CN211741780U - 背光源、显示***和光学漫反射膜组件 - Google Patents

背光源、显示***和光学漫反射膜组件 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种背光源,该背光源用于向液晶面板提供照明,该背光源包括反射偏振器和扩展光源。扩展光源包括漫反射膜组件和设置在反射偏振器和漫反射膜组件之间的发射表面。扩展光源被构造成通过发射表面朝向反射偏振器发射光。漫反射膜组件包括镜面反射膜以及设置在发射表面和镜面反射膜之间的光学漫射膜。光学漫射膜在具有小于约20%的总结合面积的多个离散间隔开的结合位置处结合到镜面反射膜。本实用新型还提供一种显示***以及一种光学漫反射膜组件。

Description

背光源、显示***和光学漫反射膜组件
技术领域
本实用新型整体涉及背光照明***,具体地涉及用于向显示面板提供均匀照明的背光源。
背景技术
平板显示器用于从包括计算机监视器和电视机在内的相对较大设备到小型手持设备诸如手机、便携式DVD播放机、手表、游戏设备和其它应用范围内的多种应用中。一种广泛使用的显示器是液晶显示器(LCD)。由于 LCD本身不发光,因此他们需要照明源-反射环境光或更常见的是来自背光源的光。背光源通常包括照明设备以及照明设备和LCD面板之间的多个光管理膜,该照明设备可包括光源诸如发光二极管或荧光灯。一般来讲,光管理膜通过更快速且有效地使用光来增强显示器的操作性。
实用新型内容
在本实用新型的一些方面,提供了一种用于向液晶面板提供照明的背光源。背光源包括反射偏振器。对于基本上法向入射的光以及对于在从约 400nm扩展至约800nm的范围内的至少一个可见光波长,反射偏振器反射具有第一偏振态的入射光的至少60%并且透射具有正交的第二偏振态的入射光的至少60%。背光源还包括扩展光源。扩展光源包括漫反射膜组件和设置在反射偏振器和漫反射膜组件之间的发射表面。扩展光源被构造成通过发射表面朝向反射偏振器发射光。漫反射膜组件包括镜面反射膜。对于基本上法向入射的光以及对于至少一个可见光波长,反射膜对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者镜面反射入射光的至少80%。漫反射膜组件还包括设置在发射表面和镜面反射膜之间的光学漫射膜。光学漫射膜在多个离散间隔开的结合位置处结合到镜面反射膜。
本实用新型的其它方面涉及光学漫反射膜组件。光学漫反射膜组件包括镜面反射膜。对于基本上法向入射的光以及对于在从约400nm扩展至约 800nm的波长范围内的至少一个可见光波长,反射膜对于正交的第一偏振态和第二偏振态中的每一者镜面反射入射光的至少95%。光学漫反射膜组件还包括结合到镜面反射膜的光学漫射膜。结合图案包括具有小于约20%的总结合面积的多个间隔开的结合区域。光学漫射膜包括分散在材料中的多根纤维。纤维的至少20%具有小于约5微米的平均直径。纤维的至少 50%具有大于约8微米的平均直径。
本实用新型的其它方面涉及包括设置在背光源上的液晶面板的显示***。
附图说明
将参考附图更详细地讨论本实用新型的各个方面,其中,
图1示意性地示出了根据本实用新型的一些实施方案的显示***,该显示***具有用于向显示面板提供照明的背光源;
图2和图3示意性地示出了根据本实用新型的一些方面的漫反射膜组件的不同视图;
图4A和图4B示意性地示出了光学漫射膜和镜面反射膜之间的不同结合位置;
图5示意性地示出了根据一些方面的光学漫射膜;并且
图6示意性地示出了设置在反射偏振器和光源之间的棱镜层。
图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而,应当理解,在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一图中用相同数字标记的部件。
具体实施方式
在以下说明中参考附图,该附图形成本实用新型的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。应当理解,在不脱离本说明书的范围或实质的情况下,可设想并进行其它实施方案。因此,以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
