具有双折射表面且具有可变节距或可变角度的微结构化特征物的制品及其制造方法

专利名称：具有双折射表面且具有可变节距或可变角度的微结构化特征物的制品及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具有双折射表面的制品及其制造方法，所述双折射表面具 有提供不同光学效果的可变节距或可变角度的微结构。
背景技术：
具有结构化表面的光学制品以及用于提供此类制品的方法已为人们所知。参见，例如，美国专利6,096,247、 6， 808， 658和6,788,463。这些 参考资料中公开的结构化表面包括微棱柱(例如微立方体)和透镜。通 常，利用例如压印、挤出或机械加工的方法在合适的聚合物表面上产生这 些结构。具有结构化表面的双折射制品也为人们所知。参见，例如，美国专利 3， 213， 753 、 4， 446， 305 、 4， 520， 189 、 4， 521， 588 、 4， 525， 413 、 4,799,131、 5， 056， 030、 5， 175， 030以及专利申请公开W0 2003/0058383 Al和W0 2004/062904 Al。制造拉伸薄膜的方法也已为人们所知。通常采用该方法来改善薄膜的 机械性能和物理性能。这些方法包括双轴拉伸技术以及单轴拉伸技术。参 见，例如，专利文献PCT W0 00/29197，美国专利 2,618,012、 2， 988， 772 、 3,502,766 、 3， 807， 004 、 3， 890， 421 、 4， 330， 499 、 4， 434， 128、 4， 349， 500、 4,525,317和4,853,602。还可参见美国专利 4， 862， 564、 5， 826， 314、 5， 882， 774、 5， 962， 114和5， 965， 247。还可参见 日本未审查专利申请公开特开平5-11114、 5-288931、 5-288932、 6-27321和6-34815。以及公开拉伸薄膜制造工艺的其它日本未审査专利申 请，包括特开平5-241021、 6-51116、 6-51119和5-11113。还可参见专 利文献W0 2002/096622 Al。发明内容一种结构化制品，包括具有第一和第二表面的主体、相互垂直的第一 和第二面内轴线、以及在所述主体的厚度方向上且与所述第一和第二面内 轴线互相垂直的第三轴线。所述第一表面的一部分为双折射结构化表面， 该双折射结构化表面具有可变的节距或角度可变的特征物。一种单轴取向的结构化制品，包括具有第一和第二表面的聚合物薄 膜、相互垂直的第一和第二面内轴线，以及在所述聚合物薄膜的厚度方向 上且与所述第一和第二面内轴线互相垂直的第三轴线。所述薄膜的表面部 分包含设置在所述聚合物薄膜的所述第一表面上的多个几何特征物。所述 多个线型几何特征物沿与所述聚合物薄膜的第一面内轴线大体平行的方向 被设置在薄膜上，并且这些几何特征物都具有可变的节距。本发明还包括制造所述结构化制品的方法。被复制的几何特征物可以是，例如，棱柱状、透镜状或正弦曲线状的 几何特征物。几何特征物在横向和纵向上都可以是连续或不连续的。它们 可以是宏观特征物或微特征物。它们可以具有多种横截面轮廓，下文将更 详细地论述。在复制后的结构化表面上，几何特征物可以是重复的，也可 以是不重复的。复制后的表面可以包含具有相同横截面形状的多个几何特 征物。作为选择，复制后的表面可以具有横截面形状不同的多个几何特征 物。如本文所用，以下术语和短语具有以下含义。 "双折射表面"指在主体中紧邻双折射材料的主体的表面部分。 "横截面形状"及其明显的变体是指由第二面内轴线和第三轴线限定的几何特征物的外缘结构。几何特征物的横截面形状与其物理尺寸无关。 "色散"指折射率随波长的变化而发生的变化。在各向异性材料中，色散可沿着不同的轴发生不同的变化。"拉伸比"及其明显的变体是指沿着拉伸方向分开的两个点在拉伸后的距离与拉伸前相对应的这两个点之间的距离之比。"几何特征物"及其明显的变体是指结构化表面上存在的预定的形状。"宏观"用作前缀是指其修饰的术语具有高度大于lmm的横截面轮廓。"节距"在用于周期性结构阵列时是指沿着与第二面内轴线平行方向 测量的、投影到薄膜主体的同一平面上的、两个相邻的峰或两个相邻的谷 之间的距离。节距在用于可变结构阵列时是指沿着与第二面内轴线平行方 向测量的两个相邻几何特征物的相对最高处或相对最低处之间的距离。"平均节距"指多个节距分布的平均值。"金属表面"及其明显变体是指由金属或金属合金涂敷或形成的表 面，其中所述金属合金还可以包含准金属。"金属"指通常可通过延展 性、柔韧性、光泽、导热性和导电性来表征的诸如铁、金、铝等元素，这 些元素可与羟基形成碱，并可置换出酸中的氢原子而形成盐。"准金属"是指具有某些金属性质和/或可与金属形成合金(例如半导体)的非金属元 素，并且准金属还包括含有金属和/或准金属掺杂剂的非金属元素。"微"用作前缀是指其修饰的术语具有高度等于或小于lmm的横截面 轮廓。优选地，该横截面轮廓的高度为0.5mm或以下。更优选地，该横截 面轮廓的高度为0.05mra或以下。"取向的"指具有各向异性介电张量，该介电张量具有一组相应的各 向异性的折射率。名词"取向"指处于被取向的状态。"单轴取向"指两个主折射率基本相同。"单轴拉伸"包括其明显的变体，是指抓持住制品的相对的边缘并且 仅在一个方向对该制品进行物理拉伸的行为。本发明所述的单轴拉伸应该 包括由于，例如，剪切作用(会在薄膜的一些部分中引起瞬时的或相对极 少量的双轴拉伸)而在薄膜的均匀拉伸过程中产生的些许非理想状态。真 正单轴拉伸是单轴拉伸的特殊的子集，其中在薄膜的垂直于拉伸方向的面 内方向中，材料是相对未受到限制的，从而形成单轴取向。 "结构表面"指其上具有至少一个几何特征物的表面。 "结构化表面"指通过任何会赋予表面所需的一个几何特征物或多个 几何特征物的技术所产生的表面。"可变角度"指在同一个制品或薄膜上，针对可视为相同的多个特征 物的横截面所具有的相应的边而言，具有类似的横截面几何形状的所有特 征物并不是都具有相同的倾角，该倾角是一条给定的边(可根据需要延 伸)与薄膜主体平面之间形成的夹角。在许多具体情况中，所述特征物可以类似于，例如，近似的简单的几 何形状。例如，就横截面而言，所述特征物可以类似于简单的几何多边 形，例如三角形或四边形。