多层准直器制造技术

本发明专利技术涉及用于诸如显示器件、照明器件、以及光学触摸传感器件之类的光学器件的准直器（１）。根据本发明专利技术的准直器（１）包含优选至少５个交替的透光层（１０）和不透光层（１１）的多层薄片。利用根据本发明专利技术的准直器（１），可以得到几度的准直角。本发明专利技术还涉及用共挤压或喷射模塑来生产这种准直器（１）的方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于诸如显示器件、照明器件、以及光学触摸传感器件之类的光学器件的准直器。而且，本专利技术涉及生产所述准直器的方法。
技术介绍
液晶显示器(LCD)由于其功耗比较低、体积小、以及厚度薄而通常被用作便携式计算机系统、电视、移动电话、以及其它移动电子显示器件中的平板显示器(FDP)。LCD控制着施加到具有介电各向异性的透明有机聚合物液晶材料上的电场，以便使光透射或遮断，从而显示图像。与诸如电致发光显示器(ELD)、阴极射线管(CRT)、发光二极管(LED)之类的内部发光的显示器件不同，LCD采用外部光源。根据其利用光的方法，LCD被分成两大类反射型LCD和透射型LCD。反射型LCD包含液晶面板，其中液晶材料被注入在两个透明基板之间，且反射器被设置在液晶面板的背侧处，或被设置在液晶面板内部，以便向观察侧反射光。此反射型LCD利用反射器反射自然光或周围光，以便显示图像。反射型LCD特别适合于在直接阳光下的户外使用。但与透射型显示器相比，对比度比较低，而且，在照明不良的条件下，这种显示器的亮度低。透射型LCD包含液晶面板，具有注入在两个透明基板之间的液晶材料、以及用来向液晶面板提供光的背光单元。透射型LCD具有良好的对比度，但在直接阳光照射的条件下实际上变得不可辨。然而，还存在着第三种所谓的透反射型LCD，它可以同时被用于透射模式和反射模式。此透反射型LCD可以被描述为使用辅助光源而非自然光的反射型LCD。背光强度在透反射型LCD中被手动或自动地用光电二极管之类的进行调节，以便适合光照条件。具有背光单元的LCD器件通常包含两个面板，一个是液晶面板(LCP)本身，第二个是光导，用来将光从其顶部面板表面引导出来并进入和通过LCP。但背光单元不仅影响显示特性，而且还影响显示器件的厚度、重量、以及功耗。于是，希望开发一种具有改进的亮度和对比度性能、以及减小的厚度、重量、和功耗的LCD器件。为了改进LCD的亮度和对比度性能，通常用准直器来将光源产生的散射光束聚集成基本上平行的光线。光源和准直器可以被置于光导的任何一侧(准直光的方向则垂直于光通过LCP的方向)，或被置于LCP下方(准直光的方向则与光通过LCP的方向相同)。但对于小的屏幕尺寸，光源和准直器通常被置于光导的一侧。目前用于光学器件的准直器典型地是棱柱形箔或漏斗形准直器，其提供诸如20度或以上的比较大的准直角。但为了用于开发诸如层叠单元型显示器和光学触摸传感器件之类的未来改进的光学器件，＜20度的、优选约为几度的准直角是所希望的。
技术实现思路
本专利技术的目的是缓解上述各种问题，并提供一种设计得小而紧凑的可以用于光学器件的准直器，其用来提供诸如从几度直至45度、优选为小于20度的宽范围内的准直角。本专利技术的另一目的是提供一种用来生产根据本专利技术的准直器的容易执行的低成本方法，此方法使得能够精确地调节准直器。根据本专利技术的第一方面，利用光学器件中所用的准直器，达到了所述目的，此准直器包含由交替的透光层和不透光层组成的多层薄片。本专利技术的另一优点是，利用根据本专利技术的准直器的实施方案，可以得到小于20度的准直角。根据本专利技术的准直器的另一优点是，提供了改进了的准直效率。此准直器优选包含至少两个透光层和至少三个不透光层。所述透光层优选由至少一种透明的非晶聚合物材料制成，而所述不透光层优选由至少一种光吸收和/或光散射聚合物材料制成，诸如包含至少一种光吸收和/或光散射微粒或化合物的聚合物基质。各个不透光层优选包含光散射材料的第一部分和光吸收材料的第二部分。这种结果的优点是，落入接收角以内但不落入准直角以内的光，可以被光散射材料的第一部分循环回到光源，且到达第二部分的不希望传播方向的光可以被吸收材料吸收。而且，准直器优选包含将要面对光源的准直器一侧上的透光层的突出部分，各个层部分具有透镜形状的端部。因此，各个层端部构成透镜阵列，此透镜阵列使相对于叠层法线以倾斜角度进入的光偏转，而对于平行于叠层平面内的任何角度呈中性。从而进一步改善了准直器的效率。根据本专利技术的第二方面，利用根据本专利技术的制造准直器的方法，达到了所述目的，此方法包含将至少一种透光的聚合材料和至少一种不透光的聚合材料的熔融物共挤压为多层薄片。根据本专利技术的第三方面，利用根据本专利技术的制造准直器的方法，达到了所述目的，此方法包含将至少一种透光聚合材料的熔融物喷射模塑成为被未用空间分隔开且通过公共基底部分连接的层，以及将至少一种不透光聚合材料的熔融物填充到未用空间中，从而提供多层薄片。根据本专利技术的第四方面，所述准直器被包含在显示器件、照明器件、或光学触摸传感器件中。从下列各个实施方案中，本专利技术的其它特点和优点将变得显而易见。附图说明图1示意地定义了通道准直器中的准直角。图2示意地示出了透反射型LCD器件的一部分，其包含根据本专利技术一个实施方案的准直器。图3-6示意地示出了根据本专利技术的准直器和光导的各种结构。图7示意地示出了位于LCP下方的根据本专利技术的准直器的实施方案。图8示意地示出了根据本专利技术的一个实施方案的准直器。图9示意地示出了根据本专利技术的一个实施方案的准直器。图10示意地示出了根据本专利技术的一个实施方案的准直器。图11-14示出了使用根据本专利技术实施方案的准直器进行准直的光的光强度分布。具体实施例方式对光源产生的光进行准直的一种方法是使用一种具有小接收角的光通道，其仅仅允许到达通道中的光的透射。此接收角，以及因而的准直角(α)仅仅依赖于通道的内径(D)与长度(L)之间的比率；tanα＝2D/L(见图1)。这种器件能够提供良好的准直，但是其代价是效率与准直角的平方成比例(对于小的角度)。为了提高效率，这种通道必须光学上分隔开，且以尽可能紧密的距离平行排列。用这种多通道准直器，可以提供光的二维准直。以二维对光进行准直，使得三维发散光线更加平行。三维发散的非准直光线将形成一个宽口圆锥，其顶点在点光源处。(任何光源都可以被想象为点光源的集合)。当光线的圆锥沿一维被准直时，就形成一个角体积与原始圆锥相同的光线扇形。二维准直将宽幅扇形转换成圆锥形，但具有显著减小的角体积。为了采用多通道准直器在紧凑器件中进行高度准直，通道直径必须非常小，且需要大量的通道。例如，为了在2mm的长度上达到1度的准直，直径必须不超过0.0175mm。因此，为了在1mm的长度上得到2度的准直，必须具有相同的直径(≤0.0175mm)。但在实际上，要使光纤阵列的准直器具有微米尺寸范围的直径是非常困难的，而且在经济上也是不可行的。图2示出了透反射型LCD器件的一部分，其包含根据本专利技术实施方案的准直器1。图2所示透反射型LCD器件包含液晶面板(LCP)2、光导3、所述准直器1、以及光源4。光导3、准直器1、以及光源4构成了LCD的背光单元。灯优选是由高度反射性箔环绕的冷阴极荧光灯(CCFL)。应该指出的是，灯的直径实际上通常大于准直器的厚度(在图2或任意其他图中均未示出)。透射到光导3的准直光，被光导3沿向着液晶面板2的方向反射。在图2中，光源4和准直器1被置于与矩形光导3的其中一个短边连接。图3也示出了这种结构。(注意，图3所示的准直器1包含的层比图2所示准直器1的层更少)。但应该指出的是，准直器1也可以被置于与为此应用构造的光导3的任何一个长边连接。图4示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学器件的准直器，其特征在于它包含交替透光层和不透光层的多层薄片。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R维姆伯格弗里伊德，HJ科内里斯森，JG德布鲁恩，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[]