TW201530195A - 用於光波導及照明器的透明散射器 - Google Patents

用於光波導及照明器的透明散射器 Download PDF

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Abstract

一種光透射結構，該光透射結構包含基板，該基板具有複數個區域，其中該複數個區域中的至少兩者具有不同折射率，自第一光源透過該複數個區域透射的光之光學路徑長度為實質恆定，且其中藉由該複數個區域中的至少一者散射自第二光源透射至基板中的光。

Description

用於光波導及照明器的透明散射器
本發明係關於用於光波導及照明器的透明散射器。
相關申請案之交互參照
本申請案根據專利法主張於2013年12月12日提出申請之美國臨時申請案第61/915,327號的優先權權益，本案依據該申請案之內容且該申請案之內容以引用之方式全部併入本文。
存在使用者可透過透明介質檢視物件的眾多裝置、應用及情形。舉例而言，行動電話、電腦顯示器、電視及設備可採用具有透明介質的顯示器，透過該透明介質可檢視所顯示之資訊或照片。以類似方式，窗戶、擋風玻璃、覆蓋照片及其他藝術作品的玻璃、水族箱及類似者亦可涉及透過透明介質檢視物件。
當透過透明介質檢視物件時可發生常見問題，該等問題包括眩光及光學畸變。眩光大體上係環境光在透明介質之檢視者一側上自透明介質之一或更多個表面之鏡面反射。 眩光沿光學路徑而行，該光學路徑自環境光之來源延伸至透明介質之表面及隨後延伸至檢視者，其中入射角實質上與反射角相同。另一方面，來自物件的光自物件行進透過透明介質至檢視者。當眩光及物件之光學路徑在透明介質與檢視者之間的區域中重疊時，眩光使得難以透過透明介質檢視物件。
習知的防眩光表面被應用於透明介質之檢視者側的表面以避免或減少眩光。利用此類表面以某一角度散射反射光。習知方法亦已嘗試產生用於透明液晶顯示器或其他應用之透明光源(諸如背光)。然而，該等方法未能適當地解決在一或更多個光源(例如，環境及背光或其他輸入訊號)下透過透明介質的散射及其他光學效應。因此，工業中需要提供一種用於透明光源(諸如透明散射器)的方法及裝置。
本文所揭示之實施例大體而言係關於一種透明散射器，該透明散射器可經配置具有第一光源(例如，第一邊緣光源或第一前部光源)，以使得來自第一光源的光自透明散射器結構散射以產生分散或散射之光源。然而，第一光源對於外部環境透射光(獨立於第一光源的第二光源)亦高度透明，該外部環境透射光諸如例如透過窗戶或來自外部環境的景物。示例性第一光源可包括但不限於發光二極體(light emitting diodes；LED)、LED之一個陣列或多個陣列或者用於訊號或光源輸入至透明介質中的其他光源。
示例性實施例可散射(亦即，自鏡面光線角度引起超過約1度或超過約10度之偏差)光的1%以上、光的5%以 上、光的10%以上或光的20%以上，該光以一掠射角自結構反射或射入到結構之波導模式中(如在邊緣光波導中)。示例性透明散射器結構可產生外部環境透射光線，該等光線具有高光學透射率、透射中的高光學清晰度、低光學透射霧度或低百分比的經散射的透射光(例如，小於50%、小於20%、小於10%、小於5%或小於1%之透射光散射至大於約1度或約0.1度的角度中)中的一或更多者。此類示例性光學透射度量超越光散射之習知方法得以極大改良。進一步實施例可提供充當分散光源的透明背光或照明器，且可提供此類改良之光學透射度量。示例性透明介質之表面可取決於特定應用需求為粗糙或平滑的，且各別裝置或製品可視需要朝向特定主要方向或照明區域發射光。
應將理解，上文大體描述及下文詳細描述兩者皆呈現本揭示案之實施例，且意欲提供用於理解所請求標的之本質及特徵之概述或框架。將附圖包括在內以提供對本揭示案之進一步理解，且該等附圖併入本說明書並構成本說明書的一部分。諸圖圖示各種實施例並與描述一起用來解釋所請求標的之原理與操作。
10‧‧‧透明介質
12‧‧‧主體
14‧‧‧AG表面
14-1‧‧‧第一表面
14-2‧‧‧第二表面
15‧‧‧光學畸變減少層
17‧‧‧塗層
22‧‧‧檢視間隔
100‧‧‧透明結構
110‧‧‧塗層
110P‧‧‧塗層之部分
120‧‧‧相位塗層
122H‧‧‧高折射率區域
122L‧‧‧低折射率區域
130‧‧‧蝕刻製程
140‧‧‧材料
142‧‧‧液滴
150‧‧‧噴墨印表機頭
152‧‧‧噴嘴
154‧‧‧控制器
170‧‧‧光遮罩材料
170P‧‧‧光遮罩圖案
171‧‧‧間隔
176‧‧‧光化光
180‧‧‧凹部
181‧‧‧側壁
200‧‧‧影像波導
202‧‧‧離子
204‧‧‧離子
205‧‧‧內耦合區域
210‧‧‧外耦合區域
215‧‧‧中間區域
220‧‧‧內耦合鏡結構
225‧‧‧外耦合鏡結構
230‧‧‧端蓋表面
240‧‧‧光入射表面
300‧‧‧雷射射束
302‧‧‧箭頭
310‧‧‧凸塊
320‧‧‧疏水性材料
330‧‧‧陣列
332‧‧‧液滴
333‧‧‧波谷
336‧‧‧能量
340‧‧‧親水性處理
350‧‧‧高折射率塗層
400‧‧‧散射器
500‧‧‧散射器
600‧‧‧散射器
700‧‧‧散射器
800‧‧‧散射器/結構
900‧‧‧散射器/結構
1000‧‧‧透明散射器
1010‧‧‧中空顆粒
1012‧‧‧實心或奈米多孔顆粒
1020‧‧‧黏合劑或填充劑
1030‧‧‧基板
出於說明之目的，在圖式中圖示目前較佳之形式，然而應理解，本文所揭示及所論述之實施例並不受限於所示之精確排列及手段。
第1A圖係圖示示例性透明結構之曲線圖。
第1B圖係圖示另一示例性透明結構之曲線圖。
第2A圖係圖示具有呈正弦波性且未塗覆之習知AG表面的示例性透明介質之曲線圖。
第2B圖係圖示具有第2A圖之正弦波性第一表面及界定第二表面的光學畸變減少層的透明介質之曲線圖。
第3A圖係圖示針對已通過第2A圖之透明介質之波陣面的時域有限差分(finite-difference time-domain；FDTD)模擬結果之曲線圖。
第3B圖係圖示針對第2B圖之透明介質的時域有限差分(FDTD)模擬之曲線圖。
第4圖係根據一些實施例之具有折射率n及厚度t的示例性透明散射器之說明圖。
第5圖係根據一些實施例之具有折射率n及內埋式散射結構的另一示例性透明散射器之說明圖。
第6圖及第7圖係根據一些實施例之示例性透明散射器之額外實施例之說明圖。
第8A圖及第8B圖係具有外部粗糙表面的結構之說明圖。
第9A圖至第9C圖係額外實施例之說明圖。
第10A圖及第10B圖係具有粗糙表面輪廓的示例性透明散射器之模型。
第11A圖及第11B圖係考慮到第10A圖及第10B圖中所示之實施例中的光學效應的時域有限差分(FDTD)模擬。
第12A圖至第12D圖係使用非濕潤材料作為遮罩層 及高折射率材料作為光學畸變減少層製造示例性結構之實施例之簡化說明圖。
第13A圖至第13C圖係使用噴墨印表機頭選擇性沉積高折射率材料作為光學畸變減少層製造結構之額外實施例之簡化說明圖。
第14A圖至第14D圖係製造結構之進一步實施例之簡化說明圖。
第15A圖至第15D圖係製造結構之額外實施例之簡化說明圖。
第16A圖至第16H圖係使用離子交換製程製造結構之方法的一些實施例之簡化說明圖。
第17A圖至第17D圖係製造結構之實施例之簡化說明圖，其中在蝕刻凹部中沉積高折射率材料。
第18A圖係圖示藉由使用脈衝雷射的局部加熱在透明介質之表面上形成玻璃凸塊來製造結構之另一實施例的示例性透明介質之橫截面視圖。
第18B圖係藉由雷射射束處理以產生第18A圖所圖示之各種大小之玻璃凸塊的示例性透明介質之透視圖。
第19A圖至第19F圖係使用沉積於透明介質上的親水性(philic)與疏水性(phobic)材料形成相結構來製造結構之實施例之簡化說明圖。
第20A圖至第20C圖係使用保形或半保形層之優先研磨製造結構之進一步實施例之簡化說明圖。
第21圖係頭戴式顯示器的一部分之習知實施例。
第22圖係示例性多個波導配置之說明圖。
第23圖係布拉格(Bragg)類型結構之說明圖，其中材料之本體(bulk)存在一些折射率調變。
第24A圖及第24B圖係根據一些實施例之示例性透明散射結構。
在以下描述中，相同元件符號貫穿諸圖所示之若干視圖指示相似或相應部分。亦應理解，除非另有規定，諸如「頂部」、「底部」、「向外」、「向內」及類似術語係便利之字詞且不應視為限制性術語。另外，每當將一群組描述為包含要素群組中的至少一者及該等要素之組合時，應理解，該群組可包含彼等所述要素、實質上由彼等所述要素組成或個別地或彼此組合地由任何數量之彼等所述要素組成。
類似地，每當將一群組描述為由要素群組中的至少一者及該等要素之組合組成時，應理解，該群組可個別地或彼此組合地由任何數量之彼等所述要素組成。除非另有規定，否則當敍述時，值範圍包括範圍之上限與下限兩者。如本文所使用，除非另有規定，否則不定冠詞「一(a)」及「一(an)」及相應定冠詞「該(the)」意謂「至少一個」或「一或更多個」。
將本揭示案之以下描述提供作為本揭示案之賦能教示及本揭示案之最佳、當前已知實施例。熟習此項技術者將認識到，可對本文所描述之實施例實行許多變化，同時仍獲得本揭示案之有利結果。亦將顯而易見的是，可藉由選擇本 揭示案之特徵中的一些特徵，而不使用其他特徵來獲得本揭示案之所需益處中的一些益處。因此，一般熟習此項技術者將認識到，本揭示案之許多修改及調整為可能的及在某些情形中可甚至為理想的且屬於本揭示案之一部分。因此，將以下描述提供作為本揭示案之原理之說明且並非本揭示案之限制。
熟習此項技術者應將瞭解，在不脫離本揭示案之精神及範疇的情況下，對本文所描述之示例性實施例的許多修改為可能的。因此，該描述並非所欲且不應視為限於該等給定實例，而該描述應授予由附加申請專利範圍及等效物所提供的保護之全部寬度。另外，可能使用本揭示案之特徵中的一些而不相應使用其他特徵。因此，示例性或說明性實施例之以上描述係出於說明本揭示案之原理之目的而提供且並非限制，及可包括修改及排列。
術語「透明介質」意謂對給定波長之光實質透明的介質。另外，防眩光(anti-glare；AG)表面與防反射(anti-reflection；AR)表面不同。舉例而言，代替減少反射量值，AG表面保持反射之實質相同量值，但擾亂(scramble)反射影像之資訊內容。此舉可藉由產生略微粗糙化表面來完成，該表面以更寬範圍的角度再分配鏡面反射。如此可在已處理表面上產生亞光毛面且可減少環境照明下的影像對比度。AG表面上之指紋及表面污染並非如非AG表面上那樣明顯，且不存在向透射光賦予的色彩及不存在反射光譜之角度依賴性問題。本文所描述之AG表面可允許在透過包括AG表 面的透明介質檢視物件時減少的光學畸變(或實質上無光學畸變)。
可與本文所揭示之畸變減少防眩光(distortion-reducing anti-glare；DRAG)結構結合使用AR塗層，或以其他方式使用AR塗層。可藉由破壞性匯總來自介面的光學反射以實質上抵消本將由檢視者看到的反射之方式沉積示例性AR塗層。AR塗層亦可包括由子波長表面元件製成的奈米結構化「蛾眼」表面，該等表面並未實質上修改反射光之光學路徑，因此入射角可與AR塗層之反射角實質相同。
此類AR塗層可為具有指定折射率及厚度的單個均勻層、梯度折射率層、奈米結構化層、奈米多孔層或多個層，且此類AR塗層可被直接沉積在基板、顯示器等的前部元件上或可作為疊層預製薄膜被添加。AR塗層可大大減少前表面反射及不影響透射影像之品質。可將任何類型之示例性AR塗層或表面與本揭示案之AG表面組合。
示例性透明介質(亦即，窗戶、顯示器等)可包括範圍自小於4cm2、大於4cm2的面積，在一些實施例中該面積>25cm2，在其他實施例中該面積>100cm2及在更多其他實施例中該面積>1m2或以上。透明介質可包括由玻璃、玻璃-陶瓷及/或聚合物製成的物件。用於光之可見波長(400-700nm)內之透明介質可對人類觀察者或使用者很重要；然而，可在其他波長處使用示例性透明介質，該等波長包括紫外線波長及紅外線波長，此等波長可對在此類波長處採用的儀器(例如，相機或成像系統)很重要。
「光學畸變」意謂發生自物件的光線(或波陣面)與和形成物件之理想影像關聯的理想光學路徑(或在波陣面情況中為理想形狀)之間的任何偏差，其中該偏差起因於相位誤差，因而降低影像品質。習知AG表面並未針對光學畸變實行調整且所得影像出現畸變。在2013年5月31日提出申請之標題為「Anti-Glare and Anti-Sparkle Transparent Structures with Reduced Optical Distortion」的同在申請中之國際申請案第PCT/US13/43682號中揭示量化光學畸變之方法，該申請案之全部內容以引用之方式併入本文。
本文所揭示之結構、透明介質、製品、散射器、基板可提供廣泛應用，該等應用包括任何顯示器之前表面或任何顯示器內的內埋介面、用於任何大小之發光顯示器的保護罩、觸控螢幕、觸敏表面、液晶顯示器(liquid-crystal display；LCD)、有機發光二極體(organic light-emitting diode；OLED)、抬頭顯示器(heads-up display；HUD)、水族箱、基於雷射的反射抬頭顯示器、可穿戴顯示器、頭戴式或可頭戴式顯示器(head mounted display；HMD)、窗戶(用於車輛、房屋、建築、設備、陳列櫃、相框、冰櫃、冰箱等)、車輛儀錶板、車輛遮陽板、車輛引擎蓋、車門、太陽鏡，或者基於玻璃的顯示器，以及一般用於觀察者或光學系統可透過透明介質檢視景物或物件及第二光源(例如，環境光)存在於觀察者等所在一側的任何應用。應注意，在本揭示案中可互換使用術語結構、介質、製品、散射器及/或基板，且此使用不應限制隨本文所附的申請專利範圍之範疇。
因此，本揭示案之一些實施例大體上針對透明散射器，該等透明散射器可經配置具有第一光源(例如，第一邊緣光源或第一前部光源)，使得自透明散射器結構散射來自第一光源的光以產生分散或散射光源。然而，第一光源對於外部環境透射光(獨立於第一光源的第二光源)可為透明，該外部環境透射光諸如例如透過窗戶或來自外部環境的景物。示例性第一光源可包括但不限於發光二極體(LED)、LED之一個陣列或多個陣列或者用於訊號或光源輸入至透明介質中的其他光源。
根據一些實施例，透明散射器可包括光散射材料，該等材料經設計為對於外部環境光線非常透明(例如，透過窗戶或其他透明介質所檢視的景物或透過覆蓋薄膜或覆蓋玻璃所檢視的顯示器之像素)，而同時對於其他光學模式(諸如波導模式)散射或反射。根據一些實施例，透明散射器可發現在各種照明系統、顯示器或利用透明照明器(散射或空間分散光源，諸如燈)或透明顯示器背光之其他應用中的效用。
如同在申請中之國際申請案第PCT/US13/43682號中所論述，與來自物件的光關聯之波陣面可透過透明介質在自物件至檢視者的物件光學路徑上行進且形成透射波陣面。透射波陣面中的光學畸變可起因於由介質之不均勻上表面賦予的相位變化。根據一些實施例之AG表面可添加空間依賴型隨機相位項至傳播波陣面，該相位項使呈現給檢視者的影像畸變。因此，一些實施例可經由光學畸變減少層添加補償相 位項，以減少或消除與AG表面關聯的物件光中的光之光學畸變。示例性AG表面可包括週期、半隨機或隨機波峰P及波谷V，或示例性AG表面可包括重複或部分重複的主結構(諸如半球、稜柱、光柵、回向反射立方角或偽隨機「二元」表面)。示例性表面亦可為具有經設計之側向空間頻率內容的半隨機AG表面，如美國專利申請公開案第US2011/0062849 A1號、第US2012/0218640 A1號及第US2012/0300304 A1號中所描述，該等公開案各者之全部內容以引用之方式併入本文。
示例性AG表面亦可包括另一透明層，該透明層界定第二表面及/或具有第二表面形狀h 2 (x)，或更概括而言具有二維空間之h 2 (x,y)。在非限制性實例中，透明層可由經配置以減少光學畸變的透明材料之塗層(例如，光學畸變減少層)形成。由透明介質及光學畸變減少層形成的結構可構成示例性畸變減少防眩光(DRAG)透明結構。
第1A圖係圖示示例性透明結構之曲線圖。第1B圖係圖示另一示例性透明結構之曲線圖。參看第1A圖及第1B圖，可使用透過透明介質10傳播波陣面的傅立葉光學模型描述具有由AG表面14引起之光學畸變的示例性透明結構100。該模型大體上描述具有光學相位φ(x,y)的AG表面14。對於具有第一表面14-1的AG表面14，與波陣面36W之傳播關聯的電場E可由以下表達式近似估計： 其中E 前 表示臨近粗糙表面14-1之前的電場，E 後 表示剛在粗 糙表面之後的電場，n 1 及n 3 表示粗糙表面之任一側上的折射率，λ表示物件光之波長，t表示恆定參考平面，及h 1 (x,y)表示針對第一表面的表面粗糙度之前述高度輪廓。
參考平面RP或t可用於提供對於相位的參考及一位置，自該位置可量測h 1 (x,y)及h 2 (x,y)。參考平面RP及t之位置為任意的，條件是兩者皆位於粗糙表面之前或之後(亦即，上方或下方)的一些距離處，因為空間不變相位項將不會導致影像畸變。舉例而言，為了從概念上描述方程式1中的一個情形，參考平面RP可位於粗糙表面下方，h 1 (x,y)及h 2 (x,y)可具有參考RP的正值，及參考平面t可位於粗糙表面上方及用於界定如方程式1中的粗糙表面上方的空氣間隔之距離。為了消除影像光學畸變，φ(x,y)=常數=φ 0 ，暗指若不存在第二表面14-2，則h 1 =常數(亦即，存在平滑表面)或者n 1 =n 3 (亦即，不存在表面)。
在存在光學畸變減少層15使得存在第二表面14-2的情況中，當透明介質之主體12具有折射率n 1 ，透明層14-2具有折射率n 2 且與透明層相鄰安置的檢視間隔22構成具有折射率n 3 的介質時，及當滿足條件n 3 <n 1 <n 2 時，遵循以下方程式：
對於無光學畸變成像的要求φ(x,y)=常數=φ 0 允許根據第一表面形狀h 1 (x,y)解答針對第二表面形狀h 2 (x,y)的方程式2：
因此，第二表面形狀h 2 (x,y)可為經由關係h 2 (x,y)=ψ．h 1 (x,y)的第一表面形狀h 1 (x,y)之尺度版本，其中將尺度因數表示為ψ=(n 2 -n 1 )/(n 2 -n 3 )，及c表示任意常數。為了滿足h 2 (x,y)處處大於或等於h 1 (x,y)的實體條件，可將常數c的最小值提供為： 其中h 1 (最大值)表示針對給定結構的常數，等於表面形狀h 1 (x,y)之全域最大高度。當方程式4中的常數c等於上述最小值項(n 1 -n 3 )/(n 2 -n 3 )．(h 1 (最大值))時，此對應於特定情況，其中在h 1 (x,y)之波峰位置處(在h 1 (x,y)=h 1 (最大值)的空間位置處)h 2 =h 1 。
實體上，此表示h 1 (x,y)之波峰在塗覆材料上面不具有任何額外塗覆材料的情況。亦應注意，方程式4中的c可大於最小值項，從而在跨越結構表面的每一位置處向光學路徑長度添加恆定偏移。因此，在一些實施例中，形成示例性光學畸變減少塗層15的材料可部分地填充第一表面14-1之波谷V，其中塗層之厚度取決於波谷之各者之深度及形狀。形成塗層15的折射率n 2 愈低，波谷V中的塗層應愈厚。因此，光學畸變減少層15可在第一表面14-1的頂部上形成準保形層。
當滿足針對AG表面14的條件n 3 <n 1 <n 2 時，尺度因 數ψ可小於1，使得第二表面14-2之均方根(root-mean-square；RMS)表面粗糙度比底層第一表面14-1之RMS更小。在AG表面14處存在較高折射率介質可導致不同反射及透射霧度特性。可在示例性AG表面14之設計中考慮到該等已修改AG特性。舉例而言，可藉由透明介質10之第一表面14-1界定具有第一AG表面的光透射結構，且該光透射結構可包括：第一表面形狀h 1 (x,y)；光學畸變減少層15，該層與第一表面緊密相鄰安置且具有折射率n 2 >n 1 ，該層界定具有第二表面形狀h 2 (x,y)的第二表面14-2；以及介質，該介質與和第一表面相對的第二表面緊密相鄰且具有折射率n 3 ，其中n 3 <n 1 ，且其中(n 2-n 1)/(n 2-n 3)．h 1(x,y) h 2 0.5((n 2-n 1)/(n 2-n 3)．h 1(x,y))。亦即，h 2 處於(n 2-n 1)/(n 2-n 3)．h 1(x,y)之50%內。在其他實施例中，(n 2-n 1)/(n 2-n 3)．h 1(x,y) h 2 0.8((n 2-n 1)/(n 2-n 3)．h 1(x,y))較佳。亦即，h 2 處於(n2-n1)/(n2-n3)．h1(x,y)之80%內。
在替代條件n 3 <n 2 <n 1 (其中具有n2的低折射率材料填充第一表面形狀h 1 (x,y)之波谷)中，應用方程式(3)及(4)，但可應用方程式4中的最小恆定值以產生上升到比h 1 (x,y)之波峰更高振幅的第二表面形狀h 2 (x,y)之波峰。在此情況中，h 2 (x,y)之波峰大體上存在於h 1 (x,y)之波谷上方。由於h 2 (x,y)可大於或等於h 1 (x,y)，h 2 (x,y)之波峰可大體上對應於結構之全域波峰。
繼續參看第1A圖及第1B圖，提供示例性結構100，其中光學畸變減少層15比底層透明介質10具有更低的折射率。在此情況中，AG表面14可經配置用於光學畸變減少層 15具有比透明介質10之折射率更小的折射率的情況(亦即，針對條件n 3 <n 2 <n 1 )。針對此情形，可過量填充波谷V而非填充不足，使得光學畸變減少層15形成凸塊，該等凸塊在波谷最深處為最高，如第1A圖圖示。參看第1B圖，在一示例性實施例中，可與塗層15(及第一表面14-1之任何曝露部分)緊密相鄰添加額外塗層17，而不影響與AG表面14關聯的減少之光學畸變。舉例而言，可將塗層17配置為防反射(AR)塗層(例如，塗層17可包括多個子層)，從而向透明介質10提供防眩光特性及防反射特性兩者。
在另一實施例中，可設計AG表面14使得基本上不存在影像光學畸變。此舉可藉由要求φ(x,y)實質地或同等地恆定來完成。其他實施例可減少來自透明介質10的影像光學畸變，從而認識到，在許多應用中部分減少可比完全減少更容易且更具有成本效益地實施。因此，在一示例性實施例中，不必完全滿足方程式3。因此，可藉由以下關係檢驗跨越表面的殘餘相位φ(x,y)之統計量：
對於精確相位匹配，指定△φ(x,y)=△φ 0 ，使得△φ rms =0，其中△φ rms 表示△φ(x,y)之均方根。當塗層並未恰好滿足方程式3時，例如可需要△φ ms 大致小於約2π/10以達成光學畸變量的實質減少。
本揭示案之實施例亦可包括不一定具有離散第一表面14-1及第二表面14-2的配置。因此，在一些實施例中，透明介質10可具有紋理表面14-1。藉由以下關係提供由此紋理 表面14-1以及由本體折射率調變引入的光相位調變： 其中h 1 (x,y)表示紋理表面14-1之拓撲，n 1 表示本體材料之平均折射率，且△OPL 本體 (x,y)表示本體光學路徑長度變化之拓撲，如在本體光學路徑長度之方向(亦即，Z方向)上的積分所界定：
由下式提供針對反射環境光26的反射後相位： ，該式表示第一表面14-1之表面粗糙度之函數。因此，第一表面14-1可經配置具有表面形狀，該表面形狀在反射環境光時提供所需散射特性以減少來自眩光的光量。
針對透過結構的透射光之相位可表示為相位φT(x,y) 且由提供，該相位取決於表面粗糙度及本體折射率變化兩者。因此，可能界定本體折射率變化n 本體 (x,y,z)-n 1 ，該等變化經由以下關係補償與第一表面14-1之表面紋理(形狀)關聯的相位變化： 其中恆定相位可選為零。
方程式8a-8c大體上界定理想本體折射率變化，該等變化補償由表面h 1 (x,y)所引起的相位畸變。當n 3 小於n 1 時，本體光學路徑變化(方程式7)可在h 1 (x,y)具有波峰的區 域內小於零及可在h 1 (x,y)具有波谷的區域內大於零。就折射率而言，此大體上意謂本體折射率將在h 1 (x,y)具有波峰的區域內小於n 1 及在h 1 (x,y)具有波谷的區域內大於n 1 。可由方程式7決定折射率變化之本質(量值及空間範圍)，藉此折射率變化可為局部恆定(分隔)，但具有較高或較低折射率之均勻區域，或折射率變化可由折射率中的梯度表示(變化之量值可在空間上不同)。
儘管已將目前為止的實施例描述為具有帶有AG特性之介質或結構之一個表面，但隨本文所附的申請專利範圍不應受到限制且將同在申請中之國際申請案第PCT/US13/43682號中所描述之雙表面介質以引用之方式全部併入本文。
可經由示例性光學模型化理解一些實施例。此類模型化之非限制性實例可經由考慮到光學效應的時域有限差分(FDTD)法應用馬克士威方程式之向量解。第2A圖係圖示具有呈正弦波性且未塗覆之習知AG表面的示例性透明介質之曲線圖。第2B圖係圖示具有第2A圖之正弦波性第一表面的透明介質及界定第二表面的光學畸變減少層之曲線圖。第3A圖係圖示針對已通過第2A圖之透明介質之波陣面的FDTD模擬結果之曲線圖。第3B圖係圖示針對第2B圖之透明介質的FDTD模擬之曲線圖。參看第2A圖，該圖圖示透明介質10，其中第一表面14-1可為正弦波性及未塗覆AG表面。第2B圖圖示透明介質10，其中正弦波性第一表面14-1包括光學畸變減少層15，該光學畸變減少層15界定第二表面14-2且滿 足方程式(3)之無光學畸變成像需求。可將透明介質10模型化為具有折射率n 1 =1.5的玻璃基板，而光學畸變減少層15具有折射率n 2 =2.0。第2A圖及第2B圖亦圖示以正入射(亦即，具有平行於下表面18之平面波)通過各別結構之進程中的單位電場振幅之單平面波陣面36W。單平面波陣面36W表示來自物件(未圖示)的光36之脈衝。圖示了x方向及y方向，其中單位為微米。參看第3A圖，圖示針對已通過透明介質10之波陣面36WT的FDTD模擬結果。第3B圖提供針對包括光學畸變減少層15之透明介質10的相應模擬。曲線圖中亦圖示反射波陣面36WR。為了便於說明，第3A圖及第3B圖分別忽略透明介質10及組合的透明介質與光學畸變減少層15。圖示透射波陣面36WT及反射波陣面36WR之相對電場振幅輪廓中的一些輪廓，此等輪廓表示電場振幅之快照。在該等圖式中，可觀察到，第3A圖之透射波陣面36WT及反射波陣面36WR為畸變。反射波陣面36WR之振幅實質上比透射波陣面36WT之振幅更小。當與第3A圖中的對應者相比時，第3B圖之透射波陣面36WT為實質平坦(表明透射中的低畸變)，而第3B圖之反射波陣面36WR仍存在一些畸變(表明反射中的有益AG效應)。對於物件光36之連續光束及以至多30度之較高入射角獲得類似結果。
在示例性透明散射器結構中，已發現，透過製品之結構化區域的外部透射光線之OPL應在跨越表面的複數個位置處相同(或近乎相同)。第4圖係根據一些實施例之具有折射率n及厚度t的示例性透明散射器之說明圖。參看第4 圖，一些實施例可包括示例性散射器薄片400之平面中的空間變化折射率輪廓，該輪廓破壞透明散射器之平面(第4圖之x-y平面)中的平移對稱，能夠實現針對反射或波導模式的光散射。在粗糙表面透明散射器或結構的情況中，此舉能夠實現產生AG效應的外部反射光線之散射。對於光波導或照明器應用，散射器之x-y平面中的已破壞平移對稱能夠實現自邊緣光源的波導模式之外耦合(現圖示)。另外，可在反射模式中設計示例性照明器，其中靠近透明散射器之邊緣安置的光源可自散射器表面反射。參看第4圖，恆定OPL之條件可寫為： 其中S1表示第一結構化區域(類似於第4圖中的區域t2，因為t1為非結構化)及sn表示第n個結構化區域(在此情況中，為第4圖中的區域t5，因為t6為非結構化)。
對於一些實施例，z方向(或靠近z方向的一系列角度)上透過散射器400之結構化部分的透射光學路徑長度OPLz對於x-y平面中的相鄰空間位置(例如，在x-y平面中距離彼此於1cm、1mm、0.1mm或0.01mm內的空間位置)可為恆定或近乎恆定。當OPL為近乎恆定時，實施例可經設計以提供透過散射器400之相鄰結構化區域的OPL之變化，該變化例如小於約½λ、小於¼λ或小於1/8 λ。透過散射器400、區域t1及t6之非結構化部分的OPL較不關鍵，因為該等區域為非結構化(在x方向及y方向上大體均勻)，使得區域 t1及t6中的OPL之任何變化極為平緩(亦即，OPL對於相鄰空間位置為實質恆定)且不會導致產生光散射的小型側向長度尺度相前畸變(在x-y方向上)。當然，第4圖所圖示之實施例不應限制隨本文所附的申請專利範圍之範疇，因為可存在比所圖示的更多(或更少)數量之結構化元件或區域(例如，t7、t8、t9等)。示例性結構化區域可具有特徵在於沿x方向及/或y方向的已破壞平移對稱(不均勻光學路徑或變化之折射率)，該已破壞平移對稱產生針對反射模式或波導模式的一些程度的光散射。如第4圖圖示，示例性結構化元件亦可為規則或週期性的，但示例性結構化元件亦可如上文所論述為隨機、半隨機、非週期性的等。在折射率n 1 及視情況n 2 具有1之折射率(亦即，空氣)的情況中，結構可為粗糙表面。在一些實施例中，z維中的結構化元件之特徵大小可為但不限於小於約0.05微米、介於約0.05微米與約10微米之間、自約0.05微米至約50微米、介於50微米與100微米之間等。在一些實施例中，x維及/或y維中的結構化元件之大小可處於約0.05微米至約100微米或更大之範圍內。結構化元件中的區域(例如，區域t2-t5)之非限制性折射率可為但不限於1.0(空隙)至2.5，自1.0至1.3、自1.0至2.0、自1.3至2.0之範圍內。
第5圖係根據一些實施例之具有折射率n及內埋散射結構的另一示例性透明散射器500之說明圖。參看第5圖，可選擇散射特徵502之折射率n1-n6及幾何形狀以避免外部入射透射光在一個或兩個主要方向上的全內反射。可藉由一次 光源(諸如邊緣LED、LED陣列、雷射或另一其他適宜光源)提供外部入射光。舉例而言，當n5為約1.52及角度θ為約90度時，則n4應將大於約1.1，或更佳地大於約1.3，以避免全內反射效應，該全內反射效應可減少或畸變外部環境光在一或更多個方向上的透射，或產生外部環境光在一或更多個方向上的不利之高度反射。因此，n2、n3、n4及n5中的一或更多者等於1且呈圖式中所示之類稜柱形幾何形狀的情境為並非較佳之比較實例。第6圖及第7圖係根據一些實施例之示例性透明散射器之額外實施例之說明圖。再次，可藉由一次光源(諸如邊緣LED、LED陣列、雷射或另一其他適宜光源)提供外部入射光。參看第6圖及第7圖，示例性透明散射器600、700可為具有稜柱形或非稜柱形內埋散射結構(週期、隨機、半隨機等重複)的照明器、光波導或波導，藉此散射器600、700包括平滑外表面。類似於上文所描述之實施例，在具有稜柱形或近稜柱形幾何形狀的實施例中，折射率中的一或更多者應將大於1.1或甚至大於1.3(例如，n3大於1.1或1.3)。
在透明照明器、透明顯示器、HUD、HMD、透明背光應用等中發現效用的一些實施例中，可將示例性透明散射器耦合至適宜光源(例如，LED、LED陣列、雷射或其他已知光源)。舉例而言，在邊緣光模式中，可將適宜光源耦合至透明散射器、散射器基板或其他透明組件之波導或全內反射模式中，該其他透明組件經黏合或光學耦合至透明散射器。可根據預定圖案從透明散射器中散射出波導模式，此舉 可在x方向及y方向中的一或更多者上形成梯度圖案(參看第4圖)以產生光之空間均勻的外耦合。可例如藉由改變透明散射器結構之x-y平面上的側向特徵間隔或折射率對比度以產生光散射強度方面的梯度來達成此舉。同時，由於針對相鄰x-y空間位置的結構化區域之透射中的相位匹配或近相位匹配，可將示例性散射器設計為對上文所描述之外部環境光線高度透明。
在前側光模式中，示例性散射器可包括光源，該光源經配置以自透明散射器結構反射光。可靠近透明散射器之邊緣定位光源以最小化對外部環境透射光線的阻擋，或最小化因掠入射反射而造成的較高反射率。在一些實施例中，示例性散射器或其他結構可散射(亦即，自鏡面光線角度引起超過0.5度、超過1度或超過約10度之偏差)光的1%以上、光的5%以上、光的10%以上或光的20%以上，該光以一掠射角自結構反射或射入到結構之波導模式中(如在邊緣光波導中)。
額外實施例可包括上文所描述之粗糙、半粗糙表面及/或包括內埋結構。第8A圖及第8B圖係具有外部粗糙表面的結構之說明圖。參看第8A圖及第8B圖，示例性透明散射器800、900可包括具有週期、半隨機或隨機波峰P及波谷V的表面，或示例性透明散射器800、900可包括重複或部分重複的主結構(諸如半球、稜柱、光柵、回向反射立方角或偽隨機「二元」表面)。如上文所描述，該等波峰及波谷可包括具有不同折射率的材料(波谷中的高折射率材料及波峰上 的低折射率材料)以控制從該等材料中透過的OPL。第8A圖圖示基於透明散射器的照明器或光波導800，該照明器或光波導具有外部粗糙表面及由LED、LED陣列或其他適宜光源提供的邊緣光線，藉此可藉由具有不同折射率之表面上所含有的材料散射光。在最小畸變至無畸變下，可透過如上文所描述之此結構800透射二次光源(環境光或景物)。儘管未圖示，但亦應設想，此類邊緣光實施例800可包括內埋結構(第4圖至第7圖)以及具有不同折射率的粗糙表面兩者。第8B圖圖示基於透明散射器的照明器或光波導900，該照明器或光波導具有外部粗糙表面及由LED、LED陣列或其他適宜光源提供的前部光線，藉此可藉由具有不同折射率之表面上所含有的材料散射光。在最小畸變至無畸變下，可透過如上文所描述之此結構900透射第二光源(環境光或景物)。儘管未圖示，但亦應設想，此類前側光實施例900可包括內埋結構(第4圖至第7圖)以及具有不同折射率的粗糙表面兩者。
第9A圖至第9C圖係額外實施例之說明圖。參看第9A圖至第9C圖，示例性透明散射器1000可合併顆粒或空隙區域。參看第9A圖及第9C圖，示例性散射器1000可包括覆蓋於基板1030上之中空顆粒1010(例如，具有範圍自約1.1至約1.5、至約1.7或以上之殼折射率的中空玻璃微球)，以及聚合或溶膠-凝膠黏合劑或填充劑1020。示例性填充劑包括但不限於紫外線固化丙烯酸酯、溶解產生PMMA、含氟聚合物、SiO2溶膠-凝膠劑、奈米顆粒填充丙烯酸酯、TiO2溶膠凝膠劑及具有範圍自約1.1至約1.5、自1.3至約1.6或自約 1.5至約2.2之折射率的其他材料。中空顆粒1010可填充有空氣或其他適宜氣體。參看第9B圖，示例性散射器1000可包括覆蓋於基板1030上之低折射率實心或奈米多孔顆粒1012(例如，具有範圍自約1.1至約1.5、至約1.7或以上，自1.25至約1.45等之折射率的玻璃、含氟聚合物或SiO2)，以及聚合或溶膠-凝膠黏合劑或填充劑1020。示例性填充劑包括但不限於紫外線固化丙烯酸酯、溶解產生PMMA、含氟聚合物、SiO2溶膠-凝膠劑、奈米顆粒填充丙烯酸酯、TiO2溶膠凝膠劑及具有範圍自約1.1至約1.5、自1.3至約1.6或自約1.5至約2.2之折射率的其他材料。進一步且如第9C圖圖示，中空(第9A圖)或實心(第9B圖)顆粒可為不同形狀或大小。因此，在粒度不均勻的情形中，可更實際的是，最佳化塗覆條件使得最大顆粒在透射中具有最接近相位匹配，因為大顆粒通常驅動更多散射效應。儘管未圖示，但亦應設想，此類實施例1000可為邊緣光或前側光，及此類實施例1000可包括基板1030中的內埋結構(第4圖至第7圖)以及具有不同折射率的所描述結構兩者。
