專利名稱：有抗腐蝕性能的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于顯示裝置的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和方法，并且更具體地涉及把圖像導(dǎo)引到不同于閃耀角的一個角度并且能夠抗腐蝕的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括光導(dǎo)向薄膜和布置在光導(dǎo)向薄膜上的薄膜上的薄透射反射金屬層。光導(dǎo)向薄膜包括由紫外固化有機材料制造的三維棱鏡結(jié)構(gòu)；該棱鏡結(jié)構(gòu)有兩側(cè)面，其中一側(cè)面包括有一些傾斜表面的鋸齒結(jié)構(gòu)。透射反射金屬涂層布置在有鋸齒結(jié)構(gòu)的棱鏡結(jié)構(gòu)的這一側(cè)面上。
光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)進一步包括使腐蝕最小的抗腐蝕部分，當(dāng)光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)暴露在鹽性環(huán)境中時在金屬涂層和棱鏡結(jié)構(gòu)之間會發(fā)生腐蝕。在本發(fā)明的一個實施例中，在光導(dǎo)向薄膜和金屬涂層間放置了中間層。這個中間層可以是在光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和薄金屬涂層之間的薄金屬涂層。該中間層金屬可以從鉻，鎳，鐵，鋁，鈦，銀，金，鋯，鉑，和包含這些金屬的合金，以及其它金屬中選出其中一種或幾種。較佳的中間層材料是厚度約為2到40埃的鎳-鉻合金和鎳-鉻-鐵合金。
在另一個實施例中，在光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的外部周邊上形成聚合物周邊涂層，從而密封了該結(jié)構(gòu)的開口邊緣和任意腐蝕引發(fā)劑的進入點。在較佳的方面，使用激光束產(chǎn)生聚合物周邊涂層。激光束熔化了至少一部分光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的最外部邊緣，從而產(chǎn)生了密封該結(jié)構(gòu)最外部邊緣的流體材料。激光束可以同時把光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)切割成所需的形狀和尺寸并且提形成緣密封。
為顯示裝置提供基底的棱鏡結(jié)構(gòu)由諸如環(huán)氧丙烯酸酯的紫外固化交聯(lián)樹脂形成。棱鏡層的三維傾斜表面可以有相對水平位置約為1°到35°的傾斜角。鋸齒結(jié)構(gòu)的重復(fù)距離至少約為5微米，不超過約為200微米。
在棱鏡結(jié)構(gòu)表面上布置的透射反射材料涂層可以是銀，鉻，鎳，鋁，鈦，鋁鈦合金，金，鋯，鉑，鈀，鋁鉻合金，銠，或其組合物。透射反射金屬涂層較佳是銀的，厚度一般不超過400埃，并且有至少10％或更大的可見光透射率。
光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括了光導(dǎo)向薄膜，透射反射金屬涂層和抗腐蝕部分，進一步可以包括在透射反射金屬涂層上形成的無機保護層，其中無機保護層防止分子從大氣進入金屬涂層并且平衡反射和透射光的色彩。無機保護層可以包括鈦，氧化錫銦，硫化鋅，氧化錫，氧化銦，氧化鈦，二氧化硅，一氧化硅或氟化鎂。
另外，光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)可以包括聚合物阻擋層或聚合物保護層來防止分子轉(zhuǎn)移到透射反射金屬涂層。這一層可以從交聯(lián)環(huán)氧樹脂，交聯(lián)或線性丙烯酸樹脂，環(huán)氧丙烯酸酯鹽，聚酯，聚乙烯，聚偏二氯乙烯，和乙二醇中選出。
壓力靈敏粘合劑層可以進一步形成于偏振片和無機保護層之間。覆蓋到無機保護層上的壓力靈敏粘合劑層可以是丙烯酸酯/丙烯酸粘合劑層，粘合劑層是光學(xué)散射的。壓力靈敏粘合劑層可以包括光學(xué)散射體微粒。
具有任意可選涂層或性能的本發(fā)明的光導(dǎo)向薄膜可以結(jié)合到顯示裝置中。
在一個具體實施例中，本發(fā)明描述了光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，包括了有第一和第二表面的棱鏡結(jié)構(gòu)，第二表面包括有傾斜表面的鋸齒結(jié)構(gòu)；棱鏡結(jié)構(gòu)由無鹵素的紫外聚合組合物制成；透射反射金屬涂層緊鄰鋸齒結(jié)構(gòu)；透射反射金屬涂層有至少10％的可見光透射率；緊鄰各個金屬涂層和棱鏡結(jié)構(gòu)布置抗腐蝕部分，抗腐蝕部分把可見光的透射和反射之和減小到小于5％。在一些實施例中，把透射和反射之和減小到小于2％。
在一個實施例中，抗腐蝕部分是布置在棱鏡結(jié)構(gòu)和透射反射涂層間的中間層。在另一個實施例中，抗腐蝕部分是布置在結(jié)構(gòu)周邊的聚合物涂層。這個聚合物涂層可以在用激光器切割該結(jié)構(gòu)時形成。


圖1是光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)放大的橫截面圖；圖2是圖1中布置在其上有可選層的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的放大橫截面圖。
圖4是圖3中布置在其上有可選層的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第二個實施例的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
圖6是圖5中布置在其上有可選層的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的結(jié)合光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的顯示裝置的橫截面圖。
當(dāng)本發(fā)明修改成各種修改和替換形式時，通過附圖實例示出了說明書的內(nèi)容并且將詳細(xì)討論。不過，可以理解本發(fā)明并不僅限于本發(fā)明所描述的具體實施例。在另一方面，由權(quán)利要求限定了本發(fā)明精神和范圍中的所有修改，等價技術(shù)方案和替換例。
圖1中詳細(xì)示出了傾斜鏡面薄膜或光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)10的橫截面圖。光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)10有棱鏡光導(dǎo)向薄膜或結(jié)構(gòu)20和薄涂金屬層30。在圖2中，示出了在光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上布置了各種可選層的結(jié)構(gòu)。
棱鏡光導(dǎo)向薄膜棱鏡光導(dǎo)向薄膜20有第一表面21和相對的第二表面22。第二表面22有包括傾斜表面26和上升沿28的鋸齒型棱鏡結(jié)構(gòu)24。
