TWI634351B - 具有內嵌式漫射體之增亮膜 - Google Patents

具有內嵌式漫射體之增亮膜 Download PDF

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TWI634351B
TWI634351B TW102146282A TW102146282A TWI634351B TW I634351 B TWI634351 B TW I634351B TW 102146282 A TW102146282 A TW 102146282A TW 102146282 A TW102146282 A TW 102146282A TW I634351 B TWI634351 B TW I634351B
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史帝芬 星 誠 康
崔 狄恩 菲
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Abstract

本發明描述具有內嵌式漫射體之增亮膜。更特定言之,揭示包括一雙折射基板、一由該基板承載之具有線性稜鏡的稜鏡層,及一安置於該基板與該稜鏡層之間的內嵌式結構化表面的膜。該內嵌式結構化表面可包括緊密裝填結構。亦揭示用於產生具有特定構形之內嵌式結構化表面之製程。

Description

具有內嵌式漫射體之增亮膜
諸如液晶顯示器(LCD)系統之顯示系統被用於各種應用及市場上可購得之器件中,諸如電腦監視器、個人數位助理(PDA)、行動電話、小型音樂播放器,及薄LCD電視。多數LCD包括一液晶面板及一用於照明液晶面板之大面積光源(常稱作背光)。背光通常包括一或多個燈及許多光管理膜(諸如,光導、鏡面膜、光重導向膜(包括增亮膜)、延遲器膜、偏光膜及漫射體膜)。通常包括漫射體膜以隱藏光學缺陷並改良由背光發射之光的亮度均勻性。
一些漫射膜使用一珠粒狀構造來提供光漫射。舉例而言,光學膜可具有黏附至膜之一表面的微觀珠粒之層,且在珠粒表面處光之折射可用以提供膜之光漫射特性。珠粒狀漫射膜之實例包括:一具有稀疏分散之珠粒的無光澤表面的線性稜鏡增亮膜,3M公司以產品名稱TBEF2-GM出售該線性稜鏡增亮膜,本文中稱作「稀疏分散之珠粒狀漫射體」或「SDB漫射體」;一具有珠粒狀漫射體層之反射偏光膜,3M公司以產品名稱DBEF-D3-340出售該反射偏光膜,本文中稱作「緊密裝填珠粒狀漫射體」或「DPB漫射體」;及一包括於商業顯示器件中之漫射覆蓋薄片,本文中稱作「商業覆蓋薄片漫射體」或「CCS漫射體」。圖1展示CCS漫射體之珠粒狀表面之代表性部分的掃描電子顯微鏡(SEM)影像,且圖1A展示此表面的橫截面之SEM影像。 圖2及圖3分別展示DPB漫射體及SDB漫射體之代表性部分的SEM影像。
其他漫射膜使用不同於珠粒狀層之結構化表面來提供光漫射,其中結構化表面係藉由自結構化工具之微複製而製成。此等漫射膜之實例包括:具有圓形或彎曲結構之膜(本文中稱作「I型微複製」漫射膜),該等結構係自一具有藉由使用切割器自工具中移除材料製成之對應結構的工具微複製,如US 2012/0113622(Aronson等人)、US 2012/0147593(Yapel等人)、WO 2011/056475(Barbie)及WO 2012/0141261(Aronson等人)中所描述;及具有平坦小面結構之膜(本文中稱作「II型微複製」漫射膜),該等結構係自一具有藉由電鍍製程製成之對應結構的工具微複製,如US 2010/0302479(Aronson等人)中所描述。圖4中展示I型微複製漫射膜之結構化表面的代表性部分之SEM影像,且圖5中展示II型微複製漫射膜之類似影像。其他微複製漫射膜包括其中藉由噴砂程序而使工具表面結構化且接著藉由自該工具微複製而將結構化表面賦予膜的膜。參見(例如)美國專利7,480,097(Nagahama等人)。
在一態樣中,本發明係關於一種光學膜。該光學膜包括一雙折射基板及一由該基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面。該光學膜亦包括一包括緊密裝填結構的安置於該基板與稜鏡層之間的內嵌式結構化表面,該等緊密裝填結構經配置使得隆脊形成於相鄰結構之間,該等結構的大小沿兩個正交之平面內方向受到限制。該內嵌式結構化表面具有一由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且在第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一 此第一頻率峰值具有一小於0.9之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在第一頻率峰值之下的面積。此外,在第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在第二頻率峰值之下的面積。該內嵌式結構化表面係由平面圖中之小於200mm/mm2的每單位面積之總隆脊長度來表徵。
在另一態樣中,本發明係關於一種包括一雙折射基板及一由該基板承載之稜鏡層的光學膜,該稜鏡層具有一包含沿相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面。該光學膜亦包括一包括緊密裝填結構之安置於該基板與稜鏡層之間的內嵌式結構化表面,該內嵌式結構化表面界定一參考平面及一垂直於該參考平面之厚度方向。該內嵌式結構化表面具有一由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且在第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第一頻率峰值具有一小於0.9之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在第一頻率峰值之下的面積。此外,在第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在第二頻率峰值之下的面積。緊密裝填結構係由參考平面內之等效圓直徑(ECD)及沿厚度方向之平均高度來表徵,且每一結構之平均縱橫比等於結構之平均高度除以結構之ECD。結構之平均縱橫比小於0.15。
在又一態樣中,本發明係關於一種包括一雙折射基板及一由該基板承載之稜鏡層的光學膜,該稜鏡層具有一包括沿相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面。該光學膜亦包括一包括具有彎曲底表面之緊密裝填結構的安置於基板與稜鏡層之間的內嵌式結構化表面。該內嵌式結構化表面具有一由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且在第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第一頻率峰值具有一小於0.9之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在第一頻率峰值之下的面積。此外,在第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在第二頻率峰值之下的面積。該內嵌式結構化表面提供一小於95%之光學霧度。
在另一態樣中,本發明係關於一種包括一雙折射基板及一由該基板承載之稜鏡層的光學膜,該稜鏡層具有一包括沿相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面。該光學膜亦包括一包括緊密裝填結構之安置於基板與稜鏡層之間的內嵌式結構化表面。該內嵌式結構化表面具有一由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且在第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第一頻率峰值具有一小於0.9之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在第一頻率峰值之下的面積。此外,在第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻 率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在第二頻率峰值之下的面積。該內嵌式結構化表面提供一在10%至60%範圍內之光學霧度及一在10%至40%範圍內之光學澄清度。
在另一態樣中,本發明係關於一種包括一雙折射基板及一由該基板承載之稜鏡層的光學膜,該稜鏡層具有一包括沿相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面。該光學膜亦包括一包括較大第一結構及較小第二結構的安置於基板與稜鏡層之間的內嵌式結構化表面,該等第一結構及該等第二結構兩者的大小皆沿兩個正交平面內方向受到限制。該等第一結構不均勻地配置於該內嵌式結構化表面上且該等第二結構經緊密裝填且不均勻地散佈於該等第一結構之間。該等第一結構之平均大小大於15微米且該等第二結構之平均大小小於15微米。
在又一態樣中,本發明係關於一種包括一雙折射基板及一由該基板承載之稜鏡層的光學膜,該稜鏡層具有一包括沿相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面。該內嵌式結構化表面係藉由自一工具結構化表面進行微複製而製成,該工具結構化表面係透過藉由使用一第一電鍍製程電沈積一金屬,形成該金屬之一第一層從而導致該第一層之主表面具有一第一平均粗糙度,及藉由使用一第二電鍍製程在該第一層上電沈積該金屬,在該第一層之主表面上形成該金屬之第二層從而導致該第二層之主表面具有一小於該第一平均粗糙度之第二平均粗糙度而形成,該第二層之主表面對應於工具結構化表面。
502-1‧‧‧光學漫射膜樣本
502-2‧‧‧光學漫射膜樣本
507-1‧‧‧樣本
551-1‧‧‧樣本
551-2‧‧‧樣本
554-1‧‧‧樣本
554-2‧‧‧樣本
593-2‧‧‧光學漫射膜樣本
594-1‧‧‧光學漫射膜樣本
597-1‧‧‧樣本
597-2‧‧‧光學漫射膜樣本
599-1‧‧‧光學漫射膜樣本
600-1‧‧‧樣本
600-2‧‧‧樣本
601‧‧‧觀測者
602‧‧‧光源
603‧‧‧光線
604‧‧‧偏光器
610‧‧‧光學系統
619‧‧‧光學膜
619a‧‧‧前主表面
619b‧‧‧背或後主表面
620‧‧‧基板
620a‧‧‧第一主表面
620b‧‧‧第二主表面
650‧‧‧稜鏡層
650a‧‧‧第一主表面/微結構化表面
650b‧‧‧第二主表面
719‧‧‧光學膜
719a‧‧‧第一主或結構化表面
719b‧‧‧第二主表面
720‧‧‧基板層
720a‧‧‧第一主表面
720b‧‧‧第二主表面
750‧‧‧稜鏡層
750a‧‧‧主表面
750b‧‧‧主表面
751‧‧‧線性稜鏡或微結構
751a‧‧‧個別稜鏡
751b‧‧‧個別稜鏡
751c‧‧‧個別稜鏡
752‧‧‧頂角
753a‧‧‧高度
753b‧‧‧高度
753c‧‧‧高度
753e‧‧‧高度
820‧‧‧代表性漫射光學膜
820a‧‧‧第一主表面/結構化表面
820b‧‧‧第二主表面
830‧‧‧入射光
832‧‧‧散射或漫射光
901‧‧‧製程之例示性型式
902‧‧‧步驟
903‧‧‧步驟
904‧‧‧步驟
904a‧‧‧步驟/方框
904b‧‧‧步驟/方框
904c‧‧‧步驟/方框
904d‧‧‧步驟/方框
906‧‧‧步驟
1010‧‧‧結構化表面工具
1010a‧‧‧連續主表面
1110‧‧‧結構化表面工具
1110a‧‧‧結構化主表面
1112‧‧‧基板
1114‧‧‧第一電鍍層
1114a‧‧‧結構化第一主表面
1116‧‧‧第二電鍍層
1116a‧‧‧結構化第二主表面
1120‧‧‧光學漫射膜
1120a‧‧‧主表面
1122‧‧‧基底膜或載體膜
1124‧‧‧圖案化層
1124a‧‧‧主表面
2520a‧‧‧假想結構化表面
2521a‧‧‧結構
2521b‧‧‧結構
2521c‧‧‧結構
2521d‧‧‧結構
2523a‧‧‧圓
3010‧‧‧曲線
3010a‧‧‧較大峰值
3010b‧‧‧較小峰值
3120‧‧‧光學漫射膜
3120a‧‧‧結構化主表面
3121a‧‧‧可辨別個別結構
3121b‧‧‧可辨別個別結構
3122‧‧‧圖案化層
3220a‧‧‧結構化主表面
3221a‧‧‧可辨別個別結構
3221b‧‧‧可辨別個別結構
3221c‧‧‧可辨別個別結構
h1‧‧‧高度
h2‧‧‧高度
L27b‧‧‧樣本
N2‧‧‧樣本
N3‧‧‧光學漫射膜樣本
P‧‧‧工具之小部分
R‧‧‧半徑
RA13a‧‧‧光學漫射膜樣本
RA13b‧‧‧樣本
RA13c‧‧‧樣本
RA14b‧‧‧樣本
RA22a‧‧‧光學漫射膜樣本
RA24a‧‧‧樣本
RA24b‧‧‧樣本
RP1‧‧‧參考平面
RP2‧‧‧參考平面
RP3‧‧‧參考平面
W‧‧‧寬度
圖1為CCS漫射體(光學霧度=72%、光學澄清度=9.9%)之珠粒狀表面之一部分的SEM影像,且圖1A為此表面的橫截面之SEM影像; 圖2為DPB漫射體(光學霧度=97.5%、光學澄清度=5%)之珠粒狀表面之一部分的SEM影像;圖3為SDB漫射體(光學霧度=67%、光學澄清度=30%)之珠粒狀表面之一部分的SEM影像;圖4為I型微複製漫射膜(光學霧度=91.3%、光學澄清度=1.9%)之結構化表面之一部分的SEM影像;圖5為II型微複製漫射膜(光學霧度=100%、光學澄清度=1.3%)之結構化表面之一部分的SEM影像;圖6為包括一具有雙折射基板之微複製光學膜的光學系統之示意側視圖或截面圖;圖7為一具有線性稜鏡之陣列的微複製光學膜之示意透視圖,該圖示範可使用之各種稜鏡組態;圖8為一具有結構化表面之光學漫射膜之示意側視圖或截面圖;圖9為描繪用以製造結構化表面物品(包括結構化表面工具及結構化表面光學膜)之步驟的示意流程圖;圖10為呈柱體或轉鼓形式之結構化表面工具的示意透視圖;圖11A為圖10之工具之一部分的示意側視圖或截面圖;圖11B為圖11A之工具部分在其用以製造光學漫射膜之結構化表面的微複製程序期間的示意側視圖或截面圖;圖11C為由圖11B中描繪之微複製程序產生的所製造光學漫射膜之一部分的示意側視圖或截面圖;圖12為光學澄清度對光學霧度之圖表,圖表上之每一點描繪一使用根據圖9之製程製造的不同光學漫射膜樣本;圖13為稱作「502-1」之光學漫射膜樣本之結構化表面的代表性部分之SEM影像,且圖13A為502-1樣本的橫截面之SEM影像;圖14為稱作「594-1」之光學漫射膜樣本之結構化表面的代表性 部分之SEM影像;圖15為稱作「599-1」之光學漫射膜樣本之結構化表面的代表性部分之SEM影像;圖16為稱作「502-2」之光學漫射膜樣本之結構化表面的代表性部分之SEM影像;圖17為稱作「RA22a」之光學漫射膜樣本之結構化表面的代表性部分之SEM影像;圖18為稱作「RA13a」之光學漫射膜樣本之結構化表面的代表性部分之SEM影像;圖19為稱作「N3」之光學漫射膜樣本之結構化表面的代表性部分之SEM影像;圖20為稱作「593-2」之光學漫射膜樣本之結構化表面的代表性部分之SEM影像;圖21為稱作「597-2」之光學漫射膜樣本之結構化表面的代表性部分之SEM影像;圖22為功率譜密度對空間頻率之圖表,該圖表包括一假想曲線,其用以示範可如何以一與給定平面內方向相關聯之傅立葉功率譜來表徵沿此平面內方向之結構化表面的不規則性或隨機性之程度;圖23A為I型微複製漫射膜(光學霧度=91.3%、光學澄清度=1.9%)之樣本的在縱向方向上之功率譜密度對空間頻率之圖表,且圖23B為相同樣本的但在垂直(橫向)平面內方向上之類似圖表;圖24A為光學漫射膜樣本502-1之在縱向方向上之功率譜密度對空間頻率之圖表,且圖24B為相同樣本的但在橫向方向上之類似圖表;圖25為具有可區分結構之假想結構化表面之一部分的示意平面圖,其示範等效圓直徑(ECD)之概念; 圖26為經由共焦顯微鏡所見的上面疊加了表示結構化表面之個別結構之外邊界或邊緣的暗形狀的CCS漫射體之圖片之複合影像;圖27為經由共焦顯微鏡所見的上面疊加了表示結構化表面之個別結構之外邊界或邊緣的暗形狀的I型微複製漫射膜樣本(光學霧度=91.3%、光學澄清度=1.9%)之圖片之複合影像;圖28為類似於圖26及圖27但針對光學漫射膜樣本594-1之複合影像;圖29為類似於圖26至圖28但針對光學漫射膜樣本502-1之複合影像;圖30為光學漫射膜樣本502-1之代表性取樣區域的正規化計數對ECD之圖表;圖31為具有可區分結構之假想結構化表面之一部分的示意側視圖或截面圖,其示範最大高度或深度之概念;圖32為結構化表面上之假想個別結構之示意平面圖,其示範用以判定結構化表面上之隆脊之存在的準則;圖33A為經由共焦顯微鏡所見的上面疊加了表示在結構化表面上偵測到之隆脊的暗線段的光學漫射膜樣本594-1之圖片之複合影像;圖33B為一以反轉印刷(暗/亮反轉)僅展示圖34A之暗線段(亦即,僅偵測到之隆脊)的影像;且圖34A及圖34B分別類似於圖33A及圖33B,但針對DPB漫射體。
在圖6中,光學系統610包括一安置於延伸之光源602(諸如,具有延伸之輸出表面之發射白光的平坦光導)與偏光器604之間的微複製光學膜619。光學系統610可為一光學顯示器、背光或類似系統,且其可包括圖中未展示之其他組件,諸如液晶面板及額外偏光器、漫射體、延遲器及/或其他光學膜或組件。為了本發明之目的,吾人忽略此等 其他組件以易於解釋。光學膜619(其具有一前主表面619a及一背或後主表面619b)經展示為由一承載稜鏡層650之基板620建構,但亦可使用其他層組態。甚至在一或多個介入層實體地連接基板與稜鏡層之狀況下,基板620仍可被稱為承載稜鏡層650。可藉由使用一微圖案化工具將聚合物組分澆鑄並固化於聚合物膜基板620上而製成稜鏡層650。該工具經組態使得稜鏡層650之第一主表面650a(其與膜619之前主表面619a重合)為工具之微結構化複製,其具有形成線性稜鏡之陣列的不同面或小面。除澆鑄及固化外,其他已知製造技術亦可用以形成微結構化表面650a,諸如壓印、蝕刻及/或其他已知技術。稜鏡層650之第二主表面650b與基板620之第一主表面620a重合。基板620之第二主表面620b與膜619之背主表面619b重合。
為參考目的,在圖中包括笛卡爾x-y-z座標系統。膜619大體上平行於x-y平面而延伸,且系統610之光軸可對應於z軸。結構化表面之稜鏡中之每一者至少在平面圖中在一平行於y軸之大體上線性方向上延伸。與不具有膜619之相同系統相比,線性稜鏡之陣列以增加系統之軸上亮度或明度的方式折射光。
承載稜鏡層650之基板620為雙折射的。雙折射可為故意為之的設計特徵,或其可為非故意的。可經濟地製造由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)製成之膜(例如)以具有所要的機械及光學性質以用於光學膜應用,但由PET製造之膜可展現不可忽略之雙折射量。雙折射可實質上在空間上均勻,亦即,在基板內之一位置處的雙折射可實質上與在基板內之其他位置處的雙折射相同。雙折射通常至少由平面內雙折射來表徵。亦即,若基板具有分別對於沿x軸、y軸及z軸偏振之光的折射率nx、ny、nz,則在平面內折射率nx與ny之間存在顯著不同。x方向及y方向可(例如)對應於聚合物膜之橫向方向及縱向方向。nx-ny之量值通常可為至少0.01或0.02或0.03。特定折射率差是否顯著之問題 可取決於基板之厚度:對於薄基板而言,小折射率差可忽略,但對於較厚基板而言,小折射率差可係顯著的。
在圖中,任意光線603經展示為自光源602行進至觀測者601。跟隨此光線,吾人看見其在主表面620b(619b)處折射,傳播穿過基板620,再次在主表面620a(650b)處折射,傳播穿過稜鏡層650,再次在主表面650a(619a)處折射,行進至偏光器604,且光線之一偏振分量通過偏光器並行進至觀測者601。假定在光線603離開光源602時並在其到達膜619之前光線603未被偏振。當光線603到達主表面620b處之空氣/基板界面時,其變得被部分偏振,此係因為取決於入射角及基板之折射率,正交s及p偏振狀態通常被以不同方式透射(及反射)。為易於解釋,反射光分量未展示於圖6中。雙頭箭頭在表面620b附近疊加於光線603上以指示在光線603開始穿過基板620之路徑時的部分偏振。當光線603朝表面620a傳播穿過基板620時,其部分偏振狀態通常歸因於基板620之雙折射而改變。偏振狀態之此改變不僅取決於基板之雙折射(及厚度)之量,而且取決於光線之傳播角度及光學之波長。改變之偏振狀態在圖式中經描繪為一在表面620a附近疊加於光線603上之小橢圓。具有經修改之偏振狀態的光線接著由稜鏡層650折射,且與偏光器604之通過軸對準的偏振分量通過偏光器604並至觀測者601
如上文所提及,發生在基板620內的偏振狀態之改變取決於光之波長。即使基板材料展現不管什麼色散,仍係如此。結果,遵循穿過系統610之相同或幾乎相同路徑(諸如,由光線603描出之路徑)的不同波長之光線通常將以不同的相對量透射至觀測者601。相對量將取決於光線之傳播方向,且由於源602在顯著角範圍內(例如,以朗伯分佈或以另一合適角分佈)發射光,吾人假定存在在一範圍或錐區內的傳播方向。
圖6中及下文其他圖中之稜鏡經展示為標稱地具有包括高度、寬度及頂角之相同幾何形狀。此主要為了說明之簡單起見。通常,除非另有說明,否則稜鏡層之稜鏡可具有廣泛多種組態中之任一者,如圖2間接表明。
在圖7中,微複製光學膜719經展示為可充當顯示器、背光或其他系統中之增亮膜。光學膜719包括用於改良亮度的線性稜鏡或微結構751之陣列。光學膜719包括一包括沿y方向延伸之複數個微結構或線性稜鏡751的第一主或結構化表面719a。膜719包括一與第一主或結構化表面719a相反的第二主表面719b
719包括一包括一第一主表面720a及一相反第二主表面720b之基板層720,第二主表面720b與主表面719b重合。光學膜719包括一由基板層720承載之稜鏡層750。稜鏡層750安置於基板層之主表面720a上,基板層之表面720a與層750之主表面750b重合,層750亦包括與膜719之主表面719a重合的另一主表面750a
光學膜719包括兩層:基板層720,其為此描述之目的而被假定為雙折射的;及稜鏡層750。通常,光學膜719可具有一或多個層。舉例而言,在一些狀況下,光學膜719可僅具有一包括各別第一主表面719a及第二主表面719b的單一層。作為另一實例,在一些狀況下,光學膜719可具有多個層。舉例而言,在一些狀況下,基板720可由多個不同層構成。當光學膜包括多個層時,組成層通常彼此同延,且每一對相鄰組成層包含有形光學材料且具有彼此完全重合或在其至少80%以上或至少90%之各別表面區域上彼此實體接觸的主表面。
稜鏡751可經設計以沿一所要方向(諸如,沿正z方向)重導向入射於光學膜719之主表面719b上的光。在例示性光學膜719中,稜鏡751為線性稜鏡結構。通常,稜鏡751可為能夠藉由(例如)折射入射光之一部分及再循環入射光之不同部分而重導向光的任一類型之稜鏡或類 似稜鏡的微結構。舉例而言,稜鏡751之橫截面剖面可為或包括彎曲及/或分段線性部分。
稜鏡751中之每一者包括一頂角752及一自共同參考平面(諸如,主表面750b)量測之高度。個別稜鏡751a751b751c等經展示為具有高度753a753b753c、…、753e等。在一些狀況下,例如,當需要減少光學耦合或洩光(wet-out)及/或改良光重導向光學膜之耐久性時,給定稜鏡751之高度可沿y方向改變。舉例而言,線性稜鏡751a之稜鏡高度沿y方向改變。在此等狀況下,稜鏡751a具有一沿y方向改變之局部高度753a,改變之高度界定一最大高度及一平均高度。在一些狀況下,稜鏡(諸如,線性稜鏡751c)具有一沿y方向之恆定高度。在此等狀況下,稜鏡具有一等於稜鏡之最大高度及平均高度之恆定局部高度753c
在一些狀況下,諸如當需要減少光學耦合或洩光時,一些線性稜鏡較低且一些較高。舉例而言,線性稜鏡751c之高度753c比線性稜鏡751b之高度753b小。
每一稜鏡之頂角或二面角752可具有可能在應用中需要之任一值。舉例而言,在一些狀況下,頂角752可在約70度至約110度,或約80度至約100度,或約85度至約95度之範圍內。在一些狀況下,稜鏡751具有可(例如)在約88或89度至約92或91度之範圍內(諸如,90度)的相等頂角。
稜鏡層750可由任一合適透光材料構成且可具有任一合適折射率。舉例而言,在一些狀況下,稜鏡層可具有在約1.4至約1.8,或約1.5至約1.8,或約1.5至約1.7的範圍內之折射率。在一些狀況下,稜鏡層可具有不小於約1.5,或不小於約1.55,或不小於約1.6,或不小於約1.65,或不小於約1.7之折射率。稜鏡層可完全或部分地雙折射,且其可完全或部分地(實質上)各向同性。
在多數狀況下,諸如當光學膜719用於液晶顯示系統時,當與不具有光學膜719之相同顯示器相比時,光學膜719增加顯示器之軸上亮度,亦即,如沿z軸量測之亮度。為了量化軸向明度之改良,光學膜719被稱為具有大於1之「有效透射率」或相對「增益」。如本文中所使用,當光源為具有>80%之漫反射率的朗伯光源或接近為朗伯光源時,「有效透射率」(「ET」)係指在適當位置具有膜時之軸上明度與在適當位置不具有膜之顯示系統之軸上明度的比。
光學膜之ET可使用一包括中空朗伯光盒、線性光吸收偏光器及一以光盒之光軸為中心的光偵測器之光學系統來量測。中空光盒可由一經由光纖連接至光盒之內部的穩定寬頻光源來照明,且自光盒之發射或出射表面發射的光可具有一朗伯明度分佈。ET待量測之光學膜或其他測試樣本被置放於一在光盒與吸收線性偏光器之間的位置處。將系統中存在光學膜時的光偵測器輸出除以系統中不存在光學膜時的光偵測器輸出就產生光學膜之ET。
供量測ET用的合適光偵測器為可自Chatsworth,CA之Photo Research公司購得的SpectraScanTM PR-650光譜比色計。用於此等量測之合適光盒為具有約85%之全反射率的鐵弗龍立方體。
可藉由將光學膜719置放於規定位置處(其中主表面719a(及線性稜鏡751)面對光偵測器且主表面719b面對光盒)來量測光學膜719之ET。接下來,藉由光偵測器經由線性吸收偏光器來量測頻譜上加權之軸向明度I1(沿光軸之明度)。光學膜719接著被移除且在沒有光學膜719之情況下量測頻譜上加權之明度I2。ET為I1/I2的比。可藉由指定光學膜相對於線性吸收偏光器之定向而更詳細地指定ET。舉例而言,「ET0」係指在光學膜經定向使得稜鏡751中之每一者沿一平行於線性吸收偏光器之通過軸的方向延伸時的有效透射率,且「ET90」係指在光學膜經定向使得稜鏡751中之每一者沿一垂直於線性吸收偏 光器之通過軸的方向延伸時的有效透射率。此外,就此而言,「平均有效透射率」(「ETA」)為ET0與ET90之平均值。鑒於此額外術語,較早提及之不具有更多修飾的術語「有效透射率」或「ET」係指光學膜之平均有效透射率。
