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TW201329568A - 控制於光學薄膜中色彩不均之方法 - Google Patents

控制於光學薄膜中色彩不均之方法 Download PDF

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TW201329568A TW101142274A TW101142274A TW201329568A TW 201329568 A TW201329568 A TW 201329568A TW 101142274 A TW101142274 A TW 101142274A TW 101142274 A TW101142274 A TW 101142274A TW 201329568 A TW201329568 A TW 201329568A
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Qing-Bing Wang
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Abstract

一種亮度增強薄膜包括安置於一雙折射基板上之複數個線性稜鏡。自該基板之側進入該薄膜且自該等線性稜鏡之側退出該薄膜之一光線於該薄膜內行進時對於相互正交之偏振狀態經歷實質上相同之相位延遲。該光線以與該基板之一法線成一大於20度之角退出該薄膜。

Description

控制於光學薄膜中色彩不均之方法
所論述之實施例係關於亮度增強再循環薄膜。
平板顯示器用於範圍自相對較大裝置(包括電腦監視器及電視)至小的手持型裝置(諸如蜂巢式電話、攜帶型DVD播放器、腕錶及遊戲裝置)之多種應用中。許多平板顯示器使用諸如液晶之光學活性材料及用於對該等光學活性材料進行背光照明之光源。安置於液晶與背光之間的薄膜已用以增強顯示器之亮度。舉例而言，亮度增強薄膜可用以增加相對於顯示器之表面以所要視角退出之光。
一些實施例涉及一種亮度增強薄膜，其具有安置於一雙折射基板上之複數個線性稜鏡。自該基板之側進入該薄膜且自該等線性稜鏡之側退出該薄膜之一光線於該薄膜內行進時對於相互正交之偏振狀態經歷實質上相同之相位延遲，且以與該基板之一法線成一大於20度之角退出該薄膜。
另一實施例涉及一種亮度增強薄膜，其具有安置於一基板上且沿著一第一方向延伸之複數個線性稜鏡。該基板在該基板之一平面中具有相互正交之方向上之主折射率nx及ny，nx大於ny。該第一方向與對應於nx之一主方向成一角，使得自該基板之側進入該薄膜且於該薄膜內行進時對於相互正交之偏振狀態經歷實質上相同之相位延遲之一光 線由於該等線性稜鏡而經歷全內反射。
又一實施例包括一種亮度增強薄膜，其具有安置於一基板上且沿著一第一方向延伸之複數個線性稜鏡。該基板在該基板之一平面中具有相互正交之方向上之主折射率nx及ny，nx比ny大至少0.04。該第一方向與對應於nx之一主方向成一角，使得自該基板之側進入該薄膜且於該薄膜內行進時對於相互正交之偏振狀態經歷一小於約10度之相位延遲差之一光線由於該等線性稜鏡而經歷反射。
以上概述並不意欲描述每一實施例或每一實施。藉由結合附圖參考以下詳細描述及申請專利範圍，各種實施例之優點及獲得連同對該等實施例之更完整理解將變得顯而易見且被瞭解。
平板顯示器可使用配置於液晶面板後方之背光。許多背光將側照式光導光源與一或多個稜鏡薄膜一起使用。該等稜鏡薄膜對光進行準直，且因此減少相對於視角自顯示器離軸出現之光。一些亮度增強薄膜使光之一部分「再循環」，以增加自顯示器退出之軸上之量。再循環稜鏡薄膜包括具有背離光導定向之稜鏡尖峰的一或多個稜鏡薄膜層。該等稜鏡尖峰可經圓整或截頭以達成特定光學特性。當來自光導之光遇到該等稜鏡時，光之一部分在軸上方向上折射，而光之另一部分藉由全內反射而朝向該光反射回去。所反射的光經再循環，直至其最終自顯示器出現。