為了使光轉(zhuǎn)向到最佳視角，傾斜表面26的傾斜角t相對一個實施例中的第一表面21(在本發(fā)明中可以認(rèn)為是“水平”表面)為1°到35°。傾斜表面的傾斜角較適宜是約為3°到12°，傾斜角t更適宜是約為6-9°。根據(jù)上述典型觀察情況，也根據(jù)具體LCD的質(zhì)量確定這些優(yōu)選的傾斜角。
在許多應(yīng)用中，要求鋸齒結(jié)構(gòu)24的重復(fù)距離足夠小，使得人眼在特定視距內(nèi)不能看見鋸齒結(jié)構(gòu)。重復(fù)距離也可被定義為由鋸齒結(jié)構(gòu)的鋸齒峰間的水平距離。但是，鋸齒結(jié)構(gòu)24需要足夠大以便能夠可靠地形成。結(jié)構(gòu)越小，制造棱鏡層的制造工藝越困難。
在典型觀察距離約為40到60cm的手持式LCD中，一個實施例中的重復(fù)距離的范圍從約為5微米或多到約為200微米或少些。更適宜的重復(fù)距離可以從30微米到約為80微米。最適宜的鋸齒結(jié)構(gòu)重復(fù)距離約為50微米。但是，當(dāng)顯示器較大并且需要從較遠距離觀察時，比如是廣告牌或路邊標(biāo)記，重復(fù)距離就可以大一些。
棱鏡光導(dǎo)向薄膜20由紫外固化或紫外聚合樹脂組合物固化的產(chǎn)品，紫外聚合樹脂組合物較適宜是紫外聚合環(huán)氧丙烯酸酯。光導(dǎo)向薄膜20的第二表面22較適宜是無孔的，且為沉積金屬薄涂層30提供光滑表面。光導(dǎo)向薄膜20較適宜能高度透射可見光，抗刮傷，并且有低的除氣性(outgassing)。固化結(jié)構(gòu)使鋸齒結(jié)構(gòu)在固化時和暴露在熱和潮濕中時不會收縮。
形成光導(dǎo)向薄膜20的紫外聚合組合物通常無鹵素；鹵素會導(dǎo)致金屬層的腐蝕，這樣需要組合物不包括鹵化材料。在一些組合物中，在組合物中可以存在微量的鹵化材料，例如，作為表面活性劑或其它添加劑的成分，存在著諸如小于1％的微量。包括已鹵化部分的任何材料的數(shù)量不能普遍到降低金屬涂層30到光導(dǎo)向薄膜20上的粘合力的程度。事實上，在組合物中的鹵素原子的實際程度要求小于約為總組合物的約0.2重量百分比，較適宜小于約為0.15重量百分比，更適宜小于約為0.1重量百分比。在一些實施例中，例如當(dāng)鹵素是溴時，在總組合物中的程度要求小于約為總組合物的0.1重量百分比，較適宜小于約為0.01重量百分比，最好不存在(也就是零重量百分比)。對本發(fā)明來說，紫外聚合組合物中有小于約為0.2重量百分比的鹵素原子程度就可以認(rèn)為沒有鹵素了。
用于制作光導(dǎo)向薄膜20的無鹵素紫外聚合組合物包括乙烯基單體，例如是諸如甲基苯乙烯的烷基苯乙烯單體，和各種共聚單體和/或低聚物。在一個例子中，組合物包括各種雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯，線型酚醛清漆環(huán)氧丙烯酸酯，和包括烷基苯乙烯(例如甲基苯乙烯)的乙烯基單體；這樣的組合物稱作“環(huán)氧丙烯酸酯”?？梢蕴砑右l(fā)劑使得自由輻射源引發(fā)組合物聚合到聚合結(jié)構(gòu)。
在棱鏡結(jié)構(gòu)中使用的較適宜的紫外聚合環(huán)氧丙烯酸酯組合物包括下面成分，由重量百分比范圍列出雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯(55-80％)，環(huán)氧丙烯酸酯(1-10％)，甲基苯乙烯(5-25％)，光引發(fā)劑(0.25-5％) (諸如Lucirin TPO)和氟表面活性劑(0.1-0.3％)。另外，組合物可以包括第二光引發(fā)劑，諸如Irgacure184，重量百分比達到約為5％。雖然在這個較佳組合物中的氟表面活性劑是鹵素，但是，它是微量的，相對惰性的，且當(dāng)在棱鏡層上形成金屬涂層時它至少部分蒸發(fā)。由申請于1999年10月22日的美國專利09/425,270(Fong)詳細(xì)描述了關(guān)于這些較適宜的紫外固化組合物，結(jié)合在這里用作參考合并。
光導(dǎo)向薄膜20的鋸齒結(jié)構(gòu)24可以由許多不同的已知工藝方法制造，諸如可以通過在基層和有鋸齒結(jié)構(gòu)的工具之間涂覆聚合組合物的方法，并且在紫外輻射下組合物聚合，然后從工具中分離薄片。另外一種已知的形成棱鏡結(jié)構(gòu)的方法，在本發(fā)明中要用的因為鋸齒結(jié)構(gòu)24的尺寸小，制造三維結(jié)構(gòu)的工藝通常稱作“微復(fù)制”。例如，可以參閱美國?？?,183,597(Lu)中三維結(jié)構(gòu)的微復(fù)制以獲得更多的信息，結(jié)合在這里用作參考。
微復(fù)制棱鏡結(jié)構(gòu)的例子，也就是，有6-7°傾斜角和50微米重復(fù)距離的鋸齒圖案，厚度在5-7微米范圍內(nèi)的峰谷厚度。即參考圖1，傾斜面26相對于第一平面21的角度約為6-7°，上升沿28有大約5-7微米的高度，相鄰峰29之間的距離約為50微米。棱鏡結(jié)構(gòu)可以包括一個底部或在鋸齒結(jié)構(gòu)24的基的“接合部”(“l(fā)and portion”)，那是在三角部下面的平坦層狀元件。棱鏡結(jié)構(gòu)的接合部可以在0到3微米的范圍內(nèi)，并且依賴于用于形成棱鏡結(jié)構(gòu)的工藝過程。棱鏡結(jié)構(gòu)的接合部較佳的厚度約為0.5微米。
透射反射金屬涂層在棱鏡光導(dǎo)向薄膜20上形成金屬涂層30，具體地說，在鋸齒結(jié)構(gòu)24上所形成。在本文中，詞語“形成于”，“在……上形成”及類似的說法，是指在另一層頂上形成但是不必直接鄰近于那一層。因此，金屬涂層30不必直接鄰近于棱鏡結(jié)構(gòu)。
金屬涂層30在光導(dǎo)向薄膜20的鋸齒結(jié)構(gòu)24上形成并且較適宜是高反射和部分透射的；金屬涂層30是透射反射涂層，意思是說，它除反射性外允許至少透射部分可見光。金屬涂層可以由能夠形成反射層的許多種材料組成，例如包括一個或幾個的銀，鉻，鎳，鋁，鈦，金，鋯，鉑，鈀，銠或各種它們的合金。最好使用有低光吸收的銀，因為相對其它材料銀的反射率和透射率之和很高。
可以使用已知工藝的各種方法在棱鏡基層上形成金屬涂層，包括真空沉積或噴鍍。適宜的真空沉積技術(shù)包括濺射，等離子體蒸發(fā)沉積和陰極弧光沉積。也可以使用諸如電鍍或溶液(solution)鍍之類的噴鍍技術(shù)。透射反射金屬涂層30可以有約為25埃到約為3000埃的厚度，一般是約為300埃到400埃的厚度。金屬涂層較佳有相對均勻的厚度。
在較佳實施例中，金屬涂層是提供至少約為10％的透射可見光的銀層。一般，這樣的金屬涂層約為360-400埃厚。
在圖2中，光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)10(包括光導(dǎo)向薄膜20和薄金屬涂層30)結(jié)合到光顯示裝置100中。光顯示裝置100除了光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)外還可以包括各種層；光顯示裝置100包括聚合物保護層40，壓力靈敏粘合劑層50，聚合基底60和偏振片70。在下面將詳細(xì)討論各個層。
