CN105593716B - 聚合物多层光学膜 - Google Patents
聚合物多层光学膜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105593716B CN105593716B CN201480053738.2A CN201480053738A CN105593716B CN 105593716 B CN105593716 B CN 105593716B CN 201480053738 A CN201480053738 A CN 201480053738A CN 105593716 B CN105593716 B CN 105593716B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical
- light
- packet
- film
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
- G02B5/287—Interference filters comprising deposited thin solid films comprising at least one layer of organic material
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
- G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
- G02B5/3041—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
- G02B5/305—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks including organic materials, e.g. polymeric layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0816—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
- G02B5/0825—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only
- G02B5/0841—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only comprising organic materials, e.g. polymers
Abstract
本发明描述了聚合物各种多层光学膜。更具体地,描述了具有第一光分组和第二光分组的聚合物多层光学膜。第二光分组设置在第一光分组上。另外描述了光分组的层构造如何影响整体膜的半球反射率。聚合物多层光学膜反射大于95%的垂直入射的400nm至700nm的光。
Description
背景技术
聚合物多层光学膜是通过将数十至数百的熔融聚合物层共挤出并且随后对所得膜进行取向或拉伸而形成。这些微层具有不同的折射率特性和足够的薄度,使得光在相邻微层之间的界面处被反射。
发明内容
在一个方面,本公开涉及聚合物多层光学膜。更具体地,本公开涉及具有第一光分组和设置在第一光分组上的第二光分组的聚合物多层光学膜。第一光分组包括反射蓝光的一组光学层。第一光分组被构造成使得反射蓝光的一组光学层与所述第二光分组的距离小于与聚合物多层光学膜的外光学层的距离。聚合物多层光学膜反射大于约95%的垂直入射的400nm至700nm的光。在一些实施例中,反射蓝光的该层组包括第一光分组的最薄层。
在另一方面,本公开涉及一种聚合物多层光学膜,其具有:第一光分组,其具有负斜率的基本上线性的层剖面,其中靠近第一光分组的外侧的层组反射红光,和第二光分组,其设置在第一光分组上。聚合物多层光学膜反射大于约95%的垂直入射的400nm至700nm的光。在一些实施例中,反射红光的该层组包括第一光分组的最厚光学层。在一些实施例中,反射红光的该层组相邻第一光分组件的外层。
在又一方面,本公开涉及一种聚合物多层光学膜,其具有:第一光分组和设置在第一光分组上的第二分组,所述第一光分组具有基本上反射红光的第一层组和基本上反射蓝光的第二层组,所述第一层组靠近第一光分组的第一侧,所述第二层组靠近第一光分组的第二侧。第一光分组被构造成使得第二层组设置在第一层组和第二光分组之间。聚合物多层光学膜反射大于约95%的垂直入射的400nm至700nm的光。在一些实施例中,第一光分组的第一层组相邻于第一光分组的第一侧。在一些实施例中,第一光分组的第二层组相邻于第一光分组的第二侧。
在另一方面,本公开涉及具有第一光分组和设置在第一光分组上的第二光分组的聚合物多层光学膜。聚合物多层光学膜的最薄光学层基本上在聚合物多层光学膜中间,并且聚合物多层光学膜反射大于约95%的垂直入射的400nm至700nm的光。在一些实施例中,聚合物多层光学膜薄于100μm、85μm、或者65μm。在一些实施例中,聚合物多层光学膜包括设置在第二光分组上的第三光分组,并且在一些实施例中,聚合物多层光学膜薄于165μm。在一些实施例中,聚合物多层光学膜包括抗润湿层。在一些实施例中,聚合物多层光学膜反射大于99%的垂直入射的400nm至700nm的光。
附图说明
图1是多层光学膜的示意透视图。
图2是示出对于多层聚合物反射膜的计算和测量的半球反射率的图。
图3是示出比较例C1多层膜的层剖面的图。
图4是示出比较例C1多层膜的半球反射率光谱的图。
图5是示出实例1多层膜的层剖面的图。
图6是示出实例1多层膜的半球反射率光谱的图。
图7是示出实例2多层膜的层剖面的图。
图8是示出实例2多层膜的半球反射率光谱的图。
图9是示出比较例C2多层膜的层剖面的图。
图10是示出比较例C1多层膜的半球反射率光谱的图。
具体实施方式
多层光学膜(即至少部分地通过不同折射率的微层布置以提供期望的透射和/或反射特性的膜)已为人熟知。众所周知,通过在真空中将一系列无机材料沉积在基底上的光学薄层(“微层”)中而制备这种多层光学膜。无机多层光学膜描述在教科书中,例如H.A.Macleod,薄膜滤光器(Thin-Film Optical Filters),第二版,Macmillan PublishingCo.(1986)和A.Thelan,光学干涉滤波器的设计(Design of Optical InterferenceFilters),McGraw-Hill,Inc.(1989)。
也已通过共挤出交替的聚合物层展示多层光学膜。参见如美国专利3,610,729(Rogers)、美国专利4,446,305(Rogers等人)、美国专利4,540,623(Im等人)、美国专利5,448,404(Schrenk等人)以及美国专利5,882,774(Jonza等人)。在这些种聚合物多层光学膜中,聚合物材料主要或专门用于各个层的制备中。这些聚合物多层光学膜可以称为热塑性多层光学膜。此类膜适合高产量制造工艺,并且可制成大型片材和卷材。以下描述和示例涉及热塑性多层光学膜。
多层光学膜包括具有不同折射率特性的各个微层,以使一些光在相邻微层间的界面上被反射。微层是足够薄的,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,以便赋予多层光学膜以期望的反射或透射特性。对于被设计成反射紫外光、可见光或近红外波长光的多层光学膜而言,每个微层一般均具有小于约1μm的光学厚度(物理厚度乘以折射率)。一般可以将层布置为最薄至最厚的。在一些实施例中,交替光学层的布置可根据层计数函数而基本上线性地变化。这些层剖面可以称为线性层剖面。也可以包括更厚的层,诸如在多层光学膜的外表面处的表层或者设置在多层光学膜内用以将微层的相干组(本文中称为“分组”)分开的保护边界层(PBL)。在一些情况下,该保护边界层可以是与至少一个多层光学膜的交替层相同的材料。在其它情况下,该保护边界层可以是根据其物理特性或流变学特性而选择的不同材料。保护边界层可以在光分组的一侧或两侧上。在单分组多层光学膜的情况下,保护边界层可以在多层光学膜的一个或两个外表面上。
在一些情况下,微层具有提供1/4波长叠加的厚度和折射率值,即将微层布置于光学重复单元或单位单元中,每个光学重复单元或单位单元均具有相同光学厚度(f-比率=50%)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约是光学重复单元总光学厚度的两倍。其它层布置方式也是已知的,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。可以构造这些光学重复单元设计减少或增加某些更高阶反射。参见例如美国专利号5,360,659(Arends等人)和美国专利号5,103,337(Schrenk等人)。沿膜的厚度轴(例如,z轴)的光学重复单元的厚度梯度可以用于提供加宽的反射谱带,诸如在人的整个可见区域内延伸并进入近红外区的反射谱带,以使当谱带以倾斜入射角转移至较短波长时,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过渡)在美国专利6,157,490(Wheatley等人)中有所讨论。
在许多应用中,膜的反射特性可以用“半球反射率”,Rhemi(λ)来表征,其意指当光(其波长为某一波长或在关注的范围内的波长)从所有可能的方向入射在部件(无论是表面、膜还是膜的集合)上时该部件的总反射率。因此,用以法向为中心的半球内的所有方向(以及所有偏振态,除非另外指明)上入射的光来照射部件,并且收集反射到此相同半球内的所有光。对于所关注的波长范围而言,反射光总通量与入射光总通量之比产生半球反射率,Rhemi(λ)。对于背光源循环腔而言,用其Rhemi(λ)来表征反射器特别方便,因为光通常以所有角度入射在腔的内表面上(无论是前反射器、后反射器还是侧反射器)。此外,与垂直入射光的反射率不同,Rhemi(λ)对反射率随入射角的变化不敏感并且已考虑到该变化,这对于在循环背光源内的一些部件(例如棱镜膜)来说非常重要。
应该理解,对于使用背光源的大量电子显示应用而言,以及对于用于一般和特定光应用的背光源而言,可以期望形成背光源背板以具有高反射率特性的反射器膜。实际上,应该另外理解的是,半球反射率光谱(Rhemi(λ))与背光源的光输出效率密切相关;在可见光谱上Rhemi(λ)越高,背光源的输出效率就越高。这对于循环背光而言尤其如此,其中其他光学膜可以在背光源出口孔处构造以从背光源提供准直或偏振光。
多层光学膜及其相关设计和构造的另外详细信息在美国专利5,882,774(Jonza等人)、美国专利6,531,230(Weber等人)、PCT公开WO 95/17303(Ouderkirk等人)和WO 99/39224(Ouderkirk等人)以及公开标题为“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(“Giant Birefringent Optics in MultilayerPolymer Mirrors”,Science,Vol.287,March 2000(Weber et al.))中讨论。多层光学膜和相关制品可包括根据其光学特性、机械特性和/或化学特性而选择的附加层和涂层。例如,在膜的入射侧可添加UV吸收层以保护部件免于UV光引起的。利用UV可固化丙烯酸酯粘合剂或其它合适材料可以将多层光学膜附接到机械增强层。这些增强层可包含诸如PET或聚碳酸酯的聚合物,并且也可包括(例如通过使用小珠或棱镜提供诸如光漫射或准直的光学功能的结构化表面。附加层和涂层也可包括抗乱涂层、抗撕裂层和硬化剂。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。
多层光学膜的反射性质和透射性质取决于各自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处)可以通过面内折射率nx、ny和与膜的厚度轴相关联的折射率nz来表征。这些折射率分别表示主题材料对于沿着相互垂直的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轴为适用于在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最大化Δnx的量值。因此,Δny的量值可以等于或小于(但不大于)Δnx的量值。此外,通过要求Δnx为非负值来决定在计算差值Δnx、Δny和Δnz中对于起始材料层的选择。换句话说,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n1x≥n2x,即Δnx≥0。
在实践中,折射率是通过审慎的材料选择和加工条件来控制的。多层膜的制备方法是:将大量(如数十或数百)层的两种交替的聚合物A、聚合物B共挤出,通常接着将该多层挤出物穿过一个或更多倍增模头,并然后对挤出物进行拉伸或者以其他方式对挤出物进行取向从而形成最终的膜。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)中提供一个或更多反射谱带。为了获得具有适当层数的高反射率,相邻微层通常表现出对于沿着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,选择材料以使对于沿着x轴偏振的光的折射率差值在进行取向后尽可能高。如果希望对两个正交偏振的光具有高的反射率,那么也可以制备相邻微层以显示对于沿着y轴偏振的光的折射率差值(Δny)至少为0.05。
以上引用的‘774(Jonza等人)专利描述了,在其它情况中,对沿着z轴偏振的光而言可如何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偏振分量期望的反射特性。为了保持在斜入射角度处p偏振光的高反射率,微层之间的z轴折射率失配可以控制基本上小于面内折射率差值Δnx最大值,以使Δnz≤0.5*Δnx或Δnz≤0.25*Δnx。量值为零或几乎为零的z轴折射率失配产生了微层之间的这样的界面:该界面对p偏振光的反射率随着入射角的变化为常数或几乎为常数。此外,可以控制z轴折射率失配Δnz以具有相比于面内折射率差值Δnx相反的极性,即Δnz<0。该条件会产生这样的界面:该界面对于p偏振光的反射率随入射角增加而增大,对于s偏振光的情况也一样。
‘774(Jonza等人)专利也讨论了与构造为偏振器的多层光学膜(称为多层反射或反射性偏振器)相关的某些设计考虑。在许多应用中,理想的反射偏振器沿一个轴(“消光”或“阻光”轴)具有高反射率,并且沿另一个轴(“透射”或“透光”轴)具有零反射率。为了本专利申请的目的,其偏振态基本上与透光轴或透射轴对准的光被称为透过光,并且其偏振状态基本上与阻光轴或消光轴对准的光被称为阻光。除非另外指明,以60°入射角的透过光在p偏振的透过光中测量。如果沿透射轴出现一些反射率,则偏振器在偏离垂直角度处的效率可能会降低;并且如果对于多个波长来说反射率不同,则可以将颜色引入至透射光中。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,并且如果z轴折射率失配,则对于面内折射率n1y和n2y而言可期望轻微失配的引入。具体地,通过布置y轴折射率失配以具有与z轴折射率失配相同的符号,在微层界面处产生Brewster效应,以最小化沿着多层反射偏振器的透射轴的偏轴反射率,并因此最小化偏轴颜色。
在‘774(Jonza等人)中讨论的另一个设计考虑涉及在多层反射偏振器空气界面处的表面反射。除非偏振器在两侧均层压至现有玻璃部件或具有透明光学粘合剂的另一个现有膜,否则这种表面反射将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,将防反射(AR)涂层添加至反射偏振器上是有用的。
如本文中所描述的聚合物多层光学膜可以是高反射性的;例如,如测量的它们可反射高于95%、99%或者甚至99.5%的垂直入射的可见光。可见光可以表征为400nm至700nm之间的波长,或在一些情况下为420nm至700nm之间的波长。另外,如本文所述的聚合物多层光学膜可以是薄的-在一些情况下,薄于100μm、85μm、或者65μm。在其中聚合物多层光学膜包括第三光分组的实施例中,该膜可以薄于165μm。
有时添加表层,其在进料块之后但在熔体离开膜模头之前发生。然后,以用于聚酯膜的传统方式将多层熔体通过膜模头浇铸至冷却辊上,在该冷却辊上对其进行淬火。然后,该浇铸料片以不同方式拉伸从而获得在至少一个光学层中的双折射,产生在许多情况下为反射偏振器或镜膜中的任一种,如已经描述于(例如)美国专利公开号2007/047080 A1、美国专利公开号2011/0102891 A1、以及美国专利号7,104,776(Merrill等人)中。
先前认为,为了使反射率最大化,在蓝光处谐振的层-换句话说,被调谐以具有四分之一蓝光波长的厚度(借助具有蓝光波长一半的2微层的光学重复单元,并因此通过相长干涉反射蓝光)的层—应该接近多层光学膜的外部光学表面。更具体地,认为对于构造在背光源中的多层光学膜而言,应该构造该多层光学膜以使入射到膜上的光是第一次入射到反射蓝光的层上。在一些实施例中,其中光分组具有基本上线性的层剖面,线性曲线的斜率可以表征为正、负、或者基本上为零。在多个光分组的情况下,为了计算斜率的目的,层序号的方向可以是从外侧至内侧。在单个光分组的情况下,斜率为正或负的分析取决于其在背光源中的布置和取向,并且在该情况下,分析是从光第一次入射到的一侧至膜上的另一侧。
在一些实施例中,特别是具有基本上线性的层剖面的那些,由于各个层的光学厚度和基本上反射在某一波长范围内的光的相关联光学重复单元,在光分组内的一组相邻层将相干的作用。例如,一组相邻层可反射近红外光,或其可反射蓝光或红光。这些层组的精确边界并不是非常重要,但是讨论“蓝光”和“红光”(分别基本反射蓝光和基本反射红光的层)和它们的相对构造通常是有益的。一层组可具有一个或若干杂散层,调谐所述杂散层的光学厚度以反射其它波长。在一些实施例中,一层组靠近光分组的外侧。即使单个或若干层在层组和光分组的外侧之间,一层组也可以靠近多层光学膜的外侧。在本文中的外部意指在其中膜被调谐以反射所期望光波长的光学层的外面,并且不必要在外表面或入射到空气上。例如,附加层,诸如表层、厚尺寸稳定层、抗润湿层、或抗反射层,或者甚至附加膜诸如转向膜或扩散器,可以设置在外侧的外面,并且它们的存在或缺失将不会影响靠近光分组的外侧的一层组的表征。类似地,多层光学膜的内侧意指在该膜中不是光学层的外面的光分组的一侧。在一些实施例中,一层组可以与第二光分组的距离小于与第一光分组的外侧的距离。在这些情况下,该组的接近程度可以从该层组的中点测量。
在一些实施例中,抗润湿层可以设置靠近多层光学膜外侧。如描述于例如在在美国专利号6,268,961中,抗润湿层可以是含颗粒的层。
一个光分组可以设置在另一个光分组上。在一些实施例中,多层光学膜可包括可以设置在第二光分组上的第三光分组。设置在该光学耦合的感测器件中,并且一个分组不必直接并完全与其它分组接触以便认为其被设置。例如,分组可以用压敏粘合剂或光学透明粘合剂彼此粘附,或者它们可以通过表层或保护边界层而分开。
实例
Rhemi(λ)的测量和计算
使用描述于美国专利申请公布号2013/0215512(Coggio等人)的装置测量Rhemi(λ)。市售六英寸积分球由蓝菲光学(Labsphere)(新罕布什尔州北萨顿的蓝菲光学公司)(Labsphere,Inc.,North Sutton,NH)制造并具有反射涂层,借助三个相互正交端口,其用于照射样本并确定半球的反射光谱,Rhemi(λ)。稳定光源通过一个端口照射该球体。PhotoPR650分光光度计(可购自加利福尼亚州查兹沃斯的PhotoResearch公司(Photo Research Inc.,Chatsworth,CA))用于通过第二端口来测量球体内壁辐射度。样品放置在第三端口上。积分球壁辐射度的校准通过使用放置在第三端口上的已知反射率标准(的Reference Target SRT-99-050可购自新罕布什尔州北萨顿的蓝菲光学公司(Labsphere,Inc.,North Sutton,NH))而完成,并且球体壁辐射度的测量可以使用校准基准,也可以不使用。通过将样本放置于第三口上测量Rhemi(λ);通过求得有样本和没有样本的情况下球壁辐射度的比率并采用简单的积分球强度增益算法而获得样本半球反射率Rhemi(λ)。
可以预期,在积分球内的平衡强度分布近似于朗伯(Lambertian)分布,这意指相对于在样本上入射角度的强度概率分布将随着cos(θ)而下降,其中θ=0为垂直于样本。
图1是反射膜的示意性透视图。图1示出了光线130,该光线以入射角θ入射到反射膜10上,从而形成入射平面132。反射膜110包括平行于x轴的第一反射轴116和平行于y轴的第二反射轴114。光线130的入射平面132平行于第一反射轴116。光线130具有位于入射平面132中的p偏振分量以及与入射平面132正交的s偏振分量。光线130的p偏振光将被具有Rpp-x反射率的反射膜反射(光线130的p偏振光的电场至反射膜110的平面的突起部分平行于x方向),同时光线130的s偏振光被具有Rss-y反射率的反射膜反射(光线130的s偏振光的电场平行于y方向)。
此外,图1示出了入射到反射膜的光线120,所述反射膜在平行于膜110的第二反射轴114的入射平面122中。光线120具有位于入射平面122内的p偏振分量以及与入射平面122正交的s偏振分量。光线120的p偏振光将被具有Rpp-y反射率的反射膜反射,同时光线120的s偏振光被具有Rss-x反射率的反射膜反射。如本文进一步所描述的,对于任何入射平面而言,p偏振光和s偏振光的透射和反射量将取决于反射膜的特性。
可以从在微层的层厚度曲线与光学膜的其它层元件上的信息,以及从与膜内的微层和其它层中的每个相关联的折射率值中计算Rhemi(λ)。通过使用用于多层膜光学响应4x4矩阵求解软件应用程序,反射和透射光谱均可以从已知的层厚度曲线和用于x轴入射平面、y轴入射平面以及每个p偏振与s偏振的入射光的折射率特性中计算。据此,Rhemi(λ)可以通过使用以下列出的方程而计算:
其中
以及
其中E(θ)为强度分布。
可以获得用如一般描述于美国专利号6,531,230(Weber等人)中的一系列高阶谐波可见反射谱带的多层聚合物反射器膜。多层聚合物反射器膜的Rhemi(λ)通过使用如上述的朗伯(Labsphere)积分球来测量并且所得光谱208在图2中示出。该多层聚合物反射器膜的透射光谱利用PerkinElmer L1050分光光度计(加利福尼亚州华尔顿的珀金埃尔默公司(PerkinElmer Inc.,Waltham,PA))测量并且使用上述列出的方程来计算Rhemi。在该计算中,以及对于所有进一步Rhemi(λ)的计算,将E(θ)视为与cos(θ)相关的朗伯(Lambertian)强度分布。图2表明所计算的Rhemi(λ)光谱204与用于多层聚合物反射器膜的所测量的Rhemi(λ)光谱208非常一致。
比较例C1:
增强镜面反射器(ESR,可购自明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))为宽带镜膜,其经设计以充当用于LCD背光源的背面反射器。ESR包括两个光分组,这里表示为分组1和分组2,每个光分组由四分之一波长聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的162个光学重复单元组成。每个光分组在内部膜区域处由4.6μm厚的整体PEN层分开,并且膜结构的外部在每侧上由4.6μm厚的整体PEN层而界定。
得到ESR膜并且将原子力显微镜(AFM)用于确定在ESR膜中两个分组中的每个的层厚度曲线。对于分组1的所得层厚度曲线303和对于分组2的层厚度曲线306在图3中示出。
用于多层膜光学响应的4x4矩阵求解软件应用程序用于为ESR膜计算反射光谱。在表1中给出了用于模拟的取决于PEN和PMMA的折射率的波长的实际(nx、ny、nz)和假想(kx、ky、kz)部分。在该计算中,折射率数值在表1值之间和超出表1值进行平稳变化。
表1
对从分组1侧(基线构造)和分组2侧(“反向”构造)两者入射的光的法向角度反射光谱进行计算计算。也使用PerkinElmer L1050分光光度计(加利福尼亚州华尔顿的珀金埃尔默公司(PerkinElmer Inc.,Waltham,PA))测量法向角度反射光谱。测量光谱和模拟光谱之间具有很好的一致性,这指出计算技术捕获来自ESR膜的反射物理学,其包括在详细反射光谱上吸收损失效应。
通过确定在完整入射角范围中的反射率,并计算适合于在LCD循环背光源中的背面反射器的入射角度概率分布的反射系数来计算Rhemi(λ)光谱。对从分组1侧(基线构造)和分组2侧(“反向”构造)入射的光的法向角度反射光谱进行计算。
对于从分组1侧入射的光的所计算Rhemi(λ)光谱410和对于从比较例C1的ESR膜分组2侧入射的光的所计算Rhemi(λ)光谱420在图4中示出。在图4中的Rhemi(λ)光谱的比较示出在对于从分组1侧(基线构造)入射的光的整个可见波长带(420nm至650nm)中,半球反射率是相当重要的,其中最薄层(蓝层)在光从其中入射的膜的一侧上。
比较例C1的该结果可导致这样的认同,为了使反射率最大化,在蓝光处谐振的层-换句话说,被调谐以具有蓝光波长四分之一的厚度的层(有具有蓝光波长一半的光学厚度的2个微层的光学重复单元,并从而通过相长干涉反射蓝光)-应该靠近多层光学膜的外部光学表面,更具体的是在背光源中的光入射的外部光学表面。
实例1
对具有经布置使得分组1的取向相对于ESR而翻转,并且构造分组1的“红层”以驻留最接近于光从其中入射的膜的外部的ESR的分组1和分组2的膜的Rhemi(λ)光谱执行计算使。对于分组1的所得层厚度曲线503和用于分组2的层厚度曲线506在图5中示出。
图6示出与对于“分组1相对翻转”构造所计算的Rhemi(λ)光谱660相比的对于“分组1翻转”构造的所计算Rhemi(λ)光谱650,其中光线从该膜的相反侧入射。每个与比较例C1基线构造的所计算的Rhemi(λ)光谱610相比较。“分组1翻转”构造获得比比较例C1的基线构造更高的半球反射率。
实例2
对具有经布置使得分组1的取向相对于ESR而翻转,并且构造分组1的“红层”经以驻留最接近于光从其中入射的膜的外部的ESR的分组1和分组2的膜的Rhemi(λ)执行计算。对于分组1的所得层厚度曲线703和用于分组2的层厚度曲线706在图7中示出。
图8示出与对于“分组1和分组2翻转-反向”构造的所计算Rhemi(λ)光谱860相比的用于“分组1和分组2翻转”构造的所计算Rhemi(λ)光谱850,其中光线从该膜的相反侧入射。每个与比较例C1基线构造的所计算的Rhemi(λ)光谱810相比较。“分组1和分组2翻转”构造获得比比较例C1的基线构造更高的半球反射率。
比较例C2
作出对比较例C1的ESR膜的Rhemi(λ)光谱的计算,其中分组2的取向被翻转,并且构造分组1的“蓝层”以驻留最接近于光从其中入射的膜的外部。对于分组1的所得层厚度曲线903和用于分组2的层厚度曲线906在图9中示出。
图10示出与对于“分组2翻转-反向”构造的所计算Rhemi(λ)光谱1060相比的对于“分组2翻转”构造的所计算Rhemi(λ)光谱1050,其中光从该膜的相反侧入射。每个与比较例C1基线构造的所计算的Rhemi(λ)光谱1010相比较。“分组2翻转”构造给出可与比较例C1基线构造的半球反射率相比的半球反射率。
对于比较例C1和比较例C2与实例1和实例2的每个构造而言,Rhemi(λ)光谱的适光加权平均通过使用CIE 1931适光响应函数确定并且其与由100%减去Rhemi而得到的Loss一起记录在表2中。对于其中翻转第一分组的情况,ESR的Loss从0.61%减少至0.43%使得较厚层朝向光源。
表2
构造 | R<sub>hemi</sub>(%,适光平均) | Loss=100%-R<sub>hemi</sub> |
ESR | 99.39 | 0.61 |
ESR–反向 | 99.17 | 0.83 |
分组1翻转 | 99.57 | 0.43 |
分组1翻转-反向 | 99.14 | 0.86 |
分组2翻转 | 99.37 | 0.63 |
分组2翻转-反向 | 99.40 | 0.60 |
分组1和2翻转 | 99.55 | 0.44 |
分组1和2翻转-反向 | 99.35 | 0.65 |
以下是根据本公开的示例性实施例:
项目1.一种聚合物多层光学膜,其包括:
包括反射蓝光的一组光学层的第一光分组;以及
设置在所述第一光分组上的第二光分组。
其中所述第一光分组被构造成使得所述反射蓝光的一组光学层与所述第二光分组的距离小于与所述聚合物多层光学膜的外光学层的距离;
并且其中所述聚合物多层光学膜反射大于约95%的垂直入射的400nm至700nm的光。
项目2.根据项目1所述的聚合物多层光学膜,其中反射蓝光的所述层组包括第一光分组的所述最薄光学层。
项目3.一种聚合物多层光学膜,其包括:第一光分组,该第一光分组具有负斜率的基本上线性的层剖面,其中靠近所述第一光分组的外侧的层组反射红光;以及
设置在所述第一光分组上的第二光分组。
其中所述聚合物多层光学膜反射大于约95%的垂直入射的400nm至700nm的光。
项目4.根据权利要求3所述的聚合物多层光学膜,其中所述反射红光的层组包括所述第一光分组的最厚光学层。
项目5.根据项目3所述的聚合物多层光学膜,其中所述反射红光的所述层组相邻所述第一光分组的外侧。
项目6.一种聚合物多层光学膜,其包括:
第一光分组,所述第一光分组具有基本上反射红光的第一层组和基本上反射蓝光的第二层组,所述第一层组靠近所述第一光分组的第一侧,所述第二层组靠近所述第一光分组的第二侧;以及
设置在所述第一光分组上的第二光分组。
其中对所述第一光分组进行取向由此使得所述第二层组设置在所述第一层组和所述第二光分组之间;以及
其中所述聚合物多层光学膜反射大于约95%的垂直入射的400nm至700nm的光。
项目7.根据项目6所述的聚合物多层光学膜,其中所述第一光分组的所述第一层组相邻于所述第一光分组的所述第一侧。
项目8.根据项目6或项目7所述的聚合物多层光学膜,其中所述第一光分组的所述第二层组相邻于所述第一光分组的所述第二侧。
项目9.一种聚合物多层光学膜,其包括:
第一光分组和设置在所述第一光分组上的第二光分组;
其中所述聚合物多层光学膜的最薄光学层基本上在所述聚合物多层光学膜的中间;以及
其中所述聚合物多层光学膜反射大于约95%的垂直入射的400nm至700nm的光。
项目10.根据项目1至项目9中任一项所述的聚合物多层光学膜,其中所述聚合物多层光学膜薄于100μm。
项目11.根据项目1至项目9中任一项所述的聚合物多层光学膜,其中所述聚合物多层光学膜薄于85μm。
项目12.根据项目1至项目9中任一项所述的聚合物多层光学膜,其中所述聚合物多层光学膜薄于65μm。
项目13.根据项目1至项目9中任一项所述的聚合物多层光学膜,该聚合物多层光学膜还包括设置在所述第二光分组上的第三光分组。
项目14.根据项目13所述的聚合物多层光学膜,其中所述聚合物多层光学膜薄于165μm。
项目15.根据前述项目中任一项所述的聚合物多层光学膜,该聚合物多层光学膜还括抗润湿层。
项目16.根据前述项目中任一项所述的聚合物多层光学膜,其中所述聚合物多层光学膜反射大于99%的垂直入射的400nm至700nm的光。
项目17.一种液晶显示器,其包括根据在前述项目中任一项所述的聚合物多层光学膜。
项目18.一种中空循环腔,其包括根据在项目1至项目15中任一项所述的聚合物多层光学膜。
项目19.一种背光源,其包括根据在项目1至项目15中任一项所述的聚合物多层光学膜。
项目20.一种根据在项目1至项目15中任一项所述的聚合物多层光学膜的卷。
在本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中,如同在本文中完全阐述一样。不应将本发明视为对上述特定示例和实施例的限定,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 (5)
1.一种聚合物多层光学膜,所述聚合物多层光学膜包括:
第一光分组,所述第一光分组具有负斜率的基本上线性的层剖面,其中靠近所述第一光分组的外侧的层组反射红光;和
第二光分组,所述第二光分组设置在所述第一光分组上并且具有正斜率的基本上线性的层剖面,使得所述第二光分组中的最厚层厚于所述第一光分组中的最厚层,
其中所述聚合物多层光学膜反射大于95%的垂直入射的400nm至700nm的光,并且
其中相邻微层表现出对于沿着x轴偏振的光和沿着y轴偏振的光的折射率差值为至少0.05。
2.根据权利要求1所述的聚合物多层光学膜,其中所述反射红光的层组包括所述第一光分组的最厚光学层。
3.根据权利要求1所述的聚合物多层光学膜,其中所述反射红光的层组相邻所述第一光分组的外侧。
4.一种液晶显示器,其包括根据在前述权利要求中任一项所述的聚合物多层光学膜。
5.一种根据在权利要求1至权利要求3中任一项所述的聚合物多层光学膜的卷。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201361884596P | 2013-09-30 | 2013-09-30 | |
US61/884,596 | 2013-09-30 | ||
PCT/US2014/058010 WO2015048624A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-29 | Polymeric multilayer optical film |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105593716A CN105593716A (zh) | 2016-05-18 |
CN105593716B true CN105593716B (zh) | 2021-08-31 |
Family
ID=51795744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201480053738.2A Active CN105593716B (zh) | 2013-09-30 | 2014-09-29 | 聚合物多层光学膜 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10429558B2 (zh) |
EP (1) | EP3052975B1 (zh) |
JP (1) | JP6576913B2 (zh) |
KR (1) | KR102242153B1 (zh) |
CN (1) | CN105593716B (zh) |
BR (1) | BR112016006887A2 (zh) |
MX (1) | MX2016004079A (zh) |
SG (1) | SG11201602474PA (zh) |
TW (1) | TWI637198B (zh) |
WO (1) | WO2015048624A1 (zh) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111856635B (zh) * | 2015-12-18 | 2022-08-09 | 3M创新有限公司 | 宽带可见光反射器 |
US10845522B2 (en) * | 2016-06-20 | 2020-11-24 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Light control film, method for driving light control film, light control member, and vehicle |
US11662509B2 (en) * | 2017-03-02 | 2023-05-30 | 3M Innovative Properties Company | Dynamic reflected color film with low optical caliper sensitivity |
EP3650893A4 (en) * | 2017-07-07 | 2021-04-07 | Toyobo Film Solutions Limited | MULTI-LAYER STACK OF FILM |
KR102189655B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2020-12-14 | 호야 렌즈 타일랜드 리미티드 | 안경 렌즈 및 안경 |
WO2019073329A1 (en) * | 2017-10-10 | 2019-04-18 | 3M Innovative Properties Company | CURVED REFLECTIVE POLARIZER FILMS AND METHODS OF STRUCTURING |
JP2021504761A (ja) * | 2017-12-01 | 2021-02-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 均一な左帯域端を有する薄い多層反射体 |
TWI770362B (zh) * | 2018-02-22 | 2022-07-11 | 日商東洋紡股份有限公司 | 多層層合薄膜 |
WO2020016703A2 (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 3M Innovative Properties Company | Optical film including infrared reflector and multilayer reflective polarizer with crystalline low index layers |
CN112673290B (zh) | 2018-09-14 | 2023-08-01 | 3M创新有限公司 | 光学膜 |
US20220004015A1 (en) | 2018-12-07 | 2022-01-06 | 3M Innovative Properties Company | Optical film and polarizing beam splitter |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030008144A1 (en) * | 2000-07-05 | 2003-01-09 | 3M Innovative Properties Company | Color shifting film glitter |
Family Cites Families (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3610729A (en) | 1969-06-18 | 1971-10-05 | Polaroid Corp | Multilayered light polarizer |
US4446305A (en) | 1981-03-02 | 1984-05-01 | Polaroid Corporation | Optical device including birefringent polymer |
US4540623A (en) | 1983-10-14 | 1985-09-10 | The Dow Chemical Company | Coextruded multi-layered articles |
US5103337A (en) | 1990-07-24 | 1992-04-07 | The Dow Chemical Company | Infrared reflective optical interference film |
JP4001619B2 (ja) | 1992-10-29 | 2007-10-31 | スリーエム カンパニー | 成形可能な反射多層物体 |
US5360659A (en) | 1993-05-24 | 1994-11-01 | The Dow Chemical Company | Two component infrared reflecting film |
US6096375A (en) * | 1993-12-21 | 2000-08-01 | 3M Innovative Properties Company | Optical polarizer |
JP3971455B2 (ja) | 1993-12-21 | 2007-09-05 | スリーエム カンパニー | 多層光学フィルム |
US5882774A (en) | 1993-12-21 | 1999-03-16 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Optical film |
IL122244A0 (en) | 1995-06-26 | 1998-04-05 | Minnesota Mining & Mfg | Multilayer polymer film with additional coatings or layers |
JPH11212023A (ja) * | 1997-11-18 | 1999-08-06 | Seiko Epson Corp | 照明光学系および投写型表示装置 |
US6808658B2 (en) | 1998-01-13 | 2004-10-26 | 3M Innovative Properties Company | Method for making texture multilayer optical films |
US6531230B1 (en) * | 1998-01-13 | 2003-03-11 | 3M Innovative Properties Company | Color shifting film |
US6157490A (en) * | 1998-01-13 | 2000-12-05 | 3M Innovative Properties Company | Optical film with sharpened bandedge |
JP2002519725A (ja) | 1998-01-28 | 2002-07-02 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | 赤外干渉フィルター |
WO2001022129A1 (en) * | 1999-09-20 | 2001-03-29 | 3M Innovative Properties Company | Optical films having at least one particle-containing layer |
JP2003119623A (ja) * | 2001-08-06 | 2003-04-23 | Nissan Motor Co Ltd | 光反射機能構造体 |
US6949212B2 (en) | 2002-11-27 | 2005-09-27 | 3M Innovative Properties Company | Methods and devices for stretching polymer films |
US8094127B2 (en) * | 2003-07-31 | 2012-01-10 | Volkswagen Ag | Display device |
JP5176319B2 (ja) * | 2005-08-18 | 2013-04-03 | 東レ株式会社 | 積層フィルムおよび成形体 |
US20070047080A1 (en) | 2005-08-31 | 2007-03-01 | 3M Innovative Properties Company | Methods of producing multilayer reflective polarizer |
US7791687B2 (en) * | 2006-12-21 | 2010-09-07 | 3M Innovative Properties Company | Display including reflective polarizer |
US7826009B2 (en) | 2006-12-21 | 2010-11-02 | 3M Innovative Properties Company | Hybrid polarizer |
JP2009078535A (ja) | 2007-09-07 | 2009-04-16 | Teijin Dupont Films Japan Ltd | 熱収縮性ポリエステル系フィルム |
CN102016659B (zh) | 2008-03-31 | 2014-04-23 | 3M创新有限公司 | 具有优化增益的较少层数反射型偏振器 |
EP2630527A1 (en) * | 2010-10-20 | 2013-08-28 | 3M Innovative Properties Company | Wide band semi-specular mirror film incorporating nanovoided polymeric layer |
US8624482B2 (en) * | 2011-09-01 | 2014-01-07 | Toshiba Techno Center Inc. | Distributed bragg reflector for reflecting light of multiple wavelengths from an LED |
KR101971754B1 (ko) * | 2011-10-20 | 2019-04-23 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 상이한 광학 패킷들을 갖는 아포다이징된 광대역 부분 반사기 |
US9823395B2 (en) * | 2014-10-17 | 2017-11-21 | 3M Innovative Properties Company | Multilayer optical film having overlapping harmonics |
-
2014
- 2014-09-29 CN CN201480053738.2A patent/CN105593716B/zh active Active
- 2014-09-29 JP JP2016518714A patent/JP6576913B2/ja active Active
- 2014-09-29 SG SG11201602474PA patent/SG11201602474PA/en unknown
- 2014-09-29 WO PCT/US2014/058010 patent/WO2015048624A1/en active Application Filing
- 2014-09-29 TW TW103133790A patent/TWI637198B/zh not_active IP Right Cessation
- 2014-09-29 BR BR112016006887A patent/BR112016006887A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2014-09-29 MX MX2016004079A patent/MX2016004079A/es unknown
- 2014-09-29 EP EP14789656.7A patent/EP3052975B1/en active Active
- 2014-09-29 KR KR1020167011142A patent/KR102242153B1/ko active IP Right Grant
- 2014-09-29 US US15/026,135 patent/US10429558B2/en active Active
-
2019
- 2019-08-19 US US16/544,147 patent/US11009638B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030008144A1 (en) * | 2000-07-05 | 2003-01-09 | 3M Innovative Properties Company | Color shifting film glitter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MX2016004079A (es) | 2016-06-06 |
US11009638B2 (en) | 2021-05-18 |
US20200003941A1 (en) | 2020-01-02 |
KR102242153B1 (ko) | 2021-04-20 |
SG11201602474PA (en) | 2016-05-30 |
JP2016535292A (ja) | 2016-11-10 |
US10429558B2 (en) | 2019-10-01 |
EP3052975B1 (en) | 2022-02-23 |
CN105593716A (zh) | 2016-05-18 |
WO2015048624A1 (en) | 2015-04-02 |
EP3052975A1 (en) | 2016-08-10 |
TW201527806A (zh) | 2015-07-16 |
TWI637198B (zh) | 2018-10-01 |
US20160238762A1 (en) | 2016-08-18 |
KR20160065915A (ko) | 2016-06-09 |
JP6576913B2 (ja) | 2019-09-18 |
BR112016006887A2 (pt) | 2017-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105593716B (zh) | 聚合物多层光学膜 | |
US11675117B2 (en) | Optical film including collimating reflective polarizer | |
CN113608292B (zh) | 光学膜 | |
US11947138B2 (en) | Broadband visible reflector | |
KR102227059B1 (ko) | 다층 반사 편광기 | |
WO2020012416A1 (en) | Optical system and optical film | |
CN111417873B (zh) | 具有均一左谱带边缘的薄型多层反射器 | |
US11726238B2 (en) | Reflective stack with heat spreading layer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |