TW201807474A - 包括結構化反射器之循環背光 - Google Patents

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Abstract

所述者為循環背光。更具體而言，所述者為包括結構化反射器之循環背光。該結構化反射器至少針對發射自光導的角度來重導向光，且復歸反射其他光，經復歸反射之光具有不發射自該光導的入射角。

Description

包括結構化反射器之循環背光
背光為例如液晶顯示器之光柵型(light-gating type)顯示器提供了實質上均勻的照明。仰賴偏振操控以形成影像之例如液晶顯示器的顯示器可使用有效率的光循環腔室，以將無用偏振的光(例如會以其他方式被液晶模組吸收的光)轉換成可用偏振的光。結構化反射器使用定形狀反射器以操縱或重導向光。
在一態樣中，本說明係關於一循環背光系統。該循環背光系統包括一反射偏光器、一結構化反射器、及一具有一輸入表面之光導，該光導被設置於該反射偏光器與該結構化反射器之間。該光導對於耦合至該輸入表面中且自該光導提取的光具有發射角度θ的一第一範圍，發射角度θ的該範圍相對於該反射偏光器之一法向軸來測量。該結構化反射器經組態以復歸反射於角度Φ的一第二範圍的光，角度Φ的該第二範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量。該結構化反射器經組態以重導向來自角度ψ的一第三範圍的光至該反射偏光器之該法向軸的30度內，角度ψ的該第三範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量。θ的角度不亦是角度Φ。
在另一態樣中，本說明係關於一循環背光系統。該循環背光系統包括一反射偏光器、一結構化反射器、及一具有一輸入表面之光導，該光導被設置於該反射偏光器與該結構化反射器之間。該光導對於耦合至該輸入表面中且自該光導提取的光具有發射角度θ的一第一範圍，發射角度θ的該範圍相對於該反射偏光器之一法向軸來測量。該結構化反射器經組態以反射但不重導向於角度Φ的一第二範圍之光，該等角度Φ的第二範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量。該結構化反射器經組態以重導向來自角度ψ的一第三範圍的光至該反射偏光器之該法向軸的30度內，角度ψ的該第三範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量。θ的角度不亦是角度Φ。
100‧‧‧循環背光
110‧‧‧反射偏光器
120‧‧‧結構化反射器
130‧‧‧光導
132‧‧‧輸入表面
200‧‧‧結構性反射器
210‧‧‧反射介面
220‧‧‧第一材料
230‧‧‧第二材料
300‧‧‧結構化反射器
320‧‧‧直角復歸反射部分；復歸反射部分
322‧‧‧小面
323‧‧‧底邊緣
324‧‧‧小面
325‧‧‧底邊緣
330‧‧‧斜向重導向部分
332‧‧‧小面
340‧‧‧線
350‧‧‧角度
352‧‧‧法向軸；法線
400‧‧‧結構化反射器
420‧‧‧反射部分
422‧‧‧小面
423‧‧‧底邊緣
424‧‧‧小面
425‧‧‧底邊緣
426‧‧‧小面
430‧‧‧重導向部分
432‧‧‧小面
440‧‧‧線
450‧‧‧角度
452‧‧‧法向軸
500‧‧‧結構化反射器
520‧‧‧直角復歸反射部分；復歸反射部分
522‧‧‧小面
523‧‧‧底邊緣
524‧‧‧小面
525‧‧‧底邊緣
530‧‧‧斜向彎曲重導向部分
532‧‧‧彎曲小面
540‧‧‧線
550‧‧‧角度
552‧‧‧法向軸
Φ‧‧‧角度
ψ‧‧‧角度
θ‧‧‧角度
圖1為包括結構化反射器之循環背光前面分解立視圖。
圖2為一例示性結構反射介面之前面立視剖面圖。
圖3為一例示性結構化反射器之前面立視剖面圖。
圖4為另一例示性結構化反射器之前面立視剖面圖。
圖5為另一例示性結構化反射器之前面立視剖面圖。
圖6為實例1之三稜鏡幾何之各者之隨著極角而變化的縱向導向輝度分布圖。
圖7為實例2之隨著極角而變化之輝度圖。
圖8為實例3與實例4之隨著極角而變化的縱向導向輝度分布圖。
圖1為包括結構化反射器之循環背光前面分解立視圖。循環背光100包括反射偏光器110、結構化反射器120、及具有輸入表面132的光導130。
反射偏光器110可係任何適合的反射偏光器。在一些實施例中，反射偏光器係一線型反射偏光器。在一些實施例中，反射偏光器係一圓型反射偏光器。在一些實施例中，反射反射器可係一多層光學膜。舉例而言，反射偏光器可係或包括一反射偏光器層壓體，例如DBEF反射偏光器(可購自3M Company,St.Paul,Minn.)。在一些實施例中，線性反射偏光器可係一玻璃上型(on-glass type)反射偏光器，例如APF反射偏光器(可購自3M Company,St.Paul,Minn.)