防腐蝕部分根據(jù)本發(fā)明，光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括棱鏡光導(dǎo)向薄膜20，薄金屬涂層30和防腐蝕部分。這個防腐蝕部分可以用于光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上或在它的內(nèi)部以提高結(jié)構(gòu)對周圍環(huán)境大氣中鹽的耐腐蝕力。具有高鹽分濃度傳播的大氣包括靠近廣闊鹽水的區(qū)域。另外，某些工業(yè)處理可以產(chǎn)生高的鹽濃度。人類也是鹽的來源；例如，眼淚和排汗包括了低的，但還是有害的鹽濃度。
人們發(fā)現(xiàn)在大氣中有些鹽濃度，光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)易于在光導(dǎo)向薄膜20和透射反射金屬涂層30間腐蝕。任何腐蝕一般在光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的外圍開始。小量的腐蝕會導(dǎo)致金屬涂層30在邊緣處有暗點。如果在棱鏡薄膜20和薄金屬涂層30間有大量腐蝕，可以使透射反射金屬涂層從棱鏡結(jié)構(gòu)中分離。在一些實施例中，會發(fā)生總的分離，使金屬涂層在它的新氧化態(tài)中基本干凈(也就是，幾乎沒有或沒有暗點)。即使沒有總分離，暗點或分離會導(dǎo)致不可接受的結(jié)果。
人們相信可能導(dǎo)致分離的腐蝕是由氧化物和薄金屬涂層反應(yīng)的結(jié)果。鹽離子的存在增加了離子的遷移率和電導(dǎo)率。對這個反應(yīng)有責(zé)任的氧化物可以是在光導(dǎo)向薄膜20和薄金屬涂層30間被俘獲的氧或是在這些層外圍被俘獲的氧，或者這些氧化物也可以存在于光導(dǎo)向薄膜20中。尤其是，如果所有的紫外固化化合物沒有完全反應(yīng)時就可能發(fā)生這一結(jié)果。例如，環(huán)氧丙烯酸酯材料可以有一些未反應(yīng)的環(huán)氧化物。
人們相信為了在反射金屬薄膜/棱鏡薄膜交界面發(fā)生腐蝕，光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)必需暴露在鹽，水和氧化劑三者的組合中。如果這些成分中的一個不存在，就不會發(fā)生腐蝕。本發(fā)明的目的在于從介界面的中間環(huán)境中移去至少一種這些成分；一般，除去的是鹽或水或兩個都除去。
人們發(fā)現(xiàn)由紫外聚合組合物制成的光導(dǎo)向薄膜20，光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)10，具體說是環(huán)氧丙烯酸酯組合物，當(dāng)所有三種成分都不存在時，對這個氧化還原作用特別地不敏感。這樣，本發(fā)明提供了防腐蝕部分，防止把光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)暴露在至少這三種成分之一，一般是鹽。人們希望任何防腐蝕部分對可見光是基本透明的。那就是，由于防腐蝕部分，光透射和反射損耗之和與沒有防腐蝕部分的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)時作比較，較適宜不多于2％，更適宜不多于1.5％，甚至更適宜不多于1％。在一些實施例中，光透射損耗不大于約0.5％。不過，在一些實施例中，透射和反射之和上升到5％時也是可以接受的。
在圖3所示的本發(fā)明的第一個實施例中，在光導(dǎo)向薄膜和金屬涂層間的交界面上布置了諸如中間層的防腐蝕部分。這個中間層25是在涂覆薄金屬涂層以前布置到光導(dǎo)向棱鏡結(jié)構(gòu)上的薄涂層，較佳是薄金屬涂層。在如圖5所示的第二個實施例中，在光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的外部邊緣15上提供了諸如外圍涂層35的防腐蝕部分，從而封閉了開放邊緣。
參考圖3中的中間層25，中間層25布置在光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)中的棱鏡光導(dǎo)向薄膜20和薄金屬涂層30。中間層25可以是具有對光導(dǎo)向?qū)?0和薄金屬涂層30足夠附著力的任意材料。用于中間層25的材料包括了例如聚合物的有機材料和金屬。
如果中間層25是金屬中間層，該金屬較適宜由包括鉻，鎳，鐵，鋁，鈦，銀，金，鉿，鋯，鉭，鈮，鎢，鉑，釩，鉬，錫，鈀，銠或包括這些材料的各種合金和其它材料中選出一種幾種。所選中間層材料通常是防腐蝕的，不受大氣中存在的鹽離子影響。
中間層材料的一個較佳實施例是鈦。其它較適宜的中間層材料是鎳和鉻(諸如由VA，C.P.Martinsville薄膜公司提供的商用材料“LumalloyTM”)和鎳-鉻-鐵合金(諸如也由C.P.薄膜公司提供的“Inconel 600”)。也可以使用其它的鎳和鉻的合金。
可以由汽相沉積在光導(dǎo)向薄膜20上形成金屬中間層，包括了等離子體沉積和陰極弧光沉積，濺射，噴鍍等技術(shù)。
提供基本上對可見光透明的中間層是有益的；那就是，當(dāng)和在中間層內(nèi)的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)比較時，由于中間層光透射和反射損耗之和較適宜不大于2％，更適宜不大于1.5％，甚至更適宜不大于1％。在一些實施例中，光透射損耗不大于約為0.5％。不過，在一些實施例中，諸如4％或5％的大一些的損耗也是可以接受的。
為了提供可接受的透射和反射程度的中間層35，中間層的厚度較佳約為5到50埃。但是，這個厚度依賴于所用的中間層材料。例如，鈦的中間層較佳有約為20到40埃的厚度；“Lumalloy”的中間層較佳有約為10到40埃的厚度；而“Inconel”的中間層較佳有約為10到40埃的厚度。
在圖4中，光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)11(它包括了光導(dǎo)向薄膜20，中間層25和透射反射金屬涂層30)結(jié)合到光顯示裝置111中。光顯示裝置111除了光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)11外，還包括各種層；光顯示裝置111包括聚合物保護層40，壓力靈敏粘合劑層50，聚合基層60和偏振片70。在下面將詳細(xì)討論各層。
參考圖5，示出了防腐蝕部分的第二個實施例。光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)12的防腐蝕部分是沉積在結(jié)構(gòu)外圍15上的外圍涂層35。防止腐蝕的一種理論是阻止水溶鹽離子向金屬涂層/棱鏡光導(dǎo)向薄膜交界面移動；這可以通過在各層暴露的邊緣周圍施加屏障完成。
側(cè)邊緣封閉較佳是圍繞著光導(dǎo)向棱鏡結(jié)構(gòu)邊緣的聚合材料涂層。這個涂層較適宜在該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樗乃璩叽绾托螤钔瑫r或在其后馬上涂覆這個涂層。
外部涂層35可以是任意的聚合材料，諸如熱塑性材料或熱固性材料。材料可以紫外聚合，濕固化，熱固化等等。可以用于外部涂層35的材料包括環(huán)氧樹脂和硅樹脂。當(dāng)涂覆到外圍層15上時，材料可以是液體或固體(例如粉末)。
可以通過各種已知的方法把聚合材料涂覆到外圍15上，例如，噴射涂膜，轉(zhuǎn)移涂膜，滾動涂膜，用刷子手工涂膜，粉末涂膜和其它這類方法。
在較佳的方法中，使用諸如CO2激光器之類的激光束進行聚合物外圍涂膜。激光束熔化至少部分光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的最外部邊緣，和出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)內(nèi)的任何隨選的層，從而產(chǎn)生可密封該結(jié)構(gòu)最外部的流體材料。激光束可用于同時把光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)切割成所需尺寸并且提供邊緣密封。任意類型的激光器可以用于這個實施例，典型的激光器包括50瓦的CO2激光器和1000瓦的CO2激光器。
在圖6中，光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)12(它包括光導(dǎo)向薄膜20，薄金屬涂層30和外圍涂層35)結(jié)合到光顯示裝置112中。光顯示裝置112除了光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)12外包括不同的層；光顯示裝置112包括聚合物保護層40，壓力靈敏粘合劑層50和聚合基層60。下面將詳細(xì)討論這些層。
可選層光導(dǎo)向薄膜包括可選層，諸如壓力靈敏粘合層50，聚合物保護層40，無機保護層(沒有示出)，聚合基層60和偏振層70。例如參見圖2，實施例的4和6結(jié)合到幾個這些可選層中。諸如無機保護層之類的附加層，可以存在于光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)中。另外，諸如釋放(realease)襯墊，硅樹脂層之類的附加層可以在裝配或結(jié)合到顯示裝置之后用來保護聚合基層60。
在許多情況下，光導(dǎo)向薄膜將被制造并且接著銷售給提供偏振層70的裝配商并且結(jié)合該結(jié)構(gòu)到裝置中。這樣，光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)將隨同在壓力靈敏粘合層50上的釋放襯墊被選購。
在本發(fā)明的一個實施例中，光導(dǎo)向薄膜包括聚合物阻擋層或聚合物保護層40。聚合物保護層禁止分子轉(zhuǎn)移到金屬涂層30上。聚合物保護層可以或不可以結(jié)合無機保護層使用，下面將要討論。聚合物保護層或聚合物層40從交聯(lián)環(huán)氧樹脂，交聯(lián)或線性丙烯酸脂，環(huán)氧丙烯酸酯，諸如Vitel聚乙烯，聚偏二氯乙烯，和聚乙烯醇之類的聚合物中選出。交聯(lián)丙烯酸脂可以使用由Rohm and Haas公司，(100Independence Mall West，Philadelphia，PA 19106-2399)生產(chǎn)的商業(yè)標(biāo)記為“B48N”的產(chǎn)品。
如果聚合保護層結(jié)合無機保護層一起使用，那么聚合保護層40通常沉積到無機保護層上面。在光導(dǎo)向薄膜中使用聚合保護層而沒有無機保護層的地方，則一般是把聚合物保護層直接沉積到金屬涂層上，正如圖2，4和6中的結(jié)構(gòu)所示。
聚合物保護層可以使用已知工藝的各種方法形成。例如聚合物保護層較佳為溶液涂膜，在這種情況下，聚合保護層40的厚度可以從約為0.01微米到約為50微米。聚合物保護層可以一致地沉積到金屬涂層或無機保護層上或可以與下面的鋸齒結(jié)構(gòu)形成平面(planarize)或部分形成平面。
當(dāng)聚合物保護層40有使平面化功能時，層的一側(cè)有符合棱鏡結(jié)構(gòu)傾斜表面的傾斜表面，和基本上是平面的層40的第二側(cè)。聚合物保護層40可以包括多于一層。例如，如果聚合物保護層與下面的棱鏡結(jié)構(gòu)形成平面，它可以包括多于一層。同樣，根據(jù)所使用的材料，多于一層的層可以如愿地用于保證聚合物保護層能夠進行正常的屏障。
一種可以形成聚合保護層40的方法是氣相沉積易揮發(fā)單體或低聚物前體，接著固化該前體。沉積可以在普通大氣壓或在真空下完成?？梢允褂脽?，紫外，或電子束輻射，或等離子體或電暈(corona)暴露完成固化。題名為“RetroreflectiveArticles Having Polymer Multilayer Reflective Coatings”的未授權(quán)的美國專利申請09/259,100和題名為“Method of Coating Microstructured Substrateswith Polymeric Layers(s)，Allowing Preservation of Surface Feature Profile”的未授權(quán)的美國專利申請09/259,487描述了這樣一種合適的沉積方法和一些具體材料的例子，兩者都在引入作為參考。使用在上述兩個參考的共同未授權(quán)的專利申請中描述的方法，典型的聚合物保護層的厚度約為1nm到約為2微米。在一些實施例中，這個方法較佳可以是聚合物保護層的溶液涂膜，因為在溶液涂膜中使用的溶劑可以損害金屬涂層或顯示裝置的其它層。也可以使用工藝上已知的諸如等離子體聚合或等離子體增強化學(xué)汽相沉積法等等離子體處理沉積聚合物保護層。
聚合物保護層40的一種較佳材料是溶液涂膜的厚度約為為10微米的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。PMMA可以包括諸如紫外阻斷劑(blocker)和銹蝕抑制劑的添加劑。PMMA的一種較佳添加劑(GDA)是一種銀的防腐蝕劑。在美國專利4,307,150和4,645,714中描述的可以供聚合物保護層使用的這種和其它的添加劑。在專利在此引入用作參考。換句話說，聚合物保護層可以是包括上述作為棱鏡結(jié)構(gòu)較佳材料的紫外交聯(lián)環(huán)氧丙烯酸酯。
壓力靈敏粘合劑50較佳是光學(xué)散射層。在本發(fā)明的一個實施例中，壓力靈敏粘合劑層50包括丙烯酸粘合劑。粘合劑可以包括光學(xué)散射顆粒，它們分散在整個粘合劑層中來提高粘合劑層的散射特性。
壓敏粘合劑50的類型可以是比例為90/10和97/3之間的丙烯酸丁酯/丙烯酸，比例為90/10和97/3之間的丙烯酸異辛酯/丙烯酸，或比例約為66.3/0.67/13.4/19.3的丙烯酸異辛酯/丙烯酸/丙烯酸異冰片酯/Regalrez6108。所述粘合劑可以與下述物質(zhì)中的一種或多種組合使用雙酰胺交聯(lián)劑、過氧化苯甲酰引發(fā)劑、氮丙啶交聯(lián)劑、氯化交聯(lián)劑例如XL-330、Irgacure 651交聯(lián)劑、或其他標(biāo)準(zhǔn)的丙烯酸類粘合劑交聯(lián)劑。此外，所述粘合劑還可以含有下述添加劑中的一種或多種苯并三唑、5-氨基苯并三唑、5-丁基苯并三唑、苯并三唑5-羧酸、十八烷基硫醇或硫醇硅烷?？梢杂糜诒景l(fā)明的壓敏粘合劑的一個例子在PCT WO99/21913(Kaytor等人)中有描述，其內(nèi)容結(jié)合于此用作參考。根據(jù)所要求的具體散射程度，通過改進懸浮于粘合劑內(nèi)的散射粒子的濃度就可以調(diào)節(jié)壓敏粘合劑層的散射質(zhì)量。
本發(fā)明的幾個實施方式包括聚合物基材60。該聚合物基材的材料可以選自PET、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯、纖維素二乙酸酯和纖維素三乙酸酯，而且它可以是雙折射或非雙折射的。聚合物基材的厚度優(yōu)選約為25-1000微米。
本發(fā)明的光導(dǎo)向薄膜和光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)可以組合到各種顯示裝置中。圖7示出了本發(fā)明中包括透鏡或觸摸屏114的顯示器110的一個具體實施例的橫截面圖。透鏡或觸摸屏114可以從顯示器的用戶接收輸入信號，或給顯示器貢獻特定的光學(xué)品質(zhì)。顯示器還包括了光調(diào)制層120，它包括頂部偏振片122，液晶層124，和底部偏振片126。光導(dǎo)向薄膜128附著在底部偏振片126上。光導(dǎo)向薄膜128可以是任意的上述光導(dǎo)向薄膜的各種實施例。本發(fā)明的光導(dǎo)向薄膜也可以結(jié)合到只包括一個偏振片的顯示裝置中，雖然它通常用于由兩個偏振片把液晶層夾在中間的裝置中。光導(dǎo)向薄膜128用于把圖象導(dǎo)入所需的視角，所需視角基本上和顯示器110的閃耀角不同。光導(dǎo)向薄膜128的結(jié)構(gòu)在上面已詳細(xì)描述。光導(dǎo)向薄膜128也可以稱為光束導(dǎo)引薄膜或傾斜鏡面薄膜。
在圖7所示的顯示裝置中，示出了環(huán)境光源130，它提供輸入環(huán)境光132。在該圖中，來自于光源130的光線132以相對法線的角度α入射到顯示裝置上。法線是垂直于顯示表面的方向。一部分輸入光在顯示裝置110的頂部表面作為閃耀光134被反射。閃耀光134從法線起有一閃耀角6，閃耀圖象在視角范圍內(nèi)可視，但在閃耀角b有亮度峰值。根據(jù)反射定理，a角等于b角。入射光的另一個部分將通過光調(diào)制層120并且被光導(dǎo)向薄膜128反射，作為顯示信息或圖像由圖像光線138表示。光導(dǎo)向薄膜128被設(shè)計成引導(dǎo)圖象光線138使得光線從顯示器110以相對法線的基本上不同于閃耀角b的一個角度出現(xiàn)。該顯示圖像也將在一個視角范圍內(nèi)可見，并且以“最佳視角”為中心在較窄的視角范圍內(nèi)有亮度峰值。在圖7中，峰值圖像角度或最佳視角接近顯示器法線，并且由圖像光線138表示。作為結(jié)果，在位置144的顯示裝置110的觀察者可以不受閃耀圖像的干擾而清楚地觀察到顯示圖像。由申請于1999年10月22日的美國專利09/425,765揭示了顯示裝置的另外的例子，在此引入作為參考。
本發(fā)明將由下面的例子另外描述和示出。這些例子只為說明本發(fā)明而不限制它們細(xì)節(jié)的范圍。所有份額，百分比，比率等等除了特別說明外由重量表示。
實施例棱鏡的光導(dǎo)向由紫外光可固化環(huán)氧-丙烯酸酯組合物制成如下將加熱至60℃數(shù)小時的77份雙酚A-環(huán)氧二丙烯酸酯(購自SartomerCompany，商品名為“CN-104”)緩慢地與20份70％的間-和30％對-甲基苯乙烯(也稱為乙烯基甲苯，購自Monomer-Polymer & Dajac)的混合物共混。將在65℃加熱1-2小時的3份用三丙二醇二丙烯酸酯(購自UCB ChemicalsCorp.，商品名為“Ebecryl 3603”)稀釋為20％的酚醛環(huán)氧三丙烯酸酯混入保持在60℃的環(huán)氧二丙烯酸酯/環(huán)氧三丙烯酸酯混合物。加入1.5份二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰)氧化膦光引發(fā)劑(購自BASF，商品名為“LucirinTMTPO”)，3.0份1-羥基環(huán)己基苯基酮光引發(fā)劑(購自Ciba Chemicals，商品名“Irgacure 184”)和0.3份非離子氟化烷基酯(購自3M公司，商品名為“FC-430”)，在此期間，一直使混合物保持在60℃?；旌贤瓿珊?，溫度下降至55℃，將混合物緩慢攪拌15-30分鐘，形成可施涂的組合物。
通過在PET薄膜和有微復(fù)制棱鏡結(jié)構(gòu)的金屬圓筒標(biāo)準(zhǔn)模具(master tool)間放置該組合物來制備薄膜。棱鏡結(jié)構(gòu)如圖1所示，傾斜角6度，棱鏡間距50μm(微米)。通過模具(die)把組合物涂覆到PET薄膜上，使PET上的涂覆厚度為5-7μm。將標(biāo)準(zhǔn)模具加熱到60℃(140°F)然后壓到已涂覆的PET上，使得組合物填充到模具的空隙中。PET/組合物/模具結(jié)構(gòu)以約為9.1米/分鐘(30ft/min)的速度通過600瓦/cm的紫外燈，并且紫外輻射通過PET照進組合物。標(biāo)準(zhǔn)模具從復(fù)制了棱鏡結(jié)構(gòu)的PET中分離。然后棱鏡薄膜通過紫外固化燈照射并且通過退火爐除去任意殘留的單體。
透射反射銀層(約為400埃厚)通過濺射汽相沉積到棱鏡鋸齒結(jié)構(gòu)上。通過溶液涂膜把PMMA聚合物保護層(約為10微米厚)涂覆到銀層上，然后在PMMA上涂覆光散射丙烯酸丁酯/丙烯酸粘合劑(約為25微米厚)。生成的結(jié)構(gòu)在550nm的可見光透射率約為10％，在空氣中由Perkin-Elmer Lambda 900分光光度計測量。
對于下面描述的鹽溶測試，每個棱鏡光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)使用丙烯酸丁酯/丙烯酸粘合劑壓層到無反射層的(bare)鈉鈣玻璃上。
對于下面描述的熱和濕度測試，每個光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)使用丙烯酸丁酯/丙烯酸粘合劑壓層到商用碘類型吸引偏振片上(使用Sanritz公司提供的商用標(biāo)記為“LLC2-5518”或類似物的商品)。然后無反射層的鈉鈣玻璃壓層到偏振片上。測試的樣品結(jié)構(gòu)包括位于無反射層的鈉鈣玻璃和棱鏡光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)間的偏振片，用PET層作為它的最外層。鹽溶測試對于鹽溶測試，把薄膜/玻璃結(jié)構(gòu)浸入加熱的，重量比為20％的水溶氯化鈉溶液中。測量每個測試的鹽溶液溫度。對樣品約為每2分鐘目視估計一次，觀察是否在棱鏡光導(dǎo)向薄膜和透射反射銀層交界面上發(fā)生了鹽致退化。對整夜的測試只在測試階段結(jié)束時估計交界面。熱和濕度測試對熱和濕度測試，薄膜/偏振片/玻璃結(jié)構(gòu)放置到有升高的溫度和相對濕度的濕度箱中。測量每個測試的溫度和濕度。除非提及，并不對環(huán)境加入預(yù)先準(zhǔn)備好的氯化鈉或其它鹽。
可以觀察到薄膜基層上的銀層退化在兩個階段中發(fā)生。第一階段是在壓層結(jié)構(gòu)薄膜的邊緣開始出現(xiàn)暗點或黑點。第二階段是這種情況從遠離邊緣向薄膜中傳播的階段；這種情況稱作“分層”。比較實例A比較實例A是上述的棱鏡光導(dǎo)向薄膜，它有在550nm約為10％的光透射率的汽相沉積的銀層，PMMA層和粘合劑層。如上所述，樣品壓層到無反射層的鈉鈣玻璃上和偏振片上；制備好的樣品使用鹽溶測試和熱和濕度測試來測試腐蝕。鹽溶測試比較樣品A在75℃的鹽溶中浸3分鐘，從在棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的分層說明不合格。
第二個樣品在50℃的鹽溶中暴露一個晚上，約為14小時后，從在棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的分層說明不合格。熱和濕度測試第三個樣品在70℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了小于240小時，從棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的黑點的出現(xiàn)說明不合格。
用10％的氯化鈉水溶液的5微升等于試樣的一個邊緣活化的相似樣品，在小于240小時暴露在65℃/95％相對濕度環(huán)境中，通過從棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的腐蝕黑點的出現(xiàn)。
例子1-8示出通過在棱鏡光導(dǎo)向薄膜和透射反射銀層間使用中間抗氧化層來增加抵擋鹽腐蝕。例1除了在棱鏡光導(dǎo)向薄膜和銀層間汽相沉積了5埃厚度的“l(fā)umalloy”合金，如比較實例A所述的光導(dǎo)向透射反射顯示薄膜。如上所述，樣品壓層到偏振片和鈉鈣玻璃上并且測試。
鹽浴測試樣品1在75℃的鹽浴中30分鐘后保持完好沒有變化。
相似樣品在50℃的鹽浴中暴露了一個晚上，約為14小時之后，從棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的分層說明不合格。熱和濕度測試相似樣品在70℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了小于240小時，從棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的黑點的出現(xiàn)，說明不合格。例2除了在棱鏡光導(dǎo)向薄膜和銀層間沉積了10埃的“Lumalloy”合金，例2是如上述例1方法制備的。
鹽浴測試樣品2在75℃的鹽浴中30分鐘后保持完好沒有變化。
相似樣品在50℃的鹽浴中暴露了一個晚上，約為14小時之后，保持完好沒有變化。熱和濕度測試相似樣品在70℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了240小時后，保持完好沒有變化。
相似樣品在65℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了663小時后，也保持完好沒有出現(xiàn)變化。
用10％的氯化鈉水溶液的5微升等分試樣邊緣在65℃/95％活化的相似樣品，并在暴露前干燥，在小于663小時暴露在65℃/95％相對濕度環(huán)境中，通過從棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的分層說明不合格。例3除了例3在棱鏡光導(dǎo)向薄膜和銀層間沉積了20埃的“Lumalloy”合金，例3是如上述例1方法制備的。
鹽浴測試樣品3在75℃的鹽浴中30分鐘后保持完好沒有變化。
相似樣品在50℃的鹽溶液中暴露了一個晚上，約為14小時之后，保持完好沒有變化。熱和濕度測試相似樣品在70℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了240小時后，保持完好沒有變化。
相似樣品在65℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了663小時后，也保持完好沒有變化。例4除了例4在棱鏡光導(dǎo)向薄膜和銀層間沉積了40埃的“Lumalloy”合金，例4是如上述例1方法制備的。
鹽浴測試樣品4在75℃的鹽浴中30分鐘后保持完好沒有變化。
相似樣品在50℃的鹽溶液中浸了一個晚上，約為14小時之后，保持完好沒有變化。熱和濕度測試相似樣品在70℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了240小時后，保持完好沒有變化。
相似樣品在65℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了663小時后，也保持完好沒有變化。
用10％的氯化鈉水溶液的5微升等分試樣邊緣活化的相似樣品，并在暴露前干燥，在663小時的暴露在65℃/95％相對濕度環(huán)境中保持完好沒有變化。例5除了例5在棱鏡光導(dǎo)向薄膜和銀層間沉積了10埃的“Inconel 600”合金，例5是如上述例1方法制備的。鹽浴測試樣品5在75℃的鹽浴中30分鐘后保持完好沒有變化。
相似樣品在50℃的鹽浴中暴露了一個晚上，約為14小時之后，保持完好沒有變化。例6除了例6在棱鏡光導(dǎo)向薄膜和銀層間沉積了30埃的“Inconel 600”合金，例6是如上述例1方法制備的。鹽浴測試樣品6在75℃的鹽浴中30分鐘后保持完好沒有變化。
相似樣品在50℃的鹽溶液中暴露了一個晚上，約為14小時之后，保持完好沒有變化。熱和溫度測試相似樣品在65℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了330小時后，保持完好沒有變化。例7除了例7在棱鏡光導(dǎo)向薄膜和銀層間沉積了10埃的鈦涂層，例7如上述例1方法制備的。鹽浴測試樣品7在75℃的鹽浴中浸30分鐘后保持完好沒有變化。
相似樣品在50℃的鹽浴中暴露了一個晚上，約為14小時之后，從棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的分層說明不合格。熱和濕度測試相似樣品在70℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了少于240小時后，從棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的腐蝕的出現(xiàn)，說明了不合格。例8
除了例8在棱鏡光導(dǎo)向薄膜和銀層間沉積了40埃的鈦涂層，例8是如上述例1方法制備的。鹽浴測試樣品8在75℃的鹽浴中浸30分鐘后保持完好沒有變化。
相似樣品在50℃的鹽浴中浸了一個晚上，約為14小時之后，保持完好沒有變化。熱和濕度測試相似樣品在70℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了少于240小時后，從棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的腐蝕的出現(xiàn)，說明不合格。
用10％的氯化鈉水溶液的5微升等分試樣邊緣活化的相似樣品，在小于240小時的暴露在65℃/95％相對濕度環(huán)境中。從棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的腐蝕的出現(xiàn)說明不合格。比較實例B比較實例B以與比較實例A相同的方法制備。比較實例B的樣品通過機械剪切機把尺寸改變到(1”×1”)，諸如通過適于大規(guī)模生產(chǎn)的剪斷機切割器。在切割中，釋放襯墊存在于丙烯酸丁酯/丙烯酸粘合劑。在切割后，樣品被壓層到鈉鈣玻璃和偏振片上。
