TW201902682A - 含有聚合膜之顯示裝置 - Google Patents

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盧永上
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Abstract

顯示裝置，其包括：有機發光二極體面板，其具有包括一或多個黏著劑膜之多層構造；及聚合膜，其併入該有機發光二極體面板之該多層構造內。該聚合膜包括：具有兩個主表面之第一聚合層，其中該第一聚合層包括：第一聚合物區域，其包括具有n1之折射率的第一材料；第二區域，其包括在該第一聚合物區域內之互連孔隙及通道的網絡；其中該等孔隙及通道包含具有n2之折射率的第二材料；其中n1不同於n2；其中該第一材料包括第一彈性聚合材料及可選的粒子；且其中該第二材料包括：第二聚合材料及可選的粒子；及/或空氣；且其中該聚合膜具有：至少90%之清晰度；至少80%之可見光透射率；及25%至80%之主體霧度。

Description

含有聚合膜之顯示裝置
有機發光二極體(OLED)目前用於小螢幕裝置，諸如行動電話、個人顯示裝置(PDA)、及數位相機。目前的OLED市場主流是主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)手持裝置，其具有頂部發射架構，並且目前除了採用強微共振腔外未使用任何光提取方法。此強共振腔設計可具有高光效率，但當相較於液晶顯示器(LCD)時，角度顏色均勻性更差。
一般而言，隨著從法線入射偏離的視角增加，OLED螢幕的顏色會大幅偏移，但LCD顯示器僅會略為偏移。此係二種顯示器技術之間在視覺上的明顯差異。如何改善角度顏色均勻性對具有強腔設計的AMOLED顯示器仍係項挑戰。
本揭露提供聚合膜及包括此等聚合膜之顯示裝置。
在一個實施例中，顯示裝置包括：有機發光二極體面板，其具有包括一或多個黏著劑膜之多層構造；及聚合膜，其併入該有機發光二極體面板之該多層構造內。此一聚合膜具有極適度光學漫射器(具有受控局部均勻性)之光學功能。
該聚合膜包括：具有兩個主表面之第一聚合層。該第一聚合層包括：第一聚合物區域，其包括具有n1之折射率的第一材料；第二區域，其包含在該第一聚合物區域內之互連孔隙及通道的網絡；其中該等通道包含具有n2之折射率的第二材料；其中n1不同於n2。該第一材料包括第一彈性聚合材料及可選的粒子。該第二材料包括：第二聚合材料及可選的粒子；及/或空氣。該聚合膜具有：至少90%之清晰度；至少80%之可見光透射率；及25%至80%之主體霧度；在某些實施例中，該聚合膜具有在整個該聚合膜上不大於12%之正規化微霧度不均勻性。
用語「霧度(haze)」係指廣角光散射，其中發射自顯示器之光會在所有方向漫射，造成對比度喪失。更具體而言，用語「主體霧度(bulk haze)」係指用數毫米(mm)之寬型取樣光束所測得之廣角光散射，從而給出來自聚合膜之該數毫米孔徑的平均結果。並且更具體而言，用語「微霧度(micro-haze)」係指由數十微米(即，小於100微米，例如10至40微米)之較小照明區域所測得之廣角光散射，使得平均微霧度測量代表來自許多測量之平均結果，各測量針對數十微米之區域，並在聚合膜之數毫米上延伸。
用語「正規化微霧度不均勻性(normalized micro-haze non-uniformity)」係指當在至少1mm上、且一般在數毫米上測量時，微霧度之標準偏差對微霧度之平均值的比例。微霧度之標準偏差係微霧度雜訊之量度方式。因此，正規化微霧度不均勻性係視覺微霧度雜訊對微霧度信號之比例的度量。
用語「清晰度(clarity)」係指窄角散射，其中光會以高集中度在小角度範圍內漫射。具有一定清晰度之效果基本上描述可以穿透樣品把極微小細節看得多清楚。
用語「聚合物(polymer)」及「聚合材料(polymeric material)」包括但不限於有機均聚物、共聚物(諸如例如嵌段、接枝、隨機、及共聚物、三聚物等)、及其摻合物和改質體。此外，除非另有具體限定，用語「聚合物」應包括該材料之所有可能幾何組態。這些組態包括但不限於同排、對排、及雜排對稱。
在本文中，當用語「包含(comprises)」及其變化形式出現於說明書及申請專利範圍中時，此等用語不具有限制性含義。這樣的用語將被理解為暗指包括所述的步驟或元件、或步驟或元件的群組，但不排除任何其他的步驟或元件、或步驟或元件的群組。所謂「由……組成(consisting of)」係指包括且限於接在「由……組成」後的任何物項。因此，片語「由……組成」指示所列出的元件為必要或強制性的，並且沒有其他元件可存在。所謂「基本上由……組成(consisting essentially of)」係指包括片語後面列出的任何元件，而且限於不干擾或促進揭露中為所列元件指定的活動或作用的其他元件。因此，片語「基本上由……組成」表示所列的元件是必要的或強制性的，但其他元件是可選的，而且可能存在或可能不存在，取決於它們是否實質上影響所列元件的活動或作用。
在本揭露之實施例中之用語「較佳(preferred)」和「較佳地(preferably)」表示在某些情況下可能可以提供某些效益。然而， 其他實施例在相同或其他情況下亦可為較佳的。此外，對於一個或多個較佳實施例之引述並不意味其他實施例非係有用的，也沒有意圖將其他實施例從本揭露之範疇中排除。
在本申請案中，如「一(a)」、「一(an)」、及「該(the)」之用語不僅意圖指單數實體，亦包括其具體實例可被用來作為說明之整體類別。用語「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」可和用語「至少一(at least one)」互換地使用。用在清單之後的片語「之至少一者(at lesat one of)」及「包含...之至少一者(comprise at least one of)」指的是清單中項目之任一者以及清單中二個或更多個項目之任意組合。
如本文中所使用，除非內文明確另有所指，否則用語「或(or)」在使用時通常包括「及/或(and/or)」之意涵。
用語「及/或(and/or)」係指所列出的元件之一者或全部，或所列出的元件之任何兩者或兩者以上之一組合。
亦在本文中，全部數字被假定為由用語「約(about)」以及在某些實施例中較佳地由用語「確切地(exactly)」所修飾。如本文中所使用，用語「約(about)」結合經測量之量係指該經測量之量的變化，該變化如同進行測量且行使與測量目標及使用之測量設備精確度相當之謹慎程度的技術者所預期。在本文中，「至多(up to)」一數字(例如，至多50)包括該數字(例如，50)。
同樣在本文中，以端點敘述之數字範圍包括所有歸於該範圍內的數字以及以端點敘述之數字(例如：1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
如本文中所使用，用語「室溫(room temperature)」係指20℃至25℃、或22℃至25℃之溫度。
用語「在……範圍中(in the range)」或「在……範圍內(within a range)」(及類似的陳述)包括所陳述範圍的端點。
本文中揭示的替代元件或實施例之群組不應解讀為限制。每個群組成員可個別地、或與群組的其他成員或在其中發現的其他元件任意組合地被提及和主張。預期的是，可以為了便利性及/或可專利性的原因而將群組中的一或多個成員包括在群組中或從群組中刪除。當任何這樣的包括或刪除發生時，本文中將說明書視為含有經修改的群組，從而滿足在所附申請專利範圍中使用的所有馬庫西群組之書面描述。
在本說明書全文中，對於「一個實施例」、「一實施例」、「某些實施例」或「一些實施例」等之提及，意指在本發明之至少一個實施例中包括結合該實施例所描述的特定特徵、組態、組成或特性。因此，在本說明書全文之各處中的此等片語之出現並不一定指示本發明之相同實施例。更進一步，特定特徵、組態、組成或特性可在一或多個實施例中用任何合適的方式結合。
以上之本揭露概述並非意欲描述本發明的各揭露實施例或每一個實施方案。以下的描述更具體地例示說明性實施例。在本申請案全文的數個地方，指引係透過實例清單來提供，實例可以多種組合使用。在各種情況下，所引述的清單僅作為代表性群組，且不應將其詮釋為排他性的清單。
1‧‧‧聚合膜
2‧‧‧聚合層
3‧‧‧主表面
4‧‧‧主表面
5‧‧‧第一聚合物區域
6‧‧‧互連孔隙及通道
7‧‧‧聚合膜
8‧‧‧第二聚合層
