專利名稱：帶有卷邊框架和彈簧的受拉光學(xué)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種受拉光學(xué)元件及其在光學(xué)顯示器中的應(yīng)用，尤其是在用于
液晶監(jiān)視器和液晶電視的液晶顯示器(LCD)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是用于諸如膝上型電腦、手持型計(jì)算器、數(shù)字手表和 電視機(jī)等裝置中的光學(xué)顯示器。某些LCD包括位于該顯示器側(cè)面的光源，并設(shè) 置光導(dǎo)，將光從光源導(dǎo)向LCD面板的背面。其他的LCD,比如說某些液晶監(jiān) 視器和液晶電視(LCD-TV)，是利用設(shè)置在LCD面板后面的多個(gè)光源直接照明 的。該配置常見于大型顯示器，由于為了達(dá)到一定程度的顯示亮度，光能需求 隨著顯示尺寸的平方增加，但是沿顯示器的側(cè)面設(shè)置光源的可用有效面積僅僅 隨顯示尺寸呈線性增加。另外，某些LCD應(yīng)用，如液晶電視，要求該顯示器足 夠亮，以使在比其它應(yīng)用更遠(yuǎn)的距離之外可視，并且液晶電視的可視角的要求 通常不同于液晶監(jiān)視器和手持設(shè)備。
某些液晶監(jiān)視器和大多數(shù)的液晶電視常常由多個(gè)冷陰極熒光管(CCFL)從 后面提供照明。這些光源是線性的并且延伸到在該顯示器的全部寬度，因此， 顯示板的背面被一系列由暗區(qū)隔開的亮條紋照亮。這種照明圖案是不能讓人滿 意的，因此用f魏板(difibserplate沐平整LCD裝置背面的照明圖案。
某些液晶監(jiān)視器和大多數(shù)的液晶電視，通常在燈的相對側(cè)鄰近該纟fl寸板處 堆棧排列光處理膜。這些光處理膜通常包括準(zhǔn)直漫射膜、棱境導(dǎo)光膜和反射偏 振膜。運(yùn)用這些單獨(dú)的光處理膜制造LCD設(shè)備是勞動(dòng)非常密集的，因?yàn)橛行┠?br> 提供有保護(hù)覆層，首先必須移除這些保護(hù)覆層，然后把每個(gè)光處理膜單^i也放 到LCD的背光單元中。同樣，每一個(gè)膜對蚰勺存儲(chǔ)和躧宗會(huì)增加生產(chǎn)LCD顯 示器的總成本。另外，由于這些光處理膜是單獨(dú)運(yùn)用的，在組裝過程中損壞該 膜的風(fēng)險(xiǎn)更大。
現(xiàn)在，液晶電視的漫射板典型的是采用聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯
3(PPMA)的聚合物基體，或是其中含有多種分散相的共聚物，該分散相包括玻
璃，聚苯乙烯粒，交聯(lián)PMMA粒和CaC03粒子。這些板既厚又重，而顯示器 生產(chǎn)商總是努力使該形狀系數(shù)變薄，并減少顯示器的重量。在暴露于高濕度和 由燈帶來的高溫環(huán)境后，？II寸板常常變形或巻曲，從而給顯示設(shè)備帶來視覺缺 陷。另夕卜，Ml^板需要定制的突起酉己合(customized extrusion compounding),從而 將漫射微粒均勻分布在聚合物基體上，這進(jìn)一步增加了成本。
美國專利公開號2006/0082699描述了一種通過層壓自立式基底和光學(xué)^l寸 膜的獨(dú)立的層來減少漫射板成本的方法。盡管這種解決方式是新穎的，然而用 粘結(jié)劑來將這些層層壓在一起的需要，由于增加了光吸收材料，造成了系統(tǒng)效 率的降低。將這些層層壓在一起的附加加工成本也是弄巧成拙的。同樣的，上 述公開并沒有解決^l寸板的形狀系數(shù)厚和分量重的問題。該方法也沒有解決漫 射板變形的問題。
期望的是用形狀系數(shù)薄得多且分量明顯更輕的光學(xué)MI寸膜代替mi寸板。這
樣的 fl寸膜具有尺寸穩(wěn)定性和高光學(xué)M性，同時(shí)保持高度的光均勻性。？魏 膜還應(yīng)該為自身或任選地為特別是用于光處理配置中的其它光學(xué)膜提供結(jié)構(gòu)上 的支撐。
發(fā)明,
本發(fā)明提供一種光學(xué)元件，所述光學(xué)元件包括光學(xué)膜，其中該光學(xué)膜的至 少一部分通il^該光學(xué)膜施加受控張力的裝置(mechanism)來保持尺寸穩(wěn)定，其 中該張力由巻邊框熟crimpingframe)提供，該巻邊框架包括帶有半圓形凹槽 的第一框架構(gòu)件；帶有伸出部(extension)的第二框架構(gòu)件；其中該第一和第二框 架構(gòu)件聯(lián)鎖在一起以巻起該光學(xué)膜；和使第一和第二框架構(gòu)件緊固在一起的器 辨means)。
附圖簡述


圖1所示的是^^flt板的典型的背光型液晶顯^^置； 圖2所示的是包括聚合體光學(xué)MI寸膜的光學(xué)元件，其由環(huán)繞i刻莫周圍的框 架通過受控張力支撐；
圖3所示的是包括聚合體光學(xué)漫射膜的光學(xué)元件的另一實(shí)施例，其由環(huán)繞該膜周圍的框架通過受控張力支撐；
圖4是所示的是包括聚合體光學(xué)漫射膜的光學(xué)元件的另一實(shí)施例，其由環(huán) 繞該膜周圍的框架艦受控張力支撐；
圖5是所示的是包括聚合體光學(xué)漫射膜的光學(xué)元件的另一實(shí)施例，其由環(huán) 繞該膜周圍的框架ilil受控張力支撐；和
圖6是所示的是包括聚合體光學(xué)漫射膜的光學(xué)元件的另一實(shí)施例，其由環(huán)
繞該膜周圍的框架M:受控張力支撐。
發(fā)明詳細(xì)描述
本發(fā)明提供一種包括至少一個(gè)光學(xué)膜的光學(xué)元件，其中該光學(xué)膜的至少一 部分通過對該膜施加受控張力的裝置的存在來保持尺寸穩(wěn)定。該施加受控張力 的裝置采用一巻邊框架，其與有效保持該膜平坦的懸臂彈簧聯(lián)合。
本發(fā)明還提供一種顯示裝置和一種均勻發(fā)光的方法。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例 是一種光學(xué)元件，包括聚合體光學(xué)漫射膜，其由環(huán)繞該膜周圍的框架通過受控 張力支撐。所述張力通過位于該框架的頂部和底部構(gòu)件之間的膜的巻起提供給 膜。戶;M膜最初經(jīng)由多個(gè)螺絲或鎖扣(snap)保持在該兩個(gè)框架構(gòu)件之間，該螺絲 或鎖扣在該膜周圍的不同地點(diǎn)通過孔或謝申出，然后被連接到LCD背光的框架 上。該螺絲或鎖扣同樣將該巻邊框架的兩個(gè)構(gòu)件緊固在一起，其一旦擰緊，通 過巻起的影響(crimping affect)保持膜上的張力。懸臂彈簧型構(gòu)件從該巻邊框架的 一個(gè)構(gòu)件中突出。即使在環(huán)境測試條件下，該巻邊框架和該懸臂彈簧構(gòu)件的結(jié) 合可充分保持膜上的張力。這種光學(xué)元件可有效替代目前用于背光型液晶顯示 器中的ill射及的光學(xué)功能。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種光學(xué)元件，包括聚合體光學(xué)漫射膜，其由 環(huán)繞該膜周圍的框架通過受控張力支撐。所述張力通過位于該框架的頂部和底 部構(gòu)件之間的膜的巻起提供給膜。該框架的底部構(gòu)件與LCD背光框架作為一個(gè) 整體。所述膜最初經(jīng)由多個(gè)螺絲或鎖扣保持在該兩個(gè)框架構(gòu)件之間，該螺絲或 鎖扣在該膜周圍的不同地點(diǎn)通過孔或縫伸出。該螺絲或鎖扣同樣將該巻邊框架 的頂部構(gòu)件緊固在該背光單元上，其一旦擰緊，通過巻起的影響保持膜上的張 力。懸臂彈簧型構(gòu)件也被夾在所述巻邊框架的頂部構(gòu)件和背光單元之間。即使 在環(huán)境測試條件下，該巻邊框和夾在中間的彈簧構(gòu)件的結(jié)合可充分保持膜上的張力。這種光學(xué)元件可有效替代目前通常用于背光型液晶顯示器中的漫射板的 光學(xué)功能。
本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及的是一種液晶顯示(LCD)單元，其包括光源和 LCD面板，該面板包括上板和下板以及置于該上下板之間的液晶層。該下板面 向該光源，并包括吸收偏振片。 一種包括光處理膜的排列的光學(xué)元件設(shè)置在該 光源和LCD面板之間，使得該光源通過光處理膜的排列照亮該LCD面板，其 中至少一個(gè)光處理膜由前面所述的任一張力部件通過受控張力支撐，并與環(huán)繞 該膜周圍的框架相連。
該光處理膜的排列包括第一聚合體光學(xué)，Ilt膜。該光學(xué)處理膜的排列可任 意的包括其它光學(xué)層。其它光學(xué)層可以包括涂布珠子的準(zhǔn)直漫射膜，光引導(dǎo)膜 (light directing film)和反射偏振片。本發(fā)明可用于液晶顯示器(LCD,或LC顯示 器)，特別的可用于從后面直接照明的LCD，例如用于LCD監(jiān)視器和液晶電視 (LCD-TV )。
典型用在液晶電視中的MI抖及是基于聚合體基體，例如聚甲基丙烯酸甲酯 (PPMA)、聚碳酸酯(PC)或是環(huán)烯烴，形成堅(jiān)硬的板。該板包括漫射微粒， 例如，有機(jī)微粒、無機(jī)微?；蚩?泡)。暴驗(yàn)用于照亮該顯示器的光源的高溫 后，這些板常常變形或彎曲。這些板在加工和組皿最終的顯示裝置上也更昂貴些。
本發(fā)明涉及的是一種直接照明的LCD裝置，其具有位于在LCD面板本身 和光源之間的光處理膜的排列。該光處理膜的排列包括至少一個(gè)擁有特定邀寸 性和均勻性功能的聚合體光漫射膜，其由受控張力支撐。所述受控張力通過環(huán) 繞在膜周圍的框架提供。所述張力通過位于該框架的頂部和底部構(gòu)件之間的膜 的巻起提供給該膜。所述膜最初經(jīng)由多個(gè)螺絲或鎖扣保持在該兩個(gè)框架構(gòu)件之 間，該螺絲或鎖扣在該膜周圍的不同地點(diǎn)通過 L或縫伸出，然后被連接到LCD 背光的框架上。該螺絲或鎖扣還將該巻邊框架的兩個(gè)構(gòu)件緊固在一起，其一旦 擰緊，通過巻起的影響保持膜上的張力。懸臂彈簧型構(gòu)件從該巻邊框架的一個(gè) 構(gòu)件中突出。巻邊框架和懸臂彈簧構(gòu)件的結(jié)合即使在環(huán)境測試條件下可充分保 持膜上的張力。任意的其它光學(xué)膜，如涂布珠子的準(zhǔn)直^l寸膜、光引導(dǎo)膜和反 射偏振片，可以被邊框或受劍莫所限制。每一個(gè)構(gòu)件的邀寸率和霾線(haze level) 被設(shè)計(jì)用來提供一在整個(gè)顯示區(qū)亮度相對均勻的直接照明式液晶顯示器。本發(fā)明的聚合體光^l寸膜優(yōu)選為制造簡單且能在制造過程中保持材料和工 序的高度適應(yīng)性。在本發(fā)明中，結(jié)構(gòu)和光學(xué)上的要求是分開的張力構(gòu)件提供 結(jié)構(gòu)性能，以及薄的光^lt膜提供光學(xué)性能。通過分離這些功能，采用薄漫射 板的成本優(yōu)勢能夠被開發(fā)，以減少總成本。通過不使用帶有^l寸板的厚基板， 實(shí)現(xiàn)了高7義平的光學(xué)性能和低的生產(chǎn)成本。這也防止了厚板的任何變形，因?yàn)?受拉膜在整個(gè)的設(shè)計(jì)溫度和濕度的范圍內(nèi)保持高度的均勻性。另外，包含在膜 中的漫射體要比在基板中的更容易更精確的控制漫射性能。這樣的漫射性能在 Ml寸膜內(nèi)隨空間變化。比如說由膜中載有更多或更少的 fl刊斂?；蚩椎木€性區(qū) 域產(chǎn)生的條紋是可以利用的。使由受控力支撐的膜能夠設(shè)置在離背光型LCD顯 示器中的線性光源(典型的是CCFL)更近些是十分有用的。這種，的間距通 過正好在線性光源的上方排列的更高M(jìn)I寸性能的條紋來實(shí)現(xiàn)，從而使從膜出射 的光均勻化。從該光源到該^l寸膜更大的間隔必須用具有均勻分散的光漫射微 粒的膜來實(shí)現(xiàn)。
圖1所示的是直接照明式液晶顯示裝置100的一個(gè)具體實(shí)施例的分解示意
圖。戶;M顯示裝置ioo可以用于，比如，液晶監(jiān)視器或液晶電視。該顯^置
100是基于應(yīng)用前板組件130,其包括液晶面板140，其典型的包括放置在面板134 之間的液晶層136。該面板134通常由玻璃形成，并且在它們的內(nèi)表面包括電極 結(jié)構(gòu)和排列層(alignmentlayer)以用來控制液晶層136中液晶的取向。該電極結(jié)構(gòu) 通常排列用來限定液晶面板的像素，液晶層的各個(gè)區(qū)域的液晶的取向能夠相對 于相鄰區(qū)嫩fci控制。該面板134中的一個(gè)或多個(gè)還可以包括彩色濾光器，用 于在圖像顯示時(shí)提供色彩。
