專利名稱：在用于制造光學(xué)膜、組件或波導(dǎo)的基板中切割或形成凹穴的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在基板中切割或是形成一個(gè)或多個(gè)光學(xué)組件形狀的凹穴以在光學(xué)基板上或是其中形成相應(yīng)的光學(xué)組件圖案的方法，光學(xué)基板包括膜、組件或是波導(dǎo)等等。
背景技術(shù)：
在光學(xué)基板的一個(gè)或多個(gè)表面上或是內(nèi)提供多個(gè)光學(xué)組件以導(dǎo)引光穿過(guò)光學(xué)基板是普遍地知道的，光學(xué)基板包括膜、組件或是波導(dǎo)。至少一些光學(xué)組件可以具有至少兩個(gè)表面，其共同形成背脊，并且至少一些光學(xué)組件相對(duì)于光學(xué)基板的長(zhǎng)度及寬度是十分小的。
使用研磨或是雷射切割來(lái)切割在平坦薄片或是平板上這種光學(xué)組件形狀之凹穴的預(yù)定圖案，以及使用在薄片或是平板上的切割光學(xué)組件形狀以在光學(xué)基板中或是上形成相應(yīng)的光學(xué)組件圖案，是普遍地知道的。這種方法的缺點(diǎn)是切割或是形成特定外形光學(xué)組件的凹穴是很難及很貴的，這些光學(xué)組件形狀特別包括具有至少兩個(gè)表面，其共同形成一個(gè)背脊并且相對(duì)于光學(xué)基板的長(zhǎng)度及寬度是比較小的。而且用來(lái)制造這些幾何形狀的旋轉(zhuǎn)工具是十分昂貴及難做的，并且因?yàn)槿缙茡p等而只有比較短的使用壽命，更進(jìn)一步增加制造這些幾何形狀之凹穴的成本。

發(fā)明內(nèi)容
制造包含一個(gè)或更多光學(xué)組件圖案的光學(xué)基板，這些光學(xué)組件具有至少兩個(gè)表面，其共同形成一個(gè)背脊并且相對(duì)于光學(xué)基板的長(zhǎng)度及寬度是比較小的，其中使用一個(gè)工具以在基板中切割或是形成此種光學(xué)組件形狀之圖案的凹穴，在切割或是形成期間沒有工具或是基板的旋轉(zhuǎn)，并且之后使用基板以形成具有光學(xué)組件的光學(xué)基板，光學(xué)組件在光學(xué)基板的至少一個(gè)表面上或是內(nèi)部，而相應(yīng)于在基板內(nèi)的凹穴，如此實(shí)質(zhì)降低了此制造上的困難和成本。
用來(lái)在基板內(nèi)切割或是形成光學(xué)組件形狀之凹穴的工具，在切割或是形成期間，可以垂直或不垂直于工具路徑。此外工具也可以具有對(duì)稱或是非對(duì)稱的切割或形成尖端，或是在工具的切割或形成路徑(切割運(yùn)動(dòng))之平面的任意一邊具有對(duì)稱或是非對(duì)稱輪廓。如果工具的切割運(yùn)動(dòng)平面的任意一邊具有對(duì)稱的輪廓，凹穴在切割或是形成期間之共同形成一個(gè)背脊的至少兩個(gè)表面是具有對(duì)稱的表面，而如果工具切割或是形成路徑平面的任何一邊具有非對(duì)稱的輪廓，凹穴在切割或是形成期間之共同形成一個(gè)背脊的至少兩個(gè)表面是具有非對(duì)稱的表面。而且至少一些凹穴可以具有一個(gè)平面及一個(gè)曲面或是兩個(gè)曲面。此外至少一些凹穴可以只具有兩個(gè)表面，其中一個(gè)是平的以及另一個(gè)是彎曲的。替代地，兩個(gè)表面可以都是彎曲的。
在切割或是形成期間中，工具和基板中的一者或是兩者可以彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)而沒有彼此相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)。放置基板或是工具，以在每個(gè)切割或是形成過(guò)程之前使每個(gè)凹穴產(chǎn)生一個(gè)特定的位移。此外基板或是工具可以在切割或形成至少某些凹穴之前彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)，以使這些凹穴產(chǎn)生不同的指向。具有相同指向的其它凹穴可以被接續(xù)切割或是形成，使得基板或是工具只需要在一些凹穴的切割或是形成之間才旋轉(zhuǎn)。
工具可以具有切割或是形成邊緣，其位于一個(gè)平行于基板表面垂直向量的平面中，或是在切割或是形成期間平行于工具的路徑的平面中。此外工具可以沿著一個(gè)非線性路徑移動(dòng)或是一個(gè)線性路徑移動(dòng)進(jìn)入基板，非線性路徑可以是一條曲線，而線性路徑可以在切割或是形成期間在離散點(diǎn)改變方向。
基板上要切割或是形成凹穴的表面可以是平坦、彎曲、圓錐形或是圓柱形。此外至少一些凹穴可以在尺寸、形狀、角度、旋轉(zhuǎn)、指向、密度、深度、高度，類型或是位移中變化，并且可以與其它凹穴重疊、相交或是連鎖。甚至，至少一些凹穴可以在基板中隨機(jī)變化，且至少一些背脊可以大致地朝著相同的方向，并且可以在外形上被彎曲、分段或是混合。
基板本身或是基板之沉積或是鏡像復(fù)制品可以用來(lái)形成這種光學(xué)基板，透過(guò)模造、熱形成、熱壓印、浮凸壓印、壓擠、或是輻射固化等等來(lái)制造。使用根據(jù)本發(fā)明之基板(或是基板沉積或是鏡像復(fù)制品)制造的光學(xué)基板可以具有一個(gè)光線入口表面以及具有一個(gè)相對(duì)的光線出口表面，而在至少一個(gè)表面上形成至少一些光學(xué)組件，其具有在60到80度之間或者85到95度之間的背脊角。而且，光學(xué)組件可以實(shí)質(zhì)上覆蓋光學(xué)基板之至少一表面的至少90％。
為了完成上述的以及相關(guān)的目標(biāo)，本發(fā)明因此包括在下文更完整描述的特征，并且更特別在申請(qǐng)專利范圍中指出，用來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明之特定實(shí)施例的下列描述以及附加圖式是說(shuō)明性的，它們不過(guò)是可以應(yīng)用本發(fā)明原理的一些不同方法。


圖1是根據(jù)本發(fā)明之光重新導(dǎo)向膜系統(tǒng)之一種形式的側(cè)視圖解；圖2是圖1背光以及光重新導(dǎo)向膜系統(tǒng)之部份放大分解側(cè)視圖；圖3以及4是本發(fā)明其它形式之光重新導(dǎo)向膜系統(tǒng)的側(cè)視圖解；圖5-20是顯示本發(fā)明光重新導(dǎo)向膜上個(gè)別光學(xué)組件之不同圖案的立體圖解或是平面圖；圖5a-5n是光重新導(dǎo)向膜上個(gè)別光學(xué)組件可以采取之不同幾何形狀的立體圖解；圖21是光重新導(dǎo)向膜之立體圖解，其具有面對(duì)膜一個(gè)角落的彎曲圖案而延伸穿過(guò)膜的光學(xué)溝槽；
圖22是光重新導(dǎo)向膜之俯視圖，其具有延伸穿過(guò)膜而面對(duì)膜一個(gè)邊緣之中點(diǎn)的光學(xué)溝槽圖案，其隨著與一邊緣的距離增加而曲率減少；圖23是圖22光重新導(dǎo)向膜從其左端來(lái)看的一個(gè)末端視圖；圖24是圖22光重新導(dǎo)向膜的側(cè)視圖；圖25及26是背光/光發(fā)射面板總成之表面區(qū)域的放大分解平面圖，其顯示在一個(gè)背光表面里面或是上面的光學(xué)形變物之各種形式；圖27及28分別是穿過(guò)圖25以及26一個(gè)光學(xué)形變物的放大縱切面；圖29以及30是穿過(guò)光學(xué)形變物的其它形式的縱切面放大圖，該形變物在背光表面上或是內(nèi)形成；圖31-39是背光表面區(qū)域之放大立體圖解，該區(qū)域包含其它良好定義形狀之個(gè)別光學(xué)形變物的各種圖案；圖40是背光表面上或里面形成的另一形式之光學(xué)形變物的放大縱切面圖；圖41以及42是背光表面區(qū)域的放大俯視圖解，該區(qū)域包含相似于在圖37以及38顯示之外形的光學(xué)形變物，安排在沿著表面區(qū)域的長(zhǎng)度及寬度的多個(gè)直線橫排之中；圖43以及44是背光表面區(qū)域的放大俯視圖解，該區(qū)域包含亦相似于在圖37以及38顯示之外形的光學(xué)形變物，安排在沿著表面區(qū)域的長(zhǎng)度及寬度之錯(cuò)開的橫排之中；圖45以及46是背光表面區(qū)域的放大俯視圖解，其包含表面區(qū)域上不同