这样的特征物具有可识别的边和顶点。实际 上，边可以是弯曲的或"波状的"，且顶点可以为圆顶，但是总体上的几 何形状要保持为是可分辨的。在许多这样的情况中，可以，例如，通过拟 合这样一条直线来分辨平均倾斜度，所述直线贯穿所述边的中间部分，并 排除了在该边的峰顶处(相对于薄膜主体为最高处)和/或谷底处(相对于 薄膜主体为最低处)由于缺陷或设计倒圆而引入的不规则部分。此外，通过把代表了界定和限定每一个顶点的两条边的线加以延伸并 使其相连，可估测出不同顶点的顶角。在此文中，"可变角度"指在同一 制品或薄膜上，针对可视为相同的多个特征物的横截面所具有的相应的边 而言，具有类似的横截面几何形状的所有特征物并不是都具有相同的倾角，和/或各特征物之间相应顶点的顶角有差异，其中所述倾角是一条给定 的边(可根据需要延伸)和薄膜主体平面之间形成的夹角。在其它这样的 情况中，边的中间部分被有意设计成具有特定的曲率，例如，根据理想化 参数公式，边的曲率大致沿着横截面边缘从谷延伸到峰。在此文中，"可 变角度"还包括不同特征物之间相应的边从谷到峰的理想化弯曲部分的起 点和终点参数的变化。"波长"指在真空中测量的等效波长。在分层薄膜的情况下，除非另外指明，否则"单轴"或"真正单轴" 应该适用于薄膜的各层。就节距而言"非周期的"指非规则重复的图案，例如，节距的分布不具有规则的 或周期性的间距；"准非周期的"指在限定的长度(范围可从lmm至数米)内，表面特 征物的集合具有非周期的节距系列(progression);准非周期分布可以通过在更长的长度上重复某一特定的非周期图案、从而在更大的尺度(例如，lcm到100cm甚至到10m)上形成表面特征物系列的方式形成；以及"随机"指除了受到所选平均值和分布函数约束外，不存在任何故意 设置的顺序。对于具有表面特征物集合的薄膜而言，可通过选择节距平均值及该平 均值所容许的近似值的分布函数来得到随机系列的节距。该分布函数可采 取多种形式，例如，泊松分布、截断正态分布(例如，通过选择上、下界 和重新归一化)或者均匀分布。均匀分布将为在指定的上界和下界之间的所有值提供相等的概率。例如，实例中的10%随机的情况具有一个平均节 距，及相对于该平均值+10%的上界和-10%的下界。实例中的100%随 机的情况具有一个平均节距，及相对于该平均值+100% (即，为平均值的 两倍)的上界和-100% (即，基本为零)的下界。伪随机图案常常被认为 是一种特殊的系列，它是通过选择平均值和分布、并通过利用随机或伪随 机数值生成器来获得逐个的节距值(展开该系列)而得出的。在本说明书 的上下文中，术语随机可以包含这样的伪随机顺序。


在以下对本发明的多个实施例进行的详细说明中，通过结合附图可以更彻底地理解本发明，其中图1是使用一种方法制造的薄膜的截面图；图2A-2E是一些可供选择的实施例的制品的剖视图；图3A-3W示出可以使用一种方法制造的几何特征物的一些可供选择的 轮廓的截面图；图4是制造结构化薄膜的一种工艺的示意图；图5是可变节距的微结构化双折射薄膜的透视图；图6A和6B分别是具有常量PS及变量BW的可变节距的微结构化 双折射薄膜的侧视图和俯视图；图7A和7B分别是具有变量PS及常量BW的可变节距的微结构化 双折射薄膜的侧视图和俯视图；图8A和8B分别是具有变量PS及变量BW的可变节距的微结构化 双折射薄膜的侧视图和俯视图；图9A-9C是具有10%随机节距的示例性样品的边视图形式的扫描电 镜(SEM)图像；图10A和10B是具有10%随机节距的示例性样品的俯视图形式的 SEM图像；图11A-11C是具有100%随机节距的示例性样品的边视图形式的SEM图像；图12A和12B是具有100%随机节距的示例性样品的俯视图形式的 SEM图像。本发明可修改为各种修改形式和替代形式。本发明的细节仅以实例的 方式在图中示出。但其目的不是将本发明限定于所描述的具体实施例。相 反，其目的在于涵盖落入本发明精神和范围之内的所有修改形式、等同形 式和可供选择的形式。
具体实施方式
微结构化制品通过一种示例性工艺制造的制品和薄膜通常包含主体部分和表面结构 部分。图1显示的是根据不同实施例制造的薄膜的端视图。图2A-2E示 出可以通过一种特定的工艺制造的一些可供选择的实施例的薄膜的剖视 图。图3A-3W示出具有结构化表面的制品的几何特征物的一些可供选择的 实施例。参见图1，薄膜9包括具有一定厚度(Z)的主体或平台部分11，以 及具有一定高度(P)的表面部分13。表面部分13包含一系列平行的在 凹槽方向大体为连续的几何特征物15，此处显示的为直角棱柱。几何特征 物15各自具有底宽(BW)和峰一峰间距(PS)。该薄膜的总厚度T等于 P + Z之和。底宽通常表示，例如，投影在薄膜主体的同一平面上的特征 物间的谷一谷间距。主体或平台部分11包含制品在薄膜9的底表面17与表面部分13 的最低点之间的部分。在一些情况中，该部分可以在制品的整个宽度(W)上为恒定的尺寸。在其它情况中，由于存在几何特征物的峰高或谷深发生 变化的情况，所以所述尺寸可以是变化的。参见图2E。薄膜9具有第一面内轴线18、第二面内轴线20和第三轴线22。在 图1中，第一面内轴线18大体与几何特征物15的长度方向平行。在图 1中，第一面内轴线与薄膜9的末端垂直。这三个轴彼此互相垂直。一般来讲，薄膜是通过拉伸工艺制得的。薄膜可以是非取向的(各向 同性的)、单轴取向的或双轴取向的。可在拉伸前或拉伸后，使用各种方 法将特征物赋予薄膜。在某些情况中，优选单轴取向薄膜。可采用各种各样的方法来制造单轴取向薄膜。可以通过测定薄膜沿第 一面内轴线方向的折射率(n》、沿第二面内轴线方向的折射率(n2)和沿 第三轴线方向的折射率(n3)的差值来测量单轴取向。利用该方法制造的 单轴取向薄膜可以具有这样的关系n2且n3。另外，n2与m 的差值大体等于&与m的差值。优选地，通过一种特定方法制造的薄膜 可以是真正单轴取向的。也可以使用一种方法制造针对所关注波长的相对双折射率为0.3或以 下的薄膜。在另一个实施例中，相对双折射率小于0.2;在又一个实施例 中，相对双折射率小于0.1。相对双折射率是根据下列表达式测定的绝对值I n2_ n3 |/|n! - (n2 + n3)/2 |可以使用一种方法制造具有至少两个棱柱状或透镜状几何特征物的薄 膜。几何特征物可以是一种伸长的结构，其通常与薄膜的第一面内轴线平 行。