第10A圖及第10B圖係具有粗糙表面輪廓的示例性透明散射器之模型。在第10A圖中，散射器之表面係未塗覆的及上方與下方由空氣圍繞(n=1)。玻璃散射器基板之折射率為1.5。在第10B圖中，用2.0之塗層折射率塗覆表面之部分。第11A圖及第11B圖係考慮到第10A圖及第10B圖中所示之實施例中的光學效應的時域有限差分(FDTD)模擬。參看第11A圖及第11B圖，該等圖式圖示示例性透明散射器結構之 透射中的基本函數，藉此影像表示自圖式之底部向上傳播透過模型化表面的平面波之電場快照。在第11A圖中，可觀察到平面波已通過未塗覆玻璃(習知粗糙表面)後的平坦相位波前之畸變，其中小反射在向後方向上移動。在第11B圖中，可觀察到透過透明散射器粗糙表面透射後的更平坦之相位波前實例。
根據本文實施例之透明散射器結構之設計可因此產生外部環境透射光線，該等光線具有高光學透射率、透射中的高光學清晰度、低光學透射霧度或透射光之低散射百分比(諸如小於10%、小於5%或小於1%)中的一或更多者，該透射光經散射為大於約0.1度、大於1度、大於2度、大於5度或10度的角度。示例性透明散射器亦可保持透射中的集光率，或具有透射中的集光率之小的變化。基本上，示例性透明散射器對於反射或波導模式可具有比對於透射外部光更大之散射效應。在一些實施例中，可需要經由散射元件之折射率之仔細選擇提高總體反射率或散射強度。舉例而言，散射元件中的一者或一者以上(例如，參看第1圖中的t2-t5)可包括高於1.4、高於1.5、高於1.6、高於1.7或高於1.8之折射率。可選擇散射元件中的一或更多者具有超出載體基板之折射率約0.05以上、0.1以上、0.2以上或0.3以上的折射率。因此，在一些情況中，總體透明散射器製品之反射率可大於5%、大於10%、大於20%或甚至大於50%。
示例性透明散射器製品亦可包括不對稱散射光輸出。舉例而言，藉由光源相對於透明散射器之散射元件的適 宜置放以及經由選擇折射率控制透明散射器之結構化區域之反射率，散射光可有利地朝向一個主要方向散射(例如，來自LED的更多散射光可被導向第4圖中的z方向，而非導向負z方向，或反之亦然)。此舉對於某些應用(諸如透明背光)可為較佳，其中朝向特定檢視者或檢視區域散射的光為較佳，且在其他主要方向上所散射的光大部分浪費。在一些實施例中，可藉由設計透明散射器結構之總體反射率大於約50%，及將光源置放在與所欲檢視者或照明區域相同的透明散射器之結構化區域一側上獲得此情形。因此，可朝向所欲檢視者散射自透明散射器反射的50%或更多的光。在其他情況中，諸如散射元件形成外部粗糙表面(例如，第5圖)之邊緣光波導情況，透明散射器之反射率可小於50%(例如，該反射率可為20%或甚至10%)且可藉由適宜平衡透明散射器結構之波導及散射功率內的全內反射朝向一個主要方向有利地發射散射光。
在一些實施例中，可需要設計透明散射器之結構化區域以具有與散射器之基板相比相對較高的折射率，如上文所描述。在進一步實施例中，透明介質或基板可具有約1.3至1.55或以上之折射率，而形成透明散射器之散射元件的材料具有此範圍外的折射率，該材料例如具有比此示例性及非限制性範圍更低的折射率(諸如1.0至1.29)及/或比此範圍更高的折射率(諸如1.56、1.58、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0或2.5及該等值之間的所有值)之材料。對於需要高總體反射率的應用，可在結構中合併反射薄膜(諸如部分透明的薄金屬 膜)或將該反射薄膜塗覆/黏合至透明散射器上以進一步增強自示例性透明散射器散射的光之散射強度或方向性。在其他實施例中，示例性透明散射器可展示針對外部環境透射光的光散射，該光散射在遠離z方向上的角度更大及在較接近於z方向上的角度更小。
可提供如本文所描述之透明散射器用於廣泛應用中，該等應用包括任何顯示器之前表面或任何顯示器內的內埋介面、用於任何大小之發光顯示器的保護罩、觸控螢幕、觸敏表面、液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)、抬頭顯示器(HUD)、透明HUD、水族箱、基於雷射的反射抬頭顯示器、可穿戴顯示器、頭戴式或可頭戴式顯示器(HMD)、窗戶(用於車輛、房屋、建築、設備、陳列櫃、相框、冰櫃、冰箱等)、車輛儀錶板、車輛遮陽板、車輛引擎蓋、車門、太陽鏡，或者基於玻璃的顯示器、透明背光顯示器(諸如LCD)、當開啟時亦用作燈的透明建築窗戶或天窗、當需要時發光的車窗(諸如用於車輛的外部或內部照明)、透明但在一個方向上強烈發光使得一側檢視者難以看到另一側檢視者的定向私密窗戶、透明投影螢幕，或者目前利用窗戶或可受益於透明顯示器或透明光源且一般用於任何應用的任何一般應用，其中觀察者或光學系統可透過透明介質檢視景物或物件及其中第二光源(例如，環境光)存在於觀察者等所在的一側。
第21圖係頭戴式顯示器的一部分之習知實施例。參看第21圖，圖示影像波導200，該影像波導具有內耦合區域 205、外耦合區域210及中間區域215。內耦合區域205包括內耦合鏡結構220，及外耦合區域210包括外耦合鏡結構225及端蓋表面230。影像波導200係單個波導基板(例如，平面型波導)，該基板接收輸入光及自波導基板之相同側表面發射輸出光。影像波導200通常藉由接收內耦合區域205處的準直輸入光而操作。內耦合鏡結構205經定向以經由影像波導200朝向外耦合區域220反射輸入光。隨後將所反射輸入光藉由中間區域215導向外耦合區域210。內耦合鏡結構220包括反射表面，該等反射表面向光入射表面240以角度傾斜。內耦合鏡結構220各個包括相對於輸入光及影像波導200之側面傾斜的至少一個反射表面，以使得所反射之輸入光以充分的傾斜角撞擊影像波導200之側面，且該光在影像波導200內經由全內反射導引。在光傳播預定距離後，可經由發送給檢視者的光提取器提取光。示例性光提取器(例如，請參看美國專利案第8,446,675號，該專利案之全部內容以引用之方式併入本文)包括比波長更大的微稜鏡陣列，使得任何折射效應比繞射佔優勢(例如，裝置處於幾何光學模式)。然而，此途徑無法完全考慮到繞射效應，因為稜鏡陣列(例如，具有100微米間距)將產生由16個弧分分離的重像(ghost image)，在該弧分中人眼可容易地確定。為將此繞射降低到人類解析度以下，將需要大約1-2mm間距的稜鏡間距，該間距亦產生其他明顯影像假影。用於光提取器的另一途徑可包括使用耦合光柵；然而，該等耦合光柵在偏轉角度方面以及在繞射效率方面對波長敏感。因此，一種解決方案包括使用對 於3種色彩R、G及B之各者的分離波導及具有經最佳化用於每個波長的光提取器(參看第22圖)。第22圖係此多個波導配置之說明圖。然而，在此配置下，光需要跨過位於其他波導中的提取器及因此光將被散射。因此，需要使外耦合光柵透明。避免此情況的一種途徑包括使耦合光柵在效率方面對波長高度敏感，使得僅可繞射特定波長(例如，其中材料之本體存在一些折射率調變之布拉格類型結構(第23圖))。然而，此實施例可存在挑戰以及通常經由全像攝影產生測定體積的布拉格光柵，而全像攝影對於大量生產可為低效率的。布拉格光柵亦傾向於包括窄光譜頻寬，且所反射布拉格諧振之波長可根據入射角偏移，從而提供限制性投影視場。因此，在此類實施例中，目前為止所描述之表面或嵌入式散射元件可提供較寬光譜及角度接受度。
一個示例性實施例包括如上文所描述且在第24A圖及第24B圖中所圖示之透明散射表面。參看第24A圖及第24B圖，可單獨利用或組合利用表面紋理(隨機、週期或以其他方式)以及本體折射率調變以在透射中補償。在一些實施例中，可藉由透過相同的微影遮罩依次蝕刻(表面紋理)及離子交換(本體折射率紋理)產生該兩個紋理。計算通過示例性結構的光束1及2之OPD提供以下關係：OPD1=2n(L1+L2) (10)
OPD2=(n+dn)L2+L1 (11)其中OPD表示光學路徑長度差，n表示材料之折射率，及dn表示實施例之波谷中的本體折射率增加。在L2=(n-1)L1/dn 的情況中，可展示出OPD1=OPD2，此意謂並未調變透射中的光之相位，且因此無法獨立於波長繞射光。
考慮到所反射的光，遵循以下關係：OPD1=2n(L1+L2) (12)
OPD2=2(n+dn)L2 (13)
藉由減少該等關係及考慮到前提條件L2=(n-1)L1/dn，可獲得以下關係：OPD1-OPD2=2 L1 (14)因此，儘管透射中不存在相位調變，但反射中仍可存在一些調變及可隨後散射光。
第12A圖至第12D圖係使用非濕潤材料作為遮罩層及高折射率材料作為光學畸變減少層製造示例性結構之實施例之簡化說明圖。參看第12A圖至第12D圖，該等圖式表示特寫橫截面視圖，該等視圖圖示使用透明介質10製造結構100之非限制性方法。參看第12A圖，提供透明介質10，其中第一表面14-1被紋理化。可使用已知方法以各種方式形成第一表面14-1，該等方法諸如噴砂、蝕刻、拋光、壓印、衝壓、研磨、微機械加工等。
可隨後用塗層110塗覆第一表面14-1，該塗層包含顯現表面非濕潤的疏水性材料。用於塗層110的示例性材料包含但不限於可以液體形式在上面旋轉塗覆的疏水性矽烷。取決於所使用之特定材料，可使用任何已知手段塗覆塗層110，該等手段諸如噴塗、浸塗、物理氣相沉積及旋塗。現參看第12B圖，可自第一表面14-1移除除波峰P周圍區域外的 塗層110，從而留下波峰頂部上的塗層之部分110P。此舉可例如藉由雷射處理、藉由光學曝露技術或藉由熱處理(例如，烘焙、熱輻射等)完成，僅舉幾例。在一替代實施例中，可例如使用諸如衝壓及微接觸印刷之方法將塗層110塗覆於每個波峰P周圍的區域。
現參看第12C圖，一旦用非濕潤材料之部分110P塗覆波峰P，就可使用例如濕式塗覆製程塗覆具有折射率n 2 (亦即，n 2 >n 1 )之相對高折射率材料之光學畸變減少層15。由於波峰處的材料部分110P為非濕潤，用於層15的濕潤材料將滑下波峰P及填充波谷V。應注意，表面張力可引起層15中填充波谷V的材料具有彎液面，該彎液面引起層15界定第二表面14-2，該第二表面至少近似方程式(3)之第二表面形狀h 2 (x,y)。層15之材料可例如為含水或無水聚合物溶液、無溶劑單體或聚合物混合物或者含水或無水溶膠-凝膠材料，該溶膠-凝膠材料諸如TiO2、ZrO2、Al2O3、SiO2或本技術中已知的該等或其他材料之組合。可隨後固結及壓實層15(例如，經由乾燥、熱固化、紫外線固化及類似者)，使得該層在第一表面14-1上保持於適當位置中。現參看第12D圖，可移除波峰P上的非濕潤材料部分110P(例如，使用適宜溶劑、電漿清洗、紫外線臭氧或加熱製程剝落)以產生最終結構100。
第13A圖至第13C圖係使用噴墨印表機頭選擇性沉積高折射率材料作為光學畸變減少層製造結構之額外實施例之簡化說明圖。參看第13A圖至第13C圖，圖示使用具有紋理化第一表面14-1的透明介質10製造結構100之另一示例性 方法。第13A圖圖示透明介質10及其紋理化第一表面14-1之特寫區段。現參看第13B圖，可在第一表面14-1上將高折射率塗覆材料140選擇性沉積為液滴142。在一個實例中，使用包括噴嘴152的噴墨印表機頭150朝向第一表面14-1推動液滴142。可藉由可程式化控制器154控制噴墨印表機頭150以在第一表面14-1上塗覆圖案，該圖案根據上文之方程式(3)形成第二表面14-2，如第13C圖所示。可使用共焦顯微鏡、干涉量測法、原子力顯微鏡、表面輪廓儀或類似表面形狀的量測裝置量測界定第一表面14-1之紋理的第一表面形狀h 1 (x,y)。可隨後向控制器154提供第一表面形狀h 1 (x,y)，以及提供分別用於透明介質10及材料140的折射率n 1 及n 2 。控制器154可經程式化以處理此資訊及導向噴墨印表機頭150沉積材料140以形成透明層15，該透明層15由材料140製成且具有實質上由表面形狀h 2 (x,y)所界定的第二表面14-2。將所得結構100圖示於第13C圖中。
第14A圖至第14D圖係製造結構之進一步實施例之簡化說明圖。參看第14A圖至第14D圖，圖示使用具有大體平面的第一表面14-1的透明介質10製造結構100之另一示例性方法。參看第14A圖及第14B圖，可在第一表面14-1上將相位塗層120塗覆於透明基板10。可由一材料調配相位塗層120，該材料最終相分離及分別形成具有高折射率及低折射率(且因此不同光學相位)的不同區域122H及122L，其中該等區域在實質上隨機空間分散。此相分離可發生在液體溶液狀態下，其中可由溶劑或溶劑-溶質不混合驅動相分離或可發 生為固相-固相分離。示例性相位塗層120具有高折射率區域122H比低折射率區域122L具有更高蝕刻速率之特性。參看第14C圖，可使用由箭頭所示意性描述之蝕刻製程130蝕刻相位塗層120。執行蝕刻製程130以比移除形成低折射率區域122L的材料更快地移除形成高折射率區域122H的材料。將所得結構100圖示於第14D圖中。
第15A圖至第15D圖係製造結構之額外實施例之簡化說明圖。參看第15A圖至第15D圖，圖示使用具有大體平面的第一表面14-1的透明介質10製造結構100之又一方法。此方法與上文先前所描述之方法類似，因為該方法採用相位塗層120。然而，此示例性方法中的相位塗層120之區域122H具有比較低折射率區域122L甚至更高的折射率以及更大熱固結趨向(亦即，因燒結造成的對應收縮率)。因此，在塗覆相位塗層120(第15A圖)及隨後允許相位塗層120相分離(第15B圖)後，可將熱量143應用於相位塗層，如第15C圖中所示。熱量143引起相位塗層120燒結及固結，並且區域122H及122L以不同速率固結，且尤其是低折射率區域122L比高折射率區域122H固結更小的量。此固結速率差異可藉由例如設計相位塗層120使得高折射率材料比低折射率材料具有更低的玻璃態轉化溫度或融化溫度，或藉由設計區域122H中的高折射率材料具有在加熱後收縮的更大微孔體積來完成。接著，此舉引起相位塗層120呈現波浪形狀，從而產生第15D圖所示之結構100。
第16A圖至第16H圖係使用離子交換製程製造結構 之方法之一些實施例之簡化說明圖。參看第16A圖至第16G圖，提供使用具有平面第一表面14-1的透明介質10製造結構100之另一示例性方法。首先參看第16A圖，可在透明介質10之第一表面14-1上沉積光遮罩材料170。示例性光遮罩材料170包含諸如光微影中所使用之光阻劑。光遮罩材料170為感光性，使得當光遮罩材料170曝露於活化(光化)光中時可選擇性移除曝露材料，留下遮罩圖案。應注意，光遮罩材料170可包含負型光阻劑，其中保留曝露材料及移除未曝露材料。現參看第16B圖，光化光176可用於選擇性曝露光遮罩材料170。舉例而言，可經由主光罩將光化光176導向光遮罩材料170，而在另一實例中使用選擇掃描圖案掃描光化光。可隨後處理(例如，顯影)曝露的光遮罩材料170以產生光遮罩圖案170P，如第16C圖所示。現參看第16D圖，第16C圖之結構可經歷蝕刻製程130。在光遮罩材料170抗蝕刻時，蝕刻製程130蝕刻至光遮罩材料170之剩餘部分之間的間隔171中的透明介質10之第一表面14-1中。第16E圖所示之結果為於間隔171所在之曝露位置處的第一表面14-1中形成凹部180。可將凹部180視為具有相對陡峭、實質垂直側壁的波谷V及可將第一表面10之未蝕刻部分視為實質平坦(水平)的波峰P(例如，參看第12A圖)。現參看第16F圖，可執行離子交換製程，其中例如在第16E圖之結構上安置離子交換液層200。離子交換液層200可包括在透明介質10之主體12內交換其他離子204的離子202。舉例而言，可在高溫下(例如，在熔爐或烘箱中)實施離子交換製程。執 行離子交換製程改變交換離子202與204之位置中的透明介質10之折射率。離子交換液層200中的示例性離子202包括鉀及銀。示例性透明介質10可包括玻璃。在一些情況中，可需要使用可由光阻劑圖案化之替代或額外遮罩材料，其中替代遮罩材料在高溫離子交換期間充當耐磨散射阻障。此類耐磨遮罩材料可包含各種緻密氧化物及氮化物(諸如氮化矽)，可藉由諸如物理或化學氣相沉積之已知方法沉積該等材料。現參看第16G圖，在實施離子交換製程後，所得結構可包括與第一表面14-1相鄰且與凹部180對準的透明介質主體12中的離子交換區域210。離子交換區域210可具有比透明介質主體12之折射率n 1 更大的折射率n 2 。參看第16H圖，一旦完成離子交換製程，就使用已知方法移除剩餘光遮罩材料170。
第17A圖至第17D圖係製造結構之實施例之簡化說明圖，其中在蝕刻凹部沉積高折射率材料。參看第17A圖至第17D圖，提供製造結構100之額外示例性方法，該方法與第16A圖至第16H圖所示之示例性方法類似。示例性方法可遵循與第16A圖至第16E圖結合的上文所描述之相同步驟以實現第17A圖之結構，其中將凹部180圖示為比第16E圖中的凹部更深。在一個非限制性實例中，凹部180可具有實質垂直側壁181及第一表面14-1可具有實質平坦區段(例如，參看第17A圖)。在第17B圖中，可在凹部180內(藉由基於氣相或液相的塗覆方法)沉積光學畸變減少層15。參看第17C圖，可自第一表面14-1移除光遮罩材料170以形成示例 性結構100。第17D圖與第17C圖類似，且第17D圖圖示示例性實施例，其中凹部180內的層15之實例具有彎液面形狀，該形狀可衍生自基於液相的塗覆之自然流動狀態。在一個實例中，第一表面14-1包括平坦區段，在該等區段中存在光遮罩材料170。
第18A圖係圖示藉由使用脈衝雷射的局部加熱在透明介質之表面上形成玻璃凸塊來製造結構之另一實施例的示例性透明介質之橫截面視圖。參看第18A圖，圖示被脈衝雷射射束300照射的透明介質10，該脈衝雷射射束具有足夠功率以快速且局部加熱第一表面14-1。在應用雷射射束300之脈衝後，可快速冷卻透明介質10之第一表面14-1。局部加熱可引起透明介質10之局部軟化及膨脹，且在快速冷卻後，具有比初始玻璃更大體積的較低密度或較高虛擬溫度之區域在適當位置處凍結，從而形成具有波峰P的凸塊310。凸塊310之大小與向第一表面14-1所提供的加熱量成比例。凸塊310可因此界定紋理表面14-1，其中凸塊310之折射率比透明介質10之未受影響的主體12之折射率更低。在結構100中將應用局部加熱前的原始平面表面14-1圖示為虛線。在標題為「Glass-based micropositioning systems and methods」之美國專利案第7,480,432號及標題為「Microlenses for optical assemblies and related methods」之美國專利案第7,505,650號中揭示描述使用局部加熱及快速冷卻形成凸塊310的相關材料及方法，每一專利案之全部內容以引用之方式併入本文。第18B圖係藉由雷射射束處理以產生第18A圖中所示之各種 大小之玻璃凸塊的示例性透明介質之透視圖。參看圖示藉由雷射射束300處理的透明介質10，例如該雷射射束隨強度不同被掃描至不同位置(如箭頭302所指示)，從而產生諸如第18A圖所示之各種大小之凸塊310。
第19A圖至第19F圖係使用沉積於透明介質上的親水性與疏水性材料形成相結構來製造DRAG結構之實施例之簡化說明圖。參看第19A圖至第19F圖，提供製造結構100之另一示例性方法。在第19A圖及第19B圖中，用疏水性材料320(在第19A圖中由箭頭所示)視情況地處理第一表面14-1，該疏水性材料顯現出相對於低折射率塗覆材料的表面非濕潤性(亦即，增加液體接觸角及防止液體展佈)。示例性非限制性疏水性材料320係氟矽烷。參看第19C圖，可使用噴墨、衝壓、蘸水筆或類似製程在第一表面14-1(及在該表面之上的疏水性材料320之薄層)上形成低折射率(n 1 )液滴332之陣列330，該等液滴寬度約10-100微米及高度為0.1-5微米。使用例如紫外線或熱固化來固化液滴332，如第19C圖所示以固化能量336之形式。現參看第19D圖，可使用例如電漿、紫外線臭氧或電暈處理使結構經歷親水性處理340(如箭頭所指示)，從而致使表面14-1以及液滴332之曝露部分更加親水(亦即，更可濕)。參看第19E圖，最終塗覆步驟可包括沉積高折射率(n 2 )塗層350，該塗層亦可使用印刷方法得以圖案化。由於液滴332之間的間隔(波谷)333之濕潤本質，高折射率塗層350彙聚水及濕潤如圖所示之波谷333。此步驟後可繼之以如第19F圖所示之最終固化步驟以形 成最終結構100。第19F圖闡述界定結構100的示例性參數，諸如相鄰液滴332(波峰P)之間的側向間距(用L1表示)，該間距可取決於正經量測之液滴而不同。同樣地，用P1表示相對於基板表面14-1的波峰高度及用V1表示相對於基板表面的波谷高度。在一些情況中，可設計低折射率液滴332以使得該等液滴保持一些非濕潤狀態，使得在沉積高折射率塗層(材料)350時能夠實現更簡單的(例如，完全覆蓋、非圖案化)濕潤塗覆製程。然而，此舉可涉及較低成本塗覆製程與可能的較不理想光學結構之間的取捨。
用於形成液滴332的低折射率塗覆材料之非限制性實例包括氟化丙烯酸酯，該材料具有自約1.3至約1.35之範圍內的折射率。高折射率塗覆材料之非限制性實例包括混合有機-無機聚苯乙烯、奈米顆粒填充丙烯酸酯、溶膠-凝膠劑及某些聚醯亞胺，其中折射率處於自約1.6至約1.9之範圍內且甚至超過該範圍。在一些情況中，可用奈米顆粒填充低折射率及高折射率材料之一者或兩者以修改該等材料之機械特性、收縮率或折射率。已用於填充聚合物系統的奈米顆粒之實例包括但不限於SiO2(低折射率)及TiO2或ZrO2(高折射率)。低折射率材料區域亦可在某種程度上或部分地包括一些量的孔隙率或中空區域。舉例而言，低折射率區域可包含奈米多孔溶膠-凝膠材料、奈米多孔聚合物材料或由各種玻璃、聚合物或本文所論及或技術中已知的其他材料製成的中空奈米球或微球。
第20A圖至第20C圖係使用保形或半保形層之優先 研磨製造結構之進一步實施例之簡化說明圖。參看第20A圖至第20C圖，提供製造結構100之另一實施例。參看第20A圖，經由諸如蝕刻、壓印、熱模製、噴砂及類似者之許多已知方法之任一者使得玻璃基板10具有粗糙第一表面14-1。可隨後用保形或半保形高折射率塗層370塗覆玻璃基板10。塗覆方法可包括例如氣相塗覆，諸如熱蒸鍍、電子束蒸鍍、DC或AC濺鍍或CVD方法，僅舉數例。塗覆方法亦可包含液體塗覆方法，諸如旋塗、浸塗或噴塗。塗覆材料可為無機物、溶膠-凝膠或聚合物。用於塗層370的材料可包括TiO、ZrO2、Al2O3、SiO2、丙烯酸酯聚合物、聚醯亞胺或其他先前論及之材料。在保形塗層370已被塗佈於粗糙表面14-1及視情況經固化後，可執行研磨步驟，在該步驟中選擇具有受控軟度或硬度(硬度計)的研磨墊380。可使得研磨墊380與保形塗層370接觸(如大箭頭所示)且該研磨墊可用於使用受控研磨壓力研磨結構，使得第20B圖中的結構之波峰P比波谷V較優先研磨。可藉由化學試劑、液體、蝕刻劑或顆粒漿料輔助研磨。以此方式，高折射率塗層370在波峰P處變得較薄及在波谷V中保持較厚，產生第20C圖所示之結構100。在一些實施例中，最終靶尺寸可類似於先前實例中所提供的彼等尺寸。在形成結構100的額外實施例中，可採用聚合物相分離材料產生折射率(相位)變化，該變化提供用於上文所述之畸變減少及AG特性兩者。在本技術中已知示例性聚合物相分離材料及該等材料可用於此類實施例中。
產生相分離之一個方法涉及控制使用濕度或水以在 乾式聚合物溶液中形成微域來引起最終聚合物具有受控微結構(例如，請參看Gliemann等人的文章「Nanostructure formation in polymer thin films influenced by humidity」，Surface and Interface Analysis 39，第1號(2007)：1-8k，文章之全部內容以引用之方式併入本文)，藉此相分離的水在最終結構中留下空隙。此類聚合物包括PMMA及PVB，該等聚合物可用作本揭示案中的低折射率波峰材料，繼之以使用先前所描述或其他方法使得結構之波谷V中具有高折射率材料的外塗層變得較厚。相關替代方法涉及兩種材料之相分離而無明顯水作用。示例性系統為混合有機系統中的SiO2及PMMA之相分離，該系統自作為前驅物之TEOS開始至SiO2(例如，請參看Silviera等人的文章「Phase separation in PMMA/silica sol-gel systems」，Polymer 36，第7號(1995)：1425-1434，文章之全部內容以引用之方式併入本文)。
在諸如具有微米擴展分離相位的系統之系統中，可選擇溶劑或酸，該溶劑或酸使用電漿或有機溶劑優先蝕刻掉較高折射率材料(在此情況中為PMMA)。電漿處理及各種溶劑(例如，丙酮)將比對於SiO2以更快速率輕易侵蝕PMMA。當然，此蝕刻方法並不受限於嚴格「相分離」系統。亦可例如藉由在高溫下機械摻合熱塑性聚合物產生微域結構。示例性系統可為含氟聚合物與聚醯亞胺(或聚醯胺、聚酯、聚碳酸酯、聚酮或類似者)之摻合物。可輕易發現溶劑(例如，某些酮)在此系統中優先侵蝕較高折射率(非氟化)聚合物，因此提供產生其中相對於低折射率含氟聚合物材料 選擇性地薄化高折射率材料之薄膜或表面的途徑。例如，請參看Parsonage等人的標題為「Composite articles including a fluoropolymer blend」之美國專利案第6117508號，該專利案之全部內容以引用之方式併入本文。
在一些實施例中，提供具有基板的光透射結構，該基板具有複數個區域，其中該複數個區域中的至少兩者具有不同折射率，且其中自第一光源透過複數個區域透射的光之光學路徑長度為實質恆定，且其中藉由複數個區域中的至少一者散射自第二光源透射至基板中的光。在一些實施例中，複數個區域包括第一區域、第二區域及第三區域，第二區域介於第一區域與第三區域之間。在其他實施例中，複數個區域之一者處於界定至周圍環境的介面之基板表面上。在一非限制性實施例中，第二區域可具有光散射表面，該表面包含高折射率及低折射率。在進一步實施例中，第二區域包括具有低折射率的顆粒(中空或實心顆粒)及具有不同折射率的填充劑或黏合劑。在額外實施例中，第二區域可包括結構化元件。在其他實施例中，結構化元件為週期、幾何、隨機、半隨機、非週期、稜柱形或非稜柱形元件。光學路徑長度中的結構化元件之示例性厚度可小於約0.05微米、介於約0.05微米與約10微米之間、介於約0.05微米與約50微米之間或介於50微米與100微米之間。複數個區域之各者之折射率可處於1.0至2.5、自1.0至1.3、自1.0至2.0或自1.3至2.0之範圍內。在一些實施例中，可藉由第二區域散射來自第二光源的光。在其他實施例中，第二光源選自由發光二極體 (LED)、LED陣列及雷射組成之群組。該等第二光源可為邊緣光源或前部光源。示例性結構包括但不限於透明照明器、透明顯示器、抬頭顯示器、頭戴式顯示器、透明背光、觸控螢幕顯示器、液晶顯示器、水族箱、基於雷射的反射抬頭顯示器、可穿戴顯示器、窗戶、車輛儀錶板、車窗、波導、光波導或建築窗戶。
在額外實施例中，光透射結構包括具有複數個區域的基板，第一區域為嵌入基板中的結構化區域及第二區域處於界定至周圍環境的介面之基板表面上。複數個區域中的至少兩者具有不同折射率，及自第一光源透過複數個區域透射的光之光學路徑長度為實質恆定，及藉由複數個區域中的至少一者散射自第二光源透射至基板中的光。在一些實施例中，第二區域具有光散射表面，該表面包含高折射率及低折射率。此第二區域可包括具有低折射率的顆粒及具有不同折射率的填充劑或黏合劑。在一些實施例中，第一區域可包括結構化元件。示例性結構化元件為週期、幾何、隨機、半隨機、非週期、稜柱形或非稜柱形元件。光學路徑長度中的結構化元件之示例性厚度小於約0.05微米、介於約0.05微米與約10微米之間、介於約0.05微米與約50微米之間或介於50微米與100微米之間。在其他實施例中，複數個區域之各者之折射率可處於1.0至2.5、自1.0至1.3、自1.0至2.0或自1.3至2.0之範圍內。第二光源可為但不限於發光二極體(LED)、LED陣列及雷射(邊緣光或前側光)。示例性結構包括但不限於透明照明器、透明顯示器、抬頭顯示器、頭戴式 顯示器、透明背光、觸控螢幕顯示器、液晶顯示器、水族箱、基於雷射的反射抬頭顯示器、可穿戴顯示器、窗戶、車輛儀錶板、車窗、波導、光波導或建築窗戶。
儘管此描述可包括許多特定細節，但該等特定細節不應理解為對本發明之範疇的限制，而是作為可特定於特定實施例的特徵之描述。亦可在單個實施例中組合實施目前為止在獨立實施例之上下文中所描述之某些特徵。反之，亦可在多個實施例中單獨實施或以任何適宜子組合實施單個實施例之上下文中所描述之各種特徵。此外，儘管可在上文中將特徵描述為在某些組合中執行，且可甚至最初主張如此，但在一些情況中可自組合中刪除所主張之組合中的一或更多個特徵，且所主張組合可針對子組合或子組合之變型。
類似地，儘管在圖式或圖形中以特定次序描述操作，但此不應理解為需要以圖示之特定次序或以相繼次序執行此類操作，或者需要執行所有圖示操作以達成所需結果。在某些情境中，多任務及並行處理可為有利的。
如第1圖至第24B圖所圖示之各種配置及實施例所示，已描述用於光波導及照明器的透明散射器之各種實施例。
儘管已描述本揭示案之較佳實施例，但應將理解，所描述之實施例僅為說明性，且當與附加申請專利範圍同等之完整範圍一致時，本發明之範疇將僅由附加申請專利範圍所定義，且熟習此項技術者由精讀本文而自然思及許多變化及修改。
400‧‧‧散射器

Claims (24)

  1. 一種光透射結構，該結構包含：一基板，具有複數個區域；其中該複數個區域中的至少兩者具有不同折射率，以及其中自一第一光源透過該複數個區域透射的光之一光學路徑長度為實質恆定，以及其中藉由該複數個區域中的至少一者散射自一第二光源透射至該基板中的光。
  2. 如請求項1所述之光透射結構，其中該複數個區域包括一第一區域、一第二區域及一第三區域，該第二區域介於該第一區域與該第三區域之間。
  3. 如請求項1或請求項2所述之光透射結構，其中該複數個區域之一者處於界定至一周圍環境的一介面之該基板的一表面上。
  4. 如請求項3所述之光透射結構，其中該第二區域具有一光散射表面，該光散射表面包含一高折射率及一低折射率。
  5. 如請求項3所述之光透射結構，其中該第二區域包括具有低折射率的顆粒及具有一不同折射率的一填充劑或黏合劑。
  6. 如請求項5所述之光透射結構，其中該等顆粒為中空或實心顆粒。
  7. 如請求項3所述之光透射結構，其中該第二區域包括結構化元件。
  8. 如請求項7所述之光透射結構，其中該等結構化元件為週期、幾何、隨機、半隨機、非週期、稜柱形或非稜柱形元件。
  9. 如請求項7所述之光透射結構，其中該光學路徑長度中的該等結構化元件之厚度小於約0.05微米、介於約0.05微米與約10微米之間、介於約0.05微米與約50微米之間或介於50微米與100微米之間。
  10. 如請求項3所述之光透射結構，其中該複數個區域之各者之折射率處於1.0至2.5、自1.0至1.3、自1.0至2.0或自1.3至2.0之範圍內。
  11. 如請求項2所述之光透射結構，其中藉由該第二區域散射來自該第二光源的光。
  12. 如請求項3所述之光透射結構，其中該第二光源選自由一發光二極體(LED)、一LED陣列及一雷射組成之群組。
  13. 如請求項3所述之光透射結構，其中該第二光源提供一輸入至該結構之一邊緣或提供一輸入至該結構之前側。
  14. 如請求項3所述之光透射結構，其中該結構為一透明照明器、透明顯示器、抬頭顯示器、頭戴式顯示器、透明背光、觸控螢幕顯示器、液晶顯示器、水族箱、基於雷射的反射抬頭顯示器、可穿戴顯示器、窗戶、車輛儀錶板、車窗、波導、光波導或建築窗戶。
  15. 一種光透射結構，該結構包含：一基板，具有複數個區域，一第一區域為嵌入該基板中的一結構化區域及一第二區域處於界定至一周圍環境的一介面之該基板的一表面上；其中該複數個區域中的至少兩者具有不同折射率，以及其中自一第一光源透過該複數個區域透射的光之一光學路徑長度為實質恆定，以及其中藉由該複數個區域中的至少一者散射自一第二光源透射至該基板中的光。
  16. 如請求項15所述之光透射結構，其中該第二區域具有一光散射表面，該表面包含一高折射率及一低折射率。
  17. 如請求項15或請求項16所述之光透射結構，其中該第二區域包括具有低折射率的顆粒及具有一不同折射率的一填充劑或黏合劑。
  18. 如請求項17所述之光透射結構，其中該第一區域包括結構化元件。
  19. 如請求項18所述之光透射結構，其中該等結構化元件為週期、幾何、隨機、半隨機、非週期、稜柱形或非稜柱形元件。
  20. 如請求項18所述之光透射結構，其中該光學路徑長度中的該等結構化元件之厚度小於約0.05微米、介於約0.05微米與約10微米之間、介於約0.05微米與約50微米之間或介於50微米與100微米之間。
  21. 如請求項17所述之光透射結構，其中該複數個區域之各者之折射率處於1.0至2.5、自1.0至1.3、自1.0至2.0或自1.3至2.0之範圍內。
  22. 如請求項17所述之光透射結構，其中該第二光源選自由一發光二極體(LED)、一LED陣列及一雷射組成之群組。
  23. 如請求項17所述之光透射結構，其中該第二光源提供一輸入至該結構之一邊緣或提供一輸入至該結構之前側。
  24. 如請求項17所述之光透射結構，其中該結構為一透明照明器、透明顯示器、抬頭顯示器、頭戴式顯示器、透明背光、觸控螢幕顯示器、液晶顯示器、水族箱、基於雷射的反射抬頭顯示器、可穿戴顯示器、窗戶、車輛儀錶板、車窗、波導、光波導或建築窗戶。
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