会员体验
专利管家(专利管理)
工作空间(专利管理)
风险监控(情报监控)
数据分析(专利分析)
侵权分析(诉讼无效)
联系我们
交流群
官方交流:
QQ群: 891211   
微信请扫码    >>>
现在联系顾问~
首页 / 专利库 / 微电子学 / 薄膜 / 导光薄膜

导光薄膜

阅读:464发布:2021-02-22

IPRDB可以提供导光薄膜专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明公开了一种导光薄膜以及包括该导光薄膜的光学系统。导光薄膜包括第一主表面和微结构化的第二主表面。所述微结构化的第二主表面具有至少两种周期性微结构化图案。所述第一周期性微结构化图案沿第一方向布置。所述第二周期性微结构化图案沿与所述第一方向不同的第二方向布置。,下面是导光薄膜专利的具体信息内容。

1.一种导光薄膜,包括:

第一主表面;以及

微结构化的第二主表面,其具有至少两种叠加的周期性微结构化图案,所述至少两种叠加的周期性微结构化图案中的第一种周期性微结构化图案以第一周期沿第一方向布置,所述至少两种叠加的周期性微结构化图案中的第二种周期性微结构化图案以第二周期沿第二方向布置,所述第二方向与所述第一方向不同,所述微结构化的第二主表面还包括沿第三方向延伸的多个线性棱镜,所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向不同。

2.根据权利要求1所述的导光薄膜,其中在所述第一周期性微结构化图案和第二周期性微结构化图案中,每一种微结构都具有峰和从该峰到位于所述第一主表面和第二主表面之间的公共基准面测得的峰高,并且所述第一周期性微结构化图案中的至少一种微结构的高度与所述第二周期性微结构化图案中的至少一种微结构的高度不同。

说明书全文

导光薄膜

技术领域

[0001] 本发明整体涉及导光薄膜和包括该导光薄膜的显示器。具体地讲,本发明涉及具有沿不同方向布置的至少两种周期性微结构化图案的导光薄膜。

背景技术

[0002] 液晶显示器(LCD)常常包括一种或多种周期性微结构化薄膜以沿着预定方向增加显示器亮度,所述预定方向通常是朝向用户预期所处的位置。周期性微结构化薄膜通常包括周期性的线性棱镜阵列。在某些应用中,使用单张棱镜薄膜,而在另一些应用中,则可能使用两张交叉的棱镜薄膜,在后一种情况下,两张交叉的棱镜薄膜经常定向为相互正交。
[0003] 在LCD中采用的棱镜薄膜的周期性图案会与像素液晶面板的周期性图案发生光学干扰,导致出现不期望的莫阿条纹图案,降低了显示的图像的质量。

发明内容

[0004] 本发明整体涉及导光薄膜。本发明还涉及显示系统中采用的导光薄膜。
[0005] 在一些实施例中,导光薄膜包括第一主表面和微结构化的第二主表面。微结构化的第二主表面具有至少两种周期性微结构化图案。第一周期性微结构化图案沿第一方向布置并且具有第一周期。第二周期性微结构化图案沿第二方向布置并且具有第二周期。第二方向不同于第一方向。
[0006] 在一些实施例中,导光薄膜包括第一主表面和第二主表面。第二主表面具有叠加在一维周期性微结构化图案上的二维微结构化图案。
[0007] 在一些实施例中,导光薄膜包括第一主表面和第二主表面。第二主表面具有一维周期性微结构化图案。第二主表面还包括设置在一维周期性微结构化图案上的由分立元件构成的二维规则间隔图案。

附图说明

[0008] 考虑下面结合附图对本发明的各种实施例的详细描述,可以更全面地理解和领会本发明,在附图中,相同的附图标记表示相同的部件,其中:
[0009] 图1为常规导光薄膜的三维示意图;
[0010] 图2为包括常规导光薄膜的液晶显示器的示意性侧视图;
[0011] 图3为导光薄膜的示意性俯视图;
[0012] 图4A和4B为导光薄膜的示例性横截面轮廓;
[0013] 图5A-5C为导光薄膜的示例性横截面轮廓;
[0014] 图6A-6E为微结构的示例性横截面轮廓;
[0015] 图7为根据本发明的一个实施例的导光薄膜的示意性俯视图;
[0016] 图8为另一个导光薄膜的三维示意图;
[0017] 图9为导光薄膜的示意性俯视图;
[0018] 图9A和9B为导光薄膜的示例性横截面轮廓;
[0019] 图10为导光薄膜的示意性俯视图;
[0020] 图11为导光薄膜的示意性俯视图;
[0021] 图12为导光组件的示意性侧视图;以及
[0022] 图13为照明组件的示意性侧视图;

