[发明专利]用于控制光学膜中的增益和视角的弯曲侧面圆锥结构

说明书

背景技术

结构化表面使光转向，从而导致透射和反射特性的往返不对称性。具有结构化表面的膜反射一种入射分布的光并且透射另一种分布的光。入射到位于平面中的结构化表面上的光可趋于正向透射，使得循环背光源具有光学增益。近法向入射光的强反射也用于隐藏位于膜之下或之内的层中可能存在的缺陷。亮度增益和缺陷隐匿在液晶显示器(LCD)装置的背光源中均为所需的。

其他的增益增强膜包括具有线性棱柱的膜，例如增亮膜和增益扩散片。线性棱柱膜可具有高增益(＞1.5)和不对称透射分布，而增益扩散片在其光学特性中往往是旋转对称的并且往往具有较低的增益(1.2-1.4)。

相关领域的实例也用于隐匿缺陷。PCT专利申请公布号WO2006/073806A1(Whitney等人)公开了具有设置在膜表面上的完美球形凸起的膜，其模拟理想的增益扩散片。PCT专利申请公布号WO2006/121690A1(Whitney等人)和WO2007016076A1(Whitney等人)公开了具有圆峰的曲面角锥凸起。美国专利号6,752,505描述了包括圆锥和角锥的多种凸起。

发明内容

符合本发明的制备光学膜的方法包括下述步骤：制备具有第一主表面和与第一表面相背对的第二主表面的基底并且在第一表面上形成多个弯曲侧面圆锥结构。弯曲侧面圆锥结构中的每一个包括位于第一表面上的基部、顶点、以及由延伸于基部和顶点之间的弧形成的弯曲侧面。作为另外一种选择，曲面圆锥可内凹到第一表面内，并且可能的是，单独的曲面圆锥可形成于两个主表面上、在第一主表面上凸起并且在第二主表面上内凹，或者在两个表面上均为凸起圆锥或内凹圆锥。第一主表面上的曲面圆锥与第二主表面上的曲面圆锥相比可具有不同的设计参数，以便对穿过膜的光提供更多控制。

符合本发明的制品包括具有弯曲侧面圆锥结构的光学膜。在该制品中，膜的光学增益和视角是通过调整表示每个弯曲侧面圆锥结构在其顶点和基部的形状的角度进行控制的。增益和视角也可受到弯曲侧面圆锥结构相对彼此的位置(考虑其位于随机位置还是固定矩阵位置)的影响。

附图说明

附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，并且它们结合具体实施方式阐明本发明的优点和原理。附图中，

图1为示出弯曲侧面圆锥结构的形成的示意图；

图2为示出弯曲侧面圆锥结构的侧视图；

图3为示出光学膜中的多个弯曲侧面圆锥结构的透视图；

图4为示出循环腔中的光学增益的示意图；

图5为示出锥形弯曲侧面圆锥结构的透视图；

图6为具有弯曲侧面圆锥结构的膜的增益和视角的曲线图；和

图7为两个各自具有弯曲侧面圆锥结构的交叉膜的增益和视角的曲线图。

具体实施方式

本发明的实施例包括利用大致圆锥形表面起伏结构的二维阵列进行表面图案化的光学膜，所述结构可为旋转对称的并且优选在其顶点处具有不连续导数。其他实施例包括膜的制备方法。可供选择的实施例包括沿一个或两个对称棱脊具有不连续导数的曲面角锥及其制备方法。具有不连续表面导数的特定弯曲形状的优点包括较高的光学增益、较低的入射光的穿透或直接透射、以及因而改善的缺陷隐匿。本发明的实施例与相关领域的实例相比显示具有较好的缺陷隐匿并且与球形珠状增益结构相比具有较高的增益。

表面结构为圆锥形状或弯曲侧面圆锥(CSC)结构的二维表面起伏阵列，所述圆锥形状或弯曲侧面圆锥结构可密集堆积在表面上或被布置用于填满表面以使得未留下平坦区域。基本复制形状为旋转对称的；因此横截面形状足以定义实例。CSC结构的横截面12示于图1中，其中圆10的弯曲边缘终止于由半径14和16产生的弧的两端。圆10的半径以及终止角度Θ₁(18)和Θ₂(20)定义横截面。角度Θ₁(18)是指半径14和旋转轴线19之间的角度。角度Θ₂(20)是指弧22的半径16和平行于旋转轴线的向量之间的角度，所述向量经过弧22和向量16的交点。