專利名稱：：具有多種斜率的轉(zhuǎn)向膜的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明一般涉及用來提高來自某個表面的照度的顯示器照明制品，更具體來說涉及具有多種斜率的轉(zhuǎn)向(turning)膜，用來對來自光導板的光進行重新定向。
背景技術：
：液晶顯示器(LCD)在成本和性能方面一直在獲得改進，成為許多計算機、儀器和娛樂應用優(yōu)選的顯示器種類。用于常規(guī)的膝上計算機顯示器的透射LCD是一種背光顯示器，具有設置在LCD后面的提供光的表面，用來使光向外投射，射向LCD。如何提供亮度足夠均勻的合適背光設備、同時仍保持緊湊性和低成本的難題，已經(jīng)通過以下兩種基本方法中的一種得以解決。在第一種方法中，使用提供光的表面在很寬角度范圍內(nèi)提供照度基本恒定的高度散射的光，光的散射基本上是朗伯光分布。在所述第一種方法之后，為了增大軸上和軸附近的照度，人們提出了許多種增亮膜，用來使得所述具有朗伯光分布的光的一部分重新定向，以提供更加準直的光照。第二種提供背光光照的方法是使用光導板(lightguardingplate)(LGP)，所述光導板接收來自設置在側面的燈或其它光源的入射光，通過全內(nèi)反射(TIR)在內(nèi)部導引所述的光，使光在狹窄的角度范圍內(nèi)從LGP射出。從LGP出射的光通常相對于法線具有相當陡的角度，例如等于或大于70度。在第二種方法中，隨后使用轉(zhuǎn)向膜(一類光重新定向制品)使從LGP射出的出射光朝向法線重新定向。轉(zhuǎn)向膜泛指光重新定向制品或光重新定向膜，例如為購自美國紐約州寶德溫的克拉瑞科斯有限公司(Clarex，Inc.,Baldwin,NY)的HSOT(高度散射光學透射)光導板，提供了一種用來提供這類均勻的背光的改進的方案，其不需要漫射膜(diffusionfilm)或者在制造中進行點打印(dotprinting)。HSOT光導板和其它種類的轉(zhuǎn)向膜使用各種組合的棱鏡結構陣列，使光從光導板朝向法線重新定向，或者朝向一些其它合適的目標角度重新定向，所述其它合適的目標角度通常接近垂直于二維表面。作為一個例子，美國專利第6,746,130號(Ohkawa)描述了一種光控制片，其作為用于LGP光照的轉(zhuǎn)向膜。參見圖1，圖中顯示了顯示器設備100中光導板10的總體功能。來自光源12的光在入射面18入射，進入光導板IO,所述光導板10通常如圖所示是楔形的。光在光導板IO中傳播，直到不滿足全內(nèi)反射(TIR)條件，然后可能會經(jīng)反射面142反射，從出射面16離開光導板。然后該光線射向轉(zhuǎn)向膜20，被定向而對光選通裝置(lightgatingdevice)120進行光照，所述光選通裝置120是例如LCD或其它種類的空間光調(diào)制器或其它調(diào)制光的二維背光部件。為了在大多數(shù)條件下獲得最優(yōu)化的觀察效果，發(fā)射的光應當在法線V附近較窄的角度范圍內(nèi)提供。通常在光照路徑上設置偏振器124以便為光選通裝置120(例如液晶單元)提供適于調(diào)制的偏振光。經(jīng)常在吸收偏振器124和轉(zhuǎn)向膜20之間提供反射偏振器125。參見圖2,圖中顯示了用于光導板10的常規(guī)轉(zhuǎn)向膜20a的截面示意圖,圖中顯示了關鍵角(keyangle)和幾何關系。轉(zhuǎn)向膜20a具有多個向下朝向光導板10的棱柱形結構，每個結構具有近表面24(相對接近光源12,如圖1的實施例所示)和遠表面26,兩個側面都傾斜偏離膜的法線方向V，其傾斜情況由頂角a以及相對于水平面S的底角(31和P2決定。來自光導板10的光在中心入射角ein附近的一個小范圍內(nèi)的角度入射。在轉(zhuǎn)向膜20a的平坦表面22投射到LC顯示器元件的光的出射角e。ut是由多個因素決定的，這些因素包括中心入射角ein,轉(zhuǎn)向膜20a的折射率n,以及遠表面26的傾斜底角(31。發(fā)射光線的出射角e。ut優(yōu)選垂直于轉(zhuǎn)向膜20a，但是出射角e郵可看作是目標角，對于一些應用，其實際上可相對于法線略微傾斜。對于大多數(shù)常規(guī)的轉(zhuǎn)向膜，所述目標角是法線方向。在一種常規(guī)的設置中，底角pl和p2約為56度，頂角a虧68度。入射角約為9;70°的原射線50a被重新定向至接近法線方向。但是，一些入射角為ein<70。附近的二次射線50c,50cl可以沿圖2所示的路徑傳播。二次射線50cl朝向與法線方向成較大角度的方向重新定向。另外，二次射線50c被光出射表面(lightexitingsurface)92全反射回來。因此，該現(xiàn)有轉(zhuǎn)向膜的光利用情況無法令人滿意。因此，盡管人們提出了適用于一些種類的顯示器設備和應用的轉(zhuǎn)向膜方案，但是人們?nèi)匀恍枰倪M的轉(zhuǎn)向膜。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種用來將光朝向目標角度重新定向的光重新定向制品,所述光重新定向制品包括:(a)入射面(i叩utsurface),其包括多個光重新定向結構，每個光重新定向結構包括(i)具有兩種斜率的近表面(nearsurface),其沿某一方向傾斜偏離法線，所述傾斜方向通過第一傾斜底角^、第二傾斜角(32以及第一半頂角(halfapexangle)(X2限定，所述近表面用來接收來自一定入射角范圍的入射光；(ii)遠表面(farsurface),其沿著與入射面相反的方向傾斜偏離法線，所述方向由第二底角^和第二半頂角on確定。(b)出射面(outputsurface),其與入射面相對，其中近表面和遠表面以60-70度范圍的角度(a,+a2)相對，底角J3,為82-87度。本發(fā)明還提供了一種用來將光朝向目標角度重新定向的光重新定向制品，所述光重新定向制品包括(a)入射面，其包括多個光重新定向結構，每個光重新定向結構包括(i)具有兩種斜率的近表面，其沿某一方向傾斜偏離法線，所述傾斜方向通過第一傾斜底角^、第二傾斜角P2以及第一半頂角(X2限定，所述近表面用來接收一定入射角范圍的入射光，所述第一傾斜底角^是最接近膜的基材的角度，第二傾斜角卩2是最遠離膜的基材的角度。(ii)遠表面，其沿著與入射面相反的方向傾斜偏離法線，所述方向由第二底角Yl和第二半頂角a,確定；(b)出射面，其中^一I32至少為20度。本發(fā)明還提供了一種用來將光朝向目標角度重新定向的光重新定向制品，所述光重新定向制品包括(a)入射面，其包括具有節(jié)距P的多個光重新定向結構，每個光重新定向結構包括(i)具有兩種斜率的近表面，其沿某一方向傾斜偏離法線，所述傾斜方向通過第一傾斜底角(3"第二傾斜角&、基材上的長度為L,的第一投影段(firstprojectionsegment)、基材上的長度為L2的第二投影段(secondprojectionsegment)以及第一半頂角012限定，所述近表面用來接收一定入射角范圍的入射光，所述第一傾斜底角P,是最接近膜的基材的角度，第二傾斜角p2是最遠離膜的基材的角度；(ii)遠表面，其沿著與入射面相反的方向傾斜偏離法線，所述方向由第二底角^和第二半頂角Od確定；(b)出射面，其中L,/P之比例為0.06-0.08，IVP之比例為0.152-0.238。附圖簡述圖1是常規(guī)顯示器設備的部件的橫截面圖2是具有向下朝向所述光導板的棱柱形結構的轉(zhuǎn)向膜的截面示意圖;圖3A是根據(jù)本發(fā)明的棱柱形結構近表面上具有兩種斜率的轉(zhuǎn)向膜的單個單元的截面示意圖3B是根據(jù)本發(fā)明的棱柱形結構近表面上具有四種斜率的轉(zhuǎn)向膜的單個單元的截面示意圖3C是根據(jù)本發(fā)明的棱柱形結構近表面上具有彎曲表面和兩種斜率的轉(zhuǎn)向膜的單個單元的截面示意圖3D是根據(jù)本發(fā)明的棱柱形結構近表面上具有兩種斜率、遠表面上具有兩種斜率的轉(zhuǎn)向膜的單個單元的截面示意圖4顯示了比較例和本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)；圖5是LCD顯示器系統(tǒng)中本發(fā)明轉(zhuǎn)向膜的截面示意圖6A是LCD的俯視示意圖，該LCD具有一對偏振器，該偏振器的取向相對于轉(zhuǎn)向膜的光重新定向結構的凹槽成45度角；圖6B是LCD的俯視示意圖，該LCD具有一對偏振器，該偏振器的取向相對于轉(zhuǎn)向膜的光重新定向結構的凹槽成平行或垂直方向；圖6C是具有弧形凹槽的轉(zhuǎn)向膜的俯視示意圖。