅可用于小型手持顯示器并且沒有使用朗伯光源；美國專利6,356,391(Gardiner等)公開了一對用于在LCD顯示器中使光改變方向的光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜，其使用一系列棱鏡，其中棱鏡可具有不同尺寸；美國專利6,280,063(Fong等)公開了一種明亮度增強薄膜，在該薄膜的一側(cè)具有棱鏡結(jié)構(gòu)，其具有鈍化或圓形的峰；美國專利6,277,471(Tang)公開了一種明亮度增強薄膜，其通常具有多個三棱鏡結(jié)構(gòu)，所述三棱柱結(jié)構(gòu)具有彎曲的小平面。
美國專利5,917,664(O′Neill等)公開了一種明亮度增強薄膜，與常規(guī)薄膜類型相比，其具有“軟”截止角，由此當(dāng)視角增加時，緩和亮度變化；美國專利5,839,823(Hou等)公開了一種使用一系列微棱鏡的照射系統(tǒng)，具有用于非朗伯光源的光循環(huán)；和美國專利5,396,350(Beeson等)公開了一種具有光循環(huán)部件的逆光儀器，其使用一系列與光源接觸的用于在照射儀器中使光變向的微棱鏡，其中熱可能是一種問題并且其中較不均勻的光輸出是可接受的。
雖然常規(guī)方法，如上文所述公開內(nèi)容中所提到的那些，提供了在低視角明亮度增強的某些措施，但是這些方法存在缺點。一些如上所述的解決方案對于使光在更優(yōu)選范圍的角度內(nèi)重新分布來說是更有效的，但對于使光朝最佳同軸觀察所用的法線改變方向來說并不是如此。常規(guī)明亮度增強薄膜解決方案具有定向偏差，對于使光在一個方向上改變方向發(fā)揮最佳功用。例如，明亮度增強薄膜可以使光路在相對于顯示面的寬度方向改變方向，但對于正交長度方向上的光有極小作用或沒有作用。結(jié)果，多個正交相交的板必須被重疊，以便在不同方向使光改變方向，通常用來在相對于顯示面的水平和垂直方向上使光改變方向。必然地，這類方法在某種程度上是一種折衷；這種方法對于與兩個正交軸的對角線方向上的光來說不是最佳的。
如上述專利文獻中所公開的，已經(jīng)提出過明亮度增強制品，其具有各種型式的形成在基底材料的頂面上的折射表面結(jié)構(gòu)，包括使用多個突出的棱鏡形狀(作為單獨的棱鏡結(jié)構(gòu)的基體和作為伸長的棱鏡結(jié)構(gòu))以及棱鏡(面向和面離光源)頂點的排列。在很大程度上，這些解決方案仍然顯示出定向偏差，在實際應(yīng)用中需要使用多個板。
現(xiàn)有移動式設(shè)備的逆光系統(tǒng)的一個問題涉及需要使來自致密源，如CCFL燈泡的光均勻地在二維表面改變方向，其中光源被置于二維表面的一個邊緣。常規(guī)光導(dǎo)板是這樣實現(xiàn)這種功能的，使用打印點圖案或刻蝕表面與漫射薄膜的結(jié)合以使來自邊緣光源的光漫射并且提供均勻的逆光照射。定向轉(zhuǎn)向薄膜，如裝備有可以從Clarex，Inc.獲得的HSOT(高度散射光學(xué)透射)光導(dǎo)板的那些提供了一種提供這類均勻逆光的改進的解決方案，無需漫射薄膜或在制造中進行點打印。HSOT光導(dǎo)板及其它類型的定向轉(zhuǎn)向薄膜以不同組合使用棱鏡結(jié)構(gòu)陣列，使來自導(dǎo)光板的光朝相對于二維表面的法線改變方向。
參考

圖1，顯示了導(dǎo)光板10的總體功能。來自光源12的光在輸入表面18是入射的并且進入導(dǎo)光板10，所述導(dǎo)光板10典型地是楔形的，如圖所示。光在導(dǎo)光板10內(nèi)傳播直到全內(nèi)反射(TIR)條件被破壞，然后，可能從反射表面42被反射，在輸出表面16離開導(dǎo)光板。這種光然后來到轉(zhuǎn)向薄膜22并且被導(dǎo)向以照射光選通裝置20如LCD或其它二維逆光照明的元件。
為使光沿二維表面分布，導(dǎo)光板10和其載體元件典型地被設(shè)計以提供光變向和一定量的減小波束角發(fā)散性的校準。例如，Tai的題為″Divergent Angle Rotator System and Method for CollimatingLight Beams″的美國專利5,854,872公開了一種導(dǎo)光板，其使用一系列伸長的微棱鏡以使來自一個或多個光源的光改變方向并進行校準。在Tai的′872專利中公開的裝置中，導(dǎo)光板具有在一個方向伸長的光輸出側(cè)上的第一組棱鏡結(jié)構(gòu)以提供校準和在正交方向伸長的對側(cè)上的第二組棱鏡結(jié)構(gòu)并且提供校準和TIR反射。參考圖2，顯示了這種類型的導(dǎo)光板10的正交棱鏡結(jié)構(gòu)的排列。在輸出表面16上的轉(zhuǎn)向薄膜22提供了光朝法向觀察軸V的變向。來自導(dǎo)光板10的光輸出可具有較高的離軸角。底部棱鏡24在正交方向上提供了校準。在頂部表面和底部表面的棱鏡結(jié)構(gòu)的正交關(guān)系提供了輸出光的可控制的校準度。
