TW201602647A - 用於閃光抑制之光學堆疊 - Google Patents

用於閃光抑制之光學堆疊 Download PDF

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Abstract

光學堆疊包括於兩個面內維度(in-plane dimension)產生繞射之光柵結構。該等光學堆疊可包括兩個可為單向或雙向之光柵。該等光學堆疊適用於減少顯示器中的閃光。

Description

用於閃光抑制之光學堆疊
具有防眩塗層、其它不規則塗層、刮痕或標記表面之高畫質顯示器容易產生會令觀察者反感或分心的閃光。顯示器中的閃光可描述成看似隨著使用者相對於該顯示器之位置的微小變化而移動或閃爍之粒狀圖案。有需要減少高畫質顯示器中的閃光。
在一態樣中，本說明係關於一種包括第一層、第二層及第三層之光學堆疊。第二層設置於第一層與第三層之間。介於第一層與第二層之間的第一介面包括實質上沿著第一方向延伸之第一光柵，且介於第二層與第三層之間的第二介面包括實質上沿著與第一方向不同之第二方向延伸之第二光柵。第一層具有折射率n1，第二層具有折射率n2，並且第三層具有折射率n3。第一光柵具有峰對谷高度h1，且該第二光柵具有峰對谷高度h2。n1-n2之絕對值乘以h1介於約150nm與約350nm之間，並且n2-n3之絕對值乘以h2介於約150nm與約350nm之間。第一光柵具有範圍約2微米至約50微米之第一 節距，且第二光柵具有範圍約2微米至約50微米之第二節距。在某些例子中，第一層及第三層包括透光黏著劑，並且在某些例子中，第二層包括聚合物或聚合物複合材料。在某些例子中，第二層包括透光黏著劑，並且在某些例子中，第一層及第三層包括聚合物或聚合物複合材料。在某些例子中，第一光柵之第一方向可實質上正交於第二光柵之第二方向。在某些例子中，介於該第一方向與該第二方向之間的夾角大於約5度且小於或等於90度。在某些例子中，光學堆疊為可撓性薄膜，並且在某些例子中，光學堆疊包括防眩層或包括防眩特徵。在某些例子中，防眩特徵包括嵌入式粒子。
在另一態樣中，本說明係關於一種光學堆疊，其包括：第一層，其具有折射率n1；及第二層，其具有折射率n2，該第二層設置成相鄰於該第一層。介於第一層與第二層之間的第一介面包括具有峰對谷高度h1之雙向光柵。n1-n2之絕對值乘以h1之範圍約150nm至約350nm。光柵在第一方向具有範圍約2微米至約50微米之第一節距及在第二方向具有範圍約2微米至約50微米之第二節距。當利用具有入射功率P1且具有約532nm波長之雷射光於正向入射來照射光學堆疊時，產生複數個繞射峰，各繞射峰皆具有功率內容及繞射級。複數個繞射峰包括一組9個繞射峰，該組9個繞射峰與不在該組9個繞射峰中的繞射峰相比具有更低的繞射級。該組9個繞射峰中之繞射峰之功率內容之總和係P9，且其至少約0.7 P1。該組9個繞射峰中之繞射峰各者之功率內容大於約0.08 P9且小於約0.16 P9。在某些例子中，第二層包括實質上平面之外主 表面，並且在某些例子中，該外主表面包括可包括嵌入式粒子之防眩特徵。在某些例子中，P9至少約0.8 P1，並且該組9個繞射峰中之繞射峰各者之功率內容為近似P9之9分之1。在某些例子中，第一層包括聚合物且第二層包括透光黏著劑。在某些例子中，光學堆疊為可撓性薄膜。在某些例子中，光學堆疊包括第三層，第三層經定位於相鄰於與第一層對立之第二層，其中介於第二層與第三層之間的介面包括第二光柵。
在另一態樣中，本說明係關於一種包括第一層、第二層及第三層之光學堆疊，其中第二層設置於第一層與第三層之間。介於第一層與第二層之間的第一介面包括第一光柵，且介於第二層與第三層之間的第二介面包括第二光柵。第一層具有折射率n1，第二層具有折射率n2，第三層具有折射率n3，第一光柵具有峰對谷高度h1，且第二光柵具有峰對谷高度h2。n1-n2之絕對值乘以h1介於約150nm與約350nm之間，並且n2-n3之絕對值乘以h2介於約150nm與約350nm之間。第一光柵及第二光柵之至少一者為雙向光柵。第一光柵具有範圍約2微米至約50微米之第一節距，並且第二光柵具有範圍約2微米至約50微米之第二節距。在某些例子中，光學堆疊包括防眩層。
在另一態樣中，本說明係關於一種包括光學堆疊之顯示器。光學堆疊可為本說明中所述光學堆疊之任一者。顯示器包括像素且光學堆疊經定位在像素附近，使得當透過光學堆疊照射並觀察具有第一顏色之第一像素時產生副影像，各副影像皆離第一像素具有橫向位移。第一像素含具有第一顏色之 主鄰近像素及具有第一顏色之副鄰近像素。各副影像之橫向位移使得各副影像與主鄰近像素重疊或與介於第一像素與主鄰近像素之間的間隔重疊，並且該複數個副影像與該副鄰近像素實質上沒有重疊。在某些例子中，像素配置成沿著顯示方向重複之圖案，並且該光學堆疊具有包括光柵定向方向之定向，且介於該顯示方向與該光柵定向方向之間的夾角之範圍為約5度至約85度。
100‧‧‧光學堆疊
110‧‧‧第一層
120‧‧‧第二層
130‧‧‧第三層
140‧‧‧第一光柵
150‧‧‧第二光柵
180‧‧‧第一外主表面
190‧‧‧第二外主表面
212‧‧‧元件
213‧‧‧第一方向
214‧‧‧元件
215‧‧‧第二方向
226‧‧‧夾角
232‧‧‧第一節距
234‧‧‧第二節距
300‧‧‧光學堆疊
310‧‧‧第一層
320‧‧‧第二層
330‧‧‧第三層
340‧‧‧第一光柵
350‧‧‧第二光柵
400‧‧‧光學堆疊
410‧‧‧第一層
420‧‧‧第二層
430‧‧‧第三層
440‧‧‧第一光柵
450‧‧‧第二光柵
480‧‧‧第一外主表面
490‧‧‧第二外主表面
500‧‧‧光學堆疊
501‧‧‧光學堆疊
502‧‧‧光學堆疊/第二光學堆疊
505‧‧‧未塗布光學堆疊
506‧‧‧第一光學堆疊
510‧‧‧第一層
520‧‧‧第二層
530‧‧‧第三層
540‧‧‧第一光柵
550‧‧‧第二光柵
561‧‧‧第一主表面
581‧‧‧第一主表面
582‧‧‧外主表面
583‧‧‧黏合劑
585‧‧‧嵌入式粒子
587‧‧‧防眩層
588‧‧‧防眩特徵
597‧‧‧防眩層
600‧‧‧光學堆疊
601‧‧‧光學堆疊
625‧‧‧第一層/透明層
627‧‧‧第一方向(圖6)
627‧‧‧第三層/第二透明層(圖7)
628‧‧‧第二方向
637‧‧‧第一節距
638‧‧‧第二節距
645‧‧‧第二層
678‧‧‧第一結構化表面
680‧‧‧第一光柵
681‧‧‧第一外主表面
682‧‧‧第二光柵
686‧‧‧第一外主表面
691‧‧‧第二外主表面
800‧‧‧顯示器
801‧‧‧光學堆疊
832‧‧‧透光黏著層
836‧‧‧顯示單元
837‧‧‧外表面
901‧‧‧光學堆疊
920‧‧‧光源
925‧‧‧光束
935‧‧‧繞射光
940‧‧‧螢幕
1020‧‧‧繞射圖案
1035‧‧‧中央繞射峰
1036‧‧‧一組9個繞射峰
1037‧‧‧繞射峰
1038‧‧‧繞射峰
1240‧‧‧第一像素
1250‧‧‧主鄰近像素
1251‧‧‧鄰近像素
1252‧‧‧像素
1255‧‧‧間隔
1260‧‧‧副鄰近者
1270‧‧‧凸區域
1272‧‧‧線
1274‧‧‧邊界線
1276‧‧‧點
1342‧‧‧主影像
1350‧‧‧主鄰近者
1352‧‧‧副影像
1360‧‧‧副鄰近者/副鄰近像素
1362‧‧‧三級影像
1393‧‧‧橫向位移
d1‧‧‧顯示方向
h1‧‧‧峰對谷高度
h2‧‧‧峰對谷高度
