CN103460081A - 用背光和/或环境光操作的图形图像显示器 - Google Patents

用背光和/或环境光操作的图形图像显示器 Download PDF

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Abstract

在一个实施方式中，图形图像显示器可以包括：背光源；透光的第一薄片，其具有观察侧和背侧，具有多个几何微结构单元；和第二层，其包含图形图像信息源。多个几何微结构单元可以选自微透镜、多面体形状、透镜状形状、以及包含前述的至少一种的组合。图形图像显示器可以适于在单独来自观察侧的环境光下、在单独的背光下以及在来自观察侧的环境光和背光二者存在下进行观察。

Description

用背光和/或环境光操作的图形图像显示器
技术领域
本公开总体上涉及图形图像显示器，且具体涉及由背光和环境光二者照明的图形图像显示器。
背景技术
依赖于背光和/或环境光的图形图像显示器用于多种应用中，例如，户外商业海报或者标志、警示标志、器械标签或者电子器件仪表组以及自动开关和按钮等。对于最佳性能而言，图形图像显示器的期望特性包括良好的背光源遮盖力、高透光率、良好的图像对比度、较低的环境光眩光、较宽的或受控的视角以及如果印制时图形图像的耐久性。
为了提供横过背光显示器表面的均匀强度曲线，具有某种光扩散等级的光学薄片用于“展开”或者扩散来自局部背光源的入射光，从而看不到由于背光源产生的“亮点”。光学薄片的这种光扩散能力，也称作遮盖力，可以通过光学薄片的浊度来表征。在传统技术中，将扩散粒子加至光学薄片中改善了遮盖力。然而，由于扩散粒子的加入导致薄片透光率降低。
另一个特性是显示器的图像对比度，即，在相同图像内的明亮和照明区域与周围较暗区域之间的亮度对比度。从观察器的侧面的显示器上环境光是入射的，而在显示器的外表面处是反射的。反射的环境光重叠在由背光源照亮的显示信息上，导致对观察器而言对比度降低。通常地，在图像承载层中使用光吸收油墨以吸收入射在背光图形的照明窗口区域周围区域上的大部分环境光(和背光)，从而改善图像对比度。此外，在传统技术中，为了进一步改善在较强环境光(如，直接的阳光)存在下窗口区域与周围较暗区域之间的照明对比度，可以仅在背光图形的照明窗口区域前面施加部分反射和部分传输光的油墨层，以部分反射入射到窗口区域上的环境光。然而，由于在表面上部分反射油墨的存在，使得印制的图形图像至窗口区域中入射背光的透光率降低，当环境光不强时(例如，阴天期间)，可能需要增加背光源的功率以弥补背光亮度的降低，这导致由于油墨层自身造成的额外成本以及增加背光源的功率消耗。
图形图像显示器的又另一个特性是显示器的视角。对于户外商业海报和标志，或警告标志应用而言，通常需要宽视角。将光扩散粒子加入承载图形图像的薄片中是实现宽视角的传统方式。然而，再一次地，加入扩散粒子减弱了背光的透光率并且增加了成本。
因此，在具有增强的图像对比度和遮盖力的图形显示器产业中存在需求，即，在不损害图形显示器的背光的透光率的情况下。还存在以下需求：在不牺牲图形显示器的整体性能的情况下，通过除去或降低光学薄片中扩散粒子的量和/或除去上面提及的部分光反射的油墨层来降低显示器成本。
发明内容
本文中公开了图形显示器及其用途。
在一个实施方式中，图形图像显示器可以包含：背光源；透光的第一薄片，其具有观察侧和背侧，具有多个几何微结构单元；和第二层，其包含图形图像信息源。多个几何微结构单元可以选自微透镜、多面体形状、透镜状形状以及包含前述的至少一种的组合。图形图像显示器可以适于在单独来自观察侧的环境光下、在单独背光下和在来自观察侧的环境光和背光二者存在下进行观察。
在另一个实施方式中，图形图像显示器可以包含：背光源；透光的第一薄片，其具有观察侧和背侧，在观察侧上具有多个几何微结构单元；和油墨层，其直接在第一薄片的观察侧和/或背侧上。油墨层可以处于图像形成方式，其含有光可以通过的窗口区域和通过其抑制或降低光透射的周围区域。多个几何微结构单元选自微透镜、多面体形状、透镜状形状以及包含前述的至少一种的组合。
通过以下附图和具体实施方式来举例说明上述的和其他特征。
附图说明
现在参照附图，其为例示性的、非限制性的，且其中类似的数字编号类似物质。
图1是图形图像显示器的一个实施方式的截面图。
图2是图形图像显示器的一个实施方式的截面图。
图3和4是单位微透镜结构的球形(例如，部分半球形)实例。
图5和6是单位微透镜结构的非球形实例。
图7a是含有具有尖形脊的交叉棱镜形状的几何微结构的示意图。
图7b是含有具有圆形脊的交叉棱镜形状的几何微结构的示意图。
图8是具有在单独突出的微透镜之间形成的相互连接的空气通道的微透镜阵列的示例性透视图。
图9是比较用于图形图像显示器的不同光学薄片的实例的透光率和浊度的图(模拟数据)。
图10是在入射角为0度时，比较不同光学薄片的环境光反射率的图(模拟数据)。
图11是在入射角为45度时，比较光学薄片的环境光反射率的图(模拟数据)。
图12是使用在第一薄片的观察侧上具有几何微结构单元的光学薄片的仪表板显示器的一个实施方式的截面图，第一薄片在一部分几何微结构上具有油墨层，从而形成通过其的窗口并使用边缘光。
图13是使用在第一薄片的观察侧上具有几何微结构单元的光学薄片的仪表板显示器的另一个实施方式的截面图，第一薄片在一部分背侧上具有油墨层，从而形成通过其的窗口。
具体实施方式
图形图像显示器至少具有第一薄片，其包含观察侧和背侧，这些侧面之一还包含多个几何微结构。图形图像显示器具有包含图像图形的油墨层，其具有光可以通过的半透明或者透明的窗口。油墨层可以直接设置在第一薄片的任一侧面上或者设置在第二层上，该第二层放置在薄片之间具有空气间隙的第一薄片的前面或者后面。所述显示器甚至在暴露于较强的环境光如阳光时也可以提供良好的图像对比度，并且如果显示器使用背光源则还提供背光的高遮盖力和高透光率的组合。对于本发明的范围而言，图形涉及任何图像、文本、线图或者物体图。图形可以具有一种纯色(例如，黑色)、相同颜色的不同级别(例如，灰度级)或者具有多种颜色及那些颜色的多种级别。可以使用任何合适的技术将图形印制、放置、层压、转移或者应用至表面。
在一个实施方式中，图形图像显示器可以包含：背光源；透光的第一薄片，其具有观察侧和背侧，在背侧上具有多个几何微结构单元；和第二薄片或层，其包含图形图像信息源。图形图像显示器可以适于在单独来自观察侧的环境光下、在单独背光下和在来自观察侧的环境光和背光二者存在下进行观察。
观察侧可以具有平面，例如没有结构、无光精整或者几何微结构单元的平面。第一薄片可以可选择地包含扩散粒子(例如，相对于第一薄片的总重量，0.05wt%至2wt%、特别是0.05wt%至1.5wt%、且更特别是0.1wt%至1wt%的扩散粒子)。
多个几何微结构单元可以是微透镜、多面体形状(例如，棱镜、多面体形状、角锥棱镜（corner cube）形状等)、透镜状形状以及包含前述的至少一种的组合。该单元可以从如图1、2和8中所示的薄片表面突出，或者可以延伸到如图7a和7b中所示的薄片表面中(其中分离的腔体形成于薄片表面上)。
在另一个实施方式中，例如，其中几何微结构单元可以在第一薄片的观察侧上，且可选地不在背侧上(例如，背侧可以是平的(如平面，无结构的表面)或者可以具有无光精整)，且光吸收油墨层以图像形成方式直接印制在第一薄片的任一侧上。图像形成方式包含光可以通过的窗口区域，即，不设置光吸收油墨的地方。
本文中公开的光学显示器装置100用于图形图像显示器以改善光照效果。通常地，光学薄片必须牺牲来自背光灯150的光的透光率，以便通过包括足量的扩散粒子122(参见图1)来实现来自观察器侧45的光的较高反射或扩散。然而，将扩散粒子加入光学薄片内会增加成本。
参照图1-2，公开了图形图像显示器的实施方式。显示器具有第一薄片120、透光的光学薄片，其中微结构表面相对于观察器、含有邻近第一薄片120设置的图像信息的第二层140或油墨层140以及在第一薄片120的微结构侧上第一薄片120附近放置的背光源150。第二层或油墨层140可以直接设置在薄片120的任一侧上或者作为与薄片120具有间隙的分隔薄片。薄片140的图形图像具有由阻止或减弱光透射的不透明的或较少透光的部分146围绕的透明或半透明的窗口区域145。对于某些应用而言，光学薄片120的浊度可以大于或等于80%(特别地，大于或等于90%，且更特别地，大于或等于95%)以确保背光源150的适当分散，并防止光学热点。光源150可以是白炽光源、荧光光源、发光二极管(LED)源或者发光的任何其他来源。显示器还可以具有大于或等于66%的入射背光的透光率(特别地，大于或等于80%，且更特别地，大于或等于92%)。如果图像易受划伤或者暴露于外部因素(例如，化学品)，图2的设计是优选的，其中将油墨层直接印制在背侧上，使得印制的图像受到薄片120的基板的保护。
第一薄片120具有观察侧和面向具有多个几何微结构110的背光源的背侧。几何微结构110可以允许薄片120的透光率大于约67%，或者通过控制光路径甚至大于约80%的透光率，其中透光率与透射透过薄片的来自灯泡的光的量有关。如本文中所使用的，根据ASTM D1003-00，方法A，例如，使用来自BYK-Gardner的HAZE-GUARD PLUS，使用积分球(0°/扩散几何体)，利用0.25mm厚薄片来测量浊度和透光率，其中在标准灯D65下光谱敏感性符合CIE标准光谱值。利用具有“扩散/8°”几何形状的X-Rite Color-Eye7000A光谱仪来测量光学薄片的反射率，其中在D65灯下光谱敏感度符合CIE标准光谱值，使用10度(deg)观测器接受角度并包括镜面反射组件。在扩散/8°几何形状中，样品表面的照度是扩散照明的，且在远离样品表面的法向轴的8°(0.14弧度(rad))处检测到样品表面处的反射光。
微结构110通过控制入射环境光和背光的透光率、反射率、散射率来影响薄片120的光学性能。可以通过将环境光的一些反光引导朝向含有图像信息的观察器45来配置微结构110以提高图像对比度。如图1所示，入射到图形图像的半透明窗口区域上的环境光线1200被反射回来，例如，通过全内反射，通过薄片120背侧的微结构朝向观察器。通过光吸收显著减弱了入射到半透明窗口的周围区域上的环境光线1100。在这个例子中，由于反射的环境光线1202含有图像信息，因而图像不仅被传输的背光线1000照亮而且被光线1202照亮。例如，具有图形显示窗口145的薄片140产生显示图案如汽车应用中的文本信息“AC”。几何微结构110还比不具有微结构但具有相同等级浊度的比较薄片允许从背光源入射的光的更高透光率，所述浊度通过将扩散粒子加入薄片中来获得。进一步地，反射可以通过在显示器中包括反射器来获得，从而将光反射朝向第一薄片120，例如，位于远离观察器的侧面上的光源150的后面。环境光的某些光线可以穿透窗口145，朝向光源150的区域。对于部分这种光线而言有可能由光源后面的反射器(未示出)反射出来且最终以由光源自身发出的光线相同方式离开窗口145，因此，进一步增加了到达观察器的光。
位于光学薄片120的背侧上(即，面向背光源的侧面)的几何微结构110的独立单元可以是包括部分球面或者非球面微透镜(分别参见图3和4、5和6)、棱镜、交叉棱镜形状(图7a和7b)、透镜状形状、锥体形状、角锥棱镜、圆锥以及可使一些环境光全内反射回到观察器并且也可使通过薄片120的背光具有较高透光率的其他形状、或者包含前述的至少一种的组合。这种独立的单元几何形状可以布置在微结构110中的规则的或者无规的阵列中。如果将图形图像直接印制在光学薄片的背侧上，独立的微结构单元之间形成相互连接的空气通道的微结构的表面是适宜的，因为在印制过程期间它可以促进在表面上液体油墨(如油墨实例)的接收。进一步地，据相信，连续的相互连接的空气通道中液体油墨的毛细作用有助于改善这种微结构表面上的油墨湿润性。另外，相邻突出的单位微透镜的形状和尺寸的相似度(例如，参见图8)产生沿着表面的任意两个侧向方向相似的相互连接的空气通道。
在一些实施方式中，光学薄片的观察侧显示为比背侧表面(即，微结构表面)更平(更光滑)。观察侧可以没有任何微结构，或者可以具有无光(如，无规)精整，例如用来防止导致眩光的方向反射。
在其他实施方式中，可以在薄片的观察侧上采用微结构特征，其中薄片的背侧比观察侧更平(更光滑)或者没有微结构。油墨层可以在薄片的观察侧(参见图12)上和/或背侧(图13)上。图12是使用在第一薄片的观察侧上具有几何微结构单元(如，多个突出的微透镜结构)的光学薄片的仪表板设计(显示器)的一个实施方式的截面图，所述第一薄片在一部分几何微结构单元上具有油墨层，从而形成通过其的窗口。图示13是使用在第一薄片的观察侧上具有几何微结构单元(如，多个突出的微透镜结构)的光学薄片的仪表板显示器的另一个实施方式的截面图，且在一部分背侧表面上具有油墨层。当在以下照明场景的任一情况下使用时：1)仅存在背光源但缺乏环境光(例如，在黑暗环境中)；2)存在背光源和环境光源二者，当与使用仅具有平滑表面或无规的无光表面的薄片的仪表板显示器相比时，在背光源特征(光学薄片后面)的图像亮度和遮盖能力方面，本文中公开的仪表板显示器更有效。
如本文中所公开的，光学薄片的观察侧上的几何微结构可以在观察器方向上增强背光图像或图形的亮度。另外，在观察侧上存在几何微结构也增强通过光学薄片的一些环境光线朝向光源区域的透射。如图12和13所示，这样透射的环境光线1202(来自初始环境光线1200)现在具有增加的机会将设备中的光散射反射器薄片反射出来，形成扇形散射光线1204，光线1204可以潜在地离开窗口区域并进一步增加到达观察器的光，从而增强光学薄片上印制图像的亮度。
如从这些附图可见，可以采用其他光学薄片。可以单独地或以任何组合形式使用的这些薄片也可以与本文中所述的其他实施方式一起使用。薄片包括：抗反射涂层、透明基片、透光的彩色涂层、对比度薄片(例如，可以是染色薄片的对比度增强滤光片)、和其他，以及包含前述的至少一种的组合。
微结构110中独立的单位几何形状的宽度(对透镜形状而言，即，最大宽度)或螺距可以是约5微米至约10毫米(mm)、特别是约20微米至约5毫米、且更特别是约20微米至约2毫米。微结构110的高度/宽度比可以是约0.15至约1.0、特别是约0.2至约1.0、且更特别是约0.3至约1.0。多个几何微结构110可以通过与第一薄片120相同的材料形成或者通过将第二聚合物涂覆至薄片的表面上来形成。可选地，包含微结构的层可以使用替代技术来构造，如与快速原型化和3D打印中使用的技术相似的连续层沉积，其中沉积材料具有足够的光学透明性和透光度。
值得注意的是，对于无光精整而言纵横比(定义为平均表面特征的高度/宽度比)通常小于0.1。环境光的重新定向反射方面无光精整是无效的。在本实施方式中，现有几何形状的纵横比大于或等于0.15、特别地大于或等于0.2、且更特别地大于或等于0.3。不受理论的限制，据相信，这给予单位微结构能力以使光能够朝共同方向(朝观察器)折射，并使一部分入射的环境光的全内反射。
其他可选的特征包括额外的扩散、颜色和/或低眩光等。额外的扩散或颜色效果或波长转换可以通过第一薄片或第二薄片或第三薄片（如必要）中的光扩散粒子或彩色染料或荧光染料来实现。例如，在加工期间，扩散粒子122可以整体地混合至第一薄片的材料中。一些可能的光扩散粒子包括但不限于二氧化钛(TiO2)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯、交联的硅氧烷(例如，由Momentive Performance Materials制造的Tospearl颗粒)，以及包含前述的至少一种的组合。可替代地，或者另外地，可以将具有彩色染料130的第三薄片135设置在第一薄片120和第二层140之间。
在各实施方式中，可选地，可以将覆盖层应用至图形图像显示器的最外表面(其面向观察器)，例如，用于耐刮擦和耐化学性，假如在应用中显示器可能暴露于手指触碰或者化学清洁剂。可替代地，覆盖层可以是具有低反射指数或具有前无光表面纹理的聚合物层，以减少显示器的最外部表面处的环境光的眩光(即，镜面反射)。这部分反射的环境光不含有图像信息且应当被减弱以改善对比度。
薄片和层(覆盖、第一、第二、第三等)可以具有约50微米至约10毫米(mm)的组合厚度，且可以各自由相同或不同的光学透明的聚合物材料制成。这些材料可以包括聚亚烷基、聚碳酸酯(PC)、聚降冰片烯、环烯烃聚合物、聚酯、聚(甲基)丙烯酸酯(即，聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯)、聚缩醛、聚苯乙烯、聚醚酰亚胺(PEI)、聚氨酯、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、以及包含前述的至少一种的共聚物或共混物或合金。
薄片可以是具有第一侧面和第二侧面的聚合物材料的单一薄片。如本文中所使用的，术语“扩散”或“扩散的”旨在包括通过从表面纹理、分散颗粒或者显示器薄膜堆叠的薄片或区域进行反射、折射或衍射的光散射或扩散。
薄膜薄片中使用的组合物还可以包括对期望的性能不具有实质性负面影响的各种添加剂。可能的添加剂包括冲击改性剂、填料、稳定剂(如，热稳定剂、光稳定剂等)、抗氧化剂、脱模剂、润滑剂、阻燃剂、抗滴落剂、光学光亮剂、以及前述的组合。添加剂能够以有效地将期望的效果给予显示器薄膜堆叠的量存在。例如，基于具体薄膜的总重量，添加剂能够以约0.001重量百分比(wt%)至约10(wt%)的量存在。
实施例
实施例1(模拟的)：图形图像显示器包含第一薄片120，所述第一薄片120为在面向显示器的背光源的薄片的背侧上具有角锥棱镜(角锥棱镜阵列，CCA)形式的多个几何微结构110的聚碳酸酯薄片。角锥棱镜阵列具有六角紧密堆积模式且单位角锥棱镜结构的高度为90微米，高度/螺距比为0.6。将含有光吸收剂添加剂的油墨层(即，本实施例中的薄片140)直接印制在薄片120的观察侧上，以覆盖观察侧表面的部分。在薄片120的聚碳酸酯基体中不添加扩散粒子。
实施例2(模拟的)：与实施例1相同，不同之处在于薄片120的几何微结构表面包含具有从表面突出的部分球形形状的多个微透镜结构（代替CCA单元几何形状）。微透镜阵列具有六角紧密堆积模式且单位微透镜结构的高度为17微米，高度/宽度比为0.45，相邻单位微透镜之间的间隔为5微米。
比较例A(模拟的)：与实施例1相同，不同之处在于第一薄片120在薄片120的两侧上都具有平滑表面且在薄片120的本体相中还具有3.5wt%的二氧化钛(TiO2)，折光率为2.7，以便实现可与实施例1和2相比较的浊度等级。
实施例3(模拟的)：与实施例2相同，不同之处在于将2wt%的TiO2（折光率为2.7）加至薄片120中。
图9、10和11中示出了实施例1、2和比较例A的模拟的光学性能的比较。图9为背光(即，入射到面向光源的光学薄片的背侧上的光)的浊度和透光率的结果。图10和11为入射到的光学薄片120的观察侧上的环境光（分别具有0度和45度的入射角(AOI)）的反射率结果。
Figure BDA0000392565310000111
1wt%基于包含TiO2的薄片的总重量
2AOI=入射角
如表1中所总结的，当与比较例A相比较时，实施例1和2的图形图像显示器中所用的光学薄片能够实现相似的浊度等级、来自背光源150的光的显著较高的透光率、以及入射到薄片120的观察侧上的环境光的可比较的或稍微较低的反射率。对于实施例1和2相对于比较例A而言，当图形图像被透射的背光和反射的环境光照亮时，环境光的稍微较低的反射率可以由窗口区域145中更多量的透射的背光来弥补。因此，甚至在较强环境光的存在下，实施例1和2与比较例A相比较，背光图像的对比度仍然更好。由于扩散粒子在实施例1和2中不是必要的，所以与比较例A相比较，制造薄片120的成本可以更低。
实施例4(实际的)：图形图像显示器包含第一薄片120，所述第一薄片120为在面向显示器的背光源的薄片的背侧上具有角锥棱镜形式的多个几何微结构110的聚碳酸酯薄片。角锥棱镜阵列具有六角紧密堆积模式、单位角锥棱镜结构的高度为2毫米且高度/螺距比为0.6。如图1所示，将包含图形图像信息的第二层(即，薄片140)设置在薄片120的观察侧的前面，在薄片120的聚碳酸酯基体中不添加扩散粒子。
实施例5(实际的)：图形图像显示器包含第一薄片120，所述第一薄片120为在薄片的背侧上包含多个突出的非球形微透镜(如图5和8中所示)的聚碳酸酯薄片，单独的微透镜的平均高度为8微米，平均宽度/高度比为0.24，且相邻的单位微透镜之间的平均间隔为9微米。如图1所示，将包含图形图像信息的第二层(即，薄片140)设置在薄片120的观察侧的前面。薄片120的聚碳酸酯基体中不添加扩散粒子。
实施例6(实际的)：与实施例5相同，不同之处在于单独的微透镜的平均高度为16微米，平均高度/宽度比为0.48。
表2中示出实施例4至实施例6的比较结果。
Figure BDA0000392565310000121
Figure BDA0000392565310000131
**使用具有扩散/8°几何形状的X-rite ColorEye7000A色度仪，且在测量期间实施例4至6的光学薄片用面向远离入射光的微结构侧面定向。
如表2所示，与实施例4和5的反射率(13%或14%)相比，实施例6的较高环境光反射率(43%)表明在扩散的环境照明的情况下，沿着接近于显示表面的法向轴的8°观察角，来自实施例6的光学薄片的反射的环境光比实施例4和5更多。与实施例4和5相比，实施例6还具有相同或者更好的背光的浊度和透光率。因此，在表2的3个实施例中，当环境光和背光二者都存在时，实施例6在照明区域(图1中的窗口区域145)与周围较暗区域(图1中的较少透光区域146)之间提供最好的照明对比度(即，图像对比度)。
本文中公开的图形显示器100，可以用于例如，背光商业海报、汽车面板的致动器按钮、仪表组的指示标志或者作为器械标签或条码标签。
在本文中所公开的显示器中，载有图像信息的第二薄片或者油墨层140可以设置在光学薄片120的任一侧面或者两个侧面上。油墨层140可以是任意颜色，每侧上的油墨为相同或者不同颜色。
在一个实施方式中，图形图像显示器可以包括：背光源；透光的第一薄片，具有观察侧和背侧，具有多个几何微结构单元；和包含图形图像信息源的第二层。多个几何微结构单元可以选自微透镜、多面体形状(例如棱镜(如交叉棱镜形状)、锥体形状，角锥棱镜形状)、透镜状形状以及包含前述的至少一种的组合。表面上单独的微结构单元的堆积模式可以是规则的(例如，图案化的)或者无规的。图形图像显示器可以适于在单独地来自观察侧的环境光下、在单独背光下和在来自观察侧的环境光和背光二者存在下进行观察。本实施方式的图形显示器也适于需要宽视角的应用。
在另一个实施方式中，图形图像显示器可以包含：背光源；透光的第一薄片，具有观察侧和背侧，在观察侧上具有多个几何微结构单元；和第二层或者包含直接设置在第一薄片的任一侧面上的图形图像信息源的层。多个几何微结构单元可以选自微透镜、多面体形状、透镜状形状以及包含前述的至少一种的组合。
在另一个实施方式中，图形图像显示器可以包含：背光源；透光的第一薄片，具有观察侧和背侧，在背侧上具有多个几何微结构单元；和直接在第一薄片的任一侧或两侧上的(直接在观察侧上和/或直接在背侧上)油墨层，其中油墨层形成光可以通过的窗口，且其中油墨层可以载有图像信息。多个几何微结构单元选自微透镜、多面体形状、透镜状形状以及包含前述的至少一种的组合。图形图像显示器可以适于在单独背光下和在来自观察侧的环境光和背光二者存在下进行观察。本文中所述的图形显示器也适于需要沿着显示器的法向观察轴的背光图像的最佳亮度的应用。
在另一个实施方式中，图形图像显示器可以包含：背光源；透光的第一薄片，具有观察侧和背侧，在观察侧上具有多个几何微结构单元；和直接在第一薄片的观察侧和/或背侧上的油墨层。油墨层可以为形成图像的方式，其含有光可以通过的窗口区域和通过其抑制或降低光透射的周围区域。
在多个实施方式中，(i)第一薄片的浊度大于或等于95%，如根据ASTM D1003-00，方法A测量的(例如，板厚度为0.25mm)；和/或(ii)第二层为直接(例如，直接印制)在第一薄片的任一侧或者两侧上的油墨层；和/或(iii)多个几何微结构单元在背侧(例如，背侧的表面)内形成不连续的腔体，且其中将油墨层印制在背侧(例如，背侧的表面)上；和/或(iv)多个几何微结构单元包含微透镜；和/或(v)多个几何微结构单元是多面体的；和/或(vi)微结构单元具有约5微米至10mm的螺距或平均宽度；和/或(vii)在第一薄片或者第二层中还包含扩散粒子；和/或(viii)显示器不包含扩散粒子；和/或(ix)多个几何微结构单元选自微透镜和透镜状形状以及包含前述的至少一种的组合；和/或(x)微结构具有0.15至1.0的高度/宽度比；和/或(xi)高度/宽度比为0.3至1.0；和/或(xii)微结构单元可以从第一薄片的表面突出或者微结构单元可以延伸到第一薄片的表面中从而在其中形成腔体(例如，不连续的腔体)；和/或(xiii)相对于背光源的显示器的侧面上的显示器的最外层具有抗反射层和/或无规的无光表面纹理；和/或(xiv)多个几何微结构单元包含多面体形状；和/或(xv)多个几何微结构单元在独立的微结构单元之间形成相互连接的空气通道，且其中将油墨层印制在微结构单元的部分上；和/或(xvi)油墨层在观察侧上；和/或(xvii)第二层以形成图像的方式直接(例如，直接产生或印制其上)在第一薄片(例如，观察侧和/或背侧)上，所述形成图像的方式含有光可以通过的窗口区域和通过其抑制或降低光透射的周围区域；和/或(xviii)其中油墨层直接在部分几何微结构单元上，且其中该部分大于或等于50%的包含油墨层的薄片的表面；和/或(xix)其中油墨层直接在一部分几何微结构单元上，且其中该部分大于或等于75%的包含油墨层的薄片的表面；和/或(xx)其中油墨层直接在一部分几何微结构单元上，且其中该部分大于或等于80%的包含油墨层的薄片的表面；和/或(xxi)其中第一薄片和/或第二层还包含扩散粒子；和/或(xxii)其中观察侧上的显示器的最外部表面具有抗反射层和/或无规的无光表面纹理；和/或(xxiv)其中第二层直接在观察侧上的表面上。
本文中所公开的显示器采用在其背侧表面上具有微结构的光学薄片，以提高印制图形的照明对比度(在油墨区域146与窗口区域145(即，非油墨区域)之间)，并增强光学薄片对背光源的遮盖力。
本文中所公开的全部范围包括端点，且端点可独立地彼此组合(例如，“高达25wt%，或者更特别是5wt%至wt%”的范围包括端点和“5wt%至25wt%”的范围的所有中间值，等等)。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元素和另一个元素区别开。本文中术语“一”和“一个”以及“该”不表示数量的限制，而应该理解为涵盖单数和复数二者，除非本文中另有指示或通过上下文明确地抵触。如本文中所用的后缀“(s)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数两者，从而包括该术语的一个或多个(例如，膜包括一个或多个膜)。贯穿本说明书提及“一个实施方式”、“另一个实施方式”、“实施方式”等，是指与该实施方式结合所描述的具体元素(例如，特征、结构和/或特性)，所述实施方式包括在本文中描述的至少一个实施方式中，且可以或不可以存在于其他实施方式中。另外，应当理解的是，在多个实施方式中以任何合适的方式组合所描述的元素。
所有引用的专利、专利申请和其他参考文献的全部内容通过引用结合于此。然而，如果本申请中的术语与结合的参考文献中的术语相矛盾或冲突，则本申请中的术语优先于所结合的参考文献中的矛盾的术语。
尽管已参考示例性实施方式描述了实施方式，本领域技术人员应当理解的是，可以做出各种改变，且在不偏离实施方式的概念范围的情况下可以用等效物取代其元素。另外，在不偏离其基本范围的情况下可以做出许多修改以使特定的情况或材料适应这些实施方式的教导。因此，希望的是，该范围不限于作为用于实施本权利要求所考虑的最佳方式所公开的具体实施方式，但该范围将包括落在所附权利要求内的所有实施方式。

Claims (14)

1.一种图形图像显示器，包括：
背光源；
透光的第一薄片，其具有观察侧和背侧，具有多个几何微结构单元；和
第二层，其包含图形图像信息源；
其中，所述多个几何微结构单元选自微透镜、多面体形状、透镜状形状、以及包含前述的至少一种的组合；且
其中，所述图形图像显示器适合在单独来自所述观察侧的环境光下、在单独背光下、和在来自所述观察侧的环境光和背光二者存在下进行观察。
2.根据权利要求1所述的显示器，其中所述多个几何微结构单元在所述第一薄片的所述观察侧上。
3.根据权利要求1所述的显示器，其中所述多个几何微结构单元在所述第一薄片的所述背侧上。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的显示器，其中所述第二层为以图像形成方式直接在所述第一薄片上的油墨层，其含有光可以通过的窗口区域和通过其抑制或降低光透射的周围区域。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的显示器，其中所述第二层为置放在所述第一薄片的前面或后面的第二薄片。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的显示器，其中所述微结构单元从所述第一薄片突出。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的显示器，其中所述微结构单元在所述第一薄片内形成腔体。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的显示器，其中所述第一薄片的浊度大于或等于95%，如根据ASTM D1003-00，方法A测量的。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的显示器，其中所述多个几何微结构单元在独立的微结构单元之间形成相互连接的空气通道，且其中所述油墨层被印制在所述微结构单元的部分上。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的显示器，其中所述微结构单元具有约5微米至10mm的平均宽度。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的显示器，其中所述第一薄片和/或所述第二层还包含扩散粒子。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的显示器，其中所述微结构具有0.15至1.0的高度/宽度比。
13.根据权利要求12所述的显示器，其中所述微结构为具有0.3至1.0的高度/宽度比的多个微透镜。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的显示器，其中所述观察侧上的显示器的最外部表面具有抗反射层和/或无规的无光表面纹理。
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