專利名稱：：具有降低了的色分離的包括偏振轉(zhuǎn)向薄膜的背光單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明主要涉及一種包括導(dǎo)光板和轉(zhuǎn)向薄膜部件以提高亮度的背光單元，特別涉及一種導(dǎo)光板，該導(dǎo)光板，不同波長的不同主角度的光，并提供偏振光的輸出，以及通過^ffl包含不同顏色的^5:光源的光源來M^色分離。技術(shù)背景液晶顯示器(LCD)在成本和性能方面繼續(xù)提高，成為許多電腦、儀器、和娛樂設(shè)施的首皿示類型。用于傳統(tǒng)的便攜式電腦顯示器的M型LCD是一種背光型顯示器，該顯示器具有一個為了向外朝向LCD，光的光$^共表面，該光J^共表面方爐于LCD后面。人們已纟辣取兩種基本途徑中的一種,供一種合適的具有充分均勻的亮度然而維持緊湊及低廉的成本的背光裝置的挑戰(zhàn)。在第一種途徑中，光提供表面用來l^共高度翻寸的、大體上遵循朗伯分布的光分布，該光分布具有覆蓋廣泛角度范圍內(nèi)的大體上恒定的亮度。按照此第一種途徑，為了達到增加軸上的和近軸的亮度的目的，采用多個的增亮膜，以改變一部分具有朗伯分布的光的方向，從而提供更為準(zhǔn)直的照明。在所提議的增亮膜的解決方案中有，例如，美國專利No.5,592，332(尼西奧(Nishio)等人)；美國專利No.6，lll，696(阿^(Men)等人)；以及美國專利No.6，280，063(佛恩(Fong)等人)中所描述的方案。上面所弓閱的專利中所描述的，例如增亮膜(BEF)的解決方案，提供了一些am寬視角的增亮方法。樹共背光照明的第二種途徑4OT導(dǎo)光板(LGP)，該導(dǎo)光板接自放置于側(cè)面的燈或其他光源的入射光，并采用全內(nèi)反射(TIR)在內(nèi)部弓l導(dǎo)這些光，從而覆蓋狹窄角度范圍的光自LGP激寸出來。自LGP的輸出的光典型地具有相對于法線相當(dāng)陡的角度，例如70度或者更大。通鄉(xiāng)匕第二種途徑，采用轉(zhuǎn)向薄膜，一種光變向部件，來改變自LGP輸出的朝向法線的激寸光的方向。定向轉(zhuǎn)向薄膜被廣泛地稱為光變向部件或光變向薄膜，諸如可從紐約鮑德溫克萊瑞克斯(Clarex)公司得到的Jlf^HSOT(HighlyScatteringOpticalTransmission高散射光學(xué)傳輸)的導(dǎo)光板，提供了一種改進的解決方案以向這種類型顯示器提供均勻的背光，而不需要^魏膜或制造中的點式打印。HSOT導(dǎo)光板和其它類型的定向轉(zhuǎn)向薄膜使用以不同組合方式組合的棱鏡結(jié)構(gòu)陣列，以改變光從導(dǎo)光板向法線，或者朝向其它合適的目標(biāo)角度的方向，該目標(biāo)角度相對于二維表面典型地^G法線。作為一個例子，美國專利No.6，746，130(奧卡瓦(Ohkawa))描述了一種用于LGP照明的作為轉(zhuǎn)向薄膜的，制薄片。參考圖1，圖1示出了在顯^置100中的導(dǎo)光板10的全部功能。來自光源12的光入射在入射表面18上荊寸入導(dǎo)光板10，該導(dǎo)光板10是如圖所示的典型的楔形。光在導(dǎo)光板10里傳播，直至壞再滿足全內(nèi)蹈寸(HR)的情況，然后可以從反射表面142反射，在輸出表面16上從導(dǎo)光板中射出。接著這個光線到達轉(zhuǎn)向薄膜122，并且該光線被引導(dǎo)為照明光柵裝置120，諸如LCD或其它類型的空間光調(diào)制器或其它調(diào)制該光線的二維背光元件。為了在大多數(shù)情況下最優(yōu)化的觀看，鄉(xiāng)光應(yīng)該?dān)Q一個與法線V成相對狹窄角度的范圍。偏振器124應(yīng)當(dāng)方燈在照明路^i:，以向光柵驢120樹共用于調(diào)希啲魏的偏振光。但是，因為光在通過轉(zhuǎn)向薄膜122之后實質(zhì)上是非偏振的，或最多具有一些小角度的偏振，所以偏振器124必須吸收大約一半的光。為了克服這個問題，通常在吸收性的偏振器124和轉(zhuǎn)向薄膜122之間設(shè)置一個HM型偏振器125。在禾斗伊克(Koike)等人的名為"Surfacelightsourcedevicewithpolarizationfimction"的美國專利Nos.5，982，540和6,172,809中公開了一種反射型偏振器?？