CN101473250A

CN101473250A - 用于背光源中led混色的双折射结构化薄膜

Info

Publication number: CN101473250A
Application number: CNA2007800233809A
Authority: CN
Inventors: 罗尔夫·W·比尔纳特; 威廉·沃德·梅里尔; 罗伯特·L·布劳特; 大卫·A·科维茨
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2009-07-01
Also published as: US20070297747A1; WO2007149890A3; US7843637B2; WO2007149890A2; TW200811481A

Abstract

本发明描述一种用于光扩散的制品，所述制品包括主体，所述主体具有：第一表面和第二表面；以及第一面内轴、第二面内轴和第三轴，所述第一面内轴和所述第二面内轴互相垂直，所述第三轴在所述主体的厚度方向上、并且分别与所述的第一面内轴和第二面内轴互相垂直。所述第一表面的一部分是双折射的结构化表面。所述的一部分是结构化的，使得当所述制品接收特定波长范围内的光信号时，所述结构化表面使所述光信号分裂成多个发散的光信号。所述制品可用于(例如)腔体中的混色，从而为需要背光源的LCD器件或其他显示器件提供背光源。

Description

用于背光源中LED混色的双折射结构化薄膜

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，该制品用于发光二极管(LED)的混色。

背景技术

液晶显示器(LCD)器件需要背光源。LCD选择性地透射或遮挡由背光源发出的光，以提供信息的显示。这些LCD器件使用荧光管作为背光源，并且这些荧光灯泡往往消耗相对较大量的电力。对于可以使用电池电源工作的LCD器件而言，荧光背光源可大大缩短器件使用电池电源的工作时间。某些背光源不使用荧光光源，而是具有点光源(例如LED)。然而，这些点光源发出的颜色是离散的，这意味着由它们发出的光不仅要在空间上分散，而且要进行混合，以便产生均匀的光。

发明内容

符合本发明的用于光扩散的制品包括主体，该主体具有：第一表面和第二表面，以及第一面内轴、第二面内轴和第三轴，所述第一面内轴和所述第二面内轴互相垂直，所述第三轴在主体的厚度方向上、并且分别与所述的第一和第二面内轴互相垂直。第一表面的一部分是双折射结构化表面，并且该部分是结构化的，使得当制品接收特定波长范围内的光信号时，该结构化表面使光信号分裂成多个发散的光信号。

符合本发明的制备用于光扩散的制品的方法包括如下步骤：提供主体，该主体具有第一和第二表面，以及第一面内轴、第二面内轴和第三轴，所述第一面内轴和所述第二面内轴互相垂直，并且所述第三轴在主体的厚度方向上、并且分别与所述的第一和第二面内轴互相垂直；以及在第一表面的一部分上形成双折射结构化表面，其中该部分是结构化的，使得当制品接收特定波长范围内的光信号时，该结构化表面使光信号分裂成多个发散的光信号。

为用于混色而复制形成的单个或多个几何特征物可以是(例如)棱镜状、透镜状、或正弦波状几何特征物。所述单个或多个几何特征物在横向和纵向上都可以是连续或不连续的。它可以是宏观特征物或微观特征物。它可以具有多种横截面轮廓，如下面将要更全面地讨论的那些。复制的结构化表面上的几何特征物可以是重复的或不重复的。复制的表面可包含多个具有相同横截面形状的几何特征物。作为另外一种选择，它可具有多个具有不同横截面形状的几何特征物。

如本文所用，以下术语和短语具有以下含义。

“双折射表面”是指主体中紧邻双折射材料的主体表面部分。

“横截面形状”(及其明显的变体)是指由第二面内轴和第三轴限定的几何特征物的外周构造。几何特征物的横截面形状与其物理尺寸无关。

“色散”是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而发生不同的变化。

“几何特征”(及其明显的变体)是指结构化表面上存在的一种或多种预定的形状。

“宏观”用作前缀是指其修饰的术语具有高度大于1mm的横截面轮廓。

“金属表面”(及其明显的变体)是指由金属或金属合金(也可以包含类金属)涂覆或形成的表面。“金属”是指诸如铁、金、铝等元素，其特征通常在于具有延展性、可锻性、有光泽、以及导热性和导电性，该元素可与氢氧根形成碱，并可取代酸中的氢原子而形成盐。“类金属”是指具有某些金属性质和/或与金属形成合金(例如半导体)的非金属元素，并且还包括含有金属和/或类金属掺杂物的非金属元素。

“微观”用作前缀是指其修饰的术语具有高度小于或等于1mm的横截面轮廓。该横截面轮廓的高度为0.5mm或更小。作为另外一种选择，该横截面轮廓的高度为0.05mm或更小。

名词“取向”是指处于被取向的状态。

“取向的”是指具有各向异性的介电张量，以及相应的各向异性的折射率组合。

“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相应这两个点在拉伸前的距离之比。

“结构表面”是指在其上具有至少一个几何特征物的表面。

“结构化表面”是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而形成的表面。

“单轴取向”是指主轴折射率中的两个基本上相同。

“真正单轴取向”(及其明显的变体)是指这样的单轴取向的状态，其中沿第二面内轴的方向和第三轴的方向所测得的取向敏感特性是基本上相等的，并且其显著不同于沿第一面内轴的方向所测得的取向敏感特性。

“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上对该制品进行物理拉伸的行为。单轴拉伸旨在包括(例如)由于剪切作用(会在薄膜的多个部分中诱导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。

在分层薄膜的情况下，除非另外指明，否则“单轴”或“真正单轴”旨在适用于薄膜的单个的层。

“波长”是指在真空中测量的等效波长。

附图说明

通过以下结合附图的对本发明的多种具体实施方式的详细描述，可以更完全地了解本发明，其中：

图1是用一种方法制备的薄膜的剖视图；

图2A-2E是制品的某些可供选择的实施例的端视图；

图3A-3W示出了可以用一种方法制备的几何特征物的一些可供选择的轮廓的剖视图；

图4是一种用于制备结构化薄膜的方法的示意图；

图5是示出光穿过单层双折射薄膜时光线分裂的示意图；

图6是示出在棱镜角偏离水平面3度的情况下光线通过双折射薄膜而发生分裂的示意图；

图7是示出在棱镜角偏离水平面10度的情况下光线通过双折射薄膜而发生分裂的示意图；

图8是示出具体实例的装置的示意图；以及

图9-14是示出具体实例的灰度混色的照片。

具体实施方式

用一种示例性方法制备的制品和薄膜通常包括主体部分和表面结构部分。图1表示根据多个实施例制备的薄膜的端视图。图2A-2E示出了可通过一种特定的方法制备的一些可供选择的实施例薄膜的端视图。图3A-3W示出了制品(其具有结构化表面)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：具有厚度(Z)的主体或基体部分11，和具有高度(P)的表面部分13。表面部分13具有一系列平行的、在此表示为直角棱镜的几何特征物15。几何特征物15各自具有底宽(BW)和峰-峰间距(PS)。该薄膜的总厚度T等于P+Z之和。