显示面板诸如例如液晶显示器(LCD)通常利用期望有效且空间上、角度上和光谱上均匀的背光装置。背光技术是为显示器的独立区域提供宽范围亮度并改善用户视觉体验的有效手段。一种背光照明方法利用离散光源诸如LED和光导将光均匀散布在显示器的区域上。背光方法通常利用附加光学器件来实现均匀度和亮度规格。由于LCD尺寸变得更大和更薄,如许多应用中所期望的,由于各种原因,反射膜趋于翘曲或变形。此类翘曲可产生不均匀缺陷,该缺陷可表现为低对比度、不均匀的亮度区域。本文所述的实施方案解决了这些和其它挑战以增强亮度并减少或消除由反射膜的波动或翘曲引起的亮度不均匀。
参见图1,显示***400包括设置在背光源300上的液晶面板410,该背光源向液晶面板410提供照明31。液晶面板410包括设置在面板之间的液晶层。面板通常由玻璃形成,并且可包括这些面板的内表面上的电极结构和对齐层以控制液晶层中液晶的取向。
背光源300包括反射偏振器20和扩展光源200。扩展光源200可包括平面光导,该平面光导具有发射白光的扩展输出表面。由反射偏振器20反射的光中的至少一些可被去偏振,并且随后以偏振态返回到反射偏振器 20,该偏振态通过反射偏振器20传输到液晶面板410。以这种方式,反射偏振器20可用于增加由到达液晶面板410的扩展光源200发射的光的分数,并且因此由显示***400产生的图像更亮。
对于在一范围内的至少一个可见光波长,反射偏振器20基本上反射具有正交的第一偏振态和第二偏振态中的一者的光(例如,具有沿x轴的电场的第一偏振态),并且基本上透射具有第一偏振态和第二偏振态中的另一者的光(例如,具有沿y轴的电场的第二偏振态)。在一些实施方案中,对于基本上法向入射的光以及对于在从约400nm扩展至约800nm的范围内的至少一个可见光波长,如果具有第一偏振态的入射光的至少60%通过偏振器20反射,则可说反射偏振器20基本上反射具有第一偏振态的光。在一些实施方案中,具有第一偏振态的入射光的至少70%或至少80%通过偏振器20反射。在一些实施方案中,对于基本上法向入射的光以及对于在从约400nm扩展至约800nm的范围内的至少一个可见光波长,如果从反射偏振器20透射具有正交的第二偏振态的入射光的至少60%,则可说反射偏振器20基本上透射具有正交的第二偏振态的光。在一些实施方案中,从反射偏振器20透射具有正交的第二偏振态的入射光的至少70%或至少 80%。
在一些方面,至少一个可见光波长包括在约400nm至约800nm范围内的每个可见光波长。
在本说明书的光学***中使用的反射偏振器20可以是任何合适类型的反射偏振器。反射偏振器可以是可基本上单轴取向的多层光学膜(MOF),如在其它地方进一步描述的。基本上单轴取向的反射偏振器可以商品名 Advanced Polarizing Film 5或APF购自3M公司(3M Company)。也可使用其它类型的多层光学膜反射偏振器(例如,购自3M公司(3MCompany)的双亮度增强膜或DBEF),该反射偏振器对于沿一个平面内轴的分量偏振的光具有低反射率,并且对于沿第二正交平面内轴的分量偏振的光具有高反射率。在一些实施方案中,使用其它类型的反射偏振器,诸如连续相/分散相偏振器、线栅反射偏振器或胆甾型反射偏振器。胆甾型偏振器通常在输出侧上与四分之一波长延迟层一起提供,使得通过胆甾型偏振器传输的光被转换为线性偏振光。
MOF反射偏振器和连续相/分散相反射偏振器两者依赖于至少两种材料 (通常为聚合物材料)之间折射率的差值以选择性地反射一种偏振态的光,而透射正交偏振态的光。MOF反射偏振器的一些示例在共同拥有的美国专利5,882,774(Jonza等人)中有所描述,该专利以引用方式并入本文。 MOF反射偏振器的可商购获得的示例包括Vikuiti(TM)DBEF-D200和 DBEF-D440多层反射偏振器,其包括漫射表面;以及DBEF-Q,其包括购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minn)的相对较厚 (5密耳或10密耳(125μm或250μm))的聚碳酸酯表层。
