具有嵌入扩散片的增亮膜的制作方法_3

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有形光学材料并且具有主表面,这 些主表面彼此完全重合、或彼此物理接触至少超过其相应表面积的80%、或至少90%。
[0056] 棱镜751可被设计成沿着所需方向(例如沿着正z方向)重定向入射于光学膜 719的主表面719b上的光。在示例性光学膜719中,棱镜751为线性棱镜结构。通常,棱 镜751可为任何类型的棱镜或类棱镜微结构,这种微结构能够通过(例如)折射入射光的 一部分并且循环利用入射光的不同部分来重定向光。例如,棱镜751的横截面轮廓可为或 可包括弯曲和/或分段的线性部分。
[0057] 棱镜751中的每个包括顶角752和从公共基准面(例如为主表面750b)测量的高 度。各个棱镜751a、751b、751c等显示成具有高度753 &、75313、753(:、...7536等。在一些情 况下,例如,当希望降低光学耦合或润湿度和/或提高光重定向光学膜的耐久性时,给定棱 镜751的高度可沿着y方向变化。例如,线性棱镜751a的棱镜高度沿着y方向变化。在这 种情况下,棱镜751a沿着y方向具有变化的局部高度753a,这种变化的高度限定最大高度 和平均高度。在一些情况下,棱镜(诸如线性棱镜751c)沿着y-方向具有恒定的高度。在 这种情况下,棱镜具有等于棱镜的最大高度和平均高度的恒定局部高度753c。
[0058] 在一些情况下,诸如当希望降低光学耦合或润湿度时,线性棱镜中的一些棱镜较 矮而一些棱镜较高。例如,线性棱镜751c的高度753c小于线性棱镜751b的高度753b。
[0059] 每个棱镜的顶角或二面角752可具有应用中可能需要的任何值。例如,在一些情 况下,顶角752可在约70度至约110度、或约80度至约100度、或约85度至约95度的范 围内。在一些情况下,棱镜751具有相等的顶角,该顶角可例如为在约88度或89度至约92 度或91度的范围内,例如90度。
[0060] 棱镜层750可由任何合适的透光性材料构成并且可具有任何合适的折射率。例 如,在一些情况下,棱镜层可具有在约1. 4到约1. 8、或约1. 5到约1. 8、或者约1. 5到约1. 7 的范围内的折射率。在一些情况下,棱镜层可具有不小于约1. 5、或不小于约1. 55、或不小 于约1. 6、或不小于约1. 65、或不小于约1. 7的折射率。棱镜层可为完全或部分双折射的, 并且其可为完全或部分(基本上)各向同性的。
[0061] 在大多数情况下,诸如当光学膜719用于液晶显示系统时,与不具有光学膜719的 相同显示器相比,光学膜719增加显示器的同轴亮度,即,沿着z轴测量的亮度。为了量化 轴向亮度的目的,光学膜719被认为具有大于1的"有效透射率"或相对"增益"。如本文所 用,"有效透射率"("ET")是指当光源为具有漫反射率>80%的朗伯光源或近朗伯光源时 在膜就位的情况下的同轴亮度对在膜未就位的情况下的显示系统的同轴亮度之比。
[0062] 光学膜的ET可使用光学系统来测量,该光学系统包括中空朗伯光箱、线性光吸收 型偏振器和在光箱的光轴上保持居中的光电检测器。中空光箱可由稳定的宽带光源照亮, 这种光源通过光纤连接到光箱的内部,并且从光箱的发射或退出表面发射的光具有朗伯亮 度分布。要测量其ET的光学膜或其他试验样本放置在光箱和吸收型线性偏振器之间的位 置处。将在系统中存在光学膜的情况下的光电检测器输出除以在系统中不存在光学膜的情 况下的光电检测器输出产生光学膜的ET。
[0063] 用于测量ET的合适的光电检测器为可得自加利福尼亚州查茨沃思市的光学研宄 公司(Photo Research, Inc, Chatsworth, CA)的 SpectraScan?PR-650 光谱色度计。用于此 类测量的合适的光箱为具有约85%的总反射率的特氟隆立方体。
[0064] 光学膜719的ET可通过下述方式来测量:将光学膜719置于指定位置处,使主表 面719a(和线性棱镜751)面向光电检测器并且使主表面719b面向光箱。接下来,光谱加 权轴向亮度11(沿着光轴的亮度)由光电检测器通过线性吸收型偏振器来测量。然后,去 除光学膜719,并且在没有光学膜719的情况下测量光谱加权亮度12。ET为比率11/12。 ET可通过指定光学膜相对于线性吸收型偏振器的取向更详细指定。例如,"ΕΤ0"是指当光 学膜被取向成使得棱镜751中的每个沿着平行于线性吸收型偏振器的透光轴的方向延伸 时的有效透射率,且"ET90"是指当光学膜被取向成使得棱镜751中的每个沿着垂直于线性 吸收型偏振器的透光轴的方向延伸时的有效透射率。进一步就这一点而言,"平均有效透射 率"("ETA")为ETO和ET90的平均值。根据此附加术语学,先前所提及的术语"有效透射 率"或"ET",如果没有更多的话,是指光学膜的平均有效透射率。
[0065] 在示例性情况下,本公开的微复制型光学膜(包括光学膜719)被构造用于增加系 统亮度,且线性棱镜具有至少约1. 6的折射率,且光学膜的平均有效透射率(ETA)为至少约 1. 3、或至少1. 5、或至少1. 7、或至少1. 9、或至少2. 1。