埔量说热说?540和'809的公開示出了一種表面光源裝置，其具有導(dǎo)光板、一個或多個偏振分離板、光向調(diào)節(jié)器(實質(zhì)上是轉(zhuǎn)向薄膜)和偏振變換器。該偏振分離板是一種劍寸型偏振器125?？埔量说热说?540的公開中所描述的偏振分離板利用布魯其憤寺角來分離照明的S-和P-偏振元件。雖然這種方Sli共了一些光的偏振，但是它僅僅提供了一種許多傳統(tǒng)的反射型偏振薄膜的替代品。這種解決方案仍然需要額外使用一個或多個分離偏振器薄膜。而且，科伊克等人的'540和'809中所公開的方法需要用于偏振分離板的材料的折射率"在狹窄范圍內(nèi)，基于來自導(dǎo)光板的光的入射角。明顯地，超賄利于在損害圖像質(zhì)量和性能下M^劍纖振照明所需的全部元件的數(shù)量?；谶@個目的，提議了大量的解決方案以簡化偏振器125的結(jié)構(gòu)或通過合并功能去除這個作為單獨單元的元件。在合并功能的嘗試中，阿萊(Arai)的名為"SurfaceLightSourceDeviceOutputtingPolarizedFrontalIlluminationLight"的美國專利Na6，027,220公開了一種育,產(chǎn)生至少部分被偏振化的照明的表面光源裝置。如阿萊'220的公開所示出，有一些固有的來自導(dǎo)光板10的光的偏振現(xiàn)象(圖l)。另外，還有由轉(zhuǎn)向薄膜導(dǎo)致的固有的該光的進一步偏振現(xiàn)象。在4OT—對轉(zhuǎn)向薄膜的結(jié)構(gòu)中，甚至可以得到偏振現(xiàn)象的SS—步的輕微地增益。根據(jù)阿萊'220所公開的方法，可以將表面光源設(shè)計成簡單地通過為旨轉(zhuǎn)向薄膜^ffi合適的材料并根據(jù)它們的折射率M來匹酉戰(zhàn)些材料，來為來自導(dǎo)光板的光的傾斜角提供一些，號的偏振。雖然這個方法具有提供一些偏振方法的優(yōu)點，但是應(yīng)用的局限在于，基于簡單地指定折射率《可以得到多大的改進。而且，禾擁多個轉(zhuǎn)向薄膜的實施方式為照明系統(tǒng)的設(shè)計增加了成本、難度和復(fù)雜性。在另一禾中方法中，鈴木(Suzuki)的名為"ApparatusforIncreasingaPolarizationComponent,LightguidingUnit,LiquidCrystalDisplayandPolarizationMethod"的美國專利No.6，079，841樹共了一種本身就設(shè)計為傳矛振光的導(dǎo)光板。鈴木的'841中所公開的導(dǎo)光板禾傭一堆層積在一起的并鵬于掛共光的布魯其麻寺角調(diào)節(jié)以達到優(yōu)選的偏振狀態(tài)的光導(dǎo)。在這種方法具有在光導(dǎo)向本身中合并偏振元件的優(yōu)點的同時，這種方法也有缺點。導(dǎo)光板的復(fù)雜性和對于半波長或四分之一波長板和反射器的額外的需求否定了由在照明路纟仝上去除作為單獨元件的偏振器而獲得的優(yōu)點。同時待審的美國專利申請系列No.11/302,011;美國專利申請系列No.11/300,659;和密(Mi)的名為"Polarizingturningfilmusingtotalinternalreflection"的美國專利No.7，139，125中所公開的方法是在轉(zhuǎn)向薄ES合^N扁振功能，或更廣泛地，在顯示器的光變向元件里。在光變向部件的幾何學(xué)和組成成分的設(shè)計中，這些方、封吏用了布魯其射寺角，因此，在單個元件里完成光的變向和偏振兩種操作。具有向上的棱鏡結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向薄膜的一個問題是由于薄膜材料的折射率的波長相關(guān)斷萬導(dǎo)致的色分離。因而，育,看出的是，雖然人們已經(jīng)在嘗i魏過與其它元件合荊扁振功能來提供偏振照明，但是這些嘗試并沒有提供出令人滿意的解決方案。