圖1提供諸如液晶顯示器(LCD)之顯示器之組件的截面 圖。用於顯示器100之背光111包括光源110、後反射器113、光導115及一系列光管理薄膜120、125、127，從而以最大效率提供空間上及角度上均勻之光。更具體言之，退出光導115之光在進入顯示面板130之前可行進穿過薄膜堆疊，該薄膜堆疊包含漫射體117、一或多個亮度增強稜鏡薄膜(BEF)(例如，光再循環薄膜)120、反射偏振器125，及視情況選用之額外漫射體覆蓋片127。為論述之目的，吾人可將顯示器100定向為其法線沿著由箭頭140指示之方向向上指向檢視者，且光導邊緣沿著被稱為水平的方向、沿著由箭頭150指示之方向最接近於光源。
稜鏡薄膜120中之每一者可由頂部具有平行線性稜鏡之透明基板組成，該等線性稜鏡具有視應用改變之頂角。在一些狀況下，稜鏡薄膜經配置以使得一個薄膜之線性稜鏡大體而言在與另一稜鏡薄膜之線性稜鏡之正交方向上延行。可稱此等薄膜處於交叉定向中。
在許多背光系統中，覆蓋片經移除以減小厚度、增加軸向亮度、增強對比度及/或減小成本。移除充當漫射體之覆蓋片之一後果為背光元件之光學假影對於經由顯示面板觀看之檢視者而言可能變得明顯。一種此類假影在下文中被稱為基板色彩不均(SCM)。
當自平坦表面下方照亮典型稜鏡薄膜且經由顯示面板檢視該稜鏡薄膜時，SCM看起來為一系列彩色帶。該等帶在色彩上隨視角改變，且為稜鏡薄膜基板中之光學延遲對波長及觀測角兩者之依賴以及此等帶穿過稜鏡之透射的結 果。
本文中所描述之實施例涉及減少表觀SCM之方法。減少SCM之稜鏡薄膜幫助防止LCD影像之色移，且減少此等色移隨觀測角而變之不良效應。在各種實施例中，可藉由增加基板雙折射率、使稜鏡相對於基板之主要拉伸方向定向或藉由該兩者來製造減少SCM之稜鏡薄膜。
參看圖2描述SCM之機制。光進入稜鏡薄膜基板205之下部平坦側210，且在於空氣/基板界面處透射時被部分偏振。空氣/基板界面處的部分偏振後之透射光的偏振狀態為未偏振輸入與線性偏振光之組合。在穿越基板205時，在入射平面上振動(p偏振)之電場分量與垂直於入射平面振動(s偏振)之電場分量之間的相位差沿著光線路徑改變。此又引起電場隨著光線傳播而形成橢圓跡線，從而產生橢圓偏振。該相位差(由符號R表示)為s分量與p分量之間的折射率差△n(其取決於波長λ及在薄膜中之光線角)及內部路徑長度d(其取決於在薄膜中之光線角)之函數：
此處，光線角由θ及φ界定，其中θ為自薄膜法線軸量測之極角，且φ為在薄膜平面中量測之方位角。
由於R對波長及光線角之依賴性，s分量與p分量在穿越基板後的比率亦將取決於此等參數。一旦光線穿過顯示面板之下部吸收偏振器220，透射明度將因此亦取決於此等參數。結果可為SCM，其看起來為在色彩及亮度上隨視角 改變之一系列弱彩色帶特徵。
將主軸指派給以連續方式製得之稜鏡薄膜(如在薄膜捲筒之狀況下)的一方式為將薄膜平面稱為xy平面，且將垂直於薄膜之方向指明為z。若光沿著此等相互正交之方向經線性偏振，則吾人可判定相應折射率且將此等折射率稱為nx、ny及nz。為論述之目的，但不限於此特定情形，令ny>nx>nz。對於ny>nx，x方向可被稱為薄膜快軸(FA)，且y方向可被稱為薄膜慢軸。注意，nx及ny之局部值可視在薄膜中之位置而改變，因此x軸(快軸)與y軸(慢軸)之方向在薄膜上之不同位置處可能視局部折射率有變化。平面內折射率差經表示為dnxy=ny-nx。薄膜之x軸、y軸、z軸之間的關係以及光線之s方向及p方向係說明於圖3A中，其中稜鏡之方位偏向角展示於圖3B中。稜鏡薄膜之稜鏡更改退出稜鏡薄膜基板之光線之角，在一些狀況下，引起在近軸檢視範圍內的SCM帶特徵。
為分析及偵測之目的，增強SCM帶之對比度有時係有用的。增強SCM之一方法係說明於圖4中。使用置放於光源410與稜鏡薄膜440之間的吸收偏振器430使來自光源410之光預偏振。吸收偏振器之通軸垂直於置放於稜鏡薄膜440上方的偏振器450，其中正交的通軸由符號‧及指示。使用此組態，可使用成像光學器件460來對SCM帶特徵進行觀測，該等成像光學器件460提供自偏振器450出現的光之干涉圖。干涉影像上之每一位置與極性(θ)及方位(φ)觀測角相關聯。
觀測自安置於兩個交叉偏振器之間的稜鏡薄膜出現之光的此方法在下文被稱為交叉偏振器之間的稜鏡薄膜或增強之SCM。觀測已展示，SCM特徵在具有及不具有下部偏振器430的情況下非常類似，但使用增強之SCM方法的對比度藉由使用下部偏振器430而得到極大增強。藉由增強之SCM方法產生的SCM色帶之灰階影像係展示於圖5中，其中具有寬廣角分佈之光源用以照明交叉偏振器之間的稜鏡薄膜。成像光學器件460提供沿著圖5中所示之影像之短尺寸在大致20°之檢視錐上之干涉圖。
SCM效應可量化為色彩在指定檢視錐內之變化。色彩之一度量為國際照明委員會(CIE)1931色彩座標x及y。交叉偏振器之間的稜鏡薄膜之每一視角下的x色值及y色值之模擬表示(其橫跨20°之視角)分別展示於圖6A及圖6B中。在此實例中，稜鏡具有90度頂角，與頂部偏振器方向成10度定向，具有52 μm厚之雙折射基板。
SCM之一度量係由x色彩座標及y色彩座標在此檢視範圍內之標準偏差σ之積分和給出，其可計算為：
在交叉偏振器之間檢查的稜鏡薄膜之影像可藉由合適矩陣變換自點陣圖(其中每一像素由RGB值表徵)轉換成x及y色彩座標。以上定義可接著作為SCM之度量而應用於影像。變換由以下方程式給出。r、g、b值為RGB色彩座標。量、及為CIE 1931兩度色彩匹配函數，且R、G、 B分別為影像在純紅、純綠或純藍狀態中之光譜。
SCM之另一度量量化x色彩座標及y色彩座標隨角之變化速率。一個實例為使方位角(φ)固定，且以求積分方式對x及y相對於極角(θ)之導數進行求和。
為使用角導數判定所有角之量度，可在0度至180度之方位角上對DSCM之值進行求和。或者，可使用所有方位角上的DSCM之最大值。模擬展示，使用DSCM之結果類似於使用乘以該等帶之平均角頻率之σSCM。
出於此論述之目的，將使用在居中於法線軸上的20度之極角範圍上計算之量度σSCM。
在一些狀況下，經由控制稜鏡薄膜基板雙折射率來減少SCM。SCM之量值將取決於R以及稜鏡幾何形狀及稜鏡折射率。由△n、d或兩者之減小引起的R之減小導致色帶的減小之對比度，或其角展超出檢視錐之增加，該兩者皆減少SCM。然而，在極薄基板(提供d之減小值)上產生稜鏡薄 膜由於處置問題而導致減小之良率。薄膜亦可能容易隨溫度及濕度變化而變形，從而導致視覺假影。
可使用具有低本徵光學各向異性之聚合物(諸如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯)來達成低雙折射率基板(減小之dnxy)之產生，但此等材料傾向於為高成本或過脆以致不能提供強健薄膜。或者，可使用具有較高本徵各向異性之聚合物，諸如聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)，其中雙軸拉伸程序可將沿著薄膜主軸之折射率之間的差減至最小。然而，此薄膜形成方法可增加生產成本。
令人驚訝地，如下文更詳細地論述，dnxy之增加亦可成功地用於顯著減少SCM。利用高dnxy減少SCM之實例由圖7A及圖7B展示。圖7A展示在交叉偏振器之間檢視的包含50 μm厚之PET基板及dnxy為0.03的稜鏡薄膜之SCM(稜鏡與頂部偏振器通軸成45度定向，該通軸處於水平方向上)。圖7B展示構造與圖7A之薄膜實質上相同(圖7B之薄膜具有0.15之dnxy除外)的稜鏡薄膜之SCM(使用50 μm厚之PET基板，其中稜鏡與頂部偏振器通軸成45度定向，該通軸沿著水平方向，且稜鏡薄膜係在交叉偏振器之間檢視)。對於較大dnxy之狀況，出現於20°方位檢視錐內之SCM色帶之差異小得多。在實際顯示器中，將不存在下部偏振器，且對於高dnxy狀況，SCM效應對於檢視者而言將實質上不可見。
SCM圖案之特徵中之一者為如由圖8之干涉圖中的箭頭所指示的成對之略呈圓形之區域，其中色彩隨角之變化率 及色帶之對比度之變化率尤其急劇。此等角在下文中被稱為對稱點(SP)，其來源於基板內之對於s偏振分量及p偏振分量經歷相等折射率(零雙折射率)之光線。SP為基板折射率(通常沿薄膜之主軸量測)、稜鏡之折射率及稜鏡頂角之函數。對於線性稜鏡，亦存在對稜鏡方向相對於薄膜平面中之基板主軸之方位角的依賴性。
可藉由增加平面內雙折射率dnxy來增加SP角。SP角獨立於基板厚度，因為在任何厚度下，△n=0皆引起R=0(然而，在較厚基板中，色帶傾向於隨角度更快地改變)。超出觀測錐(例如，超出20度之觀測錐)的SP角之增加減少色彩在檢視錐內之波動，且減少SCM。與較薄基板相比，較厚基板在靠近SP角處產生對比度更快地隨角度減小的帶圖案。結果，較厚基板通常需要較小dnxy來減少SCM。
諸如PET之基板材料可拉伸以使dnxy充分增加，使得SP角移動超出檢視錐。可參看圖9A及圖9B來瞭解藉由增加dnxy(在此狀況下，藉由薄膜拉伸)來增加SP角。圖9A表示具有dnxy1且具有如由漩渦910、920所指示的SP角之薄膜的SCM影像。該等SP角實質上處於檢視錐角905內，該角在此狀況下為由極角20°定界之錐。在拉伸薄膜之後，薄膜之dnxy已增加至dnxy2>dnxy1。圖9B說明薄膜在拉伸後的SP角，其展示由漩渦930、940所指示之SP角已由於dnxy之增加而移至檢視錐905之外。
在一些實施例中，對於例如包含PET之具有安置於一雙折射基板上之多個線性稜鏡的稜鏡薄膜而言，光線自薄膜 之基板側進入且在薄膜之稜鏡側退出。在SP角下，光線於薄膜內行進時對於互相正交之s偏振狀態及p偏振狀態經歷實質上相同之相位延遲。光線以與基板之法線成大於檢視錐(例如，20度之檢視錐)之角退出該薄膜。將SP角移動超出檢視錐實質上減少可觀測之SCM。舉例而言，基板之雙折射率可在約0.02至約0.1之範圍內。在各種實施例中，基板之雙折射率可為0.02、0.04、0.06、0.08或0.1。實質上相同之相位延遲可涉及s偏振狀態與p偏振狀態之例如小於約10度之相位延遲差。在各種組態中，線性稜鏡之頂角可為約90°，可在約80°至約110°之範圍內，或可在約85°至約105°之範圍內。
圖10A、圖10B及圖10C展示根據模擬稜鏡薄膜之dnxy而變的x色彩座標及y色彩座標各自的標準偏差σx、σy及積分和σSCM的曲線。針對厚度分別為25 μm、52 μm及104 μm之雙折射基板在數值上模擬此等值，其中相對於稜鏡方向，FA=0度。在此等模擬中，給予稜鏡90度頂角、1.6之折射率，且相對於頂部偏振器將該等稜鏡設定至45度方位角。
在圖10A、圖10B、圖10C中所說明之模擬中，每一基板厚度表明：σSCM增加或保持為高，直至dnxy達到一臨限值，在該臨限值之後，σSCM開始減小，該臨限值對應於居中於SP處之色彩變化實質上退出檢視錐所處之雙折射率位準。此等臨限值標繪於圖11中，且展示：較高基板厚度大致根據厚度之平方根倒數使得降低dnxy臨限值。此係因為圍繞SP之色彩變化之程度對於較薄基板而言較大，從而要 求將SP角定位至較大角以使色彩變化位於檢視錐之外。
