TW201007305A - Light-redirecting article - Google Patents

Description

201007305 v 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 , 本發明通常係關於光-重定向物件，更特別者，係關 於形成為半球狀微透鏡陣列之光_重定向膜。 【先前技術】 • 透射性液晶顯示器（LCD)面板提供一種可替代其他類 型顯示器之緊致結構、輕型之選擇，但需要某些類型之背 光照明以提供用於調變之光。參照第！圖中顯示器裝置（1〇) ©之示意性簡圖，LCD面板（12)之背光照明及類似顯示器裝 置係典型由位於LCD面板（12)後（相對於觀察者而言）之一 個或多個光重定向物件（20)提供，該光重定向物件（2〇)將 來自一個或多個光源（14)之光重定向通過lcd面板（12)。 LCD技術固有之限制使獲得將光盡可能多地定向通過 LCD面板之高效背光裝置成為所欲者。於傳統實踐中，為 了有效獲得並重定向光’一個或多個擴散膜及稜鏡膜係置 ❹於該光源與該LCD面板之間作為光重定向物件（2〇)。對於 更低成本及更薄之追求’輕型顯示器更注重對此等光_重定 向膜之要求’故甚至將提高逐增之性能視為尤有價值者。 一種用於增加光-重定向膜之效能的策略為最佳化其 幾何學，形成具有對入射光提供改善處理之形狀之表面結 構。各種類型之光-重定向膜使用形成於一個或兩個表面上 之光-塑形（light-shaping)微結構之陣列。具有緊密封裝 之適當尺寸及形狀之微透鏡之透鏡陣列為尤其令人感興趣 之解決方案。.透鏡陣列可形成為皁層薄片、可相對低廉地 94703 3 201007305 - 製造、可輕易應用於平面内任何取向、以及可提供高度均 t 句择之照明。 第2A圖之透視圖顯示使用透鏡（32)陣列之光-重定向 t 麻（30)之一部份，且顯示關於性能及製造之某些維度觀 點。第2B圖顯示以傳統行與列方式排列之透鏡（32)之平面 圓；該透鏡（32)係具有正交之取向（orientation)方向。第 . 2C 顯示2維（2-D)六邊形緊密封裝，其為改善填充因子 么炙替封裝排列，如下文所述。對於藉由使用透鏡陣列之 米〆重定向膜達成良好性能存在許多尤其感興趣之考慮因 ❿ I，包括下述者： (i) 透鏡維度及輪廓。該陣列中各透鏡（32)之尺寸及 形狀係控制光-重定向膜（30)之性能之因子。為 了擴散LCD之背光，透鏡（32)之直徑（d)通常係 選擇為自次微米數值至約20微米或更大。因為 半球狀之形狀準直光之效果良好，盡可能接近完 美半球之形狀對於光處理係尤其有利者。 ❹ (ii) 填充因子。可獲得並被定向通過光-重定向膜（3〇) 之光的量係與其填充因子相關。依照習知之幾何 原理，封裝於一平面内之具有相同圓形直徑之物 件的理論最大填充因子係使用如第2C圖（以其頂 點為位於相鄰透鏡（32)中心之六邊形HX表示）所 示之六邊形緊密封裝（hexagonal close-packing, HCP)排列獲得，而非如第2B圖所示之有序行與 列排列。該理論最大填充因子可藉由下式計算 4 94703 201007305 之： , *0.907 即，甚至於達成完美六邊形封裝之情形，人 =相鄰透鏡間之區域仍存在某些最低限度量之^ (iii)材料。光-重定向膜（3〇)可自任何適宜之具有位 ⑩ A可接$範圍内之折射率的透明材料製作之。然 * ’因域於具更高撓性之顯示器的興趣增加， 通常聚合物較之於玻璃或其他剛性基質更有 利。單塊體式（monolithic)製造對於最小化因介 面處之反射或缺陷造成的非所欲散射光尤其具 有優勢。 ' (巧度。尤其對於便攜式及手提式顯示器之應用而 言’具有盡可能薄之厚度（t)係尤其有利者。 © 由於所形成之透鏡結構之規格及關於製造此類透鏡 之緊密封料列之難度，理想之光—重定向膜⑽之預定設 计與其實際製造之間具有相當大的差異。藉由圖示方式說 明，第3A圖係顯示具有緊密封裝之半球狀透鏡（24)之光一 重定向物件（20a)之小樣本之橫截面示意圖。射線則、R2 、扣出以各種角度入射之光的示範性路徑。藉由良好形 成並緊翁封農之半球狀透鏡(.24)，達成相對良好之準直。 作為對比，第3Β圖係顯示非良好形成之光-重定向物件 (2〇b)之小樣本的橫截面示㈣。此處，許多透鏡⑽係非 94703 201007305 半球狀者，故其橫截面非接近半 德、、盎夕认史 ^ 干圓电，或可能具有顯現高 偏心率之輪廓，較類似於橢圓形 pq . _ Α 圓形而非球形。如R1、R2及 R3之不範性路徑所顯示者，於 達成良好準直。 '此等缺陷廣泛分佈之處，未

由於說明之緣故，儘管第3B 陷可能被略微誇大销3Bs ，、體實施j該缺 a - ^ π, „ ^ 汀顒不之問題係典型地反應 二刖用緊,、間隔透鏡陣列所製造之光-重定向物

及第3Β圖之實例所例示者，概觀傳統製造 果明顯可見到②計與實際執行 間之不一致。 舉例而言，緊密封裝之透鏡陣列之許多製造方式已經 使用施加於基板之微小球狀微珠來形成模塑形狀或模板。 此模板可隨後作為用於模塑製程之負性模板，而於聚合物 基板上形成該透鏡陣列。於2〇〇6年第22卷之『Ungmuir』 第 7358 頁至第 7363 頁以『Close-Packed Hemispherical

Microlens Array from Two-Dimensional Ordered ❹

Polymeric Microspheres』為題之文章中，研究者Nam等 揭示為了排列微球呈緊密封裝分佈之製造順序，其採用將 該聚苯乙烯微球之膠體溶液旋塗（spin coating)於經電聚 處理之玻璃基板上。所得微珠之陣列隨後作為用於形成模 具之模板（該模具之形成係使用聚二曱基矽氧烷（PDMS))。 該PDMS模具隨後用於模塑結合至玻璃基板之UV-可固化之 光聚合物。作者Nam等主張護得具有六邊形緊密封裝 (hexagonal close-packing, HCP)之均勻微透鏡陣列。 Nam等所使用之旋塗係為一種相對昂貴之將微珠施加 6 94703 201007305 於基板之方法’且當使用此方法時，難以控制Hcp排列之 結果。其他用於在基板表面上沈積微球之方法亦存在某些 困難。舉例而言，浸塗（diP-coating)可能非常耗時且'不^ 向於達成緊密封裝密度。更早期於反向反射物件製造中所 使用之用於玻璃微珠沈積的方法，藉由使某種黏黏的基才 •通過玻璃微珠池之上方執行浸塗順序’以於表面獲得密= 分佈。此等方法係相對低效者，且不是非常適用於獲得g 密封裝排列（如六邊形緊密封裝所提供者）的任務。 、 ❿ 使用該更早期時所用之方式形成微透鏡陣列之進一 步之問題係關於保持透鏡結構之形狀或輪廓。即使找到用 於以緊密封裝方式沈積微珠之適宜且不昂責之方法，對於 使用球狀微珠之模板所形成之微透鏡陣列（如N⑽等揭示； 者），控制其特徵之形狀仍可能困難。於此製程中模塑戶^得 之結構可不真正擁有球狀表面輪廓，而是該結構顯現高戶 偏心率，故該透鏡之形狀將更準確描述為橢圓形，或是ς β球形。舉例而言，藉由使用Nam等之方法，將形成具有各 種曲率之形狀。此外，即使於所形成之透鏡結構顯現足约 低之偏心率程度而可被視為球狀處，曝露於平面表面上之 透鏡結構之輪廓通常不是半球狀’故橫截面並非實質丰圓 形。作為這種與真實半球狀形狀產生分歧之結果，以及作 為自一透鏡結構至下一透鏡結構形狀變化之結果，導入不 同f獨透鏡之光無法獲得相同良好的處理，當用於大型= 重定向物件時導致潛在效率之降低甚或導致暗斑或其他非 所欲之局部效果。 94703 7 201007305 填充因子仍然是使用傳統方法未能真正解決的一個 問。傳統之浸塗技術趨於提供緊密封裝之六邊形排列， 典型得到令人失望之填充因子（小於約7〇%)。

