[发明专利]包括准直反射偏振器和结构化层的光学膜

说明书

背景技术

反射偏振器基本上透射具有一个偏振态的光，同时基本上反射具有垂直偏振态的光，并用在显示装置的背光源中。在一些情况下，反射偏振器与其它反射表面耦合以形成光回收腔。具有多个光定向元件的微复制型膜可用于更改光的角分布。

发明内容

根据本说明书的一些方面，提供了光学膜，该光学膜包括准直反射偏振器和设置在准直反射偏振器的主表面上的结构化层。结构化层在结构化层的背离准直反射偏振器的主外表面上包括多个三维结构。三维结构具有表面法线，该表面法线相对于光学膜的平面呈角度，在三维结构的至少50％的表面区域上该角度在约35度到约55度的范围内。

根据本说明书的一些方面，提供了包括光学膜的背光源系统和显示器。

附图说明

图1是多层光学膜的光学重复单元的示意性透视图；

图2为光学膜的剖视图；

图3-4为部分光学膜的顶视图；

图5为包括具有光学膜的背光源系统的显示器的示意性剖视图；

图6是示出准直反射偏振器的层厚度分布的图；

图7A是三维结构的横截面轮廓的图；并且

图7B是图7A的横截面轮廓的倾斜度的图。

具体实施方式

在以下说明中参考附图，附图形成说明的一部分并且其中通过举例说明的方式示出。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。

诸如液晶显示器之类的视觉显示系统中常使用反射偏振器。目前见于诸如手机、计算机(包括平板、笔记本和小型笔记本)和一些平板电视之类的多种电子装置中的这些系统使用由伸展区域背光源从背后提供照明的液晶(LC)面板。将反射偏振器放置在背光源上方或者结合到背光源内，以将背光源发出的可被LC面板使用的一种偏振态的光透射至LC面板。不可被LC面板使用的垂直偏振态的光被反射回背光源，并在背光源内最终反射回LC面板，并且至少部分地转化为可用的偏振态，从而“循环”通常会损失的光，并提高显示器的所得亮度和总效率。

准直反射偏振器可通过反射高角度光(即以高入射角在准直反射偏振器上入射的光)并透射低角度光(即以低入射角在准直反射偏振器上入射的光)部分准直。高角度光被再循环利用，使得最终可将它散射到准直反射偏振器的透射锥中。

准直反射偏振器可增大显示器的轴向亮度，但与包括延伸线性棱镜的增亮膜(BEF)结合的普通反射偏振器通常产生比不包括折射元件的准直反射偏振器更高的轴向亮度。在典型的背光源中，线性棱镜在正交方向上延伸的两层BEF与反射偏振器一起使用。根据本说明书，已发现包括具有某些三维几何形状的折射结构的单层可与准直反射偏振器结合，以产生与使用常规反射偏振器和两层BEF膜产生的亮度相似的轴向亮度。此外，已发现结构化层可直接在准直反射偏振器上形成，得到单层光学膜，该单层光学膜与反射偏振器和两层交叉BEF膜的常规三层膜叠堆的效果相同或更有效。此外，常规BEF膜的缺点是线性棱镜的边缘可刮擦或以其它方式损坏显示器中的其它部件。在本说明书的一些实施方案中，结构化层中的结构具有反向几何形状，该反向几何形状具有谷而非边缘或峰，并且此类几何形状可最小化对于显示器中包括的其它部件的损害。

准直反射偏振器可由多层光学膜制备，即至少部分地通过不同折射率的微层布置以提供期望的透射和/或反射特性的膜。众所周知，这类多层光学膜通过在真空室中将无机材料以光学薄层(“微层”)的形式有序沉积于基底上而制成。无机多层光学膜描述在教科书中，例如H.A.Macleod，“薄膜滤光器(Thin-Film Optical Filters)”，第二版，麦克米伦出版公司(Macmillan Publishing Co.(1986))和A.Thelan，“光学干涉滤波器的设计(Design of Optical Interference Filters)”，麦格劳希尔公司(McGraw-Hill,Inc.(1989))。

也已通过共挤出交替的聚合物层展示多层光学膜。参见如美国专利3,610,729(Rogers)、美国专利4,446,305(Rogers等人)、美国专利4,540,623(Im等人)、美国专利5,448,404(Schrenk等人)以及美国专利5,882,774(Jonza等人)。在这些聚合物多层光学膜中，聚合物材料主要或专门用于各个层的制备中。此类膜适合高产量制造工艺，并且可制成大型片材和卷材。