[發明專利]具有帶矩形底面棱柱的結構化表面的光學膜

無效

• 申請號: 200580039051.4
• 申請日: 2005-10-05
• 公開（公告）號: CN101057168A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 高秉秀;蔡東沅;利蘭·R·惠特尼;馬克·E·加迪納
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00;G02B5/04;F21V5/02
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 宋丹氫;張天舒

技術領域

本發明總體來說涉及透光式光學膜，具體來說，涉及具有矩形底面棱柱的光學膜。

背景技術

諸如液晶顯示(“LCD”)裝置之類的顯示裝置用于各種裝備中，所述裝備包括，例如，電視、手持裝置、數字靜物相機、攝像機以及計算機監視器。與常規的陰極射線管(“CRT”)顯示相比較，LCD具有若干優點，例如，重量減輕、裝置尺寸減小、功耗降低以及亮度增大。然而，LCD面板不是自照明的，所以，需要背光組件或“背光源”。背光源通常將來自大致線狀源(例如，冷陰極熒光管(“CCFT”))或者發光二極管(“LED”)的光與大致平面的輸出耦合。然后，該平面的輸出與LCD面板耦合。

LCD的性能常常由其亮度來判斷。可以通過使用更多的光源或更亮的光源來增強LCD的亮度。在大面積的顯示器中，常常需要使用直接照明型LCD背光源來保持亮度，因為可用于光源的空間隨著周長線性地增長，而被照明的面積隨著周長的平方增長。因此，LCD電視通常使用直接照明式背光源，而不是光導式邊緣照明型LCD背光源。附加的光源和/或較亮的光源會消耗更多的能量，這與降低顯示裝置功率分配的性能要求相悖。對于便攜式裝置，這會導致電池壽命縮短。此外，向顯示裝置中增加光源，會增加產品成本，有時可以導致顯示裝置可靠性的降低。

通過有效地利用在LCD裝置內可用的光(例如，將顯示裝置內的更多的可用光改向為優選沿著觀看軸的方向)，也可以增強LCD的亮度。例如，可得自3M公司的Vikuiti^TM增亮膜(“BEF”)具有棱形表面結構體，這些棱形表面結構體將從背光源發出在觀看范圍外的一些光改向為基本上沿著觀看軸的方向。其余光中的至少一些通過一些光在BEF和背光源的反射部件(例如其背后的反射體)之間的多次反射來循環使用。這導致基本上沿著觀看軸的光學增益，并且還導致LCD照明的空間均勻性提高。因此，BEF是有益的，例如，因為它增強亮度并提高空間均勻性。關于電池供電的便攜式裝置，這可以轉變為較長的運行時間或較小的電池尺寸、以及提供更好的觀看感的顯示器。

發明內容

本發明涉及一種光學膜，光學膜包括具有軸和結構化表面的主體，該結構化表面包括多個棱形結構體，每個棱形結構體具有底面，該底面包括沿著第一總體方向彼此相對布置的至少兩個較長邊和沿著第二總體方向彼此相對布置的至少兩個較短邊。沿著所述第一總體方向，當入射角在相對于所述軸的第一預定角度范圍內時，所述主體將入射在該主體上的大部分光透射，并且當所述入射角在所述第一預定角度范圍之外時，反射大部分光。沿著所述第二總體方向，當入射角在相對于所述軸的第二預定角度范圍內時，所述主體還將入射在該主體上的大部分光透射，并且當所述入射角在所述第二預定角度范圍之外時，反射大部分光。所述光學膜還包括基底部分，該基底部分具有與所述結構化表面的光學特性不同的附加光學特性。

本發明還涉及一種顯示裝置，該顯示裝置包括：具有窗的外殼；位于該外殼中的背光源，位于該背光源和所述窗之間的光學膜；以及位于該光學膜和所述光學窗之間的光閥裝置。所述光學膜包括主體，該主體具有軸和結構化表面，該結構化表面包括多個棱形結構體，各棱形結構體具有底面，該底面包括沿著第一總體方向彼此相對布置的兩個較長邊和沿著第二總體方向彼此相對布置的兩個較短邊。沿著所述第一總體方向，當入射角在相對于所述軸的第一預定角度范圍內時，所述主體將入射在該主體上的大部分光透射，并且當所述入射角在所述第一預定角度范圍之外時，反射大部分光。沿著所述第二總體方向，當入射角在相對于所述軸的第二預定角度范圍內時，所述主體還將入射在該主體上的大部分光透射，并且當所述入射角在所述第二預定角度范圍之外時，反射大部分光。所述光學膜還包括基底部分，該基底部分具有與所述結構化表面的光學特性不同的附加光學特性。

附圖說明

為了使本發明所屬領域的普通技術人員更容易理解如何制造本發明和使用本發明，下面將參照附圖詳細地描述本發明的示例性實施例，其中：

圖1A示意性地示出平板形光導邊緣照明式LCD背光源；

圖1B示意性地示出楔形光導邊緣照明式LCD背光源；

圖1C示意性地示出使用擴展光源的LCD背光源；

圖1D示意性地示出直接照明型LCD背光源；

圖2A示意性地示出置于LCD背光源上方的根據本發明光學膜的示例性實施例；

圖3A示意性地示出根據本發明光學膜的示例性實施例的等軸測圖；

圖3B示意性地示出圖3A所示光學膜的剖視圖；