專利名稱：：用于背光源中l(wèi)ed混色的雙折射結(jié)構(gòu)化薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有雙折射表面的制品及其制造方法，該制品用于發(fā)光二極管(LED)的混色。
背景技術(shù)：
：液晶顯示器(LCD)器件需要背光源。LCD選擇性地透射或遮擋由背光源發(fā)出的光，以提供信息的顯示。這些LCD器件使用熒光管作為背光源，并且這些熒光燈泡往往消耗相對(duì)較大量的電力。對(duì)于可以使用電池電源工作的LCD器件而言，熒光背光源可大大縮短器件使用電池電源的工作時(shí)間。某些背光源不使用熒光光源，而是具有點(diǎn)光源(例如LED)。然而，這些點(diǎn)光源發(fā)出的顏色是離散的，這意味著由它們發(fā)出的光不僅要在空間上分散，而且要進(jìn)行混合，以便產(chǎn)生均勻的光。
發(fā)明內(nèi)容符合本發(fā)明的用于光擴(kuò)散的制品包括主體，該主體具有第一表面和第二表面，以及第一面內(nèi)軸、第二面內(nèi)軸和第三軸，所述第一面內(nèi)軸和所述第二面內(nèi)軸互相垂直，所述第三軸在主體的厚度方向上、并且分別與所述的第一和第二面內(nèi)軸互相垂直。第一表面的一部分是雙折射結(jié)構(gòu)化表面，并且該部分是結(jié)構(gòu)化的，使得當(dāng)制品接收特定波長范圍內(nèi)的光信號(hào)時(shí)，該結(jié)構(gòu)化表面使光信號(hào)分裂成多個(gè)發(fā)散的光信號(hào)。符合本發(fā)明的制備用于光擴(kuò)散的制品的方法包括如下步驟提供主體，該主體具有第一和第二表面，以及第一面內(nèi)軸、第二面內(nèi)軸和第三軸，所述第一面內(nèi)軸和所述第二面內(nèi)軸互相垂直，并且所述第三軸在主體的厚度方向上、并且分別與所述的第一和第二面內(nèi)軸互相垂直；以及在第一表面的一部分上形成雙折射結(jié)構(gòu)化表面，其中該部分是結(jié)構(gòu)化的，使得當(dāng)制品接收特定波長范圍內(nèi)的光信號(hào)時(shí)，該結(jié)構(gòu)化表面使光信號(hào)分裂成多個(gè)發(fā)散的光信號(hào)。為用于混色而復(fù)制形成的單個(gè)或多個(gè)幾何特征物可以是(例如)棱鏡狀、透鏡狀、或正弦波狀幾何特征物。所述單個(gè)或多個(gè)幾何特征物在橫向和縱向上都可以是連續(xù)或不連續(xù)的。它可以是宏觀特征物或微觀特征物。它可以具有多種橫截面輪廓，如下面將要更全面地討論的那些。復(fù)制的結(jié)構(gòu)化表面上的幾何特征物可以是重復(fù)的或不重復(fù)的。復(fù)制的表面可包含多個(gè)具有相同橫截面形狀的幾何特征物。作為另外一種選擇，它可具有多個(gè)具有不同橫截面形狀的幾何特征物。如本文所用，以下術(shù)語和短語具有以下含義。"雙折射表面"是指主體中緊鄰雙折射材料的主體表面部分。"橫截面形狀"(及其明顯的變體)是指由第二面內(nèi)軸和第三軸限定的幾何特征物的外周構(gòu)造。幾何特征物的橫截面形狀與其物理尺寸無關(guān)。"色散"是指折射率隨波長的變化而發(fā)生的變化。在各向異性材料中，色散可沿著不同的軸而發(fā)生不同的變化。"幾何特征"(及其明顯的變體)是指結(jié)構(gòu)化表面上存在的一種或多種預(yù)定的形狀。"宏觀"用作前綴是指其修飾的術(shù)語具有高度大于lmm的橫截面輪廓。"金屬表面"(及其明顯的變體)是指由金屬或金屬合金(也可以包含類金屬)涂覆或形成的表面。"金屬"是指諸如鐵、金、鋁等元素，其特征通常在于具有延展性、可鍛性、有光澤、以及導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，該元素可與氫氧根形成堿，并可取代酸中的氫原子而形成鹽。"類金屬"是指具有某些金屬性質(zhì)和/或與金屬形成合金(例如半導(dǎo)體)的非金屬元素，并且還包括含有金屬和/或類金屬摻雜物的非金屬元素。"微觀"用作前綴是指其修飾的術(shù)語具有高度小于或等于lmm的橫截面輪廓。該橫截面輪廓的高度為0.5mm或更小。作為另外一種選擇，該橫截面輪廓的高度為0.05ram或更小。名詞"取向"是指處于被取向的狀態(tài)。"取向的"是指具有各向異性的介電張量，以及相應(yīng)的各向異性的折射率組合。"拉伸比"(及其明顯的變體)是指沿著拉伸方向分開的兩個(gè)點(diǎn)在拉伸后的距離與相應(yīng)這兩個(gè)點(diǎn)在拉伸前的距離之比。"結(jié)構(gòu)表面"是指在其上具有至少一個(gè)幾何特征物的表面。"結(jié)構(gòu)化表面"是指通過任何會(huì)賦予表面所需的一個(gè)幾何特征物或多個(gè)幾何特征物的技術(shù)而形成的表面。"單軸取向"是指主軸折射率中的兩個(gè)基本上相同。"真正單軸取向"(及其明顯的變體)是指這樣的單軸取向的狀態(tài)，其中沿第二面內(nèi)軸的方向和第三軸的方向所測得的取向敏感特性是基本上相等的，并且其顯著不同于沿第一面內(nèi)軸的方向所測得的取向敏感特性。"單軸拉伸"(包括其明顯的變體)是指抓持住制品的相對(duì)的邊緣并且僅在一個(gè)方向上對(duì)該制品進(jìn)行物理拉伸的行為。單軸拉伸旨在包括(例如)由于剪切作用(會(huì)在薄膜的多個(gè)部分中誘導(dǎo)瞬時(shí)的或相對(duì)極少量的雙軸拉伸)而在薄膜的均勻拉伸過程中產(chǎn)生的些許非理想狀態(tài)。在分層薄膜的情況下，除非另外指明，否則"單軸"或"真正單軸"旨在適用于薄膜的單個(gè)的層。"波長"是指在真空中測量的等效波長。通過以下結(jié)合附圖的對(duì)本發(fā)明的多種具體實(shí)施方式的詳細(xì)描述，可以更完全地了解本發(fā)明，其中圖1是用一種方法制備的薄膜的剖視圖2A-2E是制品的某些可供選擇的實(shí)施例的端視圖3A-3W示出了可以用一種方法制備的幾何特征物的一些可供選擇的輪廓的剖視圖4是一種用于制備結(jié)構(gòu)化薄膜的方法的示意圖5是示出光穿過單層雙折射薄膜時(shí)光線分裂的示意圖6是示出在棱鏡角偏離水平面3度的情況下光線通過雙折射薄膜而發(fā)生分裂的示意圖；圖7是示出在棱鏡角偏離水平面10度的情況下光線通過雙折射薄膜而發(fā)生分裂的示意圖8是示出具體實(shí)例的裝置的示意圖；以及圖9-14是示出具體實(shí)例的灰度混色的照片。具體實(shí)施例方式用一種示例性方法制備的制品和薄膜通常包括主體部分和表面結(jié)構(gòu)部分。圖1表示根據(jù)多個(gè)實(shí)施例制備的薄膜的端視圖。圖2A-2E示出了可通過一種特定的方法制備的一些可供選擇的實(shí)施例薄膜的端視圖。圖3A-3W示出了制品(其具有結(jié)構(gòu)化表面)的幾何特征物的一些可供選擇的實(shí)施例。參見圖l，薄膜9包括具有厚度(Z)的主體或基體部分ll，和具有高度(P)的表面部分13。表面部分13具有一系列平行的、在此表示為直角棱鏡的幾何特征物15。幾何特征物15各自具有底寬(BW)和峰-峰間距(PS)。該薄膜的總厚度T等于P+Z之和。主體或基體部分11包括制品中的位于薄膜9的底部表面17與表面部分13的最低點(diǎn)之間的那部分。在一些情況下，這一部分可以在制品的整個(gè)寬度(W)上具有恒定的尺寸。在其他情況下，該尺寸可以因存在具有不同的峰高或谷深的幾何特征物而有所不同。參見圖2E。薄膜9具有第一面內(nèi)軸18、第二面內(nèi)軸20和第三軸22。在圖1中，第一面內(nèi)軸18基本上平行于幾何特征物15的長度方向。在圖1中，第一面內(nèi)軸垂直于薄膜9的端面。這三根軸彼此互相垂直。多種方法可用來制備單軸取向的薄膜。單軸取向可通過確定薄膜沿著第一面內(nèi)軸的折射率(m)、沿著第二面內(nèi)軸的折射率(ri2)、和沿著第三軸的折射率(ri3)的差值來測定。用該方法制備的單軸取向薄膜可具有rn^112和n3。另外，n2與m的差和ri3與rn的差基本上彼此相等。還可采用一種方法來提供這樣的薄膜，該薄膜在所關(guān)注的波長處具有0.3或更小的相對(duì)雙折射率。在另一個(gè)實(shí)施例中，相對(duì)雙折射率小于0.2，并且在又一個(gè)實(shí)施例中，它小于0.1。