多層光學膜反射偏光器可由任何適當組合的交替雙折射材料形成，特別是聚合材料。在一些實施例中，僅交替層中之一者可係雙折射。當在仔細控制之程序與材料條件下定向時，該等層沿著正交之x、y、以及z方向中之至少一者形成交替之高與低折射率的堆疊，其中x方向係最大拉伸之面內方向。反射偏光器通常在一個面內方向上的層之間具有緊密匹配的(小於0.05)折射率差，且在另一個面內方向上的層之間具有不匹配的(大於0.05)折射率差。各層對的光學厚度(折射率乘以實體厚度)，決定了對應於層對之反射頻帶的中心，而兩個層之間的折射率對比(差)決定了彼反射頻帶的相對強度。其他各項細節，例如層的輪廓設計、保護邊界層、表層、或層對 的f比率，可如適合於所欲應用而修改。反射偏光器亦可具有一尺寸上厚或穩定的層，以保留或強化物理特性，例如抗彎或剛性。
結構化反射器120可為任何適當的材料且可為任何適當的尺寸及形狀。在一些實施例中，結構化反射器120可係或包括一多層光學膜，如ESR反射器(可購自3M Company,St.Paul,Minn.)。在一些實施例中，結構化反射器120係一反射金屬。在一些實施例中，反射器係一聚合基材或其他包括反射金屬化表面的基材。結構化反射器120之具體結構化表面在圖2至圖5中更詳細地描述。
光導130可係任何適當的厚度且可具有任何適當的形狀。在一些實施例中，光導130實質上可係平面或膜狀。在一些實施例中，光導130可係楔形。在一些實施例中，光導130係由透明聚合材料，透過射出成型或任何其他適當程序形成。光導130可包括任何數量之擷取特徵，舉例而言，正或負微特徵。在一些實施例中，擷取特徵可係印刷或網版印刷點或其他散射特徵。在一些實施例中，為按區域提供更均勻之光擷取，擷取特徵可以特定形狀或梯度配置。光導具有至少一個輸入表面132。輸入表面132可包括特定幾何或結構化特徵以改善光至光導130之耦合。輸入表面132亦可包括準直光學器件。
在一些實施例中，循環背光100可層壓或接合在一起以形成一體式本體。在一些實施例中，循環背光100之組件可以壓敏性黏著劑、以可固化(可UV固化或可熱固化)黏著劑、透過超音波焊接、熱接合、以光學清透黏著劑、或以任何適當黏著劑與透過任何適 當方法來黏附或接合。在一些實施例中，循環背光之組件可透過方法之組合或各種方法來接合在一起。
圖1亦繪示描述循環背光100之組態的多個角度範圍。經繪示之各角度相對於指示為垂直虛線之反射偏光器法線來測量。由θ所示之角度範圍為自光導發射的角度。在一些實施例中，考量涵蓋提取光之每一單一角度之角度範圍可為實際的。舉例來說，製造上的不精確、材料雜質、或其他不均勻性可造成多條雜散光線。因此，在一些實施例中，較佳的係將角度範圍特徵化為包括90%自光導提取之光的範圍。在一些實施例中，較佳的係將角度範圍特徵化為包括95%自光導提取之光的範圍。
結構化反射器經組態使得該反射器重導向自藉由ψ所示之角度範圍入射之光到反射偏光器110法線之30度內。在一些實施例中，結構化反射器經組態使得該結構化反射器經設計以重導向自藉由ψ所示之角度範圍入射之光到反射偏光器法線之20度內。結構化反射器亦經組態使得該結構化反射器復歸反射自藉由Φ所示之角度的範圍入射之光。復歸反射(retroreflection)意指在入射光入射之方向上來反射該入射光。在一些實施例中，在其入射之方向上之1度內的復歸反射為足夠的。在一些實施例中，在其入射之方向上之5度內的復歸反射為足夠的。在一些實施例中，θ的角度不亦是角度Φ。在一些實施例中，所有Φ的角度亦是θ的角度。
圖2為一例示性結構反射介面之前面立視剖面圖。結構性反射器200包括介於第一材料220與第二材料230之間的反射介面 210。作為第一材料220與第二材料230之間界線之反射介面210繪示各種可用於結構化反射器之組態。舉例來說，在一種組態中，第一材料220係實質上透明之聚合或玻璃材料(諸如丙烯酸)，而第二材料230為空氣。在此情況下，光將以特定之超臨界入射角在反射介面210上全內反射。該結構可透過任何適當之程序(包括微複製、壓紋、或類似者)來製作。在一替代組態中，第一材料220為空氣，且第二材料230為一聚合材料。在此情況下，反射介面210為第二材料230上之金屬化反射表面。第一材料與第二材料可為不同折射率之聚合材料，而反射介面210為金屬化反射表面。該金屬化表面可為氣相沉積、電鍍、或為模製至該等材料之一或兩者之表面的金屬薄膜。有鑑於圖2之上下文，圖3至圖5僅顯示結構化反射器之介面形狀，以繪示結構化反射器之設計靈活性。
圖3為一例示性結構化反射器之前面立視剖面圖。結構化反射器300包括複數個微特徵，其等具有直角復歸反射部分320以及斜向(canted)重導向部分330。復歸反射部分320包括小面322及324以及相對應之底邊緣323及325。斜向重導向部分330包括小面332。介於連接底邊緣323及325之線340與法向軸352之間之角度顯示為350。
結構化反射器300包括複數個微特徵。取決於該結構化反射器之組態(即該結構化反射器是否透過全內反射或透過金屬化反射表面來反射)，該等微特徵可為微腔室或微稜鏡。
直角復歸反射部分320由小面322與324形成。小面322較小面324長；換句話說，該直角復歸反射部分之小面係不對稱的。直角復歸反射部分320包括在此小面相接之一直角。在一些實施例中，雖然該等小面仍可形成一直角，該復歸反射部份可相對於反射偏光器之法線(在圖3中顯示為352)傾斜或斜向。在此情況下，與直角復歸反射部分320之直角相交之反射偏光器之法線將造成兩個等值的角度。直角復歸反射部分320負責在結構化反射器300上之一範圍之入射角度之復歸反射。換句話說，在復歸反射角度範圍內入射在該直角復歸反射部分之光一般反射兩次，使得該光行進回到自其該光入射之處。
斜向重導向部分330以小面332形成。在一些實施例中，小面332為平坦。在一些實施例中，小面332為輕微彎曲。斜向重導向部分330將自一特定角度範圍入射在其上的光重導向成在該反射偏光器法線之一特定角度內行進的光。舉例來說，斜向重導向部分330重導向之在角度範圍內入射在該斜向重導向部分上之光可被反射成在該反射偏光器法線之20度內。在一些實施例中，經重導向之光可經重導向在該反射偏光器法線之30度內。相對於法線之斜向重導向部分之角度與小面形狀兩者可影響繞著該反射偏光器法線之將入射光重導向至其之光錐的寬窄程度。在一些實施例中，斜向重導向部分330具有一粗糙化或結構化表面以擴大繞著該反射偏光器法線之將入射光重導向至其之光錐。
在一些實施例中，該結構化反射器之由直角復歸部分佔據之投影面積的比例為至少40%。在一些實施例中，其為至少50%。在一些實施例中，其為至少60%。復歸反射部分與重導向部分之間之具體平衡可能取決於所欲應用，其將一者較多而另一者少之間的權衡納入考量(且在一些實施例中將第三類型或第四類型納入考量)。
結構化反射器300之另一幾何特徵係來自直角復歸反射部分320之末端邊緣(即邊緣323及325)之一線340與法向軸352形成一角度。在一些實施例中，此角度350小於θ的最小角度，或小於從光導所發射光的角度範圍。在此情況下，從光導所發射的光將不會「見到」結構化結構化反射器的復歸反射部分，且因此設計避免直接來自光導的光被復歸反射。
圖4為另一例示性結構化反射器之前面立視剖面圖。結構化反射器400包括複數個微特徵，其等具有反射部分420以及重導向部分430。反射部分420包括小面422、424及426與底邊緣423及425。重導向部分430包括小面432。介於連接底邊緣423及425之線440與法向軸452之間之角度顯示為450。
圖4中之結構化反射器400與圖3中之結構化反射器300不同，至少由於結構化反射器400不具有任何直角復歸反射部分。取而代之的是，結構化反射器400具有反射但不重導向光之反射部分420。就此應用的目的而言，反射但不重導向光意指相對於法向軸452(為清楚目的，此不指稱局部表面法向軸，其對任何反射表面為真)入射角與反射角為相同的。反射部分包括大致上平坦且垂直於 法向軸之小面426。由於製造極陡峭側壁與結構化反射器尺寸穩定性之限制，在一些實施例中，小面422及424可能不平行於法向軸452(即垂直於小面426)。