在例示性狀況下,所揭示的微複製光學膜(包括光學膜719)經組態以增加系統亮度,且線性稜鏡具有至少約1.6之折射率,且光學膜之平均有效透射率(ETA)為至少約1.3,或至少1.5,或至少1.7,或至少1.9,或至少2.1。
可根據一稱作「光學霧度」或簡稱作「霧度」之參數來表示光漫射或散射。對於由法向入射光束照明之膜、表面,或其他物件,物件之光學霧度係指偏離法線方向超過4度之透射光與全部透射光之比。可以模擬方式來計算霧度,且對於實際樣本,可根據ASTM D1003中描述之程序或藉由其他合適程序使用Haze-Gard Plus霧度計(可自Columbia,MD之BYK-Gardner購得)來量測霧度。與光學霧度有關的係光學澄清度,光學澄清度係指(T1-T2)/(T1+T2)的比,其中T1為偏離法線方向的角度在1.6與2度之間的透射光,且T2為相對於法線方向的角度在0與0.7度之間的透射光。亦可使用來自BYK-Gardiner之Haze-Gard Plus霧度計來量測澄清度值。
在一些實施例中,在稜鏡層與雙折射基板之間不提供氣隙,且光散射或霧度係由內嵌式結構化表面而非暴露之結構化表面提供。結構化表面因而可被稱為內埋或內嵌的,此係因為其在相反兩側上由固體或以其他方式有形的透光材料(例如,合適之透光聚合物材料)定界。
在一些實施例中,以實質大多數表面(例如,平面圖中之至少80%或至少90%的結構化表面)不展現聚焦性質之方式組態結構化表面。可達成此之一方式為組態結構化表面,使得實質大多數表面由在 相同定向上(例如,朝向或背向稜鏡層之稜鏡)彎曲之部分組成。結構化表面之每一此彎曲部分可稱作微透鏡。在一些實施例中,例如,結構化表面之部分可全都大體上遠離稜鏡層而彎曲,且可被認為係微透鏡。在一些組態中,微透鏡將散焦,亦即,其各自將歸因於層之間的折射率差而使入射準直光散焦。在一些實施例中,至少80%的結構化表面係由微透鏡覆蓋或佔據。較佳覆蓋或佔據小於20%或小於10%的表面的實質少數結構化表面可以使得具有聚焦性質之方式來彎曲。
眾多設計變化可用於所揭示光學膜,包括(詳言之)併入有一內嵌式結構化表面之光學膜。除結合圖式展示及描述之特定層配置外,膜可包括額外層及/或塗層以提供所要的光學及/或機械功能性。所描述層中之任一者可使用兩個或兩個以上不同子層來建構。類似地,任何兩個或兩個以上相鄰層可被組合成單一整體層或以單一整體層來替代。可使用廣泛多種稜鏡設計、膜或層厚度,及折射率。稜鏡層可具有(例如)在約1.4至約1.8、或約1.5至約1.8、或約1.5至約1.7、或不小於約1.5、或不小於約1.55、或不小於約1.6、或不小於約1.65、或不小於約1.7的範圍內的任一合適折射率。雙折射基板可具有一典型雙折射,包括如上文論述之平面內雙折射。在一些狀況下,染料、顏料及/或粒子(包括散射粒子或其他合適漫射劑)可包括於光學膜之層或組分中之一或多者中以用於所要功能性。儘管有時為了功能性及經濟性而將聚合物材料用於所揭示光學膜較好,但亦可使用其他合適材料。
奈米孔隙化材料(包括具有超低折射率(ULI)(例如,小於1.4或小於1.3或小於1.2或在1.15至1.35的範圍內之折射率)的材料)亦可用於所揭示光學膜。許多此ULI材料可被描述為多孔材料或層。當結合並非奈米孔隙化且具有實質上較高折射率(諸如,大於1.5或大於1.6)之更常見光學聚合物材料來使用時,可跨內嵌式結構化表面而提供相對較大的折射率差△n。例如,在WO 2010/120864(Hao等人)及WO 2011/088161(Wolk等人)中描述了合適ULI材料,該等案以引用之方式併入本文中。
吾人已開發一可用以形成非常適於製造高效能光學漫射膜的結構化表面(包括結合(例如)圖6之組態使用的內嵌式結構化表面)之製程。該製程可在具有相當大的表面積(例如,至少與典型桌上型電腦顯示螢幕之表面積一樣大的表面積)之微複製工具中產生一結構化表面,其花費的時間與藉由使用切割工具在基板中切割出特徵來產生具有相等面積及相當特徵大小之結構化表面將花費之時間相比更短。此係因為該製程可使用電鍍技術而非切割技術以產生結構化表面。(然而,在下文進一步描述之一些狀況下,除切割外亦可使用電鍍。)製程可經特製以產生多種結構化表面,包括提供非常高霧度(及低澄清度)之結構化表面,提供非常低霧度(及高澄清度)之結構化表面,及介於此兩種極端之間的結構化表面。該製程可利用一產生初步結構化表面之第一電鍍程序,該初步結構化表面實質上對應於上文論述之II型微複製漫射膜之結構化表面。結合圖6回想II型微複製漫射膜覆蓋一具有相對高光學澄清度之一般設計空間。吾人已發現藉由使用第二電鍍程序以第二電沈積層覆蓋初步結構化表面,獲得第二結構化表面,且第二結構化表面可取決於製程條件而產生具有高、低或中間霧度之漫射膜;然而,由第二結構化表面製成之漫射膜不同於由初步結構化表面製成之漫射膜。詳言之,有趣地,由第二結構化表面製成之漫射膜所屬於之一般設計空間具有比II型微複製漫射膜之設計空間實質上低的澄清度(對於中間霧度值)。將結合根據所開發製程製成的光學漫射膜來展示此情況。光學漫射膜中之至少一些亦經展示為擁有其他所要特性,包括由很少或沒有空間週期性及小於15微米或小於10微米之平均特徵大小來表徵的構形。
圖8在示意側視圖或截面圖中描繪可用所揭示製程製造的代表性 漫射光學膜820之一部分。膜820經展示為具有一第一主表面820a及一第二主表面820b。入射光830經展示為在第二表面820b處照射於膜820上。光830通過膜,且由於在主表面820a之粗糙或結構化構形處的折射(且在某種程度上繞射)而散射或漫射,從而產生散射或漫射光832。吾人因此可將主表面820a替代性地稱作結構化表面820a。當然可改變膜820相對於入射光830的定向,使得光830最初照射於結構化表面820a上,在該狀況下在結構化表面處之折射再次產生散射或漫射光。
結構化表面820a通常沿可用以界定局部笛卡爾x-y-z座標系統的正交平面內方向延伸。接著可根據沿厚度方向(z軸)相對於平行於結構化表面820a之參考平面(x-y平面)之偏差來表示結構化表面820a之構形。在許多狀況下,結構化表面820a之構形使得可識別不同的個別結構。此等結構可呈突起(其係由結構化表面工具中之對應空腔製成)或空腔(其係由結構化表面工具中之對應突起製成)之形式。結構的大小通常沿兩個正交平面內方向受到限制,亦即,當在平面圖內看見結構化表面820a時,個別結構通常不會以線性方式沿任一平面內方向無限地延伸。不論是突起還是空腔,在一些狀況下,結構亦可經緊密裝填,亦即,經配置使得許多或多數相鄰結構之邊界的至少部分實質上會合或重合。結構通常亦不規則地或不均勻地散佈於結構化表面820a上。在一些狀況下,結構中之一些、多數或實質上全部(例如,>90%或>95%或>99%)可為彎曲的或包含一圓形或以其他方式彎曲之底表面。在一些狀況下,至少一些結構的形狀可為稜錐體或以其他方式由實質上平坦的小面界定。可根據平面圖中之等效圓直徑(ECD)來表示給定結構之大小,且結構化表面之結構可(例如)具有一小於15微米或小於10微米或在4至10微米的範圍內之平均ECD。結構化表面及結構亦可以如本文中在別處論述的其他參數(例如,藉由深度或高度與特 性橫向尺寸(諸如ECD)之縱橫比,或平面圖中每單位面積之表面上的隆脊之總長度)來表徵。可在結構化表面處或上或光學膜內的別處不使用任何珠粒的情況下提供光學霧度、光學澄清度及光學漫射膜之其他特性。
在可用以表徵給定光學漫射膜之光學性能的各種參數當中,兩個關鍵參數為光學霧度及光學澄清度。可根據「光學霧度」或簡單地「霧度」來表示光漫射或散射。對於由法向入射光束照明之膜、表面或其他物件,物件之光學霧度基本上係指如(例如)根據ASTM D1003中描述之程序,使用Haze-Gard Plus霧度計(可自Columbia,MD之BYK-Gardner購得)或使用實質上類似儀器及程序量測的偏離法線方向超過4度之透射光與總透射光的比。與光學霧度有關的係光學澄清度,光學澄清度亦藉由來自BYK-Gardner之Haze-Gard Plus霧度計來量測,但其中儀器配有一具有一居於圓環狀感測器中心之圓形中間感測器的雙重感測器,光學澄清度係指(T1-T2)/(T1+T2)的比,其中T1為由中間感測器感測之透射光且T2為由環狀感測器感測之透射光,中間感測器相對於一垂直於樣本並以樣本之測試部分為中心之軸對向自零度至0.7度之角,且環狀感測器相對於此軸對向自1.6度至2度之角,且其中入射光束(在不存在樣本的情況下)過度照射(overfill)中間感測器,但不照明環形感測器(對環形感測器照射不足(underfill),缺0.2度之半角)。
圖9展示製程之例示性型式901。在製程之步驟902中,提供一可充當上面可電鍍金屬層之基礎的基底或基板。基板可採取眾多形式中之一者(例如,薄片、板或柱體)。圓柱係有利的,原因在於其可用以產生連續輥軋製品。基板通常由金屬製成,且例示性金屬包括鎳、銅及黃銅。然而,亦可使用其他金屬。基板具有一將在隨後步驟中在上面形成電沈積層的暴露表面(「底表面」)。底表面可為光滑且平坦的 (或實質上平坦)。光滑拋光柱體體之彎曲外表面可被認為係實質上平坦的,尤其在考慮在柱體之表面上的任一給定點附近的小局部區域時。底表面可藉由基底平均粗糙度來表徵。就此而言,底表面之表面「粗糙度」或本文中提及的其他表面之「粗糙度」可使用任一通常接受之粗糙度量測(諸如,平均粗糙度Ra或均方根粗糙度Rrms)來量化,且假設在一大得足以公正地代表討論中之表面的整個相關區域的區域內量測粗糙度。
在製程901之步驟903中,第一金屬層係使用第一電鍍製程而形成於基板之底表面上。在起始此步驟之前,基板之底表面可被上底漆或以其他方式處理以促進黏附。金屬可實質上與藉以構成底表面之金屬相同。舉例而言,若底表面包含銅,則步驟903中形成之第一電鍍層亦可由銅製成。為了形成第一金屬層,第一電鍍製程使用一第一電鍍溶液。該第一電鍍溶液之組成(例如,用於溶液中之金屬鹽之類型),以及其他製程參數(諸如,電流密度、電鍍時間及基板速度)經選擇,使得第一電鍍層未被形成為光滑及平坦的,而實情為具有一經結構化並以不規則平坦小面特徵表徵之第一主表面。不規則特徵之大小及密度係由電流密度、電鍍時間及基板速度來判定,同時用於第一電鍍溶液中之金屬鹽之類型判定特徵之幾何形狀。此外,關於此之教示可在專利申請公開案US 2010/0302479(Aronson等人)中發現。執行第一電鍍製程,使得第一電鍍層之第一主表面具有一大於基板之基底平均粗糙度的第一平均粗糙度。代表性第一主表面之結構化特徵及粗糙度可見於圖5之SEM影像中,圖5展示II型微複製漫射膜之結構化表面,該膜係自根據步驟903製造的第一電鍍層之第一主表面微複製而成。
在步驟903中製造第一電鍍金屬層(其具有第一平均粗糙度之結構化主表面)之後,使用第二電鍍製程在步驟904中形成第二電鍍金屬 層。第二金屬層覆蓋第一電鍍層,且因為其組成可實質上相同,所以兩個電鍍層不再可區分,且第一層之第一主表面可變得實質上消失且不再可偵測到。然而,第二電鍍製程以第二電鍍層之暴露之第二主表面(儘管結構化且不平坦)具有小於第一主表面之第一平均粗糙度的第二平均粗糙度的方式而不同於第一電鍍製程。第二電鍍製程可在若干態樣中不同於第一電鍍製程,以便提供相對於第一主表面具有減少的粗糙度之第二主表面。
在一些狀況下,步驟904之第二電鍍製程可至少藉由添加有機調平劑(如方框904a中所示)而使用一不同於步驟903中之第一電鍍溶液的第二電鍍溶液。有機調平劑為一將產生在小凹入中相對較厚且在小突起上相對較薄的沈積之能力引入電鍍浴中的材料,從而最終減少小表面不規則性之深度或高度。使用調平劑,電鍍部件將具有比基本金屬大的表面光滑度。例示性有機調平劑可包括(但不限於)磺化、硫化烴基化合物;烯丙基磺酸;各種種類的聚乙二醇;及硫代胺基甲酸酯,包括二硫代胺基甲酸酯或硫脲及其衍生物。第一電鍍溶液可至多含有微量的有機調平劑。第一電鍍溶液可具有小於100ppm或75ppm或50ppm之有機碳總濃度。第二電鍍溶液中之有機調平劑之濃度與第一電鍍溶液中之任一有機調平劑之濃度的比可為(例如)至少50或100或200或500。可藉由調整第二電鍍溶液中之有機調平劑之量而特製第二主表面之平均粗糙度。
步驟904之第二電鍍製程可額外或替代性地藉由在第二步驟904中包括至少一電鍍技術或特徵而不同於步驟903之第一電鍍製程,該至少一電鍍技術或特徵之效應係相對於第一主表面減少第二主表面之粗糙度。虛設電鑄(thieving)(方框904b)及遮蔽(方框904c)為此等電鍍技術或特徵之實例。此外,除有機調平劑外或替代有機調平劑,一或多個有機晶粒細化劑(方框904d)亦可經添加至第二電鍍溶液以減少第 二主表面之平均粗糙度。
在步驟904完成之後,具有第一及第二電鍍層之基板可用作一藉以形成光學漫射膜的原始工具。在一些狀況下,工具之結構化表面(亦即,步驟904中產生的第二電鍍層之結構化第二主表面)可經鈍化或以其他方式用第二金屬或其他合適材料保護。舉例而言,若第一及第二電鍍層由銅構成,則結構化第二主表面可電鍍有鉻之薄塗層。鉻或其他合適材料之薄塗層較佳地足夠薄,以實質上保留結構化第二主表面之構形及平均粗糙度。