圖1為光學堆疊之截面圖；圖2為光學堆疊之示意上透視圖；圖3A為光學堆疊之截面圖；圖3B為圖3A之光學堆疊沿著與圖3A所示截面正交之截面的截面圖；圖3C為圖3A及圖3B之光學堆疊之透視圖；圖4為光學堆疊之截面圖；圖5A為具有防眩層之光學堆疊之截面圖；圖5B為含有防眩特徵之光學堆疊之截面圖；圖5C為含有防眩特徵之光學堆疊之截面圖；圖5D為含有防眩層之光學堆疊之截面圖；圖6A為具有包括雙向結構之表面之第一層之透視圖；圖6B為圖6A之第一層之截面圖，並有以雙向結構充填第一層的第二層。
圖7為光學堆疊之截面圖； 圖8為合併光學堆疊之顯示器之示意截面圖；圖9為繪示照射光學堆疊之圖式；圖10展示藉由照射光學堆疊所產生之繞射圖案；圖11展示藉由照射光學堆疊所產生之繞射圖案；圖12為複數個像素之平面圖；以及圖13為圖12之複數個像素之平面圖，其中像素係透過光學堆疊經照射並觀察。
顯示器中之閃光可起因於來自像素之光與該光之光程中(典型在顯示器之表面上)之不均勻性起相互作用。來自像素之光可因像素光與不均勻性之相互作用隨著觀察者而移動或閃爍。此類不均勻性可包括來自可能新增至顯示器之薄膜或其它層之結構或表面紋理。舉例而言，為了減少來自表面的鏡面反射藉以減少眩光，防眩薄膜中經常包括表面紋理。可產生閃光之不均勻性亦包括顯示器表面上之指紋、刮痕或其它殘餘物。
使用單向週期性結構產生繞射以抑制閃光之作法屬於已知，然而，以前所相信的是，使用能產生繞射之雙向週期性結構會非期望地降低顯示器的感知解析度(perceived resolution)。包括經設計以最小化繞射之雙向週期性結構的用以抑制閃光之作法亦屬於已知，然而，以前所相信的是，此類結構應經設計成產生顯著的繞射效應，以致不會犧牲顯示器之感知解析度。根據本說明，已發現的是，在兩個面內維度上產生繞射之顯示器中的結構可加以利用，而不會實質上降低感知 解析度並能相較於單向例子改善閃光抑制。具體而言，經選擇以提供經控制繞射之具有兩個或兩個以上單向光柵或至少一個雙向光柵之光學堆疊可合併於顯示器中以顯著抑制閃光，同時仍實質上維持感知顯示解析度。
顯示器經常係區分成可定址元件柵格，該可定址元件柵格可細分成單色區域。如本文中所使用，「像素」係指顯示器之最小可定址元件。在於其中單色元件為可分別定址之顯示器中，單色元件在本文中係以「像素」來表示，但此一分別可定址單色元件亦可稱為「子像素」。顯示器可包括第一、第二及第三顏色之像素之週期性配置。在某些例子中，亦可使用第四顏色。舉例而言，可在顯示器中使用紅色、綠色及藍色像素之陣列。或者，可使用黃色、紫紅色及青色像素之陣列。第一顏色之像素典型為配置成在該些第一顏色之像素間具有間隔之週期性圖案，具有其它顏色之像素係定位於該間隔處。閃光可描述為導因於當觀測者相對於顯示器之位置變更時來自像素之光之亮度或顏色的明顯偏移。根據本說明，抑制閃光之作法在於以受照射像素之複製影像充填第一顏色之受照射像素與第一顏色之鄰近像素之間的間隔。在本例中，由於來自像素之光分布遍及更大區域，因此觀測者將較不會注意到像素之亮度、顏色或明顯位置之偏移。類似的是，其它顏色之像素之複製影像可定位於在介於類似像素之間的間隔中。然而，一般所欲的是要保持顯示器之解析度，而使受照射像素之複製影像分布至寬闊區域可能降低感知解析度。因此，所欲的是要控 制複製影像之位置以便抑制閃光，同時仍維持顯示器之感知解析度於適當程度。
本說明提供可合併到顯示器內或上並且可抑制閃光而不會顯著犧牲感知解析度之光學堆疊。光學堆疊包括雙向光柵及/或多個單向光柵。在一些實施例中，光學堆疊包括聚合材料，並且在一些實施例中，光學堆疊係由聚合物及/或聚合物複合材料及/或透光黏著劑製成。在一些實施例中，光學堆疊為可撓性薄膜。在其它實施例中，光學堆疊係於玻璃或其它基材上製作。
圖1展示包括第一層110、第二層120、第三層130、第一光柵140及第二光柵150之光學堆疊100之截面圖。第一層110具有與第二層120對立之第一外主表面180，並且第三層130具有與第二層120對立之第二外主表面190。第一光柵140具有峰對谷高度h1且第二光柵150具有峰對谷高度h2。在圖1所示的實施例中，第一外主表面180及第二外主表面190實質上為平面。
繞射光柵所產生之繞射峰之強度之分布係跨光柵之折射率對比(亦即，直接位於光柵之一側之光學介質之折射率與直接位於光柵之另一側之光學介質之折射率間的差之絕對值)與光柵之峰對谷高度之乘積的函數。如本文中所使用，除非另有所指，否則折射率及折射率對比係指在25℃及大氣壓下使用具有532nm波長之光之折射率測量值。折射率對比乘上峰對谷高度可經調整以致使抑制閃光之繞射峰以相對高強度出現，而減低有效解析度之繞射峰則以低強度出現或完全無 法測出地出現。折射率對比與峰對谷高度之乘積之有利值之範圍可取決於光柵之形狀。光柵可具有如正弦形狀、方波形狀等任何週期性重複形狀，或光柵可具有其它週期性重複的規則或不規則形狀。
第一層110具有折射率n1，第二層120具有折射率n2，並且第三層130具有折射率n3。在一些實施例中，第一層及第三層係由相同或類似材料製成，以使n1等於或近似等於n3。在其它實施例中，n1可不同於n3。
對於在本文中論述之實施例之任一者而言，任一光柵之折射率對比乘以該光柵之峰對谷高度皆可大於約100nm、或大於約150nm、或大於約200nm，並且小於約400nm、或小於約350nm、或小於約300nm。舉例而言，在一些實施例中，|n1-n2|乘以h1介於約100nm與約400nm之間、或介於約150nm與約350nm之間、或介於約200nm與約300nm之間。在一些實施例中，|n3-n2|乘以h2介於約100nm與約400nm之間、或介於約150nm與約350nm之間、或介於約200nm與約300nm之間。
可用各種方式製成圖1之光學堆疊。在一些實施例中，藉由將表面結構機械加工成一種材料之數層而製成第一層110及第三層130。舉例而言，藉由使用鑽石刀具將結構切成諸如玻璃、或熱塑性塑膠或交聯聚合材料等多種非聚合材料中任一者之層而製成具有表面結構之層。適當的材料包括各種光學裝置中常用的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸聚合物、乙酸 纖維素、以及諸如雙軸定向聚丙烯等聚烯烴。適當的鑽石刀具在所屬技術領域中屬於已知，並且包括美國專利第7,140,812(Bryan等人)中所述的鑽石刀具。或者，可用鑽石刀具將反向圖案(inverted pattern)切入銅微複製(micro-replication)卷材，該銅微複製卷材可用於使用連續澆注及利用可聚合樹脂之固化程序在基材上製成該圖案。連續澆注及固化程序在所屬技術領域中屬於已知並且係描述於下列專利：美國專利第4,374,077號(Kerfeld)；第4,576,850號(Martens)；第5,175,030號(Lu等人)；第5,271,968號(Coyle等人)；第5,558,740號(Bernard等人)；以及第5,995,690號(Kotz等人)。
用於產生第一層110之其它適合程序包括雷射剝蝕及壓紋。用於製成第一層110之技術之任一者都可用於製成第三層130。在一些實施例中，第二層120係用於將第一層110與第三層130黏著在一起之透光黏著劑。在一些實施例中，第一層110與第三層130等同或類似於與第二層120黏著在一起的部分，使得光柵140具有第一方向且光柵150具有與第一方向不同之第二方向。
在一些實施例中，第二層120係藉由切削材料製備，以致其在第一主表面上具有第一光柵140並且在第二主表面上具有第二光柵150。可使用其他地方論述之材料及技術之任一者來製備此一結構化層。接著，第一層110可為施加至第一光柵140之透光黏著劑或其它塗層，並且第三層130可為施加至第二光柵150之透光黏著劑或其它塗層。
