CN111856634B - 宽带可见光反射器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了宽带可见光反射器。特别地，描述了具有减小的轴向蓝色反射率的宽带可见光反射器。描述了在反射时呈现黄色的宽带可见光反射器。此类宽带可见光反射器可在背光源和显示器中使用。

Description

宽带可见光反射器
本申请是2018年6月19日提交、发明名称为“宽带可见光反射器”、申请号为201680074436.2的发明专利申请的分案申请。
背景技术
聚合物多层光学膜是通过将数十至数百的熔融聚合物层共挤出并且随后对所得膜进行取向或拉伸而形成。这些微层具有不同的折射率特性和足够的薄度，使得光在相邻微层之间的界面处被反射。宽带可见光反射器反射所有或基本上所有可见光谱，并且可用于显示器和照明应用。
发明内容
在一个方面，本说明书涉及宽带可见光反射器。特别地，宽带可见光反射器包括多个光学重复单元，每个光学重复单元包括第一双折射聚合物层和第二聚合物层。光学重复单元各自具有光学厚度，并且任一光学重复单元的光学厚度不超过220nm。
在另一个方面，本说明书涉及宽带可见光反射器。宽带可见光反射器包括多个光学重复单元，每个光学重复单元包括第一双折射聚合物层和第二聚合物层。在380nm和430nm之间的光垂直入射时，宽带可见光反射器透射不少于30％的非偏振光。
在又一方面，本公开涉及宽带可见光反射器。该宽带可见光反射器在反射时呈现黄色。该宽带可见光反射器提供可见光谱上的至少95％的适光加权平均值Rhemi(λ)，适光加权平均值Rhemi(λ)使用CIE 1931适光响应函数来确定。
附图说明
图1是反射膜的示意性透视图。
图2是示出对于多层聚合物反射膜的计算和测量的半球反射率的图。
图3是示出比较例C1多层膜的层曲线的图。
图4是示出比较例C1多层膜的轴向透射的图。
图5是示出实施例1多层膜的层曲线的图。
图6是示出实施例1多层膜的轴向透射的图。
图7是示出适光加权半球反射率与层厚度之间关系的图，归一化至比较例C1。
具体实施方式
多层光学膜(即至少部分地通过不同折射率的微层布置以提供期望的透射和/或反射特性的膜)已为人熟知。众所周知，此类多层光学膜通过在真空室中将无机材料以光学薄层(“微层”)的形式有序沉积于基底上而制成。无机多层光学膜描述在教科书中，例如H.A.Macleod，薄膜滤光器(Thin-Film OpticalFilters)，第二版，Macmillan PublishingCo.(1986)和A.Thelan，光学干涉滤波器的设计(Design ofOptical InterferenceFilters)，McGraw-Hill,Inc.(1989)。
也已通过共挤出交替的聚合物层展示多层光学膜。参见如美国专利3,610,729(Rogers)、美国专利4,446,305(Rogers等人)、美国专利4,540,623(Im等人)、美国专利5,448,404(Schrenk等人)以及美国专利5,882,774(Jonza等人)。在这些聚合物多层光学膜中，聚合物材料主要或专门用于各个层的制备中。这些聚合物多层光学膜可以称为热塑性多层光学膜。此类膜适合高产量制造工艺，并且可制成大型片材和卷材。以下描述和示例涉及热塑性多层光学膜。
多层光学膜包括具有不同折射率特性的各个微层，使得一些光在相邻微层之间的界面处被反射。微层是足够薄的，使得在多个界面处反射的光经受相长干涉或相消干涉作用，以便赋予多层光学膜以期望的反射或透射特性。对于被设计成反射紫外光、可见光或近红外波长光的多层光学膜而言，每个微层一般均具有小于约1μm的光学厚度(物理厚度乘以折射率)。一般可以将层布置为最薄至最厚的。在一些实施方案中，交替光学层的布置可根据层计数函数而基本上线性地变化。这些层曲线可以称为线性层曲线。也可以包括更厚的层，诸如在多层光学膜的外表面处的表层或者设置在多层光学膜内用以将微层的相干组(本文中称为“分组”)分开的保护边界层(PBL)。在一些情况下，该保护边界层可以是与至少一个多层光学膜的交替层相同的材料。在其它情况下，该保护边界层可以是根据其物理特性或流变学特性而选择的不同材料。保护边界层可以在光分组的一侧或两侧上。在单分组多层光学膜的情况下，保护边界层可以在多层光学膜的一个或两个外表面上。
出于本描述的目的，分组通常单调改变光学重复单元的厚度。例如，分组可单调增加、单调减少、增加并恒定或者减少并恒定，但不能既增加又减少。应当理解，一个或多个不遵循此模式的层与作为分组的特定光学重复层组的整体定义或识别无关。在一些实施方案中，将分组定义为连续的非冗余层对的最大离散分组可能是有帮助的，所述层对共同提供在感兴趣的频谱的特定子范围(例如，可见光谱)上的反射。
在一些情况下，微层具有提供1/4波长叠加的厚度和折射率值，即将微层布置于光学重复单元或单位单元中，光学重复单元或单位单元各自具有相同光学厚度(f-比率＝50％)的两个邻近微层，此类光学重复单元可通过相长干涉有效地反射光，被反射光的波长λ是光学重复单元的总光学厚度的约两倍。其它层布置方式也是已知的，诸如具有2微层光学重复单元的多层光学膜(其f-比率不同于50％)，或光学重复单元包括两个以上微层的膜。这些光学重复单元设计可被构造成减少或增加某些更高阶反射。参见例如美国专利No.5,360,659(Arends等人)和5,103,337(Schrenk等人)。沿着膜的厚度轴(例如，z轴)的光学重复单元的厚度梯度可以用于提供加宽的反射谱带，诸如在人的整个可见区域内延伸并进入近红外区的反射谱带，使得当谱带以倾斜入射角转移至较短波长时，微层叠堆继续在整个可见光谱内反射。通过调整厚度梯度来锐化谱带边缘(即高反射与高透射之间的波长过渡)在美国专利6,157,490(Wheatley等人)中有所讨论。
在许多应用中，膜的反射特性可以用“半球反射率”Rhemi(λ)来表征，其意指当光(其波长为某一波长或在关注的范围内的波长)从所有可能的方向入射在部件(无论是表面、膜还是膜的集合)上时该部件的总反射率。因此，用以法向为中心的半球内的所有方向(以及所有偏振态，除非另外指明)上入射的光来照射部件，并且收集反射到此相同半球内的所有光。对于所关注的波长范围而言，反射光总通量与入射光总通量之比产生半球反射率，Rhemi(λ)。对于背光源循环腔而言，用其Rhemi(λ)来表征反射器特别方便，因为光通常以所有角度入射在腔的内表面上(无论是前反射器、后反射器还是侧反射器)。此外，与垂直入射光的反射率不同，Rhemi(λ)对反射率随入射角的变化不敏感并且已考虑到该变化，这对于在循环背光源内的一些部件(例如棱镜膜)来说非常重要。
应当理解，对于使用背光源的大量电子显示应用而言，以及对于用于一般和特定光应用的背光源而言，可以期望形成背光源背板以具有高反射率特性的反射器膜。事实上，应进一步理解半球反射率光谱Rhemi(λ)与背光源的光输出效果密切相关；穿过可见光谱的Rhemi(λ)值越高，背光源的输出效率越高。这对于循环背光而言尤其如此，其中其他光学膜可以在背光源出口孔处构造以从背光源提供准直或偏振光输出。
多层光学膜及其相关设计和构造的另外详细信息在美国专利5,882,774(Jonza等人)、美国专利6,531,230(Weber等人)、PCT公开WO95/17303(Ouderkirk等人)和WO 99/39224(Ouderkirk等人)以及公开标题为“Giant Birefringent Optics in MultilayerPolymer Mirrors”(Weber等人)(2000年3月《科学》、第287卷)中讨论。多层光学膜和相关制品可包括根据其光学特性、机械特性和/或化学特性而选择的附加层和涂层。例如，在膜的入射侧可添加UV吸收层以保护部件免于UV光引起的劣化。利用UV可固化丙烯酸酯粘合剂或其它合适材料可以将多层光学膜附接到机械增强层。此类增强层可包含诸如PET或聚碳酸酯的聚合物，并且也可包括(例如通过使用小珠或棱镜)提供诸如光漫射或准直的光学功能的结构化表面。附加层和涂层也可包括抗乱涂层、抗撕裂层和硬化剂。参见例如美国专利6,368,699(Gilbert等人)。用于制备多层光学膜的方法和装置在美国专利6,783,349(Neavin等人)中有所讨论。
多层光学膜的反射性质和透射性质是各自微层的折射率与微层的厚度和厚度分布的函数。每个微层(至少在膜的局部位置处)可以通过面内折射率nx、ny以及与膜的厚度轴相关联的折射率nz来表征。这些折射率分别表示主题材料对于沿着相互垂直的x轴、y轴和z轴偏振的光的折射率。为便于在本专利申请中说明，除非另外指明，否则假设x轴、y轴和z轴为适用于在多层光学膜上所关注的任何点的局部笛卡尔坐标，其中微层平行于x-y平面延伸，并且其中x轴在膜平面内取向以最大化Δnx的量值。因此，Δny的量值可以等于或小于(但不大于)Δnx的量值。此外，在计算差值Δnx、Δny、Δnz时开始选择哪个材料层是由Δnx为非负值来决定的。换句话说，形成界面的两层之间的折射率差值为Δnj＝n1j–n2j，其中j＝x、y、或z，并且其中选择层标号1、2使得n1x≥n2x，即Δnx≥0。
在实践中，折射率是通过审慎的材料选择和加工条件来控制的。多层膜的制备方法是：将大量(如数十或数百)层的两种交替的聚合物A、聚合物B共挤出，可选择地接着将该多层挤出物穿过一个或更多层倍增装置，随后通过膜模头进行浇注，并且然后对挤出物进行拉伸或者以其他方式对挤出物进行取向从而形成最终的膜。所得膜通常由数百个单独的微层组成，调整微层的厚度和折射率，从而在所期望的光谱区域(如可见光区或近红外光区)中提供一个或更多反射谱带。为了获得具有适当层数的高反射率，相邻微层通常表现出对于沿着x轴偏振的光的折射率差值(Δnx)为至少0.05。在一些实施方案中，选择材料使得对于沿着x轴偏振的光的折射率差值在进行取向后尽可能高。如果希望对两个正交偏振的光具有高的反射率，那么也可以制备相邻微层以显示对于沿着y轴偏振的光的折射率差值(Δny)至少为0.05。
以上引用的‘774(Jonza等人)专利描述了，在其他情况中，对沿着z轴偏振的光而言可如何调整相邻微层之间的折射率差值(Δnz)来实现对斜入射光的p偏振分量期望的反射特性。为了保持在斜入射角度处p偏振光的高反射率，微层之间的z轴折射率失配Δnz可以控制基本上小于面内折射率差值Δnx最大值，使得Δnz≤0.5*Δnx，或Δnz≤0.25*Δnx。量值为零或几乎为零的z轴折射率失配产生了微层之间的这样的界面：该界面对p偏振光的反射率随着入射角的变化为常数或几乎为常数。此外，可以控制z轴折射率失配Δnz以具有相比于面内折射率差值Δnx相反的极性，即Δnz<0。该条件会产生这样的界面：该界面对于p偏振光的反射率随入射角增加而增大，对于s偏振光的情况也一样。
在‘774(Jonza等人)中讨论的另一个设计考虑涉及在多层反射偏振器空气界面处的表面反射。除非偏振器在两侧均层压至现有玻璃部件或具有透明光学粘合剂的另一个现有膜，否则此类表面反射将减少光学系统中所需偏振态的光的透射。因此，在一些情况下，将防反射(AR)涂层添加至反射偏振器上是有用的。
如本文中所描述的聚合物多层光学膜可以是高反射性的；例如，如在垂直入射角处测量的它们可反射高于95％、99％或者甚至99.5％的可见光。可见光可以表征为400nm至700nm之间的波长，或在一些情况下为420nm至700nm之间的波长。另外，如本文所述的聚合物多层光学膜可以是薄的-在一些情况下，薄于100μm、85μm、或者65μm。在其中聚合物多层光学膜包括第三光分组的实施方案中,该膜可以薄于165μm。
有时会添加表层。通常这一操作是在层形成之后、熔体离开膜模头之前完成。然后，以用于聚酯膜的传统方式将多层熔体通过膜模头浇铸至冷却辊上，在该冷却辊上对其进行淬火。然后，该浇铸料片以不同方式拉伸从而获得在至少一个光学层中的双折射，产生在许多情况下为反射偏振器或镜膜中的任一种，如已经描述于(例如)美国专利公开号2007/047080A1、美国专利公开号2011/0102891 A1、以及美国专利号7,104,776(Merrill等人)中。
宽带可见光反射器被设计为提供可视光谱的广泛覆盖率，从而以轴向和以一定角度地反射光。例如，宽带可见光反射器提供可见光谱上的至少95％的适光加权平均值Rhemi(λ)，该适光加权平均值Rhemi(λ)使用CIE 1931适光响应函数来确定。这意味着需要设计层分布，使得存在光层厚度低至200nm或更低的层对，以便在轴向反射蓝光。这些薄层被认为是必不可少的，为反射器提供统一的外观和高性能(即确保其仍是宽带反射器)。然而，对于用于宽带可见光反射器的典型双折射材料，这些薄层的吸收率最高。此外，与膜成一定角度，这些最薄的层要么仅反射紫外(不可见)光要么对入射光变得透明，并且不会对系统产生任何反射。令人惊讶的是，消除或最小化这些最蓝的层(通过使用较少的层或通过提供较锐利的层分布斜率)的好处超过了由于轴向透射蓝光的一部分而造成的任何损失。中等厚度的层(例如绿色反射层)将其反射波长以一定角度移动以覆盖更蓝的波长。相应地，当在可见波长上适光加权时，可观察到Rhemi(λ)的增加。这是特别令人惊讶的，因为当检查时，此类膜将具有可被描述为蓝色泄漏的特征。蓝色泄漏是指蓝光透射穿过膜的事实。在透射时，反射器呈现蓝色。在反射时，此类膜将呈现黄色。尽管在外观上有缺陷，本文提供的示例显示此类膜可在显示器上提供卓越的性能，其中与角度反射率相比，轴向反射率几乎没有相对重要性。通过增加可见光谱上的适光平均值的Rhemi(λ)以捕获这种性能的改进。在一些实施方案中，任何光学重复单元的光学厚度不小于220nm(对应于约为440nm的反射轴向波长)。在一些实施方案中，任何光学重复单元的光学厚度不小于225nm。在一些实施方案中，在380nm和430nm之间的光垂直入射时，宽带可见光反射器透射不少于20％的非偏振光。在一些实施方案中，在380nm和450nm之间的光垂直入射时，宽带可见光反射器透射不少于20％的非偏振光。在一些实施方案中，在380nm和410nm之间的光垂直入射时，宽带可见光反射器透射不少于30％、40％或50％的非偏振光。这些技术设计标准，即最小化或消除最蓝的层，还可提供与其他高性能多层反射器相当或更佳的性能，同时减小宽带可见光反射器的必要总厚度。
实施例
Rhemi(λ)的测量和计算
使用描述于美国专利申请公布号2013/0215512(Coggio等人)的装置测量Rhemi(λ)。市售六英寸积分球由蓝菲光学(Labsphere)(新罕布什尔州北萨顿的蓝菲光学公司)(Labsphere,Inc.,North Sutton,NH)制造并具有
Figure BDA0002585181280000071
反射涂层，借助三个相互正交端口，其用于照射样本并确定半球的反射光谱，Rhemi(λ)。稳定光源通过一个端口照射该球体。Photo
Figure BDA0002585181280000072
PR650分光光度计(可购自加利福尼亚州查兹沃斯的PhotoResearch公司(Photo Research Inc.,Chatsworth,CA))用于通过第二端口来测量球体内壁辐射度。样品放置在第三端口上。积分球壁辐射度的校准通过使用放置在第三端口上的已知反射率标准(
Figure BDA0002585181280000073
Reference Target SRT-99-050可购自新罕布什尔州北萨顿的蓝菲光学公司(Labsphere,Inc.,North Sutton,Nh))而完成，并且球体壁辐射度的测量可以使用校准基准，也可以不使用。Rhemi(λ)可通过将样品置于第三口上进行测定；通过得到有样品和没有样品的情况下球壁辐射率的比率，并采用简单的累计球强度增益算法得出样品半球反射率Rhemi(λ)。
可以预期，在积分球内的平衡强度分布近似于朗伯(Lambertian)分布，这意指相对于在样本上入射角度的强度概率分布将随着cos(θ)而下降，其中θ＝0为垂直于样本。
图1是反射膜的示意性透视图。图1示出了光线130，该光线以入射角θ入射到反射膜110上，从而形成入射平面132。反射膜110包括平行于x轴的第一反射轴116和平行于y轴的第二反射轴114。光线130的入射平面132平行于第一反射轴116。光线130具有位于入射平面132中的p偏振分量以及与入射平面132正交的s偏振分量。光线130的p偏振光将被具有Rpp-x反射率的反射膜反射(光线130的p偏振光的电场至反射膜110的平面的突起部分平行于x方向)，同时光线130的s偏振光被具有Rss-y反射率的反射膜反射(光线130的s偏振光的电场平行于y方向)。
此外，图1示出了入射到反射膜的光线120，所述反射膜在平行于膜110的第二反射轴114的入射平面122中。光线120具有位于入射平面122内的p偏振分量以及与入射平面122正交的s偏振分量。光线120的p偏振光将被具有Rpp-y反射率的反射膜反射，同时光线120的s偏振光被具有Rss-x反射率的反射膜反射。如本文进一步所描述的，对于任何入射平面而言，p偏振光和s偏振光的透射和反射量将取决于反射膜的特性。
可以从在微层的层厚度曲线与光学膜的其它层元件上的信息，以及从与膜内的微层和其它层中的每个相关联的折射率值中计算Rhemi(λ)。通过使用用于多层膜光学响应4x4矩阵求解软件应用程序，反射和透射光谱均可以从已知的层厚度曲线和用于x轴入射平面、y轴入射平面以及每个p偏振与s偏振的入射光的折射率特性中计算。据此，Rhemi(λ)可以通过使用以下列出的方程而计算：
Figure BDA0002585181280000081
其中
Figure BDA0002585181280000082
Figure BDA0002585181280000083
以及
Figure BDA0002585181280000084
其中E(θ)为强度分布。
可以获得用如一般描述于美国专利号6,531,230(Weber等人)中的一系列高阶谐波可见光反射谱带的多层聚合物反射器膜。多层聚合物反射器膜的Rhemi(λ)通过使用如上述的朗伯(Labsphere)积分球来测量并且所得光谱208在图2中示出。该多层聚合物反射器膜的透射光谱利用PerkinElmer L1050分光光度计(加利福尼亚州华尔顿的珀金埃尔默公司(PerkinElmer Inc.,Waltham,PA))测量并且使用上述列出的方程(以及测量的光谱输入)来计算Rhemi。在该计算中，以及对于所有进一步Rhemi(λ)的计算，将E(θ)视为与cos(θ)相关的朗伯(Lambertian)强度分布。图2表明所计算的Rhemi(λ)光谱204与用于多层聚合物反射器膜的所测量的Rhemi(λ)光谱208非常一致。这表明计算技术从宽带可见光反射器处捕获了相关反射的物理效果，包括吸收损耗对详细反射光谱的影响。
比较例C1
具有PEN和PMMA的光学重复单元的单个分组反射器用图3所示的层分布进行建模。层分布是每个光学重复单元的总物理厚度与光学重复单元数量之间的关系曲线。该层分布代表了在轴向和某个角度的可见范围内的常规广泛覆盖率。模型化膜总厚度为62.1微米。
用于多层膜光学响应的4x4矩阵求解软件应用程序用于为膜计算反射光谱。在表1中给出了用于模拟的取决于PEN和PMMA的折射率的波长的实际(nx、ny、nz)和假想(kx、ky、kz)部分。在该计算中，折射率数值在表1值之间和超出表1值进行平稳变化。
表1
Figure BDA0002585181280000091
Figure BDA0002585181280000101
计算入射到较薄光学重复单元侧面的光的法向角反射和透射光谱。垂直入射时的非偏振光的透射光谱如图4所示。还计算了膜的半球反射率。使用CIE 1931适光响应函数来确定的适光加权平均值Rhemi(λ)为99.55％，损失为0.45％的(100％-Rhemi)。
实施例1
除了所有所述光学重复单元增加10％的厚度制成以外，如比较例C1那样使用表1中的所述值设计单个分组反射器并进行建模。显示总光学重复单元厚度与光学重复单元数量之间关系曲线的所述层分布在图5示出。模型化膜总厚度为67.8微米。
计算入射到较薄光学重复单元侧面的光的法向角反射和透射光谱。垂直入射时的非偏振光的透射光谱如图6所示。还计算了膜的半球反射率。使用CIE 1931适光响应函数来确定的适光加权平均值Rhemi(λ)为99.61％，损失为0.39％(100％-Rhemi)。
除了对光学重复单元的厚度进行不同的调整之外，以与实施例1相同的方式设计附加膜并对其进行建模。针对每个膜计算使用CIE 1931适光响应函数来确定的适光加权平均值Rhemi(λ)。图7示出了归一化到比较例C1的基线层分布的适光平均半球反射率，其给出100％厚度(对应于比较例C1-99.55％Rhemi)、105％厚度(99.59％Rhemi)、110％厚度(对应于实施例1-99.61％Rhemi)、115％厚度(99.59％Rhemi)和120％厚度(99.48％Rhemi)。
以下为根据本公开的示例性实施方案：
项目1.一种宽带可见光反射器，包括：
多个光学重复单元，每个光学重复单元包括第一双折射聚合物层和第二聚合物层，
其中所述光学重复单元各自具有光学厚度，并且
其中任何光学重复单元的所述光学厚度不小于220nm。
项目2.一种宽带可见光反射器，包括：
多个光学重复单元，每个光学重复单元包括第一双折射聚合物层和第二聚合物层，
其中在380nm和430nm之间的光垂直入射时，所述宽带可见光反射器透射不少于10％的非偏振光。
项目3.根据项目2所述的宽带可见光反射器，其中在380nm和430nm之间的光垂直入射时，所述宽带可见光反射器透射不少于20％的非偏振光。
项目4.根据项目2所述的宽带可见光反射器，其中在380nm和430nm之间的光垂直入射时，所述宽带可见光反射器透射不少于30％的非偏振光。
项目5.一种宽带可见光反射器，包括：
多个光学重复单元，每个光学重复单元包括第一双折射聚合物层和第二聚合物层，
其中所述宽带可见光反射器在反射时呈现黄色，并且
其中所述宽带可见光反射器提供可见光谱上的至少95％的适光加权平均值Rhemi(λ)，适光加权平均值Rhemi(λ)使用CIE 1931适光响应函数来确定。
项目6.根据项目5所述的宽带可见光反射器，其中所述宽带可见光反射器在透射时呈现蓝色。
项目7.一种方法，所述方法包括：
提供根据项目1、项目2或项目5所述的宽带可见光反射器；
将所述宽带可见光反射器结合到背光源中。
项目8.一种背光源，包括项目1、项目2或项目5所述的宽带可见光反射器。
项目9.一种显示器，包括项目1、项目2或项目5所述的宽带可见光反射器。
项目10.根据项目1、项目2或项目5所述的宽带可见光反射器，其中所述多个光学重复单元被布置在第一分组和第二分组。
项目11.根据项目1、项目2或项目5所述的宽带可见光反射器，其中所述多个光学重复单元被布置在第一分组、第二分组和第三分组。
项目12.根据项目1、项目2或项目5所述的宽带可见光反射器，其中所述多个光学重复单元被布置在单个分组中。

Claims (3)

1.一种宽带可见光反射器，包括：
多个光学重复单元，每个光学重复单元包括第一双折射聚合物层和第二聚合物层，
其中在380nm和430nm之间的光垂直入射时，所述宽带可见光反射器透射不少于10％的非偏振光，并且
其中所述宽带可见光反射器提供可见光谱上的至少95％的适光加权平均值Rhemi(λ)，所述适光加权平均值Rhemi(λ)使用CIE 1931适光响应函数来确定。
2.根据权利要求1所述的宽带可见光反射器，其中在380nm和430nm之间的光垂直入射时，所述宽带可见光反射器透射不少于20％的非偏振光。
3.根据权利要求1所述的宽带可见光反射器，其中在380nm和430nm之间的光垂直入射时，所述宽带可见光反射器透射不少于30％的非偏振光。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021504761A (ja) * 2017-12-01 2021-02-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 均一な左帯域端を有する薄い多層反射体
JP2021522553A (ja) 2018-05-02 2021-08-30 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 多層リフレクタ
WO2020053832A1 (en) 2018-09-14 2020-03-19 3M Innovative Properties Company Optical film
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

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2110981T3 (es) * 1990-11-26 1998-03-01 Dow Chemical Co Polarizador birrefringente de interferencia.
CN103890620A (zh) * 2011-10-20 2014-06-25 3M创新有限公司 具有不同光学分组的变迹宽带局部反射器
WO2015048624A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 3M Innovative Properties Company Polymeric multilayer optical film

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3610729A (en) 1969-06-18 1971-10-05 Polaroid Corp Multilayered light polarizer
US4446305A (en) 1981-03-02 1984-05-01 Polaroid Corporation Optical device including birefringent polymer
US4540623A (en) 1983-10-14 1985-09-10 The Dow Chemical Company Coextruded multi-layered articles
US5301069A (en) * 1989-03-09 1994-04-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Nonlinear rugate optical limiter
US5103337A (en) 1990-07-24 1992-04-07 The Dow Chemical Company Infrared reflective optical interference film
CA2148115A1 (en) 1992-10-29 1994-05-11 Walter J. Schrenk Formable reflective multilayer body
US5360659A (en) 1993-05-24 1994-11-01 The Dow Chemical Company Two component infrared reflecting film
DE69435174D1 (de) 1993-12-21 2009-01-15 Minnesota Mining & Mfg Mehrschichtiger optischer Film
US5882774A (en) 1993-12-21 1999-03-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical film
US6080467A (en) 1995-06-26 2000-06-27 3M Innovative Properties Company High efficiency optical devices
CA2222511A1 (en) 1995-06-26 1997-01-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Multilayer polymer film with additional coatings or layers
CN1189127A (zh) * 1995-06-26 1998-07-29 美国3M公司 金属镀膜多层结构反射镜
US6157490A (en) 1998-01-13 2000-12-05 3M Innovative Properties Company Optical film with sharpened bandedge
US6808658B2 (en) 1998-01-13 2004-10-26 3M Innovative Properties Company Method for making texture multilayer optical films
US6157486A (en) * 1998-01-13 2000-12-05 3M Innovative Properties Company Retroreflective dichroic reflector
US6531230B1 (en) 1998-01-13 2003-03-11 3M Innovative Properties Company Color shifting film
EP1566667A3 (en) 1998-01-28 2006-03-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company An optical filter
US6449089B1 (en) 1998-03-30 2002-09-10 3M Innovative Properties Company Rear projection screen with enhanced contrast
DE69918299T2 (de) * 1998-05-13 2005-08-25 3M Innovative Properties Co., Saint Paul Optischer film mit kontinuierlichen und dispersen phasen
JP2004507781A (ja) 2000-08-21 2004-03-11 スリーエム　イノベイティブ　プロパティズ　カンパニー 損失強化型反射光フィルタ
US6949212B2 (en) 2002-11-27 2005-09-27 3M Innovative Properties Company Methods and devices for stretching polymer films
US7064897B2 (en) 2002-12-31 2006-06-20 3M Innovative Properties Company Optical polarizing films with designed color shifts
US20070047080A1 (en) 2005-08-31 2007-03-01 3M Innovative Properties Company Methods of producing multilayer reflective polarizer
US8404337B2 (en) * 2006-12-18 2013-03-26 E I Du Pont De Nemours And Company Diffuse reflector, diffuse reflective article, optical display, and method for producing a diffuse reflector
US7791687B2 (en) 2006-12-21 2010-09-07 3M Innovative Properties Company Display including reflective polarizer
US7826009B2 (en) 2006-12-21 2010-11-02 3M Innovative Properties Company Hybrid polarizer
US9110245B2 (en) 2008-03-31 2015-08-18 3M Innovative Properties Company Low layer count reflective polarizer with optimized gain
CN102282014B (zh) * 2008-11-19 2015-01-21 3M创新有限公司 在极角和方位角方向均具有输出限制的反射膜组合及相关构造
US9158155B2 (en) * 2009-10-24 2015-10-13 3M Innovative Properties Company Immersed reflective polarizer with high off-axis reflectivity
CN103168259B (zh) 2010-10-20 2015-11-25 3M创新有限公司 包含纳米空隙聚合物层的宽带半镜面反射镜膜
WO2013059231A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 3M Innovative Properties Company Apodized broadband partial reflectors
CN104871035B (zh) * 2012-12-20 2018-01-30 3M创新有限公司 制备包括层层自组装层的多层光学膜的方法以及制品
US9279921B2 (en) * 2013-04-19 2016-03-08 3M Innovative Properties Company Multilayer stack with overlapping harmonics for wide visible-infrared coverage
KR101548189B1 (ko) 2014-03-19 2015-08-31 주식회사 이코스 반사필름

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2110981T3 (es) * 1990-11-26 1998-03-01 Dow Chemical Co Polarizador birrefringente de interferencia.
CN103890620A (zh) * 2011-10-20 2014-06-25 3M创新有限公司 具有不同光学分组的变迹宽带局部反射器
WO2015048624A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 3M Innovative Properties Company Polymeric multilayer optical film

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