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TW201312226A - 光管理薄膜 - Google Patents

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TW201312226A
TW201312226A TW101117885A TW101117885A TW201312226A TW 201312226 A TW201312226 A TW 201312226A TW 101117885 A TW101117885 A TW 101117885A TW 101117885 A TW101117885 A TW 101117885A TW 201312226 A TW201312226 A TW 201312226A
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TW
Taiwan
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protrusions
film
light
tapered
reflective polarizer
Prior art date
Application number
TW101117885A
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English (en)
Inventor
Gary Timothy Boyd
Qing-Bing Wang
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
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Abstract

本發明描述包括複數個錐形突起之實例光管理薄膜。在一些實例中，本發明係關於一種薄膜，其包含：一反射性偏光器層；及複數個錐形突起，其安置於該反射性偏光器層上且遠離該反射性偏光器層成漸細狀，其中該等錐形突起包括複數個實質上圓錐形之突起或複數個角錐形突起中之至少一者，該複數個角錐形突起包括至少四個側面。該複數個錐形突起可經組態以減少入射光之發散且將沿著一第一方向傳播之入射光的大部分改向至不同於該第一方向的一第二方向。

Description

光管理薄膜
本發明係關於顯示裝置，且特定言之係關於可用於背光顯示裝置中之薄膜。
諸如液晶顯示器(LCD)之光學顯示器正變得日益普遍，且可用於(例如)行動電話、範圍為自手持型個人數位助理(PDA)至膝上型電腦的攜帶型電腦裝置、攜帶型數位音樂播放器、LCD桌上型電腦監視器及LCD電視中。除了變得較盛行之外，隨著併有LCD之電子裝置的製造商爭取實現較小的封裝大小，LCD亦變得較薄。許多LCD使用背光以用於照明LCD之顯示區域。
大體而言，本發明係關於一種可用以(例如)在背光顯示裝置中將光改向之光管理薄膜。該薄膜可包括界定該薄膜之一表面的複數個錐形突起。該等錐形突起可呈複數個實質上圓錐形之突起及/或複數個角錐形突起的形式，該複數個角錐形突起包括至少四個面。在一些實例中，該薄膜可包括一反射性偏光器層，在該狀況下，該複數個突起可遠離該反射性偏光器層成漸細狀。當用於背光顯示裝置中時，該薄膜可安置於光導與顯示表面之間，且該複數個突起可朝向顯示器之光導且遠離該顯示表面成漸細狀。在此實例中，該複數個錐形突起可經組態以在至少一個方向(例如，兩個相互正交之方向)上減少入射於各別突起之表 面上的光之發散。另外，該複數個錐形突起可經組態以將入射光改向，使得針對沿著第一方向傳播之入射光，該等突起沿著不同於該第一方向之第二方向將入射光的大部分改向。
在一個實例中，本發明係針對一種薄膜，其包含：一反射性偏光器層；及複數個錐形突起，其安置於該反射性偏光器層上且遠離該反射性偏光器層成漸細狀，其中該複數個錐形突起包含複數個實質上圓錐形之突起或複數個角錐形突起中之至少一者，該複數個角錐形突起包括至少四個側面，且其中該複數個錐形突起在至少一個方向上減少入射至各別突起之表面的光之發散且將該入射光之大部分改向，使得針對沿著一第一方向傳播之入射光，該等突起沿著不同於該第一方向的一第二方向將入射光的該大部分改向。
在另一實例中，本發明係針對一種顯示裝置，其包含：一光源；一光導；一外顯示表面；及複數個錐形突起，其處於該光導與該外顯示表面之間且朝向該光導成漸細狀，其中該複數個錐形突起包含複數個實質上圓錐形之突起或複數個角錐形突起中之至少一者，該複數個角錐形突起包括至少四個面，其中來自該光源之光傳播通過該光導進入該複數個錐形突起中，且其中該複數個錐形突起在至少一個方向上減少入射至各別突起之表面的光之發散且將該入射光之大部分改向，使得針對沿著一第一方向傳播之入射光，該等突起沿著不同於該第一方向的一第二方向將入射 光的該大部分改向。
在另一實例中，本發明係針對一種薄膜，其包含一改向層，該改向層包括複數個實質上角錐形之突起，其中該複數個角錐形突起中之每一者包括四個以上面。
在隨附圖式及以下描述中闡述本發明之一或多個實施例的細節。本發明之其他特徵、目標及優點將自該描述及該等圖式以及自申請專利範圍顯而易見。
大體而言，本發明係關於一種可用以(例如)在背光顯示裝置中將光改向之光管理薄膜。該薄膜可包括界定該薄膜之一表面的複數個錐形突起。該等錐形突起可呈複數個實質上圓錐形之突起及/或複數個角錐形突起的形式，該複數個角錐形突起包括至少四個面。在一些實例中，該薄膜可包括一反射性偏光器層，在該狀況下，該複數個突起可遠離該反射性偏光器層成漸細狀。當用於背光顯示裝置中時，該薄膜可安置於光導與顯示表面之間，且該複數個突起可朝向顯示器之光導且遠離該顯示表面成漸細狀。在此實例中，該複數個錐形突起可經組態以在至少一個方向(例如，兩個相互正交之方向)上減少入射於各別突起之表面上的光之發散。另外，該複數個錐形突起可經組態以將入射光改向，使得針對沿著第一方向傳播之入射光，該等突起沿著不同於該第一方向之第二方向將入射光的大部分改向。
在一些實例中，背光顯示裝置可包括光源、光導、液晶 顯示器(LCD)，及處於光導與LCD之間的光管理薄膜堆疊。在此等實例中，源於背光之光在行進通過光導及光管理薄膜堆疊之後可用以照明LCD。更具體言之，離開光導之光在進入LCD之前可行進通過光管理薄膜堆疊。光管理薄膜堆疊包括漫射器(在一些例子中被稱為底部漫射器或BD)、兩個稜鏡薄膜、反射性偏光器(RP)，及可能之額外漫射器(在一些例子中被稱為覆蓋片或CS)。
在一些實例中，顯示裝置可包括藉由光導與光管理薄膜堆疊分離之後反射器層。光管理薄膜堆疊、光導及反射性層之組合可被稱為背光堆疊。針對背光堆疊之層實質上平行於LCD之顯示表面而定向且光源鄰近於一或多個邊緣的例子，背光堆疊可包括後反射器、光導、BD、兩個稜鏡薄膜、RP及CS(以此次序自後至前)。稜鏡薄膜可由頂上有具有90度頂角之複數個平行線性稜鏡的透明基板組成。最後稜鏡薄膜之稜鏡可經定向以大體上在正交於前稜鏡薄膜之稜鏡的方向上延展。在此等狀況下，稜鏡薄膜可被描述為處於交叉定向上，且可經組態以將來自光導之光中之一些朝向LCD改向。背光堆疊之速記記法為CS/RP/稜鏡薄膜/稜鏡薄膜/BD/光導/反射器，其中該次序係自背光之前方至背光的後方。
顯示裝置之光源及背光堆疊可經組態以用相對高等級之效率在空間上提供照明LCD的角均勻光。然而，持續需要減小背光之厚度以製造甚至的背光顯示裝置，以及減少用於建構背光堆疊的材料及總成本，同時仍維持所要等級之 效能。在一些實例中，背光堆疊及背光顯示裝置之構造可由於在於交叉定向上相對於彼此對準線性稜鏡薄膜以及相對於光源、光導及顯示裝置之其他組件對準線性稜鏡薄膜時所需的精確度而複雜化。
根據本發明之一些實例，光管理薄膜可包括複數個錐形突起。該複數個錐形突起可包括實質上圓錐形之突起及/或實質上角錐形之突起，其中實質上角錐形之突起包括至少四個側面。此薄膜可在背光顯示裝置中用於光導與LCD之間。當併入至背光顯示裝置中時，錐形突起可朝向光導且遠離LCD成漸細狀。針對通過光管理薄膜朝向LCD之光，錐形突起可減少入射光之發散且將沿著第一方向傳播之入射光的大部分改向至不同於第一方向之第二方向。
在一些實例中，包括複數個錐形突起之光管理薄膜亦可包括反射性偏光器層。改向層之錐形突起可安置於反射性偏光器層上(直接地或間接地)且遠離反射性偏光器層成漸細狀。當用於背光顯示裝置中時，反射性偏光器層可藉由該複數個錐形突起與光導分離。在一些實例中，除了改向層及反射性偏光器層之層之外，光管理薄膜亦可包括一或多個其他層，諸如，無光層、透明層及/或黏著劑層。在一些實例中，根據本發明之一些實例的光管理薄膜可實現可在背光顯示裝置中置放於光導之表面與LCD之間的單一光學構造，例如，與上文所述之CS/RP/稜鏡薄膜/稜鏡薄膜/BD/光導/反射器組態相比。以此方式，背光顯示裝置之背光堆疊的總厚度可減小，以及實現用於建構背光堆疊 之材料及總成本的減少。
圖1A及圖1B為說明實例背光顯示裝置10之概念圖。背光顯示裝置10包括光源12、光導14、反射器16、LCD 18及光管理薄膜20。如圖所示，光管理層包括反射性偏光器層24及複數個錐形突起30。為容易說明，僅單一突起30A標記於圖1A及圖1B中。然而，遍及本發明，個別突起(諸如，單一突起30A)可統稱為「複數個錐形突起30」。儘管背光顯示裝置10被說明為具有鄰近於光導14之一個邊緣17的單一光源14，但其他組態在預期之中。舉例而言，背光顯示裝置10可包括鄰近於光導14之一或多個表面的一個以上光源12。
光源14可為任何合適類型之光源，諸如，螢光燈或發光二極體(LED)。此外，光源14可包括複數個離散光源，諸如，複數個離散LED。為了照明LCD 18之外顯示表面22，來自光源14之光在一般z方向上傳播通過光導14。光之至少一部分通過光導14之上表面15離開而進入光管理薄膜20中。反射器16位於光導14下方，且將光朝向光管理薄膜20反射回。
自光導14進入光管理薄膜20之光的一部分可在進入反射性偏光器層24之前由複數個錐形突起30改向。舉例而言，一些光可在反射性偏光器層24及LCD 18之一般方向(z方向)上折射，而來自光導14之光的其他部分可通過複數個錐形突起30而不被改向。在一些實例中，複數個錐形突起30可將入射至突起30之光導表面的光改向，使得針對沿著 第一方向傳播之入射光，突起30沿著不同於第一方向之第二方向將入射光的大部分改向，從而使之通過複數個錐形突起。入射光之大部分關於光強度可指入射光之至少50%。在一些實例中，複數個錐形突起30可以此方式將入射光的至少60%(諸如，至少70%、至少80%、至少90%或至少95%)改向。然而，光之其他部分可由光管理層20改向回至光導14中。此光中之一些可在該光可由反射器16反射回至光導14及光管理層20中的意義上「再循環」。
此外，複數個錐形突起30可在諸如兩個方向(例如，兩個相互正交之方向)之至少一個方向上減少入射至光導表面之光的發散。以此方式減少光之發散可指關於光強度的來自光導14之入射光的大於50%(諸如，至少60%、至少70%、至少80%、至少90%或至少95%)之發散的減少。
在一些實例中，突起30將入射光改向之程度取決於入射角。舉例而言，以小於34度之極角(自表面法線所量測)入射的光線折射至大於36度之極角(針對約1.5之折射率及約66.6度之頂角之突起30)。在此等狀況下，光輸出之大部分可較佳展現大於約34度之極角範圍。在一些實例中，總成10可經組態以使得自光導14入射至各別突起之光的大部分展現大於約34度的相對於顯示器法線之角度。在一些實例中，光導14可經組態以使得關於光強度，來自光導14之入射光的至少50%(諸如，至少60%、至少70%、至少80%、至少90%或至少95%)展現大於約34度(諸如，大於約45度或大於約60度)的相對於顯示器法線(實質上正交於顯示器 18之表面22)之角度。
在自複數個錐形突起30透射至反射性偏光器層24中之光中，一部分可通過反射性偏光器層24透射至LCD 18中，而不同偏光之光可由反射性偏光器層24反射回至光導14中。一般而言，由反射性偏光器層24反射回至光導14中之光的偏光使得光將由LCD 18之後偏光器吸收。實情為，在一些實例中，此反射光可在該光可由反射器16反射回至光導14及光管理層20中的意義上「再循環」。通過反射性偏光器層24之光可自光管理薄膜20透射至LCD 18中以照明外顯示表面22。
背光顯示裝置10之光導14可為此項技術中已知的任何合適光導，且可包括1999年12月14日頒予Winston等人之美國專利第6,002,829號及2010年11月16日頒予Jones等人之美國專利第7,833,621號中所述的實例光導中之一或多者。此等美國專利中之每一者的全部內容以引用的方式併入本文中。用於鄰近於光導14之反射器16的合適材料可包括增強型鏡面反射器(可自3M,St.Paul,MN購得)或基於PET之白色反射器。
反射性偏光器層24之材料及構造可經選擇以使得反射性偏光器層24反射特定偏光狀態之光同時透射另一偏光狀態之光。舉例而言，反射性偏光器層24可針對平行於反射性偏光器層24之通過軸線(pass axis)的光具有相對低的反射率且針對垂直於反射性偏光器層24之通過軸線的光具有相對高的反射率。如上文所述，反射性偏光器層24可經選擇 以針對將大體由LCD 18之後偏光器吸收的光展現相對高的反射率，從而允許光替代地反射回至光導14中且可能再循環。用於反射性偏光器層24之合適材料可包括雙亮度增強薄膜(即，「DBEF」)(可自3M,St.Paul,MN購得)。在一些實例中，反射性偏光器層24可包括具有不同光學性質的多個薄膜層。