適當的透光黏著劑在當施加至第二層120上時可當作第一層110及/或當作第三層130使用、或可藉由使第一層110黏著至第二層130而用以形成第二層120，該適當的透光黏著劑包括Optically Clear Adhesive 817x、Optically Clear Adhesive 817x、Optically Clear Adhesive 826x、Liquid Optically Clear Adhesive 2321、CEF22xx、CEF28xx，上列全都可購自3M Company(St.Paul,MN)。其它適當的透光黏著劑包括UV可固化丙烯酸酯、熱熔黏著劑及溶劑澆注黏著劑。
在一些實施例中，第一層110包括第一聚合物，第二層120包括可與第一聚合物相同或不同之第二聚合物，並且第三層130包括可與第一或第二聚合物相同或不同之第三聚合物。在一些實施例中，第一層110包括第一聚合物或第一聚合物複合材料，第二層120包括透光黏著劑，並且第三層130包括可與第一聚合物或第一聚合物複合材料相同或不同之第二聚合物或第二聚合物複合材料。在一些實施例中，第一層110包括第一透光黏著劑，第二層120包括第一聚合物或第一聚合物複合材料，並且第三層130包括可與第一透光黏著劑相同或不同之第二透光黏著劑。適當的聚合物複合材料包括具有無機奈米粒子(例如具有範圍約5nm至約50nm的平均尺寸之氧化鋯或氧化鈦奈米粒子)之聚合物(諸如聚丙烯酸酯等)，該等無機奈米粒子係經包括以調整聚合物複合材料之折射率。在一些實施例中，光學堆疊為可撓性薄膜。在許多實施例中，光學堆疊對可見光譜內的光為實質上透明。
圖2展示光學堆疊之示意上視圖，該光學堆疊具有依第一方向213延伸之元件212所代表之第一光柵、以及依第二方向215延伸之元件214所代表之第二光柵，其中第一方向213與第二方向215之間具有夾角226。元件212所代表之第一光柵具有第一節距232，並且元件214所代表之第二光柵具有第二節距234。在許多實施例中，第二方向215與第一方向213不同。在一些實施例中，夾角226大於0度、或大於約5度、或大於約10度、或大於約20度，且小於或等於90度。將理解的是，大於90度之夾角相當於小於90度之餘角。在一些實施例中，第一方向213與第二方向215實質上正交。在一些實施例中，第一節距232與第二節距234約相等。在其它實施例中，第一節距232與第二節距234不同。
光柵所產生之繞射峰之位置依據該光柵之節距而變化。可調整本說明之各項實施例中出現之光柵之節距，以使得具有相對高強度之繞射峰定位於該等光柵對抑制閃光有效的區域，但不定位於繞射峰會減低顯示器有效影像解析度之區域中。繞射峰之位置可取決於像素與像素之間的間隔並取決於光學堆疊定位於顯示器中時像素之平面與光學堆疊之間的距離。對於本文中論述之實施例之任一者，任一光柵之節距都可大於約1微米、或大於約2微米、或大於約4微米、或大於約6微米，並且可小於約60微米、或小於約50微米、或小於約40微米、或小於約30微米。舉例而言，在一些實施例中，第一節距232介於約2微米與約50微米之間、或介於約4微米 與約40微米之間。在一些實施例中，第二節距234介於約2微米與約50微米之間、或介於約4微米與約40微米之間。
第一方向213與第二方向215可實質上正交或可非正交。圖3A、圖3B、及圖3C中繪示第一方向213與第二方向215實質上正交之光學堆疊。光學堆疊300具有第一層310、第二層320、第三層330、第一光柵340、及第二光柵350。第一光柵340具有與第二光柵350中之第二節距實質上相同之第一節距。第一光柵340沿著第一方向(進入圖3B之平面)延伸，並且第二光柵350沿著實質上正交於第一方向之第二方向(進入圖3A之平面)延伸。圖3B為沿著圖3A中所指示的截面，並且圖3A為沿著圖3B中所指示的截面。圖3C為光學堆疊300之透視圖。
圖4展示具有第一層410、第二層420、第三層430、第一光柵440及第二光柵450之光學堆疊400之截面圖。第一層410包括與第二層420對立之第一外主表面480，並且第三層430包括與第二層420對立之第二外主表面490。第一外主表面480與光柵440中之峰實質上齊平。第一外主表面480可藉由使用其他地方論述之方法中之任一者形成第二層420並接著施加諸如透光黏著劑等塗層至第二層420而製成，以使得該塗層填充光柵結構並形成實質上為平面表面之第一外主表面480。類似的是，第二外主表面490與光柵450中之峰實質上齊平，且其達成係藉由施加諸如透光黏著劑等塗層至與第一層對立之第二層420，以使得該塗層填充光柵450並形成實質 上為平面表面之第二外主表面490。適當的塗層包括其他地方論述者。
光學堆疊400為圖1所示實施例之替代者，其中第一層110及第三層130分別延伸超越第一光柵140中之峰之高度及超越第二光柵150中之峰之高度。在另一實施例中，第一層410可與第一光柵440中之峰實質上齊平，而第三層430可延伸超越第二光柵450中之峰之高度。
圖5A展示包括未塗布光學堆疊505、第一主表面581、外主表面582、黏合劑583、嵌入式粒子585、防眩層587及防眩特徵588之光學堆疊500。用防眩層587塗布第一主表面581以產生包括防眩特徵588之外主表面582。未塗布光學堆疊505代表本說明之任一未塗布光學堆疊。舉例而言，未塗布光學堆疊505可對應於圖1之光學堆疊100，在這種例子中，第一主表面581對應於第一層110之第一外主表面180。防眩層587包括黏合劑583及嵌入式粒子585。防眩層587可為含有珠粒或其它粒子而能夠使外主表面582產生不規則表面結構之任一塗層。適當的嵌入式粒子585包括玻璃珠、聚合珠、矽石粒子或具有範圍約0.1微米至約10微米、或範圍約0.3微米至約2微米之平均直徑之矽石粒子之黏聚物。黏合劑583可選自於諸如透明聚合物等任何透光黏著劑或其它透明材料。適用於黏合劑583之材料包括透光黏著劑及其他地方論述之其它塗層。舉例而言，其它適用於防眩層587之材料包括如美國專利第7,291,386(Richter等人)中所述之固化無機聚合物基質中的聚集體矽石粒子。
替代地或另外地，某些實施例在光學堆疊之最外層之一者中包括嵌入式粒子。本說明之任一光學堆疊之任一最外層中可包括嵌入式粒子。在圖5B所示的特定實施例中，光學堆疊501包括第一層510、第二層520、第三層530、第一光柵540、及第二光柵550。為了產生包括防眩特徵588之外主表面582而在第一層510中包括嵌入式粒子585。第一層510中亦可使用適合當作黏合劑583及嵌入式粒子585使用之任何材料。
圖5C展示藉由微複製、粗糙化或紋理化外主表面582而在光學堆疊502中提供防眩特徵588之另一實施例。光學堆疊502可代表本說明之任一光學堆疊。舉例而言，可藉由結構化用以產生外主表面582之第一外主表面180而自光學堆疊100獲得光學堆疊502。用於結構化表面以產生防眩特徵之方法在所屬技術領域中屬於已知並係描述於如美國專利第5,820,957號(Schroeder等人)中。在一些實施例中，可藉由微複製而在本說明之光學堆疊之任一者之任一外主表面中直接獲得防眩特徵588，該微複製使用如下列文獻中所述之切割車床車削程序：美國專利申請公開第2012/0064296號(Walker等人)。
提供防眩功能之另一作法是將防眩層加至本揭露之光學堆疊之任一者。此繪示於圖5D中，其中第二光學堆疊502包括第一光學堆疊506、第一主表面561及近接第一光學堆疊506之防眩層597。第一光學堆疊506代表尚未包括防眩層597之本說明之任一光學堆疊。舉例而言，第一光學堆疊506 可對應於圖1之光學堆疊100，在這種例子中，第一主表面561對應於第一層110之第一外主表面180。在本例中，防眩層597近接第一層110。在圖5D中，防眩層597相鄰於第一光學堆疊506之第一外主表面561。在替代實施例中，一或多個附加層隔開第一光學堆疊506與防眩層597。適用於當作防眩層597使用之層包括可購自3M Company(St.Paul,MN)之Natural View Anti-Glare薄膜並且包括下列文獻中所述之防眩薄膜：美國專利第5,820,957號(Schroeder等人)及美國專利申請公開第2012/0064296號(Walker等人)。
