[发明专利]光学片材、凹凸结构及在基板上形成凹凸结构的方法

说明书

本发明公开了一种光学片材、一种凹凸结构以及一种在基板上形成凹凸结构的方法，其中，光学片材包含：基底层，具有光输入表面和位于所述光输入表面的相反侧的光输出表面；棱镜结构，配置在所述基底层的所述光输出表面上，其中所述棱镜结构包含在第一方向上延伸的多个棱镜；以及透镜结构，配置在所述基底层的所述光输入表面上，其中所述透镜结构包含在第二方向上延伸的多个透镜；其中所述多个透镜的截面图上定义多个谷，其中所述多个谷包含第一谷和第二谷，其中所述第一谷距所述光输入表面的高度不同于所述第二谷距所述光输入表面的高度，用以扩散由所述多个透镜进入的光。

本申请是申请号201110147076.3、发明名称为“具有光准直和散射结构的光学基板”的专利申请的分案申请，原始母案的申请日是2011年03月28日。

技术领域

本发明涉及具有结构化表面的光学基板，特别涉及用于亮度提高和散射的光学基板，更特别地涉及在具有平面光源的平板显示器中使用的亮度提高和散射基板。

背景技术

平板显示技术在电视显示、电脑显示以及手持电子设备(例如，手机、个人数字助理(PDAs)、数码照相机、输入板等)的显示器中广泛应用。液晶显示器(LCD)是一种平板显示器，其应用具有像素阵列的液晶(LC)模块来提供图像。

图1示出了LCD显示器的一个示例。背光LCD 10包括液晶(LC)显示模块12、背光模块14形式的平面光源以及设置在LC模块12和背光模块14之间的许多光学膜。LC模块12包括夹在两个透明基板之间的液晶以及定义二维像素阵列的控制电路。背光模块14提供平面光分布，是其中光源沿平面延伸的后背照亮型，或者是如图1所示的边缘照亮型，在其中线性光源16设置在光导18的一边。设置反射器20以引导光从线性光源16穿过光导18的该边进入光导18。光导18被结构化(例如具有减缩板以及定义在远离LC模块12的下表面上的光反射和/或散射表面30)以分散并引导光穿过面向LC模块12的顶平面。光学膜可以包括上散射膜22和下散射膜24，将来自光导18的平面的光进行散射。光学膜进一步包括上结构化表面和下结构化表面、光学基板26和28，其将穿过的光重新分布，使得从膜射出的光的分布被引导为更加沿着膜表面的法线。光学基板26和28在本领域通常指照度或亮度提高膜、光重定向膜以及定向散射膜。穿过上述光学膜组合进入LC模块12的光在LC模块12的平面上是空间均匀的，且具有较强的法向光强度。

亮度提高膜26和28的主要功能是提高整个背光模块的亮度。亮度提高膜的效果是通过减小相对于显示器的轴以大角度出射的光量来提高以小角度出射的光量。从而，当相对于所述轴以增加的角度来观看显示器时，感知到的亮度会降低。在35度至45度之间，感知到的亮度的将会急剧下降。这种效果被称为锐截止。

在背光LCD 10中，亮度提高膜26和28使用纵向棱镜结构来引导光沿着观看轴(即，法向于显示器)，这提高了显示器的使用者所看到的光的亮度，并使得系统使用较少的能量来产生所需的轴向照度等级。亮度提高膜26和28具有光滑或平滑的输入光表面，来自背光模块的光从其中穿过。迄今为止，很多LCD使用两个亮度提高膜层(如图1所示的LCD中)，其绕着垂直于膜平面的轴旋转，各自膜层的纵向顶峰或凹槽相对于彼此呈90度，从而沿着与光出射表面正交的两个平面对光进行准直。

当亮度提高膜26的平滑底面在另一个亮度提高膜28的结构化表面上方时，实验证明，上方亮度提高膜26的平滑面与下方亮度提高膜28的结构化表面和/或平滑面之间的光学相互作用在显示图像上产生了干涉条纹(即，亮暗重复图案)形式的不期望的可见伪影，其能在显示图像上观察到。这些亮暗图案还可能在不设置上方散射膜22(图1)的情况下在上方亮度提高膜26与LC模块12的相邻表面之间产生。由缺陷和不均匀性产生的不期望的图像影响效果，例如干涉条纹、截止效果(彩虹)、物理缺陷、流动、污点，能够通过使用上方散射膜(例如，图1中亮度提高膜26上方的散射膜22)来进行掩盖。