TWI617872B - 自供電電子紙顯示器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種顯示裝置，其包括一光伏打電池、一與該光伏打電池相鄰之分色反射器及一與該分色反射器相鄰之低折射率層。該低折射率層可具有約1.1至約1.4之折射率。

Description

自供電電子紙顯示器

所提供的本發明係關於可藉由光伏打電池自供電的電子顯示裝置。

包括電子紙顯示器之電子顯示裝置(諸如電子閱讀器(e-reader))正被許多使用者用於多種應用。此等裝置通常由可再充電電池組(諸如鋰離子電池)供電。電池組之壽命對使用者非常重要。較短電池組壽命可能對包括該等裝置之任何產品之商業化可行性不利。

太陽電池或太陽電池板為可代表用於電子顯示裝置之補充或替代能源的光伏打裝置。一些電子顯示裝置可具有足夠低之電力需要且可能具有足夠大之可利用表面積，使得其可能能夠完全由一或多個太陽電池供電，尤其當用於照明條件時。

為利用電子顯示器之較大表面區域，理想的是在此種顯示器下面而非在其表面上具有太陽電池。若太陽電池位於電子顯示器之表面上，則其可能阻擋顯示器之某一可見區域。若太陽電池位於電子顯示器下面，則其可利用該顯示器之整個區域進行能量收集。

然而，將太陽電池置於電子顯示器下方需要顯示器之可見部分反射可見光，同時允許可對太陽電池供電之其他波長在低衰減下通過 該顯示器。另外，在一些組態中，太陽電池或光伏打裝置在顯示器中可為可見的。正常光學擴散層及/或擴散板可用於顯示器中以掩蔽太陽電池之可見性，但此等光學擴散層亦可能降低太陽電池之效率。因而，需要可由太陽電池供電且可向最終使用者呈現美觀可讀之顯示器影像的電子顯示器。

在一個態樣中，提供一種顯示裝置，其包括一光伏打電池；一與該光伏打電池相鄰之分色反射器；及一與該分色反射器相鄰之低折射率層，其中該低折射率層具有介於約1.1至約1.4之間的折射率。在一些實施例中，該分色反射器包括多個聚合物層且可經調整以使其針對大於約750nm至約2000nm之電磁輻射波長的透射率大於75%，且針對介於400nm與750nm之間的電磁輻射波長的反射率大於約95%。在一些實施例中，顯示面板包括一包含磷光體之圖案化層，且在其他實施例中，顯示面板可包括一快門層。在一些實施例中，該顯示裝置包括一光學擴散層。

在另一態樣中，提供一種顯示裝置，其包括一光伏打電池；一與該光伏打電池相鄰之分色反射器；一與該分色反射器相鄰之低折射率層；及光學耦合於該低折射率層之一磷光體層、一染料層、一吸墨層或一擴散層。該光伏打電池可包括矽且該分色反射器可包括多個聚合物層。該分色反射器可包括光學擴散層及低折射率層。

在另一態樣中，提供一種顯示裝置，其包括一光伏打電池；一與該光伏打電池相鄰之分色反射器，其中該分色反射器具有一反射截止波長邊緣；及一與該分色反射器相鄰之圖案化顯示面板，其中該圖案化顯示面板包括一具有可見發射峰的磷光體。該分色反射器之反射截止波長邊緣實質上與至多為750nm之該磷光體可見發射峰重疊。

在本發明中：「相鄰」係指層彼此接近，通常彼此接觸，但可能具有介於其 之間的插入層；「截止值」係指分色濾光片之透射率或折射率之變化曲線拐點之波長；且「分色反射器」係指充當光譜選擇性反射器之膜或膜層，且可包括其他元件，諸如擴散層及低折射率層。

在一些實施例中，所提供之電子顯示裝置具有在該電子顯示裝置下面而非在其表面上的太陽電池。將太陽電池置於該電子顯示器下方允許該顯示器之可見部分反射可見光，同時允許可對太陽電池供電之其他波長在低衰減下通過該顯示器。所提供之顯示裝置可由太陽電池供電且可向最終使用者呈現美觀可讀之顯示器影像。

以上發明內容不意欲描述本發明之每一實施方案之各所揭示實施例。以下【圖式簡單說明】及【實施方式】更特定地例示說明性實施例。

201‧‧‧快門層

203‧‧‧圖案化層

205‧‧‧低折射率層

207‧‧‧分色反射器

209‧‧‧光伏打電池

303‧‧‧圖案化層

305‧‧‧低折射率層

306‧‧‧擴散層

307‧‧‧分色反射器

309‧‧‧光伏打電池

403‧‧‧圖案化層

405‧‧‧低折射率層

406‧‧‧擴散層

407‧‧‧分色反射器

409‧‧‧光伏打電池

503‧‧‧圖案化層

505‧‧‧第一低折射率層

505'‧‧‧第二低折射率層

506‧‧‧擴散層

507‧‧‧分色反射器

509‧‧‧光伏打電池

601‧‧‧快門層

603‧‧‧圖案化層

605‧‧‧低折射率層

606‧‧‧擴散層

607‧‧‧分色層

609‧‧‧光伏打電池

701‧‧‧快門層

703‧‧‧圖案化層

705‧‧‧低折射率層

706‧‧‧擴散層

707‧‧‧分色層

709‧‧‧光伏打電池

801a‧‧‧紅色快門層

801b‧‧‧藍色快門層

801c‧‧‧綠色快門層

805‧‧‧低折射率層

806‧‧‧擴散層

807‧‧‧分色反射器

809‧‧‧光伏打電池

901‧‧‧快門層

903‧‧‧圖案化層

905‧‧‧第一低折射率層

905'‧‧‧第二低折射率層

907‧‧‧分色反射器

909‧‧‧光伏打電池

1003‧‧‧圖案化層

1005‧‧‧低折射率層

1007‧‧‧分色反射器

1009‧‧‧光伏打電池

1101‧‧‧快門層

1103‧‧‧圖案化層

1104‧‧‧氣隙

1107‧‧‧分色反射器

1109‧‧‧光伏打電池

1201a‧‧‧紅色快門層

1201b‧‧‧藍色快門層

1201c‧‧‧綠色快門層

1205‧‧‧低折射率層

1206‧‧‧擴散層

1207‧‧‧分色反射器

1209‧‧‧光伏打電池

1301a‧‧‧紅色快門層

1301b‧‧‧藍色快門層

1301c‧‧‧綠色快門層

1305‧‧‧第一低折射率層

1305'‧‧‧第二低折射率層

1306‧‧‧擴散層

1307‧‧‧分色反射器

1309‧‧‧光伏打電池

在本說明書中參考所附圖式，其中類似元件參考數字指示類似元件，且其中 圖1a及圖1b為適用於所提供之顯示裝置之實施例中的分色濾光片之透射率相對於波長及反射率相對於波長的圖。

圖2至圖13為顯示裝置之可能構造之示意性橫截面視圖且為所提供之顯示裝置之實施例。

諸圖不一定按比例繪製。圖中所使用之類似數字係指類似組件。然而應理解，使用數字指代指定圖中之組件不意欲限制另一圖中以同一數字標記的組件。

在以下描述中參考所附圖式集，該等圖式形成此描述之一部分且其中以說明方式展示若干特定實施例。應瞭解可在不脫離本發明之 範疇或精神的情況下涵蓋且進行其他實施例。因此，以下詳細描述不應被視為具有限制意義。

除非另外指示，否則本說明書及申請專利範圍中所使用之表示特徵大小、量及物理性質之所有數字均應理解為在所有情況下由術語「約」修飾。因此，除非有相反指示，否則前述說明書及所附申請專利範圍中所陳述之數值參數為可視由熟習此項技術者利用本文中所揭示之教示設法獲得之所要性質而變化的近似值。藉由端點使用之數值範圍包括該範圍內之所有數字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4及5)及該範圍內之任何範圍。

