CN103038680B - 具有空间选择性双折射减小的延迟膜组合 - Google Patents

Abstract

本发明涉及延迟膜组合，其总体上包含连接到另一光学部件的延迟膜，使得被所述延迟膜透射的光可照射到所述光学部件上，所述组合被配置为允许所述延迟膜和光学部件通过选择性双折射减小而独立地图案化。图案化可将第一区中的第一光延迟改变为第三光延迟，而基本上不改变第一区中光学部件的光学特性。所述光学部件可为具有第二光延迟的第二延迟膜，图案化可在第二区中将第二光延迟改变为第四光延迟，而基本上不改变第一光延迟。所述光学部件还可为多层光学膜或为具有第一和第二不同的相的共混层的漫反射光学膜。

Description

具有空间选择性双折射减小的延迟膜组合

技术领域

本发明整体涉及光学膜，特别应用于为延迟膜或包含延迟膜的光学膜，以及相关的制品、系统和方法。

背景技术

延迟膜，有时也称为延迟片，是已知的。延迟膜被构造为使得当法向入射的非偏振光通过所述膜时，一个线性偏振态相对于正交的线性偏振态被滞后或“延迟”。被延迟的偏振态的光被说成是沿膜的称为“慢轴”的面内轴偏振，而其他偏振态的光被说成是沿正交的面内“快轴”偏振。延迟膜被定制为提供所需量的滞后或“延迟”，且所述延迟可用光的设计波长的分数来度量或指定。例如，四分之一波长延迟器使得沿慢轴偏振的光相对于沿快轴偏振的光异相（并滞后）四分之一波长。同样，半波长延迟器使得沿慢轴偏振的光相对于沿快轴偏振的光异相（并滞后）二分之一波长。在这些情况下，提及的“波长”可能为可见光谱的中间的波长，例如560nm。或者，延迟可用两个偏振态的光从延迟膜射出时滞后的偏振的波前落后于另一偏振的波前的物理或光学距离来度量。（光学距离为物理距离乘适用的折射率。）对于刚才提到的四分之一波长和半波长实例，延迟分别为120nm（=560/4）和280nm（=560/2）。

一些工作者近来已提出通过微图案化经拉伸的聚合物材料来制造用于自动立体显示器系统的微延迟阵列。参见例如Tsai等人，“FabricatingPolymericMicro-retardationArraysforAutostereoscopicDisplaySystembyCO₂LaserHeatProcessingTechnology（通过CO₂激光热加工技术制造用于自动立体显示器系统的聚合物型微延迟阵列）”，ProceedingsofSPIE（SPIE会议论文集）3957(2000),pp.142-152。在该工作中，使用CO₂激光以条纹图案加热经拉伸的双折射聚合物材料来释放内部应力和消除经处理区域的延迟。这些工作者报道了在一些加工条件下的内部气泡及粗糙的沟槽表面的表面轮廓的改变。

发明内容

我们已开发出用于制造图案化延迟光学体的技术，所述技术利用热诱导的空间选择性双折射减小的原理并允许在光学体的可用区域上更好地控制延迟或允许在光学体的可用区域上实现更高的延迟选择性。在示例性的实施例中，提高的控制/选择性通过向光学体（本文中有时也称为复合膜）中引入至少两个可图案化延迟膜并在此类膜之间引入至少一个阻挡层来实现。此构造允许光学体在光学体的第一区中暴露于第一光束以优先地减小第一区中的第一延迟膜而不是第二延迟膜的延迟，同时还允许光学体在光学体的第二区中暴露于第二光束以优先地减小第二区中的第二延迟膜而不是第一延迟膜的延迟。由于第一和第二延迟膜以层状布置设置在光学体中使得通过一个延迟膜的至少一些光也通过另一延迟膜，故在可用区域上的特定位置（例如区）处，光学体的总延迟为该位置处各个延迟膜的延迟的组合。因此，取决于第一和第二经处理的区之间所需的空间交迭（如果有的话）的量，光学体可被图案化为在一个位置中具有第一总延迟，在另一位置中具有第二总延迟，在还另一位置中具有第三总延迟，而在再另一位置中具有第四总延迟，所述第一总延迟包括单独的第一和第二延迟膜的初始延迟的贡献，所述第二总延迟包括第一延迟膜的初始延迟和经处理的第二膜的减小的延迟（其可为零延迟）的贡献，所述第三总延迟包括第二延迟膜的初始延迟和经处理的第一膜的减小的延迟的贡献，所述第四总延迟包括经处理的第一和第二延迟膜的减小的延迟的贡献。

本专利申请因此特别是公开了一种复合延迟膜，所述复合延迟膜包含第一延迟膜、第二延迟膜和第一阻挡层。第一延迟膜提供第一光延迟并具有第一吸收特性。第二延迟膜提供第二光延迟并具有第二吸收特性。第一阻挡层可设置在第一和第二延迟膜之间并适于至少部分地阻挡包含写波长的光。第一吸收特性适于在暴露于包含写波长的光时以吸收方式以足以使第一光延迟改变为第三光延迟而同时保持第一延迟膜的结构完整性的量加热第一延迟膜。第二吸收特性适于在暴露于包含写波长的光时以吸收方式以足以使第二光延迟改变为第四光延迟而同时保持第二延迟膜的结构完整性的量加热第二延迟膜。

第一和第二光延迟可以基本上相同或者基本上不同。例如，第一光延迟可以是半波长延迟，而第二光延迟可以是四分之一波长延迟。第三光延迟可小于第一光延迟，第四光延迟可小于第二光延迟。第一延迟膜可具有第一快轴，第二延迟膜可具有第二快轴，且第一和第二快轴可以是基本上平行的或垂直的或根据需要取向为其他情况的。第一和第二延迟膜可以是复合膜或光学体的内部层。在一些情况下，复合膜可还包含提供第五光延迟的第三延迟膜以及在第三延迟膜与第一和第二延迟膜中的至少一个之间的第二阻挡层。第三延迟膜可具有适于在暴露于包含写波长的光时以吸收方式以足以使第五光延迟改变为第六光延迟而同时保持第三延迟膜的结构完整性的量加热第三延迟膜的第三吸收特性。在示例性的实施例中，各个阻挡层以及各个延迟膜的吸收特性适于允许每一个延迟膜的延迟基本上独立于复合延迟膜或复合延迟体中其他延迟膜的延迟而改变。

如果第一和第二延迟膜的快轴是平行的，则它们的延迟是相加的。也就是说，复合膜的延迟将包括第一和第二膜的延迟之和，且如果各个膜中的一个的延迟因选择性热处理而得到减小或消除，则复合膜的延迟将减小。另一方面，第一和第二延迟膜的快轴可能是垂直的，在这种情况下，它们的延迟是相减的。也就是说，复合膜的延迟将包括第一和第二膜的延迟之差，且如果各个膜中的一个的延迟因选择性热处理而得到减小或消除，则复合膜的延迟将增大。在一些情况下，第一和第二延迟膜的快轴可能取向为大于0度而小于90度的中间角度。

还公开了制造图案化的延迟膜的相关方法。这样的方法可包括：提供复合延迟膜，所述复合延迟膜包含用于提供第一光延迟的第一膜和用于提供第二光延迟的第二膜，所述第二膜被设置为使得由第一膜透射的至少一些光照射到第二膜上；将第一光束引导至复合延迟膜上以使第一光延迟改变为第三光延迟，而基本上不改变第二光延迟；和将第二光束引导至复合延迟膜上以使第二光延迟改变为第四光延迟，而基本上不改变第一光延迟。

将第一光束引导至复合延迟膜上的程序可在第一区中选择性地加热第一膜以使第一区中的第一光延迟改变为第三光延迟，而将第二光束引导至复合延迟膜上的程序可在不同于第一区的第二区中选择性地加热第二膜以使第二区中的第二光延迟改变为第四光延迟。第一和第二区可以部分交迭，使得复合膜在第一和第二区的不同部分中具有不同的第一、第二和第三膜延迟。第一光束可包含写波长，第二光束也可包含写波长，且复合膜可包含至少部分地阻挡写波长的光的阻挡层。第一和第二光延迟可以基本上相同或者基本上不同。例如，第一光延迟可以是半波长延迟，而第二光延迟可以是四分之一波长延迟。第三光延迟可小于第一光延迟，第四光延迟可小于第二光延迟。第三和第四光延迟中的至少一个可以是基本上零延迟。

还已开发出制造以一定的层状布置包含可图案延迟器和除延迟器以外的可图案化光学膜的复合光学膜或复合光学体的技术。可图案化延迟器可例如通过简单的层合而连接到可图案化光学膜。可图案化延迟器自身可具有包含两个或更多个如上所述可独立地图案化的延迟膜的复合构造，或者其可具有简单的单个延迟层或延迟膜构造。可图案化延迟器和可图案化光学膜的吸收特性被定制为使得复合光学膜或复合光学体的这两个组成部分可使用可改变选定位置中的可图案化延迟器而基本上不改变可图案化光学膜（反之亦然）的合适光学辐射以不同的图案独立地加工或处理。所述改变可能主要与使用因吸收光学辐射而得到的热所致的相关层内一种或多种双折射材料的双折射率的减小相关。在一些情况下，可图案化光学膜可为或可包含具有一个或多个微层组的可图案化多层光学膜，所述微层组的（镜面）反射特性在很大程度上由自微层之间的界面反射的光的相长干涉或相消干涉决定，至少一些微层是双折射的。在一些情况下，可图案化光学膜可为或可包含具有共混层的可图案化漫反射膜，所述共混层包含被分离成不同的第一和第二相的至少第一和第二材料，所述材料或相中的至少一者是双折射的。总之，可图案化光学膜的反射率（包括漫反射率和/或透射率）可根据第一所需图案而在空间上改变，且可图案化延迟器的延迟可根据第二所需图案而在空间上改变，所述第二图案可不同于所述第一图案，但其可与所述第一图案至少部分配准。这样的图案化光学膜或光学体可用于其中需要或期望具有空间不均匀的反射率和延迟的应用中，例如在某些显示器或安全应用中。

因此还公开了例如以一定的层状布置包含用于提供第一光延迟的延迟膜和用于提供第一反射特性的光学膜的复合膜或复合体。被延迟膜透射的至少一些光照射到光学膜上。延迟膜可具有适于在暴露于第一光束时以吸收方式以足以使第一光延迟改变为第二光延迟而不改变光学膜的第一反射特性、同时保持延迟膜的结构完整性的量加热延迟膜的第一吸收特性。光学膜可具有适于在暴露于第二光束时以吸收方式以足以使第一反射特性改变为第二反射特性而不改变延迟膜的第一光延迟的量加热光学膜的第二吸收特性。

第二吸收特性可适于在暴露于第二光束时以吸收方式以足以使第一反射特性改变为第二反射特性而同时保持光学膜的结构完整性的量加热光学膜。光学膜可包含被布置成通过相长干涉或相消干涉选择性地反射光而提供第一反射特性的第一组微层，所述第一组微层可在复合膜内部。光学膜可改为包含共混层，所述共混层具有布置在共混层中不同的第一和第二相中的至少第一和第二材料。第一和第二相中的至少一者可为双折射的连续性。在一些情况下，光学膜和延迟膜可为共挤出的聚合物膜的组成部分。例如，第一延迟层可为共挤出的聚合物膜的内部层或表层。

还公开了制造图案化膜的方法。此种方法可包括：提供以一定的层状布置包含光学膜和延迟膜的复合膜，所述光学膜提供第一反射特性，所述延迟膜提供第一光延迟；将第一光束引导至复合膜上以使第一区中的第一反射特性改变为不同的第二反射特性，而基本上不改变第一区中的第一光延迟；和将第二光束引导至所述膜上以使第二区中的第一光延迟改变为不同的第二光延迟，而基本上不改变第二区中的第一反射特性。

提供复合膜可包括共挤出第一和第二聚合物材料。光学膜可包含被布置成通过相长干涉或相消干涉来选择性地反射光从而提供第一反射特性的第一组微层。在一些情况下，延迟膜可为复合膜的内部层或表层，而在其他情况下，延迟膜可为复合膜的内层。在一些情况下，光学膜可包含共混层，所述共混层具有布置在共混层中不同的第一和第二相中的至少第一和第二材料，且第一反射特性可为第一漫反射特性。

所公开的技术中的至少一些可被称为双水平图案化，因为可在一个区域或区中选择性地改变复合膜的至少一个层或部分（例如延迟膜）的光学特性，并可在复合膜的不同的区域或区中选择性且独立地改变复合膜的不同的层或部分（例如另一延迟膜、或多层光学膜或漫反射膜）的不同光学特性。复合膜的给定层或部分的光学特性的改变优选地通过用选择性加热减小或消除此类层或部分内材料的双折射来实现。加热可至少部分地通过将光束引导至复合膜上来提供，所述光束包含写波长，在写波长下，复合膜的给定层或部分内的至少一种材料将是吸收性的。在x和y（面内）方向上，通过根据情况塑造光束的形状使得仅选定的面内区域或区暴露于光，加热可以图案方式施加到复合膜的选定面内区域或区。在z（厚度）方向上，通过复合膜的合适设计与定向光束的合适递送特性的组合，加热可被施加到复合膜的不同的选定内部部分，这将在下面进一步描述。在至少一些情况下，内部图案化可在未向复合膜选择性地施加任何压力且对复合膜无任何显著薄化的情况下实现。

能实现双水平图案化的组成膜和组成层的吸收特性可通过向复合膜的构造中使用的一种或多种材料中引入合适的吸收剂和/或通过依靠一种或多种此类材料的天然或固有吸收性来定制。优选地，复合膜的每一个组成膜和组成层的吸收性（无论是天然的还是在吸收剂的帮助下的）在膜的平面中基本上是空间均匀的，以便可在复合膜的可用区域上的任何所需位置或区处对膜进行加工或处理。

在其中使用阻挡层的情况下，其还可以是STOF膜，即其反射特性可通过施加合适的辐光束通过热诱导的双折射率减小的机制加以改变。在这样的情况下，在使用阻挡层以在图案化过程中将复合构造中的组成膜彼此分离开来后，可使用另一合适的辐光束在其可用区域的一部分上或其整个可用区域上处理阻挡层自身以减小或最小化由阻挡层贡献给最终形式的复合构造的双折射或延迟的量。

本发明还讨论了相关方法、系统和制品。

本发明的这些方面和其他方面通过下文的详细说明将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由所附权利要求书限定，并且在审查期间可以进行修改。

附图说明

图1为一卷复合光学膜的透视图，所述复合光学膜已在其多个水平中被独立地图案化，从而在复合膜的不同部分或区中得到不同的光学特性，以便形成双水平标记；

图2为包含三个功能层或功能膜和两个阻挡层的复合膜的一部分的示意性侧视或剖视图；

图2A为多层光学膜的一部分的示意性侧视图；

图2B为漫反射光学膜的一部分的示意性侧视图；

图3为图1的复合光学膜的一部分的示意性剖视图；

图4为包含内部图案化的另一复合光学膜的一部分的示意性剖视图；

图4A为具有内部图案化的另一复合光学膜的一部分的示意性剖视图，但其中所述内部图案化独立地在膜的两个水平中实现；

图5A-D为理想化图，示出了对于各种反射型STOF膜的不同制造阶段，微层组的两个交替的微层或共混层的两种不同的聚合物材料的各个折射率（nx,ny,nz）；

图6为汇总可使用本文针对反射型STOF膜所讨论的技术实现的各种转换的示意图；

图7为用于选择性地加热复合膜以实现内部图案化的布置的示意性侧视图；

图7A为已经被专门设计成允许对其组成光学膜中的至少两个进行独立加工或图案化、即其已经被设计成进行双水平内部图案化的复合膜的侧视图；

图7B为适于双水平内部图案化的另一复合光学膜的示意性侧视图；

图8A-C为经内部图案化的复合光学膜的不同的第二区的示意性顶视图，其上叠加有相对于能形成所描绘的区的膜的光束可能路径；

图9A为理想化图，示出了光束的相对强度与光束传播进膜中的深度的函数关系，其中为三种不同的光学膜给出了三条曲线；和

图9B为理想化图，示出了局部吸收系数与膜内的深度或轴向位置的函数关系，其中三条曲线对应于图9A的三条曲线；

在这些附图中，类似的参考标号指代类似的元件。

具体实施方式

在至少一些所公开的实施例中，本文所讨论的双水平图案化技术可利用不依赖于膜的选择性薄化来实现图案化的图案化技术。例如，双水平内部图案化可利用下述内部图案化技术：其中通过将膜暴露于合适的定向辐射而在至少一个区中选择性地加热复合光学膜（不选择性地施加任何压力），这样，在选定的区中，膜内至少一种材料的双折射被减小或消除，但在相邻的区中不被减小或消除，同时在选定的（经处理的）区中基本上保持膜的物理完整性，以便相对于相邻区改变选定区中膜的光学特性（例如光学延迟或反射特性）。膜的各个处理区和未处理区可具有基本上相同的整体膜厚，或者无论如何不同区之间的光学特性差异基本上不可归因于区之间膜厚的任何差异。此外，不同区之间光学特性的任何差异优选基本上不可归因于膜的表面纹理、粗糙度或其他表面效应的任何差异。参见PCT公开WO2010/075357（Merrill等人）,“InternallyPatternedMultilayerOpticalFilmsUsingSpatiallySelectiveBirefringenceReduction（使用空间选择性双折射减小的内部图案化多层光学膜）”和2010年6月30日提交的美国专利申请序列号61/360,124（代理人案卷号66469US002）,“DiffuseReflectiveOpticalFilmsWithSpatiallySelectiveBirefringenceReduction（具有空间选择性双折射减小的漫反射光学膜）”。

图1描绘了复合光学膜110，该复合光学膜已用复合膜110的组成膜或组成层（图1中未示出）中的至少一些的空间选择性双折射减小进行图案化或空间定制。双水平图案化限定不同的区112、114、116，这些区被成形为形成所示标记“3M”，但也可产生任何其他图案，无论规则的还是不规则的、重复的还是不重复的。膜110示出为卷绕成卷的长柔性材料，因为本文所述的方法有利地与高产的卷对卷工艺相容。然而，该方法并不限于挠性卷状物品，并且可在小件部件或样品以及非挠性膜和制品上实施。

该“3M”标记或是肉眼可检测的或是在其他光学部件或装置的帮助下可检测的，因为不同的区112、114、116具有不同的光学特性。在所描绘的实施例中，区112具有第一复合光学特性，区114具有不同于第一复合特性的第二复合光学特性，区116具有不同于第一和第二复合特性二者的第三复合光学特性。在膜110上任何指定位置或区处，这些“复合光学特性”由复合膜110的组成部分的光学特性构成，所述组成部分为例如不同的层或膜，这些组成部分的光学特性的组合进而提供复合膜自身在指定的位置或区处的总光学特性，即“复合光学特性”。

例如，区112中的第一复合光学特性可为第一延迟膜的第一延迟和第二延迟膜的第二延迟的组合。在这样的情况下，区114的第二复合光学特性可因此为第一延迟膜的（改变的）第三延迟和第二延迟膜的（未改变的）第二延迟的组合，而区116的第三复合光学特性可为第一延迟膜的（未改变的）第一延迟与第二延迟膜的（改变的）第四延迟的组合。或者，区114的第二复合光学特性可为第一延迟膜的（改变的）第三延迟和第二延迟膜的（未改变的）第二延迟的组合，而区116的第三复合光学特性可为第一延迟膜的（改变的）第三延迟与第二延迟膜的（改变的）第四延迟的组合。在又一替代形式中，区114的第二复合光学特性可为第一延迟膜的（改变的）第三延迟和第二延迟膜的（改变的）第四延迟的组合，而区116的第三复合光学特性可为第一延迟膜的（未改变的）第一延迟与第二延迟膜的（改变的）第四延迟的组合。

在一些情况下，复合膜110可在可见光谱上仅提供图案化的延迟而几乎无或根本无反射或吸收。在这样的情况下，在人类观察者的肉眼看来，膜110可为基本上均匀（无图案）的窗膜。但可通过例如将膜110置于交叉的偏振器之间而使得图案化的延迟对这样的观察者可见。注意，反射和/或吸收可由一个或多个阻挡层在可见光谱外的波长下例如在红外波长下提供。

在其他情况下，复合膜110可在可见光谱上提供图案化的延迟和图案化的反射二者。在这样的情况下，膜110的图案化反射通常将是人类观察者的肉眼可看得见的，只要所述反射至少部分地在光谱的可见区域中即可。延迟图案可不同于反射图案但可与之部分配准，例如如果在离散的区的规则网格中提供高反射率，则可在仅与一些高反射区配准的较小数量的区中提供高或低的延迟。反射在性质上可以是镜面的，例如由具有大致平面的微层的层组的多层光学膜来提供，或者其在性质上可以是漫射性的，例如由具有布置在共混层中不同的第一和第二相中的至少第一和第二材料的共混层来提供。反射率也可取决于光的偏振状态。

在一些情况下，膜110可以是至少部分地透光性的。在这样的情况下以及其中膜110在其区112、114、116中具有不同的反射率时，这些区将具有对应于其各自的反射特性的不同透射特性。当然，通常，透射（T）加反射（R）加吸收（A）=100%，或者T+R+A=100%。在研究可以可观地漫散射所透射和/或所反射的光的膜时，记住T可表示半球透射，即存在于与光源相背的膜侧上的所有光，而不管其在2π的立体角内的传播方向如何，R可同样表示半球反射，即存在于与光源相同的膜侧上的所有光，而不管其在2π立体角的补角内的传播方向如何。在一些实施例中，所述膜完全由在波长谱的至少一部分上具有低吸收的材料构成。甚至对于那些包含吸收性染料或颜料以促进热传递的膜也是如此，因为一些吸收性材料在其吸收率方面是波长特异性的。例如，可用的红外染料在近红外波长区中选择性地吸收，而在可见光谱中具有非常小的吸收性。在光谱的另一端，许多在光学膜文献中被视为低损耗的聚合物材料确实在可见光谱上具有低损耗，但也在某些紫外波长处具有显著的吸收。因此，在许多情况下，膜110可以在波长谱的至少有限部分（例如可见光谱）上具有小的或可忽略不计的吸收，在这种情况下，该有限范围上的反射和透射呈现互补关系，因为T+R=100%-A，并且由于A小，

则T+R≈100%。

如本文中别处所提到的，不同的图案化区（例如区112、114、116）中复合膜（例如膜110）不同的光学特性各自起因于复合膜内部的结构特征（例如多层光学膜中的微层组或共混层中不同的第一和第二相）或本体材料（例如设置在双折射延迟膜的相背外表面之间的双折射材料）而不是起因于膜的表面的涂层或其他表面特征。本发明所公开的膜的此方面使其有利于用于安全用途（如，其中该膜将被有意地施加到产品、包装或文件上作为真实性的指示物），因为内部特征难以复制或伪造。

第一、第二和第三复合光学特性在某些方面彼此不同，这在至少一些观察条件下可感知到，以允许观察者或机器来检测图案。在一些情况下，可能可取的是使可见波长下各种复合光学特性之间的差异最大化，以使得图案在大多数观察和照明条件下对人类观察者是明显的。在其它情况下，可能有利的是仅使各种膜反射特性之间存在细微的差异，或者提供仅在特定观察条件下明显的差异。在任一种情况下，第一、第二和第三复合光学特性之间的差异优选可主要归因于膜的不同相邻区中光学膜的内部特征的折射率性质的差异，而不可主要归因于相邻区之间的厚度差异，也不可主要归因于表面相关特征的差异。

取决于复合膜的设计而定，区与区的折射率差异可产生光学特性的各种差异（延迟任选地与漫反射和/或镜面反射的组合-无论是整个膜的和/或是其内部组成层中的一部分的）。例如，在一些情况下，第一、第二和第三复合光学特性对应于复合膜的不同延迟量。

在包含漫反射共混层的实施例中，第一复合光学特性可以是或可以包括例如在可见波长范围上的最小、最大或平均漫反射率（或透射率）值，其中所述反射率（或透射率）可针对指定偏振态的入光束和针对相对于入光束在指定的反射（或透射）方向立体角内或在例如膜的入射光侧（或相背侧）上半球（2π）立体角内的反射光（或透射光）进行测定。对于与第一特性相同的指定入射光和测定条件，第二复合光学特性与第一特性的差异可在于具有基本上不同的（无论更大或更小）最小、最大或平均反射率或透射率值。此外，如在窗膜情况下一样，至少对于一个偏振态的入射光，第一和第二复合光学特性中的一个可基本上对应于高透射、低散射的外观。

在包含具有微层组的镜面反射多层光学膜的实施例中，第一光学特性（无论是整个复合膜的和/或是其组成要素中的一个的）可以包括具有给定中心波长、谱带边缘和最大反射率的第一反射谱带，且第二光学特性（无论是整个复合膜的和/或是其组成要素中的一个的）与第一光学特性的差异可在于具有第二反射谱带，所述第二反射谱带在中心波长和/或谱带边缘方面与第一反射谱带相似但具有与第一反射谱带基本上不同的最大反射率（无论更多或更小），或者在第二反射特性中可基本上不存在第二反射谱带。这些第一反射谱带和第二反射谱带可以根据膜的设计而与仅具有一种偏振态的光或具有任何偏振态的光相关。

因此，举例来说，在所关注的波长范围内对于指定的入射光条件下（例如指定的方向、偏振和波长，例如法向入射非偏振可见光或沿特定的面内方向偏振的法向入射可见光），区112中的第一反射特性（其性质上可以是漫射的或镜面反射的）可具有R₁峰值或平均反射率。区114、116中双折射的减小可产生第二反射特性（其性质上同样可以是漫射的或镜面反射的），例如在所关注的相同波长范围内对于相同的指定入射光条件具有不同的R₂峰值或平均反射率。在相同的照射和观察条件下比较R₁和R₂，例如，对于指定的入射条件，R₁和R₂可以膜的入射光侧上的半球反射率来度量。如果R₁和R₂以百分数表示，则R₂可以与R₁差至少10%、或至少20%或至少30%。作为澄清实例，R₁可以为70%，R₂可以为60%、50%、40%或更小。或者，R₁可以为10%，R₂可以为20%、30%、40%或更大。R₁和R₂也可以通过采用其比率进行比较。例如，R₂/R₁或其倒数可以为至少2或至少3。

在一些情况下，第一和第二光学特性可在反射率对视角的依赖性上不同。例如，第一光学特性可以包括第一反射谱带，第一反射谱带在法向入射下具有给定的中心波长、谱带边缘和最大反射率，且第二光学特性可以包括第二反射谱带，第二反射谱带在法向入射下与第一反射谱带的这些方面非常相似。然而随着入射角的增大，尽管第一反射谱带和第二反射谱带都可能偏移至较短波长，但其各自的最大反射率可能极大地彼此偏移。例如，第一反射谱带的最大反射率可随入射角的增大而保持恒定或增大，而第二反射谱带或至少其p偏振分量的最大反射率可随入射角的增大而减小，例如在从法向入射到布鲁司特角（Brewster’sangle）的范围内。

在包含至少一个多层光学膜的实施例中，上面讨论的第一和第二光学特性之间的差异可能涉及到覆盖一部分可见光谱的反射谱带。在这些情况下，此类差异可由膜的不同面内区之间的颜色差异感知到。

第一反射特性可对法向入射于膜上的给定偏振态的光具有最小、最大或平均反射率或透射率，且第二反射特性可对相同入射条件的光具有相同或相似的反射率或透射率值。但随着入射角增大，第一特性的值可增大而第二特性的值可减小，或者反过来，或者一个特性的值可保持相对恒定而另一个特性的值明显地增大或减小。在包含至少一个漫反射共混层的实施例中，在给定偏振态的法向入射光的可见波长上，不同的第一和第二漫反射特性可呈现相同或相似的平均反射率，但随着入射角增大，第一区（对应于第一漫反射特性）中膜的平均反射率可增大，而第二区（对应于第二漫反射特性）中膜的平均反射率可减小。

图2为包含第一、第二和第三功能层或功能膜212、216、220以及第一和第二阻挡层214、218的复合膜210的一部分的示意性侧视或剖视图。这些组成部分通过任何适合的措施，例如通过层合、共挤出和/或其他已知的技术，彼此以层状布置进行连接而产生如图所示的复合膜210。复合膜210在z方向上通常具有相对有限的厚度并通常沿面内x方向和y方向延伸。膜210的空间图案化因此通常沿x-y平面限定，但一个图案化操作可使用一个光束选择性地在一个组成层或组成膜上进行，另一不同的图案化操作则可使用不同的光束选择性地在不同的组成层或组成膜上进行。该选择性图案化通过适宜地选择功能层的吸收特性、适宜地选择阻挡层以及适宜地选择用来进行不同图案化操作的光束而成为可能。复合膜内经过不同图案化的层或膜的光学特性因此在复合膜的可用区域上每个(x,y)位置处相组合，从而限定复合膜的在空间上不均匀的光学特性。

如图所示，复合膜210具有前表面或顶表面210a以及后表面或底表面210b。在简化的实施例中，复合膜210的第三功能层220和第二阻挡层218可被略去。

首先，我们假定所有功能层212、216、220都为延迟膜。为进行复合膜210的双水平图案化，第一辐射能光束照射到顶表面210a上。该辐射能可以是偏振的或准直的或二者，例如来自激光源。辐射能包含写波长，例如波长带宽。辐射能可由激光源生成，但也可使用非激光源。可定制延迟膜212、216、220的吸收特性与在这些膜的每一个膜中所选用的相应材料的组合，以使它们对因吸收入射辐射能的一部分而造成的处理渐进地更敏感。也就是说，膜220中的双折射可使用局部强度比膜216所需的强度低的辐射能来进行热法弛豫，而膜216中的双折射可使用局部强度比膜212所需的强度低的辐射能来进行热法弛豫。从顶表面210a的角度看，阻挡层214、218（其可例如为红外反射多层光学镜膜或偏振膜）会至少部分地减小原本将透射至其下面的层和膜的辐射能的强度。例如，阻挡层214和/或218可为多层反射偏振器，或者它或它们可为在法向入射下对写波长提供高反射率而在给定的倾斜入射角下对写波长提供低反射率、高透射率的多层镜膜。当使用两个阻挡层时，一个可为反射偏振器而另一个可为谱带偏移镜（band-shiftingmirror）。

为单独地处理（即选择性地图案化）第一延迟膜212，对源强度、扫描速度（或停留时间）、偏振、和在顶表面210a上的入射角进行控制以提供第一辐光束，使得对于第一辐光束，在膜212中存在足够的辐射强度以局部地弛豫膜212在被第一光束占据的有限区域或区内的双折射、同时通过相应的阻挡层透射至下面的膜216、220的辐射强度不足（低于双折射减小所需的阈值）。为单独地处理第二延迟膜216，对源强度、扫描速度（停留时间）、偏振和在顶表面210a上的入射角进行控制来提供第二辐光束使得对于第二辐光束：（a）第一延迟膜212中存在的辐射强度不足（低于双折射减小所需的阈值）；（b）第二延迟膜216中存在足够的辐射强度来减小该膜（其比第一膜212对处理更敏感）中在被第二光束占据的有限区域或区内的双折射；和（c）通过阻挡层218透射至下面的膜220的辐射强度不足（低于双折射减小所需的阈值）。最后，为单独地处理第三延迟膜220，对源强度、扫描速度（停留时间）、偏振和在顶表面210a上的入射角进行控制来提供第三辐光束使得对于第三辐光束：（a）膜212、216中存在的辐射强度不足（低于双折射减小所需的阈值）；和（b）足够的辐射强度通过膜212、216及阻挡层214、218到达膜220，从而减小膜220（其比膜212、216对处理更敏感）中在被第三光束占据的有限区域或区内的双折射。

作为更简单的实例，考虑图2的实施例但略去膜220和阻挡层218。在此更简单的实施例中，延迟膜212、216中的一个可为四分之一波长延迟器而另一个膜可为半波长延迟器。由膜212、216和层214形成的复合膜因此为空间上均匀的四分之三波长膜，其限制条件是膜212、216的快轴彼此平行且层214不引入任何显著的面内延迟。然后可对此空间上均匀的复合延迟膜进行双水平图案化，以在可用区域上的不同位置或区处提供不同的延迟量。可例如用第一辐光束例如在第一区中选择性地热处理四分之一波长延迟膜以基本上消除四分之一波长膜材料的双折射并因此将延迟从四分之一波长减小到基本上为零。该复合膜因此在该第一区中变为半波长膜。可例如用第二辐光束在不与第一区交迭的第二区中选择性地热处理单独的半波长延迟膜以基本上消除半波长膜材料的双折射并因此将延迟从半波长减小到基本上为零。该复合膜因此在第二区中变为四分之一波片。如果第一和第二经处理的区交迭，则在交迭的区域中，复合膜具有零总延迟。这样，图案化的复合膜可在一个位置或区中（其中这两个延迟膜均未被热处理）提供四分之三波长总延迟，在另一个位置或区中（其中仅四分之一波长延迟膜被热处理）提供半波长总延迟，在又一个位置或区中（其中仅半波长延迟膜被处理）提供四分之一波长总延迟，并在再一个位置或区中（其中半波长延迟膜和四分之一波长延迟膜二者均被处理）提供零延迟。如果然后使用相对于复合膜的快轴进行适宜取向的低强度线性偏振光照射这样的复合膜，则以下四种不同状态的偏振光将在不同的位置或区处离开复合膜：两个正交的线性偏振态和两个正交的圆形偏振态。

注意，为在所关注的波长范围例如可见波长范围上获得相当均匀的宽带延迟，延迟膜212、216、220中的任意者或全部可自身为两个或更多个双折射层或膜的组合。

可向复合膜构造中的顶层或底层或者构造中的其他地方附加其他延迟器和/或其他层、涂层或膜（参见例如美国专利6,368,699（Gilbert等人））。也可在图2的实施例内添加可如本文所述经过选择性热处理或不可热处理的其他延迟器，例如并置在各个层之间，以获得其他所需效果。此外，延迟膜212、216、220中的一个或多个可使用可热处理的层的组合代替，所述组合可然后作为一组层同时以图案方式进行热加工。在一些情况下，给定的延迟膜可为多层光学膜的表层或光学厚内层，所述多层光学膜可例如为反射偏振器或镜。多层光学膜还可具有合适的吸收特性以便其可为空间定制的光学膜（STOF）。反射膜和延迟膜可用不同的辐光束单独地热处理并分别图案化，例如通过使用在不同的波长下吸收的吸收剂，或者它们可在组合的过程中进行热处理。

在其他实施例中，可保留图2的可图案化延迟膜中的至少一个，并可使用可图案化反射膜或STOF代替所述可图案化延迟膜中的至少另一个。可图案化反射膜可为或可包含具有一个或多个微层组的多层光学膜，所述微层组的（镜面）反射特性在很大程度上由自微层之间的界面反射的光的相长干涉及相消干涉决定，至少一些微层是双折射的。在一些情况下，可图案化反射膜可为或可包含具有共混层的可图案化漫反射膜，所述共混层包含被分离成不同的第一和第二相的至少第一和第二材料，所述材料或相中的至少一者是双折射的。总之，可图案化反射膜的反射率（包括漫反射率和/或透射率）可根据第一所需图案而在空间上改变，且可图案化延迟器的延迟可根据第二所需图案而在空间上改变，所述第二图案可不同于所述第一图案，但其可与所述第一图案至少部分配准。因此，反射膜或STOF膜的反射性质可实质上独立于延迟膜中的延迟水平而改变，反之亦然。

阻挡层中的一个或多个可自身是双折射的，在这种情况下，其也可赋予构造显著的延迟。该附加的延迟，如果显著的话，在可双水平图案化的复合膜的设计中也应考虑到。对于法向入射阻挡层，可能有利的是使用面内延迟非常低或为零的同等地双轴拉伸的镜膜。来自每一个阻挡层的延迟也可通过以下方式消除：向复合膜（例如在其背面）添加相同的双折射层但相对于相应的阻挡层旋转90度。当使用偏振的阻挡层时，同样可在复合膜的背面放置相同的膜以抵消所增加的延迟。当期望在单个延迟片叠堆中组合偏离法向的能力以及偏振的能力时（例如对于三个可单独寻址的层），可能有利的是对于阻挡层中的两个（例如图2中的214和218）使用两个相同的偏振器但将它们取向为分开90度，即以交叉的配置取向。然后可使用偏离法向的加工来使最深的延迟片（图2中220）前面的交叉偏振器构造避开辐射能处理源。

由于所公开的可双水平图案化的复合膜可被结合到器件（例如显示器件）中，故常常有利的是使阻挡层在法向工作条件下在器件所用的波长范围内具有相对高的光透射率。例如，如果器件使用可见光如波长范围400-700nm的光来显示图像，则用于图案化的辐射能光束以及任何阻挡层的任何反射谱带均优选地位于该波长范围之外。此外，在器件所用的倾斜入射角下，任何阻挡层的任何反射谱带优选地不偏移到此波长范围中。因此，在使用更高度准直的光的器件应用中，复合膜可采用一个或多个左谱带边缘（即反射谱带的短波长边缘）相对靠近可见波长范围的阻挡层。当阻挡层为多层光学膜时，在器件所用的波长范围中，较高级次的反射也优先被抑制。在一些情况下，例如当用于对复合膜进行图案化的辐射能光束处于紫外波长范围中时，所述一个或多个阻挡层可阻挡比光学器件中所用波长更短波长的光，在这种情况下，基于多层光学膜的阻挡层的较高级次的反射不是问题。

如上面所提到的，阻挡层还可为STOF膜，即其可具有合适的吸收特性以使其反射特性可通过施加合适的辐光束并通过热诱导的双折射率减小机制加以改变。在这样的情况下，在使用阻挡层以在图案化过程中将复合构造中的组成膜彼此隔离开来之后，可使用另一合适的辐光束在其可用区域的一部分上或其整个可用区域上处理阻挡层自身以减小或最小化由阻挡层贡献给最终形式的复合构造的双折射或延迟的量。

本文所公开的复合膜和/或其组成膜或组成层可以是热定形的或者可以在膜制成后以其他方式进行后处理以改善尺寸稳定性。为改善尺寸稳定性，可将所述膜层合到玻璃板上。所述板可以是显示器的一部分，例如液晶显示器（LCD）或OLED显示器的一部分。可将所述膜粘附或以其他方式附加到显示器的另一部件层，或者可将所述膜用作各种显示器部件的沉积用基底。在一些情况下，可在辐射能处理之前将所述膜层合或以其他方式粘附于玻璃或显示器上，并在层合后再用辐射能处理。所述膜可被再次热处理以使与玻璃的粘附以及使最终尺寸稳定，例如有意地使膜收缩，或者可以启动蠕变过程来确保在整个显示器系统的进一步加工所需的条件下的尺寸稳定性。这样，可在局部和全局规模上获得例如与显示器件中显示像素的配准。在一些情况下，显示器部件可能对辐射能不敏感，故复合膜可在附加到显示器之后以图案方式进行热处理而不需要其他考虑。在其他情况下，可考虑将显示器部件作为图2的最终层220。在这样的情况下，阻挡层218可因此保护显示器部件免受辐射处理的影响。在又一变型（未示出）中，可向图2的复合膜210的表面210b附加另外的保护性阻挡层，然后可在所述另外的阻挡层下面或之下提供显示器元件。例如，这样的另外的阻挡层可为用于阻止例如在加工层220使所用的倾斜传播的辐射能发生透射的镜。这样，三个功能层212、216和220可使用不同的辐光束单独地处理且下面的组成部分不会受损。最后，还可将所述复合膜的前表面或顶表面（例如图2的210a）安装到玻璃基底，即显示器组件内。这样的配置可有助于通过最小化复合膜与其他显示器元件之间的距离而减小视差问题。

通常，本发明还涵盖这样的系统，其包含：第一，可用辐射能处理或可图案化的层；第二，在传递来自光学器件或图形显示器的所关注的光的同时阻挡该辐射能的层；和第三，光学器件或图形显示器自身。这样，可在组装后使用辐射能来图案化光学器件或图形显示器而不用担心光学器件因图案化过程受损。所述光学器件或图形显示器可以是有源的或无源的。

作为一个实例，可以在半透半反射型显示器中使用STOF镜。可图案化镜膜的一些部分可通过以图案方式进行辐光束处理而变得更透明。此外，覆盖镜膜的更具反射性和/或更透明的区域的延迟膜部分可被独立地处理以移除或减小选定位置处的延迟，例如减小半波长延迟至零延迟。由可图案化镜膜和延迟膜组成的复合膜可以是3D半透半反射型显示器中的有用组成部分。

所公开的可双水平图案化的复合膜的潜在应用包括图形显示器和光学器件。参见例如B.M.I.vanderZande等人，SIDSymposiumDigestofTechnicalPapers（SID技术论文摘要集），(2003)，第194-197页。图案化的延迟器已被用来改善反射型和半透半反射型显示器中的亮度和对比度、改善透射型显示器中的视角以及形成3D图形显示器。参见例如：S.J.Roosendaal等人，SIDSymposiumDigestofTechnicalPapers（SID技术论文摘要集），(2003)，第78-81页；Karman等人，Proc.Eurodisplay（欧洲显示大会论文集），(2002)第515页；C.H.Tsai等人，Proc.ofSPIE（SPIE大会论文集），第3957卷(2000)第142页；英国专利GB2,420,188（Fukaishi等人）；美国专利申请公开US2006/0082702（Jacobs等人）；PCT公开WO2004/004362（Jacobs等人）；PCT公开WO2004/003630（Jacobs等人）；和美国专利7,116,387（Tsai等人）。特别地，例如出于颜色补偿和视角考虑，可以像素为基础控制延迟至多个水平。多水平延迟器，即具有不同且界限清晰的高延迟值、低延迟值和至少一个中间延迟值的复合延迟膜和/或既采用可图案化延迟膜又采用可图案化STOF反射器的复合膜，可用在这些应用中。

现在转向图2A，这里我们看到多层膜230的一部分的示意性侧视图，该图揭示包括其内部层的膜结构。这样的膜可用作所公开的实施例中的阻挡层，且如果其被制造为具有合适的吸收特性，则也可用作所公开的实施例中的可图案化反射器或STOF膜。所述膜是基于局部x-y-z笛卡尔坐标系示出，其中膜平行于x轴和y轴延伸，并且z轴垂直于膜及其组成层且平行于膜的厚度轴。膜230和以膜230作为其一部分的复合膜两者都不必是完全平坦的。它们可以是弯曲的或者被成形为偏离平面的，并且甚至在这些情况下，膜的任意小的部分或区域也可与如图所示的局部笛卡尔坐标系相关。膜230可被视为代表图2的复合膜210的阻挡层和/或其中一个功能层，和/或图1的复合膜110中任何其区112、114、116中的阻挡层和/或其中一个功能层，因为复合膜110的各个层或膜优选地从每一个这样的区连续延伸到下一个。

多层光学膜包括各个层，该各个层具有不同折射率，以使得一些光在相邻层之间的界面处被反射。这些层（有时称为“微层”）为足够薄的，以使得在多个界面处反射的光发生相长干涉或相消干涉，以向多层光学膜赋予所需的反射或透射特性。对于被设计用于反射紫外光、可见光或近红外波长光的多层光学膜而言，每一个微层的光学厚度（物理厚度乘以折射率）一般都为小于约1μm。然而，也可包括较厚的层，例如多层光学膜的外表面处的表层，或设置在多层光学膜内以分隔微层的相干分组（称为“叠堆”或“组”）的保护性边界层(PBL)。在图2A中，微层被标记为“A”或“B”，“A”层由一种材料构成，“B”层由不同的材料构成，这些层以交替布置的方式层叠，从而形成如图所示的光学重复单元或单位单元ORU1、ORU2、...ORU6。通常，如果需要高反射率，则完全由聚合物材料构成的多层光学膜将包括远多于6个光学重复单元。注意，除了在一些实施例中最上面的“A”层之外，图2A中所示的所有“A”和“B”微层均可为膜210的内部层，该最上面的“A”层的上表面在此示例性实例中与膜230的外表面230a重合。位于该图底部的显著较厚的层232可代表外表层或PBL，所述PBL将图中所示的微层叠堆与另一个微层叠堆或层组（未示出）分隔开来。如果需要，可（例如）利用一层或多个厚粘合剂层或利用压力、热或其它方法将两个或更多个单独的多层光学膜层合在一起，以形成层合膜或复合膜。

在一些情况下，微层的厚度和折射率值可对应于1/4波长叠堆，即微层被布置成光学重复单元，每一个光学重复单元均具有两个等光学厚度（f-比率=50%，f-比率为组成层“A”的光学厚度与完整光学重复单元的光学厚度的比率）的相邻微层，这类光学重复单元通过相长干涉而有效地反射光，被反射光的波长λ为光学重复单元总光学厚度的两倍，其中物体的“光学厚度”是指其物理厚度与其折射率的乘积。在其他情况下，光学重复单元中微层的光学厚度可彼此不同，由此f-比率大于或小于50%。在图2的实施例中，“A”层一般描绘为比“B”层薄。每一示出的光学重复单元（ORU1、ORU2等）的光学厚度（OT₁、OT₂等）等于其组成层“A”和“B”的光学厚度之和，并且每一光学重复单元反射波长l为其总光学厚度两倍的光。由一般而言用于多层光学膜中、具体而言用于本文所讨论的内部图案化的多层膜中的微层叠堆或层组所提供的反射性质上通常是基本上镜面反射而非漫反射，因为在微层之间具有大体光滑的界限清晰的界面，并且在典型的构造中使用低雾度材料。然而在一些情况下，可对成品进行定制，以（例如）利用表层和/或PBL层中的漫射材料、和/或利用（例如）一个或多个表面漫射结构或纹理化表面来包含任何所需程度的散射。

在一些实施例中，层叠堆中的光学重复单元的光学厚度可以全部彼此相等，从而得到中心波长等于每一个光学重复单元的光学厚度两倍的具有高反射率的窄反射谱带。在其他实施例中，光学重复单元的光学厚度可根据沿着z轴或膜厚方向的厚度梯度而不同，从而光学重复单元的光学厚度随着从叠堆的一侧（如顶部）到叠堆的另一侧（如底部）而增大、减小或遵循某些其他函数关系。可使用这种厚度梯度来得到加宽的反射谱带，从而在所关注的扩展波长谱带以及所关注的所有角度上得到光的大致光谱上平坦的透射和反射。也可使用被定制成可在高反射和高透射之间的波长过渡区锐化谱带边缘的厚度梯度，如美国专利6,157,490（Wheatley等人）“OpticalFilmWithSharpenedBandedge”（具有锐化谱带边缘的光学膜）中所述。对于聚合物多层光学薄膜，反射谱带可被设计成具有锐化的谱带边缘以及“平顶”的反射谱带，其中所述反射特性基本上在应用的整个波长范围内都是恒定的。还可以想到其它层布置方式，例如具有2微层光学重复单元的多层光学膜（其f-比率为不同于50%），或其中光学重复单元包括不止两层微层的膜。这些可供选择的光学重复单元设计可被配置成减少或激发某些更高阶的反射，当所需扩展波长谱带位于近红外波长内或延伸到近红外波长时，这样做可能是可用的。参见例如美国专利5,103,337（Schrenk等人）“InfraredReflectiveOpticalInterferenceFilm”（红外反射光学干涉膜）、5,360,659（Arends等人）“TwoComponentInfraredReflectingFilm”（双组分红外反射膜）、6,207,260（Wheatley等人）“MulticomponentOpticalBody”（多组分光学主体）、和7,019,905(Weber)“Multi-layerReflectorWithSuppressionofHighOrderReflections”（抑制高阶反射的多层反射器）。

因此可根据需要定制厚度梯度和光学重复单元设计，从而得到本文所公开的多层光学膜，所述多层光学膜在所限定的光谱带上无论在其处理区还是未处理区、并且无论对于一种偏振态的光还是对于非偏振的光均具有显著的反射率。例如，在只是基本上一个光谱带上的所述显著的反射率可为至少50%，或者至少60%、70%、80%或90%或更高，所述谱带设置在光谱的可见光部分或任何其他所需部分。例如，所述谱带的带宽可小于200nm、或150nm、或100nm、或50nm或更小，所述带宽可作为半峰全宽(FWHM)反射率进行测量。如上所述，所述谱带可与零阶反射相关，或者如果适当地设计光学重复单元，可与所需的更高阶反射相关。

如上所述，多层光学膜的相邻微层具有不同的折射率，以使得某些光在相邻层之间的界面处被反射。将微层中的一个（如图2中的“A”层）对于沿x、y、和z主轴偏振的光的折射率分别称为n1x、n1y、和n1z。将相邻微层（如图2中的“B”层）沿相同轴的折射率分别称为n2x、n2y、n2z。x轴、y轴、和z轴可以（例如）对应于材料的介电张量的主方向。通常并且为了论述目的，不同材料的主方向为一致的方向，但一般不必如此。将这些层之间沿x方向、沿y方向、和沿z方向的折射率差值分别称为Δnx(=n1x-n2x)、Δny(=n1y-n2y)、和Δnz(=n1z-n2z)。这些折射率差值的特性与膜中（或膜的给定叠堆中）的微层数量及其厚度分布相结合来控制膜（或膜的给定叠堆）在给定区中的反射和透射特性。例如，如果相邻微层沿一个面内方向具有大的折射率失配（Δnx大），并且沿正交面内方向具有小的折射率失配(Δny≈0)，则膜或组就垂直入射光而言可以起到反射型偏振器的作用。就这一点而言，出于本专利申请的目的，反射型偏振片可被视作这样的光学主体：如果波长在组的反射谱带内，其会强烈地反射沿一条面内轴（称为“阻光轴”）偏振的垂直入射光，并且强烈地透射沿正交的面内轴（称为“透光轴”）偏振的此类光。取决于预期的应用或使用领域，“强烈地反射”和“强烈地透射”可具有不同的含义，但在许多情况下，反射偏振器对于阻光轴将具有至少70%、80%或90%的反射率，而对于透光轴将具有至少70%、80%或90%的透射率。

就本专利申请的目的而言，如果材料在所关注的波长范围（如光谱的UV部分、可见部分、和/或红外部分中的选定波长或谱带）上具有各向异性的介电张量，则将该材料视为“双折射的”材料。换句话说，如果材料的主折射率（如n1x、n1y、n1z）并非全部相同，则将该材料视为“双折射的”材料。给定材料或层的“双折射率”因此可指其最大主折射率与其最小主折射率之间的差异，除非另外指出。可忽略不计的双折射量通常可被略去。就用于漫反射膜的共混层而言，连续相中的组分材料优选地具有至少0.03、或0.05或0.10的双折射率。在一些情况下，可指定任何给定材料或层的双折射率为例如至少0.02、或0.03或0.05。在另一个实例中，相邻微层可以沿两个面内轴具有大的折射率失配（Δnx大且Δny大），在这种情况下膜或组可以用作同轴反射镜。就这一点而言，出于本专利申请的目的，如果波长位于组的反射谱带内，反射镜或反射镜状膜则可以视为能强烈地反射任何偏振的垂直入射光的光学体。再则，根据预期应用或应用领域，“强烈地反射”可以具有不同的含义，但在许多情况下，反射镜对于在所关注波长下的任何偏振的垂直入射光的反射率将为至少70%、80%或90%。

在上述实施例的变型中，相邻微层可以沿z轴具有折射率匹配或失配（Δnz≈0或Δnz大），并且该失配可以具有与面内折射率失配相同或相反的极性或符号。Δnz的这种定制在倾斜入射光的p偏振分量的反射率无论是随入射角增大而增大、减小、还是保持不变方面都起关键作用。在另一个实例中，相邻微层可以沿这两个面内轴都具有显著的折射率匹配(Δnx≈Δny≈0)，而沿z轴具有折射率失配（Δnz大），在这种情况下，如果波长位于组的反射谱带内，则膜或组可以起到所谓的“p偏振器”的作用，其强烈地透射任何偏振的垂直入射光，而且渐增地反射入射角增大的p偏振光。

鉴于沿不同轴的可能的折射率差异、总的层数及其厚度分布以及包含在多层光学膜中的微层组的数量和类型具有大量的排列方式，故可能的多层光学膜210及其层组具有极大的多样性。参考本文所引用的任何专利文献（无论是专利还是非专利，并且无论是由美国专利局公布还是由任何其他国家或专利机构公布）以及下列文献中所公开的多层光学膜，这些文献均以引用方式并入本文：美国专利5,486,949（Schrenk等人）“BirefringentInterferencePolarizer（双折射干涉偏振器）”；美国专利5,882,774（Jonza等人）“OpticalFilm（光学膜）”；美国专利6,045,894（Jonza等人）“CleartoColoredSecurityFilm（透明至彩色安全膜）”；美国专利6,179,949（Merrill等人）“OpticalFilmandProcessforManufactureThereof（光学膜及其制造方法）”；美国专利6,531,230（Weber等人）“ColorShiftingFilm（色移膜）”；美国专利6,939,499（Merrill等人）“ProcessesandApparatusforMakingTransverselyDrawnFilmswithSubstantiallyUniaxialCharacter（制造具有基本上单轴特性的横向牵伸膜的方法和装置）”；美国专利7,256,936（Hebrink等人）“OpticalPolarizingFilmswithDesignedColorShifts（设计有色移的光学偏振膜）”；美国专利7,316,558（Merrill等人）“DevicesforStretchingPolymerFilms（用于拉伸聚合物膜的装置）”；PCT公开WO2008/144136A1（Nevitt等人）“Lamp-HidingAssemblyforaDirectLitBacklight（用于直接照明式背光源的隐灯式组件）”；PCT公开WO2008/144656A2（Weber等人）“BacklightandDisplaySystemUsingSame（背光源及使用其的显示器系统）”。

预期被独立地图案化的每一个内部层组中的微层中的至少一些在选择性热处理之前是双折射的，并还优选在热处理之后的成品膜的至少一个区（例如图1的区112、114、116）中是双折射的。因此，具有特定层组的光学重复单元中的第一层可为双折射层（即，n1x≠n1y，或者n1x≠n1z，或者n1y≠n1z），或者具有这种层组的光学重复单元中的第二层可为双折射层（即，n2x≠n2y，或者n2x≠n2z，或者n2y≠n2z），或者第一层和第二层二者可均为双折射层。此外，一个或多个这种层的双折射在至少一个区中相对于相邻区减少。在一些情况下，这些层的双折射率可减弱至零，使得它们在一个区中为光学各向同性的（即，n1x=n1y=n1z，或n2x=n2y=n2z），而在相邻区中为双折射的。在其中两个层根据材料选择和处理条件而初始均为双折射层的情况下，它们可通过下述方式进行处理，即显著减小这两个层中仅一个层的双折射，或可减小全部两个层的双折射。

示例性的多层光学膜及其微层组由聚合物材料构成并可使用多种流动工艺制造，包括共挤出、膜流延以及膜拉伸或牵伸工艺。通常，通过这些多种流动工艺中的一种或多种，在至少一些层中将产生双折射。参见美国专利5,882,774（Jonza等人）“OpticalFilm”（光学膜）、美国专利6,179,949（Merrill等人）“OpticalFilmandProcessforManufactureThereof”（光学膜及其制造方法）、和美国专利6,783,349（Neavin等人）“ApparatusforMakingMultilayerOpticalFilms”（制备多层光学膜的装置）。多层光学膜可以如上述参考文献中任何一项所述对聚合物进行共挤出而形成。优选的是，选择各种层的聚合物，使之具有相似的流变性（如熔体粘度），以使得它们可进行共挤出而没有显著的流体扰动。选择挤出条件以便以连续稳定的方式将各自的聚合物充分地进料、熔融、混合、以及泵送为进料流或熔融流。用于形成和保持这些熔融流中的每一熔融流的温度可以选定为在下述范围内，所述范围避免冻结、结晶、或在该温度范围的低端处出现不当的高压下降、并且避免在该范围的高端处出现材料降解。不希望受到限制，但可能适用于制造多层光学膜以及所公开的复合膜的延迟膜和/或其他组成部分的材料可包括聚合物例如下面的一种或多种：聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）以及它们的共聚物，特别是所谓的“coPEN”；聚苯乙烯；聚丙烯酸酯；和聚碳酸酯。

简言之，多层光学膜的制造方法可包括：(a)提供至少第一树脂流和第二树脂流，所述至少第一树脂流和第二树脂流与欲用于成品膜中的第一聚合物和第二聚合物对应；(b)利用合适的送料区块将第一树脂流和第二树脂流分成多个层，例如包括以下设施的送料区块：(i)梯度板，其具有第一流动通道和第二流动通道，其中第一通道的横截面积沿该流动通道从第一位置向第二位置变化，(ii)进料管板，其具有与第一流动通道流体连通的第一多个导管和与第二流动通道流体连通的第二多个导管，各个导管均向其自身的相应狭槽模具进料，各个导管均具有第一末端和第二末端，导管的第一末端与流动通道流体连通，并且导管的第二末端与狭槽模具流体连通，和(iii)任选的邻近所述导管设置的轴向棒形加热器；(c)使复合材料流穿过挤出模具以形成多层料片，其中每一层都大致平行于相邻层的主表面；以及(d)将多层料片浇铸到冷却辊（有时称为浇铸轮或浇铸辊）上，以形成浇铸的多层膜。该浇铸膜可以与成品膜具有相同的层数，但该浇铸膜的层通常比成品膜的层厚得多。此外，浇铸膜的层通常都是各向同性的层。

也可使用制备浇铸多层料片的多种替代方法。一种也使用聚合物共挤出的此类替代方法在美国专利5,389,324（Lewis等人）中有所描述。

冷却后，可拉延或拉伸多层料片以制备接近成品的多层光学膜，其细节可见于上述引用的参考文献中。拉延或拉伸实现以下两个目标：它使层薄化到其所需的最终厚度，并且它将层取向成使层中的至少一些变为双折射的层。取向或拉伸可沿横维方向（如经由拉幅机）、沿纵维方向（如经由长度取向机）、或其任何组合（无论同时还是依次进行）而实现。如果仅沿一个方向拉伸，则该拉伸可为“无约束的”（其中允许膜在垂直于拉伸方向的面内方向上在尺寸上弛豫）或“受约束的”（其中膜为受约束的并因而不允许膜在垂直于拉伸方向的面内方向在尺寸上弛豫）。如果沿两个面内方向拉伸，则该拉伸可为对称的（即沿正交的面内方向相等）或非对称的拉伸。或者，膜可以通过间歇工艺进行拉伸。在任何情况下，也都可对膜应用后续或共存拉延减小、应力或应变平衡、热定形、和其它处理操作。

在一些情况下，专为双水平图案化设计的并可包含第一组内部层（例如第一微层叠堆）、第二组内部层（例如第二微层叠堆）以及设置在第一和第二组内部层之间的反射或吸收阻挡层的可图案化复合膜可在单次成膜操作中制备，其中基本上全部各个组成层同时地共挤出、然后流延并然后拉伸。或者，可以相继的方式制备适于双水平图案化的可图案化复合膜，其中在单独的成膜操作中制备两个或更多个膜，所述膜中的每一个或一些可涉及共挤出、流延和拉伸，且其中随后将所得的膜层合或以其他方式接合在一起，然后暴露于用于选择性加热和图案化的定向辐射。

所公开的可双水平图案化的复合膜还可包含附加的层和涂层，这些层和涂层根据其光学、力学和/或化学性质进行选择。例如，可在两个主外表面中的一个或两个上添加UV吸收层，以保护膜不会发生由UV光引起的长期降解。附加层和涂层也可包括抗刮涂层、抗撕层和硬化剂。参见（如）美国专利6,368,699（Gilbert等人）。

在一些情况下，构成可双水平图案化的复合膜的组分聚合物材料中的一种、一些或全部聚合物材料的天然吸收性或固有吸收性可以用于吸收性加热过程。例如，在可见光区上损耗低的许多聚合物在某些紫外光和/或红外光波长处具有高得多的吸收性。将膜的部分暴露于具有这种波长的光，可以用于选择性地加热膜的这种部分。此外，构成阻挡层的材料的天然或固有吸收性可用于在各组内层之间必要地阻挡具有写波长的光，以允许将一个此类组独立于另一个此类组按照图案化方式修改。

在其他情况下，可向可图案化复合膜的各个层或组成材料中的一些或全部中引入吸收性染料、颜料或其他试剂以促进上面提到的吸收性加热和/或在一个或多个阻挡层中提供写波长的光的必要的衰减。在一些情况下，这种吸收剂为具有光谱选择性的吸收剂，由此它们在一个波长区中吸收而在另一个波长区中不吸收。例如，本发明所公开的膜中的一些可以旨在用于可见光区中，例如，用于防伪安全标签上或用作液晶显示器(LCD)设备或其它显示设备的元件，在这种情况下，可以使用吸收红外线或紫外线波长而不显著吸收可见光波长的吸收剂。另外，可向膜的一个或多个选定层或材料中引入吸收剂。例如，多层光学膜可包含两个被光学厚层例如保护性边界层（PBL）、层合粘合剂层、一个或多个表层等分开的不同的微层组，并可向所述层组中的一个中而非另一个中引入吸收剂，或者可向两个层组中均引入吸收剂，但在一个中比另一个中以较高的浓度引入。此外，漫反射膜（参见例如图2B）可包含两个由光学厚中间层如层合粘合剂层、一个或多个表层等分离的不同的共混层，并可向所述共混层中的一个中而非另一个中引入吸收剂，或者可向两个共混层中均引入吸收剂，但在一个中比另一个中以较高的浓度引入。

在图2B中，我们看到漫反射光学膜240的共混层的一部分的示意性透视图，该图揭示所述层/膜的内部结构或共混物形态。甚至在其中膜可具有几乎无雾度或毫无雾度的高透明性的情况下，即其中其具有窗样外观的情况下，我们也称该膜为漫反射光学膜，只要这样的膜按本文给出的选择性加热技术源自或可被加工成能漫反射或漫透射给定入射方向和偏振态的光的膜即可。这样的膜可用作所公开的实施例中的阻挡层，且如果其被制造为具有合适的吸收特性，则也可用作所公开的实施例中的可图案化漫反射器或STOF膜。膜240是基于局部x-y-z笛卡尔坐标系示出，其中所述膜平行于x轴和y轴延伸，且z轴垂直于所述膜并平行于膜的厚度轴。膜240不必是完全平坦的，而可以是弯曲的或者如上面结合多层光学膜230所讨论的被成形为其他形状。膜240可被视为代表图2的复合膜210的阻挡层和/或其中一个功能层，和/或图1的复合膜110中任何其区112、114、116中的阻挡层和/或其中一个功能层，因为复合膜110可包含从每一个这样的区连续延伸到下一个的共混层。如所描绘的，膜240包含呈连续相或基体相242的形式的第一透光性聚合物或其他材料和呈不连续相或分散相244的形式的第二透光性聚合物或其他材料。

取决于复合光学膜（漫反射膜可能是其一部分）所针对的具体应用，可使用许多不同的材料来制造所公开的漫反射光学膜。这些材料可以包括诸如基于二氧化硅的聚合物之类的无机材料、诸如液晶之类的有机材料以及聚合物材料（包括单体、共聚物、接枝聚合物及其混合物或共混物）。对于给定的应用，材料的确切选择将由在不同的相沿特定轴的折射率中可获得的所需匹配和/或失配以及所得产品中所需的物理性质推进。在其中所述材料中的一种以连续相存在于共混层中的情况下，这样的材料通常具有在所需的光谱区域中基本上透明的特征。

至少一些本文中所公开的漫反射膜和/或它们的共混层可基本上完全由聚合物材料构成，但在一些情况下也可使用非聚合物材料。在一些情况下，可仅使用两种不同的聚合物材料，但在其他情况下，可使用不止两种这样的聚合物材料。

在材料的选择中的另一考虑在于，所得漫反射膜理想地含至少两个不同的相以在共混层内形成可提供所需的散射的微观结构。这可通过从彼此不混溶的两种或更多种材料流延光学材料而实现。或者，如果需要用彼此不混溶的两种材料制备光学材料，且如果所述材料中的一种比另一材料具有更高的熔点，则在一些情况下，可能可以在低于所述一种材料的熔点的温度下将所述一种材料的适宜尺寸的颗粒包埋在所述另一材料的熔融基体内。然后可将所得混合物流延成膜，并随后和/或同时进行取向，以产生取向的光学膜或光学体。

在一些情况下，可选择被选用于所公开的漫反射膜中的材料以及这些材料的取向程度，以使成品膜的共混层中的不同材料具有至少一个使相关折射率基本上相等的轴，无论这些材料是在膜的经热处理的区中还是在尚未经热处理的区中。与所述轴线相关的折射率匹配导致在那个偏振平面内的光基本上不发生反射，该轴线通常（但未必）是横切取向方向的轴线。

至少一种材料（例如呈分散相的形式）在拉伸后可呈现出与取向方向相关的折射率减小。如果另一材料（例如呈连续相的形式）是正的，则第一材料的负应变诱导双折射具有会增大各邻接的相与取向轴相关的折射率之间的差异的优势，而偏振面垂直于取向方向的光的反射仍然可忽略不计。如果需要反射偏振器，则在取向后，在所关注的波段例如可见光中，各邻接的相在与取向方向正交的面内方向上的折射率之间的差异应小于约0.05，优选小于约0.02。

呈分散相形式的材料也可能呈现出正应变诱导双折射。但这可通过热处理加以改变以与垂直于另一材料（例如呈连续相的形式）的取向方向的轴的折射率相匹配。热处理的温度应不高到使连续相中的双折射弛豫。

分散相中的结构或特征的尺寸也可对散射有显著影响。如果分散相颗粒太小（例如小于所关注的介质中光的波长的约1/30）和如果每立方波长有许多颗粒，则光学体可以起到介质的作用，沿任何给定轴，有效折射率一定程度地介于这两个相的折射率之间。在这样的情况下，散射的光非常少。如果颗粒非常大，则每单位体积的共混层可容纳的颗粒数将变小，且光可从颗粒表面镜面反射，而向其他方向中的漫射或散射非常少。如果此类非常大的颗粒沿x方向和y方向变为盘形或变平，则可能发生虹彩（iridescence）效应（这可能是期望的或可能是不期望的）。当颗粒变大时还可达到实际的限制，因为光学体的厚度将变得更大且理想的机械性能将受损。

在定向后分散相颗粒的尺寸可根据光学材料的所需用途加以定制。因此，例如，可根据特定应用中所关注的电磁辐射的波长来定制颗粒的尺寸，为了反射或透射可见辐射、紫外辐射、红外辐射和微波辐射，需要不同的尺寸。但一般来讲，颗粒的长度应大致大于介质中所关注的电磁辐射的波长除以30。

在其中漫反射膜欲用作低损耗反射偏振器的应用中，颗粒的长度可大于所关注的波长范围上的电磁辐射波长的约2倍，优选超过所述波长的4倍。颗粒的平均直径可等于或小于所关注的波长范围上的电磁辐射的波长，优选地小于所需波长的0.5倍。虽然在大多数应用中，分散相的尺寸为次要考虑因素，但在其中漫反射相当少的薄膜应用中，其将变得更重要。

虽然在许多情况下，折射率失配可能是赖以促进散射的主要因素（例如，漫射镜或偏振器膜可在连续相和分散相沿至少一个面内轴的折射率上具有相当大的失配），但改变分散相颗粒的几何形状也可对散射有影响（例如次要影响）。因此，颗粒在折射率匹配方向和折射率失配方向上对于电场的去偏振因素可减小或增强给定方向上的散射量。例如，当分散相沿垂直于取向轴的平面所截取的横截面是椭圆形的时（参见例如图2B中的分散相244），分散相的椭圆形横截面形状可有助于背向散射光和前向散射光二者的不对称漫射。该效应可增加或减损折射率失配所致的散射的量，但通常对散射的影响较小。

分散相颗粒的形状也可影响自颗粒散射的光的漫射程度。该形状影响通常小，但将随着颗粒在垂直于光的入射方向的平面中的几何横截面的纵横比的增大以及颗粒的变大而增大。如果需要漫反射而不是镜面反射，则常常可取的是使分散相颗粒的尺寸在一个或两个互相正交的维度上小于光的若干波长。

对于低损耗漫反射偏振器，膜可由以一系列棒状结构形式设置于连续相内的分散相组成，作为取向的结果，所述棒状结构具有高的纵横比，这可通过相对于垂直于取向方向的偏振而增大平行于取向方向的偏振的散射强度和色散来增强平行于取向方向的偏振的反射。但分散相的颗粒或结构可具有许多不同的几何形状。因此，分散相可以是盘形或细长盘形的，或者是棒形的或球形的。就这一点而言，更多的信息可见于2010年6月30日提交的共同受让的美国专利申请序列号61/360,124（代理人案卷号66469US002）,“DiffuseReflectiveOpticalFilmsWithSpatiallySelectiveBirefringenceReduction（具有空间选择性双折射减小的漫反射光学膜）”。

除连续相/分散相组合外，构成漫反射膜的共混层的不同聚合物也可以共存连续相（co-continuous）关系排列。关于共存连续相构造的更多细节可见于例如美国专利7,057,816（Allen等人）中。共存连续相构造中的两个相可为纤丝状并形成互穿聚合物网络（IPN）。所述纤维可以是无规取向的或是沿给定的轴取向。其他共存连续体系可包含第一材料的开孔基体（第一相），第二材料以共存连续方式（第二相）设置于所述基体的孔内。

漫反射光学膜的不同相中使用的不同材料沿特定的方向或轴具有不同的折射率，无论是在膜的经热处理的区中还是在尚未经热处理的区中，使得一些沿这样的方向或轴偏振的光在相邻相之间的界面处被反射并集体散射。可以将共混层中第一材料（例如，在图2B中，呈连续相242形式的第一透光性聚合物）对沿x、y和z主轴偏振的光的折射率分别称为n1x、n1y和n1z。x轴、y轴、和z轴可以（例如）对应于材料的介电张量的主方向。通常及出于讨论目的，共混层中不同材料的主方向是重合的，但不必总是这样。将共混层中（与第一材料相邻的）第二材料（例如，在图2B中，呈不连续相或分散相244形式的第二透光性聚合物或其他材料）沿相同轴的折射率分别称为n2x、n2y、n2z。然后将这些材料或相之间沿x方向、沿y方向和沿z方向的折射率差异分别称为Δnx(=n1x-n2x)、Δny(=n1y-n2y)和Δnz(=n1z-n2z)。这些折射率差异的性质与共混层的厚度、组成（例如，共混层中第一和第二材料的体积分数）和共混物形态（例如，共混层中第一聚合物结构和第二聚合物结构的尺寸、形状和分布）一起控制这样的层在给定的区中的反射和透射特性。例如，如果相邻相沿一个面内方向具有大的折射率失配（Δnx大）而沿正交面内方向具有小的折射率失配（Δny≈0），则膜或共混层可以起到法向入射光的漫反射偏振器的作用。就这一点而言，出于本专利申请的目的，漫反射偏振器可被视为强烈地漫反射沿一个面内轴（称为“阻光轴”）偏振的法向入射光而强烈地透射沿正交的面内轴（称为“透光轴”）偏振的此类光的光学体。取决于预期的应用或使用领域，“强烈地反射”和“强烈地透射”可具有不同的含义，但在许多情况下，漫反射偏振器对于阻光轴将具有至少70%、80%、90%或95%的反射率，而对于透光轴将具有至少70%、80%或85%的透射率（包括其他表面效应）。

又如，相邻相可沿两个面内轴均具有大的折射率失配（Δnx大且Δny大），在这种情况下，膜或共混层可起到共轴漫射镜的作用。就这一点而言，出于本专利申请的目的，漫射镜或镜样膜可被视为强烈地漫反射任何偏振的法向入射光的光学体。同样，取决于预期的应用或使用领域，“强烈地漫反射”可具有不同的含义，但在许多情况下，漫射镜对于所关注的波长下的任何偏振的法向入射光将具有至少70%、80%或90%的反射率。

在前述实施例的变型中，相邻相可沿z轴具有折射率匹配或失配（Δnz≈0或Δnz大），并且该失配可以具有与面内折射率失配相同或相反的极性或符号。Δnz的这种定制在斜入射光的p偏振分量的反射率无论是随入射角增大而增大、减小还是保持不变的情况下都起关键作用。

相邻相之间沿不同轴的可能的折射率差异、共混层可能的厚度、共混层可能的组成以及共混层可能的形态有很多种排列。因此，可能的漫反射膜及其共混层具有极大的多样性。包含至少一个共混层的示例性漫反射光学膜在例如美国专利5,825,543（Ouderkirk等人）、6,179,948（Merrill等人）和7,057,816（Allen等人）中公开。

形成所述光学膜的共混层中的其中一个相的材料中的至少一种材料在膜的至少一个区（例如，图1的区112、114、116）中是双折射的。因此，共混层中的第一相可以是双折射的（即n1x≠n1y或n1x≠n1z或n1y≠n1z），或者共混层中的第二相可以是双折射的（即n2x≠n2y或n2x≠n2z或n2y≠n2z），或者第一相和第二相均可以是双折射的。此外，一个或多个这样的相的双折射在至少一个区中相对于相邻区减小。在一些情况下，一个或多个这样相的双折射可以减小至零，使得它或它们在其中一个区中是光学各向同性的（即n1x=n1y=n1z或n2x=n2y=n2z）但在相邻区中是双折射的。在其中两个相最初均为双折射的情况下，取决于材料选择和加工条件而定，可以将这些相加工成使得仅一个相的双折射相当大地减小，或者两个相的双折射可均减小。

示例性的漫反射光学膜由聚合物材料构成并可用2010年6月30日提交的共同受让的美国专利申请序列号61/360,124（代理人案卷号66469US002）,“DiffuseReflectiveOpticalFilmsWithSpatiallySelectiveBirefringenceReduction（具有空间选择性双折射减小的漫反射光学膜）”中讨论的技术制造。还参考美国专利6,179,949（Merrill等人）“OpticalFilmandProcessforManufactureThereof（光学膜及其制造方法）”。

如已经提及的，所公开的复合膜的延迟膜和/或反射膜中可使用多种吸收剂来提高通过辐光束实现双水平图案化的能力。对于在可见光谱中工作的光学膜，可以使用在紫外线和红外线（包括近红外）区中吸收的染料、颜料或其它添加剂。在一些情况下，可能有利的是，选择在下述光谱范围内吸收的试剂：对于所述光谱范围，膜的聚合物材料具有显著较低的吸收性。通过向复合膜的选定的层中引入这样的吸收剂，定向辐射可优先地将热递送至选定的层而非膜的整个厚度上。示例性的吸收剂可以为可熔融挤出的，以使得它们可嵌入到所关注的选定层组中。为此，吸收剂优选在挤出所需的加工温度和停留时间下为适当稳定的吸收剂。一些可能的IR染料包括以商品名Epolight^TM得自Epolin,Inc.的镍、钯、和铂基染料中的任何染料。其它合适的候选染料包括得自ColorChemInternationalCorp.(Atlanta,Georgia)的Amaplast^TM牌染料。其他可能合适的吸收剂可见于美国专利6,207,260（Wheatley等人）“MulticomponentOpticalBody（多组分光学体）”。

在一些情况下，吸收剂可为非线性吸收剂，即，其可为或可包括光能吸收系数取决于强度或注量(fluence)的组合物，其中强度是指每单位时间每单位面积的能量，注量是指每单位面积的能量密度或能量。例如，非线性光吸收剂可以是双光子吸收类型或者反饱和吸收类型。

双光子吸收过程是非线性光吸收过程，其中光子能量大约等于材料的线性激发所需能量的一半。因此，对吸收材料的激发需要同时吸收两个较低能量的光子。可用的双光子吸收剂的实例包括那些表现出大的多光子吸收横截面的吸收剂，例如若丹明B（即，N-[9-(2-羧基苯基)-6-(二乙氨基)-3H-呫吨-3-亚基]-N-乙基乙铵氯化物和若丹明B的六氟锑酸盐）、以及（例如）PCT公布WO98/21521（Marder等人）和WO99/53242（Cumptson等人）中描述的四类光敏剂。

反饱和吸收过程有时也称为激发态吸收，其特征在于对吸收过程中所涉及的激发态的吸收横截面远大于对从基态到激发态的激发的横截面。总的光吸收涉及基态吸收和激发态吸收二者。反饱和吸收材料的例子包括例如金属酞菁、萘酞菁、菁、富勒烯、金属纳米颗粒、金属氧化物纳米颗粒、金属团簇化合物、卟啉、靛蒽醌衍生物和低聚物或其组合。金属酞菁的例子包括例如酞菁铜(CuPC)、以及包含IIIA族(Al、Ga、In)和IVA族(Si、Ge、Sn、Pb)金属或准金属的酞菁。萘酞菁的例子包括例如硅(SiNC)、锡(SnNC)和铅(PbNC)的酞菁衍生物。菁的例子包括例如碘化1,3,3,1',3',3'-六甲基吲哚三羰花青(HITCI)。富勒烯的例子包括C60和C70富勒烯。金属纳米颗粒的例子包括金、银、铝、和锌纳米颗粒。金属氧化物纳米颗粒的例子包括二氧化钛、氧化锑锡、和二氧化锆纳米颗粒。金属簇的例子包括铁三钴金属簇，例如HFeCo₃(CO)₁₂和NEt₄FeCO₃(CO)₁₂。卟啉的例子包括四苯基卟啉(H2TPP)、四苯基卟啉锌(ZnTPP)、和四苯基卟啉钴(CoTPP)。靛蒽醌衍生物的例子包括未取代的靛蒽醌、氧化靛蒽醌、氯代靛蒽醌、和靛蒽醌低聚物。

现在转向图3，该图示出图1的复合膜110在区112和区116的边界处的区域118附近的一部分的示意性剖视图。在膜110的此展开图中，可看到用于将区112与相邻区116隔开的窄过渡区115。取决于加工细节，这样的过渡区可存在或可不存在，如果不存在，则区116可紧邻区112而没有明显的中间特征。还可观察到膜110的构造细节：该膜在其相对侧上包含可单独图案化的延迟膜310、312（它们可为表层），多个微层314和另外多个微层316设置在膜310、312之间。微层314可形成第一阻挡层，微层316可形成第二阻挡层。在这两组微层之间为另一可图案化延迟膜315，其可例如为保护性边界层（PBL）。由于所述外表层，所有微层314、316均在膜110的内部。

在图3的一种替代的解读中，元件310可为可图案化延迟膜，元件314可为起到阻挡层作用的微层组，元件316可为起到可图案化反射膜的作用的微层组，元件315和312可为非双折射元件，例如元件315可为常规的粘合剂层，而元件312可为常规的基底。在这样的情况下，可使用第一辐光束以第一图案将元件310的第一光延迟改变为第二光延迟（例如零延迟），并可使用第二辐光束来将元件316的第一反射特性改变为第二反射特性。为易于描述，对于图3的其余讨论，采取图3的这种替代的解读，除非另外指出。

微层314、316优选地各包含被布置成光学重复单元的两种交替的聚合物材料，且微层314、316中的每一个都如图所示以侧向或横向方式从区112连续地延伸到相邻区116。微层316通过相长干涉或相消干涉在区112中提供第一反射特性，并且微层316中的至少一些在此区中是双折射的。延迟膜310在区112中提供第一延迟。第一反射特性和第一延迟相组合地使复合膜在区112中具有总的第一复合光学特性。在区115、116中，膜110的组成元件可能此前已具有与其在区112中所具有的光学特性相同的相应光学特性，但微层316和延迟膜310中的一者或二者已通过对其选择性地施加热量而经过加工，所述热量的量足以减小或消除其相应层中的一些层在区116中的双折射、同时保持经处理的区116中这些层的结构完整性并还保持区112中这些层的双折射的量，从而使得复合膜在区116中具有不同于第一复合光学特性的第二复合光学特性。区116中的微层316和/或延迟膜310的双折射率减小是造成区112中的第一复合光学特性与区116中的第二复合光学特性之间的差异的主要原因。

如图所示，膜110在区112中具有特征厚度d1、d2，而在区116中具有特征厚度d1’、d2’。厚度d1、d1’为在各自的区中从膜的前外表面到膜的后外表面测定的物理厚度。厚度d2、d2’是从最靠近膜的前表面设置的微层（在微层组的一端处）到最靠近膜的后表面设置的微层（通常在不同微层组的一端处）测量的物理厚度。因此，如果希望比较区112中膜110的厚度与区116中膜的厚度，则可以选择比较d1与d1’或者d2与d2’，这具体取决于哪一种测定更方便。在大多数情况下，d1和d1’之间的比较可以很好地产生与d2和d2’之间的比较基本上相同的结果（成比例地）。（当然，在其中膜不含外表层的情况下及其中微层组终止于膜的两个外表面处的情况下，d1和d2变为相同。）然而，如果存在显著偏差，例如如果表层从一个位置到另一个位置经历显著的厚度变化、但下面的微层中不存在相应厚度变化，或反之，则可能有利的是使用d2和d2’参数来更好地表征不同区中的整体膜厚度，这基于下述事实，即表层相比于微层组对膜的反射特性通常具有较小的影响。

对于含有由光学厚层彼此分隔开来的两个或更多个不同的微层组的多层光学膜而言，任何给定微层组的厚度也可被测量和表征为层组中沿z轴从第一个微层到最后一个微层的距离。该信息在比较不同区112、116中膜110的物理特性的更深入分析中可能变得重要。

如前面所提到的，区116已经过选择性加热处理而使得微层316和/或延迟膜310中的至少一些相对于其在相邻区112中的双折射率失去其一些或全部双折射率，从而使区116因来自微层的光的相长干涉或相消干涉以及膜310所提供的光学延迟二者的组合而呈现出不同于区112的光学特性的光学特性。选择性加热过程可不涉及对区116选择性地施加压力，这可使得膜基本上没有厚度变化（无论使用参数d1/d1’还是参数d2/d2’）。例如，膜110在区116中的平均厚度与在区112中的平均厚度的偏差可不超过区112中或未经处理的膜中观察到的厚度的正常变异率。因此，在区112中或者在对区116进行热处理之前膜的涵盖区112和区116的一部分的区域上，膜110可表现出为Δd的厚度变异率（无论d1还是d2），且区116的空间平均厚度d1’、d2’与区112中的空间平均厚度d1、d2（分别）之间的差异可不超过Δd。参数Δd可以表示（例如）厚度d1或d2的空间分布中的一个、两个或三个标准偏差。

在一些情况下，区116的热处理可给区116中膜的厚度带来某些变化。这些厚度变化可源于例如构成复合膜110的不同材料的局部收缩和/或膨胀，或者可源于一些其他热诱导现象。但在对经处理的区116的复合光学特性的影响方面，与所述经处理的区中双折射的减小或消除所起到的主要作用相比，这种厚度变化（如果有）仅起到次要作用。另外应当注意，在许多情况下，为避免膜起皱或出于其它原因，可能有利的是在用于实现内部图案化的选择性热处理期间保持膜边缘承受张力。所施加张力的量和热处理的细节也可以导致处理区中出现某一程度的厚度变化。

在一些情况下，可以通过分析膜的反射特性来区分厚度变化和双折射变化的影响。例如，如果未经处理的区（例如区112）中的微层提供由左谱带边缘（LBE）、右谱带边缘（RBE）、中心波长λ_c和峰值反射率R₁表征的反射谱带，则对于经处理的区，这些微层的给定厚度变化（其中微层的折射率无变化）将产生具有与R₁约相同的峰值反射率R₂但相对于未经处理的区的反射谱带的那些特征具有在波长上成比例地偏移的LBE、RBE和中心波长的反射谱带，并且这种偏移可测定。另一方面，双折射的改变通常仅在LBE波长、RBE波长和中心波长上产生极小的偏移，因为双折射的改变引起的光学厚度变化通常非常小。（应记得，光学厚度等于物理厚度乘以折射率。）然而，双折射的变化可对反射谱带的峰值反射率具有大的或至少显著的影响，这取决于微层叠堆的设计。因此，在一些情况下，双折射变化可为被修改区中的反射谱带提供峰值反射率R₂，其明显不同于R₁，其中R₁和R₂当然是在相同照射和观察条件下进行比较的。如果R₁和R₂以百分数表示，则R₂可以与R₁差异至少10%、或至少20%或至少30%。作为澄清实例，R₁可以为70%，R₂可以为60%、50%、40%或更小。或者，R₁可以为10%，R₂可以为20%、30%、40%或更大。R₁和R₂也可以通过采用其比率进行比较。例如，R₂/R₁或其倒数可以为至少2或至少3。

就峰值反射率可表示由双折射变化引起的相邻层之间的折射率差的变化所致的界面反射率变化（有时称为光焦度）而言，峰值反射率的显著变化通常也伴有反射谱带带宽的至少一些变化，其中带宽是指LBE和RBE之间的间距。

如已经讨论过的，在一些情况下，即使在热处理过程中事实上未对区116选择性地施加压力，经处理的区116中膜110的厚度（即d1’或d2’）也可一定程度地不同于未经处理的区112中膜的厚度。因此，图3示出d1’略微不同于d1，d2’略微不同于d2。为具有一般性起见，还示出了过渡区115，以示出作为选择性热处理的结果在膜的外表面上可能存在“凸起”或其他可检测到的人工痕迹。然而，在一些情况下，该处理可能未在相邻的处理区和未处理区之间造成可检测到的人工痕迹。例如，在一些情况下，观察者在这些区之间的整个边界上滑动其手指时可能不会在这些区之间检测到隆起块、脊或其它物理人工痕迹。

在一些情况下，处理区和未处理区之间的厚度差在膜的整个厚度上可能是不成比例的。例如，在一些情况下，可能的是，处理区和未处理区之间的外表层具有相对较小的厚度差（表示为变化百分比），而相同区之间的一个或多个内部微层组可能具有较大的厚度差（表示为变化百分比）。

图4示出包含内部图案化的另一复合光学膜410的一部分的示意性剖视图，其中仅在膜的一个水平中实现内部图案化。膜410包含外部光学厚表层412、414和归属于夹在所述表层之间的层416的微层组。所有微层均在膜410内部。（在替代的实施例中，可略去一个或两个表层，在这种情况下，一个或两个PBL或者层组中最外面的微层可变为外部层。）微层所包括的至少一些微层在膜的至少一些区或区域中为双折射的层，且至少在膜的相邻区之间以侧向或横向方式延伸。微层至少在膜的第一未经处理的区422中提供与光的相长干涉或相消干涉相关的第一反射特性。膜410已在相邻区420、424中被选择性加热（未选择性地向这些区施加任何压力），以便得到也与光的相长干涉或相消干涉相关但不同于第一反射特性的第二反射特性。（注意，在此上下文中，“第一反射特性”和“第二反射特性”可理解为仅与微层组或整个膜有关。）反射特性的这些差别对于观察者可表现为反射光或透射光在处理区和未处理区之间的颜色差别。各自的颜色以及两者间的差别通常也随入射角而变化或偏移。膜410在区420、422、424中可具有基本上相同的膜厚度，或者膜厚度可在这些区之间有一定程度的差异，但区之间的任何膜厚度差异不是造成第一和第二反射特性之间的差异的主要原因。区420、422、424形成图案，该图案位于膜内部，如层416中的交叉阴影线所示。交叉阴影线指示相比于在区422中或其他未经处理的区中的双折射，交叉阴影线区域中的微层中的至少一些具有减小的双折射（包括零双折射）。

在图4的一种替代的解读中，元件416可为可图案化延迟膜。在这样的情况下，可使用第一辐光束以第一图案将元件416的第一光延迟改变为第二光延迟（例如零延迟）。区422中的延迟可为延迟膜416所提供的初始延迟，而区420和424中的延迟可为因构成延迟膜416的双折射材料的热弛豫而减小的延迟（包括零延迟）。

图4A为具有内部图案化的另一复合光学膜430的一部分的示意性剖视图，但其中所述内部图案化独立地在膜的两个水平中实现；图4A的某些组成部分或元件与图4中具有相同的标号，即，表层412、414以及区420、422和424，这表明它们与图4的对应组成部分相同或相似，这些对应组成部分已在上面讨论，这里不再重复。此外，图4中的层416在图4A中被替换为三个层416a-c以允许双水平图案化。层416a可与图4的层416相同，相同的交叉阴影线区域同样指示层416a中的双折射相对于非交叉阴影线区域减小。假定层416a为已由第一辐光束图案化的延迟膜并在区422中具有第一光学延迟而在区420、424中具有减小的第二光学延迟（包括零延迟）。层416c可为含微层组的可图案化反射膜。在层416c的非交叉阴影线区域（例如区434）中，该层416c具有第一反射特性，而在交叉阴影线区域（区432、436）中具有第二反射特性。

延迟膜416a优选具有这样的吸收特性，所述吸收特性允许其在暴露于包含写波长的第一辐光束的合适的定向光时以吸收方式被加热至使暴露于这样的光的层416a部分（区420、424）中的第一光学延迟改变为第二光学延迟的程度。同样，层416c的微层组优选具有这样的吸收特性，所述吸收特性允许其在暴露于也包含写波长的第二辐光束的合适地定向的光时以吸收方式被加热至使暴露于这样的光的层416c部分（区432、436）中的第一反射特性改变为第二反射特性。层416a、416c中的任一或二者的这些吸收特性可通过向其组成层中引入合适的吸收剂如染料或颜料获得。

双水平图案化的复合膜430还优选包含设置在层416a、416c之间的阻挡层416b。阻挡层416b阻挡足量的写波长的光，使得包含写波长的第一光束可被引导至膜430的区420、424处以在这样的区中将层416a的第一光学延迟改变为第二光学延迟而不将这样的区中层416c的第一反射特性改变为第二反射特性。阻挡层416b还可阻挡足量的写波长的光，使得包含写波长的第二光束可被引导至膜430的区432、436处以将这样的区中层416c的第一反射特性改变为第二反射特性而不将这样的区中层416a的第一光学延迟改变为第二光学延迟。阻挡层可主要通过吸收写波长的光、反射写波长的光、或吸收和反射的组合来实现此功能。取决于阻挡层的设计以及相应的可写层416a、416c的阈值特性，第一和第二光束可入射在膜430的相同侧或相同主表面上，或者它们可入射在相背的侧上。在一些设计中，第一光束和第二光束也可相对于膜具有不同的入射角。例如，可在大致垂直入射角下递送第一光束，并且可在相对于膜的大倾斜角下递送第二光束。

阻挡层416b的可能重要的另一方面是其面内性质彼此相同或不同的程度。换另一种方式讲，阻挡层可具有与入射光的偏振态无关、弱相关、或强相关的阻挡特性。再换一种方式讲，阻挡层可为旋转对称的，或者其相反可对于围绕垂直轴或z轴的旋转而言具有不同程度的非旋转对称性。一种极端情况为，阻挡层可关于z轴为基本上旋转对称的，使得具有写波长的线性偏振垂直入射光被阻挡相同的量或相同的程度，而不管该偏振光与阻挡层的哪一个面内轴（如x轴或y轴）对准。另一极端情况为，阻挡层可为极度非旋转对称的，使得具有写波长的线性偏振垂直入射光如果与一个面内轴（如x轴）对准则被强烈阻挡并且如果与正交面内轴（如y轴）对准则被强烈透射。因此，阻挡层可为或可包括（例如）反射型偏振器或吸收型偏振器。在这种情况下，阻挡层可基本上阻挡（通过吸收或反射）写波长的第一光束并且基本上透射写波长的第二光束，其中所述第一光束和第二光束可仅在其偏振态方面而非在入射角方面不同。这种非旋转对称的阻挡特性也可限定于电磁波谱中的特定反射谱带，在此反射谱带之外阻挡层基本上透射并且不会阻挡任何偏振的入射光。这样的反射谱带也可随入射角偏移。

无论阻挡层的细节如何，复合膜430的至少两个功能层或功能膜均可用单个波长或波段（称为写波长）独立地图案化或“写”，或者它们可用具有不同写波长的辐光束独立地图案化。从观察者的角度或在平面视图中来看，各个水平（例如对于与层416a相关的水平而言为区420、424，以及对于与层416c相关的水平而言为区432、436）可根据需要而例如完全交迭、完全不交迭或部分交迭。可通过能至少部分地阻挡写波长的阻挡层来促进独立图案化。可（例如）通过激光器递送具有写波长的光。当复合膜在阻挡层的一侧上受到激光照射时，阻挡层可采用使得被递送到另一侧的光强度不够并同样使得热传导不够的方式进行吸收或反射，以使得另一侧上的可写膜保持基本上不受影响并保持其初始光学特性的至少一部分。可双水平写入的复合膜的简单构造可因此包括三个层或三个膜，例如激光可写延迟膜、激光可写反射膜（例如多层光学膜，其可仅反射某些波长或颜色的光，或漫反射膜）和中间的阻挡层。所述方法的一个简单实施例可涉及首先在膜的第一侧上进行激光写入，从而仅在此第一侧上改变膜的光学性质（例如光学延迟），然后在复合膜的相背侧或第二侧上进行激光写入，从而仅在此第二侧上改变膜的光学性质（例如反射性质）。

阻挡层可为或可包括适合所关注的激光波长（写波长）的多层反射型组（无论旋转对称或不对称的）。例如，阻挡层可为或可包括下述微层组：其在垂直入射下具有与光谱的红外(IR)部分中的激光写波长重叠的反射谱带。或者，阻挡层可为或可包括下述内层：其含有在写波长下吸收的吸收剂，例如染料或颜料。在这种情况下，第一和/或第二激光可写膜可包含一定量的相同吸收剂或一定量的不同吸收剂。

尽管在辐射处理期间，IR波长通常尤其可用于对膜进行选择性加热，但还可以想到将可见光和紫外线(UV)波长用于写波长。阻挡层因而也可被定制用于光谱的这些范围中。可使用具有不同写波长的辐光束来图案化复合膜的不同功能层或功能膜。例如，第一写波长可为红外光波长，而第二写波长可小于700nm。又如，第一和第二写波长可为不同的红外波长，例如808nm和1064nm。

阻挡层不必阻挡写波长的全部入射光。相反，阻挡层（如果包括）所阻挡的入射能量只需要能避免从入射光束的角度看设置在阻挡层后面的可写膜不会受到不期望的加工或改变即可。通常，每一个可写膜都具有与其相关的第一或下限阈值能量水平，所述第一或下限阈值能量水平是为足够地改变其双折射以使对膜的初始光学特性的所致改变可被注意到或可被检测到（例如可在反射光、透射光或偏振光中注意到或检测到）所需要的。此下限阈值能量水平取决于给定可写膜的吸收特性。同样，每一个可写膜还通常具有与其相关的第二或上限阈值能量值，在该值处或该值之上，其双折射基本上被完全移除，亦即，使得其组成材料或层中的至少一者变为各向同性的。对于每一个可写膜，这些下限和上限阈值能量水平都可与例如激光加工系统的阈值通量和扫描速率有关。针对给定的扫描速率，可方便地考虑光束强度或通量并且分别指定这些下限阈值I_L和上限阈值I_U。

在图4A的替代的实施例中，可双水平写入的复合膜可包含不止两个可独立地写入的光学膜而是三个或更多个。这样的实施例仍称为可双水平写入的多层光学膜，因为它们包含至少两个可独立地写入的膜。可在每一对相邻的或者说是邻近的可写膜之间提供单独的阻挡层。例如，参照图4A，可在层416c和表层414之间或者层416a与表层412之间提供与层416c相似的另一可写层和与阻挡层416b相似的另一阻挡层。各种可写膜和阻挡层被定制成使得所述膜可使用在例如通量、入射角、入射侧（即光束从复合膜的顶侧还是底侧入射）和/或偏振方面彼此不同的定向光束来单独地写或加工（即选择性地加热以减小其各自的材料的双折射）。适宜地，出于制造目的，可写膜和阻挡层的一些组合允许至少三个可写膜由全部从复合膜的同一侧入射并全部包含同一写波长的三个不同的定向光束分别地加工。

下面结合图7、图7A和图7B提供复合膜的角度相关性和/或偏振相关性写入或加工的更多讨论。但首先描述可写光学膜的一些具体实例，所述具体实例的反射特性可使用由任何合适的定向光束递送的选择性吸收性加热以图案方式改变。可根据需要将所述的各种类型的可写光学膜与合适的阻挡层一起组合在各种各样的组合中，所述阻挡层中之一优选地设置在每一对相邻或邻近的可写膜之间以产生各种各样的双水平复合光学膜构造。

因此将注意力转向图5A-D的理想化图。这些图有助于结合双水平图案化来说明多层光学膜的图案化过程以及其选定的微层组的图案化过程。它们也有助于分别说明对于任何给定的可写微层组而言，未经处理的区和经处理的区中第一和第二反射特性的一些不同的可能组合。为说明起见，可将反射膜（无论经处理的区中还是未经处理的区中）的反射特性分类为下述三种类型之一：反射镜状反射特性、窗口状反射特性、和偏振器状反射特性。反射镜状反射特性对法向入射光的所有偏振态表现出高的反射率（例如，在一些情况下，高于50%、60%、70%、80%、90%、95%或99%），窗口状反射特性对法向入射光的所有偏振态表现出低的反射率（例如，在一些情况下，低于20%、10%、5%、3%或1%），偏振器状反射特性对一个偏振态的法向入射光表现出高的反射率（例如，在一些情况下，高于50%、60%、70%、80%、90%、95%或99%），而对不同偏振态的法向入射光表现出低的反射率（例如，在一些情况下，低于30%、20%、10%、5%、3%或1%）。（或者，可以一个偏振态相对于另一偏振态的反射率差异来表示反射偏振器状特性。）除非另外指明，本文所讨论的与多层光学膜或叠堆相关的反射率值应该被认为不包括外部空气/聚合物界面处的菲涅耳反射。

这些不同特性（例如视为“高”反射率和视为“低”反射率的特性）的边界或极限以及两者间的差别可取决于最终用途和/或系统需求。例如，对于所有偏振态均具有适当程度的反射率的多层光学膜或其微层组对于某些应用可被视为反射镜且对于其它应用可被视为窗口。相似地，对于垂直入射光的不同偏振态具有适当不同程度的反射率的多层光学膜或其微层组对于某些应用可被视为偏振器、对于其它应用可被视为反射镜、以及对于另外其它应用可被视为窗口，这取决于确切的反射率值以及给定最终用途对于不同偏振态的反射率差的敏感性。除非另外指明，否则反射镜、窗口、和偏振器类别专门用于垂直入射光。本文读者应当理解，斜角特性可能在一些情况下与光学膜在垂直入射下的特性相同或相似、并且在其它情况下可能极度不同。

在图5A-D的图中的每一个中，相对折射率“n”标绘在竖轴上。在水平轴上，为用于表征可图案化多层光学膜的两层光学重复单元的六个折射率中的每一个提供了位置或标志：“1x”、“1y”和“1z”表示第一层沿x轴、y轴和z轴的折射率，其在上文中称为n1x、n1y和n1z。同样，“2x”、“2y”、和“2z”表示第二层沿x轴、y轴、和z轴的折射率，其在上文中称为n2x、n2y、和n2z。图中的菱形符号(◇)表示材料在第一处理阶段中的折射率。此第一阶段可以对应于下述聚合物层，这些聚合物层（例如）已被挤出并且骤冷或浇铸到浇铸轮上、但仍未被拉伸或者以其他方式进行取向。图中的空心（未填充）圆形符号(○)表示材料在第一阶段后的第二处理阶段中的折射率。第二阶段可以对应于已被拉伸或以其他方式取向成多层光学膜的聚合物层，多层光学膜通过相长干涉或相消干涉而反射来自膜内的微层之间的界面的光。图中的小填充圆形符号或点(●)表示材料在第一阶段和第二阶段之后的第三处理阶段中的折射率。第三阶段可对应于在挤出和取向后已被选择性地热处理的聚合物层，这在本文中别处讨论。这种热处理通常限于膜的一个或多个特定部分或区，其称为处理区。

通过比较给定图中的各种符号的竖直坐标，本文读者可易于确定有关多层光学膜、其制造方法以及其经处理的部分和未经处理的部分的光学性质的大量信息。例如，本文读者可确定：一层或全部两层材料层在选择性热处理之前或之后是否为双折射的、双折射是单轴还是双轴的、以及双折射是大还是小。读者还可从图5A-D中确定对于三个处理阶段（浇铸状态、拉伸状态、和处理状态）中的每一个，这两个层之间的折射率差异Δnx、Δny、Δnz中的每一个的相对大小。

如上所述，最终内部图案化多层光学膜的前体制品可为聚合物材料的浇铸料片。浇铸料片与成品膜可以具有相同的层数，并且构成层的聚合物材料可以与用于成品膜中的那些相同，但浇铸料片较厚并且其层通常都是各向同性的层。然而在一些情况下（图中未示出），浇铸过程本身可以在材料中的一种或多种中赋予一定程度的取向或双折射。图5A-D中的菱形符号表示浇铸料片中的两个聚合物层的折射率，所述聚合物层在后续的拉伸工序之后变为多层光学膜的光学重复单元中的微层。拉伸之后，层中的至少一些变为取向和双折射的层，并且形成取向（但仍未图案化）的多层光学膜。这在图5A-D中通过空心圆来说明，这些空心圆可相对于菱形符号所表示的其各自的原始值垂直移位。例如，在图5A中，拉伸工序会提高第二层沿x轴的折射率，但降低其沿y轴和z轴的折射率。这种折射率偏移可以通过下述方式获得：沿x轴适当地单轴拉伸正双折射聚合物层，同时允许膜沿y轴和z轴在尺寸上弛豫。在图5B中，拉伸工序会提高第一层沿x轴和y轴的折射率，并且降低其沿z轴的折射率。这种折射率偏移可以通过沿x轴和y轴适当地双轴拉伸正双折射聚合物层来获得。在图5C中，拉伸工序会提高第一层和第二层沿x轴的折射率，降低其沿z轴的折射率，并且沿y轴保持大致相同的折射率。在一些情况下，这种折射率偏移可以通过下述方式获得：相比于沿y轴，沿x轴使用较高程度的拉伸，沿x轴和y轴不对称地双轴拉伸正双折射聚合物层。在其它情况下，这可以大致通过下述方式获得：沿x轴单轴拉伸，同时在y轴上约束膜（受约束的单轴拉伸）。注意在图5A和图5B中，处于取向但未经处理状态（空心圆）的层中的一者是双折射的，因为空心圆（图5A中对应n2x、n2y和n2z以及图5B中对应n1x、n1y和n1z）中的至少两个具有不同的折射率n值。在这些所示实施例中，其它聚合物层在拉伸之后保持为各向同性的，如通过对于浇铸状态以及对于取向但未处理状态的相同折射率值（图5A中n1x=n1y=n1z，并且图5B中n2x=n2y=n2z）所指出的那样。

在其中将微层设置成光学重复单元以提供第一反射特性的至少部分双折射多层光学膜形成之后，使膜准备进行上述选择性加热。加热步骤在邻近多层光学膜的第一区的第二区中选择性地进行，并且受到调控，以使微层组中的至少一种双折射材料部分地或完全地选择性地熔融和解除取向，以便减少或消除微层中的至少一些中的双折射，同时导致第一（未处理）区中的双折射无变化。另外进行选择性加热以保持第二区中的层的结构完整性。如果处理过的第二区域中的双折射材料全部（即，完全）解除取向，则双折射微层返回到（例如，浇铸料片的）各向同性状态，同时仍保持为光学上的薄层。这可见于图5A和图5B中，其中热处理使得第一层（图5B）或第二层（图5A）的折射率（参见小黑点）恢复至其在浇铸料片状态下的值（参见菱形符号）。应当重申，菱形符号表示各向同性状态（如浇铸料片）下的层的折射率，小黑点表示成品的内部图案化膜的处理区或选择性加热区中的微层的折射率，并且空心圆表示成品的内部图案化膜的未处理区中的微层的折射率。

如果经处理的第二区中的双折射材料仅部分（即不完全地）地解除取向，则双折射微层弛豫至下述双折射状态，其低于加热之前的双折射状态但并非为各向同性的层。在这种情况下，经处理的第二区中的双折射材料的折射率获得介于图5A-D中所示菱形符号和空心圆之间某个位置的值。这种不完全双折射弛豫的一些实例在共同受让的PCT公开WO2010/075363（Merrill等人）,“InternallyPatternedMultilayerOpticalFilmsWithMultipleBirefringentLayers（具有多个双折射层的内部图案化多层光学膜）”中有更详细的说明，该PCT公开以引用方式并入本文。

在图5A中，所选择的第一聚合物材料具有相对低的折射率，并且所选择的第二聚合物材料具有较高的折射率并且具有正应力-光学系数。将材料以具有合适层数的交替层布置方式共挤出，以形成多层浇铸料片，该料片具有通过菱形符号示出的折射率。然后在合适的条件下沿x轴单轴拉伸浇铸料片，以在第二聚合物材料中引起双折射，同时第一聚合物材料保持为各向同性的材料。折射率值n2x进一步增加，以与n1x形成大的折射率差Δnx。折射率值n2y和n2z降低，以分别与n1y和n1z形成小的折射率差Δny和Δnz。例如，数值Δny和Δnz可以为零。当以层数足够的微层层组实现时，该组折射率可提供反射型偏振器，其中x轴为阻光轴且y轴为透光轴。反射型偏振器可以为宽带或窄带的偏振器，这取决于微层的层厚分布。

然后可将反射型偏振膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使反射型偏振膜在第一区中为未受损的膜。选择性地将辐射能递送至第二区的选择性加热会引起双折射层弛豫至其初始的各向同性状态，或如果解除取向不完全，则弛豫至中间双折射状态。如果完全弛豫，则第二区可变为Δnx≈Δny≈Δnz的反射镜状膜（如果微层组具有足够的层数）。成品膜因而将一个区中的反射型偏振器和相邻区中的反射镜状膜结合在一体膜中，其中微层从一个区连续地延伸到下一个区。这样的膜在共同待决并共同受让的PCT公开WO2010/075340（Merrill等人）,“MultilayerOpticalFilmsHavingSide-by-SideMirror/PolarizerZones（具有并列型镜/偏振器区的多层光学膜）”中有更充分的描述。对于图5A，选择性热处理过程能够将多层反射偏振器膜改变为多层反射镜膜，即：偏振器→镜。

在图5B中，所选择的第一聚合物材料和第二聚合物材料具有基本上相同的折射率，但其中第一聚合物材料具有正应力-光学系数。将材料以具有合适层数的交替层布置方式共挤出，以形成多层浇铸料片，该料片具有通过菱形符号示出的折射率。然后在合适的条件下沿x轴和y轴双轴拉伸浇铸料片，以在第一聚合物材料中引起双折射，同时第二聚合物材料保持为各向同性的材料。折射率值n1x、n1y增加，以分别与n2x、n2y形成显著的折射率差Δnx、Δny。折射率值n1z降低，以与n2z形成显著的折射率差Δnz，其与Δnx和Δny具有相反的极性或符号。当应用于具有足够层数的微层组中时，该组折射率可提供反射镜状膜。通过该膜提供的反射可以为宽带或窄带的反射，这取决于微层的层厚分布。

然后可将反射镜状膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使反射镜状膜在第一区中为未受损的膜。选择性地将辐射能递送至第二区的选择性加热会引起双折射层弛豫至其初始的各向同性状态，或如果解除取向不完全，则弛豫至中间双折射状态。如果完全弛豫，则第二区变为Δnx≈Δny≈Δnz≈0的窗口状膜。成品膜因而将一个区中的反射镜状反射器和相邻区中的实质窗口结合在一体膜中，该一体膜具有从一个区连续地延伸到下一个区的微层。对于此图5B，选择性加热处理过程能够将多层反射镜膜改变为多层窗口膜（反射镜→窗口）。

在图5A和图5B中，光学材料之一在拉伸之后（以及在选择性热处理之后）保持为各向同性的。但不必总是这样，可使用本文所公开的选择性热处理技术转化成内部图案化的光学膜的许多有趣且有用的多层光学膜设计以及漫反射膜设计对于光学重复单元的组成层包含两种不同的光学材料，且这些组成材料层二者（而不是仅一者）在流延幅材被拉伸或以其他方式取向时变为双折射的。这样的多层光学膜和漫反射光学膜在本文中称为“双重双折射”光学膜，因为就多层光学膜而言，此类膜中的光学重复单元各包含至少两个在拉伸后双折射的组成微层，而就漫反射膜而言，此类膜中的共混层包含至少两种形成两个不同的相且这两个相在拉伸后双折射的不同材料。

当双重双折射多层光学膜暴露于选择性热处理时，在经处理的区中可能有多种不同的响应，具体取决于材料性质和加热条件：例如，两层材料层可以完全弛豫，以成为各向同性的层，或一层材料层可以完全弛豫或部分弛豫而另一层材料层保持其双折射，或两层材料层均可以弛豫不同的量（如一层材料层可以完全弛豫，以成为各向同性的层，而另一层材料层部分弛豫，以便保持其双折射的仅一部分）。在任何情况下，一层或全部两层材料层中的双折射变化都导致光学膜的第二（经处理）区中的反射特性，其基本不同于膜的第一（未处理）区中的反射特性。双重双折射多层光学膜的其他细节以及用于对它们进行内部图案化的选择性加热技术在下述共同受让的PCT公开中有提供，这些PCT公开以引用方式并入本文：WO2010/075363（Merrill等人）,“InternallyPatternedMultilayerOpticalFilmsWithMultipleBirefringentLayers（具有多个双折射层的内部图案化多层光学膜）”；和WO2010/075383（Merrill等人），“MultilayerOpticalFilmsHavingSide-by-SidePolarizer/PolarizerZones（具有并列型偏振器/偏振器区的多层光学膜）”。本专利申请的图5C和5D中示出了适合通过选择性热处理进行内部图案化的双重双折射多层光学膜的一些实例。

在图5C中，所选择的第一聚合物材料和第二聚合物材料具有相同或相似的各向同性折射率，且具有相同或相似的应力-光学系数（在图5C中示为正的，但也可使用负系数），并且具有不同的熔融温度或软化温度。将材料以具有合适层数的交替层布置方式共挤出，以形成多层浇铸料片，该料片具有通过菱形符号示出的折射率。然后将图5C中的浇铸料片在合适的条件下沿x轴进行单轴拉伸而非双轴拉延，以在第一聚合物材料和第二聚合物材料中引起双折射。拉伸引起折射率值n1x和n2x增大相似的量，同时导致n1z和n2z降低相似的量，并且同时导致n1y和n2y保持相对恒定。这导致两个材料层的折射率沿所有三个主方向为基本上匹配的(Δnx≈0、Δny≈0、并且Δnz≈0），即使每一层材料层都是强双轴双折射层。当应用于具有足够层数的微层组中时，该组折射率可提供对于垂直入射光和倾斜入射光具有极少反射或不具有反射的多层窗口状膜。

然后可将此多层窗口膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使窗口膜在第一区中为未受损的膜。通过向第二区选择性递送辐射能量而进行选择性加热会引起双折射层中的至少一些弛豫，从而成为较低双折射的层。就图5C而言，将加热再次谨慎地控制为下述温度：其高于第一材料层的熔点或软化点，但低于第二材料层的熔点或软化点。这样，选择性加热导致第二区中的第一双折射层弛豫至其初始的各向同性状态，或如果解除取向不完全，则弛豫至中间双折射状态，同时导致第二区中的第二双折射层基本上保持其双折射。如果第一材料的弛豫为完全弛豫，则第二区的特征在于：一个面内方向的相对较大的折射率差(Δnx)、另一个面内方向的零或近零折射率差(Δny)、以及相对较大的面外折射率差(Δnz)，所述面外折射率差与Δnx相比具有相反的极性或符号。当应用于具有足够层数的微层组中时，这些折射率关系可在第二区中形成反射偏振膜。此偏振膜具有平行于y方向的透光轴和平行于x方向的阻光轴。此膜对于阻态偏振光提供的反射可为宽谱带或窄谱带的，这取决于微层的层厚度分布。在任一种情况下，偏振膜对于阻态偏振光（对于s偏振分量和p偏振分量这二者）的反射率随入射角增大而增大，原因在于Δnz的相反极性。成品膜因而将一个区中的多层窗口膜和相邻区中的反射偏振膜结合到一体膜中，其中微层从一个区连续地延伸到下一个区。对于此图5C，选择性热处理工序能够将多层窗口膜改变为多层反射偏振膜（窗口→偏振器）。

图5D的实施例使用描述于美国专利6,179,948（Merrill等人）中的双步拉延工艺。在该方法中，浇铸膜的拉伸或取向使用双步拉延法进行，双步拉延法被谨慎控制，以使得一组层（如每一个光学重复单元的第一材料层）基本上在两个拉延步骤中均取向，而另一组层（如每一个光学重复单元的第二材料层）基本上仅在一个拉延步骤中取向。这会得到下述多层光学膜，该膜具有在拉延之后基本上为双轴取向的一组材料层，并且具有在拉延之后基本上为单轴取向的另一组材料层。这种差异是通过采用一个或多个适当不同的处理条件（例如用于双步拉延法的温度、应变率、和应变程度）促成两种材料的不同粘弹性和结晶特性来实现的。因此，例如，第一拉延步骤可以基本上沿第一方向使第一材料取向，而至多仅稍许沿该方向使第二材料取向。在第一拉延步骤之后，适当地改变一个或多个处理条件，使得在第二拉延步骤中，第一材料和第二材料基本上均沿第二方向被取向。通过该方法，第一材料层可呈现基本上双轴取向的特性（例如，折射率可以满足关系n1x≈n1y≠n1z，有时称为单轴双折射材料），而恰恰同一多层膜中的第二材料层可呈现基本上单轴取向的特性（例如，折射率可以满足关系n2x≠n2y≠n2z≠n2x，有时称为双轴双折射材料）。

在此背景技术下，图5D示出这样的实施例，其中第一聚合物材料和第二聚合物材料被选择为具有相同或相似的各向同性折射率，且两者在拉延之后均变为双折射的，并且具有相同极性的应力-光学系数（图中它们均被示出为正的，但它们也可以均为负的）。第一材料和第二材料具有不同的熔融温度或软化温度，并且具有不同的粘弹性和/或结晶特性，使得可实施上述双步拉延法。将材料以具有合适层数的交替层布置方式共挤出，以形成多层浇铸料片，该料片具有通过菱形符号示出的折射率。然后，利用上述双步拉延工艺将浇铸料片沿x轴和y轴双轴拉伸，使得第一材料沿x轴和y轴均同等地取向，而第二材料优先沿y轴取向，沿x轴较小地取向（包括在一些情况下无取向）。最终结果是得到多层光学膜，其第一微层和第二微层均为双折射的，但第一材料层具有基本上双轴取向的特性，而第二材料层具有不对称的双轴取向特性，或甚至基本上单轴取向特性。如图所示，选择材料和处理条件，以使得拉伸引起折射率值n1x和n1y增大相似的量，同时导致n1降低较大量。拉伸也引起折射率值n2y增至等于或接近于n1x和n1y的值，且引起n2z降低，并且引起折射率n2x保持大致不变（如果第二材料在x轴取向步骤期间取向为小角度，则n2x可以稍微增大，如图所示）。这导致两个材料层的折射率具有一个大的面内折射率失配(Δnx)、一个显著较小的面内折射率失配(Δny≈0)、和中间的面外折射率失配(Δnz)（具有与Δnx相反的极性）。当第二材料更大程度地双轴取向时，可通过与各向同性指数高于第二材料的第一材料配对来实现处理之后x方向上的折射率匹配。当应用于具有足够层数的微层组中时，该组折射率可提供具有沿x方向的阻光轴和沿y方向的透光轴的第一反射型偏振膜。此膜所提供的反射（对于平行于阻光轴偏振的光）可以为宽带或窄带的反射，这取决于微层的层厚分布。

然后可如上所述将此第一多层反射型偏振器膜在第二区中进行内部图案化，同时使偏振器膜在第一区中为未受损的膜。通过向第二区选择性递送辐射能量而实现的选择性加热会引起双折射层中的至少一些弛豫，从而成为较低双折射的层。在这种情况下，将加热谨慎地控制为下述温度，其高于第一材料层的熔融点或软化点，但低于第二材料层的熔融点或软化点。这样，选择性加热导致第二区中的第一双折射层弛豫至其初始的各向同性状态，或如果解除取向不完全，则弛豫至中间双折射状态，同时导致第二区中的第二双折射层基本上保持其双折射。如果第一材料的弛豫完全，则第二区的特征在于：一个面内方向上的相对大的折射率差异（Δny）、另一面内方向上的零或近零折射率差异（Δnx）、以及极性或标记与Δny相反的相对大的面外折射率差异（Δnz）。当应用于具有足够层数的微层组中时，这些折射率关系可在第二区中提供第二反射型偏振器膜。要注意的是，此第二偏振器具有平行于x方向的透光轴和平行于y方向的阻光轴，即，其相对于第一反射型偏振器被垂直取向。由所述第二偏振器膜提供的反射（对于阻态偏振光）将为宽带或窄带的反射，这取决于微层的层厚分布，同样，第一反射型偏振器对于正交偏振态为宽带或窄带的偏振器。在任何情况下，由于在第二区中Δnz的相反极性，第二偏振器膜对于阻态偏振光（对于s偏振分量和p偏振成量）的反射都随入射角增大而增大。成品膜因而将一个区中的第一反射型偏振器膜和相邻区中的第二反射型偏振器膜结合在一体膜中（其中第二反射型偏振器膜垂直于第一反射型偏振器膜被取向），该一体膜具有从一个区连续地延伸到下一个区的微层。对应于图5D，选择性热处理工序能够将第一多层反射偏振膜改变为第二多层反射偏振膜（偏振器1→偏振器2）。

上文讨论的情形仅涉及用于第一区的反射器类型、用于第二区的反射器类型、材料特性以及可用于生产其他内部图案化的多层光学膜的加工参数的多个可能组合中的一些，而不应被视为限制性的。应当注意，不仅可使用正双折射材料，而且可使用负双折射材料以及它们的组合。另外应当注意，在其中使用双折射和各向同性聚合物的组合的情况下，双折射聚合物可具有预拉伸的各向同性折射率，该折射率小于、大于、或等于各向同性聚合物的折射率。用于内部图案化多层光学膜（其各种组合可用在如本文所公开的可双水平写入的多层光学膜中）的第一和第二区的反射器类型的其他可能组合的讨论可见于下述共同受让的PCT公开中的一个或多个中：WO2010/075357（Merrill等人）,“InternallyPatternedMultilayerOpticalFilmsUsingSpatiallySelectiveBirefringenceReduction（使用空间选择性双折射减小的内部图案化多层光学膜）”；WO2010/075340（Merrill等人）,“MultilayerOpticalFilmsHavingSide-by-SideMirror/PolarizerZones（具有并列型镜/偏振器区的多层光学膜）”；WO2010/075363（Merrill等人）,“InternallyPatternedMultilayerOpticalFilmsWithMultipleBirefringentLayers（具有多个双折射层的内部图案化多层光学膜）”；和WO2010/075383（Merrill等人）,“MultilayerOpticalFilmsHavingSide-by-SidePolarizer/PolarizerZones（具有并列型偏振器/偏振器区的多层光学膜）”。

图6为概述可使用本文针对多层光学膜所述的双折射弛豫技术实现的各种转换的示意图。同样地，该图还汇总了用于内部图案化多层光学膜的第一（未经处理的）区和第二（经热处理的）区的反射器类型的多种组合，所述组合继而可形成可双水平写入的复合膜的一部分，所述可双水平写入的复合膜还可包含一种或多种可图案化延迟膜。图中的箭头表示从第一反射特性到基本上不同于第一反射特性的第二反射特性的转换。应当注意，图6中的示意图用于示意性目的并且不应理解为限制性的。

箭头610a表示从多层镜膜到多层窗膜的转换，例如如结合图5B所述。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜：其具有一个或多个被表征为反射镜膜的第一（未处理）区以及一个或多个被表征为窗口膜的第二（处理）区。箭头610b表示从多层窗膜到多层镜膜的反向转换。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜：其具有一个或多个被表征为窗口膜的第一（未处理）区以及一个或多个被表征为反射镜膜的第二（处理）区。

箭头612a表示从多层窗膜到多层偏振器膜的转换，例如如结合图5C所述。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜：其具有一个或多个被表征为窗口膜的第一（未处理）区以及一个或多个被表征为偏振膜的第二（处理）区。箭头612b表示从多层偏振器膜到多层窗膜的反向转换。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜：其具有一个或多个被表征为偏振膜的第一（未处理）区以及一个或多个被表征为窗口膜的第二（处理）区。

箭头614a表示从多层偏振器膜到多层镜膜的转换，例如如结合图5A所述。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜：其具有一个或多个被表征为偏振膜的第一（未处理）区以及一个或多个被表征为反射镜膜的第二（处理）区。箭头614b表示从多层镜膜到多层偏振器膜的反向转换。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜：其具有一个或多个被表征为偏振膜的第一（未处理）区以及一个或多个被表征为窗口膜的第二（处理）区。

箭头616、618和620表示从一种类型的镜到另一种类型的镜、从一种类型的窗到另一种类型的窗以及从一种类型的偏振器到另一种类型的偏振器的转换（参见例如图5D）。再次提醒本文读者，图6中的示意图用于示意性目的并且不应理解为限制性形式。

图5A-D和图6及它们的相关描述主要针对的是其反射特性在很大程度上由自膜内设置的微层之间的界面反射的光的相长干涉和相消干涉决定的反射膜，即多层光学膜。也可针对反射特性是漫射性质的反射膜提供与这些附图和描述相似的附图和描述，其反射特性之所以是漫射性质，是因为其反射特性在很大程度上由一个或多个共混层中分离成不同的第一和第二相的第一和第二材料决定。就这一点而言，参考2010年6月30日提交的共同受让的美国专利申请序列号61/360,124（代理人案卷号66469US002）,“DiffuseReflectiveOpticalFilmsWithSpatiallySelectiveBirefringenceReduction（具有空间选择性双折射减小的漫反射光学膜）”。对于图5A-D中的每一个，“第一”材料可认为是连续相、“第二”材料可认为是分散相（或另一连续相），而在一个替代的实施例中，“第二”材料可认为是连续相、“第一”材料可认为是分散相（或另一连续相）。

STOF膜的反射特性或其他光学特性的改变主要与STOF膜的材料或层的双折射的热诱导弛豫相关这一事实意味着用来图案化STOF膜的选择性处理过程可能主要是单向的或不可逆的。例如，已经加工（通过吸收辐射能选择性地热处理）成使其初始的第一反射特性已改变为第二反射特性的STOF膜的给定区域或区此后可能不能用另一辐光束加工来重新获得其初始的第一反射特性。事实上，如果初始的热处理基本上消除了所述区中的双折射，则使用相同或相似的辐光束进行的进一步的辐射处理可能对该区的反射特性几乎没有或根本没有另外的影响。STOF膜图案化的此单向或不可逆方面在例如其中例如防篡改性很重要的安全应用中或其中例如需要对用以开关其他组成元件的光场或电子场具有稳定性的显示器或光电子应用中可能特别有利。在其他应用中，可将STOF膜在连续相中图案化的此单向或不可逆方面与另一相中的可开关元件组合，例如在其中例如需要在第一区中具有双折射而在第二区中几乎不具有或根本不具有双折射的稳定的图案化连续相的光电子器件中。

图7中示出了可用来选择性地加热复合膜的第二区以提供本文所公开的图案化的（例如，内部图案化的）膜的一种布置700。简而言之，提供的复合膜710包含以层状布置延伸通过整个膜或至少从其第一区延伸到其第二区的至少一个可图案化延迟膜和至少一个另外的可图案化光学膜（例如另一延迟膜和/或反射膜）。各个可图案化膜中的一个或多个可以在复合膜的内部，且每一个均具有相应的光学特性，所述光学特性在复合膜的可用区域上任何给定位置处组合而在该位置处提供第一复合光学特性。高辐射率光源720提供合适波长、强度和光束尺寸的定向光束722，以通过吸收而将一些入射光转化为热来选择性地加热复合膜的被照射部分724。优选的是，膜的吸收为足够高，以便利用适当功率的光源得到足够的加热，但不应过高以防过量的光在膜的初始表面处被吸收，这可能造成表面损坏。这在下面进一步讨论。在一些情况下，可能有利的是使光源取向成倾斜角度θ，如由倾斜设置的光源720a、定向光束722a和被照射部分724a所示。当复合膜710含有在法向入射下具有基本上以阻止所需量的吸收和相伴加热的方式反射定向光束722的反射谱带的微层组时，这样的倾斜照射可能是需要的。因此，利用反射谱带随入射角的增大而向较短波长的偏移，可以倾斜角度θ递送定向光束722a，从而避免所述反射谱带（此时被偏移）以允许所需的吸收和加热。

当复合膜包含漫反射膜时及当漫反射率随入射角和/或偏振态改变时，也可能需要倾斜照射。例如，在一个入射角和偏振态下，漫射膜可通过防止第二区中的共混层吸收所需的量并相伴加热的方式在很大程度上散射定向光束722/722a。在不同的入射角和/或偏振态下，散射可相当大地减少以允许第二区中的共混层吸收所需的量并相伴加热，从而产生上面讨论的双折射弛豫和反射率转换。因此，定向光束722/722a的入射角θ和偏振态可被选择为避免共混层过度散射，例如，其可选择为与共混层或光学膜的最小散射一致。如果漫反射膜为反射偏振器，则偏振态可为偏振器的通过态。

在一些情况下，可以使得定向光束722或722a被成形为使被照射部分724或724a具有最终的第二区所需的形状。在其它情况下，引导光束可以具有尺寸小于所需第二区的形状。在后一情况下，可使用光束控制设备在多层光学膜的表面上扫描引导光束，以便绘出要处理区的所需形状。也可利用下述装置进行引导光束的空间和时间调制，例如分束器、透镜阵列、泡克耳斯盒、声光调制器、和本领域的普通技术人员已知的其它技术和装置。

图7A为复合膜750的侧视图，与结合图4A所述的复合延迟膜相似，该复合膜已经专门设计以允许其组成光学膜中的至少两个进行独立加工或图案化，即其已经设计用于进行双水平内部图案化。就膜750而言，使用具有写波长和合适强度或通量的法向入射光（在图7A中以下标“A”表示）来处理或图案化第一光学膜752，例如延迟膜，而基本上不处理或图案化第二光学膜756，例如镜面反射膜或漫反射膜。使用具有写波长和合适通量的倾斜入射光（在图7A中以下标“B”表示）来处理或图案化第二膜756而基本上不处理或图案化第一膜752。

因此，在图7A中，法向入射辐射能量I_0,A照射到第一可写膜752上。此辐射能量I_0，A根据需要可为线性偏振的或者其可为非偏振的。一些能量I_6,A自第一外表面反射，使得较少的能量I_1,A进入第一膜752。膜752在写波长下的吸收和任选地一些反射使得法向入射光的甚至更低能量I_2,A离开膜752。阻挡层754可为或可包括基本上反射能量I_2,A的入射光的微层组，从而产生反射光束I_5，A。应当注意，此微层组可为如上文所述旋转对称或不对称的，这决定微层组是否为基本反射镜或偏振器。如果阻挡层754基本为偏振器，则（在一些情况下）可取的是，将辐射能量I_0,A（以及能量I_1,A和I_2,A）定制为沿此类偏振器的阻光轴线性偏振。否则，例如，如果阻挡层754基本上为反射镜，则辐射能量I_0,A（以及能量I_1,A和I_2,A）可为偏振的或非偏振的，取决于各个光学膜的设计而定，其可或可不对选择性加热操作具有影响。进入和离开第二膜756的残余强度（在图中分别表示为I_3,A和I_4,A）得以足够降低，从而限制第二可写膜756的加工（例如双折射的减小）至所需水平。当阻挡层754对于选定的初始照射能量I_0，A足够强时，则这些残余强度均低于下限阈值I_L，2而在第二膜756中无双折射的显著减小发生。

对于倾斜入射光束，辐射能量I_0，B照射在第一可写膜752上。此辐射能量I_0，B根据上文所述可为线性偏振的或者其可为非偏振的。一些能量I_6,B自第一外表面反射，使得较少的能量I_1,B进入第一膜752。可为有利地是，将激光偏振取向成使得p偏振光被递送并且在布鲁斯特角附近进行倾斜处理以限制来自外表面的反射损失。进入的能量强度I_1，B足够低使得第一膜中的变化保持足够低的水平，从而使第一膜中的双折射保持在所需水平。当I_1,B低于I_L，1时，可对两个可写膜进行完全独立的操作。选择倾斜角以使阻挡层754的反射谱带偏移以基本上避开写波长，从而允许进入光束I_2，B实质通过阻挡层754、同时提供至多仅非常弱的反射光束I_5,B。因此，光束I_3,B在足够的强度下进入第二膜756以获得所需的加工水平且出射光束I_4，B仍具有足够的强度以加工第二膜756的背面或远端部分。为了完全消除第二膜中的双折射，I_4，B应为至少约I_U,2。

图7B为适于双水平内部图案化的另一复合光学膜760的示意性侧视图。在一些情况下，膜760可与膜750相同-如果膜750的阻挡层754是充分非旋转对称的，例如如果其为反射偏振器。在任何情况下，如膜750一样，图7B的膜760已经专门设计以允许其组成光学膜中的至少两个进行独立加工或图案化，即其已经设计成进行双水平内部图案化，这类似于结合图4A所述的复合延迟膜。膜760包含基本上非旋转对称的阻挡层764，阻挡层764优选为具有阻光轴和透光轴的多层反射偏振器。这样的阻挡层允许使用具有写波长、合适的强度或通量并基本上沿阻挡层的阻光轴线性偏振的法向入射光的第一光束（该第一光束在图7B中因“阻光轴”偏振而以下标“B”表示）来处理或图案化第一光学膜762（其可与图7A中的光学膜752相同）而基本上不处理或图案化第二光学膜766（其可与图7A中的光学膜756相同）。非旋转对称的阻挡层还允许具有合适的通量的第二光束来处理或图案化第二膜766而基本上不处理或图案化第一膜762，所述第二光束也是法向入射的并也包含写波长但与第一光束正交地偏振并优选平行于阻挡层764的透光轴偏振（该第二光束在图7B中因“透光轴”偏振而以下标“P”表示）。

仍参考图7B，第一膜762（从用来处理或写入该复合膜的入射辐射的角度看，其也可称为“前”膜）具有下限阈值I_L,1和上限阈值I_U,1，而第二膜766（由于类似原因，其可称为“后”膜）具有下限阈值I_L，2和上限阈值I_U，2。同样，第一膜和第二膜分别吸收穿越每一个层组的能量的一个分数γ₁和γ₂。偏振敏感型阻挡层764使照射到其上的写波长的处于阻挡偏振态的光的一部分β_B通过，并使照射到其上的写波长的处于通过偏振态的光的一部分β_P通过，其中β_P大于β_B。出于此说明的目的，假定阻挡层764为反射偏振器。优选地，阻挡层中的吸收为可忽略不计的，使得所反射的具有写波长的光的量对于阻挡态和透过态因而分别为1-β_B和1-β_P。

示于图7B中的各个光线表示两种传播写光束在其路径的各个点处的强度或通量状态。示于图中的光线仅旨在为说明性的，因为在图中所示那些之外，通常将也存在来自各种外表面和内表面的其它反射。出于讨论目的，此处所述的关系旨在用于第一逼近程度。光束I_1，B为第一初始写波长光束I_0,B在从外表面的第一反射之后的余量，即I_1,B为(1-R)I_0,B，其中R为从外表面反射的比率。光束I_2,B为I_1,B在穿越第一膜762之后残余的未吸收部分。因此，I_2,B为乘积(1-γ₁)I_1,B。来自阻挡层764的反射光束I_5,B为(1-β_B)I_2,B，其在再次到达膜760的前表面之后减小到I_6,B。因此I_6,B为(1-γ₁)(1-β_B)I_2,B。如果阻挡层中无吸收，则进入第二膜766的I_3,B为β_BI_2,B。最后，第二膜的背面处的光束I_4,B则为(1-γ₂)β_BI_2,B。

第二写波长光束I_0,P以与第一光束I_0,B相似的方式传播通过复合膜760，当然不同的是，由于β_P和β_B之间的差异，故阻挡层764比第一光束更多地透射第二光束。（此外，就可写膜762、766中之一或二者也可以是非旋转对称的来说，它们也将不同地透射不同的偏振态。在本说明书中为简便起见，假定膜762、766是旋转对称的）。为了在阻挡偏振态下完全地写第一膜762（使用第一光束），则在任何点处总的通量为前向穿越和后向反射光束的总和，例如I_2,B+I_5,B和I_1,B+I_6,B或者前膜中间部分中的类似量。因此，这些总和应大于I_U,1。此外，I_3,B应小于I_L,2。关于在通过态下写第二膜766（使用第二光束，I_0,P）而言，为实现充分且完全的独立操作，I_2,P+I_5,P和I_1,P+I_6,P应小于I_L,1，而I_4,P应大于I_U,2。

仍参照图7B的复合膜760，为加工第一膜或前膜而不破坏第二膜或后膜，各个阻挡态项的强度也满足第一逼近程度：

(I_L,2/I_U,1)>β_B/(2-β_B)

随着阻挡态变强并且β_B接近零，此约束变得无意义，因为背侧完全与照射到前侧的阻挡态隔离。随着偏振器变为失效并且β_B接近1，则I_L，2应接近I_U,1以提供独立的可处理性。然而，在此极限下，操作窗口变为可忽略不计，因为通量此时必须足够大以在前膜的背面处大于I_U,1，同时应足够小以在后膜的前面处小于I_L，2。为了加工后膜而不破坏前膜，透过态项中的各个项同样满足第一逼近程度：

(I_U,2/I_L,1)<β_P/(2-β_P)

随着通过态变为完全透射并且β_P接近1，则前膜的下限写阈值I_L，1仅需要超过后膜的上限写阈值I_U，2。随着通过态变为部分反射，则前膜的下限写阈值应比后膜的上限写阈值超出大于1的因子，例如(2-β_P)/β_P。最后，应当注意，每一个可图案化膜的写阈值都与该层组的吸收率紧密相关。

图4A、图7A和图7B分别描绘具有两个可写光学膜的多层光学膜。但如上面所讨论的，双水平内部图案化也可涵盖其中具有三个或更多个可独立地写的光学膜的复合膜。在这样的情况下，可使用不止一个阻挡层和三个或更多个可写膜。附加的阻挡层可具有允许双侧辐射处理的类型、或者可具有使用针对可能的单侧辐射处理的角度偏移反射谱带的类型。在膜750（参见图7A）的一个替代实施例中，在第二可写膜756顶部设置第二阻挡层（包含反射型多层组）并在第二阻挡层顶部设置第三可写膜。因此，第二可写膜756此时夹在两个阻挡层之间。第二阻挡层的反射谱带可宽于第一阻挡层756的反射谱带，使得以图7A中所示的倾斜角度从下方入射的光仍被第二阻挡层充分地阻挡，这样第三膜在用来加工第二膜756的倾斜角度下基本上不被改变或图案化。此替代实施例的前两个膜752、756可因此如图7A中所示独立地加工，而第三可写膜可在比用于第二膜的倾斜角度更高的倾斜角度下加工。第三可写膜与第二膜相比则可具有更高的吸收率，这类似于第二和第一膜之间的关系。或者，前两个膜752、756可如图7A中所示加工，而第三膜可从构造的相背侧加工（即，使用从图7A的顶部入射的光束）。还可添加另外的可写膜和阻挡层。例如，可双水平内部图案化的复合膜可包括四个可独立地写的光学膜，这些光学膜通过将两个图7A中所示类型的膜与夹在其间的用于基本上隔离所述组成膜的第三阻挡层层合在一起，其中第一膜用从下方法向入射的光加工，第二膜用从下方倾斜入射的光加工，第三膜用从上方法向入射的光加工，而第四膜用从上方倾斜入射的光加工。

在一些实施例中，可双水平图案化的复合膜内三个可写膜可用相同的写波长从膜的同一侧加工来独立地写或处理。与这种加工相容的一种膜构造在一对可图案化膜之间使用偏振（旋转不对称）阻挡层而在另一对膜之间使用谱带偏移阻挡层。一种这样的复合膜构造是从图4A的膜430开始，其中阻挡层416b为反射偏振器，使得沿阻挡层的阻光轴线性偏振的（高通量）第一法向入射光束可处理或写第一膜或前膜416a，而沿阻挡层的透光轴线性偏振的（较低通量）第二法向入射光束可处理或写第二膜416c。然后向该复合膜添加第二阻挡层（本文称为谱带偏移阻挡层）并置于第二膜416c下面，所述第二阻挡层提供随入射角偏移的反射谱带。这种第二阻挡层可为或可包括适当设计的微层组。除其他两个可写膜（416a和416b）之外，然后在所述第二膜下面放置第三可写膜。（如果需要，这三个可写膜可都包含相同的波长选择性吸收剂，但浓度不同以为膜提供不同的写阈值。）在此新的复合膜构造中，先前在背后的可写膜416c现在被夹在两个阻挡层之间。前膜（416a）和现在的中膜（416c）可如前所述用相同写波长但不同偏振的第一和第二法向入射光束加工。此实施例的第二阻挡层（谱带偏移阻挡层）优选设计为充分地阻挡法向入射的两个偏振态，以使得第三膜或后膜不受第一和第二光束的影响。此第三膜设计为具有比膜416a或416c中的任何一个低的写阈值并用第三定向光束（其优选包含与第一和第二光束相同的写波长）在足够倾斜的角度下加工以使第二阻挡层的反射谱带偏移远离所述写波长，从而使得第二阻挡层高度透射第三光束。如果（偏振）阻挡层458的反射谱带在此倾斜角度下也充分偏移，则阻挡层458可对任何偏振态均是高度透射的，在这种情况下，第三定向光束可根据需要为偏振的或非偏振的。

在前一段落中刚刚描述的替代方法中，同样在图4A的第二可写膜416c下面放置了第二阻挡层和第三可写膜。前两个膜（416a和416c）用相同写波长但不同偏振的第一和第二法向入射光束加工。第三膜可用第三定向光束（其优选具有与第一和第二光束相同的写波长）加工，所述第三定向光束与第一和第二光束相比从复合膜的相背侧入射，即从图中的底部而非顶部入射。通过添加一个或多个另外的可写膜和阻挡层来构想其他实施例。例如，可将两个图7a中所示类型的复合膜组合以从相背侧进行处理，并在这样的膜之间设置第三阻挡层以隔离来自相背侧的处理作用。还可设想本发明所公开的双水平可图案化膜的其它组合和变型。

图8A-C提供了图案化复合膜的不同第二区以及叠加在其上的定向光束相对于膜的能够形成所示区的可能路径的示意性顶视图。在图8A中，光束被引导至可图案化复合膜810上并在受控的速度下沿路径816从起点816a到终点816b扫描，以在任意形状的区814中选择性地加热膜而将其与第一区812区分开来。图8B和图8C为类似的。在图8B中，光束被引导至可图案化复合膜820上并在受控的速度下从起点826a沿路径826扫描，以在矩形形状的区824中选择性地加热膜而将其与相邻的第一区822区分开来。在图8C中，光束被引导至可图案化复合膜830上并在受控的速度下沿不连续的路径836-842等扫描，以在矩形形状的区834中选择性地加热膜而将其与相邻的第一区832区分开来。在图8A-C中的每一个中，所述加热足以减小或消除第二区中至少一些内部层或材料的双折射而同时保持第一区中这些层或材料的双折射，且在保持第二区中层或膜的结构完整性并且不向第二区选择性地施加任何压力的同时进行。

定向光束还可被调制以生成虚线状、点状、或以其他方式断开或不连续的路径。所述调制可以是完全的，其中光束强度从100%即“全开”变化为0%即“全关”。或者，也可以是部分的调制。此外，所述调制可包括光束强度的急剧（如，分步）变化，并且/或者其可包括光束强度的较缓变化。

图9A和9B论述可或应如何定制可图案化膜的吸收来提供最佳的局部加热的问题。图9A和图9B中的曲线图绘于同一水平比例尺上，该比例尺表示辐射光束在其传播穿过膜时的深度或位置。0%的深度对应于膜的前表面，并且100%的深度对应于膜的后表面。图9A沿竖轴绘制出辐射光束的相对强度I/I₀。图9B绘制出膜内的每一个深度处的局部吸收系数（在辐射光束的选定波长或波长谱带下）。

各个图中针对三个可图案化光学膜实施例绘制了三条曲线。在第一实施例中，膜在其整个厚度上在引导光束的波长下具有基本上均匀且低的吸收性。此实施例在图9A中绘制为曲线910，在图9B中绘制为曲线920。在第二实施例中，膜在其整个厚度上具有基本上均匀且高的吸收性。此实施例在图9A中绘制为曲线912，在图9B中绘制为曲线922。在第三实施例中，膜在其厚度的区域915a和915c上具有较低的吸收，但在其厚度的区域915b上具有中等吸收。

第一实施例具有对多种情况而言过低的吸收系数。虽然如曲线910的恒定斜率所表示的那样，定向光束随深度变化而被均匀地吸收（在一些情况下，这可能是有利的），但实际上在100%深度处如曲线910的高值所示那样极少的光被吸收，这意味着很高比例的定向光束被浪费。然而在一些情况下，此第一实施例在一些膜的处理中仍然可能是相当适用的。第二实施例具有对多种情况而言过高的吸收系数。尽管定向光束的基本上全部均被吸收并且没有浪费，但高吸收引起过量的光在膜的前表面处被吸收，这可能对膜造成表面损坏。如果吸收太高，则无法在不损坏膜前表面处或附近的层的情况下将足量的热传递到所关注的内部层或材料。第三实施例采用可以（例如）通过将吸收剂掺入到膜的选定内层中而实现的非均匀吸收分布。将膜的经定制的吸收区域915b中的吸收率水平（由局部吸收系数控制）有利地设定为中等水平，以使得足够部分的定向光束被吸收，但吸收率不能过高，以免相比于相背端，过多的热被递送到区域915b的入射端。在许多情况下，吸收区域915b中的吸收率仍相当弱，例如，该区域上的相对强度分布914可能看起来更像直线，与其他区域例如915a和915c相比，其仅具有更陡的斜率。可通过以下方式确定吸收的充分性：针对入射的定向光束的功率和持续时间来平衡吸收性以实现所需的效果。

在第三实施例的示例性实例中，可图案化膜可具有两个厚表层和位于其间的一个或多个微层组（如果包含两个或更多个微层组则由保护性边界层分隔开）的构造，且所述膜可仅由两种聚合物材料A和B构成。向聚合物材料A中引入吸收剂以增大其吸收率至适度水平，但不向聚合物B中引入吸收剂。材料A和B二者以微层组的交替层形式提供，但表层和保护性边界层（如果存在的话）仅由聚合物B构成。由于弱吸收材料B的使用，故这样的构造将在膜的外表面即表层处具有低吸收率，并也将在光学厚PBL（如果它们存在的话）处具有低吸收率。该构造在微层组中将具有较高吸收性，这是由于在交替微层中使用较强的吸收材料A（以及具有较弱吸收材料B的交替微层）。这种布置可用于优先地将热递送至膜的内部层，例如递送至一个或多个内部微层组，而非递送至外表面层。应当注意，利用适当设计的送料区块，多层光学膜可包括三种或更多种不同类型的聚合物材料（A、B、C、...），并且可以将吸收剂掺入到材料的一种、一些或全部中，以便得到多种不同的吸收分布，以便将热递送至膜的选定内层、组或区。在其它情况下，可能有用的是，在PBL中或甚至在表层中（如果存在）包括吸收剂。在任一种情况下，该负载量或浓度与微层中相比，都可以为相同或不同的、较高或较低的负载量或浓度。

可以利用多层光学膜中使用的各种原材料的固有吸收特性来获得与上述实施例中的那些类似的吸收分布。因此，给定的复合膜构造可在复合膜的各种组成层或膜中包含具有不同吸收特性的不同材料，且这些各种层或膜可在成膜（例如通过共挤出）过程中一起形成，或者可作为单独的前体膜形成，这些前体膜稍后通过例如层合组合在一起。

所述STOF膜和制品可因此用于各种各样的显示器及其他扩展领域的光电子器件中，例如背光源、指示牌、发光设备、槽型发光字、光引导或光传送系统等。此类器件可发出偏振光或非偏振光。此类器件可发出白光，即普通观察者感知到为标称白色的光，或具有非白色的特定颜色的光。此类器件可包含例如液晶、有机发光器件（OLED）和/或发光二极管（LED）的阵列。此类器件可为或可包括三维显示器，例如立体显示器。此类器件可为或可包括透射型显示器、反射型显示器和/或半透半反射型显示器。此类器件可包括边缘发光显示器和/或直下式显示器。

本文所公开的膜、方法和工业过程通常可用于其中需要空间受控的取向水平的任何应用中。所关注的技术领域可以包括（例如）显示、装饰、和安全用途。一些应用可以重叠多个技术领域。例如，一些制品可以将本文所公开的内部图案化膜与包括常规图案化（例如以标记的形式）的膜、基底或其它层进行整合。所得的制品可能可用于安全用途，但其形式也可以视为装饰性产品。选择性热处理这种制品可以在内部图案化膜中产生下述区，这些区选择性地阻挡（通过增加反射性）或显露（通过降低反射性）另一个膜的常规图案化的部分，这取决于内部图案化膜的设计。

另外，至于安全用途，本发明所公开的膜可以用于多种安全构造中，包括标识卡、驾驶证、护照、访问控制通行证、金融交易卡（信用卡、借记卡、预付卡或其它卡）、商标保护或识别标签、等等。可以将膜作为内层或外层而层合或者说是粘附至安全构造的其它层或部分。当所述膜作为贴片包括时，其可仅覆盖卡、页或标签的主表面的一部分。在一些情况下，可将膜用作安全构造的基部基底或唯一元件。可以包括膜作为安全构造中的多种特征的任何一个，例如全息图、印刷图像（凹雕、平版印刷、条码等）、逆向反射特征、UV或IR激活图像等等。在某些情况下，本发明所公开的膜可以与这些其它安全特征结合进行分层。膜可以用于为安全构造提供个性化特征，例如，签名、图像、单独编码数等。个性化特征可以涉及单独文档夹或专用产品实物，例如在制造商标签、批校验标签、防篡改编码等情况下。个性化特性可与多种扫描图案（包括行图案和点图案）一起制备。取决于膜构造，可写层当中的图案可相同或不同。

本文所公开的膜可在安全构造上提供显现的（如对普通观察者清晰可见）和隐藏的安全特征。例如，可写的复合延迟膜可提供用偏振分析仪可观察的隐蔽特征，例如，随该分析仪的偏振态而变得明显或消失的特征。

可用本文所公开的可图案化膜制得的其他有用制品包括各种各样的识别文件（ID文件）。术语“ID文件”被广义地定义为并意在包括但不限于护照、驾驶证、国民ID卡、社会安全卡、选民登记和/或识别卡、出生证明、警察ID卡、过境卡、安全许可证、安全卡、签证、移民文件和移民卡、枪支许可证、会员卡、电话卡、储值卡、员工胸卡、借记卡、信用卡及礼品券和礼品卡。ID文件有时还被称为“安全文件”。本发明的制品可为ID文件或可为ID文件的一部分。可用本文所公开的可图案化膜制得的其他有用制品包括含彩色图像和价值项的制品，例如货币、钞票、支票和股票，其中项目的真实性很重要以防伪造或欺诈，还包括可用来在产品挂签、产品包装、标签、图表、地图等上给出信息、装饰或可识别的标志或标记的制品。

可利用本文所公开的可图案化膜的更多有用制品包括护照、ID胸牌、活动通行证、认同卡、用于验证和真实性的产品标识格式和广告促销、商标强化图像、图形应用中的标识显示图像如警车、救火车或其他应急车辆的图案标记；图形应用中的信息显示图像如公用电话亭、夜间标记和汽车仪表盘显示屏；以及通过在产品如名片、吊牌、艺术品、鞋类和瓶装产品上使用合成图像来提高新颖性。

最后，应当指出的是，此处所述的用于安全用途的多个特征物同样可用于装饰用途。例如，可如此将个性化徽标嵌入到消费制品中。

本专利申请的教导可与任何或全部下列共同受让的专利申请的教导组合使用，这些共同受让的专利申请以引用方式并入本文：PCT公开WO2010/075357（Merrill等人）,“InternallyPatternedMultilayerOpticalFilmsUsingSpatiallySelectiveBirefringenceReduction（使用空间选择性双折射减小的内部图案化多层光学膜）”；PCT公开WO2010/075340（Merrill等人）,“MultilayerOpticalFilmsHavingSide-by-SideMirror/PolarizerZones（具有并列型镜/偏振器区的多层光学膜）”；PCT公开WO2010/075373（Merrill等人）,“MultilayerOpticalFilmsSuitableforBi-LevelInternalPatterning（适于双水平内部图案化的多层光学膜）”；PCT公开WO2010/075363（Merrill等人）,“InternallyPatternedMultilayerOpticalFilmsWithMultipleBirefringentLayers（具有多个双折射层的内部图案化多层光学膜）”；和PCT公开WO2010/075383（Merrill等人）,“MultilayerOpticalFilmsHavingSide-by-SidePolarizer/PolarizerZones（具有并列型偏振器/偏振器区的多层光学膜）”；以及2010年6月30日提交的以下专利申请：美国专利申请序列号61/360,124（代理人案号66469US002），“DiffuseReflectiveOpticalFilmsWithSpatiallySelectiveBirefringenceReduction（具有空间选择性双折射减小的漫反射光学膜）”；美国专利申请序列号61/360,129（代理人案号66474US002），“MaskProcessingUsingFilmsWithSpatiallySelectiveBirefringenceReduction（使用具有空间选择性双折射减小的膜进行掩模加工）”；美国专利申请序列号61/360,022（代理人案号66267US002），“Multi-LayerArticlesCapableofFormingColorImagesandMethodsofFormingColorImages（能够形成彩色图像的多层制品及形成彩色图像的方法）”；和美国专利申请序列号61/360,032（代理人案号66498US002），“Multi-LayerArticlesCapableofFormingColorImagesandMethodsofFormingColorImages（能够形成彩色图像的多层制品及形成彩色图像的方法）”。

在许多情况下，材料层或相将因材料的分子构成而表现出双折射。但在一些情况下，介质（有时称为有效介质）可因尺寸比光的波长小但比分子距离大的微观结构而表现出双折射。此类介质的一个示例性实例为不同透光性材料的超薄层的叠堆。参见例如美国专利6,590,707(Weber)。双折射材料的有效介质可例如因此为或包含例如交替的聚合物材料的超薄层的叠堆，其中每一个层的光学厚度小于波厚（例如小于150或100或50nm厚）的1/4、优选小于1/8。这样的介质通常可用于本文所公开的实施例中。

除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中用来表示数量、特性量度等的所有数值都应当理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则说明书和权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域内的技术人员利用本专利申请的教导内容想要获得的所需特性而改变。每个数值参数并不旨在将等同原则的应用限制在权利要求书范围内，至少应该根据所记录的有效数位的数目和通过应用惯常的四舍五入法来解释每个数值参数。虽然本发明的大致范围中列出的数值范围和参数是近似值，但就任何数值均在本文所述具体实例中列出来说，它们都应在合适的情况下尽可能地精确。然而，任何数值可能包含与测试或测量限制相关的误差。

在不脱离本发明的精神和范围的前提下，对本发明的各种修改和更改对于本领域内的技术人员将显而易见，而且应当理解，本发明不限于本文所列出的示例性实施例。例如，除非另外指明，否则读者应当假设，所公开的一个实施例的特征也可应用于所公开的所有其他实施例。还应当理解，本文引用的所有美国专利、专利申请公开案和其他专利和非专利文档以引用方式并入，而不与上述公开内容抵触。

Claims (33)

1.一种复合延迟膜，所述复合延迟膜具有相背的第一和第二侧，并包括：

提供第一光延迟的第一膜，所述第一膜还具有第一吸收特性，所述第一吸收特性适于在暴露于包含写波长的第一光束时以吸收方式以足以使所述第一光延迟改变为第三光延迟而同时保持所述第一膜的结构完整性并且不改变第二膜的第二延迟的量加热所述第一膜；

提供第二光延迟的第二膜，所述第二膜还具有第二吸收特性，所述第二吸收特性适于在暴露于包含所述写波长的第二光束时以吸收方式以足以使所述第二光延迟改变为第四光延迟而同时保持所述第二膜的结构完整性并且不改变所述第一膜的第一延迟的量加热所述第二膜；和

设置在所述第一和第二膜之间的第一阻挡层，所述第一阻挡层适于至少部分地阻挡所述写波长的光，

其中所述第一和第二光束入射到所述复合膜的相同侧。

2.根据权利要求1所述的复合延迟膜，其中所述第一和第二光延迟相同。

3.根据权利要求1所述的复合延迟膜，其中所述第一和第二光延迟不同。

4.根据权利要求3所述的复合延迟膜，其中所述第一光延迟为半波长延迟，所述第二光延迟为四分之一波长延迟。

5.根据权利要求1所述的复合延迟膜，其中所述第三光延迟小于所述第一光延迟，所述第四光延迟小于所述第二光延迟。

6.根据权利要求1所述的复合延迟膜，其中所述第一膜具有第一快轴，所述第二膜具有第二快轴，且所述第一和第二快轴平行。

7.根据权利要求1所述的复合延迟膜，其中所述第一和第二膜为所述复合膜的内部层。

8.根据权利要求1所述的复合延迟膜，所述膜还包含：

提供第五光延迟的第三膜，所述第三膜还具有第三吸收特性，所述第三吸收特性适于在暴露于包含所述写波长的第三光束时以吸收方式以足以使所述第五光延迟改变为第六光延迟而同时保持所述第三膜的结构完整性并且不改变所述第一膜的第一延迟和所述第二膜的第二延迟的量加热所述第三膜；和

设置在所述第三膜与所述第一和第二膜中的至少一个之间的第二阻挡层，

其中所述第一、第二和第三光束入射到所述复合膜的相同侧。

9.根据权利要求1所述的复合延迟膜，其中所述第一阻挡层包含反射型STOF膜。

10.一种复合膜，所述复合膜包含：

提供第一光延迟的延迟膜；和

连接到所述延迟膜的光学膜，以便被所述延迟膜透射的至少一些光照射到所述光学膜上，所述光学膜提供第一反射特性；

其中所述延迟膜具有第一吸收特性，所述第一吸收特性适于在暴露于第一光束时以吸收方式以足以使所述第一光延迟改变为第二光延迟而不改变所述光学膜的所述第一反射特性、同时保持所述延迟膜的结构完整性的量加热延迟膜；和

其中所述光学膜具有第二吸收特性，所述第二吸收特性适于在暴露于第二光束时以吸收方式以足以使所述第一反射特性改变为第二反射特性而不改变所述延迟膜的所述第一光延迟的量加热所述光学膜，

其中所述第一和第二光束入射到所述复合膜的相同侧。

11.根据权利要求10所述的复合膜，其中所述第二吸收特性适于在暴露于所述第二光束时以吸收方式以足以使所述第一反射特性改变为所述第二反射特性而同时保持所述光学膜的结构完整性的量加热所述光学膜。

12.根据权利要求10所述的复合膜，其中所述光学膜包含布置为通过相长干涉或相消干涉来选择性地反射光从而提供所述第一反射特性的第一组微层。

13.根据权利要求12所述的复合膜，其中所述第一组微层在所述复合膜内部。

14.根据权利要求10所述的复合膜，其中所述光学膜包含共混层，所述共混层具有布置在所述共混层中不同的第一和第二相中的至少第一和第二材料。

15.根据权利要求14所述的复合膜，其中所述第一和第二相中的至少一个为连续相，并且是双折射的。

16.根据权利要求10所述的复合膜，其中所述光学膜和所述延迟膜为共挤出的聚合物膜的组成部分。

17.根据权利要求16所述的复合膜，其中所述延迟膜为所述共挤出的聚合物膜的内部层。

18.一种制备图案化的延迟膜的方法，所述方法包括：

提供复合延迟膜，所述复合延迟膜包含提供第一光延迟的第一膜和提供第二光延迟的第二膜，所述第二膜设置为使得由所述第一膜透射的至少一些光照射到所述第二膜上；

将第一光束引导至所述复合延迟膜处，从而选择性地加热所述第一膜，以使所述第一光延迟改变为第三光延迟，而不改变所述第二光延迟；和

将第二光束引导至所述复合延迟膜处，从而选择性地加热所述第二膜，以使所述第二光延迟改变为第四光延迟，而不改变所述第一光延迟，

其中所述第一光束包含写波长，所述第二光束也包含所述写波长，并且其中所述复合延迟膜包括阻挡层，所述阻挡层至少部分地阻挡所述写波长的光，

其中所述第一和第二光束入射到所述复合膜的相同侧。

19.根据权利要求18所述的方法，其中将所述第一光束引导至所述复合延迟膜处会在第一区中选择性地加热所述第一膜以使所述第一区中的所述第一光延迟改变为所述第三光延迟，其中将所述第二光束引导至所述复合延迟膜处会在不同于所述第一区的第二区中选择性地加热所述第二膜以使所述第二区中的所述第二光延迟改变为所述第四光延迟。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一和第二区部分交迭，使得所述膜在所述第一和第二区的不同部分中具有不同的第一、第二和第三膜延迟。

21.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一光束包含写波长，所述第二光束也包含所述写波长，且其中所述复合延迟膜包含至少部分地阻挡所述写波长的光的阻挡层。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述阻挡层包含STOF膜。

23.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一和第二光延迟相同。

24.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一和第二光延迟不同。

25.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一光延迟为半波长延迟，所述第二光延迟为四分之一波长延迟。

26.根据权利要求18所述的方法，其中所述第三光延迟小于所述第一光延迟，所述第四光延迟小于所述第二光延迟。

27.根据权利要求18所述的方法，其中所述第三和第四光延迟中的至少一个为零延迟。

28.一种制备图案化膜的方法，所述方法包括：

提供复合膜，所述复合膜包含光学膜和延迟膜，所述光学膜和延迟膜设置为使得由所述延迟膜透射的至少一些光照射到所述光学膜上，所述光学膜提供第一反射特性，所述延迟膜提供第一光延迟；

将第一光束引导至复合膜处，以使第一区中的所述第一反射特性改变为不同的第二反射特性，而不改变所述第一区中的所述第一光延迟；和

将第二光束引导至所述膜处，以使第二区中的所述第一光延迟改变为不同的第二光延迟，而不改变所述第二区中的所述第一反射特性，

其中所述第一和第二光束入射到所述复合膜的相同侧。

29.根据权利要求28所述的方法，其中提供所述复合膜包括共挤出第一和第二聚合物材料。

30.根据权利要求28所述的方法，其中所述光学膜包含布置为通过相长干涉或相消干涉来选择性地反射光从而提供所述第一反射特性的第一组微层。

31.根据权利要求28所述的方法，其中所述延迟膜为所述复合膜的内部层。

32.根据权利要求28所述的方法，其中所述光学膜包含共混层，所述共混层具有布置在所述共混层中不同的第一和第二相中的至少第一和第二材料，且其中所述第一反射特性为第一漫反射特性。

33.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括：

将第三光束引导至所述复合延迟膜处，以移除所述阻挡层对所述复合膜的延迟的贡献。