專利名稱：顯示系統(tǒng)的光控制薄膜組件以及使用該薄膜組件的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)顯示器，更具體地涉及背面照明的顯示系統(tǒng)，例如可 用于液晶監(jiān)視器和液晶電視機(jī)的顯示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是在諸如膝上型計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算器、電子表和電 視機(jī)之類的器件中使用的光學(xué)顯示器。 一些液晶顯示器包括位于顯示器側(cè) 面的光源，設(shè)置光導(dǎo)裝置以將光從光源處導(dǎo)向液晶顯示器面板的背面。其 它的液晶顯示器，例如一些液晶監(jiān)視器和液晶電視機(jī)(LCD-TV)，采用設(shè) 置在液晶顯示器面板后方的多個(gè)光源直接照明。大型顯示器已越來(lái)越多地 采用這種布置方式，這是因?yàn)闉榱诉_(dá)到某種程度的顯示亮度而對(duì)光功率的 需求隨顯示器尺寸的平方增加，而可用于沿著顯示器側(cè)面設(shè)置光源的空間 僅隨顯示器的尺寸線性地增加。另外， 一些液晶顯示器應(yīng)用(例如液晶電 視機(jī))要求顯示內(nèi)容足夠亮，以便與其它應(yīng)用相比能在更遠(yuǎn)的距離處被看 到，并且液晶電視機(jī)的視角要求一般不同于液晶監(jiān)視器和手持裝置的視角 要求。
一些液晶監(jiān)視器和大多數(shù)液晶電視機(jī)一般由多個(gè)冷陰極熒光燈(CCFL) 從背面照明。在一些布置方式中，燈設(shè)置在顯示器的正后方，而在另一些 布置方式中，燈設(shè)置在顯示器的側(cè)面，并用光導(dǎo)裝置將光從燈處導(dǎo)向顯示 器后方的位置。
在光源(或光導(dǎo)裝置)與顯示單元之間設(shè)置了不同的光控制薄膜，用 以增加光的通過(guò)量。例如，顯示器可以使用擴(kuò)散膜和棱鏡增亮膜。通常通 過(guò)以下方法制造顯示系統(tǒng)從光學(xué)薄膜的每個(gè)側(cè)面剝離保護(hù)層，然后將每 一張薄膜都單獨(dú)放置到支撐板之上。這是一種勞動(dòng)密集型工藝，并且需要 注意防止損壞薄膜的表面。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及具有光學(xué)薄膜組件的光學(xué)裝置。所述光學(xué)薄 膜組件包括第一層和第三層以及位于所述第一層和所述第三層之間的第二 層。所述第二層的大小設(shè)計(jì)成使得所述第二層設(shè)置在所述第一層的第一區(qū) 域的上方而不設(shè)置在所述第一層的第二區(qū)域的上方。所述第三層附連至所 述第一層的第二區(qū)域。在一些實(shí)施例中，所述第一層具有朝向所述第二層 的結(jié)構(gòu)化表面。在另一些實(shí)施例中，所述第二層具有朝向所述第三層的結(jié) 構(gòu)化表面。在另一些實(shí)施例中，所述第一層具有朝向所述第二層的結(jié)構(gòu)化 表面，并且所述第二層具有朝向所述第三層的結(jié)構(gòu)化表面。
根據(jù)下面的詳細(xì)描述，本專利申請(qǐng)的這些方面及其它方面將是顯而易 見(jiàn)的。然而，在任何情況下以上內(nèi)容都不應(yīng)理解為是對(duì)受權(quán)利要求書(shū)保護(hù) 的主題的限制，受權(quán)利要求書(shū)保護(hù)的主題僅由所附權(quán)利要求書(shū)進(jìn)行限定， 在審查期間可以對(duì)其進(jìn)行修正。
參照下面結(jié)合附圖所做的詳細(xì)說(shuō)明可以更全面地理解本發(fā)明，在附圖 中類似的附圖標(biāo)記表示類似的元件，其中
圖1示意性地示出了使用光控制薄膜構(gòu)造的顯示裝置； 圖2示意性地示出了光控制薄膜組件；
圖3A-3E示意性地示出了光控制薄膜組件的不同示例性實(shí)施例； 圖4A和4B示意性地示出了示例性光控制薄膜組件的不同視圖； 圖5示意性地示出了光控制薄膜組件的實(shí)施例；
圖6A-6E示意性地示出了光控制薄膜組件的不同示例性實(shí)施例； 圖7A和7B示意性地示出了制造光控制薄膜組件的方法；
圖8示意性地示出了制造光控制薄膜組件的另一種方法；以及
圖9A-9C示意性地示出了不同光控制薄膜組件的平面圖或正視圖。