電子顯示裝置(諸如電子書)正由於其輕質性、可攜性及能夠下載閱讀材料而逐漸被消費者使用。該等顯示裝置之挑戰之一在於向閱讀者呈現與書籍或雜誌中非常相似之影像，從而要求影像處於類似紙的「白色」背景上。一些電子閱讀器(e-閱讀器)利用照明背板來提供「白色」背景。但照明背板需要恆定能源，通常為可再充電電池組，由此可能限制該裝置在充電之間的閱讀時間。另外，電子閱讀器中之其他供電組件(諸如無線通信裝置或影像控制電子裝置)亦需要能量且可能限制該裝置在充電之間的閱讀時間。所需要的是一種在使用的同時自身可再充電之電子顯示裝置。

所提供之電子顯示裝置包括光伏打電池或光伏打太陽電池。以下表1中顯示用作所提供之電子顯示器中之光伏打太陽電池的例示性材料。

為用於所提供之電子顯示裝置中，該光伏打太陽電池需要吸收紅外(IR)輻射。然而，若使用將紅外截止值移至磷光體發射波長(諸如650nm)之反射器，則表1中所列出之任何電池活性材料在理論上均可能為適用的。即使IR截止波長在正常IR範圍內，亦即>750nm，表1中所列出之電池活性材料亦均可輸出一些電力，但其在一些情況下可能極低。一些低吸收性光伏打電池(諸如DSSC)在例如IR透射截止值為約800nm的情況下可能無法產生大量電力。但一些此等低吸收性光伏打電池在光譜選擇性反射截止值調整至接近於磷光體發射峰的情況下可能適用。

光伏打太陽電池通常由無機材料製造，該等無機材料可包括單晶矽、多晶矽、非晶矽、碲化鎘或硒化/硫化銅銦。許多現用光伏打太陽電池可由塊狀材料製造，將該等塊狀材料切成180至240微米厚之晶圓，隨後以類似於其他半導體的方式進行加工。其他光伏打太陽電池可由例如沈積於支撐基板上之有機染料及有機聚合物薄膜或層製造。適用於光伏打太陽電池之第三組材料可由奈米晶體製造且用作量子點(電子約束型奈米粒子)。矽仍為已知適用於塊狀及薄膜形式的唯一材料。矽薄膜電池主要藉由化學氣相沈積(通常為電漿增強型化學 氣相沈積，PE-CVD)由矽烷氣體及氫氣沈積。視沈積參數而定，可產生非晶矽、原晶矽或奈米結晶矽(亦稱為微晶矽)。非晶矽太陽電池由非晶矽或微晶矽製造且其基本電子結構為p-i-n接面。非晶矽作為太陽電池材料是有吸引力的，因為其充裕而且無毒(與其CdTe對應物不同)，且可能需要低加工溫度，從而使得能夠在可撓性及低成本基板上製造裝置。因為非晶結構之吸光率高於結晶電池，故可用極薄光電活性材料層吸收完整光譜。非晶矽之帶隙(1.7eV)高於結晶矽(1.1eV)，此意謂其所吸收之太陽光譜之可見部分比該光譜之紅外部分更強。

染料敏化太陽電池(DSSC)由低成本材料製造且不需要精密設備來製造，並且其成本可顯著低於固態電池設計。DSSC可工程改造成可撓性片材，但其轉化效率(光電比)通常小於薄膜電池。通常，使用釕有機金屬染料(Ru中心)作為吸光材料單層。染料敏化太陽電池可視奈米粒子二氧化鈦中孔層而定大大擴增表面區域(200-300m²/g TiO₂，與約10m²/g平坦單晶相比)。將來自吸光性染料之光產生之電子通到n型TiO₂上，且電洞被染料另一側上之電解質吸收。電路可由液體或固體電解質中之氧化還原電對完成。此類型光伏打太陽電池可支持更靈活地使用材料，且可藉由網版印刷或使用超音波噴嘴製造，從而可能加工成本低於塊狀太陽電池所用之加工成本。然而，此等電池中之染料可能受在熱及UV光下降解的困擾，且此等電池所需之電池外殼由於總成中所使用之溶劑而難以密封。

量子點太陽電池(QDSC)採用以較小微晶尺寸製造以使其形成量子點之低帶隙半導體奈米粒子(諸如CdS、CdSe、Sb₂S₃、PbS等)替代有機或有機金屬染料作為吸光劑。量子點(QD)由於其獨特性質已引起大量關注。其尺寸量化允許藉由簡單改變粒徑來調整帶隙。

所提供之電子顯示裝置包括與光伏打電池相鄰的分色反射器。 在一些實施例中，分色反射器係安置於光伏打電池上且與光伏打電池接觸。分色反射器反射光之可見光波長，同時透射大部分紅外波長。分色反射器可包括奇數個交替塗覆於玻璃基板上之高折射及低折射介電材料無吸收層。硫化鋅及氟化鎂為兩種常用介電材料。通常，此等多層無機分色反射器可藉由高真空沈積來製造。

在一些實施例中，基於光干涉，分色反射器可包括基於聚合物的多層膜或無機多層塗層。舉例而言，分色反射器可為多層塗層，其包括一或多個Ta₂O₅(高折射率)及一或多個SiO₂(低折射率)層以反射特定設計之波長。在一些其他實施例中，分色反射器可包括許多至少具有第一及第二互異聚合物材料之交互層，以便反射波長介於約400nm與750nm之間且入射在鏡面上之峰值可見光中的至少50%且透射介於約750nm與2000nm之間的峰值紅外光中的至少50%。適用於所提供之顯示裝置的例示性分色反射器之反射及透射光譜分別示於圖1a及圖1b中。圖1a中之分色反射器具有約98.8%(在光譜可見光區上之平均值)之可見光反射率。截止值為約750nm。圖1b顯示分色反射器在1090nm與1500nm波長之間亦具有87.3%之平均透射率。此等全聚合物型分色反射器之製造成本低於真空沈積型反射器，且可形成、成形或彎曲成多種複雜形狀。通常，所選聚合物具有至少0.03之折射率錯配。分色反射器可包含多種一般透明之熱塑性材料之交互層。可用於實施本發明之適合熱塑性樹脂以及代表性折射率包括(但不限於)：全氟烷氧基樹脂(折射率=1.35)、聚四氟乙烯(1.35)、氟化乙烯-丙烯共聚物(1.34)、聚矽氧樹脂(1.41)、聚偏二氟乙烯(1.42)、聚氯三氟乙烯(1.42)、環氧樹脂(1.45)、聚(丙烯酸丁酯)(1.46)、聚(4-甲基戊烯-1)(1.46)、聚(乙酸乙烯酯)(1.47)、乙基纖維素(1.47)、聚甲醛(1.48)、聚甲基丙烯酸異丁酯(1.48)、聚丙烯酸甲酯(1.48)、聚甲基丙烯酸丙酯(1.48)、聚甲基丙烯酸乙酯(1.48)、聚醚嵌段醯胺(1.49)、聚甲基丙烯 酸甲酯(1.49)、乙酸纖維素(1.49)、丙酸纖維素(1.49)、乙酸丁酸纖維素(1.49)、硝酸纖維素(1.49)、聚乙烯醇縮丁醛(1.49)、聚丙烯(1.49)、聚丁烯(1.50)、諸如SURLYN之離聚物樹脂(1.51)、低密度聚乙烯(1.51)、聚丙烯腈(1.51)、聚異丁烯(1.51)、諸如ECDEL之熱塑性聚酯(1.52)、天然橡膠(1.52)、PERBUNAN(1.52)、聚丁二烯(1.52)、耐綸(1.53)、聚丙烯酸醯亞胺(1.53)、聚(氯乙酸乙烯酯)(1.54)、聚氯乙烯(1.54)、高密度聚乙烯(1.54)、諸如ZERLON之甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯共聚物(1.54)、透明丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(1.54)、烯丙基二甘醇樹脂(1.55)、諸如SARAN樹脂之聚偏二氯乙烯與聚氯乙烯摻合物(1.55)、聚α-甲基苯乙烯(1.56)、諸如Dow 512-K之苯乙烯-丁二烯乳膠(1.56)、聚胺基甲酸酯(1.56)、氯丁橡膠(1.56)、諸如TYRIL樹脂之苯乙烯與丙烯腈共聚物(1.57)、苯乙烯與丁二烯共聚物(1.57)、聚碳酸酯(1.59)、諸如聚對苯二甲酸伸乙酯與聚對苯二甲酸乙二醇酯之其他熱塑性聚酯(1.60)、聚苯乙烯(1.60)、聚醯亞胺(1.61)、聚偏二氯乙烯(1.61)、聚二氯苯乙烯(1.62)、聚碸(1.63)、聚醚碸(1.65)及聚醚醯亞胺(1.66)。以上所報導之折射率在不同波長下可略有變化。舉例而言，聚碳酸酯折射率對於光譜藍光區中之光略大且對於光譜紅光區中之光略低。

以上樹脂之共聚物亦可適用，諸如乙烯與乙烯醇、苯乙烯與丙烯酸2-羥基乙酯、苯乙烯與順丁烯二酸酐、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯及苯乙烯與丙烯酸。其他適用聚合物材料包括聚醚醚酮(PEEK)、聚丁烯、順丁烯二酸酐接枝聚烯烴及乙烯與乙酸乙烯酯共聚物。適用於產生聚合物光譜選擇性反射器之材料揭示於例如美國專利第5,122,905號及第5,393,198號(兩者均頒予Wheatley等人)中。通常，可藉由層壓或多層共擠出來形成多層光譜選擇性反射器。

在一些應用中，可能需要調整分色反射器之波長反射率。舉例而言，可能需要分色反射器吸收(具有低透射率)某些波長之紫外線輻射。舉例而言，在電子閱讀器中，分色反射器吸收較低波長之紫外線輻射以使得此等波長不被反射到觀看者之眼睛中(此等波長可能對眼睛造成損傷)可為有利的。然而，若紫外線吸收劑太過接近於可見光譜邊緣吸收，則其可能改變反射器之可見光波長反射透射，從而使顯示器具有黃色色調。類似地，在諸如於分色反射器後面包括光伏打太陽電池之本發明應用之應用中，可能需要紅外輻射(750nm至2000nm)穿過分色反射器且達到光伏打太陽電池。然而，若分色反射器太過接近於可見光譜之長波長末端吸收，則其可賦予反射光帶藍色之色調。可藉由如美國專利第6,157,490號(Wheatley等人)中所揭示單調改變光學重複單元沿多層膜之厚度而使多層反射器透射光譜之藍色邊緣及紅色邊緣變尖。適用於所提供之電子顯示裝置之典型光譜反射膜可為購自3M(St.Paul，MN)之增強型鏡面反射器(ESR)。

所提供之分色反射器不需要具擴散性，但漫反射可改良針對使用者之可見影像。為此，分色反射器可為光譜選擇性反射器(例如增強型鏡面反射器)或其可為與光譜選擇性反射器相鄰之低折射率層、擴散層或兩者之堆疊。在一些實施例中，低折射率層可包括擴散元件。

分色反射器不需要層壓於光伏打電池上。若分色反射器經層壓，則可使用呈壓敏性黏附劑(PSA)或液體黏附劑形式之光學透明黏附劑。一般而言，此等光學透明黏附劑可為丙烯酸、橡膠、聚矽氧、聚酯、環氧樹脂或丙烯酸酯，且均在無任何著色添加劑之情況下對可見及紅外波長之光化輻射呈透明的，所述著色添加劑可視應用而存在。

所提供之電子顯示裝置可包括與分色反射器相鄰之低折射率 層。低折射率層可包括空氣、凝膠、煙霧狀二氧化矽、氣凝膠或呈開孔結構或閉孔結構形式之其他奈米多孔透明結構。低折射率層可包括密封層或可經黏附劑，通常經光學透明黏附劑塗佈。低折射率層亦可包括空氣層，該空氣層可具有一些結構元件以保持該空氣層與其他層隔開。此等結構元件可包括間隔珠粒、表面霧度或微複製特徵，諸如柱或桿。反射器上之稜柱結構亦可用於在所提供之電子顯示裝置中供氣隙用。

低折射率層可具有1.4或小於1.4、1.3或小於1.3、1.25或小於1.25、1.2或小於1.2、1.15或小於1.15、1.1或小於1.1或甚至1.05或小於1.05之折射率。在一些實施例中，低折射率層可為空氣。在其他實施例中，諸如美國專利申請公開案第2012/0038990號(Hao等人)中所揭示，低折射率層可包括複數個分散於黏合劑中之空隙。該等空隙可具有折射率n_v及電容率ε_v，其中n_v ²=ε_v，且黏合劑可具有折射率n_b及電容率ε_b，其中n_b ²=ε_b。

一般而言，低折射率層與光(諸如入射於低折射率層上或在低折射率層中傳播之光)的相互作用可視許多膜或層特徵而定，諸如膜或層厚度、黏合劑折射率、空隙或孔隙折射率、孔隙形狀及尺寸、孔隙之空間分佈及光波長。在一些實施例中，入射於低折射率層上或在低折射率層內傳播之光「經歷」("sees"或"experiences")有效電容率ε_eff及有效折射率n_eff，其中n_eff可由孔隙折射率n_v、黏合劑折射率n_b及空隙孔隙率或體積分數「f」表示。

在該等實施例中，光學膜或低折射率層足夠厚且空隙足夠小，以使得光無法解析單一或孤立空隙之形狀及特點。在該等實施例中，至少大部分空隙(諸如至少60%或70%或80%或90%空隙)之尺寸不大於約λ/5，或不大於約λ/6，或不大於約λ/8，或不大於約λ/10，或不大於約λ/20，其中λ為光波長。在一些實施例中，一些空隙可足夠小以使 得其主要光學效應為降低有效折射率，而一些其他空隙可降低有效折射率並散射光，而一些其他空隙可足夠大以使得其主要光學效應為散射光。

在一些實施例中，入射在低折射率層上之光可為可見光，意謂光波長在電磁光譜之可見區中。在此等實施例中，可見光可具有在約380nm至約750nm、或約400nm至約700nm、或約420nm至約680nm範圍內之波長。在此等實施例中，若至少大部分空隙(諸如至少60%或70%或80%或90%空隙)之尺寸不大於約70nm、或不大於約60nm、或不大於約50nm、或不大於約40nm、或不大於約30nm、或不大於約20nm、或不大於約10nm，則低折射率層可具有有效折射率且可包括複數個空隙。

在一些實施例中，低折射率層可足夠厚，以使得低折射率層可具有可由空隙折射率及黏合劑折射率以及空隙或孔隙體積分數或孔隙率表示之有效折射率。在該等實施例中，低折射率層之厚度可不小於約1微米、或不小於約2微米或在1至20微米範圍內。當所揭示之低折射率層中之空隙足夠小且低折射率層足夠厚時，低折射率層可具有有效電容率ε_eff，其可表示為：ε_eff=f ε_v+(1-f)ε_b。