在一些实施方案中,扩展光源包括漫反射膜组件100和发射表面 160。漫反射膜组件100和发射表面160可彼此基本上对齐和共延。发射表面160设置在反射偏振器20和漫反射膜组件100之间。扩展光源200被构造成通过发射表面160朝向反射偏振器20发射光30。在一些方面,扩展光源200包括光导110,该光导用于沿光导的长度(x轴)和宽度(y轴)在该光导中传播光30。光导110包括发射表面160并且设置在发射表面160 和漫反射膜组件100之间。至少一个光源120被设置成靠近光导110的边缘表面111。至少一个光源120可以是能够发射光的任何设备,诸如例如发光二极管、荧光灯、惰性气体灯、白炽灯等。在图1所示的例示实施方案中,至少一个示例性光导110可以被描述为侧发射光导,该侧发射光导被构造成从位于光导110的任一端上的光源120接收光并且沿光导110的长度的至少一部分(例如,长度的多个部分、整个长度等)沿光导110的一侧或多侧重新导向或反射所接收的光30。
在一些其它方面,在发射表面160和漫反射膜组件100之间限定光学腔体130。至少一个光源121可设置在光学腔体130中。在一些实施方案中,多个光源(例如LED)可设置在光学腔体130中,例如沿腔体130的长度(x轴)。
在一些实施方案中,漫反射膜组件100包括镜面反射膜40和结合到镜面反射膜40的光学漫射膜50。镜面反射膜40和光学漫射膜50可彼此基本上对齐和共延。镜面反射膜40是入射光线被反射的层,使得反射角基本上等于入射角。在实际的基础上,所有表面都具有一些变形,这导致反射光线的一些散射。例如,入射光的≤10%可以不等于入射角的角度反射。在许多情况下,以不等于入射角的角度反射的光小于1%。
在一些实施方案中,对于基本上法向入射的光以及对于在从约400nm 扩展至约800nm的范围内的至少一个可见光波长,如果通过反射膜40对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者镜面反射入射光的至少80%,则可说反射膜40基本上反射光。在一些实施方案中,对于基本上法向入射的光以及对于在从约400nm扩展至约800nm的范围内的至少一个可见光波长,反射膜40对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者镜面反射入射光的至少90%或至少95%。在一些实施方案中,镜面反射膜40在从约450nm扩展至约650nm的可见光范围内具有大于约99%的平均镜面反射率。
在一些方面,至少一个可见光波长包括在约400nm至约800nm范围内的每个可见光波长。
在一些情况下,镜面反射膜或层可以是反射入射在膜上的光的至少约 95%的多层聚合物镜膜。在一些情况下,无论入射角如何,多层聚合物镜膜可反射所有入射光的至少约98%。在许多情况下,多层聚合物镜膜可以是购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany,St.Paul,Minnesota)的 Vikuiti(TM)ESR、ESR2、ESR-80v2、ESR100。在一些情况下,镜面反射膜40可包括总计数大于约50、或大于约70、或大于约100的多个聚合物层。
在一些方面,光学漫射膜50设置在发射表面160和镜面反射膜40之间。在一些实施方案中,对于基本上法向入射的光以及对于在从约400nm 扩展至约800nm的范围内的至少一个可见光波长,漫反射膜组件100具有大于约90%的总光反射率和小于约50%的镜面反射率。在一些实施方案中,对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者,漫反射膜组件100的总光反射率可大于95%或大于97%,并且镜面反射率可小于约或小于40%、或小于30%、或小于20%、或小于10%。
在一些实施方案中,如图5示意性所示,光学漫射膜50包括多根纤维 91。纤维的总重量与光学漫射膜的总重量的比率可大于约80%、或大于约 85%、或大于约90%。在一些情况下,光学漫射膜50中的多根纤维91可分散在材料92中。
在其它实施方案中,光学漫射膜50可包括具有多根纤维91的非织造层90。纤维91的总重量与非织造层90的总重量的比率可大于约50%、或大于约70%、或大于约90%。在一些情况下,纤维91的总重量与非织造层 90的总重量的比率可大于约95%。在一些其它实施方案中,非织造层90中的多根纤维91可分散在材料92中。
在一些情况下,非织造层90可包括芯鞘纤维。芯鞘纤维用作热结合剂,并且非织造层90可用芯鞘纤维热量层压到镜面反射膜40。芯鞘纤维的含量可大于10%。
