CN1211605C - 一种发射偏振光的波导板 - Google Patents

一种发射偏振光的波导板 Download PDF

Info

Publication number
CN1211605C
CN1211605C CNB018128408A CN01812840A CN1211605C CN 1211605 C CN1211605 C CN 1211605C CN B018128408 A CNB018128408 A CN B018128408A CN 01812840 A CN01812840 A CN 01812840A CN 1211605 C CN1211605 C CN 1211605C
Authority
CN
China
Prior art keywords
waveguide plate
light
scattering layer
waveguide
external phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB018128408A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1447887A (zh
Inventor
H·J·科尔内利森
H·J·B·亚格特
D·J·布罗尔
C·巴斯蒂安森
H·M·J·布茨
R·A·M·希克梅特
H·格雷纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN1447887A publication Critical patent/CN1447887A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1211605C publication Critical patent/CN1211605C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0056—Means for improving the coupling-out of light from the light guide for producing polarisation effects, e.g. by a surface with polarizing properties or by an additional polarizing elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G02B6/0041—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided in the bulk of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/13362—Illuminating devices providing polarized light, e.g. by converting a polarisation component into another one

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

一种发射偏振光的波导板(60)，包括：入口侧(64)，用来耦合光线输入波导板(60)；主出口表面(65)，用来将光线从波导板耦合输出；和偏振件，可选择性地将通过入口侧(64)耦合输入光线的第一偏振态的分量引向出口表面(65)，所述偏振件包含各向异性光散射层(26)，可选择性地将第一偏振态的分量散射到出口表面(65)。在优选实施例中，波导板(60)是由传统工艺加工的聚合物材料制成，形成由波导基片(68)、各向异性光散射层(26)和可选择采用的光学透明覆盖层(69)组成的叠层。

Description

一种发射偏振光的波导板
技术领域
本发明涉及一种发射偏振光的波导板，包括：入口侧，用来耦合光线输入到波导板；主出口表面，用来将光线从波导板中耦合输出；和偏振件，可选择性地将第一偏振态的光线从入口侧引向出口表面。
本发明还涉及包含这种波导板的照明***、液晶显示器和移动电话。
背景技术
美国专利US 5,845,035公开了在开头段中提到的这种波导板。其包括折射率为ni的各向同性层和沿两个互相垂直方向的折射率为ne和no的各向异性层的叠层。通过调节这些折射率，在两个层之间界面处产生偏振分离。这种已知波导板的一个缺点是通过出口表面从波导板耦合输出的光线在离开波导板时的角度至少要大到(从出口表面的法线测量)偏振反射分量全内反射的临界角。因此，所发射光线的角度分布严重偏离照射显示屏所要求的垂直于出口表面的方向。另外，如果波导板是由光学各向同性材料制成的，其折射率必须与各向异性层的最大折射率一致。这样的条件限制了制造各向同性层的适当材料的选择，尤其是想要使用有机材料如聚合物时。
美国专利US 5,808,709公开的类似波导板具有同样的缺点。另外，这种波导板的一个重要特征是需要有反射体来将光线耦合输出到液晶显示屏，从而增加了波导板的复杂性。
发明内容
本发明的目的是要提供一种发射偏振光的波导板，其不具有上述这些缺点或至少能使这些缺点降到比较小的程度。具体地说，本发明的目的是要提供一种发射偏振光的偏振器，具有良好的发射光线角度分布和很高的偏振选择性。
即本发明提出一种发射偏振光的波导板，包括：为波导板的侧表面形式的入口侧，用来耦合光线输入所述波导板；为波导板的主表面形式的出口表面，用来将光线通过所述入口侧从所述波导板耦合输出；和偏振件，选择性地将第一偏振态的光线从所述入口侧引向所述出口表面作为相对的第二偏振态的光线，其特征在于，所述偏振件包含各向异性光散射层，选择性地将第一偏振态的光线散射到出口表面，所述各向异性光散射层包括连续相和分散相，所述分散相散布在所述连续相中或与所述连续相都是连续的，所述连续相和所述分散相的折射率沿与波导方向垂直的第一轴线基本上不一致，而沿与波导方向垂直和与第一轴线垂直的第二轴线基本上一致。
由于光线是通过散射而不是如美国专利US 5,845,035中的波导板那样通过透射引向出口表面，所以发射光线的角分布更加朝向出口表面的法线，这对于波导板用于液晶显示器十分有利。
根据本发明的波导板可以发射高亮度的高度偏振光。一般来说，通过出口表面耦合输出的光线在所有角度上得到的平均偏振选择性至少为6至8，沿出口表面法线的选择性为15.0或更高。
在本发明的情况下，发射偏振光的波导板相对第二偏振态的光线选择性地发射第一偏振态的光线，其中第二偏振态垂直于所述第一偏振态。
发射光线的偏振选择性定义为发射的第一偏振态的光量与发射的第二偏振态的光量的比，其中第二偏振态垂直于所述第一偏振态。
波导板的透射率是通过出口表面发射的光量与通过入口侧进入的光量的比。
此外，偏振选择在各向异性散射层的主体中产生而不是在层之间的界面处产生。因此，适当的偏振选择直接涉及到界面的光学性能。
由于这种波导板不含有任何光吸收部分，所以波导板的透射率基本上可以达到100％，从而使波导板具有非常高的能量效率。另外，由于向波导板提供光线的光源位于波导板附近，所以能够得到非常紧凑的照明***。因此这种波导板特别适用于电池供电的设备如移动电话、掌上型电脑、膝上型电脑、个人信息处理器的显示器。而且，这种波导板在使用时不会发热，这在与比如投影显示装置中的大功率光源一起使用时十分有利。当与分色偏振器一起使用以更进一步提高偏振选择性时，在分色偏振器中也能产生较小的热量。
通过波导板的入口侧耦合输入的入射光线在波导板中沿大体上平行于出口表面的方向进行全内反射。一般来说，入射光线基本上是非偏振的，也就是说含有等量的第一偏振态分量和第二偏振态分量。当该光线通过各向异性散射层时，第一偏振态分量比第二偏振态分量在更大程度上进行散射。与此相反，第二偏振态分量比第一分量在更大程度上透射，也就是说第二分量选择性地透射而保持留在波导板中。朝出口表面传播并以不满足全内反射条件的角度入射到出口表面上的散射光线将被折射并通过出口表面离开波导板。
应用物理杂志1998年83(6)卷第2927-2933页由Dirix等人发表的论文中公开了一种背光***，包括具有相互独立的分离部件形式的反射体、波导板、散射体和各向异性光散射偏振器。由于散射体，由波导板发射的光线基本上以直角入射到偏振器上。偏振器选择性地透射第一偏振态分量，而第二偏振态分量被选择性地反散射。第二偏振态的反散射光线通过反射体重新提供给偏振器。
根据本发明的波导板能够提供更高的透射率和/或选择性，因为重新送至偏振件的第二偏振态光线是利用全内反射进行反射的，这一过程的效率将近100％，而Dirix等人使用的是一种反射体。这种反射体的反射率大大小于100％。比如，铝反射体的反射率大约为90％。
在美国专利US 5,940,211中公开了一种背光***，具有与Dirix等人的背光***相类似的缺点。
国际专利申请WO 97/32230公开了一种用作纤维形式的光导中光线引出件的光学薄膜。这种光学薄膜用作外复层，破坏纤维的波导特性，从而使光线发射到周围环境中。这种纤维可用于远程照明。可以将这种光学薄膜制成只引出单一偏振光，从而形成特定偏振光光源。国际专利申请WO 97/32230并没有公开这种发射偏振光的板式波导，其中光源布置在波导板旁边以便从入口侧耦合输入光线。也没有公开包含这种波导板的液晶显示装置。
波导板的厚度是根据具体应用所需要的光量和提供光线给波导板的光源尺寸来确定。如果波导板太薄，光线耦合输入的效率就会较低，而如果波导板太厚，又会无谓地增加重量。波导板的厚度可以在0.1至50毫米之间，最好在0.25至10毫米之间。当厚度为0.5毫米至5毫米时能够使高效耦合输入和波导板重量之间取得良好的平衡。用于移动电话的波导板一般为0.5至2毫米厚。
为了高效地照亮包含根据本发明波导板的液晶显示器的显示屏，波导板在沿波导方向相对第一偏振态分量(即要通过出口表面耦合输出的分量)的透射率的选择应使得任何到达与入口侧相对侧面的光线都包含一定量的所述第一偏振分量。
本发明优选实施例的特征在于，各向异性光散射层包括连续相和分散相，其中分散相散布在连续相中和/或与连续相都是连续的，连续相和分散相的折射率沿各向异性光散射层的第一轴线基本上不一致，而沿各向异性光散射层的第二轴线基本上一致。
分散相范围的大小的选择应使得这种材料能够散射光线。一般来说，该尺寸大小应当至少为散射光线波长的十分之一，最好在0.1至10微米之间。
为了高效地散射特定偏振态的光线，要求连续相和分散相之间沿该偏振态方向的折射率必须不一致。与此相反，为了透射特定偏振态的光线，沿该方向的折射率应当基本上一致。折射率差的不一致至少为0.05，至少为0.1时还要好，至少为0.15时更好。两折射率的差如果小于0.05就算基本上一致，小于0.02还要好，小于0.01时更好。
因此，为了选择性地散射从波导板入口侧入射光线的p-偏振分量，垂直于出口表面的折射率应不一致，而平行于出口表面的折射率应一致。s-偏振光的选择散射要求沿平行于出口表面的方向折射率不一致，而沿垂直于出口表面的方向折射率相一致。
在根据本发明的波导板的特定实施例中，各向异性光散射层包含光学各向同性的连续相和光学各向异性的分散相。
各向同性的连续相最好是聚合物。适合的聚合物包括热固性聚合物和热塑性聚合物，聚合物可以是(半)晶态或非晶态的。其示例包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、环状烯烃共聚物(COC)、聚醚砜(PES)，以及交联丙烯酸脂、环氧化物、氨基甲酸乙酯和硅酮橡胶。
各向异性的分散相适合用定向液晶材料制成。为了实现沿所要求方向的宏观定向，这种材料在其制造过程的适当阶段应经受电场或磁场的作用。或者可以使用通过切变产生的定向准直。最好使用聚合物弥散的液晶(PDLC)材料。一种可永久地固定宏观取向的简便方法是对可聚合液晶单基物进行现场交联。分散相所要求的分布可通过将分散相材料掺入聚合物母体或掺入单基母体来实现。如果使用单基母体，相分离可以由母体的聚合作用引起(通常聚合物弥散的液晶材料用这种方法制成)或者由活性液晶微粒的聚合作用引起。更多的实例在美国专利US 5,940,211中第8栏第44-62行作了介绍。
在优选实施例中，各向异性光散射层包含光学各向异性的聚合物连续相和光学各向同性的聚合物分散相，其中分散相散布在所述连续相中和/或与所述连续相都是连续的。
连续相最好是聚合物材料。各向同性的分散相可以是无机物如玻璃等类似的物质，或者是有机物。但最好是聚合物的分散相。优选的分散相可以是那些交联型的芯-壳微粒，如交联苯乙烯-丁二烯芯部上覆盖很薄的聚甲基丙烯酸甲酯壳，或热塑性苯乙烯-(甲基)丙烯酸聚合物。
各向异性的连续相最好是双折射聚合物相。这种双折射相具有沿其光轴方向的非常折射率ne和沿垂直于光轴方向的寻常折射率no。取决于特定的材料，ne＞no或ne＜no。
折射率为ne和no的双折射连续相与折射率为nd的各向同性分散相的组合可以具有许多不同的形式。ne可与nd一致，或者no与nd一致。
如果no与nd一致而ne与nd不一致，那么对应于折射率ne的方向可能平行于波导板入口侧的法线。然而，偏振选择只在光线与所述法线成某一角度时才发生。折射率ne最好选定为垂直于入口侧的法线。如果ne还垂直于出口表面，那么就是同向准直，p-偏振光选择性地散射而s-偏振光选择性地透射并留在波导板中。如果ne平行于入口侧和出口表面，那么s-偏振光选择性地散射。
适当的各向异性连续相材料的实例包括液晶聚合物和非晶态/半晶态聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、环状烯烃共聚物(COC)、聚醚砜(PES)。可以用传统的聚合物加工方法，如挤压加工，将这些聚合物加工成双折射的。在其制备过程的最后阶段，聚合物薄膜被拉伸至特定的拉伸比，以获得所要求的折射率ne和no，其中ne沿拉伸方向。取决于特定的拉伸条件，这种材料略微有一些双轴性，因为沿垂直于拉伸方向的轴线折射率稍有不同，大约为0.03。优选的连续相材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在美国专利US 5,825,543第12栏第50行至第14栏第67行中公开了用于连续聚合物双折射相和各向同性分散相以及这种连续相和分散相的组合的其它适当材料的实例和制备所述材料层的方法。这种材料的更多实例在美国专利US 5,940,211第8栏第63行至第9栏第46行中作了公开。优选的是包含芯-壳微粒分散相的热塑性聚合物连续相。
分散相的重量百分比为0.5至50％重量，且最好为1至20％重量。
根据本发明的波导板的优选实施例的特征在于，各向异性光散射层具有双折射连续相且散射厚度因子δ满足0.1微米＜δ＜10.0微米并被定义为δ＝dc·Δn，其中，d是单位为微米的各向异性光散射层的厚度，c是分散相的重量百分比，而Δn是连续相沿两正交轴线的折射率的最大差。
在所规定的δ范围内，通过出口表面耦合输出的光线具有良好的角分布，因为光线基本上是以小角度相对于出口表面的法线耦合输出的。如果δ＜0.1微米，偏振光离开出口表面的角度(相对于法线测量)会不利地增大。另一方面，δ＞10.0微米的各向异性光散射层很难制造。具体地说，由于各向异性光散射层的大厚度和/或分散相的高度集中，在聚合物各向异性光散射层制造过程的拉伸阶段很可能发生问题。
一般来说，第一偏振态的散射光线并不是全部朝出口表面散射，也有朝其它方向的散射光。因此，为了提高其透射率和/或偏振选择性，波导板的特定实施例包含或结合了使散射光线朝出口表面改向的器件。可以适当地使用在改变方向时使入射光线去偏振的改向器件，如漫射反射体。然而，如果改向器件能够保持或增强散射光线的偏振状态，可以提高偏振选择性。这种器件的实例有金属反射体或反射式偏振器，如胆甾醇型偏振器。
取决于波导板的具体特性，如其尺寸和沿波导方向的透射率，从入口侧耦合输入的第二偏振态光线的一部分可以到达与其相对的一侧。为了提高这种情况下波导板的偏振选择性和/或透射率，波导板包含或结合了使透射光改变方向进入波导板中的器件。这种器件最好设置在波导板上。
这种适当的改向器件包括可反射任何到达进入侧的相对侧的光线的器件，如反射镜。一般来说，可以适当地使用在反射时使光线去偏振的反射体，如漫反射金属面。或者，在靠近透射光离开一侧可以设有将垂直于第一偏振态的第二偏振态光线转换为第一偏振态的器件。这种器件的一个实例是与反射体一起使用的四分之一波长片，该四分之一波长片布置成可使透射光通过四分之一波长片两次。
