專利名稱：光線改向薄膜和薄膜系統(tǒng)的制作方法
本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?2816210.2申請(qǐng)案的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及光線改向薄膜和薄膜系統(tǒng)，用于使來(lái)自一個(gè)光源的光線改變方向接近一個(gè)垂直于薄膜平面的方向。
本發(fā)明的背景光線改向薄膜是薄的透明的或不透明的光學(xué)薄膜或基片，它們使通過(guò)薄膜前進(jìn)的光線重新分布，從而使出射薄膜的光線的分布朝向更垂直于薄膜表面的表面。到現(xiàn)在為止，光線改向薄膜設(shè)置有棱柱溝槽，雙凸透鏡溝槽或錐體在薄膜的光線出射表面上，它改變了出射薄膜的光束的薄膜/空氣界面的角度，以及引起在垂直于溝槽的折射表面的平面內(nèi)前進(jìn)的入射光線分布的分量在一個(gè)更垂直于薄膜表面的方向上重新分布。這種光線改向薄膜可以使用于，例如液晶顯示器，使用于膝上型計(jì)算機(jī)，文字處理器，航空電子學(xué)顯示器，單元電話，個(gè)人數(shù)字助理(PDAs)和類似器件，以便使顯示器更明亮。
薄膜的光線入射表面通常具有一個(gè)透明的或無(wú)光澤的表面處理，它取決于希望的可視的外觀。一個(gè)無(wú)光澤的表面處理產(chǎn)生一個(gè)較軟的影像，但是不夠明亮，這是由于無(wú)光澤的或擴(kuò)散的表面引起附加的漫射和最終的光線損失。
到現(xiàn)在為止，大多數(shù)用途使用兩個(gè)帶溝槽的薄膜層，彼此相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使相應(yīng)的薄膜內(nèi)的溝槽彼此相距90°，這樣做的理由是，一個(gè)帶溝槽的光線改向薄膜僅將重新分布接近垂直于薄膜表面的方向，入射光線分布的分量在垂直于溝槽的折射表面的一個(gè)平面內(nèi)前進(jìn)。因此，為了使光線方向改變?cè)诙S內(nèi)接近垂直于薄膜表面，需要兩個(gè)帶溝槽薄膜層彼此相對(duì)地轉(zhuǎn)動(dòng)90°。一個(gè)薄膜層用于使在垂直于其溝槽的方向的一個(gè)平面內(nèi)前進(jìn)的光線改變方向，以及另一個(gè)薄膜層用于使在垂直于其溝槽的方向的一個(gè)平面內(nèi)前進(jìn)的光線改變方向。
在過(guò)去曾經(jīng)企圖制造一個(gè)單層的光線改向薄膜，它將使沿著兩個(gè)彼此相距90°的不同的軸線前進(jìn)的入射光線分布的分量改變方向。一種已知的實(shí)現(xiàn)方式是提供一種單層薄膜，帶有兩組溝槽，彼此垂直地延伸，導(dǎo)致一種錐形結(jié)構(gòu)，它使在兩個(gè)這種方向上前進(jìn)的光線改變方向。然而，這種薄膜產(chǎn)生的亮度比每個(gè)帶有一個(gè)單獨(dú)的溝槽形狀，彼此轉(zhuǎn)動(dòng)90°的雙薄膜層的亮度低得多，這是因?yàn)樵谝粋€(gè)單層薄膜內(nèi)被第二組溝槽由第一組溝槽清除的區(qū)域減少了能夠使光線方向改變的區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上在每個(gè)前進(jìn)方向上達(dá)50％。
此外，到現(xiàn)在為止，光線改變薄膜的溝槽是這樣設(shè)計(jì)的，使全部溝槽與薄膜的表面以相同的角度，大部分為45°會(huì)合。這種設(shè)計(jì)假設(shè)來(lái)自光源的一個(gè)恒定的、擴(kuò)散的傾斜的光線分布，光源比如是一個(gè)郎伯光源(lambertian Source)，使用一種印刷或浸蝕工藝以提取光線的一種背照明板?；蛘咴谥?cái)U(kuò)散器后面的一種背光照明板。一種光線改向薄膜，其全部光線方向改變表面以相同的角度與薄膜會(huì)合，對(duì)于一個(gè)光源不是最佳的，這個(gè)光源在光源的上面的不同區(qū)域具有一個(gè)不均勻的方向的分量至其光線發(fā)射。例如，平均的角度，在它附近現(xiàn)代的高效率邊緣照明背光板使用溝槽或顯微光學(xué)表面以提取光線，在距光源不同的距離上改變，要求在光線方向改變表面和薄膜的平面之間一個(gè)不同的角度，以便使光線最佳地改變方向接近薄膜的垂直線。
因此這里需要一種光線改向薄膜，它能夠產(chǎn)生一個(gè)較軟的影像，而又消除了與薄膜的光線輸入側(cè)面上無(wú)光澤的或擴(kuò)散的表面處理有關(guān)的亮度降低。同樣，這里需要一個(gè)單層的薄膜，它能夠使在帶溝槽的薄膜內(nèi)平行于折射表面的一個(gè)平面內(nèi)前進(jìn)的光線的一部分改變方向，它將比使用棱柱的或雙凸透鏡的溝槽的單層薄膜更明亮。此外，這里需要一種光線改向薄膜，它能夠補(bǔ)償光線的不同的角度分布，它可以由光源的上面不同位置處的一個(gè)特定的光源出射，比如照明液晶顯示器使用的背光板。同樣地，這里需要一個(gè)光線改向薄膜系統(tǒng)，其中薄膜匹配或轉(zhuǎn)動(dòng)至背光板或其它光源的光線輸出分布，以便使來(lái)自背光板的入射光線在一個(gè)希望的觀察角度內(nèi)重新取向或更多地改變方向。
本發(fā)明的概述本發(fā)明涉及光線改向薄膜以及光線改向薄膜系統(tǒng)，它使由一個(gè)背光板或其它光源發(fā)射的更多的光線重新分布，接近一個(gè)更垂直于薄膜的平面的方向，以及涉及光線改向薄膜，它產(chǎn)生一個(gè)較軟的影像，而不會(huì)產(chǎn)生與薄膜的光線入射表面上具有無(wú)光澤的或擴(kuò)散的表面處理有關(guān)的亮度降低，以增加其有效性。
薄膜的光線出射表面具有良好限定形狀的不連續(xù)的分立的光學(xué)元件的一個(gè)圖案，用于折射入射光線的分布，從而使出射薄膜的光線分布在更垂直于薄膜表面的一個(gè)方向上。這些分立的光學(xué)元件可以是由在薄膜的出射表面上的凹陷或凸起形成的，以及包括一個(gè)或多個(gè)傾斜表面用于折射入射的光線，接近垂直于出射表面的一個(gè)方向。這些傾斜的表面例如可以包括平面和彎曲表面的一個(gè)組合，它在一個(gè)希望的觀察角度改變光線的方向。再者，表面的曲率，或者分立的光學(xué)元件的彎曲區(qū)和平面區(qū)的比率，以及彎曲的和平面的表面的周邊形狀能夠改變以調(diào)節(jié)薄膜的光線輸出分布，以改進(jìn)與薄膜結(jié)合使用的顯示裝置的觀察角度。此外，表面的曲率或者分立的光學(xué)元件的彎曲區(qū)和平面區(qū)的比率能夠改變，以便或多或少地改變?cè)谝粋€(gè)平面內(nèi)前進(jìn)的光線的方向，它應(yīng)平行于棱柱的或雙凸鏡的帶溝槽薄膜的溝槽。同樣，分立的光學(xué)元件的尺寸和數(shù)目，以及分立的光學(xué)元件的表面曲率能夠選擇，以便產(chǎn)生一個(gè)或大或小的擴(kuò)散輸出，或者使來(lái)自光源的輸入光線分布無(wú)序化，以產(chǎn)生一個(gè)較軟的較多擴(kuò)散的光線輸出分布，而又保持輸出分布在沿薄膜的垂直方向的一個(gè)特定的角度區(qū)域內(nèi)。
