CN106796306A - 具有重叠谐波的多层光学膜 - Google Patents
具有重叠谐波的多层光学膜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106796306A CN106796306A CN201580055219.4A CN201580055219A CN106796306A CN 106796306 A CN106796306 A CN 106796306A CN 201580055219 A CN201580055219 A CN 201580055219A CN 106796306 A CN106796306 A CN 106796306A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reflections
- rank
- layer
- zone
- microbedding
- 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.)
- Granted
Links
- 239000012788 optical film Substances 0.000 title claims abstract description 143
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 164
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 199
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 82
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 43
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 38
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 31
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 29
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 62
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 308
- 239000010408 film Substances 0.000 description 102
- 239000000463 material Substances 0.000 description 72
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 53
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 52
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 description 39
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 27
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 description 25
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 22
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 13
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 13
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 12
- 238000000205 computational method Methods 0.000 description 11
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 11
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 9
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- -1 Alcohol ester Chemical class 0.000 description 6
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 6
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 5
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 241001062009 Indigofera Species 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 125000002080 perylenyl group Chemical class C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 3
- 239000013047 polymeric layer Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- ZVHDZEHWBUJZDJ-UHFFFAOYSA-N silicon;urea Chemical group [Si].NC(N)=O ZVHDZEHWBUJZDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- GVFOJDIFWSDNOY-UHFFFAOYSA-N antimony tin Chemical compound [Sn].[Sb] GVFOJDIFWSDNOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea group Chemical group NC(=O)N XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000931526 Acer campestre Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001634 Copolyester Polymers 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010068052 Mosaicism Diseases 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 244000131316 Panax pseudoginseng Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 1
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- FHTQCUNSKSWOHF-UHFFFAOYSA-N ethyl carbamate;silicon Chemical compound [Si].CCOC(N)=O FHTQCUNSKSWOHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 description 1
- 229920002100 high-refractive-index polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical compound O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001795 light effect Effects 0.000 description 1
- 238000005297 material degradation process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000434 metal complex dye Substances 0.000 description 1
- 239000011104 metalized film Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- KYTZHLUVELPASH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,2-dicarboxylic acid Chemical compound C1=CC=CC2=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C21 KYTZHLUVELPASH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000033458 reproduction Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 210000003765 sex chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M thionine Chemical compound [Cl-].C1=CC(N)=CC2=[S+]C3=CC(N)=CC=C3N=C21 ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/22—Absorbing filters
- G02B5/223—Absorbing filters containing organic substances, e.g. dyes, inks or pigments
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
- G02B5/282—Interference filters designed for the infrared light reflecting for infrared and transparent for visible light, e.g. heat reflectors, laser protection
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/208—Filters for use with infrared or ultraviolet radiation, e.g. for separating visible light from infrared and/or ultraviolet radiation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/26—Reflecting filters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/283—Interference filters designed for the ultraviolet
-
- 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
-
- 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
Abstract
本发明提供了一种多层光学膜，该多层光学膜包括被布置成光学重复单元的微层叠堆。在设计入射角诸如垂直入射角下，该叠堆提供第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带。所述第2阶反射带与所述第1阶反射带和/或所述第3阶反射带基本上重叠，以形成单条宽反射带。所述宽反射带可覆盖可见波长和红外波长的至少一部分。所述多层光学膜可包括附加光学层，所述附加光学层可为防炫光层并且/或者可为吸收层。所述多层光学膜适于用作窗膜。
Description
背景技术
多层光学膜可包括大量由不同的透光材料形成的薄层，该层称为微层，这是因为它们足够薄使得光学膜的反射和透射特性在很大程度上取决于从层界面反射的光的相长干涉和相消干涉。根据各个微层所具有的双折射(如果有的话)的值和相邻微层的相对折射率差值并且另外根据其它设计特性，可将多层光学膜制备成具有这样的反射和透射特性：其可例如在一些情况下被表征为反射偏振片，并且在其它情况下被表征为反射镜。
窗膜可反射一部分红外光和可见光，并且可将染料加入聚合物膜中或者可利用金属化膜。此类膜吸收热量并且可导致过多的热量积聚在玻璃窗格上，直到玻璃会由于不均匀的热膨胀而开裂的程度。此外，金属化膜可能会不期望地阻挡移动电话信号。存在对改进型窗膜的需求。
发明内容
在本发明的一些方面，提供了包括被布置成光学重复单元的微层分组的多层光学膜。在设计入射角下，该微层分组提供单条第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带。第1阶反射带至少部分地设置在720nm至2000nm的波长范围内，第2阶反射带至少部分地设置在380nm至720nm的波长范围内，并且第2阶反射带与第1阶反射带和第3阶反射带中的至少一者基本上重叠以形成单条宽反射带。多层光学膜还包括与该微层分组相邻的光学层。该光学层为防炫光层和/或吸收层。
在本发明的一些方面，提供了包括被布置成光学重复单元的微层分组的多层光学膜。在设计入射角下，该微层分组提供单条第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带。第1阶反射带至少部分地设置在720nm至2000nm的波长范围内，第2阶反射带至少部分地设置在380nm至720nm的波长范围内，并且第2阶反射带与第1阶反射带和第3阶反射带中的至少一者基本上重叠以形成单条宽反射带。该微层分组具有在第一平面内偏振的可见光的第一平均轴向反射率，以及在垂直于第一平面的第二平面内偏振的可见光的第二平均轴向反射率，其中第二平均轴向反射率大于约5％并且小于第一轴向反射率。
在本发明的一些方面，提供了包括被布置成光学重复单元的微层分组的多层光学膜。在设计入射角下，该微层分组提供单条第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带。第1阶反射带至少部分地设置在720nm至2000nm的波长范围内，第2阶反射带至少部分地设置在380nm至720nm的波长范围内，并且第2阶反射带与第1阶反射带和第3阶反射带中的至少一者基本上重叠以形成单条宽反射带。光学重复单元具有固定指数f比率，其在微层分组的厚度上单调地变化。
附图说明
图1是多层光学膜的示例性光学重复单元(ORU)的示意性透视图；
图2是多层光学膜的一部分的示意性透视图，该视图示出了一个微层分组或微层叠堆和多个ORU；
图3是形成一组ORU的微层叠堆的层厚度分布的一个理想化代表；
图4是诸如图3中的微层叠堆可产生的各种谐波反射带的理想化示意图，具体视微层叠堆的设计细节而定；
图5A是作为微层叠堆f比率函数的相对反射能力的曲线图；
图5B是作为微层叠堆f比率函数的相对傅立叶系数幅度的曲线图；
图6A是显示由f比率为0.5的微层叠堆产生的谐波反射带(多至第4阶)的理想化示意图；
图6B是类似于图6A的理想化示意图，但微层叠堆的f比率为1/3或2/3；
图7A是具有一个微层叠堆的多层光学膜的示意性透视图；
图7B是具有一个微层叠堆并具有附加光学层的多层光学膜的示意性透视图；
图7C是窗膜的示意性剖视图；
图7D是附接到窗口的窗膜的示意性前视图；
图8是具有两个不同微层叠堆的多层光学膜制品的示意透视图；
图9A是反射率与波长的理想化图，示出了如何通过0.25的f比率和适当定制的层厚度分布使来自给定微层叠堆的不同谐波反射带(尤其包括第2阶反射带)重叠；
图9B是类似于图9A的理想化图，但示出了重叠谐波带如何产生覆盖可见波长和红外波长的至少一部分的单条宽反射带；
图10A是类似于图9B的理想化图，但其中叠堆的f比率变成了0.33，使得第2阶反射带的反射率与第1阶反射带的反射率显著不同，并且没有产生第3阶反射带；
图10B是类似于图10A的理想化图，但示出了重叠谐波带如何产生覆盖可见波长和红外波长的至少一部分的单条宽反射带；
图11A是类似于图9A和10A的理想化图，但其中叠堆假定为具有不同ORU厚度梯度且f比率为0.59，使得第2阶反射带与第3阶反射带基本上重叠但不与第1阶反射带重叠；
图11B是类似于图11A的理想化图，但示出了重叠的第2阶和第3阶反射带(以及第4阶反射带)如何产生覆盖可见波长和红外波长的至少一部分的单条宽反射带；
图12是类似于图5A相对反射能力与f比率的图，但该图包括显示如何通过使用谐波反射带的组合(如第1阶和第2阶反射带，或第1阶、第2阶和第3阶反射带)来增强相对反射能力的附加曲线；
图13是模型化的第一微层叠堆的层厚度分布图，该第一叠堆的f比率为0.25，该图包含一个代表叠堆内ORU光学厚度的曲线，以及可用于确定叠堆总反射率的哪个部分随不同高阶谐波改变的相关曲线；
图14A是第一微层叠堆的计算光谱反射率或模型化光谱反射率的图，其中使用一种方法分开描绘和识别由第一微层叠堆产生的第1阶、第2阶和第3阶反射带；
图14B是第一微层叠堆的计算总光谱反射率或模型化总光谱反射率的图，不考虑单独的谐波识别；
图15A是比较第一微层叠堆的模型化光谱反射率与第一对比微层叠堆的模型化光谱反射率的图，其中第一对比微层叠堆的反射带没有明显的第2阶组分并且几乎完全由第1阶谐波产生；
图15B是比较第一微层叠堆的ORU厚度分布与第一对比微层叠堆的ORU厚度分布的层厚度分布图；
除了图中标绘的两个点代表第一微层叠堆和第一对比微层叠堆的操作以外，图15C与图12基本相同；
图16A是第二模型化微层叠堆的计算光谱反射率或模型化光谱反射率的图，该第二模型化叠堆类似于第一模型化叠堆，但其f比率为0.33，并且其中使用我们的方法来分开描绘和识别由第二模型化叠堆产生的第1阶和第2阶反射带；
图16B是第二模型化叠堆的计算总光谱反射率或模型化总光谱反射率的图，其中不考虑单独的谐波识别；
图16C是一个类似于图16B的图，不过示出的是如果f比率从0.33变化成0.36，第二模型化叠堆的计算总光谱反射率或模型化总光谱反射率如何变化；
图17是模型化的第三微层叠堆的层厚度分布图，该第三模型化叠堆的f比率为0.59，该图包含一个代表叠堆内ORU光学厚度的曲线，以及可用于确定叠堆总反射率的哪个部分随不同高阶谐波改变的相关曲线；
图18A是第三模型化叠堆的计算光谱反射率或模型化光谱反射率的图，其中使用我们的方法分开描绘和识别由第三模型化叠堆产生的第1阶、第2阶和第3阶反射带；
图18B是第三模型化叠堆的计算总光谱反射率或模型化总光谱反射率的图，其中不考虑单独的谐波识别；
图19是具有两个变迹光学分组或叠堆的微层光学膜的层厚度分布图，其中两个变迹光学分组或叠堆中包括本文中称为第二对比叠堆的微层叠堆；
图20是从图19的第二对比叠堆和另一个微层叠堆得到的透射光谱的图；
图21是第二对比叠堆的计算总光谱反射率或模型化总光谱反射率的图，其中使用我们的方法分开绘出和识别由第二对比叠堆产生的第1阶和第2阶反射带；
图22是第四模型化叠堆的f比率分布图；
图23是偏振宽带窗膜的计算光谱反射率或模型化光谱反射率的图；
图24是针对沿着阻光轴偏振的光的偏振宽带窗膜的计算光谱透射率或模型化光谱透射率的图；
图25是偏振宽带窗膜的计算总光谱透射率或模型化总光谱透射率的图；
图26是部分反射镜宽带窗膜的计算光谱反射率或模型化光谱反射率的图；并且
图27是部分反射镜宽带窗膜的计算光谱透射率或模型化光谱透射率的图。
具体实施方式
本文示出的示意图未必按比例绘制，然而除非另外指明，否则假定本文的图具有准确的尺寸。附图中使用的类似标号是指类似元件。
