專利名稱：：包括雙折射聚合物纖維的光學裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及光學顯示系統(tǒng)，更具體地講，涉及包括偏振膜的光學顯示膜。
背景技術(shù)：
：液晶顯示器(LCD)裝置通常裝配了設(shè)置在液晶面板后面、用于產(chǎn)生照明光的背光源。由于使液晶面板受到均勻照射非常重要，所以常常使用擴散板來使照明光發(fā)生漫射。對于光源(常規(guī)為延伸整個LCD的細長熒光燈)設(shè)置在顯示面板后面的情況而言，這一點尤為重要。該擴散板通常為幾毫米厚，能將大部分入射光的絕大部分后向散射回燈。設(shè)置在燈后面的反射器用于改變后向散射光的方向，使其射向顯示面板。因此，在擴散板和反射器之間形成了"腔體"，使得可進行多次反射/散射作用，從而光能夠在燈之間擴展。該擴散板可具有使用反射或漫射油墨的印刷結(jié)構(gòu)，用于提高光的均勻度。典型的擴散板由填充了漫射顆粒、透光性很好的塑料(例如PMMA、聚碳酸酯、甲基苯乙烯、聚苯乙烯聚合物、或這些聚合物的共混物)制成。這些塑料具有極好的光學特性，但通常機械性和熱特性欠佳。在高溫負荷下它們可能會變形，在燈的強光(可見光或紫外光)照射下易于變黃，并且在濕度和溫度不同的環(huán)境下翹曲。所有這些效應在顯示器的圖像中產(chǎn)生不良影響。因此，需要改善LCD元件的熱、機械和尺寸穩(wěn)定性特征，并且保持所需的光學特性。其次，通常在擴散板上面放置擴散材料的薄片，以進一步成形輸出光。通常在擴散板和光面板之間使用多個不同的光控膜。其中一種為棱鏡增亮膜，可將遠離垂直方向傳播的光改變?yōu)榻咏怪钡姆较騻鞑?。因此，更多的光被校正到觀察者觀看的角域內(nèi)，由此圖像顯得更加明亮。反射偏振膜比增亮膜更為常用。這種反射型偏振器僅透射顯示面板所使用的偏振態(tài)光，并將垂直偏振狀態(tài)光反射回燈。被反射的光通過反射器循環(huán)，以至6少部分改變的偏振態(tài)返回反射型偏振器，從而使最初被反射的光的一部分能夠到達顯示面板。所述反射偏振膜在高溫和光照條件下可能不穩(wěn)定；將其放入熱背光源系統(tǒng)中可能嚴重翹曲。如果反射型偏振器尺寸較大，那么將其以散片的形式放入背光源時，其剛性可能不足以保持平坦，從而產(chǎn)生顯示器中可見的不均勻性。剛性增強使得抓握方便，并且組裝時損壞膜的可能性減小。用于制造反射型偏振器的材料可能對紫外光敏感。試圖解決這些根本問題時，通常將該偏振膜層合在兩片重的光學塑料之間，典型地是125-250微米厚的聚碳酸酯。該層合步驟增加了額外的成本和該構(gòu)造的重量。希望能減少顯示系統(tǒng)中所使用膜的數(shù)量，并使這些顯示系統(tǒng)中的膜在顯示器運行時的熱和濕度條件下能夠更好地工作。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個實施例涉及一個光學顯示系統(tǒng)，該光學顯示系統(tǒng)具有顯示面板和至少一個產(chǎn)生光以照明顯示面板的光源。光源和顯示面板之間設(shè)置了一個或多個光控膜。其中一種膜是基質(zhì)中嵌入了偏振纖維的偏振膜。偏振纖維中的至少一者在第一聚合材料和第二聚合材料之間有多個內(nèi)部雙折射界面。該發(fā)明的另一個實施例涉及光學膜，該光學膜具有聚合物基質(zhì)層和嵌入在該基質(zhì)層中的偏振纖維。偏振纖維中的至少一者在第一聚合材料和第二聚合材料之間有多個內(nèi)部雙折射界面。該光學膜幾乎完全反射第一偏振態(tài)的垂直入射光，并且?guī)缀跬耆干湟耘c第一偏振態(tài)正交的第二偏振態(tài)垂直入射的光，霧度值至少為10%。本發(fā)明的上述
發(fā)明內(nèi)容并非意圖描述本發(fā)明的每個圖示實施例或每種實施方式。下面的圖表和具體實施方式更具體地舉例說明這些實施例。結(jié)合下面參照附圖對如下本發(fā)明的各種實施例的詳細描述，可以更全面地理解本發(fā)明，其中.-圖1A和1B示意性地示出偏振膜的操作；圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明原理的聚合物層實施例的剖面圖3A和3B示意性地示出根據(jù)本發(fā)明原理可使用偏振片的顯示系統(tǒng)；圖4A-4G示意性地示出根據(jù)本發(fā)明原理的偏振膜不同實施例的剖視圖5A-5D示意性地示出根據(jù)本發(fā)明原理可用于偏振膜中偏振纖維的不同示例性實施例的剖視圖5E和5F示意性地示出根據(jù)本發(fā)明原理可用于偏振膜中偏振纖維的其他示例性實施例；圖6示意性地示出紗線形式的偏振纖維的實施例；圖7示意性地示出纜線形式的偏振纖維的實施例；圖8示意性地示出偏振纖維絲束的實施例；以及圖9示意性地示出包括偏振纖維的織造物的實施例。雖然本發(fā)明可以有多種修改形式和替代形式，但其具體內(nèi)容已在附圖中以舉例的方式示出并且將作詳細描述。然而應當理解，本發(fā)明并不受所描述的具體實施例的限制。相反，本發(fā)明的目的在于涵蓋所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的全部修改形式、等同形式和替代形式。具體實施例方式本發(fā)明適用于光學系統(tǒng)，并且更具體地講適用于偏振光學系統(tǒng)。如本文所用，術(shù)語"鏡面反射"和"鏡面反射率"是指從反射角基本上等于入射角的主體產(chǎn)生的光線反射，其中這些角是相對于主體表面的法線測量的。換句話講，當光以某一特定角分布入射在主體上時，反射的光具有基本上相同的角分布。術(shù)語"漫反射"或"漫反射率"是指其中某些反射光的角度不等于入射角的光線的反射。因此，當光以特定角分布入射在主體上時，反射光的角分布不同于入射光的角分布。術(shù)語"全反射率"或"全反射"是指所有光的組合反射，包括鏡面反射和漫反射。類似地，本文使用的術(shù)語"鏡面透射"和"鏡面透射率"是指穿過其中透射光角分布基本上等于入射光角分布的主體的光透射。術(shù)語"漫透射"和"漫透射率"用于描述光穿過其中透射光角分布不同于入射光角分布的主體的光透射。術(shù)語"全透射"或"全透射率"是指所有光的組合透射，包括鏡面透射和漫透射。圖1A和1B示意性地示出反射型偏振膜100。在本文采用的慣例中，z軸表示膜的厚度方向，而x-y平面平行于膜平面。當非偏振光102入射到偏振膜100時，平行于偏振膜100的透射軸偏振的光104被透射，而平行于偏振膜100的反射軸偏振的光106被反射。反射光的角分布取決于偏振片100的多種特性。例如，光106可能會被漫反射，如圖1A中示意性示出。如果偏振膜100包括偏振纖維，則被漫反射的光通常會在垂直于纖維軸的方向上非對稱地被散射。在圖1A示出的實施例中，偏振片的透射軸平行于x軸，而該偏振片100的反射軸平行于y軸。在其他實施例中，這些可以為后向。透射光104可以被鏡面透射，如圖1A中示意性示出；也可以被漫透射，如圖1B中示意性示出；或者可以鏡面透射和漫透射部分組合而被透射。當超過一半的透射光被漫透射時，偏振片基本上漫透射光；當超過一半的透射光被鏡面透射時，偏振片基本上鏡面透射光。圖2示意性提供根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的反射型偏振片主體的剖面圖。主體200包括聚合物基質(zhì)202，亦被稱為連續(xù)相。該聚合物基質(zhì)可以為光學各向同性的或光學雙折射的。例如，聚合物基質(zhì)可以為單軸雙折射的或雙軸雙折射的，表示該聚合物的折射率可以沿一個方向不同，而在兩個垂直方向(單軸)上類似，或者在所有三個垂直方向(雙軸)上不同。