存在許多適用圖2中所示的基本排列的變化。例如，Whitney等的題為″Light Guide for use with Backlit Display″的美國專利6,576,887公開了一種為均勻性進行優(yōu)化的光導(dǎo)，其中在轉(zhuǎn)向薄膜22的輸出表面上的結(jié)構(gòu)可以隨機分布以提供更均勻的輸出。Gardiner等的題為″Optical Film with Variable Angle Prisms″的美國專利6,707,6l1公開了具有減少察覺波紋的排列的光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜的適應(yīng)性。
參考圖3A和3B，從兩個不同的大約正交角度顯示了用于使光改變方向的棱鏡60的總體功能，如由常規(guī)轉(zhuǎn)向薄膜所實現(xiàn)的。在入射點P1進入棱鏡60的光被折射并且通過全內(nèi)反射(TIR)從底部小平面62上的點P2反射，然后在點P3離開棱鏡60。重要的是要注意棱鏡60提供了這種在一個方向，如圖3A和3B中所示的坐標(biāo)系的Y軸方向上有效的轉(zhuǎn)向功能。在正交方向，即圖3A和3B的X軸方向中，棱鏡60對于光收集來說是低效的，導(dǎo)致沿X軸方向的大發(fā)散性。為此，如圖2和如上述的Tai的′872和Whitney等的′887的公開內(nèi)容所顯示，兩組獨立正交放置的棱鏡用于常規(guī)光變向的解決方案中。一組棱鏡提供了光的校準，另一組提供了光線在方向上的變向。雖然這種排列是可使用的，但是能夠理解的是對于以下照射解決方案存在著成本和尺寸方面的優(yōu)勢，該照射解決方案在單個光學(xué)元件中提供了校準和光線變向，特別是其中這種解決方案提供了改進的同軸亮度。由于對于更簡單的電子顯示儀器包裝和改進明亮度的需要不斷增加，而且逆光傳輸?shù)淖匀还馍⑸浞椒ǖ娘@著改進前景渺茫，因此強烈需要尋找出沿二維表面的光變向的非常規(guī)解決方案，特別是適用于逆光應(yīng)用的。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供二維逆光解決方案，其比常規(guī)解決方案更加簡單并且在單個元件中提供了變向和校準。由于考慮這種目的，本發(fā)明提供了用于提供光變向的轉(zhuǎn)向薄膜，其包括屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的二維陣列。
本發(fā)明的特征是由單個陣列結(jié)構(gòu)提供光校準和光變向。
本發(fā)明的優(yōu)點是它能夠提供比常規(guī)明亮度增強薄膜提供的更簡單的顯示器解決方案，并且由單個元件將光校準和光變向的功能結(jié)合。
本發(fā)明進一步的優(yōu)點是，與使用常規(guī)轉(zhuǎn)向薄膜解決方案可獲得的相比，它提供了更高水平的同軸明亮度。
在閱讀了以下詳細說明并結(jié)合其中顯示和描述了本發(fā)明的示例性實施方案的附圖考慮時，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。
附圖簡述雖然本說明書以權(quán)利要求結(jié)尾，特別指出并且明確要求保護本發(fā)明的主題，但是相信當(dāng)結(jié)合附圖考慮時本發(fā)明將從以下描述中更好地被理解，其中圖1是立體圖側(cè)視圖，其顯示了具有單獨校準和變向機構(gòu)的現(xiàn)有光導(dǎo)板的基本變向功能；圖2是透視圖，其顯示了一個使用單獨的校準和變向機構(gòu)的LCD照射的常規(guī)排列；圖3A和3B是透視圖，其顯示了常規(guī)轉(zhuǎn)向薄膜中的棱鏡結(jié)構(gòu)的總體情況；圖4A和4B是透視圖，其顯示了本發(fā)明轉(zhuǎn)向薄膜中的屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的總體情況；圖5A和5B是透視圖，其顯示了本發(fā)明屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的幾何排列；
圖6是在本發(fā)明轉(zhuǎn)向薄膜上的一系列屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的透視圖；圖7是在本發(fā)明轉(zhuǎn)向薄膜上的一系列屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的另一透視圖；圖8是在本發(fā)明轉(zhuǎn)向薄膜上的一系列屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的透視圖；圖9是頂部透視圖，其顯示了本發(fā)明的轉(zhuǎn)向薄膜，如與導(dǎo)光板一起使用；圖10是底側(cè)透視圖，其顯示了本發(fā)明的轉(zhuǎn)向薄膜，以及當(dāng)與導(dǎo)光板一起使用時的取向；和，圖11是比較本發(fā)明轉(zhuǎn)向薄膜的亮度特性與由常規(guī)明亮度增強制品提供的亮度的圖。
發(fā)明詳述本描述特別涉及形成本發(fā)明儀器的一部分或者更直接地與本發(fā)明儀器配合的部件。應(yīng)將理解的是沒有具體顯示或描述的部件可采取本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的各種形式。
