CN108775551A - 结合多层光学膜的光源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种包括光导的光源，该光导包括顶侧、底侧以及在该顶侧和该底侧之间延伸的输入侧，该顶侧包含光学膜，该底侧包含漫反射器。照明源邻近光导的输入侧被设置。该光学膜具有相邻的第一区域和第二区域，每个区域基本上延伸光学叠堆的整个厚度或光学膜的至少一个光学分组的整个厚度。从光源进入光导的光在该光导内传播并由光学膜主要通过光学干涉被反射或透射。对于至少一个第一入射角和至少一个波长，该光学膜的第一区域和第二区域具有基本上相等的光学透射率。对于至少一个第二入射角和至少一个波长，该第二区域具有的光学透射率显著大于光学膜的第一区域。

Description

结合多层光学膜的光源
本申请是分案申请。本申请的原案为进入中国国家阶段的PCT专利申请，原案的PCT申请号为PCT/US2015/017627，申请日为2015年2月26日；原案的国际公开号为WO2015/134255A1，国际公开日为2015年9月11日；原案的中国专利申请号：201580012282.X，进入中国国家阶段日为2016年9月6日。原案的说明书全文提供如下以供参考。
技术领域
本发明整体涉及结合光学膜的照明装置，该光学膜的透射和反射特性很大程度上取决于从被设置在该光学膜内(即，该光学膜内部)的层与层之间的界面反射的光的相长干涉和相消干涉。本发明还涉及相关联的系统和方法。
背景技术
光导有利于使用发光二极管和/或其他固态照明装置以用于包括机动车辆照明装置的许多应用中。提取特征允许所引导的光从光导中逃逸。然而，由于提取特征散射光，因此需要在提取效率和光源的透明程度之间进行权衡。
发明内容
一些实施方案涉及光源，该光源包括以第一波长发射光的基本上单色的照明装置。该光源具有邻近照明装置以用于接收来自照明装置的第一波长的光的输入侧、包含漫反射器的底侧、以及顶侧。该顶侧包括具有多个层的光学膜。每个层邻近光学膜的第一区域和第二区域延伸并且在至少第一区域中主要通过光学干涉来透射和反射光。该多个层中的至少一个层在第一区域和第二区域中具有不同的双折射率，使得对于以第一入射角入射的第一波长的光，光学膜的第一区域和第二区域中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率。对于以较大的第二入射角入射的第一波长的光，该光学膜的第一区域具有的光学透射率显著小于反射率，并且该光学膜的第二区域具有的光学透射率显著大于光学膜的第一区域。
一些实施方案涉及包括光学膜的光源，该光学膜包括形成图案的多个第一区域和第二区域。每个区域主要通过光学干涉来透射和反射光，使得当光源发射光时，图案的可见度随视角增大而增大。
在一些实施方案中，光源包括光导，该光导包括顶侧、底侧、以及在顶侧和底侧之间延伸的输入侧，该顶侧包含光学膜，该底侧包含漫反射器。照明源邻近光导的输入侧被设置。光学膜具有相邻的第一区域和第二区域，每个区域基本上延伸光学叠堆或光学膜的至少一个光学分组的整个厚度。从光源进入光导的光在光导内传播并由光学膜主要通过光学干涉来反射或透射。对于至少一个第一入射角和至少一个波长，光学膜的第一区域和第二区域具有基本上相等的光学透射率。对于至少一个第二入射角和至少一个波长，第二区域具有的光学透射率显著大于光学膜的第一区域。
一些实施方案涉及包括回射层的光学系统。光学膜被设置在回射层上并且包括主要通过光学干涉来透射和反射光的多个交替的第一层和第二层。
一些实施方案涉及光源。该光源包括被构造成发射第一波长的光的基本上单色的第一照明装置、以及被构造成发射第一波长或不同第二波长的光的基本上单色的第二照明装置。该光源具有邻近照明装置以用于接收来自照明装置的第一波长的光的输入侧、包含漫反射器的底侧、以及包含具有多个层的光学膜的顶侧。该光学膜主要通过光学干涉来透射和反射光，其中第一照明装置被构造成被激发并发射光以实现第一功能，并且第二照明装置被构造成被激发并发射光以实现不同的第二功能。
本文还讨论了相关的方法、系统和制品。
根据下面的详细描述，本申请的这些和其他方面将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由如在审查期间可以进行修改的所附权利要求书限定。
附图说明
图1A为根据一些实施方案的结合图案化多层光学膜的光源的横截面视图；
图1B为在一些方面类似于图1A的光源并且包括具有滤光器的顶侧的光源的横截面视图；
图1C为包括邻近光学膜的第二区域被布置的透镜的光源的横截面视图；
图1D和图1E为图1A的光源的透视图；
图1F示出主要通过光学干涉来透射和反射光的被设置在回射器上的光学膜；
图1G为具有包含非图案化多层光学膜的顶侧和包含回射器的底侧的光源；
图1H为具有包含图案化多层光学膜的顶侧和包含回射器的底侧的光源；
图2A为具有形成图案的第二区域的多层光学膜的顶视图；
图2B示出通过多层光学膜发射的光的角度选择性；
图2C示出通过多层光学膜透射的光锥；
图2D示出通过多层光学膜发射的光；
图3示出在多个入射角下相对于波长的MOF的透光率图；
图4为多层光学膜的一部分的示意性侧视图；
图5为多层光学膜的一部分的示意性剖面图；
图6A至图6C为示出根据一些实施方案的光源的角度选择性的照片；
图7A为包括二维图案的漫反射器的顶视图；
图7B为包括具有三维形状的底侧的光源的侧横截面视图，其中反射器适形于三维形状；
图7C为包括被设置在反射器上的图案化层的光源的侧横截面视图；
图8A至图8C为示出具有图案化多层光学膜和三维图案化漫反射器的光源的照片；
图9A至图9E示出具有多个照明装置的光源；
图10A至图10C示出包括三维成形非图案化多层光学膜的光源；
图10D至图10F示出包括三维成形图案化多层光学膜的光源；
图11示出具有本文所公开的多层光学膜实施方案中的至少一个的车辆；
图12为示出在光源中整合反射器和回射器功能的照片；
图13A示出本文所述的用于投影系统的光源；并且
图13B示出本文所述的用于投影系统的包括两个照明装置的光源。
附图未必按比例绘制。在附图中使用的类似标号是指类似的部件。然而，应当理解，在给定附图中使用标号指示部件并非旨在限制另一附图中利用相同标号标记的部件。
具体实施方式
图1A为示出根据一些实施方案的结合多层光学膜的光源的侧横截面视图。该光源100包括被构造成发射第一波长的光的基本上单色的照明装置110。该照明装置110邻近输入侧120被设置以用于接收来自照明装置110的第一波长的光。该光源包括包含漫反射器135的底侧130和包含多层光学膜(MOF)145的顶侧140。MOF 145包括具有不同折射率的各个层的光学叠堆，使得一些光在相邻层之间的界面处被反射。这些层(有时被称为“微层”)很薄，使得在多个界面处反射的光经受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。针对被设计成反射紫外线波长、可见波长或近红外波长的光的多层光学膜，每个微层的光学厚度(物理厚度乘以折射率)通常小于约1μm。然而，也可包括更厚的层，诸如在多层光学膜外表面处的表层，或被设置在多层光学膜内以分离光学叠堆内的微层的连贯分组(已知为“叠堆”或“分组”)的保护性边界层(PLB)。在一些设计中，光学分组在一个重复单元中可包括多于两个层。
MOF 145包括光学叠堆中的多个层，该光学叠堆可包括一个或多个光学分组，其中光学叠堆中的每个层邻近光学膜145的第一区域141和第二区域142延伸。MOF的层在至少第一区域141中主要通过光学干涉来透射和反射光。在一些实施方案中，MOF 145在第一区域141和第二区域142两者中主要通过光学干涉来透射和反射光。MOF 145多个层中的至少一个层在第一区域141和第二区域142中具有不同的双折射率。对于以第一入射角入射的第一波长的光，MOF 145的第一区域141和第二区域142中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率。对于以较大的第二入射角入射的第一波长的光，MOF 145的每个第一区域141具有的光学透射率显著小于反射率，并且MOF 145的每个第二区域142具有的光学透射率显著大于第一区域141。
图1A的光源示出被设置在MOF 145和漫反射器135之间的楔形实心导光区域150。在光导150和MOF 145和/或光导150和反射器135之间可存在气隙198，199。光197沿导光区域150传播，并且以高角度从导光区域150提取，例如几乎平行于光导150的表面。提取的光的角分布取决于光导150的形状。几乎一半的光从光导150的顶表面提取，并且剩余的光从底表面提取。
从导光区域150的底表面提取的光由漫射背反射器135反射。由于多层光学膜145的光学特性，从导光区域150的顶表面提取的大部分光被反射回得到漫射背反射器135并被循环以成为可用光。从导光区域150提取的光处于高角度，并且多层光学膜反射大量的高角度的光并高效透射垂直入射光。因此，导光区域150可被制成光学透明的并且没有提取特征。被限定在底侧上的图案具有高对比度，无论照明装置开或关均可看到。
如本文所述，图案也可被限定到多层光学膜中。
第一区域141和第二区域142可被布置为形成图案，每个区域主要通过光学干涉来透射和反射光。当光源100发射光时，图案的可见度随视角的增大而增大。
由于第一区域141和第二区域142之间的对比度随视角的增大而增大，因此图案的可见度随视角的增大而增大。
在一些实施方案中，每个区域141，142基本上延伸MOF 145的光学叠堆的整个厚度，或者基本上延伸MOF 145的光学叠堆的至少一个光学分组的整个厚度。从光源110进入导光区域150的光在导光区域150内传播并由光学膜145主要通过光学干涉来反射或透射。对于至少一个第一入射角和至少一个波长，光学膜145的第一区域141和第二区域142具有基本上相等的光学透射率。对于至少一个第二入射角和至少一个波长，第二区域142具有的光学透射率显著大于光学膜145的第一区域141。