10‧‧‧主動矩陣有機發光二極體面板
12‧‧‧第一黏著劑膜
14‧‧‧障壁膜
16‧‧‧第二黏著劑膜
18‧‧‧圓偏振器
20‧‧‧第三黏著劑膜
22‧‧‧觸控面板
24‧‧‧第四黏著劑膜
26‧‧‧覆蓋窗
101‧‧‧驅動基材
102‧‧‧有機電致發光層
103‧‧‧陰極電極層
104‧‧‧封裝層
105‧‧‧反射層
106‧‧‧發光表面
200‧‧‧圓偏振器
201‧‧‧下支撐板
202‧‧‧線性偏振器
203‧‧‧上支撐板
204‧‧‧λ/4相板
300‧‧‧觸控面板
301‧‧‧基底基材
302‧‧‧第一電極層
303‧‧‧介電層
304‧‧‧第二電極層
305‧‧‧觸控電極層
1100‧‧‧微散射測量系統
1101‧‧‧光源
1102‧‧‧光束
1103‧‧‧聚焦透鏡/聚焦元件
1104‧‧‧焦點
1105‧‧‧樣本固持器
1106‧‧‧旋轉
1107‧‧‧孔徑
1108‧‧‧共心點
1109‧‧‧第一光偵測器
1111‧‧‧截光器
1112‧‧‧第二光偵測器
1113‧‧‧光束分光器
1114‧‧‧光束擴展空間濾波器
1130‧‧‧待測試樣本
L1‧‧‧外部光
圖1係本揭露之聚合膜的剖面圖。
圖2是本揭露之具有額外聚合層之聚合膜的剖面圖(層未依比例繪示)。
圖3係具有多層構造之有機發光二極體面板的剖面圖(層未依比例繪示)。
圖4係例示性主動矩陣有機發光二極體面板(AMOLED面板)之剖面圖。
圖5係根據本揭露之例示性實施例之圓偏振器的剖面圖。
圖6係根據本揭露之例示性實施例之電容式觸控面板的剖面圖。
圖7係用來判定聚合光學膜之微霧度的微散射測量系統之表示圖。
圖8係本揭露之例示性膜針對3種不同視角的光譜。
圖9係在有或無廣視角色彩(Wide View Color,WVC)校正聚合膜下，斜角色偏(如以CIE(國際照明委員會)色座標中之對應偏移所表示)對視角之例示性圖。
圖10係具有WVC材料B(具有ZrO2回填)之OLED裝置的角度色偏之圖。
本揭露提供聚合膜及包括這些聚合膜之顯示裝置。該聚合膜具有極適度光學漫射器之光學功能。
該聚合膜包括：具有兩個主表面之第一聚合層。第一聚合物區域，其包括具有n1之折射率的第一材料；第二區域，其包含在該第一聚合物區域內之互連孔隙及通道的網絡；其中該等通道包含具有n2之折射率的第二材料；其中n1不同於n2。該第一材料包括第一彈性聚合材料及可選的粒子。該第二材料包括：第二聚合材料及可選的粒子；及/或空氣。
該聚合膜具有：至少90%之清晰度；至少80%之可見光透射率；及25%至80%之主體霧度；在某些實施例中，該聚合膜具有在整個該聚合膜上不大於12%之正規化微霧度不均勻性。
該第一材料包括第一彈性聚合材料及可選的粒子。第一材料形成具有互連孔隙(即，空隙)及通道之網絡的多孔結構。亦即，孔隙及通道係由第一聚合物區域界定。
一般而言，複數個互連孔隙及通道包括經由中空隧道或似隧道通路而彼此連接之孔隙。在某些實施例中，網絡中可有多個複數個互連孔隙及通道。在某些實施例中，可有少量封閉或未連接之孔隙(即，空隙)。
一般而言，孔隙及通道具有不大於2微米之平均截面(例如，球形孔隙之直徑)。換言之，互連孔隙及通道的網絡所擁有之角度平均散射性質類似於大小小於2微米之散射粒子。用語角度平均散射性質具有下列意義：不規則形狀之散射中心具有諸如散射截面及散射角度之散射性質，其等與射擊光角度高度相關。角度平均散射性質會將射擊光角度納入考量，並且呈現所有射擊光角度之平均性質。
在某些實施例中，複數個互連孔隙及通道之體積分率係至少10%。
第一聚合材料一般係多官能單體及/或寡聚物之固化產物。在某些實施例中，第一聚合材料包括選自下列者之群組的有機聚合物：丙烯酸酯、聚烯烴、聚胺甲酸酯、聚矽氧、聚酯、及其組合。在某些實施例中，第一聚合材料包括多官能(甲基)丙烯酸酯單體及/或寡聚物(其中(甲基)丙烯酸酯包括甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯)之固化產物。
聚合材料具有足以支撐多孔結構之彈性，使得孔隙及通道不會坍塌。在此上下文中，「彈性(elastic)」材料可係軟質或硬質彈性材料，但不是黏性或黏彈性材料，其等會由於材料流動而緩慢填入多孔結構中。
可形成第一聚合材料之多官能單體的實例包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(可以商標名稱SR351商購自Sartomer Company,Exton,PA)、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(可以商標名稱SR454商購自Sartomer)、新戊四醇四丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯(可以商標名稱SR444商購自Sartomer)、二新戊四醇五丙烯酸酯(可以商標名稱SR399商購自Sartomer)、乙氧基化新戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化新戊四醇三丙烯酸酯(以商標名稱SR494購自Sartomer)、二新戊四醇六丙烯酸酯、及參(2-羥乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯(以商標名稱SR368購自Sartomer)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(以商品名稱SR238購自Sartomer)、及(甲基)丙烯酸酯官能化寡聚 物。此等寡聚物之實例包括具有高拉伸強度及高伸長率之樹脂，例如CN9893、CN902、CN9001、CN961、及CN964，其等可商購自Sartomer Company；和EBECRYL 4833及Eb8804，其等可商購自Cytec Industries,Woodland Park,NJ)。合適材料亦包括「硬質」寡聚丙烯酸酯及「軟質」寡聚丙烯酸酯之組合。「硬質」丙烯酸酯之實例包括聚胺甲酸酯丙烯酸酯如EBECRYL 4866、聚酯丙烯酸酯如EBECRYL 838、及環氧丙烯酸酯如EBECRYL 600、EBECRYL 3200、及EBECRYL 1608(可商購自Cytec)；和CN2920、CN2261、及CN9013(可商購自Sartomer Company)。「軟質」丙烯酸酯之實例包括EBECRYL 8411，其可商購自Cytec；和CN959、CN9782、及CN973，其等可商購自Sartomer Company。合適材料係揭示於例如美國專利第9,541,701 B2號(Thompson等人)。
在某些實施例中，第一材料亦包括用來幫助控制形態之粒子。在某些實施例中，粒子係奈米粒子，可選地係經表面改質之奈米粒子。此等粒子之實例包括SiO2(例如，經A174處理之NALCO 2329K二氧化矽粒子、經表面改質之MP4540M二氧化矽粒子(來自Nissan Chemical America)、ZrO2、TiO2、SnO2、及其組合。較佳粒子係SiO2。此等粒子之實例係揭示於例如美國專利申請公開案第2012/0038990 A1號(Hao等人)。以第一材料之總重量計，粒子於第一材料中之量可係至多60wt-%。
由第一聚合材料所界定之多孔結構的製備係揭示於例如美國專利申請公開案第2012/0038990 A1號(Hao等人)及美國專利 第8,808,811 B2號(Kolb等人)。在一個程序中，首先製備溶液，其包括溶於溶劑中之可聚合材料，其中該可聚合材料可包括例如一或多種類型的單體、可選地添加劑(諸如偶合劑、交聯劑、及起始劑)、及可選地複數個粒子(諸如奈米粒子)。接下來，將可聚合材料例如藉由施加熱或光來聚合，以在溶劑中形成不可溶聚合物基質。在一些情況下，在聚合步驟後，溶劑可能仍包括一些可聚合材料，儘管係在較低濃度。接下來，將溶劑藉由使溶液乾燥或蒸發來移除，從而生成第一聚合基質，其包括分散於聚合物黏合劑中之互連通道的網絡。可選地，第一聚合基質包括分散於該第一聚合基質中之複數個粒子。如果使用，則粒子係接合於第一聚合基質內，其中接合可係物理或化學的。
在某些實施例中，以聚合膜之總體積計，第一材料於第一聚合層中之存在量係至少35vol-%。在某些實施例中，以聚合膜之總體積計，第一材料於第一聚合層中之存在量係至多90vol-%。
本揭露之聚合膜可利用第一材料內之孔隙及通道的網絡作為「主體」(其可以第二材料完全或甚至部分填充)而製成。第二材料具有與第一材料之折射率不匹配的折射率。一般而言，第一材料與第二材料之間的折射率差係至少0.01單位。在孔隙及通道以聚合材料完全填充的情況下，第一聚合「主體」相之原有「空氣空隙」會由「客體」聚合相所置換。所得本揭露聚合膜之光學性質可由第一聚合材料(n1)與第二(n2)聚合材料之間的折射率差及這兩個互混材料之獨特形態來決定。
在某些實施例中，孔隙及通道的網絡係以空氣填充。在某些實施例中，孔隙及通道的網絡係以第二聚合材料及可選地粒子填充。在某些實施例中，孔隙及通道的網絡係以空氣與第二聚合材料(可選地與粒子混合)之混合物填充。空氣、第二聚合材料(可選地與粒子混合)、或其混合物在本文中稱為第二材料，並且經該第二材料填充之複數個互連孔隙及通道在本文中稱為第二互連區域。
因此，在本文中第一材料界定第一聚合物區域，該區域包括具有n1之折射率的第一材料。第二互連區域(包括具有n2之折射率的第二材料)在第一材料內形成互穿網絡。
如果第二材料包括聚合材料，則第二聚合材料包括選自下列者之群組的有機聚合物：丙烯酸酯、聚烯烴、聚胺甲酸酯、聚矽氧、聚酯、及其組合。粒子亦可與第二聚合材料混合以控制折射率。在某些實施例中，粒子係奈米粒子，可選地係經表面改質之奈米粒子。此等粒子之實例包括TiO2、ZrO2、SnO2、以及一些混合金屬氧化物，諸如HX-305M5，其係SnO2/ZrO2/SbO2之混合物，由Nissan Chemical America,Houston,TX所製造。此等粒子之實例係揭示於例如美國專利第8,343,622號(Liu等人)。以第二材料之總體積計，粒子於第二材料中之量可係至多80vol-%。
如果第二材料包括聚合材料，則以聚合膜之總體積計，此聚合材料於聚合膜中之存在量一般係至少10vol-%。如果第二材料包括聚合材料，則以聚合膜之總體積計，此聚合材料於聚合膜中之存在量一般係至多65vol-%。
(第一聚合物區域之)第一材料具有n1之折射率。(第二互連區域之)第二材料具有n2之折射率。這些區域之材料經選擇以使得n1不同於n2。在某些實施例中，n1與n2之差係至少0.01單位。在某些實施例中，n1與n2之差係至少0.02單位、或至少0.03單位、或至少0.04單位、或至少0.05單位、或至少0.1單位。在某些實施例中，n1與n2之差係至多0.5單位，在某些實施例中，n1係在n2之0.5單位內，n1係在n2之0.4單位內，n1係在n2之0.3單位內，n1係在n2之0.2單位內，或n1係在n2之0.1單位內。在此上下文中，「在...內」意指差在高於或低於0.5單位(或0.4單位、或0.3單位、或0.2單位、或0.1單位)以內。
在某些實施例中，第一聚合層係本揭露之聚合膜的唯一聚合層。在某些實施例中，第一聚合層係本揭露之聚合膜的二或更多個聚合層中之一者。在某些實施例中，第一聚合層係本揭露之聚合膜的二個聚合層中之一者。
如圖1中所示，在某些實施例中，聚合膜1包括具有兩個主表面3及4之聚合層2，其中聚合層2包括第一聚合物區域5，其包括具有n1之折射率的第一材料；第二區域，其包含在第一聚合物區域5內之互連孔隙及通道6的網絡，其係以具有n2之折射率的第二材料填充。互連孔隙及通道6內之第二材料可係空氣、聚合材料、或其組合。
在某些實施例中，本揭露之聚合膜包括第二聚合層，其係設置於第一聚合層之一個或兩個主表面上；其中該第二聚合層包含 具有折射率n3之第三聚合材料；其中該第一聚合材料及該第三聚合材料係相同或不同。
如圖2中所示，在某些實施例中，本揭露之聚合膜7包括設置於第一聚合層2之一個主表面3上的第二聚合層8，該第一聚合層包括第一聚合物區域5。第二聚合層8包括第三聚合材料。(區域5之)第一聚合材料及(層8)之第三聚合材料可係相同或不同。替代地，第三聚合材料(或層8)可相同於互連孔隙及通道6的網絡內之第二聚合材料。
如果第二材料包括空氣，則第一及第二材料之互混網絡形成多孔結構。第二聚合層8(圖2)形成加蓋層，其中加蓋層之第三聚合材料未穿入或僅部分穿入多孔結構之一部分。在某些實施例中，第三聚合材料包括選自下列者之群組的有機聚合物：丙烯酸酯、聚烯烴、聚胺甲酸酯、聚矽氧、聚酯、及其組合。
在某些實施例中，第一及第三聚合材料係不同的，使得n1不同於n3。在某些實施例中，n1與n3之差係至少0.05單位。在某些實施例中，n1與n3之差係至多0.5單位，在某些實施例中，n1係在n3之0.5單位內，n1係在n3之0.4單位內，n1係在n3之0.3單位內，n1係在n3之0.2單位內，或n1係在n3之0.1單位內。在此上下文中，「在...內」意指差在高於或低於0.5單位(或0.4單位、或0.3單位、或0.2單位、或0.1單位)以內。
在某些實施例中，第二或第三聚合材料之至少一者係黏著劑材料。在某些實施例中，第二及第三聚合材料之各者係黏著劑材料。
在某些實施例中，聚合膜之第一(可能為僅有的)聚合材料具有至少500奈米微米(micron或μm)之厚度。在某些實施例中，聚合膜之第一(可能為僅有的)聚合層具有至多至多25微米、或至多15微米、或至多5微米、或至多1微米之厚度。
在某些實施例中，第二聚合材料可部分填充第一材料內之孔隙及通道，或者完全填充第一材料內之孔隙及通道，並且可選地具有過量的第二聚合層在經填充互混層(層2，圖2)之頂部。此過量的第二聚合層(例如，層8，圖2)並沒有厚度上限，然而在某些實施例中，其可係至多1毫米(mm)厚。
在某些實施例中，整體聚合膜具有至少1微米之厚度。在某些實施例中，整體聚合膜具有至多15微米、至多25微米、至多50微米、或甚至超過100微米之厚度。
本揭露之聚合膜具有下列特性：至少80%(較佳地至少85%、或更佳地至少90%)之清晰度；至少85%(較佳地至少90%)之可見光透射率；15%至80%(較佳地20%至80%、更佳地30%至70%、且甚至更佳地30%至50%)之主體霧度。在某些實施例中，本揭露之聚合膜具有在整個聚合膜上不大於12%(較佳地小於10%、或更佳地小於8%)之正規化微霧度不均勻性。
因此，此等膜可用於顯示裝置中，尤其是包括有機發光二極體顯示面板之裝置。其等可作用為具有受控局部均勻性之極適度光學漫射器。清晰度、透射率、及主體霧度可使用Haze Gard Plus(來自BYK Gardner,Columbia,MD)測得，其會回報來自聚合膜之18毫米(mm)孔徑之取樣光束的測量值，如實例一節中所述。
像素化顯示器的視覺感知品質在顯示器像素的長度尺度級要求受控制霧度對空間分布的特定均勻性。高於顯示器像素之長度尺度級的霧度不均勻性能導致像素模糊或所謂的閃耀點。此品質可藉由微霧度均勻性測量(實例一節中所述之光學性質測試方法：微霧度均勻性)之手段來測得，其提供來自照射樣本幾十微米區域之取樣光束的測量值。在此測量中，以具有子像素尺寸的光學探針掃描聚合膜表面，而在經測量微霧度等級中測量標準偏差。此微霧度測量技術允許針對與人類視覺感知之峰對應的空間頻率之樣本分析(亦即，針對一般觀看距離，在每毫米1至5線之範圍中的空間頻率)。微霧度測量允許在顯示器像素尺寸的大小尺度上檢查大小尺度變化。相比而言，習知霧度測量系統針對每個測量分析大面積的光學膜，且不能區別像素化顯示器的臨界長度尺度上的視覺感知差異。
本揭露之聚合膜可顯著改進與OLED顯示器之視角有關之顏色變化的已知問題。此問題通常稱為斜角色偏(off-angle color shift)、或角度顏色不均勻性，並且本文中針對該問題所述之解決方案稱為廣視角色彩(WVC)校正。因此，本揭露之聚合膜在本文中係稱為廣視角色彩(WVC)校正膜或WVC校正聚合膜。
WVC校正聚合膜不只顯著改善角度顏色均勻性，其也與圓偏振器相容，維持亮度及視角，並且不會明顯引進視覺缺陷，諸如常見之像素模糊或局部散射異常(稱為「閃耀點(sparkle)」)。該聚合膜之像素模糊在顯微鏡下僅稍微可見，有可忽略之光暈入鄰近像素中，所以基本上維持了顯示器像素之視覺外觀。
