CN105612438A - 包括第一微结构化层和涂层的微结构化漫射体、光学叠堆以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种微结构化漫射体，所述微结构化漫射体包括透光膜，所述透光膜包括具有多个峰和谷的第一微结构化表面。涂层设置在所述第一微结构化表面上。所述涂层部分地填充形成第二微结构化表面的谷。

Description

包括第一微结构化层和涂层的微结构化漫射体、光学叠堆以及方法

背景技术

已描述了多种哑光膜(也描述为防眩膜)和微结构化漫射体。

例如，WO2012/138496描述了用于粘合棱镜膜叠堆的光学粘合剂组合物。在一个实施例中，粘合剂组合物包含聚合物珠。粘合剂层中存在此类珠对漫射光的粘合剂层表面提供纹理。

存在若干用于获得哑光膜的方法。

例如，哑光涂层可通过加入哑光粒子而制得，诸如在US6,778,240中所述。

在又一方法中，能够将防眩膜的表面变粗糙或纹理化以提供哑光表面。根据美国专利5,820,957，“可通过多种纹理化材料、表面或方法的任一种提供抗反射膜的纹理化表面。纹理化材料或表面的非限制性的例子包括：具有糙面精整层的膜或衬片、微压纹膜、含有所需纹理化图案或模板的微复制工具、套管或束带、辊(诸如金属辊或橡胶辊，或橡胶涂布辊)”。

WO2010/141345、WO2010/141261、和WO2011/140018描述了防眩膜和抗反射膜，所述膜通过浇铸并固化与工具表面接触的可聚合树脂使用从工具微复制而制成。

发明内容

在一个实施例中，描述了一种微结构化漫射体，该微结构化漫射体包括透光膜，该透光膜包括具有多个峰和谷的第一微结构化表面。涂层设置在第一微结构化表面上。涂层部分地填充形成第二微结构化表面的谷，该第二微结构化表面与第一微结构化表面显著不同。

第一微结构化表面和第二微结构化表面各自可通过以下项来表征：至少一种光学特性，诸如雾度或清晰度；或至少一种物理特性，诸如补充累积倾斜度大小、表面粗糙度(例如，Ra、Rz)或平均高度。第一微结构化表面和第二微结构化表面之间的一种或多种光学和/或物理特性的差值具有至少10％的绝对值。

在另一个实施例中，描述了一种微结构化漫射体，该微结构化漫射体包括透光膜，该透光膜包括具有多个峰和谷的第一微结构化表面。涂层设置在第一微结构化表面上，其中涂层部分地填充形成第二微结构化表面的谷，该第二微结构化表面具有在1.5微米至7.5微米范围内的Rz。峰不含嵌入的哑光粒子。

在另一个实施例中，描述了一种微结构化漫射体，该微结构化漫射体包括透光膜，该透光膜包括具有多个峰和谷的第一微结构化表面。涂层设置在第一微结构化表面上，其中涂层部分地填充形成第二微结构化表面的谷。该第二微结构化表面具有在0.75微米至4微米范围内的平均高度。

在另一个实施例中，描述了一种微结构化漫射体，该微结构化漫射体包括透光膜，该透光膜包括具有多个峰和谷的第一微结构化表面。涂层设置在第一微结构化表面上，其中涂层部分地填充形成第二微结构化表面的谷。涂层具有至少0.5微米的平均厚度。

另外描述了包括本文所述微结构化漫射体的光学膜叠堆以及制备微结构化制品的方法。

附图说明

图1A为第一微结构化表面的示意性侧视图；

图1B为第一微结构化表面的示意性侧视图，该第一微结构化表面还包括形成第二微结构化表面的涂层；

图2A为微结构凹陷的示意性侧视图；

图2B为微结构凸起的示意性侧视图；

图3A为规则设置的微结构的示意性俯视图；

图3B为不规则设置的微结构的示意性俯视图；

图4为微结构的示意性侧视图；

图5为包括微结构的一部分的光学膜的示意性侧视图，该微结构包括嵌入的哑光粒子；

图6为切削工具系统的示意性侧视图；

图7A-7D为各种切削器的示意性侧视图；

图8A-8D为各种微结构化表面的光学显微图像，该微结构化表面由所呈现的工具表面制成；

图9A-9D为各种微结构化表面的光学显微图像，该微结构化表面由另一个所呈现的工具表面制成；

图10为8A-8D的微结构化表面的补足累积倾斜度大小分布的图；

图11为9A-9D的微结构化表面的补足累积倾斜度大小分布的图；

图12为包括微结构化漫射体的光重定向膜的示意性侧视图；

图13为另一个光重定向膜的示意性侧视图；

图14为光学叠堆的示意性侧视图；

图15A-15B为各种微结构化表面的光学显微图像，该微结构化表面由另一个所呈现的工具表面制成；

图16A-16B为各种微结构化表面的光学显微图像，该微结构化表面由另一个所呈现的工具表面制成；

图17为15A、15B、16A、和16B的微结构化表面的补足累积倾斜度大小分布的图；

图18为15A、15B、16A、和16B的微结构化表面的补足累积x倾斜度大小分布的图；

图19为15A、15B、16A、和16B的微结构化表面的补足累积y倾斜度大小分布的图。

具体实施方式

本发明描述了微结构化漫射体。在一些实施例中，微结构化漫射体可适于用作防眩膜(也描述为哑光膜)。参考图1A，微结构化漫射体100包括通常设置于透光(即，透明)基材50上的第一微结构化表面层60。第一微结构化表面包括多个峰(例如，70)和谷。参考图1B，涂层80设置在第一微结构化表面上。涂层部分地填充形成第二微结构化表面的谷。

基材50以及微结构化漫射体一般具有至少85％或90％、并且在一些实施例中至少91％、92％、93％或更大的透射率。

透明基材可为膜。(例如，膜)基材厚度通常取决于预期用途。对于多数应用而言，基材厚度优选地小于约0.5mm，并且更优选地为约0.02mm至约0.2mm。作为另外一种选择，透明膜基材可为光学(例如，照明)显示器，通过该显示器可显示文本、图形、或其他信息。透明基材可包含任何下述材料或由其组成：多种非聚合材料，诸如玻璃；或各种热塑性的和交联的聚合材料，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、(例如双酚A)聚碳酸酯、醋酸纤维素、聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚烯烃诸如常用于各种光学装置中的双轴取向的聚丙烯。可任选地对基材进行处理，例如化学处理(诸如、底漆)、电晕处理(诸如空气或氮气电晕处理)、等离子体处理、火焰处理、或光化辐射处理，以改善粘附力。

微结构化漫射体通常包括相对厚的微结构化表面层。微结构化层通常具有至少0.5微米、优选至少1微米、并且更优选至少2或3微米的平均厚度(“t”)。微结构化层通常具有不大于15、14、13、12、11、或10微米的平均厚度。

在一些实施例中，微结构可以为凹陷，也称为谷。例如，图2A为包括凹陷微结构320或微结构空穴的微结构化层310的示意性侧视图。工具表面(微结构化表面自所述工具表面形成)通常包括多个凹陷。微结构化漫射体的微结构通常为突出部，也称为峰。例如，图2B为包括突起微结构340的微结构化层330的示意性侧视图。图8A-9D和图15A-16B示出了例示性微结构化表面的各种光学显微图像，该微结构化表面包括多个峰和围绕峰的多个谷。

在一些实施例中，微结构可形成规则图案。例如，图3A为在主表面415中形成规则图案的微结构410的示意性俯视图。然而，微结构通常形成不规则图案。例如，图3B为形成不规则图案的微结构420的示意性俯视图。在一些情况下，微结构可形成显得无规的伪无规图案。

(例如分立的)微结构可通过倾斜度表征。图4为微结构化层140的一部分的示意性侧视图。具体地讲，图4示出了在主表面120中并且面向主表面142的微结构160。微结构160在其整个表面上具有倾斜度分布。例如，微结构在位置510处具有倾斜度θ，其中θ为法线520与切线530之间的角度，法线520在位置510垂直于微结构表面(α＝90度)，切线530为在相同位置处的微结构表面的切线。倾斜度θ也为切线530与微结构化层的主表面142之间的角度。

在一些实施例中，峰微结构基本上不含(例如，无机氧化物或聚合物)哑光粒子。然而，即使不存在哑光粒子，微结构70也可包括(例如，氧化锆或二氧化硅)纳米粒子30，如图1中所示。

选择纳米粒子的尺寸以避免显著的可见光散射。可能希望使用多种类型的无机氧化物粒子的混合物，以便使光学性能或材料性能达到最优，并且降低组合物的总成本。经表面改性的胶体纳米粒子可为(例如非缔合)原生粒度或缔合粒度为至少1nm或5nm的无机氧化物粒子。原生粒度或缔合粒度通常小于100nm、75nm或50nm。通常，原生粒度或缔合粒度小于40nm、30nm、或20nm。优选的是，纳米粒子为非缔合的。可基于透射电子显微镜(TEM)对这些粒子进行测量。表面改性的胶体纳米粒子基本上可以充分凝结。

充分凝结的纳米粒子(除二氧化硅之外)的结晶度(以分离的金属氧化物粒子的形式测量)通常大于55％、优选地大于60％、并且更优选地大于70％。例如，结晶度可在至多约86％或更高的范围内。结晶度可通过X射线衍射技术测定。凝结的晶体(例如，氧化锆)纳米粒子具有高的折射率，而无定形的纳米粒子通常具有低的折射率。

由于显著更小的纳米粒子尺寸，这种纳米粒子不形成微结构。相反，微结构包括多个纳米粒子。

在其他实施例中，一部分微结构可包括嵌入的哑光粒子。

哑光粒子通常具有大于约0.25微米(250纳米)、或大于约0.5微米、或大于约0.75微米、或大于约1微米、或大于约1.25微米、或大于约1.5微米、或大于约1.75微米、或大于约2微米的平均尺寸。更小的哑光粒子为包括相对较薄的微结构化层的哑光膜的典型特点。但对于其中微结构化层较厚的实施例，哑光粒子的平均尺寸可高至5微米或10微米。哑光粒子的浓度可为至少1重量％或2重量％至约5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或10重量％或更大。

图5为包括设置于基材850上的微结构化层860的光学膜800的示意性侧视图。微结构化层860包括附着至基材850的第一主表面810以及分散于聚合粘结剂840中的多个哑光粒子830和/或哑光粒子聚集体。在一些优选的实施例中，相当大一部分，诸如至少约50％、或至少约60％、或至少约70％、或至少约80％、或至少约90％的微结构870不存在哑光粒子830或哑光粒子聚集体880。因此，不大于50％、40％、30％、20％、10％的峰包括嵌入的哑光粒子。据推测，(例如，二氧化硅或CaCO₃)哑光粒子的存在可提供改进的耐用性，即使当这种哑光粒子的存在不足以提供所需的清晰度和雾度特性时，如随后所述。然而，由于相对较大的哑光粒子尺寸，因此难以将哑光粒子保持均匀地分散于涂层组合物中。这可导致施用的哑光粒子的浓度的变化(特别是就纤维网涂层而言)，这进而导致(例如，光学)性质的变化。在一些实施例中，微结构化表面的基本上所有峰均不含(例如，嵌入的)哑光粒子。

对于其中微结构的至少一部分包括嵌入的哑光粒子或聚集的哑光粒子的实施例，哑光粒子的平均尺寸通常足够小于微结构的平均尺寸(例如，例如至少为约2分之一或更小)，使得所述哑光粒子被微结构化层的可聚合树脂组合物所围绕，如图5所示。

当微结构化层包括嵌入的哑光粒子时，该微结构化层通常具有比粒子的平均尺寸大至少约0.5微米、或至少约1微米、或至少约1.5微米、或至少约2微米、或至少约2.5微米、或至少约3微米的平均厚度“t”。

可使用任何合适的制造方法来制备第一微结构化表面。通常通过浇铸和固化与工具表面接触的可聚合树脂组合物来制造微结构，诸如在美国专利5,175,030(Lu等人)和5,183,597(Lu)中所述。可使用任何可用的制造方法，诸如通过使用雕刻或金刚石车削而制造工具。示例性的金刚石车削系统和方法可包括和利用例如PCT已公布的专利申请WO00/48037以及美国专利7,350,442和7,328,638中所述的快速刀具伺服机构(FTS)，这些专利的公开内容以引用的方式并入本文。

图6为可用于切削工具的切削工具系统1000的示意性侧视图，所述工具可被微复制以产生第一微结构化表面60。切削工具系统1000采用螺纹切削车床车削工艺，并包括可通过驱动器1030围绕中心轴线1020旋转和/或沿中心轴1020线移动的辊1010，以及用于切削辊材料的切削器1040。切削器安装在伺服机构1050上，并且可通过驱动器1060沿x方向移动至辊内和/或沿辊移动。通常，切削器1040可垂直于辊和中心轴线1020安装，并且在辊围绕中心轴线旋转的同时被驱动到辊1010的可雕刻材料中。然后平行于中心轴线驱动切削器以产生螺纹切削。可同时以高频率和低位移来致动切削器1040以在辊中产生复制时得到微结构的特征结构。

伺服机构1050为快速刀具伺服机构(FTS)，并且包括快速调节切削器1040位置的固态压电(PZT)装置(通常也称为PZT叠堆)。FTS1050允许切削器1040在x、y和/或z方向上，或在偏轴方向上的高精度和高速移动。伺服机构1050可为能够相对于静止位置产生受控移动的任何高品质位移伺服机构。在一些情况下，伺服机构1050可牢靠地且可重复地提供分辨率为约0.1微米或更好的0至约20微米范围内的位移。

驱动器1060可沿平行于中心轴1020线的x方向移动切削器1040。在一些情况下，驱动器1060的位移分辨率优于约0.1微米、或优于约0.01微米。驱动器1030产生的旋转运动与驱动器1060产生的平移运动同步进行，以便精确地控制微结构的所得形状。

辊1010的可雕刻材料可以是能够通过切削器1040进行雕刻的任何材料。示例性的辊材料包括金属诸如铜、各种聚合物、和各种玻璃材料。

切削器1040可为任何类型的切削器，并在应用中可具有可能期望的任何形状。例如，图7A为切削器1110的示意性侧视图，所述切削器1110具有半径为“R”的弧形切削刀头1115。在一些情况下，切削刀头1115的半径R为至少约100微米、或至少约150微米、或至少约200微米。在一些实施例中，切削刀头的半径R为至少约300微米、或至少约400微米、或至少约500微米、或至少约1000微米、或至少约1500微米、或至少约2000微米、或至少约2500微米、或至少约3000微米。

或者，工具的微结构化表面可使用如图7B所示的具有V形切削刀头1125的切削器1120、如图7C所示的具有分段线性切削刀头1135的切削器1130、或如7D所示的具有弯曲切削刀头1145的切削器1140而形成。在一个实施例中，使用顶角β为至少约178度或更大的V形切削刀头。

重新参照图6，当切削辊材料时，辊1010沿中心轴线1020的旋转和切削器1040沿x-方向的移动限定了围绕辊的沿中心轴线具有间距P₁的螺纹路径。当切削器沿垂直于辊表面的方向移动以切削辊材料时，由切削器切削的材料的宽度随切削器移入和移出或者切入和切出而改变。参照例如图7A，切削器的最大穿透深度对应于切削器切削的最大宽度P₂。一般来讲，比率P₂/P₁在约2至约4的范围内。

作为另外一种选择，可通过电沉积制造工具。在一个实施例中，该工具的制备方法为：通过使用第一电镀工艺电沉积金属以形成第一金属层，使第一层的第一主表面具有第一平均粗糙度；通过使用第二电镀工艺将金属电沉积到第一层的第一主表面上以在第一主表面上形成第二金属层，使第二层的第二主表面具有小于第一平均粗糙度的第二平均粗糙度；如WO2014/081693中所述；该专利以引用方式并入本文。

通过微复制四个不同工具的表面制得若干微结构化漫射体。由于微结构化表面为工具表面的精确复制，故微结构化表面层的如下描述也为反向工具表面的描述。

图8A、9A、15A、和16A示出了从四个不同工具(即，分别为工具1-工具4)生成的第一微结构化表面的共焦激光扫描显微图像(50x物镜)。

具有第一微结构化表面的基材适于作为用于通过在第一微结构化表面上设置涂层制造微结构化(例如，漫射体)制品的中间制品。例如，图8B-8D示出了图8A的第一微结构化表面(由工具1形成)，该第一微结构化表面具有设置在第一微结构化表面上的各种厚度的涂层。图9B-9D示出了图9A的第一微结构化表面(由工具2形成)，该第一微结构化表面具有设置在第一微结构化表面上的各种厚度的涂层。图15B示出了图15A的第一微结构化表面(由工具3形成)，该第一微结构化表面具有设置在第一微结构化表面上的(例如，3.3微米)涂层。图16B示出了图16A的第一微结构化表面(由工具3形成)，该第一微结构化表面具有设置在第一微结构化表面上的(例如，3.3微米)涂层。

在典型实施例中，涂层覆盖峰并且部分地填充谷。然而，当涂层粘度足够低时，涂层可部分地填充谷，同时仅覆盖峰的一部分。例如，第一微结构化表面的最高峰可不由涂层覆盖。谷的这种部分填充形成由第一微结构化面的形貌与涂层一起形成的第二微结构化表面，该第二微结构化表面也具有多个峰和谷。

涂层的厚度可根据第一微结构化表面和所需的最终特性而变化。涂层的厚度一般大于1/4波长的光学厚度。如WO2011/140018中所述，当涂层具有1/4波长的光学厚度时，涂层通常均匀地适形于下面的第一微结构化表面，使得物理和光学特性不会产生显著变化。(即，干燥)涂层的平均厚度通常为至少0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、或1微米。在一些实施例中，(即，干燥)涂层的平均厚度通常为至少1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、或5微米。在典型实施例中，涂层的厚度不大于约20、15、或10微米。

第一微结构化表面和第二微结构化表面可各自通过至少一种光学特性或物理特性来表征。当第一微结构化表面和第二微结构化表面的光学或物理特性的差值具有至少10％的绝对值时，第二微结构化表面可被视作与第一微结构化表面有显著不同。在一些实施例中，物理特性可为微结构的补足累积倾斜度大小分布(即，Fcc)、表面粗糙度、或平均峰高。在其他实施例中，光学特性可为雾度或清晰度。在一些实施例中，第一微结构化表面和第二微结构化表面之间的光学或物理特性的差值具有至少15％或20％或更大的绝对值。

第一微结构化表面和第二微结构化表面的代表性部分，还包括设置在第一微结构化表面上的涂层，使用共焦激光扫描显微镜法(50X物镜)进行表征。

F_cc(θ)为倾斜度大小的补足累积分布并且由下列公式限定，其中N_G(q)为第q个角面元(anglebin)中的像素数，其中每个角面元的大小为0.01°

$F_{CC}\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{\underset{q=\mathrm{\θ}}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}{N}_G\left(q\right)}{\underset{q=0}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}{N}_G\left(q\right)}.$

特定角度(θ)下的F_cc为其中绝对值大于指定角度θ的倾斜度的分数。分数也可表示为占总数的百分比。例如，分数1.0为100％并且分数0.45为45％。

各种例示性第一微结构化层和第二微结构化层的F_cc(θ)在图10、11、和17中示出并且在下表A-D中列出。在表A-D中的每个中，括号内的值为第一微结构化表面(即，对照物)和第二微结构化表面之间的差值。

表A-工具1

表B-工具2

表C–不对称工具3

表D–对称工具4

参考表A-D的例示性实施例，第一微结构化表面在大于0.1度、大于0.3度、大于0.7度和大于1.3度的倾斜度大小下的补足累积倾斜度大小分布可为至少95％、96％、97％、98％、99％、或100％。第二微结构化表面在大于0.1度或大于0.3度的倾斜度大小下的补足累积倾斜度大小分布也可为至少95％、96％、97％、98％、99％、或100％。在一些实施例中，第二微结构化表面在大于0.7度的倾斜度大小下的补足累积倾斜度大小分布也可为至少95％、96％、97％、98％、99％、或100％，或者其可略低，诸如至少85或90％。第二微结构化表面在大于1.3度的倾斜度大小下的补足累积倾斜度大小分布也可为至少65％、70％、75％、80％、85％、或约90％。

第一微结构化表面和第二微结构化表面之间在大于2.1度或大于4.1度的倾斜度大小下的补足累积倾斜度大小分布差值为至少10％、11％、12％、13％、14％、或15％。另外，在一些实施例中，第一微结构化表面和第二微结构化表面之间在大于2.1度或大于4.1度的倾斜度大小下的补足累积倾斜度大小分布差值为至少20％、30％、40％、50％、60％、或70％。

第一微结构化表面在大于2.1度的倾斜度大小下可具有至少90％、91％、92％、93％、94％、95％、或96％的补足累积倾斜度大小分布。然而，第二微结构化表面在大于2.1度的倾斜度大小下可具有小于或等于80％并且在一些实施例中小于或等于75％、70％、65％、60％、55％、50％、或45％的补足累积倾斜度大小分布。

第一微结构化表面在大于4.1度的倾斜度大小下可具有至少60％、65％、70％、或75％的补足累积倾斜度大小分布。然而，第二微结构化表面在大于4.1度的倾斜度大小下可具有小于或等于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、或10％的补足累积倾斜度大小分布。

参考图10、11、和17的例示性实施例，第一微结构化表面在大于10度的倾斜度大小下可具有至少10％、20％、30％、40％或50％的补足累积倾斜度大小分布。另外，第一微结构化表面在大于15度的倾斜度大小下可具有至少5％、10％、15％、或20％的补足累积倾斜度大小分布。然而，第二微结构化表面在大于10度或大于15度的倾斜度大小下可具有小于40％、30％或20％并且在一些实施例中小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％或0的补足累积倾斜度大小分布。另外，第一微结构化表面在大于5度的倾斜度大小下可具有至少50％、60％、70％、80％或85％的补足累积倾斜度大小分布。然而，第二微结构化表面在大于5度的倾斜度大小下可具有小于40％并且在一些实施例中小于35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％的补足累积倾斜度大小分布。

补足累积倾斜度大小分布也可参照x倾斜度和y倾斜度大小分布来表示，所述x倾斜度和y倾斜度大小分布为总的补足累积倾斜度大小分布的分量。如本文所用，除非另外指明，否则“补足累积倾斜度大小分布”是指总的补足累积倾斜度大小分布。当微结构化表面的微结构在几何形状上对称时，补足累积x倾斜度大小分布与补足累积y倾斜度大小分布基本上相同。参考图18和19的例示性实施例，由例示性工具4制备的第一微结构化表面示出为补足累积x倾斜度大小分布(Xcc)与补足累积y倾斜度大小分布(Ycc)基本上相同。相比之下，由例示性工具3制备的第一微结构化表面具有不对称微结构，因此x倾斜度分布和y倾斜度分布不同。例如，对于例示性工具3而言，工具3在大于5度下的Ycc为约70％；而Xcc小于10％、9％、8％、7％、6％、或5％。另外，对于例示性工具3而言，工具3在大于4.1度下的Ycc大于70％；而在大于4.1度下的Xcc小于60％、50％、40％、30％、20％、10％或5％。

第一微结构化表面和第二微结构化表面可根据其他物理特性表征，所述其他物理特性包括平均高度和表面粗糙度(如，Ra、Rz)。Ra为在所测量的整个区域上计算的平均粗糙度；而Rz为评估区域中的十个最大峰谷间隔的平均最大表面高度。下表E-H中列出了例示性第一微结构化层和第二微结构化层的Ra和Rz。在表E-H的每个中，括号内的值为第一微结构化表面(即，对照物)和第二微结构化表面之间的差值，并且此类差值以百分比(如，Rz(第一)-Rz(第二)/Rz(第一))表示。虽然表E-H中记录的Rz和平均高度利用表面分析技术测定，但也可由经涂布第一微结构化表面的横截面的扫描电子显微镜检查法测定Rz。当利用横截面分析时，对足够数量的横截面进行分析以获得统计学上有意义的结果，该结果代表整个第一微结构化表面和第二微结构化表面。

表E-工具1

表F-工具2

表G–不对称工具3

表H–对称工具4

参考表E-H的例示性实施例，设置在第一微结构化表面上的涂层可将第二微结构化表面的Rz和/或Ra减小至少10％。另外，在一些实施例中，第一微结构化表面和第二微结构化表面之间的Rz和/或Ra的差值可为至少-20％、-30％、-40％、-50％、或-60％。

第二微结构化表面的Rz通常为至少1.3微米、1.4微米或1.5微米并且不大于约5微米；而第一微结构化表面具有比第二微结构化表面大的Rz。在一些实施例中，第二微结构化表面的Rz为至少1.6微米、1.7微米、1.8微米、1.9微米或2微米。在一些实施例中，第一微结构化表面的Rz可为至少4.5微米、5.0微米、5.5微米、6.0微米、6.5微米、7.0微米、7.5微米、8.0微米、8.5微米、9.0微米、9.5微米或10微米。在一些实施例中，第二微结构化表面的Rz不大于7.5微米、7.0微米、6.5微米、6.0微米、5.5微米、5.0微米或4.5微米。第二微结构化表面的Ra通常为至少0.15微米、0.16微米、0.17微米、0.18微米、0.19微米、或0.20微米并且不大于约1微米；而第一微结构化表面具有比第二微结构化表面大的Ra。在一些实施例中，第二微结构化表面的Ra不大于0.95、0.90、0.85、0.80或0.75。

参考表E-H的例示性实施例，设置在第一微结构化表面上的涂层可将第二微结构化表面的平均高度减小至少10％。另外，在一些实施例中，第一微结构化表面和第二微结构化表面之间的平均高度的差值可为至少-20％、-30％、-40％、-50％、或-60％。

第二微结构化表面的平均高度通常为至少0.75微米、0.80微米、0.85微米、0.90微米、0.95微米、或1.00微米。在一些实施例中，第二微结构化表面的平均高度为至少1.5微米或2.0微米。第二微结构化表面的平均高度通常不大于约4微米并且在一些实施例中不大于3.5微米或3微米。第一微结构化表面具有大于第二微结构化表面的平均高度。在一些实施例中，第一微结构化表面的平均高度为至少2.5微米、3微米、3.5微米、4微米或5微米。

可根据实例中所述的测试方法测量第一微结构化表面和第二微结构化表面的雾度和清晰度。下表I-J中示出了各种例示性第一微结构化层和第二微结构化层的雾度和清晰度。在表I-J的每个中，括号内的值为第一微结构化表面(即，对照物)和第二微结构化表面之间的差值。虽然补足累积倾斜度大小分布不受用于制造第一微结构化表面的可聚合树脂的选择所影响，但可聚合树脂的选择可影响雾度和清晰度。利用两种不同的可聚合树脂来制造第一微结构化表面，一种的折射率(RI)为1.56并且另一种的折射率为1.65，如下表I-J中所指出的那样。

表I-工具1

表J-工具2

参考表I-J的例示性实施例，第一微结构化表面和第二微结构化表面之间的雾度的差值可为至少10％。另外，在一些实施例中，第一微结构化表面和第二微结构化表面之间的雾度的差值可为至少20％、30％、40％、50％、60％、或70％。

第一微结构化表面可具有至少60％、70％、80％或90％的雾度。然而，第二微结构化表面可具有小于或等于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、或10％的雾度。在一些实施例中，雾度小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％或2％。

参考表I-J的例示性实施例，第一微结构化表面和第二微结构化表面之间的清晰度的差值为至少-10％。另外，第一微结构化表面和第二微结构化表面之间的清晰度的差值为至少-20％、-25％、-30％、-35％、或-40％。

第一微结构化表面可具有小于10％、9％、8％、7％、6％、或5％的清晰度。然而，第二微结构化表面可具有至少15％、20％、25％、30％、35％、40％、或45％的清晰度。

可在各种光学膜中利用包括设置在第一微结构化表面上的涂层的微结构化漫射体。

在一些实施例中，微结构化漫射体还包括与第一微结构化表面层和第二微结构化表面层相对的主表面上的棱镜结构，如图12中所示。因此，(例如，第一)微结构化表面不嵌入在基材和棱镜层之间。然而，在另一个实施例中，包括设置在第一微结构化表面上的涂层的微结构化漫射体可嵌入在基材和棱镜层之间，诸如在WO2013/158475中所述，该专利以引用方式并入本文。

微结构化(例如，漫射体)层的微结构与被设计成主要提供光学增益的光学膜的(例如，棱镜)结构不同。在一个方面，微结构化(例如，漫射体)层的微结构形成不规则图案或看起来随机的伪无规图案。相比之下，光学膜的(例如，棱镜)结构一般具有标称规则图案。在另一方面，微结构化(例如，漫射体)层的微结构通常比光学膜的(例如，棱镜)结构小。例如，微结构化(例如，漫射体)层的微结构通常具有不大于8微米的峰谷平均高度；而(例如，棱镜)结构通常具有大于8微米、9微米、或10微米的峰谷高度。在另一方面，光学膜的(例如，棱镜)结构具有基本上相同的倾斜度(例如，约90°的顶角)；而微结构化(例如，漫射体)层的微结构具有不同的倾斜度大小，如前所述。在许多实施例中，微结构化漫射体的微结构的至少90％具有小于20度或15度的倾斜度大小。

图12为光重定向膜100的示意性侧视图，该光重定向膜用于将入射光重新定向至所需方向。光重定向膜100包括第一主表面110，所述第一主表面110包括沿y-方向延伸的多个微结构150。当微结构150为棱镜时，此类微结构化层可描述为棱镜层。光重定向膜100还包括与第一主表面110相对的第二主表面120并且包括第一微结构化层60和设置在第一微结构化表面上的涂层，其中涂层部分地填充形成第二微结构化表面122的谷。

光重定向膜100还包括基材层170，所述基材层170设置在相应的第一主表面110和第二主表面120之间，并且包括第一主表面172和相对的第二主表面174。光重定向膜100还包括棱镜层130和哑光层140，所述棱镜层130设置在基材层的第一主表面172上并且包括光重定向膜的第一主表面110，所述哑光层140设置在基材层的第二主表面174上并且包括光重定向膜的第二主表面174。哑光层具有背对主表面120的主表面142。

示例性光重定向膜100包括三个层130、170和140。一般来讲，光重定向膜可具有一个或多个层。例如，在一些情况下，光重定向膜可具有包括相应的第一主表面110和第二主表面120的单个层。又如，在一些情况下，光重定向膜可具有多个层。例如，在这种情况下，基材170可具有多个层。

微结构150主要被设计成沿所需方向(诸如沿正z方向)来重新定向入射到光重定向膜的主表面120上的光。在示例性的光重定向膜100中，微结构150为棱镜线性结构。一般来讲，微结构150可为任何类型的微结构，所述微结构能够通过例如折射入射光的一部分并且循环利用入射光的不同部分来重定向光。例如，微结构150的横截面轮廓可为或包括弯曲和/或分段的线性部分。例如，在一些情况下，微结构150可为沿y方向延伸的线性圆柱透镜。

各个线性棱镜微结构150均包括顶角152和从公共基准面诸如主平面表面172测定的高度154。在一些情况下，例如当希望减少光学耦合或润湿度并且/或者改善光重定向膜的耐久性时，棱镜微结构150的高度可沿y方向变化。例如，棱镜线性微结构151的棱镜高度沿y方向变化。在这种情况下，棱镜微结构151具有沿y方向变化的局部高度、最大高度155、和平均高度。在一些情况下，棱镜线性微结构例如线性微结构153沿y方向具有恒定的高度。在这种情况下，微结构具有等于最大高度和平均高度的恒定局部高度。

有效透光率(ET)可使用如WO2010/141262的图2中所述的光学系统进行测量；该专利以引用方式并入本文。

在一些情况下，诸如当希望减少光学耦合或润湿度时，线性微结构中的一些为较短的并且线性微结构中的一些为较高的。例如，线性微结构153的高度156低于线性微结构157的高度158。

顶角或二面角152可具有可在应用中需要的任何值。例如，在一些情况下，顶角152可在约70度至约110度、或约80度至约100度、或约85度至约95度的范围内。在一些情况下，微结构150具有可例如在约88度或89度至约92度或91度范围内诸如90度的相等顶角。

棱镜层130可具有应用中可能需要的任何折射率。例如，在一些情况下，棱镜层的折射率在约1.4至约1.8、或约1.5至约1.8、或约1.5至约1.7的范围内。在一些情况下，棱镜层的折射率不小于约1.5、或不小于约1.55、或不小于约1.6、或不小于约1.65、或不小于约1.7。

在一些情况下，诸如当光重定向膜100用于液晶显示系统中时，光重定向膜100可增加或改善显示器的亮度。在这种情况下，光重定向膜具有大于1的有效透光率或相对增益。如本文所用，有效透光率为其中存在就位膜的显示系统的亮度与其中不存在就位膜的显示器的亮度的比率。

在一些情况下，诸如当光重定向膜100用于显示系统中以增加亮度并且线性棱镜具有大于约1.6的折射率时，光重定向膜的平均有效透光率(ETA)不小于约1.5、或不小于约1.55、或不小于约1.6、或不小于约1.65、或不小于约1.7、或不小于约1.75、或不小于约1.8、或不小于约1.85。

在其他情况下，诸如当两个光重定向膜的叠堆用于显示系统中以增加亮度(诸如图14中所示)时，平均有效透光率(ETA)可为至少1.9、2.0、或2.1并且可为至多2.4、2.5、或2.6。

第二微结构化表面122主要被设计用于隐藏不利的物理缺陷(诸如，刮痕)和/或光学缺陷(诸如，得自显示器或照明系统中的灯的不利亮点或“热”点或特殊的图案干扰，通常称为叠栅)，而对光重定向膜重定向光和增加亮度的能力不具有或具有极少不利影响。

可在各种光学膜叠堆中利用包括本文所述的微结构化漫射体的光学膜。在一些实施例中，光学膜叠堆包括被设计用于提高增益的单个光定向(例如，棱镜)膜以及非棱镜型微结构化漫射体。在其他实施例中，光学叠堆包括被设计用于提高增益的至少两个光定向(例如，棱镜)膜。棱镜膜通常堆叠在一起，使得第一棱镜膜的顶点与第二棱镜膜的顶点正交。在一个实施例中，光学膜或光学膜叠堆包括光学非活性粘结部，如在WO2011/130155、WO2011/130144、WO2011/130151、和WO2013/138495中所述。

图13中示出了包括光学非活性粘结部的一个例示性光学膜。光定向膜4400包括第一多个线性对称整体分立结构4420和第二多个线性对称分立结构4460。结构4420和4460沿y方向延伸并且设置在基材4410上。基材4410由PET制成，具有约29微米的厚度和约1.65的折射率。结构4420和4460的固化折射率为约1.56。各个整体分立结构包括粘结部4430，所述粘结部4430被设计成主要用来将光定向膜粘结至表面并且设置在被设计成主要用来定向光和循环利用光的光定向部4440上。分立结构4460不包括任何粘结部并且主要用来定向光和循环利用光。整体分立结构4420与分立结构4460交替存在。

各个粘结部4430包括与xy平面(光定向膜的平面)成约80-85度的角度ω₁的两个相对侧小面4432。各个粘结部具有基面4434、约1.5(±0.5)微米的最小基面尺寸t2、以及约4(±0.5)微米的最大高度t1。各个粘结部还包括弯曲或圆形的顶面，所述顶面具有约0.2(±0.2)微米的最小顶面尺寸t3。各个光定向部4420包括与xy平面(光定向膜的平面)成约45度的角度ω2的两个相对侧小面4442。各个光定向部具有基面4444、约24微米的最小基面尺寸t5、以及约12微米的最大高度t4。整体分立结构4420的粘结部4430的顶点与分立结构4460的顶点之间的z轴偏置高度差为2.6微米。光定向膜4400具有约1.63的平均有效透光率ETA。

包括光学非活性粘结部的其他合适例示性光学膜在WO2012/138495中有所描述；该专利以引用方式并入本文。

图13的光学膜可包括在图14中示出的光学膜叠堆中，图14为光学叠堆2000的示意性侧视图，该光学叠堆包括光学膜，该光学膜包括本文所述的第一微结构化表面和第二微结构化表面2090，所述表面任选地设置在光定向膜(例如，棱镜)2010上。光定向膜2010包括第一结构化主表面2020和相背对的第二主表面2025。第一结构化主表面2020包括设置在基材2005上的多个整体分立结构2030。至少一些整体分立结构各自包括主要用于光定向的光定向部2040和主要用于将光定向膜粘合至光学膜2090的粘结部2050。在一些情况下，例如就示例性的光学叠堆2000而言，光定向膜2010的至少一些粘结部2050的至少有些部分刺入光学膜2090并且光定向膜2010的至少一些光定向部2040的至少有些部分未刺入光学膜2090。在这类情况下，光学叠堆2000包括位于光定向膜2010和光学膜2090之间的多个未填充空隙2015，其中所述未填充空隙可含有空气和/或气体。在一些情况下，多个未填充空隙2015的至少一些各自基本上覆盖由光学膜2090以及两个或多个相邻整体分立结构2030中未刺入光学膜的部分限定的区域，并且直接包围该区域。例如，在这类情况下，未填充空隙覆盖由光学膜2090以及两个或多个相邻整体分立结构2030中未刺入光学膜的部分限定的区域的至少50％、或至少60％、或至少70％、或至少80％、或至少90％。例如，就线性整体分立结构2030而言，未填充空隙2015基本上覆盖其顶部由光学膜2090限定、其右侧由线性整体分立结构2030A中未刺入光学膜的部分2021限定、其左侧由线性整体分立结构2030B中未刺入光学膜的部分2022限定的区域。

光学膜2090包括透光性基材，任选还包括(例如，棱镜)光学层2070、设置在透光性基材2070上的任选底漆层2075和设置在任选底漆层2075上的涂(例如，光学粘合剂)层2060。当底漆层不存在时，涂层2060直接设置在光学膜2090的第一微结构化表面2076上。光定向膜2010的粘结部2050中刺入光学膜的部分刺入到涂(例如，光学粘合剂)层内。涂(如，光学粘合剂)层2060将光定向膜2010附接或粘合于光学层2070或光学层2070的主表面2071，同时仍基本上保持光定向部2040的空气环境或周围环境。在一些情况下，粘结部2050具有高纵横比，由此可导致光学膜2090和光定向膜2010之间的强效粘合。

刺入涂(例如，光学粘合剂)层的粘结部2050具有平均最大高度h_2,avg，其为已刺入涂(例如，光学粘合剂)层的各个粘结部的最大高度h₂的平均值。在一些情况下，h_2,avg大于涂(如，光学粘合剂)层2060的平均厚度h₃。例如，在此类情况下，h_2,avg比h₃大至少0.2微米、或至少0.3微米、或至少0.4微米、或至少0.5微米、或至少0.7微米、或至少1微米、或至少1.2微米、或至少1.5微米、或至少1.7微米、或至少2微米。

当各个粘结部的平均高度大于涂(例如，光学粘合剂)层的平均厚度h₃时，粘结部的高度可在所述结构的光学活性部与粘合剂层之间形成物理间隔。此间隔或空气界面被保持或基本上不变，前提条件是粘结剂组合物在叠堆正常使用期间不流动或“蠕变”。可通过使用一些高温下的老化试验(任选地与增大的湿度结合)来模拟这样的用法。

或者，如果各个粘结部的平均高度小于涂(例如，光学粘合剂)层的平均厚度h₃，则所述结构的光学活性部与粘合剂层之间的间隔由刺入深度并且在叠堆正常使用过程中保持这样的刺入状态达成。

在一个实施例中，涂(例如，光学粘合剂)层具有约3至6微米的平均厚度h₃；并且粘结部具有约4微米的平均最大高度h_2,avg。

一般来讲，光学膜基材2070可包括任何光学层并且提供应用中可能需要的任何功能。例如，在一些情况下，基材可主要为其他层提供支撑。又如，本发明所公开的基材可通过例如包括反射或吸收偏振片来偏振光、通过包括光学漫射片来漫射光、通过包括光定向膜来定向或重新定向光。

第一微结构化表面层通常包含聚合材料，诸如可聚合树脂的反应产物。在第一微结构化表面层的有机材料中可以采用多种可自由基聚合的(例如，(甲基)丙烯酸酯)单体、低聚物、聚合物、以及它们的混合物。在一些实施例中，可聚合树脂还包含无机氧化物纳米粒子。

第一微结构化层的可聚合树脂通常包含至少一个具有两个(甲基)丙烯酸酯基团的芳族(甲基)丙烯酸酯单体(即，二(甲基)丙烯酸酯单体)。芳族二(甲基)丙烯酸酯单体的量通常为至少5重量％并且不大于约80重量％。当可聚合树脂不含无机氧化物纳米粒子时，芳族二(甲基)丙烯酸酯单体的量通常为至少10重量％、15重量％、20重量％、或25重量％或更大。当可聚合树脂还包含无机氧化物纳米粒子时，芳族二(甲基)丙烯酸酯单体的量通常不超出25重量％。

在一些实施例中，二(甲基)丙烯酸酯单体衍生自双酚A。一个示例性双酚-A乙氧基化的二丙烯酸酯单体以商品名“SR602”(据报导，其在20℃下具有610厘泊的粘度，玻璃化转变温度Tg为2℃)从沙多玛公司(Sartomer)商购获得。另一个示例性双酚A乙氧基化二丙烯酸酯单体可以商品名“SR601”从沙多玛公司(Sartomer)商购获得(据报导，其在20℃下的粘度为1080厘泊，玻璃化转变温度为60℃)。多种其他双酚A单体已在本领域中描述，如描述于美国专利7,282,272中的那些。

在其他实施例中，可聚合组合物不含衍生自双酚A的单体。一个合适的双官能芳族(甲基)丙烯酸酯单体为描述于US2008/0221291中的二(甲基)丙烯酸联苯酯单体；该专利以引用的方式并入本文。所述二(甲基)丙烯酸联苯酯单体可具有如下通式结构：

其中每个R1独立地为H或甲基；

每个R2独立地为Br；

m的范围是从0到4；

每个Q独立地为O或S；

n的范围是从0到10；

L为可任选被一个或多个羟基基团取代的C2至C12亚烷基基团；

z为芳环；并且

t独立地为0或1。

–Q[L-O]nC(O)C(R1)＝CH₂基团中的至少一个、并且优选两个在邻位或间位被取代，使得该单体在25℃下为液体。

在一些实施例中，双官能芳族(甲基)丙烯酸酯单体与芳族单(甲基)丙烯酸酯单体组合，所述芳族单(甲基)丙烯酸酯具有小于450克/摩尔的分子量，并具有至少1.50、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55、1.56、1.57或1.58的折射率。这种反应性稀释剂通常包含苯基、联苯基或萘基。此外，这种反应性稀释剂可为卤化的或非卤化的(例如非溴化的)。包含反应性稀释剂可同时提高有机组分的折射率并通过降低粘度提高可聚合组合物的可加工性。

芳族单(甲基)丙烯酸酯反应性稀释剂的浓度通常为至少5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、或10重量％。在一些实施例中，芳族单(甲基)丙烯酸酯反应性稀释剂的浓度不大于可聚合树脂组合物的50重量％、40重量％或30重量％。

合适的反应性稀释剂包括例如各种(甲基)丙烯酸联苯酯单体，诸如在WO2008/112451中所述；该专利以引用方式并入本文。其他合适的反应性稀释剂包括(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯；(甲基)丙烯酸苯氧基-2-甲基乙酯；(甲基)丙烯酸苯氧基乙氧基乙酯；(甲基)丙烯酸3-羟基-2-羟丙酯；(甲基)丙烯酸苄酯；丙烯酸苯硫基乙酯；丙烯酸2-萘硫基乙酯；丙烯酸1-萘硫基乙酯；丙烯酸2,4,6-三溴苯氧基乙酯；丙烯酸2,4-二溴苯氧基乙酯；丙烯酸2-溴苯氧基乙酯；丙烯酸1-萘氧基乙酯；丙烯酸2-萘氧基乙酯；丙烯酸苯氧基2-甲基乙酯；丙烯酸苯氧基乙氧基乙酯；丙烯酸3-苯氧基-2-羟丙酯；丙烯酸2,4-二溴-6-仲丁基苯酯；丙烯酸2,4-二溴-6-异丙基苯酯；丙烯酸苄酯；丙烯酸苯酯；丙烯酸2,4,6-三溴苯酯。也可使用其他高折射率单体，诸如丙烯酸五溴苄酯和丙烯酸五溴苯酯。

第一微结构化层可任选地包含无机纳米粒子，诸如二氧化硅，所述无机纳米粒子通常具有低折射率(例如，小于1.50)。二氧化硅可以商品名“NalcoCollodialSilicas”从伊利诺伊州内珀维尔的纳尔科化学公司(NalcoChemicalCo.,Naperville,Ill.)商购获得，诸如产品1040、1042、1050、1060、2327和2329。热解法二氧化硅也可商购获得。

第一微结构化层可任选地包含各种高折射率粒子，诸如氧化锆(“ZrO₂”)、二氧化钛(“TiO₂”)、氧化锑、氧化铝、氧化锡，其单独或以组合形式存在。也可采用混合的金属氧化物。供高折射率层中使用的氧化锆可以商品名“NalcoOOSSOO8”得自纳尔科化学公司(NalcoChemicalCo.)和以商品名“BuhlerzirconiaZ-WOsol”得自瑞士乌茨维尔的布勒公司(BuhlerAGUzwil,Switzerland)。也可如美国专利7,241,437和美国专利6,376,590中所述制备氧化锆纳米粒子。对于具有分散于交联的有机材料中的高折射率无机(例如氧化锆)纳米粒子的涂层而言，哑光层的最大折射率通常不超过约1.75。

第一微结构化表面层中(例如，氧化锆)无机纳米粒子的浓度通常为至少25重量％或30重量％。(例如，氧化锆)无机纳米粒子的浓度通常为至少40重量％并且不大于约70重量％或60重量％或50重量％。

优选将无机纳米粒子用表面处理剂处理。已知多种表面处理剂，其中一些描述于US2007/0286994中。

硅烷对于二氧化硅和其他含硅填料来说可为优选的。硅烷和羧酸对金属氧化物诸如氧化锆来说是优选的。高折射率(例如，氧化锆)纳米粒子可用表面处理剂进行表面处理，所述表面处理剂包含具有羧酸端基和C₃-C₈酯重复单元或至少一个C₆-C₁₆酯单元的化合物，如WO2010/074862中所述；该专利以引用方式并入本文。

已被描述用于通过浇铸和固化制造光定向(例如，棱镜)结构的各种可聚合树脂适于制造第一微结构化层。一些合适的可聚合树脂组合物在US2009/0017256和US8,263,863中有所描述；所述专利以引用方式并入本文。

在一些实施例中，第一微结构化层的可聚合树脂的折射率被选择为使得其可与透光性基材指数匹配。在此类实施例中，第一微结构化层的可聚合树脂和透光性基材之间的折射率差值不大于0.05、0.04、0.03、0.02或0.01。在其他实施例中，第一微结构化层的可聚合树脂和透光性基材之间的折射率差值为至少0.10、0.15、或0.20。

在一些实施例中，第一微结构化层具有至少1.60或更大的高折射率。在一些实施例中，折射率为至少1.62或至少1.63或至少1.64或至少1.65。在其他实施例中，第一微结构化层具有小于1.60的折射率。例如，微结构化层可具有约1.40至约1.60的折射率。在一些实施例中，微结构化层的折射率为至少约1.49、1.50、1.51、1.52、1.53、或1.54。

制备如本文所述的微结构化制品的方法一般包括提供包括第一微结构化表面的基材，该第一微结构化表面包括多个峰和谷。优选通过浇铸和固化与工具表面接触的可聚合树脂组合物来制造第一微结构化表面，如前所述。方法还包括涂布第一微结构化表面，使得涂层部分地填充形成第二微结构化表面的谷。

虽然为了涂布第一微结构化表面的目的也可使用低粘度不含溶剂涂层组合物，但在典型实施例中，涂层组合物为包含有机溶剂的稀释涂层溶液。在一些实施例中，涂层组合物包含至少50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、或90重量％、或更大的挥发性有机溶剂。代表性溶剂包括丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、庚烷、甲苯、环戊酮、乙酸甲氧乙酯、二氯甲烷、硝基甲烷、甲酸甲酯、γ-丁内酯、碳酸丙二酯和1,2-二甲氧基乙烷(甘醇二甲醚)。

以稀释溶液形式提供涂层能够填充第一微结构化表面的谷而不形成空隙或气泡。在典型工艺中，通过干燥去除溶剂，以产生薄型干燥并且优选固化的涂层。溶剂蒸发导致干燥的涂层厚度小于所施加的涂层厚度。例如，当涂层组合物包含90重量％的挥发性溶剂并且以3微米的厚度施加时，干燥的涂层具有约0.3微米的平均厚度。因此，以稀释涂层溶液形式提供涂层也能够提供较低的干燥涂层平均厚度，如前所述。

涂层可通过任何常规的施加方法来施加，这些方法包括但不限于凹版涂布、帘式涂布、槽式涂布、旋涂、丝网涂布、刷涂或辊涂等等。

通常通过使用加热使溶剂蒸发。例如，经过涂布的第一微结构化表面可被输送穿过温度在约130°F至160°F范围内的烘箱。热塑性聚合物和其他可聚合组分通常在增加温度下表现出更低粘度。因此，当在升高温度下使涂层干燥时，热塑性聚合物或其他可聚合组分可易于流动，从峰处下降，从而增加谷中的涂层厚度。因此，即使涂层可施加于整个第一微结构化表面，干燥的涂层在峰处通常比在谷中的厚度低。

在一些实施例中，涂层为(例如，稀释)可聚合树脂，诸如先前所述的适用于制备第一微结构化层的可聚合树脂组合物。

在其他实施例中，涂层为(例如，光学)粘合剂。如在本领域中已知的各种(例如，稀释)光学粘合剂适合用作涂层。(参见例如2013年3月13日提交的US2006/0027321和专利申请序列号61/778,679)。

涂层可包含预成形的热塑性聚合物。例如，涂层可包含聚丙烯酸酯，或者称为丙烯酸类聚合物。热塑性聚合物可溶解于可聚合单体、有机溶剂或它们的组合中。当涂层包含热塑性单体时，一般将涂层固化。涂层固化可有利于保持形成于第一该微结构化表面上的第二微结构化表面。在一些实施例中，涂层包含通过暴露在(例如，紫外线)辐射而固化的可自由基聚合的(例如，(甲基)丙烯酸酯)单体、低聚物、聚合物、以及它们的混合物。在其他实施例中，涂层包含阳离子固化(例如，在从涂层中蒸发溶剂时)的环氧树脂。

对于其中形成光学叠堆的实施例而言，方法还可包括在固化之前使(例如，干燥)涂层与另一光学膜的表面接触。在一些实施例中，从棱镜的顶点延伸的棱镜结构或柱可部分地刺入涂层。

在一个实施例中，设置在第一微结构化表面上的涂层包括聚丙烯酸酯和可聚合单体的反应产物，所述可聚合单体具有官能团和每个官能团小于150克/摩尔的分子量。可聚合单体可为可自由基聚合的(甲基)丙烯酸酯单体或环氧树脂，如先前引用的WO2012/138495中所述。

在一些实施例中，涂层为具有相同组成的单个层。在其他实施例中，涂层包括多于一个层(例如，具有不同的组成)。例如，涂层可包括底漆层和(例如，光学)粘合剂层。底漆层可设置在第一微结构化层和(例如，光学粘合剂)涂层之间，如在2013年10月2日提交的美国临时申请61/885760中所述；该申请以引用方式并入本文。底漆可包含聚丙烯酸酯(例如，压敏粘合剂)。在一些实施例中，底漆层还包含含氮聚合物。

在一些实施例中，固化的涂层可通过动态力学分析来表征(如实例中进一步描述)。固化粘合剂的弹性模量通常为至少100MPa。在一些实施例中，弹性模量为至少200MPa、或300MPa、或400MPa或500MPa。弹性模量通常不大于2000MPa。据推测，25℃下的弹性模量(E’)与保持在部分填充谷中的涂层至少部分地相关，使得第二微结构表面的光学和物理特性基本上不随老化发生变化。弹性模量还至少部分地与保持亮度和/或随着老化过程的光学叠堆刺入相关。

在一些实施例中，可与第一微结构化层指数匹配的涂层的折射率被选择为使得其与透光性基材指数匹配。在此类实施例中，第一微结构化层(的例如可聚合树脂)和涂层之间的折射率差值不大于0.05、0.04、0.03、0.02或0.01。

实例

微结构化表面表征

通过具有50X物镜的共焦激光扫描显微镜法(CSLM)获得提供了随x和y位置变化的表面高度的表面分布数据。使用膜的代表性区域(例如，约500×500微米)进行图像分析。

倾斜度分析

表面分布数据提供了随x和y位置变化的表面高度。该数据将表示为函数H(x,y)。图像的x方向为图像的水平方向。图像的y方向为图像的竖直方向。

使用MATLAB计算下述内容：

1.梯度向量

$\▿H(x,y)=(\frac{\∂H(x,y)}{\∂x},\frac{\∂H(x,y)}{\∂y})=(\frac{H(x+\mathrm{\Δ}x,y)-H(x-\mathrm{\Δ}x,y)}{2\mathrm{\Δ}x},\frac{H(x,y+\mathrm{\Δ}y)-H(x,y-\mathrm{\Δ}y)}{2\mathrm{\Δ}y})$

2.梯度向量的倾斜度大小(度)

$\mathrm{\θ}=arctan\left(\right|\▿H\left(x,y\right)\left|\right)=arctan\left(\sqrt{{\left(\frac{H(x+\mathrm{\Δ}x,y)-H(x-\mathrm{\Δ}x,y)}{2\mathrm{\Δ}x}\right)}^2+{\left(\frac{H(x,y+\mathrm{\Δ}y)-H(x,y-\mathrm{\Δ}y)}{2\mathrm{\Δ}y}\right)}^2}\right)$

3.x倾斜度(度)

$\mathrm{\θ}=arctan\left(\frac{H(x+\mathrm{\Δ}x,y)-H(x-\mathrm{\Δ}x,y)}{2\mathrm{\Δ}x}\right)$

4.y倾斜度(度)

$\mathrm{\θ}=arctan\left(\frac{H(x,y+\mathrm{\Δ}y)-H(x,y-\mathrm{\Δ}y)}{2\mathrm{\Δ}y}\right)$

5.F _CC (θ)–梯度倾斜度分布的补足累积分布

$F_{CC}\left(\mathrm{\θ}\right)=\frac{\underset{q=\mathrm{\θ}}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}{N}_G\left(q\right)}{\underset{q=0}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}{N}_G\left(q\right)}$

F_CC(θ)为累积倾斜度分布的补足，并提供大于指定角度θ的倾斜度分数。N_G(q)为第q个角面元中的像素数，其中每个角面元的大小为0.01°。(因此，第一角面元为倾斜度大于0°最高至0.01°的像素数的分数，第二角面元为倾斜度大于0.01°最高至0.02°的像素数的分数，等。)x倾斜度和y倾斜度的累积倾斜度分布的补足以相似方式限定。

使用具有图像处理工具箱的MATLAB分析高度分布并计算表面倾斜度。如下顺序提供了所使用的MATLAB编码中的步骤的概述。

1.如果像素数>＝1001*1001，则减少像素数

-计算nskip＝fix(na*nb/1001/1001)+1

其中初始图像具有尺寸na×nb像素

-如果nskip>1，则进行(2*fix(nskip/2)+1)×(2*fix(nskip/2)+1)中值平均

■fix为四舍五入至最接近整数的函数。

-产生在每个方向上保持每个nskip像素的新图像(例如，如果nskip＝3，则保持行和列1、4、8、11...)

2.r＝round(Δx/pix)

-Δx为将用于倾斜度计算中的步长

-pix为像素尺寸。

-r为四舍五入至像素的最接近整数的Δx

3.对于所有倾斜度计算而言，Δx(和Δy)为0.825微米

4.进行中值平均，其中窗口尺寸为(2*round(f_MX*r)+1)×(2*round(f_MY*r)+1)像素。对于该计算而言，f_MX和f_MY均为0.5。

5.消除倾斜。

-有效使在所有方向上的整个分布中的平均倾斜度等于0

6.如前所述计算倾斜度分布。

粗糙度尺度

Ra–对整个测量阵列计算的平均粗糙度。

$\begin{array}{cc}Ra=\frac{1}{MN}\underset{i=1}{\overset{M}{\Σ}}& \underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}\left|Z_{jk}\right|\end{array}$

其中Z_jk＝每个像素的所测量高度和阵列的平均高度之间的差值。

Rz为在评估区域中10个最大峰谷间隔的平均最大表面高度，

$Rz=\frac{1}{10}\[(H_1+H_2+...+H_{10})-(L_1+L_2+...+L_{10})\].$

其中H为峰高，L为谷高，且H和L具有公共基准面。

针对补足累积倾斜度大小分布、峰尺寸、和粗糙度所报导的每个值均基于两个区域的平均值。

雾度和清晰度的测量：

本文所公开的雾度和清晰度值用Haze-GardPlus雾度计(马里兰州银泉的毕克-加特纳(BYK-Gardiner,SilverSprings,Md.))，根据ASTMD1003中描述的程序测量。如本文所用，光学雾度被定义为偏离法向大于4度的透射光与总透射光的比率。光学清晰度被定义为(T₁-T₂)/(T₁+T₂)，其中T₁为偏离法向0度至0.7度的透射光，并且T₂为与法向成1.6度至2度的透射光。在所有情况下，以涂层或微结构化表面面向光源的状态对光学膜作了测量。

光学增益的测量

各个膜或膜层合物被放置在漫透射的中空灯箱的顶部。灯箱的漫透射和反射大致为朗伯型(Lambertian)。灯箱为由约0.6mm厚的漫射PTFE板制成的尺寸为12.5cm×12.5cm×11.5cm的六面中空矩形立方体。灯箱的一个面被指定为样品表面。中空灯箱的样品表面处的漫反射率测得在400nm-700nm波长范围内平均为约0.83％。在增益测试过程中，灯箱通过位于灯箱表面的约1cm直径的圆孔从内部照明(所述灯箱表面与样品表面相对，使得光射向样品表面)。照明是由附接到用于光定向的光纤束的稳定宽带白炽光源(作为具有一厘米直径光纤束延伸部分的FostecDCR-III从马萨诸塞州绍斯布里奇的肖特北美(SchottNorthAmerica,SouthbridgeMA)购得)提供。线性吸收型偏振器(以商品名MellesGriot03FPG007从新墨西哥州阿尔伯克基的CVI美乐斯格利特(CVIMellesGriot,AlbuquerqueNM)购得)被安装在旋转台(以商品名ART310-UA-G54-BMS-9DU-HC从宾夕法尼亚州匹兹堡的艾罗德克(Aerotech,Pittsburgh,PA)购得)上并且放置在样品与照相机之间。照相机聚焦于相距0.28m的灯箱的样品表面上，并且吸收型偏振器被放置在距离照相机镜头约1.3cm处。在放置有偏振器而没有放置样品膜的情况下测得被照明灯箱的亮度大于150cd/m²。利用通过Vis-NIR光纤线缆(以F1000-Vis-NIR从美国佛罗里达州坦帕的StellarNet公司(StellarNetInc,Tampa,FL)购得)连接到准直透镜的EPP2000光谱仪(购自美国佛罗里达州坦帕的StellarNet公司(StellarNetInc,Tampa,FL))测量样品亮度；当样品膜被置于样品表面时，该光谱仪被取向为垂直入射到箱式样品表面所在的平面。准直透镜由透镜套管(以商品名SM1L30从美国新泽西州牛顿市的索雷博公司(Thorlabs,Newton,NJ)购得)和平凸透镜(以商品名LA1131从美国新泽西州牛顿市的索雷博公司(Thorlabs,Newton,NJ)购得)构成；将组件组装起来，在检测器处获得5mm的聚焦光斑大小。光学增益被确定为放置有样品膜时的亮度与无样品存在时的灯箱的亮度的比率。对于所有膜，在相对样品取向成0度、45度和90度的偏振器角度下测定光学增益。记录在0度和90度下测得值的平均光学增益。

实例1-6

将微结构化层浇铸并固化到1.14密耳PET膜的涂底漆侧上。涂底漆侧的底漆组合物包含丙烯酸聚合物粘结剂(Rhoplex3208，可得自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemicalCompany,MidlandMI))和基于三聚氰胺的固化树脂(Cymel327，可得自比利时安德莱赫特的湛新公司(Allnex,AnderlechtBelgium))。三聚氰胺固化树脂通常通过450克/摩尔的数均分子量(Mn)来表征。底漆厚度为90nm并且以总的底漆固体计包含3.5％三聚氰胺。

将与工具表面接触的两种不同可紫外线聚合的丙烯酸酯树脂，一种具有1.56的折射率(RI)(US2009/0017256的树脂R8)并且另一种具有1.65的折射率(US8,282,863的实例2)，浇铸并固化以形成具有微结构化表面的层，该微结构化表面为工具表面的反相。

利用两个工具(工具I和工具2)制备微结构化表面。使用金刚石车削系统制备工具，该金刚石车削系统利用如先前所述的快速刀具伺服机构(FTS)。

针对实例中的每个，使用溶剂涂布机以每分钟26英尺的线速度将粘合剂溶液涂布到微结构化表面上，得到3微米、4微米或5微米的(干燥)涂层厚度。用在100％功率下操作的具有二向色反射器的UV-D灯泡和设定为60°F的UV支撑辊固化粘合剂。

固化的粘合剂包含下列组分的反应产物

粘合剂涂层溶液包含上述以10重量％的粘合剂固体分散于有机溶剂中的组分。

就“对照物”而言，未施加任何粘合剂。因此，不存在(如，粘合剂)涂层时对照物为第一微结构化表面。

如先前所述形成微结构化表面的共焦激光扫描显微图像。图8A-8D中示出了由工具1制得的微结构化表面；而图9A-9D中示出了由工具2制得的微结构化表面。

图10和图11中示出了累积表面梯度大小(Fcc)的补足，其示出了大于给定角度的倾斜度百分比。表格形式的这种相同数据报告于先前所述的表A和表B中。虽然由1.56RI树脂制造的第一微结构化表面层用于生成表面粗糙度、平均高度、和Fcc数据，但据信无论树脂为何Fcc均相同，前提是固化树脂能够提供工具表面的精确复制。

测量所得膜的雾度和清晰度，如先前所述的表I和表J中所报告。

实例7-18

第一棱镜膜

使用相同工具，即工具1和工具2，将微结构化漫射体层浇铸并固化到1.14密耳PET膜的涂底漆侧上，其中PET膜的相对主表面具有棱镜结构，该棱镜结构使用母模工具根据US5,175,030和US5,183,597中所述的工艺进行浇铸和固化，所述母模工具根据US2009/0041553中所述的工艺制备。棱镜结构具有90°的顶角，如由棱镜的侧面倾斜度限定，并且相邻顶点之间的平均距离为约24微米。

第一棱镜膜和第二棱镜膜的叠堆

第一棱镜膜的微结构化漫射体层用先前所述的粘合剂涂布并且粘合至第二棱镜膜(如WO2012/138495中所述的膜D)的光学非活性的粘结部(如，从棱镜顶点延伸的柱结构)。棱镜膜被粘结成使得第二棱镜膜的顶点与第一棱镜膜的顶点正交。

所有下列实例均具有低反射叠栅。所得膜叠堆的有效透光率(ET)如下所示：

具有工具1的微结构化漫射体的棱镜膜叠堆的特性

	RI	涂层厚度(μm)	平均透光率21 -->
				实例7	1.65	3	2.21
实例8	1.65	4	2.23
				实例9	1.65	5	2.23

具有工具2的微结构化漫射体的棱镜膜叠堆的特性

利用工具3和工具4由RI为1.56的可紫外线聚合丙烯酸树脂制备微结构化表面。工具3具有不对称微结构并且使用金刚石车削系统制备，该金刚石车削系统利用如先前所述的快速刀具伺服机构(FTS)。工具4具有对称结构并且根据2012年11月21日提交的美国专利申请61/728,868制备。

如先前所述形成微结构化表面的共焦激光扫描显微图像。所产生的微结构化表面在图15A和16A中示出。

图17中示出了补足累积倾斜度大小分布(Fcc)。表格形式的这种相同数据报告于先前所述的表C和表D中。

使用工具3和工具4，采用与实例7-15中相同的方式，制备第一棱镜膜和第二棱镜膜的“第一”棱镜膜和叠堆。实例16和实例17的平均有效透光率(ET)为2.24。

Claims (42)

1.一种微结构化漫射体，包括：

透光膜，所述透光膜包括具有多个峰和谷的第一微结构化表面；

设置在所述第一微结构化表面上的涂层，其中所述涂层部分地填充形成第二微结构化表面的谷，所述第二微结构化表面与所述第一微结构化表面显著不同。

2.根据权利要求1所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面各自通过至少一种光学特性或物理特性来表征，并且所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面之间的光学或物理特性的差值具有至少10％的绝对值。

3.根据权利要求2所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面之间的光学或物理特性的差值具有至少15％或20％的绝对值。

4.根据权利要求1-3所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面各自具有补足累积倾斜度大小分布，并且所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面之间在大于2.1度或大于4.1度的倾斜度大小下的差值为至少10％。

5.根据权利要求4所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面之间在大于2.1度或大于4.1度的倾斜度大小下的差值为至少20％、30％、40％、50％、60％、或70％。

6.根据权利要求4或5所述的微结构化漫射体，其中所述差值在大于4.1度的倾斜度大小下。

7.根据权利要求1-6所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面各自具有雾度，并且所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面之间的雾度的差值为至少10％。

8.根据权利要求7所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面之间的雾度的差值为至少20％、30％、40％、50％、60％、或70％。

9.根据权利要求1-8所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面层和所述第二微结构化表面层各自具有清晰度，并且所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面之间的清晰度的差值为至少-10％。

10.根据权利要求9所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面之间的清晰度的差值为至少-20％、-25％、-30％、-35％、或-40％。

11.根据权利要求1-10所述的微结构化漫射体，其中不大于50％的所述峰包括嵌入的哑光粒子。

12.根据权利要求1-10所述的微结构化漫射体，其中所述峰不含哑光粒子。

13.根据权利要求1-12所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面通过浇铸和固化与工具表面接触的可聚合树脂组合物而制造。

14.根据权利要求1-13所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面具有在大于2.1度的倾斜度大小下至少90％的补足累积倾斜度大小分布，并且所述第二微结构化表面具有在大于2.1度的倾斜度大小下小于或等于80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、或45％的补足累积倾斜度大小分布。

15.根据权利要求1-14所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面具有在大于4.1度的倾斜度大小下至少60％、65％、70％、或75％的补足累积倾斜度大小分布，并且所述第二微结构化表面具有在大于4.1度的倾斜度大小下小于或等于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、或10％的补足累积倾斜度大小分布。

16.根据权利要求1-15所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面具有至少50％、60％、70％、80％、或90％的雾度，并且所述第二微结构化表面具有小于或等于40％、35％、30％、25％、20％、15％、或10％的雾度。

17.根据权利要求1-16所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面具有小于10％、9％、8％、7％、6％、或5％的清晰度，并且所述第二微结构化表面具有至少15％、20％、25％、30％、35％、40％、或45％的清晰度。

18.根据权利要求1-17所述的微结构化漫射体，其中所述微结构化漫射体包括几何形状对称或几何形状不对称的微结构。

19.根据权利要求1-18所述的微结构化漫射体，其中所述透光膜还包括与所述第一微结构化表面层和所述第二微结构化表面层相对的主表面上的棱镜结构。

20.根据权利要求1-19所述的微结构化漫射体，其中所述第一微结构化表面包括一种或多种可自由基聚合的单体、低聚物、聚合物、或它们的混合物的反应产物；所述反应产物任选地与无机氧化物纳米粒子结合。

21.根据权利要求1-20所述的微结构化漫射体，其中所述涂层包括一种或多种可自由基聚合的单体、低聚物、聚合物、或它们的混合物的反应产物；所述反应产物任选地与无机氧化物纳米粒子结合。

22.根据权利要求21所述的微结构化漫射体，其中所述涂层包括聚丙烯酸酯和可聚合单体的反应产物，所述可聚合单体具有官能团和每个官能团小于150克/摩尔的分子量。

23.根据权利要求22所述的微结构化漫射体，其中所述可聚合单体为环氧树脂。

24.根据权利要求1-23所述的微结构化漫射体，还包括设置在所述第一微结构化表面层和所述涂层之间的底漆层。

25.根据权利要求24所述的微结构化漫射体，其中所述底漆层包含聚丙烯酸酯。

26.根据权利要求25所述的微结构化漫射体，其中所述底漆层包含含氮聚合物。

27.一种微结构化漫射体，包括：

透光膜，所述透光膜包括具有多个峰和谷的第一微结构化表面；

设置在所述第一微结构化表面上的涂层，其中所述涂层部分地填充形成第二微结构化表面的谷，所述第二微结构化表面具有在1.5微米至7.5微米范围内的Rz，并且所述峰不含嵌入的哑光粒子。

28.根据权利要求27所述的微结构化漫射体，其中所述第二微结构化表面具有在0.75微米至4微米范围内的平均高度。

29.根据权利要求27或28所述的微结构化漫射体，其中所述涂层具有至少0.5微米的平均厚度。

30.一种微结构化漫射体，包括：

透光膜，所述透光膜包括具有多个峰和谷的第一微结构化表面；

设置在所述第一微结构化表面上的涂层，其中所述涂层部分地填充形成第二微结构化表面的谷，所述第二微结构化表面具有在0.75微米至4微米范围内的平均高度。

31.根据权利要求30所述的微结构化漫射体，其中所述第二微结构化表面具有在1.5微米至7.5微米范围内的Rz。

32.根据权利要求30-31所述的微结构化漫射体，其中所述峰不含嵌入的哑光粒子。

33.根据权利要求30-32所述的微结构化漫射体，其中所述涂层具有至少0.5微米的平均厚度。

34.一种微结构化漫射体，包括：

透光膜，所述透光膜包括具有多个峰和谷的第一微结构化表面；

设置在所述第一微结构化表面上的涂层，其中所述涂层部分地填充所述谷并且具有至少0.5微米的平均厚度。

35.根据权利要求27-34所述的微结构化漫射体，所述微结构化漫射体进一步通过权利要求1-26中任一项或任何组合来表征。

36.一种光学膜叠堆，包括：

第一光学膜，所述第一光学膜包括第一表面上的多个结构，所述结构包括被设计为主要用于提供光学增益的光学活性部，所述第一表面用粘合剂层粘合至根据权利要求1-35所述的微结构化漫射体的第二微结构化表面层，使得所述结构的一部分刺入所述粘合剂层并且在所述固化粘合剂层与所述第一表面之间形成间隔。

37.根据权利要求36所述的光学叠堆，其中所述结构包括棱镜微结构。

38.根据权利要求37所述的光学叠堆，其中所述棱镜的至少一部分包括从所述棱镜的顶点延伸的充当光学非活性粘结部的柱。

39.一种制备微结构化制品的方法，包括：

提供基材，所述基材包括具有多个峰和谷的第一微结构化表面；

提供所述第一微结构化表面上的涂层，使得所述涂层部分地填充形成第二微结构化表面的谷，使得所述第二微结构化表面与所述第一微结构化表面显著不同。

40.根据权利要求39所述的方法，其中所述涂层包含聚合物和/或可聚合树脂和溶剂。

41.根据权利要求40所述的方法，还包括干燥所述涂层以去除所述溶剂。

42.根据权利要求39-41所述的方法，其中所述第一微结构化表面和所述第二微结构化表面或所述涂层通过权利要求2-35中任一项或任何组合来表征。