屋脊棱鏡，也稱為達哈棱鏡，在各種應(yīng)用中提供了入射光的直角偏轉(zhuǎn)，并且被廣泛應(yīng)用于雙目鏡及其它光學(xué)設(shè)備，特別是在緊縮包裝是所希望的情況中。作為一個實例，Nasu等的題為″Optical Moduleand Method of Making the Same″的美國專利6,667,997公開了在半導(dǎo)體激光器模件中使用屋脊棱鏡。用于光記錄儀器的屋脊棱鏡的線性陣列已經(jīng)被公開，如Masuda等的題為″Imaging Device Array，Optical Writing Unit and Image Forming Apparatus″的美國專利申請公開2003/0007067、Fujita等的題為″Imaging Device″的美國專利5,907,438、Masuda等的題為″Image-Formation Optical System，Optical Writing Unit，and Image Forming Apparatus″的日本專利申請JP2003337300中所述的那些。用于將光導(dǎo)向傳感器的屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的二維陣列在Igaki等的題為″Sensor Using Roof Mirror/RoofPrism Array Scale and Apparatus Equipped with the Sensor″的美國專利申請2003/0218125中公開。
因此，如以上所引用的專利文獻中所示，已經(jīng)使用屋脊棱鏡的線性和二維陣列來在特定應(yīng)用中的光敏元件的相應(yīng)陣列或圖像記錄元件的相應(yīng)陣列的載體中使光改變方向。然而，可能由于其較復(fù)雜的表面排列，對于逆光照射系統(tǒng)來說，已忽視這些屋脊棱鏡陣列。如下文描述中所述，屋脊棱鏡陣列不僅提供了簡化導(dǎo)光板10(圖1和2)載體元件設(shè)計的解決方案，而且有助于減少逆光照射的元件數(shù)量。同時，屋脊棱鏡陣列還提供了同軸亮度方面未預(yù)期的改進。
參考圖3A和3B，以上背景部分描述了常規(guī)棱鏡60結(jié)構(gòu)的光變向能力。現(xiàn)在參考圖4A和4B，通過比較顯示了屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26的情況，該屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26用來在入射點P1處理在接收小平面52上入射的光。該光被折射，然后從屋脊小平面30被反射，然后在輸出小平面56離開。為了理解本發(fā)明中的屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26的功能，比較圖3A和3B的常規(guī)棱鏡60和圖4A和4B的屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26的情況是有啟發(fā)性的。相對于所示的X-Y-Z坐標(biāo)軸，常規(guī)棱鏡60使光線沿Y軸方向改變方向。然而，常規(guī)棱鏡60沒有沿X軸方向收集光。因此，使用常規(guī)棱鏡60結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向薄膜制品必須與單獨在X軸方向校準光的機構(gòu)一起使用。與此相反，本發(fā)明的屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26提供了沿Y軸的光的校準(由此減小了相對于Y軸的光的發(fā)散角)和朝Z軸的光的變向。本發(fā)明利用了屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26的這種二重功能能力使得提供了不需要附加的校準薄膜的轉(zhuǎn)向薄膜。
用于確定屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26的情況的令人特別感興趣的參數(shù)包括以下(i)折射率。通常，形成屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26的材料的折射率應(yīng)當(dāng)為1.4或更大。
(ii)脊角α。該參數(shù)給出了在屋脊小平面30相交處形成的脊31相對于輸出小平面56的法線的傾角。脊角α隨著屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26高度的增加而變小，相對于輸出小平面56而言。脊角α的推薦范圍是35-45度。
(iii)峰角β。該參數(shù)是指屋脊小平面30在脊31處相交的角度。推薦范圍是60-80度。
