TWI606272B - 光擴散組件、彼之製法以及包含彼之顯示設備 - Google Patents

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Description

光擴散組件、彼之製法以及包含彼之顯示設備 【相關申請案之交插引用】
此申請案依據專利法主張享有2012年4月5號申請之美國專利臨時申請案第61/620,677號的優先權，本案仰賴該案內容且該案內容以引用方式全文併入本案。
本發明有關用於提供顯示系統之一或多個組件的方法和設備，特別是有關用於提供可製造散射光之一或多個組件的方法與設備。
用於製造散射光的習知組件(component)含有擴散性玻璃，擴散性玻璃已廣用於顯示器產業的諸多應用中。這類應用包括無邊框電視系統、液晶顯示器(LCD)、電泳式顯示器(electrophoretic display，EPD)、有機發光二極體顯示器(OLED)、電漿顯示器面板(PDP)、微機電(MEM)結構顯示器、電子閱讀(e-reader)裝置及其他應用。
然而發現到，市售的擴散性玻璃無法滿足蓬勃發展中之顯示器產業上某些重要的新要求。
亦發現，由於習知顯示組件(尤其是考慮到提供背光 源的問題時)無法滿足市場上對效能的要求，因此顯示器產業中某些類型的顯示器，例如透明(半透明)顯示器，常受困於某些效能特性不佳。
現已發明一種在商業上具有吸引力的顯示系統，該顯示系統包含玻璃組件以作為基底，且在該玻璃組件上配置複數個電子控制式顯示組件。該玻璃組件包含一般的平板結構，該平板狀結構具有面向觀看者的表面及配置有複數個顯示組件(例如，MEMS組件、OLED組件或諸如此類者)的反面。由獨立顯示元件所組成的集合界定出大量像素位置以用於根據電子控制訊號調節光線，以為觀看者提供期望的顯示器解析度。
該玻璃組件提供光擴散特性，以使任何光線從一或多個邊緣、從一或多個邊界及/或從該觀看表面進入該玻璃板內而朝向該等顯示元件行進時，該光線會擴散。基於此點，該玻璃組件包含一或多個光擴散特徵，以使該玻璃組件可如同擴散性玻璃組件般地運作。該光擴散特徵可包括在位於該觀看表面反面處的該玻璃板表面附近提供複數個光散射位置，即在該上方配置有顯示元件的表面附近提供複數個光散射位置。
該擴散性玻璃的重要屬性包括大的向前向後散射率(forward-to-backward scattering ratio)、高霧度(haze ratio)、高光透射率及廣角光散射特性。在某些顯示系統的應用中，該等光散射位置必需鄰近該上方配置有顯示元件的表面，但 需埋在該上方配置有顯示元件的表面下方。的確，該等光散射位置必需能在該表面的數微米距離內使光線散射。這一點在當透明導電氧化物(TCO)層配置在此表面上方，也就是配置在該玻璃板之表面與該等顯示元件之間時，尤為重要。此外，對於上方配置有顯示元件之表面可能有重要的平坦度要求，該平坦度以像素長度的函數來表示(像素長度係測量該等獨立顯示元件的較小尺寸)。另一項重要要求是當具有光擴散特徵(例如光散射元件和相關結構)的玻璃板進行下游製程時，例如在玻璃板上沉積顯示元件時，沉積製程可能使玻璃組件承受約400℃或甚至更高的處理溫度，該玻璃板必需保有其效能性質。
儘管可能找到市售的擴散性玻璃，然而該些市售玻璃沒有一個能滿足上述發展中之顯示器產業的重要新要求。例如，可從愛德蒙德光學公司(Edmund Optics)購得具有粗糙表面的擴散性玻璃，該粗糙表面係設計用來以廣角度散射光線。然而，由於此玻璃的散射功能仰賴粗糙表面，而該粗糙表面上的散射特徵尺寸明顯大於用於沉積顯示元件(例如，沉積TCO層)所能接受的尺寸，故此玻璃不能用於上述新的顯示器應用。再者，這些大尺寸的特徵將會在顯示系統中造成電性上不希望發生的高電阻或分流現象(shunting)。亦可使用項分離玻璃、玻璃陶瓷或摻有水晶的玻璃料達成玻璃中的散射作用。然而，此等玻璃中沒有任何一者能夠在玻璃表面的數微米距離內進行散射。
根據本案中的一或多個實施例，研發出用來提供擴 散性玻璃結構的方法和設備，在該擴散性玻璃結構中，散射元件(即，粒子、團聚物或聚集體)吸附在玻璃基板上，並使用黏合劑材料固定該等散射元件。該等元件的尺寸可約為數百奈米，例如約250奈米。在某些應用中，相較於玻璃板和黏合劑的折射率而言(該玻璃板和黏合劑的折射率可為約1.4至1.6或約1.43至約1.56)，該等元件的特性在於具有相對較高的折射係數(例如約2.0)。在其他應用中，該等元件無需具有高折射率，但可能與玻璃板和黏合劑材料具有大約相同的折射率。由該等元件所實現的光散射特徵可藉由單層或多層的粒子、團聚物或聚集體而形成。上述任一種實施方案可能產生介於次微米(sub-micron)級至微米級或更高的元件高度尺寸。該黏合劑可用於部分填充或完全填充介於該等元件之間的孔隙以控制玻璃組件表面的表面特性(例如，平坦性)。當使用足夠的黏合劑時(可能包含多層黏合劑)，該黏合劑可在該等元件上方形成數個次微米至數微米的平坦化層。
上述玻璃組件提供高霧度、高透射率、可用於下游薄膜沉積製成的適當平坦表面、在玻璃組件數微米的表面內提供所欲的光散射特徵(例如，廣角散射)並能承受約400℃或更高的下游處理溫度。此外，可使用各種玻璃基板類型來製造所構思的玻璃組件。
根據本文中的一或多個進一步實施例，已研發出用於提供顯示系統之背板的方法和設備。
市售的商用透明顯示系統(例如，透明(半透明)LCD電視)可用於數位標誌和廣告應用上。此等顯示系統處於「關 閉狀態(off-state)」時(即驅動LCD元件的相關電子裝置未下令顯示影像時)，該顯示系統呈現半透明。為了保持半透明特性，此等顯示系統不採用不透明的光學背板來產生光線以激發(excite)LCD。取而代之的是，該等顯示系統使用環境背景光線來激發LCD使其處於「開啟狀態」(即，相關電子裝置下令產生影像時)。因此，視線可穿透該顯示系統而看到位在顯示器螢幕後方的物體(例如，商品貨物，等等)。同時，觀看者亦能接收該螢幕之某些部分(或整個螢幕)上的視覺資訊，在商業用途上，此視覺資訊可能與螢幕後方的商品相關。
然而半透明顯示系統的重要問題是該等系統並不是非常透明。事實上，測量結果顯示該等顯示系統僅展現約15%的穿透率。因此，經常必需在螢幕附近提供相對高量的周遭環境光線，但由於諸多原因，使得此種做法並非永遠可行或可能甚至不希望如此。就整個顯示器上的影像品質均勻性而言(例如，顏色或對比比例上不均勻，等等)，結果卻是一大堆問題。
因此，根據本文中的一或多個進一步實施例提供一種可用於透明顯示系統的透明背板。該透明背板是使用以上配合該擴散性玻璃結構所討論的部分或全部組件所形成。該擴散性玻璃結構設置在透明顯示系統後方，並沿著該玻璃板的一或多個邊緣及/或一或多個邊界將光線導入該玻璃板中。光線在玻璃板中以波導方式行進並照射在該光散射部分上。因此，光線從該透明背板散射而出並照射該透明顯示系統的液晶顯示器(LCD)。該透明背板從而增進可供透明顯示系統之 LCD元件使用的光源。該等散射元件經過選擇和配置以提供適當的反射率特性和尺寸，藉以達成與光波長和角度無關的適當LCD激發作用。此外，當該顯示系統的一些部分處於關閉狀態時，該等散射元件產生適當霧度，且該霧度夠低而使該背板達到高透明度(使觀看者可目視看穿該背板)。
