TWI230809B - Packaging and handling method for optical films - Google Patents

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TWI230809B
TWI230809B TW92137475A TW92137475A TWI230809B TW I230809 B TWI230809 B TW I230809B TW 92137475 A TW92137475 A TW 92137475A TW 92137475 A TW92137475 A TW 92137475A TW I230809 B TWI230809 B TW I230809B
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optical films
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TW92137475A
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Keith Michael Kotchick
Anthony James Freking
Satinder Kumar Nayar
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3M Innovative Properties Co
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Description

1230809 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發㈣針對光學顯㈣，且更特定言之，本發明係針 對種用以包裝可用☆光學顯示器之光管理光學膜的方 法。 【先前技術】 諸如液晶顯示器（LCD)之光學顯示器正變得日益普遍，發 現其可用於例如行動電話、手提式電腦裝置(自個人數位助 (DA)至電子遊戲，至諸如膝上型電腦之較大型裝置的範 圍)#及LCDIi視器及電視顯示幕。將光管理薄膜併人光學顯 示裝置中可導致改良的顯示效能。將不同類型的薄膜(包括 稜柱形結構薄膜、反射偏光器及漫㈣膜则於改良顯示 多數諸如輸出冗度、照明均句性、視角及整個系統效率。 該等經改良的操作特徵使得可更易制該裝置且亦可延長 電池命。 通常將光管理薄膜逐個堆疊於背光總成與平板顯示器之 間的顯示圖框中。可使薄膜之堆疊最優化以獲得特定所要 光子放月b。然^ ’從製造的觀點來看，自若干離散膜薄片 之處理及組袭出現若干問題。此等問題特別包括自單獨光 學膜移除保護襯塾（pr〇tective Η·)所需的過量時間，以及 當移除該襯墊時增加了損壞薄膜之機會。另外，將多個單 獨薄片插入顯示圖框中係耗費時間的，且堆疊單獨薄膜進 V牦加薄膜叉損壞的可能性。所有此等問題可促使整個 生産能力減少或促使良率降低，此可導致系統成本增加。
O:\90\90291.DOC 1230809 【發明内容】 鐾於上面所列屮沾网β 法，其中可將若在f發明係針對一種新的包裝方 此成束使得薄膜處理更：#:顯不圖框之前束在-起。 ^ ^ . 更谷易，減少了用於組裝顯示裝置所
减夕了知壞該等薄膜的機會且提高了良率。 一般而言，本菸日曰及日日A 膜之雄％ i 3於包裝兩個或兩個以上光管理薄 Μ之堆豐，其中使用愛 薄膜結合在-起㈣結合來將該等薄膜中之至少兩個 ，本發m寺殊實施例係針對一種用於管理顯示器内之 光的光官理薄膜包褒。兮 ’痃，專膑包裝包括至少第一及第二光 學膜之堆疊，該箄氺 / 予膜各自的第一及第二觀察區域對準 以形成一堆疊觀察區域。 X 在弟一及第二光學膜之間存在一 零隙結合’其位於第-及第二觀察區域外。 亡發明之另—實施例係針對一種顯示系統，其具有一照 單70 不單70、及一位於該照明單元與該顯示單元 之間以管理自照明單元傳至顯示單元之光的光管理單元。 該光g理單TL包括至少第一及第二光學膜之堆疊，該等光 學膜各自的第-及第二區域對準以形成對應於該顯示單元 之觀察區域的堆疊觀察區域。在第_與第二光學膜之間存 在位於第一及第二觀察區域之外的零隙結合。 本無明之另一貫施例係針對一種用以堆疊用於光學顯示 器之光學膜的方法。該方法包括爲第一及第二光學膜提供 各自的觀察區域。該方法亦包括藉由位於第一及第二光學 膜之觀察區域外的零隙結合，來結合第一及第二光學膜。
O:\90\90291.DOC 1230809 本發明之另一實施例係針對一種用以管理顯示器内之光 的光管理薄膜包裝。該薄膜包裝包括具有第一表面之第一 光學膜及位於該第一光學膜上的第二光學膜。該第二光學 膜具有於零隙薄膜結合處結合至 予 的第-表面。第二光學膜之中心觀察部分(cen= Portion)保持未結合至該第一光學膜。 本表明之另一實施例係針對一種顯示系統，其具有一照 明早二一顯示單元、及一位於該照明單元與該顯示單元 門乂 b理自·妝明單元傳至顯示單元之光的光管理單元。 灯亥光吕理單7〇包括至少第一及第二光學膜之一堆疊，該第 光:膜具有第一表面且該第二光學膜位於第一光學膜 j。該第二光學膜具有於零隙薄膜處結合至第—光學膜之 第表面的第一表面。第二光學膜之中心觀察部分保持未 結合至該第一光學膜。 土月之另f把例係針對一種用以管理顯示器内之光 的光管理薄膜包裝。該包裳包括具有第-表面之第一光學 膜位於該第-光學膜上的第二光學膜。該第二光學膜 有第表面’ „亥第—表面藉由用於將第一及第二光學膜 結^在一起的零隙結合構件，而結合至該第一光學膜的第 -表面。第二光學膜之中心觀察部分保持未結合 一 光學膜。 一：：明之另一實施例係針對用以管理顯示器内之光的光 :王 田缚臈包裝。該薄臈包裝包括至少第一及第二光學膜之 宜’该專光學膜各自的第一及第二觀察區域對準以形成
O:\90\90291.DOC 1230809 一堆疊觀察區域。用於在第一與第二光學膜之間結合薄膜 的零隙結合構件位於第一及第二觀察區域外。 本舍明之上述摘要並不意欲描述本發明之每一說明實施 例或每一建構。以下圖式及詳細描述可更特定地舉例說明 此專實施例。 【實施方式】 本發明可適用於顯示器（諸如液晶顯示器），且特別可用於 減少用以製造此種顯示器所需步驟之數目。 在圖1中示意展示顯示系統100。該系統包括諸如液晶顯 示（LCD)面板之電子顯示元件1〇2，其通常夾置於兩個玻璃 層之間。此外，該顯示元件1〇2可包括位於LCD面板上面及 下面的吸收偏光器，以提供用以産生基於偏光之影像通常 所需要的偏光對比度。 背光總成104可用作顯示元件102之主要光源，或當不存 在充足的環境光可供使用者觀察由顯示元件1〇2所形成的 影像時，其可用於提供穿過顯示元件102的光。在一特殊實 轭例中，背光總成1〇4可包括若干元件，諸如光源、光 導108,及一個或多個反射層11〇。顯示系統1〇〇在許多應用 中之一重要特徵在於··該系統1〇〇之總厚度很小。相應地， 通常將該光源106定位於光導1〇8的旁侧，且該光導1〇8導引 光自光源106向上穿過系統100朝向顯示元件。該光源1〇6可 爲任何合適類型的光源。在許多應用中，需要以白色光來 照明顯示器100，在此狀況下，光源1〇6可爲一螢光燈、顏 色可混合以產生白色光的發光二極體之一陣列，或其類似 O:\90\90291.DOC -9 - 1230809 物。 在所說明的實施例中’光導⑽具有可導引光自該光導 108朝向顯示元件1()2的漫反射區域112。料⑽可包括用 於導引光朝朝向顯示元件1()2之其它類型的元件，諸如位於 面向該顯示元件之光導1()8的上表面上的光提取區域。亦可 在該光導⑽之上表面及下表面兩者之上，提供光提取器件 (feature)。應瞭解，光導108可以厚片形態存在（如圖所示）， 仁亦可以另一幾何形狀存在，例如楔狀物。其它裝置亦可 用於將光自光源朝向顯示元件1 〇2傳送。 亦可使用月光總成之其它實施例，例如，可藉由一定位 於一合適的反射模穴内之燈的陣列來形成背光總成。雖然 存在背光總成設計的若干其它選擇，但是，應瞭解，對本 發明來說’背光總成之特定設計並不重要。 通常將光管理薄膜堆疊114中的許多光管理薄膜夾置於 背光總成104與顯示元件1〇2之間。該光管理薄膜堆疊114通 常包含許多薄膜以控制入射於顯示元件1 〇2上之光的各種 光學特徵。例如，該光管理薄膜堆疊可包括第一漫射薄膜 116。該第一漫射薄膜可用於幫助使穿過該薄膜堆疊114向 上之光的強度變得均勻。 薄膜118及120可爲結構薄膜，各個薄膜具有穿過其上表 面的一列稜柱形狀的肋狀物（rib) 119。該稜柱形狀的肋狀物 有助於導引光朝向系統1 〇〇之光軸1 3 0。薄膜11 8之肋狀物 119以平行於該圖之平面的方向重導引光。將薄膜ι2〇之肋 狀物通常不平行於薄膜11 8之肋狀物而配置。薄膜12 0之肋 O:\90\90291.DOC -10 - 1230809 狀物可垂直於薄膜118之肋狀物ii9，以使薄膜120之肋狀物 以垂直於該圖之平面的方向來重導引光。可將此稱作交叉 結構組態。在另一實施例中（未圖示），可利用一用於重導引 自背光總成104所接收之光的單結構光學膜來替代該等層 118及120 。 堆疊114亦可包括一反射偏光層122。此層可用於再循環 來自背光總成104的光，該光處於錯誤的偏光狀態以傳送穿 過顯示元件102從而充當影像光。反射器11〇可將由反射偏 光|§ 122所反射的光進行漫反射，連同一些偏光混合，使得 該反射光之至少一部分可具有正確的偏光狀態而傳送至顯 示元件102從而充當影像光。另外，一偏光轉換器（例如一 四分之一波長延遲器層）可用於轉換自該反射偏光器122所 反射之光的偏光性。該反射偏光器122可爲任何合適類型之 反射偏光器，例如多聚合物層薄膜、膽留型偏光器 (cholesteric polarizer)或導線柵格偏光器（wire_gdd polarizer) 〇 該堆疊114亦可包括另一漫射薄片124，常將其稱作，，覆蓋 薄片π。該漫射薄片124通常爲一相對弱的漫射器。漫射薄 片11 6及124可用於使觀察者所觀察的顯示元件1 〇2之照明 變得均勻。應注意，根據實際系統設計，可免除、增加、 或可由其它功能元件來替代由層1丨6_丨24所代表的該等元 件中的一些元件。 藉由該薄膜堆疊1 14，必須在製造過程中單獨地將該等離 散光學膜層116-124中之各個離散光學膜層插入該顯示圖
O:\90\90291.DOC -11 - 1230809 二匡。=減少該等薄膜116_124之厚度、從而減少整個顯示 θ #《吊係重要的，所以可將該等單獨的薄膜11124製得 制#薄因此，可單獨薄膜的剛性可能較低，此可導致在 製，過程中增加處理、加工、及組裝的難度。同樣，因爲 等薄膜層g常具有精確的光學功能性，所以諸如刮痕 (scratch)或碎片之表面缺陷的引入會損害整體系統效能。各 $薄膜層常常具有雙㈣馳墊，必㈣插人背光總成之 將該等雙側保護襯墊移除。此襯墊移除及引起之插入背 2總成的動作可將該精密薄膜曝露於缺陷引入之大量潛在 极式下。该等缺陷之實例包括刮痕、棉織及由於靜電積聚 (build up)而被吸引至薄膜表面的其它碎片。另外，該等概 墊之移除需要額外的製造步驟，且因此待移除之襯墊數目 的減少可導致較少的製造步驟，同時節省了製造成本。當 將夕個薄膜層併人背光總成時，創建/引人缺陷的機率與日 倶私，此可導致由過多的重工（re,rk)及較冑的單位成本 而引起之較低的製造生產能力。 本發明係針對多種用以將各種光學膜層及/或組件束起 來以改良處理過程及最終背光/系統總成之效率的方法。 一種將多個光學層束起來的方法包括將—黏接層插入於 該㈣膜之各個薄膜之間。該黏接層可邊靠邊地位於整體 堆豐上’可沿著該堆疊之一個或多個邊緣定位，或可被圖 案化於該等薄膜層中之某些或所有層區域上。 該黏接結合可實現多個薄膜成束，但是每個黏接層之添 加使厚度增加-般約25 μπι或更多。在最終構造中可能不需
O:\90\90291.DOC -12- 1230809 要薄膜堆疊之整體厚度之如此大增加，尤其在其中該薄膜 堆疊之厚度應盡可能小之的空間限制應用中不需要此。同 樣，將黏接層添加至一結構表面可導致該結構表面之折射 屬性出現非吾人所要的、顯著的退化，或很可能完全消除 該等折射屬性。因此，具有一結構折射表面的薄膜（該等薄 膜諸如稜柱形薄膜118及120)的光導引效應可被損害。實情 爲·需要建置光學膜之一已包裝堆疊，其中將該等薄膜層 結合在一起的方法可維持任何表面結構所需的折射屬性， 且特別在空間限制應用中，該方法爲該堆疊厚度增加很少 的厚度或不增加其厚度。 在圖2A中示意說明一種用以形成根據本發明之結合薄膜 堆疊200的方法。層216_224代表如可存在於顯示系統中之 光管理薄膜堆疊中的不同光學層。例如，層216可爲一漫射 層，且層218及220可爲用於導引光的結構薄膜，層22〇=定 向交叉於層218。層222可爲一反射偏光層，而層224可爲一 漫射層。 ^ 結合230表示可保證鄰近的薄膜層在一起的結合。社人 230可爲允許在薄膜層之未被結合部份之間存在一氣、二 離散結合’例如其中該等薄膜中之—個薄膜的表面包括社 構。該氣隙可用於維持用來重導引光使其朝向堆疊214之車: 232的特定光學膜（諸如如結構光學膜218及叫的有效操 作。於薄膜層216-224之表面上的線或幾何形狀圖案中，可 將結合230設置於一點處或可沿著若干點來設置。亦較優將 結合23。定位於層216-224中之某些或所有層的側接頭⑽e
O:\90\90291.DOC •13- 1230809 励）内。該等接頭亦可充當用於將結合堆疊2GG安裝於該顯 示圖框内的對準元件。 在圖2B中不意說明—展開圖，其展示稜柱形結構薄膜％6 與另-薄膜270之間的結合23〇。在此實施例中，可將該稜 柱形結構薄膜266之週邊邊緣處的齒刃表面（land)268用於 形成結合230。該等薄膜加與謂之間的氣隙π允許該棱 柱形結構薄膜重指向穿過其之光，但不會增加薄膜堆疊的 厚度。 可使用不同的方法來減少或防止該等堆疊薄膜之光學品 質降低。例如’小心減少該等薄膜之間可導致牛頓（Newt〇n) 環之污染物微粒的存在。此外，該等接觸在一起的表面中 之们或兩個表面可具有較小高度變化以減少浸溻 (一)，例如此於美國專利案第mu%號中論述，該 案以引用的方式併入本文中。同樣，一稜柱形結構薄膜可 具有-高度可變之結構表面，此描述於美國專利案第 5,771，328號中’該案以引用的方式併入本文中。 可^不同類型的結合230，各個類型的結合並未顯著增 加§亥^堆疊的厚度。在該結合23〇之位置中，被結合在一 :的二層之間並無縫隙。可該將等薄膜層直接相互結 二 將該結合稱作零隙結合或直接結合。該結合230 =例：由超音波炼接、雷射熔接或其相似物所形成的 :結合元件23〇亦可爲-溶劑炫接(S。!Vent 。 二管理薄膜可由諸如聚甲基丙嫦酸腊之丙婦 或由聚碳酸脂形成。藉由將二氯甲炫用作溶劑，
O:\90\90291.DOC 1230809 進行溶_接。另—種類型的直接結合爲摺 mp)其中可將該等已結合在—起的層進行摺疊以防 止一層相對於另一層移動。 一，圖3中示意呈現薄膜之結合堆疊300的俯視圖，其僅展 不最頂層的薄膜薄片3G2。堆疊中的該等薄膜具有一個或多 们週邊接頭3G4。根據該最終背光/系統總成之特定設計， 汶等接頭304可呈許多不同的形狀、數目、及位置 (丨）接頭3G4可提供—便利區域以在組裝或檢測過程 固持該堆疊300,且當安裝該堆疊時，接頭亦可用於使薄 膜堆疊與顯示器對準。在該說明實施例中，環形的零隙結 合306位於接頭3〇4區域中。在環形熔接的狀況下，位於中 ^的開口 308可用於將插腳嚙合於背光總成中以用於對 準，且可用於安裝光學膜堆疊3〇〇。該等零隙結合亦可 呈現不同的形狀，例如，圓形或直線形。 可將該等薄膜之部份稱作觀察區域，光可穿過該等薄膜 之部伤而到達顯示元件及最後到達觀察者。將最頂層薄膜 302之觀察區域示意展示爲虛線3 10内所包圍的區域。爲減 少薄膜包裝的尺寸，該觀察區域較佳佔據盡可能多的薄膜 區域。因此在某些狀況下，該觀察區域可大約延伸至近薄 膜邊緣。此外，維持觀察區域中之高光學品質係重要的。 因爲用於製造零隙結合的許多結合技術會改變薄膜的光學 品質，所以在許多情形下將零隙結合置於觀察區域外係重 要的。因此，舉例而言，可在該薄膜自身的週邊邊緣3 12上 或在位於觀察區域外的接頭304上，形成零隙結合。
O:\90\90291.DOC -15- 1230809 將β亥等薄膜上之接頭結合在一起的另一優勢在於：當溶 劑熔接結合薄膜時，減少了吸去（wick)該等薄膜之間的溶劑 的機率。 在圖4中呈現顯示器400之一分解圖，其展示如何組裝顯 示器的不同部分以形成顯示器。該顯示器4〇〇使用框架4〇2 來容納其它組件（component；)。框架4〇2可包括一個或多個槽 4〇4，或可用於對準該光管理薄膜堆疊中之薄膜的其它對準 器件，例如插腳或其類似物。 背光總成406係置於框架402内的第一組件（comp〇nent)。 該背光總成406包括可照明光導410之邊緣的一個或多個光 源408。該光管理薄膜堆疊412接著定位於背光總成4〇6上。 光管理薄膜堆疊412包括兩個或兩個以上光管理薄膜4丨4， 使用零隙結合416可將該等光管理薄膜結合在一起。在說明 實施例中，結合416位於對準接頭418之上，該對準接頭可 使薄膜堆疊412與對準槽404對準。可將包括偏光器的顯示 元件420(例如液晶顯示元件）定位於光管理薄膜堆疊412上。 應瞭解，光源408及顯示元件具有電連接以接收電功率及 控制訊號。未展示該等電連接。 亦可將已結合的光管理薄膜堆疊直接結合至該等顯示元 件中之一個顯示元件。在圖5中示意展示該顯示器之一實 例。在此特殊實施例中，結合薄膜堆疊514由結合堆疊薄膜 5 16-524形成。在已說明之實施例中，薄膜518及520爲稜柱 形結構薄膜。薄膜516可爲一漫射器或可爲一光轉向薄膜 (light turning film)，例如，一具有面朝背光總成5〇4之稜柱
O:\90\90291.DOC -16- 1230809 形結構表面的稜柱形結構薄膜。 該顯示器亦包括一顯示元件502及一背光總成5〇4，該背 光總成504具有一光源506、一光導5〇8及一較低反射器 5 1 〇。先岫已使用前述方法中之一種方法來將該結合光學膜 堆® 514結合在一起，且接著將其錨定至已選定的顯示元 件。在另一種方法中，可在最終安裝至被選定的顯示元件 過程中執行該結合處理。 在已說明之實施例中，例如，可使用薄膜5丨6及光導5〇8 邊緣周圍的黏合劑，來將該結合薄膜堆疊514附著至背光總 成504。在另一實施例中，光學膜堆疊514可錨定至顯示元 件502或4田疋至框架（未說明）。此方法因其可自動執行，藉 此避免了手工插入光學膜堆疊而具有優勢。以此方式，可 使缺陷之引入最小化且可改良製造生産能力及單位成本。 在某些實施例中，較低薄膜516可延伸超過堆疊514的右 邊緣且該薄膜5 16之懸伸部份可用作其上安裝光源5 〇 6之基 座。 通常將控制器530(例如一處理器或其類似物）耦接至顯示 元件520以控制由觀察者所看到的影像。 在諸如平板顯示器之裝置中使用結合薄膜堆疊或成束薄 膜將提供若干優點。用於顯示器中之許多光管理薄膜非常 薄。例如該等稜柱形結構薄膜可各自具有約62^111的厚度， 而反射偏光器可具有約1 μm至1〇〇 μηι範圍内的厚度。用於 顯不器中的光管理薄膜往往具有大可撓性，此可在組裝顯 示器過程中導致許多問題。另一方面，將多個薄、可撓性
O:\90\90291.DOC -17- 1230809 薄膜束起可産生一剛性較強之薄膜包（film pack)，該薄膜包 可減輕組裝問題。當組裝該顯示器時消除離散層的連續堆 疊’亦可最小化缺陷引入及最後良率損失的機率。另外， 因爲製造者通常將薄膜交付（deliver)至任一側具有保護襯 墊的顯示積光器，所以當束起該等薄膜時，可減少該顯示 積光器必須移除的保護襯墊的數目。此可進一步優化良率 及製造單位成本。 同樣’與各個離散薄膜層之分離檢驗相比，束起光學膜 可改良最終檢測及品質良率。當使用結構光學膜時易考慮 到此，該等結構光學膜往往可歪曲且掩飾基本或其它薄膜 束層（film bundle layer)中之缺陷，若單獨檢測此等層，則 可）偵測到該等缺陷。最終，諸如超音波熔接或其它結合技 術之成束選擇（bundling option)，可提供零隙結合功能性以 及其它的機械安裝可撓性。 應瞭解，除包括使用零隙結合所結合的至少兩個薄膜之 外，該薄膜堆疊亦包括其它薄膜之間的結合，此結合 非零隙結合。例如，非零隙結合可包括安置於兩二膜： 間的黏著劑。 通常將在大型薄片中（在某些狀況τ，在捲筒上）製造光學 膜。通常藉由沖模自大型薄片切割顯示器中所組寰的單獨 :膜片。可使用若干種不同方法來將該等薄膜結合於利用 零隙結合而結合之堆疊中 ^ 中例如，可將該等薄膜模切 合。在其它方法中，可於==準於堆疊中並將其結 拉切的同時結合該等薄膜，或甚
O:\90\90291.DOC -18- 1230809 至可於模割前結合薄膜。 卜的笼胺η Γ母人U兩個或兩個以 的缚膜。因此’應瞭解，可使用兩個或兩 步驟，來形成一包括三 的^ 口 成一1U从上的之溥膜的堆 如，可將前兩個薄膜結合在一起以形成結合堆疊，且 =個或多個結合步驟中將—個或多個額外薄膜結合至該 堆 〇 在圖6中示意說明一種形成零隙結合堆疊的通用方 光學膜的兩個薄片6〇9 0 < ' 们潯月002及604導引至結合裝置6〇6以 隙結合薄膜之堆疊，該結合裝讀在薄片6〇 成零隙結合。存在用ri / ; h … 存在用以在兩個溥片602及604之間形成零隙 、“的右干種方法。一種方法爲使用熱結合，其中，藉由 ㈣等層中之一層或兩層加熱至層材料軟化且甚至可^化 的紅度|形成該結合。在加熱的同時或加熱後，亦可施 加壓力。可以不同方式來施加熱。一種施加熱的方法爲藉 由放射I·生傳熱益施加熱。此方法之一實例爲雷射結合：‘ 中該等層中之一層或兩層可吸收該照明光來充當熱量二 -種施加熱的方法爲藉由傳導性傳熱器施加熱，例如可使 用-熱壓機。亦可藉由對流’例如藉由經由一喷嘴導引結 口位置處的熱乳。另一種施加熱的方法爲摩擦生熱。此能 «轉移模式的一實例爲超音波熔接。 /、匕可A成零隙結合的方式包括化學及機械方法。化學 方法之一貫例爲於待形成該結合之點處使用安置於該等層 之間的溶劑。機械方法之實例包括摺疊該兩層。亦可❹ 一炎具來將該等層固持在一起，或在圍繞薄膜堆叠之部分
O:\90\90291.DOC -19- 1230809 或全部之框架中將其固持在一起。 現在筝看圖7描述一種用以將至少兩個薄膜結合在一起 的方法之一特殊實例。在此特殊實施例中，可將超音波熔 接器用於一旋轉幾何形狀中。可持續進行匹配及結合薄膜 的處理。 第一薄膜捲筒702包括一於至少一侧上具有襯墊的薄膜 捲筒剝離捲筒（stripping roll)706可將該襯墊704剝離。一 第二薄膜捲筒708亦可包括一於至少一側上具有一襯墊的 薄膜捲筒。第二剝離捲筒712可將該概塾71〇剝離。該等剝 離薄膜714及716傳向捲筒對72〇及722。該捲筒對後面是超 曰波熔接益單元724。在此特殊實施例中，超音波熔接器單 元724包括固疋超音波喇(ultrasonic horn)726及一旋轉 砧728。該砧728通常包括至超音波喇叭726的上升部份，該 等部分可接觸薄膜714且可使該等薄膜714及716相互擠 壓。結果爲：結合薄膜對730穿出超音波熔接器單元724， 同時沿著其長度具有重複的熔接圖案。該等薄膜714及716 之外表面在其外部表面上仍可具有襯墊，使得該結合薄膜 對730在其外部表面上具有保護襯墊。 接著該結合薄膜對可傳至一對切割捲筒7 3 2，該捲筒具有 奴轉沖权734及一旋轉砧736。將該旋轉沖模734定相至薄 膜對730上的熔接圖案，且將其用於切除薄膜堆疊Mg。在 一特殊實施例中，旋轉沖模734可輕觸切割（kisscut)穿過結 合=膜對730至-可控制的深度，至較低薄膜的較低概塾。 接著可將it邊廢料（peripheral Weed)74〇剝離，在該較低襯
O:\90\90291.DOC -20 - 1230809 墊層742上剩下薄膜堆疊之一陣列。接著可於收集捲筒744 上接收較低襯墊層742 。 應瞭解，此僅爲用以形成零隙結合之許多不同方法中的 一個實施例。 該等兩個薄膜714及716可爲任何光管理薄膜。例如，第 一薄膜714可爲一具有定向跨過薄膜714的腹板（web)之多 個肋狀物的稜柱形結構薄膜，而第二薄膜7丨6爲一具有厂著 薄膜716之腹板（web)定向之多個肋狀物的稜柱形結構薄 膜。第一及第二薄膜714及716亦可爲其它類型的光管理薄 膜’如漫射器或反射偏光薄膜。 在堆疊結合薄片的另一種方法中，可相互垂直地饋入不 同薄膜。例如，光學膜之兩個捲筒可包括稜柱形結構薄膜， 各個捲筒具有沿著該腹板構造的肋狀物。在該狀況下，來 自該等兩個捲筒的薄膜相互垂直交又，以使得該等堆疊的 稜柱形薄膜交叉。可使用單個炫接及切割工具來熔接及切 割相互重疊的薄膜。 如上所述，本發明可適用於顯示器，且咸信其特別適用 於減少製造此種顯示器所需的步驟數目。不應認爲本發明 受限於上述特殊實例，而庫紘 屬埋解舄其涵盍了如附加申請專 利範圍中所充分闡明之本發 知乃的所有悲樣。依據本說明書 之評述，熟悉此項本發明所料& a & _ 曰 知d所針對之技術者可不難明白可適 用於本發明的各種修改 i又均4過程以及衆多結構。該等申 請專利範圍意欲涵蓋該等修改及裝置。 【圖式簡單說明】
O:\90\90291.DOC -21- 1230809 結合該等隨附圖式考慮本發明之各種實施例的以下詳細 描述，可更完全地來理解本發明，其中： 圖1示意說明一顯示單元； 圖2 A示意說明根據本發明之一實施例的光管理薄膜單 元； 圖2B示意說明根據本發明之另一實施例的光管理薄膜單 元； 圖3示意說明根據本發明之一實施例的光管理薄膜單元 的俯視圖； 圖4示意表示根據本發明之一實施例之顯示單元的透視 圖， 圖5示意說明根據本發明之一顯示單元的另一實施例； 圖6示意說明一可用以製造根據本發明之光管理薄膜單 元之系統的通用實施例；且 圖7示意說明使用超音波熔接來製造根據本發明之薄膜 堆疊之系統的一實施例。 雖然本發明服從各種修改及替代形態，但是，其詳細說 明已展示於（例如）該等圖式中且將要詳細描述。然而，應瞭 解，該意圖並非將本發明限制於所描述的特殊實施例。相 反，該意圖係涵蓋附加申請專利範圍所界定的本發明之精 神及範疇内的所有修改、決等物及替代物。 【圖式代表符號說明】 100 顯示系統 10^ 420^02 顯示元件 O:\90\90291.DOC -22- 1230809 104, 406, 504 背光總成 106, 408, 506 光源 108, 410, 508 光導 110 反射層 112 漫反射區域 114, 738 薄膜堆疊 116 第一漫射薄膜 118, 120, 270, 714, 716 薄膜 119 肋狀物 122 反射偏光層 124 漫射薄片 130 光軸 200, 514 結合薄膜堆疊 214, 300 堆疊 216, 218, 220, 222, 224 層 230, 416 結合 232 軸 266 稜柱形結構薄膜 268 齒刃表面 272 氣隙 302 薄膜薄片 304 週邊接頭 306 零隙結合 308 開口 O:\90\90291.DOC - 23 - 1230809 310 312 400 402 404 412 414 418 510 516, 518, 520, 522, 524 530 602, 604 606 702 704, 710 706 708 712 720, 722 724 726 728, 736 730 732 虛線 週邊邊緣 顯示器 框架 槽 光管理薄膜堆疊 光管理薄膜 對準接頭 較低反射器 結合堆疊薄膜 控制器 薄片 結合裝置 第一薄膜捲筒 襯墊 剝離捲筒 第二薄膜捲筒 第二剝離捲筒 捲筒對 超音波熔接器單元 超音波喇W 旋轉砧 結合薄膜對 切割捲筒 O:\90\90291.DOC -24- 1230809 734 旋轉沖膜 740 週邊廢物 742 較低襯墊層 744 收集捲筒 O:\90\90291.DOC -25-

Claims (1)

1230809 拾、申請專利範園： l 一種用於管理—顯示器内之光的光管理薄膜包裝，其包 含： 、 一至少第—及第二光學膜之—堆疊，該等光學膜各自的 =-及第二觀察區域對準以形成一 土隹疊觀察區域，且一 介於該第-及第二光學膜之間的零隙結合係設置於該第 及弟一觀察區域外。 2· 2申請專利範圍p項之薄膜包裝，其中該第一及第二光 學臈皆具有位於該等各自觀察區域外的至少一週邊接 頭，該第-&第二光學膜之至少一週邊接頭被對準且被 結合在一起以形成該零隙結合。 3· 2申請專利範圍項之薄膜包裝，其中該第—及第二光 學膜皆具有各自的對準週邊邊緣，該第一光學膜之至少 一週邊邊緣的至少一部分與該第二光學膜之至少一週邊 邊緣結合在一起以形成該零隙結合。 士申-月專利|巳圍第1項之薄膜包裝，其中該零隙結合係該 第一與第二光學膜之間的熱結合。 5·如申請專利範圍第4項之薄膜包裝，其中藉由超音波熔接 來形成該熱結合。 6.如申請專利範圍第4項之薄膜包裝，其中該熱結合係雷射 熔接結合。 7·如申請專利範圍第4項之薄膜包裝，其中該熱結合係藉由 熱壓機形成。 ^ 8·如申請專利範圍第4項之薄膜包裝，其中該熱結合藉由熱 O:\90\90291.DOC 1230809 氣噴射來形成。 9. 如申請專利範圍第i項之薄膜包裝，其中該零隙結合係一 在該第一與第二光學膜之間的化學結合。 10. 如申請專利範圍第i項之薄膜包裝，其中該零隙結合係一 機械形成的結合。 申明專利範圍第10項之薄膜包裝，其中該零隙結合藉 由摺疊該等第一及第二光學膜來形成。 12·如申請專利範圍第10項之薄膜包裝，其中可將該第一及 第二光學勝擠壓接觸在一起。 13.如申請專利範圍第i項之薄膜包裝，丨中該第一光學膜係 一具有朝向該第二光學膜定向之__稜柱形結構表面的棱 柱形、光導引薄膜。 14·如申請專利範圍第13項之薄膜包裝， 係:於遠離該第一光學膜之第二光學膜之 柱形結構表面的稜柱形、光導引薄膜，且該第二光學膜 之稜柱形結構表面的肋狀物定向成大體上垂直於該第一 光學膜之稜柱形結構表面的肋狀物。 15. 如申請專利範圍第丨項之薄膜包裝，其進—步包含一具有 一第三觀察區域之第三光學膜，且一位在該第二與第三 光學膜之間的零隙結合設置於該第二及第三觀察區域 外。 16. 如申請專利範圍第15項之薄臈包裝，其中該等第一及第 二光學膜係稜柱形、光導引薄膜，且該第三光學膜係反 射偏光器。 O:\90\90291.DOC 1230809 17·如申請專利範圍第i項之薄膜包裝，其進一步包含一藉由 -非零隙結合而結合至該第—及第二光學膜中之一個光 學膜的第三光學膜。 18·如申請專利範圍第!項之薄膜包裝，其進一步包含一顯示 元件至少第一及第二光學膜之該堆疊被附著至該顯示 元件。 19·如申請專利範圍第丨項之薄膜包裝，其進一步包含一背光 早凡，至少第一及第二光學膜之該堆疊被附著至該背光 單元。 1 20· —種顯示系統，其包含： 一照明單元； 一顯示單元；及 一位於該照明單元與該顯示單元之間以管理自該照明 單元傳至該顯示單元之光的光管理單元，該光管理單元 包含至少第一及第二光學膜之一堆疊，該等光學薄膜各 自的至V第一及第二觀察區域對準而形成一對應於該顯 示單元之一觀察區域的堆疊觀察區域，該第一與第二光 學膜之間的一零隙結合位於該等第一及第二觀察區域 外。 21_如申請專利範圍第2〇項之系統，其進一步包含一耦接至 該顯示單元以控制一由該顯示單元所顯示之影像的控制 χχυί 一 早疋。 22.如申請專利範圍第2〇項之系統，其中該顯示單元包括一 液晶顯示層。 O:\90\90291.DOC 1230809 23 24 25. 26. 27. 28. 29. 30. 、申明專利範圍第22項之系統，其進一步包含一位於該 等液晶顯示層之一觀察側上的吸收偏光層及—位於該液 晶顯示層之一光源側上的吸收偏光器。 如申請專利範圍第20項之系統，其中該照明單元包括照 明一光導面板的一個或多個光源，來自該一個或多個光 源的光進入該光導面板且穿過該光導面板之_面而到達 該光管理單元。 如申請專利範圍第20項之系統，其進一步包括—可固持 該照明單元.、該光管理單元及該顯示單元的框架。 如申請專利範圍第25項之系統，其中該光管理單元之至 少該第一及第二光學膜包括用於將該光管理單元設置於 該框架内的一個或多個週邊對準接頭，該等一個或多個 週邊對準接頭被結合在一起以形成該零隙結合。 一種堆璺用於一光學顯示器之光學膜的方法，其包含： 提供具有各自觀察區域的第一及第二光學膜；及 藉由該第一及第二光學膜之觀察區域外的一零隙結合 來結合該第一及第二光學膜。 如申請專利範圍第27項之方法，其中該零隙結合僅位於 該第一及第二光學膜的觀察區域外。 如申請專利範圍第27項之方法，其中結合該第一及第二 光學膜包含結合該第-及第二光學膜上之週邊接頭。 如申請專利範圍第27項之方法，其中結合該第一及第二 光學膜包含結合該第-及第二光學膜之至少部分週邊邊 緣0 O:\90\90291.DOC -4- 1230809 3 1 ·如申请專利範圍第27項之方法，其進一步包含將該第一 及第二光學膜重疊、將該第一及第二光學膜熔接在一起 及將該第一及第二光學膜切割成一所要的尺寸。 32·如申請專利範圍第27項之方法，其進一步包含將第一及 第二襯塾層自各自的第一及第二光學膜剝離。 33·如申請專利範圍第31項之方法，其中切割該第一及第二 光學膜包括切割穿過該等第一及第二光學膜至一深度， 該切割剩下一與該未切割之第二光學膜相關聯之襯墊 層。 . 34·如申請專利範圍第3丨項之方法，其中將該第一及第二光 學膜熔接在一起包括熱熔接該第一及第二光學膜。 35·如申請專利範圍第31項之方法，其中熱熔接包括藉由放 射性傳熱器來施加熱。 36.如申請專利範圍第31項之方法，其中熱溶接包括藉由傳 導性傳熱器來施加熱。 37.如中料利範圍㈣項之方法，其中㈣接包括藉由對 流傳熱斋來施加熱。 38·如申請專利範圍第31項 貝之方法，其中熱熔接包括摩擦生 39·如申請專利範圍第31項 項之方法，其中切割該第一及第一 光學膜包括使該第一及第二本與办 一先予膜牙過一沖模捲筒。 40.如申請專利範圍第31項 第…且古 之方法，其中該第-光學臈係在 弟-疋向中具有於—稜柱形肋狀物的稜柱形薄膜，且= 第二光學膜係在不平行於哕 — 該 ^第一疋向的第二定向中具有 O:\90\90291.DOC 1230809 稜柱形肋狀物的稜柱形薄膜。 41·如申請專利範圍第27項 ,〈万去，其中提供該第一及第二 光學膜包括將該第一及第-也 弟一先孥膜中之至少一個光學膜 拉離一包括該第一及第二光擧 坡狄 尤予膜中之至少一個光學膜的 /sj 〇 42·如申請專利範圍第27項 止斑 力/套’其中提供該第一及第二 光予臈包括將該第一及第二 一先學膜中之至少一個光學膜 文置於溥片饋入器外，該薄 本風时山 片饋入窃包括該第一及第二 先予膜中之.至少一個光學膜之單獨薄片。 •如申請專利範圍第27項 #^, 万去，其中提供該第一及第二 δ 墙一， 先學膜，且進一步包含將該 夕一第二光學膜結合至該 個光學膜。 弟一及第二光學膜之其中- 44·如申請專利範圍第27項之 ^ τ 、 去’其進一步包含堆疊至少 兩個光學臈薄片、結合 ^ 接荃膝i # μ兩個或兩個以上光學膜薄片且 接者將该結合薄膜薄片切割成薄膜堆疊。 45.如申請專利範圍第 布喝之方法，其中該第一及第-#風 膜中之至少-個光學心& 示及弟—先學 形結構。U予膜包括-位於至少一表面上的棱柱 6.含種用以管理一顯示器内之光的光管理薄膜包裝，其包 -具有-第-表面之第—光學膜；及 -位於於該第一光學膜上的第二 膜具有於—第一表面， ^—先學 该弟一表面於零隙薄膜結合處結 O:\90\90291.DOC 1230809 合至該第一光學膜之第一表面，該第二光學膜之一中心 觀察部分保持未結合至該第一光學膜。 47 j* •如申請專利範圍第46項之薄膜包裝，其中該第一及第二 光學膜之每個光學膜具有位於各自觀察區域外的至少一 個週邊接頭，該等第一及第二光學膜之該至少一個週邊 接碩對準且被結合在一起以形成該零隙薄膜結合。 48·如申請專利範圍第46項之薄膜包裝，其進一步包含一藉 由一零隙結合而結合至該第二光學膜的第三光學膜。 49 士 由 •如甲請專利-範圍第48項之薄膜包裝，其中該第一及第二 光學膜係稜柱形、光導引薄膜，且該第三光學膜係反射 偏光器。 5〇·如申請專利範圍第46項之薄膜包裝，其中該第一及第二 光學膜之每個光學膜具有對準的各自週邊邊緣，該第一 光學膜之至少一週邊邊緣的至少一部份與該第二光學膜 之至乂 一週邊邊緣結合在一起以形成該零隙結合。 51如申請專㈣圍第46項之薄膜包裝，其中該零隙結合係 該第一與第二光學膜之間的熱結合。 52. 如中請專利範圍第51項之薄膜包裝，其中該熱結合係超 音波結合。 53. 如中請專利範圍第51項之薄膜包裝，其中該熱結合係雷 射熔接結合。 士申明專利範圍第5 !項之薄膜包裝，其中該熱結合係藉 由熱壓機來形成。 申月專利範圍第46項之薄膜包裝，其中該零隙結合係 O:\90\90291.DOC 1230809 該第一與第二光學膜之間的化學結合。 56. 如申請專利範圍第46項薄 — 乂㈣包裝，其中該零隙結合係 该弟一與第二光學膜之間的機械結合。 57. 如申請專利範圍第46項之薄膜包裝，其中該第—光學膜 係具有-朝向該第二光學敎向之稜柱形結構表面的棱 柱形、光導引薄膜。 58.如申請專利範圍第57項之薄膜包裝，其中該第二光學膜 係-稜柱形、光導引薄膜，其具有—朝向該第_光學膜 定向之大體平坦表面及一具有定向成大體垂直於該第一 光學膜之該稜柱形結構表面之肋狀物的肋狀物的稜柱形 結構表面。 59·如申請專利範圍第46項之薄膜包裝，其進一步包含一顯 不元件，且至少第一及第二光學膜之該堆疊附著至該顯 示元件。 60·如申請專利範圍第46項之薄膜包裝，其進一步包含一背 光單元，且至少第一及第二光學膜之該堆疊附著至該背 光單元。 61 · —種顯示系統，其包括： 一照明單元； 一顯示單元；及 一位於於該照明單元與該顯示單元之間以管理自該照 明單元傳至該顯示單元之光的光管理單元，該光管理單 元包含至少第一及第二光學膜之一堆疊，該第一光學膜 具有一第一表面且該第二光學膜位於該第一光學膜上， O:\90\90291.DOC 1230809 忒第一光學膜具有一於一零隙薄膜結合處結合至該第一 光學膜之該第一表面的第一表面，該第二光學膜之一中 ^觀察σ卩分保持未結合至該第一光學膜。 汝申吻專利範圍第6丨項之系統，其進一步包括一耦接至 忒顯不7〇件以控制一由該顯示單元所顯示之影像的控制 早70 。 63·如申请專利範圍第61項之系統，其中該顯示單元包括一 液晶顯示層。 4·如申印專利.範圍第63項之系統，其進一步包含一位於該 等液aa ?、、、員示層之一觀看側上的吸收偏光層及一位於該液 晶顯示層之一光源側上的吸收偏光器。 65·如申凊專利範圍第61項之系統，其中該照明單元包括照 光面板的一個或多個光源，來自該一個或多個光 源之光進入該光導面板且穿過該光導面板之一表面而到 達該光管理單元。 66·如申請專利範圍第61項之系％，其進―纟包 持該照明單元、該光管理單元及該顯示單元的框架。 67·如申請專利範圍第66項之系統，其中該光管理單元之至 少该第一及第二光學膜包括用於將該光管理單元設置於 该框架内的一個或多個週邊對準接頭，該〜 邊對準接頭結合在一起以形成該零隙結合。 個或多個週 6心一種用於管理一顯示器内之光的光管理薄犋包裝，其包 含： &… 具有一第一表面的第一光學膜；及 O:\90\90291.DOC -9- 1230809 一位於該第一光學膜上之第二光學膜，該第二光學膜 ，有一第一表面，該第一表面藉由—用於將該等第一及 第二光學膜結合在一起的零隙結合構件而結合至該第一 光學膜之第一表面，該繁, 矛衣面$弟一先學膜之一中心觀察部份保 持未結合至該第一光學膜。 69. 一種用於管理一顯示器内之光的光管理薄膜包裝 含： ’、 一至少第一及第二光學膜的堆最 幻算$该等光學膜各自的 第一及第二觀察區域對準以形成一 ^ 堆豐觀察區域，用於 結合彡亥第一與第^一光學膜之間之镇勝从 間之，專膜的零隙結合構件位 於該第一及第二觀察區域外。 O:\90\90291.DOC 10-
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