主体或基体部分11包括制品中的位于薄膜9的底部表面17与表面部分13的最低点之间的那部分。在一些情况下，这一部分可以在制品的整个宽度(W)上具有恒定的尺寸。在其他情况下，该尺寸可以因存在具有不同的峰高或谷深的几何特征物而有所不同。参见图2E。

薄膜9具有第一面内轴18、第二面内轴20和第三轴22。在图1中，第一面内轴18基本上平行于几何特征物15的长度方向。在图1中，第一面内轴垂直于薄膜9的端面。这三根轴彼此互相垂直。

多种方法可用来制备单轴取向的薄膜。单轴取向可通过确定薄膜沿着第一面内轴的折射率(n₁)、沿着第二面内轴的折射率(n₂)、和沿着第三轴的折射率(n₃)的差值来测定。用该方法制备的单轴取向薄膜可具有n₁≠n₂和n₁≠n₃。另外，n₂与n₁的差和n₃与n₁的差基本上彼此相等。

还可采用一种方法来提供这样的薄膜，该薄膜在所关注的波长处具有0.3或更小的相对双折射率。在另一个实施例中，相对双折射率小于0.2，并且在又一个实施例中，它小于0.1。相对双折射率是根据如下表达式来确定的绝对值：

|n₂-n₃|/|n₁-(n₂+n₃)/2|

可采用一种方法来制备这样的薄膜，该薄膜具有至少一个棱镜状或透镜状的几何特征物。该几何特征物可以是延长结构，该延长结构通常平行于薄膜的第一面内轴。如图1所示，结构化表面包括一系列直角棱镜15。然而，可以使用其他几何特征物以及它们的组合。参见(例如)图2A-2E和图3A-3W。图2A示出几何特征物不需要在其基部处互相接触。图2B示出几何特征物可具有圆形的顶部和弯曲的面。图2C示出几何特征物的顶部可以是平坦的。图2D示出薄膜的两个相背表面均可具有结构化的表面。图2E示出几何特征物可具有不同的基体厚度、峰高、和基底宽度。

图3A-3W示出可用于提供结构化表面的其他横截面形状。这些图进一步示出几何特征物可具有凹陷(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中，位于所述凹陷之间的升高区域可被认为是图2C中所示的凸起型特征物。

多种方法可用来提供可以任何方式组合的各种的特征物实施例，以达到所需结果。例如水平表面可使带有圆弧型顶部或平坦式顶部的特征物分开。此外，可以对任何这些特征物使用曲面。

如从附图中可以看出的那样，这些方法可用来提供任何所需几何形状的特征物。它们可以相对于薄膜的z轴(厚度方向)对称或不对称。它们可具有单一一个特征物、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种或更多种特征物的组合。另外，特征物的尺寸(例如高度和/或宽度)在整个结构化表面上可以相同。或者，各个特征物的尺寸有所不同。

制备结构化制品的一种方法包括提供聚合物树脂，该聚合物树脂可以通过压花、浇铸、挤出或其他非机械加工技术而获得所需的结构化表面，该方法不涉及对固体材料的切割或其他成形步骤；而是涉及流体或粘弹性材料的流动机理，该流体或粘弹性材料通过该方法得以成形，然后经定形而成为固体。可在形成所需制品的同时提供结构化表面，或在形成制品后将结构化表面赋予树脂的第一表面。该方法将参照图4进一步予以说明。

图4是一种制备具有结构化表面的薄膜的方法的示意图。在该方法中，提供具有所需薄膜结构化表面的负像的工具24，并通过主动辊26A和26B使之经过模头28的孔(未示出)前移。模头28包括熔融装置组件(melt train)的排放点，所述的熔融装置组件在此包括挤出机30，其具有用于接纳颗粒、粉末等形式的干态聚合物树脂的进料斗32。熔融树脂离开模头28，到达工具24上。模头28和工具24之间设有间隙33。熔融树脂接触工具24并变硬，从而形成聚合物薄膜34。然后，在剥离辊36处将薄膜34的前缘从工具24上剥离下来。随后，此时如果需要，可将薄膜34送到拉伸装置38中。然后，可在工位40处将薄膜34卷绕成连续的卷。

可使用多种技术赋予薄膜结构化的表面。这些技术包括间歇技术和连续技术。它们涉及以下步骤：提供具有表面的工具，该表面是所需结构化表面的负像；使聚合物薄膜的至少一个表面与工具接触，其中接触操作的时间和条件使得聚合物足以产生所需的结构化表面的正像；以及将带有结构化表面的聚合物从工具上取下。通常工具的负像表面包括金属表面，所述金属表面在很多情况下涂覆有脱模剂。

虽然模头28和工具24被描述为彼此相对地垂直布置，但是也可以采用水平布置或其他布置方式。无论采用哪种具体的布置方式，模头28都会在空隙33处将熔融树脂提供给工具24。

模头28的安装方式使得其可以向工具24移动。这允许操作者将空隙33调整到所需的间距。间隙33的尺寸取决于熔融树脂的组成、熔融树脂的粘度和用熔融树脂基本完全填满工具所必需的压力。

熔融树脂的粘度使其可以(可任选地在施加真空、压力、温度、超声波振动的条件下或机械方式的条件下)基本上填充满工具24的腔体。当树脂基本上填满工具24的腔体时，所得的薄膜的结构化表面被称为是复制而成的。

在树脂是热塑性树脂的情况下，它通常作为固体被供应到进料斗32中。挤出机30提供足够的热量，以将固体树脂转化为熔融物料。通常，采用使上述工具通过被加热的主动辊26A的方式将该工具加热。可以采用(例如)使循环热油通过主动辊26A的方式或者采用感应加热的方式来加热该主动辊。工具24在辊26A处的温度通常高于树脂的软化点，但是低于树脂的分解温度。