如图1所示，结构化表面具有一系列直角棱柱15。然而，也可使用 其他几何特征物以及它们的组合。例如，参见图2A-2E和图3A-3W。图 2A显示几何特征物的底部无需彼此接触。图2B显示几何特征物可具有圆 顶形的峰和弯曲的面。图2C显示几何特征物的峰可以是平的。图2D显 示薄膜的两个相背对的表面均可为结构化的表面。图2E显示几何特征物 的平台厚度、峰高和底宽都可以不同。图3A-3W示出可用于提供结构化表面的其它横截面形状。这些附图进一步表明几何特征物可以具有凹陷(参见图3A-I和3T)或凸起(参见图 3J-3S和3U-W)。在特征物具有凹陷的情况下，位于凹陷之间的较高的区 域可被视为如图2C所示的凸起型特征物。可以使用各种方法来提供各种特征物实施例，可以以任何方式将这些 实施例组合，从而得到所需的结果。例如，水平表面可以将具有圆弧型顶 峰或平坦式顶峰的特征物隔开。此外，可以在任何这些特征物上使用曲 面。如从附图中可以看出的那样，可以利用所述这些方法提供任何所需几 何形状的特征物。它们可以是相对于薄膜的z轴(厚度)为对称或不对称 的。它们可包含单一一个特征物、排布成所需图案的多个相同的特征物、 或者排布成所需图案的两个或更多个特征物的组合。另外，在整个结构化 表面上，特征物的尺寸(例如，高度和/或宽度)可以是相同的。作为另外 一种选择，各个特征物的尺寸可以是不同的。制造结构化制品的一种方法包括提供这样的聚合物树脂，其可以通过 压花、浇铸、挤出或其它非机械加工技术而获得所需的结构化表面，其中 所述非机械加工技术不涉及切割或其它固体材料成形方法，而是利用该技 术使流动性的液体或粘弹性材料成形，然后定型成固体。既可以在所需制 品成形的同时提供结构化表面，也可以在制品成形后将结构化表面赋予树 脂的第一表面上。将参照图4对该方法作进一步说明。图4是制造具有结构化表面的薄膜的一种方法的示意图。在该方法 中，提供了工具24，该工具包含薄膜的所需结构化表面的负像，并且所述 工具借助主动辊26A和26B前进并经过模头28的孔(图中未示出)。 模头28包含熔融装置组件的排料点，在此该熔融装置组件包括具有用于 容纳颗粒状、粉末状等干态聚合物树脂的进料斗32的挤出机30。熔融树 脂从模头28流到工具24上。在模头28和工具24间留有间隙33。熔 融树脂与工具24接触并硬化，从而形成聚合物薄膜34。然后在脱模辊 36处，从工具24上剥离薄膜34的前缘。随后，如果需要可以在此处将 薄膜34引向拉伸装置38。然后，可以将薄膜34在工位40处缠绕成连 续的巻。可以利用多种技术赋予薄膜以结构化的表面。这些技术包括间歇技术 和连续技术。它们涉及提供这样的工具，该工具具有为所需结构化表面 的负像的表面；使聚合物薄膜的至少一个表面与该工具接触，接触的时间 和条件应足以使聚合物形成所需结构化表面的正像；以及从该工具上取下 具有结构化表面的聚合物薄膜。通常，工具的负像表面包括金属表面，其 常常涂敷有脱模剂。虽然模头28和工具24被描述为采用相互垂直的布置，但是也可以 采用水平布置或其它布置方式。无论采用哪种具体的布置，模头28都会 在间隙33处将熔融树脂提供给工具24。安装模头28的方式应该允许模头28向着工具24移动。这样允许将 间隙33调整到所需的间距。间隙33的大小为熔融树脂的组成、其粘度 以及足以将熔融树脂基本填满所述工具所需的压力的函数。熔融树脂具有粘性，因此优选的是可以可任选地采用施加真空、压 力、温度、超声振动或机械加工的手段基本填满工具24的空腔。当树脂 基本填满工具24的空腔时，可认为薄膜所得的结构化表面被复制完成。在树脂为热塑性树脂的情况下，通常向进料斗32提供固体形式的树 脂。通过挤出机30提供充足的热量，从而将固体树脂转变为熔融物料。 通常，使所述工具在热的主动辊26A上通过而使其被加热。可以通过，例 如，使循环热油通过主动辊26A的方式或者通过感应加热主动辊26A的 方式来加热主动辊26A。工具24在辊26A位置处的温度通常高于树脂的 软化点，但低于树脂的分解温度。在使用可聚合树脂(包括部分聚合的树脂)的情况下，树脂可以被直 接倒入或泵送到向模头28供料的分配器中。如果所述树脂为活性树脂， 则该方法可以包括一个或多个固化该树脂的附加步骤。例如，所述树脂可 以通过以下方法固化，所述方法为使所述树脂在合适的诸如光化辐射之类 的辐射能量源(例如，紫外线、红外辐射、电子束辐射、可见光，等等) 下暴露足以使所述树脂硬化并可从工具24上取下的时间。可以采用多种方法冷却熔融的薄膜以使该薄膜硬化，从而进行进一步 加工。这些方法包括向挤出的树脂喷水、使该工具的非结构化表面与冷却 辊接触或者将空气直接吹向薄膜和/或工具。前述讨论集中于同时形成薄膜和结构化表面的技术。另一项可用技术 包括使工具与预成形薄膜的第一表面接触。接着使压力和/或热量作用于膜 /工具的组合，直到薄膜的表面软化到足以在薄膜上产生所需的结构化表面 为止。优选地，使薄膜表面软化到足以完全填满工具中的空腔。随后，冷 却薄膜并从母模上将其取下。如前所述，所述工具包含所需结构化表面的负像(即，负像表面)。 因此，在预定图案中，所述工具包含凸起和凹陷(或空腔)。所述工具的 负像表面可以与树脂接触，从而在结构化的表面上形成相对于第一或第二 面内轴线为任何定位方式的几何特征物。因此，例如，图1所示的几何特 征物既可与制品的纵向(或长度方向)平行，也可与制品的横向(或宽度 方向)平行。在复制步骤的一个实施例中，树脂至少填满50%的工具空腔。在另一个实施例中，树脂至少填满75%的工具空腔。在又一个实施例中，树脂至 少填满90%的工具空腔。在又一个实施例中，树脂至少填满95%的工具 空腔。在另一个实施例中，树脂至少填满98%的工具空腔。在许多应用中，当树脂至少填满75%的空腔时，可得到足够的负像保 真度。然而，当树脂至少填满90%的空腔时，将得到更佳的负像保真度。 当树脂至少填满98%的空腔时，将得到最佳的负像保真度。用于产生所需结构化表面的工具在其负像表面上可以具有含有含氟苯 并三唑的涂层。优选存在该含氟化合物；某些聚合物不需要使用含氟化合 物，而有些聚合物需要使用含氟化合物。优选使含氟苯并三唑在工具上形 成基本为连续的单分子层薄膜。短语"基本为连续的单分子层薄膜"表示 在分子结构允许的情况下，各个分子尽可能紧密地堆积在一起。据信，该 薄膜的自组装方式为该分子的三唑基团附着在工具的金属/准金属表面的 有效区域，并且氟烃尾部侧基大体朝向外界面排列。