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CN105572790A - 光学片材、凹凸结构及在基板上形成凹凸结构的方法 - Google Patents

光学片材、凹凸结构及在基板上形成凹凸结构的方法 Download PDF

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CN105572790A CN201610051301.6A CN201610051301A CN105572790A CN 105572790 A CN105572790 A CN 105572790A CN 201610051301 A CN201610051301 A CN 201610051301A CN 105572790 A CN105572790 A CN 105572790A
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Abstract

本发明公开了一种光学片材、一种凹凸结构以及一种在基板上形成凹凸结构的方法，其中，光学片材包含：基底层，具有光输入表面和位于所述光输入表面的相反侧的光输出表面；棱镜结构，配置在所述基底层的所述光输出表面上，其中所述棱镜结构包含在第一方向上延伸的多个棱镜；以及透镜结构，配置在所述基底层的所述光输入表面上，其中所述透镜结构包含在第二方向上延伸的多个透镜；其中所述多个透镜的截面图上定义多个谷，其中所述多个谷包含第一谷和第二谷，其中所述第一谷距所述光输入表面的高度不同于所述第二谷距所述光输入表面的高度，用以扩散由所述多个透镜进入的光。

Description

光学片材、凹凸结构及在基板上形成凹凸结构的方法
本申请是申请号201110147076.3、发明名称为“具有光准直和散射结构的光学基板”的专利申请的分案申请，原始母案的申请日是2011年03月28日。
技术领域
本发明涉及具有结构化表面的光学基板，特别涉及用于亮度提高和散射的光学基板，更特别地涉及在具有平面光源的平板显示器中使用的亮度提高和散射基板。
背景技术
平板显示技术在电视显示、电脑显示以及手持电子设备(例如，手机、个人数字助理(PDAs)、数码照相机、输入板等)的显示器中广泛应用。液晶显示器(LCD)是一种平板显示器，其应用具有像素阵列的液晶(LC)模块来提供图像。
图1示出了LCD显示器的一个示例。背光LCD10包括液晶(LC)显示模块12、背光模块14形式的平面光源以及设置在LC模块12和背光模块14之间的许多光学膜。LC模块12包括夹在两个透明基板之间的液晶以及定义二维像素阵列的控制电路。背光模块14提供平面光分布，是其中光源沿平面延伸的后背照亮型，或者是如图1所示的边缘照亮型，在其中线性光源16设置在光导18的一边。设置反射器20以引导光从线性光源16穿过光导18的该边进入光导18。光导18被结构化(例如具有减缩板以及定义在远离LC模块12的下表面上的光反射和/或散射表面30)以分散并引导光穿过面向LC模块12的顶平面。光学膜可以包括上散射膜22和下散射膜24，将来自光导18的平面的光进行散射。光学膜进一步包括上结构化表面和下结构化表面、光学基板26和28，其将穿过的光重新分布，使得从膜射出的光的分布被引导为更加沿着膜表面的法线。光学基板26和28在本领域通常指照度或亮度提高膜、光重定向膜以及定向散射膜。穿过上述光学膜组合进入LC模块12的光在LC模块12的平面上是空间均匀的，且具有较强的法向光强度。
亮度提高膜26和28的主要功能是提高整个背光模块的亮度。亮度提高膜的效果是通过减小相对于显示器的轴以大角度出射的光量来提高以小角度出射的光量。从而，当相对于所述轴以增加的角度来观看显示器时，感知到的亮度会降低。在35度至45度之间，感知到的亮度的将会急剧下降。这种效果被称为锐截止。
在背光LCD10中，亮度提高膜26和28使用纵向棱镜结构来引导光沿着观看轴(即，法向于显示器)，这提高了显示器的使用者所看到的光的亮度，并使得系统使用较少的能量来产生所需的轴向照度等级。亮度提高膜26和28具有光滑或平滑的输入光表面，来自背光模块的光从其中穿过。迄今为止，很多LCD使用两个亮度提高膜层(如图1所示的LCD中)，其绕着垂直于膜平面的轴旋转，各自膜层的纵向顶峰或凹槽相对于彼此呈90度，从而沿着与光出射表面正交的两个平面对光进行准直。
当亮度提高膜26的平滑底面在另一个亮度提高膜28的结构化表面上方时，实验证明，上方亮度提高膜26的平滑面与下方亮度提高膜28的结构化表面和/或平滑面之间的光学相互作用在显示图像上产生了干涉条纹(即，亮暗重复图案)形式的不期望的可见伪影，其能在显示图像上观察到。这些亮暗图案还可能在不设置上方散射膜22(图1)的情况下在上方亮度提高膜26与LC模块12的相邻表面之间产生。由缺陷和不均匀性产生的不期望的图像影响效果，例如干涉条纹、截止效果(彩虹)、物理缺陷、流动、污点，能够通过使用上方散射膜(例如，图1中亮度提高膜26上方的散射膜22)来进行掩盖。
在不牺牲LCD显示质量的情况下对于降低LCD的功耗、厚度和重量的需要逐渐增加。因此，需要降低背光模块的能量消耗、重量和厚度以及各种光学膜的厚度。为此，发展了很多光引导技术以降低功耗而不牺牲显示亮度。一些进展针对背光模块的设计(即，设计图1中背光模块14的部件的结构，包括光源16、反射器20和光导18)，来提高整体的光输出性能。另外，其他发展针对散射膜22和24、以及照度/亮度提高膜26和28。
迄今为止，为了减小LCD的光学膜的整体厚度，针对减少光学膜的数量已经作出了很多努力，从4个膜(例如图1中的光学膜22、24、26和28)减少到3个膜。在这方面，一种方法是保持下方散射膜24和下方亮度提高膜28作为分离的结构，但是上方散射膜22和上方亮度提高膜26的功能被结合且合并为一个单一的混合膜结构。这种三层膜类型的显示器已经在手持电子设备和笔记本电脑中广泛应用，特别需要推动发展以降低这些设备的整体尺寸。
在发展混合亮度提高膜方面也作出了各种努力。参考图2，美国专利No.5,995,288公开了在光学基板的下侧，也即基板的与上侧的结构化表面相反的一侧设置的颗粒涂层。在光学基板的下侧不再出现平滑表面。附加的颗粒实现散射光的效果，用于光散射。参考图3，美国专利No.5,598,280公开了一种在光学基板的下侧形成小突起的方法来通过光散射提高照度的均匀性。这种散射处理将隐藏很多干涉条纹，使它们对于使用者来说不可见。这些方法的其中一个缺点是光散射降低了轴上增益。另外，混合亮度提高膜在所需视角范围内引导光的作用更小。
其他人对改进光学基板的结构化表面的棱镜表面结构进行了研究。例如，参考图4A和4B，美国专利No.6,798,574提供了光学基板的结构化表面的棱镜表面上的微小突起，用来在更广的角度范围内沿特定方向扩散光。
