具有改进的效率的侧光式背光单元的制作方法

1.本发明涉及一种具有改进的效率的用于背光显示器的侧光式背光单元，其允许增加观看亮度而不增加给予显示器的电功率。


背景技术：

2.侧光式背光单元(blu)使用的光导膜100具有通常沿光导膜100的一侧放置的多个led 110，如图1所示。光导膜100具有宽度w和长度l，并且led 110位于沿光导膜100的宽度w的一个边缘处，并且被配置为将光发射进光导膜100中，使得如图2所示，光沿着光导膜100的长度l传播，图2是沿图1中的线2-2截取的截面。光导膜100通常在顶和/或底表面上具有小的结构，以使光被耦合出光导膜100。理想地，该结构被适当地切趾，以使得被耦合出光导膜100的光具有空间均匀的强度。通常，被耦合出光导膜100的光以角度分布被耦合出，该角度分布指向离开光导膜100的光输入边缘，如图2所示。
3.图3示意性地示出了在背光单元300中的图1和图2的光导膜100。如图所示，反射器310位于光导膜100下方。反射器310可以是镜面型，漫射型或其组合，并且被配置为将被耦合出光导膜100的下侧的光向光导膜100反射回去。在光导膜100上方是漫射体膜320，其通常是圆对称的并被配置为改进从光导膜100的上侧耦合出的光的均匀性。在漫射体膜320上方是两个亮度增强膜(bef)330、340。亮度增强膜330、340通常具有多个平行微棱镜，该平行微棱镜在其一侧具有90
°
的顶角，该棱镜的折射率通常在1.55至1.7之间。在背光单元300内，定位亮度增强膜330、340以使棱镜指向远离光导膜100，并且使棱镜彼此垂直地取向，其中亮度增强膜330、340之一的多个平行微棱镜与光导膜100的长度l大致对准(即，在约20
°
内)，而其他亮度增强膜330、340的多个平行微棱镜大致对准光导膜100的宽度w(即，在约20
°
内)。交叉的亮度增强膜330、340增加了从背光单元300出射的光的轴上亮度。
4.期望用于侧光式显示器的背光单元300最大化光效率，即，在不必增加提供给背光单元300的电功率的情况下增加观看亮度。


技术实现要素：

5.本发明通过用改进的光管理漫射体膜代替背光单元中的常规漫射体膜来获得提高的效率，该改进的光管理漫射体膜具有与交叉的亮度增强膜的光接受角度匹配的角度光分布输出。
6.根据本发明的一方面，提供了一种用于背光显示器的侧光式背光单元。该侧光式背光单元包括镜面反射器，位于镜面反射器上方的侧光式光导膜。侧光式光导膜具有长度和宽度。侧光式光导膜和镜面反射器的组合被配置为提供15
°
至20
°
的峰值光学分布和25
°
至45
°
的全宽度半最大漫射角。漫射体膜位于侧光式光导膜上方。漫射体膜在其面对侧光式光导膜的一侧上具有多个平行棱镜微结构，而在所述一侧的相对侧上具有多个漫射体微结构。多个平行棱镜微结构中的每一个具有78
°
至92
°
的顶角和1.49至1.58的折射率。漫射体微结构具有30
°
至60
°
的全宽度半最大漫射角。一对交叉的亮度增强膜位于漫射体膜上方。
每个亮度增强膜在其背离漫射体膜的一侧上具有多个平行微棱镜。亮度增强膜之一的多个平行微棱镜取向垂直于其他亮度增强膜的多个微棱镜。漫射体膜的多个棱镜微结构与最接近于被与光导膜的长度对准的所述多个平行微棱镜基本对准。
7.在一个实施例中，漫射体膜的漫射体微结构是圆形漫射体微结构。
8.在一个实施例中，漫射体膜的漫射体微结构是圆锥形微结构。在一个实施例中，圆锥形微结构具有约110
°
的顶角。
9.在一个实施例中，漫射体膜的漫射体微结构是四侧棱锥微结构。在一个实施例中，四侧锥体微结构具有88
°
至112
°
的顶角。在一个实施例中，四侧棱锥微结构的面被对准以便与漫射体膜的棱镜微结构平行或垂直。在一个实施例中，四侧棱锥微结构的面相对于漫射体膜的棱镜微结构取向约45
°
。
10.在一个实施例中，侧光式背光单元还包括沿着光导膜的宽度定位的多个led。
11.在一个实施例中，漫射体微结构是角度弯曲微结构，其取向使光在与多个棱镜微结构对准并且远离多个led的方向上弯曲。
12.根据本发明的一个方面，提供了一种用于背光显示器的侧光式背光单元。侧光式背光单元包括漫反射器，和位于漫反射器上方的侧光式光导膜。侧光式光导膜具有长度和宽度。侧光式光导膜和漫反射器的组合被配置为提供30
°
至50
°
的峰值光学分布和55
°
至85
°
的全宽度半最大漫射角。漫射体膜位于侧光式光导膜上方。漫射体膜在其面对侧光式光导膜的一侧上具有多个平行棱镜微结构，而在其所述一侧的相对侧上具有多个漫射体微结构。多个平行棱镜微结构中的每一个具有在75
°
至85
°
之间的顶角和在1.59至1.67之间的折射率。漫射体微结构具有小于20
°
的全宽度半最大漫射角。一对交叉的亮度增强膜位于漫射体膜上方。每个亮度增强膜在其背离漫射体膜的一侧上具有多个平行微棱镜。亮度增强膜之一的多个平行微棱镜取向垂直于其他亮度增强膜的多个微棱镜。漫射体膜的多个棱镜微结构与最接近于被与光导膜的长度对准的多个平行微棱镜基本对准。
13.在一个实施例中，漫射体膜的漫射体微结构是圆形漫射体微结构。在一个实施例中，漫射体微结构具有小于或等于10
°
的全宽度半最大漫射角。在一个实施例中，漫射体微结构具有小于或等于5
°
的全宽度半最大漫射角。