一或多個複製工具可藉由微複製原始工具之結構化第二主表面而製成,且該(等)複製工具接著可用以製造光學膜,而非使用原始工具自身來製造光學漫射膜。由原始工具製成之第一複製品將具有一對應於結構化第二主表面但為結構化第二主表面之反轉形式的第一複製結構化表面。舉例而言,結構化第二主表面中之突起對應於第一複製結構化表面中之空腔。第二複製品可由第一複製品製成。第二複製品將具有一對應於原始工具之結構化第二主表面但為原始工具之結構化第二主表面之非反轉形式的第二複製結構化表面。
在步驟904之後,在結構化表面工具被製成之後,在步驟906中可藉由自原始或複製工具進行微複製而製成具有相同結構化表面(相對於原始工具而反轉或非反轉)之光學漫射膜。可使用任一合適製程(包括(例如)壓印預先形成之膜,或在載體膜上澆鑄及固化一可固化層)自該工具形成光學漫射膜。
現轉至圖10,其中圖示了呈柱體或轉鼓形式之結構化表面工具1010的示意圖。工具1010具有一連續主表面1010a,吾人假定已根據圖9之方法對該連續主表面1010a加以處理使得其具有一適當結構化表面。工具具有寬度w及半徑R。工具可用於連續膜生產線中以藉由微複製製造光學漫射膜。工具1010(或相同工具)之一小部分P被示意地 展示於圖11A中。
在圖11A中,結構化表面工具1110(假定與工具1010相同)係以示意橫截面來展示。在圖中,工具1110經展示為在藉由圖9之製程製成後包括基板1112、具有結構化第一主表面1114a之第一電鍍金屬層1114及第二電鍍金屬層1116,第二層1116具有與工具1110之結構化主表面1110a重合的結構化第二主表面1116a。根據圖9之教示,第二主表面1116a經結構化或不光滑,且其具有小於第一主表面1114a之平均粗糙度的平均粗糙度。為了參考目的在圖11a中展示第一主表面1114a及不同層11141116,然而,如上文所提及,在第一電鍍層1114上形成第二電鍍層1116可使第一主表面1114a及層1114與層1116之間的差別不可偵測。
在圖11B中,吾人展示在微複製程序期間圖11A之工具1110之示意圖,在微複製程序中工具1110被用以製造光學漫射膜1120之結構化表面。來自圖11A之相同參考數字指示相同元件,且無需進一步論述。在微複製期間,抵靠工具1110而按壓膜1120,使得工具之結構化表面以高保真度轉印(以反轉形式)至膜。在此狀況下,膜經展示為具有一基底膜或載體膜1122及一圖案化層1124,但亦可使用其他膜構造。圖案化層可(例如)為可固化材料,或適於壓印之熱塑性材料。微複製製程使光學膜1120之主表面1120a(其與圖案化層1124之主表面1124a重合)以對應於工具之結構化主表面1110a的方式而受到結構化或粗糙化。
在圖11C中,展示了與工具1110分開的在圖11B之微複製程序中製造的光學膜1120。膜1120(其可與圖7之光學漫射膜720相同或類似)現在可用作光學漫射膜。
實例
根據如圖9中所示之方法製造若干光學漫射膜樣本。因此,在每 一狀況下,在一組製程條件下製造一結構化表面工具,且接著微複製工具之結構化表面以將一對應結構化表面(呈反轉形式)形成為光學膜之主表面。(每一光學膜之相反主表面係平坦且光滑的。)結構化表面使每一光學膜具備一給定量之光學霧度及光學澄清度。每一光學漫射膜樣本之霧度及澄清度係用來自BYK-Gardiner之Haze-Gard Plus霧度計來量測。下表闡述在各種樣本之製造期間使用的一些化學溶液(如下文進一步解釋):
初步工具
將一具有16英吋直徑及40英吋長度之鍍銅柱體用作用於建構工具之基底。該工具(因為該工具係使用圖9中所示之電鍍步驟中之僅一者來製造,所以此處稱作初步工具)首先被以溫和鹼性清潔溶液去油污,以硫酸溶液去氧,且接著以去離子水沖洗。表1中展示鹼性清潔劑之組成以及其他相關溶液之組成。初步工具接著在濕潤的同時被轉移至一銅電鍍槽(Daetwyler Cu Master Junior 18)。在電鍍循環開始時以約1公升硫酸溶液沖洗初步工具以移除表面氧化物。接著以50%的位準將初步工具浸沒在第一銅浴中。浴溫度為25℃。銅浴被以碳填充罐來處理以移除有機污染物。藉由使用在5安培下持續5分鐘電鍍並被評估其亮度缺失的1000mL黃銅赫爾電池(Hull Cell)面板及藉由使用過硫酸鹽TOC(總有機碳)分析器之TOC分析兩者來驗證處理之有效性。TOC位準經判定為低於百萬分之45(ppm)。在每平方英尺60安培之電流密度下(在開始5秒具有斜坡上升時間)持續45分鐘對初步工具進行DC電鍍,同時使初步工具以20rpm旋轉。在電鍍期間自陽極至工具上之最近點的距離為約45mm。當電鍍完成時,經電鍍銅之厚度(吾人稱其為第一銅層)為約30微米。第一銅層具有一暴露結構化表面,其因大量平坦小面而粗糙化。
為了參考之目的,將此初步工具(且詳言之,第一銅層之結構化表面)用以製造II型微複製漫射膜,而非以具有較小平均粗糙度之電鍍第二銅層覆蓋第一銅層(根據圖9)。此涉及清潔初步工具及在第一銅層之結構化表面上電鍍一鉻塗層。鉻塗層足夠薄以實質上保留第一銅層結構化表面之構形。
因此,用去離子水及弱酸溶液清洗初步工具(其中第一銅層之結構化表面仍暴露)以防止銅表面氧化。接下來,將初步工具移至100級(Class 100)無塵室,置放於一清潔槽中,並以20rpm旋轉。使用檸檬酸溶液對初步工具去氧,且接著以鹼性清洗劑清洗。在此之後,用去 離子水沖洗初步工具,再次以檸檬酸溶液去氧,並以去離子水沖洗。
將初步工具在濕潤的同時轉移至鉻電鍍槽且50%地浸沒於槽中。浴溫度為124℉。使用每平方分米25安培之電流密度用鉻對工具進行DC電鍍,同時初步工具以90公尺/分鐘之表面速度移動。電鍍繼續400秒。在電鍍完成時,用去離子水沖洗初步工具以移除任何剩餘鉻浴溶液。鉻塗層用來保護銅以防止氧化,且如所提及,鉻塗層足夠薄以實質上保留第一銅層結構化表面之構形。
將初步工具轉移至一清潔槽(在其中初步工具被以10rpm的轉速旋轉),在環境溫度下以1公升去離子水清洗,接著以緩慢施加以覆蓋整個工具表面之1.5公升變性酒精(在環境溫度下,SDA-3A試劑級)清洗。工具旋轉速度接著增加至20rpm。工具接著被風乾。
II型微複製光學漫射膜
一旦初步工具變乾燥,便使用塗佈於上底漆之PET膜上的UV可固化丙烯酸樹脂用工具製造手動展佈(hand-spread)膜。此程序微複製第一銅層之結構化表面以在膜之固化樹脂層上產生一對應結構化表面(但相對於初步工具之結構化表面反轉)。歸因於其建構方法,膜為一II型微複製光學漫射膜。膜之結構化表面的掃描電子顯微鏡(SEM)影像展示於圖5中。用來自BYK Gardner(Columbia,MD)之Haze-Gard Plus系統來量測膜之光學霧度及澄清度,且光學霧度及澄清度經發現分別為100%及1.3%。
第一工具
接著製造另一結構化表面工具(此處稱作第一工具)。不同於初步工具,第一工具係使用圖9中所示之兩個電鍍步驟來製造,使得第一銅層被具有較小平均粗糙度之電鍍第二銅層覆蓋。
第一工具係以與初步工具相同之方式製備(直至鉻電鍍步驟)。接著在乾燥之前將此第一工具(具有其第一銅層,該第一銅層之結構化 表面具有相對高的平均粗糙度(實質上為圖5之反轉型式))轉移至一經設置用於額外電鍍的銅電鍍槽。在第二電鍍循環開始之前用約一公升硫酸溶液沖洗第一工具,以移除在將工具裝載至槽中時所產生之表面氧化物。第一工具接著50%地浸沒於Daetwyler Cu Master Junior 18槽中之第二銅浴中。浴溫度為25℃。第二銅浴經碳處理以移除有機污染物,如上文針對初步工具所描述。在碳處理之後,用有機晶粒細化劑(濃度為14毫升/公升的Cutflex 321)再裝填第二銅浴,使得第二銅浴具有上文在表1中展示之組成。第二銅浴之組成由於添加了有機晶粒細化劑而不同於第一銅浴之組成。陽極位於距第一工具約45mm之距離處。接著使用每平方英尺60安培之電流密度在第二銅浴中持續12分鐘對第一工具進行DC電鍍同時以20rpm旋轉第一工具。電流斜坡時間為約5秒。此產生覆蓋第一銅層之第二電鍍銅層,與第一銅層之結構化表面相比,第二銅層具有平均粗糙度較小之結構化表面。第二銅層之厚度為8微米。
接著將第一工具轉移至一清潔槽。以每分鐘10至12轉旋轉第一工具,同時使用具有噴嘴之軟管在環境溫度下用約1公升去離子水清洗第一工具。第二清洗係在環境溫度下使用1至2公升檸檬酸溶液來執行。接著使用具有噴嘴之軟管用約3公升去離子水清洗第一工具以移除過多檸檬酸。接下來,用在環境溫度下緩慢地施加以覆蓋整個工具表面之約2公升變性乙醇(試劑級之SDA 3A)清洗第一工具以便輔助乾燥。第一工具接著經風乾。接下來,以與初步工具相同之方式,將第一工具移至100級無塵室、經清潔,並經鉻電鍍。鉻電鍍實質上保持第二銅層之結構化表面之構形。
樣本502-1
在風乾後,將第一工具用以經由手動展佈來製造一膜。此亦以與初步工具相同之方式執行,且其產生一在膜之固化樹脂層上具有一 對應於第二銅層之結構化表面(但相對於該結構化表面反轉)的微複製結構化表面的光學漫射膜(本文中以樣本標號502-1來參考)。膜之結構化表面的SEM影像展示於圖14中。儘管表面經結構化,但吾人可看見表面之平均粗糙度小於圖5之結構化表面之平均粗糙度。502-1樣本之橫截面的SEM影像展示於圖14a中。此光學漫射膜樣本502-1之光學霧度及澄清度係用來自BYK Gardner(Columbia,MD)之Haze-Gard Plus系統來量測,且被發現分別為92.8%及6.9%。此等值在下文表2中列出。
第二工具
製成另一結構化表面工具(此處稱作第二工具)。第二工具係以與第一工具實質上相同之方式製成,不同之處在於第二銅浴之不同組成:使用兩種有機晶粒細化劑(濃度為14毫升/公升之Cutflex 321,及濃度為70毫升/公升之Cutflex 320H),而非僅使用一種。然而,第二銅電鍍步驟再次在12分鐘內完成,該步驟產生厚度為8微米之第二電鍍銅層。在鉻電鍍第二銅層之結構化表面後,第二工具就準備好用於向光學膜的微複製。
樣本594-1
接著將第二工具用以經由手動展佈來製造一膜。此係以與第一工具相同之方式執行,且其產生一在膜之固化樹脂層上具有一對應於第二銅層之結構化表面(但相對於該結構化表面反轉)的微複製結構化表面的光學漫射膜(本文中以樣本標號594-1指代)。膜之結構化表面的SEM影像展示於圖15中。儘管表面經結構化,但吾人可看見表面之平均粗糙度小於圖5之結構化表面之平均粗糙度。此光學漫射膜樣本594-1之光學霧度及澄清度係用來自BYK Gardner(Columbia,MD)之Haze-Gard Plus系統來量測,且被發現分別為87.9%及6.9%。此等值在下文表2中列出。
第三工具
製造另一結構化表面工具(此處稱作第三工具)。除第二銅電鍍係在18分鐘而非12分鐘內完成外,第三工具係以與第二工具實質上相同之方式製成,該第二銅電鍍產生厚度為約12微米之第二電鍍銅層。在鉻電鍍第二銅層之結構化表面後,第三工具就準備好用於向光學膜的微複製。
樣本593-2
接著將第三工具用以經由手動展佈製造一膜。此係以與第一工具及第二工具相同之方式執行,且其產生一在膜之固化樹脂層上具有一對應於第二銅層之結構化表面(但相對於該結構化表面反轉)的微複製結構化表面的光學漫射膜(本文中以樣本標號593-2指代)。膜之結構化表面的SEM影像展示於圖21中。儘管表面經結構化,但吾人可看見表面之平均粗糙度小於圖5之結構化表面之平均粗糙度。此光學漫射膜樣本593-2之光學霧度及澄清度係用來自BYK Gardner(Columbia,MD)之Haze-Gard Plus系統來量測,且被發現分別為17.1%及54.4%。此等值在下文表2中列出。
第四工具
製造另一結構化表面工具(此處稱作第四工具)。為了製造此第四工具,製備兩種電鍍溶液。第一電鍍溶液由60g/L硫酸(J.T.Baker化學公司,Philipsburg,NJ)及217.5g/L硫酸銅(Univertical化學公司,Angola,IN)組成。第二電鍍溶液由第一電鍍溶液之內含物加添加劑CUPRACID HT調平劑(0.05體積%)、CUPRACID HT細化劑(fine grainer)(0.1體積%)及CUPRACID HT濕潤劑(0.3體積%)組成,其全部可自Atotech USA購得。兩種溶液皆係以去離子水製成。將8英吋乘8英吋銅薄片置放於容納第一電鍍溶液之槽中。槽大小為36英吋(長度)×24英吋(寬度)×36英吋(深度)。藉由使用循環泵產生之每分鐘8加 侖之流率,使用每平方英尺10安培之電流密度在21℃下持續24小時對薄片進行電鍍。此第一電鍍步驟產生一具有相對粗糙結構化表面的第一電沈積銅層,電沈積層之厚度為約330微米。將板自第一電鍍溶液移除,沖洗並乾燥。接著將具有第一電鍍層之銅薄片切割成1.5英吋×8英吋的區段。區段之背面被以膠帶遮蔽並置放於含有第二電鍍溶液之四公升燒杯中,且在25℃下以每平方英尺35安培之電流密度持續35分鐘對其進行電鍍。此第二電鍍步驟產生一覆蓋第一銅層之第二電沈積銅層,且第二銅層具有平均粗糙度小於第一銅層之平均粗糙度的結構化表面。第二銅層之厚度為約28微米。在第二電鍍步驟後,區段(其稱作第四工具)經沖洗並乾燥。不同於第一、第二及第三工具,第四工具之第二銅層未用鉻來電鍍。實情為,將第二銅層之暴露結構化表面直接用於光學膜之微複製。
已發現,與本文中揭示之用以製造其他光學漫射膜樣本的工具相對照,用作製造第四工具的起始材料的銅薄片顯著地不平坦,詳言之,其含有實質上線性的週期波動。此等波動延續至第一及第二銅層之結構化表面中,使得第二銅層之結構化表面不僅含有可歸因於電鍍步驟之粗糙度,而且含有源於上面形成有電沈積銅層之基底銅薄片之波動。
樣本RA13a
