TW201917421A - 刻面微結構化表面 - Google Patents

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TW201917421A TW107123980A TW107123980A TW201917421A TW 201917421 A TW201917421 A TW 201917421A TW 107123980 A TW107123980 A TW 107123980A TW 107123980 A TW107123980 A TW 107123980A TW 201917421 A TW201917421 A TW 201917421A
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大衛 亞歷山大 羅森
肯尼斯 艾倫 愛普斯坦
克里斯多夫 詹姆士 迪爾克斯
大衛 約翰 藍伯
智 丁 范
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美商3M新設資產公司
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Abstract

一種光學膜包括一微結構化表面，該微結構化表面具有複數個不規則配置之平坦部分，該等平坦部分形成大於約10%的該微結構化表面。該微結構化表面可經組態以使得當該微結構化表面放置在一光導的一發射表面上時，其中從該發射表面離開該光導的光的一第一發光分布係在垂直於該發射表面的一第一平面中，該光導發射的光由該微結構化表面以在該第一平面中的該透射光的一第二發光分布透射。該第一發光分布包括一第一峰，該第一峰與該微結構化表面的一法線成大於約60度之一第一角度。該第二發光分布包括一第二峰，該第二峰與該微結構化表面的該法線成約5度至約35度的一範圍內之一第二角度。

Description

刻面微結構化表面
顯示器系統，諸如，液晶顯示器(LCD)系統，使用在各式各樣的應用及市售裝置中，諸如，電腦監視器、個人數位助理(PDA)、行動電話、微型音樂播放器、及薄型LCD電視。許多LCD包括液晶面板及擴展面光源，其常稱為背光，用於照明該液晶面板。背光一般包括一或多個燈及數個光管理膜，諸如，光導、鏡膜、光重導向膜(包括增亮膜)、延遲膜、偏振膜、及漫射膜。通常包括漫射膜以隱藏光缺陷，並改善由背光所發射之光的亮度均勻性。漫射膜也能使用在顯示器系統以外的應用中。
根據本揭露之實施例，一種微結構化表面可包括複數個不規則配置之平坦部分，其等形成大於約10%的該微結構化表面。該微結構化表面可經組態以使得當該微結構化表面放置在一光導之一發射表面上時，該光導沿著一第一方向延伸，其中從該發射表面離開該光導的光之一橫截面的一第一發光分布係在垂直於該發射表面的一第一平面中且平行於該第一方向，該光導發射之光由該微結構化表面以在該第一平面中的該透射光之一橫截面的一第二發光分布予以透射。 該第一發光分布包括一第一峰，該第一峰與該微結構化表面的一法線成大於約60度之一第一角度。該第二發光分布包括一第二峰，該第二峰與該微結構化表面的該法線成約5度至約35度的一範圍內之一第二角度。
在另一實施例中，一種微結構化表面包括複數個不規則配置之刻面以及相對之第一與第二主側面。該微結構化表面可經組態以使得：當法線入射之準直光入射在該第一主側面上時，該微結構化表面具有一第一總透射率，且當法線入射準直光入射在該第二主側面上時，該微結構化表面具有一第二總透射率。該第二總透射率大於該第一總透射率。該第二總透射率具有一發光分布，該發光分布具有沿著該法線方向的一正軸值與一峰值。該峰值與該正軸值的一比率大於約1.2。
在另一實施例中，一種微結構化表面包括複數個不規則配置之刻面。該微結構化表面可經組態以減小一解析度目標的一對比。在一實施例中，該解析度目標係一物體。當該微結構化表面與具有D線對/毫米之一空間頻率的該物體相間隔約1mm之一間距時，當D係1.5時，通過該微結構化表面觀看到的該物體的一對比小於約0.1，且當D係2.5時，該對比小於約0.05。在一實施例中，該解析度目標係具有一邊緣之一刀刃邊緣目標。當該微結構化表面與該刀刃邊緣目標相間隔約1mm之一間距時，當D係1.5時，通過該微結構化表面觀看到的該邊緣之一調變轉移函數小於約0.1，且在約0.5線對/毫米之一空間頻率下，該調變轉移函數小於約0.5。在一實施例中，該 解析度目標係在一透明背景上的一直徑D之一不透明圓。當該微結構化表面與該不透明圓相間隔約1mm之一間距時，當D係約0.8毫米時，通過該微結構化表面觀看到的該圓之一對比小於約0.25，且當D係約0.4毫米時，該對比小於約0.05。在一實施例中，該解析度目標係一不透明圓形帶，該不透明圓形帶在一透明背景上且界定由一不透明環形區域圍繞的一內透明圓形區域，該不透明環形區域具有一內直徑D與約0.2毫米之一外直徑D1。當該微結構化表面與該不透明圓形帶相間隔約1mm之一間距時，且當通過該微結構化表面觀看該不透明圓形帶時，該圓形區域具有一平均強度I1，該環形區域具有一平均強度I2，且對於D在從約0.15毫米至約0.8毫米之一範圍內，定義為(I1-I2)/(I1+I2)的該圓形帶之一對比小於零。
在另一實施例中，一種側光式光學系統包括一光源、一光導、一微結構化表面、與一反射偏光器。該光導包括一側表面與一發射表面。由該光源發射的光在該側表面處進入該光導且從該發射表面離開該光導，該光具有一第一發光峰，該第一發光峰在相對於該發射表面的一法線大於約60度之一第一角度處。該微結構化表面設置在該發射表面上且包含複數個不規則配置之刻面。各刻面包含一中心部分，該中心部分界定相對於該微結構化表面之一平面的一斜率。少於約20%之該等刻面之該等中心部分具有小於約40度之斜率。該反射偏光器設置在該微結構化表面與該發射表面之間。該反射偏光器經組態以實質上反射具有一第一偏振狀態之光且實質上透射具有一第二偏振狀態之光，該第二偏振狀態正交於該第一偏振狀態。從該光源發射 的該光之至少一部分以一第二發光峰離開該光學系統，該第二發光峰與該發射表面的該法線成小於約50度之一第二角度。
以下在附圖及實施方式中提出本發明之一或多項實施例的細節。經由說明及圖式，並且經由申請專利範圍，本發明之其他特徵、目標、以及優點將顯而易見。
10‧‧‧微結構化表面
11‧‧‧平坦部分
12‧‧‧刻面
13‧‧‧第一主側面
14‧‧‧第二主側面
15‧‧‧準直光
16‧‧‧準直光
20‧‧‧光導
21‧‧‧發射表面
22‧‧‧側表面
30‧‧‧光
31‧‧‧第一發光分布
32‧‧‧第一峰
33‧‧‧第二發光分布
34‧‧‧第二峰
35‧‧‧光
40‧‧‧第一平面
41‧‧‧法線
50‧‧‧光學膜
52‧‧‧第一主表面/中心部分
54‧‧‧第二主表面
60‧‧‧發光分布
61‧‧‧正軸值
62‧‧‧峰值
70、75、77、80‧‧‧解析度目標
72‧‧‧朗伯光源
74‧‧‧光學透明基材
76‧‧‧邊緣
78‧‧‧不透明圓
79‧‧‧透明背景
81‧‧‧不透明圓形帶
82‧‧‧透明背景
83‧‧‧內透明圓形區域
84‧‧‧環形區域
90‧‧‧光源
95‧‧‧側光式光學系統
96‧‧‧反射偏光器
100‧‧‧光學物品
110‧‧‧光學膜
111‧‧‧微結構化表面
112‧‧‧主表面
120‧‧‧基材
121‧‧‧底主表面
130‧‧‧光源
131‧‧‧光
200‧‧‧光學物品
210‧‧‧光學膜
211‧‧‧微結構化表面
212‧‧‧主表面
220‧‧‧基材
230‧‧‧稜柱結構
231‧‧‧刻面
232‧‧‧頂角
233‧‧‧底角
234‧‧‧法線方向
235‧‧‧方位角
236‧‧‧極角
237‧‧‧峰
241‧‧‧x-軸
242‧‧‧y-軸
243‧‧‧z-軸
300‧‧‧程序
310、320、330、340‧‧‧步驟
d‧‧‧間距
D‧‧‧直徑
D1‧‧‧外直徑
θ1‧‧‧第一角度
θ2‧‧‧第二角度
類似的符號在圖式中表示類似的元件。點虛線指示可選或功能性組件，而虛線指示視野外的組件。
圖1係包括基材上之光學膜的光學物品的圖解。
圖2A係包括具有微結構化表面之光學膜的光學物品的圖解。
圖2B係稜柱結構之刻面的頂視圖的圖解。
圖2C係稜柱結構之平坦刻面的側視圖的圖解。
圖3繪示用於形成光學膜的例示性程序。
圖4係透過準直光透射產生光學膜之光透射資訊的例示性方法。
圖5A、圖6A、及圖7A分別係本文揭示之光學膜的樣本1、樣本2、及樣本3在極角及方位角的光強度的錐光圖。
圖5B、圖6B、及圖7B係平均極斜率(x-軸)對於正規化極透射率分布(y-軸)的圖。
圖8A係具有圓錐體之六角形封裝陣列的樣本光學膜在極角及方位角的光強度的錐光圖。
圖8B係平均極斜率(x-軸)對於正規化極透射率分布(y-軸)的圖。
圖9A係具有稜鏡之鬆餅狀(waffle-like)網格的樣本光學膜在極角及方位角的光強度的錐光圖。
圖9B係平均極斜率(x-軸)對於正規化極透射率分布(y-軸)的圖。
圖10A係具有部分球體之陣列的樣本光學膜在極角及方位角的光強度的錐光圖。
圖10B係平均極斜率(x-軸)對於正規化極透射率分布(y-軸)的圖。
圖11A係具有圓峰形不規則稜鏡的樣本光學膜在極角及方位角的光強度的錐光圖。
圖11B係平均極斜率(x-軸)對於正規化極透射率分布(y-軸)的圖。
圖12A係樣本光學膜之極角及方位角的共焦斜率資料的光錐表示。
圖12B係斜率頻率(y-軸)之於極角(x-軸)的圖。
圖13係模型化圓錐體增益之於各種圓錐體結構參數的表。
圖14A係顯示與圓錐形結構之平坦主表面成極角並與沿著圓錐形結構的主表面成方位角之倒圓錐形結構的光強度的圖。
圖14B係樣本5及模擬圓錐形結構之表面極角範圍之正規化輝度的圖。
圖15A及圖15B分別係包括上述刻面分析之樣本6A及樣本6B的複合AFM影像。
圖16A及圖16B分別係包括上述刻面分析之樣本7A及樣本7B的複合AFM影像。
圖17A係包括上述刻面分析之樣本8的複合AFM影像。
圖17B係包括上述刻面分析之樣本9的複合AFM影像。
圖18A及圖18B係具有包括上述刻面分析之圓峰形不規則稜鏡的光學膜的複合AFM影像。
圖19係具有包括上述刻面分析之圓錐體的六角形封裝陣列之光學膜的複合AFM影像。
圖20係具有包括上述刻面分析之部分球體的封裝陣列之光學膜的複合AFM影像。
圖21係具有包括上述刻面分析之角錐形稜鏡的陣列之光學膜的複合AFM影像。
圖22係表示為總表面面積的百分比之六個光學膜實例的平坦刻面核心區域之覆蓋面積的圖。樣本6至樣本9顯示顯著地高於不規則稜鏡、部分球體、及六角形圓錐體光學膜的表面面積覆蓋率。
圖23A及圖23B係沿著二個正交面內方向(分別係x及y)之功率頻譜密度之於空間頻率的圖。
圖24A係光學膜之刻面方位角分布的圖，代表刻面部分在各種方位角的表面面積覆蓋率。
圖24B係平面刻面化光學膜之梯度方位角分布的圖，代表梯度部分在各種方位角的表面面積覆蓋率。
圖25A及圖25B係基於來自本揭露之光學膜的AFM資料之梯度/刻面分布的二維分布圖。
圖26A、圖26B、圖26C、及圖26D係基於來自具有不規則稜鏡(26D)、部分球體(26A)、六角形圓錐體(26B)、及角錐形稜鏡(26C)之光學膜的AFM資料之梯度/刻面分布的二維分布圖。
圖27A係樣本10所揭示的光學膜、樣本11所揭示之光學膜、及不規則稜鏡光學膜的梯度量值累積分布圖。
圖27B係樣本10、樣本11、及不規則稜鏡光學膜的梯度量值分布圖。
圖27C係上述光學膜的累積刻面斜率量值分布圖。
圖27D係樣本6、樣本7、及不規則稜鏡的斜率角之於正規化頻率的刻面斜率角分布圖。
圖27E係上述光學膜的梯度量值累積分布圖。
圖27F係具有大於20度之斜率的平坦刻面核心區域之覆蓋率的圖。
圖27G係不具有任何斜率限制的平坦刻面核心區域之覆蓋率的圖。
圖27H及圖27I係刻面方位角分布及梯度方位角分布的圖。
圖27J係上述光學膜的累積刻面斜率角分布圖。
圖27K及圖27L係梯度量值對於以平方度為單位之每立體角的%之正規化頻率的圖。
圖28至圖36含有與上述圖15至圖22之討論相同的分析，但使用更寬的曲率限制。
圖37係如本文所述之實例光學膜的顯微圖。
圖38係包括複數個不規則配置之平坦部分的光學膜的照片。
圖39係包括光導上之光學膜的系統的圖解。
圖40係具有微結構化表面之光學膜的圖解。
圖41係在入射角範圍內的入射光的總透射率的圖。
圖42係針對微結構化表面的樣本來自光強度的錐光圖之正規化極透射率分布(y軸)的平均極斜率(x軸)的圖。
圖43係透過影像解析度的分析來判定光學膜的缺陷隱藏性質之例示性系統與方法的圖解。
圖44A係對照組解析度目標(在本文中稱為「物體70」)的照片。
圖44B係通過樣本12揭示之光學膜的物體的照片。
圖44C係通過圓角不規則棱柱光學膜的物體的照片。
圖44D係通過部分球體光學膜的物體的照片。
圖45A係各種空間頻率(線對(lp)/毫米(mm))的對比的圖。
圖45B係無對照組44A之圖45A的圖的放大視圖。
圖46A係對照組解析度目標75的照片。
圖46B係通過樣本12揭示之光學膜的刀刃邊緣目標的照片。
圖46C係通過圓角不規則棱柱光學膜的刀刃邊緣目標的照片。
圖46D係通過部分球體光學膜的刀刃邊緣目標的照片。
圖47係用於各種空間頻率(lp/mm)的調變轉移函數的圖。
圖48A係包括各種尺寸的不透明圓與不透明圓形帶之對照組解析度目標的照片。
圖48B係通過樣本12揭示之光學膜的對照組解析度目標的照片。
圖48C係通過圓角不規則棱柱光學膜的對照組解析度目標的照片。
圖48D係通過部分球體光學膜的對照組解析度目標的照片。
圖49A係包括一種尺寸的不透明圓與不透明圓形帶之對照組解析度目標的照片。
圖49B係通過樣本12揭示之光學膜的對照組解析度目標的照片。
圖49C係通過圓角不規則棱柱光學膜的對照組解析度目標的照片。
圖50係對照組解析度目標的圖解，其包括定位在透明背景上的不透明圓。
圖51A係針對各種直徑D的不透明圓78的不透明圓之對比的圖。
圖51B係沒有對照組解析度目標之圖51A的縮放視圖。
圖51C係用於三種尺寸範圍之圖51B的條形圖。
圖52係對照組解析度目標的圖解，該對照組解析度目標包括在透明背景上的不透明圓形帶81。
圖53係界定三個不同尺寸的不透明圓形帶的像素範圍內的強度的圖。
圖54A係針對各種內直徑D之不透明環形區域的不透明圓形帶之對比的圖。
圖54B係沒有對照組解析度目標之圖51A的放大視圖。
圖55係包括微結構化表面之側光式光學系統的圖解。
圖56A係具有漫反射器與部分球體光學膜的光導的錐光圖。
圖56B係具有漫反射器與圓角稜柱光學膜的光導的錐光圖。
圖56C係具有漫反射器與樣本12之微結構化表面的光導的錐光圖。
圖57A係具有鏡面反射器與部分球體光學膜的光導的錐光圖。
圖57B係具有鏡面反射器與圓角稜柱光學膜的光導的錐光圖。
圖57C係具有鏡面反射器與樣本12之微結構化表面的光導的錐光圖。
圖58A係圖56A至圖56C的測試膜的發光角度的條形圖。
圖58B係圖57A至圖57C的測試膜的發光角度的條形圖。
圖59A係具有漫反射器的光導的錐光圖。
圖59B係具有漫反射器與吸收偏光器的光導的錐光圖。
圖59C係具有鏡面反射器的光導的錐光圖。
圖59D係具有鏡面反射器與吸收偏光器的光導的錐光圖。
圖60A係針對具有漫反射器之系統的圖56A至圖56C與圖59A至圖59B的錐光圖的發光橫截面的圖。
圖60B係針對具有鏡面反射器之系統的圖57A至圖57C與圖59C至圖59D的錐光圖的發光橫截面的圖。
圖61A係在各圖的各別峰發光角度處的圖56A至圖56C與圖59A至圖59B的錐光圖的方位角發光橫截面的圖。
圖61B係在各圖的各別峰發光角度處的圖57A至圖57C與圖59C至圖59D的錐光圖的方位角發光橫截面的圖。
已描述了本發明的各種實施例。這些及其他實施例係在以下申請專利範圍的範疇之內。
微結構化膜可包括具有成角度側的微結構，以藉由折射特定入射角的光並將其他入射角的光反射回該膜中以受進一步處理而準直光。為提昇橫跨微結構化膜之表面的一致亮度，微結構可使用以各式各樣角度定向的表面來圖案化。在一些實例中，微結構可係具有在相對方向上成角度之平坦側的狹長稜柱形微結構。例如，狹長稜柱形微結構的二膜可以垂直角度堆疊以各沿著單一軸來準直光。具有此等微結構之膜的表面可由成角度側覆蓋。然而，由於側角度的有限方位分布，此等膜的圖案化結構可能不會橫跨整體表面在空間上均勻地分布光。在其他實例中，微結構可具有圓形或橢圓形的基底輪廓，其具有在全部方向上分布光的徑向表面。例如，微結構可係球形透鏡或圓錐體。然而，此等圓形基底微結構的圓形輪廓可能不會使用此等微結構實質覆蓋膜的表面，在圓形基底微結構之間留下平坦或未結構化區域。進一步地，具有微結構之規則圖案的微結構化膜可遭受負面效應，諸如，疊紋效應(moiré effect)。
本揭露包括具有用於準直光之微結構化表面的光學膜。該微結構化表面包括複數個稜柱結構的不規則分布，該稜柱結構包括與該微結構化表面之參考平面成角度的複數個刻面。在稜柱結構可係獨立不規則或隨機的同時，可將稜柱結構之刻面的定大小、定角度、及分布，使得刻面的表面方位分布可沿著參考平面為實質均勻，而刻面的表面極分布可實質落在與法線入射至該參考平面之光的尖峰透射率關聯的極範圍內。刻面的此分布可導致近似於圓錐形光學分布性質(諸如，具有底角之等效分布的圓錐形稜柱結構之總體的光學分布性質)之微結構化表面的光學分布性質，同時以稜柱結構實質覆蓋該整體主表面。互連刻面表面的使用可實質使光學膜的整體表面能夠由微結構化表面所覆蓋。稜柱結構的不規則分布可減少出現在圖案化膜或規則膜中的疊紋效應。
圖1係包括基材120上之光學膜110的光學物品100的圖解。光學膜110包括微結構化表面111及耦接至基材120的平坦主表面112。基材120包括底主表面121。由光源130產生的光131可在底主表面121折射通過基材120並在微結構化表面111離開。從光學物品100離開的光131可係實質準直的(亦即，在實質垂直於底主表面121的方向上離開微結構化表面111)。
可將微結構化表面111結構化以從由光源130產生並經由光學物品100處理的非準直光產生實質準直光。影響在微結構化表面111的光之準直的因素可包括，例如，光學膜110的折射率、與微結構化表面111接觸之介質的折射率、及入射光在微結構化表面111 上的角度。影響在微結構化表面111上的入射光之角度的因素可包括，例如，基材120的折射率、在基材120的底主表面121與光源130之間的介質的折射率、及從光源130發射之入射光的角度。
在一些實例中，光學物品100可偏振及準直來自光源130的光。如可在下文中進一步詳細描述的，光學膜110可係準直膜且基材120可係反射偏振器。藉由組合本文描述的準直光學膜與反射偏振器，光學物品可操作以增加單一背光膜中的準直及亮度。
圖2A係包括具有微結構化表面211的光學膜210之光學物品200的圖解，諸如，上述的光學物品100。光學物品200可使用在其進一步包含光源(諸如，光源130)及光閘裝置的光學裝置(諸如，液晶顯示裝置)中。光學物品200可用於將來自光源的光導向至光閘裝置。光源的實例包括電致發光板、光導總成、及螢光或LED背光。光源可產生非準直光。取決於微結構化表面211的組態，可將光學物品200使用為增亮膜、均勻膜、轉向膜、或影像導向膜(折射光束重導向產品)。使用光學物品200的光學系統可係光學顯示器、背光、或相似系統，並可包括其他組件(諸如，液晶面板及額外偏振器)、及/或其他光學膜或組件。
光學膜210可在平坦主表面212附接至基材220。在此實施例中，光學物品200包括二層：基材220及光學膜210。然而，光學膜210可具有一或多個層。例如，在一些情形中，光學物品200可僅具有其包括微結構化表面211及底主表面212之光學膜210的單一層。在一些情形中，光學物品200可具有許多層。例如，基材220 可由多個不同層組成。當光學物品200包括多層時，該組成層可彼此共延伸，且各對相鄰組成層可包含有形光學材料，並具有彼此完全重合或以至少超過80%或至少90%的其等個別表面面積彼此實體地接觸的主表面。
基材220可具有適合在設計成控制光流之光學產品中使用的組成物。使用作為基材材料的因素及性質可包括足夠的光學清晰度及結構強度，使得，例如，可將基材220組裝至特定光學產品中或在該特定光學產品內使用，且可具有足夠的對溫度及老化的抗性使得光學產品的效能不隨時間受損。用於任何光學產品之基材220的特定化學組成物及厚度可取決於所構建之該特定光學產品的需求，其例如平衡以下要求：強度、清晰度、溫度抗性、表面能、至微結構化表面的黏著性、形成微結構化表面的能力等。基材220可係單軸或雙軸定向的。
用於基材220的有用基材材料可包括但不限於，苯乙烯-丙烯腈、醋酸丁酸纖維素、醋酸丙酸纖維素、三醋酸纖維素、聚醚碸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚胺甲酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚萘二甲酸乙二酯、基於萘二羧酸、聚環烯烴、聚醯亞胺的共聚物或摻合物、及玻璃。可選地，基材材料可含有此等材料的混合物或組合。在實施例中，基材220可係多層的，或可含有以連續相懸浮或分散的分散相。針對一些光學產品，諸如，增亮膜，所欲基材材料的實例可包括但不限於，聚對苯二甲酸乙二酯(PET)及聚碳酸酯。
一些基材材料可係光學活性的，並可作用為偏振材料。對通過膜之光的偏振可藉由例如在選擇性吸收通過光之膜材料中包括二色性偏振器(dichroic polarizer)，或藉由在選擇性反射通過光之膜材料中包括反射偏振器來實現。光偏振亦可藉由包括無機材料(例如經對準之雲母晶片(aligned mica chip))或藉由分散於連續膜內之不連續相(例如分散於連續膜內之光調變液晶液滴)來達成。作為替代方案，可由不同材料之微細層製備膜。可藉由例如採用諸如拉伸膜、施加電場或磁場、以及塗佈技術等方法將膜內之偏振材料對準至偏振定向。
偏振膜之實例包括美國專利第5,825,543號及第5,783,120號中所述者，彼等各者以引用方式併入本文中。與增亮膜組合之該等偏振器膜的用途已描述於美國專利第6,111,696號中，以引用方式併入本文中。能使用為基材之偏振膜的第二實例係美國專利第5,882,774號中所述之彼等膜，也以引用方式併入本文中。可購得之膜係以商品名稱DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)由3M出售之多層膜。此種多層偏振光學膜於增亮膜中之用途已描述於美國專利第5,828,488號中，以引用方式併入本文中。基材材料的列表不係排它的，且如所屬技術領域中具有通常知識者所將理解的，其他偏振及非偏振膜也能有用的作為本發明之光學產品的底材。此等基材材料可與包括例如偏振膜之任何數目的其他膜結合以形成多層結構。額外基材材料的短列表能包括在美國專利第5,612,820號及第5,486,949號等中所述的彼等膜。特定底材的厚度也能取決於光學產品的上述需求。
在一些實例中，光學物品200可包括自由浮動或背光膜，且基材220可係反射偏振器。具有面對顯示器組件(諸如，液晶顯示器)之微結構化表面211的光學膜210可在底主表面212附接至基材220。光學膜210可關於行進通過使用光學物品200的系統之光的路徑位於系統之膜堆疊中的基材220「上方」。具有反射偏振器及準直光學膜的光學物品200可在相同膜中提供準直及亮度增加性質二者。
光學膜210可在底主表面212直接接觸基材220或光學地對準基材220，且能係允許微結構化表面211導向或集中光流的大小、形狀、及厚度。光學膜210可與基材220整體地形成或能從材料形成並黏附或層壓至基材220。
光學膜210可具有任何合適的折射率。用於選擇折射率的因素可包括但不限於將入射光至光學膜210的方向、微結構化表面211的表面性質、及來自微結構化表面211之出射光的期望方向。例如，在一些情形中，光學膜210可具有在從約1.4至約1.8、或從約1.5至約1.8、或從約1.5至約1.7之範圍中的折射率。在一些情形中，光學膜210可具有不小於約1.5、或不小於約1.55、或不小於約1.6、或不小於約1.65、或不小於約1.7的折射率。
光學膜210可具有適合在設計成控制光流之光學產品中使用的組成物。對光學膜210有用的材料包括但不限於：聚(碳酸酯)(PC)；對排及同排聚(苯乙烯)(PS)；C1-C8烷基苯乙烯；含烷基、芳族、及脂族環的(甲基)丙烯酸酯，包括聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA) 及PMMA共聚物；乙氧基化及丙氧基化(甲基)丙烯酸酯；多官能基(甲基)丙烯酸酯；丙烯酸化環氧樹脂(acrylated epoxies)；環氧樹脂；及其他乙烯系不飽和材料；環烯烴及環烯烴共聚物；丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)；苯乙烯丙烯腈共聚物(SAN)；環氧樹脂；聚(乙烯基環己烷)；PMMA/聚(乙烯基氟)摻合物；聚(苯醚)(poly(phenylene oxide))合金；苯乙烯嵌段共聚物；聚醯亞胺；聚碸；聚(氯乙烯)；聚(二甲基矽氧烷)(PDMS)；聚胺甲酸酯；不飽和聚酯；聚(乙烯)，包括低雙折射聚乙烯；聚(丙烯)(PP)；聚(對苯二甲酸烷酯)，諸如，聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)；聚(萘二甲酸烷酯)，諸如，聚(萘二甲酸乙二酯)(PEN)；聚醯胺；離子聚合物；乙酸乙烯酯/聚乙烯共聚物；乙酸纖維素；乙酸丁酸纖維素(cellulose acetate butyrate)；氟聚合物；聚(苯乙烯)-聚(乙烯)共聚物；PET及PEN共聚物，包括聚烯烴PET及PEN；及聚(碳酸酯)/脂族PET摻合物。
光學膜210可包括微結構化表面211。微結構化表面211可代表用於透射來自光學物品200之實質準直光的結構化表面。微結構化表面211可組態成折射以(一或多個)特定入射角範圍接觸微結構化表面211的光並反射在此等(一或多個)範圍外側的光。此等(一或多個)範圍可相依於例如光學膜210及與微結構化表面211接觸之任何材料(諸如，空氣)的折射率。圖37係具有微結構化表面(諸如，微結構化表面211)之實例光學膜(諸如，光學膜210)的SEM影像。為便於參考，微結構化表面211可界定具有x-軸241及垂 直於x-軸241之y-軸242的參考平面，並可界定沿著垂直於該參考平面之z-軸243的厚度方向。
微結構化表面211可包括複數個稜柱結構230。稜柱結構230可代表將具有稜柱結構230之光學膜210的期望功能(諸如，使光準直)表徵化之微結構化表面211的組態。通常，稜柱結構230能藉由例如折射一部分的入射光並回收不同部分的入射光而重導向光。可將稜柱結構230設計成沿著期望方向(諸如沿著正z-方向)重導向入射在稜柱結構230之刻面231上的光。在一些實例中，稜柱結構230可在實質平行於z-軸243的方向上或法向於藉由x-軸及y-軸形成之參考平面的方向上重導向光。稜柱結構230可實質覆蓋光學膜210的所有微結構化表面211，諸如，覆蓋大於90%之微結構化表面211的表面面積。
微結構化表面211的稜柱結構230可橫跨微結構化表面211實質不規則地或隨機地配置。實質不規則或隨機的配置可橫跨局部未圖案化或不規則圖案化的微結構化表面211包括稜柱結構230的空間分布，但可展示該聚集體中的特定性質、性質範圍、或性質的概率。例如，當複數個稜柱結構230增加時，複數個稜柱結構230之性質的平均可呈現較少偏差；然而，稜柱結構230之第一空間區域及稜柱結構230的第二空間區域可不具有相似的性質分布。
光學物品200之微結構化表面211中的不連續性(例如，突出物)在輪廓上可與透過稜柱結構230所畫出的平均中心線偏離，使得由中心線上方的表面輪廓所囊括之面積的和等於該線下方之 面積的和，該線基本上平行於該物品的標稱表面(其支撐微結構)。如藉由光學或電子顯微鏡通過該表面之代表表徵長度所測量的，稜柱結構230的高度可係約0.2至100微米，例如1至30cm。該平均中心線能係平坦、下凹、凸出、非球面、或彼等的組合。稜柱結構230可具有界定為二個相交刻面之間最遠的距離的間距。稜柱結構230的間距可不多於250微米且可由0(相交)至250微米變化。該間距可與諸如稜柱結構230上之刻面231的底角233及稜柱結構230之高度的因素相關。在一些實例中，可選擇高度及間距以減少閃光。閃光可指出現為粒狀紋理(紋理雲紋)的光學假影，該粒狀紋理係由亮與暗輝度出現為隨機圖案的小區域組成。亮及暗區域的位置可隨觀看角度的改變而變化，使紋理對觀看者尤其明顯且令人反感。為最小化閃光，稜柱結構230可具有小於約100微米的高度，且較佳地小於20至30微米、可具有非常小的週期性、可不形成緊鄰結構的微影像、或此等屬性的任何組合。
複數個稜柱結構230可包括複數個刻面231。各稜柱結構230可包括在峰237會聚的複數個刻面231。各刻面231可代表稜柱結構230的表面及其界定相對於由x-軸241及y-軸242形成之參考平面的至少一個斜率的微結構化表面211，各刻面231及對應斜率形成非零底角233。
複數個刻面231的至少一個斜率可界定斜率量值分布及斜率量值累積分布。斜率量值分布可代表斜率角(諸如，底角233)的正規化頻率。斜率量值累積分布可針對微結構化表面211上方的各 角度代表斜率角(諸如，底角233)的累積正規化頻率。累積斜率量值分布可包括代表斜率角之累積正規化頻率中的改變的改變率。例如，請參見圖27A。在一些實例中，針對小於約10度之斜率的斜率量值累積分布中的改變率可小於每度約1%，而針對小於約30度之斜率的斜率量值累積分布中的改變率可小於每度約2%例如，請參見圖27A。在一些實例中，20%之斜率量值累積分布中的改變率可實質小於約60度之斜率量值累積分布中的改變率。例如，請參見圖27E。在一些實例中，在約10度之斜率量值累積分布中的改變率可小於每度約0.5%，而在約20度之斜率量值累積分布中的改變率可小於每度約1%例如，請參考圖27B。
微結構化表面211可界定相對於參考平面的複數個斜率。在一些實例中，約10%的微結構化表面具有小於約10度的斜率，且約15%的微結構化表面具有大於約60度的斜率。例如，請參見圖27A。在一些實例中，約80%的結構化表面具有在約30度至約60度之間的斜率。例如，請參見圖27A。
各刻面231可具有表面面積及代表刻面231之平均表面方向的刻面法線方向。各刻面231的表面面積可代表通過光學膜210的光可經由其與刻面接觸且以較低入射角折射或以較高入射角反射的區域。在刻面231彎曲的實例中，刻面法線方向可係曲率的平均角度、曲率之切線、橫跨刻面231之峰的平面、或代表刻面231之平均折射表面的其他功能性表面的法線方向。
刻面231可實質覆蓋所有的微結構化表面211。在一些實例中，刻面231可覆蓋大於90%的微結構化表面211。微結構化表面211的表面覆蓋率可針對特定梯度量值範圍或限制而表示為百分比之以平方度為單位之每立體角的微結構化表面。在一些實例中，小於0.010%之以平方度為單位之每立體角的微結構化表面211具有約10度的梯度量值，而小於約0.008%之以平方度為單位之每立體角的微結構化表面211具有約30度的梯度量值。例如，請參考圖27K。在一些實例中，小於約0.008%之以平方度為單位之每立體角的微結構化表面211具有約10度的梯度量值，而小於約0.007%之以平方度為單位之每立體角的微結構化表面具有約30度的梯度量值。在一些實例中，具有約零的梯度量值之以平方度為單位之每立體角的微結構化表面211係從約0.0005%至約0.01%。在一些實例中，具有約零的梯度量值之以平方度為單位之每立體角的微結構化表面211係從約0.001%至約0.006%。在一些實例中，小於約0.010%之以平方度為單位之每立體角的微結構化表面211具有小於約10度的梯度量值，而大於約0.008%之以平方度為單位之每立體角的微結構化表面211具有約50度的梯度量值。例如，請參考圖27L。在一些實例中，諸如，微結構化表面之平坦部分的百分比大於約10%、小於約0.010%之具有約10度的梯度量值之以平方度為單位之每立體角的結構表面的實例。例如，請參見圖27M或圖27N。
複數個稜柱結構230的次複數個稜柱結構可包括刻面231，其包含藉由實質彎曲周邊部分圍繞的實質平坦中心部分。在一些 實例中，小於約20%之刻面的平坦中心部分具有小於約40度的斜率，小於約10%的微結構化表面211具有小於約20度的斜率。
刻面231可係實質上平坦的。實質平坦度可藉由例如平坦刻面231的曲率或平均曲率的半徑指示或判定，諸如，大於十倍稜柱結構230之平均高度的曲率半徑。在一些實例中，微結構化表面211之刻面231的特定部分可係實質平坦的，諸如大於30%。
複數個稜柱結構230可包括形成在二刻面231之交點的複數個峰237。形成峰237的二刻面231可具有關聯頂角232。各峰237可具有代表峰之角銳度的關聯曲率半徑。例如，峰237可具有小於稜柱結構230之平均高度的十分之一的曲率半徑。峰237可被實質界定或係尖銳的，使得峰237之表面面積對微結構化表面211的貢獻微不足道。在一些實例中，複數個峰237的表面面積小於微結構化表面211之總表面面積的1%。具有經界定峰237的微結構化表面211可增加刻面231的表面面積、增加來自光學膜210之期望透射率範圍的光學增益、及減少在接近正軸透射角度所造成的光耦合(wet-out)。
圖2B係稜柱結構230的刻面231之頂視圖的圖解。刻面法線方向234可與x-軸241(如圖所示)或y-軸242形成方位角235。方位角235可代表沿著由x-軸241及y-軸242形成的參考平面之刻面231的定向。刻面231可遍及方位角235的實質全部方位範圍定向，諸如，0至2π徑。
圖2C係稜柱結構230的平坦刻面231之側視圖的圖解。刻面法線方向234可與z-軸243形成極角236。極角236可代表 相關於藉由x-軸241及y-軸242形成之參考平面的法線之刻面231的定向。刻面231可遍及極角236的實質全部極象限定向，諸如，0至π/2徑。
微結構化表面211可具有刻面231的表面法線分布。刻面的表面法線分布可代表刻面231的法線分布，諸如，具有特定極角235或方位角236之刻面231的概率或密集度。刻面231的表面法線分布包括刻面231的表面極分布及刻面231的表面方位分布。
表面極分布代表刻面231在特定極角236的法線分布。在一些實例中，可將表面極分布表示為在極角範圍內之刻面的百分比。例如，實質全部刻面231，諸如，大於90%的刻面，可具有在特定極角範圍內的極角。特定極角範圍可包括產生實質準直光的極角範圍，諸如，在z-軸243的五度內。在一些實例中，實質全部刻面231可具有約45度的極角236，諸如，90%的刻面231具有在40度與50度之間的極角236。在一些實例中，可將表面極分布表示為具有特定極角236之平刻面231的概率。
複數個刻面231的表面極分布可包括與代表複數個刻面231之峰分布的極角或極角範圍關聯的峰極分布。峰極分布可係離軸的；亦即，峰極分布可不實質法向於微結構化表面211的參考平面。在一些實例中，表面極分布具有為至少高達正軸極分布二倍的離軸極分布。
稜柱結構230可橫跨光學膜210分布且彼等的刻面橫跨微結構化表面211定向，使得刻面的表面極分布針對特定極角範圍增 加光學膜210的光學增益。在一些實例中，表面極分布可經組態以產生極透射率分布，其中極透射率分布代表透射通過微結構化表面211的軸向準直光在0至π/2之極角中的強度分布。極透射率分布可與聚集體圓錐形微結構的準直光透射性質關聯。例如，圓錐形微結構可針對特定折射率以特定極角分布具有峰輝度的光，且該峰輝度可係高於正軸極透射率的特定比率(諸如，高達二倍)。微結構化表面211的表面極分布可包括極範圍中的實質全部刻面，其從與峰輝度關聯之特定入射角的光產生準直光。在一些實例中，極範圍係針對在32與38度之間的入射角的光的峰輝度選擇。刻面231可遍及極角236的範圍定向，諸如30至60度，使得將透射自微結構化表面211的光實質準直。
表面方位分布代表刻面231在特定方位角的分布。例如，使用高樣本大小，實質上，所有平刻面的第360個(諸如，在0.1%與0.5%之間、或0.25%與0.3%之間)可具有在特定角度之間的方位角。稜柱結構230橫跨光學膜210分布且彼等的平刻面橫跨微結構化表面211定向，使得刻面231的表面方位分布可產生均勻方位透射率分布，其中方位透射率分布代表以方位角通過微結構化表面211之光的透射率。光的方位透射率可與聚集體圓錐形微結構的準直光透射性質關聯。例如，圓錐形微結構可橫跨全部方位範圍平均地分布光。刻面231的表面方位分布在橫跨全部360度在特定角度解析度內可係均勻的。在一些實例中，角度解析度係基於製造精確度選擇。刻面231的聚集體表面面積或數目對各方位角235可係實質相同的，且 方位角235的平均可係旋轉對稱的。在一些實例中，雖然在方位角235上可有局部差異，於刻面231的特定樣本大小或解析度(諸如，大於10,000個平刻面)，可將刻面231的聚集體表面面積或數目評價為實質相同的。
在稜柱結構230可橫跨光學膜210不規則地分布及定向的同時，稜柱結構230之平刻面231的聚集體效應係其具有在參考平面上的整個方位角範圍中平均地分布之表面面積的微結構化表面211以平均地分布光，及有限極角範圍以實質準直光。
圖3繪示用於形成光學膜，諸如光學膜210的例示性程序300。在製造光學膜前，可製造具有對應於光學膜的微結構化表面(諸如，微結構化表面211)之結構化表面性質的微複製工具。替代地，可基於光學膜的期望微結構化表面而提供或選擇具有對應於光學膜的微結構化表面之結構化表面性質的微複製工具。
在步驟310中，可提供基底以用作為能將金屬層電鍍於其上的基座(foundation)。該基底能採用許多形式之一者，例如，片材、板或圓柱體。例如，圓柱體可用於製造連續輥成品。該基底可由金屬製成，且例示性金屬包括鎳、銅、及黃銅；然而，也可使用其他金屬。該基底具有暴露表面(「基底表面(base surface)」)，在後續步驟中可將一或多個電沈積層形成於該表面上。該基底表面可係平滑且平坦，或實質上平坦。平滑拋光之圓柱體的彎曲外表面可視為實質上平坦，尤其當考量在圓柱體之表面上的任何給定點附近的小局部區域時。
在步驟320中，電鍍條件可針對電鍍基底表面選擇。可選擇該電鍍溶液的組成物(諸如，使用在溶液中的金屬鹽類型)，以及其他程序參數(諸如，電流密度、電鍍時間、及基材移動速度)使得該電鍍層未形成為平滑及平坦的，而是具有經結構化的主表面，並藉由不規則平坦刻面化特徵表徵化，諸如，對應於期望稜柱結構230的特徵。電流密度的選擇、電鍍時間的選擇、及基底暴露率(諸如，基材移動速度)的選擇可決定不規則特徵的尺寸及密度。金屬模板的選擇，諸如，使用在電鍍溶液中的金屬鹽類型，可決定特徵的幾何。例如，使用在電鍍程序中的金屬鹽類型可決定經沈積金屬結構的幾何，且因此可決定微結構化表面(諸如，微結構化表面211)上之稜柱結構(諸如，稜柱結構230)的形狀。
在步驟330中，可使用電鍍程序將金屬層形成在基材的該基底表面上。在起始此步驟前，該基材之該基底表面上可經加底膠或以其他方式經處理以促進黏著性。待電鍍的金屬可實質相同於構成基底表面的金屬。例如，若基底表面包含銅，在步驟330中形成的該電鍍層亦可由銅製成。為形成金屬層，該電鍍程序可使用電鍍溶液。可實行電鍍程序使得電鍍層的表面具有微結構化表面，該微結構化表面具有對應於微結構化表面211的不規則面。金屬可非均質地增生在輥的微結構化表面上，形成隆起。光學膜的微結構化表面複製相對於輥之微結構化表面的峰或谷等。沈積金屬結構在微結構化輥上的位置及設置係隨機的。代表性第一主表面的結構化表徵及粗糙度能在圖37 之光學膜的SEM影像中看到，該膜係微複製自根據步驟330產生之電鍍層的表面。
步驟330完成後，可將具有(若干)電鍍層的基材使用為以其形成光學漫射膜的原始工具。在一些情況中，該工具的結構化表面可用第二金屬或其他適合材料鈍化或以其他方式保護，該結構化表面可包括在步驟330中產生之(若干)電鍍層的結構化表面。例如，若(若干)電鍍層係由銅構成，該結構化表面能電鍍有薄鉻塗層。鉻或其他適合材料的薄塗層薄至足以實質保留該結構化表面的形貌較佳。
一或多個複製品工具可藉由微複製該原始工具的結構化表面製造，而非在製造光學漫射膜時使用該原始工具本身，且然後可使用該(若干)複製品工具以製造光學膜。自該原始工具製成的第一複製品將具有對應於結構化表面的第一複製品結構化表面，但係該結構化表面的倒置形式。例如，結構化表面中的突起對應於第一複製品結構化表面中的空腔。可自第一複製品製成第二複製品。第二複製品將具有與原始工具之結構化表面對應的第二複製品結構化表面，且係該原始工具之結構化表面的非倒置形式。
結構化表面工具，例如，在步驟330中製成後，具有相同結構化表面(無論相對於原始工具是否係倒置或非倒置的)的光學膜(諸如，光學膜210)能在步驟340中藉由微複製自該原始或複製品工具而製成。光學膜可使用任何適合程序自該工具形成，包括例如壓紋預形成膜、或將可固化層澆鑄及固化在載體膜上。例如，具有微 結構化表面211的光學膜210可藉由下列步驟製備：(a)製備可聚合組成物；(b)將足以填充母版腔穴之量的可聚合組成物沉積至在步驟330中形成的結構化表面工具的母版負型結構化表面上；(c)藉由在基材(諸如，基材220)與母版之間移動可聚合組成物珠以填充腔穴；以及(d)固化該可聚合組成物。在上述實施例中，光學膜210及基材220可係接合在一起的分離層。另一方法可包括將該模直接複製至擠製或鑄造基材材料上，造成單塊的基材220及光學膜210。
如上所述，本文中所述之微結構化表面可經組態以準直光、漫射光、且増加光學系統中的増益。對應地，如本文所述之具有複數個不規則配置之刻面或平坦部分的微結構化表面可特徵在於微結構化表面準直光、漫射光、或増加増益的能力。前述光學性質可與先前描述的微結構化表面的結構性質相關，諸如刻面分布的不規則性、刻面之間的頂角的界定、刻面的平面性、與類似者。雖然微結構化表面的光學性質對於併入微結構化表面的光學系統係有利的，但此類光學性質也可指示且特徵化結構性質的存在與組態。
在一些實例中，具有複數個平坦部分的微結構化表面可特徵在於微結構化表面準直來自光導的光的能力。圖38係包括微結構化表面10之光學膜的照片，微結構化表面10具有複數個不規則配置之平坦部分11。複數個不規則配置之平坦部分11可係刻面之部分，諸如圖2之複數個刻面231。複數個平坦部分11的各平坦部分可具有低於最小曲率臨限的曲率。複數個不規則配置之平坦部分11可藉由使 用如下的實例中所述之表面表徵化程序來判定(也參見例如下文圖15至圖19與圖28至圖36)。
圖39係包括光導20上之光學膜50的系統的圖解。光導20可經組態以透過側表面22接收來自光源90的光，且從光導20的發射表面21發射光30。發射表面21可沿著光導20的第一方向(x)延伸。光30可在垂直於發射表面且平行於第一方向(x)的第一平面40中離開光導20。離開光導20的光30可具有光30的橫截面的發光分布31(「第一發光分布31」)。第一發光分布31可特徵在於在從法線41至第一方向(x)的角度θ1(「第一角度θ1」)處的峰32(「第一峰32」)。
光學膜50可具有第一主表面52，第一主表面52經組態以透射光，且光學膜50可具有第二主表面54，第二主表面54經組態以接收光，諸如來自光導20的光30。第一主表面52可包括微結構化表面10，該微結構化表面經組態成具有複數個不規則配置之平坦部分11，如圖38所述。由光導20發射的光35可具有光35的橫截面的發光分布33(「第二發光分布33」)。第二發光分布33可特徵在於在離法線41達角度θ2(「第二角度θ2」)處的峰34(「第二峰34」)。
當微結構化表面10放置在發射表面21上或附近時，微結構化表面10可特徵在於相對於第一發光分布31之第一角度θ1的第二發光分布33之第二角度θ2。當第一發光分布31之第一角度θ1大於約60度、或大於約70度、或大於約75度時，第二發光分布33之 第二角度θ2可分別在約5度至約35度的範圍內、或在約5度至約30度的範圍內、或在約10度至約25度的範圍內。
從光導20至微結構化表面10的光之發光分布之峰角度的減小可表示沿著至少第一平面40的光之準直。光之準直可係由於使高角度光的角度轉向法線之斜率上的光之折射，這可指示，針對微結構表面10的光學膜50的折射率，在特定角度上的刻面斜率的實質上受限之分布，諸如圖2A之底角233(參見，例如，圖27C之樣本6至9)。
在一些實例中，具有複數個不規則配置之刻面的微結構化表面可特徵在於來自微結構化表面的準直光的透射率較高於來自相對之平坦表面的透射率(δ透射率)。圖40係具有微結構化表面10之光學膜50的圖解。微結構化表面10可具有第一主側面13與第二主側面14，且可包括複數個不規則配置之刻面12。向前準直光15可入射在第一主側面13上，而向後準直光16可入射在第二主側面14上。光學膜50可具有第一主表面52及相對之第二主表面54，該第一主表面包括微結構化表面10。
當向前準直光15入射在微結構化表面10之第一主側面13上時，從微結構化表面透射的光可具有第一總透射率。當向後準直光16入射在微結構化表面10之第二主側面14上時，從微結構化表面10透射的光可具有第二總透射率，第二總透射率大於第一總透射率。圖41係在入射角範圍內的入射光的總透射率的圖。如圖41中所見，與第一主側面13相比，準直光在第二主側面14上的總透射率較高。 在一些實例中，第二總透射率與第一總透射率之間的差可大於約10%、大於約20%、或大於約30%。
微結構化表面10在微結構化表面10之透射表面處接收準直光以及以較高總透射率透射光的能力可指示回收光的較大能力，且可對應地指示用於將透射光限制為準直光之光學膜50的折射率與刻面斜率的存在。較高δ透射率也可指示較高増益或較大缺陷隱藏能力。
在一些實例中，具有複數個不規則配置之刻面的微結構化表面可特徵在於具有大於正軸值的峰值之發光分布。圖42係針對微結構化表面的樣本來自光強度的錐光圖之正規化極透射率分布(y軸)的平均極斜率(x軸)的圖，如下文圖5A及圖5B所描述。發光分布60可具有峰值62與正軸值61。峰值62與正軸值61的比率可大於約1.2、大於約1.5、大於約2、或大於約15。具有大於正軸值的峰值之發光分布可指示銳利的刻面峰，諸如圖2A之峰237。
在一些實例中，具有複數個不規則配置之刻面的微結構化表面可經組態以漫射光。光導可發射不均勻分佈或含有光學缺陷的光。微結構化表面上的刻面的不規則配置可以漫射光，同時維持透射光的實質上準直。
微結構化表面漫射光的能力可與微結構化表面隱藏缺陷的能力相關聯。在一些實例中，微結構化表面可特徵在於解析度目標的對比減小程度。來自解析度目標的光可通過光學膜進行處理，從微結構化表面透射，且被偵測為影像。影像中的解析度目標之對比減小 可表示微結構化膜漫射光的能力。參見例如下面的圖43至圖54所述。對比或解析度的減小可指示峰角周圍的斜率變化，這導致漫射且混合任何缺陷的影像。對比或解析度的減小也可指示由於受限制刻面斜率(諸如圖2A之底角233)的回收在膜之折射率的特定範圍內，此係因為回收増加光的路徑長度及影像上的擴散。
在多種光學應用中，本文中所述之微結構化表面可用於準直光。一個特別有用的應用係在側光式光學系統(諸如電視與監視器)的背光中。在一些實例中，具有複數個不規則配置之刻面的微結構化表面可用於側光式光學系統中。圖55係包括微結構化表面10之側光式光學系統95的圖解。側光式光學系統95可包括光源90、光導20、微結構化表面10、及反射偏光器96。光導20可具有側表面22與發射表面21。光源90發射的光可在側表面22處進入光導20，且從發射表面21離開光導20，作為具有第一發光峰32的第一發光分布31中之光30。第一發光峰32可形成第一角度θ1。在一些實例中，第一角度θ1可相對於發射表面21的法線大於約60度。
微結構化表面10可設置在發射表面21上。微結構化表面10可包括複數個不規則配置之刻面12。各刻面可包括一中心部分52，該中心部分界定相對於微結構化表面10的平面40之一斜率。在一些實施例中，少於約20%之中心部分52可具有小於約40度的斜率。
反射偏光器96可設置在微結構化表面10與發射表面21之間。反射偏光器96可經組態以實質上反射具有一第一偏振狀態 之光且實質上透射具有一第二偏振狀態之光，該第二偏振狀態正交於該第一偏振狀態。從光源90發射的光之至少一部分可離開光學系統95，作為具有第二發光峰34之第二發光分布33中的光35。第二發光峰可形成第二角度θ2。在一些實例中，第二角度θ2可相對於發射表面21的法線小於約50度。在一些實例中，漫射反射器可設置在光導20上、與反射偏光器96相對，使得第二角度θ2相對於發射表面21的法線小於約45度。在一些實例中，鏡面反射器可設置在光導20上、與反射偏光器96相對，使得第二角度θ2相對於發射表面21的法線小於約40度。例如，請參見圖56C及圖57C。
在一些實例中，側光式光學系統95可具有與光學膜50之第一主表面52相對、直接耦接至第二主表面54的反射偏光器96。例如，光學膜50及反射偏光器96可被製造為具有如本文所述之有利光分布性質的單個物品。該物品可具有其他層，諸如層壓至反射偏光器96的主表面、與光學膜50之第二主表面54相對的PET基材，其可用作漫散片。所產生之物品可具有改善的漫射、清晰度、準直、與増益性質。
實例 光透射率表徵化
根據本揭露之光學膜的樣本(樣本1、樣本2、及樣本3)係根據本文描述之包括上述圖3的技術製造。工具使用與發明名稱「光學物品」的美國專利申請案第2010/0302479號中所述之相似的方 法製造。該工具用於藉由鑄造及固化程序製作光學膜，諸如，在美國專利第5,175,030號中所述者。使用在鑄造及固化程序中的樹脂係適於光學使用的樹脂。也提供具有(1)圓錐體的六角形封裝陣列、(2)稜鏡之鬆餅網格、(3)部分球體之封裝陣列、及(4)圓峰形不規則稜鏡之光學膜的比較例。
該等光學膜使用準直光透射探測器測試以判定光學膜的光學性質，此種極透射率分布及方位透射率分布。圖4係透過準直光透射產生光學膜之光透射資訊的例示性方法。將具有軸向準直LED光的光探測器置於光學膜的微結構化表面前方並與0度的極角及方位角對準。將偵測器置於光學膜的平坦主表面後方。來自光探測器的軸向準直光經由光學膜處理，且來源光由於光學膜的微結構化表面的角散射在偵測器測量。
表面表徵化
根據本揭露之光學膜的四個樣本(樣本6A/B、樣本7A/B、樣本8、及樣本9)係根據本文描述之包括上述圖3及實例1至實例3的技術製造。也提供：(1)具有圓峰形不規則稜鏡的光學膜、(2)具有圓錐體的六角形封裝陣列的光學膜、(3)具有部分球體的封裝陣列的光學膜、及(4)具有角錐形稜鏡的陣列的光學膜的比較例。如將於下文描述的，拍攝樣本的AFM影像並用於影像分析。
針對平坦性及角定向分析AFM影像。編寫程式碼以將刻面分析功能性加至斜率分析工具。刻面分析功能性針對樣本之刻面 的平坦性及定向的分析組態以識別刻面的核心區域。選擇預過濾器高度映射以最小化雜訊(例如，針對AFM的介質3(media 3)及針對共焦顯微術的傅立葉低通)並移位高度映射使得零高度係平均高度。
在各像素計算gcurvature及tcurvature。像素的gcurvature係使用下列三個點的高度在梯度方向上計算的表面曲率：Z(x,y)、Z(x-dx,y-dy)、及Z(x+dx,y+dy)，其中(dx,dy)平行於梯度向量且(dx,dy)的量值=Sk/Skdivosor，其中Sk係核心粗糙度深度且Skdivisor係由使用者設定的無單位參數。可將(dx,dy)的量值四捨五入至最近像素並設定在最小值，諸如3個像素。tcurvature與gcurvature相同，除了在計算曲率時使用橫向於而非平行於梯度的方向。
各像素的臨限用於得到平坦刻面的二元映射。臨限包括：(1)max(gcurvature,tcurvature)<rel_curvecutoff/R，其中R=min(xcrossing_period,ycrossing_period)/2且xcrossing_period及ycrossing_period分別係x、y方向上的零交差之間的平均距離；及(2)gslope<facetslope_cutoff。
可施加影像處理步驟以清理二元影像。影像處理步驟可包括：侵蝕、移除少於N個像素的刻面、膨脹兩倍、侵蝕，其中N=ceil(r*r*minfacetcoeff)個像素，r係像素中之(dx,dy)的量值，且ceil係捨進至最近整數的函數。然後產生影像並計算刻面區域的統計數據及分布。
實例1、實例2、實例3
圖5A、圖6A、及圖7A分別係本文揭示之光學膜的樣本1、樣本2、及樣本3在極角及方位角的輝度的錐光圖。各樣本顯示其係離軸的且在極範圍中集中的極透射率分布，及在全部範圍上方實質均勻的方位透射率分布。
圖5B、圖6B、及圖7B係平均極斜率(x-軸)對於正規化極透射率分布(y-軸)的圖。如在圖5B、圖6B、及圖7B中觀察到的，針對該等三個樣本，各樣本具有峰極透射率角及極角的集中極範圍。也記錄峰極透射率角對正軸(0度)極角的比率。明顯的峰極透射率角及峰極透射率對正軸透射率的高比率可指示圓錐形透射率分布並可與刻面的實質均勻表面方位分布及刻面的集中、離軸表面極分布關聯。
比較例1-圓錐體的六角形封裝陣列
圖8A係具有圓錐體之六角形封裝陣列的樣本光學膜在極角及方位角的輝度的錐光圖。各圓錐體可具有其具有六角形基底並可配置成圖案化陣列(諸如，圖19的陣列)的彎曲側。在特定方位角的高相對輝度指示關聯於不均勻表面方位分布的不均勻方位透射率分布，諸如，圓錐體的圖案化六角形峰。圖8B係平均極斜率(x-軸)對於正規化極透射率分布(y-軸)的圖。該樣本具有高度集中的極透射率分布並具有對正軸極角非常高的峰極透射率角。
比較例2-稜鏡網格
圖9A係具有稜鏡之鬆餅狀(waffle-like)網格的樣本光學膜在極角及方位角的輝度的錐光圖。各平坦稜鏡面可定向於四個方角的一者。在特定方位角的高相對輝度指示關聯於不均勻方位分布的不均勻方位透射率分布，諸如，稜鏡的四個方角。圖9B係平均極斜率(x-軸)對於正規化極透射率分布(y-軸)的圖。多個峰極透射率角指示不平均的稜鏡表面，而高正軸極角指示在稜鏡頂點的顯著平坦或圓化表面。
比較例3-部分球體
圖10A係具有部分球體之陣列的樣本光學膜在極角及方位角的輝度的錐光圖。各部分球體可具有圓化側，其具有高正軸極分量。圖10B係平均極斜率(x-軸)對於正規化極透射率分布(y-軸)的圖。該樣本具有高正軸極透射率分布。
比較例4-圓化不規則稜鏡
圖11A係具有圓角不規則稜柱的樣本光學膜在極角及方位角的輝度的錐光圖。不規則稜鏡可具有在圓峰會聚的彎曲側，諸如在圖18A及圖18B中。圖11B係平均極斜率(x-軸)對於正規化極透射率分布(y-軸)的圖。該樣本的峰極透射角接近正軸透射角，且峰極透射率對正軸極透射率的低比率可指示稜鏡表面之間的圓峰。
實例4
根據圖3及上述方法製備如本文揭示之第四樣本光學膜(樣本4)。圖12A係樣本光學膜之極角及方位角的共焦斜率資料的光錐表示。在此實例中，極角及方位角可分別關聯於光學膜之平坦刻面的極角及方位角。如能在圖12A中見到的，斜率分布在特定極角範圍最高且橫跨方位角範圍實質均勻地分布。峰極分布角橫跨方位角為實質恆定。圖12B係斜率頻率(y-軸)之於極角(x-軸)的圖。個別相對方位角的極分布實質關聯，指示實質均勻的方位分布。
實例5
將光學圓錐形結構模型化以判定光學圓錐形結構的光學性質。光學圓錐形結構模擬，例如，光學圓錐形結構之表面的折射及菲涅耳反射圖13係模型化圓錐體增益之於各種圓錐體結構參數的表。將許多圓錐體模型化以相關於在光學膜中得到的增益評估圓錐體增益之於圓錐體結構參數。橫跨圓錐體變化的因素包括，例如結構(折射)率、突起表面分率、突起高寬比(高度對半徑)、及藉由相關於幾何圓錐形表面法線的表面法線之高斯分布寬度特徵化的表面粗糙度。圖14A係展示與圓錐形結構之平坦主表面成極角且與沿著圓錐形結構的主表面成方位角之倒圓錐形結構的輝度的圖。
比較光學膜之樣本(樣本5)的光學性質與圓錐形結構模型的光學性質。圖14B係樣本5及模擬圓錐形結構之表面極角範圍之正規化輝度的圖。如能在圖14A中見到的，光學膜之輝度的極圖表具有方位上平滑的外觀。如能在圖13及圖14B中見到的，光學膜的 準直光光學透射性質(諸如，經測量的光學增益)實質相比於模擬圓錐形結構的準直光光學透射性質(諸如，模擬光學增益)。
實例6至實例9及比較例5至比較例8：
圖15A及圖15B分別係包括上述刻面分析之樣本6A及樣本6B的複合AFM影像。圖16A及圖16B分別係包括上述刻面分析之樣本7A及樣本7B的複合AFM影像。圖17A係包括上述刻面分析之樣本8的複合AFM影像。圖17B係包括上述刻面分析之樣本9的複合AFM影像。圖18A及圖18B係具有包括上述刻面分析之圓峰形不規則稜鏡的光學膜的複合AFM影像。圖19係具有包括上述刻面分析之圓錐體的六角形封裝陣列之光學膜的複合AFM影像。圖20係具有包括上述刻面分析之部分球體的封裝陣列之光學膜的複合AFM影像。該等輪廓可代表曲率參數內的刻面表面。圖21係具有包括上述刻面分析之角錐形稜鏡陣列之光學膜的電腦產生的影像。該等輪廓可代表曲率參數內的刻面表面。
圖22係表示為總表面面積的百分比之六個光學膜實例的平坦刻面核心區域之覆蓋面積的圖。樣本6至樣本9顯示顯著地高於不規則稜鏡、部分球體、及六角形圓錐體光學膜的表面面積覆蓋率。
圖23A及圖23B係沿著二個正交面內方向(分別係x及y)之功率頻譜密度之於空間頻率的圖。可相對於各光學膜沿著其延伸的參考平面來界定膜的形貌。將x,y平面使用為參考平面，可將 各結構化表面的形貌描述為相對於x及y分量之參考平面的高度。圖23A及圖23B代表各光學膜之表面上的稜柱結構的空間不規則度或隨機性。如在圖23A及23B中所見的，x-平均及y-平均功率譜密度二者分別隨著減少本揭露之樣本6A/B及樣本7A/B的x-方向及y-方向空間頻率而穩定地減少。相反地，如藉由功率譜密度中眾多高峰所觀察到的，具有角錐形稜鏡的光學膜顯示高週期性及圖案化，如具有六角形封裝陣列圓錐體之光學膜一樣。
圖24A係光學膜之刻面方位角分布的圖，代表刻面部分在各種方位角的表面面積覆蓋率。圖24B係平面刻面化光學膜之梯度方位角分布的圖，代表梯度部分在各種方位角的表面面積覆蓋率。各圖繪製膜在週期方位角的膜之覆蓋百分比。如在圖24A中所見的，角錐形稜鏡及六角形圓錐體二者對刻面部分呈現不平均方位角分布，而本揭露的光學膜在較窄範圍內呈現覆蓋率。如在圖24A及圖24B二者中所見的，本揭露的二光學膜以在表面覆蓋率上具有小局部差異的方式在全方位範圍上呈現刻面的實質均勻表面方位分布。
圖25A至圖25B係基於來自本揭露之光學膜的AFM資料之梯度/刻面分布的二維分布圖。圖25C及圖26A至圖26C係基於來自具有不規則稜鏡(26D)、部分球體(26A)、六角形圓錐體(26B)、及角錐形稜鏡(26C)之光學膜的AFM資料之梯度/刻面分布的二維分布圖。針對各圖表，該x-軸係x-方向斜率且該y-軸係y-方向斜率。取得斜率的反正切以提供以度為單位的斜率角。每個同心環代表10度。如圖25A及圖25B中所見的，本揭露的光學膜呈現均勻表面方位分布及 離軸、集中表面極分布，與上述實例1至實例3之錐光圖中所見的相似且大致上關聯於方位及極透射率分布。相反地，圖26D顯示較接近正軸極角的表面極分布。圖26A顯示具有高正軸密集度的漫射表面極分布。圖26B顯示高密集的表面極分布。圖26C顯示不均勻的表面方位分布。
圖27C係上述光學膜的累積刻面斜率量值分布圖。樣本6至樣本9具有相較於其他光學膜更緊密的梯度量值分布。
圖27D係樣本6、樣本7、及不規則稜鏡的斜率角之於正規化頻率的刻面斜率角分布圖。不規則稜鏡具有雙峰斜率分布，而樣本6及樣本7具有明顯的峰分布。
圖27E係上述光學膜的梯度量值累積分布圖。樣本6至樣本9具有比部分球體及不規則稜鏡更高的梯度量值。
圖27F係具有大於20度之斜率的平坦刻面核心區域之覆蓋率的圖。樣本6至樣本9具有明顯較高的平坦刻面的覆蓋率，該等平坦刻面具有比六角形圓錐體、部分球體、及不規則稜鏡大20度的斜率。
圖27G係不具有任何斜率限制的平坦刻面核心區域之覆蓋率的圖。樣本6至樣本9具有明顯較高的平坦刻面的覆蓋率，該等平坦刻面具有比六角形圓錐體、部分球體、及不規則稜鏡大20度的斜率。
圖27H及圖27I係刻面方位角分布及梯度方位角分布的圖。樣本6及樣本7顯示遍及全部方位範圍的實質均勻的方位斜率分布。
圖27J係上述光學膜的累積刻面斜率角分布圖。樣本6及樣本7具有遠比不規則稜鏡更緊密的斜率角(或梯度量值)分布。
圖27K及圖27L係梯度量值對於以平方度為單位之每立體角的%之正規化頻率的圖。如以平方度為單位之每立方角的高%所指示的，樣本6至樣本9針對35與65之間的梯度量值具有高表面覆蓋率。
圖28至圖36含有與上述圖15至圖22之討論相同的分析，但使用更寬的曲率限制。
實例10及11
圖27A係樣本10所揭示的光學膜、樣本11所揭示之光學膜、及不規則稜鏡光學膜的梯度量值累積分布圖。在此實例中，不規則稜鏡可具有比樣本10及樣本11任一者低的斜率。圖27B係樣本10、樣本11、及不規則稜鏡光學膜的梯度量值分布圖。峰梯度正規化頻率係在較低的梯度量值。
缺陷隱藏
根據本文所述之技術製造根據本揭露之光學膜的樣本。也提供比較例：(1)具有圓角不規則棱柱的光學膜以及(2)具有部分球體 封裝陣列之光學膜。如將於下文描述的，拍攝樣本的照片且用於影像分析。
利用相機與朗伯光源測試光學膜，以判定光學膜的缺陷隱藏性質，以及對應地，光學膜的漫射性質。圖43係透過影像解析度的分析來判定光學膜的缺陷隱藏性質之例示性系統與方法的圖解。將相機放置在各各別光學膜的前面，其中結構化表面面向相機。在圖43之實例中，光學膜係具有複數個不規則配置之刻面12的光學膜之微結構化表面10。將具有間距d的光學透明基材74放置在光學膜的下方；在此實例中，光學透明基材74係1mm厚的載玻片。將解析度目標70、75、77、80放置在光學透明基材74下方。朗伯光源72定位在解析度目標70、75、77、80下方。朗伯光源72可係對於實質上所有視角具有相等輻射之任何光源。來自朗伯光源72的漫射光通過解析度目標70、75、77、80，且通過各別的光學膜進行處理。藉由相機擷取解析度目標70、75、77、80的影像且判定影像的性質。
實例12及比較例13與14
圖44A係對照組解析度目標70(在本文中稱為「物體70」)的照片。物體70係1951 USAF解析度測試圖表，其包括條形圖案或線對。圖案具有D線對/毫米之空間頻率。圖44B係通過樣本12揭示之光學膜的物體70的照片。圖44C係通過圓角不規則棱柱光學膜的物體70的照片。圖44D係通過部分球體光學膜的物體70的照片。如在圖44B至圖44D中所見，與圓角棱柱及部分球體相比，樣本 12具有較低解析度。較低解析度可指示分布光且減少缺陷透射率的優異能力。
針對1mm間距d的物體70的各種空間頻率，判定圖44A至圖44D的照片的對比。對比可定義為(Max-Min)/(Max+Min)，其中Max係最大強度且Min係最小強度。圖45A係各種空間頻率(線對(lp)/毫米(mm))的對比的圖。圖45B係無對照組44A之圖45A的圖的放大視圖。如在圖45A與圖45B中所見，與對照組(無光學膜)、圓角棱柱光學膜(「SA」)、及部分球體光學膜(「BGD」)相比，樣本12在空間頻率範圍內具有較低對比。例如，當D係1.5 lp/mm時，通過樣本12之微結構化表面觀看的物體70的對比小於約0.1，且當D係2.5 lp/mm時該對比小於約0.05。相比之下，當D係1.5 lp/mm時與當D係2.5 lp/mm時，微結構化表面不存在時所觀看到的物體70的對比大於約0.7，或當D係1.5 lp/mm時與當D係2.5 lp/mm時，該對比大於約0.8。
圖46A係對照組解析度目標75(在本文中稱為「刀刃邊緣目標75」)的照片。刀刃邊緣目標75具有邊緣76。刀刃邊緣目標75可用於判定用於各種空間頻率的調變轉移函數(MTF)。調變轉移函數係系統對不同空間頻率之正弦波的回應。刀刃邊緣目標75可用於藉由取得功率譜密度(PSD)的量值來計算MTF，其可藉由線的傅立葉變換的平方來計算。可從MTF判定每mm的可見線對數量。圖46B係通過樣本12揭示之光學膜的刀刃邊緣目標75的照片。圖46C係通過圓角不規則棱柱光學膜的刀刃邊緣目標75的照片。圖46D係通過 部分球體光學膜的刀刃邊緣目標75的照片。如在圖46B至圖46D中所見，與圓角棱柱光學膜(46C)與部分球體光學膜(46D)相比，樣本12具有較低解析度。
針對1mm之間距d之刀刃邊緣目標75的各種空間頻率判定圖46A至圖46D的照片的調變轉移函數。圖47係用於各種空間頻率(lp/mm)的調變轉移函數的圖。如在圖47中所見，與對照組(無光學膜)、圓角棱柱光學膜(「SA」)、及部分球體光學膜(「BGD」)相比，樣本12在空間頻率範圍內具有較低調變轉移函數。例如，通過樣本12之微結構化表面觀看的刀刃邊緣目標75的調變轉移函數在約0.5 lp/mm的空間頻率下小於約0.5，或在約0.5 lp/mm的空間頻率下小於約0.1。相比之下，在約0.5 lp/mm的空間頻率下，微結構化表面不存在時觀看到的刀刃邊緣目標75的調變轉移函數大於約0.8，如圖46A。
圖48A係包括各種尺寸的不透明圓與不透明圓形帶之對照組解析度目標的照片。圖48B係通過樣本12揭示之光學膜的對照組解析度目標的照片。圖48C係通過圓角不規則棱柱光學膜的對照組解析度目標的照片。圖48D係通過部分球體光學膜的對照組解析度目標的照片。如在圖48B至圖48D中所見，與圓角棱柱及部分球體相比，樣本12具有較低解析度。較低解析度可指示分布光且減少缺陷透射率的優異能力。
圖49A係包括一種尺寸的不透明圓與不透明圓形帶之對照組解析度目標的照片。圖49B係通過樣本12揭示之光學膜的對 照組解析度目標的照片。圖49C係通過圓角不規則棱柱光學膜的對照組解析度目標的照片。如在圖44B與圖44C中所見，與圓角棱柱光學膜(49C)相比，樣本12具有較低解析度。
圖50係對照組解析度目標77的圖解，其包括定位在透明背景79上的不透明圓78。不透明圓78可具有直徑D。目標77可用於判定直徑D之不透明圓78的對比。對比可定義為(Max-Min)/(Max+Min)，其中Max係最大強度且Min係最小強度。
圖51A係針對各種直徑D之不透明圓78的不透明圓78之對比的圖。圖51B係沒有對照組解析度目標77之圖51A的放大視圖。圖51C係用於三種尺寸範圍之圖51B的條形圖。如在圖51A至圖51C中所見，與圓角棱柱光學膜(「SA」)或部分球體光學膜(「BGD」)相比，樣本12(「BA」)在直徑D的範圍內具有較低對比。例如，當D係約0.8mm時，通過樣本12的微結構化表面觀看到的不透明圓78的對比小於約0.25，且當D係約0.4mm時，該對比小於約0.05。相比之下，當D係約0.8mm時，微結構化表面不存在時觀看到的不透明圓78的對比大於約0.7，如圖49A，且當D係約0.4mm時，該對比大於約0.7。
圖52係對照組解析度目標80的圖解，其包括在透明背景82上的不透明圓形帶81。不透明圓形帶81界定由不透明環形區域84圍繞的內透明圓形區域83。不透明環形區域84具有內直徑D與外直徑D1。圓形帶81的對比可定義為(I1-I2)/(I1+I2)，其中I1係透明圓形區域83的平均強度，且I2係不透明環形區域84的平均強度。針 對固定外直徑D1下的各種內直徑D，目標80可用於判定圓形帶81的對比。
圖53係當外直徑D1係2mm時界定三個不同尺寸的不透明圓形帶81的橫截面之像素的範圍內的強度的圖。如從圖53可見，對照組、圓角棱柱(「SA」)、與部分球體(「BGD」)具有對應於不透明圓形帶81的橫截面的兩個不透明環形區域84之兩個槽。相比之下，樣本12(「SA」)具有對應於透明圓形區域83的單一槽。重新參見圖49A至圖49C，在對應於樣本12的圖49B之中心處的對比最大，而在分別對應於對照組與圓角棱柱的圖49A與圖49C之不透明環形區域處的對比最大。
圖54A係當外直徑D1係2mm時針對不透明環形區域84的各種內直徑D之不透明圓形帶81的對比的圖。圖54B係沒有對照組解析度目標80之圖51A的放大視圖。如在圖54A與圖54B中所見，與對照組、圓角棱柱(「SA」)、及部分球體(「BGD」)相比較，樣本12(「BA」)在內直徑範圍內具有較低對比。例如，對於D在從約0.15mm至約0.8mm的範圍內，通過樣本12之微結構化表面觀看到的不透明圓形帶81的對比小於0mm，且隨着D從約0.8mm減小至至少約0.4mm，圓形帶81的對比的量值增加。相比之下，對於D在從約0.15mm至約0.8mm的範圍內，在微結構化表面不存在時觀看到的不透明圓形帶81的對比大於0mm，如圖49A。
裝置増益與轉向特性
類似於圖55的測試系統可與上文所述之光透射率表徵化一起使用，以判定包括樣品12的微結構化表面、圓角棱柱、與部分球體光學膜的増益與轉向特性。在測試系統中，LED可發射光進入光導。將諸如上述之光學膜的測試膜放置在光導上，且反射偏光器放置在測試膜上。反射偏光器具有層壓至反射偏光器的底部之朦朧PET。放置在測試膜上方的錐光鏡測量測試膜的全角輸出。分析輸出，以判定各膜的正軸増益與轉向效應。正軸増益測量係僅具有反射偏光器的軸向光導輸出以及具有測試膜與反射偏光器的軸向光導輸出之比較。
圖56A至圖56C係具有漫反射器與部分球體光學膜(圖56A)、圓角稜柱(圖56B)、及樣本12之微結構化表面(圖56C)的光導的錐光圖。如在圖56A至圖56C中所示，樣本12之微結構化表面的峰發光角度小於部分球體光學膜與圓角稜柱光學膜的峰發光角度。部分球體光學膜的増益係2.39；圓角稜柱光學膜的増益係2.56；且樣本12之微結構化表面的増益係2.49。
圖57A至圖57C係具有鏡面反射器與部分球體光學膜(圖56A)、圓角稜柱(圖56B)、及樣本12之微結構化表面(圖56C)的光導的錐光圖。如在圖57A至圖57C中所示，樣本12之微結構化表面的峰發光角度小於部分球體光學膜與圓角稜柱光學膜的峰發光角度。部分球體光學膜的増益係3.15；圓角稜柱光學膜的増益係4.26；且樣本12的微結構化表面的増益係5.02。
圖58A與圖58B係圖56A至圖56C與圖57A至圖57C之測試膜的發光角度的條形圖。如圖58A與圖58B中所見，對於漫反 射器與鏡面反射器兩者，樣本12之微結構化表面的峰發光角度較低。例如，具有漫反射器的樣品12之微結構化表面具有對應於小於約45度之發光峰的角度，而具有鏡面反射器的樣本12之微結構化表面具有對應於小於約40度之發光峰的角度。
圖59A至圖59D係具有漫反射器的光導輸出(圖59A)、具有漫反射器與吸收偏光器的光導(圖59B)、具有鏡面反射器的光導(圖59C)、以及具有鏡面反射器與吸收偏光器的光導(圖59D)之錐光圖。
圖60A係針對漫反射器之圖56A至圖56C與圖59A至圖59B的錐光圖的發光橫截面的圖。如圖60A中所見，樣本12具有最小發光峰角度。圖60B係針對鏡面反射器之圖57A至圖57C與圖59C至圖59D的錐光圖的發光橫截面的圖。如圖60B中所見，樣本12具有最低發光峰角度。較低峰角度通常與較高正軸増益及視角相關，且可產生等效於正軸觀看性質之較薄膜。
圖61A係在各圖的各別峰發光角度處的圖56A至圖56C與圖59A至圖59B的錐光圖的方位角發光橫截面的圖。如圖61A中所見，樣本12具有最小方位角發光橫截面。圖61B係在各圖的各別峰發光角度處的圖57A至圖57C與圖59C至圖59D的錐光圖的方位角發光橫截面的圖。如圖61B中所見，樣本12具有最小方位角發光橫截面。
下列係本揭露之實施例
實施例1係一種微結構化表面，其包含形成大於約10%之微結構化表面的複數個不規則配置之平坦部分，其中當該微結構化表面放置在一光導的一發射表面上時，該光導沿著一第一方向延伸，其中從該發射表面離開該光導的光之一橫截面的一第一發光分布係在垂直於該發射表面的一第一平面中且平行於該第一方向，該光導發射的光由該微結構化表面以在該第一平面中的該透射光的一橫截面的一第二發光分布透射，其中該第一發光分布包含一第一峰，該第一峰與該微結構化表面的一法線成大於約60度的一第一角度，且其中該第二發光分布包含一第二峰，該第二峰與該微結構化表面的該法線成約5度至約35度的一範圍內的一第二角度。
實施例2係實施例1之微結構化表面，其中該第一角度相對於該微結構化表面的該法線大於約70度。
實施例3係實施例1之微結構化表面，其中該第一角度相對於該微結構化表面的該法線大於約75度。
實施例4係實施例1之微結構化表面，其中該第二角度相對於該微結構化表面的該法線在約5度至約30度的一範圍內。
實施例5係實施例1之微結構化表面，其中該第二角度相對於該微結構化表面的該法線在約10度至約30度的一範圍內。
實施例6係一種光學膜，其包含相對之第一主表面與第二主表面，該第一主表面包含請求項1之微結構化表面。
實施例7係一種微結構化表面，其包含：複數個不規則配置之刻面；相對之第一與第二主側面；其中當法線入射之準直光入 射在該第一主側面上時，該微結構化表面具有一第一總透射率，其中當法線入射之準直光入射在該第二主側面上時，該微結構化表面具有一第二總透射率與一發光分布，該發光分布具有沿著該法線方向的一正軸值與一峰值，其中該第二總透射率大於該第一總透射率，且其中該峰值與該正軸值的一比率大於約1.2。
實施例8係實施例7之微結構化表面，其中該峰值與該正軸值的該比率大於約1.5。
實施例9係實施例7之微結構化表面，其中該峰值與該正軸值的該比率大於約2。
實施例10係實施例7之微結構化表面，其中該峰值與該正軸值的該比率大於約15。
實施例11係實施例7之微結構化表面，其中該第一總透射率與該第二總透射率之間的一差大於約10%。
實施例12係實施例7之微結構化表面，其中該第一總透射率與該第二總透射率之間的一差大於約20%。
實施例13係實施例7之微結構化表面，其中該第一總透射率與該第二總透射率之間的一差大於約30%。
實施例14係一種光學膜，其包含相對之第一主表面與第二主表面，該第一主表面包含實施例7之微結構化表面。
實施例15係一種微結構化表面，其包含：複數個不規則配置之刻面，其中當該微結構化表面與具有D線對/毫米之一空間頻率之一物體相間隔約1mm之一間距時，當D係1.5時，通過該微結 構化表面觀看到的該物體的一對比小於約0.1，且當D係2.5時，該對比小於約0.05。
實施例16係實施例15之微結構化表面，其中當D係1.5時及當D係2.5時，該微結構化表面不存在時觀看到的該物體的一對比大於約0.7。
實施例17係實施例15之微結構化表面，其中當D係1.5時及當D係2.5時，該微結構化表面不存在時觀看到的該物體的一對比大於約0.8。
實施例18係實施例15之微結構化表面，其中當該微結構化表面與該物體相間隔約1mm之一間距時，該物體由一朗伯光源照明。
實施例19係實施例18之微結構化表面，其中該物體設置在該微結構化表面與該朗伯光源之間。
實施例20係實施例15之微結構化表面，其中該微結構化表面與該物體之間的約1mm之該間距實質上填充有一光學透明之板狀基材。
實施例21係實施例20之微結構化表面，其中該光學透明之板狀基材由光學透明玻璃製成。
實施例22係一種微結構化表面，其包含：複數個不規則配置之刻面，其中當該微結構化表面與具有一邊緣之一刀刃邊緣目標相間隔約1mm之一間距時，當D係1.5時，通過該微結構化表面 觀看到的該邊緣之一調變轉移函數小於約0.1，且在約0.5線對/毫米之一空間頻率下，該調變轉移函數小於約0.5。
實施例23係實施例22之微結構化表面，其中在約1線對/毫米之一空間頻率下，通過該微結構化表面觀看到的該邊緣的該調變轉移函數小於約0.1。
實施例24係實施例22之微結構化表面，其中在約0.5線對/毫米之一空間頻率下，通過該微結構化表面觀看到的該邊緣的該調變轉移函數小於約0.8。
實施例25係一種微結構化表面，其包含：複數個不規則配置之刻面，其中當該微結構化表面與在一透明背景上包括一直徑D的一不透明圓之一目標相間隔約1mm之一間距時，當D係約0.8毫米時，通過該微結構化表面觀看到的該圓之一對比小於約0.25，且當D係約0.4毫米時，該對比小於約0.05。
實施例26係實施例25之微結構化表面，其中當D係約0.8毫米時以及當D係約0.4毫米時，在不存在該微結構化表面的情況下觀看到的該圓之該對比大於約0.7。
實施例27係一種微結構化表面，其包含：複數個不規則配置之刻面，其中當該微結構化表面與一目標相間隔約1mm之一間距時，該目標包括一不透明圓形帶，該不透明圓形帶在一透明背景上且界定由一不透明環形區域圍繞的一內透明圓形區域，該不透明環形區域具有一內直徑D與約0.2毫米之一外直徑D1，且當通過該微結構化表面觀看該不透明圓形帶時，該圓形區域具有一平均強度I1，該 環形區域具有一平均強度I2，且對於D在從約0.15毫米至約0.8毫米之一範圍內，定義為(I1-I2)/(I1+I2)的該圓形帶之一對比小於零。
實施例28係實施例27之微結構化表面，其中對於D係在約0.15毫米至約0.8毫米之範圍內，在不存在該微結構化表面的情況下觀看到的該圓形帶之該對比大於0。
實施例29係實施例27之微結構化表面，其中隨著D從約0.8毫米減小至至少約0.4毫米，該圓形帶之該對比的一量值增加。
實施例30係一種側光式光學系統，其包含：一光源；一光導，該光導具有一側表面與一發射表面，其中由該光源發射的光在該側表面處進入該光導且從該發射表面離開該光導，該光具有一第一發光峰，該第一發光峰相對於該發射表面的一法線成大於約60度的一第一角度；一微結構化表面，該微結構化表面設置在該發射表面上且包含複數個不規則配置之刻面，各刻面包含一中心部分，該中心部分界定相對於該微結構化表面之一平面的一斜率，其中少於約20%之該等刻面的該等中心部分具有小於約40度的斜率；及一反射偏光器，該反射偏光器設置在該微結構化表面與該發射表面之間，該反射偏光器經組態以實質上反射具有一第一偏振狀態的光且以實質上透射具有一第二偏振狀態的光，該第二偏振狀態正交於該第一偏振狀態，使得從該光源發射的該光之至少一部分以一第二發光峰離開該光學系統，該第二發光峰相對於該發射表面的該法線成小於約50度的一第二角度。
實施例31係實施例30之光學系統，其進一步包含一漫反射器，該漫反射器設置在該光導上、與該反射偏光器相對，其中該第二角度相對於該發射表面的該法線小於約45度。
實施例32係實施例30之光學系統，其進一步包含一鏡面反射器，該鏡面反射器設置在該光導上、與該反射偏光器相對，其中該第二角度相對於該發射表面的該法線小於約40度。
已描述了本發明的各種實施例。這些及其他實施例係在以下申請專利範圍的範疇之內。

Claims (10)

  1. 一種微結構化表面，其包含：複數個不規則配置之平坦部分，其等形成大於約10%的該微結構化表面，其中當該微結構化表面放置在一光導的一發射表面上時，該光導沿著一第一方向延伸，其中從該發射表面離開該光導的光的一橫截面的一第一發光分布係在垂直於該發射表面的一第一平面中且平行於該第一方向，該光導發射的光由該微結構化表面以在該第一平面中的該透射光的一橫截面的一第二發光分布透射，其中該第一發光分布包含一第一峰，該第一峰與該微結構化表面的一法線成大於約60度的一第一角度，且其中該第二發光分布包含一第二峰，該第二峰與該微結構化表面的該法線成約5度至約35度的一範圍內的一第二角度。
  2. 一種微結構化表面，其包含：複數個不規則配置之刻面；相對之第一與第二主側面；其中當法線入射之準直光入射在該第一主側面上時，該微結構化表面具有一第一總透射率，其中當法線入射之準直光入射在該第二主側面上時，該微結構化表面具有一第二總透射率與一發光分布，該發光分布具有沿著該法線方向的一正軸值與一峰值，其中該第二總透射率大於該第一總透射率，且其中該峰值與該正軸值的一比率大於約1.2。
  3. 一種微結構化表面，其包含： 複數個不規則配置之刻面，其中當該微結構化表面與具有D線對/毫米之一空間頻率之一物體相間隔約1mm之一間距時，當D係1.5時，通過該微結構化表面觀看到的該物體的一對比小於約0.1，且當D係2.5時，該對比小於約0.05。
  4. 如請求項3之微結構化表面，其中該微結構化表面與該物體之間的約1mm之該間距實質上填充有一光學透明之板狀基材。
  5. 一種微結構化表面，其包含：複數個不規則配置之刻面，其中當該微結構化表面與具有一邊緣之一刀刃邊緣目標相間隔約1mm之一間距時，當D係1.5時，通過該微結構化表面觀看到的該邊緣的一調變轉移函數小於約0.1，且在約0.5線對/毫米之一空間頻率下，該調變轉移函數小於約0.5。
  6. 如請求項5之微結構化表面，其中在約1線對/毫米之一空間頻率下，通過該微結構化表面觀看到的該邊緣的該調變轉移函數小於約0.1，且其中在約0.5線對/毫米之一空間頻率下，通過該微結構化表面觀看到的該邊緣的該調變轉移函數小於約0.8。
  7. 一種微結構化表面，其包含：複數個不規則配置之刻面，其中當該微結構化表面與在一透明背景上包括一直徑D的一不透明圓之一目標相間隔約1mm之一間距時，當D係約0.8毫米時，通過該微結構化表面觀看到的該圓之一對比小於約0.25，且當D係約0.4毫米時，該對比小於約0.05。
  8. 如請求項7之微結構化表面，其中當D係約0.8毫米時及當D係約0.4毫米時，在不存在該微結構化表面的情況下觀看到的該圓之該對比大於約0.7。
  9. 一種微結構化表面，其包含：複數個不規則配置之刻面，其中當該微結構化表面與一目標相間隔約1mm之一間距時，該目標包括一不透明圓形帶，該不透明圓形帶在一透明背景上且界定由一不透明環形區域圍繞的一內透明圓形區域，該不透明環形區域具有一內直徑D與約0.2毫米之一外直徑D1，且當通過該微結構化表面觀看該不透明圓形帶時，該圓形區域具有一平均強度I1，該環形區域具有一平均強度I2，且對於D在從約0.15毫米至約0.8毫米之一範圍內，定義為(I1-I2)/(I1+I2)的該圓形帶之一對比小於零。
  10. 一種側光式光學系統，其包含：一光源；一光導，該光導具有一側表面與一發射表面，其中由該光源發射的光在該側表面處進入該光導且從該發射表面離開該光導，該光具有一第一發光峰，該第一發光峰相對於該發射表面的一法線成大於約60度的一第一角度；一微結構化表面，該微結構化表面設置在該發射表面上且包含複數個不規則配置之刻面，各刻面包含一中心部分，該中心部分界定相對於該微結構化表面之一平面的一斜率，其中少於約20%之該等刻面的該等中心部分具有小於約40度的斜率；及 一反射偏光器，該反射偏光器設置在該微結構化表面與該發射表面之間，該反射偏光器經組態以實質上反射具有一第一偏振狀態的光且實質上透射具有一第二偏振狀態的光，該第二偏振狀態正交於該第一偏振狀態，使得從該光源發射的該光之至少一部分以一第二發光峰離開該光學系統，該第二發光峰與該發射表面的該法線成小於約50度的一第二角度。
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