根据一些实施方案，照明装置110包括背反射器111、以及被设置在背反射器111和光源100的输入侧120之间的照明源112。该照明源112可包括例如以下各项中的至少一者：灯、冷阴极管、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、激光器、和垂直腔面发射激光器(VCSEL)。根据一些具体实施，照明装置110发射第一波长的光，该第一波长的光位于电磁辐射光谱的可见光波长区域中。例如，第一波长可以处于电磁辐射光谱的蓝色、黄色、琥珀色、绿色或红色光波长区域中。照明装置110可被构造成发射蓝色光、黄色光、琥珀色光、绿色光、或红色光。
图1D和图1E提供了光源100的顶视图和透视图。如图1D和图1E所示，照明装置可包括沿光源100的输入侧120布置的多个照明源112。多个照明源112可被选择为发射第一波长的单色光。
光源被布置成使得输入侧120、底侧130和顶侧140限定它们之间的导光区域150。根据一些方面，导光区域150可为实心导光区域。根据其他方面，导光区域150可为中空导光区域。任选地，并且如图1A所示，顶侧140和底侧130之间的间距沿光源100的长度减小。在一些具体实施中，这一间距的减小还对应于多层光学膜145和漫反射器135之间的也沿着光源100的长度减小的间距。
光源100的底侧130包含漫反射器135，该漫反射器可主要包括漫射面反射器或者可主要包含漫射体反射器。在一些具体实施中，漫反射器135为回射器，使得光源100包括被设置在顶侧140和底侧130之间的回射器层。在各种实施方案中，回射器可为或包括棱镜回射器、多个立体角元件、透镜-反射镜回射器、和/或多个球形小珠。
可存在被设置在MOF 145和导光区域之间和/或漫反射器和导光区域之间的气隙。
图1B为在许多方面类似于图1A的光源100的光源101的侧横截面视图，其中类似的参考标号是指类似的部件。图1B的光源101包括沿MOF145设置的任选的滤光器层160。具有滤光器层160的构型可用于汽车信令具体实施中，其中滤光器160允许红色光和/或琥珀色光从光源101发射。
图1C为在许多方面类似于图1A的光源100的光源102的侧横截面视图，其中类似的参考标号是指类似的部件。如图1C所示，多层光学膜145包括被设置在MOF 145的至少一个第二区域142上方的至少一个光学透镜146。光学透镜146可被设置在第二区域142上并其对准，并且被构造成改变由多层光学膜的第二区域142透射的第一波长的光的方向。在一些具体实施中，多层光学膜145包括多个间隔开的第二区域142，每个第二区域142对应于不同的光学透镜146并与其对准。光学透镜146改变由第二区域透射的第一波长的光的方向。在各种实施方案中，透镜可在第一区域上方延伸、在第一区域和第二区域两者上方延伸、或在第一区域的一部分和/或第二区域的一部分上方延伸。
如图1F的横截面视图所示，一些实施方案涉及光学系统103，该光学系统包括被设置在回射层166以及被设置在回射层166上或上方的多层光学膜165。层166可为不连续地回射的。例如，层166可在一些区域中为回射的，但是在其他区域中并非回射的。回射层166和多层光学膜165之间可能存在但不一定存在气隙和/或导光区域。多层光学膜165包括主要通过光学干涉来透射和反射第一波长的光的多个交替的第一层和第二层。回射层166回射从光学系统103的多层光学膜侧入射到回射层166上的光。在各种实施方案中，回射器166可为或包括棱镜回射器、多个立体角元件、透镜-反射镜回射器、和/或多个球形小珠。
一般来讲，由系统103的回射层165反射的光的颜色取决于由回射层165反射并透射通过非图案化或图案化多层光学膜165的光的视角。光的颜色与由回射层166反射并透射通过多层光学膜165的图案化区域的光的视角无关。
如果多层光学膜包括多个光学分组，则光学系统103可提供各种颜色组合。在一个示例性双光学分组系统中，第一光学分组可反射具有第一波长范围内的波长并以垂直于膜的入射角入射的光，并且第二光学分组反射具有不同于第一波长范围的第二波长范围内的波长并以垂直于膜的入射角入射的光。光学分组中的每个光学分组可为单独地图案化或非图案化的。
类似于图1F所示的系统103，表1列出了由光学系统反射的颜色，其具有可反射波长大于680nm且垂直于膜表面入射的光的多层光学膜。该膜的透射特性参考图3予以讨论。类似于图1F所示的系统103，表1还列出了由光学系统反射的颜色，其具有包括两个光学分组的多层光学膜：第一光学分组反射具有大于680nm的波长并垂直于膜表面入射的光，并且第二光学分组反射具有小于600nm的波长并垂直于膜表面入射的光。表1列出了多层光学膜的非图案化(第一区域)和图案化(第二区域)区域以及透明或红色的外层(透镜)的颜色。表1所列的结果假设光学系统如图1F所示，其中白光垂直入射到多层光学膜并且多层光学膜和回射层之间的任何间距或气隙为可忽略的。
表1
在一些实施方案中，光学系统可为包括分别如图1G和图1H的光源104和光源105的侧横截面视图所示的照明装置和导光区域的光源。光源104，105包括照明装置170，该照明装置包括可被设置在回射层166和多层光学膜181，182之间的照明源167。如图1G和图1H所示，光源104，105可包括在回射层166和多层光学膜181，182之间延伸的输入侧168，其中照明源167邻近输入侧168被设置。
在一些情况下，照明装置170包括背反射器180、以及被布置在背反射器180和光源104，105的输入侧168之间的照明源167。如先前所讨论，照明源167可包括例如以下各项中的至少一者：灯、冷阴极管、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、激光器、和垂直腔面发射激光器(VCSEL)。照明装置170可被构造成发射第一波长的单色光，该第一波长处于电磁辐射光谱的可见光波长区域中。例如，第一波长可处于电磁辐射光谱的蓝色光、黄色光、琥珀色光、绿色光、或红色光波长区域中，并且照明装置170可被构造成发射蓝色光、黄色光、琥珀色光、绿色光、或红色光。
光源104，105被布置成使得输入侧168、底侧124，125和顶侧114，115限定它们之间的导光区域151。如先前结合图1A所讨论的，导光区域151可为实心的或中空的。在一些构型中，顶侧和底侧之间的间距沿光源的长度减小。在一些具体实施中，这一间距的减小还对应于多层光学膜和回射层之间的间距，该间距也沿着光源的长度减小。
根据一些具体实施，如图1H所示，多层光学膜182的每个层邻近多层光学膜182的第一区域171和第二区域172延伸。多层光学膜182的多个层中的至少一个层在第一区域171和第二区域172中具有不同的双折射率。根据一些具体实施，如图1G所示，多层光学膜181可为非图案化的。
多个第一区域171和第二区域172可被布置成形成图案，每个区域主要通过光学干涉来透射和反射光。当光源105发射光时，图案的可见度随视角的增大而增大。
例如，通过第一区域171和第二区域172之间的对比度随视角的增大而增大，使得所述图案的可见度随视角的增大而增大。
在一些实施方案中，每个区域171，172基本上延伸多层光学膜145的一个或多个光学分组的整个厚度，或基本上延伸多层光学膜145的整个厚度。从光源105进入导光区域151的光在导光区域151内传播并由多层光学膜182主要通过光学干涉来反射或透射。对于至少一个第一入射角和至少一个波长，多层光学膜182的第一区域171和第二区域172具有基本上相等的光学透射率。对于至少一个第二入射角和至少一个波长，第二区域172具有的光学透射率显著大于多层光学膜182的第一区域171。
在一个示例中，光源105可被布置成使得由第二区域172形成的图案在视角相对于垂直于多层光学膜182的平面的轴偏离轴时可见。回射层166还可为图案化的，其具有二维或三维图案。在光从光源105的多层光学膜侧入射到回射层166并且入射光和查看轴垂直(或接近垂直)于多层光学膜182和回射层166的平面(图1H中的x-y平面)的情况下，在沿垂直轴查看时，回射层124的图案可见，并且由多层光学膜182的第二区域172形成的图案基本上不可见。
图2A和图2B更详细地示出了如先前结合图1A、图1B、图1C和图1H所讨论的多层光学膜145。图2A提供了多层光学膜145的顶视图，该多层光学膜包括至少一个第一区域141和一个或多个第二区域142，其中第二区域142形成图案。第一区域在本文中也被称为“非图案化区域”或“非图案化MOF”并且第二区域在本文中也被称为“图案化区域”或“图案化MOF”。在一些具体实施中，由第二区域142形成的图案可以为规则图案，如图2A所示。第二区域的图案可形成以下各项中的至少一者：标记、字母、字词、字母数字、符号、徽标、文本、图片、和图像。
图2B示出多层光学膜145的一部分的横截面，该多层光学膜包括第一区域141和第二区域142。多层光学膜145为包括多个层的多层光学膜，各个层邻近第一区域141和第二区域142延伸。每个层在至少第一区域141中主要通过光学干涉来透射和反射光。在一些实施方案中，MOF 145在第一区域141和第二区域142两者中主要通过光学干涉来透射和反射光。MOF 145的所述多个层中的至少一个层在第一区域141和第二区域142中具有不同的双折射率。在一些实施方案中，每个区域141，142基本上延伸多层光学膜145的光学分组的整个厚度(沿z方向)、或基本上延伸多层光学膜145的光学叠堆的整个厚度。
图2B示出以第一入射角θ1入射到多层光学膜145上的第一波长的光，其由箭头221表示。在一些实施方案中，光221，MOF 145的第一区域141和第二区域142中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率。对于具有第一波长和入射角θ1的光221，
T1＞R1，并且
T2＞R2，
其中T1为第一区域的透射率，R1为第一区域的反射率，T2为第二区域的透射率，并且R2为第二区域的反射率。
图2B示出以第二入射角θ2入射到多层光学膜145上的第一波长的光，θ2＞θ1，其由箭头222表示。对于以θ2入射的第一波长的光222，MOF 145的第一区域141具有的光学透射率显著小于反射率，并且MOF 145的第二区域142具有的光学透射率显著大于第一区域141。对于具有第一波长和入射角θ2的光，
T1＜R1，并且
T2＞T1。
在一些实施方案中，对于具有至少一个波长和至少一个入射角θ1的光221，多层光学膜145的第一区域141和第二区域142具有基本上相等的光学透射率，T1≈T2。对于具有至少一个波长和第二入射角θ2的光222，第二区域142具有的光学透射率显著大于第一区域141的光学透射率，T2＞T1。
因此，对于如图2B所示入射到多层光学膜上的光，由第二区域142形成的图案的可见度随视角的增大而增大。当图2A和图2B所示的多层光学膜145用于操作光源(参见例如图1A)时，第二区域142在沿第二入射角θ2查看时比沿第一入射角θ1查看时更易看见。在光源操作过程中并在不存在环境光线的情况下沿第二入射角θ2查看时，第二区域142比第一区域141显著更亮。
根据一些具体实施，第一入射角θ1小于约10度，并且第二入射角θ2大于约40度。对于以小于约10度的入射角入射的第一波长的光，多层光学膜145的第一区域141和第二区域142中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率。在一些具体实施中，对于以约40度至70度的范围内的第二入射角的第一波长的光，多层光学膜的第一区域141具有的光学透射率显著小于反射率，并且多层光学膜145的第二区域142具有的光学透射率显著大于反射率。
根据一些实施方案，对于以第一入射角θ1入射的第一波长的光，多层光学膜145的第一区域141和第二区域142中的每一者具有的光学透射率比反射率大至少50％，即T1＞1.5R1和T2＞1.5R2。在一些实施方案中，对于以第二入射角θ2入射的第一波长的光，多层光学膜145的第一区域141具有的光学透射率比反射率小至少约50％，即T1＜0.5R1。在一些实施方案中，对于以第二入射角θ2入射的第一波长的光，多层光学膜145的第二区域142具有的光学透射率比多层光学膜的第一区域大至少约30％，即T2＞1.3T1。
在一些实施方案中，对于以第二入射角θ2入射的第一波长的光，多层光学膜145的第二区域142具有的光学透射率显著大于反射率，即T2＞R2。在一些实施方案中，对于以第二入射角θ2入射的第一波长的光，多层光学膜145的第二区域142具有的光学透射率比第二区域142的反射率大至少约30％，即T2＞1.3R2。
在一些具体实施中，多层光学膜145的第二区域142可具有光学漫射性。例如，多层光学膜145的第二区域142可比多层光学膜145的第一区域141具有更高的光学漫射性。
图2C示出当多层光学膜145用于光源例如图1A的光源100中时通过多层光学膜145发射的光。来自照明装置(在图2C中未示出)的光219入射到多层光学膜145的表面298上。光源从第一区域141的区域发射来自第一波长的光锥215中的表面299的光，该光锥215沿基本上与区域正交的中心方向216传播，其中半最大强度下的全角宽度为约30度。第一波长的光锥217从第二区域142的一个区域的表面299发射，该光锥217沿基本上与区域正交的中心方向传播，其中半最大强度下的全角宽度为约70度。
图2D示出从用于光源诸如在图1A示出的光源100的多层光学膜发射的光。来自照明装置(在图2D中未示出，但示于图1A中)的光通过多层光学膜提取，并且不改变光从多层光学膜的表面298到表面299的方向。如具有基本上沿光线228的入射方向的透射方向的光线(由箭头229指示)，每条光线(由箭头228指示)从单色灯发射并且沿入射方向入射到顶侧的表面298上并由发射光源的顶侧透射。例如，在一些构型中，透射方向偏离入射方向小于5度。因此，如果入射到表面298上的入射角为θ，如图2D所示，则发射方向为θ±约5°。就这一点而言，包括多层光学膜145的光源的顶侧主要通过多层光学膜145的光学干涉来透射光并且不改变光方向。正因如此，光可从多层光学膜145提取，并且无需使用光提取特征来使得光的方向改变。
本文所公开的多层光学膜对于基本上单色的光具有角度选择性。多层光学膜的频带边缘可相对于由照明装置发射的峰值波长进行布置以实现入射角选择性。例如，图3为具有与由照明装置发射的中心波长对应的线310的图示。图3还示出了相对于以垂直于多层光学膜的平面的角度入射到多层光学膜的光的波长的MOF的光透射率的图示320；相对于以从垂直方向离轴30度的角度入射到多层光学膜的光的波长的光透射率的图示330；以及相对于以从垂直方向离轴60度的角度入射到多层光学膜的光的波长的光透射率的图示340。
图3的MOF对于波长为632nm(照明装置的中心波长)的垂直入射的光具有约70％的高透射率。对于偏轴入射光，MOF频带向较短的波长偏移，因此在其632nm波长的透射率在偏离法向轴30度的条件下降至40％，并且在在偏离法向轴60度的条件下降至接近0。因此，图3所示的MOF使垂直入射的光高效率通过，同时循环离轴光线，并且使得具有侧光式光导的光源能够对于基本上单色的光具有良好的均匀度。
重新参照图2A，本文所述的MOF(例如，MOF 145)可使用内层的至少一些内层的空间选择性双折射率下降来进行内部图案化或空间调整。内部图案化限定不同的第一区域141和第二区域142。该图案是可见的，因为不同的区域具有不同的透射和反射特性。在示出的实施方案中，区域141具有第一透射特性和第一反射特性并且区域142具有第二透射特性和第二反射特性。一般来讲，透射率(T)加反射率(R)加吸收率(A)＝100％，或者T+R+A＝100％。在一些实施方案中，MOF完全由在波长光谱的至少一部分上具有低吸收率的材料构成。因此，在许多情况下，MOF 145可在波长光谱的至少有限部分(例如可见光谱)上具有小的或可忽略不计的吸收，在这种情况下，该有限范围上的反射和透射呈现互补关系，因为T+R＝100％-A。在一些情况下，A是忽略不计的，并且可得到近似值T+R≈100％。该近似提供了透射率和反射率之间的关系(T＝R-100％)。在一些情况下，A在第一区域和第二区域是类似的，由此在近似情况下，关于反射率的讨论也适用于透射率，但是不同区域或不同波长之间的A存在偏差。因此，下面的讨论仅指的是该区域的反射特性，因为透射特性可基于反射特性来确定。
在各种实施方案中，第一反射特性和第二反射特性各归因于MOF 145内部的结构特征，而非归因于涂覆至MOF 145表面的涂层或其他表面特征。第一反射特性和第二反射特性在某些方面不同，这在至少某些查看条件下是明显的，以允许通过查看者或通过机器来检测图案。在一些情况下，可能期望使在可见波长下的介于第一反射特性和第二反射特性之间的差异最大化，以使得图案在大部分查看和照明条件下对于人类查看者为明显的。在其他情况下，可能期望仅使第一反射特性和第二反射特性之间存在细微的差异，或者提供仅在某些查看条件下明显的差异。在任何情况下，第一反射特性和第二反射特性之间的差异可主要归因于MOF 145的内层在MOF 145的不同相邻区域141，142中的折射率特性的差异，并且并非可主要归因于相邻区域141，142之间的厚度差异。
取决于MOF的设计，区域与区域之间的折射率差异可产生第一反射特性和第二反射特性之间的各种差异。在一些情况下，第一反射特性可包括具有给定中心波长、谱带边缘和最大反射率的第一反射谱带，并且第二反射特性可不同于第一反射特性：其具有第二反射谱带，该第二反射谱带的中心波长和/或谱带边缘与第一反射谱带类似，但是最大反射率基本上不同于第一反射谱带(无论更大还是更小)，或者第二反射谱带可基本上没有第二反射特性。根据膜的设计，这些第一反射谱带和第二反射谱带可仅与一种偏振态的光相关联，或者与任何偏振态的光相关联。
如先前所讨论的，第一反射特性和第二反射特性可在它们的视角依赖性方面不同。例如，在法向入射下，第一反射特性可包括具有给定中心波长、谱带边缘和最大反射率的第一反射谱带，并且在法向入射下，第二反射特性可包括与第一反射谱带的这些方面非常类似的第二反射谱带。然而，随着入射角增大，尽管第一反射谱带和第二反射谱带两者可能向较短波长偏移，但是其相应的最大反射率可能彼此有极大的偏离。例如，第一反射谱带的最大反射率可保持恒定或者随着入射角的增大而增大，而第二反射谱带的最大反射率(或者至少其p偏振分量)可随着入射角的增大而减小。
在其中第一反射特性和第二反射特性之间的上述差别与覆盖可见光谱的一部分的反射谱带相关的情况下，该差别可能被察觉为膜的第一区域和第二区域之间的颜色差别。
现在转向图4，多层膜145的一部分如包括其内部层的膜结构的示意性侧视图所示揭示。相对于局部x-y-z笛卡尔坐标系示出了膜145，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并且平行于膜的厚度轴。注意，膜145不必是平坦的，而是可弯曲或以其他方式成形以偏离平面，并且即使在那些情况下，膜的任意小的部分或区域也可如图示与局部笛卡尔坐标系相关联。膜145通常可被认为代表区域141，142中的任一区域的膜145，因为膜145的各个层优选地从每一此类区域连续延伸到下一个区域。
如先前所讨论的，多层光学膜包括具有不同折射率的各个层或“微层”，使得一些光在邻近层之间的界面处被反射。这些层足够薄，使得在多个界面处反射的光经受相长干涉或相消干涉，以赋予多层光学膜期望的反射或透射特性。针对被设计成反射紫外线波长、可见波长或近红外波长的光的多层光学膜，每个微层的光学厚度(物理厚度乘以折射率)通常小于约1μm。在一些实施方案中，也可包括更厚的层，诸如在多层光学膜外表面处的表层，或被设置在多层光学膜内以分离微层的连贯分组(已知为“叠堆”或“分组”)的保护性边界层(PLB)。在图4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。在一些实施方案中，光学叠堆或一个或多个光学分组可在一个重复单元中包括多于两个层。在一些实施方案中，光学叠堆或光学分组可包含多于两种不同的交替材料。
通常，如果需要高反射率，则完全由聚合物材料构成的多层光学膜将包括远多于6个光学重复单元。应当注意，除了最上面的“A”层之外，图4所示的所有“A”和“B”微层为膜145的内层，该最上面的“A”层的上表面在此示例性示例中与膜145的外表面410一致。位于图4的底部处的显著较厚的层213可代表外表层或保护性边界层(PBL)，该PBL将图中所示的微层叠堆从另一微层叠堆或微层分组(未示出)分开。如果需要，可例如利用一层或多层厚粘合剂层或使用压力、热或其他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。
微层的厚度和折射率值可对应于％波长叠堆，即微层被布置成光学重复单元，每个光学重复单元具有光学厚度(f比率＝50％，f比率是组成层“A”的光学厚度与整个光学重复单元的光学厚度的比率)相等的两个相邻微层，此类光学重复单元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，其中物体的“光学厚度”是指其物理厚度乘以其折射率。在图4的实施方案中，概括地示出的“A”层薄于“B”层，但是每个光学重复单元(ORU 1、ORU 2等)的光学厚度(OT1、OT2等)仍等于其组成层“A”和“B”的光学厚度之和，并且每个光学重复单元反射波长λ为其总光学厚度两倍的光。
在一些实施方案中，层叠堆中的光学重复单元的光学厚度可彼此全部相等，以提供高反射率的窄反射谱带，其中心波长等于每个光学重复单元的光学厚度的两倍。在其他实施方案中，光学重复单元的光学厚度可根据沿z轴或膜厚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(例如顶部)到叠堆的另一侧(例如底部)的一个过程而增大、减小或遵循某些其他函数关系。可使用此类厚度梯度，以提供扩宽的反射谱带，以在感兴趣的扩展波长谱带上方以及另外在感兴趣的所有角度上方提供光的基本上光谱上平坦的透射和反射。
针对聚合物多层光学膜，反射谱带可被设计成具有锐化的谱带边缘和“平顶”反射谱带，其中反射特性在应用的整个波长范围内基本上恒定。还可想到其他层布置方式，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％)，或其光学重复单元包括多于两层微层的膜。这些另选的光学重复单元设计可被构造成减少或激发某些更高阶的反射，如果所需反射谱带驻留在或延伸到近红外波长时，这样做可为可用的。
多层光学膜的相邻微层具有不同的折射率，以使得某些光在相邻层之间的界面处被反射。微层中的一个微层(例如图4中的“A”层)针对沿主轴x轴、y轴和z轴偏振的光的折射率分别被称为n1x、n1y和n1z。相邻微层(例如图4中的“B”层)沿相同轴的折射率分别被称为n2x、n2y、n2z。这些层之间的折射率的差值沿x方向被称为Δnx(＝n1x-n2x)、沿y方向被称为Δny(＝n1y-n2y)，并且沿z方向被称为Δnz(＝n1z-n2z)。这些折射率差值的性质与膜中(或膜的给定叠堆中)的微层数量及其厚度分布组合来控制膜(或膜的给定叠堆)在给定区域中的反射和透射特性。例如，如果相邻微层沿一个平面中方向具有较大折射率失配(Δnx大)并且沿正交的平面中方向具有小的折射率失配(Δny≈0)，则膜或分组针对垂直入射光而言可起到反射偏振器的作用。就这一点而言，出于本专利申请的目的，反射偏振器可被视作这样的光学主体：如果波长在分组的反射谱带内，则其将强反射沿一条平面中轴(被称为“阻光轴”)偏振的垂直入射光，并且强透射沿正交的平面中轴(被称为“透光轴”)偏振的此类光。取决于预期的应用或使用领域，“强烈地反射”和“强烈地透射”可具有略微不同的含义，但在许多情况下，反射偏振器对于阻光轴将具有至少70％、80％或90％的反射率，而对于透光轴将具有至少70％、80％或90％的透射率。
又如，相邻微层可沿着两个平面中轴线具有较大的折射率失配(Δnx较大，并且Δny较大)，在这种情况下，膜或分组可起同轴反射镜的作用。就这一点而言，出于本专利申请的目的，如果波长位于分组的反射谱带内，则反射镜或反射镜状膜则可被视为强烈反射任何偏振的垂直入射光的光学体。同样，根据预期应用或应用领域，“强烈地反射”可具有略微不同的含义，但在许多情况下，反射镜对于在所关注波长下的任何偏振的垂直入射光将具有至少70％、80％或90％的反射率。在上述实施方案的变型中，相邻微层可沿z轴具有折射率匹配或失配(Δnz≈0或Δnz大)，并且该失配可具有与平面中折射率失配相同或相反的极性或标记。Δnz的此类调控在斜入射的光的p偏振分量的反射无论是随着入射角增大而增大、减小、还是保持不变均起关键作用。在另一个示例中，相邻微层可沿这两个平面中轴具有显著的折射率匹配(Δnx≈Δny≈0)，但沿z轴具有折射率失配(Δnz大)，在这种情况下，如果波长在分组的反射谱带内，则膜或分组可起到所谓的“p偏振器”的作用，其强烈透射任何偏振的垂直入射光，但渐增地反射入射角增大的p偏振光。
鉴于沿不同轴的可能的折射率差异、总的层数及其一个或多个厚度分布以及被包含在多层光学膜中的微分组的数量和类型具有大量的排列方式，各种可能的多层光学膜145及其分组多种多样。
多层光学膜的至少一个分组中的至少一些微层在膜的至少一个区域(例如，图2A的区域141，142中的至少一个区域)中是双折射的。因此，光学重复单元中的第一层可为双折射的(即，n1x≠n1y，或者n1x≠n1z，或者n1y≠n1z)，或者光学重复单元中的第二层可为双折射的(即，n2x≠n2y，或者n2x≠n2z，或者n2y≠n2z)。此外，此类层的双折射在至少一个区域中相对于相邻区域减少。在一些情况下，这些层的双折射可减少至零，使得它们在该区域中的一个区域中为光学各向同性的层(即n1x＝n1y＝n1z或n2x＝n2y＝n2z)，而在相邻区域中为双折射的。
示例性多层光学膜由聚合物材料构成，并且可使用共挤出、浇铸和取向工艺来制备。简而言之，该制造方法可包括：(a)提供至少分别对应于将在成品膜中使用的第一聚合物和第二聚合物的第一树脂流和第二树脂流；(b)使用合适的送料区块来将第一流和第二流分成多个层，该合适的送料区块诸如包括以下各项的送料区块：(i)包括第一流动通道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，该进料管板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，并且导管的第二端部与缝型模头流体连通；以及(iii)任选地，轴向棒加热器，该轴向棒加热器邻近导管被设置；(c)使复合流穿过挤出模头以形成多层幅材，其中每个层大致平行于相邻层的主表面；以及(d)将多层幅材浇铸到冷却辊(有时也被称为浇铸轮或浇铸鼓)上，以形成浇铸多层膜。该浇铸膜可具有与成品膜相同数量的层，但是浇铸膜的层通常比成品膜的那些层厚很多。此外，浇铸膜的层通常全部为各向同性的。还可使用制造浇铸多层幅材的许多另选的方法。
冷却后，可对该多层幅材进行拉延或拉伸，以形成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；其使层取向，使得层中的至少一些层变成双折射层。取向或拉伸可沿横维方向(例如经由拉幅机)、沿顺维方向(例如经由长度取向机)或它们的任何组合(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平面中方向上在尺寸上松弛)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平面中方向上在尺寸上松弛)。如果沿两个平面内方向拉伸，则该拉伸可为对称的(即沿正交的平面中方向相等)或非对称的。也可将后续或同时发生的拉延减小、应力或应变平衡、热定形和其他处理操作应用至膜。
多层光学膜和膜主体也可包括根据其光学、机械、和/或化学特性而进行选择的附加层和涂层。例如，可在膜的一个或两个主外表面上添加紫外吸收层，以保护膜免于由紫外光引起的长期降解。附加层和涂层也可包括抗乱涂层、抗撕裂层和硬化剂。
图5示出图2的多层光学膜145的在区域141与区域142的边界处的一部分的示意性横截面视图。在膜145的此放大图中，可看到窄过渡区域143将区域141与相邻区域142间隔开。取决于加工细节，此类过渡区域可存在或可不存在，如果不存在，则区域141可紧邻区域142而没有明显的中间特征。还可看到膜145的任选的构造细节：膜145可任选地包括其相对侧上的光学厚表层510，512，以及被设置在表层510，512之间的多个微层514和另外的多个微层516。由于该外表层，所有微层514，516均在膜145的内部。在图中，微层514与516之间的空间被保留为开放的，以考虑到微层514，516是在一个表层510处开始并在相对表层512处结束的单个微层分组的部分的情况以及微层514，516是两个或更多个不同微层分组的部分的情况，其中该两个或更多个不同微层分组通过光学厚保护性边界层(PBL)或另一光学厚内部层彼此分隔开。在任一种情况下，微层514，516优选各自包括被布置成光学重复单元的两种交替聚合物材料，微层514，516中的每个微层从区域141连续延伸到相邻区域142，如图所示。微层514，516通过相长干涉或相消干涉在区域141中提供第一透射和反射特性，并且微层514，516中的至少一些微层是双折射的。区域143，142先前可能具有与区域141相同的特性，但已由例如以足以减小或消除区域142中的微层514，516中的一些微层的双折射同时保持区域141中的微层的双折射的量选择性施加于其上的热量而被加工，该热量还足够低以保持经处理的区域142中的微层514，516的结构完整性。区域142中的微层514，516的减小的双折射是造成区域142的第二透射和反射特性的主要原因，该第二透射和反射特性不同于区域141的第一透射和反射特性。
在一些实施方案中，热量的施加可被应用于第二区域，直到第二区域的各个层不再可分辨。在这种情形下，第二区域不再主要通过光学干涉来透射和反射光，而是散射透射通过该区域的光。
如图所示，膜145在区域141中具有特性厚度d1，d2，并且在区域142中具有特性厚度d1’，d2’。厚度d1，d1’是在各自的区域中从膜的前外表面到膜的后外表面测量的物理厚度。厚度d2，d2’是从最邻近膜的前表面设置的微层(在微层分组的一端)到最邻近膜的后表面设置的微层(在相同或不同微层分组的末端)所测量的物理厚度。因此，如果将区域142中的膜145的厚度与区域142中的膜的厚度进行比较，则可比较d1与d1’或可比较d2与d2’，这取决于哪一种测量更方便。在大多数情况下，d1和d1’之间的比较可很好地产生与d2和d2’之间的比较基本上相同的结果(成比例地)。(当然，在其中膜不包含外表层的情况下以及其中微分组终止于膜的两个外表面处的情况下，d1和d2变为相同的。)然而，如果存在显著偏差，例如如果表层从一个位置到另一个位置经历显著的厚度变化但下面的微层中不存在相应的厚度变化或反之亦然，则可能有利的是使用d2和d2’参数来更好地表征不同区域中的整体膜厚度，这基于表层相比于微分组对膜的反射特性通常具有较小的影响的事实。
对于包含由光学厚层彼此分隔开的两个或更多个不同的微分组的多层光学膜而言，任何给定微分组的厚度也可被测量和表征为分组中的沿z轴从第一个微层到最后一个微层的距离。该信息在比较不同区域141，142中膜145的物理特性的更深入分析中可能变得重要。
如上所述，区域142已利用下述方式进行处理，即选择性地施加热以引起微层514，516中的至少一些微层相对于它们在相邻区域141中的双折射损失其双折射中的一些或全部双折射，使得归因于来自微层的光的相长干涉或相消干涉的区域142的反射特性不同于区域141的反射特性。选择性加热过程可不涉及对区域142选择性地施加压力，这可使得膜基本上没有厚度变化(无论使用参数d1/d1’还是参数d2/d2’)。例如，膜145在区域142中的平均厚度与在区域141中的平均厚度的偏差可不超过在区域141中或在未处理过的膜中查看到的正常厚度波动。因此，在区域141中或者在对区域142进行热处理之前膜的覆盖区域141和区域142的一部分的区域上，膜145可具有Δd的厚度(无论d1还是d2)波动，并且区域142的空间平均厚度d1’，d2’与区域141中的空间平均厚度d1，d2(各自地)之间的差异可不超过Δd。参数Δd可表示例如厚度d1或d2的空间分布的一个、两个或三个标准偏差。
在一些情况下，区域142的热处理可给区域142中的膜厚带来某些变化。这些厚度变化可源于(例如)构成多层光学膜的不同材料的局部收缩和/或伸展，或者可源于一些其他热诱导现象。然而，相比于处理区域中的双折射的减小或消除所起的重要作用，此类厚度变化(如果发生的话)在对处理区域142的反射特性的影响方面仅起到次要作用。
在一些情况下，可通过分析膜的反射特性来区分分厚度变化与双折射变化的效应。例如，如果未经处理的区域(例如区域141)中的微层提供由左谱带边缘(LBE)、右谱带边缘(RBE)、中心波长λc和峰值反射率R1表征的反射谱带，则对于经处理的区域，这些微层的给定厚度变化(其中微层的折射率无变化)将产生具有与R1大约相同的峰值反射率R2但相对于未经处理的区域的反射谱带的那些特征具有在波长上成比例地偏移的LBE、RBE和中心波长的反射谱带，并且这种偏移可被测量。另一方面，双折射的改变通常仅在LBE波长、RBE波长和中心波长上产生极小的偏移，因为双折射的改变引起的光学厚度变化通常非常小。(应记得，光学厚度等于物理厚度乘以折射率。)然而，根据微层叠堆的设计，双折射变化可对反射谱带的峰值反射率具有大的或至少显著的影响。因此，在一些情况下，双折射变化可使被改变的区域中的反射谱带的峰反射率R2基本上不同于R1，其中当然在相同的照明和查看条件下对R1和R2进行比较。如果R1和R2以百分数表示，则R2可与R1差至少10％、或至少20％、或至少30％。作为澄清示例，R1可为70％，并且R2可为60％、50％、40％或更小。另选地，R1可为10％，并且R2可为20％、30％、40％或更大。还可通过它们的比率来对R1和R2进行比较。例如，R2/R1或其倒数可为至少2或至少3。
由于双折射变化引起的相邻层之间的折射率差值的变化所导致的峰值反射率在其表征界面反射率变化程度(有时称为光焦度)的显著变化，通常也伴有反射谱带带宽的至少一些变化，其中带宽是指LBE和RBE之间的间距。
如先前所讨论，在一些情况下，即使在热处理期间事实上未对区域142选择性地施加压力，处理区域142中的膜145的厚度(即，d1’或d2’)也可在一定程度上不同于未处理区域141中的膜厚。因此，图5示出d1’略微不同于d1，并且d2’略微不同于d2。为具有一般性起见，还示出了过渡区域143，以示出作为选择性热处理的结果在膜的外表面上可能存在“凸起”或其他可检测到的人工痕迹。然而，在一些情况下，该处理可能未在相邻的处理区域和未处理区域之间造成可检测到的人工痕迹。例如，在一些情况下，查看者在这些区域之间的整个边界上滑动其手指时可能不会在这些区域之间检测到隆起块、脊或其他物理人工痕迹。
在一些情况下，处理区域和未处理区域之间的厚度差在膜的整个厚度上可能是不成比例的。例如，在一些情况下，可能的是，处理区域和未处理区域之间的外表层具有相对较小的厚度差(被表示为变化百分比)，而相同区域之间的一个或多个内部微分组可能具有较大的厚度差(被表示为变化百分比)。在一些实施方案中，第一区域和第二区域的多个层中的每个层的平均厚度之间的差值小于约5％。
如图5所示，膜145的多个层中的每个层在整个第一区域141和第二区域142中为一体的。在多个层514，516中没有层在第一区域和第二区域之间具有物理界面。多个层514，516中的至少一个层在第一区域141和第二区域142中具有相同的化学组成，但是取向或结晶度并不相同。
如先前参考图4所讨论的，多层光学膜145的多个层中的每个层包括分别沿互相正交的x、y和z方向的主要指数nx、ny和nz，x和y位于层的平面中，z方向沿层的厚度方向。在一些具体实施中，该多个层中的至少一个层的至少一个主要指数在第一区域和第二区域各自具有不同的值。在一些具体实施中，该多个层中的至少一个层的至少两个主要指数在第一区域和第二区域各自具有不同的值。在一些具体实施中，多层光学膜145包括邻近多层光学膜145的第一区域141和第二区域142延伸的多个交替的第一层和第二层(如图4的层A和层B所示)，每个第一层(A层)的每个主要指数在第一区域141和第二区域142具有相同的值，每个第二层(B层)的每个主要指数在第一区域141和第二区域142具有不同的值。
在一些具体实施中，多层光学膜145包括邻近多层光学膜145的第一区域141和第二区域142延伸的多个交替的第一层和第二层(如图4的层A和层B所示)。每个第一层(A层)在第一区域141和第二区域142中具有相同的nz，并且每个第二层(B层)在第一区域141中具有比第二区域142大的nz。
例如，多层光学膜可包括邻近多层光学膜145的第一区域141和第二区域142延伸的多个交替的第一层和第二层(如图4的层A和层B所示)，每个第一层(A层)在第一区域141和第二区域142中基本是各向同性的，并且每个第二层(B层)在第一区域141中是结晶状的，并且在第二区域142中是各向同性的。
图6A至图6C示出本文所公开的光源的角度选择。图6A示出具有图1A中所示的构型的光源的顶视图。光源包括具有限定蜂窝状图案的第二区域的MOF。沿基本上垂直于多层光学膜的表面的视角查看时，该图案是不可识别的。然而，从垂直方向偏轴足够大的角度进行查看时，如图6B和图6C所示，该图案是清晰可见的。如图6A、图6B和图6C所示，在光源操作过程中，由第二区域形成的图案在沿第二入射角(从垂直方向偏轴)查看时比沿第一入射角(垂直于MOF的表面)查看时更易看见。在光源操作过程中，在不存在环境光线的情况下沿第二入射角(从垂直方向偏轴)进行查看时，第二区域比第一区域显著更亮。
在一些实施方案中，光源的底侧可以是图案化的。例如，光源的漫反射器可包括二维(2D)或三维(3D)图案，如图7A和图7B所示。图7A提供了包括形成于其上的2D图案710的漫反射器的顶视图。可通过例如印刷或任何其他合适的标记方法来形成2D图案710。在一些实施方案中，底侧包括第一图案715和第二图案710，该第一图案主要用于散射由照明装置发射或由多层光学膜反射的光，该第二图案主要通过多层光学膜可见。
在一些具体实施中，如图7B的光源730的侧视图所示，底层具有形成3D图案770的三维形状，漫反射器750适形于该3D形状。对于2D或3D构型，图案710，770可被构造成通过多层光学膜145可见。图案710，770可包括规则图案和/或标记，诸如例如字母、字词、字母数字、符号、徽标、文本、图片、和图像中的至少一者。
如图7C的侧视图所示，在一些具体实施中，光源包括底侧，该底侧包含漫反射器760和被设置在漫反射器760的至少一部分上的图案化层761，该图案化层761包括被构造成通过多层光学膜145可见的图案762。
图8A至图8C示出具有图案化MOF和3D图案化漫反射器的光源。在该示例中，漫反射器适形于背侧的3D形状。MOF具有限定蜂窝状图案的第二区域。在该示例中，在轴向上清晰可见的背侧图案具有高对比度，因为光被图案散射，但是MOF上的图案在轴向上不易看见或不可见。从偏轴方向上查看时，背侧图案消失或基本上消失，但是MOF上的图案可见，因为其具有高对比度。
图8A示出光源的顶视图。沿几乎垂直于光源表面的视角进行查看时，3D图案化漫反射器的图案可见并且MOF的图案不可识别。然而，从垂直方向偏轴足够大的角度进行查看时，如图8B和图8C所示，MOF的图案是清晰可见的并且背部表面的图案是不可见的。
在一些实施方案中，结合多个照明装置的光源可包括图案化或非图案化MOF，其主要通过光学干涉来透射和反射光。图9A示出了光源900的侧视图，并且图9B示出了光源900的顶视图，该光源具有包含MOF 945(其可以为图案化或非图案化)的顶侧940、导光部分950、以及包含漫反射器935的底侧930。光源包括被设置在顶表面940和底表面930之间的邻近光源900的输入侧920的第一照明装置905。光源包括被设置在顶表面940和底表面930之间的如图9A中所示位于两个交替的位置910a，910b处的第二照明装置910。第一照明装置905和/或第二照明装置910可包括单个光源，或可包括多个光源907，911，如图9B所示。
第一照明装置905包括被设置在背反射器906和光源900的输入侧920之间的至少一个照明源907。第二照明装置910包括至少一个照明源911。照明源907，911可各自包括例如以下各项中的至少一者：灯、冷阴极管、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、激光器、和垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
在一些实施方案中，第一照明装置905和第二照明装置910两者发射第一波长的单色光。在一些实施方案中，第一照明装置905发射第一波长的基本上单色的光，并且第二照明装置910发射不同于第一波长的第二波长的基本上单色的光。根据一些具体实施，第一照明装置905发射第一波长的光，该第一波长在电磁辐射光谱的可见波长区域中。例如，第一波长可在电磁辐射光谱的蓝色光、黄色光、琥珀色光、绿色光、或红色光波长区域中。该照明装置905可被构造成发射蓝色光、黄色光、琥珀色光、绿色光、或红色光。根据一些具体实施，第二照明装置910发射第二波长的光，该第二波长在电磁辐射光谱的可见波长区域中。例如，第二波长可在电磁辐射光谱的蓝色光、黄色光、琥珀色光、绿色光、或红色光波长区域中。第二照明装置910可被构造成发射蓝色光、黄色光、琥珀色光、绿色光、或红色光。
图9C示出了光源901的实施方案的侧视图，并且图9D示出了光源901的实施方案的顶视图，该光源具有包括的顶侧941主要通过光学干涉来透射和反射光的MOF 946(其可以为图案化的或非图案化的)。光源901还包括导光部分952以及包含漫反射器936的底侧931。光源901包括被设置在顶侧941和底侧931之间的邻近光源901的第一输入侧921的第一照明装置950。光源901包括被设置在顶侧941和底侧931之间的邻近光源901的第二输入侧922的第二照明装置960。第一照明装置950和/或第二照明装置960可包括单个光源，或可包括多个光源951，961，如图9D所示。
如先前所讨论，在一些实施方案中，第一照明装置950和第二照明装置960两者发射第一波长的单色光。在一些实施方案中，第一照明装置950和第二照明装置960两者发射在电磁辐射光谱的可见波长区域中的基本上单色的光。
图9E示出了在许多方面类似于图9C和图9D所示的光源901的光源902。光源902包括顶侧942，该顶侧包含具有第一区域948和第二区域949的图案化MOF 947，其中至少第一区域948主要通过光学干涉来透射和反射光。在一些具体实施中，第一区域948和第二区域949两者主要通过光学干涉来透射和反射光。
光源902包括发射第一波长的光的基本上单色的第一照明装置950、以及基本上单色的第二照明装置960。对于以第一入射角入射的第一波长的光，多层光学膜947的第一区域948和第二区域949各自具有的光学透射率显著大于反射率。对于以第一入射角入射的第二波长的光，多层光学膜947的第二区域949具有的光学透射率显著大于多层光学膜947的第一区域948。如图9E所示，第一照明装置950可邻近光源902的第一输入侧921被设置并位于其上，该光源902的第一输入侧921位于顶侧942和底侧931之间。第二照明装置960可邻近光源902的第二输入侧922被设置在顶侧942和底侧931之间并位于其上，该第二输入侧922与第一输入侧921相对。
在一些具体实施中，第二照明装置960发射第一波长的基本上单色的光。在一些具体实施中，第二照明装置960发射不同于第一波长的第二波长的基本上单色的光。
在一些实施方案中，本文所述的光源的多层光学膜可形成为三维(3D)形状。这些3D形成的MOF实施方案允许采用用于提供铬黄外观、尖锐的对比线及其他感兴趣的设计的独特的设计。3D形状可通过热成型而形成，其中MOF的光学特性在热成型后基本上得到保持。图10A至图10C示出具有形成3D的非图案化MOF的光源。图10A示出光源的顶视图，其中视角基本上沿垂直于MOF顶部平面的轴。图10B和图10C示出偏离法向轴的角度查看的光源的视图。
图10D至图10F示出具有形成3D的图案化MOF的光源。图10D示出光源的顶视图，其中视角基本上沿垂直于图案化MOF顶部平面的轴。如图10D所示，当沿着几乎垂直于光源的顶表面的视角查看光源时，MOF的图案不可识别或基本上不可识别。然而，从垂直方向偏轴足够大的角度进行查看时，如图10E和图10F所示，MOF的图案是清晰可见的。
本文所述的光源可用于各种应用，包括例如车辆应用。包括多个照明装置的光源可用作多功能指示灯。例如，图9A至图9D中所示的光源包括发射第一波长的光的基本上单色的第一照明装置、以及基本上单色的第二照明装置。光源900，901，902各自包括主要通过光学干涉来透射和反射光的多层光学膜945，946，947。第一照明装置905，950可被构造成被激活并发射第一波长的光以实现第一功能，并且第二照明装置910，960可被构造成被激活并发射第一波长(或不同的第二波长)的光以实现不同的第二功能。
图11示出包括本文所公开的光源1110中的至少一个光源的车辆1100。例如，光源1110可用作行驶灯、位置例如转向指示灯、备用功能、和/或刹车指示灯。在一些具体实施中，当用作指示灯时，上述第一功能可包括位置指示灯并且第二功能可包括刹车指示灯。
除此之外或另选地，包括回射器的实施方案例如参见图1F、图1G、图1H可用于车辆的各种位置。在一些具体实施中，照明装置(图1G和图1H)被包括，以例如用作位置指示灯和/或刹车指示灯。在一些位置中，照明装置例如不被包括，并且本文所公开的实施方案用于在车辆上提供回射区域。在各种实施方案中，本文所公开的实施方案可用作例如车辆中的后回射器和/或侧回射器、用作车辆筋膜中的后回射器和/或车灯的侧回射器、用作车辆筋膜中的后回射器和/或侧回射器、用作车辆前灯的侧琥珀色回射器、和/或用作车辆筋膜中的侧琥珀色回射器。
本文所公开的实施方案可提供用于光源(例如，用作车灯)的背反射器以及回射器的集成。图12为具有背反射器和回射器集成的光源的图示。在这些实施方案中，两个功能(反射器和回射器)被整合到单个反射器部件中。任选地，当MOF为图案化时，可形成尖锐的对比光图案。如图12所示的示例使用包括LED的照明装置，这些LED沿光源的输入侧布置并面朝导光腔体。3M反光材料被用作背反射器。图12所示的照片利用闪光灯拍摄，并显示比非图案化区域明显更亮的图案化区域。在未开启闪光灯时，图像为不均匀的非图案化灯。
如图13A所示，在一些应用中，本文所公开的光源可用于投影系统。图13A示出包括如本文所公开的光源1310例如如图1A所示的光源的投影系统1300。例如，投影系统1300可被构造成将标记、字母数字、图像或其他内容1330投射到显示屏1320或路面。所显示的内容对应于由光源的图案化MOF的第二区域形成的图案。
在一些应用中，如图13B所示，光源可包括第一照明装置和第二照明装置。图13B示出包括本文所公开的光源1311例如如图9A所示的光源的投影系统1301。光源1311包括第一照明装置和第二照明装置。光源1311的第一照明装置用于将标记、字母数字、图像或其他第一内容1331投射到显示屏1321或路面。第一内容1331可对应于由光源的图案化MOF的第二区域形成的图案。光源1311的第二照明装置用于将第二内容1332投射到显示屏1321或路面，其中第一内容1331可不同于第二内容。例如，第一内容可处于第一波长下，并且第二内容可处于第二波长下。在各种具体实施中，第一内容可为第一图像，例如图案、标记、和/或字母数字或其他内容。第二内容可为第二图像，例如图案、标记、字母数字、其他内容，或者可提供均匀受照的实心外观。
实施例
下面的实施例描述了如上文各个实施方案所述的多层光学膜的制造过程。
通过介质铣削工艺制得分散体。81.37重量％的溶剂乙二醇、4.25重量％的分散剂D540(可购自美国俄亥俄州威克利夫的路博润公司(Lubrizol Corporation，Wickliffe OH USA))和14.38重量％的IR-1050(可购自美国佐治亚州亚特兰大的彩汇公司(ColorChem，Atlanta GA))的混合物通过以下方法制得：首先使用DispermatCN-10实验室高剪切分散器(马里兰州哥伦比亚的毕克-加特纳公司(BYK-Gardner USA，Columbia MD))将乙二醇和D540混合在一起直至其完全溶解，然后缓慢加入IR-1050粉末。然后将混合的分散体置于LabStar实验室介质研磨机(美国宾夕法尼亚州埃克斯顿的耐驰公司(Netzsch，Exton PA USA))中进行研磨，加入500克0.5mm氧化钇稳定的氧化锆研磨介质(可购自日本东京的东丽株式会社(Toray Industries，Tokyo，Japan))。研磨在4320rpm的转速下进行。定期取出少量样品并进行分析，以便监控研磨进度。待分析的分散体样品在乙二醇中进一步稀释，并利用配备微流量流通池(MiniFlowCell)的Partica LA-950激光衍射粒度分布分析仪(可购自美国加利福尼亚州尔湾的堀场公司(Horiba，Irvine，CA USA))测量其粒度分布。继续研磨直至达到期望的细度，该细度通过Partica LA-950所测得的粒度分布来表征：因此可实现约0.3微米的平均粒度；并且在1微米以上和0.1微米以下不存在可测量的粒度分布部分。此外，分散体是稳定的，而无需在用于后续的母料树脂制备过程之前显著沉淀。
含有吸收红外线的IR-1050的所谓coPEN 90/10母料根据下面的过程进行合成：向带有油夹套的不锈钢间歇式反应器中加入单体和催化剂。最后的材料包含55.7重量％的2，6-萘二甲酸二甲酯(NDC)(可购自美国伊利诺伊州内珀维尔的英国石油公司-阿莫科公司(BP Amoco Naperville IL USA))、4.9重量％的对苯二甲酸二甲酯(DMT)(可购自美国堪萨斯州威奇托的英威达公司(Invista，Wichita KS USA))、34.8重量％的乙二醇(EG)(可购自美国密歇根州米德兰的ME全球公司(ME Global，Midland MI USA))和4.5重量％的分散体，以及121ppm的四水合乙酸钴(可购自美国俄亥俄州辛辛那提的领先化学公司(Shepherd Chemical，Cincinnati OH USA))、121ppm的二水合醋酸锌(可购自美国宾夕法尼亚州中心谷的艾万拓材料公司(Avantor Performance Materials，Center ValleyPA USA))、303ppm的三醋酸锑(可购自马来西亚雪兰莪梳邦再也的高性能添加剂公司(Performance Additives，Subang Jaya，Selangor Malaysia))和242ppm的磷酰基乙酸三乙酯(TEPA)(可购自美国北卡罗来纳州伯灵顿的Mytech特种化学品公司(MytechSpecialty Chemicals Burlington NC USA))。最初，向反应器中加入除TEPA和分散体之外的所有物质。在压力(239.2kPa)下，将混合物加热到257℃，并去除酯化反应副产物--甲醇。在完全除去甲醇之后，将TEPA加入到反应器中。在5min的保压时间之后，压力逐渐降至低于500Pa，并将反应釜压力升高至115.1kPa，在该压力下加入分散体。在5min的保压时间之后，压力逐渐降至低于500Pa，同时加热至279℃。连续去除缩合反应副产物乙二醇，直到得到具有约0.50dL/g(在30℃下于60/40重量％的苯酚/邻二氯苯中测得)的本征粘度的树脂。
使用该母料，根据美国专利5,882,774(Jonza等人)、美国专利6,352,761(Hebrink等人)、美国专利6,830,713(Hebrink等人)、美国专利6,946,188(Hebrink等人)和国际专利申请WO 2010/075357 A1(Merrill等人)所述的一般方法，通过多层热塑性膜的共挤出和取向来制得激光可成像的光学膜，该激光可成像的光学膜包括被布置成通过相长干涉或相消干涉选择性地反射近红外红光和可见光的一组内层。更具体地，coPET和间苯二甲酸硫酸钠(下文将其称作CoPET-1)(如专利申请WO 2007/149955 A2(Liu等人)的实施例5所述的聚酯K)与美国专利6,946,188的实施例1中所述的coPEN 90/10共挤出。
CoPEN 90/10和coPET-1以3∶4的重量百分比分别通过最终设定温度274℃和260℃的熔融装置组件挤出和泵送到被设定为279℃的550层送料区块中。coPEN 90/10熔融流与IR-1050以6∶1的比例同时加入到原生树脂和母料树脂中。coPET-1流还输送包含约20％的coPET-1物料的保护性边界流。送料区块被划分为两个单独的层分组，每个分组包括275层并且每个分组配备有梯度板以通过每个分组形成层对厚度梯度。光学层对厚度梯度在每个分组中约为线性的，其中最薄的分组中的最厚的层的厚度与最厚的分组中的最薄的光学层的厚度接近。来自送料区块的多层流与两种附加的共挤出表层流混合，该共挤出表层流的温度设定为274℃，其中包含coPEN 90/10以及作为增滑剂的0.1重量％的合成气相无定形二氧化硅。两个外部表层包含约18重量％的膜构造。然后在279℃下将混合流从模具中铸型，并静电固定在淬火轮上。流延膜不存在流动缺陷。随后将包含IR-1050的流延膜重新加热到高于coPEN 90/10的玻璃化转变温度，在长度被取向使得拉伸比为约3.7的辊上方进行拉伸，然后加热至约125℃并以约3.5的拉伸比横向拉伸，在拉幅机上略微横向松弛以使最终拉伸比刚好为3.5。在拉伸后，膜被加热设定在为238℃下，然后卷绕成膜卷。所得的光学膜为约63微米厚。
膜在法向入射下时为远红光/红外光反射器。膜看起来略带灰色，但是在背光查看法向角度透射的颜色时主要为无色的。灰色色调是由IR-1050引起的，该物质在本文所用的负载下吸收可见光谱范围内的约10％的透射光。从偏离法向角度查看膜时，膜显示出青色的透射光。在有利于查看镜面反射光的条件的偏离法向角度下，膜显示出金属铜-红色。所得的多层反射膜的透射光谱利用Lambda 950分光光度计(可购自美国马萨诸塞州沃尔瑟姆的珀金埃尔默公司(Perkin-Elmer，Waltham MA))测量。膜表现出强的法向入射反射谱带，在谱图中表现为约700纳米和约1050纳米之间的透射井凹。750nm和950nm之间的透射率在每个所测量的波长下通常小于5％并且不大于10％，从而指示在该谱带中具有高反射性。
一些膜通过例如根据国际专利申请WO 2010/075357 A1(Merrill等人)所述的方法选择性暴露于波长1064nm的脉冲光纤激光器(20W HM系列，购自英国南安普敦的SPILasers公司(SPI Lasers，Southampton，UK))而被成像，例如反射率被图案化。膜被置于不锈钢板上，并且激光被投射到包含光学叠堆的较薄层的膜的一侧。在脉冲速率(重复速率)为500kHz且平均标称功率为8瓦特的情况下，在远红光/近红外光区域获得了明显的反射率下降，且不存在炭化或其他缺陷。将激光器的输出通过光纤递送至hurrySCAN II 14检流计式扫描仪(SCANLAB AG(Puccheim，Germany))并且利用数值孔径为0.15的f-θ透镜(SillOptics GmbH(Wendelstein，Germany))进行聚焦。f-θ透镜的焦点邻近样品表面被定位。激光束利用检流计式扫描器进行操纵以在样品中生成图案，使用每英寸280个点(dpi)的光栅状构造并使用Winlase软件(可购自美国马萨诸塞州阿克顿的Lanmark Controls公司(Lanmark Controls，Inc.，Acton，MA))控制4954mm/s的跳速和50毫秒的跳变延迟。典型的光栅状、图案化区域为约120mm×70mm。
在本公开中所讨论的实施方案至少包括以下项目。
项目1.一种光源，包括：
基本上单色的照明装置，该基本上单色的照明装置发射第一波长的光；
邻近照明装置的用于接收来自照明装置的第一波长的光的输入侧；
包含漫反射器的底侧；和
包括光学膜的顶侧，该光学膜具有多个层，每个层邻近光学膜的第一区域和第二区域延伸并且在至少第一区域中主要通过光学干涉来透射和反射光，该多个层中的至少一个层在第一区域和第二区域中具有不同的双折射率，使得对于以第一入射角入射的第一波长的光，该光学膜的第一区域和第二区域中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率，并且对于以较大的第二入射角入射的第一波长的光，该光学膜的第一区域具有的光学透射率显著小于反射率，并且该光学膜的第二区域具有的光学透射率显著大于光学膜的第一区域。
项目2.根据项目1所述的光源，其中该光学膜在第一区域和第二区域中主要通过光学干涉来透射和反射光。
项目3.根据项目1至项目2中任一项所述的光源，其中该照明装置包括背反射器、以及被设置在该背反射器和光源的输入侧之间的照明源。
项目4.根据项目1至项目3中任一项所述的光源，其中该照明装置包括位于照明装置的输出侧处的滤光器，该滤光器透射第一波长的光，并且对其他波长的光进行反射和吸收中的一者。
项目5.根据项目1至项目4中任一项所述的光源，其中所述照明装置包括照明源，该照明源包括灯、冷阴极管、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、激光器、和垂直腔面发射激光器(VCSEL)。
项目6.根据项目1至项目5中任一项所述的光源，其中所述第一波长为电磁辐射光谱的可见波长区域。
项目7.根据项目1至项目6中任一项所述的光源，其中所述第一波长为电磁辐射光谱的蓝色光、黄色光、琥珀色光、绿色光、或红色光波长区域。
项目8.根据项目1至项目7中任一项所述的光源，其中所述照明装置发射蓝色光、黄色光、琥珀色光、绿色光、或红色光。
项目9.根据项目1至项目8中任一项所述的光源，包括基本上单色的第二照明装置，该基本上单色的第二照明装置发射与第一波长不同的第二波长的光，使得对于以第一入射角入射的第一波长的光，该光学膜的第一区域和第二区域中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率，并且对于以第一入射角入射的第二波长的光，该光学膜的第二区域具有的光学透射率显著大于光学膜的第一区域。
项目10.根据项目1至项目9中任一项所述的光源，其中：
该基本上单色的第一照明装置发射第一波长的光，该第一照明装置邻近输入侧的一个侧而被设置并位于其上；以及
基本上单色的第二照明装置被设置在顶侧和底层之间并位于输入侧的相对侧上。
项目11.根据项目10所述的光源，其中该基本上单色的第二照明装置发射与第一波长不同的第二波长的光。
项目12.根据项目10所述的光源，其中该基本上单色的第二照明装置发射第一波长的光。
项目13.一种包括项目10所述的光源的车辆，其中该第一照明装置被构造成将被激活并发射第一波长的光以实现第一功能，并且该第二照明装置被构造成将被激活并发射第二波长的光以实现不同的第二功能。
项目14.根据项目1至项目13中任一项所述的光源，其中输入侧、底侧和顶侧限定它们之间的实心导光区域。
项目15.根据项目1至项目13中任一项所述的光源，其中输入侧、底侧和顶侧限定它们之间的中空导光区域。
项目16.根据项目1至项目15中任一项所述的光源，其中顶侧和底侧之间的间距沿光源的长度减小。
项目17.根据项目1至项目16中任一项所述的光源，其中光学膜和漫反射器之间的间距沿光源的长度减小。
项目18.根据项目1至项目17中任一项所述的光源，其中该漫反射器主要为漫反射面反射器。
项目19.根据项目1至项目17中任一项所述的光源，其中该漫反射器主要为漫反射体反射器。
项目20.根据项目1至项目19中任一项所述的光源，其中该底侧包含被构造成通过光学膜可见的图案。
项目21.根据项目20所述的光源，其中该图案包括规则图案。
项目22.根据项目20所述的光源，其中该图案包括标记。
项目23.根据权利要求22所述的光源，其中该标记包括以下各项中的至少一者：字母、字词、字母数字、符号、徽标、文本、图片和图像。
项目24.根据项目1至项目23中任一项所述的光源，其中该底侧具有三维形状，该漫反射器符合该形状。
项目25.根据项目1至项目24中任一项所述的光源，其中该底侧还包括被设置在漫反射器的至少一部分上的图案化层，该图案化层被构造成通过光学膜可见。
项目26.根据项目1至项目25中任一项所述的光源，其中该底侧包括：
第一图案，该第一图案主要散射由照明装置发射的光或由光学膜反射的光；和
第二图案，该第二图案主要能够通过光学膜可见。
项目27.根据项目1至项目26中任一项所述的光源，其中该漫反射器包括回射器。
项目28.根据项目27所述的光源，其中该回射器包括棱镜回射器。
项目29.根据项目27所述的光源，其中该回射器包括多个立体角元件。
项目30.根据项目27所述的光源，其中该回射器包括透镜-反射镜回射器。
项目31.根据项目27所述的光源，其中该回射器包括多个球形小珠。
项目32.根据项目1至项目31中任一项所述的光源，还包括被设置在顶侧和底侧之间的回射器层。
项目33.根据项目1至项目32中任一项所述的光源，其中由顶侧透射的每条光线从单色灯发射并且沿入射方向入射到顶侧上，该光线沿透射方向从光源发射，其基本上沿入射方向发射。
项目34.根据项目33所述的光源，其中该透射方向偏离入射方向小于5度。
项目35.根据项目1至项目34中任一项所述的光源，其中该顶侧主要借助光学干涉来透射光并且不改变光的方向。
项目36.根据项目1至项目35中任一项所述的光源，其中该多个层的每个层在第一区域和第二区域间是一体的。
项目37.根据项目1至项目36中任一项所述的光源，其中在该多个层中没有任何层在第一区域和第二区域之间具有物理界面。
项目38.根据项目1至项目37中任一项所述的光源，该多个层中的至少一个层在第一区域和第二区域中包含相同的化学组成，但是取向或结晶度不同。
项目39.根据项目1至项目38中任一项所述的光源，其中该多个层中的每个层包括沿相应的互相正交的x、y和z方向的三个主要指数nx、ny和nz，x和y方向位于层的平面中，z方向沿层的厚度方向。
项目40.根据项目1至项目39中任一项所述的光源，其中该多个层中的至少一个层的至少一个主要指数中的每个主要指数在第一区域和第二区域具有不同的值。
项目41.根据项目39所述的光源，其中该多个层中至少一个层的至少两个主要指数中的每个主要指数在第一区域和第二区域具有不同的值。
项目42.根据项目39所述的光源，其中该光学膜包括邻近光学膜的第一区域和第二区域延伸的多个交替的第一层和第二层，每个第一层的每个主要指数在第一区域和第二区域中具有相同的值，每个第二层的每个主要指数在第一区域和第二区域中具有不同的值。
项目43.根据项目39所述的光源，其中该光学膜包括邻近光学膜的第一区域和第二区域延伸的多个交替的第一层和第二层，每个第一层在第一区域和第二区域中具有相同的nz，每个第二层在第一区域中具有大于第二区域的nz。
项目44.根据项目39所述的光源，其中该光学膜包括邻近光学膜的第一区域和第二区域延伸的多个交替的第一层和第二层，每个第一层在第一区域和第二区域中为各向同性的，每个第二层在第一区域中为透明的并且在第二区域中为各向同性的。
项目45.根据项目1至项目44中任一项所述的光源，其中第一区域和第二区域中的多个层中的每个层的平均厚度之间的差值小于约10％。
项目46.根据项目1至项目45中任一项所述的光源，其中在操作中，第二区域沿第二入射角查看比沿第一入射角查看更易被看见。
项目47.根据项目1至项目46中任一项所述的光源，其中在操作中并在不存在环境光线的情况下沿第二入射角查看时，第二区域比第一区域显著更亮。
项目48.根据项目1至项目47中任一项所述的光源，其中该光学膜具有三维形状。
项目49.根据项目1至项目48中任一项所述的光源，其中该光学膜包括多个第一区域和第二区域，该第二区域形成规则图案。
项目50.根据项目1至项目49中任一项所述的光源，其中该光学膜包括多个第一区域和第二区域，该第二区域形成标记。
项目51.根据权利要求50所述的光源，其中该标记包括以下各项中的至少一者：字母、字词、字母数字、符号、徽标、文本、图片和图像。
项目52.根据项目1至项目51中任一项所述的光源，其中所述第一入射角小于约10度并且第二入射角大于约40度。
项目53.根据项目1至项目52中任一项所述的光源，其中对于以小于约10度的入射角入射的第一波长的光，光学膜的第一区域和第二区域中的每一者具有的光学透射率显著大于反射率。
项目54.根据项目1至项目53中任一项所述的光源，其中对于以约40度至70度范围内的入射角入射的第一波长的光，该光学膜的第一区域具有的光学透射率显著小于反射率，并且该光学膜的第二区域具有的光学透射率显著大于光学膜的第一区域。
项目55.根据项目1至项目54中任一项所述的光源，其中该光源从第一区域的区域发射第一波长的光锥，该光锥沿与区域基本上正交的中心方向传播，其中半最大强度下的全角宽度为约30度。
项目56.根据项目1至项目54中任一项所述的光源，其中该光源从第二区域的区域发射第一波长的光锥，该光锥沿与区域基本上正交的中心方向传播，其中半最大强度下的全角宽度为约70度。
项目57.根据项目1至项目56中任一项所述的光源，其中对于以第一入射角入射的第一波长的光，该光学膜的第一区域和第二区域中的每一者具有的光学透射率比反射率大至少50％。
项目58.根据项目1至项目57中任一项所述的光源，其中对于以第二入射角入射的第一波长的光，该光学膜的第一区域具有的光学透射率比反射率小至少50％。
项目59.根据项目1至项目58中任一项所述的光源，其中对于以第二入射角入射的第一波长的光，该光学膜的第二区域具有的光学透射率比光学膜的第一区域大至少30％。
项目60.根据项目1至项目59中任一项所述的光源，其中对于以第二入射角入射的第一波长的光，该光学膜的第二区域具有的光学透射率显著大于反射率。
项目61.根据项目60所述的光源，其中对于以第二入射角入射的第一波长的光，该光学膜的第二区域具有的光学透射率比反射率大至少30％。
项目62.根据项目1至项目61中任一项所述的光源，其中该光学膜的第二区域具有光扩散性。
项目63.根据项目1至项目62中任一项所述的光源，其中该光学膜的第二区域比光学膜的第一区域具有更强的光扩散性。
项目64.根据项目1至项目63中任一项所述的光源，其中该顶侧还包括被设置在第二区域上并与第二区域对准的光学透镜，该光学透镜改变由光学膜的第二区域透射的第一波长的光的方向。
项目65.根据项目1至项目64中任一项所述的光源，还包括多个分立的光学透镜，其中该光学膜包括多个间隔开的第二区域，每个第二区域对应于不同的光学透镜并与其对准，该光学透镜改变由第二区域透射的第一波长的光的方向。
项目66.投影系统包括根据项目1至项目65中任一项所述的光源、以及被构造成投射图像以用于查看的投影装置。
项目67.根据项目66所述的投影系统，其中该图像对应于由第二区域形成的图案。
项目68.根据项目67所述的投影系统，其中该光源包括被构造成投射与第一图像不同的第二图像的第二照明装置。
项目69.一种包括光学膜的光源，该光学膜包括形成图案的多个第一区域和第二区域，每个区域主要通过光学干涉来透射和反射光，使得当光源发射光时，该图案的可见度随视角增大而增大。
项目70.根据项目69所述的光源，其中由于第一区域和第二区域之间的对比度随视角增大而增大，因此图案的可见度随视角增大而增大。
项目71.一种光源，包括：
光导，该光导包括顶侧、底侧以及在顶侧和底侧之间延伸的输入侧，该顶侧包含光学膜，该底侧包含漫反射器；和
邻近光导的输入侧被设置的照明源，该光学膜具有相邻的第一区域和第二区域，每个区域基本上延伸光学叠堆或光学膜的至少一个光学分组的整个厚度，从光源进入光导的光在光导内传播并由光学膜主要通过光学干涉被反射或透射，其中对于至少一个第一入射角和至少一个波长，光学膜的第一区域和第二区域具有基本上相等的光学透射率，并且对于至少一个第二入射角和至少一个波长，该第二区域具有的光学透射率显著大于光学膜的第一区域。
项目72.一种光学系统，包括：
回射层；和
被设置在回射层上并且包括多个交替的第一层和第二层的光学膜，每个第一层和第二层主要通过光学干涉来透射和反射光。
项目73.根据项目72所述的光学系统，其中每个层邻近光学膜的第一区域和第二区域延伸，该多个层中的至少一个层在第一区域和第二区域中具有不同的双折射率。
项目74.根据项目72至项目73中任一项所述的光学系统，其中所述回射层逆向反射从光学系统的光学膜侧入射到回射层上的光。
项目75.根据项目72至项目74中任一项所述的光学系统，还包括被设置在回射层和光学膜之间的照明源。
项目76.根据项目72至项目75中任一项所述的光学系统，还包括在回射层和光学膜之间延伸的输入侧、以及邻近输入侧被设置的照明源。
项目77.一种光源，包括：
基本上单色的第一照明装置，该基本上单色的照明装置被构造成发射第一波长的光；
基本上单色的第二照明装置，该基本上单色的照明装置被构造成发射第一波长或不同第二波长的光；
邻近该照明装置的用于接收来自照明装置的第一波长的光的输入侧；
包含漫反射器的底侧；和
包括光学膜的顶侧，该光学膜具有多个层，该光学膜主要通过光学干涉来透射和反射光，其中第一照明装置被构造成被激发并发射光以实现第一功能，并且第二照明装置被构造成被激发并发射光以实现不同的第二功能。
项目78.根据项目77所述的光源，其中所述第一功能为车辆的位置指示灯，并且第二功能为车辆的刹车指示灯。
除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中用于表示数量、特性量度等的所有数字都应被理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，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变化。并不旨在将等同原则的应用限制在权利要求书范围内，至少应根据所记录的有效数位的数目和通过应用惯常的四舍五入法来理解每个数值参数。虽然给出本发明的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具体示例中列出来说，其记录尽可能地精确并且合理。然而，任何数值可包括与测试或测量限制相关联的误差。
在不脱离本发明的范围和精神的条件下，本发明的各种修改和更改对本领域那些技术人员来说是显而易见的，并且应当理解，本发明并不限于上文所述的示例性实施方案。本文提及的所有美国专利、专利申请公布、和其他专利以及非专利文献在它们与上述公开一致的程度上以引用方式并入。

Claims (1)

1.一种光源，包括：
光导，所述光导包括顶侧、底侧以及在所述顶侧和所述底侧之间延伸的输入侧，所述顶侧包含光学膜，所述底侧包含漫反射器；和
邻近所述光导的所述输入侧被设置的照明源，所述光学膜具有相邻的第一区域和第二区域，每个区域基本上延伸光学叠堆或所述光学膜的至少一个光学分组的整个厚度，从所述光源进入所述光导的光在所述光导内传播并由所述光学膜主要通过光学干涉被反射或透射，其中对于至少一个第一入射角和至少一个波长，所述光学膜的所述第一区域和所述第二区域具有基本上相等的光学透射率，并且对于至少一个第二入射角和至少一个波长，所述第二区域具有的光学透射率显著大于所述光学膜的所述第一区域。
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