14.本发明的这些和其他方面，特性和特征，以及相关结构要素的操作方法和功能以及零件和制造经济性的结合，在参照附图考虑下面的描述和所附权利要求后，将变得更加明显，下面的描述、所附权利要求和附图所有这些均构成本说明书的一部分。然而，应该明确地理解，附图仅出于说明和描述的目的，并且不旨在作为对本发明的限制的限定。如说明书和权利要求书中所使用的，单数形式的“一个”，“一种”和“该”包括复数指示物，除非上下文另外明确指出。
附图说明
15.以下附图的组件被示出以强调本公开的一般原理，并且尽管可以按比例绘制至少一个附图，但是不必按比例绘制。为了一致和清楚起见，在所有附图中根据需要重复指定相应部件的附图标记。
16.图1是用在用于背光显示器的侧光式背光单元中的具有多个led光源的侧光式光导膜的示意性俯视图；
17.图2是沿2-2线取的图1的示意截面图。
18.图3是用于背光显示器的背光单元的示意性分解截面图，该背光单元包括图1和图2的光导膜和led；
19.图4是由测角光度计测量的从led输出的光的分布作为角度的函数的二维图，以及在光通过一对交叉的亮度增强膜后由测角光度计测量的从led输出的光的分布作为角度的函数的二维图；
20.图5a是限定角度的三维表示，接近该对交叉的亮度增强膜的光可以从该角度透射穿过该对交叉的亮度增强膜；
21.图5b是图5a的二维表示；
22.图6是限定角度的图5a的二维表示，接近该对交叉的亮度增强膜的光可以从该角度在轴上并且垂直于光导膜的顶表面透射穿过该对交叉的亮度增强膜；
23.图7是如由测角光度计测量的从具有窄分布的侧光式光导膜的顶表面输出的光的分布的二维图，其中镜面反射器位于侧光式光导膜的底表面；
24.图8是如由测角光度计测量的从具有宽分布的侧光式光导膜的顶表面输出的光的分布的二维图，其中漫反射器位于侧光式光导膜的底表面；
25.图9是如由测角光度计测量的从圆形漫射体的顶表面输出的光的分布的二维图，该圆形漫射体位于具有窄分布的侧光式光导膜的顶表面，其中镜面反射器位于侧光式光导膜的底表面；
26.图10是如由测角光度计测量的从圆形漫射体的顶表面输出的光的分布的二维图，该圆形漫射体位于具有宽分布的侧光式光导膜的顶表面，其中漫反射器位于侧光式光导膜的底表面；
27.图11是根据本发明的一个实施例的如由测角光度计测量的从漫射体的顶表面输出的光的分布的二维图，该漫射体位于具有窄分布的侧光式光导膜的顶表面，其中镜面反射器位于侧光式光导膜的底表面；
28.图12是所限定的角度的示意性二维表示，接近该对交叉的亮度增强膜的光可以从该角度在轴上并且垂直于侧光式光导膜的顶表面透射穿过该对交叉的亮度增强膜；
29.图13是图11和图12的组合；
30.图14是根据本发明的一个实施例的如由测角光度计测量的从漫射体的顶表面输出的光的分布的二维图，该漫射体位于具有宽分布的侧光式光导膜的顶表面，其中漫反射器位于侧光式光导膜的底表面；
31.图15是限定角度的示意二维表示，接近该对交叉的亮度增强膜的光可以从该角度在轴上并且垂直于侧光式光导膜的顶表面透射穿过该对交叉的亮度增强膜；和
32.图16是图14和图15的组合。
具体实施方式
33.可以使用光导膜100和具有漫射体膜320的光导膜100的发光强度分布来理解这样的膜将如何将led 110的自然输出转换成与该对交叉的亮度增强膜330、340接受角度良好匹配的光分布。通常使用测角光度计来测量那些光分布。该设置包括具有用于旋转测试样品的水平和垂直轴的机械测角光度计，以及用于测量给定距离上的发光强度的光度计。光
度计所在位置离测试样品的距离比测试样品的发光表面尺度大得多，因此测量结果与测试样品的尺寸无关。该过程通常称为“远场”分布测量。本文所述的光学分布数据是使用具有上述设置的测角光度计收集的。
34.图4示出了从led 110发射的朗伯分布400如何通过该对交叉的亮度增强膜330、340转换成具有增加的轴上亮度的较窄的分布410。图5a示出了交叉的亮度增强膜330、340如何工作。图5a提供了限定角度的三维表示，接近该对交叉的亮度增强膜330、340的光可以从该角度在轴上透射穿过该对亮度增强膜330、340。只有接近交叉的亮度增强膜330、340的光才能从限定的角度(由四个波瓣510、520、530和540表示)透射穿过交叉的亮度增强膜330、340，并以图4的窄分布410在轴上出射，而所有其他光向下反射回光导膜100。由于漫射体膜320、光导膜100和反射器官10的吸收，损失了一些向下反射回光导膜100的光。向下反射并朝着该对交叉的亮度增强膜330、340向上再循环的光可以在第二或第三次尝试时离开交叉的亮度增强膜330、340。图5b是图5a中提供的信息的二维表示。图6示出了光接受位置610、620、630、640，其中光在轴上离开该对交叉的亮度增强膜330、340，其通常对应于图5a和5b的四个波瓣510、520、530、540。
35.不同的光导膜100和反射器310可以具有非常不同的角度输出分布，并且光导膜100和反射器310两者的特征限定了两者的组合的输出分布。图7和8示出了光导膜100和反射器310的两种不同组合的测得的角度输出分布。图7示出了具有窄分布输出的光导膜100和定位在光导膜100下方的镜面反射器310的组合的测得的角度输出分布700，其中区域710代表最高的光强度。具有窄分布输出的光导膜100和镜面反射器310的组合被配置为提供15
°
至20
°
的峰值光学分布和25
°
至45
°
的全宽度半最大(fwhm)漫射角。图8示出了具有宽分布输出的光导膜100和位于光导膜100下方的更漫射(漫射式)的反射器310的组合的测量的角输出分布800，其中区域810代表最高的光强度。具有宽分布输出的光导膜100和漫反射器310的组合被配置为提供30
°
至50
°
的峰值光学分布和55
°
至85
°
的全宽度半最大(fwhm)漫射角。
36.漫射体膜320的附加进一步改变了角度光输出分布。图9和图10示出了圆形漫射体膜如何分别针对由图7和图8表示的光导膜100和反射器310的每种组合改变光学分布。图9示出了在具有窄分布输出的光导膜100的顶部上的圆形漫射体与位于光导膜100下方的镜面反射器310的组合的测得的角度输出分布900，其中区域910代表了最高的光强度。图10示出了在具有宽分布输出的光导膜100的顶部上的圆形漫射体与位于光导膜100下方的漫反射器310的组合的测量的角度输出分布1000，其中区域1010代表了最高的光强度。已经发现，在有或没有圆形漫射体的情况下，任一光导膜100及其相应的反射器310的光学分布都不与该对交叉的亮度增强膜330、340在轴上离开背光单元300所需的输入分布良好匹配，如以上关于图5a，5b和6所讨论的。
37.希望漫射体膜320/光导膜100/反射器310组合的光学输出分布尽可能地与用于轴上透射的该对交叉的亮度增强膜330、340的接受标准匹配，以使从背光单元300出射的轴上亮度可以最大化，尤其是考虑到以下事实，在背光单元300内反射和再循环的光的某些部分将由于吸收和反射器310的小于100％的反射率而损失。如下文进一步详细描述的，以漫射体膜320的各种不同实施例测量光导膜100和反射器310的每种组合以及上述一对交叉的亮度增强膜330、340的相对轴上亮度。
38.有镜面反射器和具有窄分布的光导膜的背光单元
39.比较示例a：上述的具有窄分布输出的光导膜100与镜面反射器310、通常与这种光导膜100和反射器310一起使用的50
°
全宽度半最大(fwhm)圆形立体漫射体320和一对交叉的亮度增强膜330、340的轴上亮度作为基线被测量，并且为了比较目的将其设置为100.0％。
40.有具有范围从20
°
至90
°
的全宽度半最大(fwhm)漫射角的圆形微结构漫射体的一系列漫射体膜320每个代替用于在背光单元300中的比较例a的圆形立体漫射体膜320，并且背光单元300相对于比较例a的轴上亮度被测量。具体地，实施例1包括具有20
°
fwhm圆形漫射体微结构的漫射体膜320，实施例2包括具有40
°
fwhm圆形漫射体微结构的漫射体膜320，实施例3包括具有55
°
fwhm圆形漫射体微结构的漫射体膜320，实施例4包括具有80
°
fwhm圆形漫射体微结构的漫射体膜320，而实施例5包括具有90
°
fwhm圆形漫射体微结构的漫射体膜320。下面表i中列出了相对于比较例a的轴上亮度测试的结果。
41.表i：在背光单元中使用具有圆形漫射体微结构的漫射体膜的相对轴上亮度
[0042][0043]
表i中的结果表明，示例1-5中使用的具有圆形漫射体微结构的漫射体膜320提供了与比较例a中使用的圆形立体漫射体膜非常类似的轴上亮度。
[0044]
接下来，在背光单元300中，三个漫射体膜320被测试，每个漫射体膜320有在漫射体膜320的指向光导膜100并与亮度增强膜330，340的最接近于被沿着光导膜100的长度l对准的微棱镜在同一方向上对准的一侧上的多个平行棱镜微结构。漫射体膜320的面对亮度增强膜330、340的相对侧是平滑的。示例6包括具有多个平行棱镜微结构的漫射体膜320，每个平行棱镜微结构具有90
°
的顶角和1.5的折射率。示例7包括具有多个棱镜微结构的漫射体膜320，每个棱镜微结构具有90
°
的顶角和1.57的折射率。示例8包括具有多个棱镜的漫射体膜320，每个棱镜微结构具有90
°
顶角和1.7的折射率。示例6-8相对于比较例a的轴上亮度测试的结果列在下表ii中。
[0045]
表ii：在背光单元中使用在一侧上具有90
°
顶角棱镜的漫射体膜的相对轴上亮度
[0046][0047]
结果表明，在示例6-8中使用的在一侧上具有90
°
棱镜的漫射体膜320没有与在比较例a或具有上述各种圆形漫射体微结构的漫射体膜320中使用的和表1所列的示例1-5中使用的圆形立体漫射体膜一起被实施。
[0048]
接着，圆形的漫射体微结构以各种全宽度半最大(fwhm)漫射角被附加到示例8中使用的漫射体膜320的平滑侧。示例9包括具有多个棱镜微结构的漫射体膜320，每个棱镜微结构在面对光导膜100的一侧上具有90
°
的顶角和1.7的折射率，并且在相对侧上有具有20
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构。示例10包括漫射体膜320，该漫射体膜320具有多个棱镜微结构，每个棱镜微结构在面对光导膜100的一侧上具有90
°
的顶角和1.7的折射率，并且在相对侧上有具有30
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构。实施例11包括具有多个棱镜微结构的漫射体膜320，每个棱镜微结构在面对光导膜的一侧上有具有90
°
的顶角和1.7的折射率，并且在相对侧上有具有40
°
fwhm的多个圆形漫射微结构。示例8-11相对于比较例a的轴上亮度测试的结果在下面的表iii中列出。