偏振纖維204設(shè)置在基質(zhì)202中。偏振纖維204包括至少兩種聚合物材料，至少其中一種為雙折射的。在一些示例性實施例中，該材料中的一種為雙折射動，而其他一種或多種材料為各向同性的。在其他實施例中，形成該纖維的兩種或兩種以上材料為雙折射的。在一些實施例中，由各向同性材料形成的纖維也可提供在基質(zhì)202中。偏振纖維204可以單纖維方式(如圖所示)或以多種其他布置方式組織到基質(zhì)202中。一些示例性布置方式包括紗、沿單一方向被布置在聚合物基質(zhì)中的(纖維或紗)束、織物、非織造短纖維、短纖維墊(具有隨機或有序的形式)或這些形式的組合?？梢詫Χ汤w維墊或非織造材料進行拉伸、施加應力或取向，從而在非織造材料或短纖維墊內(nèi)提供以某種方式排列的纖維，而非使纖維無規(guī)排列?；|(zhì)中具有偏振纖維排列的偏振片的形成在美國專利申請公開No.2006/0193577中有更為全面的描述。第一纖維材料在x、y和z方向的折射率可以用nlx、~和r^來表示，而第二纖維材料在x、y和z方向的折射率則可以用n2x、~和r^來表示。如果該材料為各向同性的，則x、y和z折射率都基本上一致。如果第一纖維材料為雙折射的，則x、y和z折射率中至少一者不同于其他。每一根纖維204中都有形成于第一纖維材料和第二纖維材料之間的多個界面。當?shù)谝缓偷诙w維材料中的至少一者為雙折射的時，該界面可稱為雙折射界面。例如，如果這兩種材料在界面處表現(xiàn)出它們的x和y折射率，并且nlx#nly，即第一材料為雙折射的，那么該界面可能為雙折射的。以下介紹包括雙折射界面的聚合物纖維的不同示例性實施例。纖維204設(shè)置成與軸大致平行，如圖中所示的x軸。平行于x軸偏振的光在纖維204中的雙折射界面處的折射率差值(rih-nj可以不同于平行于y軸偏振的光的折射率差值(n'y-n2y)。當界面處不同方向的折射率差值不同時，該界面被稱為的雙折射的。因此，對于雙折射界面，Anx#Any，其中Anx=|nlx-n2x|，同時Ariy二|nly-n2y|。對于一種偏振態(tài)而言，在纖維204中雙折射界面處的折射率差值可以相對較小。在一些示例性實例中，該折射率差值可以小于0.05。這種狀況被認為基本上折射率匹配。該折射率差值可以小于0.03、小于0.02或小于0.01。如果該偏振方向平行于x軸，那么x偏振光通過主體200時發(fā)生很少反射或無反射。換句話講，x偏振光高度透射穿過主體200。對于垂直偏振態(tài)的光而言，其在纖維中雙折射界面處的折射率差值可以相對較高。在一些示例性實施例中，該折射率差值可以為至少0.05，并可以更高，例如0.1、0.15或者可以為0.2。如果這一偏振方向平行于y軸，則y偏振光在雙折射界面處被反射。因此，y偏振光被主體200反射。如果纖維204中的雙折射界面基本上彼此平行，則反射可以基本為鏡面反射。另一方面，如果纖維204中的雙折射界面不是基本上彼此平行，則反射可以基本上為漫反射。一些雙折射界面可以是平行的，而其他界面可以為非平行的，這會導致形成同時包括鏡面反射部分和漫反射部分的反射光。另外，雙折射界面可以為彎曲形，或者相對較小，換句話講，與入射光的波長在同一數(shù)量級內(nèi)，這樣就會導致發(fā)生漫散射。雖然以上所描述的示例性實施例涉及對應x方向的折射率，在y方向具有相對較大的折射率差值，但其他示例性實施例可以包括對應y方向的折射率，在x方向具有相對較大的折射率差值。聚合物基質(zhì)202可以為基本上光學各向同性的，例如雙折射率小于約0.05(n3x-n3y)，并且優(yōu)選地小于0.01，其中該基質(zhì)中x禾Qy方向的折射率分別為i^和rw。在其他實施例中，聚合物基質(zhì)202可以為雙折射的。因此，在一些實施例中，聚合物基質(zhì)和纖維材料之間的折射率差值在不同方向上可以不同。例如，x折射率差值(r^-nj可以不同于y折射率差值(nly-n3y)。在一些實施例中，這些折射率差值中的一個可以是另一個折射率差值的至少兩倍大。折射率差值的大小、雙折射界面的范圍和形狀、雙折射界面的相對位置以及雙折射界面的密度都會影響散射，決定散射主要是前向、后向還是二者的組合。如果與第二偏振態(tài)相比第一偏振態(tài)的折射率差值較小，則第一偏振態(tài)中的光會主要被鏡面透射或漫透射(前向散射)，而第二偏振態(tài)中的光主要被漫反射(后向散射)。適用于該聚合物基質(zhì)中和/或纖維中的材料包括在所需光波長范圍內(nèi)透明的熱塑性和熱固性聚合物。在一些實施例中，所述聚合物不溶于水，這一點尤其有用。此外，合適的聚合材料可以是非結(jié)晶的或半結(jié)晶性的，并且可以包括均聚物、共聚物或其共混物。聚合物材料的例子包括(但不限于)聚碳酸酯(PC);間同立構(gòu)和全同立構(gòu)聚苯乙烯(PS);Q-C8烷基苯乙烯；含烷基、含芳族環(huán)和含脂肪族環(huán)的(甲基)丙烯酸酯，包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和PMMA共聚物；乙氧基和丙氧基(甲基)丙烯酸酯；多官能(甲基)丙烯酸酯；丙烯酸改性環(huán)氧樹脂；環(huán)氧樹脂；以及其他的烯鍵式不飽和材料；環(huán)狀烯烴和環(huán)狀烯共聚物；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS);苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN);環(huán)氧樹脂；聚乙烯基環(huán)己垸；PMMA/聚氟乙烯共混物；聚苯醚合金；苯乙烯系嵌段共聚物；聚酰亞胺；聚砜；聚氯乙烯；聚二甲基硅氧烷(P服S);聚氨酯；不飽和聚酯；聚乙烯，包括低雙折射聚乙烯；聚丙烯(PP);聚對苯二甲酸垸基酯，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯11(PET);聚萘二甲酸烷基酯，例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN);聚酰胺；離聚物；乙酸乙烯酯/聚乙烯共聚物；乙酸纖維素；醋酸丁酸纖維素；含氟聚合物；聚苯乙烯-聚乙烯共聚物；PET和PEN共聚物，包括多烯鍵的PET和PEN;以及聚碳酸酯/脂族PET共混物。術(shù)語(甲基)丙烯酸酯被定義為相應的甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯化合物。除了間同立構(gòu)PS之外，這些聚合物可以以光學各向同性的形式使用。這些聚合物的其中數(shù)種在獲得取向時可以變?yōu)殡p折射的。具體地講，PET、PEN及其共聚物以及液晶聚合物在獲得取向時表現(xiàn)出相對較大的雙折射率值。可以采用包括擠壓和拉伸在內(nèi)的不同方法對聚合物進行取向。為使聚合物獲得取向，拉伸是一種尤其有用的方法，這是因為這種方法允許進行很大程度的取向，并且可以通過很多容易控制的外部參數(shù)(例如溫度和拉伸比)，便可進行控制。下表1中列出了多種示例性聚合物(取向的和未取向的)的折射率值。表I一些聚合物材料的典型折射率值<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>PCTG和PETG(乙二醇改性聚對苯二甲酸乙二醇酯)為兩種類型的共聚酯，可(例如)以商品名Eastar得自EastmanChemicalCo.，Kingsport，TN。THV為四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的聚合物，可以商品名DyneorT得自3MCo卿any，St.Paul，麗。PS/PMMA共聚物為共聚物的例子，其折射率可以通過改變組分單體在共聚物中的比值進行"調(diào)整"以獲得所需的折射率值。標記為"S.R."的列包括拉伸比。拉伸比為1表示該材料未經(jīng)拉伸并且未被取向。拉伸比為6表示樣品被拉伸至其初始長度的6倍。如果在適當溫度條件下拉伸，聚合物分子被取向，同時該材料變?yōu)殡p折射的。然而，可以只拉伸材料而不對分子進行取向。標記為"T"的列表示樣品被拉伸時的溫度。所拉伸的樣品被拉伸成薄片。標記為nx、ny和nz的列是指材料的折射率。如果表中未列出n,和nj勺值，則n,和n,的值與nx的值相同。拉伸纖維時折射率的行為可望與拉伸薄片時具有類似的結(jié)果，但不是必須相同。聚合物纖維可被拉伸至任何所需的值，以形成所需的折射率值。例如，一些聚合物纖維可被拉伸至形成至少為3的拉伸比，并且可以至少為6。在一些實施例中，聚合物纖維甚至可以被拉伸更多，例如拉伸至高達20的拉伸比，或者甚至更多。拉伸來實現(xiàn)雙折射的合適溫度為聚合物熔點(以開爾文溫度表示)的約80%。雙折射也可以由應力引起，該應力由在擠出和成膜過程中的聚合物熔體流動引起。雙折射還可以通過與相鄰表面(諸如膜制品中的纖維)對齊而形成。雙折射可以為正也可以為負。正雙折射被定義為當線性偏振光的電場軸的方向平行于聚合物取向或?qū)R表面時具有最高的折射率。負雙折射被定義為當線性偏振光的電場軸的方向平行于聚合物取向或?qū)R表面時具有最低的折射率。正雙折射聚合物的例子包括PEN和PET。負雙折射聚合物的例子包括間規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯?；|(zhì)202和/或聚合物纖維204可以被提供多種添加劑以使主體200形成所需的特性。例如，該添加劑可以包括以下物質(zhì)的一種或多種耐候劑、紫外線吸收劑、受阻胺光穩(wěn)定劑、抗氧化劑、分散劑、潤滑劑、抗靜電劑、顏料或染料、成核劑、阻燃劑和發(fā)泡劑?？梢蕴峁┢渌砑觿﹣砀淖兙酆衔锏恼凵渎驶蛟黾硬牧系膹姸?。這些添加劑可以包括(例如)有機添加劑(例如聚合物珠或顆粒以及聚合物納米顆粒)；或無機添加劑(例如玻璃納米顆粒、陶瓷納米顆粒或金屬氧化物納米顆粒，或研磨、粉末、小珠、小片或顆粒態(tài)的玻璃、陶瓷或玻璃陶瓷)。這些添加劑的表面可以具有接合劑用以粘結(jié)聚合物。例如，硅烷偶聯(lián)劑可與玻璃添加劑一起使用，以使該玻璃添加劑粘結(jié)至聚合物。在一些實施例中，優(yōu)選的是基質(zhì)202或纖維204的組分為不可溶的，或至少耐溶劑的。合適的耐溶劑材料的例子包括聚丙烯、PET和PEN。在其他實施例中，優(yōu)選的是基質(zhì)202或聚合物纖維204的組分可溶于有機溶劑中。例如，由聚苯乙烯形成的基質(zhì)202或纖維組分可溶于(諸如)丙酮等有機溶劑中。在其他實施例中，優(yōu)選的是基質(zhì)為水溶性的。例如，由聚乙烯醋酸形成的基質(zhì)202或纖維組分可溶于水。在光學元件的一些實施例中，材料的折射率可以沿纖維長度(x方向)有差別。例如，該元件可以不予以均勻拉伸，而是可以在某些區(qū)域被拉伸到比其他區(qū)域大的程度。因此，可取向材料的取向程度沿該元件是不一致的，從而使得雙折射可以在空間上沿該元件不同。此外，纖維結(jié)合到基質(zhì)中可以提高光學元件的機械性能。具體地講，一些聚合物材料(例如聚酯)的纖維形式的強度高于膜形式，因此包括纖維的光學元件的強度會高于具有類似尺寸但未包括纖維的光學元件。纖維204可以(但不是必須)為直的，例如纖維204可以為扭結(jié)的、螺旋的或巻曲的。透射(鏡面、漫射或兩者兼有)一種偏振態(tài)光的偏振層，以及反射垂直偏振態(tài)光的偏振層可用于很多類型的顯示系統(tǒng)?？墒褂眠@種偏振片的顯示系統(tǒng)300中的一種類型為直接照明式顯示系統(tǒng)，如圖3A中示意性示出的。這種顯示系統(tǒng)300可用于(例如)LCD監(jiān)控器或LCD電視機。顯示系統(tǒng)300可以以LC面板302的使用為基礎(chǔ)，該LC面板302通常包括設(shè)置在面板306之間的LC層304。該板306通常由玻璃形成，并且內(nèi)表面可包括電極結(jié)構(gòu)和定向?qū)樱员憧刂芁C層304中的液晶的取向。通常該電極結(jié)構(gòu)的布置是為了限定LC面板的像素，所述LC面板的像素為液晶的取向能獨立于相鄰的區(qū)域進行控制的LC層的區(qū)域。還可以包括彩色濾光器以及板306中的一個或多個，以便在所顯示的圖像上加上顏色。上吸收型偏振器308被布置在LC層304的上方，下吸收型偏振器310被布置在LC層304的下方。選擇性激活LC層304的不同像素，例如通過附件控制器314，會使光在某些所需的位置穿過顯示系統(tǒng)300，即形成觀察者所看到的圖像。該控制器314可包括(例如)可接收并顯示電視圖像的計算機或電視控制器。可在上吸收型偏振器308上面布置一個或多個可選層309，例如為顯示器表面提供機械和/或環(huán)境保護。在一個示例性實施例中，該層309可包括吸收型偏振器308上方的硬蓋。背光源312為LC面板302后面的顯示系統(tǒng)300提供光。在此實施例中，背光源312包括布置于LC面板302后面的多個光源316，即所謂的"直接照明式"構(gòu)造。經(jīng)常用于LCD電視或LCD監(jiān)控器的光源316為線性冷陰極熒光管，它沿顯示系統(tǒng)300的高度延伸。然而，還可使用其他類型的光源，例如白熾燈或弧光燈、發(fā)光二極管(LED)、平面熒光板或外部熒光燈。這一光源列表并非意圖限制或詳盡列舉，僅作為示例。背光源312可包括反射器318，用于將光源316發(fā)出的向下傳播的光反射至遠離LC面板302的方向。反射器318還可用于使光在顯示系統(tǒng)300中循環(huán)利用，如下所述。反射器318可以為鏡面反射器或漫反射器。鏡面反射器的一個例子為VikuitiTM增強型鏡面反射(VikuitiT"EnhancedSpecularReflection)(ESR)膜，得自3MCompany,St.Paul,Minnesota適于漫反射器的例子包括填充有漫反射顆粒(例如二氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣等)的聚合物，例如PET、PC、PP、PS。光控膜裝置320，也可稱為亮照管理單元，被布置在背光源312和LC面板302之間。光控膜影響從背光源312傳播出的光，以便提高該顯示系統(tǒng)300的操作。例如，光控膜裝置320包括擴散板322。擴散板322用于對從光源接受到的光進行漫射，這可提高入射到LC面板302上的照明光的均勻度。亮照管理單元320還可包括反射型偏振器層324。光源316通常產(chǎn)生非偏振光，而下吸收型偏振器310僅透射單一偏振態(tài)的光，因此光源316產(chǎn)生的約一半的光未透射到LC層304。然而，反射型偏振器324可用于反射原本會被下吸收型偏振器吸收的光，因此這類光可以在反射型偏振器324和反射器318之間經(jīng)過反射進行循環(huán)。至少某些由反射型偏振器324反射的光可以被消偏振，隨后以偏振態(tài)返回到反射型偏振器324，這種偏振態(tài)的光可透過反射型偏振器324和下吸收偏振片310到達LC層304。這樣，反射型偏振器324可用于增加光源316發(fā)出并到達LC層304的光，因此顯示系統(tǒng)300產(chǎn)生的圖像更亮。反射型偏振器層可以為(例如)圖1A或圖1B所示的層，并可以以鏡面透射、漫透射或鏡面與漫透射均有的方式透射光。某些示例性實施例可能提供偏振控制層326，例如在擴散片層322和反射型偏振器324之間。偏振控制層326的例子包括四分之一波長的延遲層和偏振旋轉(zhuǎn)層，例如液晶偏振旋轉(zhuǎn)層。偏振控制層326可用于改變被反射型偏振片324反射的光的偏振態(tài)，從而增加透過反射型偏振片324的循環(huán)光。光控制層裝置320還可包括一個或多個增亮層。增亮層包括表面結(jié)構(gòu)，該表面結(jié)構(gòu)能將離軸光的方向改變?yōu)榻咏@示器軸的方向。這使軸上傳播穿過LC層304的光增加，因此增加了觀察者所看到圖像的亮度。一個例子為棱柱增亮層，它具有多個棱脊，能夠通過折射和反射改變照明光的方向。可用于顯示裝置的棱柱增亮層的例子包括可得自3MCompany,St.Paul,Minnesota的VikuitiBEFII和BEFIII系列棱柱膜(Vikuiti，BEFIIandBEFIIIfamilyofprismaticfilms),包括BEFII90/24、BEFII90/50、BEFIIIM90/50以及BEFIIIT。示例性實施例示出設(shè)置在反射型偏振器324和LC面板302之間的第一增亮層328a。棱柱增亮層通常在一個維度中提供光學增益。光控制層裝置320還可包括第二增亮層328b，其棱柱結(jié)構(gòu)的取向與第一增亮層328a的棱柱結(jié)構(gòu)垂直。這種構(gòu)造在兩個維度中增加了顯示單元的光學增益。在其他示例性實施例中，增亮層328a和328b可布置在背光源312和反射型偏振器324之間。圖3B示意性地示出另一個顯示系統(tǒng)350。在這一顯示系統(tǒng)中，背光源352包括布置在顯示器邊緣的光源356，以及光導裝置358，光導裝置將光源356發(fā)出的光送至LC面板302后面的位置。這種背光源構(gòu)造通常稱為"邊緣照明式"構(gòu)造。反射器357可用于增加耦合到光導裝置358的光源357產(chǎn)生的光量?？商峁┨崛∑鳎缫怨鈱аb置358上漫射補片的形式，用于從光導裝置358上提取光。該光可直接提取至LC面板302，或者可使其朝下傳播，并且通過反射器318向LC面板302反射。16光控膜裝置354可包括直接照明式構(gòu)造中所用的那些層，但可以去除某些層。例如，可以僅使用單個增亮層328。另外，可以去除擴散片層322。另外，邊緣照明式顯示器350可包括轉(zhuǎn)向薄膜360，以將光導裝置358發(fā)出的光導向LC面板302的方向。偏振層可以包括以多種不同方式布置在基質(zhì)中的纖維。例如，纖維可在基質(zhì)的整個橫截面上隨機布置，例如圖2所示基質(zhì)202中的纖維204。也可使用其他橫截面布置方式。例如，圖4A中示意性示出的示例性實施例，其示出了反射型偏振器400的橫截面，纖維404在基質(zhì)402中被布置為一維陣列，相鄰纖維404之間有規(guī)則的間距。在該實施例的一些變型中，相鄰纖維404之間的間距不需要全部相同。在該圖示實施例中，單層纖維404被布置在元件400的兩個表面406和408之間的中間位置。但這不是必需的，而且纖維404的層可以被布置得更靠近表面406或者408。在另一個示例性實施例中(圖4B中以橫截面示意性地示出)，兩層纖維414被布置在基質(zhì)412中。上層纖維414a被布置于接近上表面416，而下層纖維414b被布置于接近下表面418。在該具體實施例中，y方向上相鄰纖維414之間中心至中心的間距hy不等于z方向上相鄰纖維414之間中心至中心的間距hz。而情況并非一定如此，z方向上的間距L可與y方向上的間距hy相等。在另一個光學元件420的實施例中(圖4C中示意性地示出)，示出三層纖維424嵌入在基質(zhì)422中?？墒褂貌煌瑪?shù)量的纖維層。另外，不同層中的纖維424可以在z方向上對齊，例如圖4B中所示，或者可以在z方向上不對齊。纖維424在z方向上不對齊的一個例子為元件420，其示出了一層中的纖維424在y方向上偏移了相鄰層中的纖維424。雖然纖維可能幾乎全部與x軸平行，但情況并非一定如此，某些纖維可能與x軸成或大或小的角度。例如，在圖4D所示的光學元件430例子中，纖維434嵌入在基質(zhì)432中。可以對纖維434的第一行436a迸行取向，以使纖維434在與y-z平面平行的平面中相互平行，但與x軸成第一角度e1。第二行436b中的纖維434也可在與y-z平面平行的平面中相互平行，但與x軸成第二角度92，第二角度不是必須等于第一角度。另外，第三行436c中的纖維434也可在與y-z軸平行的平面中相互平行，但與x軸成第三角度93。第三角度可能會或不會等于第一或第二角度。在該圖示實施例中，e3的值等于零，并且第三行416c中的纖維434平行于x軸。然而，91、e2和93的差值最多可為9(T。這種布置方式會很有用，一行中的纖維對第一波段中的光有效，而另一行中的纖維對不同于第一波段的第二波段中的光有效?？紤]該示例性例子，其中第一行436a中的纖維434對紅色帶寬中的反射偏振光有效，而第二行436b中的纖維434對藍色帶寬中的反射偏振光有效。因此，當光學元件430受到紅色和藍色混合光照射時，纖維434的第一行436a傳遞全部藍色光，而透射以角度91偏振的紅色光。纖維434的第二行436a將透射以角度e1偏振的紅色光，并同樣透射平行于角度02偏振的藍色光。如果角度e1和e2相差90°，則元件430透射一種偏振態(tài)的紅色光和垂直偏振狀態(tài)的藍色光。同樣，反射的藍色光經(jīng)過偏振后垂直于反射的紅色光。應當理解，纖維434的不同行數(shù)所對齊的角度可能各不相同，并用于不同色帶。在一些實施例中，光學元件中的纖維密度可為常數(shù)，或者可以有所差別。例如，纖維的密度可能從光學元件的一側(cè)降低，或者可能以某些其他方式變化。在圖4E中示意性示出的實施例中，其中偏振片元件440具有嵌入在基質(zhì)442中的偏振纖維444，與兩側(cè)的相鄰區(qū)域相比，y方向上相鄰纖維444之間中心至中心的間距在一個區(qū)域中減小(圖中央)。因此，填充因子(即纖維444占元件440的橫截面積分數(shù))在該區(qū)域中增大。纖維的密度也可在y方向上變化。例如，在偏振片元件440中，接近偏振片440的下表面、面向光源446的偏振纖維444比偏振片元件440上表面的偏振纖維更加密集。填充因子的這種變化可能很有用，例如，改善光源446發(fā)出的、透射過元件440的光的均勻度。這可能很重要，例如，當元件440包括在由分立光源照明的直接觀察屏幕中時在這類裝置中，為觀察者提供均勻照明的圖像非常重要。如果光源設(shè)置在均勻擴散片的后面，那么該光源上方透過該擴散片的光的亮度最高。圖4E中所示的填充因子的變化可用于增加光源446正上方的漫射量，從而降低透射光強度的不均勻性。18在其他實施例中，整個光學元件中的某些纖維的光學性能可能有差別。因此，除了纖維密度在整個光學元件中有所差別之外(或者纖維密度沒有差別)，纖維的某些其他性能可能不同。例如，漫透射光較多的偏振纖維可用于光學元件的某些區(qū)域，而漫透射光較少的偏振纖維可用于光學元件的其他部分。在其他例子中，由光學元件中一個位置的纖維后向散射的光量，或者由該纖維后向散射的光譜可能與光學元件中另一個位置的纖維所散射的光特性中的一個或多個不同。因此，整個光學元件中有變化的纖維光學特性包括漫透射的光量、后向散射的光量以及后向散射的光譜。該光學元件可以具有平坦表面，例如圖1A和1B所示出的平行于x-y平面的平坦表面。該元件還可以包括一個或多個表面，所述一個或多個表面被結(jié)構(gòu)化，以提供通過偏振片透射或反射的光所需的光學效應。