可用以減少併有稜鏡薄膜之顯示器中之SCM的一替代或額外方法係以實質上垂直於稜鏡基板FA之角將稜鏡薄膜之稜鏡定向。圖12A及圖13A分別說明具有相對於基板FA以0°定向及相對於基板FA以90°定向的稜鏡之稜鏡薄膜1200、1300。對於薄膜1200、1300中之每一者，基板FA實質上對應於基板拉伸之方向。圖12B及圖13B中所描繪之影像為分別置放於交叉偏振器之間的稜鏡薄膜1200、1300之光學影像。此等影像展示由基板之FA(及基板拉伸之方向)垂直於稜鏡定向引起的對SCM之影響。除相對於稜鏡方向之FA定向外，稜鏡薄膜1200及1300之稜鏡及基板在所有態樣中係類似的。在兩種狀況下，稜鏡薄膜與水平之頂部偏振器通軸方向成45度。顯而易見，在具有垂直於稜鏡定向之基板FA之稜鏡薄膜1300中，SCM帶在對比度上大為減少。
一些實施例係針對包含安置於一基板上且沿著一稜鏡方向延伸之複數個線性稜鏡的亮度增強薄膜。該基板在該基板之一平面中具有相互正交之方向上之主折射率nx及ny，nx大於ny。該稜鏡方向與對應於nx之一主方向成一角，該主方向為基板之FA。自該基板之側進入該薄膜且於該薄膜內行進時對於相互正交之偏振狀態經歷實質上相同之相位延遲的光線由於該等線性稜鏡而經歷全內反射。舉例而言，稜鏡方向可與FA成小於20度或小於15度或小於10度之角。在一些狀況下，nx可比ny大至少0.02，且在一些狀況 下，nx可比ny大至少0.04。相位延遲差對於相互正交之偏振狀態而言可為小於約10度。
稜鏡可藉由澆鑄及固化複製方法而以接近垂直於基板FA之角定向，其中形成稜鏡之模具相對於基板以所要角定向。若FA係藉由利用圓柱形模具(其稜鏡特徵實質上跨越基板之寬度)而實質上沿著基板之長方向(對於主要跨越薄膜寬度而拉伸之薄膜通常為此狀況)，則可以連續製造過程完成此方法。或者，可藉由沿著長尺寸伸長基板，隨後使用圓柱形模具(其稜鏡特徵實質上沿著其圓周延行)在大致相同的方向上複製稜鏡來跨越寬度定向FA。
作為一實例，使用UV固化樹脂於PET基板上之微複製來產生具有減少之SCM的稜鏡薄膜，其中所得稜鏡相對於基板FA形成橫跨65度至90度之角。亦量測FA接近平行於稜鏡之單獨薄膜樣本(稜鏡相對於基板FA形成大致0度之角)。獲得位於交叉偏振器之間的薄膜之干涉影像，且計算該等影像之x色彩座標及y色彩座標之標準偏差。結果展示於圖14中，其表明在高FA下，x及y之標準偏差顯著下降。具有相對於FA以約65度至約90度定向之稜鏡的薄膜之資料(σx(sigmax)、σy(sigmay)及σSCM(quad sum))展示於圖14之橢圓1410中。具有大約平行於稜鏡之FA的薄膜之資料展示於橢圓1420中。
在另一實例中，將稜鏡在相對於基板FA之角的寬範圍上複製於50 μm厚的PET基板上，且使用位於交叉偏振器之間的稜鏡薄膜之影像來計算x色彩座標及y色彩座標之標準 偏差。展示於圖15中之結果證實在FA處於垂直於基板FA之例如在約75度與110度之間的範圍內時SCM之減少。對處於偏振器下之稜鏡薄膜(無底部偏振器)的視覺觀測展示可接受的SCM位準。
SP角大體上沿著垂直於基板FA之方向。當FA實質上平行於稜鏡方向時，處於SP角之光線由稜鏡朝向軸向方向折射於軸向檢視錐內，從而使得SCM可被檢視者看到。對於接近垂直於FA定向之稜鏡，以接近SP之角退出之光線已由於內部反射而減少穿過稜鏡之透射。
存在將主要被稜鏡反射之極角及方位角的範圍。此範圍之角展(angular extent)為稜鏡折射率及頂角之函數。圖16A及圖16B之干涉曲線分別針對具有90度頂角及1.5及1.6之折射率之稜鏡將對應於將主要被稜鏡反射之極角及方位角之範圍的此區域展示為暗帶。如自該等曲線顯而易見，較高稜鏡折射率加寬反射角範圍，從而為FA提供較高方位角容限以減少SCM。
根據FA與稜鏡方向之間的角來模擬增強之SCM。分別在圖17及圖18中針對52 μm及104 μm之基板厚度，展示dnxy=0.035之狀況下的資料(σx(sigmax)、σy(sigmay)及σSCM(quad sum))。結果與SCM對FA角之經量測依賴性相當吻合。具有相同dnxy之較薄基板需要較大FA角來顯著減少SCM。
項目1. 一種亮度增強薄膜，其包含：安置於一雙折射基板上之複數個線性稜鏡，使得自該基 板之側進入該薄膜且自該等線性稜鏡之側退出該薄膜且於該薄膜內行進時對於相互正交之偏振狀態經歷實質上相同之相位延遲之一光線以與該基板之一法線成一大於20度之角退出該薄膜。
項目2. 如項目1之亮度增強薄膜，其中該基板之一平面中的基板雙折射率為至少0.02。
項目3. 如項目1之亮度增強薄膜，其中該基板之一平面中的基板雙折射率為至少0.04。
項目4. 如項目1之亮度增強薄膜，其中該基板之一平面中的基板雙折射率為至少0.06。
項目5. 如項目1之亮度增強薄膜，其中該基板之一平面中的基板雙折射率為至少0.08。
項目6. 如項目1之亮度增強薄膜，其中該基板之一平面中的基板雙折射率為至少0.1。
項目7. 如項目1之亮度增強薄膜，其中該基板包含PET。
項目8. 如項目1之亮度增強薄膜，其中該等相互正交之偏振狀態之該等相位延遲之間的一差小於約10度。
項目9. 如項目1之亮度增強薄膜，其中該等線性稜鏡具有在80度至110度之範圍內的峰角。
項目10. 如項目1之亮度增強薄膜，其中該等線性稜鏡具有在85度至105度之範圍內的峰角。
項目11. 如項目1之亮度增強薄膜，其中該等線性稜鏡具有90度峰角。
項目12. 一種亮度增強薄膜，其包含：安置於一基板上且沿著一第一方向延伸之複數個線性稜鏡，該基板在該基板之一平面中具有相互正交之方向上之主折射率nx及ny，nx大於ny，其中該第一方向與對應於nx之一主方向成一角，使得自該基板之側進入該薄膜且於該薄膜內行進時對於相互正交之偏振狀態經歷實質上相同之相位延遲之一光線由於該等線性稜鏡而經歷反射。
項目13. 如項目12之亮度增強薄膜，其中該第一方向與對應於nx之一主方向成一小於20度之角。
項目14. 如項目12之亮度增強薄膜，其中該第一方向與對應於nx之一主方向成一小於15度之角。
項目15. 如項目12之亮度增強薄膜，其中該第一方向與對應於nx之一主方向成一小於10度之角。
項目16. 如項目12之亮度增強薄膜，其中nx比ny大至少0.02。
項目17. 一種亮度增強薄膜，其包含：安置於一基板上且沿著一第一方向延伸之複數個線性稜鏡，該基板在該基板之一平面中具有相互正交之方向上之主折射率nx及ny，nx比ny大至少0.04，其中該第一方向與對應於nx之一主方向成一角，使得自該基板之側進入該薄膜且於該薄膜內行進時對於相互正交之偏振狀態經歷一小於10度之相位延遲差之一光線由於該等線性稜鏡而經歷反射。
已出於說明及描述之目的而呈現本發明之各種實施例的 以上描述。其並不意欲為詳盡的或將本發明限於所揭示之精確形式。鑒於以上教示，許多修改及變化係可能的。希望本發明之範疇不受此詳細描述之限制，而受本發明所附申請專利範圍之限制。
100‧‧‧顯示器
110‧‧‧光源
111‧‧‧背光
113‧‧‧後反射器
115‧‧‧光導
117‧‧‧漫射體
120‧‧‧光管理薄膜/亮度增強稜鏡薄膜
125‧‧‧光管理薄膜/反射偏振器
127‧‧‧光管理薄膜/漫射體覆蓋片
130‧‧‧顯示面板
140‧‧‧箭頭
150‧‧‧箭頭
205‧‧‧稜鏡薄膜基板
210‧‧‧下部平坦側
220‧‧‧下部吸收偏振器
410‧‧‧光源
430‧‧‧吸收偏振器
440‧‧‧稜鏡薄膜
450‧‧‧偏振器
460‧‧‧成像光學器件
905‧‧‧檢視錐角/檢視錐
910‧‧‧漩渦
920‧‧‧漩渦
1200‧‧‧稜鏡薄膜
1300‧‧‧稜鏡薄膜
1410‧‧‧橢圓
1420‧‧‧橢圓
圖1為說明根據本文中所論述之實施例的液晶顯示系統之圖；圖2為說明產生基板色彩不均(SCM)之機制的方塊圖；圖3A說明稜鏡薄膜之x軸、y軸、z軸與光線之s方向及p方向之間的關係；圖3B說明稜鏡薄膜之方位偏向角；圖4為說明用於量測增強之SCM之試驗裝置的方塊圖；圖5為增強之SCM的干涉圖；圖6A及圖6B分別為位於交叉偏振器之間的稜鏡薄膜之每一視角下的x色值及y色值之模擬表示，其橫跨20°之視角；圖7A展示在交叉偏振器之間檢視的具有0.03之dnxy之稜鏡薄膜的SCM影像；圖7B展示構造與圖7A之薄膜實質上相同、但dnxy為0.15的稜鏡薄膜的SCM影像；圖8說明SCM之對稱點(SP)角；圖9A及圖9B說明超出檢視錐之SP角的移動；圖10A、圖10B及圖10C展示根據具有變化之基板厚度的稜鏡薄膜之dnxy而變的x色彩座標及y色彩座標各自的標準 偏差σx(sigmax)、σy(sigmay)及積分和σSCM(quad sum)的模擬；圖11為展示dnxy臨限值隨基板厚度之變化的曲線；圖12A及圖13A分別說明具有相對於基板FA以0°定向及相對於基板FA以90°定向的稜鏡之稜鏡薄膜；圖12B及圖13B分別展示圖12A及圖13A之稜鏡薄膜的SP角；圖14及圖15為展示σx(sigmax)、σy(sigmay)及σSCM(quad sum)對稜鏡薄膜基板快軸相對於稜鏡軸線之角的模擬；圖16A及圖16B分別針對1.5及1.6之基板折射率展示對應於主要被90度頂角稜鏡反射的極角及方位角之範圍的區域；圖17及圖18分別針對具有dnxy=0.035之模擬稜鏡薄膜及52 μm及104 μm之基板厚度展示σx(sigmax)、σy(sigmay)及σSCM(quad sum)對FA相對於稜鏡軸線之角。
100‧‧‧顯示器
110‧‧‧光源
111‧‧‧背光
113‧‧‧後反射器
115‧‧‧光導
117‧‧‧漫射體
120‧‧‧光管理薄膜/亮度增強稜鏡薄膜
125‧‧‧光管理薄膜/反射偏振器
127‧‧‧光管理薄膜/漫射體覆蓋片
130‧‧‧顯示面板
140‧‧‧箭頭
150‧‧‧箭頭

Claims (8)

  1. 一種亮度增強薄膜，其包含：安置於一雙折射基板上之複數個線性稜鏡，使得自該基板之側進入該薄膜且自該等線性稜鏡之側退出該薄膜且於該薄膜內行進時對於相互正交之偏振狀態經歷實質上相同之相位延遲之一光線以與該基板之一法線成一大於20度之角退出該薄膜。
  2. 如請求項1之亮度增強薄膜，其中該基板之一平面中的基板雙折射率為至少0.02。
  3. 如請求項1之亮度增強薄膜，其中該等相互正交之偏振狀態之該等相位延遲之間的一差小於約10度。
  4. 如請求項1之亮度增強薄膜，其中該等線性稜鏡具有在80度至110度之範圍內的峰角。
  5. 一種亮度增強薄膜，其包含：安置於一基板上且沿著一第一方向延伸之複數個線性稜鏡，該基板在該基板之一平面中具有相互正交之方向上之主折射率nx及ny，nx大於ny，其中該第一方向與對應於nx之一主方向成一角，使得自該基板之側進入該薄膜且於該薄膜內行進時對於相互正交之偏振狀態經歷實質上相同之相位延遲之一光線由於該等線性稜鏡而經歷反射。
  6. 如請求項5之亮度增強薄膜，其中該第一方向與對應於nx之一主方向成一小於20度之角。
  7. 如請求項5之亮度增強薄膜，其中nx比ny大至少0.02。
  8. 一種亮度增強薄膜，其包含：安置於一基板上且沿著一第一方向延伸之複數個線性稜鏡，該基板在該基板之一平面中具有相互正交之方向上之主折射率nx及ny，nx比ny大至少0.04，其中該第一方向與對應於nx之一主方向成一角，使得自該基板之側進入該薄膜且於該薄膜內行進時對於相互正交之偏振狀態經歷一小於10度之相位延遲差之一光線由於該等線性稜鏡而經歷反射。
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