薄膜的光線入射表面可以具有一個(gè)光學(xué)涂層，比如一種抗反射涂層，一種反射的偏光層，一種阻滯涂層或一種偏光層。同樣，一個(gè)無(wú)光澤或擴(kuò)散的織構(gòu)可以設(shè)置在光線入射表面上，這取決于希望的可視的外觀。一個(gè)無(wú)光澤的表面處理產(chǎn)生一個(gè)較軟的影像，但是不夠明亮。
在薄膜的出射表面上的分立的光學(xué)元件可以用這樣一種方式無(wú)序化，使消除與液晶顯示器的像素間距的任何干涉。這種無(wú)序化能夠包括光學(xué)元件的尺寸、形狀、位置、深度、取向。角度或密度。這樣就消除了對(duì)擴(kuò)散層的需要，以抵抗網(wǎng)紋和類似作用。還有，至少一些分立的光學(xué)元件能夠排列為跨過(guò)薄膜的出射表面的分組，并且每個(gè)分組中至少一些光學(xué)元件具有不同的尺寸或形狀特點(diǎn)，它們集體地產(chǎn)生一個(gè)對(duì)于每個(gè)分組的平均的尺寸或形狀特點(diǎn)，它們跨過(guò)薄膜改變，以獲得對(duì)于任何分立的光學(xué)元件超出機(jī)加工容差的平均的特點(diǎn)值，以及抵抗與一個(gè)液晶顯示器的像素間距的網(wǎng)紋和干涉作用。此外，至少一些分立的光學(xué)元件能夠彼此相對(duì)地以不同的角度取向，以改進(jìn)沿兩個(gè)軸線薄膜重新取向/改變光線方向的能力。
分立的光學(xué)元件的光線方向改變表面的角度制造在薄膜的光線出射表面上，也可以跨過(guò)液晶顯示器的顯示區(qū)域改變，以調(diào)節(jié)薄膜的光線方向改變功能至一個(gè)光線輸入分布，它是跨過(guò)光源的表面不均勻的。
光線改向薄膜的分立的光學(xué)元件還希望是彼此搭接為交錯(cuò)的，互鎖的和/或交叉的形狀，形成一個(gè)光學(xué)結(jié)構(gòu)，并帶有優(yōu)良的表面覆蓋區(qū)。再者，分立的光學(xué)元件可以排列為分組，并且一些分立的光學(xué)元件沿一個(gè)軸線取向，以及其它的光學(xué)元件沿另一個(gè)軸線取向。同樣，在每個(gè)分組內(nèi)的分立的光學(xué)元件的取向可以改變。再者，光線改向薄膜的分立的光學(xué)元件的尺寸、形狀、位置和/或取向可以改變，以計(jì)算由一個(gè)光源發(fā)射的光線分布的改變。
光線改向薄膜的光學(xué)元件的性能和圖案也能夠改進(jìn)，以優(yōu)化光線改向薄膜使用于不同類型的光源，它發(fā)射不同的光線分布，例如，一種圖案用于單燈泡搭接頂部，另一種圖案用于雙燈泡平板顯示器，以及等等。
此外，提供光線改向薄膜系統(tǒng)，其中光線改向薄膜的分立的光學(xué)元件的取向、尺寸、位置和/或形狀可以調(diào)節(jié)至背光板或其它光源的光線輸出分布，以便在一個(gè)希望的觀察角度內(nèi)來(lái)自背光板的入射光線的更多的重新取向和方向改變。還有，背光板可以包括單獨(dú)的光學(xué)變形器，它使沿一個(gè)軸線的光線準(zhǔn)直，以及光線改向薄膜可以包括分立的光學(xué)元件，它使沿垂直于一個(gè)軸線的另一個(gè)軸線的光線準(zhǔn)直。
為了實(shí)現(xiàn)上述的和相關(guān)的目的，本發(fā)明具有的特點(diǎn)將在權(quán)利要求書，下列的說(shuō)明和附圖中更充分地說(shuō)明和指出，并列入本發(fā)明的一些說(shuō)明性的實(shí)施例中，它們是示范性的，然而，在能夠使用本發(fā)明的原理的各種方式中僅列出幾種。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明在附圖中

圖1是按照本發(fā)明的一種光線改向薄膜系統(tǒng)的示意的側(cè)立面圖；圖2是圖1的背光板和光線改向薄膜系統(tǒng)的一部分的放大的不連貫的側(cè)立面圖；圖3和4是按照本發(fā)明的另一種光線改向薄膜系統(tǒng)的示意的側(cè)立面圖；圖5-20是本發(fā)明的光學(xué)方向改變薄膜上分立的光學(xué)元件的不同的圖案的示意的透視圖或頂視圖；圖5a-5n是方向改變薄膜上分立的光學(xué)元件能夠采取的不同的幾何形狀；圖21是一個(gè)光線改向薄膜的示意的透視圖，它具有光學(xué)溝槽以面對(duì)薄膜的一個(gè)隅角的一個(gè)彎曲的圖案延伸跨過(guò)薄膜；圖22是一個(gè)光線改向薄膜的頂視圖，它具有光學(xué)溝槽的一個(gè)圖案，面對(duì)薄膜的一個(gè)邊緣的一個(gè)中點(diǎn)延伸跨過(guò)薄膜，當(dāng)至一個(gè)邊緣的距離增加時(shí)，其曲率減少；圖23是圖22的光學(xué)方向改變薄膜的一個(gè)端立面圖，是由它的左端觀察的；圖24是圖22的光線改向薄膜的一個(gè)側(cè)立面圖；圖25和26是一個(gè)背光板/光發(fā)射板組件的一個(gè)表面區(qū)的放大的示意的不連貫的頂視圖，示出在背光板的表面上或表面內(nèi)形成的不同形式的光學(xué)變形器；圖27和28分別是通過(guò)圖25和26的光學(xué)變形器之一的放大的縱剖面圖29和30是通過(guò)一個(gè)背光板的表面上或表面內(nèi)形成的另一種光學(xué)變形器的放大的示意的縱剖面圖；圖31-39是背光板表面區(qū)的放大的示意的透視圖，它具有其它的良好限定形狀的各種圖案的單獨(dú)的光學(xué)變形器；圖40是通過(guò)一個(gè)背光板的表面上或表面內(nèi)形成的另一種光學(xué)變形器的放大的示意的縱剖面圖；圖41和42是背光板表面區(qū)的放大的示意的頂視圖，它具有光學(xué)變形器與圖37和38所示的類似，沿著表面區(qū)的長(zhǎng)度和寬度排列為多個(gè)直行列；圖43和44是背光板表面區(qū)的放大的示意的頂視圖，它也具有光學(xué)變形器與圖37和38所示的類似，沿著表面區(qū)的長(zhǎng)度和寬度排列為交錯(cuò)的行列；圖45和46是背光板表面區(qū)的放大的示意的頂視圖，它具有在表面區(qū)上無(wú)序的或變化圖案的不同尺寸的光學(xué)變形器；圖47是一個(gè)背光板表面區(qū)的放大的示意的透視圖，示出當(dāng)變形器至光線輸入表面的距離增加或沿著表面區(qū)的長(zhǎng)度的光線強(qiáng)度增加時(shí)，光學(xué)變形器的尺寸增加；圖48和49是示意的透視圖，示出沿著一個(gè)背光板表面區(qū)的長(zhǎng)度和寬度光學(xué)變形器的不同的角度取向；以及圖50和51是放大的透視圖，示意地示出由一個(gè)聚焦的光源發(fā)射的實(shí)驗(yàn)的光束如何被良好限定形狀的不同的單獨(dú)的光學(xué)變形器反射或折射。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明圖1和2示出按照本發(fā)明的一種形式的光線改向薄膜系統(tǒng)1，它包括一個(gè)光線改向薄膜2，它能夠?qū)⒂梢粋€(gè)背光板BL或其它的光源發(fā)射的更多的光線重新分布，接近一個(gè)更垂直于薄膜表面的方向。薄膜2可以使用于將來(lái)自幾乎任何照明用的光源的光線在一個(gè)希望的觀察角度內(nèi)重新分布，例如，一個(gè)顯示器D，比如液晶顯示器，使用于膝上型計(jì)算機(jī)，文字處理器，航空電子學(xué)顯示器，移動(dòng)電話，個(gè)人數(shù)字助理(PDAs)和類似器件，以便使顯示器更明亮。液晶顯示器可以是任何類型的，包括透射液晶顯示器，如圖1和2所示，反射的液晶顯示器，如圖3所示，以及跨反射的液晶顯示器，如圖4所示。