接著將第四工具用以經由手動展佈來製造一膜。此係藉由將具有uv可固化丙烯酸樹脂之聚酯膜基板應用於第四工具而執行。使用來自RPC Industries(Plainfield,IL)之uv處理器以每分鐘50英尺之線速度固化樹脂。接著自第四工具之結構化表面移除膜。膜為一在膜之固化樹脂層上具有一對應於第二銅層之結構化表面(但相對於該結構化表面反轉)的微複製結構化表面的光學漫射膜(本文中以樣本標號RA13a指代)。膜之結構化表面的SEM影像展示於圖19中。圖中所見之暗淡 週期性垂直線為銅薄片起始材料中之週期波動的結果,且並非由兩個銅電鍍步驟引入。此光學漫射膜樣本RA13a之光學霧度及澄清度如同其他樣本一樣被量測,且被發現分別為25.9%及19.4%。此等值在下文表2中列出。
樣本507-1、600-1、554-1、597-1、551-1及599-1
用以製造此等光學漫射膜樣本之工具係以與用於上文樣本502-1及594-1之工具相同之方式製造,不同之處在於針對第二電鍍步驟改變了以下條件中之一或多者:所使用的有機調平劑之量、電流密度及電鍍時間。接著以與樣本502-1及594-1相同之方式,樣本自身由其各別工具經由手動展佈而製成,且如同其他樣本一樣量測霧度及澄清度。所量測值在下文表2中列出。膜樣本599-1之結構化表面的SEM影像展示於圖16中。
樣本502-2、554-2、551-2、597-2及600-2
用以製造此等光學漫射膜樣本之工具係以與用於上文樣本593-2之工具相同之方式製造,不同之處在於針對第二電鍍步驟改變以下條件中之一或多者:所使用的有機調平劑之量、電流密度及電鍍時間。接著以與樣本593-2相同之方式,樣本自身由其各別工具經由手動展佈而製成,且如同其他樣本一樣量測霧度及澄清度。所量測值在下文表2中列出。膜樣本502-2之結構化表面的SEM影像展示於圖17中。膜樣本597-2之結構化表面的SEM影像展示於圖22中。
樣本RA13c、RA13b、RA22a、L27B、RA14b、RA24a、RA24b、N3及N2
用以製造此等光學漫射膜樣本之工具係以與用於上文樣本RA13a之工具相同之方式製造,不同之處在於(i)用作起始材料之銅薄片為平坦及光滑的且不含有週期波動,及(ii)針對第一或第二電鍍步驟改變以下條件中之一或多者:電流密度及電鍍時間。接著以與樣本RA13a 相同之方式,樣本自身由其各別工具經由手動展佈而製成,且如同其他樣本一樣量測霧度及澄清度。所量測值在下文表2中列出。膜樣本RA22a之結構化表面的SEM影像展示於圖18中。膜樣本N3之結構化表面的SEM影像展示於圖20中。
表2中列出之每一光學漫射膜樣本係使用根據圖9之製程來製造。在圖13之光學澄清度對光學霧度圖表中繪製了此表中之所量測霧度及所量測澄清度值。圖表上之點係根據表2中之樣本標號來標記。提供了在表2中列出之樣本中的以下樣本的結構化表面之SEM影像:樣本502-1(圖14、圖14A);樣本594-1(圖15);樣本599-1(圖16);樣本502-2(圖17);樣本RA22a(圖18);樣本RA13a(圖19);樣本N3(圖20);樣本593-2(圖21);及樣本597-2(圖22)。對此等影像之檢查顯示以下發現中之一或多者: ‧在結構化表面中可見到的可辨別個別結構(例如,呈不同空腔及/或突起之形式);‧大小沿兩個正交平面內方向受到限制的個別結構;‧緊密裝填之個別結構;‧圓形或彎曲之個別結構(火山口形或穹頂形,具有彎曲底表面);‧為稜錐體或具有平坦小面之個別結構;及‧不均勻配置之較大結構與不均勻地散佈於較大結構之間的緊密裝填之較小結構的組合。
進一步論述-結構化表面表徵
執行了進一步分析工作以識別結構化表面之特性,該等特性無論是單獨還是與其他特性組合皆可用以表徵由圖9之方法製造之結構化表面中的至少一些,及/或將至少一些此結構化表面與其他光學漫射膜(諸如,SDB漫射體、DPB漫射體、CCS漫射體、I型微複製漫射膜及II型微複製漫射膜)之結構化表面相區別。就此而言,研究了若干表徵參數,包括:‧構形之沿正交平面內方向的功率譜密度(PSD),作為空間不規則性或隨機性之度量;‧對組成結構化表面之個別結構(平面圖中)的識別,及對此等結構之平面內大小或橫向尺寸(諸如ECD)的量測;‧結構之深度或高度與平面內大小的比;‧及對結構化表面上的隆脊之識別,及對每單位面積之隆脊長度(平面圖中)的量測。
現將論述此進一步分析工作。
功率譜密度(PSD)分析
分析工作之一部分集中於結構化表面之構形,並尋求判定表面 之空間不規則性或隨機性程度。可相對於參考平面(結構化表面沿其延伸)界定構形。舉例而言,膜820之結構化表面820a(參見圖8)大體上位於x-y平面內或大體上沿x-y平面延伸。使用x-y平面作為參考平面,結構化表面820a之構形可接著被描述為隨在參考平面中之位置而變的表面820a相對於參考平面的高度(亦即,表面之隨(x,y)位置而變的z座標)。若吾人以此方式量測結構化表面之構形,則吾人接著可分析構形函數之空間頻率內容以判定表面之空間不規則性或隨機性程度(或識別存在於結構化表面中之空間週期性)。
吾人之一般方法係使用快速傅立葉變換(FFT)函數來分析空間頻率內容。因為構形提供沿兩個正交平面內方向(x及y)的高度資訊,故藉由沿平面內方向中之每一者分析空間頻率內容,可完全表徵表面之空間頻率內容。吾人藉由量測結構化表面之充分大且具代表性的部分上之構形並計算每一平面內方向之傅立葉功率譜來判定空間頻率內容。接著可將兩個所得功率譜繪製於功率譜密度(PSD)對空間頻率之圖表上。在所得曲線含有任何局部頻率峰值(不對應於零頻率)的情況下,此峰值之量值可根據下文結合圖22進一步描述之「峰值比」來表示。
在描述了吾人的一般方法後,現在更詳細地描述吾人之PSD分析方法。對於給定光學漫射膜樣本,自樣本之中心部分切割約1×1cm的樣本塊。將該樣本塊安裝於顯微鏡載玻片上,且其結構化表面經Au-Pd濺塗。使用共焦掃描雷射顯微鏡(CSLM)獲得結構化表面之兩個高度剖面。只要可能,就選擇視場以提供對構形及存在的任何週期性之良好取樣。針對每一2D高度剖面計算2維(2D)功率譜密度(PSD)。2D PSD為2D高度剖面之2D空間傅立葉變換之量值的平方。使用MATLAB之快速傅立葉變換(FFT)函數,將MATLAB用以計算PSD。在使用FFT之前,將2D漢明窗應用於2D高度剖面以有助於減少由2D 高度剖面之有限空間尺寸引起的FFT中之瞬動(ringing)。在x方向上對2D PSD求和以給出y方向(縱向方向)中之1維(1D)PSD。同樣,在y方向上對2D PSD求和以給出x方向(橫向方向)中之1D PSD。
現在將結合圖23描述關於空間頻率峰值的1D PSD之分析。在該圖中,為說明性目的而展示一假想傅立葉功率譜曲線。該曲線(其可表示上文論述之1D PSD函數(x或y)中之任一者)出現在功率譜密度(PSD)對空間頻率之圖表上。假定以零起始按線性比例尺繪製垂直軸(PSD)。曲線經展示為具有一頻率峰值,該頻率峰值(a)不對應於零頻率,及(b)由界定基線之兩個相鄰谷值定界。兩個相鄰谷值係由空間頻率f1處之點p1及空間頻率f2處之p2識別。頻率f1可被認為係峰值開始於之頻率,且頻率f2可被認為係峰值結束於之頻率。基線為連接p1及p2之直線段(虛線)。記住垂直軸(PSD)以零起始按線性比例尺,可根據圖表上之面積A及B表示峰值之量值。面積A為頻率峰值與基線之間的面積。面積B為在基線下方或之下的面積。亦即,B=(PSD(f1)+PSD(f2))*(f2-f1)/2。總和A+B為在頻率峰值下方或之下的面積。給定此等定義,峰值之量值現在可根據相對峰值幅度或如下之「峰值比」來定義:峰值比=A/(A+B)。
實務上,吾人對於被評估的每一樣本評估兩個1D PSD(兩個傅立葉功率譜-一者針對x方向,一者針對y方向),且吾人識別(在傅立葉功率譜包括任何頻率峰值的情況下)每一曲線之最顯著峰值。接著針對每一曲線之最顯著峰值計算上文描述之峰值比。因為量測了最顯著峰值,所以所計算之峰值比為可存在於給定傅立葉功率譜中的所有峰值之上限。
不僅對根據圖9之方法製造的光學漫射膜而且對兩個I型微複製漫射膜樣本執行此等PSD量測。通常根據上文引述之'622 Aronson等 人、'593 Yapel等人、'475 Barbie及'261 Aronson等人的參考文獻之教示製造兩個I型微複製漫射膜樣本,此等兩個樣本在本文中稱作「I型微-1」及「I型微-4」。此等樣本係在不同條件下製造,且具有不同霧度值。詳言之,I型微-1樣本具有91.3%之霧度及1.9%之澄清度,且I型微-4樣本具有79.1%之霧度及4.5%之澄清度。圖4中之SEM影像為I型微-1樣本之圖片。
圖24A及圖24B為I型微-1樣本之分別針對縱向及橫向平面內方向的功率譜密度對空間頻率的圖表。在每一圖表中,「f1」及「f2」分別為最顯著峰值被判定起始及結束於的頻率。儘管此等圖表將對數比例尺用於功率譜密度(PSD),但用於峰值比之計算的A值及B值係基於與上文描述一致的線性PSD比例尺來計算。
圖24A及圖24B為光學漫射膜樣本502-1之分別針對縱向及橫向方向的功率譜密度對空間頻率的圖表。在此等圖中,標記「f1」及「f2」具有與圖22、圖23A及圖23B中相同之含義。即使將對數比例尺用於圖24A、圖24B,但用以計算峰值比之A值及B值仍係基於線性PSD比例尺。
表3中列出根據圖9之方法製造的光學漫射膜中之七者及兩個I型微複製漫射膜樣本的所計算之PSD峰值比。
在檢閱表3之結果時,吾人看見對於根據圖9製造之光學漫射膜 中之每一者,兩個平面內方向(縱向及橫向)之峰值比皆小於0.8,且在多數狀況下,比0.8小的多。相比較而言,儘管I型微-1樣本在橫向方向上具有0.19之峰值比,但在所有其他狀況下,所測試之I型微複製漫射膜具有大於0.8之峰值比。因此,所測試之I型微複製漫射膜皆不滿足兩個平面內方向之峰值比皆小於0.8的條件。
在檢閱表3之結果時,吾人亦看見除一者外的所有其他根據圖9製造之測試膜樣本亦滿足兩個平面內方向之峰值比皆小於0.5或0.4或0.3的更嚴格條件。兩個平面內方向上之峰值比的相對小值暗示了結構化表面中之超低空間週期性。然而,樣本RA13a不滿足更嚴格的條件。在根據圖9製造之所有受測試膜樣本中,RA13a樣本具有顯然最高的經量測之峰值比(在橫向方向上的比為0.76)。在正交平面內方向上,RA13a樣本具有小得多的峰值比0.14。自上文描述回想,RA13a樣本係以一含有週期波動之銅薄片起始材料製成,且此等週期波動在微複製期間經轉印至RA13a樣本之結構化主表面。鑒於此,可合理地推斷若用於RA13a之基板實質上平坦而沒有波動,則橫向方向上之峰值比將非常接近縱向峰值比0.14。換言之,在根據圖9製造之工具係使用一沒有下伏結構之平坦基板製成的情況下,此工具(及由該工具製造之任一光學膜)可能在兩個平面內方向上皆具有小於0.8或0.5或0.4或0.3的PSD峰值比。
類似地,在根據圖9製造之工具係使用一具有顯著下伏結構(無論是週期波動還是更明確界定之結構(諸如,稜柱形BEF結構化表面))之基板製成的情況下,此工具(及由該工具製造之任一光學膜)可能對於至少一平面內方向展現功率譜密度曲線中之顯著或大峰值,且可能在此平面內方向上具有顯著或大PSD峰值比。在此等狀況下,藉由從事對PSD量測之更深入分析,特定言之,若關於原始基板中之下伏結構的資訊為可用的,則吾人可區分歸因於用以形成工具的基板之下伏結 構的功率譜密度曲線中之峰值與歸因於由於電鍍步驟(參見圖9中之步驟903904)形成之結構的峰值。進行此區分可係複雜的,此係因為下伏結構之空間週期性不一定顯著不同於電鍍結構之任何空間週期性,實際上,在至少一些狀況下此等不同結構類型之空間週期性可實質上重疊。然而,若能成功進行此區分,則只要忽略功率譜密度曲線中之歸因於下伏結構之任何峰值,使用具有顯著下伏結構之基板根據圖9製造之結構化表面就仍可滿足結構化表面之兩個平面內方向上之PSD峰值比皆小於0.8(或0.5或0.4或0.3)的條件。
表3中給出之結果係藉由識別功率譜密度曲線中之最顯著峰值(若存在)而獲得。且如可在圖23A至圖24B中看見,功率譜密度曲線之資料遍佈自約1mm-1至幾乎2000mm-1之空間頻率範圍,因此,可在整個該範圍內存在的任何峰值皆為用於判定哪一峰值為最顯著峰值的候選者,且其亦為關於兩個平面內方向上之PSD峰值比皆小於0.8(或0.5或0.4或0.3)的準則的候選者。實務上,限制被考慮用於此等分析的功率譜密度曲線中之峰值所在的空間頻率範圍可係有利的。舉例而言,將兩個平面內方向上之PSD峰值比皆被指定為小於0.8(或0.5或0.4或0.3)所基於的空間頻率範圍限於上限為1000mm-1或500mm-1或100mm-1且下限為1mm-1或2mm-1或5mm-1的頻率範圍可係有利的。
橫向尺寸或大小(ECD)分析
對於一其中可識別不同個別結構的結構化表面,該結構化表面可根據結構之特性大小(諸如,橫向或平面內尺寸)來描述。每一結構可(例如)經表徵為具有最大橫向尺寸、最小橫向尺寸及平均橫向尺寸。若個別結構的大小沿兩個正交平面內方向受限(例如,未沿任一平面內方向以線性方式無限地延伸),則每一結構可經表徵為具有一等效圓直徑「ECD」。給定結構之ECD可經定義為一圓之直徑,平面圖中該圓面積與結構之平面圖中之面積相同。舉例而言,參看圖25, 展示假想結構化表面2520a之平面圖。結構化表面包含可區分結構2521a2521b2521c2521d,其可為突起或空腔。圓2523a疊加於結構2521a上,假設在此平面圖中該圓具有一等於結構2521a之面積的面積。圓2523a之直徑(ECD)為結構2521a之等效圓直徑(ECD)。藉由平均結構化表面之代表性部分中之所有結構的ECD值,結構化表面或其結構接著可被稱為具有一平均等效圓直徑ECDavg