大小之光學(xué)形變物的隨機(jī)或是可變圖案；圖47是背光表面區(qū)域的放大立體圖解，其顯示隨著距光輸入表面的距離增加或是光強(qiáng)度沿著表面區(qū)域的長(zhǎng)度方向增加，則光學(xué)形變物的大小增加；圖48以及49是顯示沿著背光表面區(qū)域長(zhǎng)度及寬度的光學(xué)形變物具有不同角度指向的立體圖解；圖50以及51是顯示由聚焦光源發(fā)射的范例光線如何由不同個(gè)別光學(xué)形變物反射或是折射的放大立體圖解，該光學(xué)形變物在背光表面區(qū)域有良好定義的形狀；圖52、53、57-60、63以及64是顯示工具的立體圖解，工具用來(lái)切割或是形成光學(xué)組件形狀的凹穴，其具有要求的尺寸、形狀、角度、旋轉(zhuǎn)、指向、密度、深度、高度、類型、位置，而位于平坦、彎曲或是圓柱基板，其中凹穴具有至少兩個(gè)表面共同形成一個(gè)背脊；圖54是顯示一個(gè)工具尖端的放大分解正面圖解，其具有至少一個(gè)切割或是形成的邊緣，邊緣平行于工具穿越路徑、以在切割或是形成期間在凹穴里形成至少一個(gè)平面；圖55a-55d是個(gè)別凹穴之不同代表性幾何形狀的放大立體圖解，其可以在基板中切割或形成；圖56a是一個(gè)工具的前視圖解，其具有切割或是形成的尖端，該尖端在工具軸以及工具切割路徑都是對(duì)稱的；圖56b是一個(gè)工具的前視圖解，其具有切割或是形成的尖端，該尖端在工具軸是不對(duì)稱的但是在工具切割路徑是對(duì)稱的；圖61a-61c是代表性非線性工具穿越路徑的圖解說(shuō)明；圖62a-62c是代表性線性工具穿越路徑的圖解說(shuō)明；圖65-67是顯示生產(chǎn)工具的正視圖解，工具由包含凹穴的基板或是基板沉積或是鏡像復(fù)制品所做的，用來(lái)以模造、熱形成、熱壓印、浮凸壓印、壓擠以及/或是輻射固化等等來(lái)形成光學(xué)基板。
圖中主要組件符號(hào)說(shuō)明1光重新導(dǎo)向膜系統(tǒng)2重新導(dǎo)向膜
3基板5光學(xué)組件6光出口表面7光入口表面8基板10、12表面13圓錐型14圓蓋形狀15、16、17表面18金字塔形19三角形邊20、22平坦斜邊23邊24頂端26冷陰極螢光燈25光鍍膜26光源30光學(xué)擴(kuò)散片32組35光學(xué)溝槽40背反射片(圖1～4)、圖案(圖15)41卷50光學(xué)形變物51凸出52背光表面區(qū)域
53凹入54反射/折射表面55邊緣56邊緣部分57末端墻58、58’光汲取形變物59反射/折射表面60末端墻61、62側(cè)壁63光汲取形變物64反射/折射表面65側(cè)壁或末端墻66光汲取形變物67反射/折射表面68邊緣部分69末端壁70側(cè)壁71、72光汲取形變物73反射/折射表面74末端墻75側(cè)壁76、77、78形變物79平坦表面80形變物81凹入
82群85光學(xué)形變物86、87排90光線91光過(guò)渡區(qū)域92面板構(gòu)件93、94側(cè)邊95輸入邊緣100工具101、102凹穴103基板104、105切割運(yùn)動(dòng)106工具尖端107邊緣108工具穿越路徑109平面110曲面111背脊115尖端116、117曲面118、119背脊120切割運(yùn)動(dòng)121、122、123尖端125切割運(yùn)動(dòng)126尖端
130、131、132、133、134、135穿越路徑140凹穴141、142曲線143背脊150工具151注射模具152光學(xué)基板153基板材料BL背光D液晶顯示器I、I’夾角R光線RA背脊角度T穿透反射片具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述圖1及圖2是根據(jù)本發(fā)明光重新導(dǎo)向膜系統(tǒng)1之一種形式的圖解，包括光重新導(dǎo)向膜2，其重新分布由背光BL或是其光他源發(fā)出的更多光發(fā)射，朝向一個(gè)更垂直于膜表面的方向。膜2可以用來(lái)從幾乎任何用于照亮顯示器D(例如用于膝上計(jì)算機(jī)、文字處理機(jī)、航空電子顯示、行動(dòng)電話、PDA等等的液晶顯示器)的光源而在所要的觀看角度內(nèi)重新分布光線。液晶顯示器可以是任何類型，包括用示意圖1以及2顯示的穿透式液晶顯示器、用示意圖3顯示的反射式液晶顯示器以及用示意圖4顯示的穿透反射式液晶顯示器。
用圖3顯示的反射液晶顯示器D包括一個(gè)背反射片40，相鄰于背部以反射進(jìn)入顯示器的周邊光線，回到顯示器外面以增加顯示的亮度。本發(fā)明的光重新導(dǎo)向膜2相鄰放置于反射式液晶顯示器頂部，以把周邊光線(或是來(lái)自前面的光)重新導(dǎo)向進(jìn)入顯示器，朝著一個(gè)與膜平面更垂直的方向以經(jīng)由背反射片反射回到外面，其在期望的觀看角度內(nèi)增加顯示器的亮度。光重新導(dǎo)向膜2可以貼附、層合或是其它方式固定在液晶顯示器的頂部。
圖4顯示穿透反射式液晶顯示器D，包括放置在顯示器及背光BL之間的穿透反射片T，以反射進(jìn)入顯示器前面的周邊光線回到顯示器外面，以增加顯示器在明亮環(huán)境里的亮度，并且從背光傳送光線穿過(guò)穿透反射片以及到顯示器的外面，來(lái)在一個(gè)暗環(huán)境里照亮顯示器。在這個(gè)實(shí)施例中，光重新導(dǎo)向膜2可以相鄰于顯示器的頂部或是相鄰于顯示器的底部放置，或是用示意圖4顯示的頂部以及底部都有，以更垂直膜平面地將周邊光線及/或來(lái)自背光的光重新導(dǎo)向或是重新分布，使光線輸出分布更可接受地穿越顯示器而增加顯示器的亮度。
光重新導(dǎo)向膜2包括一個(gè)薄透明膜或是基板8，其具有離散之個(gè)別光學(xué)組件5的圖案，其在光出口表面6上具有良好定義的形狀以折射入射光分布，使膜射出的光線分布在一個(gè)與膜表面更垂直的方向。
個(gè)別光學(xué)組件5的每一個(gè)具有比膜寬度及長(zhǎng)度小很多倍的寬度及長(zhǎng)度，并且可以凹入或是凸出于膜的出口表面所形成。這些個(gè)別光學(xué)組件5包括至少一個(gè)傾斜表面以折射入射光朝向垂直于光出口表面的方向。圖5顯示在膜2上個(gè)別光學(xué)組件5的一個(gè)圖案。這些光學(xué)組件可以帶有很多不同的形狀。例如，圖5a顯示一個(gè)具有總共兩個(gè)表面10、12的非棱柱光學(xué)組件5，其中兩面都是斜的。在圖5a里顯示的表面10是平坦的或是平面而另一表面12是彎曲的。而且，兩個(gè)表面10、12彼此相交也與膜的表面相交。替代地，個(gè)別光學(xué)組件中的兩個(gè)表面10、12可以是彎曲如圖5b示意圖所示。
替代地，每一個(gè)光學(xué)組件5可以只具有一個(gè)彎曲且斜的表面，并且與膜相交。圖5c顯示一個(gè)圓錐型13形狀的這種光學(xué)組件5，而圖5d顯示另一個(gè)具有半球形或是圓蓋形狀14的這種光學(xué)組件。此外，這種光學(xué)組件可以具有多于一個(gè)與膜表面相交的斜面。
圖5e顯示一個(gè)具有總共三個(gè)表面的光學(xué)組件5，所有表面與膜相交并且彼此相交。兩表面15以及16彎曲，而第三個(gè)表面17是平坦的。
圖5f顯示金字塔形18的光學(xué)組件5，其具有4個(gè)三角形邊19彼此相交并且與膜相交。金字塔18的邊19都可以具有如圖5f中所示的相同大小與形狀，或是金字塔18的邊19可以伸展，因此邊具如圖5g中所示的不同周邊形狀。此外，光學(xué)組件5可以具有任何數(shù)量的平坦斜邊。圖5h顯示一個(gè)具有4個(gè)平坦斜邊20的光學(xué)組件5，而圖5i顯示具有8個(gè)平坦斜邊20的光學(xué)組件5。
個(gè)別光學(xué)組件5也可以具有不止一個(gè)的彎曲以及不止一個(gè)的平坦斜表面，全部都與膜相交。圖5j顯示一個(gè)光學(xué)組件5具有一對(duì)相對(duì)相交平坦斜邊22以及相對(duì)圓化或是彎曲的末端或是邊23。甚至，平坦斜邊22以及彎曲的末端或是邊23可以具有如圖5k以及5l中所示的不同傾斜角度。而且，光學(xué)組件5可以具有至少一個(gè)不與膜相交的曲面。一個(gè)這種光學(xué)組件5在圖5m中顯示，其包括一對(duì)相對(duì)傾斜的平坦邊22，以及相對(duì)圓化或是彎曲的末端或是邊23，以及與相對(duì)斜邊及相對(duì)圓化末端相交的圓化或彎曲頂端24。甚至，光學(xué)組件5可以如5n所示沿著他們的長(zhǎng)度彎曲。
提供具有平面及曲面組合的個(gè)別光學(xué)組件5，重新導(dǎo)向或是重新分布一個(gè)比由溝槽膜可能產(chǎn)生的更大可見區(qū)域。此外，表面的彎曲率，或是個(gè)別光學(xué)組件彎曲區(qū)域?qū)ζ矫鎱^(qū)域的比率可以變化，以設(shè)計(jì)膜的光輸出分布，以客制化配合膜所使用之顯示組件的可見區(qū)域。
膜2的光入口表面7可以具有光鍍膜25(參閱圖2)，例如一層抗反射鍍膜、反射偏光膜、延遲鍍膜或是偏光片。此外，取決于視覺外表需求，可以在光入口表面7上面提供一個(gè)霧面或是擴(kuò)散紋路。霧面產(chǎn)生柔軟的影像如但不是那么明亮。本發(fā)明個(gè)別光學(xué)組件5的平面以及曲面的結(jié)合可加以建構(gòu)，以不同方向來(lái)重新導(dǎo)向一些沖擊其上的光線，以產(chǎn)生一個(gè)更柔軟的影像，而在膜的入口表面上不需要另外的擴(kuò)散片或是霧面。
光重新導(dǎo)向膜2的個(gè)別光學(xué)組件5最好也彼此重疊在一個(gè)錯(cuò)開的、連鎖的以及/或是相交的構(gòu)造，以產(chǎn)生具有極好的表面區(qū)域覆蓋之光學(xué)結(jié)構(gòu)。例如在圖6、7、13以及15顯示了光學(xué)組件5彼此相互的交錯(cuò)位移；圖8-10顯示彼此相交的光學(xué)組件5；以及圖11以及12顯示彼此相交的光學(xué)組件5。
而且光重新導(dǎo)向膜2的光學(xué)組件5的斜面角度、密度、位置、指向、高度或是深度、形狀以及/或是大小可以匹配或是調(diào)整到背光BL或是其它光源的特別光線輸出，以應(yīng)付背光發(fā)射之光分布的變異，而在一個(gè)期望的觀看角度內(nèi)重新分布更多由背光發(fā)射的光線。例如，隨著離背光BL光源26的距離增加，光學(xué)組件5斜表面(例如表面10、12)與光重新導(dǎo)向膜2之間的角度可以更改，以應(yīng)付當(dāng)從光源的距離增加時(shí)在不同角度之背光發(fā)射光線R的方式，如圖2顯示。此外，背光BL本身可以設(shè)計(jì)為在較低角度發(fā)射更多光線以增加背光發(fā)射的光量，并且倚賴光重新導(dǎo)向膜2而在一個(gè)想要觀看角度內(nèi)重新分布更多的發(fā)射光線。以這種方法，可以選擇光重新導(dǎo)向膜2的個(gè)別光學(xué)組件5，以與背光的光學(xué)形變物合作來(lái)產(chǎn)生一個(gè)來(lái)自系統(tǒng)的優(yōu)化輸出光線角度分布。
圖2、5以及9顯示具有相同高度或是深度之個(gè)別光學(xué)組件5的不同圖案，而圖7、8、10、13以及14顯示具有不同形狀、尺寸以及高度或是深度之個(gè)別光學(xué)組件5的不同圖案。
個(gè)別光學(xué)組件5在膜2上也可以是隨機(jī)的，如用示意地以圖16以及17顯示的，以消除由液晶顯示器的畫素間距產(chǎn)生之任何干涉。這消除圖1以及2顯示用來(lái)克服波紋以及相似效應(yīng)的光學(xué)擴(kuò)散片30的需要。而且，至少一些個(gè)別光學(xué)組件5可以安排成組32而穿過(guò)膜，其中在每組的至少一些光學(xué)組件5具有不同尺寸或是形狀特性，這些特性集合地在每一組中產(chǎn)生一個(gè)平均大小或是形狀特性，如用示意圖7、13及15顯示，以獲得超過(guò)機(jī)器加工公差的特征值，而克服液晶顯示器畫素間距所造成的波紋以及干涉效應(yīng)。例如，在每組32中的至少一些光學(xué)組件5可以具有不同的深度或是高度，其對(duì)于穿過(guò)膜變化的每組乃集合地產(chǎn)生平均深度或是高度特性。此外，在每組里的至少一些光學(xué)組件可以具有一個(gè)不同的斜面角度，其對(duì)于穿過(guò)膜變化的每組乃集合地產(chǎn)生一個(gè)平均斜面角度。甚至，在每組里個(gè)別光學(xué)組件的至少一個(gè)斜表面可以具有一個(gè)不同的寬度或是長(zhǎng)度，其在穿過(guò)膜變化的每組里乃集合地產(chǎn)生一個(gè)平均寬度或是長(zhǎng)度特性。
于個(gè)別光學(xué)組件5包括平面以及曲面10、12的組合的情形下，曲面12的曲率或是個(gè)別光學(xué)組件的彎曲區(qū)域?qū)ζ矫鎱^(qū)域的比以及彎曲及平面表面的周邊形狀，都可以改變，以設(shè)計(jì)膜的光輸出分布。另外，曲面的曲率或是個(gè)別光學(xué)組件彎曲區(qū)域?qū)ζ矫鎱^(qū)域的比率可以變化，以重新導(dǎo)向在一個(gè)平面內(nèi)傳播的更多或是更少的光，該平面平行于棱柱型或是溝槽透鏡膜的溝槽，以部分地或是完全替換第二層光重新導(dǎo)向膜的需要。此外，至少一些個(gè)別的光學(xué)組件可以在相對(duì)于彼此的不同角度定向，如用示意圖13以及16顯示的那樣，以重新分布更多由光源發(fā)射的光以沿著兩個(gè)不同軸而在一個(gè)更垂直膜表面的方向，部分或是完全替代第二層光重新導(dǎo)向膜的需要。但是，應(yīng)該理解這種上面都具有個(gè)別光學(xué)組件5的相同或是不同圖案的二層光重新導(dǎo)向膜，可以放置在光源以及可見區(qū)域之間，其中兩層彼此相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)90度(或是大于0度及小于90度的其它角度)，使得在個(gè)別膜層上的個(gè)別光學(xué)組件重新分布更多由光源發(fā)射的不同平面方向傳播之光線，而在更為垂直于個(gè)別膜表面的方向上。
而且，光重新導(dǎo)向膜2可以具有光學(xué)組件5的圖案，其如用示意圖15顯示在膜上的不同位置變化，以從背光或其它光源之不同的位置重新分布光線輸出分布，而從不同位置重新分布光線朝向垂直膜的方向。
甚至，可以客制光重新導(dǎo)向膜之光學(xué)組件的特性以及圖案，以優(yōu)化針對(duì)發(fā)射不同光分布之不同類型光源的光重新導(dǎo)向膜，例如單燈管的膝上型計(jì)算機(jī)用一個(gè)圖案、雙燈管平面顯示器用另一個(gè)圖案等等。
圖17顯示光學(xué)組件5安排在從膜2外邊緣朝著中心之徑向的圖案，以重新分布背光BL的光線輸出分布，其接收從冷陰極螢光燈26沿著背光BL所有四個(gè)邊緣來(lái)的光線。
圖18顯示安排在跨過(guò)膜2之有角度之組32圖案的光學(xué)組件5，其被設(shè)計(jì)以重新分布背光BL的光線輸出分布，其沿著背光的一個(gè)輸入邊緣接收從冷陰極螢光燈26或是多個(gè)發(fā)光二極管26來(lái)的光。
圖19顯示光學(xué)組件5安排為面對(duì)膜2角落的徑向類型圖案，以重新分布背光BL的光線輸出分布，其以發(fā)光二極管26在角落點(diǎn)亮。圖20顯示光學(xué)組件5安排為面對(duì)膜2中點(diǎn)的徑向類型圖案，以重新分布背光BL的光線輸出分布，其以單一發(fā)光二極管26在背光一輸入緣的中點(diǎn)點(diǎn)亮。
圖21顯示一個(gè)光重新導(dǎo)向膜2，其具有以彎曲圖案延伸跨過(guò)膜的光學(xué)溝槽35，該圖案面對(duì)膜的角落，以重新分布背光BL的光線輸出分布，其由發(fā)光二極管26在角落點(diǎn)亮，而圖22-24顯示一個(gè)光重新導(dǎo)向膜2，其具有延伸跨過(guò)膜的光學(xué)溝槽35圖案，其沿著膜一邊緣而面對(duì)一個(gè)中點(diǎn)，而圖案隨著離開邊緣的距離增加而曲率減少，以重新分布背光BL的光線輸出分布，其由發(fā)光二極管26在背光一輸入邊緣的中點(diǎn)點(diǎn)亮。
當(dāng)光重新導(dǎo)向膜2上面具有沿著膜長(zhǎng)度變化的光學(xué)組件5的圖案40時(shí)，可以提供一卷41的膜2，在其上如示意圖15顯示的具有光學(xué)組件的重復(fù)圖案，以從膜卷切割允許一個(gè)最適合于特定應(yīng)用的圖案選區(qū)。
背光BL可以是實(shí)質(zhì)上平坦、彎曲或是可以是單層或是多層，并且可以依照要求具有不同的厚度及形狀。而且，背光可以是可彎曲或是硬的，并且由多種化合物制成。甚至，背光可以是空的、充滿液體、氣體、或是實(shí)心的，并且可以具有洞穴或背脊。
