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CN101620291A - 薄的光波导板及其制造方法 - Google Patents

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CN101620291A CN200810145462A CN200810145462A CN101620291A CN 101620291 A CN101620291 A CN 101620291A CN 200810145462 A CN200810145462 A CN 200810145462A CN 200810145462 A CN200810145462 A CN 200810145462A CN 101620291 A CN101620291 A CN 101620291A
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J·格林纳
C·C·安德森
J·李
雷和荣
M·R·兰德瑞
T·-E·胡
P·T·阿伊沃德
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Rohm and Haas Denmark Finance AS
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Abstract

本发明提供了一种复合光波导板，其包括：光波导层，该光波导层包括：用来从至少一个光源接收光的入射面；光波导出射面，其也大体垂直于入射面；特征化的表面，其与光波导出射面相背，大体垂直于入射面，用来对光进行重新定向，使其通过光波导出射面。另外，所述复合光波导板还包括光提取层，该光提取层包括：具有大量突出的光提取特征的入射面，所述特征具有尖端，该尖端结合于所述光波导层的光波导出射面，提供所述光波导层和光提取层之间的光学接触；以及光照出射面，用来从所述复合光照板提供出射光。此外，所述光提取层的厚度小于1毫米，一个或多个空气或其它气体的通道被夹在所述光波导层和光提取层之间。

Description

薄的光波导板及其制造方法
技术领域
本发明一般涉及光照设备，更具体来说，涉及用来为显示板提供光的光波导和光重新定向制品。
背景技术
透射液晶显示器(LCD)面板提供了比其它种类的显示器更为紧凑、重量轻的替代品，但是其需要一些种类的背光光照来提供用于调制的光。这种背光光照通常是通过提供光的表面来提供的，所述提供光的表面位于LCD面板后面，使得来自一个或多个光源的光重新定向通过LCD面板。提供光的表面的一个示例性的种类是光波导板(LGP)。LGP作为波导，为来自位于其侧边的一个或多个光源的入射光提供全内反射(TIR)。沿所述LGP的侧面或边缘提供一些种类的表面特征(surface feature)以便将光从LGP提取出来，使得光朝向显示板向外重新定向。
常规的光波导板厚而笨重，其厚度通常会超过LCD面板自身的厚度。另一个缺点涉及常规的光波导板的相对不可挠曲性。当使用PMMA或其它材料制造光波导板的时候，光波导板可能会很脆，当过薄的时候会很容易断裂。
制造轮廓简化的光波导板的优点是光照领域的技术人员众所周知的。多亏了薄而挠性的光照用光波导结构本身具有的优点，人们提出了许多的方案。例如，Rinko的名为“超薄光照元件(Ultra Thin Lighting Element)”的美国专利申请公开第2005/0259939号描述了一种挠性的光照器，其作为波导形成，使用离散的图案，衍射结构进行光提取。
尽管已经存在许多种用于薄外形光波导板的方案，但是仍然存在一些缺点。并非所有的塑料材料都可以在不发生变脆和裂纹的风险的情况下很容易地加工成薄的规格。例如，尽管Rinko的专利文献‘9939中提到了PMMA，但是已经证明PMMA难以在低于1毫米厚度的尺寸下进行制造。这种方案的制造方法在利用现有的技术和常规材料的时候也将面临挑战。
因此，人们需要从表面将光重新定向的薄光照膜或光波导板，用于LCD以及其它种类的显示器器件和光照应用。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种复合光波导板，其包括：光波导层，该光波导层包括：用来从至少一个光源接收光的入射面；光波导出射面，其也大体垂直于入射面；特征化的表面(featured surface)，其与光波导出射面相背，大体垂直于入射面，用来对光进行重新定向，使其通过光波导出射面；所述特征化的表面包括许多排线性棱形结构，这些结构沿基本垂直于入射面的长度方向延伸，高度和宽度尺寸为10-200微米，所述线性棱形结构的长∶宽比大于100∶1，所述光波导层的厚度小于1mm；所述复合光波导板由包括以下的聚合物材料形成：聚酯，无定形聚酯，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚酰胺，聚醚-酰胺，聚酰胺-酰亚胺，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，环状烯烃聚合物，抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸酯，聚丙烯腈，聚苯乙烯，聚醚，纤维素，含硫聚合物，以及两种或更多种聚合物或者它们的共聚物的混合物或者合金；还包括光提取层，该光提取层包括：具有大量突出的光提取特征的入射面，所述特征具有尖端，该尖端结合于所述光波导层的光波导出射面，提供所述光波导层和光提取层之间的光学接触；以及光照出射面，用来从所述复合光照板提供出射光；所述光提取层的厚度小于1毫米，一个或多个空气或其它气体的通道被夹在所述光波导层和光提取层之间。
在本发明的另一个方面，提供了一种形成挠性光波导板的方法，该方法包括：将挠性光波导板挤出辊压塑型在载体传送带上，所述光波导板具有特征化的表面和光波导出射面；使得所述光波导板从所述用过的载体传送带脱离；所述光波导板还包括：用来从至少一个光源接收光的入射面；出射面，其大体垂直于入射面；特征化的表面，其大体垂直于入射面，用来对光进行重新定向，使其通过出射面；所述特征化的表面包括许多排线性光重新定向结构，这些结构沿基本垂直于入射面的长度方向延伸，各个线性光重新定向结构的高度和宽度尺寸为10-200微米，所述线性光重新定向结构的长∶宽比大于100∶1，所述光波导板的总厚度小于1mm；所述复合光波导板由包括以下的聚合物材料形成：聚酯，无定形聚酯，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚酰胺，聚醚-酰胺，聚酰胺-酰亚胺，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，环状烯烃聚合物，抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸酯，聚丙烯腈，聚苯乙烯，聚醚，纤维素，含硫聚合物，以及两种或更多种聚合物或者它们的共聚物的混合物或者合金。
在本发明的另一个方面，提供了一种用来形成复合光波导板的方法，该方法包括：通过使用第一载体传送带进行挤出辊压塑型法，形成具有特征化表面和光波导出射面的挠性光波导层；形成光提取层，所述光提取层具有入射面，所述入射面具有大量突出的光提取特征；将所述光提取层的光提取特征的突出的端部与所述光波导层的光波导出射面结合，形成所述复合光波导板；所述复合光波导板还包括：光波导层，该光波导层包括：用来从至少一个光源接收光的入射面；光波导出射面，其也大体垂直于入射面，用来对光进行重新定向，使得光从光波导层向外射出；特征化的表面，其与光波导出射面相背，大体垂直于入射面，用来对光进行重新定向，使其通过光波导出射面；所述特征化的表面包括许多排线性棱形结构，这些结构沿基本垂直于入射面的长度方向延伸，高度和宽度尺寸为10-200微米，所述线性棱形结构的长∶宽比大于100∶1，所述光波导层的厚度小于1mm；所述复合光波导板由包括以下的聚合物材料形成：聚酯，无定形聚酯，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚酰胺，聚醚-酰胺，聚酰胺-酰亚胺，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，环状烯烃聚合物，抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸酯，聚丙烯腈，聚苯乙烯，聚醚，纤维素，含硫聚合物，以及两种或更多种聚合物或者它们的共聚物的混合物或者合金；还包括光提取层，该光提取层包括：具有大量突出的光提取特征的入射面，所述特征具有尖端，该尖端结合于所述光波导层的光波导出射面，提供所述光波导层和光提取层之间的光学接触；以及光照出射面，用来从所述复合光波导板提供出射光；所述光提取层的厚度小于1毫米，一个或多个空气或其它气体的通道被夹在所述光波导层和光提取层之间。
附图简述
图1是从根据本发明的挠性光波导膜的出射面观察的透视图；
图2是从图1的挠性光波导膜的入射面观察的透视图；
图3是从图1的挠性光波导膜的入射面观察的透视图，其具有沿长度延伸并具有一定曲率的棱形结构；
图4是一个实施方式中使用所述挠性光波导膜的显示器设备的透视图；
图5是根据一个实施方式的复合光照膜的透视图；
图6是一个实施方式中复合光照模的截面侧视图；
图7是复合光照膜的部件的透视图；
图8是使用输送带制造(web manufacture)形成挠性光波导膜的制造设备的方框示意图；
图9是使用输送带制造形成复合光照膜的制造设备的方框示意图。
具体实施方式
参见图1，图中显示了根据本发明的挠性光波导膜10从出射面14观察的透视图。光波导膜10具有特征化的表面16，示于图2的透视图的顶部。特征化的表面16具有许多排沿长度方向L延伸的线性的棱形结构18。在放大图E1中显示了棱形结构的截面图。棱形结构18的高度h和宽度w的尺度在10-200微米以内。棱形结构18可以是连续的，完全延伸横过光波导膜10的长度或宽度，但是也可具有较短的长度。另外，所述线性棱形结构18的长∶宽比大于100∶1。
棱形结构18沿长度延伸，但是不一定是绝对的笔直。例如，图3的透视图中从特征化表面16可以看出，一个实施方式中，挠性光波导膜的棱形结构沿长度延伸，具有一定程度的曲率。
尽管棱形结构18在制造的时候可能有一定的优点，但是特征化的表面16可包括棱形以外的特征。例如，该微结构化的表面的特征的横截面可包括弓形、半圆形、圆锥形、非球面形、梯形、或者至少两种形状的组合。一般来说，特征化表面16的特征在形状上沿垂直于入射面12的方向伸长。所述特征的尺寸和形状可以沿该方向变化，在一个实施方式中，至少一种微结构具有小于光波导膜的长度L的受限的长度。
例如，棱形结构18的顶角在入射面12附近可以约为90度，在远离光源20的位置可以约为140度(也即朝向光波导膜10的中心部分)。所述特征化的表面16的特征可以是连续的或离散的，它们可以是随机设置的，互相交错或重叠。最后，可以在光波导12下面或特征化表面16下面设置平面形的或具有图案化的起伏的底部反射器，以通过将从显示器或背光结构反射或再循环的光进一步反射回显示器，来进一步提高亮度。
作为参照，图1中显示了光源20的相对位置。光源20可以是单独的光源，例如CCFL(冷阴极荧光灯)，或者可以是一些其它种类的灯、灯泡或LED，或者光源的阵列。光源20引导光通过入射面12，所述入射面基本垂直于特征化的表面16，基本垂直于出射面14。
下面来看图4，图中显示了一种显示器设备100，其使用光波导膜10作为光照设备32的一部分。显示板30，例如LCD面板，对来自光波导膜10的光进行调制。还可提供一个或多个另外的膜，图4中显示为膜22和24，作为光照设备32的一部分，以改进来自光波导膜10的光的方向性、均一性、或者其它特性，或者提供光的偏振。光通过显示板30的路径用虚线箭头R显示。
本发明的光波导膜10具有较薄的轮廓，因此优于常规的光波导板。光波导膜10的厚度t小于1毫米。以下是光波导膜10的材料组成和制造。
复合膜
尽管光波导膜10提供了大量的优点，但是还可提供辅助膜22和24以改进从出射面14发射的光的方向。可能需要将一种膜与光波导膜10一起使用，提供提取特征，该特征能够破坏光波导膜10之内的TIR，以提供光的出射，使得光的朝向大体沿法线方向，如虚线R所示。可以理解，一种设计结合了一种或多种所述辅助膜元件，特别是能够提供光提取特征的膜元件是有益的。
图5是用于显示器的光照组件59的透视图，其包括光源20和光波导层40，所述光波导层40通过任选的粘合层43与光提取层50结合并光耦合。光波导层40具有(光)入射面42，具有延伸的棱形结构38的特征化表面36和出射面34(出射面34比特征化表面36更靠近观察者)。
光提取层50具有入射面52，该入射面具有大量光提取特征54。光提取特征54结合于光波导层40的顶面34。这些光提取特征54有助于使得光朝向光提取膜出射面56重新定向。
图6是显示根据本发明一个实施方式光波导层40与光提取层50光耦合、形成复合光照膜60的放大横截面侧视图，所述复合光照膜60同时结合了光波导功能和光提取功能，同时提供薄的轮廓。光提取特征54具有边64和66以及顶点62，所述顶点62可以如该截面图所示为一个点，或者可以更为变圆，斜切或是平坦的。如假想线所示，顶点62通过例如使用粘合层43层叠结合于光波导层40的顶面34。这种结合提供了光学接触，这是适于对从光波导层40提取的光进行重新定向所需的。很重要的是，空气或其它环境气体的柱44以这种结构被夹在光提取层50和光波导层40之间。空气或其它气体可以封闭在光波导层40和光提取层50之间。图中显示光线R从光波导层40提取，被光提取特征54重新定向。光线R优选以垂直于出射面56或接近垂直于出射面56的方向发射。
在图6所示的实施方式中，边66和64由沿光提取特征54的边延伸的平面部分形成。边64和66也可以变圆，或者可以仅有一个平坦的部分，或者如图所示具有两个以上平面部分。
在某个区域，光提取特征54和光波导层40之间的光学接触面积越小，从该区域提取的光的量(通量)越低。该原理可用来增大在结合的光波导层40和光提取层50之间某些区域发生的光提取。
例如，在许多显示器应用中，在接近显示器的角可能有暗色区域。在此情况下，光波导中的光通量在平行于光源的方向变化。因此，即使角可以更接近图5所示的光源20，在这些位置也可能提取更少的光。与示例性实施方式一致，通过增大光波导层40角区域内光提取特征54的光学接触面积，角上的光强度可以增大，光分布均一性可以获得改进。类似的，如果显示器或光照器件的一个区域具有局部的亮度，可通过在光波导层40相应的部分减小光学接触面积来改进均一性。在前一种情况下，所述特征可以更长或更多，在后一种情况下，所述特征可以较短或较少，以便分别增大和减小膜的有关部分中的光学接触面积。
一般来说，光波导层40中的光通量将需要一定量的来自光提取层50的光接触面积。光接触面积可以在各个位置周围的复合光照膜60较小的“邻域(neighborhood)”计算。每个邻域必需足够小，以避免显示器的观察者可察觉的亮度的不均匀。所述邻域还必需足够小，足以支撑光提取层50中的亮度变化而不会造成显示器观察者可见的邻域之间的亮度变化。结果，邻域的尺寸将取决于用途，以及取决于LCD显示器的像素尺寸，置于光重新定向膜和LC面板之间的层的漫射能力，显示器与观察者之间预期的距离，以及其它应用时的具体因素。邻域的尺寸可能远小于小型LC面板像素的尺寸，或者在较大显示器应用中可能最大为1.0毫米，或者更大。
图7是显示部分分解状态的复合光照膜的部件的透视图。放大图E2显示了光波导层40上的棱形结构38的特写侧视图。放大图E3显示了光提取层50的入射面52的光提取特征54的特写侧视图。光波导层40的厚度t1小于1毫米。类似的，光提取层50的厚度t2小于1毫米。在所示的实施方式中，光提取特征54沿垂直于棱形结构38的长度L延伸方向的方向延伸。
制造
挠性光波导膜10特别适合用于使用下文所述的所谓挤出辊筒模塑法进行输送带制造。图8是使用挤出辊筒模塑和输送带制造工艺用来形成挠性光波导膜10的制造设备70的方框示意图。从供应器72提供载体输送带74，使其从具有图案的辊80和相对的辊78之间通过。挤出机76将熔融的材料加入辊78和80之间的辊隙，然后冷却形成图2所示的特征化表面16的图案。用过的载体传向载体收集辊82，脱离光波导膜10，然后光波导膜10被切割，或者卷绕在收集辊84上。相对的辊78的表面可以是硬的(金属的)或软的(弹性材料的)。
图9是用来使用传送带制造形成复合光照膜60的制造设备110的方框示意图。如之前关于图8所述，制造设备70形成光波导层40。设置类似的制造设备90形成光提取层50。然后光波导层40和光提取层50输送到层叠位置92，如图5和6所述结合它们各自的表面，形成复合光照膜60。在另一个实施方式中，所述光提取膜可通过紫外浇铸和固化操作制造，将对紫外光敏感的柔软材料涂敷在基材上，然后通过有图案的辊，在基材上形成图案化的层。在与辊的图案化表面接触的时候，通过用紫外光辐照所述膜，使对紫外光敏感的层固化和硬化。然后将固化的图案化的层与载体基材一起从有图案的辊上剥下，卷绕在收集辊上。这样制造的光提取膜最终依照与上面图9中所示层叠位置92类似的方式与光波导膜结合。
结合方法
再来看图5，光提取层50的入射面52结合于光波导层40的出射面34。有许多种技术可用来结合这两个表面。可以通过层压，同时进行加热和加压操作，将这些表面结合在一起。或者可以使用指数匹配的粘合剂和各种需要紫外固化步骤的紫外型粘合剂。使用粘合剂的一个优点是可以在光学粘合层中进行可控制的量的嵌入。可通过这种能够改变粘合剂和嵌埋深度的能力作为达到所需光耦合程度的机理。
材料
光波导膜10，光波导层40以及光提取层50可以由任意的各种可熔融加工的透明聚合物形成。这些聚合物可包括但不限于以下种类的均聚物、共聚物和能够进一步加工形成聚合物的低聚物：聚酯；聚丙烯酸酯；聚碳酸酯(例如双酚A的聚碳酸酯)；聚酰胺；聚醚-酰胺；聚酰胺-酰亚胺；聚酰亚胺(例如热塑性聚酰亚胺和聚丙烯酸-酰亚胺(polyacrylic imides))；聚醚酰亚胺；环状烯烃聚合物；抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸酯，聚丙烯腈和聚苯乙烯；苯乙烯类共聚物和混合物(例如苯乙烯-丁二烯共聚物，苯乙烯-丙烯腈共聚物，以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)；聚醚(例如聚苯醚，聚(二甲基苯醚))；纤维素(例如乙基纤维素，乙酸纤维素，丙酸纤维素，乙酸丁酸纤维素，以及硝酸纤维素)；含硫聚合物(例如聚苯硫醚，聚砜，聚芳砜，以及聚醚砜)。也可使用两种或更多种聚合物或共聚物的混合物或合金。
适当地，图1中的光波导膜10和图5中的光波导层40和光提取层50包含可熔融加工的挠性聚合物。出于本发明的目的，挠性聚合物是满足以下条件的聚合物：当该聚合物为膜或片材的形式的时候，其可以在常规的使用温度范围下围绕直径5厘米的辊筒卷绕而不发生断裂。优选的是，所述光波导膜10，光波导层40和光提取层50包含具有以下性质的聚合物：该聚合物的透光率至少为85％(ASTM D-1003)，更优选至少为90％，霾度(haze)(ASTM D-1003)不大于2％，更优选不大于1％。一般来说，合适的聚合物本身可以是晶态、半晶态或无定形的，但是最合适的是无定形聚合物，这是因为它们能够形成具有最少程度霾度的光学均一的结构。为了最好地满足对显示器应用的热尺寸稳定性的要求，所述聚合物的玻璃化转变温度(Tg)(ASTM D3418)应至少为85℃，在常温下的热膨胀系数(ASTM D-696)不大于1.0×10-4mm/mm/℃。
特别适合用于光波导膜10、光波导层40和光提取层50的可熔融加工的聚合物包括无定形聚酯(即无法在挤出辊压塑型法采用的时间和温度下自发地形成晶体形态的聚酯)，聚碳酸酯(即基于双酚A之类的二元酚的聚碳酸酯)，同时包含酯和碳酸酯部分的聚合物材料，以及环状烯烃聚合物。另外，如果通过在常规的脆性的可熔融加工的聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚丙烯腈中加入抗冲改性剂聚合物颗粒(例如包含软芯/硬壳胶乳颗粒的抗冲改性的PMMA)使其变为挠性，则其也是适用于本发明的材料。但是应当注意，常规的PMMA很脆，因此不适用于本发明的薄LGP。
适用于聚酯的单体和共聚单体可以是二醇或二羧酸或酯类。二羧酸共聚单体包括但不限于对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸，萘二甲酸的所有同分异构体，联苯甲酸，例如4，4′-联苯二甲酸及其同分异构体，反-4，4′-茋二甲酸及其同分异构体，4，4′-二苯基醚二甲酸及其同分异构体，4，4′-二苯砜二甲酸及其同分异构体，4，4′-二苯甲酮二甲酸及其同分异构体，卤代芳族二羧酸，例如2-氯代对苯二甲酸和2，5-二氯代对苯二甲酸，其它取代的芳族二羧酸，例如叔丁基间苯二甲酸和磺化间苯二甲酸钠(sodium sulfonated isophthalic acid)，环烷烃二羧酸，例如1，4-环己烷二羧酸及其同分异构体，以及2，6-十氢化萘二羧酸及其同分异构体，二环或多环二羧酸(例如各种同分异构的降冰片烷(norbomane)和降冰片烯(norbomene)二羧酸，金刚烷二羧酸，以及二环辛烷二羧酸)，烷烃二羧酸(例如癸二酸，己二酸，草酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸，壬二酸和十二烷二羧酸)，稠环芳烃(例如茚、蒽、菲(pheneanthrene)、苯嵌萘、芴等)的任何同分异构体的二羧酸。可以使用其他的脂族、芳族、环烷类或环烯类二羧酸。或者可以使用任意这些二羧酸单体的酯，例如对苯二甲酸二甲酯，代替二羧酸本身，或者与二羧酸一起结合使用。
合适的二醇共聚单体包括但不限于线性或支化的烷烃二醇或二元醇(例如乙二醇，丙二醇(例如1，3-丙二醇)，丁二醇(例如1，4-丁二醇)，戊二醇(例如新戊二醇)，己烷二醇，2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇和更高级的二醇)，醚二醇(例如二甘醇，三甘醇，以及聚乙二醇)，链酯二醇(例如3-羟基-2，2-二甲基丙基-3-羟基-2，2-二甲基丙基-3-羟基-2，2-二甲基丙酸酯)，环己烷二醇，例如1，4-环己烷二甲醇及其同分异构体，以及1，4-环己烷二醇及其异构体，二环二醇或多环二醇(例如各种同分异构体的三环癸烷二甲醇，降冰片烷二甲醇，降冰片烯二甲醇，以及双环辛烷二甲醇)，芳族二醇(例如1，4-苯二甲醇及其同分异构体，1，4-苯二醇及其异构体，双酚，例如双酚A，2，2′-二羟基联苯及其同分异构体，4，4′-二羟基甲基联苯及其同分异构体，以及1，3-二(2-羟基乙氧基)苯及其同分异构体)，以及这些二醇(例如二甲基二醇或二乙基二醇)的低级烷基醚或二醚。也可使用其他的脂族、芳族、环烷基和环烯基二醇。
所述同时包含酯和碳酸酯部分的聚合物材料可以是(可混溶性)混合物，其中至少一种组份是基于聚酯的聚合物(均聚物或共聚物)，另一种组份是聚碳酸酯(均聚物或共聚物)。这些混合物可通过例如常规的熔融加工技术制备，在此技术中，将聚酯的球粒与聚碳酸酯的球粒混合起来，然后在单螺杆或双螺杆挤出机中进行熔融混合，形成均一的混合物。在熔融温度下，聚酯和聚碳酸酯之间能够会发生一些交换反应(酯交换反应)，可通过加入一种或多种稳定剂(例如亚磷酸盐化合物)来控制该交换反应的程度。或者同时包含酯部分和碳酸酯部分的聚合物材料可以是通过以下组份反应制备的共聚(聚酯-聚碳酸酯)：二元酚，碳酸酯前体(例如光气)，以及二羧酸，二羧酸酯，或者二酰基卤(dicarboxylichalide)。
环状烯烃聚合物是一种非常新颖的聚合物材料，其能够提供很高的玻璃化转变温度，高透光率，以及低的光学双折射。可用来实施本发明的无定形环状烯烃聚合物包括均聚物和共聚物。环状烯烃(共聚)聚合物包括例如非环烯烃的环状烯烃加成共聚物，例如α-烯烃与环状烯烃的加成共聚物；乙烯、环状烯烃和α-烯烃的环状烯烃加成共聚物；以及通过环状单体进行开环聚合、然后脱氢制得的均聚物和共聚物。优选的环状烯烃聚合物是由包括降冰片烯或四环十二碳烯结构的环状烯烃组成的环状烯烃聚合物。优选的环状烯烃聚合物和共聚物的常规例子包括：降冰片烯/乙烯共聚物，降冰片烯/丙烯共聚物，四环十二碳烯乙烯共聚物和四环十二碳烯/丙烯共聚物。目前可在市场上购得的环状烯烃聚合物包括APELTM(三井化学公司(Mitsui Chemical Inc.))，
Figure A20081014546200151
(JSR公司)，
Figure A20081014546200152
(提柯那公司(Ticona GmbH))，以及
Figure A20081014546200153
和
Figure A20081014546200154
(佐恩化学公司(Zeon Chemical Corporation))。
或者所述光提取层50可以包含固化的热固性树脂，例如热固化或紫外固化的单体或低聚物，例如(甲基)丙烯酸酯，氨基甲酸酯-丙烯酸酯低聚物，环氧化物，以及其他众所周知的热固性树脂。
因此，本发明提供了一种复合光波导板，其包括：光波导层，该光波导层包括用来从至少一个光源接收光的入射面，也基本垂直于入射面垂直的光波导出射面，特征化表面，所述特征化表面与所述光波导出射面相背，大体垂直于所述入射面，用来对光进行重新定向，使得光通过光波导出射面。另外，所述特征化的表面包括许多排沿长度方向延伸的线性棱形结构，它们基本垂直于入射面，高度和宽度尺寸为10-200微米，所述线性棱形结构的长∶宽比大于100∶1，所述光波导层的厚度小于1毫米。另外，所述光波导板由包括以下的聚合物材料形成：聚酯、无定形聚酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚醚-酰胺、聚酰胺-酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、环状烯烃聚合物、抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚醚、纤维素、含硫聚合物以及两种或更多种聚合物的混合物或合金，或者它们的共聚物。另外，所述复合光波导板包括光提取层，所述光提取层包括入射面，所述入射面包括大量突出的光提取特征，它们具有尖端，这些尖端结合于光波导层的光波导出射面，提供光波导层和光提取层之间的光学接触，所述光提取层还包括光照出射面，用来从复合光照板提供出射光。另外，所述光提取层的厚度小于1毫米，一个或多个空气或其它气体的通道夹在所述光波导层和光提取层之间。
部件列表
10.光波导膜
12.光波导膜的入射面
14.出射面
16.特征化的表面
18.棱形结构
20.光源
22，24.膜
30.显示板
32.光照设备
34.出射面
36.特征化的表面
38.棱形结构
40.光波导层
42.入射面
43.粘合层
44.柱
50.光提取层
52.入射面
54.光提取特征
56.出射面
59.光照组件
60.复合光照膜
62.顶点
64，66.边
70.制造设备
72.供应器件
74.载体传送带
76.挤出机
78.辊
80.图案化的辊
82.载体收集辊
84.收集辊
90.制造设备
92.结合位置
100.显示器设备
110.制造设备
E1，E2，E3.放大图
h.高度
L.长度
t.厚度
w.宽度。

Claims (8)

1.一种复合光波导板，其包括：
光波导层，该光波导层包括：
用来从至少一个光源接收光的入射面；
光波导出射面，其也大体垂直于入射面；
特征化的表面，其与光波导出射面相背，大体垂直于入射面，用来对光进行重新定向，使其通过光波导出射面；
所述特征化的表面包括许多排线性棱形结构，这些结构沿基本垂直于入射面的长度方向延伸，高度和宽度尺寸为10-200微米，
所述线性棱形结构的长∶宽比大于100∶1，所述光波导层的厚度小于1mm；
所述复合光波导板由包括以下的聚合物材料形成：聚酯，无定形聚酯，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚酰胺，聚醚-酰胺，聚酰胺-酰亚胺，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，环状烯烃聚合物，抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸酯，聚丙烯腈，聚苯乙烯，聚醚，纤维素，含硫聚合物，以及两种或更多种聚合物或其共聚物的混合物或者合金；
光提取层，该光提取层包括：
具有大量突出的光提取特征的入射面，所述特征具有尖端，该尖端结合于所述光波导层的光波导出射面，提供所述光波导层和光提取层之间的光学接触；
光照出射面，用来从所述复合光照板提供出射光；
所述光提取层的厚度小于1毫米，一个或多个空气或其它气体的通道被夹在所述光波导层和光提取层之间。
2.如权利要求1所述的复合光波导板，其特征在于，所述聚合物材料包括无定形聚酯、聚碳酸酯、环状烯烃聚合物、抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯，以及包括酯和碳酸酯部分的聚合物材料。
3.如权利要求1所述的复合光波导板，其特征在于，各个光提取特征具有：第一边，该第一边包括沿长度方向延伸的两个或更多个平面部分；以及第二边，其包括类似地沿长度方向延伸的两个或更多个平面部分，所述第一边和第二边在顶点相交。
4.一种形成挠性光波导板的方法，该方法包括：
将挠性光波导板挤出辊压塑型在载体传送带上，所述光波导板具有特征化的表面和光波导出射面；
使得所述光波导板从所述用过的载体传送带脱离；
所述光波导板还包括：
用来从至少一个光源接收光的入射面；
出射面，其大体垂直于入射面；
特征化的表面，其大体垂直于入射面，用来对光进行重新定向，使其通过出射面；
所述特征化的表面包括许多排线性光重新定向结构，这些结构沿基本垂直于入射面的长度方向延伸，各个线性光重新定向结构的高度和宽度尺寸为10-200微米，
所述线性光重新定向结构的长∶宽比大于100∶1，所述光波导板的总厚度小于1mm；
所述复合光波导板由包括以下的聚合物材料形成：聚酯，无定形聚酯，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚酰胺，聚醚-酰胺，聚酰胺-酰亚胺，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，环状烯烃聚合物，抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸酯，聚丙烯腈，聚苯乙烯，聚醚，纤维素，含硫聚合物，以及两种或更多种聚合物或其共聚物的混合物或者合金。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合物材料包括无定形聚酯、聚碳酸酯、环状烯烃聚合物、抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯以及包含酯和碳酸酯部分的聚合物材料。
6.一种用来形成复合光波导板的方法，该方法包括：
通过使用第一载体传送带进行挤出辊压塑型处理，形成具有特征化表面和光波导出射面的挠性光波导层；
形成光提取层，所述光提取层具有入射面，所述入射面具有大量突出的光提取特征；
将所述光提取层的光提取特征的突出的端部与所述光波导层的光波导出射面结合，形成所述复合光波导板；
所述复合光波导板还包括：
光波导层，该光波导层包括：
用来从至少一个光源接收光的入射面；
光波导出射面，其也大体垂直于入射面，用来对光进行重新定向，使得光从光波导层向外射出；
特征化的表面，其与光波导出射面相背，大体垂直于入射面，用来对光进行重新定向，使其通过光波导出射面；
所述特征化的表面包括许多排线性棱形结构，这些结构沿基本垂直于入射面的长度方向延伸，高度和宽度尺寸为10-200微米，
所述线性棱形结构的长∶宽比大于100∶1，所述光波导层的厚度小于1mm；
所述复合光波导板由包括以下的聚合物材料形成：聚酯，无定形聚酯，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚酰胺，聚醚-酰胺，聚酰胺-酰亚胺，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，环状烯烃聚合物，抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯，聚丙烯酸酯，聚丙烯腈，聚苯乙烯，聚醚，纤维素，含硫聚合物，以及两种或更多种聚合物或其共聚物的混合物或者合金；
光提取层，该光提取层包括：
具有大量突出的光提取特征的入射面，所述特征具有尖端，该尖端结合于所述光波导层的光波导出射面，提供所述光波导层和光提取层之间的光学接触；
光照出射面，用来从所述复合光波导板提供出射光；
所述光提取层的厚度小于1毫米，一个或多个空气或其它气体的通道被夹在所述光波导层和光提取层之间。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述聚合物材料包括无定形聚酯、聚碳酸酯、环状烯烃聚合物、抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯以及包含酯和碳酸酯部分的聚合物材料。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述结合的步骤使用粘合剂。
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