專利名稱：導(dǎo)光薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及導(dǎo)光薄膜和包括該導(dǎo)光薄膜的顯示器。具體地講，本 發(fā)明涉及具有沿不同方向布置的至少兩種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案的導(dǎo)光薄 膜。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)常常包括一種或多種周期性微結(jié)構(gòu)化薄膜以沿著預(yù)定 方向增加顯示器亮度，所述預(yù)定方向通常是朝向用戶預(yù)期所處的位置。周 期性微結(jié)構(gòu)化薄膜通常包括周期性的線性棱鏡陣列。在某些應(yīng)用中，使用 單張棱鏡薄膜，而在另一些應(yīng)用中，則可能使用兩張交叉的棱鏡薄膜，在 后一種情況下，兩張交叉的棱鏡薄膜經(jīng)常定向?yàn)橄嗷フ弧?br> 在LCD中采用的棱鏡薄膜的周期性圖案會(huì)與像素液晶面板的周期性圖 案發(fā)生光學(xué)干擾，導(dǎo)致出現(xiàn)不期望的莫阿條紋圖案，降低了顯示的圖像的 質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明整體涉及導(dǎo)光薄膜。本發(fā)明還涉及顯示系統(tǒng)中采用的導(dǎo)光薄膜。
在一些實(shí)施例中，導(dǎo)光薄膜包括第一主表面和微結(jié)構(gòu)化的第二主表 面。微結(jié)構(gòu)化的第二主表面具有至少兩種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案。第一周期 性微結(jié)構(gòu)化圖案沿第一方向布置并且具有第一周期。第二周期性微結(jié)構(gòu)化 圖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。
在一些實(shí)施例中，導(dǎo)光薄膜包括第一主表面和第二主表面。第二主表 面具有疊加在一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案上的二維微結(jié)構(gòu)化圖案。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)光薄膜包括第一主表面和第二主表面。第二主表 面具有一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案。第二主表面還包括設(shè)置在一維周期性微 結(jié)構(gòu)化圖案上的由分立元件構(gòu)成的二維規(guī)則間隔圖案。


考慮下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的詳細(xì)描述，可以更全面地 理解和領(lǐng)會(huì)本發(fā)明，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，其中 圖1為常規(guī)導(dǎo)光薄膜的三維示意圖2為包括常規(guī)導(dǎo)光薄膜的液晶顯示器的示意性側(cè)視圖3為導(dǎo)光薄膜的示意性俯視圖4A和4B為導(dǎo)光薄膜的示例性橫截面輪廓；
圖5A-5C為導(dǎo)光薄膜的示例性橫截面輪廓；
圖6A-6E為微結(jié)構(gòu)的示例性橫截面輪廓；
圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)光薄膜的示意性俯視圖8為另一個(gè)導(dǎo)光薄膜的三維示意圖9為導(dǎo)光薄膜的示意性俯視圖9A和9B為導(dǎo)光薄膜的示例性橫截面輪廓；
圖IO為導(dǎo)光薄膜的示意性俯視圖11為導(dǎo)光薄膜的示意性俯視圖12為導(dǎo)光組件的示意性側(cè)視圖；以及 圖13為照明組件的示意性側(cè)視具體實(shí)施例方式
本發(fā)明整體涉及包括兩種或更多種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案的導(dǎo)光薄膜。 本發(fā)明還適用于包括至少一個(gè)導(dǎo)光薄膜的液晶顯示器，其中期望將導(dǎo)光薄 膜的周期性圖案與液晶面板之間的光學(xué)干涉所引起的莫爾效應(yīng)降低或最小 化，和/或期望將導(dǎo)光薄膜與緊鄰導(dǎo)光薄膜的平面光學(xué)薄膜之間的光學(xué)耦合
最小化。
圖1為常規(guī)棱鏡導(dǎo)光薄膜100的三維示意圖。例如，在美國(guó)專利 No. 4,906,070 (Cobb)以及5， 056， 892 (Cobb)中，已經(jīng)公開了與薄膜100
5類似的薄膜。薄膜100具有第一主表面110和微結(jié)構(gòu)化的第二主表面
120。薄膜100還包括多個(gè)線性棱鏡115，其中每個(gè)棱鏡具有兩個(gè)側(cè)表面 (例如表面161、 162和163)，并且沿z軸線性延伸。薄膜100在xz平 面內(nèi)具有棱鏡形橫截面。薄膜100還具有多個(gè)峰101以及槽102。當(dāng)從第 一主表面110和第二主表面120之間某處的公共基準(zhǔn)面(例如平面125或 126)分別測(cè)量時(shí)，峰101具有相同的高度。對(duì)于高度相等的棱鏡結(jié)構(gòu)，所 有線性棱鏡的峰均位于同一平面中，這意味著與導(dǎo)光薄膜100接觸的平面 薄膜130會(huì)接觸薄膜100的線性棱鏡的所有峰。
例如，在美國(guó)專利No. 5，056，892 (Cobb)中描述了常規(guī)導(dǎo)光薄膜100 的操作。概括地說，以大于臨界角的入射角入射到表面161或162上的光 線(例如光線131)會(huì)被全內(nèi)反射回去。另一方面，以小于臨界角的入射 角入射到側(cè)表面(例如表面163)上的光線(例如光線132)，會(huì)部分地透 射(例如光線132a)和部分地反射(例如光線132b)。最終結(jié)果是，當(dāng)用 在顯示器(例如液晶顯示器)中時(shí)，導(dǎo)光薄膜100可通過使光偏轉(zhuǎn)和回收 利用被全內(nèi)反射的光來提高顯示器亮度。
圖2為包括常規(guī)導(dǎo)光薄膜的液晶顯示器295的示意性側(cè)視圖。為了在 不喪失一般性的同時(shí)易于舉例說明，圖2僅示出典型液晶顯示器中的幾個(gè) 示例性部件。具體地講，液晶顯示器295包括液晶面板291、導(dǎo)光薄膜 100、和光導(dǎo)290。導(dǎo)光薄膜100具有間距為T,的周期性圖案294。
液晶面板291包括由于例如液晶像素和/或?yàn)V色器圖案化而出現(xiàn)的周期 性圖案292。周期性圖案292設(shè)置在部件297和298之間，其中部件297 和298可例如為玻璃薄片。液晶面板291通常還包括未在圖2中示出的其 他部件，例如薄膜晶體管、透明導(dǎo)電電極、和偏振器。周期性圖案292的 間距為T2。
周期性圖案292和294的重疊會(huì)導(dǎo)致莫阿條紋圖案，其本質(zhì)上是兩種 周期性圖案間的干涉圖案。盡管莫爾效應(yīng)有許多實(shí)際用途(例如在計(jì)量學(xué) 中)，但在其他應(yīng)用中(尤其是在液晶顯示器中)不希望出現(xiàn)該效應(yīng)，在 這些其它應(yīng)用中莫阿條紋圖案會(huì)妨礙輕松觀看顯示的圖像，降低分辨率和 對(duì)比度，并且一般來說會(huì)降低圖像質(zhì)量。如以下所詳細(xì)描述的，本專利申請(qǐng)公開了具有多種周期性圖案的導(dǎo)光薄膜，該周期性圖案導(dǎo)致多個(gè)莫阿條 紋圖案，但這些莫阿條紋圖案組合在一起使得圖案不易被看見。
圖3為示例性導(dǎo)光薄膜200的示意性俯視圖。導(dǎo)光薄膜200具有微結(jié) 構(gòu)化主表面205，其具有至少兩種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案。具體地講，主表 面205包括以周期性Pl沿方向211布置的周期性微結(jié)構(gòu)化圖案210，其中 方向211沿x軸方向。周期性微結(jié)構(gòu)化圖案210中所包括的示例性微結(jié)構(gòu) 為微結(jié)構(gòu)210A、 210B、 210C和210D。主表面205還包括以周期性P2沿方 向221布置的周期性微結(jié)構(gòu)化圖案220，其中方向221不同于方向211。周 期性微結(jié)構(gòu)化圖案220中所包括的示例性微結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)220A、 220B、 220C、和220D。在某些應(yīng)用中，周期P1與周期P2不同。在某些其他應(yīng)用 中，這兩個(gè)周期相等。
一般來講，周期Pl可為任何值。在某些應(yīng)用中，周期Pl在約l，OOO 微米至約10,000微米的范圍內(nèi)。在某些其他應(yīng)用中，Pl在約1微米至約 200微米的范圍內(nèi)。在某些其他應(yīng)用中，Pl在約10微米至約100微米的范 圍內(nèi)。
主表面205還包括以周期性P3沿方向231布置的周期性微結(jié)構(gòu)化圖案 230，其中方向231不同于方向211和221。周期性微結(jié)構(gòu)化圖案230中所 包括的示例性微結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)230A。在某些應(yīng)用中，周期Pl、 P2、和P3 是不同的。在一些其他應(yīng)用中，周期性圖案中的一些周期可能相等，而另 外一些周期可能不同。
在圖3所示的示例性實(shí)施例中，微結(jié)構(gòu)可能包括在一個(gè)以上的周期性 圖案中。例如，微結(jié)構(gòu)220D同時(shí)包括在周期性圖案220和230中。從圖3 中可易于理解主微結(jié)構(gòu)化表面205包括本文未明確描述的其他周期性圖 案。
微結(jié)構(gòu)化主表面205還可被描述為具有疊加在一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖 案210上的二維微結(jié)構(gòu)化圖案280。在圖3所示的示例性實(shí)施例中，該二 維微結(jié)構(gòu)化圖案在至少一個(gè)方向上是周期性的，例如方向221和231。 一 般來講，圖案280可以是非周期性的。在某些應(yīng)用中，圖案280可沿著某 個(gè)方向具有啁啾(chirped)周期性，意思是周期沿著該方向以預(yù)定方式 (例如線性地)變化。在圖3所示的實(shí)施例中，二維微結(jié)構(gòu)化圖案280為周期性的，并且包 括布置在xz平面中的規(guī)則間隔微結(jié)構(gòu)(例如微結(jié)構(gòu)220A、 220D、 230A和 280A)的二維陣列。 一維周期性圖案210包括布置在xz平面中的規(guī)則間隔 微結(jié)構(gòu)(例如微結(jié)構(gòu)210A和210D)的線性陣列。
圖4A示出導(dǎo)光薄膜200的示意性剖視圖，具體地講是微結(jié)構(gòu)220C和 210B的示意性剖視圖，其中橫截面是沿圖3中的XX'方向截取的。導(dǎo)光薄 膜200具有主表面206以及微結(jié)構(gòu)化主表面205。導(dǎo)光薄膜200的主表面 205中的每個(gè)微結(jié)構(gòu)都具有峰，峰的高度是從該峰到設(shè)置在主表面205和 206之間的公共基準(zhǔn)面285測(cè)量的。例如，微結(jié)構(gòu)210B具有峰210B1和相 應(yīng)峰高210B2。類似地，微結(jié)構(gòu)220C具有峰220C1和相應(yīng)峰高220C2。 一 般來講，不同周期性圖案中的微結(jié)構(gòu)峰高可能相等，也可能不等。例如， 在圖4A所示的示例性實(shí)施例中，峰高220C2大于峰高210B2。在圖4B所 示的示例性實(shí)施例中，峰高220C2小于峰高210B2。
一般來講，峰高220C2和210B2可為任何值。在某些應(yīng)用中，峰高 220C2和210B2不大于1， 000微米，其中為了討論峰高，選擇最接近結(jié)構(gòu) 化表面205的平面(例如平面285A)作為公共基準(zhǔn)面285。在某些應(yīng)用 中，峰高220C2和210B2不大于100微米，或不大于50微米。
一般來講，峰高220C2和210B2之間的差值可以是任何值。在某些應(yīng) 用中，峰高220C2和210B2之間的差值不大于1， 000微米。在某些應(yīng)用 中，該差值不大于100微米，或不大于10微米。
圖5A示出導(dǎo)光薄膜200的示意性剖視圖，具體地講是微結(jié)構(gòu)220C、 210C、和210D的示意性剖視圖，其中橫截面是沿圖3中的YY'方向截取 的。棱鏡微結(jié)構(gòu)220C為圖3所示周期性圖案220的一部分，棱鏡微結(jié)構(gòu) 210C和210D為圖3所示周期性圖案210的一部分。微結(jié)構(gòu)220C具有峰 220C1和相對(duì)于公共基準(zhǔn)面285的峰高220C2。類似地，微結(jié)構(gòu)210C具有 峰210C1和相應(yīng)峰高210C2，其中峰高220C2大于峰高210C2。在圖5B所 示的示例性實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)220C具有兩個(gè)峰220Cl，每一個(gè)峰都具有峰高 220C2，其中峰高220C2小于峰高210C2。在圖5A和5B所示的示例性實(shí)施例中，微結(jié)構(gòu)220C沿z軸橫跨微結(jié)構(gòu) 220C的長(zhǎng)度地局部修改微結(jié)構(gòu)210B。在圖5C所示的示例性實(shí)施例中，微 結(jié)構(gòu)220C沿微結(jié)構(gòu)220C的長(zhǎng)度有效地替換了微結(jié)構(gòu)210B。