在一些方面,在一些实施方案中,纤维91具有小于约10微米或小于8 微米的平均直径。在一些实施方案中,纤维91可以是具有小于或等于约3 微米的平均直径的微纤维。微纤维增强漫反射并增加亮度。微纤维还减小了显示***400的值颜色x和颜色y的增加。该微纤维的含量可大于 20%。在一些实施方案中,纤维91的至少20%具有小于约5微米的平均直径,并且纤维91的至少50%具有大于约8微米的平均直径。在其它实施方案中,纤维91的至少70%具有约3微米的平均直径,并且纤维91的至少 30%具有约12微米的平均直径。
在一些方面,光学漫射层170可设置在扩展光源200和反射偏振器20 之间以漫射由扩展光源200发射的光。光学漫射层170可有助于提取光,以进一步调节输出光角度分布以实现光的基本上均匀分布。光学漫射层170 可为可能在应用中期望和/或可用的任何光学漫射层。例如,光学漫射层可包括分散在粘结剂中的多个颗粒,诸如多个TiO2颗粒,其中颗粒和粘结剂具有不同的折射率。在一些情况下,诸如当光学漫射层170为足够漫射性的以向显示***400赋予白色外观时,光学漫射层具有不小于约40%、或不小于约50%、或不小于约60%、或不小于约70%、或不小于约80%、或不小于约90%、或不小于约95%的光学雾度。
在一些其它实施方案中,一个或多个棱镜层140、150可设置在反射偏振器20和发射表面160之间。在一些方面,反射偏振器20、扩展光源的发射表面160、和一个或多个棱镜层140、150可彼此基本上共延。
在一些情况下,一个或多个棱镜层140、150包括如图6所示的多个棱镜结构141。在一些情况下,可将一个或多个棱镜层140、150置于光学漫射层170的上方,该光学漫射层彼此不附接或联接,其中棱镜结构面向扩展光源200。光学漫射层170从漫反射膜组件100提取光,而棱镜层140、 150重新导向角度分布,并且将来自漫反射膜组件100的输出重新成像以改善均匀度。可将提供最大亮度和良好均匀度的图像和锥光输出模拟为棱镜顶角的函数。对于良好的均匀度和输出角度分布,顶角可为约50°至80°。
在一些实施方案中,光学漫射膜50结合到镜面反射膜40。在一些方面,光学漫射膜50可在多个离散间隔开的结合位置60处结合到镜面反射膜40,如图1所示并且在图2和图3中更清楚地示出。多个离散间隔开的结合位置可形成规则阵列61,如图4A示意性所示,或者可形成不规则阵列62。当多个离散间隔开的结合位置在不规则阵列62中形成时,结合位置的不规则阵列包括如图4B中最佳可见的基本上随机排列的结合位置60。如图2和图3中最佳可见,在镜面反射膜40、光学漫射膜50和多个离散间隔开的结合位置60之间限定充有空气的空间70。
在图2中最佳示出的一些实施方案中,镜面反射膜40可在结合位置60 中的至少一个处经由粘性***80结合到光学漫射膜50。例如,丙烯酸类微球粘合剂(MSA)可用于光学漫射膜50与镜面反射膜40的结合。MSA通常用单体组合物通过常规悬浮聚合来制备。接触面积比率可通过MSA的平均尺寸和涂布体积来控制。在一些情况下,如图3和图4A至图4B所示,结合位置60形成多个间隔开的结合区域Ab的结合图案。结合图案在一些实施方案中可以是规则图案,并且在其它实施方案中可以是不规则图案。每个结合位置60限定镜面反射膜40的主表面41的结合区域Ab。在其它实施方案中,总结合面积与主表面41的总面积的比率可小于约20%或小于 10%。
实施例1
纤维的制备
为了获得非织造纤维91,将具有约3微米直径的Tepyrus TA04PN(由帝人公司(Teijin)制造)和具有12微米直径的Tepyrus TJ04CN(由帝人公司 (Teijin)制造)的组合混合在一起作为纤维成分。例如,70重量%的Tepyrus TA04PN和30重量%的TepyrusTJ04CN可用作纤维成分。纤维凝固和压延工艺可用于制造具有约34微米厚度与约64%总透射率的非织造光学漫射膜 50。
丙烯酸类微球胶粘剂(MSA)的制备
将2895.86g去离子水和39.38g表面活性剂LATEMUL E-118B(由日本花王株式会社(Kao Corporation)制造)在附接到冷凝器和温度计的挡板烧瓶中混合。将1480.50g丙烯酸2-乙基己酯(2EHA)(由日本触媒株式会社 (Nippon shokubai CO.,LTD.)制造)、94.50g丙烯酸(AA)(由日本触媒株式会社(Nippon shokubai CO.,LTD.)制造)、0.79g 1,4-丁二醇二丙烯酸酯(1,4- BDA)(由默克日本公司(Merck Japan)制造)和3.15g引发剂V-65(由日本和光纯药株式会社(Wako Pure Chemical)制造)添加到溶液并且在N2吹扫下在50℃下聚合3小时并在65℃下再聚合3小时。然后,制备每种MSA 的含水悬浮液的35%,该MSA具有22微米至50微米的平均粒度。在聚合期间通过混合速度控制平均粒度。
丙烯酸类MSA涂料溶液的制备
制备具有包括适当比率的MSA悬浮液、去离子水、异丙醇、1,3-二氧戊环的配方的丙烯酸类MSA涂料溶液。将每种成分输入安瓿瓶中,并且在涂布之前混合。
丙烯酸类MSA溶液的涂布
通过刮涂将MSA涂布溶液涂布到60微米厚的流延聚丙烯(CPP)膜上,并在烘箱中在100℃下干燥5分钟。
漫反射器样品的制备
通过涂布在CPP膜上形成的丙烯酸类MSA层使用手动辊转移到镜面反射膜(ESR,由3M公司(3M)制造)的反射侧,并且然后使用手动辊将具有非织造层的光学漫射膜层压到丙烯酸类MSA层。
测量和评估方法
a)MSA接触面积比率的计算
在将MSA转移到ESR之后,使用显微镜(VK-X100,基恩士公司 (KeyenceCorporation))以扩展倍率(10倍)拍摄具有MSA的ESR表面的照片。用图形软件Photoshop6.0(Adobe)访问照片图像文件,并且使用以下程序计算MSA接触面积比率。
-使用“颜色范围选择”功能选择无MSA区域的ESR
-请参阅直方图中写入的所选择的区域的总像素数
-使用以下公式计算MSA接触面积比率:
Figure DEST_PATH_GDA0002510814080000091
b)总透射率的测量
使用NDH-2000雾度计(日本电色工业株式会社(Nippon Denshoku IndustriesCo.,LTD))测量总透射率。
c)反射率的测量
使用分光光度计UV-3100PC/MPC-3100(岛津公司(Shimadzu Corporation))测量镜面反射率(平均值为400nm至800nm)。
使用分光光度计U-4100(日立高新技术公司(Hitachi High Technology))测量总光反射率(平均值为400nm至800nm)。
d)亮度的测量
索尼(Sony)的相框DPF-D720(6.3英寸宽)用作模块评估的测试平台。光学膜构造从初始状态改变如下。
DBEF-Qv2
交叉BEF4-DML x2
原始光导板
反射膜样品
DBEF-Qv2和BEF4-DML-95(24):由3M公司(3M)制造
使用分光光度计CS-1000(柯尼卡美能达公司(Konica Minolta))测量中心亮度。将通过与MSA层压制成的每个漫反射膜样品的中心亮度与通过用共用平面OCA层压制成的样品的中心亮度进行比较。用以下公式计算的“相对亮度”用作索引。
Figure DEST_PATH_GDA0002510814080000101
使用相同的非织造材料ESR和7029、15微米厚的OCA(由寺冈制作所(TeraokaSeisakusho,Co.,LTD)制造)制备通过与共用平面OCA层压制成的样品。
下表列出了每个样品的MSA接触面积比率、总光反射率、镜面反射率和相对亮度。
表1
MSA接触面积比率(%) 总光反射率(%) 镜面反射率(%) 相对亮度
样品1 7.66 >99.5 5.80 1.0052
样品2 4.74 >99.5 5.76 1.0071
样品3 4.01 >99.5 5.70 1.0051
样品4 6.41 >99.5 5.67 1.0060
样品5 8.52 >99.5 5.83 1.0133
样品6 7.89 >99.5 5.62 1.0091
样品7 4.00 >99.5 5.67 1.0217
比较1 45.28 >99.5 5.74 0.9894
比较2 20.06 >99.5 5368 0.9936
比较3 23.21 >99.5 5.66 0.9959
据观察,包括基于MOF的镜面反射膜的漫反射膜组件和包括非织造层的适当设计的光学漫射膜在两种组分与丙烯酸类微球粘合剂(MSA)层压时示出高漫反射性能和高亮度,并且基于MOF的镜面反射膜和MSA之间的接触面积比率小于20%,更期望的是小于10%。
在一些其它实施方案中,镜面反射膜40在结合位置中的至少一个81 处经由局部施加的热量和压力层压结合到光学漫射膜50。在一些情况下,如图3和图4A至图4B所示,结合位置60形成多个间隔开的结合区域Ab 的结合图案。每个结合位置60限定镜面反射膜40的主表面41的结合区域 Ab。在一些情况下,总结合面积Ab可小于约10%、或小于约5%、或小于约4%。
实施例2
纤维的制备
为了获得非织造纤维,将具有约3微米直径的Tepyrus TA04PN(由帝人公司(Teijin)制造)和具有12微米直径的Tepyrus TJ04CN(由帝人公司 (Teijin)制造)的组合混合在一起作为纤维成分。例如,70重量%的Tepyrus TA04PN和30重量%的TepyrusTJ04CN可用作纤维成分。纤维凝固和压延工艺可用于制造具有约34微米厚度与约64%总透射率的非织造光学漫射膜 50。
用结构化工具进行点热量层压
结构化工具可用于点不连续的热量和压力层压以获得期望的结合。结构化工具可以是棱锥形状工具或梯形棱镜形状工具,或两者的组合。结构化工具的结构化区域为120mm×120mm,并且非织造层的尺寸为 150mm×150mm。上一级和下一级两者在相同温度下加热。镜面反射膜和非织造光学漫射层未预热。使用结构化工具将具有非织造纤维和镜面反射膜(ESR,由3M公司(3M)制造)的光学漫射膜在约120度至150度的温度和约10KN至50KN的压力下进行堆叠并用热量压制。
测量和评估方法
a.接触面积比率的计算
使用结构化工具,将非织造材料热量层压到50微米厚的PET膜 (E4100,东洋纺株式会社(TOYOBO CO.,LTD.))而不是ESR。在热量层压之后,使用显微镜(VK-X100,基恩士公司(Keyence Corporation))以扩展倍率(10倍)拍摄PET膜的表面的照片。当从PET膜侧观察层压样品时,只有芯鞘纤维的一部分可粘附到PET膜,并且该区域看起来比其它区域的深灰色更深。
然后使用图形软件Photoshop 6.0(Adobe)访问照片图像文件,并且使用以下程序计算接触面积比率。
-使用“颜色范围选择”功能选择接触区域(深灰色区域)
-请参阅直方图中写入的所选择的区域的总像素数
-使用以下公式计算接触面积比率
Figure DEST_PATH_GDA0002510814080000121
b)总透射率的测量
使用NDH-2000雾度计(日本电色工业株式会社(Nippon Denshoku IndustriesCo.,LTD))测量总透射率。
c)反射率的测量
使用分光光度计UV-3100PC/MPC-3100(岛津公司(Shimadzu Corporation))测量镜面反射率(平均值为400nm至800nm)。
使用分光光度计U-4100(日立高新技术公司(Hitachi High Technology))测量总光反射率(平均值为400nm至800nm)。
d)亮度的测量
索尼(Sony)的相框DPF-D720(6.3英寸宽)用作模块评估的测试平台。光学膜构造从初始状态改变如下。
DBEF-Qv2
交叉BEF4-DML x2
原始光导板
反射膜样品
DBEF-Qv2和BEF4-DML-95(24):由3M公司(3M)制造
使用分光光度计CS-1000(柯尼卡美能达公司(Konica Minolta))测量中心亮度。点热量层压样品太小而无法组装到测试平台。因此,使用带有粘合带的ESR连接2个样品片。将带有粘合带的ESR施加到反射膜的背侧。
将通过用结构化工具进行点热量层压制成的每个漫反射膜样品的中心亮度与通过用平面工具热量层压制成的样品的中心亮度进行比较。使用以下公式计算的“相对亮度”用作索引。
Figure DEST_PATH_GDA0002510814080000131
下表列出了每个样品的接触面积比率、总光反射率、镜面反射率和相对亮度。
表2
MSA接触面积比率(%) 总光反射率(%) 镜面反射率(%) 相对亮度
样品1 2.45 >99.5 5.78 1.0086
样品2 3.59 >99.5 5.58 1.0117
样品3 4.03 >99.5 5.64 1.0064
