CN105492940A - 多层反射偏振片 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了多层反射偏振片。更具体地，描述了在更长波长处比在更短波长处具有更高阻光透射率的多层反射偏振片，同时所述多层反射偏振片具有较高的透光透射率。所述多层反射偏振片可以与吸收型偏振器相结合，或者在显示装置中使用。

Description

多层反射偏振片
背景技术
反射偏振片基本上反射一个偏振的光，同时基本上透射正交偏振状态的光。多层光学膜通过共挤出几十至几百个熔融聚合物层，并且基本上对所得膜进行取向或拉伸而形成。
发明内容
在一个方面，本公开涉及一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片。特别地，本公开涉及反射偏振片，其中600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是420和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.5倍或更大，对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。在一些实施例中，反射偏振片的600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是420和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.8倍或更大。
在另一方面，本公开涉及一种反射偏振片，其中600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是400和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.25倍或更大。对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。在一些实施例中，600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是400和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.5倍或更大。在一些实施例中，反射偏振片对于在400和600nm之间的范围，法向入射的具有的阻光的平均透射率为约5％或更小。在一些实施例中，反射偏振片对于在420和600nm之间的范围，法向入射的具有的阻光的平均透射率为约5％或更小。
在另一方面，本公开涉及一种反射偏振片，其中对于在600和750nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更大，对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。在一些实施例中，对于在400和600nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更小。在一些实施例中，对于在600和680nm之间的范围，法向入射的光的平均透射率为4％或更大。在一些实施例中，对于在680和730nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约8％或更大。
在另一方面，本公开涉及一种反射偏振片，其中，对于在400和600nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更小，对于在600和680nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约4％或更大，对于在680和730nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约8％或更大，以及对于在730和780nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约10％或更大。对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
在另一方面，本公开涉及一种反射偏振片，其中对于在420和750nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约4.5％或更大，但是不大于12％。对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
在另一方面，本公开涉及一种反射偏振片，其中对于在730和780nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约10％或更大，但是不大于30％，对于在400和680nm之间的范围在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。在一些实施例中，对于在600和680nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为4％或更大，但是不大于15％。在一些实施例中，对于在680和730nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约8％或更大，但是不大于25％。
在另一方面，本公开涉及反射偏振片，其中600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是420和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.5倍或更大，对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为大于或等于在法向入射时测得的透光的透射率。
在一些实施例中，反射偏振片比26μm薄。在一些实施例中，光学叠堆包括反射偏振片。在一些实施例中，光学叠堆还包括吸收型偏振器。
附图说明
图1为示出比较例C1的层分布的图。
图2为示出比较例C1的透光和阻光状态光谱的图。
图3为示出比较例C2的层分布的图。
图4为示出比较例C2的透光和阻光状态光谱的图。
图5为示出比较例C3的层分布的图。
图6为示出比较例C3的透光和阻光状态光谱的图。
图7为示出比较例C4的层分布的图。
图8为示出比较例C4的透光和阻光状态光谱的图。
图9为示出比较例C5的层分布的图。
图10为示出比较例C5的透光和阻光状态光谱的图。
图11为示出实例1的层分布的图。
图12为示出实例1的透光和阻光状态光谱的图。
图13为示出实例2的透光和阻光状态光谱的图。
图14为示出实例3的层分布的图。
图15为示出实例3的透光和阻光状态光谱的图。
图16为示出实例4的层分布的图。
图17为示出实例4的透光和阻光状态光谱的图。
具体实施方式
多层光学膜(即至少部分地采用不同折射率的微层构造以提供期望的透射和/或反射特性的膜)已为人知。众所周知，这类多层光学膜通过在真空室中将无机材料有序地在基底上沉积成光学薄层(“微层”)而制成。无机多层光学膜在例如H.A.Macleod所著的Thin-FilmOpticalFilters(薄膜光学滤光器)第二版，麦克米伦出版公司(1986)以及A.Thelan所著的DesignofOpticalInterferenceFilters(光学干涉滤光器的设计)，麦格劳-希尔出版公司(1989)中的教科书中有所描述。
也已通过共挤出交替的聚合物层展示了多层光学膜。参见例如美国专利No.3,610,729(Rogers)、4,446,305(Rogers等人)、4,540,623(Im等人)、5,448,404(Schrenk等人)以及5,882,774(Jonza等人)。在这些聚合物多层光学膜中，主要使用或者仅仅使用聚合物材料来构成各层。此类膜可以采用大量生产的方法进行制造，并且可制成大型薄板和卷材。
多层光学膜包括具有不同折射率特性的各个微层，从而在相邻微层间的界面上反射一些光。微层很薄，足以使在多个界面处反射的光经受相长干涉或相消干涉作用，从而赋予多层光学膜以期望的反射或透射特性。对于设计成在紫外线波长、可见波长或近红外波长处反射光的多层光学膜，每个微层的光学厚度(物理厚度乘以折射率)通常小于约1μm。可以包括更厚的层，例如多层光学膜外部表面的表层，或设置在多层光学膜内用以将微层相干分组(本文称之为“分组”)分开的保护边界层。
对于偏振应用(如反射型偏振器)，至少一些光学层利用双折射聚合物形成，其中聚合物的折射率沿聚合物的正交笛卡尔轴具有不同值。一般来讲，双折射聚合物微层的正交笛卡尔轴由层平面的法线(z轴)定义，并且x轴和y轴位于层平面之内。双折射聚合物也可用于非偏振应用。
在一些情况下，微层的厚度和折射率值相当于1/4波长叠加，即微层被布置成光学重复单元或单位单元的形式，每个光学重复单元或单位单元均具有光学厚度(f-比率＝50％)相同的两个邻近微层，这类光学重复单元可通过相长干涉有效地反射光，被反射光的波长λ是光学重复单元总光学厚度的两倍。还知道其他层结构，诸如具有2微层光学重复单元的多层光学膜(其f-比率不同于50％)，或光学重复单元包括两个以上微层的膜。可对这些光学重复单元设计进行配置以减少或增加某些高阶反射。参见例如美国专利No.5,360,659(Arends等人)和5,103,337(Schrenk等人)。可以利用沿膜厚度轴(如z轴)的厚度梯度来提供加宽的反射谱带，例如在人的整个可视区域内延伸并进入近红外区的反射谱带，从而当谱带在倾斜的入射角处转移到较短波长时，微层叠堆继续在整个可见光谱内反射。通过调整厚度梯度来锐化谱带边缘(即高反射与高透射之间的波长转变处)在美国专利6,157,490(Wheatley等人)中有所讨论。
多层光学膜及其相关设计和构造在美国专利5,882,774(Jonza等人)和6,531,230(Weber等人)、PCT公开WO95/17303(Ouderkirk等人)和WO99/39224(Ouderkirk等人)，以及名称为“GiantBirefringentOpticsinMultilayerPolymerMirrors”,Science,Vol.287,March2000(Weberetal.)(“多层聚合物反射镜中的大型双折射光学装置”，Weber等人，2000年3月《科学》，第287卷)的公布中有进一步详细讨论。多层光学膜和相关制品可包括附加层和涂层，这些层是根据其光学、机械和/或化学特性进行选择的。例如，UV吸收层可添加在膜的入射侧，以保护元件不发生UV光引起的劣化。利用可UV固化的丙烯酸酯粘合剂或其他合适材料可以将多层光学膜附接到机械加固层。这些加固层可包含诸如PET或聚碳酸酯之类的聚合物，并且也可包括(例如)利用小珠或棱镜提供诸如光漫射或准直之类的光学功能的结构化表面。附加的层和涂层也可包括抗刮涂层、抗撕层和硬化剂。参见(例如)美国专利6,368,699(Gilbert等人)。用于制备多层光学膜的方法和装置在美国专利6,783,349(Neavin等人)中有所讨论。
