包括被约束的不对称漫射器的光学元件的制作方法

专利名称：：包括被约束的不对称漫射器的光学元件的制作方法
技术领域：
：本发明涉及包括不对称漫射器的单一光学元件及其在光学显示器中的应用，尤其涉及在LCD监视器和LCD电视机中使用的液晶显示器件(LCD)。
背景技术：
：液晶显示器件(LCD)是在诸如膝上型计算机、手持式计算器、数字手表和电视机之类的器件中使用的光学显示器。某些LCD包括位于显示器一侧的光源，其中光波导被设置成从光源向LCD面板背面传导光。例如某些LCD监视器和LCD电视(LCD-TV)的其它LCD是通过使用定位在LCD面板后的多个光源直接照明的。这种安排在较大的显示器中日益普遍，因为实现特定显示亮度水平的光功率要求随显示器尺寸的平方而增加，而用于沿显示器一侧定位光源的可用区域只随显示器尺寸而线性增大。此外，诸如LCD-TV的某些LCD应用要求该显示器足够亮以便从比其它应用更远的距离进行观看，并且LCD-TV的视角要求与LCD监视器和手持式设备大相径庭。某些LCD监视器和大多数LCD-TV通常是由多个冷阴极荧光灯(CCFL)从背后进行照明。这些光源是线性的，并且延伸跨越显示器的整个宽度，结果，显示器的背侧是由被暗区域分开的一系列亮条纹照明的。这种照明轮廓是不期望的，因此在LCD设备的背侧使用漫射板来平滑照射轮廓。某些LCD监视器和大多数LCD-TV通常在灯的相反侧与漫射板相邻地堆叠光管理膜的设置。这些光管理膜一般包括准直漫射膜、棱镜光导向膜、以及反射偏振膜。处理这些单独光管理膜以制作LCD显示器的劳动量非常大，因为某些膜设置有保护覆盖片，必须首先移除这些保护覆盖片，然后才能将各个光管理膜逐一设置在LCD的背光单元中。而且，各个膜的库存和追踪都增大了制造LCD显示器的总成本。此外，由于这些光管理膜被单独处理，因此在组装过程中损坏膜的风险更高。5当前，LCD-TV漫射板通常采用具有包含玻璃、聚苯乙烯珠和CaC03颗粒的各种分散相的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合基质。这些板厚而重，而显示器制造商总是尝试将形成因子减薄并减小显示器重量。漫射板曝露在升高的湿度和由灯导致的高温下之后常常会变形或翘曲，导致显示器的观看缺陷。此外，漫射板要求定制的挤压混合以使漫射颗粒在聚合物基质中均匀分布，这进一步升高成本。美国专利申请No.2006/0082699描述一种通过层压自支承衬底和光学漫射膜的独立层来减少漫射板成本的方法。在此，使用粘合剂将这些层层压在一起会由于添加了光吸收材料而使系统功效降低。而且，将这些层层压在一起的附加处理成本是弄巧成拙的。而且，上述公开并没有解决漫射板的厚形成因子和大重量的问题。该技术方案也没有解决漫射板翘曲的问题。而且，由于在相邻光管理层的两个之间通常需要至少一个气隙，必须使用特殊层压技术以便使光管理层的整个安排成为一个集成的单元。这些沿需要气隙的相邻层的外围进行层压的特殊层压技术是昂贵的且通常在维持光管理安排的物理集成方面是低效的。因此，期望用形成因子更薄且重量更低的光学漫射层来代替漫射板。还期望具有在保持高度光均匀性的同时尺寸稳定且透光度高的漫射膜。
发明内容一种具有光学膜的光学元件，该光学元件包括其中有轴的支承框架，该支承框架绕光学元件的周边设置；其上外围具有槽的光学膜，该光学膜的外围设置在支承框架上；设置在每个槽中并突出到支承框架中、可由可控张力在轴上滑动的销钉；弹簧机构，可在轴上滑动以向光学膜提供受控张力；其中，光学膜是不对称漫射器。一种具有光学膜的光学元件，该光学元件包括沿光学元件周边设置的支承框架；其上外围具有槽的光学膜，该光学膜的外围设置在支承框架上；设置在每个槽内用于向光学膜提供可控张力的拉紧带，该拉紧带还在其一端具有孔；设置在该孔中并突出到支承框架中以锚定拉紧带的销钉；其中，光学膜是不对称漫射器。一种具有多层光学膜的光学元件，该光学元件包括沿光学元件周边设置的支承框架；其上外围具有槽的多层光学膜，该多层光学膜的外围设置在支承框架上；设置在槽中用于向多层光学膜提供可控张力的拉紧带，该拉紧带还在其一端具有孔；设置在该孔中并突出到支承框架中以锚定拉紧带的销钉；其中，多层光学膜还包括外层膜和内层膜，外层膜包括光重定向膜和不对称漫射膜并通过其外围上的槽由拉紧带拉紧，且内层膜受到拉紧的外层膜施加的垂直于其表面的约束作用。一种具有多层光学膜的光学元件，该光学元件包括沿光学元件周边设置的支承框架；其上外围具有槽的多层光学膜，该多层光学膜的外围设置在支承框架上；设置在槽中用于向多层光学膜提供可控张力的拉紧带，该拉紧带还在其一端具有孔；设置在该孔中并突出到支承框架中以锚定拉紧带的销钉；其中，多层光学膜还包括外层膜和内层膜，外层膜包括透光膜并通过其外围上的槽由拉紧带拉紧，且内层膜受到拉紧的外层膜施加的垂直于其表面的约束作用。一种具有多层光学膜的光学元件，该光学元件包括沿光学元件周边设置的支承框架；其上外围具有槽的多层光学膜，该多层光学膜的外围设置在支承框架上；设置在槽中用于向多层光学膜提供可控张力的拉紧索环，该拉紧索环还在其中具有孔；设置在该孔中并突出到支承框架中以锚定拉紧索环的销钉；其中，多层光学膜还包括外层膜和内层膜，外层膜包括光重定向膜和不对称漫射膜并通过其外围上的槽由拉紧索环拉紧，且内层膜受到拉紧的外层膜施加的垂直于其表面的约束作用。一种具有多层光学膜的光学元件，该光学元件包括设置在多层光学膜外边缘周边上的边缘支承元件；其中，多层光学膜还包括外层膜和内层膜，外层膜包括透光衬底且内层膜包括不对称漫射器。图1示出使用漫射板的典型背光液晶显示设备；图2示出根据本发明原理的包括不对称漫射膜的光学元件，该不对称漫射膜由突出穿过该膜中的孔或槽并连接到绕该膜周边的框架的弹簧机构的受控张力来支承；图3示出根据本发明原理的包括不对称漫射膜的光学元件，该不对称漫射膜由突出穿过该膜中的孔或槽并连接到绕该膜周边的框架的拉紧机构的受控张力来支承；图4示出根据本发明原理的包括不对称漫射膜的光学元件，该不对称漫射膜由通过弹簧机构连接到绕该膜周边的框架的子框架的受控张力来支承；图5示出根据本发明原理的包括不对称漫射膜的光学元件，该不对称漫射膜由连接到绕该膜周边的框架的拉紧带的受控张力来支承；图6示出根据本发明原理的包括不对称漫射膜的光学元件，该不对称漫射膜由连接到绕该膜周边的框架的拉紧索环的受控张力来支承；图7示出根据本发明原理的包括不对称漫射膜的光学元件，该不对称漫射膜被支承在呈现相对较高尺寸稳定性的两个外透明膜之间，其中受控张力经由拉紧带施加到两个外透明膜而非内膜上；图8示出包括不对称漫射膜、珠涂布准直漫射膜、以及插入在呈现相对较高尺寸稳定性的两个外透明膜之间的光导向膜的光学元件，其中受控张力通过拉紧带施加到两个外透明膜上而非内膜上，使得该光学元件是包括LCD显示器的整个光管理膜安排的单一部件；图9示出根据本发明原理的光学元件，它包括置于共同自支承的两个集成结合的透光衬底之间的不对称漫射膜；图IO示出根据本发明原理的光学元件，它包括置于共同自支承的两个集成结合的透光衬底之间的不对称漫射膜和珠涂布漫射膜；图11示出根据本发明原理的光学元件，它包括置于共同自支承的两个集成结合的透光衬底之间的不对称漫射膜、珠涂布准直漫射膜、和光定向膜；图12示出根据本发明原理的光学元件，它包括置于共同自支承的两个集成结合的透光衬底之间的不对称漫射膜、珠涂布准直漫射膜、光定向膜、和反射偏振器膜；以及图13示出根据本发明原理的光学元件，它包括置于共同自支承的两个集成结合的透光衬底之间的珠涂布准直漫射膜、光定向膜、和反射偏振器膜，与所述珠涂布准直漫射膜相邻的沉积是不对称漫射性的；具体实施例方式定义方便起见，将说明书和示例中使用的特定术语收集在此。如本文定义的"漫射"和"漫射的"包括由来自颗粒、表面、层或区域的反射、折射或衍射导致的光散射或光漫射。本文中，"漫射板"、"漫射膜"和"漫射器"是指向一个或多个光束提供散射或漫射特性的光学元件。光线角度的变化是由于折射、反射、漫射、衍射或其它已知特性改变入射光方向。漫射板和漫射膜可以或薄或厚，本文中所涉及的漫射板还可以称为漫射膜或漫射片，并且光学功能可以类似。如本文所述，漫射板(或膜)可以较薄并包括提供不同特性的多个层或区域。漫射板可以在体内或一个或多个表面上合并引入所需光学、热学、机械、电学或环境性能的其它特征或材料。光散射元件的"增益"是给定方向上照射光传输材料最大亮度与同一方向上理想的理论漫射器的亮度的比值。为了测量特定材料片的增益，将已知量的光引导到该片，并使用标准亮度计测量最大亮度。然后，将所测量的最大光亮度与理论上"理想"的漫射材料进行比较。非理想漫射器的增益是最大亮度(ML)值除以理论上理想漫射器的亮度值。对于理论上理想的透明Lambertian漫射材料，向该材料提供一英尺烛光(10.76lumen/m2)的照明会导致在所有角度上一英尺朗伯的亮度。因此，如果材料中来自所传输光的最大亮度等于一英尺朗伯，则对于该传输角度，其相对于理论漫射器的增益为1.0。对于非理想漫射器，该增益对给定观看方向(通常垂直于漫射器平面来测量)会是最大(ML)并且大于1。因此，当垂直于该平面观看时高增益屏幕通常比其它角度更亮。因为由该材料传输的光始终不会大于所提供的光量，因此较少的光必须在最大亮度角度之外的角度上传输。"多层光学膜"包括在层间中具有气隙的单独膜。多层光学膜无需是集成或层压膜。"视角"(AOV)是相对于材料平面中两个垂直轴的所有角度的照明量度。这些称为X轴或水平轴，以及Y轴或垂直轴。视角是通过应用"半高宽"来测量的。半高(a(l/2))宽处的AOV是根据所测量亮度是所测量和记录的最大亮度一半处的角度(从与材料平面垂直方向测量)绝对值之和。例如，如果在角度+35°和-35°测量得到具有水平方向最大亮度的一半，则屏幕水平方向的AOVa(l/2)为70°。"不对称比"是水平和垂直AOVa(l/2)中较大的一个除以垂直和水平AOVa(l/2)中较小的一个，因此是漫射器的水平亮度和垂直亮度之间不对称程度的量度。在此，"不对称漫射膜或区域"被定义为具有大于1.5的不对称比的膜或区域。本文所定义的"偏振器"包括吸收或反射偏振器。这些包括基于染料和碘的偏振器和反射偏振器。线性或圆偏振器也包括在内。如这些实施方式中所使用的，众所周知，偏振器可以与波片或双折射膜进行组合以便于增加光循环效率。例如，四分之一波长膜可以与反射偏振器进行组合以旋转光的偏振态，使得当光向偏振器反射时能通过该偏振器的光更多。在本文中，"光学耦合"被定义为一种情况，其中两个区域或层被耦合，使得从一个区域向另一个传播的光强不会被由于区域间折射率不同导致的菲涅耳界面反射损耗显著降低。"光学耦合"方法包括其中耦合在一起的两个区域具有类似的折射率或使用基本上在区域或层的折射率附近或之间的折射率的光学粘合剂的耦合方法。"光学耦合"的示例包括使用折射率匹配的光学粘合剂的层压、在另一区域或层上涂布一区域或层、或者通过施加压力来接合具有基本上接近的折射率的两个或多个层或区域的热层压。传热是能够用于光学耦合两个材料区域的另一方法。在制造中，两个部件可以在诸如挤出、涂布、浇铸或模塑之类的成形过程中进行结合。例如，两个层可以一起共挤出，使得它们彼此接触地结合或硬化。在这些情形中，这些层或区域在此称为被光学耦10本文中，"棱镜"或"棱镜片"或"棱镜结构"被定义为向所需方向折射或反射光的表面起伏结构。这种折射和反射可以向通过该膜的光提供准直特性。该结构可以包括伸长棱镜结构、微透镜结构和其它表面起伏结构的阵列。这些特征可以由横截面轮廓、表面粗糙度或其它表面表征方法来定义。"准直膜"和"准直结构"在此被定义成具有以下性质的膜或结构离开该膜或结构的光更多地朝向该膜或衬底平面(该结构在衬底上的情形中)的表面法线的取向。准直特定可以由诸如棱镜、锥体、微透镜、棱锥、半球结构或上述结构的线性、圆形、随机、常规、半随机或平面阵列的折射结构来实现。如本文所使用的，"颗粒"和"域"是指与其周围不同的一种或多种材料的单独区域。它们包括有机颗粒、无机颗粒、分散相的域、分散颗粒。它们形状并不受限，并且形状可以是纤维、球体、椭球、或板状。本发明的较佳不对称漫射膜在制造的材料和工艺上提供高度灵活性。在本发明中，结构和光学要求被分开约束机构提供结构性能，不对称漫射薄膜提供光学性能。通过将这些功能分离，能够因使用不对称漫射薄片而获得成本优势。通过不包括具有不对称漫射膜的衬底，实现高水平的光学性能和较低制造成本。此外，当在膜而非衬底中包含漫射器时，更精确地控制漫射特性变得更加容易。通过使用不对称漫射膜，可以在漫射器的任何给定厚度下提供最佳光学性能。图1示出直照式LC显示设备100的示例性实施方式的分解图。这一显示设备可以在例如LCD监视器或LCD-TV中使用。显示设备100基于包括LC面板140的前面板组件130的使用，LC面板140通常包括设置在面板基板134之间的LC层136。板134通常由玻璃形成，并在其内表面上包括用于控制LC层136中液晶取向的电极结构和定向层。电极结构通常被排列成定义LC面板像素，即LC层中液晶取向能够独立于相邻区域进行控制的区域。一个或多个板134还可以包括用于在所显示的图像上施加色彩的滤色器。上吸收偏振器138定位在LC层136之上，且下吸收偏振器132定位在LC层136之下。吸收偏振器138、132和LC面板140组合起来控制从背光110透过显示器100到达观众的光传输。在某些LC显示器中，吸收偏振器138、132可被安排成其传输轴垂直的形式。当LC层136的像素未被激活时，它不改变从其透过的光偏振。相应地，当吸收偏振器138、132垂直对准时，透过下吸收偏振器132的光被上吸收偏振器138吸收。另一方面，当该像素被激活时，从其透过的光偏振得到旋转，从而透过下吸收偏振器132的至少一部分光也可以透过上吸收偏振器138。由诸如控制器150对LC层136不同像素的选择性激活造成在某些所需位置上光传播到显示器外，从而对观众形成图像屏幕。控制器还可以包括诸如接收和显示电视图像的计算机或电视机控制器。一个或多个可任选层139可以定位在上吸收偏振器138上，以便于例如对显示器表面提供机械和/或环境保护。在一个示例性实施方式中，层139可以在吸收偏振器138上包括硬罩。应该意识到，某些类型的LC显示器可以采用与上述不同的方式来操作。例如，吸收偏振器可以平行对准，并且LC面板可以在非激活状态下旋转光的偏振。无论如何，这种显示器的基本结构仍然与上述的类似。背光110包括生成照射LC面板120的光的多个光源114。在LCD-TV或LCD监视器中使用的光源114通常是延伸跨越显示设备100的线性、冷阴极、荧光管。然而，可以使用其它类型的光源，诸如白炽灯或弧光灯、发光二极管(LED)、平面荧光面板或外部荧光灯。光源的该列表并不旨在限制或穷尽，而只是示例性的。背光110还可以包括用于在远离LC面板140的方向上反射从光源114向下传播的光的反射器112。反射器112还可以用于使光在显示设备100内循环，如下所述。反射器112可以是镜面反射器或者可以是漫射反射器。合适漫射反射器的示例包括加载有诸如二氧化钛、硫酸钡、碳酸钙之类的漫射反射颗粒的聚合物，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯、聚苯乙烯等。光管理层的安排120定位在背光110与前面板组件130之间。光管理层影响从背光110传播的光，以改进显示设备100的操作。例如，光管理层的安排120可以包括漫射板122。漫射板122用于漫射从光源接收的光，这造成入射到LC面板140上的照明光的均匀性。因此，这造成观众所感知的图像亮度更加均匀。光管理层的安排120还可以包括反射偏振器128。光源114通常产生非偏振光，而下吸收偏振器132仅传输单个偏振态，因此由光源114所产生光的约一半不会透射到LC层136。然而，反射偏振器128可以用于反射本来会在下吸收偏振器中被吸收的光，因此这些光可以通过在反射偏振器128与反射器112之间反射而循环。由反射偏振器128反射的至少一些光可被去偏振，并且随后以透过反射偏振器128和下吸收偏振器132到达LC层136的偏振态返回到反射偏振器128。通过这种方式，反射偏振器128可以用于增大由光源114发射的到达LC层136的光部分，从而由显示设备100产生的图像更亮。可以使用任何合适类型的反射偏振器，例如多层光学膜(MOF)反射偏振器；漫射反射偏振膜(DRPF)，诸如连续/分散相偏振器、丝网反射偏振器或胆甾型反射偏振器。光管理层的安排120还可以包括光导向膜126。光导向膜包括将离轴光重定向到更靠近显示器轴的方向上的表面结构。这增大了轴上传播通过LC层136的光量，进而增大观众的图像屏幕亮度。一个示例是具有通过折射和反射重定向照明光的多个棱镜脊的棱镜光重定向膜。通常，经由具有突出穿过膜中孔或槽的销钉的弹簧类机构来提供受控张力。提供受控张力的另一手段是使用拉紧带作为突出穿过膜中孔或槽的弹簧类机构。还可以将弹簧类机构固定在绕膜的周边定位的框架上。"弹簧类机构"在此被定义成在运动范围内基本上保持均匀张力的任何机构。该运动范围必须至少是在设计温度和湿度范围下拉紧膜的尺寸的最大期望变化同样大的距离。基本上保持在此被定义成保持张力为原始力的至少50%。较佳地，该力可被保持在原始力的至少75%。术语膜在此被定义为具有小于500um厚度的材料片。本发明光学元件的一个示例性实施方式在图2中示例性地示出。光学元件200包括不对称漫射膜214和绕该膜周边定位的支承框架212。周边在此被定义为沿该膜的所有薄边缘绘制的假想连续线。对于LCD显示器，通常存在创建出矩形周边的4个正交的边。还可以在不对称漫射膜上向光管理层安排添加其它光学膜。图2示出通过张力支承不对称漫射膜214所采用的一种手段。销钉216突出穿过膜中的槽220。该销钉具有与张力方向垂直的至少一个表面。该销钉216在轴222上滑动。轴222由框架212在两端进行固定。框架用于作为固定表面而帮助提供张力，还可以帮助形成一表面，通过对于该框架的上表面稍许拉拽而在位置上相对于该表面强制拉紧膜以进行保持。相对于销钉216对同样在轴222上滑动的弹簧218进行压缩，导致在垂直于最靠近所施加位置的光学漫射膜214边缘的方向上对该膜的张力。可以在不同位置绕漫射膜的周边设置许多这种弹簧类机构。不对称漫射膜214在拉紧时是自支承的。在此，自支承被定义为在膜自身重量加上在光管理安排中使用的任何其它光学膜的重量附加下保持该膜的平面均匀性。平面均匀性被定义为具有从原始位置的小于漫射膜长边长度180分之一的面外偏离。拉紧的不对称漫射膜214和一个或多个其它光管理层可以包含在设置在背光与LCD面板之间的光管理安排(arrangement)中。拉紧的不对称漫射膜214提供用于支持光管理安排的稳定结构。拉紧的膜并不倾向于如同常规漫射板系统一样翘曲。不对称漫射膜214的示例性实施方式通常包括聚合物膜。这些聚合物不对称漫射膜是体漫射器，其中光漫射结构在膜体内，或者它们是表面漫射器，其中光漫射结构在膜表面上。不对称漫射器214可以包含可为不对称和对称的基于体起伏和表面起伏的漫射区域。不对称体漫射膜不对称体漫射器在膜体内具有包括至少就其主轴稍微对齐的非球体域的区域。这些域具有与膜的基质聚合物不同的折射率。不对称体漫射器214可以包含一个以上的漫射区域或层。漫射区域的一个或多个可以具有不对称的漫射轮廓。在较佳实施方式中，刚性、基本上透明的材料分开两个漫射区域。在较佳实施方式中，不对称的漫射区域对准，使得背光的亮度均匀性得到改进。在另一较佳实施方式中，使用线性或网状光源阵列的背光平面亮度分布通过使用一个或多个不对称漫射区域而基本上均匀。在x-z和y-z平面中的漫射量影响背光和显示器的亮度均匀性和潜在视角。通过比另一平面优先地增加一个平面中的漫射量，视角得以不对称地增加。例14如，通过x-z平面比y-z平面漫射更大，显示器的视角(与亮度和显示对比度相关)能够在x方向上增大。通过背光中不对称漫射膜214的一个或多个漫射层引入的漫射不对称能够允许对视角、显示器角度强度分布以及背光和显示器系统的光学效率的更大控制。在另一实施方式中，漫射量在漫射层的平面中发生变化。在另一实施方式中，漫射量在垂直于该层平面的平面(z方向)中发生变化。在较佳实施方式中，漫射量在一个或多个光源附近的区域中更高。在不对称漫射器中更强漫射轴的对准可以相对于背光的光源或边缘平行、垂直或以一角度对准。在较佳实施方式中，更强漫射的轴垂直于背光中线性光源的长度而对准。一个或多个不对称漫射层内的颗粒可以是纤维、球体、柱状、其它不对称形状或一个或多个这些形状的组合。颗粒的形状可被设计成在x-z平面内显著比y-z平面内发生更多漫射。颗粒或域的形状可以沿x、y或z方向的一个或多个方向发生空间变化。该变化可以是规则的、半随机的或随机的。漫射层内的颗粒可以在相对于漫射层边缘或线性光源或光源阵列而垂直、平行或以一角度对齐。在较佳实施方式中，漫射层中的颗粒基本上沿平行于光源线性阵列的一个轴对齐。这些颗粒可以包含在连续相材料的体内，或者它们可以从连续相材料的表面或基本上平面的表面突出。本文中在一个或多个光漫射层中描述的颗粒可以釆用低浓度或高浓度。当漫射层较厚时，需要较低浓度的颗粒。当光漫射层较薄时，需要高浓度颗粒。分散相的浓度可以从小于重量1%到重量50%。在特定条件下，高于50%的颗粒浓度可以通过仔细材料选择和制造技术而实现。较高的浓度允许较薄的漫射层，得到较薄的背光和显示器。颗粒与基质之间的折射率差可以很小或很大。如果折射率差较小，则可能需要颗粒浓度更高，以在一个或多个方向上实现充分漫射。如果折射率差较大，则通常需要较小的颗粒(较低浓度)以实现充分漫射和亮度均匀性。颗粒与基质之间的折射率差可以在x、y或z方向的一个或多个上是零或大于零。单独聚合物相的折射率是对该膜的光散射程度有贡献的一个因素。高、低折射率材料的组合导致更大的漫射角度。在使用双折射材料的情形中，在x、y和Z方向上的折射率可以各自影响所处理材料中漫射或反射的量。在某些应用中，可以使用能够达到诸如热学、机械或低成本的特定质量的特定聚合物，然而，材料之间(在x、y或z方向上，或其某种组合)的折射率差可能不适合生成所需漫射量或诸如反射的其它光学特征。在这些情形中，本领域中已知，使用通常尺寸小于1微米的小颗粒来增大或减小平均体折射率。较佳地，光并不从这些添加的颗粒直接散射，并且这些颗粒的添加并不实质上增大吸收或反向散射。添加剂颗粒可以基于颗粒量、所添加的聚合物折射率、以及颗粒有效折射率来增大或减小平均折射率。这种添加剂可以包括气凝胶、溶胶-凝胶材料、二氧化硅、高岭土、氧化铝、MgF2细粒(折射率为1.38)、Si02(折射率为1.46)、A1F3(折射率为1.33-1.39)、CaF2(折射率1.44)、LiF(折射率为1.36-1.37)、NaF(折射率为1.32-1.34)以及ThF4(折射率为1.45-1.5)等可被考虑，如美国专利No.6,773,801所述。或者，可以使用具有高折射率的细粒，诸如二氧化钛(Ti02)或氧化锆(ZrO》或其它金属氧化物的细粒。漫射层的一个或多个表面可以包含非平面表面。表面轮廓可以包含在x、y或z方向从lmm到3mm范围的突出或凹陷。轮廓或单独特征可以具有周期、随机、半随机或其它均匀或不均匀结构。表面特征(surfacefeature)可以被设计成向漫射板提供诸如准直、防遮挡、折射、对称漫射、不对称漫射或衍射之类的功能。在较佳实施方式中，表面特征是提供准直特性的棱镜结构的线性阵列。在另一较佳实施方式中，该表面包含防止浸湿、提供防遮挡特性或光准直特性的半球体突出。漫射层的一个或多个表面可以包含提供准直特性的表面轮廓。准直特性将从大角度入射的光线导向更靠近显示器法线的角度(小角度)。这些特征可以采用以下形式棱镜线性阵列、棱锥阵列、圆锥阵列、半球体阵列、或能将更多光导向垂直于背光表面的方向的其它特征。这些特征的阵列可以是规则的、不规则的、随机的、有序的、半随机的或其它安排，其中可以通过折射、反射、全内反射、衍射或散射使得光准直化。本发明的增强不对称漫射器可以包含提供附加光学、机械、环境、热学或电学优点的材料、添加剂、部件、混合物、涂层、处理、层或区域。漫射膜的特性可以包括以下的一个或多个光学光学吞吐量增加、沿一个或多个轴的漫射增大/减小、双折射降低或增加、亮度均匀性增加、色彩稳定性改善、模糊减小；机械/物理刚性增大、厚度减小、重量降低、防划伤增强、铅笔硬度减小/增大、防遮挡特征；环境翘曲减少、耐光性增强、抗湿性增强、耐光性增强、紫外吸收增大；热学耐热性增强、软化温度升高；电学表面阻抗减小。不对称表面漫射膜不对称表面漫射器在膜表面上具有包括至少就其主轴稍微对齐的全息结构或非球体域的结构。全息结构通常通过记录材料工具而压印到膜上。非球体域具有与膜的基质聚合物不同的折射率。至少稍微对齐的非球体域的一个实施方式是变形微透镜的密堆积阵列。"变形"是指在两个垂直方向的每一个上产生不同放大率的图像的特征。不对称漫射膜组成该漫射膜可由包含连续相和分散相的一个或多个光散射区域构成。在另一实施方式中，漫射膜可以包含呈现不对称散射特性的光散射表面特征的区域。在另一实施方式中，漫射层的一个或多个可以是连接不对称漫射膜214的一个或多个部件的粘合剂。该膜还可以包含可以基本上透光的衬底和连续相。为衬底、分散或连续相选择的材料可以是一种或多种聚合物或无机材料。这些聚合物包括但不限于丙烯酸类聚合物、苯乙烯类聚合物、烯烃类聚合物、聚碳酸酯、聚酯、纤维素、聚酯-碳酸酯等。具体例子包括聚(甲基丙烯酸甲酯)及其共聚物，聚苯乙烯及其共聚物，聚(苯乙烯-共聚-丙烯腈)，聚乙烯及其共聚物，聚丙烯及其共聚物，聚(乙烯-丙烯)共聚物，聚(乙酸乙烯酯)及其共聚物，聚(乙烯醇)及其共聚物，双酚A聚碳酸酯及其共聚物，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)及其共聚物，聚(2,6-萘二羧酸乙二醇酯)及其共聚物，聚丙烯酸酯，聚酰胺共聚物，聚(氯乙烯)，乙酸纤维素，乙酸-丁酸纤维素，乙酸-丙酸纤维素，聚醚酰亚胺及其共聚物，聚醚砜及其共聚物，聚砜及其共聚物，以及聚硅氧烷。许多甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯树脂适合用于本发明的一个或多个相。甲基丙烯酸酯包括但不限于聚甲基丙烯酸酯，例如聚(甲基丙烯酸甲酯)，聚(甲基丙烯酸乙酯)，聚(甲基丙烯酸丙酯)，聚(甲基丙烯酸丁酯)，聚(甲基丙烯酸异丁酯),甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸共聚物，甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸酯共聚物，以及甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物(例如MS树脂)。优选的甲基丙烯酸树脂包括聚(甲基丙烯酸垸基酯)及其共聚物。最优选的甲基丙烯酸树脂包括聚(甲基丙烯酸甲酯)及其共聚物。丙烯酸酯包括但不限于聚(丙烯酸甲酯)，聚(丙烯酸乙酯)，以及聚(丙烯酸丁酯)，及其共聚物。许多苯乙烯类树脂适用于本发明的聚合物相。这些树脂包括乙烯基芳族聚合物，例如间同立构聚苯乙烯。可用于本发明的间同立构乙烯基芳族聚合物包括聚(苯乙烯)，聚(烷基苯乙烯)，聚(芳基苯乙烯)，聚(卤代苯乙烯)，聚(垸氧基苯乙烯)，聚(乙烯基酯苯甲酸酯(vinylesterbenzoate))，聚(乙烯基萘)，聚(乙烯基苯乙烯)，以及聚(苊(acenaphthalene)),以及包含这些结构单元的氢化聚合物和混合物或共聚物。聚(烷基苯乙烯)的例子包括以下聚合物的同分异构体聚(甲基苯乙烯)，聚(乙基苯乙烯)，聚(丙基苯乙烯)和聚(丁基苯乙烯)。聚(芳基苯乙烯)的例子包括聚(苯基苯乙烯)的同分异构体。聚(卣代苯乙烯)的例子包括以下物质的同分异构体聚(氯代苯乙烯)，聚(溴代苯乙烯)和聚(氟代苯乙烯)。聚(烷氧基苯乙烯)的例子包括以下聚合物的同分异构体聚(甲氧基苯乙烯)和聚(乙氧基苯乙烯)。这些例子中，优选的苯乙烯树脂聚合物是聚苯乙烯，聚(对甲基苯乙烯)，聚(间甲基苯乙烯)，聚(对叔丁基苯乙烯)，聚(对氯苯乙烯)，聚(间氯苯乙烯)，聚(对氟苯乙烯)，以及苯乙烯和对甲基苯乙烯的共聚物。最优选的苯乙烯树脂包括聚苯乙烯以及其共聚物。具体的聚酯和共聚聚酯树脂适用于本发明的相。这些树脂包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)及其共聚物，聚(2,6-萘二羧酸乙二醇酯)及其共聚物，聚(l,4-环己垸二亚甲基对苯二甲酸酯)及其共聚物，以及聚(对苯二甲酸丁二醇酯)。所述树脂的酸组份可包括对苯二甲酸，间苯二甲酸，2,6-萘二羧酸或所述酸的混合物。所述聚酯和共聚聚酯可用少量的其他的酸或酸(或相当的酯)的混合物进行改性，所述其他的酸或酸的混合物包括但不限于邻苯二甲酸，4,4'-芪二羧酸,2,6-萘二羧酸，草酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二酸，庚二酸，辛二酸，壬二酸，癸二酸，1,12-十二垸二酸，二甲基丙二酸，顺-l,4-环己烷二羧酸和反-l,4-环己烷二羧酸。所述树脂的二醇组份可包括乙二醇，1,4-环己烷二甲酸，丁二醇，或者所述二醇的混合物。所述共聚聚酯还可用少量的其它二醇或二醇的混合物进行改性，所述其他的二婚或二醇的混合物包括但不限于1,3-丙二醇，1,4-丁二醇，1,5-戊二醇,1,6-己二醇,1，7-庚二醇,1,8-辛二醇,1,9-壬二醇，1，10-癸二醇，1,12-十二烷二醇，新戊二醇,2,2,4,4-四甲基-l,3-环丁垸二醇，二乙二醇，双酚A和氢醌。优选的聚酯树脂包括通过对苯二甲酸酯和间苯二甲酸或其对等的酯的混合物与1,4-环己垸二甲醇和乙二醇的混合物反应形成的共聚聚酯。最优选的聚酯树脂包括通过对苯二甲酸酯或其对等的酯与1,4-环己垸二甲醇和乙二醇的混合物反应形成的共聚聚酯。某些聚碳酸酯和共聚聚碳酸酯树脂适用于本发明的相。聚碳酸酯树脂通常是通过溶液聚合法或熔体聚合法，通过双酚与碳酸酯前体反应制得的。所述双酚优选是2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(所谓的"双酚A")，但是其他的双酚也可用作双酚的一部分或全部。()其它双酚的例子包括1，1-二(4-羟基苯基)乙烷，l，l-二(4-羟基苯基)环己垸,2,2-二(4-羟基-3，5-二甲基苯基-)丙烷,2,2-二(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷，二(4-羟基苯基)硫醚和二(4-羟基苯萄砜。所述聚碳酸酯树脂优选是(以所有双酚的总量为基准计)双酚A含量等于或大于50摩尔％，特别优选等于或大于70摩尔％的树脂。碳酸酯前体的例子包括光气，二苯基碳酸酯，上述双酚的二氯甲酸酯，二对甲苯基碳酸酯，苯基对甲苯基碳酸酯，二对氯苯基碳酸酯，以及二萘基碳酸酯。其中特别优选光气和二苯基碳酸酯。许多聚(烯烃)聚合物适用于本发明的相。合适的聚烯烃聚合物包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯，聚(4-甲基)戊烯，它们的共聚物，它们的氯代变体，以及它们的氟代变体。具体的纤维素树脂适用于本发明的相。这些树脂包括乙酸纤维素、乙酸-丁酸纤维素、乙酸-丙酸纤维素、丙酸纤维素、乙基纤维素、硝酸纤维素。包含各种增塑剂(例如邻苯二甲酸二乙酯)的纤维素树脂也在本发明范围之内。不对称漫射膜添加剂添加剂、组份、混合物、涂层、处理、层或区域可以结合在上述相之上或之内，以提供附加特性。这些可以是无机或有机材料。它们可被选择成提供增大的耐热性，使得膜不会弯曲。它们可被选择成增加抗湿性，使得膜露在高湿度水平下时不会翘曲或使其它特性降级。这些材料可被设计成在与背光中其它部件接触时通过降低浸湿而提供光学性能改进。它们可被选择成增大、减小或匹配显示器或背光系统中其它部件的防划伤能力。它们可被选择成减小不对称漫射膜的表面或体阻抗以实现抗静电特性。这些添加剂可以是在不对称漫射膜的一个或多个层的部件中。它们可以是在制造过程中添加到被组合的表面或功能层上的涂层。它们可以分散在层或涂层体内，或者它们可以施加到表面上。可以通过诸如在一层中包含紫外(UV)吸收材料或抵抗UV光影响的材料，来为不对称漫射膜214提供抵抗UV光的保护。