样品4 4.50 >99.5 5.59 1.0071
样品5 3.32 >99.5 5.65 1.0177
样品6 4.66 >99.5 5.75 1.0142
比较 7.92 >99.5 5.58 0.9952
据观察,包括基于多光学膜(MOF)的镜面反射膜和包括非织造层的适当设计的光学漫射膜的漫反射膜组件在非织造材料包含大于10%的芯鞘纤维时示出高漫反射性能和高亮度,并且两种组分通过用结构化工具进行点 (不连续的)热量层压来层压,并且非织造材料和基于MOF的镜面反射膜之间的接触面积比率小于5%。

Claims (15)

1.一种背光源,所述背光源用于向液晶面板提供照明,所述背光源包括:
反射偏振器,使得对于法向入射的光以及对于在从400nm扩展至800nm的范围内的至少一个可见光波长,所述反射偏振器反射具有第一偏振态的入射光的至少60%并且透射具有正交的第二偏振态的入射光的至少60%;和
扩展光源,所述扩展光源包括:
漫反射膜组件;和
发射表面,所述发射表面设置在所述反射偏振器和所述漫反射膜组件之间,所述扩展光源被构造成通过所述发射表面朝向所述反射偏振器发射光,
其中所述漫反射膜组件包括:
镜面反射膜;和
光学漫射膜,所述光学漫射膜设置在所述发射表面和所述镜面反射膜之间,
其特征在于,对于法向入射的光以及对于所述至少一个可见光波长,所述反射膜对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者镜面反射所述入射光的至少80%,并且所述光学漫射膜在多个离散间隔开的结合位置处结合到所述镜面反射膜。
2.根据权利要求1所述的背光源,其特征在于所述漫反射膜组件和所述发射表面彼此对齐和共延,并且其中在从450nm扩展至650nm的可见光范围内,所述镜面反射膜具有大于99%的平均镜面反射率。
3.根据权利要求1所述的背光源,其特征在于所述镜面反射膜和所述光学漫射膜彼此对齐和共延,并且其中所述多个离散间隔开的结合位置形成规则阵列。
4.根据权利要求1所述的背光源,其特征在于所述多个离散间隔开的结合位置形成不规则阵列,并且其中所述结合位置的所述不规则阵列包括随机排列的结合位置。
5.根据权利要求1所述的背光源,其特征在于在所述镜面反射膜、所述光学漫射膜和所述多个离散间隔开的结合位置之间限定充有空气的空间,其中在所述结合位置中的至少一个处,所述镜面反射膜经由粘性***结合到所述光学漫射膜。
6.根据权利要求1所述的背光源,其特征在于在所述结合位置中的至少一个处,所述镜面反射膜经由局部施加的热量和压力层压结合到所述光学漫射膜,其中所述光学漫射膜包括非织造层。
7.根据权利要求1所述的背光源,其特征在于所述光学漫射膜包括非织造层。
8.根据权利要求1所述的背光源,其特征在于对于所述法向入射的光以及对于所述至少一个可见光波长,所述反射膜对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者镜面反射所述入射光的至少90%,并且其中对于所述至少一个可见光波长,所述漫反射膜组件对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者具有大于90%的总反射率和小于50%的镜面反射率。
9.根据权利要求1所述的背光源,其特征在于所述扩展光源包括:
光导,所述光导用于沿所述光导的长度和宽度在所述光导中传播光,所述光导包括所述发射表面并且设置在所述发射表面和所述漫反射膜组件之间;和
至少一个光源,所述至少一个光源被设置成靠近所述光导的边缘表面。
10.根据权利要求1所述的背光源,其特征在于所述扩展光源包括:
所述发射表面和所述漫反射膜组件,其中在所述发射表面和所述漫反射膜组件之间限定光学腔体;和
至少一个光源,所述至少一个光源设置在所述光学腔体中。
11.根据权利要求1所述的背光源,其特征在于所述至少一个可见光波长包括在400nm至800nm范围内的每个可见光波长,其中所述背光源还包括设置在所述反射偏振器和所述发射表面之间的一个或多个棱镜层,所述一个或多个棱镜层包括多个棱镜结构,并且其中所述反射偏振器、所述扩展光源的所述发射表面、和所述一个或多个棱镜层彼此共延。
12.根据权利要求1所述的背光源,其特征在于每个结合位置限定所述镜面反射膜的主表面的结合区域,并且其中总结合面积与所述主表面的总面积的比率小于20%,其中所述镜面反射膜包括总计数超过50的多个聚合物层,并且其中所述背光源还包括光学漫射层,所述光学漫射层设置在所述扩展光源和所述反射偏振器之间以漫射由所述扩展光源发射的光。
13.一种显示***,其特征在于所述显示***包括设置在根据权利要求1所述的背光源上的液晶面板。
14.一种光学漫反射膜组件,包括:
镜面反射膜;和
光学漫射膜,
其特征在于,对于法向入射的光以及对于在从400nm扩展至800nm的波长范围内的至少一个可见光波长,所述反射膜对于正交的第一偏振态和第二偏振态中的每一者镜面反射所述入射光的至少95%,所述光学漫射膜按照具有小于20%的总结合面积的多个间隔开的结合区域的结合图案结合到所述镜面反射膜。
15.根据权利要求14所述的光学漫反射膜组件,其特征在于所述结合图案为规则图案或不规则图案,其中所述总结合面积小于10%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN216013897U (zh) * 2021-10-25 2022-03-11 中强光电股份有限公司 背光模块及显示装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5882774A (en) 1993-12-21 1999-03-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical film
US6080467A (en) 1995-06-26 2000-06-27 3M Innovative Properties Company High efficiency optical devices
JP3996329B2 (ja) * 2000-07-06 2007-10-24 Nec液晶テクノロジー株式会社 バックライト用フィルム体及びバックライト用フィルム体の製造方法
JP4604338B2 (ja) 2000-11-13 2011-01-05 東洋紡績株式会社 液晶ディスプレイ用光反射シート
CN101529278A (zh) 2006-09-29 2009-09-09 E.I.内穆尔杜邦公司 包含无纺片材的漫反射器
WO2008076410A1 (en) * 2006-12-18 2008-06-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Diffuse reflector comprising nonwoven sheet having specific reflectance and thickness deviation for use in displays
WO2009086276A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-09 3M Innovative Properties Company Backlighting system including a specular partial reflector and a circular-mode reflective polarizer
US8870436B2 (en) * 2008-09-17 2014-10-28 3M Innovative Properties Company Patterned adhesives for reflectors
EP2466349A1 (en) 2010-12-17 2012-06-20 3M Innovative Properties Company Light guide illumination device with fibrous diffuser layer
JP2015088269A (ja) 2013-10-29 2015-05-07 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 面光源装置、及び面光源装置の製造方法
JPWO2016072472A1 (ja) 2014-11-07 2017-08-17 三菱ケミカル株式会社 反射フィルム
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