具體實施例方式本發(fā)明的設備使用大體為棱柱形狀的光重新定向結構。正棱柱具有至少兩個平坦的面。但是因為所述光重新定向結構的一個或多個表面不需要在所有的實施方式中都是平坦的，而是可以為彎曲的或具有多個區(qū)段，所以在此說明書中使用更一般性的術語"光重新定向結構"。參見圖3A-3D，圖中顯示了本發(fā)明改進的轉(zhuǎn)向膜的關鍵特征。圖3A顯示了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向膜90a的一個單元，其包括具有光入射表面94和光出射表面92的基材。所述膜90a的光入射表面94側是一種棱柱形結構，其通過點Pl，P2,P3和P4限定，特征是具有近表面24和遠表面26,所述近表面至少由第一平坦段24a和第二平坦段24b組成，第一平坦段24a和水平方向S之間的夾角J32小于第二平坦段24b和水平方向S之間的夾角J3,。所述棱柱形結構還可進一步用兩個半頂角c^和a2,節(jié)距P和高度H，以及三個投影尺寸L,，L2和L3來描述。所述棱柱形結構由折射率為n的材料制成，所述基材的折射率可以大于、等于或小于n。對所述棱柱形結構的形狀和折射率n進行選擇，使得光導板IO射出的原射線50a、入射角大于所述原射線50a的二次射線50b以及入射角小于原射線50a的二次射線50c具有以下特征:所述原射線50a被近表面24的第一段24a折射，然后在遠表面26由于全內(nèi)反射而反射，最后朝向目標角度射出(通常與膜法線方向相差在5度之內(nèi))；二次射線50b也被近表面24的第一段24a折射，然后在遠表面26由于全內(nèi)反射而反射，最后沿特定的方向射出，該方向相對于其初始方向的彎曲變化大于所述原射線50a;二次射線50c被近表面24的第二段24b折射，然后在遠表面26由于全內(nèi)反射而反射，最后沿某一特定方向射出，相對于第二段24b與第一段24a具有相同斜率的情況，該特定方向更接近目標方向。在表1-5中顯示了轉(zhuǎn)向膜90a的發(fā)明實施例(顯示為"I")和比較例(顯示為"C")。在所有的這些實施例中，折射率n保持固定為1.5，棱柱的節(jié)距P約為50微米，但是節(jié)距可以為15-150微米，優(yōu)選為20-75微米，更優(yōu)選為25-50微米。當n和P保持固定的時候，存在四個獨立的參數(shù)來限定轉(zhuǎn)向膜90a的形狀，這些參數(shù)即為IVP,L2/P,^和P2。高度H和角度可通過下式進行計算。其中/:當a,=2曰寸//=P[/,tan(A)+/2tan(A)],i"一A一"、a,=tan(-^~,a=a,+a2^=90°,，丄,/2丄,"互。尸2尸尸則/,=卜'Atan(A)22tan(〃2)或者A1一2/，tan(A)1+tan(A)在表l-4中，列IVP，卩！和(32是獨立的參數(shù)。^/尸=/2=1-/，/tan(A)22tan(A)以確保^-A:90。-A,且aE2a,。最右邊的四列表示轉(zhuǎn)向膜的出射結果總功率，最大強度比，最大強度角，和軸上強度比(on-axisintensityratio)。本發(fā)明的轉(zhuǎn)向膜具有以下特征功率285%,最大強度比21.1，最大強度角等于或小于-5°。表1實施例IVPL2/PCl.l0.0770.3142280C1.20.0770.2767282C1.30.0770.250008311.10.0770.214438411.20.0770.1663385C1.40.0770扁1386卩2(°)ai(°)C(2(。)a(°)功率563434680.856563434680.872563434680.882563434680.888563434680.892563434680.896最大強度最大強度軸上強度比角(。)比0.9673.50.9401.0354.50.9201.0943.50.9971.1542.51.0741.1950.51.1721.034-4.50.961在表1中，實施例Cl.l_C1.4和II.1-11.2顯示了在L!/P=0.077，卩2=56。的條件下，Pt的影響。本發(fā)明實施例II.1和11.2的轉(zhuǎn)向膜符合以下標準:功率高(>0.88),最大峰值強度比高(>1.15),最大強度角(與法線的夾角)小G±3°)。當Pi在優(yōu)選范圍83.5°-85.5°以夕卜，其它參數(shù)都相等，只有L2/P通過式z=A/尸tan(《,)決定，以保持"/2則比較例Cl.l-C1.4的出射結果無法滿足上面所有的標準，即滿足功率(>0.85)，最大強度比(>1.10)和最大強度角(^±5°)，說明性能很差。LVP的影響表2實施例LVP<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>在表2中，比較例C2.1-C2.7和發(fā)明實施例12.1—12.14顯示了當^=85°,|32=56°時L"P的影響。當L!/P在優(yōu)選范圍0.06-0.08以夕卜，其它參數(shù)都相等，只有L2/P通過式Z2/P-l^^—AZ尸tan(《1)、確定，以保持22tan(A)"1=2="/2,則按照功率(>0.85)，最大強度比(21.10)和最大強度角(S±5°)來看，出射結果是無法接受的。表2還包括當^:84。，p2:56。時的本發(fā)明實施例12.15-12.20。&的影響表3實施例In/PL2/P(。)(°)aia2(。)(o)a(。)功率最大強最大強軸上強度比度角(°)度比C3.10.076C3.20.07613.10.07613.20.07613.30.07613.40.07613.50.076C3.30.076C3.40.0760.21123850.20102850.19059850.17994850.16卯3850.15787850.14643850.13470850.12265856030306059313162583232645733336656343468553535705436367253373774523838760.8951.0810.8941.1240.8931.1440.8921.1830.8921.1980.8931.1940.8931.1380，1.0750.8881.042-9.50.655-7.50.859-2.51.026-1.51.1400.51.1652.51.0274.50.8307.50.6019.50.421在表3中，比較例C3.1-C3.4和發(fā)明實施例13.1-13.5顯示了當L!/P=0.076，P,-85。時j32的影響。當Lt/P在優(yōu)選范圍58.5-53.5以外，其它參數(shù)都相等，只有L2/P通過式￡2/戶=1^^-^^|1|確定，以保持22tan(/2),="2=/2，則按照功率(>0.85)，最大強度比(21.10)和最大強度角(S。5°)來看，出射結果是無法接受的。滿足c^^o^的不對稱轉(zhuǎn)向膜表4<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>c4.230.076c4.240馬c4.250.076c4.260.076c4.270馬c4.280馬c4.290.0760.2285560.2485560.2685560.2885560.385560.3285560.34855630.53464.529.23463,227.93461.926.63460.625.43459.424.23458.22334570.8941.1250.8951.0920.8951.0500.8951.0050.8940.9680扁0.9280.8900.902-7.50.861-9.50.631-12.50.465-16.50.352-22.50.261-24.50.184-25.50.127表4說明可以采用本發(fā)明實施例14.1-14.15所示的不對稱轉(zhuǎn)向膜來提供可以接受的出射結果，即功率(20.85),最大強度比(21.10),以及最大強度角(^±5°)，而如比較例C4.1-C4.29所示，隨機選擇的參數(shù)無法提供令人滿意的結果。一般來說，a!和(X2之差優(yōu)選在5°以內(nèi)。折射率n的影響表5中琉ma象最大強度最力強度tti3雖fi頭施例n功率比角(°)比C5.11130.8811.0537.50.11915.11140.8801.2026.50.14715.21150.8791.3835.50.215.31160.8771.4824.50.26215.41170.8771.5234.50.29715.51180.8791.4913.50.41315.61190.8831.6332.50.54115.7120.8871.4671.50.93815.81210.8941.6010.51.40115.9122O.卯ll扁0.51.61215.101230.卯91.567-1.51.43115.111.240.9121.5280.51.46815.121250.9151.4760.51.42715,131.260.9171.485-1.51.35915.141.270.9211.4030.51.39915.151.280.9211.335-1.51.29315.161.290.9231.326-0.51.29215.171.30.9231.269-0.51.24315.181310.9241.302-1.51.23115.191.320.9241.257-2.51.23815.201330.9231.287-1.51.24315.211.340.9221.254-0.51.25115.221.350.9211.2400.51.23815.231.360.9201.2231.51■21215.241.370.91812270.51.22215.25I.380.9171.231-0.51.2215.261390.9141.219-0.51.20415.271.40.9121.2160.51.21515.281.410.91012310.51.22415.291.420.卯912420.51.22615.301.430.9061.2130.51.20215.311.440.90512380.51.20215.321450.卯31.2270.51.19915■331460，1.2240.5I.19315,,341470.8981.2050.51.18815..351.480.8961.2021.51.17915.361.490.8941.1961.51.17915,.371.500.89212041.5115815,.381.510.8891.1911.51.14015,.391.520.88711570.51.13915..401,.530.8851.1552.51..13215.■411.540.8841.1921.51,.12015..421.550.8811.1492.51■09115..431■660.8611■1133.51.022C5.21670.86010744.50991表5顯示了當L!/P二0.075,(3i=85°,卩2=56°且￡/P=izM^—^^ll=0.17339，《1=2="/2=34°的時候，折射率n222tan(A)的影響。發(fā)明實施例15.1-15.43表明，要實現(xiàn)功率高、最大強度比高，同時將最大強度角保持在與法線夾角5度以內(nèi)，折射率n優(yōu)選為1.15-1.66,更優(yōu)選為1.18-1.55，最優(yōu)選為1.19-1.31。當n為1.15-1.28，最大強度比大于1.3,有時候大于1.6，這顯著大于當n=1.5時的最大強度比(約1.2)。對于比較例C5.1和C5.2,最大強度低于1.1。對于根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向膜卯a(chǎn),—個最接近光出射表面的平坦表面的傾斜角為P產(chǎn)85。，另一個最遠離光出射表面的平坦表面的傾斜角為p2=56°。現(xiàn)有技術實施例與本發(fā)明實施例之間的比較最大強度最大強度軸上強度<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>比較例CI與本發(fā)明實施例II.1相同，不同之處在于，比較例CI僅包括一種斜率。比較例C1具有低得多的功率，約為0.79,低得多的最大強度比，約1.07,而相比之下，本發(fā)明實施例II.1的功率約為0.89，最大強度比約為1.15。比較例C2的功率和最大強度比幾乎與本發(fā)明實施例11.1和11.2相等。但是，相對于本發(fā)明實施例II.1和11.2的頂角(約68°)，比較例C2的頂角小得多(約41°),這意味著本發(fā)明的轉(zhuǎn)向膜更容易制造。本發(fā)明轉(zhuǎn)向膜的優(yōu)點在于，最大強度比(光學增益)高，以及頂角大，使其易于制造。近表面上具有四種斜率的轉(zhuǎn)向膜圖3B顯示根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向膜90b的另-實施L"PL2/PL3/PL4/Pp，p2例(。)(。)160.065350.026780.056800.094028577.76當n=1.5,功率最大強度比最大強度角(。)軸上強度比0.8931.271-2.51.214最靠近光出射表面的一個平坦表面的傾斜角為P產(chǎn)85。，最遠離光出射表面的另一個平坦表面的傾斜角為P4=56°。因此，它們的差為29°。另外兩個傾斜角之差為卩2-(33=14.51°，這大于13廣Pf7.24。，pr(34=7.25°。而且，p2-(33-種實施方式。一個實施例為:p3P4ia2a(°)(。)(°)(。)(。)63.2556343468約為Pi-P2和&-(34的兩倍。近表面上具有兩種斜率和彎曲表面的轉(zhuǎn)向膜圖3C顯示根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向膜90c的另一種實施方式。現(xiàn)在圖3A中的點P2用半徑為R2的彎曲表面代替(N-1.5)。L,/PL2/PPip2(o)(。)0.0760.169038556實施例R2/P功率(。)34Ol2(。)34a(。)68最大強最大強度戊tb用d軸上強度比17.10.10.8921.234-0.51.22717.20.20.8931.2590.51.24017.30.30.8931.272-2.51.24017.40.40.8941.292-1.51.23217.50.50.8951.312-1.51.22117.60.60.8951.300-1.51.21717.70.80.8971.274-1.51.22617.81.0O扁1.2160.51.20717.91.168820.8991.175-1.51.128盡管上面所有的本發(fā)明實施例17.1-17.9都能夠滿足所述標準，但是發(fā)現(xiàn)R2/P優(yōu)選為0.1-1.16882，更優(yōu)選為0.3-0.8，最優(yōu)選為0.4-0.6，以進一步提高最大強度比。點P3還可以是彎曲的，曲率半徑為R3。R3/P優(yōu)選小于0.2。近表面上具有兩種斜率，并且遠表面上具有兩個彎曲表面或兩個區(qū)段的轉(zhuǎn)向膜。圖3D顯示根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)向膜90d的另一種實施方式。轉(zhuǎn)向膜90d在近表面24上的特征與轉(zhuǎn)向膜90a,90b,卯c之一相同，轉(zhuǎn)向膜90d還具有另一個表面26a,該表面26a是斜率不同于26的其它部分的平坦區(qū)段，或者是凸起或凹陷的彎曲表面。實施例實施方式的光強分布圖4顯示了通過本發(fā)明實施例II.1和比較例Cl的轉(zhuǎn)向膜的光的最大光強比-極角(polarangle)曲線。圖中還顯示了從光導板射出的光的光強分布，該光線隨后入射到轉(zhuǎn)向膜上?？梢郧宄乜闯?，本發(fā)明實施例Il.l的轉(zhuǎn)向膜幾乎在所有角度上都得到比比較例Cl的轉(zhuǎn)向膜更高的光強。顯示器設備和偏振器的取向本發(fā)明的設備和方法允許支持部件有多個可能的結構，從而為LCD提供光線。圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明使用轉(zhuǎn)向膜90的顯示器設備60的截面示意圖，所述轉(zhuǎn)向膜90可以是90a，90b,90c,90d中的任一種。LC空間光調(diào)制器70對從光導板10和轉(zhuǎn)向膜90接收的光進行調(diào)制。為LC空間光調(diào)制器70提供了后偏振器72和前偏振器73。圖6A是LC空間光調(diào)制器70的偏振光透射軸172和173的俯視示意圖，其使用一對偏振器，它們相對于光重新定向結構75以及在圖6A中垂直延伸的轉(zhuǎn)向膜90的凹槽呈45度取向。在此情況下，LC空間光調(diào)制器70可以是扭轉(zhuǎn)向列(TN)LCD,其為用于筆記本電腦和監(jiān)視器顯示器的主要模式。圖6B是顯示LC空間光調(diào)制器70的偏振光透射軸172和173的俯視示意圖，其使用一對偏振器，所述偏振器的取向平行或垂直于轉(zhuǎn)向膜90的凹槽和光重新定向結構75。在此情況下，LC空間光調(diào)制器70可使用垂直對準的(VA)LCD或IPSLC元件。后偏振器透射軸172平行于橫截面。在一個實施方式中，顯示器設備包括一對正交偏振器，其中所述光重新定向結構沿伸長方向伸長，所述正交偏振器各自沿著基本平行于或垂直于光重新定向制品的伸長方向的方向取向。在另一個實施方式中，所述顯示器設備包括一對正交偏振器，所述光重新定向結構沿伸長方向伸長，所述偏振器基本沿與所述光重新定向制品的伸長方向成+/-45°的方向取向。圖6C是另一個實施方式中，具有弧形伸長的光重新定向結構75的轉(zhuǎn)向膜90的俯視示意圖。這種結構有益于在光導板10的一個或多個角上使用點光源(例如發(fā)光二極管(LED))，以具有更緊湊的設計。后偏振器透射軸172或多或少平行于橫截面。用來形成轉(zhuǎn)向膜90a-90d的材料本發(fā)明的轉(zhuǎn)向膜90a-90d可以用折射率通常約為1.40-1.66的聚合物材料制造?？赡艿木酆衔锝M合物包括，但不限于聚(甲基丙烯酸甲酯)，聚(環(huán)烯烴)，聚碳酸酯，聚砜以及包含以下物質(zhì)的組合的各種共聚物丙烯酸酯、丙烯酸脂環(huán)烷酯，碳酸酯，苯乙烯類，砜和已知能夠提供所需光學性質(zhì)、特別是在可見光范圍具有高透射率和低濁度的其它部分。上述聚合物的各種相容性混合物也可用作本發(fā)明的材料組合。聚合物組合物可以是熱塑性或熱固性的。前者可通過需要良好熔融加工性能的合適的熔融工藝制造，后者可通過合適的紫外澆鑄和固化法或熱固化法來制造。本發(fā)明的轉(zhuǎn)向膜90a-90d可使用折射率為1.12-1.40的材料制造。示例性的材料為無機材料，例如MgF。另外，材料包括形成于折射率為1.48-1.59的常規(guī)聚合物材料和空氣(n二l)之間的光柵。另外，還可使用低折射率材料(11<1.4)和折射率約為1.40-1.50的材料的混合物。轉(zhuǎn)向膜的最大強度比(即光學增益)、最大強度角(即峰值角)和功率。一般來說，光分布用空間和角度分布來限定。通過在光導板的頂面和/或底面上小心地設置微型元件，光的空間分布可以變得非常均勻。光的角度分布用光強i隨極角e和方位角的變化關系來限定。光的角度分布用EZContrast160測定(得自法國埃爾丁(Eldim，F(xiàn)rance))。極角9是光線方向與光導板法線方向V之間的夾角。方位角是光在垂直于法線方向V的平面上的投影與平行于光導板長度方向的方向之間的夾角。光導板的長度方向垂直于光源12和垂直方向v。光的角度分布用照度l隨極角e和方位角的變化關系來限定。照度L和光強I之間的關系為L=//cos^)。所述最大強度角也被稱為光分布的峰值角，定義為出現(xiàn)最大光強的極角。隨后各光強分布限定了最大(或峰值)光強和最大強度(或峰值)角。轉(zhuǎn)向膜的最大強度比(也稱為光學增益)或者歸一化的峰值強度定義為透射過轉(zhuǎn)向膜的光的最大光強與從光導板發(fā)射的光的最大光強之比。結果，轉(zhuǎn)向膜的最大強度比并不取決于光源的絕對水平，而是主要取決于轉(zhuǎn)向膜自身的設計。轉(zhuǎn)向膜的功率是通過轉(zhuǎn)向膜的光的總量與入射到轉(zhuǎn)向膜上的光的總量之比。因此，可以根據(jù)以下兩個關鍵量來比較各種轉(zhuǎn)向膜設計:透射過轉(zhuǎn)向膜的光的最大強度比(或光學增益)和最大強度角。部件列表10.光導板12.光源14.端面16.出射面18.入射面20,20a.轉(zhuǎn)向膜22.平坦表面24.近表面24a.近表面上的第一平坦段24b.近表面上的第二平坦段26.遠表面50a.原射線50b.二次射線50c,50c1.二次射線52.反射面60.顯示器設備70.LC空間光調(diào)制器72.后偏振器73.前偏振器75.光重新定向結構82.點光源90,90a,90b，90c,90d轉(zhuǎn)向膜92.光出射表面94.光入射表面96.基材100.顯示器設備120.光選通裝置124.偏振器125.反射偏振器142.反射面172，173.透射軸a.頂角aj.半頂角a2.半頂角傾斜底角|32，P3,卩4.傾斜角傾斜底角—w齒ein.第一光導板的入射角e。ut.出射角v.膜法線方向s.水平方向權利要求1.一種用來將光朝向目標角度重新定向的光重新定向制品，所述光重新定向制品包括(a)入射面，其包括多個光重新定向結構，每個光重新定向結構包括(i)具有兩種斜率的近表面，其沿某一方向傾斜偏離法線，所述傾斜方向通過第一傾斜底角β1、第二傾斜角β2以及第一半頂角α2限定，所述近表面用來接收來自一定入射角范圍的入射光；(ii)遠表面，其沿著與入射面相反的方向傾斜偏離法線，所述方向由第二底角γ1和第二半頂角α1確定；(b)出射面，其與入射面相對，其中近表面和遠表面以60-70度范圍內(nèi)的角度(α1+α2)相對，底角β1為82-87度。2.如權利要求1所述的光重新定向制品，其特征在于，所述近表面具有四種斜率，沿一種方向傾斜偏離法線，所述方向通過第一傾斜底角p1;第二傾斜角|32,第三傾斜角P3,第四傾斜角P4,以及第一半頂角Ct2限定，所述近表面用來接收來自一定入射角范圍的入射光。3.如權利要求1所述的光重新定向制品，其特征在于，所述近表面具有彎曲的表面。4.如權利要求1所述的光重新定向制品，其特征在于，所述光重新定向結構由折射率為1.15-1.46的材料形成。5.如權利要求1所述的光重新定向制品，其特征在于，0H和(X2之差小于5度。6.—種用來將光朝向目標角度重新定向的光重新定向制品，所述光重新定向制品包括(a)入射面，其包括多個光重新定向結構，每個光重新定向結構包括(i)具有兩種斜率的近表面，其沿某一方向傾斜偏離法線，所述傾斜方向通過第一傾斜底角^、第二傾斜角&以及第一半頂角(X2限定，所述近表面用來接收一定入射角范圍的入射光，所述第一傾斜底角P!是最接近膜的基材的角度，第二傾斜角P2是最遠離膜的基材的角度；(ii)遠表面，其沿著與入射面相反的方向傾斜偏離法線，所述方向由第二底角^和第二半頂角a,確定；(b)出射面，其中(3,—(32至少為20度。7.如權利要求6所述的光重新定向制品，其特征在于，p,-P2為25-35度。8.如權利要求6所述的光重新定向制品，其特征在于，所述近表面還包括兩個傾斜角|33和卩4，滿足(3!>P3>|34>|32，并且&-P4約為Pi-卩3或|34-^的兩倍。9.如權利要求IO所述的光重新定向制品，其特征在于，所述近表面還具有彎曲的表面。10.—種用來將光朝向目標角度重新定向的光重新定向制品，所述光重新定向制品包括(a)入射面，其包括具有節(jié)距P的多個光重新定向結構，每個光重新定向結構包括(i)具有兩種斜率的近表面，其沿某一方向傾斜偏離法線，所述傾斜方向通過第一傾斜底角h、第二傾斜角P2、基材上的長度為I^的第一投影段、基材上的長度為L2的第二投影段以及第一半頂角a2限定，所述近表面用來接收一定入射角范圍的入射光，所述第一傾斜底角^是最接近膜的基材的角度，第二傾斜角(32是最遠離膜的基材的角度；(ii)遠表面，其沿著與入射面相反的方向傾斜偏離法線，所述方向由第二底角^和第二半頂角w確定；(b)出射面，其中Lj/P之比例為0.06-0.08,L2/P之比例為0.152-0.238。全文摘要本發(fā)明提供了一種用來將光朝向目標角度重新定向的光重新定向制品，所述光重新定向制品包括入射面，其包括多個光重新定向結構，每個光重新定向結構包括具有兩種斜率的近表面，其沿某一方向傾斜偏離法線，所述傾斜方向通過第一傾斜底角β₁、第二傾斜角β₂以及第一半頂角α₂限定，所述近表面用來接收來自一定入射角范圍的入射光；遠表面，其沿著與入射面相反的方向傾斜偏離法線，所述方向由第二底角γ₁和第二半頂角α₁確定。本發(fā)明還提供了出射面，其與入射面相對，其中近表面和遠表面以60-70度范圍內(nèi)的角度(α₁+α₂)相對，底角β₁為82-87度。文檔編號G02B6/00GK101419306SQ20081016888公開日2009年4月29日申請日期2008年9月27日優(yōu)先權日2007年10月3日發(fā)明者朱新羽,米向東申請人:羅門哈斯丹麥金融有限公司