CN113631367A - 光学膜和玻璃层合体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光学膜，该光学膜包括多个交替的第一层和第二层。第一层具有第一面内双折射率，第二层具有第二面内双折射率，并且第二面内双折射率小于第一面内双折射率且大于0.03。第一层可包含聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，并且第二层可包含二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。当在150℃下加热达15分钟时，该光学膜沿第一方向的收缩率大于4％，并且沿正交的第二方向的收缩率大于3％。通过将光学膜设置在玻璃层之间并将光学膜层合到玻璃层来制备玻璃层合体。

Description

光学膜和玻璃层合体
背景技术
光学膜可包括交替的聚合物层。例如，多层反射偏振器可由交替的聚合物层形成，其取向为使得交替的聚合物层之间的折射率差值导致具有一种正交偏振的光被基本上反射，而具有另一种正交偏振的光被基本上透射。通过层叠堆设计和材料选择，多层反射偏振器可偏振所需可见波长和红外波长范围内的光。
发明内容
在本说明书的一些方面，提供了包括多个交替的第一层和第二层的光学膜。第一层具有第一面内双折射率，该第一面内双折射率为第一层沿第一面内方向的折射率与第一层沿正交的第二面内方向的折射率的差值。第二层具有第二面内双折射率，该第二面内双折射率为第二层沿第一面内方向的折射率与第二层沿第二面内方向的折射率的差值。第二面内双折射率小于第一面内双折射率且大于0.03。当在150℃下加热达15分钟时，光学膜沿第一面内方向的收缩率大于4％，并且沿第二面内方向的收缩率大于3％。
在本说明书的一些方面，提供了包括多个交替的第一层和第二层的反射偏振器。第一层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，并且第二层包含二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。当在150℃下加热达15分钟时，反射偏振器沿反射偏振器的阻光轴的收缩率大于4％，并且沿反射偏振器的正交的透光轴的收缩率大于3％。
在本说明书的一些方面，提供了包括多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层的反射偏振器。交替的第一聚合物层和第二聚合物层中的每个层具有至少0.03的面内双折射率，该面内双折射率为该层沿第一面内方向的折射率与该层沿正交的第二面内方向的折射率的差值。第一聚合物层和第二聚合物层之间沿第一面内方向的折射率的差值Δn1为至少0.03。第一聚合物层和第二聚合物层之间沿第二面内方向的折射率的差值Δn2具有小于Δn1的绝对值|Δn2|。当在150℃下加热达15分钟时，反射偏振器沿第一面内方向的收缩率大于4％，并且沿第二面内方向的收缩率大于3％。
在本说明书的一些方面，提供了一种制造玻璃层合体的方法。该方法包括提供第一玻璃层和第二玻璃层；将该反射偏振器设置在该第一延迟层与该第二延迟层之间。将第一粘合剂层和第二粘合剂层设置在反射偏振器与相应的第一玻璃层和第二玻璃层之间；以及在至少120℃的温度和至少0.9MPa的压力下将反射偏振器层合到第一玻璃层和第二玻璃层，以提供玻璃层合体。反射偏振器包括多个交替的聚合物干涉层，这些聚合物干涉层主要通过光学干涉来反射光和透射光。其中在层合步骤之前，当在150℃下加热达15分钟时，反射偏振器沿反射偏振器的阻光轴的收缩率大于4％并且沿反射偏振器的正交的透光轴的收缩率大于3％。
在本说明书的一些方面，提供了一种玻璃层合体，该玻璃层合体包括第一玻璃层和层合到第一层的反射偏振器。反射偏振器包括多个交替的聚合物干涉层，这些聚合物干涉层主要通过光学干涉来反射光和透射光，并且限定阻光轴和正交的透光轴。反射偏振器沿阻光轴的拉伸应力为至少0.5MPa并且沿透光轴的拉伸应力为至少0.5MPa。
在本说明书的一些方面，提供了一种玻璃层合体，该玻璃层合体包括第一玻璃层和第二玻璃层、以及基本上对称地设置在第一玻璃层和第二玻璃层之间并粘附到第一玻璃层和第二玻璃层的反射膜。该反射膜包括多个交替的聚合物干涉层。当将多条平行直线沿第一方向投影到玻璃层合体上时，该第一方向相对于玻璃层合体的法线成40度至75度范围内的角θ，使得该多条平行直线沿正交于由第一方向和法线限定的入射平面的第二方向延伸，每条投影的直线从反射膜反射为反射线，每条反射线具有限定有反射线的中心线的亮度分布，反射线的中心线与第二方向之间的角α的分布具有小于2.5度的标准偏差。
在本说明书的一些方面，提供了一种玻璃层合体，该玻璃层合体包括第一玻璃层和第二玻璃层、以及设置在第一玻璃层和第二玻璃层之间并粘结到第一玻璃层和第二玻璃层的反射膜。该反射膜包括多个交替的聚合物干涉层。当将多条平行直线沿第一方向从显示表面投影到玻璃层合体上时，每条直线在显示表面上具有基本上相同的线宽，第一方向相对于玻璃层合体的法线成40度至75度范围内的角θ，多条平行直线沿正交于由第一方向和法线限定的入射平面的第二方向延伸，每条投影的直线从反射膜反射为反射线，使得反射线的图像在图像平面中具有亮度分布，从显示表面到图像平面的放大率为约1，每条反射线的图像的亮度分布具有相对于最佳拟合直线的标准偏差，标准偏差的平均值小于线宽的0.9倍。
在本说明书的一些方面，提供了一种系统，该系统包括玻璃层合体和投影仪，该投影仪设置成将显示图像投影到玻璃层合体上。该玻璃层合体包括第一玻璃层和第二玻璃层以及光学叠堆，该光学叠堆设置在第一玻璃层和第二玻璃层之间并且包括反射偏振器以及设置在反射偏振器上的加热元件或散热层中的至少一者。该系统还包括热控制系统，该热控制系统适于通过向加热元件或散热层中的至少一者提供能量来加热玻璃层合体。反射偏振器可为本说明书的任何反射偏振器。
在本说明书的一些方面，提供了一种光学叠堆，该光学叠堆包括反射偏振器以及设置在反射偏振器上的热导率为至少1.5W/(m·K)的基本上透明的电阻加热元件或基本上透明的散热层中的至少一者。反射偏振器可为本说明书的任何反射偏振器。
在本说明书的一些方面，提供了一种光学叠堆，该光学叠堆包括反射偏振器和设置在反射偏振器上的基本上透明的散热层。该反射偏振器包括多个交替的第一层和第二层，并且散热层的热导率大于第一层和第二层的最大热导率。反射偏振器可为本说明书的任何反射偏振器。
附图说明
图1A是光学膜的示意性透视图；
图1B是图1A的光学膜的区段的示意性透视图；
图1C是光学膜的示意性剖视图；
图2A是反射偏振器的反射率的示意性曲线图；
图2B是镜膜的反射率的示意性曲线图；
图3是膜的示意性俯视图；
图4至图5是玻璃层合体的示意性剖视图；
图6是处理参数相对于时间的示意性曲线图；
图7A至图7B是层合期间反射偏振器中分别沿阻光轴和透光轴的拉伸应力相对于时间的示意性曲线图；
图8是汽车挡风玻璃的示意性剖视图；
图9A至图9B为玻璃层合体和光源的示意性剖视图；
图10A是多条平行直线的示意图；
图10B是图10A的平行直线的反射图像的示意图；
图10C是图10B的反射图像的光线的中心线与固定方向之间的角度的分布的示意图；
图10D是具有中心线和最佳拟合直线的反射线的示意性曲线图；
图11A至图11B是光学叠堆的示意性剖视图；
图12A至图12D是包括加热元件和散热层的光学叠堆的示意性平面图；
图12E为覆盖光学叠堆的反射偏振器的主表面的总面积的至少大部分的层或元件的示意性平面图；
图13是显示器和/或热控制系统的示意图；
图14A至图14B分别是光学膜沿横向和纵向的拉伸应力相对于时间的曲线图；并且
图15是反射偏振器和玻璃层合体在60度入射角处s偏振阻光态光的透射率的曲线图。
具体实施方式
在以下说明中参考附图，该附图形成本发明的一部分并且其中以举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
至少部分地通过具有不同折射率的微层的布置提供期望的透射和/或反射特性的多层光学膜是已知的。也已通过例如共挤出交替的聚合物层来展示此类光学膜。参见例如美国专利3,610,729(Rogers)、4,446,305(Rogers等人)、4,540,623(Im等人)、5,448,404(Schrenk等人)以及5,882,774(Jonza等人)。在这些种聚合物多层光学膜中，聚合物材料主要或专门用于各个层的制备中。此类膜适合高产量制造工艺，并且可制成大型片和卷材。
在汽车应用中，可在热和压力下使用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)粘合剂层将多层光学膜层合在玻璃层之间。层合工艺可导致光学膜的平坦度减小，并且这可导致当观察投影到玻璃层合体上的图像时可见的波纹或褶皱。根据本说明书，已发现，当光学膜在加热下具有高收缩率时，层合到玻璃层或层合在两个玻璃层之间的光学膜可导致基本上减小的波纹。例如，当在150℃下加热达15分钟时，光学膜沿第一方向的收缩率可大于4％、或大于5％、或大于6％、或大于7％、或大于8％。当在150℃下加热达15分钟时，光学膜沿正交于第一方向的第二方向的收缩率也可大于3％、或大于3.5％、或大于4％、或大于5％、或大于6％、或大于7％、或大于8％。当在150℃下加热达15分钟时，光学膜沿第一方向和第二方向中的每一者的收缩率可小于20％。第一方向和第二方向可理解为当光学膜平放时在光学膜的面内的方向或在弯曲光学膜上的一定位置处在切面中的方向。在一些实施方案中，交替层具有面内双折射率，该面内双折射率为沿第一面内方向(例如，层的取向方向)和沿正交的第二面内方向的折射率的差值，并且指定收缩的第一方向和第二方向对应于限定面内双折射率的第一面内方向和第二面内方向。在一些实施方案中，第一方向为沿反射偏振器的阻光轴(反射偏振器沿其具有最高反射率的偏振轴)的第一面内方向，并且第二方向为沿反射偏振器的透光轴(反射偏振器沿其具有最低反射率的偏振轴)的第二面内方向。在一些实施方案中，反射偏振器的阻光轴和透光轴由反射偏振器的交替层限定，如下所述：阻光轴是这样的轴，沿该轴相邻层之间的折射率差值最大，并且透光轴沿正交的面内方向。制备具有高收缩率的多层光学膜的方法在本文别处和PCT公开WO 2017/205106(Stover等人)以及相应的美国专利申请16/301106(Stover等人)中进一步描述。
还已发现，具有高折射率层和低折射率层两者的光学膜(例如，反射偏振器)尤其适用于例如汽车应用，这些高折射率层和这些低折射率层具有例如由于聚对苯二甲酸乙二醇酯的低拉伸温度而在拉伸期间形成的一定程度的结晶度。此外，已发现，其中高折射率层和低折射率层两者通过拉伸而形成不对称折射率的光学膜诸如多层反射偏振器可用于汽车或其它应用中。例如，已发现此类膜在暴露于热之后(例如，在暴露于阳光的汽车中)表现出更好的雾度抑制。
图1A是光学膜100的示意性透视图，该光学膜可以是反射偏振器并且可用于本文别处所述的玻璃层合体中的任一种中。图1B是光学膜100的区段的示意性透视图。光学膜100包括多个具有总共(N)个层的层102。这些层可以是或包括多个交替的聚合物干涉层。图1B示出了交替的较高折射率层102a(A层)和较低折射率层102b(B层)。较高折射率层在至少一个方向上的折射率大于较低折射率层在相同方向上的折射率。较高折射率层102a可被称为第一层，并且较低折射率层102b可被称为第二层。
在一些实施方案中，多个交替的第一聚合物层102a和第二聚合物层102b包括少于约900层、或少于约500层、或少于约300层。在一些实施方案中，多个交替的第一聚合物层102a和第二聚合物层102b包括至少约200层，或包括在约200层至约300层范围内的总层数(N)。在一些实施方案中，光学膜100的平均厚度t小于约500微米、或小于约200微米、或小于约100微米、或小于约50微米。平均厚度是指光学膜的整个区域上的厚度平均值。在一些实施方案中，厚度是基本上均匀的，使得光学膜的厚度基本上等于平均厚度t。在一些实施方案中，光学膜成形为弯曲形状并且具有由成形工艺产生的厚度变化。在一些实施方案中，每个聚合物层102具有小于约500nm的平均厚度。
在使用期间，由入射光110所示的入射在光学膜100的主表面(例如，膜表面104)上的光可进入光学膜100的第一层并且传播通过多个干涉层102，经历光学干涉进行的选择性反射或透射，具体取决于入射光110的偏振状态。入射光110可包括彼此相互正交的第一偏振态(a)和第二偏振态(b)。在一些实施方案中，光学膜100是反射偏振器，并且第一偏振态(a)可被视为“透光”态，而第二偏振态(b)可被视为“阻光”态。在一些实施方案中，光学膜100是沿拉伸轴120取向而不沿正交轴122取向的偏振器。在此类实施方案中，沿轴122具有电场的垂直入射光的偏振态是第一偏振态(a)，并且沿轴120具有电场的垂直入射光的偏振态是第二偏振态(b)。轴122可被称为透光轴，并且轴120可被称为阻光轴。在一些实施方案中，当入射光110传播通过多个干涉层102时，处于第二偏振态(b)的光的部分被相邻干涉层反射，从而导致第二偏振态(b)被光学膜100反射，而处于第一偏振态(a)的光的一部分全部通过光学膜100。
图1C是光学膜100的示意性剖视图，其示出了以入射角θ入射在光学膜100上的光线210。在一些实施方案中，光学膜100对在预定入射角(例如，0度或60度的入射角)处在预定波长范围(例如，400nm至700nm的可见波长范围或本文别处所述的其他可见波长范围)的第一偏振态具有第一平均反射率并且对在预定入射角处在预定波长范围内的正交的第二偏振态具有第二平均反射率，其中第二平均反射率大于第一平均反射率。例如，在一些实施方案中，第二平均反射率为至少20％，并且第一平均反射率小于15％。在一些实施方案中，光学膜100为反射偏振器，其对沿阻光轴偏振的预定波长范围内的垂直入射光具有至少20％的平均反射率，并且对沿透光轴偏振的预定波长范围内的垂直入射光具有小于15％的平均反射率。在一些实施方案中，沿阻光轴偏振的预定波长范围内的垂直入射光的平均反射率在25％至75％的范围内。在一些实施方案中，沿透光轴偏振的预定波长范围内的垂直入射光的平均反射率小于10％。
在一些实施方案中，光学膜100为对两种正交偏振态中的每一种具有相同或相似反射率的镜膜或部分镜膜。
图2A是可对应于光学膜100的反射偏振器对于具有预定入射角θ(例如，0度或60度)的光的反射率的示意图。示出了在从λ1(例如，400nm或430nm或450nm)至λ2(例如，650nm或700nm)的预定波长范围内的平均阻光态(其可为p偏振态)反射率Rb，以及在预定波长范围内的平均透光态(其可为s偏振态)反射率Rp。在一些实施方案中，光学膜100为反射偏振器，其对在预定波长范围(例如，至少450nm至650nm、或至少430nm至650nm、或至少400nm至700nm)内在预定入射角(例如，垂直入射(θ＝0度)或60度的入射角度)处的具有阻光偏振态(例如，沿阻光轴120偏振)的光具有较高反射率(例如，至少15％、或至少20％、或至少30％、或至少40％、或至少50％、或至少60％、或至少70％)，并且对在预定波长范围内在预定入射角处且具有透光偏振态(例如，沿透光轴122偏振)的光具有较低反射率(例如，小于15％、或小于10％)。可通过调节相邻层之间沿阻光轴的折射率差和/或通过调节膜中的层数来调节阻光态下的反射率。所需的反射率可取决于所需的应用。例如，在一些汽车应用中，对于在预定波长范围内在预定入射角处的光，阻光态(例如p偏振态)下的所需平均反射率在20％至40％的范围内。又如，在一些显示器应用中(例如，在液晶显示器的循环背光源中)，对于在预定波长范围内在预定入射角处的光，阻光态下的所需平均反射率为至少70％、或至少80％、或至少85％、或至少90％。在一些实施方案中，对于在预定波长范围内在预定入射角的光，透光态下的所需反射率小于15％或小于10％。在一些实施方案中，反射偏振器在透光态下的任何反射率主要是由于反射偏振器的外表面处的菲涅耳反射。
在一些实施方案中，光学叠堆包括光学膜100(其可为反射偏振器)和粘结到光学膜100的镜膜。镜膜基本上反射预定波长范围内的正交的第一偏振态和第二偏振态。除非另外指明，否则镜膜的反射率是指非偏振光的反射率。镜膜可为红外(IR)镜膜。图2B是镜膜对λ1至λ2范围内的波长(例如，λ1至λ2的范围可为400nm至700nm的可见范围)反射小于R1(例如，R1可为20％或15％)并且对于λ3至λ4范围内的波长(例如，λ3至λ4的范围可为900nm至1200nm的范围)反射至少R2(例如，R2可为至少80％或至少85％)的反射率的示意图。在一些实施方案中，镜膜反射小于20％的垂直入射可见光，并且反射至少80％的在900nm至1200nm波长范围内的垂直入射光。
当干涉层的反射率和透射率可通过光学干涉合理地描述或由光学干涉而合理准确地建模时，干涉层或微层可被描述为主要通过光学干涉来反射光和透射光。当一对具有不同折射率的相邻干涉层的组合光学厚度((就反射偏振器而言，沿阻光轴)的折射率乘以物理厚度)为光波长的1/2时，它们通过光学干涉来反射光。干涉层通常具有小于约500nm、或小于约300nm、或小于约200nm的物理厚度。在一些实施方案中，每个聚合物干涉层具有在约45纳米至约200纳米的范围内的平均厚度(该层上的物理厚度的未加权平均数)。非干涉层具有过大的光学厚度以有助于通过干涉反射可见光。非干涉层通常具有至少1微米或至少5微米的物理厚度。干涉层102可以是主要通过预定波长范围内的光学干涉来反射光和透射光的多个聚合物干涉层。包括干涉层和非干涉层的光学膜的平均厚度可小于约500微米。
在一些实施方案中，光学膜100包括多个交替的第一层102a和第二层102b，第一层102a具有第一面内双折射率，该第一面内双折射率为第一层102a沿第一面内方向120的折射率和第一层102a沿第二面内方向122的折射率的差值，第二层102b具有第二面内双折射率，该第二面内双折射率为第二层102b沿第一面内方向120的折射率和第二层102b沿第二面内方向122的折射率的差值。在一些实施方案中，第二面内双折射率小于第一面内双折射率且大于0.03。在一些实施方案中，每个第一层102a沿第一面内方向和第二面内方向以及沿厚度方向的折射率与每个其他第一层102a相同。在一些实施方案中，每个第二层102b沿第一面内方向和第二面内方向以及沿厚度方向的折射率与每个其他第二层102b相同。在一些实施方案中，光学膜100是包括多个交替的第一层102a和第二层102b的反射偏振器，其中第一层102a包含聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，并且第二层102b包含二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。在一些实施方案中，每个第一层102a为聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物层，并且每个第二层102b为二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)层。在一些实施方案中，当在150℃下加热达15分钟时，光学膜100沿第一面内方向120(或阻光轴120)的收缩率大于4％，并且沿第二面内方向122(或透光轴122)的收缩率大于3％。在一些实施方案中，当在150℃下加热达15分钟时，沿第一方向120的收缩率大于5％、或6％、或7％、或8％。在一些此类实施方案中或在其他实施方案中，当在150℃下加热达15分钟时，沿第二方向122的收缩率大于3.5％、或4％、或5％、或6％、或7％、或8％。在一些实施方案中，当在150℃下加热达15分钟时，沿第一方向120的收缩率和沿第二方向122的收缩率各自大于5％、或6％、或7％、或8％。在一些实施方案中，第一层102a和第二层102b之间沿第一面内方向120的折射率的差值Δn1为至少0.03，并且第一层102a和第二层102b之间沿第二面内方向122的折射率差值Δn2具有小于Δn1的绝对值|Δn2|。