鹽浴測試比較樣品B在75℃的鹽浴中浸3分鐘，從棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播的分層，說明不合格。
相似樣品在50℃的鹽浴中暴露了一個晚上，約為14小時之后，在環(huán)氧丙烯酸酯/銀交界面?zhèn)鞑サ姆謱?，說明不合格。熱和濕度測試相似樣品在70℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了小于240小時，從棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀分界面邊緣傳播的腐蝕黑點的出現(xiàn)說明不合格。
用10％的氯化鈉水溶液的5微升等分試樣邊緣活化的相似樣品，在小于240小時的暴露在65℃/95％相對濕度環(huán)境中，從環(huán)氧丙烯酸酯/銀交界面做過記號的邊緣傳播分層說明不合格。
實例9-11示出了通過使用由激光切割薄膜誘導(dǎo)的邊緣密封來增加對鹽腐蝕的抗力。例9除了例9由1000瓦的CO2激光器切割定尺寸，例9如比較實例B的方法制備。激光器用100％的負(fù)載循環(huán)工作在500W，頻率10kHz，切割速度為1.6米/秒。在激光器的切割過程中，放置樣品使激光在銀層前通過粘合劑。鹽浴測試樣品9在75℃的鹽浴中17分鐘后保持完好沒有變化。
相似樣品在50℃的鹽浴中暴露了一個晚上，約為14小時后，保持完好沒有變化。熱和濕度測試相似樣品在65℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了331小時后，保持完好沒有變化。
用10％的氯化鈉水溶液的5微升等分試樣在一個邊緣活化的相似樣品，在活化區(qū)保持完好沒有變化，但是暴露在65℃/95％相對濕度環(huán)境中不到331小時，從通過棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面邊緣傳播分離形成的腐蝕黑點的出現(xiàn)卻遭到了失敗。例10除了例10的切割使激光在粘合劑前通過銀層，例10用類似于例9的方法制備。鹽浴測試樣品10在75℃的鹽浴中17分鐘后保持完好沒有變化。
相似樣品在50℃的鹽浴中暴露了一個晚上，約為14小時后，保持完好沒有變化。熱和濕度測試相似樣品在65℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了331小時后，保持完好沒有變化。
用10％的氯化鈉水溶液的5微升等分試樣在一個邊緣活化的相似樣品，在65℃/95％相對濕度環(huán)境中暴露了不到331小時，通過棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面從邊緣傳播的分層形成的一個腐蝕黑點的出現(xiàn)遭到了失敗。例11除了選擇切割參數(shù)使不切割粘合劑上的釋放襯墊，例11用類似于例10的方法制備。鹽浴測試樣品11在75℃的鹽浴中17分鐘后保持完好沒有變化。
相似樣品在50℃的鹽浴中暴露了一個晚上，約為14小時后，通過在棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面從邊緣傳播的分層說明了不合格。熱和濕度測試相似樣品在70℃/95％的相對濕度環(huán)境中暴露了240小時后，保持完好沒有變化。
用10％的氯化鈉水溶液的5微升等分試樣在一個邊緣活化的相似樣品，在65℃/95％相對濕度環(huán)境中暴露了不到331小時，通過棱鏡光導(dǎo)向薄膜/銀交界面從邊緣傳播的分層說明了不合格。
本發(fā)明不應(yīng)僅限于上述具體的實例，但是應(yīng)該理解本發(fā)明覆蓋了所附的由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的所有方面。普通技術(shù)人員在參閱了本發(fā)明說明書后可以清楚本發(fā)明可以實施的各種修改，等價技術(shù)方案以及幾種結(jié)構(gòu)。權(quán)利要求覆蓋了這樣的修改和裝置。
權(quán)利要求
1.光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括(a)棱鏡結(jié)構(gòu)，它有第一和第二表面，第二表面包括有傾斜表面的鋸齒結(jié)構(gòu)；棱鏡結(jié)構(gòu)由無鹵素的紫外可聚合合成物制成；(b)緊鄰鋸齒結(jié)構(gòu)的透射反射金屬涂層，透射反射金屬涂層有至少10％的可見光透射率；以及(c)緊鄰各個透射反射金屬涂層和棱鏡結(jié)構(gòu)的防腐蝕部分，防腐蝕部分使可見光的透射和反射之和減小到小于5％。
2.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中抗腐蝕部分使可見光的透射和反射之和減小到小于2％。
3.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中紫外聚合組合物包括交聯(lián)環(huán)氧丙烯酸酯。
4.如權(quán)利要求3所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中紫外光可聚合組合物包含雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯，占紫外光可固化樹脂材料總重量的55-80％；甲基苯乙烯，占紫外光可固化樹脂材料總重量的5-25％；丙烯酸酯化的環(huán)氧，占紫外固化樹脂材料中的總重量百分比為1-10％；光引發(fā)劑，占紫外固化樹脂材料中的總重量百分比為0.25-5％；以及含氟表面活性劑，占紫外固化樹脂材料中的總重量百分比為0.1-0.3％。
5.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中透射反射金屬涂層包括選自銀，鉻，鎳，鋁，鈦，金，鋯，鉑，鈀，銠和其合金這一組中的一種金屬。
6.如權(quán)利要求5所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中透射反射金屬涂層包括銀。
7.如權(quán)利要求5所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中透射反射金屬涂層的厚度約為300埃到約為400埃。
8.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中抗腐蝕部分是布置在棱鏡結(jié)構(gòu)和透射反射金屬涂層間的中間層。
9.如權(quán)利要求8所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中中間層包括選自鉻，鎳，鐵，鋁，鈦，銀，金，鉿，鋯，鉭，鈮，鎢，鉑，釩，鉬，錫，鈀，銠和其合金這一組中的一種金屬。
10.如權(quán)利要求9所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中中間層包括鎳—鉻合金。
11.如權(quán)利要求10所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中中間層包括鎳—鉻—鐵合金。
12.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，具有外周邊，抗腐蝕部分包括在透射反射金屬層和棱鏡結(jié)構(gòu)的所述外外周邊上的聚合物涂層。
13.如權(quán)利要求12所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中聚合物涂層由激光熔化聚合物材料形成。
14.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，進一步包括(a)在無機保護層上形成的壓力靈敏粘合劑層；和(b)在壓力靈敏粘合劑層上布置的偏振片。
15.如權(quán)利要求14所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中壓力靈敏粘合劑層包括丙烯酸粘合劑層，所述粘合劑層是光學(xué)散射的，并且其中所述粘合劑層防止對金屬涂層的損壞。
16.如權(quán)利要求15所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中壓力靈敏粘合劑層包括光學(xué)散射微粒。
17.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，進一步包括(a)聚合物保護層；(b)在聚合物保護層上形成的壓力靈敏粘合層；以及(c)在壓力靈敏粘合劑層上布置的偏振片。
18.如權(quán)利要求17所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中聚合物保護層選自聚酯，可溶聚酯，交聯(lián)環(huán)氧樹脂，丙烯酸類樹脂，環(huán)氧丙烯酸酯，聚乙烯，聚1，1-二氯乙烯，聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸甲酯。
19.如權(quán)利要求17所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中聚合物保護層的厚度約為從1納米到25微米。
20.如權(quán)利要求17所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中聚合物保護層包括符合棱鏡結(jié)構(gòu)傾斜表面的傾斜表面的一側(cè)和基本上是平面的第二側(cè)。
21.如權(quán)利要求17所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中聚合物保護層包括聚甲基丙烯酸甲酯。
22.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包含布置在第一表面的聚合物基層，所述聚合物基層包含選自PET，聚醚砜，聚碳酸酯，纖維素二乙酸酯，纖維素三乙酸酯。
23.如權(quán)利要求22所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，聚合基層的厚度大于等于25微米并且小于等于約為1000微米。
24.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中棱鏡層包括傾斜角約為從6°到約為9°的傾斜表面。
25.如權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中鋸齒結(jié)構(gòu)的重復(fù)距離從約為30微米到約為80微米。
26.一種顯示裝置，其特征在于，包括(a)一種光調(diào)制層；(b)一個偏振片；(c)一種光導(dǎo)向薄膜，包括(i)聚合物基層；(ii)棱鏡結(jié)構(gòu)，有第一和第二表面，第二表面包括有傾斜表面的鋸齒結(jié)構(gòu)；棱鏡結(jié)構(gòu)由無鹵素紫外可聚合組合物形成；(iii)透射反射銀涂層，涂覆到有鋸齒結(jié)構(gòu)的棱鏡結(jié)構(gòu)一側(cè)，銀涂層透射至少10％的可見光；(iv)布置在鋸齒結(jié)構(gòu)和銀層間的金屬中間層，所述中間層使可見光的透射和反射之和減小到小于5％。(v)在銀層上形成聚甲基丙烯酸甲酯聚合物保護層；并且(vi)在聚合物保護層上形成的散射粘合劑層粘貼到偏振片。
27.一種制造透射反射器的方法，其特征在于，包括以下步驟(a)通過下面步驟提供棱鏡光導(dǎo)向薄膜(i)提供在其中有多個空腔的工具；(ii)用包括無鹵素紫外可聚合組合物的組合物填充所述空腔；(iii)用紫外光源引發(fā)紫外固化材料的聚合；(iv)聚合該組合物產(chǎn)生一個結(jié)構(gòu)；(v)從該工具中移去結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有第一表面和第二表面，第二表面在其上有多個鋸齒結(jié)構(gòu)；(b)在第二表面上涂覆中間層，中間涂層包括一種金屬；和(c)在所述中間層上涂覆透射反射銀涂層，所述涂層對可見光至少有10％的透射率。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，其中使用包含紫外固化材料的組合物填充空腔的步驟，包括用一種包括約為55-80重量百分比的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯；重量百分比為5-25％的甲基苯乙烯；重量百分比為1-10％的環(huán)氧丙烯酸酯；重量百分比為0.25-5％的光引發(fā)劑；和重量百分比為0.1-0.3％的氟表面活性劑的組合物填充空腔。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，其中在第二表面上涂覆中間層的步驟包括涂覆包括鎳鉻合金的中間層。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于顯示裝置的光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括有棱鏡結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)向薄膜，棱鏡結(jié)構(gòu)有兩側(cè)，其中一側(cè)包括有傾斜表面的鋸齒結(jié)構(gòu)，和在有鋸齒結(jié)構(gòu)的棱鏡基層的一側(cè)上的金屬涂層。在光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上生成了抗腐蝕部分以使在鹽性大氣中的腐蝕效應(yīng)降到最小。在本發(fā)明的第一個實施例中，光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括位于光導(dǎo)向薄膜和金屬涂層間的中間層。在本發(fā)明的第二個實施例中，在光導(dǎo)向結(jié)構(gòu)中生成了周邊聚合物涂層。這個周邊涂層可以由激光器形成。
文檔編號G02F1/1333GK1452728SQ00819409
公開日2003年10月29日 申請日期2000年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月3日
發(fā)明者T·J·加德勒, R·F·格里菲斯, L·L·林斯, L·A·麥耶, J·A·史蒂文森 申請人:3M創(chuàng)新有限公司