在圖5A-5C所示的示例性實(shí)施例中，微結(jié)構(gòu)220C相對(duì)于微結(jié)構(gòu)210C 和210D對(duì)稱地布置。 一般來講，圖案280的微結(jié)構(gòu)可置于主表面205上的 任何位置。具體地講，在某些應(yīng)用中，二維微結(jié)構(gòu)化圖案280可相對(duì)于一 維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案210非對(duì)稱地布置。
圖5A中所示的示例性微結(jié)構(gòu)為具有三角形輪廓的棱鏡。 一般來講，導(dǎo) 光薄膜200可包括能夠?qū)Ч獾娜魏涡螤畹奈⒔Y(jié)構(gòu)。圖6A-6E中示出了具有 不同輪廓的示例性微結(jié)構(gòu)。在圖6A中，延伸棱鏡1800A具有直側(cè)邊 1810A、尖峰1820A、尖槽、以及峰角cia，類似于圖5A的棱鏡。圖6B中的 棱鏡1800B具有直側(cè)邊1810B、圓峰1820B、圓槽、以及峰角a B。峰或槽 的曲率半徑可在例如約1至100微米的范圍內(nèi)。在圖6C中，棱鏡1800C具 有直側(cè)邊1810C、平峰1820C、尖槽、以及峰角ae。作為另一個(gè)例子，圖 6D中的棱鏡1800D具有彎曲側(cè)邊1810D、尖峰1820D、圓槽、以及峰角a d。作為又一個(gè)例子，圖6E中的棱鏡1800E具有分段線性側(cè)邊1810E、尖峰 1820E、尖槽、以及峰角ctE。
圖7為另一個(gè)導(dǎo)光薄膜500的示意性俯視圖。導(dǎo)光薄膜500具有微結(jié) 構(gòu)化主表面505，主表面505具有至少兩種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案。具體地 講，主表面505包括以周期Ql沿方向511布置的周期性微結(jié)構(gòu)化圖案 510，其中方向511沿x軸方向。周期性微結(jié)構(gòu)化圖案510中所包括的示例 性微結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)510A、 510B、 510C、 510D和510E。主表面505還包括 以周期Q2沿方向521布置的周期性微結(jié)構(gòu)化圖案520，其中方向521不同 于方向511。周期性微結(jié)構(gòu)化圖案520中所包括的示例性微結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu) 520A、 520B和520C。在某些應(yīng)用中，周期Q1與周期Q2不同。在某些其他 應(yīng)用中，Q1與Q2相等。
主表面505還包括沿方向531布置的周期性微結(jié)構(gòu)化圖案530，其中 方向531平行于方向521。周期性微結(jié)構(gòu)化圖案530中所包括的示例性微 結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)530A和530B。主表面505還包括沿方向541布置的周期性
9微結(jié)構(gòu)化圖案540，其中方向541平行于方向521和531。周期性微結(jié)構(gòu)化 圖案540中所包括的示例性微結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)540A和540B。
微結(jié)構(gòu)化主表面505還可看作具有疊加在一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案 510上的二維微結(jié)構(gòu)化圖案580。該二維微結(jié)構(gòu)化圖案580為周期性的，并 且包括布置在xz平面中的規(guī)則間隔微結(jié)構(gòu)(例如微結(jié)構(gòu)520A、 530A和 540A)的二維陣列。該一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案510包括布置在xz平面中 的規(guī)則間隔微結(jié)構(gòu)(例如微結(jié)構(gòu)510A和510E)的線性陣列。
圖8為圖7的導(dǎo)光薄膜500的一部分的三維示意圖。具體地講，圖8 示出周期性圖案510中所包括的沿著z軸線性延伸的棱鏡微結(jié)構(gòu)510C、 510D和510E。圖8還示出了周期性圖案520中或二維周期性圖案580中 (其中圖案580疊加在圖案510上)所包括的微結(jié)構(gòu)520A、 520B和 520C。
