周期性光学膜可以出于各种原因被放置在显示器上。例如，包括周期性百叶窗的膜可以用作防窥膜。当放置在显示器中周期性排列的像素上时，周期性光学膜倾向于产生不需要的莫阿条纹图案。
技术实现要素：
在本说明书的一些方面，提供了光学叠堆，该光学叠堆包括光栅组件和与光栅组件相邻地设置的周期性变化的光学膜层。光栅组件包括第一层和第二层，并且第一层和第二层之间的第一界面限定第一光栅。第一层具有折射率n1，第二层具有折射率n2，第一光栅具有峰到谷高度h1，并且|n1-n2|乘以h1介于150nm和350nm之间。第一光栅具有在2微米至50微米范围内的第一间距。第一层和第二层均选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。
在本说明书的一些方面，提供了偏振器叠堆，该偏振器叠堆包括光栅组件和与光栅组件相邻地设置的偏振器。光栅组件包括第一层和第二层，并且第一层与第二层之间的第一界面限定第一光栅。第一层具有折射率n1，第二层具有折射率n2，第一光栅具有峰到谷高度h1，并且|n1-n2|乘以h1介于150nm和350nm之间。第一光栅具有在2微米至50微米范围内的第一间距。第一层和第二层均选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。偏振器叠堆在一体式叠堆中。
在本说明书的一些方面，提供了光学叠堆，该光学叠堆包括第一光栅和与第一光栅相邻地设置的周期性变化的光学膜层。第一光栅具有周期性调制的折射率，并且包括交替的第一区域和第二区域，第一区域具有折射率n1，第二区域具有折射率n2。第一光栅具有厚度h，并且|n1-n2|乘以h介于150nm和10微米之间。第一光栅在第一方向上具有在2微米至50微米范围内的第一间距。光学叠堆被构造为放置在显示器上或者放置在背光源和显示器面板之间。
在本说明书的一些方面，提供了光学叠堆，该光学叠堆包括百叶窗膜和邻近百叶窗膜的第一光栅。第一光栅具有周期性调制的折射率，并且包括交替的第一区域和第二区域，第一区域具有折射率n1，第二区域具有折射率n2。第一光栅具有厚度h，并且|n1-n2|乘以h介于150nm和10微米之间。第一光栅在第一方向上具有在2微米至50微米范围内的第一间距。光学叠堆是一体式叠堆。
附图说明
图1为光栅组件的剖视图；
图2A为光栅组件的剖视图；
图2B为光栅组件的示意性剖视顶部透视图；
图3为光栅组件的剖视图；
图4为光栅组件的剖视图；
图5为不连续层的示意性剖视顶部透视图；
图6为光栅组件的剖视图；
图7为光栅组件的剖视图；
图8A至图8G示出了制备光栅组件的过程
图9A至图9F示出了制备光栅组件的过程；
图10A至图10F示出了制备光学叠堆的过程；
图11示出了制备光栅组件的过程；
图12为光栅组件的剖视图；
图13为光学叠堆的剖视图；
图14A至图14B为显示器的示意性剖视图；
图15为设置在显示屏上的光学叠堆的剖视图；
图16至图18为光学叠堆的剖视图；
图19为光学系统的示意性侧视图，该光学系统包括图18的光学叠堆；以及
图20为光学叠堆的拆分正面侧视剖视图。
具体实施方式
在下面的描述中，参照了形成本说明书的一部分的一组附图，并且在附图中以例证方式示出了具体实施方案。附图未必按照比例绘制。除非另外指明，否则一个实施方案的类似的特征结构可包括相同的材料、具有相同的属性并且用作与其它实施方案类似的特征结构相同或类似的功能。即使未明确说明，适当时，针对一个实施方案描述的附加或任选特征结构也可为其它实施方案的附加或任选特征结构。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其它实施方案。因此，以下具体实施方式不被认为具有限制意义。
如本文所用，层、部件或元件可被描述为彼此相邻。层、部件或元件可通过直接接触、通过一种或多种其它部件连接或通过与相邻部件保持在一起或彼此附接而彼此相邻。直接接触的层、部件或元件可描述为彼此紧邻。
具有结构化表面或结构化界面的光栅组件可以提供有用的光学效应。例如，结构化表面或结构化界面可提供对透射穿过制品的光的衍射。根据本说明书，已发现，例如当与被放置在显示器上或背光源和显示器面板之间的周期性变化的光学膜一起被包括时，光栅组件可以被选择来减少莫阿条纹。
图13为包括光栅组件1300和光学膜1330的光学叠堆1399的剖视图。光栅组件1300包括第一层1310和第二层1320，第一层1310和第二层1322之间的界面1335限定光栅1335a。光学膜1330包括设置在基底1333上的周期性变化的光学膜层1331。在所示实施方案中，周期性变化的光学膜层1331包括多个周期性排列的棱镜，其中在相邻棱镜之间具有基本上恒定的间距。光栅组件1300可被适配成在放置在显示器上或放置在显示器面板和背光源之间时产生衍射峰，减少由光学膜1330与显示器的相互作用产生的莫阿条纹的出现。光栅1335a具有峰到谷高度h和间距P。第一层1310具有折射率n1，第二层1320具有折射率n2。可以选择峰到谷高度h、间距P和折射率对比差(界面1335相反两侧上的材料的折射率差的绝对值|n1-n2|)以产生所需的衍射程度，如在本文别处进一步描述的那样。在一些实施方案中，第一层1310和第二层1320均选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。可例如通过将树脂抵靠基底1333进行浇铸并且使其抵靠结构化工具固化以形成第二层1320，来制成光栅组件1300。然后可以将第一层1310涂覆到第二层1320上。在这种情况下，例如，第二层1320可以是交联树脂层，第一层1310可以是粘弹性或弹性体粘合剂层。在一些实施方案中，本说明书的光栅组件包括粘合剂(例如，粘弹性或弹性体粘合剂)外层，使得光栅组件可以是可用于将周期性变化的光学膜层合到另一层或层合到显示器表面的光学粘合剂。其他光栅组件和制备光栅组件的方法在本文别处进一步描述。
根据本说明书，已发现，能够用来减少显示应用中的闪光的光栅结构也能够用于减少莫阿条纹。产生受控衍射程度的光栅结构描述于PCT公布WO 2015/191339(Sitter等人)，该专利公布以不与本说明书矛盾的程度据此以引用方式并入本文。通常期望衍射光栅产生减少莫阿条纹而不降低感知的图像分辨率的低阶衍射峰。本说明书的光学叠堆可包括光栅，这些光栅有效地产生来自显示器的入射在光学叠堆主表面上的光的衍射。
由衍射光栅产生的衍射峰的强度分布是整个光栅的折射率对比差与光栅的峰到谷高度的乘积的函数。如本文所用，除非另外指明，否则折射率和折射率对比差是指使用在25℃和大气压下波长为532nm的光的折射率测量值。可以调节折射率对比差与峰到谷高度的乘积，使得减少莫阿条纹的衍射峰以相对较高的强度出现，而降低有效分辨率的衍射峰以较低的强度出现或根本不出现。折射率对比差与峰到谷高度的乘积的可用值的范围可取决于光栅的形状。光栅可以具有周期性重复的任何形状，例如正弦波形状、方波形状、立方角形状，光栅也可以具有其他周期性重复的规则或不规则形状。光栅可以是单向的(即，在一个方向呈周期性并且在基本上正交的方向上延伸)，或者可以是双向的，在两个方向上重复一种形状。
在一些实施方案中，光栅相对于周期性变化的光学膜层以倾斜角度(例如，5度至85度、或10度至80度)取向。例如，在一些实施方案中，光栅在第一方向上具有第一间距，并且周期性变化的光学膜具有沿不同的第二方向的第二间距。在一些实施方案中，第二间距与第一间距之比在约1至约200的范围内。在一些实施方案中，光栅组件具有两个重复方向(例如，具有一个双向光栅或具有两个单向光栅)，并且在一些实施方案中，两个重复方向中的每个相对于周期性变化的光学膜的一个或两个重复方向以倾斜角度取向。在一些实施方案中，包括光栅组件和周期性变化的光学膜层的光学叠堆可以附接到显示器面板，该显示器面板包括以周期性图案设置的多个离散间隔开的像素。光栅、周期性光学膜层和显示器面板的重复方向可以相对于彼此以倾斜角度布置。在一些实施方案中，光栅组件具有第一间距，显示器面板的像素具有第二间距，并且第二间距与第一间距之比在约0.1至约200的范围内。
对于本文讨论的任何实施方案，任何光栅的折射率对比差乘以该光栅的峰到谷高度或该光栅的厚度可以大于约100nm，或大于约150nm，或大于约200nm并且小于约10微米，或小于约5微米，或小于约3微米，或小于约2微米，或小于约1微米，或小于约500nm、400nm或小于约350nm或小于约300nm。峰到谷高度可以被理解为沿着光栅重复方向的峰到谷高度。光栅的峰到谷高度或光栅的厚度可以用h表示。在一些实施方案中，|n1-n2|乘以h在约100nm和约2微米之间，或者在约150nm与约500n之间，或者在约150nm与约350nm之间。在一些实施方案中，h乘以|n1-n2|在约150nm至约350nm的范围内并且间距在约2微米至约50微米的范围内。已发现这样的光栅几何结构可有效地减少莫阿条纹，而不会显著降低感知的图像分辨率。
在一些实施方案中，这样的光栅组件可在载体膜诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上制备。然而，可能期望将光栅组件用于显示器的光学叠堆中，或用在期望光学叠堆为薄型的其它光学应用中。使用附加的载体膜可能会给光栅组件增加不期望的厚度。使用附加的载体膜也可能增加有害的光学效应。例如，通常为高分子量热塑性聚合物膜诸如PET的载体膜具有可产生不需要的光学伪影的一定程度的双折射。此外，使用附加的载体膜可以通过提供将入射到光学叠堆上的一部分光进行反射的附加界面来降低光栅组件的透射率。在本说明书的一些实施方案中，光栅组件直接在周期性变化的光学膜上形成，使得没有附加的基底被添加到包括光栅组件和周期性变化的光学膜的光学叠堆。例如，棱镜膜1330包括基底1333，并且在一些实施方案中，光学叠堆1399中不包括附加的基底。例如，第二层1320可以是粘合剂层，第一层1310可以是交联树脂层，使得光栅组件1300不包括附加的基底。
图14A为显示系统1498的示意性剖视图，该显示系统包括液晶显示器面板1467、背光源1469和光学叠堆1499，该光学叠堆包括偏振器叠堆1495以及第一层周期性变化光学膜1484和第二层周期性变化光学膜1486，这两个光学膜在所示实施方案中是交叉棱镜膜。光学叠堆1499被设置在液晶显示器面板1467与背光源1469之间。合适的棱镜膜包括可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的增亮膜(BEF)。偏振器叠堆1495包括光栅组件1400和偏振器1429。光栅组件1495可以是本文所述的任何光栅组件，或者可以包括本文所述的任何光栅。光栅组件1400包括第一层1410和第二层1420，这两层可以是粘弹性或弹性体粘合剂层，例如在两者之间具有结构化的界面。偏振器1429可以是适用于显示器应用的任何偏振器，诸如反射偏振器、吸收偏振器，或者反射偏振器和吸收偏振器的组合。合适的偏振器包括高级偏振膜(APF)和双倍增亮膜(DBEF)，这两者可得自明尼苏达州圣保罗(St.Paul,MN)的3M公司。
偏振器叠堆1495可以是一体式光学叠堆并且可以可选地附接到基底，诸如可以是例如聚合物基底的基底1430。另选地，基底1430可省略。在一些实施方案中，偏振器叠堆1495可以直接附接到液晶显示器面板1467。如果光学叠堆中的每个层被层压或以其他方式附接到叠堆中的相邻层，则该光学叠堆可被描述为一体式叠堆。例如，可以通过如本文别处进一步所述从粘合剂层形成光栅组件1400并且在偏振器1429和基底1430之间层合光栅组件1400，来制备偏振器叠堆1495。另选地，在一些实施方案中，可将第一层1410浇铸到偏振器1429上，然后将其抵靠模具固化，并且可将第二层1420涂覆到第一层1410上。在其他实施方案中，可在基底1430上浇铸并固化第二层1420，然后可将第一层1410涂覆到第二层1420上。在这种情况下，第一层1410可以是可层压到偏振器1429的粘合剂层。适用于偏振器叠堆中的其他光栅组件和制备光栅组件的方法在本文别处进一步描述。
在一些实施方案中，百叶窗膜可以被包括在光学叠堆1499中。百叶窗膜可以包括在(例如)光栅组件1400和反射偏振器1429之间。图14B为显示系统1498b的示意性剖视图，该显示系统对应于显示系统1498，不同的是，光学叠堆1499被包括第一光学叠堆1495c的光学叠堆1499b替代，第一光学叠堆1495c包括反射偏振器1429和第二光学叠堆1499c。例如，第二光学叠堆1499c可以是在本文别处描述的包括百叶窗膜和光栅组件的任何光学叠堆。光学叠堆1499c可被取向成光栅组件朝向液晶显示器面板1467，并且百叶窗膜设置在光栅组件和反射偏振器1429之间。例如，光学叠堆1499c可对应于在本文别处描述的光学叠堆1599、1699或1799中的任一者。
图15为附着到显示器1598表面(例如，显示屏的外表面)的光学叠堆1599的剖视图。光学叠堆1599包括附着到百叶窗膜1596的光栅组件1500。百叶窗膜1596可被适配成限制视角，使得观看者只有直接或几乎直接从显示器1598前面才能观看显示器1598上的内容。这样的百叶窗膜可被称为光控膜或防窥膜。合适的百叶窗膜包括可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的高级光控膜(ALCF)。其他合适的百叶窗膜和制备百叶窗膜的方法在例如美国专利No.8,213,082(Gaides等人)中有所描述，该专利内容以不与本说明书矛盾的程度以引用方式并入本文。可以通过将层1574(使用例如紫外线(UV)固化材料，诸如(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯低聚物或其组合)抵靠具有通道1576的基底1533(可以是例如聚合物基底，诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚碳酸酯(PC))铸造层1574，然后用光吸收材料(诸如，例如包括炭黑的UV固化树脂、其他颜料、染料或其组合)填充通道1576，来制备百叶窗膜1596。然后可以通过粘合剂层1593将附加的基底1530附着到与基底1533相对的百叶窗膜1596的主表面，该粘合剂层可以是光学透明的粘合剂。例如，基底1530可以是诸如PET或PC基底的聚合物基底。
光栅组件1500可以是在本文别处描述的任何光栅组件。光栅组件1500包括第一层1510和第二层1520。例如，第一层1510可以是粘合剂层(例如粘弹性或弹性体粘合剂层)，第二层1520可以是另一粘合剂层(例如，另一粘弹性或弹性体粘合剂层)，或者可以是交联树脂层或可溶树脂层。可以通过例如将第二层1520浇铸到第三层1530上并且抵靠工具固化以在第二层1520中提供结构化表面，来制备光栅组件1530。然后可以将第一层1510涂覆到第二层1520上。其他光栅组件和制备光栅组件的方法在本文别处进一步描述。光栅组件1500可被适配成产生衍射图案，减少由百叶窗膜1596和显示器1598之间的光学干涉产生的莫阿条纹。光学叠堆1599可以是一体式光学叠堆。
图16为光学叠堆1699的剖视图，该光学叠堆包括百叶窗膜1696和与百叶窗膜1696一体形成的光栅组件1600。光栅组件1600包括第二层1620和作为层1674的上部的第一层1610。第一层1610和第二层1620之间的界面1635限定光栅1635a。百叶窗膜1696包括层1674和填充有吸收材料的通道1676。百叶窗膜1696也可被描述为包括周期性变化的光学膜层1631(该层包括层1674的下部)和第一层1610(该层包括层1674的上部)。第一层1610和层1674是整体的。光学叠堆1699可被描述为包括百叶窗膜1696和邻近百叶窗膜1696的光栅1635a。
例如，可以例如通过将第二层1620浇铸并固化到基底1630上来形成光学叠堆1699，该基底可以是聚合物基底，诸如聚碳酸酯。接下来，具有通道1676的层1674可以直接在第二层1620上铸造，然后在通道1676中填充吸收材料。然后可以使用粘合层1693将所得的百叶窗膜1696可选地附接到附加基底1633。光学叠堆1699可以是一体式光学叠堆，该光学叠堆中的每一层被层压到其相邻层。
图17为包括百叶窗膜1796和光栅组件1700的光学叠堆1799的剖视图。百叶窗膜1796包括基底1733和周期性变化的膜层1731。光栅组件1700设置在基底1730上并且包括第一层1710和第二层1720。可以例如通过将第一层1710抵靠基底1730浇铸和固化，然后用第二层1720涂覆第一层1710，来制备光栅组件1700。第二层1720可以是粘合剂，诸如粘弹性或弹性体粘合剂，其可以用于将光栅组件1700附接到百叶窗膜1796。
在一些实施方案中，可能期望将光栅组件和周期性变化的光学膜诸如防窥膜附着到显示器的表面。例如，可以将包括光栅组件和百叶窗膜的光学叠堆附着到显示器的外部玻璃表面，以提供期望的防窥程度。在一些实施方案中，可以提供这样的不包括附加基底的光学叠堆，在没有光栅组件的情况下，周期性变化的光学叠堆中通常不包括附加基底。例如，百叶窗膜通常在百叶窗层的每一侧均包括基底。光学叠堆1599、1699和1799包括具有百叶窗膜而不具有附加基底的光栅组件。
在一些实施方案中，可以通过利用不对称转向膜作为周期性变化的光学膜来获得可切换的防窥效果。图18是包括光栅组件1800和周期性变化的光学膜1831的光学叠堆1899的剖视图，该周期性变化的光学膜在所示实施方案中是包括主表面1818的不对称转向膜，该主表面包括多个微结构1811，每个微结构1811具有第一面1817和第二面1819。周期性变化的光学膜层1831还包括相对的主表面1816，其在所示实施方案中基本是平坦的并且紧邻光栅组件1800的第一层1810的基本平坦的表面。第一面1817和第二面1819具有不同的形状。在所示实施方案中，第一面1817具有基本平坦的形状并且第二面1819具有基本弯曲的形状。在其他实施方案中，可使用不同的形状。例如，第二面1819可以包括两个或多个平坦形状，代替平滑弯曲的形状。可以配置光栅组件1800以减少在显示应用中使用周期性变化的光学膜1831时可能出现的莫阿条纹。
周期性变化的光学膜1831可为任何合适的厚度并且可由任何合适的材料制成。在一些实施方案中，周期性变化的光学膜1831可由聚合物材料诸如聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)以及它们的共聚物和共混物形成。在一些实施方案中，周期性变化的光学膜1831可为光学透明的或具有低雾度和高清晰度以避免不期望地散射的入射光。在一些实施方案中，周期性变化的光学膜1831可具有充分高折射率，诸如1.5或更大，以确保在充分广范围的角度处发生全内反射。其它适当的材料包括丙烯酸类、聚苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸酯、聚丙烯、聚氯乙烯等。在一些实施方案中，可选择周期性变化的光学膜1831的材料、尺寸或两者以便制备柔性膜。
微结构1811中的每个微结构可为线性微结构；即，微观结构1811可沿具有基本上相同的或完全相同的横截面形状的方向延伸(在图18的示例性构造中，沿进/出页面的轴线)。微结构1811可以通过任何合适的工艺形成，诸如微复制工艺。例如，结构化主表面1818可通过切削(飞刀切削、螺纹切削、金刚石车削等)具有期望结构的负结构的合适工具并且将适形的但可固化或可硬化的材料抵靠工具表面按压来形成。随后可硬化或固化材料(例如，通过暴露于光诸如紫外线)，保留具有期望的特征的结构化主表面1818。其它工艺可以是可能的，包括使用光刻法诸如结合浇铸和固化工艺的工具的双光子原模制作或甚至直接机加工或附加三维打印工艺，用经过电镀的、激光切削或蚀刻的工具进行浇铸和固化。微观结构1811可以全部相同或者它们可以不同。例如，微结构1811可沿周期变化的光学膜1831的一个或多个部分改变形状、尺寸、旋转或间距。在一些实施方案中，微观结构1811在空间上是变化的，并且在一些实施方案中可存在具有类似特征但是具有与周期变化的光学膜1831的相邻部分不同的特征的微观结构1811的分立部分。可用于周期性变化膜1831的其他合适的不对称转向膜描述于PCT已公布的专利申请WO 2015/153329(Johnson等人)，该专利申请以不与本说明书矛盾的程度以引用方式并入本文。
光栅组件1800包括其间具有周期性结构化界面的第一层1810和第二层1820。结构化界面可以具有在本文别处描述的任何几何形状。在一些实施方案中，第一层1810和第二层1820均可选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。在一些实施方案中，第二层1820是粘合剂层并且层1830是可以从光栅组件1800移除的剥离衬垫，使得光学叠堆1899可以附着到显示器的表面。在一些实施方案中，光学叠堆1899将光栅组件1800与周期性变化的光学膜1831一体地结合，而无需增加任何附加的基底层。
图19为光学系统1997的示意性侧视图，该光学系统包括图18的光学叠堆1899、图1983a的第一光源以及图1983b的第二光源。第一光源1983a输出沿方向1987a取向的光分布1980a，第二光源1983b输出沿方向1987b取向的光分布1980b，该方向与方向1987a不同。来自第一光源1983a的光优先地被第一面1817(而不是第二面1819)反射，并且来自第二光源1983b的光优先地被第二面1819(而不是第一面1817)反射。例如，来自第一光源1983a的光可优先地透射通过第二面1819，然后从第一面1817反射，并且类似地，来自第二光源1983b的光可优先地透射通过第一面1817，然后从第二面1819反射。光学系统1997包括显示器表面1988，例如该显示器表面可以是显示器面板的外表面，并且可以具有两种显示模式。在第一种模式下，显示器表面1988发射如第一光输出分布1970所示的具有第一组特征视角的光，并且在第二种模式下，显示器表面1988发射如第二光输出分布1975所示的具有第二组特征视角的光。第一组特征视角和第二组特征视角可以具有不同的宽度，如第一光输出分布1970和第二光输出分布1975所示。第一种模式产生相对较窄的光输出分布1970，该模式可以被描述为防窥模式，第二模式产生相对较宽的光输出分布1975，该模式可以被描述为共享模式。
包括本文所述的光学系统(诸如光学系统1997)的显示器可以包括附加的常规显示器部件诸如偏振器(吸收和/或反射)，以及包括像素和具有可以对应于不同颜色(诸如红色、绿色和蓝色)的子像素的液晶(LC)。例如，不对称转向膜可以被层压到其中一个偏振器上，或者设置在其中一个偏振器旁边。包括显示器的灯具还可以包括任何合适的光学部件或光学膜，包括附加的转向膜(不对称或对称)、增亮膜、漫射器、滤色器、反射器、偏振器等。
可与本说明书的光栅组件结合的光学叠堆的其他示例包括再循环转向膜，诸如国际申请PCT/US2016/028766(Boyd等人)中所述，该申请内容以不与本说明书矛盾的程度以引用方式并入本文。图20为示例性光学叠堆的拆分正面侧视剖视图。光学叠堆2099包括具有微结构2011的顶部结构化表面2031a，以及具有带有第一面2017和第二面2019的微结构的底部结构化表面2031b。本说明书的任何光栅组件均可以包括在顶部结构化表面2031a和底部结构化表面2031b之间的光学叠堆2099中。
在图20中，结构化表面(顶部结构化表面2031a和底部结构化表面2031b)被设置成使得微结构的长度方向大致不平行。在一些实施方案中，微结构的长度方向彼此正交取向。但是，为了更轻松地描绘顶部结构化表面和底部结构化表面的同时剖面，图20(以及本申请中如此标注的其他附图)示出了拆分正面侧视剖视图；即，如每个结构化表面左侧的参考坐标系所示，这些附图实际上是将两个视角拼接在一起的。根据需要来描述参考这些结构化表面的其他组件的取向。
顶部结构化表面2031a包括微结构2011。在一些实施方案中，结构化顶部表面包括多个平行微结构。在一些实施方案中，平行微结构可为线性微结构。所谓线性意指一个微结构的峰为跨顶部结构化表面的线(例如，当从顶部平面图查看时)。在一些实施方案中并且出于包括制造工艺的限制的实际原因，线性微结构可包括偏离精确线性的小偏差。在一些实施方案中，微结构可为线性的，但在间距方面周期性或非周期性地变化。在一些实施方案中，微结构可为线性的，但可在高度方面周期性或非周期性地变化。在一些实施方案中，在相邻微结构之间可存在空间或“基体”。在一些实施方案中，顶部结构化表面2011包括在相邻微结构之间在约0.5微米至约5微米范围内的间距。该间距可为恒定的或变化的。
微结构2011可为大致弯曲的。在一些实施方案中，微结构2011具有大致圆柱形或半圆柱形的形状。在一些实施方案中，微结构2011沿与微结构长度正交的剖面为半圆形或半椭圆形。在一些实施方案中，微结构2011通过高度h来表征，该高度沿与微结构2011的基部正交的线从微结构2011的峰到微结构2011的基部来进行测量。顶部结构化表面2031a上的最低点可用于确定微结构2011的基部。微结构2011也可通过曲率半径R来表征，并且h/R的比率可为任何合适的值。在一些实施方案中，h/R不大于0.4。
顶部结构化表面2031a可通过任何合适的方法和任何合适的材料形成。例如，可选择性地蚀刻或研磨顶部结构化表面2031a。在一些实施方案中，顶部结构化表面2031a可至少部分通过双光子原模制作工艺形成。在一些实施方案中，顶部结构化表面2031a依赖利用反转成型工具的浇铸和固化工艺。在一些情况下，顶部结构化表面可由可紫外线交联的树脂或可紫外线固化的树脂形成，使得适当的光暴露导致树脂硬化，与模具或工具分离，并永久保持其形状。在一些实施方案中，顶部结构化表面2031a可通过增材工艺诸如3D打印形成。在一些实施方案中，顶部结构化表面2031a可以注模成型。顶部结构化表面2031a可在单件材料中形成，或者可在设置在基底上的材料的顶层中或尺寸上稳定或抗翘曲的层中形成。一种或多种材料可针对以下各项进行选择：其材料、物理或光学特性，诸如清晰度、耐刮擦性或耐磨性、抗翘曲性、双折射性或缺乏这些特性、微复制能力、雾度、Tg(玻璃化转变温度)、与其他表面结合的可能性、或任何其他合适的特性。
底部结构化表面2031b包括各自具有第一面2017和第二面2019的微结构。对于顶部结构化表面2031a，微结构可为线性微结构；然而，应记得在图20中透视图为拆分的，使得在该图中所示的示例性构造中，顶部结构和底部结构的微结构彼此大致正交地延伸。底部结构化表面2031b可包括间隔开的相邻结构，在一些实施方案中间距介于0.5微米和3微米之间。
第一面2019为大致平坦的，因为在与微结构的长度正交的剖面中，其被显示为直线。第二面2017为弯曲的，因为在与微结构的长度正交的剖面中，其被显示为弧或曲线。在一些实施方案中，微结构可包括例如多于两个面，或者两个面和一个峰或接合部分。在一些实施方案中，第二面2017可具有恒定曲率，或者其可具有分段曲率。在一些实施方案中，第二面2017可具有连续变化的曲率。在一些实施方案中，每个第一面可具有相同或基本上相同的形状和尺寸。在一些实施方案中，每个第二面可具有相同或基本上相同的形状和尺寸。在一些实施方案中，第一面和第二面中的一者或多者可在一个或多个形状或尺寸上变化，变化方式可为周期性的、非周期性的、或渐变的。
光学叠堆2099总体上可由任何合适的材料或材料的组合形成，并且具有任何合适的尺寸。在一些实施方案中，光学叠堆2099可针对特定显示应用或照明应用而设定尺寸或形状。光学叠堆2099的结构化表面上的结构可如描述的那样正交地延伸，或者它们可以简单地在第一方向和第二方向上延伸或行进，其中第一方向和第二方向彼此不同。例如，第一方向和第二方向之间的角度可介于78度和90度之间。在一些实施方案中，顶部结构化表面和底部结构化表面覆盖相同的区域。在一些实施方案中，两个结构化表面或它们各自的基底利用包括本说明书所述的第一结构化表面2031a和第二结构化表面2031b之间的光栅组件彼此层压或附接。
在本说明书中的任何光学叠堆、偏振器叠堆或光学系统中使用的光栅组件可以包括一层、两层、三层或更多层。在一些实施方案中，光栅组件的每一层均可选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。在其他实施方案中，可以在光栅组件中使用其他材料。
根据本说明书的光栅组件示出于图1。光栅组件100包括第一层110，紧邻第一层110的第二层120，以及紧邻第二层120并且与第一层110相对的第三层130。在一些实施方案中，第一层110为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层120为交联树脂层或可溶树脂层，第三层130为第二粘弹性或弹性体粘合剂层。光栅组件100可以用来代替本说明书中所述的任何光栅组件。例如，两层光栅组件1300可以被三层光栅组件100替代。
粘弹性或弹性体粘合剂可以是压敏粘合剂(PSA)、橡胶基粘合剂(例如橡胶、聚氨酯)和硅酮基粘合剂。粘弹性或弹性体粘合剂还包括热活化粘合剂，其在室温下不发粘，但在高温下变得暂时发粘并且能够粘结到基材。热活化粘合剂在活化温度下被活化，并且在温度高于活化温度时具有与PSA相似的粘弹性特征。粘弹性或弹性体粘合剂可以是基本透明和光学透明的。本说明书所述的任何粘弹性或弹性体粘合剂可以是粘弹性光学透明粘合剂。弹性体材料可具有大于约20％、或大于约50％、或大于约100％的断裂伸长率。粘弹性或弹性体粘合剂层可以作为基本上100％的固体粘合剂直接应用，或者可以通过涂覆溶剂型粘合剂并蒸发溶剂而形成。粘弹性或弹性体粘合剂可为热熔融粘合剂，该热熔融粘合剂可被熔融、以熔融形式施加并且然后被冷却以形成粘弹性或弹性体粘合剂层。
合适的粘弹性或弹性体粘合剂包括弹性体聚氨酯或硅氧烷粘合剂以及均购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的粘弹性光学清晰粘合剂CEF22、817x和818x。其他有用的粘弹性或弹性体粘合剂包括基于苯乙烯嵌段共聚物、(甲基)丙烯酸嵌段共聚物、聚乙烯醚、聚烯烃和聚(甲基)丙烯酸酯的PSA。
交联树脂或可溶树脂可用于本说明书的多层光学粘合剂。可交联树脂或可固化树脂可以液体形式沉积或涂覆到表面上，然后(例如)通过施加光化辐射或加热固化涂层以形成交联树脂层。用于固化可固化树脂的涂层的光化辐射可为电子束辐射或紫外线(UV)辐射。以这种方式使涂覆的树脂交联可产生带有低双折射或基本上无双折射的层。
用于本说明书中的光学粘合剂中的合适的可固化树脂包括可UV固化的丙烯酸酯，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、脂族聚氨酯丙烯酸酯(诸如购自宾夕法尼亚州艾克斯顿的沙多玛美国公司(Sartomer Americas,Exton,PA)的Photomer 6210)、环氧丙烯酸酯(诸如同样购自沙多玛美国公司的CN-120)和苯氧乙基丙烯酸酯(购自威斯康辛州密尔沃基的奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company,Milwaukee,WI))。其他合适的可固化树脂包括湿固化树脂，诸如可得自佛罗里达州迪尔菲尔德海滩的美洲马贝公司(MAPEI Americas,Deerfield Beach,FL)的Primer M。附加的合适的粘弹性或弹性体粘合剂以及附加的合适的可交联树脂描述于美国专利申请公布No.2013/0011608(Wolk等人)。
如本文所用，“可溶树脂”是具有可溶于适用于卷筒涂层工艺的溶剂的材料性质的树脂。在一些实施方案中，可溶树脂在25℃下在甲基乙基酮(MEK)、甲苯、乙酸乙酯、丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇、1,3-二氧戊环、四氢呋喃(THF)、水及其组合的至少任一溶剂中的溶解度为至少3重量％，或至少5重量％，或至少10重量％，或至少20重量％，或至少50重量％。可溶树脂层可通过涂覆溶剂基可溶树脂并且蒸发溶剂来形成。可溶树脂层可具有低双折射或基本上无双折射。合适的可溶树脂包括购自博斯蒂克有限公司(威斯康辛州沃瓦托萨)(Bostik,Inc.(Wauwatosa,WI))的VITEL 1200B、购自禾大美国公司(特拉华州纽卡斯尔)(Croda USA(New Castle,DE))的PRIPOL 1006以及如例如在美国专利公布No.5,534,391(Wang)中所述的可溶氮丙啶树脂。
第一层110和第二层120之间的界面135被结构化并且限定光栅135a。界面135被构造成用于提供期望的光学效应。例如，可以选择该界面的几何形状和整个界面135上的折射率对比差(即，界面135的两侧的材料的折射率差的绝对值)，使得入射到界面135上的光的至少一部分被界面135折射或衍射。第一层110可具有第一折射率n1，第二层120可具有可不同于第一折射率1的第二折射率n2，并且第三层130可具有第三折射率n3。
在本说明书的任何实施方案中的结构化界面上的折射率对比差可被选择用于实现期望的光学效应，例如莫阿条纹减少。在本说明书的任何实施方案中，任何结构化界面两侧的材料的折射率差(即，整个界面上的折射率对比差)的大小(即，绝对值)可为至少0.001，或至少0.003，或至少0.005，或至少0.008，或至少0.01。在一些实施方案中，折射率对比差可小于约0.5或小于约0.4或小于约0.2。在一些实施方案中，在界面上的折射率对比差为至少0.001并且小于约0.5。在图1所示的实施方案中，界面135两侧的材料的折射率差(即，界面135的折射率对比差)的大小由|n1-n2|给出。在一些实施方案中，界面135限定具有峰到谷高度h和间距P的光栅135a。如果界面具有将入射到界面上的可见光进行至少部分衍射的周期性或准周期性结构，则可以说两种透明或半透明材料之间的界面限定光栅。
本说明书的光栅组件或光学叠堆的任一层都可包含填料诸如无机纳米颗粒以调节该层的折射率。例如，第一层110和/或第三层130可为具有分配在粘合剂中的纳米颗粒的粘弹性或弹性体粘合剂层。类似地，第二层120可为包含无机纳米颗粒的交联树脂层或可涂覆树脂层。合适的纳米颗粒包括氧化锆纳米颗粒。纳米颗粒可具有在约1nm至约50nm范围内或在约2nm至约25nm范围内的体积平均直径。附加的合适的纳米颗粒描述于美国专利申请公布No.2013/0338251(Joly等人)。例如，此类层的折射率可大于约1.55或大于约1.6或大于约1.65。第二层120可以是超低折射率(ULI)层；例如，美国专利申请公布2012/0038990(Hao等人)中所述的纳米空隙ULI层。这样的ULI层的折射率可小于约1.35，或小于约1.3，或小于约1.25，或小于约1.2，或小于约1.15。
对于本文讨论的任何实施方案，任何光栅的间距可大于约1微米，或大于约2微米，或大于约4微米，或大于约6微米并且小于约60微米，或小于约50微米，或小于约40微米，或小于约30微米。例如，在一些实施方案中，间距在约2微米至约50微米之间或在约4微米至约40微米之间。
可选择间距和高度以产生对入射在光栅上的至少一部分光的衍射和/或折射。在一些实施方案中，本说明书的光栅组件可以与显示器中的周期性变化的光学膜层一起使用，以便减少由周期性变化的光学膜层和显示器的相互作用引起的莫阿条纹。
第二层120和第三层130之间的界面137可以是未结构化的(即，基本平坦的)，如图1所示，或者可以是结构化的，以提供如本文别处进一步讨论的光学效应。
光栅组件100可以是可用于将周期性变化的膜诸如防窥膜附接到例如显示器面板的粘合剂制品。在一些实施方案中，界面135和/或界面137被构造为当光栅组件100附接到盖玻璃和/或显示器面板时提供减少莫阿条纹的衍射效应。
第一层110包括外部主表面140并且第三层130包括外部主表面145。在一些实施方案中，光栅组件100设置有紧邻外部主表面140的第一剥离膜和/或紧邻外部主表面145的第二剥离膜。第一剥离膜和第二剥离膜为旨在将光栅组件100用于显示器中之前移除的牺牲膜。具有剥离表面的剥离膜可以与本说明书的任何多层光学粘合剂一起被包括，其中剥离表面紧邻粘弹性或弹性体粘合剂层的外部主表面。剥离膜可提供使得当剥离膜被移除时粘弹性或弹性体粘合剂层的结构化外表面被结构化以提供用于放气的通道。在一些实施方案中，粘弹性或弹性体粘合剂层可浸湿表面以便在该层被附接到该表面之后消除通道。合适的粘合剂以及放气结构描述于例如美国专利申请公布No.2007/0212535(Sherman等人)。
在本文所述的任何实施方案中，设置在两个粘弹性或弹性体粘合剂层之间的层可具有小于25微米，或小于20微米，或小于15微米，或小于10微米的平台厚度(即，不包括结构高度的厚度)。在一些实施方案中，平台厚度大于大约1微米，或大于大约3微米，或大于大约5微米。当层为载体膜时不可用常规技术来实现使用平台厚度小于25微米的层，因为载体膜的厚度通常为50微米或更大以使得载体膜为自支撑的。因此本说明书的多层光学粘合剂提供了具有低厚度并且不具有与载体膜相关联的光学伪影的结构化制品，该结构化制品不可使用常规技术来实现。
在本文所述的任何实施方案中，光栅组件的每一层可以是基本透射的。例如，光栅组件100的第一层110可以是第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层120可以是第一交联树脂层或可溶树脂层，第三层130可以是第二粘弹性或弹性体粘合剂层，并且第一粘弹性或弹性体粘合剂层、第一交联树脂层或可溶树脂层和第二粘弹性或弹性体粘合剂层均可是基本透射的。
如果层具有这样的材料性质，即基本上所有传播通过该层的可见光或者透过该层或者在该层边界的界面处反射，则该层可以被描述为基本透射的。在一些实施方案中，多于95％或多于97％的波长为550nm且入射在该层上的光穿过该层透射或者从该层边界处的界面被反射。
图2A中示出了本说明书的光栅组件中存在两个结构化界面的实施方案。光栅组件200包括第一层210，紧邻第一层210的第二层220，以及紧邻第二层220并且与第一层210相对的第三层230。在一些实施方案中，第一层210为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层220为交联树脂层或可溶树脂层，第三层230为第二粘弹性或弹性体粘合剂层。
第一层210包括外部主表面240并且第三层230包括外部主表面245。在一些实施方案中，光栅组件200设置有紧邻外部主表面240的第一剥离膜和/或紧邻外部主表面245的第二剥离膜。
光栅组件200包括在第一层210与第二层220之间的结构化第一界面235以及在第二层220与第三层230之间的结构化第二界面237。第一界面235限定第一光栅235a并且第二界面237限定第二光栅237a。在一些实施方案中，第一光栅235a沿第一方向延伸并且第二光栅237a沿不同于第一方向的第二方向延伸。
第二层220具有平台厚度(即，不包括结构高度的厚度)t。在一些实施方案中，平台厚度t小于25微米(或小于20微米，或小于15微米，或小于10微米)。在一些实施方案中，平台厚度t大于大约1微米，或大于大约3微米，或大于大约5微米。
图2B示出了具有由沿第一方向213延伸的元件212表示的第一光栅和由沿第二方向215延伸的元件214表示的第二光栅的光栅组件的示意性俯视图，其中第一方向213与第二方向215之间具有角226。由元件212表示的第一光栅具有第一间距232并且由元件214表示的第二光栅具有第二间距234。在许多实施方案中，第二方向215不同于第一方向213。在一些实施方案中，角度226大于0度，或大于约5度，或大于约10度，或大于约20度并且小于或等于90度。应当理解，大于90度的角等同于小于90度的余角。在一些实施方案中，第一方向213和第二方向215基本正交。在一些实施方案中，第一间距232和第二间距234大致相等。在一些实施方案中，第一间距232和第二间距234是不同的。在一些实施方案中，包括图2B的光栅组件的光学叠堆包括周期性变化的光学膜层，其中间距方向介于第一方向213和第二方向215之间。
图3中示出了本说明书的光栅组件中存在两个结构化界面的另一实施方案。光栅组件300包括第一层310，紧邻第一层310的第二层320，以及紧邻第二层320并且与第一层310相对的第三层330。第一层310为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层320为交联树脂层或可溶树脂层，第三层330为第二粘弹性或弹性体粘合剂层。如本文所用，交联树脂层或可溶树脂层可由一个或多个次层组成，其中每个次层都为交联树脂层或可溶树脂层，并且不包括不为交联树脂层或可溶树脂层的任何次层。第二层320包括紧邻第一层310的第一次层322以及紧邻第一次层322并且紧邻第三层330的第二次层324。光栅组件300包括第一层310与第一次层322之间的第一界面335、第一次层322与第二次层324之间的第二界面336以及第二次层324与第三层330之间的第三界面337。在所示实施方案中，第一界面335和第二界面336是结构化的并且分别限定第一光栅335a和第二光栅336a，并且第三界面337是非结构化的。在其他实施方案中，第一界面335、第二界面336和第三界面337中的任何一个、两个或全部为结构化的。
第一层310包括外部主表面340并且第三层330包括外部主表面345。在一些实施方案中，光栅组件300设置有紧邻外部主表面340的第一剥离膜和/或紧邻外部主表面345的第二剥离膜。
在一些实施方案中，光栅组件的一个或多个层为非连续的，如图4所示。光栅组件400包括第一层410，紧邻第一层410的第二层420，以及紧邻第二层420并且与第一层410相对的第三层430。第三层430与第一层410接触。在一些实施方案中，第一层410为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层420为交联树脂层或可溶树脂层，第三层430为第二粘弹性或弹性体粘合剂层。第二层420为非连续的。光栅组件400包括第一主表面440、第二主表面445、在第一层410与第二层420之间的第一界面435、在第二层420与第三层430之间的第二界面437以及在第一层410与第三层430之间的第三界面438。
在一些实施方案中，第一界面435、第二界面437和第三界面438限定使入射在光栅组件的主表面(440或445)上的至少一部分光衍射的光栅。光栅具有间距P和峰到谷高度h。在一些实施方案中，第一层410具有第一折射率n1，第二层420具有不同于n1的第二折射率n2。在一些实施方案中，h乘以第一层410和第二层420之间的折射率的绝对值(即，h×|n1-n2|)在约150nm至约350nm的范围内并且间距P在约2微米至约50微米的范围内。
在一些实施方案中，第三层430是附加层，其可以是粘弹性或弹性体粘合剂层或者可以是一些其他层。在一些实施方案中，第一层410是第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层420是非连续层，并且第一层410被粘合到显示器中的层的表面，第二层420面向该表面。如本文别处所述，第三层430可以是用于将光栅组件400附着到周期性变化的光学膜的粘弹性或弹性体粘合剂层。
第二层420可通过例如喷墨印刷被施加至第一层410。在一些实施方案中，光栅组件400是通过提供具有结构化表面的第一层410来制备的。然后可将溶剂基树脂涂覆到结构化表面上并且然后可蒸发溶剂从而产生部分填充的结构化表面，该部分填充的结构化表面产生非连续的第二层420。然后可将第三层430涂覆在非连续的第二层420上以及第一层410中未被非连续的第二层420覆盖的结构化表面的部分之上。在一些实施方案中，第二层420是通过将材料印刷到第一层410的非结构化表面上形成的。该材料可以是扩散到第一层410表面形成第二层420的树脂，第二层420是非连续的并且位于与第一主表面440相对的第一层410的主表面附近。
第二层420可包括呈图案的多个离散对象。离散对象可以是点、交叉影线、肋条形、枕形对象(顶部向外弯曲变形的长方体对象)或其组合。图5为不连续的第二层的剖视图，示出了点521、肋条形522、交叉影线523和在一些实施方案中可具有半球形外部表面的长方体524。
根据本说明书的光栅组件可包括多于三层，如图6所示。光栅组件600包括第一层610、紧邻第一层610的第二层620、紧邻第二层620并且与第一层610相对的第三层630、紧邻第三层630并且与第二层620相对的第四层650，以及紧邻第四层650并且与第三层630相对的第五层660。在一些实施方案中，第一层610为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层620为第一交联树脂层或可溶树脂层，第三层630为第二粘弹性或弹性体粘合剂层，第四层650为第二交联树脂层或可溶树脂层并且第五层660为第三粘弹性或弹性体粘合剂层。光栅组件600包括第一层610和第二层620之间的第一界面635、第二层620和第三层630之间的第二界面637、第三层630和第四层650之间的第三界面638，以及第四层650和第五层660之间的第四界面639。光栅组件600可通过将图2的第一光栅组件200的外部主表面245附着到第二光栅组件200的外部主表面240来制备。光栅组件600也可使用在本文别处所述的过程逐层制备。
在一些实施方案中，第一界面635、第二界面637、第三界面638和第四界面639中的至少两者为结构化的并且限定光栅。在一些实施方案中，第一界面635、第二界面637、第三界面638和第四界面639中的任何一个、两个、三个或全部为结构化的并且限定光栅。在一些实施方案中，第一界面635、第二界面637、第三界面638和第四界面639限定沿第一方向延伸的第一光栅和沿不同于第一方向的第二方向延伸的第二光栅。
第一层610包括外部主表面640并且第三层630包括外部主表面645。在一些实施方案中，光栅组件600在结合到显示器中或显示器上之前或者在被附接到周期性变化之前设置有紧邻外部主表面640的第一剥离膜和/或紧邻外部主表面645的第二剥离膜。
根据本说明书，已发现可用于减少莫阿条纹的光栅组件可以由第一粘弹性或弹性体粘合剂层和第二粘弹性或弹性体粘合剂层构成，这两种粘合剂之间的界面是结构化的并且该界面对热和机械变形具有长期稳定性。
根据本说明书的光栅组件示出于图7。光栅组件700包括第一层710和紧邻第一层710的第二层730。第一层710为具有第一折射率n1的第一粘弹性或弹性体粘合剂层，并且第二层730为具有不同于n1的第二折射率n2的第二粘弹性或弹性体粘合剂层。光栅组件700包括限定光栅735a的界面735。光栅可具有峰到谷高度h和间距P。峰到谷高度h乘以整个光栅的折射率对比差|n1-n2|可在约150nm至约350nm的范围内，并且间距可在约2微米至约50微米的范围内。如本文别处所讨论的，已发现这个范围具有良好的抗莫阿条纹性质。
第一层710包括外部主表面740并且第三层730包括外部主表面745。在一些实施方案中，光栅组件700在结合到显示器中的光学叠堆之前设置有第一剥离膜和/或第二剥离膜，其中第一剥离膜具有紧邻外部主表面740的第一剥离表面，第二剥离膜具有紧邻外部主表面745的第二剥离表面。
在本说明书的光栅组件的一些实施方案中，可以将多个提供光的受控扩散的颗粒或小珠添加到一个或多个层中。在光栅组件用于减少莫阿条纹的实施方案中，当通过光栅组件观察时，这样的小珠可以使像素图像在比像素尺寸更大的区域上扩散，并且这可以有助于减少波纹。除了减少莫阿条纹之外，引入多个颗粒或小珠可以减少可能出现的彩虹色。当显示器中包括光栅组件时，有时可以观察到由于来自光栅组件的环境光的反射的频率依赖性引起的彩虹色。防眩光层可以显著减少这种彩虹色，但是在没有引入防眩光层的显示器中彩虹色可能令人不愉快。将颗粒引入光栅组件或包括光栅组件的光学叠堆的层中使彩虹色减少或基本消除。颗粒可被引入到本文所述的任一光栅组件或光学叠堆的任一层中。颗粒可被引入到紧邻光栅的层中或者颗粒可被引入到靠近光栅层设置的独立附加层中。独立附加层可为带有基本上非结构化表面的膜。
已发现，在产生期望程度的扩展像素图像上和/或在产生期望的彩虹色减少上，在约0.5微米至约30微米范围内的粒度(即，平均直径)可为有效的。如本文所用，除非有不同的说明，否则平均直径是指数均平均数或非加权平均数。在一些实施方案中，颗粒的平均直径大于约0.5微米，或大于约1微米，或大于约2微米并且颗粒的平均直径小于约30微米，或小于约20微米，或小于约10微米。
颗粒与它们在介质中的折射率差的绝对值在此表示为|Δn|。已发现，在产生期望程度的扩展像素图像上和/或在产生期望的彩虹色减少上，在约0.001至约0.1范围内的|Δn|可为有效的。在一些实施方案中，|Δn|大于约0.001或大于约0.003并且小于约0.1或小于约0.05或小于约0.01。在一些实施方案中，|Δn|在约0.003至约0.007的范围内。例如，CEF22光学透明粘合剂(购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))的PMMA小珠给出的|Δn|在532nm处为约0.005(在405nm处为约0.004，在632nm处为约0.003)。颗粒可为具有在期望范围内的尺寸和折射率的任何颗粒。颗粒可具有球形、椭球型、不规则形状或其它形状。可使用玻璃小珠或聚合物小珠。
在一些实施方案中，颗粒基本上是单分散的。基本上单分散的颗粒可具有使得90％或更多或者95％或更多的颗粒具有在平均粒径的5％内或10％内的直径的粒径分布。基本上单分散的颗粒可具有小于约10％、小于约5％或小于约4％的变化系数(标准偏差除以平均时间100％)的粒径分布。合适的基本单分散的颗粒包括变异系数低于约3.5％的购自挪威斯科德斯莫科尔塞特的Microbeads公司(Microbeads AS,Skedsmokorset,Norway)的单分散PMMA微球e或购自中国南京的EPRUI纳米颗粒和微球有限公司(EPRUI Nanoparticles&Microspheres Co.Ltd.,Nanjing，China)的单分散PMMA微球。
已发现，在产生期望程度的扩展像素图像上和/或在产生期望的彩虹色减少上，使用数量密度在约104mm-3和约108mm-3之间的颗粒可为有效的。通常当使用大粒度时较低的数量密度为可用的并且当使用较小的粒度时较大的数量密度为可用的。在一些实施方案中，数量密度大于104mm-3或105mm-3并且小于108mm-3或107mm-3。
制备根据本说明书的光栅组件的方法示于图8A至图8G。图8A示出了具有结构化第一剥离表面840的第一剥离工具805。如本文所用，剥离工具可为剥离膜。例如，如在本文别处更详细的描述，可在膜上制备结构并且该结构的表面可被剥离处理以形成结构化剥离膜。第一剥离工具805在结构化第一剥离表面840上涂覆有第一材料，从而在第一剥离工具805上形成了第一层810并且产生经涂覆的剥离工具806，如图8B所示。在一些实施方案中，第一层810为基本上连续的。在其它实施方案中，第一层810可为非连续的。如在别处所述，不连续层可通过喷墨印刷或通过使用溶剂涂覆技术来施加。在接下来的工艺步骤中，第二材料被施加至第一材料上，如图8C所示。这形成紧邻第一层810并且与第一剥离工具805相对的第二层820。界面837在第一层810与第二层820之间形成。第二剥离工具855被施加至第二层820以形成制品801，如图8D所示。第二剥离工具855紧邻与第一材料相对的第二材料，第二剥离表面845面向第二材料。图8C和图8D所示步骤的替代形式为将第二材料设置在第二剥离工具855的第二剥离表面845上。然后经涂覆的剥离工具被施加至第一材料，得到制品801。在一些实施方案中，第一层810和第二层820中的至少一者为粘弹性或弹性体粘合剂使得制品801为在移除剥离工具805或剥离工具855之后可附着到表面的光学粘合剂。
在一些实施方案中，第一材料为第一可涂覆树脂，该第一可涂覆树脂可为可固化树脂或溶剂基树脂。在一些实施方案中，第一材料为可固化树脂，在这种情况下，可施加固化步骤以固化树脂，从而产生交联树脂层。可在施加第二层820和第二剥离工具855之前或之后施加固化步骤。在一些实施方案中，第一材料为溶剂基可溶树脂，在这种情况下，可施加溶剂蒸发步骤以形成硬化的可溶树脂层。可在施加第二层820之前施加溶剂蒸发步骤。
在一些实施方案中，第二材料为粘弹性或弹性体粘合剂并且第一材料为硬质涂膜树脂。即，固化后的树脂足够硬以在可作为外层的材料的应用中提供足够的铅笔硬度或耐磨性。例如，经固化的硬质涂膜树脂可提供大于HB或大于H的铅笔硬度。在这种情况下，例如，通过移除第二剥离工具855使粘弹性或弹性体粘合剂层(第二层820)暴露，该粘弹性或弹性体粘合剂层然后可附接到显示器表面，制品801可用作抗莫阿条纹光学粘合剂。可移除第一剥离工具805使硬质涂膜层(第一层810)的结构化表面暴露。在将制品801用于显示应用的一些实施方案中，剥离工具805和855是在制品801用于显示器之前被移除的牺牲层。
还可以对制品801进行进一步处理以添加附加层，如图8E至图8G所示。移除第一剥离工具805从而使第一层810的结构化主表面841暴露，产生图8E所示的制品802。然后第三材料被施加到结构化主表面841上形成具有第三层830的制品803，如图8F所示。界面842在第一层810与第三层830之间形成并且限定842a。在一些实施方案中，然后第三剥离工具859被施加到第三层830，其中第三剥离工具859的第三剥离表面848面向形成制品804的第三层830，如图8G所示。图8F至图8G所示的步骤的替代形式为将第三材料涂覆到第三剥离工具859的第三剥离表面上，从而形成涂覆剥离工具，然后将涂覆剥离工具施加到结构化主表面841上，其中第三材料面向结构化主表面841。在许多实施方案中，第二层820和第三层830中的至少一者为粘弹性或弹性体粘合剂层，以使得制品804为在移除剥离工具859或剥离工具855之后可附着到表面的光学粘合剂。在一些实施方案中，第一材料为第一粘弹性光学清晰粘合剂并且第三材料为第二粘弹性光学清晰粘合剂，该第三材料可与第一材料相同或不同。在一些实施方案中，第三材料为第二可涂覆树脂，该第二可涂覆树脂可为可固化树脂或溶剂基树脂。
剥离工具855和剥离工具859可为在制品804在显示器或其它应用中用作光学粘合剂之前被移除的牺牲层，诸如剥离膜。在一些实施方案中，第二材料和第三材料为相同或不同的粘弹性或弹性体粘合剂。
在一些实施方案中，剥离工具855和859中的一个或两个是结构化的，使得表面845和/或848是结构化表面，并且使得该过程产生具有两个或三个结构化表面的光学粘合剂。在这种情况下，可通过移除结构化剥离衬垫从而使结构化表面暴露并且然后将第四材料施加至经暴露的结构化表面来重复该过程。例如，这样的过程可用于制备多层制品诸如图6所示的光栅组件600。
在一些实施方案中，第一剥离工具、第二剥离工具和第三剥离工具中的任一个或全部为剥离膜。在一些实施方案中，图8A至图8G所示的步骤以连续的辊到辊过程来执行。
在一些实施方案中，第一层810、第二层820和第三层830中的每一者为连续层。在一些实施方案中，第二层820或第三层830或两者皆为非连续的。在一些实施方案中，第一层810为非连续的。通过使用喷墨印刷技术或通过使用标准溶剂型涂层技术施加该层，其中涂覆结构并蒸发溶剂，由此部分填充结构，进而产生非连续的层，因此任何层都可以制成非连续的。任何非连续层都可包括多个离散对象，如在别处所述。在一些实施方案中，第一材料为第一粘弹性或弹性体粘合剂，并且第二材料为第二粘弹性或弹性体材料，该第二材料可与第一材料相同或不同。
制备根据本说明书的光栅组件的方法示于图9A至图9F。图9A示出了具有结构化第一剥离表面940的第一剥离工具905。第一剥离工具905在结构化第一剥离表面940上涂覆有第一材料，从而形成了第一层910并且产生经涂覆的剥离工具906，如图9B所示。在一些实施方案中，第一层910为基本上连续的。在其他实施方案中，第一层910可如本文别处所述为非连续的层。在一些实施方案中，第一材料为可涂覆树脂，该可涂覆树脂可为可固化树脂或溶剂基树脂。接下来，第二剥离工具955被施加至第一层910以形成制品901，如图9C所示。第二剥离工具955紧邻与第一剥离工具905相对的第一材料，第二剥离表面945面向第一材料。另选地，可将第一材料涂覆到第二剥离工具955上，然后将涂覆的剥离工具施加到第一剥离工具905上。
接下来，在图9D所示的制品902中，移除第一剥离工具905从而使第一层910的结构化主表面941暴露。然后第二材料被施加到结构化主表面941上形成具有第二层920的制品903，如图9E所示。界面942在第一层910与第二层920之间形成并且限定光栅942a。在一些实施方案中，然后第三剥离工具959被施加到第二层920，其中第三剥离工具959的第三剥离表面948面向形成制品904的第二层920，如图9F所示。图9E至图9F所示的步骤的替代形式为将第二材料涂覆到第三剥离工具959的第三剥离表面948上，从而形成涂覆剥离工具，然后将涂覆剥离工具施加到结构化主表面941上，其中第二材料面向结构化主表面941。
在许多实施方案中，第一材料和/或第二材料为粘合剂并且制品904为光学粘合剂。在一些实施方案中，第一材料为第一粘弹性或弹性体粘合剂，并且第二材料为与第一材料或不同的第二粘弹性或弹性体材料。在一些实施方案中，第一材料为第一粘弹性光学清晰粘合剂并且第二材料为不同于第一材料的第二粘弹性光学清晰粘合剂。
制备根据本说明书的光学叠堆的方法示于图10A至图10F。图10A示出了具有结构化第一剥离表面1040的第一剥离工具1005。第一剥离工具1005在结构化第一剥离表面1040上涂覆有第一材料，从而形成了第一层1010并且产生经涂覆的剥离工具1006，如图10B所示。在一些实施方案中，第一层1010为基本上连续的。在其他实施方案中，第一层1010可如本文别处所述为不连续的层。在一些实施方案中，第一材料为可涂覆树脂，该可涂覆树脂可为可固化树脂或溶剂基树脂。在一些实施方案中，第一材料为硬质涂膜树脂，如在别处所述。接下来，具有第二剥离表面1045的第二剥离工具1055被施加至第一层1010从而形成制品1007，如图10C所示。在图10A至图10F所示的实施方案中，第一材料流动或变形以填充涂覆第二剥离表面1045，该第二剥离表面1045为结构化表面。表面1045可以是周期性变化的，使得第一层1010的上部是周期性变化的光学膜层。然后移除第一剥离工具1005使第一层1010中的结构化第一表面1041暴露。涂覆有第二材料的第三剥离工具被施加到结构化的第一表面1041上，从而形成第二层1020，该层与第一层1010形成界面1042并且产生制品1008，如图10D所示。界面1042限定光栅1042b。在一些实施方案中，第二层1020为粘弹性或弹性体粘合剂层并且制品1008为光学粘合剂。另选地，可将第二材料涂覆到结构化第一表面1041上形成第二层1020和界面1042，并且然后第三剥离工具1059可被施加到第二层1020上，其中第三剥离表面1048面向第二层1020。
接下来，移除第二剥离工具1055使第一层1010中的结构化第二表面1049暴露并且产生制品1001，如图10E所示。在一些实施方案中，第二层1020为粘弹性或弹性体粘合剂层并且制品1001为光学粘合剂。涂覆有第三材料的第四剥离工具被施加到结构化的第二表面1049上，从而形成第三层1030，该层与第一层1010形成界面1037，如图10F所示，该图提供了制品1002的剖视图。第三层1030可以是周期性变化的光学膜层。另选地，可将第三材料涂覆到结构化第二表面1049上形成第三层1030和界面1037，并且然后第四剥离工具1062可被施加到第三层1030上，其中第三剥离表面1066面向第三层1030。在一些实施方案中，第二层1020和第三层1030中的至少一层为粘弹性或弹性体粘合剂层，使得制品1002为光学粘合剂。
图8A至图10F所示的任一方法可以连续的辊到辊过程来执行。图11示出了用于制备例如图8E的制品802的连续过程。可以包括附加的连续处理步骤以制造例如图8G的制品804。
用于图11的过程的结构化剥离工具为结构化剥离膜1105，该结构化剥离膜1105被设置在退绕辊1161上。结构化剥离膜连续地从退绕辊1161退绕，并在别处描述的各个阶段涂层以生产制品1101。将结构化剥离膜1105从制品1101中移除以生产连续卷绕到卷绕辊1171上的制品1102。图11中所示的系统包括各种辊1189以促进通过系统的各种膜的移动。
例如，通过使用连续浇铸和固化工艺在膜诸如PET膜上形成结构化表面来制备结构化剥离膜。在连续浇铸和固化工艺中，可以使用金刚石工具将倒置图案切割成铜辊来制备微型复制辊，其中铜辊可以被用来通过使用连续浇铸和固化工艺利用可聚合树脂在基底上制备图案。合适的金刚石模具在本领域中是已知的并且包括美国专利No.7,140,812(Bryan等人)所述的金刚石模具。连续浇铸和固化工艺在本领域中是已知的并且在以下专利中进行了描述：美国专利No.4,374,077(Kerfeld)、4,576,850(Martens)、5,175,030(Lu等人)、5,271,968(Coyle等人)、5,558,740(Bernard等人)、和5,995,690(Kotz等人)。然后可使用常规的表面处理技术来处理所得的结构以生产结构化剥离膜1105。例如，表面处理可以包括氧等离子体处理，然后是四甲基硅烷(TMS)等离子体处理。
结构化剥离膜1105从退绕辊1161退绕并且涂覆有第一材料，该第一材料可以是辐射(例如，紫外(UV))可固化树脂，以产生涂覆剥离膜1106。可以使用模具涂布机1185将第一材料模涂到结构化剥离膜1105的结构化侧上。
在第一剥离衬垫与第二剥离衬垫之间的粘合剂(例如，粘弹性或弹性体粘合剂)被设置在退绕辊1162上。移除第一剥离衬垫1181并且将其卷绕到卷绕辊1172上。然后将所得粘合剂涂覆的剥离衬垫1182中的粘合剂的暴露表面施加到涂覆剥离膜1106上，并在轧辊1190和支承辊1192之间通过。在一些实施方案中，第一材料是UV可固化树脂并且提供UV固化站1166以在树脂通过支承辊1192时固化树脂。其中粘合剂和第二剥离衬垫保持在适当的位置的经涂覆的剥离膜1106为多层制品1101。将结构化剥离膜1105从多层制品1101中移除以生产卷绕到卷绕辊1171上的多层制品1102。被移除的结构化剥离衬垫1105被卷绕到卷绕辊1173上。制品1102可具有如图8E的制品802那样的通式结构。替代过程增加了一个步骤，即，将附加的涂覆有粘合剂的剥离衬垫施加到制品1102的暴露的结构化表面。这可以得到具有图8G的制品804的通式结构的制品。
在另一个实施方案中，第一材料不是用模具涂布机1185施加并且被粘合剂涂覆的剥离衬垫1182被直接施加到结构化剥离膜1105。在该实施方案中可以省去UV固化站1166。制品1101然后可以具有图9C的制品901的通式结构，并且制品1102然后可以具有图9D的制品902的通式结构。然后可将制品1102的暴露的结构化表面涂覆粘合剂和施加的剥离衬垫，得到具有图9F的制品904的通式结构的制品。
在一些实施方案中，使用类似于图11所示过程的过程来制备图10D的制品1008，不同的是，退绕辊1162被容纳第二结构化剥离膜的退绕辊替代。在移除结构化剥离膜1105(对应于第一剥离工具1005)之后，例如可以使用模具涂布机将涂层施加到暴露的结构化表面，并且将第二剥离膜施加到涂层上，从而得到制品1008。类似地，可以移除第二结构化剥离膜并且可以施加附加的涂覆剥离膜来生产图10F的制品1102。
在一些实施方案中，可使用其他类型的光栅。例如，在一些实施方案中，体积光栅可以用作本说明书的任何光学叠堆、偏振器叠堆和光学系统中的光栅组件。图12是光栅1200的剖视图，该光栅在所示实施方案中是厚度h基本均匀的单层，并且可被描述为单层光栅组件。光栅1200包括交替的第一区域1210和第二区域1220。第一区域1210具有折射率n1并且第二区域1220具有不同的折射率n2。因此，光栅1200可以被描述为具有周期性调制的折射率。在一些实施方案中，|n1-n2|乘以h在约150nm和约10微米(或2微米，或1微米，或500nm，或350nm)之间，并且光栅1200在第一方向上具有在约2微米至约50微米范围内的第一间距P。在一些实施方案中，光栅1200是双向光栅，并且在一些实施方案中光栅1200是单向光栅。在一些实施方案中，光学叠堆包括两层光栅1200，其中每层是单向的并且光栅的取向不同(例如，正交取向)。在一些实施方案中，光栅1200是单层的并且可以是单个聚合物层。在一些实施方案中，第一区域1210和第二区域1220均延伸穿过光栅1200的厚度。在一些实施方案中，附加衬底附接到光栅1200的一个或两个主表面。
光栅1200可以通过将聚合物和单体(例如，可辐射固化的丙烯酸酯单体)的混合物涂覆到基底上形成层来制备。该混合物可以包括光引发剂，使得可以通过施加光源来固化单体。然后可以将该层暴露于周期性光引发光源，该光源可以例如由两个干涉激光束产生。这导致单体在高光强度的区域中固化，使层中的单体产生浓度梯度。因此单体会从单体浓度高的区域扩散到单体浓度低的区域。然后将该层暴露于附加的光引发光下以完全固化该层。该层通常在施加了周期性光引发光源的区域中表现出更高的折射率，因为单体扩散到这些区域导致了这些区域的密度升高。
可以在一些实施方案中使用的其他合适的光栅包括可得自密歇根州安娜堡市的凯撒光学系统公司(Kaiser Optical Systems,Inc.,AnnArbor,MI)的体相全息(VPH)透射光栅和可得自加利福尼亚州蒙罗维亚的Ondax公司(Ondax,Inc.,Monrovia,CA)的体全息光栅(VHG)。
实施例
材料
实施例1
根据以下过程制备了光栅。使用在例如PCT已公布的申请WO 00/48037(Campbell等人)以及美国专利7,350,442(Ehnes等人)和7,328,638(Gardiner等人)中所述的利用快速刀具伺服(FTS)的金刚石车削方法来制造工具。该工具以例如美国专利5,175,030(Lu等人)和5,183,597(Lu)中所述的浇铸和固化工艺使用，以在5密耳(0.13mm)厚的PET膜的涂底漆侧产生双向正弦结构。使用折射率为1.56的丙烯酸酯树脂来形成正弦结构。正弦结构在两个正交方向都具有2.4微米的峰到谷高度和16微米的间距(峰到峰或谷到谷之间的距离)。
双向正弦光栅用光学透明粘合剂818x涂覆。树脂和粘合剂之间的折射率差为0.1。选择这种折射率对比差以使得透射穿过光栅的光在用532nm光源测量时半角内有多于90％的光散布在1.5度半角中。将光栅组件以20度的偏压层压到3M TPF290防窥滤光片上(即，光栅的重复方向相对于防窥滤光片的重复方向以20度角取向)以形成光学叠堆。然后将光学叠堆放置在计算机屏幕(HP EliteBook Folio9470m，屏幕分辨率为1366×768)的一部分上，并将3M TPF290防窥滤光片以相同的方向放置在计算机屏幕的另一部分上。从没有光栅的3M TPF290防窥滤光片中观察到了莫阿条纹，但是通过包括光栅的光学叠堆看不到莫阿条纹。
实施例2
实施例1的光栅组件以20度的偏压被层压在Kindle fire HDX的一部分上。如WO 2015/116652(Baetzold等人)在“整合衬垫实施例”中所述的具有可复位性质的压敏粘合剂被层压在光栅组件的顶部和未被光栅组件覆盖的显示器部分。在不包括光栅的显示器部分中可看见莫阿条纹，并且在包括光栅的显示器部分中看不见莫阿条纹。
实施例3
将实施例2中描述的可复位的压敏粘合剂层压到Kindle Fire HDX上，观察到了莫阿条纹。将实施例1的2D光栅组件放置在压敏粘合剂的顶部，观察到莫阿条纹显著减少。
实施例4和实施例5
将具有实施例1中描述的光栅几何形状的双向光栅复制到棱镜膜背侧上的一片TBEF-GT(购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的棱镜膜)上。使用树脂R2将其以约20度的偏压复制到棱镜膜。在实施例4中，光栅结构向空气敞开，并且在实施例5中，光栅结构被树脂R1覆盖。一次将一片膜放置在顶部并且与另一片TBEF-GT正交，测试莫阿条纹。实施例4的膜(未覆盖)没有显示莫阿条纹。实施例5的膜(覆盖)显示出少量莫阿条纹，但是莫阿条纹的数量基本上少于没有微复制光栅结构的棱镜膜。
实施例6
使用树脂R2将具有实施例1中所述的光栅几何形状的双向光栅在高强度H灯泡(具有H灯泡的Fusion UV-Light hammer 6，RPC行业型号I6P1/LH)下以30英尺每分钟(9.1米每分钟)的固化条件复制到一片APF V2上，以形成偏振器组件。将CEF 28层压到树脂的结构化一侧。然后将该结构层压到1mm厚的载玻片上以便于处理。用7英寸的Kindle fire作为测试床。拆解Kindle fire的液晶显示器(LCD)，因此可以访问LCD面板后面的漫射器和棱镜膜。为了最大化像素莫阿条纹与棱镜膜的相互作用，移除顶侧漫射器并且将棱镜膜放置在与LCD成约45度角的位置。用带有光栅的偏振器组件作为底侧偏振器。将整个结构放置在灯箱上以模拟背光源显示器。与不包括光栅的其他等效参考配置相比，观察到莫阿条纹线明显减少。
以下是示例性实施方案的列表。
实施方案1为一种光学叠堆，包括：
包括第一层和第二层的光栅组件；以及
与光栅组件相邻地设置的周期性变化的光学膜层，
其中第一层与第二层之间的第一界面限定第一光栅，第一层具有折射率n1，第二层具有折射率n2，第一光栅具有峰到谷高度h1，其中|n1-n2|乘以h1在约150nm和约350nm之间，第一光栅具有在约2微米至约50微米范围内的第一间距，并且
其中第一层和第二层均选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。
实施方案2为实施方案1的光学叠堆，其中第一层为第一粘弹性或弹性体粘合剂层。
实施方案3为实施方案2的光学叠堆，其中第二层为第二粘弹性或弹性体粘合剂层。
实施方案4为实施方案2的光学叠堆，其中第二层为交联树脂层或可溶树脂层。
实施方案5为实施方案1的光学叠堆，其中第一层为第一交联树脂层或可溶树脂层，第二层为第二交联树脂层或可溶树脂层。
实施方案6为实施方案1的光学叠堆，其中第一层为第一交联树脂层，第二层为第二交联树脂层。
实施方案7为实施方案1的光学叠堆，其中第一层和周期性变化的光学膜层的一部分是整体的。
实施方案8为实施方案1的光学叠堆，其中第一间距沿第一方向并且周期性变化的光学膜层具有沿不同的第二方向的第二间距。
实施方案9为实施方案1的光学叠堆，其中光栅组件还包括第三层，该第三层背对第一层而与第二层相邻地设置。
实施方案10为实施方案9的光学叠堆，其中光栅组件和周期性变化的光学膜层被设置为使得第一层处于第二层与周期性变化的光学膜层之间。
实施方案11为实施方案9的光学叠堆，其中光栅组件和周期性变化的光学膜层被设置为使得第三层处于第二层和周期性变化的光学膜层之间。
实施方案12为实施方案9的光学叠堆，其中第一层为第一粘弹性或弹性体粘合剂层，第二层为紧邻第一层设置的交联树脂层或可溶树脂层，并且第三层为紧邻第二层设置的第二粘弹性或弹性体粘合剂层。
实施方案13为实施方案9的光学叠堆，其中第二层与第三层之间的第二界面限定第二光栅，第三层具有折射率n3，第二光栅具有峰到谷高度h2，其中|n2-n3|乘以h2在约150nm和约350nm之间，并且第二光栅具有在约2微米至约50微米范围内的第二间距。
实施方案14为实施方案13的光学叠堆，其中第一光栅在第一方向上延伸并且第二光栅沿不同的第二方向上延伸。
实施方案15为实施方案14的光学叠堆，其中第一方向和第二方向基本正交。
实施方案16为实施方案14的光学叠堆，其中第一光栅和第二光栅均与周期性变化的光学膜层成斜角。
实施方案17为实施方案9的光学叠堆，其中第二层与第三层之间的第二界面基本未结构化。
实施方案18为实施方案1的光学叠堆，其中第一光栅为双向光栅。
实施方案19为实施方案18的光学叠堆，其中第一间距沿第一方向并且第一光栅具有沿不同的第二方向的第二间距。
实施方案20为实施方案19的光学叠堆，其中第一方向和第二方向基本正交。
实施方案21为实施方案19的光学叠堆，其中第一间距和第二间距基本相同。
实施方案22为实施方案19的光学叠堆，其中第一间距和第二间距不同。
实施方案23为实施方案1的光学叠堆，还包括设置在周期性变化的光学膜层和光栅组件之间的一个或多个附加层。
实施方案24为实施方案1的光学叠堆，其中第一光栅相对于周期性变化的光学膜层以倾斜的角度取向。
实施方案25为实施方案1的光学叠堆，其中周期性变化的光学膜层为百叶窗膜。
实施方案26为实施方案25的光学叠堆，该实施方案为一体式光学叠堆。
实施方案27为实施方案26的光学叠堆，其中第一层是被适配成将百叶窗膜粘贴到显示器上的粘弹性或弹性体粘合剂层。
实施方案28为实施方案1的光学叠堆，其中百叶窗膜包括周期性变化的光学膜层。
实施方案29为实施方案28的光学叠堆，其中百叶窗膜还包括光栅组件的第一层。
实施方案30为实施方案1的光学叠堆，其中周期性变化的光学膜层为周期性结构化的粘合剂层。
实施方案31为实施方案1的光学叠堆，其中周期性变化的光学膜为具有主表面的不对称转向膜，其中主表面包括多个微结构，每个微结构包括具有第一形状的第一面和具有不同的第二形状的第二面。
实施方案32为实施方案31的光学叠堆，其中第一形状是基本平坦的，并且第二形状是基本弯曲的。
实施方案33为一种光学系统，包括：
具有不同取向的光分布的第一光源和第二光源；以及
实施方案31的光学叠堆，
其中来自第一光源的光优先被第一面而不是第二面反射；以及
其中来自第二光源的光优先地被第二面而不是第一面反射。
实施方案34为实施方案33的光学系统，还包括显示器表面，该光学系统具有两种显示模式，其中在第一种模式下，显示器表面发射具有第一组特征视角的光，并且在第二种模式下，显示器表面发射具有第二组特征视角的光，其中第一组特征视角和第二组特征视角具有不同的宽度。
实施方案35为实施方案1的光学叠堆，其中周期性变化的光学膜层为棱镜膜。
实施方案36为实施方案35的光学叠堆，还包括设置在光栅组件和棱镜膜之间的偏振器。
实施方案37为实施方案36的光学叠堆，其中偏振器为反射偏振器。
实施方案38为实施方案1的光学叠堆，其中周期性变化的光学膜层包括结构化表面和与之相对的基本平坦的表面。
实施方案39为实施方案38的光学叠堆，其中周期性变化的光学膜层的基本平坦的表面紧邻第一层的基本平坦的表面设置。
实施方案40为实施方案1的光学叠堆，该实施方案为一体式光学叠堆。
实施方案41为实施方案1的光学叠堆，其中周期性变化的光学膜具有第二间距并且第二间距与第一间距之比在约1至约200的范围内。
实施方案42为一种显示器，该显示器包括显示器面板和与显示器面板相邻地设置的实施方案1的光学叠堆。
实施方案43为实施方案42的显示器，与不包括光栅组件的其他等效参考显示器相比，该显示器产生的莫阿条纹图案更少。
实施方案44为实施方案42的显示器，显示器面板具有多个离散间隔开的像素，所述多个离散间隔开的像素具有第二间距，并且第二间距与第一间距之比在约0.1至约200的范围内。
实施方案45为一种偏振器叠堆，包括：
包括第一层和第二层的光栅组件；以及
与光栅组件相邻地设置的偏振器，
其中第一层与第二层之间的第一界面限定第一光栅，第一层具有折射率n1，第二层具有折射率n2，第一光栅具有峰到谷高度h1，其中|n1-n2|乘以h1在约150nm和约350nm之间，第一光栅具有在约2微米至约50微米范围内的第一间距，并且
其中第一层和第二层均选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组，并且
其中偏振器叠堆为一体式叠堆。
实施方案46为实施方案45的偏振器叠堆，其中偏振器为反射偏振器。
实施方案47为一种光学叠堆，该光学叠堆包括实施方案45的偏振器叠堆和与偏振器叠堆相邻地设置的周期性变化的光学膜层。
实施方案48为实施方案47的光学叠堆，该光学叠堆是根据实施方案2至实施方案35或实施方案37至实施方案41中任一实施方案所述的光学叠堆。
实施方案49为实施方案47的光学叠堆，其中周期性变化的光学膜层为棱镜膜。
实施方案50为实施方案45的偏振器叠堆，其中光栅组件通过实施方案2至实施方案9或实施方案12至实施方案22中的任一实施方案被进一步表征。
实施方案51为一种显示器，该显示器包括设置在显示器面板和背光源之间的实施方案45的偏振器叠堆。
实施方案52为实施方案51的显示器，还包括设置在背光源和偏振器叠堆之间的至少一片棱镜膜。
实施方案53为一种光学叠堆，包括：
第一光栅；以及
与第一光栅相邻地设置的周期性变化的光学膜层，
其中第一光栅具有周期性调制的折射率，第一光栅包括交替的第一区域和第二区域，第一区域具有折射率n1，第二区域具有折射率n2，第一光栅具有厚度h，其中|n1-n2|乘以h在约150nm和约10微米之间，第一光栅具有沿第一方向的在约2微米至约50微米范围内的第一间距，并且
其中光学叠堆被构造为放置在显示器上或者放置在背光源和显示器面板之间。
实施方案54为实施方案53的光学叠堆，其中厚度基本均匀的单层包括第一光栅。
实施方案55为实施方案54的光学叠堆，其中单层为聚合物层并且第一区域和第二区域各自延伸穿过所述层的厚度。
实施方案56为实施方案53的光学叠堆，其中第一区域由选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组的材料形成。
实施方案57为实施方案53的光学叠堆，其中第二区域是空气。
实施方案58为实施方案53的光学叠堆，其中|n1-n2|乘以h在约150nm和2微米之间。
实施方案59为实施方案53的光学叠堆，其中|n1-n2|乘以h在约150nm和1微米之间。
实施方案60为实施方案53的光学叠堆，其中|n1-n2|乘以h在约150nm和500nm之间。
实施方案61为实施方案53的光学叠堆，其中|n1-n2|乘以h在约150nm和350nm之间。
实施方案62为实施方案53的光学叠堆，其中第一光栅为双向光栅。
实施方案63为实施方案62的光学叠堆，其中第一间距沿第一方向并且第一光栅具有沿不同的第二方向的第二间距。
实施方案64为实施方案63的光学叠堆，其中第一方向和第二方向基本正交。
实施方案65为实施方案63的光学叠堆，其中第一间距和第二间距基本相同。
实施方案66为实施方案63的光学叠堆，其中第一间距和第二间距不同。
实施方案67为实施方案53的光学叠堆，该光学叠堆还包括第二光栅。
实施方案68为实施方案53的光学叠堆，其中第一光栅包括第一层的一部分、第二层的一部分以及第一层和第二层之间的界面。
实施方案69为实施方案53的光学叠堆，其中第一层和第二层均选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。
实施方案70为实施方案69的光学叠堆，其中光栅组件包括光栅，该光栅组件通过实施方案2至实施方案9或实施方案12至实施方案22中的任一实施方案被进一步表征。
实施方案71为实施方案53的光学叠堆，其中百叶窗膜包括周期性变化的光学膜层。
实施方案72为实施方案53的光学叠堆，其中周期性变化的光学膜为具有主表面的不对称转向膜，其中主表面包括多个微结构，每个微结构包括具有第一形状的第一面和具有不同的第二形状的第二面。
实施方案73为一种光学叠堆，包括：
百叶窗膜；以及
邻近百叶窗膜的第一光栅，
其中第一光栅具有周期性调制的折射率，第一光栅包括交替的第一区域和第二区域，第一区域具有折射率n1，第二区域具有折射率n2，第一光栅具有厚度h，其中|n1-n2|乘以h在约150nm和约10微米之间，第一光栅具有沿第一方向的在约2微米至约50微米范围内的第一间距，并且
其中光学叠堆为一体式叠堆。
实施方案74为实施方案73的光学叠堆，其中厚度基本均匀的单层包括光栅。
实施方案75为实施方案74的光学叠堆，其中单层为聚合物层并且第一区域和第二区域各自延伸穿过所述层的厚度。
实施方案76为实施方案73的光学叠堆，其中第一光栅为双向光栅。
实施方案77为实施方案76的光学叠堆，其中第一间距沿第一方向并且第一光栅具有沿不同的第二方向的第二间距。
实施方案78为实施方案77的光学叠堆，其中第一方向和第二方向基本正交。
实施方案79为实施方案77的光学叠堆，其中第一间距和第二间距基本相同。
实施方案80为实施方案77的光学叠堆，其中第一间距和第二间距不同。
实施方案81为实施方案73的光学叠堆，该光学叠堆还包括第二光栅。
实施方案82为实施方案73的光学叠堆，其中第一光栅包括第一层的一部分、第二层的一部分以及第一层和第二层之间的界面。
实施方案83为实施方案82的光学叠堆，其中第一层和第二层均选自由粘弹性或弹性体粘合剂层、交联树脂层和可溶树脂层构成的群组。
实施方案84为实施方案83的光学叠堆，其中光栅组件包括光栅，该光栅组件通过实施方案2至实施方案9或实施方案12至实施方案22中的任一实施方案被进一步表征。
实施方案85为实施方案73的光学叠堆，其中|n1-n2|乘以h在约150nm和2微米之间。
实施方案86为实施方案73的光学叠堆，其中|n1-n2|乘以h在约150nm和1微米之间。
实施方案87为实施方案73的光学叠堆，其中|n1-n2|乘以h在约150nm和500nm之间。
实施方案88为实施方案73的光学叠堆，其中|n1-n2|乘以h在约150nm和350nm之间。
除非另外指明，否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其它附图中的对应元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。