光学膜叠堆的制作方法
【专利摘要】本发明描述了示例性光控制膜。在一个例子中，光学叠堆包括第一导光膜，所述第一导光膜包括与第二主表面相背对的结构化的主表面，所述结构化的主表面包括沿着第一方向延伸的多个线性结构，所述导光膜的平均有效透射率为至少1.3；以及非对称光漫射器，所述非对称光漫射器设置在所述导光膜上，并且沿着第二方向漫射较多且沿着正交于所述第二方向的第三方向漫射较少，所述第二方向与所述第一方向成大于0且小于60度的角度。
【专利说明】光学膜叠堆
【技术领域】
[0001]本公开涉及显示装置，具体地讲，涉及可用在背光显示装置中的膜。
【背景技术】
[0002]光学显示器(例如，液晶显示器(LCD))正日益普及，并可用于(例如)移动电话、从手持式个人数字助理(PDA)到膝上型计算机等便携式计算机装置、便携式数码音乐播放器、IXD桌面计算机监视器和IXD电视机。除了越来越普及之外，IXD还变得越来越薄，这是因为采用LCD的电子装置的制造商力图实现更小的封装尺寸的缘故。许多LCD使用背光源来照明IXD的显示区域。
【发明内容】
[0003]一般来讲，本发明涉及可用于(例如)背光型显示装置的光学膜叠堆。光学叠堆可包括具有结构化的主表面的导光膜，所述结构化的主表面包括沿第一方向延伸的多个线性结构。光学叠堆还可包括设置在导光膜上的非对称光漫射器。非对称光漫射器可能沿着第二方向漫射较多，而沿着正交于第二方向的第三方向漫射较少。非对称光漫射器可相对于导光膜设置，使得第二方向与第一方向成大于O且小于60度的角度。当用于背光型显不器时，光学膜叠堆可设置在光导和显示器表面之间，其中导光膜在光导和非对称光漫射器之间。在一些例子中，光学膜叠堆可被配置成基本消除显示装置中的可见缺陷，例如由线性结构与它们可能的反射之间的干扰造成的莫阿条纹图案或者由棱镜色散或双折射效应造成的颜色不均匀性，在一些情况下这可能与导光膜相关，同时另外使闪光(即，取决于显示装置的视角的颗粒)最小化。
[0004]在一个例子中，本发明涉及光学叠堆，所述光学叠堆包括第一导光膜，所述第一导光膜包括与第二主表面相背对的结构化的主表面，结构化的主表面包括沿着第一方向延伸的多个线性结构，导光膜的平均有效透射率为至少1.3 ;以及非对称光漫射器，所述非对称光漫射器设置在导光膜上，并且沿着第二方向漫射较多且沿着正交于第二方向的第三方向漫射较少，第二方向与第一方向成大于O且小于60度的角度。
[0005]本发明的一个或多个实施例的细节在附图和以下【具体实施方式】中说明。通过【具体实施方式】和附图以及权利要求书，本发明的其他特征、目标和优点将显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为示出了示例性背光显示装置的概念图。
[0007]图2为示出了示例性光学膜叠堆的概念图。
[0008]图3为示出了另一个示例性光学膜叠堆的概念图。
[0009]图4为示例性非对称光漫射器的照片。
[0010]图5为示出了用于测量有效透射率的示例性光学系统的概念图。
[0011]图6为示出了示例性非对称光漫射器的概念图。
[0012]图7A和7B为示例性哑光层的示意性侧视图。
[0013]图8A和8B为示例性非对称光漫射器的示例性微结构的示意性俯视图。
[0014]图9为示例性哑光层的示意性侧视图。
[0015]图10为示例性非对称光漫射器的示意性侧视图。
[0016]图11为另一个示例性非对称光漫射器的示意性侧视图。
[0017]图12为示例性切削工具系统的示意性侧视图。
【具体实施方式】
[0018]一般来讲，本发明涉及可用于(例如)背光型显示装置的光学膜叠堆。光学叠堆可包括具有结构化的主表面的导光膜，所述结构化的主表面包括沿第一方向延伸的多个线性结构。光学叠堆还可包括设置在导光膜上的非对称光漫射器。非对称光漫射器可能沿着第二方向漫射较多，而沿着正交于第二方向的第三方向漫射较少。非对称光漫射器可相对于导光膜设置，使得第二方向与第一方向成大于O且小于60度的角度。
[0019]在一些例子中，背光显示装置可包括光源、光导、液晶显示器(IXD)，以及在光导与IXD之间的光学膜叠堆。在这样的例子中，源自背光源的光可在穿过光导和光学膜叠堆之后用于照亮LCD。更具体地讲，从光导出射的光在进入LCD之前可穿过光学膜叠堆。
[0020]在一些示例中，显示装置可包括通过光导与光控制膜叠堆分开的后反射器层。光学叠堆、光导和反射层的组合可称作背光源叠堆。对于背光源叠堆层基本上平行于LCD的显示器表面取向并且光源与一个或多个边缘相邻的情况来说，背光源叠堆可按从后至前的顺序包括后反射器、光导、一个或多个导光膜和光漫射器。在一些例子中，导光膜可由透明基底组成，所述透明基底顶部具有多个平行的顶角为90度的线性棱镜。在背光源叠堆包括两个导光层的情况下，最后面棱镜膜的棱镜可取向为大致在正交于前棱镜膜的棱镜的方向上延伸。在这样的情况下，棱镜膜可被描述为呈交叉取向，并且可被构造成将来自光导的一些光朝着IXD重新导向。
[0021]在一些例子中，存在一个或多个与此类导光膜的使用相关的显示缺陷。例如，在一些情况下，使用一个或多个导光膜可导致由线性棱镜结构之间的干扰、或这种结构与其反射之间的干扰、或兼具两者而造成的莫阿条纹图案。为了解决这种缺陷，可使用诸如哑光层的光漫射层以在照亮显示器之前将光扩散出导光层。然而，此类光漫射层的使用可引起显示器闪光。如本文所用，术语闪光是指取决于显示装置的视角的颗粒。
[0022]根据本发明的一些例子，光学叠堆可包括第一导光膜和以(例如)基本消除显示装置中的缺陷(例如，与导光膜相关的莫阿条纹和颜色不均匀性)同时另外使与使用漫射膜相关的闪光最小化的方式相对于第一导光膜设置的非对称光漫射器。例如，导光膜的结构化的表面可包括沿第一方向延伸的多个线性结构(如，棱镜)，并且非对称光漫射器可能沿第二方向漫射较多，而沿正交于第二方向的第三方向漫射较少。在这种情况下，导光膜可相对于光漫射器设置，使得第二方向与第一方向成大于O且小于60度的角度。如上所述，在一些情况下，此类光学膜已被确定为基本消除显示装置中的缺陷(例如，与导光膜相关的莫阿条纹和颜色不均匀性)，同时另外使与使用漫射膜相关的闪光最小化。如将在下文中进一步所述，在一些例子中，除了第一导光膜和非对称光漫射器之外，光学叠堆还可包括一个或多个附加层。
[0023]图1为示出了示例性背光显示装置10的概念图。背光显示装置10包括光源12、光导14、反射器16、IXD18和光学叠堆20。如图所示，光学叠堆包括导光膜24和设置在导光膜24上的非对称光漫射器26。虽然背光显示装置10示出具有与光导14的一个边缘相邻的单个光源14，但还可以设想其他构造。例如，背光显示装置10可包括与光导14的一个或多个表面相邻的不止一个光源12。
[0024]光源14可以是诸如荧光灯或发光二极管(LED)的任何合适类型的光源。此外，光源14可包括多个离散光源，例如多个离散LED。为了照亮IXD18的外侧显示器表面22，来自光源12的光在大致z方向上传播通过光导14。至少一部分光穿出光导14的上表面进入光学叠堆20。反射器16位于光导14下方，并将光朝着光学叠堆20反射回来。
[0025]背光显示装置10的光导14可以是本领域中已知的任何合适的光导，并且可包括美国专利 N0.6，002，829(1999 年 12 月 14 日授予 Winston 等人)和 N0.7，833，621 (2010 年11月16日授予Jones等人)中所描述的示例光导中的一个或多个。这些美国专利中的每一个的整个内容以引用方式并入本文。用于与光导14相邻的反射器16的合适的材料可包括增强型镜面反射器(可商购自明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M，St.Paul，MN))或基于白PET的反射器。
[0026]导光膜24包括与第二主表面28相背对的结构化的主表面30。结构化的主表面30(图1中未示出的结构)可包括沿第一方向延伸的多个线性结构。从光导14进入导光膜24的光的一部分可在进入非对称光漫射器26之前通过导光膜24重新定向，同时光的其他部分不可重新定向或可通过光学叠堆20重新定向回光导14中。该光中的一些可“再循环”，因为光可被反射器16反射回光导14。如将在下文中所述,在一些例子中，导光膜24的平均有效透射率可为至少1.3。
[0027]在一些例子中，导光膜24的第二主表面28可为光漫射的。在一些例子中，第二主表面28还可为(例如)由沉积在基底上的不均匀涂层限定的结构化的表面。虽然导光膜24显示具有作为结构化的表面30的顶部表面，但在其他例子中，结构化的表面30可为导光膜24的底部表面，并且顶部表面为第二表面28。
[0028]光学叠堆20还包括设置在导光膜24上的非对称光漫射器26。非对称光漫射器26包括顶部主表面34和与导光膜24的结构化的表面30相邻的底部主表面32。进入非对称光漫射器26的来自导光层24的光可在离开非对称漫射器26进入显示器18以照亮显示器表面22之前在一个或多个方向上漫射或扩散。非对称光漫射器26可称为“非对称”光漫射器，因为进入光漫射器26的光并非在所有方向上等几率漫射，相反，光可在一个方向上比在另一个方向上漫射更多。如将在下文中参照图2所述，非对称光漫射器26可被配置成在第二方向d2上比在第三方向d3上漫射更多。非对称漫射器26可被配置成降低由于(例如)导光层24的不期望的视觉假象的分辨率。
[0029]图2为示出了包括导光膜24和非对称光漫射器26的光学叠堆20的分解图的概念图。结构化的主表面30面向非对称漫射器26，并且第二主表面28远离非对称漫射器26。结构化的主表面30包括沿第一方向dl延伸的多个线性结构，其包括单独标记的线性结构31，其可用于朝着IXD18重新导向(例如，朝着轴线方向)进入导光膜24的光的至少一部分。为了便于描述，通常参照单独的线性结构31来描述多个线性结构的特性，但通常将这些特性应用于结构化的主表面30的全部多个线性结构。
[0030]在一些例子中，线性结构31可采取沿着第一方向dl延伸的棱镜的形式。在此类例子中，导光膜24可称为棱镜膜。棱镜可从导光膜24的表面突出，并且可包括两个或多个在顶点处相交的小平面以限定顶角。在一些例子中，线性结构31可包括具有小平面的棱镜，所述小平面将顶角限定在70至120度的范围内，例如80至110度或85至95度，但还可以设想其他顶角。在一些例子中，合适的导光膜可包括增亮膜或“BEF”(可商购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M，St.Paul，MN))。虽然以棱镜描述了线性结构31，但还可以设想其他结构。在一些例子中，线性结构31可具有圆柱形横截面轮廓，或轮廓中线性和曲线特征的组合。线性结构31沿方向dl呈现出高度、倾斜度和横截面的变化。
[0031]如上所述，第二表面28可为光漫射的。例如，第二表面28可包括哑光涂层。在一些例子中，第二表面28可为结构化的表面。例如，第二表面28可由提供非均匀表面结构的非均匀涂层限定。另外，在一些例子中，第二表面28可比结构化的主表面30更接近非对称光漫射器26 (即，第二表面28可面向非对称光漫射器26)。
[0032]当导光膜24用于液晶显示器系统时，导光膜24可增加或提高显示器的轴向亮度。在这种情况下，导光膜的有效透射率或相对增益大于I。如上所述，在一些例子中，光学叠堆20的导光膜24的平均有效透射率为至少1.3，例如至少1.4、至少1.5、至少1.6或至少1.7。
[0033]如本文所用，有效透射率为显示器系统中存在就位膜的显示器系统的轴向亮度与其中不存在就位膜的显示器的轴向亮度的比率。可以用光学系统200测量有效透射率(ET)，图5中示出了该系统的示意性侧视图。光学系统200以光轴250为中心并且包括中空朗伯光箱、线性光吸收型偏振器220和光检测器230，所述中空朗伯光箱通过发射或离开表面212发射朗伯光215。光箱210由通过光纤270连接至光箱内部280的稳定宽带光源260照亮。将待通过光学系统测量ET的测试样品设置在位于光箱和吸收型线性偏振器之间的位置240处。
[0034]可通过将导光膜设置在位置240中来测量导光膜24的ET，其中线性棱镜150面向光检测器并且微结构160面向光箱。然后，通过光检测器来测量透过线性吸收型偏振器的光谱加权轴向亮度IJ沿光轴250的亮度)。然后，移除导光膜并且在未将导光膜设置在位置240的情况下测量光谱加权亮度12。ET为比率I1A215 ETO为当线性棱镜150沿平行于线性吸收型偏振器220的偏振轴的方向延伸时的有效透射率，并且ET90为当线性棱镜150沿垂直于线性吸收型偏振器的偏振轴的方向延伸时的有效透射率。平均有效透射率(ETA)为ETO和ET90的平均值。
[0035]可使用任何合适的材料以形成导光膜24。如上所述，多个渐缩凸起30的形状和材料可允许来自光导14的至少一部分光穿过导光层26，以降低入射光的发散并将沿着第一方向传播的大部分入射光重新导向至不同于第一方向的第二方向。合适的材料可包括光学聚合物，例如丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈等。合适的材料可包括用于形成增亮膜或“BEF”(可商购自美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M，St.Paul，MN))的那些材料。在一些例子中，用于形成导光膜24的材料的折射率可介于大约1.4和大约1.7之间，例如，介于大约1.45和大约1.6之间。
[0036]导光膜24可包括由基底厚度和基底表面上方的棱镜高度限定的总厚度。在一些例子中，导光膜24的基底厚度可介于约25微米和约250微米之间，并且棱镜高度介于约8微米和约50微米之间。在一些例子中，导光膜24的总厚度可介于约30微米和约300微米之间。可以设想其他厚度和高度。
[0037]如图2所示，非对称光漫射器26设置在导光膜24上，并且包括底部表面32和顶部表面34。一般来讲，非对称光漫射器26在一个方向上漫射的光可多于在另一个方向上漫射的光。如图2所示，非对称光漫射器26沿着第二方向d2的漫射可大于沿着正交于第二方向d2的第三方向d3的漫射。为了说明非对称光漫射器26沿着第二方向d2相对于沿着第三方向d3的相对漫射,相对于第三方向以第二视角A2的漫射显不了第二方向d2以第一视角Al的漫射。如图所示，A2表示非对称光漫射器26沿着第二方向d2比沿着第三方向d3可散射更多的光，例如，当沿着方向d2的曲线的宽度大于沿着方向d3的曲线的宽度时。
[0038]在一些例子中，非对称光漫射器26沿着第二方向d2以第一视角A1散射光和沿着第三方向d3以第二视角A2散射光，其中A1A2为至少1.5，例如，至少2、至少2.5、至少3、至少4、至少6、至少8或至少10。如本文所用，视角可指亮度为最大值的一半处的角度。
[0039]如图2所不,第一导光膜24可相对于非对称光漫射器26设置,使得第二方向d2限定与第一方向dl的角度。在一些例子中，第一导光膜24可相对于非对称光漫射器26设置，使得第二方向d2与第一方向dl成大于0( S卩，d2和dl是不平行的)且小于60度的角度，例如大于O且小于50度或大于O且小于40度。如上所述，已经确定，本文描述的光学叠堆的一些例子可基本消除显示装置中的缺陷，例如与导光膜24相关的莫阿条纹和颜色不均匀性，同时另外使与使用漫射膜相关的闪光最小化。
[0040]图3为示出了另一个光学膜叠堆40的分解图的概念图。光学膜叠堆40包括第一导光膜24和非对称光漫射器26，并且可基本上与光学膜叠堆20相同。然而，光学膜叠堆40包括设置在第一导光膜24上的第二导光膜42。第一导光膜24将第二导光膜42与非对称光漫射器26分开。第二导光膜42包括与第二主表面46相背对的第二结构化的表面44。结构化的主表面44面向非对称漫射器26，并且第二主表面46远离非对称漫射器26。
[0041]第二导光膜42可具有与本文参照第一导光膜24所述的特性相同的或基本上类似的特性。例如，光学叠堆40的第二导光膜42的平均有效透射率为至少1.3，例如至少1.4、至少1.5、至少1.6或至少1.7。作为另一个例子，第二表面46可为光漫射的。例如，第二表面46可包括哑光涂层。在一些例子中，第二表面46可为结构化的表面。例如，第二表面46可由提供非均匀表面结构的非均匀涂层限定。另外，在一些例子中，第二表面46可比结构化的主表面44更接近非对称光漫射器26(即，第二表面46可面向非对称光漫射器26)。在一些例子中，虽然以这样的方式将单个棱镜膜倒转为转向膜是可能的，但是情况可能并不是这样的倒转的膜均伴有另一个倒转或未倒转的结构膜。
[0042]作为另一个例子，类似于第一导光膜24，第二导光膜42包括多个线性结构(例如，限定具有小平面的多个线性棱镜，所述小平面将顶角限定在70至120度的范围内，例如80至110度或85至95度)。然而，当第二导光膜40相对于第一导光膜40取向时，结构化的表面44的多个线性结构沿着第四方向d4而不是第一方向dl延伸。在一些例子中，光学叠堆40可取向为使得第二方向d2与第一方向dl限定的角度小于第二方向d2与第四方向d4限定的角度。如图3所示，第四方向d4基本上正交于第一方向。在一些情况下，第一导光膜24和第二导光膜42可被称为呈交叉取向。
[0043]在光学叠堆20或光学叠堆40中，非对称光漫射器26可为能够提供本文所述特性的任何合适的非对称光漫射器。在一些例子中，非对称光漫射器26可包括体积(或容量)漫射器。在一些例子中，体漫射器可包括具有第一折射率的主体材料，所述主体材料充满第二折射率的颗粒，其中第一和第二折射率相差至少0.01，并且其中颗粒的体积分数为至少
0.1%ο在该例子中，通过颗粒的重复反射和折射实现光的漫射，从而改变初始射线方向。在一些例子中，非对称光漫射器26可包括具有结构化的主表面的表面漫射器。例如，非对称光漫射器26可包括微复制型的哑光涂层。在一些例子中，合适的非对称光漫射器可包括在公开的PCT专利申请W02010/141261 (具有申请号PCT/US2010/036018并提交于2010年5月25日)中描述的一个或多个例子，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。
[0044]在一个例子中，如图6所不,非对称光漫射器26可包括沉积在基底170上的哑光层140。基底170可包括PET、聚碳酸酯或其他合适的材料。哑光层140中的微结构160可被设计用于隐藏不期望的物理缺陷(例如刮痕)和/或光学缺陷(例如来自显示器或照明系统中的灯的不期望出现的亮点或“热”点)，其中所述微结构160对导光膜重新定向光和提闻売度的能力不具有或具有极少的不利影响。
[0045]微结构160可为在应用中理想的任何类型的微结构。在一些情况下，微结构160可为凹陷。例如，图7A为类似于哑光层140并且包括凹陷微结构320的哑光层310的不意性侧视图。在一些情况下，微结构160可为凸起。例如，图为7B类似于哑光层140并且包括凸起微结构340的哑光层330的示意性侧视图。
[0046]在一些情况下，微结构160形成规则图案。例如，图8A为类似于微结构160并且在主表面415中形成规则图案的微结构410的不意性俯视图。在一些情况下，微结构160形成不规则图案。例如，图8B为类似于微结构160并且形成不规则图案的微结构420的示意性俯视图。在一些情况下，微结构160形成伪随机图案，所述伪随机图案表现为随机的但具有重复图案方面，如(例如)在表面形貌的二维傅立叶光谱中存在一个或多个峰所证实的那样。
[0047]一般来讲，非对称漫射器26的微结构160可具有任意高度和任意高度分布。在一些情况下，微结构160的平均高度(即，平均峰高减去平均谷高)不大于约5微米、或不大于约4微米、或不大于约3微米、或不大于约2微米、或不大于约I微米、或不大于约0.9微米、或不大于约0.8微米、或不大于约0.7微米。
[0048]图9为非对称漫射器26的哑光层140的一部分的示意性侧视图。具体地讲，图9显不了在主表面32中且面向主表面142的微结构160。微结构160具有在整个微结构表面上的倾斜度分布。例如，微结构在位置510处具有倾斜度Θ，其中Θ为在位置510处垂直于微结构表面的法线520 (α =90度)与在相同位置处相切于微结构表面的切线530之间的角度。倾斜度Θ也为切线530与哑光层的主表面142之间的角度。
[0049]图10为非对称光漫射器800的示意性侧视图，所述非对称光漫射器800包括设置在类似于基底170的基底850上的哑光层860。哑光层860包括附接至基底850的第一主表面810、背对第一主表面的第二主表面820，和分散于粘合剂840中的多个颗粒830。第二主表面820包括多个微结构870。微结构870的相当大一部分(例如至少约50%、或至少约60%、或至少约70%、或至少约80%、或至少约90% )设置在颗粒830上并且主要因颗粒830而形成。换句话讲，颗粒830为微结构870形成的主要原因。在这种情况下，颗粒830具有大于约0.25微米、或大于约0.5微米、或大于约0.75微米、或大于约I微米、或大于约1.25微米、或大于约1.5微米、或大于约1.75微米、或大于约2微米的平均粒度。
[0050]在一些情况下，哑光层HO可类似于哑光层860并且可包括多个颗粒，所述颗粒为第二主表面32中的微结构160形成的主要原因。
[0051]颗粒830可为可在应用中需要的任何类型的颗粒。例如，颗粒830可由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、或可在应用中需要的任何其他材料构成。一般来讲，颗粒830的折射率不同于粘合剂840的折射率，但在一些情况下，它们可具有相同的折射率。例如，颗粒830的折射率可为约1.35、或约1.48、或约1.49、或约1.50，并且粘合剂840的折射率可为约1.48、或约1.49、或约1.50。
[0052]在一些情况下，哑光层140不包括颗粒。在一些情况下，哑光层140包括颗粒，但颗粒并非为微结构160形成的主要原因。例如，图11为非对称光漫射器900的示意性侧视图，所述非对称光漫射器900包括设置在类似于基底170的基底950上的类似于哑光层140的哑光层960。哑光层960包括附接至基底950的第一主表面910、背对第一主表面的第二主表面920，和分散于粘合剂940中的多个颗粒930。第二主表面970包括多个微结构970。尽管哑光层960包括颗粒930，但颗粒并非为微结构970形成的主要原因。例如，在一些情况下，颗粒远小于微结构的平均尺寸。在这种情况下，可通过(例如)微复制型的结构化的工具来形成微结构。在这种情况下，颗粒930的平均粒度小于约0.5微米、或小于约0.4微米、或小于约0.3微米、或小于约0.2微米、或小于约0.1微米。在这种情况下，微结构970的相当大一部分(例如至少约50%、或至少约60%、或至少约70%、或至少约80%、或至少约90% )未设置在平均粒度大于约0.5微米、或大于约0.75微米、或大于约I微米、或大于约1.25微米、或大于约1.5微米、或大于约1.75微米、或大于约2微米的颗粒上。在一些情况下，微结构930的平均尺寸是颗粒930的平均粒度的至少约2倍、或至少约3倍、或至少约4倍、或至少约5倍、或至少约6倍、或至少约7倍、或至少约8倍、或至少约9倍、或至少约10倍。在一些情况下，如果哑光层960包括颗粒930，则哑光层960的平均厚度匕颗粒的平均粒度大至少约0.5微米、或至少约I微米、或至少约1.5微米、或至少约2微米、或至少约2.5微米、或至少约3微米。在一些情况下，如果哑光层包括多个颗粒，则哑光层的平均厚度是颗粒的平均厚度的至少约2倍、或至少约3倍、或至少约4倍、或至少约5倍、或至少约6倍、或至少约7倍、或至少约8倍、或至少约9倍、或至少约10倍。
[0053]可使用在应用中可能需要的任何制备方法来制备非对称漫射器层26。例如，在通过来自工具的微复制而形成非对称漫射器层26的情况下，该工具可使用任何合适的制备方法(例如通过使用雕刻或金刚石车削)来进行制备。示例性的金刚石车削系统和方法可包括并且利用描述于(例如)PCT已公布的专利申请号W000/48037以及美国专利N0.7，350，442和N0.7，328，638中的快速刀具伺服机构(FTS)，所述专利的公开内容以引用的方式全文并入本文。还可以设想用于形成非对称漫射器26的其他合适的技术。
[0054]图4为可用于本文所述的一个或多个光学叠堆中的示例性非对称光漫射器48的照片。如上所述，非对称光漫射器48可包括多个伸长结构(图4中未标出)。在一些例子中，该伸长结构的平均长度、宽度和高度可为使得该结构沿着伸长方向从一端到另一端渐缩，并在中心凸出。在一些例子中，该结构在垂直于伸长的方向上漫射的光多于沿着伸长方向漫射的光。
[0055]图12为切削工具系统1000的示意性侧视图，所述切削工具系统1000可用于切削可被微复制以产生非对称漫射器26的微结构160和哑光层140的工具。切削工具系统1000采用螺纹切削车床车削工艺，并包括可通过驱动器1030围绕中心轴1020旋转和/或沿中心轴1020移动的辊1010，以及用于切削辊材料的切削器1040。切削器被安装在伺服机构1050上，并且可通过驱动器1060沿X-方向移动至辊内和/或沿辊移动。通常，切削器1040垂直于辊和中心轴1020安装，并且在辊围绕中心轴旋转的同时被驱动到辊1010的可雕刻材料内。然后平行于中心轴驱动切削器以产生螺纹切削。可同时以高频率和低位移来致动切削器1040以在辊中产生复制时得到微结构160的特征。
[0056]伺服机构1050为快速刀具伺服机构(FTS)，并且包括快速调节切削器1040位置的固态压电(PZT)装置(也称为PZT叠堆)。FTS1050允许切削器1040在x-、y-和/或Z-方向上，或在偏轴方向上的高精确和高速移动。伺服机构1050可为能够相对静止位置产生受控移动的任何高品质位移伺服机构。在一些情况下，伺服机构1050可牢靠地且可重复地提供分辨率为约0.1微米或更好的O至约20微米范围内的位移。
[0057]驱动器1060可沿平行于中心轴1020的x_方向移动切削器1040。在一些情况下，驱动器1060的位移分辨率优于约0.1微米，或优于约0.01微米。驱动器1030产生的旋转移动与驱动器1060产生的平移移动同步进行，以便精确地控制微结构160的所得形状。
[0058]辊1010的可雕刻材料可为能够通过切削器1040进行雕刻的任何材料。示例性的辊材料包括金属(如铜)、各种聚合物、和各种玻璃材料。
[0059]切削器1040可为任何类型的切削器，并可具有在应用中可能理想的任何形状。例如，切削器1040可限定弧形切削刀头。作为另一个例子，切削器1040可限定V形切削刀头1125。作为其他例子，切削器1040可具有分段线性切削刀头或弯曲切削刀头。
[0060]已经描述了本发明的各种实施例。这些和其他实施例均在所附权利要求书的范围内。
[0061]示例性实施例包括如下:
[0062]项目1.一种光学叠堆，其包括:
[0063]第一导光膜，所述第一导光膜包括与第二主表面相背对的结构化的主表面，所述结构化的主表面包括沿着第一方向延伸的多个线性结构，所述导光膜的平均有效透射率为至少1.3 ;和
[0064]非对称光漫射器，所述非对称光漫射器设置在所述导光膜上，并且沿着第二方向漫射较多且沿着正交于所述第二方向的第三方向漫射较少，所述第二方向与所述第一方向成大于O且小于60度的角度。
[0065]项目2.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述第一导光膜的所述第二主表面为光漫射的。
[0066]项目3.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述第一导光膜的所述第二主表面为结构化的。
[0067]项目4.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述多个线性结构包括沿着所述第一方向延伸的多个线性棱镜结构。
[0068]项目5.根据项目I所述的光学叠堆，其中每个线性棱镜结构具有顶点和顶角，所述顶角在70至120度的范围内。
[0069]项目6.根据项目I所述的光学叠堆，其中每个线性棱镜结构具有顶点和顶角，所述顶角在80至110度的范围内。
[0070]项目7.根据项目I所述的光学叠堆，其中每个线性棱镜结构具有顶点和顶角，所述顶角在85至95度的范围内。
[0071]项目8.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述导光膜的平均有效透射率为至少1.4。
[0072]项目9.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述导光膜的平均有效透射率为至少1.5。
[0073]项目10.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述导光膜的平均有效透射率为至少1.6。
[0074]项目11.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述导光膜的平均有效透射率为至少1.7。
[0075]项目12.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述第一导光膜的所述结构化的主表面面向所述非对称光漫射器，并且所述第一导光膜的所述第二主表面远离所述非对称光漫射器。
[0076]项目13.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器沿着所述第二方向以第一视角A1散射光和沿着所述第三方向以第二视角A2散射光，A1A2为至少1.5。
[0077]项目14.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器沿着所述第二方向以第一视角A1散射光和沿着所述第三方向以第二视角A2散射光，A1A2为至少2.。
[0078]项目15.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器沿着所述第二方向以第一视角A1散射光和沿着所述第三方向以第二视角A2散射光，A1A2为至少2.5。
[0079]项目16.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器沿着所述第二方向以第一视角A1散射光和沿着所述第三方向以第二视角A2散射光，A1A2为至少3。
[0080]项目17.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器沿着所述第二方向以第一视角A1散射光和沿着所述第三方向以第二视角A2散射光，A1A2为至少4。
[0081]项目18.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器沿着所述第二方向以第一视角A1散射光和沿着所述第三方向以第二视角A2散射光，A1A2为至少6。
[0082]项目19.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器沿着所述第二方向以第一视角A1散射光和沿着所述第三方向以第二视角A2散射光，A1A2为至少8。
[0083]项目20.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器沿着所述第二方向以第一视角A1散射光和沿着所述第三方向以第二视角A2散射光，A1A2为至少10。
[0084]项目21:根据项目I所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器包括体漫射器。
[0085]项目22.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器包括具有结构化的主表面的表面漫射器。
[0086]项目23.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述第二方向与所述第一方向成大于O且小于50度的角度。
[0087]项目24.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述第二方向与所述第一方向成大于O且小于40度的角度。
[0088]项目25.根据项目I所述的光学叠堆，其中所述第一导光膜设置在所述非对称光漫射器和第二导光膜之间，所述第二导光膜包括与第二主表面相背对的结构化的主表面，所述第二导光膜的所述结构化的主表面包括沿着正交于所述第一方向的第四方向延伸的多个线性结构，所述导光膜的平均有效透射率为至少1.3。
[0089]项目26.根据项目25所述的光学叠堆，其中所述导光膜的平均有效透射率为至少1.4。
[0090]项目27.根据项目25所述的光学叠堆，其中所述导光膜的平均有效透射率为至少
1.5。
[0091]项目28.根据项目25所述的光学叠堆，其中所述导光膜的平均有效透射率为至少1.6。
[0092]项目29.根据项目25所述的光学叠堆，其中所述第二导光膜的所述第二主表面为光漫射的。
[0093]项目30.根据项目25所述的光学叠堆，其中所述第二导光膜的所述第二主表面为结构化的。
[0094]项目31.根据项目25所述的光学叠堆，其中所述第二方向与所述第一方向成的角度小于所述第二方向与所述第四方向成的角度。
【权利要求】
1.一种光学叠堆，其包括: 第一导光膜，所述第一导光膜包括与第二主表面相背对的结构化的主表面，所述结构化的主表面包括沿着第一方向延伸的多个线性结构，所述第一导光膜的平均有效透射率为至少1.3 ;和 非对称光漫射器，所述非对称光漫射器设置在所述第一导光膜上，并且沿着第二方向漫射较多且沿着正交于所述第二方向的第三方向漫射较少，所述第二方向与所述第一方向成大于O并且小于60度的角度。
2.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第一导光膜的所述第二主表面为光漫射的。
3.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第一导光膜的所述第二主表面为结构化的。
4.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第一导光膜的平均有效透射率为至少1.4。
5.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器沿着所述第二方向以第一视角A1散射光并且沿着所述第三方向以第二视角A2散射光，A1A2为至少1.5。
6.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器包括体漫射器。
7.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述非对称光漫射器包括具有结构化的主表面的表面漫射器。
8.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第二方向与所述第一方向成大于O并且小于50度的角度。
9.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第一导光膜设置在所述非对称光漫射器和第二导光膜之间，所述第二导光膜包括与第二主表面相背对的结构化的主表面，所述第二导光膜的所述结构化的主表面包括沿着正交于所述第一方向的第四方向延伸的多个线性结构，所述第二导光膜的平均有效透射率为至少1.3。
10.根据权利要求9所述的光学叠堆，其中所述第二方向与所述第一方向成的角度小于所述第二方向与所述第四方向成的角度。
【文档编号】G02B6/00GK104136950SQ201280062409
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2012年12月18日 优先权日:2011年12月21日
【发明者】加里·T·博伊德, 王庆兵, 特里·D·彭 申请人:3M创新有限公司