单分子层薄膜的有效性以及单分子层薄膜在表面上形成的程度通常取 决于化合物与工具的具体金属或准金属表面间的结合强度、以及涂膜表面 的使用条件。例如，某些金属或准金属表面可能要求粘性高的单分子层薄 膜，而其它这样的表面要求单分子层薄膜具有低得多的结合强度。可用的 金属和准金属表面包括可以与化合物成键的任何表面，并且优选地形成单分子层或基本上连续的单分子层薄膜的任何表面。用于形成所述单分子层 薄膜的合适表面的实例包括含有铜、镍、铬、锌、银、锗以及它们的合金 的那些。可以通过使表面与数量足够覆盖整个表面的含氟苯并三唑接触的方法 来形成单分子层或基本上连续的单分子层薄膜。可以将此类化合物溶解在 合适的溶剂中，然后将该组合物涂布于所述表面上，并使之干燥。合适的溶剂包括乙酸乙酯、2-丙醇、乙酸酯、2-丙醇、丙酮、水以及它们的混合 物。作为另外一种选择，可以以蒸汽相的形式将含氟苯并三唑沉积在表面 上。可以通过使用溶剂冲洗基底和/或通过使用处理过的基底的方法来除去 任何过量的化合物。已经发现，含氟苯并三唑不仅可与金属和准金属表面发生化学键合， 而且它们还为这些表面提供，例如，脱模特性和/或耐腐蚀特性。这些化合 物的特征在于它们具有可以与金属或准金属表面(例如，母模工具)键合 的头部基团，以及在极性和/或官能性方面与待脱离的材料适当不同的尾 部。这些化合物形成单分子层或基本为单分子层的耐用的自组装薄膜。含氟苯并三唑包括由下式表示的那些其中Rf为CnF2n+1-(CH2)m-，其中n为1至1J 22的整数，m为0或1到 22的整数；X为-C02-、 -S03-、 -C0NH-、 -0-、 -S-、共价键、-S02NR-或 者-NR-，其中R为H或d至U C5亚烷基；Y为-CH2-，其中z为0或 1; R'为H、低级垸基或Rf-X-Yz-，前提是当X为-S-或-0-时，m为 0，并且z为0， n为2 7，而当X为共价键时，m或z至少为1。优 选的是，n+m等于8至20的整数。一类可用作脱模剂的、特别有用的含氟苯并三唑组合物包含一种或多 种由下式表示的化合物<formula>formula see original document page 16</formula>其中Rf为CnF2n+1-(CH2)m-，其中n为1至lj 22， m为0或1至!J 22的 整数；X为-C02-、 -S03-、 -S-、 -0-、 -CONH-、共价键、-S02NR-或-NR-，其中R为H或C,至lj C5亚烷基，并且q为0或1; Y为d - C4亚 垸基，并且z为0或1; R'为H、低级烷基或Rf-X-Yz。这些物质在美 国专利6， 376， 065中有所描述。一种方法可以包括拉伸步骤。例如，制品可以是单轴(包括单一轴 向)取向的，或双轴取向的。另外，本发明的方法可以可任选地包括在拉 伸之前进行的预处理步骤，例如设置烘箱或其它装置。预处理步骤可包括 预热区和均热区。本发明的方法还可以包括后处理步骤。例如，可首先使 薄膜热定型并且随后进行淬火。通常，用于制品或主体的聚合物可为结晶、半结晶、液晶或无定形的 聚合物或共聚物。应该理解，在聚合物领域中普遍认为聚合物通常不是完 全结晶的，因此就制品或主体而言，结晶或半结晶的聚合物是指那些非无 定形的聚合物，并且包括任何通常被称为结晶性、部分结晶性、半结晶性 等的那些材料。在本领域中，液晶聚合物(有时也称为刚性棒状聚合物) 被理解为具有不同于三维晶序的某种长程有序的形式。对于制品或本体，可以使用任何可熔融加工或可固化的聚合物来成 膜，由于这些聚合物的加工工艺，或最终制品的稳定性、耐久性或柔韧 性，而使得所得到的薄膜是特别有用的。所述聚合物可包括(但不限于) 以下种类的均聚物、共聚物、以及可被固化为聚合物的低聚物，所述种类 为聚酯类(如，聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯(如，聚对苯二甲酸乙二醇 酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸-l，4-环己烷二亚甲基二醇酯)、聚联苯甲酸亚乙基酯、聚萘二甲酸亚垸基二醇酯(如，聚萘二甲酸 乙二醇酯(PEN)及其异构体(如，2， 6-、 1，4-、 1，5-、 2， 7-和2， 3-PEN)和聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)及其异构体)、以及液晶聚酯)；聚 芳酯类；聚碳酸酯类(如，双酚A的聚碳酸酯)；聚酰胺类(如，聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺69、聚酰胺610、和聚酰胺612、芳族聚酰胺和聚邻苯二甲酰胺)；聚醚-酰胺类；聚酰胺-酰亚胺类；聚酰亚胺类(如，热塑性聚酰亚胺和聚丙烯酰亚胺)；聚 醚酰亚胺类；聚烯烃或聚亚烷基聚合物类(如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁 烯、聚异丁烯和聚(4-甲基)戊烯)；离聚物类，例如Surlyn (可得自位 于美国特拉华州Wilmington市的E. I. du Pont de Nemours & Co.);聚乙酸乙烯酯；聚乙烯醇以及乙烯-乙烯醇共聚物；聚甲基丙烯酸酯类(如，聚甲基丙烯酸异丁酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸乙酯和聚甲基丙烯酸甲酯)；聚丙烯酸酯类(如，聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯和聚丙烯 酸丁酯)；聚丙烯腈；含氟聚合物类(如，全氟垸氧基树脂、聚四氟乙 烯、聚三氟乙烯、氟化乙烯-丙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚三氟 氯乙烯、聚乙烯-co-三氟乙烯、聚(乙烯-alt-三氟氯乙烯)、禾n THV (3MCO.));氯化聚合物类(如，聚偏二氯乙烯和聚氯乙烯)；聚芳醚酮类(如，聚醚醚酮("PEEK"));脂肪族聚酮类(如，乙烯或丙烯与二氧化 碳形成的二元共聚物以及乙烯和丙烯与二氧化碳形成的三元共聚物)；具 有任何立构规整度的聚苯乙烯类(如，无规立构聚苯乙烯、全同立构聚苯 乙烯和间规立构聚苯乙烯)和具有任何立构规整度的环取代或链取代聚苯 乙烯类(如，间规立构聚-a-甲基苯乙烯和间规立构聚二氯苯乙烯)；这 些聚苯乙烯类材料的任何共聚物和共混物(如，苯乙烯-丁二烯共聚物、苯 乙烯-丙烯腈共聚物和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)；乙烯基萘类； 聚醚类(如，聚苯醚、聚(二甲基苯醚)、聚环氧乙烷和聚甲醛)；纤维素 类(如，乙基纤维素、醋酸纤维素、丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素和硝酸 纤维素)；含硫聚合物(如，聚苯硫醚、聚砜、聚芳砜和聚醚砜)；硅氧垸树脂类；环氧树脂类；弹性体(如，聚丁二烯、聚异戊二烯和氯丁橡 胶)和聚氨酯类。