光学基板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种光学表面基板。所述光学基板具有三维表面。所述光学基板由第一表面结构函数和第二表面结构函数定义，所述第一表面结构函数从第一输入光束产生至少一个输出镜面分量。所述第二表面结构函数的几何形状具有至少伪随机特性以调制所述第一表面结构函数，使得所述光学基板的表面从第一输入光束产生镜面和散射光。所述光学基板适用于各种应用，包括增亮和投影设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光学基板，具体地，涉及一种具有执行至少两种光学功 能的表面的光学基板。
技术介绍
在背光电脑显示器或其它系统中，通常用膜来导光。例如，在背光显示 器中，增亮膜采用棱镜结构沿观察轴(即，垂直于显示器)导光，提高显示 器用户看到的光的亮度，并使系统采用较小的功率而生成所需轴上照明水 平。用于偏转光的膜还可广泛应用在其他光学设计中，例如投影显示器、交 通信号以及照明式标志。背光显示器和其他系统采用多层膜，其堆叠和排列使得其棱镜表面互相 垂直并夹在已知作为散射器的其它光学膜之间。散射器具有高度不规则的表 面。
技术实现思路
本专利技术提出了一种多功能。根据本专利技术的一个方 面，所述光学基板包括由一个函数表征的三维表面，所述函数例如为相关函数R(x,y)，其在大约lcm或更小的相关长度(correlation length)内具有小于 初始值R的大约37% ( 1/e)的值。所述三维表面由被第二随机或至少伪随 机函数调制的第一表面结构函数定义。所述第一表面结构函数的性质导致由 第一输入光束生成镜面(specular)分量，并且这种光偏转特性在三维表面 中保留。通常，伪随机函数是调制第一表面结构函数的频率、高度、峰角或 相位的任意组合的信号。定义一个窗口并在该窗口内随^L选择点从而生成连 接所述随机选择的点的调制路径。定义主函数，沿所述调制路径生成表面函 数，并在主函数内在相继的位置上与主函数反复结合。所得基板三维表面保 留第一表面结构函数的光偏转特性，但同时也散射光，以例如减小莫尔现象 (Moir6 artifact )。在本专利技术的另一方面，所述光学基板应用到在背光面板光导中增亮用的 膜的一个或多个面上。在所述增亮应用中，所述光学基板还产生至少30%的亮度提高。另外，三维表面产生波束角(powerhalf angle)在大约0.1到60 度之间的光的散射镜面分量。在本专利技术的另一个方面，提供一种光学基板。所述光学基板具有三维表 面。所述光学基板由被第二表面结构函数的第一表面结构函数调制定义，所 述第一表面结构函数由第一输入光束产生至少一个镜面分量。所述第二表面 结构函数具有至少伪随机特性的几何形状以调制所述第 一表面结构函数，使 得所述光学基板的表面从所述第一输入光束产生镜面和散射光。所述光学基 板适用于各种领域，包括增亮和投影设备。附图说明图1是示出现有技术膜的截面图，其中一系列棱镜结构用于使光偏转。图2是根据本专利技术的一个实施例的光学基板的俯视图。图3是根据本专利技术的另一个实施例的另一光学基板的俯视图。图4是图3的光学基板的透视图。图5图示出根据本专利技术的一个实施例的光学基板的三个截面图。 图6是根据本专利技术的一个实施例的光学基板的截面图，示出光束的偏转 和散射。图7是平板显示器的透视图。图8是示出根据本专利技术的一个实施例，可用于对光学基板进行建模的单 个波形的俯;f见图。图9是示出沿图8所示波形长度的相位变化的图。图IO是示出沿图8所示波形长度的峰角变化的图。图ll是执行在母版图像(master image )上应用调制波形结构的第一次 迭代后的形成的表面结构。图12是执行在图11的结构上放置调制波形结构的第二次迭代后的形成 的表面结构。图13表示随机化基板表面。图14示意性表示随机地位于窗口内的产生调制波形的控制点。 图15表示应用到主函数的图14的调制波形。图16是产生随机基板表面的方法的流程图。图17是表示随机基板表面铺设(tile)在晶片上。 图18是40fim节距棱镜阵列的高度图(heightmap)的俯视图。 图19是图18的40pm节距棱镜阵列的水平截面的归一化自相关函数。 图20是图18的40)um节距棱镜阵列与50!im节距参考棱镜的莫尔图的 俯视图。图21是图20的莫尔图的轮廓。图22是在随机化棱镜中心的水平位置的情况下，图18的40|im节距棱 镜阵列的高度图的俯视图。图23是图22的高度图的水平截面的归一化自相关函数。 图24是图22的高度图的莫尔图的俯视图。 图25是图24的莫尔图的轮廓。图26是在用叠加相位调制的棱镜波形整周期随机化棱镜中心的水平位 置的情况下，图18的40^im节距棱镜阵列的高度图的俯视图。 图27是图26的高度图的水平截面的归一化自相关函数。 图28是图26的40(im节距棱镜阵列的高度图的莫尔图的俯视图。 图29是图28的莫尔图的轮廓。图30是40pm节距棱镜阵列与44|iim节距棱镜阵列的莫尔图的俯视图。 图31是在用44pm节距棱镜阵列随机化棱镜中心的水平位置的情况下， 40|iim节距棱镜阵列的莫尔图的俯视图。图32是图26的高度图相对44|im节距参考棱镜阵列的莫尔图的俯视图。图33是图26的40iiim节距棱镜阵列的高度图的垂直自相关。图34是图22的40pm节距棱镜阵列的高度图的垂直自相关。图35图示由随机函数调制幅度的载波c(x)。图36图示由随机函数调制相位的载波c(x)。图37是由随机函数调制频率的载波c(x)的第一图示。图3 8是由随机函数调制频率的载波c(x)的第二图示。图39是由空间变化的载波和噪声函数调制频率和幅度的图示。图40是骨架掩模(skeleton mask)函数的图像。图41是背光显示设备的截面图。图42是根据本专利技术的另 一实施例的显示设备的侧视截面图。图43是根据本专利技术的另一实施例的光学基板的侧视截面图。图44是根据本专利技术的另 一实施例的光学基板的侧视截面图。图45是根据本专利技术的另一实施例的光学基板的侧视截面图。图46是根据本专利技术的另 一实施例的光学基板的侧视截面图。图47是根据本专利技术的另 一实施例的光学基板的侧视截面图。图48是根据本专利技术的另 一实施例的光学基板的侧视截面图。图49是根据本专利技术的另 一实施例的光学基板的透视图。图50是根据本专利技术的另 一实施例的光学基板的侧视截面图。图51是根据本专利技术的另一实施例的光学基板的侧视截面图。图52是根据本专利技术的另 一实施例的光学基板的透视图。图53是根据本专利技术的另一实施例的光学基板的侧视截面图。图54是根据本专利技术的另 一实施例的光学基板的侧视截面图。图55是根据本专利技术的另一实施例的光学基板的侧视截面图。图56是根据本专利技术的另 一实施例的光学基板的一部分的俯视截面图。图57是背光显示设备的截面图。具体实施例方式本专利技术的实施例提供一种用其表面偏转和散射光的光学基板。该基板包 括用于偏转光的第一表面结构函数和用于散射光的第二表面结构函数所定 义的表面。这两个表面函数的结合导致一个既偏转又散射光的三维表面。以下将描述有关用于背光显示器等的增亮膜的基板实施例。但是，该光 学基板也可广泛用于其它领域。图1示出现有技术膜的截面，其中一系列棱镜结构IO用于偏转光。在 背光显示器中，光进入表面20而射出表面30。在图l的膜中，对入光面20 具有零度入射角的一束光A被导出棱镜结构10并基本反射回输入侧。具有 入射角e的第二束光B被棱镜结构IO偏转，从而透射通过光出射表面30并 基本垂直于入光面20射出。其它光束(未示出)会以其它角度偏转或反射。 这种膜的总的统计学特性由例如光学增益和视角这样的参数表征。在该现有技术膜中，表面30可用函数描述。如果表面30相对表面20 的高度是坐标z，横本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学基板，包括：一表面，所述表面的特征在于，在大约１ｃｍ或更小的相关长度内，相关函数值小于初始值的大约３７％，其中所述表面由被第二表面结构函数调制的第一表面结构函数定义，所述光学基板的所述表面由第一输入光束产生镜面和散射光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤金奥尔克扎克，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]