使用兩個單向光柵之替代方案是使用單一個雙向光柵。另一替代方案是在光學堆疊中使用兩個雙向光柵或一雙向光柵與一單向光柵。可使用如所述用於建構具有兩個單向光柵之光學堆疊之相同技術及材料建構此類光學堆疊。
雙向光柵可具有依兩個方向重複之任何形狀。舉例而言，光柵可具有正弦形狀、方波形狀，或光柵可具有其它週期性重複的規則或不規則形狀。在一些實施例中，雙向光柵具有下列形式之形狀：z(x,y)=f(x)+g(y) (方程式1)
其中f(x)及g(y)分別為x與y之函數，其中x與y為樣品之平面中的座標，並且z(x,y)為光柵相對於與光學堆疊平面平行之平面之垂直位移。在一些實施例中，座標x與座標y實質上正交。在其它實施例中，x與y可為斜交座標。可使用具有函數f(x)所述形狀之工具製成方程式1之形式之結構，其中當該工具沿著y方向移動時，該工具移動進出經工具加工表面， 並且該工具進出該經工具加工表面之運動係藉由函數g(y)來描述。在一些實施例中，f(x)為具有第一峰對谷高度之第一週期函數，並且g(y)為具有第二峰對谷高度之第二週期函數。在一些實施例中，第一峰對谷高度不同於第二峰對谷高度。這可產生不對稱繞射圖案，且該不對稱繞射圖案在某些例子中可為有利。在一些實施例中，光柵之折射率對比乘以第一峰對谷高度與第二峰對谷高度間的差之絕對值大於10nm、或大於20nm，並且小於100nm。在第一峰對谷高度不同於第二峰對谷高度之實施例中，光柵之峰對谷高度整體上係指第一與第二峰對谷高度中較大者。
在一些實施例中，使用具有下列形式之形狀的雙向光柵：z(r)=½ h sin(k1˙r)sin(k2˙r) (方程式2)
其中r係光學堆疊之平面中的二維位置向量，k1與k2係光學堆疊之平面中的非共線性二維向量，˙表示純量積，並且h係光柵之峰對谷高度。在一些實施例中，k1與k2實質上正交。在一些實施例中，介於k1與k2間的夾角大於0度、或大於5度、或大於10度，並且小於或等於90度。由於兩條正弦曲線之乘積可寫成兩條其他正弦曲線之總和，方程式2為方程式1的特例，所以使用工具產生方程式1所述結構之方法可用於製成方程式2所述之結構。
圖6A展示第一層625、第一方向627、第二方向628、第一節距637、及第二節距638。第一結構化表面678為雙向且具有依第一方向627之第一節距637且具有依第二方向 628之第二節距638。可使用用於產生單向光柵之所論述程序的任一者來在第一層625上產生第一結構化表面678。舉例而言，可藉由切削透明層625之外表面產生第一結構化表面678。
圖6B展示光學堆疊600，其包括圖6A之第一層625及填充第一結構化表面678之第二層645。介於第一層625與第二層645間的介面包括第一光柵680。第二層645包括第一外主表面681。適合當作第一層625或第二層645使用之材料包括其他地方論述之當作光學堆疊中之層使用之任一種材料。在一些實施例中，第二層645係施加至第一層625之透光黏著劑，第一層625形成與第一光柵680中之峰實質上齊平之平坦層。在其它實施例中，第二層645延伸超越第一光柵680中之峰之高度，如圖6B所示，其中第二層645包括與第一層625對立之第一外主表面681。在一些實施例中，第一外主表面681為實質上平面的表面。光學堆疊600亦包括第一透明層625之第二外主表面691。在一些實施例中，第二外主表面691為實質上平面的表面。
第一光柵680包括等於結構化表面678之第一節距637之第一節距、以及等於結構化表面678之第二節距638之第二節距。在一些實施例中，第一節距在約2微米至約50微米之範圍內、或約4微米至約40微米之範圍內。在一些實施例中，第二節距在約2微米至約50之範圍內、或約4微米至約40微米之範圍內。
第一層625具有折射率n1且第二層645具有折射率n2。第一光柵680具有峰對谷高度h1。第一光柵680之折射 率對比乘以峰對谷高度h1可在用於圖1之光柵的所述範圍內。舉例而言，在一些實施例中，|n1-n2|乘以h1介於約100nm與約400nm之間、或介於約150nm與約350nm之間、或介於約200nm與約300nm之間。
圖7展示另一實施例，其展示具有新增至圖6B所示光學堆疊之第三層627的光學堆疊601。光學堆疊601包括第二光柵682及第一外主表面686。第三層627設置成相鄰於與第一層625對立之第二層645。介於第二層與第三層之間的介面包括第二光柵682。第二光柵682可相同或不同於第一光柵680。第二光柵682可為雙向或其可為單向。第三層627中適用的材料包括其他地方論述之當作光學堆疊中之層使用之任一種材料。第三層627具有折射率n3且第二光柵682具有峰對谷高度h2。第二光柵682之折射率對比乘以峰對谷高度h2可在關於圖1之光柵所述的範圍內。在一些實施例中，第二透明層627包括範圍約2微米至約50或範圍約4微米至約40微米之至少一節距。
在一些實施例中，第一層625包括第一聚合物或第一聚合物複合材料，並且第二層645包括透光黏著劑。在一些實施例中，光學堆疊中包括第三層627，並且在一些實施例中，第三層627包括可與第一聚合物或第一聚合物複合材料相同或不同之第二聚合物或第二聚合物複合材料。在一些實施例中，第一層625包括第一聚合物，第二層645包括可與第一聚合物相同或不同之第二聚合物，並且第三層627包括可與第一及第二聚合物相同或不同之第三聚合物。在一些實施例中，第 一層625包括第一透光黏著劑，第二層645包括聚合物或聚合物複合材料，並且第三層627包括可與第一透光黏著劑相同或不同之第二透光黏著劑。在一些實施例中，光學堆疊600或光學堆疊601為可撓性薄膜。
在一些實施例中，光學堆疊600或光學堆疊601可包括防眩層。防眩層可在光學堆疊600中設置成近接第二層645或近接第一層625、或可在光學堆疊601中設置成近接第三層627或近接第一層625。在一些實施例中，光學堆疊600之第一外主表面681或第二外主表面691可包括防眩特徵，該防眩特徵可包括嵌入式粒子。可將前文搭配圖5A至圖5D中論述之防眩特徵之任一者應用至圖6B及圖7所示之實施例。舉例而言，請參照圖6B，可用諸如含有粒子之黏合劑等防眩層塗布第一外主表面681或第二外主表面691；或可為了在第一外主表面681或第二外主表面691中產生防眩特徵而在第二層645或第一層625中包括粒子；或可微複製、粗糙化或紋理化第一外主表面681或第二外主表面691以產生防眩特徵。類似的是，就圖7中的光學堆疊601而言，可用諸如含有粒子之黏合劑等防眩層塗布第一外主表面686或第二外主表面691；或可為了在第一外主表面686或第二外主表面691中產生防眩特徵而在第三層627或第一層625中包括粒子；或可微複製、粗糙化或紋理化第一外主表面686或第二外主表面691以產生防眩特徵。
可藉由其他地方論述之程序之任一者獲得單向或雙向光柵。用於獲得單向或雙向光柵之替代技術係使用下列文 獻中所述之結構化轉印帶：2012年12月21日申請之美國專利申請案第13/723716號(Wolk等人)。在此技術中，於載體上設置結構化模板層。接著用未固化回填物層塗布產生之結構，致使該未固化回填物層完全接觸結構化模板層。可接著烘乾、熱交聯、或光交聯回填物以產生穩定中間薄膜。接著倒轉並層壓該結構至某些例子中以黏著促進層加以塗布之受體基材。可接著移除結構化模板層，留下附著至受體基材之結構化回填物層。在一些實施例中，回填物在光固化前於室溫下具有黏性，在這種例子中，可不需要黏著促進層。舉例而言，聚乙烯矽倍半氧烷可當作回填物層使用而無需黏著促進層。