上吸收偏振片138位于液晶層136的上方，并且下吸收偏振片132位于液 晶層136的下方。吸收偏振片138,132和液晶面板140 g控制從背光110經(jīng)由 顯7g器100到觀察者的光的M"。在某些液晶顯示器中，該吸收偏振片138， 132 的透射軸設(shè)置成相互垂直的。當(dāng)液晶層136的一個(gè)像素沒有被激活，其就不能 改變從這里通過的光的偏振。相應(yīng)的，當(dāng)吸收偏振片138, 132被垂直排列時(shí)， 穿過下吸收偏振片132的光被上吸收偏振片138光所吸收。另一方面，當(dāng)該像 素被激活時(shí)，從這里通過的光的偏振被旋轉(zhuǎn)，因此至少某些透過下吸收偏振片 132的光也可以iM上吸收偏振片138。有選擇的激活液晶層136的不同像素， 比如說M3ffi制器150，可以使光在某些需要的位置透出蓋顯示器，因此形i^見察者看到的圖像。該控制器可以包括，比如說，計(jì)算機(jī)或接收和顯示電視圖像 的電視控制器。 一個(gè)或多個(gè)任選的層139可以形鵬上吸收偏振片138的上方，
比如用來給該顯示表面提供機(jī)械和/或環(huán)境保護(hù)。在一個(gè)示范實(shí)施例中，該層139 可以包括在該吸收偏振片138上方的硬罩。
應(yīng)理解某些類型的液晶顯示器希望以與上述不同的方^*31行。例如，平 行設(shè)置該吸收偏振片，液晶面板在未激活的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)光的偏振。無論怎樣， 這種顯示器的基本結(jié)構(gòu)與上面戶7M的類似。
該背光110包括多個(gè)光源114，其產(chǎn)生用來照亮液晶面板120的光。用于液 晶電視或液晶監(jiān)視器的光源114通常是線性的，冷陰極熒光管，其橫穿顯示裝 置100延伸?！組可以禾傭其它類型的光源，例如燈絲，弧光燈，發(fā)光二極管 (LED),平面熒光面板或是外部熒光燈。該光源的列舉并不是用來限制或是窮 舉，而僅僅是^f列。
該背光110也可以包括用來反射從光源114向下傳播的光的反射板112，在 遠(yuǎn)離液晶面板140的方向設(shè)置。反射板112還可以用于循環(huán)顯示裝置100內(nèi)的 光線，如下戶腿。反射板112可以是鏡面反射器或，穀寸反射器?？捎米鞣瓷淦?118的鏡面反射器一個(gè)例子是由明尼蘇達(dá)州圣保羅(StPaul,Minn)的3M公司生產(chǎn) 的Vikuiti⑧增強(qiáng)鏡面反射(ESR)膜。誠的MI寸HI寸器的例預(yù)括聚合物，例 如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚碳酸酉旨(PC)，聚丙烯，聚苯乙烯等，載 有MI寸反射微粒，如二氧化鈦，硫MI貝，碳酸f丐等。
光處理層的排列120位于背光110和前面板組合130之間。光處理層影響 從背光110傳來的光，從而，顯^置100的運(yùn)行。例如，光處理層的排列 120可以包括一f劍寸板122。 f翻寸板122用來MI寸從光源接收的光，從而增加了 液晶面板140上入射照明光的均勻性。因此，使得觀察者感到圖像更加均勻明
光處理層的排列120也可以包括一反射偏振片128。該光源114典型的是產(chǎn) 生非偏振光，但該下吸收偏振片132只允許單一偏振狀態(tài)的，過，因此由光 源114產(chǎn)生的大約一半的光沒有被透射到液晶層136。然而該反射偏振片128， 可以用來反射另外被下吸收偏振片吸收的光，這樣通過反射，光可以在反射偏 振片128和反射片112之間循環(huán)利用。反射偏振片128反射的光的至少一部分 被去偏振，然后以M反射偏振片128和下吸收偏振片132到達(dá)液晶層136的偏振狀態(tài)返回到反射偏振片128。用這種方式，反射偏振片128可以用于提高光 源114發(fā)出的光到達(dá)液晶層136的百分率，這樣顯示裝置100產(chǎn)生的圖像更亮。
可以使用任意^ii類型的反射偏振片，例如，多層光學(xué)膜(MOF)反射偏 振片；漫反射偏振膜(DRPF)，比如連續(xù)/分散相偏振片，線柵反射偏振片劍旦 甾醇型反射偏振片。
光處理層的排列120還可以包括光弓l導(dǎo)膜126。光弓l導(dǎo)膜包括朝靠近顯示器 的軸向改變離軸光方向的表面結(jié)構(gòu)。這增加了同軸傳播穿過液晶層136的光的 數(shù)量,因此提高了觀察者看到的圖像的亮度。 一個(gè)例子是棱鏡光引導(dǎo)膜，其含有 大量的棱鏡脊，其Mil折射和反射來改變照明光的方向。
與MI寸板和用于傳統(tǒng)液晶電視中的堆疊光學(xué)膜不同，本發(fā)明利用光學(xué)處理 膜的排列，其中至少一個(gè)光學(xué)處理膜由受控張力支撐。所述受控張力典型的通 過環(huán)繞該膜周圍的框架提供。戶腿張力例如通過框架的頂部和底部構(gòu)件之間的 膜的巻起提供給該膜。所述膜最初經(jīng)由多個(gè)螺絲或鎖扣保持在該兩個(gè)框架構(gòu)件 之間，該螺絲或鎖扣在該膜周圍的不同地點(diǎn)通過 L或謝申出，然后被連接到LCD 背光的框架上。 一旦擰緊，該螺絲或鎖扣也將該巻邊框架的兩個(gè)構(gòu)件緊固在一 起，其通過巻起的影響保持膜上的張力。懸臂彈簧型構(gòu)件從該巻邊框架的底部 構(gòu)件突出，在即使環(huán)境測試條件下幫助保持膜上的張力。這種光學(xué)元件可有效 替代液晶顯示器中^l射及和任意其它光學(xué)膜的光學(xué)功能。
這里定義的"彈簧"是在整個(gè)動(dòng)作范圍能基本保持均勻張力的任意構(gòu)件。所 述的動(dòng)作范圍必須是與在設(shè)計(jì)Mj度和濕度范圍內(nèi)膜的尺寸的最大預(yù)期變化至少 一樣大的距離。這里定義的基本保持是指保持張力到初始張力的至少25%。優(yōu) 選地是，該力保持到初始張力的至少50%。這里定義的"膜"一詞是指厚度小于 500(om的桐—料片。
圖2所示的本發(fā)明光學(xué)元件的一個(gè)具體實(shí)施例的示意圖。光學(xué)元件200包 括聚合體光學(xué)Mlt膜214和環(huán)繞于膜周圍的兩個(gè)支撐框架構(gòu)件210和212。這里 定義的周圍是沿著該膜的所有薄M啲假想的實(shí)線。典型的對于液晶顯示器， 有四條直交的邊形成了矩形的周邊。其它的光學(xué)膜也可以添加到聚合體光 ， 膜上方的光處理層的排列中，期每在下面的圖中示出。圖2示出一種由張力支 撐光學(xué)ffl寸膜214的方法?？蚣軜?gòu)件210和212分別具有相互鎖扣在一起的半 圓形凹槽和伸出部。螺絲或釘(pin)217從框架構(gòu)件210、 212和膜214中的縫或孔中伸出。螺絲或釘217緊固在LCD背光218的框架上。由于螺絲或釘217被 擰緊，通過充分壓入背光框架218,框架的兩個(gè)構(gòu)件210和212將膜巻起，在膜 中產(chǎn)上張力。膜中的初始張力可以Mil改變框架構(gòu)件210和212中的凹槽和伸 出部的半徑來改變。初始張力來自于巻起，但可以在例如環(huán)境測試期間的高溫 期間減小。在這樣的條件期間為保持張力^fi初始張力，可以禾,懸臂彈簧213 。 彈簧213受巻起和初始張力的作用而下垂(deflect)。如果膜在高溫期間膨脹，彈 簧將回彈以維持膜中的張力。
受拉光學(xué)itl寸膜214是自立的(self-supporting)。這里的自立定義為在膜的自 身重量加上附加的光處理排列中所用的任何其它光學(xué)膜的重量的條件下能夠維 持膜的平面均勻性。平面均勻性定義為平面偏離初始位置少于MI寸膜最長邊長 度的18(f之內(nèi)。
受拉漫射膜214和一個(gè)或多個(gè)其它的光處理層可以包括在位于背光和LCD 面板之間的光處理的排列中。受拉MI寸膜214為支撐光處理的排列衝共穩(wěn)定的 結(jié)構(gòu)。該受拉膜不會(huì)如通常的 IM板系統(tǒng)一樣趨向于巻曲。
聚合體光學(xué)^l別莫214的一個(gè)具體實(shí)施例包括不對稱的，劍他莫。這樣的聚 合體不對稱MI寸膜既可以是光漫射結(jié)構(gòu)在膜體內(nèi)的體MI寸器，也可以是光 II寸 結(jié)構(gòu)位于膜的表面的表面ill寸器。
不對稱體MI寸膜
不對稱體ill寸器在膜體內(nèi)有這樣的區(qū)域，其包括至少稍微按照其主軸排列 的非球形疇。這些疇具有與膜的基質(zhì)聚合物不同的折射率。
不對稱體^l寸器可包括多于一個(gè)的漫射區(qū)域或?qū)印Ｔ撀鋮^(qū)域中的一個(gè)或 多個(gè)具有不對稱的MI寸圖案。在m的實(shí)施例中，剛性且基本透明的材料分隔 兩個(gè)f劍寸區(qū)域。在優(yōu)選的實(shí)施例中，不對稱的MI寸區(qū)域這樣排列以提高背光的 亮度均勻性。在另一雌的實(shí)施例中，M使用一個(gè)或多個(gè)不對術(shù)魏區(qū)域， 利用光源的緣性或格柵陣列的背光的空間亮度圖案是基本均勻的。
在x-z和y-z面上的^l寸量影響亮度的均勻性和背皿顯示器的潛在視角。 通過優(yōu)先于其它面而只增加一個(gè)面的漫射量，視角被不對稱的增大。例如，如 果x-z面比y-z面的MI寸多，顯示器的視角(與亮度和顯示對比度有關(guān))可以在 x方向上增大。ffiil背光的不對，敘II寸膜中一個(gè)或多個(gè) 劍寸層弓l入的^lt不X^爾性，可以對顯示器的視角和角強(qiáng)度分布(angular intensity profile)以及背光和顯示 系統(tǒng)中的光學(xué)效率進(jìn)行更好的控制。在另一實(shí)施例中，^!寸量在，魏層的面中 變化。在另一實(shí)施例中，？II寸量在垂直于層面的面(z方向)中變化。在優(yōu)選的 實(shí)施例中，在緊密接近一個(gè)或多個(gè)光源的區(qū)域中f穀寸量更高。
不對稱MI寸器的強(qiáng)^I將由的排列可以是平行排列，垂直或與光源或背光的 邊緣成一定角度。在優(yōu)選的實(shí)施例中，強(qiáng)^l轉(zhuǎn)由垂直于背光中線性光源的長度 方向排列。
在一個(gè)或多個(gè)不對稱^lt層中的微?？梢允抢w維狀的，球狀的，圓柱狀的 以及其它不對稱形狀，或是一個(gè)或多個(gè)上述形狀的組合。微粒的形狀可以被設(shè) 計(jì)成基本更多的MI寸發(fā)生在x-z面而不是在y-z面。微?；虍牭拈_m可以在空間 上沿x、 y、 z方向中的一個(gè)或多個(gè)變化。這種變化可以是規(guī)則的，半隨機(jī)的或 是隨機(jī)的。
Ml寸層中的微?？梢哉弧⑵叫谢蚺cMI寸層或線性光源或光源陣列的邊緣 成一角度排列。在優(yōu)選的實(shí)施例中，漫射層中的微?；狙仄叫杏诠庠吹木€性 陣列的一個(gè)軸排列。
微?？梢园谶B續(xù)相材料的體內(nèi)或可以從其表面或是連續(xù)相材料的基本 平坦的表面伸出。
本文所述的在一個(gè)或多個(gè)光漫射層中的微?？梢允堑突蚋邼舛鹊摹．?dāng)漫射 層厚時(shí)，需要用更低濃度的微粒。當(dāng)MI寸層薄時(shí)，需要用更高濃度的微粒。分 散相的濃度可以從少于1重量％至50重量％。在某些情況下，經(jīng)過認(rèn)真的衫隨 材料和生產(chǎn)技術(shù)，微粒的濃度可以達(dá)到高于50%。更高的濃度可以使MI寸層變 得更薄，因此，可以使背光和顯示器變得更薄。
微粒和基質(zhì)之間的折射率之差可以是非常小或非常大的。如果折射率之差 小，那么需要用更高濃度的微粒來達(dá)到一個(gè)或多個(gè)方向上的充分mi寸。如果折 射率之差大，那么典型的需要更少的微粒(更低濃度)來達(dá)到充分漫射和亮度 均勻性。微粒和基質(zhì)之間的折射率之差在x， y， z的一個(gè)或多個(gè)方向上可以是O 或大于0。
單個(gè)的聚合相的折射率是貢獻(xiàn)于膜對光的翻寸程度的一個(gè)因素。低和高折 射率材料的組合得到更大的劍寸角度。在應(yīng)用雙折射材料的情況下，在x， y， 和z方向上的折射率每一個(gè)者阿以影響加工材料的MM量或反射量。在某些應(yīng)用中，可以用具有如在熱、機(jī)械或低成本上具有特殊t頓的特殊聚合物，然而， 材料之間折射率的差異(在x， y，或Z方向上，或其某組合)可能不適于產(chǎn)生 期望的MI寸量或其它光學(xué)特性，如反射。在這種情況下，本領(lǐng)域公知的是用典 型的尺寸小于1貨妹的小微粒來增加或減小平均術(shù)斤射率。雌的，光不是直 接從這些增加的微粒上散射，并且增加這些微粒也基本不會(huì)增加吸收或是反向
、基于微粒數(shù)量和它們所加入的聚合物的折射率以及微粒的有效折射率，添 加的微?？梢栽黾踊驕p小平均折射率。這種添加可以包括氣凝膠，溶膠凝膠
材料，硅土，高嶺土，氧化鋁，MgF2的細(xì)微粒(折射率為1.38)， Si02 (折射率 為1.46) ,A1F3 (折射率為1.33-1.39) ，CaF2 (折射率為1.44)， LiF (折射率為 1.36-1.37) ,NaF (折射率為1.32-1.34)和ThF4 (折射率為1.45-1.5)或可考慮的 類似物?？蛇x的，可以使用具有高折射率的細(xì)微粒，如二氧化鈦(Ti02)或二 氧化鋯(Zi02)或其它金屬氧化物的細(xì)微粒。
Ml寸層的一個(gè)或多個(gè)表面可以包括非平面表面。該表面圖案可以包括在x， y或z方向上的從lnm到3mm范圍內(nèi)的突起和凹陷。該圖案或個(gè)別特征可以是 周期性的，隨機(jī)的，半隨機(jī)的或是其它均勻或非均勻的結(jié)構(gòu)。該表面特征可以 設(shè)計(jì)成給 II抖反提供如準(zhǔn)直，抗卩M(anti-blocking),折射，對稱MM，不對稱 ^!寸或衍射功能。在選優(yōu)實(shí)施例中，該表面特征是用來提f^t直特性的棱鏡結(jié) 構(gòu)的線性陣列。在另一,實(shí)施例中，該表面包括半球狀的，，其防止浸濕， 提^^1S特型或光校準(zhǔn)特性。
^!寸層的一個(gè)或多個(gè)表面可以包括可提f，直特性的表面圖案。該準(zhǔn)直特 性將由大角度入射的光線導(dǎo)向接近顯示法線的角度(更小的角度)。該特征可以 是棱鏡的線性陣列，棱椎陣列，圓錐陣列，半球陣列的形式或是其它公知的用 來將更多光導(dǎo)向垂直于背光表面的方向。該特征排列可以是規(guī)則的，不規(guī)則的， 隨機(jī)的，有序的，半隨機(jī)的或是其它可通過折射，反射，或全內(nèi)反射，衍射或 翻寸來準(zhǔn)直光的排列。
本發(fā)明的增強(qiáng)型不對衛(wèi)ll寸器可以包括提供附加的光學(xué)，機(jī)械，環(huán)境，熱 或電的益處的材料、附加物、構(gòu)件、混合物、涂層、處理、層或區(qū)域。Ml寸膜
的特性可以包括下面的一個(gè)或是多個(gè)光學(xué)增加 量，增力減小沿一個(gè)或
多個(gè)軸的^l寸，減少或增加雙折射，增加亮度均勻性，增加色彩穩(wěn)定性，減少霾；機(jī)敏物理增強(qiáng)剛性，減小厚度，斷氏重量，增強(qiáng)縱怖性，減小/增加射
束硬度(pendl hardness),抗阻塞特征；環(huán)境減少翹曲，增加光電阻，增加抗?jié)?性，增加耐光性，增強(qiáng)紫外線的吸收；熱增強(qiáng)耐熱性，提高軟化纟顯度；電 減小表面電阻。
不對稱表面翻膜
不對稱表面，II寸器在膜的表面具有包括全息結(jié)構(gòu)或至少稍微按照其主軸排 列的非球形疇的結(jié)構(gòu)。全息結(jié)構(gòu)典型的是從已記錄的材料工具壓印到該膜上。 非球形疇有與膜的基質(zhì)聚合物不同的折射率。至少稍微排列的非球形疇的一個(gè) 實(shí)施例是變形顯微透鏡的密堆積陣列。"變形"指在兩垂直方向上的每一個(gè)都產(chǎn) 生不同的圖像放大率的特征。
不對稱劍寸膜的成分
該MI賴莫可以由包括連續(xù)相和分散相的一個(gè)或多個(gè)光翻才區(qū)域組成。在另
--個(gè)實(shí)施例中，該^l寸膜可以包括一個(gè)呈現(xiàn)不對稱Mt特性的光tm表面特征 的區(qū)域。在另一個(gè)實(shí)施例中， 一個(gè)或多個(gè)ill寸層可以粘接該不對稱MM膜的兩 個(gè)或更多個(gè)組件。該膜還可以包括一個(gè)基本光學(xué)透明的基底和一個(gè)連續(xù)相。選 作基底、分散的或連續(xù)的相的材料可以是一種或多種聚合或無機(jī)材料。
這樣的聚合物包括，但不限于丙烯酸樹脂，苯乙烯(styrenics)，烯烴(olefins)， 聚碳酸酯，聚酯，纖維素質(zhì)，聚酯碳酸鹽(polyester-carbonate)等。具體的例子包 括聚甲基丙烯酸甲酯及其共聚物，聚苯乙烯及其共聚物，苯乙烯一丙烯腈共聚 物，聚乙烯及其共聚物，聚丙烯及其共聚物，聚乙烯-丙烯共聚物，聚乙酸乙烯 酯及其共聚物，聚乙烯醇及其共聚物，雙酚A聚碳酸酯及其共聚物，聚對苯二 甲酸乙二酉旨及其共聚物，聚2,6-萘二羧酸乙二酯及其共聚物，多芳基化合物，聚 翻安共聚物，聚氯乙烯，纖維素乙酸酯，纖維素乙酸丁酸酯，纖維素乙酸丙酸 酯，聚醚 胺及其共聚物，聚醚Wl其共聚物，聚 其共聚物和聚硅氧烷。
多個(gè)甲基丙烯酸酯樹脂和丙烯酸酯樹脂適合用作本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)相。 該甲基丙烯酸酯樹脂包括但不限于聚甲基丙烯酸酯例如聚甲基丙烯酸甲酯，聚 甲基丙烯酸乙酯，聚甲基丙烯酸丙酯，聚甲基丙烯酸丁酯，聚甲基丙烯酸異丁 酯，甲基丙烯酸甲酯一甲基丙烯酸共聚物，甲基丙烯酸甲酯一丙烯酸酯共聚物 和甲基丙烯酸甲酯一苯乙烯共聚物(例如，MS樹脂)。怖忠的甲基丙烯酸樹月旨包括聚甲基丙烯酸烷基酯及其共聚物。最優(yōu)選的甲基丙 樹脂包括聚甲基丙 烯酸甲酯及其共聚物。丙烯酸酯包括但不限于聚丙烯酸甲酯，聚丙烯酸乙酯， 聚丙烯酸丁S旨及其共聚物。
多種苯乙烯樹脂適合用作本發(fā)明的聚合相。這些樹脂包括乙烯基芳香族聚 合物，例如間同立構(gòu)聚苯乙烯。用于本發(fā)明的間同立構(gòu)乙烯基芳香族聚合物包 括聚苯乙烯，聚烷基苯乙烯，聚芳基苯乙烯，聚苯乙烯卣化物，聚烷氧基苯乙 烯，聚苯甲酸乙烯酯，聚乙烯基萘，聚乙烯基苯乙烯和聚二氫苊
(poly(acenaphthalene))，以及氫化聚合物和包括這些結(jié)構(gòu)單元的混合物或共聚 物。聚烷基苯乙烯的例子包括下面的異構(gòu)體聚甲基苯乙烯，聚乙基苯乙烯， 聚丙基苯乙烯，聚丁基苯乙烯。聚芳基苯乙烯的例子包括聚苯基苯乙烯的異構(gòu) 體。聚苯乙烯鹵化物的例子包括下面的異構(gòu)體聚氯苯乙烯，聚溴苯乙烯和聚
氟苯乙烯。聚烷氧基苯乙烯的例子包括下面的異構(gòu)體聚甲氧基苯乙烯和聚乙 氧基苯乙烯。在這些例子中，優(yōu)選的苯乙烯樹脂聚合物為聚苯乙烯，聚對甲 基苯乙烯，聚間甲基苯乙烯，艦叔丁苯乙烯，聚對氯苯乙烯，聚間氯苯乙烯， 聚對氟苯乙烯以及苯乙烯和對甲基苯乙烯的共聚物。最優(yōu)選的苯乙烯樹脂包括 聚苯乙烯及其共聚物。
一些特別的聚酯和共聚酯樹脂適于用作本發(fā)明的相。這樣的樹脂包括聚對
苯二甲酸乙二酯及其共聚物，聚2，6-萘二羧酸乙二酯及其共聚物，聚對苯二甲酸 1,4-環(huán)己二甲酯及其共聚物，艦苯二酸丁二酯的共聚物。樹脂的酸性成分包括 對苯二甲酸，異酞酸，2,6-萘二羧酸或，酸的混合物。聚酯和共聚酯可被少量 的其它酸或酸的混合物(或等效酯)修飾，其包括但不限于鄰苯二甲酸，4，4'-均二苯乙烯乙二酸，2,6-萘二羧酸，草酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二酸， 庚二酸，辛二酸，壬二酸，癸二酸，1，12—十二烷二酸，二甲基丙二酸，順式-1,4 環(huán)已二羧基酸和反式-l，4-環(huán)己二羧基酸。樹脂的二醇成分可以包括乙二醇，1，4-環(huán)已二甲醇，丁二醇或是上述乙二醇的混合物。共聚酯也可被少量的其它二醇 或二醇的混合物修飾，其包括但不限于1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇， 1，6-已二醇，1,7-庚二醇，1,8-辛二醇，1,9-壬二醇，1,10-癸二醇，1，12-十二烷二 醇，新戊二醇，2，2,4,4—四甲基-1,3-環(huán)丁二醇，二甘醇，雙酚A和對苯二酚。優(yōu) 選的聚酯樹酯包括由對苯二甲酸和異酞酸或它們的等效酯的混合物與1,4-環(huán)已 二甲醇和乙二醇的混合物反應(yīng)得到的共聚酯。最優(yōu)選的聚酯樹脂包括由對苯二甲酸或其等效酯與1 ，4-環(huán)已二甲醇和乙二醇的混合物反應(yīng)得至啲共聚酯。
某些聚碳酸酯和共聚碳酸酯樹脂適于用作本發(fā)明的相。聚碳酸酯樹脂典型
的由聯(lián)苯酚與碳酸喊carboimte)前體通過溶液聚合，體聚合反應(yīng)獲得。該聯(lián)苯 酚 為2,2-雙(4-羥苯基)丙烷(稱作"雙酚A")，但其它的聯(lián)苯酚也用作該 聯(lián)苯酚的部分或整體。其它的聯(lián)苯酚的例子包括1,1-雙(4-羥苯基)乙烷，l，l-雙(4-羥苯基)環(huán)已烷，2,2-雙(冬羥基-3,5畫二甲基苯基)丙烷，2，2-雙(4-羥基 -3-甲基苯基)丙烷，雙(4-羥苯基)硫醚和雙(4-羥苯基)砜。該聚碳酸酯樹脂 iM是含有50moP/?；蚋嗟碾p酚A的樹脂，特別^ra雙酚A占所有聯(lián)苯酚的 整體的70molX或更多。該碳酸酯前體的例子包括碳酰氯，碳酸二苯酯，戰(zhàn)聯(lián) 苯酚的雙氯甲酸酯，碳酸二對甲苯基酯，碳酸苯基對甲苯基酯，碳酸二對氯苯 基酯和碳酸二萘基酯。在這些當(dāng)中，碳酰氯和碳酸二苯酯是特別優(yōu)選的。
許多聚烯烴聚合物適用于作為本發(fā)明的相。這樣的聚烯烴聚合物包括聚乙 烯，聚丙烯，聚丁烯，聚異丁烯，聚(4-甲基)戊烯，及其共聚物，及其氯化變 體和氟化變體。
特定的纖維素樹脂適于作為本發(fā)明的相。這樣的樹脂包括醋酸纖維素，乙 酸丁酸纖維素，乙酸丙酸纖維素，丙酸纖維素，乙基纖維素，硝酸纖維素。包 括如酞酸二乙酯的多種增塑劑的纖維素樹脂也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
聚合體光學(xué)MI寸膜214的其它優(yōu)選實(shí)施例包括半晶狀的聚合物基質(zhì)，其包 含有氣孔和氣孔引發(fā)微粒或像無機(jī)微?；蚪宦?lián)聚合珠子之類的簡單漫射微粒。 優(yōu)選半晶狀的聚合物基質(zhì)，因?yàn)槠鋵梢姽馐腔就该鞯?，容易伸展，擁有?高達(dá)85。C的髙溫測i疏收縮小于1.0%的尺寸穩(wěn)定性。育跶到所有的這些標(biāo)準(zhǔn)的 4微的聚合物為聚酯和它們的共聚物。最,的是l^苯二甲酸乙二酯(PET); 聚萘二甲酸乙二酯(PEN)聚酯和它們的任一共聚物的。PET最^S，因?yàn)樗?的成本要比PEN低的多。
氣孔弓l發(fā)微?？梢允桥c基質(zhì)聚合物不相容的任意類型的微粒。這些微粒可 以是無機(jī)或有機(jī)的。無機(jī)微粒包括碳酸轉(zhuǎn)，硫酸鋇，二氧化鈦中的任一種，或 可被熔融混入聚合物中的任意其它無機(jī)成分。典型的有機(jī)氣孔引發(fā)微粒是與基 質(zhì)聚合物不互溶的聚合物。它們是優(yōu)選的，因?yàn)檫@些不互溶聚合物的樹脂球可 以簡單地與基質(zhì)聚合物的樹脂球干混合并壓制在一起形成鑄膜。無機(jī)微粒需要 預(yù)混合鵬融混合，逸就增加了生產(chǎn)成本。tt^的有機(jī)氣 L引發(fā)微粒為聚烯烴。最^it的是聚丙烯。
可添加氣孔引發(fā)微粒，以產(chǎn)生作為 劍寸器功能的足夠的^l針生，但不會(huì)太 不透明以致明顯降低LCD顯示器的光亮度。氣孔弓像微粒的優(yōu)選填充量為 ^
膜的3到25wt% 。最優(yōu)選的填充量是10-20wt% 。
光學(xué)^M膜214可擁有紫外(UV)光防護(hù)，例如包括紫外吸收材料或在其 中一層有阻擋紫外光影響的材料。合適的紫外吸收化合物商業(yè)有售，包括，例 如，由特拉華州威爾明頓的CYTEC技術(shù)有限公司(Cytec Technology Corporation of Wilmington, Del.)生產(chǎn)的Cyasob UV-1164，和紐約州塔利頓的汽巴特禾中化學(xué) 品公司(Ciba Specialty Chemicals of Tanytowr^N.Y )生產(chǎn)的Tinuvin 1577。
盡管圖2中未示出，聚合體光學(xué) fl寸膜214的另一優(yōu)選實(shí)施例是在膜內(nèi)有
空間變化的疇，其有所述膜具有更多或更少的漫射微?；驓饪椎呢?fù)載量。這些
空間變化的纟II寸膜中的漫射疇實(shí)際上既可以M稱的也可以是不對稱的。^X寸
于將由受控力支撐的膜放置在離背光型液晶顯示器的光源(典型的是冷陰極熒
光管)更近的位置是十分有益的。在一種情況中，可以通過正好在線性冷陰極
熒光管光源的上方排列更高M(jìn)I寸性能的條紋，從而使光從膜中均勻出射，達(dá)到
更近的間距。(從光源到漫射膜的更大的距離必須由具有均勻分散的光漫射微
粒的薄膜形成。)在^l寸疇中的非條紋的其它變形也可以采用。比如，如果ifl寸
膜用于沿著背光中LED光源的陣列，可以使用點(diǎn)狀圖案。
光學(xué)ffl寸膜214可以包括其它材料以減少紫外光線的不利影響。這樣的材 料的一個(gè)例子是受卩別安光穩(wěn)定組合物(hals)。大體來說，最有效的hals是
衍生自四甲基哌啶的那些，禾口被認(rèn)為是聚合叔胺的那些。合適的HALS組合物 商業(yè)有售，例如，由紐約州塔禾噸的汽巴特種化學(xué)品公司生產(chǎn)的商標(biāo)為"Tinuvin" 的。這樣的一個(gè)有用的HALS劑為Tinuvin 622 。
框架構(gòu)件210和212可以包括任意剛性材料，優(yōu)選為塑料。與框架構(gòu)件210 相連的懸臂彈簧213幫助保持膜214的平坦性。該彈簧可包含任意剛性材料， 優(yōu)選為塑料，其典型的是與底部框架210整體制造。圖2中的光學(xué)元件200可 用于代替常規(guī)液晶顯示器中的MI寸板。
本發(fā)明的另一具體實(shí)施例如圖3所示意。光學(xué)元件300揭示了，除了MI寸 膜314被拉緊之外，另一個(gè)膜，光準(zhǔn)直i劍賴莫316同樣被拉緊。膜314是如同 圖2中關(guān)于膜214所描述的光學(xué)^l寸膜。另外第三個(gè)膜315，棱鏡光弓l導(dǎo)膜，被
16支撐在兩受^)]莫314和316之間。圖3中的光學(xué)元件300可用于代替常規(guī)液晶 顯示器中的翻板和任選光學(xué)膜。
本發(fā)明的另一具體實(shí)施例如圖4所示意。光學(xué)元件400利用液晶顯示器背 光單元418的框架作為巻起框架的下部構(gòu)件。這 過將半圓形凹槽一體形成 在LCD的背光單元中完成的。同樣，光學(xué)元件400利用單獨(dú)的懸臂彈簧413， 其夾在頂部巻邊框架構(gòu)件412和背光單元418之間。膜414也是如圖2中關(guān)于 膜214所述的光學(xué)漫射膜且其可以任選地是多于一個(gè)膜。同樣，光學(xué)元件400 的銷釘(snap pin)417與頂部巻起框架成為一個(gè)整體。頂部巻起框架412和銷釘 417可以是任何的剛性材料，但雌為聚合物且由注模工藝生產(chǎn)。懸臂彈簧元件 413可以包括塑料或金屬。圖4的光學(xué)元件400可用于代替常規(guī)液晶顯示器中的 ^il寸板和任選的光學(xué)膜。
本發(fā)明的另一具體實(shí)施例如圖5所示意。光學(xué)元件500是至少兩個(gè)光學(xué)處 理膜的排列，其包括底膜514和頂膜516之間的大空間。通過加入第二懸臂彈 簧元件511來保持該空間，第二懸臂彈簧元件511用作壓制上部光學(xué)膜516下 面的下部膜514的上升。上部光學(xué)膜的上升由懸臂彈簧516保持，其沿與彈簧 511相反的方向推動(dòng)上部膜516。下部膜514是聚合體光學(xué)MI寸膜，其可以包含 與前面戶，的^lt膜214相同的材料。在這種情況下，漫射膜514具有在劍莫 中顯示為條紋的統(tǒng)性排列的高M(jìn)I寸條紋509的空間變化疇。這些高，魏條紋509 優(yōu)選由兩個(gè)或更多在聚合物基質(zhì)中的^l寸顆粒的層形成，其具有不同的寬度， 因此在橫跨條紋寬度上形成了^il寸梯度。在圖4中，背光單元框架518有半圓 形凹槽以便作為巻邊框架的下部巻邊框架構(gòu)件。背光框架518可以設(shè)計(jì)成將受 拉膜514和516保持在與冷陰極熒光管光源519的總間隔比圖4中的背光框架 418近的多的距離。這種更近的間隔可以M使光^M膜514的高M(jìn)lt條紋正好 在冷陰極熒光管光源519的上方排列而實(shí)現(xiàn)。頂部巻邊框架構(gòu)件512和銷釘517 可以是任意的剛性材料，但優(yōu)選為聚合物且由注模工藝生產(chǎn)。圖5的光學(xué)元件 500可以用來代替常規(guī)液晶顯示器中的漫射板和任選的光學(xué)膜。
本發(fā)明的另一具體實(shí)施例如圖6所示意。光學(xué)元件600揭示了采用LED光 源619的二維排列。基于此，下部光學(xué)纟穀寸膜614采用正好在每個(gè)LED619的 上方排列的高 fl寸疇609的圓形點(diǎn)狀圖案。這些圓形點(diǎn)優(yōu)選為具有不同直徑的 圓形點(diǎn)的兩個(gè)或更多層，，因此在橫跨點(diǎn)的寬度上形礎(chǔ)S射狀(radial)MI寸梯度。光學(xué)MI寸膜614可由與圖2中所描述的 fl寸膜214相同的材料組成。圖6的光 學(xué)元件600可用來代替常規(guī)液晶顯示器中的^M板和任選的光學(xué)膜。
任意一個(gè)實(shí)施例中，多于一個(gè)的光學(xué)膜被框架或受拉膜約束，典型的沒有 光學(xué)膜互相粘接。雖然從生產(chǎn)成本來說，將兩個(gè)光學(xué)膜互相粘接是有益的，但 典型的該光學(xué)膜中的一個(gè)或多個(gè)并沒有互相粘接。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種光學(xué)元件，其包括至少一個(gè)在受控張 力下由拉緊構(gòu)件支撐的光學(xué)膜，這樣該膜在該光學(xué)元件的設(shè)計(jì)溫度和濕度范圍 內(nèi)保持平坦性和高度張力。保持受拉膜的高度平坦性要求拉緊構(gòu)件的獨(dú)特的設(shè) 計(jì)，這是本發(fā)明的本質(zhì)。進(jìn)一步的，本發(fā)明的目的是提供一種向至少一個(gè)光學(xué) 膜提供張力的低成本方法。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，該光學(xué)元件以非常低的成本為前述，fl寸板提供光平滑 功能。該光學(xué)元件是獨(dú)特的，因?yàn)槠涮峁┝烁叨鹊墓鈱W(xué)功能并且即使在較小厚 度下在特定溫度和濕度的觀i賦下仍滿足了表面平坦的要求。典型的該光學(xué)元件 包括在至少一個(gè)由受控張力支撐的光學(xué)膜的周圍的支撐框架。本發(fā)明的其它實(shí) 施例包括其它也由該支撐框架限審啲光處理膜。
例子
為了示范本發(fā)明的一個(gè),實(shí)施例，采購一商業(yè)液晶電視。選擇的該電視 是42寸LG Philips液晶電視，型號為42LB5D。液晶面板和光處理膜的排列從 電視中移除，露出背光單元中的冷陰極熒光管陣列。背光單元接著配備了如圖3 中的本發(fā)明的受拉支撐排列。
用于圖3所示體的中心膜與該42寸LG Philips電視最初提供的常規(guī)棱鏡 準(zhǔn)直膜是相同的。用于圖3所示裝置中的頂膜是100um的涂覆珠子的^l寸膜 (Kimoto有限公司的100-TL4^M膜)。用在受拉疊層中的底膜(直接在冷陰極 熒光管的上方)是體光學(xué)漫射膜。這種膜的制備是首先熔融混合交聯(lián)硅 微 粒的5.0微珠(MPM公司(Momentive Performance Materials Inc.)的Tospearl 145A)到聚對苯二甲酸乙二酯(伊斯曼化學(xué)公司(Eastman Chemicals)的 PET#7352)中。聚對苯二甲酸乙二酯樹酯I斜Q微珠兩者首先在165i:在^B喿機(jī) 內(nèi)干燥24小時(shí)。接著將它們和填充量占混合物重量的30%的小珠一起被送料至 27mm的雙螺旋混煉機(jī)。該混煉機(jī)的壓出物被送料通過7K浴，然后?；?。
接著該混合辦Q更多的PET7352在165"C在千燥機(jī)內(nèi)千燥24小時(shí)。PET球和混合球被干混合在一起，其中混合球占干混合物重量的16%， PET占重量的
84%。然后該混合物在275。C熔融且通過塑煉螺旋擠壓機(jī)送料至擠型模集管 (extrusion die manifold)以產(chǎn)生熔融流，其從模具中流出后在一y賴卩輥上被迅速淬 火。通過調(diào)節(jié)擠壓機(jī)的通過量，可能調(diào)節(jié)所得到的鑄片的厚度。在這種情況中 鑄片的厚度大約為750,。鑄片首先通過在ll(TC的溫度下以3.0的比率拉伸從 而在縱向定向。然后該片在一張拉輻機(jī)(tenter frame)內(nèi)、在3.3的比率和100°C 溫度下，以橫向定向而未撕裂。被拉伸的該片接著在22(TC熱定形。最終的膜厚 大約為100|om。
剛才所描述的三個(gè)膜被安裝在如圖3所示的受拉框架內(nèi)。該巻邊框架的頂 部構(gòu)件由鋁制造。該巻邊框架的底部構(gòu)件由立體平板印刷步驟和UV可固化的 聚合物制造。圖3所述的用，膜的受拉支撐結(jié)構(gòu)利用沿該巻邊框架每3英寸 間隔的螺絲緊固在環(huán)繞在暴露的冷陰極熒光管周圍的背光單元框架上。當(dāng)螺絲 被擰緊時(shí)，該兩個(gè)外部膜被拉緊，因?yàn)檫@兩個(gè)外部膜在巻邊框架構(gòu)件之間被巻 起。懸臂彈簧被該膜部分地彎曲，從而在膜內(nèi)產(chǎn)生甚至更大的張力。所得到的 膜疊層顯得非常平坦且沒有任何翹曲。在用冷陰極熒光管照明時(shí)，從該膜出射 的光非常亮且均勻，沒有膜的明顯的波動(dòng)，曲。
然后具有受拉膜的該組裝的背光單元被置于兩個(gè)不同的熱測試環(huán)境中。第 一個(gè)測試是將該組裝的背光放進(jìn)65"C的爐內(nèi)15^1中。當(dāng)將背光從爐中移走時(shí)，
膜依然顯得非常平坦且沒有任何翹曲。當(dāng)用冷陰極熒光管照明時(shí)，仍然沒有出 現(xiàn)膜的明顯的波動(dòng)或翹曲。所進(jìn)行的第二個(gè)測試包括正好在背光的膜的上方直 接放置絕緣材料，用冷陰極熒光管以最大亮度照J(rèn)寸15辦中。當(dāng)移走絕緣材料時(shí)， 仍然沒有膜的明顯的波動(dòng) 曲。
19靴目錄表
100直接照明式液晶顯示裝置 110背光
112反射器
114光源
120光處理層
122激寸板
124準(zhǔn)直^l寸膜
126光引導(dǎo)膜
128反射偏振片
130前液晶面板，
132下吸收偏振片
134面板
136液晶層
138上吸收偏振片
139任選的層
140液晶面板
150控制器
200光學(xué)元件
210下部巻邊框架
212頂部巻邊框架
213懸臂彈簧
214聚合體光學(xué)漫射膜
217螺絲或銷釘
218背光框架
300光學(xué)元件
314聚合體光學(xué)^l寸膜
315棱鏡光學(xué)引導(dǎo)膜
316準(zhǔn)直^l寸膜400光學(xué)元件
412頂部^ii框架
413懸臂彈簧
414聚合體光學(xué)^l寸膜
417銷釘
418背光框架
500光學(xué)元件
509高M(jìn)I寸疇的條紋
510覆蓋框架
511懸臂彈簧
512頂部巻邊框架
513懸臂彈簧
514聚合體光學(xué)MI寸膜
516光學(xué)膜
517銷釘
518背光框架
519冷陰極熒光管光源
600光學(xué)元件
609高f穀寸疇的點(diǎn)
619LED光源。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)元件，其包括光學(xué)膜，其中該光學(xué)膜的至少一部分由向該光學(xué)膜施加受控張力的裝置保持尺寸穩(wěn)定，其中該張力由卷邊框架提供，該卷邊框架包括具有半圓形凹槽的第一框架構(gòu)件；具有伸出部的第二框架構(gòu)件；其中該第一和第二框架構(gòu)件互鎖在一起以卷起該光學(xué)膜；和將該第一和第二卷邊框架構(gòu)件緊固在一起的器件。
2. 如權(quán)禾腰求1戶脫的光學(xué)元件，還包括一個(gè)或多^i;臂彈簧元件。
3. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述至少一個(gè)光學(xué)膜是包 含光翻寸微粒的mi寸膜。
4. 如權(quán)禾腰求3戶誠的光學(xué)元件，其特征在于，該 ll寸膜是不對稱^l寸膜。
5. 如權(quán)禾腰求3戶腿的光學(xué)元件，其特征在于，該^I寸膜包括多個(gè)MI寸顆 粒的濃度隨空間變化的疇。
6. 如權(quán)禾腰求3戶腿的光學(xué)元件，其特征在于，除該^l寸膜之外的另一個(gè) 光學(xué)膜，由施加受控張力的體的存在來保持尺寸穩(wěn)定，且與戶艦Mlt膜隔開。
7. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，包括兩個(gè)光學(xué)膜和至少一 個(gè)位于該兩個(gè)光學(xué)膜中間的膜，該兩個(gè)光學(xué)膜中的每一個(gè)都由施加受控張力的 裝置的存在來保持尺寸穩(wěn)定，該中間的膜通過受拉的該兩個(gè)光學(xué)膜進(jìn)一步穩(wěn)定 化。
8. 如權(quán)禾腰求7戶脫的光學(xué)元件，其特征在于，包括光學(xué)MI寸膜作為該兩 個(gè)光學(xué)膜中的一個(gè)，光準(zhǔn)直MI寸膜作為該兩個(gè)光學(xué)膜中的另一個(gè)，棱鏡光引導(dǎo) 膜作為該中間的膜。
9. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，將該第一和第二框架構(gòu)件 緊固在一起的器件選自螺絲和銷釘。
10. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，將第一和第二框架構(gòu)件 緊固在一起的器件是銷釘，其與戶誠第一或第二框架構(gòu)件中的一個(gè)一體形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學(xué)元件，其包括至少一個(gè)光學(xué)膜，其中該光學(xué)膜的至少一部分通過將受控張力應(yīng)用到該膜的構(gòu)件的存在保持尺寸穩(wěn)定。應(yīng)用受控張力的該裝置利用與懸臂彈簧相連的卷邊框架，該彈簧有效保持該膜的平坦。
文檔編號G02B7/00GK101581804SQ200910134660
公開日2009年11月18日 申請日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月13日
發(fā)明者K·W·小貝斯特, T·M·蘭尼 申請人:Skc哈斯顯示器薄膜有限公司