[0066] 光漫射或散射可以称为"光学雾度"或简称为"雾度"的参数表示。对于由垂直 入射光束照亮的膜、表面或其他对象而言,对象的光学雾度是指偏离法向大于4度的透射 光对总透射光之比。雾度可在模拟中计算,且对于实际样本而言其可根据ASTM D1003中 所述的过程或根据其他合适的过程使用雾度仪加雾度计(可得自马里兰州哥伦比亚市的 BYK-加德纳公司(BYK-Gardner,Columbia,MD))来测量。与光学雾度有关的是光学清晰 度,光学清晰度是指比率(T 1-T2V(TJT2),其中T1为偏离法向1. 6和2度之间的透射光,且 T2为相对于法向介于零度和0. 7度之间的透射光。清晰度值也可使用由BYK-加德纳公司 (BYK-Gardiner)提供的雾度仪加雾度计来测量。
[0067] 在一些实施例中,在棱镜层和双折射基材之间不提供空气间隙,且光散射或雾度 由嵌入结构化表面而不是暴露出的结构化表面提供。结构化表面可接着被认为是内埋的或 嵌入的,因为其由固体或以其他方式有形的透光性材料(例如,合适的透光性聚合材料)界 定在相对侧上。
[0068] 在一些实施例中,结构化表面以这样一种方式构造,以致表面的基本大部分(例 如,平面图中的结构化表面的至少80%或至少90%)不呈现聚焦特性。可达到此目的的一 种方式是将结构化表面构造成使得表面的基本大部分由以相同取向例如朝棱镜层的棱镜 或远离所述棱镜弯曲的部分构成。结构化表面的每个这样的弯曲部分可称为小透镜。在一 些实施例中,例如,结构化表面的若干部分可全部大体上远离棱镜层弯曲,并且可被视为小 透镜。在一些构形中,小透镜将为散焦的,即,其各自将由于各层之间的折射率差而使入射 准直光散焦。在一些实施例中,结构化表面的至少80%由小透镜覆盖或占据。优选覆盖或 占据表面的小于20%或小于10%的结构化表面的基本小部分可以这样一种方式弯曲,以 致具有聚焦特性。
[0069] 可在所公开的光学膜中采用许多设计变型形式,包括特别是结合嵌入结构化表面 的光学膜。除了结合图式所示和所述的特定层布置以外,膜还可以包括附加的层和/或涂 层,从而得到所需的光学功能性和/或机械功能性。所述层中的任一者可使用两个或更多 个不同子层构造而成。相似地,任何两个或更多个邻近层可组合成单个整体层或替换为单 个整体层。可使用各种各样的棱镜设计、膜或层厚度、以及折射率。棱镜层可具有任何合 适的折射率,例如在约1. 4到约1. 8、或约1. 5到约1. 8、或约1. 5到约1. 7的范围内、或不 小于约1. 5、或不小于约1. 55、或不小于约1. 6、或不小于约1. 65、或不小于约1. 7。双折射 基材可具有典型的双折射,包括如上所述的平面内双折射。在一些情况下,染料、颜料、和/ 或粒子(包括散射粒子或其他合适的扩散剂)可包括在光学膜的层或部件中的一个或多个 中,以实现所需的功能性。尽管聚合材料有时优选用于所公开的光学膜以实现功能性和经 济性,但也可使用其他合适的材料。
[0070] 也可在所公开的光学膜中使用纳米空心材料,包括具有超低指数(ULI)(例如小 于1. 4、或小于1. 3、或小于1. 2、或在1. 15到1. 35的范围内的折射率)的那些材料。多种 这样的ULI材料可描述为多孔材料或层。当与不是纳米空心的且具有基本上更高折射率 (诸如大于1. 5或大于1. 6)的更普通的光学聚合材料联合使用时,可在整个嵌入结构化表 面上提供相对大的折射率差Δη。合适的ULI材料例如描述于WO 2010/120864(Hao等人) 和TO 2011/088161 (Wolk等人)中,这些专利以引用方式并入本文。
[0071] 已经开发出可用于形成非常适于制备高性能光学扩散膜的结构化表面的工艺,这 些光学扩散膜包括结合例如图6的构形使用的嵌入结构化表面。所述工艺可在与通过利用 切割工具切割基材中的特征结构产生具有相等面积和能与之相比的特征尺寸的结构化表 面所花费的时间相比较短的时间段内,在微复制工具中产生具有相当大表面积的结构化表 面,例如,至少和典型的台式计算机显示屏的表面积一样大的表面积。这是因为该工艺可采 用电镀技术而不是切割技术来制备结构化表面。(然而,在下文进一步描述的一些情况下, 除了切割外,还可以使用电镀)。该工艺可受到调控以产生各种各样的结构化表面,包括提 供非常高的雾度(和低清晰度)的结构化表面、提供非常低的雾度(和高清晰度)的结构 化表面、以及介于这些极限之间的结构化表面。该工艺可利用其中产生初级结构化表面的 第一电镀工序,该初级结构化表面基本上对应于上述II型微复制型扩散膜的结构化表面。 结合图6回想,II型微复制型扩散膜覆盖具有相对高的光学清晰度的一般设计空间。已发 现,通过使用第二电镀工序用第二电沉积层覆盖初级结构化表面,获得第二结构化表面,并 且该第二结构化表面可根据工艺条件产生高雾度、低雾度或
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