案化工具在聚合物膜基板120上浇注并固化聚合物组 合物而制成。该工具被构造成使得与膜119的前部主表面119a重合的棱镜层150的第一 主表面150a为具有形成线性棱镜阵列的不同面或小平面的工具的微结构化复制品。除浇 注和固化之外，也可使用其它已知制备技术来形成微结构化表面150a，例如压印，蚀刻、和 /或其它已知技术。棱镜层150的第二主表面150b与基板120的第一主表面120a重合。 基板120的第二主表面120b与膜119的背部主表面119b重合。
[0044] 为便于参考，图中包括笛卡尔x-y-z坐标系。膜119大致平行于x-y平面延伸，且 系统110的光轴可对应于Z轴。结构化表面的棱镜中的每个沿至少在平面图中平行于y轴 的大致线性方向延伸。线性棱镜阵列以这样一种方式折射光，使得系统的同轴亮度或亮度 与不具有膜119的同一系统相比增加。
[0045] 承载棱镜层150的基板120为双折射的。双折射可为有意或无意的设计特征。例 如，由聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)制成的膜可经济地制成具有所需的机械特性和光学特 性以用于光学膜应用，但由PET制成的膜可呈现不可忽略的双折射量。双折射可为基本上 空间一致的，即，在基板内的一个位置处的双折射可与在基板内的其它位置处的双折射基 本上相同。双折射通常至少由平面内双折射表征。即，如果基板具有分别沿着X轴、y轴和 z轴偏振的光的折射率nx、ny、nz，贝U在平面内折射率nx和ny之间存在显著差异。X方向 和y方向可例如对应于聚合物膜的幅材横向方向和幅材纵向方向。nx - ny的大小通常可为 至少0. 01、或0. 02、或0. 03。特定折射率差是否显著的问题可取决于基板的厚度：小的折 射率差对于薄的基板可忽略不计，但对于较厚的基板可为显著的。
[0046] 在图中，任意光线103显示为从光源102传播至观察者101。在此光线后，我们看 到光线在主表面120b (119b)处被折射，传播穿过基板120,在主表面120a (150b)处再次被 折射，传播穿过棱镜层150,在主表面150a (119a)处再次被折射，传播至偏振器104,且光线 的一个偏振分量穿过偏振器并继续传播至观察者101。光线103假设在其离开光源102时 和在其射到膜119上之前为非偏振的。当光线射到在主表面120b处的空气/基板界面上 时，它变成部分偏振的，因为正交的s偏振态和p偏振态通常根据入射角和基板的折射率以 不同的方式被透射（并被反射）。为便于解释，图1中未显示被反射的光分量。双头箭头添 加在靠近表面120b的光线103上以指示在光线103开始其穿过基板120的路径时的部分 偏振。当光线103朝表面120a传播穿过基板120时，其部分偏振态通常因基板120的双折 射而改变。此偏振态变化不仅取决于基板的双折射量（和厚度），而且取决于光线的传播角 度和光线的波长。改变的偏振态在图式中示出为添加在靠近表面120a的光线103上的小 椭圆。具有其修改后的偏振态的光线然后由棱镜层150折射，并且与偏振器104的透光轴 对准的偏振分量穿过偏振器104并且到达观察者101。
[0047] 如上所述，发生在基板120内的偏振态变化取决于光的波长。即使基板材料不呈 现任何色散，情况也是如此。因此，沿循穿过系统110的相同的或几乎相同的路径（例如由 光线103描绘出的路径）的不同波长的光线通常将以不同的相对量透射至观察者101。该 相对量将取决于光线的传播方向，且我们假设由于源102在显著角范围上（如以朗伯曲线 分布或以另一个合适的角分布）发出光而存在传播方向的范围或锥。既随波长而变化又随 传播方向而变化的不同的相对透射具有如下效果：在传播方向范围或锥上和在波长范围上 (例如在从蓝色到红色的可见波长带上）感知光的观察者101观察到在本文称为基板颜色 色差（SCM)的彩色图像或图案。如果基板120和棱镜层150的相关设计特性为基本上空间 一致的，即，如果其基本上不在膜上的各位置或区域间改变，则SCM图案不会从观察者101 的角度在空间上固定。相反，当观察者如相对于光学膜119沿着X轴和/或y轴在位置上 偏移时，SCM图案将看起来与观察者101 -致地偏移相等量。换句话说，如果观察者保持固 定观察位置和视角，但膜沿着X方向或y方向平移，则图案将是稳定的，条件是膜的光学特 性与平移无关。
[0048] 在包括图1所示部件的多个实用性实施例中，SCM图案相对微妙并且容易被忽视， 除非观察者受过很好的训练和/或专门寻找SCM。SCM图案微妙性的一个原因是在空气/ 基板界面120b处提供的部分偏振通常远弱于由偏振器104提供的偏振。