透明背板的優點包括提高亮度、(處於關閉狀態下時)保持透明、增進光均勻性、改善光波長和入射角度、改善色彩調節(color coordinate)及相對簡單且具成本效益的輸入光學組件。
所屬技術領域中熟悉該項技藝者將可藉由文中所述內容並配合附圖而瞭解本發明實施例的其他態樣、特徵和優點。
10‧‧‧影像
12‧‧‧文字內容
14‧‧‧物體
30、32、34、36‧‧‧曲線
80、81、82、83、84‧‧‧曲線
100‧‧‧擴散設備
100A‧‧‧顯示系統
100B、100C‧‧‧光擴散設備
100D‧‧‧光擴散背板
102‧‧‧玻璃板
104‧‧‧第一表面
106‧‧‧第二表面
110‧‧‧光散射元件
112‧‧‧黏合劑材料
114‧‧‧平坦化層
124‧‧‧曲線
150‧‧‧顯示組件/顯示元件
160‧‧‧光源
162‧‧‧邊緣
164‧‧‧邊界
166‧‧‧反射表面
170‧‧‧光擴散纖維
172A、172B‧‧‧邊框
180‧‧‧紅光雷射源
182‧‧‧綠光雷射源
184‧‧‧藍光雷射源
200‧‧‧顯示系統
202‧‧‧顯示層
204‧‧‧第一主要面
206‧‧‧第二主要面
為了說明，該等圖式中圖示數種形式的本發明較佳實施例，然而可理解該等實施例並不僅限於圖中精確顯示的工具和配置。
第1圖是根據文中所述一或多個實施例所做之光擴散設備的側視剖面圖；第2圖是第1圖之光擴散設備的正視圖；第3圖是不同尺寸之散射粒子的散射截面和散射角度的曲線圖；第4A、4B及4C圖是中間結構的側視剖面圖，用以圖示製造第1圖之光擴散設備的方法；第5A至5E圖分別是配置在光擴散設備表面上之光 散射元件的掃描式電子顯微鏡(SEM)影像，且每個影像顯示不同的黏合劑特性；第6A至6B圖分別是當在第1圖之光擴散設備上沉積散射粒子所使用的溶液中添加界面活性劑時，該溶液之霧度和穿透率(以百分比表示)的曲線圖；第7A至7B圖分別是當在第1圖之光擴散設備上沉積散射粒子所使用的溶液中添加或不添加界面活性劑時，霧度和穿透率(以百分比表示)與開孔面積(open area)和粗糙度之間的關係圖；第8圖是針對用於在第1圖之光擴散設備上沉積散射粒子的溶液中添加界面活性劑所製備成的多個樣品，以該等樣品之頻率對周長-Feret(最大)比逐點作圖而得的曲線圖；第9圖是顯示系統的側視剖面圖，該顯示系統使用根據文中一或多個實施例所做的光擴散設備和複數個電子顯示元件；第10圖是文中揭示包含光源之光擴散實施例之一部位處的局部概要圖；第11圖是文中揭示包含纖維狀光源之光擴散實施例的概要側視圖；第12圖是一顯示系統的概要圖，該顯示系統採用根據文中一或多個實施例所做之光擴散組件；第13圖是第12圖之顯示系統之進一步細節的概要圖；及第14圖是適合與第13圖之顯示系統併用之光擴散 組件的概要剖面圖。
參閱圖式，在圖中係以相同的元件符號代表該等圖式中相同的元件，且該等圖式中示出適合用於提供可供一或多種顯示系統使用之各種光學組件的多種特徵和方法。
光擴散結構/方法
參閱第1至2圖，可利用根據文中一或多個實施例所做之擴散設備100產生可用於顯示系統的光線。一般而言，擴散設備100可運作以接收來自該結構之一或多個邊緣或邊界的光線，使該光線在玻璃結構中傳播以及使該光線從該結構的正面擴散並散射而出(如第2圖中之箭頭所示)以供使用。
擴散設備100包含玻璃板102，且玻璃板102具有隔開的第一平坦表面104和第二平坦表面106。任何合適的市售玻璃板皆可使用，該等玻璃板能承受本文中明確揭示或文內固有的處理參數。擴散設備100亦包含至少一散射層，該至少一散射層具有複數個次微米(sub-micron)尺寸的光散射元件110，且該等光散射元件110配置在玻璃板102的第一表面104上。於玻璃板102的第一表面104上配置黏合劑材料112，並使該黏合劑材料至少部分填充介在該等散射元件110之間孔隙。
如虛線箭頭所示，光線可進入玻璃板102中且開始經由玻璃板傳播直到光線照射在該等散射元件110上。考慮到玻璃板102、該等散射元件110及黏合劑材料112(將於以下 內容做更詳細討論)的光學性質，該光線將從該擴散設備100散射而出。當使用單層的散射元件110時，光學特性通常是表面散射(surface scattering)。另一方面，當該等散射元件110累積數層時，則光學特性通常是體散射(volumetric scattering)。
現參閱第3圖，第3圖是不同尺寸粒子之散射截面(Y軸)與散射角度(X軸)作圖而得的曲線圖。該等光散射元件是由一或多個單獨粒子、粒子團聚物(agglomerate)及/或粒子聚集體(aggregate)所形成。當該等單獨粒子具有適當尺寸，則可能不必使這些粒子團聚或聚集。另一方面，當該等單獨粒子的尺寸太小，則希望使該等粒子團聚或聚及在一起而形成具有適當尺寸的個別散射元件110。第3圖之曲線圖圖示四條曲線30、32、34、36，且每條曲線代表四種不同粒子尺寸(明確而言為50奈米、100奈米、150奈米和200奈米)的特性。使用從球形散射位置所獲得的米氏(Mie)散射計算法產生該等曲線。因此，該等曲線說明該等用於形成該等散射元件110且約呈球形之單獨粒子或粒子團聚物的大致光學特性。
第3圖的曲線顯示小粒子會向後和向前散射，且約150奈米和更大的粒子則主要向前散射，而在擴散設備100中通常希望向前散射。的確，將如以下進一步討論般，主要在向前方向上進行散射有助於在該設備100中具有高透射率和高霧度。更明確言之，該等曲線顯示根據粒子尺寸所計算出經正規化(normalized)之散射截面的角度依賴性。結果顯示，該等粒子或團聚物的大致尺寸應約為200奈米(假設大致 呈球形或近似形狀)，藉以達到高穿透率(transmission ratio)。確實，較小的粒子傾向使光線進行反向散射，將對穿透率造成不良影響。儘管大於約500奈米的粒子向前散射光線，但角度擴散較小，這是較不希望發生的情形。
考慮到上述光學散射特性是散射元件尺寸的函數，每個散射元件110的大致直徑可為下述其中一者：介於約100奈米至約500奈米；(ii)介於約200奈米至約300奈米；及(iii)約250奈米。
玻璃板102、散射元件110及黏合劑材料112的折射係數亦會影響該擴散設備100的光學光散射特性。在某些應用中，相較於玻璃板102和黏合劑材料112的折射係數而言，該等散射元件110的特點在於具有相對高的折射係數。玻璃板102及黏合劑材料112將可能具有大約1.4至1.6或約1.43至約1.56的折射係數。因此，當該等散射元件110的特色是具有相對高的折射係數時，則此折射係數可為下述其中一者：介於約1.5至約4.0之間；(ii)介於約1.7至約2.5之間；及(iii)至少2.0。
舉例而言，該等散射元件可由氧化鈦(TiO2)、氧化鈰(Ce2O3)、氧化鋅(ZnO)及/或二氧化鋯(ZrO2)之團聚物所形成。熟悉該項技藝者將理解到，若進行合理的研究工作量下，亦可找到適用於設備100中的其他材料。如上述，該等元件110的尺寸可大致為約250奈米，且因此使用以上列出的氧化物時可能需要進行團聚及/或聚集作用以達到所欲的尺寸。
如上述，黏合劑材料112所具有的折射係數可能與 玻璃板的折射係數實質相近，例如：(i)介於約1.2至約1.7之間；(ii)介於約1.3至約1.6之間；及(iii)約1.5。舉例言之，黏合劑材料層112可由下述之一或多種材料所形成：經聚合或部分硬化的聚烷基矽氧烷、聚二甲基矽氧烷、聚二苯基矽氧烷、經聚合之烷基或芳基倍半矽氧烷T型樹脂、聚甲基倍半矽氧烷、聚甲基苯基倍半矽氧烷、聚苯基倍半矽氧烷及紫外線(uv)硬化型聚矽氧烷或uv硬化型倍半矽氧烷。隨後，使用熱或UV硬化型硬化步驟使該黏合劑材料112完全硬化。
除根據折射係數之外，可根據下述一或多項因素選擇黏合劑材料112：溶解度(有機溶劑與水性溶劑)、黏度(流動能力)、與玻璃板102的反應能力和與黏合劑材料自身反應的能力以使該黏合劑材料112能完全硬化，以及在高達約400℃至600℃的製程溫度下保持安定的能力。
現參閱第4A、4B和4C圖，第4A、4B和4C圖是中間結構的側視剖面圖，用以圖示製造第1圖之擴散設備的方法。如第4A圖所示，玻璃板102的第一表面104製備成可提高該第一表面104的吸附特性，這可能涉及到表面的清潔與製備。
接著，於玻璃板102的第一表面104上配置複數個次微米尺寸的光散射元件110，以使該等光散射元件110吸附於第一表面104上。配置該等光散射元件110的步驟可包括使用浸塗或旋塗製程將該等元件110的流動相(例如，漿料或溶液)塗覆在第一表面104上。由於該第一表面104上之散射元件110的數量和間隔距離(spacing)與所產生的穿透率和霧 度有關，因此在沉積步驟期間必需小心謹慎。的確，當該等散射元件110具有相對高的折射係數，且玻璃板102和黏合劑材料112具有相對低的折射係數時，若元件110之間的間隔距離增加，霧度也會提高(至少在一特定範圍內會提高)。
可藉由改變使用浸塗或旋塗製程而塗覆在表面104上之漿料中的散射元件110濃度(例如，以重量百分比計)來控制該等散射元件110的間隔距離。發現漿料中的散射元件110(由二氧化鈦形成)濃度約10重量%時，將可在已完成的擴散設備100中產生約40%的霧度。對比下，漿料中的散射元件110(由二氧化鈦形成)濃度約40重量%時，可產生約100%的霧度。
再者，亦可藉由改變旋塗製程的參數(例如，旋轉速度、升速速率(ramp rate)、時間、溫度，等等)及/或浸塗製程的參數(例如，浸塗包覆(enclosure)及浸塗溶液的抽離速度(withdrawal speed)、濃度、溫度，等等)而控制第一表面104上之該等散射元件110的間隔距離和數量上的特性。
一旦該等散射元件110已配置在玻璃板102的第一表面104上時，可進行熱處理製程已驅除過多的液體。該熱處理製程可包括使該中間結構(見第4A圖)的溫度升高至約120℃且時間長達約，至2小時。
接著，如第4B圖所示，在玻璃板102的第一表面上配置流動性黏合劑材料112，以使該黏合劑材料112至少部分填充介於相鄰散射元件110之間的孔隙。隨後，根據製造商的說明書使該黏合劑材料112硬化。需注意，可控制該沉積 製程的製程參數而改變該黏著劑材料112的厚度。例如，可使用浸塗製程或旋塗製程塗覆該流動性黏合劑材料112。因此，可調整此等製程的參數(如，速度、時間、溫度，等等)以達到黏著劑材料112的期望厚度。或者，可塗覆複數層的黏合劑材料112，以累積該黏合劑層112的厚度。如第4B圖所示，黏合劑材料層112無需完全覆蓋該等散射元件。然而，在第4C圖所示的實施例中，該黏合劑材料層112完全填滿該等孔係且覆蓋該等散射元件110以產生平坦化層114。參照第4C圖之實施例，可取決於應用用途而改變該黏合劑材料層112延伸超出該等散射元件110上方的高度，該超出高度可從次微米至1微米或更多。
根據一或多個進一步實施例，在玻璃板102之不同區域上的黏合劑材料112之塗層數目可不相同，藉以在一或多個此等區域處產生不同的透射率、霧度及/或散射作用。例如，相較於玻璃板102的一或多個周圍區域(環繞著該等中央區域)而言，可增加玻璃板102的一或多個中央區域處的塗層數目，以在一或多個中央區域處產生較高散射作用。
現參閱第5A至5E圖，第5A至5E圖是第4A至4C圖中使用不同厚度之黏合劑材料112的中間結構之掃描式電子顯微鏡(SEM)影像。第5A圖是使用20%之金紅石-氧化鈦團聚物(rutile Titania agglomerate)元件110之設備100的影像，使用浸塗製程使該金紅石-氧化鈦團聚物元件吸附在玻璃板102的第一表面104上。在第5A圖中，未塗覆黏合劑材料112。第5B圖圖示使用浸塗製程以50毫米/分鐘的抽離速度 塗覆含有濃度為25% HardSilTM的異丙醇AM溶液(Gelest，19~21重量%的固體PP1-HSAM，25%濃度含有約5%的固體)形成黏合劑材料層112之後，所得到之擴散設備100的影像。第5C圖圖示使用浸塗製程以70毫米/分鐘的抽離速度塗覆濃度為25% HardSilTMAM的黏合劑材料層112之後，所得到之擴散設備100的影像。第5D圖圖示使用浸塗製程以25毫米/分鐘的抽離速度塗覆濃度為50% HardSilTMAM(約含10重量%的固體)的黏合劑材料層112之後，所得到之擴散設備100的影像。第5E圖圖示黏合劑材料層112幾乎完全覆蓋該等散射元件110之後所得到之擴散設備100的影像。
發現施用黏合劑材料層112將會影響所產生的穿透率和霧度。例如，製造7個擴散設備100，每個設備100分別標示為樣品A至樣品G以供進行評估之用。使用浸塗製程在40℃下以125毫米/分鐘的抽離速率在玻璃板102上塗覆20%的金紅石-氧化鈦團聚物而製備出每個樣品。隨後使該等樣品在120℃下進行熱處理製程持續足夠的時間以驅除過多的水份及/或其他液體。
前兩個樣品(樣品A和樣品B)未塗覆黏合劑層112，但在600℃下進行燒結步驟長達約1小時以建立介於約79%至82.6%之間的穿透度基礎值和介於52.7%至53.9%之間的霧度基礎值。
樣品C係以25毫米/分鐘的浸塗抽離速率塗覆濃度為50% HardSilTM AM的黏合劑層112並在600℃下進行燒結長達約1小時，產生73.3%的穿透率和65.4%的霧度。
樣品D係以50毫米/分鐘的浸塗抽離速率塗覆濃度為50% HardSilTM AM的黏合劑層112並在600℃下進行燒結長達約1小時，產生86.2%的穿透率和46.8%的霧度。
樣品E係以50毫米/分鐘的浸塗抽離速率塗覆濃度為25% HardSilTM AM的黏合劑層112並在600℃下進行燒結長達約1小時，產生81.7%的穿透率和68.7%的霧度。
樣品F係以70毫米/分鐘的浸塗抽離速率塗覆濃度為25% HardSilTM AM的黏合劑層112並在600℃下進行燒結長達約1小時，產生81.0%的穿透率和69.1%的霧度。
樣品G係以50毫米/分鐘的浸塗抽離速率塗覆濃度為100% HardSilTM AM(含有約20重量%之固體)的黏合劑層112並在600℃下進行燒結長達約1小時，產生76.7%的穿透率和59.9%的霧度。
上述實驗顯示，設備100展現至少一種下述光學特性：(i)介於約70%至約90%之間的穿透率；及(ii)介於約50%至約75%的霧度。
使用界面活性劑之製程
現參閱第6A至6B、7A至7B及8圖，該等圖式是關於在製造光擴散結構100的製程中使用界面活性劑(surfactant)。因此，在此處配合第4A至4C圖之製程做詳細討論。明確言之，根據一或多個進一步實施例，當在玻璃板102的第一表面104上配置光散射元件110時，於該塗覆溶液中使用界面活性劑。發現添加界面活性劑會對所製成之結構 100的霧度和穿透率其中至少一者造成影響(且通常對兩者皆造成影響)。明確言之，觀察到使用界面活性劑會得到較高穿透率和霧度(以百分比表示)。例如，如以上參照第5A至5E圖所討論般，能達到約80%的穿透率和約70%的霧度。然而，在塗覆溶液中使用界面活性劑時，發現即使是初始值也可達到高達75%至80%的穿透率和大於約90%的霧度。霧度提高的原因可能是界面活性劑使粒子110更佳地分散在溶液中且隨後如同結合劑(binding agent)般地作用於粒子110並且當粒子(藉由浸塗或旋塗製程)塗覆在基板上時使該等粒子較均勻地團聚而產生所得到的光散射元件110。
具體參閱第6A至6B圖，製備多個比較樣品，在該等樣品中，係使用浸塗製程在玻璃板102的上表面104上配置光散射元件110，某些樣品在塗覆溶液中含有界面活性劑，且有些樣本則不含界面活性劑。不同樣品亦使用不同的抽離速率進行浸塗製程。在每個例子中，係使用10%的金紅石-氧化鈦製造該等光散射元件110。在該等使用界面活性劑的樣品中(曲線124)，界面活性劑為PluronicsTM P123(明確言之，含量為5%)，但在不偏離所構思的實施例下，可採用其他界面活性劑。第6A至6B圖是霧度和穿透率(Y軸，以百分比表示)對浸塗抽離速度(X軸)所做之曲線圖。第6A至6B圖顯示，不論浸塗抽離速率為何，添加界面活性劑會使霧度和穿透率兩者皆提高。相信使用旋塗製程或其他適當製程也可獲得類似結果。
第7A圖是使用上述樣品以霧度和穿透率(Y軸，以 百分比表示之)對開孔面積(open area，X軸，以百分比表示之)所做的關係圖。第7B圖是使用上述樣品以霧度和穿透率(Y軸，以百分比表示之)對粗糙度(X軸)所做的關係圖。在第7A至7B圖的圖上，以三角形表示個別的霧度值，同時以方形表示個別的穿透值。第7A圖和第7B圖左方處圈起的個別數值群組代表未使用界面活性劑的結果，同時第7A圖和第7B圖右方處圈起的個別數值群組代表使用PluronicsTM P123(明確言之，含量為5%)的結果。各圖中顯示的直線代表線性霧度百分比(linear percent haze)。
第8圖是針對以上製備的多個樣品，以該等樣品之頻率(Y軸)對周長-Feret(最大)比(X軸)逐點作圖而得的曲線圖。曲線80代表不含界面活性劑的樣品。個別曲線81、曲線82、曲線83、曲線84代表使用界面活性劑PluronicSTM P123(明確言之，含量為5%)的樣品。此等圖式顯示添加界面活性劑能提高氧化鈦(Titania)塗層中的開孔面積百分比(percent open area)，提高該等開孔空間的圓度(即，圓形的圓度為1)，以及使該開孔空間周長(open space perimeter)與最大費瑞長度(feret length，如圖中箭頭所示)之比值的最大峰值偏移並使波峰寬度變寬。此等結果表示界面活性劑的作用是使該等開孔空間的邊界粗糙化，從而提高霧度，且同時(若未能提高穿透率時)至少可維持穿透率。
在一或多個實施例中，可使用一種以上的黏合劑材料112。例如，發現塗覆不同的黏合劑材料層112可能得到所欲的透射率、霧度和表面粗糙度。例如，製造6個擴散設備 100，每個擴散設備100分別標示為樣品A至樣品F以供進行評估之用。藉由塗覆兩種不同的黏合劑材料層112製備出各個樣品，並將每個材料層旋塗在個別玻璃板102上。該兩種特定的黏合劑材料為HardSilTM AM(HAM 100重量%和HAM 50重量%，且各自使用異丙醇加以稀釋)以及HardSilTM AR(Gelest，PP1-HSAR，使用異丙醇(IPA)稀釋的HAR 100%或HAR 50重量%)。利用兩次旋塗階段將每種黏合劑材料旋塗在玻璃板102的奈米粒子110上，其中低速旋塗階段允許使第一(稀釋)黏合劑流入奈米粒子結構中，且隨後使用第二(濃縮)黏合劑材料進行較高速的旋塗階段以形成平坦化層。可對此等旋塗階段進行諸多改變以使所製成之設備中的光擴散特性產生變化。
樣品A係以5000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第一黏合劑層(HAR 50%)，隨後以5000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第二黏合劑層(HAR 100%)，並在250℃的硬化溫度下進行硬化長達1小時。所得到的結構展現出85.3%的穿透率、67.4%的霧度，以及0.05微米均方根(RMS)的表面(Zygo)粗糙度且具有0.003微米之標準偏差。
樣品B係以5000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第一黏合劑層(HAR 50%)，隨後以3000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第二黏合劑層(HAR 100%)，並在250℃的硬化溫度下進行硬化長達1小時。所得到的結構展現出85.1%的穿透率、68.6%的霧度，以及0.064微米RMS的表面(Zygo)粗糙度且具有0.004微米之標準偏差。
樣品C係以5000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第一黏合劑層(HAR 50%)，隨後以1000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第二黏合劑層(HAR 100%)，並在250℃的硬化溫度下進行硬化長達1小時。所得到的結構展現出85.1%的穿透率、66.4%的霧度，以及0.026微米RMS的表面(Zygo)粗糙度且具有0.003微米之標準偏差。
樣品D係以5000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第一黏合劑層(HAM 50%)，隨後以5000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第二黏合劑層(HAM 100%)，並在250℃的硬化溫度下進行硬化長達1小時。所得到的結構展現出85.6%的穿透率、75.1%的霧度，以及0.07微米RMS的表面(Zygo)粗糙度且具有0.006微米之標準偏差。
樣品E係以5000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第一黏合劑層(HAM 50%)，隨後以3000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第二黏合劑層(HAM 100%)，並在250℃的硬化溫度下進行硬化長達1小時。所得到的結構展現出85.4%的穿透率、75.8%的霧度，以及0.07微米RMS的表面(Zygo)粗糙度且具有0.002微米之標準偏差。
樣品F係以5000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第一黏合劑層(HAM 50%)，隨後以1000轉/分鐘(RPM)的旋塗速度塗覆第二黏合劑層(HAM 100%)，並在250℃的硬化溫度下進行硬化長達1小時。所得到的結構展現出85.8%的穿透率、71.6%的霧度，以及0.033微米RMS的表面(Zygo)粗糙度且具有0.002微米之標準偏差。
由於該些表面(或薄膜)特性，上述之光擴散設備100將具有一些散射光線的功效，使光線以波導方式行進而通過玻璃板102。與薄膜特性有關的散射效率將會改變，且在某些實例中，當光線抵達玻璃板102的反面時，散射作用將低於100%。在此例子中，一或多個實施例可使用數個反射器(圖中未示出)以改變光線的方向，從而防止(或至少減少)光線從玻璃板102之邊緣脫逃，並使在玻璃板102中行進的光線維持盡可能地多，從而經由該等光散射元件110散射此光線。當該等散射元件110實質均勻分佈在玻璃板102的表面上時，使用反射器亦有助於使面板發光均勻。
光擴散設備和顯示系統
現參閱第9圖，第9圖是顯示系統100A的側視剖面圖，該顯示系統100A使用根據文中一或多個實施例所做的光擴散設備100和複數個電子顯示元件。顯示系統100A可採用任何上述光擴散設備之態樣及/或特徵作為基礎，並且在設備100上配置複數個顯示組件/顯示元件150。
玻璃板102提供一般平面表面106和相反表面104，該表面106面向顯示系統100A的觀看者，且在該表面106上配置該複數個顯示組件150。該等獨立顯示組件150所組成的集合(collection)界定出大量的像素位置以用於根據電子控制訊號調節光線，以為觀看者提供期望的顯示解析度。例如，該等顯示組件150可為排成陣列的單獨微機電結構(MEMS)組件、有機發光二極體(OLED)組件或諸如此類者。
光擴散設備100提供光擴散特性，使得當從一或多個邊緣、邊界及/或從觀看表面106進入玻璃板102中的任何光線朝向該等顯示元件150行進時，該光線會擴散和散射。此外，任何從該等顯示組件150返回的光線將再次擴散，使得光線行經黏合劑層112和元件110而沿著自身的路徑返回該觀看者處。有利地，此附加的擴散作用能使從該等顯示組件150返回至觀看者處的光線產生較佳的角發光作用(angular emission)。
有利地，該光擴散設備100展現適當平坦的平坦化表面114，且可利用現代且具成本效益的製造製程(該等製程包括約400℃或更高的溫度)在該表面114上配置由顯示元件150組成的陣列。再者，該光擴散設備100提供高霧度、高穿透率並在玻璃板102之表面104的數微米內所欲的光散射特徵(例如，廣角散射)。
塑膠基板實施例
應注意，在本文揭示的各種實施例中，已討論過由玻璃材料形成的玻璃板102。然而需注意的是，在某些應用中，可使用合適的透明塑膠材料取代玻璃板102。熟悉該項技藝者在充分考慮到該應用的特定細節和迫切性及/或進行某種合理程度的實驗之後，將能理解何種塑膠材料適用以及何種塑膠材料不適用。
具有光源的光擴散設備
現參閱第10和11圖，第10和11圖是文中揭示包含至少一個光源之光擴散實施例的概要圖。不論何種情況，該實施例可採用或不採用第9圖的顯示組件150。
第10圖圖示光擴散設備100B，該光擴散設備100B包含光源160，光源160配置在玻璃板(或塑膠板)102附近。光源160的特定位置可建立成使來自光源的光線能耦合至玻璃板102中，使光線以波導模式在玻璃板102中行進，且利用該散射層擴散和散射至少一部份的光線。例如，光源160可為一個或複數個LED或是其他合適的光線產生元件，且該等LED或其他光線產生元件係沿玻璃板102的一或多個邊緣162或一或多個邊界164而配置。在一或多個實施例中，玻璃板102的一或多個邊緣162可傾斜(且可包含經金屬化的反射表面166)。該傾斜角度可經過選擇，以使在玻璃板102內行進的任何光線改變方向而使光線在能減少光線從該至少一邊緣162處脫逃的一或多個方向中行進。
一或多個替代實施例可使用如2010年10月28日申請之美國專利申請案第61/407,698號中所揭示一或多個光源和相關結構類型，且該案之揭示內容以引用方式全文併入本案。
第11圖圖示光擴散設備100C，該光擴散設備100C包含至少一個光擴散纖維170，該至少一個光擴散纖維170沿玻璃板102的一或多個邊緣而延伸且可視情況包含光改向或阻擋邊框172A和172B以改善靠近玻璃板102邊緣處的光學外觀。光擴散纖維170的直徑可大致為約250微米至300 微米。
在基礎實施例中，一或多個雷射源可產生白光(或半白光)以耦合至纖維170中，且隨後白光進入玻璃板102內進行擴散。在一或多個替代實施例中，一或多個雷射源(例如，紅光雷射源180(RED)、綠光雷射源182(GREEN)、藍光雷射源184(BLUE))可將不同波長的光能量耦合至單一條纖維170或多條纖維中，此種方式使此光線耦合至玻璃板102內並如上述般造成光線擴散與散射。使用多個雷射源允許藉由調整每個雷射圓的功率大小而產生任意數量的顏色。
在以下文獻中可找到各種有關調控雷射源(例如，時序調控)以達成期望彩色影像功能之方法和結構的進一步細節以及有關使用纖維170的其他細節：2011年4月26日申請之美國專利申請案第13/094,221號；2011年10月11日申請之美國專利申請案第61/545,713號；及2011年10月11日申請之美國專利申請案第61/545,720號，且該等專利申請案之揭示內容以引用方式全文併入本案。
具有透明背板的顯示系統
如上述，在許多應用中，光散射元件110無需具有高折射係數，但可能與玻璃板(或塑膠板)102和黏合劑材料112具有大約相同的折射率。例如，參閱第12至14圖且根據本文中的一或多個進一步實施例，已研發出多種方法和設備以提供可用於透明或半透明顯示系統200的背板。
參閱第12圖，顯示系統200運作而可在顯示表面上 產生可供使用者觀看的影像10、文字內容12，等等。顯示系統200亦展現透明或半透明的特性，而可透過該系統200看見位於該系統200後方的一或多個物體14，尤其是(或僅在)當未下令在物體14前方出現影像時。換言之，當顯示系統200的一或多個部分中的相關顯示元件(例如，LCD元件)處於關閉狀態時，該系統200在該一或多個部分處至少呈半透明。另一方面，當位於該等部分中的相關顯示元件處於開啟狀態時，該顯示系統200的該等部分可為半透明或完全不透明。因此，使用者可看穿該顯示系統200並看見位於該顯示器後方的物體14(例如，販售商品，等等)，同時接收到該顯示器某些部分上的視覺資訊(例如，影像10、影像12，等等)。
回到第13至14圖，顯示系統200包含顯示層202，顯示層202具有隔開的第一主要面204和第二主要面206，且複數個顯示元件(圖中未示出)在顯示層202中(或在顯示層202上)配置成陣列並回應電子訊號而運作以在該第一主要面204處(或由該第一主要面204)產生可視影像10和影像12。顯示系統200亦包含光擴散背板100D，該光擴散背板100D具有隔開的第一主要面114和第二主要面106，且該光擴散背板100D可運作以產生離開該光擴散背板100D之第一主要面114的散射光。應注意可使用本文中固有或明確揭示或建議的任一種光擴散實施例，尤其是該些使用一或多個光源160或光擴散纖維170以將光線耦合至擴散設備中的實施例，來實施光擴散背板100D。該光擴散背板100D係定向成使該光擴散背板的第一主要面114導向該顯示層202的第二主要面 206，以使該散射光作為用於該複數個顯示元件的光源。
如上述，在此應用中，由於該等光散射元件110鄰近該顯示層202和光擴散背板100D，且亦由於空氣的折射係數與該等散射元件110和黏合劑材料112的折射係數之間具有足夠差異，因此該等光散射元件110無需具有高折射係數。反之，即使該等光折射元件110的折射係數與玻璃板102(或塑膠板)和黏合劑材料112的折射係數大約相同，也可能達成適當的擴散作用、散射作用、穿透率、霧度，等等。其中一種可用於光散射元件110的適當材料是氧化矽(SiO2)。
儘管已參照多個特定實施例來解說本發明之特點，但應理解此等實施例僅用於示範說明這些實施例的應用原理。故應理解可在不偏離後附申請專利範圍所界定之組合方式的精神和範圍下做出其他配置方式。
100‧‧‧擴散設備
102‧‧‧玻璃板
104‧‧‧第一表面

Claims (10)

  1. 一種包含一光擴散組件之顯示設備，該顯示設備包括：一光擴散組件，該光散射組件包括：一玻璃板，該玻璃板具有隔開的一第一平面表面和一第二平面表面；至少一散射層，該至少一散射層具有複數個次微米(submicron)尺寸的光散射元件，且該等光散射元件配置在該玻璃板的該第一表面上；及一黏合劑，該黏合劑配置在該玻璃板之該第一表面上且至少部分填充介於相鄰散射元件之間的孔隙；複數個電子顯示元件，該複數個電子顯示元件在該黏合劑上或上方配置成一陣列並運作以在該玻璃板的該第一表面處產生一可視影像；以及至少一光源，該至少一光源沿著該玻璃板的一或多個邊緣或該玻璃板的該第二表面的邊界配置，其中當來自該至少一光源的光線朝向該等顯示元件行進時，該光線經擴散(diffused)或散射(scattered)。
  2. 如請求項1所述之顯示設備，其中包含下述至少一者：該等光散射元件是由下述一或多者所形成：單獨粒子、粒子團聚物(agglomerate)及粒子聚集體(aggregate)；每個散射元件的適當直徑為下述之一：(i)介於約100奈米至約500奈米之間，(ii)介於約200奈米至約300奈米之間，及(iii)約250奈米； 該等光散射元件具有一折射係數，且該等光散射元件的折射係數實質上高於該玻璃板的折射係數；該等光散射元件具有下述其中之一折射係數：(i)介於約1.5至約4.0之間；(ii)介於約1.7至約2.5之間，及(iii)至少為2.0；及該光散射元件為下述其中之一者或多者：氧化鈦(TiO2)團聚物、氧化鈰(Ce2O3)團聚物、氧化鋅(ZnO)團聚物及二氧化鋯(ZrO2)團聚物。
  3. 如請求項1所述之顯示設備，其中包含下述至少一者：該黏合劑具有一折射係數，且該黏合劑的折射係數與該玻璃板的折射係數實質相近；該黏合劑具有下述其中之一折射係數：(i)介於約1.2至約1.7之間，(ii)介於約1.3至約1.6之間，及(iii)約1.5；該黏合劑係由下述之一者或多者所形成：經聚合或部分硬化的聚烷基矽氧烷、聚二甲基矽氧烷、聚二苯基矽氧烷、經聚合之烷基或芳基倍半矽氧烷T型樹脂、聚甲基倍半矽氧烷、聚甲基苯基倍半矽氧烷、聚苯基倍半矽氧烷及紫外線(uv)硬化型聚矽氧烷或uv硬化型倍半矽氧烷；及該黏合劑完全填滿該等孔隙且覆蓋該等光散射元件以形成一平坦化層。
  4. 如請求項1所述之顯示設備，其中該設備展現下述光學特性之至少其中一者： (i)介於約70%至約90%之間的穿透率；及(ii)介於約50%至約80%之間的霧度。
  5. 如請求項1所述之顯示設備，其中包括下述至少一者：由獨立顯示元件所組成的一集合界定出大量像素位置以用於根據電子控制訊號調節光線，藉以產生該影像；及每個顯示元件係一單獨的微機電結構(MEMS)組件或一單獨的有機發光二極體(OLED)組件。
  6. 如請求項1所述之顯示設備，其中包括下述至少一者：該光源包含一或多個光產生元件，且該一或多個光產生元件係沿該玻璃板的一或多個邊緣或一或多個邊界而配置；該光源包含至少一個光擴散纖維，該至少一個光擴散纖維係沿該玻璃板的一或多個邊緣而延伸；及該設備進一步包括一或多個反射器，且該一或多個反射器位於該玻璃板的一或多個邊緣處，藉以使在該玻璃板內行進的任何光線改變方向而使光線在能減少光線從該至少一邊緣處脫逃的一或多個方向中行進。
  7. 一種製造一光擴散組件的方法，包括：提供一玻璃板，該玻璃板具有隔開的一第一平面表面和一第二平面表面；在該玻璃板的該第一表面上塗覆一漿料，該漿料包含至 少一種界面活性劑及複數個次微米尺寸的光散射元件，以使該複數個光散射元件吸附在該玻璃板的該第一表面；在該玻璃板的該第一表面上配置一黏性黏合劑材料，以使該黏合劑材料至少部分填充介於相鄰散射元件之間的孔隙；及使該黏合劑材料硬化。
  8. 如請求項7所述之方法，其中包括下述至少一者：塗覆該漿料的步驟包括：(i)使用一浸塗或旋塗製程將該漿料塗覆在該玻璃板的該第一表面上，及(ii)對該玻璃板進行熱處理以驅除過量的液體；配置該黏性黏合劑材料的步驟包括使用一浸塗或旋塗製程將該黏合劑材料塗覆在該玻璃板的該第一表面上；塗覆複數個黏合劑材料塗層以使該黏合劑層累積達一厚度；該玻璃板之不同區域中的該等黏合劑材料塗層數目不同，藉以在該玻璃板的一或多個中央區域處產生較高散射作用，以及在該玻璃板的一或多個邊緣區域處產生較低散射作用。
  9. 一種包含一光擴散背板的顯示設備，該顯示設備包括：一顯示層，該顯示層具有隔開的一第一主要面和一第二主要面，複數個顯示元件在該顯示層中配置成一陣列並運作以在該顯示層的該第一主要面處產生一可視影像； 一光擴散背板，該光擴散背板具有隔開的一第一主要面和一第二主要面，且該光擴散背板運作以產生離開該光擴散背板之該第一主要面的散射光，其中：該光擴散背板包括：一玻璃板，該玻璃板具有隔開的一第一平面表面和一第二平面表面；至少一散射層，該至少一散射層具有複數個次微米尺寸的光散射元件，且該等光散射元件配置在該玻璃板的該第一表面上；及一黏合劑，該黏合劑配置在該玻璃板之該第一表面上且至少部分填充介於相鄰散射元件之間的孔隙，至少一光源，該至少一光源沿著該玻璃板的一或多個邊緣或該玻璃板的該第二表面的邊界配置，其中當來自該至少一光源的光線朝向該等顯示元件行進時，該光線經擴散或散射，該光擴散背板係定向成使該光擴散背板的該第一主要面導向該顯示層的該第二主要面，以使該散射光作為該複數個顯示元件的光源，該顯示層為：(i)當位於該顯示層之一或多個部分中的該等顯示元件處於關閉狀態時，該顯示層之該一或多個部分至少呈現半透明，及(ii)當位於該等部分中的該等顯示元件處於開啟狀態時，該等部分呈現實質不透明，及該光擴散背板為實質透明，而得以透過該顯示層和該光擴散背板兩者看見位於該顯示設備後方的物體。
  10. 如請求項9所述之顯示設備，其中包含下述至少一者：該光源包含一或多個光產生元件，且該一或多個光產生元件係沿該玻璃板的一或多個邊緣或一或多個邊界而配置；該玻璃板的至少一邊緣包含一反射表面，該反射表面傾斜一足夠角度，藉以使在該玻璃板內行進的任何光線改變方向而使光線在能減少光線從該至少一邊緣處脫逃的一或多個方向中行進；該反射表面係經金屬化；及該光源包括至少一光擴散纖維，且該至少一光擴散纖維係沿該玻璃板的一或多個邊緣而延伸。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014097387A1 (ja) 2012-12-18 2014-06-26 パイオニア株式会社 発光装置
CN108594342B (zh) * 2013-12-19 2020-09-25 康宁股份有限公司 用于显示器应用的织构化表面
KR102260013B1 (ko) * 2014-12-10 2021-06-04 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR101866243B1 (ko) * 2015-01-21 2018-06-12 코닝정밀소재 주식회사 유기발광소자용 광추출 기판 및 이를 포함하는 유기발광소자
US10267956B2 (en) 2015-04-14 2019-04-23 California Institute Of Technology Multi-wavelength optical dielectric metasurfaces
EP3303240A1 (en) * 2015-06-02 2018-04-11 Corning Incorporated Light-scattering glass articles and methods for the production thereof
US10881336B2 (en) 2015-08-21 2021-01-05 California Institute Of Technology Planar diffractive device with matching diffraction spectrum
CN105446004A (zh) * 2015-12-17 2016-03-30 苏州佳世达电通有限公司 透明显示装置
US10670782B2 (en) 2016-01-22 2020-06-02 California Institute Of Technology Dispersionless and dispersion-controlled optical dielectric metasurfaces
US10488651B2 (en) 2017-04-10 2019-11-26 California Institute Of Technology Tunable elastic dielectric metasurface lenses
EP3689593B1 (en) * 2017-09-26 2022-06-08 LG Chem, Ltd. Patterned film for transferring display pixels and method for preparing display using same
KR102394898B1 (ko) * 2017-10-27 2022-05-09 레이아 인코포레이티드 백릿 투명 디스플레이, 투명 디스플레이 시스템, 및 방법
KR102418724B1 (ko) 2017-12-05 2022-07-08 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조방법
KR102626391B1 (ko) 2018-02-27 2024-01-17 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN108873452B (zh) * 2018-06-25 2021-04-23 Tcl华星光电技术有限公司 液晶显示装置
KR102148086B1 (ko) * 2018-12-17 2020-08-25 주식회사 엠알케이 면발광체 및 이를 구비하는 투명 표시 장치
US11397293B1 (en) * 2020-08-25 2022-07-26 Apple Inc. Illuminated light transmitting panel with phase-separated glass
US11913634B2 (en) * 2021-05-05 2024-02-27 Wangs Alliance Corporation Enhanced lighting

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69531705T2 (de) * 1994-06-06 2004-03-18 Nippon Shokubai Co. Ltd. Feine Zinkoxid-Teilchen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
JP2000247685A (ja) 1999-02-26 2000-09-12 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光散乱性ガラス基板、その製造方法および光散乱性ガラス基板を用いた反射型液晶表示素子用背面基板
US6626611B2 (en) 2000-06-07 2003-09-30 Novus Systems, Inc. Beach restoration and regeneration systems, methods and compositions
EP2420539A1 (en) * 2001-10-25 2012-02-22 Panasonic Electric Works Co., Ltd Composite thin film holding substrate, transparent conductive film holding substrate, and surface light emitting body
US8324640B2 (en) * 2004-07-02 2012-12-04 GE Lighting Solutions, LLC LED-based edge lit illumination system
TW200615655A (en) 2004-11-10 2006-05-16 Coretronic Corp Diffuser of backlight module
US7911699B2 (en) 2005-12-22 2011-03-22 Guardian Industries Corp. Optical diffuser with UV blocking coating
US7446939B2 (en) * 2005-12-22 2008-11-04 Guardian Industries Corp. Optical diffuser with UV blocking coating using inorganic materials for blocking UV
JP4196306B2 (ja) 2006-03-31 2008-12-17 東洋紡績株式会社 光拡散性フィルム
US20070237938A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-11 3M Innovative Properties Company Reinforced Optical Films
JP5065776B2 (ja) * 2007-06-22 2012-11-07 パナソニック株式会社 面発光体
JP5536977B2 (ja) 2007-03-30 2014-07-02 パナソニック株式会社 面発光体
JP2009139890A (ja) 2007-12-11 2009-06-25 Toyobo Co Ltd 表面光拡散性ポリエステルフィルム
US8054391B2 (en) * 2008-03-28 2011-11-08 Motorola Mobility, Inc. Semi-transparent display apparatus
JP2010020267A (ja) * 2008-06-09 2010-01-28 Sony Corp 光学フィルムおよびその製造方法、防眩性フィルム、光学層付偏光子、ならびに表示装置
CN101339260A (zh) 2008-07-11 2009-01-07 宁波高新区激智科技有限公司 一种光学扩散薄膜及使用该光学扩散薄膜的液晶显示装置
JP5422150B2 (ja) * 2008-07-30 2014-02-19 富士フイルム株式会社 防眩フィルム、偏光板、および画像表示装置
JP2010072594A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Panasonic Electric Works Co Ltd 光学部材
KR20110102897A (ko) 2008-12-23 2011-09-19 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 광학 필름 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
JP2011108392A (ja) * 2009-11-13 2011-06-02 Konica Minolta Holdings Inc 光拡散シートおよびその製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子
TWI435120B (zh) * 2010-07-09 2014-04-21 Eternal Chemical Co Ltd 複合光學膜
TWI531811B (zh) 2010-10-28 2016-05-01 康寧公司 影像螢幕保護玻璃照明
US8787717B2 (en) 2011-04-26 2014-07-22 Corning Incorporated Systems and methods for coupling light into a transparent sheet
US9217826B2 (en) 2011-10-11 2015-12-22 Corning Incorporated Multi-wavelength light source using light diffusing fibers
JP2015501443A (ja) 2011-10-11 2015-01-15 コーニング インコーポレイテッド 光拡散ファイバを備えたカラー照明表示パネル
US9093003B2 (en) 2011-10-11 2015-07-28 Corning Incorporated Manipulation of color illumination using light diffusing fiber
EP2795379B1 (en) 2011-12-19 2020-12-02 Corning Incorporated Uniform white color light diffusing fiber
EP2795378B1 (en) 2011-12-19 2020-06-24 Corning Incorporated Uniform uv efficient light diffusing fiber

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Publication number Publication date
TW201348755A (zh) 2013-12-01
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