CN1947040A - 同时具有反射特性和透射特性的棱镜板、其制造方法及其在显示组件中的结合 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了包括主体的透射反射器，所述主体具有第一表面和第二表面，所述第二表面是包括棱镜形结构的结构化表面，所述棱镜形结构具有第一小面和第二小面。所述透射反射器主体这样构造，使得在反射模式中，以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射穿过所述第一表面，在第一棱镜形结构的所述第一小面处反射，在第二棱镜形结构的所述第二小面处反射，然后以大约反射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。所述透射反射器主体还这样构造，使得在透射模式中，以透射入射角入射到所述第二表面上的光由棱镜形结构引导至所述第一表面，然后以大约透射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。本发明还披露了包括主体的透射反射器，所述主体具有第一表面和第二表面，所述第二表面是包括棱镜形结构的结构化表面，所述棱镜形结构具有第一小面和第二小面。所述透射反射器主体这样构造，使得在反射模式中，以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射穿过所述第一表面，在第一棱镜形结构的所述第一小面处反射，在第二棱镜形结构的所述第二小面处反射，然后以大约反射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。所述透射反射器主体还这样构造，使得在透射模式中，以透射入射角入射到所述第二表面上的光由棱镜形结构引导至所述第一表面，然后以大约透射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。本发明还披露了制造透射反射器的方法、以及结合了这种透射反射器的显示装置。

Description

同时具有反射特性和透射特性的棱镜板、其制造方法及其在显示 组件中的结合
技术领域
本发明涉及透射反射器，更具体地说，涉及这样一种光学元件，该光学元件使在一定的入射光线角度范围内入射到其一个表面上的光反射，并使在其它的入射光线角度范围内入射到另一个表面上的光透射。
背景技术
包括用于向观看者传达信息的电子显示器的基于微处理器的装置几乎已经无处不在。移动电话、手持电脑、个人数字助理、电子游戏机、车载立体声系统以及指示器、公共显示器、自动柜员机、商店内的公用电话、家用电器、电脑监视器以及其他都是包括日常观看的信息显示器的装置的例子。设置在这些装置上的许多显示器是液晶显示器(“LCD”)。
与阴极射线管(CRT)显示器不同，LCD不发光，从而需要单独的光源以便观看形成在这种显示器上的图像。环境光照明对于某些应用而言是足够的，但对于许多LCD，比如大部分大面积高性能LCD，环境光会引起眩光，从而降低了可读性。另一方面，某些应用需要在环境光照明不充分或其强度不够的条件下观看显示。因此，为了提高可读性，某些LCD包括位于显示器后面的光源，一般称为“背光装置”。
既可利用环境光照明又可利用背光照明来观看的LCD一般称为“透射反射式”显示器。目前可得到的透射反射器的例子包括部分镜面透射反射器和利用反射偏振器的透射反射器。利用反射偏振器的透射反射器通常具有较高的亮度，但它们的输出常常具有图像旋转180度(图像倒置)的特征。部分镜面透射反射器没有显示出图像倒置，但它们的输出亮度较低。通常目前可得到的透射反射器还需要在透射模式中的输出亮度与反射模式中的输出亮度之间的折衷。
透射反射式LCD通常包括置于两个偏振器之间的液晶材料层。第一偏振器确保光以恰当的偏振态供应给液晶层，液晶材料选择性地改变光的偏振态，而第二偏振器分析光。具体而言，第二偏振器使其偏振态与该偏振器的透射轴对准的光透射，从而产生亮点。透射到前偏振器的其偏振态与该前偏振器的透射轴不对准的光至少部分被所述前偏振器阻挡，从而产生暗点。每一个这种点一般称为像素。像素合在一起形成了能够向观看者传达信息的图像。
由于通常的LCD的透射率低，因此在设计LCD及其背光装置中电力保存和降低能耗是重要考虑的事项。光的有效使用对于电池供电的电子显示器比如蜂窝电话、个人数字助理以及膝上型电脑中所使用的显示器尤其重要。在这些和类似的应用中，通常针对电池尺寸和装置的总尺寸仔细地平衡电池寿命。通过提高发光效率，能够增加电池寿命和/或缩小电池尺寸。因此，正需要能够用于LCD中的更有效的光学元件，从而能够降低它们的能耗。
发明内容
本发明涉及具有第一表面和第二表面的透射反射器。所述第二表面是包括棱镜形结构的结构化表面，所述棱镜形结构具有第一小面和第二小面。所述透射反射器这样构造，使得在反射模式中，以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射穿过所述第一表面，在第一棱镜形结构的所述第一小面处反射，在第二棱镜形结构的所述第二小面处反射，然后以大约反射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。在透射模式中，以透射入射角入射到所述第二表面上的光由棱镜形结构引导至所述第一表面，然后以大约透射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。
本发明还涉及包括透射式成像装置、背光装置以及具有第一表面和第二表面的透射反射器的显示组件。所述第二表面是包括棱镜形结构的结构化表面，所述棱镜形结构具有第一小面和第二小面。所述透射反射器设置在所述成像装置和所述背光装置之间，使得所述第一表面面向所述成像装置，所述第二表面面向所述背光装置。所述透射反射器这样构造，使得在反射模式中，在所述第一表面处透射穿过所述成像装置并以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射穿过所述第一表面，在第一棱镜形结构的所述第一小面处反射，在第二棱镜形结构的所述第二小面处反射，折射穿过所述第一表面，然后以大约反射出射角且以最大强度透射穿过所述成像装置。在透射模式中，发自所述背光装置并以透射入射角入射到所述第二表面的光由棱镜形结构引导至所述第一表面，折射穿过所述第一表面，然后以大约透射角且以最大强度透射穿过所述成像装置。
本发明还涉及制造透射反射器的方法，该方法包括以下步骤：选择反射入射角；选择透射入射角；选择反射出射角；选择透射出射角；以及构造具有第一表面和第二表面的透射反射器，所述第二表面是包括棱镜形结构的结构化表面。所述透射反射器主体这样构造，使得在反射模式中，以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射通过所述第一表面到达第一棱镜形结构，由所述第一棱镜形结构引导至第二棱镜形结构，由所述第二棱镜形结构引导至所述第一表面，然后以大约反射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。在透射模式中，以透射入射角入射到所述第二表面上的光由棱镜形结构引导至所述第一表面，然后以大约透射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。