具体实施方式

[0023] 本发明整体涉及包括两种或更多种周期性微结构化图案的导光薄膜。本发明还适用于包括至少一个导光薄膜的液晶显示器,其中期望将导光薄膜的周期性图案与液晶面板之间的光学干涉所引起的莫尔效应降低或最小化,和/或期望将导光薄膜与紧邻导光薄膜的平面光学薄膜之间的光学耦合最小化。
[0024] 图1为常规棱镜导 光薄膜100的三维示 意图。例如,在美国专 利No.4,906,070(Cobb)以及5,056,892(Cobb)中,已经公开了与薄膜100类似的薄膜。薄膜100具有第一主表面110和微结构化的第二主表面120。薄膜100还包括多个线性棱镜115,其中每个棱镜具有两个侧表面(例如表面161、162和163),并且沿z轴线性延伸。薄膜100在xz平面内具有棱镜形横截面。薄膜100还具有多个峰101以及槽102。当从第一主表面110和第二主表面120之间某处的公共基准面(例如平面125或126)分别测量时,峰101具有相同的高度。对于高度相等的棱镜结构,所有线性棱镜的峰均位于同一平面中,这意味着与导光薄膜100接触的平面薄膜130会接触薄膜100的线性棱镜的所有峰。
[0025] 例如,在美国专利No.5,056,892(Cobb)中描述了常规导光薄膜100的操作。概括地说,以大于临界角的入射角入射到表面161或162上的光线(例如光线131)会被全内反射回去。另一方面,以小于临界角的入射角入射到侧表面(例如表面163)上的光线(例如光线132),会部分地透射(例如光线132a)和部分地反射(例如光线132b)。最终结果是,当用在显示器(例如液晶显示器)中时,导光薄膜100可通过使光偏转和回收利用被全内反射的光来提高显示器亮度。
[0026] 图2为包括常规导光薄膜的液晶显示器295的示意性侧视图。为了在不丧失一般性的同时易于举例说明,图2仅示出典型液晶显示器中的几个示例性部件。具体地讲,液晶显示器295包括液晶面板291、导光薄膜100、和光导290。导光薄膜100具有间距为T1的周期性图案294。
[0027] 液晶面板291包括由于例如液晶像素和/或滤色器图案化而出现的周期性图案292。周期性图案292设置在部件297和298之间,其中部件297和298可例如为玻璃薄片。
液晶面板291通常还包括未在图2中示出的其他部件,例如薄膜晶体管、透明导电电极、和偏振器。周期性图案292的间距为T2。
[0028] 周期性图案292和294的重叠会导致莫阿条纹图案,其本质上是两种周期性图案间的干涉图案。尽管莫尔效应有许多实际用途(例如在计量学中),但在其他应用中(尤其是在液晶显示器中)不希望出现该效应,在这些其它应用中莫阿条纹图案会妨碍轻松观看显示的图像,降低分辨率和对比度,并且一般来说会降低图像质量。如以下所详细描述的,本专利申请公开了具有多种周期性图案的导光薄膜,该周期性图案导致多个莫阿条纹图案,但这些莫阿条纹图案组合在一起使得图案不易被看见。
[0029] 图3为示例性导光薄膜200的示意性俯视图。导光薄膜200具有微结构化主表面205,其具有至少两种周期性微结构化图案。具体地讲,主表面205包括以周期性P1沿方向
211布置的周期性微结构化图案210,其中方向211沿x轴方向。周期性微结构化图案210中所包括的示例性微结构为微结构210A、210B、210C和210D。主表面205还包括以周期性P2沿方向221布置的周期性微结构化图案220,其中方向221不同于方向211。周期性微结构化图案220中所包括的示例性微结构为微结构220A、220B、220C、和220D。在某些应用中,周期P1与周期P2不同。在某些其他应用中,这两个周期相等。
[0030] 一般来讲,周期P1可为任何值。在某些应用中,周期P1在约1,000微米至约10,000微米的范围内。在某些其他应用中,P1在约1微米至约200微米的范围内。在某些其他应用中,P1在约10微米至约100微米的范围内。
[0031] 主表面205还包括以周期性P3沿方向231布置的周期性微结构化图案230,其中方向231不同于方向211和221。周期性微结构化图案230中所包括的示例性微结构为微结构230A。在某些应用中,周期P1、P2、和P3是不同的。在一些其他应用中,周期性图案中的一些周期可能相等,而另外一些周期可能不同。
[0032] 在图3所示的示例性实施例中,微结构可能包括在一个以上的周期性图案中。例如,微结构220D同时包括在周期性图案220和230中。从图3中可易于理解:主微结构化表面205包括本文未明确描述的其他周期性图案。
[0033] 微结构化主表面205还可被描述为具有叠加在一维周期性微结构化图案210上的二维微结构化图案280。在图3所示的示例性实施例中,该二维微结构化图案在至少一个方向上是周期性的,例如方向221和231。一般来讲,图案280可以是非周期性的。在某些应用中,图案280可沿着某个方向具有啁啾(chirped)周期性,意思是周期沿着该方向以预定方式(例如线性地)变化。
[0034] 在图3所示的实施例中,二维微结构化图案280为周期性的,并且包括布置在xz平面中的规则间隔微结构(例如微结构220A、220D、230A和280A)的二维阵列。一维周期性图案210包括布置在xz平面中的规则间隔微结构(例如微结构210A和210D)的线性阵列。
[0035] 图4A示出导光薄膜200的示意性剖视图,具体地讲是微结构220C和210B的示意性剖视图,其中横截面是沿图3中的XX’方向截取的。导光薄膜200具有主表面206以及微结构化主表面205。导光薄膜200的主表面205中的每个微结构都具有峰,峰的高度是从该峰到设置在主表面205和206之间的公共基准面285测量的。例如,微结构210B具有峰210B1和相应峰高210B2。类似地,微结构220C具有峰220C1和相应峰高220C2。一般来讲,不同周期性图案中的微结构峰高可能相等,也可能不等。例如,在图4A所示的示例性实施例中,峰高220C2大于峰高210B2。在图4B所示的示例性实施例中,峰高220C2小于峰高210B2。
[0036] 一般来讲,峰高220C2和210B2可为任何值。在某些应用中,峰高220C2和210B2不大于1,000微米,其中为了讨论峰高,选择最接近结构化表面205的平面(例如平面285A)作为公共基准面285。在某些应用中,峰高220C2和210B2不大于100微米,或不大于50微米。
[0037] 一般来讲,峰高220C2和210B2之间的差值可以是任何值。在某些应用中,峰高220C2和210B2之间的差值不大于1,000微米。在某些应用中,该差值不大于100微米,或不大于10微米。
[0038] 图5A示出导光薄膜200的示意性剖视图,具体地讲是微结构220C、210C、和210D的示意性剖视图,其中横截面是沿图3中的YY’方向截取的。棱镜微结构220C为图3所示周期性图案220的一部分,棱镜微结构210C和210D为图3所示周期性图案210的一部分。微结构220C具有峰220C1和相对于公共基准面285的峰高220C2。类似地,微结构210C具有峰210C1和相应峰高210C2,其中峰高220C2大于峰高210C2。在图5B所示的示例性实施例中,结构220C具有两个峰220C1,每一个峰都具有峰高220C2,其中峰高220C2小于峰高210C2。
[0039] 在图5A和5B所示的示例性实施例中,微结构220C沿z轴横跨微结构220C的长度地局部修改微结构210B。在图5C所示的示例性实施例中,微结构220C沿微结构220C的长度有效地替换了微结构210B。
[0040] 在图5A-5C所示的示例性实施例中,微结构220C相对于微结构210C和210D对称地布置。一般来讲,图案280的微结构可置于主表面205上的任何位置。具体地讲,在某些应用中,二维微结构化图案280可相对于一维周期性微结构化图案210非对称地布置。
[0041] 图5A中所示的示例性微结构为具有三角形轮廓的棱镜。一般来讲,导光薄膜200可包括能够导光的任何形状的微结构。图6A-6E中示出了具有不同轮廓的示例性微结构。在图6A中,延伸棱镜1800A具有直侧边1810A、尖峰1820A、尖槽、以及峰角αA,类似于图
5A的棱镜。图6B中的棱镜1800B具有直侧边1810B、圆峰1820B、圆槽、以及峰角αB。峰或槽的曲率半径可在例如约1至100微米的范围内。在图6C中,棱镜1800C具有直侧边
1810C、平峰1820C、尖槽、以及峰角αC。作为另一个例子,图6D中的棱镜1800D具有弯曲侧边1810D、尖峰1820D、圆槽、以及峰角αD。作为又一个例子,图6E中的棱镜1800E具有分段线性侧边1810E、尖峰1820E、尖槽、以及峰角αE。
[0042] 图7为另一个导光薄膜500的示意性俯视图。导光薄膜500具有微结构化主表面505,主表面505具有至少两种周期性微结构化图案。具体地讲,主表面505包括以周期Q1沿方向511布置的周期性微结构化图案510,其中方向511沿x轴方向。周期性微结构化图案510中所包括的示例性微结构为微结构510A、510B、510C、510D和510E。主表面505还包括以周期Q2沿方向521布置的周期性微结构化图案520,其中方向521不同于方向511。
周期性微结构化图案520中所包括的示例性微结构为微结构520A、520B和520C。在某些应用中,周期Q1与周期Q2不同。在某些其他应用中,Q1与Q2相等。
[0043] 主表面505还包括沿方向531布置的周期性微结构化图案530,其中方向531平行于方向521。周期性微结构化图案530中所包括的示例性微结构为微结构530A和530B。主表面505还包括沿方向541布置的周期性微结构化图案540,其中方向541平行于方向
521和531。周期性微结构化图案540中所包括的示例性微结构为微结构540A和540B。
[0044] 微结构化主表面505还可看作具有叠加在一维周期性微结构化图案510上的二维微结构化图案580。该二维微结构化图案580为周期性的,并且包括布置在xz平面中的规则间隔微结构(例如微结构520A、530A和540A)的二维阵列。该一维周期性微结构化图案510包括布置在xz平面中的规则间隔微结构(例如微结构510A和510E)的线性阵列。
[0045] 图8为图7的导光薄膜500的一部分的三维示意图。具体地讲,图8示出周期性图案510中所包括的沿着z轴线性延伸的棱镜微结构510C、510D和510E。图8还示出了周期性图案520中或二维周期性图案580中(其中图案580叠加在图案510上)所包括的微结构520A、520B和520C。
[0046] 在图8所示的示例性实施例中,属于周期性图案580的微结构比属于周期性图案510的微结构高。在某些应用中,属于周期性图案580的微结构比属于周期性图案510的微结构低。
[0047] 此外,在图8所示的示例性实施例中,微结构的高度是恒定的。一般来讲,微结构的高度可以随位置变化,例如,随沿着z轴的位置而变化。例如,微结构510C的高度可以沿着z轴变化,甚至在没有另一个微结构(例如微结构520A)叠加在微结构510C上的区域中也是如此。
[0048] 图9为另一个导光薄膜700的示意性俯视图。导光薄膜700具有微结构化主表面705,主表面705包括叠加到一维周期性微结构化图案710上的二维微结构化图案780。在一些实施例中,二维微结构化图案780在至少一个方向(例如方向721)上为周期性的。在一些应用中,二维微结构化图案780在至少两个方向(例如方向721和731)上为周期性的。
[0049] 在图9所示的示例性实施例中,二维周期性微结构化图案780包括布置在xz平面中的规则间隔微结构(例如微结构720A和730A)的二维阵列。该一维周期性图案710包括布置在xz平面内的规则间隔微结构(例如微结构710A和710B)的线性阵列,其中每个线性微结构沿z轴方向延伸。
[0050] 该二维周期性微结构化图案780包括多个周期性图案,其中每个图案沿某一方向布置。例如,二维周期性微结构化图案780包括沿方向721布置的周期性微结构化图案720,其中方向721不同于方向711。周期性微结构化图案720中所包括的示例性微结构为微结构720A。作为另一个实施例,二维周期性微结构化图案780包括沿方向731布置的周期性微结构化图案730,其中方向731平行于方向711。周期性微结构化图案730中所包括的示例性微结构为微结构730A。
[0051] 一维周期性图案710和二维图案780中的每个微结构都具有峰和相应峰高。在一些情况下,该一维周期性微结构化图案中的微结构高度与二维微结构化图案中的微结构高度不同。在一些情况下,二维微结构化图案780中的至少两种微结构具有不同的高度。
[0052] 二维微结构化图案780中的微结构的形状可以相同,也可以不同。在一些情况下,二维微结构化图案中的至少两种微结构具有不同的形状。例如,微结构720A在xy平面中可具有矩形横截面轮廓,而微结构730A在xy平面中可具有三角形横截面轮廓。
[0053] 图9示出具有第一主表面704(参见图9A)以及第二主表面705的导光薄膜700。第二主表面705包括一维周期性微结构化图案710。第二主表面705还包括由设置在一维周期性微结构化图案710上的分立元件(例如分立的元件720A和730A)构成的二维规则间隔图案。例如,可通过丝网印刷、喷墨印刷、光刻法或适合于在图案710上形成由分立元件780构成的二维阵列的任何其他方法在图案710上形成分立元件。
[0054] 图9A示出导光薄膜700在xy平面中沿方向731的示意性剖视图。具体地讲,图9A示出由分立元件构成的二维阵列780中的分立元件730A设置在一维周期性微结构化图案710中的棱镜微结构710C上。元件730A可以是通过例如喷墨印刷适形地形成在微结构
710C上的涂层。在图9A示出的示例性实施例中,元件730A覆盖微结构710C的顶部或峰。
一般来讲,可在微结构710C上的任何位置形成元件730A,例如如图9B示意性所示,在微结构710C的侧面形成元件730A。
[0055] 图10为另一个导光薄膜800的示意性俯视图。导光薄膜800具有微结构化主表面805,主表面805包括叠加在一维周期性微结构化图案810上的二维周期性微结构化图案820。该二维周期性微结构化图案820包括布置在xz平面中的规则间隔微结构(例如微结构820A和820B)的二维阵列。该一维周期性图案810具周期性R1,并且包括沿方向811布置在xz平面中的规则间隔微结构(例如微结构810A和810B)的线性阵列,每个线性微结构沿z轴方向延伸。
[0056] 该二维周期性微结构化图案820包括多个周期性图案,其中每个图案沿某一方向布置。例如,二维周期性微结构化图案820包括以周期性R2沿方向821布置的周期性微结构化图案840,其中方向821不同于方向811。周期性微结构化图案840中所包括的示例性微结构为微结构840A和840B。作为另一个实例,二维周期性微结构化图案820包括以周期性R3沿方向822布置的周期性微结构化图案850,其中方向822不同于方向811和821。
[0057] 图11为另一个导光薄膜900的示意性俯视图。导光薄膜900具有微结构化主表面905,主表面905包括叠加到一维周期性微结构化图案910上的二维微结构化图案920。该二维微结构化图案920包括布置在xz平面中的微结构(例如微结构920A和920B)的二维阵列。该一维周期性图案910具周期性S1,并且包括沿方向911布置在xz平面中的规则间隔微结构(例如微结构910A和910B)的线性阵列,每个线性微结构沿z轴方向延伸。
[0058] 该二维微结构化图案920包括一种或多种周期性图案,其中每种图案沿某一方向布置。例如,二维微结构化图案920包括以周期性S2沿方向931布置的周期性微结构化图案930,其中方向931不同于方向911。作为另一个实例,二维周期性微结构化图案920包括以周期性S3沿方向941布置的周期性微结构化图案940,其中方向941不同于方向931和911。作为另一个实例,二维微结构化图案920包括以周期性S4沿方向951布置的周期性微结构化图案950,其中方向951平行于方向911。
[0059] 图12示出另一个导光组件1200的示意性侧视图。导光组件1200可在用于显示信息的任何液晶装置中使用。导光组件1200包括光源1210、光导1220、以及导光薄膜1230,其中导光薄膜1230为根据公开的任何实施例的导光薄膜。虽然图12中示出的薄膜1230的微结构化表面1240背向光导1220,但在一些应用中,微结构化表面1240可以面向光导1220。导光组件1200还可包括可选的薄膜1250,薄膜1250类似于薄膜1240,但是它们的取向不同。例如,薄膜1250和1240中的延伸棱镜的方向可彼此正交。导光组件1200还可包括未在图12中明确示出的附加薄膜或部件,例如反射器、扩散片(如扩散板)、反射偏振器、保护膜、安装框架或遮光架(例如遮罩)。
[0060] 图13示出照明组件1300的示意性侧视图。照明组件1300可以用在例如用于显示信息的任何液晶装置(如液晶电视)中。照明组件1300包括背反射器1320、扩散片或扩散板1330、以及布置在背反射器1320与扩散片1330之间的多个光源1310。背反射器1320可以是漫反射器。
[0061] 以上引用的所有的专利、专利申请以及其他出版物均以如同全文复制的方式并入本文以供参考。虽然为了有助于说明本发明的各个方面,上文详细描述了本发明的具体实例,但是应当理解,其目的并不是将本发明限制于实例中所给出的具体内容。相反,其目的在于涵盖所附的权利要求书中限定的本发明的精神和范围内的所有变化形式、实施例和可供选择的形式。
高效检索全球专利

IPRDB是专利检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,专利查询、专利分析

电话:13651749426

侵权分析

IPRDB的侵权分析产品是IPRDB结合多位一线专利维权律师和专利侵权分析师的智慧,开发出来的一款特色产品,也是市面上唯一一款帮助企业研发人员、科研工作者、专利律师、专利分析师快速定位侵权分析的产品,极大的减少了用户重复工作量,提升工作效率,降低无效或侵权分析的准入门槛。

立即试用