因此，這需要一個，偏振照明并減少元件的數(shù)量和減少的色分離的轉(zhuǎn)向薄膜解決方案或背光單元解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種包括光源、導(dǎo)光板、和轉(zhuǎn)向薄膜的背光單元，該轉(zhuǎn)向薄膜具有光射A^面和，出表面，該光射出表面包括在劍寸出表面上的第一棱鏡結(jié)構(gòu)，其中(a)轉(zhuǎn)向薄膜上的第一棱鏡結(jié)構(gòu)的特征在于遠底角(A)和皿角(A);(b)包括不同顏色的^lz:光源的陣歹啲光源；(c)設(shè)置用來向每個顏色的轉(zhuǎn)向薄膜樹共來自具有不同主角度的^lz:光源的光的導(dǎo)光板；以及將導(dǎo)光板以與光源、轉(zhuǎn)向薄膜、轉(zhuǎn)向薄膜的第一棱鏡結(jié)構(gòu)和底角相關(guān)的方式設(shè)置，以便與使用單一光源的同樣的裝置相比減少在轉(zhuǎn)向薄膜的光射出表面上的色分離的量。本發(fā)明也包括向顯示器J^f共背光的方法。本發(fā)明的一個優(yōu)點是，樹共一種為不同波長對f不同主角度的光的導(dǎo)光板，以產(chǎn)生偏振光輸出和M^色分離。雖然本說明書以特另哋指出并清楚地聲稱本發(fā)明的實質(zhì)的權(quán)利要求作為結(jié)論，但是確信的是當(dāng)下面結(jié)合附圖的描述，本發(fā)明將得到更好的被理解。圖1是示意傳統(tǒng)的顯^fi的組成的截面圖，相應(yīng)于美國專利No.7，139,125的圖l。圖2A是示意具有使用單波長入射背光的面朝上的棱鏡結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向薄膜的截面示意圖，相應(yīng)于美國專利No.7，139，125的圖3A。圖2B、2C和2D是示意具有使用多波長入射背光的面朝上的棱鏡結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向薄膜的截面示意圖。圖3示意了兩種通常j頓的光學(xué)材料的折射率的波長相關(guān)性。圖4是示意M^色分離的轉(zhuǎn)向薄膜的截面示意圖，其中在面對導(dǎo)光板的轉(zhuǎn)向薄膜的底面上構(gòu)造棱鏡結(jié)構(gòu)。圖5是示意^1>色分離的轉(zhuǎn)向薄膜截面示意圖，其中在面對導(dǎo)光板的轉(zhuǎn)向薄膜的底面上構(gòu)3t3fl竟或^lt結(jié)構(gòu)。圖6是示意具有M^了的色分離的顯^S的纟賊的截面示意圖，其中導(dǎo)光板為不同波長^l寸不同主角度的光。圖7是示意圖6中的導(dǎo)光板和轉(zhuǎn)向薄膜的截面示意圖。具體實施方式本描述特別涉及形成本發(fā)明裝置的元件形成部分或者更直接地與本發(fā)明裝置配合的部件。將理解的是，沒有特別示意或描述的元件可采取本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的各種形式。如在上面背景部分所談到的，已經(jīng)存在通過在照明路^i:的其它元件里合并偏振功能來M^照明裝置的全部復(fù)雜性的嘗試。本發(fā)明的方法是減少轉(zhuǎn)向薄膜的色分離，或更廣泛地，減少顯示器的光變向元件的色分離。不同于同上文中所描述的傳統(tǒng)方法，本發(fā)明的方法在光變向部件的幾何學(xué)和組成成分的設(shè)計中都使用了微結(jié)構(gòu)，因此在一個單獨元件中完成了光的變向和偏振。轉(zhuǎn)向薄膜如在本領(lǐng)域技術(shù)中所知和在
背景技術(shù)：
中所討論的，轉(zhuǎn)向薄膜，廣泛地稱之為光變向部件或光變向薄膜，是將從導(dǎo)光船寸出的或多或少的準(zhǔn)直光輸出從大的斜角(offangle)重新導(dǎo)向法線或觀看方向的光學(xué)薄膜。本發(fā)明的裝置^ffl通常成型為棱鏡型的光變向結(jié)構(gòu)。在更正式的定義中，真正的棱鏡具有至少兩個平面。但是，因為在所有的實施例中一個或更多的光變向結(jié)構(gòu)的表面不需要是平面的，而有可以是彎曲的或具有多截面的，所以在本說明書中使用更為通常的術(shù)語"棱鏡結(jié)構(gòu)"。如在背景中附炎至啲之鵬出的材料，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向薄膜重新導(dǎo)向在傾斜入射角上接收到的光的方向，典型的是60度，遠離法線方向，該光來自于導(dǎo)光板或類似的供光元件。轉(zhuǎn)向薄膜典型地4頓通常為棱鏡形狀的多種尺寸的折射結(jié)構(gòu)陣列，以將來自導(dǎo)光板的光的方向重新導(dǎo)向法線方向。