提供圖5A和5B以輔助屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26的總體幾何形狀的可視化。如圖5A和5B所示，屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26可被認為是猶如通過將兩個結(jié)構(gòu)棱鏡(屋脊段34和基底段32)連接而形成的。在實際的實施方案中，屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26是模塑的或者作為單個物件形成的，而不是由兩個單獨的元件棱鏡形成的；圖5A和5B僅起輔助可視化的作用。在圖5A和5B的實施方案中的基底段32的形狀是對角分割的長方體。屋脊段34具有屋脊形狀，其具有兩個傾斜的屋脊小平面30。
參考圖6、7和8，從光輸入側(cè)顯示了本發(fā)明各種實施方案中的轉(zhuǎn)向薄膜36的透視圖。如這些圖所示，轉(zhuǎn)向薄膜36在其輸入表面上具有許多以二維陣列方式排列的屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26。轉(zhuǎn)向薄膜36具有基本上是平面的輸出表面38。再參考圖4A和4B，每個屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26的輸出小平面56沿轉(zhuǎn)向薄膜36的輸出表面38排列。屋脊小平面30向內(nèi)傾斜，以脊角α(圖4A)朝向?qū)Ч獍?0(圖1和2)。脊角α的傾斜度以轉(zhuǎn)向薄膜36的法線為基準。
如圖8中所顯示的，屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26間的間距P應(yīng)該近似等于棱鏡結(jié)構(gòu)26的寬度W。間距P的推薦范圍是20-100微米。寬度W也具有相同的范圍。棱鏡結(jié)構(gòu)26的兩個相鄰峰之間的距離也具有近似相等的范圍。高度H為20-200微米。
參考圖9和圖10中顯示儀器64的底部透視圖，顯示了使用本發(fā)明轉(zhuǎn)向薄膜36的照射系統(tǒng)40的不同的透視圖。如上所述，來自導(dǎo)光板10的光被導(dǎo)向至轉(zhuǎn)向薄膜36。轉(zhuǎn)向薄膜36提供了所接收的光的校準和變向，為逆光或其它功能，在輸出表面38提供了光。使用配置有一系列屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26的轉(zhuǎn)向薄膜36消除了對具有單獨的底部棱鏡24的結(jié)構(gòu)的需要，如圖2所示。
制造方法本發(fā)明的轉(zhuǎn)向薄膜36優(yōu)選由柔性透明材料制成，最優(yōu)選由聚合材料制成。存在許多具有高度光透射性能的合適的聚合物，其是廉價的并且適合于微觀復(fù)制方法。合適的材料包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、纖維素酯、聚苯乙烯、聚乙烯樹脂、聚磺酰胺、聚醚、聚酰亞胺、聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚縮醛、聚磺酸酯、聚酯離聚物和聚烯烴離聚物?？梢允褂眠@些聚合物的共聚物和/或混合物?？赏ㄟ^各種模塑法形成屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26陣列，例如包括擠出薄膜鑄塑。在擠出薄膜鑄塑中，聚合物或聚合物共混物通過縫模、T型模、衣架型?；蚱渌m合的機構(gòu)被熔融擠出。具有優(yōu)選幾何形狀的擠出的網(wǎng)狀物然后被快速猝滅到冷卻的鑄塑鼓上至低于其玻璃固化溫度，使得聚合物保持輥的幾何形狀。本發(fā)明的薄膜也可通過如下方式制造在圖案周圍真空成型，使用涂覆在然后被固化的網(wǎng)狀物上的UV可固化材料來注塑透鏡，和在聚合物網(wǎng)中壓花。
亮度的改進在圖11中的亮度曲線46、48、50和54比較了本發(fā)明轉(zhuǎn)向薄膜36和目前用于顯示器逆光應(yīng)用的常規(guī)明亮度增強薄膜解決方案的一定角度范圍的相對亮度。曲線46和48顯示了相對于輸出表面38的正交角度處的轉(zhuǎn)向薄膜36的亮度特性。曲線50和52顯示了常規(guī)薄膜的亮度特性。如圖11所示，當(dāng)同目前使用的元件相比時，轉(zhuǎn)向薄膜36的同軸亮度顯著提高。
因此，能夠看出本發(fā)明的轉(zhuǎn)向薄膜36不僅在單個制品中提供了校準和變向兩種功能，而且同常規(guī)類型的明亮度增強解決方案相比提供了改進的同軸明亮度。
特別參考本發(fā)明的某些優(yōu)選的實施方案，已對本發(fā)明進行了詳細描述，當(dāng)是應(yīng)當(dāng)理解的是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明范圍的情況下，在如上所述的和如所附權(quán)利要求中表明的本發(fā)明的范圍內(nèi)，能夠做出各種變體和變化。例如，在轉(zhuǎn)向薄膜36內(nèi)，屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26的許多不同排列是可能的。屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)26可以在一定范圍內(nèi)在尺寸上發(fā)生變化。不規(guī)則的空間分布可能對于改進的均勻性有益處。本發(fā)明的轉(zhuǎn)向薄膜36能夠使用許多不同的光源，包括激光、LED或CCFL光源。轉(zhuǎn)向薄膜36能夠與其它類型的用于調(diào)節(jié)均勻性和明亮度的元件一起使用，包括散射器、偏光器等。轉(zhuǎn)向薄膜36與許多光選通裝置20中的任一種可相容，包括空間光調(diào)制器，如LCD和數(shù)字微反射鏡裝置(Digital Micromirror Devices，DMD)，也稱為數(shù)字光處理(Digital Light Processing，DLP)元件。
