[发明专利]具有改善的视角的增亮膜

说明书

本发明专利中请是申请号为200380104836.6(PCT/US2003/037059)、发明标题为“具有改善的视角的增亮膜”并于2003年11月20日递交的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及增亮膜，具体而言，涉及具有弯曲棱面(facet)棱形体结构和增大的棱形体峰角(peak angle)以及折射率的一种增亮膜。

背景技术

在背光计算机显示器或者其它系统中，光学膜通常被用来对光进行引导。例如，在背光显示器中，增亮膜利用棱形结构来沿视轴(viewing axis)(即，垂直于显示器的轴线，或“轴上”)对光进行引导。这增加了显示器用户观看到的光的亮度，并使得系统能够使用更少的功率来生成希望水平的轴上照度。用于对光进行偏转的膜还可以用在各种各样的其它光学设计中，例如用于投影显示器、交通信号以及照明标志。

背光显示器和系统使用堆叠的多层膜，这些膜被布置成使得其棱形结构彼此垂直，并且被夹在被称为散射片的光学膜之间。散射片具有非常不规则的表面。

目前的商品增亮膜的使用会导致离轴大约40到50度之间的亮度急剧减小。在超出该减小范围的角度上，在亮度角分布上存在旁瓣。这些旁瓣可能导致能量浪费，因为它们在很多液晶显示器(LCD)设备的希望的视角规定之外。由于旁瓣使得光会到达非计划中的观看者，所以它在保密性应用中也是不希望出现的。

因此，在现有技术中一直并确实存在对能够抑制亮度角分布中的旁瓣的增亮膜的需要。

发明内容

在第一实施例中，本发明构造了一种光学基片的表面的结构形状，减小了某些离轴角度上的、从光学基片表面离开的散射光的亮度，其代价是视轴附近测量到的峰值亮度略微减小。最终，整体上增加了有用照度。这样的光学基片包括一表面，该表面特征在于至少一个棱形体的横截面具有弯曲侧壁或棱面。

在第二实施例种，本发明构造了高折射率棱形结构与改进的棱形体几何形状的一个组合。当棱形体结构的折射率增大至增亮膜中常用材料的折射率以上的一个值，同时使得峰角增大至90度以上时，在例如LCD背光显示设备中，亮度性能得到满足或者被超出。

附图说明

图1是背光显示设备的横截面图。

图2是光学基片的透视图，该光学基片的一个表面的特征在于其具有有着弯曲侧壁或棱面的横截面。

图3是光学基片的第一横截面图，该光学基片的一个表面的特征在于其具有有着弯曲侧壁或棱面的横截面。

图4是光学基片的第二横截面图，该光学基片的一个表面的特征在于其具有有着弯曲侧壁或棱面的横截面。

图5是作为光学基片水平视角的函数的亮度的图解，该光学基片的一个表面的特征在于：第一其具有直角棱形体的横截面，第二其具有图3中的弯曲侧壁或棱面，第三其具有图4中的弯曲侧壁或棱面。

图6是一复合角度的棱形体以及图3和4所示的弯曲侧壁或棱面的几何参数的横截面图，该几何参数被描述为多项式函数的一个片段。

图7是设置成交叉构造的两个光学基片的透视图，其中棱形结构被设置成相对于彼此成一角度(例如，90度)。

图8是交叉光学基片的中央照度的分布图，该中央照度是棱形体峰角和基片折射率的函数。

图9是交叉光学基片的远场水平照度的图解，该远场水平照度是水平视角的函数。

图10是交叉光学基片的远场竖直照度的图解，该远场竖直照度是竖直视角的函数。

图11是交叉光学基片的远场水平照度的图解，该远场水平照度是水平视角的函数。

图12是交叉光学基片的远场竖直照度的图解，该远场竖直照度是竖直视角的函数。

具体实施方式

图1中示出了背光显示设备100的横截面图。背光显示设备100包括用于产生光104的光源102。光导106通过全内反射(TIR)来沿其引导光104。光导106包含了使得光104逃逸出光导106的破坏性特征。沿光导106的下表面设置的反射基片108将从光导106的下表面逃逸的所有光104反射穿过光导106并反射向光学基片110。至少一个光学基片110可以接收来自光导106的光104。光学基片110包括由棱形结构116(图2、3和4)界定的一三维表面112。