其他方法嘗試藉由沿光-重定向膜之該表面排列具有 不同直徑之透鏡結構之圖案以改善六邊形緊密封裝之填充 因子限制。舉例而言，此等方法包括提供六邊形緊密封裝 之透鏡圖案’以及隨後將微小透鏡置於各較大六邊形緊密 封裝之透鏡結構簇之間之縫隙中。雖然此等方法理論上可 提供某些增加填充因子之改善，此等方法於實踐製造時面 臨相當大之挑戰。此外，即使於相同表面上使用不同尺寸 之微小透鏡係可行者，藉由此等方法可達成之增加之改善 仍無法擺脫製造成本之問題。

某些研九結果業已顯示測到於基板之至少一部份表 面上成功達成球狀緊密封裝之排列。然而，其於比小面 更大之面積上保持緊密封裝仍有困難。即使其可達成， 美排序之緊㈣裝仍有麵欲面向。取決於”頻率， 何圖案之完美規律性及-致取向可導致因於多個圖案化丨 列元件之堆疊之非預期頻率『差拍（beat)』效果。如數] 成像技術領域中具有通常知識者所熟知的，由於此差拍4 率之存在所致之雲紋（mc3rie)圖案可於所顯示之影像中造 成非所欲視覺效果。因此，於緊輯裝排财存在某些; 完美或非規律性’以及於該緊密封裝截面之封裝取向七 f某些大型無序性似乎係#益者，甚至是損失某些小^ 率之填充因子之情形’其仍係有益者1非規律性將則 94703 8 201007305 ，1員ΐ!!小百分率之光效率之代價有效地最小化影像雲紋 、之可此性0 :㈣傳!^重定向膜一般係藉由將具有已形成之微透鏡 結合至基板片上而製造。舉例而言，此係前述Nam . 早所顯示之排列。儘管N⑽等之方法克服了達成人 .適^面形狀之某些固有困難，且該方法於某些應用係可ς 叉者，但是單塊體式製造有其優勢。舉例而言，對於較小 且更具撓性之顯示器來說，呈單—材料形成之光_重定向膜 過’使用傳統方法難以獲得半球狀透鏡 因應採用LCD面板之顯示器裝置數量之增加及對於提 =效率、更緊致封裝、降低之零件數目以及更低成本之 :求，可以衫，對於改善支援此等顯示器裝置之改良之 光-重定向膜有其需求。 【發明内容】 ❹ 人本發明係提供用於形成光一重定向物件之方法，係包 二'藉由施加包埋材料層來調整(c〇nditi〇ning)基板之 -:’）使用乾燥輔助自崎來組裂緊密封裝之 並將該緊密封裝之微球層施加於該經調整之表面;以及層〇 將該微球半南式地包埋入該包埋材料層内。 於另一態樣，本發明係提供光一重定向物件，係包含. 特徵化表面，該特徵化表面包含複數個六邊形緊密封 f球狀透叙二_，射，料半賴魏之直徑^變 /、係數係小於約〇. 35 ’其t，至少兩個相鄰域具有不同之 94703 9 201007305 緊密封裝取向方向，且其中，細粒邊界描繪於相鄰域間之 ^ 介面；以及，其中，取垂直於該特徵化表面之角度之橫截 面來看，於任何域中，超過半數之透鏡之截面形狀係= 半圓形。 ' 於又一態樣，本發明係提供顯示器裝置，係包含：a) 有能量能提供一整個區域照明之光源；b)位於該照明路徑 · 之光-重定向膜，用於提供經調整之照明，且該光_重定^ * 骐包含：特徵化表面，該特徵化表面包含複數個六邊形緊 密封裝之半球狀透鏡之二維域，其中，半球狀透鏡之直徑 ❹ 7變異係數係小於約0.35 ’其中，至少兩個相鄰域具有不 同之緊祖封裝取向方向，其中，細粒邊界描繪於相鄰域間 之介面；以及，其中，取垂直於該特徵化表面之角度之橫 =面來看’於任何域中，超過半數之透鏡之截面形狀係實 =圓形；以及c)顯示器面板，係設置來調變自該光— 重疋向膜入射之經調整之照明，以形成影像。 【實施方式】 係本文所揭示之本發明之光-重定向物件之具體實施例 ❹ 明者要針度光_重疋向膜之製造。如前面於先前技術中所註 者）^低之厚度及較輕之重量（如藉由適宜之膜材料提供 示。，之貝獻對於用於便攜式及手提式顯示器及其他薄型顯 二2置為尤其具有優勢者。然而應注意，無論物件以單 =人料之形式提供或以單塊體式膜或板之形式提供，或以 面臈或其他複合物件之形式（基板支撐提供該特徵化表 膜材料）提供，本發明之具體實施例係針對於光_重定 94703 10 201007305 向物件之特徵化表 於本發明揭露之内及製造。 之材料之本體。掇/ 又中’街語『微球』係指實質球狀 芈例而 >，仙 聚合物或其他適宜/ 微球可為具適當直徑之玻璃、 於光-重定向膜所使用' 之適當小球，該適當直徑係落於適 於本發明揭露之微透鏡陣列中之透鏡的範圍内。 ❹ ❹ 截面具有小於約〇 2文中，術語『球狀』通常意指其横 實際上，偏心率（e)較佳地小於〇· 1之偏心率之形狀。 e = 0)程度提供相二、人曲綫偏離完美圓形（具有偏心率

里剛值。橢圓之偏心率（e)係定義如卞： $中，a係半長軸之長度， 作為本說明中 枝13係牛短轴之長度 0.2之偏心率時以及^甘用之術語，形狀具有小於餐 9nn ^ 田其形狀係實質對應大於160度且小 = 時’2_D形狀係實質半圓形。 .\明揭路之内文中’變異係數(coefficient of cv)具標準意義，如於—分佈中分散 對於數個數值之分佈_'係定義為該分佈的_ 偏差除以該分佈的（非零）算術平均。 對於那些晶體結構之研究中具有通常知識者來說，个 、形緊⑧封裝係其_悉之術語。於本發明揭露之内文中调 語『二維六邊形緊密封裝』，亦稱作2-DHCP，係如前面你 於參照第2C _描述之具有同—半徑之球的單層於平面 表面上可達成之最大封裝密度。 94703 11 201007305 本發明之具體實施例係針對於光—重定向物件之製 光―重定向物件祕具有六邊㈣密料（腳)"透鏡 (實質半球狀）之陣制表面。透鏡之直徑範討自幾微米 尺寸（如0.5微米或更小）至10至2〇微米或更大之範圍的 更大尺寸。如於先前技财註明者，使用傳統製造技術製 造具有緊密封裝以及半球狀形狀兩者之透鏡結構已經被證 實係難以捉摸者。 使用本發明之具體實施例，可藉由許多方式實施排列

成HCP陣列之半球狀透鏡之製造。本發明之方法採用將形 成微半球之多種技術之組合一起用於Hcp排列中，本發明 之方法係以其高填充因子及令人讚歎之光處理性能而尤其 有利，且避免諸或其他辭效果H如後文所述:、 可以單—塊體式形式及可結合至基板或載體之多層形式提供 光-重定向物件（如使用本發明之各種具體實施 之膜）。 取

第4A圖及第4B圖之簡圖係顯示一具體實施例之用於 形成光-重定向膜（30)之製造順序。此等圖係顯示一連串下 述步驟：使賴球⑼先形成結構化模板表面⑽、使用 結構化模板表面⑽來形成模具⑽、隨後使用該模具複 製結構化模板表面（46)以形成光_重定向膜⑽）之結構化 表面。後續提供之實例將提供更詳細關於應用在特定情形 中之材料、濃度及處理之資訊。 月/ 首先參閱第4A圖，提供基板（4〇)，以在其上形成模 板。基板（40)可為玻璃或塑騎料，依據後續製程條件及 94703 12 201007305 、所使用之材料適當選擇之。該基板⑽之表面係藉由於其 '上施加層包埋材料（如黏合劑）（42)而經調整。於一具雜 實補中，施加減齡劑（thermally sensitive -esiv'TSA)之薄塗層作為包埋材料（42)。接著，使伟 後文將更詳細揭示之稱作乾燥輔助自組裝（㈣_ Assisted Self-Assembly, DASA)之技術將微球（44)排列於 該包埋材料（42)之表面上。 參閱下一圖第4B圖’完成包埋製程，將微球（44)包 埋至適宜深度，使得各微球⑼之突出該經調整基板表面 上之曝露部份係半球。於一具體實施例中’對於相對較勒 稠之包埋材料（42)層係使用熱以提供包埋。於其他具體實 施例中:向該微球⑽之曝露部份加壓以提供合適深度之 包埋。藉由此包埋製程’形成結構化之模板表面⑷）。 使用如此形成之結構化模板表面（46)，可隨後製造槔 具（48)。將模具（48)之未固化材料施加於模板表面（46) ❹上，隨後使用加熱、輻射、化學或其他固化方法固化。隨 後，將模具（48)用於形成光一重定向膜（3〇)之傳統模塑製蘀 中’該光-重定向膜(30)係作為結合基板材料或載體之層或 作為半球狀透鏡（6〇)之單塊體式陣列。 熱習膜製造技藝之人士可輕易看出，於第4A圖及第 4B圖之步驟順序容許多個取代性具體實施例，各步驟可使 用不同材料藉由不同技術於不同條件下予以執行，包括後 文揭示者。於一取代性具體實施例中，將中間體供體 (intermediate donor)材料用於紐裝微球（44)之六邊形緊 94703 13 201007305 一 密封裝層之步驟。一旦組裝完成，即將該微球之HCP層自 — 該供體表面轉移至基板（4〇)之該經調整之表面上。對於此 , 取代性具體實施例，使用某種量之壓力或使用熱與壓力之 組合將微球（44)半高式地包埋入該包埋材料（42)之表面 内。此處’該微球之半高（包埋）係定義為如下述之包埋： 自該微球之曝露頂點至該包埋材料之表面之高度係界於該 微球直徑之40%與60%之間。也就是說，該微球係包埋至如 下程度：僅僅該微球直徑之40%至60%係曝露於該包埋材料 表面之上。較佳者，半高式包埋係界於該微球直徑之45% ❿ 至55%之間。 乾燥辅助自組裝 如參閱第4A圖所揭示者，於本發明之具體實施例中 使用乾燥輔助自組裝（DASA)來獲得微球之緊密封裝《於此 製程中，於乾燥過程中，施加於適當經調整之表面上非常 均勻（單分散）微球之液體懸浮液係於液體蒸發後自組裝成 為緊密封裝之單層。如第5圖之示意圖所示，乾燥輔助自 @ 組裝使用於微球（44)間產生的相吸性毛細力 capillary forces)，該等微球（44)係部份浸沒於液體層 内。該毛細吸引作用係由液體表面之變形以及於乾燥過程 中當膜上液體層（36)高度下降時所引發之微球（44)表面接 觸線的不對稱性所造成。該毛細吸引作用力（F)係直接與於 液-空（更常稱為液體-氣氣）介面處之表面張力成正比。關 於微球於液體中之乾燥辅助自組裝的更詳細介紹可見文獻 (Aizenberg et al. Physical Review Letters, volumn 84, 14 94703 201007305 、page 2997, March 2000^ 〇 依序於第6A圖、第6B圖及第6C圖顯示之俯視圖係 :分別顯示發生贿之累進式職製程中之早期、中期及 晚期、隨著液體層（36)(第5圖）之乾燥，微球⑷）彼此自 組裝以形成緊费封裝之排列。此製程可通過顯微鏡觀察 到。隨著乾燥之進行，形成二維晶體區域之排列，其生長 前緣沿緊密封震主動發生之處的表面鋪展。 t利情況為’該DASA製程並未於較廣之面積上達成 均勻有序之緊密封裝取向方向之六邊形緊密封裝，而是 產^緊密封裝微球之較小相鄰區域或域，沿該平面，各域 或區域之緊岔封襞取向方向典型係至少輕微與其相鄰域不 同，產生具有適宜無序或亂取向程度之二維晶體結構，來 最小化雲紋問題。同時，因為該局部緊密封裝，改善了填 充因子。 第7圖之平面圖係顯示於本發明之一具體實施例中， ❹微球之實際六邊形緊密封裝。第7圖係顯示呈非規則形 狀、多個微球、局部2-D晶體域（50)之微球（44)簇，其中， 該等緊密封裝域（50)各具有隨機取向方向，或使用晶體結 構研究之具有通常知識者所熟 悉之術語，該隨機取向方向 被認為『無序』或『無序取向』。第7圖特別標出於此放大 圖中可見之晶體域（50)之一者。可自第7圖之實例做出許 多觀察，包括：. (i)於域（50)中，微球（44)實質具有2-D HCP排序。 於一域中，可與完美2-DHCP排序間有些許偏差。 15 94703 201007305 (ii) 細粒邊界（52)位於沿著相鄰2-D晶體域（50)間之 ^ 介面（緊密封裝不完美處，其係導因於相鄰二維 晶體域（50)之相對亂取向或其他不規則性）。 (iii) 如第7圖可見’也可能出現主要因為不完美之 微球製造或破損之微球結構所致之微珠尺寸雜 質（54)及空位（56)。 (iv) 任何域（50)之晶體取向可與其相鄰域（50)之取 向不同。即，任何兩個不同域係具有相對獨立之 緊密封裝取向方向。此意指，兩個域（5〇)中之微 ❹ 球（44)列係以不同方向排列者。甚至當一域（5〇) 中之微球（44)係排列成平行於相鄰域（5〇)中之 微球（44)列之列時，亦可具有某些偏差，故，舉 例而言兩個平行之列係相對彼此輕微偏離。 於第7圖中所顯示之該緊密封裝排列係提供一種局部 位於單一平面之各域（50)之膠體晶體封裝結構之類型。基 於此原因，與傳統浸塗方法相比’該DASA製程提高該填 因子。 〇 第8A圖係顯示於一具體實施例中，使用乾燥辅助自 1且裝排列之聚合物微球（44)之包埋結果。返回參閱於第4B 圖中顯示之步驟順序，將微球（44)以合適深度包埋入包埋 材料（42)層之表面内，提供所需之半球狀結構陣列以形成 結構化模板表面（46) 〇 可控制許多因子以提供合適深度之微球之包埋。為了 16 94703 201007305 適度降低包埋材料（42)之黏度或模數，從而使微球 半高式地沈人該表面中，-種方法仙足夠長之時間: 加熱。如前面已註明者’為達此目標，也可施加外壓。 例而言，也可以使用溶劑，及熱、壓力及溶劑之任 自模板（46)澆鑄模具（48) '' 目箝稱化录面4b)形成成型模具（48)(如第8a圖所干 者）之步驟係膜製造領域中為人所習知者，且可使用各種材 料及技術來形成空穴（62)。舉例而言，於一具體實施例中， 將聚二甲基魏則PDMS)層施加於模板⑽上來形成模且 (48)。因為微球（44)被包埋至合適深度以形成半球狀結八 構，該模具材料可直接施加於結構化模板表面（46)上，而 不必在自模板表面（46)印製該形狀前先將模具材料施加於 基板上。然而，於取代性具體實施例中，使角基板來支樓 該模具材料。 複製 返回參閱第4B圖，自PDMS或其他適宜聚合物形成之 模具48隨後接受光-重定向膜（3〇)之基底材料並形成透鏡 (6〇)，以形成如第8B圖之實例中所示之特徵化表面。 横截面為半圓形之透鏡（6〇) 本發明之製造方法之有利結果係關於為透鏡（60)達 成之最終形狀。參閱第8C圖，其顯示當以垂直於光-重定 向膜（30)方向橫截時之任何任一透鏡（6〇)的橫截面形狀 Η。如先前註明及如第8c圖中表示者，該實質半圓形之形 狀係對應於至少大於160度並小於約2〇〇度’較佳大於約 17 94703 201007305 Λ- 170度並小於約190度，以及最佳盡可能接近ΐ8〇度之圓 ^ 心角的弧。 於根據本發明製造之光-重定向膜（30)或其他光一重 定向物件中，由於該製程及材料之天性及由於所形成之透 鏡（60)之規格，可預期該特徵化表面之某些不完美。