[发明专利]具有可变结构体间距的转向膜

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于增强二维表面发光亮度的显示照明装置，更具体涉及一种二维转向膜(turning film)，它使用光转向结构体使来自光导板的光改变方向，所述结构体具有可变结构体间距(pitch)。

背景技术

液晶显示器(LCD)的成本和性能得到持续改善，从而成为许多计算机、仪器和娱乐设备的优选显示设备。常规便携式计算机显示器所用的透射型LCD是一种背光显示器，在该LCD后面具有发光表面，对着LCD向外发光。为了提供亮度足够均匀且同时具有紧凑和低成本特性的合适背光设备，通常采用下述两个基本方法中的一种。在第一种方法中，使用发光表面来形成高度散射的、基本上呈朗伯(Lambertian)分布的光分布，其在宽角度范围内具有基本上恒定的亮度。针对所述第一种方法，为了达到提高同轴和近轴光亮度的目的，已经提出许多增亮膜用于将一部分具有朗伯分布的光改变方向，以提供更准直的照明，从而可提供。例如美国专利5,592,332(Nishio等人)、6,111,696(Allen等人)、6,280,063(Fong等人)、5,629,784(Abileah等人)和美国专利申请2003/0214728已经提出了许多用于增亮膜的技术方案。上述专利所述的技术方案(例如增亮膜(BEF))提供了一些在宽视角范围内提高亮度的方法。但是，即使带有增亮膜，常规液晶显示器(LCD)的总体对比度也相对较差。

第二种提供背光照明的方法使用了一种光导板(LGP)，所述光导板接收来自位于侧面的灯或其它光源的入射光，并通过全内反射(TIR)使光在内部传导，这样光就能在窄角度范围内从所述光导板出射。该光导板的出射光通常与所述LGP的法线成非常大的角度，例如80°或更大。对于第二种方法，需使用转向膜(一种改变光方向的装置)将光导板出射的光方向改变成与光导板垂直。转向膜(更广义上称为光转向制品或光转向膜，例如装有HSOT(高散射光学传输)导光板的转向膜，购自位于纽约鲍尔温的克莱克斯公司(Clarex，Inc.，))提供了一种改进的技术方案，它能提供这种类型的均匀背光，且在不需要漫射膜，在制造过程中也不需要点印刷(dot printing)。HOST导光板和其它类型的转向膜使用了各种组合的棱镜结构体阵列，以将来自导光板的光方向改变到二维表面的法线方向。例如，美国专利6,746,130(Ohkawa)公开了一种光控片材，它可用作LGP照明用的转向膜。所述转向膜的多排凸起相互平行，且该多排凸起具有倾角不同的面。美国专利6,874,902(Yamashita等人)公开了一种偏光器件，它具有多个相互平行排列的细长棱镜，在离主光源的远端每个细长棱镜的棱镜面设计成具有凸起的表面形状。

参见图1，图1描述了显示装置30中导光板10的总体功能和运行情况。来自光源12的光入射到输入表面18上，并导入导光板10，如图所示所述导光板可以是楔形的。所述光在导光板10中传播，直到全反射条件失效，然后(可能从反射表面42上反射)在输出表面16离开导光板。接着，该光线进入转向膜22，并被导向用来照亮光调制器件20，例如LCD或其它二维背光组件。

尽管使用转向膜22来提高显示器亮度，但是还存在一些性能缺陷。常规转向膜的棱镜光变向结构以给定周期沿膜隔开。同时，光调制器件20本身的像素形成结构也具有空间周期排列。如显象领域中普通技术人员所熟知的那样，这两种周期性图案的重叠会产生不需要的波纹(Moiré)图像。为了使波纹最小，或消除波纹，需要抑制光转向膜或光调制层的像素的周期性。

授予Gardiner等人的美国专利6,707,611(名称为“带有可变角棱镜的光学膜”)公开了在转向膜的入射光表面上棱镜表面的最佳几何排列，它带有各种成角度的表面、间隔和弯曲的构造，以降低波纹。但是，Gardiner等人的’611专利中公开的技术方案需要复杂的模具，并且可以证明用该方法制造的转向膜难于控制照明均匀性。韩国专利20-0364045公开了一种带有多排棱镜的增亮膜，该多排棱镜是由多个弯曲的棱镜单元组成的，每个棱镜单元是由至少一个弯曲的表面组成的。但是，由于改变了微结构因此该特征会降低光学亮度。

目前还需要一种光转向膜，它能消除波纹或使波纹最小化，同时仍能保持良好的光学亮度。

发明内容

本发明提供一种具有宽度和长度的光转向制品，它包括：

光改向表面，所述表面包括多个光转向结构体，所述结构体沿所述光转向制品的长度延伸，且并排排列，

每个光转向结构体包括：