相當有意義的是，聚合膜會控制光漫射，並顯著改善OLED顯示器之角度顏色均勻性，此係藉由控制粒子與聚合基質之間的折射率差、粒子之大小及裝載量、聚合膜之厚度、及聚合膜之第一聚合層與顯示器之間的距離。聚合膜之第一聚合層與發射式顯示器平面之間的距離愈大，非所欲的像素模糊會增加得愈多。像素大小愈小，聚合膜之第一聚合層與顯示器平面應該要愈靠近。並且，隨著距離增加，對比度會變得非所欲地低。因為這兩個因素，所欲的是使聚合膜之第一聚合層與發射式顯示器平面之間的距離最小化。就一個例子而言，針對具有50微米之典型像素間距的市售可得手持裝置，聚合膜之第一聚合層與發射式顯示器平面距離之間的距離較佳地應小於150微米。就另一例子而言，具有500微米之典型像素間距的大型顯示監視器，聚合膜之第一聚合層與發射式顯示器平面之間的距離較佳地應小於1500微米。大致上，聚合膜之第一聚合層與發射式顯示器平面之間的距離係所欲地小於顯示器之像素間距尺寸的3倍。第一聚合層至顯示器平面的距離更小係甚至更佳的。在一些實施例中，聚合膜之第一聚合層與發射式顯示器平面之間的距離係所欲地小於顯示器之像素間距尺寸的2倍。在其他實施例中，聚合膜之第一聚合層與發射 式顯示器平面之間的距離係所欲地小於顯示器之像素間距尺寸。聚合膜不會明顯影響主要性能特性，包括亮度、圓偏振器相容性、及視角。並且重要的是，可顯著降低像素模糊。
聚合材料
可將廣泛各式聚合物使用於本揭露之聚合膜的聚合材料中。用於聚合材料之例示性聚合物包括聚矽氧、丙烯酸酯、聚胺甲酸酯、聚酯、及聚烯烴。
在某些實施例中，聚合材料可選自單相聚合物或具有多相形態之聚合物。多相形態可在聚合物基質之選擇中固有的，諸如例如具有非晶及結晶域兩者之半結晶聚合物，或者可由於聚合物摻合物所致。替代地，多相形態可在聚合物基質之乾燥或固化期間出現。具有多相形態之有用聚合物基質包括其中各相具有相同折射率者、或者其中折射率不匹配但分散相之域大小不超出分散於聚合物基質中之粒子的大小者。
在某些實施例中，聚合材料係黏著劑材料。在某些實施例中，至少一種黏著劑材料包括光學清透黏著劑(OCA)。在某些實施例中，光學清透黏著劑係選自丙烯酸酯、聚胺甲酸酯、聚烯烴(諸如聚異丁烯(PIB))、聚矽氧、或其組合。說明性OCA包括國際專利公開案第WO 2008/128073號(3M Innovative Property Co.)中關於抗靜電光學清透壓敏性黏著劑所述者、及第WO 2009/089137號(Sherman等人)中關於拉伸離型OCA所述者、美國專利申請公開案第US 2009/0087629號(Everaerts等人)中關於氧化銦錫相容OCA所述者、第US 2010/0028564號(Cheng等人)中關於具有光學透射黏著劑之抗靜電光學構造所述者、第US 2010/0040842號(Everaerts等人)中關於與腐蝕敏感性層相容之黏著劑所述者、第US 2011/0126968號(Dolezal等人)中關於光學清透拉伸離型黏著劑膠帶所述者、及美國專利第8,557,378號(Yamanaka等人)中關於拉伸離型黏著劑膠帶所述者。合適OCA包括丙烯酸光學清透壓敏黏著劑，諸如，例如，可購自3M Company,St.Paul,MN之3M OCA 8146。
在某些實施例中，雙層產物構造(參見例如，圖2)可包括一個具有特定光學漫射性質之層(圖2中之層2)及為光學清透黏著劑之第二層(圖2中之層8)。形成雙層產物構造的一些效益會是提供改善之黏著劑性質，諸如剝離強度、強韌性、塗層完整性等。在雙層產物係併入OLED顯示裝置中的情況下，光學漫射層(圖2中之兩層系統的層2)較佳地係面向OLED發射式顯示器平面(例如，圖3中之主動矩陣有機發光二極體面板10)，並且在構造容許範圍內儘可能靠近該平面放置。為了有最佳性能，包括對比度及像素模糊之最小化等，光學漫射層較佳地會是與一或多個OLED封裝層(例如，圖3中之第一黏著劑膜12上的障壁膜14)直接接觸。如果不是直接接觸，性能可能會隨著漫射層與發射平面之間的距離增加而劣化。
顯示裝置
在某些實施例中，本揭露之顯示裝置包括：有機發光二極體面板，其具有包括一或多個黏著劑膜之多層構造；及如本文中所述之聚合膜，其併入有機發光二極體面板之多層構造內。在此上下文中，在某些實施例中，「併入多層構造內(incorporated within the multi-layer construction)」意指本揭露之聚合膜取代了多層構造之一或多個黏著劑膜(例如，光學清透黏著劑膜)，尤其是如果聚合膜包括黏著劑基質。在此上下文中，在某些實施例中，「併入多層構造內」意指本揭露之聚合膜係併入多層構造之一或多個黏著劑膜(例如，光學清透黏著劑膜)內，尤其是如果聚合膜本身不包括黏著劑基質。
在某些實施例中，顯示裝置包括：有機發光二極體面板，其具有包括一或多個黏著劑膜之多層構造；及聚合膜，其併入該有機發光二極體面板之該多層構造內。在此等實施例中，聚合膜包括具有兩個主表面之第一聚合層，其中該第一聚合層包括：第一聚合物區域，其包括具有n1之折射率的第一材料；第二區域，其包含在該第一聚合物區域內之互連孔隙及通道的網絡；其中該等通道包含具有n2之折射率的第二材料；其中n1不同於n2。
在此等實施例中，n1不同於n2。在此等實施例中，n1與n2之差係至少0.01單位。在一些實施例中，n1與n2之差係至少0.02單位、或至少0.03單位、或至少0.04單位、或至少0.05單位、或至少0.1單位。在此等實施例中，n1與n2之差係至多0.5單位。在一些實施例中，n1係在n2之0.5單位內，n1係在n2之0.4單位內，n1係在n2之0.3單位內，n1係在n2之0.2單位內，或n1係在n2之0.1單位 內。在此上下文中，「在...內」意指差在高於或低於0.5單位(或0.4單位、或0.3單位、或0.2單位、或0.1單位)以內。
相當有意義的是，在某些實施例中，相較於包括非漫射性光學清透黏著劑代替聚合膜之顯示裝置的離軸色偏，包括本揭露之聚合膜的顯示裝置具有至少5%較佳(或至少10%較佳、或至少20%較佳、或至少30%較佳)之離軸色偏(0至45°)。在某些實施例中，相較於包括非漫射性光學清透黏著劑代替聚合膜之顯示裝置的離軸色偏，包括本揭露之聚合膜的顯示裝置具有至少5%較佳(或至少10%較佳、或至少20%較佳、或至少30%較佳)之離軸色偏(0至60°)。在此上下文中，「非漫射性(non-diffusive)」光學清透黏著劑係指不含任何光散射粒子或區域之黏著劑。此一黏著劑一般具有小於0.5%之主體霧度。
本揭露之顯示裝置可係可撓的或剛性的。可併入本揭露之聚合膜的OLED顯示器實例係描述於美國專利公開案第US 2016/0001521號(Tanaka等人)、第US 2014/0299844號(You等人)、及第US 2016/0155967號(Lee等人)中。
例示性裝置包括具有多層構造之有機發光二極體面板，其如圖3中所示包括主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)面板10；第一黏著劑膜12，其設置於主動矩陣有機發光二極體面板10上；障壁膜14，其設置於第一黏著劑膜12上；第二黏著劑膜16，其設置於障壁膜14；圓偏振器18，其設置於第二黏著劑膜16上；第三黏著劑膜20，其設置於圓偏振器18上；觸控面板22，其設置於第三黏著劑膜 20上；第四黏著劑膜24，其設置於觸控面板22上；及覆蓋窗26，其設置於第四黏著劑膜24上。在某些實施例中，第一黏著劑膜12包括具有良好障壁性質之黏著劑，像是聚異丁烯。在某些實施例中，障壁膜14係習知無機/有機多層障壁膜。
圖3之顯示裝置僅係各種多層構造的示例。在某些實施例中，障壁膜14例如係併入AMOLED面板10中。在某些實施例中，第一黏著劑膜12及障壁膜14組合形成針對水分及氧氣之障壁。在某些實施例中，觸控面板22係併入AMOLED面板10中。
在某些多層構造中，本揭露之聚合膜包括至少一個黏著劑基質。在此等實施例中，此聚合膜可係第一黏著劑膜12(圖3)。在某些多層構造中，本揭露之聚合膜不包括黏著劑基質。在此等實施例中，此聚合膜可併入第一黏著劑膜12(圖3)內。
在某些實施例中，第二、第三、及/或第四黏著劑膜(圖3之16、20、24)包括本揭露之聚合膜，或由本揭露之聚合膜所取代。在某些實施例中，第三及/或第四黏著劑膜(圖3之20、24)包括本揭露之聚合膜，或由本揭露之聚合膜所取代。
圖3中所示之不包括聚合膜之多層構造的黏著劑膜包括如上所述之光學清透黏著劑。在某些實施例中，第一黏著劑膜12一般會對於水分及氧氣具有一些障壁性質。
在某些實施例中，主動矩陣有機發光二極體面板(圖3之10)包括有機電致發光層。舉例而言，例示性主動矩陣有機發光二極體面板(AMOLED面板)係示於圖4中，並且包括驅動基材101 (其中配置有驅動裝置陣列，例如薄膜電晶體(TFT)陣列)、有機電致發光層102、陰極電極層103、及封裝層104。可將濾色器層(未圖示)進一步配置於有機電致發光層102與封裝層104之間。反射層105用於將光反射向封裝層104，亦即反射向發光表面106，該反射層可提供於驅動基材101下方。因為AMOLED面板係自發射式顯示器面板(其中有機電致發光層102藉由使用驅動信號來產生光)，另外的光源(例如，背光)可能不是必要的。