因此，所提供的是一種使用一系列屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)形成二維轉(zhuǎn)向薄膜以用于收集來自導(dǎo)光板的光和使其改變方向的儀器和方法。
部件清單10.導(dǎo)光板12.光源14.使光改變方向的表面16.輸出表面18.輸入表面20.光選通裝置22.轉(zhuǎn)向薄膜24.底部棱鏡26.屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)28.輸出面30.屋頂小平面31.脊32.基底段34.屋脊段36.轉(zhuǎn)向薄膜38.輸出表面40.照明系統(tǒng)42.反射表面44.底部表面46、48、50、54.亮度曲線52.接收小平面56.輸出小平面60.棱鏡62.底部小平面64.顯示儀器
權(quán)利要求
1.一種用于提供光變向的光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜，其包括(a)用于接受入射光的輸入表面，其包括多個以二維陣列排列的屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)；和(b)基本上是平面的輸出表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜，其中相對于轉(zhuǎn)向薄膜的輸出表面的法線，屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的屋脊棱鏡小平面以25-60度的角度傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜，其中相對于轉(zhuǎn)向薄膜的輸出表面的法線，屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的屋脊棱鏡小平面以35-45度的角度傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜，其中每個屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的屋脊棱鏡小平面以50-100度的角度相交。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜，其中每個屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的屋脊棱鏡小平面以60-80度的角度相交。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜，其是由一組包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、纖維素酯、聚苯乙烯、聚乙烯樹脂、聚磺酰胺、聚醚、聚酰亞胺、聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚縮醛、聚磺酸酯、聚酯離聚物、聚烯烴離聚物、共聚物和聚合物混合物的材料中的任意材料制成的。
7.一種光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜，其用于提供沿第一方向的光校準和在與第一方向基本上正交的第二方向中的光變向，該光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜包括多個以二維陣列排列的屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)，其中各個屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)包括(i)基本上與轉(zhuǎn)向薄膜的輸出表面共平面的輸出小平面；(ii)用于接受入射光的輸入小平面，該輸入小平面基本上正交于輸出小平面；(iii)在脊處相交的屋頂小平面，該屋頂小平面以約60-約80度的峰角相交；其中，相對于輸出小平面的法線，屋頂小平面以與法線成約25-60度的脊角傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜，其中相對于輸出小平面的法線，屋頂小平面以與法線成約35-45度的脊角傾斜。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜，其是由一組包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、纖維素酯、聚苯乙烯、聚乙烯樹脂、聚磺酰胺、聚醚、聚酰亞胺、聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚縮醛、聚磺酸酯、聚酯離聚物、聚烯烴離聚物、共聚物和聚合物混合物的材料中的任意材料制成的。