否則，結構化反射器400就類似於圖3中之結構化反射器300。介於反射部分之末端邊緣423、425之間之線440參照於反射偏光器之法向軸452成為角度450。藉由類比圖3中之結構化反射器300，反射部分420可構成結構化反射器投射面積之至少40%、至少50%或至少60%。
圖5為另一例示性結構化反射器之前面立視剖面圖。結構化反射器500包括複數個微特徵，其等具有直角復歸反射部分520以及斜向彎曲重導向部分530。復歸反射部分520包括小面522及524以及相對應之底邊緣523及525。斜向彎曲重導向部分530包括彎曲小面532。介於連接底邊緣523及525之線540與法向軸552之間之角度顯示為550。
圖5中之結構化反射器500亦類似於圖3中之結構化反射器300，除了重導向部分係包括彎曲小面532之斜向彎曲重導向部分530。彎曲小面532可具有任何適當的曲率半徑。在一些實施例中，一個小面(在圖5的圖示中為小面524)為彎曲小面532在其結束之點處的切線的延伸。在一些實施例中，彎曲小面532可具有單純的曲率。在一些實施例中，彎曲小面532可具有複合的曲率。在一些實施例中，彎曲小面532可具有離散的彎曲小面。彎曲小面532可具 有凸面或凹面曲率。在一些實施例中，如上所述，彎曲小面之曲率可實現較寬之重導向光的分布。
再次在圖5中，介於直角復歸反射部分之末端邊緣523、525之間之線540參照於反射偏光器之法向軸552成為角度550。藉由類比圖3中之結構化反射器300及圖4中之結構化反射器400，直角復歸反射部分520可構成結構化反射器投射面積之至少40%、至少50%或至少60%。
除非另有所指，對圖式中元件之描述應理解成同樣適用於其他圖式中相對應的元件。本發明並不侷限於上文闡述之實例及實施例的具體揭示，因為詳細描述這些實施例是為了利於解說本發明的各種態樣。而是，應理解本發明涵蓋本發明的所有態樣，包括屬於如隨附申請專利範圍與其均等物所界定的本發明範疇內的各種修改、均等程序、和替代裝置。
實例
實例1
光導堆疊之電腦模型係如下製備：使用LightTools軟體(可購自Synopsis,Pasadena CA)。該堆疊的頂部層模型化為折射率1.405之反射偏光器，其具有在一個軸之100%反射及在一正交軸之100%透射。緊接在其之下為模型化為具有1.405折射率之完全去極化器之層，其將偏振光轉換成隨機偏振光。在彼之下為模型化為具有1.58折數係數之光導之層。其尺寸為橫向導向(cross-guide)50mm乘 以縱向導向(down-guide)198.25mm。光導的上部表面具有在縱向導向行進之折射率1.58之稜鏡，且該底部表面具有在橫向導向行進之提取器。上部表面稜鏡具有13微米之節距、156.8度夾角、及相等底角。該等底部提取器具有深度1.18微米、面向光輸入邊緣之3.25度的提取小面以及20度之背部小面角度。提取器密度為一致的，其中提取器之間的縱向導向間距為96.09微米。使光導對準使得反射偏光器之透射軸在縱向導向行進且透射100%之在橫向導向方向上的光，同時反射100%之在縱向導向方向上偏振之光。亦假設一材料，其具有折射率1.405，沒有光散射且沒有光吸收，該材料填充在去極化器與光導之間的空間，且從而充填光導頂部上之結構的凹部。類似材料被置放在光導底部提取器之下。光導堆疊之底部層為具有95%表面反射率之結構化反射器。模型化三個此類的結構化反射器。結構化反射器模型化為於橫向導向定向之具有94%表面反射之稜鏡，其垂直於來自光源之光傳播方向。
光導堆疊使用三個稜鏡中之各者來模型化。各稜鏡具有有17微米長度之底。一者為三小面稜鏡，其具有之面向光源之側具有兩小面、具有相對於底為39度角度之重導向部分、以及45度底角。最接近底之小面具有6.90微米之長度，而其他小面具有5.15微米之長度。稜鏡之遠側具有長度11.48微米。第二稜鏡類型為斜向稜鏡，其面向光源之側具有39度之相對於水平線之角度、90度之夾角、及其他51度之底角。第三稜鏡類型具有相等之39度之底角以及102度之夾角。