因此，所有上述混合亮度提高膜都涉及降低光输出方向性。另外，上述膜的整体亮度或照度都显著降低了。此外，所有上述混合亮度提高膜都涉及相对复杂的结构，需要更高生产成本。
仍需要一种具有提高亮度且提供有效散射的结构以及克服现有技术中多功能光学膜的缺点的光学基板。
发明内容
本发明涉及一种同时具有光准直和光散射功能的散射棱镜基板。更特别地，本发明针对一种具有结构化表面的光学基板，该结构化避免通过准直光提高了亮度或照度并改善了光的散射。
在本发明的一个方面中，光学基板是膜、片、板等类似物的形式，其可以是柔性的或刚性的，具有结构化棱镜表面和相反的结构化透镜表面。在一个实施例中，结构化透镜表面包括浅弯曲透镜结构(例如凸透镜)。相邻的浅弯曲透镜结构可以是连续的或连接的，或者间隔开固定的或可变的距离。透镜结构可以具有带有一致的或可变的截面的纵向结构。透镜化镜片可以具有横向弯曲的结构。相邻的直或弯曲的透镜化镜片的截面可以相互交叉，或者部分地或全部地相互重叠。在另一个实施例中，透镜化镜片可以是透镜片段而不是在光学基板的相对边之间的连续结构。透镜片段可以具有规则的、对称的形状或者具有不规则的、非对称的形状，其可以是交叉或重叠的。透镜化镜片的表面，包括透镜片段，可以被纹理化以进一步影响散射。
在本发明的另一个方面中，浅弯曲透镜结构提供有单一结点或一系列结点形式的独立波纹。
根据本发明，结构化的表面同时提供了光准直和光散射的特性，可以减少特定的不期望的光学效应，例如光耦合、牛顿环、干涉条纹和截止效应(彩虹)，而不明显降低整体亮度。
附图说明
为了更全面地理解本发明的本质和优点以及使用的优选方式，需参考以下结合附图理解的详细的描述。在以下附图中，类似的附图标记指定了所有附图中类似的或相似的部分。
图1示意地示出了现有技术中的LCD的结构。
图2至4示出了现有技术中混合的亮度提高光学和散射基板。
图5示意地示出了LCD的结构，其并入了根据本发明的一个实施例的光学基板。
图6a是根据本发明的一个实施例的具有结构化的光输入和输出表面的光学基板的示意透视图。
图6b至6d是图6a中光学基板的截面图。
图7(a)至(f)示出了对于入射到具有不同的光输入和输出表面的光学基板的朗伯光源的坎德拉分布曲线的比较参数研究。
图8示出了透镜状表面结构的示意截面图。
图9a和9b示意地示出了根据本发明的实施例的透镜表面结构。
图10a和10b示意地示出了根据本发明的另一个实施例的透镜表面结构。
图11a和11b示意地示出了根据本发明的另一个实施例的透镜表面结构。
图12a和12b示意地示出了根据本发明的又一个实施例的透镜表面结构。
图13a和13b示意地示出了根据本发明的又一个实施例的透镜表面结构。
图14a至14f示意地示出了根据本发明的又一个实施例的透镜表面结构。
图15a至15f示意地示出了根据本发明的又一个实施例的透镜表面结构。
图16a和16b示意地示出了根据本发明的又一个实施例的透镜表面结构。
图17是根据本发明的一个实施例的透镜状片段的示意图。
图18a至18d是根据本发明的另一个实施例的透镜状片段的示意图。
图19a至19d是根据本发明的又一个实施例的透镜状片段的示意图。
图20a至20d是根据本发明的又一个实施例的透镜状片段的示意图。
图21a是根据本发明的又一个实施例的透镜片段的示意图；图21b是图21中的透镜状片段的SEM照片。
图22a至22d示出了根据本发明的一个实施例的结点状透镜结构。
图23a至23c示出了根据本发明的一个实施例的波纹状透镜结构。
图24a和24b是光学基板的比较截止效果的照片。
图25示出了包括LCD面板的电子装置，该LCD面板并入了根据本发明的一个实施例的本发明的光学基板。
具体实施方式
本说明书是目前想到的实现本发明的最佳方式。此处参考各实施例和附图来描述本发明。本说明书的目的是阐述本发明的总体原则，不应理解为限制的含义。对于本领域的技术人员来说，在不偏离本发明的范围和精神的前提下，可以根据这些教导来实现变型和改进。本发明的范围可参考权利要求来确定。
本发明涉及同时具有光准直和光散射功能的散射棱镜基板。更特别地，本发明针对一种具有通过对光进行准直来提高亮度或照度并改善光散射的结构化表面的光学基板。在本发明的一个方面中，光学基板是膜、片、板等类似物的形式，其可以是柔性的或刚性的，具有棱镜结构化表面(prismaticstructuredsurface)和相反的透镜结构化表面(lenticularstructuredsurface)。根据本发明，结构化的表面提供了光散射特性，其可以减少特定的不期望的光学效应，例如光耦合(wet-out)、牛顿环或干涉条纹，而不明显降低整体亮度。
在本发明的上下文中，发明的光学基板可以用在具有包括显示像素阵列并且可以是平坦或弯曲以及刚性或柔性的显示面板的显示设备中。平面光源指的是提供覆盖显示像素阵列的区域的照明的光源。因此，对于具有显示像素的弯曲图像平面的显示面板(这种面板可以是刚性或柔性的)来说，背光可以覆盖弯曲平面的显示像素阵列，以有效地提供覆盖弯曲图像平面的照明。
本发明将结合示意的实施例来进一步描述。
图5示意地示出了平板显示器的一个例子。背光LCD110，根据本发明的一个实施例，包括液晶(LC)显示模块112、背光模块114形式的平面光源以及设置在LC模块112和背光模块114之间的许多光学膜。LC模块112包括夹在两个透明基板之间的液晶和定义了二维像素阵列的控制电路。背光模块114提供平面光分布，是其中光源沿平面延伸的背部照亮类型，或者是如图5所示的边缘照亮类型，其中线性光源116设置在光导118的一边。提供反射器以引导光从线性光源116穿过光导118的该边缘进入光导118。光导被结构化(例如，具有减缩板或平板以及定义在远离LC模块112的其下表面上的光反射和/或散射表面)以分散并引导光穿过面向LC模块112的上平面。可以提供反射器120以有助于捕获经过光导118的下侧所漏出的光并重新引导回到光导118。
在所示的实施例中具有根据本发明的两个结构化的光学基板126和128(在结构上可以相似)，其布置有在两基板之间大致垂直的纵向棱镜结构。在图5中，示意性地示出两个基板126和128，其示出在基板上表现为彼此平行的棱镜结构(prismstructure)(即，夹角α＝0°；也可参见图6a)。典型地，棱镜结构以大于0°的夹角旋转，其不需要进一步的解释就可以看出。结构化的光学基板126和128构造成既散射光又提高照度或亮度，将在显示器外的光重定向。穿过这样的光学膜组合进入LC模块112的光在LC模块112的整个平面区域上是空间均匀的，并具有较强的法向光强。结构化的光学基板126和128避免了在LC模块112和上方结构化光学基板126之间的单独的散射片。这将减小LCD110的整体厚度。此外，根据本发明的结构化光学基板126和128可以减小基板之间以及上基板和相邻的LC模块112之间产生的干涉条纹。可替换地，光学基板126和128中仅一个需要根据本发明被结构化(例如，仅上方光学基板126)，以提供可接受的干涉条纹水平和光散射效果。可替换地，光学基板126和128中仅一个设置在LCD110中。
当背光模块114被示出具有放置在光导板118的一边的光源116时，背光模块可以是另一种光源构造，例如，在光导的一边定位的LED阵列，或者代替光导的LED平面阵列，而不背离本发明的范围和精神。
由于LCD110的示出实施例不包括附加的单纯散射膜时，LCD110中的光学膜可以包括可选择的上方散射膜和/或下方散射膜，而不背离本发明的范围和精神。也即，代替图1所示的LCD10中的亮度提高膜26和/或28以实现本发明的优点是完全落在本发明的范围内的。需要注意的是，散射膜或层与用于亮度提高的光学基板(即，下文讨论的亮度或照度提高膜)的区别在于散射膜没有棱镜结构。散射膜主要散射和传播光，而不是像亮度提高膜一样主要引导光以在显示器外的方向上提高亮度。
本发明的光学基板具有在相反的侧上的棱镜结构(prismaticstructure)和透镜结构(lenticularstructure)，构造成既提高亮度又散射光。特别地，图5所示的根据本发明的光学基板包括相反的结构化表面，其散射光也重新分布穿过的光，使得射出膜的光的分布更加地沿膜表面的法线方向。
图6a示出了根据本发明的一个实施例在基板的相反侧上结合棱镜结构和透镜结构的光学基板，其可用作图5的LCD110中的结构化光学基板126和/或128。光学基板50具有透镜结构化表面52以及棱镜结构化表面54。在所示的实施例中，棱镜结构化表面54是光输出表面，透镜结构化表面52是光输入表面。
棱镜表面54包括平行成行的连接的(contiguous)或连续的(continuous)纵向棱镜58，在基板50的两个相对边之间延伸。在图6a的实施例中，纵向棱镜58的行设置为横向平行(并排的)，定义了平行的顶峰60和底谷62。在本实施例中顶峰60的截面轮廓是相对于峰顶对称的(在x-z平面观看)。顶峰的顶角可以是直角，顶峰具有恒定或相似的高度和/或底谷具有恒定的或相似的深度，横过棱镜表面54的平面。在图6a示出的实施例中，相邻的顶峰/底谷之间的距离或者间距是恒定的。
为了便于参考，以下将采用正交的x、y、z坐标系来解释不同的方向。在图6a所示的实施例中，x轴是在沿着顶峰60和底谷62的方向上，也称为棱镜58的横向或横断方向。y轴与x轴垂直，大致在棱镜58的纵向轴或方向上。棱镜58的纵向方向可参考顶峰60从棱镜58的一端行进到另一端的大致方向。棱镜表面54位于x-y平面内。对于矩形的光学基板来说，x和y轴沿着基板的正交边缘。z轴垂直于x和y轴。表示棱镜58的横向布置的行的端部的边缘位于x-z平面内，如图6a所示，其也表示在x-z平面内的截面图。每个棱镜58都具有恒定的x-z平面的截面轮廓。参考的棱镜58的横截面可以是在x-z平面、沿着y轴的不同位置截取的。此外，参考的水平方向可以是在x-y平面，参考的垂直方向可以沿着z轴方向。
透镜结构化表面52包括浅弯曲透镜结构(例如，凸透镜或凹透镜结构或者凸透镜或凹透镜的组合)。特别地，透镜结构化表面52包括平行且连接或连续的成行的透镜化镜片(lenticularlense)56，每行都在基板50的两相对边缘之间沿着x方向连续延伸。相邻透镜化镜片的弯曲表面相交叉，定义了平行的凹槽51和顶部59。对于透镜化镜片56，y轴方向是横过凹槽51和顶部59的方向，也被称为透镜化镜片56的横向或者横断向。x轴代表透镜化镜片56的纵向轴或方向。透镜化镜片的纵向方向可参考顶部59从透镜化镜片56的一端行进到另一端的大致方向。表示棱镜化镜片56的横向布置行的端部的边缘位于y-z平面内，如图6a所示，其也表示在y-z平面内的截面图。每个透镜化镜片56都具有恒定的y-z平面的截面轮廓。参考的透镜化镜片56的横截面可在y-z平面、沿着x轴的不同位置截取。此外，参考的水平方向可在x-y平面内，参考的竖直方向是在z轴方向。
参考图6b至6d，示出了沿着x轴、y轴以及与x和y轴成45度的方向截取的截面图。在所示的实施例中，结构化棱镜表面54和结构化透镜表面52在整体光学基板结构中是彼此平行的(即，不形成类似背光模块中的光导板的大致减缩的整体基板结构，或者不形成凹的或凸的整体基板结构)。在所示的实施例中，基板50包括3个独立的层，包括承载了棱镜58的棱镜表面的第一结构化层57、承载了透镜化镜片56的透镜表面的第二结构化层55以及支撑层55和57的中间平面基层53。两个结构化层55和57贴附到基层53以形成整体光学基板50。可以理解光学基板可以由单一的整体物理材料层形成而不是用三个独立的物理层，而不需背离本发明的范围和精神。光学基板50可以是整体的或单一的，包括承载了棱镜和透镜化镜片的表面结构的基部。
在图6b的沿x-z平面截取的截面图中，结构化棱镜表面54具有多个三角形的棱镜58。在图6c的沿y-z平面截取的截面图中，结构化透镜表面52具有多个弯曲的凸透镜56。三角形的棱镜58挨着彼此倾斜定义出了连接的或连续的棱镜结构化表面54，透镜化镜片56也彼此倚靠(leannexttoeachother)定义出了连接或连续的透镜结构化表面52。透镜结构化表面52有助于散射功能，可以减少特定的不期望的光学缺陷，例如光耦合、牛顿环和干涉条纹。
在图6a所示的实施例中，透镜化镜片的纵向方向以及棱镜的纵向方向是正交的。透镜化镜片和棱镜的纵向方向可被构造成不同的夹角α。为了提供具有散射光且不显著降低整体亮度的令人满意的能力的光学基板，夹角α的范围可从0°到90°，优选地从45°到90°。夹角α可以实质上为90°来提供优选的性能。
在所示的实施例中，透镜层55和棱镜层57可以由相同或不同的材料制成，基层53可以由相同或不同的材料制成。透镜层55和棱镜层57可以使用光学透明材料制成，优选为可聚合树脂，例如紫外或可见光辐射固化树脂，如UV固化粘合剂。通常，结构化棱镜和透镜表面56和58通过在主模或主鼓中施加包括可聚合树脂和可交联树脂的可涂敷成分并经历硬化工艺而形成。例如，棱镜结构和透镜结构通过压模装置(dieassemblies)、压滚机(pressrollingmachine)、模压装置(moldpressingassemblies)或其他等效的装置形成在基层53上。基层53可以由透明材料制成，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚乙烯(PE)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚碳酸酯(PC)，聚乙烯醇(PVA)或聚氯乙烯(PVC)。基层53还可以由与结构化层55和57相同的透明材料制成。基层53提供了必要的厚度，从而为光学基板50的最后成膜提供结构化完整性。
在另一个实施例中，棱镜结构化表面54可以通过塑模(molding)、压模(pressing)、轧纹(embossing)、压延(calendaring)或挤压(extrusion)一体成型到透明基膜上，而结构化透镜表面52通过UV对树脂固化单独地制造在透明基层53上。
对于形成具有结构化表面的基板的工艺的进一步讨论可以参考美国专利No.7,618,164，在此将其引入作为参考。
在又一个实施例中，结构化透镜表面52可以通过塑模、压模、轧纹、压延或挤压一体成型到透明基层53上，而透镜结构化表面54通过UV对树脂固化单独地制造在透明基层53上。
在又一个实施例中，棱镜结构化表面54可以与基膜一体形成或单独地形成，而结构化透镜表面也可以一体或单独地形成在另一个基膜上。这两个基膜通过简单地堆叠或在膜上施加例如压力敏感粘合剂(PSA)的粘合剂来背靠背地结合，以形成与基层53等效的结构。很明显的是，很多技术和制造方法的组合可以用来得到结构化棱镜表面、结构化透镜表面以及基层的组合或者其等效物。
光学基板的尺寸通常如下，例如：
基层53的厚度＝几十微米至几毫米
棱镜的顶峰高度(从基层的相邻表面开始测量，或者如果基层与棱镜一体时，从相邻的不交叉的棱镜的底谷开始测量)＝几十到几百微米
从基层的顶部到棱镜底谷的底部之间的距离＝大约0.5至几百微米
棱镜顶峰的顶角＝大约70至110度
相邻棱镜顶峰的间距＝几十至几百微米
透镜化镜片的顶部高度(从基层的相邻表面开始测量，或者如果基层与透镜化镜片一体时，从不交叉的相邻镜片之间的底谷开始测量)＝1至300微米
相邻顶部高度的间距＝10至几百微米
根据本发明的光学基板可以与LCD一起使用，该LCD被使用用于显示器，例如，用于电视、笔记本电脑、监视器、便携设备诸如手机、数字照相机、PDA等类似物，以使得显示更亮。
透镜表面52和棱镜表面54的效果以及对于各种光学基板构造二者的相互作用的效果可参考图7(a)至7(f)进行观察。图7(a)至7(f)示出了对于入射到具有不同的光输入和光输出表面的光学基板的朗伯光源(Lambertianlightsource)，坎德拉分布曲线(candeladistributioncurve)的比较参数研究。实线形式的曲线表示在X方向的坎德拉分布，点线形式的曲线表示在Y方向的坎德拉分布。在图7所示的示例中，X方向是水平方向，Y方向是进入纸面的方向。
图7(a)示出了朗伯光源的坎德拉分布曲线，且不存在任何的光学基板。在X方向和Y方向的分布是相同的。
图7(b)示出了入射在平面PET膜上的朗伯光源的结果。坎德拉分布曲线与图7(a)中的实质上相似。
图7(c)示出了朗伯光源入射在具有光输出表面、不具备任何透镜结构的光学基板上的结果，其中，光输出表面是具有Y方向上的棱镜纵向轴的一维结构化棱镜膜的形式。坎德拉分布曲线显示出主要在X方向上分布的显著提高。这就通过将光从光输入表面至光输出表面在轴向进行准直来提高亮度。由于光学基板的棱镜输出表面的三角形结构，当光穿过光学膜时，在X方向被重新导向。
图7(d)示出了朗伯光源入射在具有一维透镜结构化膜的光学基板上的结果，其中，透镜化镜片的纵向轴在Y方向上。坎德拉分布曲线显示出当光穿过透镜膜时，光在X方向被发散。
图7(e)示出了朗伯光源入射在具有结构化透镜的光输入表面以及结构化棱镜的光输出表面的光学基板上的结果。两个结构化表面的纵向轴关于彼此旋转90°，棱镜的纵向轴在Y方向上。结果显示出在X方向更加增强的光，以及在Y方向上更加发散的光(即，散射)。
图7(f)示出了朗伯光源入射在具有结构化透镜的光输入表面以及结构化棱镜的光输出表面的另一个光学基板上的结果。两个结构化表面的纵向轴关于彼此旋转0°，都在Y方向上。结果显示出在相同方向上增强的光以及发散/散射的光。
根据上述的比较研究，可观察到透镜光输入表面发散光来产生散射，棱镜光输出表面在轴向以散射和折射的方式提高光亮。
在本发明的另一个实施例中，至少一些透镜不相互交叉，使得相邻的凸向弯曲的透镜表面不连接或不连续。图8是在y-z面(与图6b中的为同一平面)上看到的光学基板550的截面图。光学基板550包括基层510和形成在基层510的顶面上的具有凸向弯曲表面524的多个透镜化镜片520，以及形成在基层510的底面上的纵向棱镜512(与棱镜58类似)。每个透镜化镜片520的表面524实质上与在截面上具有半径“r”和中心“O”的圆柱体522的表面的一部分相对应，其中，圆柱体522的表面部分对应于截面中的对向角(subtendedangle)θ和在点“a”和“b”之间的对向弧。在图8所示的截面视图中，透镜520对应于圆522的一部分，由弦a-b和弧a-b限制。如图8中所示，透镜化镜片520的相邻弓形表面524不相互接触来形成连接或连续的透镜表面，与图6b中相比较。在本实施例中，每个透镜520的表面524的底部在基层510的顶面上，在相邻透镜之间具有平面的间隔。在该实施例中，透镜宽度间距1对于不连续的透镜520是相同的。间隔间距2在相邻的不连续的透镜之间可以相同或不同。
在优选的实施例中，透镜结构的角度θ是在5至90度的范围内，更优选地在20至65度的范围内。透镜化镜片结构的高度(H)(从基层510的顶部开始测量，或者如果基层与透镜化镜片结构一体时，从相邻的不交叉或不重叠的透镜化镜片之间的底谷开始测量)是相等的，优选地在1μm至100μm的范围内，更优选地在2μm至50μm的范围内。透镜化镜片的曲率是相同的。棱镜512的顶峰高度＝5μm至100μm；相邻棱镜顶峰的间距＝10μm至500μm；基层510的厚度＝5μm至1000μm；间距1＝5μm至500μm；间距2＝1μm至100μm；相邻镜片的中心O的间距＝5μm至500μm。
在优选的实施例中，棱镜512的顶角在70度至110度的范围内，更优选地在80度至100度的范围内。在另一个优选的实施例中，棱镜单元的垂直高度(H)在10μm至100μm的范围内，更优选地在20μm至75μm的范围内。可替换地，棱镜单元可以具有或不具有相同的垂直高度。在另一个优选的实施例中，棱镜512的水平间距在10μm至250μm的范围内，更优选地在15μm至80μm的范围内。
图9a是光学基板551的另一个实施例的顶视图，图9b是截面视图(在y-z平面)。在该实施例中，透镜化镜片520′的曲率和高度各自相等，结构化透镜表面的两个不连续的透镜化镜片520′之间的间距2相等。在该实施例中，每个透镜520′的表面524′的底部不设置在基层510′的顶部上。透镜化镜片结构的垂直高度(H)(从基层510的顶部开始测量，或者如果基层与透镜化镜片一体时，从相邻的透镜化镜片之间的底谷开始测量)是相等的，优选在1μm至300μm的范围内，更优选在2μm至50μm的范围内。透镜化镜片的曲率相等。间距1＝5μm至500μm；间距2＝1μm至100μm。
图10a和10b显示光学基板552的另一个实施例。在这个实施例中，在结构化透镜表面524”的两个不连续的透镜化镜片520”之间的间距2在截面上是可变的或不同的。透镜化镜片的高度(从基层510的顶部开始测量，或者如果基层与透镜化镜片一体时，从不交叉的相邻透镜化镜片之间的底谷开始测量)是相等的，优选在1μm至100μm的范围内，更优选在2μm至50μm的范围内。透镜化镜片的曲率相等。间距1＝5μm至500μm；间距2在1μm至100μm之间变化。