因為提供這樣的薄膜，所以認為法線是與薄膜的二維平面相關(guān)的。參考圖1所示，將光源12設(shè)置于導(dǎo)光板10的側(cè)面。這種布置和在頂部和/或底部具有微結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板10的設(shè)計規(guī)定了轉(zhuǎn)向薄膜的所需角特性和設(shè)計布局。對于導(dǎo)光板10的性能情況范圍，同時待審的美國專利申請系列No.ll/302，011;美國專利申請系列No.ll/300，659;和密(Mi)的名為"Polarizingturningfilmusingtotalinternalreflection"的美國專利No.7,139，125中所公開的光變向部件可以用來皆代圖1中的傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向薄膜122的排列，并且育^Jif共足夠的偏振作用以消除或至少最小化偏振器124和g型偏振器125中的一個或兩個的性能要求。參考與美國專利No.7，139，125中的圖3A相對應(yīng)的圖2A，這里示意了JOT劍寸單波長光的導(dǎo)光板10的偏振轉(zhuǎn)向薄膜20的截面示意亂示意關(guān)鍵角度和幾何學(xué)，。轉(zhuǎn)向薄膜20具有許多面向上，朝著LC^a^它的光調(diào)制器的棱鏡結(jié)構(gòu)，齡結(jié)構(gòu)具有近表面24(如圖1的實施例中所示，與光源12近相關(guān))和遠表面26，兩個側(cè)面都自薄膜的法線方向V傾斜并由相對于水平方向H的頂角"，和遠底角A和近底角A決定傾斜程度。來自導(dǎo)光板10的光在覆蓋中心輸入主角度^左右的小角度范圍入射。自轉(zhuǎn)向薄膜20的結(jié)構(gòu)輸出表面?zhèn)鞑サ絃C顯示元件的光的輸出角^由許多因素決定，這些因素包括中心輸入主角度^、轉(zhuǎn)向薄膜20的折射率、和在遠表面26上的遠表面26以與平表面22成一^l斗角度的絲傾斜的遠底角A，如公式(1)所描述的來自導(dǎo)光板的入射光以覆蓋許多以主角度為中心的角度入射，從而大部分的入射光與主角度為+/-10度的關(guān)系。公式(1)和隨后的公式中^^輸入角^作為主角度。注意到當(dāng)從導(dǎo)光板10^I寸出微長光線R1時，纟賄一條光束從轉(zhuǎn)向薄膜20射出。但是，大多數(shù)通常使用的與冷陰極熒光燈(CCFL)耦合的導(dǎo)光板往往劍寸多波長的光，或者甚至激寸連纟嫌長光譜的光。圖2B與圖2A中除了光線Rl代表多波拉外是一樣的，例如，650nm是紅色，550nm是纟絶，和450nm是藍色。圖2B圖解說明了轉(zhuǎn)向薄膜20的色分離問題；三個波長的光線30a、30b、30c在轉(zhuǎn)向薄膜20中分離并當(dāng)它們從轉(zhuǎn)向薄膜20射出時進一步分離。因為典型材料的折射率隨波長斷氏，所以圖2B中所示的光線30a、30b、30c分別代表藍色、綠色和紅色光c圖2C示意了色分離的另一種可能性。沿著圖2B中同樣的光路的較長波長光線30b(綠色光)、30c(紅色光)到達遠表面并^ii人遠表面26射出。較短波長光線30a(藍色光)具撤高折射率并且沿著圖2C中一條不同的鵬挑光線30a到達遠表面26，隨后由于全內(nèi)g向近表面反射，并最終從近表面24射出。圖2D也示意了色分離的另一種可能性。沿著圖2B中同樣的光路的較長波長光線30b(纟絶光)、30c(紅色光)到iii^表面并Ji人遠表面26射出。較短波長光線30a(藍色光)具有較高折射率并且沿著圖2D中一條不同的光^射，。光線30a到達遠表面26，隨后由于全內(nèi)g向近表面反射，并進一步地折射或向?qū)Ч獍宸瓷浠貋?。這樣的話，光線30a就不會直接從轉(zhuǎn)向薄膜出來。在圖2C和圖2D中，較短波長光采取了與較長波長光非常不同的路徑，因此導(dǎo)致了色分離的大問題。當(dāng)從一1^寺定的方向觀看轉(zhuǎn)向薄膜時，色分離導(dǎo)致了讓人不舒服的色彩外觀。這個問題發(fā)生在具有向上棱鏡結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向薄膜中，但在具有向下棱鏡結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向薄膜中并不是這樣。