輸入至光導之光經模型化為一單一離散LED，其模擬一Nichia NSSW304D射線數據源。LED放置於光導之注入邊緣之中心。進入光導前，該等射線使用100%反射空氣集中器來集中。集中後，源角度輸出在空氣中具有一蝙蝠翼形狀，其具有在橫向導向方向上之80度半角及在光導厚度方向上之32度半角。
該模型包括相同長度及寬度之偵測器，作為定位於光導堆疊上方之光導，而在偵測器與該光導堆疊之間有一氣隙。LightTools軟體用來運算光導堆疊之輝度輸出。針對三個稜鏡幾何中之各者之隨著極角而變化的縱向導向輝度分布顯示於圖6中。
模型化結果指出使用39度等腰稜鏡接近30度極角時有一明顯之循環光的離軸輝度。對三小面稜鏡設計與斜向稜鏡設計而言，相較於39度等腰稜鏡設計，軸向輝度各別增加12.4%與20.6%。
實例2
光導堆疊之電腦模型係如下製備：使用LightTools軟體(可購自Synopsis,Pasadena CA)。該堆疊的頂部層模型化為具有85%的透射與15%的反射的吸收偏光器。緊接在其之下為模型化為具有50%的反射與50%透射之反射偏光器之層，該反射偏光器具有平行於吸收偏光器之透射軸之透射軸。接下來，依序為具有折射率1.47之體積散射層；另一具有折射率1.18之體積散射層；具有折射率1.66之PET層；及另一具有折射率1.417、沒有光吸收且沒有光散射之層(其模擬一黏著劑)。
在彼之下為模型化為具有1.587折數係數之光導之層。其尺寸為橫向導向96.5mm乘以縱向導向196.75mm。光導的上部表面具有在縱向導向行進之折射率1.586之稜鏡，且該底部表面具有在橫向導向行進之提取器。上部表面稜鏡具有17微米之節距、156.8度夾角、及相等底角。該等底部提取器具有深度1.18微米、面向光輸入邊緣之3.25度的提取小面以及20度之背部小面角度。提取器密度在縱向導向增加。亦假設一材料，其具有折射率1.405，沒有光散射且沒有光吸收，該材料填充在PET層與光導之間的空間，且從而充填光導頂部上之結構的凹部。類似材料被置放在光導底部提取器之下。光導堆疊之底部層為具有95%表面反射率之結構化反射器。模型化三個此類的結構化反射器。結構化反射器模型化為基材上之稜鏡，該基材具有1.66之折射率且無散射或吸收，該等稜鏡本身具有1.565之折射率、沒有光散射或光吸收、且具有88%之表面反射率。該等稜鏡經橫向導向定向、垂直於來自光源之光傳播方向、且具有17微米之節距。
光導堆疊使用用於結構化反射器之兩種稜鏡幾何來模型化。一種(窄視角設計)具有90度之夾角、面向光源之57.5度之底角、以及在另一側之32.5度之底角。背對光源之稜鏡之側為具有82微米之半徑之一彎曲圓弧。第二種幾何(寬視角設計)亦具有90度之夾角，但面對光源之底角為56.5度，且另一底角為33.5度。背對光源之稜鏡之側亦為一彎曲圓弧，但具有51.25微米之半徑。
輸入至光導之光經模型化為一組20個單一LED，其模擬一Nichia NSSW306F射線數據源。來自該等LED之光使用90%反 射空氣集中器來集中至一較窄角錐。該模型亦包括以光導堆疊上方為中心之角偵測器(angular detector)，其橫向導向寬度為19.3mm且縱向導向長度為39.35mm。
針對兩種結構化反射器組態中之各者來運算輝度。隨著極角而變化之輝度顯示於圖7中。結果顯示，相較於窄視角設計，寬視角設計之半亮角(half brightness angle)高了67%(由12度至20度)，而由窄視角設計至寬視角設計之軸上輝度減少29%(5128cd/m2至3630cd/m2)。
實例3
光導堆疊之製備
循環背光系統之光導堆疊經如下組裝。底部層係具有節距95微米、由可UV固化之丙烯酸酯樹脂於120微米厚PET基材上製成的線性稜鏡膜。稜鏡膜厚度為156微米。稜鏡使用眾所皆知的澆鑄和固化程序製成。稜鏡具有頂角111度，底角41和28度。稜鏡表面使用標準台面(bench-top)方法，以3nm AZO(摻雜鋁的氧化鋅)、接著150nm的銀層、以及接著75nm的AlSiOx層來濺鍍塗佈。接著經塗佈的膜層壓成具有折射率1.417之50微米厚的聚矽氧壓敏性黏著劑，於開放的黏著側上留下離型襯墊。該層壓體接著被切割成110mm乘以176mm的大小，而稜鏡在110mm方向上行進。
