导光薄膜层合件.pdf

本发明公开一种光控制薄膜组件，包括：第一光学薄膜和第二光学薄膜，其中所述第一光学薄膜具有结构化表面和第二主表面；所述第二光学薄膜具有第一主表面和第二主表面，所述第二主表面设置为通过粘合剂层与所述第一光学薄膜的结构化表面相邻并接触。所述第一光学薄膜的结构化表面包括被矮结构体间隔开的多个高结构体，相邻高结构体的顶部间隔开的距离在约50微米至约150微米之间。所述第一光学薄膜的高结构体穿入所述粘合剂层，而所述矮结构体不穿入所述粘合层。

1.  一种光控制薄膜组件，包括：
第一光学薄膜，其具有第一主结构化表面、以及与所述第一主结构化表面相背对的第二主表面，所述第一主结构化表面具有被矮结构体间隔开的多个高结构体，每个高结构体和每个矮结构体具有顶部、以及从所述顶部到第一公共基准面测得的高度，其中每个矮结构体的高度小于每个高结构体的高度，并且相邻高结构体的顶部间隔开的距离在约50微米至约150微米之间；以及
第二光学薄膜，其具有第一主表面和与所述第一主表面相背对的第二主表面，所述第二主表面设置为通过粘合剂层与所述第一光学薄膜的第一主结构化表面相邻并接触，其中所述第一光学薄膜的每个高结构体穿入所述粘合剂层，而所述第一光学薄膜的矮结构体不穿入所述粘合剂层。

2.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述高结构体的顶部之间的距离为恒定的。

3.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述高结构体的顶部之间的距离为变化的。

4.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述高结构体的顶部之间的距离在约90微米至约150微米之间。

5.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述矮结构体的高度大致相等。

6.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述第一光学薄膜具有在两个高结构体之间插入一个矮结构体所形成的重复图案。

7.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述第一光学薄膜具有在两个高结构体之间插入两个矮结构体所形成的重复图案。

8.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述高结构体为棱镜。

9.  根据权利要求8所述的光控制薄膜组件，其中所述高结构体的顶部大致为尖点。

10.  根据权利要求8所述的光控制薄膜组件，其中所述高结构体的顶部为钝的。

11.  根据权利要求8所述的光控制薄膜组件，其中所述高结构体中的至少一个的顶角在约70度至约110度之间。

12.  根据权利要求11所述的光控制薄膜组件，其中所述顶角为约90度。

13.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述高结构体中的至少一个具有分段线性侧面。

14.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述第二光学薄膜的第一主表面为带有多个结构体的结构化表面，每个结构体具有顶部、以及从所述顶部到第二公共基准面测得的高度。

15.  一种多层薄膜层合件，包括权利要求14所述的光控制薄膜组件和至少一个附加薄膜层。

16.  根据权利要求14所述的光控制薄膜组件，其中所述第一公共基准面最接近所述第一光学薄膜的第一主结构化表面，所述第二公共基准面最接近所述第二光学薄膜的第一主表面，并且所述第二光学薄膜的每个结构体的高度小于所述第一光学薄膜的每个高结构体的高度。

17.  根据权利要求14所述的光控制薄膜组件，其中所述第二光学薄膜的每个结构体的宽度小于所述第一光学薄膜的每个高结构体的宽度。

18.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述第二光学薄膜为扩散片。

19.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述第二光学薄膜为反射型偏振片。

20.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述粘合剂层的厚度在约1.0微米至约2.0微米之间。

21.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述第一光学薄膜的高结构体穿入所述粘合剂层中的深度大约等于所述粘合剂层的厚度。

22.  根据权利要求1所述的光控制薄膜组件，其中所述第一光学薄膜包括设置在所述第一公共基准面和所述第二主表面之间的基膜部分，并且所述基膜部分的厚度等于约510微米或更小。

23.  根据权利要求22所述的光控制薄膜组件，其中所述基膜部分的厚度在约375微米至约510微米之间。

24.  根据权利要求22所述的光控制薄膜组件，其中所述基膜部分的厚度在约25微米至约52微米之间。

25.  一种层合薄膜组件，包括：
第一导光薄膜，包括：
第一光滑表面；
第一结构化表面，其与所述第一光滑表面相背对，并且具有被矮棱镜间隔开的高棱镜的阵列；
第一公共基准面，其位于所述第一光滑表面和所述第一结构化表面之间，并且未穿过所述高棱镜的阵列和所述矮棱镜，其中每个棱镜具有顶部、以及从所述顶部到所述第一公共基准面测得的高度，每个高棱镜的高度大于每个矮棱镜的高度，并且各个相邻高棱镜的顶部之间的距离在约50微米至约150微米之间；
第二导光薄膜，包括：
第二光滑表面；
第二结构化表面，其与所述第二光滑表面相背对，并且具有棱镜阵列；
第二公共基准面，其位于所述第二光滑表面和所述第二结构化表面之间，并且未穿过所述棱镜阵列，每个棱镜具有顶部、以及从所述顶部到所述第二公共基准面测得的高度；以及
粘合剂层，其设置在所述第一导光薄膜的第一结构化表面和所述第二导光薄膜的第二光滑表面之间，所述第一导光薄膜的高棱镜穿入所述粘合剂层，而所述第一导光薄膜的矮结构体未穿入所述粘合剂层。

26.  根据权利要求25所述的层合薄膜组件，其中所述第一公共基准面最接近所述第一结构化表面，所述第二公共基准面最接近所述第二结构化表面，并且所述第二导光薄膜的棱镜的高度小于所述第一导光薄膜的高棱镜的高度。

27.  根据权利要求25所述的层合薄膜组件，其中所述第二导光薄膜的棱镜的宽度小于所述第一导光薄膜的高棱镜的宽度。

28.  根据权利要求25所述的层合薄膜组件，其中所述第一导光薄膜具有在两个高棱镜之间插入一个矮棱镜所形成的重复图案。

29.  根据权利要求25所述的层合薄膜组件，其中所述第一导光薄膜具有在两个高棱镜之间插入两个矮棱镜所形成的重复图案。

30.  根据权利要求25所述的层合薄膜组件，其中所述第一导光薄膜的每个高棱镜的顶部之间的距离在约50微米至约150微米之间。

31.  根据权利要求25所述的层合薄膜组件，还包括位于所述粘合剂层与所述第一导光薄膜的每个矮棱镜之间的间隙。

32.  根据权利要求25所述的层合薄膜组件，其中所述第一导光薄膜的高棱镜沿着第一方向延伸，而所述第二导光薄膜的棱镜沿着与所述第一方向不同的方向延伸。

33.  根据权利要求25所述的层合薄膜组件，还包括第三导光薄膜，其设置在所述第一导光薄膜的下方并且具有第三结构化表面，所述第三结构化表面粘附到位于所述第一导光薄膜的第一光滑表面上的粘合剂层。

34.  根据权利要求25所述的层合薄膜组件，其中所述第一导光薄膜的高棱镜的顶部是尖的顶端。

35.  根据权利要求25所述的层合薄膜组件，其中所述第一导光薄膜的高棱镜的顶部是钝的顶端。

36.  一种多层薄膜层合件，包括权利要求25所述的层合薄膜组件和至少一个附加薄膜层。

37.  一种光控制薄膜组件，包括：
第一导光薄膜，包括：
基底，其厚度小于约50微米；和
结构化表面，其覆盖所述基底，所述结构化表面具有被矮结构体间隔开的多个高结构体；
公共基准面，其位于所述基底和所述结构化表面之间，其中每个结构体具有顶部、以及从所述顶部到所述公共基准面测得的高度，并且每个高结构体的高度大于每个矮结构体的高度；
第二导光薄膜，包括：
第一主表面；和
第二主表面，其与所述第一主表面相背对；以及
粘合剂层，其设置在所述第一导光薄膜的结构化表面和所述第二导光薄膜的第二主表面之间，其中所述第一导光薄膜的高结构体穿入所述粘合剂层，而所述第一导光薄膜的矮结构体未穿入所述粘合剂层。

38.  根据权利要求37所述的光控制薄膜组件，其中所述第一导光薄膜的相邻高结构体的顶部间隔开的距离在约50微米至约250微米之间。

39.  根据权利要求38所述的光控制薄膜组件，其中相邻高结构体的顶部间隔开的距离在约50微米至约150微米之间。

40.  根据权利要求37所述的光控制薄膜组件，还包括位于所述粘合剂层和所述第一导光薄膜的每个矮结构体之间的间隙。

41.  根据权利要求37所述的光控制薄膜组件，其中所述第一导光薄膜的基底的厚度小于40微米。

42.  根据权利要求37所述的光控制薄膜组件，其中所述第二导光薄膜的第一主表面为结构化表面。

43.  根据权利要求37所述的光控制薄膜组件，其中所述第二导光薄膜为扩散片。

导光薄膜层合件
背景技术
本发明涉及用于光学显示器的导光薄膜。更具体地讲，本发明涉及一种具有结构化表面的导光薄膜，所述结构化表面具有被矮结构体间隔开的高结构体，使得相邻高结构体之间的距离处于特定的范围内，以使增益最大化并且使可见的光耦合(wet-out)最小化。
光学显示器(例如，液晶显示器(LCD))正日益普及，并应用于(例如)移动电话、手持式计算机装置(包括个人数字助理(PDA)和电子游戏机)以及更大型装置(诸如膝上型计算机、LCD监视器和电视机屏幕)。导光薄膜用于增加沿着优选方向从光学显示器射出的的光的亮度，所述方向通常为显示器表面的法向、或“轴上”方向。
得自Minnesota Mining and Manufacturing(3M)公司的3M牌增亮薄膜(BEF，Brightness Enhancement Film)通常用于增加轴上亮度。这种薄膜有效地收集“离轴”光，并且将这些光朝着观察者重新导向轴上方向。因此，这种薄膜以减小离轴亮度为代价来增加轴上亮度。增益是与没有薄膜(一个或多个)时的轴上强度相比有一个或多个薄膜时轴上强度的量度。
BEF薄膜通常包括大体平坦表面和与大体平坦表面相对的结构化表面，该结构化表面具有线性棱镜元件的阵列。结构化表面有助于沿观察轴线引导光，从而提高观察者观察到的光的亮度。增加轴上光的量使得用于产生设计量的轴上亮度所需的能量减少。这对于使用电池供电光源的光学显示器特别重要，诸如用于膝上型计算机、计算器、数字手表、移动电话、LCD电视机和PDA中的光学显示器。
在薄膜的结构化表面上，每个棱镜元件的侧面相交形成峰或顶端。棱镜元件的峰通常是尖锐的。
在光学系统中，结构化导光薄膜可以毗邻另一薄膜放置，例如另一个导光薄膜。这两个薄膜的接触会产生视觉上明显的并且不期望的亮斑、条痕或线，通常被称为“光耦合”。光耦合还会降低增益。
发明内容
本发明涉及光控制薄膜。
在本发明的一个实施例中，一种光控制薄膜组件包括：第一光学薄膜，该第一光学薄膜具有第一主结构化表面、和与第一主结构化表面相背对的第二主表面，其中第一主结构化表面具有被矮结构体间隔开的多个高结构体，并且每个高结构体和每个矮结构体具有顶部和从所述顶部到第一公共基准面测得的高度。每个矮结构体的高度小于每个高结构体的高度。相邻高结构体的顶部间隔开的距离在约50微米至约150微米之间。该光控制薄膜组件还包括第二光学薄膜，该第二光学薄膜具有第一主表面和与第一主表面相背对的第二主表面，其中第二主表面设置为通过粘合剂层与第一光学薄膜的第一主结构化表面相邻并接触。第一光学薄膜的每个高结构体穿入所述粘合剂层，而第一光学薄膜的矮结构体未穿入所述粘合剂层。
在本发明的另一个实施例中，一种层合薄膜组件包括第一导光薄膜，该第一导光薄膜包括第一光滑表面和与第一光滑表面相背对的第一结构化表面，并且第一结构化表面具有被矮棱镜间隔开的高棱镜的阵列。第一公共基准面位于第一光滑表面和第一结构化表面之间，并且未穿过高棱镜的阵列和矮棱镜。每个棱镜具有顶部、以及从该顶部到第一公共基准面测得的高度。每个高棱镜的高度大于每个矮棱镜的高度。各个相邻高棱镜的顶部之间的距离在约50微米至约150微米之间。该层合薄膜组件还包括第二导光薄膜，该第二导光薄膜包括第二光滑表面和与第二光滑表面相背对的第二结构化表面，并且该第二结构化表面具有棱镜阵列。第二公共基准面位于第二光滑表面和第二结构化表面之间，并且未穿过棱镜阵列。第二结构化表面中的每个棱镜具有顶部、以及从该顶部到第二公共基准面测得的高度。该层合薄膜组件还包括设置在第一导光薄膜的第一结构化表面和第二导光薄膜的第二光滑表面之间的粘合剂层。第一导光薄膜的高棱镜穿入所述粘合剂层，而第一导光薄膜的矮结构体未穿入所述粘合剂层。
在本发明的另一个实施例中，一种光控制薄膜组件包括第一导光薄膜，该第一导光薄膜包括厚度小于约50微米的基底和覆盖该基底的结构化表面，其中该结构化表面具有被矮结构体间隔开的多个高结构体。公共基准面位于基底和结构化表面之间。每个结构体具有顶部、以及从该顶部到公共基准面之间测得的高度。每个高结构体的高度大于每个矮结构体的高度。该光控制薄膜组件还包括第二导光薄膜，该第二导光薄膜包括第一主表面和与第一主表面相背对的第二主表面。该光控制薄膜组件还包括设置在第一导光薄膜的结构化表面和第二导光薄膜的第二主表面之间的粘合剂层。第一导光薄膜的高结构体穿入所述粘合剂层，而第一导光薄膜的矮结构体未穿入所述粘合剂层。
附图说明
结合附图并考虑本发明的具体实施方式可以更全面地理解本发明，其中附图未按比例绘制，并且其中：
图1为显示系统的示意性侧视图；
图2为一种薄膜层合件的示意性侧视图；
图2a为另一种薄膜层合件的示意性侧视图；
图3为另一种薄膜层合件的示意性侧视图；
图4为多种薄膜层合件的附着力相对于相邻高结构体之间的距离的函数的图线；
图5为图4中多种薄膜层合件的增益相对于相邻高结构体之间的距离的函数的图线；以及
图6为另一种薄膜层合件的示意性侧视图。
具体实施方式
本发明适用于显示器，例如液晶显示器(LCD)，并且据信尤其可用于手持式LCD装置，其中理想的是装置比较薄，具有高增益，并且具有无可见缺陷的显示区域。
在说明书中，多个附图中使用的相同附图标记表示具有相同或类似特性和功能的相同或类似元件。
图1为显示系统10的示意性侧视图。显示系统10包括：电子显示单元12、控制单元13、薄膜叠堆22和背光源组件14，其中背光源组件14包括：光源16、光导18和反射器层20。
显示单元12可以是液晶显示器(LCD)面板，该面板通常置于两个玻璃层之间。显示单元12可包括LCD面板上方和下方的吸收型偏振片，以提供用于形成基于偏振的图像通常所需的偏振对比度(polarizationcontrast)。控制单元13控制在显示单元12上显示的图像。
背光源组件14通常用于在环境光不足以使用户观看显示单元12所形成的图像时提供穿过显示单元12的光。光导18使光源16发出的光向上通过系统10而导向显示单元。光源16可以是任何合适类型的光源。在许多情况下，光源16包括一个或多个荧光灯。
光控制薄膜叠堆22包括：第一扩散膜24、导光薄膜26和28、以及反射型偏振薄膜34。第一扩散膜24构造为使向上穿过薄膜叠堆22的光的强度均匀。
导光薄膜26和28可以是结构化的薄膜，如图1所示，各导光薄膜在其整个上表面上分别具有线性结构化元件27和29的阵列。该结构化元件可包括(但不限于)具有尖端或钝端的三棱镜元件。结构化元件27和29有助于将光导向系统10的轴线36。
薄膜26和28可以相对于彼此布置成使得它们的结构化元件27和29的阵列平行、或(更典型地)不平行。在图1的实施例中，将薄膜26的结构化元件27定向为垂直于薄膜28的结构化元件29。在一些应用中，系统10可仅包括薄膜26和28中的一者。在一些其他应用中，可以使用三个或更多个导光薄膜。
薄膜26的结构化元件27可以包括由矮棱镜间隔开高棱镜的图案，如图1所示。下文将更详细地讨论多种图案以及这些图案的有益效果。在图1所示的具体实施例中，相邻高棱镜被两个矮棱镜间隔开。
薄膜26可以通过粘合剂层32粘附至薄膜28，如图1所示，该粘合剂层设置在薄膜28的底面和薄膜26的结构化表面之间。这样，结构化元件27的高棱镜可以穿入粘合剂层32，而矮棱镜不会接触或穿入粘合剂层32。
应该指出的是，根据系统设计，在薄膜叠堆22中描述的一些元件可以省略、添加到或替换为其他功能元件。由于减小叠堆22的厚度来减小显示器的总厚度常常是重要的，所以薄膜叠堆22中的单个薄膜可以制备得非常薄。因此，单个薄膜的刚度可能比较低，这会导致(例如)在制造过程中搬移、加工和装配的难度增大。将多个光学薄膜层进行叠加可以提高搬移效率和最终系统装配效率。此外，将薄膜叠加可以提高刚度，并且形成更具机械稳定性的薄膜。
将光学薄膜叠加的一种方法包括在每个薄膜之间插入粘合剂层以形成薄膜层合件。所述粘合剂层可以从一边到另一边地位于整个叠堆上，可以沿叠堆的一个或多个边缘设置，或者可以在薄膜层的一些或全部区域上被图案化。
图2为薄膜层合件40的示意性侧视图，该薄膜层合件包括：第一薄膜42、第二薄膜44和粘合剂层46。第一薄膜42包括：结构化表面48、与结构化表面相背对的第二主表面50、以及设置在结构化表面48和与结构化表面相背对的第二主表面50之间的基膜部分52。第二薄膜44包括第一主表面54和与第一主表面相背对的第二主表面56。粘合剂层46设置在第二薄膜44的第二主表面56和第一薄膜42的结构化表面48之间。如图2所示，第二薄膜44的第一主表面54是光滑表面。在一些实施例中，第二薄膜44可以是扩散膜或反射型偏振片。然而，要认识到，第二薄膜44也可以包括结构化表面，例如，与第一薄膜42的结构化表面相似的结构化表面。
结构化表面48包括被多个矮结构体60间隔开的多个高结构体58。每个高结构体58具有第一侧面62a和第二侧面62b，第一侧面和第二侧面在其顶部边缘相交而形成顶部64。每个矮结构体60具有第一侧面66a和第二侧面66b，第一侧面和第二侧面相交而形成顶部68。相邻的结构体，无论是高结构体还是矮结构体，在它们的底部边缘而相交形成槽70，这些槽可以相对于彼此位于相同或不同平面内。有用的是，定义公共基准面72，该基准面设置在表面48和50之间并且最接近第一薄膜42的第二主表面50。基准面72还可以定义为这样的平面：位于结构化表面48下方并且与该结构化表面最为接近，并且不穿过任何高结构体58或矮结构体60。公共基准面的位置至少部分地取决于槽70之中最低的槽。
每个高结构体58具有从顶部64到公共基准面72测得的高度H1。相似地，每个矮结构体60具有从顶部68到基准面72测得的高度H2。如图2所示，高结构体58的高度H1大于矮结构体60的高度H2。如图2所示，每个高结构体58的宽度为W1，每个矮结构体60的宽度为W2。每个结构体的宽度由下述平面内该结构体两个侧面之间的最小横向距离来限定，所述平面包括与该结构体相关的两个槽70中的至少一个。
在图2的示例性实施例中，所有高结构体58具有相等的高度H1，并具有相等的宽度W1，所有矮结构体60具有相等的高度H2，并具有相等的宽度W2。在一些应用中，高结构体和/或矮结构体的高度以及宽度可以是不同的。在一些应用中，单个高结构体58的高度H1可以在幅材纵向(down-web)上是变化的，单个矮结构体60的高度H2可以在幅材纵向上是变化的。在这些应用中，对于幅材纵向的任何横截面，每个高结构体58的高度H1大于每个矮结构体60的高度H2。
相邻高结构体58的顶部64的间距为D。在图2的实施例中，距离D是恒定的。然而，在其他实施例中，根据(例如)高结构体58和矮结构体60之中是否存在不同的高度和宽度、和/或相邻高结构体58之间的矮结构体60的数目是否不同，距离D在整个结构化表面48上可以有所不同。
每个高棱镜具有夹角或顶角α，而每个矮棱镜具有夹角β。在一些情况下，至少两个高棱镜的夹角不同，但在一些其他应用中，所有高棱镜的夹角均相同。在一些应用中，至少两个矮棱镜的夹角不同，但在一些其他应用中，所有矮棱镜的夹角均相同。在一些应用中，至少一个高棱镜的夹角与至少一个矮棱镜的夹角不同。在一些情况下，高棱镜和矮棱镜的夹角相同。
基膜部分52从基准面72到第二主表面50测得的厚度为T_B。基膜部分52的厚度T_B可以根据(例如)预期使用薄膜层合件40的具体显示系统而有差别。在一些应用中(例如电视机的显示系统)，与手持式应用(其中厚度T_B可以是最小的)相比，厚度T_B值的可接受范围较大。厚度T_B的一般范围为约1微米至510微米。对手持式应用而言，厚度T_B的合适范围为约25微米至52微米。在一些其他情况下，厚度T_B的范围可以为约1微米至15微米。对于较大的显示系统，厚度T_B的合适范围小于约510微米。在一些应用中，厚度T_B的合适范围为约380微米至510微米。
在一些情况下，第一薄膜42可以设置在厚度为约25微米至510微米、或约25微米至52微米、或约1微米至15微米的基底上。在将第一薄膜42设置在基底上的情况下，第一薄膜42中的厚度T_B可以是最小的，包括零微米。
第一薄膜42的结构化表面48在图2中示出为包括高棱镜元件和矮棱镜元件，其中高棱镜和矮棱镜均具有尖的顶端。结构化表面48无须局限于三棱镜，并且可以包括(但不限于)：截顶棱镜、圆状棱镜、诸如正弦或抛物面之类的曲线(面)、具有分段线性侧面(例如图2a中的棱镜158b)的结构体、或适于应用的任何其他结构体。
在图2中，平均厚度为T_A的粘合剂层46设置在第一薄膜42和第二薄膜44之间。将粘合剂层46施加在第二薄膜44的第二主表面56上。第一薄膜42的高结构体58穿入粘合剂层46中从而使得第一薄膜42粘附到第二薄膜44。在图2示出的实施例中，由于粘合剂层46被施加于第二薄膜44的几乎整个第二主表面56上，因此第一薄膜42通过全表面粘附而粘附至第二薄膜44。
全表面粘附可能形成波纹(moire)和更明显的光耦合图案。当棱镜顶端光学耦合至相邻材料时将发生光耦合。光耦合会降低增益。
本发明的一个优点是相邻薄膜之间的全表面粘附使得附着力增强。本发明的另一个优点是选择距离D，使得光耦合图案的可见性降低或消除。此外，选择D使得因粘合剂层46而在两个薄膜之间形成的任何光学耦合造成增益降低很少或不降低。
如图2所示，第一薄膜42的结构化表面48包括被矮结构体60间隔开的高结构体58。薄膜层合件40构造成使得高结构体58穿入到粘合剂层46中，而矮结构体60不会穿入到粘合剂层46中。这样，在粘合剂层46和矮结构体60之间存在间隙，例如间隙G。光耦合发生在高结构体58接触或穿入粘合剂层46之处。如下文更详细说明的，最大化或提高附着力和增益、同时减小或消除可见的光耦合的重要部分是距离D，即相邻高结构体58之间的间距。在图2所示的示例性实施例中，四个矮结构体60将两个相邻的高结构体58间隔开。一般来讲，两个相邻高结构体之间可以存在任意数量的矮结构体或不存在结构体。此外，矮结构体可以具有能够在应用中导光的任何合适的形状。
在一些应用中，根据(例如)粘合剂层46的组成、距离D、以及高度H1和高度H2的差值，粘合剂层46的厚度T_A可以在约1微米至2.5微米的范围内。在一些应用中，T_A可以小于1微米或大于2.5微米。
在一些情况下，薄膜42和44二者或其一可以包括未在图2中明确示出的其他层。例如，薄膜42和44均可以设置在图2中未示出的基底上。
图2a为薄膜层合件140的示意性侧视图，该薄膜层合件包括第一薄膜142和第二薄膜144。第一薄膜142包括：结构化表面148、与结构化表面相背对的第二主表面150、以及设置在结构化表面148和第二主表面150之间的基膜部分152。第二薄膜144包括第一主表面154和与结构化表面相背对的第二主表面156。粘合剂层146设置在第二薄膜144的第二主表面156和第一薄膜142的结构化表面148之间。
结构化表面148包括多个高结构体158，例如高结构体158a、158b和158c，这些结构体被多个矮结构体160(例如矮结构体160a-160j)间隔开。距离D定义为相邻高结构体158之间的间距，对于不同的相邻高结构体，D通常可以不同。相邻的结构体，无论是高结构体还是矮结构体，都被槽170间隔开，如图2a的实施例所示，这些槽没有全部位于相同的水平面内。例如，高结构体158b和矮结构体160d之间的槽170低于矮结构体160d和矮结构体160e之间的槽170。公共基准面172定义为这样的平面：该平面设置在表面150和148之间并且与上述表面大致平行，同时最接近第一薄膜142的第二主表面150。基准面172还可以定义为这样的平面：该平面位于结构化表面148的下方并且与该结构化表面最接近，并且未穿过任何高结构体158或矮结构体160。
如图2a所示，高结构体158的高度为H1(诸如高度H1a-H1c)，而宽度为W1(诸如宽度W1a-W1c)。相似地，矮结构体160的高度为H2，而宽度为W2(分别地，诸如高度H2a和H2d，以及宽度W2a和W2d)。这些结构体的高度和宽度根据上述图2的方式测得。在图2a所示的示例性实施例中，高结构体158b的高度H1b大于高结构体158a的高度H1a。一般来讲，高结构体可具有不同的高度和/或宽度。相似地，矮结构体可具有不同的高度和/或宽度。高结构体和/或矮结构体可具有钝的顶部。例如，高结构体158c的顶部是钝的，而高结构体158b的顶部是尖的。
相似地，如图2a所示，矮结构体160可以具有不同的形状。例如，结构体160f和160g具有不同的形状。同样如图2a的示例性实施例所示，在结构化表面148中相邻高结构体158之间的矮结构体160的数目可以不同。此外，距离D在整个结构化表面148上可以是变化的。例如，高结构体158a和158b之间的距离D不同于高结构体158b和158c之间的距离D。
图3为薄膜层合件240的示意性侧视图，该薄膜层合件包括第一薄膜242、第二薄膜244、以及粘合剂层246，第一薄膜242和第二薄膜244都具有结构化表面，粘合剂层具有平均厚度T_A并且设置在第一薄膜242和第二薄膜244之间。第一薄膜242包括：结构化表面248、与该结构化表面相背对的第二主表面250、以及平均厚度为T_B的基膜部分252，其中结构化表面248具有均大致沿z方向延伸的高结构体258和矮结构体260。第二薄膜244包括结构化表面254和与该结构化表面相背对的第二主表面256，其中结构化表面254具有大致沿z方向延伸的结构体255。结构化表面248和254示出为彼此平行。一般来讲，这两个薄膜中的结构体可以相对于彼此进行不同的取向。例如，结构化表面248和254中的结构体可以取向为彼此垂直。
每个高结构体258具有第一侧面262a和第二侧面262b，这两个侧面在它们的顶部边缘相交而形成顶部264。每个矮结构体260具有第一侧面266a和第二侧面266b，这两个侧面相交而形成顶部268。相邻的结构体，无论高结构体或矮结构体，在它们的底部边缘相交而形成槽270。公共基准面272定义为设置在表面248和250之间的平面。在一些应用中，平面272最接近第二主表面250。在一些情况下，公共基准面272可以定义为这样的平面：该平面位于结构化表面248的下方并且与该结构化表面最接近，并且未穿过任何结构体258或260。
每个高结构体258具有从顶部264到公共基准面272测得的高度H1；每个矮结构体260具有从顶部268到公共基准面272测得的高度H2。每个高结构体258的宽度为W1，每个矮结构体260的宽度为W2，其中宽度W1和W2定义为在下述平面内该结构体两个侧面之间的最小横向距离，所述平面包括与该结构体相关的两个槽中的至少一个。在图3所示的示例性实施例中，槽270位于公共基准面272中。因此，对于给定的高结构体，宽度W1是从该结构体的第一侧面262a的底部边缘到该结构体的第二侧面262b的底部边缘测得的；并且对于给定的矮结构体，宽度W2是从该结构体的第一侧面266a的底部边缘到该结构体的第二侧面266b的底部边缘测得的。高结构体258的宽度W1可以大于、等于或小于矮结构体260的宽度W2。在图3的示例性实施例中，高度H1和宽度W1在整个结构化表面248上为恒定的；并且高度H2和宽度W2在整个表面248上为恒定的。在一些应用中，高结构体和/或矮结构体之中的高度以及宽度可以是不同的。
宽度W1和W2的值的合适范围为约10微米至60微米。高度H1和H2的值的合适范围为约5微米至30微米。可以认识到，宽度W1和W2以及高度H1和H2可以是较宽范围内的任意值。结构体的尺寸通常会受到(诸如)显示器类型、薄膜叠堆的所需厚度、以及粘合剂厚度等因素的影响。
第二薄膜244的每个结构体255具有第一侧面274a和第二侧面274b，这两个侧面在它们的顶部边缘相交而形成顶部276。相邻的结构体255在它们的底部边缘相交而形成槽278。在图3的示例性实施例中，槽278位于与定义为第二公共基准面280的平面相同的水平面内，该公共基准面是位于结构化表面254的下方、与该结构化表面最接近、并且没有穿过任何结构体255的水平面。每个结构体255具有从顶部276到公共基准面280测得的高度H3、以及宽度W3。在图3所示的示例性实施例中，槽278位于基准面280内。因此，宽度W3可以从第一侧面274a的底部边缘到同一结构体的第二侧面274b的底部边缘测得。
在图3所示的示例性实施例中，第二薄膜244比第一薄膜242更薄。此外，第一薄膜242的高结构体258的高度H1大于第二薄膜244的结构体255的高度H3；相似地，高结构体258的宽度W1大于结构体255的宽度W3。在一些应用中，第一薄膜242的高结构体258和/或矮结构体260均宽于和/或高于第二薄膜244的结构体255。在一些情况下，薄膜242中的一些结构体大于薄膜242中的一些结构体，其中“大于”和“小于”是指较小的结构体可以被较大结构体完全包围。
如图3所示，第一薄膜242的高结构体258和矮结构体260、以及第二薄膜244的结构体255示出为具有尖顶端的三棱镜。一般来讲，薄膜242的结构化表面248和薄膜244的结构化表面254可以包括任何类型的结构化元件。在一些情况下，高结构体258和矮结构体260可以为不同的结构体。
在图3所示的实施例中，高结构体258、矮结构体260和结构体255均为等腰直角三角形。因此每个棱镜的顶角为90度。一般来讲，顶角的合适范围为约70度至110度。
在图3所示的实施例中，第一薄膜242的相邻高结构体258被两个矮结构体260间隔开。此图案在第一薄膜242的整个结构化表面248上重复。高结构体258接触并穿入粘合剂层246，而矮结构体260未穿入和/或接触粘合剂层246。
如上所述，本发明涉及距离D的最佳范围，其中D等于相邻高结构体258的顶部之间的距离。在一些情况下，距离D在薄膜242的结构化表面248上可以是不同的(参见(例如)图2a)。例如，结构化表面248可以具有被两个矮结构体260间隔开的一些高结构体258、和被三个矮结构体260间隔开的一些其他高结构体258。
高结构体258和矮结构体260之间的高度差可以在约1微米至10微米的范围内。在一些应用中，厚度T_A在约1.0微米至约1.75微米的范围内。
形成高结构体和矮结构体的重复图案通过减小薄膜242和244之间的接触面积来增大增益并且减小光耦合。图3的薄膜242的重复图案为一个高结构体、接着是两个矮结构体。还评价了高结构体和矮结构体的其他图案。下表提供了这些被评价的图案，其中图案编号表示位于相邻高结构体之间的矮结构体的数量。
在下表中，距离D为相邻高结构体之间的距离。对于每个测试图案，通过将测试图案薄膜粘附至第二结构化薄膜来制备层合件，其中第二结构化薄膜的所有棱镜的顶角均为90度，相邻棱镜之间的间距为24微米。如图3所示的薄膜层合件240与以下的图案2相似。