眾所周知，所有光學(xué)材料的折射率都具有波長相關(guān)性(ModernOpticalEngineering現(xiàn)代光學(xué)工程，WarrenJ.SmithMcGraw-Hi11,2000)。根據(jù)Cauchy的折射率離散公式，光學(xué)材料的折射率由公式(2)給出"=a+4+4,公式(2)其中a、b和c是在給定的波長下對齡對蟲的材料從觀糧的折射率中計算得出的常數(shù)。根據(jù)公式(1)和公式(1.1)，因為如參考公式(2)所述的轉(zhuǎn)向薄膜材料的折射率的波長相關(guān)性，所以輸出角《",是波長相關(guān)性的。圖3示出了兩種通常i柳的光學(xué)材料的折射率的波長相關(guān)性的例子。當(dāng)入It波長從375nm增加到988nm時，苯二甲酸乙二醇酯(PET)的折射率從1.8034降低到1.7367。對于聚砜，在同一光譜里折射率的變化是0.1037。對于PET，在波長義為450nm時折射率大約是1.787，波長A為550nm時折射率"大約是1.766，和波長義為650nm時折射率"大約是1.754。對于聚砜，在波長A為450nm(藍色光)日tJ斤射率"大約是1.670，波長A為550nm(綠色光)時折射率n大約是1.642，和波長義為650nm(紅色光)時折射率M大約是1.628。色分離度(DCS)為了更好地鑒別本發(fā)明，確信的是色分離的量化度是有用的。雖然有不同的方法測量色分離，但是在本發(fā)明中色分離度是根據(jù)輸出角L的均別tt測量的，如下面的公式中所定義的腦=>/<1-《",>)2>，其中《'〉:4〖r《'"^1r700,-公式(3)公式(4.1)公式(4.2)300她符號<〉表示波長在400nm和700nm之間的范圍內(nèi)的平均值。在簡化的形式中，只考慮在三個波長450nm、550nm、和650nm的輸出角^平均值定義在下面的公式中，<(>=^€(450)+《(550)+C(650))公式(5.1)公式(5.2)<〉=全(l(450)+《w(550)+(650))在下面的例子中，4頓了平均值的簡化形式。它足夠適合比較的目的。參考圖4和圖5，示出了本發(fā)明的M的轉(zhuǎn)向薄膜20的關(guān)鍵特征。再次為面向上的棱鏡結(jié)構(gòu)(頓常地，面向夕卜朝向觀看者并朝向LC裝置或其它光調(diào)制器)。參考光源12的位置(圖1)，^棱鏡結(jié)構(gòu)具有一個近表面24和一#表面26。如圖2A中所示，遠表面26是光的，或出口表面。參考圖4，除了面向上的棱鏡結(jié)構(gòu)之外，還有朝著導(dǎo)光板10的面向下的棱鏡結(jié)構(gòu)，其特征為近底角^和遠底角^(與光源12^ifi^遠的關(guān)系，如圖l的實施例中所示)。從轉(zhuǎn)向薄膜20的結(jié)構(gòu)輸出表面?zhèn)鞑サ絃C顯示元件的光的輸出角&,由許多因素決定，這些因素包括中心輸入主角度《、轉(zhuǎn)向薄膜20的折射率、在遠表面26上的底角A，該遠表面26與水平方向H成一個斜角度的關(guān)系傾斜、以及在近表面28上的,角^，該近表面28與水平方向H成一^M斗角度的關(guān)系傾斜。在本發(fā)明的實施例中，輸出角&,由輸入角&、棱鏡結(jié)構(gòu)的折射率n、遠底角^、和近底角^決定，如公式(3)所描述的e。"(=A-arcsin<{msinA-y2—arcsinsin(^-/2)公式(3)S31閱讀參考下面表1的討論，可以明顯的得出，從公式(3)得到的輸出10角L是不那么波長相關(guān)的。##考圖4，Mil將遠表面26和近表面28進行適當(dāng)?shù)貎A余斗(相對于平表面22)，將在近表面28上的、以中心照明光線R1，也稱為主光線為中心的入射光被^gi也變向為朝向目標(biāo)角度，即薄勝去線方向V。在一個實施例中，將棱鏡結(jié)構(gòu)沿著轉(zhuǎn)向薄膜20的表面在延長方向上線性地拉長，從而使^棱鏡結(jié)構(gòu)從輸出表面的一遊U另一邊腿線伸展。對于如圖4的這些截面圖，線性延長方向是法線到紙面的方向?？梢哉J識到的題種排列對于轉(zhuǎn)向薄膜20的制造具有優(yōu)勢。然而，不要求將棱鏡結(jié)構(gòu)以這樣的線粗申展方式排列。重要的是棱鏡結(jié)構(gòu)的多，面與來自導(dǎo)光板10的入射光的角度之間相關(guān)的角度關(guān)系，如圖4的截面圖所示。參考圖5，除了面向上的棱鏡結(jié)構(gòu)之外，還有朝向?qū)Ч獍?0的面向下的透鏡結(jié)構(gòu)。自轉(zhuǎn)向薄膜20的結(jié)構(gòu)輸出表面?zhèn)鞑サ絃C顯示元件的光的輸出角《",由許多因素決定，這些因素包括中心輸入主角度^、轉(zhuǎn)向薄膜20的折射率、在遠表面26上的底角A，該遠表面26與水平方向H成一^M4角度的關(guān)系傾斜、和朝向?qū)Ч獍?0的面向下的透鏡結(jié)構(gòu)的曲率C。與圖4相似，底角^和^也與透鏡結(jié)構(gòu)相關(guān)進行定義。ffl31將遠表面26適當(dāng)?shù)貎A斜(相對于平表面22)并為itli表面30(lenticularsurface)選擇合適的曲率C，將S3tl竟表面30上的、以中心照明光線R1，也稱為主光線為中心的入射光^g地變向為朝向目標(biāo)角度，即法線方向V。在一個實施例中，將棱鏡結(jié)構(gòu)沿著轉(zhuǎn)向薄膜20的表面在延長方向上線性地拉長，從而使齡棱鏡結(jié)構(gòu)從輸出表面的一邊到另一邊腿線伸展。對于圖5的這些截面圖，線性延長方向是法線到紙面的方向?？梢哉J識到的是這種排列對于轉(zhuǎn)向薄膜20的制造具有優(yōu)勢。然而，不要求將棱鏡結(jié)構(gòu)以這樣的線性伸展方式排列。重要的是棱鏡結(jié)構(gòu)的多，面與來自導(dǎo)光板10的入射光的角度之間相關(guān)的角度關(guān)系，如圖5的截面圖所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表1為作為比較的例子和發(fā)明的例子總結(jié)了DCS。在作為比較的例子1.1中，轉(zhuǎn)向薄膜具有底角/1=66.0。，/2=66.0。。轉(zhuǎn)向薄膜是由聚砜(它的折射率w在波長/l是450nm(藍色光)時大約是1.670，在波長義是550nm(鄉(xiāng)絶光)時大約是1.642，和在波長;i是650nm(紅色光)時大約是1.628)或者PET"在波長義是45Qnm時大約是1.787，在波長義是550nm時大約是1.766，和在波長;i是650nm時大約是1.754)制成的。所有^H個波長的主角度都是相同的^=70。。從公式(1)、(3)、(5.1)、和(5.2)中得至l課砜的DCS是2.16°。對于PET，光采取圖2D中所示的光線30a的路徑，因此DCS太大以至于不能量化。重要的是DCS是非常大的。除了如圖4中所示，轉(zhuǎn)向薄fl雜它的底表面上具有額外的棱鏡結(jié)構(gòu)，并且該棱鏡結(jié)構(gòu)是以底角^-10.0。和7^20。為特征的之外，發(fā)明的例子1.2與例子U是相同的。通常是滿足^90。-^這個瞎況的。這個例子的轉(zhuǎn)向薄膜示出了DCS得到了降低；對于PET，DCS是1.23°，對于聚砜DCS是1.33°。除了在底表面上的棱鏡結(jié)構(gòu)是以底角^=20.0。和^=20。為特征的之外，發(fā)明的例子1.3和例子1.2是相同的。DCS得到了，一步的斷氏；對于PET，DCS是0.79°，對于聚砜DCS是0.950。通常，遠底角/^雌在50。至7(T的范圍內(nèi)。近底角^,在10°至20°的范圍內(nèi)。在這個范圍之外，色分離度DCS仍然十分地大或者輸出角的范圍不是想得至啲范圍。為不同的波長掛共不同的主角度的導(dǎo)光板下面參考圖6，這里示出了另一種根據(jù)本發(fā)明的降低色分離的解決方案，該方案使用導(dǎo)光板10'以為不同的波長提供不同的主角度。該導(dǎo)光板可以在它的底和頂表面上具有微結(jié)構(gòu)。諸如發(fā)光二極管(LEDs)的兩個頓多的3拉光源產(chǎn)生不同波長的光。三個有代表性的獨立光源201、202、203垂直地排列于導(dǎo)光板的一側(cè)以產(chǎn)生不同的波長。獨立光源可以在垂直和水平方向移動。3拉光源可以具有不同的尺寸或者其它特性。當(dāng)以任何已知的方法如通過光學(xué)建模或?qū)嶒瀬韃i也設(shè)計光源和導(dǎo)光板的排列時，導(dǎo)光板IO，育,為不同的波長l^共期望的主角度。相比較而言，單個的傳統(tǒng)的CCFL光源不能3fcii也為不同的波長改變輸出光的分布，因此它對于這種應(yīng)用是不合適的。但是，當(dāng)合適地與導(dǎo)光板耦合時，在不同驅(qū)動斜牛下的兩個頓多的CCFL可以為不同的波長產(chǎn)生不同的主角度。另外，弱t^體126可以選擇性地放置于轉(zhuǎn)向薄膜20和光柵裝置120之間。弱艦體也稍微斷氐了色分離，但是因為對于穿透轉(zhuǎn)向薄膜的光它不能產(chǎn)生太多的繊，所以它不能完全消除色分離。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表2示出了發(fā)明的和作為比較的例子，這些例子說明了在不同盼瞎況下以及使用各種與獨立光源相耦合的導(dǎo)光板時，該^^:光源決定不同波長的光的主角度，轉(zhuǎn)向薄膜20的DCS是如何斷氐的。在作為比較的例子2.1中，底角^=66.0。，A=66.0。。轉(zhuǎn)向薄膜由聚砜制成。所有SH個波長的主角度同為e^70。。輸出角(的變化大于5°，會,從公式(1)中得出yU450nm時是4.5。，義=550nm時是8.0°，和^650nm時是9.7°。從公式(3)、(5.1)、和(5.2)中得出DCS是2.16。。除了主角度隨著波長改變之外，發(fā)明的例子2.2與例子2.1是相同的。A-450nm時主角度^是70。，/U55onm時主角度&是63。，和^650nm時主角度《"是61°。結(jié)果，輸出角^的變化小于r，義=450腿時是4.5°，義^50nm時是4.1°，和義-650nm時是4.0。。不同波長的輸出角的較小的變化顯示了較少的色分離，這也由值為0.22°的較小的DCS反映出來。這個發(fā)明的例子表明可以通過引入鄉(xiāng)主角度隨波長變化的導(dǎo)光板來降低色分離度。雌的是，藍色光(義-450nm)的主角度大于綠色光(xU550nm)的主角度，該綠色光(h550nm)的主角度大于紅色光(h650nm)的主角度。也為雌的是，藍色和纟tfe光的主角度之間的差tt^于纟ife和紅色光t間的主角度的差值。除了在;U45onm時主角度&是78°，A-550nm時主角度&是72°,和^650nm時主角度^是70。之外，發(fā)明的例子2.3和例子2.2是相同的。從而，與例子2.2中的大約4.0。相比，將輸出角^,調(diào)整到接近9.0°。同樣地，輸出角&,的變化小于1°，并且DCS具有一微小的值0.29°。與例子2.2相比，發(fā)明的例子2.4具有不同的底角和主角度。底角是A=68.0°，/2=68.0°，并且/^450nm時主角度A是78。，/U550nm時主角度^是72°，和A=650nm時主角度&是70°。它們被選擇為產(chǎn)生的輸出角接近0.0°，或接近法線方向。輸出角《,的變化小于1°，并且DCS具有一微小的值0.40°。除了;^450nm時主角度^是71°，x^550nm時主角度&是66°，和;i-650nm時主角度A是63。之外，發(fā)明的例子2.5和例子2.4是相同的。它們凈姚擇為產(chǎn)生的輸出角^微0.0°，或f魏法線方向。/1=450腦時輸出角^是0.8°,義=550nm時輸出角是0.7°，義=650nm時輸出角&(是-0.4°。DCS具有一微小的值0.54°。在這個例子中，藍色光(義二450nm)的輸出角大于綠色光(A:55onm)的輸出角，該綠色光(A:550nm)的輸出角大于紅色光Q-650nm)的輸出角，在例子2.2至lj例子2.4中，藍色光Q-450nm)的輸出角小于綠色光(A-550腦)的輸出角，該綠色光Q=550nm)的輸出角小于紅色光Q=650nm)的輸出角。上面的發(fā)明的例子2.2到例子2.5只是示范性的。其它的變化都是可以的。圖7是圖6的一個局部放大視圖，示出了從導(dǎo)光板10'射出的不同波誠顏色的光線31a、31b、31c、并在轉(zhuǎn)向薄膜20處以光線30a、30b、30c射出。這些光線具有比較小的角度分離。構(gòu)成轉(zhuǎn)向薄膜20的材料用于本發(fā)明的轉(zhuǎn)向薄膜20可以由具有相對高的折射率的材料制成，包括含硫聚合物、尤其是聚硫氨酯、多硫化物以及類似物。具有高折射率的材料也包括熱穩(wěn)定性極好的并且具有高可使用性和高可成型性的聚碳化二亞胺共聚物，如沙達;fcM(Sadayorid)等人的于2004年8月12日公開的名為"Polycarbodiimidehavinghighindexofrefractionandproductionmethodthereof"的美國專禾l)申請公開文本No.2004/0158021中所公開的一樣。這些材料的折射率在589nm時從1.738變化到1.757。在微球體和珠子上涂覆了如二氧化鈦、氧化鋯、和氧化鋇這些高折射^#料的材料也可展現(xiàn)小于或大于1.7的高折射率，如切赫姆(Chisholm)等人的名為"HIGHINDEXCOATEDLIGHTMANAGEMENTFILMS"的美國專利申請公開文本No.2004/0109305中所公開的一樣。高折射率的材料也包括許多聚酯如聚萘二酸乙二醇酯(PEN)和聚萘二酸丁二醇酯(PBN)。這些材料具有從大約1.64變化到高達1.9的折射率，如海布里克(Hebrink)等人的名為"MethodformakingcoPEN/PMMAmultilayeropticalfilms"的美國專利No.6，830，713中所討論的一樣。也可以使用其它已知的具有高折射率的材料。將在這里所參考的專禾訴卩其它公開文本合并于此作為參考。部件清單10，10，.導(dǎo)光板12.光源16.輸出表面18.輸A^面20.轉(zhuǎn)向薄膜22.平表面24.近表面26.遠表面30a，30b，30c.光線31a，31b，31c.光線34.棱鏡結(jié)構(gòu)82.點光源薦，no.顯^a120.光柵體122.轉(zhuǎn)向薄膜124.偏振器125.反射型偏振器126.弱翻寸體142.反射表面201.藍色光光源202.雜光光源203.紅色光光源頂角A'底角A.底角底角底角折射率.入射角l，,.輸出角V薄膜法線方向VI.遠表面上法線方向H.水平方向Rl.中心照明，1權(quán)利要求1、一種包括光源、導(dǎo)光板、和轉(zhuǎn)向薄膜的背光單元，該轉(zhuǎn)向薄膜具有光射入表面和光射出表面，該光射出表面包括在該射出表面上的第一棱鏡結(jié)構(gòu)，其中(a)轉(zhuǎn)向薄膜上的第一棱鏡結(jié)構(gòu)的特征在于遠底角(β1)和近底角(β2)；(b)包括不同顏色的獨立光源的陣列的光源；(c)設(shè)置用來向每個顏色的轉(zhuǎn)向薄膜提供來自具有不同主角度的獨立光源的光的導(dǎo)光板；以及將導(dǎo)光板以與光源、轉(zhuǎn)向薄膜、轉(zhuǎn)向薄膜的第一棱鏡結(jié)構(gòu)和底角相關(guān)的方式設(shè)置，以便與使用單一光源的同樣的裝置相比減少在轉(zhuǎn)向薄膜的光射出表面上的色分離的量。2、如權(quán)利要求1所述的背光單元，其中紅色光的光輸出的主角度小于藍色光的光輸出的主角度。3、如權(quán)禾腰求1戶脫的背光單元，其中纟絶光和紅色光的光輸出的主角度之間的差值小于藍色光和纟i^光的光輸出的主角度之間的差值。4、如權(quán)利要求1戶欣的背光單元，其中色分離度小于1.4°。5、如權(quán)利要求1所述的背光單元，其中色分離度小于1.0°。6、如權(quán)利要求1戶，的背光單元，其特征Hit—步地在于該遠底角A在50°到70°的范圍內(nèi)。7、如權(quán)利要求1所述的背光單元，其中該光源是發(fā)光二極管。8、一種向顯示器樹共背光的方法，該方》跑括在該顯示器中包含如權(quán)利要求1戶/M的背光單元。全文摘要一種包括光源、導(dǎo)光板、和轉(zhuǎn)向薄膜的背光單元，該轉(zhuǎn)向薄膜具有光射入表面和光射出表面，該光射出表面包括在該射出表面上的第一棱鏡結(jié)構(gòu)，其中(a)轉(zhuǎn)向薄膜上的第一棱鏡結(jié)構(gòu)的特征在于遠底角(β₁)和近底角(β₂)；(b)包括不同顏色的獨立光源的陣列的光源；(c)設(shè)置用來向每個顏色的轉(zhuǎn)向薄膜提供來自具有不同主角度的獨立光源的光的導(dǎo)光板；以及將導(dǎo)光板以與光源、轉(zhuǎn)向薄膜、轉(zhuǎn)向薄膜的第一棱鏡結(jié)構(gòu)和底角相關(guān)的方式設(shè)置，以便與使用單一光源的同樣的裝置相比減少在轉(zhuǎn)向薄膜的光射出表面上的色分離的量。文檔編號G02B6/00GK101329474SQ20081010031公開日2008年12月24日申請日期2008年3月6日優(yōu)先權(quán)日2007年3月7日發(fā)明者Q·洪,X·-D·米申請人:羅門哈斯丹麥金融有限公司