也可使用两种或多种聚合物或共聚物的共混物或掺混 物。使用半结晶性聚合物(特别是聚酯)来复制表面是比较困难的。在复 制工艺中，除非使用了诸如上述的含氟苯并三唑涂层的处理方法，否则半 结晶性聚合物通常会紧紧粘附在工具上。结果，难以从未经处理的工具上 除去这类聚合物而不损坏复制表面。可用于制品或主体的半结晶性热塑性聚合物的实例包括半结晶聚酯。这些材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚 萘二甲酸乙二醇酯。己经发现，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸 乙二酯在内的聚合物具有许多期望的性质。用于聚酯的合适的单体和共聚单体可为二醇类或者二羧酸或二羧酸酯 类。二羧酸类共聚单体包括(但不限于)对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、所有同分异构的萘二甲酸(2，6-、 1，2-、 1，3-、 1，4-、 1，5-、 1，6_、 1，7-、 1，8-、 2，3-、 2，4-、 2， 5-、 2，8-萘二甲酸)、联苯甲酸(例如 4，4'-联苯二甲酸及其异构体)、反式-4，4'-均二苯乙烯二羧酸及其异构 体、4，4'-二苯醚二甲酸及其异构体、二羧基-4， 4'-二苯砜及其异构体、二 羧基-4，4'-二苯甲酮及其异构体、卤代的芳香族二羧酸(例如2-氯对苯二 甲酸和2，5-二氯对苯二甲酸)、其它取代的芳族二羧酸(例如叔丁基间苯 二甲酸和磺化间苯二甲酸钠)、环烷烃二甲酸(例如1，4-环己垸二甲酸及 其异构体和2，6-十氢萘二甲酸及其异构体)、双环或多环的二羧酸(例如 各种同分异构的降莰烷二甲酸和降冰片烯二甲酸、金刚烷二甲酸和双环辛 垸二甲酸)、垸烃二甲酸(例如癸二酸、己二酸、草酸、丙二酸、丁二 酸、戊二酸、壬二酸以及十四垸双酸)、任何稠环芳族烃(例如茚、蒽、 菲、苯并萘、芴等)的同分异构的二羧酸。可使用其它的脂族、芳族、环 烷烃或环烯烃的二羧酸。作为另外一种选择，诸如对苯二甲酸二甲酯之类 的这些二羧酸单体的任何酯均可以代替二羧酸本身或与其组合。合适的二醇类共聚单体包括(但不限于)直链或支链的烷基二醇或二 元醇(例如乙二醇、丙二醇(如1,3-丙二醇)、丁二醇(如1，4-丁二 醇)、戊二醇(如新戊二醇)、己二醇、2,2，4-三甲基-1，3-戊二醇和更高 级的二醇)、醚二醇(例如二甘醇、三甘醇和聚乙二醇)、链-酯二醇 (chain-ester diol)(例如丙酸-3-羟基-2， 2-二甲基丙基-3_羟基-2， 2-二 甲基丙基-3-羟基-2，2-二甲酯)、环烷烃二醇(例如1，4-环己烷二甲醇及 其异构体和1,4-环己二醇及其异构体)、双环或多环的二醇(例如各种同 分异构的三环癸烷二甲醇、降莰垸二甲醇、降冰片烯二甲醇和双环辛烷二 甲醇)、芳香族二醇(例如1，4-苯二甲醇及其异构体、1，4-苯二酚及其异 构体、双酚(如双酚A)、和2， 2'-二羟基联苯及其异构体、4，4'-二羟甲 基联苯及其异构体、以及1，3-双(2-羟基乙氧基)苯及其异构体)、以及这些二醇的低级烷基醚或二醚(例如二醇的双甲醚或双乙醚(dimethyl or diethyl diol)。可使用其它的脂族、芳族、环烷基和环烯基的二醇。也可使用可以起到为聚酯分子提供支化结构的作用的三官能或多官能 共聚单体。它们可以是羧酸、酯、含羟基化合物或醚类型的物质。其实例 包括(但不限于)偏苯三酸及其酯、三羟甲基丙烷和季戊四醇。其它适合作为共聚单体的单体为具有混合官能团的单体，包括羟基 羧酸类，例如对羟基苯甲酸和6-羟基-2-萘甲酸、以及它们的异构体；以 及具有混合官能团的三官能或多官能的共聚单体，例如5-羟基间苯二甲酸合适的聚酯共聚物包括PEN的共聚物(如，2，6-、 l，4-、 l，5-、 2,7-和/或2，3-萘二甲酸或其酯与以下物质形成的共聚物(a)对苯二甲 酸或其酯；(b)间苯二甲酸或其酯；(c)邻苯二甲酸或其酯；(d)烷基二 醇；(e)环烷烃二醇(如，环己垸二甲醇)；(f)垸基二甲酸；禾卩/或(g) 环烷烃二甲酸(如，环己垸二甲酸))、以及聚对苯二甲酸亚垸基二醇酯 的共聚物(对苯二甲酸或其酯与以下物质形成的共聚物(a)萘二甲酸或 其酯；(b)间苯二甲酸或其酯；(C)邻苯二甲酸或其酯；(d)烷基二醇； (e)环烷烃二醇(如，环己垸二甲醇)；(f)烷基二甲酸；和/或(g)环 垸烃二甲酸(如，环己烷二甲酸))。所述的共聚聚酯也可为颗粒料的共 混物，其中至少一个组分是以某一种聚酯为基础的聚合物，其它的一个或 多个组分是其它的聚酯或聚碳酸酯(为均聚物或共聚物)。在本发明的一些实施例中，聚酯与聚碳酸酯的挤出物是一种特别有用 的聚合物。普遍认为，从这两类聚合物中选出的聚合物被共挤出时会发生 酯交换反应，但这种酯交换反应比较缓慢并且不可能在挤出过程中完成， 从而得到真正的无规共聚物。因而，挤出聚酯一聚碳酸酯可能会产生这样 一种挤出物，该挤出物可以从双组分聚合物共混物形式连续过渡到均匀共 聚物形式，但最为典型的是产生既具有部分嵌段共聚物特性又具有部分聚 合物共混物特性的挤出物。可变节距的微结构化双折射制品在某些实施例中，具有可变节距或具有可变角度特征物的微结构的薄 膜可以具有下列特征。该薄膜具有至少两个用双折射聚合物制造的表面特征物。每个特征物都具有沿着薄膜第一面内方向(凹槽方向)的连续横截 面。该横截面位于由第二面内方向(横跨凹槽方向，与第一面内方向和薄 膜平面的法向方向正交)形成的平面内。沿着任何横截面，特征物的集合 均具有平均底宽和在该平均值附近变化的底宽分布。