合适的UV吸收化合物可以购得，包括，例如可从特拉华州威尔明顿市的Cytec技术公司(CytecTechnologyCorporation)购得的CyasorbUV-1164，以及可从纽约州塔利顿市的Ciba特殊化学品(CibaSpecialtyChemicals)公司购得的Tinuvin1577。可以在光学漫射膜214中包含其它材料来降低UV光线的有害效果。这种材料的一个示例是位阻胺光稳定组合物(HALS)。一般而言，最有用的HALS是从四甲基哌啶衍生的那些，以及可被视为聚合叔胺的那些。合适的HALS合成物可以购得，例如在纽约州塔利顿市的Ciba特殊化学品(CibaSpecialtyChemicals)公司购得的商标位"Tinuvin(廷纳芬)"商标的商品。可以将抗静电单体或惰性添加剂添加到一个或多个不对称漫射膜层或表面中。反应和惰性的抗静电添加剂是公知的并在文献中多次提及。可以使用高温季铵或导电聚合物。还可使用以下物质作为抗静电剂十八垸醇，二十二烷醇，以及其它长链垸基醇，单硬脂酸甘油酯，季戊四醇单硬脂酸酯，以及多元醇的其它脂肪酸酯等。在一个优选的实施方式中，可使用十八烷醇和二十二烷醇。漫射膜尺寸不对称漫射膜214的大小可以延伸到基本上位于从光源到显示器的光路之间。在小显示器情形中，漫射板可以在一个方向上具有lcm或更小的尺寸，诸如在手表显示器情形中。在较大显示器中，一般而言，漫射板的尺寸会至少20和最终观看屏幕的一个维度一样大。漫射板或膜的厚度可以从0.5mm到小于100微米。使用不对称漫射薄膜为亮度均匀性而实现充分漫射的能力允许该膜对光的较少吸收。不对称漫射薄层还允许使用更薄的衬底并因此实现更薄的背光的能力。不对称漫射膜配置漫射膜可以包含可对称或不对称地漫射入射光的一个或多个漫射层。这些层可以位于膜的两个或任一表面上或该膜内。在较佳实施方式中，不对称漫射层位于基本上不散射的透明层之下。还可以使用三个漫射层，它们可由基本上不漫射的区域分开，并且一个或多个漫射层中的轴可以彼此平行、垂直或成一角度。不对称漫射膜可以包含附加层或元件以提供本文中讨论的准直特性或其它光学、热学、机械、电学或环境特性。制造不对称漫射膜的方法在本发明的一个实施方式中，用于产生不对称漫射膜材料的方法包含选择第一光学洁净材料和第二光学洁净材料的步骤，其中第一和第二光学洁净材料在x、y和z方向的至少一个上具有零或大于零的折射率差；这两种材料彼此不能混溶；诸如通过两种材料的剧烈混合、熔融混合、配合、捏炼或简单挤出工艺，将第二材料分散在第一材料中；从该混合物形成膜、片或涂层，包括对该膜进行硬化，以及适当时对材料进行取向，作为片形成工艺的整体部分以产生不对称光学特性。材料的选择包括在室温下为固体而加热时会在升高的温度下变成流体的光学洁净材料，诸如热塑性聚合物材料。根据本发明的实施方式，包括各种厚度和结构的膜和涂层的光学元件可以使用以下手段制造诸如膜浇铸、片浇铸、外形挤出、吹膜挤出、共挤出、注塑等。该材料可以用作独立漫射膜，或者它可以与其它材料或效果组合以提供增强的漫射膜。漫射器可与其它元件结合或包括特定特征，这些元件或特征可以在漫射或镜面透射或反射、增益、浊度、清晰度、反向散射、现有光分布在一个或多个方向上的角度修正、偏振保持百分比以及光谱透射或吸收特性方面改善光学性能。存在用于在膜体内提供不对称漫射分布的多种不同机制。它们包括通过经由伸长材料来对齐颗粒或者通过伸长材料以使颗粒在形状上变得对称来产生不对称区域。可以使用对齐的其它方法，例如挤出和业内已知的其它方法。在本发明的另一实施方式中，通过膜浇铸、片浇铸、外形挤出、吹膜挤出、共挤出、注塑而在漫射膜的一个或多个表面上创建不对称地散射入射光的表面起伏结构。在较佳实施方式中，漫射膜的折射率在x、y或z方向的一个或多个中基本上各向同性。漫射膜可以结合附加特征或材料以提供附加光学性质。这些特征包括在衬底或漫射器的一个或多个表面上压印规则、随机、半随机的表面特征。这可以是衍射、全息、棱镜、微透镜或上述其它结构。可以在该材料内使用添加剂以改善多种性能要求，包括光学、机械、热学和环境抗耐性。图3中示意性示出本发明的另一示例性实施方式。光学元件300是包括聚合不对称漫射膜314和绕该膜周边定位的支承框架312的光管理膜安排。还可以在聚合不对称漫射膜上向光管理层添加其它光学膜。珠涂布准直漫射膜334被设置在与聚合不对称漫射膜314相邻的位置。光导向膜335被设置成与珠涂布准直漫射膜334相邻，与不对称漫射膜相背。反射偏振器膜336被设置成与光定向膜335相邻，与珠涂布准直漫射膜相背。图3示出通过张力支承不对称漫射膜314所釆用的一种手段。销钉316突出穿过膜中的槽320。该销钉具有与张力方向垂直的至少一个表面。该销钉316在轴322上滑动。轴322由框架312在两端进行固定。弹簧318也在轴322上滑动，压在销钉316上，导致在垂直于最靠近施加位置的光学漫射膜314边缘的方向上对该膜施加的张力。可以在不同位置绕漫射膜314的周边设置许多这种弹簧类机构。拉紧的不对称漫射膜314是自支承的。其它光学膜334、335和336都经由通过槽326突出穿过该膜的销钉324而由框架312进行约束。图3的光学元件300可以替代常规LCD显示器的漫射板和可任选的光学膜。图4中示意性示出本发明的另一示例性实施方式。光学元件400是包括聚合不对称漫射膜414和绕该膜周边定位的支承框架412的光管理膜安排。还可以在聚合不对称漫射膜上向光管理层添加其它光学膜。珠涂布准直漫射膜434被设置成与聚合不对称漫射膜414相邻。光导向膜435被设置成与珠涂布准直漫射膜434相邻，与不对称漫射膜414相背。反射偏振器膜436被设置成与光定向膜435相邻，与珠涂布准直漫射膜434相背。图4示出通过张力支承的不对称漫射膜414所采用的替换手段。销钉416突出穿过膜中的槽420。该销钉具有与张力方向垂直的至少一个表面。销钉416被安装到在框架412的内表面上滑动的子框架413中。轴422滑入子框架413的一端的孔423中。轴422由框架412在一端进行固定。弹簧418也在轴422上滑动，压在子框架413和框架412两者的内表面上，导致在垂直于最靠近施加位置的不对称漫射膜414边缘的方向上对该膜施加的张力。许多诸如416这样的销钉位于至少4个不同子框架413上，矩形漫射膜414的每侧定位一个子框架。拉紧的不对称漫射膜414是自支承的。其它光学膜434、435和436都经由通过在每个膜中切割的槽416突出穿过该膜的销钉416而由子框架413进行约束。每个槽可以切割成紧密偏差匹配以向特定膜施加张力，或者可以切割成过大的槽而使得该膜由子框架来约束而不施加张力。图4的光学元件400可以替代常规LCD显示器的漫射板和可任选的光学膜。图5中示意性示出本发明的另一示例性实施方式。光学元件500是包括聚合不对称漫射膜514和绕该膜周边定位的支承框架512的光管理膜安排。框架512可以是随膜一起提供给LCD制造商的独立实体，或者可以是常规LCD背光中的现有框架。还可以在聚合光学漫射膜上向光管理层安排添加其它光学膜。珠涂布准直漫射膜534被设置成与聚合不对称漫射膜514相邻。光导向膜535被设置成与珠涂布准直漫射膜534相邻，与不对称漫射膜514相背。图5示出通过张力支承不对称漫射膜514所采用的替换手段。在该手段中，光导向膜535同样由张力支承。拉紧带518分别突出穿过不对称漫射膜514和光导向膜535中的槽520和521。拉紧带可以包括任何弹性材料。较佳的材料是弹性体。较佳的弹性体是当在设计温度85°C下在LCD中使用时始终保持性能的那些。这些弹性体包括交联的聚氨酯，硅橡胶，氯丁橡胶，乙烯-丙烯共聚物，乙烯-丙烯三元共聚物，偏二氟乙烯-氯代-三氟乙烯无规共聚物，偏二氟乙烯-氯代-六氟乙烯无规共聚物，高强度布纳N橡胶等。这些弹性体可以用滑石、23玻璃纤维、以及其它公知弹性体增强添加剂之类的无机填充物来增强。在这些弹性体中使用诸如抗氧化剂和UV稳定剂的稳定剂和环境保护试剂是公知的，并且可用于进一步在LCD寿命内改善性能。销钉516突出穿过拉紧带各端的孔517。销钉516被安装在绕该膜周边定位的框架512中。分别诸如为518和516的至少4个这种拉紧带和销钉绕膜的周边定位。拉紧的不对称漫射膜514和光导向膜535是自支承的。