波导板的特定实施例的特征在于，波导基本上是在各向异性散射层中进行的。通过将波导限制在各向异性散射层中，只用单层就可以实现偏振光发射，从而使波导板部件和包含这种波导板的光学组件的数目保持最小。由于各向异性散射层也具备波导功能，所以其厚度应当至少为0.1毫米，至少为0.2毫米更好，至少为0.5毫米就最好，以便有效地从入口侧耦合输入光线。为了提供机械支承，各向异性散射层可以设在基片上。
根据本发明波导板的另一个特定实施例的特征在于，波导板包含波导基片，各向异性散射层层压在波导基片上。
这一实施例的优点在于，各向异性光散射层可以是薄片以替代至少1毫米的厚板。各向异性光散射层的厚度可以为1至500微米，10至300微米更好，如果为20至200微米就最好。
使用这种薄片可以降低各向异性材料的成本。而且，薄片更容易大量生产。具体地说，在常规设备上使用挤压工艺可以比厚板更加容易和成本更低地生产薄聚合物层。另一个优点是波导基片可以由光学各向同性的材料制成。光学各向同性的材料比各向异性材料更经济合算且更适合于后处理，如进行抛光，以获得光学平滑的表面。而且，基片可以通过注射模制来制造。可以采用可将波导板装配或固定到更大组件中的复杂的三维形状的器具。
波导板的出口表面可以位于基片上离开各向异性散射层的侧面。或者，出口表面可以位于散射层上离开基片的侧面。出口表面可以是各向异性光散射层的表面。
用于基片的适当的各向同性材料包括玻璃和透明陶瓷。然而，波导基片最好是由热固性或热塑性的透明聚合物制成。适当的聚合物包括热固性聚合物和热塑性聚合物，是(半)晶态或非晶态的。其实例包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、环状烯烃共聚物(COC)、聚醚砜(PES)，以及交联丙烯酸脂、环氧化物、氨基甲酸乙酯和硅酮橡胶。上述适用于各向异性相的聚合物也可以用于各向同性相，只要它们经过处理而处于光各向同性的状态。
为了确保波导不只限于波导基片而是允许光线进入各向异性光散射层，应将基片的折射率ns选定为小于各向异性光散射层的最小折射率。
在优选实施例中，波导板满足nc2＜ns＜nc1，其中，
nc1是各向异性连续相中沿连续相与分散相折射率基本上一致的轴线方向的折射率，
nc2是各向异性连续相中沿连续相与分散相折射率基本上不一致的轴线方向的折射率，和
ns是波导基片的折射率。
当折射率之间的这种关系被满足时，基本上在各向异性光散射层透射的偏振分量会在基片与各向异性光散射层之间的界面处发生全内反射。因此，当该界面上光线的入射角大于或等于临界角时，可以有效地防止这种偏振分量进入散射偏振器薄膜中。由于光线接着被完全留在波导基片中，所以波导板的偏振选择性比较不容易受各向异性光散射层缺陷的影响而减小。
可以通过提供粘合剂层将叠层的各层粘合在一起。粘合剂的折射率的选择应使得它不会影响波导板的功能。在满足ns≤ng≤na的波导板中可以实现这一点，其中，
ns是波导基片的折射率，
ng是粘合剂的折射率，而
na是各向异性光散射层的最小折射率。
具体地，如果各向异性光散射层包含比如通过拉伸挤出薄膜得到的各向异性聚合物连续相，那么各向异性光散射层的表面粗糙度可能达到使第二偏振态光线的全内反射条件部分破坏的程度。因此在波导板中透射的第二偏振态光量减小，而通过出口表面耦合输出的光量增大。换句话说，偏振选择性减小。
因此，为了提高偏振选择性，根据本发明的波导板实施例的特征在于，各向异性光散射覆盖层的离开波导基片的表面被光学透明层覆盖。光学透明层通过大大降低空气和各向异性光散射层之间折射率的不一致来消除各向异性光散射层的表面粗糙。表面粗糙产生的去偏振作用大大减少而偏振选择性大大提高。
具体地，光学透明覆盖层具有一轴线，沿此轴线的折射率基本上与各向异性光散射层中连续相和分散相的折射率一致。
各向异性光散射层的两个主要表面上最好都覆盖有这种光学透明层，波导基片充当其中一层。如果基片和各向异性光散射层是粘合在一起的，粘合剂也可以用来消除各向异性光散射层表面的粗糙。
覆盖层可以方便地用光各向同性的材料如聚合物制成。具体地说，在上文就各向异性光散射层和波导基片提到的那些聚合物也是适用的。覆盖层的制造可以用传统的方法，即通过将单基物或预聚合物组分涂在各向异性光散射层的表面上然后进行聚合。例如，适合于将波导基片和各向异性光散射层粘合在一起的粘合剂就是用这种方法。或者，波导板可以通过嵌入注射模制来制造，其中各向异性光散射层充当嵌入件。
根据本发明的波导板的另一个优选实施例的特征在于，波导板是楔形的。由于是楔形的，所以有更多的光线传播到出口表面而沿波导方向的光线较少，从而可以提高波导板中从入口侧传播到出口表面的光线的透射率。而且，通过出口表面离开的光线分布改变，因为越是远离光线进入波导板一侧，就有越多的光线引向出口表面。这一效果对于各向异性散射层尤其有利，因为楔形可以补偿波导板中因前面的散射而较早失去的光线。
楔形可以应用于基本上由各向异性材料构成的波导板中。或者，在包含波导基片的实施例中，基片可以是楔形的。楔形可以通过注射模塑或其它形成聚合物的技术方便地制成。
根据本发明的波导板的还有另一个实施例的特征在于，出口表面构造成可控制通过出口表面特定位置处离开波导板的光线数量和/或角分布。
出口表面可以构造成凸纹图案的形式，或构造成表现出拼缝图案而具有不同光学特性区域的基本上是平面的表面。
如果表面上凸纹图案的特征尺寸至少为光线波长的大约十分之一，那么入射到出口表面上的光线不满足全内反射条件的部分将增加，从而使发射的光量增加。
另外，入射到出口表面上的光线将特征尺寸比波长的十分之一小很多的凸纹图案当作是具有不同折射率的均匀区域。这种不同使全内反射条件发生变化。该凸纹图案本身可以根据特征尺寸比入射到出口表面上光线波长的十分之一大很多的图案来设置。一个实例是基本上平面的出口表面上设有形成某图案的圆点，每个圆点的粗糙表面使得圆点散射的光线不会偏振。
出口表面可以构造成微透镜阵列的形式而使离开波导板的光线准直，或可以设置棱形的凸纹图案。
一种具有优选结构的出口表面显示出耦合输出效率梯度以补偿远离耦合输入侧的光线所受的损失。
除了将出口表面构造成具有凸纹图案之外，可以在靠近出口表面处布置散射层或散射板使离开出口表面的光线具有更加均匀的分布。但是使入射光线去偏振的传统散射体是不适宜的。
在另一方面，本发明还涉及一种照明***，包括根据本发明的波导板和布置在波导板入口侧附近的光源。
波导板与光源结合使用，以便从波导板的入口侧耦合输入光线。光源通常包含背面反射体。
对于用于手提式和/或电池供电的显示装置如移动电话、掌上型计算机、个人信息处理器等类似设备的波导板来说，发光二极管和冷阴极荧光灯是合适的光源。这些光源消耗很少能量，通常为20毫瓦至2瓦。对于台式装置如电脑显示器来说，2至20瓦的冷阴极荧光灯是合适的光源。可以有效地与这些光源一起使用的波导板的对角线尺寸通常为20至70厘米。
照明***可以包含一个以上的光源。这些光源可以布置在波导板的一个或多个侧面，在这种情况下，波导板具有一个或多个入口侧。适当的照明***实例在美国专利US 5,845,035的图3a-d中示出。光源最好布置在相对的两个侧面，因为这样的话，光源的背面反射体还可以充当透射波导板的对面光源光线的反射体。
本发明还涉及一种液晶显示器。根据本发明，这种液晶器件的特征在于包含根据本发明的照明***。这种液晶显示器包括带有一个或多个液晶单元的液晶显示屏。此单元可以是扭曲向列型的(TN)、超扭曲向列型的(STN)、铁电型的或其它任何传统的液晶单元型。
显示器件可以分为无源矩阵或有源矩阵液晶显示器。
使用根据本发明的波导板可以使背面光平板液晶显示器的光源布置在其侧面而不是布置在显示屏后面，从而使液晶显示器沿观看方向更加紧凑。这种紧凑的布置方式对于手提装置如移动电话、掌上型电脑、个人信息处理器等类似的设备尤其有利。
移动电话最好装有根据本发明的照明***或液晶显示器。
附图说明
通过下面对实施例的说明将使本发明的这些和其它的特征更加清楚。
在附图中：
图1示意性地示出了包含根据本发明第一个实施例波导板的液晶显示器的横断面视图；
图2示意性地示出了光线偏振分量通过根据本发明的波导板的典型轨迹；
图3至7示意性地示出了根据本发明的照明***和波导板的其它实施例的横断面视图；
图8示意性地示出了包含根据本发明波导板的透射反射型液晶显示器的横断面视图；