然而 實際上’超過-半之該橫截透鏡⑽）符合半圓形橫截面之 此等需要，意指透鏡⑽之大多數係為此種半球狀者。還 需要指出的是，對於具有此結構之光—重定向膜⑽來說， 以該表面平面之任何角度截取垂直於該特徵化表面之職 ^ 面，獲得某些數目之透鏡（60)的半圓形橫截面。也就是說， 垂直於其基底所截取之任何半球橫截面得到某種尺寸之 圓形狀。 製造之具體實施例 如第Μ圖至第8C圖之實例所示，及參閱先前揭示於 第4Α圖及第4Β圖之順序可以多種不同方式製造光_重定向 膜（30)。第4Β圖顯示光—重定向膜⑽）為單塊體式物件。 於另-具體實施例中’如第9圖之光_重定向物件⑽之橫© 截面所示，對光-重定向物件提供額外支撐，且具有已經形 成之特徵化表面的光-重定向膜⑽係結合至基板⑽（如 玻璃或聚合物片），如後文所揭示該基板可能以網狀載體型 式提供。光一重定向膜⑽與基板(68)間之結合可以多種方 、气之任何者予以實施，且可包括諸如點合性結合或Μ— 結合。於又一具體實施例中’可將待模塑之材料施加 於基板上且賴㈣作使㈣基板作為背概支撐，其可需 94703 18 201007305 要或不需要後續之移除步驟β *· 第10圖示意地顯示可用於製造光-重定向膜（3〇)之擠 : 出輥模塑裝置0〇〇)。於此具體實施例中，係形成模具 (48)(第8Α圖），並將其捲繞於鼓（丨必）上以形成圖案化輥 (142)。為了製造膜，擠出器（13〇)將來自供給（136)之未固 化之熱塑材料（132)(如聚合物）提供至基底（134)上。舉例 而言，基底（134)可由與熱塑材料（132)相同之材料形成或 可由其他片材形成’如紙、膜或纖維。融化之熱塑材料（132) ❹及基底〇34)進入介於支撐（140)(如壓輥）與圖案化輥（142) 之間之輥隙區域（138)。隨著熱塑材料（132)通過該輥隙區 域（138)，支撐（140)與圖案化輥（142)將該熱塑材料（132) 壓至基底（134)上，而將位於輥上之該圖案印製於所得膜 (30)上。該印製之圖案係圖案化輥（142)表面之負像。隨後 熱塑材料（132)被冷卻至低於其熔點之溫度，或以其他方式 固化’且該光-重定向膜（30)隨後被繞纏至基板拾取輥（U6) 瘳上進行進一步處理。舉例而言，基底（134)可被移除。 第11圖之取代性擠出輥模塑具體實施例係藉由不使 用基底或載體材料下擠出未固化熱塑材料（丨32)而形成光一 重定向膜（30)。擠出器（130)融解熱塑材料〇32)並將其供 給至介於支撲（140)與圖案化輥（142)之間之輥隙區域 (138)。隨著其冷卻過程，形成光-重定向膜（3〇)，且輥表 面之圖案被印製到該光-重定向膜（3〇)之表面内以形成其 特徵化表面。該經圖案化及經冷卻之光_重定向膜（3〇)隨後 被繞纏於基板拾取輥（146)上供進一步處理。 94703 19 201007305 第12A圖係顯示使用圖案化帶（15〇)之取代性模塑裝 < 置（100)的簡圖。圖案化帶（150)本身係使用參照第1〇圖及 第11圖之上揭圖案化輥製造方法形成者。依據其圖案化結 構，隨後圖案化帶（150)帶有原版圖案化輥（142)之印痕作 ’ 為傳統稱為『母模』之模塑元件。為了形成光_重定向膜 (30)，將未固化之熱塑材料（132)饋入介於圖案化帶（15〇) 與支撐（140)之間之輥隙區域（138)中。藉由這樣的安排， 形成於光-重定向膜（30)上之表面圖案係與第1〇圖及第u 圓之具體實施例中該圖案化輥（142)表面之圖案相同。 ❹ 第12B圖係顯示使用供體材料（16〇)之取代性製造裝 置之具體實施例。微球（44)係使用前揭DASA而以六邊形緊 密封裝之排列自組裝於供體材料（16〇)上。藉由自塗布器 (164)施加包埋材料（42)來調整基板（4〇)之表面。將供體材 料（160)及經調整之基板（40)饋入介於施加壓力之輥（166) 及（丨肋）之間，從而將微球（44)半高式地包埋入包埋材料 (42)之表面内並如此形成光-重定向膜（3〇)。隨後丟棄用過 的供體。 、 © 第13圖係示意地顯示用於LGf 20之製造之使用ϋν 固化的製造裝置（110)。塗布器（80)將未固化材料（84)施加 至載體（82)或其他支撐上。隨後可藉由使用圖案化輥（I") 印製該未固化材料來實施圖案化。此後，使用UV輻射（90) 以促進所施加之層的固化，使其帶著印製 光-番〜人 木，形成 (14疋向膜（30)，隨後將該光—重定向臈（30)繞纏於輥 上光—重定向膜（30)可包括或不包括該载體（82)部 94703 20 201007305 ^ 份。作為取代’也可使用其他類型之輻射能。 材料 本發明之方法允許於該製程之各階段使用某範圍之 不同材料。舉例而言，可用於本發明之微球珠可自任何適 宜材料形成，較佳係塑膠或玻璃，可以任何適用於獲得所 欲之微珠形狀及尺寸之方式製造之。適宜方法可包括懸浮 及乳液聚合方法，如熟識微球珠製造技藝中具有通常知識 者所熟習之有限聚結（limited coalescence)技術。此包括 瘳 『懸浮聚合』技術及『聚合物懸浮』技術。 用於本發明之該微珠可以任何適用於獲得所欲之微 珠形狀之方式製備之。適宜之方法係懸浮聚合及乳液聚合 方法，如習知之有限聚結技術，舉例而言，如1995年Thomas Η· Whitesides 與 David S. Ross 於『Journal of Colloid Interface Science』第169期第48頁至第59頁所揭示者。 該有限聚結技術係包括『懸浮聚合』技術及『聚合物 ❹懸浮』技術。根據本發明’製備聚合物顆粒之較佳方法係 有限聚結技術，其中，將聚加成（p〇ly-addition)反應之一 種或多種可聚合單體加入含有粒子懸浮劑之水性介質中以 形成位於連續（水）相之非連續（油滴）相。藉由攪拌、均質 化專而以剪切力處理該混合物’以減小該液滴之尺寸。停 止剪切後，關於液滴之尺寸達到平衡，此平衡係作為該粒 子懸浮劑於包覆液滴表面過程之安定化行為的結果。隨後 完成聚合反應以形成聚合物顆粒之水性懸浮液。 於該『聚合物懸浮』技術中’將適宜聚合物溶解於溶 21 94703 201007305 劑中，並將此溶液呈細小水可混溶液滴分散於含有膠體氧 化矽（作為安定劑）之水溶液中。達到平衡，並藉由該膠體 氧化矽塗覆該液滴表面之行為安定該液滴之尺寸。藉由蒸 發或其他適宜技術自該等液滴移除溶劑，得到其上具有均 勻膠體氧化矽塗層之聚合物顆粒。舉例而言，此傳統製程 係於1989年5月23日公開之美國專利第4, 833, 060號中 揭示。使用該懸浮聚合技術實踐本發明時，可採用任何適 宜之一種或多種單體，如苯乙烯、乙烯基甲苯、對氯笨乙 烯；乙烯基萘；烯系不飽和單烯烴（如乙烯、丙烯、丁烯及 異丁烯）；鹵乙烯（如氯乙烯、溴乙烯、氟乙烯）、乙酸乙烯 酯；丙酸乙烯酯；苯甲酸乙烯酯及丁酸乙烯酯；α -伸甲基 脂肪族單羧酸之酯類（如丙烯酸曱酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸 正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸正辛 酯、2-氯乙基丙烯酸酯、丙烯酸苯酯、甲基-α-氯丙烯酸 酯、曱基丙烯酸甲酯、曱基丙烯酸乙酯及曱基丙烯酸丁 酯）；丙烯腈；曱基丙烯腈；丙烯醯胺；乙烯基醚（如乙烯 曱醚、乙烯異丁醚及乙烯***）；乙烯基酮（如乙烯基甲基 酮、乙烯基己基酮及曱基異丙基酮）；偏鹵乙烯（如偏氯乙 烯及偏氟氣乙烯）；以及Ν-乙烯基化合物，如Ν-乙烯基吡 咯、Ν-乙烯基咔唑、Ν-乙烯基吲哚及Ν-乙烯基吡咯烷酮二 乙烯基苯；乙二醇二曱基丙烯酸酯、其混合物等。 於該懸浮聚合技術中，為了帶來所欲之結果，向該單 體液滴及該主體水相中加入其他附加物包括引發劑、促進 劑等，舉例而言，此等引發劑、促進劑等更具體揭示於美 22 94703 201007305 國專利第2，932，629號及第4，148，741號中。可用於聚合 物懸浮製程之溶劑係溶解聚合物者，該等溶劑與水不可混 溶且可輕易自聚合物液滴中移除，舉例而言，如氣甲烧、 一氯甲烧、乙酸乙酉旨、.氯乙烤、甲基乙基酌、三氯甲院、 四氯化碳、氣化乙烯、三氯乙烷、甲苯、二曱苯、環己酮、 2 -石肖基丙烧專。尤其有用之溶劑係二氯甲燒，蓋因其對於 很多聚合物係優良溶劑且同時其與水不可混溶。再者，其 ❹

鳴I 揮發性係足以輕易藉由蒸發而自不連續相液滴中移除。 於該聚合物懸浮製程中，各種成份之量及其彼此間之 關係可於寬的範圍内改變。然而’已經發現，該聚合物對 該溶劑之比例應從約1%至約80。/。（基於該聚合物與該溶劑 之總重）之數量變化，且該聚合物與該溶劑之總重應相對於 所採用水的量之約25重量％至約5〇重量％變化。該膠體氧 化矽安定劑之尺寸及量係依賴於該膠體氧化矽之尺寸，亦 係依賴於所欲之該聚合物液滴粒子之尺寸者。因此，隨著 =聚合物/溶劑之液滴係藉由高剪切攪拌作成較小者 =該固體㈣安㈣之量，以防止該液滴之 的 結並達成所得聚合物顆粒之均句 控制的& 等技術提供具有預定平均直徑之顆粒，該伞尺寸分佈。此 〇·5微米至約15G微米之範_之任=直徑係落於 之尺寸分佈。該變異係數（標準偏差 直具有非常窄 染色之水不可混溶合絲合物。較佳之聚 形水不可混溶聚合物。有用 物係任何無疋 有用之I合物類型之實例係聚苯乙 94703 23 201007305 稀、聚^基丙稀酸甲酉旨）或聚（丙稀酸丁醋）。亦可使用共 聚物如笨乙稀與丙烯酸丁自旨 稀聚合物。 自日之奸物。傳統上❹聚苯乙 微球尺寸之分㈣使得㈣分佈之標準偏差除以算 術平，值定義之變異係數（coefficient〇fvariati〇ncv) 小於0.35’較佳小於0.2，更佳小㈣i5者。 、舉j而。考慮到因子及特徵（如折射率、玻璃轉移 皿度度及其他因子），可自任何適宜之透明材料形成光 ❹ H ⑽°典型光'重定向膜係包含具有特徵化表面 之片，該特徵化表面係具有單層之緊密封裝微半球。該片 :=板。可使用某範圍之不同材料來形成結構化模板 表面⑽’包括玻璃及聚合物。該基板可為聚合物材料， ，以聚醋塑膠形成之KodakEstar膜基底，其厚度為介於 〇至200微米。舉例而言’該基板可為8〇微米厚之透明 聚醋片。也可❹其絲合物，如透明聚碳酸醋。 該撓性塑膠基板可為任何撓性之自 Ο 性塑膠基板必須具有足狀厚度以及機械完整性以成為^ 樓式基板，但其厚度還不至於使該基板為堅硬。典型地， 該撓性塑膠基板於厚度方面係該複合财之最厚層。因 ^ ’該基板係決定大部份完整結構化之複合膜之機械及熱 安定性。 該撓性塑膠基板材料之另—重大贿係其玻璃轉移 溫度⑽^定義為塑膠材料自玻璃態變為橡膠態之溫 度。有效之Tg可包含該材料可實際流動之前之溫度範圍。 94703 24 201007305 用於該撓性塑膠基板之適宜材料包括具有相對較低之玻璃 轉移溫度（如高達15(TC)之熱塑性材料，以及具有較高玻 ; 璃轉移溫度（如高於150°C)之材料。 用於該撓性塑膠基板之材料之選擇可取決於諸如製 造製程條件因子及後製造條件之因子，製造製程條件包括 例如沈積溫度及退火溫度，而後製造條件例如顯示器製造 商之製程線中之後製造條件。某些於本文揭示之塑膠基板 可承受較高製程溫度（至少高達約200X：，某些高達300至 350°C)而不損壞。典型地，該撓性塑膠基板係聚對苯二甲 酸乙二酯（PET)、聚萘二曱酸乙二酯（pen)、聚醚硬（pES)、 聚碳酸酯（PC)、聚砜、酚醛樹脂、環氧樹脂、聚酯、聚醯 亞胺、聚醚酯、聚醚醯胺、乙酸纖維素、脂肪族聚胺酯、 聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚（甲基丙烯酸 甲酯）、脂肪族或環狀聚烯烴、聚丙烯酸酯（PAR)、聚醚醯 亞胺（PEI)、聚醚砜（PES)、聚醯亞胺（pi)、特氟龍聚（全氟 Ο 烧氧基）含氟聚合物（Teflon p〇iy(perfluoro-alboxy) fluoropolymer) (PFA)、聚醚醚酮（PEEK)、聚醚_(PEK)、 聚（乙烯-四氟乙烯）含氟聚合物（PETFE)以及聚曱基丙烯酸 甲酉曰’以及各種丙婦酸酯/甲基丙稀酸醋共聚物（PMma )。脂 肪族聚烯烴可包括高密度聚乙烯（HDPE)、低密度聚乙烯 (LDPE)、以及聚丙稀包括有向聚丙婦（〇riented polypropylene，0ΡΡ)。環狀聚烯烴可包括聚（雙（環戊二 晞））。較佳之撓性塑膠基板係環狀聚稀烴或聚醋。各種環 狀聚稀烴係適用於該撓性塑膠基板者。實例係包括日本合 94703 201007305 ·· 成橡膠公司（Japan Synthetic Rubber Co.，Tokyo, Japan) · 製造之 Arton®、瑞翁化學（Ze〇n Chemicals L.P.，Tokyo Japan)製造之Zeanor T以及塞拉尼斯公司（ceianeSe A. G.，Kronberg Germany)製造之 Topas ®。Art〇n 係聚（雙（環 戊二烯））濃縮物之聚合物膜。或者，該撓性塑膠基板可為 聚酉a。較佳之聚醋係方香聚醋如Ary 1 i ^e。 包埋材料（42)可自許多不同物質包括未被狹義定義 為『黏合劑』之材料形成。舉例而言，可使用足夠柔軟以 允許微球被半高式地包埋入材料層之表面的材料，如壓敏 ❿ 黏合劑或未完全聚合或交聯之單體或寡聚物，或能藉由施 加熱量而軟化之材料，如熱塑性材料。可藉由將該微球推 入或壓入該包埋材料層或藉由將微球拉入該包埋材料之表 面力的行為造成所欲深度之包埋。適宜之包埋材料包括（甲 基）丙烯酸酯均聚物或共聚物、聚烯烴、聚乙酸乙烯酯、聚 乙烯丁醛、聚胺酯、聚酯、UV固化丙烯酸樹脂及環氧樹脂、 聚碳酸酯、以及其他相關材料。聚烯烴可包括高或低密度 聚乙烯、含有（甲基）丙烯酸酯之乙烯共聚物、含有（曱基）© 丙烯酸或其鹽之乙烯共聚物、含有乙酸乙烯酯之乙烯共聚 物、聚丙烯及環狀聚烯烴。尤佳之包埋材料包括低密度聚 乙烯聚乙烯丁醛。 許多潤濕劑可用於促進DASA製程。該潤濕劑或塗覆 助劑可為任何與該微球塗覆溶液相容之界面活性劑。較佳 者，所使用之界面活性劑將該溶液之表面張力降低至約3〇 達因（dyne)/釐米（cm)或更低，故塗覆溶液於該基板上或包 94703 26 201007305 埋材料之表面上均勻铺展。該界面活性劑係之本性係非離 、子性、陰離子性或陽離子性，只要其係與塗覆溶液中之其 他成份相容。有用之非離子界面活性劑之實例係包括聚環 氧化物改質之聚一曱基石夕氧燒（自M〇mentive Performance Materials獲取’商品名為『Silwet L_76〇7』；自D〇w

Corning Corp.獲取，商品名為Q2_5211)、全氟烷基聚環 氧乙烷醇（自Dupont Co.獲取，商品名為『z〇nyl FSN』）、 聚環氧乙烷-聚環氧丙烷及聚環氧乙烷二醇化合物（自 ® BASF Corp.獲取，商 〇〇名為 f piur〇nic. l_44』）、以及壬 基苯氧基聚（經基環氧丙燒（8〜1〇))醇（自〇iin Corporation 獲取’商品名為『Surfactant 1〇G』）。 尤其有用者係非離子聚乙氧基化界面活性劑，尤其是 烴聚乙氧基化界面活性劑及聚乙氧基化石夕界面活性劑。較 佳者係具有下述通式之非離子烴聚乙氧基化界面活性劑。

Rl'Bx - eb-D ⑩ 其中’ Rl係具有8至20個碳之烷基，B係苯基，X係 0 或 1，E 係（OCH2CH2)，m 係 6 至 20，以及 D 係 0H 或 OCHs。 藉由此通式揭示之有用非離子界面活性劑的實例係包括辛 基本氣基聚J衣氧乙烧（9)乙醇（自d〇w Chemical Co.獲取， 商品名為『TritonX-100』）、辛基苯氧基聚環氧乙烷（12) 乙醇（自Dow Chemical Co.獲取，商品名為『Triton X-102』）、辛基苯氧基聚環氧乙烷（3〇_40)乙醇（自Dow Chemical Co.獲取，商品名為『Triton x_4〇5』）、烷基 (C12-C15混合物）聚環氧乙烷⑺醇（自shell Chemical C。. 27 94703 201007305 獲取，商品名為『Neodol 25-7』去、 . D、以及十三基聚環氧 乙烧⑽醇（自ICI獲取，商品名為％_3〇』者）。尤 其有價值之_子界面活性㈣H氧化較性之聚（二 甲基矽氧烷）。 於-具體實施例中，該陰離子界面活性劑係具有通式 R2-(A)-C之硫酸鹽或磺酸鹽界面活性劑，其中，心係且有 8至20個碳’更佳具有10至16個後之燒基，八係芳基或 經基伸乙基，以及C係s〇3ir或s〇a+，其中，M+係銨或驗 金屬如K+、Na+、Li+。最佳之該陰離子界面活性劑係十〕❹ 燒基苯項酸納（自Rhone-Poulenc獲取，商〇名為 『Siponate DS-10』）。 於另一具體實施例中，該陰離子性硫酸鹽或磺酸鹽界 面活性劑係具有通式（R3)n-(B)x_(E)y_c，其中，R3係具有4 至20個碳，更佳為4至16個碳之烷基，當χ為〇時n為 卜當X為1時η為1、2或3，B係苯基，以及χ為〇或卜 Ε係-(0CH2CH2)-，y係1至8之整數’以及c係s〇3-M+或 S〇4M+ ’其中，M+係銨或鹼金屬如κ+、Na+及Li+。最佳之陰 離子性硫酸鹽或磺酸鹽界面活性劑係三丁基苯氧基聚乙氧 基硫酸酯（自HoechstCelanese獲取，商品名為Hostapai BV)或烷基（Cu-C!5)聚乙氧基（5)硫酸鈉（自Witc〇獲取，商 品名為Witcolate SE-5)。於較佳具體實施例中，該界面 活性劑具有自大約〇. 1毫克/平方米（mg/m。至1〇〇. 〇呢、2 乾圍，更佳自約1 rog/m2至1 〇 mg/m2範圍之工作滚度。 許多黏結劑可用於促進DASA製程。適宜之親水性黏 28 94703 201007305 結劑係包括天然出現之物質及合成透水性膠體兩者，該天 然出現之物質如蛋白質、蛋白質衍生物、纖維素衍生物（如 纖維素酯）、明膠、明膠衍生物、多糖、酪蛋白，該合成透 水性膠體如聚（乙烯基内醯胺）、丙烯醯胺聚合物、膠乳、 聚乙烯醇及其衍生物、經水解之聚乙酸乙烯酯、（甲基）丙 烯酸烷基酯及（f基）丙烯酸硫代烷基酯之聚合物、聚醯 胺、聚乙稀基吼咬、丙烯酸聚合物、馬來酸野共聚物、乙 烯基胺共聚物、甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸丙烯醯氧基烷 酯及甲基丙烯酸丙烯醯氧基烷酯、乙烯基咪唑共聚物、乙 烯基硫醚共聚物、以及含有苯乙烯磺酸、水分散性聚酯離 子聚合物之均聚物或共聚物，尤其是含有芳香二羧酸部 份、脂肪族或脂環族二醇殘基及羥基端基之水分散性聚酯 離子聚合物。尤其有利者係具有低於別工之破螭轉移溫度 的聚合物。尤其適宜者係以乾燥形式存在的、具有低於 8〇°C、較佳低於5(TC、更佳低於3(TC之玻璃轉移溫度的水 ❹分散性聚酯離子聚合物黏結劑。 實施例1 下述實施例係顯示於第4A圖及第4B圖中所給出之各 步驟於具體實施例中如何予以實現者： 1.基板之調整。將熱敏黏合劑（thermally sensitive adhesive，TSA)材料（Estane 5703 ;軟化點為 85。〇塗布 於聚對苯二甲酸乙二酯（PET)基板上’以提供7微米（/Zm) 之乾燥厚度。此係如下述方式完成··製備於四氫咬喃（THF) 溶液中含有lwt%(基於£stane之重量）購自⑽之氟碳界面 94703 29 201007305 活性劑FC431之8.3wt°/DEstane 5703溶液，並將其以101.6 cm3/m2之濕覆蓋率施加至厚〇. 1腿之聚對笨二甲酸乙二酯 (ΡΠ)片上。 2. 微球沈積及DASA自封裝。將含有9. 8wt%聚苯乙烯 微球（平均直徑為3. 4微米（私m)，且變異係數（cv)為 〇· 3)、魚皮膠及01 iη 10G界面活性劑之水性懸浮液以21 5 cmVm2之濕覆蓋率施加於TSA層上。隨後於3〇它乾燥該塗 層以提供含有2 g/m2微球、41 mg/m2膠及2〇 mg/m2界面活 性劑之乾燥層。計算該塗層中微球之乾覆蓋，以基於各獨 立微球之尺寸提供均勻單層。 使用光學顯微鏡檢查該塗層，顯示藉由乾燥輔助 裝於該TSA狀表面上產生緊密封裝的聚合物微球單、且 虽將該塗層置於鐳射光束之前時，如第14圖所顯示 、 位於該樣本後之屏上觀察到同心環之繞射圖案。 於 3. 包埋。於一具體實施例中，將該塗層四次通尚 持於接近85°C之溫度的一套鋼輥，並設定為提供2〇二=， 方吋（psi)之輥隙壓力。該製程將微球包埋入該Tsa岸々/平 接近其直徑之一半之深度。 9至 4.模具之成形及固化。將包埋有微球之該塗層a、 至22^，將含有1〇重量份之Sylgard 184彈性體及^ 15 1伤之固化劑的組成物以3.8 mm之厚度施加於其上 樣本置於設定為l〇(TC之爐中丨小時以固化該彈^生體。將1 後剝離含有該經包埋微球之負性複製品的該經固化之彈^ 體膜。 ' 94703 30 201007305 5.光重定向膜（30)之模塑。將該經固化之彈性體膜 置於玻璃片上，並將0· 2mm厚之來自Norland Products •之uv固化光學黏合劑N〇A_68的層塗布於該微孔洞化表面 上。隨後將該複合材料曝露於1.0焦耳之H-燈UV輻射下， 以固化該光學黏合劑。剝離經固化之光學黏合劑以創造步 驟2中該原始緊禮封裝之單層經包埋微球之單塊體式複製 品0 ❹ 與傳統提供具有20微米或更小直徑之透鏡的透鏡陣 列相比，本發明之光一重定向膜（30)係提供改善之填充因 子。、使用本方法可達成優於8〇%之填充因子。與使用普遍 達成不超過約70%之填充因子之透鏡陣列的現有光一重定 向物件相比’此係所欲者。 實施例2 下述係本發明之一取代性具體實施例中各步驟之實 例。 Ο 丨.基板調整。將包含低密度聚乙烯（LDPE)之20//Π1 厚的TSA層擠出塗布於1〇〇私m厚之pet基板上。 2. 微球沈積及DASA自封裝。將含有3wt%來自D〇w

Corning之聚環烷氧化物改質之聚二曱基矽氧烷界面活性 劑的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)微球（3〇wt%)水性懸浮液施 加於TSA層上’以提供接近6. 4g/m2之微球乾覆蓋率，其 中該微球之平均尺寸接近l〇#m，且其cv 使用光學 顯微鏡檢查該塗層，顯示包含鑲嵌2D HCP域之單層。 3. 包埋。包埋緊密封裝微球陣列以創造緊密封裝之 94703 31 201007305 微半球陣列係藉由於設定為125°C之爐中簡單加熱原始物 2分鐘所完成。 4. 模具之成形及固化。將包埋有微球之該塗層冷卻 ， 至22°C，將含有10重量份之Sylgard 184彈性體及1重 量份之固化劑的組成物以3. 8 mm之厚度施加於其上。將該 樣本置於設定為100°C之爐中1小時以固化該彈性體。隨 後剝離含有該經包埋微球之負性複製品的該經固化之彈性 體膜。 5. 光-重定向膜（30)之模塑。將該含有原始微半球陣 © 列之負性複製品的經固化之彈性體膜置於PET片上。將 0. 2mm厚之15wt%丙烯酸四氫σ夫喃S旨、35wt% 1，6-己二醇二 丙烯酸酯及50wt%聚胺酯丙烯酸酯寡聚物的混合物層塗布 於該膜上。隨後將該複合材料曝露於0. 3焦耳之D-燈UV 輻射下。隨後自該負性複製品剝離經固化之丙烯酸酯層， 以創造該原始微半球陣列之單塊體式複製品。 第15A圖、第15B圖及第16圖係根據實施例2給出 ^ 之製程製造之該單塊體式微半球陣列的顯微照片。第15A 圖係顯示具有許多緊密封裝之透鏡（60)之光-重定向膜之 域（50’ ）的截面，域（50’）係相對於彼此呈無序。代表性 數目之域（50’）係於第15A圖之截面（E)内描繪者；由於先 前揭示中所述關於影像頻率圖案化之考量，於域（50’ ）内 之完美結構化並不被認為是有利的，而不同域間緊密封裝 取向方向之校準也不被認為是有利的。於第15B圖中，截 面（E)之放大圖係顯示具有細粒邊界（52’ ）、空位（56’ ） 32 94703 201007305 < 及尺寸雜質（54’）之更詳細的表面特徵結構。藉由將第 15A圖及第15B圖中之半球狀透鏡（6〇)、域（5〇，）、細粒 邊界（52’）、尺寸雜質（54，）及空位（56，）與第7圖中之 相應微球（44)、域（5〇)、細粒邊界（52)、尺寸雜質（54)及 空位（56)進行結構比較，可觀察到光_重定向膜（3〇)表面與 該使用緊在封裝球之原始模板（如參閱前揭於第7圖者）間 的相似性。任何兩個相鄰域（50，）之緊密封裝取向方向（如 於晶體結構研究者所理解之取向方向）一般不同。 ® 使用實施例1及實施例2中揭示之模塑技術，能進行 該模具表面之高度準確之複製，故，光—重定向膜（3〇)上之 半球狀透鏡尺寸之分佈具有小於〇.35之變異係數（cv)，較 佳係小於〇. 2，更佳係小於0. 15。 第16圖係光-重定向膜（30)之截面部份之透視圖，係 顯示半球狀透鏡（60)及其特徵化表面。使用本發明之製造 方法，以垂直於該光-重定向膜（30)之表面方向、沿該表面 馨之平面内任何方向截取之橫截面具有半圓形狀。 於前揭之參閱第4A圖及第4B圖並於實施例j及實施 例2中給出例示之具體實施例中，為了製造光〜重定向膜 (3〇)，實施複製結構化模板表面（46)之某種模塑製程。應 注意’ 一替代性具體實施例使用結構化模板表面（46)本 作為光-重定向物件。也就是說，參閱第4B圖所揭示之藉 由將微球（44)包埋入包埋材料（42)内而形成的結構本身即 可用於在各種應用中重定向光。因此，舉例而古，於一具 體實施例中，微球（44)是透明的並具有與包埋材料（a)相 94703 33 201007305 匹配之指數。結構化模板（46)可結合至基板（4〇)或可單獨 使用，如藉由固化包埋材料（42)。 Ο 返回參閱第1圖，本發明之光-重定向膜（3〇)可用作 用於顯示器裝置（10)之光-重定向物件⑽）。因為本發明之 =法係提供具有提升之填充因子及能夠達成較傳統光-重 疋向膜改善之亮度的光-重定向物件，可能存在於光源（⑷ 與LCD面板⑽間僅需要一片光_重定向膜片之顯示器應 用’替代於第1圖之簡圖所表示之傳統顯示器所典型需要 的兩個或多個光-重定向物件。除了於背光顯示器/中重定向 光之應用外，本發明之光-重^向物件也可用於許多不同應 用中，如用以提供擴散表面。可提供附加塗層，舉例而言， 如反射塗層或抗反射塗層，且該光_重定向膜或其他類型之 物件可與反射表面或其他元件組合使用。舉例而言，此將 俾該光-重定向物件能夠用於回反射器之應用中。 _參閱本案之某些較佳具體實施例，本發明已經被詳細 揭不’但應理解，具有該技藝之通常知識者可如上及如所 附之申請專利範圍於本發明之範嘴内進行改變及變更，而 明之範嘴。舉例而言，可使用化學溶劑或其他 =於軟化包埋材料（42)之手段將微球⑼半高式地包埋入 ===球實？SA封裝可於單獨之_上或 =供體表面上予以實施，隨後該供體片或其他供體表面 =用於提供HCP圖案之中間體，該圖案係用於包埋入包 發明Π42)(第4圖)，其後該供體片可被移除。因此，本 發明係提供呈半球狀微透鏡_卿叙光-重定向物件。 94703 34 201007305 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示使用本發明之光-重定向祺之顯示器裝 置之元件之側視圖。 第2A圖係顯示光-重定向膜之一部份之透視圖，且強 調許多影響製造及性能之維度參數。 第2B圖係以傳統之行與列方式排列之透鏡之平面圖。 第2C圖顯示於交替封裝排列之2維（2—D)六邊形緊密 封裝。 、 第3A圖係顯示具有完美半球狀透鏡之光〜重定向物件 之光處理行為的橫截面示意圖。 第犯圖係顯示具有某些透鏡為非半球狀之光_重定向 物件之光處理行為的橫截面示意圖。 第4A圖及第4B圖顯示一具體實施例中用於形成光_ 重定向膜之製造順序。 第5圖係顯示於自組裝過程中’介於相鄰微球間之毛 ❿細管引力的示意簡圖。 第6A圖、第6B圖及第6C圖係分別顯示於本發明之 具體實施例中’微球所使用之累進式自組裝製程之早期、 中期及晚期之平面圖。 第7圖係顯示於一具體實施例中所得之微球緊密封裝 之俯視圖。 第8A圖係顯示於例示性製造順序中具有經包埋之微 球之模板及用於形成透鏡之具有腔之相應模具之透視圖。 第8B圖係顯示光-重定向膜之半球狀透鏡的示意圖’ 35 94703 201007305 其指出垂直於該膜之平面所取得之橫截面。 第8C圖係顯示被認為構成該半球形透鏡之半圓形橫 截面之角度範圍的平面圖。 ： 第9圖係顯示提供於基板上之光-重定向膜之橫截面 圖。 第10圖係使用載體之光-重定向膜之製造示意圖。 第11圖係不使用載體之光-重定向膜之製造示意圖。 第12A圖係使用圖案化帶之光-重定向膜之製造示意 圖。 〇 第12B圖係使用供體材料之光-重定向膜之製造示意 圖。 第13圖係以示意圖形式顯示使用UV固化而用於製造 光-重定向膜之製造裝置。 第14圖係顯示將本發明之光-重定向膜所提供之鐳射 光束繞射圖案之平面圖。 第15A圖係具有許多緊密封裝域概廓之本發明之光重 @ 定向膜的平面圖。 第15B圖係第15A圖之該光-重定向膜之一部份之放 大平面圖，係顯示額外之表面特徵。 第16圖係光-重定向膜之一截面部份之透視圖，係顯 示沿其特徵表面之半球狀透鏡。 【主要元件符號說明】 10 顯示器裝置 12 LCD面板 14 光源 36 94703 201007305 、 20、20a、20b、70 光-重定向物件

❿ 30 光-重定向膜 24、32 透鏡 36 液體層 38 生長前緣 40 基板 42 包埋材料 44 微球 46 模板/模板表面 48 模具 50、50, 域 52、52, 細粒邊界 54、54, 雜質 56、56, 空位. 60 透鏡 62 空穴 68 基板 80 塗布器 82 載體 84 未固化材料 90 UV輻射 100 擠出輥模塑裝置 130 擠出器 132 熱塑性材料 134 基材 136 供給器 138 輥隙區域 140 支撐 142 圖案化輥 146 基板拾取報 148 鼓 150 圖案化帶 160 供體材料 162 用過的供體 164 塗布器 166 、 168 ;輥 d ' p 透鏡直徑 E 截面 F 力 Η 橫截面形狀 HX 六邊形 R1 ' R2 ' R3 射線 t 厚度 37 94703

Claims (1)

1. 201007305 七 申凊專利範圍： h 一種=重定向物件之方法’係包含： 心用埋材料層來調整基板之表面； 層，並將該緊密针助自組裝來組裝緊密封裝之微球 以及 家在封裝之微球層施加至該經調整之表面. 如申二專利範圍第1項之方法，其復包含·· 匕埋材枓層内所形成之特徵化表面之負性模具；以^ e)制簡具將該特徵化表面複製於 及 二以形成光-重定向膜之特徵化表面。 質 丄如申請專利範圍第1 聚合物形成。 之方法、、中，該微球由麵或 含第1項之方法’其中’包埋該微球係包 調整I表面或溶劑之—者或多者施加於該基板之該經 5. C圍第1項之方法，其中，於該b)中將兮 組==層:Γ包含將該緊密封裝之微球層 球層施加中將該緊密封装之微 緊密㈣ 面係包含自該供體表面將該 6. f㈣叙微球層轉印至能調整之表面。 種光〜重定向物件，係包含： 寺徵化表面’該特徵化表面包含複數個六邊形緊密 94703 38 201007305 封裝之半球狀透鏡之二維域，其中，該等半球狀透鏡之 直徑變異係數係小於約0. 35， 其中，至少兩個相鄰域具有不同之緊密封裝取向方 向，其中，細粒邊界描繪於相鄰域間之介面；以及 其中，取垂直於該特徵化表面之角度之橫截面來 看，於任何域中，超過半數之透鏡之截面形狀係實質半 圓形。 7. 如申請專利範圍第6項之光-重定向物件，其中，該等 半球狀透鏡之直徑變異係數係小於約0.2。 8. 如申請專利範圍第6項之光-重定向物件，係進一步包 含支樓該特徵化表面之基板。 9. 一種顯示器裝置，係包含： a) 有能量能提供一整個區域之照明之光源； b) 位於該照明之路徑之光-重定向膜，用於提供經 調整之照明，且包含： 特徵化表面，該特徵化表面包含複數個六邊形緊 密封裝之半球狀透鏡之二維域，其中，該等半球狀透 鏡之直徑之變異係數係小於約0. 35， 其中，至少兩個相鄰域具有不同之緊密封裝取向 方向，其中，細粒邊界描繪於相鄰域間之介面；以及 其中，取垂直於該特徵化表面之角度之橫截面來 看，於任何域中，超過半數之透鏡之截面形狀係實質 半圓形； 以及 39 94703 201007305 c) 顯示器面板，係設置來調變自該光-重定向膜 入射之該經調整之照明，以形成影像。 10.如申請專利範圍第9項之顯示器裝置，其中，該顯示器 面板係液晶顯示器面板。 40 94703