本發(fā)明可以有多種修改形式和替代形式，在附圖中示例性地示出并且 詳細(xì)描述了其細(xì)節(jié)。然而應(yīng)當(dāng)理解到，本發(fā)明并不受所描述的具體實(shí)施例 的限制。相反，本發(fā)明涵蓋屬于由所附權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明的精神和 范圍內(nèi)的全部修改形式、等同形式和替代形式。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明適用于液晶顯示器(LCD或LC顯示器)，并且適用于背面直 接照明式液晶顯示器和邊緣照明式液晶顯示器，例如，用于液晶監(jiān)視器和
液晶電視機(jī)(LCD-TV)的液晶顯示器。
圖1示出了直接照明式液晶顯示裝置100的示例性實(shí)施例的示意分 解圖。這種顯示裝置100可用于(例如)液晶監(jiān)視器或液晶電視機(jī)。顯示 裝置100基于液晶面板102的使用，液晶面板102通常包括設(shè)置在面板 基板106之間的液晶層104。面板基板106通常由玻璃制成，其內(nèi)表面 可以包括用以控制液晶層104中的液晶取向的電極結(jié)構(gòu)和取向?qū)?。電極結(jié) 構(gòu)通常布置成用于限定液晶面板的像素，所述像素是液晶層中的能夠獨(dú)立 于鄰近區(qū)域控制液晶取向的區(qū)域。 一個(gè)或多個(gè)面板基板106也可包括用于 在顯示的圖像上附加顏色的濾色片。
上吸收偏振片108設(shè)置在液晶層104的上方，而下吸收偏振片110 設(shè)置在液晶層104的下方。在圖示實(shí)施例中，上吸收偏振片和下吸收偏振 片都位于液晶面板102之外。吸收偏振片108、 110和液晶面板102聯(lián) 合控制來(lái)自背光源112的光通過(guò)顯示器100到達(dá)觀察者的透射過(guò)程。在 一些液晶顯示器中，可以布置吸收偏振片108、 110，使它們的透射軸垂 直。當(dāng)液晶層104的像素未激活時(shí)，該像素不會(huì)改變從其中穿過(guò)的光的偏 振態(tài)。因此，當(dāng)吸收偏振片108、 110垂直排列時(shí)，穿過(guò)下吸收偏振片 110的光被上吸收偏振片108吸收。另一方面，當(dāng)像素被激活時(shí)，穿過(guò)該 像素的光的偏振態(tài)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使得透射通過(guò)下吸收偏振片110的光的至少 一部分也透射通過(guò)上吸收偏振片108。例如通過(guò)控制器114來(lái)選擇性地激 活液晶層104的不同像素，使得光在某些所需的位置處從顯示器射出，從 而形成觀察者看到的圖像。該控制器可以包括(例如)計(jì)算機(jī)或接收和顯 示電視圖像的電視機(jī)控制器。在上吸收偏振片108上可設(shè)有一個(gè)或多個(gè)可 選的層109，(例如)用以對(duì)顯示器表面提供機(jī)械和/或環(huán)境保護(hù)。在一個(gè) 示例性實(shí)施例中，層109可以包括位于吸收偏振片108上方的硬質(zhì)涂 層。
應(yīng)當(dāng)理解到， 一些類型的液晶顯示器的工作方式可以與上述方式不 同。例如，吸收偏振片可平行對(duì)齊，并且液晶面板在處于未激活狀態(tài)時(shí)可
以使光的偏振態(tài)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。無(wú)論如何，這種顯示器的基本結(jié)構(gòu)仍然與上述 基本結(jié)構(gòu)類似。
背光源112包括多個(gè)光源116，所述多個(gè)光源產(chǎn)生照明液晶面板102
的光。在整個(gè)顯示裝置100內(nèi)延伸的線性冷陰極熒光管一般被用作顯示裝 置100的光源116。然而，也可使用其它類型的光源，例如白熾燈或弧光 燈、發(fā)光二極管(LED)、激光器、平面熒光板或外部電極熒光燈。該光源 列表并非意圖進(jìn)行限制或詳盡列舉，而僅是示例性的。
背光源112還可包括反射器118，該反射器用于反射從光源116以 背離液晶面板102的方向向下傳播的光。如下文所述，反射器118還可 用于使光在顯示裝置100內(nèi)進(jìn)行循環(huán)。反射器118可以是鏡面反射器， 或者可以是漫反射器。可用作反射器118的鏡面反射器的一個(gè)例子為可得 自明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司的Vikuiti 增強(qiáng)鏡面反射(ESR)薄 膜。適合的漫反射器的例子包括充填有例如二氧化鈦、硫酸鋇、碳酸轉(zhuǎn)等 漫反射顆粒的聚合物，例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯 (PC)、聚丙烯、聚苯乙烯等。漫反射器的其它例子包括微孔材料和含纖絲 材料，在共同擁有的美國(guó)專利6,780,355 (Kretman等人)中有所描述。
本發(fā)明所公開(kāi)的光控制層組件(下面將進(jìn)一步描述)還適用于邊緣照 明式顯示系統(tǒng)，在這種顯示系統(tǒng)中，背光源112包括設(shè)置在顯示器側(cè)面的 如上所述的一個(gè)或多個(gè)光源，光導(dǎo)裝置設(shè)置在液晶面板102下方用以將光 從光源導(dǎo)向液晶面板102后方的點(diǎn)。然后，光轉(zhuǎn)向元件把沿著光導(dǎo)裝置傳 播的光導(dǎo)向至通過(guò)液晶面板的方向。該光控制層組件可設(shè)置在背光源112 和液晶面板102之間。
光控制層影響從背光源112傳播的光，從而改善顯示裝置100的操 作性能。例如，光控制層構(gòu)造120可包括擴(kuò)散層122。該擴(kuò)散層122用 于使從光源接收的光發(fā)生擴(kuò)散，使得入射到液晶面板102上的照明光的均 勻度增大。因此，這使得觀察者看到的圖像亮度更加均勻。擴(kuò)散層122可 包括分布在整個(gè)擴(kuò)散層122中的體擴(kuò)散顆粒，或可包括一個(gè)或多個(gè)表面擴(kuò) 散結(jié)構(gòu)，或者包括它們的組合。
光控制層構(gòu)造120還可包括反射偏振片124。光源116通常產(chǎn)生非 偏振光，但是下吸收偏振片110僅透射單一偏振態(tài)的光，因此光源116 所產(chǎn)生的光中約一半的光沒(méi)有透射到液晶層104。然而，可使用反射偏振
片124反射在不設(shè)置反射偏振片的情況下會(huì)被下吸收偏振片吸收的光，因
此，這些光可通過(guò)在反射偏振片124和反射器118之間的反射被循環(huán)利 用。被反射偏振片124反射的光的至少一部分可被消偏振，隨后以能夠透 射穿過(guò)反射偏振片124和下吸收偏振片110到達(dá)液晶層104的偏振態(tài)返 回到反射偏振片124。這樣，反射偏振片124可用于增加從光源116發(fā) 出的光中到達(dá)液晶層104的比例，因此使得由顯示裝置100所產(chǎn)生的圖 像更亮。
可使用任何適合類型的反射偏振片，例如，多層光學(xué)薄膜(M0F)反射 偏振片；漫反射偏振膜(DRPF)，例如連續(xù)相/分散相偏振片、線柵型反射 偏振片或膽甾型反射偏振片。
M0F反射偏振片以及連續(xù)相/分散相反射偏振片均依靠至少兩種材料
(通常為聚合物材料)之間折射率的差值來(lái)選擇性地反射一種偏振態(tài)的 光，同時(shí)透射正交偏振態(tài)的光。 一些M0F反射偏振片的實(shí)例在共同擁有的 美國(guó)專利No. 5， 882， 774 (Jonza等人)中有所描述。市售的M0F反射偏 振片的實(shí)例包括Vikuiti DBEF-D200和DBEF-D440多層反射偏振 片，其包括擴(kuò)散表面；以及DBEF-Q，其包括相對(duì)較厚(5或10密耳
(125pm或25(Vm))的聚碳酸酯表層，這些實(shí)例均可得自明尼蘇達(dá)州圣 保羅的3M公司。
適合的DRPF例子包括在共同擁有的美國(guó)專利No. 5， 825， 543 (Onderkirk等人)中描述的連續(xù)相/分散相反射偏振片和在例如共同擁有 的美國(guó)專利No. 5， 867， 316 (Carlson等人)中描述的漫反射多層偏振片。 其它適當(dāng)類型的DRPF在美國(guó)專利No. 5， 751， 388 (Larson) 中有所描 述。
一些適合的線柵型偏振片的例子包括在美國(guó)專利No. 6， 122， 103 (Perkins等人)中描述的那些線柵型偏振片。線柵型偏振片可特別從猶 他州奧勒姆的Moxtek公司商購(gòu)獲得。
一些適合的膽甾型偏振片的例子包括在例如美國(guó)專利No. 5， 793， 456 (Broer等人)和美國(guó)專利No. 6， 917， 399 (Pokorney等人)中描述的那 些膽甾型偏振片。膽甾型偏振片通常在輸出側(cè)設(shè)置有四分之一波長(zhǎng)延遲 層，以將透射通過(guò)膽甾型偏振片的光轉(zhuǎn)換為線性偏振光。光控制層構(gòu)造120還可包括增亮層128。增亮層是包括將離軸光重新 導(dǎo)向至更靠近顯示器軸線的方向的表面結(jié)構(gòu)的層。這增加了穿過(guò)液晶層
104軸上傳播的光量，從而增加了觀察者所看到的圖像的亮度。 一個(gè)實(shí)例
是棱鏡增亮層，其具有通過(guò)折射和反射的組合重新引導(dǎo)照明光的多個(gè)棱 脊?？捎糜陲@示裝置的棱鏡增亮層的實(shí)例包括可得自明尼蘇達(dá)州圣保羅的
3M公司的 Vikuiti BEFII和BEFIII系列棱鏡膜，包括BEFII 90/24、 BEFII 90/50、 BEFIIIM 90/50和BEF工I工T。應(yīng)當(dāng)理解到，還可以 使用采用多種其它形狀的亮度增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的其它類型的增亮膜。 一些實(shí)例包 括珠狀或彎曲的形狀，以及具有三維結(jié)構(gòu)陣列的增益擴(kuò)散結(jié)構(gòu)，例如棱椎等。
一些光控制層可布置在集成的組件中，在集成的組件中將兩層或更多 層附連在一起。因?yàn)闇p少了將所有光控制薄膜布置在顯示單元后方所需的 步驟數(shù)，因此這種組件簡(jiǎn)化了顯示系統(tǒng)的裝配過(guò)程。在圖2中示意性地示 出了光控制薄膜組件200的一個(gè)示例性實(shí)施例的剖視圖。組件200包括 具有結(jié)構(gòu)化表面204的第一層202。在圖示實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)化表面204 為增亮表面。也可使用其它類型的結(jié)構(gòu)化表面，例如表面擴(kuò)散層、菲涅耳 透鏡表面、衍射表面等。組件200還包括第二層206和設(shè)置在第一層 202和第二層206之間的中間層208。中間層208在至少一個(gè)橫向尺寸 上小于第一層202和第二層206。因此，中間層208設(shè)置在第一層202 的第一區(qū)域上，但是沒(méi)有設(shè)置在第一層202的第二區(qū)域上。在圖示實(shí)施例 中，中間層208沒(méi)有設(shè)置在第一層202的邊緣區(qū)域上。第二層206通過(guò) 附連件210沿著至少兩個(gè)邊緣附連至第一層。
中間層208可以是由透明材料構(gòu)成的無(wú)色層(blank layer)，例如 諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯、聚丙烯之類的透明聚合 物。雖然由于結(jié)構(gòu)化表面204的形狀，在結(jié)構(gòu)化表面204和中間層208 之間存在幾處間隙205，但中間層208的下表面仍然可接觸結(jié)構(gòu)化表面 204的一部分。在其它實(shí)施例中，中間層208可以是反射偏振層。
第二層206可以是粘合劑層，例如壓敏粘合劑(PSA)，如丙烯酸系泡 沫膠帶。PSA的一些合適的實(shí)例包括可得自明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司 的8141、 8142和9483型光學(xué)透明粘合劑。在一些實(shí)施例中，可能要求 在光穿過(guò)薄膜組件200時(shí)，幾乎沒(méi)有或者完全沒(méi)有光發(fā)生擴(kuò)散。因此，第
二層206可以具有大于80%或大于90%的單程透射率。單程透射率為單
程透射通過(guò)該層的光的量，包括漫透射或鏡面透射的光。
第三層212可附連至第二層206的另一側(cè)。例如，如果第二層206 為粘合劑層，則第三層212可層合至第二層206。第三層212可以是任 何合適類型的光學(xué)層，例如擴(kuò)散層、反射偏振層、增亮層等。在一些實(shí)施 例中，第三層可包括集成有增亮表面的反射偏振片。這種薄膜的實(shí)例為由 明尼蘇達(dá)州的3M公司制造的Vikuiti BEF-RP薄膜。
一個(gè)或多個(gè)附加層214可附連至第三層212的頂部。例如，偏振層 (例如吸收偏振層或反射偏振層)，或附加的增亮層可附連至第三層 212。可使用任何適合的方法，例如層合或使用粘合劑的其它附連方法，將 附加層214附連至第三層212。
現(xiàn)在結(jié)合圖9A-9C更詳細(xì)地描述中間層208和第一層202的相對(duì)橫 向尺寸。這些圖示出了薄膜組件200 (圖9A)和類似薄膜組件(圖9B-C)的示意性俯視圖，示出了第一層202和中間層(虛線)。中間層覆蓋 第一層的第一區(qū)域，但不覆蓋第一層的第二區(qū)域。第一層的第二區(qū)域附連 至第二層，例如層206。在圖9A中，中間層208在高度和寬度方面都小 于第一層202，因此本實(shí)施例中的第二區(qū)域904a對(duì)應(yīng)于沿著第一層202 的整個(gè)周邊的窄帶，并且第一區(qū)域902a對(duì)應(yīng)于第一層202的其余部分。 在圖9B示出的可選實(shí)施例中，中間層208b取代了中間層208，該中間 層208b在水平方向比層208寬(在水平寬度方面與第一層202大致相 等)，但是中間層208b的豎直寬度與層208的豎直寬度相同(比層202 的豎直寬度窄)。這種布置方式使得第二區(qū)域904b對(duì)應(yīng)于僅位于第一層 202頂部和底部邊緣的窄帶，而層202的其余部分對(duì)應(yīng)于第一區(qū)域 902b。在本實(shí)施例中，第二層206附連至第一層202的頂部和底部邊 緣。在圖9C示出的可選實(shí)施例中，中間層208c取代了中間層208b，該 中間層208c的水平寬度與中間層208b的水平寬度相同，但該中間層 208c的豎直寬度大于層208b的豎直寬度并小于第一層202的豎直寬度。 這種布置方式使得第二區(qū)域904c對(duì)應(yīng)于第一層202的單個(gè)邊緣的窄帶， 而層202的其余部分對(duì)應(yīng)于第一區(qū)域902c。在本實(shí)施例中，第二層206 沿著一個(gè)邊緣附連至第一層202。也可使用其它構(gòu)造。例如，第二區(qū)域
904不需要沿著任何特定邊緣的整個(gè)寬度延伸，而是可以僅與邊緣的一部 分相關(guān)。
圖3A示意性地示出了一個(gè)示例性光控制薄膜組件300。本具體實(shí)施 例包括位于中間層304下方的增亮層302。壓敏粘合劑306位于中間層 304的上方并且沿著至少兩個(gè)邊緣307附連至增亮層302。反射偏振片 308，例如M0F偏振片或膽甾型偏振片，附連至壓敏粘合劑層的上側(cè)。穿 過(guò)該組件的光309由增亮層302導(dǎo)向并經(jīng)由反射偏振層308起偏。在該 實(shí)例中，出射光309是線性偏振的。
圖3B示意性地示出了另一個(gè)示例性光控制薄膜組件320。在本實(shí)施 例中，擴(kuò)散層322附連至粘合劑層306。光324在穿過(guò)薄膜組件320時(shí) 被擴(kuò)散。中間層304可以是任何合適類型的層，例如無(wú)色聚合物層或反射 偏振層。
圖3C示意性地示出了另一個(gè)示例性光控制薄膜組件330。在本實(shí)施 例中，第二增亮層332附連至粘合劑層306。在穿過(guò)第一增亮層302 時(shí)，使光334的發(fā)散度在第一平面內(nèi)變窄，并且在穿過(guò)第二增亮層332 時(shí)，使光334的發(fā)散度在第二平面內(nèi)變窄。例如，如果組件330用于電 視機(jī)顯示器，那么第一增亮層302可使光的發(fā)散度在豎直方向變窄，而第 二增亮層332使光的發(fā)散度在水平方向變窄。
圖3D示意性地示出了光控制薄膜組件340的另一個(gè)示例性實(shí)施例。 在本實(shí)施例中，表面擴(kuò)散層342設(shè)置在中間層304的下方。整個(gè)中間層 304和表面擴(kuò)散層342的至少兩個(gè)邊緣343附連至粘合劑層306。反射 偏振層308附連至粘合劑層306的另一側(cè)。穿過(guò)薄膜組件340的光344 被擴(kuò)散層342擴(kuò)散并經(jīng)由反射偏振層308起偏。
圖3E示意性地示出了另一個(gè)示例性光控制薄膜組件350。在本實(shí)施 例中，擴(kuò)散層322 (例如體擴(kuò)散層或另一個(gè)表面擴(kuò)散層或者這兩者的組 合)附連至粘合劑層306的上側(cè)。在本實(shí)施例中，穿過(guò)薄膜組件350的 光352被表面擴(kuò)散層342和擴(kuò)散層322這兩者擴(kuò)散。
圖4A和4B示意性地示出了另一個(gè)示例性薄膜組件。此薄膜組件與 圖3A示出的薄膜組件類似，不同的是第二增亮層410附連至反射偏振層 308。第二增亮層410可使用任何適合的方法進(jìn)行附連，例如使用粘合劑 層(未示出)進(jìn)行附連。在圖4A-B所示的薄膜組件中，所示第一增亮層302的增亮結(jié)構(gòu)布置成垂直于第二增亮層410的增亮結(jié)構(gòu)，但也可以考慮
其它的取向角度。在圖4A中，第二增亮層410的棱鏡增亮結(jié)構(gòu)平行于附 圖平面，而第一增亮層302的棱鏡增亮結(jié)構(gòu)垂直于附圖平面。圖4B示出 了與圖4A相同的薄膜組件，但是圖4B的視角與圖4A的視角成90°， 如圖4B所示，第一亮度增強(qiáng)層302的棱鏡增亮結(jié)構(gòu)平行于附圖平面，而 第二增亮層410的棱鏡增亮結(jié)構(gòu)垂直于附圖平面。
在圖5中，薄膜組件500包括具有表面結(jié)構(gòu)的薄膜，如圖所示，該 薄膜夾在其它兩層之間。更具體地講，表面結(jié)構(gòu)化層502 (換句話講，即 具有結(jié)構(gòu)化表面503的層)附連至第一層504。在一些實(shí)施例中，在表面 結(jié)構(gòu)化層502和第一層504之間沒(méi)有空氣間隙。第一層504可以是(例 如)諸如壓敏粘合劑(PSA)層之類的粘合劑層。如上所述，第一層504 可以是丙烯酸系泡沫膠帶。在一些實(shí)施例中，可能要求在光穿過(guò)薄膜組件 500時(shí)，幾乎沒(méi)有或者完全沒(méi)有光發(fā)生擴(kuò)散。因此，第一層504可具有大 于80%或大于90%的單程透射率。
表面結(jié)構(gòu)化層502沒(méi)有橫向延伸至與第一層504 —樣長(zhǎng)，因此表面 結(jié)構(gòu)化層502位于第一層504的第一區(qū)域上而不位于第一層504的第二 區(qū)域上。在圖示實(shí)施例中，第一層504的第二區(qū)域包括邊緣區(qū)域。在至少 一個(gè)方向上，表面結(jié)構(gòu)化層502的橫向尺寸小于其鄰近層的橫向尺寸。
第二層506設(shè)置在表面結(jié)構(gòu)化層502的上方并附連至第一層504的 第二區(qū)域，即，附連至該示例性實(shí)施例中第一層504的邊緣。如下所述， 第二層506在附連件508的位置處附連至第一層504?？蛇x基底層510 或基底可附連至第一層504的背離表面結(jié)構(gòu)化層502的側(cè)面。雖然由于 結(jié)構(gòu)化表面503的形狀，在結(jié)構(gòu)化表面503和第二層506之間存在幾處 間隙505，但第二層506的下表面可接觸結(jié)構(gòu)化表面503的一部分。
表面結(jié)構(gòu)化層502的結(jié)構(gòu)化表面503可以是任何所需的表面結(jié)構(gòu)。 例如，結(jié)構(gòu)化表面503可以是增亮表面、表面擴(kuò)散片、菲涅耳透鏡表面、 衍射表面等。
第二層506可以是任何所需類型的層，包括(例如)反射偏振層、附 加增亮層或擴(kuò)散層。在一些實(shí)施例中，第二層506可包括集成有增亮表面 的反射偏振片?；讓?10可以是(例如)使穿過(guò)該層的光僅有少量擴(kuò)散 或不擴(kuò)散的聚合物層，并且可由任何適合的聚合物材料形成，例如聚對(duì)苯
二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯等。應(yīng)當(dāng)理解到，第一層504和第二
層506附連的第二區(qū)域可以，例如以類似于圖9A-9C所示的方式，圍繞 薄膜組件500周邊的至少一部分。
圖6A示意性地示出了在圖5中一般性描述的薄膜組件的一個(gè)具體實(shí) 施例。在本實(shí)施例中，薄膜組件600包括設(shè)置在粘合劑層604和反射偏 振層606之間的增亮層602。粘合劑層604和反射偏振層606通過(guò)附連 件608沿著至少兩個(gè)邊緣附連在一起。聚合物層610附連至粘合劑層的 下側(cè)。在本實(shí)施例中，透射通過(guò)薄膜組件600的光612由增亮層602重 新導(dǎo)向并經(jīng)由反射偏振層606起偏。
圖6B示意性地示出了另一個(gè)示例性薄膜組件620。在本實(shí)施例中， 擴(kuò)散層622設(shè)置在增亮層602的上方，使得穿過(guò)組件620的光624由 增亮層602重新導(dǎo)向并被擴(kuò)散層622擴(kuò)散。
圖6C示意性地示出了另一個(gè)示例性薄膜組件630。在本實(shí)施例中， 第二增亮層632設(shè)置在增亮層602的上方。如果需要，這兩個(gè)增亮層 602、 632的增亮結(jié)構(gòu)可以彼此垂直地取向，從而使顯示器的圖像光的發(fā)散 度在水平和豎直方向上變窄。
圖6D示意性地示出了另一個(gè)示例性薄膜組件640。本實(shí)施例包括表 面結(jié)構(gòu)化層642，該表面結(jié)構(gòu)化層642用作表面擴(kuò)散層，并設(shè)置在反射偏 振層606的下方。粘合劑層604和反射偏振層606通過(guò)附連件646沿 著至少兩個(gè)邊緣附連在一起。因此，穿過(guò)組件640的光644被表面擴(kuò)散 層642擴(kuò)散并經(jīng)由偏振層606起偏。
圖6E示意性地示出了另一個(gè)示例性薄膜組件650。在本實(shí)施例中， 擴(kuò)散層622設(shè)置在表面擴(kuò)散層642上方。因此，穿過(guò)薄膜組件650的光 652被表面擴(kuò)散層642和擴(kuò)散層622這兩者擴(kuò)散。
在上述薄膜組件的不同實(shí)施例中，可使用粘合劑或其它結(jié)合方法來(lái)形 成所述組件邊緣的附連件。 一種具體方法是，使用可變形類型的粘合劑 層，例如丙烯酸系泡沫膠帶，以便當(dāng)將不與其它層共同延伸的層壓入可變 形粘合劑層時(shí)，粘合劑層發(fā)生變形，并形成容納該非共同延伸層的凹槽。 在該凹槽外側(cè)，所述可變形粘合劑層附連至位于該非共同延伸層的另一側(cè) 的層。例如，在圖2示出的實(shí)施例中，因?yàn)橹虚g層208沒(méi)有橫向延伸至 與結(jié)構(gòu)化表面層202或粘合劑層206 —樣長(zhǎng)，因此中間層208為非共同
延伸層。當(dāng)將粘合劑層206和結(jié)構(gòu)化表面層202擠壓在一起時(shí)，粘合劑 層206發(fā)生變形，形成容納中間層208的凹槽，而粘合劑層206的未被 中間層208擠壓變形的邊緣附連至結(jié)構(gòu)化表面層202。這樣，粘合劑層 206的未變形部分就形成了附連件210。
同樣，在圖5示出的薄膜組件中，因?yàn)楸砻娼Y(jié)構(gòu)化層502沒(méi)有橫向 延伸至與粘合劑層504或第二層506 —樣長(zhǎng)，因此表面結(jié)構(gòu)化層502形 成為非共同延伸層。當(dāng)將粘合劑層504和第二層506擠壓在一起時(shí)，粘 合劑層504發(fā)生變形，形成容納表面結(jié)構(gòu)化層502的凹槽，而粘合劑層 504的未被該表面結(jié)構(gòu)化層502擠壓變形的邊緣附連至第二層506。這 樣，粘合劑層504的未變形部分就形成了附連件508。
現(xiàn)在，結(jié)合圖7A和7B描述一種制造上述薄膜組件的方法。所述方 法尤其適合用于制造在圖3A中示意性示出的薄膜組件的實(shí)施例，但是應(yīng) 當(dāng)理解到，該方法也適用于制造薄膜組件的其它實(shí)施例。
該方法包括兩個(gè)單獨(dú)的步驟。在圖7A示意性地示出的步驟中，將稍 后用作中間層的無(wú)色薄片702放置在增亮層704和粘合劑層706 (例如 丙烯酸系泡沫膠帶)之間。在壓緊輥708中將增亮層704和粘合劑層 706擠壓在一起。如果粘合劑層706是可變形的，則粘合劑層706在無(wú) 色薄片702周?chē)l(fā)生變形并附連至增亮層704的選定部分。接著，將所 得到的層合件710在轉(zhuǎn)換工位712處進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并在該工位處切割成單 獨(dú)的薄片714。
在圖7B示意性示出的第二步驟中，通過(guò)以下方式將反射偏振薄膜 720層合到薄片714上將偏振薄膜720布置在粘合劑層706上并例如 通過(guò)使該裝置經(jīng)過(guò)一組輥?zhàn)?22來(lái)施加壓力。接著，將所得到的層合件 724在轉(zhuǎn)換工位726處進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并切割成單獨(dú)的薄片728。這種單獨(dú)的 薄片728適用于顯示器，例如電視機(jī)或計(jì)算機(jī)監(jiān)視器。
圖8示意性地示出另一種制造所述薄膜組件的單步驟方法。在該方法 中，將無(wú)色薄片702放置在粘合劑層706和增亮層704之間。還將反射 偏振層720放置在粘合劑層706的頂部，并且將這四層結(jié)構(gòu)送入層壓輥 808中。層壓輥808所施加的壓力使粘合劑層706發(fā)生變形，從而使無(wú) 色層在粘合劑層706中形成凹槽，并且使粘合劑層706的一部分附連至
增亮層704。將這四層層合件810送入轉(zhuǎn)換工位812，并在該工位處切割 成單獨(dú)的薄片728。
應(yīng)當(dāng)理解到，以上描述的制造方法可容易地改變以適用于制造本發(fā)明 的其它實(shí)施例。例如，可用諸如擴(kuò)散薄膜或增亮膜等其它類型的薄膜代替 反射偏振薄膜。同樣，可用諸如表面擴(kuò)散薄膜等一些其它類型的表面結(jié)構(gòu) 化薄膜代替增亮層。此外，可用增亮層代替所述無(wú)色薄片。
還應(yīng)當(dāng)理解到，未在本文中具體描述的薄膜的其它組合可用于屬于本 發(fā)明權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的薄膜組件。
不應(yīng)該認(rèn)為本發(fā)明局限于上述具體實(shí)例，而應(yīng)理解為本發(fā)明涵蓋如所 附權(quán)利要求書(shū)所明確說(shuō)明的本發(fā)明的所有方面。適用于本發(fā)明的各種更改 形式、等同處理以及多種結(jié)構(gòu)，對(duì)閱讀本說(shuō)明書(shū)的本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員是 顯而易見(jiàn)的。例如，也可以在顯示裝置內(nèi)與本文所述的薄膜組件一起使用 自立式光學(xué)薄膜。同樣，顯示器也可使用多個(gè)薄膜組件。本發(fā)明的權(quán)利要 求書(shū)旨在涵蓋這些修改形式和裝置。
權(quán)利要求
1.一種包括光學(xué)薄膜組件的光學(xué)裝置，所述光學(xué)薄膜組件包括第一層和第三層；以及第二層，其設(shè)置在所述第一層和所述第三層之間，所述第二層的大小設(shè)置成使得所述第二層設(shè)置在所述第一層的第一區(qū)域的上方而不設(shè)置在所述第一層的第二區(qū)域的上方，所述第三層附連至所述第一層的第二區(qū)域；其中，所述第一層具有朝向所述第二層的結(jié)構(gòu)化表面，或者所述第二層具有朝向所述第三層的結(jié)構(gòu)化表面，或者所述第一層具有朝向所述第二層的結(jié)構(gòu)化表面并且所述第二層具有朝向所述第三層的結(jié)構(gòu)化表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一層具有朝向所述第二層 的結(jié)構(gòu)化表面，所述第三層附連至所述第一層的結(jié)構(gòu)化表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置， 亮層中的一者。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置， 其中所述第二層包括平面聚合物薄膜和反射偏振片中的一者。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第二層具有朝向所述第三層 的結(jié)構(gòu)化表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置其中所述第一層包括表面擴(kuò)散層和增 亮層中的一者。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置其中所述第二層附連至所述第一層， 在所述第一層和所述第二層之間不存在空氣間隙。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一層的第二區(qū)域包括所述 第一層的周邊區(qū)域的至少一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第三層包括粘合劑層，所述 粘合劑層附連至所述第一層的第二區(qū)域，所述粘合劑層的第一側(cè)面 朝向所述第一層和所述第二層。其中所述第二層包括表面擴(kuò)散層和增
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，還包括第四層，所述第四層附連至所 述粘合劑層的第二側(cè)面。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述第四層包括反射偏振片、 擴(kuò)散層、增亮層和集成有增亮層的反射偏振片中的一者。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第三層包括增亮層、擴(kuò)散 層、反射偏振片和集成有增亮表面的反射偏振片中的一者。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一層包括粘合劑層，所述粘合劑層的第一側(cè)面附連至所述第二層，所述粘合劑層的第二側(cè)面 附連至聚合物層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括顯示面板和設(shè)置在所述顯示面板的第一側(cè)的背光源單元，所述背光源單元能夠產(chǎn)生被導(dǎo)向至所述 顯示單元的第一側(cè)的光，所述光學(xué)薄膜組件設(shè)置在所述背光源單元和所述顯示面板之間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述顯示面板包括液晶顯示面 板，所述液晶顯示面板包括設(shè)置在兩個(gè)偏振層之間的液晶層，并且 所述背光源單元包括一個(gè)或多個(gè)光源以及設(shè)置在所述背光源單元的 背離所述顯示單元的側(cè)面上的反射器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，還包括與所述顯示面板連接的控制 器，所述控制器用于控制顯示面板所顯示的圖像。
全文摘要
一種光學(xué)裝置(例如液晶顯示器)具有設(shè)置在背光源和顯示面板之間的光學(xué)薄膜組件，所述光學(xué)薄膜組件用于提高所述裝置的光學(xué)性能。所述光學(xué)薄膜組件包括第一層和第三層以及位于所述第一層和所述第三層之間的第二層。所述第二層小于所述第一層，從而使得所述第二層覆蓋所述第一層的第一區(qū)域但不覆蓋所述第一層的第二區(qū)域。所述第三層附連至所述第一層的第二區(qū)域。在一些實(shí)施例中，所述第一層具有朝向所述第二層的結(jié)構(gòu)化表面。在另一些實(shí)施例中，所述第二層具有朝向所述第三層的結(jié)構(gòu)化表面。在另一些實(shí)施例中，所述第一層和所述第二層都具有朝向所述第三層的結(jié)構(gòu)化表面。
文檔編號(hào)G02F1/19GK101371191SQ200780002400
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2007年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者李志驊, 金志衡, 金秉奎, 高秉秀 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司