如果是可聚合树脂(包含部分聚合的树脂)，可将树脂直接倒入或泵入分配器内，该分配器为模头28供料。如果树脂是活性树脂，该方法可包括一个或多个固化树脂的另外的步骤。例如，可通过将该树脂在适当的辐射能量源下暴露一段时间而使其固化，所述时间为足以使该树脂硬化并且使得可将其从工具24上取下的这样一段时间，所述的辐射能量源(例如)为诸如紫外线、红外辐射、电子束辐射、可见光之类的光化辐射。

可以采用多种方法将熔融的薄膜冷却以便使该薄膜硬化，从而用于进一步加工。这些方法包括将水喷到挤出的树脂上、使上述工具的非结构化表面与冷却辊接触、或者将空气直接喷射到薄膜和/或工具上。

前述讨论集中于同时形成薄膜和结构化表面的技术。另一种可用的技术包括使工具与预成形的薄膜的第一表面接触。然后，将压力、热量、或压力和热量这二者施加到薄膜/工具组合上，直到薄膜的表面已软化至足以在薄膜上形成所需的结构化表面。优选的是，薄膜的表面软化至足以完全填满工具中的腔体。随后，将薄膜冷却并且从该母模上取下。

如前面所注明的那样，工具包括所需结构化表面的负像(即负像表面)。因而，它包括呈预定图案的凸起和凹陷(或腔体)。工具的负像表面可以与树脂接触，以便以相对于第一或第二面内轴的任何排列方式在结构化表面上形成几何特征物。这样，例如，图1的几何特征物可以沿制品的加工方向(或长度方向)或制品的横向(或宽度方向)排列。

在复制步骤的一个实施例中，用树脂填充工具腔体的至少50％。在另一个实施例中，用树脂填充腔体的至少75％。在另一个实施例中，用树脂填充腔体的至少90％。在另一个实施例中，用树脂填充腔体的至少95％。在另一个实施例中，用树脂填充腔体的至少98％。

用树脂填充腔体的至少75％时，可达到对许多应用来说足够的负像保真度。然而，用树脂填充腔体的至少90％时，可达到更好的负像保真度。用树脂填充腔体的至少98％时，可达到最好的负像保真度。

用于形成所需结构化表面的工具可以在负像表面上具有含有含氟苯并三唑的涂层。优选存在此类含氟化合物；一些聚合物不需要使用含氟化合物，而其他聚合物需要使用含氟化合物。含氟苯并三唑优选在工具上形成基本上连续的单层薄膜。短语“基本上连续的单层薄膜”是指各个分子以其分子结构所允许的密集程度堆积在一起。据信薄膜的自组装方式为：分子中的三唑基附接到工具的金属/类金属表面所提供的可用区域上，而碳氟化合物尾部侧基则基本上以朝向界面外的方式排列。

单层薄膜的有效性以及单层薄膜在表面上形成的程度一般取决于化合物和工具的具体的金属或类金属表面之间的粘合强度以及涂膜的表面的使用条件。例如，一些金属或类金属表面可能需要高粘性的单层薄膜，而其他此类表面需要粘合强度低得多的单层薄膜。可用的金属和类金属表面包括会与化合物形成键的任何表面，并且优选的是，该表面会形成单层或基本上连续的单层薄膜。用于形成所述单层薄膜的合适表面的例子包括那些包含铜、镍、铬、锌、银、锗以及它们的合金的表面。

单层或基本连续的单层薄膜可以通过如下方法形成：使表面与足以涂覆整个表面的量的含氟苯并三唑接触。该化合物可以溶解在适当的溶剂中，然后将该组合物施加到表面上并使之干燥。合适的溶剂包括乙酸乙酯、2-丙醇、醋酸酯、2丙醇、丙酮、水以及它们的混合物。作为另外一种选择，可以将含氟苯并三唑由气相沉积到表面上。可通过使用溶剂清洗基板或通过使用处理过的基板来移除任何过量的化合物。

据发现含氟苯并三唑不仅可与金属和类金属表面化学键合，而且它们还为这些表面提供(例如)剥离特性和/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类金属表面(例如母模工具)键合的头部基团，以及在极性和/或官能性方面与待剥离的物质适当地不同的尾部。这些化合物形成单层或基本上单层的、耐久的自组装膜。含氟苯并三唑包括具有下列通式的那些物质：

其中R_f为C_nF_2n+1-(CH₂)_m-，其中n为1至22的整数，m为0或1到22的整数；X为-CO₂-、-SO₃-、-CONH-、-O-、-S-、共价键、-SO₂NR-、或-NR-，其中R为H或C₁到C₅亚烷基；Y为-CH₂-，其中z为0或1；并且R’为H、低级烷基或R_f-X-Y_z-，前提条件是：当X为-S-或-O-时，m为0，并且z为0，n为≥7，并且当X为共价键时，m或z至少为1。优选的是，n+m等于8到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：

其中R_f为C_nF_2n+1-(CH₂)_m-，其中n为1至22，m为0、或1至22的整数；X为-CO₂-、-SO₃-、-S-、-O-、-CONH-、共价键、-SO₂NR-、或-NR-，其中R为H或C₁到C₅亚烷基，并且q为0或1；Y为C₁-C₄亚烷基，并且z为0或1；R’为H、低级烷基或R_f-X-Y_z。这些材料在美国专利6,376,065中有所描述。

一种方法可包括拉伸步骤。例如，可以对该制品进行单轴(包括单轴取向)或双轴取向。另外，该方法可任选地包括在拉伸之前进行的预处理步骤，例如提供烘箱或其他装置。预处理步骤可包括预热区和均热区。该方法还可以包括后处理步骤。例如，可首先将薄膜热定型然后淬火。

通常，用于该制品或主体中的聚合物可为结晶、半结晶、液晶或无定形的聚合物或共聚物。应当理解，在聚合物领域中普遍认为聚合物通常不是完全结晶的，因此在该制品或主体的情况中，结晶或半结晶的聚合物是指非无定形的那些聚合物，并且包括任何通常称为结晶性、部分结晶性、半结晶性材料等的那些材料。液晶聚合物(有时也称为刚性棒状聚合物)在本领域中被理解为其具有不同于三维晶序的某种长程有序的形式。

对于制品或主体，可以使用可熔融加工成或可固化成薄膜形式的任何聚合物，从加工方法、或最终产品的稳定性、耐久性、或柔性的角度来说该聚合物是尤其有用的。这些聚合物可包括(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，所述的种类为：聚酯类(例如，聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯(例如，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-1，4-环己烷二亚甲基二醇酯)、聚联苯甲酸亚乙基酯、聚萘二甲酸亚烷基二醇酯(例如，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)及其异构体(例如，2，6-PEN、1，4-PEN、1，5-PEN、2，7-PEN和2，3-PEN))和聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)及其异构体)和液晶聚酯)；聚芳酯类；聚碳酸酯类(例如，双酚A的聚碳酸酯)；聚酰胺类(例如，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、芳族聚酰胺以及聚邻苯二甲酰胺)；聚醚-酰胺类；聚酰胺-酰亚胺类；聚酸亚胺类(例如，热塑性聚酰亚胺和聚丙烯酸酰亚胺)；聚醚酰亚胺类；聚烯烃或聚亚烷基聚合物类(例如，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^TM(得自E.I.du Pont de Nemours & Co.，Wilmington，Del.)；聚醋酸乙烯酯；聚乙烯醇和乙烯—乙烯醇共聚物；聚甲基丙烯酸酯类(例如，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(例如，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(例如，全氟烷氧基树脂、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、氟化乙烯-丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、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)和THV^TM(3MCo.))；氯化聚合物类(例如，聚偏二氯乙烯和聚氯乙烯)；聚芳醚酮类(例如，聚醚醚酮(“PEEK”))；脂肪族聚酮类(例如，乙烯和/或丙烯与二氧化碳的共聚物和三元共聚物)；任何立构规整性的聚苯乙烯类(例如，无规立构的聚苯乙烯、全同立构的聚苯乙烯和间规立构的聚苯乙烯)和任何立构规整性的被环或链取代的聚苯乙烯类(例如，间规立构的聚-α-甲基苯乙烯和间规立构的聚二氯苯乙烯)；任何这些苯乙烯类物质的共聚物和共混物(例如，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；聚醚类(例如，聚苯醚、聚(二甲基苯醚)、聚环氧乙烷和聚甲醛)；纤维素类物质(例如，乙基纤维素、乙酸纤维素、丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、和硝酸纤维素)；含硫聚合物(例如，聚苯硫醚、聚砜、聚芳基砜、和聚醚砜)；硅氧烷树脂；环氧树脂；弹性体类(例如，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。

采用半结晶性聚合物(尤其是聚酯)来复制表面一直都非常困难。一般来讲，复制过程中，除非采用了诸如上述含氟苯并三唑涂覆的方法进行处理，否则它们会牢固地粘附在工具上。结果，很难将它们从未处理过的工具上取下，而不损坏复制的表面。可用于制品或主体中的半结晶性热塑性聚合物的例子包括半结晶性聚酯。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。已经发现，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二酯的聚合物有许多所需的性质。

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’-1，2-二苯乙烯二甲酸及其异构体、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)、其他取代的芳香族二羧酸(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-环己烷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烷二甲酸)、烷烃二甲酸(例如癸二酸、己二酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、壬二酸以及十四烷双酸)、任何稠环芳香族烃(例如茚、蒽、菲、苯并萘、芴等)的同分异构的二羧酸。可使用其他的脂肪族、芳香族、环烷烃或环烯烃的二羧酸。或者，这些二羧酸单体的任何的酯(例如对苯二甲酸二甲酯)可用于代替二羧酸本身或与其组合使用。

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(例如1，3-丙二醇)、丁二醇(例如1，4-丁二醇)、戊二醇(例如新戊二醇)、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)(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、降莰烷二甲醇、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(例如双酚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(dimethylor diethyl diol))。可使用其他的脂肪族、芳香族、环烷基和环烯基的二醇。

也可使用三官能或多官能的共聚单体，其可起到为聚酯分子赋予支化结构的作用。它们可为羧酸、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。

其他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-羟基间苯二甲酸等。

合适的聚酯共聚物包括PEN的共聚物(例如，2，6-、1，4-、1，5-、2，7-和/或2，3-萘二甲酸或它们的酯与下列物质的共聚物：(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(如环己烷二甲醇)；(f)烷基二甲酸；和/或(g)环烷烃二甲酸(如环己烷二甲酸))和聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的共聚物(对苯二甲酸或其酯与下列物质的共聚物：(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(如环己烷二甲烷)；(f)烷基二甲酸；和/或(g)环烷烃二甲酸(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基于某一种聚酯的聚合物，其他的一个或多个组分是其他聚酯或聚碳酸酯(为均聚物或共聚物)。

在本发明的一些实施例中，尤其有用的聚合物是聚酯和聚碳酸酯的挤出产物。普遍认为当从这两类聚合物中选取的聚合物被共挤出时，会发生某些酯交换反应，但是所述酯交换反应很慢，并且不太可能在挤出过程中完成，这将产生真正无规的共聚物。因而，通过将聚酯-聚碳酸酯挤出可产生这样的挤出物，该挤出物可从双组分聚合物共混物形式连续变化到均匀的共聚物形式，但是大多数挤出通常产生既具有某些嵌段共聚物特征又具有某些聚合物共混物特征的挤出物。

LED混色

对由LED或任何其他类型的点光源发出的光的混色是通过使用反射腔内的双折射微结构化光学薄膜(例如上述那些薄膜中的一种或多种)在压缩空间中实现的。光线被迅速分裂成众多束并具有少量发散，这是由于双折射材料中光的反射、折射和/或衍射性质引起的。当发生折射时，进入双折射薄膜的每束光线在进入薄膜后通常会分裂成两束。如果适当地选取材料和结构，可以使多种波长范围内光信号达到高密度混合，从而使颜色或光强度基本上实现空间均匀化。可能的优点是背光源腔体更薄或混色区更小。当棱镜结构化双折射薄膜被用作背光源腔体的一部分时，其可有利于实现更好的光束扩散和混色，同时避免高度散射体系中固有的损耗。顶角的大小、棱镜结构的形状、和双折射的程度可加以改变，从而达到混合和反射损耗之间的折衷。例如，当极浅角度的结构化双折射薄膜被用作循环背光源腔体的一部分(例如用于LCD器件)时，其可有利于实现更好的光束扩散和混色，同时使损耗最小化。这类薄膜可以与其他类型的光学薄膜相结合。另外，可将折射率匹配的材料施加到结构化表面上，从而使所得表面基本上为平坦的。作为另外一种选择，可施加折射率不匹配的材料，以实现多种光学效应。

图5示出了非偏振光52穿过单层双折射薄膜54时光线分裂50的例子，其结果是产生光束56(p-偏振光)和58(s-偏振光)。这种类型的薄膜可(例如)作为取向的聚碳酸酯/聚酯共混物实现。通过在腔体内来回反射(例如在高级偏振薄膜^TM(APF)(3M Company，St.Paul，Minnesota)和高效镜面反射器之间反射)，光可迅速地扩散并混合，同时保持某些定向控制，从而产生足够的可见波长中的光，以起到(例如)背光源的作用。表面纹理、微结构和衍射元件可有助于增强这种效应。

当微结构用于薄膜时，甚至可以实现更强的光束扩散。例如，偏离水平面3度的棱镜角导致图6所示的光束扩散，而偏离水平面10度的棱镜角导致图7所示的光束扩散。任何因微结构而产生的衍射效应都具有进一步增加光束扩散的效应。

例如，通过用薄膜后透射分析仪(post film transmissionanalyzer)(例如吸收性偏振薄膜)沿不同偏振方向进行测量，经过各向异性结构化透射薄膜的光的扩散程度可随着偏振态的不同而变化。例如，光扩散可以在相对于折射率的主面内轴的给定方向之间变化。波长之间的相对扩散可以部分地受各向异性主轴折射率的分散(波长敏感)特征的控制。扩散也可以沿不同的结构方向有差别，例如在凹槽方向或延长结构方向的纵向或横向上有差别。例如，当离散光源(例如，离散的LED灯泡)的线密度随着二维(如平面)阵列或背光源中的方向的改变而改变时，可调节各向异性结构化薄膜的凹槽的排列方式来优化光的扩散。例如，一个实施例可以使沿光源线密度最低的方向的扩散最大化。在双折射薄膜上的结构的形状沿结构化阵列横向或纵向移动时，其可基本上是延长的，并且具有几乎恒定或者可变的横截面。在一些情况下，这些变化可以基本上是一维的，例如从薄膜基体测得的结构的高度除了少量的偏差外，沿一个方向基本上恒定不变。作为另外一种选择，该结构可以在薄膜平面的两个方向上都发生显著变化，例如从薄膜基体测量的结构的高度沿两个面内方向都发生改变(即二维结构变化)。结构阵列可包括各表面特征物的规则的、周期的、或非周期的排列集合。该结构可通过多种光学机理(包括折射、衍射和散射机理)来提供光扩散。结构的尺寸可包括衍生的特征，以使得间距或节距可得以调整并优化。最后，结构的侧面可以相对于光源布置，例如结构化侧面指向光源(“点朝下”)或远离(“点朝上”)光源。作为另外一种选择，可以使用在薄膜的两侧面上具有类似或不同结构的薄膜。因而，结构形状和材料固有的折射率的各向异性以及它们的相对取向或并列可用来改变和控制背光源腔体中的光扩散和混色。

可以使用多种具有固有双折射性的聚合物材料。为了延长使用寿命，需要具有低吸收率的材料。同样，可优选更薄的薄膜来减少颜色改变，从而不需要通过背光源的配置方式来进行平衡。在可见光区域具有低吸收率的聚酯(例如PET及其共聚物)是尤其可用的，各种聚碳酸酯及其共聚物也是如此。

该薄膜也可与多个其他薄膜中的任何一个相组合，以增强光扩散、混色、或达到其他目的。可以将具有类似或不同结构的两个或更多个薄膜结合起来使用。结构的相对取向可以加以改变。在延长结构(例如在一个方向上具有连续延伸的棱镜横截面的结构)的情况下，一类配置方式使两个薄膜结构的延长轴以直角交叉。各个薄膜的结构点可以以相对于光源位置朝上或朝下的放置方式而单独地改变。双折射结构化薄膜可以以这些方式中的任何一种方式与各向同性结构化薄膜相结合。双折射结构化薄膜也可与具有不同功能或互补功能的薄膜相结合。例如，它们可以与起反射型偏振器或增亮薄膜作用的多层光学薄膜相结合。它们也可与延迟片、波片、IR过滤器、圆偏振片、或部分反射镜面结合。

光扩散取决于由光源发出的光的偏振态。可以微调给定偏振态的扩散特性(例如)来匹配给定的LCD显示器及其排列方式。例如，这样的微调可通过对结构几何形状的设计或对双折射程度的控制来实现。

薄膜的光扩散能力可通过多种方法进行探查。一种这样的方法包括带有离散的、空间上分开的光源的测试台和用作分析仪的数码相机。系统可以利用多个f制光圈数以及利用测试台和照相机之间的不同距离来进行分析。将任何指定的薄膜插入光源和分析仪之间，并测得所得的强度均匀性。可在所得的图片与在无薄膜插入的条件下制得的参照图片之间进行相对比较。

可增添另外的元件来更好地理解在具体应用的情况中的效果。例如，在LCD照明用背光源的情况下，可以使用基本上包封光源的背光源腔体。可根据具体用途选取光源，例如用于LED照明应用的LED。可以选取给定类别中的特定类型光源，例如侧发光或前发光LED。一般来讲，薄膜的相对效力可取决于所选取的具体应用和配置方式。为了增强光的循环利用，可以在灯泡平面上使用反射背衬。也可以用反射材料涂覆光混合腔体的壁。为了模拟通过LCD阵列的光的接收程度和透射程度，可以在腔体的顶部安装扩散片。扩散片也可被包括为混合腔体中的薄膜组件。可以使用多种扩散片，包括(例如)各向同性或非对称扩散片，优先向前或向后散射的扩散片。

可以通过所需系统配置的多个方面来控制或增强薄膜的光扩散和/或混色性能。例如，可以改变灯泡到薄膜的距离，同样还可改变从薄膜到最后扩散片或到LCD自身的距离。在其他情况下，可以找到使混合和扩散的效果得到优化的距离。可以调整灯泡在二维底板上的间距和布置方式。最佳距离可以与这些考虑因素相关。

可以开发多种度量以用多种量来描述空间均匀性，所述度量包括采用红、绿和蓝相对灰度强度的那些；颜色坐标(例如，x，y1931或u，v1976坐标)；色温；和亮度。除了均匀性外，还可以测量总强度和特定颜色的强度。通常希望不仅优化均匀性和混色，而且也优化总光通过量和颜色平衡。

在上述具体实施方式中，元件的定位有时用“第一”、“第二”、“第三”、“顶部”和“底部”来描述。这些术语仅仅用来简化对本发明的多种元件的说明，例如在附图中示出的那些。不应将它们理解为对本发明的元件可用的方位产生任何限制。另外，作为使用轴的替代形式，单个制品或一起使用的多个制品的布置方式可以按照其欧拉角加以说明。

因此，不应当认为本发明仅局限于本文所述的具体例子，而是应当理解到，本发明涵盖所附权利要求书中明确阐述的本发明的所有方面。在阅读本说明书之后，本发明所属领域的技术人员将明白本发明可进行的各种修改形式、等同处理、以及本发明可应用的各种结构。本发明的权利要求旨在涵盖这些修改形式和装置。

实例

下面描述实例的具体方法。构建采用一排Lumiled(San Jose，CA)侧发光LED的矩形测试台腔体。以重复图案的方式布置绿色、红色和蓝色灯泡。反射表面被设置在底板和侧壁上。顶部覆盖有从纽约州Baldwin市的Astra Products购得的2mm厚的浇铸而成的丙烯酸类树脂扩散片。扩散片具有基本100％的雾度和3.6的透明度(采用从位于马里兰州Columbia市的BYK-Gardner USA购得的Haze Gard测得)。腔体的高度(从反射性背表面到扩散片底部的距离)为29mm。LED灯泡的高度是3mm。将测试薄膜安装在丙烯酸类树脂片(得自Excel Plastic Products(Byron Center，MI.)的Cyro型聚丙烯酸酯塑料FF(Cyro type，Acrylite FF)，0.098英寸厚)上。将该丙烯酸类树脂片安装在反射性背表面的LED和腔体顶部的扩散片之间。从反射性背表面到丙烯酸类树脂安装片底部的距离是12mm。采用带有由RadiantImagingInc.(Duval WA)制造的ProMetricPM-1421-1成像色度计(ProMetric PM-1421-1 Imaging Colorimeter)的红、绿和蓝色滤光器来获取数据。将测试系统布置于离f制光圈数被设定为16的照相机约0.5米处。使用放置在测试台顶部上方的锋利笔尖来使图像聚焦，并使用自动曝光功能。通过采用视觉感知的方式以及每种颜色各自的灰度强度变化将所得颜色图像与没有安装测试薄膜的参照图像相比较。

使用可得自Metricon公司(Piscataway，NJ)的Metricon棱镜耦合器，在薄膜背侧测量632.8nm波长处的折射率。一般来讲，测量沿棱镜传播器方向(称为X方向)、横穿棱镜横截面方向(称为Y方向)以及在薄膜厚度方向(称为Z方向)线性偏振的光的三个主轴折射率，以总体上代表结构(在这种情况下为三角形棱镜)的折射率。

实例1

根据美国专利申请No.11/184027的(其于2004年12月23日提交并且名称为“Uniaxially Oriented Article Having a StructuredSurface”(具有结构化表面的单轴取向制品))中实例1-7的一般步骤来制备取向的结构化PET薄膜，该专利以引用的方式并入本文，如同本文完全阐述的那样。这样，用几乎真正单轴取向和具有相对平坦的棱镜表面的方式形成PET薄膜，该薄膜的表面包括延长棱镜结构的覆盖阵列。这些棱镜的横截面大约是三角形。该三角形大约是顶端几乎为直角的等腰三角形。测得X、Y和Z方向上的折射率分别为约1.66、1.55和1.55。

在第一个测试中，将薄膜点朝下安装在测试台中，以使得棱镜传播(凹槽)方向与灯泡的中心行平行，并获取所得图像。当与参照图像相比较时，薄膜使沿测试台纵向和横向上的颜色均匀性均得以改善。

在第二个测试中，将复制薄膜以点朝下的方式安装在测试台中，以使得棱镜传播(凹槽)方向与灯泡的中心行垂直，并获取所得图像。当与参照图像相比较时，薄膜使沿测试台纵向和横向上的颜色均匀性均得以改善。与上述的排列方式相比，该排列方式的效果表现出得到进一步的改善。

在其他测试中，薄膜也采用点朝上的方式进行测试，其也使得均匀性得到改善。

实例2

以横穿棱镜结构的方式夹持实例1的薄膜，以使得延长轴跨越在夹片之间，而垂直边缘不受约束，并在175摄氏度下进行两分钟的热处理(热定型)。

将薄膜以点朝下的方式安装在测试台中，以使得棱镜传播(凹槽)方向与灯泡中心行平行，并获取所得图像。当与参照图像相比较时，薄膜使沿测试台纵向和横向上的颜色均匀性均得以改善，改善程度类似于实例1的第一次测试结果的改善程度。

实例3

对于例子3a和3b而言，分别按5:1和5:2的总拉伸比以弱双轴方式对实例1的浇铸薄膜进行拉伸。以实例2的方式进一步对该薄膜热定型。例子3a表示受约束的单轴拉伸的情况，其中所得薄膜不是经过真正的单轴拉伸，例如通过传统的拉幅机方法获得的那样。对于例子3a，测得X、Y和Z方向上的折射率分别为约1.65、1.56、和1.56。例子3b表示弱双轴取向薄膜的情况。对于例子3b，测得X、Y和Z方向上的折射率分别为约1.65、1.58、和1.54。

将薄膜以点朝下的方式安装在测试台中，以使得棱镜传播(凹槽)方向与灯泡中心行平行，并获取所得图像。当与参照图像相比较时，薄膜使沿测试台纵向和横向上的颜色均匀性均得以改善；然而，例子3a表现出比例子3b更好的均匀性，而实例1和2的效果比这两个例子中的任何一个都要好。

在相关例子3c中，按与例子3b相同的方法拉伸薄膜，但不对其进行热定型。再次，将薄膜以点朝下的方式安装在测试台中，以使得棱镜传播(凹槽)方向与灯泡中心行平行，并获取所得图像。当与参照图像相比较时，薄膜使沿测试台纵向和横向上的颜色均匀性均得以改善；然而，像例子3b的情况一样，例子3a和实例1和2的效果在纵向或横向取向上都比例子3c的情况更好。

实例4

根据美国临时专利申请No.60/669614的(其于2005年4月8日提交并且名称为“Structured Oriented Films for Usein Displays”(用于显示器的结构化取向薄膜))中实例1-8的一般方法将浇铸而成的结构化薄膜与多层光学薄膜的浇铸前体组合成单一构造，并进行拉伸以同时形成位于反射偏振薄膜上的弱双折射的结构化表面层，该专利申请以引用的方式并入本文，如同本文完全阐述的那样。这样，使棱镜的传播方向与反射偏振器的阻挡轴平行。

将薄膜以点朝下的方式安装在测试台中，以使得棱镜传播(凹槽)方向与灯泡中心行平行，并获取所得图像。当与参照图像相比较时，薄膜使沿测试台纵向和横向上的颜色均匀性均得以改善。

实例5

根据美国专利申请No.11/184027(其于2004年12月23日提交并且名称为“Uniaxially Oriented Article Having a StructuredSurface”(具有结构化表面的单轴取向制品))中实例1-7的一般方法在PET无定形cat料片上形成具有二维变化的浇铸结构。浇铸结构包括由三面棱锥形成的六边形阵列。按照实例1的一般拉伸方法以真正单轴方式将浇铸结构拉伸至其初始长度的约五倍。这样，将三面棱锥形状拉伸成伸长的三面楔形。测得X、Y和Z方向上的折射率分别为约1.65、1.58、和1.54。

将薄膜以点朝下的方式安装在测试台中，以使得延长轴与灯泡中心行平行，并获取所得图像。当与参照图像相比较时，薄膜使沿测试台纵向和横向上的颜色均匀性均得以改善。

实例6

将实例1的薄膜与其自身以及得自3M Company(St.Paul MN，U.S.A)的BEF2增亮薄膜组合成多种交叉构造，如表1所示。

在每个例子中，将薄膜组合安装在测试台中，以使得离光源最近的薄膜的伸长轴与灯泡的中心行平行，并获取所得图像。当与参照图像相比较时，薄膜使沿测试台纵向和横向上的颜色均匀性均得以改善。在每个例子中，均匀性都比实例1的单一薄膜例子的均匀性要好。

表1仅仅提供一些可能的组合。例如，点朝上的薄膜可以与点朝下的薄膜配对，或者第一薄膜可以为横向/朝下或纵向/朝上，或者第二薄膜可以为横向/朝上或纵向/朝下等。

实例7

同样如图8所示，实例7使用以下实验性激光散射仪反射计装置60。将红色氦氖激光62导向穿过Glan-Thompson偏振片和匹配的半波片。半波片用来旋转偏振状态，以使得偏振状态处于垂直或水平的情况。然后，将光束导向穿过第一平面镜64的1mm处，其中该第一平面镜远离激光62进行导向。

将要测试的薄膜安装在朗伯(Lambertian)屏幕66的孔中。然后，将激光导向在要测试的薄膜上。将槽形微结构化薄膜垂直取向，使得凹槽上下移动。对于薄膜交叉的情况，将一个薄膜垂直取向，另一个薄膜水平取向。透过薄膜的激光投射在部分透射的朗伯(Lambertian)白屏68上。投射距离是6英寸。

为了测量反射图像，取下透射屏68，并将照相机70重新布置为保持半米的间距。反射显示屏66和第一表面反射镜64之间的距离是3英寸，使得反射行进路径和透射行进路径具有相同的长度。将小型光吸收器布置在光路中，以防止透射光进入照相机70中。

单层的3M BEF 90/24与双折射型相同薄膜(取向聚酯，其具有22微米的标称节距和90°的标称包封角)之间的比较显示出以下结果。在结构朝向激光源取向时，3M BEF 90/24将激光分裂成两束分开的光束，它们之间的衍射程度很少。另外，该分裂对偏振不敏感。另一方面，双折射BEF将光分布在宽得多的区域内，而且是偏振敏感的。水平偏振状态不会将光分裂成与垂直偏振状态一样多的光束，并且这与薄膜的双折射性一致，因为薄膜是沿着凹槽取向的。这表明双折射结构可用来增强由点光源发出的光的扩散(例如混合由不同颜色的LED发出的光)，以形成空间上更均匀的背光。

实例8

实例8使用与实例7所述和图8所示的装置相同的实验装置。对于BEF交叉的情况，观察到以下结果。对于商用BEF，光主要集中在薄膜的四个角上，只有极少量的光在角之间扩散。对于双折射BEF，光以有效得多的方式在角之间扩散，甚至相当均匀地穿过中心。虽然观察到更多的光是在角的位置处而不是在中心处穿过双折射BEF，但是与非双折射情况相比，即便是在这些角的位置，扩散程度也更高。这又一次表明双折射结构可用于增强由点光源发出的光的扩散(例如混合由不同颜色的LED发出的光)，以形成空间上更均匀的背光。

实例9

实例9使用与实例7所述和图8所示的装置相同的实验装置。在该实例中，所用的薄膜具有远离光源的交叉BEF结构。由于商用BEF是逆向反射的，因此它使大多数的光返回到光源并且泄漏出的光集中在中心处。由于双折射BEF具有双折射性与薄膜的光学特性的组合，因此其表现出显著的光扩散。它被发现是偏振敏感的并且产生相当均匀的类正方形的光输出。

图9-14为示出实例7-9中的灰度混色状况的图片。这些图片是利用氦氖(HeNe)红激光、采用Konica Minolta A2相机在全手动模式(相当于ISO100)下拍摄的。图片采用以下顺序在Adobe Photoshop程序中进行处理，以便将图像转换成它们的反相图像：输入图片、校正几何透镜畸变、转换为灰度、反转图像、施用自动找平、然后保存文件。因此，图像最亮的区域现在看起来较暗，从而形成白色背景。在这些负像图像中，光扩散的程度通过黑点覆盖的范围表示，黑点密度越大(因而该区域越黑)表示该区域的强度越大。图9-12中示出的所有图片以透射模式进行拍摄。所用的偏振状态可以是垂直偏振(与第一结构方向平行)、水平偏振(与第一结构方向正交)或圆偏振(平衡两种偏振状态)。

图9是示出由两片双折射微结构化薄膜得到的光扩散的图片，所述薄膜具有22微米的节距，交叉成90度，并包括角棱镜、面向光源的结构。光源发出圆偏振光。该图像是图10和11中图像的垂直偏振状态和水平偏振状态的叠加。

图10是示出由两片双折射微结构化薄膜得到的光扩散的图片，所述薄膜具有22微米的节距，交叉成90度，并包括角棱镜、面向光源的结构。光源发出水平偏振光。该图像显示图11中图像的水平偏振分量。

图11是示出由两片双折射微结构化薄膜得到的光扩散的图片，薄膜具有22微米的节距，交叉成90度，并包括角棱镜、面向光源的结构。光源发出垂直偏振光。

图12是示出由两片各向同性微结构化薄膜中得到的光扩散的图片，薄膜具有24微米的节距，交叉成90度，并包括角棱镜、面向光源的结构。光源发出圆偏振光。当光源变为发出垂直偏振光或水平偏振光时，该图像不变。

图13是示出由两片双折射微结构化薄膜得到的光扩散的图片，薄膜具有22微米的节距，交叉成90度，并包括角棱镜、背向远离光源的结构。该光源发出圆偏振光。

图14是示出由两片各向同性微结构化薄膜得到的光扩散的图片，薄膜具有24微米的节距，交叉成90度，并包括角棱镜、背向远离光源的结构。光源发出圆偏振光。当光源变为发出垂直偏振光或水平偏振光时，该图像不变。

如图9-12所示，与各向同性薄膜(与图12中的图片相对应)相比，双折射薄膜(与图9-11中的图片相对应)可更好地使光在四个角上扩散并且也使光更普遍地分散。如图13和14所示，与各向同性薄膜(与图14中的图片相对应)相比，双折射薄膜(与图13中的图片相对应)使光分散得更均匀、更广泛。

Claims

1.一种用于光扩散的制品，该制品具有：

(a)主体，其具有：(i)第一表面和第二表面，和(ii)第一面内轴、第二面内轴以及第三轴，所述第一面内轴和所述第二面内轴互相垂直，所述第三轴在所述主体的厚度方向上、并且分别与所述第一面内轴和所述第二面内轴互相垂直；以及

(b)所述第一表面的一部分是双折射的结构化表面，其中所述的一部分是结构化的，使得当所述制品接收由多个点光源发出的光信号时，所述结构化表面使所述光信号分裂成多个发散的光信号，从而产生基本上颜色均匀的光信号，其中所述的多个点光源分别发射特定波长范围内的光。

2.根据权利要求1所述的制品，其中所述结构化表面使所述多个光信号中产生至少3度的发散。

3.根据权利要求1所述的制品，其中所述结构化表面使所述多个光信号中产生至少10度的发散。

4.根据权利要求1所述的制品，其中所述主体由单轴取向的聚合物薄膜构成，所述单轴取向的聚合物薄膜具有：(i)沿所述第一面内轴的第一折射率(n₁)，(ii)沿所述第二面内轴的第二折射率(n₂)，和(iii)沿所述第三轴的第三折射率(n₃)，其中n₁≠n₂并且n₁≠n₃，并且n₂与n₁的差和n₃与n₁的差基本上彼此相等。

5.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一表面包括位于所述结构化表面上的折射率匹配的材料，所述材料使所述第一表面基本上为平坦的。

6.根据权利要求1所述的制品，其中所述结构化表面包含锯齿状图案。

7.根据权利要求1所述的制品，其中所述结构化表面是采用金刚石车削方法形成的。

8.根据权利要求1所述的制品，其中所述主体由聚酯材料构成。

9.根据权利要求1所述的制品，其还包括贴近所述主体设置的薄膜，其中所述薄膜包括延迟片、波片、多层光学薄膜、IR滤光器、圆偏振片、或部分反射镜面中的至少一种。

10.一种制备用于光扩散的制品的方法，所述方法包括如下步骤：

(a)提供主体，所述主体具有：(i)第一表面和第二表面，和(ii)第一面内轴、第二面内轴以及第三轴，所述第一面内轴和所述第二面内轴互相垂直，所述第三轴在所述主体的厚度方向上、并且分别与所述第一面内轴和第二面内轴互相垂直；以及

(b)在所述第一表面的一部分上形成双折射的结构化表面，其中所述的一部分为结构化的，使得当所述制品接收由多个点光源发出的光信号时，所述结构化表面使所述光信号分裂成多个发散的光信号，从而产生基本上颜色均匀的光信号，其中所述的多个点光源分别发射特定波长范围内的光。

11.根据权利要求10所述的方法，其还包括使所述多个光信号中产生至少3度的发散。

12.根据权利要求10所述的方法，其还包括使所述多个光信号中产生至少10度的发散。

13.根据权利要求10所述的方法，其还包括形成由单轴取向的聚合物薄膜构成的所述主体，所述单轴取向的聚合物薄膜具有：(i)沿所述第一面内轴的第一折射率(n₁)，(ii)沿所述第二面内轴的第二折射率(n₂)，和(iii)沿所述第三轴的第三折射率(n₃)，其中n_1≠n₂并且n₁ _≠n₃，并且n₂与n₁的差和n₃与n₁的差基本上彼此相等。

14.根据权利要求10所述的方法，其还包括：在所述结构化表面上引入折射率匹配的材料，使得所述第一表面基本上为平坦的。

15.根据权利要求10所述的方法，其还包括在所述结构化表面上提供锯齿状图案。

16.根据权利要求10所述的方法，其还包括用金刚石车削方法形成所述结构化表面。

17.根据权利要求10所述的方法，其还包括用聚酯材料形成所述主体。

18.根据权利要求10所述的方法，其还包括：引入贴近所述主体放置的薄膜，其中所述薄膜包括延迟片、波片、多层光学薄膜、IR滤光器、或圆偏振片中的至少一种。

19.一种用于光扩散的制品，该制品具有：

(a)主体，其具有：(i)第一表面和第二表面，和(ii)第一面内轴和第二面内轴以及第三轴，所述第一面内轴和所述第二面内轴互相垂直，所述第三轴在所述主体的厚度方向上、并且分别与所述第一面内轴和所述第二面内轴互相垂直；以及

(b)所述第一表面的一部分是双折射的结构化表面，其中所述的一部分为结构化的，使得当所述制品接收各自在截然不同的波长范围内的多个光信号时，所述结构化表面使所述光信号分裂成所述波长之间的多个发散光信号。

20.根据权利要求19所述的制品，其中所述的一部分是结构化的，使得当所述制品接收第一波长范围内的第一光信号、第二波长范围内的第二光信号和第三波长范围内的第三光信号时，所述结构化表面使所述第一信号、第二信号和第三信号分裂，产生基本上颜色均匀的光信号，其中所述第二波长范围不同于所述第一波长范围，所述第三波长范围不同于所述第一波长范围和所述第二波长范围。

21.根据权利要求19所述的制品，其中所述的一部分是结构化的，使得当所述制品接收红光信号、绿光信号和蓝光信号时，所述结构化表面使所述红光信号、所述绿光信号和所述蓝光信号分裂，从而产生基本上为白色的光信号。