圖3中所示的反射的液晶顯示器D包括一個(gè)背反射器40，鄰接背側(cè)面，用于反射進(jìn)入顯示器環(huán)境光線離開顯示器，以增加顯示器的亮度。本發(fā)明的光線改向薄膜2放置在鄰接反射的液晶顯示器的頂面，以使環(huán)境光線(或來(lái)自前燈的光線)改變方向進(jìn)入顯示器，接近一個(gè)更垂直于薄膜平面的方向，用于在一個(gè)希望的觀察角度內(nèi)被背反射器反射出，以增加顯示器的亮度。光線改向薄膜2可以連接至、疊層至或用其它方式保持就位，頂住液晶顯示器的頂面。
圖4中所示的跨反射液晶顯示器D包括一個(gè)跨反射器T，放置在顯示器和背光板BL之間，用于將進(jìn)入顯示器的前面的環(huán)境光線反射出顯示器，以增加在一個(gè)照明環(huán)境下的顯示器的亮度，以及用于將來(lái)自背光板的光線通過(guò)跨反射器傳送出顯示器，以便在黑暗環(huán)境中照明顯示器。在本實(shí)施例中，光線改向薄膜2可以或者放置在鄰接顯示器的頂面，或者鄰接顯示器的底面，或者鄰接兩者，如圖4所示，用于將環(huán)境光線和/或來(lái)自背光板的光線改變方向或重新分布，更垂直于薄膜的平面，以便使光束輸出分布更適合于前進(jìn)通過(guò)顯示器，以增加顯示器的亮度。
光線改向薄膜2包括一個(gè)薄的透明的薄膜或基片8，在光線出射表面6上具有良好限定形狀的不連續(xù)的分立的光學(xué)元件5，用于折射入射光線分布，從而使薄膜的出射光線在更垂直于薄膜的表面的方向。
每個(gè)分立的光學(xué)元件5具有的寬度和長(zhǎng)度比薄膜的寬度和長(zhǎng)度小許多倍，以及可以借助在薄膜的出射表面上的凹陷或凸起而形成。這些分立的光學(xué)元件5包括至少一個(gè)傾斜的表面，用于折射入射光線接近一個(gè)垂直于光線出射表面的方向。圖5示出在一個(gè)薄膜2上的分立的光學(xué)元件5的一種圖案。這些光學(xué)元件可以采用許多不同的形狀。例如，圖5a示出一種非棱柱的光學(xué)元件5，具有總計(jì)兩個(gè)表面10，12，它們都是傾斜的。圖5a中所示的表面10之一是平面的，而另一個(gè)表面12是彎曲的。再者，兩個(gè)表面10，12彼此相交，以及也與薄膜的表面相交。代替的方案是，分立的光學(xué)元件的兩個(gè)表面10，12可以是彎曲的，如圖5b中所示。代替的方案是，光學(xué)元件5可以每個(gè)具有僅一個(gè)表面是彎曲的和傾斜的，以及與薄膜相交。圖5c示出一個(gè)這樣的光學(xué)元件5，呈一個(gè)錐形13。圖5d示出另一個(gè)這樣的光學(xué)元件，具有一個(gè)半球形或拱頂形14。同樣，這種光學(xué)元件可以具有多于一個(gè)傾斜的表面與薄膜相交。
圖5e示出一個(gè)光學(xué)元件5，具有總計(jì)三個(gè)表面，它們?nèi)颗c薄膜相交和彼此相交。兩個(gè)表面15和16是彎曲的，而第三表面17是平面的。
圖5f示出一個(gè)光學(xué)元件5，呈一個(gè)棱錐形18，并帶有四個(gè)三角形側(cè)面19，它們彼此相交以及與薄膜相交。棱錐形18的側(cè)面19可以是尺寸和形狀相同的，如圖5f中所示，或者棱錐形的側(cè)面19可以被延伸這樣使側(cè)面具有不同的周邊形狀，如圖5g中所示。同樣，光學(xué)元件5可以具有任何數(shù)目的平面的傾斜的側(cè)面。圖5h示出一個(gè)光學(xué)元件5，帶有四個(gè)平面的傾斜的側(cè)面20，而圖5i示出一個(gè)光學(xué)元件5，帶有八個(gè)平面的傾斜的側(cè)面20。
分立的光學(xué)元件5也可以具有多于一個(gè)彎曲的和多于一個(gè)平面的傾斜的表面，全部與薄膜相交。圖5j示出一個(gè)光學(xué)元件5，具有一對(duì)相交的相對(duì)傾斜的平面的側(cè)面22以及相對(duì)的圓形的或彎曲的末端或側(cè)面23。再者，傾斜的平面的側(cè)面22和彎曲的末端或側(cè)面23可以具有不同的傾斜度，如圖5k和51中所示。此外，光學(xué)元件5可以具有至少一個(gè)彎曲的表面不與薄膜相交。一個(gè)這樣的光學(xué)元件5示于圖5m中，它包括一對(duì)相對(duì)的傾斜的平面的側(cè)面22，以及相對(duì)的圓形的或彎曲的末端或側(cè)面23，以及一個(gè)圓形的或彎曲的頂面24，與相對(duì)的傾斜的側(cè)面和相對(duì)的圓形的末端相交。此外，光學(xué)元件5可以沿著它們的長(zhǎng)度是彎曲的，如圖5n中所示。
為分立的光學(xué)元件5設(shè)置平面的和彎曲的表面的組合，比一個(gè)帶溝槽的薄膜能夠提供更大觀察區(qū)的光線改變方向和重新分布。同樣，分立的光學(xué)元件的表面的曲率或彎曲區(qū)與平面的比率可以改變，以調(diào)節(jié)薄膜的光線輸出的分布，以便改進(jìn)與薄膜一起使用的顯示器的觀察區(qū)。
薄膜2的光線入射表面7可以具有一個(gè)光學(xué)涂層25(見圖2)，比如一種抗反射涂層，反射偏光層，一種阻滯涂層或一種偏光層。同樣，一個(gè)無(wú)光澤的或擴(kuò)散的織構(gòu)可以設(shè)置在光線入射表面7上，這取決于希望的可視的外觀。一個(gè)無(wú)光澤的表面處理產(chǎn)生一個(gè)較軟的影像，但是不夠明亮。本發(fā)明的分立的光學(xué)元件5的平面的和彎曲的表面的組合能夠設(shè)計(jì)為將投射在其上的一些光線束改變?yōu)椴煌较?，以產(chǎn)生一個(gè)較軟的影像，而不需要在薄膜的光線入射表面上附加擴(kuò)散器或無(wú)光澤表面處理。
光線改向薄膜2的分立的光學(xué)元件5也希望是彼此搭接為交錯(cuò)的、互鎖的和/或交叉的形狀，形成一個(gè)光學(xué)結(jié)構(gòu)，并帶有優(yōu)良的表面覆蓋區(qū)。以圖6，7，13和15為例，示出彼此交錯(cuò)的光學(xué)元件5；圖8-10示出彼此交叉的光學(xué)元件5；以及圖11和12示出彼此交叉的光學(xué)元件5。再者，光線改向薄膜2的光學(xué)元件5的傾斜角度、密度、位置、取向、高度或深度、形狀和/或尺寸可以匹配或轉(zhuǎn)動(dòng)至一個(gè)背光板BL或其它的光源的特定的光線輸出分布，以便計(jì)算內(nèi)背光板發(fā)射的光線的分布的改變，以便在一個(gè)希望的觀察角度內(nèi)使由背光板發(fā)射的更多的光線重新分布。例如，當(dāng)至背光板BL，至一個(gè)光源26的距離增加，以計(jì)算在不同的角度時(shí)的背光板發(fā)射的光線束的路徑R，當(dāng)至光源的距離增加時(shí)，光學(xué)元件5與光線改變薄膜2的表面構(gòu)成的傾斜表面(比如表面10，12)的角度可以改變，如圖2所示。同樣，背光板BL本身可以設(shè)計(jì)為在較低角度發(fā)射更多的光束，以增加由背光板發(fā)射的光線總量以及依靠光線改變薄膜2在一個(gè)希望的觀察角度內(nèi)使發(fā)射的更多的光線重新分布。從這種方式，光線改向薄膜2的分立的光學(xué)元件5可以選擇，以便與背光板的光學(xué)變形器相結(jié)合，以便由系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)化的輸出的光線束角度分布。
圖2，5和9示出分立的光學(xué)元件5的不同的圖案，全部為相同的高度或深度。而圖7、8、10，13和14示出分立的光學(xué)元件5的不同的圖案，它們?yōu)椴煌男螤?、尺寸和高度或深度?br> 分立的光學(xué)元件5也可以在薄膜2上無(wú)序化排列，如圖16和17所示，以這樣一種方式消除與液晶顯示器的像素間距的任何干涉。這樣消除了對(duì)圖1和2所示的光學(xué)擴(kuò)散器層30的需要，以抵抗網(wǎng)紋和類似作用。再者，至少一些分立的光學(xué)元件5能夠排列為跨過(guò)薄膜的分組32，并且至少在每個(gè)分組內(nèi)的一些光學(xué)元件5具有不同的尺寸或形狀特點(diǎn)，它們集體地產(chǎn)生一個(gè)對(duì)于每個(gè)分組的平均的尺寸或形狀特點(diǎn)，它們跨過(guò)薄膜改變，如圖7、13和15中所示，以獲得超出機(jī)加工容差的特點(diǎn)值，以抵抗與液晶顯示器的像素間距的網(wǎng)格和干涉作用。例如，至少在每個(gè)分組32內(nèi)的一些光學(xué)元件5可以具有不同的深度或高度，它們集體地產(chǎn)生對(duì)于每一個(gè)分組的平均的深度或高度特點(diǎn)，它跨過(guò)薄膜改變。同樣，至少在每個(gè)分組內(nèi)的一些光學(xué)元件5可以具有不同的傾斜角度，它們集體地產(chǎn)生對(duì)于每個(gè)分組的平均的傾斜角度，它跨過(guò)薄膜改變。再者，至少在每個(gè)分組內(nèi)的一些光學(xué)元件的一個(gè)傾斜表面可以具有不同的寬度和長(zhǎng)度，它們集體地產(chǎn)生在每個(gè)分組內(nèi)的平均的寬度和長(zhǎng)度特點(diǎn)，它跨過(guò)薄膜改變。
當(dāng)分立的光學(xué)元件5包括平面的和彎曲的表面10，12的一個(gè)組合時(shí)，彎曲表面12的曲率，或分立的光學(xué)元件5的彎曲區(qū)與平面區(qū)的比率，以及彎曲的和平面的表面的周邊的形狀可以改變，以調(diào)節(jié)薄膜的光線輸出分布。此外，彎曲表面的曲率，或分立的光學(xué)元件的彎曲區(qū)與平面區(qū)的比率可以改變，以便或多或少地改變?cè)谝粋€(gè)平面內(nèi)前進(jìn)的光線的方向，它應(yīng)平行于棱柱的或雙凸透鏡的帶溝槽薄膜的溝槽，部分地或完全地代替對(duì)第二層光線改向薄膜的需要。同樣，至少一些分立的光學(xué)元件可以用彼此不同的角度取向，如圖13和16所示，以便使由光源發(fā)射的更多的光線在更垂直于薄膜的表面的一個(gè)方向上沿兩個(gè)不同的軸線重新分布，部分地或完全地取代對(duì)第二層光線改向薄膜的需要。然而，應(yīng)該理解，兩層這樣的光線改向薄膜，每個(gè)具有相同的或不同的分立的光學(xué)元件圖案，可以放置在光源和觀察區(qū)之間，并且使兩層彼此相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)90°(或其它的角度大于0°和小于90°)，從而使在相應(yīng)的薄膜層上的分立的光學(xué)元件將由一個(gè)光源發(fā)射的在不同的平面方向上前進(jìn)的更多的光線重新分布在一個(gè)更垂直于相應(yīng)的薄膜的表面的方向上。
還有，光線改向薄膜2可以具有光學(xué)元件5的一個(gè)圖案，它在薄膜不同的位置上改變，如圖15所示，以便使來(lái)自一個(gè)背光板或其它光源的光線束的輸出分布重新分布，從而使來(lái)自不同位置的光線束輸出分布重新分布接近一個(gè)垂直于薄膜的方向。
再者，光線改向薄膜的光學(xué)元件的性能和圖案可以改進(jìn)以優(yōu)化光線改向薄膜用于不同類型的光源，它發(fā)射不同的光線分布，例如，一種圖案用于單燈泡搭接頂部，另一種圖案用于雙燈泡平板顯示器，以及等等。
圖17示出的光學(xué)元件5排列為由薄膜2的外邊緣至中心的一個(gè)徑向的圖案，以便使一個(gè)背光板BL的光線束輸出分布重新分布，它接收沿背光板的全部四個(gè)側(cè)面的來(lái)自冷陰極熒光燈26的光線。
圖18示出的光學(xué)元件5排列為跨過(guò)薄膜2的傾斜的分組32的一個(gè)圖案，它調(diào)節(jié)以便使背光板BL的光線束輸出分布重新分布，它接收來(lái)自一個(gè)冷陰極熒光燈26的光線、或者沿背光板的一個(gè)輸入邊緣的一組光發(fā)射二極管26的光線。
圖19示出的光學(xué)元件5排列為面對(duì)薄膜2的一個(gè)隅角的一個(gè)徑向型圖案，它是被一個(gè)光發(fā)射二極管26照明的隅角。
圖20示出的光學(xué)元件5排列為面對(duì)薄膜2的一個(gè)輸入邊緣的一個(gè)中點(diǎn)的徑向型圖案，以便使一個(gè)背光板BL的光線束輸出分布重新分布，它被一個(gè)單獨(dú)的光發(fā)射二極管26在背光板的一個(gè)輸入邊緣的中點(diǎn)處照明。
圖21示出的光線改向薄膜2具有光學(xué)溝槽35，跨過(guò)薄膜以面對(duì)薄膜的一個(gè)隅角的一個(gè)彎曲的圖案延伸，以便使背光板BL的光線束輸出分布重新分布，它是被一個(gè)光發(fā)射二極管26照明的隅角。
圖22-24示出的光線改向薄膜2具有光學(xué)溝槽35的一個(gè)圖案，跨過(guò)薄膜面對(duì)沿著薄膜的一個(gè)邊緣的一個(gè)中點(diǎn)延伸，當(dāng)至一個(gè)邊緣的距離增加時(shí)，其曲率減少，以便使背光板BL的光線束輸出分布重新分布，此邊緣被一個(gè)光發(fā)射二極管26在背光板的一個(gè)輸入邊緣的中點(diǎn)處照明。
在光線改向薄膜2具有一個(gè)光學(xué)元件5的一個(gè)圖案40沿著薄膜的長(zhǎng)度改變的情況下，可以提供一個(gè)薄膜2的卷材41，它具有一個(gè)重復(fù)的光學(xué)元件圖案在其上面，如圖15所示，以便允許最適合于一個(gè)特定用途的圖案的選擇區(qū)能夠由薄膜卷材模壓切割。
背光板BL可以是實(shí)質(zhì)上平面的或彎曲的，或者可以是單層的或多層的，以及按希望具有不同的厚度和形狀。再者，背光板可以是柔性的或剛性的，以及由各種化合物制造。再者，背光板可以是空心的或充填液體、空氣的，或是實(shí)心的，以及可以是具有孔或脊嶺的。
同樣，光源26可以是任何適當(dāng)類型的，例如包括弧光燈、白熾燈，它們同樣可以是彩色的、濾光的、或涂漆的，一個(gè)透鏡末端燈泡、光管、鹵素?zé)?、光發(fā)射二極管(LED)，來(lái)自LED的芯片、氖燈泡、冷陰極熒光燈，由遙控源傳送的纖維光管、激光器或激光二極管、或任何其它的適當(dāng)?shù)墓庠?。此外，光?6可以是一個(gè)多數(shù)的彩色LED，或彩色的輻射源的一個(gè)組合，以提供一個(gè)希望的彩色的或白色的光線輸出分布。例如，一組彩色的燈，比如不同顏色的(例如紅色、藍(lán)色、綠色的)LEDs或帶有多數(shù)的彩色的芯片的單獨(dú)的LED可以使用于產(chǎn)生白色的光線或借助改變每個(gè)單獨(dú)的彩色燈的強(qiáng)度產(chǎn)生任何的彩色的光線輸出分布。
光學(xué)變形器的一種圖案可以按希望設(shè)置在背光板BL的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面上，這里使用的術(shù)語(yǔ)光學(xué)變形器是指一個(gè)表面和/或涂層的形狀或幾何尺寸或表面處理的改變，它引起光線的一部分將由背光板發(fā)射。這些變形器能夠使用各種方式制造，例如在背光板的選擇區(qū)內(nèi)提供一個(gè)涂漆的圖案、浸蝕的圖案、機(jī)加工的圖案、印刷的圖案、熱沖壓的圖案或模壓的圖案或類似的圖案。一種油墨或涂漆圖案可以借助下列方式涂覆，例如襯墊印刷、絲網(wǎng)印刷、噴墨、熱轉(zhuǎn)移薄膜過(guò)程或類似過(guò)程。這些變形器也可以印刷在一個(gè)板或薄膜上，它使用于涂覆變形器到背光板上。板或薄膜變成背光板的一個(gè)永久的部分，例如，借助連接或其它方法將板或薄膜定位頂住背光板的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面，以產(chǎn)生希望的效果。
借助改變背光板的一個(gè)區(qū)或多個(gè)區(qū)內(nèi)的變形器的密度、不透明度或透明度、形狀、深度、顏色、面積，折射指數(shù)或類型，背光板的光線輸出能夠被控制。這些變形器可以使用于控制由背光板的一個(gè)光線發(fā)射區(qū)的光線輸出的百分比。例如，在希望較少光線輸出的表面區(qū)可以放置較少的或較小尺寸的變形器。反之，在希望較大光線輸出的表面區(qū)可以放置較大百分比的或較大尺寸的變形器。
在背光板的不同的區(qū)域內(nèi)改變變形器的百分比和/或尺寸是需要的，以便提供一個(gè)實(shí)質(zhì)上均勻的光線分布。例如，前進(jìn)通過(guò)背光板的光線的數(shù)量在接近光源的區(qū)域通常比在遠(yuǎn)離光源的區(qū)域大。一種圖案的變形器能夠使用于調(diào)節(jié)背光板內(nèi)光線的改變，例如，隨著至光源距離的增加，提供變形器一個(gè)更密集的集中，從而導(dǎo)致由背光板的一個(gè)更均勻的光線輸出分布。這些變形器也可以使用于控制由背光板的輸出光束角度分布，以適應(yīng)一個(gè)特定的用途。例如，如果背光板使用于一個(gè)液晶顯示器的背光板，如果這些變形器(或一個(gè)光線改向薄膜2與背光板結(jié)合使用)將被背光板發(fā)射的光線束以預(yù)定的光線束角度投射，則光線輸出將更有效，這樣使它們以低的損失前進(jìn)通過(guò)液晶顯示器。
此外，光學(xué)變形器的圖案可以使用于調(diào)節(jié)光線輸出的改變，以利于背光板的光線提取。光學(xué)變形器的圖案可以使用廣譜的油漆、油墨、涂料、環(huán)氧等印刷在背光板的表面區(qū)，由光澤改變至不透明，或兩者兼有，以及可以使用半調(diào)分離技術(shù)以改變變形器的覆蓋率。再者，光學(xué)變形器的圖案可以是多層的或其折射指數(shù)是改變的。
光學(xué)變形器的印刷圖案可以是各種形狀的，比如點(diǎn)形、方形、菱形、橢圓形、星形、無(wú)序的形狀等。再者，最好使用每英寸60線的或更細(xì)的印刷圖案。這樣可使變形器或印刷圖案的形狀接近在一個(gè)特定的用途中可以被人眼觀察，從而消除了對(duì)梯度或彎曲線的探測(cè)，它們?cè)谑褂幂^大的光學(xué)元件的光線提取圖案中是普通的。此外，變形器可以沿著背光板的長(zhǎng)度和/或?qū)挾雀淖冃螤詈?或尺寸。同樣，變形器的一個(gè)無(wú)序的放置圖案可以使用于背光板的整個(gè)長(zhǎng)度和/或?qū)挾?。變形器可以具有沒有專門角度的形狀或圖案，以減少網(wǎng)紋或其它干涉作用。產(chǎn)生這些無(wú)序的圖案的方法的實(shí)例是使用隨機(jī)印刷技術(shù)的各種形狀的印刷圖案，頻率模擬半調(diào)圖案、或無(wú)序的點(diǎn)半調(diào)圖案。
再者，變形器可以著色的，以便在背光板內(nèi)起到顏色校正作用。變形器的顏色也可以通過(guò)背光板改變，例如，對(duì)相同的或不同的光線輸出區(qū)提供不同的顏色。
除此之外或代替這些光學(xué)變形器也可以使用其它的光學(xué)變形器，具有棱柱的或雙凸透鏡的或橫向溝槽，或各種形狀的凹陷或升起，使用復(fù)雜形狀的模壓圖案，可以是模壓的、浸蝕的、沖壓的、熱成形的、熱沖壓的或類似的，成形在背光板的一個(gè)或多個(gè)表面區(qū)。這些棱柱的或雙凸透鏡的表面、凹陷的或升起的表面將引起一部分光線束接觸，從而由背光板發(fā)射。同樣，棱柱的、凹陷的或其它的表面的角度也可以改變，以投射光線在不同的方向上，以便產(chǎn)生一個(gè)希望的光線輸出分布或效果。
再者，反射的或折射的表面可具有不帶專門的角度的形狀或圖案，以減少網(wǎng)紋或其它干涉作用。
一個(gè)背反射器40可以連接或定位對(duì)著背光板BL的一個(gè)側(cè)面，如圖1和2所示，以便借助將由此側(cè)面發(fā)射的光線反射回通過(guò)背光板用于發(fā)射通過(guò)相對(duì)的側(cè)面來(lái)改進(jìn)背光板的光線輸出效率。此外，一種圖案的光學(xué)變形器50可以設(shè)置在背光板的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面上，如圖1和2所示，以便改變光線的路徑，從而超過(guò)內(nèi)臨界角度和一部分光線是由背光板的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面發(fā)射的。
圖25-28示出的光學(xué)變形器50可以或者是在相應(yīng)的背光板表面區(qū)52上的單獨(dú)的凸起51，或者是在這些表面區(qū)的單獨(dú)的凹陷53。在任何一種情況下，每個(gè)這種變形器50具有良好限定的形狀，包括一個(gè)反射或折射表面54，它在一個(gè)邊緣55處與相應(yīng)的背光板表面區(qū)52相交，以及具有沿其整個(gè)長(zhǎng)度均勻的傾斜度，以便更精確地控制由每個(gè)變形器的光線發(fā)射。沿著每個(gè)反射/折射表面54的一個(gè)周邊的邊緣部分56是每個(gè)變形器50的一個(gè)端壁57，它與相應(yīng)的板表面區(qū)52相交，其夾角I大于反射/折射表面54和板表面區(qū)52之間的夾角I′(見圖27和28)，以減少板表面區(qū)上端壁的凸起的表面區(qū)。這樣允許比其它可能的情況下將更多的變形器50放置在板表面區(qū)內(nèi)，這種情況是如果端壁57的凸起的表面區(qū)實(shí)質(zhì)上等于或大于反射/折射表面54的凸起的表面區(qū)。
在圖25和26內(nèi)反射/折射表面54的周邊邊緣部分56和附帶的端壁57在橫向方向上是彎曲的。同樣，在圖27和28內(nèi)變形器50的端壁57示出為實(shí)質(zhì)上垂直于變形器的反射/折射表面54延伸。代替地，此種端壁57可以實(shí)質(zhì)上垂直于板表面區(qū)52延伸，如圖29和30所示。這樣事實(shí)上消除了在板表面區(qū)52上端壁57的任何的凸起的表面區(qū)，從而使在板表面區(qū)上的變形器的密度甚至進(jìn)一步增加。
光學(xué)變形器也可以是其它的良好限定的形狀，以便由一個(gè)板表面區(qū)獲得一個(gè)希望的光線輸出分布。圖31示出在一個(gè)板表面區(qū)52上單獨(dú)的光線提取變形器58，每個(gè)包括一個(gè)通常的平面的，矩形的反射/折射表面59和附帶的均勻傾斜度的端壁60，通過(guò)長(zhǎng)度和寬度，以及通常的平面的側(cè)壁61。代替地，變形器58，可以具有圓形的或彎曲的側(cè)壁62，如圖32所示。
圖33示出在一個(gè)板平面52上單獨(dú)的光線提取變形器63，每個(gè)包括一個(gè)平面的、傾斜的三角形的反射/折射表面64和附帶的平面的、通常的三角形的側(cè)壁或端壁65。
圖34示出單獨(dú)的光線提取變形器66，每個(gè)包括一個(gè)平面的傾斜的反射/折射表面67，具有傾斜的周邊邊緣部分68和附帶的傾斜的端壁69和側(cè)壁70。
圖35示出單獨(dú)的光線提取變形器71，它們通常是錐形的，而圖36示出單獨(dú)的光線提取變形器72每個(gè)包括一個(gè)圓形的反射/折射表面73和圓形的端壁74和圓形的或彎曲的側(cè)壁75，全部摻合在一起。這些附加的表面將撞擊在其上的其它光線束反射或折射到不同的方向上，以分散跨過(guò)背光板元件BL的光線，以便提供由板元件發(fā)射的光線的一個(gè)更均勻的分布。
與單獨(dú)的變形器的反射/折射表面和端壁及側(cè)壁的形狀無(wú)關(guān)，這些變形器也可以包括平面表面，相對(duì)于板表面區(qū)52以一種平行的有間距的關(guān)系與反射/折射表面和端壁和/或側(cè)壁相交。圖37-39示出變形器76，77和78，在一個(gè)板表面區(qū)上呈單獨(dú)的凸起的形狀，具有代表性的形狀分別與圖31、32和35的相似，其不同之處是每個(gè)變形器相對(duì)于板表面區(qū)52以平行的有間距的關(guān)系與一個(gè)平面表面79相交。以類似的方式，圖40示出二組變形器80之一，具有單獨(dú)的凹陷81的形狀，位于一個(gè)板表面區(qū)52內(nèi)，相對(duì)于板表面區(qū)52的通常平面表面以平行的有間距的關(guān)系與一個(gè)平面表面79相交。撞擊在此平面表面79上的任何光線束，其內(nèi)角小于由板表面區(qū)52發(fā)射光線的臨界角，將被平面表面79內(nèi)部反射而撞擊在此平面表面79上的任何光線束，其內(nèi)角大于由板表面區(qū)發(fā)射光線的臨界角，將被帶有最小的光學(xué)不連續(xù)性的平面表面發(fā)射，如圖40所示。
在變形器是在板表面區(qū)52上的凸起的地方，反射/折射表面以一個(gè)角度延伸離開板，其方向通常與來(lái)自光源26前進(jìn)通過(guò)板的光線束的方向相反，如圖27和29所示。在變形器是在板表面區(qū)上的凹陷的地方，反射/折射表面以一個(gè)角度延伸進(jìn)入背光板，其方向通常與來(lái)自光源26前進(jìn)通過(guò)板的光線束的方向相同，如圖28和30所示。
與變形器是否是在板表面區(qū)52上或其內(nèi)的凸起或凹陷無(wú)關(guān)，變形器的反射/折射表面的傾斜度可以改變，以引起撞擊在其上面的光線束或者折射出光線發(fā)射板，或者通過(guò)板反射回以及發(fā)射出板的相對(duì)的側(cè)面，它可以是浸蝕的，以擴(kuò)散由其發(fā)射的光線，或者涂覆一個(gè)光線改向薄膜，以產(chǎn)生一個(gè)希望的作用。還有，在板表面區(qū)的光學(xué)變形器的圖案可以是一致的或按希望變化的，以便獲得來(lái)自板表面區(qū)的希望的光線輸出分布。圖41和42示出變形器76和77，其形狀與圖37和38所示的相似，排列為一組通常直線的有均勻間距的行列，沿著板表面區(qū)52的長(zhǎng)度和寬度。而圖43和44示出這樣的變形器76和77，排列為交錯(cuò)的行列，沿著板表面區(qū)的長(zhǎng)度彼此搭接。
還有，光學(xué)變形器的尺寸，包括寬度、長(zhǎng)度和深度或高度，以及角度取向和位置也可以沿著任何給定的板表面區(qū)的長(zhǎng)度和/或?qū)挾雀淖?，以獲得來(lái)自板表面區(qū)希望的光線輸出分布。圖45和46示出不同尺寸的變形器58和58′的一個(gè)無(wú)序的或變化的圖案，分別地與圖31和32所示的形狀相似，排列為在板表面區(qū)52上的交錯(cuò)的行列。圖47示出變形器77，與圖38所示的形狀相似，當(dāng)變形器至光源的距離增加或沿著板表面區(qū)的長(zhǎng)度和/或?qū)挾鹊墓饩€的密度減少時(shí)，其尺寸增加。圖45和46中所示的變形器58和58′排列為跨過(guò)板表面的各簇82，并且在每個(gè)簇中至少一些變形器具有不同的尺寸或形狀特點(diǎn)，它們集體地產(chǎn)生對(duì)于每個(gè)簇的一個(gè)平均的尺寸或形狀特點(diǎn)，它跨過(guò)板表面改變。例如，在每個(gè)簇中至少一些變形器可以具有不同的深度或高度，或不同的傾斜率或取向，它們集體地產(chǎn)生一個(gè)平均的深度或高度特點(diǎn)，或傾斜表面的平均的傾斜率或取向，它跨過(guò)板表面改變。類似地，在每個(gè)簇中至少一些變形器可以具有不同的寬度或長(zhǎng)度，它們集體地產(chǎn)生一個(gè)平均的寬度或長(zhǎng)度特點(diǎn)，它跨過(guò)板表面改變。這樣允許獲得超過(guò)機(jī)加工容差的希望的尺寸或形狀特點(diǎn)，以及還可抵抗網(wǎng)紋和干涉作用。
圖48和49示出沿著一個(gè)板表面區(qū)52的長(zhǎng)度和寬度任何希望形狀的變形器85的不同的角度取向。在圖48中，變形器排列為直行列86，沿著板表面區(qū)的長(zhǎng)度，但每個(gè)行列中的變形器是取向?qū)χ庠?6，從而使全部變形器是實(shí)質(zhì)上與由光源發(fā)射的光束在一直線上。在圖49中，變形器85也是取向?qū)χ庠?6，與圖48相似。此外，在圖49中的變形器行列實(shí)質(zhì)上是與光源26徑向?qū)?zhǔn)的。
圖50和51示出按照本發(fā)明的由一個(gè)聚焦的光源26發(fā)射的示范性的光線束90在前進(jìn)通過(guò)光線發(fā)射板元件92時(shí)是如何反射的，光源26是插入模壓或鑄造在光線發(fā)射板組件BL的一個(gè)光線過(guò)渡區(qū)91內(nèi)，直到光線束90撞擊在板表面區(qū)52上面或其中的良好限定形狀的單獨(dú)的光線提取變形器50，77上，引起由板元件的一個(gè)側(cè)面93反射或折射的光線束比由另一個(gè)側(cè)面94的多。在圖50中，所示的示范性光線束90是變形器50的反射/折射表面54反射在相同的總方向，通過(guò)板元件的相同的側(cè)面93射出。而在圖51中，所示的光線束90在被反射/折射出板元件的相同的側(cè)面93之前是被變形器77的圓形的側(cè)壁62散射在板元件92內(nèi)不同的方向上。按照本發(fā)明的良好限定形狀的單獨(dú)的光線提取變形器的這樣一種圖案能夠引起60-70％或更多的通過(guò)板元件的輸入邊緣95接收的光線由板元件的相同的側(cè)面發(fā)射。
由以上所述可以理解，本發(fā)明的光線改向薄膜能使由一個(gè)背光板或其它的光源發(fā)射的更多的光線重新分布，接近一個(gè)更垂直于薄膜的平面的方向。再者，本發(fā)明的光線改向薄膜和背光板可以調(diào)節(jié)或彼此轉(zhuǎn)動(dòng)，以提供一個(gè)系統(tǒng)，其中光線改向薄膜的分立的光學(xué)元件與背光板的光學(xué)變形器結(jié)合工作，以便產(chǎn)生一個(gè)由此系統(tǒng)優(yōu)化的輸出光線束角度分布。
雖然本發(fā)明根據(jù)某些實(shí)施例示出和說(shuō)明，在技術(shù)熟練人員閱讀和了解本說(shuō)明書后，明顯的是可產(chǎn)生等同的代替和改變。尤其是，有關(guān)由上述的部件進(jìn)行的各種功能，這些術(shù)語(yǔ)(包括使用于說(shuō)明這些部件的對(duì)一個(gè)“器件”的任何參考)，如果沒有其它的指示，是有意地對(duì)應(yīng)于任何部件，它進(jìn)行上述的部件的特定的功能(例如，它是功能上等同的)，即使不是結(jié)構(gòu)上等同于公開的部件，它實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述的示范性實(shí)施例中的功能。此外，雖然本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是相對(duì)于僅一個(gè)實(shí)施例公開的，此特點(diǎn)可以與其它的實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特點(diǎn)相結(jié)合，如果希望和對(duì)于任何給定的或特定的用途是有利的。
權(quán)利要求
1.一種光線改向薄膜，包括薄的光學(xué)透明基片，在基片上或基片中具有確定形狀的分立的光學(xué)元件構(gòu)成的一種圖案，光學(xué)元件相對(duì)于基片的寬度和長(zhǎng)度相當(dāng)小，至少一些光學(xué)元件在基片上的不同位置變化，以使穿過(guò)基片的光線朝向垂直于基片的方向重新分布。
2.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，基片具有多層。
3.按照權(quán)利要求2的薄膜，其特征在于，多層中的至少一些具有不同的折射率。
4.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，基片具有涂層以產(chǎn)生特定效果。
5.按照權(quán)利要求4的薄膜，其特征在于，涂層為選擇性的。
6.按照權(quán)利要求4的薄膜，其特征在于，涂層具有不同于基片的折射率。
7.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件在下列特性中的至少一個(gè)上改變傾斜角度、密度、位置、取向、高度或深度、形狀和尺寸，以使薄膜適應(yīng)于不同背光板的光線輸出分布。
8.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件在基片上不同的位置處具有不同的光線束型面。
9.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，光學(xué)元件的尺寸和形狀可以調(diào)節(jié)以便使光源發(fā)出的更多的光線在所希望的觀察角度內(nèi)重新分布。
10.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件具有至少兩種不同的形狀的表面參數(shù)。
11.按照權(quán)利要求10的薄膜，其特征在于，不同形狀表面中的一個(gè)為彎曲的，不同形狀表面中的另一個(gè)為平面的。
12.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件彼此搭接、交叉或互鎖。
13.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件在基片上以不同角度取向以用于沿不同軸線重新分布光線。
14.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件是跨過(guò)薄膜改變尺寸的。
15.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件是跨過(guò)薄膜改變形狀的。
16.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件是跨過(guò)薄膜改變高度或深度的。
17.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件是跨過(guò)薄膜改變位置的。
18.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件是跨過(guò)薄膜改變密度的。
19.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件僅具有兩個(gè)表面，兩個(gè)表面彼此相交以形成凸起，并且兩個(gè)表面都與基片或另一光學(xué)元件相交。
20.按照權(quán)利要求19的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件的凸起具有在凸起終止的地方與基片或其它光學(xué)元件相交的末端。
21.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件以預(yù)定圖案變化以使光線重新分布在所希望的光學(xué)分布內(nèi)。
22.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件具有至少一個(gè)彎曲表面和至少一個(gè)平面表面。
23.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件無(wú)序地分布在基片上。
24.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件具有一對(duì)相對(duì)傾斜的側(cè)面和一對(duì)相對(duì)彎曲的末端。
25.按照權(quán)利要求24的薄膜，其特征在于，相對(duì)傾斜的側(cè)面相互交叉。
26.按照權(quán)利要求24的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件具有彎曲的頂面，該頂面與相對(duì)傾斜的側(cè)面和相對(duì)彎曲的末端相交。
27.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件具有傾斜的表面，它在跨過(guò)基片的面積中變化。
28.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，分立的光學(xué)元件位于基片的相反側(cè)面上。
29.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件具有不同的傾斜角度。
30.按照權(quán)利要求1的薄膜，其特征在于，至少一些光學(xué)元件包括平面表面和彎曲表面的組合，平面表面和彎曲表面的面積比被選擇成產(chǎn)生想要的觀察角度。
31.一種光線改向薄膜，包括薄的光學(xué)透明基片，基片上或基片中具有確定形狀的分立的光學(xué)元件構(gòu)成的一種圖案，光學(xué)元件相對(duì)于基片的寬度和長(zhǎng)度相當(dāng)小，至少一些光學(xué)元件根據(jù)穿過(guò)基本的光源的位置和類型改變。
32.一種光線改向薄膜系統(tǒng)，包括背光板，背光板包括板表面，板表面具有在板表面上不同位置改變的光線輸出分布；和光線改向薄膜，它緊接板表面，光線改向薄膜包括薄的光學(xué)透明基片，在基片上或基片中具有確定形狀的分立的光學(xué)元件構(gòu)成的圖案，光學(xué)元件相對(duì)于基片的長(zhǎng)度和寬度相當(dāng)小，光學(xué)元件構(gòu)成的圖案在基片的不同位置處變化以將來(lái)自板表面不同位置的光線輸出分布朝向垂直于基片的方向重新分布。
33.按照權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其特征在于，光線改向薄膜使得一部分光線從背光中引出。
34.按照權(quán)利要求32的系統(tǒng)，還包括緊接基片的液晶顯示器，基片上光學(xué)元件構(gòu)成的圖案的變化引起來(lái)自板表面的光線輸出分布的角度變化，從而使光線輸出分布更適合于行進(jìn)通過(guò)液晶顯示器。
35.按照權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)元件被布置成可以調(diào)節(jié)以使背光板的光線輸出分布朝向垂直于基片的方向重新分布的圖案，該背光板接納來(lái)自一個(gè)冷陰極熒光燈泡的光線。
36.按照權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)元件被布置成可以調(diào)節(jié)以使背光板的光線輸出分布朝向垂直于基片的方向重新分布的圖案，該背光板接納來(lái)自兩個(gè)或更多個(gè)冷陰極熒光燈泡的光線。
37.按照權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)元件被布置成可以調(diào)節(jié)以使背光板的光線輸出分布重新分布的圖案，該背光板接納來(lái)自單個(gè)發(fā)光二極管的光線。
38.按照權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)元件被布置成可以調(diào)節(jié)以使背光板的光線輸出分布重新分布的圖案，該背光板接納來(lái)自多個(gè)發(fā)光二極管的光線。
39.按照權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)元件被布置成可以調(diào)節(jié)以使背光板的光線輸出分布重新分布的圖案，該背光板接納來(lái)自周邊照明的光線。
40.按照權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)元件被布置成放射型圖案，該圖案可以調(diào)節(jié)以使背光板的光線輸出分布重新分布，該背光板是隅角照明的。
41.按照權(quán)利要求32的系統(tǒng)，其特征在于，光學(xué)元件被布置成放射型圖案，該圖案可以調(diào)節(jié)以使背光板的光線輸出分布重新分布，該背光板由單個(gè)聚焦光源照明。
42.按照權(quán)利要求41的系統(tǒng)，其特征在于，所述光源為發(fā)光二極管。
全文摘要
一種光線改向薄膜(2)包括良好限定形狀的分立的光學(xué)元件(5)的一個(gè)圖案，位于薄膜的光線出射表面上，以便使由一個(gè)背光板進(jìn)入薄膜(2)的入射表面的光線改變方向，接近垂直于出射表面的一個(gè)方向。分立的光學(xué)元件(5)是彼此搭接和交叉的。還有，光學(xué)元件(5)的取向、尺寸和/或形狀可以調(diào)節(jié)以便使來(lái)自背光板的更多的入射光線改變方向在一個(gè)希望的觀察角度內(nèi)。
文檔編號(hào)A61B19/00GK1952701SQ200610132188
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2002年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月19日
發(fā)明者杰弗里·R·帕克, 蒂莫西·A·麥科勒姆, 羅伯特·M·伊澤爾 申請(qǐng)人:固態(tài)奧普托有限公司