在此等實施例中，光學膜或低折射率層之有效折射率n_eff可表示為：n_eff ²=f n_v ²+(1-f)n_b ²在一些實施例中，諸如當孔隙與黏合劑之折射率差異足夠小時，低折射率層之有效折射率可近似為以下表達式：n_eff=f n_v+(1-f)n_b在此等實施例中，低折射率層之有效折射率為空隙折射率及黏合劑折射率的體積加權平均值。在環境條件下，空隙可含有空氣，且 因而空隙折射率n_v可為空氣折射率或近似為1.00。

舉例而言，具有約50%空隙體積分數及折射率為約1.5之黏合劑的低折射率層可具有約1.25之有效折射率。在一些實施例中，低折射率層之有效折射率可不大於(或小於)約1.3，或小於約1.25，或小於約1.2，或小於約1.15，或小於約1.1。在一些實施例中，折射率可介於約1.14與約1.30之間。

在一些實施例中，低折射率層可包括黏合劑、複數個粒子及複數個互連孔隙或互連孔隙網狀結構。在其他實施例中，低折射率層可包括黏合劑及複數個互連孔隙或互連孔隙網狀結構。

可藉由許多方法在低折射率層中賦予複數個互連孔隙或互連孔隙網狀結構。在一種方法中，黏合劑混合物中可利用高度結構化之高表面積煙霧狀金屬氧化物(諸如煙霧狀二氧化矽)之固有孔隙率以形成合併有黏合劑、粒子、空隙及視情況選用之交聯劑或其他助劑材料的複合結構。理想黏合劑與粒子比率可視形成具互連空隙之結構所使用之方法類型而定。雖然黏合劑樹脂並非形成多孔煙霧狀二氧化矽結構之必要條件，但通常需要併入某一類型聚合物樹脂或黏合劑與金屬氧化物網狀結構以改良最終構造之加工、塗佈品質、黏附力及耐久性。

適用黏合劑樹脂之實例為衍生自熱固性、熱塑性及UV可固化聚合物之黏合劑樹脂。實例包括聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、聚乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙酸丁酸纖維素(CAB)、聚胺基甲酸酯(PUR)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚矽氧及氟聚合物或其組合。黏合劑可能可溶於諸如水、乙酸乙酯、丙酮、2-丁酮、異丙醇、甲基乙基酮以及其類似物之適當溶劑中，或其可作為分散液或乳液使用。適用於混合物中之一些市售黏合劑的實例為購自Kuraray-USA,Wacker Chemical,Dyneon LLC及Rohm & Haas的 黏合劑。

儘管黏合劑可為聚合物系統，但其亦可作為可聚合單體系統形式添加，諸如UV或熱可固化或可交聯系統。該等系統之實例可為UV可聚合丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、多官能丙烯酸酯、胺基甲酸酯丙烯酸酯及其混合物。一些典型實例可為1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、異戊四醇三丙烯酸酯。該等系統容易購自諸如Neo Res(Newark，DE)、Arkema(Philadelphia，PA)或Sartomer(Exton，PA)之供應商。諸如電子束(E束)、γ及UV輻射之光化輻射為適用於引發此等系統之聚合的方法，其中許多實施例使用UV活性系統。其他適用黏合劑系統亦可為陽離子聚合系統，該等系統可以乙烯醚及環氧化物形式得到。

聚合物黏合劑亦可與交聯劑一起調配，該等交聯劑可與聚合物黏合劑化學鍵結以形成交聯網狀結構。儘管形成交聯並非形成多孔結構或低折射率光學性質之必要條件，但出於其他功能原因，諸如改良塗層之內聚強度、對基板之黏附力或耐濕性、或耐熱性及耐溶劑性，通常是需要形成交聯的。交聯劑之特定類型視所用黏合劑而定。用於聚合物黏合劑(諸如PVA)之典型例示性交聯劑可為二異氰酸酯、諸如TYZOR-LA(可獲自DuPont，Wilmington，DE)之鈦酸酯、諸如POLYCUP 172(可獲自Hercules，Wilmington，DE)之聚(表氯醇)醯胺加合物、諸如CX100(可獲自Neo-Res，Newark，DE)之多官能氮雜環丙烷及硼酸、二環氧化物及二酸。聚合物黏合劑可與粒子聚集體形成獨立相，或可在粒子聚集體之間相互分散，其分散方式將聚集體「黏合」在一起形成經由直接共價鍵形成或分子間相互作用(諸如離子、偶極子、凡得瓦爾力(van Der Waals force)、氫鍵結及與金屬氧化物物理纏結)與金屬氧化物粒子連接之結構。

適用於低折射率塗層之例示性粒子包括煙霧狀金屬氧化物或熱 解金屬氧化物，諸如煙霧狀二氧化矽或氧化鋁。在一些實施例中，可使用高度分支化或結構化之粒子。該等粒子可防止有效封裝於黏合劑基質中且允許形成填隙空隙或孔隙。例示性材料包括高度分支化或結構化粒子，包括CABO-SIL煙霧狀二氧化矽或二氧化矽分散液，諸如以商標名EH5、TS 520銷售者；或預分散煙霧狀二氧化矽粒子，諸如可作為CABO-SPERSE PG 001、PG 002、PG 022、1020K、4012K、1015獲得者(可獲自Cabot Corporation)。煙霧狀氧化鋁亦可為適用於形成低折射率系統之結構化粒子，但通常利用二氧化矽，因為其與氧化鋁相比具有固有地較低的骨架折射率。氧化鋁之實例可以商標名CABO-SPERSE獲得，諸如以商標名CABO-SPERSE PG003或CABOT SPEC-Al銷售者。在一些實施例中，此等例示性煙霧狀金屬氧化物之聚集體包括複數個在約8nm至約20nm範圍內之初始粒子，且形成具有在約80nm至大於300nm範圍內之廣泛尺寸分佈的高度分支化結構。在一些實施例中，此等聚集體隨機填充於單位體積之塗層中以形成具有通道、隧道及孔隙之複雜雙連續網狀結構的中孔結構，該等通道、隧道及孔隙將空氣截留於該網狀結構中且因而降低塗層之密度及折射率。其他例示性多孔材料可來源於天然存在之無機材料，諸如黏土、硫酸鋇、氧化鋁及矽酸鹽。

煙霧狀二氧化矽粒子亦可用表面處理劑加以處理。金屬氧化物粒子之表面處理可例如改良在聚合物黏合劑中之分散、改變表面性質、增強粒子-黏合劑相互作用及/或提供反應性。在一些實施例中，表面處理可穩定粒子以使得粒子充分分散於黏合劑中，從而產生實質上更均質的組合物。可定製表面改質無機粒子之併入，例如以增強粒子與黏合劑之共價鍵結，由此提供更耐久且更均質的聚合物/粒子網狀結構。

處理劑之類型部分由金屬氧化物表面之化學性質決定。矽烷通 常用於二氧化矽且其他用於含矽填充劑。在矽烷之情況下，典型地可在併入黏合劑中之前使矽烷與粒子表面反應。表面改質劑之所需量可視若干因素而定，諸如粒徑、粒子類型、改質劑分子量及/或改質劑類型。矽烷改質劑可具有在粒子與黏合劑之間形成共價鍵的反應性基團，諸如羧基、醇、異氰酸酯、丙烯醯氧基、環氧基、硫醇或胺。相反地，矽烷改質劑可具有非反應性基團，諸如烷基、烷氧基、苯基、苯氧基、聚醚或其混合物。該等非反應性基團可改質塗層表面以改良例如抗污性及抗塵性或改良靜電消散。表面改質二氧化矽粒子之市售實例包括例如CABO-SI TS 720及TS 530。有時可能需要在粒子表面上併入官能基與非官能基之混合物以獲得此等理想特徵之組合。適用於本發明組合物中之表面處理劑的代表性實施例包括例如胺基甲酸N-(3-三乙氧基矽烷基丙基)甲氧基乙氧基乙氧基乙酯、胺基甲酸N-(3-三乙氧基矽烷基丙基)甲氧基乙氧基乙氧基乙酯、3-(甲基丙烯醯氧基)丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-(甲基丙烯醯氧基)丙基三乙氧基矽烷、3-(甲基丙烯醯氧基)丙基甲基二甲氧基矽烷、3-(丙烯醯氧基丙基)甲基二甲氧基矽烷、3-(甲基丙烯醯氧基)丙基二甲基乙氧基矽烷、3-(甲基丙烯醯氧基)丙基二甲基乙氧基矽烷、乙烯基二甲基乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、正辛基三甲氧基矽烷、十二烷基三甲氧基矽烷、十八烷基三甲氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、乙烯基甲基二乙醯氧基矽烷、乙烯基甲基二乙氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三異丙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三苯氧基矽烷、乙烯基三第三丁氧基矽烷、乙烯基參異丁氧基矽烷、乙烯基三異丙烯氧基矽烷、乙烯基參(2-甲氧基乙氧基)矽烷、苯乙烯基乙基三甲氧基矽烷、巰基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸、硬脂酸、十二烷酸、2-[2-(2-甲氧基乙氧基) 乙氧基]乙酸(MEEAA)、丙烯酸β-羧基乙酯(BCEA)、2-(2-甲氧基乙氧基)乙酸、甲氧基苯基乙酸及其混合物。

粒子體積濃度(PVC)及臨界粒子體積濃度(CPVC)可用於表徵用於製造塗層之粒子黏合劑系統的孔隙率。術語PVC及CPVC為油漆及顏料文獻中明確定義之術語，且進一步定義於頻繁提及之論文及技術書籍中，諸如Paint Flow and Pigment Dispersion,Patton,T.C.，第2版，J.Wiley Interscience,1978，第5章，第126頁；及Modeling Cluster Voids and Pigment Distribution to Predict Properties and CPVC in Coatings.第1部分：Dry Coating Analysis；及Sudduth,R.D；Pigment and Resin Technology,2008,37(6)，第375頁。當粒子體積濃度大於CPVC時，塗層為多孔的，因為無足夠的黏合劑來填充塗料粒子與填隙區之間的所有間隙。塗料隨後變成黏合劑、粒子及空隙之混合物。出現此種現象時之體積濃度與粒徑及粒子結構潤濕情況及/或形狀有關。體積濃度大於CPVC的調配物具有混合物中之樹脂被空氣置換的體積缺陷。CPVC、PVC及孔隙率之間的關係為：孔隙率=CPVC/PVC。如此CPVC論述中所使用，術語「顏料」等效於粒子且術語「樹脂」等效於黏合劑。在某些黏合劑-粒子系統中，當粒子之體積濃度超過稱為CPVC之臨界值時，混合物變成多孔的。因此，塗層基本上變成黏合劑、粒子及空氣之混合物，因為無足夠的黏合劑來填充粒子與塗層填隙區之間的所有間隙。當發生此情況時，體積濃度與顏料粒徑分佈、潤濕情況及粒子結構或形狀中之至少一者有關。提供所要低折射率性質之材料具有來源於高度結構化且調配成高於其CPVC之粒子-黏合劑混合物的次微米孔隙。在一些實施例中，光學物品之CPVC值不大於(或小於)約60%、或小於約50%、或小於約40%。

高度分支化或結構化之粒子可防止有效封裝於黏合劑基質中且可允許形成填隙空隙或孔隙。相比之下，下降至低於所要CPVC之材 料組合將不足以具有多孔性。BET方法(本文所述)可有助於測定低折射率材料之CPVC且因而有助於測定孔隙率，此係因為BET方法分析直徑小於200nm、直徑小於100nm或甚至直徑小於10nm之孔隙。如本文所使用，術語「BET方法」係指布魯諾爾(Braunauer)、埃梅特(Emmett)及泰勒(Teller)表面積分析(參見例如S.Brunauer,P.H.Emmett，及E.Teller,J.Am.Chem.Soc.,1938,60,309)。BET方法為用於測定固體物質之孔徑、表面積及孔隙率百分比的經科學驗證之熟知方法。BET理論係關於氣體分子以物理方式吸附於固體表面上且充當獲得關於固體表面之表面積及孔隙率之物理資訊的基礎。BET資料可有助於表徵滿足形成多孔結構之最低要求之材料。

由PVC/CPVC關係描述之粒子體積濃度亦與粒子重量濃度有關。因此，有可能確定高於CPVC之粒子重量範圍。使用重量比或重量百分比為一種調配具有所需CPVC值之混合物的方式。對於本發明之光學構造，需要黏合劑與粒子之重量比為1：1至1：8。重量比1：1等效於約50重量%(wt%)粒子，而1：8等效於約89wt%粒子。例示性黏合劑與金屬氧化物粒子比率小於1：2(小於33%黏合劑)、小於1：3、小於1：4、小於1：5、小於1：6、小於1：7、小於1：8、小於1：9及小於1：10(約8-10%黏合劑)。黏合劑之上限可由所要折射率決定。黏合劑之下限可由所要物理性質決定，例如加工或最終耐久性特徵。因而，黏合劑與粒子比率將視所要最終用途及所要光學物品性質而變化。

一般而言，低折射率層可具有應用中可能需要之任何孔隙率、孔徑分佈或空隙體積分數。在一些實施例中，低折射率層中之複數個空隙之體積分數不小於約20%、或不小於約30%、或不小於約40%、或不小於約50%、或不小於約60%、或不小於約70%、或不小於約80%。

在一些實施例中，即使低折射率層具有高光學濁度及/或漫反 射，低折射率層之部分亦可顯現一些低折射率性質。舉例而言，在該等實施例中，低折射率層之部分可支持在對應於小於黏合劑之折射率n_b之折射率的角度下的光學增益。

在一些實施例中，一些粒子具有反應性基團而其他粒子不具有反應性基團。舉例而言，在一些實施例中，約10%粒子具有反應性基團且約90%粒子不具有反應性基團，或約15%粒子具有反應性基團且約85%粒子不具有反應性基團，或約20%粒子具有反應性基團且約80%粒子不具有反應性基團，或約25%粒子具有反應性基團且約75%粒子不具有反應性基團，或約30%粒子具有反應性基團且約60%粒子不具有反應性基團，或約35%粒子具有反應性基團且約65%粒子不具有反應性基團，或約40%粒子具有反應性基團且約60%粒子不具有反應性基團，或約45%粒子具有反應性基團且約55%粒子不具有反應性基團，或約50%粒子具有反應性基團且約50%粒子不具有反應性基團。在一些實施例中，一些粒子可經官能化而在同一粒子上具有反應性基團與非反應性基團。粒子集體可包括不同大小、反應性及非反應性粒子與不同類型粒子之混合物，例如包括諸如丙烯酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚矽氧以及其類似物之聚合物粒子之有機粒子；或諸如玻璃或陶瓷之無機粒子，包括例如二氧化矽及氧化鋯。

在一些實施例中，低折射率層或材料之BET孔隙率可大於約30%(其對應於約50m²/g之表面積，如藉由BET方法所測定)、孔隙率大於約50%(其對應於約65-70m²/g之表面積，如藉由BET方法所測定)、大於約60%(其對應於約80-90m²/g之表面積，如藉由BET方法所測定)且最佳介於約65%與約80%之間(其對應於值大於約100m²/g之稍高表面積，如藉由BET方法所測定)。在一些實施例中，低折射率層中之複數個互連空隙之體積分數不小於(或大於)約20%、或大於約30%、或大於約40%、或大於約50%、或大於約60%、或大於約70%、 或大於約90%。一般而言，可顯示較高表面積指示較高孔隙率百分比且因而指示較低折射率；然而，此等參數之間的關係為複雜的。本文所示之值僅用於指導目的而不欲例示此等性質之間的限制性相關性。BET表面積及孔隙率百分比值將由平衡低折射率與其他關鍵效能性質(諸如塗層之內聚強度)之需要來決定。

本發明之光學構造可具有任何所要光學濁度。在一些實施例中，低折射率層之光學濁度不小於(或大於)約20%、或大於約30%、或大於約40%、或大於約50%、或大於約60%、或大於約70%、或大於約80%、或大於約90%、或大於約95%。在一些實施例中，低折射率層具有低光學濁度。舉例而言，在一些實施例中，低折射率層之光學濁度小於約20%、小於約10%、小於約5%、小於約3%、小於約2%、小於約1.5%或小於約1%。

低折射率層可包括聚合物保護層。聚合物保護層可為在老化時實質上不損害低折射率層之物理性質的穩定保護層。聚合物保護層可包括亦用於低折射率層中之黏合劑，且黏合劑可形成自低折射率層至聚合物保護層外表面之梯度。保護層可改良具有低折射率層之膜構造的內聚強度。聚合物保護層揭示於例如申請者於2012年3月30日申請之名為「Protective Coating for Low Index Material」之臨時申請案U.S.S.N.61/617,842中。

在一些態樣中，提供一種顯示裝置，其包括光伏打電池、與該光伏打電池相鄰之分色反射器、折射率為1.4或小於1.4且與該分色反射器相鄰之低折射率層及光學耦合於該低折射率層之磷光體層、光學擴散層或兩者。光伏打電池、分色反射器及低折射率層之細節描述於上文中。

所提供之顯示裝置可包括一或多個磷光體層。磷光體對於一般熟習電子顯示器技術者為熟知的且一般而言為展現發光現象之物質。 磷光體包括顯示亮度緩慢衰減(約1毫秒)之磷光材料及發射衰減極快(經數十奈秒)之螢光材料。磷光體通常為各種類型過渡金屬化合物或稀土金屬化合物。各磷光體可包括允許經由顯示器層可見來自磷光體之發光或加以阻擋因此經由顯示器層不可見發光之快門層。反射型彩色顯示器像素中之快門層及磷光體詳細描述於例如PCT專利申請公開案第WO 2012/150921 A1號(Gibson等人)中。

像素包括發射藍光、發射紅光及發射綠光之子象素之發光陣列，其具有安置於各子象素上之電光快門。該等快門可控制各子象素之發射強度。快門可呈例如分色染料-液晶客體-主體系統、電泳、電潤濕或電流體單元形式。快門可經由各種灰度級自透明調整至不透明。快門可控制環境光向發光層及分色鏡透射以及子面板向頂部表面透射。

所提供之顯示器可包括光學擴散層。光學擴散層可擴散入射光且在例如日光條件下可有利地賦予光學構造白色外觀。光學擴散層可為可合乎應用需要及/或可用於應用中之任何光學擴散層。舉例而言，光學擴散層可包括複數個分散於黏合劑中之粒子，其中該等粒子及該黏合劑具有不同的折射率。在一些情況下，諸如當光學擴散層之光學擴散性足以賦予顯示面板之光學構造以白色外觀時，光學擴散層之光學濁度可不小於約40%，或不小於約50%，或不小於約60%，或不小於約70%，或不小於約80%，或不小於約90%，或不小於約95%。在一些情況下，光學擴散層亦可為黏附劑。在該等情況下，光學擴散層可提供充足黏附力以使得顯示面板可能不需要附加光學黏附劑。

在一些實施例中，顯示裝置可包括圖案化顯示面板，該圖案化顯示面板包括具有可見發射峰之磷光體。磷光體可與分色反射器相鄰。分色反射器之反射截止波長邊緣可實質上與至多為750nm之磷光 體可見發射峰重疊。圖案化顯示器向顯示器之觀察者呈現影像。圖案化可為物理或電子的。物理圖案化包括使顯示器存在於選擇性區域中。電子圖案化包括藉由使用如上文所述之快門及子象素來提供影像。

所提供之顯示裝置可包括介於其組成性元件之間或用於將顯示裝置連接於電子裝置的光學黏附層。光學黏附層可為可能合乎應用需要及/或可用於應用中之任何光學黏附劑。光學黏附層應具有充足光學品質及光穩定性以使得例如黏附層不會隨時間或在曝露於氣候時黃化而損害黏附劑及顯示裝置之其他組件之光學效能。在一些情況下，光學黏附層可為實質上透明之光學黏附劑，意謂黏附層具有高鏡面透射率及低擴散透射率。舉例而言，在該等情況下，光學黏附層之鏡面透射率可不小於約70%，或不小於約80%，或不小於約90%，或不小於約95%。在一些情況下，光學黏附層可為實質上擴散性光學黏附劑，意謂黏附層具有高擴散透射率及低鏡面透射率。舉例而言，在該等情況下，光學黏附層之擴散透射率可能不小於約60%，或不小於約70%，或不小於約80%。例示性光學黏附劑包括壓敏性黏附劑(PSA)、熱敏性黏附劑、溶劑揮發性黏附劑、可再定位黏附劑或可再使用黏附劑，及UV可固化黏附劑，諸如可獲自Norland Products,Inc.之UV可固化光學黏附劑。

例示性PSA包括基於天然橡膠、合成橡膠、苯乙烯嵌段共聚物、(甲基)丙烯酸嵌段共聚物、聚乙烯醚、聚烯烴及聚(甲基)丙烯酸酯的PSA。如本文所使用，(甲基)丙烯酸(或丙烯酸酯)係指丙烯酸系及甲基丙烯酸系物質。其他例示性PSA包括(甲基)丙烯酸酯、橡膠、熱塑性彈性體、聚矽氧、胺基甲酸酯及其組合。在一些情況下，PSA係基於(甲基)丙烯酸系PSA或至少一種聚(甲基)丙烯酸酯。例示性聚矽氧PSA包括聚合物或膠狀物及視情況選用之黏性樹脂。其他例示性聚矽 氧PSA包括聚二有機矽氧烷聚乙二醯胺及視情況選用之增黏劑。

在一些情況下，光學擴散黏附層之漫反射率不小於約20%，或不小於約30%，或不小於約40%，或不小於約50%，或不小於約60%。在該等情況下，黏附層可藉由包括複數個分散於光學黏附劑中之粒子而具有光學擴散性，其中該等粒子及該光學黏附劑具有不同的折射率。兩種折射率之間的錯配可散射光。在一些情況下，光學黏附層可包括交聯黏性丙烯酸系壓敏性黏附劑。光學黏附層亦可包括諸如增黏劑、塑化劑及填充劑(諸如顏料，諸如TiO₂)之添加劑。在一些情況下，TiO₂可添加至黏附層以賦予其白色外觀。

在一個態樣中，提供一種顯示裝置，其包括光伏打電池、與該光伏打電池相鄰之分色反射器及與該分色反射器相鄰之低折射率層，其中該低折射率層具有介於約1.1至約1.4之間的折射率。在一些實施例中，該光譜選擇性反射器包括多個聚合物層且可經調整以使其針對大於約750nm之電磁輻射波長的平均透射率大於75%且針對介於400nm與750nm之間的電磁輻射波長的平均反射率大於約95%。在一些實施例中，顯示面板包括包含磷光體之圖案化層，且在其他實施例中，顯示面板可包括快門層。在一些實施例中，顯示裝置包括光學擴散層。

具體顯示裝置可層壓於諸如個人資料助理、手持型電話、膝上型電腦、平板電腦、GPS監視器、電子閱讀器或電子廣告板之電子裝置之顯示層。電子裝置之顯示層可為液晶顯示裝置(LCD)、電泳顯示器、透明有機發光二極體(OLED)顯示器或在750nm與1500nm之間的平均透射率大於10%的電致發光層。顯示裝置可包括至少一個油墨印刷之圖案，油墨可為吸收性油墨、染料或具有發射磷光體之油墨(磷光體層)。在一些實施例中，磷光體層、染料、吸收性油墨或擴散層可光學耦合於低折射率層。具體顯示裝置容易製造且可直接層壓於電 子裝置顯示器上而無需附加框架或帶槽框來支撐。低折射率層可允許分色反射器在高入射光角度下具有高反射率。

在另一態樣中，提供一種顯示裝置，其包括光伏打電池、與該光伏打電池相鄰且具有反射截止波長邊緣之分色反射器，及圖案化顯示面板，其中該圖案化顯示面板包括具有可見發射峰之磷光體。反射截止波長邊緣實質上與至多為750nm之磷光體可見發射峰重疊。反射截止波長邊緣實質上與磷光體可見發射峰重疊。光伏打電池可包括矽且光譜選擇性反射器可包括多個聚合物層。分色反射器可包括光學擴散層及低折射率層。

在另一態樣中，提供一種顯示裝置，其包括光伏打電池；與該光伏打電池相鄰之分色反射器，其中該分色反射器具有反射截止波長邊緣；及與該分色反射器相鄰之圖案化顯示面板，該顯示面板包括具有可見發射峰之磷光體。反射截止波長邊緣實質上與至多為750nm之磷光體可見發射峰重疊。反射截止波長邊緣實質上與磷光體可見發射峰重疊。光伏打電池可包括矽且光譜選擇性反射器可包括多個聚合物層。分色反射器可包括光學擴散層及低折射率層。在顯示裝置之此等實施例中，快門可為電泳快門層。

在另一態樣中，提供一種顯示裝置，其包含光伏打電池；與該光伏打電池相鄰之分色反射器，其中該分色反射器具有反射截止波長邊緣；及與該分色反射器相鄰之圖案化顯示面板，其包含具有可見發射峰之磷光體。分色反射器之反射截止波長邊緣實質上與至多為750nm之磷光體可見發射峰重疊。

將對低折射率層或擴散層或擴散層加與分色鏡耦合之低折射率層量測透射率及反射率。因為磷光體層(若存在)將為擴散性的且視不同磷光體而改變光之光譜，故該量測係對不具有磷光體或顏料之擴散層進行。

以下圖中說明所提供之顯示裝置之適用實施例。圖2中所說明之實施例包括光伏打電池209、與光伏打電池209相鄰之分色反射器207、折射率介於約1.1與1.4之間且與分色反射器207相鄰之低折射率層205。快門層201安置於圖案化層203上，圖案化層203又與低折射率層205相鄰。

圖3中所說明之實施例包括安置於低折射率層305上之圖案化層303，低折射率層305安置於擴散層306上。擴散層306安置於分色反射器307上，分色反射器307又安置於光伏打電池309上。

除了已交換低折射率層與擴散層之位置外，圖4中所說明之實施例與圖3中所說明之實施例非常相似。圖4中所說明之實施例包括安置於擴散層406上之圖案化層403，擴散層406安置於低折射率層405上。低折射率層405如所說明安置於分色反射器407及光伏打電池409上。

除了第二低折射率層夾合擴散層外，圖5說明與圖4中所說明之顯示裝置一致之所揭示顯示裝置之一個實施例。圖5中所說明之實施例具有安置於第一低折射率層505上之圖案化層503，第一低折射率層505安置於擴散層506上。擴散層506安置於第二低折射率層505'上。在分色反射器507及光伏打電池509上安置低折射率層505'以完成構造。

除了在圖案化層上安置快門外，圖6中所示之所揭示顯示裝置之實施例與圖4中所說明之裝置相似。在圖6中，快門層601安置於圖案化層603上，隨後為擴散層606、低折射率層605、分色層607及光伏打電池609。

除了已交換低折射率層與擴散層之位置外，圖7中所說明之實施例與圖6中所說明之實施例相似。圖7顯示快門層701安置於圖案化層703上。低折射率層705與圖案化層703及擴散層706相鄰。擴散層706如所示安置於分色層707及光伏打電池709上。

除了對低折射率層與擴散層進行位置交換外，圖8與圖12中所說明之實施例相似。在圖8中，使用三個快門層。紅色快門層801a安置於藍色快門層801b上，藍色快門層801b安置於綠色快門層801c上。類似地，紅色快門層1201a、藍色快門層1201b及綠色快門層1201c用於圖12中之實施例。在圖8中，三個快門層801a、801b及801c分別安置於低折射率層805、擴散層806、分色反射器807及光伏打電池809上。在圖12中，三個快門層1201a、1201b及1201c安置於擴散層1206上，擴散層1206安置於低折射率層1205、分色反射器1207及光伏打電池1209上。

除了向顯示裝置添加快門層外，圖9中所說明之實施例與圖5中所說明之實施例相似。快門層901安置於圖案化層903、第一低折射率層905、擴散層906、第二低折射率層905'、分色反射器907及光伏打電池909上。

圖10中所說明之實施例包括安置於低折射率層1005、分色反射器1007及光伏打電池1009上之圖案化層1003。

在圖11中所說明之實施例中，低折射率層已替換為空氣(折射率為約1.00)。因而，在圖11中，快門層1101安置於圖案化層1103上。氣隙1104安置於圖案化層1103與分色反射器1107之間，分色反射器1107又安置於光伏打電池1109上。

最終，在圖13中所說明之實施例中，紅色快門層1301a、藍色快門層1301b及綠色快門層1301c安置於第一低折射率層1305、擴散層1306及第二低折射率層1305'之夾層結構上。第二低折射率層1305'安置於分色反射器1307及光伏打電池1309上。

本發明不欲受圖2至13中所說明之實施例限制。在圖2至13之以上描述中，應理解術語「安置於...上」等效於術語「相鄰」，且如本文所述，可包括其間可能具有一或多個插入層的層。

下文為本發明實施例之清單。

第1項為一種顯示裝置，其包括一光伏打電池；一與該光伏打電池相鄰之分色反射器；及一與該分色反射器相鄰之低折射率層，其中該低折射率層包括介於約1.1至約1.4之間的折射率。

第2項為如第1項之顯示裝置，其中該光伏打電池包括矽、(二)硒化銅銦鎵或一多接面太陽電池。

第3項為如第1項之顯示裝置，其中該分色反射器包括多個聚合物層。

第4項為如第1項之顯示裝置，其中該分色反射器針對大於約750nm至約2000nm之電磁輻射波長的平均透射率大於約75%，且針對介於400nm與750nm之間的電磁輻射波長的平均反射率大於約95%。

第5項為如第1項之顯示裝置，其中該低折射率層包括複數個金屬氧化物粒子、黏合劑及複數個互連孔隙。

第6項為如第1項之顯示裝置，其中該分色反射器包括一擴散層、一低折射率層或其組合。

第7項為一種顯示裝置，其包括一光伏打電池；一與該光伏打電池相鄰之分色反射器；一與該分色反射器相鄰之低折射率層，其中該低折射率層具有1.4或小於1.4之折射率；及光學耦合於該低折射率層之一磷光體層、染料、吸墨或一擴散層。

第8項為如第7項之顯示裝置，其中該光伏打電池包括矽。

第9項為如第7項之顯示裝置，其中該分色反射器包括多個聚合物層。

第10項為如第7項之顯示裝置，其中該分色反射器針對大於約750nm至約2000nm之電磁輻射波長的平均透射率大於約75%，且針對介於400nm與750nm之間的電磁輻射波長的平均反射率大於約95%。

第11項為如第7項之顯示裝置，其中該分色反射器包括一擴散層、一低折射率層或其組合。

第12項為如第11項之顯示裝置，其中該低折射率層包括複數個金屬氧化物粒子、黏合劑及複數個互連孔隙。

第13項為如第11項之顯示裝置，其中該顯示裝置包括一磷光體。

第14項為如第13項之顯示裝置，其中該磷光體經圖案化。

第15項為如第7項之顯示裝置，其中該顯示裝置包括一擴散層。

第16項為如第7項之顯示裝置，其進一步包括一快門層。

第17項為如第16項之顯示裝置，其中進一步包括一磷光體。

第18項為如第7項之顯示裝置，其中該低折射率層不接觸該分色反射器。

第19項為如第7項之顯示裝置，其中該分色反射器包括一安置於該低折射率層上之擴散層。

第20項為如第7項之顯示裝置，其中該分色反射器包括一擴散層及一低折射率層，且其中該低折射率層係依序安置於該擴散層上。

第21項為如第13項之顯示裝置，其中該磷光體具有一可見發射峰，且該反射器透射在比該磷光體發射峰小約50nm至約750nm之波長範圍內的可見光。

第22項為一種顯示裝置，其包括一光伏打電池；一與該光伏打電池相鄰且具有一反射截止波長邊緣之分色反射器；一與該分色反射器相鄰之圖案化顯示面板，該圖案化顯示面板包含具有一可見發射峰之一磷光體層、一染料層、一吸墨層或一擴散層，其中該分色反射器之該反射截止波長邊緣實質上與至多為750nm之該磷光體可見發射峰重疊。

第23項為如第22項之顯示裝置，其中該光伏打電池包括矽。

第24項為如第22項之顯示裝置，其中該分色反射器包括多個聚 合物層。

第25項為如第22項之顯示裝置，其中該圖案化顯示面板與該分色反射器接觸。

第26項為如第22項之顯示裝置，其中該圖案化顯示面板係安置於一透明基板上。

第27項為如第22項之顯示裝置，其中該分色反射器具有一安置於其上之低折射率層。

第28項為如第27項之顯示裝置，其中該分色反射器具有一安置於該低折射率層上之擴散層。

第29項為如第22項之顯示裝置，其中該分色反射器包括一擴散層及一低折射率層，且其中該低折射率層係依序安置於該擴散層上。

第30項為一種電子裝置，其包括如第1項之顯示裝置。

第31項為一種電子裝置，其包括如第7項之顯示裝置。

第32項為一種電子裝置，其包括如第22項之顯示裝置。

藉由以下實例進一步說明本發明之目標及優勢，但此等實例中所述之特定材料及其量以及其他條件及細節不應被視為過度限制本發明。本發明內所引用的所有參考文獻均以全文引用的方式併入本文中。

201‧‧‧快門層

203‧‧‧圖案化層

205‧‧‧低折射率層

207‧‧‧分色反射器

209‧‧‧光伏打電池

Claims (32)

1. 一種顯示裝置，其包含：一光伏打電池；一與該光伏打電池相鄰之分色反射器；及一與該分色反射器相鄰之低折射率層，其中該低折射率層具有介於約1.1至約1.4之間的折射率。
2. 如請求項1之顯示裝置，其中該光伏打電池包含矽、(二)硒化銅銦鎵或一多接面太陽電池。
3. 如請求項1之顯示裝置，其中該分色反射器包含多個聚合物層。
4. 如請求項1之顯示裝置，其中該分色反射器針對大於約750nm至約2000nm之電磁輻射波長的平均透射率大於約75%，且針對介於400nm與750nm之間的電磁輻射波長的平均反射率大於約95%。
5. 如請求項1之顯示裝置，其中該低折射率層包含複數個金屬氧化物粒子、黏合劑及複數個互連孔隙。
6. 如請求項1之顯示裝置，其中該分色反射器包含一擴散層、一低折射率層或其組合。
7. 一種顯示裝置，其包含：一光伏打電池；一與該光伏打電池相鄰之分色反射器；一與該分色反射器相鄰之低折射率層，其中該低折射率層具有1.4或小於1.4之折射率；及光學耦合於該低折射率層之一磷光體層、一染料層、一吸墨層或一擴散層。
8. 如請求項7之顯示裝置，其中該光伏打電池包含矽。
9. 如請求項7之顯示裝置，其中該分色反射器包含多個聚合物層。
10. 如請求項7之顯示裝置，其中該分色反射器針對大於約750nm至約2000nm之電磁輻射波長的平均透射率大於約75%，且針對介於400nm與750nm之間的電磁輻射波長的平均反射率大於約95%。
11. 如請求項7之顯示裝置，其中該分色反射器包含一擴散層、一低折射率層或其組合。
12. 如請求項11之顯示裝置，其中該低折射率層包含複數個金屬氧化物粒子、黏合劑及複數個互連孔隙。
13. 如請求項11之顯示裝置，其進一步包含一磷光體。
14. 如請求項13之顯示裝置，其中該磷光體經圖案化。
15. 如請求項7之顯示裝置，其進一步包含一擴散層。
16. 如請求項7之顯示裝置，其進一步包含一快門層。
17. 如請求項16之顯示裝置，其進一步包含一磷光體。
18. 如請求項7之顯示裝置，其中該低折射率層不接觸該分色反射器。
19. 如請求項7之顯示裝置，其中該分色反射器包含一安置於該低折射率層上之擴散層。
20. 如請求項7之顯示裝置，其中該分色反射器包含一擴散層及一低折射率層，且其中該低折射率層係依序安置於該擴散層上。
21. 如請求項13之顯示裝置，其中該磷光體具有一可見發射峰且該反射器透射在比該磷光體發射峰小約50nm至約750nm之波長範圍內的可見光。
22. 一種顯示裝置，其包含： 一光伏打電池；一與該光伏打電池相鄰之分色反射器，其中該分色反射器具有一反射截止波長邊緣；及一與該分色反射器相鄰之圖案化顯示面板，其中該圖案化顯示面板包含一具有一可見發射峰之磷光體；其中該分色反射器之該反射截止波長邊緣實質上與至多為750nm之該磷光體可見發射峰重疊。
23. 如請求項22之顯示裝置，其中該光伏打電池包含矽。
24. 如請求項22之顯示裝置，其中該分色反射器包含多個聚合物層。
25. 如請求項22之顯示裝置，其中該圖案化顯示面板與該分色反射器接觸。
26. 如請求項22之顯示裝置，其中該圖案化顯示面板係安置於一透明基板上。
27. 如請求項22之顯示裝置，其中該分色反射器具有一安置於其上之低折射率層。
28. 如請求項27之顯示裝置，其中該分色反射器具有一安置於該低折射率層上之擴散層。
29. 如請求項22之顯示裝置，其中該分色反射器包含一擴散層及一低折射率層，且其中該低折射率層係依序安置於該擴散層上。
30. 一種電子裝置，其包含如請求項1之顯示裝置。
31. 一種電子裝置，其包含如請求項7之顯示裝置。
32. 一種電子裝置，其包含如請求項22之顯示裝置。