在一些实施例中，横截 面内特征物的底宽分布既不是单调递增的也不是单调递减的。例如，特征物的可变节距可以包括随机节距、非周期性节距、准非周 期性节距或它们的组合。节距可以在第一具体值和第二具体值之间变化并 且可能是在这些值范围内的随机值。制品中与结构化表面相背对的表面可 以是平坦的、光滑的、粗糙的、结构化的，或者具有其它类型的表面特 征。在一些实施例中，所述制品或薄膜可以与延迟片、波片、多层光学 膜、IR滤波器、圆偏振片或所有这些物品一起使用。此外，可变节距的微 结构化制品的优点在于它们能够隐藏薄膜中的小缺陷。该优点可以大大提冋广里o当给定的特征物沿着凹槽方向的横截面发生变化时，诸如节距、角 度、高度或深度之类的变化的幅度以及该变化幅度的变化率可以在工艺和/ 或制品的质量和功能中起到重要作用。例如，形成结构时形状的保真度、 或者形状保持的质量、甚至薄膜的完整性都可能发生改变。必需在所需用 途的背景下考虑这些因素对适用性的影响。表面特征物的相对位置决定光通过薄膜的相长干涉和相消干涉的模 式。在许多情况下，希望通过随机改变表面特征物相对位置的方法来使干涉效应最小化。在特定的长度范围内(例如0.5mm)，特征物可以是邻接 (即，接触)的。当特征物或平台背面的材料相同时，该材料可以具有较 低的相对双折射率。沿着第一面内方向，特征物集合的横截面可以具有平 均底宽和在该平均值附近变化的底宽分布，其中所述平均底宽基本保持为 定值。特征物横截面的集合可以沿着第一面内方向变化。特征物可以具有 相似的形状，而其尺寸可能不同(例如高度不同，但顶角相同的直角三角 形形状)。作为另外一种选择，特征物可以具有相异的形状。一种用于形成具有可变节距微结构物的薄膜的工艺可以包括至少两个 步骤。首先，形成至少三个与上面确定的外观一致的表面特征物。其次， 沿着薄膜的第一面内方向拉伸薄膜。作为另外一种选择，所述方法可以包括下列其它特征。拉伸后的平均 底宽可以小于拉伸前的初始底宽。拉伸可以使聚合物在至少三个表面特征 物内是双折射的。拉伸工艺可以是真正单轴的，因而可使表面特征物的形 状保持程度保持在较高的水平并使表面特征物的相对双折射率较低。保持表面特征物沿着横截面方向的总体形状(例如，顶角和边相对于 薄膜平面的倾角)通常是有利的。例如，在模糊滤光器应用中，锯齿的倾 斜表面的倾斜度和它的几乎垂直的侧壁直接影响处于两个垂直偏振状态的 光的相对发散度。所述拉伸工艺减小了典型表面特征物的尺寸。然而，一 些形式的拉伸(例如真正单轴拉伸)基本保持了单个表面特征物的形状。 例如，近似直角三角形的表面特征物在拉伸后基本保持着直角三角形的形 状。虽然单轴拉伸期间表面特征物的线性尺寸发生改变，但该结构的角度 特征值基本保持。在某些实施例中，薄膜可以被拉伸、结构化，然后再次 被拉伸。本发明的方法中通常可以使用准非周期性特征物。可以在聚合物浇铸 薄膜或料片的表面形成此类特征物。可以沿着凹槽方向(或者在可变横截 面特征物的情况下的平均凹槽方向)拉伸(牵拉)该薄膜，其中所述拉伸 可以产生或不产生取向。作为另外一种选择，可以在预取向的聚合物薄膜 上形成这样的特征物。可以通过多种方法来实现具有双折射的准非周期性表面特征物的薄膜 的特定光学性能。在一种方法中，可以选用非周期性的节距系列(即，底 宽系列)来突破相长干涉和相消干涉的极限。可以有意选择一种图案，以 消除不同特征物空间内的共同因素。在另一种方法中，可以利用选定的随 机计算法来选择图案，从而使预期的平均值与预定的底宽分布一致。在另 一种方法中，可以通过这样的工艺来形成图案，所述工艺会凭借(例如) 金刚石车削突变方法而随机改变切削的深度。 一种金刚石车削方法的实例在美国专利NO. 6,354,709中有所描述。其替代工艺包括挤出、复制于薄 板上、用辊挤入辊隙中、压花和模铸。利用这些方法可以形成准非周期性结构物的阵列，对于沿着凹槽方向 的特征物集合而言，所述阵列具有恒定的横截面(即，集合中的每个具体 特征物顺着凹槽方向具有一致的、恒定的横截面尺寸和形状)，或者对于沿着凹槽方向的特征物集合而言，所述阵列具有可变的横截面(即，集合 中的每个具体特征物顺着凹槽方向具有变化的横截面尺寸或形状)。制品可以可选地包括(但不必须)位于制品的一个或多个表面上的或 位于制品之间的折射率匹配材料或者折射率匹配液。它们也可以可选地层 叠或者粘附在诸如玻璃、有机玻璃或塑料之类的密封板上。制品可以利 用，例如，上述的和实例中的材料并采用图4所示和参照图4所述的工艺 制成。可变节距的微结构化薄膜的实例在图5、 6A、 6B、 7A、 7B、 8A和8B 中示出。在这些图中，未按比例绘制侧视图中的平台z和振幅，以及俯视 图中的沿着凹槽方向的变化和倾斜度。(具有可变角度特征物的薄膜的实 例在图2E中示出。)图5是具有固定PS的可变节距的微结构化双折射薄膜的一部分的透 视图。薄膜300具有结构化表面304和相背对的表面302。与具有周期 性结构物的薄膜(例如，如图2A或2B所示)不同，薄膜300的顶峰 (例如顶峰306)没有形成平行于第一面内轴线的直线。相反，允许图5 所示的棱柱的峰高沿着其长度方向连续变化。同样，还允许谷(例如谷 308)深连续变化。图6A和6B分别是具有常量PS和变量BW的可变节距的微结构化 双折射薄膜310的一部分的侧视图和俯视图。在图6A中，薄膜310的 侧视图示出沿着凹槽方向的两个位置处的横截面312和314。薄膜310 具有常量PS，如由PS12、 PSa和PS34所表示的基本相同的距离所示，其中 PSxy是峰Px禾卩Py间的距离。此外，薄膜310具有变量BW，如由BW,、 BW2和BW3所表示的不同距离所示，其中BWX是峰Px的两个谷之间的距 离。在图6B中，薄膜310的俯视图示出了投影后的峰的轮廓318和谷 的轮廓316。图7A和7B分别是具有变量PS和常量BW的可变节距的微结构化 双折射薄膜320的一部分的侧视图和俯视图。在图7A中，薄膜320的 侧视图示出沿着凹槽方向的两个位置处的横截面322和324。薄膜320 具有变量PS，如由PS12、 PS23和PS34所表示的不同距离所示，并且薄膜 320具有常量BW，如由BW^ BW2和BW3所表示的基本相同的距离所示。在图7B中，薄膜320的俯视图示出了投影后的峰的轮廓328和谷的轮 廓326。图8A和8B分别是具有变量PS和变量BW的可变节距的微结构化 双折射薄膜330的一部分的侧视图和俯视图。在图8A中，薄膜330的 侧视图示出沿着凹槽方向的两个位置处的横截面332和334。薄膜330 具有变量PS，如由PS12、 PS23和PS34所表示的不同距离所示，并且薄膜 330还具有变量BW，如由BW^ BW2和BW3所表示的不同距离所示。在图 8B中，薄膜330的俯视图示出了投影后的峰的轮廓338和谷的轮廓 336。图9-12是具有10%和100%随机节距的样品的图像。图9A-9C和 10A-10B分别是具有10%随机节距的示例性样品的边视图形式和顶视图形 式的SEM图像。图11A-11C和12A-12B分别是具有100%随机节距的示 例性样品的边视图形式和顶视图形式的SEM图像。根据本发明制造的薄膜可用于多种产品中，所述产品包括轮胎帘线、 过滤介质，磁带背衬、诸如皮肤擦拭物之类的擦拭物、微流薄膜、模糊滤 光器、偏振片、反射偏振片、二向色偏振片、经排列的反射/二向色偏振 片、吸收偏振片、延迟器(包括z轴延迟器)、衍射光栅、偏振光分束器 和偏振衍射光栅。薄膜本身可以构成具体元件或者可被用作其它元件的部 件，所述元件例如为轮胎、滤光器、粘合带和例如用于正投和背投系统的 分光器，或在显示器或微型显示器中用作增亮薄膜。在以上描述中，有时使用术语"第一"、"第二"、"第三"、"顶 部"和"底部"描述元件的位置。这些术语仅仅用于简化对本发明各种元 件(例如附图中示出的那些元件)的描述。不应将它们理解为对本发明的 元件可用方位做任何限制。而且，作为利用轴线进行描述的替代方法，可 以利用单个制品的或多个共同使用的制品的欧拉角描述它们的定位。因此，不应该认为本发明受限于上述的具体实例，而是应该理解为涵 盖权利要求书中明确阐述的本发明的所有方面。对于本领域的技术人员来 说，在阅览本发明的说明书之后，可以适用于本发明的各种不同的修改形 式、等同形式、以及多种结构都是显而易见的。权利要求书旨在涵盖这些 变化形式和手段。实例实例1 -制造经取向的微结构化薄膜该实例中使用可得自位于美国田纳西州Kingsport市的Eastman Chemical公司的特性粘度(I. V.)为0.74的聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)。干燥PET颗粒，从而去除残余水分，然后在氮气吹扫下将其装入挤出 机料斗。在挤出机和连续的熔融装置组件内在渐增温度范围为232°C到 282°C的条件下将PET挤出到温度被设定为282t:的模头中。在使模头贴 近工具之前，连续监测熔融装置组件的压力并在沿着熔融装置组件的最终 监测位置处取得平均值，其中在所述工具上同时形成聚合物薄膜和贴于工 具上的该薄膜第一表面上的结构物。该工具是一种由3M公司制造的具体组成不明的带状结构化镍合金， 在所述镍合金的经过电铸、焊接加工的部分上具有在浇铸薄膜上形成的结 构化表面的负像。该结构化表面具有一系列重复且连续的三角形棱柱。这 些三角形形成了锯齿状的图案。单个棱柱的底部顶点为与其邻接的结构物 所共有。所述棱柱沿着浇铸方向或纵向(MD)排列。在工具的结构化表面 上涂敷有含氟苯并三唑，其化学式为其中Rf为C8F17并且R为_(CH2)2-(如美国专利No. 6， 376， 065所公开 的那样)。所述工具被安装在温控转筒上，所述温控转筒提供使工具表面 沿着浇铸(MD)方向连续运动的动力。所述工具表面的实测温度平均为92 。C。使模头孔(熔化的聚合物通过该孔从熔融装置组件中流出)贴近转动 的带状工具，从而在工具和模头间形成最终的狭槽。随着模头和工具逐渐 靠近，沿着熔融装置组件的最终监测位置处的压力提高。最终压力与事先记录的压力之差称之为狭槽压降。本实例中，狭槽压降为7.37x106 Pa (1070 psi)，从而提供足以将熔化的聚合物压入由工具负像形成的结构化空腔中。通过工具旋转将由此形成的结构化薄膜从狭槽传送出来，并利用 辅助空气冷却法对所述结构化薄膜进行淬火，然后从工具上将其剥离并绕成巻。包括结构物的高度在内的浇铸薄膜的总厚度(T)为约510微米。浇铸并巻绕的聚合物薄膜准确地复制了工具结构。使用显微镜观察其 横截面，可以在薄膜表面上观察到这样的棱柱结构，该棱柱结构的顶角为 约85°，三角形一边与薄膜平台的水平面的倾角为20°，而另一条边与垂 线的夹角为15°。测得的轮廓显示具有预期的、近似直角三角形的外形， 以及直边和略微偏圆的顶点。经测量，聚合物薄膜表面上的复制棱柱的底 宽为44微米，高度(P)为19微米。峰一峰间距(PS)与底宽大致相 等。由于工具缺陷、复制工艺缺陷和热收縮效应，使得该薄膜存在一定的 缺陷并且与标称尺寸有微小差异。按照10:7的纵横比(沿凹槽方向垂直于凹槽方向)将结构化的浇铸 薄膜切削成片，再预热至在拉幅机加压鼓风区域内测得为约IO(TC，然后 使用间歇拉幅工艺沿着棱柱的连续的纵向方向以几近真正单轴的方式拉伸 到标称拉伸率为6.4并立即松弛到拉伸率为6.3。从6.4到6.3的松弛 是在可控制最终薄膜的收縮的拉伸温度下完成的。结构化表面保持了具有 适当的横截面直边(适当的平坦面)和大体相似的外形的棱柱形状。拉伸 后，通过显微镜测得的横截面底宽为16.5微米，峰高(P')为5.0微 米。测得的包括结构化高度在内的薄膜的最终厚度(T')为180微米。使 用可得自位于美国新泽西州Piscataway市的metricon公司的Metricon 棱镜耦合器测量拉伸薄膜背侧在632. 8nm波长下的折射率。沿着第一面内 方向(沿着棱柱)、第二面内方向(横穿棱柱)以及沿厚度方向测得的折 射率分别为1.672、 1.549和1.547。因此，该拉伸材料横截面内的相对 双折射率为0.016。在将所述薄膜置于光路中时，该薄膜提供漂移(双重)的图像，所述 图像随着置于薄膜和观察者之间的偏振片的旋转产生显著偏移。尽管本实例描述的是具有周期性结构的薄膜的制造方法，但同样的方 法和工序仍然适用于制造具有非周期性结构的薄膜。当随机节距的概率分布宽度增大到超过(例如)以经验证据为依据的特定的值时，可能有必要 修改工序。实例2 -可变节距的制品样品制备所述工具通过在3M Pneumo上对铜片材进行金刚石车削而成。不使用 任何油冷或液冷。所用金刚石的夹角为84度，将该金刚石固定，从而进 行这样的切削使得在形成垂直表面侧壁的同时还形成与水平方向呈6度 的偏角。切削后的工具经过BTA处理。然后，在压模机中压印聚合物薄 膜。工艺条件随模制材料而异。选择条件，使得在实现高保真性复制的同 时，避免结晶导致的雾度。如果样品显示出肉眼可见的雾度，就废弃该样 品。有时，发现使用冰浴有益于快速冷却薄膜。接着将样品切削成一定的尺寸，并使用任一商业实验室规模的间歇拉 幅机进行单轴取向。牵拉条件因材料、厚度和目标双折射率而异。然后， 通过在Metricon上测量的背面的性质来测试经拉伸的样品的折射率。利 用轮廓曲线仪测量工作面的几何结构特征物。通过利用SEM或光学显微镜 进行的横截面测量和检验，测出其它几何特征，例如峰尖锐度和谷的锐 度。
权利要求
1.一种结构化制品，包含(a)主体，具有(i)第一表面和第二表面；以及(ii)第一面内轴线、第二面内轴线和第三轴线，其中所述第一面内轴线和所述第二面内轴线相互垂直，并且所述第三轴线在所述主体的厚度方向上且与所述第一面内轴线和所述第二面内轴线互相垂直，以及(b)所述第一表面的一部分，该部分为具有可变节距的双折射结构化表面。
2. 根据权利要求1所述的制品，其中所述可变节距包括随机节距、非 周期性节距或准非周期性节距。
3. 根据权利要求1所述的制品，其中所述节距在第一具体值和第二具 体值之间变化。
4. 根据权利要求1所述的制品，其中所述结构化表面具有几何微特征物。
5. —种单轴取向的结构化制品，包含(a) 聚合物薄膜，具有(i)第一表面和第二表面；以及(ii)第 一面内轴线、第二面内轴线和第三轴线，其中所述第一面内轴 线和所述第二面内轴线相互垂直，并且所述第三轴线在所述聚 合物薄膜的厚度方向上且与所述第一面内轴线和所述第二面内 轴线互相垂直，以及(b) 表面部分，包括被设置在所述聚合物薄膜的所述第一表面上的 多个几何特征物，所述多个几何特征物以与所述聚合物薄膜的 所述第一面内轴线大体平行的方向设置在所述薄膜上，其中所述多个几何特征物具有可变节距。
6. 根据权利要求5所述的制品，其中所述可变节距包括随机节距、非周期性节距或准非周期性节距。
7. 根据权利要求5所述的制品，其中所述单轴取向的聚合物薄膜具有(i)沿着第一面内轴线的第一折射率(nj; (ii)沿着第二面内轴线的第二折射率(n2);以及(iii)沿着第三轴线的第三折射 率(n3)，其中ni , n2 、 m # n3、并且m与m的差值大体等于 n3与n,的差值。
8. 根据权利要求5所述的制品，其中所述薄膜包括具有不同聚合物组 成的多个层的多层膜。
9. 根据权利要求5所述的制品，其中所述几何特征物包括微特征物。
10. —种结构化制品，包含(a) 主体，该主体具有(i)第一表面和第二表面；以及(ii)第一面内轴线、第二面内轴线和第三轴线，其中所述第一面内轴 线和所述第二面内轴线相互垂直，并且所述第三轴线在所述主 体的厚度方向上且与所述第一面内轴线和所述第二面内轴线互 相垂直，以及(b) 所述第一表面的一部分具有可变角度的特征物。
11. 根据权利要求10所述的制品，其中所述结构化表面具有至少两个 不同的几何微特征物。
12. —种制造结构化制品的方法，包括下列步骤(a) 提供主体，该主体具有(i)第一表面和第二表面；以及(ii)第一面内轴线、第二面内轴线和第三轴线，其中所述第一面内 轴线和所述第二面内轴线相互垂直，并且所述第三轴线在所述 主体的厚度方向上且与所述第一面内轴线和所述第二面内轴线 互相垂直，以及(b) 构造双折射结构化表面，其在所述第一表面的一部分上具有可变的节距。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述构造步骤包括将所述制品 构造成是双轴取向的。
14. 根据权利要求12所述的方法，其中所述构造步骤包括构造随机节 距、非周期性节距或准非周期性节距。
15. 根据权利要求12所述的方法，其中所述构造步骤包括在与所述第 一面内轴线大体平行的方向上拉伸所述主体。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中在步骤(b)之前所述聚合物薄 膜基本上是未被拉伸的。
17. 根据权利要求12所述的方法，其中所述主体包含多层。
18. 根据权利要求12所述的方法，其中所述结构化表面包含至少一个微特征物。
19. 一种制造具有结构化表面的聚合物薄膜的方法，包括以下步骤(a) 提供聚合物薄膜，该聚合物薄膜具有(i)第一结构化表面和 第二表面；以及(ii)第一面内轴线、第二面内轴线和第三轴 线，其中所述第一面内轴线和所述第二面内轴线相互垂直，并 且所述第三轴线在聚合物薄膜的厚度方向上且与所述第一面内 轴线和所述第二面内轴线互相垂直，其中所述第一结构化表面 包含多个几何特征物，该几何特征物以与所述聚合物薄膜的所 述第一面内轴线大体平行的方向被设置在所述膜上，以及随后(b) 在与所述聚合物薄膜的所述第一面内轴线大体平行的方向拉伸 所述具有结构化表面的聚合物薄膜，其中所述多个线性几何特征物具有可变节距。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中在步骤(b)前的所述多个几何 特征物的横截面形状在步骤(b)后大体上被保留下来。
21. 根据权利要求19所述的方法，其中所述拉伸步骤包括将所述膜构 造成是真正单轴的。
22. 根据权利要求19所述的方法，其中在步骤(b)之前所述聚合物薄 膜大体是未被拉伸的。
23. 根据权利要求19所述的方法，其中在步骤(b)之前所述聚合物薄 膜大体是未取向的。
24. 根据权利要求19所述的方法，其中在步骤(b)之后所述聚合物薄 膜为双折射的。
25. 根据权利要求19所述的方法，其中所述具有结构化表面的聚合物 薄膜包含多层。
26. 根据权利要求19所述的方法，其中所述结构化表面包含至少两个 不同的微特征物。
全文摘要
本发明公开了位于制品的双折射表面上的、具有可变节距或可变角度的微结构化特征及其制造方法。所述制品经单轴取向以便提供双折射。所述可变节距提供不同的光学效果，并且可包括随机节距、非周期性节距或准非周期性节距或它们的组合。
文档编号G02B5/04GK101273289SQ200680035438
公开日2008年9月24日 申请日期2006年8月1日 优先权日2005年8月4日
发明者威廉·B·布莱克, 威廉·W·梅里尔, 约翰·S·赫伊津哈, 罗伯特·L·布劳特, 罗尔夫·W·比尔纳特 申请人:3M创新有限公司