如圖所示，複數個錐形突起30安置於反射性偏光器層24上且定位於反射性偏光器層24與光導14之間。複數個錐形突起30可包括具有至少四個側面之實質上角錐形之突起及/或實質上圓錐形之突起。與形狀無關，複數個錐形突起30中之每一突起朝向光導14成漸細狀，且遠離LCD 18及反射性偏光器層24成漸細狀。
如由圖1A及圖1B之組合所示，複數個突起30之形狀使得每一個別突起沿著兩個實質上正交之平面朝向光導14成漸細狀。舉例而言，針對沿著x-z平面以及x-y平面所截取之突起30A的橫截面，突起30A之側面在光導14之方向上朝向彼此成漸細狀。不同於線性稜鏡之情況，複數個突起30之每一突起以此型式沿著實質上平行於x軸線之實質上所有平面成漸細狀，如圖1A及圖1B中所定向。儘管線性稜鏡可將來自光導14之光改向/改道以在x-z平面內朝向LCD 18重新分佈光之至少一部分，但複數個突起30可將來自光導14之光改向/改道以在x-z及x-y平面兩者內朝向LCD 18重新分佈光的至少一部分。在一些實例中，複數個錐形突起30可將入射至突起30之光導表面的光改向，使得針對 沿著第一方向傳播之入射光，突起沿著不同於第一方向之第二方向將入射光的大部分改向，從而使之通過複數個錐形突起。突起30可在x-z及x-y平面兩者內將來自光導14的此光的至少大部分改向/改道。此外，複數個錐形突起30可在至少一個方向上減少入射至光導表面之光的發散。
圖2為說明圖1A及圖1B之實例光管理薄膜20的概念圖。如圖所示，光管理薄膜20包括反射性偏光器層24及安置於其上之複數個錐形突起30。複數個錐形突起30係以單一層配置於反射性偏光器層24之底表面上。複數個錐形突起30自反射性偏光器層24之底表面延伸出且遠離層24成漸細狀。複數個突起30可具有實質上同質的構造，例如，改向層26內之所有突起具有類似大小及形狀，或改向層26中之突起的大小及形狀可遍及改向層26實質上連續地或者非連續地變化。
錐形突起30可以任何合適樣式配置。在圖2中所示之實例中，複數個錐形突起30以實質上六方密積(HCP)樣式大體配置於一系列列及行中。儘管錐形突起之基底展示為圓形，但在一些實例中，突起30之基底可具有六方形狀。另一實例HCP結構展示於圖22中。在其他實例中，複數個錐形突起30可配置為正方形柵格樣式。
在鄰近之錐形突起30之基底之間的間隙可導致通過改向層26的洩漏，此可影響光管理薄膜20之效能。一般而言，在鄰近之錐形突起之基底之間的間隙可為導致此洩漏之平坦的非作用區域。因而，在一些實例中，錐形突起30可以 減小鄰近之錐形突起30之間的此等間隙之方式配置。在一些實例中，複數個突起30可經配置以使得在鄰近之突起30之基底之間實質上不存在間隙，例如，如突起30具有六方基底之HCP配置的狀況。在一些實例中，相鄰突起之基底之間的界面可具有彼此接觸的實質部分。在一些實例中，實質部分可包括彼此接觸至少50%，諸如，至少60%或至少70%。
安置於反射性偏光器層24上之錐形突起30的面積密度亦可影響光管理薄膜20之性質。一般而言，相對於反射性偏光器層24之表面積的錐形突起30之密度可依據由突起30覆蓋之表面積的分數來表達。針對在理想HCP配置中具有六方基底的突起，該分數為約100%，如呈正方形柵格的具有正方形基底的突起之狀況。針對圓形基底突起，在正方形陣列中，該分數為約78.5%(=π/4)，且在HCP配置中，該分數為約90.7%(=π/23)。
任何合適材料可用以形成複數個錐形突起30。如上文所述，複數個錐形突起30之形狀及材料可允許通過改向層26的來自光導14之光的至少一部分減少入射光之發散且將沿著第一方向傳播之入射光的大部分改向至不同於第一方向之第二方向。合適材料可包括光學聚合物，諸如，丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈及其類似者。合適材料可包括用以形成亮度增強薄膜(即，「BEF」)(可自3M,St.Paul,MN購得)之彼等材料。在一些實例中，用以形成複數個錐形突起30之材料可具有介於約1.4與約1.7之 間(諸如，介於約1.45與約1.6之間)的折射率。然而，在一些狀況下，改向層26之突起30的形狀可允許改向層26之性質相對獨立於用以形成突起30之材料的折射率。
圖3為說明實例光管理薄膜20及實例光導14之分解圖的概念圖。如上文關於圖1A及圖1B所述，自光導14發射至光管理薄膜20中之光21可在通過改向層26時改向及/或準直達某一程度。在圖3中所示之實例中，光21在實質上正交於光管理薄膜20之上表面的方向上改向為光23。光23可進入LCD18且照明外顯示表面22(圖1A及圖1B)。
複數個突起30之形狀可影響通過光管理薄膜20之光的改向。如先前所述，作為實質上圓錐形之突起及/或具有至少四個面之實質上角錐形之突起的突起30之形狀可允許改向層26將入射至突起30之光導表面的光改向，使得針對沿著第一方向傳播之入射光，突起30沿著不同於第一方向之第二方向將入射光的大部分改向，從而使之通過複數個錐形突起。另外，突起30可減少自光導14通過改向層26之入射光的發散。在一些實例中，提及約垂直於突起30之基底平面的方位角方向及相對於垂直所量測的「極」角，若突起30具有足夠數目個側面(諸如，大於10個)且峰值入射極角匹配允許朝向法線反射的突起頂角，則朝向法線之改向可對來自光導之光的方位角相當不敏感。與(例如)兩個線性稜鏡薄膜以交叉組態堆疊以將來自光導之光改向的實例相比，來自光導14之光的改向可藉由僅錐形突起30之單一層實現。
圖4及圖5為說明實例光管理薄膜20之反射性偏光器層24之兩個不同實例的概念圖。在圖4之實例中，層24包括兩個子層。特定言之，反射性偏光器層24包括在反射性偏光器子層34頂部的無光塗層32。相比而言，在圖5之實例中，反射性偏光器層24包括無光塗層32、反射性偏光器子層34、黏著劑子層36及透明薄膜子層38(以此次序自頂部至底部)。
反射性偏光器子層34之合適材料及構造可實質上類似於上文關於反射性偏光器層24(圖1A及圖1B)所述之材料及構造。一般而言，反射性偏光器子層34可基於光之偏光狀態反射或透射來自光導14及改向層26的光。
無光塗層32可用以減小透射通過反射性偏光器子層34之光的不合需要之視覺假影的解析度，該等視覺假影係歸因於(例如)光導14中之缺陷或光源12附近之明亮區域。在一些實例中，無光塗層32可具有介於約3微米與約100微米之間的厚度，且在反射性偏光器子層34之表面上可為均勻或非均勻厚度。無光塗層32可漫射光以隱藏缺陷或改良空間均勻性，如上文所陳述。其亦可提供出射光之某一程度的準直，且可經由角再循環在軸向方向上提供某一程度的增益。一個折射率之聚苯乙烯或玻璃珠粒可與另一折射率之透明黏合劑(諸如，丙烯酸酯)混合以產生此珠粒塗層，或若該塗層產生表面突起則此等組件可具有相同折射率。此無光塗層亦可使用熱或UV可固化透明聚合物自模具微複製。
在圖5之實例中，透明薄膜子層38經由黏著劑子層36接合至反射性偏光器子層34。透明薄膜子層38可將額外剛性提供至完整薄膜總成以減少薄膜中之翹曲及捲曲，且可具有介於約10微米與約200微米之間的厚度。用於透明薄膜子層38之合適材料可包括PET、丙烯酸系材料、聚碳酸酯及其類似者。用以將透明薄膜38接合至反射性偏光器子層34的黏著劑子層36可為透明或漫射的。用於黏著劑子層36之實例材料可包括光學透明壓敏黏著劑、丙烯酸酯、丙烯酸胺基甲酸酯或任何光學透明的黏著劑材料。
在圖4及圖5中所示之組態中，無光塗層32可定位於反射性偏光器子層34與LCD 18(圖1A及圖1B)之間。儘管未展示，但複數個突起30可安置於反射性偏光器層24之底表面上(直接地或間接地)。在一些實例中，反射性偏光器層24可充當突起30之基板以形成複數個突起30。圖4及圖5中之反射性偏光器層24的組態僅為例示性的，且其他組態在預期之中。在一些實例中，反射性偏光器層24可能不包括無光塗層32及/或透明薄膜子層38。另外或其他，光管理薄膜20可包括一或多個漫射層，(例如)以減小因(例如)光導缺陷或光源12附近之明亮區域所致的不合需要之視覺假影的解析度。在一些實例中，稜鏡結構或非對稱散射漫射器結構可取代無光塗層。所有此等結構可提供在反射性偏光器上方之光的角管理。
圖6及圖7為說明兩個不同之實例錐形突起30A的概念圖。如上文所述，在一些實例中，複數個錐形突起30中之 全部或一些可具有實質上圓錐形之形狀。圖6及圖7說明可表徵為實質上圓錐形之突起之兩個實例錐形突起30A。在此狀況下，突起30A具有實質上圓形之基底，該基底具有在移動遠離突起之基底時成漸細狀的連續彎曲側表面(例如，與具有在外表面上形成軸向延伸之邊緣的多個離散側面的角錐形突起相反)。如上文所述，不同於線性稜鏡，錐形突起30A之實質上圓錐形之形狀使得突起30A之外表面在實質上平行於x軸線之實質上所有平面中成漸細狀，如圖1A及圖1B中所指示。
在一些實例(包括圖6中所展示者)中，錐形突起30A具有實質上圓錐形之形狀，其中錐形側面在實質上同一點終止以形成「尖銳尖端」。在其他實例(包括圖7中所展示者)中，錐形突起30A具有實質上圓錐形之形狀而無尖銳尖端。在此狀況下，實質上圓錐形之突起可為尖端之一部分被移除的本質上有尖銳尖端之圓錐形突起。在圖7之實例中，突起30A之基底直徑(標記為Pbase)部分地歸因於錐形形狀而大於尖端直徑(標記為Ptip)。
儘管圖7之實例將錐形突起30A之頂部展示為實質上平行於基底表面的平面表面，但其他組態在預期之中。舉例而言，圖7中之錐形突起30A的頂表面可為非平面的(例如，凸起)及/或可相對於基底表面傾斜。凸起尖端表面可被稱為「圓頭」尖端。尖端之截斷或圓化可有益於改良薄膜之穩固性，且減輕在(例如)顯示裝置10中之光管理薄膜20之裝配及使用期間的尖端部分之可能破裂。針對固定的尖端 半徑，亦可能有益的是，最大化基底半徑(錐體間距)以最小化尖端截斷或圓化的效應。
在一些實例中，錐形突起30A之尖端可適度地尖銳以朝向軸向方向(圖1A及圖1B中之x方向)將最大量的光改向。舉例而言，在一些狀況下，光管理薄膜20之軸向照度隨著突起30之尖端及基底區域的相對面積而減小。在圖7中所示之錐形突起30A的狀況下，可較佳的是，尖端面積小於基底面積之約20%(諸如，小於約10%)以減少光損失。
如圖6中所示，實例突起30A以及本文所述之其他實例突起可將入射至突起30之光導表面的光改向，使得針對沿著第一方向傳播之入射光，突起30沿著不同於第一方向之第二方向將入射光的大部分改向，從而使之通過複數個錐形突起。此外，突起30可在至少一個方向(例如，兩個相互正交之方向)上減少入射至各別突起之表面的光之發散。舉例而言，突起30A可在併入至顯示器10中時在橫向導引及縱向導引方向兩者上以此方式將光改向/改道。
圖8A及圖8B為分別說明兩個不同之實例錐形突起40及42之水平橫截面的概念圖。錐形突起40及42可為光管理薄膜20之突起的實例。僅供參考，圖8A及圖8B中所示之視圖可沿著實質上平行於圖1A及圖1B中所示之z-y平面的橫截面截取。實例橫截面可表示實例突起40及42之基底或軸向移動之突起40及42上的其他點。
如圖8A中所示，突起40具有實質上圓形之橫截面。相比而言，如圖8B中所示，突起42具有呈橢圓形或卵形之形狀 的細長橫截面。舉例而言，與具有圓形橫截面之突起40的性質相比，當用於光管理薄膜20中時，具有細長橫截面之突起42可提供不同的性質。在一些實例中，針對使用複數個突起42之薄膜，突起42可在縱向導引方向或橫向導引方向上伸長。如下文將描述，在一些實例中，當具有細長橫截面之突起(諸如，突起42)在橫向導引方向上以細長軸線定向時，軸向輸出可增加。在一些實例中，跨越光導使突起橫截面變窄(在縱向導引方向上伸長)可具有使離開突起之光的角範圍變窄且集中的益處，此可幫助增加軸向照度。在一些實例中，突起可具有介於約0.5與約2.0(諸如，介於約0.8與約1.2之間)的縱橫比。
圖9為說明反射性偏光器層24上之錐形突起30A之橫截面的概念圖。僅供參考，圖9中所示之視圖可沿著在x-y平面中平分突起30A的橫截面截取。更一般而言，歸因於突起30A之形狀，圖9之視圖亦可表示在平行於x方向之任何平面中平分突起30A的橫截面。如上文所述，突起30可具有實質上圓錐形之形狀或具有至少四個側面的實質上角錐形之形狀。儘管圖9中未展示，但與突起30A之形狀無關，當用於顯示裝置10(圖1A及圖1B)中時，突起30A可遠離反射性偏光器層24成漸細狀且可朝向光導14成漸細狀。
如圖9中所示，突起30A自反射性偏光器層24之表面突出，且具有高度52。突起30A之高度52可在約10微米至約200微米之範圍中(諸如，介於約20微米至約180微米之間，更佳，約75微米至約150微米)。在一些實例中，突起 30A可具有至少約10微米之高度。突起30A之高度可界定在x方向上之厚度。更一般而言，包括複數個突起30及反射性偏光器層24之光管理層20(例如，圖1A及圖1B中所示)的厚度可介於約35微米與約500微米之間，諸如，介於約50微米與約200微米之間。
突起30A之側壁44在軸向移動時(在負x方向上)成漸細狀。側壁44界定相對於突起30A之基底平面的角度50。一般而言，角度50經界定以使得突起30A在移動遠離反射性偏光器層24之表面且朝向光導14(圖1A及圖1B)時成漸細狀。角度50在圍繞突起30A之垂直軸線(x方向)徑向移動時可實質上恆定。在此等實例中，突起30A可關於垂直軸線實質上對稱。在一些實例中，突起30A之軸向對稱可允許來自光導14之光以所要偏差轉換以提供相對高的良率。在其他實例中，突起30A可關於垂直軸線非對稱，在該狀況下，角度50可在圍繞垂直軸線徑向移動時變化。在此等狀況下，突起30A可被視為在一個方向上傾斜。針對突起30A軸向對稱之例子，角度50可小於90度，或更特定言之小於約50度。
在一些實例中，突起幾何形狀可藉由高度、基底及基底縱橫比、錐體傾斜度及頂角來界定。在一些實例中，突起30A可界定在+/-約10度內之傾斜度，且錐體頂角可介於約50度至約80度之間。如上文所提到，在一些實例中，突起30A可具有介於約10微米至約200微米之間的高度，及介於約0.5至約2.0之間的縱橫比。
在圖9中所示之實例中，突起30A之側壁44為實質上平面之表面。在其他實例中，突起30A可具有凸起側壁46或凹入側壁48。此外，儘管突起44之側壁44在圖9中展示為實質上平滑之表面，但在其他實例中，側壁44之全部或一部分可在該表面上包括提供粗糙或非平滑表面的一或多個三維特徵(突出物、凹陷、溝槽及其類似者)。在一些實例中，側壁44之表面特徵可經組態以使得突起30A展現介於約0.1微米均方根(rms)與約5微米均方根(rms)之間的表面粗糙度，諸如介於約0.2微米(rms)與約3微米均方根(rms)之間的表面粗糙度。在一些實例中，突起30A展現小於可見光之波長的平均表面粗糙度，諸如，小於可見光之波長的約90%、小於可見光之波長的約50%或小於可見光之波長的10%的平均表面粗糙度。在一些實例中，突起30A之表面可為光學平滑的。在一些實例中，凹入、凸起或精細結構化(粗糙)表面可大體加寬自薄膜的角輸出分佈。此亦可輔助改良背光之空間均勻性。在一些實例中，隨著突起30A之表面的粗糙度增加，在軸向方向上改向之光的量可減小，藉此降低顯示器的亮度。
如上文所述，突起30A可表示可安置於層24上之複數個錐形突起30中的一或多者。在一些實例中，複數個突起30可具有實質上同質的構造，亦即，所有突起具有類似大小及形狀，或複數個突起的大小及形狀可遍及改向層26實質上連續地或者非連續地變化。
儘管已主要藉由實質上圓錐形之突起30A來說明本發明 之實例，但突起30A及更一般而言複數個突起30可為包括至少四個側面的實質上角錐形之突起。一般而言，本發明中關於實質上圓錐形之突起之特徵(例如，高度、尖端構造、側壁角度、側壁形狀及其類似者)的所有描述亦適用於具有至少四個側面的實質上角錐形之突起，且關於具有至少四個側面的實質上角錐形之突起之特徵(例如，高度、尖端構造、側壁角度、側壁形狀及其類似者)的所有描述亦適用於實質上圓錐形之突起。
圖10為說明實例錐形突起54之概念圖。如圖所示，突起54具有實質上角錐形之形狀而非實質上圓錐形之形狀。突起54為可安置於反射性偏光器層24(圖1A及圖1B)上之突起的實例。當用於顯示裝置10中時，突起54可朝向光導14且遠離改向層24成漸細狀。
在圖10中所示之實例中，突起54包括六個側面56(為容易說明起見，僅標記一個側面)。不同於圖7中所示之實質上圓錐形之突起30A的情況，舉例而言，突起54具有離散側面56，且邊緣形成於各別側面56之交叉部分處。此等離散側面56在移動遠離突起54之基底時朝向彼此成漸細狀。
如上文所述，錐形突起54可包括至少四個側面56。在一些實例中，錐形突起54可包括大於3個側面且小於11個側面，諸如大於4個側面且小於11個側面或大於5個側面且小於11個側面，但其他數目個側面在預期之中。隨著側面56之數目接近無限，突起54可具有實質上圓錐形之形狀而非實質上角錐形之形狀。
任何合適技術可用以製造本發明之實例。用於製造包括複數個錐形突起之改向層(例如，改向層26)的實例製造技術包括壓印、擠壓複製、UV固化模製及壓縮模製。用於複製製程之模具可藉由壓痕、雷射切除、微影及化學蝕刻或藉由金剛石車削而產生。
實例
執行一系列實驗以評估根據本發明之一些實施例的薄膜之性質及效能。儘管以下實例說明本發明之一或多個實施例，但該等實例不限制本發明之範疇。
實例A
模擬根據本發明之一個實例的實例光管理薄膜以用於測試。經模擬薄膜包括反射性偏光器層及安置於其上且遠離反射性偏光器層成漸細狀之複數個突起。該複數個突起經模擬以用於實例A以及下文所述之其他模擬，以按正方形配置提供且具有實質上圓形之基底。給定經定義輸入，光線追蹤程式接著用以使用錐光輸出來評估薄膜。用於此模擬之合適的光線追蹤程式可包括市售程式，諸如來自Lambda Research之TracePro、來自BRO之ASAP及來自ORA的Light Tools。
圖11為展示實例光導之錐光輸入之模擬的影像，其對應於自光導至經模擬實例光管理薄膜中的輸入。圖12為展示來自實例光管理薄膜之錐光輸出的影像，如藉由光線追蹤程式所模擬。如藉由該兩個錐光影像之比較所示，錐光輸出展示經模擬薄膜將來自光導之光自高角度朝向關於薄膜 垂線定中心的角度改向之程度。
實例B
模擬根據本發明之一個實例的多種實例光管理薄膜。實例經模擬薄膜中之每一者實質上彼此類似。舉例而言，每一實例光管理薄膜經模擬以包括反射性偏光器層及安置於其上且遠離反射性偏光器層成漸細狀之複數個實質上圓錐形之突起。針對每一薄膜，該複數個圓錐形突起之高度完全為實質上均勻的，且圓錐形突起安置於正方形陣列中，在每一圓錐形突起之間具有約24微米(μm)的固定距離，且圓錐形突起具有約1.565的折射率。然而，每一實例光管理薄膜之錐形突起的高度彼此不同。特定言之，第一實例薄膜包括具有約17微米(μm)之高度的錐形之實質上圓錐形之突起。第二實例薄膜包括具有約18 μm之高度的錐形之實質上圓錐形之突起。第三實例薄膜包括具有約19 μm之高度的錐形之實質上圓錐形之突起。第四實例薄膜包括具有約20 μm之高度的錐形之實質上圓錐形之突起。
圖13為展示模擬錐光輸入之影像。圖14為四個實例改向薄膜中之每一者沿著垂直平面之照度對極角的曲線圖。圖14之曲線圖係針對四個實例改向薄膜中之每一者基於沿著垂直橫截面(自90度延展至270度)所取得的模擬錐光輸出而產生。線60對應於包括具有約17 μm之高度的錐形之實質上圓錐形之突起的第一實例薄膜。線62對應於包括具有約18 μm之高度的錐形之實質上圓錐形之突起的第二實例薄膜。線64對應於包括具有約19 μm之高度的錐形之實質上 圓錐形之突起的第三實例薄膜。線66對應於包括具有約20 μm之高度的錐形之實質上圓錐形之突起的第四實例薄膜。
如藉由圖14之曲線圖所說明，第三實例薄膜(突起高度19 μm)在該四個實例薄膜當中可提供最大軸向照度及關於軸向方向之最好的中心輸出分佈(約0度)。圖12之曲線圖包括在60度處或附近明顯之波瓣，且可歸因於用於每一實例改向薄膜之正方形陣列中的各別錐體之間的光洩漏。在一些狀況下，此光洩漏可藉由使用不同突起配置(諸如，六方密積配置)來減少或消除。
實例C
在另一實例中，模擬兩個實例光管理薄膜。實例光管理薄膜針對模擬實質上彼此類似。舉例而言，每一實例光管理薄膜經模擬以包括反射性偏光器層及安置於其上且遠離反射性偏光器層成漸細狀之複數個實質上圓錐形之突起。
然而，第一實例薄膜之錐形突起係以具有約1.565之折射率n的透明聚合物材料形成。相比而言，第一實例薄膜之錐形突起係以具有約1.65之折射率n的透明聚合物材料形成。
圖15為兩個實例薄膜沿著垂直平面之照度對極角的曲線圖。圖15之曲線圖係針對兩個實例薄膜基於沿著垂直橫截面(自90度延展至270度)所取得的模擬錐光輸出而產生。在圖15中，線68對應於具有以具有約1.565之折射率的透明聚合物材料所形成的錐形之實質上圓錐形之突起的第一實 例薄膜，且線70對應於具有以具有約1.65之折射率的透明聚合物材料所形成的錐形之實質上圓錐形之突起的第二實例薄膜。
如藉由圖15之曲線圖所示，在一些實例中，本發明之實例改向薄膜的輸出分佈可對用以在改向薄膜中形成突起之材料的折射率相對不敏感。應注意，每一實例薄膜之介於約40度與60度之間的照度差可歸因於錐體折射。
實例D
在另一實例中，模擬兩個實例光管理薄膜。實例光管理薄膜針對模擬實質上彼此類似。舉例而言，每一實例薄膜經模擬以包括反射性偏光器層及安置於其上且遠離反射性偏光器層成漸細狀之複數個實質上圓錐形之突起。兩個薄膜係以角錐形突起的陣列來模擬，其各自具有10個小面、折射率1.565、夾角67.4度，及在曲線圖下方所示之光源輸入分佈。然而，一個薄膜係以24微米基底直徑來模擬，且另一薄膜係以50微米基底直徑來模擬。針對每一實例直徑，尖端對基底面積之比率變化以判定尖端截斷的此影響。
圖16為尖端對基底面積之比率對軸向照度的曲線圖。輸入分佈與圖13為展示模擬錐光輸入之影像的情況相同。由於所有點處於同一線上，所以展示僅需要尖端對基底面積之比率來預測尖端截斷的效應。
實例E
在另一實例中，模擬兩個實例光管理薄膜堆疊。第一實 例薄膜堆疊(稱為類型A)模擬根據本發明之一或多個實例的實例薄膜。特定言之，實例薄膜包括實質上類似於圖5中所示之反射性偏光器部分但無無光層32的反射性偏光器部分，及遠離反射性偏光器部分成漸細狀的複數個錐形突起。因而，第一實例具有反射性偏光器層、黏著劑層、透明基板層、錐形突起及光導(以此次序)的組態，其中錐形突起遠離反射性偏光器層成漸細狀。錐形突起模型化為有20個側面之角錐之陣列，其中折射率為約1.565、頂角為約64.5度，且基底直徑為約24微米。反射性偏光器層為可購自3M,St.Paul,MN之DBEFQ的模擬。偏光器在模型中係處於錐形突起上方，其中通過軸線與反射性偏光器之通過軸線對準。類型A薄膜之模擬的輸入光分佈係展示於圖11中之分佈，對應於光導而無漫射器。此輸入可在一些狀況下最好地適合於具有複數個錐形突起之薄膜，且免除漫射器薄膜，藉此簡化背光。
結合光導之第二實例薄膜堆疊(稱為類型B)提供反射性偏光器層、第一稜鏡薄膜、第二稜鏡薄膜、漫射器層及光導(以此次序)的組態。第一稜鏡薄膜及第二稜鏡薄膜係由頂上有具有90度頂角之複數個平行線性稜鏡的透明基板形成，且以相對於彼此交叉的定向提供。類型B薄膜之模擬的輸入光分佈係展示於圖27中之分佈，對應於光導加上漫射器。此係至包括反射性偏光器及交叉稜鏡薄膜(諸如，BEF)之系統中的共同輸入。
圖17為兩個實例薄膜堆疊組態沿著水平線(跨越光導之 傳播方向)之照度對極角的曲線圖。特定言之，圖17展示自兩個實例組態之模擬沿著顯示器水平線的輸出角度分佈之橫截面。在圖17中，線72對應於類型A組態，且線74對應於類型B組態。類型A照度值正規化至來自光導之積聚強度，且類型B照度值正規化至光導+漫射器層的積聚強度。亦即，由於來自類型A及類型B組態之輸入的總功率不相等，因此模擬結果各自正規化至來自每一源之積聚強度以比較類型A及類型組態的相對效率。
圖17之曲線圖展示類型A及類型B組態兩者沿著軸向方向(極角=0)之相對高的亮度。在較高的角度下，類型A與類型B組態相比展示相當高的亮度。與類型B組態之情況相比，此等結果可針對類型A組態對應於在較高角度下具有較高亮度的檢視者LCD影像。
實例F
模擬根據本發明之一個實例的多種實例光管理薄膜。實例薄膜中之每一者實質上彼此類似。舉例而言，每一實例改向薄膜包括反射性偏光器層及安置於其上且遠離反射性偏光器層成漸細狀之複數個實質上圓錐形之突起。針對每一薄膜，該複數個圓錐形突起之高度完全為實質上均勻的。
然而，針對模擬，每一實例改向薄膜之如藉由錐形突起之水平橫截面定義的縱橫比變化。如上文關於圖8A及圖8B所述，在一些實例中，改向層之錐形突起可具有實質上圓形之基底(縱橫比為約1)或可(例如)在縱向導引或橫向導 引方向上伸長。為此實例之態樣目的，大於1之縱橫比表示各別突起基底在縱向導引方向上的伸長。與具有約1.0之縱橫比的突起相比，此伸長有效地跨越光導使z-y橫截面中之橫截面變窄。如上文所提到，在一些實例中，跨越光導使突起橫截面變窄(在縱向導引方向上伸長)可具有使離開突起之光的角範圍變窄且集中的益處，此可幫助增加軸向照度。相比而言，小於1之縱橫比表示各別突起基底在橫向導引方向上的伸長。與具有約1.0之縱橫比的突起相比，此伸長有效地跨越光導使z-y橫截面中之橫截面加寬。
第一實例薄膜包括具有約0.8之縱橫比的錐形之實質上圓錐形之突起。第二實例薄膜包括具有約0.9之縱橫比的錐形之實質上圓錐形之突起。第三實例薄膜包括具有約1.0之縱橫比(實質上圓形)的錐形之實質上圓錐形之突起。第四實例薄膜包括具有約1.1之縱橫比的錐形之實質上圓錐形之突起。第五實例薄膜包括具有約1.2之縱橫比的錐形之實質上圓錐形之突起。
圖18為五個實例改向薄膜中之每一者之照度對極角的曲線圖。線76對應於第一實例薄膜(0.8縱橫比)，線78對應於第二實例薄膜(0.9)，線80對應於第三實例薄膜(1.0)，線82對應於第四實例薄膜(1.1)，且線84對應於第五實例薄膜(86)。
如藉由圖18之曲線圖所示，第四及第五實例薄膜(縱橫比分別為1.1及1.2)表現出最大的軸向輸出。在該兩個實例 薄膜中，第一實例(縱橫比為1.1)具有較寬的角分佈，且在一些顯示系統中優於第五實例薄膜。
實例G
在另一實例中，模擬各自包括藉由複數個實質上角錐形之突起所界定之表面的兩個實例光管理薄膜。第一實例薄膜包括具有四個側面之實質上角錐形之突起。第二實例薄膜包括具有十個側面之實質上角錐形之突起。圖19為展示自包括具有四個側面之實質上角錐形之突起的光管理薄膜所模擬之錐光輸出的影像。圖20為展示自包括具有十個側面之實質上角錐形之突起的光管理薄膜所模擬之錐光輸出的影像。
實例H
如上文所述，多種技術可用以產生本發明中所述之薄膜的實例。舉例而言，用於產生具有實質上圓錐形或角錐形之突起之薄膜的製造技術可包括壓印、擠壓複製、UV固化模製及壓縮模製。用於複製製程之模具可藉由壓痕、雷射切除、微影及化學蝕刻或藉由金剛石車削而產生。
為了說明一種技術，藉由以下操作來製造具有凸起側面之實質上圓錐形之突起(在一些狀況下被稱為「子彈」形錐體)：抵靠由密積孔組成之模具固化UV樹脂，該等孔係藉由雷射切除製程產生。圖21為說明使用所述技術所製成之實例「子彈」形錐體的光學照相顯微圖。
實例I
在另一實例中，包括圓錐形突起之陣列的薄膜係藉由自 雷射切除模具複製而製造。圖22為自平面圖展示圓錐形突起之實例陣列的光學照相顯微圖。如圖22中所示，圓錐形突起之陣列係以六方密積配置提供。圓錐形突起具有實質上圓形之基底。
圖23為自透視圖展示圖22中之圓錐形突起之陣列的掃描式電子顯微鏡(SEM)顯微圖。為了評估圖22及圖23之實例薄膜的性質，實例薄膜置放於筆記型電腦光導上，其中錐體朝向光導成漸細狀。樣本薄膜包括透明PET基板，及安置於PET基板之表面上的複數個實質上圓錐形之突起。錐體高度(峰至谷)為約20微米，且每一錐體之基底的直徑為約24微米。錐體係以六方配置以密積形式提供。各別突起係由丙烯酸系UV可固化樹脂形成，在固化之後具有折射率約1.567。樣本薄膜接著置放於3.5吋對角光導板之頂部，其中6個LED位於光導板之一個邊緣處。鏡面反射器薄膜(可購自3M,St.Paul,MN之增強型鏡面反射器)係置放於光導下方與實例薄膜相對。錐光鏡接著置放於系統頂部，從而量測自樣本薄膜之平坦側面所輸出的光分佈。
圖24為自該組合所獲得之錐光影像。如圖24之錐光影像中所示，該組合在兩個維度中展現良好的準直。
為了比較，實例薄膜由包括漫射器層及以交叉定向堆疊之兩個線性稜鏡薄膜的實例薄膜堆疊替換。使用相同的光導及鏡面反射器薄膜。漫射器薄膜(50微米厚)置放於光導板之頂部。兩個稜柱形薄膜(可購自3M,St.Paul,MN之TBEF2-Tn 90/24)堆疊於漫射器薄膜之頂部，其中各別薄 膜之稜鏡以交叉定向垂直於彼此而延展。稜柱形薄膜各自具有約62微米之厚度、約24微米之稜鏡間距，且稜鏡之角度為約90度。另外，錐光鏡置放於系統頂部，從而量測來自頂部稜鏡薄膜之頂表面的光分佈。
圖25為自該組合所獲得之錐光影像。如圖25之錐光影像中所示，與實例改向薄膜/光導組合之情況相比，該組合展現較尖銳的截止。
實例J
製造四個實例薄膜構造以用於評估。圖26為比較四個實例薄膜構造之軸向照度的條形圖。第一實例薄膜(標記為類型A)包括底部漫射器層及以交叉定向堆疊之兩個線性稜鏡薄膜，且實質上與關於圖25所述之實例相同。第二實例薄膜(標記為類型B)包括複數個錐形突起，且實質上與關於圖24所述之實例相同。第三實例薄膜(標記為類型C)及第四實例薄膜(標記為類型D)皆包括相同的類型B薄膜，但亦包括層壓至樣本薄膜的多層反射性偏光器。突起遠離反射性偏光器成漸細狀。針對第三實例，所使用之特定反射性偏光器為APF型雙亮度增強薄膜(可自3M,Maplewood,MN購得)，其具有約26微米的厚度。針對第四實例，反射性偏光器為準直雙亮度增強薄膜，其為準直多層反射性偏光器薄膜。類型D實例中之反射性偏光器的厚度為約56微米。在包括錐形突起之每一實例中，當量測在圖26中所概述之軸向照度時，錐形突起朝向光導成漸細狀。
如圖26之曲線圖中所示，與單獨之改向薄膜之情況相 比，反射性偏光器結合該複數個錐形突起的使用顯著地增強軸向亮度。此外，準直反射性偏光器與APF相比在增加軸向照度方面展現為較有效。據信，在加工及複製製程以及對實例改向層之圓錐形表面之品質及形狀的調整方面之進一步改良可將效率增加至自模擬導出的權限等級(entitlement level)。
項目1. 一種薄膜，其包含：一反射性偏光器層；及複數個錐形突起，其安置於該反射性偏光器層上且遠離該反射性偏光器層成漸細狀，其中該複數個錐形突起包含複數個實質上圓錐形之突起或複數個角錐形突起中之至少一者，該複數個角錐形突起包括至少四個側面。
項目2. 如項目1之薄膜，其中該複數個錐形突起包含複數個角錐形突起，該複數個角錐形突起包括在六個與十個之間的側面。
項目3. 如項目1之薄膜，其中該複數個錐形突起之各別錐形側面為實質上平面的。
項目4. 如項目1之薄膜，其中該複數個錐形突起包含以一六方密積樣式配置之複數個錐形突起。
項目5. 如項目4之薄膜，其中該複數個錐形突起界定一實質上圓形之基底。
項目6. 如項目1之薄膜，其中該反射性偏光器層包含一無光塗層及一反射性偏光器子層，其中該無光塗層安置於該反射性偏光器子層上與該複數個錐形突起相對。
項目7. 如項目6之薄膜，其中該反射性偏光器層包含一透明薄膜子層，該透明薄膜子層經由一黏著劑子層接合至該反射性偏光器子層。
項目8. 如項目7之薄膜，其中該複數個錐形突起直接安置於該透明薄膜子層之一表面上。
項目9. 如項目1之薄膜，其中該複數個錐形突起包含包括一實質上圓形或實質上橢圓形之基底中之一者的複數個錐形突起。
項目10. 如項目1之薄膜，其中該複數個錐形突起具有大於約10微米之一高度。
項目11. 如項目1之薄膜，其中該複數個錐形突起界定介於約50度至約80度之間的一頂角。
項目12. 如項目1之薄膜，其中該複數個錐形突起之錐形表面展現介於約0.1微米均方根(rms)與約5微米rms之間的一表面粗糙度。
項目13. 如項目1之薄膜，其中該複數個錐形突起中之每一錐形突起包括界定一基底面積之一基底表面及界定一尖端面積的一尖端表面，其中該尖端面積小於該基底面積之約10%。
項目14. 如項目1之薄膜，其中該複數個錐形突起直接安置於該反射性偏光器層上。
項目15. 如項目1之薄膜，其中相鄰突起之各別基底部分實質上彼此接觸。
項目16. 如項目1之薄膜，其中該複數個錐形突起之錐形 表面展現小於約可見光之一波長的一表面粗糙度。
項目17. 如項目1之薄膜，其中該複數個錐形突起在至少兩個相互正交之方向上減少入射光的一發散。
項目18. 一種顯示器總成，其包含：一光源；一光導；一外顯示表面；及複數個錐形突起，其處於該光導與該外顯示表面之間且朝向該光導成漸細狀，其中該複數個錐形突起包含複數個實質上圓錐形之突起或複數個角錐形突起中之至少一者，該複數個角錐形突起包括至少四個面，其中來自該光源之光傳播通過該光導進入該複數個錐形突起中。
項目19. 如項目18之顯示器總成，其中該複數個錐形突起包含複數個角錐形突起，該複數個角錐形突起包括在6個與10個之間的側面。
項目20. 如項目18之顯示器總成，其中該複數個錐形突起之各別錐形側面為實質上平面的。
項目21. 如項目18之顯示器總成，其中該複數個錐形突起包含以一六方密積樣式配置之複數個錐形突起。
項目22. 如項目21之顯示器總成，其中該複數個錐形突起界定一實質上圓形之基底。
項目23. 如項目18之顯示器總成，其進一步包含在該複數個錐形突起與該外顯示表面之間的一反射性偏光器層。
項目24. 如項目23之顯示器總成，其中該反射性偏光器層 包含一無光塗層及一反射性偏光器子層，其中該無光塗層安置於該反射性偏光器子層上與該複數個錐形突起相對。
項目25. 如項目24之顯示器總成，其中該反射性偏光器層包含一透明薄膜子層，該透明薄膜子層經由一黏著劑子層接合至該反射性偏光器子層。
項目26. 如項目23之顯示器總成，其中該複數個錐形突起直接安置於該反射性偏光器層之一表面上。
項目27. 如項目18之顯示器總成，其進一步包含界定該外顯示表面之一液晶顯示器(LCD)。
項目28. 如項目18之顯示器總成，其進一步包含藉由該光導與該複數個錐形突起分離之一反射器層，其中該反射器層經組態以朝向該光導反射光。
項目29. 如項目18之顯示器總成，其進一步包含在該複數個錐形突起與該外顯示表面之間的一反射性偏光器層，其中該複數個錐形突起直接安置於該反射性偏光器層上。
項目30. 如項目18之顯示器總成，其中相鄰突起之各別基底部分實質上彼此接觸。
項目31. 如項目18之顯示器總成，其中自該光導入射至各別突起之光的大部分展現大於約34度的相對於顯示器法線之一角度。
項目32. 如項目18之系統，其中該複數個錐形突起之錐形表面展現小於約可見光之一波長的一表面粗糙度。
項目33.一種薄膜，其包含複數個實質上角錐形之突起，其中該複數個角錐形突起中之每一者包括四個以上面。
項目34. 如項目33之薄膜，其中該複數個實質上角錐形之突起之各別面為實質上平面的。
項目35. 如項目33之薄膜，其中該複數個實質上角錐形之突起包含以一六方密積樣式配置之複數個實質上角錐形之突起。
項目36. 如項目33之薄膜，其進一步包含安置於該複數個實質上角錐形之突起上之一反射性偏光器層，其中該複數個實質上角錐形之突起遠離該反射性偏光器層成漸細狀。
項目37. 如項目36之薄膜，其中該反射性偏光器層包含一無光塗層及一反射性偏光器子層，其中該無光塗層安置於該反射性偏光器子層之一表面上與該複數個實質上角錐形之突起相對。
項目38. 如項目36之薄膜，其中該反射性偏光器層包含一透明薄膜子層，該透明薄膜子層經由一黏著劑子層接合至該反射性偏光器子層。
項目39. 如項目38之薄膜，其中該複數個實質上角錐形之突起直接安置於該透明薄膜子層之一表面上。
項目40. 如項目33之薄膜，其中該複數個實質上角錐形之突起具有大於約10微米之一高度。
項目41. 如項目33之薄膜，其中該複數個實質上角錐形之突起之該等面界定介於約50度至約80度之間的一頂角。
項目42. 如項目33之薄膜，其中該複數個實質上角錐形之突起之該等面展現介於約0.1微米均方根(rms)與約5微米rms之間的一表面粗糙度。
項目43. 如項目33之薄膜，其中該複數個實質上角錐形之突起之該等面展現小於約可見光之一波長的一表面粗糙度。
項目44. 如項目33之薄膜，其中相鄰突起之各別基底部分實質上彼此接觸。
項目45. 如項目33之薄膜，其中該複數個角錐形突起中之每一者包括在六個與十個之間的面。
項目46. 如項目33之薄膜，其中該複數個角錐形突起在至少一個方向上減少入射至各別突起之表面的光之發散且將該入射光之大部分改向，使得針對沿著一第一方向傳播之入射光，該等突起沿著不同於該第一方向的一第二方向將光的該大部分改向。
已描述本發明之各種實施例。此等及其他實施例係在以下申請專利範圍之範疇內。
10‧‧‧背光顯示裝置/總成
12‧‧‧光源
14‧‧‧光導
15‧‧‧上表面
16‧‧‧反射器
17‧‧‧邊緣
18‧‧‧液晶顯示器
20‧‧‧光管理薄膜/光管理層
21‧‧‧光
22‧‧‧外顯示表面
23‧‧‧光
24‧‧‧反射性偏光器層
26‧‧‧改向層
30‧‧‧錐形突起
30a‧‧‧突起
32‧‧‧無光塗層/無光層
34‧‧‧反射性偏光器子層
36‧‧‧黏著劑子層
38‧‧‧透明薄膜子層
40‧‧‧錐形突起
42‧‧‧錐形突起
44‧‧‧側壁
46‧‧‧凸起側壁
48‧‧‧凹入側壁
50‧‧‧角度
52‧‧‧高度
54‧‧‧錐形突起
56‧‧‧側面
60‧‧‧線
62‧‧‧線
64‧‧‧線
66‧‧‧線
68‧‧‧線
70‧‧‧線
72‧‧‧線
74‧‧‧線
76‧‧‧線
78‧‧‧線
80‧‧‧線
82‧‧‧線
84‧‧‧線
圖1A及圖1B為說明實例背光顯示裝置之概念圖。
圖2為說明實例光管理薄膜之概念圖。
圖3為說明實例光管理薄膜及實例光導之概念圖。
圖4及圖5為說明實例光管理薄膜之兩個不同的實例反射性偏光器部分的概念圖。
圖6及圖7為說明兩個不同之實例錐形突起的概念圖。
圖8A及圖8B為說明兩個不同之實例錐形突起之水平橫截面的概念圖。
圖9為說明實例錐形突起之垂直橫截面的概念圖。
圖10為說明另一實例錐形突起之概念圖。
圖11為展示模擬錐光輸入之影像。
圖12為展示來自實例薄膜之模擬輸出的影像。
圖13為展示模擬錐光輸入之影像。
圖14為四個實例模擬薄膜中之每一者沿著垂直平面之照度對極角的曲線圖。
圖15為兩個實例模擬薄膜沿著垂直平面之照度對極角的曲線圖。
圖16為實例模擬薄膜之軸向照度對尖端寬度對基底寬度之比率的曲線圖。
圖17為兩個實例模擬薄膜組態之照度對極角的曲線圖。
圖18為五個實例模擬薄膜之照度對極角的曲線圖。
圖19為展示由包括具有四個側面之實質上角錐形之突起的實例薄膜產生之模擬輸出的影像。
圖20為展示由包括具有十個側面之實質上角錐形之突起的實例薄膜產生之模擬輸出的影像。
圖21為說明實例突起之影像。
圖22為根據平面圖展示圓錐形突起之實例陣列的影像。
圖23為根據透視圖展示圖22中之圓錐形突起之實例陣列的掃描式電子顯微鏡(SEM)影像。
圖24為說明來自光導與實例薄膜之實例組合之實例輸出的錐光影像。
圖25為錐光影像。
圖26為比較多種實例薄膜堆疊之軸向照度的曲線圖。
圖27為展示模擬錐光輸入之影像。
20‧‧‧光管理薄膜/光管理層
24‧‧‧反射性偏光器層
30‧‧‧錐形突起
30a‧‧‧突起

Claims (9)

  1. 一種薄膜，其包含：一反射性偏光器層；及複數個錐形突起，其安置於該反射性偏光器層上且遠離該反射性偏光器層成漸細狀，其中該複數個錐形突起包含複數個實質上圓錐形之突起或複數個角錐形突起中之至少一者，該複數個角錐形突起包括至少四個側面。
  2. 如請求項1之薄膜，其中該複數個錐形突起包含以一六方密積樣式配置之複數個錐形突起。
  3. 如請求項1之薄膜，其中該複數個錐形突起中之每一錐形突起包括界定一基底面積之一基底表面及界定一尖端面積的一尖端表面，其中該尖端面積小於該基底面積之約10%。
  4. 如請求項1之薄膜，其中該複數個錐形突起直接安置於該反射性偏光器層上。
  5. 如請求項1之薄膜，其中該複數個錐形突起在至少兩個相互正交之方向上減少入射光的一發散。
  6. 一種顯示器總成，其包含：一光源；一光導；一外顯示表面；及複數個錐形突起，其處於該光導與該外顯示表面之間且朝向該光導成漸細狀，其中該複數個錐形突起包含複數個實質上圓錐形之突起或複數個角錐形突起中之至少 一者，該複數個角錐形突起包括至少四個面，其中來自該光源之光傳播通過該光導進入該複數個錐形突起中。
  7. 一種薄膜，其包含複數個實質上角錐形之突起，其中該複數個角錐形突起中之每一者包括四個以上面。
  8. 如請求項7之薄膜，其中該複數個實質上角錐形之突起之各別面為實質上平面的。
  9. 如請求項7之薄膜，其中該複數個角錐形突起在至少一個方向上減少入射至各別突起之表面的光之發散且將該入射光之大部分改向，使得針對沿著一第一方向傳播之入射光，該等突起沿著不同於該第一方向的一第二方向將光的該大部分改向。
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