如本文所用，层、部件或元件可被描述为彼此相邻。层、部件或元件可通过直接接触、通过一种或多种其它部件连接或通过与相邻组件保持在一起或彼此附接而彼此相邻。直接接触的层、部件或元件可描述为彼此紧邻。
出于本申请的目的，可见光的波长范围假定为380nm到720nm的范围，并且红外波长范围假定为720nm到至少2000nm的范围。此外，近紫外光(近UV)波长范围假定为300nm到380nm的范围。
本发明尤其描述了光学制品，诸如多层光学膜和膜组合，其中至少一个微层叠堆或微层分组在设计入射角提供多谐波反射带，包括第2阶反射带和第1阶反射带，并且第2阶反射带与第1阶反射带和/或第3阶反射带(如果存在)重叠或基本上重叠，从而提供覆盖可见波长和红外波长的至少一部分的单条宽反射带。本公开中给定叠堆反射带之间提供的关系和不同叠堆反射带之间提供的关系，依赖于对于什么是反射带和它的部分属性特征是什么，具体地讲，反射带的相对界限或边缘的光谱位置的清楚和精确的定义。出于本公开的目的，这种定义在下面会随着光学重复单元(ORU)、多层叠堆和谐波反射的讨论进一步提供。
本文所述的多层光学膜可在可见区域和红外区域广泛地部分反射，并因此可用作窗膜或用作窗膜中的部件。此类膜可防止阳光的过度加热或过度炫光。窗膜可使通过阳光进入建筑物的热量最小化，从而降低致冷建筑物所需的能量。窗膜可反射所需量的紫外线和/或红外线辐射，同时允许至少一些可见光通过，从而降低致冷建筑物所需的能量以及使对织物、家具等的损害最小化。在一些实施方案中，多层光学膜可包括吸收层。由层提供的吸收度可显著小于常规窗膜提供的吸收度，因为入射辐射的很大一部分可以被多层光学膜反射。因此多层光学膜可避免或减少与常规窗膜相关联的热量积聚问题。此外，在一些实施方案中，多层光学膜可提供有光泽的金属外观，这在一些情况下可能是期望的，不存在与金属化窗膜相关联的缺点(诸如热量积聚问题和移动电话信号质量降低)。
在一些情况下，本公开的光学膜构造可提供宽带局部反射器的带内透射和反射光的平滑光谱。宽带局部反射器基本上消除了带内振铃，提供带内透射和反射光的平滑光谱。已经发现的是，具有变迹梯度厚度分布的宽带局部反射器光学膜减少或基本上消除带内光谱振铃，并相应地减少或基本上消除非期望的颜色。使用变迹技术以终止梯度层厚度分布，使得光谱特征最小化，例如进一步在2013年9月26日公布的美国专利公布2013/-0250405“Multilayer Stack Combinations With Interleaved Overlapping Harmonics forWide Visible-Infrared Coverage”(用于宽可视红外覆盖的具有间叶层状重叠谐波的多层叠堆组合)中描述的光谱振铃(该光谱特征在一些应用中是不可取的)，该专利以引用方式并入本文。
出于本文所示和所述的附图的目的，为了简单起见，假定多层光学膜主体在膜主体的平面内不具有空间变化。因此，假定给定膜主体的光谱反射和透射特性与膜上被测量的定位或位置(如，(x,y)坐标)无关。然而，一般来讲，根据已知的膜设计、处理和后处理技术，任何公开的膜主体都可制成在膜主体的平面内具有空间变化的形式。
现在参见图1，其示出了多层光学膜的示例性光学重复单元(ORU)的示意性透视图。图1仅示出多层光学膜100的两个层，该光学膜可包括几十或几百个以一个或多个邻接微层分组或叠堆排列的此类层。膜100包括单个微层102,104，其中“微层”是指这样的层，其足够薄，使得在此类层之间的多个界面处反射的光发生相长干涉或相消干涉，以赋予多层光学膜所需的反射或透射特性。微层102,104可以一起表示多层叠堆的一个光学重复单元(ORU)，ORU是在整个叠堆厚度中以重复图案重现的最小层组。这些微层具有不同的折射率特性，以使得一些光在相邻微层间的界面处被反射。对于设计用于反射紫外、可见或近红外波长光的光学膜而言，每一微层的光学厚度(即物理厚度乘以相关折射率)通常小于约1微米。然而，根据需要其中也可以包括更厚的层，例如膜外表面处的表层或设置在膜内隔开微层的分组的保护性边界层(PBL)。
微层中的一个微层(例如图1的层102，或下图2的“A”层)对沿主x轴、y轴和z轴偏振的光的折射率分别为n1x、n1y和n1z。互相正交的x轴、y轴和z轴可例如对应于材料的介电张量的主方向。在许多示例中并且出于讨论的目的，不同材料的主方向为一致的方向，但一般不必如此。紧邻的微层(例如，图1中的层104，或图2中的“B”层)沿相同轴的折射率分别为n2x、n2y、n2z。这些层之间的折射率的差值沿x方向为Δnx(＝n1x–n2x)，沿y方向为Δny(＝n1y–n2y)，并且沿z方向为Δnz(＝n1z–n2z)。这些折射率差异的性质连同膜中(或膜的给定叠堆中)的微层数量及其厚度分布一起控制膜(或膜的给定叠堆)的反射和透射特性。例如，如果紧邻的微层沿一个面内方向具有大的折射率失配(Δnx大)，并且沿正交的面内方向具有小的折射率失配(Δny≈0)，则膜或微层分组对于垂直入射光而言可以起到反射偏振片的作用。反射偏振片可被视为这样的光学主体：如果波长在微层分组的反射带内，其强烈反射沿一条面内轴(称为“阻光轴”)偏振的垂直入射光，并且强烈透射沿正交的面内轴(称为“透光轴”)偏振的此类光。非对称反射器(也可被描述为部分反射偏振片)透射至少一部分(例如，至少5％)的沿低透射轴偏振的垂直入射光，并透射较大部分的沿高透射轴偏振的垂直入射光(例如，沿着高透射轴偏振的光的透射百分比与沿着低透射轴偏振的光的透射百分比的差值可为至少5％)。
如果需要，还可以调整针对沿z轴偏振的光的紧邻微层间的折射率差值(Δnz)，以便得到斜入射光的p偏振分量的期望反射特性。为了保持对以倾斜角度入射的p偏振光的近轴向反射率，微层之间的z轴折射率失配Δnz可以控制为显著小于面内折射率最大差值Δnx，使得Δnz≤0.5*Δnx。作为另外一种选择，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：取决于入射角，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可以控制为与面内折射率差值Δnx相比具有相反的极性，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。如果Δnz>0，则对p偏振光的反射率随入射角而减小。上述关系当然也适用于涉及Δnz和Δny的关系，例如，在其中需要沿两个主面内轴具有显著反射率和透射率的情况下(例如，均衡的或对称的部分反射型反射镜膜、或者透光轴在垂直入射下具有显著反射率的部分偏振膜)。在本文中部分偏振膜也可被称为非对称反射器。
在一些实施方案中，微层分组是非对称反射器，其具有针对在第一平面内偏振的可见光的第一平均轴向反射率，以及针对在垂直于第一平面的第二平面内偏振的可见光的第二平均轴向反射率。第二平均轴向反射率可大于约5％、或大于约10％、或大于约20％，并且小于第一轴向反射率。第一轴向反射率可大于约40％，或者可大于约50％。第一平均轴向反射率和第二平均轴向反射率的平均值(即，均值)可在约40％至约70％的范围内。多层光学膜可包括微层分组，并且可包括与微层分组相邻的附加光学层。附加光学层可包括至少一种染料或颜料。在一些实施方案中，所述至少一种染料或颜料包括被设置用于吸收在第一平面内偏振的光的二色性染料或偏振染料。也就是说，二色性染料的阻光轴可以基本上平行于微层分组的低透射轴。当多层光学膜用作窗膜时，低透射轴可为水平轴。如别处所述，设置多层光学膜使得低透射轴为基本上水平的可提供在窗膜应用中的各种光学益处。
在图2的示意性侧视图中，示出了多层膜110的更多内层，使得可观察到多个ORU。在局部x-y-z笛卡尔坐标系示出了所述膜，其中膜平行于x轴和y轴延伸，并且z轴垂直于膜及其组成层且平行于膜的厚度轴。
在图2中，将微层标记为“A”或“B”，“A”层由一种材料构成，并且“B”层由不同的材料构成，这些层以交替排列的方式叠堆，以形成光学重复单元或单位单元ORU 1、ORU 2、…ORU 6，如图所示。在许多示例中，如果需要高反射率，则全部由聚合物材料构成的多层光学膜便会包括多于6个的光学重复单元。多层光学膜110显示为具有显著较厚的层112，所述层可代表可将图中所示的微层叠堆与另一个微层叠堆或微层分组(如果存在)分隔开的外表层或保护性边界层(“PBL”，参见美国专利6,783,349(Neavin等人))。此外，如果需要，可(例如)利用一层或多层厚粘合剂层或利用压力、热或其它方法将两个或更多个单独的多层光学膜层合在一起，以形成层合膜或复合膜。
一般来讲，微层的边界既可是突变的也可是渐变的。对于后一种情况，折射率可例如从高折射率区域沿着1/2波长厚度方向的距离逐渐改变到低折射率区域。这里所描述的每个微层可以是两种或多种材料的共混物。例如每个微层可包括不同比例的材料A和材料B两者，以便于提供折射率从低改变到高的空间变化。当使用诸如“微层的叠堆”、“微层的分组”等时，我们旨在包括膜中的一个区域，该区域具有以重复形式从高到低再回到高的连续变化指数，以便形成不具有居间光学厚层或区域的连续ORU组。无论折射率是逐渐改变还是突然改变，ORU的光学厚度都应理解为是波长的1/2。
在一些情况下，给定叠堆或微层分组的微层的厚度和折射率值可相当于1/4波叠堆，即微层被布置成ORU形式，每个ORU均具有两个光学厚度相同的紧邻微层，这类ORU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。主体的“光学厚度”是指物理厚度乘以其折射率。其中每个ORU中两个紧邻微层具有相等光学厚度的1/4波叠堆据说具有0.5或50％的f比率。“F比率”就这一点而言指的是组成层“A”的光学厚度与完整光学重复单元的光学厚度的比率，其中假定组成层“A”的折射率高于组成层“B”；如果组成层“B”的折射率更高的话，那么f比率就是组成层“B”的光学厚度与完整光学重复单元的光学厚度的比率。
当色散显著时，折射率的波长相关性可被视为限定层的光学厚度。用于确定ORU的光学厚度的折射率可使用等于ORU的总光学厚度的两倍的波长自洽地测定。此类光学厚度可被称为共振指数光学厚度。层的固定指数光学厚度(也可被称为无色散指数光学厚度)可被定义为层的厚度乘以固定参考波长处确定的折射率。固定波长可例如为550nm，该波长在可见波长范围的中心附近，或者可为532nm或633nm，其中每个波长对应于折射率测量中所常用的激光波长。f比率可为使用固定指数光学厚度定义的“固定指数f比率”(也可被称为无色散指数f比率)，或者可为使用共振指数光学厚度定义的“共振指数f比率”。在许多情况下，可至少将色散效应忽略至第一近似值，并且我们不需要在固定指数光学厚度和共振指数光学厚度之间或固定指数f比率和共振指数f比率之间进行区分。如本文所用，除非另外指明，否则在不提及固定波长或共振波长的情况下使用的“光学厚度”和“f比率”分别指固定指数光学厚度和固定指数f比率。如本文所用，除非另外指明，否则确定固定指数光学厚度和固定指数f比率所用的波长为633nm。
使用50％的f比率是可取的，因为它能最大化微层叠堆的第1阶反射带的反射能力，如下文中的说明所述。然而，同样如下文中的说明所述，50％的f比率可抑制或消除第2阶反射带。这在许多应用中也同样认为是可取的，然而，对于这里所讨论的谐波重叠方法的目的来说是不可取的，在这里所讨论的谐波重叠方法中，给定微层叠堆的第2阶反射带与来自相同叠堆的第1阶和/或第3阶反射带相重叠，从而提供加宽的连续反射带。
因此，在其他情况下，光学重复单元中微层的光学厚度可彼此不同，由此f比率大于或小于50％。为了本应用的目的，我们设想了含有f比率根据本文的教导可为任何适合的值的微层叠堆的多层光学膜，特别关注f比率不是50％的叠堆。因此，在图2的示例中，将“A”层笼统地描绘为比“B”层更薄。每一示出的光学重复单元(ORU 1、ORU 2等)的光学厚度(OT1、OT2等)都等于其组成层“A”和“B”的光学厚度之和，并且每一光学重复单元都提供反射波长λ为ORU总光学厚度的两倍的第1阶反射光。
在示例性示例中，ORU的光学厚度根据沿z轴或膜厚度方向的厚度梯度而不同，由此光学重复单元的光学厚度随着从叠堆的一侧(如顶部)到叠堆的另一侧(如底部)而增大、减小或遵循某种其他函数关系。可使用这种厚度梯度，从而得到加宽的反射带，以在所关注的扩展波长谱带以及所关注的所有角度上得到光的大致光谱上平坦的透射和反射。作为另外一种选择，本发明所公开的微层分组的层厚梯度可得到有意的定制以提供在所关注的波长范围上显著变化的反射和透射光谱。例如，可为有利的是使多层光学膜主体透射(或反射)相比红光更多的蓝光或反之，或者透射(或反射)相比蓝光和红光更多的绿光。尽管这种所需的光谱不均一性可使得多层光学膜主体表现出着色(非透明或彩色)外观，但是这种所需颜色通常有别于非期望颜色，因为所需颜色与光谱反射或透射的相对缓慢变化相关联，而非期望的颜色则与那些作为波长函数的参数的较快变化相关联。例如，与所需颜色相关联的反射或透射的光谱不均一性可作为具有约100nm或更大的特征性周期的波长的函数而变化，而与非期望的颜色相关联的反射或透射的光谱不均一性可随着具有小于约50nm的特征性周期的波长变化而变化，但此数值在一定程度上取决于层厚度分布中的局部中断的量级。
在一些情况下，相比于红外光谱，在可视光谱上提供显著不同水平的反射率是可取的。例如，有人可能希望在红外波长范围提供高水平的反射率(和相应低水平的透射率)，并且在一些或全部可见光谱上提供低水平的反射率(和更高的透射率)。在一些情况下，两个谐波反射带的部分光谱重叠，和/或两个重叠或基本上重叠的谐波反射带的不同反射率，可导致反射率和透射率发生突然的阶跃变化。一些此类示例将会在下文进一步描述。
为了用适当数量的层来实现反射率，紧邻微层针对沿x轴偏振的光可表现出例如至少0.03的折射率差值(Δnx)。如果希望对两个正交偏振状态的光具有高反射率，那么紧邻微层对于沿y轴偏振的光也可表现出例如至少0.03的折射率差值(Δny)。在一些情况下，紧邻微层可以沿两条主面内轴(Δnx和Δny)具有量级相近的折射率失配，在这种情况下，膜或微层分组可以用作轴向反射镜或部分反射镜。作为另外一种选择，对于被设计为对于透光轴偏振为部分反射的反射偏振片而言，紧邻微层可对于沿x轴偏振的光表现出大的折射率差值(Δnx)，并且对于沿y轴偏振的光表现出较小但仍显著的折射率差值(Δny)。在此类实施方案的变型中，紧邻微层可以沿z轴表现出折射率匹配或失配(Δnz＝0或Δnz大)，并且该失配可以具有与面内折射率失配相同或相反的极性或符号。Δnz的这种定制在倾斜入射光的p偏振分量的反射无论是随着入射角增大而增大、减小还是保持不变都起关键作用。
如果需要，可利用变迹技术以降低的颜色制备反射率随入射角而增加的反射器，以及沿给定主轴的反射率随入射角而降低的反射器。这可能对于下述膜而言很重要，所述膜在垂直入射下具有大的反射率并且在透射光中以各种角度(包括垂直入射角度)进行观察。
本发明所公开的多层光学膜的至少一个微层分组中的至少一些微层可根据需要为双折射的，例如，单轴双折射的或双轴双折射的，但在一些示例中，也可使用均为各向同性的微层。在一些情况下，每个ORU可包括一个双折射微层、和第二微层，所述第二微层为各向同性的或者相对于另一个微层具有少量的双折射。在其他情况下，每个ORU可包括两个双折射微层。
本发明所公开的多层光学膜可用任何适宜的透光性材料制作，但在许多情况下用低吸收聚合物材料较为有益。使用这种材料时，微层叠堆在可见波长和红外波长上的吸收就可变小或忽略不计，因而在任何给定波长以及在任意特定入射角和极化状态，叠堆的反射率和透射率之和大约为1，即R+T≈1或R≈1–T。在不包括吸收层的实施方案中，对于包括微层叠堆的多层光学膜而言也保持此关系。在其中多层光学膜包括一个或多个吸收层的实施方案中，对于多层光学膜的对应关系为R+T+A≈1，其中A为一个或多个吸收层的吸光度。示例性多层光学膜由聚合物材料构成，并且可利用共挤出、浇铸和取向工艺来制备。参考了美国专利5,882,774(Jonza等人)“Optical Film”(光学膜)、美国专利6,179,948(Merrill等人)“Optical Film and Process for Manufacture Thereof”(光学膜及其制备方法)、美国专利6,783,349(Neavin等人)“Apparatus for Making Multilayer Optical Films”(用于制作多层光学膜的设备)和专利申请公布US2011/0272849(Neavin等人)“Feedblockfor Manufacturing Multilayer Polymeric Films”(用于制备多层聚合物薄膜的送料区块)。多层光学膜可以通过上述参考文献的任何一篇中所述的聚合物共挤出法来形成。可以选择各种层的聚合物使之具有相似的流变性(如熔体粘度)，使得它们可进行共挤出而没有显著的流体扰动。选择挤出条件以便以连续稳定的方式将有关聚合物充分地给料、熔融、混合并作为进料流或熔融流泵送。用于形成和保持每一熔融流的温度可以选定为在下述范围内，所述范围能避免在该温度范围的低端处出现冻结、结晶、或不当的高压下降、并且能避免在该范围的高端处出现材料降解。
简而言之，制造方法可包括：(a)提供至少第一树脂流和第二树脂流，它们对应于成品膜中将使用的第一聚合物和第二聚合物；(b)利用合适的送料区块将第一流和第二流分成多个层，诸如包括以下中的一个：(i)包括第一和第二流动通道的梯度板，其中第一通道具有沿流动通道从第一位置变化至第二位置的横截面面积；(ii)进料管板，其具有与第一流动通道流体连通的第一多个导管以及与第二流动通道流体连通的第二多个导管，每个导管向其各自相应的缝型模头进料，每个导管具有第一端部和第二端部，导管的第一端部与流动通道流体连通，导管的第二端部与缝型模头流体连通；以及(iii)可选地，轴向棒加热器，其与所述导管相邻设置；(c)使复合流流过挤出模头以形成多层料片，其中各层大致平行于相邻层的主表面；以及(d)将多层料片浇铸到冷却辊(有时也称为浇铸轮或浇铸鼓)上，以形成铸造多层膜。该铸造膜可具有与成品膜相同数量的层，但是铸造膜的层通常比成品膜的那些层厚很多。此外，铸造膜的层通常全部为各向同性的。可通过轴向棒形加热器的热区控制来实现多层光学膜，所述多层光学膜在宽波长范围内具有反射率和透射率的受控低频波动，参见例如美国专利6,783,349(Neavin等人)。
在一些情况下，制造设备可以采用一个或多个层倍增器，用于倍增成品膜中的层数。在其他示例中，可以在不使用任何层倍增器的情况下制造膜。尽管层倍增器极大地简化了生成大量光学层的过程，但倍增器可能会使每个所得的微层分组产生对于各微层分组而言不相同的畸变。因此，对送料区块中所产生的层的层厚分布进行的调整对于每一微层分组而言均不相同，即，不能同时对所有微层分组进行优化以产生无光谱畸变的均匀平滑的光谱。从而，对于低的透射和反射颜色，使用通过倍增器制备的多微层分组膜可能难以形成最佳分布。如果在送料区块中直接生成的单一层组中的层数目不能提供足够的反射率，则可以将两个或更多个此类膜附接到一起来增加反射率。在PCT专利公开WO 2008/144656(Weberness等人)中对层厚度控制进行了进一步讨论，以对低色彩膜提供光滑光谱反射率和透射率。
如果给定多层膜中所有微层的光学厚度被设计为相同的，则膜将会只在狭窄的带内提供高反射率。如果该波长带位于可见光谱中的某个位置，那么此类膜看起来将高度着色，并且颜色将随角度的变化而变化。在窗膜或显示器或照明应用背景中，通常会避免呈现显著色彩的膜，但在一些情况下，给定光学膜引入少量色彩以校正系统中其它位置的色彩不平衡也许会有助益。示例性多层光学膜主体通过以下方式在例如整个可见光谱，或者在至少一部分可见波长和红外(IR)波长内提供宽带反射率和透射率：对微层(或更精确地说，光学重复单元(ORU)，其在许多(但并非全部)实施方案中对应于紧邻的微层对)进行定制以具有一系列光学厚度。通常，微层沿着z轴或膜的厚度方向布置，在膜或微层分组的一侧布置一个最薄的ORU，在另一侧布置一个最厚的ORU，其中最薄的ORU反射所述反射带中的最短波长，并且最厚的ORU反射最长波长。
在冷却辊上冷却多层料片后，可将其拉延或拉伸，以制备成品或接近成品的多层光学膜。拉延或拉伸实现两个目标：其使层薄化到其所需的最终厚度；并且其可使层取向，使得层中的至少一些变成双折射的层。取向或拉伸可沿横维方向(如经由拉幅机)、沿纵维方向(如经由长度取向机)或其任何组合(无论同时还是依次进行)而实现。如果仅沿一个方向拉伸，则该拉伸可为“无约束的”(其中允许膜在垂直于拉伸方向的面内方向在尺寸上松弛)或“受约束的”(其中膜受到约束并因而不允许在垂直于拉伸方向的面内方向在尺寸上松弛)。如果沿两个平面内方向拉伸，则该拉伸可为对称的(即沿正交的平面内方向相等)或非对称的拉伸。或者，膜可以通过批量方法进行拉伸。在任何情况下，也都可将后续或同时发生的拉延减小、应力或应变平衡、热定形、和其它处理操作应用至膜。
在一些情况下，与微层共挤出的表层或保护性边界层可包括染料或颜料。如果包括染料，则染料可为各向同性的染料或二色性染料。在其它情况下，可包含染料或颜料的附加层在形成微层后附接至或涂布到表层或保护性边界层。
真空沉积的叠堆设计与共挤出的聚合物多层叠堆设计之间的至少一种差异为层分布分配的形状。利用真空沉积膜，所需的光谱通过以下方式实现：单独地调整叠堆中每个层的厚度使得其符合计算机优化的叠堆设计。以此方式，通常使诸如光谱波纹的问题最小化。紧邻层的厚度有时相差10倍，厚度值通常在约0.05λ至1.0λ的范围内。对于共挤出聚合物膜叠堆，以这种方式对各个层进行在线监视和控制仍非这种技术下的可行选择。因此，光谱形状主要通过连续平滑变化的层厚度分布来控制。然而，这种分布并不限于聚合物膜叠堆。
重叠来自给定光学叠堆的谐波反射带以制备单条加宽的反射带
我们发现，可通过重叠来自光学制品中给定多层叠堆或微层分组的多谐波反射带，包括至少一个第2阶反射带，来高效使用多层光学膜叠堆，特别是在需要在跨越可见波长和红外波长的宽光谱范围上有高反射率或者至少实质反射率的应用中，诸如窗膜。也可通过如下方式提高效率：在制品的功能操作中，不仅使用第1阶反射带也使用第2阶反射带；定制叠堆，使得第2阶反射带重叠或基本上重叠第1阶反射带和/或第3阶反射带来产生加宽的组合连续反射带。读者应当理解，在一些情况下，微层叠堆可产生至少一个与单个连续反射带相分离且不是单个连续反射带的一部分的其他反射带。例如，如结合图11A和11B的下述说明，第2阶、第3阶和第4阶反射带可相互重叠，形成单个加宽的连续反射带，但是微层叠堆也可产生与这种加宽反射带相分离而不是其中一部分的第1阶反射带。
此外，为了产生有效的第2阶反射带，可定制给定叠堆中“A”微层和“B”微层的相对厚度，使光学重复单元的f比率明显不同于0.5(50％)，并且这一设计特性也可为膜制造商提供重要的好处。具体地讲，如果“A”微层的材料“A”比“B”微层的材料“B”更贵(或反之亦然)，那么相对于f比率为0.5的叠堆设计，可在叠堆中选择减少材料“A”而增加材料“B”的f比率(或反之亦然)。为ORU中的“薄”微层选择较贵的材料，同时为ORU中的“厚”微层选择较便宜的材料，这样成品膜的总原材料成本就会明显降低。例如，光学质量的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)目前比光学质量的聚乙烯对苯二甲酸(PET)更贵，因此，为了获得产生明显第2阶反射的非50％的f比率，可减少每个光学重复单元中PEN微层的厚度，而增加每个光学重复单元中PET微层的厚度，从而减少成品膜的总材料成本。
现在转到图3，我们可以看到，形成ORU组的叠堆微层的理想化代表性厚度分布，这个特定叠堆没有变迹部分。厚度分布中的每个离散点代表一个ORU的光学厚度。该图呈现了从一个叠堆的端部按序排列到另一个叠堆的端部的40个ORU，但在其他替代的示例中可使用多于或少于40个ORU。其厚度分布展现出一个厚度梯度，ORU 1处的OT1最小，ORU 40处的OT40最大。相对于没有厚度梯度的类似叠堆，该梯度具有加宽由叠堆产生的反射带光谱带宽的作用。为了简便，该图示出的是简单的线性厚度分布，但也可采用更复杂的分布，例如曲线部分、弯曲部分和/或变迹部分。
请注意，因为未示出单个层的厚度，所以ORU的厚度分布并未揭示任何关于叠堆中所用f比率的信息。换句话说，可通过定制不同的f比率，以大量不同方法来实现包括图3的给定ORU厚度分布，同时还保持ORU的光学厚度不变。例如，在一些情况下，每个ORU中的“A”微层比“B”微层薄很多，而在一些情况下，每个ORU中的“A”微层比“B”微层厚很多，而在一些情况下，每个ORU中的“A”微层与“B”微层大致一样厚。
图4是理想化示意图，示出了由诸如图3的微层叠堆所产生的各种谐波反射带，具体视设计细节而定；就这一点而言，为了本申请的目的，反射带是指在反射率与波长的曲线图上反射率增大的单个限定区域，其中反射率在这个区域内达到至少30％的值。每个谐波阶的反射带都以简化形式或理想化形式表示，具有两个竖直的相对直带边缘，带内有一个平坦或均一的反射率，而且没有波纹或振铃。尽管在现实的膜中找不到这种矩形反射带，但是这种理想化的矩形反射带可用于模拟或代表具有更复杂形状的实际反射带。为了进行示意性的说明，第1阶、第2阶、第3阶、第4阶、第5阶和第6阶反射带均在相同图上示出，但是在实施过程中，根据叠堆所用的f比率，一些典型的反射带在反射率光谱中不存在或者基本不存在。同样，如图所示，随着阶数的增加，谐波的反射率也单调上升，但也不总是如此。在一些情况下，比其它反射带具有更高反射率的反射带也具有更高的阶数。
就这一点而言，可参见图5A。该图是作为微层叠堆f比率的函数的相对反射能力的图。就这一点而言，微层叠堆的“反射能力”是指Log(1-R)光谱的负值下的区域(光密度)，通过按波长划分归一化。通过数值的整合，反射能力光谱的每个增加区域都可按照局部波长划分。(Log(1-R(λn)))×(λn+1-λn)/λn。(这里的参数“R”是指叠堆的反射率，它是波长的函数。值R＝1对应于1.0或100％的反射率，值R＝0.5对应于0.5或50％的反射率，以此类推。在绘制图5A和图5B时忽略了色散效应。图5A的无色散曲线图可用于描述基本光学原理，并且计算机建模可考虑由折射率色散导致的光谱中的细节变化。)由叠堆产生的单个谐波带的反射能力可通过这种方式测定，前提是谐波带没有彼此重叠。通过光学建模或实验，可示出具有较小折射率差值的交替高折射率层和低折射率层的叠堆的反射能力，诸如那些在聚合物的多层光学叠堆中发现的反射能力，与折射率差值的平方成比例。这一反射能力的f比率的作用可使用给定m阶谐波阶带的有效折射率微分如下表示：
其中，Δn是实际折射率差值，并且cm是叠堆的不对称方波折射率波形的傅立叶表示的m阶项的傅立叶系数。给定谐波反射带中的反射能力(RP)可表示为与这个有效反射率差值的平方成比例：
RP∝(Δn有效)2。
不对称方波的每阶m的傅立叶系数如下：
其中f是f比率。从这些方程可知，反射能力RP与以下简单公式成比例：
图5A中示出了这个函数在将第1阶反射带的最大反射能力(这在f比率等于0.5时发生)设定为1.0而归一化后在几个谐波阶的情况。曲线表示前4个谐波阶中的每一个，即第1阶反射(m＝1)，第2阶反射(m＝2)，第3阶反射(m＝3)和第4阶反射(m＝4)。仔细观察该图可以看出，在f比率为0.5(或50％)时，第1阶和第3阶反射最大，而第2阶和第4阶反射为零。相反，在f比率为1/3或2/3(分别为约33％或67％)时，第1阶反射较大，但比最大值稍微较小，第2阶和第4阶反射较大，但小于第1阶反射，并且第3阶反射是零。不同谐波阶的多种相对反射大小可通过选择所需的f比率而获得。对于给定m阶的谐波，我们可将相对反射能力指定为am。
图5B与图5A有关，图5B绘出了作为f比率的函数的傅立叶系数cm的相对幅值，图中示出了不同谐波阶数的曲线。
图6A和6B是类似于图4的单微层叠堆的理想化光谱反射率图，但是图6A和6B假定采用特定f比率制成叠堆，而f比率对于各个反射光谱内存在哪些谐波阶、不存在哪些谐波阶有影响。具体来讲，图6A假定所产生的叠堆的f比率是0.5。在这种情况下，根据图5A，存在来自于图4的第1阶和第3阶反射带，并且不存在来自于图4的第2阶和第4阶反射带。图6B假定f比率为1/3或2/3，这种叠堆会产生明显的第1阶、第2阶和第4阶反射带，但不会产生第3阶反射带。
本文所述的重叠技术依赖于适当定制受测试微层叠堆的光谱反射率，通过适当地选择设计参数，诸如单独的微层材料及其各自的折射率和折射率差值、微层和ORU的数目、光学重复单元的层厚度分布，以及叠堆中ORU的f比率。在一些情况下，第二微层叠堆可放在受测试叠堆的光学系列中，使得通过受测试叠堆传输的光投射到第二叠堆上，并且/或者通过第二叠堆传输的光投射到受测试的叠堆上。多层光学膜的具体布置示意性地示于图7和图8中。
在图7A中，制品710可以是通过共挤出和选择性取向或者单向或双向拉伸制成的光学膜。制品710具有夹在光学厚层714a,714b之间的微层叠堆712，其为单个微层分组。光学厚层714a,714b可以是保护性边界层(PBL)和/或表层。叠堆712包括微层，但不包括光学厚层。这些微层可被布置成ORU，其中折射率和层厚度分布定制成产生多个谐波反射带，包括相互重叠或基本上重叠的至少第2阶反射带，如上所述。光学厚层714a和714b中的一者或两者可为光学层，即，提供一些光学功能的层。该光学层可为防炫光层和/或吸收层。作为另外一种选择，附加层可包括相邻的微层叠堆712，如图7B所示。多层光学膜710b包括制品710和紧邻光学厚层714b的光学层799。光学层799可为防炫光层和/或吸收层。
光学层799可包括在窗膜中以减少来自膜的不期望的炫光和/或进一步减少穿过膜的透射。通过适当地选择微层叠堆712的反射特性，多层光学膜710b可适于用作窗膜。图7C至图7D示出多层光学膜710b作为窗膜的用途。图7C示出窗膜组件790，其包括通过粘合剂层797可剥离地附接至剥离衬件795的窗膜710c。窗膜710c包括多层光学膜710b和粘合剂层797。可移除剥离衬件797，并且窗膜710c可附接至窗口793，如图7D所示。窗膜710c可覆盖或基本覆盖窗口793，或者可仅覆盖窗口793的一部分。
粘合剂层可为自润湿的，即，在对窗膜很少施加或不施加压力的情况下，粘合剂层可通过利用其自重将其自身下拉而自发地润湿窗玻璃。所述粘合剂层可为可再剥离的，即粘合剂层可具有可再剥离性，使得其可重复地被粘合到和从窗玻璃上再剥离，以重新定位或重做。粘合剂层可通过具有小于约30g/cm的90°剥离力表现出初始可移除性，而一周后，在室温下可具有可小于约160g/cm、小于约80g/cm或小于约40g/cm的不同90°剥离力。可使用得自例如美国马萨诸塞州阿科德的艾玛氏有限公司(IMASS,Inc.,Accord MA)的剥离测试仪测量剥离力。除了持久可再剥离性外，所述粘合剂层可具有高粘合强度以赋予结构完整性、限制冷流以及赋予耐高温性。
粘合剂层可包含如美国专利申请公布2007/0055019A1(Sherman等人)和2007/0054133A1(Sherman等人)中所述的多官能烯键式不饱和硅氧烷聚合物与一种或多种乙烯基单体的固化反应产物。
所述粘合剂层可为压敏粘合剂层，在施用时施加很少的压力就表现出积极的附着。示例性压敏粘合剂包括得自含有聚醚链段的低聚物和/或单体的聚合物，其中35重量％至85重量％的所述聚合物包含所述链段。此类粘合剂在美国专利申请公布2007/0082969A1(Malik等人)中有所描述。
在一些情况下，所述粘合剂层包括不含有机硅的粘合剂。有机硅包括具有Si-O和/或Si-C键的化合物。示例性粘合剂包括由如PCT公布WO 2009/085662(Sherman等人)中描述的可固化非有机硅脲基低聚物制备的非有机硅脲基粘合剂。合适的非有机硅脲基粘合剂可包含X-B-X反应性低聚物和烯键式不饱和单体。X-B-X反应性低聚物包含X和B，X为烯键式不饱和基团，B为具有至少一个脲基的非有机硅链段脲基单元。
另一种示例性粘合剂包括如美国专利申请公布2012/0100326(Sherman等人)中所述的非有机硅氨基甲酸酯基粘合剂。合适的氨基甲酸酯基粘合剂可包含X-A-B-A-X反应性低聚物和烯键式不饱和单体。所述X-A-B-A-X反应性低聚物包含X、B和A，X为烯键式不饱和基团，B为数均分子量为5,000克/摩尔或更大的非有机硅单元，A为氨基甲酸酯连接基团。
剥离衬件795可具有供与粘合剂层接触的低粘附力表面。剥离衬件可包括纸张(例如牛皮纸)或聚合物膜(例如，聚氯乙烯、聚酯、聚烯烃、醋酸纤维素、乙烯乙酸乙烯酯、聚氨酯等等)。剥离衬件795可涂覆有剥离剂层，所述剥离剂层诸如含有机硅的材料或含碳氟化合物的材料。剥离衬件795可以为或可包括涂覆有聚乙烯的纸张或聚合物膜，该聚乙烯涂覆有含有机硅的材料。示例性剥离衬件包括可以商品名“T-30”和“T-10”购自美国弗吉尼亚州菲尔代尔的CP膜公司(CPFilms Inc.Fieldale,VA)的衬件，其在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上具有有机硅剥离涂层。
示例性剥离衬件包括结构化剥离衬件。示例性剥离衬件包括任何被称为微结构化剥离衬件的那些。微结构化剥离衬件用于在粘合剂层表面上赋予微结构。微结构化表面可有助于粘合剂层和相邻层之间的空气逸出。通常，理想的是微结构随着时间推移而消失以防止干扰光学性质。微结构通常是在至少两维上是微观的(即，在局部和/或剖视图上是微观的)三维结构。如本文所用，术语“微观”是指不借助显微镜时人眼难以分辨的尺寸。
如本文所用，“防炫光”层是指减少镜面反射光并产生至少一些漫反射光的层。防炫光层不同于抗反射层，其可例如包括交替的高折射率层和低折射率层，以减少通过相消干涉的反射。合适的防炫光层包括具有可产生漫反射光而非镜面反射光的哑光表面的层。哑光表面可通过粗糙化或纹理化表面而制成，例如美国专利5,820,957(Schroeder等人)中所述，或者可通过将颗粒添加至层而形成，例如美国专利6,778,240(Nakamura等人)中所述。其它合适的防炫光层在例如美国专利申请公布2012/0064296(Walker等人)中有所描述。在一些情况下，除防炫光特性外，防炫光层还可提供抗反射特性。例如，防炫光层可包括哑光表面，并且可包括交替的高折射率层和低折射率层，以提供相消干涉。
合适的吸收层包括加入至少一种染料或颜料的聚合物层。在一些实施方案中，至少一种染料或颜料被加入到防炫光层中。在一些实施方案中，吸收层可通过将染料涂覆到多层光学膜诸如制品710的表面上而形成。用于涂覆或加入到聚合物层中的一种或多种染料可为各向同性的染料、二色性染料或它们的组合。通常，使用吸收层以在光学膜上部分地吸收可见光和/或红外光(IR)和/或紫外光(UV)。在一些实施方案中，可选择吸收层以仅在某些波长范围内吸收(例如，可使用近红外吸收颜料)。在一些实施方案中，吸收层可仅吸收入射光的一个偏振，或者可吸收比正交偏振更强的一个偏振。
在一些实施方案中，吸收层包括至少一种染料或颜料。在一些实施方案中，所述至少一种染料或颜料包括至少一种各向同性的染料和/或至少一种二色性染料。二色性染料可用于吸收比正交偏振更强的一个偏振。合适的吸收层可通过挤出聚酯(诸如PET或PEN)和二色性染料的混合物以形成膜然后拉伸该膜而制成。合适的二色性染料包括红PD-104、黄PD-335H、青318H和蓝PD-325H，所有这些均可购自日本东京的三井化学公司(MitsuiChemicals,Inc.,Tokyo,Japan)。吸收层可以单独地挤出，然后附接至多层光学膜并且/或者吸收层可以在形成多层光学膜时与微层叠堆一起共挤出。包括含二色性染料的层的多层光学膜在例如PCT公布WO 2014/130283(Haag等人)中有所描述。
二色性染料或偏振染料可用于窗膜中以增加对在窗口上入射的光的一个偏振的阻隔。在将窗膜附接至窗口上时，可将窗膜上的阻光轴选择为水平方向。水平阻光轴可用于阻挡来自从例如家或建筑物前方湖边或海洋的水中反射的阳光的炫光。水平阻光轴还可用于减少来自从窗口附近的地板或其它水平表面反射的入射光的炫光。
在一些实施方案中，吸收层包含至少一种染料或颜料，所述染料或颜料包括至少一种UV吸收染料或颜料、至少一种IR吸收染料或颜料、至少一种可见光吸收染料或颜料、或它们的组合。在一些情况下，微层的分组和叠堆可与其他微层叠堆结合，或者是作为单个共挤光学膜的一部分，或者作为分开制造后相互粘结或用其他方式结合的膜。例如，在图8中，制品810可从两个光学膜826a和826b制得，这两个光学膜分别共挤和制造，然后与光学厚层814c通过其他方式层合或其他方式结合在一起，其他方式可例如是或包括光学上透明的粘合剂。光学厚层814c也可为吸收层。例如，一种或多种染料或颜料可包括在用于附接多层光学膜826a和826b的另外的光学透明的粘合剂中。膜826a包括第一微层叠堆812a和任选的光学厚层814a和814b，诸如PBL。膜826b包括第二微层叠堆812b和任选光学厚层814d和814e，诸如PBL。膜826a和826b中的每一者为单个微层分组。在一些实施方案中，任选的光学厚层814a,814b,814d,814e，任选的厚层814c以及任选的附加层中的一者或多者为防炫光层和/或吸收层。任何在负z方向上行进并且通过第一叠堆812a传输的光除非被一个或多个吸收层吸收，否则都将投射到第二叠堆812b上。任何在正z方向上行进并且通过第二叠堆812b传输的光除非被一个或多个吸收层吸收，否则都将投射到第一叠堆812a上。第一叠堆和第二叠堆的反射特性可因此结合在制品810中。在一些情况下，第一叠堆812a可采用本文所述的谐波带重叠技术，而第二叠堆812b则不采用。在其他情况下，第一叠堆812a和第二叠堆812b可各自采用重叠技术。在一些情况下，可将叠堆设计成，其中一个叠堆在光谱区域中提供第1阶或更高阶的反射带，而其他叠堆在这个光谱区域中(例如在其他反射带之间的通频带中)有一点反射或没有反射。
我们现在描述一些多层叠堆的代表性情况，其中多层叠堆设计成提供重叠谐波反射带，从而产生扩展的反射带或加宽的反射带。在每种情况下，第2阶反射带与第1阶反射带和/或第3阶反射带(如果存在)重叠或基本上重叠。参见图9A到图11B，我们最初描述了与简化的光谱反射率图有关的代表性情况。我们随后将描述一些与具有特定ORU厚度分布和f比率的示例有关的代表性情况，在这些情况中我们计算或模型化了它们的反射特性。参见图13到图18B。最后，我们将描述一个对照性例子，其中所关注的微层叠堆的第2阶反射带不与第1阶或第3阶反射带中的任一个基本上重叠。参见图19到图21。
图9A示出了一种情况，其中第2阶反射带被制成与第1阶反射带和第3阶反射带中的至少一者相重叠，从而产生单条宽反射带。简单来说，定制微层叠堆，使叠堆提供多条谐波反射带。叠堆的ORU厚度梯度覆盖一定范围的光学厚度，因而如图所示的第1阶、第2阶和第3阶反射带假定光处于给定偏振状态并且在所设计的入射角度，诸如垂直入射。图中所示的所有反射带都是简化形式或理想化形式，即为了便于解释都为矩形形状。微层叠堆的f比率是0.25。根据图5A，这个f比率产生第1阶、第2阶和第3阶谐波，其中第1阶谐波的反射能力与第2阶谐波的反射能力一样，而第3阶谐波的反射能力很低但不为零。在该图中，没有笼统地提供竖直“反射率”轴的尺寸，但是在第1阶和第2阶带具有大致相同反射率并且第3阶反射带具有显著减小的反射率的情况下，不同带的相对高度是至少大体准确的。第1阶反射带从左带边缘800nm处延伸到右带边缘1600nm处。第2阶反射带从左带边缘400nm处延伸到右带边缘800nm处。第3阶反射带从左带边缘266nm处延伸到右带边缘533nm处。为了简洁，图中未示出高于第3阶的谐波。因此，第2阶反射带(在光谱上)与第1阶反射带和第3阶反射带重叠。当第2阶带的右带边缘与第1阶带的左带边缘重合时，或者当第2阶带的右带边缘落在第1阶带之内时，即第2阶带的右带边缘在第1阶带的左右带边缘之间时，第2阶带与第1阶带建立重叠。同样地，当第2阶带的左带边缘与第3阶带的右带边缘重合时，或者当第2阶带的右带边缘落在第3阶带之内时，即第2阶带的左带边缘在第3阶带的左右带边缘之间时，第2阶带与第3阶带建立重叠。
第1阶、第2阶和第3阶谐波带之间的重叠导致形成了由至少这三条谐波反射带组合而成的单条宽反射带。图9B中示出了这种具有相同偏振状态和相同设计入射角的单条宽反射带。所示的反射带从约266nm的左带边缘(对应第3阶带的左带边缘)延伸到约1600nm的右带边缘(对应第1阶带的右带边缘)。这条宽反射带或延伸反射带在整个红外光谱以及大部分可见光谱上提供相对恒定的反射率，但不包括光谱400nm处附近的蓝色/紫色端，在该蓝色/紫色端，由于第2阶和第3阶的结合，400nm-533nm处的反射率稍高，而266nm-400nm处的反射率显著降低。
在这整个文件中，给定反射带的左带边缘也可称为短波长带边缘，其波长可指定为λS。同样地，给定反射带的右带边缘也可称为长波长带边缘，其波长可指定为λL。此处的附加下标也用于指定给定带的谐波阶，例如，第1阶或第2阶。因此，例如，λS第1阶指第1阶反射带的左带边缘的波长，λL第2阶指第2阶反射带右带边缘的波长。
在一个反射带与另一个反射带光谱重叠的区域中，反射率是以“固有”形式组合的而不是“非固有”形式。例如，如果一个谐波带具有反射率R1，而另一谐波带具有同样波长的反射率R2，那么叠堆在这种波长下的总反射率R就会由以下所谓的“玻片堆”公式给定，
而不是简单的R1+R2之和。例如，如果R1是60％，R2是30％，那么组合的反射率就是66％，而不是90％。
此处，需要澄清的一点是要考虑空气界面的作用。光学膜或膜主体具有外部前主界面或顶部主界面，以及外部后主界面和底部主界面。这两个外部界面通常都暴露在空气、真空或另一惰性气体中。除非提供抗反射涂层，否则不管内部结构或光学膜的组合如何，光都会在这两个外部界面处被反射。当谈及膜(或者其组成物，诸如微层叠堆)的反射特性时，可将外部界面反射的作用包括在反射率值中，也可排除这些外部界面反射的作用。包括外部界面反射的反射率值称为“外部”反射率，而不包括外部界面反射的反射率值称为“内部”反射率。换句话说，膜或其它主体的“内部反射率”是所述膜在不存在位于其前面或后面(或顶部或底部等)的任何界面(由于接触空气或具有不同于膜的折射率的任何其它介质)的情况下的反射率。“内部透射”和“外部透射”以类似的形式定义，而不仅是透射。出于本文件的目的，除非另有相反的明确说明，否则“反射率”及类似的术语是指外部反射率，而术语“透射”及类似的术语是指外部透射。因此，例如，在以上根据R1和R2计算总反射率R的“玻片堆”公式中，如果给定的R1和R2是内部反射率，那么相应的所计算的R也是指内部反射率。作为另外一种选择，“玻片堆”公式可以这种方式解释，即R1可包括一个外部界面处的界面反射的作用，并且R2可包括相对外部界面处的界面反射的作用，那么R就代表膜的外部反射率，即膜的反射率包括光从膜的两个外部界面处反射的光的作用。
图9A中简化的反射带形状使以上所讨论的重叠技术容易理解。然而，如上所述，由微层的真实叠堆产生的真实反射带不具有理想的矩形形状，因此，由于反射带的左右带边缘的精确波长值不容易测定，要确定给定反射带是否与另一反射带重叠，就变得不那么简单。出于这个原因，我们还在下面提供了一种简单测定由微层叠堆产生的给定阶谐波反射带的左右带边缘光谱位置的方法，该方法包括分析测量的光谱反射率或模型化光谱反射率，以及分析测量的或模型化的叠堆的ORU厚度分布，并且在分析中，叠堆的f比率也是一个因子。
实际上，微层叠堆产生的真实反射带不具有理想的矩形形状，这一点也具有与反射带重叠概念相关的影响。具体来说，虽然严格遵守本文所述的确定带边缘位置的方法(例如，本文所测定的较短波长的反射带的右带边缘可仅与本文所测定的较长波长的反射带的左带边缘间隔几纳米的距离)，但两个不重叠的反射带可充分靠近，产生其特点可合理归纳为单条宽反射带的光谱特征。为了解释这种情况，我们用术语“基本上重叠”(以及相关的术语“基本上交叠”等)来涵盖以下两种情况：(a)上述的两条反射带之间实际重叠；(b)相邻反射带的两条临近带边缘之间没有实际重叠，但是其中一个带边缘的波长(如λL第2阶)与另一条带边缘的波长(如λS第1阶)相差5％或更小。
图10A示出了另一种情况，其中第2阶反射带被制成与第1阶反射带和第3阶反射带中的至少一者相重叠，从而产生单条宽反射带。简单来说，可采用基本上与制备图9A中的相关叠堆的相同方式来制备微层叠堆，不过叠堆中所有ORU的f比率从0.25变到0.33(即1/3)。参见图5A，修改的f比率产生第1阶和第2阶谐波，但不产生第3阶谐波。图5A也说明，在f比率为1/3时第2阶的反射能力远远小于第1阶的反射能力，而不是等于如图9A的反射能力。正如图9A所示，图10A所示的反射带代表叠堆对给定偏振状态和设计入射角度(诸如垂直入射)的光的反射率。同样，图10A的竖直“反射率”轴上未笼统地提供尺寸，但是在第2阶反射带的反射率远远低于第1阶反射带的反射率并且不存在第3阶反射带的情况下，不同反射带的相对高度是大体准确的。第1阶反射带从左带边缘800nm处延伸到右带边缘1600nm处。第2阶反射带从左带边缘400nm处延伸到右带边缘800nm处。不存在第3阶反射带，并且为了简洁并未示出高于第3阶的谐波。因此，在这种情况下，第2阶反射带(光谱上)与第1阶反射带重叠。
第1阶谐波带和第2阶谐波带之间的重叠导致形成了这两条谐波反射带组合而成的单条宽反射带。图10B中示出了该单条宽反射带，并且假定其具有如图10A所示的相同偏振状态和相同设计入射角。所示的反射带从约400nm的左带边缘(对应于第2阶带的左带边缘)延伸到约1600nm的右带边缘(对应于第1阶带的右带边缘)。这条宽反射带或延伸反射带在很多红外光谱上提供相对恒定的反射率，在大部分可见光谱上也提供相对恒定的反射率，但反射率水平显著降低(显著不同的反射率)。也就是说，这条宽反射带的反射率和透射具有阶跃变化。具有这种反射特性的多层光学膜可用于需要在全部或大部分可见光谱上实现部分反射和部分透射的应用中，例如，允许透过膜看见东西，以及在大部分红外光谱上需要高得多的反射率的应用中。
图11A示出了又一种情况，其中第2阶反射带被制成与第1阶反射带和第3阶反射带中的至少一者相重叠，从而产生单条宽反射带。简单来说，定制微层叠堆，使叠堆提供多条谐波反射带。叠堆的ORU厚度梯度覆盖一定范围的光学厚度，因而如图所示的第1阶、第2阶和第3阶反射带(和第4阶反射带)假定光处于给定偏振状态并且在所设计的入射角度，诸如垂直入射。微层叠堆的f比率是0.59。参见图5A，这个f比率产生第1阶、第2阶、第3阶和第4阶谐波，其中第2阶谐波与第3阶谐波反射能力相同，第4阶谐波具有稍高的反射能力，第1阶谐波具有最高的反射能力。图11A的竖直“反射率”轴上未笼统地提供尺寸，但不同反射带的相对高度是大体准确的。第1阶反射带从左带边缘1200nm处延伸到右带边缘1800nm处。第2阶反射带从左带边缘600nm处延伸到右带边缘900nm处。第3阶反射带从左带边缘400nm处延伸到右带边缘600nm处。第4阶反射带从左边缘300nm处延伸到右带边缘450nm处。为了简洁，图中未示出高于第4阶的谐波。因此，在这种情况下，第2阶反射带(光谱上)与第3阶反射带重叠，但与第1阶反射带不重叠或者甚至基本不重叠。
第2阶谐波带和第3阶谐波带之间的重叠(以及第3阶和第4阶的之间重叠)导致形成了至少这两条谐波反射带组合而成的单条宽反射带。图11B中示出了该单条宽反射带，并且假定其具有如图11A所示的相同偏振状态和相同设计入射角。所示的反射带从约300nm的左带边缘(对应于第4阶带的左带边缘)延伸到约900nm的右带边缘(对应于第2阶带的右带边缘)。这条宽反射带或延伸反射带在一部分红外光谱区域和大部分可见光谱上提供相对恒定的反射率，但不包括光谱上低于450nm的蓝色/紫色端，在该蓝色/紫色端，由于存在第4阶反射带，反射率增大。由于在这个示例中第2阶反射带不与第1阶带重叠或基本上重叠，因而在两条带之间形成了一条通频带，并且微层叠堆提供位于部分红外光谱中的第1阶反射带，与宽反射带或延伸反射带不同。
适于用作窗膜的多层光学膜可以使用图11A和图11B的微层叠堆制成。在一些情况下，包含至少一种在近红外区吸收的染料或颜料的附加光学层包括在内，以阻挡形成于组合的第2阶和第3阶反射带与第1阶反射带之间的通频带。在近红外区(例如，在约700nm至约1400nm范围内的波长)吸收的化合物在本领域中是已知的。可用的近红外吸收染料和颜料可例如购自匈牙利布达佩斯的Lumino Chem公司(Lumino Chem Ltd.,Budapest,Hungary)。其它可用的近红外吸收染料或颜料包括酞菁和萘菁以及金属络合物染料。合适的萘菁颜料在美国专利8,337,610(Bhatt等人)中有所描述。在一些实施方案中，近红外吸收染料或颜料的组合可用于完全覆盖在宽反射带(由第2阶反射带和第3阶反射带形成)和第1阶反射带之间形成的通频带。其它合适的红外吸收颜料包括氧化锑锡(ATO)和氧化铟锡(ITO)。
在一些实施方案中，适合用作窗膜的多层光学膜可包括微层叠堆和包含近红外反射染料或颜料的光学层。此类层可被构造成与面向窗口的叠堆的侧面上的微层叠堆相邻定位。合适的近红外染料或颜料包括如在“Near-infrared reflective properties ofperylene derivatives”,Kaur et al.,Dyes and Pigments,Vol.92,Issue 3,2012,1108-1113(“二萘嵌苯衍生物的近红外反射特性”，Kaur等人，《染料和颜料》，第92卷，第3期，2012年，第1108-1113页)中所述的二萘嵌苯衍生物。
在一些实施方案中，窗膜包括生成在宽发射带(由第2阶反射带和第3阶反射带形成)和第1阶反射带之间形成的通频带的第一微层分组，并且还包括第二微层分组。第二微层分组可提供单条反射带，该反射带被选择为反射波长在第一微层分组的通频带中的光。
目前为止，本公开已经描述了与图9A-B(f比率为0.25)、10A-B(f比率为0.33)以及11A-B(f比率为0.59)相关的几个简化示例，我们知道，将第2阶反射带与第1阶反射带和/或第3阶反射带(以及任选的具有更高阶的重叠反射带)组合形成单条宽反射带，可以提高微层叠堆的效率。图9B中的宽反射带包括重叠的第1阶、第2阶和第3阶反射带；图10B中的宽反射带包括重叠的第1阶反射带和第2阶反射带；图11B中的宽反射带包括重叠的第2阶、第3阶和第4阶反射带。图12中以图形示出了特定谐波阶组合创造的效率图。该图绘出了作为f比率函数的相对反射能力，正如图5所示，但只包括第1阶(m＝1)、第2阶(m＝2)和第3阶(m＝3)曲线。然而图12也包括两条附加的曲线，其中一条是第1阶和第2阶(“第1阶+第2阶”)的相对反射能力的总和曲线，另一条是第1阶、第2阶和第3阶(“第1阶+第2阶+第3阶”)的相对反射能力的总和曲线。就效率而言，请注意，这两条总和曲线在一定的f比率值范围内提供的反射能力比第1阶反射带单独提供的最大反射能力更高。例如，在f比率在0.25到0.75的范围内时，“第1阶+第2阶”曲线提供的反射能力等于(在f比率值分别为0.25、0.5和0.75处)或大于(在f比率值介于0.25到0.5，以及0.5到0.75之间时)第1阶曲线单独提供的最大反射能力。在f比率在0.175到0.825的范围内时，“第1阶+第2阶+第3阶”曲线提供的反射能力等于(在端值处)或大于第1阶曲线单独提供的最大反射能力。更一般地说，给定微层叠堆的总有用反射能力是在所关注的叠堆所需波长范围内反射从而形成单条宽反射带的所有谐波阶的总和，而且该总和大于第1阶反射带单独提供的最大反射能力(f＝0.5)。通过利用第2阶反射与第1阶反射和/或第3阶反射的组合的反射能力，利用重叠谐波带技术的制品可针对给定数目的微层和给定微层间折射率差值提供增强的反射效率。
除了可以从图12中看出的效率方面的潜在收益，有时也可以通过使用谐波带重叠技术来实现其他益处。所述其他潜在益处包括：降低材料成本、获得在反射效率方面提供阶跃变化的能力，以及易于制造。
就降低材料成本而言，可将微层叠堆的f比率调整为不同于50％的值，以激发第2阶谐波带。相比f比率为50％的四分之一波长叠堆，以这种方式选择f比率时，叠堆中每个ORU可由较少的“A”材料和较多的“B”材料制成(或反之亦然)。在“A”材料和“B”材料(例如不同的透明聚合物)的成本显著不同的情况下，可利用上述方式降低材料成本。尤其是，可以策略性地选择f比率，在仍然实现所需的反射率和带宽的同时，将微层叠堆中更昂贵材料的含量将至最低。
对于反射率的阶跃变化，当聚合物多层光学薄膜的设计师和制造者面临需要提供反射率阶跃变化的连续反射带的挑战时，仅使用单个微层叠堆的第1阶反射可能很难解决这种挑战，这是因为这种解决方案通常要求ORU厚度分布的斜率急剧变化。本文档说明了如何通过将叠堆定制成具有重叠的谐波以单个微层叠堆提供这种阶跃变化。可以控制这些重叠谐波，在单条连续反射带中提供显著不同的、具有陡峭阶梯状过渡的反射率水平，而无需提供ORU厚度分布的斜率的急剧变化。参阅例如上文中的图9A至图9B、图10A至图10B和图11A至图11B，以及下文中的图16A至图16C。在某些情况下，通过使用具有显著不同的反射率或反射能力的重叠谐波反射带来辅助反射率的阶跃变化。
在易于制造方面，当聚合物多层光学薄膜的设计师和制造者面临需要提供非常宽的连续反射带的挑战时，仅使用单个微层叠堆的第1阶反射可能很难解决这种挑战，这是因为这种解决方案可能需要整个微层叠堆具有特别大的厚度范围。例如，设计用于仅使用第1阶反射来反射从400nm至1600nm的光的微层叠堆，需要最厚的ORU是最薄的ORU的4倍厚度的ORU厚度分布。然而，当同时使用第1阶和第2阶反射来产生同样的连续宽反射带时，例如，如图10A或图9A所示，可以使用具有不太剧烈的锥度的ORU厚度分布，其中最厚的ORU是最薄的ORU的仅2倍厚度。就这一点而言还参考下文中的图15A至图15C。
关于易于制造的另一个考虑涉及制造满足如下条件的微层方面的挑战：薄至足以反射短波长(例如在400nm附近或低于400nm的可见光谱的蓝色/紫色部分)的光，或反射近紫外波长区域的波长的光。对于由交替的熔融聚合物材料层共挤出制成的多层光学膜，随着挤出层做得越来越薄，熔融态聚合物的流动不稳定性问题会变得显著。例如，如果所需的聚合物“A”材料和“B”材料不具有相匹配的流变性，便可能会导致“层破裂”。使用本文所述的重叠谐波技术可以帮助缓解这种问题，这是因为通过使用较高阶谐波如第2阶或第3阶谐波在较短波长处(例如可见蓝色/紫色区域和/或近UV波长区域)提供所需的反射率，可将熔融聚合物层制造得比使用第1阶反射带时所需要的厚度厚得多(对于第2阶为2倍厚，或对于第3阶为3倍厚，以此类推)。
如可从图5A至图5B看出，使用f比率接近0.33或0.67的微层分组得到相对强的第一阶反射带、较弱的第2阶反射带以及接近零的第3阶反射强度。具有此类f比率的光学膜提供与较弱的可见光反射带重叠的宽红外反射带。此类膜可用作窗膜。
如果一种材料的折射率色散大于另一种材料，则折射率色散将把多层叠堆的反射能力改变为波长的函数。通常，较高的折射率材料具有比低折射率材料更大的色散。这导致紧邻层之间针对较短波长的折射率差值大于针对较长波长的折射率差值，以及因此在较短波长处具有更大的反射能力，使得对蓝光的折射率高于对红光的折射率。
本发明的一个方面在于微层叠堆设计可使用在叠堆的整个厚度方向上的(固定指数)f比率梯度，以使可见光谱中的反射光谱变平。在常规方法(可被称为“层密度/波长方法”)中，相比于光谱的较长波长部分的每波长单位所用的层数，光谱的较短波长部分所用的层数较少。考虑具有在大约400nm至800nm范围内反射的第2阶带的叠堆。然后第1阶带将在大约800nm至1600nm的带内反射，忽略色散。借助在整个叠堆上使用恒定f比率的层密度/波长方法，降低400nm附近的第2阶谐波带的反射率将同时降低800nm附近的第1阶带的反射率。在本说明书中，提供了另选的方法，该方法具有另一种益处。
观察图5A的反射能力曲线，可以看出第1阶和第2阶曲线在接近0.33和0.67的f比率值处具有符号相反的斜率。通过使用f比率接近0.33或0.67的f比率值的光学叠堆并在叠堆的整个厚度方向上引入f比率梯度，可利用这些符号相反的斜率以减小第2阶叠堆对400nm附近的蓝光波长的反射率，同时增大相同层对800nm附近的第1阶响应的反射率。f比率梯度可被设计成提供针对第2阶谐波的可见范围内的平坦、无色光谱。这可同时提供窗膜对800nm附近的IR的增大的阻隔。
也可使用该f比率梯度的各种变型形式。例如，可使用f比率梯度的更大值。调整f比率梯度允许例如，如果向400nm附近的第2阶带给定更小的反射率，则向800nm附近的第1阶叠堆提供甚至更大的反射率。这可为窗膜提供反射时的红色外观，有时这是期望的。
在一些实施方案中，固定指数f比率在微层分组的厚度上单调地变化。在一些实施方案中，固定指数f比率在约0.3至约0.4的范围内变化，或者在约0.6至约0.7的范围内变化。在一些实施方案中，光学重复单元的固定指数光学厚度在微层分组的厚度上单调地变化，并且固定指数f比率在约0.3至约0.4的范围内，并从最薄的光学重复单元到最厚的光学重复单元单调地减小，或者固定指数f比率在约0.6至约0.7的范围内，并从最薄的光学重复单元到最厚的光学重复单元单调地增大。
在一些实施方案中，适合用作窗膜的多层光学膜包括被布置成光学重复单元的微层分组(即，单个微层叠堆)。在设计入射角下，该微层分组提供单条第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带。第1阶反射带至少部分地设置在约720nm至约2000nm的波长范围内，第2阶反射带至少部分地设置在约380nm至约720nm的波长范围内，并且第2阶反射带与第1阶反射带和第3阶反射带中的至少一者基本上重叠以形成单条宽反射带。第1阶反射带可具有在约760nm至约840nm范围内的第一带边缘，并且/或者可具有在约1560nm至约1640nm范围内的第二带边缘。第2阶反射带可具有在约380nm至约420nm范围内的第一带边缘，并且/或者可具有在约780nm至约820nm范围内的第二带边缘。
窗膜可根据可见光透射率(VLT)和/或根据总太阳能阻隔率(TSER)进行表征。VLT是以垂直入射角度入射在窗膜上并穿过其的太阳可见光能的百分比。TSER是以垂直入射角度入射在窗膜上的被阻隔(被反射或被吸收)的太阳能的百分比。VLT和TSER可根据ISO9050-2003标准进行测定。
在一些实施方案中，多层光学膜的VLT大于约10％、或大于约20％且小于约80％、或小于约90％。在一些实施方案中，多层光学膜的TSER大于约10％、或大于约25％、或大于约40％、或大于约50％且小于约80％、或小于约90％。
模型化实施例
现在将讨论某些具体的多层光学膜实施例，我们通过使用光学设计软件来设计并模型化这些实施例，以更逼真的方式来解释本文所讨论的重叠谐波概念。
简单来讲，定制第一模型化微层叠堆，以类似于上文图9A的方式提供重叠的第1阶、第2阶和第3阶反射带。该第一模型化叠堆使用276个单独的微层被布置成138个ORU，并且具有梯度式ORU厚度分布和0.25的f比率。图13、图14A和图14B涉及第一模型化叠堆。包括第一模型化叠堆的窗膜也可包括防炫光层和/或吸收层，以减少来自窗膜的不期望的炫光或反射。图15A、图15B和图15C涉及将第一模型化叠堆与第一对比微层叠堆进行比较，该第一对比微层叠堆的相关反射带中没有第2阶反射带并且几乎完全由第1阶谐波产生。定制第二模型化微层叠堆，以类似于上文图10A的方式提供重叠的第1阶反射带、第2阶反射带。该第二模型化叠堆中使用与第一模型化叠堆数目相同的微层和ORU，并且还使用相同的梯度式ORU厚度分布；但其f比率变为0.33。图13、图16A和图16B涉及第二模型化叠堆。图16C涉及第二模型化叠堆的修改形式，其中f比率从0.33变为0.36，以便在第1阶反射带和第2阶反射带之间提供较大的反射率差值，从而在整体加宽反射带的反射光谱中提供较大的阶跃变化。可提供包括第二模型化叠堆或改进的第二模型化叠堆的窗膜。窗膜可包括附加光学层，所述附加光学层可为吸收层和/或防炫光层。定制第三模型化微层叠堆，以类似于上文图11A的方式提供重叠的第2阶、第3阶和第4阶反射带。该第三模型化叠堆中使用与第一模型化叠堆和第二模型化叠堆数目相同的微层和ORU，但其使用与前二者不同的梯度式ORU厚度分布。此外，f比率变为0.59。图17、图18A和图18B涉及第三模型化叠堆。包括第三模型化叠堆的窗膜也可包括防炫光层和/或吸收层，以减少来自窗膜的不期望的炫光或反射。可包括吸收层以吸收近红外辐射。还可包括在近红外区具有反射性的层。此类层可设置在被构造成面向窗口的窗膜的侧面上。图19至图21涉及第二对比微层叠堆，其第2阶反射带不与该叠堆的第1阶或第3阶反射带重叠或基本上重叠。最后，图22至图25涉及具有第四模型化叠堆和吸收层的窗膜，并且图26至图27涉及具有第五模型化叠堆和吸收层的窗膜。
结合这些模型化实施例，我们还讨论了我们开发的方法，以便分析给定的微层叠堆，确定其是否包含本文所述的重叠谐波特性。第一种方法称为谐波分析方法，利用这种方法可确定叠堆的光谱反射率中由各个谐波阶次产生的部分，并确定叠堆的每个相关谐波阶次的光谱反射率。利用第一种方法可将叠堆的每个相关谐波反射带分离开，例如以便分别计算并绘制叠堆的第1阶反射带、叠堆的第2阶反射带等等。第二种方法称为带宽分析方法，利用这种方法能够以有条理可重复的方式确定任何给定反射带的左带边缘的波长值和右带边缘的波长值。因此，利用第二种方法可以重复并明确地确定两个给定反射带是否如上所述地重叠或基本上重叠。
谐波分析方法
如上所述，利用这种谐波分析方法可以确定微层的给定叠堆的光谱反射率中由各个谐波阶次产生的部分，并确定叠堆的每个相关谐波阶次的光谱反射率。为了执行该方法，假定人们已知，或可以测量或以其他方式确定ORU厚度分布、叠堆的f比率和微层的实际折射率。
多层聚合物反射器通常由许多1/4波厚的微层制成。更确切地说，多层聚合物反射器由许多重复对的高折射率和低折射率(nH和nL)聚合物材料制成，这些材料形成1/2波厚的光学重复单元(ORU)。相比那些常见的无机气相沉积电介质叠堆，聚合物叠堆中的交替微层通常具有相对较低的折射率差值，因此聚合物叠堆通常需要具有更多微层才能获得相对较高的反射率。所需的大量重复微层使得交替的高折射率层和低折射率层以折射率波形(“指数波形”)来表示，并且所述指数波形可使用其傅立叶表示进行评估。具有突变边界的1/4波厚层的微层叠堆可形成方形指数波形。如果将这种叠堆的f比率定为不同于0.5的值，则这些层会形成我们称为不对称方形指数波形的波形。我们已经发现，通过为ORU的高折射率材料和低折射率材料使用“有效折射率”，即可通过简单的1/4波层的方形波形来表示任何任意形状的重复指数波形。如上所述，可将ORU形成为具有作为膜中距离的函数的连续变化的折射率。
对于微层之间不具有突变边界的系统来说，傅立叶分析是有效的。因此，所需要的仅仅是用于表示作为单个正弦波之和的指数波形的傅立叶系数，所述正弦波代表各种谐波频率，并且其指数振幅由傅立叶系数cm确定。仍可使用方波的层分布为其计算单个谐波带，但需使用修改的(有效)折射率进行计算。我们还发现，只要使ORU的叠堆厚度以加宽反射带的方式呈梯度状，傅立叶估算仍然是有效的。
使用实际微层厚度和折射率值的多层叠堆计算将得到下述反射率光谱：一般来讲，该反射率光谱可由几个重叠的谐波带的组合或构成，而各阶谐波的贡献未知。我们已经发现，可以使用特定于所关注的谐波阶次并且基于叠堆的已知f比率和实际折射率差值的不同组的有效折射率，以及特定于所关注的谐波阶次的不同有效数的ORU来模拟任何单独的目标谐波阶次对初始微层叠堆的反射率的响应或贡献。这种傅立叶表示对于从每个谐波阶次中分析复杂的重复指数波形和反射带特别有用。
下面描述的例子涉及不对称的微层叠堆，即，每个ORU中的一个微层小于1/4波厚，并且每个ORU中的另一个微层大于1/4波厚。换句话说，下面描述的例子涉及f比率不同于0.5的微层叠堆。这种不对称叠堆在本文中称为“不对称方波叠堆”。不对称叠堆可与对称叠堆形成对比，所述对称叠堆具有0.5的f比率并且高折射率材料和低折射率材料均为1/4波厚。如上所述，f比率，本文有时简称为“f”，是由f＝dH*nH/(dH*nH+dL*nL)得到的，其中d是所给定微层的物理厚度。不对称方波叠堆的反射率，特别是任何单个目标谐波阶次的反射率，可以通过使用1/4波微层的“有效叠堆”进行模型化，所述1/4波微层的有效折射率是由初始不对称方波叠堆的所关注谐波阶次的傅立叶系数计算得来的。对于给定的目标谐波阶次，有效叠堆中ORU的数量是初始叠堆中ORU数量的整数倍，其中整数倍数为“m”，即，目标谐波阶次的阶数。因此，如果初始微层叠堆具有N个ORU，则用于计算m阶谐波阶次的反射率的有效叠堆具有m*N个ORU。这样，可以通过单独计算与每个所关注谐波阶次相关的每个有效叠堆的反射率，来单独确定给定微层叠堆的各个谐波反射带。
傅立叶分析法中有效叠堆的有效折射率差值是由初始叠堆的峰到峰折射率差乘以叠堆折射率分布(即，叠堆波形)的傅立叶系数cm得到的。上文结合图5A讨论了傅立叶系数cm，其中我们表明可以如下公式对其进行计算：
其中m是谐波阶数，f是初始叠堆的f比率。上面的图5B中绘出了(归一化的)cm值，在该图中，我们将cm值乘以π/4来进行归一化。利用这些信息可以将任意不对称方波叠堆的任意阶反射带表示为对称的“有效叠堆”(其f比率为0.5)，其有效折射率差Δneff可由下式求得：
△neff＝cm(nH-nL)π/4，
其中nH和nL是微层的高折射率材料和低折射率材料的实际层折射率，cm是为初始叠堆的f比率计算的目标谐波阶次(m)的傅立叶系数。图5B中绘出的傅立叶系数假定在叠堆的紧邻微层之间存在突然转变；如果这种转变是渐进的而非突然的，则正确的傅立叶系数将在一定程度上偏离那些图5B中绘出的傅立叶系数。在这种情况下，应确定实际的折射率波形，从而可使用已知的周期函数的傅立叶级数表示方法来计算傅立叶系数。参见例如CRC标准数学表第18版第458页。使用上述等式确定Δneff后，就可以通过要求有效叠堆的平均折射率与初始叠堆的相同来很容易地确定用于有效叠堆的微层的有效折射率。
如果初始微层叠堆具有N个ORU(2N个微层)，则使用阶次m的有效叠堆和任何标准多层计算机叠堆软件程序计算所关注给定谐波阶次m的反射带，其中用于有效叠堆的折射率是如上结合Δneff方程所述的折射率。有效叠堆将具有m*N个光学重复单元。有效叠堆中ORU的光学厚度是初始叠堆中ORU厚度的1/m，而有效叠堆的层分布中ORU数量是初始叠堆中的m倍。因此，在计算所关注给定谐波的反射率时，通过将初始叠堆中的每个ORU替换为m个ORU来获得有效叠堆，其中有效叠堆的每个ORU是初始叠堆中相应ORU的1/m厚。下文中给出了实施例。
带宽分析方法
ORU的共振波长是层厚度和折射率值的组合导致对入射光波造成干涉，从而使ORU部分反射入射光时的波长。光学重复单元(ORU)m阶反射谐波的共振波长为
λo,m＝(2/m)×(dHnH+dLnL)，
其中m是反射谐波阶次，dH和dL分别是折射率值较高的材料(材料A)和折射率值较低的材料(材料B)的层厚度，nH和nL是材料A和材料B的折射率值。
(dH nH+dL nL)项是ORU的光学厚度；观察上述方程可以看出，第1阶反射谐波出现在ORU的光学厚度的两倍处，第2阶反射谐波出现在ORU的光学厚度处，第3阶反射谐波出现在ORU的光学厚度的2/3处，以此类推。
如果未忽略色散效应，则用于确定第m阶反射谐波的共振波长的折射率可在共振波长处自洽地测定。换句话讲，
λo,m＝(2/m)×(dHnH(λo,m)+dLnL(λo,m))。
ORU的另一个光学特性称为固有带宽。固有带宽(IBW)是依据导致反射率的相长干涉，对(层叠堆内)相邻ORU的相干强度的量度。ORU不仅在由ORU的固有带宽确定的共振波长处有助于反射率，而且在该共振波长(较高和较低的波长)的任一侧也有助于反射率。m阶反射谐波的固有带宽为：
其中，Nr＝nL/nH和am是m阶谐波的相对反射能力系数，如图5A所示。因此，例如，f比率为0.25的第2阶反射谐波的相对反射能力系数am的值将为0.5。
为给定的反射谐波阶次m及给定的ORU f比率评估IBWm时，可将IBWm乘以ORU的共振波长，得到部分带宽λm。该部分带宽Δλm＝IBWm*λ0,m是ORU和其它具有相似特性的ORU将在其中相干地形成反射的波长范围的量度。事实上，由大量相同的ORU组成从而使得在常见共振波长处的反射率非常大(接近1或100％)的微层叠堆，将具有在共振波长的两侧延伸Δλm/2的反射带。
当以大体上单调的方式从薄层到厚层呈梯度状的微层叠堆中的大量相邻ORU具有彼此重叠的部分带宽Δλm时，会产生相干反射。事实上，对于任何给定的ORU来说，可利用其相关联的共振波长来分析相邻ORU的部分带宽Δλm，并且因而确定部分带宽与给定ORU的共振波长重叠的相邻ORU的数量。这些部分带宽与给定ORU的共振波长重叠的相邻ORU中的每一个都与给定的ORU相干，从而在给定的ORU的共振波长处产生反射率。
这项第一原理逻辑提出了一种方法，即可根据每个ORU的共振波长λ0,m和部分带宽Δλm，利用已知的折射率值来分析ORU的模型化微层叠堆或测量的微层叠堆。对于每个ORU的共振波长，可以计算部分带宽与给定的共振波长重叠的相邻ORU的数量。这个计数，称为相干相邻计数(CNC)，可在随后用于确定给定共振波长处的反射率水平。为了定量地确定该反射率水平，我们采用了涉及相干地有助于反射率的ORU数量的反射率的标准公式，以及ORU层材料的折射率值：
该标准反射率公式对于相同ORU的微层叠堆最为精确，同时它也为具有梯度光学厚度分布的微层叠堆提供了极佳的反射率近似值。借助该方法，可以通过确定相干相邻计数(CNC)的值来计算微层叠堆内(与每个ORU相关联的)每个共振波长处的反射率。
该方法使得本领域的技术人员可使用测得的微层叠堆厚度分布以及已知的层材料折射率数值，来绘制任意阶反射带的波长范围，除此之外还可定量地限定给定反射带的起始短波长，以及同一反射带的终止长波长。
此外，通过进行上述分析，本领域的技术人员可以分别确定源自给定微层叠堆的不同阶的多个反射带的波长范围，其中所测量的反射光谱示出了由于显著的反射带重叠而导致的高反射率的单一波长区域，并且各个反射带谐波均难以辨认。
出于本申请的目的，我们选择将微层叠堆给定的(m阶)谐波反射带的开端限定为最短共振波长λS,m，对于该最短共振波长，CNC提供的Rm值大于相关反射带峰值反射率的25％。类似地，我们将代表反射带末端的波长定义为最长共振波长λL,m，对于该最长共振波长，CNC提供的Rm值大于相关反射带峰值反射率的25％。使用这种方法，我们能够可重复地确定给定反射带的短波长带边缘的波长λS和长波长带边缘的波长λL。
有关带宽分析方法的进一步细节和讨论可见于上文引用的美国专利申请13/844,664。
第一模型化叠堆
设计并模型化了一种具有第一模型化叠堆的多层光学膜。该叠堆使用了N个低折射率微层，这N个低折射率微层与N个高折射率微层以交替方式布置，形成N个ORU，其中N为138。每个ORU由低折射率微层(材料“B”)中的一个和高折射率微层(材料“A”)中的一个构成。低折射率微层的折射率nL为1.494，并且高折射率微层的折射率nH为1.65。这些折射率是聚合物干涉滤光器常用材料的代表性折射率。未使用波长色散，因此高阶反射带的带边缘波长标称为相应的第一阶带边缘波长的简单整除数，并使得每条反射带内的反射率标称为恒定的(不包括轻微的光谱振荡)。(在实际的材料中，随波长而产生的折射率变化会使高阶反射带的波长位置稍微偏移，且较短波长处的反射率也将往往高于较长波长处的反射率。)由于在挤出聚合物多层叠堆中，在叠堆的两侧具有一个折射率为1.65的10微米厚的“表皮层”(作为多层光学膜的一部分)的排布方式很常见，因此也假定第一模型化叠堆及其相关的用于计算各个高阶反射带的“有效叠堆”具有这种排布方式。假定在每个表皮层的外部主表面处具有空气界面。
ORU被设计为具有0.25的f比率。
ORU还展现出梯度厚度分布。厚度分布由简单的幂定律限定，以得到相对平坦的反射光谱，即反射光谱的一阶反射带及随后呈现的每条高阶反射带具有基本恒定的反射率与波长关系。具体地讲，第n个ORU中的高折射率微层的物理厚度dH和低折射率微层的物理厚度dL由以下公式进行确定：
和
其中，n从1到N不等，f为0.25，并且g是选择用于定义梯度的常数。就第一模型化叠堆而言，g被选为1.00527。此外，λ0是为叠堆设计选择的起始波长。对于第一模型化叠堆，λ0被选为825nm。通过这些公式和参数可得到如图13中曲线1310所示的第一模型化叠堆的ORU厚度分布。
使用上述的谐波分析方法计算第一模型化叠堆产生的单独的第1阶反射带、第2阶反射带和第3阶反射带。为这些单独谐波中的每一个定义“有效叠堆”，用于计算相应谐波阶次的反射光谱。对于第1阶，有效叠堆具有N个(即138个)ORU，并具有图13中曲线1310所示的ORU厚度分布，假定其f比率为0.5，并使用0.70711的傅立叶系数c1计算有效折射率。对于第2阶，有效叠堆具有2N个(即276个)ORU，并具有图13中曲线1312所示的ORU厚度分布，假定其f比率为0.5，并使用0.5的傅立叶系数c2计算有效折射率。对于第3阶，有效叠堆具有3N个(即414个)ORU，并具有图13中曲线1314所示的ORU厚度分布，假定其f比率为0.5，并使用0.235702的傅立叶系数c3计算有效折射率。对这些有效叠堆进行计算后得到图14A所示的第1阶、第2阶和第3阶光谱反射率曲线。
然后使用上述带宽分析法来确定图14A所示的第1阶、第2阶和第3阶反射带各自的短波长带边缘的波长λS和长波长带边缘的波长λL。在图中有三条线段叠加在一起，每条线段代表着利用带宽分析方法确定的相关联的谐波反射带的位置。每条线段都是相关联反射带的线性表示。线段被标记为“LSR”，代表“线段表示”，并且由通过带宽分析法确定的端点所限定。因此，每条线段LSR都具有标记为“S”的短波长端点和标记为“L”的长波长端点，其中短波长端点的波长值λS是反射带的左带边缘的波长，而长波长端点的波长值λL是反射带的右带边缘的波长。通过在反射光谱中叠加线段LSR，可以容易且精确地看到第1阶、第2阶和第3阶反射带在波长轴上的位置。由此还可以看出，对于该第一模型化叠堆，第2阶反射带与第1阶反射带和第3阶反射带两者均重叠。这些谐波反射带重叠产生如图14B所示的单条宽反射带。图14B绘出了使用常规光学模型化计算方法计算出的第一模型化叠堆的反射率，该计算方法未试图将各谐波阶次彼此区分开来，即，该计算方法简单地以波长的函数计算叠堆的总反射率。比较图14A和图14B可看出，图14B的单条宽反射带包括重叠的第1阶、第2阶和第3阶反射带。
下表中汇总了与第一模型化叠堆相关的参数。
第一模型化微层叠堆
| 阶次m | f比率 | N | 梯度 | Cm | nH | nL | λ0 |
| 全部 | 0.25 | 138 | 1.00527 | 不适用 | 1.65 | 1.494 | 825 |
| 1 | 0.5 | 138 | 1.00527 | 0.70711 | 1.627154 | 1.516846 | 825 |
| 2 | 0.5 | 276 | 1.002635 | 0.5 | 1.611 | 1.533 | 413 |
| 3 | 0.5 | 414 | 1.001757 | 0.235702 | 1.590385 | 1.553615 | 275 |
可通过使用常规光学模型化软件计算图14B的反射光谱，该软件可利用波长的函数来直接计算出叠堆的总反射率。作为另外一种选择，可通过将如(例如)图14A所示的各个谐波反射率进行光学组合，来获得这种反射光谱。尽管应注意在外部空气界面处可能会发生反射，但从图中可以看出，在任何给定波长下各个高阶反射带的附加性质遵循“玻片堆”反射器的规则。在该第一模型化膜中，第2阶谐波在450nm附近的总反射率为约0.63(或63％)，并且第3阶反射带的反射率为约0.33(或33％)。图14B的模型化反射率在约440nm至450nm的范围内具有约0.676的平均反射率。图14B的模型化光学膜具有两个空气界面，而分别计算的第2阶和第3阶谐波阶次总计具有4个膜/空气界面。需要先将这些空气界面中的两个在数学上移除，然后再使用如上所述的“玻片堆”公式来计算两个有效叠堆的反射率，以便将其与产生两个阶次的反射率的单个微层叠堆的反射率进行比较。为了数学上移除多余的空气界面，首先根据下述算式计算标记为“air”的一个空气/聚合物界面(折射率为1.65)的反射率：
然后可通过下述公式来计算有效第3阶膜叠堆的内部反射率R内部：
其中R内部指膜叠堆的内部反射率(如上所述)，“air”指计算出的空气/聚合物界面的反射率，并且“T总”指计算出的叠堆在空气中的总反射率。计算得到第3阶带的R内部为0.267。玻片堆公式中的R1值和R2值即为0.267和0.63，继而可预测第2阶带和第3阶带在450nm附近的组合反射率为R＝0.674。该值接近图14B中光谱反射率曲线在450nm附近的平均值0.676。
在图15A、图15B和图15C中，我们将第一模型化叠堆与第一对比微层叠堆进行比较，该第一对比微层叠堆的相关反射带中没有第2阶分量并且几乎完全由第1阶谐波产生。图15A绘出了作为波长的函数的模型化反射率。曲线1510与图14B中的反射率曲线相同，其表示第一模型化叠堆的总反射率。曲线1512是第一对比微层叠堆的反射率。第一对比叠堆使用了相同数量的N(138)个ORU并且为“A”和“B”微层使用了相同的高折射率和低折射率(分别为1.65和1.494)。然而，第一对比叠堆使用的f比率为0.5，该比率没有产生第2阶反射。这两种叠堆设计均产生相对小但相等的第3阶反射带(未单独绘出)，但可以在约400nm到550nm的波长上观察到其附加反射率。由于第3阶反射带对这两种叠堆设计的贡献是相等的，我们在后述分析中选择将其忽略。
此外，必须相对于第一模型化叠堆的ORU厚度分布改变第一对比叠堆的ORU厚度分布，以使第一对比叠堆的反射光谱与第一模型化叠堆的反射光谱基本匹配。图15B中绘出了二者的光学厚度分布。
在该图中，曲线1520是第一模型化叠堆的ORU厚度分布，并且与图13中的曲线1310相同。曲线1522是第一对比叠堆的ORU厚度分布。从该图中可明确两点。第一，可以看出第一模型化叠堆(曲线1520)的ORU厚度分布的锥度比第一对比叠堆(曲线1522)的ORU厚度分布的锥度更为温和。事实上，对于第一对比叠堆，最厚的ORU与最薄的ORU的厚度比率为4，但对于第一模型化叠堆，该比率仅为2。第二，第一模型化叠堆使用的ORU(和微层)通常比第一对比叠堆使用的ORU(和微层)更厚。例如，第一对比叠堆中最薄的ORU为200nm厚，而第一模型化叠堆中最薄的ORU为400nm厚。如上所述，较厚的层和较温和的锥度可以使第一模型化叠堆比第一对比叠堆更容易制造。
图15C是图12的再现，不同的是图上绘出了两个点，以表示第一微层叠堆(点P1)和第一对比微层叠堆(点P2)的工作。第一对比叠堆仅利用第1阶反射带(“第1阶”)，并在0.5的f比率下工作，因此，点P2具有1.0的相对反射能力。另一方面，第一模型化叠堆在0.25的f比率下工作，这使得第1阶反射的相对反射能力显著减小。但是，因为第一模型化叠堆利用第1阶反射带和第2阶反射带两者(“第1阶+第2阶”)，其相关联的点P2也具有1.0的相对反射能力。
下表中汇总了与第一模型化叠堆和第一对比叠堆(“宽带1”)之间的比较有关的参数。
第一模型化叠堆相对于第一对比叠堆
| 阶次m | f比率 | N | 梯度 | Cm | nH | nL | λ0 |
| 全部 | 0.25 | 138 | 1.00527 | 不适用 | 1.65 | 1.494 | 825 |
| 宽带1 | 0.5 | 138 | 1.01048 | 不适用 | 1.65 | 1.494 | 405 |
第二模型化叠堆
设计并模型化了具有第二模型化叠堆的另一种多层光学膜。该叠堆使用了N个低折射率微层，这N个低折射率微层与N个高折射率微层以交替方式布置，形成N个ORU，其中N为138。每个ORU由低折射率微层(材料“B”)中的一个和高折射率微层(材料“A”)中的一个构成。低折射率微层的折射率nL为1.494，高折射率微层的折射率nH为1.65。没有对波长使用色散。也假定第二模型化叠堆及其相关的用于计算各个高阶反射带的“有效叠堆”在叠堆的两侧具有一个折射率为1.65的10微米厚的“表皮层”(作为多层光学膜的一部分)。假定在每个表皮层的外部主表面处具有空气界面。
ORU被设计为具有0.33的f比率。如图5A所示，该f比率基本上不会产生第3阶谐波反射。
ORU具有与第一模型化叠堆相同的梯度厚度分布。因此，第二模型化叠堆的ORU厚度分布也由图13的曲线1310示出。
使用上述的谐波分析方法计算第二模型化叠堆产生的单独的第1阶反射带和第2阶反射带。为这些单独谐波中的每一个定义“有效叠堆”，用于计算相应谐波阶次的反射光谱。对于第1阶，有效叠堆具有N个(即138个)ORU，并具有图13中曲线1310所示的ORU厚度分布，假定其f比率为0.5，并使用0.860742的傅立叶系数c1计算有效折射率。对于第2阶，有效叠堆具有2N个(即276个)ORU，并具有图13中曲线1312所示的ORU厚度分布，假定其f比率为0.5，并使用0.438153的傅立叶系数c2计算有效折射率。对这些有效叠堆进行计算后得到图16A所示的第1阶和第2阶光谱反射率曲线。
然后使用上述带宽分析法来确定图16A所示的第1阶和第2阶反射带各自的短波长带边缘的波长λS和长波长带边缘的波长λL。在图中有两条线段叠加在一起，每条线段代表着利用带宽分析方法确定的相关联的谐波反射带的位置。每条线段都是相关联反射带的线性表示，并且都标记为“LSR”，其具有标记为“S”的短波长端点和标记为“L”的长波长端点。通过在反射光谱中叠加线段LSR，可以精确地看到第1阶和第2阶反射带在波长轴上的位置。由此还可以看出，对于该第二模型化叠堆，第2阶反射带与第1阶反射带(但不是第3阶反射带)重叠。这些谐波反射带重叠产生如图16B所示的单条加宽的反射带。图16B绘出了使用常规光学模型化计算方法计算出的第二模型化叠堆的反射率，该计算方法未试图将各谐波阶次彼此区分开来，即，该计算方法简单地以波长的函数计算叠堆的总反射率。比较图16A和图16B可看出，图16B的单条宽反射带包括重叠的第1阶和第2阶反射带。还应注意，由于第1阶和第2阶反射带的反射率水平不同，第二模型化叠堆的总反射光谱的反射率具有突然的阶跃变化。尽管在该叠堆中使用了平滑改变的ORU厚度分布(图13中的曲线1310)，但总反射光谱仍会具有上述突然的阶跃变化。
下表中汇总了与第二模型化叠堆相关的参数。
第二模型化微层叠堆
| 阶次m | f比率 | N | 梯度 | Cm | nH | nL | λ0 |
| 全部 | 0.33 | 138 | 1.00527 | 不适用 | 1.65 | 1.494 | 825 |
| 1 | 0.5 | 138 | 1.00527 | 0.860742 | 1.639138 | 1.504862 | 825 |
| 2 | 0.5 | 276 | 1.002635 | 0.438153 | 1.606176 | 1.537824 | 413 |
结合图16C，我们研究了当第二模型化叠堆被修改为具有0.36的f比率而非0.33时，该叠堆的反射率情况。曲线1610是第二模型化叠堆的反射率光谱，即该光谱与图16B中所示的反射率光谱相同。曲线1612是计算得到的经修改的叠堆的反射率光谱。请注意，再次产生了单条宽反射带，并且再次出现了反射率突然的阶跃变化。由于曲线1612在900nm到1600nm范围内的平均反射率比曲线1610高，并且在450nm到800nm范围内的平均反射率比曲线1610低，因此曲线1612的阶跃变化大于曲线1610的阶跃变化。f比率从0.33增大至0.36产生了较弱的第3阶响应，该响应可以在光谱1612上的约400nm到550nm的波长范围内被检测到。
第三模型化叠堆
设计并模型化了具有第三模型化叠堆的另一种多层光学膜。该叠堆使用了N个低折射率微层，这N个低折射率微层与N个高折射率微层以交替方式布置，形成N个ORU，其中N为138。每个ORU由低折射率微层(材料“B”)中的一个和高折射率微层(材料“A”)中的一个构成。低折射率微层的折射率nL为1.494，并且高折射率微层的折射率nH为1.65。没有对波长使用色散。也假定第三模型化叠堆及其相关的用于计算各个高阶反射带的“有效叠堆”在叠堆的两侧具有一个折射率为1.65的10微米厚的“表皮层”(作为多层光学膜的一部分)。假定在每个表皮层的外部主表面处具有空气界面。
ORU被设计为具有0.59的f比率。从图5A看出，该f比率产生大量的第1阶、第2阶、第3阶和第4阶谐波反射，第2阶和第3阶谐波的反射能力彼此基本相等。
ORU具有梯度厚度分布，该厚度分布以等于1.003的梯度常数g为特征。此外，选择1215nm作为起始波长λ0。在上述梯度厚度公式中使用这些参数，得到图17中曲线1710所示的第三模型化叠堆的ORU厚度分布。
使用上述的谐波分析方法计算第三模型化叠堆产生的单独的第1阶反射带、第2阶反射带和第3阶反射带。为这些单独谐波中的每一个定义“有效叠堆”，用于计算相应谐波阶次的反射光谱。对于第1阶，有效叠堆具有N个(即138个)ORU，并具有图17中曲线1710所示的ORU厚度分布，假定其f比率为0.5，并使用0.9603的傅立叶系数c1计算有效折射率。对于第2阶，有效叠堆具有2N个(即276个)ORU，并具有图17中曲线1712所示的ORU厚度分布，假定其f比率为0.5，并使用0.267913的傅立叶系数c2计算有效折射率。对于第3阶，有效叠堆具有3N个(即414个)ORU，并具有图17中曲线1714所示的ORU厚度分布，假定其f比率为0.5，并使用0.220437的傅立叶系数c3计算有效折射率。对这些有效叠堆进行计算后得到图18A所示的第1阶、第2阶和第3阶光谱反射率曲线。
然后使用上述带宽分析法来确定图18A所示的第1阶、第2阶和第3阶反射带各自的短波长带边缘的波长λS和长波长带边缘的波长λL。在图中有三条线段叠加在一起，每条线段代表着利用带宽分析方法确定的相关联的谐波反射带的位置。每条线段都是相关联反射带的线性表示，并且都标记为“LSR”，其具有标记为“S”的短波长端点和标记为“L”的长波长端点。通过在反射光谱中叠加线段LSR，可以精确地看到第1阶、第2阶和第3阶反射带在波长轴上的位置。由此可以看出，对于该第三模型化叠堆，第2阶反射带不与第1阶反射带重叠，也不与第3阶反射带重叠，但非常接近第3阶反射带。事实上，第2阶带的短波长端点S出现在626nm，并且第3阶带的长波长端点L出现在597nm，并且这两个波长之间的差值(29nm)小于626nm的5％。因此，第三模型化叠堆的第2阶和第3阶反射带基本上重叠。这些谐波反射带大量重叠(也包括第3阶和第4阶反射谱带的重叠，未示出)，产生可如图18B所示的单条加宽的反射带1810。图18B绘出了使用常规光学模型化计算方法计算出的第三模型化叠堆的反射率，该计算方法未试图将各谐波阶次彼此区分开来，即，该计算方法简单地以波长的函数计算叠堆的总反射率。比较图18A和图18B可看出，图18B的单条宽反射带1810包括重叠的第2阶和第3阶反射带。由于第3阶和第4阶反射带重叠，在带1810中还可看到突然的阶跃变化。尽管在该叠堆中使用了平滑改变的ORU厚度分布(图17中的曲线1710)，但其反射带中仍会存在此突然的阶跃变化。
下表中汇总了与第三模型化叠堆相关的参数。
第三模型化微层叠堆
| 阶次m | f比率 | N | 梯度 | Cm | nH | nL | λ0 |
| 全部 | 0.59 | 138 | 1.003 | 不适用 | 1.65 | 1.494 | 1215 |
| 2 | 0.5 | 276 | 1.0015 | 0.267913 | 1.5929 | 1.5511 | 608 |
| 3 | 0.5 | 414 | 1.001 | 0.220437 | 1.58919 | 1.55481 | 405 |
第二对比微层叠堆
我们现在把注意力转向在上文引用的美国专利公布2013-0250405中被称为实施例1的取向多层光学膜。该光学膜包括两个变迹微层叠堆，在‘664申请中称为“微层分组1”和“微层分组2”，二者由光学厚聚合物层分离。出于本说明书的目的，微层分组2被在本文中称作第二对比微层叠堆，或简称为第二对比叠堆。这两个叠堆中的每个都包含275层交替的低折射率聚合物和高折射率聚合物，这两个叠堆的高折射率材料为90/10coPEN(折射率1.795)，并且微层分组1的低折射率材料为55/45coPEN(各向同性的折射率1.605)，微层分组2的低折射率材料为NEOSTAR FN007共聚酯(折射率1.505)。多层光学膜的层厚度值使用原子力显微术(AFM)测得，并且微层分组1和微层分组2的层厚度分布19a和19b在图19中示出。
图20绘出了取向多层光学膜沿膜的阻光轴所测得的透射光谱，其中曲线20a代表微层分组1的阻光轴光谱，曲线20b代表微层分组2的阻光轴光谱。
通过进行光学模型“光谱拟合”操作，采用该实施例的拉伸聚合物的所测得折射率值，并且所测得的层厚度限定了微层分组的ORU，通过改变每个微层分组内ORU的f比率，找到了所测得光谱的最佳拟合。此外，对微层分组2的总厚度进行了小调整(变薄5％)，以使模型化光谱最佳地匹配于所测得的光谱。在此操作中，我们发现，通过假设f比率为0.64，微层分组1的所测得的光谱获得了最佳匹配，并且通过假设f比率为0.62，微层分组2的所测得的光谱获得了最佳匹配。
此分析提供了微层分组2(即，第二对比叠堆)的相关特性的模型，从中可以如上所述地计算出总反射率和特定谐波反射率。图21中的曲线2110绘出了使用常规光学模型化计算方法计算出的第二对比叠堆的反射率，该计算方法未试图将各谐波阶次彼此区分开来，即，该计算方法简单地以波长的函数计算叠堆的总反射率。使用上述的谐波分析方法计算模型化微层分组2产生的单独的第1阶反射带和第2阶反射带。为这些单独谐波中的每一个定义“有效叠堆”，用于计算相应谐波阶次的反射光谱。对这些有效叠堆进行计算，得到第1阶光谱反射率曲线，即图21中绘出的曲线2112，和第2阶光谱反射率曲线，即图21中绘出的曲线2114。然后使用上述带宽分析法来确定图21所示的第1阶和第2阶反射带各自的短波长带边缘的波长λS和长波长带边缘的波长λL。在图中有两条线段叠加在一起，每条线段代表着利用带宽分析方法确定的相关联的谐波反射带的位置。每条线段都是相关联反射带的线性表示，并且都标记为“LSR”，其具有标记为“S”的短波长端点和标记为“L”的长波长端点。通过在反射光谱中叠加线段LSR，可以精确地看到第1阶和第2阶反射带在波长轴上的位置。由此可以看出，对于该第二对比叠堆，第2阶反射带与第1阶反射带不重叠。此外，第1阶和第2阶反射带的最近带边缘不在彼此5％的范围内，因此，第2阶反射带也基本上不与第1阶反射带重叠。
第四模型化叠堆
设计并模型化了具有第四模型化叠堆的部分偏振(非对称反射器)的宽带窗膜。多层光学膜是使用针对PET和聚甲基丙烯酸甲酯的共聚物(coPMMA)的已知折射率设计的反射膜。假定在标准的膜拉幅机中取向PET，即，使用单轴约束取向并仅进行拉幅，并且在顺维方向上没有拉伸或松弛。在这种情况下，633nm处PET的X-Y-Z折射率设为1.69/1.58/1.50。将各向同性的coPMMA层在633nm处的折射率设为1.494。如果要使用接近0.33或接近0.67的f比率，则第3阶反射强度将接近0，第1阶反射带将相对较强，并且第2阶带将比第1阶带弱。对于该实施例，选择接近0.36的f比率以便提供一定程度上更强的第1阶(IR)反射带和一定程度上更弱的第2阶(可见光)反射带。这导致在光谱的蓝光部分中的非常弱的第3阶反射，如从图5A可以理解的那样，需注意的是，图5A的反射能力根据光学密度的对数尺度测定。
PET的相较于coPMMA的高折射率色散将导致谐调为给定波长的相同数量的层对蓝光的反射率高于红光。为了校正材料中的折射率色散，并提供可见区中的平坦光谱，在叠堆设计中采用(固定指数)f比率梯度，如图22所示。可见区中的反射光谱、具体地讲从400nm至500nm的反射光谱可通过施加较少的针对光谱的蓝光末端的层而被形成平坦的，但是之后在IR中的第1阶反射率将落进光谱的800nm至1000nm范围内，因为这些波长由那些相同层反射。然而，如从图5A可以确定，针对覆盖蓝光(第2阶谐波)的层的f比率的增大将使第2阶反射率减小，同时增大那些相同层对在800nm至1000nm范围内的IR光(第1阶谐波带)的反射率。平坦的光谱可因此可通过在从最短波长至最长波长的叠堆中使用连续的f比率梯度而实现。
如果为该系统选择了接近0.67的另选f比率，则f比率梯度将需要进入与图22所示相反的方向，即，其将处于1减去图22中绘出的值的形状中。
膜叠堆设计使用275个PET和coPMMA的层，其中外微层为coPMMA，并且PET PBL和表层在外侧表面上。在一个表面上，表层模型包含在光谱的可见部分中吸收的偏振染料(二色性染料)。图23中绘出了入射在透明的表层侧上的光(反射率曲线2313)以及入射在含有染料的表层侧上的光(反射率曲线2311)的模型化反射率与波长。这些曲线为垂直入射的光的所有偏振的总反射率。染料侧上的反射率小于20％，在从该侧观察窗口时，其会充分减少炫光。使用来自四种染料的模型化光谱以覆盖可见光谱。染料为红PD-104、黄PD-335H、青PD-318H和蓝PD-325H，所有这些均可购自日本东京的三井化学公司(Mitsui Chemicals,Inc.,Tokyo,Japan)。调整各种染料的浓度和比例以实现整个可见光谱的所需程度的吸收。所得的浓度为0.38重量％的红PD-104、0.23重量％的黄PD-335H、0.28重量％的青PD-318H和0.63重量％的蓝PD-325H，其中浓度为相对于PET的重量％。
图24中绘出了在一个表层中有染料(透射率曲线2411)和没有染料(透射率曲线2413)的情况下，阻光态的垂直入射光的透射率。对于偏振染料，阻光态透射率为约12％，其实现的炫光减少为8:1。可通过更高的染料负载或增大的微层数量来增大该比率。被阻隔的偏振为s偏振光，因此以非垂直角度进入的光将具有更高的炫光减少值。
图25中绘出了在一个表层中没有染料(透射率曲线2513)和有染料(透射率曲线2511)的情况下，该IR/可见光反射膜的总透射率。
第五模型化叠堆
设计并模型化了一种具有第五模型化叠堆的部分反射镜宽带窗膜。第五模型化叠堆与第四模型化叠堆类似，但通过双轴向取向多层叠堆实现了更高的反射率。假设对于PET而言，双轴向取向、X-Y-Z的折射率＝1.65/1.65/1.49是典型的。图26的所测得的反射光谱针对垂直入射角度处的任何偏振方向。反射率曲线2611给出了入射到膜的染料侧的光的反射率，并且反射率曲线2613给出了入射到膜的透明侧的光的反射率。IR带中的反射率为约75％，而该叠堆的偏振型式中的反射率为约62％。该双轴向窗膜的染料侧上的反射率略高于第四模型化叠堆中的偏振型式的反射率，但对于部分反射镜膜而言，总的透射率更低。图27中绘出了该部分反射镜膜对入射到染料侧的光(透射率曲线2711)以及入射到透明侧的光(透射率曲线2713)的总透射率曲线。
第四模型化叠堆和第五模型化叠堆的比较显示，偏振膜可具有比相同材料和厚度的部分反射镜膜更低的染料侧反射率，但是部分反射镜膜可具有更大的太阳能反射率。偏振型式的阻光轴反射率可被吸收，其中使用偏振染料偏振光的透光轴具有最小的吸收。在部分反射镜上使用吸收层不是那么有效，因为在该情况下，总透射率下降。
与在偏振片的情况下一样，在部分反射镜的情况下使用相同的染料光谱，其中假定在部分反射镜的情况下，x轴和y轴方向上的染料吸收是相等的。调节模型化染料负载以得到所需的透射率和反射率值。
除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中用来表示数量、属性量度等的所有数字都应被理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则本说明书和权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可以根据本领域内的技术人员利用本专利申请的教导内容想要获得的所需特性而改变。并非旨在将等同原则的应用限制在权利要求书范围内，至少应该根据所记录的有效数位的数目且通过应用惯常的四舍五入法来解释每个数值参数。虽然给出本发明宽范围的数值范围和参数是近似值，但就任何数值均在本文所述的具体实施例中列出来说，这些近似值都是按尽量合理的精确程度记录的。然而，任何数值可包括与测试或测量限制相关联的误差。
为了方便起见，参照附图来使用本文提及的诸如“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”、“上方”、“下方”的任何方向以及其他方向和取向，但是这些方向和取向并非要对实际的装置、制品或系统或其使用进行限制。本文所述的装置、制品和系统可在各种方向和取向上使用。
在不脱离本发明的精神和范围的前提下，对本发明进行的各种修改和更改对于本领域内的技术人员来说将显而易见，并且应当理解，本发明不应当限于本文示出的示例性实施例。除非另外指明，否则读者应该假设一个所公开的实施例的特征也可以应用于所有其它所公开的实施例。应该理解，所有本文引用的美国专利、专利申请公开及其他专利和非专利文档都以其不与上述公开抵触的程度通过引用的方式并入。
本文公开了许多实施例，包括但不限于以下实施例：
项目1是一种多层光学膜，包括被布置成光学重复单元的微层分组，
其中，在设计入射角下，该微层分组提供单条第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带；
其中第1阶反射带至少部分地设置在720nm至2000nm的波长范围内；
其中第2阶反射带至少部分地设置在380nm至720nm的波长范围内；
其中第2阶反射带与第1阶反射带和第3阶反射带中的至少一者基本上重叠，以形成单条宽反射带；并且
其中多层光学膜还包括与微层分组相邻的光学层，该光学层为防炫光层和/或吸收层。
项目2为根据项目1所述的多层光学膜，还包括一个或多个保护性边界层以及位于光学层与微层分组之间的表层。
项目3为根据项目1所述的多层光学膜，其中第1阶反射带具有在760nm至840nm范围内的第一带边缘以及在1560nm至1640nm范围内的第二带边缘。
项目4为根据项目1所述的多层光学膜，其中第2阶反射带具有在380nm至420nm范围内的第一带边缘以及在780nm至820nm范围内的第二带边缘。
项目5为根据项目1所述的多层光学膜，其中光学层为吸收层，该吸收层包括至少一种染料或颜料。
项目6为根据项目5所述的多层光学膜，其中所述至少一种染料或颜料包括至少一种二色性染料。
项目7为根据项目5所述的多层光学膜，其中所述至少一种染料或颜料包括至少一种UV吸收染料或颜料、至少一种IR吸收染料或颜料、至少一种可见光吸收染料或颜料、或它们的组合。
项目8为根据项目1所述的多层光学膜，其中叠堆是具有低透射轴的非对称反射器，并且部分吸收层是具有基本上平行于低透射轴的阻光轴的部分吸收偏振片。
项目9为根据项目1所述的多层光学膜，其中第2阶反射带与第1阶反射带基本上重叠。
项目10为根据项目1所述的多层光学膜，其中叠堆提供第3阶反射带，并且光学层为部分吸收层，部分吸收层包括近红外吸收组分。
项目11为根据项目1所述的多层光学膜，其中多层光学膜具有在10％至90％范围内的可见光透射率(VLT)以及在10％至90％范围内的总太阳能阻隔率(TSER)。
项目12是一种多层光学膜，其包括被布置成光学重复单元的微层分组，
其中，在设计入射角下，该微层分组提供单条第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带；
其中第1阶反射带至少部分地设置在720nm至2000nm的波长范围内；
其中第2阶反射带至少部分地设置在380nm至720nm的波长范围内；
其中第2阶反射带与第1阶反射带和第3阶反射带中的至少一者基本上重叠，以形成单条宽反射带；并且
其中微层分组具有在第一平面内偏振的可见光的第一平均轴向反射率，以及在垂直于第一平面的第二平面内偏振的可见光的第二平均轴向反射率，其中第二平均轴向反射率大于约5％并且小于第一轴向反射率。
项目13为根据项目12所述的多层光学膜，其中第一平均轴向反射率大于约10％。
项目14为根据项目12所述的多层光学膜，其中第一平均轴向反射率和第二平均轴向反射率的平均值在约40％至约70％范围内。
项目15为根据项目12所述的多层光学膜，还包括与微层分组相邻的光学层，该光学层包括至少一种染料或颜料。
项目16为根据项目15所述的多层光学膜，其中所述至少一种染料或颜料包括至少一种UV吸收染料或颜料、至少一种IR吸收染料或颜料、至少一种可见光吸收染料或颜料、或它们的组合。
项目17为根据项目14所述的多层光学膜，其中第2阶反射带与第1阶反射带基本上重叠。
项目18是一种多层光学膜，其包括被布置成光学重复单元的微层分组，
其中，在设计入射角下，该微层分组提供单条第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带；
其中第1阶反射带至少部分地设置在720nm至2000nm的波长范围内；
其中第2阶反射带至少部分地设置在380nm至720nm的波长范围内；
其中第2阶反射带与第1阶反射带和第3阶反射带中的至少一者基本上重叠，以形成单条宽反射带；并且
其中光学重复单元具有固定指数f比率，其在微层分组的厚度上单调地变化。
项目19为根据项目18所述的多层光学膜，其中光学重复单元的固定指数f比率在约0.3至约0.4的范围内变化，或者在约0.6至约0.7的范围内变化。
项目20为根据项目19所述的多层光学膜，其中光学重复单元的固定指数光学厚度在微层分组的厚度上单调地变化，并且其中固定指数f比率在约0.3至约0.4的范围内，并从最薄的光学重复单元到最厚的光学重复单元单调地减小，或者固定指数f比率在约0.6至约0.7的范围内，并从最薄的光学重复单元到最厚的光学重复单元单调地增大。
项目21为根据项目18所述的系统，其中多层光学膜还包括与微层分组相邻的光学层，该光学层包括至少一种染料或颜料。
项目22为根据项目21所述的多层光学膜，其中所述至少一种染料或颜料包括至少一种UV吸收染料或颜料、至少一种IR吸收染料或颜料、至少一种可见光吸收染料或颜料、或它们的组合。
项目23为根据项目18所述的多层光学膜，其中微层分组为非对称反射器。
项目24为一种窗膜，包括：
多层光学膜，该多层光学膜包括被布置成光学重复单元的微层分组，
其中，在设计入射角下，该微层分组提供单条第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带；
其中第1阶反射带至少部分地设置在720nm至2000nm的波长范围内；
其中第2阶反射带至少部分地设置在380nm至720nm的波长范围内；
其中第2阶反射带与第1阶反射带和第3阶反射带中的至少一者基本上重叠，以形成单条宽反射带。
项目25为根据项目24所述的窗膜，还包括：
与多层光学膜相邻的粘合剂层；以及
紧邻粘合剂层与多层光学膜相对的剥离衬件。
项目26为一种窗膜，包括：
根据项目1至23中任一项所述的多层光学膜；
与多层光学膜相邻的粘合剂层；以及
紧邻粘合剂层与多层光学膜相对的剥离衬件。
项目27为一种系统，包括窗口和根据项目24所述的窗膜，其中窗膜的主表面附接至窗口。
项目28为一种系统，包括：
窗口；和
根据项目1至23中任一项所述的多层光学膜；
其中多层光学膜的主表面附接至窗口。
Claims (15)
1.一种多层光学膜，包括被布置成光学重复单元的微层分组，
其中在设计入射角下，所述微层分组提供单条第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带；
其中所述第1阶反射带至少部分地设置在720nm至2000nm的波长范围内；
其中所述第2阶反射带至少部分地设置在380nm至720nm的波长范围内；
其中所述第2阶反射带与所述第1阶反射带和所述第3阶反射带中的至少一者基本上重叠，以形成单条宽反射带；并且
其中所述多层光学膜还包括与所述微层分组相邻的光学层，所述光学层为防炫光层或吸收层。
2.根据权利要求1所述的多层光学膜，其中所述第1阶反射带具有在760nm至840nm范围内的第一带边缘以及在1560nm至1640nm范围内的第二带边缘。
3.根据权利要求1所述的多层光学膜，其中所述第2阶反射带具有在380nm至420nm范围内的第一带边缘以及在780nm至820nm范围内的第二带边缘。
4.根据权利要求1所述的多层光学膜，其中所述光学层为吸收层，所述吸收层包括至少一种染料或颜料。
5.根据权利要求4所述的多层光学膜，其中所述至少一种染料或颜料包括至少一种二色性染料。
6.根据权利要求1所述的多层光学膜，其中所述叠堆是具有低透射轴的非对称反射器，并且所述部分吸收层是具有基本上平行于所述低透射轴的阻光轴的部分吸收偏振片。
7.根据权利要求1所述的多层光学膜，其中所述第2阶反射带与所述第1阶反射带基本上重叠。
8.根据权利要求1所述的多层光学膜，其中所述叠堆提供所述第3阶反射带，并且所述光学层为吸收层，所述吸收层包括近红外吸收组分。
9.一种多层光学膜，包括被布置成光学重复单元的微层分组，
其中在设计入射角下，所述微层分组提供单条第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带；
其中所述第1阶反射带至少部分地设置在720nm至2000nm的波长范围内；
其中所述第2阶反射带至少部分地设置在380nm至720nm的波长范围内；
其中所述第2阶反射带与所述第1阶反射带和所述第3阶反射带中的至少一者基本上重叠，以形成单条宽反射带；并且
其中所述微层分组具有在第一平面内偏振的可见光的第一平均轴向反射率，以及在垂直于所述第一平面的第二平面内偏振的可见光的第二平均轴向反射率，其中所述第二平均轴向反射率大于约5％并且小于所述第一轴向反射率。
10.根据权利要求9所述的多层光学膜，其中所述第一平均轴向反射率大于约10％。
11.根据权利要求9所述的多层光学膜，其中所述第一平均轴向反射率和所述第二平均轴向反射率的平均值在约40％至约70％范围内。
12.根据权利要求9所述的多层光学膜，还包括与所述微层分组相邻的光学层，所述光学层包括至少一种染料或颜料。
13.根据权利要求9所述的多层光学膜，其中所述第2阶反射带与所述第1阶反射带基本上重叠。
14.一种多层光学膜，包括被布置成光学重复单元的微层分组，
其中在设计入射角下，所述微层分组提供单条第1阶反射带、第2阶反射带和任选的第3阶反射带；
其中所述第1阶反射带至少部分地设置在720nm至2000nm的波长范围内；
其中所述第2阶反射带至少部分地设置在380nm至720nm的波长范围内；
其中所述第2阶反射带与所述第1阶反射带和所述第3阶反射带中的至少一者基本上重叠，以形成单条宽反射带；并且
其中所述光学重复单元具有固定指数f比率，所述固定指数f比率在所述微层分组的厚度上单调地变化。
15.根据权利要求14所述的多层光学膜，其中所述光学重复单元的固定指数光学厚度在所述微层分组的厚度上单调地变化，并且其中所述固定指数f比率在约0.3至约0.4的范围内，并从最薄的光学重复单元到最厚的光学重复单元单调地减小，或者所述固定指数f比率在约0.6至约0.7的范围内，并从所述最薄的光学重复单元到所述最厚的光学重复单元单调地增大。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/517,363 | 2014-10-17 | ||
| US14/517,363 US9823395B2 (en) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | Multilayer optical film having overlapping harmonics |
| PCT/US2015/055483 WO2016061192A1 (en) | 2014-10-17 | 2015-10-14 | Multilayer optical film having overlapping harmonics |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106796306A true CN106796306A (zh) | 2017-05-31 |
| CN106796306B CN106796306B (zh) | 2020-11-24 |
Family
ID=55747254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201580055219.4A Active CN106796306B (zh) | 2014-10-17 | 2015-10-14 | 具有重叠谐波的多层光学膜 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9823395B2 (zh) |
| EP (1) | EP3207411A4 (zh) |
| JP (1) | JP2017534076A (zh) |
| KR (1) | KR102509283B1 (zh) |
| CN (1) | CN106796306B (zh) |
| WO (1) | WO2016061192A1 (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110892295A (zh) * | 2017-07-26 | 2020-03-17 | 3M创新有限公司 | 光学掩蔽滤光器 |
| CN111093967A (zh) * | 2017-10-05 | 2020-05-01 | 伟福夫特科技公司 | 提供双色效应的光学结构 |
| CN111142179A (zh) * | 2018-11-02 | 2020-05-12 | 唯亚威通讯技术有限公司 | 阶梯结构光滤波器 |
| CN111164471A (zh) * | 2017-10-02 | 2020-05-15 | 3M创新有限公司 | 用于校正色移的部分反射器 |
| CN111381306A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-07-07 | 苏州江泓电子科技有限公司 | 一种用于50~70nm真空紫外波段的偏振多层膜及其制备方法 |
| US11347099B2 (en) * | 2018-11-28 | 2022-05-31 | Eyesafe Inc. | Light management filter and related software |
| CN114787670A (zh) * | 2019-12-09 | 2022-07-22 | 3M创新有限公司 | 光学滤光器和光学系统 |
| CN112041735B (zh) * | 2018-05-02 | 2023-09-01 | 3M创新有限公司 | 多层反射器 |
| US11840112B2 (en) | 2019-04-04 | 2023-12-12 | Wavefront Technology, Inc. | Optical structures providing dichroic effects |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9279921B2 (en) * | 2013-04-19 | 2016-03-08 | 3M Innovative Properties Company | Multilayer stack with overlapping harmonics for wide visible-infrared coverage |
| TWI637198B (zh) | 2013-09-30 | 2018-10-01 | 美商3M新設資產公司 | 聚合多層光學膜 |
| TWI585196B (zh) * | 2014-12-31 | 2017-06-01 | 聖高拜塑膠製品公司 | 陽光控制膜、包含彼等之總成及製造彼等之方法 |
| JP6938548B2 (ja) | 2016-06-09 | 2021-09-22 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 光学フィルタ |
| CN109477920B (zh) * | 2016-07-12 | 2022-02-08 | 3M创新有限公司 | 光学叠堆 |
| CN109477924B (zh) * | 2016-07-13 | 2022-02-22 | 3M创新有限公司 | 光学膜 |
| TW201812353A (zh) | 2016-09-13 | 2018-04-01 | 美商3M新設資產公司 | 具有針對依傾斜角度之低顏色定製之厚度分布之單封包反射偏振器 |
| US10754073B2 (en) | 2016-11-29 | 2020-08-25 | 3M Innovative Properties Company | Optical stack having reflective polarizer with polymeric layers and specified reflectance and transmittance |
| DE102017203105B4 (de) | 2017-02-27 | 2019-05-16 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verglasungseinheit, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
| WO2018160866A1 (en) * | 2017-03-02 | 2018-09-07 | 3M Innovative Properties Company | Dynamic reflected color film with low optical caliper sensitivity |
| KR102648211B1 (ko) * | 2017-03-06 | 2024-03-14 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 고 콘트라스트 광학 필름 및 이를 포함하는 장치 |
| US11137527B2 (en) * | 2017-05-22 | 2021-10-05 | Viavi Solutions Inc. | Mixed spacer multispectral filter |
| JP7211363B2 (ja) * | 2017-07-07 | 2023-01-24 | 東洋紡株式会社 | 多層積層フィルム |
| BR112020002425A2 (pt) * | 2017-08-07 | 2020-07-28 | Everix, Inc. | filtros de interferência óptica de película delgada ultradelgados |
| WO2019077547A1 (en) * | 2017-10-20 | 2019-04-25 | 3M Innovative Properties Company | OPTICAL FILM AND POLARIZING BEAM SEPARATOR |
| WO2019106597A1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | 3M Innovative Properties Company | Thin multilayer reflector with uniform left bandedge |
| WO2019202987A1 (ja) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | 日東電工株式会社 | 窓用ギラツキ防止フィルム |
| JP7400724B2 (ja) * | 2018-09-27 | 2023-12-19 | 東洋紡株式会社 | 多層積層フィルム |
| US20200124779A1 (en) * | 2018-10-22 | 2020-04-23 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Layered sheet polarizers and isolators |
| TW202102882A (zh) * | 2019-03-11 | 2021-01-16 | 美商3M新設資產公司 | 具有減少色彩之高效率紅外線反射器 |
| US20220146728A1 (en) | 2019-04-03 | 2022-05-12 | 3M Innovative Properties Company | Optical film and glass laminate |
| US20220187521A1 (en) | 2019-04-30 | 2022-06-16 | 3M Innovative Properties Company | Optical stack |
| KR20210073703A (ko) * | 2019-12-10 | 2021-06-21 | 삼성전자주식회사 | 광 변조 소자, 광 변조 소자를 포함한 광학 디바이스, 및 광학 디바이스를 포함하는 전자 장치 |
| CN112162340B (zh) * | 2020-09-15 | 2022-03-29 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种以锗为基底45度角倾斜使用的红外宽光谱分色片 |
| CN117178210A (zh) * | 2021-04-15 | 2023-12-05 | 3M创新有限公司 | 多层光学膜及包括其的玻璃层压体 |
| CN117083544A (zh) * | 2021-04-15 | 2023-11-17 | 3M创新有限公司 | 多层光学膜及包括其的玻璃层压体 |
| WO2023203390A1 (en) * | 2022-04-19 | 2023-10-26 | 3M Innovative Properties Company | Broadband reflectors including polymeric layers, and composite cooling systems |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1088511A (zh) * | 1992-10-29 | 1994-06-29 | 陶氏化学公司 | 可成型的多层反射体 |
| US6147740A (en) * | 1997-04-02 | 2000-11-14 | Fujitsu Limited | Liquid crystal panel and display including dichroic dye for absorbing yellow component of incident light |
| CN1293613A (zh) * | 1998-01-13 | 2001-05-02 | 美国3M公司 | 颜色转变膜 |
| US20130250405A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-09-26 | 3M Innovative Properties Company | Multilayer stack combinations with interleaved overlapping harmonics for wide visible-infrared coverage |
Family Cites Families (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3247392A (en) | 1961-05-17 | 1966-04-19 | Optical Coating Laboratory Inc | Optical coating and assembly used as a band pass interference filter reflecting in the ultraviolet and infrared |
| US3610729A (en) | 1969-06-18 | 1971-10-05 | Polaroid Corp | Multilayered light polarizer |
| US3711176A (en) * | 1971-01-14 | 1973-01-16 | Dow Chemical Co | Highly reflective thermoplastic bodies for infrared, visible or ultraviolet light |
| US4446305A (en) | 1981-03-02 | 1984-05-01 | Polaroid Corporation | Optical device including birefringent polymer |
| US5486949A (en) | 1989-06-20 | 1996-01-23 | The Dow Chemical Company | Birefringent interference polarizer |
| US5103337A (en) | 1990-07-24 | 1992-04-07 | The Dow Chemical Company | Infrared reflective optical interference film |
| US5126880A (en) | 1990-12-18 | 1992-06-30 | The Dow Chemical Company | Polymeric reflective bodies with multiple layer types |
| JPH05275330A (ja) | 1992-03-25 | 1993-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | 多層薄膜の膜厚制御方法 |
| US5360659A (en) * | 1993-05-24 | 1994-11-01 | The Dow Chemical Company | Two component infrared reflecting film |
| US5882774A (en) | 1993-12-21 | 1999-03-16 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Optical film |
| US5820957A (en) | 1996-05-06 | 1998-10-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Anti-reflective films and methods |
| US6788463B2 (en) | 1998-01-13 | 2004-09-07 | 3M Innovative Properties Company | Post-formable multilayer optical films and methods of forming |
| US6207260B1 (en) | 1998-01-13 | 2001-03-27 | 3M Innovative Properties Company | Multicomponent optical body |
| US6179948B1 (en) | 1998-01-13 | 2001-01-30 | 3M Innovative Properties Company | Optical film and process for manufacture thereof |
| US6808658B2 (en) | 1998-01-13 | 2004-10-26 | 3M Innovative Properties Company | Method for making texture multilayer optical films |
| JP2001013320A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-01-19 | Asahi Techno Glass Corp | 光学多層干渉膜および黄色電球 |
| US6778240B2 (en) | 2000-03-28 | 2004-08-17 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Anti-glare and anti-reflection film, polarizing plate, and image display device |
| JP2001305542A (ja) * | 2000-04-26 | 2001-10-31 | Kyocera Corp | 液晶表示装置 |
| CN1249464C (zh) | 2001-01-15 | 2006-04-05 | 3M创新有限公司 | 在可见光波长区域具有高且平滑透射率的多层红外反射薄膜及由该薄膜制造的层压制品 |
| US7215473B2 (en) | 2002-08-17 | 2007-05-08 | 3M Innovative Properties Company | Enhanced heat mirror films |
| JP2007510041A (ja) | 2003-10-27 | 2007-04-19 | アドヒーシブズ・リサーチ・インコーポレイテッド | ポリ（アルキレンオキシド）ポリマー系感圧接着剤及びこれから形成されるテープ |
| US7019905B2 (en) | 2003-12-30 | 2006-03-28 | 3M Innovative Properties Company | Multilayer reflector with suppression of high order reflections |
| US7385763B2 (en) | 2005-04-18 | 2008-06-10 | 3M Innovative Properties Company | Thick film multilayer reflector with tailored layer thickness profile |
| US7862898B2 (en) | 2005-09-08 | 2011-01-04 | 3M Innovative Properties Company | Adhesive composition and articles made therefrom |
| US7892649B2 (en) | 2005-09-08 | 2011-02-22 | 3M Innovative Properties Company | Microstructured adhesive article and articles made therefrom |
| US7652736B2 (en) | 2005-10-25 | 2010-01-26 | 3M Innovative Properties Company | Infrared light reflecting film |
| US20080037127A1 (en) | 2006-03-31 | 2008-02-14 | 3M Innovative Properties Company | Wide angle mirror system |
| US7636193B2 (en) | 2006-05-02 | 2009-12-22 | 3M Innovative Properties Company | Visible light-transmissive IR filter with distorted portions |
| US7906202B2 (en) * | 2006-09-27 | 2011-03-15 | 3M Innovative Properties Company | Tear resistant solar control multilayer film |
| KR20080101115A (ko) * | 2007-05-16 | 2008-11-21 | 엘지디스플레이 주식회사 | 편광판 및 이를 포함하는 표시장치 |
| CN101681056B (zh) | 2007-05-20 | 2013-03-27 | 3M创新有限公司 | 中空光循环腔型显示器背光源 |
| JP2008292908A (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Konica Minolta Holdings Inc | 液晶表示装置 |
| WO2009085662A2 (en) | 2007-12-27 | 2009-07-09 | 3M Innovative Properties Company | Urea-based pressure sensitive adhesives |
| EP2602647A1 (en) * | 2008-03-31 | 2013-06-12 | 3M Innovative Properties Company | Low layer count reflective polarizer with optimized gain |
| TW201020594A (en) | 2008-11-24 | 2010-06-01 | quan-kun Wei | Multi-layer optical film capable of adjusting reflection bands and its manufacturing method |
| TWI410712B (zh) | 2009-01-13 | 2013-10-01 | Ind Tech Res Inst | 光學膜 |
| JP2012526894A (ja) | 2009-05-15 | 2012-11-01 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ウレタン系感圧接着剤 |
| US20120064296A1 (en) | 2009-06-02 | 2012-03-15 | Walker Jr Christopher B | Antiglare films comprising microstructured surface |
| US8337610B2 (en) | 2009-09-30 | 2012-12-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Dispersion of near infrared absorbing pigments and method of making the same |
| JP2011137850A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-14 | Dainippon Printing Co Ltd | 赤外線反射部材 |
| JP5856149B2 (ja) | 2010-05-07 | 2016-02-09 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 多層高分子フィルムを製造するためのフィードブロック |
| KR101775746B1 (ko) | 2010-05-21 | 2017-09-06 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 색상이 감소된 부분적으로 반사하는 다층 광학 필름 |
| JP6001545B2 (ja) * | 2010-10-20 | 2016-10-05 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ナノ空隙ポリマー層を組み込んだ広帯域半鏡面ミラーフィルム |
| KR101978128B1 (ko) * | 2011-06-17 | 2019-05-14 | 데이진 가부시키가이샤 | 반사 편광 필름, 그것으로 이루어지는 액정 표시 장치용 광학 부재 및 액정 표시 장치 |
| US9322967B2 (en) * | 2011-10-20 | 2016-04-26 | 3M Innovative Properties Company | Apodized broadband partial reflectors |
| WO2014003468A1 (en) * | 2012-06-28 | 2014-01-03 | Kolon Industries, Inc. | Brightness enhancing film and backlight unit comprising the same |
| MX344848B (es) | 2013-02-20 | 2017-01-10 | 3M Innovative Properties Co | Apilamiento polarizador absorbente, reflectante y colimador e iluminacion posterior que lo incorpora. |
| US9279921B2 (en) | 2013-04-19 | 2016-03-08 | 3M Innovative Properties Company | Multilayer stack with overlapping harmonics for wide visible-infrared coverage |
-
2014
- 2014-10-17 US US14/517,363 patent/US9823395B2/en active Active
-
2015
- 2015-10-14 EP EP15851585.8A patent/EP3207411A4/en active Pending
- 2015-10-14 WO PCT/US2015/055483 patent/WO2016061192A1/en active Application Filing
- 2015-10-14 KR KR1020177012740A patent/KR102509283B1/ko active IP Right Grant
- 2015-10-14 CN CN201580055219.4A patent/CN106796306B/zh active Active
- 2015-10-14 JP JP2017520339A patent/JP2017534076A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1088511A (zh) * | 1992-10-29 | 1994-06-29 | 陶氏化学公司 | 可成型的多层反射体 |
| US6147740A (en) * | 1997-04-02 | 2000-11-14 | Fujitsu Limited | Liquid crystal panel and display including dichroic dye for absorbing yellow component of incident light |
| CN1293613A (zh) * | 1998-01-13 | 2001-05-02 | 美国3M公司 | 颜色转变膜 |
| US20130250405A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-09-26 | 3M Innovative Properties Company | Multilayer stack combinations with interleaved overlapping harmonics for wide visible-infrared coverage |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 唐晋发等: "《现代光学薄膜技术》", 30 November 2006, 浙江大学出版社 * |
| 王月花: "《薄膜光学与薄膜技术》", 30 November 2009, 中国矿业大学出版社 * |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110892295A (zh) * | 2017-07-26 | 2020-03-17 | 3M创新有限公司 | 光学掩蔽滤光器 |
| CN110892295B (zh) * | 2017-07-26 | 2022-09-02 | 3M创新有限公司 | 光学掩蔽滤光器 |
| CN111164471A (zh) * | 2017-10-02 | 2020-05-15 | 3M创新有限公司 | 用于校正色移的部分反射器 |
| CN111164471B (zh) * | 2017-10-02 | 2022-05-17 | 3M创新有限公司 | 用于校正色移的部分反射器 |
| CN111093967A (zh) * | 2017-10-05 | 2020-05-01 | 伟福夫特科技公司 | 提供双色效应的光学结构 |
| US11675203B2 (en) | 2017-10-05 | 2023-06-13 | Wavefront Technology, Inc. | Optical structures providing dichroic effects |
| CN112041735B (zh) * | 2018-05-02 | 2023-09-01 | 3M创新有限公司 | 多层反射器 |
| CN111142179A (zh) * | 2018-11-02 | 2020-05-12 | 唯亚威通讯技术有限公司 | 阶梯结构光滤波器 |
| CN111142179B (zh) * | 2018-11-02 | 2023-09-08 | 唯亚威通讯技术有限公司 | 阶梯结构光滤波器 |
| US11347099B2 (en) * | 2018-11-28 | 2022-05-31 | Eyesafe Inc. | Light management filter and related software |
| US11840112B2 (en) | 2019-04-04 | 2023-12-12 | Wavefront Technology, Inc. | Optical structures providing dichroic effects |
| CN114787670A (zh) * | 2019-12-09 | 2022-07-22 | 3M创新有限公司 | 光学滤光器和光学系统 |
| CN111381306A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-07-07 | 苏州江泓电子科技有限公司 | 一种用于50~70nm真空紫外波段的偏振多层膜及其制备方法 |
| CN111381306B (zh) * | 2020-05-12 | 2022-02-15 | 苏州江泓电子科技有限公司 | 一种用于50～70nm真空紫外波段的偏振多层膜及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3207411A1 (en) | 2017-08-23 |
| JP2017534076A (ja) | 2017-11-16 |
| CN106796306B (zh) | 2020-11-24 |
| KR102509283B1 (ko) | 2023-03-10 |
| US20160109628A1 (en) | 2016-04-21 |
| US9823395B2 (en) | 2017-11-21 |
| WO2016061192A1 (en) | 2016-04-21 |
| EP3207411A4 (en) | 2018-09-19 |
| KR20170070138A (ko) | 2017-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106796306A (zh) | 具有重叠谐波的多层光学膜 | |
| CN105190381A (zh) | 用于宽的可见红外覆盖的具有重叠谐波的多层叠堆 | |
| CN103890620B (zh) | 具有不同光学分组的变迹宽带局部反射器 | |
| EP3067721B1 (en) | Optical polarizing films with designed color shifts | |
| CN102906605B (zh) | 具有降低的彩色的部分反射型多层光学膜 | |
| CN109219763A (zh) | 光学滤光器 | |
| CN105765422A (zh) | 蓝色边缘滤光片光学透镜 | |
| CN109477924A (zh) | 光学膜 | |
| CN105593716B (zh) | 聚合物多层光学膜 | |
| CN110023798A (zh) | 光学叠堆 | |
| CN111856635B (zh) | 宽带可见光反射器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |