專利名稱：角隅棱鏡反射器、其制作方法及有該器件的反射顯示裝置的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種角隅棱鏡反射器，一種制作該角隅棱鏡反射器的方法，以及一種含有該角隅棱鏡反射器的反射顯示裝置。
2.相關(guān)技術(shù)之描述關(guān)于帶有回射器的反射液晶顯示裝置，已有各種各樣的結(jié)構(gòu)被提出過(guò)(例如，見(jiàn)日本已公開(kāi)專利公布號(hào)2002-107519，日本專利號(hào)3216584，日本已公開(kāi)專利公布號(hào)2002-287134)。那些反射液晶顯示裝置中的每一種都不用偏振器，因而能夠以增強(qiáng)的亮度發(fā)揮顯示功能，并可望獲得更大對(duì)比率的顯示。這里所說(shuō)的“回射器”是指一種光學(xué)元件，它具有非常小的單元的二維排列，故無(wú)論光束來(lái)自何方，均可通過(guò)其多個(gè)反射面將任何入射光束反射回其光源。
圖16顯示了如日本已公開(kāi)專利公布號(hào)2002-107519所揭示的一個(gè)含有回射器的反射顯示裝置的示例性結(jié)構(gòu)。
圖16中所示的反射顯示裝置9包含一個(gè)電極4，一個(gè)對(duì)準(zhǔn)膜2，一個(gè)液晶層1，另一對(duì)準(zhǔn)膜3，另一電極5和一個(gè)回射器8，并按此順序在兩基體6和7之間堆疊(當(dāng)觀察者從顯示裝置上方觀察時(shí))。液晶層1由散射型液晶材料制成，可在兩種狀態(tài)——透射入射光的透射態(tài)和散射入射光的散射態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
以下將從原理上描述反射顯示裝置9是如何發(fā)揮顯示功能的。
首先，當(dāng)液晶層1處于傳輸態(tài)時(shí)，一束來(lái)自觀察者眼睛附近的入射光10在被折射的同時(shí)，透過(guò)基體6和液晶層1，入射到回射器8上，然后從回射器8反射回來(lái)，成為反射光束11。反射光束11在經(jīng)過(guò)一個(gè)類似的折射后，返回到觀察者眼睛附近。同時(shí)，來(lái)自觀察者眼睛附近之外的任何其它入射光束，則被回射器8恰好回射到其光源，永遠(yuǎn)不會(huì)到達(dá)觀察者眼睛附近。結(jié)果，只有來(lái)自觀察者眼睛附近的入射光束10才會(huì)被他或她(觀察者)感知，因而得到黑顯示狀態(tài)。然后，當(dāng)液晶層1處于散射態(tài)時(shí)，進(jìn)入液晶層1的光被液晶層1向前散射或向后散射，或通過(guò)液晶層1傳輸。向后散射的光返回到觀察者，造成白顯示方式。另一方面，那些被液晶層1向前散射或透過(guò)液晶層1的光束則被回射器8回射，然后再次進(jìn)入處于散射狀態(tài)的液晶層1，從而再經(jīng)受液晶層1的散射作用。因而，被回射器8回射的大部分光返回到觀察者，用以得到白顯示方式。通過(guò)這種方式，不僅被液晶層1向后散射的光，而且透過(guò)液晶層1或被過(guò)液晶層1向前散射的光也可被用于顯示目的。從而得到了高亮度的顯示。
欲使反射顯示裝置9按此原理工作，回射器8的單元排列節(jié)距需要至多約等于、最好是小于像素節(jié)距。如果單元排列節(jié)距大于像素節(jié)距，則已透過(guò)液晶層1的一個(gè)像素、然后被回射器8回射的入射光束10在返回途中可能穿過(guò)液晶層1的另一像素。在此情況下，顯示可能呈異常狀態(tài)。例如，一束在到達(dá)回射器8之前已穿過(guò)一個(gè)紅色過(guò)濾器的入射光，在返回途中可能穿過(guò)一個(gè)綠色或藍(lán)色過(guò)濾器，從而可能造成意外的顏色混合。
反射顯示裝置9的顯示性能強(qiáng)烈地依賴于回射器8的回射特性。除其它一些因素外，在許多情況下，黑顯示方式的亮度主要由回射器8的回射比所決定。也就是說(shuō)，回射器8的回射特性越高，則白顯示方式的亮度(輝度)與黑顯示方式的亮度之比(即反差比)越大，實(shí)現(xiàn)的顯示質(zhì)量越高。
因而，對(duì)于一個(gè)具有回射器的反射顯示裝置，如反射顯示裝置9，要達(dá)到優(yōu)良的顯示性能，其回射器8需是一個(gè)包含具有足夠小排列節(jié)距并具有較高回射特性的單元的反射器。
用作回射器8的反射器實(shí)例包括一種通過(guò)緊密地包裹球形珠子而獲得的反射器，以及一種通過(guò)規(guī)則地排列像角隅棱鏡等的單元而獲得的反射器。在這些各種各樣的反射器中，一種具有角隅棱鏡排列的反射器(通常被稱為“角隅棱鏡反射器”)通常被認(rèn)為能達(dá)到最高可能的回射特性。另一方面，在緊密包裹有珠子的反射器中，無(wú)論珠子被包裹得多么緊密，在珠子之間不可避免地會(huì)產(chǎn)生縫隙，而這樣的縫隙從不對(duì)回射有所貢獻(xiàn)。例如，在一個(gè)二維地非常緊密地包裹著相同直徑的珠子的反射器中，單位面積中那些非回射部分(即縫隙)的總面積占總表面積的百分比估計(jì)高達(dá)略低于10％(如9.3％)。同時(shí)，在各種各樣稱為“角隅棱鏡反射器”的回射器中，有一種排列有三棱錐形凹進(jìn)區(qū)域的反射器，其單位面積中非回射部分總面積占總表面積的百分比估計(jì)約為30％。由上可看出，在這些由緊密裹有珠子或排列有三棱錐形凹進(jìn)區(qū)域的反射器中，該非回射部分占整個(gè)反射器的比例太高，以至不能完成足夠高的回射比。另一方面，在各種各樣的回射器中，有一種方形角隅棱鏡反射器(即，一種具有方形角隅棱鏡陣列的反射器，其方形角隅棱鏡陣列是通過(guò)規(guī)則地排列許多稱為“方形角隅棱鏡”的單元而獲得的，每個(gè)單元包含三個(gè)互相垂直對(duì)立的方形平面)，從理論上說(shuō)，在俯視圖平面上，其非回射部分的百分比估計(jì)為零。因而，這種方形角隅棱鏡反射器可望獲得足夠高的回射特性。這里所說(shuō)的“角隅棱鏡”或“方形角隅棱鏡”包含一個(gè)基本上具有角隅棱鏡形狀或基本上具有方形角隅棱鏡形狀的結(jié)構(gòu)。更確切地說(shuō)，一個(gè)方形角隅棱鏡是一個(gè)具有至少三組山脈線和山谷線的結(jié)構(gòu)。
鑒于這些考慮，如果使用方形角隅棱鏡反射器作為回射器8，則理論上講，可獲得較高的回射特性，并可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量顯示。
然而實(shí)際上要制作這樣小排列節(jié)距(例如250μm或更小)的方形角隅棱鏡反射器是極端困難的。以上所引用的參考資料(即日本已公開(kāi)專利公布號(hào)2002-107519，日本專利號(hào)3216584，日本已公開(kāi)專利公布號(hào)2002-287134)均未提供一種制作那樣小排列節(jié)距的方形角隅棱鏡反射器的具體方法。同樣地，其它用機(jī)械方法制作方形角隅棱鏡的傳統(tǒng)方法，如電鍍法和針形束化法(pinbundling method)，均不適于制作那樣小排列節(jié)距的方形角隅棱鏡反射器。
同時(shí)，日本已公開(kāi)專利公布號(hào)7-205322揭示了一種利用光化學(xué)技術(shù)制作方形角隅棱鏡陣列的方法。在該方法中，一層感光耐蝕膜被具有許多等邊三角形透明區(qū)域的掩模構(gòu)圖。該掩模上的每個(gè)透明區(qū)域有不同的透射比，從中心向周邊逐漸遞減。通過(guò)對(duì)這樣的掩模進(jìn)行曝光和顯影工序，在一個(gè)基體上形成許多三棱錐形光刻圖案元。然后，對(duì)該被部分地覆蓋有那些光刻圖案元的基體利用預(yù)定技術(shù)蝕刻，從而形成許多與光刻圖案元形狀相同的凸起。以這種方式，即可在基體上形成角隅棱鏡陣列。
此外，在《應(yīng)用光學(xué)》第35卷第19期第3466-3470頁(yè)，《由選擇性外延生長(zhǎng)的(100)硅平面形成的光柵精密晶體角隅棱鏡陣列》中描述了一項(xiàng)形成包含三個(gè)互相垂直對(duì)立的方形平面的、非常小尺寸的、立方形角隅棱鏡的技術(shù)。根據(jù)該項(xiàng)技術(shù)，一層用于控制晶體生長(zhǎng)的氧化膜被局部地供給到硅基體的(111)平面上，以便造成晶體在基體上的外延生長(zhǎng)，從而在其上形成非常小尺寸的角隅棱鏡陣列。
這樣，根據(jù)日本已公開(kāi)專利公布號(hào)7-205322或《應(yīng)用光學(xué)》第35卷第19期第3466-3470頁(yè)所揭示的非機(jī)械方法，可以形成甚至更小排列節(jié)距的方形角隅棱鏡陣列。為規(guī)模生產(chǎn)方形角隅棱鏡陣列，最好利用例如電鑄技術(shù)，通過(guò)轉(zhuǎn)印由上述方法得到的方形角隅棱鏡陣列的表面形狀，來(lái)制備一個(gè)沖模(例如用Ni制成)。如果該模具的表面形狀被轉(zhuǎn)印到樹(shù)脂材料，例如通過(guò)利用模具作為主基體，則可用同一模具來(lái)成型大量角隅棱鏡反射器。
然而，此時(shí)要用上述任何方法制作足夠小排列節(jié)距并具有足夠高回射特性的方形角隅棱鏡反射器仍很困難。
其原因是方形角隅棱鏡反射器的回射特性強(qiáng)烈地依賴于構(gòu)成一個(gè)單元(即單個(gè)方形角隅棱鏡)的三個(gè)方形平面中每一個(gè)的形狀精度、那些平面中每一個(gè)的平面度(planarity)(即各個(gè)平面的角度精度)或兩相鄰平面連接區(qū)域的精度，所有這些在本文中將統(tǒng)稱為“形狀精度”。根據(jù)上述非機(jī)械方法，制作具有接近理想形狀的方形角隅棱鏡陣列很困難，從而，與理想情況相比，實(shí)際回射特性顯著惡化。
更具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于一個(gè)由日本已公開(kāi)專利公布號(hào)7-205322所揭示的光化學(xué)方法獲得的方形角隅棱鏡，很難保證較高的平面精度(即平面度)。在該方法中，一個(gè)方形角隅棱鏡的各個(gè)側(cè)面的平面精度依賴于基體上的三棱錐形光刻圖案元的精度。然而，要增加光刻圖案元的平面精度，應(yīng)通過(guò)例如使掩模的透射比或不透明度變化恒定，來(lái)足夠嚴(yán)格地控制光阻層的曝光和顯影工序。但是，實(shí)際上，這樣嚴(yán)格的工藝控制很難實(shí)現(xiàn)。
此外，根據(jù)由《應(yīng)用光學(xué)》第35卷第19期第3466-3470頁(yè)所揭示的利用硅的選擇性生長(zhǎng)的方法，則很難控制晶體的橫向生長(zhǎng)。而且，一個(gè)欲沉積在硅基體上用于確定方形角隅棱鏡圖案的二氧化硅膜，以及一個(gè)欲堆疊于其上的膜均易于在其端面處嚴(yán)重變形。因而，欲用這種方法制作具有所期望形狀的方形角隅棱鏡陣列也并不容易。
如上所述，各種增加包含以足夠小節(jié)距(例如200μm或更小)排列的單元并用于提高其回射特性的方形角隅棱鏡陣列形狀精度的方法均有局限性。特別地，單元的排列節(jié)距越小，則方形角隅棱鏡陣列的形狀精度越低，且欲充分地提高回射特性則越困難。
發(fā)明概述為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種角隅棱鏡反射器，它含有許多以非常小間距排列的單元，以便呈現(xiàn)出優(yōu)良的回射特性，并提供一種容易地制作這樣的角隅棱鏡反射器的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)包含這樣的角隅棱鏡反射器的、能實(shí)現(xiàn)優(yōu)良顯示性能的反射顯示裝置。
依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案的一個(gè)角隅棱鏡反射器最好是包含單元的二維排列。單元最好按200μm或更小的節(jié)距排列。從入射光入射的方向看，每個(gè)所述單元最好有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)。一個(gè)包含峰點(diǎn)的峰區(qū)，與理想角隅棱鏡的理想峰區(qū)相比，最好有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域。峰點(diǎn)的高度最好低于理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)之高度。谷點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2，最好小于峰點(diǎn)高度與理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案中，峰點(diǎn)高度與理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1與排列節(jié)距之比值最好大于0％，且小于或等于2.5％。
在另一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案中，谷點(diǎn)高度與理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2與排列節(jié)距之比值最好介于0％和1.7％之間。
在另外一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案中，谷點(diǎn)高度最好高于理想谷點(diǎn)高度。
在再另外一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案中，單元最好為方形角隅棱鏡。
在還有另外一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案中，排列節(jié)距最好為20μm或更小。
依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案的一個(gè)主基體最好包含單元的一個(gè)二維排列，這些單元最好為角隅棱鏡。這些角隅棱鏡最好按200μm或更小的節(jié)距排列。從入射光入射的方向看，每個(gè)所述角隅棱鏡最好有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)。一個(gè)包含谷點(diǎn)的谷區(qū)，與理想角隅棱鏡的理想谷區(qū)相比，最好有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和域一個(gè)缺失區(qū)域。谷點(diǎn)的高度最好高于理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)之高度。峰點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1，最好小于谷點(diǎn)高度與理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2。
依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案的一種制作主基體的方法最好包含一個(gè)制備角隅棱鏡陣列主體的步驟，該主體具有一個(gè)確定了單元的二維排列的表面。這些單元最好按200μm或更小的節(jié)距排列。從入射光入射的方向看，每個(gè)所述單元最好有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)。一個(gè)包含峰點(diǎn)的峰區(qū)和/或一個(gè)包含谷點(diǎn)的谷區(qū)，與理想角隅棱鏡陣列的理想峰區(qū)或理想谷區(qū)相比，最好有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域。該方法最好還包含以下步驟通過(guò)轉(zhuǎn)印角隅棱鏡陣列主體的表面，來(lái)作出第一次轉(zhuǎn)??；通過(guò)依次由第n次轉(zhuǎn)印作出第n+1次轉(zhuǎn)印，n從1到k-1一個(gè)接一個(gè)地遞增，從而得到第k次轉(zhuǎn)印，成為主基體，其中k和n都是整數(shù)，n≥1，k≥2。在角隅棱鏡陣列主體中，如果峰點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1大于谷點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2，則k最好是一個(gè)奇數(shù)；但如果平均高度差h1小于平均高度差h2，則k最好是一個(gè)偶數(shù)。
在依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案的一種制作角隅棱鏡反射器的方法中，角隅棱鏡反射器最好使用依據(jù)上述優(yōu)先實(shí)施方案的方法形成的主基體來(lái)制作。
依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案的一種制作角隅棱鏡反射器的方法優(yōu)選包括一個(gè)制備角隅棱鏡陣列主體的步驟，該主體具有一個(gè)確定了單元的二維排列的表面。這些單元最好按200μm或更小的節(jié)距排列。從入射光入射的方向看，每個(gè)所述單元最好有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)。一個(gè)包含峰點(diǎn)的峰區(qū)和/或一個(gè)包含谷點(diǎn)的谷區(qū)，與理想角隅棱鏡陣列的理想峰區(qū)或理想谷區(qū)相比，最好有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域。該方法最好還包含以下步驟通過(guò)轉(zhuǎn)印角隅棱鏡陣列主體的表面，來(lái)作出第一次轉(zhuǎn)?。煌ㄟ^(guò)依次由第n次轉(zhuǎn)印作出第n+1次轉(zhuǎn)印，n從1到k-1一個(gè)接一個(gè)地遞增，從而得到第k次轉(zhuǎn)印，其中k和n都是整數(shù)，n≥1，k≥2。在角隅棱鏡陣列主體中，如果峰點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1大于谷點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2，則k最好是一個(gè)奇數(shù)；但如果平均高度差h1小于平均高度差h2，則k最好是一個(gè)偶數(shù)。該方法最好還包含一個(gè)通過(guò)用第k次轉(zhuǎn)印作為主基體來(lái)獲得角隅棱鏡反射器的步驟。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案中，至少有一個(gè)角隅棱鏡陣列主體的表面區(qū)域最好由立方晶體材料制成，角隅棱鏡陣列主體的單元最好通過(guò)對(duì)該表面區(qū)域構(gòu)圖而獲得。
在另一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案中，晶體材料最好包含砷化鎵。
在另外一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案中，角隅棱鏡陣列主體的單元最好是方形角隅棱鏡，該方形角隅棱鏡包含有由晶體材料的{100}平面族所確定的表面。
在再另外一個(gè)優(yōu)先的實(shí)施方案中，制備角隅棱鏡陣列主體的步驟最好包含以下步驟在包含有晶體材料的基體上確定具有三維形狀的單元；通過(guò)供給第一活性物種到基體上使晶體生長(zhǎng)，而該活性物種包含一種在晶體材料中含有的元素。
一種依據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案制作角隅棱鏡反射器的方法最好包含一個(gè)制備角隅棱鏡陣列主體的步驟，該主體具有一個(gè)確定了單元的二維排列的表面。這些單元最好按200μm或更小的節(jié)距排列。從入射光入射的方向看，每個(gè)所述單元最好有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)。一個(gè)包含谷點(diǎn)的谷區(qū)，與理想角隅棱鏡的理想谷區(qū)相比，最好有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域。谷點(diǎn)的高度最好高于理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)之高度。峰點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1，最好小于谷點(diǎn)高度與理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2。該方法最好還包含以下步驟通過(guò)轉(zhuǎn)印角隅棱鏡陣列主體的表面，來(lái)作出第一次轉(zhuǎn)?。煌ㄟ^(guò)依次由第n次轉(zhuǎn)印作出第n+1次轉(zhuǎn)印，n從1到k-1一個(gè)接一個(gè)地遞增，從而獲得第k次轉(zhuǎn)印，其中k和n都是整數(shù)，k是一個(gè)偶數(shù)，n≥1，k≥2，而且至少有一個(gè)第n次轉(zhuǎn)印(其中n從1到k-1)是由樹(shù)脂材料制成的。該方法最好還包含一個(gè)通過(guò)用第k次轉(zhuǎn)印作為主基體來(lái)獲得角隅棱鏡反射器的步驟。
一個(gè)依據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案的角隅棱鏡反射器，最好用依據(jù)上述本發(fā)明任意一種優(yōu)先實(shí)施方案的方法來(lái)制作。
一個(gè)依據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案的主基體，最好用依據(jù)上述優(yōu)先實(shí)施方案的方法來(lái)制作。
一個(gè)依據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案的反射顯示裝置，最好包含一個(gè)回射層；以及一個(gè)調(diào)制層。調(diào)制層比回射層距離觀察者更近，而且能在兩種具有不同光學(xué)特性的第一和第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換?；厣鋵幼詈冒粋€(gè)單元的二維排列。單元最好按200μm或更小的節(jié)距排列。從入射光入射的方向看，每個(gè)所述單元最好有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)。一個(gè)包含峰點(diǎn)的峰區(qū)，與理想角隅棱鏡的理想峰區(qū)相比，最好有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域。峰點(diǎn)的高度最好低于理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)之高度。谷點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2，最好小于峰點(diǎn)高度與理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1。
一個(gè)依據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案的角隅棱鏡陣列結(jié)構(gòu)，最好包含一個(gè)單元的二維排列。單元最好按200μm或更小的節(jié)距排列。從入射光入射的方向看，每個(gè)所述單元最好有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)。谷點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2與排列節(jié)距之比值最好為1.7％或更小。峰點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1與排列節(jié)距之比值最好為1.7％或更小。
這里所說(shuō)的“角隅棱鏡陣列結(jié)構(gòu)”是對(duì)任何包含一個(gè)角隅棱鏡陣列的結(jié)構(gòu)的一個(gè)通稱術(shù)語(yǔ)，不僅可指一個(gè)角隅棱鏡反射器，也可指一個(gè)用于制作角隅棱鏡反射器的主基體或者一個(gè)主體。
依據(jù)上述本發(fā)明各種優(yōu)先實(shí)施方案，可提高含有許多以非常小節(jié)距排列的單元的角隅棱鏡反射器的回射特性。除了其它優(yōu)點(diǎn)外，本發(fā)明的特別優(yōu)點(diǎn)在于，即使不增加一個(gè)角隅棱鏡反射器的形狀精度，其回射特性也可被提高。
此外，依據(jù)上述本發(fā)明各種優(yōu)先實(shí)施方案，可容易地獲得這樣的一個(gè)角隅棱鏡反射器。
而且，如果是用這樣的一個(gè)角隅棱鏡反射器制成回射器，則包含有這樣的回射器的反射顯示裝置能呈現(xiàn)出改良的顯示性能。
本發(fā)明的其它屬性、要素、工藝、步驟、特征和優(yōu)點(diǎn)可從以下關(guān)于參照附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)先實(shí)施方案的詳細(xì)描述中變得更清晰。


圖1A和1B分別是一個(gè)俯視圖和一個(gè)透視圖，表達(dá)了一個(gè)理想方形角隅棱鏡陣列的一個(gè)區(qū)域。
圖2是一個(gè)剖面圖，示意性地表達(dá)了依據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案的一個(gè)方形角隅棱鏡反射器的示例性結(jié)構(gòu)。
圖3A至3F表示了依據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案制作一個(gè)角隅棱鏡反射器的各個(gè)工藝步驟。
圖4表示了依據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案的一個(gè)回射特性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
圖5A是依據(jù)本發(fā)明第一個(gè)具體優(yōu)先實(shí)施方案的一個(gè)角隅棱鏡陣列主體的剖面圖。
圖5B和5C是依據(jù)本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案的一個(gè)角隅棱鏡反射器的剖面圖。
圖6A至6I為俯視圖，表達(dá)了依據(jù)本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案制作一個(gè)角隅棱鏡反射器的各個(gè)工藝步驟。
圖7A至7I為剖面圖，表達(dá)了分別由圖6A至6I所示的各個(gè)工藝步驟得到的結(jié)構(gòu)。
圖8為一個(gè)俯視圖，表達(dá)了依據(jù)第一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案的、在制作一個(gè)角隅棱鏡陣列的方法中使用的一個(gè)光掩模。
圖9是一個(gè)示意性剖面圖，表示了依據(jù)第一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案，在制作一個(gè)角隅棱鏡陣列的方法中，如何確定一個(gè)具有三維形狀的單元。
圖10A至10D為剖面圖，表達(dá)了依據(jù)第一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案制作一個(gè)角隅棱鏡陣列的詳細(xì)工藝步驟。
圖11A是一個(gè)角隅棱鏡陣列主體的剖面圖。
圖11B是一個(gè)沿構(gòu)成谷區(qū)的平面之一來(lái)觀察時(shí)的俯視圖，表達(dá)了圖11A中所示的角隅棱鏡陣列主體的一個(gè)谷區(qū)。
圖12A至12C表示了依據(jù)第一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案，在制作一個(gè)角隅棱鏡陣列的方法中的一個(gè)轉(zhuǎn)印工藝步驟。
圖13A和13B是依據(jù)第一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案，用于評(píng)價(jià)一個(gè)角隅棱鏡陣列回射特性的樣本反射器D1和D2的剖面圖。
圖14是一個(gè)表示回射比Rr如何隨H/p比值而變化的圖形。
圖15是一個(gè)示意性剖面圖，表達(dá)了依據(jù)本發(fā)明第二個(gè)具體優(yōu)先實(shí)施方案的一個(gè)反射顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
圖16是一個(gè)剖面圖，表達(dá)了一個(gè)常規(guī)的含有回射器的反射顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
圖17A和17B為剖面圖，表示了峰點(diǎn)、峰區(qū)、谷點(diǎn)和谷區(qū)在一個(gè)角隅棱鏡反射器中的位置。
優(yōu)先實(shí)施方案的詳細(xì)描述如上所述，角隅棱鏡陣列的排列節(jié)距越小，欲充分精確地確定構(gòu)成角隅棱鏡陣列的單元(即角隅棱鏡)則越困難。因而，得到的角隅棱鏡陣列的實(shí)際形狀，與其理想形狀相比，至少有部分變形。
因此，本發(fā)明者進(jìn)行了廣泛的研究，試圖找到一種角隅棱鏡陣列，即使其形狀與其理想形狀相比有部分變形，仍可呈現(xiàn)出較高的回射特性。結(jié)果，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)控制這樣的變形區(qū)域在每個(gè)角隅棱鏡反射表面上的位置來(lái)提高回射特性。
更特別地，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)分別將這樣的變形區(qū)域布置在一個(gè)角隅棱鏡的頂點(diǎn)周圍，而將一個(gè)角隅棱鏡反射表面上形狀較好(即更接近于其理想形狀)的區(qū)域布置在角隅棱鏡的底部周圍，來(lái)獲得一個(gè)具有足夠高回射特性的角隅棱鏡陣列。這里所說(shuō)的一個(gè)角隅棱鏡的“頂點(diǎn)”是指峰點(diǎn)(即距離入射光束光源最近的點(diǎn))，而一個(gè)角隅棱鏡的“底部”是指谷點(diǎn)(即距離入射光束光源最遠(yuǎn)的點(diǎn))。
在下文中，將以具體實(shí)例的方式描述一個(gè)方形角隅棱鏡陣列。
首先，將參見(jiàn)圖1A和1B描述具有理想形狀的一個(gè)方形角隅棱鏡陣列200i的結(jié)構(gòu)。方形角隅棱鏡陣列200i具有這樣的結(jié)構(gòu)其中許多方形角隅棱鏡單元200U排列成一個(gè)陣列，每個(gè)單元包含由已生長(zhǎng)晶體的{100}平面族所確定的三個(gè)平面S1，S2和S3。構(gòu)成一個(gè)單元200U的三個(gè)平面S1，S2和S3是三個(gè)互相垂直對(duì)立的、基本上為方形的平面。并且，以這種方式得到的方形角隅棱鏡陣列200i具有一個(gè)由峰區(qū)200a和谷區(qū)200b聯(lián)合而成的三維形狀；每個(gè)峰區(qū)200a包含一個(gè)峰點(diǎn)20i，每個(gè)谷區(qū)200b包含一個(gè)谷點(diǎn)21i。當(dāng)從方形角隅棱鏡陣列200i上面觀察時(shí)，每個(gè)方形角隅棱鏡單元200U具有正六邊形的形狀，包含峰點(diǎn)20i和鞍點(diǎn)22i，或谷點(diǎn)21i和鞍點(diǎn)22i。方形角隅棱鏡單元200U的排列節(jié)距(即兩相鄰谷點(diǎn)21i之間的最短距離)應(yīng)為至多200μm，若為20μm或更小則更好。
另一方面，依據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案的一個(gè)角隅棱鏡反射器201具有如圖2所示的結(jié)構(gòu)。圖2所示的橫截面對(duì)應(yīng)于在如圖1A中所示的平面II-II上觀察時(shí)，如圖1A中所示的角隅棱鏡陣列200i的橫截面。在角隅棱鏡反射器201中，單元也以至多200μm的節(jié)距排列。將角隅棱鏡反射器201與如圖1A和1B所示的角隅棱鏡陣列200i的形狀相比較，可以看出，峰點(diǎn)周圍的一個(gè)區(qū)域24(這里將稱為“峰區(qū)”)有部分缺失，這個(gè)缺失的部分27在這里將被稱為“缺失區(qū)域”。當(dāng)峰區(qū)24有這樣一個(gè)缺失區(qū)域27時(shí)，峰點(diǎn)20r的高度將低于理想峰點(diǎn)20i的高度。相應(yīng)地，峰區(qū)24具有一個(gè)圓滑的形狀。同時(shí)，將角隅棱鏡反射器201與如圖1A和1B所示的角隅棱鏡陣列200i的形狀相比較，還可以看出，谷點(diǎn)21r周圍的一個(gè)區(qū)域23(這里將稱為“谷區(qū)”)有一個(gè)“未蝕刻部分”，因而在確定谷點(diǎn)的各平面之間產(chǎn)生一條不尖銳的邊。這樣的一個(gè)未蝕刻部分26在這里將被稱為“過(guò)余區(qū)域”。當(dāng)谷區(qū)23有這樣一個(gè)過(guò)余區(qū)域26時(shí)，谷點(diǎn)21r的高度將高于理想谷點(diǎn)21i的高度。
如圖2所示，“谷區(qū)23”是一個(gè)三棱錐形區(qū)域，其頂點(diǎn)由角隅棱鏡陣列200i的理想谷點(diǎn)21i所確定，其高度H0大約為理想谷點(diǎn)21i與理想峰點(diǎn)20i之間距離的一半。另一方面，“峰區(qū)24”是一個(gè)三棱錐形區(qū)域，其頂點(diǎn)由理想峰點(diǎn)20i所確定，其高度等于H0。此外，如圖17A和17B所示，峰點(diǎn)20、谷點(diǎn)21、峰區(qū)24和谷區(qū)23由入射光束入射的方向唯一確定。相應(yīng)地，如圖17B所示，如果角隅棱鏡反射器201由半透明材料制成，并且如果入射光束通過(guò)其非角隅棱鏡陣列一側(cè)進(jìn)入角隅棱鏡反射器201，則峰區(qū)24將具有一個(gè)過(guò)余區(qū)域26，而谷區(qū)23將具有一個(gè)缺失區(qū)域27。
假設(shè)角隅棱鏡反射器201的非理想形狀的平面(即那些對(duì)回射沒(méi)有貢獻(xiàn)的平面)被稱為“冗余平面”，則由谷區(qū)23處的過(guò)余區(qū)域26所產(chǎn)生的冗余平面的百分比小于由峰區(qū)24處的缺失區(qū)域27所產(chǎn)生的冗余平面的百分比。換句話說(shuō)，谷區(qū)23比峰區(qū)24更接近于理想形狀。
在角隅棱鏡反射器201中，通過(guò)比較峰點(diǎn)20r和理想峰點(diǎn)20i之間的平均高度差h1與谷點(diǎn)21r和理想谷點(diǎn)21i之間的平均高度差h2，則在峰區(qū)24和谷區(qū)23處的變形程度(即其冗余平面的百分比)即可被相互比較。通過(guò)利用例如原子力顯微鏡(AFM)測(cè)量峰區(qū)24和谷區(qū)23處的表面粗糙度，可以獲得這些高度差h1和h2。按這種方法，在該角隅棱鏡反射器201中，谷區(qū)23處的高度差h2應(yīng)小于峰區(qū)24處的高度差h1。
依據(jù)本發(fā)明該優(yōu)先實(shí)施方案的角隅棱鏡反射器201具有一個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)，因而能達(dá)到足夠高的回射特性。除了其它優(yōu)點(diǎn)外，角隅棱鏡反射器201的特別優(yōu)點(diǎn)在于，即使不增加其反射平面的形狀精度，回射特性也可被提高。因而，通過(guò)使用該角隅棱鏡反射器201，則一個(gè)具有優(yōu)良顯示性能的反射顯示裝置得以實(shí)現(xiàn)。而且，角隅棱鏡反射器201具有圓滑的峰區(qū)24，因而可被簡(jiǎn)易、方便地操作。
角隅棱鏡反射器201的排列節(jié)距最好為20μm或更小。特別地，如果用于一個(gè)顯示裝置的角隅棱鏡反射器201的排列節(jié)距為20μm或更小，則可避免上述顏色混合問(wèn)題。然而，排列節(jié)距最好至少等于100nm。這是因?yàn)槿绻帕泄?jié)距小于100nm，欲制作高精度的角隅棱鏡反射器將很困難。若排列節(jié)距至少等于500nm則更好。
欲進(jìn)一步提高角隅棱鏡反射器201的回射特性，谷區(qū)23處的平均高度差h2與排列節(jié)距之比值最好介于0％和1.7％之間，而峰區(qū)24處的平均高度差h1與排列節(jié)距之比值最好大于0％，且小于或等于2.5％。
在制作許多角隅棱鏡反射器201的過(guò)程中，最好使用一個(gè)主基體。主基體最好用Ni或其它任何具有較高機(jī)械強(qiáng)度的合適材料制成。主基體最好有一個(gè)表面，其正好是角隅棱鏡反射器201反射表面的倒置。也就是說(shuō)，主基體最好有一個(gè)角隅棱鏡的二維排列，排列節(jié)距為200μm或更小。并且每個(gè)角隅棱鏡的谷區(qū)最好有一個(gè)過(guò)余區(qū)域。相應(yīng)地，谷點(diǎn)的高度最好高于理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)之高度。峰區(qū)處的平均高度差h1最好大于谷區(qū)處的平均高度差h2。
角隅棱鏡反射器201以及用于制作角隅棱鏡反射器201的主基體可以下述方式獲得。
首先，如圖3A所示，準(zhǔn)備一個(gè)具有單元(例如在本例中為方形角隅棱鏡)的二維排列的角隅棱鏡陣列主體203。在主體203中，單元以200μm或更小的節(jié)距排列。每個(gè)單元有一個(gè)峰區(qū)24和一個(gè)谷區(qū)23。峰區(qū)24有一個(gè)缺失區(qū)域(未顯示出)，谷區(qū)23有一個(gè)過(guò)余區(qū)域26。缺失區(qū)域的體積小于過(guò)余區(qū)域的體積。相應(yīng)地，峰點(diǎn)20r的高度與理想峰點(diǎn)20i的高度之間的平均高度差h1，小于谷點(diǎn)21r的高度與理想谷點(diǎn)21i的高度之間的平均高度差h2。
然后，如圖3B所示，轉(zhuǎn)印角隅棱鏡陣列主體203，從而作出第一次轉(zhuǎn)印。接下來(lái)，如圖3C所示，由第一次轉(zhuǎn)印作出第二次轉(zhuǎn)印。隨后，如圖3D所示，通過(guò)用第二次轉(zhuǎn)印作為主基體，便得到作為終產(chǎn)品角隅棱鏡反射器201的第三次轉(zhuǎn)印。應(yīng)當(dāng)指出的是，轉(zhuǎn)印次數(shù)并不局限于3次。作為一種選擇，通過(guò)用角隅棱鏡陣列主體203本身作為主基體，即可得到作為角隅棱鏡反射器201的第一次轉(zhuǎn)印。更普遍來(lái)講，如圖3C和3E所示，通過(guò)依次由第n次轉(zhuǎn)印作出第n+1次轉(zhuǎn)印，n從1到k-1一個(gè)接一個(gè)地遞增，從而形成具有與角隅棱鏡陣列主體203表面形狀相同的第k次轉(zhuǎn)印(其中k是一個(gè)偶數(shù))，并用作主基體，其中k和n都是整數(shù)，n≥1，k≥2。如圖3D和3F所示，通過(guò)轉(zhuǎn)印該主基體的表面形狀，可以得到第k+1次轉(zhuǎn)印(這里k是一個(gè)偶數(shù))，其表面形狀為角隅棱鏡陣列主體203表面形狀的倒置。需要的話，可在獲得的第k+1次轉(zhuǎn)印的表面上沉積一個(gè)反射性金屬層。然后，即可得到角隅棱鏡反射器201。
作為選擇，也可如圖3B所示，準(zhǔn)備一個(gè)角隅棱鏡陣列主體203’。在主體203’中，單元以200μm或更小的節(jié)距排列。每個(gè)單元有一個(gè)峰區(qū)24和一個(gè)谷區(qū)23。峰區(qū)24有一個(gè)缺失區(qū)域，谷區(qū)23有一個(gè)過(guò)余區(qū)域(未顯示出)。缺失區(qū)域的體積大于過(guò)余區(qū)域的體積。相應(yīng)地，峰點(diǎn)20r的高度與理想峰點(diǎn)20i的高度之間的平均高度差h1，大于谷點(diǎn)21r的高度與理想谷點(diǎn)21i的高度之間的平均高度差h2。在該情況下，如果將角隅棱鏡陣列主體203’的第一次轉(zhuǎn)印用作一個(gè)主基體，則可得到成為角隅棱鏡反射器201的第二次轉(zhuǎn)印。作為選擇，主基體可通過(guò)將角隅棱鏡陣列主體203’轉(zhuǎn)印奇數(shù)次而獲得。也就是說(shuō)，如圖3C和3E所示，通過(guò)依次由第n次轉(zhuǎn)印作出第n+1次轉(zhuǎn)印，n從1到k-1一個(gè)接一個(gè)地遞增，從而形成第k次轉(zhuǎn)印(其中k是一個(gè)奇數(shù))，其表面形狀為角隅棱鏡陣列主體203’表面形狀的倒置，其中k和n都是整數(shù)，n≥1，k≥2。如圖3D和3F所示，通過(guò)轉(zhuǎn)印該主基體的表面形狀，可以得到成為角隅棱鏡反射器201的第k+1次轉(zhuǎn)印。
以這種方式，根據(jù)該優(yōu)先實(shí)施方案的方法，通過(guò)控制轉(zhuǎn)印次數(shù)，獲得了一個(gè)作為終產(chǎn)品的方形角隅棱鏡反射器201，其中，在方形角隅棱鏡陣列主體203或203’中具有較少數(shù)量冗余非回射表面的峰區(qū)24或者谷區(qū)23被用作谷區(qū)23。這樣，根據(jù)這種方法，可以容易地得到一個(gè)具有優(yōu)良回射特性的角隅棱鏡反射器201。除了其它優(yōu)點(diǎn)外，該方法的特別優(yōu)點(diǎn)在于，無(wú)需進(jìn)行任何復(fù)雜的工藝來(lái)增加角隅棱鏡陣列的形狀精度，其回射特性也可被提高。
在下文中，將以附圖為參考，描述一種評(píng)價(jià)一個(gè)角隅棱鏡反射器回射特性的方法。
評(píng)價(jià)回射特性的方法依據(jù)本發(fā)明，一個(gè)角隅棱鏡反射器回射特性是通過(guò)測(cè)量其回射比來(lái)評(píng)價(jià)的。回射比可用如圖4所示的評(píng)價(jià)系統(tǒng)300來(lái)測(cè)量，該系統(tǒng)與入射光顯微鏡有基本相同的結(jié)構(gòu)。
評(píng)價(jià)系統(tǒng)300包含一個(gè)用于將樣本回射器120固定于其上的載物臺(tái)119、一個(gè)垂直于載物臺(tái)119而放置的物鏡121(具有例如7.5度的聚焦角)、一個(gè)用于發(fā)出白光的光源124、一個(gè)半反射鏡122以及一個(gè)光電探測(cè)器123。半反射鏡122被這樣布置，以使從光源124發(fā)出的光被反射鏡122反射后，垂直入射到固定在載物臺(tái)119上的樣本回射器120上。光電探測(cè)器123布置在物鏡121的正上方，以便接收從樣本回射器120垂直反射出、并穿過(guò)物鏡121的光。
下文將描述如何用該評(píng)價(jià)系統(tǒng)300測(cè)量回射比Rr。
首先準(zhǔn)備一個(gè)要評(píng)價(jià)的樣本回射器120(例如尺寸為10mm至200mm)。樣本回射器120可以是一個(gè)角隅棱鏡陣列或者一個(gè)通過(guò)在角隅棱鏡陣列的反射表面上沉積一個(gè)金屬層而獲得的回射器。
接著，將樣本回射器120固定到載物臺(tái)119上。隨后，從光源124發(fā)出的光被半反射鏡122反射后，經(jīng)由具有7.5度聚焦角的物鏡121，垂直入射到樣本回射器120上。在此情況下，入射光在樣本回射器120上形成一個(gè)射束點(diǎn)125(例如直徑D為100μm)。然后，入射光被樣本回射器120反射。在該反射光中，被基本垂直地反射的那部分光經(jīng)由物鏡121，被光電探測(cè)器123所接收。結(jié)果，便測(cè)得被基本垂直地反射的光的強(qiáng)度I1。
同時(shí)，準(zhǔn)備一個(gè)介質(zhì)鏡(未顯示出)(例如尺寸為10mm至100mm)作為參考，代替樣本回射器120放在評(píng)價(jià)系統(tǒng)300的載物臺(tái)119上。隨后，如同樣本回射器120中那樣，從光源124發(fā)出的光被半反射鏡122反射后，經(jīng)由物鏡121，垂直入射到介質(zhì)鏡上。被介質(zhì)鏡基本垂直地反射的那部分光經(jīng)由物鏡121，被光電探測(cè)器123所接收。結(jié)果，便測(cè)得被基本垂直地反射的光的強(qiáng)度Ir。
然后，計(jì)算比值I1/Ir，即被樣本回射器120反射的光的強(qiáng)度I1與被介質(zhì)鏡反射的光的強(qiáng)度Ir之比值。這個(gè)比值I1/Ir(％)在這里將被稱為樣本回射器120的回射比Rr。
在該優(yōu)先實(shí)施方案的評(píng)價(jià)方法中，首先測(cè)得被樣本回射器120反射的光的強(qiáng)度I1，然后測(cè)得被介質(zhì)鏡反射的光的強(qiáng)度Ir。作為選擇，也可首先測(cè)得強(qiáng)度Ir。
該評(píng)價(jià)方法被用于評(píng)價(jià)用在特別是個(gè)人使用的顯示面板中的角隅棱鏡陣列(或回射器)。這樣的一個(gè)回射器具有例如大約等于或小于顯示屏像素節(jié)距的排列節(jié)距。相應(yīng)地，欲用這種評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)的樣本回射器120最好具有至多為200μm的排列節(jié)距，若為小于或等于20μm則更好。
欲用這個(gè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)作出更可靠的評(píng)價(jià)，由光源124發(fā)出的光在樣本回射器120上形成的束斑125的直徑D最好被加以控制，以使其至少等于樣本回射器120的單元排列節(jié)距。這是因?yàn)槿绻?25的直徑D小于單元排列節(jié)距，則測(cè)得的回射比Rr將隨束斑125在樣本回射器120上的具體位置而變化很大。例如，如果束斑125形成在一個(gè)單元的中心，則測(cè)得的回射比Rr會(huì)很高。另一方面，如果束斑125形成在一個(gè)單元的周圍(即兩相鄰單元連接處周圍)，則被回射的光將較少可能地進(jìn)入光電探測(cè)器123，因而測(cè)得的回射比Rr會(huì)減小。在該情況下，欲精確地評(píng)價(jià)樣本回射器120的回射特性將更困難。優(yōu)選地，束斑125的直徑D至少為排列節(jié)距的3倍。在此情況下，測(cè)得的回射比Rr受束斑125具體位置或單元之間回射特性變動(dòng)的影響的程度將小得多。因而能夠以更高的可靠性作出評(píng)價(jià)。更優(yōu)選地是，束斑125的直徑D至少為排列節(jié)距的5倍。
物鏡121的聚焦角并非必須為7.5度，而是可被恰當(dāng)控制，以使形成上述最好尺寸的射束點(diǎn)125。但是，物鏡121的聚焦角最好不大于30度。這是因?yàn)槿绻劢菇浅^(guò)30度，則在樣本回射器120上形成的束斑125的尺寸將大大減小。在此情況下，測(cè)得的回射比Rr將顯著地隨束斑125的具體位置而變化。此外，即使那些非回射的返回光(例如已偏離構(gòu)成一個(gè)角隅棱鏡的三個(gè)平面的散射光)更有可能意外地被聚焦。
該評(píng)價(jià)方法不能有效地用于評(píng)價(jià)一個(gè)包含大尺寸單元的回射器(例如用于交通標(biāo)志的回射器)，因?yàn)樵诖饲闆r下，欲形成上述合適尺寸的束斑125很困難。然而，如果能得到一個(gè)特別大尺寸的物鏡121，以適應(yīng)這樣大的束斑125的直徑D，則該評(píng)價(jià)方法也將會(huì)有效。
實(shí)施方案1以下將描述依據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)具體優(yōu)先實(shí)施方案的一個(gè)角隅棱鏡反射器。
如圖5B或5C所示，本優(yōu)先實(shí)施方案的角隅棱鏡反射器202包含一個(gè)幾乎沒(méi)有冗余平面的谷區(qū)，和一個(gè)峰區(qū)，其中峰區(qū)有一個(gè)如圖5B所示的由變形區(qū)域產(chǎn)生的圓滑形狀，或有一個(gè)如圖5C所示的部分缺失區(qū)域。相應(yīng)地，峰點(diǎn)20r的高度低于理想峰點(diǎn)20i的高度。單元可具有例如10μm的排列節(jié)距。
本優(yōu)先實(shí)施方案的角隅棱鏡反射器202可通過(guò)例如以下方法制作。
下文中，將以圖6A至6I及圖7A至7I為參考，描述一種制作角隅棱鏡陣列主體203的方法。圖6A至6I為各個(gè)工藝步驟中基體的俯視圖。圖7A至7I為剖面圖，示意性地表示了在圖6I中所示平面VII-VII上觀察時(shí)，各個(gè)工藝步驟中基體的表面部分。
首先，如圖6A所示，準(zhǔn)備一個(gè)具有閃鋅礦結(jié)構(gòu)的、由砷化鎵(GaAs)晶體制成的基體61，作為立方單晶基體。如圖7A所示，基體61的表面基本上平行于{111}B平面族，而且最好被鏡面拋光。
接著，如圖6B和7B所示，基體61的表面被旋涂上一個(gè)厚度大約為1μm的正性光刻膠層。光刻膠層可用例如OFPR-800(由Tokyo Ohka Kogyo有限公司生產(chǎn))制成。隨后，光刻膠層在100℃下被預(yù)烘烤30分鐘后，在光刻膠層上布置一個(gè)光掩模，以使通過(guò)光掩模的輻射將該光刻膠層曝光。
在本優(yōu)先實(shí)施方案中，可用一個(gè)如圖8所示的光掩模65。如圖8所示，在該光掩模65中，在由三角形三條邊確定的三個(gè)方向上，等邊三角形不透明區(qū)域65a和倒置的等邊三角形透光區(qū)域65b交替排列。光掩模65在基體61上如此布置，以使代表一個(gè)不透明區(qū)域65a的每個(gè)等邊三角形圖案元的三條邊之一平行于砷化鎵(GaAs)晶體的<01-1>方向。需要指出的是，方向序號(hào)前的負(fù)號(hào)在這里表示方向序號(hào)為負(fù)。在本優(yōu)先實(shí)施方案中，代表一個(gè)不透明區(qū)域65a的每個(gè)等邊三角形圖案元的各條邊具有大約10μm的長(zhǎng)度。
然后，用一種例如NMD-3％TMAH[羥化四甲銨]2.38％(由Tokyo OhkaKogyo有限公司生產(chǎn))的顯影劑對(duì)已被曝光的光刻膠層進(jìn)行顯影，從而如圖6B和7B所示，在基體61上形成光刻膠圖案62。由圖8所示的光掩模65確定的光刻膠圖案62在基體61上被如此排列，以使每個(gè)等邊三角形圖案元(即不透明區(qū)域65a)的一條邊平行于砷化鎵(GaAs)晶體的<01-1>方向。換句話說(shuō)，光刻膠圖案62被如此排列，以使每個(gè)等邊三角形圖案元的三條邊平行于砷化鎵(GaAs)晶體的{100}平面族。
在本優(yōu)先實(shí)施方案中，可根據(jù)光刻膠圖案62的排列節(jié)距來(lái)控制欲形成的角隅棱鏡的尺寸。更具體地，角隅棱鏡的排列節(jié)距大約等于光刻膠圖案62上的掩模單元的節(jié)距P0。在本優(yōu)先實(shí)施方案中，節(jié)距P0最好約為10μm。
需要指出的是，蝕刻掩模層的圖案并不局限于圖6B所示的樣子，而可以是任何其它各種圖案。然而，欲以它們的期望形狀形成角隅棱鏡，蝕刻掩模層上光刻膠圖案62的每個(gè)掩模單元的預(yù)定點(diǎn)(例如重心)最好位于蜂窩格點(diǎn)上。這里所說(shuō)的“蜂窩格點(diǎn)”是指當(dāng)一個(gè)預(yù)定平面被密集地布滿了形狀完全相同的六邊形并且其間不留空隙時(shí)，各個(gè)正六邊形(rectangular hexagons)的頂點(diǎn)和重心。“蜂窩格點(diǎn)”還相應(yīng)于在預(yù)定平面中確定的第一和第二組平行線的交點(diǎn)。在此情況下，當(dāng)?shù)谝唤M平行線沿第一個(gè)方向延伸，并以規(guī)則的間距互相間隔開(kāi)來(lái)時(shí)，第二組平行線沿第二個(gè)方向延伸，以便同第一組平行線確定一個(gè)60度的夾角，并且以同第一組平行線相等的規(guī)則間距互相間隔開(kāi)來(lái)。并且，蝕刻掩模層的每個(gè)掩模單元最好為一個(gè)關(guān)于三重旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱的平面形狀(例如三角形或六邊形)。
接下來(lái)，如圖6C和7C所示，用一個(gè)磁體攪拌器攪拌蝕刻劑，對(duì)基體61進(jìn)行濕法蝕刻。在本優(yōu)先實(shí)施方案中，濕法蝕刻工藝可用NH4OH∶H2O2∶H2O＝1∶2∶7的混合物作蝕刻劑，在約20℃的溫度下進(jìn)行大約60秒。
在該蝕刻工藝中，包括(100)、(010)和(001)平面的砷化鎵(GaAs)晶體的{100}平面族，不如其別的結(jié)晶平面易于蝕刻。因而，蝕刻工藝各向異性地前進(jìn)，以便曝光{100}平面族。然而，在該蝕刻工藝中，由{111}B族平面之一確定的開(kāi)口的蝕刻深度d1與由{100}族平面之一確定的同一開(kāi)口的蝕刻深度d2最好滿足如圖9中所示的關(guān)系。
結(jié)果，當(dāng)一個(gè)頂點(diǎn)63a形成時(shí)，就完成了包含一個(gè)底部(即一個(gè)平坦區(qū)域)63b的一個(gè)具有三維形狀的單元63。以這種方式，在本優(yōu)先實(shí)施方案中，如圖6C和7C所示，在基體61表面上形成許多凸起區(qū)域63，成為三維形狀的單元，每個(gè)凸起區(qū)域63在其相關(guān)聯(lián)的掩模單元62之下具有一個(gè)頂點(diǎn)。
每個(gè)這樣的凸起區(qū)域63最好具有一個(gè)三棱錐的形狀，它由三個(gè)等腰直角三角形平面構(gòu)成，而這些三角形平面是由三個(gè)互相垂直對(duì)立的{100}族平面確定的。也就是說(shuō)，每個(gè)凸起區(qū)域63具有一個(gè)三棱錐的形狀，相應(yīng)于立方體之一角。并且，這些凸起區(qū)域63如此排列，以使它們的頂點(diǎn)位于蜂窩格點(diǎn)上，并使它們的排列節(jié)距與光阻圖案(resist pattern)62的掩模單元的節(jié)距P0(例如在本優(yōu)先實(shí)施方案中為10μm)基本相等。
應(yīng)當(dāng)指出的是，由濕法蝕刻工藝產(chǎn)生的不均勻性會(huì)隨蝕刻條件，例如所采用的蝕刻劑類型或蝕刻時(shí)間而變化。例如，如果蝕刻速率比R{111}B/R{100}相對(duì)較高(例如約1.8或更高)，則產(chǎn)生的平坦區(qū)域63b與圖7C所示的優(yōu)先實(shí)施方案相比，面積將縮小。而且，所布置的三維形狀的單元并不必須為如上所述的許多凸起區(qū)域，而也可為許多凹進(jìn)區(qū)域，或者為凸起區(qū)域與凹進(jìn)區(qū)域的聯(lián)合。因而，在本發(fā)明的各種優(yōu)先實(shí)施方案中，在基體上欲布置的三維形狀的單元并不總是這樣的三棱錐形凸起區(qū)域，而也可為任何其它三維形狀。然而，無(wú)論在哪種情況下，那些三維形狀的單元最好如此排列，以使它們的頂點(diǎn)位于蜂窩格點(diǎn)上。
隨后，將在其上那些三棱錐形凸起區(qū)域63已確定了一個(gè)預(yù)定圖案作為上述各向異性蝕刻工藝的結(jié)果的基體61；如圖6D和7D所示，利用有機(jī)溶劑如丙酮，用超聲波清洗，從而從基體61上去除殘余的不必要的光阻圖案(resist pattern)62。
然后，用一個(gè)氣相沉積系統(tǒng)在基體的三維形狀的單元上進(jìn)行一個(gè)各向異性的晶體生長(zhǎng)工藝。該氣相沉積系統(tǒng)可為任何一種已知的系統(tǒng)，用于通過(guò)外延生長(zhǎng)工藝沉積一個(gè)薄膜，如氣相外延生長(zhǎng)(VPE)工藝、分子束外延生長(zhǎng)(MBE)工藝或金屬—有機(jī)物蒸汽相外延生長(zhǎng)(MOVPE)工藝。三甲基鎵(Ga(CH3)3)和砷化三氫(AsH3)氣體被引入氣相沉積系統(tǒng)。通過(guò)將這些氣體持續(xù)100分鐘供應(yīng)到一個(gè)真空度為10托(Torr)的氛圍中，同時(shí)將基體加熱到630℃，即可正如所期望那樣實(shí)施晶體生長(zhǎng)工藝。
應(yīng)當(dāng)指出，用于激發(fā)晶體生長(zhǎng)的活性物種通常以一種氣體來(lái)供應(yīng)，該氣體中包含一種在基體晶體材料中含有的元素(在本優(yōu)先實(shí)施方案中即為鎵或砷)。以這種方式，如上述三甲基鎵(Ga(CH3)3)和砷化三氫(AsH3)氣體中，包含活性物種的氣體通常是一種包含一種在基體晶體材料中含有的元素的分子氣體(在本優(yōu)先實(shí)施方案中即為鎵、鎵化合物、砷以及砷化合物中至少之一)。這是因?yàn)樵诖饲闆r下，可適當(dāng)?shù)赝瓿删w生長(zhǎng)，以便獲得同基體表面部分晶體材料匹配的晶格。
在此晶體生長(zhǎng)工藝中，基體表面暴露于包含有在基體晶體材料[即砷化鎵(GaAs)]中含有的元素(即鎵和砷)的氣體中。也就是說(shuō)，活性物種被供應(yīng)到基體上。然而，由于在基體表面上已經(jīng)形成三維形狀的單元(在本優(yōu)先實(shí)施方案中即為凸起區(qū)域63)，砷化鎵(GaAs)晶體幾乎不會(huì)垂直于其{111}B平面族生長(zhǎng)，而是選擇性地垂直于其{100}平面族生長(zhǎng)。換句話說(shuō)，三甲基鎵(Ca(CH3)3)和砷化三氫(AsH3)氣體中含有的活性物種并未在底部(即{111}B平面族)上引起任何反應(yīng)，但的確加速了晶體優(yōu)先在側(cè)壁(即{100}平面族)上生長(zhǎng)。以這種方式，晶體生長(zhǎng)各向異性地前進(jìn)，以使其生長(zhǎng)速率隨具體的結(jié)晶平面取向而變化。
在這樣的一個(gè)晶體生長(zhǎng)工藝中，晶體選擇性在預(yù)定的晶體平面族(在本優(yōu)先實(shí)施方案中即為{100}平面族)上生長(zhǎng)。在此情況下，晶體生長(zhǎng)區(qū)可由三維形狀單元的特定圖案所確定，而該圖案已經(jīng)在基體表面上被確定。這樣，如圖6E所示，便在基體表面上確定了一個(gè)單元陣列，它主要由晶體的{100}平面族構(gòu)成(在此有時(shí)被稱為一個(gè)“初始單元陣列”)。在初始單元陣列中，晶體的非{100}平面族沿各自凸起區(qū)域的邊線71被曝光。
圖7E是一個(gè)剖面圖，表達(dá)了包含邊線71的基體的一部分。一個(gè)更詳細(xì)的剖面顯示于圖10A中。如圖10A所示，在已由蝕刻工藝確定的凸起區(qū)域63上，形成了一個(gè)晶體層64 ，而邊線71(具有例如2.2μm的寬度)由晶體層64表面的各部分確定。這些邊線71中的每一個(gè)通常包含圍繞相關(guān)聯(lián)的凸起區(qū)域頂點(diǎn)而產(chǎn)生的三角形{111}B平面族，以及從頂點(diǎn)出發(fā)并沿邊線延伸的{110}平面族。這些邊線71的產(chǎn)生是由于當(dāng)晶體層64被形成時(shí)，晶體在<110>方向生長(zhǎng)相對(duì)較慢。而且，如果晶體生長(zhǎng)工藝在相同條件繼續(xù)進(jìn)行，邊線71將會(huì)擴(kuò)張。
如圖6F和7F所示，為去除這些邊線71，可確定一個(gè)如圖6B所示的光阻圖案72，以便覆蓋晶體層64各個(gè)凸起區(qū)域的頂點(diǎn)。在該加工步驟中，該光阻圖案72的每個(gè)掩模單元面積優(yōu)選比圖6C所示光阻圖案62的其相關(guān)掩模面積小。
接下來(lái)，如圖6G和7G所示，實(shí)施一個(gè)各向異性的濕法蝕刻工藝。在本優(yōu)先實(shí)施方案中，濕法蝕刻工藝可用與圖6C所示工藝步驟相同的蝕刻劑(即NH4OH∶H2O2∶H2O＝1∶2∶7的混合物)在約為20℃的溫度下持續(xù)大約20秒來(lái)實(shí)施。也就是說(shuō)，圖6G所示的濕法蝕刻工藝的實(shí)施時(shí)間最好比圖6C所示的濕法蝕刻工藝更短。該顯法蝕刻工藝的結(jié)果是，被曝光的基體表面將具有一個(gè)如圖7G所示的橫截面形狀。如圖7G所示，邊線71現(xiàn)在面積被縮小，但三角形非{100}晶體平面(這里將被稱為“三角形區(qū)域73”)在基體的凹進(jìn)區(qū)域被曝光，這是由于蝕刻劑也達(dá)到一個(gè)約為1.7的蝕刻速率比R{111}B/R{100}。然而，這些三角形區(qū)域73的總面積通常小于圖6C中所示的凹進(jìn)區(qū)域存在的對(duì)應(yīng)部分的總面積。一個(gè)更詳細(xì)的剖面顯示于圖10B中。如圖10B所示，基體61的凹進(jìn)區(qū)域的底部121將具有一個(gè)不尖銳區(qū)域122。不尖銳區(qū)域122是這樣一個(gè)區(qū)域，其中以原子級(jí)別形成了大量的以{100}平面族為梯級(jí)的階梯，而從宏觀上看時(shí)，確定了圍繞{100}平面族的斜坡。
然后，如圖6H和7H所示，實(shí)施一個(gè)與圖6D所示相似的工藝步驟，從而從基體61上去除殘余的不必要的光阻圖案72。這樣狀態(tài)的基體61或可用作角隅棱鏡陣列主體203，或者如果需要的話，進(jìn)行進(jìn)一步處理。
以下將描述那些進(jìn)一步處理中的一個(gè)例子。首先，如圖6I和7I所示，再次將基體61付諸于與圖6E中所示相同的晶體生長(zhǎng)工藝。通過(guò)將三甲基鎵(Ga(CH3)3)氣體和砷化三氫(AsH3)氣體持續(xù)約20分鐘供給到一個(gè)真空度為10托(Torr)的氛圍中，同時(shí)將基體加熱到630℃，即可正如所期望那樣實(shí)施晶體生長(zhǎng)工藝。也就是說(shuō)，圖6I所示的晶體生長(zhǎng)工藝的實(shí)施時(shí)間(在本例中為約20分鐘)最好比圖6E所示的晶體生長(zhǎng)工藝更短。該晶體生長(zhǎng)工藝的結(jié)果是，冗余晶體平面(即三角形區(qū)域73)可從如圖6I所示的凹進(jìn)區(qū)域中消除，并在凸起區(qū)域上新形成具有比圖6E中所示更小面積的附加邊線(未顯示出)。一個(gè)更詳細(xì)的剖面顯示于圖10C中。該晶體生長(zhǎng)工藝的結(jié)果是，如圖10C所示，存在于基體61的凹進(jìn)區(qū)域底部121的不尖銳區(qū)域122可被消除，但在凸起區(qū)域上新形成了邊線71(具有例如1.5μm的寬度)。然而，圖10C中所示的邊線71的總面積小于圖10A中所示的邊線71的總面積。然后，如圖10D所示，當(dāng)用一個(gè)光阻圖120’再次實(shí)施一個(gè)濕法蝕刻工藝(其中每個(gè)掩模單元的面積比圖10A中所示的對(duì)應(yīng)面積更小)時(shí)，在每個(gè)凹進(jìn)區(qū)域的底部121上也形成一個(gè)不尖銳區(qū)域122。然而，圖10D中所示的不尖銳區(qū)域122的面積比圖10B中所示的不尖銳區(qū)域122的面積小得多。晶體生長(zhǎng)和蝕刻工藝可重復(fù)進(jìn)行，直到確定邊線71和不尖銳區(qū)域122的冗余晶體平面的百分比進(jìn)入容許范圍。這樣一個(gè)附加工藝的結(jié)果是，可得到一個(gè)角隅棱鏡陣列主體203，以便具有更令人滿意的形狀。
然而，所產(chǎn)生的角隅棱鏡陣列主體203將不可避免地會(huì)有冗余晶體平面。那些冗余晶體平面的形狀和位置依據(jù)兩種重復(fù)性構(gòu)圖工藝(即蝕刻和晶體生長(zhǎng)工藝)中哪一個(gè)最后實(shí)施而變化。更具體地說(shuō)，如果制作角隅棱鏡陣列主體203的工藝以蝕刻工藝結(jié)束，則在谷區(qū)處的冗余平面(即三角形區(qū)域)的百分比大于在峰區(qū)處的冗余平面的百分比。也就是說(shuō)，如圖5A所示，在形成的角隅棱鏡陣列主體203的谷區(qū)處產(chǎn)生一個(gè)過(guò)余區(qū)域26。另一方面，如果制作角隅棱鏡陣列主體203的工藝以晶體生長(zhǎng)工藝結(jié)束，則在峰區(qū)處的冗余平面(即邊線區(qū)域)的百分比大于在谷區(qū)處的冗余平面的百分比。在此情況下，如圖5B所示，在形成的角隅棱鏡陣列主體203的峰區(qū)處具有一個(gè)缺失區(qū)域27。
本優(yōu)先實(shí)施方案中的角隅棱鏡陣列主體203的反射表面具有一個(gè)如圖11A所示的形狀，圖11A是從圖1A所示平面II-II上看去的剖面圖。如圖11A所示，在具有不尖銳表面的谷區(qū)23處有一個(gè)過(guò)余區(qū)域26。相應(yīng)地，谷點(diǎn)21r的高度高于理想谷點(diǎn)21i的高度。另一方面，峰區(qū)24具有一個(gè)相對(duì)較好的形狀。
如圖11A所示，如果沿構(gòu)成谷區(qū)23的平面之一觀察谷區(qū)23，則過(guò)余區(qū)域26可看作如圖11B所示的一個(gè)基本上呈三角形的“帶”。通過(guò)測(cè)量該“帶”頂點(diǎn)的高度H，可得到高度H與排列節(jié)距p(例如在本優(yōu)先實(shí)施方案中為10μm)之比值(％)。谷區(qū)23處的變形程度(即冗余平面的百分比)可望通過(guò)該比值H/p之大小來(lái)衡量。本優(yōu)先實(shí)施方案中的角隅棱鏡陣列主體203具有一個(gè)大約為2.0％的比值H/p。
接下來(lái)，通過(guò)轉(zhuǎn)印該角隅棱鏡陣列主體203，可得到一個(gè)角隅棱鏡反射器202。轉(zhuǎn)印方法將參考圖12A至12C來(lái)描述。在本例中，將使用已由上述方法得到的、如圖5A所示的、在谷區(qū)處具有過(guò)余區(qū)域的角隅棱鏡陣列主體203。
如圖12A所示，在用2P法(光敏聚合物法(photo polymer法))將一種作為轉(zhuǎn)印樹(shù)脂的丙烯酸樹(shù)脂131a(例如由Mitsubishi Rayon有限公司生產(chǎn)的MP-107)滴到一個(gè)玻璃基體130(例如科寧玻璃1737)上之后，在一個(gè)減壓腔室中將角隅棱鏡陣列主體203置于其上。以這種方式，基體130和角隅棱鏡陣列主體203之間的縫隙可被丙烯酸樹(shù)脂131a封填充，而不在其中引入氣泡。優(yōu)選的轉(zhuǎn)印樹(shù)脂樣例不僅包括丙烯酸樹(shù)脂，而且還包括雙組分樹(shù)脂，以及用于注塑成型工藝的熱塑性樹(shù)脂。
然后，將丙烯酸樹(shù)脂131a固化。具體地說(shuō)，如圖12B所示，將基體130固定在例如石英盤135上，然后用壓床134將其付諸于約1kg/cm2的壓力，同時(shí)將丙烯酸樹(shù)脂131a暴露于由高壓汞燈發(fā)出的強(qiáng)度為3J/cm2的紫外光束136之下。固化方法和條件可能依轉(zhuǎn)印樹(shù)脂的類型而變化。欲固化轉(zhuǎn)印樹(shù)脂，可能需要加熱樹(shù)脂或者需要向其中添加固化加速劑。
隨后，如圖12C所示，從基體130上取下角隅棱鏡陣列主體203，從而在基體130上得到一個(gè)具有方形角隅棱鏡陣列形狀的樹(shù)脂層131b。該樹(shù)脂層131b的表面形狀是角隅棱鏡陣列主體203表面形狀的倒置。也就是說(shuō)，該樹(shù)脂層131b上凸起區(qū)域的峰區(qū)在顯微鏡下看時(shí)是圓滑的。
然后，由該樹(shù)脂層131b制作一個(gè)主基體(未顯示出)。這里所說(shuō)的“主基體”是指一個(gè)用于通過(guò)轉(zhuǎn)印技術(shù)獲得最終產(chǎn)品角隅棱鏡反射器202的模型。主基體可用一種已知技術(shù)來(lái)形成。例如，一個(gè)鎳(Ni)或任何其它合適材料的主基體可通過(guò)電鑄法和電鍍法的聯(lián)合來(lái)形成。由于電鑄法是轉(zhuǎn)印方法之一，所形成的主基體形狀與角隅棱鏡陣列主體203的形狀近似相同。
最后，通過(guò)例如一種已知的轉(zhuǎn)印技術(shù)，主基體的形狀被轉(zhuǎn)印到一種樹(shù)脂材料，從而得到如圖5B或5C所示的角隅棱鏡反射器202。角隅棱鏡反射器202的基片可以是例如PET的一個(gè)膜件(member plate)，也可以是其上包含若干薄膜晶體管(TFT)的一個(gè)基體。角隅棱鏡反射器202的表面形狀成為角隅棱鏡陣列主體203表面形狀的倒置。相應(yīng)地，峰區(qū)24具有一個(gè)缺失區(qū)域，但谷區(qū)23具有一個(gè)更接近于理想谷區(qū)23i的形狀。
如果需要的話，可在以這種方式獲得的角隅棱鏡反射器202上沉積一個(gè)例如銀(Ag)反射層50。
為了用上述方法形成一個(gè)具有期望形狀的角隅棱鏡反射器202，要點(diǎn)在于在已準(zhǔn)備好角隅棱鏡陣列主體203之后，并在得到最終產(chǎn)品角隅棱鏡反射器202之前，控制要作出的轉(zhuǎn)印次數(shù)。
例如，如上所述，若使用具有如圖3A所示形狀的角隅棱鏡陣列主體203，則可通過(guò)作出奇數(shù)次轉(zhuǎn)印，來(lái)獲得表面形狀為圖3A所示形狀之倒置的一個(gè)角隅棱鏡反射器202。另一方面，若使用具有如圖3B所示形狀的角隅棱鏡陣列主體203’，則可通過(guò)對(duì)主體203’作出偶數(shù)次轉(zhuǎn)印，來(lái)獲得一個(gè)角隅棱鏡反射器202。作為選擇，主體203’本身可用作角隅棱鏡反射器202。
在上述優(yōu)先實(shí)施方案中，基體61由砷化鎵(GaAs)單晶制成。作為選擇，基體61也可由任何其它具有閃鋅礦結(jié)構(gòu)的化合物如InP、InAs、ZnS或GaP的單晶制成。作為另外一種選擇，也可使用由具有鉆石結(jié)構(gòu)的單晶(例如鍺晶體)制成的基體。也可使用Si基體。
制作角隅棱鏡陣列主體203的方法也并不局限于上述方法。例如，光掩模65也可以在基體上這樣排列，以使等邊三角形不透明區(qū)域65a的三條邊之一平行于砷化鎵(GaAs)晶體的<011>方向族。作為選擇，也可使用一個(gè)與光掩模65形狀不同的光掩模。此外，如《應(yīng)用光學(xué)》第35卷第19期第3466-3470頁(yè)所揭示，也可通過(guò)利用SiO2片在基體上形成三維形狀單元，然后在其上實(shí)施一個(gè)晶體生長(zhǎng)工藝來(lái)確定初始單元陣列。作為另一種選擇，也可采用一種已知的機(jī)械加工技術(shù)，例如一個(gè)切削工藝。然而，如果用這種方法獲得主體203，殘留在主體203上的冗余平面的位置需要在某種程度上可被控制。在此情況下，可以通過(guò)控制轉(zhuǎn)印次數(shù)來(lái)獲得一個(gè)角隅棱鏡反射器202，而其中依據(jù)其變形程度，用主體203的峰區(qū)或谷區(qū)作為角隅棱鏡反射器202的谷區(qū)。
最好通過(guò)將已于其上確定了一個(gè)初始單元陣列的基體表面付諸于至少兩種不同類型的構(gòu)圖工藝，來(lái)獲得角隅棱鏡陣列主體203或203’。這至少兩種不同類型的構(gòu)圖工藝可以是任意數(shù)量的滿足“互補(bǔ)關(guān)系”的構(gòu)圖工藝。這種滿足“互補(bǔ)關(guān)系”的圖案工藝可指一種類型的構(gòu)圖工藝，它能在基體的一個(gè)表面區(qū)域A減少冗余平面，而在基體的另外一個(gè)表面區(qū)域B產(chǎn)生其它冗余平面(例如蝕刻工藝)；以及另外一種類型的構(gòu)圖工藝，它能在表面區(qū)域B減少冗余平面，而在表面區(qū)域A產(chǎn)生其它冗余平面(例如晶體生長(zhǎng)工藝)。相應(yīng)地，將要產(chǎn)生的冗余晶體平面的位置和形狀將依據(jù)剛剛被實(shí)施過(guò)的那種構(gòu)圖工藝的類型而變，而且并不局限于以上所述。通過(guò)重復(fù)實(shí)施這至少兩種不同類型的、滿足互補(bǔ)關(guān)系的構(gòu)圖工藝，那些冗余平面占整個(gè)基體表面的總百分比可被逐漸減小。此外，通過(guò)決定以哪種類型的圖案工藝來(lái)結(jié)束制造過(guò)程，可以控制絕大多數(shù)冗余晶體平面的位置。
轉(zhuǎn)印方法并不局限于以上示例方法，而也可為各種其它已知方法。主基體材料也未作特別限制。砷化鎵(GaAs)主體203本身可用作主基體。作為選擇，可通過(guò)對(duì)主體203作出偶數(shù)或奇數(shù)次轉(zhuǎn)印，即可制備出一個(gè)由優(yōu)良機(jī)械強(qiáng)度的材料(例如Ni，其主基體被稱為“Ni壓?！?制成的主基體，或一個(gè)由樹(shù)脂材料如有機(jī)硅樹(shù)脂制成的主基體。
可用一種已知的轉(zhuǎn)印材料作為角隅棱鏡反射器202的材料。作為選擇，可用一種透明材料如聚甲基丙烯酸甲酯(PMA)制作角隅棱鏡反射器202。在此情況下，由于回射(或總反射)是通過(guò)利用透明材料與空氣之間的折射率差異來(lái)實(shí)現(xiàn)的，故不必在表面上提供任何反射性金屬層。
本發(fā)明者制作了一個(gè)樣本反射器D1，并評(píng)價(jià)了其回射特性。稍后將描述其結(jié)果。
樣本反射器D1是以下述方式獲得的。
首先，用以圖6A至7I為參考的、已描述過(guò)的方法制作一個(gè)角隅棱鏡陣列主體203(具有10μm的排列節(jié)距)。在此例中，未實(shí)施進(jìn)一步的構(gòu)圖工藝。這樣，在實(shí)施如圖6G所示的各向異性蝕刻工藝之后，如圖6H所示，將光阻圖從基體61上剝離，從而得到一個(gè)如圖10B所示的角隅棱鏡陣列主體203。
接下來(lái)，估計(jì)了角隅棱鏡陣列主體203在谷區(qū)處的變形程度。在本例中，用以圖11為參考的、已描述過(guò)的方法計(jì)算了比值H/p。結(jié)果顯示在表1中。
隨后，用圖12A至12C所示的方法，將角隅棱鏡陣列主體203的形狀轉(zhuǎn)印到一種丙烯酸樹(shù)脂上，從而得到一個(gè)樹(shù)脂層131b。通過(guò)一個(gè)氣相沉積工藝，在具有角隅棱鏡陣列形狀的樹(shù)脂層131b表面上，沉積一個(gè)例如厚度達(dá)1,500的銀(Ag)金屬層50。以這種方式，如圖13A所示，通過(guò)對(duì)角隅棱鏡陣列主體203作出奇數(shù)次(即一次)轉(zhuǎn)印，從而獲得一個(gè)樣本反射器D1。為了簡(jiǎn)便，在樣本反射器D1上僅用一種光敏樹(shù)脂實(shí)施了一次轉(zhuǎn)印工藝。然而，即使通過(guò)任何各種其它方法作出奇數(shù)次轉(zhuǎn)印，也可得到基本相同形狀的反射器。
同時(shí)，為了便于比較，還制備了一個(gè)形狀與樣本反射器D1倒置的樣本反射器D2。如圖13B所示，通過(guò)在具有角隅棱鏡陣列形狀的角隅棱鏡陣列主體203的表面上直接沉積一個(gè)例如厚度達(dá)1,500的Ag金屬層50，來(lái)獲得樣本反射器D2。在本例中，GaAs基體，即角隅棱鏡陣列主體203被用作樣本反射器D2。作為選擇，即使通過(guò)將角隅棱鏡陣列主體203作出偶數(shù)次轉(zhuǎn)印，也可得到一個(gè)形狀與樣本反射器D2基本相同的反射器。
用圖4所示的評(píng)價(jià)系統(tǒng)300來(lái)測(cè)量通過(guò)這種方式獲得的樣本反射器D1和D2的回射比Rr。結(jié)果如下面表1所示表1

從表1所示結(jié)果可以看出，即使由同一個(gè)角隅棱鏡陣列主體203制成的、具有相似形狀精度的角隅棱鏡反射器202，其回射性能也會(huì)依據(jù)在形成角隅棱鏡反射器202過(guò)程中作出的轉(zhuǎn)印次數(shù)而顯著地變化。也就是說(shuō)，如果通過(guò)控制轉(zhuǎn)印次數(shù)來(lái)形成一個(gè)角隅棱鏡反射器202，其中在峰(或凸起)區(qū)域處的冗余平面的百分比大于在谷(或凹進(jìn))區(qū)域處的冗余平面的百分比，則回射性能可被提高。
并且，如果在制作角隅棱鏡陣列主體203的過(guò)程中，重復(fù)實(shí)施這兩種不同類型的構(gòu)圖工藝，則可獲得一個(gè)具有甚至更高形狀精度(即具有少得多的過(guò)余區(qū)域)的主體203。在上述制造過(guò)程中，最后的工藝步驟是如圖6G和6H所示的蝕刻工藝。然而，如果在此之后再繼續(xù)重復(fù)實(shí)施晶體生長(zhǎng)和蝕刻工藝，則主體203的形狀甚至可以更接近于理想形狀。
這樣，本發(fā)明者通過(guò)以不同的次數(shù)重復(fù)這兩種工藝(但每個(gè)制造過(guò)程總是以蝕刻工藝來(lái)結(jié)束)，復(fù)制出許多角隅棱鏡陣列主體203，并分析了角隅棱鏡陣列主體203的比值H/p與角隅棱鏡反射器202的回射性能之間的關(guān)系。在本例中，這兩種具有相反形狀的樣本反射器D1和D2由每個(gè)角隅棱鏡陣列主體203制成，其回射比Rr用圖4所示的評(píng)價(jià)系統(tǒng)300來(lái)測(cè)量。結(jié)果如圖14所示。
從圖14所示的結(jié)果可以看出，即使形狀精度相同，通過(guò)控制冗余平面的位置，回射比Rr也可被提高約10％之多。相應(yīng)地，即使使用一個(gè)較低形狀精度(即具有較高的比值H/p)的主體203，通過(guò)控制轉(zhuǎn)印次數(shù)，仍能得到具有較高回射特性的角隅棱鏡反射器。例如，如果通過(guò)重復(fù)實(shí)施兩種不同類型的構(gòu)圖工藝，形成一個(gè)比值H/p為2.0％或更小(即比值h2/p為2.5％或更小)的主體203，則可在此之后，通過(guò)調(diào)整要作出轉(zhuǎn)印的次數(shù)，從而獲得一個(gè)回射比Rr為50％或更高的角隅棱鏡反射器202。所產(chǎn)生的角隅棱鏡反射器202的比值h1/p為2.5％或更小，而其比值h2/p低于比值h1/p。而且，如果形成了一個(gè)比值H/p為1.4％或更小(即比值h2/p為1.7％或更小)的主體203，則無(wú)論作出多少次轉(zhuǎn)印，總能獲得一個(gè)回射比Rr為50％或更高的角隅棱鏡反射器202。所產(chǎn)生的角隅棱鏡反射器202的比值h1/p和h2/p均為1.7％或更小。由比值H/p為1.4％的主體制成的樣本反射器D2(具有1.7％的比值h2/p)將具有約為50％的回射比Rr。因此，角隅棱鏡反射器的比值h2/p最好為1.7％或更小，因?yàn)檫@樣可以更確定地得到50％或更高的回射比Rr。
實(shí)施方案2以下將描述依據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案的一個(gè)反射顯示裝置。
首先，將以圖15為參考，描述一個(gè)依據(jù)本優(yōu)先實(shí)施方案的反射顯示裝置400的結(jié)構(gòu)。反射顯示裝置400包含一個(gè)角隅棱鏡反射器(在本例中即為一個(gè)回射器)48和一個(gè)液晶單元40，液晶單元40置于比角隅棱鏡反射器48距離觀察者更近的地方。角隅棱鏡反射器48包含一個(gè)角隅棱鏡陣列49，以及沉積于角隅棱鏡陣列49表面的一個(gè)金屬層50。角隅棱鏡陣列49是用同樣方法形成的，并與上述第一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案的角隅棱鏡陣列202具有相同的結(jié)構(gòu)。因而，在觀察者眼看來(lái)，角隅棱鏡陣列49包含許多具有相對(duì)較好形狀的凹進(jìn)區(qū)域，以及許多比凹進(jìn)區(qū)域更不完整的凸起區(qū)域。在角隅棱鏡陣列40中，每個(gè)凸起區(qū)域有一個(gè)圓滑的形狀。方形角隅棱鏡203的排列節(jié)距最好充分小于顯示裝置的像素節(jié)距，可例如為10μm。金屬層50用高反射率材料制成。金屬層50的金屬反射率越高，回射器的回射比Rr也越高。在本優(yōu)先實(shí)施方案中，鑒于其實(shí)際結(jié)構(gòu)，金屬層50最好用Ag制成，這是因?yàn)樵诟鞣N容易獲得的金屬中，Ag具有相對(duì)較高的金屬反射率。角隅棱鏡反射器48可具有例如50％的回射比Rr。
液晶單元40包含一對(duì)互相面對(duì)的透明基體41和42，以及一個(gè)穿插于基體41和42之間的液晶層47。透明基體41和42由透明材料如玻璃或一種高分子膜制成。在距觀察者較近的透明基體41表面上，按順序疊放一個(gè)透明電極43和一個(gè)對(duì)準(zhǔn)膜45，以面對(duì)液晶層47。在另一個(gè)透明基體42表面上，也按順序疊放一個(gè)透明電極44和一個(gè)對(duì)準(zhǔn)膜46，以面對(duì)液晶層47。液晶層47可由任何液晶材料制成，只要液晶層47能在兩種具有不同的光學(xué)特性的狀態(tài)(例如散射狀態(tài)和透射狀態(tài))之間轉(zhuǎn)換即可。液晶層47的材料可以是高分子量或低分子量散射液晶材料。
在本優(yōu)先實(shí)施方案中，可用彌散高分子液晶材料作為液晶層47的材料。可通過(guò)制備一種處于易混合狀態(tài)的低分子量液晶化合物和未聚合的預(yù)聚物的混合物，并將混合物注入基體41和42之間的縫隙，然后使未聚合的預(yù)聚物聚合，來(lái)形成液晶層47?？赏ㄟ^(guò)用激勵(lì)射線如紫外線照射預(yù)聚物—液晶混合物，或者通過(guò)加熱預(yù)聚物—液晶混合物來(lái)實(shí)施聚合化過(guò)程。然而，如果用加熱方法產(chǎn)生聚合化，基體上另一個(gè)組件可能受到熱的影響。因此，混合物最好通過(guò)紫外光束曝光來(lái)聚合化。相應(yīng)地，最好使用具有液晶特性的UV-固化預(yù)聚物作為預(yù)聚物。例如，可通過(guò)將少量的聚合化引發(fā)劑(例如由Ciba-Geigy公司生產(chǎn))加入已按約20∶80的重量比混合的UV-固化預(yù)聚物和低分子量液晶化合物的混合物，來(lái)得到預(yù)聚物—液晶混合物。以這種方式獲得的預(yù)聚物—液晶混合物在室溫下呈現(xiàn)出向列液晶相。
根據(jù)從透明電極43和44向液晶層47提供的電壓，液晶層47能在散射狀態(tài)和透射狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。在本優(yōu)先實(shí)施方案中，液晶層47被設(shè)計(jì)成在無(wú)電壓施加于其上時(shí)，呈現(xiàn)散射狀態(tài)，而當(dāng)向其施加一個(gè)預(yù)定電壓時(shí)，則呈現(xiàn)出透射狀態(tài)。
正如已經(jīng)以圖16為參考描述過(guò)的那樣，反射顯示裝置400在白和黑顯示方式之間轉(zhuǎn)換。
反射顯示裝置400包含具有50％的高回射比Rr的角隅棱鏡反射器48，因而得到一個(gè)具有高反差比的顯示。應(yīng)當(dāng)指出，角隅棱鏡反射器48的回射比Rr最好至少等于50％。這是因?yàn)槿绻厣浔萊r為50％或更高，則可獲得一個(gè)足夠高的反差比(約1∶3或更高)。
在反射顯示裝置400中，角隅棱鏡反射器48被置于液晶單元40之外，它們之間有一縫隙。作為選擇，可將一個(gè)具有與透明基體42折射率近似相同的透明層置于此縫隙中。作為選擇，角隅棱鏡陣列49也可由透明材料制成，而且角隅棱鏡反射器48可如此布置，以使角隅棱鏡陣列49與液晶單元40上的透明基體42相接觸。在此情況下，角隅棱鏡陣列49也可起到透明基體42的作用。
而且，在反射顯示裝置400中，回射器48被如此布置，以使角隅棱鏡陣列的表面面對(duì)觀察者。作為選擇，回射器48也可被如此布置，以使角隅棱鏡陣列的表面面對(duì)相反方向。然而，回射器48的形狀需要被調(diào)整，以使在回射器48被安裝之后，在觀察者眼看來(lái)，其凸起區(qū)域具有更不完整的形狀。作為選擇，可省去金屬層50，則回射器48可利用角隅棱鏡陣列49的內(nèi)全反射。
上述本發(fā)明的各種優(yōu)先實(shí)施方案提供了一種具有非常小間距排列并呈現(xiàn)出較高回射特性的角隅棱鏡反射器。此外，依據(jù)本發(fā)明可容易地制作這樣的角隅棱鏡反射器。
本發(fā)明還提供了一個(gè)包含這樣的角隅棱鏡反射器的反射顯示裝置，并獲得了優(yōu)良的顯示性能。
雖然已經(jīng)在其優(yōu)先實(shí)施方案方面描述了本發(fā)明，但顯然對(duì)于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以對(duì)本公開(kāi)的發(fā)明進(jìn)行各種各樣的修改，并且可以采用以上所述之外的多種實(shí)施方案。因而，將用所附的權(quán)利要求菡蓋本發(fā)明的所有屬于本發(fā)明真正精神和范圍的各種修正。
權(quán)利要求
1.一個(gè)包含單元的二維排列的角隅棱鏡反射器，其中，該單元按200μm或更小的節(jié)距排列，并且其中，當(dāng)從入射光入射的方向看時(shí)，每個(gè)所述單元有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)，并且其中，一個(gè)包含峰點(diǎn)的峰區(qū)，與理想角隅棱鏡的理想峰區(qū)相比，有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域，峰點(diǎn)的高度低于理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)之高度，并且其中，谷點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2，小于峰點(diǎn)高度與理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1。
2.如權(quán)利要求1中的角隅棱鏡反射器，其中，峰點(diǎn)高度與理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1與排列節(jié)距之比值大于0％，且小于或等于2.5％。
3.如權(quán)利要求1中的角隅棱鏡反射器，其中，谷點(diǎn)高度與理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2與排列節(jié)距之比值為0％至1.7％。
4.如權(quán)利要求1中的角隅棱鏡反射器，其中，谷點(diǎn)高度高于理想谷點(diǎn)高度。
5.如權(quán)利要求1中的角隅棱鏡反射器，其中，該單元為方形角隅棱鏡。
6.如權(quán)利要求1中的角隅棱鏡反射器，其中，排列節(jié)距為20μm或更小。
7.一個(gè)包含單元的二維排列的主基體，其中，這些單元為角隅棱鏡，并且其中，這些角隅棱鏡按200μm或更小的節(jié)距排列，并且其中，當(dāng)從入射光入射的方向看時(shí)，每個(gè)所述角隅棱鏡有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)，并且其中，一個(gè)包含谷點(diǎn)的谷區(qū)，與理想角隅棱鏡的理想谷區(qū)相比，有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域，谷點(diǎn)的高度高于理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)之高度，并且其中，峰點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1小于谷點(diǎn)高度與理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2。
8.一種制作主基體的方法，包含以下步驟一個(gè)制備角隅棱鏡陣列主體的步驟，該主體具有一個(gè)確定了單元的二維排列的表面，其中，該單元按200μm或更小的節(jié)距排列，從入射光入射的方向看，每個(gè)所述單元有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)，以及一個(gè)包含峰點(diǎn)的峰區(qū)和/或一個(gè)包含谷點(diǎn)的谷區(qū)，與理想角隅棱鏡陣列的理想峰區(qū)或理想谷區(qū)相比，有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域；通過(guò)轉(zhuǎn)印角隅棱鏡陣列主體的表面，來(lái)作出第一次轉(zhuǎn)??；并且通過(guò)依次由第n次轉(zhuǎn)印作出第n+1次轉(zhuǎn)印，n從1到k-1一個(gè)接一個(gè)地遞增，從而得到第k次轉(zhuǎn)印，成為主基體，其中k和n都是整數(shù)，n≥1，k≥2。其中，在角隅棱鏡陣列主體中，如果峰點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1大于谷點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2，則k是一個(gè)奇數(shù)，但如果平均高度差h1小于平均高度差h2，則k是一個(gè)偶數(shù)。
9.一種制作角隅棱鏡反射器的方法，其中，使用依據(jù)權(quán)利要求8的方法形成的主基體來(lái)制作該角隅棱鏡反射器。
10.一種制作角隅棱鏡反射器的方法，該方法包含以下步驟制備一個(gè)角隅棱鏡陣列主體的步驟，該主體具有一個(gè)確定了單元的二維排列的表面，其中，這些單元按200μm或更小的節(jié)距排列，從入射光入射的方向看，每個(gè)所述單元有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)，以及一個(gè)包含峰點(diǎn)的峰區(qū)和/或一個(gè)包含谷點(diǎn)的谷區(qū)，與理想角隅棱鏡陣列的理想峰區(qū)或理想谷區(qū)相比，有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域；通過(guò)轉(zhuǎn)印角隅棱鏡陣列主體的表面，來(lái)作出第一次轉(zhuǎn)印；通過(guò)依次由第n次轉(zhuǎn)印作出第n+1次轉(zhuǎn)印，n從1到k-1一個(gè)接一個(gè)地遞增，從而得到第k次轉(zhuǎn)印，其中k和n都是整數(shù)，n≥1，k≥2，其中，在角隅棱鏡陣列主體中，如果峰點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1大于谷點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2，則k是一個(gè)奇數(shù)，但如果平均高度差h1小于平均高度差h2，則k是一個(gè)偶數(shù)；并且通過(guò)用第k次轉(zhuǎn)印作為主基體，來(lái)獲得該角隅棱鏡反射器。
11.如權(quán)利要求10中的方法，其中，至少有一個(gè)角隅棱鏡陣列主體的表面區(qū)域由立方晶體材料制成，并且其中，角隅棱鏡陣列主體的單元通過(guò)對(duì)該表面區(qū)域構(gòu)圖而獲得。
12.如權(quán)利要求10中的方法，其中，晶體材料包含砷化鎵。
13.如權(quán)利要求10中的方法，其中，這些角隅棱鏡陣列主體的單元是方形角隅棱鏡，該方形角隅棱鏡包含有由晶體材料的{100}平面族所確定的表面。
14.如權(quán)利要求10中的方法，其中，制備角隅棱鏡陣列主體的步驟包含以下步驟在包含有晶體材料的基體上確定這些具有三維形狀的單元；并且將第一活性物種喂送到基體上以使晶體生長(zhǎng)，而該活性物種包含一種在晶體材料中含有的元素。
15.一種制作角隅棱鏡反射器的方法，包含以下步驟制備一個(gè)角隅棱鏡陣列主體，該主體具有一個(gè)確定了單元的二維排列的表面，其中，這些單元按200μm或更小的節(jié)距排列，從入射光入射的方向看，每個(gè)所述單元有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)，以及一個(gè)包含谷點(diǎn)的谷區(qū)，與理想角隅棱鏡的理想谷區(qū)相比，有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域，谷點(diǎn)的高度高于理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)之高度，峰點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1小于谷點(diǎn)高度與理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2；通過(guò)轉(zhuǎn)印角隅棱鏡陣列主體的表面，來(lái)作出第一次轉(zhuǎn)??；通過(guò)依次由第n次轉(zhuǎn)印作出第n+1次轉(zhuǎn)印，n從1到k-1一個(gè)接一個(gè)地遞增，從而獲得第k次轉(zhuǎn)印，其中k和n都是整數(shù)，k是一個(gè)偶數(shù)，n≥1，k≥2，而且至少有一個(gè)第n次轉(zhuǎn)印(其中n從1到k-1)是由樹(shù)脂材料制成的；并且通過(guò)用第k次轉(zhuǎn)印作為主基體，來(lái)獲得該角隅棱鏡反射器。
16.一種由權(quán)利要求10的方法制成的角隅棱鏡反射器。
17.一種由權(quán)利要求8的方法制成的的主基體。
18.一種反射顯示裝置，包含一個(gè)回射層；以及一個(gè)調(diào)制層，其比回射層距離觀察者更近，而且能在兩種具有不同光學(xué)特性的第一和第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，其中該回射層含有一個(gè)單元的二維排列，并且其中，這些單元按200μm或更小的節(jié)距排列，并且其中，從入射光入射的方向看，每個(gè)所述單元有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)，并且其中，一個(gè)包含峰點(diǎn)的峰區(qū)，與理想角隅棱鏡的理想峰區(qū)相比，有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域，峰點(diǎn)的高度低于理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)之高度，并且其中，谷點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2小于峰點(diǎn)高度與理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1。
19.一種角隅棱鏡陣列結(jié)構(gòu)，包含一個(gè)單元的二維排列，其中，這些單元按200μm或更小的節(jié)距排列，并且其中，從入射光入射的方向看，每個(gè)所述單元有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)，并且其中，谷點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h2與排列節(jié)距之比值為1.7％或更小，并且其中，峰點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)高度之間的平均高度差h1與排列節(jié)距之比值為1.7％或更小。
全文摘要
一種角隅棱鏡反射器包含單元的二維排列。該單元按200μm或更小的節(jié)距排列。當(dāng)從入射光入射的方向看時(shí)，每個(gè)單元有一個(gè)峰點(diǎn)和一個(gè)谷點(diǎn)。一個(gè)包含峰點(diǎn)的峰區(qū)，與理想角隅棱鏡的理想峰區(qū)相比，有一個(gè)過(guò)余區(qū)域和/或一個(gè)缺失區(qū)域。峰點(diǎn)的高度低于理想角隅棱鏡的理想峰點(diǎn)之高度。谷點(diǎn)高度與理想角隅棱鏡的理想谷點(diǎn)高度之間的平均高度差h
文檔編號(hào)G02B5/124GK1667468SQ20041009423
公開(kāi)日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2004年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月27日
發(fā)明者澤山豐, 藤原小百合, 神戶誠(chéng), 箕浦潔, 伊原一郎 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社