另一光学膜，珠涂布准直膜534受到将其夹在中间的两个拉紧膜的约束，该约束作用垂直于膜534的表面。如果其它光学膜也设置在两个拉紧膜之间，则它们也可受到垂直于它们的表面的约束作用。为了在面内方向上约束珠涂布准直膜534，将销钉540穿过膜534中的孔541和槽542插入到框架512中。这些销钉还突出穿过在两个拉紧膜之间的任何其它光学膜。插有销钉的孔541防止该膜534平移。插有销钉的槽542在允许在槽拉长方向上的热膨胀的同时防止膜534旋转。图5的光学元件500可以替代常规LCD显示器的漫射板和可任选的光学膜。图6中示意性示出本发明的另一示例性实施方式。光学元件600是包括聚合不对称漫射膜614和绕该膜周边定位的支承框架612的光管理膜安排。框架612可以是随膜一起提供给LCD制造商的独立实体，或者可以是常规LCD背光中的现有框架。还可以在聚合不对称漫射膜上向光管理层添加其它光学膜。珠涂布准直漫射膜634被设置成与聚合不对称漫射膜614相邻。光导向膜635被设置成与珠涂布准直漫射膜634相邻，与不对称漫射膜614相背。图5示出通过张力支承不对称漫射膜614所采用的替换手段。在该手段中，光导向膜635同样由张力支承。拉紧索环618分别突出穿过不对称漫射膜614和光导向膜635中的槽620和621。拉紧索环可以包括任何弹性材料。较佳的材料是弹性体。较佳的弹性体是当在设计温度85QC下在LCD中使用时始终保持性能的那些。这些弹性体包括交联的聚氨酯，硅橡胶，氯丁橡胶，乙烯-丙烯共聚物，乙烯-丙烯三元共聚物，偏二氟乙烯-氯代-三氟乙烯无规共聚物，偏二氟乙烯-氯代-六氟乙烯无规共聚物，高强度布纳N橡胶等。这些弹性体可用无机填料强化，例如使用滑石、玻璃纤维、以及其它众所周知的弹性体强化添加剂。在这些弹性体中使用诸如抗氧化剂和UV稳定剂的稳定剂和环境保护试剂是公知的，并且可用于进一步在LCD寿命内改善性能。销钉616突出穿过拉紧索环中的孔617。销钉616被安装在绕该膜周边定位的框架612中。分别为诸如618和616的至少4个这种拉紧索环和销钉绕膜的周边定位。拉紧的不对称漫射膜614和光导向膜635是自支承的。另一光学膜，珠涂布准直膜634受到将其夹在中间的两个拉紧膜的约束作用，所述约束作用垂直于膜634的表面。如果其它光学膜也设置在两个拉紧膜之间，则它们也会受到垂直于它们的表面的约束作用。为了在面内方向上约束珠涂布准直膜634，将销钉640穿过膜634中的孔641和槽642插入到框架612中。这些销钉还突出穿过在两个拉紧膜之间的任何其它光学膜。插有销钉的孔641防止该膜634平移。插有销钉的槽642在允许在槽伸长方向上的热膨胀的同时防止膜634旋转。图6的光学元件600可以替代常规LCD显示器的漫射板和可任选的光学膜。本发明光学元件的另一示例性实施方式在图7中示意性地示出。光学元件700包括在两个透明膜734与735之间的聚合不对称漫射膜714。在此将透明定义为当使用ASTMD-1003-00测量时具有大于70%的光透射率。外透明膜的典型厚度范围在50到400um之间。支承框架712绕膜的周边定位。对于LCD显示器，通常存在形成矩形周边的4个正交的边。还可以在聚合不对称漫射膜上向光管理层安排添加其它光学膜，如随后附图所示。图7示出不对称漫射膜714由外透明膜支承所采用的一个手段，其中外透明膜自身由张力支承。拉紧带718突出穿过外透明膜中的槽720和721。销钉716突出穿过拉紧带718中的孔或槽。销钉716被安装在框架712内。许多这种拉紧带可以在不同位置上绕外透明膜周边设置。或者，可以使用两个拉紧带718，每个分别突出穿过外透明膜735和734的槽720和721。在这种情形中，外透明膜735和734的每个可被单独拉紧。不对称漫射膜714由拉紧的外透明膜支承。拉紧的外透明膜734和735是自支承的。拉紧的外透明膜必须在收縮、热膨胀系数和蠕变方面具有度的尺寸稳定性。较佳地，当将背景温度(23GC)加热到85。C时，收縮小于1.5%。可以使用约35mm宽、最小约6英尺长的样品来执行热收縮测量。将各个带设置在冲孔中以获得预置的6英寸规格长度。实际的规格长度是使用由预置来测量6英尺样品的6英尺不胀钢条进行校准的设备来测量的。用数字千分尺记录该长度，精确到0.0001英尺。一旦初始长度被确定，则在必要时间间隔内将样品置于预定温度的烘箱中(在本情形中测试条件是85GC下24小时)。然后将样品从烘箱取出，置于设在23GC且50n/。相对湿度的受控环境中最少约2小时，通常约24小时。使用与用于测定初始长度的相同机构重新测量最终的样品长度。使用以下等式以百分比为单位报道收縮百分比线性变化=(最终值-初始信)X100初始值注意到，与收縮相关联的负号(-)表示变化方向。当根据ASTM方法D-696测量时，拉紧的外透明膜的热膨胀系数(在230C下)较佳地小于4.0xl(T5um/um/C。当在23°C下恒定张力下20分钟之后测量时，拉伸蠕变柔量应该较佳地小于6xl(T""Pa人拉伸蠕变柔量是在低应力下测量的，使得膜的应变与所施加应力呈线性比例。拉伸应变由长度净变化除以测量开始时的初始长度来定义。拉伸蠕变柔量被定义为拉伸应变除以所施加的应力。在能够保持诸如小于50Mpa的低恒定负载并且能够将膜样品的长度测量到1微米准确度的差分拉长装置中测量膜样品。具有高尺寸稳定性的膜在此被定义为满足上述的收縮、热膨胀系数和蠕变的最小较佳值(分别为1.5%、4.0xl(T5um/um/C、和6xlO"QPa")的膜。具有低尺寸稳定性的膜是不满足上述的收縮、热膨胀系数和和蠕变的最小较佳值(分别为1.5%、4.0xl(T5um/um/C、和6xl(T1()Pa")的膜。拉紧的外透明膜734和735的示例性实施方式包括含有半晶体聚合物的膜。半晶体聚合物基质是较佳的，因为它对可见光基本上透明并且在最高升高到85。C的温度下测试之后可以具有小于1.0%收縮的尺寸稳定性。较佳地，半晶体聚合物膜的拉伸蠕变柔量小于5xl(T1QPa"。这些聚合物通常还满足以上对热膨胀系数的上述标准。满足所有这些标准的合适聚合物是聚酯及其共聚物。合乎要求的是，这些聚合物为聚对苯二甲酸乙二脂(PET);聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)聚酯及其任意共聚物。PET尤其合适，因为它的成本比PEN低得多。图8中示意性示出本发明的另一示例性实施方式。光学元件800是包括聚合不对称漫射膜814和绕该膜周边定位的支承框架812的光管理膜安排。框架812可以是随膜一起提供给LCD制造商的独立实体，或者可以是常规LCD背光中的现有框架。还可以在聚合不对称漫射膜上向光管理层添加其它光学膜。珠涂布准直漫射膜833被设置成与聚合不对称漫射膜814相邻。光导向膜836被设置成与珠涂布准直漫射膜833相邻，与不对称漫射膜814相背。图8示出不对称漫射膜814、珠涂布准直漫射膜833、和光导向膜836如何由拉紧的外透明膜834和835支承。在该方式中，外透明膜834和835自身都由张力支承。拉紧带818突出穿过外透明膜835和834的槽820和821。销钉816突出穿过拉紧带各端的孔817。销钉816被安装在绕该膜周边定位的框架812中。分别为诸如818和816的至少4个这种拉紧带和销钉绕膜的周边定位。光学膜814、833和836受到将它们夹在其间的两个拉紧的外透明膜沿垂直于其表面的方向的约束作用。如果其它光学膜也设置在两个拉紧膜之间，则也可受到沿垂直它们的表面的方向的约束作用。图8的光学元件800可以替代常规LCD显示器的漫射板和可任选的光学膜。在本发明的光学元件的另一示例性实施方式中，共同自支承的两个集成结合透光衬底并置在聚合不对称漫射膜的任一侧。或者，也可以使用共同自支承的两个透光衬底，其中一个衬底是光学漫射的。本发明光学元件的若干示例性实施方式在图9中示意性地示出。该图示出用5种不同方式将两个透光衬底彼此附连的相同光管理层，标记为a到e。光管理层安排900包括第一透光衬底912和与该衬底相邻的聚合不对称漫射膜914。第二透光衬底913在与第一透光衬底912相反一侧上与聚合不对称漫射膜914相邻。还可以在聚合不对称漫射膜914之上以及衬底913之下向光管理层安排添加其它光学膜，如随后附图中所示。图9a示出衬底912和913彼此附连所采用的一种手段。可以在衬底912和913两者中形成的孔中安装销钉917或边缘支承元件。这些销钉可以绕光学元件外边缘周边设置。销钉可以按压安装到衬底的孔中，或者使用粘合剂粘附到衬底上，或者同时采用两种方式。不对称漫射膜914中的孔或槽915也是设置用于销钉穿过光学漫射膜。孔或槽915较佳地稍微过大，以允许不对称漫射膜在不同温度或湿度条件下以与衬底不同的比率膨胀或收縮。图9b示出衬底912和913彼此附连所采用的另一方式。与具有塑料紧固夹的塑料笔记本类似，使用边缘紧固夹919的边缘支承元件。这些夹子可以使用粘合剂粘附到衬底上。紧固夹的与透光衬底外边缘周边相邻的内表面可以是高度反射材料以27防止经由衬底中光通道的光损耗。图9C也示出边缘紧固夹919的使用。在这种情形中，这些夹子向经由垫料911隔开的衬底施加挤压力。夹子对衬底和垫料挤压力通过夹子与衬底之间的摩擦力将衬底和垫料结合成整体。图9d示出使用经由销钉923扣紧两个透光衬底912和913的每一个的边缘衬底921。这些销钉923还可以按压安装到边缘衬底921和衬底912和913中的孔中，或者用粘合剂安装，或者同时采用这两种方式。边缘衬底的与透光衬底边缘相邻的内表面可以是高度反射材料以防止经由衬底中光通道的光损耗。图9e示出经由静电力保持在一起的衬底912和913以及不对称漫射膜914。由于层间的静电力将这些层保持在一起，因此不需要单独的夹子或衬底。这可以通过将光管理层安排的一侧暴露在极高的正电压下同时向相反侧施加极高的负电压来实现。衬底912和913是共同自支承的材料片，并用于向它们之间在光管理安排中的层提供支承。透光衬底之一或两者可以自身是自支承的。例如，衬底912和913的总厚度可以最高达几毫米，这取决于显示器的尺寸。通常，衬底各自在0.25至4mm厚度之间。较佳地，它们各自在0.75至1.25mm厚度之间。透光衬底之一或两者可以自身是自支承的。衬底912和913可以由对可见光基本上透明的任何材料支承，例如有机或无机材料，包括玻璃和聚合物。合适的玻璃包括浮法玻璃，即使用浮法工艺制作的玻璃，或LCD品质玻璃，称为LCD玻璃，其特征属性(诸如厚度和纯度)比浮法玻璃控制得更好。形成LCD玻璃的一种方法是在滚筒之间形成玻璃。衬底912和913、不对称漫射膜914和一个或多个其它光管理层可以包含在设置在背光与LCD面板之间的光管理安排中。衬底912和913提供用于支承单一光学元件中光管理安排的稳定结构。衬底912和913比常规漫射板系统更加不易于翘曲，尤其在衬底912和913是由诸如玻璃的抗翘曲材料形成的情况下更是如此。用于制作衬底912和913的合适聚合物材料可以是不定形或半晶体，并且可以包括均聚物、共聚物或其混合物。示例性的聚合物材料包括但不限于无定形聚合物，例如聚(碳酸酯)(PC);聚(苯乙烯)(PS);丙烯酸酯，例如美国新泽西州洛克威的Cyro工业公司(CyroIndustries,Rockaway,N丄)提供的商标为ACRYLITE⑧的丙烯酸类片材；丙烯酸类共聚物，例如丙烯酸异辛酯/丙烯酸；聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA);PMMA共聚物；环烯烃；环烯烃共聚物；丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS);苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN);环氧树脂；聚(乙烯基环己烷)；PMMA/聚(氟代乙烯)混合物；无规立构聚(丙烯)；聚(苯醚)合金；苯乙烯嵌段共聚物；聚酰亚胺；聚砜；聚(氯乙烯)；聚(二甲基硅氧烷)(PDMS);聚氨酯；聚(碳酸酯)/脂族PET混合物；以及半结晶聚合物，例如聚(乙烯)；聚(丙烯)；聚(对苯二甲酸酯乙二醇酯)(PET);聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN);聚酰胺；离聚物;乙酸乙烯酯/聚乙烯共聚物；乙酸纤维素；乙酸-丁酸纤维素；含氟聚合物；聚(苯乙烯)-聚(乙烯)共聚物；以及PET和PEN共聚物。可以在透光衬底912和913中包含其它材料来降低UV光的有害效果。这种材料的一个示例是位阻胺光稳定组合物(HALS)。一般而言，最有用的HALS是从四甲基哌啶衍生的那些，以及可被视为聚合叔胺的那些。合适的HALS组合物可以购得，例如在纽约州塔利顿市的Ciba特殊化学品(CibaSpecialtyChemicals)公司购得的商标为Tinuvin(廷纳芬)的那些。一种有用HALS组合物是Tinuvin622。图10中示意性示出本发明的另一示例性实施方式。光管理层安排1000包括共同自支承的透光衬底1012和1013以及设置在衬底之间与衬底1012相邻的不对称漫射膜1014。珠涂布准直漫射膜1015同样设置在透光衬底1012与1013之间并与不对称漫射膜1014相邻。在该实施方式中，透光衬底1012和1013由边缘紧固夹1019结合成整体。图11中示意性示出本发明的另一示例性实施方式。光管理层安排1100包括共同自支承的透光衬底1112和1113以及设置在衬底之间与衬底1112相邻的不对称漫射膜1114。珠涂布准直漫射膜1115同样设置在透光衬底1112与1113之间并与不对称漫射膜1114相邻。棱镜光导向膜1116同样设置在透光衬底1112与1113之间，与珠涂布准直漫射膜1115相邻。在该实施方式中，透光衬底1112和1113由边缘紧固夹1119结合成整体。图12中示意性示出本发明的另一示例性实施方式。光管理层安排1200包括共同自支承的透光衬底1212和1213以及设置在衬底之间与衬底1212相邻的不对称漫射膜1214。珠涂布准直漫射膜1215同样设置在透光衬底1212与1213之间并与不对称漫射膜1214相邻。棱镜光导向膜1216同样设置在透光衬底1212与1213之间，与珠涂布准直漫射膜1215相邻。反射偏振器膜1218同样设置在透光衬底1212与1213之间，与棱镜光导向膜1216相邻。在该实施方式中，透光衬底1212和1213由边缘紧固夹1219结合成整体。图13中示意性示出本发明的另一示例性实施方式。光管理层安排1300包括共同自支承的透光衬底1312和1313。在LCD显示器中与光源相邻的透光衬底1312是不对称漫射的，与上述漫射膜214类似。在该实施方式中，透光衬底1312和1313由边缘紧固夹1319结合成整体。珠涂布准直漫射膜1315同样设置在透光衬底1312与1313之间，与透光衬底1312相邻。棱镜光导向膜1316同样设置在透光衬底1312与1313之间，与珠涂布准直漫射膜1315相邻。反射偏振器膜1318同样设置在透光衬底1312与1313之间，与棱镜光导向膜1316相邻。在一个以上的光学膜受约束的实施方式中(如图2至13)，光学膜通常并不彼此粘附。从制造成本角度，两个光学膜彼此粘附是有益处的，但是光学膜中一个或多个通常并不彼此粘附。实施例为了演示本发明的实施方式，获得商用LCDTV。该TV被选择成42"LGPhilips(飞利浦)LCDTV，型号为42LB5D。从该TV移除LC面板和光管理膜安排，露出背光单元中的CCFL阵列。在CCFL上安装常规1.5mm的平板漫射器(来自42"LG飞利浦TV)。然后，在该平板漫射器上设置常规的200um珠涂布准直漫射器(来自42"LG飞利浦TV的底部漫射器)。接下来，在珠涂布准直膜上设置常规的棱镜准直膜(来自42"LG飞利浦TV)。然后，在棱镜准直膜上设置常规的200um珠涂布准直漫射器(来自42"LG飞利浦TV的顶部漫射器)。然后，仅就亮度而言对背光的光学性能进行测试，以与使用本发明的以下堆叠进行比较。再次从背光单元移除光管理膜，接下来向该背光单元装备如图5所示的本发明中拉紧的支承安排。在如图5所示的安装中使用的中心膜与现有常规堆叠中使用的常规棱镜准直膜(来自42"LG飞利浦TV)相同。在如图5所示的安装中使用的顶部膜是现有常规堆叠中使用的常规200um珠涂布准直漫射器(来自42"LG飞利浦TV的顶部漫射器)相同。在拉紧的堆叠中使用的基膜(就在CCFL之上)是商用不对称体漫射器(ADF7C10，来自麻萨诸塞州剑桥市的FusionOptix公司)。ADF7010膜的不对称比为6.5。不对称漫射器被取向成膜的高漫射轴垂直于CCFL取向。将刚刚描述的3个膜组装到如图5所示的拉紧的框架设计中。使用26条弹性带，它们包括750um厚的聚氨基甲酸酯(McMaster-Carr#1446丁41)。这些带宽度被切割成6mm并拉紧至650克。使用螺钉将如图5所示的使用上述膜的拉紧的支承安排扣紧到背光单元框架以及绕所暴露CCFL周边的添加中心支持上。然后，再次仅测试背光的光学性能，以将拉紧的光管理层的输出与常规光管理层的输出进行比较。在照射CCFL时，背光呈现优良的均匀性，视觉上不能觉察在拉紧的光管理层安排之后的CCFL。测量设备是ELDIM160REZContrastconscope，光斑大小2mm，距样品1.2mm。ELDIM160REZContrastconscope用于确定从每个上述光管理层安排发射的轴上亮度和40度水平倾斜亮度。轴上亮度是垂直于背光发射的光强，而40度水平倾斜亮度是从与CCFL的轴平行的平面内的轴上偏离40度的轴发射的光强。以坎德拉每平方米为单位的亮度对数据进行报道。表1示出上述测量的结果。表i<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>构件列表100直射式LC显示设备110背光112反射器114光源120光管理层122漫射板124准直漫射膜126光导向膜128反射偏振器130前LC面板组件132下吸收偏振器134面板基板136LC层138上吸收偏振器139可任选层140LC面板150控制器200光学元件212支承框架214聚合不对称漫射膜216销钉218弹簧220槽222轴300光学元件312支承框架314聚合不对称漫射膜316销钉318弹簧320光学元件322轴324销钉326槽334准直的漫射膜335光导向膜336反射偏振器400光学元件412支承框架413子框架414聚合不对称漫射膜416销钉418弹簧420槽422轴423孔426槽434准直漫射膜435光导向膜436反射偏振器500光学元件512支承框架514聚合不对称漫射膜516销钉517拉紧带中的孔518拉紧带520光导向膜中的孔521聚合光学漫射膜中的孔534准直漫射膜535光导向膜540销钉541准直漫射膜中的孔542准直漫射膜中的槽600光学元件612支承框架614聚合不对称漫射膜616销钉617拉紧索环中的孔618拉紧的索环620聚合光学漫射膜中的孔621光导向膜中的孔634准直漫射膜635光导向膜640销钉641准直漫射膜中的孔642准直漫射膜中的槽700光学元件712支承框架714聚合不对称漫射膜716销钉717槽或孔718拉紧带(弹簧)720槽721槽734透明的拉紧膜735透明的拉紧膜34800光学元件812支承框架814聚合不对称漫射膜816销钉817拉紧带中的孔818拉紧带820外透明膜中的槽或孔821外透明膜中的槽或孔833准直漫射膜834透明的拉紧膜835透明的拉紧膜836光导向膜900光管理层911垫料912第一透光衬底913第二透光衬底914聚合不对称漫射膜915珠涂布光准直膜917销钉919边缘紧固夹921边缘衬底923销钉1000光管理层1012第一透光衬底1013第二透光衬底1014聚合不对称漫射膜1015准直膜1019边缘紧固夹1100光管理层1112第一透光衬底1113第二透光衬底1114聚合不对称漫射膜1115准直漫射膜1116棱镜光导向膜1119边缘紧固夹1200光管理层1212第一透光衬底1213第二透光衬底1214聚合不对称漫射膜1215准直漫射膜1216棱镜光导向膜1218反射偏振器膜1219边缘紧固夹1300光管理层1312第一透光衬底1313第二透光衬底1315准直漫射膜1316棱镜光导向膜1318反射偏振器膜1319边缘紧固夹权利要求1.一种具有光学膜的光学元件，所述光学元件包括其中有轴的支承框架，所述支承框架绕所述光学元件的周边设置；其上外围具有槽的所述光学膜，所述光学膜的外围设置在所述支承框架上；设置在每个所述槽中并突出到所述支承框架中、可通过可控张力在所述轴上滑动的销钉；弹簧机构，可在所述轴上滑动以向所述光学膜提供所述受控的张力；以及其中，所述光学膜是不对称漫射器。2.—种具有光学膜的光学元件，所述光学元件包括沿所述光学元件周边设置的支承框架；其上外围具有槽的所述光学膜，所述光学膜的外围设置在所述支承框架上；设置在每个所述槽中用于向所述光学膜提供可控张力的拉紧带，所述拉紧带还在其一端上具有孔；设置在所述孔中并突出到所述支承框架中以锚定所述拉紧带的销钉；以及其中，所述光学膜是不对称漫射器。3.—种具有多层光学膜的光学元件，所述光学元件包括沿所述光学元件周边设置的支承框架；其上外围具有槽的所述多层光学膜，所述多层光学膜的外围设置在所述支承框架上；设置在所述槽中用于向所述多层光学膜提供可控张力的拉紧带，所述拉紧带还在其一端上具有孔；设置在所述孔中并突出到所述支承框架中以锚定所述拉紧带的销钉；以及其中，所述多层光学膜还包括外层膜和内层膜，所述外层膜包括光重定向膜和不对称漫射膜并通过其外围上的所述槽由所述拉紧带拉紧，且所述内层膜受到拉紧的所述外层膜施加的垂直于其表面的约束作用。4.如权利要求3所述的光学元件，其特征在于，所述内层膜还包括用于接收辅助销钉以向所述内层膜提供面内方向的约束的辅助槽和孔。5.如权利要求3所述的光学元件，其特征在于，所述拉紧带是从以下构成的组中选择的聚氨酯，硅橡胶，氯丁橡胶，乙烯-丙烯共聚物，乙烯-丙烯三元共聚物，偏二氟乙烯-氯代-三氟乙烯无规共聚物，偏二氟乙烯-氯代-六氟乙烯无规共聚物，以及高强度布纳N橡胶。6.如权利要求3所述的光学元件，其特征在于，所述内层膜包括珠涂布准直漫射器。7.—种具有多层光学膜的光学元件，所述光学元件包括沿所述光学元件周边设置的支承框架；其上外围具有槽的所述多层光学膜，所述多层光学膜的外围设置在所述支承框架上；设置在所述槽中用于向所述多层光学膜提供可控张力的拉紧带，所述拉紧带还在其一端上具有孔；设置在所述孔中并突出到所述支承框架中以锚定所述拉紧带的销钉；以及其中，所述多层光学膜还包括外层膜和内层膜，所述外层膜包括透光膜并通过其外围上的所述槽由所述拉紧带拉紧，且所述内层膜受到由拉紧的所述外层膜施加的垂直于其表面的约束作用。8.如权利要求7所述的光学元件，其特征在于，所述内层膜包括不对称漫射器、珠涂布准直漫射器和光重定向膜。9.一种具有多层光学膜的光学元件，所述光学元件包括沿所述光学元件周边设置的支承框架；其上外围具有槽的所述多层光学膜，所述多层光学膜的外围设置在所述支承框架上；设置在所述槽上用于向所述多层光学膜提供可控张力的拉紧索环，所述拉紧索环还在其中具有孔；设置在所述孔中并突出到所述支承框架中以锚定所述拉紧索环的销钉；以及其中，所述多层光学膜还包括外层膜和内层膜，所述外层膜包括光重定向膜和不对称漫射膜并通过其外围上的所述槽由所述拉紧索环拉紧，且所述内层膜受到拉紧的所述外层膜施加的垂直于其表面的约束作用。10.—种具有多层光学膜的光学元件，所述光学元件包括设置在所述多层光学膜外边缘周边上的边缘支承元件；以及其中，所述多层光学膜还包括外层膜和内层膜，所述外层膜包括透光衬底，所述内层膜包括不对称漫射器。全文摘要本发明提供一种具有光学膜的光学元件，该光学元件包括其中具有轴的支承框架，该支承框架绕光学元件设置，且光学膜在其上周边具有槽，该光学膜的周边设置在支承框架上。本发明还提供设置在每个槽中并突出到支承框架中、可通过受控张力作用而在轴上滑动的销钉，以及可在轴上滑动用于向光学膜提供受控张力的弹簧机构，其中该光学膜是不对称漫射器。文档编号G02F1/1335GK101620337SQ20081014545公开日2010年1月6日申请日期2008年8月7日优先权日2007年8月8日发明者T·M·兰尼申请人:罗门哈斯丹麦金融有限公司