此外，光源26可以是任何合適的類型，包括例如弧光燈、可以被著色、濾光或是涂色的白熾燈、透鏡末端燈、線型燈管、鹵素?zé)?、發(fā)光二極管(LED)、LED的晶粒、氖燈、冷陰極螢光燈、從遠(yuǎn)處光源傳送光的光纖光學(xué)導(dǎo)管、雷射或是雷射二極管、或是任何其它合適光源。另外，光源26可以是多色LED，或是一個(gè)多色輻射源的結(jié)合，以提供要求的色彩或是白光輸出分布。例如，可以應(yīng)用不同顏色(例如，紅、藍(lán)、綠色)LED的多色光線，或者具有多色晶粒的單一LED，而透過(guò)每個(gè)各別顏色光的強(qiáng)度變化以產(chǎn)生白光或是任何其它有色光的輸出分布。
光學(xué)形變物的圖案可以照要求的在背光BL的一邊或是二邊提供，或是照要求的在背光BL的一邊或是二邊的一個(gè)或更多選區(qū)上提供。如在此使用的，光學(xué)形變物(optical deformities)術(shù)語(yǔ)表示在表面以及/或是鍍膜之形狀或是幾何的任何變化或是表面處理，其造成一部分的光線從背光發(fā)射。這些形變物可以用多種方式在背光的選定區(qū)域產(chǎn)生，例如透過(guò)提供涂色圖案、蝕刻圖案、機(jī)械加工圖案、印刷圖案、熱印圖案或是模造圖案等等。墨水或是印刷圖案可以使用例如襯墊印刷、絲網(wǎng)印刷、噴墨、熱轉(zhuǎn)移膜處理等等來(lái)施加。形變物也可以印刷在薄板或是膜上，其用來(lái)施加形變物到背光上。薄板或是膜可以成為背光的一個(gè)永久部分，例如以黏附或是定位薄板或膜到背光一側(cè)或是兩側(cè)的位置來(lái)產(chǎn)生一個(gè)預(yù)期效果。
透過(guò)改變背光之一個(gè)或是很多區(qū)域內(nèi)的形變物的密度、不透明性或是半透明性、形狀、深度、顏色、區(qū)域、折射率或是類型，可以控制背光的光輸出。形變物可以用來(lái)控制從背光之光發(fā)射區(qū)域發(fā)射的光輸出百分比。例如，較少以及/或是較小尺寸的形變物可以放置在光輸出需求較少的表面區(qū)域上。相反地，一個(gè)較大百分比以及/或是更大的形變物可以放置在在光輸出需求較多的表面區(qū)域上。
在背光的不同區(qū)域改變形變物的百分比以及/或是大小以提供實(shí)質(zhì)上均勻的光輸出分配是必要的。例如，跨過(guò)背光的光量在更接近于光源的區(qū)域大致地比更遠(yuǎn)離的其它區(qū)域要大。圖案的形變物可以用來(lái)調(diào)整在背光內(nèi)的光變化，例如隨著與光源的距離增加則提供更密集的形變物，因此導(dǎo)致從背光的一個(gè)更均勻的光輸出分配。
形變物也可以用來(lái)控制從背光輸出的光線角度分布以適應(yīng)特別的應(yīng)用。例如，如果使用背光來(lái)點(diǎn)亮液晶顯示器，當(dāng)形變物(或是光重新導(dǎo)向膜2與背光一起使用)將背光發(fā)射的光導(dǎo)引到預(yù)定的光線角度，使得它們穿過(guò)液晶顯示器的損失較低。另外，光學(xué)形變物的圖案可以用來(lái)調(diào)整歸因于背光之光汲取的光輸出變化。光學(xué)形變物的圖案可以利用廣范圍的油漆、墨水、披覆物、環(huán)氧樹脂等等印刷在背光表面區(qū)域，范圍從光澤到不透明或是兩者，并且可以利用半調(diào)(half-tone)分離技術(shù)來(lái)改變形變物的覆蓋。而且，光學(xué)形變物的圖案可以是多層或是變化的折射率。
光學(xué)形變物的印刷圖案可以在形狀(例如小點(diǎn)、方形、鉆石形、橢圓、星形、隨機(jī)形狀等等)里變化。此外，每英寸60行或是更密的印刷圖案是希望使用的。這使得在特別的應(yīng)用中，人眼幾乎看不見在印刷圖案里的形變物或是形狀，因此消除在利用較大組件之光汲取圖案中很普遍的梯度或是帶狀線。另外，形變物在沿著背光長(zhǎng)度方向以及/或是寬度方向之外形以及/或是尺寸上可以變化。此外，隨機(jī)置放的形變物圖案可以在整個(gè)背光的長(zhǎng)度及/或是寬度中利用。形變物可以是沒有特定角度的形狀或是圖案，以降低波紋或是其它干涉效果。產(chǎn)生這些隨機(jī)圖案的方法范例是使用隨機(jī)的(stochastic)印刷圖案、頻率調(diào)制之半調(diào)圖案或是隨機(jī)小點(diǎn)半調(diào)等技術(shù)來(lái)印刷一個(gè)圖案形狀。而且，形變物可以涂上顏色以產(chǎn)生背光顏色改正的效果。形變物的顏色也可以在整個(gè)背光變化，以便例如在相同或是不同的光輸出區(qū)提供不同的顏色。
附加于或代替于光學(xué)形變物圖案，其它光學(xué)形變物包括棱柱或是透鏡溝槽或是交叉溝槽，或是使用模具圖案的復(fù)雜形狀做成各種形狀的凹入或凸出表面，而可以模造、蝕刻、蓋印、熱成型、熱印等等在背光的一個(gè)或更多表面區(qū)域之中或之上。棱柱或是透鏡表面、凹形或是上升表面將引起一部份接觸的光線從背光發(fā)射。此外，棱鏡、凹形或是其它表面的角度可以改變，以導(dǎo)引光線于不同的方向，以產(chǎn)生期望的光輸出分布或是效果。而且，反射或是折射的表面可以具有不特定角度的形狀或是圖案，以降低波紋或是其它干涉效果。
背面反射片40可以如示意圖1以及2顯示的附上或是放置在背光BL的一邊，經(jīng)由將光從該面反射回去穿過(guò)背光以在對(duì)面一邊發(fā)射光線來(lái)增進(jìn)背光的光輸出效率。另外，光學(xué)形變物50的圖案可以如示意圖1以及2顯示的在背光的一邊或是二邊提供，以改變光線的路徑，使得內(nèi)臨界角被超過(guò)，然后一部份的光線從背光的一邊或是二邊發(fā)射。
圖25-28顯示光學(xué)形變物50，其可以是在個(gè)別背光表面區(qū)域52上的個(gè)別凸出51或是在這種表面區(qū)域的個(gè)別凹入53。無(wú)論在哪種情況，這些光學(xué)形變物50中的每一個(gè)具有良好定義的形狀，包括反射或是折射的表面54，其在一邊緣55與個(gè)別的背光表面區(qū)域52相交，并且在它的長(zhǎng)度方向具有一個(gè)均勻斜面，以更精確地控制由每個(gè)形變物所發(fā)射的光。沿著每個(gè)反射/折射表面54的外圍邊緣部分56的是每個(gè)形變物50的一個(gè)末端墻57，其以一個(gè)更大的夾角I與個(gè)別面板表面區(qū)域52相交，該夾角I大于反射/折射表面54與面板表面區(qū)域52之間的夾角I’(圖見27以及28)，以將面板表面區(qū)域上的末端墻的投射表面區(qū)域減到最小。這允許更多的形變物50放置在面板表面區(qū)域上或是內(nèi)部，比如果末端墻57的投射表面區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上相同于或是大于反射/折射的表面54的投射表面區(qū)域時(shí)所能放置得更多。
在圖25以及26里，反射/折射表面54的外圍邊緣部分56以及相關(guān)末端墻57是在橫向方向彎曲的。在圖27以及28形變物50的末端墻57顯示實(shí)質(zhì)上垂直于形變物的反射/折射的表面54延伸。替代地，這種末端墻57可以如示意圖29以及30顯示的實(shí)質(zhì)上以垂直面板表面區(qū)域52方式延伸。這實(shí)際上消除末端墻57在面板表面區(qū)域52上的任何投影表面區(qū)域，在面板表面區(qū)域的形變物密度可以更進(jìn)一步增加。
光學(xué)形變物也可以是其它良好定義的形狀，以獲得從面板表面區(qū)域之期望的光輸出分布。圖31顯示面板表面區(qū)域52上的個(gè)別光汲取形變物58，每一個(gè)包括一個(gè)大致平的、矩形反射/折射表面59，以及在整個(gè)它們的長(zhǎng)度及寬度為均勻斜面的相關(guān)末端墻60，以及大致平的側(cè)壁61。替代地，形變物58’可以如示意圖32顯示的具有圓化的或是彎曲側(cè)壁62。
圖33顯示在面板表面區(qū)域52上的個(gè)別光汲取形變物63，每一個(gè)包括一個(gè)平的、斜面的三角形反射/折射表面64以及相關(guān)之平坦、大致三角形側(cè)壁或是末端墻65。圖34顯示光汲取形變物66，其每一個(gè)包括一個(gè)平坦、斜反射/折射表面67，具有斜角外圍邊緣部分68以及相關(guān)的斜角的末端壁69以及側(cè)壁70。