在一些情况下，微层或干涉层具有对应于1/4波长叠堆的厚度和折射率值，即布置于光学重复单元或单元格中，每个光学重复单元或单元格具有相等光学厚度的两个相邻微层(f比率＝50％)，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是光学重复单元的总体光学厚度的两倍。f比率为第一层和第二层的光学重复单元中的第一层(假定为较高折射率层)的光学厚度与光学重复单元的总光学厚度的比率。光学重复单元的f比率在光学膜的整个厚度上通常是恒定的或基本上恒定的，但在一些实施方案中可变化，如例如美国专利9,823,395(Weber等人)中有所描述。光学膜的f比率为光学重复单元的f比率的平均值(未加权平均值)。其他层布置也是已知的，诸如具有f比不同于50％的双微层光学重复单元的多层光学膜，或光学重复单元包括多于两个微层的膜。可以配置这些光学重复单元设计以减少或增加某些更高阶反射。参见例如美国专利号5,360,659(Arends等人)和5,103,337(Schrenk等人)。沿膜厚度轴(例如z轴)的厚度梯度可用于提供加宽的反射谱带，诸如在人的整个可视区域内延伸并进入近红外区的反射谱带，使得当谱带以斜入射角转移到较短波长时，微层叠堆继续在整个可见光谱内反射。通过调整厚度梯度来锐化谱带边(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。
多层光学膜以及相关设计和构造的另外细节在美国专利5,882,774(Jonza等人)和6,531,230(Weber等人)、PCT公布WO 95/17303(Ouderkirk等人)和WO 99/39224(Ouderkirk等人)、以及标题为“多层聚合物反射镜中的巨大双折射光学器件”，科学，第287卷，2000年3月(Weber等人)(“Giant Birefringent Optics in Multilayer PolymerMirrors”,Science,Vol.287,March 2000(Weber et al.))的公布中有所讨论。多层光学膜和相关制品可包括针对其光学特性、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光引起的降解。使用可UV固化的丙烯酸酯粘合剂或其它合适的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光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。
多层光学膜的反射和透射特性是相应微层的折射率以及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所讨论的材料对于沿相互正交的x轴、y轴和z轴偏振的光的折射率。为便于在本专利申请中说明，除非另外指明，否则假设x轴、y轴和z轴为适用于多层光学膜上任何感兴趣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轴在膜面内进行取向以最大化Δnx的量值。在这些坐标中，Δny的量值可等于或小于(但不大于)Δnx的量值。此外，选择哪个材料层(以开始计算差值Δnx、Δny、Δnz)由指定Δnx为非负值来确定。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。常规的多层膜通过以下方式制备：将大量(例如数十或数百)层的两种交替的聚合物A、聚合物B共挤出，可能接着将多层挤出物穿过一个或多个倍增模头，并且然后对挤出物进行拉伸或者以其它方式将挤出物取向以形成最终的膜。所得膜通常由许多—数百个或上百个—单独的微层构成，这些微层的厚度和折射率被调整以在期望光谱区域(诸如可见光区或近红外光区)中提供一个或多个反射谱带。为了在适当层数下获得期望反射率，相邻微层通常呈现出对于沿x轴偏振的光为至少0.03或至少0.04的折射率差值(Δnx)。在一些实施方案中，选择材料，使得对于沿x轴偏振的光的折射率差值在进行取向之后尽可能高。如果期望对两种正交偏振的反射率，那么也可以将相邻微层制成呈现出对于沿y轴偏振的光为至少0.03或至少0.04的折射率差值(Δny)。
在某些实施方案中，多层反射偏振器可用于汽车应用中。例如，多层反射偏振器可用于车辆挡风玻璃的至少一部分上或其附近。该应用与传统液晶显示器应用显著不同，因为出于安全原因，驾驶员应该仍然能够通过多层反射偏振器观察道路或周围环境。此外，其他驾驶员不应因驾驶员的挡风玻璃的明亮反射而发生目眩或视力受损。高度反射(对于一种偏振态)、高性能的传统反射偏振器将无法实现这些期望特性。
此外，先前已知的反射偏振器对汽车组件以及一般用途中涉及的加工和环境暴露敏感。例如，反射偏振器可与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)一起使用、用PVB加工、或层合至PVB，以实现安全的玻璃抗破碎性。在用于形成层合挡风玻璃部件的高温加工下，具有基于PVB的材料的部件可穿透并降解常规制造和设计的反射偏振器。作为另一示例，用作许多市售反射偏振器中的聚合物和/或共聚物的聚萘二甲酸乙二醇酯，特别是包括NDC(2,6-萘二甲酸二甲酯)的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，在暴露于紫外线辐射时会发黄。车辆环境提供对太阳辐射的充分暴露，这将随时间推移而使反射偏振器降解。在此类周围环境中，也可能发生自发的大尺寸结晶，从而在反射偏振器中发展出雾度。在一些实施方案中，本文所述的反射偏振器不包含聚萘二甲酸乙二醇酯。在一些实施方案中，本文所述的反射偏振器不包含萘-2,6-二羧酸。在一些实施方案中，在550nm处测量时，本文所述的反射偏振器在任何层中沿任何方向都不具有大于1.7的折射率。
多层光学膜通常由两种不同聚合物的交替层形成。一个层是当被取向时能够发展出双折射的层。由于几乎所有用于形成多层光学膜的聚合物在被拉伸时均折射率增大，因此该层通常也被称为高折射率层(或高折射率光学(HIO)层)。交替的聚合物层中的另一层通常为各向同性层，具有的折射率等于或小于高折射率层的折射率。为此，该层通常被称为低折射率层(或低折射率光学(LIO)层)。通常，高折射率层为结晶或半结晶的，而低折射率层为无定形的。这至少基于以下观念：为了获得足够高的阻光轴反射率(基于高折射率层与低折射率层之间沿某个面内方向的失配)和足够低的透光轴反射率(基于高折射率层与低折射率层之间沿第二正交的面内方向的匹配)，将需要无定形材料。
现已发现，具有高折射率层和低折射率层两者的多层反射偏振器尤其适用于汽车应用，所述高折射率层和低折射率层具有由于聚对苯二甲酸乙二醇酯的低拉伸温度而在拉伸期间发展出的一定程度的结晶度。因此，在一些实施方案中，反射偏振器包括多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层，其中第一聚合物层和第二聚合物层中的每一者呈现出结晶度。另外，已发现，其中高折射率光学层和低折射率光学层两者均通过拉伸而形成不对称折射率的多层反射偏振器可用于汽车应用中。在一些实施方案中，高折射率层和低折射率层均中的每一者可形成或具有至少0.03或少0.04的面内双折射率。面内双折射率是沿面内取向方向(通常是取向层具有最高折射率的方向)和正交的面内方向的折射率的差值。例如，对于沿x方向取向的x-y面内的膜，面内双折射率为nx-ny。在一些实施方案中，当在150℃下加热达15分钟时具有在本文别处所述的任何范围内的收缩率的反射偏振器包括多个交替的第一聚合物层102a和第二聚合物层102b，其中第一聚合物层102a和第二聚合物层102b中的每个层具有至少0.03的面内双折射率，面内双折射率为该层沿第一面内方向120的折射率和该层沿正交的第二面内方向122的折射率的差值。在一些实施方案中，对于至少一个面内方向，第一聚合物层和第二聚合物层中的每一者之间的折射率的差值为至少0.03或至少0.04(例如，在0.03或0.04至0.1或0.15或0.25的范围内)。在一些实施方案中，第一聚合物层和第二聚合物层中的每一者之间沿第一面内方向120的折射率的差值Δn1为至少0.03，并且第一聚合物层102a和第二聚合物层102b中的每一者之间沿第二面内方向122的折射率的差值Δn2具有小于Δn1的绝对值|Δn2|。在一些实施方案中，Δn1为至少0.04。在一些此类实施方案中或在其他实施方案中，|Δn2|小于0.04、或小于0.03、或小于0.02。除非另外指明，否则在532nm的波长下确定折射率。
在某些中间拉伸步骤期间，某些多层光学膜可具有类似的双折射特性；然而，随后使这些膜经受热定形处理，该热定形处理使这些层中的至少一个层(通常为低折射率层或各向同性层)中的双折射最小化，从而使阻光轴(拉伸轴)反射率最大化，这意味着最终膜(即，卷筒形式的膜或经转换的膜)不呈现出这些特性。在一些实施方案中，光学膜或反射偏振器具有至少四个边缘(例如，卷筒形式的最终膜或具有至少四个边缘的经转换的膜)。在一些实施方案中，高折射率层被选择为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，并且低折射率层被选择为聚对苯二甲酸乙二醇酯与用作二醇改性剂的环己烷二甲醇(PETG，诸如可购自田纳西州诺克斯维尔的伊士曼化学公司(Eastman Chemicals,Knoxville,Tenn.))的共聚酯。在一些实施方案中，高折射率层被选择为PET，并且低折射率层被选择为PETG和PCTG(还是聚对苯二甲酸乙二醇酯与用作二醇改性剂的环己烷二甲醇，但是具有两倍于PETG的改性剂，购自田纳西州诺克斯维尔的伊士曼化学公司)的50:50(按重量计)共混物。在一些实施方案中，高折射率层被选择为PET，并且低折射率层被选择为PETG、PCTG和“80:20”共聚酯的33:33:33(按重量计)共混物，该共聚酯来源于40mol％的对苯二甲酸、10mol％的间苯二甲酸、49.75mol％的乙二醇和0.25mol％的三甲基丙醇。其它共聚酯可用作本文所述的低折射率层或用于本文所述的低折射率层中。在一些实施方案中，光学膜诸如反射偏振器包括交替的第一层和第二层，其中每个第一层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，并且每个第二层包含二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。例如，在一些实施方案中，每个第二层包含二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，其包括第一二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)和任选的不同的第二二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。在一些实施方案中，每个第二层还包含不同于第一二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)和第二二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的共聚酯。
包含诸如上述示例性组的材料的反射偏振器或其它光学膜已发现在高温暴露之后呈现出对雾度的更好抑制，这是由于结晶是在加工期间逐渐形成的，而不是在暴露于辐射或热期间自发地(伴随有较大的结晶位点)形成的。此外，使用本文所例示的结晶材料组合时，外表和外观问题(诸如褶皱或分层)似乎显著较不频繁地发生。就其它材料的耐化学品性和渗透性(边侵入)而言，在高折射率层和低折射率层两者中均具有结晶度的反射偏振器也表现更好。本文所述材料组合的有益效果进一步描述于PCT专利申请IB2019/050541和相应的美国临时专利申请62/622526中。
本说明书的光学膜的收缩率可大于常规的多层光学膜。如果已发现，则将光学膜层合到玻璃层或层合在玻璃层之间，使得高收缩率(例如，沿两个正交的面内方向中的每个面内方向的大于3％的收缩率，以及沿至少一个面内方向的大于4％的收缩率)可在层合期间显著减小或防止光学膜中的变形(例如，皱纹)。收缩率可通过在膜拉伸之后控制膜冷却期间的应力来控制。通常已发现，在该冷却期间较高的应力导致较大的收缩率。在一些实施方案中，在膜拉伸之后施加热定形。热定形可在拉幅烘箱的用于对膜进行取向的最后区中进行，如美国专利6,827,886(Neavin等人)中所述。通常，使用此类热定形处理以便在随后向膜施加热时减小膜的收缩率或使膜的收缩率最小化。当期望使膜的后续收缩率最小化时，可将热定形温度设定为不会导致拉幅机中的膜破损的最高温度，并且膜可在热定形区附近在横向上松弛，这降低了膜的张力。可通过降低热定形温度、通过缩短给定热定形温度下的热定形处理的持续时间和/或通过消除热定形步骤来实现更高的收缩率，特别是在纵向(当光学膜为反射偏振器时通常沿透光轴)上。可实现更高的收缩率，特别是在横向(当光学膜为反射偏振器时通常沿阻光轴)上，从而减少膜在阻光方向上的松弛。这可例如通过在热定形之后调节拉幅机轨道之间的间距来完成。减小该间距常常被称为内束。热定形温度和内束对膜收缩率的影响在美国专利申请6,797,396(Liu等人)中有所描述。因此，通过控制热定形和内束条件，当将光学膜在150℃下加热达15分钟时，可实现期望的横向收缩率(例如，大于4％、或大于5％、或大于6％、或大于7％、或大于8％；并且在一些实施方案中，小于20％、或小于15％)以及纵向收缩率(例如，大于3％、或大于3.5％、或大于4％、或大于5％、或大于6％、或大于7％、或大于8％；并且在一些实施方案中，小于20％、或小于15％、或小于12％)。光学器件的收缩率可根据例如ASTM D2732-14测试标准“塑料膜和片材的无约束线性热收缩率的标准测试方法(Standard Test Method for Unrestrained LinearThermal Shrinkage of Plastic Film and Sheeting)”来测定。
膜(例如，反射光学膜，诸如反射偏振器)的收缩率示意性地示于图3中。膜200在加热之前具有沿y方向的长度L0和沿x方向的宽度W0，并且膜200在150℃下加热达15分钟之后具有长度L1和宽度W1。沿x方向的收缩率由(W0-W1)/W0乘以100％给出，并且沿y方向的收缩率由(L0-L1)/L0乘以100％给出。
本文所述的光学膜诸如反射偏振器还可具有高于0.5的f比率。在一些实施方案中，f比率可以是至少0.55、至少0.6、至少0.65、至少0.7、至少0.75、至少0.8或至少0.85。高于0.5的f比率的转变使多层反射偏振器的一阶反射谱带衰减，从而有利于更高阶的反射谱带，从而有效地降低偏振器对于设计波长范围的反射率。对于低于0.5的f比率，观察到类似的光学效应；例如，f比率小于0.45、小于0.4、小于0.35、小于0.3、小于0.25、小于0.2或甚至小于0.15。加上(与PEN或coPEN相比)从拉伸PET出现的发展出的双折射率较小，这些反射偏振器可能需要包括更多的层来达到期望的反射率水平。反直觉地，在一些实施方案中，这是设计特征。对于弱反射偏振器，微层厚度变化可对膜的整个光谱具有巨大且不成比例的影响。通过使每个单独的微层对更弱，可将增强和重叠相邻微层对的反射谱带的层添加到设计中。这使光谱平滑并且实现更为一致的性能，而不管膜料片上的位置如何或甚至卷筒与卷筒之间的位置如何。本文所述的光学膜可具有至少100层、至少150层、至少200层或至少250层。
本文所述的反射偏振器或其它光学膜即使在暴露于热之后也可具有抗雾度性。在一些实施方案中，反射偏振器当在暴露于85℃、95℃或甚至105℃100小时后测量时可具有不超过1％的雾度。在一些实施方案中，反射偏振器在暴露于105℃或甚至120℃100小时后可具有不超过2％的雾度。在一些实施方案中，反射偏振器在暴露于120℃100小时后可具有不超过3％或3.5％的雾度。在一些实施方案中，这些反射偏振器的透射率可能不受或基本上不受即使短时间暴露于高温(诸如在退火步骤中)的影响。在一些实施方案中，在232℃(450℉)的30秒退火步骤之后，400nm至800nm的透射光谱下降不超过10％或甚至不超过5％。
如本文所述的光学膜诸如反射偏振器可用于汽车应用，但是也可用于或适用于某些偏振分束器/视图组合器应用。例如，对于某些增强现实显示器或显示设备，所生成的和投影的图像可叠加在佩戴者的查看帧上。可适用于例如汽车应用的平视显示器的优点中的许多优点可为在这些增强现实应用中类似地期望的。
图4为玻璃层合体350的示意性剖视图，该玻璃层合体包括通过粘合剂层310粘结到玻璃层320的光学膜300。在一些实施方案中，第二玻璃层包括在玻璃层合体中。图5是玻璃层合体450的示意性剖视图，该玻璃层合体包括光学膜400，该光学膜设置在第一玻璃层420和第二玻璃层425之间并且通过相应的第一粘合剂层410和第二粘合剂层415粘结到第一玻璃层420和第二玻璃层425。至少在将膜粘结到一个或多个玻璃层之前，光学膜300或400可以是本说明书的任何光学膜、反射膜或反射偏振器。在粘结过程之后，膜在后续加热时可能不具有与粘结过程之前的膜相同的收缩度。
在一些实施方案中，制造玻璃层合体(例如，玻璃层合体350或450)的方法包括提供反射膜(例如，光学膜100或200或300或400)，以及将反射膜粘结到至少第一玻璃层以提供玻璃层合体。在一些实施方案中，反射膜为光学叠堆，该光学叠堆包括本文别处所述的光学膜或反射偏振器，并且还包括附加层或元件。附加层或元件可包括IR镜膜、电阻元件或散热层中的一者或多者。在一些实施方案中，将反射膜粘结到至少第一玻璃层包括将反射膜(例如，光学膜400)设置在第一玻璃层420和第二玻璃层425之间，以及通过相应的第一粘合剂层410和第二粘合剂层415将反射膜粘结到第一玻璃层420和第二玻璃层435。在一些实施方案中，将反射膜粘结到至少第一玻璃层包括在至少120℃的温度和至少0.9MPa的压力下粘结。在一些实施方案中，使用高压釜将反射膜粘结到玻璃层。温度和压力可升高到至少120℃的温度和至少0.9MPa的压力，并且在升高的温度和压力下保持一段时间(例如，至少10分钟或至少15分钟)，此后，温度和压力可升高至室温和大气压。这在图6中示意性地示出，图6为可表示压力和/或温度的处理参数作为时间的函数的示意性曲线图。将参数从环境条件斜升至恒定值(例如，至少120℃的温度和/或至少0.9MPa的压力)并持续预定时间，然后斜降回到环境条件。
在一些实施方案中，光学膜400为反射偏振器。在一些实施方案中，制造玻璃层合体450的方法包括：提供第一玻璃层420和第二玻璃层425；将反射偏振器(或其他光学膜或光学叠堆)设置在第一玻璃层420和第二玻璃层425之间，其中反射偏振器包括主要通过光学干涉来反射光和透射光的多个交替的聚合物干涉层；将第一粘合剂层410和第二粘合剂层415设置在反射偏振器与相应的第一玻璃层420和第二玻璃层425之间；在至少120℃的温度和至少0.9MPa的压力下将反射偏振器层合到第一玻璃层420和第二玻璃层425，以提供玻璃层合体450。在一些实施方案中，层合步骤包括在至少120℃的温度和至少0.9MPa的压力下将反射偏振器层合到第一玻璃层和第二玻璃层达至少15分钟。在一些实施方案中，至少在层合步骤之前，当在150℃下加热达15分钟时，反射偏振器沿反射偏振器的阻光轴的收缩率大于4％，并且沿正交的透光轴的收缩率大于3％。沿阻光轴的收缩率和沿透光轴的收缩率可为本文别处所述的任何范围。
在一些实施方案中，光学膜在层合到一个或多个玻璃层期间的收缩率导致光学膜中的拉伸应力。膜中的沿一方向的拉伸应力是在垂直于该方向的膜横截面上每单位面积的沿该方向的力，并且当膜沿该方向承受张力时为正的。图7A至图7B为将反射偏振器层合到玻璃层期间反射偏振器分别沿阻光轴(横向)和透光轴(纵向)的拉伸应力相对于时间的示意性曲线图。在图7A中，本说明书的反射偏振器中沿阻光轴的拉伸应力500b在层合之后具有正拉伸应力σbH，并且具有常规低收缩率的比较反射偏振器沿阻光轴的拉伸应力501b在层合之后具有负拉伸应力σbL，这表明膜受到一定的压缩。这假定膜不弯曲或起皱以减少或消除压缩。然而，当膜受到压缩时，膜通常将弯曲或起皱。
在图7B中，本说明书的反射偏振器中沿透光轴的拉伸应力500p在层合之后具有正拉伸应力σpH，并且具有常规低收缩率的比较反射偏振器沿阻光轴的拉伸应力501p在层合之后具有小于σpH的拉伸应力σpL。在一些实施方案中，玻璃层合体(例如，玻璃层合体350或450)包括第一玻璃层和层合到第一层的反射偏振器。反射偏振器包括多个交替的聚合物干涉层，这些聚合物干涉层主要通过光学干涉来反射光和透射光，并且限定阻光轴和正交的透光轴。在一些实施方案中，反射偏振器沿阻光轴的拉伸应力为至少0.5MPa并且沿透光轴的拉伸应力为至少0.5MPa。在一些实施方案中，沿阻光轴的拉伸应力为至少1MPa、或至少2MPa、或至少3MPa。在一些此类实施方案中，或在其他实施方案中，沿透光轴的拉伸应力为至少1MPa、或至少2MPa、或至少3MPa、或至少5MPa、或至少7MPa、或至少9MPa、或至少10MPa、或至少11MPa、或至少11.5MPa。
在一些实施方案中，玻璃层合体是弯曲的(例如，用于挡风玻璃或曲面显示器中)。图8是包括玻璃层合体650的汽车挡风玻璃651的示意性剖视图。玻璃层合体650包括设置在第一玻璃层620和第二玻璃层625之间的光学膜或光学叠堆600。光学膜或光学叠堆600可对应于本说明书的任何光学膜或光学叠堆。粘合剂层(未示出)诸如PVB层可被包括在光学膜或光学叠堆与玻璃层620和625之间。挡风玻璃651还可包括设置在玻璃层合体650上的其他层或元件。例如，在一些实施方案中，挡风玻璃651包括靠近玻璃层合体650的边缘的粘合剂层，以用于将挡风玻璃附接到汽车。
图9A是玻璃层合体750和光源722的示意性剖视图。玻璃层合体750包括：第一玻璃层720和第二玻璃层725，该第一玻璃层和该第二玻璃层具有彼此背离的最外主表面103和105；以及反射膜700，该反射膜具有相对的第一主表面112和第二主表面114并且设置在第一玻璃层720和第二玻璃层725之间，其中第一主表面112和第二主表面114面向相应的第一玻璃层720和第二玻璃层725。反射膜700可为光学膜、反射偏振器或光学叠堆，如本文别处所述。在一些实施方案中，最外主表面103和105是基本上平行的。在其他实施方案中，最外主表面103和105可朝向彼此渐缩以减少重影，例如，如美国专利申请2017/0313032(Arndt等人)中所述。来自光源722的与玻璃层合体750形成入射角θ(入射方向与法线134之间的角)的光线721从反射膜700反射为反射光线724。光线721沿z'方向(指图9A的x'-y'-z'坐标系)传播，并且光线724沿z'方向(指图9A的x'-y'-z'坐标系)传播。在一些实施方案中，反射膜700对以预定入射角入射的在预定可见波长范围内的第一偏振态(例如，图9B所描绘的偏振态131，其在例示的实施方案中为p偏振态)具有至少15％、或至少20％、或至少30％的平均反射率并且对以预定入射角入射的在预定可见波长范围内的正交的第二偏振态(例如，图9B所描绘的偏振态132，其在例示的实施方案中为s偏振态)具有至少30％、或至少50％、或至少70％、或至少80％、或至少85％、或至少90％的平均透射率。在一些实施方案中，反射膜700为反射偏振器，其对沿阻光轴偏振的预定波长范围内的垂直入射光具有至少20％(在25％至75％的范围内)的平均反射率，并且对沿透光轴偏振的预定波长范围内的垂直入射光具有小于15％或小于10％的平均反射率。在一些实施方案中，反射膜700包括多个交替的聚合物干涉层，如本文别处进一步描述的。玻璃层合体750包括第一粘合剂层710和第二粘合剂层715，该第一粘合剂层设置在第一玻璃层720和反射膜700之间并且将该第一玻璃层和该反射膜粘结在一起，并且该第二粘合剂层设置在第二玻璃层725和反射膜700之间并且将该第二玻璃层和该反射膜粘结在一起。
第二粘合剂层715可任选地包括光吸收材料144，该光吸收材料可为染料、颜料、或它们的组合。另选地或除此之外，吸收材料144可分散在表层(例如，图11A至图11B所示的240或241)的聚合物材料中。在一些实施方案中，光学膜的干涉层中的至少一个干涉层沿第一方向取向，并且光学吸收材料为或包括至少部分地沿第一方向取向的二向色染料。可包括光学吸收材料以降低从最外主表面105反射的重影图像的辉度。
在一些实施方案中，光源722发射或投影直线的图像，该直线的图像具有围绕投影的线的中心线的投影的亮度分布，该投影的亮度分布具有半极大处全宽度σ。术语“中心线”用来指可为直线或可不为直线的曲线或线条(例如，中心线可为弯曲的和/或不规则的)。亮度分布可表示为图9A例示的x'坐标的函数，或以与峰顶亮度方向或与中心光线127所成的角度表示，如图9B示意性所例示的。非中心光线129a和129b也在图9B中示出。光线129b与中心光线127成一角度
Figure BDA0003277125830000191
亮度分布可以角度
Figure BDA0003277125830000193
来表示，其中图9B中的正
Figure BDA0003277125830000192
对应于图9A中的正x'坐标。亮度分布可使用检测器来确定，该检测器在垂直于从反射膜700反射的中心光线的平面(例如，参考图9A至图9B的x'-y'-z'坐标系的x'-y'平面)中具有输入孔。合适的检测器包括购自华盛顿州雷德蒙德的辐射视觉系统(Radiant Vision Systems(Redmond，WA))的PROMETRIC I8成像色度计。亮度(也可称为辉度)可被定义为对辐射波长乘以由国际照明委员会(CIE)在CIE 1931色彩空间中定义的适光发光度函数的积分。本文所述的关于亮度或亮度分布的任何关系对于辐射或辐射分布或者对于强度或强度分布也可成立。
在一些实施方案中，光源722投影具有第一偏振态131的偏振光。具有第二偏振态132的环境光线133在图9B中例示为透射穿过反射膜700，该反射膜可为反射偏振器。光源722可以是或包括显示器，诸如液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)显示器。在一些实施方案中，各种光学部件(例如，弯曲反射镜和/或光学透镜)包括在光源722中以向玻璃层合体750提供期望的光输出。
在一些实施方案中，玻璃层合体750包括第一玻璃层720和第二玻璃层725；和反射膜700，该反射膜包括多个交替的聚合物干涉层并且设置在第一玻璃层720和第二玻璃层725之间(例如，基本上对称地设置在它们之间)并粘附到第一玻璃层720和第二玻璃层725，使得当将多条平行直线沿第一方向(z'方向)投影到玻璃层合体750上时，该第一方向相对于玻璃层合体750的法线134成40度至75度范围内的角θ，使得多条平行直线沿正交于由第一方向和法线134限定的入射平面(x'-z'平面)的第二方向(y'方向)延伸，每条投影的直线从反射膜700反射为反射线，每条反射线具有限定有反射线的中心线的亮度分布。在一些实施方案中，反射膜700基本上对称地设置(例如，膜700和第一玻璃层720之间的距离以及膜700和第二玻璃层725之间的距离可在彼此的20％以内或10％以内)。在一些实施方案中，玻璃层合体750的外主表面彼此平行或基本上平行。
在一些实施方案中，反射线的中心线与第二方向之间的角α的分布具有小于2.5度的标准偏差。在一些实施方案中，标准偏差小于2.4度、或小于2.2度、或小于2度、或小于1.9度、或小于1.8度。在一些实施方案中，将多条平行直线沿第一方向从显示表面123投影到玻璃层合体750上，其中每条直线在显示表面123上具有基本上相同的线宽。在一些实施方案中，每条投影的直线从反射膜700反射为反射线，使得反射线的图像在图像平面中具有亮度分布，其中从显示表面到图像平面的放大率为约1(例如，在1的10％以内或5％以内)。在一些实施方案中，每条反射线的图像的亮度分布具有相对于最佳拟合直线的标准偏差，标准偏差的平均值小于线宽的0.9倍。在一些实施方案中，标准偏差的平均值小于线宽的0.85倍、或0.8倍、或0.7倍、或0.75倍。
在一些实施方案中，反射膜700为具有阻光轴和正交的透光轴的反射偏振器。在一些实施方案中，透光轴基本上平行于第二方向(y方向)(例如，在30度内、或在20度内、或在10度内、或在5度内平行)。
图10A是可由光源722投影到玻璃层合体750上的多条平行直线360的示意图。在一些实施方案中，将多条平行直线360从显示表面123投影，其中每条直线在显示表面123上具有基本上相同的线宽W。在一些实施方案中，W基本上等于显示表面123上的像素宽度Wp(例如，在10％内或在5％内等于)(在图9B中示意性地示出)。
图10B是多条平行光线360的反射图像352的示意图。示出了由反射线的亮度分布(由反射线的宽度示意性地指示)限定的中心线354。示意性地示出中心线354与y”方向之间的角α(参见图9A至图9B)。图10A是显示表面123上的线360的表示，并且图10B是图像平面128(例如，检测反射线的检测器或相机的图像平面)中的反射线的表示。在一些实施方案中，从显示表面123到图像平面128的放大率为约1。
图10C是反射图像352的中心线354与y”方向之间的角度α的分布356的示意图。分布356具有标准偏差358，该标准偏差可小于2.5度或可在本文别处所述的任何范围内。
图10D是具有中心线354a和最佳拟合直线362的反射线252a的示意性曲线图。该图以x”'-y”””坐标示出，该坐标通过围绕z””轴旋转(例如，旋转约45度)从x”-y”坐标获得。图10D可以是图像平面，并且352a可以是反射线的图像。图像的亮度分布356具有相对于最佳拟合直线362的标准偏差d。相对于x”'-y”'坐标的旋转可用于某些计算；然而，标准偏差d可等效地使用x”-y'坐标计算。在一些实施方案中，反射线的图像的标准偏差d的平均值小于线宽W的0.9倍(参见图10A)或在本文别处所述的任何范围内。
图11A至图11B是光学叠堆830a和830b的示意性剖视图，其中每个光学叠堆包括具有交替的聚合物干涉层202a和202b以及表层241和242的光学膜800。光学叠堆层830a包括层或元件128，该层或元件可以是光学层或光学涂层(例如，布拉格光栅)，或者其可以是镜膜(例如红外镜膜)，或者其可以是加热元件或散热层中的至少一者。
在一些实施方案中，元件238是镜膜，该镜膜反射小于20％的可见光和至少80％的900nm至1200nm的光。此类红外镜膜可用于挡风玻璃中以减少汽车内部的辐射加热。在一些实施方案中，当光学叠堆830a用于汽车挡风玻璃中时，元件238为设置在汽车挡风玻璃的外侧上的镜膜，并且光学膜800为设置在汽车挡风玻璃的内侧上的反射偏振器。
在一些实施方案中，元件238为或包括衍射光栅(诸如布拉格光栅)。例如，在平视显示器(HUD)中使用的波导可利用光栅，如例如美国专利申请公布2015/0160529(Popovich等人)、2018/0074340(Robbins等人)和2018/0284440(Popovich等人)，或例如美国专利9,715,110(Brown等人)中所述。
在一些实施方案中，元件238为加热元件或散热层中的至少一者。例如，在加热元件位于挡风玻璃的周边的实施方案中，加热元件可用于对挡风玻璃进行除雾或除冰，并且散热元件可用于使热量跨挡风玻璃的更大区域扩散。在一些实施方案中，层或元件238是电阻加热元件，其可基本上透射垂直入射的可见光(例如，透射在400nm至700nm波长范围内的垂直入射光的至少60％)。在一些实施方案中，层或元件238是电阻加热元件，并且光学膜800是反射膜，并且电阻加热元件和反射膜各自在预定射频范围内(例如，在3kHz或30kHz至30GHz或3GHz的范围内)基本上透射。具有加热元件的挡风玻璃是本领域已知的，并且在例如美国专利2,526,327(Carlson)、5,434,384(Koontz)、6,180,921(Boaz)、8,921,739(Petrenko等人)以及在例如美国专利申请2008/0203078(Huerter)和2011/0297661(Raghavan等人)中有所描述。
光学叠堆830a还包括可为粘合剂层和/或涂层的任选层210。附加粘合剂或其他层可设置在光学叠堆830a的相对侧上(在层或元件238上)。
光学叠堆830b包括层或元件238并且包括层或元件239。在一些实施方案中，元件238和239中的一者是加热元件，并且元件238和239中的另一者是散热层。在一些实施方案中，元件238或239中的至少一者是覆盖光学膜800的主表面的总面积的大部分的散热层，该光学膜可以是反射偏振器。粘合剂层(未示出)可包括在239和238之间和/或238和241之间。
在一些实施方案中，光学叠堆包括加热元件或散热层中的至少一者。在一些实施方案中，加热元件或散热层中的至少一者包括一个或多个电阻元件，该一个或多个电阻元件可包括例如线、纳米线(例如，银纳米线)或氧化铟锡(ITO)。在一些实施方案中，加热元件或散热层中的至少一者包括散热层，该散热层可包括例如纳米线、碳纳米管、石墨烯或石墨。
图12A至图12D是光学叠堆的示意性平面图，该光学叠堆包括靠近反射偏振器或其他光学膜的周边设置并且适于加热设置在玻璃层合体上或玻璃层合体内的散热层的加热元件。在一些实施方案中，加热元件直接设置在散热层上。光学叠堆930a包括靠近光学叠堆930a的底部边缘设置的加热元件939a，并且包括覆盖光学叠堆930a的光学膜或反射偏振器的主表面的总面积的至少大部分的散热层938a。光学叠堆930b包括靠近光学叠堆930b的底部边缘和顶部边缘设置的加热元件939b，并且包括覆盖光学叠堆930b的光学膜或反射偏振器的主表面的总面积的至少大部分的散热层938b。光学叠堆930c包括靠近光学叠堆930c的横向边缘设置的加热元件939c，并且包括覆盖光学叠堆930c的光学膜或反射偏振器的主表面的总面积的至少大部分的散热层938c。光学叠堆930d包括沿光学叠堆930d的整个周边设置的加热元件939d，并且包括覆盖光学叠堆930d的光学膜或反射偏振器的主表面的总面积的至少大部分的散热层938d。在一些实施方案中，光学叠堆包括靠近反射偏振器的周边设置的电阻加热元件(例如，对应于939a-939d中的任一者)和覆盖反射偏振器的主表面的总面积的大部分的散热层(例如，对应于938a-938d中的任一者)。在一些实施方案中，主表面的总面积的大部分为总面积的全部或基本上全部。当加热元件仅包括在周边区域中时，可包括散热层，例如，以跨玻璃层合体从周边区域散热。例如，这可用于在汽车应用中对挡风玻璃除雾或除冰。
在一些实施方案中，加热元件是基本上透明的(例如，透射垂直入射可见光的至少60％)电阻加热元件。在一些实施方案中，散热层是基本上透明的散热层，其具有至少1.5W/(m·K)或在本文别处所述的任何范围内的热导率和/或具有的热导率大于反射偏振器的多个交替的第一层和第二层中的第一层和第二层的最大热导率。在玻璃层合体包括散热层的实施方案中，散热层的热导率可高于玻璃层合体中的任何其他层的热导率。
图12E是覆盖光学叠堆的反射偏振器的主表面的总面积的至少大部分(例如，主表面的总面积的全部或基本上全部)的层或元件939e的示意性平面图。在例示的实施方案中，元件939e包括多个延伸的纳米级(例如，至少一个尺寸小于一微米)物体341。在一些实施方案中，物体341是纳米线。在一些实施方案中，纳米线是银纳米线。纳米线可用于提供加热(例如，元件939e可为电阻加热元件)和/或提供热传递(例如，元件939e可为散热元件或层)。在一些实施方案中，物体341是碳纳米管。碳纳米管可用于例如提供热传递。基于纳米线的透明导体在例如美国专利8,094,247(Allemand等人)和8,094,247(Srinivas等人)以及例如美国专利申请公布2018/0014359(Simonato等人)中有所描述。包括碳纳米管的层在例如美国专利申请公布2013/0217451(Veerasamy)和2013/0275016(Bao等人)中有所描述。用于散热元件或层的其他可用材料包括石墨(例如，排列的或各向同性的)或石墨烯。例如，用于散热层或用于电阻加热层的材料(例如，纳米线和/或碳纳米管和/或ITO)可以直接或间接地沉积在玻璃层合体中的光学膜上，或者可以沉积在玻璃层合体中的玻璃层的内表面上。在一些实施方案中，在粘结剂中提供导热和/或导电材料，并且在一些实施方案中，该材料作为没有粘合剂的涂层沉积。
在一些实施方案中，散热层沿至少一个方向的热导率为至少1.5、2、5、10、20、50、100、500或1000W/(m·K)。该至少一个方向优选地包括至少一个面内方向。例如，当加热元件设置在挡风玻璃的顶部边缘和底部边缘处(参见例如图12B)或设置在水平边缘处(参见例如图12C)时，可能期望散热层分别沿竖直方向或水平方向具有高热导率。可通过将导热颗粒(例如，碳纳米管)沿一方向取向来沿该方向增加热导率。例如，碳纳米管可具有约1500W/(m·K)或更高的同轴电导率。
图13是系统590的示意图，该系统可以是汽车中的显示系统和/或热控制系统。系统590包括挡风玻璃12，该挡风玻璃包括玻璃层合体，该玻璃层合体包括设置在玻璃层14之间的光学叠堆或光学膜10。该光学叠堆或光学膜可以是本说明书的任何光学叠堆或光学膜。当控制车辆时，光学叠堆或光学膜10优选地设置在驾驶员(其眼睛2示意性地示出)的法向视线中。光学叠堆或光学膜10优选地基本上不妨碍驾驶员对车辆周围环境3的视野。在例示的实施方案中，投影仪4将图像5从显示器6投影到挡风玻璃12上，使得在从挡风玻璃12反射之后，驾驶员的眼睛2将接收到该图像。显示图像5在此处被示出为包含关于车辆速度的信息。另选地或除此之外，可提供其他显示图像(例如，警告指示器、车辆诊断、导航信息)。驾驶员可将显示图像5感知为叠加在他或她对车辆周围环境3的视野上，如组合图像7所示。
在一些实施方案中，挡风玻璃12包括加热元件。例如，光学叠堆或光学膜10可包括电阻加热元件，或者加热元件可包括在挡风玻璃上或挡风玻璃内的其他位置处。在一些实施方案中，系统590包括热控制系统34，该热控制系统包括控制器33，该控制器被配置成向挡风玻璃中的加热元件提供电压或通过加热元件提供电流以加热挡风玻璃。控制器33还可被配置成控制由显示器6显示的图像。另选地，可使用单独的控制器来控制加热元件和显示器6。控制器33可包括一个或多个中央处理单元。用于挡风玻璃的热控制系统是本领域已知的，并且在例如美国专利4,730,097(Campbell等人)、4,277,672(Jones)和4,894,513(Koontz)以及例如美国专利申请2011/0215078(Williams)中有所描述。
在一些实施方案中，系统590包括玻璃层合体，该玻璃层合体包括第一玻璃层和第二玻璃层以及设置在第一玻璃层和第二玻璃层之间的光学叠堆。光学叠堆包括一体形成的反射偏振器以及设置在反射偏振器上的加热元件或散热层中的至少一者。系统590包括投影仪4和热控制系统34，该投影仪设置成将显示图像5投影到玻璃层合体上，该热控制系统适于通过向加热元件或散热层中的至少一者提供能量来加热玻璃层合体。例如，在一些实施方案中，光学叠堆10包括电阻加热元件，并且热控制系统34适于通过向电阻加热元件施加电压或通过电阻加热元件施加电流来向加热元件提供电能。在一些实施方案中，光学叠堆10包括与靠近光学叠堆设置的加热元件热接触的散热层。加热元件可被认为是热控制系统34的一部分，该热控制系统可通过向加热元件施加电压或通过加热元件施加电流来经由加热元件向散热层提供热能。
显示器6和投影仪4或光源722可以是任何合适类型的显示器/投影仪。显示器6和投影仪4的组合也可称为投影仪。在一些实施方案中，系统590包括薄膜晶体管(TFT)投影仪，诸如例如在美国专利申请公布号2015/0277172(Sekine)中所述的那些。TFT投影仪可适于将p偏振光投影到玻璃层合体上。在一些实施方案中，系统590包括投影仪，该投影仪包括偏振分束器(PBS)，诸如例如在美国专利申请2003/0016334(Weber等人)中所述的那些。在一些实施方案中，系统590包括投影仪，该投影仪包括数字微镜显示(DMD)显示器，诸如例如在美国专利5,592,188(Doherty等人)中所述的那些。在一些实施方案中，系统590包括投影仪，该投影仪包括波导显示器，诸如如本文别处所述的包括布拉格光栅(Bragg grating)的那些。在一些实施方案中，包括在系统590中的投影仪中所使用的光源包括至少一个激光器、或至少一个发光二极管、和/或至少一个激光二极管中的一者或多者。其他所使用的投影系统在例如美国专利申请公布2005/0002097(Boyd等人)、2005/0270655(Weber等人)、2007/0279755(Hitschmann等人)和2012/0243104(Chen等人)中有所描述。
以下为本说明书的示例性实施方案的列表。
在第一实施方案中，提供了一种光学膜。该光学膜包括：
多个交替的第一层和第二层，该第一层具有第一面内双折射率，该第一面内双折射率为该第一层沿第一面内方向的折射率与该第一层沿正交的第二面内方向的折射率的差值，该第二层具有第二面内双折射率，该第二面内双折射率为该第二层沿该第一面内方向的折射率与该第二层沿该第二面内方向的折射率的差值，该第二面内双折射率小于该第一面内双折射率且大于0.03。当在150℃下加热达15分钟时，光学膜沿第一面内方向的收缩率大于4％，并且沿第二面内方向的收缩率大于3％。
在第二实施方案中，提供了第一实施方案的光学膜，其中当在150℃下加热达15分钟时，沿第一面内方向的收缩率大于5％、或6％、或7％、或8％。
在第三实施方案中，提供了第一实施方案或第二实施方案的光学膜，其中当在150℃下加热达15分钟时，沿第二面内方向的收缩率大于3.5％、或4％、或5％、或6％、或7％、或8％。
在第四实施方案中，提供了第一实施方案至第三实施方案中任一项的光学膜，其中第一层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，并且第二层包含第一二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
在第五实施方案中，提供了第一实施方案至第四实施方案中任一项的光学膜，其中第一层和第二层之间沿第一面内方向的折射率的差值Δn1为至少0.03，并且第一层和第二层之间沿第二面内方向的折射率的差值Δn2具有小于Δn1的绝对值|Δn2|。
在第六实施方案中，提供了一种反射偏振器。该反射偏振器包括：
多个交替的第一层和第二层，该第一层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，该第二层包含二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，其中当在150℃下加热达15分钟时，该反射偏振器沿该反射偏振器的阻光轴的收缩率大于4％并且沿该反射偏振器的正交的透光轴的收缩率大于3％。
在第七实施方案中，提供了第六实施方案的反射偏振器，其中二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)包括第一二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)和不同的第二二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
在第八实施方案中，提供了一种反射偏振器。该反射偏振器包括：多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层，该第一聚合物层和该第二聚合物层中的每个层具有至少0.03的面内双折射率，该面内双折射率为该层沿第一面内方向的折射率与该层沿正交的第二面内方向的折射率的差值，该第一聚合物层和该第二聚合物层之间沿该第一面内方向的折射率差值Δn1为至少0.03，第一聚合物层和第二聚合物层之间沿第二面内方向的折射率差值Δn2具有小于Δn1的绝对值|Δn2|。当在150℃下加热达15分钟时，反射偏振器沿第一面内方向的收缩率大于4％，并且沿第二面内方向的收缩率大于3％。
在第九实施方案中，提供了一种制造玻璃层合体的方法。该方法包括：提供第一玻璃层和第二玻璃层；将反射偏振器设置在第一玻璃层和第二玻璃层之间，该反射偏振器包括多个交替的聚合物干涉层，该聚合物干涉层主要通过光学干涉来反射光和透射光；将第一粘合剂层和第二粘合剂层设置在反射偏振器与相应的第一玻璃层和第二玻璃层之间；以及在至少120℃的温度和至少0.9MPa的压力下将反射偏振器层合到第一玻璃层和第二玻璃层，以提供玻璃层合体。在层合步骤之前，当在150℃下加热达15分钟时，反射偏振器沿反射偏振器的阻光轴的收缩率大于4％并且沿反射偏振器的正交的透光轴的收缩率大于3％。
在第十实施方案中，提供了第九实施方案的方法，其中在层合步骤之前，反射偏振器为根据第一实施方案至第五实施方案中任一项的光学膜或根据第六实施方案至第八实施方案中任一项的反射偏振器。
在第十一实施方案中，提供了第九实施方案或第十实施方案的方法，其中在层合步骤之后，反射偏振器沿阻光轴的拉伸应力为至少0.5MPa并且沿透光轴的拉伸应力为至少0.5MPa。
在第十二实施方案中，提供了第十一实施方案的方法，其中在层合步骤之后，沿阻光轴的拉伸应力为至少1MPa、或至少2MPa、或至少3MPa。
在第十三实施方案中，提供了第十一实施方案或第十二实施方案的方法，其中在层合步骤之后，沿透光轴的拉伸应力为至少1MPa、或至少2MPa、或至少3MPa、或至少5MPa、或至少7MPa、或至少9MPa、或至少10MPa、或至少11MPa、或至少11.5MPa。
在第十四实施方案中，提供了一种玻璃层合体，该玻璃层合体包括第一玻璃层和层合到第一层的反射偏振器。反射偏振器包括多个交替的聚合物干涉层，这些聚合物干涉层主要通过光学干涉来反射光和透射光，并且限定阻光轴和正交的透光轴。反射偏振器沿阻光轴的拉伸应力为至少0.5MPa并且沿透光轴的拉伸应力为至少0.5MPa。
在第十五实施方案中，提供了一种玻璃层合体。该玻璃层合体包括第一玻璃层和第二玻璃层以及反射膜，该反射膜包括多个交替的聚合物干涉层，并且基本上对称地设置在第一玻璃层和第二玻璃层之间并粘结到第一玻璃层和第二玻璃层，使得当将多条平行直线沿第一方向投影到玻璃层合体上时，该第一方向相对于玻璃层合体的法线成40度至75度范围内的角θ，使得该多条平行直线沿正交于由第一方向和法线限定的入射平面的第二方向延伸，每条投影的直线从反射膜反射为反射线，每条反射线具有限定有反射线的中心线的亮度分布，反射线的中心线与第二方向之间的角α的分布具有小于2.5度的标准偏差。
在第十六实施方案中，提供了一种玻璃层合体。该玻璃层合体包括第一玻璃层和第二玻璃层以及反射膜，该反射膜包括多个交替的聚合物干涉层，并且设置在第一玻璃层和第二玻璃层之间并粘结到第一玻璃层和第二玻璃层，使得当将多条平行直线沿第一方向从显示表面投影到玻璃层合体上时，每条直线在显示表面上具有基本上相同的线宽，第一方向相对于玻璃层合体的法线成40度至75度范围内的角θ，多条平行直线沿正交于由第一方向和法线限定的入射平面的第二方向延伸，每条投影的直线从反射膜反射为反射线，使得反射线的图像在图像平面中具有亮度分布，从显示表面到图像平面的放大率为约1，每条反射线的图像的亮度分布具有相对于最佳拟合直线的标准偏差，标准偏差的平均值小于线宽的0.9倍。
在第十七实施方案中，提供了第十五实施方案或第十六实施方案的玻璃层合体，其中反射膜包括具有阻光轴和正交的透光轴的反射偏振器，该反射偏振器沿阻光轴的拉伸应力为至少0.5MPa并且沿透光轴的拉伸应力为至少0.5MPa。
在第十八实施方案中，提供了一种系统，该系统包括第十四实施方案至第十七实施方案中任一项的玻璃层合体以及设置成将显示图像投影到玻璃层合体上的投影仪。该玻璃层合体还包括电阻加热元件或散热层中的至少一者，并且该系统适于通过向加热元件或散热层中的至少一者提供能量来加热玻璃层合体。
在第十九实施方案中，提供了一种系统，该系统包括玻璃层合体和投影仪，该投影仪设置成将显示图像投影到玻璃层合体上。该玻璃层合体包括第一玻璃层和第二玻璃层以及光学叠堆，该光学叠堆设置在第一玻璃层和第二玻璃层之间并且包括反射偏振器以及设置在反射偏振器上的加热元件或散热层中的至少一者。该系统还包括热控制系统，该热控制系统适于通过向加热元件或散热层中的至少一者提供能量来加热玻璃层合体。该玻璃层合体可为根据第十四实施方案至第十七实施方案中任一项所述的玻璃层合体。该玻璃层合体可根据第九实施方案至第十三实施方案中的任一项制造。
在第二十实施方案中，提供了一种光学叠堆，该光学叠堆包括反射偏振器以及设置在反射偏振器上的热导率为至少1.5W/(m·K)的基本上透明的电阻加热元件或基本上透明的散热层中的至少一者。该反射偏振器可为根据第一实施方案至第五实施方案中任一项所述的光学膜或根据第六实施方案至第八实施方案中任一项所述的反射偏振器。
在第二十一实施方案中，提供了一种光学叠堆，该光学叠堆包括反射偏振器和设置在反射偏振器上的基本上透明的散热层。该反射偏振器包括多个交替的第一层和第二层，并且散热层的热导率大于第一层和第二层的最大热导率。该反射偏振器可为根据第一实施方案至第五实施方案中任一项所述的光学膜或根据第六实施方案至第八实施方案中任一项所述的反射偏振器。
实施例
实施例1-6和比较例C1-C5
双折射反射偏振器如下制备。两种聚合物用于光学层。第一聚合物(第一光学层)是本征粘度为0.72的基于纯化对苯二甲酸(PTA)的聚对苯二甲酸乙二醇酯。第二聚合物(第二光学层)是来自田纳西州金斯波特的伊士曼化工公司(Eastman Chemical Company(Kingsport,TN))的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)GN071。第一聚合物与第二聚合物的进料速率比被选择为使光学层具有表1所示的f比率。用于表层的聚合物是本征粘度为0.72的基于纯化对苯二甲酸(PTA)的聚对苯二甲酸乙二醇酯。将材料从单独的挤出机中进料到多层共挤出进料区块，在该进料区块中，它们被组装成具有275个交替光学层的分组，加上每一侧各有一个较厚的第一光学层保护性边界层，总共277个层。第二光学层材料的表层被添加到特定于该用途的歧管构造的两侧，从而生成具有279个层的最终构造。然后，以用于聚酯膜的传统方式将多层熔体通过膜模头浇注到冷却辊上，在该冷却辊上对其进行淬火。然后在商业规模的线性拉幅机中以约6:1的拉伸比拉伸浇铸料片，其中拉伸区段的温度如表1所示。表1还提供了热定型区段、拉幅机框内束的温度，以及通过电容计测量的所得膜的物理厚度。
表1
实施例 拉伸温度(℉) 热定型温度(℉) 内束(％) f比率 厚度(μm)
C1 226 369 4.3％ 0.59 75.4
C2 224 350 6.3％ 0.55 76.6
C3 224 350 5.1％ 0.55 77.5
C4 224 337 8.9％ 0.48 79.2
C5 224 337 8.9％ 0.48 78.6
1 225 325 4.3％ 0.55 77.7
2 225 325 4.3％ 0.55 77.7
3 224 300 4.3％ 0.55 77.6
4 224 300 4.3％ 0.55 77.6
5 224 275 4.3％ 0.55 77.5
6 224 250 4.0％ 0.55 78.5
沿纵向(MD)和横向(TD)测定膜在150℃下加热达15分钟时的收缩率百分比，并报告在表2中。
通过使用0.38mm厚的PVB粘合剂层将膜层合在2.1mm厚的玻璃层之间，为每个膜的样品制备玻璃层合体。使用高压釜制备层合体，该高压釜将温度升高至285℉，并且将压力升高至170psi，并且将该温度和压力保持30分钟，之后将温度和压力调降至环境温度和压力。
通过将来自层合体的具有约60度入射角的p偏振光锥反射到屏幕上，使屏幕成像，通过低通滤波器过滤图像以去除与显著低于1cm的长度对应的空间频率，来获得层合体的不均匀度值，将过滤后的图像划分成矩形网格单元的二维网格，确定该网格单元中的亮度的四分位间距，将不均匀度等级确定为四分位间距的平均值，使用建立的不均匀度等级与人类等级的相关性，由不均匀度等级确定不均匀度值。使用包括具有一系列均匀度的反射偏振器膜的玻璃层合体建立不均匀度等级与人类等级的相关性。确定不均匀度值的方法大体描述于2018年11月13日提交的标题为“Method and System for CharacterizingSurface Uniformity”(表征表面均匀度的方法和系统)的美国临时专利申请62/767407中。小于约2的不均匀度值被认为是良好的，并且大于约3的不均匀度值被认为是差的。均匀度值报告在表2中。
如下测定一些样品的表征均匀度的其他量。将多条平行直线沿第一方向投影到玻璃层合体上，该第一方向相对于玻璃层合体的法线成约60度的角θ，使得多条平行直线沿正交于由第一方向和法线限定的入射平面的第二方向延伸(参见例如图9A)。根据由相机中拍摄的反射线的图像确定的亮度分布来确定每条反射线的中心线。确定反射线的中心线与第二方向之间的角α的标准偏差并报告在表2中。从显示表面投影直线，其中直线具有1个像素的宽度，并且从显示表面到相机中的图像平面的放大率为约1。确定每条反射线的图像的亮度分布相对于最佳拟合直线的标准偏差，并且确定标准偏差的平均值，并报告在表2中。
表2
Figure BDA0003277125830000311
Figure BDA0003277125830000321
根据图14A和图14B所示的温度分布加热各种膜样品。使用动态力学分析(DMA)测量沿横向(阻光轴)的应力和沿纵向(透光轴)的应力，并在图14A和图14B中示出。根据膜在TD方向(图14A)和MD方向(图14B)上的近似收缩率百分比标记曲线。相同的指示器线条样式用于图14A和图14B中的相同膜。这些图中的UCSF膜为可得自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的3M超透光太阳能膜。
实施例1、3、6和比较例C1的光学膜以及包括光学膜的玻璃层合体对于60度入射角的p偏振阻光态光的透射率示于图15中。根据在MD/TD方向上的近似收缩率百分比标记曲线。表3中报告了430nm至650nm波长范围内的平均透射率。
表3
Figure BDA0003277125830000331
诸如“约”的术语将在本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中理解。如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对“约”应用于表达特征大小、数量和物理特性的量的使用不清楚，则“约”将被理解为是指在指定值的10％以内。给定为约指定值的量可精确地为指定值。例如，如果本领域普通技术人员在本说明书中使用和描述的上下文中对其不清楚，则具有约1的值的量是指该量具有介于0.9和1.1之间的值，并且该值可为1。
上述所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文据此以引用方式并入本文。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。
除非另外指明，否则针对附图中元件的描述应被理解为同样应用于其他附图中的对应的元件。虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本申请旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。

Claims (15)

1.一种光学膜，所述光学膜包括：
多个交替的第一层和第二层，所述第一层具有第一面内双折射率，所述第一面内双折射率为所述第一层沿第一面内方向的折射率与所述第一层沿正交的第二面内方向的折射率的差值，所述第二层具有第二面内双折射率，所述第二面内双折射率为所述第二层沿所述第一面内方向的折射率与所述第二层沿所述第二面内方向的折射率的差值，所述第二面内双折射率小于所述第一面内双折射率且大于0.03，其中当在150℃下加热达15分钟时，所述光学膜沿所述第一面内方向的收缩率大于4％，并且沿所述第二面内方向的收缩率大于3％。
2.根据权利要求1所述的光学膜，其中当在150℃下加热达15分钟时，沿所述第一面内方向的所述收缩率大于6％。
3.根据权利要求1或2所述的光学膜，其中当在150℃下加热达15分钟时，沿所述第二面内方向的所述收缩率大于5％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学膜，其中所述第一层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，并且所述第二层包含第一二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学膜，其中所述第一层和所述第二层之间沿所述第一面内方向的折射率的差值Δn1为至少0.03，并且所述第一层和所述第二层之间沿所述第二面内方向的折射率的差值Δn2具有小于Δn1的绝对值|Δn2|。
6.一种反射偏振器，所述反射偏振器包括：
多个交替的第一层和第二层，所述第一层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，所述第二层包含二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，其中当在150℃下加热达15分钟时，所述反射偏振器沿所述反射偏振器的阻光轴的收缩率大于4％并且沿所述反射偏振器的正交的透光轴的收缩率大于3％。
7.根据权利要求6所述的反射偏振器，其中所述二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)包含第一二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)和不同的第二二醇改性的共(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
8.一种制造玻璃层合体的方法，所述方法包括：
提供第一玻璃层和第二玻璃层；
将反射偏振器设置在所述第一玻璃层和所述第二玻璃层之间，所述反射偏振器包括多个交替的聚合物干涉层，所述聚合物干涉层主要通过光学干涉来反射光和透射光；
将第一粘合剂层和第二粘合剂层设置在所述反射偏振器与相应的所述第一玻璃层和所述第二玻璃层之间；以及
在至少120℃的温度和至少0.9MPa的压力下将所述反射偏振器层合到所述第一玻璃层和所述第二玻璃层，以提供所述玻璃层合体，其中在所述层合步骤之前，当在150℃下加热达15分钟时，所述反射偏振器沿所述反射偏振器的阻光轴的收缩率大于4％并且沿所述反射偏振器的正交的透光轴的收缩率大于3％。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述层合步骤之前，所述反射偏振器为根据权利要求1至5中任一项所述的光学膜或根据权利要求6或7所述的反射偏振器。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中在所述层合步骤之后，所述反射偏振器沿所述阻光轴的拉伸应力为至少0.5MPa并且沿所述透光轴的拉伸应力为至少0.5MPa。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述层合步骤之后，沿所述阻光轴的所述拉伸应力为至少1MPa，并且沿所述透光轴的所述拉伸应力为至少3MPa。
12.一种玻璃层合体，所述玻璃层合体包括：
第一玻璃层和第二玻璃层；以及
反射膜，所述反射膜包括多个交替的聚合物干涉层，并且基本上对称地设置在所述第一玻璃层和所述第二玻璃层之间并粘结到所述第一玻璃层和所述第二玻璃层，使得当将多条平行直线沿第一方向投影到所述玻璃层合体上时，所述第一方向相对于所述玻璃层合体的法线成40度至75度范围内的角θ，使得所述多条平行直线沿正交于由所述第一方向和所述法线限定的入射平面的第二方向延伸，每条投影的直线从所述反射膜反射为反射线，每条反射线具有限定有所述反射线的中心线的亮度分布，所述反射线的中心线与所述第二方向之间的角α的分布具有小于2.5度的标准偏差。
13.一种玻璃层合体，所述玻璃层合体包括：
第一玻璃层和第二玻璃层；和
反射膜，所述反射膜包括多个交替的聚合物干涉层，并且设置在所述第一玻璃层和所述第二玻璃层之间并粘结到所述第一玻璃层和所述第二玻璃层，使得当将多条平行直线沿第一方向从显示表面投影到所述玻璃层合体上时，每条直线在所述显示表面上具有基本上相同的线宽，所述第一方向相对于所述玻璃层合体的法线成40度至75度范围内的角θ，所述多条平行直线沿正交于由所述第一方向和所述法线限定的入射平面的第二方向延伸，每条投影的直线从所述反射膜反射为反射线，使得所述反射线的图像在图像平面中具有亮度分布，从所述显示表面到所述图像平面的放大率为约1，每条反射线的所述图像的所述亮度分布具有相对于最佳拟合直线的标准偏差，所述标准偏差的平均值小于所述线宽的0.9倍。
14.根据权利要求12或13所述的玻璃层合体，其中所述反射膜包括具有阻光轴和正交的透光轴的反射偏振器，所述反射偏振器沿所述阻光轴的拉伸应力为至少0.5MPa并且沿所述透光轴的拉伸应力为至少0.5MPa。
15.一种系统，所述系统包括根据权利要求12至14中任一项所述的玻璃层合体以及投影仪，所述投影仪设置成将显示图像投影到所述玻璃层合体上，其中所述玻璃层合体还包括电阻加热元件或散热层中的至少一者，并且所述系统适于通过向所述电阻加热元件或所述散热层中的所述至少一者提供能量来加热所述玻璃层合体。
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