用于提供显示器组件的方法和设备的制造方法_2

文档序号:8227493阅读:来源:国知局
颗粒沉积到图1所示的光漫射设备上的表面活性剂来制备的;
[0027]图9是根据本发明的一种或更多种实施方式的使用光漫射设备和多个电子显示元件的显示器系统的侧面截面视图;
[0028]图10是本文所述的包括光源的部分光漫射实施方式的部分示意图;
[0029]图11是本文所述的包括纤维光源的光漫射实施方式的侧面示意图;
[0030]图12是使用根据本发明的一种或更多种实施方式的光漫射组件的显示器系统的不意视图;
[0031]图13是图12所示的显示器系统的进一步细节的示意图;和
[0032]图14是适于和图13所示的显示器系统结合使用的光漫射组件的示意截面图。 实施方式详述
[0033]参考附图,其中相同的附图标记表示相同的元件,在附图中示出了适于结合使用来为一种或更多种显示器系统提供各种光学组件的多种特征和方法。
光漫射结构/方法
[0034]参考图1-2,根据本发明的一种或更多种实施方式的漫射设备100可用来处理用于显示器系统的光。总的来说,漫射设备100操作来接收来自结构的一种或更多种边缘或边界的光,在玻璃结构中传播光,和将光漫射和散射出结构的前面(如图2中的箭头所示)用于有用的目的。
[0035]漫射设备100包括玻璃板102,该玻璃板102包括隔开的、平坦的第一和第二表面104,106。可使用任意合适的市售玻璃板,该玻璃板能耐受本文明示或暗示的加工参数。漫射设备100还可包括至少一种散射层,该散射曾包括设置在玻璃板102的第一表面104上的多个亚微米尺寸的光散射元件110。粘合剂材料112设置在玻璃板102的第一表面104上,至少部分填充相邻的散射元件110之间的空隙。
[0036]如虚线所示,光可进入玻璃板102并开始穿过那里传播直到光的射线撞击到散射元件110上。考虑到玻璃板102的光学性质,散射元件110、粘合剂材料112(将在下文详细讨论)将光散射出漫射设备100。当使用单一层的散射元件110时,那么光学特征通常是表面散射变化。另一方面,当散射元件110由数层形成时,那么光学特征通常是体积散射变化。
[0037]现在参考图3,它是用于不同尺寸的颗粒的散射横截面(Y轴上)和散射角度(X轴上)的图片。光散射元件110由单个颗粒、颗粒的团聚体和/或聚集体中的一种或更多种形成。当单个颗粒具有合适的尺寸时,那么可无需团聚和/或聚集这些颗粒。另一方面,当单个粒度太小时,那么需要团聚或聚集颗粒以形成具有合适尺寸的各散射元件110。图3的图显示了 4组图30,32,34,36,各自表示4个不同粒度,具体为50nm, 10nm, 150nm,和200nm。使用衍生自球形散射位点的米氏(Mie)散射计算来产生图。因此,图显示了形成散射元件110的单个颗粒或近似球形形状的团聚体的近似光学特征。
[0038]图3的图表明小颗粒同时向后和向前散射,约150纳米的颗粒和更大的颗粒主要向前散射,这通常在漫射设备100是所期望的。实际上,如下文所更加详细描述,在主要向前的方向散射促进设备100中的高透光率比和高雾度比。具体来说,图显示了计算的归一化散射横截面的角度依赖性随粒度的变化。结果表明颗粒或团聚体的总体尺寸应在约200纳米(假定为总体球形或接近的形状)的量级,从而取得高透光率比。实际上,因为较小的颗粒趋于反向散射光,将不利地影响所得透光率比。大于约500纳米的颗粒向前散射光,但角展度(angular spread)较小,这是不那么理想的。
[0039]考虑到上述光学散射特征随散射元件尺寸的变化,各散射元件110的近似直径可为下述的一种:(i)约 10nm-约 500nm, (ii)约 200nm_ 约 300nm,和(iii)约 250nm。
[0040]漫射设备100的光学光散射特征还受到玻璃板102、散射元件110和粘合剂材料112的折射率的影响。在一些应用中,和玻璃板102和粘合剂材料112的折射率相比,散射元件110具有较高的折射率。玻璃板102和粘合剂材料112将类似的具有在约1.4 - 1.6,或约1.43-约1.56量级的折射率。因此,当散射元件110具有较高的折射率时,那么这些折射率可为下述的一种:(i)约1.5-约4.0, (ii)约1.7-约2.5,和(iii)至少2.0。
[0041]例如,散射元件可由下述物质的团聚体形成:二氧化钛(T12),氧化铈(Ce2O3)、氧化锌(ZnO),和/或二氧化锆(ZrO2)。本领域普通技术人员将理解,如果进行了合理量的研宄,还可发现其它适用于设备100的材料。如上所述,元件110的尺寸可在约250纳米的量级,因此使用所列氧化物时要求团聚和/或聚集以取得所需的尺寸。
[0042]如上所述,粘合剂材料112的折射率可基本上类似于玻璃板的折射率,例如:(i)约1.2-约1.7,(ii)约1.3-约1.6,和(iii)约1.5。例如,粘合剂材料层112可有下述的一种或更多种物质形成:聚合的或部分固化的聚烷基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚合的烷基或芳基倍半硅氧烷T树脂、聚甲基倍半硅氧烷、聚甲基苯基倍半硅氧烷、聚苯基倍半硅氧烷和可紫外固化的聚硅氧烷或倍半硅氧烷。然后,使用可热学或可UV固化的固化步骤,完成固化粘合剂材料112。
[0043]除了折射率之外,可基于下述的一种或更多种来选择粘合剂材料112:溶解度(有机溶剂相对于水性溶剂)、粘度(流动的能力)、同时和玻璃板102和其自身反应的能力从而可完全固化粘合剂材料112、以及在最高达约400-600°C的加工温度下稳定的能力。
[0044]现在参考图4A,4B,和4C,它们是用于制造一种如图1所示的光漫射设备100的方法的中间体结构的侧面截面视图。如图4A所示,以促进它的吸附特征的方式制备玻璃板102的第一表面104,其可能涉及表面清洁和准备。
[0045]接下来,将多个亚微米尺寸的散射元件110设置在玻璃板102的第一表面104上,从而它们吸附到该表面上。设置散射元件110的步骤可包括使用浸涂或旋涂工艺来将可流动相(例如淤浆或溶液)的元件110施涂到第一表面104上。因为在第一表面104上的散射元件的数量和空间与所得的透光率比和雾度比之间存在关系,在沉积步骤中应该注意。实际上,当散射元件110具有较高折射率,且玻璃板102和粘合剂材料112具有较低折射率时,随着元件110之间的距离增加,雾度比也增加(至少在特定范围内)。
[0046]可通过改变使用浸涂或旋涂工艺施涂到表面104的淤浆中的散射元件110的浓度(例如,以重量%表征),来控制散射元件110的距离。已发现淤浆中散射元件110(由二氧化钛形成)的浓度约为10重量%时,最终漫射设备100中所得的雾度比将在约40%的量级。相对的是,淤浆中散射元件110(由二氧化钛形成)的浓度约为40重量%时,得到约100%量级的雾度比。
[0047]此外,还可通过改变旋涂工艺(例如旋涂速度、升温速率、时间、温度等)和/或浸涂工艺(例如提拉速度、浓度、围绕物和浸涂溶液的温度等)的参数,来控制在第一表面104上的散射元件110的数量和间隔特征。
[0048]—旦将散射元件110设置在玻璃板102的第一表面104上,实施热处理过程来驱出过量的液体。热处理过程可包括将中间结构(图4)的温度升高到约120°C,并保持1-2小时。
[0049]接下来,如图4B所示,将可流动的粘合剂材料112设置在玻璃板102的第一表面104上,从而粘合剂材料112至少部分地填充相邻的散射元件110之间的空隙。然后,根据制造商的说明书固化粘合剂材料112。应指出,可通过控制沉积的加工参数来实现改变粘合剂材料112的厚度。例如,可使用浸涂或旋涂工艺来施涂可流动的粘合剂材料112。这样,可调节这些工艺的参数(速度、时间、温度等),来取得所需厚度的粘合剂材料112。或者,可施涂多个粘合剂材料112涂层,从而形成粘合剂层112的厚度。如图4B所示,粘合剂材料层112无需完全覆盖散射元件110。但是,在图4C所示的实施方式中,粘合剂材料完全填充空隙并覆盖散射元件110,以制备平坦化层114。结合图4C所示的实施方式,取决于施涂,粘合剂材料层112在散射元件110以上延伸的程度可从亚微米变化到微米或以上。
[0050]根据一种或更多种其它实施方式,粘合剂材料涂层的数目在玻璃板102的不同区
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