[发明专利]减少莫尔效应的具有不规则棱形结构的光学基板

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有结构化表面(structured surface)的光学基板，特别涉及能增强亮度的光学基板，更特别地，涉及用于具有平面光源的平面显示器的能增强亮度的光学基板。

背景技术

所有提及的公开参考文献在此全文引作结合。

平面显示科技广泛应用于电视显示器、电脑显示器及掌上型电子产品(如手机、个人数位助理(PDA)等)。液晶显示器(LCD)是平面显示器中的一种，它配置有一具有像素阵列以表现出图像的液晶(LC)模块。在背光LCD中，亮度增强膜使用棱形体形的结构沿着视线轴(即与显示器垂直)引导光线，以增强由显示器使用者所看到的光的亮度，因而可使这个系统用较少的能量来产生所需要的轴上照明。

现有的亮度增强膜中，在膜的光线发射表面上设置有平行的棱形体形沟槽、透镜状沟槽或金字塔形结构，用以改变薄膜与空气界面的角度，使光线能从薄膜发出，并使光线能倾斜入射在薄膜的其他表面，以在更垂直于薄膜的光输出面的方向上重新分配光线。亮度增强膜具有平滑的光入射面，经由此面使光由背光模块进入。迄今，许多应用使用两个彼此相对转动的亮度增强膜层，各膜层的沟槽彼此成90度角。

在平面显示器中使用两个亮度增强膜时，可能产生不希望出现的现象，即由于两个亮度增强膜的表面上的两个棱形体形的周期图案之间相干造成出现莫尔图案。至今为止，亮度增强膜已经发展出各种不同的结构化表面以避免形成莫尔图案。在采用单层亮度增强膜的平面显示器中，形成莫尔图案的周期图案包括在薄膜上的棱形体形结构的图案及这些图案的反射图像(当被平面显示器中的其他表面反射)所造成。另外，亮度增强膜的结构及LC模块上的像素阵列也会形成莫尔图案。

例如，美国专利号码5,280,371公开了使用两层亮度增强膜的不同的空间频率或平行间距。它更进一步公开了相对于LC模块的像素阵列旋转至少一个亮度增强膜，使得薄膜上的纵向结构与像素阵列形成一角度，进而减少莫尔效应。然而，由于传统的亮度薄膜的制造工艺，需要明显的剪切(trimming)以得到一矩形的亮度增强膜，以与矩形的平面显示器一起使用，如此相对于LC模块的像素阵列而言，棱形结构形被旋转一角度。这方法大大地增加了生产的成本。

美国专利号5,919,551公开一种结构化的光学薄膜以及采用一层或多层所述薄膜的光学显示器，所述光学薄膜具有平行的可变间距的峰和/或沟槽以减少可见的莫尔干涉图案。间距变化可以在相邻的峰和/或谷之间或是介于相邻的成对的峰和/或谷之间。光学薄膜的截面视图沿着峰及谷的方向保持不变。

美国专利号6,862,141公开一种光学基板，其具有三维的表面且具有约1厘米或更少的相关长度(correlation length)。此光学基板限定有被第二个表面结构功能所调整的第一表面结构功能，所述第一表面结构功能从第一束进入的光线产生至少一个反射分量。三维表面的各峰位于相同的平面上。这光学基板适用于各种不同的应用，包括亮度增强。这份专利提供相当复杂的方法来获得光学基板的表面结构。从这份专利无法清楚地知道光学基板实际上是如何被实现。更进一步的说，怀疑所公开的结构其亮度增强的程度是否能达到与棱形体形薄膜相当的程度。

我们所需要的是一种成本低的光学基板，其能提供在单层基板中具有亮度增强与减少莫尔效应两者的表面结构。

发明内容

本发明涉及一种光学基板，其具有一种在单层基板中的可增强照明或亮度及减少莫尔效应的结构化表面。本发明的一方面中，光学基板可以是膜状、片状、碟状及其他形状类似的形式，可以是柔性的或刚性的，具有三维变化的结构化的光输出表面，包括一组不规则的棱形结构及一组非结构化的光滑且平的光输入面。

在本发明的一具体实例中，在整个光学基板结构中，光输出面与光输入面通常是互相平行的(即：并不形成大体呈锥形、凹状或凸状的整个基板结构)。