[0049]
表iii：在背光单元中使用具有在一侧上的1.7折射率90
°
顶角棱镜和在相对侧上的圆形漫射体的的漫射体膜的相对轴上亮度
[0050][0051]
结果表明，在具有每个在一侧上具有90
°
顶角和1.7的折射率的多个棱镜微结构的漫射体膜320的相对侧上添加圆形漫射体微结构明显改善了在背光单元300中的漫射体膜320的性能。
[0052]
接下来，具有各种全宽度半最大(fwhm)漫射角的圆形漫射体微结构被附加到在示例6和7中使用的漫射体膜的平滑侧上。具体而言，示例12包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有20
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例13包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有30
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例14包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有40
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例15包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有55
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例16包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.57的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有40
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例17包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.57的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有55
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例12-17相对于比较例a的轴上亮度测试的结果列在下面的表iv中。
[0053]
表iv：在背光单元中使用具有在一侧上的1.50或1.57折射率90
°
顶角棱镜和在相对侧上的圆形漫射体微结构的漫射体膜的相对轴上亮度
[0054][0055][0056]
令人惊讶地，发现在一侧上有每个具有90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构的漫射体膜320的相对侧上添加圆形漫射体微结构比向一侧上有每个具有90
°
顶角和1.7的折射率的多个棱镜微结构的漫射体膜320的相对侧上添加圆形漫射体微结构具有更大的相对轴上亮度增加，即使有每个具有在一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜320(示例6)比有每个具有在一侧上的90
°
顶角和1.7的折射率的多个棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜320(示例8)表现更差。还发现有每个具有在一侧上的90
°
顶角和1.57折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有40
°
fwhm或55
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320(分别为示例16和17)具有比有具有1.5的折射率的棱镜微结构的相应漫射体膜320(分别为示例14和15)略低的亮度。
[0057]
为了说明本发明的一个实施例的漫射体膜320，特别是在示例15中使用的有每个具有在一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的55
°
fwhm圆形漫射体微结构的漫射体膜320，在背光单元300中如何表现，示例15的有具有窄分布的光导膜100的漫射体膜320和镜面反射器310的组合的角度光分布被测量，并且与交叉的亮度增强
膜330、340的接受角度标准相比较。图11示出了示例15的有具有窄分布的光导膜100的该漫射体膜320和镜面反射器310的组合的测得的角度光分布1100，其中图11中的区域1110和1120表示最高光强度通过。图12示出了交叉的亮度增强膜330、340的接受角度标准1200，其中区域1210、1220、1230、1240指示光将在轴上通过交叉的亮度增强膜330、340的位置。图11和12的组合在图13中由1300表示，并且指示背光单元300的最高光强度的区域1110、1120和交叉的亮度增强膜330、340的由区域1210、1220、1230、1240表示的输入标准之间的极好匹配，所述最高光强度由有每个具有在一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的55
°
fwhm圆形漫射体微结构的漫射体膜320、具有窄分布光导膜100和镜面的反射器320输出。
[0058]
接下来，漫射体膜上的多个棱镜微结构的顶角的效果被研究。示例18包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有20
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例19包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有30
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例20包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有40
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。下面的表v中列出了示例18-20相对于比较示例a的轴上亮度测试的结果。
[0059]
表v：在背光单元中使用具有在一侧上的1.50折射率80
°
顶角棱镜和在相对侧上的圆形漫射体微结构的漫射体膜的相对轴上亮度
[0060][0061]
结果表明，有每个具有在一侧上的80
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的圆形漫射体微结构的漫射体膜320(示例18-20)的相对轴上亮度性能非常类似于有每个具有在一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的圆形漫射体微结构的漫射体膜320(示例12-14)。
[0062]
接下来，圆锥形微结构和四侧棱锥微结构来代替圆形漫射体微结构被研究。圆锥形微结构将准直的光束扩散成圆环。具有110
°
的顶角的圆锥形结构将光扩散成具有约为
40
°
的fwhm的环。也具有约110
°
的顶角的倒置的四侧棱锥微结构也被研究。四侧棱锥微结构在两个取向上被对齐：要么使棱锥微结构的面与相对侧上的棱镜平行(或垂直)，要么相对于相对侧上的棱镜成45
°
角。示例21包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有110
°
的顶角的多个圆锥形微结构的漫射体膜320。示例22包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.57的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有110
°
的顶角的多个圆锥形微结构的漫射体膜320。示例23包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有110
°
的顶角且具有取向平行(和垂直)于多个棱镜微结构的面的漫射体膜320。示例24包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有110
°
的顶角且具有相对于多个棱镜微结构45
°
取向的面的漫射体膜320。示例25包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.57的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有110
°
的顶角且具有相对于多个棱镜微结构45
°
取向的面的漫射体膜320。示例21-25相对于比较例a的轴上亮度测试的结果列在下面的表vi中。
[0063]
表vi：在背光单元中使用具有在一侧上的具有1.50折射率90
°
顶角棱镜和在相对侧上的圆锥形与棱锥形微结构的漫射体膜的相对轴上亮度
[0064]
[0065][0066]
结果表明，有每个具有在一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的110
°
顶角圆锥形微结构及110
°
顶角棱锥形微结构两者的漫射体膜320表现良好，并且与比较例a相比，增加了轴上亮度。此外，结果表明，将棱镜微结构的折射率从1.50增加到1.57会使有圆锥形微结构和棱锥形微结构的漫射体膜的相对轴上亮度降低3-4％。在有具有窄分布的光导膜100和镜面漫射器的背光单元300中，有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的有具有90
°
的顶角且具有相对于多个棱镜微结构45
°
取向的面的附加的漫射体膜320也被测试，并且发现与比较例a相比具有117％的相对轴上亮度。
[0067]
接下来，研究了代替上述圆形漫射体微结构的角度弯曲微结构。这种角度弯曲微结构在2019年12月23日提交的共同拥有的美国专利申请序列号16/625,830中作为在2018年6月29日提交的国际专利申请no.pct/us2018/040268并且作为在2019年1月3日公开的国际公开no.wo2018/006288a1的美国国家阶段申请中进行了描述，其全部内容通过引用合并于此。具体地，漫射体膜320包括多个角度弯曲微结构，其具有在漫射体膜320的与多个平行棱镜微结构相对的一侧上包含的wo 2018/006288a1的图8中所示的微棱镜阵列的形式。多个角度弯曲微结构和多个平行棱镜微结构两者都具有1.5的折射率。当被放置在有上述的具有窄分布输出的光导膜100和镜面反射器310的背光单元300中时，多个角度弯曲微结构被取向，使得角度弯曲微结构将光沿与多个棱镜微结构对准的方向弯曲并且远离led 110。有具有多个角度弯曲微结构的漫射体膜320的背光单元300相对于比较例a具有等于或优于表iii-v中列出的示例的性能增强。
[0068]
可以设想，在漫射体膜320的背离光导膜100并朝向该对交叉的亮度增强膜330，340的一侧上，也可以使用具有与本文所公开的形状和配置不同的形状和配置的其他微结构。本文描述的实施例无意以任何方式进行限制。
[0069]
有具有宽分布的光导膜和漫反射器的背光单元
[0070]
上述的具有宽分布的光导膜与漫反射器、通常与这样的光导膜和反射器一起使用的35
°
全宽度半最大(fwhm)圆形立体漫射体320(在此称为对比例b)、和一对交叉的亮度增强膜的相对轴上亮度被测量作为基线，以使相对轴上亮度被设置为100.0％。
[0071]
具有在20
°
至90
°
范围内的全宽度半最大漫射角的一系列圆形漫射体膜320每个代替比较例b的35
°
全宽度半最大(fwhm)圆形立体漫射体膜320，并测量相对轴上亮度。具体地，示例26包括20
°
fwhm的圆形微结构漫射体膜320，示例27包括30
°
fwhm的圆形微结构漫射体膜320，示例28包括40
°
fwhm的圆形微结构漫射体膜320，示例29包括55
°
fwhm的圆形微结构漫射体膜，和示例30包括90
°
fwhm的圆形微结构漫射体膜320。示例26-30相对于比较例b的轴上亮度测试的结果列于下面的表vii中。
[0072]
表vii：在背光单元中使用具有圆形漫射体微结构的漫射体膜的相对轴上亮度
[0073][0074]
类似于上面表i中列出的有具有窄分布的光导膜和镜面反射器的结果，具有不同圆形漫射体微结构的漫射体膜320似乎对包含具有宽分布的光导膜100和漫反射器310的背光单元300的轴上亮度没有任何显著影响。
[0075]
接下来，在背光单元300中，四个不同的漫射体膜320被测试，每个漫射体膜320具有在漫射体膜320的一侧上的多个平行棱镜微结构，平行棱镜微结构指向光导膜100并在相同方向上与亮度增强膜的最接近于沿着光导膜100的长度l被对齐的微棱镜对齐。漫射体膜320的面对底部亮度增强膜330、340的相对侧是平滑的。示例31包括有每个具有90
°
顶角和
1.5的折射率的多个平行棱镜微结构的漫射体膜320。示例32包括有每个具有90
°
顶角和1.57的折射率的多个平行棱镜微结构的漫射体膜320。示例33包括有每个具有90
°
顶角和1.65的折射率的多个平行棱镜微结构的漫射体膜320。示例34包括有每个具有90
°
顶角和1.7的折射率的多个平行棱镜微结构的漫射体膜320。示例31-34相对于比较例b的轴上亮度测试的结果被列于表viii中。
[0076]
表viii：在背光单元中使用在一侧上具有90
°
顶角棱镜的漫射体膜的相对轴上亮度
[0077][0078]
结果表明，在其一侧上具有多个棱镜微结构的所有漫射体膜320均增加了背光单元300的相对轴上亮度，其中轴上亮度随着棱镜的折射率增加而增加。表viii中列出的结果与上述的表ii中列出的有具有窄分布的光导膜100和镜面反射器310的背光单元300的结果相反，表明棱镜导致了轴上亮度的降低。
[0079]
接着，将具有各种度数的全宽度半最大(fwhm)漫射角的圆形漫射体微结构附加到示例31的漫射体膜320的平滑侧。示例35包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.50的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有10
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例36包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.50的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有20
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例37包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.50的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有30
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例38包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.50的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有40
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例39包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.50的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有55
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。另外，具有20
°
全宽度最大漫射角(fwhm)的圆形漫射体微结构被附加到示例34的漫射体膜320的平滑面上。具体地，示例40包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的90
°
顶角和1.7的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上具有20
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例35-40相对于比较例b的轴上亮度测试的结果被列于表ix中。
[0080]
表ix：在背光单元中具有在一侧上的1.50或1.57折射率90
°
顶角棱镜和在相对侧上的圆形漫射体微结构的漫射体膜的相对轴上亮度
[0081][0082][0083]
结果表明，在有多个棱镜微结构的漫射体膜320的相对侧上具有圆形漫射体微结构导致背光单元300的轴上亮度降低，但是在一些实施例中，在漫射体膜320的背侧上的少量漫射可能是需要的以实现来自光导膜100散射点的充分隐藏。结果还表明，即使有具有在一侧上的1.7折射率棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜320的背光单元300(示例34)比有具有在一侧上的1.5折射率棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜320的背光单元300(实例31)亮很多，当20
°
fwhm圆形漫射体微结构被附加到具有棱镜微结构的漫射体膜320的相对侧时，有具有1.5折射率棱镜的漫射体膜的背光单元(示例36)也比有具有1.7折射率棱镜微结构的漫射体膜320的背光单元300(示例40)更亮一点。
[0084]
接下来，棱镜的顶角的效果被研究。示例41包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜320。示例42包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.57的折射率的多个棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜320。示例43包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.65的折射率的多个棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜。示例41-43相对于比较例b的轴上亮度测试的结果列于表x中。
[0085]
表x：使用在一侧上具有80
°
顶角棱镜的漫射体膜的相对轴上亮度
[0086][0087][0088]
结果表明，对于有具有每个80
°
顶角的多个棱镜微结构的漫射体膜320的背光单元300，与有具有每个具有相同折射率90
°
顶角的多个棱镜微结构的漫射体膜320的背光单元300相比，轴上亮度被增加。
[0089]
完成了有每个具有80
°
顶角不同折射率的多个棱镜微结构的漫射体膜的附加测试。示例44包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.61的折射率的多个棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜320。示例45包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.62的折射率的多个棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜320。示例46包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.63的折射率的多个棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜320。示例47包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.64的折射率的多个棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜320。示例44-47相对于比较例b的轴上亮度测试的结果列于表xi中。
[0090]
表xi：使用在一侧上具有80
°
顶角棱镜的漫射体膜的相对轴上亮度
[0091]
[0092][0093]
结果表明，漫射体膜320的有80
°
顶角的棱镜微结构与具有宽分布的光导膜100和漫反射器310的组合的最佳折射率大约是在1.63至1.65之间。
[0094]
如上所述，在一侧上具有多个棱镜微结构的漫射体膜320的相对侧上的一些量的漫射可能是期望的，以改进从背光单元300出射的光的光学均匀性，即使以亮度有些下降为代价。研究了由有具有80
°
顶角和1.65的折射率的多个棱镜微结构的漫射体膜320的相对侧提供的一些漫射的附加。示例48包括有每个具有在一侧上的80
°
顶角和1.65的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有3
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例49包括有每个具有在一侧上的80
°
顶角和1.65的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有10
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320。示例48和49相对于比较例b的轴上亮度测试的结果列于表xii。
[0095]
表xii：在背光单元中有在一侧上的80
°
顶角棱镜和在相对侧上的圆形漫射体微结构的漫射体膜的相对轴上亮度
[0096][0097]
[0098]
如表xii中所列结果所示，(通过使用具有3
°
fwhm或10
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构)附加少量漫射到有每个具有在一侧上的80
°
顶角和1.65的折射率的多个棱镜微结构的漫射体膜320的相对侧，当与具有宽分布的光导膜100和漫反射器310一起使用时，降低了背光单元300的轴上亮度。该结果与如上面的表iii-vi所示的在增加了轴上亮度的具有窄分布的光导膜100和镜面反射器310的背光单元300中使用在一侧上具有多个棱镜微结构并且向相对侧附加显著量的漫射的漫射体膜320相反。
[0099]
为了说明本发明的一个实施例的漫射体膜320，特别是在示例48中使用的有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.65的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有3
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜在背光单元300中如何表现，示例48的漫射体膜320与具有宽分布的光导膜100和漫反射器310的组合的角度光分布被测量，并且将其与交叉的亮度增强膜330、340的接受角度标准进行比较。图14示出了实例48的该漫反射膜320与具有宽分布的光导膜100和漫反射器310的光导的组合的测得的角度光分布1400，其中图14中的区域1410和1420表示最高的光强度通过。图15示出了在背光单元300中使用的交叉的亮度增强膜330、340的接受角度标准1500，其中区域1510、1520、1530、1540指示光将在轴上通过交叉的亮度增强膜330、340的位置。图14和图15的组合在图16中由1600表示，并且表明在有每个具有在一侧上的80
°
顶角和1.65的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有3
°
fwhm的多个圆形漫射体微结构的漫射体膜320、具有宽分布的光导膜100和漫反射器320与背光单元300的交叉的亮度增强膜330、340的输入标准之间的极好匹配。
[0100]
发明人已经发现，与具有窄分布输出的光导膜100及镜面反射器310的一起使用的最佳漫射体膜320之一包括每个具有在一侧上的90
°
顶角和1.50的折射率的多个棱镜微结构和有55
°
fwhm漫射角的圆形漫射体微结构(用于示例15中)。相比之下，与具有宽分布输出的光导膜100及漫反射器的一起使用的最佳漫射体膜320之一包括每个具有在一侧上的80
°
顶角和1.64的折射率的多个棱镜微结构和平滑的相对侧的多个棱镜微结构(用于示例47)。为了观察这些漫射体膜320中的每一个在包括其他光导膜100和反射器310的背光单元300中如何表现，完成了附加测试。
[0101]
示例50包括有每个具有在面对光导膜100的一侧上的80
°
顶角和1.64的折射率的多个棱镜微结构和平滑的相对侧的漫射体膜320、具有窄分布输出的光导膜100、镜面反射器310和该对交叉的亮度增强膜330、340。将示例50相对于比较例a的轴上亮度结果的比较与示例15和比较示例a一起列在下面的表xiii中。
[0102]
表xiii：在背光单元中的有具有窄分布的光导膜和镜面反射器的漫射体膜的相对轴上亮度
[0103][0104]
结果表明示例15提供了比示例50高得多的轴上亮度，尽管即使示例50也比比较示例a略有改进。
[0105]
示例51包括有每个具有在面对光导膜100一侧上的90
°
顶角和1.5的折射率的多个棱镜微结构和在相对侧上的具有55
°
fwhm漫射角的圆形漫射体微结构的漫射体膜320、具有宽分布输出的光导膜100、漫反射器310以及该对交叉的亮度增强膜330、340。示例51相对于比较示例b的轴上亮度结果的比较与示例47和比较示例b在下面的表xiv中一起列出。
[0106]
表xiv：在背光单元中的有具有宽分布的光导膜和漫反射器的漫射体膜的相对轴上亮度
[0107][0108]
结果表明示例47提供了比示例51高得多的轴上亮度，尽管即使示例51也比比较示例b有轻微改进。
[0109]
从表xiii和xiv可以明显看出，与背光单元300中的一个光导膜-反射器组合一起使用的最佳漫射体膜320对于其他光导膜-反射器组合表现差。
[0110]
所示和上述实施例不旨在以任何方式进行限制，并且对本文所述实施例的任何此类修改都旨在包括在本公开的精神和范围内，并由所附权利要求书保护。