CN102648427A

CN102648427A - 采用光导和低折射率膜的光学构造

Info

Publication number: CN102648427A
Application number: CN2010800555537A
Authority: CN
Inventors: 约翰·A·惠特利; 刘涛; 郝恩才
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-08-22
Also published as: EP3258167A2; EP2510389A1; US9229149B2; US20160116664A1; EP3270049A2; EP3270049A3; US9482807B2; US20120287677A1; WO2011071728A1; JP6162832B2; KR101716922B1; EP3270049A8; EP3258167A3; JP5869494B2; JP2013513218A; EP2510389B1; JP2017188471A; US20150131311A1; JP6208913B1; US8950924B2

Abstract

本发明公开了光学构造，所述光学构造利用低折射率层(120)来增加将光限制到所述光学构造的所述低吸收区域的程度，所述低折射率层(120)设置在低吸收层(101)和高吸收层(103)之间。低折射率层可在光学构造中使用，所述光学构造具有多层光限制。在这些构造中，当光在低折射率光学膜的表面处被反射时，形成第一层反射，所述低折射率光学膜被直接或间接设置在光导(110)上。在光重定向膜的表面处，形成第二层反射，所述光重定向膜具有适当取向的折射结构。

Description

采用光导和低折射率膜的光学构造

相关专利申请

本专利申请涉及以下美国专利申请，所有专利申请均以引用方式全文并入本文：“Optical Film”（光学膜）（代理人案卷号No.65062US002），提交于2009年4月15日，序列号为61/169466；“Optical Construction and Display System Incorporating Same”（光学构造和采用所述光学构造的显示系统）（代理人案卷号65354US002），提交于2009年4月15日，序列号为61/169521；“Retroreflecting OpticalConstruction”（回射光学构造）（代理人案卷号65355US002），提交于2009年4月15日，序列号为61/169532；“Optical Film for PreventingOptical Coupling”（用于防止光学耦合的光学膜）（代理人案卷号65356US002），提交于2009年4月15日，序列号为61/169549；“Backlight and Display System Incorporating Same”（背光源和采用所述背光源的显示系统）（代理人案卷号65357US002），提交于2009年4月15日，序列号为61/169555；“Process and Apparatus for Coating with ReducedDefects”（用于减少缺陷的涂布涂布方法和设备）（代理人案卷号65185US002），提交于2009年4月15日，序列号为61/169427；“Processand Apparatus for A Nanovoided Article”（用于具有纳米空隙的制品的方法和设备）（代理人案卷号65046US002），提交于2009年4月15日，序列号为61/169429；以及“Optical Construction and Method of Making theSame”（光学构造和制备所述光学构造的方法）（代理人案卷号65619US002），提交于2009年10月22日，序列号为61/254,243。

本专利申请还涉及以下美国专利申请，所有专利申请均提交于2009年10月24日并以引用方式全文并入本文：“Light Source and Display SystemIncorporating Same”（光源和采用所述光源的显示系统）（代理人案卷号65782US002），序列号为61/254672；“Gradient Low Index Article andMethod”（低梯度折射率制品和方法）（代理人案卷号65716US002），序列号为61/254673；“Process for Gradient Nanovoided Article”（用于具有梯度纳米空隙的制品的方法）（代理人案卷号65766US002），序列号为61/254674；“Immersed Reflective Polarizer with High Off-Axis Reflectivity”（具有高离轴反射率的浸没式反射型偏振器）（代理人案卷号65809US002），序列号为61/254691；“Immersed Reflective Polarizer WithAngular Confinement in Selected Planes of Incidence”（在选定入射平面内具有角限制的浸没式反射型偏振器）（代理人案卷号65900US002）；以及“Voided Diffuser”（具有空隙的扩散片）（代理人案卷号65822US002），序列号为61/254676。

技术领域

本发明整体涉及光学构造以及涉及光源和/或采用此类光学构造的显示系统。

背景技术

光学显示器（例如，液晶显示器(LCD)）正日益普及，并应用于多种应用中，例如移动电话、手持式计算机设备（从个人数字助理(PDA)到电子游戏机到较大设备（例如膝上型计算机））、LCD监视器和电视屏幕。LCD通常包括一个或多个用于提高显示性能的亮照管理膜，所述显示性能包括输出亮度、照明均匀度、视角和整体系统效率。示例性的亮照管理膜包括棱镜形结构化膜、反射型偏振器、吸收型偏振器和扩散膜。

显示器行业中的主要趋势包括降低光源的成本、减少光源中的元件数量，以及使光源更薄、效率更高。

发明内容

一些实施例描述了包括低折射率层的光学构造，其中低折射率层的折射率Nuli为不大于约1.35。该光学构造还包括高吸收层和光重定向膜。该光学构造中的两个相邻光重定向膜中的每一个的大部分都彼此物理接触。

一些实施例示出了包括光导的光学构造，其中光导具有第一表面和第二表面，第二表面构成光导的主要出光表面。光学构造还包括光重定向膜。低折射率层设置在光导与光重定向膜之间，低折射率层的折射率为不大于1.35。低折射率层可以附接到光导的第二表面以及附接到光重定向膜。

另一个实施例示出了包括至少一个光导和低折射率层的光学构造，其中光导的折射率为N1，低折射率层的折射率为Nuli，其中Nuli为小于N1。光学构造包括光重定向膜，其中该光学构造中的两个相邻光重定向膜中的每一个的大部分都彼此物理接触。

又一个实施例示出了包括光导和低折射率层的光学构造，其中光导具有第一主表面和第二主表面并且折射率为N1，低折射率层具有第一主表面和第二主表面并且折射率为Nuli，其中Nuli为小于N1，其中低折射率层的第一主表面的相当大一部分物理接触光导的第二主表面。光学构造还包括具有第一主表面和第二主表面的高吸收层，其中高吸收层的第一主表面的相当大一部分物理接触低折射率层的第二主表面。光学构造还包括具有第一主表面和第二主表面的棱镜膜，其中第一主表面包括线性棱镜，并且光重定向膜的第一主表面的相当大一部分物理接触高吸收层的第二主表面。低折射率层反射从光导以第一组出射角出射的光，并且光重定向膜被构造为反射从光导以第二组出射角出射的光。

附图说明

结合附图对本发明的各种实施例所做的以下详细描述将有利于更完整地理解和体会本发明的各种实施例，其中：

图1A-1J为根据本发明实施例的组装了低折射率层的光学构造的示意性侧视图；

图2为示意图，示出了根据本发明实施例的光学构造中双层反射的操作；

图3A为根据本发明实施例的低折射率光学膜的示意性侧视图；

图3B-3G为根据本发明实施例的低梯度折射率光学膜的示意性侧视图；

图4A为根据本发明实施例的交错式光学构造的示意图；

图4B为根据本发明实施例的平铺式光学构造的示意图；

图4C为具有多个槽的光导的示意图，其中LED光源嵌入槽中；

图4D示出了具有表面特征的光导，所述表面特征将从光导表面入射的光重新导向为光导TIR范围内的角度。

图5-7为根据本发明实施例的多孔低折射率光学膜的光学显微图；

图8A为低梯度折射率光学膜的显微剖视图；

图8B为比图8A放大倍率更高的显微图；

图9A为实例1中所测试的光学构造的示意性侧视图；

图9B为对实例1的光学构造的边缘拍摄的照片，该照片示出了镜厅效应；

图10A为实例2a中所测试的光学构造的示意性侧视图；

图10B为测得的实例2a光学构造的亮度随视角变化的灰度图像；

图10C为测得的实例2a光学构造的亮度随水平方向视角变化的曲线图；

图10D为测得的实例2a光学构造的亮度随垂直方向视角变化的曲线图；

图11A为实例2b的光学构造的示意性侧视图；

图11B为测得的实例2b光学构造的亮度随视角变化的灰度图像；

图11C为测得的实例2b光学构造的亮度随水平方向视角变化的曲线图；

图11D为测得的实例2b光学构造的亮度随垂直方向视角变化的曲线图；

图12A为实例3的光学构造的示意性侧视图；

图12B为对实例3的光学构造的边缘拍摄的照片，该照片示出了镜厅效应；

图13A为实例4的光学构造的示意性侧视图；

图13B为测得的实例4光学构造的亮度随视角变化的灰度图像；

图13C为测得的实例4光学构造的亮度随水平方向视角变化的曲线图；

图13D为测得的实例4光学构造的亮度随垂直方向视角变化的曲线图；

图14示出了实例5的构造和光线跟踪建模结果；

图15示出了实例6的构造和光线跟踪建模结果；

图16示出了实例7的构造和光线跟踪建模结果；

图17示出了实例8的构造和光线跟踪建模结果；

图18示出了实例9的构造和光线跟踪建模结果；

图19示出了实例10的构造和光线跟踪建模结果；

图20A为在具有低折射率膜但没有光重定向层的光学构造中引导的光量的曲线图；

图20B为在具有低折射率膜和光重定向层的光学构造中引导的光量的曲线图，其中棱镜垂直于光传播的方向；

图20C为在具有低折射率膜和光重定向层的光学构造中引导的光量的曲线图，其中棱镜平行于光传播的方向；

图21A为实例12中所测试的光学构造的示意性侧视图；

图21B示出了32“和52”背光源的高吸收区域所吸收的光量按低折射率层的折射率所绘制的曲线图。

具体实施方式

本发明的多个实施例涉及包括低折射率光学膜的光学构造，所述低折射率光学膜能够支持在低吸收光学层（例如光导）的出射表面处的全内反射。低折射率光学膜可以设置在光导与光重定向膜之间，从而得到双层内反射。低折射率光学膜可以设置在低吸收层与高吸收层之间，从而提高对低吸收层内的光的光限制。

将本发明所公开的光学构造结合到多种光学系统或显示系统（例如，液晶显示器系统）中的方法可以提高系统耐久性、降低制造成本、提高效率和/或减小系统的总厚度。本文所讨论的光学构造可以用于显示器、手持式应用（例如手机和个人数据助理(PDA)）、笔记本电脑和台式电脑显示器、标牌、灯具、投影系统和/或其他应用。

本文所述的实施例对以下应用进行了说明：用一个或多个具有低折射率的光学膜降低光对高吸收材料的暴露和/或用多层反射降低过早的光提取。

在某些构造中，低折射率膜设置在高吸收层与低吸收层（如光导）之间，以提高对低吸收材料内的光的限制并降低光中的大部分对较高吸收层的暴露。光从光导边缘传送时，光主要暴露于光导的低吸收材料，并且在以较短路径长度和接近垂直于表面的角度提取光之前不会发生光对高吸收材料的暴露。提高对低吸收材料的光限制的步骤降低光对高吸收材料的暴露，从而提高系统效率。

在某些构造中，具有低折射率的膜设置在光导的主出射表面上，从而得到光导内的第一层全内反射(TIR)。在这些构造中，光导中的光中的一些还是会在提取（如通过光导提取结构进行提取）之前从光导中逸出（泄漏）。漏光的程度取决于光导的折射率与低折射率膜的折射率的差值。根据斯涅耳定律，与较低折射率光导相比，较高折射率的光导使边缘入射的光更准直（通过折射）。如果光不够准直，它就不会在TIR限制范围内，并且会从光导的主表面漏出。

本文所述的一些光学构造示出了多层TIR方法，该方法可以在光导提取结构提取光之前增强光学构造内容纳的光量。如下文所详述，当光在直接或间接设置在光导上的低折射率光学膜表面处反射时，提供第一层TIR。第二层TIR发生在具有适当取向的折射结构的光重定向膜的表面处。通过组装额外的层还可以提供额外层的TIR。

图1A示出了根据本发明实施例的光学构造100A的横截面示意图。光学构造100A包括具有吸收率A1和折射率N1的低吸收层101。低吸收层101可以包括（例如）光导。光学构造100A包括高吸收层103。高吸收层103可以包括（例如）偏振器、结构化膜和/或光重定向膜，并具有吸收率A3和折射率N3。高吸收层103的吸收率大于低吸收层101的吸收率。在一些实施例中，高吸收层103的吸收率为低吸收层101的吸收率的约两倍。高吸收层103可以包括吸收蓝光或紫外线的风化吸收装置、吸收型偏振器、反射型偏振器、荧光体、用于结构化表面的微复制树脂、多层膜和/或其他层。特别是对于标牌和图形应用而言，高吸收层可以包括包含染料、颜料和散射材料（例如钛铟氧化物(TIO2)）的印刷油墨和涂料。

设置在低吸收层101与高吸收层103之间的是低折射率光学膜120。低折射率光学膜120具有吸收率A2和折射率N2，其中N2<N1。在一些实施例中，N2为在约1.10和N1之间。在一些实施例中，N2为小于约1.35。光学构造100A中两个相邻主表面的大部分彼此物理接触。例如，各自相邻的层101与120的相邻主表面105和106的大部分彼此物理接触。作为另外一种选择或除此之外，各自相邻的层120和103的相邻主表面107和108的大部分彼此物理接触。短语“大部分物理接触”或“基本上物理接触”是指相邻主表面的至少50%、或至少60%、或至少70%、或至少80%、或至少90%、或至少95%彼此物理接触。

在一些情况下，低折射率光学膜120直接形成或涂覆在低吸收层101上。在一些情况下，光学膜120直接形成或涂覆在高吸收层103上。在一些情况下，一个或多个层（如粘合剂层）可以设置在低吸收层101与光学膜120之间和/或高吸收层103与光学膜120之间。在这些构造中，光学构造中两个相邻主表面的大部分彼此物理接触。例如，在具有设置在光导101与低折射率光学膜120之间的粘合剂层的光学构造中，粘合剂层的第一主表面与光导101的表面105基本上物理接触和/或粘合剂层的第二主表面与低折射率光学膜120的表面106基本上物理接触。在一些情况下，扩散层可以设置在低折射率层120与高吸收层103之间。扩散层可以是任何类型的基质中包含散射粒子的扩散片或具有多个空隙的扩散层，例如标题为“Optical Film”（光学膜）（代理人案卷号65062US002）、提交于2009年4月15日、序列号为61/169466的共同待审的专利申请中所述。

图1B示出了根据本发明实施例的光学构造100B的横截面示意图。光学构造100B包括光导110和设置在光导110上的低折射率光学膜120。光重定向膜130设置在低折射率光学膜120上。光导110的折射率为N1，低折射率光学膜120的折射率为N2，其中N2<N1，或者例如，N2为小于1.35、或小于1.30、或小于1.25、或小于1.20、或小于1.15，或为在约1.10和N1之间。光学构造100B中两个相邻主表面的大部分彼此物理接触。例如，在一个实施例中，相邻的层110和120的相邻主表面112和121的大部分彼此物理接触和/或相邻的层120和130的相邻主表面122和131的大部分彼此物理接触。

在一些情况下，低折射率光学膜120直接形成或涂覆在光导110上。在一些情况下，低折射率光学膜120直接形成或涂覆在光重定向膜130上。在一些情况下，光重定向膜130的吸收率为大于光导110的吸收率并且折射率为在（例如）约1.5和1.8之间。

在一些实施例中，可以存在一个或多个设置在光导110与低折射率光学膜120之间的额外的层，如图1C中的光学构造100C的横截面示意图所示。在该实例中，低折射率光学膜120通过粘合剂层115附接到光导110。低折射率光学膜120通过粘合剂层125附接到光重定向膜130。光学构造100C中相邻层的相邻主表面的大部分彼此物理接触。

在光学构造100C中，光导110的主表面112基本上物理接触粘合剂层115的主表面113，粘合剂层115的主表面114基本上物理接触低折射率膜120的主表面121，低折射率膜120的表面122基本上物理接触粘合剂层125的表面123，粘合剂层125的表面124基本上物理接触光重定向膜130的表面131。

图1D示出了光学构造100D，它包括一个或多个设置在低折射率光学膜120与光重定向膜130之间的高吸收层160。高吸收层160可以包括（例如）吸收型偏振器、反射型偏振器、吸收蓝光或紫外线的风化吸收装置、荧光体、包含具有结构化表面的微复制树脂的层。高吸收层160还可以包括包含染料、颜料和散射材料（例如TIO2）的印刷油墨和涂料。这些类型的吸收层在标牌和图形应用中尤为重要。光学构造100C可以包括具有可移除的背衬层（未示出）的粘合剂层，所述粘合剂层粘附到低折射率层120的表面121，从而在移除粘合剂背衬后得到随时可以粘附于光导的亮照管理层叠件。在一些情况下，低折射率光学膜120可以在高吸收层160上形成，并且在一些情况下，低折射率光学膜120可以粘附于高吸收层160。

图1E示出了光学构造100E，它包括设置在光导110上的图1D中所示的光学构造100D。光导110的吸收率为A1，高吸收层160的吸收率为A3，其中A1小于A3。在一些情况下，A3为A1的约两倍。

如果反射型偏振器用作高吸收层160，则反射型偏振器160基本上反射具有第一偏振态的光并基本上透射具有第二偏振态的光，其中这两个偏振态互相垂直。例如，反射型偏振器160对可基本上被反射型偏振器160反射的偏振态的可见光的平均反射率为至少约50%、或至少约60%、或至少约70%、或至少约80%、或至少约90%、或至少约95%。又如，反射型偏振器160对可基本上被反射型偏振器160透射的偏振态的可见光的平均透射率为至少约50%、或至少约60%、或至少约70%、或至少约80%、或至少约90%、或至少约95%、或至少约97%、或至少约98%、或至少约99%。在一些情况下，反射型偏振器160基本上反射具有第一线性偏振态的光（例如，沿着x方向）并基本上透射具有第二线性偏振态的光（例如，沿着y方向）。

任何合适类型的反射型偏振器都可用于反射型偏振器层160，例如为：多层光学膜(MOF)反射型偏振器；具有连续相和分散相的漫反射偏振膜(DRPF)，例如得自3M公司(St.Paul,Minnesota)的Vikuiti^TM漫反射偏振膜(“DRPF”)）；线栅反射型偏振器，例如美国专利No.6,719,426中所述；纤维、共混物或胆甾型反射型偏振器。

在一些情况下，反射型偏振器160可以是或包括由交替的不同聚合物材料层形成的MOF反射型偏振器，其中交替的层组中的一者由双折射材料形成，其中不同材料的折射率与以一个线性偏振态偏振的光匹配，且与以垂直的线性偏振态偏振的光不匹配。在此类情况下，匹配偏振态的入射光基本上透过反射型偏振器160，而不匹配偏振态的入射光基本上被反射型偏振器层160反射。MOF可以包括准直或非准直偏振器并可以是扩展波段偏振器。在一些情况下，MOF反射型偏振器160可以包括无机介电层叠堆。

又如，反射型偏振器160可以是或包括具有传递状态的中间轴向平均反射率的部分反射层。例如，部分反射层对沿着x方向偏振的可见光的轴向平均反射率可以为至少约90%，而对沿着y方向在第二平面中偏振的可见光的轴向平均反射率可以为在约25%至约90%的范围内。此类部分反射层在（例如）美国专利公布No.2008/064133中有所描述，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文中。

在一些情况下，反射型偏振器160可以是或包括圆形反射型偏振器，其中以一种方向圆形偏振的光（可以是顺时针或逆时针方向（也称为右旋或左旋圆形偏振））优先透射，以相反方向偏振的光优先反射。一类圆形偏振器包括胆甾型液晶偏振器。

在一些情况下，反射型偏振器160可以是通过光学干涉作用反射或透射光的多层光学膜，例如以下文献中所述的那些：提交于2009年11月19日的美国临时专利申请No.61/116132；提交于2008年11月19日的美国临时专利申请No.61/116291；提交于2008年11月19日的美国临时专利申请No.61/116294；提交于2008年11月19日的美国临时专利申请No.61/116295；提交于2008年11月19日的美国临时专利申请No.61/116295；和提交于2008年5月19日的国际专利申请No.PCT/US 2008/064115，其要求提交于2007年5月20日的美国临时专利申请No.60/939085的优先权；“Light Source and Display System Incorporating Same”（光源和采用所述光源的显示系统），代理人案卷号65782US002，提交于2009年10月24日；“Gradient Low Index Article and Method”（低梯度折射率制品和方法），代理人案卷号65716US002，提交于2009年10月24日；“Processfor Gradient Nanovoided Article”（用于具有梯度纳米空隙的制品的工艺），代理人案卷号65766US002，提交于2009年10月24日；“Immersed Reflective Polarizer with High Off-Axis Reflectivity”（具有高离轴反射率的浸没式反射型偏振器），代理人案卷号65809US002，提交于2009年10月24日；“Immersed Reflective Polarizer With AngularConfinement in Selected Planes of Incidence”（在选定入射平面内具有角限制的浸没式反射型偏振器）（代理人案卷号65900US002，提交于2009年10月24日）；以及“Voided Diffuser”（具有空隙的扩散片），代理人案卷号65822US002，提交于2009年10月24日，以上所有专利均全文以引用方式并入本文中。

光学构造100D和100E中相邻主表面的大部分彼此物理接触。在一些情况下，低折射率光学膜120直接涂覆在高吸收层160的表面144上，或者低折射率光学膜120可以涂覆或形成在光导110上。

在构造1E中，可以有一个或多个另外的层设置在高吸收层160与低吸收光学膜120之间和/或光导110与低吸收光学膜120之间。例如，图1F为光学构造100F的示意性侧视图，它包括设置在光学膜120与高吸收层160（如偏振层）之间、用于将光学膜120粘附到偏振器层160的光学粘合剂层162。图1F还示出了设置在光重定向膜130与高吸收层160之间的光学粘合剂166和设置在光导110与低折射率光学膜120之间的光学粘合剂115。光学构造100F的各自的相邻层的相邻主表面的大部分彼此物理接触。不需要将所有粘合剂层115、162和166都用于光学构造。

光学粘合剂层115、162、166（图1F）和125（图1C）可以包括应用中可能理想的和/或可用的任何光学粘合剂。示例性的光学粘合剂包括压敏粘合剂(PSA)、热敏粘合剂、溶剂易挥发的粘合剂和UV固化粘合剂（例如得自Norland Products,Inc的UV固化光学粘合剂）。示例性的PSA包括基于天然橡胶、合成橡胶、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）丙烯酸酯的那些。如本文所用，（甲基）丙烯酸（或丙烯酸酯）类是指丙烯酸和甲基丙烯酸类。其他示例性的PSA包括（甲基）丙烯酸酯、橡胶、热塑性弹性体、硅树脂、聚氨酯以及它们的组合。在一些情况下，PSA基于（甲基）丙烯酸PSA或至少一种聚（甲基）丙烯酸酯。示例性的硅树脂PSA包括聚合物或树胶以及任选的增粘树脂。其他示例性的硅树脂PSA包括聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺和任选的增粘剂。粘合剂可以是或包括可重复使用的和/或可再贴的粘合剂，例如在（例如）美国专利No.6,197,397、美国专利公布No.2007/0000606和PCT公开No.WO 00/56556中所述的那些，所述专利的公开内容均全文以引用方式并入本文中。用于将膜粘附到基底的短语“可重复使用的粘合剂”或“可再贴的粘合剂”是指此类粘合剂：(a)可将膜暂时、牢靠地粘附到基底，同时还可以方便地手动将膜从基底上取下，而不会损坏基底或不会使过多粘合剂从膜转移到基底；并且(b)随后还可以将膜重新用于（例如）另一个基底上。例如，如果粘合剂115为可再贴的粘合剂，那么低折射率膜120是可再贴的，因为可以将低折射率膜120重新设置在光导110上。

图1G中示出了光学构造100G。光学构造100G包括光导110，光导110具有直接或间接通过一个或多个另外的中间层（图1G中未示出）设置在光导110上的光学膜120。光学构造100G的各自的相邻层的相邻主表面的大部分彼此物理接触。光由一个或多个光源192产生，其可以取向为靠近如图1G中所示的光导110的输入边缘173，或者可以远离光导110并通过输送部件（例如光纤或空腔）将光输送至光导110。光线在输入边缘173处进入光导110，并通过全内反射(TIR)沿着光传播方向175传播。输入边缘173可以包括平的输入边缘、结构化表面和/或可以包括用于光源的凹槽。

光导110的主表面111、112可以大致平行，如图1G中所示，或者光导110可以是楔形的。光导110可以是平的或弯曲的。

例如，背光源可以包括一个或多个光学构造，例如光学构造100G。背光源100G可以为设置在光学构造100G的光重定向膜上的液晶显示器(LCD)面板提供光。

背光源可以包括一个或多个光导和/或一个或多个光源和/或可以包括控制系统，该控制系统可共同或单独控制光源和/或其他背光源元件的操作。

例如，背光源可以是有利于动态背光照明的平铺式系统，其可以提高对比度和能量效率。平铺式背光源可以具有重叠的光导平铺部分。每一个光导或光导组都可以与单独可控的光源配对。可以用扩散片调整在重叠平铺部分界面处的不连续。

又如，背光源可以包括场序系统，其中背光源按顺序发出红色、绿色、蓝色脉冲，并且LCD像素快门与背光源的脉动同步打开和关闭。从背光源发出的给定颜色的脉冲时，打开的像素取决于显示的图像。

再如，背光源可以是分区系统。分区系统有选择地使背光源的一部分变暗，从而得到节电和对比度提高的两种效果。这种变暗的步骤称为分区，因为是在空间区域中控制背光源，而不是控制一个大面板的光。区可以是一维的或二维的。一维区通常为在整个背光源上水平穿行的条纹。

光导110具有一个主要的光发射表面，然而，在一些实施例中，光导可以从（例如）全部两个主表面发光，从而得到用于双面显示器的光。可以用反射材料覆盖光导110的发光表面的一部分。一部分反射光被传送（循环）返回到光导110中，并通过未被覆盖反射材料的光导110的部分发出，从而提高了该部分的亮度。另外，一个或多个光导边缘可以具有靠近或附接到光导110边缘的反射器，以使从边缘发射出的光返回到光导110中。光导110可以具有一个或多个有利于嵌套的斜边缘，这可用于（例如）前面提到的平铺系统中。

光导的组成可以包括以下材料：例如丙烯酸类树脂、聚碳酸酯、环烯烃聚合物或它们的共聚物。光导可以包括粘合剂光导。光提取结构199可以设置在光导110的一个或两个主表面上。当光被光提取结构199以小于TIR临界角的角度反射时发生光提取，从而允许光从光导表面逸出。光提取结构199可以包括（例如）结构化特征、着色特征、印刷特征、蚀刻特征和/或激光制成的特征。可以将选择性吸收剂结合到光导110的任何元件之中或之上，例如UV吸收剂、抗静电剂和/或氧气清除剂。

图1G中所示的光源192可以与本文所述的光学构造中的任何者结合使用。为了简便起见，图1G中只示出了一个光源，但可以使用多个光源。例如，可以仅使用一个将光递送至仅一个光导边缘的光源，可以使用多个将光递送至仅一个光导边缘的光源，可以仅使用一个将光递送至多个光导边缘中的每一个的光源，或者可以使用多个将光递送至多个光导边缘的光源。例如，矩形光导具有两个主表面和四个边缘。四个边缘中的任何一个或全部都可以用作输入边缘。

与光导边缘不同，光可以从光导区域注入光导中。图4C示出了包括多个槽520的光导510。侧发光LED 530嵌入槽520中，并在输入区域550处将光540射入光导510内部中。

在另一种实施方式中，可以用光导上的一个或多个浮雕形状重新导向从光导表面注入的光，如图4D所示。在该实例中，LED 630向前发光，光导620的顶面611包括浮雕形状620。浮雕形状620将从底面612注入的光重新导向至TIR角度之内。发生在表面浮雕形状620处的这种重定向反射可以由TIR选择运行，或者，可以用反射涂层（例如银）涂覆表面浮雕形状620。

返回图1G，光源192可以是任何合适类型的光源，并可以包括一个或多个冷阴极荧光灯(CCFL)和/或一个或多个发光二极管(LED)，包括发出以下光的LED：红色、绿色、蓝色(RGB)光；红色、绿色、蓝色、青色、黄色(RGBCY)光；降频转换的光（如降频转换的UV）、蓝色或紫色光。光源192可以包括一个或多个具有或没有降频转换器的II-VI族发光器件、激光二极管，包括垂直腔面发射激光器(VCSEL)、激光器、光子晶格结构。光源192可以包括多种类型的光源，如，连接到光导110和/或嵌入光导110内的LED光源。

可以将荧光体结合到光源192中和/或可以包括荧光体作为光导110的进光区域或出光区域附近的远程元件。可以将一个或多个光传感器连同控制系统使用，以共同或独立地控制由一个或多个光源192发出的光，如发出的光的强度。

反射器109可以沿着光导110的表面和/或一个或多个边缘设置。凡是使用多个光源的，可以将反射器109设置在多个光源之间，例如多个设置在输入边缘附近的光源之间。反射器可以是镜面、半镜面反射器或漫反射器。在一些情况下，光导110附接到反射器109。如果这样的话，可以使用增强型镜面反射器(ESR)。为了控制反射镜漏光损失，可以用光导110与反射器109之间的低折射率层将ESR附接到光导110。在一些情况下，可以将反射器/光导构造整合到笔记本电脑或其他装置的底座中，这可以提供良好的结构稳定性并防止光学构造和/或其他显示元件发生热翘曲。

光学构造100G包括具有结构化特征171的光重定向膜170，在该实例中结构化特征171被描述为具有背离光导110取向的峰的线性棱镜（棱镜向上）。所述结构化特征可以是任何促进TIR的复制表面结构，包括棱镜和/或透镜。这些表面结构可以是连续的、分段连续的，并且特征的尺寸可以具有无规变化。尽管主要使用线性结构，但也可以施加面内螺线型变型和/或沿着峰172或从线性结构的峰到峰的高度变化。结构化特征171被取向为使得它们反射以一定角度离开光导的光线，该角度小于逸出光导所需的临界角，但大于在光重定向层170的结构化表面处发生TIR的临界角。这些光线不会从光重定向膜170的自由表面射出，但会受到光学构造100G中的第二层反射。就线性棱镜而言，可提供第二层TIR的结构化特征的取向大致平行于光导110内的光传播方向175。

具有背离光导110的主出射表面112取向的棱镜的光学膜可以用作可提高所需光出射角度范围内的光源亮度的光再循环膜。线性棱镜171的峰172的幅度可以随不同棱镜而变化，或者可以沿着具体棱镜171的峰172而变化。在一些实例中，第一组峰172的高度可以大于第二组峰172的高度。这些变化对于减少视觉缺陷是理想的，例如润湿度或波纹效应。

光重定向层170可以由合适的聚合物材料制成，例如丙烯酸类树脂、聚碳酸酯、UV固化丙烯酸酯等。可以将体扩散材料掺入到光重定向层170中，但在多种情况下，这会降低光学膜的性能。可以使用一体的丙烯酸类树脂和聚碳酸酯挤出层。或者，光重定向层可以是两部分构造，其中相应的结构化表面浇铸或固化在基底上。例如，可以使用浇铸在聚酯基底上的紫外线固化的丙烯酸类树脂。聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)可以用作在上面固化结构化特征的基底。由于双轴取向的PET具有机械和光学性质，所以其通常是优选的。可用作基底的平滑聚酯膜可以商品名MELINEX 617从ICI Americas Inc.(Hopewell,Va.)商购获得。可以施加在膜上以用作基底的糙面精整涂层可以商品名MARNOT.75GU从Tekra Corporation (NewBerlin,Wis.)商购获得。使用糙面精整涂层会影响用本文所述的技术可获得的亮度增强效果，然而，对于某些应用而言，需要以其它方式进行糙面精整。可以通过改变层的组成来调节光重定向层170的折射率。

如前所述，一个或多个中间层（包括一个或多个光重定向层）可以设置在光重定向膜170与低折射率光学膜120之间。

图1H示出了光学构造100H，其中光重定向膜180包括朝向光导110的主要出光表面112取向的结构化特征181（棱镜向下）。光学构造100H的各自的相邻层的相邻主表面的大部分彼此物理接触。具有朝向光导110的主出射表面112取向的棱镜的光学膜可以用作使从光导110发出的光准直的转向薄膜。结构化特征（如线性棱镜181）基本上垂直于光传播轴175排列。在光学构造100H中，光学膜120的材料设置在转向薄膜180的棱镜之间并具有平表面182，平表面182直接设置在光导110的主出射表面112上，也可以通过一个或多个中间层（图1H中未示出）间接设置在光导110的主表面112上。

图1I示出了光学构造100I，其中第二低折射率膜150设置在光重定向膜130的表面上。光学构造100I包括光导110、第一低折射率光学膜120和光重定向膜130。一个或多个另外的层可以设置在光学构造100I的层之间，如高吸收层可以设置在第一低折射率光学膜120与光重定向膜130之间和/或一个或多个粘合剂层可以设置在光导110与第一低折射率光学膜120之间和/或第一低折射率光学膜120与光重定向膜130之间。第二低折射率光学膜150设置在光重定向膜的结构化特征171之间并可使光学构造100I的表面平面化。光学构造100I具有降低粉尘敏感性和减少高角度光的优点。另外，低折射率膜150允许构造直接连接到（例如手机的）LCD面板。可以用该构造提供紧凑的、薄的、自备式照明/图像生成模块。

在一些实施例中，如双面显示器或标牌，光导可以从全部两个主表面发光，如图1J所示。光学构造100J包括具有两个主要发光表面197、196的光导198。低折射率膜120A、120B分别直接或间接设置在光导198的两个主要发光表面197、196上。例如，双面光导的提取结构可以包括在全部两个表面197、198上的模糊的低折射率涂层。高吸收层和/或光重定向膜130A、130B直接或间接设置在低折射率膜120A、120B上。光学构造100J的各自的相邻层的相邻主表面的大部分彼此物理接触。光学构造100J可用于提供（如双面标牌或显示器的）双面照明。任选地在图1J所示的光学构造100J的一个或多个层之间使用光学粘合剂层，以将相邻的层粘合在一起。

图2示出了根据本发明实施例的光学构造中发生的双层光反射。光由光源290发出，并在光输入边缘212处耦合到光导210中。光导210具有折射率N1和吸收率A1。

光学构造200包括直接或间接设置在光导210上的低折射率光学膜220，其具有折射率N2和吸收率A2，其中N2<N1。例如，在一些具体实施中，光导210为丙烯酸类树脂，其折射率为1.49。低折射率光学膜220的折射率可以为小于1.49，例如，小于1.35，或在约1.10至约1.35的范围内。反射型偏振器240直接或间接设置在低折射率光学膜220上。反射型偏振器240的吸收率A3大于光导210的吸收率A1和低折射率光学膜220的吸收率A2。光重定向膜230直接或间接设置在反射型偏振器240上。光学构造200中相邻层的相邻主表面的大部分彼此物理接触。

光学构造200提供可减少从光源泄漏的光的两层光反射，从而提高效率并减少光学缺陷。第一层反射发生在光导210的主要出光表面213处。低折射率光学膜220的折射率N2小于光导210的折射率N1。由于折射率N1、N2之间的差值，进入光导210的光中的大部分通过在光导表面213处发生的TIR在光导210内传播。然而，耦合到光导210中的光可以小于TIR临界角的入射角传播至表面213。这种光不会在表面213处反射，并会过早地（即，在其被光提取结构211提取之前）从光导漏出。如果让其从光学构造200逸出，则过早提取的光会产生视觉人工痕迹和不均匀度。人工痕迹和不均匀度的严重程度应当取决于光导210的折射率与低折射率光学膜220的折射率之间的差值。然而，通过由光重定向膜230提供的第二层TIR减轻了这一潜在的问题。

第一层TIR用在输入边缘212处进入光导的光线281的路径进行说明。因为光线281在光导210的主要出光表面213处的初始入射角θ₀大于TIR的临界角，因此根据斯涅尔定律光线281在表面213处被反射。反射之后，光线281继续透过光导210传播，直到照到提取结构211。光线281被提取结构211反射并再次遇到主要出光表面213。然而，被提取结构212反射之后，光线281在表面213处的入射角小于临界角，从而允许光线281从光导210逸出。当光线281离开光学构造200时，可以被光重定向膜230折射。

第二层TIR用光线282的路径进行说明。光线282在光导210的表面213处的初始入射角小于TIR的临界角，从而允许光线282从光导210漏出。光线282穿过低折射率膜220和偏振器240继续行进并进入光重定向膜230。光重定向膜230的结构化特征被取向为使得其反射以小于在光重定向层130的结构化表面处的临界角的角度从光导泄漏的光。光线282在光重定向层的折射结构上的入射角小于在光重定向膜230表面处的TIR临界角，光线282被光重定向膜230反射，从而重新进入光导210并继续传播，直到其遇到提取结构211，然后以不会被光重定向膜230全内反射的角度离开光导210。

尽管图2中示出了双层光反射，但应当理解，通过添加一个或多个另外的层可以实现一个或多个额外层的光反射。

图3示出了低折射率膜的更详细的视图。由于低折射率膜300A内存在空隙320的网，所以低折射率膜300A具有多孔的内部。低折射率膜300A也可以包括多个分散在粘结剂310内的粒子340。通常，低折射率膜300A可以包括一个或多个互连的孔或空隙的网。例如，空隙320的网可以被视为包括互连的空隙或孔320A-320C。空隙320可以通过中空隧道或类似中空隧道的通道彼此连接。空隙320不一定不含所有物质和/或颗粒。例如，在一些情况下，空隙可以包含一个或多个小的纤维状或线丝状物体，所述物体包括（例如）粘结剂和/或纳米粒子。在某些构造中，低折射率膜300A包括大量互连的空隙或多个空隙网，其中大量空隙或网中的空隙是互连的。在一些情况下，除了大量互连的空隙，低折射率膜300A还包括多个封闭或不相连的空隙，即所述空隙不通过隧道与其他空隙相连。

低折射率光学膜300A由于包括多个空隙，因此支持全内反射(TIR)。当在光学透明的非多孔介质中行进的光入射到具有高孔隙度的层上时，倾斜角度的入射光的反射率比垂直入射光的反射率高得多。就无雾度或低雾度的有空隙的膜而言，大于临界角的倾斜角度的反射率接近约100%。在这种情况下，入射光经受全内反射(TIR)。

低折射率光学膜中的空隙具有折射率n_v和介电常数ε_v，其中n_v ²=ε_v，粘结剂具有折射率n_b和介电常数ε_b，其中n_b ²=ε_b。通常，光学膜与光（例如入射到光学膜上或在光学膜中传播的光）的相互作用取决于多种膜特性，例如为，膜厚度、粘结剂折射率、空隙或孔折射率、孔形状和尺寸、孔的空间分布，以及光的波长。在一些情况下，入射到光学膜上或在光学膜内传播的光“经历”有效介电常数ε_有效和有效折射率n_有效，其中n_有效可以用空隙折射率n_v、粘结剂折射率n_b和膜孔隙度或空隙体积分率“f”表示。在这种情况下，光学膜足够厚，并且空隙足够小，以使得光无法分辨单个或孤立空隙的形状和特征。在这种情况下，至少大多数空隙（例如至少60%或70%或80%或90%的空隙）的尺寸为不大于约λ/5、或不大于约λ/6、或不大于约λ/8、或不大于约λ/10、或不大于约λ/20，其中λ为光的波长。

在一些情况下，入射到光学膜上的光是可见光，即光的波长在电磁光谱的可见区内。在这种情况下，可见光的波长为在约380nm至约750nm、或约400nm至约700nm、或约420nm至约680nm的范围内。在这种情况下，如果至少大多数空隙（如至少60%或70%或80%或90%的空隙）的尺寸为不大于约70nm、或不大于约60nm、或不大于约50nm、或不大于约40nm、或不大于约30nm、或不大于约20nm、或不大于约10nm，可以适当指定光学膜的有效折射率。

在一些情况下，低折射率光学膜足够厚，以使得光学膜可以合理地具有可以用空隙折射率、粘结剂折射率以及空隙或孔体积分率或孔隙度表示的有效折射率。在这种情况下，低折射率光学膜的厚度为不小于约100nm、或不小于约200nm、或不小于约500nm、或不小于约700nm、或不小于约1000nm。

当低折射率光学膜中的空隙足够小并且光学膜足够厚时，该光学膜具有有效介电常数ε有效，该介电常数可表示为：

ε_有效=fε_v+(1-f)ε_b (1)

在此类情况下，该光学膜的有效折射率n_有效可表示为：

n_有效 ²=fn_v ²+(1-f)n_b ² (2)

在一些情况下，例如当孔与粘结剂的折射率差值足够小时，光学膜的有效折射率可以大致表示为：

n_有效=fn_v+(1-f)n_b (3)

在这种情况下，低折射率光学膜的有效折射率为空隙和粘结剂折射率的体积加权平均值。例如，光学膜的有效折射率为约1.25，所述光学膜的空隙体积分率为约50%且粘结剂折射率为约1.5。

在一些情况下，低折射率光学膜300A的光学雾度为不大于约5%、或不大于约4%、或不大于约3.5%、或不大于约4%、或不大于约3%、或不大于约2.5%、或不大于约2%、或不大于约1.5%、或不大于约1%。在这种情况下，低折射率光学膜的有效折射率为不大于约1.35、或不大于约1.3、或不大于约1.25、或不大于约1.2、或不大于约1.15、或不大于约1.1、或不大于约1.05。在这种情况下，低折射率光学膜300A的厚度为不小于约100nm、或不小于约200nm、或不小于约500nm、或不小于约700nm、或不小于约1,000nm、或不小于约1500nm、或不小于约2000nm。

互连空隙的局部体积分率，例如互连空隙370A的第一局部体积分率与互连空隙375A的第二局部体积分率可以沿着低折射率光学膜300A内的厚度t₁方向变化。互连空隙的局部体积分率和空隙尺寸分布可以沿着厚度方向以若干方式变化，如图3B-3G中所示以及其他地方所述。在一些情况下，梯度光学膜为多孔膜，即空隙320的网分别在第一主表面330和第二主表面332之间形成一个或多个通道。

空隙320的网可被视为包括多个互连空隙。空隙中的一些可以位于光学膜300A的表面处并可被视为表面空隙。例如，在示例性的光学膜300A中，空隙320D和320E位于低折射率光学膜的第二主表面332处，并可被视为表面空隙320D和320E，空隙320F和320G位于光学膜300A的第一主表面330处，并可被视为表面空隙320F和320G。空隙中的一些（例如空隙320B和320C）位于光学膜的内部内并远离光学膜的外表面，可以将其视为内部空隙320B和320C，即使内部空隙可以通过（例如）其他空隙连接到主表面。

空隙320具有尺寸d₁，该尺寸通常可以通过选择合适的组成和制造技术（例如涂布、干燥和固化条件）来进行控制。通常，d₁可以是任何所需值范围内的任何所需值。例如，在一些情况下，至少大多数空隙（例如至少60%或70%或80%或90%或95%的空隙）具有所需范围内的尺寸。例如，在一些情况下，至少大多数空隙（例如至少60%或70%或80%或90%或95%的空隙）的尺寸为不大于约10微米、或不大于约7微米、或不大于约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1微米、或不大于约0.7微米、或不大于约0.5微米。

在一些情况下，多个互连空隙320的平均空隙或孔尺寸为不大于约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1微米、或不大于约0.7微米、或不大于约0.5微米。

在一些情况下，一些空隙可足够小，以使得其主要光学效应为降低有效折射率，而一些其他空隙可降低有效折射率并散射光，同时还有一些其他空隙可足够大，以使得其主要光学效应为散射光。

粒子340具有尺寸d₂，该尺寸可以是任何所需值范围内的任何所需值。例如，在一些情况下，至少大多数粒子（例如至少60%或70%或80%或90%或95%的粒子）具有所需范围内的尺寸。例如，在一些情况下，至少大多数粒子（例如至少60%或70%或80%或90%或95%的粒子）的尺寸为不大于约5微米、或不大于约3微米、或不大于约2微米、或不大于约1微米、或不大于约700nm、或不大于约500nm、或不大于约200nm、或不大于约100nm、或不大于约50nm。

在一些情况下，多个粒子340的平均粒度为不大于约5微米、或不大于约3微米、或不大于约2微米、或不大于约1微米、或不大于约700nm、或不大于约500nm、或不大于约200nm、或不大于约100nm、或不大于约50nm。

在一些情况下，粒子中的一些可足够小，以使得它们主要影响有效折射率，而一些其他粒子可影响有效折射率并散射光，同时还有一些其他粒子可足够大，以使得其主要光学效应为散射光。

在一些情况下，d₁和/或d₂足够小，以使得空隙和粒子的主要光学效应为影响低折射率光学膜300A的有效折射率。例如，在这种情况下，d₁和/或d₂为不大于约λ/5、或不大于约λ/6、或不大于约λ/8、或不大于约λ/10、或不大于约λ/20，其中λ为光的波长。又如，在这种情况下，d₁和d₂为不大于约70nm、或不大于约60nm、或不大于约50nm、或不大于约40nm、或不大于约30nm、或不大于约20nm、或不大于约10nm。在这种情况下，空隙和粒子还可以散射光，但空隙和粒子的主要光学效应是限定具有有效折射率的光学膜的有效介质。有效折射率部分地取决于空隙、粘结剂和粒子的折射率。在一些情况下，有效折射率为降低的有效折射率，即有效折射率小于粘结剂的折射率和粒子的折射率。

在空隙和/或粒子的主要光学效应是影响折射率的情况下，d₁和d₂足够小，以使得大部分（例如至少约60%、或至少约70%、或至少约80%、或至少约90%、或至少约95%）空隙320和粒子340具有降低有效折射率的主要光学效应。在这种情况下，大部分（例如至少约60%、或至少约70%、或至少约80%、或至少约90%、或至少约95%）空隙和/或粒子的尺寸为在约1nm至约200nm、或约1nm至约150nm、或约1nm至约100nm、或约1nm至约50nm、或约1nm至约20nm的范围内。

在一些情况下，粒子340的折射率n₁可以足够接近粘结剂310的折射率n_b，以使得有效折射率不依赖或几乎不依赖粒子的折射率。在这种情况下，n₁与n_b之间的差值为不大于约0.01、或不大于约0.007、或不大于约0.005、或不大于约0.003、或不大于约0.002、或不大于约0.001。在一些情况下，粒子340足够小，而且它们的折射率足够接近粘结剂的折射率，以使得粒子不会主要散射光或影响折射率。在这种情况下，粒子的主要效应可以（例如）是提高低折射率膜300A的强度。在一些情况下，粒子340可以改善低折射率光学膜的制备工艺，但制备低折射率光学膜300A时可能不会用到粒子。

在空隙320和粒子340的网的主要光学效应是影响有效折射率并且不会（例如）散射光的情况下，由于存在空隙320和粒子340，而使低折射率光学膜300A的光学雾度为不大于约5%、或不大于约4%、或不大于约3.5%、或不大于约4%、或不大于约3%、或不大于约2.5%、或不大于约2%、或不大于约1.5%、或不大于约1%。在这种情况下，低折射率光学膜300A的有效介质的有效折射率为不大于约1.35、或不大于约1.3、或不大于约1.25、或不大于约1.2、或不大于约1.15、或不大于约1.1、或不大于约1.05。

低折射率光学膜的厚度可以为不小于约100nm、或不小于约200nm、或不小于约500nm、或不小于约700nm、或不小于约1,000nm、或不小于约1500nm、或不小于约2000nm。

对于垂直入射到低折射率光学膜300A上的光而言，如本文所用，光学雾度被定义为偏离法向4度以上的透射光与全部透射光的比率。用Haze-guard Plus雾度计(BYK-Gardiner(Silver Springs,Md.))根据ASTM D1003中所述的步骤测量本文所公开的雾度值。

低折射率膜300A足够厚，以使得在低折射率膜300A表面处经受全内反射的光线的消逝尾不会在低折射率膜的整个厚度上光学耦合或几乎不会光学耦合。在这种情况下，低折射率膜300A的厚度t₁为不小于约1微米、或不小于约1.1微米、或不小于约1.2微米、或不小于约1.3微米、或不小于约1.4微米、或不小于约1.5微米、或不小于约1.7微米、或不小于约2微米。足够厚的低折射率光学膜300A可防止或减小在低折射率光学膜整个厚度上发生的光学模式的消逝尾的不利光学耦合。

通常，低折射率膜300A可以具有应用中可能需要的任何孔隙度或空隙体积分率。在一些情况下，低折射率光学膜300A中多个空隙320的体积分率为不小于约20%、或不小于约30%、或不小于约40%、或不小于约50%、或不小于约60%、或不小于约70%、或不小于约80%、或不小于约90%。

在一些情况下，低折射率膜300A包括多个分散在粘结剂310中的粒子340。粒子340可以具有应用中可能需要的任何粒度。例如，在一些情况下，至少大多数粒子（如至少60%或70%或80%或90%或95%的粒子）具有所需范围内的粒度。例如，在一些情况下，至少大多数粒子（例如至少60%或70%或80%或90%或95%的粒子）的粒度为不大于约5微米、或不大于约3微米、或不大于约2微米、或不大于约1微米、或不大于约700nm、或不大于约500nm、或不大于约200nm、或不大于约100nm、或不大于约50nm。

在一些情况下，粒子340足够小，以使得粒子的主要光学效应是影响低折射率膜300A的有效折射率。例如，在这种情况下，粒子的平均粒度为不大于约λ/5、或不大于约λ/6、或不大于约λ/8、或不大于约λ/10、或不大于约λ/20，其中λ为光的波长。又如，平均粒度为不大于约70nm、或不大于约60nm、或不大于约50nm、或不大于约40nm、或不大于约30nm、或不大于约20nm、或不大于约10nm。

在示例性的低折射率膜300A中，粒子340（如粒子340A和340B）为实心粒子。在一些情况下，低折射率光学膜300A可以（作为另外一种选择或除此之外）包括多个中空或多孔粒子350。

粒子340可以是应用中可能需要的任何类型的粒子。例如，粒子340可以是有机或无机粒子。例如，粒子340可以是二氧化硅、氧化锆或氧化铝粒子。

粒子340可以具有应用中可能需要或可以用到的任何形状。例如，粒子340可以具有规则或不规则形状。例如，粒子340可以是大致球形的。又如，粒子340可以是细长的。在这种情况下，低折射率光学膜300A包括多个细长粒子320。在一些情况下，细长粒子的平均纵横比为不小于约1.5、或不小于约2、或不小于约2.5、或不小于约3、或不小于约3.5、或不小于约4、或不小于约4.5、或不小于约5。在一些情况下，粒子340可以是珠串（例如得自Nissan Chemical(Houston,TX)的Snowtex-PS粒子）或球形或无定形粒子聚集链（例如热解法二氧化硅）的形式或形状。

粒子340可能是或可能不是官能化的。在一些情况下，粒子340不是官能化的。在一些情况下，粒子340是官能化的，以使得可以将它们分散在所需的溶剂或粘结剂310中，而没有或只有极少的结块。在一些情况下，粒子340可以进一步官能化，以化学键合到粘结剂310。例如，粒子340（例如粒子340A）可以是表面改性的，并具有化学键合到粘结剂310的反应性官能团或基团360。在这种情况下，至少大部分粒子340化学键合到粘结剂。在一些情况下，粒子340没有化学键合到粘结剂310的反应性官能团。在这种情况下，粒子340可以物理结合到粘结剂310，或粘结剂310可以包封粒子340。

在一些情况下，粒子340中的一些具有反应性基团，另一些不具有反应性基团。例如，在一些情况下，约10%的粒子具有反应性基团，而约90%的粒子不具有反应性基团；或约15%的粒子具有反应性基团，而约85%的粒子不具有反应性基团；或约20%的粒子具有反应性基团，而约80%的粒子不具有反应性基团；或约25%的粒子具有反应性基团，而约75%的粒子不具有反应性基团；或约30%的粒子具有反应性基团，而约60%的粒子不具有反应性基团；或约35%的粒子具有反应性基团，而约65%的粒子不具有反应性基团；或约40%的粒子具有反应性基团，而约60%的粒子不具有反应性基团；或约45%的粒子具有反应性基团，而约55%的粒子不具有反应性基团；或约50%的粒子具有反应性基团，而约50%的粒子不具有反应性基团；或约55%的粒子具有反应性基团，而约45%的粒子不具有反应性基团；或约60%的粒子具有反应性基团，而约40%的粒子不具有反应性基团；或约65%的粒子具有反应性基团，而约35%的粒子不具有反应性基团；或约70%的粒子具有反应性基团，而约30%的粒子不具有反应性基团；或约75%的粒子具有反应性基团，而约25%的粒子不具有反应性基团；或约80%的粒子具有反应性基团，而约20%的粒子不具有反应性基团；或约85%的粒子具有反应性基团，而约15%的粒子不具有反应性基团；或约90%的粒子具有反应性基团，而约10%的粒子不具有反应性基团。

在一些情况下，粒子中的一些可利用反应性基团和非反应性基团在相同粒子上进行官能化。

粒子的集合可包括粒度、反应性和非反应性粒子和不同类型粒子的混合物，例如有机粒子，包括聚合物粒子，例如丙烯酸类、聚碳酸酯、聚苯乙烯、有机硅等；或无机粒子，例如玻璃或陶瓷，包括（例如）二氧化硅和氧化锆等等。

粘结剂310可以是或包括应用中可能需要的任何材料。例如，粘结剂310可以是形成聚合物（例如交联聚合物）的可固化材料。通常，粘结剂310可以是任何可聚合材料，例如辐射固化可聚合材料，例如UV固化型材料。

通常，粘结剂310与多个粒子340的重量比可以是应用中可能需要的任何比率。在一些情况下，粘结剂与多个粒子的重量比为不小于约1:1、或不小于约1.5:1、或不小于约2:1、或不小于约2.5:1、或不小于约3:1、或不小于约3.5:1、或不小于约4:1。

在一些情况下，低折射率光学膜300A包括粘结剂、热解金属氧化物（例如热解法二氧化硅或氧化铝）和多个互连空隙或互连空隙的网。在这种情况下，热解金属氧化物与粘结剂的重量比为在约2:1至约6:1的范围内、或约2:1至约4:1的范围内。在一些情况下，热解金属氧化物与粘结剂的重量比为不小于约2:1、或不小于约3:1。在一些情况下，热解金属氧化物与粘结剂的重量比为不大于约8:1、或不大于约7:1、或不大于约6:1。

在一些情况下，低折射率光学膜300A可以是或包括多孔聚丙烯和/或聚乙烯薄膜，例如得自Celanese Separation Products(Charlotte,N.C.)的CELGARD膜。例如，低折射率光学膜300A可以是或包括厚度为约25微米和孔隙度为55%的CELGARD 2500膜。又如，低折射率光学膜300A可以是或包括厚度为约12微米和孔隙度为38%的CELGARD M824膜。图5为CELGARD膜的示例性光学图像。

在一些情况下，低折射率光学膜300A可以是或包括通过热致相分离(TIPS)制成的多孔膜，例如根据美国专利No.4,539,256和No.5,120,594的教导所制备的那些。TIPS膜可以具有宽范围的微观孔径。图6为TIPS膜的示例性光学图像。

在一些情况下，低折射率光学膜300A可以是或包括通过溶剂诱导相分离(SIPS)制成的多孔膜，图7中示出了SIPS膜的示例性光学显微图。在一些情况下，光学膜120可以是或包括聚偏二氟乙烯(PVDF)多孔膜。

低折射率光学膜300A可以包括以下共同待审的专利申请中所述的光学膜“Optical Film”（光学膜）（代理人案卷号65062US002，序列号61/169466，2009年4月15日提交；“Gradient Low Index Article andMethod”（低梯度折射率制品和方法）（代理人案卷号65716US002），提交于2009年10月24日，序列号为61/254673；“Retroreflecting OpticalConstruction”（回射光学构造）（代理人案卷号65355US002），提交于2009年4月15日；上述专利均以引用方式并入本文中。

低折射率光学膜300A可以用应用中可能需要的任何方法制备。在一些情况下，光学膜300A可以用以下共同待审的专利申请中所述的方法制备：“PROCESS AND APPARATUS FOR A NANOVOIDED ARTICLE”（用于具有纳米空隙的制品的方法和设备），代理人案卷号65046US002，提交于2009年4月15日；“PROCESS AND APPARATUS FOR COATING WITHREDUCED DEFECTS”（用于减少缺陷的涂布方法和设备），代理人案卷号65185US002，提交于2009年4月15日；和“PROCESS FORGRADIENT NANOVOIDED ARTICLE”（用于具有梯度纳米空隙的制品的方法），代理人案卷号65766US002，提交于2009年10月24日；所述专利的公开内容均全文以引用方式并入本文中。

例如，低折射率光学膜可以包括凝胶型膜，如“Optical Film”（光学膜）（代理人案卷号65062US002，用代理人案卷号为65046US002的“PROCESS AND APPARATUS FOR A NANOVOIDED ARTICLE”（用于具有纳米空隙的制品的方法和设备）中所述的方法制备）中所述。低折射率光学膜可以包括“Retroreflecting Optical Construction”（回射光学构造）（代理人案卷号65355US002）中所述的热解法二氧化硅膜。

一般来讲，在一种方法中，首先制备包括多个粒子（例如纳米粒子）的溶液，并将可聚合材料溶解在溶剂中，其中可聚合材料可以包括（例如）一种或多种类型的单体。然后，通过（例如）施加热量或光使可聚合材料聚合，以在溶剂中形成不溶解的聚合物基质。在一个具体实施例中，聚合反应发生在表面中的一个的附近具有高氧气含量的环境中，从而抑制该表面附近的聚合反应，以形成梯度光学膜。在一个具体实施例中，在表面中的一个的附近的光引发剂浓度比另一个表面高，以形成梯度光学膜。

在一些情况下，在聚合反应步骤之后，溶剂仍可以包括可聚合材料中的一些，但浓度较低。然后，通过干燥或蒸发溶液除去溶剂，从而得到包括分散在聚合物粘结剂310中的空隙320的网或多个空隙320的低折射率光学膜300A。梯度光学膜还包括分散在聚合物中的多个粒子340。粒子结合到粘结剂，其中所述结合的步骤可以是物理粘结或化学键合，或者可以被粘结剂包封。

除了粘结剂310和粒子340，低折射率光学膜300A还可以具有其他材料。例如，低折射率光学膜300A可以包括一种或多种有助于润湿在其上面形成梯度光学膜的基底的表面的添加剂，例如为，偶联剂。又如，低折射率光学膜300A可以包括一种或多种用于赋予低折射率光学膜300A颜色（例如黑色）的着色剂，例如炭黑。低折射率光学膜300A中的其他示例性的材料包括引发剂，例如一种或多种光引发剂、抗静电剂、UV吸收剂和脱模剂。在一些情况下，低折射率光学膜300A可以包括能够吸收光并重发射较长波长光的降频转换材料。示例性的降频转换材料包括磷光体。

通常，低折射率光学膜300A可以具有粘结剂310与多个粒子340的任何重量比所需的孔隙度。因此，通常所述重量比可以是应用中可能需要的任何值。在一些情况下，粘结剂310与多个粒子340的重量比为不小于约1:2.5、或不小于约1:2.3、或不小于约1:2、或不小于约1:1、或不小于约1.5:1、或不小于约2:1、或不小于约2.5:1、或不小于约3:1、或不小于约3.5:1、或不小于约4:1、或不小于约5:1。在一些情况下，所述重量比为在约1:2.3至约4:1的范围内。

在一些情况下，可以对低折射率光学膜300A的顶部主表面332进行处理，以（例如）提高低折射率光学膜对另一个层的粘附力。例如，顶部表面可以进行电晕处理。

在一些实施例中，低折射率光学膜沿着厚度方向具有基本上恒定的孔隙度。在其他实施例中，低折射率光学膜具有沿着低折射率光学膜的厚度方向变化的局部孔隙度。局部孔隙度沿着厚度方向变化的光学膜在本文中被表示为梯度膜或低梯度折射率膜。在一些情况下，局部孔隙度可以用局部空隙体积分率或局部孔尺寸分布描述。例如，梯度光学膜可以具有第一局部体积分率和第二局部体积分率，其中多个空隙的第二体积分率为小于第一体积分率的50%、20%、10%或1%。

图3B-3G分别为根据本公开不同方面的低梯度折射率膜300B-300G的示意性侧视图。为清楚起见，图3B-3G中未示出图3A所述的数字表示的元件310-360和尺寸d₁-d₃；然而，对图3A的低折射率光学膜300A描述中的每一个也都分别适用于图3B-3G的梯度光学膜300B-300G。用于形成梯度光学膜300B-300G的技术在（例如）标题为“PROCESS FOR GRADIENTNANOVOIDED ARTICLE”（用于具有梯度纳米空隙的制品的方法）、代理人案卷号为65766US002的共同待审的专利申请中有所描述。

在图3B中，低梯度折射率光学膜300B包括局部体积分率沿着厚度方向（例如）以所示单调方式变化的互连空隙390B。在一个具体实施例中，靠近低梯度折射率光学膜300B的第一表面330B的互连空隙370B的第一局部体积分率低于靠近低梯度折射率光学膜300B的第二表面332B的互连空隙375B的第二局部体积分率。

低梯度折射率光学膜300B可以别处所述的多种技术制备。在一个具体实施例中，低梯度折射率光学膜300B可以（例如）使用基于吸光度的技术制备，其中聚合光的强度从第一表面330B向第二表面332B降低。

在图3C中，低梯度折射率光学膜300C包括局部体积分率沿着厚度方向（例如）以所示步进方式变化的互连空隙390C。在一个具体实施例中，靠近梯度光学膜300C的第一表面330C的互连空隙370C的第一局部体积分率低于靠近梯度光学膜300C的第二表面332C的互连空隙375C的第二局部体积分率。在一些情况下，例如，如图1C所示，第一局部体积分率的互连空隙370C急剧（即，步进式）转变成第二局部体积分率的互连空隙375C。在一些情况下，第二体积分率的互连空隙375C的厚度t₂可以为总厚度t₁的较小百分比，例如，总厚度t₁的约1%至约5%、或至约10%、或至约20%、或至约30%或更高。

低梯度折射率光学膜300C可以用如别处所述的多种技术制备。在一个具体实施例中，可以（例如）通过使用靠近第一表面和第二表面（330C、332C）的聚合反应引发剂浓度差值或聚合反应抑制剂浓度差值来制备低梯度折射率光学膜300C。

在图3D中，低梯度折射率光学膜300D包括局部体积分率沿着厚度方向变化的互连空隙390D，例如，具有如图所示的最小局部体积分率的互连空隙377D。在一个具体实施例中，靠近梯度光学膜300D的第一表面330D的第一局部体积分率的互连空隙370D与靠近低梯度折射率光学膜300D的第二表面332D的第二局部体积分率的互连空隙375D大致相同。在一些情况下，如图3D所示，第一局部体积分率的互连空隙370D急剧（即，步进式）转变成最小局部体积分率的互连空隙377D。在一些情况下，最小体积分率的互连空隙377D的厚度t₂可以为总厚度t₁的较小百分比，例如，总厚度t₁的约1%至约5%、或至约10%、或至约20%、或至约30%或更高。在一些情况下，最小局部体积分率的互连空隙377D的相对位置可以位于梯度光学膜300D内的任何地方，例如，在与第一表面330D的距离为厚度t₃处。

低梯度折射率光学膜300D可以用如别处所述的多种技术制备。在一个具体实施例中，可以（例如）通过将一对图3C所示的梯度光学膜300C沿着第二表面332C彼此层合在一起制备梯度光学膜300D。

在图3E中，低梯度折射率光学膜300E包括局部体积分率沿着厚度方向变化的互连空隙390E，例如，具有所示靠近第一表面330E和第二表面332E的局部体积分率步进变化的互连空隙。在一个具体实施例中，靠近梯度光学膜300E的第一表面330E的第一局部体积分率的互连空隙370E与靠近梯度光学膜300E的第二表面332E的第二局部体积分率的互连空隙375E大致相同。在一些情况下，如图3E所示，第一局部体积分率的互连空隙370E急剧（即，步进式）转变成最大局部体积分率的互连空隙377E。在一些情况下，第一局部体积分率的互连空隙370E的厚度t₂和第二局部体积分率的互连空隙375E的厚度t₃可以分别为总厚度t₁的较小百分比，例如，总厚度t₁为约1%至约5%、或至约10%、或至约20%、或至约30%或更高。在一些情况下，第一局部体积分率的互连空隙370E和第二局部体积分率的互连空隙375E中的每一个都可以具有非步进式转变（未示出，但类似于图3B中所示的单调变化）。

低梯度折射率光学膜300E可以用如别处所述的多种技术制备。在一个具体实施例中，可以（例如）通过将一对图3C中所示的梯度光学膜300C沿着第一表面330C彼此层合在一起制备梯度光学膜300E。

在图3F中，低梯度折射率光学膜300F包括局部体积分率沿着厚度方向变化的互连空隙390F，例如，具有所示梯度最小局部体积分率的互连空隙377F。在一个具体实施例中，靠近梯度光学膜300F的第一表面330F的第一局部体积分率的互连空隙370F与靠近梯度光学膜300F的第二表面332F的第二局部体积分率的互连空隙375F大致相同。在一些情况下，如图3F所示，第一局部体积分率的互连空隙370F逐渐（即，以单调梯度）转变成最小局部体积分率的互连空隙377F，并再逐渐转变成第二体积分率的互连空隙375F。

低梯度折射率光学膜300F可以用如别处所述的多种技术制备。在一个具体实施例中，可以（例如）通过将一对图3B中所示的梯度光学膜300B沿着第二表面332B彼此层合在一起制备梯度光学膜300F。

在图3G中，低梯度折射率光学膜300G包括局部体积分率沿着厚度方向变化的互连空隙390G，例如，具有所示的一对局部体积分率步进变化的互连空隙377G、378G。在一个具体实施例中，靠近梯度光学膜300G的第一表面330G的第一局部体积分率的互连空隙370G与靠近梯度光学膜300G的第二表面332G的第二局部体积分率的互连空隙375G大致相同。在一些情况下，如图3G所示，第一局部体积分率的互连空隙370G急剧（即，步进式）转变成最小局部体积分率的互连空隙377G，再急剧转变成最大局部体积分率的互连空隙380G，再急剧转变成最小局部体积分率的互连空隙378G，并且最后再急剧转变成第二局部体积分率的互连空隙375G。在一些情况下，局部体积分率的互连空隙中的每一个都可以具有非步进式转变（未示出，但类似于图3B中所示的单调变化）。

低梯度折射率光学膜300G可以用如别处所述的多种技术制备。在一个具体实施例中，可以（例如）用多层涂布技术制备梯度光学膜300G，其中可以在对应最小局部空隙体积分率的层（377G、378G）和对应最大局部空隙体积分率390G的层中使用不同的光引发剂浓度。

图8A为根据本公开一个方面的涂覆在基底810上的低梯度折射率光学膜800的显微剖视图。梯度光学膜800包括邻近基底810的第一主表面830和靠近第一主表面830的第一局部体积分率的互连空隙870。梯度光学膜还包括第二主表面832和靠近第二主表面832的致密的第二局部体积分率的互连空隙875。图8B为图8A的放大显微图，其更清楚地显示第一局部体积分率的互连空隙870大于致密的第二体积分率的互连空隙875。

本文所述的光学构造可用于显示器背光源，如用于LCD显示器。将光限制到背光源内的区的步骤是一些应用中的重要性能。这样做能够进行动态调光，其中背光源根据显示内容主动地局部降低亮度。这具有显著降低显示器功率的优点，并且可以提高对比度。另外，场序系统可以得益于分区，并且用恰当的像素转换速度能够提供图像模糊度有所降低的快速运动图像。

可以将本文所述的光学构造布置成10s至100s的光导阵列形式的元件，以形成分区系统。阵列的每一个元件都可以包括一个或多个光源、光导和一个或多个光学层，如低折射率光学膜、偏振器和光重定向膜。在这些构造中，可以单独控制每一个元件的亮度。在一些情况下，通过嵌套和/或铺设光导以使得LED和部分光导设置在相邻的光导下面来提高均匀度。这种交错或锯齿形式在整个显示器内重复。下面的图4A和图4B示出了两种方案。这些实施方式中所用的光导的尺寸可以较小，对角线尺寸为大约一至若干厘米，或者对于每一个元件都可以是电视大小的大型显示墙而言，所述尺寸可以是几百厘米。

图4A示出了嵌套式光学构造410、415。光学构造410、411中的每一个都包括光导411、416，光源490、491，和一个或多个光学层412、417，所述光学层可以包括低折射率膜、光重定向膜和/或偏振器。液晶显示器(LCD)面板480设置在嵌套式光学构造410、415上方。

如图4A所示，光源491和光导416的一部分设置在相邻光学构造410下方。将光源491和光导416设置在相邻光导411下方的步骤包括一起滑动平铺的元件，以使得平铺元件之间几乎没有或没有间隙。可以将防护物（例如反光条）设置在光源490、491的正上方，以限制任何光直接朝LCD面板480泄漏。

图4B示出了平铺式光学构造420、425、430。光学构造420、425、430中的每一个都包括光导421、426、431，光源492、493、494，和一个或多个光学层422、427、432，所述光学层可以包括低折射率膜、光重定向膜和/或偏振器。

实例

1.实例制备过程中使用的材料及其首字母缩写词。

10密耳聚碳酸酯上的棱镜膜（本文表示为PC-BEF）：在10密耳聚碳酸酯基底上涂覆并固化具有线性棱镜结构化表面的固化层。未固化的材料的折射率为大于1.55。线性棱镜结构的夹角为90°、间距为50微米和齿顶圆角半径为7微米。如US 6,280,063中所述在10密耳聚碳酸酯膜上制备棱镜膜。

粘合剂（本文表示为PSA）：将0.1%双酰胺交联剂加入SK Dyne2003K湿粘合剂中，该粘合剂得自Soken Chemicals(Tokyo,Japan)，并使用常规狭槽冲模将该混合物涂布到2密耳聚酯硅树脂剥离衬垫（T50，得自CP Films(St.Louis,MO)）上并且使溶剂干燥，从而留下厚度为1密耳的粘合剂涂层。将第二剥离衬垫层合到干燥粘合剂的表面：具有有差异的剥离度的2密耳聚酯硅树脂剥离衬垫（T10，也得自CP Films）。

反射型偏振器A（本文表示为DBEF-Q）：DBEF-Q为反射型偏振器（以商品名Vikuiti DBEF-Q得自3M公司(St.Paul,Minnesota)）。DBEF-Q的厚度为约93微米。

2密耳PET上的低折射率膜(ULI)：在装配有冷凝器和温度计的2升三颈烧瓶中，混合960克IPA-ST-UP有机硅细长粒子（得自Nissan ChemicalInc.(Houston,TX)）、19.2克去离子水和350克1-甲氧基-2-丙醇，同时迅速搅动。所述细长粒子的直径为在约9nm至约15nm的范围内和长度为在约40nm至约100nm的范围内。将粒子分散在15.2重量%的IPA中。然后，将22.8克Silquest A-174硅烷（得自GE Advanced Materials(Wilton,CT)）加入烧瓶中。将所得的混合物搅拌30分钟。将混合物在81℃下保持16小时。然后，让溶液冷却至室温。然后，用旋转蒸发仪在40℃水浴下去除溶液中的约950克溶剂，从而得到溶于1-甲氧基-2-丙醇中的42.1重量%的A-174改性的细长二氧化硅透明分散体。然后，将47.5克该透明分散体、16克SR 444（得自Sartomer公司(Exton,PA)）、4克CN2261（得自Sartomer公司(Exton,PA)）、30克异丙醇、30克乙酸乙酯、0.6克光引发剂Irgacure184和0.1克光引发剂Irgacure 819（均得自Ciba Specialty Chemicals公司(High Point NC)）混合在一起并搅拌，从而得到具有31.3重量%固体的均匀涂布溶液。然后，用如下所述的涂布方法将涂布溶液涂覆到厚度为2密耳(0.051mm)的PET基底上。用注射泵将涂布溶液以6cc/min的速率送入宽度为20.3cm（8英寸）的槽式涂布头中。槽式涂布头将宽度为20.3cm的涂层均匀分布到以10英尺/分钟（152厘米/分钟）移动的基底上。然后，通过让被涂覆的基底穿过包括允许紫外线辐射通过的石英窗的UV-LED固化室而使涂层聚合。UV-LED组合包括352个UV-LED的矩形阵列，16个纵向幅材×22个横向幅材（大约覆盖20.3cm×20.3cm的面积）。UV-LED设置在两个水冷散热器上。LED（得自Cree,Inc.(Durham NC)）在395nm的标称波长下工作，并在45伏特和13安培下运行，从而产生0.1352焦耳/平方厘米的UVA剂量。TENMA 72-6910(42V/10A)电源（得自Tenma(SpringboroOH)）给UV-LED阵列供电并提供风扇冷却。

UV-LED设置在固化室石英窗口上方距离基底大约2.54cm的位置。向UV-LED固化室提供流速为46.7升/分钟（100立方英尺/小时）的氮气流，使固化室中的氧气浓度为大约150ppm。

用UV-LED进行聚合后，通过将涂层以10英尺/分钟的卷速传送到在150°F下工作的干燥烘箱中干燥2分钟以除去固化涂层中的溶剂。然后，用配置有H灯泡的I300P型Fusion系统（得自Fusion UV Systems(Gaithersburg MD)）对干燥的涂层进行后固化。

向UV Fusion室提供氮气流，使室内的氧气浓度为大约50ppm。所得的光学膜的总光学透射比为约94.9%、光学雾度为1.1%、折射率为1.155和厚度为约6微米。

反射型偏振器B (2XTOP)：根据如PCT专利申请WO2009/123928中所述制备多层反射型偏振器。

厚度为29微米。根据WO2009/123928制备多层反射型偏振器。反射谱带从400nm延伸到1200nm。用PSA粘合剂将两层片这种膜层合在一起，以形成2XTOP构造。

光导板(LGP)：LGP可购自Coretronic公司(Hsinchu,Taiwan 300)，型号为AUT1982T32。LGP由聚（甲基丙烯酸甲酯）制成，底面上具有白色打印点，厚6mm，宽385mm，长306mm。

白色后反射器(WBR)：WBR可得自Viewsonic 22英寸显示器（型号：VLED221wm，得自Viewsonic公司(Walnut,CA,USA)）。

背光源：将22"Viewsonic显示器（型号：VLED221wm）拆开，使背光源与面板分离。背光源的尺寸为大约473mm宽×306mm长。它沿着背光源的每一个473mm边缘都包括一行78个LED，LED的间距为约6mm，后壁用WBR加衬里。对于实例而言，每一个边缘上都只使用63个LED。

实例1至4包括层合到LGP的多层反射型偏振器，其中反射型偏振器的透光轴与385mm长度对准。然后将偏光LGP设置到WBR顶部上的背光源中，使得多层反射型偏振器的透光轴平行于LED的行。

出于实验的简单、材料的可获得性以及说明的方便，实验实例1-4使用的构造包括较高数量的层。制备实验构造时应确保在所有实例中施用相同的低折射率膜涂层，并在必要时改变棱镜的取向。制备的光学构造可以没有PET层和PET所需的额外的粘合剂层。另外，可以将棱镜直接浇铸在MOF上，从而消除了棱镜基底。可以将低折射率涂层和棱镜直接涂覆到MOF上而无需层合，从而形成简单且实用的构造。

在所有实验实例1至4中，MOF被布置为使得它们的透光轴平行于安装光引擎的实心LGP的长边。

实例1（实验）：制备并测试具有PC-BEF（棱镜垂直于LGP中的光传播方向）、DBEF-Q和透明低折射率膜涂层（称为ULI）的光学构造900（参见图9A），其中LGP上具有单独的白色后反射器和常规的提取结构。该实例显示，即使使用低折射率光学涂层，由于一定量的光未通过LGP表面处的全内反射(TIR)被引导，所以使棱镜垂直于LGP中的光传播方向的概念显示出多重LED图像的镜厅效应，并且PC-BEF的取向没有提供足够的第二层TIR。

图9A示出了光学构造900的示意性侧视图。该光学构造包括WBR、LGP、LED灯、棱镜膜、DBEF-Q和低折射率光学涂层(ULI)。63个LED设置在LGP的每一个边缘附近，并沿着LGP的宽度(385mm)整齐地排列。

用数字照相机(Canon S550)以与光学构造表面的法向成大约60度的角度拍摄具有被通电的LED的光学构造900的照片。该照片示于图9B中。多重LED图像的外观（镜厅）是由垂直于LGP中的光传播方向的棱镜造成的。

实例2a（实验）：制备并测试使用PC-BEF（棱镜方向平行于LGP中的光传播方向）、DBEF-Q和透明低折射率膜涂层(ULI)的光学构造1000（图10A），其具有单独的白色后反射器和常规的提取结构。在该实例中，镜厅（多重LED图像）几乎完全消除。

图10A示出了实例2a中测试的光学构造1000的示意性侧视图。光学构造1000与实例1的光学构造900类似，不同的是光学构造1000的棱镜平行于LGP中的光传播方向。

用Autronic Conoscope Conostage 3（得自Autronic-Melchers GmbH(Karlsruhe,Germany)）测量随视角变化的光学构造的亮度。进行测量之前，将线性吸收型偏振器（图10A中未清楚示出）设置在光学构造的顶部上，使其透光轴平行于LGP的长边。图10B为测得的亮度随视角变化的灰度图像，图10C为测得的亮度随水平方向视角变化的曲线图。图10D为测得的亮度随垂直方向视角变化的曲线图。将PC-BEF选作光重定向膜，因为它不会显著使光去偏振。

该实例证明背光源应用的若干改善：(1)显著减少镜厅效应；(2)用棱镜膜使光准直；(3)偏光输出。

实例2b（实验）：制备并测试使用PC-BEF（棱镜平行于LGP中的光传播方向）、2XTOP和透明低折射率膜涂层(ULI)的光学构造1100（图11A），其具有单独的白色后反射器(WBR)和常规的提取结构。

光学构造1100与实例2a的光学构造1000类似，不同的是DBEF被2XTOP代替。图11A示出了光学构造1100的示意性侧视图。图11B为测得的亮度随视角变化的灰度图像，图11C为测得的亮度随水平方向视角变化的曲线图。图11D为测得的亮度随垂直方向视角变化的曲线图。与光学构造1000（实例2a）中的DBEF-Q相比较，光学构造1100的2XTOP显示出更佳的准直效果。

实例3（实验）：制备并测试使用PC-BEF（棱镜垂直于LGP中的光传播方向）和DBEF-Q的光学构造1200（图12A），其具有单独的白色后反射器和常规的提取结构。

该实例说明，具有垂直于LGP中的光传播方向的棱镜的光学构造1200会产生由未通过LGP中的全内反射引导的光形成的镜厅效应（多重LED图像）。

制备光学构造1200，图12A中示出了它的示意性侧视图。实例3中的光学构造1200与实例1中的光学构造900类似，不同的是PET上未使用低折射率光学涂层(ULI)。图12B中示出了用数字照相机(Canon S550)以与表面法线成大约60度的角度拍摄的具有被通电的LED的光学构造1200的照片，该图示出了多重LED图像（镜厅）。

实例4（实验）：制备并测试使用PC-BEF（棱镜平行于LGP中的光传播方向）和DBEF-Q的光学构造1300（图13A），其具有单独的白色后反射器和常规的提取结构。没有低折射率涂层，棱镜膜不能有效地使光准直。

进行与实例2a中所述类似的测量，图13B示出了测得的亮度随视角变化的灰度图像。图13C和图13D中分别示出了沿着水平和垂直方向的横截面。

实例5-12是基于模拟的。用LightTools 6.0（从Optical ResearchAssociates(CA,USA)商购获得的光线追踪软件）进行模拟5-12。

实例5（建模）：模拟的光学构造包括取向为使棱镜垂直于LGP中的光传播方向的光重定向层、折射率(RI)为1.0的低折射率膜(ULI)和没有提取器的LGP。

将9个具有朗伯发射分布、高3mm、宽3mm、间距10mm的LED靠近折射率(RI)为1.49(PMMA)的固体光导板(LGP)的左边缘设置。LGP的厚度为6mm（y方向）、宽度为90mm（z方向）、长度为300mm（x方向）。将RI为1.567且夹角为90°的棱镜膜附接到LGP的顶面，其之间具有低折射率涂层。棱镜取向为垂直于LGP中的光传播方向。图14示出了实例5的构造和光线跟踪建模结果。在该建模中，从LED共射出100条光线。因为低折射率膜的RI为1.0，与空气相对应，所以从LED射出并从左边缘进入LGP的光都在LGP底部与LGP/低折射率界面之间通过全内反射(TIR)引导。

实例6（建模）：模拟的光学构造包括取向为使棱镜垂直于LGP中的光传播方向的光重定向层、折射率(RI)为1.109的低折射率膜(ULI)和没有提取器的LGP。

该构造与实例5相同，不同的是低折射率膜RI提高至1.109，所以从LED射出并从左边缘进入LGP的光都在LGP底部与LGP/低折射率界面之间通过TIR引导。根据模拟，低折射率膜RI大于1.109会使光通过LGP/低折射率膜界面泄漏。图15示出了实例6的构造和光线跟踪建模结果。

实例7（建模）：模拟的光学构造包括取向为使棱镜垂直于LGP中的光传播方向的光重定向层、折射率(RI)为1.20的低折射率膜(ULI)和没有提取器的LGP。

该构造与实例5相同，不同的是低折射率膜的RI提高至1.2，所以由LED射出并从左边缘进入LGP的光中的大部分都在LGP底部与LGP/低折射率膜界面之间通过TIR引导；约5%的光通过LGP/低折射率膜界面漏出，不是通过TIR引导，如图16所示，这是镜厅（多重LED图像）的原因。图16示出了实例7的构造和光线跟踪建模结果。

实例8（建模）：模拟的光学构造包括取向为使棱镜平行于LGP中的光传播方向的光重定向膜、折射率(RI)为1.0的低折射率膜(ULI)和没有提取器的LGP。

该构造与实例5相同，不同的是光重定向膜取向为使棱镜平行于LGP中的光传播方向，所以所有由LED射出并从左边缘进入LGP的光都在LGP底部与LGP/低折射率膜界面之间通过TIR引导。图17示出了实例8的光学构造和光线跟踪建模结果。

实例9（建模）：模拟的光学构造包括取向为使棱镜平行于光导中的光传播方向的光重定向膜、折射率(RI)为1.109的低折射率膜(ULI)和没有提取器的LGP。

该构造与实例8相同，不同的是低折射率膜的RI提高至1.109，所以所有由LED射出并从左边缘进入LGP的光都在LGP底部与LGP/低折射率膜界面之间通过TIR引导。建模显示，1.109的低折射率膜RI超过光开始通过LGP/低折射率膜界面泄漏的RI值。图18示出了实例9的构造和光线跟踪建模结果。

实例10（建模）：模拟的光学构造包括取向为使棱镜平行于LGP中的光传播方向的光重定向膜、折射率(RI)为1.20的低折射率膜(ULI)和没有提取器的LGP。

该构造与实例8相同，不同的是低折射率膜的RI提高至1.2，所以由LED射出并从左边缘进入LGP的光中的大部分都在LGP底部与LGP/低折射率膜界面之间通过TIR引导；约5%的光通过LGP/低折射率膜界面漏出，并再次被光重定向膜的顶面通过TIR反射回来，如图19所示。

实例11（建模）：确定低折射率膜折射率(ULI RI)与具有和没有光重定向棱镜膜的光传输的关系，以及一组不同LGP折射率曲线。用模拟预测低折射率膜RI和LGP RI对光学构造中的光传输的影响。

构建与实例5类似的光学构造模型，不同的是去除了光重定向棱镜膜。低折射率膜RI从1.0（空气）变化到1.5；LGP RI从1.49(PMMA)变化到1.60（聚碳酸酯）。在LGP/低折射率膜界面与LGP底部之间引导的光的量绘制在图20A中。

图20A中示出了三个点A、B和C。如果LGP由RI为1.49的PMMA制成并与RI为1.25的低折射率膜结合，那么全部光的大约90%是通过TIR引导的，其他的10%不是，如点A所示。如果LGP由RI为1.60的聚碳酸酯制成，那么即使具有RI为1.25的低折射率膜，100%的光亦可通过TIR引导，如点B所示。对于由PMMA (RI 1.49)制成的LGP而言，为了使所有光通过TIR引导，低折射率膜的RI必须为低至1.10，如点C所示。

构建与实例5类似的光学构造（包括光重定向膜）的模型。低折射率膜折射率(ULI RI)从1.0（空气）变化到1.5。LGP RI从1.49(PMMA)变化到1.6（聚碳酸酯）。图20B中绘出了在光重定向膜顶面与LGP底部之间引导的光的量。与图20A的结果相比，该实例显示，具有垂直于LGP中的光传播方向的棱镜的光重定向膜对由TIR引导的光的量几乎没有影响。

构建与实例8类似的光学构造模型。低折射率膜折射率(ULI RI)从1.0（空气）变化到1.5；LGP RI从1.49(PMMA)变化到1.60（聚碳酸酯）。图20C中绘出了在棱镜顶面与LGP底部之间引导的光的量。该实例显示，使用棱镜平行于LGP中的光传播方向的光重定向膜，大部分光可以通过TIR引导，而与低折射率膜RI和LGP RI相对无关。然而，在LGP/低折射率膜界面处与棱镜/空气界面处引导的光的比例取决于LGP RI和低折射率膜RI，如图19A所示。

实例12（建模）：低吸收区域(LGP)与高吸收区域（顶部膜）之间的低折射率光学层减少光中的大部分对较高吸收层的暴露。MOF的吸收率通常比LGP高；因此，希望在提取光之前减少光对MOF的暴露，这可以使光以接近表面法线的角度短距离横穿MOF，从而最大限度地提高系统效率。该实例证明了将高吸收区域附接到LGP时，多大的低折射率膜RI可以影响系统效率。

图21A中示出了模拟的结构。将具有朗伯发射分布、高3mm的LED靠近RI为1.49的LGP的照明边缘设置。LGP的厚度为6mm，宽度为90mm，长度为300mm（从照明边缘到远侧边缘）。用于模拟光学膜（例如DBEF-Q）的吸收区域设置在LGP的上方，其之间具有低折射率膜(ULI)。吸收区域的厚度为0.05mm，透射率为95%/mm，并均匀地分离入射光（50%反射，50%透射）。直径为0.75mm、朗伯反射率为100%的圆点设置在LGP的底面上，以用于光提取。

用LightTools 6.0提供的贝塞尔布置方式改变点的密度，以便实现适当的空间均匀度。将LGP的前边缘和后边缘设置为完美的镜面。白色后反射器布置在LGP下方；所述反射器的朗伯反射率为100%。首先用长度为300mm的LGP计算提取效率和高吸收区域的吸收率，然后放大成32"（16"×27.7"）和52"对角（26"×45"）的背光源。图21B示出了32"和52"背光源高吸收区域吸收的光量与低折射率RI的关系曲线。对于每一种尺寸，都计算和绘制了光从长边缘或短边缘注入的两种情况。对于LED布置在短边缘（通常为左边缘和右边缘）上的52"TV而言，如果使用RI为1.47的光学层，那么高吸收区域的吸收率为55%，如点A所示。如果使用RI为1.2的低折射率层，那么吸收率仅为14%，如点B所示。

项1为光学构造，包括：

光导，所述光导具有第一表面和第二表面，所述第二表面构成光导的主要出光表面；

光重定向膜；和

低折射率层，所述低折射率层设置在所述光导和所述光重定向膜之间，所述低折射率层的折射率为不大于1.35，所述低折射率层附接到所述光导的所述第二表面并附接到所述光重定向膜。

项2为根据项1所述的光学构造，其中通过粘合剂层将所述低折射率层的所述第一表面附接到所述光导的所述主要出光表面。

项3为根据项1所述的光学构造，其中通过在所述光导的所述主要出光表面上形成所述低折射率层将所述低折射率层的所述第一表面附接到所述光导的所述主要出光表面。

项4为根据项1所述的光学构造，其中通过一个或多个设置在所述低折射率层和所述光导之间的中间层将所述低折射率层附接到所述光导的所述主要出光表面。

项5为根据项1所述的光学构造，其中所述低折射率层通过粘合剂层附接到所述光重定向膜。

项6为根据项1所述的光学构造，其中通过在所述光重定向膜上形成所述低折射率层将所述低折射率层附接到所述光重定向膜。

项7为根据项1所述的光学构造，其中通过一个或多个设置在所述低折射率层和所述光导之间的中间层将所述低折射率层附接到所述光重定向膜。

项8为根据项7所述的光学构造，其中所述一个或多个中间层包括高吸收层。

项9为根据项7所述的光学构造，其中所述一个或多个中间层包括偏振器。

项10为根据项7所述的光学构造，其中所述一个或多个中间层包括扩散片。

项11为根据项10所述的光学构造，其中所述扩散片包括多个空隙。

项12为根据项1所述的光学构造，其中所述光重定向膜具有第一表面和第二表面，所述第二表面具有结构化特征。

项13为根据项12所述的光学构造，其中所述光重定向膜的所述第二表面为背离所述光导取向的。

项14为根据项12所述的光学构造，其中所述光重定向膜的所述第二表面为朝向光导取向的。

项15为根据项1所述的光学构造，其中：

所述光导的吸收率为A1；并且

所述光重定向膜的吸收率为大于A1。

项16为根据项1所述的光学构造，还包括设置在所述低折射率层和所述光重定向膜之间的高吸收层，所述高吸收层的吸收率大于所述光导的吸收率。

项17为根据项1所述的光学构造，其中所述光重定向膜的吸收率大于所述光导的吸收率。

项18为根据项1所述的光学构造，其中所述低折射率层是可再贴的层。

项19为光学构造，包括：

低折射率层，所述低折射率层的折射率为Nuli，其中Nuli为不大于约1.35；

高吸收层；和

光重定向膜，其中所述光学构造中的两个相邻光重定向膜中的每一个光重定向膜的大部分都彼此物理接触。

项20为根据项19所述的光学构造，其中所述低折射率层的折射率为不大于约1.2。

项21为根据项19所述的光学构造，其中所述低折射率层的折射率为不大于约1.1。

项22为根据项19所述的光学构造，其中所述低折射率层的雾度为小于约5%。

项23为根据项19所述的光学构造，其中所述高吸收层包括多层光学膜。

项24为根据项19所述的光学构造，其中所述低折射率层的厚度为不小于约2微米。

项25为根据项19所述的光学构造，其中所述低折射率层的厚度为不小于约1微米。

项26为根据项19所述的光学构造，其中所述低折射率层包含多个空隙。

项27为根据项26所述的光学构造，其中所述空隙是互连的。

项28为根据项26所述的光学构造，其中所述多个空隙的体积分率为不小于约20%。

项29为根据项26所述的光学构造，其中所述多个空隙的体积分率为不小于约40%。

项30为根据项26所述的光学构造，其中所述多个空隙的局部体积分率沿着所述低折射率层的厚度方向变化。

项31为根据项26所述的光学构造，其中在所述低折射率层的第一表面处的所述多个空隙的第一局部体积分率大于在所述低折射率层的第二表面处的所述多个空隙的第二局部体积分率。

项32为根据项26所述的光学构造，其中所述低折射率层还包含：

粘结剂；和

多个粒子，其中所述粘结剂与所述多个空隙的重量比为不小于约1:2。

项33为根据项32所述的光学构造，其中所述多个粒子的平均粒度为小于约100nm。

项34为根据项19所述的光学构造，其中所述光学构造中的两个相邻膜中的每一个的50%以上都彼此物理接触。

项35为根据项19所述的光学构造，其中所述高吸收层包括反射型偏振器。

项36为光学构造，包括：

至少一个光导，所述至少一个光导具有第一表面、第二表面和折射率N1，所述第二表面为所述光导的主要出光表面；

低折射率层，所述低折射率层的折射率为Nuli，其中Nuli为小于N1；和

项37为根据项36所述的光学构造，其中所述低折射率层增加对在所述光导中传播的光的光限制。

项38为根据项36所述的光学构造，还包括在所述低折射率层和所述光重定向膜之间的高吸收层，其中所述高吸收层的吸收率为所述光导的吸收率的约两倍。

项39为根据项38所述的光学构造，其中：

所述光导包括光提取结构；并且

与不具有所述低折射率层的光学构造相比，所述低折射率层被构造为在光被光提取结构提取之前减少进入所述高吸收层的所述光的量。

项40为根据项38所述的光学构造，其中所述高吸收层包括反射型偏振器。

项41为根据项36所述的光学构造，其中所述光重定向膜具有第一表面和第二表面，所述光定向膜的所述第二表面具有设置在其上的折射结构，其中所述光重定向膜的所述第二表面远离所述光导设置。

项42为根据项36所述的光学构造，其中所述光重定向膜具有第一表面和第二表面，所述光定向膜的所述第二表面具有设置在其上的折射结构，其中所述光重定向膜的所述第二表面朝向所述光导设置，所述低折射率层至少部分地填充所述折射结构之间的空间。

项43为根据项36所述的光学构造，其中所述低折射率层用粘合剂附接到所述光导的所述主出射表面。

项44为根据项36所述的光学构造，其中所述光导包括提取结构，所述提取结构在所述光导的所述第一表面上。

项45为根据项36所述的光学构造，其中：

所述光导沿着光传送轴传送光；并且

所述光重定向膜具有折射结构，所述折射结构为大致平行于所述光传送轴取向的。

项46为根据项45所述的光学构造，其中所述折射结构包括棱镜、线性棱镜、分段线性棱镜和透镜状结构中的一者或多者。

项47为根据项36所述的光学构造，还包括高吸收层，其中所述光导的吸收率为A1，所述高吸收层的吸收率为A2，其中A2为大于A1。

项48为根据项36所述的光学构造，其中所述光导包括多个光导。

项49为根据项48所述的光学构造，其中所述多个光导是平铺设置的。

项50为根据项48所述的光学构造，其中所述多个光导以阵列的方式布置。

项51为根据项48所述的光学构造，还包括多个光源，所述多个光源分别与所述多个光导相连。

项52为根据项48所述的光学构造，还包括多个光源，其中来自所述多个光源的光输出是单独可控制的。

项53为根据项48所述的光学构造，还包括多个光源，所述多个光源分别与所述多个光导相连，其中与具体光导相连的光源设置在相邻光导的下方。

项54为根据项36所述的光学构造，还包括降频转换元件。

项55为根据项36所述的光学构造，其中所述光导具有输入区域，所述输入区域包括平坦的输入边缘、结构化表面和槽中的一者或多者。

项56为根据项36所述的光学构造，还包括光提取结构，所述光提取结构设置在所述光导的所述第一表面上。

项57为根据项36所述的光学构造，其中所述低折射率层被构造为反射以第一组出射角从所述光导出射的光，并且所述光重定向膜被构造为反射以第二组出射角从所述光导出射的光。

项58为根据项36所述的光学构造，还包括镜面反射器、半镜面反射器、增强型镜面反射器、扩展带增强型镜面反射器和漫反射器中的一者或多者。

项59为根据项36所述的光学构造，其中N1为约1.49。

项60为根据项36所述的光学构造，其中Nuli为在约1.10至约1.35的范围内。

项61为根据项36所述的光学构造，其中所述低折射率层的雾度为不大于1%。

项62为根据项36所述的光学构造，其中所述低折射率层的雾度为高达约10%。

项63为根据项36所述的光学构造，其中所述低折射率层含有凝胶或热解法二氧化硅。

项64为根据项36所述的光学构造，其中所述低折射率层的厚度为不小于约2微米。

项65为根据项36所述的光学构造，其中所述低折射率层的厚度为不小于约1微米。

项66为根据项36所述的光学构造，其中所述低折射率层包含多个空隙。

项67为根据项66所述的光学构造，其中所述空隙是互连的。

项68为根据项66所述的光学构造，其中所述多个空隙的体积分率为不小于约20%。

项69为根据项66所述的光学构造，其中所述多个空隙的体积分率为不小于约40%。

项70为根据项66所述的光学构造，其中所述多个空隙的局部体积分率沿着所述低折射率层的厚度方向变化。

项71为根据项66所述的光学构造，其中在所述低折射率层的第一表面处的所述多个空隙的第一局部体积分率大于在所述低折射率层的第二表面处的所述多个空隙的第二局部体积分率。

项72为根据项66所述的光学构造，其中所述低折射率层还包含：

粘结剂；和

项73为根据项36所述的光学构造，其中偏振器设置在所述光重定向膜和所述低折射率层之间。

项74为根据项73所述的光学构造，其中所述偏振器包括多层光学膜(MOF)。

项75为根据项74所述的光学构造，其中所述MOF包括扩展带反射型偏振器。

项76为根据项36所述的光学构造，其中所述光重定向膜包括第一组棱镜和第二组棱镜，所述第一组棱镜具有第一高度，所述第二组棱镜具有不同于所述第一高度的第二高度。

项77为根据项36所述的光学构造，其中所述光重定向膜包括一个或多个线性或分段线性棱镜，所述线性或分段线性棱镜的高度沿着所述一个或多个棱镜的长度为可变的。

项78为根据项36所述的光学构造，其中所述光重定向膜的折射率为在约1.5至约1.8的范围内。

项79为光学构造，包括：

光导，所述光导具有第一主表面和第二主表面并且折射率为N1；

低折射率层，所述低折射率层具有第一主表面和第二主表面并且折射率为Nuli，其中Nuli为小于N1，所述低折射率层的所述第一主表面的大部分物理接触所述光导的所述第二主表面；

高吸收层，所述高吸收层具有第一主表面和第二主表面，所述高吸收层的所述第一主表面的大部分物理接触所述低折射率层的所述第二主表面；和

棱镜膜，所述棱镜膜具有第一主表面和第二主表面，所述第一主表面包含线性棱镜，并且所述光重定向膜的所述第一主表面的大部分物理接触所述高吸收层的所述第二主表面，其中所述低折射率层反射以第一组出射角从所述光导出射的光，并且所述光重定向膜被构造为反射以第二组出射角从所述光导出射的光。

以上引用的所有的专利、专利申请以及其他出版物均以如同全文复制的方式引入本文以供参考。尽管上文详细描述的本发明的具体实施例和实例有助于解释本发明的多个方面，但应当理解，其目的并非将本发明局限于实例的具体细节。相反，其目的在于涵盖在如所附权利要求书所限定的本发明的范围之内的所有修改形式、实施例和替代形式。

Claims

1.一种光学构造，包括：

至少一个光导，所述至少一个光导具有第一表面和第二表面并且折射率为N1，所述第二表面为所述光导的主要出光表面；

2.根据权利要求1所述的光学构造，还包括高吸收层，所述高吸收层在所述低折射率层和所述光重定向膜之间，其中所述高吸收层的吸收率为所述光导的吸收率的约两倍。

3.根据权利要求2所述的光学构造，其中：

所述光导包括光提取结构；并且

与不具有所述低折射率层的光学构造相比，所述低折射率层被构造为在光被所述光提取结构提取之前减少进入所述高吸收层的光的量。

4.根据权利要求2所述的光学构造，其中所述高吸收层包括反射型偏振器。

5.根据权利要求1所述的光学构造，其中所述光重定向膜具有第一表面和第二表面，所述光重定向膜的所述第二表面具有设置在其上的折射结构，其中所述光重定向膜的所述第二表面远离所述光导设置。

6.根据权利要求1所述的光学构造，还包括高吸收层，其中所述光导的吸收率为A1，并且所述高吸收层的吸收率为A2，其中A2为大于A1。

7.根据权利要求1所述的光学构造，还包括降频转换元件。

8.根据权利要求1所述的光学构造，其中Nuli为在约1.10至约1.35的范围内。

9.根据权利要求1所述的光学构造，其中所述低折射率层的厚度为不小于约2微米。

10.根据权利要求1所述的光学构造，其中所述低折射率层包含互连的多个空隙，其中所述多个空隙的体积分率为不小于约40%，并且其中所述多个空隙的局部体积分率沿着所述低折射率层的厚度方向变化。