10.一種照射系統(tǒng)，其提供來自表面的光，該照射系統(tǒng)包括(a)光源；(b)導(dǎo)光板，其包括(i)用于接受來自光源的入射光的輸入邊緣；(ii)用于提供改變方向的光的輸出表面；(iii)反射表面，用于將入射到其上的光以改變方向的光的形式導(dǎo)向輸出表面；(c)與導(dǎo)光板的輸出表面光學(xué)偶聯(lián)的轉(zhuǎn)向薄膜，該轉(zhuǎn)向薄膜包括多個以二維陣列排列的屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的照射系統(tǒng)，其中相對于轉(zhuǎn)向薄膜的輸出表面的法線，屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的屋脊棱鏡小平面以25-60度的角度傾斜。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的照射系統(tǒng)，其中相對于轉(zhuǎn)向薄膜的輸出表面的法線，屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的屋脊棱鏡小平面以35-45度的角度傾斜。
13.權(quán)利要求10的照射系統(tǒng)，其中每個屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的屋脊棱鏡小平面以60-80度的角度相交。
14.權(quán)利要求10的照射系統(tǒng)，其中所述轉(zhuǎn)向薄膜是由一組包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、纖維素酯、聚苯乙烯、聚乙烯樹脂、聚磺酰胺、聚醚、聚酰亞胺、聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚縮醛、聚磺酸酯、聚酯離聚物、聚烯烴離聚物、共聚物和聚合物混合物的材料中的任意材料制成的。
15.一種顯示儀器，其包括(a)用于形成圖像的顯示設(shè)備；(b)用于向所述顯示設(shè)備提供光的照射系統(tǒng)，其包括(i)光源；(ii)導(dǎo)光板，其包括(1)用于接受來自光源的入射光的輸入邊緣；(2)用于提供改變方向的光的輸出表面；(3)反射表面，用于將入射到其上的光以改變方向的光的形式導(dǎo)向輸出表面；(iii)與導(dǎo)光板的輸出表面光學(xué)偶聯(lián)的轉(zhuǎn)向薄膜，轉(zhuǎn)向薄膜的輸入表面包括多個以二維陣列排列的屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的顯示儀器，其中顯示設(shè)備包括液晶顯示器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的顯示儀器，其中相對于轉(zhuǎn)向薄膜的輸出表面的法線，屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的屋脊棱鏡小平面以25-60度的角度傾斜。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的顯示儀器，其中相對于轉(zhuǎn)向薄膜的輸出表面的法線，屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的屋脊棱鏡小平面以35-45度的角度傾斜。
19.權(quán)利要求15的照射系統(tǒng)，其中每個屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)的屋脊棱鏡小平面以60-80度的角度相交。
20.權(quán)利要求15的顯示儀器，其中可以使用所述由一組包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、纖維素酯、聚苯乙烯、聚乙烯樹脂、聚磺酰胺、聚醚、聚酰亞胺、聚偏二氟乙烯、聚氨酯、聚苯硫醚、聚四氟乙烯、聚縮醛、聚磺酸酯、聚酯離聚物、聚烯烴離聚物、共聚物和聚合物混合物的材料中的任意材料制成的轉(zhuǎn)向薄膜。
全文摘要
本發(fā)明一般地涉及一種用于提供光變向的光學(xué)轉(zhuǎn)向薄膜(36)，其包括(a)用于接受入射光的輸入表面，所述輸入表面包括多個以二維陣列排列的屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)；和(b)基本上平面的輸出表面(38)。與一系列屋脊棱鏡結(jié)構(gòu)(26)配置的轉(zhuǎn)向薄膜(36)的使用消除了對具有單獨底部棱鏡結(jié)構(gòu)的需要。
文檔編號G02B6/00GK101036072SQ200580033457
公開日2007年9月12日 申請日期2005年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月1日
發(fā)明者J·李 申請人:伊斯曼柯達公司