光导制造技术

本发明专利技术公开了一种光导，该光导具有第一主表面、第二主表面、输入边缘和相对边缘，其中第一主表面和第二主表面中的至少一者包括多个多重峰。每个多重峰包括具有凹进几何结构的两个或更多个提取特征结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在常规的液晶显示器(LCD)中，背光源提供输入到LCD面板中的光。背光源包括光源和通常包括一些类型的提取器的光导，提取器从光导中提取光。提取的光通常不具有期望的角分布，并且在显示器中包括增亮膜以循环利用光，以便提供改善的角分布。由此类循环利用可发生大量反射，并且存在相关联的辐射能损耗。存在对于可提供减小的循环利用和改善的效率的光导的需要。
技术实现思路
在一些方面，本说明书提供了光导，其包括第一主表面、第二主表面、输入边缘和相对边缘，其中第一主表面和第二主表面中的至少一者包括多个多重峰。每个多重峰包括两个或更多个提取特征结构，并且每个提取特征结构具有凹进几何结构。在一些方面，提供发光面板，其包括光导和被设置成将光注入光导中的光源。在一些方面，提供包括发光面板的显示器。附图说明图1是具有多重峰提取特征结构的光导的示意性剖视图；图2是具有多重峰提取特征结构的光导的示意性剖视图；图3A是多重峰的俯视图；图3B为图3A的多重峰的侧视图；图4A是多重峰的俯视图；图4B是图4A的多重峰的侧视图；图5A是多重峰的俯视图；图5B为图5A的多重峰的侧视图；图6A是具有多重峰提取特征结构的光导的示意性俯视图；图6B是图6A的多重峰的一部分的透视图；图6C是具有多重峰提取特征结构的光导的示意性俯视图；图7是具有多重峰提取特征结构的光导的示意性俯视图；图8是具有多重峰提取特征结构的光导的示意性俯视图；图9A是发光面板的示意性剖视图；图9B是入射在图9A的发光面板的多重峰上的光束的示意性剖视图；图10是显示器的示意性剖视图；图11A是发光面板的示意性俯视图；图11B是发光面板的示意性侧视图；图12A是光源的等轴视图；图12B是图11A的光源的分解图；图13是光源的等轴视图；图14是从显示器输出的光的角分布的曲线图；图15是从显示器输出的光的角分布的曲线图；图16是从显示器输出的光的角分布的曲线图；图17A是发光面板的示意性俯视图；以及图17B是发光面板的示意性侧视图。具体实施方式在常规的液晶显示器(LCD)中，背光源提供输入到LCD面板中的光。背光源包括光源和光导。通常，散射的背反射器设置在光导后面，并且包括增亮膜(BEF)的膜叠堆放置在光导与LCD面板之间以循环利用通过背光源输出的光，从而赋予光改善的角分布。反射偏振片通常还包括在光导与LCD面板之间的膜叠堆中用于偏振循环利用。本说明书提供了能够提供带有角分布的输出光的光导，使得仅最少量的光循环利用是所需的。在一些实施方案中，仅偏振循环利用是所需的。这在常规的设计上提供了改善的效率，因为存在与大量反射相关联的一些损耗。与常规的LCD设计相比，光导还提供了改善的视角和对比度。本文所述的光导和发光面板的另外应用在名称为“层压显示单元”(Laminated Display Unit)并且与本申请同一天提交的共同转让的美国专利申请序列号14/254,678(代理人案卷号75271US002)中有所描述，在此其全文以引用方式并入本文。如本文所用，提取特征结构的多重峰是指两个或更多个提取特征结构，其中提取特征结构之间的间距小于提取特征结构的宽度，并且小于相邻多重峰之间的间距。在一些实施方案中，提取特征结构具有沿提取特征结构的长度变化的宽度，以及在多重峰中的提取特征结构之间沿多重峰的长度变化的间隙。在这种情况下，提取特征结构的多重峰应当理解为是指两个或更多个提取特征结构，其中提取特征结构之间的最小间距小于提取特征结构的最大宽度并且小于相邻多重峰之间的间距。在一些实施方案中，在多重峰内的提取特征结构之间的最小间距是提取特征结构的最大宽度的0.5或0.25或0.1倍。图1示出了光导100，其具有输入边缘102、相对边缘104、第一主表面106和第二主表面108。第二主表面108包括多重峰115和多重峰116。多重峰115包括两个提取特征结构118a和118b，并且多重峰116包括三个提取特征结构119a,119b和119c。提取特征结构119c具有高度H、宽度W，并且在提取特征结构119b和提取特征结构119c之间存在比W小的间距S。在一些实施方案中，提取特征结构的厚度或高度H可在约1微米至约30微米的范围内、或在约2微米至约20微米的范围内或者在约5微米至约15微米的范围内。在一些实施方案中，提取特征结构的宽度W可在约1微米至约30微米的范围内、或在约2微米至约20微米的范围内或者在约5微米至约15微米的范围内。提取特征结构118a和提取特征结构118b具有凹进几何结构，并且在提取特征结构的内部与第二主表面108之间形成气阱135。如本文所用，凹进几何结构是指从材料表面朝向材料内部延伸的特征结构的几何结构(例如，图1的提取特征结构118a)。提取特征结构119a具有面向输入边缘102的第一表面166a、面向相对边缘104的第二表面168a和顶角169a。第一表面166a在面向输入边缘102的第一表面166a的侧面上与第二主表面108成第一角度142a，并且第二表面168a在面向相对边缘104的第二表面168a的侧面上与第二主表面108成第二角度144a。在一些实施方案中，第一角度142a在约110度至约150度的范围内或在约120度至约145度的范围内。第一表面166a可具有弯曲，使得第一角度142a从靠近第二主表面108处的基部的较低值变化为靠近顶角169a的较高值。例如，靠近第二主表面108第一角度142a可在约120度至130度的范围内，并且靠近顶角169a在约135度至145度的范围内。在一些实施方案中，第二角度144a可在约90度至约120度的范围内或在约90度至约110度的范围内。在一些实施方案中，每个提取特征结构具有如图1所示的非对称的形状。第一表面166a限定相对于从输入边缘102沿第二主表面108延伸到相对边缘104的方向的第一倾斜度。第二表面168a限定相对于从输入边缘102沿第二主表面108向相对边缘104延伸的方向的第二倾斜度。在一些实施方案中，第二倾斜度的大小大于第一倾斜度的大小。第一倾斜度可在约0.5至约1.5的范围内，并且可从靠近第二主表面108处的基部的较低值变化为靠近顶角169a的较高值。第二倾斜度可在约-1.5至约-150的范围内。光导100可通过热压在平坦而光滑的板(诸如抛光铬板)与结构化压印工具(诸如结构化的镍压印工具)之间的聚合物片材制成。合适的聚合物包括PMMA或其它丙烯酸类聚合物、环状的烯烃聚合物(COP)，诸如ZEONOR 1420R(肯塔基州路易斯维尔的瑞翁化学品公司(Zeon Chemicals,Louisville,KY))、聚碳酸酯、CR-39(烯丙基二乙二醇碳酸酯)和聚苯乙烯。合适的压印工具可通过机加工(诸如通过单点金刚石机加工)制备。示例性的金刚石车削系统和方法可包括和利用例如PCT已公布的专利申请号WO 00/48037(Campbell等人)以及美国专利号7,350,442(Ehnes等人)和7,328,638(Gardiner等人)中所述的快速刀具伺服(FTS)。本文所述的方法提供提取特征结构，其比使用正(顶角相对于光导面向外)型棱镜和负(顶角相对于光导面向内)型棱镜的组合的方法易于制造。与此相反，本说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光导，所述光导包括：第一主表面、第二主表面、输入边缘和相对边缘，所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一者包括多个多重峰，每个多重峰包括两个或更多个提取特征结构，每个提取特征结构具有凹进几何结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 US 14/254,6691.一种光导，所述光导包括：第一主表面、第二主表面、输入边缘和相对边缘，所述第一主表面和所述第二主表面中的至少一者包括多个多重峰，每个多重峰包括两个或更多个提取特征结构，每个提取特征结构具有凹进几何结构。2.根据权利要求1所述的光导，其中每个多重峰包括两个或三个提取特征结构。3.根据权利要求1所述的光导，其中每个提取特征结构具有非对称的形状。4.根据权利要求3所述的光导，其中每个提取特征结构具有面向所述输入边缘的第一表面和面向所述相对边缘的第二表面，所述第一表面具有第一倾斜度，所述第二表面具有第二倾斜度，其中所述第一倾斜度的大小低于所述第二倾斜度的大小。5.根据权利要求4所述的光导，其中所述第一表面包括一个或多个弯曲部分。6.根据权利要求1所述的光导，其中至少一个提取特征结构包括具有第一长度的中心区域和具有小于所述第一长度的第二长度的楔形区域。7.根据权利要求1所述的光导，其中至少一个提取特征结构包括具有第一长度的中心区域和具有大于所述第一长度的第二长度的楔形区域。8.根据权利要求1所述的光导，其中至少一个提取特征结构包括具有第一长度的第一中心区域和具有小于所述第一长度的第二长度的第一楔形区域，并且至少一个提取特征结构包括具有第三长度的第二中心区域和具有大于所述第三长度的第四长度的第二楔形区域。9.根据权利要求1所述的光导，其中所述多个多重峰包括在相邻多重峰之间的间距，相邻多重峰之间的间距从所述输入边缘到所述相对边缘减小。10.根据权利要求1所述的光导，其中所述提取特征结构的长度从所述输入边缘到所述相对边缘增加。11.根据权利要求1所述的光导，其中所述提取特征结构沿着与平面内方向成约0度至约45度角度的方向延伸，所述平...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·J·内维特，查尔斯·戴维·霍伊尔，迈克尔·F·韦伯，安德鲁·J·欧德科克，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US