多层光学膜的反射和透射性质取决于各个微层的折射率与微层的厚度和厚度分布。每个微层(至少在膜的局部位置)可以通过面内折射率nx、ny和与膜的厚度轴相关的折射率nz加以表征。这些折射率分别表示该被测材料对于沿相互垂直的x轴、y轴和z轴偏振的光的折射率。为便于在本专利申请中说明，除非另外指明，否则假设x轴、y轴和z轴为适用于多层光学膜上所关注的任何点的局部笛卡尔坐标，其中微层平行于x-y平面延伸，并且其中x轴在膜平面内取向，以使Δnx的量值最大化。因此，Δny的量值可以等于或小于(但不大于)Δnx的量值。此外，在计算差值Δnx、Δny、Δnz时对起始材料层的选择由Δnx为非负值这样的要求来确定。换句话讲，形成界面的两层之间的折射率差值为Δnj＝n1j–n2j，其中j＝x、y或z，并且其中选择层标号1,2，以使得n1x≥n2x，即Δnx≥0。
在实施过程中，通过审慎的材料选择和加工条件来控制折射率。多层膜的制作方法是：将大量(如数十或数百)层交替层叠的两种聚合物A和B共挤出，通常接着将该多层挤出物通过一个或多个倍增用模具，然后对挤出物进行拉伸或者说是对挤出物进行取向，以形成最终的膜。所得膜通常由数百个单独的微层组成，调整微层的厚度和折射率，从而在所期望的光谱区域(如可见光区或近红外光区)形成一个或多个反射谱带。为了通过适当数量的层来获得高的反射率，通常，相邻微层针对沿x轴偏振的光的折射率差值(Δnx)为至少0.05。在一些实施例中，选择材料使其在取向后沿x轴偏振的光具有尽可能高的折射率差值。如果希望对两个正交偏振的光具有高的反射率，那么相邻微层对于沿y轴偏振的光也可具有至少0.05的折射率差值(Δny)。
‘774(Jonza等人)专利描述了对沿z轴偏振的光而言如何通过调整相邻微层之间的折射率差值(Δnz)来实现对斜入射光的p偏振分量的期望反射特性。为了维持对以倾斜角度入射的p偏振光的高反射率，各微层之间的z轴折射率失配Δnz可以被控制为显著小于最大面内折射率差值Δnx，使得Δnz≤0.5*Δnx或Δnz≤0.25*Δnx。量级为零或几乎为零的z轴折射率失配产生了微层之间的这样的界面：根据入射角，该界面对p偏振光的反射率为常数或几乎为常数。此外，z轴折射率失配Δnz可以被控制为具有和面内折射率差值Δnx相反的极性，即，Δnz<0。此条件会产生其反射率对于p偏振光随入射角增加而增大的界面，对于s偏振光的情形也一样。
‘774(Jonza等人)专利也讨论了与被构造为偏振器的多层光学膜(称为多层反射型偏振器)相关的某些设计问题。在许多应用中，理想的反射型偏振器沿一个轴(“消光”或“阻光”轴)具有高反射率，沿另一个轴(“透射”或“透光”轴)具有零反射率。对于本专利申请的目的而言，偏振态基本上与透光轴或透射轴对齐的光称之为透光，并且偏振态基本上与阻光轴或消光轴对齐的光称之为阻光。除非另外指明，否则60°入射角处的透光在p偏振透光中测得。如果沿透射轴存在一定的反射率，则偏振器在非法向入射的效率可能会降低；如果对于多个波长来说反射率不同，则透射光会产生颜色。此外，在一些多层系统中，可能无法准确匹配两个y轴折射率和两个z轴折射率，并且当z轴折射率失配时，对面内折射率n1y和n2y而言，可能期望产生轻微的失配。具体地，通过安排y轴折射率失配，使其具有与z轴折射率失配相同的符号，可以在微层界面处产生Brewster效应，以最小化沿多层反射偏振器的透射轴的偏轴反射率，进而最小化偏轴颜色。
‘774(Jonza等人)中讨论的另一个设计涉及在多层反射偏振器的空气接口处的表面反射率。除非偏振器两侧均层合到现有玻璃元件或具有透明光学粘合剂的另一个现有膜，否则这种表面反射会减少光学系统中所需偏振态的光的透射。因此，在一些情况下，可能有用的是在反射偏振器上增加防反射(AR)涂层。
诸如液晶显示器之类的视觉显示系统中常使用反射型偏振器。目前可见于诸如手机、计算机(包括平板、笔记本和小型笔记本)和一些平板电视之类的多种电子装置中的这些系统使用由伸展区域背光源从背后提供照明的液晶(LC)面板。将反射型偏振器设置在背光源上方或者说是复合在背光源内，以将背光源发出的可被LC面板使用的一种偏振态的光透射至LC面板。不可被LC面板使用的垂直偏振态的光被反射回背光源，并在背光源内最终反射回LC面板，并且至少部分地转化为可用的偏振态，从而“循环”通常会损失的光，并提高显示器的所得亮度和总效率。
在显示系统的环境下反射偏振片的一个性能度量称之为“增益”。反射型偏振器或其他光学膜的增益可以用来衡量与没有光学膜的显示器相比具有光学膜的显示器呈现给观察者的亮度要亮多少。更具体地，光学膜的增益是具有光学膜的显示系统(或其一部分，如背光源)的亮度与不具有光学膜的显示系统的亮度的比率。由于亮度通常取决于观察取向，因此增益也取决于观察取向。如果认为增益与取向无关，则通常假设为同轴性能。高增益通常与下列反射型偏振器相关：对于法向入射光和斜入射光而言，该偏振器的阻光轴具有非常高的反射率，而透光轴具有非常高的透射率(非常低的反射率)。这是因为非常高的阻光轴反射率最大化了非可用偏振的光线反射回背光源使其能够转化成可用的偏振的概率；非常低的透光轴反射率以最小的损失最大化了可用偏振的光线穿出背光源进入LC面板的概率。
反射型偏振器在全RGB彩色显示系统的环境下的另一个性能度量是由于反射或透射过程中光谱的不均匀性而使元件在同轴和偏轴方向引入系统的色彩量。
对比率，即偏振轴与反射偏振片的透光轴对齐的光的透射率与偏振轴和反射偏振片的阻光轴对齐的光的透射率的比，是量化反射偏振片性能的另一个重要指标。反射偏振片的对比率可以单独测量，或者反射偏振片与背光源相结合，例如结合液晶显示器面板和吸收型偏振器测量。因此，通常可通过更高的总体透光透射率或更低的总体阻光透射率来提高对比率。
在一些应用中，希望制造更薄的反射偏振片。需注意，本文所用的“更薄”也可以是指添加额外的光学活性(例如，改善光学性能)或失活层(例如，改善物理特性)的能力，而保留相同或类似的厚度。由于反射偏振片中微层的光学功能与每个微层的特定光学厚度相关，通常不能仅通过使每个微层更薄来实现相同的光学特性。减少厚度的另一个选项是通过审慎的层分布控制，即，在一些情况下，选择性地去除某些微层，导致总体的反射偏振片更薄。先前，据信该方法导致了需要在总体偏振片厚度和光学性能之间权衡取舍，例如，因为反射偏振片的厚度降低不会有效地反射目标波长范围内整个谱带之间的光，因此会降低对比率。换句话讲，随着一些最厚的光学层(对应于最长的反射波长)被去除，阻光(偏振轴与反射偏振片的阻光轴对齐的光)的透射率增大，当例如与吸收型偏振器相结合时，透射阻光中的此类透射率增大似乎会降低对比率。然而，令人惊讶的是，对于某些多层反射偏振片层分布，除了增加某些波长的阻光态透射率之外，当与吸收型偏振器相结合时，总体对比率与对于那些相同波长具有更少阻光态透射率的更厚多层反射偏振片相似或者比其更好。本文所述的反射偏振片可以比50μm薄、比30μm薄、比20μm薄或者比17μm薄。
透光和阻光透射光谱可以是表征本公开的反射偏振片的有用方式。在一些实施例中，例如，透光透射率在400-600nm或420-600nm范围内可以不小于90％。透光透射率可以在60°入射角处进行测量。在一些实施例中，在400-680nm的范围内，在60°入射角处的透光透射率可以等于或大于法向入射的透光透射率。阻光光谱可以具有“倾斜”类型的光谱，并且可以通过比较在不同波长范围内法向入射时测得的阻光的平均透射率进行表征。例如，600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率可以比420和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率大约1.5倍或1.8倍。在一些实施例中，600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率可以比400和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率大约1.25倍或1.5倍。在一些实施例中，对于某些波长范围，法向入射对阻光的平均透射率设置一个或多个界限可为有益的，例如，在420nm和750nm之间为约4.5％或更大，但是不高于12％。在其他实施例中，法向入的阻光的平均透射率在730nm和780nm之间可以为10％或者更大，但是不大于30％。
本公开的反射偏振片可以适用于包括在各种显示装置中，在一些情况下与一个或多个吸收型偏振器、反射器、转向膜、棱镜膜、基底、光导、液晶显示器或漫射体相结合。本公开另外设想光学叠堆和包括所述反射偏振片的背光源。
实例
比较例C1
如下制备了双折射反射型偏振器。共挤出三个多层光学膜分组，如美国专利No.6,088,159(Weber等人)的实例中所述。通常描述于美国专利No.6,352,761(Hebrink等人)中的聚合物用于光学层。第一聚合物(第一光学层)是具有121-123℃的Tg的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)均聚物(100mol％的萘二甲酸酯和100mol％的乙二醇)。第二聚合物(第二光学层)是第一聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物(coPEN)，其具有55mol％的萘和45mol％的对苯二甲酸用作羧酸酯以及95.8mol％的乙二醇、4mol％的己二醇和0.2mol％的三羟甲基丙烷作为乙二醇。第二聚合物具有94℃的Tg。用于表层的聚合物是第二coPEN，其具有75mol％的聚萘二甲酸丁二醇酯和25mol％的对苯二酸酯作为羧酸酯，95.8mol％的乙烯乙二醇、4mol％的己二醇和0.2mol％的三甲醇丙烷作为乙二醇。第二聚合物具有101℃的Tg。
反射偏振片使用名称为“FeedblockforManufacturingMultilayerPolymericFilms”(用于制备多层聚合物膜的送料区块)的美国专利申请No.2011/0272849中所述的送料区块方法来制备。将PEN和第一coPEN聚合物从单独的挤出机中送入多层共挤出进料器，它们在其中被聚合成有275个交替层叠的光学层的组，加上每边各一个较厚的coPEN材料保护性边界层，总共277层。多层熔融物从进料器被传输通过一个三倍层倍增器，从而生成具有829层的构造。第二coPEN表层被添加到构造中，从而生成具有831层的最终构造。然后，以用于聚酯薄膜的传统方式将多层熔融物通过薄膜模头浇注到激冷辊上，在该激冷辊上使其进行骤冷。然后，将浇铸料片在市售标度线性拉幅机中于与美国专利申请公开No.2007/0047080(Stover等人)的实例2A中所述的那些相似的温度和拉动型材下拉伸。在多层膜的制备过程中，定向每一个分组的层分布，以便使光学性能和制造效率达到最佳平衡。图1中示出了这种层分布，包括第一分组110、第二分组120和第三分组130。图2中示出了所得的透光和阻光态透射光谱，包括在法向入射的阻光如曲线210，在60°处的透光如曲线220，以及在法向入射的透光如曲线230。膜具有如通过电容规测得的厚度，大约92μm。
比较例C2
如下制备了双折射反射型偏振器。单个多层光学分组如名称为“LowLayerCountReflectivePolarizerwithOptimizedGain”(具有最佳增益的低层数反射偏振片)的美国专利申请公布No.2011/0102891中所述进行共挤出。通常描述于美国专利No.6,352,761(Hebrink等人)中的聚合物用于光学层。第一聚合物(第一光学层)是具有121-123℃的Tg的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)均聚物(100mol％的萘二甲酸酯和100mol％的乙二醇)。第二聚合物(第二光学层)是第一聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物(coPEN)的共混物，其具有90mol％的萘和10mol％的共聚酯，包括聚对苯二甲酸乙二酯(PETG)，比率为大约45mol％的90/10PEN与55mol％的PETG。第二聚合物具有大约97-100℃的Tg。表层所用的聚合物与第二聚合物层所用的聚合物相同。
反射偏振片使用名称为“FeedblockforManufacturingMultilayerPolymericFilms”(用于制备多层聚合物膜的送料区块)的美国专利申请No.2011/0272849中所述的送料区块方法来制备。将材料从单独的挤出机中送入多层共挤出进料器，它们在其中被聚合成有305个交替层叠的光学层的组，加上每边各一个较厚的从第二光学层材料形成的保护性边界层，总共307层。从第二光学层材料形成的表层被添加到构造中，从而生成具有307层的最终构造。然后，以用于聚酯膜的传统方式将多层熔融物通过薄膜模头浇注到激冷辊上，在该激冷辊上使其进行骤冷。然后，将浇铸料片在市售标度线型拉幅机中于与美国专利申请公开No.2007/0047080(Stover等人)的实例2A中所述的那些相似的温度和拉动型材下拉伸。在多层膜的制备过程中，定向每一个分组的层分布，以便使光学性能和制造效率达到最佳平衡。图3示出了该层分布。图4中示出了所得的透光和阻光态透射光谱，包括法向入射的阻光如曲线410以及在60°处的透光如曲线420。膜具有如通过电容规测得的大约35μm的所得厚度。
比较例C3
双折射反射型偏振器采用与如下比较例2相似的方式制备。将单个多层光学分组共挤出。该分组包括90/10coPEN的275个交替层、由90％聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和10％聚对苯二甲酸乙二酯(PET)组成的聚合物，以及低折射率各向同性的层，该层采用聚碳酸酯和共聚酯(PC:coPET)的共混物制得。低折射率层具有约1.57的折射率，并且基本上保留各向同性的单轴取向。PC:coPET摩尔比为大约42.5mol％聚碳酸酯和57.5mol％coPET，并且该材料具有105℃的Tg。选择这种各向同性材料使得在拉伸之后，该材料沿两个非拉伸方向的折射率基本上保持与非拉伸方向中双折射材料相匹配，而在拉伸方向中，双折射和非双折射层之间的折射率基本失配。
将90/10PEN和PC:coPET聚合物从单独的挤出机中送入多层共挤出进料器，它们在其中被聚合成有275个交替层叠的光学层的组，加上每边各一个较厚的PC:coPET聚合物保护性边界层，总共277层。在送料之后，添加表层，其中用于表层的聚合物是第二PC:coPET，其具有50mol％PC和50mol％coPET的摩尔比，并且具有110℃的Tg。然后，将多层熔融物通过薄膜模头浇注到激冷辊上，在该激冷辊上使其进行骤冷。然后，如在美国专利公开No.7,104,776(Merrill等人)中所述将浇铸料片沿抛物线拉幅机拉伸，其温度和拉伸比(约6.0)类似于美国专利申请公开No.2007/0047080(Stover等人)的实例2A中所述的温度和拉伸比。
在多层膜的制备过程中，定向单个分组的线性层分布，以便使光学性能和制造效率达到最佳平衡。图5示出了该层分布。目标倾斜度为约0.24nm/层。图6中示出了所得的透光和阻光态透射光谱，包括法向入射的阻光如曲线610，在60°处的透光如曲线620，以及法向入射的透光如曲线630。膜具有如通过电容规测得的大约26.5μm的所得厚度。
比较例C4
双折射反射型偏振器采用与如下比较例C3相似的方式制备。将单个多层光学分组共挤出。该分组包括90/10coPEN的183个交替层、由90％聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和10％聚对苯二甲酸乙二酯(PET)组成的聚合物，以及低折射率各向同性的层。低折射率层由聚碳酸酯和共聚酯(PC:coPET)的共混物制得，使得折射率为约1.57，并且该材料基本上保留各向同性的单轴取向。PC:coPET摩尔比为大约42.5mol％聚碳酸酯和57.5mol％coPET，材料具有105℃的Tg。选择这种各向同性材料使得在拉伸之后，该材料沿两个非拉伸方向的折射率基本上保持与非拉伸方向中双折射材料相匹配，而在拉伸方向中，双折射和非双折射层之间的折射率基本失配。抛物线拉幅机中使用的拉伸比为约6.5。
将90/10PEN和PC:coPET聚合物从单独的挤出机中送入多层共挤出进料器，它们在其中被聚合成有183个交替层叠的光学层的组，加上每边各一个较厚的PC:coPET材料保护性边界层，总共185层。在多层膜的制备过程中，定向单个分组的线性层分布，以便使光学性能和制造效率达到最佳平衡。图7示出了该层分布。目标倾斜度为约0.34nm/层。下图8中示出了所得的透光和阻光态透射光谱，包括法向入射的阻光如曲线810，在60°处的透光如曲线820，以及法向入射的透光如曲线830。膜具有如通过电容规测得的大约16.5μm的所得物理厚度。
比较例C5
双折射反射型偏振器如在比较例C4中进行制备，不同的是层厚度分布选择如图9所示。该分布大约与约0.40nm/层的目标倾斜度呈线性。图10中示出了所得的透光和阻光态透射光谱，包括法向入射的阻光如曲线1010，在60°处的透光如曲线1020，以及法向入射的透光如曲线1030。膜具有如通过电容规测得的大约16.3μm的所得物理厚度。厚度减少是由于阻光态光谱的加宽，因此需要在更窄的波长处放置更多在平均值处的层。
实例1
包括183个交替光学层的反射偏振片以与比较例C4中所述的相似的方式制备，不同的是修改了层分布，如图11所示。如图12所示，其包括法向入射的阻光如曲线1210，在60°处的透光如曲线1220以及法向入射的透光如曲线1230，这产生了倾斜的阻光态光谱和透光态光谱，该光谱对于0度和60度入射角基本上保持平坦。对于层1至150，目标倾斜度为约0.33nm/层，并且对于层151至183，目标倾斜度为约0.80nm/层。需注意，对于层1至150，目标倾斜度大约与比较例C4的目标倾斜度相同，而对于层151至183，倾斜度比该量值大两倍。膜具有如通过电容规测得的大约16.3μm的所得厚度。
实例2
具有183个光学层的反射偏振片以与实例1中所述的相似方式制备，不同的是拉伸比更低，在约6.5至约6.0-6.2的范围内，以便形成更低的阻光态透射率，同时保持相似的倾斜阻光态光谱。图13中示出了透光和阻光态光谱，包括法向入射的阻光如曲线1310，在60°处的透光如曲线1320，以及法向入射的透光如曲线1330。膜具有如通过电容规测得的大约16.3μm的所得物理厚度。
实例3
具有183个光学层的反射偏振片以与实例1中所述的相似的方式制备，不同的是修改了层分布，如图14所示。图15中示出了光谱，包括法向入射的阻光如曲线1510和在60°处的透光如曲线1520，其中可以看到对于60度光谱，透光状态基本上保持平坦，而法向入射的阻光态光谱是倾斜的。对于层1至150，目标倾斜度为约0.33nm/层，而对于层151至-183，目标倾斜度为约0.90nm/层。膜具有如通过电容规测得的大约16.3μm的所得厚度。
实例4
具有183个光学层的反射偏振片以与实例1中所述的相似的方式制备，不同的是修改了层分布，如图16所示。图17示出光谱，其包括法向入射的阻光如曲线1710，在60°处的透光如曲线1720以及法向入射的透光如曲线1730，其中可以看到，对于0度和60度，透光态光谱基本上保持平坦，而阻光态光谱是倾斜的。对于层1至150，目标倾斜度为约0.30nm/层，而对于层151至183，目标倾斜度为约0.90nm/层。膜具有如通过电容规测得的大约16.3μm的所得厚度。
表1示出了在0度处对于阻光态的各个实例中的平均幅材横向透射百分比值。表2示出了在0度处的平均透光态透射率值以及在两个所选波长范围之间的透射率值中的差值。表3示出了在60度处的平均透光态透射率值以及在两个所选波长范围之间的透射率值中的差值。比较例C1和具有“倾斜”类型光谱的比较例C2在透光透射率作为角度函数方面比比较例C3至C5和实例1-4具有更显著的改变。
数据显示通过调整层分布来定向倾斜的光谱，可以实现具有改善的阻光态透射率，同时保持较高且“平坦的”透光态透射率。当与吸收型偏振器相结合时，这可以使吸收型偏振器降低对比率，同时改善了亮度。另选地，可增大对比率，同时保持显示装置中的系统亮度，如表2和表3中的数据所示。
表1
表2
表3
获得可商购获得的具有LCD面板的平板电脑。平板中LCD面板后面的膜包括具有反射偏振片的吸收型偏振器，该反射偏振片附接有粘合剂。平板中反射偏振片与比较例3的反射偏振片非常相似。取下附接到吸收型偏振器的反射偏振片，将各种比较例膜和实例膜与光学透明的粘合剂连接。然后，使用相同的背光组件重新装配显示器，该背光组件被接收在装置中。使用EZcontrastXL88W锥光镜(型号XL88W-R-111124，购自法国圣克莱尔埃鲁维尔的Eldim-Optics公司(Eldim-Optics,Herouville,Saint-ClairFrance))按照极性角度的函数测量显示器的亮度。表4中报告了亮度数据，表5中示出了显示对比度数据。对于两个表以及相应的数据，计算相对于与比较例3等同的“可直接使用的”显示器的％差值。
表4
表5
以下是根据本公开的示例性实施例：
项目1.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是420和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.5倍或更大；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
项目2.根据项目1所述的反射偏振片，其中600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是420和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.8倍或更大。
项目3.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是400和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.25倍或更大；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
项目4.根据项目3所述的反射偏振片，其中600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是400和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.5倍或更大。
项目5.根据项目1-4中任一项所述的反射偏振片，其中对于在400和600nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更小。
项目6.根据项目1-4中任一项所述的反射偏振片，其中对于在420和600nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更小。
项目7.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中对于在600和750nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更大；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
项目8.根据项目7所述的反射偏振片，其中对于在400和600nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更小。
项目9.根据项目7或项目8所述的反射偏振片，其中对于在600和680nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为4％或更大。
项目10.根据项目7-9中任一项所述的反射偏振片，其中对于在680和730nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约8％或更大。
项目11.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中对于在400和600nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更小；
对于在600和680nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为4％或更大；
对于在680和730nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约8％或更大；
对于在730和780nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约10％或更大；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
项目12.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中在420和750nm之间，法向入射的阻光的平均透射率为约4.5％或更大，但是不大于12％；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
项目13.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中对于在730和780nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约10％或更大，但是不大于30％；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
项目14.根据项目13所述的反射偏振片，其中对于在600和680nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为4％或更大，但是不大于15％。
项目15.根据项目13或项目14中任一项所述的反射偏振片，其中对于在680和730nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约8％或更大，但是不大于25％。
项目16.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是420和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.5倍或更大；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率大于或等于在法向入射测得的透光的透射率。
项目17.根据前述项目中任一项所述的反射偏振片，其中反射偏振片比26μm薄。
项目18.一种光学叠堆，所述光学叠堆包括根据前述项目中任一项所述的反射偏振片。
项目19.根据项目18所述的光学叠堆，还包括吸收型偏振器。
项目20.根据项目18或项目19中任一项所述的光学叠堆，还包括LCD面板。
项目21.一种背光源，所述背光源包括根据项目18-20中任一项所述的光学叠堆。
本专利申请中引用的所有美国专利和专利申请均以引用方式全文并入本文。不应当将本发明视为限于上述的特定实例和实施例，因为详细描述此类实施例是为了有助于说明本发明的各个方面。相反，本发明应被理解为涵盖本发明的所有方面，包括落在所附权利要求书及其等同物所定义的本发明的范围内的各种修改、等同工艺和替代装置。

Claims (21)

1.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中
600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是420和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.5倍或更大；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
2.根据权利要求1所述的反射偏振片，其中600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是420和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.8倍或更大。
3.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中
600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是400和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.25倍或更大；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
4.根据权利要求3所述的反射偏振片，其中600和750nm之间的法向入射的的阻光的平均透射率是400和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.5倍或更大。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的反射偏振片，其中对于在400和600nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更小。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的反射偏振片，其中对于在420和600nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更小。
7.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中
对于在600和750nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更大；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
8.根据权利要求7所述的反射偏振片，其中对于在400和600nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更小。
9.根据权利要求7或8所述的反射偏振片，其中对于在600和680nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为4％或更大。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的反射偏振片，其中对于在680和730nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约8％或更大。
11.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中
对于在400和600nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约5％或更小；
对于在600和680nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为4％或更大；
对于在680和730nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约8％或更大；
对于在730和780nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约10％或更大；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
12.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中
420和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率为约4.5％或更大，但是不大于12％；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
13.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中
对于在730和780nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约10％或更大，但是不大于30％；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率为不小于90％。
14.根据权利要求13所述的反射偏振片，其中对于在600和680nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为4％或更大，但是不大于15％。
15.根据权利要求13或14中任一项所述的反射偏振片，其中对于在680和730nm之间的范围，法向入射的阻光的平均透射率为约8％或更大，但是不大于25％。
16.一种基本上透射透光和基本上反射阻光的反射偏振片，其中
600和750nm之间的法向入射的阻光的平均透射率是420和600nm之间的法向入射的阻光的平均透射率的约1.5倍或更大；以及
对于在400和680nm之间的范围，在60°入射角处测得的透光的透射率大于或等于在法向入射时测得的透光的透射率。
17.根据前述权利要求中任一项所述的反射偏振片，其中所述反射偏振片比26μm薄。
18.一种光学叠堆，所述光学叠堆包括根据前述权利要求中任一项所述的反射偏振片。
19.根据权利要求18所述的光学叠堆，还包括吸收型偏振器。
20.根据权利要求18或19中任一项所述的光学叠堆，还包括LCD面板。
21.一种背光源，所述背光源包括根据权利要求18-20中任一项所述的光学叠堆。
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