[0049] 在对SCM图案做进一步讨论之前，我们参见图2以为读者提供对可用于本发明所 公开的光学膜的各种类型的棱镜和棱镜阵列中的一些的认识。
[0050] 棱镜在图1中和在下面的其它图中显示为具有标称上相同的几何形状，包括高 度、宽度、以及顶角。这主要是为简化说明。通常，除非另作说明，否则棱镜层的棱镜可具有 如图2所示的各种各样的构形中的任一种。
[0051] 在图2中，显示了微复制型光学膜219,光学膜219可充当显示器、背光源或其它系 统中的增亮膜。光学膜219包括用于提高亮度的线性棱镜或微结构251阵列。光学膜219 包括第一主表面或结构化表面219a，主表面或结构化表面219a包括沿着y方向延伸的多个 微结构或线性棱镜251。膜219包括与第一主表面或结构化表面219a相对的第二主表面 219b。
[0052] 膜219包括基板层220,基板层220包括第一主表面220a和与主表面219b重合的 相对第二主表面220b。光学膜219包括由基板层220承载的棱镜层250。棱镜层250设置 在基板层的主表面220a上，主表面220a与棱镜层250的主表面250b重合，棱镜层250还 包括与膜219的主表面219a重合的另一个主表面250a。
[0053] 光学膜219包括两个层：为了本说明的目的假设为双折射的基板层220和棱镜层 250。通常，光学膜219可具有一个或多个层。例如，在一些情况下，光学膜219可能具有包 括相应第一主表面219a和第二主表面219b的仅单个层。又如，在一些情况下，光学膜219 可具有多个层。例如，在一些情况下，基板220可由多个不同层构成。当光学膜包括多个层 时，组成层通常为彼此共延的，且每一对邻近组成层包括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%。
[0054] 棱镜251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 219的主表面219b上的光。在示例性光学膜219中，棱镜251为线性棱镜结构。通常，棱 镜251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251的横截面轮廓可为或 可包括弯曲和/或分段的线性部分。
[0055] 棱镜251中的每个包括顶角252和从公共基准面（例如为主表面250b)测量的高 度。各个棱镜251a、251b、251c等显示成具有高度253&、25313、253(3、...2536等。在一些情 况下，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 251的高度可沿着y方向变化。例如，线性棱镜251a的棱镜高度沿着y方向变化。在这种 情况下，棱镜251a沿着y方向具有变化的局部高度253a，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（例如线性棱镜251c)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253c。
[0056] 在一些情况下，例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251c的高度253c小于线性棱镜251b的高度253b。
[0057] 每个棱镜的顶角或二面角252可具有应用中可能需要的任何值。例如，在一些情 况下，顶角252可在从约70度到约110度、或从约80度到约100度、或从约85度到约95 度的范围内。在一些情况下，棱镜251具有相等的顶角，该顶角可例如为在约88度或89度 到约92度或91度的范围内，例如90度。
[0058] 棱镜层250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。
[0059] 在大多数情况下，例如当光学膜219用于液晶显示系统时，与不具有光学膜219的 相同显示器相比，光学膜219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219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。
[0060] 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的光学膜或其它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。
[0061] 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究 公司（Photo Research，Inc，C