在某些實施例中，障壁膜(圖3之14)包括光學基材，諸如COP(環烯烴聚合物)或PET(聚對苯二甲酸乙二酯)，其用形成氧氣及水分障壁之交替有機/無機材料層塗佈而成。無機材料之實例包括二氧化矽、氧化鋁、碳化矽、及氮化矽。實例包括經固化三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯及二氧化矽交替層)。有機層一般係高度交聯之丙烯酸材料。
例示性圓偏振器(圖3之18)係示於圖5中，其係根據例示性實施例之圓偏振器200的剖面圖。參照圖3，圓偏振器200可包括線性偏振器202、支撐線性偏振器202之上支撐板203和下支撐板201、及四分之一波(λ/4)相板(quarter wave(λ/4)phase plate)204。線性偏振器202可例如係聚乙烯醇(PVA)膜。上支撐板203和下支撐板201可例如係三乙醯基纖維素(TAC)膜。λ/4相板204可藉由使用OCA層來黏著至下支撐板201。例示性實施例不限於這些類型。線性偏振器202會線性偏振外部光L1。λ/4相板204會圓形偏振經線性偏振之光並線性偏振經圓形偏振之光。
在某些實施例中，觸控面板(圖3之22)包括經組態以透射光之基底基材及經組態以接收觸控輸入之觸控電極層。舉例而言，圖6係觸控面板300之剖面圖，其係根據例示性實施例之電容式觸控面板。觸控面板300係接收使用者輸入之操控單元。電阻式觸控面板或電容式觸控面板係用於行動裝置中。參照圖6，觸控面板300可包括基底基材301(其係光透射基底基材)及觸控電極層305(其係光透射觸控電極層)。觸控電極層305可包括第一和第二電極層302和304、及設置於第一與第二電極層302和304之間的介電層303。
第一電極層302可藉由形成為圖案化薄膜導電金屬(諸如氧化銦錫(ITO))、銅金屬網線、或銀奈米線於基底基材301上來形成，此係藉由使用真空沉積、濺鍍、或電鍍等。介電層303可形成於第一電極層302上，且第二電極層304可藉由形成為圖案化薄膜導電金屬於介電層303上來形成，此係藉由使用真空沉積、濺鍍、或電鍍等。舉例而言，第一電極層302可包括複數個水平電極，且第二電極層304可包括複數個垂直電極。觸控元(touch cell)係形成在水平電極與垂直電極之間的交叉處。水平電極可例如係驅動電極，且垂直電極可例如係接收電極。當觸控物體(例如，使用者的手或觸控筆，例如觸控筆(stylus))接近或接觸觸控面板300時，觸控元的電容會發生變化。當觸控事件發生時，觸控元之位置可藉由偵查電容變化來偵測。並且，觸控面板300可形成為使得第一及第二電極層302及304係分別形成於基底基材301之頂部表面及底部表面上。並且，觸控面板 300可形成為使得兩個基材(電極層形成於其上)係彼此接合。觸控面板300可製造為可彎曲光透射膜。
在某些實施例中，覆蓋窗(圖3之26)包括彎曲部分及/或平直部分。覆蓋窗可由選自玻璃或光學清透塑膠之材料製成。覆蓋窗可讓顯示在OLED面板上之影像能夠穿過覆蓋窗被看見，並且可保護OLED面板免受外部衝擊。因此，覆蓋窗係由一或多種透明材料製成。覆蓋窗可由剛性材料製成，例如玻璃或塑膠，諸如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。覆蓋窗可由可撓材料形成，例如塑膠，諸如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
例示性實施例
實施例1係一種顯示裝置，其包括：有機發光二極體面板，其具有包括一或多個黏著劑膜之多層構造；及聚合膜，其併入該有機發光二極體面板之該多層構造內。該聚合膜包括：具有兩個主表面之第一聚合層。該第一聚合層包括：第一聚合物區域，其包括具有n1之折射率的第一材料；第二區域，其包含在該第一聚合物區域內之互連孔隙及通道的網絡；其中該第二區域包括具有n2之折射率的第二材料；且其中n1不同於n2。該第一材料包括第一彈性聚合材料及可選的粒子。該第二材料包括：第二聚合材料及可選的粒子；及/或空氣。該聚合膜具有：至少90%之清晰度；至少80%之可見光透射率；及25%至80%之主體霧度。
實施例2係實施例1之顯示裝置，其中該聚合膜具有在整個該聚合膜上不大於12%之正規化微霧度不均勻性。
實施例3係實施例1或2之顯示裝置，其中該聚合膜具有至少1微米之厚度。
實施例4係實施例1至3中任一者之顯示裝置，其中該聚合膜具有至多50微米之厚度。
實施例5係實施例1至4中任一者之顯示裝置，其中n1與n2之間的差係至少0.01單位。
實施例6係實施例1至5中任一者之顯示裝置，其中以該聚合膜之總體積計，該第一彈性聚合材料之存在量係至少35vol-%。
實施例7係實施例1至6中任一者之顯示裝置，其中以該聚合膜之總體積計，該第一彈性聚合材料之存在量係至多90vol-%。
實施例8係實施例1至7中任一者之顯示裝置，其中該第一彈性聚合材料係多官能單體、寡聚物、及可選的經表面改質之奈米粒子之固化產物。
實施例9係實施例1至8中任一者之顯示裝置，其中該第二材料係聚合材料。
實施例10係實施例9之顯示裝置，其中以該聚合膜之總體積計，該第二聚合材料之存在量係至少10vol-%。
實施例11係實施例9或10之顯示裝置，其中以該聚合膜之總體積計，該第二聚合材料之存在量係至多65vol-%。
實施例12係實施例9至11中任一者之顯示裝置，其中該第二聚合材料包含選自下列者之群組的有機聚合物：丙烯酸酯、聚烯烴、聚胺甲酸酯、聚矽氧、聚酯、及其組合。
實施例13係實施例9至12中任一者之顯示裝置，其中該第二材料包含粒子。
實施例14係實施例1至13中任一者之顯示裝置，其中該第一材料包含粒子。
實施例15係實施例13或14之顯示裝置，其中該等粒子包含無機奈米粒子。
實施例16係實施例15之顯示裝置，其中該等無機粒子係選自ZrO2、SiO2、TiO2、SnO2、及其組合之群組。
實施例17係實施例1至8中任一者之顯示裝置，其中該第二材料包含空氣。
實施例18係實施例1至17中任一者之顯示裝置，其包含包含互連孔隙及通道的網絡之該第二區域的體積分率係至少10%。
實施例19係實施例1至18中任一者之顯示裝置，其中互連孔隙及通道之該網絡所擁有之角度平均散射性質類似於大小小於2微米之散射粒子。
實施例20係實施例1至19中任一者之顯示裝置，其中該聚合膜進一步包含設置於該第一聚合層之一個或兩個主表面上的第 二聚合層；其中該第二聚合層包含具有折射率n3之第三聚合材料；其中該第一聚合材料及該第三聚合材料係相同或不同。
實施例21係實施例20之顯示裝置，其中該第二聚合材料及/或該第三聚合材料係黏著劑。
實施例22係實施例21之顯示裝置，其中該黏著劑係光學清透黏著劑。
實施例23係實施例19至22中任一者之顯示裝置，其中該第一材料及第二材料形成多孔結構，並且該第二聚合層係加蓋層，其中該加蓋層未穿入或僅部分穿入該多孔結構之一部分。
實施例24係實施例23之顯示裝置，其中該加蓋層包含相同於該第一非黏著劑聚合材料之第三聚合材料。
實例
本發明之目的與優點將以下列實例進一步闡述，然而在這些實例中所引述之特定材料與用量以及其他的條件及細節，皆不應被視為對本發明之過度限制。這些實例僅用於闡釋之目的，並非意圖限制隨附申請專利範圍之範疇。
材料
測試方法 光學性質測試方法：主體霧度、透射率、清晰度、及折射率
包括透射率、主體霧度、及清晰度值之基本光學性質係使用Haze-Guard Plus霧度計(市售可得自BYK-Gardner,Columbia,MD)來測量。這些膜之折射率係使用Metricon Model 2010 Prism Coupler(可購自Metricon Corp.,Pennington,NJ)來測量。此儀器會 用相當大區域之光束(18毫米(mm)直徑)來對光學膜取樣，以取得相當大顯示表面區域上的平均值。
光學性質測試方法：微霧度均勻性
可藉由將探測光束聚焦在該樣本的該表面上使得經聚焦光點在例如約10微米或更小而在小橫向尺度上測量霧度。此查詢小面積之樣本的方法在本文中稱為微霧度。該微霧度測量技術允許針對與人類視覺感知之峰對應且在顯示器像素的長度尺度上之空間頻率的樣本分析。標準霧度測量系統分析大面積的光學膜，且不顯示在像素化顯示器之臨界長度尺度的差異。
用來判定聚合光學膜之微霧度的微散射測量系統係示於圖7。參照圖7，微散射測量系統1100包括雷射光源1101(獲自Melles Griot,Carlsbad,CA，型號85-GCB-020，532nm 20mW DPSS雷射)、截光器(用於截斷光束)1111(獲自Newport Corporation,Irvine,CA，商標名稱為「NEW FOCUS 3501 OPTICAL CHOPPER」)、光束分光器1113(獲自Newport Corporation，商標名稱為「UV FUSED SILICA METALLIC NEUTRAL DENSITY FILTER FQR-ND01」)、第二光偵測器1112(獲自Newport Corporation，商標名稱為「NEW FOCUS LARGE-AREA PHOTORECEIVER」，型號2031)、搭配準直透鏡消色差雙重透鏡(1吋直徑，50.8mm焦距，獲自Newport Corporation，商標名稱為「PAC040」)使用之光束擴展空間濾波器(過濾及擴展光束)1114(獲自Newport Corporation，商標 名稱為「COMPACT FIVE-AXIS SPATIAL FILTER MODEL 910A」)、聚焦透鏡1103(獲自Newport Corporation，商標名稱為「PAC058 ACHROMATIC DOUBLET」(1吋直徑，150mm焦距))、樣本固持器1105(彈簧壓緊式架(獲自Newport Corporation，商標名稱為「M-PPF50」))、待測試樣本1130、可變孔徑1107(獲自Newport Corporation，商標名稱為「COMPACT ADJUSTABLE WIDTH SLIT M-SV-0.5」)、在平行於地面的平面上可繞著共心點1108從至少-90°旋轉(1106)至90°及在正交平面上繞著相同的共心點1108旋轉-45°至45°的第一光偵測器1109(獲自Newport Corporation，商標名稱為「NEW FOCUS LARGE-AREA PHOTO RECEIVER」，型號2031)。
微散射測量系統的其他組件包括一線性平移台(獲自Newport Corporation，商標名稱為「MFA-1C」)、偵測器台(獲自Newport Corporation，商標名稱為「ROTATION STAGE RV350PE」)、測角台(獲自Newport Corporation，商標名稱為「GONIOMETRIC STAGE BGM 160 PE」)、台驅動器(用於樣本台及偵測器台(獲自Newport Corporation，商標名稱為「UNIVERSAL MOTION CONTROLLER ESP300」))、及偵測電子產品(獲自National Instruments,Austin,TX，商標名稱為「ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER NI 9215,CDAQ 9172 CHASSIS」)。
當光源1101經賦能時，光束1102通過聚焦透鏡1103並藉由該聚焦透鏡聚焦為聚焦在共心點1108之具有10-微米光點直徑 的光點。該經聚焦光在焦點1104後發散。發散光在接觸第一光偵測器1109前通過孔徑1107。樣本固持器1105在正交於入射光束1102的平面上平移。光束分光器1113用於將光束1102分裂至第二光偵測器1112。光束分光器1113將約90%的光束1102透射朝向聚焦元件1103，並將約10%的光束1102反射朝向第二偵測器1112。第二偵測器1112用於監測來自光源1101的光束1102之強度的變化。來自第一偵測器1109的信號除以來自第二偵測器1112的信號，以計算光束1102之強度的變化。
在操作期間，樣本固持器1105平移使得樣本固持器1105的一部分留在共心點1108，並繞著共心點1108旋轉。
在操作期間，第一光偵測器1109繞著共心點1108旋轉(1106)並收集由通過孔徑1107至第一光偵測器1109上的散射光產生的資料。
使用532奈米(nm)的探測波長以藉由使用其使用艾瑞盤(Airy disc)的直徑之154mm焦距透鏡獲得大約10微米的經聚焦光點直徑(光點直徑=2.44×波長×焦距/光束直徑)。
樣本經受相對於經聚焦光點的物理掃描，以橫跨膜表面進行測量並蒐集微霧度均勻性的統計。針對第一光偵測器相關於沿線方向的各角度位置，測量依據橫跨樣本之位置而變化的透射通過樣本的光。各橫向位置的測量花費1秒鐘。以此方式，獲得樣本上之各橫向關注位置的散射光的角度譜。在各角度測量位置由第一光偵測器對向的角度在測量平面上係0.2°且以0.85°法向於測量平面。從這些角度 散射光強度，計算與定向光束(以與原始入射光束之會聚角度相同的角度從經聚焦光點發散的光束)成比例的光強度及與散射光束成比例的光強度。定向光束測量包括在0°與5.8°之間的光(在定向光束的光軸與邊緣之間的角度，藉由測量不具有就位之樣本的光束而判定)。散射光束測量包括在5.8°至15.8°之間投影的光(代表從定向光束散射出至相鄰於定向光束之前10°中的光)。從這兩個值，計算分率微霧度。將此界定為散射光束強度對散射加透射定向光束之和的比率。以此方式正規化使來自微霧度計算的吸收及前表面反射的效應無效。
在測量期間，光束以約2.04kHz受物理截斷，並使用鎖頻放大器測量經偵測信號及來源雷射強度二者。此截斷頻率在光偵測器的低雜訊及平坦頻率回應範圍中。鎖頻偵測實現多於4個數量級的強度測量，當產生低霧度樣本的測量時，其係有幫助的，其中在定向光束及散射光束的強度上有大差異。將微霧度均勻性界定為分數微霧度的標準偏差除以平均分率微霧度測量自身。以此方式，微霧度均勻性度量在功能上係雜訊對信號比。
OLED色偏測試方法
強腔OLED裝置(經常用於行動電話中)之角度顏色會隨著視角增加而具有藍移(blue shift)。這效應經常稱為斜角色偏或角度顏色不均勻性。Samsung S5行動電話在三(3)個所選視角下的光譜係示於圖8。光譜顯示三(3)個光譜峰。雖然整體光譜展現出隨著視角增加而向較短波長偏移之明顯趨勢，許多其他光譜參數亦有所變化- 三個不同峰之光譜權重有所改變，並且各光譜峰之相對偏移彼此不同。
作為斜角色偏之品質因數(figure of merit)，其通常表示來自CIE(國際照明委員會)色坐標之對應偏移的色偏。CIE色座標(u,v)係針對差異化角度之量度方式，並且用於色偏之度量可由△_u’v’表示，如方程式A中所示。
△_u’v’={[u’(θ)-u’(0)]^2+[v’(θ)-v’(0)]^2}^0.5； (A)用於OLED色偏之樣本測量方法利用Samsung S5 OLED行動電話；使用相同的Samsung S5作為各個漫射黏著劑樣本之測試平台以供比較。適度漫射聚合膜的一個預期用途是用以併入OLED層中，較佳的是直接在OLED像素上方或TFE層(薄膜封裝)上方。然而針對此測試，將對緊鄰OLED裝置總成放置但位於其外之聚合膜樣本進行色偏及亮度測量視為等效的。更具體而言，將樣本放在觸控面板顯示器正上方。
在將樣本固定至OLED裝置總成上後，接著將空白影像顯示在OLED螢幕上。接下來，將OLED面板總成固定在旋轉台上，以使得能夠相對於測量光譜儀進行角度調整。針對此測試系統，使用PR650光譜儀(PhotoResearch Inc.,Syracuse,NY)以每次增加5度之旋轉角度來測量測試總成之顏色及發光強度。
針對此評估中之各樣本，將具有廣視角色彩(WVC)校正聚合膜之OLED裝置的角度色偏(△_u’v’)繪圖，並且與沒有WVC校 正聚合膜之相同OLED(對照)比較。例示性圖係示於圖6。WVC校正聚合膜有助於實質上降低OLED裝置之角度色偏。0至45度內之最大色偏從△_u’v’=0.012(對照)降至△_u’v’=0.07(具有聚合膜)，代表降低了40%。
用於實例之組分材料的製備 經表面改質之ZrO 2 奈米粒子
將ZrO2溶膠(33.6wt-%)之200克樣本倒入1夸脫玻璃罐中。將1-甲氧基-2-丙醇(200克(g))、SILQUEST A-174(11.67g)、及甲基三甲氧矽烷(6.39g)倒入罐中並伴隨攪拌。將罐加熱至85C歷時4.0小時(h)。
將去離子水(500g)及濃縮NH3/水(13.0g，在29% NH3下)倒入4升燒杯中。在約5分鐘內將以上分散液加入至燒杯，以獲得白色沉澱物。將固體經由真空過濾回收，然後用額外去離子水洗滌(2X 125g)。將潮濕固體分散於1-甲氧基-2-丙醇(529g)中。將所得分散液經由旋轉蒸發濃縮至223g。添加1-甲氧基-2-丙醇(123g)，然後將分散液濃縮至152.94g。添加1-甲氧基-2-丙醇(96g)，然後將分散液濃縮至178.76g。獲得所生成之半透明溶膠，其含有49.57wt-%固體。這些之後稱為經表面改質之ZrO2奈米粒子。
經表面改質之二氧化矽奈米粒子
在配備有冷凝器及溫度計之500-mL燒瓶中，在快速攪拌下將200g的MP4540M膠態溶液與200g的1-甲氧基-2-丙醇混合在一起。接著添加0.6g的SILQUEST A-174。將混合物加熱至80℃歷時16小時。接著添加額外1-甲氧基-2-丙醇之150g樣本。使所得的溶液冷卻至室溫。使用在60℃水浴下之旋轉蒸發器，將大部分水及1-甲氧基丙醇溶劑移除，從而生成47.16wt-%經A-174改質之440nm二氧化矽分散液於1-甲氧基-2-丙醇中。所得經表面改質之二氧化矽奈米粒子之後稱為經A-174改質MP4540M。
離型襯墊上之可轉移聚合物膜的製備
UA聚合物(聚胺甲酸酯丙烯酸酯溶液)合成係於樹脂反應容器中進行，該容器配備有機械攪拌器、冷凝器、熱電偶、及氮氣入口。添加下列：81.30g羥基封端之聚酯PH-56(羥基值係57mg KOH/g)、14.50g DMPA、及180.0g的MEK。將溶液加熱至75℃，接著伴隨攪拌添加下列：0.48g DBTDA及99.16g的HDI。將溫度進一步加熱至80±2℃，直到NCO含量達到理論NCO值，此係藉由標準二丁胺反滴定法來判定。一旦獲得理論NCO值，接著添加40.0g MEK及40.0g雙酚A-甲基丙烯酸環氧丙酯之混合物以使聚胺甲酸酯鏈伸長，然後讓其反應直到由FT-IR沒有觀測到游離NCO基。在反應期間，將70g的額外MEK添加至反應器中以稀釋系統。最後，獲得具有46%固體之澄清且透明的聚胺甲酸酯溶液。所測得之GPC數據係示於表6 (Mn=數量平均分子量；Mw=重量平均分子量；Mp=峰極大值處之莫耳質量；Mz=z平均分子量；Pd=多分散性)
在16盎司棕色罐中，添加236.8g的UA聚合物(於MEK中之46wt-%固體)、37.62g的CN104、1.72g的TPO(BASF)、及312g的MEK。將最終混合物放在滾筒上數小時以形成25wt-%固體塗佈溶液。
接著使用20.3cm(8吋)狹縫型模頭以5ft/min之線速及10cc/min之流速，將塗佈溶液施加於2密耳RF52N襯墊之離型側上。使塗層在200℉下乾燥，接著將2密耳RF02N襯墊層壓在塗層上。最後，使用Fusion System型號I600(Fusion UV Systems,Gaithersburg,MD)，使塗層透過RF02N襯墊固化。型號I600經組態有H型燈泡並在100%功率下操作。
儲備塗佈溶液
用於下列各實例之儲備塗佈溶液係製備如下：在攪拌下將以上製備之40g的經A-174改質之MP4540M、3.528g的SR 238、14.112g的SR444、196g的異丙醇、98.4g的1-甲氧基-2-丙 醇、0.022g的Irgacure 819、0.46g的Irgacure 184混合，以形成10%固體之均質溶液。
實例之製備 實例1：空氣填充之多孔膜
如上所述製備儲備塗佈溶液，接著使用1：2比例的1-甲氧基-2-丙醇/IPA將其進一步稀釋至5wt-%。將5wt-%溶液以3.3cm3/min之速率用注射器泵送至10.2cm(4吋)寬狹縫型塗佈模頭。狹縫塗佈模頭將10.2cm寬的塗層均勻分佈至以5ft/min移動之基材上。輸入基材係RF52N上之可撓性薄離型塗層，其中在塗佈模頭前先將RF02N剝除。針對對照樣本，使用2密耳Mitsubishi PET膜(3SAB)。
接下來，藉由以下使塗層聚合：使經塗佈基材通過UV-LED固化室，其包括石英窗以容許UV輻射通過。UV-LED組包括160個UV-LED之矩形陣列，縱幅8個乘以橫幅20個(大約覆蓋10.2cm x 20.4cm區域)。LED(可購自Cree,Inc.,Durham NC)在385nm之標稱波長下操作，並且在45伏特及3安培下運作。UV-LED陣列係藉由TENMA 72-6910(42V/10A)電源供應器(可購自Tenma,Springboro OH)供電及風扇冷卻。將UV-LED定位於固化室之石英窗上方，距離基材大約2.5cm。46.7UV-LED固化室係以46.7升/min(每小時100立方呎)之流速供應有氮氣流，從而導致固化室內有大約150ppm之氧氣濃度。
在以UV-LED進行聚合後，經固化塗層中之溶劑係藉由將經塗佈基材以5ft/min之帶材速度輸送至200℉之乾燥烘箱歷時2分鐘來移除。接下來，使用Fusion System型號I300P來使經乾燥塗層後固化，該型號經組態有H型燈泡(可購自Fusion UV Systems,Gaithersburg MD)，在100%功率下操作。UV Fusion室係供應有氮氣流，此導致室內有大約50ppm之氧氣濃度。
此塗佈導致空氣填充之多孔結構，其之後稱為實例1。
亦在沒有UV-LED輸入(0安培)的情況下製備對照塗層，此導致沒有空氣空隙之固體塗層，使用Metricon稜鏡偶合儀測得該固體塗層之RI為1.493，此代表多孔塗層之骨幹的折射率。
實例2：空氣填充之多孔膜
多孔塗層之製備類似於實例1，但是其係在6.6cc/min下以10ft/min之移動帶材、以及1安培的UV-LED功率進行塗佈。大致上，使用較低UV-LED暴露之塗佈結果給出孔隙度小於實例1之所得多孔塗層。塗層導致空氣填充之多孔結構，其之後稱為實例2。
實例3：具有基於ZrO 2 之高RI回填的奈米多孔塗層(手動塗敷) 基於ZrO 2之高折射率(RI)回填溶液I之製備：
在玻璃罐中，將15g的A174/經甲基改質之ZrO2奈米粒子(45.97wt-%)、0.345g的HR-6100(可商購自Miwon Chemical)、1.378g的M1192(可商購自Miwon Chemical)、0.09g 的TPO(可商購自BASF)、69.5g的異丙醇混合在一起，以形成均質高折射率(RI)塗佈溶液。針對折射率測量，使用7號繞線棒以手動塗敷方式將高RI回填溶液塗佈於PET膜上，在溶劑乾掉之後，使用在100%功率下操作之Fusion UV系統在N2中以30ft/min之帶速使塗層固化1趟。使用Metricon稜鏡偶合儀在632.8nm下測得RI為1.71。
針對實例3，使用此高折射率(RI)塗佈溶液來填充實例2之奈米多孔塗層。簡言之，使用7號繞線棒以手動塗敷方式將高RI塗佈溶液塗佈於奈米多孔塗層上，接著使用在100%功率下操作之Fusion UV在氮氣中以30ft/min之帶速使塗層固化1趟。所得經高RI填充之奈米多孔膜之後稱為實例3。針對實例3，高RI回填之折射率(1.71)與多孔塗層骨幹(1.493)之間的差係0.217。
實例4：具有基於ZrO 2 之高RI回填的奈米多孔塗層(10wt-%)
針對實例4，儲備塗佈溶液係在10wt-%下塗佈。將10% wt溶液塗佈於RF52N或3SAB上所攜載之可撓性薄塗層上，如先前所述。流速係6.6cm3/min，並且狹縫塗佈模頭將10.2cm寬的塗層均勻分佈至以10ft/min移動之基材上。接下來，藉由以下使塗層聚合：使經塗佈基材通過UV-LED固化室，其包括石英窗以容許UV輻射通過。LED(可購自Cree,Inc.,Durham NC)在385nm之標稱波長下操作，並且在45伏特及1.5安培下運作。在以UV-LED進行聚合後，使溶劑乾燥並且以與上述實例1相同之方式使塗層後固化，從而 生成高度漫射光學物品，其具有82.5%透射率、93%霧度、及85.9%清晰度。
接著用基於ZrO2之高RI回填溶液來披覆此多孔塗層，該回填溶液稍微不同於先前用於實例3之以手動塗敷方式所施加的高RI溶液。針對此實例，高RI塗佈溶液係根據美國專利第8,343,622B2號(Liu等人)之實例3的程序及材料來製備。在此情況下所製成之此高RI回填的RI當在632.8nm下測量時係1.69。
為了用高折射率回填溶液填充多孔結構，將15wt-%的基於ZrO2之回填溶液(上述)以注射器泵送至4吋寬的狹縫型塗佈模頭中，並且以8.2cm3/min之速率的流速在多孔塗層上分佈成均質10.2cm寬的塗層。針對此填充塗層，多孔基材以10呎/min移動。使塗層溶液在經過兩個設置在190F下之5碼長的烘箱之後乾燥。接下來，使用Fusion System型號I300P來使經乾燥塗層後固化，該型號經組態有H型燈泡(可購自Fusion UV Systems,Gaithersburg MD)，在100%功率下操作。UV Fusion室係供應有氮氣流，此導致室內有大約50ppm之氧氣濃度。