圖35顯示大致是圓錐形的個(gè)別光汲取形變物71，而圖36顯示個(gè)別光汲取形變物72，每一個(gè)包括圓化的反射/折射的表面73以及圓化的末端墻74以及圓化的或是彎曲的側(cè)壁75通通混合一起。這些額外的表面將反射或是折射以不同方向沖擊在其上的其它光線，以經(jīng)過(guò)背光/面板構(gòu)件BL而提供從面板構(gòu)件發(fā)射的更均勻光分布。
無(wú)論個(gè)別形變物的反射/折射表面以及末端壁以及側(cè)壁的特別形狀為何，這種形變物也可以包括相交于反射/折射表面和末端壁以及/或是側(cè)壁的平坦表面，其與面板表面區(qū)域52成平行間距的關(guān)系。圖37-39顯示在面板表面區(qū)域上的個(gè)別凸出形式的形變物76、77以及78，其分別具有類似于圖31、32以及35的代表形式，除了每個(gè)形變物以與面板表面區(qū)域52成平行間距關(guān)系地與平坦表面79相交。以類似方式，圖40顯示一個(gè)多重形變物80，以個(gè)別凹入81的形式在面板表面區(qū)域52，其每一個(gè)以與面板表面區(qū)域52的大致平坦表面之平行間距關(guān)系地與平坦表面79相交。任何從面板表面區(qū)域52發(fā)射光在內(nèi)部角度少于臨界角下撞擊這種平坦表面79的光線，將由平坦表面79內(nèi)部全反射，而任何在內(nèi)部角度大于臨界角下撞擊這種平坦表面79的光線，如用示意圖40顯示的，將從平坦表面以最小的光學(xué)不連續(xù)性發(fā)射。
在形變物凸出在面板表面區(qū)域52的情況，反射/折射表面在一個(gè)角度延伸出面板，其方向相反于通常如用示意圖27以及29顯示的光源26光線傳播穿過(guò)面板的方向。在形變物凹入面板表面區(qū)域內(nèi)的情況，反射/折射表面以一個(gè)角度延伸進(jìn)入面板，其方向大致相同于如用示意圖28以及30顯示的光源26光線傳播穿過(guò)面板構(gòu)件的方向。
不管形變物凸出還是凹入面板表面區(qū)域52的上面還是里面，形變物的光反射/折射表面的斜面可以變化，以引起沖擊在其上的光線被折射出光發(fā)射面板之外或是反射回到面板并且發(fā)射到面板的對(duì)面外邊，而表面可以蝕刻以擴(kuò)散從那里發(fā)射的光線，或是以光重新導(dǎo)向膜2覆蓋，以產(chǎn)示一個(gè)想要的效果。此外，在面板表面區(qū)域的光學(xué)形變物的圖案可以是均勻的或是如想要的變化，以獲得來(lái)自面板表面區(qū)域的想要之光輸出分布。圖41以及42顯示形狀類似在圖37以及38顯示的形變物76以及77，其安排在沿著面板表面區(qū)域52長(zhǎng)度和寬度的多個(gè)大致直的均勻間距的排，而圖43以及44顯示這種形變物76以及77在錯(cuò)開的排的位置，其沿著面板表面區(qū)域的長(zhǎng)度彼此重疊。
此外，光學(xué)形變物的大小包括(寬度、長(zhǎng)度及深度或是高度)及角度方向以及位置可以沿著任何給定面板表面區(qū)域的長(zhǎng)度及/或?qū)挾茸兓?，以獲得從面板表面區(qū)域的期望光輸出分布。圖45以及46顯示不同尺寸形變物58以及58’的隨機(jī)或是可變圖案，在外形上分別相似于圖31以及32顯示的，安排在面板表面區(qū)域52上的錯(cuò)開的排；而圖47顯示在外形上相似于圖38顯示的形變物77，隨著形變物與光源的距離增加或是沿著面板表面區(qū)域長(zhǎng)度及/或是寬度的光強(qiáng)度減少時(shí)形變物尺寸變大。圖45以及46顯示安排成群82地跨過(guò)面板表面的形變物58以及58’，其中在每一群中至少一些形變物具有不同尺寸或是形狀特性，其集合地產(chǎn)生每群跨過(guò)面板表面而變化的平均尺寸或是形狀特性。例如，每群之形變物的至少一些可以具有不同的深度或高度或是不同的斜面或指向，其集合地產(chǎn)生斜表面的平均深度或是高度特性或是平均斜面或是指向，而跨過(guò)面板表面變化。類似地，每群的至少一些形變物可以具有不同的寬度或是長(zhǎng)度，其集合地產(chǎn)生跨過(guò)面板表面變化的平均寬度或是長(zhǎng)度特性。這允許我們獲得一個(gè)在機(jī)器公差以外的想要之尺寸或是形狀特性，以及克服波紋以及干涉效應(yīng)。
圖48以及49示意顯示沿著面板表面區(qū)域52之長(zhǎng)度及寬度的任何想要形狀的光學(xué)形變物85之不同角方向。在圖48中形變物沿著面板表面區(qū)域的長(zhǎng)度方向安排在排86中，但是在每排的形變物面向光源26，因此所有形變物都實(shí)質(zhì)上與光源發(fā)射的光線成一線。在圖49形變物85也類似于圖48面向光源26。另外，圖49的形變物排87實(shí)質(zhì)上與光源26徑向?qū)?zhǔn)。
圖50以及51示意顯示插入模造或是鑄造于光發(fā)射面板總成BL的光過(guò)渡區(qū)域91里之聚焦光源26發(fā)射的范例光線90，如何根據(jù)本發(fā)明在它們?cè)诮?jīng)過(guò)面板構(gòu)件92傳遞時(shí)被反射，直到他們撞擊在面板表面區(qū)域52上個(gè)別良好定義形狀的光汲取形變物50、77為止，使得更多的光被反射或是折射出面板構(gòu)件的一個(gè)側(cè)邊93而比另一邊94更多。在圖50顯示范例光線90由形變物50的反射/折射表面54所反射，在一個(gè)大致相同的方向在面板構(gòu)件的相同邊93射出，而在圖51中光線90顯示在光線被反射/折射到面板構(gòu)件92的相同邊93外面之前，在面板構(gòu)件92內(nèi)以不同方向由形變物77的圓化側(cè)壁62散射。這種根據(jù)本發(fā)明之良好定義形狀的個(gè)別光汲取形變物圖案，可以使經(jīng)由面板構(gòu)件的輸入邊緣95所接收之60到70％或是更多的光從面板構(gòu)件的相同側(cè)邊發(fā)射。
從上述中，明顯的本發(fā)明的光重新導(dǎo)向膜重新分布更多由背光或是其它光源發(fā)射的光，朝向一個(gè)更垂直于膜平面的方向。此外，本發(fā)明的光重新導(dǎo)向膜可以設(shè)計(jì)或是彼此調(diào)整以提供一個(gè)系統(tǒng)，在其中光重新導(dǎo)向膜的個(gè)別光學(xué)組件與背光的光學(xué)形變物合作，以從系統(tǒng)產(chǎn)生優(yōu)化的光線輸出角分布。
良好定義形狀的個(gè)別光學(xué)組件(包括光學(xué)形變物)的預(yù)定圖案可以在膜、組件或是波導(dǎo)(此后稱為光學(xué)基板)里面或是上面使用已知的生產(chǎn)方法形成。一個(gè)這種已知的生產(chǎn)方法包含于平的薄片或是平板中切割或是形成這種光學(xué)組件形狀的凹穴圖案，其使用研磨或是雷射切割機(jī)，以及使用平薄片或是平板中切割或是形成的光學(xué)組件在光學(xué)基板中或是上形成光學(xué)組件的相應(yīng)圖案。這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)是切割或是形成特定型態(tài)之光學(xué)組件形狀的凹穴是很難及很貴的，特別是包括那些具有至少兩個(gè)表面共同形成一個(gè)背脊的形狀，并且相對(duì)于后續(xù)要形成光學(xué)組件的基板的長(zhǎng)度及寬度是比較小的。此外制作這些幾何形狀需要的旋轉(zhuǎn)工具十分昂貴并且難做，并且因?yàn)槠茡p等等而有相對(duì)短的使用壽命，其進(jìn)一步增加制造具有這些幾何形狀之凹穴的成本。
根據(jù)本發(fā)明透過(guò)使用工具切割或是形成這種光學(xué)組件的圖案，制作具有這些幾何形狀之凹穴的困難及成本可以實(shí)質(zhì)上降低，其中光學(xué)組件的形狀為在基板中的凹穴，在切割或是形成期間工具或是基板沒有旋轉(zhuǎn)。