相對(duì)雙折射率是根據(jù)如下表達(dá)式來確定的絕對(duì)值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>可采用一種方法來制備這樣的薄膜，該薄膜具有至少一個(gè)棱鏡狀或透鏡狀的幾何特征物。該幾何特征物可以是延長結(jié)構(gòu)，該延長結(jié)構(gòu)通常平行于薄膜的第一面內(nèi)軸。如圖1所示，結(jié)構(gòu)化表面包括一系列直角棱鏡15。然而，可以使用其他幾何特征物以及它們的組合。參見(例如)圖2A-2E和圖3A-3W。圖2A示出幾何特征物不需要在其基部處互相接觸。圖2B示出幾何特征物可具有圓形的頂部和彎曲的面。圖2C示出幾何特征物的頂部可以是平坦的。圖2D示出薄膜的兩個(gè)相背表面均可具有結(jié)構(gòu)化的表面。圖2E示出幾何特征物可具有不同的基體厚度、峰高、和基底寬度。圖3A-3W示出可用于提供結(jié)構(gòu)化表面的其他橫截面形狀。這些圖進(jìn)一步示出幾何特征物可具有凹陷(參見圖3A-1和3T)或凸起(參見圖3J-3S和3U-W)。在特征物具有凹陷的情況中，位于所述凹陷之間的升高區(qū)域可被認(rèn)為是圖2C中所示的凸起型特征物。多種方法可用來提供可以任何方式組合的各種的特征物實(shí)施例，以達(dá)到所需結(jié)果。例如水平表面可使帶有圓弧型頂部或平坦式頂部的特征物分開。此外，可以對(duì)任何這些特征物使用曲面。如從附圖中可以看出的那樣，這些方法可用來提供任何所需幾何形狀的特征物。它們可以相對(duì)于薄膜的z軸(厚度方向)對(duì)稱或不對(duì)稱。它們可具有單一一個(gè)特征物、排布成所需圖案的多個(gè)相同的特征物、或者排布成所需圖案的兩種或更多種特征物的組合。另外，特征物的尺寸(例如高度和/或?qū)挾?在整個(gè)結(jié)構(gòu)化表面上可以相同。或者，各個(gè)特征物的尺寸有所不同。制備結(jié)構(gòu)化制品的一種方法包括提供聚合物樹脂，該聚合物樹脂可以通過壓花、澆鑄、擠出或其他非機(jī)械加工技術(shù)而獲得所需的結(jié)構(gòu)化表面，該方法不涉及對(duì)固體材料的切割或其他成形步驟；而是涉及流體或粘彈性材料的流動(dòng)機(jī)理，該流體或粘彈性材料通過該方法得以成形，然后經(jīng)定形而成為固體?？稍谛纬伤柚破返耐瑫r(shí)提供結(jié)構(gòu)化表面，或在形成制品后將結(jié)構(gòu)化表面賦予樹脂的第一表面。該方法將參照?qǐng)D4進(jìn)一步予以說明。圖4是一種制備具有結(jié)構(gòu)化表面的薄膜的方法的示意圖。在該方法中，提供具有所需薄膜結(jié)構(gòu)化表面的負(fù)像的工具24，并通過主動(dòng)輥26A和26B使之經(jīng)過模頭28的孔(未示出)前移。模頭28包括熔融裝置組件(melttrain)的排放點(diǎn)，所述的熔融裝置組件在此包括擠出機(jī)30，其具有用于接納顆粒、粉末等形式的干態(tài)聚合物樹脂的進(jìn)料斗32。熔融樹脂離開模頭28，到達(dá)工具24上。模頭28和工具24之間設(shè)有間隙33。熔融樹脂接觸工具24并變硬，從而形成聚合物薄膜34。然后，在剝離輥36處將薄膜34的前緣從工具24上剝離下來。隨后，此時(shí)如果需要，可將薄膜34送到拉伸裝置38中。然后，可在工位40處將薄膜34巻繞成連續(xù)的巻?？墒褂枚喾N技術(shù)賦予薄膜結(jié)構(gòu)化的表面。這些技術(shù)包括間歇技術(shù)和連續(xù)技術(shù)。它們涉及以下步驟提供具有表面的工具，該表面是所需結(jié)構(gòu)化表面的負(fù)像；使聚合物薄膜的至少一個(gè)表面與工具接觸，其中接觸操作的時(shí)間和條件使得聚合物足以產(chǎn)生所需的結(jié)構(gòu)化表面的正像；以及將帶有結(jié)構(gòu)化表面的聚合物從工具上取下。通常工具的負(fù)像表面包括金屬表面，所述金屬表面在很多情況下涂覆有脫模劑。雖然模頭28和工具24被描述為彼此相對(duì)地垂直布置，但是也可以采用水平布置或其他布置方式。無論采用哪種具體的布置方式，模頭28都會(huì)在空隙33處將熔融樹脂提供給工具24。模頭28的安裝方式使得其可以向工具24移動(dòng)。這允許操作者將空隙33調(diào)整到所需的間距。間隙33的尺寸取決于熔融樹脂的組成、熔融樹脂的粘度和用熔融樹脂基本完全填滿工具所必需的壓力。熔融樹脂的粘度使其可以(可任選地在施加真空、壓力、溫度、超聲波振動(dòng)的條件下或機(jī)械方式的條件下)基本上填充滿工具24的腔體。當(dāng)樹脂基本上填滿工具24的腔體時(shí)，所得的薄膜的結(jié)構(gòu)化表面被稱為是復(fù)制而成的。在樹脂是熱塑性樹脂的情況下，它通常作為固體被供應(yīng)到進(jìn)料斗32中。擠出機(jī)30提供足夠的熱量，以將固體樹脂轉(zhuǎn)化為熔融物料。通常，采用使上述工具通過被加熱的主動(dòng)輥26A的方式將該工具加熱?？梢圆捎?例如)使循環(huán)熱油通過主動(dòng)輥26A的方式或者采用感應(yīng)加熱的方式來加熱該主動(dòng)輥。工具24在輥26A處的溫度通常高于樹脂的軟化點(diǎn)，但是低于樹脂的分解溫度。如果是可聚合樹脂(包含部分聚合的樹脂)，可將樹脂直接倒入或泵入分配器內(nèi)，該分配器為模頭28供料。如果樹脂是活性樹脂，該方法可包括一個(gè)或多個(gè)固化樹脂的另外的步驟。例如，可通過將該樹脂在適當(dāng)?shù)妮椛淠芰吭聪卤┞兑欢螘r(shí)間而使其固化，所述時(shí)間為足以使該樹脂硬化并且使得可將其從工具24上取下的這樣一段時(shí)間，所述的輻射能量源(例如)為諸如紫外線、紅外輻射、電子束輻射、可見光之類的光化輻射?？梢圆捎枚喾N方法將熔融的薄膜冷卻以便使該薄膜硬化，從而用于進(jìn)一步加工。這些方法包括將水噴到擠出的樹脂上、使上述工具的非結(jié)構(gòu)化表面與冷卻輥接觸、或者將空氣直接噴射到薄膜和/或工具上。前述討論集中于同時(shí)形成薄膜和結(jié)構(gòu)化表面的技術(shù)。另一種可用的技術(shù)包括使工具與預(yù)成形的薄膜的第一表面接觸。然后，將壓力、熱量、或壓力和熱量這二者施加到薄膜/工具組合上，直到薄膜的表面己軟化至足以在薄膜上形成所需的結(jié)構(gòu)化表面。優(yōu)選的是，薄膜的表面軟化至足以完全填滿工具中的腔體。隨后，將薄膜冷卻并且從該母模上取下。如前面所注明的那樣，工具包括所需結(jié)構(gòu)化表面的負(fù)像(即負(fù)像表面)。因而，它包括呈預(yù)定圖案的凸起和凹陷(或腔體)。工具的負(fù)像表面可以與樹脂接觸，以便以相對(duì)于第一或第二面內(nèi)軸的任何排列方式在結(jié)構(gòu)化表面上形成幾何特征物。這樣，例如，圖1的幾何特征物可以沿制品的加工方向(或長度方向)或制品的橫向(或?qū)挾确较?排列。在復(fù)制步驟的一個(gè)實(shí)施例中，用樹脂填充工具腔體的至少50%。在另一個(gè)實(shí)施例中，用樹脂填充腔體的至少75%。在另一個(gè)實(shí)施例中，用樹脂填充腔體的至少90%。在另一個(gè)實(shí)施例中，用樹脂填充腔體的至少95%。在另一個(gè)實(shí)施例中，用樹脂填充腔體的至少98%。用樹脂填充腔體的至少75%時(shí)，可達(dá)到對(duì)許多應(yīng)用來說足夠的負(fù)像保真度。然而，用樹脂填充腔體的至少90%時(shí)，可達(dá)到更好的負(fù)像保真度。用樹脂填充腔體的至少98%時(shí)，可達(dá)到最好的負(fù)像保真度。用于形成所需結(jié)構(gòu)化表面的工具可以在負(fù)像表面上具有含有含氟苯并三唑的涂層。優(yōu)選存在此類含氟化合物；一些聚合物不需要使用含氟化合物，而其他聚合物需要使用含氟化合物。含氟苯并三唑優(yōu)選在工具上形成基本上連續(xù)的單層薄膜。短語"基本上連續(xù)的單層薄膜"是指各個(gè)分子以其分子結(jié)構(gòu)所允許的密集程度堆積在一起。據(jù)信薄膜的自組裝方式為分子中的三唑基附接到工具的金屬/類金屬表面所提供的可用區(qū)域上，而碳氟化合物尾部側(cè)基則基本上以朝向界面外的方式排列。