光学结构以及透明、侧投、镜面和前投显示屏的制作方法_2

文档序号:9563653阅读:来源:国知局
面对入射的光 线进行散射或反射;
[0048] 吸收层,所述透光薄膜的一侧表面与该吸收层贴合;
[0049] 其中,当入射光从所述透光薄膜的另一侧表面入射时,如果该入射光进入该透光 薄膜后与该透光薄膜的表面法线的夹角大于预设角度,那么该入射光被所述光学微结构的 正面散射或反射后从该透光薄膜的所述另一侧表面出射;否则,该入射光透过所述透光薄 膜并被所述吸收层吸收。
[0050] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0051] 本发明实施例的光学结构在透光薄膜中设置多个光学微结构,该光学微结构相对 于透光薄膜的表面倾斜设置,相邻的光学微结构之间具有间隔,该光学微结构的正面可以 对入射的光线进行散射或反射,使得入射至光学微结构正面的影像光线被散射或反射后呈 现图像,而环境光线可以直接透过光学微结构之间的透光薄膜,从而可以实现透明显示。
[0052] 另外,基于本发明实施例的光学结构可以实现透明显示屏、侧投显示屏、镜面显示 屏、前投显示屏等多种显示屏。
【附图说明】
[0053] 图Ia是本发明的光学结构的第一实例的剖面结构示意图;
[0054] 图Ib是本发明的光学结构的第一实例的俯视图;
[0055] 图2是本发明的光学结构的第二实例的剖面结构示意图;
[0056] 图3是本发明的光学结构的第三实例的剖面结构示意图;
[0057] 图4是本发明的光学结构的第四实例的剖面结构示意图;
[0058] 图5是本发明的透明显示屏的第一实例的剖面结构示意图;
[0059] 图6是本发明的透明显示屏的第二实例的剖面结构示意图;
[0060] 图7是本发明的透明显示屏的第三实例的剖面结构示意图;
[0061] 图8是本发明的透明显示屏的第四实例的剖面结构示意图;
[0062] 图9是本发明的透明显示屏的第五实例的剖面结构示意图;
[0063] 图10是本发明的透明显示屏的第六实例的剖面结构示意图;
[0064] 图11是本发明的镜面显示屏的一个实例的剖面结构示意图;
[0065] 图12是本发明的前投显示屏的一个实例的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0066] 下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明,但不应以此限制本发明的保 护范围。
[0067] 参考图Ia和图Ib,图Ia和图Ib不出了光学结构的第一实例,包括:透光薄膜10 以及设置在透光薄膜10内的多个光学微结构11。
[0068] 其中,透光薄膜10的材料可以是各种允许光线透过的材料,透光薄膜10可以是透 明的或者半透明的,等等。
[0069] 各个光学微结构11的正面与透光薄膜10的表面成预设的角度。相邻的光学微结 构11之间具有间隔。该光学微结构11的正面对入射的光线进行散射或反射,也就是入射 至光学微结构11的正面的光线将被散射或反射,而未入射至光学微结构11的正面的光线 将直接透过透光薄膜10出射。
[0070] 因此,利用图Ia所示的光学结构,可以对含有影像信息的影像光线的入射角度做 适当的设置,使得影像光线可以入射至光学微结构11的正面而被反射或散射,得以进入人 眼呈现适当的影像;而环境光线则可以直接透过透光薄膜10出射,使得用户既可以观看影 像,又可以透过该透光薄膜10看到背面的环境。
[0071] 优选地,当入射光从透光薄膜10的一侧表面(例如图Ia中的下侧表面)入射时, 如果该入射光进入该透光薄膜10后与透光薄膜10的表面法线的夹角大于预设角度,那么 该入射光被光学微结构11的正面散射或反射后,从透光薄膜10的另一侧表面(例如图Ia 中的上侧表面)出射;否则,该入射光透过相邻光学微结构11之间的透光薄膜10从该透光 薄膜10的另一侧表面出射。
[0072] 作为一个优选的实例,相邻的光学微结构11之间的间隔满足如下关系:
其中,W为相邻光学微结构11之间的间距,h为光学微结构11相对于 透光薄膜10的表面的垂直高度,换言之,h为光学微结构11在透光薄膜10的表面法线方向 上的投影长度,b为光学微结构11与透光薄膜10的厚度方向之间的夹角,a"ax为该预设角 度的余角(即,a_= π/2-该预设角度),换言之,如果入射光进入该透光薄膜10后与该 透光薄膜10的表面之间的夹角小于a_,那么该入射光就会被光学微结构11散射或反射。
[0073] 该光学微结构11的正面可以使用光扩散剂材料制成;或者,光学微结构11的正面 也可以采用非平面构型;或者,该光学微结构11的正面可以具有散射层,该散射层的材料 例如可以是光扩散材料;或者,该光学微结构11可以包括堆叠的散射层和反射层,该散射 层可以位于光学微结构11的正面,该散射层的材料例如可以是光扩散材料,该反射层例如 可以是介质膜或金属膜;或者,该光学微结构11可以包括堆叠的散射层、反射层和吸收层, 其中,该散射层位于光学微结构11的正面,吸收层位于该光学微结构11的背面,反射层位 于散射层和吸收层之间,该散射层可以采用光扩散剂材料制成,该反射层可以为介质层或 金属膜,该吸收层可以采用吸光材料制成。
[0074] 另外,可选地,该透光薄膜10的一侧表面或两侧表面可以镀有增透膜层或增反膜 层;该透光薄膜10的一侧表面或两侧表面与介质贴合。
[0075] 需要说明的是,本申请中,透光薄膜10或者后续其他膜层的"表面"指的是扁平膜 层中面积较大的、用于入射和出射光线的正面和背面,而膜层的边缘被称为"侧壁面"。
[0076] 参考图2,图2示出了光学结构的第二实例,包括:透光薄膜20和设置在透光薄膜 20内的多个光学微结构21。第二实例的结构与第一实例基本相同,区别在于:第二实例中, 在透光薄膜20的不同区域内的光学微结构21与透光薄膜20的表面所成的角度不同,也就 是,设置在不同位置的光学微结构21的倾斜程度可以不同,其和透光薄膜20的表面成的角 度可以是角度b、角度c、角度d等等。此外,不同角度的光学微结构21之间的距离也可以 不同。
[0077] 参考图3,图3示出了光学结构的第三实例,包括:透光薄膜30和设置在透光薄膜 30内的多个光学微结构31。第三实例的结构与第一实例基本相同,区别在于:第三实例中, 光学微结构31的背面设置有吸收层,该吸收层可以吸收入射至光学微结构31背面的光线, 这样可以避免入射至光学微结构31背面的光线经过多次反射、散射等进入人眼,从而有利 于改善显示效果。
[0078] 参考图4,图4示出了光学结构的第四实例,包括:透光薄膜120以及设置在透光 薄膜120内的多个光学微结构121。第四实例的结构与前述第一实例基本相同,区别在于, 第四实例中,光学微结构121的截面形状为三角形。需要说明的是,光学微结构121的截面 形状不限于三角形,还可以是平行四边形、楔形或其他不规则形状。
[0079] 参考图5,图5示出了透明显示屏的第一实例,包括:透光薄膜40、设置在透光薄膜 40内的多个光学微结构41以及贴合在透光薄膜40的一侧表面上的介质42。
[0080] 更进一步而言,多个光学微结构41与透光薄膜40的表面成预设的角度,相邻的光 学微结构41之间具有间隔,该光学微结构41的正面对入射的光线进行散射或反射;透光薄 膜40的一侧表面(例如图5中的下表面)与介质42的一侧表面(例如图5中的上表面) 贴合,该介质42的另一侧表面(例如图5中的下表面)暴露在外部环境(例如空气)中,影 像光从介质42的侧壁面导入,介质42的折射率为nl,透光薄膜40的折射率为n2,外部环境 的折射率为n3。通过设置折射率nl、n2和n3之间的差异,可以使得:经由介质42的侧壁 面(例如图5中的左侧壁面,该侧壁面也可与表面成一定的角度以利于导入影像光)入射 的影像光在进入透光薄膜40后,与透光薄膜40的表面法线的夹角大于预设的角度π/2-a, 其中a为预设的角度,从而使得该影像光被光学微结构41的正面散射或反射后从透光薄膜 40的另一侧表面(例如图5中的上表面)出射;而经由介质42的另一侧表面(例如图5中 的下表面)入射的环境光在进入该透光薄膜40后,与该透光薄膜40的表面法线的夹角小 于该预设角度n /2-a,该环境光透过透光薄膜40后从透光薄膜40的另一侧表面(例如图 5中的上表面)出射。
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