光導板係使用HL8502聚酯碳酸酯(可購自Mitsubishi Engineering Plastics America,Inc.,Detroit MI)壓縮射出模製。其為 550微米厚、179mm長、111mm寬，具有沿著111mm側中之一者之光輸入邊緣。光導之頂側具有面朝外、於縱向導向(沿著短方向)行進、具有節距49.5微米及146度的平均夾角與17度的均等底角之稜鏡。稜鏡特徵連續於縱向導向延伸，始於輸入邊緣且止於距離遠側邊緣1.7mm處，其中最後之1.7mm為平坦的。有一平面無特徵區域，其為光導右側之0.5mm寬，光導左側0.1mm寬。光導板底部側具有稜鏡作為擷取特徵，該等特徵係橫向導向(沿著長方向)定向，且切割成具有平均深度238奈米、面向光導之光輸入側之底角3.5度、且具有其他底角20度的光導。提取特徵在縱向導向為連續的且具有在縱向導向減小的節距。在光導板之輸入側之提取節距為183.8微米，而在遠側之提取節距為5.6微米。
移除離型襯墊後，濺鍍塗佈之稜鏡膜接著層壓至光導板底部側。完成層壓使得稜鏡之51度小面面向光導之光輸入邊緣。層壓在光導短邊緣留有0.5mm之間隙、在輸入邊緣留有2mm之間隙、在遠側端留有1mm之間隙。接著，藉由將2密耳(51微米)厚雙軸定向之PET層壓至具有折射率1.417之50微米厚聚矽氧壓敏性黏著劑，於開放的黏著側留下離型襯墊，來製備一光導頂側之覆層。接著將層壓膜切割成110.0mm乘以176mm的尺寸、移除離型襯墊，且覆層被黏附於光導板之上層。
額外膜之製備
Sanritz HLC2-5618S吸收偏光器(可購自Sanritz America,Chula Vista CA)使用本身的黏著劑層壓至3M APF-V3反射偏光器(可購自3M Company,St.Paul MN)，而反射偏光器之穿透軸與吸收偏光器之穿透軸對齊。接著將該層壓膜切割成111mm乘以179mm的尺寸，而穿透軸係沿著短方向。
測試
如所述之光導堆疊使用NSSW306F-HG LEDs(可購自Nichia Corp.,Tokushima,Japan)自光導之光輸入側照明，該等LED在撓性印刷電路上、具有間隔4.75mm、且具有LED以每LED 20毫安培供電。吸收偏光器與APF-V3反射偏光器之層壓組合接著置放於光導堆疊之頂部，其中該組合之APF-V3側面向光導堆疊。
使用Eldim L80錐光鏡(可購自Eldim,Hérouville Saint Clair,France)於作用區中間來測量光導堆疊之輝度。針對隨著極角而變化的縱向導向輝度而言，縱向導向輝度顯示於圖8中。
實例4
光導堆疊如實例3組裝，除了底部稜鏡模之結構化反射稜鏡具有90度夾角、面對光源方向之39度底角、以及面對遠側之51度底角。輝度如之前所測量且亦顯示於圖8中。應注意，實例4中之最大輝度較實例3之最大輝度高了30.5%，同時軸上輝度高了5.3%。 同時實例4之最大輝度約離軸8度，應注意此偏移可藉由調整底部稜鏡幾何來校正。
下列為根據本揭露之例示性實施例：
項目1. 一循環背光系統，其包含：一反射偏光器；一結構化反射器；具有一輸入表面之一光導，該光導設置於該反射偏光器與該結構化反射器之間；其中該光導對於耦合至該輸入表面中且自該光導提取的光具有發射角度θ的一第一範圍，發射角度θ的該範圍相對於該反射偏光器之一法向軸來測量；其中該結構化反射器經組態以復歸反射於角度Φ的一第二範圍的光，該等角度Φ的該第二範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量；其中該結構化反射器經組態以重導向來自角度ψ的一第三範圍的光至該反射偏光器之該法向軸的30度內，該等角度ψ的該第三範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量；且其中θ的角度不亦是角度Φ。
項目2. 如項目1之循環背光系統，其中所有θ的角度亦是ψ之角度。
項目3. 如項目1之循環背光系統，其中該反射器係一金屬化結構化反射器。
項目4. 如項目1之循環背光系統，其中該結構化反射器係介於一透射材料與空氣之間的一介面。
項目5. 如項目1之循環背光系統，其中該結構化反射器經接合至該光導且無一氣隙。
項目6. 如項目1之循環背光系統，其中該結構化反射器係自由浮動的。
項目7. 如項目1之循環背光系統，其中該反射偏光器經接合至該光導且無一氣隙。
項目8. 如項目7之循環背光，其中該反射偏光器藉由一低折射率黏著劑被接合至該光導。
項目9. 如項目8之循環背光，其中該低折射率黏著劑具有一折射率，且該光導具有一折射率，且該低折射率黏著劑之該折射率較該光導之該折射率小至少0.1。
項目10. 如項目1之循環背光系統，其中該結構化反射器包括複數個微結構，該複數個微結構中之各者包括一直角復歸反射部分及一斜向重導向部分，該斜向重導向部分設置於至少一個直角復歸反射部分旁邊。
項目11. 如項目10之循環背光系統，其中該斜向重導向部分係平坦的。
項目12. 如項目10之循環背光系統，其中該斜向重導向部分係彎曲的。
項目13. 如項目12之循環背光系統，其中該斜向重導向部分於遠離該反射偏光器之該法向軸處彎曲。
項目14. 如項目10之循環背光系統，其中該直角復歸反射部分具有不相等之小面長度。
項目15. 如項目14之循環背光系統，其中連接該直角反射部分之兩個底邊緣之一線與該反射偏光器之該法向軸形成一角度，該角度小於θ的任何角度。
項目16. 如項目15之循環背光系統，其中直角復歸反射部分形成大於50百分比之該結構化反射器的投射面積。
項目17. 如項目10之循環背光系統，其中該直角復歸反射部分相對於該反射偏光器之該法向軸為傾斜，使得該直角復歸反射部分之該直角與該反射偏光器之該法向軸的相交造成不相等值的兩個角度。
項目18. 如項目1之循環背光系統，其中該結構化反射器包括複數個反射微腔室，該複數個反射微腔室中之各者包括一直角復歸反射部分及一斜向重導向部分，該斜向重導向部分設置於至少一個直角復歸反射部分旁邊。
項目19. 如項目18之循環背光系統，其中該直角復歸反射部分具有不相等之小面長度。
項目20. 如項目19之循環背光系統，其中連接該直角反射部分之兩個底邊緣之一線與該反射偏光器之該法向軸形成一角度，該角度小於θ的任何角度。
項目21. 如項目20之循環背光系統，其中直角復歸反射部分形成大於50百分比之該結構化反射器的投射面積。
項目22. 一循環背光系統，其包含：一反射偏光器；一結構化反射器；具有一輸入表面之一光導，該光導設置於該反射偏光器與該結構化反射器之間；其中該光導對於耦合至該輸入表面中且自該光導提取的光具有發射角度θ的一第一範圍，發射角度θ的該範圍相對於該反射偏光器之一法向軸來測量；其中該結構化反射器經組態以反射但不重導向於角度Φ的一第二範圍之光，該等角度Φ的該第二範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量；其中該結構化反射器經組態以重導向來自角度ψ的一第三範圍的光至該反射偏光器之該法向軸的30度內，該等角度ψ的該第三範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量；且其中θ的角度不亦是角度Φ。
項目23. 如項目22之循環背光系統，其中所有θ的角度亦是ψ之角度。
項目24. 如項目22之循環背光系統，其中該結構化反射器係一金屬化結構化反射器。
項目25. 如項目22之循環背光系統，其中該結構化反射器係介於一透射材料與空氣之間的一介面。
100‧‧‧循環背光
110‧‧‧反射偏光器
120‧‧‧結構化反射器
130‧‧‧光導
132‧‧‧輸入表面

Claims (25)

  1. 一種循環背光系統，其包含：一反射偏光器；一結構化反射器；具有一輸入表面之一光導，該光導設置於該反射偏光器與該結構化反射器之間；其中該光導對於耦合至該輸入表面中且自該光導提取的光具有發射角度θ的一第一範圍，發射角度θ的該範圍相對於該反射偏光器之一法向軸來測量；其中該結構化反射器經組態以復歸反射於角度Φ的一第二範圍的光，該等角度Φ的該第二範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量；其中該結構化反射器經組態以重導向來自角度ψ的一第三範圍的光至該反射偏光器之該法向軸的30度內，該等角度ψ的該第三範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量；且其中θ的角度不亦是角度Φ。
  2. 如請求項1之循環背光系統，其中所有θ的角度亦是ψ之角度。
  3. 如請求項1之循環背光系統，其中該結構化反射器係一金屬化結構化反射器。
  4. 如請求項1之循環背光系統，其中該結構化反射器係介於一透射材料與空氣之間的一介面。
  5. 如請求項1之循環背光系統，其中該結構化反射器經接合至該光導且無一氣隙。
  6. 如請求項1之循環背光系統，其中該結構化反射器係自由浮動 的。
  7. 如請求項1之循環背光系統，其中該反射偏光器經接合至該光導且無一氣隙。
  8. 如請求項7之循環背光，其中該反射偏光器藉由一低折射率黏著劑被接合至該光導。
  9. 如請求項8之循環背光，其中該低折射率黏著劑具有一折射率，且該光導具有一折射率，且該低折射率黏著劑之該折射率較該光導之該折射率小至少0.1。
  10. 如請求項1之循環背光系統，其中該結構化反射器包括複數個微結構，該複數個微結構中之各者包括一直角復歸反射部分及一斜向重導向部分，該斜向重導向部分設置於至少一個直角復歸反射部分旁邊。
  11. 如請求項10之循環背光系統，其中該斜向重導向部分係平坦的。
  12. 如請求項10之循環背光系統，其中該斜向重導向部分係彎曲的。
  13. 如請求項12之循環背光系統，其中該斜向重導向部分於遠離該反射偏光器之該法向軸處彎曲。
  14. 如請求項10之循環背光系統，其中該直角復歸反射部分具有不相等之小面長度。
  15. 如請求項14之循環背光系統，其中連接該直角反射部分之兩個底邊緣之一線與該反射偏光器之該法向軸形成一角度，該角度小於θ的任何角度。
  16. 如請求項15之循環背光系統，其中直角復歸反射部分形成大於50百分比之該結構化反射器的投射面積。
  17. 如請求項10之循環背光系統，其中該直角復歸反射部分相對於 該反射偏光器之該法向軸為傾斜，使得該直角復歸反射部分之該直角與該反射偏光器之該法向軸的相交造成不相等值的兩個角度。
  18. 如請求項1之循環背光系統，其中該結構化反射器包括複數個反射微腔室，該複數個反射微腔室中之各者包括一直角復歸反射部分及一斜向重導向部分，該斜向重導向部分設置於至少一個直角復歸反射部分旁邊。
  19. 如請求項18之循環背光系統，其中該直角復歸反射部分具有不相等之小面長度。
  20. 如請求項19之循環背光系統，其中連接該直角反射部分之兩個底邊緣之一線與該反射偏光器之該法向軸形成一角度，該角度小於θ的任何角度。
  21. 如請求項20之循環背光系統，其中直角復歸反射部分形成大於50百分比之該結構化反射器的投射面積。
  22. 一種循環背光系統，其包含：一反射偏光器；一結構化反射器；具有一輸入表面之一光導，該光導設置於該反射偏光器與該結構化反射器之間；其中該光導對於耦合至該輸入表面中且自該光導提取的光具有發射角度θ的一第一範圍，發射角度θ的該範圍相對於該反射偏光器之一法向軸來測量；其中該結構化反射器經組態以反射但不重導向於角度Φ的一第二範圍之光，該等角度Φ的該第二範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量；其中該結構化反射器經組態以重導向來自角度ψ的一第三範 圍的光至該反射偏光器之該法向軸的30度內，該等角度ψ的該第三範圍相對於該反射偏光器之該法向軸來測量；且其中θ的角度不亦是角度Φ。
  23. 如請求項22之循環背光系統，其中所有θ的角度亦是ψ之角度。
  24. 如請求項22之循環背光系統，其中該結構化反射器係一金屬化結構化反射器。
  25. 如請求項22之循環背光系統，其中該結構化反射器係介於一透射材料與空氣之間的一介面。
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