圖52以及53顯示一個(gè)這樣的工具100，以分別在基板103內(nèi)切割或是形成此種凹穴101以及102，工具不與工具的切割或是形成路徑(切割運(yùn)動(dòng))垂直。工具100以及基板103之一或是兩者在切割運(yùn)動(dòng)期間可以以線性或是非線性的穿越路徑來(lái)移動(dòng)。在圖52的狀況下，切割運(yùn)動(dòng)104與工具的軸垂直，在圖53的狀況下，切割運(yùn)動(dòng)105平行于工具軸。也如在圖52(以及在圖54)中，工具尖端106(可以是鉆石尖端或是由一些其它適合切割或是形成的材料做成)具有至少一個(gè)切割或是形成邊緣107，其平行于工具穿越路徑(在圖54的虛線108顯示的)，以便如52圖(以及在圖55a)所示的切割/形成凹穴101，其具有至少一個(gè)平面109以及至少一個(gè)曲面110，其共同形成一個(gè)背脊111，并且相對(duì)于后續(xù)要形成光學(xué)組件的光學(xué)基板的長(zhǎng)度及寬度是比較小的。另一個(gè)方面，在圖53中，工具100提供不同形狀尖端115，其造形以形成具有至少兩曲面116、117的凹穴102，兩曲面共同形成一個(gè)背脊118，其可以如圖55b中所示彼此對(duì)稱或是如圖55c中所示的彼此不對(duì)稱，取決于工具尖端在工具切割運(yùn)動(dòng)105平面的任意一邊是否具有對(duì)稱輪廓。
在每個(gè)切割或是形成過(guò)程之前，放置基板103或是工具100或是兩者，以產(chǎn)生每個(gè)凹穴的特定位置。例如，基板或是工具(或是兩者)可以定位，使得至少一些凹穴的至少一些背脊大致地朝著相同的方向，以生產(chǎn)具有大致地朝著相同方向的背脊119的光學(xué)組件，如在圖5、8-11、31、32、45-47以及50里顯示的。而且基板或是工具可以定位，使得至少一些凹穴與其它凹穴重疊、相交或是連鎖，使得在該處生產(chǎn)的相應(yīng)形狀光學(xué)組件也如在圖5、6-11以及13里顯示的與其它光學(xué)組件重疊、相交或是連鎖。甚且，光學(xué)組件可以覆蓋光學(xué)基板之至少一表面的至少90％。
使用根據(jù)本發(fā)明制造之基板的光學(xué)基板可以具有一個(gè)光入口表面以及一個(gè)光出口表面，其中在至少一個(gè)表面上形成的至少一些光學(xué)組件具有背脊角度RA(參閱圖2)，背脊角度在60度及80度之間或是在85以及95度之間。
在切割或是形成期間在基板中切割或是形成的凹穴也可以在尺寸、形狀、角度、旋轉(zhuǎn)、指向、深度、高度、類型以及/或是位置中變化，以在光學(xué)基板內(nèi)或是上面制造相應(yīng)變化的光學(xué)組件。類似地，至少一些凹穴可以在基板內(nèi)隨機(jī)切割或是形成，以在光學(xué)基板中或是上面產(chǎn)生至少一些也是隨機(jī)變化的光學(xué)組件。
為了產(chǎn)生至少一些凹穴的不同指向(以產(chǎn)生例如具有不同指向之光學(xué)組件的光學(xué)基板，如圖13、16、17-20、48以及49顯示的)，在切割或是形成這些凹穴之前，基板或是工具被旋轉(zhuǎn)。不過(guò)，在至少一些光學(xué)組件也具有如這些圖中所示相同指向的情況，形成光學(xué)組件的凹穴可以接連地切割或是形成，使得基板或是工具只需要于切割或是形成至少一些凹穴之間才要定位。
在圖57以及58里，工具100的切割運(yùn)動(dòng)120是在一個(gè)與基板103垂直的平面里。此外在圖57的切割運(yùn)動(dòng)與工具軸平行(因?yàn)楣ぞ咻S與基板垂直)，而在圖58切割運(yùn)動(dòng)對(duì)工具軸有一個(gè)角度(因?yàn)楣ぞ咻S在相對(duì)于基板的一個(gè)角)。
在圖57工具100具有切割或是形成尖端121，其對(duì)于工具軸是非對(duì)稱的，以在基板中產(chǎn)生非對(duì)稱凹穴102，其在凹穴的一側(cè)上具有至少一個(gè)曲面117，該曲面大于至少一個(gè)在凹穴另一邊的另外曲面116，類似于圖55c顯示的凹穴。
在圖58工具尖端122對(duì)于工具軸是對(duì)稱的。但是，因?yàn)楣ぞ咻S對(duì)基板有一個(gè)角度，并且切割運(yùn)動(dòng)120在一個(gè)與基板垂直的平面里，圖58的工具尖端也產(chǎn)生具有至少兩曲面116以及117的非對(duì)稱凹穴，其中一個(gè)曲面比另一個(gè)大。
圖59顯示一個(gè)類似于在圖57顯示的工具100，除了工具的尖端123對(duì)工具軸是對(duì)稱的。此外圖59顯示工具100可以固定，并且在切割或是形成期間，基板103可以在平行于工具軸的方向以及工具穿越路徑的方向上運(yùn)動(dòng)。類似的，在每個(gè)切割或是形成過(guò)程之前，基板可以設(shè)定位置以對(duì)每個(gè)凹穴102產(chǎn)生特定位置，并且也可以旋轉(zhuǎn)基板，以在切割或是形成至少一些凹穴之前產(chǎn)生不同指向的至少一些凹穴。
圖60顯示一個(gè)不與基板103垂直的工具100。但是，切割運(yùn)動(dòng)125與基板垂直。此外在圖60工具尖端126對(duì)工具軸不對(duì)稱。但是，切割運(yùn)動(dòng)125的平面與工具尖端交叉，因此如在示意圖56b顯示的，工具尖端126對(duì)稱于切割運(yùn)動(dòng)，以制造如在圖55b顯示之具有對(duì)稱形狀的凹穴102。
圖61a-c顯示不同的非線性工具穿越路徑130、131以及132以制造不同的凹穴幾何；而圖62a-c顯示不同的線性工具穿越路徑133、134以及135以制造不同的凹穴幾何，其可以增加線段的數(shù)量，以在工具運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)這種穿越路徑期間粗略相等于各種非線性工具路徑。例如，在圖62a以及b的線性工具穿越路徑133以及134可以大概等于圖61a以及b顯示的非線性工具穿越路徑130以及131。另外，圖62c顯示單調(diào)地前進(jìn)進(jìn)入基板然后當(dāng)切割或是形成完成時(shí)拉出的工具路徑135。此外，工具可以經(jīng)過(guò)不同的工具穿越路徑來(lái)運(yùn)動(dòng)，以形成至少一些在外形上具有彎曲、分段或是混合之背脊的凹穴。類似地，工具可以經(jīng)過(guò)不同的穿越路徑來(lái)運(yùn)動(dòng)，以至少二個(gè)不規(guī)則造形曲線141以及142以及至少一個(gè)浪狀背脊143來(lái)形成至少一些凹穴140，例如在圖55d里顯示的。
切割或是形成凹穴的基板的不同表面也可以如圖52-54以及57-60中所示的是實(shí)質(zhì)上平的。替代地，切割或是形成凹穴的基板103的不同表面也可以如圖63中所示的是彎曲的(包括圓錐形)或是如圖64中所示的圓柱形。圖63也顯示彎曲的基板103以一個(gè)弧形運(yùn)動(dòng)，圖64顯示工具100在切割運(yùn)動(dòng)期間在工具穿越路徑運(yùn)動(dòng)。此外在圖64工具以及圓柱形基板兩者可以設(shè)定位置，以在每個(gè)切割或是形成過(guò)程之前在基板產(chǎn)生每個(gè)凹穴的特定位置，并且工具可以旋轉(zhuǎn)，以在切割或是形成至少一些凹穴之前產(chǎn)生至少一些凹穴有不同的指向。不過(guò)，應(yīng)理解工具或是基板或是兩者可以在切割或是形成期間之中以及/或是之前加以移動(dòng)。此外凹穴可以直接在圓柱形基板的表面切割或是形成，或是在可以從圓柱體移除的套筒里或是部分套筒的表面做切割或是形成。
在光學(xué)組件形狀之凹穴的要求圖案數(shù)量在基板中切割或是形成之后，包含要求的光學(xué)組件形狀凹穴之圖案的基板或是其沉積或是鏡像復(fù)制品或是倒轉(zhuǎn)復(fù)制品，便可以作為制造工具或是制造生產(chǎn)工具的母版。生產(chǎn)工具可以用來(lái)產(chǎn)生光學(xué)組件的相應(yīng)圖案在基板之中或是上面，其系經(jīng)由模造、熱形成、熱壓印、浮凸壓印、壓擠或是輻射固化等等制造。例如，圖65顯示放置在注射模具151中的工具150以在光學(xué)基板中或是上模造出光學(xué)組件；圖66顯示在光學(xué)基板上或是內(nèi)形成光學(xué)組件，其系經(jīng)由在光學(xué)基板152上施加熱以及加壓朝向工具150的光學(xué)組件形狀凹穴；以及圖67顯示可流動(dòng)光學(xué)基板材料153施加在工具150中的光學(xué)組件形狀之凹穴上面，并且在從工具中移除固化或是凝固的光學(xué)基板材料之前，使可流動(dòng)光學(xué)基板材料固化或是凝固，而在光學(xué)基板上或是內(nèi)形成光學(xué)組件?？闪鲃?dòng)光學(xué)基板材料可以例如是自固化材料或是紫外線或是其它輻射固化的材料。
在凹穴在一個(gè)圓柱形基板中形成的情況，可以使用圓柱體本身作為生產(chǎn)工具，以在一卷光學(xué)基板上透過(guò)浮凸壓印或是壓擠處理等等形成光學(xué)組件的相應(yīng)圖案。
雖然本發(fā)明已經(jīng)以相關(guān)于特定實(shí)施例的方式顯示及描述，很顯然地，等效的改變以及修改對(duì)那些熟悉習(xí)知技術(shù)的人在閱讀以及理解本說(shuō)明書后將會(huì)發(fā)生。尤其是，針對(duì)于以上述的組件執(zhí)行的各種功能，用來(lái)描述這種組件的術(shù)語(yǔ)(包括任何參考的“機(jī)構(gòu)”)除非另外指出，是意圖對(duì)應(yīng)于任何零部件，其執(zhí)行所述零部件的特定功能(也就是功能上相等)，即使不是結(jié)構(gòu)上相等于執(zhí)行在此說(shuō)明的本發(fā)明范例實(shí)施例功能所揭露的零部件。此外，雖然本發(fā)明的特定特征已經(jīng)以一個(gè)實(shí)施例揭露，這種特征可以與其它實(shí)施例的一個(gè)或更多其它特征相結(jié)合，而它們是對(duì)于任何給定或是特別的應(yīng)用所要求以及具優(yōu)點(diǎn)的。
權(quán)利要求
1.一種在用于制造光學(xué)膜、組件或波導(dǎo)的基板中切割或形成凹穴的方法，光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)在至少一個(gè)表面上具有多個(gè)光學(xué)組件，并且至少一些光學(xué)組件具有至少兩個(gè)表面而共同形成一個(gè)背脊，其相對(duì)于光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)的長(zhǎng)度及寬度是十分小的，該方法包括使用工具在基板的表面上切割或是形成多個(gè)光學(xué)組件形狀的凹穴，該基板表面在切割或是形成的期間不與工具的路徑垂直，其中在切割或是形成的期間，工具和基板都不對(duì)工具軸旋轉(zhuǎn)，并且至少一些凹穴被切割或是形成為具有至少兩個(gè)表面共同形成的一個(gè)背脊，其相對(duì)于基板的長(zhǎng)度及寬度是十分小的，并且使用該基板以形成在至少一個(gè)表面上具有多個(gè)光學(xué)組件對(duì)應(yīng)于基板凹穴的光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在每個(gè)切割或是形成過(guò)程之前放置基板或是工具，以使每個(gè)凹穴產(chǎn)生特定的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中基板或是工具旋轉(zhuǎn)，以在切割或是形成至少一些凹穴之前使至少一些凹穴產(chǎn)生不同的指向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中其它凹穴具有相同的指向并且接連地被切割或是形成，因此基板或是工具只在一些凹穴的切割或是形成之間做旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中工具具有切割或是形成邊緣，其躺在一個(gè)平行于基板表面垂直向量的平面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中工具具有切割或是形成邊緣，其在切割或是形成的期間躺在平行于工具路徑的平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中工具沿著非線性路徑運(yùn)動(dòng)進(jìn)入基板之中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中非線性路徑是一曲線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中工具沿著線性路徑運(yùn)動(dòng)進(jìn)入基板之中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在切割或是形成的期間，線性路徑在離散的點(diǎn)上改變方向。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中工具在其切割或是形成路徑之平面的任何一邊上具有非對(duì)稱的輪廓。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中工具在其切割或是形成路徑之平面的任何一邊上具有對(duì)稱的輪廓。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一些凹穴是不對(duì)稱的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中至少一些凹穴具有一個(gè)平面以及一個(gè)曲面。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一些凹穴是對(duì)稱的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一些凹穴只有兩個(gè)表面，一個(gè)表面是平的以及另一個(gè)表面是彎曲的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一些凹穴具有兩個(gè)曲面。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在切割或是形成的期間，工具以及基板中的一或是兩者彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基板的表面具有下列形狀之一個(gè)平坦、彎曲、圓錐形、圓柱形。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一些凹穴與其它凹穴重疊、相交或是連鎖。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)之一個(gè)表面上形成的光學(xué)組件實(shí)質(zhì)上覆蓋該表面的至少90％。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中膜具有一個(gè)光入口表面以及相對(duì)的光出口表面，并且至少一些光學(xué)組件位于光入口表面上而具有在60以及80度之間的背脊角。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中膜具有一個(gè)光入口表面以及相對(duì)的光出口表面，并且至少一些光學(xué)組件位于光出口表面上而具有在85以及95度之間的背脊角。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一些凹穴在以下至少一者中變化尺寸、形狀、角度、旋轉(zhuǎn)、指向、密度、深度、高度、類型以及位置。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中至少一些凹穴在基板中隨機(jī)變化。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中以基板的沉積或是鏡像復(fù)制品來(lái)形成光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一些背脊在外形上是彎曲、分段或是混合的。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一些背脊大致地朝著相同的方向。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基板透過(guò)以下至少一方式形成光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)模造、熱形成、熱壓印、浮凸壓印、壓擠以及輻射固化。
30.一種在用于制造光學(xué)膜、組件或波導(dǎo)的基板中切割或形成凹穴的方法，光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)在至少一個(gè)表面上具有多個(gè)光學(xué)組件，并且至少一些光學(xué)組件具有至少兩個(gè)表面而共同形成一個(gè)背脊，其相對(duì)于光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)的長(zhǎng)度及寬度是十分小的，該方法包括使用工具在基板的表面上切割或是形成多個(gè)光學(xué)組件形狀的凹穴，該基板表面在切割或是形成的期間垂直于工具的路徑，其中在切割或是形成的期間，工具以及基板都沒有對(duì)工具軸旋轉(zhuǎn)，并且至少一些凹穴被切割或是形成為具有至少兩個(gè)表面，其共同形成一個(gè)背脊，并且對(duì)于基板的長(zhǎng)度及寬度是十分小的，并且使用基板在至少一個(gè)相應(yīng)于基板凹穴的表面上形成具有多個(gè)光學(xué)組件的光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中工具具有非對(duì)稱的切割或是形成尖端。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中工具具有對(duì)稱的切割或是形成尖端，并且至少共同形成至少一些凹穴之背脊的二個(gè)表面為對(duì)稱表面。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中放置基板或是工具，以在每一個(gè)切割或是形成過(guò)程之前為每個(gè)凹穴產(chǎn)生特定位置。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中旋轉(zhuǎn)基板或是工具，以在切割或是形成至少一些凹穴之前，產(chǎn)生至少一些凹穴的不同指向。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中其它凹穴具有相同指向并且被接連地切割或是形成，使得基板或是工具只在一些凹穴的切割或是形成之間做旋轉(zhuǎn)。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中工具具有切割或是形成的邊緣，其位于一個(gè)平行于基板表面垂直向量的平面。
37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中工具具有切割或是形成的邊緣，其位于一個(gè)平行于切割或是形成期間的工具路徑的平面。
38.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中工具沿著非線性路徑移動(dòng)進(jìn)入基板。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中非線性路徑是曲線。
40.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中工具沿著線性路徑移動(dòng)進(jìn)入基板。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中線性路徑在切割或是形成的期間在離散點(diǎn)改變方向。
42.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中工具在其切割或是形成路徑之平面的任一邊具有非對(duì)稱的輪廓。
43.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中工具在其切割或是形成路徑之平面的任一邊具有對(duì)稱的輪廓。
44.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中至少一些凹穴是不對(duì)稱的。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中至少一些凹穴具有一個(gè)平面以及一個(gè)曲面。
46.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中至少一些凹穴是對(duì)稱的。
47.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中至少一些凹穴只有兩個(gè)表面，一個(gè)表面是平的并且另一個(gè)表面是彎曲的。
48.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中至少一些凹穴具有二個(gè)曲面。
49.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中在切割或是形成期間的，工具以及基板之一或兩者彼此相互移動(dòng)。
50.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中基板的表面具有下列形狀之一平坦、彎曲、圓錐形、圓柱形。
51.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中至少一些凹穴與其它凹穴重疊、相交或是連鎖。
52.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中在光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)的一個(gè)表面上形成的光學(xué)組件實(shí)質(zhì)上覆蓋該表面的至少90％。
53.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中膜具有一個(gè)光入口表面以及一個(gè)相對(duì)的光出口表面，并且至少一些光學(xué)組件位于光入口表面而具有一個(gè)在60以及80度之間的背脊角。
54.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中膜具有一個(gè)光入口表面以及一個(gè)相對(duì)的光出口表面，并且至少一些光學(xué)組件位于光出口表面而具有一個(gè)在85以及95度之間的背脊角。
55.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中至少一些凹穴在以下至少之一變化尺寸、形狀、角度、旋轉(zhuǎn)、指向、密度、深度、高度、類型以及位置。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其中至少一些凹穴在基板內(nèi)隨機(jī)變化。
57.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中使用基板的沉積或是鏡像復(fù)制品以形成光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)。
58.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中至少一些背脊在外形上是彎曲、分段或是混合的。
59.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，其中至少一些背脊大致地朝著相同的方向。
60.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中基板以以下至少之一方式形成光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)模造、熱形成、熱壓印、浮凸壓印、壓擠以及輻射固化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在用于制造光學(xué)膜、組件或波導(dǎo)的基板中切割或形成凹穴的方法，包含使用工具在基板的表面里切割或是形成多個(gè)光學(xué)組件形狀的凹穴，而在切割或是形成的期間沒有旋轉(zhuǎn)工具或是基板。至少一些凹穴被切割或是形成以具有至少兩個(gè)表面，其共同形成一個(gè)背脊，且相對(duì)于基板的長(zhǎng)度及寬度是十分小的。此后基板用來(lái)形成光學(xué)膜、組件或是波導(dǎo)，其在至少一個(gè)相應(yīng)于基板凹穴的表面上具有多個(gè)光學(xué)組件。
文檔編號(hào)F21V5/00GK101039796SQ200580034357
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月10日
發(fā)明者杰弗瑞·R·派克, 提摩西·A·麥考卡棱, 羅伯特·M·艾塞爾, 克特·R·史達(dá)基 申請(qǐng)人:上海向隆電子科技有限公司