例如，在圖4F示意性地示出的示例性實施例中，由包括聚合物纖維454的基質(zhì)452形成的光學元件450可具有成棱柱結(jié)構(gòu)化的表面456，稱為增亮表面。增亮表面通常用于(例如)背光液晶顯示器，以減小照明該顯示面板的光的錐角，從而為觀察者增加軸上亮度。該圖示出非垂直入射到元件450上的兩條光線458和459的例子。光線458處于被元件450透射的偏振態(tài)，同時還通過結(jié)構(gòu)化表面456轉(zhuǎn)向z軸。光線459處于被元件450漫反射的偏振態(tài)。如圖所示，增亮表面可以被布置成使得棱柱結(jié)構(gòu)平行于纖維454，棱柱結(jié)構(gòu)還平行于x軸。在其他實施例中，棱柱結(jié)構(gòu)可以相對于纖維方向處于某一另外的角度。例如，肋可以平行于y軸(與纖維垂直)，或處于x和y軸之間的某一角度。結(jié)構(gòu)化表面可使用任何合適的方法形成于基質(zhì)上。例如，基質(zhì)可在自身表面與工具(例如微復制工具)表面接觸時被固化，所述工具表面可在聚合物基質(zhì)表面上生成所需的形狀。此外，偏振纖維454可位于棱柱表面結(jié)構(gòu)457中。圖4G示意性地示出本發(fā)明的另一個示例性實施例，其中元件460具有嵌入在基質(zhì)462中的聚合物纖維464。在該具體實施例中，一些滲入元件466滲透穿過基質(zhì)462的上表面468。在一些實施例中，滲入元件466可以為纖維，或可以采用其他形狀，例如球體。滲入元件466可以將光467導向元件460的軸469，從而增加軸上亮度。在偏振片的不同實施例中，偏振片中的不同纖維可被設(shè)計為優(yōu)先地反射不同波長范圍內(nèi)處于一種偏振態(tài)的光。例如，偏振片中的一組偏振纖維可以反射在第一波長下具有反射率峰值的光，而偏振片中的第二組纖維反射在第二波長(不同于第一波長)下具有反射率峰值的光。為說明這一點，一組纖維可以具有藍光和/或綠光波長的寬反射率峰值，而另一組纖維具有綠光和/或紅光波長的寬反射率峰值。在此情況下，兩組纖維一起可在寬波長范圍下提供偏振反射。此外，不同組的纖維的反射光譜可設(shè)置為反射顯示系統(tǒng)所用光源產(chǎn)生的光的光譜中不同強度峰的光。例如，如果該光源在兩個不同波長下生成具有強度峰的光，一組纖維的反射光譜可與一個強度峰匹配，而另一組纖維的反射光譜則與第二強度峰匹配。在上面討論的不同偏振片實施例以及本發(fā)明涵蓋的其他實施例中，偏振片層中提供的一些或所有纖維可以為聚合物偏振纖維。在其他實施例中，一些纖維可由各向同性材料形成，例如各向同性聚合物或無機材料(例如玻璃、陶瓷或玻璃陶瓷)。無機纖維在薄膜中的應用在美國專利申請公開No.2006/0257678中有更詳細的討論。無機纖維為偏振片層提供額外的剛度，以及在不同濕度和/或溫度條件下的耐巻曲和形變性。在一些實施例中，無機纖維材料具有與基質(zhì)折射率相一致的折射率，而在其他實施例中，無機纖維則具有不同于基質(zhì)折射率的折射率?？梢允褂萌魏瓮该黝愋偷牟Ａ?，包括(例如)E玻璃、S玻璃、BK7、SK10等高質(zhì)量玻璃。一些陶瓷還具有足夠小的晶體尺寸，從而使得如果將這些陶瓷嵌入在具有適當匹配的折射率的基質(zhì)聚合物中，則這些陶瓷可以看起來是透明的。Nextel(可購自3MCompany,St.Paul，麗)陶瓷纖維就是這種類型材料的實例，該材料已有線、紗、和織造墊等形式可供選擇。所關(guān)注的玻璃-陶瓷粉的組成包括(但不限于)Li20-Al203-Si02、CaO-A1203-Si02、Li20-MgO-ZnO-A1A-Si02、A1203-Si02、和ZnO-A1203-Zr02-Si02、Li20-A1203-Si02、以及Mg0-Al203-Si02。在一個示例性實施例中，雙折射材料為取向后折射率發(fā)生變化的類型。因此，隨著纖維被取向，將沿著取向方向產(chǎn)生折射率匹配或失配。通過謹慎操縱取向參數(shù)和其他加工條件，雙折射材料的正雙折射或負雙折射可用于引起光的一個或兩個偏振態(tài)沿給定軸線發(fā)生漫反射或透射。透射和漫反射之間的相對比率取決于多個因素，例如(但不限于)雙折射界面在纖維中的濃度、纖維的尺寸、雙折射界面折射率差值的平方、雙折射界面的尺寸和幾何形狀以及入射輻射的波長或波長范圍。沿特定軸折射率匹配或失配的大小會影響沿該軸偏振的光的散射程度。一般來講，散射功率隨折射率失配的平方而變化。因此，沿特定軸的折射率失配越大，沿該軸偏振的光的散射越強。相反地，當沿特定軸的失配較小，則沿該軸偏振的光散射的程度也較小，同時通過主體體積的透射逐漸變?yōu)殓R面透射。漫透射與霧度有關(guān)，其可以用多種市售霧度計測量并根據(jù)ASTMD1003定義。測量霧度的通用工具為BYKGardnerHaze-GardPlus(Cat.No.4725)，其將霧度定義為散射在8°錐角以外的透射光部分除以透射光的總量。在根據(jù)本發(fā)明的一些偏振膜中，其霧度為至少10%，并可以為至少30%或至少50%。如果非雙折射材料的折射率與雙折射材料的折射率沿某一軸匹配，那么電場平行于該軸的偏振入射光將非散射地通過纖維，而無論該雙折射材料部分的尺寸、形狀和密度如何。此外，如果沿那條軸的折射率還與偏振片主體的聚合物基質(zhì)的折射率基本匹配，那么光將基本上非散射地通過該主體。就本公開的目的而言，當折射率之間的差值低于至多0.05，并優(yōu)選地低于0.03、0.02或0.01時，兩折射率基本匹配。如果雙折射材料和非雙折射材料之間的折射率不沿某些軸匹配，那么纖維將散射或反射沿該軸偏振的光。就具有給定橫截面積并且尺寸大于約入/30(其中A為偏振片中入射光的波長)的散射體而言，散射強度由(至少部分地由)折射率失配的大小來確定。失配界面的精確尺寸、形狀和對齊在確定從該界面有多少光被散射或反射到不同方向時起一定作用。如果散射層的密度和厚度足夠(根據(jù)多重散射理論)，入射光將會被反射或吸收，但不會被透射，無論散射體的尺寸和形狀如何。在用于偏振片之前，纖維優(yōu)選地通過拉伸并允許在橫向拉伸面內(nèi)方向有一些尺寸松弛來進行加工，使得雙折射材料和非雙折射材料之間的折射率差值沿第一軸相對較大，而沿另兩條垂直軸較小。這導致不同偏振態(tài)的電磁輻射具有較大的光學各向異性。在本發(fā)明范圍內(nèi)的一些偏振片為橢圓擴散偏振片。一般來講，橢圓擴散偏振片使用沿拉伸和非拉伸方向的雙折射和非雙折射材料之間均具有折射率差值的纖維，并可漫透射或漫反射一種偏振態(tài)的光。纖維中的雙折射材料還可以與聚合物基質(zhì)材料形成雙折射界面，在此情況下這些界面也可以在拉伸和橫向拉伸方向包括折射率失配。前向散射與后向散射的比率取決于雙折射和非雙折射材料之間的折射率差值、雙折射界面的濃度、雙折射界面的尺寸和形狀、以及纖維的總厚度。一般來講，橢圓擴散片具有相對較小的雙折射材料與非雙折射材料之間的折射率差值。優(yōu)選的是，選擇性地選取用于根據(jù)本發(fā)明的纖維中的材料以及這些材料的取向程度，使得成品纖維中的雙折射和非雙折射材料具有至少一條相關(guān)折射率基本相等的軸。與所述軸相關(guān)的折射率匹配會導致在該偏振平面內(nèi)的內(nèi)部纖維界面上基本不發(fā)生光反射，所述軸通常為(但非必需)橫切于取向方向的軸。然而，正如在別處所描述的，該平面折射率的故意失配的程度可用于生成一定程度的光漫射。具有內(nèi)部雙折射界面并可用于上述偏振片的一些實施例中的偏振纖維的一個示例性實施例為多層偏振纖維。多層纖維是這樣一種纖維，其包括多層不同聚合物材料，其中至少一種為雙折射材料。在一些示例性實施例中，多層纖維包括由第一材料和第二材料構(gòu)成的一系列交替層，其中至少一種材料為雙折射的。在一些實施例中，第一材料沿一條軸的折射率與第二材料的折射率大約相同，而沿垂直軸的折射率與第二材料的折射率不同。這樣的結(jié)構(gòu)在(例如)美國專利No.5，882，774中有更詳細的討論。圖5A示意性地示出多層偏振纖維500的一個示例性實施例的橫截面。纖維500包括由第一材料502和第二材料504構(gòu)成的交替層。第一材料為雙折射的，而第二材料為基本上各向同性的，使得相鄰層之間的界面506為雙折射的。在該具體實施例中，界面506為基本上平面的，并沿纖維500的長度方向延伸。纖維500可以被覆層508圍繞。覆層508可以由第一材料、第二材料、其中嵌入纖維的聚合物基質(zhì)材料、或一些其他材料制成。覆層可以在功能上有助于整體裝置的性能，或者覆層可以不起作用。覆層可以在功能22上改善反射型偏振片的光學性能，例如通過使纖維和基質(zhì)界面上的光去偏振最小化?？蛇x地，覆層可以(例如)通過在纖維和連續(xù)相材料之間提供所需水平的粘合力來實現(xiàn)在機械上加強該偏振片。在一些實施例中，覆層508可用于提供抗反射功能，通過(例如)在纖維400與圍繞的聚合物基質(zhì)之間提供一定的折射率匹配。纖維500可以形成為具有不同層數(shù)和不同尺寸，具體取決于所需的纖維500的光學特性。例如，纖維500可以形成為具有從約十層到數(shù)百層，并且具有相關(guān)的厚度范圍。對纖維500的寬度沒有限制，但寬度的優(yōu)選值可以為5微米至約5000微米，然而纖維寬度也可超出此范圍。多層纖維500可以使用以下方法加工將多個材料層共擠出為多層薄膜，然后通過后續(xù)拉伸步驟對雙折射材料進行取向并生成雙折射界面。多層纖維可以通過對多層薄片進行切片而獲得。制備包括雙折射界面的多層薄片的一些方法還在(例如)美國專利No.5,269,995、No.5,389，324和No.5,612,820中有所描述?？捎米麟p折射材料的合適的聚合物材料的一些例子包括上面所討論的PET、PEN及其多種共聚物?？捎米鞣请p折射材料的合適的聚合物材料的一些例子包括上面所討論的光學各向同性材料?？梢允褂闷渌麡?gòu)造的多層纖維。例如，多層纖維520的另一個示例性實施例可由交替的第一材料522和第二材料524構(gòu)成的同心層形成，其中第一材料522為雙折射的，而第二材料524可以為各向同性的或雙折射的。在該示例性實施例中，纖維520包括位于交替層522、524之間的同心雙折射界面526，交替層沿纖維520延伸。纖維520的外層528可由第一和第二材料、用于偏振片聚合物基質(zhì)中的相同聚合物材料、或一些其他材料中的一種形成。纖維520可形成具有任何合適數(shù)量的層和任何合適的層厚度以提供所需的光學特性，例如反射率和波長依賴關(guān)系。例如，同心纖維520可以含有約十層至數(shù)百層。同心纖維520可通過以下方式形成對多層形式的材料進行共擠出，然后進行拉伸，以對雙折射材料進行取向。上面所列用于平坦多層纖維500的任何材料也可用于同心纖維520。也可使用具有不同類型橫截面的多層纖維。例如，同心纖維在形狀上無需為圓形，而是可以具有某一其他形狀，例如橢圓形。多層偏振纖維的另一個示例性實施例為螺旋纏繞纖維，在美國專利申請No.11/278,348中有更詳細的描述。圖5C示意性地示出螺旋纏繞纖維的示例性實施例。在該實施例中，纖維530類似于雙層薄片532繞自身纏繞成螺旋狀而形成。所述雙層薄片包括雙折射的第一聚合物材料層以及可以為各向同性或雙折射的第二材料的第二層。雙折射聚合物材料可在纖維形成之前或之后被取向。相鄰層之間的界面534為雙折射材料和另一材料之間的界面，因此被認為是雙折射界面。在其他實施例中，超過兩層的可被形成為螺旋式的。這類纖維可使用幾種不同的方法形成，包括巻繞多層薄片法和共擠出法。具有內(nèi)部雙折射界面的偏振纖維的另一個示例性實施例為復合偏振纖維，其包括被聚合物填料滲透的多根散射纖維。圖5D示意性地示出示例性復合偏振纖維540的橫截面的一個實例。復合偏振纖維540包括多根散射纖維542，以及在散射纖維542之間的填料544。在一些實施例中，散射纖維542或填料544中的至少一者為雙折射的。例如，在一些示例性實施例中，至少一些散射纖維542可由雙折射材料形成，而填充材料544可以為非雙折射的。在其他示例性實施例中，散射纖維542可以為非雙折射的而填充材料544為雙折射的。在其他實施例中，散射纖維542和填料544均可以為雙折射的。在這些不同的變型中，在散射纖維542的材料和填充材料544之間的各界面546為雙折射材料和另一種材料之間的界面，即為雙折射界面，并能有助于優(yōu)先地反射或散射一種選定偏振態(tài)的光。復合偏振纖維還在美國專利申請公開No.2006/0193577中有所描述。復合偏振纖維可以采用不同的橫截面形狀，并可以為(例如)如圖5D所示的圓形，或可以為橢圓形、正方形、矩形或一些其他形狀。另外，散射纖維542的橫截面也無需為圓形。復合纖維可選地可以具有外層548，其可用于上面所述的原因。散射纖維542在復合纖維橫截面中的定位可以為無規(guī)的，但散射纖維542也可使用其他橫截面布置方式。例如，散射纖維542可以有規(guī)則地排布在復合偏振纖維540的橫截面中，例如在美國專利申請公開No.2006/0193577和美國專利申請公開No.2006/0193589中所論述的。在一些實施例中，散射纖維542可以被布置為形成光子晶體以用于入射到偏振片的光。另外，散射纖維542和/或復合纖維540無需全部為相同尺寸，或可以沿著其長度方向尺寸有所差別。在纖維中生成包括聚合物雙折射界面的所需內(nèi)部結(jié)構(gòu)的另一種方法為使用兩種不可混溶的聚合物，其中聚合物的至少一種為雙折射的。聚合物可以通過共擠出、澆注或其他方式形成纖維。加工后，生成連續(xù)相和分散相。再通過后續(xù)加工或取向，分散相可呈現(xiàn)桿狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)，具體取決于聚合物纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。此外，聚合物材料可以被取向，使得這兩種材料之間在一個偏振方向折射率基本上匹配，而在另一個偏振方向上折射率失配相對較大。薄膜基質(zhì)中分散相的生成在美國專利No.6，141，149中有更詳細的描述。這一類的雙折射聚合物纖維可以稱為分散相偏振纖維。圖5E示意性地示出分散相偏振纖維550的實例，其中分散相552位于連續(xù)相554中。該橫截面示出分散相部分552隨機分布在纖維550的整個橫截面?；|(zhì)554和分散相552之間的界面為雙折射界面，因此在該界面上會發(fā)生偏振敏感性反射或散射。分散相也可由液晶微滴、液晶聚合物或聚合物形成。作為另外一種選擇，分散相可以由空氣(微孔)構(gòu)成。在任何情況下，分散相纖維中的分散相和連續(xù)相之間的界面可引起所需的光學特性，包括反射偏振。在形成雙折射聚合物纖維的另一個方法中，可與形成復合纖維類似的方式形成纖維，即第一聚合物被用作填料，而第二和第三聚合物被用于散射纖維。在一些實施例中，第二和第三聚合物彼此不可混溶，并且第二和第三聚合物中的至少一者為雙折射的。第二和第三聚合物可以這樣的方式混合纖維分散在復合物纖維中被擠出。通過加工，第一聚合物形成復合纖維的填料部分，而同時包括連續(xù)相和分散相的散射纖維則分別由第二和第三聚合物形成。此類纖維稱為分散相復合纖維。圖5F示意性地示出分散相復合纖維560的一個實例，其示出包括分散相564的散射纖維562。散射纖維562被填料566圍繞。在其他實施例中，散射纖維可由第二和第三材料形成，其中第三材料為液晶材料、液晶聚合物或聚合物。相似地，同心多層纖維和非同心多層纖維可由交替層形成，該交替層具有由第一聚合物構(gòu)成的一種層類型和由兩種聚合物或材料(不可混溶)的混合物構(gòu)成的第二層類型。通過在此情況下加工，交替層中有一些層包含第一聚合物，而另外一些層包含分散相和連續(xù)相。優(yōu)選的是，連續(xù)相和分散相之一或兩者為雙折射的。通過后續(xù)的加工或取向，第二類層中的分散相可呈現(xiàn)桿狀或?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)。層狀纖維中的散射纖維或雙折射區(qū)域的尺寸要求在所有多種實施例中相似。多層裝置中纖維的尺寸或?qū)拥暮穸瓤蛇m當?shù)胤糯蠡蚩s小以實現(xiàn)包括層或纖維(包括連續(xù)相和分散相)的系統(tǒng)的所需尺寸比例，具體取決于所需的操作波長或波長范圍。在一些包括四分之一波長多層纖維的實施例中，折射率和波長的要求可以確定纖維的橫截面尺寸?？捎糜诒景l(fā)明偏振片中的另一類聚合物纖維現(xiàn)在結(jié)合圖6進行描述。纖維形成紗線600。在紗線600的一些實施例中，纖維由多根纖維602加捻在一起形成，例如通過把多根多層纖維、分散相纖維、復合纖維、分散相復合纖維和/或無機纖維加捻在一起。紗線600可通過加捻一種或多種取向的纖維形成，或可由加捻各向同性聚合物纖維在一起形成(其中該纖維由可取向材料制成)，然后拉伸紗線600以對該可取向材料進行取向。紗線600可以包括纖維長度，通常稱為人造短纖維，其不在紗線600的整個長度上延伸。紗線600可以被封裝在聚合物基質(zhì)中，所述基質(zhì)填充組成紗線600的纖維602之間的空隙。在其他實施例中，紗線600可以在纖維602之間具有填料。一般來講，聚合物纖維的雙折射界面是細長的，沿纖維方向延伸。在一些示例性實施例中，雙折射纖維與x軸平行，因此漫反射的光被大部分地散射入與纖維垂直的平面(y-z平面)，而在x-z平面僅有少量散射。紗700的另一個實施例(圖7示意性地示出)通過圍繞中央纖維芯704包裹的多根聚合物纖維702來表征。中央纖維704可以為無機纖維或有機纖維。包括無機和聚合物纖維的紗線(例如紗線700)可用于提供與聚合物纖維702相關(guān)的具體光學特性，同時還提供無機中央纖維704的強度。例如，聚合物纖維可以為偏振纖維。纖維可以以絲束、平行布置的纖維或離散紗線的形式被包括在聚合物基質(zhì)中。絲束中的纖維可為復合纖維、多層纖維、纖維紗線、任何其他合適類型的纖維、無機纖維或它們的組合。具體地講，絲束可由一組基本上相互平行的纖維或紗線形成。圖8示意性地示出纖維絲束800的實施例?？商峁┙徊鏄?gòu)件804以便為纖維802提供支承，從而在嵌入在基質(zhì)中之前使纖維802相對于相鄰纖維保持所需間距。交叉構(gòu)件804可使用其他纖維、粘合劑珠等形成。纖維還可以以一種或多種纖維織物的形式被包括在基質(zhì)中。圖9示意性地示出織物900。偏振纖維可以形成部分經(jīng)紗902和/或部分緯紗904。無機纖維可被包括在該織物中，并且也可以形成部分經(jīng)紗902和/或緯紗904。另外，經(jīng)紗902或緯紗904的一些纖維可以為各向同性的聚合物纖維?？椢?00采用五枚緞紋織物，但可以使用不同類型的織物，例如其他類型的緞紋織物、平紋織物等。在一些實施例中，基質(zhì)中可以包括一種以上織物。例如，偏振膜可以包括一種或多種含偏振纖維的織物，以及一種或多種僅包括無機纖維的織物。在其他實施例中，不同織物可同時包括偏振纖維和無機纖維。不應當認為本發(fā)明僅局限于上述具體實例，相反，應當理解到，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)明可進行的多種修改形式、等同處理以及可應用于本發(fā)明的多種結(jié)構(gòu)。所附權(quán)利要求書旨在涵蓋這樣的修改形式和裝置。2權(quán)利要求1.一種光學顯示系統(tǒng)，包括顯示面板；至少一個光源，其用于產(chǎn)生光以照明所述顯示面板；以及一個或多個光控膜，其設(shè)置在所述光源和所述顯示面板之間，所述一個或多個光控膜包括至少偏振膜，所述偏振膜包括嵌入在基質(zhì)中的偏振纖維，所述偏振纖維中的至少一者包括第一聚合物材料和第二聚合物材料之間的多個內(nèi)部雙折射界面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述顯示面板包括液晶顯示面板和控制器，所述控制器連接到所述顯示面板以控制由所述顯示面板顯示的圖像。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述偏振層基本上漫透射第一偏振態(tài)的光，并且基本上反射與所述第一偏振態(tài)正交的第二偏振態(tài)的光。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述偏振層基本上鏡面透射第一偏振態(tài)的光，并且基本上反射與所述第一偏振態(tài)正交的第二偏振態(tài)的光。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中含有所述多個內(nèi)部雙折射界面的所述偏振纖維中的至少一者包括多層纖維。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述多層纖維包括基本上為平面的所述第一聚合物材料的層和所述第二聚合物材料的層；或者同心的所述第一聚合物材料的層和所述第二聚合物材料的層。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中含有所述多個內(nèi)部雙折射界面的所述偏振纖維中的至少一者包括螺旋式纏繞纖維。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中含有所述多個內(nèi)部雙折射界面的所述偏振纖維中的至少一者包括復合偏振纖維，所述復合偏振纖維具有由設(shè)置在填充材料中的第一聚合物材料形成的多根散射纖維。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中含有所述多個內(nèi)部雙折射界面的所述偏振纖維中的至少一者包括分散纖維，所述分散纖維具有由設(shè)置在第二聚合物材料中的第一聚合物材料形成的分散相。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述偏振纖維包括聚合物纖維紗線。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述聚合物基質(zhì)中的無機纖維。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述聚合物基質(zhì)中的纖維織物和纖維絲束中的至少一種，所述纖維織物和所述纖維絲束中的至少一種包括所述偏振纖維。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述聚合物基質(zhì)中的短切纖維墊和短切纖維中的至少一種，所述短切纖維墊和所述短切纖維中的至少一種包括所述偏振纖維。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述偏振纖維在平行于所述偏振膜表面的方向上不均勻地間隔開。15.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述偏振膜中的所述偏振纖維的密度在靠近所述光源的所述偏振膜的區(qū)域相對較高。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括背光源，所述背光源包括所述至少一個光源。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述偏振膜包括結(jié)構(gòu)化表面。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述偏振片的所述結(jié)構(gòu)化表面為增亮表面。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述偏振纖維包括在所述基質(zhì)中沿第一方向取向的第一組偏振纖維，以及在所述基質(zhì)中沿第二方向取向的第二組偏振纖維，其中所述第二方向不同于所述第一方向。20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述偏振纖維包括具有針對第一波長而選定的反射率峰的第一組偏振纖維，以及具有針對第二波長而選定的反射率峰的第二組纖維，其中所述第二波長不同于所述第一波長。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個光源產(chǎn)生所述第一波長和所述第二波長處的光。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個光源產(chǎn)生的光在大約所述第一波長處具有第一強度峰，并且在大約所述第二波長處具有第二強度峰。23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述第一組偏振纖維和所述第二組偏振纖維反射一種偏振態(tài)的光，所述光具有的波長范圍與由所述至少一個光源產(chǎn)生的光的波長范圍重疊。24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中至少第一偏振纖維具有的纖維光學特性不同于至少第二偏振纖維的纖維光學特性，所述纖維光學特性包括漫透射的光量、后向散射的光量和后向散射的光譜。25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述偏振膜基本上反射以第一偏振態(tài)垂直入射的光，并且基本上透射以與所述第一偏振態(tài)正交的第二偏振態(tài)垂直入射的光，而且具有至少10%的霧度值。26.—種光學薄膜，包括聚合物基質(zhì)層；以及偏振纖維，其嵌入在所述基質(zhì)層中，所述偏振纖維中的至少一者包括第一聚合物材料和第二聚合物材料之間的多個內(nèi)部雙折射界面；其中所述光學薄膜基本上反射以第一偏振態(tài)垂直入射的光，并且基本上透射以與所述第一偏振態(tài)正交的第二偏振態(tài)垂直入射的光，而且具有至少10%的霧度值。27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，其中含有所述內(nèi)部雙折射界面的所述偏振纖維中的至少一者包括多層纖維。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的光學薄膜，其中所述多層纖維包括基本上為平面的所述第一聚合物材料的層和所述第二聚合物材料的層；或者同心的所述第一聚合物材料的層和所述第二聚合物材料的層。29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，其中含有所述多個內(nèi)部雙折射界面的所述偏振纖維中的至少一者包括螺旋式纏繞纖維。30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，其中含有所述多個內(nèi)部雙折射界面的所述偏振纖維中的至少一者包括復合偏振纖維，所述復合偏振纖維具有由設(shè)置在填充材料中的第一聚合物材料形成的多根散射纖維。31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，其中含有所述多個內(nèi)部雙折射界面的所述偏振纖維中的至少一者包括分散纖維，所述分散纖維具有由設(shè)置在第二聚合物材料中的第一聚合物材料形成的分散相。32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，其中所述偏振纖維包括聚合物纖維紗線。33.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，還包括設(shè)置在所述聚合物基質(zhì)層中的無機纖維。34.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，還包括設(shè)置在所述聚合物基質(zhì)層中的纖維織物和纖維絲束中的至少一種，所述纖維織物和所述纖維絲束中的至少一種包括所述偏振纖維。35.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，還包括設(shè)置在所述聚合物基質(zhì)層中的短切纖維墊和短切纖維中的至少一種，所述短切纖維墊和所述短切纖維中的至少一種包括所述偏振纖維。36.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，其中所述偏振纖維在平行于所述偏振膜表面的方向上不均勻地間隔開。37.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，其中所述基質(zhì)層具有結(jié)構(gòu)化表面。38.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，其中所述偏振纖維包括在所述基質(zhì)中沿第一方向取向的第一組偏振纖維，以及在所述基質(zhì)中沿第二方向取向的第二組偏振纖維，其中所述第二方向不同于所述第一方向。39.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，其中所述偏振纖維包括具有針對第一波長而選定的反射率峰的第一組偏振纖維，以及具有針對第二波長而選定的折射率峰的第二組纖維，其中所述第二波長不同于所述第一波長。40.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學薄膜，其中至少第一偏振纖維具有的纖維光學特性不同于至少第二偏振纖維的纖維光學特性，所述纖維光學特性包括漫透射的光量、后向散射的光量和后向散射的光譜。全文摘要本發(fā)明涉及一種顯示系統(tǒng)，所述顯示系統(tǒng)具有顯示面板以及至少一個用于產(chǎn)生光以照明所述顯示面板的光源。在所述顯示面板和所述光源之間可采用偏振膜。所述偏振纖維中的至少一者在第一聚合材料和第二聚合材料之間有多個內(nèi)部雙折射界面。在一些實施例中，所述偏振片基本上反射以第一偏振態(tài)垂直入射的光，并且基本上透射以與所述第一偏振態(tài)正交的第二偏振態(tài)垂直入射的光，而且具有至少10％的霧度值。文檔編號G02B5/30GK101506698SQ200780031457公開日2009年8月12日申請日期2007年8月29日優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日發(fā)明者丹尼爾·J·齊利希,克里斯廷·L·通霍斯特,臺會文,威廉·J·科佩基,尚德恩·D·哈特,帕特里克·R·弗萊明,格雷戈里·L·布呂姆,瓊·M·弗蘭克爾,羅伯特·L·布勞特申請人:3M創(chuàng)新有限公司