具有嵌入扩散片的增亮膜的制作方法
【专利说明】具有嵌入扩散片的增亮膜
【背景技术】
[0001] 显示系统（诸如，液晶显示（LCD)系统）用于多种应用和市售装置中，例如，计算 机监视器、个人数字助理（PDA)、移动电话、微型音乐播放器和薄IXD电视等。多数IXD包括 液晶面板和用于照亮液晶面板的扩展区域光源，通常称为背光源。背光源通常包括一个或 多个灯和多个光管理膜，例如光导、镜膜、光重定向膜（包括增亮膜）、延迟膜、光偏振膜和 扩散膜。通常包括扩散膜，以隐藏光学缺陷并提高背光源发射的光的辉度均匀性。
[0002] -些扩散膜使用含珠构造来提供光扩散。例如，光学膜可具有附接到该膜的一个 表面的微观珠层，并且光在珠表面处的折射可用于提供膜的光扩散特性。含珠扩散膜的例 子包括：线性棱镜增亮膜，其具有稀疏分布的珠子的哑光表面，以产品名称TBEF2-GM由3M 公司销售，本文中称为"稀疏分布的含珠扩散片"或"SDB扩散片";反射偏振膜，其具有含珠 扩散片层，以产品名称DBEF-D3-340由3M公司销售，本文中称为"密集堆积的含珠扩散片" 或"DPB扩散片"；以及商业显示装置中包括的扩散盖板，本文中称为"商业盖板扩散片"或 "CCS扩散片"。图1示出了 CCS扩散片的含珠表面的代表性部分的扫描电子显微镜（SEM) 图像，并且图IA示出了这种表面的横截面的SEM图像。图2和图3分别示出了 DPB扩散片 和SDB扩散片的代表性部分的SEM图像。
[0003] 其他扩散膜使用除含珠层之外的结构化表面来提供光扩散，其中该结构化表面通 过从结构化工具微复制而制成。此类扩散膜的例子包括：具有圆形或弯曲结构的膜（本文 称为"I型微复制型"扩散膜），所述圆形或弯曲结构由具有对应结构的工具微复制而成，所 述对应结构通过用切割器从工具中移除材料而制成，如US 2012/0113622 (Aronson等人）、 US2012/0147593 (Yapel 等人）、WO 2011/056475 (Barbie)和 W02012/0141261 (Aronson 等 人）中所述；以及具有平坦的小平面结构的膜（本文称为"II型微复制型"扩散膜），所述平 坦的小平面结构由具有对应结构的工具微复制而成，所述对应结构通过电镀工艺形成，如 US2010/0302479(Ar〇ns〇n等人）中所述。I型微复制型扩散膜的结构化表面的代表性部分 的SEM图像在图4中示出，并且II型微复制型扩散膜的类似图像在图5中示出。其他微复制 型扩散膜包括这样的膜，在该膜中工具表面通过喷砂工序而被制造成为结构化的，并且随 后通过从工具微复制来将该结构化表面赋予该膜。参见例如美国专利7, 480, 097 (Nagahama 等人）。
【发明内容】
[0004] 在一个方面，本说明书涉及一种光学膜。该光学膜包括双折射基材和由基材承载 的棱镜层，该棱镜层具有主表面，所述主表面包括沿相同的棱镜方向延伸的多个并排的线 性棱镜。该光学膜还包括设置在基材与棱镜层之间的嵌入结构化表面，该嵌入结构化表面 包括被布置为使得在相邻结构之间形成脊的密集堆积结构，这些结构的尺寸沿两个正交平 面内方向受到限制。嵌入结构化表面具有可由与相应的正交的第一平面内方向和第二平面 内方向相关联的第一傅立叶功率谱和第二傅立叶功率谱表征的形貌，并且就第一傅立叶功 率谱包括不对应于零频率并且由限定第一基线的两个相邻谷界定的一个或多个第一频峰 来说，任何此类第一频峰具有小于0.9的第一峰比率，第一峰比率等于第一频峰与第一基 线之间的面积除以第一频峰之下的面积。另外，就第二傅立叶功率谱包括不对应于零频率 并且由限定第二基线的两个相邻谷界定的一个或多个第二频峰来说，任何此类第二频峰具 有小于〇. 8的第二峰比率，第二峰比率等于第二频峰与第二基线之间的面积除以第二频峰 之下的面积。嵌入结构化表面由平面图中小于200mm/mm 2的每单位面积的脊总长度来表征。
[0005] 在另一方面，本说明书涉及一种光学膜，该光学膜包括双折射基材和由基材承载 的棱镜层，该棱镜层具有主表面，所述主表面包括沿相同的棱镜方向延伸的多个并排的线 性棱镜。该光学膜还包括设置在基材与棱镜层之间的嵌入结构化表面，该嵌入结构化表面 包括密集堆积结构，该嵌入结构化表面限定基准平面和垂直于该基准平面的厚度方向。嵌 入结构化表面具有可由与相应的正交的第一平面内方向和第二平面内方向相关联的第一 傅立叶功率谱和第二傅立叶功率谱表征的形貌，并且就第一傅立叶功率谱包括不对应于零 频率并且由限定第一基线的两个相邻谷界定的一个或多个第一频峰来说，任何此类第一频 峰具有小于〇. 9的第一峰比率，第一峰比率等于第一频峰与第一基线之间的面积除以第一 频峰之下的面积。另外，就第二傅立叶功率谱包括不对应于零频率并且由限定第二基线的 两个相邻谷界定的一个或多个第二频峰来说，任何此类第二频峰具有小于〇. 8的第二峰比 率，第二峰比率等于第二频峰与第二基线之间的面积除以第二频峰之下的面积。这些密集 堆积结构由基准平面中的等效圆直径（ECD)和沿着厚度方向的平均高度来表征，并且每个 结构的平均纵横比等于该结构的平均高度除以该结构的ECD。该结构的平均纵横比小于 0· 15〇
[0006] 在另一方面，本公开涉及一种光学膜，该光学膜包括双折射基材和由基材承载的 棱镜层，该棱镜层具有主表面，所述主表面包括沿相同的棱镜方向延伸的多个并排的线性 棱镜。该光学膜还包括设置在基材与棱镜层之间的嵌入结构化表面，该嵌入结构化表面包 括具有弯曲基部表面的密集堆积结构。嵌入结构化表面具有可由与相应的正交的第一平面 内方向和第二平面内方向相关联的第一傅立叶功率谱和第二傅立叶功率谱表征的形貌，并 且就第一傅立叶功率谱包括不对应于零频率并且由限定第一基线的两个相邻谷界定的一 个或多个第一频峰来说，任何此类第一频峰具有小于0.9的第一峰比率，第一峰比率等于 第一频峰与第一基线之间的面积除以第一频峰之下的面积。另外，就第二傅立叶功率谱包 括不对应于零频率并且由限定第二基线的两个相邻谷界定的一个或多个第二频峰来说，任 何此类第二频峰具有小于〇. 8的第二峰比率，第二峰比率等于第二频峰与第二基线之间的 面积除以第二频峰之下的面积。该嵌入结构化表面提供小于95%的光学雾度。
[0007] 在另一方面，本公开涉及一种光学膜，该光学膜包括双折射基材和由基材承载的 棱镜层，该棱镜层具有主表面，所述主表面包括沿相同的棱镜方向延伸的多个并排的线性 棱镜。该光学膜还包括设置在基材与棱镜层之间的嵌入结构化表面，该嵌入结构化表面包 括密集堆积结构。嵌入结构化表面具有可由与相应的正交的第一平面内方向和第二平面内 方向相关联的第一傅立叶功率谱和第二傅立叶功率谱表征的形貌，并且就第一傅立叶功率 谱包括不对应于零频率并且由限定第一基线的两个相邻谷界定的一个或多个第一频峰来 说，任何此类第一频峰具有小于0.9的第一峰比率，第一峰比率等于第一频峰与第一基线 之间的面积除以第一频峰之下的面积。另外，就第二傅立叶功率谱包括不对应于零频率并 且由限定第二基线的两个相邻谷界定的一个或多个第二频峰来说，任何此类第二频峰具有 小于0. 8的第二峰比率，第二峰比率等于第二频峰与第二基线之间的面积除以第二频峰之 下的面积。该嵌入结构化表面提供在10%至60%范围内的光学雾度和在10%至40%范围 内的光学清晰度。
[0008] 在另一方面，本公开涉及一种光学膜，该光学膜包括双折射基材和由基材承载的 棱镜层，该棱镜层具有主表面，所述主表面包括沿相同的棱镜方向延伸的多个并排的线性 棱镜。该光学膜还包括设置在基材与棱镜层之间的嵌入结构化表面，该嵌入结构化表面包 括较大的第一结构和较小的第二结构，第一结构和第二结构两者的尺寸沿两个正交平面内 方向均受到限制。第一结构不均匀地布置在嵌入结构化表面上，并且第二结构密集堆积并 且不均匀地分散在第一结构之间。第一结构的平均尺寸大于15微米，并且第二结构的平均 尺寸小于15微米。
[0009] 在另一方面，本公开涉及一种光学膜，该光学膜包括双折射基材和由基材承载的 棱镜层，该棱镜层具有主表面，所述主表面包括沿相同的棱镜方向延伸的多个并排的线性 棱镜。嵌入结构化表面通过从工具结构化表面微复制而制成，工具结构化表面通过以下方 式制成：使用第一电镀工艺使金属电沉积来形成第一金属层，使第一金属层的主表面具有 第一平均粗糙度；以及使用第二电镀工艺使金属电沉积在第一金属层上来在第一金属层的 主表面上形成第二金属层，使第二金属层的主表面具有小于第一平均粗糙度的第二平均粗 糙度，第二金属层的主表面对应于工具结构化表面。
【附图说明】
[0010] 图1是CCS扩散片（光学雾度=72 %，光学清晰度=9.9% )的含珠表面的一部 分的SEM图像，并且图IA是这种表面的横截面的SEM图像。
[0011] 图2是DPB扩散片（光学雾度=97. 5%，光学清晰度=5%)的含珠表面的一部 分的SEM图像。
[0012] 图3是SDB扩散片（光学雾度=67 %，光学清晰度=30%)的含珠表面的一部分 的SEM图像。
[0013] 图4是I型微复制型扩散膜（光学雾度=91. 3%，光学清晰度=1. 9% )的结构 化表面的一部分的SEM图像。
[0014] 图5是II型微复制型扩散膜（光学雾度=100%，光学清晰度=1. 3% )的结构 化表面的一部分的SEM图像。
[0015] 图6是包括具有双折射基材的微复制型光学膜的光学系统的示意性侧视图或剖 视图。
[0016] 图7是具有线性棱镜阵列的微复制型光学膜的示意性透视图，该图展示了可使用 的各种棱镜构形。
[0017] 图8是具有结构化表面的光学扩散膜的示意性侧视图或剖视图。
[0018] 图9是示意性流程图，描绘了用于制备结构化表面制品的步骤，这些结构化表面 制品包括结构化表面工具和结构化表面光学膜。
[0019] 图10是呈圆柱体或筒形式的结构化表面工具的示意性透视图。