可接著用透光黏著劑或其它塗層填充結構化回填物層以形成本說明之光學堆疊。舉例而言，可使用這種技術運用由回填材料構成之第一層625及藉由透光黏著劑或其它塗層提供之第二層645而製成圖6B之光學堆疊600。或者，可用結構化層壓轉印膜方法施加結構至受體基材之兩側，接著可用透光黏著劑或其它塗層來填充基材兩側之結構以形成本說明之光學堆疊。舉例而言，可使用以下技術製成圖7之光學堆疊601：兩側具有回填物層之受體基材形成第二層645，且透光黏著劑或其它塗層形成第一層625及第三層627。
在轉印帶作法中，模板層賦予結構至回填物層。可透過壓紋、複製程序、擠製、澆注、或表面結構化、或其他地方論述之其它結構化方法形成結構化模板層。
一般來講，回填物層係由包含使用光化輻射來固化之單體的可聚合組成物製成，該光化輻射如可見光、紫外線 幅射、電子束輻射、熱、及其組合。可運用多種聚合技術中的任一種，例如陰離子、陽離子、自由基、縮合、或其它，且該等反應可用光、光化學、或熱引發催化。強化矽氧聚合物因其高化學穩定性及對玻璃優良的黏著力而可用於回填物層。在本例中，對玻璃基材之黏著可不需要黏著促進層。可用於回填之材料包括聚矽氧烷樹脂、聚矽氮烷、聚醯亞胺、橋型或梯形之矽倍半氧烷、聚矽氧、聚矽氧混成材料、乙烯矽倍半氧化物(vinyl silsequioxane)、溶凝膠材料、奈米粒子複合材料、及許多其它者。
上述材料之具有更高折射率的不同變型可藉由在聚合物樹脂內摻入奈米粒子或金屬氧化物前驅物加以合成。Silecs SC850(Silecs International Pte.Ltd.,Singapore)改質矽倍半氧烷(n1.85)及Brewer Science(Rolla,MO)高折射率聚醯亞胺OptiNDEX D1材料(n1.8)是這種類別的實例。其它材料包括甲基三甲氧基矽烷(MTMS)與雙三乙氧基矽基乙烷(BTSE)的共聚物(Ro et.al,Adv.Mater.2007,19,705-710)。此合成形成具有非常小、架橋環形籠狀的矽倍半氧烷之易溶性聚合物。此撓性結構導致塗層的填充密度及機械強度增加。這些共聚物的比例可經調整以用於非常低的熱膨脹係數、低孔隙率與高模數。
獲得光柵之另一技術是使用如PCT公告第WO 2014/014595號(Wolk等人)中所述之結構化層壓轉印膜。在此技術中，製備包括襯料(載體基材)之層壓轉印膜，該襯料具有可釋離表面及可釋離表面上之犧牲層。使用任一熱塑性塑 膠複製技術(例如熱壓紋)在犧牲層上產生結構化表面以結構化薄膜。接著以回填物層塗布並且在許多例子中以該回填物層實質上平坦化該結構化犧牲層。層壓該薄膜至受體基材並且移除襯料。可將選擇性黏著促進層施加至回填物層或施加至受體基材。接著完全焙除或以其他方式移除結構化犧牲層，在回填物層上留下實質上完整的結構化表面。
可接著如其他地方所述用透光黏著劑或其它塗層來填充結構化回填物層以形成本說明之光學堆疊。或者，可如其他地方所述用結構化層壓轉印膜方法施加結構至受體基材之兩側，然後用透光黏著劑或其它塗層來填充該等層之兩側上的結構以形成之本說明之光學堆疊。
搭配結構化轉印帶作法中之回填物層所論述之材料亦可當作結構化層壓轉印膜作法中之回填材料使用。可用於犧牲層之材料包括聚乙烯醇(PVA)、乙基纖維素、甲基纖維素、聚降烯、聚(甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚(乙烯丁醛)、聚(碳酸環己烯酯)、聚碳酸(環己烯丙烯)酯、聚(碳酸伸乙酯)、聚(碳酸伸丙酯)與其他脂族聚碳酸酯、以及下列文獻第2章第2.4節「Binders」中所述的其它材料：R.E.Mistler,E.R.Twiname,Tape Casting：Theory and Practice,American Ceramic Society,2000。這些材料皆有許多商業來源。一般來講，這些材料經由溶解或透過熱解或燃燒之熱分解便得以輕易移除。
可用於製成本說明之光學堆疊之替代結構化層壓轉印膜技術係使用2013年2月27日申請之美國專利申請案第13/778276號(Free等人)之具有嵌入式結構技術之層壓轉印 膜。在此技術中，製備包括襯料(載體基材)之層壓轉印膜，該襯料具有可釋離表面及在可釋離表面上之犧牲模板層。犧牲模板層包括犧牲材料及無機奈米材料。使用任一熱塑性塑膠複製技術(例如熱壓紋)結構化層壓轉印膜以在犧牲模板層上產生結構化表面。接著以回填物層塗布並且在許多例子中以該回填物層實質上平坦化該結構化犧牲模板層。層壓該薄膜至受體基材並且移除襯料。可將選用的黏著促進層施加至回填物層或施加至受體基材。接著焙除犧牲模板層之犧牲材料，在回填物層之結構化表面上留下緻密化奈米材料層。
「緻密化奈米材料層」係指因含有聚合物或其它有機成分及無機奈米材料之層之熱解或燃燒而具有增加之奈米材料體積分率之層。該緻密化層可包括奈米材料、部分熔融奈米材料、化學燒結奈米材料、導因於燒結程序之熔融玻璃狀材料、或玻料(frit)。該緻密化層可進一步包括作用為燒結劑或黏合劑之殘餘非顆粒有機或無機材料。
可運用嵌入式結構技術搭配層壓轉印膜使用其他地方所述之犧牲材料及回填材料。適當的無機奈米材料包括可包括諸如金屬氧化物奈米粒子等無機奈米粒子。奈米粒子可具有自約5nm至75nm之粒子大小。氧化鋯、矽石、氧化鈦、銻氧化物、氧化鋁、錫氧化物、及/或混合金屬氧化物奈米粒子可按照自10重量百分比至70重量百分比之量存在於層壓轉印膜中。
舉例而言，可藉由使用透光黏著劑使光學堆疊黏著至顯示器之外表面以將本說明之實施例中任一者之光學堆 疊合併到顯示器。這繪示於示意性地呈現顯示器800之圖8中，顯示器800包括光學堆疊801、透光黏著層832、以及具有外表面837之顯示單元836。可為本說明任一光學堆疊之光學堆疊801係透過透光黏著層832附著至顯示單元836。在一些實施例中，光學堆疊801之外層以透光黏著劑形成，並且不需要諸如透光黏著層832的單獨透光黏著層。在替代實施例中，光學堆疊可定位於顯示面板與顯示器之外玻璃層之間。顯示器800具有沿著顯示器長度或寬度之顯示方向d1。光學堆疊801具有包括至少一光柵定向方向之定向。舉例而言，請參照圖2，第一方向213為定義光柵定向方向之一方向，元件212所代表之第一光柵沿著該方向延伸。類似的是，請參照圖6，第一方向627為定義光柵定向方向之一方向，結構化表面678沿著該方向以第一節距637重複。介於顯示方向與光柵定向方向之間的夾角可為任一值。然而，定位光學堆疊使得此夾角大於0度且小於90度對於減少疊紋可能有利。在一些實施例中，介於顯示方向與光柵定向方向之間的夾角範圍約5度至約85度、或約10度至約80度、或約20度至約70度。
本文中所述之光學堆疊能夠在透過光學堆疊觀察光源時產生繞射。圖9繪示用於測量光學堆疊901所產生之繞射之技術。光源920產生經導向透過光學堆疊901之光束925，光束925產生投射到螢幕940上之繞射光935。光學堆疊901之定向可經選擇使得外主表面面向光源920，該外主表面於顯示器中使用光學堆疊901時會面向光源。在一些實施例中，光學堆疊產生如圖10中所示之繞射圖案1020。繞射圖案1020 包括中央繞射峰1035、含有大部分繞射光能量之一組9個繞射峰1036、以及較高級的繞射峰1037與1038。
光束925具有入射功率P1。在某些例子中，光束925係具有約532nm波長之雷射光束。產生具有此波長之光之雷射包括綠色雷射指示器(laser pointer)中常用的二極體泵浦固態倍頻(DPSSFD)雷射。在其它例子中，光源925為顯示器中之像素。該像素可為綠色像素並可產生具有約520nm至570nm波長範圍之光。繞射峰之各者皆具有光學功率內容及繞射級。該組9個繞射峰1036中之繞射峰之各功率內容的總和在本文中係標示為P9。在一些實施例中，P9至少約0.6 P1、或至少約0.7 P1、或至少約0.8 P1、或至少約0.9 P1、或甚至是至少約0.95 P1。在一些實施例中，該組9個繞射峰1020中之繞射峰之各者的功率內容大於約0.06 P9、或大於約0.07 P9、或大於約0.08 P9、或大於約0.09 P9、或大於約0.1 P9，並且小於約0.18 P9、或小於約0.17 P9、或小於約0.16 P9、或小於約0.15 P9、或小於約0.14 P9、或小於約0.13 P9、或小於約0.12 P9。在一些實施例中，該組9個繞射峰中之繞射峰之各者之功率內容皆實質上等於P9之9分之1。
在一些實施例中，該組9個繞射峰中各峰之繞射級皆低於不在該組9個繞射峰中之各繞射峰之繞射級。對於具有一個雙向光柵或兩個單向光柵之實施例而言，繞射級可藉由一對整數(q1,q2)來代表。若q1 2+q2 2小於p1 2+p2 2，則繞射級(q1,q2)低於繞射級(p1,p2)。在圖10所示的實施例中，中央繞射峰1035具有繞射級(0,0)，而該組9個繞射峰1036中之剩餘 8個繞射峰則具有繞射級(±1,0)、(0,±1)或(±1,±1)。圖10亦展示具有更高繞射級之繞射峰1037及具有又更高繞射級之繞射峰1038。繞射峰1037及繞射峰1038具有比該組9個繞射峰1036中之繞射峰更低的功率內容。
在圖10所示的實施例中，繞射圖案形成繞射峰之正方陣列。這典型發生在光學堆疊所具有之雙向光柵具有和依第一方向之節距實質上相等的依正交於第一方向之第二方向的節距。在光柵具有依第一方向之第一節距及依非正交於第一方向之第二方向的第二節距的實施例中，繞射圖案可沿著圖11所示之軸伸長，圖11展示具有最低9個繞射級之該組9個繞射峰1136。
可藉由修改光柵峰對谷高度與光柵折射率對比之相乘結果以調整繞射峰之間的強度分布。藉由選擇合適的材料及光柵幾何形狀，光柵可經最佳化以為這九個最低階繞射峰在給定之光波長下產生近似相等之強度。在許多實施例中，由於綠色接近可見光譜之中心且眼睛對綠光具有高適光回應(photopic response)，因此諸如532nm之綠色波長經選擇用於此最佳化。
在一些實施例中，第一光柵峰對谷高度和第一單向光柵折射率對比之相乘結果係經選擇以在用具有第一波長之光照射時，對由第一光柵獨自產生之最低三個繞射級給予近似相等之強度；並且第二光柵峰對谷高度和第二單向光柵折射率對比之相乘結果係經選擇以在用具有第二波長之光照射時，對由第二光柵獨自產生之最低三個繞射級給予近似相等之 強度。在第二波長約等於第一波長的實施例中，同時含有第一與第二光柵之光學堆疊產生一繞射圖案，在遭受具有含第一或第二波長之光照射時，該繞射圖案中具有最低繞射級之9個繞射峰具有近似相等的強度。在一些實施例中，第一波長是在紅光(例如475nm)的波長範圍內且第二波長是在藍光(例如650nm)的波長範圍內。在以具有綠色波長範圍(例如532nm)內之波長之光照射時，產生具有不對稱強度分布之繞射圖案，該不對稱強度分布在第一組三個繞射峰中具有更高的強度，並且在該第一組三個繞射峰任一側之各組三個繞射峰中具有更低的強度。在某些例子中，此一不對稱強度分布可能為有利。在一些實施例中，第一光柵峰對谷高度乘以折射率對比和第二光柵峰對谷高度乘以折射率對比之間的差之絕對值大於10nm、或大於20nm，並且小於100nm。
圖12展示含具有第一顏色之第一像素1240之複數個像素，該第一像素1240係由具有該第一顏色之主鄰近像素1250所圍繞，第一像素1240與主鄰近像素1250之間具有間隔1255。可以有具有與第一顏色不同之顏色的像素位於間隔1255中。雖然繪示為正方形晶格上的正方形像素，其它幾何形狀可被使用。舉例而言，某些顯示器使用實質上矩形之像素。像素與像素之間的間隔亦可與圖12所示不同，並且可取決於顯示器中所用像素之配置。如本文中所使用，具有第一顏色之第一像素1240之「主鄰近像素」係指在凸區域1270內或與凸區域1270交截的具有第一顏色但不是第一像素1240的像素，凸區域1270可定義為具有下列性質之點的組合：該點的組合 內每一點可從第一像素1240中心至該點之一線觸達，且該線不交叉任何邊界線，其中邊界線的定義如下：邊界線1274為垂直於線1272之線，線1272自第一像素1240之中心延伸通過與第一像素1240具有相同顏色之鄰近像素1251之中心，並且邊界線1274於線1272上交截離第一像素1240最遠的鄰近像素1251之點1276。(為了清楚起見，展示的點1276稍微偏離圖12中之鄰近像素1251。)為各個具有與第一像素1240相同顏色之鄰近像素定義邊界線。對於像素之週期陣列，僅最接近之鄰近像素之邊界線有助於定義凸區域1270。主鄰近像素包括最接近之鄰近像素以及並非最接近之鄰近者的附加像素。舉例而言，圖12之像素1252為第一像素1240之主鄰近者，但由於像素1251更為靠近，因此像素1252不是最接近之鄰近者。如本文中所使用，「副鄰近像素」係指位於凸區域1270外之具有與第一像素顏色相同之像素。圖12中展示副鄰近者1260。
圖13展示根據本說明的複數個像素，該等像素中具有透過光學堆疊照射並觀察之第一像素。圖13中展示第一像素之主鄰近者1350及第一像素之副鄰近者1360。受照射之第一像素產生主影像1342及複數個副影像1352，其中各副影像皆具有相對於主影像1342之橫向(亦即，於圖13之平面中)位移1393。主影像可藉由最低繞射級表現其特徵，並且為離受照射之第一像素有最小位移之影像。副影像係定義為除主影像外，所具有之功率內容至少為主影像功率內容的0.2倍之影 像。三級影像1362亦可能產生，三級影像1362係定義為具有之功率內容低於主影像功率內容的0.2倍之影像。
為了抑制閃光，較佳地是將副影像定位於像素之間的間隔中。為了避免顯示器之解析度減低，副影像1352之橫向位移1393較佳地使得副影像係定位於凸區域1370內。在一些實施例中，副影像1352之橫向位移1393使得各副影像與複數個主鄰近者1350重疊、或與介於第一像素與複數個主鄰近者1350間的間隔重疊，並且其中複數個副影像1352與副鄰近像素1360實質上沒有重疊。由於三級影像1362之功率內容低到不足以顯著減低顯示器之感知解析度，因此可接受模糊的三級影像1362與副鄰近像素1360重疊。
實例
實例1
根據下列步驟製備光學薄膜A。舉例而言，使用如下列文獻所述之利用快刀伺服(FTS)之鑽石車削法製造工具：PCT公告申請案第WO 00/48037號(Campbell等人)、以及美國專利第7,350,442號(Ehnes等人)及第7,328,638號(Gardiner等人)。該工具用於澆注及固化程序中以在5密耳(0.13mm)厚的PET薄膜底漆側產生正弦結構，澆注及固化程序舉例而言如在美國專利第5,175,030號(Lu等人)及第5,183,597號(Lu)中所述。使用具有1.56之折射率之丙烯酸酯樹脂形成正弦結構。正弦結構具有2.6微米之峰對谷高度及16微米之節距(峰對峰或谷對谷距離)。
如關於光學薄膜A所述製成光學薄膜B，惟正弦結構之節距為8微米。
閃光係使用SMS 1000 Sparkle Measurement System(來自Display-Messtechnik & Systeme.Karlsruhe,Germany)測得。將薄膜切成合適的螢幕尺寸以用於下列裝置之各者：Google Nexus 7 2013機型(具有323個PPI)、Amazon 7吋Kindle Fire HD(具有216個PPI)、以及Microsoft Surface RT(具有148個PPI)。閃光測量首先在螢幕上方之位置不具有附加薄膜的情況下、接著在僅具有Natural View Screen Protector(可購自3M Company,St.Paul MN之防眩薄膜)的情況下來完成。這些對照結果展示於表1中並且分別標示為「無薄膜」及「NV」。
其次，光學薄膜A之樣本外塗布具有1.47之折射率之透光黏著劑，並接著施加至該三個裝置之各者的螢幕，該三個裝置具有相對於顯示器水平方向呈30度夾角之光柵定向方向。正弦結構峰對谷高度乘以透光黏著劑與用於形成正弦結構之丙烯酸酯之間的折射率差之絕對值之乘積為約234nm。薄膜施加至裝置以致黏著劑介於螢幕與正弦結構之間。Natural View Screen Protector薄膜經施加作為PET上之最外表面。再次測量閃光並在表1中記錄為NV-W。
如關於光學薄膜A所述施加光學薄膜B之樣本至這三個裝置，並且在光學薄膜B上施加Natural View Screen Protector薄膜。閃光係如關於光學薄膜A所述測量並在表1中記錄為NV-N。
其次，由兩件光學薄膜A所組成之光學堆疊與上述無珠粒透光黏著劑組合。該等薄膜經定向使兩薄膜之正弦圖案互相垂直，且一層之透光黏著劑附著至相鄰層之PET。該等薄膜係以上述相同之無珠粒黏著劑附著至7吋Kindle Fire HD，以致使最靠近螢幕之薄膜之正弦結構相對於顯示器之水平軸呈30度之夾角。在上PET表面之上再次施加Natural View Screen Protector薄膜。閃光係如上述測量並於表1中記錄為2D-W。
由兩件具有無珠粒黏著劑之光學薄膜B所組成之類似堆疊經施加至Google Nexus及Microsoft RT螢幕。在上PET表面上再次施加Natural View Screen Protector薄膜。閃光係如上述測量並於表1中記錄為2D-N。
實例2
使用Microsoft RT裝置，以Microsoft Paint軟體照射螢幕上的單一綠色像素。如實例1製備由兩件光學薄膜B所組成之光學堆疊。該光學堆疊係如實例1中所述附著至螢幕，但未施加Natural View Screen Protector薄膜。使用具有Olympus U-TV 0.5XC-3照相機之Olympus MX50顯微鏡及 Stream Start軟體(全都可購自Olympus America Inc.,Melville NY)擷取影像，比較有與無設置光學堆疊之螢幕影像。單一之受照射像素影像於僅有裸螢幕下經觀測。在施加光學堆疊至受照射像素上面之螢幕後，觀測9個像素影像。像素影像配置於相對於其下的像素配置旋轉約45度之近似正方形晶格上。具有副鄰近像素之像素影像之間沒有重疊。
實例3
如以下所述測量來自實例2之像素影像之強度。將照相機影像匯入Matlab的影像處理工具箱(可購自MathWorks,Natick MA)。使用該工具箱，跨這9個像素影像各者之中心定義水平線，並且沿著彼等線測定綠色強度值。藉由沿著跨影像之線來對強度積分並除以影像寬度以計算每個像素影像值之平均強度。由於像素影像全都具有類似尺寸，因此該量值作為與像素影像之功率內容成比例。接著計算所有9個像素影像中每個像素影像之平均強度之總和I9。此總和I9被預期與每個像素影像之功率內容之總和P9成比例。亦計算每個影像之各像素影像之平均強度與I9之比率。每個像素影像之平均強度及這9個像素影像之比率都報告於表2中。(5號像素影像位於中心，1號及9號像素影像分別位於中心影像上方及下方，3號及7號像素分別位於中心影像右方及左方，4號像素影像位於中心影像左上方，6號像素影像位於中心影像右下方，2號像素影像位於中心右上方，並且8號像素影像位於中心左下方。)
表2中的資料雖然是藉由照射顯示器中之單一綠色像素所收集，但若使用綠色雷射照射光學堆疊，則期望會有類似結果。具體而言，用於產生繞射圖案的若是綠色雷射，則期望表中報告的比率會對應於繞射峰功率內容與各繞射峰功率內容之總和P9的比率。
以下為本說明之例示性實施例的清單。
實施例1為一種光學堆疊，其包含：第一層；第二層；以及第三層，該第二層設置於該第一層與該第三層之間，其中介於該第一層與該第二層之間的第一介面包括實質上沿著第一方向延伸之第一光柵，且介於該第二層與該第三層之間的第二介面包括實質上沿著與該第一方向不同之第二方向延伸之第二光柵，該第一層具有折射率n1，該第二層具有折射率n2，該第三層具有折射率n3，該第一光柵具有峰對谷高度 h1，且該第二光柵具有峰對谷高度h2，其中|n1-n2|乘以h1介於約150nm與約350nm之間，並且|n2-n3|乘以h2介於約150nm與約350nm之間，並且進一步其中該第一光柵具有範圍為約2微米至約50微米之第一節距，且該第二光柵具有範圍為約2微米至約50微米之第二節距。
實施例2為實施例1之光學堆疊，其中該第一層包括第一透光黏著劑且該第三層包括第二透光黏著劑。
實施例3為實施例2之光學堆疊，其中該第二層包括聚合物或聚合物複合材料。
實施例4為實施例1之光學堆疊，其中該第二層包括透光黏著劑。
實施例5為實施例4之光學堆疊，其中該第一層包括第一聚合物或第一聚合物複合材料，並且該第三層包括第二聚合物或第二聚合物複合材料。
實施例6為實施例1之光學堆疊，其中該第一方向及該第二方向實質上正交。
實施例7為實施例1之光學堆疊，其中介於該第一方向與該第二方向之間的夾角大於約5度且小於或等於90度。
實施例8為實施例1之光學堆疊，其中該光學堆疊為可撓性薄膜。
實施例9為實施例1之光學堆疊，其中該光學堆疊進一步包含近接該第一層之防眩層。
實施例10為實施例1之光學堆疊，其中該第一層進一步包括與該第二層對立之外主表面，其中該外主表面包括防眩特徵。
實施例11為實施例10之光學堆疊，其中該防眩特徵包括嵌入式粒子。
實施例12為一種光學堆疊，其包含：第一層，其具有折射率n1；以及第二層，其具有折射率n2，該第二層設置成相鄰於該第一層，其中介於該第一層與該第二層之間的第一介面包括第一光柵，該第一光柵具有峰對谷高度h1，|n1-n2|乘以h1的範圍係約150nm至約350nm，該第一光柵具有依第一方向在約2微米至約50微米之範圍內的第一節距，其中當利用具有入射功率P1且具有約532nm波長的雷射光於正向入射來照射該光學堆疊時，產生複數個繞射峰，各繞射峰皆具有功率內容及繞射級，該複數個繞射峰包括一組9個繞射峰，其中該組9個繞射峰中各峰之繞射級低於不在該組9個繞射峰中之各繞射峰之繞射級，其中該組9個繞射峰中之繞射峰之各功率內容之總和為P9，P9係至少約0.7 P1，並且該組9個繞射峰中之繞射峰之各功率內容大於約0.08 P9且小於約0.16 P9。
實施例13為實施例12之光學堆疊，其中該第二層包括與該第一層對立之實質上平面之外主表面。
實施例14為實施例12之光學堆疊，其中該第二層包括與該第一層對立之外主表面，該外主表面具有防眩特徵。
實施例15為實施例14之光學堆疊，其中該等防眩特徵包括嵌入式粒子。
實施例16為實施例12之光學堆疊，其中P9係至少約0.8 P1，並且該組9個繞射峰中之繞射峰之各者之功率內容實質上等於P9的9分之1。
實施例17為實施例12之光學堆疊，其中該第一層包括第一聚合物，且該第二層包括透光黏著劑。
實施例18為實施例12之光學堆疊，其中該光學堆疊為可撓性薄膜。
實施例19為實施例12之光學堆疊，其進一步包含第三層，該第三層設置成相鄰於與該第一層對立之該第二層，其中介於該第二層與該第三層之間的第二介面包括第二光柵。
實施例20為實施例12之光學堆疊，其中該光柵為雙向光柵，其具有依與該第一方向不同之第二方向的約2微米至約50微米之範圍內的第二節距。