通过以下详细说明以及附图，根据本发明构造的透射反射器和显示组件的这些和其他方面对本领域技术人员而言将变得显而易见。
附图的简要说明
为使本发明所属技术领域的技术人员易于理解如何制造和使用本发明，将参考附图详细说明其实施例，其中：
图1是根据本发明构造的示例性棱镜形透射反射器的部分横截面图，示出其在反射模式中的操作；
图2是根据本发明构造的示例性棱镜形透射反射器的部分横截面图，示出其在透射模式中的操作；
图3是显示组件的示意性横截面图，其包括根据本发明构造的示例性透射反射器；
图4是针对多个小面角f0(27度、30度、33度、35度、38度、40度和42度)中的每一个示出反射出射角αe与小面角f1的关系图，其中，入射反射角αi设为大约30度，透射反射器主体的折射率n设为大约1.6；
图5A示出满足TIR条件的小面角对，其中，反射入射角为大约30度，透射反射器主体的折射率n设为大约1.4；
图5B示出满足TIR条件的小面角对，其中，反射入射角为大约30度，透射反射器主体的折射率n设为大约1.5；
图5C示出满足TIR条件的小面角对，其中，反射入射角为大约30度，透射反射器主体的折射率n设为大约1.6；
图5D示出满足TIR条件的小面角对，其中，反射入射角为大约30度，透射反射器主体的折射率n设为大约1.7；
图6A示出这样一些小面角对，对于这些小面角对，被第一棱镜形结构引导的光线与第二棱镜形结构的第二小面相交，其中，透射入射角为大约30度，透射反射器主体的折射率n为大约1.5；
图6B示出这样一些小面角对，对于这些小面角对，被第一棱镜形结构引导的光线与第二棱镜形结构的第二小面相交，其中，透射入射角为大约30度，透射反射器主体的折射率n为大约1.6；
图7是针对多个小面角f0(27度、30度、33度、35度、38度、40度和42度)中的每一个示出反射出射角βe与小面角f1的关系图，其中，入射反射角βi设为大约-100度，透射反射器主体的折射率n设为大约1.6；
图8示意性地示出从(+)入射方向和从(-)入射方向被引导至示例性透射反射器的结构化表面上的光；
图9示出对应于反射模式和透射模式的小面角对的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.6，反射入射角αi设为大约30度，透射入射角βi设为大约+或-100度，其中，出射角βe和αe设为大约0度、-10度和-20度；
图10示出对应于反射模式和透射模式的小面角对的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.6，反射入射角αi设为大约30度，透射入射角βi设为大约+或-110度，其中，出射角βe和αe设为大约0度、-10度和-20度；
图11示出对应于反射模式和透射模式的小面角对的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.6，反射入射角αi设为大约30度，透射入射角βi设为大约+或-120度，其中，出射角βe和αe设为大约0度、-10度和-20度；
图12示出对应于反射模式和透射模式的小面角对的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.55，反射入射角αi设为大约30度，透射入射角βi设为大约+或-100度，其中，出射角βe和αe设为大约0度、-10度和-20度；
图13示出对应于反射模式和透射模式的小面角对的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.55，反射入射角αi设为大约30度，透射入射角βi设为大约+或-110度，其中，出射角βe和αe设为大约0度、-10度和-20度；
图14示出对应于反射模式和透射模式的小面角对的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.55，反射入射角αi设为大约30度，透射入射角βi设为大约+或-120度，其中，出射角βe和αe设为大约0度、-10度和-20度；
图15示出对应于反射模式和透射模式的小面角对的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.5，反射入射角αi设为大约30度，透射入射角βi设为大约+或-100度，其中，出射角βe和αe设为大约0度、-10度和-20度；
图16示出对应于反射模式和透射模式的小面角对的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.5，反射入射角αi设为大约30度，透射入射角βi设为大约+或-110度，其中，出射角βe和αe设为大约0度、-10度和-20度；
图17示出对应于反射模式和透射模式的小面角对的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.5，反射入射角αi设为大约30度，透射入射角βi设为大约+或-120度，其中，出射角βe和αe设为大约0度、-10度和-20度；
图18示出当βi设为大约-100度，αi设为大约30度，βe大约等于αe并对应于0度、-10度和-20度时小面角与透射反射器主体折射率n的关系图；
图19示出当βi设为大约-110度，αi设为大约30度，βe大约等于αe并对应于0度、-10度和-20度时小面角与透射反射器主体折射率n的关系图；
图20示出当βi设为大约-120度，αi设为大约30度，βe大约等于αe并对应于0度、-10度和-20度时小面角与透射反射器主体折射率n的关系图。
发明详述
现在参考附图，其中相同的附图标记表示类似的元件，图1和图2示出根据本发明代表性实施例构造的透射反射器100的部分横截面图。透射反射器100包括主体120，该主体具有优选为基本平的表面101和结构化表面102。在本说明书范围内，术语“透射反射器”用来指以特定的反射出射角且以最大强度反射入射在其表面(例如图1所示的表面101)上的光的光学元件，并且同时该光学元件以特定的透射出射角且以最大强度透射入射在另一表面(例如图2所示的结构化表面102)上的光线。
在某些实施例中，表面101可以是结构化的或纹理化的。例如，表面101可以是不光滑的表面。结构化表面102包括导光突起，比如棱镜形结构110。优选地，棱镜形结构110包括类似形状的棱镜，在本发明某些实施例中，所述棱镜具有关于水平轴线基本上对称的顶点。可任选的是，结构化表面102可包括附加到棱镜形结构110的结构。这种附加结构可适合散布于棱镜形结构110中，并可包括具有其他顶角或高度的棱镜形结构、槽、分立的凸起或凹陷、导致漫射的结构等等。
根据本发明构造的透射反射器的某些代表性实施例可包括：结构化表面，其中相邻的棱镜形结构彼此相对倾斜；包括具有不同顶角的棱镜的棱镜形结构；具有圆形的或弯曲的小面的棱镜形结构，或者包括结构变化图案的棱镜形结构，比如其幅度和角度沿单个棱镜形结构变化的棱镜形结构。这种结构的例子在例如授予给Campbell等人的标题为“Optical Film(光学薄膜)”的美国专利No.6,354,709以及共同转让的Gardiner等人的标题为“Optical Element Having ProgrammedOptical Structures(具有程序光学结构的光学元件)”美国申请No.09/415,471、授予给O’Neill等人的标题为“Brightness Enhancement FilmWith Soft Cutoff(逐渐截止的增亮膜)”的美国专利No.5,917,664、授予给Wortman等人的标题为“Light Directing Film Having VariableHeight Structured Suirface and Light Directing Article ConstructedTherefrom(具有可变高度的结构化表面的导光膜及用该导光膜构造的导光制品)”的美国专利No.5,771,328以及授予给Fong等人的标题为“Brightness Enhancement Article(增亮制品)”的美国专利No.6,280,063中有所说明，这些专利中与本文一致的部分以引用的方式并入本文中。
棱镜形结构110每一个都具有两组小面，即第一小面111和第二小面112。小面111和112分别设置成与以虚线N表示的表面101的法线成f0和f1的角度。根据本发明构造的透射反射器可以由例如铸造和固化材料(比如铸造和固化环氧丙烯酸酯)、用于压缩模塑的热塑性塑料(比如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯)或其他任何合适的透射材料制成。棱镜形结构110的节距(顶点之间的距离)通常为大约5微米至大约500微米，但其他尺寸也在本发明的范围之内，这取决于具体的应用和其他因素。
在某些实施例中，可以选择节距以减少莫尔效应(Moiré effect)，如果透射反射器的节距十分接近其他显示元件(比如可从3M公司获得的VikuitiTM增亮膜(BEF)或像素阵列)的周期性结构的话，则可能会出现莫尔效应。典型的透射反射器主体的厚度范围为大约25微米至大约300微米，但在适当的时候可以使用其他厚度。根据本发明构造的其他代表性尺寸的透射反射器可包括这样的棱镜形结构，对应于大约47微米的节距，高度为大约41微米且棱镜小面之间的角度为大约60度。在本发明的典型实施例中，棱镜形结构110的小面之间的较小角度可小于大约70度。
图1示出半透射反射器100在反射模式下的操作。通常，这种反射模式通过相邻的导光突起(例如图1所示的棱镜形结构211和210)之间的光学相互作用来实施。具体地，在反射模式中，可发自周围光源的光线201以与法线N成反射入射角αi的角度入射在表面101上，然后折射入透射反射器100的主体120中。然后折射光线202在第一棱镜形结构210的小面111处按照全内反射(TIR)的方式反射。结果，光线202被改向棱镜形结构210的小面112的方向上，以光线203表示。
进一步参考图1，光线203在第一棱镜形结构210的小面112处折射，以光线204表示，其通过空气传播直到它到达第二棱镜形结构211。然后光线204折射穿过第二棱镜形结构211的小面111，以光线205表示。光线205在第二棱镜形结构211的小面112处按照TIR的方式反射。一旦反射，光线205就改变方向，以光线206表示。光线206穿过透射反射器100的主体120传播并在表面101处折射，以光线207表示。光线207以与法线N成反射出射角αe的角度从透射反射器100的主体120中射出。
图2示出棱镜形透射反射器100在透射模式下的操作。在透射模式中，可发自背光装置(比如关于图3更详细地说明的背光组件)的光线401以相对于法线N成透射入射角βi的角度入射在透射反射器100的结构化表面102上。光线401入射到棱镜结构211的表面112上并在小面112处折射到透射反射器100的主体120中，以光线402表示。折射光线402通过棱镜形结构211并在小面111处按照TIR的方式反射，改变光线的方向，如光线403所示。随后光线403传播通过透射反射器100的主体120并在表面101处折射，以光线404表示。光线404以相对于法线N成透射出射角βe的角度从透射反射器100的主体120射出。
根据本发明构造的代表性透射反射器可以这样构造，使得它满足特定的反射模式要求，比如在某个角度具有最大的反射强度，同时保持理想的透射特性，包括以类似于转向膜(turning film)的方式改变入射光的方向。此外，根据本发明构造的代表性透射反射器可以这样构造，使得透射模式中光的最大输出强度与反射模式中光的最大输出强度基本上在相同的方向上。根据本发明的原理，这些和相关的目标可通过针对沿着上述反射模式(图1，光线201-207)和透射模式(图2，光线401-404)的代表性光路计算上述每一次折射和每一次反射的光线方向来实现。
本领域技术人员将容易地认识到代表性透射反射器的界面处(例如表面101和小面111及112处)的折射受Snell定律的支配。具体地，Snell定律会确定图1所示的光线201与202、203与204、204和205、206和207之间的方向关系，以及图2所示的光线401与402、403与404之间的方向关系。本领域技术人员还将容易了解到对于每一个TIR的情形，例如在小面111和112处的TIR，入射角和反射角相等。根据这些原理，可以基于以下参数：小面角f0和f1、入射角αi或βi、以及透射反射器主体120的折射率n，找到反射模式和透射模式操作中的出射角(即，图1和2所示结构中的αe和βe)。
可将这些参数和它们的关系输入电子表格(比如MicrosoftExcel电子表格)或其他合适的应用软件或程序中，并且可以基于初始系统参数、输入照明的特征以及输出照明的理想特征对它们的值进行适当的优化。此外，本领域技术人员将容易了解到在这种优化过程中应当在棱镜小面处满足TIR条件，这可以通过比较每一束代表性光线的入射角与代表性透射反射器的特定材料的已知临界角来确定。此外，光线205应当与小面112相交。
图3是显示组件70的示意性横截面图，其包括成像装置30(比如LCD)、根据本发明构造的代表性的透射反射器10、和背光装置50。如本领域技术人员所公知的那样，如果对于特定的应用需要补充或替换所示元件的元件，则显示组件70可包括用以补充或代替所示元件的其他光学元件。背光装置50包括光源52(例如，线性光源比如荧光灯管、多个发光二极管(“LED”)或其他合适的光源(一个或多个))、光导54(例如，介质光导)、以及背反射器40。光导54具有光输入侧58，该光输入侧光学地连接到光源52并可邻近光源52设置。光导54还具有面向成像装置30的光输出侧56。成像装置30可包括第一偏振器34、第二偏振器38以及设置在第一偏振器34和第二偏振器38之间的液晶材料层36。
如本领域技术人员所公知的那样，背光装置50可包括用以补充或代替所示元件的其他元件。例如，背光装置50还可包括包围(一个或多个)光源的(一个或多个)反射器。在某些实施例中，光源可设置在光导54的两个或多个边缘处，并且光导可具有多种合适的结构。在本发明的适当实施例中可使用背光装置的其他结构，比如直接照射(direct-lit)的背光装置、中空光导背光装置等。如本领域技术人员公知的那样，成像装置30可包括用以补充或代替所示元件的其他元件。
透射反射器10可设置在光导54与显示装置30之间。在所示的代表性实施例中，光导54是楔形的，光导的厚度在远离光源52的方向上逐渐减小。在这种代表性的显示组件70中，发自光源52的至少一部分光将通过光输入侧58进入光导54，通过TIR从它的侧面在光导54内传播，并通过输出侧56从光导54射出。在楔形的介质光导中，由于在光导与空气的界面处TIR失效而导致光主要从其内部分出来。可以添加额外的结构来帮助光从光导54分出来。
由于光线沿楔形结构的厚度递减的方向传播，因此在倾斜侧上的每一次反射时光线角度都减小楔角的一半。一旦光线的角度减小到正好在临界角以下，那么它们通过输出侧56以与输出侧56成掠射角的角度从光导54逃逸出。对于典型的楔形光导，逃逸角的范围为与输出侧的法线成大约90度(掠射)到大约50度，这取决于楔角和楔形光导的折射率。具有高折射率的更陡的楔形板会产生更低的逃逸角。模制的粗糙表面或引入光导中的其他结构也可导致光线以较低的角度(比如大约30度)逃逸。本领域技术人员将容易地了解到可使用各种其他结构方式使光从光导54分出来。
参考图3，显示组件70中的透射反射器10可以是独立式的结构，或者可以例如通过将适当成形的表面结构层叠、铸造、共挤压、模塑到基底12之中或通过其他合适的连接技术附着在基底12上。例如，透射反射器10可以利用粘合剂比如光漫射粘合剂(diffuse adhesive)附着在基底12上。基底12可以是或可包括任何透射式光学元件，比如漫射器(例如体漫射器)、增亮膜比如反射偏振器(例如可以从3M公司获得的VikuitiTM反射式偏光增亮膜(DBEF)和VikuitiTM漫反射偏振膜(DRPF))、或液晶反射偏振器、吸收偏振器、支撑结构或其他合适的元件。
由于准直光的照明使得在某个角度的反射中观看到的图像的亮度最佳，因此外部照明光源优选为基本上准直的，其经常是采用阳光或典型的办公照明的情形。不过，非准直光的照明也在本发明的范围以内。例如，在需要视角稍微扩展以及希望破坏光源的像的情形下，小量的散射常常是有益的。不过，应当针对亮度损失仔细地平衡散射的量，由于LCD的低透射率这种亮度损失在LCD中尤其明显。可以例如通过给本发明的代表性透射反射器的结构化表面上的小面增加弯曲度来引入散射。其他可选的方式包括在透射反射器主体自身中或所用的粘合剂中使用体漫射材料将代表性的透射反射器固定到其他结构上。其他技术包括例如通过在结构化表面上基本上随机地或周期性地形成槽、脊或表面粗糙不平的其他图案，或形成结构变化的图案使透射反射器的一个或多个表面变得粗糙。
根据本发明构造的代表性的透射反射器可结合到多种手持显示装置中。在普通的显示装置中，相对于与显示装置垂直的轴线而言，周围光照明的入射角通常为大约30度，有时有大约+10到大约-10度的变化。对于以大约30度入射的照明，镜面反射的方向为大约-30度，这是通常发生眩光的角度。适于手持装置的优选视角通常为偏离入射方向大约-10度或大约40度且远离常见的眩光方向大约20度。其他优选的视角也在本发明的范围以内，例如，用于笔记本或台式电脑的显示组件通常以相对于与显示装置垂直的轴线成大约0度的角度观看。
在显示组件比如图3所示的显示组件70中，典型的楔形光导这样构造，使得从出射表面射出的光的峰角相对于出射表面成大约80度或以下，这对应于相对于法线N成大约100度的透射入射角。其他常用的透射入射角相对于法线N成大约90度到大约140度，但其他值也在本发明的范围以内，这取决于具体应用和其他因素。在单独仅使用不够亮的环境光的情况下，通常想要利用本发明的代表性实施例，其中对于最大强度的输出光，透射出射角和反射出射角大约相等。在其他代表性实施例中，对于最大强度的输出光，透射出射角和反射出射角可以具有彼此不同的值。
图4示出针对多个小面角f0(27度、30度、33度、35度、38度、40度和42度)的每一个反射出射角αe的计算值与小面角f1的关系图，其中，入射反射角αi设为大约30度，透射反射器主体的折射率n设为大约1.6。从图4的绘图中，可看到点(f0，f1)的轨迹通过大约-10度的出射角。在反射模式中两个附加的告诫强加在横穿本发明代表性的透射反射器的光线上。第一个告诫是参数组使得光线202，203和光线205，206(透射中的402，403)的TIR条件得到满足。第二个告诫是参数组使得图1中的光线204与邻近的棱镜形结构的小面(例如，棱镜形结构211的小面111)相交，并且光线205与该棱镜形结构的另一小面(例如，棱镜形结构211的小面112)相交。
可以例如通过比较光线角度和透射反射器主体的材料的临界角来检查TIR条件。表I示出针对多个代表性折射率n和反射入射角αi而计算的小面111的角度f1的代表性边界值。对于这些折射率和反射入射角，如果小面角f1小于或大约等于表I中的相应值，则图1所示的光线202和203(或透射中的光线402和403，如果光线是从左边入射的话)在小面111处满足TIR条件：
  透射反射器主体折射率n  对应于αi＝30度的f1  对应于αi＝20度的f1 对应于αi＝10度的f1
  1.5   28   36 41
  1.55   31   37 43
  1.6   33   39 45
  1.65   35   40 46
  1.7   36   42 48
                        表I
图5A-5D示出针对大约30度的反射入射角αi和针对透射反射器主体折射率n的多个不同值(在图5A中n设为大约1.4，在图5B中n设为大约1.5，在图5C中n设为大约1.6，在图5D中n设为大约1.7)计算的TIR条件。关于这些折射率和反射入射角，图1所示的光线205和206在对应于由图5A-5D中的阴影面积代表的小面角对(f0，f1)的小面112处满足TIR条件。
可用光线跟踪的计算机程序(比如任何合适的可购得的光线跟踪软件)来确定是否满足第二个告诫。在图6A和图6B中，阴影面积表示由光线跟踪找到的满足如下条件的小面角对(f0，f1)：对于光线205所入射的表面积的大约40％或以上，光线205与小面112相交。图6A示出对应于透射入射角为大约30度而透射反射器主体的折射率n为大约1.5的数据，图6B示出对应于透射入射角为大约30度而透射反射器主体的折射率n为大约1.6的数据。由阴影面积表示的小面对(f0，f1)还满足如下条件：在主要反射方向上的强度大于入射强度的大约40％。
图7示出对应于多个小面角f0(27度、30度、33度、35度、38度、40度和42度)的每一个计算所得的透射出射角βe与小面角f1的关系图，其中，入射反射角βi设为大约-100度，透射反射器主体的折射率n设为大约1.6。从图7中可知，点(f0，f1)的轨迹经过大约+10度的透射出射角。这里可以选+10度或-10度，因为透射模式对于从(+)入射方向或(-)入射方向把光引导到结构化表面上(例如，通过改变光源的位置和/或光导的结构)允许一定的灵活性。在图8中图解了这种构思，其示意性地示出具有小面角f0和f1的棱镜形结构210和从(+)或(-)方向入射到棱镜形结构210上的光线401。从(+)方向入射到棱镜形结构210上的光线401相对于表面101的法线N成正角+γ。光线在小面111处经历TIR后，其相对于法线成正角+θ的角度从透射反射器主体中射出。不过，如果光线401从(-)方向入射到棱镜形结构上，它会相对于法线N成负角-γ，在小面111处经历TIR，然后以负角-θ从透射反射器主体中射出。为了保持与反射光的情形一致，小面的标记可以相互交换，如图8所示。
本领域技术人员将容易意识到，对任何组参数(比如各种入射角βi和αi、聚合物折射率n以及出射角βe和αe)都容易重复上述计算。例如，图9-11示出既对应反射模式又对应透射模式的计算得到的小面角对(f0，f1)的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.6，反射入射角αi设为大约30度。透射模式的数据图线对应于透射入射角βi的正值和负值来表示，其中对应于负值透射入射角βi的线以“*”标记。在图9中，βi设为大约+或-100度，在图10中，βi设为大约+或-110度，而在图11中，βi设为大约+或-120度。图9-11中的不同曲线代表对应于大约0度、-10度和-20度的出射角βe和αe得到的数据，如在图中标记的那样。从图中显而易见，对于出射角βe和αe设为大约相等的值的情况下，透射模式图线和反射模式图线具有多个交叉点。这些交叉点对应于反射出射角与透射出射角大约相同的透射反射器参数，比如折射率和小面角f0和f1。
类似地，图12-14示出对应于反射模式和透射模式计算得到的小面角对(f0，f1)的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.55，反射入射角αi设为大约30度。透射模式的数据图线对应于透射入射角βi的正值和负值来表示，其中对应于负值透射入射角βi的线以“*”标记。在图12中，βi设为大约+或-100度，在图13中，βi设为大约+或-110度，在图14中，βi设为大约+或-120度。图12-14中的不同曲线代表对应于大约0度、-10度和-20度的出射角βe和αe得到的数据，如在图中标记的那样。从图中显而易见，在出射角βe和αe设为大约相等的值的情况下，透射模式图线和反射模式图线具有多个交叉点。这些交叉点对应于反射出射角与透射出射角大约相同的透射反射器参数，比如折射率和小面角f0和f1。
图15-17示出对应于反射模式和透射模式计算得到的小面角对(f0，f1)的图，其中，透射反射器主体的折射率设为大约1.5，反射入射角αi设为大约30度。透射模式的数据图对应于透射入射角βi的正值和负值来表示，其中对应于负值透射入射角βi的线以“*”标记。在图15中，βi设为大约+或-100度，在图16中，βi设为大约+或-110度，在图17中，βi设为大约+或-120度。图15-17中的不同曲线代表对应于大约0度、-10度和-20度的出射角βe和αe得到的数据，如在图中标记的那样。从图中显而易见，在出射角βe和αe设为大约相等的值的情况下，透射模式图线和反射模式图线具有多个交叉点。这些交叉点对应于反射出射角与透射出射角大约相同的透射反射器参数，比如折射率和小面角f0和f1。
图18-20示出对应于一致的出射角βe和αe在相同的图中绘制的计算得到的小面角f0和f1与透射反射器主体的折射率n的关系图。透射模式的数据图线对应于透射入射角βi的正值和负值来表示，其中对应于负值透射入射角βi的线以“*”标记。在图18中，αi设为大约30度，βi设为大约+或-100度，，βe和αe设为大约0度、-10度和-20度，如图中所标记的那样。对应于图18中所绘制的数据点的值列在表II中：
  n＝   1.5   1.55   1.6
  f0(-20)   22.6   23.0   23.4
  f1(-20)   40.0   39.4   39.0
  f0(-10)   27.3   27.5   27.7
  f1(-10)   37.5   37.1   36.7
  f0(0)   32.2   32.2   32.1
  f1(0)   35.1   34.8   34.6
  f0(-10)*   31.7   31.5   31.3
  f1(-10)*   33.4   33.4   33.4
  f0(-20)*   35.4   35.1   34.9
  f1(-20)*   33.8   33.8   33.7
                       表II
在图19中，αi设为大约30度，βi设为大约+或-110度，βe和αe设为大约0度、-10度和-20度，如图中所标记的那样。对应于图19中所绘制的数据点的值列在表III中：
  n＝   1.5   1.55   1.6
  f0(-20)   25.1   25.4   25.7
  f1(-20)   37.4   37.0   36.6
  f0(-10)   30.0   30.1   30.2
  f1(-10)   34.9   34.6   34.3
  f0(0)   35.1   35.0   34.8
  f1(0)   32.5   32.3   32.1
  f0(-10)*   29.2   29.2   29.1
  f1(-10)*   36.0   35.8   35.7
  f0(-20)*   32.7   32.5   32.4
  f1(-20)*   36.4   36.2   36.1
                   表III
在图20中，αi设为大约30度，βi设为大约+或-120度，βe和αe设为大约0度、-10度和-20度，如图中所标记的那样。对应于图20中所绘制的数据点的值列在表IV中：
  n＝   1.5   1.55   1.6
  f0(-20)   27.9   28.1   28.3
  f1(-20)   34.6   34.3   34.0
  f0(-10)   33.0   32.9   32.9
  f1(-10)   32.1   31.9   31.8
  f0(0)   38.2   37.9   37.7
  f1(0)   29.7   29.6   29.6
  f0(-10)*   26.5   26.5   26.6
  f1(-10)*   38.9   38.6   38.3
  f0(-20)*   29.9   29.8   29.8
  f1(-20)*   39.3   39.0   38.7
                        表IV
因此，根据本发明实施例构造的透射反射器具有这样的反射模式，使得入射到透射反射器的一个表面上的光线能够以不同于镜面反射角的角度反射。此外，本发明代表性的透射反射器具有一种透射模式，在这种透射模式中它们这样工作，使以高入射角入射到其结构化表面上的光线改向成较小的透射角。此外，根据本发明，本发明的代表性实施例可构造成这样，使从周围光源以某个角度入射的光反射并使该光改向观看者的特定方向。该特定方向对于透射模式和反射模式可以是大约相同的。本发明实施例的小面角的适当设计会允许人们在保持转向膜的透射性能的同时在反射模式下使用它们，或者协同使用这两种模式。
本发明提供一种高效率的透射反射器，其使在入射光线角度范围内入射到其顶面上的周围光线反射，同时还使在其它的光线角度范围内入射到结构化表面上的光线透射，从而能够减少显示装置中的总能耗。根据本发明构造的典型的透射反射器不产生图像倒置。此外，本发明可通过减少对于内部部分反射镜结构的需要而帮助降低透射反射式LCD的成本，所述结构目前经常用于透射反射式LCD的反射模式。
尽管已经参考具体实施例描述了根据本发明构造的透射反射器和显示组件以及制造这种透射反射器的方法，但本领域技术人员将容易地认识到，在不会脱离本发明的主旨和范围的情况下，可以对其进行修改和变更。

Claims (110)

1.一种透射反射器，包括：
具有第一表面和第二表面的透射反射器主体；所述第二表面是包括多个棱镜形结构的结构化表面，所述棱镜形结构具有第一小面和第二小面；所述第一小面相对于所述第二小面成的角不超过大约70度；
其中，在反射模式中，以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射穿过所述第一表面，在第一棱镜形结构的所述第一小面处反射，在第二棱镜形结构的所述第二小面处反射，然后以大约反射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面，并且
在透射模式中，以透射入射角入射到所述第二表面上的光由棱镜形结构引导至所述第一表面，然后以大约透射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。
2.如权利要求1所述的透射反射器，其中所述反射出射角与所述透射出射角大约相等。
3.如权利要求1所述的透射反射器，其中所述透射反射器主体的第一表面基本上为平面。
4.如权利要求1所述的透射反射器，其中每一个所述第一小面相对于所述第一表面的法线成第一角度，每一个所述第二小面相对于所述第一表面的法线成第二角度，并且所述第一角度和所述第二角度的绝对值均为大约22°至大约42°。
5.如权利要求1所述的透射反射器，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射出射角和所述透射出射角的绝对值均为大约0度至大约20度。
6.如权利要求1所述的透射反射器，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述透射入射角的绝对值为大约100度至大约120度。
7.如权利要求1所述的透射反射器，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射入射角的绝对值为大约20度至大约40度。
8.如权利要求1所述的透射反射器，其中所述第二表面包括具有弯曲小面的棱镜形结构。
9.如权利要求1所述的透射反射器，其中所述透射反射器主体包括体漫射器。
10.如权利要求1所述的透射反射器，还包括设置在所述第一表面上的漫射材料层。
11.如权利要求1所述的透射反射器，其中所述透射反射器主体的至少一个表面是粗糙的。
12.如权利要求1所述的透射反射器，其中所述第二表面包括结构变化的图案。
13.如权利要求1所述的透射反射器，其中所述第二平面包括不同平均高度的棱镜形结构。
14.如权利要求1所述的透射反射器，还包括附着到所述第一表面上的基底。
15.如权利要求14所述的透射反射器，其中所述基底包括反射偏振器、吸收偏振器和漫射器中的至少一个。
16.一种透射反射器，包括：
具有第一表面和第二表面的透射反射器主体；所述第二表面是包括多个棱镜形结构的结构化表面，所述棱镜形结构具有第一小面和第二小面，每一个所述第一小面相对于所述第一表面的法线成第一角度，每一个所述第二小面相对于所述第一表面的法线成第二角度，并且所述第一角度的绝对值与所述第二角度的绝对值不同；
其中，在反射模式中，以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射穿过所述第一表面，在第一棱镜形结构的所述第一小面处反射，在第二棱镜形结构的所述第二小面处反射，然后以大约反射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面，并且
在透射模式中，以透射入射角入射到所述第二表面上的光由棱镜形结构引导至所述第一表面，然后以大约透射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。
17.如权利要求16所述的透射反射器，其中所述反射出射角与所述透射出射角大约相等。
18.如权利要求16所述的透射反射器，其中所述透射反射器主体的第一表面基本上为平面。
19.如权利要求16所述的透射反射器，其中所述第一角度和所述第二角度的绝对值均为大约22°至大约42°。
20.如权利要求16所述的透射反射器，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射出射角和所述透射出射角的绝对值均为大约0度至大约20度。
21.如权利要求16所述的透射反射器，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述透射入射角的绝对值为大约100度至大约120度。
22.如权利要求16所述的透射反射器，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射入射角的绝对值为大约20度至大约40度。
23.如权利要求16所述的透射反射器，其中所述第二表面包括具有弯曲小面的棱镜形结构。
24.如权利要求16所述的透射反射器，其中所述透射反射器主体包括体漫射器。
25.如权利要求16所述的透射反射器，还包括设置在所述第一表面上的漫射材料层。
26.如权利要求16所述的透射反射器，其中所述透射反射器主体的至少一个表面是粗糙的。
27.如权利要求16所述的透射反射器，其中所述第二表面包括结构变化的图案。
28.如权利要求16所述的透射反射器，其中所述第二平面包括不同平均高度的棱镜形结构。
29.如权利要求16所述的透射反射器，还包括附着到所述第一表面上的基底。
30.如权利要求29所述的透射反射器，其中所述基底包括反射偏振器、吸收偏振器和漫射器中的至少一个。
31.一种透射反射器，包括：
具有折射率、第一表面和第二表面的透射反射器主体，所述第二表面是包括多个棱镜形结构的结构化表面，所述棱镜形结构具有第一小面和第二小面，每一个所述第一小面相对于所述第一表面的法线成第一角度，每一个所述第二小面相对于所述第一表面的法线成第二角度；
其中所述透射反射器主体的折射率、第一角度和第二角度针对特征在于透射出射角和反射出射角的透射反射操作这样构造，使得：
在反射模式中，以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射穿过所述第一表面，在第一棱镜形结构的所述第一小面处反射，在第二棱镜形结构的所述第二小面处反射，然后以大约反射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面，并且
在透射模式中，以透射入射角入射到所述第二表面上的光由棱镜形结构引导至第一表面，然后以大约透射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。
32.如权利要求31所述的透射反射器，其中所述反射出射角与所述透射出射角大约相等。
33.如权利要求31所述的透射反射器，其中所述透射反射器主体的第一表面基本上为平面。
34.如权利要求31所述的透射反射器，其中所述第一角度和所述第二角度的的绝对值均为大约22°至大约42°。
35.如权利要求31所述的透射反射器，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射出射角和所述透射出射角的绝对值均为大约0度至大约20度。
36.如权利要求31所述的透射反射器，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述透射入射角的绝对值为大约100度至大约120度。
37.如权利要求31所述的透射反射器，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射入射角的绝对值为大约20度至大约40度。
38.如权利要求31所述的透射反射器，其中所述第二表面包括具有弯曲小面的棱镜形结构。
39.如权利要求31所述的透射反射器，其中所述透射反射器主体包括体漫射器。
40.如权利要求31所述的透射反射器，还包括设置在所述第一表面上的漫射材料层。
41.如权利要求31所述的透射反射器，其中所述透射反射器主体的至少一个表面是粗糙的。
42.如权利要求31所述的透射反射器，其中所述第二表面包括结构变化的图案。
43.如权利要求31所述的透射反射器，其中所述第二平面包括不同平均高度的棱镜形结构。
44.如权利要求31所述的透射反射器，还包括附着到所述第一表面上的基底。
45.如权利要求44所述的透射反射器，其中所述基底包括反射偏振器、吸收偏振器和漫射器中的至少一个。
46.一种显示组件，包括：
透射式成像装置，
背光装置，和
具有主体的透射反射器，所述主体具有第一表面和第二表面，第二表面是包括多个棱镜形结构的结构化表面，所述棱镜形结构具有第一小面和第二小面，所述第一小面相对于所述第二小面成的角不超过大约70度，所述透射反射器设置在所述成像装置和所述背光装置之间，使得所述第一表面面向所述成像装置，所述第二表面面向所述背光装置；
其中，在反射模式中，在所述第一表面处透射穿过所述成像装置并以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射穿过所述第一表面，在第一棱镜形结构的所述第一小面处反射，在第二棱镜形结构的所述第二小面处反射，折射穿过所述第一表面，然后以大约反射出射角且以最大强度透射穿过所述成像装置，并且
在透射模式中，发自所述背光装置并以透射入射角入射到所述第二表面的光由棱镜形结构引导至所述第一表面，折射穿过所述第一表面，然后以大约透射出射角且以最大强度透射穿过所述成像装置。
47.如权利要求46所述的显示组件，其中所述反射出射角与所述透射出射角大约相等。
48.如权利要求46所述的显示组件，其中所述透射反射器主体的第一表面基本上为平面。
49.如权利要求46所述的显示组件，其中每一个所述第一小面相对于所述第一表面的法线成第一角度，每一个所述第二小面相对于所述第一表面的法线成第二角度，并且，所述第一角度和所述第二角度的绝对值均为大约22°至大约42°。
50.如权利要求46所述的显示组件，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射出射角和所述透射出射角的绝对值均为大约0度至大约20度。
51.如权利要求46所述的显示组件，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述透射入射角的绝对值为大约100度至大约120度。
52.如权利要求46所述的显示组件，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射入射角的绝对值为大约20度至大约40度。
53.如权利要求46所述的显示组件，其中所述透射反射器的第二表面包括具有弯曲小面的棱镜形结构。
54.如权利要求46所述的显示组件，其中所述透射反射器主体包括体漫射器。
55.如权利要求46所述的显示组件，还包括设置在所述透射反射器主体的第一表面上的漫射材料层。
56.如权利要求46所述的显示组件，其中所述透射反射器主体的至少一个表面是粗糙的。
57.如权利要求46所述的显示组件，其中所述第二表面包括结构变化的图案。
58.如权利要求46所述的显示组件，其中所述第二平面包括不同平均高度的棱镜形结构。
59.如权利要求46所述的显示组件，还包括附着到所述第一表面上的基底。
60.如权利要求59所述的显示组件，其中所述基底包括反射偏振器、吸收偏振器和漫射器中的至少一个。
61.如权利要求46所述的显示组件，其中所述透射反射器附着到所述透射式成像装置上。
62.如权利要求61所述的显示组件，其中所述透射式成像装置包括设置在两个偏振器之间的液晶面板，并且，其中所述透射反射器附着到邻近的偏振器上。
63.如权利要求62所述的显示组件，其中所述透射反射器利用光漫射粘合剂附着到所述邻近的偏振器上。
64.如权利要求46所述的显示组件，其中所述背光装置包括光源、光学地连接到所述光源的光导、和背反射器。
65.如权利要求64所述的显示组件，其中所述光导一般为楔形，其厚度在远离所述光源的方向上逐渐减小。
66.一种显示组件，包括：
透射式成像装置，
背光装置，和
具有主体的透射反射器，所述主体具有第一表面和第二表面，所述第二表面是包括多个棱镜形结构的结构化表面，所述棱镜形结构具有第一小面和第二小面，每一个所述第一小面相对于所述第一表面的法线成第一角度，每一个所述第二小面相对于所述第一表面的法线成第二角度，并且所述第一角度的绝对值与所述第二角度的绝对值不同；所述透射反射器设置在所述成像装置和所述背光装置之间，使得所述第一表面面向所述成像装置，所述第二表面面向所述背光装置；
其中，在反射模式中，在所述第一表面处透射穿过所述成像装置并以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射穿过所述第一表面，在第一棱镜形结构的所述第一小面处反射，在第二棱镜形结构的所述第二小面处反射，折射穿过所述第一表面，然后以大约反射出射角且以最大强度透射穿过所述成像装置，并且
在透射模式中，发自所述背光装置并以透射入射角入射到所述第二表面的光由棱镜形结构引导至所述第一表面，折射穿过所述第一表面，然后以大约透射出射角且以最大强度透射穿过所述成像装置。
67.如权利要求66所述的显示组件，其中所述反射出射角与所述透射出射角大约相等。
68.如权利要求66所述的显示组件，其中所述透射反射器主体的第一表面基本上为平面。
69.如权利要求66所述的显示组件，其中所述第一角度和所述第二角度的绝对值均为大约22°至大约42°。
70.如权利要求66所述的显示组件，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射出射角和所述透射出射角的绝对值均为大约0度至大约20度。
71.如权利要求66所述的显示组件，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述透射入射角的绝对值为大约100度至大约120度。
72.如权利要求66所述的显示组件，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射入射角的绝对值为大约20度至大约40度。
73.如权利要求66所述的显示组件，其中所述透射反射器的第二表面包括具有弯曲小面的棱镜形结构。
74.如权利要求66所述的显示组件，其中所述透射反射器主体包括体漫射器。
75.如权利要求66所述的显示组件，还包括设置在所述透射反射器主体的第一表面上的漫射材料层。
76.如权利要求66所述的显示组件，其中所述透射反射器主体的至少一个表面是粗糙的。
77.如权利要求66所述的显示组件，其中所述第二表面包括结构变化的图案。
78.如权利要求66所述的显示组件，其中所述第二平面包括不同平均高度的棱镜形结构。
79.如权利要求66所述的显示组件，所述显示组件还包括附着到所述第一表面上的基底。
80.如权利要求79所述的显示组件，其中所述基底包括反射偏振器、吸收偏振器和漫射器中的至少一个。
81.如权利要求66所述的显示组件，其中所述透射反射器附着到所述透射式成像装置上。
82.如权利要求81所述的显示组件，其中所述透射式成像装置包括设置在两个偏振器之间的液晶面板，并且，其中所述透射反射器附着到邻近的偏振器上。
83.如权利要求82所述的显示组件，其中所述透射反射器利用光漫射粘合剂附着到所述邻近的偏振器上。
84.如权利要求66所述的显示组件，其中所述背光装置包括光源、光学地连接到所述光源的光导、和背反射器。
85.如权利要求84所述的显示组件，其中所述光导一般为楔形，其厚度在远离所述光源的方向上逐渐减小。
86.一种显示组件，包括：
透射式成像装置，
背光装置，和
具有主体的透射反射器，所述主体具有折射率、第一表面和第二表面，所述第二表面是包括多个棱镜形结构的结构化表面，所述棱镜形结构具有第一小面和第二小面，每一个所述第一小面相对于所述第一表面的法线成第一角度，每一个所述第二小面相对于所述第一表面的法线成第二角度，所述透射反射器设置在所述成像装置和所述背光装置之间，使得所述第一表面面向所述成像装置，所述第二表面面向所述背光装置；
其中所述透射反射器主体的折射率、第一角度和第二角度针对特征在于透射出射角和反射出射角的透射反射操作这样配置，使得：
在反射模式中，在所述第一表面处透射穿过所述成像装置并以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射穿过所述第一表面，在第一棱镜形结构的所述第一小面处反射，在第二棱镜形结构的所述第二小面处反射，折射穿过所述第一表面，然后以大约反射出射角且以最大强度透射穿过所述成像装置，并且
在透射模式中，发自所述背光装置并以透射入射角入射到所述第二表面的光由棱镜形结构引导至所述第一表面，折射穿过所述第一表面，然后以大约透射出射角且以最大强度透射穿过所述成像装置。
87.如权利要求86所述的显示组件，其中所述反射出射角与所述透射出射角大约相等。
88.如权利要求86所述的显示组件，其中所述透射反射器主体的第一表面基本上为平面。
89.如权利要求86所述的显示组件，其中所述第一角度和所述第二角度的绝对值均为大约22°至大约42°。
90.如权利要求86所述的显示组件，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射出射角和所述透射出射角的绝对值均为大约0度至大约20度。
91.如权利要求86所述的显示组件，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述透射入射角的绝对值为大约100度至大约120度。
92.如权利要求86所述的显示组件，其中相对于与所述第一表面垂直的轴线而言，所述反射入射角的绝对值为大约20度至大约40度。
93.如权利要求86所述的显示组件，其中所述透射反射器的第二表面包括具有弯曲小面的棱镜形结构。
94.如权利要求86所述的显示组件，其中所述透射反射器主体包括体漫射器。
95.如权利要求86所述的显示组件，还包括设置在所述透射反射器主体的第一表面上的漫射材料层。
96.如权利要求86所述的显示组件，其中所述透射反射器主体的至少一个表面是粗糙的。
97.如权利要求86所述的显示组件，其中所述第二表面包括结构变化的图案。
98.如权利要求86所述的显示组件，其中所述第二平面包括不同平均高度的棱镜形结构。
99.如权利要求86所述的显示组件，还包括附着到所述第一表面上的基底。
100.如权利要求99所述的显示组件，其中所述基底包括反射偏振器、吸收偏振器和漫射器中的至少一个。
101.如权利要求86所述的显示组件，其中所述透射反射器附着到所述透射式成像装置上。
102.如权利要求101所述的显示组件，其中所述透射式成像装置包括设置在两个偏振器之间的液晶面板，并且，其中所述透射反射器附着到邻近的偏振器上。
103.如权利要求102所述的显示组件，其中所述透射反射器利用光漫射粘合剂附着到所述邻近的偏振器上。
104.如权利要求86所述的显示组件，其中所述背光装置包括光源、光学地连接到所述光源的光导、和背反射器。
105.如权利要求104所述的显示组件，其中所述光导一般为楔形，其厚度在远离所述光源的方向上逐渐减小。
106.一种制造透射反射器的方法，包括以下步骤：
选择反射入射角；
选择透射入射角；
选择反射出射角；
选择透射出射角；以及
构造具有第一表面和第二表面的透射反射器，所述第二表面是包括多个棱镜形结构的结构化表面，使得：
在反射模式中，以反射入射角入射到所述第一表面上的光折射通过所述第一表面到达第一棱镜形结构，由所述第一棱镜形结构引导至第二棱镜形结构，由所述第二棱镜形结构引导至所述第一表面，然后以大约反射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面；并且
在透射模式中，以透射入射角入射到所述第二表面上的光由棱镜形结构引导至所述第一表面，然后以大约透射出射角且以最大强度折射穿过所述第一表面。
107.如权利要求106所述的方法，其中所述透射出射角选择成与所述反射出射角大约相等。
108.如权利要求106所述的方法，其中所述第一表面选择成基本上为平面。
109.一种制造透射反射器的方法，包括以下步骤：
选择反射入射角；
选择透射入射角；
选择反射出射角；
选择透射出射角；以及
构造具有折射率、基本平的表面和包括多个棱镜形结构的结构化表面的透射反射器，所述棱镜形结构具有第一小面和第二小面，每一个所述第一小面相对于所述基本平的表面的法线成第一角度，每一个所述第二小面相对于所述基本平的表面的法线成第二角度，使得：
在反射模式中，以反射入射角入射到所述基本平的表面上的光折射通过所述基本平的表面，在第一棱镜形结构的所述第一小面处反射，在第二棱镜形结构的所述第二小面处反射，然后以大约反射出射角且以最大强度折射穿过所述基本平的表面；并且
在透射模式中，以透射入射角入射到所述结构化表面上的光由棱镜形结构引导至所述基本平的表面，然后以大约透射出射角且以最大强度折射穿过所述基本平的表面。
110.如权利要求109所述的方法，其中所述透射出射角选择成与所述反射出射角大约相等。
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