图11a和11b示出了光学基板553的又一个实施例。在该实施例中，透镜化镜片525的结构的垂直高度(H)是可变化的。此外，不同的透镜化镜片525的曲率半径也可以是变化的和/或不同的。透镜表面可以符合不同截面的圆柱体，而不是圆(例如，椭圆，或规则的或不规则的几何图形的其他截面)，并且还可以具有不同的尺寸。具有定义了其他凸起弯曲表面轮廓的均匀截面的纵向透镜结构也考虑在内(例如，不同透镜化镜片的相同或不同轮廓)。间距1＝5μm至500μm；间距2＝1μm至100μm；高度在0.5μm至300μm变化。
图12a和12b示出了光学基板554的又一个实施例。在该实施例中，一些相邻的透镜化镜片彼此交叉或部分地彼此重叠，从而定义了连接的或连续的透镜结构化表面，该透镜结构化表面具有一些透镜化镜片526，该透镜化镜片526具有不对称的截面(如图12b中示出的y-z平面)。透镜化镜片526的垂直高度和曲率在镜片之间是分别相等的。间距1＝5μm至500μm；交叉的范围可以为相邻透镜化镜片的边缘重叠1μm至50μm。
图13a和13b示出了光学基板555的另一个实施例。在该实施例中，透镜化镜片527在y方向上是不连续的(如在所示截面图中所示出的)。部分的相邻透镜化镜片527可以是邻接或连接的。透镜化镜片527沿着透镜的纵向方向(x方向)横向摆动(在y方向上)。在一个实施例中，透镜结构可以视为包括横向弯曲的纵向透镜化镜片行和/或连续的弯曲片段的部分(即，在特定的方向上的弯曲的部分或者大致为C形或S形的弯曲部分)首尾相连以构成整体的弯曲纵向透镜化镜片结构。在一个实施例中，纵向透镜结构的横向弯曲行在横向上平行(在y方向上并排)设置。在一个实施例中，横向波纹是规则的，具有恒定或可变的波长和/或波幅(或横向变形的程度)。横向波纹通常遵循正弦曲线轮廓或其他弯曲轮廓。在另一个实施例中，横向波纹可以具有随意的波长和/或波幅。在一个实施例中，透镜化镜片527的垂直高度、曲率、表面轮廓和/或宽度对于横过特定横截面的相邻透镜可以是分别相同的，且对于沿着纵向x方向的不同横截面可以是恒定的或变化的。间距1＝5μm至500μm；间距2＝0μm至100μm。
图14a和14b示出了图13a和13b的实施例的变型。在光学基板556的该实施例中，一些相邻的横向弯曲透镜化镜片彼此交叉或彼此部分重叠，从而在沿着每个透镜化镜片528的长度的一些位置处定义了连接的或连续的透镜表面。那些交叉的相邻透镜化镜片528可以具有不对称的横截面(如在图14b中示出的y-z平面所示；还参见图12b)。透镜化镜片528具有相同的高度。其他结构可以与图13的实施例中的相类似。
图14c至14f示出了图14a和14b中所示的横向弯曲的透镜化镜片528的变型。如图所示，图14c至14f中部分透镜化镜片528′相互交叉，或者部分或全部相互重叠，从而在光学基板556′上定义了连接的或连续的透镜结构化表面。实质上，透镜化镜片528′组合了图14a和14b中透镜化镜片528的高度变化特征以及图12a和12b中透镜化镜片526的交叉特征。如图14d的x-y平面中所示，透镜化镜片528′从光学基板556′的一边到相对边不是全部纵向连续的。一部分透镜化镜片528′表现为更短的纵向片段，在透镜化镜片528′与另一个透镜化镜片528完全重叠的部分的位置(例如，580和581)具有终结端。在透镜化镜片528′之间具有间隔或平面(例如，在582和583)。
图15a和15b示出了光学基板557的另一个实施例。在该实施例中，相邻的透镜化镜片529被间隔分离开，高度在x方向上沿着每个透镜化镜片的长度方向是变化的。在所示的实施例中，因为高度沿着镜片变化，所以截面轮廓在x方向变化。高度变化可以大致遵循正弦曲线轮廓，或其他弯曲的轮廓，具有规律的、恒定的、变化的或随机的波长和/或波幅。透镜的宽度(例如，图8所示的在点“a”至点“b”之间的间距1)对于相邻的镜片来说是相同的，在x方向沿每个镜片是恒定的。在替换的实施例中，宽度也可以在相邻的镜片之间变化或者对一个或更多的镜片来说沿着x方向是变化的。镜片之间的间隔(例如，图8中所示的间距2)在图14b中的横截面上可以是恒定的(也可参考图9b)或沿着截面变化(例如，如图10b中所示)。间距1＝5μm至500μm；间距2＝0μm至100μm；高度变化范围＝1μm至50μm。
图15c至15f示出了图15a和15b中所示的高度变化的透镜化镜片529的变型。如图所示，图15c至15f中纵向透镜化镜片529′彼此交叉或彼此部分重叠，因而在光学基板557’上定义了连接或连续的透镜结构化表面。实质上，纵向透镜化镜片529′组合了图15a和15b中透镜化镜片529的高度变化特征以及图12a和12b中纵向透镜化镜片526的交叉特征。
图16a至16b示出了光学基板558的又一个实施例。在该实施例中，与前述实施例中横过整个光学基板延伸的连续纵向透镜结构不同，其被分成了透镜片段。还可参考图17，每个透镜片段530大致是具有倒圆端部的延长的、细长的结构。透镜片段530的整个结构在x-y平面上是对称的，类似椭圆体的片段。图17c中所示的透镜片段530结构的顶视图大致是对称的、细长的、延长的或平面类椭圆的结构。图17a中所示的透镜片段530的纵向截面轮廓大致是细长且延长的弯曲表面，类似椭圆的顶部。在替换的实施例中，透镜片段的平面几何形状可以是非对称的。在该实施例中的透镜片段530是彼此隔离的或分开的。图7b中所示的透镜片段530的横断截面轮廓大致是圆柱表面，与在早前实施例中的截面轮廓相似。在该实施例中，沿着每个透镜片段的垂直高度(H)可以被看到沿着纵向x方向改变大角度。透镜片段530的整体高度也是如此。通过控制表面曲率、间距(L)和高度(H)的比率，透镜片段530可以影响在x-y平面(即，沿着x和y方向)上的光散射。片段530的尺寸：长度L1＝1μm至5000μm；间距L2＝0.5μm至2000μm；H＝0.1μm至500μm。片段530的分布覆盖光学基板面积的大约30％至100％。需要注意的是，100％覆盖意味着透镜片段相互重叠(参见例如图19和以下的讨论)。
根据本发明的其他实施例，图18至21示出了光学基板的结构化透镜表面上透镜片段的变型。除了透镜片段，变型实施例中的其他结构可以与图16中相似。
在图18所示的实施例中，与图16的实施例中透镜片段530相比，在光学基板559上的类椭圆形的透镜片段532在x-y平面是非对称的(不对称)。
在图19所示的实施例中，类椭圆形的透镜片段534是对称的，但是与图16的实施例中透镜片段530相比，在光学基板560上彼此交叉或彼此部分重叠。所示的结构化表面能够提供更好的散射。
图20所示的实施例中，与图19的实施例相比较，类椭圆形的透镜片段535是非对称的，且在光学基板561上彼此交叉或彼此部分重叠。所示的结构化表面也能够提供更好的散射。
在图21的实施例中，与图19的实施例相似，类椭圆形的透镜片段536是对称的，且在光学基板562上彼此交叉或彼此部分重叠，但是该实施例中的透镜片段536的表面被粗糙化或纹理化，具有凹痕、线、裂痕、凹坑和/或凸起等，来增加散射效应。图21b示出了透镜片段的纹理化表面的SEM照片。在此公开的其他实施例中的透镜化结构也可以被类似地纹理化。
实验结果
已经评估了各种样本光学基板对于角度和折射率与雾度(haze)和增益(gain)的关系的效果以及对干涉条纹的效果。
雾度测量是在仅在光输入表面上具有透镜化镜片、在相反的光输出表面上没有棱镜的样本光学基板上进行的。通过将各光学基板放置在雾度测量仪(例如，日本电色工业株式会社(NipponDenshokuIndustriesCo.Ltd.)制造的雾度浊度测量仪，模型号为NDH-2000)中测量雾度。
样本光学基板的增益使用色度计(例如，TopConBM7亮度色度计)进行评估，以确定从背光发出穿过根据本发明的光学基板的轴向亮度，其中，光学基板上既有结构化棱镜光输出表面和结构化透镜光输入表面(即，棱镜结构和透镜结构设置在光学基板的相反两侧)。轴向亮度是指测试样本法向出射的光强度。数据以每平方米的坎德拉亮度(cd/m2)进行报告。为了评估增益，在背光上放置下方散射板，其插置在背光和每个待评价的样本光学基板之间。在增益评价中不使用其他光学膜或LC模块。测量每个样本光学基板的亮度。对仅具有相同的下方散射板的相同背光的亮度值进行测量。轴向亮度增益值表示为样本光学基板的测量亮度值与仅具有下方散射器的背光的测量亮度值的比率。
本发明的样本光学基板的干涉条纹效应是使用背光简单地通过肉眼观察的，其中，下方散射板的中间层放置在背光上，棱镜亮度提高板(在光输入侧没有透镜结构)在样本光学基板和下方散射板之间。
平面比率是间距2/(间距2+间距1)的比率。对于所有的实验，间距1对于样本光学基板是恒定的。
实验A：
表1示出了透镜结构(例如，与图6a中的实施例相似，平面比率是0％)的角度θ在增益和散射/雾度方面的效果。可观察到干涉条纹被消除，对于角度范围为16度至66度的角度θ，增益保持在1.49和1.54之间。
表1
实验B
表2示出了透镜结构(例如图6a和8中所示的具有0平面比率的结构)的折射率的效果。在更大的角度θ，雾度更高，但增益更低。当透镜结构的折射率增大时，雾度将增大。然而，光学基板的增益会降低。看起来透镜结构的优选的折射率在1.45至1.58的范围内。
表2
实验C
表3示出了当改变透镜半径时(例如，图6a和8中所示的具有0平面比率的结构)，雾度和增益上没有明显的变化。然而，角度θ对于雾度和增益的变化是主要的。
表3
实验D：
表4示出了光学基板的平面比率的效果，如图9所示的实施例。在较低的平面比率时，光学基板具有较高的雾度且干涉条纹被消除。当光学基板的平面比率更高时，消除干涉条纹的能力降低。光学膜的优选的平面比率不超过10％。
表4
实验E：
在该实验中，两个光学基板相对于各自旋转以改变角度α(参见图6a的实施例)。表5中，角度α可以实质上是90度，以便提供具有可接受的散射且展示出好的增益的亮度提高膜。
表5
根据上述的实施例和实验结果，可以合理地预期选择和/或组合结构化表面的不同特点所得到的效果，以降低干涉条纹和增加增益，不需要损害可接受的散射，并能实现本发明上述的其他优点。例如，光散射等级通过参数进行控制，该参数包括树脂的折射率(RI)、透镜化镜片的曲率半径、透镜化镜片的对向夹角/高度、平面比率等。显然，在结构化透镜光输入表面和结构化棱镜光输出表面的组合中存在协同作用，以实现本发明的优点。
当上述的光学基板包括棱镜结构化表面和相反的透镜结构化表面时，散射能够实现，同时降低特定的不需要的光学效应，例如，光耦合、牛顿环或干涉条纹，而不会显著降低整体亮度。当透镜结构化表面在察觉到的暗和亮区域之间降低截止效应(显示为在截止处的彩虹)至观看或观察的特定角度时，对于特定显示应用来说，将会需要更加渐进的或柔和的截止。
根据本发明的另一个方面，光学基板的透镜结构表面包括浅弯曲透镜结构，其具有沿着透镜结构分布的“波纹”(否则，在横截面可以是均匀的)。波纹可以类似结点或者一系列的结点。光散射的等级然后可以通过参数来进行控制，其中，除了树脂的折射率(RI)、透镜的曲率半径、透镜化镜片的对向角/高度、平面比率等，参数还包括波纹的密度。
图22a至22d示出了根据本发明的一个实施例的具有结点结构化透镜表面的光学基板70。在该实施例中，除了将在下面进行解释的在结构化透镜表面72上增加了独立的结点86以及棱镜结构化表面74具有沿着棱镜78交替变化的棱镜高度之外，光学基板70的结构实质上与图6a和上述的光学基板50相似。两个结构化层都由基层53支撑。
浅弯曲凸透镜76被提供有在x方向分布的预定义的独立结点86形式的波纹，沿着连续的、均匀的透镜化镜片76。结点86中的每个都是围绕透镜化镜片76的圆柱表面的环形带截面的形式。在图22a的截面图中，结点86具有凸向弯曲的截面轮廓。在结构化透镜表面72上的预定义结点86在与纵向透镜化镜片76平行的纵向x方向散射光，浅弯曲透镜化镜片能够在与纵向透镜化镜片76垂直的横向y方向上散射光，因此，例如与之前图6a的实施例相比，具有预定义结点表面的浅弯曲透镜结构能够提高散射效果。因此，结点86有助于散射并减小特定的不期望的光学缺陷，例如，截止效应(彩虹)、牛顿环和干涉条纹。结点可以是几微米至几百微米宽(在x方向，从如图22a所示的截面看)，并在透镜化镜片的相邻表面的上方或者下方1微米至几十微米处。独立的结点86之间沿着透镜化镜片的距离可以是几微米至几千微米。
在该实施例中，纵向棱镜78具有沿着纵向y方向在两个高度(高度差大约是3μm)之间交替的顶峰。通过准直照射在结构化透镜上的光以在轴向反射光，棱镜结构化表面74能够提高亮度。
三角形的棱镜78相互倚靠以定义连续的或连接的棱镜结构化表面，而浅弯曲透镜76也相互倚靠以定义连续的或连接的透镜结构化表面72。与在前述的实施例中相同，透镜化镜片76和棱镜78的纵向方向可以构造成具有不同的夹角α。夹角α的范围可以是0°至90°，优选地从45°到90°，以提供具有令人满意的散射光的能力、同时不显著降低整体亮度的光学基板。夹角α可以实质上为90°以提供优选的性能。光学基板70的制造可以包含与前述实施例中的相似的工序。
图23a至23c示出了具有波纹185的结构化透镜表面的又一个实施例，与之前的图22所示的实施例的相比较，波纹185与位于光学基板170的结构透镜光输入表面172上的一系列连接结点186相类似。除了波纹185之外，光学基板170的其他结构可以与图22的实施例中的光学基板相类似。特别地，浅弯曲凸透镜176被提供有在x方向上分布的一系列结点186形式的独立预定义波纹185，沿着连续的、均匀的透镜化镜片176。在该实施例中，一系列结点186在均匀的纵向透镜化镜片176上形成波纹185，该系列结点186包括不同宽度和/或厚度/高度(从x-z平面的截面图看去)的连接的结点186。在每个波纹185中可以有一系列两个到几十个结点。沿着透镜化镜片的独立波纹185(一系列的结点186)之间的距离可以是几微米至几千微米。在结构化透镜表面172上的波纹185在平行于纵向透镜化镜片176的纵向x方向上散射光，浅弯曲透镜化镜片能够在垂直于纵向透镜化镜片176的横向y方向上散射光，从而，与例如前述如图6a的实施例相比，具有预定义波纹表面的浅弯曲透镜结构能够提高散射效果。因此，波纹185有助于散射，并减小特定的不期望的光学缺陷，例如，截止效应(彩虹)、牛顿环和干涉条纹。
如图23所示的实施例中，在每个波纹185(例如，一系列的结点)中的结点186高度不同。在图23b中能够更清楚的示出，每个透镜化镜片176的波纹185具有沿着正弦曲线或其他定义的曲线、或者以随机/伪随机形式变化的曲线而变化的高度。然而，在波纹中的一些或所有的结点的高度可以相同。此外，一些或所有波纹在x-z截面上看起来可以是相似的或者不同的(即，在图23b中所见)。
在此公开的透镜结构的其他实施例上提供波纹来提高散射特性是完全落在本发明的范围和精神之内的。
实验结果
由结点形的透镜化镜片结构作为光输入表面得到的、称为截止效应(彩虹)的效果可以通过肉眼来判断。图24a是示出了两个光学基板在特定视角的视觉感受的照片，基板中的每个在背光(例如，光导和下方散射器)背景上仅具有结构化棱镜输出表面(没有结构化透镜光输入表面)。图24b是示出了两个光学基板在特定视角的视觉感受的照片，基板中的每个在背光上具有带有波纹透镜化镜片结构的光输入表面和带有棱镜结构的光输出表面。比较图24a和24b，感知到的暗和亮之间的过渡(画圈的区域)呈现出较急剧的截止，其还伴随着在图24a中过渡处的彩虹，但是在图24b中感知到的暗和亮的过渡更加的渐进，而没有任何明显的彩虹。根据这些结果，很明显，具有预定义结点的浅弯曲透镜结构能够有效地减少彩虹。
假如具有预定义结点的浅弯曲透镜结构能够提供更好的散射效果，那么，可以有更多的参数用于控制在光学基板的二维平面(即，沿x-y平面)上方的散射。在光学基板的x方向上的散射特性可以通过选择结点的高度和密度而改变。在y方向上的散射特性可以通过选择曲率半径和浅弯曲透镜的对向夹角θ而变化。因此，光学基板可以设计为对不同的背部发光模块提供适当的增益和雾度，从而实现在不同的LCD应用中的所需的显示质量。
根据上述实施例和实验结果，可以合理地预期选择和/或组合结构化表面的不同特点来降低干涉条纹并增加增益的效果，而不需要损害可接受的散射，同时实现本发明上述的其他优点。
在另一个实施例中，结构化的棱镜光输出表面可以包括变化的顶峰高度以及在结构表面上分布的预定义的结构化不规则。引入的预定义不规则可以与来自于制造中的预期结构缺陷相同，例如，在结构化表面的棱镜结构(例如，在顶峰或底谷)的无小平面(non-facet)的平面截面。结构化不规则以有序、半有序、随机和准随机方式中的至少一种横过结构化光输出表面来分布。引入到结构化光输出表面中的预定义不规则能够掩盖特定的使用者感知到的缺陷，该缺陷由来自生产过程的已经被无意地包括在结构化光输出表面中的结构缺陷所造成。预定义的结构化不规则的缺陷掩盖效果可进一步参考美国专利No.7,883,647，其已经共同转让给了本申请的受让人，在此全部引入作为参考。
在另一个实施例中，结构化的棱镜光输出表面可以包括可替换的或者附加的不规则棱镜结构，如在美国专利No.7,618,164中所公开，其已经共同转让给了本申请的受让人，在此全部引入作为参考。可替换的或者附加的，结构化棱镜光输出表面可以包括防震颤结构，如在美国专利No.7,712,944中所公开，其已经共同转让给了本申请的受让人，在此全部引入作为参考。可替换的或者附加的，结构化棱镜光输出表面可以包括成行的平行布置的蛇形、波浪形或弯曲的纵向棱镜结构，如在于2010年8月11日提交的美国专利申请No.12/854,815中所公开，其已经共同转让给了本申请的受让人，在此全部引入作为参考。
在本发明的范围和精神内，可预期到，两个或更多的上述结构化表面特征的进一步组合可以在单个光学基板上实施，以获得对于具有LC模块的特定应用的期望的最佳结果。
根据本发明，光学基板(例如，图6a中的50)，当用在例如LCD中时，包括棱镜的、结构化光输出表面和结构透镜光输入表面，其共同提高亮度，减少干涉条纹并提供可接受的散射特性。根据本发明，引入了发明光学基板的发明LCD可以用在电子设备中。如图25中所示，电子设备110(可以是PDA、手机、电视、显示监视器、便携电脑、冰箱等中的一个)包括根据本发明一个实施例的发明LCD100。LCD100包括上述的发明光学基板。电子设备110可进一步在合适的壳体中包括使用者输入界面，例如键盘和按键(示意性的由块116表示)，图像数据控制电子器件，例如操纵图像数据流向LCD100的控制器(示意性的由块112表示)，电子器件区别于电子设备110，其可以包括处理器、A/D转换器，存储器、数据存储装置等(示意性的由块118表示)，以及能源包括电源、电池或外部电源插座(示意性的由块114表示)，其部件是本领域熟知的。
对本领域的一般技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明公开的结构和工艺作出不同改进和变化。前面的描述目的在于，如果本发明的改进和变化落在权利要求及其等效的范围之内，本发明覆盖这些改进和变化。
本申请要求于2010年3月26日提交的系列申请号为No.61/318,061的美国临时申请以及于2010年10月22日提交的系列申请号为No.61/406,094的美国临时申请的优先权。
本申请中标注的所有出版物都在此结合作为参考，如同在此充分阐述。

Claims (21)

1.一种光学片材，其特征在于，包含：
基底层，具有光输入表面和位于所述光输入表面的相反侧的光输出表面；
棱镜结构，配置在所述基底层的所述光输出表面上，其中所述棱镜结构包含在第一方向上延伸的多个棱镜；以及
透镜结构，配置在所述基底层的所述光输入表面上，其中所述透镜结构包含在第二方向上延伸的多个透镜；
其中所述多个透镜的截面图上定义多个谷，其中所述多个谷包含第一谷和第二谷，其中所述第一谷距所述光输入表面的高度不同于所述第二谷距所述光输入表面的高度，用以扩散由所述多个透镜进入的光。
2.一种光学片材，其特征在于，包含：
基底层，具有光输入表面和位于所述光输入表面的相反侧的光输出表面；
棱镜结构，配置在所述基底层的所述光输出表面上，其中所述棱镜结构包含在第一方向上延伸的多个棱镜；以及
透镜结构，配置在所述基底层的所述光输入表面上，其中所述透镜结构包含在第二方向上延伸的多个透镜片段；
其中所述多个透镜片段的截面图上定义多个谷，其中所述多个波谷包含第一谷和第二谷，其中所述第一谷距所述光输入表面的高度不同于所述第二谷距所述光输入表面的高度，用以扩散由所述多个透镜片段进入的光。
3.一种光学片材，其特征在于，包含：
基底层，具有光输入表面和位于所述光输入表面的相反侧的光输出表面；
棱镜结构，配置在所述基底层的所述光输出表面上，其中所述棱镜结构包含在第一方向上延伸的多个棱镜；以及
透镜结构，配置在所述基底层的所述光输入表面上，其中所述透镜结构包含多个透镜片段；
其中所述多个透镜片段的截面图上定义多个谷，其中所述多个谷包含第一谷和第二谷，其中所述第一谷距所述光输入表面的高度不同于所述第二谷距所述光输入表面的高度，用以扩散由所述多个透镜片段进入的光。
4.一种光学片材，其特征在于，包含：
基底层，具有光输入表面和位于所述光输入表面的相反侧的光输出表面；
棱镜结构，配置在所述基底层的所述光输出表面上，其中所述棱镜结构包含在第一方向上延伸的多个棱镜；以及
光扩散层，配置在所述基底层的所述光输入表面上，其中所述光扩散层包含在第二方向上延伸的多个片段结构，其中至少一所述片段结构在所述第二方向上具有最大的跨距尺寸；
其中所述多个片段结构的截面图上定义多个谷，其中所述多个谷包含第一谷和第二谷，其中所述第一谷距所述光输入表面的高度不同于所述第二谷距所述光输入表面的高度，用以扩散由所述多个片段结构进入的光。
5.一种光学片材，其特征在于，包含：
基底层，具有光输入表面和位于所述光输入表面的相反侧的光输出表面；
棱镜结构，配置在所述基底层的所述光输出表面上，其中所述棱镜结构包含在第一方向上延伸的多个棱镜；以及
光扩散层，配置在所述基底层的所述光输入表面上，其中所述光扩散层包含用以光扩散的多个片段结构；
其中所述多个片段结构的截面图上定义多个谷，其中所述多个谷包含第一谷和第二谷，其中所述第一谷距所述光输入表面的高度不同于所述第二谷距所述光输入表面的高度，用以扩散由所述多个片段结构进入的光。
6.一种光学片材，其特征在于，包含：
基底层，具有光输入表面和位于所述光输入表面的相反侧的光输出表面；
棱镜结构，配置在所述基底层的所述光输出表面上，其中所述棱镜结构包含在第一方向上延伸的多个棱镜；以及
光扩散层，配置在所述基底层的所述光输入表面上，其中所述光扩散层包含凹凸结构；
其中所述凹凸结构的截面图上定义多个谷，其中所述多个谷包含第一谷和第二谷，其中所述第一谷距所述光输入表面的高度不同于所述第二谷距所述光输入表面的高度，用以扩散由所述凹凸结构进入的光。
7.一种光学片材，其特征在于，包含：
基底层，具有光输入表面和位于所述光输入表面的相反侧的光输出表面；
棱镜层，配置在所述基底层的所述光输出表面上，其中所述棱镜结构包含在第一方向上延伸的多个棱镜；以及
光扩散层，配置在所述基底层的所述光输入表面上，其中所述光扩散层包含在第二方向上延伸的多个微结构，其中至少一个所述微结构中每一个微结构包含：
第一部分，具有固定高度；以及
第二部分，具有最大高度，其中所述第二部分的所述最大高度大于所述第一部分的所述固定高度。
8.一种光学片材，其特征在于，包含：
基底层，具有光输入表面和位于所述光输入表面的相反侧的光输出表面；
棱镜结构，配置在所述基底层的所述光输出表面上，其中所述棱镜结构包含在第一方向上延伸的多个棱镜；以及
光扩散层，配置在所述基底层的所述光输入表面上，其中所述光扩散层包含在第二方向上延伸的多个微结构；
其中至少一个所述微结构上设置至少一波纹。
9.根据权利要求8所述的光学片材，其特征在于，所述至少一波纹中每一个波纹包含结点结构。
10.根据权利要求8所述的光学片材，其特征在于，所述至少一波纹中每一个波纹包含一系列连接的结点结构。
11.一种凹凸结构，其特征在于，使用模具上对应于所述凹凸结构的结构化表面压印在基板上的薄膜而形成，其中所述模具上对应于所述凹凸结构的所述结构化表面使用坚硬工具刺入所述模具以在所述模具的所述表面上依序刻划第一沟槽和第二沟槽而形成，其中所述坚硬工具有平滑曲面的形状以使得所述第一沟槽和所述第二沟槽中各个沟槽的横向宽度随着所述坚硬工具的刺入深度增加而增加，其中当所述第一沟槽和所述第二沟槽中各个沟槽沿着第一方向进行时，反复将所述坚硬工具上下地移动所控制的坚硬工具的刺入深度以刻划所述模具，使得所述第一沟槽和所述第二沟槽中各个沟槽的横向宽度根据所控制的坚硬工具的刺入深度变化，其中所述第一沟槽和所述第二沟槽完全重迭而在其之间并未有任何间隔。
12.根据权利要求11所述的凹凸结构，其特征在于，该第二沟槽紧接着该第一沟槽刻划。
13.根据权利要求11所述的凹凸结构，其特征在于，所述第一沟槽和所述第二沟槽中各个沟槽维持所述坚硬工具沿着在所述第一方向上的直线，以沿着所述第一方向刻划。
14.根据权利要求11所述的凹凸结构，其特征在于，所述基板为光学基板，其中所述光学基板具有光输入面和光输出面，且所述凹凸结构形成在所述基板的所述光输入面上。
15.根据权利要求11所述的凹凸结构，其特征在于，所述基板为一光学基板，其中所述光学基板具有光输入面和光输出面，且所述凹凸结构形成在所述基板的所述光输出面上。
16.根据权利要求11所述的凹凸结构，其特征在于，所述平滑曲面形状为透镜形状，以使所述凹凸结构为透镜结构。
17.根据权利要求11所述的凹凸结构，其特征在于，所述凹凸结构的的表面具有用以扩散的粗糙化或纹理化结构。
18.一种在基板上形成凹凸结构的方法，其特征在于，包含：
使用坚硬工具刺入模具以在所述模具的表面上依序刻划第一沟槽和第二沟槽，其中所述坚硬工具有平滑曲面形状使得所述第一沟槽和所述第二沟槽中各个沟槽的横向宽度随着所述坚硬工具的刺入深度增加而增加，其中当所述第一沟槽和所述第二沟槽中各个沟槽沿着第一方向进行时，反复将所述坚硬工具上下地移动所控制的坚硬工具的刺入深度以刻划所述模具，使得所述第一沟槽和所述第二沟槽中各个沟槽的横向宽度根据所控制的坚硬工具的刺入深度变化，其中所述第一沟槽和所述第二沟槽完全重迭而在其之间并未有任何间隔；以及
使用所述模具的所述表面压印在基板上的薄膜以在所述基板上形成凹凸结构。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，该第二沟槽紧接着该第一沟槽刻划。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一沟槽和所述第二沟槽中各个沟槽维持所述坚硬工具沿着在所述第一方向上的直线，以沿着所述第一方向刻划。
21.一种光学片材，其特征在于，包含：
基底层，具有光输入表面和位于所述光输入表面的相反侧的光输出表面；
棱镜结构，配置在所述基底层的所述光输出表面上，其中所述棱镜结构包含在第一方向上延伸的多个棱镜；以及
光扩散层，配置在所述基底层的所述光输入表面上，其中所述光扩散层包含多个光扩散结构；
其中所述多个光扩散结构的截面图上定义多个谷，其中所述多个谷包含第一谷和第二谷，其中所述第一谷距所述光输入表面的高度不同于所述第二谷距所述光输入表面的高度，用以扩散由所述多个光扩散结构进入的光。
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