實例5：具有基於ZrO 2 之高RI回填的奈米多孔塗層(5wt-%)
針對實例5使用1：2比例的1-甲氧基-2-丙醇/IPA將儲備塗佈溶液稀釋至5wt-%。將5%wt溶液塗佈於RF52N或3SAB上所攜載之可撓性薄塗層上，如先前所述。如同實例4，流速係6.6cc/min cc/min，並且狹縫塗佈模頭將10.2cm寬的塗層均勻分佈至以 10ft/min移動之基材上。接下來，藉由以下使塗層聚合：使經塗佈基材通過UV-LED固化室，其包括石英窗以容許UV輻射通過。LED(可購自Cree,Inc.,Durham NC)在385nm之標稱波長下操作，並且在45伏特及1.5安培下運作。在以UV-LED進行聚合後，使溶劑乾燥並且以與上述實例1相同之方式使塗層後固化，從而生成高度漫射光學物品，其具有88.2%透射率、73.5%霧度、及90.2%清晰度。
接著用基於ZrO2之高RI回填溶液來披覆此多孔塗層，該回填溶液稍微不同於先前用於實例3之以手動塗敷方式所施加的高RI溶液。針對此實例，高RI塗佈溶液係根據美國專利第8,343,622B2號(Liu等人)之實例3的程序及材料來製備。在此情況下所製成之此高RI回填的RI當在632.8nm下測量時係1.69。
如同在實例4中，為了用高折射率回填溶液填充多孔結構，將15wt-%的基於ZrO2之回填溶液(上述)以注射器泵送至4吋寬的狹縫型塗佈模頭中，並且以8.2cm3/min之速率的流速在多孔塗層上分佈成均質10.2cm寬的塗層。針對此填充塗層，多孔基材以10呎/min移動。使塗層溶液在經過兩個設置在190F下之5碼長的烘箱之後乾燥。接下來，使用Fusion System型號I300P來使經乾燥塗層後固化，該型號經組態有H型燈泡(可購自Fusion UV Systems,Gaithersburg MD)，在100%功率下操作。UV Fusion室係供應有氮氣流，此導致室內有大約50ppm之氧氣濃度。
來自實例之測量結果 OLED測試
強腔OLED裝置(經常用於行動電話中)之角度顏色會隨著視角增加而具有藍移(blue shift)。這效應經常稱為斜角色偏或角度顏色不均勻性。Samsung S5行動電話在三(3)個所選視角下的光譜係示於圖8。光譜顯示三(3)個光譜峰。雖然整體光譜展現出隨著視角增加而向較短波長偏移之明顯趨勢，許多其他光譜參數亦有所變化-三個不同峰之光譜權重有所改變，並且各光譜峰之相對偏移彼此不同。
作為斜角色偏之品質因數(figure of merit)，其通常表示來自CIE(國際照明委員會)色坐標之對應偏移的色偏。CIE色座標(u,v)係針對差異化角度之量度方式，並且用於色偏之度量可由△_u’v’表示，如方程式A中所示。
△_u’v’={[u’(θ)-u’(0)]^2+[v’(θ)-v’(0)]^2}^0.5； (A)用於OLED色偏之樣本測量方法利用Samsung S5 OLED行動電話；使用相同的Samsung S5作為各個漫射黏著劑樣本之測試平台以供比較。適度漫射聚合膜的一個預期用途是用以併入OLED層中，較佳的是直接在OLED像素上方或TFE層(薄膜封裝)上方。然而針對此測試，將對緊鄰OLED裝置總成放置但位於其外之聚合膜樣本進行色偏及亮度測量視為等效的。更具體而言，將樣本放在觸控面板顯示器正上方。
在將樣本固定至OLED裝置總成上後，接著將空白影像顯示在OLED螢幕上。接下來，將OLED面板總成固定在旋轉台上，以使得能夠相對於測量光譜儀進行角度調整。針對此測試系統，使用PR650光譜儀(PhotoResearch Inc.,Syracuse,NY)以每次增加5度之旋轉角度來測量測試總成之顏色及發光強度。
針對此評估中之各樣本，將具有廣視角色彩(WVC)校正聚合膜之OLED裝置的角度色偏(△_u’v’)繪圖，並且與沒有WVC校正聚合膜之相同OLED(對照)比較。例示性圖係示於圖9，其將實例1及實例2空氣填充之多孔結構與對照作比較。WVC校正聚合膜有助於實質上降低OLED裝置之角度色偏。0至60度內之最大色偏從△_u’v’=0.015(對照)降至△_u’v’=0.010(具有聚合膜)，代表降低了33%。
如圖9中所示，WVC校正聚合膜(實例2：空氣填充之奈米多孔結構)亦顯著降低OLED裝置之彩色船。
我們亦研究了具有固體回填之膜。因為固體回填會減少材料中之折射率差，已經對程序進行微調，並且修改所得空氣-固體膜之性能，如下圖中所示。
實例2中所製成之多孔塗層係進一步用ZrO2回填塗佈。結果係示於以下圖10中(實例3高折射率填充之奈米多孔結構相較於對照膜)。顏色均勻性在大視角時已經有最明顯的改善。
材料性能之彙總係列於下表
所說明之WVC技術的一個主要優點是，其具有使核心或機能材料之厚度保持在非常薄的潛力。無論是在空氣填充或高RI填充的情況下，奈米多孔層皆具有在500nm至10微米之範圍內的厚度。穿透此薄層漫射之側向光非常小，因此OLED像素之視覺模糊是最小的，只要WVC材料係在非常靠近OLED像素之處併入。
本文中所引用之專利、專利文件及公開文獻的完整揭露係以引用方式全文併入本文中，猶如各上述文獻係個別併入。本揭露中的各種修改與變更對於所屬技術領域中具有通常知識者將為顯而易見且不悖離本揭露之範圍與精神。應理解，本揭露不意欲受到本文所提出之說明性實施例及實例過度地限制，且此等實例及實施例僅係以 舉例方式呈現，其中本揭露之範疇僅意欲由本文提出如下之申請專利範圍所限制。

Claims (18)

  1. 一種顯示裝置，其包含：有機發光二極體面板，其具有包含一或多個黏著劑膜之多層構造；及聚合膜，其併入該有機發光二極體面板之該多層構造內；其中該聚合膜包含：第一聚合層，其具有兩個主表面，其中該第一聚合層包含：第一聚合物區域，其包含具有n 1之折射率的第一材料；第二區域，其包含在該第一聚合物區域內之互連孔隙及通道的網絡；其中該等通道包含具有n 2之折射率的第二材料；且其中該第一材料包含第一彈性聚合材料及可選的粒子；且其中該第二材料包含：第二聚合材料及可選的粒子；及/或空氣；且其中該聚合膜具有：至少90%之清晰度；至少80%之可見光透射率；及25%至80%之主體霧度。
  2. 如請求項1之顯示裝置，其中該聚合膜具有在整個該聚合膜上不大於12%之正規化微霧度不均勻性。
  3. 如請求項1之顯示裝置，其中該聚合膜具有至少1微米且至多50微米之厚度。
  4. 如請求項1之顯示裝置，其中n 1與n 2之間的差係至少0.01單位。
  5. 如請求項1之顯示裝置，其中以該聚合膜之總體積計，該第一彈性聚合材料之存在量係35vol-%至90vol-%。
  6. 如請求項1之顯示裝置，其中該第一彈性聚合材料係多官能單體、寡聚物、及可選的經表面改質之奈米粒子之固化產物。
  7. 如請求項1之顯示裝置，其中該第二材料係聚合材料，以該聚合膜之總體積計，該聚合材料之存在量係10vol-%至65vol-%。
  8. 如請求項7之顯示裝置，其中該第二聚合材料包含選自下列之群組的有機聚合物：丙烯酸酯、聚烯烴、聚胺甲酸酯、聚矽氧、聚酯、及其組合。
  9. 如請求項8之顯示裝置，其中該第一材料及/或第二材料包含粒子。
  10. 如請求項9之顯示裝置，其中該等粒子包含選自ZrO 2、SiO 2、TiO 2、SnO 2、及其組合之群組的無機奈米粒子。
  11. 如請求項1之顯示裝置，其中該第二材料包含空氣。
  12. 如請求項11之顯示裝置，其包含包含互連孔隙及通道的網絡之該第二區域的體積分率係至少10%。
  13. 如請求項1之顯示裝置，其中互連孔隙及通道之該網絡所擁有之角度平均散射性質類似於大小小於2微米之散射粒子。
  14. 如請求項1之顯示裝置，其中該聚合膜進一步包含設置於該第一聚合層之一個或兩個主表面上的第二聚合層；其中該第二聚合層包含具有折射率n 3之第三聚合材料；其中該第一聚合材料及該第三聚合材料係相同或不同。
  15. 如請求項14之顯示裝置，其中該第二聚合材料及/或第三聚合材料係黏著劑。
  16. 如請求項15之顯示裝置，其中該黏著劑係光學清透黏著劑。
  17. 如請求項16之顯示裝置，其中該第一材料及第二材料形成多孔結構，並且該第二聚合層係加蓋層，其中該加蓋層未穿入或僅部分穿入該多孔結構之一部分。
  18. 如請求項17之顯示裝置，其中該加蓋層包含相同於該第一非黏著劑聚合材料之第三聚合材料。
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