在圖8所示的示例性實(shí)施例中，屬于周期性圖案580的微結(jié)構(gòu)比屬于 周期性圖案510的微結(jié)構(gòu)高。在某些應(yīng)用中，屬于周期性圖案580的微結(jié) 構(gòu)比屬于周期性圖案510的微結(jié)構(gòu)低。
此外，在圖8所示的示例性實(shí)施例中，微結(jié)構(gòu)的高度是恒定的。 一般 來講，微結(jié)構(gòu)的高度可以隨位置變化，例如，隨沿著z軸的位置而變化。 例如，微結(jié)構(gòu)510C的高度可以沿著z軸變化，甚至在沒有另一個(gè)微結(jié)構(gòu) (例如微結(jié)構(gòu)520A)疊加在微結(jié)構(gòu)510C上的區(qū)域中也是如此。
圖9為另一個(gè)導(dǎo)光薄膜700的示意性俯視圖。導(dǎo)光薄膜700具有微結(jié) 構(gòu)化主表面705，主表面705包括疊加到一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案710上 的二維微結(jié)構(gòu)化圖案780。在一些實(shí)施例中，二維微結(jié)構(gòu)化圖案780在至 少一個(gè)方向(例如方向721)上為周期性的。在一些應(yīng)用中，二維微結(jié)構(gòu) 化圖案780在至少兩個(gè)方向(例如方向721和731)上為周期性的。
在圖9所示的示例性實(shí)施例中，二維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案780包括布 置在xz平面中的規(guī)則間隔微結(jié)構(gòu)(例如微結(jié)構(gòu)720A和730A)的二維陣 列。該一維周期性圖案710包括布置在xz平面內(nèi)的規(guī)則間隔微結(jié)構(gòu)(例如 微結(jié)構(gòu)710A和710B)的線性陣列，其中每個(gè)線性微結(jié)構(gòu)沿z軸方向延 伸。該二維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案780包括多個(gè)周期性圖案，其中每個(gè)圖案
沿某一方向布置。例如，二維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案780包括沿方向721布 置的周期性微結(jié)構(gòu)化圖案720，其中方向721不同于方向711。周期性微結(jié) 構(gòu)化圖案720中所包括的示例性微結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)720A。作為另一個(gè)實(shí)施 例，二維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案780包括沿方向731布置的周期性微結(jié)構(gòu)化 圖案730，其中方向731平行于方向711。周期性微結(jié)構(gòu)化圖案730中所包 括的示例性微結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)730A。
一維周期性圖案710和二維圖案780中的每個(gè)微結(jié)構(gòu)都具有峰和相應(yīng) 峰高。在一些情況下，該一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案中的微結(jié)構(gòu)高度與二維 微結(jié)構(gòu)化圖案中的微結(jié)構(gòu)高度不同。在一些情況下，二維微結(jié)構(gòu)化圖案 780中的至少兩種微結(jié)構(gòu)具有不同的高度。
二維微結(jié)構(gòu)化圖案780中的微結(jié)構(gòu)的形狀可以相同，也可以不同。在 一些情況下，二維微結(jié)構(gòu)化圖案中的至少兩種微結(jié)構(gòu)具有不同的形狀。例 如，微結(jié)構(gòu)720A在xy平面中可具有矩形橫截面輪廓，而微結(jié)構(gòu)730A在 xy平面中可具有三角形橫截面輪廓。
圖9示出具有第一主表面704 (參見圖9A)以及第二主表面705的導(dǎo) 光薄膜700。第二主表面705包括一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案710。第二主表 面705還包括由設(shè)置在一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案710上的分立元件(例如 分立的元件720A和730A)構(gòu)成的二維規(guī)則間隔圖案。例如，可通過絲網(wǎng) 印刷、噴墨印刷、光刻法或適合于在圖案710上形成由分立元件780構(gòu)成 的二維陣列的任何其他方法在圖案710上形成分立元件。
圖9A示出導(dǎo)光薄膜700在xy平面中沿方向731的示意性剖視圖。具 體地講，圖9A示出由分立元件構(gòu)成的二維陣列780中的分立元件730A設(shè) 置在一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案710中的棱鏡微結(jié)構(gòu)710C上。元件730A可 以是通過例如噴墨印刷適形地形成在微結(jié)構(gòu)710C上的涂層。在圖9A示出 的示例性實(shí)施例中，元件730A覆蓋微結(jié)構(gòu)710C的頂部或峰。 一般來講， 可在微結(jié)構(gòu)710C上的任何位置形成元件730A，例如如圖9B示意性所示， 在微結(jié)構(gòu)710C的側(cè)面形成元件730A。
圖10為另一個(gè)導(dǎo)光薄膜800的示意性俯視圖。導(dǎo)光薄膜800具有微結(jié) 構(gòu)化主表面805，主表面805包括疊加在一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案810上
ii的二維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案820。該二維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案820包括布 置在xz平面中的規(guī)則間隔微結(jié)構(gòu)(例如微結(jié)構(gòu)820A和820B)的二維陣 列。該一維周期性圖案810具周期性Rl，并且包括沿方向811布置在xz 平面中的規(guī)則間隔微結(jié)構(gòu)(例如微結(jié)構(gòu)810A和810B)的線性陣列，每個(gè) 線性微結(jié)構(gòu)沿z軸方向延伸。
該二維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案820包括多個(gè)周期性圖案，其中每個(gè)圖案 沿某一方向布置。例如，二維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案820包括以周期性R2沿 方向821布置的周期性微結(jié)構(gòu)化圖案840，其中方向821不同于方向811。 周期性微結(jié)構(gòu)化圖案840中所包括的示例性微結(jié)構(gòu)為微結(jié)構(gòu)840A和 840B。作為另一個(gè)實(shí)例，二維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案820包括以周期性R3沿 方向822布置的周期性微結(jié)構(gòu)化圖案850，其中方向822不同于方向811 和821。
圖11為另一個(gè)導(dǎo)光薄膜900的示意性俯視圖。導(dǎo)光薄膜900具有微結(jié) 構(gòu)化主表面905，主表面905包括疊加到一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案910上 的二維微結(jié)構(gòu)化圖案920。該二維微結(jié)構(gòu)化圖案920包括布置在xz平面中 的微結(jié)構(gòu)(例如微結(jié)構(gòu)920A和920B)的二維陣列。該一維周期性圖案910 具周期性Sl，并且包括沿方向911布置在xz平面中的規(guī)則間隔微結(jié)構(gòu) (例如微結(jié)構(gòu)910A和910B)的線性陣列，每個(gè)線性微結(jié)構(gòu)沿z軸方向延 伸。
該二維微結(jié)構(gòu)化圖案920包括一種或多種周期性圖案，其中每種圖案 沿某一方向布置。例如，二維微結(jié)構(gòu)化圖案920包括以周期性S2沿方向 931布置的周期性微結(jié)構(gòu)化圖案930，其中方向931不同于方向911。作為 另一個(gè)實(shí)例，二維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案920包括以周期性S3沿方向941布 置的周期性微結(jié)構(gòu)化圖案940，其中方向941不同于方向931和911。作為 另一個(gè)實(shí)例，二維微結(jié)構(gòu)化圖案920包括以周期性S4沿方向951布置的周 期性微結(jié)構(gòu)化圖案950，其中方向951平行于方向911。
圖12示出另一個(gè)導(dǎo)光組件1200的示意性側(cè)視圖。導(dǎo)光組件1200可在 用于顯示信息的任何液晶裝置中使用。導(dǎo)光組件1200包括光源1210、光 導(dǎo)1220、以及導(dǎo)光薄膜1230，其中導(dǎo)光薄膜1230為根據(jù)公開的任何實(shí)施 例的導(dǎo)光薄膜。雖然圖12中示出的薄膜1230的微結(jié)構(gòu)化表面1240背向光導(dǎo)1220,但在一些應(yīng)用中，微結(jié)構(gòu)化表面1240可以面向光導(dǎo)1220。導(dǎo)光 組件1200還可包括可選的薄膜1250，薄膜1250類似于薄膜1240，但是它 們的取向不同。例如，薄膜1250和1240中的延伸棱鏡的方向可彼此正 交。導(dǎo)光組件1200還可包括未在圖12中明確示出的附加薄膜或部件，例 如反射器、擴(kuò)散片(如擴(kuò)散板)、反射偏振器、保護(hù)膜、安裝框架或遮光 架(例如遮罩)。
圖13示出照明組件1300的示意性側(cè)視圖。照明組件1300可以用在例 如用于顯示信息的任何液晶裝置(如液晶電視)中。照明組件1300包括背 反射器1320、擴(kuò)散片或擴(kuò)散板1330、以及布置在背反射器1320與擴(kuò)散片 1330之間的多個(gè)光源1310。背反射器1320可以是漫反射器。
以上引用的所有的專利、專利申請(qǐng)以及其他出版物均以如同全文復(fù)制 的方式并入本文以供參考。雖然為了有助于說明本發(fā)明的各個(gè)方面，上文 詳細(xì)描述了本發(fā)明的具體實(shí)例，但是應(yīng)當(dāng)理解，其目的并不是將本發(fā)明限 制于實(shí)例中所給出的具體內(nèi)容。相反，其目的在于涵蓋所附的權(quán)利要求書 中限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有變化形式、實(shí)施例和可供選擇的形 式。
權(quán)利要求
1. 一種導(dǎo)光薄膜，包括第一主表面；以及微結(jié)構(gòu)化的第二主表面，其具有至少兩種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案，所述至少兩種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案中的第一種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案以第一周期沿第一方向布置，所述至少兩種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案中的第二種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案以第二周期沿第二方向布置，所述第二方向與所述第一方向不同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光薄膜，其中在每個(gè)所述第一周期性微結(jié) 構(gòu)化圖案和第二周期性微結(jié)構(gòu)化圖案中，至少一種微結(jié)構(gòu)沿第三方 向延伸，所述第三方向與所述第一方向和所述第二方向不同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光薄膜，其中在每個(gè)所述第一周期性微結(jié) 構(gòu)化圖案和第二周期性微結(jié)構(gòu)化圖案中，所有微結(jié)構(gòu)都沿第三方向 延伸，所述第三方向與所述第一方向和所述第二方向不同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光薄膜，其中在每個(gè)所述第一周期性微結(jié)構(gòu)化圖案和第二周期性微結(jié)構(gòu)化圖案中，至少一種微結(jié)構(gòu)具有棱鏡 輪廓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光薄膜，其中所述至少兩種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案中的第二種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案形成二維周期性圖案。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光薄膜，其中在所述第一周期性微結(jié)構(gòu)化 圖案和第二周期性微結(jié)構(gòu)化圖案中，每一種微結(jié)構(gòu)都具有峰和從該 峰到位于所述第一主表面和第二主表面之間的公共基準(zhǔn)面測(cè)得的峰 高，并且所述第一周期性微結(jié)構(gòu)化圖案中的至少一種微結(jié)構(gòu)的高度 與所述第二周期性微結(jié)構(gòu)化圖案中的至少一種微結(jié)構(gòu)的高度不同。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光薄膜，還包括所述至少兩種周期性微結(jié) 構(gòu)化圖案中的第三種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案，所述第三種周期性微結(jié) 構(gòu)化圖案以第三周期沿第三方向布置，所述第三方向與所述第一方 向和所述第二方向不同。
8. —種用在液晶顯示器中的導(dǎo)光組件，所述導(dǎo)光組件包括至少一張根 據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)光薄膜。
9. 一種導(dǎo)光薄膜，其包括第一主表面和第二主表面，所述第二主表面 具有疊加在一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案上的二維微結(jié)構(gòu)化圖案。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光薄膜，其中所述二維微結(jié)構(gòu)化圖案沿至 少一個(gè)方向?yàn)橹芷谛缘摹?br> 11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光薄膜，其中所述二維微結(jié)構(gòu)化圖案沿至少兩個(gè)不同方向?yàn)橹芷谛缘摹?br> 12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光薄膜，其中在所述一維和二維微結(jié)構(gòu)化圖案中的每一種微結(jié)構(gòu)都具有峰和從該峰到位于所述第一主表面和 第二主表面之間的公共基準(zhǔn)面測(cè)得的峰高，并且所述一維周期性微 結(jié)構(gòu)化圖案中的微結(jié)構(gòu)的高度與所述二維微結(jié)構(gòu)化圖案中的微結(jié)構(gòu) 的高度不同。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的導(dǎo)光薄膜，其中所述二維微結(jié)構(gòu)化圖案中的 至少兩種微結(jié)構(gòu)具有不同的高度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光薄膜，其中所述二維微結(jié)構(gòu)化圖案中的 至少兩種微結(jié)構(gòu)具有不同的形狀。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光薄膜，其中所述一維和二維微結(jié)構(gòu)化圖 案中的微結(jié)構(gòu)沿相同方向延伸。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光薄膜，其中所述一維和二維微結(jié)構(gòu)化圖 案中的至少一些微結(jié)構(gòu)為棱鏡微結(jié)構(gòu)。
17. —種用在液晶顯示器中的導(dǎo)光組件，所述導(dǎo)光組件包括至少一張根 據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)光薄膜。
18. —種導(dǎo)光薄膜，其包括第一主表面和第二主表面，所述第二主表面 具有設(shè)置在一維周期性微結(jié)構(gòu)化圖案上的由分立元件構(gòu)成的二維規(guī) 則間隔圖案。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的導(dǎo)光薄膜，其中至少一些所述分立元件是微 結(jié)構(gòu)化的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種導(dǎo)光薄膜以及包括該導(dǎo)光薄膜的光學(xué)系統(tǒng)。導(dǎo)光薄膜包括第一主表面和微結(jié)構(gòu)化的第二主表面。所述微結(jié)構(gòu)化的第二主表面具有至少兩種周期性微結(jié)構(gòu)化圖案。所述第一周期性微結(jié)構(gòu)化圖案沿第一方向布置。所述第二周期性微結(jié)構(gòu)化圖案沿與所述第一方向不同的第二方向布置。
文檔編號(hào)G02B5/02GK101454693SQ200780019449
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者帕特里克·H·馬魯申, 當(dāng)麻哲哉, 托德·M·約翰遜 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司