實施例21為一種光學堆疊，其包含：第一層；第二層；以及第三層，該第二層設置於該第一層與該第三層之間， 其中介於該第一層與該第二層之間的第一介面包括第一光柵，且介於該第二層與該第三層之間的第二介面包括第二光柵，該第一層具有折射率n1，該第二層具有折射率n2，該第三層具有折射率n3，該第一光柵具有峰對谷高度h1，且該第二光柵具有峰對谷高度h2，其中|n1-n2|乘以h1介於約150nm與約350nm之間，且|n2-n3|乘以h2介於約150nm與約350nm之間，並且進一步其中該第一光柵及該第二光柵之至少一者係雙向光柵，並且該第一光柵具有範圍為約2微米至約50微米之第一節距，且該第二光柵具有範圍為約2微米至約50微米之第二節距。
實施例22為實施例21之光學堆疊，其進一步包含近接該第一層之防眩層。
實施例23為包含實施例1至實施例22中任一實施例之光學堆疊之顯示器，其中該顯示器包含複數個像素，並且該光學堆疊經定位成近接該複數個像素，使得當透過該光學堆疊照射並觀察具有第一顏色之該複數個像素之第一像素時，產生複數個副影像，各副影像皆離該第一像素具有橫向位移，該第一像素具有含該第一顏色之複數個主鄰近像素及含該第一顏色之複數個副鄰近像素，其中各副影像之該橫向位移使得各副影像與該複數個主鄰近像素重疊或與介於該第一像素與該複數個主鄰近像素之間的間隔重疊，並且其中該複數個副影像與該等副鄰近像素實質上沒有重疊。
實施例24為實施例23之顯示器，其中該複數個像素配置成沿著顯示方向重複之圖案，並且該光學堆疊具有包 括光柵定向方向之定向，並且其中介於該顯示方向與該光柵定向方向之間的夾角在約5度至約85度之範圍。
除非另有所指，對圖式中元件之描述應理解成同樣適用於其他圖式中相對應的元件。本發明不應被認定為侷限於上文闡述之具體實施例，因為詳細描述這些實施例是為了利於解說本發明的各種態樣。而是，應理解本發明涵蓋本發明的所有態樣，包括屬於如隨附申請專利範圍與其均等物所界定的本發明範疇內的各種修改、均等程序、與替代裝置。

Claims (24)

  1. 一種光學堆疊，包含：第一層；第二層；以及第三層，該第二層設置於該第一層與該第三層之間，其中介於該第一層與該第二層之間的第一介面包括實質上沿著第一方向延伸之第一光柵，且介於該第二層與該第三層之間的第二介面包括實質上沿著與該第一方向不同之第二方向延伸之第二光柵，該第一層具有折射率n1，該第二層具有折射率n2，該第三層具有折射率n3，該第一光柵具有峰對谷高度h1，且該第二光柵具有峰對谷高度h2，其中|n1-n2|乘以h1介於約150nm與約350nm之間，並且|n2-n3|乘以h2介於約150nm與約350nm之間，並且進一步其中該第一光柵具有範圍為約2微米至約50微米之第一節距，且該第二光柵具有範圍為約2微米至約50微米之第二節距。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學堆疊，其中該第一層包括第一透光黏著劑且該第三層包括第二透光黏著劑。
  3. 如申請專利範圍第2項之光學堆疊，其中該第二層包括聚合物或聚合物複合材料。
  4. 如申請專利範圍第1項之光學堆疊，其中該第二層包括透光黏著劑。
  5. 如申請專利範圍第4項之光學堆疊，其中該第一層包括第一聚合物或第一聚合物複合材料，並且該第三層包括第二 聚合物或第二聚合物複合材料。
  6. 如申請專利範圍第1項之光學堆疊，其中該第一方向與該第二方向實質上正交。
  7. 如申請專利範圍第1項之光學堆疊，其中介於該第一方向與該第二方向之間的夾角大於約5度且小於或等於90度。
  8. 如申請專利範圍第1項之光學堆疊，其中該光學堆疊為可撓性薄膜。
  9. 如申請專利範圍第1項之光學堆疊，其中該光學堆疊進一步包含近接該第一層之防眩層。
  10. 如申請專利範圍第1項之光學堆疊，其中該第一層進一步包括與該第二層對立之外主表面，其中該外主表面包括防眩特徵。
  11. 如申請專利範圍第10項之光學堆疊，其中該等防眩特徵包括嵌入式粒子。
  12. 一種光學堆疊，包含：第一層，其具有折射率n1；以及第二層，其具有折射率n2，該第二層設置成相鄰於該第一層，其中介於該第一層與該第二層之間的第一介面包括第一光柵，該第一光柵具有峰對谷高度h1，|n1-n2|乘以h1的範圍係約150nm至約350nm，該第一光柵具有依第一方向在約2微米至約50微米之範圍內的第一節距，其中當利用具有入射功率P1且具有約532nm波長的雷射光於正向入射來照射該光學堆疊時，產生複數個繞射峰，各繞射峰皆具有功 率內容及繞射級，該複數個繞射峰包括一組9個繞射峰，其中該組9個繞射峰中各峰之繞射級低於不在該組9個繞射峰中各繞射峰之繞射級，其中該組9個繞射峰中之繞射峰之各功率內容之總和係P9，P9係至少約0.7 P1，並且該組9個繞射峰中之繞射峰之各功率內容大於約0.08 P9且小於約0.16 P9。
  13. 如申請專利範圍第12項之光學堆疊，其中該第二層包括與該第一層對立之實質上平面之外主表面。
  14. 如申請專利範圍第12項之光學堆疊，其中該第二層包括與該第一層對立之外主表面，該外主表面具有防眩特徵。
  15. 如申請專利範圍第14項之光學堆疊，其中該等防眩特徵包括嵌入式粒子。
  16. 如申請專利範圍第12項之光學堆疊，其中P9係至少約0.8 P1，並且該組9個繞射峰中之繞射峰之各者之功率內容實質上等於P9的9分之1。
  17. 如申請專利範圍第12項之光學堆疊，其中該第一層包括第一聚合物，並且該第二層包括透光黏著劑。
  18. 如申請專利範圍第12項之光學堆疊，其中該光學堆疊為可撓性薄膜。
  19. 如申請專利範圍第12項之光學堆疊，其進一步包含第三層，該第三層設置成相鄰於與該第一層對立之該第二層，其中介於該第二層與該第三層之間的第二介面包括第二光柵。
  20. 如申請專利範圍第12項之光學堆疊，其中該光柵為雙向光 柵，其具有依與該第一方向不同之第二方向的約2微米至約50微米之範圍內的第二節距。
  21. 一種光學堆疊，包含：第一層；第二層；以及第三層，該第二層設置於該第一層與該第三層之間，其中介於該第一層與該第二層之間的第一介面包括第一光柵，且介於該第二層與該第三層之間的第二介面包括第二光柵，該第一層具有折射率n1，該第二層具有折射率n2，該第三層具有折射率n3，該第一光柵具有峰對谷高度h1，且該第二光柵具有峰對谷高度h2，其中|n1-n2|乘以h1介於約150nm與約350nm之間，且|n2-n3|乘以h2介於約150nm與約350nm之間，並且進一步其中該第一光柵及該第二光柵之至少一者係雙向光柵，並且該第一光柵具有範圍為約2微米至約50微米之第一節距，且該第二光柵具有範圍為約2微米至約50微米之第二節距。
  22. 如申請專利範圍第21項之光學堆疊，其進一步包含近接該第一層之防眩層。
  23. 一種顯示器，包含如申請專利範圍第1至22項中任一項之光學堆疊，其中該顯示器包含複數個像素，並且該光學堆疊近接該複數個像素放置，使得當透過該光學堆疊照射並觀察具有第一顏色之該複數個像素之第一像素時，產生複數個副影像，各副影像皆離該第一像素具有橫向位移，該第一像素具有含該第一顏色之複數個主鄰近像素及含該第 一顏色之複數個副鄰近像素，其中各副影像之該橫向位移使得各副影像與該複數個主鄰近像素重疊或與介於該第一像素與該複數個主鄰近像素之間的間隔重疊，並且其中該複數個副影像與該等副鄰近像素實質上沒有重疊。
  24. 如申請專利範圍第23項之顯示器，其中該複數個像素配置成沿著顯示方向重複之圖案，並且該光學堆疊具有包括光柵定向方向之定向，並且其中介於該顯示方向與該光柵定向方向之間的夾角在約5度至約85度之範圍。
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