單層薄膜的有效性以及單層薄膜在表面上形成的程度一般取決于化合物和工具的具體的金屬或類金屬表面之間的粘合強(qiáng)度以及涂膜的表面的使用條件。例如，一些金屬或類金屬表面可能需要高粘性的單層薄膜，而其他此類表面需要粘合強(qiáng)度低得多的單層薄膜?？捎玫慕饘俸皖惤饘俦砻姘〞?huì)與化合物形成鍵的任何表面，并且優(yōu)選的是，該表面會(huì)形成單層或基本上連續(xù)的單層薄膜。用于形成所述單層薄膜的合適表面的例子包括那些包含銅、鎳、鉻、鋅、銀、鍺以及它們的合金的表面。單層或基本連續(xù)的單層薄膜可以通過如下方法形成使表面與足以涂覆整個(gè)表面的量的含氟苯并三唑接觸。該化合物可以溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?，然后將該組合物施加到表面上并使之干燥。合適的溶劑包括乙酸乙酯、2-丙醇、醋酸酯、2丙醇、丙酮、水以及它們的混合物。作為另外一種選擇，可以將含氟苯并三唑由氣相沉積到表面上?？赏ㄟ^使用溶劑清洗基板或通過使用處理過的基板來移除任何過量的化合物。據(jù)發(fā)現(xiàn)含氟苯并三唑不僅可與金屬和類金屬表面化學(xué)鍵合，而且它們還為這些表面提供(例如)剝離特性和/或耐腐蝕特性。這些化合物的特征在于它們具有可以與金屬或類金屬表面(例如母模工具)鍵合的頭部基團(tuán)，以及在極性和/或官能性方面與待剝離的物質(zhì)適當(dāng)?shù)夭煌奈膊?。這些化合物形成單層或基本上單層的、耐久的自組裝膜。含氟苯并三唑包括具有下列通式的那些物質(zhì)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中Rf為CnF2n+1-(CH2)m-，其中n為1至22的整數(shù)，m為0或1至U22的整數(shù)；X為-C。2-、-S03-、-CONH-、-0-、-S-、共價(jià)鍵、-S02NR-、或-NR-，其中R為H或d到C5亞烷基；Y為-CH廠，其中z為0或1;并且R'為H、低級(jí)烷基或Rf-X-Yz-，前提條件是當(dāng)X為-S-或-0-時(shí)，m為0，并且z為0，n為^7，并且當(dāng)X為共價(jià)鍵時(shí)，m或z至少為l。優(yōu)選的是，n+m等于8到20的整數(shù)。一類可用作脫模劑的、特別有用的含氟苯并三唑組合物包含一種或多種由下式表示的化合物其中Rf為CnF2n+1-(CH2)m-，其中n為1至22，m為0、或1至22的整數(shù)；X為-C02-、-S03-、-S-、-0-、-CONH-、共價(jià)鍵、-S02NR_、或-NR-，其中R為H或d到C5亞垸基，并且q為0或1;Y為d_U亞烷基，并且z為0或1;R'為H、低級(jí)烷基或Rf-X-Yz。這些材料在美國專利6，376，065中有所描述。一種方法可包括拉伸步驟。例如，可以對(duì)該制品進(jìn)行單軸(包括單軸取向)或雙軸取向。另外，該方法可任選地包括在拉伸之前進(jìn)行的預(yù)處理步驟，例如提供烘箱或其他裝置。預(yù)處理步驟可包括預(yù)熱區(qū)和均熱區(qū)。該方法還可以包括后處理步驟。例如，可首先將薄膜熱定型然后淬火。通常，用于該制品或主體中的聚合物可為結(jié)晶、半結(jié)晶、液晶或無定形的聚合物或共聚物。應(yīng)當(dāng)理解，在聚合物領(lǐng)域中普遍認(rèn)為聚合物通常不是完全結(jié)晶的，因此在該制品或主體的情況中，結(jié)晶或半結(jié)晶的聚合物是指非無定形的那些聚合物，并且包括任何通常稱為結(jié)晶性、部分結(jié)晶性、半結(jié)晶性材料等的那些材料。液晶聚合物(有時(shí)也稱為剛性棒狀聚合物)在本領(lǐng)域中被理解為其具有不同于三維晶序的某種長程有序的形式。對(duì)于制品或主體，可以使用可熔融加工成或可固化成薄膜形式的任何聚合物，從加工方法、或最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性、耐久性、或柔性的角度來說該聚合物是尤其有用的。這些聚合物可包括(但不限于)以下種類的均聚物、共聚物、以及可被固化為聚合物的低聚物，所述的種類為聚酯類(例如，聚對(duì)苯二甲酸亞垸基二醇酯(例如，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸-1，4-環(huán)己烷二亞甲基二醇酯)、聚聯(lián)苯甲酸亞乙基酯、聚萘二甲酸亞烷基二醇酯(例如，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)及其異構(gòu)體(例如，2，6-PEN、1，4-PEN、1，5-PEN、2，7-PEN和2，3-PEN))和聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)及其異構(gòu)體)和液晶聚酯)；聚芳酯類；聚碳酸酯類(例如，雙酚A的聚碳酸酯)；聚酰胺類(例如，聚酰胺6、聚酰胺ll、聚酰胺12、聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺69、聚酰胺610和聚酰胺612、芳族聚酰胺以及聚鄰苯二甲酰胺)；聚醚-酰胺類；聚酰胺-酰亞胺類；聚酸亞胺類(例如，熱塑性聚酰亞胺和聚丙烯酸酰亞胺)；聚醚酰亞胺類；聚烯烴或聚亞烷基聚合物類(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯和聚(4-甲基)戊烯)；離聚物類，例如Surlyn(得自E.I.duPontdeNemours&Co.，Wilmington,Del.);聚醋酸乙烯酯；聚乙烯醇和乙烯一乙烯醇共聚物；聚甲基丙烯酸酯類(例如，聚甲基丙烯酸異丁酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸乙酯和聚甲基丙烯酸甲酯)；聚丙烯酸酯類(例如，聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、和聚丙烯酸丁酯)；聚丙烯腈；含氟聚合物類(例如，全氟烷氧基樹脂、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、氟化乙烯-丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚乙烯-co-三氟乙烯、聚(乙烯-alt-三氟氯乙烯)和THV(3MCo.));氯化聚合物類(例如，聚偏二氯乙烯和聚氯乙烯)；聚芳醚酮類(例如，聚醚醚酮("PEEK"));脂肪族聚酮類(例如，乙烯和/或丙烯與二氧化碳的共聚物和三元共聚物)；任何立構(gòu)規(guī)整性的聚苯乙烯類(例如，無規(guī)立構(gòu)的聚苯乙烯、全同立構(gòu)的聚苯乙烯和間規(guī)立構(gòu)的聚苯乙烯)和任何立構(gòu)規(guī)整性的被環(huán)或鏈取代的聚苯乙烯類(例如，間規(guī)立構(gòu)的聚-d-甲基苯乙烯和間規(guī)立構(gòu)的聚二氯苯乙烯)；任何這些苯乙烯類物質(zhì)的共聚物和共混物(例如，苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)；乙烯基萘.，聚醚類(例如，聚苯醚、聚(二甲基苯醚)、聚環(huán)氧乙烷和聚甲醛)；纖維素類物質(zhì)(例如，乙基纖維素、乙酸纖維素、丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、和硝酸纖維素)，含硫聚合物(例如，聚苯硫醚、聚砜、聚芳基砜、和聚醚砜)；硅氧烷樹脂；環(huán)氧樹脂；彈性體類(例如，聚丁二烯、聚異戊二烯和氯丁橡膠)、和聚氨酯類。也可使用兩種或多種聚合物或共聚物的共混物或摻混物。采用半結(jié)晶性聚合物(尤其是聚酯)來復(fù)制表面一直都非常困難。一般來講，復(fù)制過程中，除非采用了諸如上述含氟苯并三唑涂覆的方法進(jìn)行處理，否則它們會(huì)牢固地粘附在工具上。結(jié)果，很難將它們從未處理過的工具上取下，而不損壞復(fù)制的表面。可用于制品或主體中的半結(jié)晶性熱塑性聚合物的例子包括半結(jié)晶性聚酯。這些材料包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二酯的聚合物有許多所需的性質(zhì)。用于聚酯的合適的單體和共聚單體可為二醇類或者二羧酸或二羧酸酯類。二羧酸類共聚單體包括(但不限于)對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、所有同分異構(gòu)的萘二甲酸(2，6-、1，2-、1，3_、1，4-、1，5-、1，6-、1，7-、1，8-、2，3-、2，4-、2,5-、2，8-萘二甲酸)、聯(lián)苯甲酸(例如4，4，-聯(lián)苯二甲酸及其異構(gòu)體)、反式-4，4'-l，2-二苯乙烯二甲酸及其異構(gòu)體、4，4'-二苯醚二甲酸及其異構(gòu)體、二羧基-4，4'-二苯砜及其異構(gòu)體、二羧基-4，4'-二苯甲酮及其異構(gòu)體、鹵代的芳香族二羧酸(例如2-氯對(duì)苯二甲酸和2，5-二氯對(duì)苯二甲酸)、其他取代的芳香族二羧酸(例如叔丁基間苯二甲酸和磺化間苯二甲酸鈉)、環(huán)烷烴二甲酸(例如1，4-環(huán)己烷二甲酸及其異構(gòu)體和2，6-十氫萘二甲酸及其異構(gòu)體)、雙環(huán)或多環(huán)的二羧酸(例如各種同分異構(gòu)的降莰垸二甲酸和降冰片烯二甲酸、金剛垸二甲酸和雙環(huán)辛烷二甲酸)、烷烴二甲酸(例如癸二酸、己二酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、壬二酸以及十四垸雙酸)、任何稠環(huán)芳香族烴(例如茚、蒽、菲、苯并萘、芴等)的同分異構(gòu)的二羧酸?？墒褂闷渌闹咀?、芳香族、環(huán)垸烴或環(huán)烯烴的二羧酸。或者，這些二羧酸單體的任何的酯(例如對(duì)苯二甲酸二甲酯)可用于代替二羧酸本身或與其組合使用。合適的二醇類共聚單體包括(但不限于)直鏈或支鏈的垸基二醇或二元醇(例如乙二醇、丙二醇(例如1，3-丙二醇)、丁二醇(例如1,4-丁二醇)、戊二醇(例如新戊二醇)、己二醇、2，2，4_三甲基-1，3-戊二醇和更高級(jí)的二醇)、醚二醇(例如二甘醇、三甘醇和聚乙二醇)、鏈-酯二醇(chain-esterdiol)(如，丙酸-3-羥基-2，2-二甲基丙基_3-羥基-2，2-二甲基丙基-3-羥基-2，2-二甲酯)、環(huán)烷烴二醇(例如1，4-環(huán)己烷二甲醇及其異構(gòu)體和1，4-環(huán)己二醇及其異構(gòu)體)、雙環(huán)或多環(huán)的二醇(例如各種同分異構(gòu)的三環(huán)癸烷二甲醇、降莰烷二甲醇、降冰片烯二甲醇和雙環(huán)辛烷二甲醇)、芳香族二醇(例如1，4-苯二甲醇及其異構(gòu)體、1，4-苯二酚及其異構(gòu)體、雙酚(例如雙酚A)、和2，2'-二羥基聯(lián)苯及其異構(gòu)體、4，4'-二羥甲基聯(lián)苯及其異構(gòu)體、以及1，3-雙(2-羥基乙氧基)苯及其異構(gòu)體)、以及這些二醇的低級(jí)烷基醚或二醚(例如二醇的雙甲醚或雙乙醚(dimethylordiethyldiol))。可使用其他的脂肪族、芳香族、環(huán)垸基和環(huán)烯基的二醇。也可使用三官能或多官能的共聚單體，其可起到為聚酯分子賦予支化結(jié)構(gòu)的作用。它們可為羧酸、s旨、含羥基化合物或醚類型的物質(zhì)。其實(shí)例包括(但不限于)偏苯三酸及其酯、三羥甲基丙垸、和季戊四醇。其他適合作為共聚單體的單體為具有混合官能團(tuán)的單體，包括羥基羧酸類，例如對(duì)羥基苯甲酸和6-羥基-2-萘甲酸、以及它們的異構(gòu)體；以及具有混合官能團(tuán)的三官能或多官能的共聚單體，例如5-羥基間苯二甲酸等。合適的聚酯共聚物包括PEN的共聚物(例如，2，6-、1，4-、1，5-、2，7-和/或2，3-萘二甲酸或它們的酯與下列物質(zhì)的共聚物(a)對(duì)苯二甲酸、或其酯；(b)間苯二甲酸、或其酯；(c)鄰苯二甲酸、或其酯；(d)垸基二醇；(e)環(huán)烷烴二醇(如環(huán)己烷二甲醇)；(f)烷基二甲酸；禾口/或(g)環(huán)烷烴二甲酸(如環(huán)己垸二甲酸))和聚對(duì)苯二甲酸亞烷基二醇酯的共聚物(對(duì)苯二甲酸或其酯與下列物質(zhì)的共聚物(a)萘二甲酸、或其酯；(b)間苯二甲酸、或其酯；(c)鄰苯二甲酸、或其酯；(d)烷基二醇；(e)環(huán)垸烴二醇(如環(huán)己烷二甲烷)；(f)垸基二甲酸；禾口/或(g)環(huán)垸烴二甲酸(如環(huán)己烷二甲酸))。所述的共聚聚酯也可為顆粒料的共混物，其中至少一個(gè)組分是基于某一種聚酯的聚合物，其他的一個(gè)或多個(gè)組分是其他聚酯或聚碳酸酯(為均聚物或共聚物)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，尤其有用的聚合物是聚酯和聚碳酸酯的擠出產(chǎn)物。普遍認(rèn)為當(dāng)從這兩類聚合物中選取的聚合物被共擠出時(shí)，會(huì)發(fā)生某些酯交換反應(yīng)，但是所述酯交換反應(yīng)很慢，并且不太可能在擠出過程中完成，這將產(chǎn)生真正無規(guī)的共聚物。因而，通過將聚酯-聚碳酸酯擠出可產(chǎn)生這樣的擠出物，該擠出物可從雙組分聚合物共混物形式連續(xù)變化到均勻的共聚物形式，但是大多數(shù)擠出通常產(chǎn)生既具有某些嵌段共聚物特征又具有某些聚合物共混物特征的擠出物。LED混色對(duì)由LED或任何其他類型的點(diǎn)光源發(fā)出的光的混色是通過使用反射腔內(nèi)的雙折射微結(jié)構(gòu)化光學(xué)薄膜(例如上述那些薄膜中的一種或多種)在壓縮空間中實(shí)現(xiàn)的。光線被迅速分裂成眾多束并具有少量發(fā)散，這是由于雙折射材料中光的反射、折射和/或衍射性質(zhì)引起的。當(dāng)發(fā)生折射時(shí)，進(jìn)入雙折射薄膜的每束光線在進(jìn)入薄膜后通常會(huì)分裂成兩束。如果適當(dāng)?shù)剡x取材料和結(jié)構(gòu)，可以使多種波長范圍內(nèi)光信號(hào)達(dá)到高密度混合，從而使顏色或光強(qiáng)度基本上實(shí)現(xiàn)空間均勻化?？赡艿膬?yōu)點(diǎn)是背光源腔體更薄或混色區(qū)更小。當(dāng)棱鏡結(jié)構(gòu)化雙折射薄膜被用作背光源腔體的一部分時(shí)，其可有利于實(shí)現(xiàn)更好的光束擴(kuò)散和混色，同時(shí)避免高度散射體系中固有的損耗。頂角的大小、棱鏡結(jié)構(gòu)的形狀、和雙折射的程度可加以改變，從而達(dá)到混合和反射損耗之間的折衷。例如，當(dāng)極淺角度的結(jié)構(gòu)化雙折射薄膜被用作循環(huán)背光源腔體的一部分(例如用于LCD器件)時(shí)，其可有利于實(shí)現(xiàn)更好的光束擴(kuò)散和混色，同時(shí)使損耗最小化。這類薄膜可以與其他類型的光學(xué)薄膜相結(jié)合。另外，可將折射率匹配的材料施加到結(jié)構(gòu)化表面上，從而使所得表面基本上為平坦的。作為另外一種選擇，可施加折射率不匹配的材料，以實(shí)現(xiàn)多種光學(xué)效應(yīng)。圖5示出了非偏振光52穿過單層雙折射薄膜54時(shí)光線分裂50的例子，其結(jié)果是產(chǎn)生光束56(p-偏振光)和58(s-偏振光)。這種類型的薄膜可(例如)作為取向的聚碳酸酯/聚酯共混物實(shí)現(xiàn)。通過在腔體內(nèi)來回反射(例如在高級(jí)偏振薄膜TM(APF)(3MCompany,St,Paul,Minnesota)和高效鏡面反射器之間反射)，光可迅速地?cái)U(kuò)散并混合，同時(shí)保持某些定向控制，從而產(chǎn)生足夠的可見波長中的光，以起到(例如)背光源的作用。表面紋理、微結(jié)構(gòu)和衍射元件可有助于增強(qiáng)這種效應(yīng)。當(dāng)微結(jié)構(gòu)用于薄膜時(shí)，甚至可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的光束擴(kuò)散。例如，偏離水平面3度的棱鏡角導(dǎo)致圖6所示的光束擴(kuò)散，而偏離水平面10度的棱鏡角導(dǎo)致圖7所示的光束擴(kuò)散。任何因微結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的衍射效應(yīng)都具有進(jìn)一步增加光束擴(kuò)散的效應(yīng)。例如，通過用薄膜后透射分析儀(postfilmtransmissionanalyzer)(例如吸收性偏振薄膜)沿不同偏振方向進(jìn)行測量，經(jīng)過各向異性結(jié)構(gòu)化透射薄膜的光的擴(kuò)散程度可隨著偏振態(tài)的不同而變化。例如，光擴(kuò)散可以在相對(duì)于折射率的主面內(nèi)軸的給定方向之間變化。波長之間的相對(duì)擴(kuò)散可以部分地受各向異性主軸折射率的分散(波長敏感)特征的控制。擴(kuò)散也可以沿不同的結(jié)構(gòu)方向有差別，例如在凹槽方向或延長結(jié)構(gòu)方向的縱向或橫向上有差別。例如，當(dāng)離散光源(例如，離散的LED燈泡)的線密度隨著二維(如平面)陣列或背光源中的方向的改變而改變時(shí)，可調(diào)節(jié)各向異性結(jié)構(gòu)化薄膜的凹槽的排列方式來優(yōu)化光的擴(kuò)散。例如，一個(gè)實(shí)施例可以使沿光源線密度最低的方向的擴(kuò)散最大化。在雙折射薄膜上的結(jié)構(gòu)的形狀沿結(jié)構(gòu)化陣列橫向或縱向移動(dòng)時(shí)，其可基本上是延長的，并且具有幾乎恒定或者可變的橫截面。在一些情況下，這些變化可以基本上是一維的，例如從薄膜基體測得的結(jié)構(gòu)的高度除了少量的偏差外，沿一個(gè)方向基本上恒定不變。作為另外一種選擇，該結(jié)構(gòu)可以在薄膜平面的兩個(gè)方向上都發(fā)生顯著變化，例如從薄膜基體測量的結(jié)構(gòu)的高度沿兩個(gè)面內(nèi)方向都發(fā)生改變(即二維結(jié)構(gòu)變化)。結(jié)構(gòu)陣列可包括各表面特征物的規(guī)則的、周期的、或非周期的排列集合。該結(jié)構(gòu)可通過多種光學(xué)機(jī)理(包括折射、衍射和散射機(jī)理)來提供光擴(kuò)散。結(jié)構(gòu)的尺寸可包括衍生的特征，以使得間距或節(jié)距可得以調(diào)整并優(yōu)化。最后，結(jié)構(gòu)的側(cè)面可以相對(duì)于光源布置，例如結(jié)構(gòu)化側(cè)面指向光源("點(diǎn)朝下")或遠(yuǎn)離("點(diǎn)朝上")光源。作為另外一種選擇，可以使用在薄膜的兩側(cè)面上具有類似或不同結(jié)構(gòu)的薄膜。因而，結(jié)構(gòu)形狀和材料固有的折射率的各向異性以及它們的相對(duì)取向或并列可用來改變和控制背光源腔體中的光擴(kuò)散和混色?？梢允褂枚喾N具有固有雙折射性的聚合物材料。為了延長使用壽命，需要具有低吸收率的材料。同樣，可優(yōu)選更薄的薄膜來減少顏色改變，從而不需要通過背光源的配置方式來進(jìn)行平衡。在可見光區(qū)域具有低吸收率的聚酯(例如PET及其共聚物)是尤其可用的，各種聚碳酸酯及其共聚物也是如此。該薄膜也可與多個(gè)其他薄膜中的任何一個(gè)相組合，以增強(qiáng)光擴(kuò)散、混色、或達(dá)到其他目的?？梢詫⒕哂蓄愃苹虿煌Y(jié)構(gòu)的兩個(gè)或更多個(gè)薄膜結(jié)合起來使用。結(jié)構(gòu)的相對(duì)取向可以加以改變。在延長結(jié)構(gòu)(例如在一個(gè)方向上具有連續(xù)延伸的棱鏡橫截面的結(jié)構(gòu))的情況下，一類配置方式使兩個(gè)薄膜結(jié)構(gòu)的延長軸以直角交叉。各個(gè)薄膜的結(jié)構(gòu)點(diǎn)可以以相對(duì)于光源位置朝上或朝下的放置方式而單獨(dú)地改變。雙折射結(jié)構(gòu)化薄膜可以以這些方式中的任何一種方式與各向同性結(jié)構(gòu)化薄膜相結(jié)合。雙折射結(jié)構(gòu)化薄膜也可與具有不同功能或互補(bǔ)功能的薄膜相結(jié)合。例如，它們可以與起反射型偏振器或增亮薄膜作用的多層光學(xué)薄膜相結(jié)合。它們也可與延遲片、波片、IR過濾器、圓偏振片、或部分反射鏡面結(jié)合。光擴(kuò)散取決于由光源發(fā)出的光的偏振態(tài)?？梢晕⒄{(diào)給定偏振態(tài)的擴(kuò)散特性(例如)來匹配給定的LCD顯示器及其排列方式。例如，這樣的微調(diào)可通過對(duì)結(jié)構(gòu)幾何形狀的設(shè)計(jì)或?qū)﹄p折射程度的控制來實(shí)現(xiàn)。薄膜的光擴(kuò)散能力可通過多種方法進(jìn)行探查。一種這樣的方法包括帶有離散的、空間上分開的光源的測試臺(tái)和用作分析儀的數(shù)碼相機(jī)。系統(tǒng)可以利用多個(gè)f制光圈數(shù)以及利用測試臺(tái)和照相機(jī)之間的不同距離來進(jìn)行分析。將任何指定的薄膜插入光源和分析儀之間，并測得所得的強(qiáng)度均勻性?？稍谒玫膱D片與在無薄膜插入的條件下制得的參照?qǐng)D片之間進(jìn)行相對(duì)比較?？稍鎏砹硗獾脑砀玫乩斫庠诰唧w應(yīng)用的情況中的效果。例如，在LCD照明用背光源的情況下，可以使用基本上包封光源的背光源腔體。可根據(jù)具體用途選取光源，例如用于LED照明應(yīng)用的LED。可以選取給定類別中的特定類型光源，例如側(cè)發(fā)光或前發(fā)光LED。一般來講，薄膜的相對(duì)效力可取決于所選取的具體應(yīng)用和配置方式。為了增強(qiáng)光的循環(huán)利用，可以在燈泡平面上使用反射背襯。也可以用反射材料涂覆光混合腔體的壁。為了模擬通過LCD陣列的光的接收程度和透射程度，可以在腔體的頂部安裝擴(kuò)散片。擴(kuò)散片也可被包括為混合腔體中的薄膜組件?？梢允褂枚喾N擴(kuò)散片，包括(例如)各向同性或非對(duì)稱擴(kuò)散片，優(yōu)先向前或向后散射的擴(kuò)散片?？梢酝ㄟ^所需系統(tǒng)配置的多個(gè)方面來控制或增強(qiáng)薄膜的光擴(kuò)散和/或混色性能。例如，可以改變燈泡到薄膜的距離，同樣還可改變從薄膜到最后擴(kuò)散片或到LCD自身的距離。在其他情況下，可以找到使混合和擴(kuò)散的效果得到優(yōu)化的距離?？梢哉{(diào)整燈泡在二維底板上的間距和布置方式。最佳距離可以與這些考慮因素相關(guān)?？梢蚤_發(fā)多種度量以用多種量來描述空間均勻性，所述度量包括采用紅、綠和藍(lán)相對(duì)灰度強(qiáng)度的那些；顏色坐標(biāo)(例如，x，yl931或u，v1976坐標(biāo))；色溫；和亮度。除了均勻性外，還可以測量總強(qiáng)度和特定顏色的強(qiáng)度。通常希望不僅優(yōu)化均勻性和混色，而且也優(yōu)化總光通過量和顏色平衡。在上述具體實(shí)施方式中，元件的定位有時(shí)用"第一"、"第二"、"第三"、"頂部"和"底部"來描述。這些術(shù)語僅僅用來簡化對(duì)本發(fā)明的多種元件的說明，例如在附圖中示出的那些。不應(yīng)將它們理解為對(duì)本發(fā)明的元件可用的方位產(chǎn)生任何限制。另外，作為使用軸的替代形式，單個(gè)制品或一起使用的多個(gè)制品的布置方式可以按照其歐拉角加以說明。因此，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本發(fā)明僅局限于本文所述的具體例子，而是應(yīng)當(dāng)理解到，本發(fā)明涵蓋所附權(quán)利要求書中明確闡述的本發(fā)明的所有方面。在閱讀本說明書之后，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白本發(fā)明可進(jìn)行的各種修改形式、等同處理、以及本發(fā)明可應(yīng)用的各種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的權(quán)利要求旨在涵蓋這些修改形式和裝置。實(shí)例下面描述實(shí)例的具體方法。構(gòu)建采用一排Lumiled(SanJose，CA)側(cè)發(fā)光LED的矩形測試臺(tái)腔體。以重復(fù)圖案的方式布置綠色、紅色和藍(lán)色燈泡。反射表面被設(shè)置在底板和側(cè)壁上。頂部覆蓋有從紐約州Baldwin市的AstraProducts購得的2mm厚的澆鑄而成的丙烯酸類樹脂擴(kuò)散片。擴(kuò)散片具有基本100%的霧度和3.6的透明度(采用從位于馬里蘭州Columbia市的BYK-GardnerUSA購得的HazeGard測得)。腔體的高度(從反射性背表面到擴(kuò)散片底部的距離)為29mm。LED燈泡的高度是3mm。將測試薄膜安裝在丙烯酸類樹脂片(得自ExcelPlasticProducts(ByronCenter,MI.)的Cyro型聚丙烯酸酯塑料FF(Cyrotype,AcryliteFF)，0.098英寸厚)上。將該丙烯酸類樹脂片安裝在反射性背表面的LED和腔體頂部的擴(kuò)散片之間。從反射性背表面到丙烯酸類樹脂安裝片底部的距離是12mrn。采用帶有由RadiantImagingInc.(DuvalWA)制造的ProMetricPM-1421-1成像色度計(jì)(ProMetricPM-1421-1ImagingColorimeter)的紅、綠和藍(lán)色濾光器來獲取數(shù)據(jù)。將測試系統(tǒng)布置于離f制光圈數(shù)被設(shè)定為16的照相機(jī)約0.5米處。使用放置在測試臺(tái)頂部上方的鋒利筆尖來使圖像聚焦，并使用自動(dòng)曝光功能。通過采用視覺感知的方式以及每種顏色各自的灰度強(qiáng)度變化將所得顏色圖像與沒有安裝測試薄膜的參照?qǐng)D像相比較。使用可得自Metricon公司(Piscataway，NJ)的Metricon棱鏡耦合器，在薄膜背側(cè)測量632.8nm波長處的折射率。一般來講，測量沿棱鏡傳播器方向(稱為X方向)、橫穿棱鏡橫截面方向(稱為Y方向)以及在薄膜厚度方向(稱為Z方向)線性偏振的光的三個(gè)主軸折射率，以總體上代表結(jié)構(gòu)(在這種情況下為三角形棱鏡)的折射率。實(shí)例1根據(jù)美國專利申請(qǐng)No.11/184027的(其于2004年12月23日提交并且名禾爾為"UniaxiallyOrientedArticleHavingaStructuredSurface"(具有結(jié)構(gòu)化表面的單軸取向制品))中實(shí)例1_7的一般步驟來制備取向的結(jié)構(gòu)化PET薄膜，該專利以引用的方式并入本文，如同本文完全闡述的那樣。這樣，用幾乎真正單軸取向和具有相對(duì)平坦的棱鏡表面的方式形成PET薄膜，該薄膜的表面包括延長棱鏡結(jié)構(gòu)的覆蓋陣列。這些棱鏡的橫截面大約是三角形。該三角形大約是頂端幾乎為直角的等腰三角形。測得X、Y和Z方向上的折射率分別為約1.66、1.55和1.55。在第一個(gè)測試中，將薄膜點(diǎn)朝下安裝在測試臺(tái)中，以使得棱鏡傳播(凹槽)方向與燈泡的中心行平行，并獲取所得圖像。當(dāng)與參照?qǐng)D像相比較時(shí)，薄膜使沿測試臺(tái)縱向和橫向上的顏色均勻性均得以改善。在第二個(gè)測試中，將復(fù)制薄膜以點(diǎn)朝下的方式安裝在測試臺(tái)中，以使得棱鏡傳播(凹槽)方向與燈泡的中心行垂直，并獲取所得圖像。當(dāng)與參照?qǐng)D像相比較時(shí)，薄膜使沿測試臺(tái)縱向和橫向上的顏色均勻性均得以改善。與上述的排列方式相比，該排列方式的效果表現(xiàn)出得到進(jìn)一步的改善。在其他測試中，薄膜也采用點(diǎn)朝上的方式進(jìn)行測試，其也使得均勻性得到改善。實(shí)例2以橫穿棱鏡結(jié)構(gòu)的方式夾持實(shí)例1的薄膜，以使得延長軸跨越在夾片之間，而垂直邊緣不受約束，并在175攝氏度下進(jìn)行兩分鐘的熱處理(熱定型)。將薄膜以點(diǎn)朝下的方式安裝在測試臺(tái)中，以使得棱鏡傳播(凹槽)方向與燈泡中心行平行，并獲取所得圖像。當(dāng)與參照?qǐng)D像相比較時(shí)，薄膜使沿測試臺(tái)縱向和橫向上的顏色均勻性均得以改善，改善程度類似于實(shí)例1的第一次測試結(jié)果的改善程度。實(shí)例3對(duì)于例子3a和3b而言，分別按5:1和5:2的總拉伸比以弱雙軸方式對(duì)實(shí)例1的澆鑄薄膜進(jìn)行拉伸。以實(shí)例2的方式進(jìn)一步對(duì)該薄膜熱定型。例子3a表示受約束的單軸拉伸的情況，其中所得薄膜不是經(jīng)過真正的單軸拉伸，例如通過傳統(tǒng)的拉幅機(jī)方法獲得的那樣。對(duì)于例子3a，測得X、Y和Z方向上的折射率分別為約1.65、1.56、和1.56。例子3b表示弱雙軸取向薄膜的情況。對(duì)于例子3b，測得X、Y和Z方向上的折射率分別為約1.65、1.58、和1.54。將薄膜以點(diǎn)朝下的方式安裝在測試臺(tái)中，以使得棱鏡傳播(凹槽)方向與燈泡中心行平行，并獲取所得圖像。當(dāng)與參照?qǐng)D像相比較時(shí)，薄膜使沿測試臺(tái)縱向和橫向上的顏色均勻性均得以改善；然而，例子3a表現(xiàn)出比例子3b更好的均勻性，而實(shí)例1和2的效果比這兩個(gè)例子中的任何一個(gè)都要好。在相關(guān)例子3c中，按與例子3b相同的方法拉伸薄膜，但不對(duì)其進(jìn)行熱定型。再次，將薄膜以點(diǎn)朝下的方式安裝在測試臺(tái)中，以使得棱鏡傳播(凹槽)方向與燈泡中心行平行，并獲取所得圖像。當(dāng)與參照?qǐng)D像相比較時(shí)，薄膜使沿測試臺(tái)縱向和橫向上的顏色均勻性均得以改善；然而，像例子3b的情況一樣，例子3a和實(shí)例1和2的效果在縱向或橫向取向上都比例子3c的情況更好。實(shí)例4根據(jù)美國臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/669614的(其于2005年4月8日提交并且名稱為"StructuredOrientedFilmsforUseinDisplays"(用于顯示器的結(jié)構(gòu)化取向薄膜))中實(shí)例1-8的一般方法將澆鑄而成的結(jié)構(gòu)化薄膜與多層光學(xué)薄膜的澆鑄前體組合成單一構(gòu)造，并進(jìn)行拉伸以同時(shí)形成位于反射偏振薄膜上的弱雙折射的結(jié)構(gòu)化表面層，該專利申請(qǐng)以引用的方式并入本文，如同本文完全闡述的那樣。這樣，使棱鏡的傳播方向與反射偏振器的阻擋軸平行。將薄膜以點(diǎn)朝下的方式安裝在測試臺(tái)中，以使得棱鏡傳播(凹槽)方向與燈泡中心行平行，并獲取所得圖像。當(dāng)與參照?qǐng)D像相比較時(shí)，薄膜使沿測試臺(tái)縱向和橫向上的顏色均勻性均得以改善。實(shí)例5根據(jù)美國專利申請(qǐng)No.11/184027(其于2004年12月23日提交并且名禾爾為"UniaxiallyOrientedArticleHavingaStructuredSurface"(具有結(jié)構(gòu)化表面的單軸取向制品))中實(shí)例1-7的一般方法在PET無定形cat料片上形成具有二維變化的澆鑄結(jié)構(gòu)。澆鑄結(jié)構(gòu)包括由三面棱錐形成的六邊形陣列。按照實(shí)例1的一般拉伸方法以真正單軸方式將澆鑄結(jié)構(gòu)拉伸至其初始長度的約五倍。這樣，將三面棱錐形狀拉伸成伸長的三面楔形。測得X、Y和Z方向上的折射率分別為約1.65、1.58、和1.54。將薄膜以點(diǎn)朝下的方式安裝在測試臺(tái)中，以使得延長軸與燈泡中心行平行，并獲取所得圖像。當(dāng)與參照?qǐng)D像相比較時(shí)，薄膜使沿測試臺(tái)縱向和橫向上的顏色均勻性均得以改善。實(shí)例6將實(shí)例1的薄膜與其自身以及得自3MCompany(St.PaulMN，U.S.A)的BEF2增亮薄膜組合成多種交叉構(gòu)造，如表1所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>上在每個(gè)例子中，將薄膜組合安裝在測試臺(tái)中，以使得離光源最近的薄膜的伸長軸與燈泡的中心行平行，并獲取所得圖像。當(dāng)與參照?qǐng)D像相比較時(shí)，薄膜使沿測試臺(tái)縱向和橫向上的顏色均勻性均得以改善。在每個(gè)例子中，均勻性都比實(shí)例1的單一薄膜例子的均勻性要好。表1僅僅提供一些可能的組合。例如，點(diǎn)朝上的薄膜可以與點(diǎn)朝下的薄膜配對(duì)，或者第一薄膜可以為橫向/朝下或縱向/朝上，或者第二薄膜可以為橫向/朝上或縱向/朝下等。實(shí)例7同樣如圖8所示，實(shí)例7使用以下實(shí)驗(yàn)性激光散射儀反射計(jì)裝置60。將紅色氦氖激光62導(dǎo)向穿過Glan-Thompson偏振片和匹配的半波片。半波片用來旋轉(zhuǎn)偏振狀態(tài)，以使得偏振狀態(tài)處于垂直或水平的情況。然后，將光束導(dǎo)向穿過第一平面鏡64的lmm處，其中該第一平面鏡遠(yuǎn)離激光62進(jìn)行導(dǎo)向。將要測試的薄膜安裝在朗伯(Lambertian)屏幕66的孔中。然后，將激光導(dǎo)向在要測試的薄膜上。將槽形微結(jié)構(gòu)化薄膜垂直取向，使得凹槽上下移動(dòng)。對(duì)于薄膜交叉的情況，將一個(gè)薄膜垂直取向，另一個(gè)薄膜水平取向。透過薄膜的激光投射在部分透射的朗伯(Lambertian)白屏68上。投射距離是6英寸。為了測量反射圖像，取下透射屏68，并將照相機(jī)70重新布置為保持半米的間距。反射顯示屏66和第一表面反射鏡64之間的距離是3英寸，使得反射行進(jìn)路徑和透射行進(jìn)路徑具有相同的長度。將小型光吸收器布置在光路中，以防止透射光進(jìn)入照相機(jī)70中。單層的3MBEF90/24與雙折射型相同薄膜(取向聚酯，其具有22微米的標(biāo)稱節(jié)距和90。的標(biāo)稱包封角)之間的比較顯示出以下結(jié)果。在結(jié)構(gòu)朝向激光源取向時(shí)，3MBEF90/24將激光分裂成兩束分開的光束，它們之間的衍射程度很少。另外，該分裂對(duì)偏振不敏感。另一方面，雙折射BEF將光分布在寬得多的區(qū)域內(nèi)，而且是偏振敏感的。水平偏振狀態(tài)不會(huì)將光分裂成與垂直偏振狀態(tài)一樣多的光束，并且這與薄膜的雙折射性一致，因?yàn)楸∧な茄刂疾廴∠虻摹＿@表明雙折射結(jié)構(gòu)可用來增強(qiáng)由點(diǎn)光源發(fā)出的光的擴(kuò)散(例如混合由不同顏色的LED發(fā)出的光)，以形成空間上更均勻的背光。實(shí)例8實(shí)例8使用與實(shí)例7所述和圖8所示的裝置相同的實(shí)驗(yàn)裝置。對(duì)于BEF交叉的情況，觀察到以下結(jié)果。對(duì)于商用BEF，光主要集中在薄膜的四個(gè)角上，只有極少量的光在角之間擴(kuò)散。對(duì)于雙折射BEF，光以有效得多的方式在角之間擴(kuò)散，甚至相當(dāng)均勻地穿過中心。雖然觀察到更多的光是在角的位置處而不是在中心處穿過雙折射BEF，但是與非雙折射情況相比，即便是在這些角的位置，擴(kuò)散程度也更高。這又一次表明雙折射結(jié)構(gòu)可用于增強(qiáng)由點(diǎn)光源發(fā)出的光的擴(kuò)散(例如混合由不同顏色的LED發(fā)出的光)，以形成空間上更均勻的背光。實(shí)例9實(shí)例9使用與實(shí)例7所述和圖8所示的裝置相同的實(shí)驗(yàn)裝置。在該實(shí)例中，所用的薄膜具有遠(yuǎn)離光源的交叉BEF結(jié)構(gòu)。由于商用BEF是逆向反射的，因此它使大多數(shù)的光返回到光源并且泄漏出的光集中在中心處。由于雙折射BEF具有雙折射性與薄膜的光學(xué)特性的組合，因此其表現(xiàn)出顯著的光擴(kuò)散。它被發(fā)現(xiàn)是偏振敏感的并且產(chǎn)生相當(dāng)均勻的類正方形的光輸出。圖9-14為示出實(shí)例7-9中的灰度混色狀況的圖片。這些圖片是利用氦氖(HeNe)紅激光、釆用KonicaMinoltaA2相機(jī)在全手動(dòng)模式(相當(dāng)于ISO100)下拍攝的。圖片采用以下順序在AdobePhotoshop程序中進(jìn)行處理，以便將圖像轉(zhuǎn)換成它們的反相圖像輸入圖片、校正幾何透鏡畸變、轉(zhuǎn)換為灰度、反轉(zhuǎn)圖像、施用自動(dòng)找平、然后保存文件。因此，圖像最亮的區(qū)域現(xiàn)在看起來較暗，從而形成白色背景。在這些負(fù)像圖像中，光擴(kuò)散的程度通過黑點(diǎn)覆蓋的范圍表示，黑點(diǎn)密度越大(因而該區(qū)域越黑)表示該區(qū)域的強(qiáng)度越大。圖9-12中示出的所有圖片以透射模式進(jìn)行拍攝。所用的偏振狀態(tài)可以是垂直偏振(與第一結(jié)構(gòu)方向平行)、水平偏振(與第一結(jié)構(gòu)方向正交)或圓偏振(平衡兩種偏振狀態(tài))。圖9是示出由兩片雙折射微結(jié)構(gòu)化薄膜得到的光擴(kuò)散的圖片，所述薄膜具有22微米的節(jié)距，交叉成90度，并包括角棱鏡、面向光源的結(jié)構(gòu)。光源發(fā)出圓偏振光。該圖像是圖10和11中圖像的垂直偏振狀態(tài)和水平偏振狀態(tài)的疊加。圖io是示出由兩片雙折射微結(jié)構(gòu)化薄膜得到的光擴(kuò)散的圖片，所述薄膜具有22微米的節(jié)距，交叉成90度，并包括角棱鏡、面向光源的結(jié)構(gòu)。光源發(fā)出水平偏振光。該圖像顯示圖11中圖像的水平偏振分量。圖11是示出由兩片雙折射微結(jié)構(gòu)化薄膜得到的光擴(kuò)散的圖片，薄膜具有22微米的節(jié)距，交叉成90度，并包括角棱鏡、面向光源的結(jié)構(gòu)。光源發(fā)出垂直偏振光。圖12是示出由兩片各向同性微結(jié)構(gòu)化薄膜中得到的光擴(kuò)散的圖片，薄膜具有24微米的節(jié)距，交叉成90度，并包括角棱鏡、面向光源的結(jié)構(gòu)。光源發(fā)出圓偏振光。當(dāng)光源變?yōu)榘l(fā)出垂直偏振光或水平偏振光時(shí)，該圖像不變。圖13是示出由兩片雙折射微結(jié)構(gòu)化薄膜得到的光擴(kuò)散的圖片，薄膜具有22微米的節(jié)距，交叉成90度，并包括角棱鏡、背向遠(yuǎn)離光源的結(jié)構(gòu)。該光源發(fā)出圓偏振光。圖14是示出由兩片各向同性微結(jié)構(gòu)化薄膜得到的光擴(kuò)散的圖片，薄膜具有24微米的節(jié)距，交叉成90度，并包括角棱鏡、背向遠(yuǎn)離光源的結(jié)構(gòu)。光源發(fā)出圓偏振光。當(dāng)光源變?yōu)榘l(fā)出垂直偏振光或水平偏振光時(shí)，該圖像不變。如圖9-12所示，與各向同性薄膜(與圖12中的圖片相對(duì)應(yīng))相比，雙折射薄膜(與圖9-11中的圖片相對(duì)應(yīng))可更好地使光在四個(gè)角上擴(kuò)散并且也使光更普遍地分散。如圖13和14所示，與各向同性薄膜(與圖14中的圖片相對(duì)應(yīng))相比，雙折射薄膜(與圖13中的圖片相對(duì)應(yīng))使光分散得更均勻、更廣泛。權(quán)利要求1.一種用于光擴(kuò)散的制品，該制品具有(a)主體，其具有(i)第一表面和第二表面，和(ii)第一面內(nèi)軸、第二面內(nèi)軸以及第三軸，所述第一面內(nèi)軸和所述第二面內(nèi)軸互相垂直，所述第三軸在所述主體的厚度方向上、并且分別與所述第一面內(nèi)軸和所述第二面內(nèi)軸互相垂直；以及(b)所述第一表面的一部分是雙折射的結(jié)構(gòu)化表面，其中所述的一部分是結(jié)構(gòu)化的，使得當(dāng)所述制品接收由多個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的光信號(hào)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)化表面使所述光信號(hào)分裂成多個(gè)發(fā)散的光信號(hào)，從而產(chǎn)生基本上顏色均勻的光信號(hào)，其中所述的多個(gè)點(diǎn)光源分別發(fā)射特定波長范圍內(nèi)的光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述結(jié)構(gòu)化表面使所述多個(gè)光信號(hào)中產(chǎn)生至少3度的發(fā)散。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述結(jié)構(gòu)化表面使所述多個(gè)光信號(hào)中產(chǎn)生至少10度的發(fā)散。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述主體由單軸取向的聚合物薄膜構(gòu)成，所述單軸取向的聚合物薄膜具有(i)沿所述第一面內(nèi)軸的第一折射率(n》，(ii)沿所述第二面內(nèi)軸的第二折射率(n2)，禾口(iii)沿所述第三軸的第三折射率(n3)，其中rwn2并且ni,n3，并且n2與n,的差和ri3與m的差基本上彼此相等。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述第一表面包括位于所述結(jié)構(gòu)化表面上的折射率匹配的材料，所述材料使所述第一表面基本上為平坦的。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述結(jié)構(gòu)化表面包含鋸齒狀圖案。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述結(jié)構(gòu)化表面是采用金剛石車削方法形成的。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的制品，其中所述主體由聚酯材料構(gòu)成。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其還包括貼近所述主體設(shè)置的薄膜，其中所述薄膜包括延遲片、波片、多層光學(xué)薄膜、IR濾光器、圓偏振片、或部分反射鏡面中的至少一種。10.—種制備用于光擴(kuò)散的制品的方法，所述方法包括如下步驟(a)提供主體，所述主體具有(i)第一表面和第二表面，和(ii)第一面內(nèi)軸、第二面內(nèi)軸以及第三軸，所述第一面內(nèi)軸和所述第二面內(nèi)軸互相垂直，所述第三軸在所述主體的厚度方向上、并且分別與所述第一面內(nèi)軸和第二面內(nèi)軸互相垂直；以及(b)在所述第一表面的一部分上形成雙折射的結(jié)構(gòu)化表面，其中所述的一部分為結(jié)構(gòu)化的，使得當(dāng)所述制品接收由多個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的光信號(hào)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)化表面使所述光信號(hào)分裂成多個(gè)發(fā)散的光信號(hào)，從而產(chǎn)生基本上顏色均勻的光信號(hào)，其中所述的多個(gè)點(diǎn)光源分別發(fā)射特定波長范圍內(nèi)的光。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包括使所述多個(gè)光信號(hào)中產(chǎn)生至少3度的發(fā)散。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包括使所述多個(gè)光信號(hào)中產(chǎn)生至少10度的發(fā)散。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包括形成由單軸取向的聚合物薄膜構(gòu)成的所述主體，所述單軸取向的聚合物薄膜具有(i)沿所述第一面內(nèi)軸的第一折射率(m)，(ii)沿所述第二面內(nèi)軸的第二折射率(n2)，和(iii)沿所述第三軸的第三折射率(n3)，其中rw&并且m#n3，并且ri2與rn的差和n3與m的差基本上彼此相等。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包括在所述結(jié)構(gòu)化表面上引入折射率匹配的材料，使得所述第一表面基本上為平坦的。15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包括在所述結(jié)構(gòu)化表面上提供鋸齒狀圖案。16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包括用金剛石車削方法形成所述結(jié)構(gòu)化表面。17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包括用聚酯材料形成所述主體。18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包括引入貼近所述主體放置的薄膜，其中所述薄膜包括延遲片、波片、多層光學(xué)薄膜、IR濾光器、或圓偏振片中的至少一種。19.一種用于光擴(kuò)散的制品，該制品具有-(a)主體，其具有(i)第一表面和第二表面，和(ii)第一面內(nèi)軸和第二面內(nèi)軸以及第三軸，所述第一面內(nèi)軸和所述第二面內(nèi)軸互相垂直，所述第三軸在所述主體的厚度方向上、并且分別與所述第一面內(nèi)軸和所述第二面內(nèi)軸互相垂直；以及(b)所述第一表面的一部分是雙折射的結(jié)構(gòu)化表面，其中所述的一部分為結(jié)構(gòu)化的，使得當(dāng)所述制品接收各自在截然不同的波長范圍內(nèi)的多個(gè)光信號(hào)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)化表面使所述光信號(hào)分裂成所述波長之間的多個(gè)發(fā)散光信號(hào)。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制品，其中所述的一部分是結(jié)構(gòu)化的，使得當(dāng)所述制品接收第一波長范圍內(nèi)的第一光信號(hào)、第二波長范圍內(nèi)的第二光信號(hào)和第三波長范圍內(nèi)的第三光信號(hào)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)化表面使所述第一信號(hào)、第二信號(hào)和第三信號(hào)分裂，產(chǎn)生基本上顏色均勻的光信號(hào)，其中所述第二波長范圍不同于所述第一波長范圍，所述第三波長范圍不同于所述第一波長范圍和所述第二波長范圍。21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制品，其中所述的一部分是結(jié)構(gòu)化的，使得當(dāng)所述制品接收紅光信號(hào)、綠光信號(hào)和藍(lán)光信號(hào)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)化表面使所述紅光信號(hào)、所述綠光信號(hào)和所述藍(lán)光信號(hào)分裂，從而產(chǎn)生基本上為白色的光信號(hào)。全文摘要本發(fā)明描述一種用于光擴(kuò)散的制品，所述制品包括主體，所述主體具有第一表面和第二表面；以及第一面內(nèi)軸、第二面內(nèi)軸和第三軸，所述第一面內(nèi)軸和所述第二面內(nèi)軸互相垂直，所述第三軸在所述主體的厚度方向上、并且分別與所述的第一面內(nèi)軸和第二面內(nèi)軸互相垂直。所述第一表面的一部分是雙折射的結(jié)構(gòu)化表面。所述的一部分是結(jié)構(gòu)化的，使得當(dāng)所述制品接收特定波長范圍內(nèi)的光信號(hào)時(shí)，所述結(jié)構(gòu)化表面使所述光信號(hào)分裂成多個(gè)發(fā)散的光信號(hào)。所述制品可用于(例如)腔體中的混色，從而為需要背光源的LCD器件或其他顯示器件提供背光源。文檔編號(hào)G02B5/02GK101473250SQ200780023380公開日2009年7月1日申請(qǐng)日期2007年6月20日優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日發(fā)明者大衛(wèi)·A·科維茨,威廉·沃德·梅里爾,羅伯特·L·布勞特,羅爾夫·W·比爾納特申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司