吾人針對若干光學漫射膜進行結構大小之系統分析。對於給定光學漫射膜樣本,自樣本之中央部分切割約1×1cm的樣本塊。該樣本塊安裝於顯微鏡載玻片上,且其結構化表面經Au-Pd濺塗。使用共焦掃描雷射顯微鏡(CSLM)獲得結構化表面之兩個高度剖面。只要可能,就選擇視場以提供構形之良好取樣。取決於何類型結構在樣本中占多數,設定峰或谷的大小。建立一致及可重複之方法以設定在結構化表面上識別之個別結構的大小。圖26至圖29之複合影像提供如何執行此的一指示。在此等複合影像中,暗輪廓形狀疊加於透過共焦顯微鏡所見的結構化表面之圖片上。暗輪廓形狀為結構化表面之個別結構的計算出之外邊界或邊緣。圖26為針對CCS漫射體的此複合影像。圖27係針對上文論述之I型微-1樣本。圖28係針對光學漫射膜樣本594-1。圖39係針對光學漫射膜樣本502-1。使用此等影像及技術,計算給定結構化表面的通常數百(且在一些狀況下數千)個結構之ECD。ECD量測及量測統計數據被概述如下:
樣本I型微-2、I型微-3、I型微-5及I型微-6為通常根據上文引述的'622 Aronson等人、'593 Yapel等人、'475 Barbie及'261 Aronson等人之參考文獻之教示製造的額外I型微複製漫射膜樣本。I型微-2樣本具有90.7%之霧度及2.9%之澄清度,I型微-3樣本具有84.8%之霧度及4.7%之澄清度,I型微-5樣本具有73.9%之霧度及5.5%之澄清度,且I型微-6樣本具有68.2%之霧度及4.9%之澄清度。表4中之II型微樣本為類似於圖5中所示之II型微複製漫射膜之光學漫射膜,但表4之II型微樣本具有91.1%之霧度及9.8%之澄清度。
在檢閱表4之結果時,吾人看見除RA13a樣本外,根據圖9製造之光學漫射膜中的每一者具有一小於15微米之平均(均值)ECD,且多數具有一小於10微米(或在4微米至10微米範圍內)之平均ECD。此與II型微複製漫射膜樣本之平均ECD(其通常為至少15微米或更大)形成對比。RA13a樣本具有一實質上高於根據圖9製造的其他膜中的任一者的平均ECD。上文論述的RA13a樣本之週期波動咸信係此大差別之原因。亦即,可合理地推斷若用於RA13a之基板實質上平坦而沒有波動,則平均ECD將非常接近其他以類似方式製造之膜的平均ECD(例如,小於15微米及小於10微米)。
由圖9之方法製造的樣本中之一些的結構化表面經觀測含有不規則配置之較大稜錐結構的組合,在該等較大稜錐結構之間不規則地散佈有緊密裝填之較小結構。一種此樣本為502-1。執行對結構化表面之分析,且展示為圖30之圖表中的曲線3010之結果示範了表面具有結構大小之雙峰式分佈。圖31之圖表描繪隨ECD(以微米計)而變的正規化計數(以每區間百分數計)。可看見曲線3010具有一較大峰值3010a 及一較小峰值3010b。較大峰值3010a位於約ECD=8微米之處,且對應於結構化表面上之較小結構。較小峰值3010b位於約ECD=24微米之處,且對應於較大稜錐結構。因此,較小結構之平均大小小於15微米,且小於10微米,而較大結構之平均大小大於15微米,且大於20微米。歸因於較大結構之較小群體,結構化表面上的所有結構(大及小)之平均ECD為10.3微米,如表4中所報告。
高度與橫向尺寸(ECD)之縱橫比分析
由圖9之方法製造的膜中之一些具有其中個別結構經緊密裝填且在一些狀況下該等結構亦為彎曲或具有彎曲底表面的結構化表面。吾人決定研究結構之平面內或橫向尺寸(例如,ECD)與結構之平均高度之間的關係。一般而言,術語「高度」足夠廣泛以指突起之高度以及空腔之深度。為了比較目的,吾人將DPB漫射體包括於吾人之研究中,DPB漫射體具有一密集裝填之珠粒狀表面。
在圖31中之假想結構化表面的圖式中說明例示性結構之高度。在圖中,光學漫射膜3120包括一具有結構化主表面3120a之圖案化層3122。結構化表面3120a包括可辨別的個別結構3121a3121b。結構化表面沿x-y平面延伸或界定x-y平面。展示平行於x-y平面之三個參考平面:RP1RP2RP3。參考平面RP1RP3可(分別)依據結構3121a之最高及最低部分來界定。參考平面RP2可位於一對應於零或近零曲率之位置處,亦即,在該位置處之表面既不向內彎曲(如在峰之頂部)亦不向外彎曲(如在空腔之底部)。給定此等參考平面,吾人可界定在RP1RP2之間的高度h1,及在RP2RP3之間的高度h2
吾人進行判定給定結構化表面上之縱橫比的系統分析,縱橫比為結構之高度除以ECD。對於結構之高度,吾人選擇使用一實質上對應於圖31中所示之h1的值。對於給定光學漫射膜樣本,自樣本之中央部分切割約1×1cm的樣本塊。將該樣本塊安裝於顯微鏡載玻片上,且 其結構化表面經Au-Pd濺塗。使用共焦掃描雷射顯微鏡(CSLM)獲得結構化表面之兩個高度剖面。只要可能,就選擇視場以提供構形之良好取樣。結構化表面中之谷(空腔)經設定大小;然而,當評估DPB漫射體之結構化表面時,為易於計算,在設定大小之前將結構化表面之高度剖面反轉以將峰轉換成谷。如同關於上文所描述之ECD量測而執行,建立了用於設定在結構化表面上所識別之個別結構的大小的一致及可重複方法。該方法接著經修改以添加對高度與直徑縱橫比(Hmean/ECD)之量測。針對每一結構(谷區域)計算該比。高度Hmean為結構(谷區域)之周邊上的平均高度減結構(谷區域)中之最小高度。在量測高度之前使用周邊上之資料點來傾斜校正谷區域中之高度圖。計算受測試樣本之平均縱橫比,且表5中展示該等平均縱橫比。
在檢閱表5之結果時,吾人看見可易於基於縱橫比來將由圖9之方法製造的樣本與DPB漫射體進行區分。舉例而言,前一種樣本之平均縱橫比小於0.15,或小於0.1。
隆脊分析
如上文所提及,由圖9之方法製造的膜中之一些具有其中緊密裝填有個別結構的結構化表面。緊密裝填之結構趨於產生隆脊形特徵,但隆脊形特徵亦可在沒有緊密裝填結構時出現。吾人決定研究結構化表面上之隆脊之態樣。詳言之,吾人研究在結構化表面上存在隆脊的程度。吾人藉由計算平面圖中結構化表面之每單位面積的總隆脊長度來量化此情況。對於許多根據圖9之方法製造的樣本進行此計算,且為比較目的,吾人亦包括若干珠粒狀漫射體:SDB漫射體、CCS漫射 體及DPB漫射體。
在圖32中之假想結構化表面的圖式中說明了隆脊。在圖中,光學漫射膜包括一結構化主表面3220a。結構化表面3220a包括可辨別的個別結構3221a3221b3221c。結構化表面沿x-y平面延伸或界定x-y平面。一隆脊(其可經描述為一長的尖峰區域)係沿結構3221a3221b之邊界會合於的至少一短節段而形成。隆脊或節段包括點p1、p2、p3。可沿平行於梯度及垂直於隆脊的方向(參見軸a1、a2、a3)以及沿垂直於梯度及平行於隆脊的方向(參見軸b1、b2、b3)基於已知構形來計算在此等點中之每一者處的局部斜率及曲率。此等曲率及斜率可用以確認點位於一長尖峰區域上。舉例而言,隆脊上之點可藉由以下各者來識別:沿兩個垂直方向(例如,a1、b1)之充分不同曲率;垂直於隆脊(例如,a1)之銳曲率;在梯度方向上(例如,沿隆脊,參見b1)之小於平均斜率的斜率;及一充分長之節段長度。
吾人進行使用前述原理判定給定結構化表面上之每單位面積之隆脊長度的系統分析。對於給定光學漫射膜樣本,自樣本之中央部分切割約1×1cm的樣本塊。將該樣本塊安裝於顯微鏡載玻片上,且其結構化表面經Au-Pd濺塗。使用共焦掃描雷射顯微鏡(CSLM)獲得結構化表面之兩個高度剖面。只要可能,就選擇視場以提供構形之良好取樣。將隆脊分析用以根據上述原理分析高度剖面。
隆脊分析識別2D高度圖上之隆脊之峰,並計算每單位樣本面積之隆脊的總長度。計算關於每一像素的沿梯度方向及橫切梯度方向之曲率。對曲率及斜率執行定限處理(thresholding)以識別隆脊。
以下為用於隆脊分析的隆脊之定義。
1. 曲率定義:(a)g曲率(gcurvature)為沿梯度方向之曲率;(b)t曲率(tcurvature)為沿橫切(垂直於)梯度方向之方向的曲率;(c)g曲率(gcurvature)係藉由使用沿梯度之三個點及計算外接該三個點之圓來計 算;g曲率=1/R,其中R為此圓之半徑;(d)t曲率係藉由使用沿橫切梯度之方向的三個點及計算外接該三個點之圓來計算;g曲率=1/R,其中R為此圓之半徑;(e)曲率經指派給此等三個點之中心點;(f)三個點之間隔經選擇為足夠大以減少由並非所關注但足夠小之精細特徵造成的影響,以便由所關注之特徵引起的貢獻得以保留。
2. 隆脊上之點的曲率在兩個垂直方向之間充分不同。(a)g曲率及t曲率相差至少2倍(其中任一者可更大)。
3. 隆脊比多數谷尖銳。(a)曲率大於g曲率分佈的百分之1點的絕對值(g曲率之1%低於百分之1點)。
4. 斜率低於平均斜率。(a)隆脊上之g斜率(gslope)(沿梯度之斜率)小於表面之平均g斜率。(b)除非隆脊的頂部在非常傾斜的表面上,否則隆脊之頂部之斜率通常接近零。
5. 隆脊充分長。(a)若潛在隆脊的總長度(包括分枝)比沿潛在隆脊頂之曲率的平均半徑短,則潛在隆脊不被認為係一隆脊;(b)若潛在隆脊的總長度比潛在隆脊之平均寬度的3倍短,則潛在隆脊不被認為係一隆脊;(c)注意此等尺寸係近似地量測。
6. 分枝充分長。(a)若來自隆脊之中段的分枝比隆脊之平均寬度的1.5倍長,則該分枝被認為係隆脊之連續。否則,其被移除;(b)注意此等尺寸係近似地量測。
圖33A及圖34A之複合影像提供一如何執行系統隆脊識別的指示。在此等複合影像中,暗線段疊加於透過共焦顯微鏡所見的結構化表面之圖片上。暗線段為結構化表面之經識別為隆脊之區域。圖33A為594-1樣本之複合影像。圖34A係針對DPB漫射體。圖33B對應於圖33A,但僅展示暗線段(亦即偵測到之隆脊),但以反轉印刷來展示,使得隆脊可更易於看見。圖34B同樣對應於圖34A,但僅展示暗線段且以反轉印刷來展示。
在識別隆脊後,計算高度圖中之所有隆脊的總長度並將其除以高度圖之面積。藉由在執行分析之前反轉高度圖,此分析亦經重複用於識別谷隆脊。注意,在開始時就反轉DPB樣本。藉由使用此等影像及技術,計算所測試結構化表面的每面積之隆脊長度。此等量測之結果被概述如下:
在檢閱表6之結果時,吾人看見由圖9之方法製造的無珠粒樣本中之所有或多數樣本具有由平面圖中的小於200mm/mm2且小於150mm/mm2及在10至150mm/mm2範圍內之每單位面積之總隆脊長度來表徵的結構化表面。
除非另外指示,否則應將在本說明書及申請專利範圍中使用的表示量、性質量測等等之所有數目理解為由術語「約」修飾。因而,除非相反地指示,否則在說明書及申請專利範圍中闡述之數值參數為可取決於熟習此項技術者利用本申請案之教示所尋求獲得之所要性質 而變化的近似值。並不試圖限制申請專利範圍之範疇的等效原則之應用,應至少根據所報告之有效數位的數目並藉由應用一般捨入技術來理解各數值參數。儘管闡述本發明之廣泛範疇的數值範圍及參數為近似值,但在本文所述之特定實例中闡述任何數值的情況下,其被儘可能精確地報告。然而,任何數值十分可能含有與測試或量測侷限性相關聯之誤差。
對於熟習此項技術者而言,在不脫離本發明之精神及範疇之情況下,本發明之各種修改及更改將顯而易見,且應理解本發明並不限於本文中所闡述之說明性實施例。舉例而言,所揭示透明導電物品亦可包括抗反射塗層及/或保護性硬塗層。除非另外指示,讀者應假定一所揭示實施例之特徵亦可應用於所有其他所揭示實施例。亦應理解,本文中所提及之所有美國專利、專利申請公開案及其他專利及非專利文件在其不與前述揭示內容相抵觸之情況下以引用之方式併入本文中。
以下為根據本發明之例示性實施例。
項1. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板;一由該基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一包含緊密裝填結構的內嵌式結構化表面,其安置於該基板與該稜鏡層之間,該等緊密裝填結構經配置使得隆脊形成於相鄰結構之間,該等結構的大小沿兩個正交平面內方向受到限制;其中該內嵌式結構化表面具有一可由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的一第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且其中在該第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第 一頻率峰值具有一小於0.8之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在第一頻率峰值之下的面積,且在該第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在第二頻率峰值之下的面積;且其中該內嵌式結構化表面係由平面圖中之小於200mm/mm2的每單位面積之一總隆脊長度來表徵。
項2. 如項1之膜,其中該內嵌式結構化表面將折射率相差至少0.05之兩個光學媒體分開。
項3. 如項1之膜,其中每單位面積之該總隆脊長度小於150mm/mm2
項4. 如項1之膜,其中該第一峰值比小於0.5且該第二峰值比小於0.5。
項5. 如項1之膜,其中該等緊密裝填結構係由平面圖中之等效圓直徑(ECD)來表徵,且其中該等結構具有一小於15微米之平均ECD。
項6. 如項5之膜,其中該等結構具有一小於10微米之平均ECD。
項7. 如項1之膜,其中該稜鏡方向與該第一及該第二正交平面內方向中之一者相同。
項8. 如項1之膜,其中該等緊密裝填結構中之至少一些包含彎曲底表面。
項9. 如項8之膜,其中該等緊密裝填結構中之多數包含彎曲底 表面。
項10. 如項9之膜,其中所有該等緊密裝填結構皆包含彎曲底表面。
項11. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板;一由該基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一包含緊密裝填結構的內嵌式結構化表面,其安置於該基板與該稜鏡層之間,該內嵌式結構化表面界定一參考平面及一垂直於該參考平面之厚度方向;其中該內嵌式結構化表面具有一可由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的一第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且其中在該第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第一頻率峰值具有一小於0.8之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在第一頻率峰值之下的面積,且在該第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在第二頻率峰值之下的面積;且其中該等緊密裝填結構係由該參考平面中之等效圓直徑(ECD)及沿該厚度方向之平均高度來表徵,且其中每一結構之一縱橫比等於該結構之該平均高度除以該結構之該ECD;且其中該等結構之一平均縱橫比小於0.15。
項12. 如項11之膜,其中該內嵌式結構化表面係由平面圖中之小於200mm/mm2之每單位面積之一總隆脊長度來表徵。
項13. 如項12之膜,其中每單位面積之該總隆脊長度小於150mm/mm2
項14. 如項11之膜,其中該等緊密裝填結構係由平面圖中之等效圓直徑(ECD)來表徵,且其中該等結構具有小於15微米之一平均ECD。
項15. 如項14之膜,其中該等結構具有小於10微米之一平均ECD。
項16. 如項11之膜,其中該等緊密裝填結構中之至少一些包含彎曲底表面。
項17. 如項16之膜,其中該等緊密裝填結構中之多數包含彎曲底表面。
項18. 如項17之膜,其中所有該等緊密裝填結構皆包含彎曲底表面。
項19. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板;一由該基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一包含具有彎曲底表面之緊密裝填結構的內嵌式結構化表面,其安置於該基板與該稜鏡層之間;其中該內嵌式結構化表面具有一可由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的一第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且其中在該第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第一頻率峰值具有一小於0.8之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該 第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在該第一頻率峰值之下的面積;且在該第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在第二頻率峰值之下的面積;且其中該內嵌式結構化表面提供一小於95%之光學霧度。
項20. 如項19之膜,其中該內嵌式結構化表面提供一小於90%之光學霧度。
項21. 如項20之膜,其中該內嵌式結構化表面提供一小於80%之光學霧度。
項22. 如項19之膜,其中該內嵌式結構化表面係由平面圖中之小於200mm/mm2之每單位面積之一總隆脊長度來表徵。
項23. 如項19之膜,其中該第一峰值比小於0.5且該第二峰值比小於0.5。
項24. 如項19之膜,其中該等緊密裝填結構係由平面圖中之等效圓直徑(ECD)來表徵,且其中該等結構具有小於15微米之一平均ECD。
項25. 如項24之膜,其中該等結構具有小於10微米之一平均ECD。
項26. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板;一由該基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一包含緊密裝填結構的內嵌式結構化表面,其安置於該基板與 該稜鏡層之間;其中該內嵌式結構化表面具有一可由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的一第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且其中在該第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第一頻率峰值具有一小於0.8之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在該第一頻率峰值之下的面積,且在該第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在該第二頻率峰值之下的面積;且其中該內嵌式結構化表面提供一在10%至60%之範圍內的光學霧度及一在10%至40%之範圍內的光學澄清度。
項27. 如項26之膜,其中該內嵌式結構化表面係由平面圖中之小於200mm/mm2之每單位面積之一總隆脊長度來表徵。
項28. 如項26之膜,其中該第一峰值比小於0.5且該第二峰值比小於0.5。
項29. 如項26之膜,其中該等緊密裝填結構係由平面圖中之等效圓直徑(ECD)來表徵,且其中該等結構具有一小於15微米之平均ECD。
項30. 如項29之膜,其中該等結構具有一小於10微米之平均ECD。
項31. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板; 一由該基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一包含較大第一結構及較小第二結構的內嵌式結構化表面,其安置於該基板與該稜鏡層之間,該等第一結構及該等第二結構兩者的大小皆沿兩個正交平面內方向受到限制;其中該等第一結構不均勻地配置於該內嵌式結構化表面上;其中該等第二結構經緊密裝填並不均勻地散佈於該等第一結構之間;且其中該等第一結構之一平均大小大於15微米且該等第二結構之一平均大小小於15微米。
項32. 如項31之膜,其中該等第一結構之該平均大小係在20微米至30微米之一範圍內。
項33. 如項31之膜,其中該等第二結構之該平均大小係在4微米至10微米之一範圍內。
項34. 如項31之膜,其中該內嵌式結構化表面係由該內嵌式結構化表面之結構的等效圓直徑(ECD)之一雙峰式分佈來表徵,該雙峰式分佈具有一第一峰值及一第二峰值,該等較大第一結構對應於該第一峰值且該等較小第二結構對應於該第二峰值。
項35. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板;一由該基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一內嵌式結構化表面,其安置於該基板與該稜鏡層之間,其中該內嵌式結構化表面係由自一工具結構化表面進行微複製而製成,該工具結構化表面係透過藉由使用一第一電鍍製程電沈積一金屬,形成該金屬之一第一層從而導致該第一層之一主表面具有一第一平均粗糙 度,及藉由使用一第二電鍍製程在該第一層上電沈積該金屬,在該第一層之該主表面上形成該金屬之一第二層從而導致該第二層之一主表面具有一小於該第一平均粗糙度之第二平均粗糙度而製成,該第二層之該主表面對應於該工具結構化表面。

Claims (6)

  1. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板;一由該雙折射基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一包含緊密裝填結構的內嵌式結構化表面,其安置於該雙折射基板與該稜鏡層之間,該等緊密裝填結構經配置使得隆脊形成於相鄰結構之間,該等結構的大小沿兩個正交之平面內方向受到限制;其中該內嵌式結構化表面具有一可由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的一第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且其中在該第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第一頻率峰值具有一小於0.8之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在該第一頻率峰值之下的面積,且在該第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在該第二頻率峰值之下的面積;且其中該內嵌式結構化表面係由平面圖中之小於200mm/mm2的每單位面積之一總隆脊長度來表徵。
  2. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板;一由該雙折射基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一包含緊密裝填結構的內嵌式結構化表面,其安置於該雙折射基板與該稜鏡層之間,該內嵌式結構化表面界定一參考平面及一垂直於該參考平面之厚度方向;其中該內嵌式結構化表面具有一可由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的一第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且其中在該第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第一頻率峰值具有一小於0.8之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在該第一頻率峰值之下的面積,且在該第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在該第二頻率峰值之下的面積;且其中該等緊密裝填結構係由該參考平面中之等效圓直徑(ECD)及沿該厚度方向之平均高度來表徵,且其中每一結構之一縱橫比等於該結構之該平均高度除以該結構之該ECD;且其中該等結構之一平均縱橫比小於0.15。
  3. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板;一由該雙折射基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一包含具有彎曲底表面之緊密裝填結構的內嵌式結構化表面,其安置於該雙折射基板與該稜鏡層之間;其中該內嵌式結構化表面具有一可由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的一第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且其中在該第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第一頻率峰值具有一小於0.8之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在該第一頻率峰值之下的面積;且在該第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在該第二頻率峰值之下的面積;且其中該內嵌式結構化表面提供一小於95%之光學霧度。
  4. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板;一由該雙折射基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一包含緊密裝填結構的內嵌式結構化表面,其安置於該雙折射基板與該稜鏡層之間;其中該內嵌式結構化表面具有一可由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的一第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且其中在該第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第一頻率峰值具有一小於0.8之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在該第一頻率峰值之下的面積;且在該第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在該第二頻率峰值之下的面積;且其中該內嵌式結構化表面提供一在10%至60%之一範圍內的光學霧度及一在10%至40%之一範圍內的光學澄清度。
  5. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板;一由該雙折射基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一包含較大第一結構及較小第二結構的內嵌式結構化表面,其安置於該雙折射基板與該稜鏡層之間,該等第一結構及該等第二結構兩者的大小沿兩個正交平面內方向受到限制;其中該等第一結構不均勻地配置於該內嵌式結構化表面上;其中該等第二結構經緊密裝填且不均勻地散佈於該等第一結構之間;其中該等第一結構之一平均大小大於15微米且該等第二結構之一平均大小小於15微米;其中該內嵌式結構化表面具有一可由與各別第一及第二正交平面內方向相關聯的一第一及第二傅立葉功率譜表徵之構形,且其中在該第一傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第一基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第一頻率峰值的情況下,任一此第一頻率峰值具有一小於0.8之第一峰值比,該第一峰值比等於一在該第一頻率峰值與該第一基線之間的面積除以一在該第一頻率峰值之下的面積;且在該第二傅立葉功率譜包括不對應於零頻率且由界定一第二基線之兩個相鄰谷值定界的一或多個第二頻率峰值的情況下,任一此第二頻率峰值具有一小於0.8之第二峰值比,該第二峰值比等於一在該第二頻率峰值與該第二基線之間的面積除以一在該第二頻率峰值之下的面積。
  6. 一種光學膜,其包含:一雙折射基板;一由該雙折射基板承載之稜鏡層,該稜鏡層具有一包含沿一相同稜鏡方向延伸之複數個並排線性稜鏡的主表面;及一內嵌式結構化表面,其安置於該雙折射基板與該稜鏡層之間,其中該內嵌式結構化表面係藉由自一工具結構化表面進行微複製而製成,該工具結構化表面係透過藉由使用一第一電鍍製程電沈積一金屬,形成該金屬之一第一層從而導致該第一層之一主表面具有一第一平均粗糙度,及藉由使用一第二電鍍製程在該第一層上電沈積該金屬,在該第一層之該主表面上形成該金屬之一第二層從而導致該第二層之一主表面具有一小於該第一平均粗糙度之第二平均粗糙度而製成,該第二層之該主表面對應於該工具結構化表面。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3201685A4 (en) 2014-10-03 2018-05-30 3M Innovative Properties Company Methods for managing the scattering of incident light and articles created therefrom
JP7009992B2 (ja) 2014-10-20 2022-01-26 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 断熱グレージングユニット及び微細構造化拡散部を含む微小光学層並びに方法
CN107111010B (zh) 2014-10-20 2019-04-05 3M创新有限公司 减少炫光的向阳光重定向膜
US9910192B2 (en) 2014-10-20 2018-03-06 3M Innovative Properties Company Room-facing light redirecting films with reduced glare
US20170109895A1 (en) * 2015-10-19 2017-04-20 Honeywell International Inc. Apparatus and method for measuring haze of sheet materials or other materials using off-axis detector
WO2017200862A1 (en) 2016-05-15 2017-11-23 3M Innovative Properties Company Light redirecting film constructions and methods of making them
US10566391B2 (en) * 2016-05-27 2020-02-18 3M Innovative Properties Company OLED display with improved color uniformity
US10756306B2 (en) * 2016-10-28 2020-08-25 3M Innovative Properties Company Nanostructured article
US20200064525A1 (en) * 2017-01-16 2020-02-27 3M Innovative Properties Company Faceted microstructured surface
JP6493598B1 (ja) * 2018-05-15 2019-04-03 凸版印刷株式会社 調光装置、調光装置の管理方法、および、調光装置の製造方法
JP7293733B2 (ja) * 2018-05-15 2023-06-20 凸版印刷株式会社 調光装置
JP6541855B1 (ja) * 2018-10-02 2019-07-10 住友化学株式会社 光学フィルム、フレキシブル表示装置及び光学フィルムの製造方法
JP6541856B1 (ja) * 2018-10-02 2019-07-10 住友化学株式会社 光学フィルム、フレキシブル表示装置及び光学フィルムの製造方法
CN113196115A (zh) 2018-12-14 2021-07-30 3M创新有限公司 具有前侧光控膜的液晶显示器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100271840A1 (en) * 2007-01-09 2010-10-28 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Optical sheet, surface light source and display device
CN102177447A (zh) * 2008-10-07 2011-09-07 大日本印刷株式会社 光学片、面光源装置及透射式显示装置
WO2011149715A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 3M Innovative Properties Company Light redirecting film and display system incorporating same
CN202256749U (zh) * 2011-09-26 2012-05-30 北京康得新复合材料股份有限公司 一种复合结构增亮膜

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3606636B2 (ja) * 1995-06-07 2005-01-05 大日本印刷株式会社 レンズシート、面光源及び表示装置
US5917664A (en) * 1996-02-05 1999-06-29 3M Innovative Properties Company Brightness enhancement film with soft cutoff
US20100302479A1 (en) 1996-03-21 2010-12-02 Aronson Joseph T Optical article
JP4238792B2 (ja) 2004-08-04 2009-03-18 ソニー株式会社 光拡散シート及びその製造方法、並びにスクリーン
US7916621B2 (en) * 2007-02-05 2011-03-29 Samsung Electronics Co., Ltd. MIMO control signaling in a wireless communication system
CN102746448B (zh) * 2007-02-27 2015-05-06 3M创新有限公司 包含具有改善的抗裂性的纳米复合结构的增亮膜
US20090073564A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Ching-Bin Lin Optical film having light-scattering substrate and the process thereof
US8827706B2 (en) 2008-03-25 2014-09-09 Practical Air Rifle Training Systems, LLC Devices, systems and methods for firearms training, simulation and operations
JP2010096916A (ja) * 2008-10-15 2010-04-30 Keiwa Inc 光学シート及びこれを用いたバックライトユニット
JP5158443B2 (ja) * 2009-03-25 2013-03-06 住友化学株式会社 防眩フィルムおよびその製造方法、ならびに金型の製造方法
KR101758933B1 (ko) 2009-04-15 2017-07-17 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광학 필름
US8657472B2 (en) 2009-06-02 2014-02-25 3M Innovative Properties Company Light redirecting film and display system incorporating same
WO2011028373A1 (en) * 2009-08-25 2011-03-10 3M Innovative Properties Company Light redirecting film and display system incorporating same
US7998359B2 (en) * 2010-09-24 2011-08-16 Innovalight, Inc. Methods of etching silicon-containing films on silicon substrates
US20130201660A1 (en) 2009-10-27 2013-08-08 Anthony H. Barbier Optical film with anti-warp surface
WO2011088161A1 (en) 2010-01-13 2011-07-21 3M Innovative Properties Company Optical films with microstructured low refractive index nanovoided layers and methods therefor
JP5801062B2 (ja) * 2010-03-11 2015-10-28 住友化学株式会社 防眩フィルムおよび防眩性偏光板
CN104641264B (zh) 2012-04-20 2017-09-08 3M创新有限公司 具有基本上非成像嵌入扩散片的增亮膜
KR102159604B1 (ko) 2012-11-21 2020-09-25 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광학 확산 필름 및 이를 제조하는 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100271840A1 (en) * 2007-01-09 2010-10-28 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Optical sheet, surface light source and display device
CN102177447A (zh) * 2008-10-07 2011-09-07 大日本印刷株式会社 光学片、面光源装置及透射式显示装置
WO2011149715A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 3M Innovative Properties Company Light redirecting film and display system incorporating same
CN202256749U (zh) * 2011-09-26 2012-05-30 北京康得新复合材料股份有限公司 一种复合结构增亮膜

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Publication number Publication date
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