图9示意性地示出了包含根据本发明的波导板和液晶显示器的移动电话的正视图；
图10-12分别示出了根据本发明示例性的波导板发射的s-偏振光亮度(堪德拉/平方米)、p-偏振光亮度(堪德拉/平方米)和偏振选择性(无量纲单位)的角分布的等值线图；和
图13-15分别示出了根据本发明第二示例性的波导板发射的s-偏振光亮度(堪德拉/平方米)、p-偏振光亮度(堪德拉/平方米)和偏振选择性(无量纲单位)的角分布的等值线图。
具体实施方式
图1示意性地示出了包括根据本发明第一个实施例波导板的液晶显示装置的横断面视图。
液晶显示器1包括显示屏2和基本上与之平行布置的根据本发明的波导板3。
波导板3带有入口侧4和主出口表面5，其中入口侧4用来耦合输入由装有反射体9的光源8产生的光线，而主出口表面5用来耦合输出偏振光。波导板3包含偏振件，可选择性地将通过入口侧4耦合输入光线的第一偏振态分量引向出口表面5，偏振件具有各向异性光散射层6的形式，可选择性地将第一偏振态分量散射到出口表面5。层6包括连续相6a，分散相7散布在其中。对连续相和分散相的折射率进行调整，使得沿垂直于波导方向(入口侧4的法向)的第一轴线，分散相和连续相的折射率基本上不一致，而沿垂直于所述第一轴线的第二轴线，折射率基本上一致。或者，第一轴线的方向可以平行于入口侧4的法线或出口表面5的法线。波导板3、光源8和反射体9一起构成根据本发明的照明***。
波导板3可以选择性地设有反射体11，用来使入射到其上面的所有散射光改变方向到出口表面5。反射体可以是单独的部件或如图所示成为整体。反射体可以是在反射时能够保持入射光线偏振性的金属反射体。或者，可以使用反射式偏振器或胆甾醇型反射镜。另外，还可以使用去偏振反射体，如强漫射金属反射镜。
波导板3还可以选择性地设有反射体12，用来使透射通过波导板的任何光线重新返回到波导板中。反射体12可以是在反射时使光线去偏振的漫射金属反射镜。或者，反射体可以保持入射其上的光线的偏振态。在后一种情况下，反射体12和层6之间可以布置四分之一波长片13，使得所有两次经过四分之一波长片13的光线偏振态颠倒过来。四分之一波长片13和反射体12也可以作为与波导板3分开的单独部件提供。
如果需要，在波导板3和显示屏2之间可以设置分色偏振器14以进一步提高偏振选择性。
液晶显示器中一般还包括其它部件(未示出)，如布置在显示屏2上离开波导板3一侧的分色偏振器，用来分析所要显示的图像信息。
图2示意性地示出了光线偏振分量通过根据本发明的波导板的典型轨迹。
包含等量s-偏振光和p-偏振光的非偏振光线通过入口侧4以大于临界角的角度(相对出口表面5的法线来测量)进入波导板3中，因此在与出口表面5相对的界面上被完全内部反射。当通过各向异性光散射层6的连续相6a时，非偏振光遇到分散区7。对于p-偏振光来说，分散相7的折射率基本上与各向异性光散射层6中连续相6a的折射率一致，因此p-偏振分量基本上透射过去。对于s-偏振光来说，分散相7的折射率与连续相6a的不一致。这种不一致使得入射光线散射成一束散射光线，其中至少有一小部分转向出口表面5。于是实现了偏振选择。散射光线的特定角分布取决于具体的各向异性光散射层6的特性。如果设有反射体11，远离出口表面5传播的散射光线会被反射。取决于反射体的具体特性，这样反射的光线中包含s-和/或p-偏振分量。透射的p-偏振光线进一步在波导板3中进行传播。由于连续相6a中的缺陷，p-偏振光线在通过波导板时将去偏振，因此使得能够再通过散射来实现进一步的偏振选择。如果p-偏振光线能够到达与入口表面4相对的侧面，将被反射体12反射回到波导板中，其中反射体12可以选择性地与四分之一波长片13结合使用。取决于反射体和/或波导板的具体反射特性，这样反射的光线中包含s-和/或p-偏振分量。
图3示意性地示出了根据本发明的波导板的第二个实施例的横断面视图。
波导板23是照明***20的一部分，照明***20还包括带有反射体9的光源8。波导板23是波导基片28和各向异性光散射层26的叠层。
在包含这种叠层的本实施例和其它实施例中，在基片28和层26之间可以设有粘合剂层(图中未示出，且对于本发明并不是必要)。
波导板23带有入口侧24，取决于反射体9的具体布置方式，除了波导基片28的侧面之外，入口侧24可以包括也可以不包括各向异性光散射层26的侧面。不论是哪一种情况，由于入口侧24基本上是由波导基片28的侧面构成的，所以各向异性光散射层26的厚度可以比图1中独自作为波导板3入口侧4的各向异性光散射层6的厚度小很多。
照明***20中还包括反射体30，在此第二个实施例中的反射体30是以与波导板23分开的单独部件的形式提供的。
如果波导基片28的折射率小于各向异性光散射层26的最小折射率，对于第一和第二偏振态来说全内反射将发生在出口表面25处而不是发生在基片28和层26之间的界面处。只要通过出口表面发射的偏振光线被允许进入各向异性光散射层26，沿连续相6a与分散相7的折射率不一致的轴线，基片28的折射率就应选定为小于连续相6a的折射率，而沿折射率一致的轴线，基片28的折射率就应选定为大于连续相6a的折射率。
图4示意性地示出了根据本发明第三个实施例的照明***和波导板的横断面视图。
照明***40包含带有反射体9的光源8，提供可以通过入口侧44进入波导板43的光线。波导基片28的远离各向异性光散射层26的表面充当波导板43的出口表面45。反射体50层压在各向异性光散射层26上。照明***40包含另一个带有反射体49的光源48，提供光线给另一个入口侧52。反射体49(或9)还可以充当通过入口侧44(或52)进入波导板并通过入口侧52(或44)离开波导板的任何光线的反射体。
图5示意性地示出了根据本发明第四个实施例的波导板的横断面视图。
波导板60包含层压在波导基片68上的各向异性光散射层26。此外，光学透明的覆盖层69覆盖在各向异性光散射层26上以形成出口表面65。覆盖层69基本上消除了各向异性光散射层26的表面粗糙，因此可以提高偏振选择性。
具体地说，覆盖层69具有一轴线，沿此轴线的折射率基本上与各向异性光散射层26中连续相26a和分散相27的折射率一致。
取决于光源(未示出)的具体布置方式，入口侧64可以包括或者不包括覆盖层69。
作为选择，可以使出口表面45或65形成凸纹图案以控制发射光线的分布使之成为离开入口侧64距离的函数，和/或控制在出口表面特定位置处发射光线的角分布。这种凸纹图案可以是棱形的凸纹图案，或者可以是基本上平行于入口侧64延伸的三角形或圆柱形***。
图6示意性地示出了根据本发明第五个实施例的波导板的横断面视图。
波导板80带有楔形的各向异性光散射层86和入口侧84，从光源发射的光线可以通过入口侧84进入波导板。由于是楔形的，在波导板80中向下传播的光线在界面上的入射角随其逐渐远离入口侧84而减小。因此，随着离开入口侧84距离的增大，有更多的光线通过出口表面85耦合输出。利用反射体90可以进一步调整通过出口表面85发射光线的分布情况。
图7示意性地示出了根据本发明第六个实施例的波导板的横断面视图。波导板100包含楔形波导基片108，波导基片108的一侧层压有各向异性光散射层26，另一侧是反射体90。
图8示意性地示出了包含根据本发明波导板的透射反射型液晶显示器的横断面视图。
透射反射型液晶显示器120中包括液晶显示屏140，其一般包含布置在透明氧化铟锡电极之间的液晶单元。器件120还包括照明***，用来提供光线给根据本发明的波导板133的入口侧134，照明***包含带有反射体9的光源8。波导板133带有波导基片137，上面层压有各向异性光散射层136，可有选择地将偏振光引向出口表面135。液晶显示器120中还包括分色偏振器145、散射体146和反射体147。检偏器/偏振器148布置在观察者150和显示屏140之间。
液晶显示器120是反射式的，因为其能够利用环境光来显示图像信息。如本技术领域中众所周知的，依据所使用的具体液晶单元以及检偏器148和偏振器145的相互间位向，可以得到不同的液晶显示效果。在下文中，假定偏振器的方向是平行的，且液晶单元是扭曲向列型的。当显示屏140的像素上没有电压时，从用观看者150表示的观看侧进入显示器件的环境光被检偏器148偏振化。当它通过液晶单元时，光线的偏振方向转了90度。透射光通过波导板133并被偏振器145吸收；于是像素看起来是黑色。当像素处于通电状态时，光线的偏振方向不会改变，因此光线能够不受阻碍地通过偏振器145。光线被反射镜147反射并以同样的方式往回传播到达观看者150；于是像素看起来是白色。因为各向异性光散射层136的厚度很小，所以由于在该层中散射而引起的环境光损失可以忽略。
如果现有的环境光不够亮而看起来不舒服，可以将照明***接通，并通过包含波导板133和光源8的照明***从后面照亮显示屏140。各向异性光散射层136提供沿检偏器/偏振器148的透射方向偏振的光线，该光线以与环境光相同的方式在显示器件120中传播。
虽然显示屏140、波导板133、偏振器145、散射体146和反射体147在图中表示为相互独立的分离部件，但是可以层压在一起而形成整体。另外，根据本发明其它实施例的波导板，如图3-7中所示的那些，也可以适当地使用。
图9示意性地示出了包含根据本发明的液晶显示器和波导板的移动电话的正视图。
移动电话200包含根据本发明的液晶显示器210和波导板220。波导板220由光源230从侧面照亮。
实例1
波导板60(见图5)的一个实例是用市场上买到的聚合物制造。各向异性光散射层26中连续相的材料是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(荷兰AKZO Nobel公司的ArniteTM D02 300)构成的，而分散相中芯-壳(CS)交联微粒的芯部是苯乙烯-丁二烯，壳体是直径为200纳米的聚甲基丙烯酸甲酯，可从Rhm和Haas公司得到的Paraloid EXL 3647TM。
将适量的PET(90重量％)和CS(10重量％)材料混合在一起并在270摄氏度下通过反转双螺杆挤压机挤出，然后通过工作在270摄氏度下的流延薄膜挤压生产线将挤出物制成薄膜。接着在拉力试验机中把从薄膜上剪下的窄条拉伸至4.5的拉伸比，结果形成长度为33毫米、宽度为22毫米、厚度为80微米的各向异性光散射层26，其长度方向对应于拉伸方向。
通过拉伸，使连续相26a窄条从而使各向异性光散射层26变成了双折射。
沿拉伸方向的折射率对应于非常波折射率ne并测定为1.680，而寻常光折射率no为1.535，结果使双折射率Δn为0.145。分散相27是各向同性的，其折射率nd为1.530。
各向异性光散射层的散射厚度δ为80×0.10×0.145＝1.16微米。
这样得到的各向异性光散射层26层压到1毫米厚的35×50毫米的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)波导基片68上。波导基片的折射率为1.49。层压是通过可紫外线固化的双丙烯酸脂粘合剂来实现的，这种粘合剂在固化之后的折射率基本上与聚对苯二甲酸乙二醇酯连续相的寻常光折射率一致。各向异性光散射层26设在基片68上，并使其拉伸方向垂直于入口侧64的法线。相同的粘合剂还用来形成光学透明覆盖层69。因此层69的折射率基本上与聚对苯二甲酸乙二醇酯连续相的折射率no一致，该折射率与分散相的折射率一致。
从带有反射镜的冷阴极荧光灯(CCFT)发射的非准直、非偏振白光通过入口侧64耦合输入到波导基片。
由于沿拉伸方向的折射率非常地不一致(ne-nd＝0.145)，所以沿该方向偏振的光线是散射的。
由于拉伸方向基本上平行于入口侧64(和出口表面65)，所以散射光被s-偏振化。
由于沿垂直于拉伸方向的折射率基本上一致(no-nd＝0.005)，所以沿该方向偏振的光线即p-偏振分量基本上可透射。
用光点直径为166微米的Eldim EZ Contrast 160R锥光偏振仪测量通过出口表面65从波导板60发射的光线的角分布，在0度至360度的方位角和-80度至+80度的倾斜角范围内对s-偏振光和p-偏振光分量分别进行测量，其中0度倾斜角对应于垂直于波导板60的方向而方位角是在波导板平面上测量的。
图10-12分别示出了由本实例中波导板发射的s-偏振光亮度(堪德拉/平方米)、p-偏振光亮度(堪德拉/平方米)和偏振选择性(无量纲单位)的角分布的等值线图。
图10以极坐标图中等值线的形式示出了作为球面角坐标函数的s-偏振光亮度(堪德拉/平方米)的角分布。极坐标图的角度对应于方位角(单位为度)而其半径对应于倾斜角(单位为度)。箭头表示光线耦合输入到波导板的方向，并对应于0度方位角。极坐标图的中心对应于出口表面65的法线。
在由135度至225度方位角和30度至50度倾斜角限定的区域中s-偏振光的亮度最大，从而可以证实由于沿此方向的折射率不一致而使波导板散射s-偏振光。s-偏振光在所有方位角和倾斜角上的平均照明度为480.2流明/平方米。
图11示出了类似的p-偏振光亮度的极坐标图。如低强度等值线所示，通过出口表面发射的p-偏振光非常少。这与沿此方向基本上一致的折射率(no-nd＝0.005)是吻合的，从而使p-偏振光基本上透射并留在波导板中。
而且，任何通过出口表面离开波导板的p-偏振光是以非常陡的倾斜角如70度以上离开的。p-偏振光的这种耦合输出是由于沿p-偏振光方向折射率非常轻微的不一致以及连续相的光学缺陷而引起。进入波导板的光线在离开之前可以在波导板的全部宽度上传播很大的距离，因此沿p-偏振光方向折射率的非常轻微的不一致可导致一些p-偏振光通过出口表面65耦合输出。这与Dirix等人的偏振器大不相同，在Dirix等人的偏振器中光线只是以直角横切偏振器，使最大传播距离限制在大约1毫米。
p-偏振光在所有方位角和倾斜角上的平均照明度为76.5流明/平方米。
图12示出了类似的偏振选择性的极坐标图。发现在该图中心处有最高的偏振选择性。沿出口表面65法线的选择性大约为15.5。
在所有方位角和倾斜角上的平均偏振选择性为6.3。
图10-12清楚地表明能够以高偏振选择性和良好的角分布使s-偏振光选择性地朝出口表面65散射并使p-偏振分量选择性地透射。
实例2
除了光散射层26包含95重量％的PET和5重量％的CS材料，以及长宽为8毫米和厚度为360微米之外，其余与实例1是相同的。
折射率与上面给出的是一样的。然而，各向异性光散射层26的散射厚度δ为360×0.05×0.145＝2.61微米。
图13-15分别示出了由本实例中波导板发射的s-偏振光亮度(堪德拉/平方米)、p-偏振光亮度(堪德拉/平方米)和偏振选择性(无量纲单位)的角分布的等值线图。
参见图13，散射s-偏振光的光强度分布围绕等值线图中心，该中心对应于出口表面65的法线。由此可见，与实例1相比，散射厚度δ的增大使发射的偏振光的角分布更加向出口表面65的法线方向靠拢。
与此相反，如图14所示，所有通过出口表面耦合输出的p-偏振光主要以非常陡的倾斜角，如70度或更大，耦合输出。
s-偏振光在所有角度上的平均照明度为338.0流明/平方米，而p-偏振光在所有角度上的平均照明度为38.5流明/平方米，结果使平均偏振选择性为8.8，从而清楚地表明s-偏振光选择性地引向出口表面65并通过出口表面65发射出去。
如图15所示，发现沿垂直于出口表面65的方向有最高的偏振选择性，且一般来说可达到大约22。
图13-15清楚地表明能够以高偏振选择性和良好的角分布使s-偏振光选择性地朝出口表面65散射并使p-偏振分量选择性地透射。与实例1相比，角分布更为有利，因为其基本上沿出口表面65的法线集中。
实例3
除了光学透明层69被省去之外，其余与实例1和2是相同的。可以发现偏振选择性大大减小。

Claims (11)

1.一种发射偏振光的波导板，包括：
为波导板的侧表面形式的入口侧，用来耦合光线输入所述波导板；
为波导板的主表面形式的出口表面，用来将光线通过所述入口侧从所述波导板耦合输出；和
偏振件，选择性地将第一偏振态的光线从所述入口侧引向所述出口表面作为相对的第二偏振态的光线，所述偏振件包含各向异性光散射层，选择性地将所述第一偏振态的光线散射到所述出口表面，所述各向异性光散射层包括连续相和分散相，所述分散相散布在所述连续相中或与所述连续相都是连续的，所述连续相和所述分散相的折射率沿与波导方向垂直的第一轴线不一致，而沿与波导方向垂直和与第一轴线垂直的第二轴线一致。
2.根据权利要求1所述的波导板，其特征在于，所述分散相散布在所述连续相中和与所述连续相都是连续的。
3.根据权利要求1所述的波导板，其特征在于，所述各向异性光散射层包括光学各向异性的聚合物连续相和光学各向同性的聚合物分散相，所述分散相散布在所述连续相中和/或与所述连续相都是连续的。
4.根据权利要求3所述的波导板，其特征在于，所述连续相的物质是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
5.根据权利要求1、2、3或4中任一项所述的波导板，其特征在于，所述各向异性光散射层的散射厚度因子δ＝d·c·Δn，满足0.1微米＜δ＜10微米，其中，d是单位为微米的各向异性光散射层的厚度，c是分散相的重量百分比，而Δn是连续相沿两正交轴线的折射率的最大差。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的波导板，其特征在于，所述波导板包含波导基片，所述波导基片上层压了所述各向异性光散射层。
7.根据权利要求3至4中任何一项所述的波导板，其特征在于，所述波导板包含波导基片，所述波导基片上层压了所述各向异性光散射层，且所述波导板满足nc2＜ns＜nc1，其中，nc1是所述各向异性连续相中沿所述连续相与所述分散相折射率一致的轴线方向的折射率，nc2是所述各向异性连续相中沿所述连续相与所述分散相折射率不一致的轴线方向的折射率，和ns是所述波导基片的折射率。
8.根据权利要求6所述的波导板，其特征在于，所述各向异性光散射层上不与所述波导基片接触的表面被光学透明覆盖层覆盖。
9.一种照明***，包括根据上述权利要求中任一项所述的波导板和布置在所述波导板入口侧附近的光源。
10.一种液晶显示器，尤其是透射反射型的，其包含权利要求9所述的照明***。
11.一种移动电话，装有权利要求9所述的照明***或权利要求10所述的显示器件。
CNB018128408A 2000-05-19 2001-05-08 一种发射偏振光的波导板 Expired - Fee Related CN1211605C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00201762.2 2000-05-19
EP00201762 2000-05-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1447887A CN1447887A (zh) 2003-10-08
CN1211605C true CN1211605C (zh) 2005-07-20

Family

ID=8171512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB018128408A Expired - Fee Related CN1211605C (zh) 2000-05-19 2001-05-08 一种发射偏振光的波导板

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7072544B2 (zh)
EP (1) EP1287288A1 (zh)
JP (1) JP2003534566A (zh)
KR (1) KR20030013423A (zh)
CN (1) CN1211605C (zh)
AU (1) AU2001274008A1 (zh)
WO (1) WO2001090637A1 (zh)

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001053745A1 (en) * 2000-01-19 2001-07-26 Omlidon Technologies Llc Polarizing device
JP2003308714A (ja) * 2002-04-17 2003-10-31 Fuji Photo Film Co Ltd 導光フィルム
US7206288B2 (en) * 2002-06-12 2007-04-17 Cisco Technology, Inc. Methods and apparatus for characterizing a route in fibre channel fabric
AU2003298540A1 (en) 2002-08-02 2004-05-25 Avery Dennison Corporation Process and apparatus for microreplication
KR20050057403A (ko) * 2002-09-18 2005-06-16 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 광 발생 장치, 디스플레이 장치 및 액정 텔레비전 세트
TWI289708B (en) 2002-12-25 2007-11-11 Qualcomm Mems Technologies Inc Optical interference type color display
KR20050022582A (ko) * 2003-08-27 2005-03-08 제일모직주식회사 광확산판 및 광확산판을 포함하는 액정 표시 장치
US7342705B2 (en) 2004-02-03 2008-03-11 Idc, Llc Spatial light modulator with integrated optical compensation structure
JP4386749B2 (ja) * 2004-02-16 2009-12-16 シチズン電子株式会社 面状光源
US7630123B2 (en) 2004-09-27 2009-12-08 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Method and device for compensating for color shift as a function of angle of view
US20060091412A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-04 Wheatley John A Polarized LED
WO2006088369A2 (en) * 2005-02-16 2006-08-24 Stichting Voor De Technische Wetenschappen Luminescent multilayer system and utilisation thereof
TW200639502A (en) * 2005-05-06 2006-11-16 Jemitek Electronics Corp Flat display module
EP1889119A1 (en) * 2005-05-27 2008-02-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination device for a display, and method of manufacturing the same
US7322731B2 (en) * 2005-06-24 2008-01-29 3M Innovative Properties Company Color mixing illumination light unit and system using same
US20060290845A1 (en) * 2005-06-24 2006-12-28 Hebrink Timothy J Polarization sensitive illumination element and system using same
US8023065B2 (en) * 2005-06-24 2011-09-20 3M Innovative Properties Company Optical element for lateral light spreading in edge-lit displays and system using same
US20060290843A1 (en) * 2005-06-24 2006-12-28 Epstein Kenneth A Illumination element and system using same
US7903194B2 (en) * 2005-06-24 2011-03-08 3M Innovative Properties Company Optical element for lateral light spreading in back-lit displays and system using same
KR100657968B1 (ko) 2005-08-27 2006-12-14 삼성전자주식회사 평판표시장치용 조명장치
KR100837398B1 (ko) * 2006-06-14 2008-06-12 삼성전자주식회사 편광분리박막 및 이를 채용한 백라이트 유닛
KR100829015B1 (ko) * 2006-08-22 2008-05-14 엘지전자 주식회사 면 광원 장치, 이를 구비한 백라이트 유닛 및 액정 표시장치
WO2008027769A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 3M Innovative Properties Company Direct-lit backlight with angle-dependent birefringent diffuser
KR101628340B1 (ko) 2006-10-06 2016-06-08 퀄컴 엠이엠에스 테크놀로지스, 인크. 디스플레이 장치 및 디스플레이의 형성 방법
WO2008045207A2 (en) 2006-10-06 2008-04-17 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Light guide
EP1946162A2 (en) 2006-10-10 2008-07-23 Qualcomm Mems Technologies, Inc Display device with diffractive optics
WO2008104905A2 (en) 2007-02-28 2008-09-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Image display apparatus, and disguising device
US7379130B1 (en) 2007-10-03 2008-05-27 Vitera Llc LCD with hetero polar light guide
KR20090056208A (ko) * 2007-11-30 2009-06-03 엘지이노텍 주식회사 표시장치
US8068710B2 (en) 2007-12-07 2011-11-29 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Decoupled holographic film and diffuser
KR101462161B1 (ko) * 2008-04-11 2014-11-14 삼성디스플레이 주식회사 복합 편광 시트와 이를 포함하는 액정 표시 장치
US20100135038A1 (en) * 2008-11-30 2010-06-03 Handschy Mark A Frontlights for reflective displays
TWI357481B (en) * 2008-12-05 2012-02-01 Ind Tech Res Inst A light source module for producing polarized ligh
TWI605276B (zh) 2009-04-15 2017-11-11 ３Ｍ新設資產公司 光學結構及包含該光學結構之顯示系統
US9291752B2 (en) 2013-08-19 2016-03-22 3M Innovative Properties Company Retroreflecting optical construction
IN2011CN07418A (zh) 2009-04-15 2015-08-21 3M Innovative Properties Co
CN102460125B (zh) 2009-04-15 2015-11-25 3M创新有限公司 防止光学耦合的光学膜
JP2012524381A (ja) 2009-04-15 2012-10-11 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ボイドを含有する光学フィルムを備える光ガイド及びディスプレイシステム用ブラックライト
CN102576119B (zh) 2009-10-24 2014-03-26 3M创新有限公司 光源和采用所述光源的显示***
EP3270049A3 (en) 2009-12-08 2018-04-18 3M Innovative Properties Co. Optical constructions incorporating a light guide and low refractive index films
WO2011075148A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Birefringent diffuser
EP3495134B1 (en) 2010-04-15 2020-11-25 3M Innovative Properties Co. Retroreflective articles including optically active areas and optically inactive areas
KR101954456B1 (ko) 2010-04-15 2019-03-05 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 광학적 활성 영역 및 광학적 불활성 영역을 포함하는 재귀반사성 물품
JP6046605B2 (ja) 2010-04-15 2016-12-21 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 再帰反射性物品を形成する方法
DE102010018033A1 (de) 2010-04-23 2011-10-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Flächenlichtleiter und Flächenstrahler
JP5750834B2 (ja) * 2010-04-26 2015-07-22 凸版印刷株式会社 導光板、バックライトユニット及び表示装置
JP2012063670A (ja) * 2010-09-17 2012-03-29 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
TWI531811B (zh) * 2010-10-28 2016-05-01 康寧公司 影像螢幕保護玻璃照明
US8902484B2 (en) 2010-12-15 2014-12-02 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Holographic brightness enhancement film
US8724942B2 (en) 2011-04-26 2014-05-13 Corning Incorporated Light-coupling optical systems and methods employing light-diffusing optical fiber
US9091797B2 (en) 2011-06-24 2015-07-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Light guide panel, surface light source apparatus including light guide panel, and flat panel display including surface light source apparatus
JP5838049B2 (ja) * 2011-06-24 2015-12-24 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 導光板および面光源装置
EP2815270A4 (en) * 2012-02-17 2015-10-21 3M Innovative Properties Co BACKLIGHT LIGHT GUIDE
CN103912797A (zh) * 2013-01-06 2014-07-09 纬创资通股份有限公司 背光模块
KR20150042937A (ko) 2013-10-14 2015-04-22 삼성디스플레이 주식회사 광학 시트, 광학 시트의 제조 방법 및 광학 시트를 포함하는 표시 장치
US10175525B2 (en) * 2014-06-12 2019-01-08 The University Of Akron Polarizing waveguide plate
EP3583454A4 (en) * 2017-02-16 2020-03-25 Magic Leap, Inc. METHOD AND SYSTEM FOR A DISPLAY DEVICE WITH INTEGRATED POLARIZER
WO2019221731A1 (en) * 2018-05-17 2019-11-21 Halliburton Energy Services, Inc. Use of a backside roughened sample for multiple optical measurements to improve thin film fabrications
KR20200037718A (ko) * 2018-10-01 2020-04-09 코닝 인코포레이티드 도광판 제조방법, 이에 의해 제조된 도광판 및 이를 구비하는 조명 장치
WO2023141476A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-27 10X Genomics, Inc. System and methods for transillumination

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993011452A1 (en) * 1991-11-25 1993-06-10 Magnascreen Corporation Microprojection display system with fiber-optic illuminator, and method of display and illumination
US5477239A (en) * 1993-11-12 1995-12-19 Dell Usa, L.P. Front lighting system for liquid crystal display
GB2306741A (en) * 1995-10-24 1997-05-07 Sharp Kk Illuminator
US5825543A (en) 1996-02-29 1998-10-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Diffusely reflecting polarizing element including a first birefringent phase and a second phase
DE69731446T2 (de) * 1996-04-26 2005-10-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optisches system
JP2000501858A (ja) * 1996-09-23 2000-02-15 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ フラットパネル画像表示装置用照明装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2001274008A1 (en) 2001-12-03
JP2003534566A (ja) 2003-11-18
KR20030013423A (ko) 2003-02-14
US7072544B2 (en) 2006-07-04
US20040105617A1 (en) 2004-06-03
EP1287288A1 (en) 2003-03-05
WO2001090637A1 (en) 2001-11-29
CN1447887A (zh) 2003-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1211605C (zh) 一种发射偏振光的波导板
CN100350308C (zh) 光导
CN1113268C (zh) 平板图像显示装置
CN1258111C (zh) 用于显示器的透射反射装置
KR101770837B1 (ko) 공극을 포함하는 광학 필름을 구비한 도광체 및 디스플레이 시스템용 백라이트
US9410677B2 (en) Light source and display system incorporating same
TWI274205B (en) Backlighting transmissive displays
TWI235807B (en) Light guiding board, and lighting device, plane light source device and display device using the light guiding board
JP4762217B2 (ja) 導光板、導光板ユニットおよび面状照明装置
TW200837455A (en) Back-lit displays with high illumination uniformity
EP2051003A1 (en) Light guide plate, light guide plate assembly, and surface illuminating device and liquid crystal display device using these
CN1672092A (zh) 液晶显示器件
CN1675495A (zh) 面光源装置
CN101080661A (zh) 具有层压的扩散板的液晶显示器
TW200832014A (en) Back-lit displays with high illumination uniformity
CN1667472A (zh) 光学部件、具有该光学部件的背光源组合体及具有该背光源组合体的显示装置
CN101561085A (zh) 广角led光源
JP2007304460A (ja) 光学シート、バックライトユニット及び液晶表示装置
JP5262490B2 (ja) 光拡散板、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置
US20240176194A1 (en) Display system
JP5098520B2 (ja) 光拡散板、ディスプレイ用バックライトユニット、表示装置
US20080247190A1 (en) High brightness diffusion plate
JP2010044269A (ja) 光拡散板、光学シート、バックライトユニット及びディスプレイ装置
TW201120492A (en) Polarization sheet and liquid crystal display device having the same
JP5256723B2 (ja) 光拡散板、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee