TW201300875A - 具有可變指數之光汲取層之背光透射式顯示器 - Google Patents

具有可變指數之光汲取層之背光透射式顯示器 Download PDF

Info

Publication number
TW201300875A
TW201300875A TW101116969A TW101116969A TW201300875A TW 201300875 A TW201300875 A TW 201300875A TW 101116969 A TW101116969 A TW 101116969A TW 101116969 A TW101116969 A TW 101116969A TW 201300875 A TW201300875 A TW 201300875A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
layer
region
transmissive display
extraction layer
Prior art date
Application number
TW101116969A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI541559B (zh
Inventor
David Scott Thompson
Kevin Roman Schaffer
zhao-hui Yang
en-cai Hao
Audrey Anne Sherman
Michael Alan Meis
John Allen Wheatley
Matthew Stewart Stay
Robert Fredrick Kamrath
Mikhail Leonidovich Pekurovsky
Steven Dean Solomonson
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of TW201300875A publication Critical patent/TW201300875A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI541559B publication Critical patent/TWI541559B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0056—Means for improving the coupling-out of light from the light guide for producing polarisation effects, e.g. by a surface with polarizing properties or by an additional polarizing elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G02B6/0043—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided on the surface of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

本申請案描述一種背光透射式顯示器，其包括一透射式顯示器及一可變指數之光汲取層，該可變指數光汲取層光學耦合至一光導。該可變指數之光汲取層具有含具奈米空隙之聚合材料之第一區域及含該具奈米空隙之聚合材料及其他材料之第二區域。該第一區域及該第二區域經安置以使得對於在該光導中以超臨界角傳輸之光，該可變指數之光汲取層基於該第一區域及該第二區域之幾何配置以預定方式選擇性地汲取該光。該透射式顯示器可為透射式顯示面板或聚合膜，諸如圖形。

Description

具有可變指數之光汲取層之背光透射式顯示器
本申請案大體上係關於受照式顯示裝置，尤其是具有照明裝置之背光顯示裝置。
相關申請案之交叉引用
本申請案係關於2011年2月25日申請且以引用的方式併入本文中之以下美國臨時申請案：標題為「Variable Index Light Extraction Layer and Method of Illuminating With Same」之61/446642(代理人案號67310US002)；標題為「Front-Lit Reflective Display Device and Method of Front-Lighting Reflective Display」之61/446740(代理人案號66858US002)；及標題為「Illumination Article And Device For Front-Lighting Reflective Scattering Element」之61/446712(代理人案號67313US002)。
照明系統或裝置，諸如用於在電子顯示系統中照射目標物或提供照明者，利用一或多個光學層來處理由一或多個光源發出之光。通常，需要光學層具有所要光學透射率、光學濁度、光學清晰度或折射指數。在許多應用中，光學層包括與空氣層及光汲取層組合使用之光導以便在光導內傳輸光源所發出之光，且空氣層及汲取層藉由支持全內反射(TIR)及汲取來自光導之光來處理光。持續需要能夠處理光且適用於薄可撓性系統以及大型系統中之光學膜。
本申請案大體上係關於背光透射式顯示裝置。透射式顯示器為背光式，其使用包含光源與照明物件一起使用之照明裝置。詳言之，該照明物件包含可變指數之光汲取層，該層具有具有不同性質之區域，諸如折射率、濁度、透射率、清晰度或其組合。該照明物件亦包含光導，該光導將來自光源的光傳遞至該可變指數之光汲取層。該照明物件處理由該光源發出之光，因此增加該光之空間均勻性，接著將該光傳遞至該透射式顯示器。此光透過該透射式顯示器向觀察者透射使得由該透射式顯示器提供之影像得以照明。
在一個態樣中，本申請案描述一種背光透射式顯示器總成，其包括透射式顯示器及照明物件。該照明物件包括光導及可變指數之光汲取層，該可變指數之光汲取層光學耦合至該光導及該透射式顯示器。該可變指數之光汲取層具有第一區域及第二區域，該第一區域包括具奈米空隙之聚合材料，該第二區域包括該具奈米空隙之聚合材料及其他材料，第一區域及第二區域經安置以使得對於由光源發射且注入光導中之光，該可變指數之光汲取層基於第一區域及第二區域之幾何配置以預定方式選擇性汲取該光。
該照明物件可充當具有針對不同應用定製之光學性質的高效能光學物件。舉例而言，第一區域可具有小於約5%之濁度及大於約90%之清晰度，及/或該層可具有大於約90%之光透射率。再舉例而言，該層可具有小於約10%之濁度及大於約90%之清晰度。第一區域及第二區域在該層 之橫平面上可為連續的，或其可為不連續的、配置成圖案或隨機安置。可變指數之光汲取層可藉由改變第一區域及第二區域之相對面積來加以定製以展現特定光學性質。舉例而言，第二區域可佔該層之橫平面面積的約5%至約60%。
以上概述不意欲描述本發明之各揭示實施例或每個實施例。以下諸圖及詳細描述更詳細地例示說明性實施例。
在以下描述中，參考所附圖式群組，該等圖式形成本發明之一部分且其中展示各種一般實施例及特定實施例。應理解，在不背離本發明之範疇或精神的情況下可涵蓋並進行其他實施例。因此，以下詳細描述不應被視為具限制意義。諸圖為示意性圖式且未必按比例。
一般而言，本文所揭示之可變指數之光汲取層包含至少兩個不同的區或區域，其中可不同地處理入射於該層上之任何角度之光，因為該等區域具有不同的折射率。可變指數之光汲取層可用於如本文所述之多種光學膜構造、總成及裝置中。
可變指數之光汲取層為用於汲取以超臨界角於相鄰層中行進之光，而同時對於入射於汲取層上之亞臨界角光存在極少散射甚至無散射的光學層。可變指數之光汲取層自諸如透明層之相鄰層中汲取光，且可將所汲取之光傳遞至物件或元件以照明該物件或元件。可變指數之光汲取層不具有顯著散射光或功能上散射光之特徵。因此，當透過該層 觀察時，如圖12b所示，在該層之相對側影像及目標物極少變形。在理想情況下，第一區域及第二區域中之材料具有不同折射率，且兩者均具高透射率以及極低濁度。可變指數之光汲取層中之第一區域及第二區域可經成形及配置以產生一層，在該層物理連接及光學耦合至光導、透射式顯示面板、標牌及其類似物時，該層具有高清晰度、低濁度及高透射率。
可變指數之光汲取層使得光導為透明的，從而在照明或無照明的情況下展現極小濁度甚至無濁度及高清晰度。由此允許在透射式顯示面板上檢視影像或圖形，而解析度及對比度不會顯著降低，且不存在由不同區域散射或繞射之光所產生的可見光學假像。在傳統光導中，汲取層具有光散射特徵以便將由光導中之TIR在光導內傳輸之光(等於或大於臨界角之角度)引導至光導外。此等光散射特徵通常包含安置於光導表面上或蝕刻於光導表面中之漫反射印刷之汲取點或結構。
除光學益處以外，可藉由可達成高速低成本製造之相對簡單之塗佈及印刷技術製造可變指數之光汲取層。
本發明大體上係關於展現具有高指數級(high index-like)光學性質及低指數級光學性質之區域，或者與光透射、散射、吸收、折射或反射相互作用之聚合光學膜或層。具有高指數級光學性質及低指數級光學性質之區域在光學層之橫平面上可變化，亦即，光學層為可變指數之光學層。在本發明全文中，通常使用術語「指數」替代折射指數或折 射率。本文所揭示之可變指數之光汲取層之橫平面可描述為平行於該層之至少一個主要表面之平面。
圖1a展示例示性可變指數之光汲取層100之示意性橫截面圖。汲取層包含第一區域140a及140b，兩個區域均包含具奈米空隙之聚合材料。在有些實施例中，具奈米空隙之聚合材料包含複數個互連奈米空隙，如WO 2010/120422 A1(Kolb等人)及WO 2010/120468 A1(Kolb等人)中所述。複數個互連奈米空隙為分散於黏合劑中之奈米空隙之網路，其中至少有些奈米空隙經由中空隧道或中空隧道樣通道彼此連接。包含互連奈米空隙之具奈米空隙之聚合材料具有可延伸至該材料之一或多個表面之奈米空隙或孔隙。
可變指數之光汲取層包含安置在第一區域140a與140b之間的第二區域130。第二區域包含具奈米空隙之聚合材料及其他材料。在有些實施例中，此其他材料佔據具奈米空隙之聚合材料之至少一部分空隙體積。在本發明全文中，橫截面圖及平面圖中之虛線用於指示第一區域及第二區域之大致位置，然而此等虛線不意欲描述該等區域之間的任何種類的邊界。
圖1b展示安置於透明相鄰層上之例示性可變指數之光汲取層之示意性橫截面圖。光學膜105包含安置於作為透明基板之相鄰層120上之可變指數之光汲取層100。可變指數之光汲取層100包含第一區域140a及140b，及安置在第一區域之間的第二區域130。
一般而言，區或區域係由其所包含之材料以及該區域之 折射率來鑑別。第一區域包含具奈米空隙之聚合材料且具有第一折射率。若實質上所有區域包含具奈米空隙之聚合材料且若區域在該層之連續橫平面上具有差異在±0.02以內之折射率，則鑑別為第一區域。下文描述測定層橫平面上之折射率之方法。
第二區域包含具奈米空隙之聚合材料及其他材料，且具有與第一折射率相差至少約0.03之第二折射率。第一區域及第二區域中之具奈米空隙之聚合材料為相同材料。若材料實質上併入可變指數之光汲取層內且致使第一區域之折射率改變至少約0.03，例如約0.03至約0.5、約0.05至約0.5、或約0.05至約0.25，則該材料被視為其他材料。
在有些實施例中，其他材料不同於用於形成具奈米空隙之聚合材料之黏合劑。在有些實施例中，其他材料與用於形成具奈米空隙之聚合材料之黏合劑相同。若(i)所有區域包含具奈米空隙之聚合材料，(ii)該區域在可變指數之光汲取層之連續橫平面上具有差異在±0.02以內之折射率，及(iii)該區域具有與第一區域之折射率相差至少約0.03之折射率，則鑑別為第二區域。
在有些實施例中，可藉由組合其他材料與已形成某種所要形狀(諸如層)之一部分具奈米空隙之聚合材料來製造可變指數之光汲取層。將足夠其他材料與具奈米空隙之聚合材料組合，以使得折射率產生所要變化，且該變化為至少約0.03，例如約0.03至約0.5、約0.05至約0.5、或約0.05至約0.25。
可變指數之光汲取層包含第一區域及第二區域，第一區域及第二區域相對於彼此安置以使得對於在相鄰層中以超臨界角傳輸之光，該可變指數之光汲取層基於第一區域及第二區域之幾何配置以預定方式選擇性地汲取光。如本文所使用，超臨界角為等於或大於由可變指數之光汲取層之第一區域與相鄰層形成之指定界面之臨界角的角度，該臨界角係由第一區域與相鄰層之折射率差決定。臨界角為自一種介質傳遞至另一較低折射率介質之光線可自兩者之間的邊界處全反射的最小入射角。
參看圖1b，即圖1a之簡化視圖，由射線150及160表示之光在相鄰層120內由TIR傳輸。在此實施例中，第一區域140a及140b之折射率遠遠小於相鄰層之折射率，該相鄰層界定臨界角θc，如圖所示。由射線150表示之以超臨界角行進之光觸及相鄰層120與第一區域140b之間的界面，且射線150之此入射角大於θc，由此引起實質上所有光在該界面處反射。
亦在此實施例中，第二區域130之折射率近似等於或大於相鄰層120之折射率。在此情況下，界面處不存在臨界角，且由射線160表示之光通過相鄰層120與第二區域130之間的界面，因此自相鄰層中汲取至第二區域130中。
因此，對於圖1a及圖1b中所示之實施例，第一區域及第二區域相對於彼此安置以使得可變指數之光汲取層可基於第一區域及第二區域之幾何配置以預定方式選擇性地汲取在相鄰層中以超臨界角傳輸之光。
圖1c展示光學膜105之示意性橫截面圖，其中光以亞臨界角照射於相鄰層上。由射線180及190表示之光以亞臨界角照射於相鄰層120之表面170上，且光基本上不偏離地穿過層120及100。由射線190表示之光穿過第一區域140b，且由射線180表示之光穿過第二區域130。穿過可變指數之光汲取層100之不同區域之光存在極小偏差甚至無偏差。由此產生具有低濁度及高清晰度之光學膜，諸如例示性光學膜105，以使得當通過光學膜觀察時，相對側上之影像存在極小變形甚至無變形。可變指數之光汲取層可具有第一區域及第二區域之任何幾何配置，以便產生所要汲取光圖案。
一般而言，可變指數之光汲取層之折射率分佈可以任何方式變化，只要獲得該層之所要光學效能即可。圖2說明可變指數之光汲取層，其具有可在該層之橫平面上變化之折射率。折射率分佈展示距離d之曲線圖，對於平面圖中之層，距離d對應於在該層之橫平面上之距離。圖2展示該層上對應於d 0 之某一起始位置，該層具有對應於第一區域之第一折射率n 1 。在該層之橫平面上移動時，在達到d 1 之前觀察到第一折射率n 1 ，在d 1 處該層之折射率驟增至n 2 ，n 2 對應於第二區域之第二折射率。繼續在該層之橫平面上移動，在達到d 2 之前觀察到第二折射率n 2 ，在d 2 處該層之折射率驟降至n 1 ，指示第二個第一區域。
分別具有低指數及高指數之相鄰的兩個第一區域與第二區域之間的折射率變化可以多種方式改變。舉例而言，兩 個相鄰區域之間的折射率變化可為驟變，如呈階梯函數形式。再舉例而言，折射率變化可為單調的，其中折射率連續增加或降低(分別視該變化是隨自第一區域至第二區域移動觀察到抑或是隨自第二區域至第一區域移動觀察到而定)。在有些情況下，相鄰的第一區域及第二區域之第一折射率及第二折射率以階梯函數與單調函數之某種組合方式變化。
可變光汲取層之第一區域具有小於第二區域之折射率。舉例而言，第一折射率可小於約1.4、小於約1.3或小於約1.2。第一折射率可為約1.15至約1.45、約1.2至約1.42、約1.2至約1.40或約1.2至約1.35。一般而言，特定第一折射率及第二折射率以及兩者之特定差異視如下文所述之可變指數之光汲取層之所要光學效能而定。第一區域與第二區域之間的折射率差異大於約0.03。在有些實施例中，第一區域與第二區域之間的折射率差異大於0.05、大於0.1、大於0.2或大於0.25。
具奈米空隙之聚合材料通常包含分散於黏合劑中之複數個互連奈米空隙或奈米空隙網路。複數個奈米空隙或奈米空隙網路中至少有些奈米空隙經由中空隧道或中空隧道樣通道彼此連接。奈米空隙未必不含所有物質及/或微粒。舉例而言，在有些情況下，奈米空隙可包括一或多種小纖維樣或線樣物體，包括例如黏合劑及/或奈米粒子。有些所揭示之第一區域包括多重複數個互連奈米空隙或多個奈米空隙網絡，其中各複數個奈米空隙或奈米空隙網路中之 奈米空隙互連。在有些情況下，除多重複數個互連奈米空隙以外，所揭示之第一區域可包括一部分閉合或未連接奈米空隙，意謂該等奈米空隙未經由隧道連接於其他奈米空隙。
具奈米空隙之聚合材料經設計以藉助於包括複數個奈米空隙來支撐TIR。當光在光學透明(透明且非多孔)相鄰層中行進且該光入射於具有高孔隙率之層狀結構上時，入射光在傾斜角下之反射率遠遠高於在正入射角下之反射率。在具奈米空隙之第一區域具有極小濁度甚至無濁度的情況下，在大於臨界角之傾斜角下之反射率接近約100%。在該等情況下，入射光發生TIR。
所揭示第一區域中之奈米空隙具有折射指數nv及電容率εv，其中nv 2=εv，且黏合劑具有折射指數nb及電容率εb，其中nb 2=εb。一般而言，具奈米空隙之聚合材料層與光之相互作用，諸如光入射於該層上或在該層中傳播，視該層之許多特徵而定，諸如層厚度、黏合劑指數、奈米空隙或孔隙指數、孔隙形狀及尺寸、孔隙之空間分佈及光波長。在有些情況下，入射於具奈米空隙之聚合材料層上或在具奈米空隙之聚合材料層內傳播之光「經歷」有效電容率εeff及有效指數neff，其中neff可由奈米空隙指數nv、黏合劑指數nb及奈米空隙孔隙率或體積分數「f」表達。在該等情況下，該層足夠厚且奈米空隙足夠小，以使得光無法解析單一奈米空隙或獨立奈米空隙之形狀及特徵。在該等情況下，至少大部分奈米空隙(諸如至少60%或70%或80%或 90%奈米空隙)之尺寸不大於約λ/5，或不大於約λ/6，或不大於約λ/8，或不大於約λ/10，或不大於約λ/20，其中λ為光波長。
在有些實施例中，入射於可變光汲取層之所揭示第一區域上之光為可見光，其可在約380 nm至約750 nm、或約400 nm至約700 nm、或約420 nm至約680 nm範圍內。在該等情況下，若至少大部分奈米空隙(諸如至少60%或70%或80%或90%奈米空隙)之尺寸不大於約70 nm、或不大於約60 nm、或不大於約50 nm、或不大於約40 nm、或不大於約30 nm、或不大於約20 nm、或不大於約10 nm，則可變光汲取層之第一區域具有有效折射指數且包括複數個奈米空隙。
在有些情況下，可變指數之光汲取層之所揭示第一區域足夠厚，以使得該區域可適當地具有由奈米空隙折射指數及黏合劑折射指數以及奈米空隙或孔隙體積分數或孔隙率表達之有效指數。在該等情況下，第一區域之厚度不小於約100 nm、或不小於約200 nm、或不小於約500 nm、或不小於約700 nm、或不小於約1,000 nm。
當所揭示第一區域中之奈米空隙足夠小且該區域足夠厚時，第一區域具有可表達如下之有效電容率εeff：εeff=f εv+(1-f)εb (1)在該等情況下，第一區域之有效指數neff可表達為：neff 2=f nv 2+(1-f)nb 2 (2)在有些情況下，諸如當孔隙與黏合劑之折射指數差異足夠 小時，第一區域之有效指數可近似為以下表達式：neff=f nv+(1-f)nb (3)在該等情況下，第一區域之有效指數為奈米空隙折射指數及黏合劑折射指數之體積加權平均值。舉例而言，具有約50%之空隙體積分數及具有約1.5之折射指數之黏合劑的第一區域具有約1.25之有效指數。
圖3為包括實質上均勻分散於黏合劑內之奈米空隙網路或複數個互連奈米空隙及複數個粒子之可變指數之光汲取層之第一區域之示意性橫截面圖。第一區域300包含分散於黏合劑310中之複數個互連奈米空隙320。奈米空隙320包括互連奈米空隙320A至320C。第一主要表面330及第二主要表面332為多孔表面，如表面孔隙320D至320G所指示，該等孔隙可能提供或可能不提供自一個表面延伸至另一表面或延伸穿過該區域之厚度的隧道。有些奈米空隙，諸如奈米空隙320B及320C，處於第一區域內部之內，且可能或可能不穿透至表面。
空隙320具有尺寸d1，尺寸d1一般可藉由選擇適合組成及製造法(諸如塗佈、乾燥及固化條件)來控制。一般而言，d1可為任何所要值範圍中之任何所要值。舉例而言，在有些情況下，至少大部分奈米空隙，諸如至少60%或70%或80%或90%或95%奈米空隙，具有處於所要範圍內之尺寸。舉例而言，在有些情況下，至少大部分奈米空隙，諸如至少60%或70%或80%或90%或95%奈米空隙，具有不大於約500 nm、不大於400 nm、不大於約300 nm、不大於約 200 nm、不大於約100 nm、不大於約70 nm、或不大於約50 nm之尺寸。在有些情況下，有些奈米空隙可足夠小以使得該區域之折射率在存在極少或不存在光散射的情況下改變。
黏合劑310可包含任何材料，諸如聚合物。黏合劑可為由包含單體之可聚合組合物形成的聚合物，其中該等單體係使用光化輻射來固化，例如可見光、紫外光輻射、電子束輻射、熱及其組合，或多種習知陰離子聚合技術、陽離子聚合技術、自由基聚合技術或其他聚合技術中之任一者，該等聚合可用化學方式或用熱引發。聚合反應可使用溶劑聚合、乳液聚合、懸浮液聚合、本體聚合及其類似技術來進行。適用單體包括具有小於約500 g/mol之分子量的小分子、具有大於500 g/mol至約10,000 g/mol之分子量的寡聚物、及具有大於10,000 g/mol至約100,000 g/mol之分子量的聚合物。
適用於實施本發明之可固化基團之代表性實例包括環氧基、烯系不飽和基團、烯烴碳-碳雙鍵、烯丙氧基、(甲基)丙烯酸酯基、(甲基)丙烯醯胺基、氰基酯基、乙烯醚基、此等基團之組合及其類似基團。單體可為單官能或多官能單體，且能夠在聚合時形成交聯網路。如本文所使用，(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯，且(甲基)丙烯醯胺係指丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺。
適用單體包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、經取代之苯乙烯、乙烯酯、乙烯醚、N-乙烯基-2-吡咯啶酮、(甲基)丙烯 醯胺、N上經取代之(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、乙氧基化壬基酚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸β-羧基乙酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、環脂族環氧化物、α-環氧化物、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯腈、順丁烯二酸酐、衣康酸、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸、N-乙烯基己內醯胺、(甲基)丙烯酸十八烷酯、羥基官能聚己內酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基甲酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、(甲基)丙烯酸羥基異丙酯、(甲基)丙烯酸羥基丁酯、(甲基)丙烯酸羥基異丁酯、(甲基)丙烯酸四氫呋喃酯、此等物質之組合及其類似物。
官能寡聚物及聚合物在本文中亦可統稱為「高分子量組分或物質」。適合高分子量組分可併入本發明組合物中。該等高分子量組分可提供包括黏度控制、降低固化時之收縮率、耐久性、可撓性、與多孔基板及非多孔基板之黏著、戶外耐氣候性及/或類似性質在內之益處。併入本發明流體組合物中之寡聚物及/或聚合物之量可在較寬範圍內變化，視諸如所得組合物之預定用途、反應性稀釋劑之性質、寡聚物及/或聚合物之性質及重量平均分子量及其 類似性質而定。寡聚物及/或聚合物本身可為直鏈、分支鏈及/或環狀。分支鏈寡聚物及/或聚合物與具有相當分子量之直鏈對應物相比傾向於具有較低黏度。
例示性可聚合寡聚物或聚合物包括脂族聚胺基甲酸酯、丙烯酸系物、聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、環氧聚合物、聚苯乙烯(包括苯乙烯共聚物)及經取代之苯乙烯、含聚矽氧聚合物、氟化聚合物、此等物質之組合、及其類似物。對於有些應用，聚胺基甲酸酯及丙烯酸酯寡聚物及/或聚合物可具有改良之耐久性及耐氣候性特徵。該等材料亦傾向於易溶於由輻射可固化(甲基)丙烯酸酯官能單體形成之反應性稀釋劑中。
由於寡聚物及/或聚合物之芳族組分一般傾向於具有不良耐氣候性及/或不良抗日光性，因此芳族組分可限於小於5重量%，較佳小於1重量%，且可實質上排除在本發明之寡聚物及/或聚合物及反應性稀釋劑外。因此，對於形成用於戶外應用之寡聚物及/或聚合物，直鏈、分支鏈及/或環狀脂族及/或雜環成分較佳。
供用於本發明之適合輻射可固化寡聚物及/或聚合物包括(但不限於)(甲基)丙烯酸酯化胺基甲酸酯(亦即胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯)、(甲基)丙烯酸酯化環氧化合物(亦即環氧(甲基)丙烯酸酯)、(甲基)丙烯酸酯化聚酯(亦即聚酯(甲基)丙烯酸酯)、(甲基)丙烯酸酯化(甲基)丙烯酸系物、(甲基)丙烯酸酯化聚矽氧、(甲基)丙烯酸酯化聚醚(亦即聚醚(甲基)丙烯酸酯)、(甲基)丙烯酸乙烯酯及(甲基)丙烯酸酯 化油。
適用於韌化具奈米空隙之層300之材料包括具有高拉伸強度及高伸長率之樹脂，例如可購自Sartomer Company之CN9893、CN902、CN9001、CN961及CN964；及可購自Cytec之EBECRYL 4833及Eb8804。適合韌化材料亦包括「硬」寡聚丙烯酸酯與「軟」寡聚丙烯酸酯之組合。「硬」丙烯酸酯之實例包括聚胺基甲酸酯丙烯酸酯，諸如EBECRYL 4866；聚酯丙烯酸酯，諸如EBECRYL 838；及環氧丙烯酸酯，諸如EBECRYL 600、EBECRYL 3200及EBECRYL 1608(可購自Cytec)；及CN2920、CN2261及CN9013(可購自Sartomer Company)。「軟」丙烯酸酯之實例包括可購自Cytec之EBECRYL 8411；及可購自Sartomer Company之CN959、CN9782及CN973。此等材料在以總固體(排除溶劑部分)之重量計在5%至25%範圍內添加至塗料調配物中時可有效韌化具奈米空隙之結構化層。
具奈米空隙之聚合材料可能含有粒子或可能不含粒子。粒子340具有尺寸d2，d2可為任何所要值範圍內之任何所要值。舉例而言，在有些情況下，至少大部分粒子，諸如至少60%或70%或80%或90%或95%粒子，具有處於所要範圍內之尺寸。舉例而言，在有些情況下，至少大部分粒子，諸如至少60%或70%或80%或90%或95%粒子，具有不大於約5 μm、或不大於約3 μm、或不大於約2 μm、或不大於約1微米、或不大於約700 nm、或不大於約500 nm、或不大於約200 nm、或不大於約100 nm、或不大於約50 nm之尺 寸。
在有些情況下，粒子340具有不大於約5 μm、不大於約3 μm、不大於約2 μm、不大於約1 μm、不大於約700 nm、不大於約500 nm、不大於約200 nm、不大於約100 nm、或不大於約50 nm之平均粒徑。在有些情況下，有些粒子可足夠小以使得該區域之折射率在存在極少或不存在光散射的情況下改變。
在有些情況下，d1及/或d2足夠小以使得該區域之折射率在存在極少或不存在光散射的情況下改變。在該等情況下，舉例而言，d1及/或d2不大於約λ/5、不大於約λ/6、不大於約λ/8、不大於約λ/10、不大於約λ/20，其中λ為光波長。再舉例而言，在該等情況下，d1及d2不大於約70 nm、不大於約60 nm、不大於約50 nm、不大於約40 nm、不大於約30 nm、不大於約20 nm、或不大於約10 nm。
用於具奈米空隙之聚合層中之粒子的其他性質包括形狀。粒子可具有規則形狀，諸如球形，或具有不規則形狀。粒子可為平均縱橫比不小於約1.5、不小於約2、不小於約3、不小於約4或不小於約5的細長粒子。在有些情況下，粒子可呈珠串(諸如獲自Nissan Chemical之SNOWTEX-PS粒子)或者球形或非晶形粒子(諸如煙霧狀二氧化矽)之聚集鏈形式或形狀。
奈米粒子可為無機或有機粒子或其組合。在有些實施例中，奈米粒子可為多孔粒子、中空粒子、固體粒子或其組合。適合無機奈米粒子之實例包括二氧化矽及金屬氧化 物，諸如二氧化鋯、二氧化鈦、二氧化鈰、氧化鋁、氧化鐵、氧化釩、氧化銻、氧化錫、氧化鋁/二氧化矽、二氧化矽/二氧化鋯及其組合。奈米粒子可經表面改質以使其化學及/或物理鍵結至黏合劑。在化學鍵結的情況下，經表面改質之奈米粒子具有與黏合劑化學反應之官能基。一般而言，表面改質為熟知的，且可用如上文所引用之參考文獻中所述之習知材料及技術進行。
黏合劑與奈米粒子之重量比可在約30：70、40：60、50：50、55：45、60：40、70：30、80：20或90：10或90：10以上範圍內，視具奈米空隙之聚合層之所要性質而定。奈米粒子重量%之較佳範圍在約10重量%至約60重量%範圍內，且可視所用奈米粒子之密度及尺寸而變化。
在空隙320之網路及粒子340之主要光學作用為影響有效指數及使散射光減至最少的情況下，光學層300之由空隙320及粒子340所致之光學濁度不大於約5%、或不大於約4%、或不大於約3.5%、或不大於約4%、或不大於約3%、或不大於約2.5%、或不大於約2%、或不大於約1.5%、或不大於約1%。在該等情況下，光學層之有效介質之有效指數不大於約1.40、或不大於約1.35、或不大於約1.3、或不大於約1.25、或不大於約1.2、或不大於約1.15。
除黏合劑310及粒子340以外，第一區域300可具有其他材料。舉例而言，第一區域300可包括一或多種添加劑，諸如偶合劑，以有助於濕潤基板(圖3未明示)表面，具奈米空隙之聚合材料係形成於該基板上。第一區域300中之其 他例示性材料包括引發劑，諸如一或多種光引發劑、抗靜電劑、UV吸收劑及脫模劑。
具奈米空隙之聚合材料通常形成為層。用於製造具奈米空隙之聚合材料層之方法描述於上文所引用之Kolb等人之參考文獻中。在一種方法中，首先製備包括溶解於溶劑中之複數個粒子(諸如奈米粒子)及可聚合材料之溶液，其中該可聚合材料可包括例如一或多種類型之單體。接下來，例如藉由施加熱或光使該可聚合材料聚合，以在溶劑中形成不溶性聚合物基質。在有些情況下，在聚合步驟後，溶劑可仍包括一些可聚合材料，但其濃度較低。接下來，藉由乾燥或蒸發溶液來移除溶劑，從而產生第一區域300，第一區域300包括分散於聚合物黏合劑310中之空隙320之網路或複數個空隙320。第一區域進一步包括分散於聚合物中之複數個粒子340。粒子結合至黏合劑，其中該結合可為物理結合或化學結合。
一般而言，具奈米空隙之聚合層可經形成為具有所要孔隙率或空隙體積，其可視可變指數之光汲取層之第一區域之所要性質而定。舉例而言，第一區域可具有約20%至約70%、約30%至約70%或約40%至約70%之空隙體積。在有些情況下，空隙體積不小於約20%、不小於約30%、不小於約40%、不小於約50%、不小於約60%、不小於約70%、不小於約80%或不小於約90%。
在有些實施例中，第一區域300具有低光學濁度。在該等情況下，光學層之光學濁度不大於約10%。或不大於約 7%、或不大於約5%、或不大於約4%、或不大於約3.5%、或不大於約4%、或不大於約3%、或不大於約2.5%、或不大於約2%、或不大於約1.5%、或不大於約1%。第一區域上之濁度變化可在約1%至5%、約1%至3%、約1%至2%或1%以下範圍內。在該等情況下，光學膜可具有降低之有效指數，亦即不大於約1.40、或不大於約1.35、或不大於約1.3、或不大於約1.2、或不大於約1.15、或不大於約1.1、或不大於約1.05。對於正入射於光學層300上之光，如本文所使用之光學濁度定義為偏離法線方向超過4度之透射光與總透射光之比率。本文所揭示之濁度值係使用Haze-Gard Plus濁度計(BYK-Gardiner，Silver Springs，Md.)根據ASTM D1003中所述之程序量測。
在有些實施例中，第一區域300具有高光學清晰度。對於正入射於第一區域300上之光，如本文所使用之光學清晰度係指比率(T1-T2)/(T1+T2)，其中T1為偏離法線方向1.6度至2度之透射光，且T2為距法線方向0度至0.7度之透射光。使用得自BYK-Gardiner之Haze-Gard Plus濁度計來量測本文中所揭示之清晰度值。在第一區域300具有高光學清晰度的情況下，清晰度不小於約80%、或不小於約85%、或不小於約90%、或不小於約95%。
第一區域300之具奈米空隙之聚合材料可藉由將上述含有溶劑之溶液塗佈於基板上來製造。在許多情況下，基板可由適用於卷軸式製程之任何聚合材料形成。在有些實施例中，基板層為透明的，具有極小濁度甚至無濁度及高清 晰度，且係由諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯、丙烯酸系物及環烯烴聚合物之聚合物形成。基板亦可包含透明基板，諸如玻璃及其他透明無機材料。基板亦可包含反射式散射基板或材料，諸如漫射式白色聚合基板、半鏡面基板、聚合基板，諸如多層光學膜(例如獲自3M之ESR)、金屬半鏡面反射器，例如拉絲鋁(brushed aluminum)。在有些情況下，基板可包含離型襯墊以使得具奈米空隙之聚合層300可轉移至另一基板，例如轉移至黏著層。
對於第一區域包含具奈米空隙之聚合材料之實施例，其他材料定義第二區域。其他材料駐留於具奈米空隙之聚合材料之奈米空隙內，且具有足夠高之折射率以使得第二區域之折射率大於第一區域之折射率。適用之其他材料包括可併入具奈米空隙之聚合材料內以使得可變指數之光汲取層可發揮所要功能之任何材料。其他材料具有高折射率，其意義在於其可增加具奈米空隙之聚合材料之折射率，亦即可使第一折射率增加至少約0.03，例如約0.03至約0.5、約0.05至約0.5、或約0.05至約0.25。
一般而言，其他材料可具有在約1.40至2.1範圍內之折射率。其他材料之折射率之確切範圍將視具奈米空隙之聚合材料之折射率以及汲取層自其中汲取光之相鄰層之折射率而定。出於本文所述之本發明目的，可變指數之光汲取層經設計以自相鄰透明層中汲取光。為執行此功能，可變指數之光汲取層之第一區域必須具有小於相鄰透明層之折射率，且可變指數之光汲取層之第二區域具有近似等於或大 於相鄰透明層之折射率，其中自相鄰透明層中汲取光。
一般而言，將其他材料併入具奈米空隙之聚合材料中，而具奈米空隙之聚合材料表面上存在極少或不存在其他材料。在有些實施例中，其他材料實質上完全填充互連奈米空隙，以使得第二區域內留有極少或不留有空隙體積(小於5%空隙體積)。在有些實施例中，其他材料部分填充互連奈米空隙以使得留有一些空隙體積。第二區域包含特定量之空隙體積，視其他材料之折射率及第一區域與第二區域之間的所要折射率差異而定。舉例而言，第二區域可具有小於約20%、小於約10%、小於約5%或小於約1%之空隙體積。
例示性其他材料包括小分子、寡聚物及聚合物。用於製造具奈米空隙之聚合材料之任何上述材料均可用作其他材料。一般而言，使用諸如下文所述之印刷之方法將其他材料沈積於具奈米空隙之聚合材料之空隙中。在有些情況下，其他材料為100%固體可聚合材料且其在應用條件下具有允許其他材料滲入具奈米空隙之聚合材料中由此形成第二區域之黏度。
其他材料之特定選擇可視將其併入具奈米空隙之聚合層中之方法而定。下文描述各種方法。舉例而言，在有些實施例中，可變指數之光汲取層係藉由將其他材料沈積於包含具奈米空隙之聚合材料之層表面之所選區或區域上來製造。接著，其他材料滲入具奈米空隙之聚合材料中，以使得極少或無其他材料殘留於層表面上。此實施例可能需要 具有足夠低的黏度及尺寸足夠小以便滲入且滲過具奈米空隙之聚合材料之奈米空隙的分子組分的其他材料。
在有些實施例中，可變指數之光汲取層係藉由將可聚合組合物沈積於包含具奈米空隙之聚合材料之層表面之所選區或區域上來製造。接著，可聚合組合物滲入具奈米空隙之材料中，以使得極少或無可聚合組合物殘留於層表面上。接著，可藉由習知方法使可聚合組合物聚合以形成其他材料，由此形成具有第一材料與其他材料兩者之第二區域。在有些情況下，其他材料完全滲過具奈米空隙之聚合材料層之厚度。
第一區域及第二區域可相對於彼此安置在可變指數之光汲取層之橫平面上，以便用所要方式處理光。舉例而言，第二區域可包含在該層之橫平面上配置成圖案的複數個第二區域。再舉例而言，第二區域可包含在該層之橫平面上隨機配置的複數個第二區域。第一區域或第二區域在該層之橫平面上可為連續區域。對於不連續的第一區域或第二區域，亦即複數個區域，密度可沿該層之橫平面上之任何方向變化。舉例而言，第二區域之密度可在該層之橫平面上之一個或兩個維度中變化。若干此等實施例描述於圖4a至圖4d、圖5a及圖5b中。
可變指數之光汲取層之最佳厚度係由該層經設計用於執行之功能決定。層厚度視具奈米空隙之聚合材料之性質而定。可變指數之光汲取層應足夠厚，以使得第一區域可提供超臨界光在其中傳播之相鄰透明基板與安置於可變指數 之光汲取層之相對側上之另一層的光學隔絕。具奈米空隙之聚合層之厚度應足夠薄，以使得其他材料可沈積於該層上且實質上滲入該層中，且在有些情況下滲過該層之厚度，由此產生第二區域。在有些情況下，可變指數之光汲取層具有大於約500 nm或在約500 nm至約100 μm、約500 nm至約8 μm、約1微米至約5 μm、或約1 μm至約3 μm範圍內之厚度。
可變指數之光汲取層支持或促進TIR，因此該層足夠厚以使得在可變指數之光汲取層之表面發生TIR之光線之消逝尾部在該層之厚度上不發生光學耦合或極少發生光學耦合。在該等情況下，可變指數之光汲取層之厚度不小於約0.5 μm、不小於約1 μm、不小於約1.1 μm、不小於約1.2 μm、不小於約1.3 μm、不小於約1.4 μm、不小於約1.5 μm、不小於約1.7 μm、或不小於約2 μm。足夠厚之可變指數之光汲取層可防止或減少光學模式之消逝尾部在該層之厚度上的不合需要之光學耦合。
在有些情況下，可變指數之光汲取層具有低光學濁度，光學濁度係作為該層之整體性質來量測。在該等情況下，可變指數之光汲取層之光學濁度不大於約10%、不大於約7%、不大於約5%、不大於約4%、不大於約3.5%、不大於約4%、不大於約3%、不大於約2.5%、不大於約2%、不大於約1.5%、或不大於約1%。在該等情況下，可變指數之光汲取層可具有低有效指數，亦即不大於約1.40、不大於約1.35、不大於約1.3、不大於約1.2、不大於約1.15、不大 於約1.1、或不大於約1.05。如本文所使用之光學濁度係針對正入射於指定層表面上之光而定義，且定義為偏離法線方向超過4度之透射光與總透射光之比率。本文所揭示之濁度值係使用Haze-Gard Plus濁度計(BYK-Gardiner，Silver Springs，Md.)根據ASTM D1003中所述之程序量測。
在有些情況下，可變指數之光汲取層具有高光學清晰度。如本文所使用之光學清晰度係針對正入射於層上之光而定義，且係指比率(T1-T2)/(T1+T2)，其中T1為偏離法線方向1.6度至2度之透射光，且T2為距法線方向0度至0.7度之透射光。使用來自BYK-Gardiner之Haze-Gard Plus濁度計來量測本文所揭示之清晰度值。在可變指數之光汲取層具有高光學清晰度的情況下，清晰度不小於約80%、不小於約85%、不小於約90%、或不小於約95%。
可變指數之光汲取層可包含相對於彼此以某種所要幾何配置安置在該層之橫平面上的第一區域及第二區域，以使得該層提供所要光學效能特徵。圖4a為可變指數之光汲取層之平面圖，其展示第一區域及第二區域之例示性幾何配置。可變指數之光汲取層400包含如在該層之平面圖中所見在該層上連續的第一區域410，且第二區域420為由使用虛線說明之矩形所圍閉之離散區域。
如上文所述，在本發明全文中使用虛線來指示第一區域及第二區域之大致位置，然而此等虛線不意欲描述該等區域之間的任何種類之邊界。如本文所述，第二區域係由通 常藉由某種印刷手段將其他材料沈積於具奈米空隙之聚合材料上而形成，以使得其他材料向具奈米空隙之聚合材料中之滲透、浸潤等視用於形成該等區域之材料的化學性質以及諸如黏度、濕潤性、溫度等性質而定。
第二區域420成形為實質上具有相同長度及寬度之矩形或條形，在層400之寬度上延伸且自左向右以遞增頻率安置。第二區域420具有比第一區域410之折射率大至少約0.03之折射率。圖4b說明可變指數之光汲取層400之折射率分佈，其中x軸鑑別如圖4a中所示之某個實質上單一位置w 1 處沿該層之長度的位置d。折射率分佈展示層400之折射率變化，其包含第一折射率與第二折射率(分別為n 1 及n 2 )之間的圖案。圖4c及圖4d分別展示所選光學性質%透射率及%清晰度之分佈，且對於兩種性質，沿該層之長度實質上存在極少變化或不存在變化。
圖5a展示另一可變指數之光汲取層之平面圖，其展示第一區域及第二區域之例示性幾何配置。可變指數之光汲取層500包含如在該層之平面圖中所見在該層上連續的第一區域510，且第二區域520為由使用虛線說明之圓圍閉之離散區域。該圖案亦展示第二區域520之密度可在x及y兩個維度中變化。
圖5b展示另一可變指數之光汲取層之平面圖，其展示第一區域及第二區域之例示性幾何配置。可變指數之光汲取層530包含如在該層之平面圖中所見在該層上連續的第一區域540，且第二區域550為由使用虛線說明之形狀(在此 情況下為心形)圍閉之離散區域。該圖案展示高指數區域之幾何配置，不必以梯度方式變化，而其亦可經圖案化以便自相鄰透明層中按影像逐次汲取超臨界光。
可變光汲取層之第一區域及第二區域之幾何配置經設計以汲取於相鄰透明層中傳播之超臨界光且以預定模式(例如實質上均勻照明)將該光傳遞至處於可變指數之光汲取層之相對側上的另一層。
在有些實施例中，第二高指數區域之尺寸相對於可變指數之光汲取層之厚度的比率對於包含可變指數汲取層之照明總成之功能非常重要。照明總成之縱橫比定義為可變指數之光汲取層之厚度除以第二區域之最小寬度。在有些實施例中，此縱橫比小於約1/3、小於約1/5或小於約1/10。在有些實施例中，第二高指數區域之最小寬度在10微米至200微米範圍內，且可變指數之光汲取層之厚度在500 nm至8微米範圍內，同時滿足縱橫比小於約1/3之限制條件。
可變指數之光汲取層可安置在基板上。基板可包含用以製造如PCT申請案第US2011/021053號(Wolk等人)中所述之層的支撐物。在有些實施例中，光學膜包括安置於透明基板上之可變指數之光汲取層。如本文所使用之「透明」意謂實質上光學透明且實質上低濁度且無散射。例示性透明基板具有必要光學性質，視光學膜之所要性質而定。透明基板可包含聚合基板，諸如聚酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯及其類似物。在有些實施例中，透明基板包含如下文所述之光導。在有些實施例中，透明基板具有一定程度 之濁度，且可提供一定光散射，以使得光可在朝向背光顯示器或圖形層之前向方向中散射。
圖6展示例示性背光透射式顯示裝置600之示意圖，該背光透射式顯示裝置包含光源601及背光透射式顯示總成602。背光透射式顯示總成602包含照明物件610及透射式顯示器620。照明物件610包含鄰近可變光汲取層640安置之光導630。該光導光學耦合至可變指數之光汲取層640(由兩個表面之間的虛線表示)之底表面642。可變指數之光汲取層之相鄰相對表面644光學耦合至透射式顯示620(由兩個表面之間的虛線表示)。光源601光學耦合至光導630以使得由該光源發出之光可進入光導。
在有些實施例中，光導630之底表面632與可變指數之光汲取層640之頂表面644之間不存在氣隙，且可變指數之光汲取層640之底表面642與透射式顯示器620之頂表面624之間不存在氣隙以便發生光學耦合。一般而言，如本文所使用之氣隙定義為實質上均勻且連續地存在於兩個相鄰層、基板等之主要表面之間的連續層、空間等。光導630之底表面632有助於在光導內傳播之光發生TIR。
在有些實施例中，光導630之折射率介於可變指數之光汲取層640之第一區域之折射率與第二區域之折射率之間。
根據此實施例，提供光之方法包含：提供光源、光導及可變指數之光汲取層；及將該光源光學耦合至該光導，及將該光導光學耦合至該可變指數之光汲取層，以使得由該 光源發出之光藉由全內反射在該光導內傳輸且由該可變指數之光汲取層選擇性地自該光導中汲取。
在有些實施例中，可變指數之光汲取層640可直接安置於透射式顯示器620之表面622上。光導630可藉由若干方法直接連接至可變指數之光汲取層之表面642。如下文所述，光導630可包含熱塑性樹脂材料，例如丙烯酸系物，且在此等情況下，可藉由將熔融樹脂澆鑄於可變指數汲取層之表面642上來形成光導，或可藉由插入射出成形製程將其連接至可變指數之光汲取層。在有些情況下，光導630包含彈性體材料以使其可經熱層壓至可變指數汲取層之表面642。在有些情況下，光導630包含壓敏性黏著劑(PSA)以使其可直接層壓至可變指數汲取層之表面642。在光導630不為黏著劑的情況下，可使用光學透明的黏著劑將可變指數之光汲取層之表面642黏著於光導之表面634。下文描述光學透明的黏著劑。
光導630可包括任何適合材料。舉例而言，光導可包括玻璃、丙烯酸酯，包括聚甲基丙烯酸甲酯；聚碳酸酯；聚苯乙烯；苯乙烯甲基丙烯酸酯共聚物及摻合物；環烯烴聚合物(例如獲自ZEON Chemicals L.P.(Louisville，KY)之ZEONEX及ZEONOR)；氟聚合物；聚酯，包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)及含有PET或PEN或兩者之共聚物；聚胺基甲酸酯；環氧化物；聚烯烴，包括聚乙烯、聚丙烯、聚降冰片烯，呈等規、無規及間規立體異構體形式之聚烯烴，及由茂金屬聚合所產生之 聚烯烴。在有些情況下，光導可為彈性體，諸如彈性體聚胺基甲酸酯材料及基於聚矽氧之聚合物，包括(但不限於)聚二烷基矽氧烷、聚矽氧聚脲、及聚矽氧聚乙二醯胺。
在有些實施例中，光導為如WO 2010/005655 A2(Sherman等人)中所述之黏彈性光導。一般而言，黏彈性光導包含一或多種黏彈性材料，該等材料在發生變形時展現彈性與黏性性質。彈性特徵係指材料在移除暫時負載後恢復其原樣的能力。材料彈性之一個量度稱為拉伸設定值(tensile set value)，其為材料經拉伸隨後允許其在與拉伸相同之條件下恢復(消除拉伸或自拉伸狀態收縮)後剩餘之伸長率的函數。若材料之拉伸設定值為0%，則其在鬆弛後恢復其原始長度，而若拉伸設定值為100%，則材料在鬆弛後之長度為其初始長度之兩倍。拉伸設定值可使用ASTM D412來量測。適用的黏彈性材料可具有大於約10%、大於約30%、或大於約50%；或約5%至約70%、約10%至約70%、約30%至約70%、或約10%至約60%之拉伸設定值。
作為牛頓流體(Newtonian liquid)之黏性材料具有服從牛頓定律(Newton's law)之黏性特徵，牛頓定律闡述應力隨剪切力梯度線性增加。液體在移除剪切力梯度時不恢復其形狀。適用的黏彈性材料之黏性特徵包括材料在使得材料不分解的適當溫度下之流動性。
黏彈性光導可具有促進與至少一部分經設計以自光導中汲取光之材料(例如光學物件)充分接觸或濕潤的性質，以使得黏彈性光導與光學物件光學耦合。接著可自黏彈性光 導中汲取光。黏彈性光導一般柔軟、具順應性及可撓性。因此，黏彈性光導可具有可獲得足夠接觸的彈性模數(或儲存模數G')，及使得層不會不合需要地流動的黏性模數(或損耗模數G")，及針對層之相對阻尼程度的阻尼係數(G"/G'，tan D)。適用的黏彈性材料可具有小於約300,000 Pa之儲存模數G'，該值係在10弧度/秒及約20℃至約22℃之溫度下量測。材料之黏彈性質可使用動態力學分析根據例如ASTM D4065、D4440及D5279量測。
在有些實施例中，黏彈性光導包含如達爾奎斯特準則線(Dalquist criterion line)(如Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology，第2版，D.Satas編，Van Nostrand Reinhold,New York,1989中所述)中所述之PSA層。
黏彈性光導可具有特定剝離力或至少展現在特定範圍內之剝離力。舉例而言，黏彈性光導可具有約50 g/in至約3000 g/in、約300 g/in至約3000 g/in、或約500 g/in至約3000 g/in之90°剝離力。剝離力可使用得自IMASS之剝離測試器量測。
在有些實施例中，黏彈性光導包含在至少一部分可見光譜(約400 nm至約700 nm)內具有約80%至約100%、約90%至約100%、約95%至約100%、或約98%約100%之高光透射率的光學透明光導。在有些實施例中，黏彈性光導具有小於約5%、小於約3%或小於約1%之濁度值。在有些實施例中，黏彈性光導具有約0.01%至小於約5%、約0.01%至小於約3%、或約0.01%至小於約1%之濁度值。以透射率表 示之濁度值可使用濁度計根據ASTM D1003測定。
在有些實施例中，黏彈性光導包含具有高光透射率及低濁度值之光學透明光導。在至少一部分可見光譜(約400 nm至約700 nm)內之高光透射率可為約90%至約100%、約95%至約100%、或約99%至約100%，且濁度值可為約0.01%至小於約5%、約0.01%至小於約3%、或約0.01%至小於約1%。黏彈性光導亦可具有約50%至約100%之光透射率。
黏彈性光導可具有在約1.3至約2.6、1.4至約1.7、或約1.5至約1.7範圍內之折射率。針對黏彈性光導選擇之特定折射率或折射率範圍可視照明裝置之總體設計及可使用該裝置之特定應用而定。
黏彈性光導材料可包含可改進黏彈性光導材料之折射率或影響黏彈性光導材料之機械性質的奈米粒子。適合奈米粒子具有使得該等粒子產生所要作用而不會向光導材料中引入大量散射的尺寸。
黏彈性光導一般包含至少一種聚合物。黏彈性光導可包含至少一種PSA。PSA適用於將被黏物黏著在一起且展現諸如以下性質：(1)侵襲性及永久性黏著；(2)在不超過指壓下黏著；(3)足以固持於被黏物上之能力；及(4)足以自被黏物潔淨地移除之內聚強度。已發現可良好地充當壓敏性黏著劑之材料為經設計及調配以展現產生黏著、剝離黏著力及剪切保持力之所要平衡的必要黏彈性質的聚合物。獲得性質之適當平衡並非一簡單過程。PSA之定量描述可 見於上文所引用之Dahlquist參考文獻中。
適用的PSA詳細描述於上文所引用之Sherman等人之參考文獻中。適用的PSA包括來源於以下各物之聚(甲基)丙烯酸酯PSA：包含至少一種單烯系不飽和(甲基)丙烯酸烷酯單體之單體A，其中該單體之均聚物具有不超過約0℃之Tg；及包含至少一種單烯系不飽和自由基可共聚強化單體之單體B，其中該單體之均聚物具有與單體A之Tg相比較高之Tg，例如至少約10℃。如本文所使用之(甲基)丙烯酸系物係指丙烯酸系物及甲基丙烯酸系物，且同樣適用於(甲基)丙烯酸酯。
在有些實施例中，黏彈性光導包含基於天然橡膠及基於合成橡膠之PSA、熱塑性彈性體、增黏熱塑性環氧衍生物、聚胺基甲酸酯衍生物、聚胺基甲酸酯丙烯酸酯衍生物、聚矽氧PSA(諸如聚二有機矽氧烷、聚二有機矽氧烷聚乙二醯胺及聚矽氧脲嵌段共聚物)。
在有些實施例中，黏彈性光導包含透明丙烯酸系PSA，例如，可作為轉移膠帶獲得者，諸如得自3M Company之VHBTM丙烯酸系膠帶4910F或4918、及3MTM光學透明層壓黏著劑(8140及8180系列)。
在有些實施例中，黏彈性光導包含分散於黏著劑基質中以形成路易斯酸-鹼對(Lewis acid-base pair)之嵌段共聚物。在有些實施例中，黏彈性光導包含當以0度角或接近0度角拉伸時可自基板移除之拉伸可釋放PSA。
如上文所述，可使用光學透明黏著劑(OCA)將光導630 黏著於可變指數之光汲取層640。在有些實施例中，OCA包含在至少一部分可見光譜(約400 nm至約700 nm)內具有約80%至約100%、約90%至約100%、約95%至約100%、或約98%至約100%之高光透射率及/或約0.01%至小於約5%、約0.01%至小於約3%、或約0.01%至小於約1%之濁度值的PSA。
在有些實施例中，適用的PSA包括達爾奎斯特準則線(如Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology，第2版，D.Satas編，Van Nostrand Reinhold,New York,1989中所述)中所述者。PSA可具有特定剝離力或至少展現在特定範圍內之剝離力。舉例而言，PSA可具有約10 g/in至約3000 g/in、約300 g/in至約3000 g/in、或約500 g/in至約3000 g/in之90°剝離力。剝離力可使用得自IMASS之剝離測試器量測。
OCA可具有在約1.3至約2.6、1.4至約1.7、或約1.5至約1.7範圍內之折射率。針對OCA選擇之特定折射率或折射率範圍可視包含光導及可變指數之光汲取層之光學膜的總體設計而定。一般而言，OCA應具有近似等於或大於光導之折射率且介於可變指數之光汲取層640之第一區域之折射率與第二區域之折射率之間的折射率。
用作OCA之PSA可包含上文關於黏彈性光導所述之任何材料。作為PSA之其他例示性OCA包括如US 7,005,394(Ylitalo等人)中所述之增黏熱塑性環氧化物、如US 3,718,712(Tushaus)中所述之聚胺基甲酸酯、如US 2006/0216523(Shusuke)中所述之聚胺基甲酸酯丙烯酸酯。在有些實施例中，黏著劑包含透明丙烯酸系PSA，例如，可作為轉移膠帶獲得者，諸如得自3M Company之VHBTM丙烯酸系膠帶4910F及4918、3MTM光學透明層壓黏著劑(8140及8180系列)、及3MTM光學透明層壓黏著劑8171 CL及8172 CL(WO 2004/0202879中所述)。適用的OCA亦描述於US 2011/0039099(Sherman等人)中。在有些實施例中，OCA可包含具有微結構化黏著表面以便在施加於光導表面後允許氣體排出的PSA，如例如US 2007/0212535(Sherman等人)中所述。
黏著劑可包含拉伸可釋放PSA。拉伸可釋放PSA為當以0度角或接近0度角拉伸時可自基板移除之PSA。在有些實施例中，用於光學膠帶中之黏著劑或拉伸釋放PSA當在1弧度/秒及-17℃下量測時具有小於約10 MPa之剪切力儲存模數，或當在1弧度/秒及-17℃下量測時具有約0.03 MPa至約10 MPa之剪切力儲存模數。若需要進行拆卸、再加工或再循環，則可使用拉伸可釋放PSA。
在有些實施例中，拉伸可釋放PSA可包含如U.S.6,569,521 B1(Sheridan等人)或美國臨時申請案第61/020423號(63934US002，Sherman等人)及第61/036501號(64151US002，Determan等人)中所述之基於聚矽氧之PSA。該等基於聚矽氧之PSA包括MQ增黏性樹脂與聚矽氧聚合物之組合物。 舉例而言，拉伸可釋放PSA可包含MQ增黏性樹脂及選自由基於脲之聚矽氧共聚物、基於乙二醯胺之聚矽氧共聚 物、基於醯胺之聚矽氧共聚物、基於胺基甲酸酯之聚矽氧共聚物及其混合物組成之群的彈性體聚矽氧聚合物。
在有些實施例中，拉伸可釋放PSA可包含基於丙烯酸酯之PSA，如WO 2010/078346(Yamanaka等人)及WO 2010/077541(Tran等人)中所述。該等基於丙烯酸酯之PSA包括丙烯酸酯、無機粒子及交聯劑之組合物。此等PSA可為單層或多層。
在有些實施例中，黏著層可包含多官能烯系不飽和矽氧烷聚合物與一或多種乙烯系單體之已固化反應產物，如US 7,862,898(Sherman等人)及US 7,892,649(Sherman等人)中所述。
在有些實施例中，使用如WO 2010/132176(Sherman等人)及WO 2009/085662(Sherman等人)中所述之自濕潤性黏著劑有利於將照明裝置600置放在反射式散射元件上。
例示性PSA包含來源於包含聚醚片段之寡聚物及/或單體的聚合物，其中35重量%至85重量%之聚合物包含該等片段。此等黏著劑描述於US 2007/0082969 A1(Malik等人)中。另一例示性PSA包含基於胺基甲酸酯或基於脲之自由基可聚合寡聚物與基於矽氧烷之自由基可聚合嵌段共聚物之反應產物；此等黏著劑描述於美國臨時申請案61/410510(Tapio等人)中。
PSA可視情況包括一或多種添加劑，諸如奈米粒子、塑化劑、鏈轉移劑、引發劑、抗氧化劑、穩定劑、黏度改良劑及抗靜電劑。
在有些實施例中，在可變指數之光汲取層上安置密封層以將滲入可變指數之光汲取層中之污染物減至最少。舉例而言，當使用黏著層將光導黏著至可變指數之光汲取層時，可在可變指數之光汲取層640之底表面642上安置密封層以使其介於可變指數之光汲取層與黏著層之間。再舉例而言，可在可變指數之光汲取層上安置密封層以使其介於可變指數之光汲取層與光導之間，且密封層具有近似等於或大於光導之折射率。
適合密封層包括壓敏性黏著劑聚合物及共聚物，其可為基於丙烯酸系物或丙烯酸酯之聚合物、苯乙烯丁二烯或苯乙烯異戊二烯型共聚物熱塑性樹脂及類似聚合物，只要其不含顯著分率之能夠滲入具奈米空隙之第一區域中之低分子量物質即可。其他聚合物密封層可為熱活化黏著劑聚合物，包括丙烯酸系物、丙烯酸系物-乙酸乙烯酯共聚物、嵌段共聚物、EVA共聚物、聚醯胺、聚酯、聚乙烯聚合物及共聚物、聚異丁烯、聚丙烯聚合物及共聚物、聚胺基甲酸酯聚合物及共聚物、及其他聚合物，包括沙林(Surlyn)塑膠、乙酸乙烯酯及聚偏二氟乙烯聚合物、其合金、共聚物及具有酸鹽基團之衍生物。此等材料可藉由直接膜層壓法層壓、藉由熔融塗佈來塗覆、或藉由任何適合塗佈方法自聚合物之水性或溶劑性乳液或分散液來塗佈。適用作密封層之適合聚合分散液之兩個實例為NEOCRYL A-614及NEOPAC R-9699(獲自DSM(6401 JH Heerlen，Netherlands))。
將光源光學耦合至光導以使得至少有些來自光源之光可 進入光導。舉例而言，光源可光學耦合至光導以使得超過1%、超過10%、超過20%、超過30%、超過40%、超過50%、超過90%或約100%由光源發出之光進入光導。再舉例而言，光源可光學耦合至光導以使得約1%至約10%、約1%至約20%、約1%至約30%、約1%至約40%、約1%至約50%、約1%至約100%、約1%至約100%、約50%至約100%、或約1%至約100%由光源發出之光進入光導。光源可發出具有隨機角度分佈或特定角度分佈之光。
光源可包含任何適合光源。例示性光源包括線性光源，諸如冷陰極螢光燈，及點光源，諸如發光二極體(LED)。例示性光源亦包括有機發光裝置(OLED)、白熾燈泡、螢光燈泡、鹵素燈、UV燈泡、紅外光源、近紅外光源、雷射或化學光源。一般而言，光源發出之光可為可見光或不可見光。可使用至少一個光源。舉例而言，可使用1至約10,000個光源。光源可包含位於光導邊緣處或位於光導邊緣附近之一列LED。光源可包含配置於線路上之LED以使得LED所發出之光連續或均勻照亮光導內之所要區域。光源可包含發出不同顏色光之LED以使得該等顏色可在光導內混合。
「LED」係指發出可見光、紫外光或紅外光之二極體。其包括作為「LED」銷售之不相干包裝或包封之半導體裝置，而不論是習知種類或是超輻射種類。若LED發出諸如紫外光之不可見光，且在有些情況下發出可見光，則其經封裝以包括磷光體(或其可照明安置於遠處之磷光體)從而 將短波長光轉換為較長波長可見光，在有些情況下產生發出白光之裝置。
「LED晶粒」為最基本形式之LED，亦即，呈由半導體加工程序製造之個別組件或晶片形式。組件或晶片可包括適用於施加電力之電接點以向裝置供電。組件或晶片之個別層及其他功能元件通常按晶圓尺度形成，接著可將晶圓成品切割為個別單一零件以產生多個LED晶粒。
多色光源，不論是否用於產生白光，均可在燈總成中呈許多形式，對光導輸出區域或表面之色彩及亮度均勻性具有不同作用。在一種方法中，將多個LED晶粒(例如發出紅色之晶粒、發出綠色之晶粒及發出藍色之晶粒)皆彼此緊靠地安裝在引線框架或其他基板上，接著於單一密封物材料中包裝在一起以形成單一封裝，該封裝亦可包括單一透鏡組件。可控制此種光源以發出個別顏色中之任何一種或同時發出所有顏色。在另一方法中，可使經個別封裝之LED(每個封裝僅具有一個LED晶粒及發出之一種顏色)對於指定再循環腔叢集在一起，該叢集含有發出不同顏色(諸如藍色/黃色、紅色/綠色/藍色、紅色/綠色/藍色/白色、或紅色/綠色/藍色/青色/黃色)之經封裝LED之組合。亦可使用Amber LED。在另一方法中，該等經個別封裝之多色LED可位於一或多個線、陣列或其他圖案中。
需要時可使用其他可見光發射器(諸如線性冷陰極螢光燈(CCFL)或熱陰極螢光燈(HCFL))替代離散LED光源或與離散LED光源一起作為所揭示背光的照明源。此外，可使 用諸如(CCFL/LED)之混合系統，包括冷白光及暖白光之混合系統CCFL/HCFL，諸如發出不同光譜之系統。光發射器之組合可廣泛變化，且包括LED及CCFL，且可為複數個，諸如多個CCFL、不同顏色之多個CCFL、及LED與CCFL。光源亦可包括單獨或與其他類型光源(例如LED)組合之雷射、雷射二極體、電漿光源或有機發光二極體。
舉例而言，在有些應用中，可能需要用不同光源(諸如長圓柱形CCFL)或用沿其長度發光之線性表面發光光導替換離散光源列，且耦合至遠端主動式組件(諸如LED晶粒或鹵素燈泡)，且用其他光源列進行同樣操作。該等線性表面發光光導之實例揭示於美國專利第5,845,038號(Lundin等人)及第6,367,941號(Lea等人)中。光纖耦接雷射二極體及其他半導體發射器亦為已知的，且在彼等情況下可將光纖波導之輸出端視為光源，因為其安置於所揭示之再循環腔內或者安置於背光輸出區後。其他具有小發光區域之被動式光學組件(諸如透鏡、偏光器、窄光導及其類似物，其發出自諸如燈泡或LED晶粒之主動式組件接收之光)亦如此。此種被動式組件之一個實例為側面發光型封裝LED之模製包封物或透鏡。任何適合之側面發光型LED可用於一或多種光源，例如LUXEON LED(獲自Lumileds，San Jose，CA)或例如US 7,525,126(Leatherdale等人)及US 2007/0257270(Lu等人)中所述之LED。
可使進入光導之光準直，以使其以小於50度、小於40度、小於30度、小於20度或小於10度之角度入射於光導與 另一介質之間的界面上，其中入射角係相對於光導注入界面之表面法線來量測。有多種方式可產生準直光，包括但不限於：1.提供具有高度準直透鏡之LED光源；2.提供安置於反射楔內之LED光源，其中該反射楔具有小於20度、小於15度或小於10度之內角；3.提供LED光源，其中LED光源近似安置於經設計以將光準直至所要注入角之複合式抛物面聚光器之焦點處；4.提供LED光源，其中發射垂直於光導平面且光入射於經設計以準直注入光導中之光之半抛物面鏡上；及5.提供經安置以在光導表面處發光之LED光源，其具有表面起伏結構以允許光僅以超臨界角進入光導。
製備可變指數之光汲取層之方法包含：提供具有第一折射率之具奈米空隙之聚合層；及在該具奈米空隙之聚合層上印刷其他材料以使該其他材料實質上滲入該具奈米空隙之聚合層，藉此形成包含第一區域及第二區域之可變指數之光汲取層，該第一區域包含具奈米空隙之聚合層之一部分，該第二區域包含具奈米空隙之聚合層之另一部分及其他材料；其中第一區域及第二區域經安置以使得對於以超臨界角於相鄰層中傳輸之光，該可變指數之光汲取層基於第一區域及第二區域之幾何配置以預定方式選擇性地汲取該光。
印刷可包含非擊打式印刷或擊打式印刷，諸如墨噴式印刷及熱轉移印刷，及數位印刷或類比印刷。舉例而言，可使用柔版印刷將其他材料(亦稱為其他材料或另一材料)印 刷於具奈米空隙之聚合層上，其中具有經其他材料填充之凹點之凹版輥將該材料轉移至具有所要形狀配置之印模之柔版印刷輥。使具奈米空隙之聚合材料層通過該印模且與該印模接觸，此舉有效地用其他材料壓印或印刷該具奈米空隙之聚合材料層匹幅，由此將其他材料自柔版印刷輥之圖案轉移至具奈米空隙之層之表面。接著，其他材料透入具奈米空隙之層，在有些情況下滲透具奈米空隙之層之整個厚度。大多數情況下，藉由固化(諸如用紫外輻射固化)使材料硬化。此製程可用逐批印刷製程或連續卷軸式製程進行，其中使包含具奈米空隙之聚合層之連續匹幅通過柔版印刷輥，由此將其他材料之重複圖案或連續圖案印刷於具奈米空隙之層上。
印刷亦可包含其他製程，包括但不限於輪轉式凹版印刷、網版印刷、墨噴式印刷(可使用基於水溶液、溶劑或固體之油墨)、凸版印刷、平版印刷、使用熱感性基板之熱傳遞法、熱染料轉印及染料昇華印刷、點陣式印刷及菊輪式印刷。
如上文所提及，光導630及透射式顯示器620分別光學耦合至可變指數之光汲取層之底表面642及頂表面644。此光學耦合在多數情況下意謂可變指數之光汲取層640、光導630及透射式顯示器620之間不存在氣隙。關於上文所提及之無氣隙光學耦合，其意謂層640、630及620中之每一者之外表面之間不存在連續空氣層。
在有些實施例中，可變指數之光汲取層係安置於透明基 板上，諸如任何上述基板。圖7a展示例示性背光透射式顯示裝置700之示意圖，該背光透射式顯示裝置包含光源701及背光透射式顯示總成702。背光透射式顯示總成702包含照明物件710及透射式顯示器720。在此實施例中，可變指數之光汲取層740係製造於透明基板750上。照明物件710包含與透明基板750相鄰安置之光導730。光導、可變指數之光汲取層及透射式顯示器如上文關於圖6所述光學耦合。
圖7b展示例示性背光透射式顯示裝置703之示意圖，該背光透射式顯示裝置與圖7a中所示之裝置相似，例外為光導730與可變指數之光汲取層740相鄰。如上文關於圖6所述，透射式顯示裝置700及703在圖中所示之組件之間可能不具有氣隙，且可使用光學透明黏著劑將組件結合在一起。對於圖7b中所示之構造，透明基板750可具有一定程度之濁度，且可提供一定的光散射，只要散射光主要沿透射式顯示器720之前向方向即可。如上文所述，在有些情況下，可向可變指數之光汲取層740之與透明基板750相對之表面塗覆視情況選用之密封層。
背光透射式顯示總成可包含光輸出層，該光輸出層自可變指數之光汲取層中汲取光。圖8a展示例示性照明裝置800之示意圖，該照明裝置包含光源801及照明物件810，該照明物件包含安置在光導830與可變指數之光汲取層840之間的透明基板850。光輸出層860係安置於可變指數之光汲取層840之與透明基板850相對之側面上。光輸出層可包 含用於先前所述之可變指數之光汲取層之密封層。一般而言，光輸出層860具有大於可變指數之光汲取層之第一區域之第一折射率(低折射率)的第三折射率。可調節光輸出層之性質以便可自光導中汲取所選量之光。光輸出層不僅可用於自可變指數之光汲取層中汲取光，而且可用於經由輸出表面(諸如光輸出表面862)發光。光輸出表面862亦可用於將照明物件810直接結合至顯示器或圖形。
光輸出層之光輸出表面可如圖8a中所示未經結構化，或其可視所要作用而具有任何三維結構。圖8b展示例示性照明裝置802之示意圖，該照明裝置包含光源801及照明物件812，該照明物件包含安置在光導830與可變指數之光汲取層840之間的透明基板850。光輸出層864係安置於可變指數之光汲取層840之與透明基板850相對之側面上。光輸出層864包含光輸出表面866，該光輸出表面具有不規則或隨機結構以使得光自表面866發出且可漫射。
一般而言，光輸出表面可具有任何數目、形狀、形狀組合、尺寸等之特徵，視所要作用而定。在有些實施例中，光輸出表面可具有使得光沿一或多個預定方向發出的形狀。舉例而言，光輸出表面可包含離散凸透鏡及/或凹透鏡特徵。
例示性特徵包含具有透鏡、稜柱、橢圓形、錐形、抛物線形、金字塔形、正方形或矩形或其組合的突起及/或凹陷。其他例示性特徵包含在一個面上之折射光學特徵及在其他側面上之反射及透射特徵，該等折射特徵及透射特徵 具有特定配向及定位以便經由規定角度範圍引導光。包含透鏡之特徵可尤其適用於引導光至較佳角度分佈。包含線性稜柱或細長稜柱之例示性特徵亦尤其適用。其他例示性特徵包含具有細長、不規則、可變傾斜透鏡或隨機柱形或其組合之突起及/或凹陷。可使用任何形狀組合之混合形式，例如細長抛物線形、金字塔形稜柱形、基於矩形之稜柱形及圓尖端稜柱形。該等特徵可包含形狀之隨機組合。
特徵尺寸可由其在三個維度中之總體形狀來描述。在有些實施例中，各特徵可具有約1 μm至約100 μm，例如約5 μm至約70 μm之尺寸。該等特徵可均為相同形狀，但形狀尺寸可在至少一個維度中變化。該等特徵可具有不同形狀，且此等特徵之尺寸可能在任何指定維度中變化或不變化。
該等特徵之表面結構亦可變化。特徵之表面結構一般係指特徵之亞結構。例示性表面結構包括光學平滑表面、不規則表面、圖案化表面或其組合。特徵(若使用)之數目為一或多個。亦可使用複數個特徵，意謂至少兩個。一般而言，可包括許多特徵，例如0、1、2、3、4或5個特徵；大於1、大於10、大於20、大於100、大於500、大於1000或大於2000個特徵。
特徵可隨機配置，配置成某種類型之規則圖案，或兼而有之。特徵之間的距離亦可變化。該等特徵可為離散的或其可重疊。該等可經配置成彼此緊靠、實質上彼此接觸、彼此直接相鄰、或其某種組合。特徵之間的適用距離為至 多約10 μm，或約0.05 μm至約10 μm。該等特徵可相對於彼此、以一定角度以及橫向偏移。特徵之面密度可在長度、寬度或兩者上改變。
特徵可經配置以獲得所要光學作用。特徵可經配置以引導可變指數之光汲取層以預定方式自光導中汲取之光。特徵可用於控制自黏彈性光導中汲取之光的量及/或方向。此舉一般可藉由改變特徵之形狀、尺寸、表面結構及/或定向來達成。若使用複數個特徵，則可改變特徵之數目及/或配置以及特徵相對於彼此之定向。
一般而言，理論上可確定如何改變各特徵之定向可影響可自黏彈性光導中汲取之光的量及分佈。此可使用遵循折射定律及全內反射原理之射線追蹤技術來進行。
背光透射式顯示總成可進一步包含轉向膜以將自光輸出層發出之光轉向。圖9a展示例示性照明裝置900之示意圖，該照明裝置包含光源901及照明物件910，該照明物件包含安置在光導930與可變指數之光汲取層940之間的透明基板950。光輸出層960係安置於可變指數之光汲取層940之與透明基板950相對之側面上。在此實施例中，照明物件910亦包含轉向膜970，該轉向膜經安置以接收來自光輸出層之光且將其轉向同軸觀察者。
在照明顯示器或圖形的有些實施例中，需要在顯示器或圖形之區域上具有均勻照明。在其他實施例中，可能需要以較大亮度加亮顯示顯示器或圖形之區域。在照明液晶顯示器之有些實施例中，需要光經散佈而跨越大致以與光導 平面正交或垂直之軸為中心的一定角度範圍。可變指數之光汲取層940可經圖案化，以使其在光導之區域上自光導中汲取均勻分佈之光。所汲取之光係自光輸出層960穿過結構化表面962發出，且入射於轉向膜970之微結構化表面972上，以將其轉向同軸觀察者。
轉向膜一般包含微結構化表面，且該膜經安置為背光透射式顯示總成之一部分，以使得微結構化表面面向光輸出層之光輸出表面。微結構化表面可包含任何微結構化特徵(任何形狀或尺寸)，只要來自光輸出層之光可依照要求轉向即可。適用的轉向膜包含稜柱形微結構化特徵；此類例示性轉向膜包括VikuitiTM透射式直角膜II(亦稱為TRAF II)及VikuitiTM增亮膜(亦稱為BEF)，兩者均獲自3MTM公司。適用的轉向膜亦包含截平稜柱形微結構化特徵，其中已去除各稜柱之尖點且在稜柱頂點處改為平面，例如，如2011年4月22日申請之美國申請案第61/478234號(代理人案號66475US002)中所述。一般而言，轉向膜可具有任何形狀、尺寸、表面結構及/或定向之特徵，只要達成所要光轉向功能即可。若使用複數個特徵，則使用特徵之數目及/或配置來達成所要光轉向功能。可藉由熟習此項技術者已知的許多方法來製造轉向膜。該等方法包括(但不限於)使用雕刻、軋花、雷射切除或平版印刷法製造工具，接著採用該工具經由鑄造-固化或擠出複製技術來製造結構化膜/層。
可使用黏著劑將轉向膜光學耦合至光輸出層。圖10展示 例示性照明裝置1000之示意圖，該照明裝置包含光源1001及照明物件1010，該照明物件包含安置在光導1030與可變指數之光汲取層1040之間的透明基板1050。光輸出層1060係安置於可變指數之光汲取層1040之與透明基板1050相對之側面上。轉向膜1070係用黏著層1075光學耦合至光輸出層1060。黏著層可包含先前關於圖6中將光導630光學耦合或結合至可變指數之光汲取層640所述之任何基於PSA之光學透明黏著劑。其他黏著劑包括3MTM壓敏性黏著劑SP-7555及KIWO,Inc之L4002壓敏性黏著劑。該層可為藉由乾式製程固化之黏著劑，例如雙組分熱固化黏著劑或UV可固化黏著劑或UV引發及熱固化黏著劑。適用作光學黏著劑之UV可固化黏著劑之實例為得自Norland Products,Inc.之NOA65。關於用於光學耦合之黏著層1075之潛在適當黏著劑之其他一般說明，參看A.Pocius,Adhesion and Adhesive Technology,An Introduction，第2版，Hanser Gardner Publications,2002,ISBN-1-56990-319-0。
圖11a展示例示性背光透射式顯示裝置1100之示意圖，該背光透射式顯示裝置包含光源1101及背光透射式顯示總成1102。背光透射式顯示總成1102包含照明物件1110、透射式顯示器1120及安置在該物件與顯示器之間的視情況選用之光學膜1180。背光透射式顯示總成1102亦包含視情況選用之背面反射器1190。照明物件1110包含光導1130、可變指數之光汲取層1140及安置在該光導與可變指數之光汲取層之間的透明基板1150。光輸出層1160係安置於可變指 數之光汲取層1140之與透明基板1150相對之側面上。轉向膜1170係用黏著層1175光學耦合至光輸出層1160。
在有些實施例中，透射式顯示器1120包含透射式顯示面板。一般而言，透射式顯示面板可包含任何類型之顯示面板，光自該面板後方透射且通過該面板被位於顯示面板前方(亦即自光源之相對側)之觀察者觀察到。透射式顯示面板用於廣泛範圍之應用，包括手持式電子裝置、電腦監視器、電視、儀錶板、標牌等。
在有些實施例中，透射式顯示面板包含液晶顯示器(LCD)面板，該液晶顯示面板使用液晶之光調變性質。LCD面板中所用之成像材料可包含在操作溫度範圍內展現液晶性之數種類型液晶材料之一。在有些實施例中，成像材料包含對掌性膽固醇型液晶(例如不具有鏡面之分子)及液晶原基性分子單元(例如展現液晶相之分子)。膽固醇型液晶材料可為聚合物。膽固醇型液晶材料亦可包括與對掌性單元混合或含有對掌性單元之非對掌性液晶化合物(向列型)。膽固醇型液晶材料包括具有膽固醇型液晶相之化合物，其中液晶指向矢(director)(規定平均局域分子配向方向之單位矢量)沿垂直於指向矢之維度以螺旋方式旋轉。膽固醇型液晶材料亦稱為對掌性向列液晶材料。膽固醇型液晶材料之間距為指向矢旋轉360度所需之距離(在垂直於指向矢之方向上且沿膽固醇型螺旋之軸)。此距離一般為100 nm或100 nm以上。
液晶材料可以小液滴形式分散於聚合物基質中；此等類 型之顯示器稱為聚合物液晶顯示器(PDLC顯示器)。PDLC顯示器藉由向成像材料施加電場以使得分散之液晶小液滴之定向改變來起作用。在一個實施例中，成像材料在斷開狀態下由於分散之小液滴之光散射而呈半透明或混濁，且當施加電場時，液晶小液滴與聚合基質之間的折射率錯配減少，從而使成像材料變成透明的或實質上透明的。由引線(未圖示)將第一透明電極及第二透明電極連接至電源供應器以便產生電場。
另一類型之液晶顯示器為客體-主體液晶顯示器，其使用二色性染料。染料分子為細長形狀且溶解於液晶中。染料分子傾向於沿液晶指向矢定向，即客體-主體相互作用，因為染料分子為由「主體」分子定向之「客體」分子。可利用某些染料分子之二色性藉由向液晶施加電場且使液晶分子及染料分子兩者重新定向而用於顯示目的。客體-主體液晶材料係安置在具有第一電極及第二電極的兩個板片之間。定向轉換液晶以使得染料脫離其吸收入射光之定向狀態，且達到染料分子變得無序且允許光透過液晶晶胞之狀態。客體-主體液晶顯示器之詳細描述可見於P.J.Collings著寫之書籍Liquid Crystals,Nature's Delicate Phase of Matter(Princeton University Press，1990，ISBN 0-691-02429-4)中。
透射式顯示器亦可包含如用於包括電腦監視器、膝上型電腦、手持式裝置及LCD TV在內之許多顯示器應用中之標準液晶面板。在該等裝置中，液晶(LC)面板通常包括安 置在面板片之間的液晶層。該等板片通常由玻璃形成且可包括電極結構及在其內表面上用於控制LC層中之液晶定向的配向層。此等電極結構通常經配置以界定LC面板像素，亦即可獨立於相鄰區域來控制液晶之定向的LC層區域。亦可隨同一或多個該等板片包括濾色片用於對LC面板所顯示之影像施加色彩。
LC面板位於上吸收偏光器與下吸收偏光器之間。上吸收偏光器及下吸收偏光器位於LC面板之相對外側。吸收偏光器與LC面板組合控制來自背光之光透過顯示系統至觀察者。舉例而言，吸收偏光器可經配置以使其透射軸彼此垂直。在未激活狀態下，LC層之像素可不改變通過其之光的偏振。因此，通過下吸收偏光器之光經上吸收偏光器吸收。當像素經激活時，通過其之光之偏振經旋轉以使得至少有些透過下吸收偏振器之光亦透過上吸收偏振器。例如藉由電子控制器選擇性地激活LC層之不同像素使得光在某些所要位置傳出顯示系統，因此形成觀察者可見之影像。控制器可包括例如電腦或接收且顯示電視影像之電視控制器。
可鄰近上吸收偏光器提供一或多個視情況選用之層，例如，以便向顯示器表面提供機械及/或環境保護。在一個例示性實施例中，該層可包括上吸收偏光器上之硬塗層。
應瞭解，有些類型之LC顯示器可以不同於上述之方式操作。舉例而言，吸收偏光器可平行排列，且當處於未激活狀態時LC面板可旋轉光之偏振。然而，該等顯示器之基 本結構仍與上述結構相似。
液晶顯示面板亦可包含半透射式面板，其中LC顯示面板可由背光照明，但亦可藉由用前燈或環境光源(例如太陽)照明顯示器來檢視。該等顯示器為熟知的。Pixel Qi為半透射式LC顯示面板製造商之一。該等面板可經設置以在半透射模式(因此與正常LCD相比需要較低背光)及反射式模式(僅需要環境光)下操作以達成眼睛舒適性、省電及在明亮環境光下之可見性。
透射式顯示面板可包括電流體顯示器，諸如電濕潤顯示器，其為最初描述於R.A.Hayes及B.J.Feenstra,「Video-Speed Electronic Paper Based on Electrowetting」,Nature,第425卷，383-385(2003年9月25日)中且由Liquavista BV開發之相對較新的技術。電濕潤顯示器包含夾在玻璃或聚合基板之間的透明電極、疏水性絕緣體、有色油層及水。平衡時，有色油自然地在水與疏水性絕緣體之間形成穩定連續膜。當在疏水性絕緣體上施加電壓差時，系統藉由使水移動與絕緣體接觸，藉此置換該油且曝露下反射表面來降低其能量。靜電力與表面張力之間的平衡決定油向側面移動之距離。以此方式，當自上方檢視時可在有彩斷開狀態與透明接通狀態之間連續調整堆疊之光學性質，其限制條件為像素足夠小以使得眼睛均衡光學反應。
電流體顯示器之另一實例為使用J.Heikenfeld等人所述之「Young-Laplace Transposition of Brilliant Pigment Dispersions」,Nature Photonics，第3卷，292-296(2009年4 月26日)製造的電流體顯示器。Gamma Dynamics正在開發該技術。該技術為三維微流體顯示裝置，其可直接檢視亮色顏料分散液。基本電流體結構具有若干重要幾何特徵。第一特徵為儲集器，其將水性顏料分散液保持在小於5%至10%可視區中。第二特徵為佔據80%至95%可視區之表面溝道；此表面溝道在施加適合刺激時接收來自儲集器之顏料分散液。第三，存在圍繞裝置之管道，其使得在顏料分散液離開儲集器時非極性流體(油或氣體)能夠形成對流。重要的是應注意，所有此等特徵係在單一照相平版印刷或微複製步驟中以低成本形成。向儲集器結構添加若干其他塗層及頂部基板。首先用由電極及疏水性介電質組成之兩個電濕潤板片結合表面溝道。頂部電濕潤板片由透明導電電極構成以使得表面溝道可用肉眼檢視。底部電濕潤板片包含例如由鋁製成的高反射電極。但此底部電極可為透明電極，以製造可為背光式之透射式顯示面板。在此配置下，當不施加電壓時，淨楊氏-拉普拉斯(Young-Laplace)壓力使得顏料分散液佔據凹穴，由此賦予顏料分散液以較大曲率半徑。因此在平衡時，顏料分散液佔據儲集器且在很大程度上隱藏於視野之外。此類似於用吸管連接兩個肥皂泡：較大氣泡具有較大曲率半徑及較低楊氏-拉普拉斯壓力，且因此將吞噬較小肥皂泡。當在兩個電濕潤板片及顏料分散液之間施加電壓時，誘生超過淨楊氏-拉普拉斯壓力之機電壓力，且將顏料分散液拉入表面溝道中。若顏料分散液之體積略大於表面溝道之體積，則顏料 將在儲集器及表面溝道兩者中同時可檢視，且幾乎整個裝置區域將展現顏料之色彩。若移除電壓，則顏料分散液快速(數毫秒至數十毫秒)退回儲集器中。由此製造可隱藏顏料或顯現顏料之可切換裝置。
透射式顯示面板可包含透射式電泳顯示器。大部分已知電泳顯示器為反射式顯示器，然而，透射式顯示器正變得更流行。例示性透射式電泳顯示器描述於Koch等人所述之「Novel Flexible Reflective Color Media With Electronic Inks」,Journal of Information Display，第12卷，第1期，5-10(2011年3月)中。在系統架構中『印刷』而非『顯示』之技術方法係藉由將減色式著色劑(CMYK)成層，以使得在每個可定址像素位置獲得每種可用顏色。此用於達成飽和色之電子可定址分層著色劑之系統與印刷工業所採用之減色式原色法相似。可藉由堆疊在有色光學狀態與透明光學狀態之間調變之電光層來啟用電子媒體(eMedia)中之分層著色劑。個別電光層之光電效能對經堆疊色彩系統之總體效能非常重要，堆疊色彩系統為一種具有光學透明狀態及有色狀態之新穎電光裝置，其使用採用具有平面內光學作用之平面外轉換場及原色減色式著色劑之專用電子油墨的混合架構。
透射式顯示面板可包含基於微機電(基於MEMS)之顯示器，該顯示器係基於MEMS像素光調變器。舉例而言，透射式顯示面板可包含由Pixtronix,Inc.製造之Pictronix DMSTM(Digital Micro Shutter)顯示面板，其中使用數位微 型遮光片替代液晶以傳遞高速光調變。使用標準薄膜電晶體(TFT)製程之背板係用氧化銦錫透明導體製造。藉由使用已見於TFT製造線及多光罩製程中之材料及製程，在主動背板上建造MEMS像素光調變器。由此產生替代濾色片之MEMS孔隙陣列，且將其排列並結合至背板。此新顯示技術描述於例如來自Pixtronix,Inc.之Hagood等人之標題為「Pixtronix DMSTM Display Technology：Ultra-Low Power Consumption and Exceptional Video Image Quality」之白皮書(2008)中。
如圖11a中所示，當顯示器包含傳統LC顯示面板時，可採用光學膜1180。此等光學膜可改良顯示裝置之效率。光學膜可包含多層光學膜。光學膜可包含反射式偏光膜、漫射摻合反射式偏光膜、漫射膜、增亮膜、微透鏡膜、或其組合。適用的光學膜包括作為VikuitiTM雙重增亮膜(DBEF)、VikuitiTM增亮膜(BEF)、VikuitiTM漫反射式偏光膜(DRPF)、VikuitiTM增強型鏡面反射器(ESR)、VikuitiTM高級偏光膜(APF)銷售之市售光學膜，所有該等光學膜均得自3MTM公司。適用的光學膜亦描述於以下各案中：U.S.5,825,543；5,867,316；5,882,774；6,352,761 B1；6,368,699 B1；6,927,900 B2；U.S.2006/0084780 A1；2001/0013668 A1；U.S.09/229724；WO 95/17303；WO 95/17691；WO 95/17692；WO 95/17699；WO 96/19347；WO 97/01440；WO 99/36248；及WO 99/36262。此等光學膜僅為說明性的且不意欲為可使用之適合光學膜之詳盡清單。
如圖11a中所示，可採用背面反射器1190使光在裝置中再循環。適合背面反射器包括鏡面材料、半鏡面材料及漫射材料。在有些實施例中，背面反射器包含鏡面反射器，其中入射於表面上之光經表面反射，使得反射角θr與入射角θt相同或幾乎相同，其中兩個角均係相對於表面之平面定義。對於鏡面反射器，光之反射角在入射角之約16°範圍內。鏡面反射器在一定入射角範圍內為完全鏡面反射器或接近完全鏡面反射器。此外，鏡面反射器在電磁光譜之特定區域(例如可見區)內可為約85%至約100%反射、約90%至約100%反射或約95%至約100%反射。
適合鏡面反射器包括諸如平面鏡之鏡子，其包含塗佈於玻璃上之反射材料(通常為金屬)之膜。適合反射器包括為例如上文所引用之參考文獻中所述之多層光學膜的鏡子。例示性鏡面反射器包括獲自3MTM Company者，例如3MTM高強度級反射產品，諸如高反射可見鏡膜及高透射鏡膜；及VikuitiTM膜，諸如VikuitiTM增強型鏡面反射器。
在有些實施例中，背面反射器包含半鏡面反射器，其中指定入射角之光以多個反射角反射，但極少光甚至無光沿入射光方向反射返回。
在有些實施例中，背面反射器包含漫反射器，其中裝置內之光在漫反射器表面反射及散射。對於漫反射器，指定入射角之光以多個反射角反射，其中至少有些反射角比入射角大約16°，且有些反射光以多個角度沿光源方向引導。漫反射器在一定入射角範圍內為完全反射或接近完全 反射。此外，漫反射器在電磁光譜之特定區域(例如可見區)內可為約85%至約100%反射、約90%至約100%反射或約95%至約100%反射。
漫反射器可包含關於所反射之光波長不規則之表面。光可在表面上反射。漫反射器可包含安置於基板上之有機粒子、無機粒子或有機/無機混合粒子之層。粒子可具有大於約0.01 μm至約100 μm、大於約0.05 μm至約100 μm、或大於約0.05 μm至約50 μm之直徑。粒子可為聚合粒子、玻璃珠、無機粒子、金屬氧化物粒子、或有機/無機混合粒子。粒子可為固體、多孔或中空的。粒子可包含具有聚合殼體(該殼體內含諸如異丁烯或異戊烷之發泡劑)之微球體，例如可作為EXPANCEL微球體自Expancel Co.獲得之微球體。
粒子可分散於聚合材料或黏合劑中。黏合劑包括一或多種聚合物，且可為例如任何上述黏彈性材料及黏著材料(冷密封黏著劑等)。黏合劑可包含PSA。在有些實施例中，黏合劑具有光透射性，以使得至少有些入射於該層上之光進入該層且變成漫射。可將黏合劑及粒子塗佈於基板上以使得黏合劑之厚度大於、小於或約等於粒子直徑。基板可包含聚合物、金屬、鏡面反射器及其類似物。
粒子及黏合劑之折射率可顯著不同。舉例而言，粒子及黏合劑之折射率可相差約0.002至約1，或約0.01至約0.5。此類漫反射器在電磁光譜之特定區域(例如可見區)內可為約85%至約100%反射、約90%至約100%反射或約95%至約 100%反射。例示性光漫射材料描述於US 6,288,172 B1(Goetz等人)中。舉例而言，粒子可包含具有約18 μm之平均直徑的中空玻璃球(得自Potters Industries Inc.之SPHERICEL Grade 60P18)，且黏合劑可包含PSA，諸如聚矽氧PSA。
在有些實施例中，漫反射器包含負載於聚對苯二甲酸乙二酯膜中之硫酸鋇粒子層。提供反射表面之其他構造描述於US 7,481,563(David等人)中。漫反射器亦可包含具空隙之聚合物膜，其中空隙尺寸引起顯著光散射。
在有些實施例中，透射式顯示器包含透射式或半透射式基板，該基板定義圖形影像或靜態影像，以使得背光透射式顯示裝置可用於圖形技術應用中。圖11b展示例示性透射式顯示裝置1103之示意性橫截面圖，該透射式顯示裝置包含光源1101及背光透射式顯示總成1104。背光透射式顯示總成1104包含如上文關於圖11a所述之照明物件1110。背光透射式顯示總成1104亦包含透射式顯示器1122，該透射式顯示器包含定義圖形膜影像或靜態影像之透射式或半透射式基板。
圖形影像或靜態影像一般包含黑色及/或彩色成像材料，該材料包括在透射式或半透射式基板(諸如一或多種聚合膜、玻璃等)上或嵌入其中。影像可藉由將成像材料沈積於基板表面上或兩個基板之間來製造，例如使用某種形式之印刷構件。影像亦可藉由將成像材料懸浮於形成基板之散裝材料中來製造。成像材料包括諸如顏料或染料之 粒子，以使得某些區域反射或傳輸特定波長範圍內之光。亦可使用螢光材料。
透射式顯示器可直接結合至照明物件以使得兩者光學耦合。圖11c展示例示性透射式顯示裝置1105之示意性橫截面圖，該透射式顯示裝置包含光源1101及背光透射式顯示總成1106。背光透射式顯示總成1106包含如上文關於圖11a所述之照明物件1110。背光透射式顯示總成1106亦包含透射式顯示器1123，該透射式顯示器可包含如上文關於圖11a所述之透射式顯示面板，或如上文關於圖11b所述之圖形影像或靜態影像。照明物件1110用黏著層1177直接結合至透射式顯示器1123。黏著層可包含任何上述光學透明黏著劑。
本文所揭示之照明物件亦適用於非平面性背光可撓性顯示器，例如主動式矩陣可撓性顯示器及彎曲表面或波狀表面上之顯示器之背光。
實例
使用以下材料。
製備A-174 Nalco 2327二氧化矽奈米粒子
在裝備冷凝器及溫度計之2 L三頸燒瓶中，在快速攪拌下將750 g Nalco 2327膠狀二氧化矽(40重量%固體，獲自Nalco Chemical Company，Naperville IL)及700 g 1-甲氧基-2-丙醇混合在一起。此後，添加61.59 g Silquest A-174矽烷(獲自GE Advanced Materials，Wilton CT)，接著攪拌混合物10分鐘，接著添加400 g 1-甲氧基-2-丙醇。使用加熱套在85℃下加熱混合物6小時。使所得溶液冷卻至室溫。在真空下使用旋轉蒸發儀及60℃水浴移除水及一些1-甲氧基-2-丙醇。所得溶膠為43.4重量%經A-174改質之20 nm二氧化矽於1-甲氧基-2-丙醇中之澄清分散液。
製備塗料調配物
在1公升寬口琥珀色瓶中添加以下各物：5.70 g CN 9893及22.40 g SR 444。將瓶子加蓋且震盪2小時以溶解CN9893(批料為澄清的)。此溶液稱為樹脂預混物。
向2000 mL聚合物瓶中添加以下各物：482.84 g如上文所述製備之溶膠及樹脂預混物。藉由在兩個瓶子之間來回轉移批料來混合兩種組分，以批料處於2000 mL瓶中結束。向2000 mL瓶中添加5.84 g IRGACURE 184及1.12 g IRGACURE 819。震盪溶液30分鐘以溶解光引發劑。所得批料為半透明低黏度分散液。
用乙酸乙酯與DOWANOL PM之50/50摻合物將分散液稀釋至約17.7重量%固體含量。
製備具奈米空隙之聚合層
使用槽模在3.1 m/min之線速度下將上述塗料調配物塗佈於50 μm PET膜(MELINEX 617，獲自DuPont)上。濕塗層厚度為約8.1 μm。在惰性腔室(<50 ppm O2)中，用850 mJ/cm2劑量之395 nm UV輻射在同一線速度下線上部分固化濕塗層(UV輻射係由獲自Cree,Inc.之UV-LED提供)。接著，在70℃下在9公尺烘箱中於氮氣淨化氛圍下乾燥經部分固化之塗層樣品，最後用236 W/cm2 Fusion H燈泡(獲自Fusion UV Systems,Inc.)固化。所得具奈米空隙之聚合層具有1.3 μm之厚度。透射率為96.4%，濁度為1.33%且清晰度為99.7%，如使用BYK gardner Haze Gard Plus(Columbia，MD)所量測。具奈米空隙之層之折射率在1.200至1.220之間，如在589 nm下使用Metricon稜鏡耦合器(Metricon Corporation，Pennington，NJ)所量測。
在透明基板上形成可變指數之光汲取層
使用間接凹版印刷製程，用UV可固化透明油墨(UV OP1005 GP清漆，得自Nazdar，Shawnee，KS)印刷具奈米空隙之聚合層。基於定義藉由光線追蹤模型化確定之點圖案之pdf影像來製造(藉由Southern Graphics Systems)柔版印刷工具，該柔版印刷工具具有隨機100 μm梯度點圖案，該點圖案具有沿x方向(自左向右)之第二區域密度梯度及在如圖12a中所示之圖案左邊緣處沿y方向變化之密度。使凹版輥(金字塔形，9立方微米/平方微米)旋轉，以獲得約9.65 μm之濕塗層。在10公尺/分鐘下進行印刷，印刷後在氮氣淨化氛圍下用236 W/cm2 Fusion H燈泡(獲自Fusion UV Systems,Inc.)進行高強度UV固化。所得印刷層為光學膜，其包含：第一區域，其具有第一折射率且包含具奈米空隙之聚合材料；及第二區域，其中奈米空隙經固化透明油墨填充或部分填充，第二區域具有大於第一區域之折射率的第二折射率。具有安置於DuPont 617 PET基板上之第一區域及第二區域的可變指數之光汲取層示於圖12b中。PET上之可變指數之光汲取層之光學性質係使用BYK Gardner Haze Gard Plus(Columbia，MD)對兩個區進行量測，即第二高指數區域之低密度區及高指數區域之高密度區。對於低密度區，透射率為96.6%，濁度為3.56%，清晰度為95.6%。對於高密度區，透射率為95.8%，濁度為6.82%，清晰度為89.9%(注意：透射率未針對菲涅耳反射(Fresnel reflection)校正)。如在平坦固化樣品上使用Metricon稜鏡耦合器(Metricon Corporation，Pennington，NJ)所量測，測得固化油墨之折射率為約1.525。用於量測折射率之光波長為589 nm。
稜柱形轉向膜
使用鑄造及固化微複製製程來製造稜柱形轉向膜。所用微複製工具為一維結構化膜工具(經設計以產生線性延伸之截平稜柱之工具)，該工具係藉由金剛石轉向製程製造，其中使用精密金剛石轉向機在工具之銅表面中切割出金屬圓柱形工具圖案。將具有精密切割特徵之所得銅柱鍍鉻。使用包含丙烯酸酯單體(75重量%獲自Cognis之PHOTOMER 6210及25重量%獲自Aldrich Chemical Co.之 1,6-己二醇二丙烯酸酯)及光引發劑(1重量% Darocur 1173，Ciba Specialty Chemicals)之丙烯酸酯樹脂組合物製造膜複製品，將該組合物澆鑄於76 μm PET膜(MELINEX 617，獲自DuPont)上，接著使用紫外光236 W/cm2 Fusion H燈泡(獲自Fusion UV Systems,Inc.)與精密圓柱形工具相抵而固化。轉向膜之各特徵具有如圖13中所說明之梯形橫截面，且幾何參數說明於表1中。
照明裝置
如圖10中所示之照明物件係使用90 mm寬×120 mm長×2 mm厚之光學透明丙烯酸系光導(Astra Products,Inc)、上述透明基板上之可變指數之光汲取層、及亦描述於上文中且示於圖13中之截平稜柱形轉向膜製造。注意：雖然未用於此實驗實例中，但如上文所述之其他密封層可為可變指數之光汲取層總成之一部分。使用1密耳光學透明黏著劑(3MTM光學透明層壓黏著劑8171)將光導光學耦合至透明基板。使用相同黏著劑將轉向膜光學耦合至可變指數之光汲取層以使得截平稜柱之尖端(圖13中所示之1307)接觸黏著層。
將由5個邊緣發光型LED 1001(NSSW230T Nichia白色，獲自NICHIA AMERICA CORPORATION，Wixom，MI)組 成之光引擎總成安裝在具有2個反射器(多層聚合鏡膜，VikuitiTM ESR膜，獲自3M Company，St.Paul，Minn.)之聚光圈(bezel)中。在反射式聚光圈中構建約10度之輕微角度以達成光學準直。使用錐光鏡(ELDIM EZContrast L80，獲自ELDIM S.A.，France)量測來自光導總成頂表面之角度光分佈。圖14a展示二維極座標圖影像，其展示來自照明裝置之光分佈。圖14b展示沿圖14a中所示之線1401之橫截面亮度圖表。在此光導構造下，在頂表面將光強度汲取至空氣中且使其準直。此照明裝置可用作如先前所述之多種顯示器之背光。
背光透射式顯示裝置
製造如圖11c中所示之背光透射式顯示裝置。上述照明裝置使用光學透明黏著劑(3MTM光學透明層壓黏著劑8171)直接結合至LC顯示器，且顯示器經均勻照明。
本文中所引用之所有參考文獻及公開案以在本發明中全文引用之方式明確併入本文中，除非其可能與本發明直接抵觸。雖然本文中已說明且描述特定實施例，但一般熟習此項技術者應瞭解，在不背離本發明之範疇的情況下，多種替代及/或等效實施可替代所展示及描述之特定實施例。本申請案意欲涵蓋本文中所論述之特定實施例之任何修改或變化。因此，預期本發明僅受申請專利範圍及其等效物限制。
100‧‧‧可變指數之光汲取層
105‧‧‧光學膜
120‧‧‧相鄰層
130‧‧‧第二區域
140a‧‧‧第一區域
140b‧‧‧第一區域
150‧‧‧射線
160‧‧‧射線
170‧‧‧相鄰層之表面
180‧‧‧射線
190‧‧‧射線
300‧‧‧第一區域
310‧‧‧黏合劑
320‧‧‧奈米空隙/空隙
320A‧‧‧互連奈米空隙
320B‧‧‧互連奈米空隙
320C‧‧‧互連奈米空隙
320D‧‧‧表面孔隙
320E‧‧‧表面孔隙
320F‧‧‧表面孔隙
320G‧‧‧表面孔隙
330‧‧‧第一主要表面
332‧‧‧第二主要表面
340‧‧‧粒子
400‧‧‧可變指數之光汲取層
410‧‧‧第一區域
420‧‧‧第二區域
500‧‧‧可變指數之光汲取層
510‧‧‧第一區域
520‧‧‧第二區域
530‧‧‧可變指數之光汲取層
540‧‧‧第一區域
550‧‧‧第二區域
600‧‧‧背光透射式顯示裝置
601‧‧‧光源
602‧‧‧背光透射式顯示總成
610‧‧‧照明物件
620‧‧‧透射式顯示器
622‧‧‧透射式顯示器之底表面
624‧‧‧透射式顯示器之頂表面
630‧‧‧光導
632‧‧‧光導之底表面
634‧‧‧光導之頂表面
640‧‧‧可變指數之光汲取層
642‧‧‧可變指數之光汲取層之底表面
644‧‧‧可變指數之光汲取層之頂表面
700‧‧‧背光透射式顯示裝置
701‧‧‧光源
702‧‧‧背光透射式顯示總成
703‧‧‧背光透射式顯示裝置
710‧‧‧照明物件
720‧‧‧透射式顯示器
730‧‧‧光導
740‧‧‧可變指數之光汲取層
750‧‧‧透明基板
800‧‧‧照明裝置
801‧‧‧光源
810‧‧‧照明物件
812‧‧‧照明物件
830‧‧‧光導
840‧‧‧可變指數之光汲取層
850‧‧‧透明基板
860‧‧‧光輸出層
862‧‧‧光輸出表面
864‧‧‧光輸出層
866‧‧‧光輸出表面
900‧‧‧照明裝置
901‧‧‧光源
910‧‧‧照明物件
930‧‧‧光導
940‧‧‧可變指數之光汲取層
950‧‧‧透明基板
960‧‧‧光輸出層
962‧‧‧光輸出層之結構化表面
970‧‧‧轉向膜
972‧‧‧轉向膜之微結構化表面
1000‧‧‧照明裝置
1001‧‧‧光源
1010‧‧‧照明物件
1030‧‧‧光導
1040‧‧‧可變指數之光汲取層
1050‧‧‧透明基板
1060‧‧‧光輸出層
1070‧‧‧轉向膜
1075‧‧‧黏著層
1100‧‧‧背光透射式顯示裝置
1101‧‧‧光源
1102‧‧‧背光透射式顯示總成
1103‧‧‧背光透射式顯示裝置
1104‧‧‧背光透射式顯示總成
1105‧‧‧透射式顯示裝置
1106‧‧‧背光透射式顯示總成
1110‧‧‧照明物件
1120‧‧‧透射式顯示器
1122‧‧‧透射式顯示器
1123‧‧‧透射式顯示器
1130‧‧‧光導
1140‧‧‧可變指數之光汲取層
1150‧‧‧透明基板
1160‧‧‧光輸出層
1170‧‧‧轉向膜
1175‧‧‧黏著層
1177‧‧‧黏著層
1190‧‧‧背面反射器
1307‧‧‧截平稜柱之尖端
圖1a展示例示性可變指數之光汲取層之示意性橫截面 圖。
圖1b至圖1c展示安置於透明相鄰層上之例示性可變指數之光汲取層之示意性橫截面圖。
圖2說明可變指數之光汲取層，該可變指數之光汲取層具有可在該層之橫平面上變化之折射率。
圖3為可變指數之光汲取層之第一區域之示意性橫截面圖。
圖4a為可變指數之光汲取層之平面圖，其展示第一區域及第二區域之例示性幾何配置。
圖4b說明圖4a中所示之可變指數之光汲取層之折射率分佈。
圖4c及圖4d分別展示圖4a中所示之可變指數之光汲取層之所選光學性質%透射率及%清晰度之分佈。
圖5a至圖5b展示可變指數之光汲取層之平面圖，其展示第一區域及第二區域之例示性幾何配置。
圖6及圖7a至圖7b展示例示性背光透射式顯示裝置之示意性橫截面圖，該等顯示裝置包含與光源及透射式顯示器組合之可變指數之光汲取層。
圖8a至圖8b、圖9及圖10展示例示性照明裝置之示意性橫截面圖，該等照明裝置包含與光源組合之可變指數之光汲取層。
圖11a至圖11c展示例示性背光透射式顯示裝置之示意性橫截面圖，該等顯示裝置包含與光源及透射式顯示器組合之可變指數之光汲取層。
圖12a展示例示性柔版印刷工具之隨機梯度點圖案。
圖12b展示一卷光學膜，該光學膜包含安置於透明基板上之可變指數之光汲取層。
圖13展示例示性轉向膜之示意性橫截面圖。
圖14a展示二維極座標圖影像，其展示可用於背光透射式顯示器之例示性照明裝置之光分佈。
圖14b展示圖14a之例示性照明裝置之軸向亮度隨位置變化的曲線圖。
600‧‧‧背光透射式顯示裝置
601‧‧‧光源
602‧‧‧背光透射式顯示總成
610‧‧‧照明物件
620‧‧‧透射式顯示器
622‧‧‧透射式顯示器之底表面
624‧‧‧透射式顯示器之頂表面
630‧‧‧光導
632‧‧‧光導之底表面
634‧‧‧光導之頂表面
640‧‧‧可變指數之光汲取層
642‧‧‧可變指數之光汲取層之底表面
644‧‧‧可變指數之光汲取層之頂表面

Claims (19)

  1. 一種背光透射式顯示總成，其包含：一透射式顯示器；及一照明物件，該照明物件包含一光導及一可變指數之光汲取層，該可變指數之光汲取層光學耦合至該光導及該透射式顯示器，該可變指數之光汲取層具有第一區域及第二區域，該第一區域包含具奈米空隙之聚合材料，該第二區域包含該具奈米空隙之聚合材料及其他材料，該第一區域及該第二區域係經安置，以使得對於由一光源發射且注入該光導中之光，該可變指數之光汲取層基於該第一區域及該第二區域之幾何配置以預定方式選擇性地汲取該光。
  2. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其中該第一區域具有第一折射率，該第二區域具有第二折射率，且該第一折射率與該第二折射率之差為約0.03至約0.5。
  3. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其中該第一區域具有小於約1.4之第一折射率。
  4. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其中該第一區域具有約20%至約60%之空隙體積。
  5. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其中該第一區域具有小於約5%之濁度及大於約90%之清晰度。
  6. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其中該第二區域具有小於約20%之空隙體積。
  7. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其中該可變指數之 光汲取層具有大於約90%之光透射率。
  8. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其中該可變指數之光汲取層具有小於約10%之濁度及大於約90%之清晰度。
  9. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其中該第二區域包含在該層之橫平面上配置成圖案的複數個第二區域。
  10. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其中該總成包含小於約1/3之縱橫比，該縱橫比由該可變指數之光汲取層之厚度除以該等第二區域之最小寬度而得。
  11. 如請求項1之背光透射式顯示總成，該第一區域具有第一折射率；且該總成進一步包含一安置在該可變指數之光汲取層上之光輸出層，該光輸出層具有大於該第一折射率之第三折射率。
  12. 如請求項1之背光透射式顯示總成，該第一區域具有第一折射率；且該總成進一步包含：一安置於該可變指數之光汲取層上之光輸出層，該光輸出層具有大於該第一折射率之第三折射率；及一安置在該可變指數之光汲取層與該透射式顯示器之間的轉向膜，該轉向膜包含一面向該可變指數之光汲取層之結構化表面。
  13. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其進一步包含一背面反射器，該背面反射器鄰近該光導之主要表面以便反 射由該光導發出之光。
  14. 如請求項13之背光透射式顯示總成，其中該背面反射器為半鏡面反射器。
  15. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其進一步包含一安置在該透射式顯示器與該可變指數之光汲取層之間的增亮膜。
  16. 如請求項1之背光透射式顯示總成，其進一步包含一安置於該光導上之反射式偏光器。
  17. 如請求項16之背光透射式顯示總成，其中該反射式偏光器對於在第一平面中偏振之可見光具有第一平均反射率，且對於在與該第一平面正交之第二平面中偏振之可見光具有第二平均反射率，該第一平均反射率係大於該第二平均反射率。
  18. 如請求項16之背光透射式顯示總成，其中該第一平均反射率為至少約90%，且該第二平均反射率係在約25%至約90%範圍內。
  19. 一種背光透射式顯示裝置，其包含一光源及如請求項1之背光透射式顯示總成，其中該光源係光學耦合至該光導。
TW101116969A 2011-05-13 2012-05-11 具有可變指數之光汲取層之背光透射式顯示器 TWI541559B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161485881P 2011-05-13 2011-05-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201300875A true TW201300875A (zh) 2013-01-01
TWI541559B TWI541559B (zh) 2016-07-11

Family

ID=46125528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101116969A TWI541559B (zh) 2011-05-13 2012-05-11 具有可變指數之光汲取層之背光透射式顯示器

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9541701B2 (zh)
EP (1) EP2707765A1 (zh)
KR (1) KR101888222B1 (zh)
CN (1) CN103502855B (zh)
TW (1) TWI541559B (zh)
WO (1) WO2012158414A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI646284B (zh) * 2015-10-19 2019-01-01 美商Ｇｅ照明解決方案公司 遠端磷光質發光裝置及方法

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE533704C2 (sv) 2008-12-05 2010-12-07 Flatfrog Lab Ab Pekkänslig apparat och förfarande för drivning av densamma
EP2678736B1 (en) 2011-02-25 2015-01-21 3M Innovative Properties Company Variable index light extraction layer for use in a front-lit reflective display device
US8963886B2 (en) * 2011-07-13 2015-02-24 Flatfrog Laboratories Ab Touch-sensing display panel
US8884900B2 (en) 2011-07-13 2014-11-11 Flatfrog Laboratories Ab Touch-sensing display apparatus and electronic device therewith
US10168835B2 (en) 2012-05-23 2019-01-01 Flatfrog Laboratories Ab Spatial resolution in touch displays
US9651728B2 (en) 2012-06-04 2017-05-16 3M Innovative Properties Company Variable index light extraction layer with microreplicated posts and methods of making the same
US8834004B2 (en) 2012-08-13 2014-09-16 3M Innovative Properties Company Lighting devices with patterned printing of diffractive extraction features
US8944662B2 (en) 2012-08-13 2015-02-03 3M Innovative Properties Company Diffractive luminaires
JP6541571B2 (ja) 2012-08-24 2019-07-10 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 可変屈折率光抽出層及びその作製方法
CN102854561B (zh) * 2012-09-14 2015-02-11 京东方科技集团股份有限公司 导光板及其制备和应用
WO2014112913A1 (en) 2013-01-16 2014-07-24 Flatfrog Laboratories Ab Touch-sensing display panel
US20140268865A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Idd Aerospace Corporation Side emitting optical apparatus and method for possible use in an aircraft
EP2981567A4 (en) 2013-04-01 2017-01-18 Rensselaer Polytechnic Institute Organic phosphor-functionalized nanoparticles and compositions comprising the same
US10019113B2 (en) 2013-04-11 2018-07-10 Flatfrog Laboratories Ab Tomographic processing for touch detection
EP3017244A1 (en) 2013-07-02 2016-05-11 3M Innovative Properties Company Flat light guide
US9874978B2 (en) 2013-07-12 2018-01-23 Flatfrog Laboratories Ab Partial detect mode
US9070312B2 (en) 2013-11-05 2015-06-30 3M Innovative Properties Company Hybrid self illuminated and actively back lit signage for printed graphics
WO2015108480A1 (en) 2014-01-16 2015-07-23 Flatfrog Laboratories Ab Improvements in tir-based optical touch systems of projection-type
WO2015108479A1 (en) 2014-01-16 2015-07-23 Flatfrog Laboratories Ab Light coupling in tir-based optical touch systems
US10076923B2 (en) * 2014-01-29 2018-09-18 Opalux Incorporated Thermochromic material
WO2015161432A1 (zh) * 2014-04-22 2015-10-29 深圳市国华光电科技有限公司 具有高亮度漫反射体的显示结构及其制造方法
CN104051671B (zh) 2014-06-16 2016-03-16 京东方科技集团股份有限公司 一种oled显示装置及其制备方法
WO2015199602A1 (en) 2014-06-27 2015-12-30 Flatfrog Laboratories Ab Detection of surface contamination
US10580330B2 (en) * 2014-07-22 2020-03-03 Corning Incorporated Device for displaying a backlit image
WO2016014753A1 (en) 2014-07-25 2016-01-28 Avery Dennison Corporation Two-in-one translucent and colored film
DE102014220348A1 (de) 2014-10-08 2016-04-14 Continental Automotive Gmbh Anzeigeeinrichtung
CN105549252B (zh) * 2014-10-30 2018-10-26 正达国际光电股份有限公司 调光玻璃及应用该调光玻璃的光学器件
US9740099B2 (en) * 2014-11-12 2017-08-22 Macdermid Printing Solutions, Llc Flexographic printing plate with improved cure efficiency
JP6528408B2 (ja) * 2015-01-09 2019-06-12 東ソー株式会社 反射防止膜及びその製造方法
US11182023B2 (en) 2015-01-28 2021-11-23 Flatfrog Laboratories Ab Dynamic touch quarantine frames
US10318074B2 (en) 2015-01-30 2019-06-11 Flatfrog Laboratories Ab Touch-sensing OLED display with tilted emitters
EP3537269A1 (en) 2015-02-09 2019-09-11 FlatFrog Laboratories AB Optical touch system
EP3265855A4 (en) 2015-03-02 2018-10-31 FlatFrog Laboratories AB Optical component for light coupling
EP3387516B1 (en) 2015-12-09 2022-04-20 FlatFrog Laboratories AB Improved stylus identification
KR102455724B1 (ko) * 2016-04-21 2022-10-19 삼성디스플레이 주식회사 플렉서블 표시 장치
CN105911746B (zh) * 2016-06-29 2017-10-13 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其视角切换方法
JP6783573B2 (ja) * 2016-07-22 2020-11-11 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
WO2018053417A1 (en) * 2016-09-19 2018-03-22 Lear Corporation Vehicle seat including illuminated feature
EP3545392A4 (en) 2016-11-24 2020-07-29 FlatFrog Laboratories AB AUTOMATIC TACTILE SIGNAL OPTIMIZATION
LT3667475T (lt) 2016-12-07 2022-11-10 Flatfrog Laboratories Ab Lenktas jutiklinis aparatas
EP3458946B1 (en) 2017-02-06 2020-10-21 FlatFrog Laboratories AB Optical coupling in touch-sensing systems
US10481737B2 (en) 2017-03-22 2019-11-19 Flatfrog Laboratories Ab Pen differentiation for touch display
EP3602259A4 (en) 2017-03-28 2021-01-20 FlatFrog Laboratories AB TOUCH DETECTION DEVICE AND ITS ASSEMBLY PROCESS
WO2018181854A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 株式会社巴川製紙所 導光板用封止部材及びそれを用いた面状光源装置又は照明装置
CN110582863B (zh) * 2017-05-05 2022-07-05 3M创新有限公司 包括聚合物膜的显示设备
US10457082B2 (en) * 2017-05-09 2019-10-29 Macdermid Graphics Solutions, Llc Flexographic printing plate with improved storage stability
CN109324433B (zh) * 2017-08-01 2020-12-29 北京大学 一种掺杂纳米粒子的聚合物分散液晶薄膜及其制备方法
WO2019045629A1 (en) 2017-09-01 2019-03-07 Flatfrog Laboratories Ab IMPROVED OPTICAL COMPONENT
TWI806897B (zh) * 2017-09-13 2023-07-01 美商康寧公司 用於顯示器的基於光導器的無電面板、相關的方法及載具內部系統
KR102380640B1 (ko) * 2017-11-23 2022-03-29 엘지디스플레이 주식회사 액정캡슐을 포함하는 액정표시장치
KR102463204B1 (ko) * 2017-12-18 2022-11-03 현대자동차 주식회사 광 가이드
CN108227066B (zh) * 2018-01-03 2020-06-23 京东方科技集团股份有限公司 一种导光板组件、背光源以及显示装置
US11567610B2 (en) 2018-03-05 2023-01-31 Flatfrog Laboratories Ab Detection line broadening
CN112119504A (zh) 2018-04-18 2020-12-22 3M创新有限公司 具有颜色校正部件的有机发光二极管显示器及其制造方法
US11103892B1 (en) * 2018-09-25 2021-08-31 Facebook Technologies, Llc Initiated chemical vapor deposition method for forming nanovoided polymers
US11233189B2 (en) * 2018-12-11 2022-01-25 Facebook Technologies, Llc Nanovoided tunable birefringence
WO2020153890A1 (en) 2019-01-25 2020-07-30 Flatfrog Laboratories Ab A videoconferencing terminal and method of operating the same
KR20210014423A (ko) * 2019-07-30 2021-02-09 엘지이노텍 주식회사 광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20210014414A (ko) * 2019-07-30 2021-02-09 엘지이노텍 주식회사 광 경로 제어 부재 및 이를 포함하는 표시 장치
US11893189B2 (en) 2020-02-10 2024-02-06 Flatfrog Laboratories Ab Touch-sensing apparatus

Family Cites Families (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2042308A (en) 1934-09-20 1936-05-26 Morton Salt Co Filter
FR1590694A (zh) 1968-09-20 1970-04-20
US3718712A (en) 1971-03-01 1973-02-27 Minnesota Mining & Mfg Pressure-sensitive adhesives based on cyclic terpene urethane resin
JPH0670882B2 (ja) 1988-08-23 1994-09-07 株式会社明拓システム 単板使用エッジライトパネル
KR950000413B1 (ko) 1992-11-25 1995-01-19 주식회사 신도리코 수동급지대의 분리급지장치
US5396350A (en) 1993-11-05 1995-03-07 Alliedsignal Inc. Backlighting apparatus employing an array of microprisms
US5882774A (en) 1993-12-21 1999-03-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical film
CN1052795C (zh) 1993-12-21 2000-05-24 美国3M公司 光学显示器
EP0736196B1 (en) 1993-12-21 2002-07-17 Minnesota Mining And Manufacturing Company Reflective polarizer display
EP0962807B1 (en) 1993-12-21 2008-12-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multilayered optical film
BR9408379A (pt) 1993-12-21 1997-08-26 Minnesota Mining & Mfg Polarizador óptico e dispositivo visor
WO1997001440A1 (en) 1995-06-26 1997-01-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multilayer polymer film with additional coatings or layers
KR100454834B1 (ko) 1995-06-26 2005-06-17 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 광확산성접착제
US5867316A (en) 1996-02-29 1999-02-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multilayer film having a continuous and disperse phase
US5825543A (en) 1996-02-29 1998-10-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Diffusely reflecting polarizing element including a first birefringent phase and a second phase
US5839823A (en) 1996-03-26 1998-11-24 Alliedsignal Inc. Back-coupled illumination system with light recycling
KR100498721B1 (ko) 1996-09-24 2005-11-28 세이코 엡슨 가부시키가이샤 조명장치 및 그 장치를 사용하는 표시기기
US6473554B1 (en) 1996-12-12 2002-10-29 Teledyne Lighting And Display Products, Inc. Lighting apparatus having low profile
US5845038A (en) 1997-01-28 1998-12-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical fiber illumination system
EP0879991A3 (en) 1997-05-13 1999-04-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Illuminating system
JPH1186620A (ja) 1997-07-07 1999-03-30 Seiko Epson Corp 照明装置および掲示板装置
US6808658B2 (en) 1998-01-13 2004-10-26 3M Innovative Properties Company Method for making texture multilayer optical films
DE69942143D1 (de) 1998-01-13 2010-04-29 Minnesota Mining & Mfg Verfahren und vorrichtung zur herstellung mehrschichtiger optischer folien
KR100554582B1 (ko) 1998-01-13 2006-03-03 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니 변형된 코폴리에스테르 및 개선된 다층 반사성 필름
US7005394B1 (en) 1998-07-10 2006-02-28 3M Innovative Properties Company Tackified thermoplastic-epoxy pressure sensitive adhesives
US6752505B2 (en) 1999-02-23 2004-06-22 Solid State Opto Limited Light redirecting films and film systems
AU750659B2 (en) 1999-02-24 2002-07-25 3M Innovative Properties Company Illumination device for producing predetermined intensity patterns
KR100806093B1 (ko) 2000-04-27 2008-02-21 가부시키가이샤 구라레 면광원소자 및 이를 사용한 표시장치
JP4197572B2 (ja) 2000-05-12 2008-12-17 日東電工株式会社 反射型液晶表示装置
JP4439084B2 (ja) 2000-06-14 2010-03-24 日東電工株式会社 液晶表示装置
US6569521B1 (en) 2000-07-06 2003-05-27 3M Innovative Properties Company Stretch releasing pressure sensitive adhesive tape and articles
WO2002005022A1 (fr) 2000-07-11 2002-01-17 Mitsubishi Chemical Corporation Dispositif a source de lumiere en surface
KR100878091B1 (ko) 2000-09-25 2009-01-14 미츠비시 레이온 가부시키가이샤 광원 장치 및 에지 라이트 방식의 면 광원 장치
CN1811549A (zh) * 2000-09-25 2006-08-02 三菱丽阳株式会社 一种光源装置
CN1249464C (zh) 2001-01-15 2006-04-05 3M创新有限公司 在可见光波长区域具有高且平滑透射率的多层红外反射薄膜及由该薄膜制造的层压制品
WO2004020287A1 (en) 2002-08-30 2004-03-11 Chart Inc. Liquid and compressed natural gas dispensing system
US7927703B2 (en) 2003-04-11 2011-04-19 3M Innovative Properties Company Adhesive blends, articles, and methods
US20060216523A1 (en) 2003-08-19 2006-09-28 Shunsuke Takaki Pressure-sensitive adhesive tape and pressure-sensitive adhesive composition for medical adhesive tape
JP2007510041A (ja) 2003-10-27 2007-04-19 アドヒーシブズ・リサーチ・インコーポレイテッド ポリ（アルキレンオキシド）ポリマー系感圧接着剤及びこれから形成されるテープ
US8033706B1 (en) * 2004-09-09 2011-10-11 Fusion Optix, Inc. Lightguide comprising a low refractive index region
US7345137B2 (en) 2004-10-18 2008-03-18 3M Innovative Properties Company Modified copolyesters and optical films including modified copolyesters
KR101298786B1 (ko) 2005-08-27 2013-08-22 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 조명 조립체 및 시스템
US7537374B2 (en) 2005-08-27 2009-05-26 3M Innovative Properties Company Edge-lit backlight having light recycling cavity with concave transflector
US7862898B2 (en) 2005-09-08 2011-01-04 3M Innovative Properties Company Adhesive composition and articles made therefrom
US7892649B2 (en) 2005-09-08 2011-02-22 3M Innovative Properties Company Microstructured adhesive article and articles made therefrom
US20070058391A1 (en) 2005-09-14 2007-03-15 Wilson Randall H Light extraction layer
US9555602B2 (en) 2006-03-10 2017-01-31 3M Innovative Properties Company Method for preparing microstructured laminating adhesive articles
KR100813253B1 (ko) 2006-04-27 2008-03-13 삼성전자주식회사 고효율의 편광도광판 유닛, 이를 채용한 백라이트 유닛 및디스플레이 장치
US20070257270A1 (en) 2006-05-02 2007-11-08 3M Innovative Properties Company Led package with wedge-shaped optical element
US7525126B2 (en) 2006-05-02 2009-04-28 3M Innovative Properties Company LED package with converging optical element
US7481563B2 (en) 2006-09-21 2009-01-27 3M Innovative Properties Company LED backlight
US20080089093A1 (en) * 2006-10-17 2008-04-17 Miller Anne M Backlight unit using particular direct backlight assembly
KR101464795B1 (ko) 2007-05-20 2014-11-27 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광 재순환 중공 공동형 디스플레이 백라이트
KR20090034608A (ko) 2007-10-04 2009-04-08 삼성전자주식회사 일체형 도광판과 이를 구비하는 백라이트장치
JP5400061B2 (ja) 2007-12-27 2014-01-29 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 尿素系感圧性接着剤
WO2009089137A2 (en) 2008-01-11 2009-07-16 3M Innovative Properties Company Stretch releasing optically clear pressure sensitive adhesive
US9359531B2 (en) 2008-02-21 2016-06-07 3M Innovative Properties Company Temporarily repositionable pressure sensitive adhesive blends
CN102015945B (zh) 2008-03-14 2017-12-15 3M创新有限公司 可拉伸剥离粘合带
US20110176325A1 (en) 2008-07-10 2011-07-21 3M Innovative Properties Company Viscoelastic lightguide
US8870436B2 (en) 2008-09-17 2014-10-28 3M Innovative Properties Company Patterned adhesives for reflectors
US8149351B2 (en) * 2008-12-08 2012-04-03 3M Innovative Properties Company Passive and hybrid daylight-coupled backlights for sunlight viewable displays
EP2379659A1 (en) 2008-12-31 2011-10-26 3M Innovative Properties Company Stretch releasable adhesive tape
CN102325851B (zh) 2008-12-31 2013-12-25 3M创新有限公司 可拉伸剥离的粘合带
WO2010120468A1 (en) 2009-04-15 2010-10-21 3M Innovative Properties Company Process and apparatus for a nanovoided article
WO2010120422A1 (en) 2009-04-15 2010-10-21 3M Innovative Properties Company Process and apparatus for coating with reduced defects
JPWO2010131430A1 (ja) * 2009-05-12 2012-11-01 パナソニック株式会社 シート及び発光装置
CN102459490B (zh) 2009-05-15 2014-04-23 3M创新有限公司 基于氨基甲酸酯的压敏粘合剂
KR20120123741A (ko) 2010-01-13 2012-11-09 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 미세 구조화 저 굴절률 나노공극형 층을 갖는 광학 필름 및 이의 제조 방법
KR20130106411A (ko) 2010-11-05 2013-09-27 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 미끄럼 방지 특성을 갖는 실리콘-개질된 접착제
EP2678736B1 (en) * 2011-02-25 2015-01-21 3M Innovative Properties Company Variable index light extraction layer for use in a front-lit reflective display device
WO2012116199A1 (en) 2011-02-25 2012-08-30 3M Innovative Properties Company Variable index light extraction layer and method of illuminating with same
WO2012116215A1 (en) 2011-02-25 2012-08-30 3M Innovative Properties Company Illumination article and device for front-lighting reflective scattering element
US8827532B2 (en) 2011-04-22 2014-09-09 3M Innovative Properties Company Light guides

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI646284B (zh) * 2015-10-19 2019-01-01 美商Ｇｅ照明解決方案公司 遠端磷光質發光裝置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20140071653A1 (en) 2014-03-13
KR20140033399A (ko) 2014-03-18
US9541701B2 (en) 2017-01-10
US10295724B2 (en) 2019-05-21
CN103502855A (zh) 2014-01-08
WO2012158414A1 (en) 2012-11-22
EP2707765A1 (en) 2014-03-19
US20170031078A1 (en) 2017-02-02
KR101888222B1 (ko) 2018-08-13
CN103502855B (zh) 2016-12-28
TWI541559B (zh) 2016-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI541559B (zh) 具有可變指數之光汲取層之背光透射式顯示器
TWI548912B (zh) 前打光反射顯示裝置及前照明反射顯示之方法
US10139550B2 (en) Variable index light extraction layer and method of making the same
JP6208913B1 (ja) 光ガイド及び低屈折率フィルムを組み込んだ光学構造体
US10302823B2 (en) Patterned gradient polymer film and method
US9146342B2 (en) Illumination device having viscoelastic lightguide
WO2012116215A1 (en) Illumination article and device for front-lighting reflective scattering element
WO2012116199A1 (en) Variable index light extraction layer and method of illuminating with same
KR101685574B1 (ko) 복합 반사편광 필름

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees