CN117120889A - 光学膜、光学叠堆和显示系统 - Google Patents

光学膜、光学叠堆和显示系统 Download PDF

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CN117120889A CN202280024866.9A CN202280024866A CN117120889A CN 117120889 A CN117120889 A CN 117120889A CN 202280024866 A CN202280024866 A CN 202280024866A CN 117120889 A CN117120889 A CN 117120889A
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爱德华·J·基维尔
亚当·D·哈格
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Abstract

一种光学叠堆包括:光控膜;以及光学膜,该光学膜设置在该光控膜上。该光控膜包括通过一个或多个可见光吸收区域彼此分开的多个可见光透射区域。该光学膜包括多个微层,该多个微层具有介于约0.25至约0.35之间或约0.65至约0.75之间的F比率。该光学膜还包括:初级反射带,该初级反射带具有介于约600纳米(nm)和约700nm之间的第一带边缘;以及次级反射带,该次级反射带具有介于约350nm和约460nm之间的第二带边缘。对于相互正交的第一偏振态和第二偏振态中的每一者,该多个微层跨该初级反射带的FWHM具有大于约80%的平均光学反射率。

Description

光学膜、光学叠堆和显示系统
技术领域
本公开整体涉及光学膜,并且具体地涉及光学膜、包括该光学膜的光学叠堆和包括该光学叠堆的显示系统。
背景技术
背光单元用于向显示面板提供光。背光单元通常包括一个或多个发射光的光源。在一些情况下,背光单元可发射可能对观看者有害的低波长蓝光和/或紫外(UV)光。在一些应用中,尤其是在膝上型计算机、笔记本计算机和其他中等至较小尺寸的显示器(其中显示器输出通常旨在用于单个用户)的情况下,可能期望的是,背光源通过阻挡位于典型视角范围之外的其他人的观察来向用户提供隐私。
发明内容
在第一方面,本公开提供了一种光学叠堆。该光学叠堆包括光控膜,该光控膜包括通过一个或多个可见光吸收区域彼此分开的多个可见光透射区域。该光学叠堆还包括:光学膜,该光学膜设置在该光控膜上。该光学膜包括多个微层,该多个微层具有介于约0.25至约0.35之间或约0.65至约0.75之间的F比率。该光学膜还包括:初级反射带,该初级反射带具有介于约600纳米(nm)和约700nm之间的第一带边缘;以及次级反射带,该次级反射带具有介于约350nm和约460nm之间的第二带边缘。对于相互正交的第一偏振态和第二偏振态中的每一者,该多个微层跨该初级反射带的半峰全宽(FWHM)具有大于约80%的平均光学反射率。
在第二方面,本公开提供了一种光学叠堆。该光学叠堆包括:光控膜,该光控膜包括第一主表面、与该第一主表面相背的第二主表面以及设置在该第一主表面和该第二主表面之间的多个交替的可见光透射区域和可见光吸收区域。该光控膜具有小于约60度的视角。该光学叠堆还包括:光学膜,该光学膜设置在该光控膜的该第一主表面上。该光学膜包括透射带,该透射带包括第一带边缘、第二带边缘以及从第一低波长延伸到大于该第一低波长的第一高波长的半峰全宽(FWHM)。该第一低波长设置在约420nm至约460nm的第一波长范围内。该第一高波长设置在约620nm至约660nm的第二波长范围内。对于基本上垂直入射的第一光以及对于至少一种偏振态,该光学膜对于该透射带的该FWHM内的至少一个第一波长透射该第一光的至少约60%。对于基本上垂直入射的该第一光以及对于该至少一种偏振态,该光学膜对于比该透射带的该至少一个第一波长小的至少一个第二波长反射该第一光的至少约60%。对于以相对于该光学膜的主表面的法线大于该视角的约一半的倾斜角入射的第二光以及对于该至少一种偏振态,该光学膜对于该至少一个第一波长透射该第二光的至少约60%。对于以相对于该光学膜的该主表面的该法线大于该视角的约一半的该倾斜角入射的该第二光以及对于该至少一种偏振态,该光学膜对于该至少一个第二波长透射该第二光的至少约60%。
在第三方面,本公开提供了一种光学膜。该光学膜包括分组,该分组包括总计至少50层的多个微层。这些微层中的每个微层具有小于约350nm的平均厚度。该分组包括透射带,该透射带包括第一带边缘、第二带边缘以及从第一低波长延伸到大于该第一低波长的第一高波长的半峰全宽(FWHM)。该第一低波长设置在约420nm至约460nm的第一波长范围内。该第一高波长设置在约620nm至约660nm的第二波长范围内。对于基本上垂直入射的第一光以及对于至少一种偏振态,该分组对于该透射带的该FWHM内的至少一个第一波长透射该第一光的至少约60%。对于基本上垂直入射的该第一光以及对于该至少一种偏振态,该分组对于比该透射带的该至少一个第一波长小的至少一个第二波长反射该第一光的至少约60%。对于以相对于该光学膜的主表面的法线大于约30度的倾斜角入射的第二光以及对于该至少一种偏振态,该分组对于该至少一个第一波长透射该第二光的至少约60%。对于以相对于该光学膜的该主表面的该法线大于约30度的该倾斜角入射的该第二光以及对于该至少一种偏振态,该分组对于该至少一个第二波长透射该第二光的至少约60%。
在第四方面,本公开提供了一种显示系统。该显示系统包括显示单元,该显示单元包括发射表面。该显示单元被配置为通过该发射表面发射显示光。该显示系统还包括:光学叠堆,该光学叠堆设置在该显示单元的该发射表面上。该光学叠堆被配置为从该显示单元接收该显示光并且将该显示光的至少一部分作为输出光朝向观察者透射。该光学叠堆包括:光控膜,该光控膜包括第一主表面、与该第一主表面相背的第二主表面以及设置在该第一主表面和该第二主表面之间的多个交替的可见光透射区域和可见光吸收区域。该光控膜具有小于约60度的视角。该光学叠堆还包括:光学膜,该光学膜设置在该光控膜的该第一主表面上。该光学膜包括透射带,该透射带包括第一带边缘、第二带边缘以及从第一低波长延伸到大于该第一低波长的第一高波长的半峰全宽(FWHM)。该第一低波长设置在约420nm至约460nm的第一波长范围内。该第一高波长设置在约620nm至约660nm的第二波长范围内。对于基本上垂直入射的第一光以及对于至少一种偏振态,该光学膜对于该透射带的该FWHM内的至少一个第一波长透射该第一光的至少约60%。对于基本上垂直入射的该第一光以及对于该至少一种偏振态,该光学膜对于比该透射带的该至少一个第一波长小的至少一个第二波长反射该第一光的至少约60%。对于以相对于该光学膜的主表面的法线大于该视角的约一半的倾斜角入射的第二光以及对于该至少一种偏振态,该光学膜对于该至少一个第一波长透射该第二光的至少约60%。对于以相对于该光学膜的该主表面的该法线大于该视角的约一半的该倾斜角入射的该第二光以及对于该至少一种偏振态,该光学膜对于该至少一个第二波长透射该第二光的至少约60%。
附图说明
考虑到以下结合附图的详细描述,可更全面地理解本文公开的示例性实施方案。附图未必按比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而,应当理解,在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一个图中用相同数字标记的部件。
图1是根据本公开的一个实施方案的显示系统的横截面示意图;
图2是根据本公开的一个实施方案的图1的显示系统的光学膜的详细横截面示意图;
图3是根据本公开的一个实施方案的图2的光学膜的光学重复单元的横截面示意图;
图4A是根据本公开的一个实施方案的示出了图2的光学膜对于基本上垂直入射的透射率对波长的曲线图;
图4B是根据本公开的一个实施方案的示出了具有与对应于图4A的光学膜的构型类似的构型的光学膜对于倾斜入射的透射率对波长的曲线图;
图4C是示出了根据本公开的一个实施方案的图4A和图4B的曲线图的透射率对波长的曲线图;
图5A是根据本公开的一个实施方案的示出了具有与对应于图4A的光学膜的构型不同的构型的光学膜对于基本上垂直入射的透射率对波长的曲线图;
图5B是根据本公开的一个实施方案的示出了具有与对应于图5A的光学膜的构型类似的构型的光学膜对于倾斜入射的透射率对波长的曲线图;
图5C是示出了根据本公开的一个实施方案的图5A和图5B的曲线图的透射率对波长的曲线图;
图6A是根据本公开的一个实施方案的示出了具有与对应于图4A和图5A的光学膜的构型不同的构型的光学膜对于基本上垂直入射的透射率对波长的曲线图;
图6B是根据本公开的一个实施方案的示出了具有与对应于图6A的光学膜的构型类似的构型的光学膜对于倾斜入射的透射率对波长的曲线图;
图6C是示出了根据本公开的一个实施方案的图6A和图6B的曲线图的透射率对波长的曲线图;
图7A是根据本公开的一个实施方案的示出了具有与对应于图4A、图5A和图6A的光学膜的构型不同的构型的光学膜对于基本上垂直入射的透射率对波长的曲线图;
图7B是根据本公开的一个实施方案的示出了具有与对应于图7A的光学膜的构型类似的构型的光学膜对于倾斜入射的透射率对波长的曲线图;
图7C是根据本公开的一个实施方案的示出了图7A和图7B的曲线图的透射率对波长的曲线图。
图8示出了根据本公开的一个实施方案的光学膜的示意图;
图9A是根据本公开的一个实施方案的响应于光入射在光学膜上而由光学膜反射的光的色度图;
图9B是根据本公开的一个实施方案的响应于光入射在光学膜上而由光学膜透射的光的色度图;并且
图10示出了根据本公开的一个实施方案的图1的显示系统的光学叠堆的示意图。
具体实施方式
在以下描述中,参考形成其一部分的附图,并且其中通过图示的方式示出了各种实施方案。应当理解,在不脱离本公开的范围或实质的情况下,能够设想并作出其他实施方案。因此,以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
如本文所用,术语“视角”定义为在其内制品基本上透射的角度范围。在一些情况下,视角相对于制品的平面的法线居中。在一些其它情况下,视角可不以制品的平面的法线为中心,而是可相对于法线偏离中心。例如,制品的视角可定义为在其内制品的透射在峰值透射的60%以内、50%以内、40%以内、20%以内、10%以内、或5%以内的角度范围。
本公开涉及光学膜、包括该光学膜的光学叠堆和包括该光学叠堆的显示系统。该光学叠堆可用于包括显示器的电子设备的背光源中,诸如计算机显示器、电视、移动电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、笔记本计算机、可穿戴设备和其他便携式设备。
显示面板的背光源可发射紫外光和低波长蓝光。紫外(UV)光和低波长蓝光可能对人眼有害,并且可能潜在地导致黄斑变性。传统的电子显示器包括用于阻挡某些有害波长的吸光染料。然而,此类吸光染料通常具有较宽的吸收带。换句话说,此类吸光染料可吸收相对较长波长范围内的光,从而产生不合要求的色移。
此外,光控膜(LCF)与背光源的显示器一起用于向观察者提供大至特定视角范围的隐私。LCF通常吸收视角范围外的倾斜入射的光。因此,显示器可能对离轴观察者呈现黑色,这可能是不期望的。
本发明涉及光学叠堆。该光学叠堆包括光控膜,该光控膜包括通过一个或多个可见光吸收区域彼此分开的多个可见光透射区域。该光学叠堆还包括:光学膜,该光学膜设置在该光控膜上。该光学膜包括多个微层,该多个微层具有介于约0.25至约0.35之间或约0.65至约0.75之间的F比率。该光学膜还包括:初级反射带,该初级反射带具有介于约600纳米(nm)和约700nm之间的第一带边缘;以及次级反射带,该次级反射带具有介于约350nm和约460nm之间的第二带边缘。对于相互正交的第一偏振态和第二偏振态中的每一者,该多个微层跨该初级反射带的半峰全宽(FWHM)具有大于约80%的平均光学反射率。
次级反射带可对应于光学膜的二次谐波带。在一些情况下,次级反射带的平均反射率或反射强度可取决于光学膜的F比率。具体地,介于约0.25至约0.35之间或约0.65至约0.75之间的F比率可提供次级反射带的足够反射强度以基本上反射在约350nm至约460nm的波长范围内的UV光和低波长蓝光。
在一些实施方案中,该光学膜还包括透射带,该透射带包括第一带边缘、第二带边缘以及从第一低波长延伸到大于该第一低波长的第一高波长的半峰全宽(FWHM)。该第一低波长设置在约420nm至约460nm的第一波长范围内。该第一高波长设置在约620nm至约660nm的第二波长范围内。对于基本上垂直入射的第一光以及对于至少一种偏振态,该光学膜对于该透射带的该FWHM内的至少一个第一波长透射该第一光的至少约60%。对于基本上垂直入射的该第一光以及对于该至少一种偏振态,该光学膜对于比该透射带的该至少一个第一波长小的至少一个第二波长反射该第一光的至少约60%。对于以相对于该光学膜的主表面的法线大于该视角的约一半的倾斜角入射的第二光以及对于该至少一种偏振态,该光学膜对于该至少一个第一波长透射该第二光的至少约60%。对于以相对于该光学膜的该主表面的该法线大于该视角的约一半的该倾斜角入射的该第二光以及对于该至少一种偏振态,该光学膜对于该至少一个第二波长透射该第二光的至少约60%。
对于基本上垂直入射以及对于至少一种偏振态,光学膜在约400nm至约420nm的UV波长范围内可具有相对低的透射率。此外,对于基本上垂直入射以及对于至少一种偏振态,光学膜在约350nm至约420nm的波长范围内可具有相对低的透射率。对于基本上垂直入射的第一光以及对于至少一种偏振态,包括光学膜的光学叠堆可因此对于具有约400nm至约420nm的波长的UV光具有总体低透射率。这可保护观察者免受UV光以及低波长蓝光的有害影响。具体地,光学膜可基本上阻挡源自包括光学膜的显示系统的背光源的UV光以及低波长蓝光。
此外,如与常规膜相比,透射带的第二带边缘相对尖锐。对于基本上垂直入射,第二带边缘可将UV波长范围(约400nm至约420nm)与可见光波长范围的大部分(约450nm至约650nm)分开,使得光学膜可基本上阻挡UV光,同时基本上透射至少一些波长的可见光。因此,对于基本上垂直入射,光学膜对于绿光和红光的一部分可具有相对高的透射率。因此,由于透射带的第二带边缘的锐度,光学叠堆可通过光学膜基本上透射可见光的相当大部分。因此,对于基本上垂直入射,光学叠堆可能不提供不期望的色移。
对于倾斜入射以及对于至少一种偏振态,光学膜在约400nm至约420nm的UV波长范围内可具有总体高透射率。具体地,对于UV波长范围和低蓝光波长范围内的给定波长(例如,至少一个第二波长),光学膜可基本上反射垂直入射的光并且基本上透射倾斜入射的光。对于倾斜入射以及对于至少一种偏振态,包括光学膜的光学叠堆可因此对于具有约400nm至约420nm的波长的UV光具有总体高透射率。因此,对于以倾斜角度入射的第二光以及对于至少一种偏振态,光学膜可对朝向以相对于光学膜的主表面的法线的倾斜角定位的离轴观察者的低波长蓝光和UV光(约410nm至约420nm)具有低反射率。在此类倾斜角下以及对于至少一种偏振态,包括光学膜的光学叠堆可对低波长蓝环境光和UV光具有总体高透射率。光学叠堆可防止低波长蓝光和UV光到达以倾斜角定位的离轴观察者,并且保护离轴观察者免受低波长蓝光和UV光的有害影响。
此外,具有小于约60度的视角的光控膜可防止可见波长的显示光向以相对于法线N大于视角的约一半定位的离轴观察者透射。对于以大于视角的一半的倾斜角入射的第二光,光学叠堆可在约550nm至约700nm的波长范围内具有总体高反射率。因此,包括光学膜的光学叠堆可在以倾斜入射的环境光照射时朝向离轴观察者反射金色至红色的光,从而以大于视角的约一半的倾斜角阻挡包括光学叠堆的显示器的内容。因此,光学叠堆可向同轴观察者提供隐私功能。此外,离轴观察者可观察到设计波长范围内的彩色光而不是黑色显示,这原本可能是不期望的。
因此,包括光学膜的光学叠堆可为同轴观察者提供隐私和阻挡低波长蓝光和UV光的双重功能。此外,包括光学膜的光学叠堆可保护离轴观察者免受低波长蓝光和UV光的有害影响,这原本可能导致黄斑变性。与通常向离轴观察者呈现黑色的常规显示器相反,光学膜还可向离轴观察者提供设计波长范围内的反射光。
现在参见图1,示出了根据本公开的一个实施方案的显示系统100。显示系统100限定互相正交的x轴、y轴和z轴。x轴和y轴是显示系统100的面内轴,而z轴是沿着显示系统100的厚度设置的横向轴。换句话讲,x轴和y轴沿着显示系统100的平面设置,而z轴垂直于显示系统100的平面。
显示系统100包括显示单元102和光学叠堆200。显示单元102包括发射表面104和与发射表面104相背的底表面106。显示单元102被配置为通过发射表面104发射显示光10。在一些实施方案中,显示单元102通过发射表面104至少朝向光学叠堆200发射显示光10。如图1所示,在一些实施方案中,显示单元102包括显示面板112、背光源114以及设置在显示面板112和背光源114之间的光控制层116。
在一些实施方案中,显示面板112包括有机发光二极管(OLED)显示面板。在一些其他实施方案中,显示面板112可包括液晶显示(LCD)面板。
在图1的例示的实施方案中,显示单元102的背光源114包括被配置为发射照明光11的至少一个照明源108。在一些实施方案中,至少一个照明源108是可见光源。在一些实施方案中,至少一个照明源108可包括白炽灯或弧光灯、发光二极管(LED)、线性冷阴极荧光管、非线性冷阴极荧光管、平式荧光面板或外部电极荧光灯中的至少一者。此外,在一些实施方案中,由至少一个照明源108发射的照明光11通常是非偏振的。然而,在一些情况下,照明光11可以是至少部分偏振光。出于解释的目的,照明光11可视为具有未知或任意偏振态或偏振态分布的光。在例示的实施方案中,显示单元102包括以直接照明式配置设置的多个照明源108。然而,在一些其他情况下,显示单元102可另外或另选地包括呈侧光式配置的一个或多个照明源。
背光源114还包括反射器120和漫射层122。至少一个照明源108设置在反射器120和漫射层122之间。漫射层122可包括一个或多个漫射器层、光导等。
光控制层116可包括位于显示面板112和背光源114之间的光准直层、反射偏振器、吸收偏振器、漫射器层、光转换层等中的一者或多者。基于期望应用属性,显示单元102总体上可具有任何合适的厚度。
由至少一个照明源108发射的照明光11在其穿过漫射层122和光控制层116时可经历各种光学过程,诸如吸收、散射、反射、偏振、折射和其他相互作用。显示面板112可从光控制层116接收经处理的光,并且通过显示单元102的发射表面104发射显示光10。
在一些实施方案中,由显示面板112发射的显示光10可以是偏振光。在一些实施方案中,显示光10可沿着第一方向(例如,x轴)偏振。在一些实施方案中,显示光10可以是s偏振光。在一些其他实施方案中,显示光10可以是p偏振光。在一些实施方案中,显示光10通常是非偏振光或至少部分偏振光。例如,在一些情况下,显示光10可以是具有未知或任意偏振态或偏振态分布的光。
图1所示的显示单元102本质上是示例性的,并且显示单元102可具有本公开的范围内的另选配置。
继续参考图1,光学叠堆200设置在显示单元102的发射表面104上。光学叠堆200被配置为从显示单元102接收显示光10并且将显示光10的至少一部分作为输出光12朝向观察者14透射。在一些实施方案中,观察者14可在本文中可互换地称为同轴观察者14。在一些实施方案中,显示单元102和光学叠堆200被设置为沿着z轴彼此相邻。在一些实施方案中,显示单元102和光学叠堆200可借助于例如光学粘合剂、环氧树脂、层压或任何其他合适的附接方法粘结在一起。
光学叠堆200包括光控膜150和设置在光控膜150上的光学膜202。光控膜150包括第一主表面152、与第一主表面152相背的第二主表面154、以及设置在第一主表面152和第二主表面154之间的多个交替的可见光透射区域156和可见光吸收区域158。因此,在图1的例示的实施方案中,多个可见光透射区域156通过一个或多个可见光吸收区域158彼此分开。在图1的例示的实施方案中,光学膜202设置在光控膜150的第一主表面152上。具体地,光控膜150和光学膜202被设置为沿着显示系统100的z轴彼此相邻。此外,光控膜150和光学膜202通过粘合剂层151彼此粘结。在一些实施方案中,粘合剂层151可包括光学透明的粘合剂,诸如可UV固化的丙烯酸酯粘合剂、转移粘合剂等。在一些其他实施方案中,光学膜202可利用环氧树脂、层压或任何其他合适的附接方法粘结到光控膜150。
如图1所示,光学膜202包括第一主表面204和与第一主表面204相背的第二主表面209。光控膜150被设置为与光学膜202的第二主表面209相邻。第一主表面204可面向观察者14。第一主表面204可以可互换地称为光学膜202的“主表面204”。
在一些实施方案中,光控膜150和光学膜202基本上彼此同延,或者具有相同的面内尺寸(即,长度和宽度)。具体地,光控膜150和光学膜202可在x-y平面中基本上彼此同延。
参见图1所示的光控膜150,界面162设置在每个可见光透射区域156和相邻的可见光吸收区域158之间。光控膜150的第二主表面154在显示单元102的近侧。在一些实施方案中,光控膜150的第二主表面154设置在显示单元102的发射表面104上。然而,在一些其他实施方案中,显示系统100可包括位于光控膜150和显示单元102之间的一个或多个中间层(未示出)。交替的可见光透射区域156和可见光吸收区域158跨光控膜150的宽度延伸。可见光透射区域156具有基部宽度W,该基部宽度W被设置为沿着x轴以间距P彼此隔开。交替的可见光透射区域156和可见光吸收区域158中的每一者具有沿着z轴的高度H。交替的可见光透射区域156和可见光吸收区域158构建在基部衬底160上,该基部衬底是光控膜150的另外的部件。在一些实施方案中,基部衬底160可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、丙烯酸(PMMA)、玻璃或其他光透射(例如,膜)材料形成。可选择特定的聚碳酸酯材料以便向基部衬底160提供无光表面或光泽表面。
在一些实施方案中,可见光透射区域156的折射率r1和可见光吸收区域158的折射率r2被选择成使得折射率r1、r2之间的差值的大小大于或等于0.005,即|r2-r1|≥0.005。
在图1的例示的实施方案中,光控膜150具有小于约60度的视角θv。视角θv可对应于光控膜150的极面视角。视角θv可相对于光学膜202的主表面204的法线N来限定。在一些实施方案中,视角θv小于约55度,小于约50度,小于约40度,小于约30度,或小于约20度。一般来讲,视角θv被选择成使得足量的光可穿过光控膜150和光学膜202。视角θv的大小由界面162、可见光透射区域156和可见光吸收区域158的形状和间隔限定。例如,视角θv的大小可取决于光控膜150的各种几何参数,诸如间距P、高度H、基部宽度W等。
在一些实施方案中,视角θv等于第一极面半视角θ1和第二极面半视角θ2之和,第一极面半视角和第二极面半视角中的每一者均相对于光学膜202的主表面204的法线N测量。在一些实施方案中,视角θv可以是对称的,并且因此,第一极面半视角θ1等于第二极面半视角θ2。在一些其他实施方案中,视角θv可以是不对称的,并且因此,第一极面半视角θ1不等于第二极面半视角θ2。
光学叠堆200进一步限定有效视角θv'。有效视角θv'通常可不同于视角θv。在一些情况下,有效视角θv'在视角θv的5%以内、10%以内、20%以内、30%以内、40%以内或50%以内。有效视角θv'可对应于由观察者14感知到的视角。由于光在到达观察者14之前在各种中间层(例如,光学膜202、粘合剂层151等)内的相互作用,有效视角θv'可不同于光控膜150的视角θv。在一些情况下,有效视角θv'可大于光控膜150的视角θv。在一些情况下,有效视角θv'可通过使用光学膜202、可见光透射区域156、基部衬底160、光学叠堆200浸入其中的材料(通常为空气)以及位于光控膜150和光学膜202之间的粘合剂层151的折射率将斯涅尔定律应用于视角θv来确定。
图2示出了根据本公开的实施方案的光学膜202的横截面示意图。参见图2,光学膜202包括多个微层15。多个微层15包括总计至少50层的多个交替的第一聚合物层210和第二聚合物层212。在一些实施方案中,光学膜202包括分组206,该分组包括总计至少50层的多个微层15。在一些实施方案中,交替的第一聚合物层210和第二聚合物层212总计为至少50层。在一些实施方案中,第一聚合物层210和第二聚合物层212总计为至少100层、至少150层、至少200层或至少250层。
在一些实施方案中,分组206还包括相背的最外聚合物层214a、214b。在一些实施方案中,交替的第一聚合物层210和第二聚合物层212设置在相背的最外聚合物层214a、214b之间。第一聚合物层210、第二聚合物层212和相背的最外聚合物层214a、214b沿着光学膜202的厚度(即,z轴)布置。相背的最外聚合物层214a、214b中的至少一者可充当光学膜202的分组206的保护层。例如,相背的最外聚合物层214a、214b可充当分组206的保护边界层(PBL)。在一些实施方案中,光学膜202可包括两个或更多个分组206。
在一些实施方案中,多个微层15和相背的最外聚合物层214a、214b可基本上彼此同延,或者具有相当的面内尺寸(即,长度和宽度)。具体地,多个微层15和相背的最外聚合物层214a、214b可在x-y平面中基本上彼此同延。在图2的例示的实施方案中,多个微层15和相背的最外聚合物层214a、214b被设置为沿着光学膜202的z轴彼此相邻。
此外,光学膜202的x-y平面的法线(如图2所示)对应于光学膜202的主表面204的法线N(如图1所示)。
在一些实施方案中,每个第一聚合物层210包括聚甲基丙烯酸甲酯共聚物(coPMMA)。在一些实施方案中,每个第一聚合物层210可包括可从例如俄亥俄州哥伦布市的Plaskolite公司(Plaskolite,Columbus,OH)获得的商品名为OPTIX的coPMMA的低折射率光学(LIO)层,并且具有约80℃的Tg。在一些实施方案中,每个第二聚合物层212包括聚酯或聚乙烯。在一些实施方案中,每个第二聚合物层212可包括具有约81摄氏度(℃)至约83℃的玻璃化转变温度(Tg)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)均聚物(100mol%对苯二甲酸与100mol%乙二醇)的高折射率光学(HIO)层。在一些实施方案中,每个第二聚合物层212可包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的HIO层。
在一些实施方案中,每个第一聚合物层210包括PMMA的LIO层,并且每个第二聚合物层212包括PEN的HIO层。在一些其他实施方案中,每个第一聚合物层210包括coPMMA的LIO层,并且每个第二聚合物层212包括PET的HIO层。在一些实施方案中,每个第一聚合物层210包括与聚偏二氟乙烯(PVDF)共混的PMMA的LIO层,并且每个第二聚合物层212包括PET的HIO层。
在一些实施方案中,第一聚合物层210和第二聚合物层212中的每一者具有小于约350nm的平均厚度t。在一些实施方案中,微层15中的每个微层具有小于约350nm的平均厚度t。具体地,第一聚合物层210和第二聚合物层212中的每一者限定沿着z轴的平均厚度t。如本文使用的术语“平均厚度”是指跨层的平面(即,x-y平面)的平均厚度。在图2的例示的实施方案中,平均厚度t跨光学膜202的x-y平面并沿着其z轴测量。在一些实施方案中,第一聚合物层210和第二聚合物层212中的每一者具有小于约300nm、小于约250nm、小于约200nm、小于约150nm、小于约100nm或小于约80nm的平均厚度。在一些实施方案中,平均厚度t为至少约50nm。
参考图2,分组206包括多个光学重复单元208。每个光学重复单元208包括两个相邻的第一聚合物层210和第二聚合物层212。
图3示出了根据本公开的一个实施方案的光学重复单元208。在一些实施方案中,在光学重复单元208中,第一聚合物层210具有厚度t1,并且第二聚合物层212具有不同于厚度t1的厚度t2。厚度t1可对应于第一聚合物层210的平均厚度。类似地,厚度t2可对应于第二聚合物层212的平均厚度。一般来讲,光学重复单元的反射功率可取决于光学重复单元的F比率。此外,对于多层光学叠堆,F比率是第一层的光学厚度与第一层的光学厚度和第二层的光学厚度之和的比率,其中第一层的折射率大于第二层的折射率。主体的光学厚度是指其物理厚度乘以其折射率。因此,光学重复单元208的F比率是第二聚合物层212的光学厚度与第一聚合物层210的光学厚度和第二聚合物层212的光学厚度之和的比率,其中第二聚合物层212的折射率高于第一聚合物层210的折射率。光学重复单元208的F比率由下式给出:
F比率=(n2*t2)/(n1*t1+n2*t2)
其中,n1是第一聚合物层210的折射率;
n2是第二聚合物层212的折射率;
t1是第一聚合物层210的厚度;并且
t2是第二聚合物层212的厚度。
在一些实施方案中,F比率贯穿光学膜202的所有光学重复单元208为恒定的。然而,在一些实施方案中,F比率跨各种光学重复单元208变化。
在一些实施方案中,第一聚合物层210的折射率n1相对于第二聚合物层212的折射率n2相对较小。在n2>n1并且t2≥t1的情况下,则F比率>0.5。F比率为0.5指示n1*t1=n2*t2。一般来讲,F比率偏离0.5导致较低反射度。在n1*t1>n2*t2的情况下,则F比率<0.5。
在一些实施方案中,每个第一聚合物层210和邻接的第二聚合物层212具有大于或等于0.6的F比率。换句话讲,每个光学重复单元208具有大于或等于0.6的F比率。在一些实施方案中,每个第一聚合物层210和邻接的第二聚合物层212具有小于或等于0.4的F比率。换句话讲,每个光学重复单元208具有小于或等于0.4的F比率。
在一些实施方案中,对于跨越光学膜202的所有光学重复单元208恒定的F比率,每个第一聚合物层210和邻接的第二聚合物层212的F比率可以可互换地称为“多个微层15的F比率”。此外,在一些实施方案中,多个微层15具有介于约0.25至约0.35之间、或约0.65至约0.75之间的F比率。在一些实施方案中,多个微层15具有大于或等于0.65的F比率。在一些实施方案中,多个微层15具有小于或等于0.35的F比率。
一般来讲,光学膜202的反射和透射功率可取决于光学膜202的层厚度梯度。层厚度梯度可定义为多个第一聚合物层210的最大平均厚度与最小平均厚度的比率。在一些实施方案中,多个第一聚合物层210的最大平均厚度与最小平均厚度的比率为约1.2至约1.8。换句话讲,横跨光学膜202的厚度(即,z轴)的层厚度梯度为约1.2至约1.8。在一些实施方案中,多个第一聚合物层210的最大平均厚度与最小平均厚度的比率为约1.25。
再次参见图2,以基本上垂直入射的第一光205和以相对于光学膜202的主表面204的法线N大于视角θv(如图1所示)的约一半的倾斜角θo入射的第二光207(也如图1所示)照射光学膜202。因此,θo>θv/2。在一些实施方案中,倾斜角θo可为至少约35度、至少约40度、至少约45度、至少约50度、至少约60度、至少约70度、或至少约80度。在一些实施方案中,倾斜角θo处于约35度至约80度的范围内。
在一些实施方案中,基本上垂直入射的第一光205可以可互换地称为基本上垂直入射的光205。第一光205可入射在光学膜202的第一主表面204或第二主表面209中的任一者上。在一些情况下,第一光205可对应于显示光10(如图1所示)。
在一些实施方案中,第一光205和第二光207中的每一者可以是非偏振光或至少部分偏振光。例如,在一些情况下,第一光205和第二光207中的每一者可以是具有未知或任意偏振态或偏振态分布的光。在一些实施方案中,第一光205和第二光207中的每一者可以是具有第一偏振态或正交的第二偏振态的偏振光。在一些实施方案中,第一偏振态是p偏振态,并且第二偏振态是s偏振态。在一些其他实施方案中,第一偏振态是s偏振态,并且第二偏振态是p偏振态。第一偏振态大致沿x轴,并且第二偏振态大致沿y轴。
在一些实施方案中,光学膜202是对入射光的偏振不敏感的部分反射镜。在一些实施方案中,光学膜202可以是偏振敏感的,并且对于第一偏振态和第二偏振态具有不同的光学特性。
图4A示出了根据本公开的一个实施方案的描绘了光学膜202(如图1和图2所示)对于基本上垂直入射的透射率对波长的曲线图400。具体地,曲线图400描绘了光学膜202对于基本上入射的第一光205(如图2所示)的透射率对波长。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。透射率表示为左纵坐标中的透射百分比。反射率表示为右纵坐标中的反射百分比。反射百分比与透射百分比互补,即反射百分比=(100-透射百分比)。
此外,在一些实施方案中,对应于图4A的光学膜202的构型包括总计224层的第一聚合物层210和第二聚合物层212,其中F比率为约0.72。此外,第一聚合物层210和第二聚合物层212分别包含PMMA和PET。换句话讲,对应于图4A的光学膜202的构型包括具有约0.72的F比率的224层PMMA/PET多层光学膜。
参见图2和图4A,在一些实施方案中,光学膜202的光学特性与分组206的光学特性相同。此外,在一些实施方案中,光学膜202的光学特性与多个微层15的光学特性相同。
继续参考图2和图4A,如曲线图400所示,光学膜202包括初级反射带452,该初级反射带具有介于约600nm和约700nm之间的第一带边缘406。光学膜202还包括次级反射带456,该次级反射带具有介于约350nm和约460nm之间的第二带边缘404。在一些实施方案中,初级反射带452可以可互换地称为反射带452。
对于基本上垂直入射的第一光205,光学膜202还包括位于初级反射带452和次级反射带456之间的透射带402。因此,在一些实施方案中,反射带452与透射带402相邻。在一些实施方案中,透射带402包括第一带边缘406、第二带边缘404和从第一低波长408延伸到大于第一低波长408的第一高波长412的半峰全宽(FWHM)405。在一些实施方案中,第一低波长408设置在从约420nm至约460nm的第一波长范围410内。在一些实施方案中,第一高波长412设置在从约620nm至约660nm的第二波长范围414内。在一些实施方案中,透射带402的FWHM 405具有至少约150nm的透射带宽。在一些实施方案中,透射带402的FWHM 405具有至少约160nm、至少约170nm或至少约180nm的透射带宽。
一般来讲,对应于F比率等于“0.5+x”的光学膜202的透射带402的FWHM 405的透射带宽相对低于对应于F比率等于“0.5-x”的光学膜202的透射带402的FWHM 405的透射带宽,其中x<0.5。透射带402的FWHM 405对于F比率的不同值的这种透射带宽变化是由于色散引起的。此外,具有“0.5+x”的F比率和相对较大量的PET的光学膜202可引起较高量的色散。
在一些实施方案中,初级反射带452还包括介于约800nm和约900nm之间的第三带边缘454。在一些实施方案中,初级反射带452包括第一带边缘406、第三带边缘454和从第二低波长458延伸到大于第二低波长458的第二高波长462的FWHM 455。因此,初级反射带452的FWHM 455从第二低波长458延伸到大于第二低波长458的第二高波长462。在一些实施方案中,第二低波长458设置在从约620nm至约660nm的第二波长范围414内。在一些实施方案中,第二高波长462设置在从约830nm至约880nm的第三波长范围416内。在一些实施方案中,初级反射带452的FWHM 455具有至少约150nm的反射带宽。在一些实施方案中,初级反射带452的FWHM 455具有至少约160nm、至少约170nm、至少约180nm或至少约190nm的反射带宽。
图4B示出了根据本公开的一个实施方案的描绘了光学膜202(如图1和图2所示)对于倾斜入射的透射率对波长的曲线图400'。具体地,曲线图400'描绘了光学膜202对于以相对于法线N的倾斜角θo入射的第二光207(如图1和图2所示)的透射率对波长。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。透射率表示为左纵坐标中的透射百分比。反射率表示为右纵坐标中的反射百分比。反射百分比与透射百分比互补,即反射百分比=(100-透射百分比)。
对应于图4B的光学膜202的构型与对应于图4A的光学膜202的构型相同。参见图2和图4B,在一些实施方案中,倾斜角θo相对于法线N为约60度。然而,应当注意,倾斜角θo大于视角θv(如图1所示)的一半。
如图4B所示,光学膜202对于倾斜入射的透射率对波长包括偏移的透射带402'和偏移的反射带452'。参见图2、图4A和图4B,当入射光的入射角从基本上垂直(即,第一光205)变为倾斜(即,第二光207)时,透射带402和初级反射带452(如图4A所示)分别朝向可见光谱的蓝端偏移至偏移的透射带402'和偏移的反射带452'(如图4B所示)。
参见图2和图4A,在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于透射带402的FWHM 405内的至少一个第一波长W1透射第一光205的至少约60%。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于透射带402的FWHM 405内的至少一个第一波长W1透射第一光205的至少约70%、至少约75%或至少约80%。例如,如图4A所示,至少一个第一波长W1为约475nm。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态和正交的第二偏振态。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态或正交的第二偏振态。在一些实施方案中,对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者,多个微层15跨透射带402的FWHM 405具有约80%的平均光学透射率。
现在参见图2和图4B,在一些实施方案中,对于以相对于光学膜202的主表面204的法线N大于视角θv的约一半的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第一波长W1透射第二光207的至少约60%。在一些实施方案中,对于以相对于光学膜202的主表面204的法线N大于约30度的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,分组206对于至少一个第一波长W1透射第二光207的至少约60%。在一些实施方案中,对于以相对于法线N的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第一波长W1透射第二光207的至少约70%、至少约75%或至少约80%。在一些实施方案中,对于以相对于法线N大于约30度的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,分组206对于至少一个第一波长W1透射第二光207的至少约70%、至少约75%或至少约80%。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态和正交的第二偏振态。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态或正交的第二偏振态。
图4C示出了曲线图400”,该曲线图示出了曲线图400、400'中的两个曲线图的透射率对波长。参见图2和图4C,在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第一波长W1,光学膜202透射第一光205和第二光207中的每一者的至少约60%。在一些实施方案中,至少一个第一波长W1设置在约440nm至约530nm的波长范围内。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于约440nm至约530nm的波长范围内的至少一个第一波长W1透射第一光205的至少约90%。
参见图4A,在一些实施方案中,至少一个第一波长W1比第一低波长408大了透射带402的FWHM 405的至多约70%。换句话讲,至少一个第一波长W1和第一低波长408之间的差值为透射带402的FWHM 405的透射带宽的至多约70%。在一些实施方案中,至少一个第一波长W1可比第一低波长408大了透射带402的FWHM 405的至多约60%、至多约50%或至多约45%。
参见图2和图4A,在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于比透射带402的至少一个第一波长W1小的至少一个第二波长W2反射第一光205的至少约60%。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于比透射带402的至少一个第一波长W1小的至少一个第二波长W2反射第一光205的至少约70%、至少约80%或至少约90%。例如,如图4A所示,至少一个第二波长W2为约415nm。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态和正交的第二偏振态。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态或正交的第二偏振态。
在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的光205以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者,多个微层15对于比透射带402的FWHM 405的第一低波长408小的至少一个波长反射入射光205的至少约60%。在一些情况下,比第一低波长408小的至少一个波长可对应于至少一个第二波长W2。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的光205以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者,多个微层15对于比透射带402的FWHM 405的第一低波长408小的至少一个波长反射入射光205的至少约70%或至少约80%。
现在参见图2和图4B,在一些实施方案中,对于以相对于光学膜202的主表面204的法线N大于视角θv的约一半的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第二波长W2透射第二光207的至少约60%。在一些实施方案中,对于以相对于光学膜202的主表面204的法线N大于约30度的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,分组206对于至少一个第二波长W2透射第二光207的至少约60%。在一些实施方案中,对于以相对于法线N的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第二波长W2透射第二光207的至少约70%、至少约75%或至少约80%。在一些实施方案中,对于以相对于法线N的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,分组206对于至少一个第二波长W2透射第二光207的至少约70%、至少约75%或至少约80%。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态和正交的第二偏振态。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态或正交的第二偏振态。
参见图2和图4C,在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第二波长W2,光学膜202反射第一光205的至少约60%,但透射第二光207的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第二波长W2设置在约387nm至约434nm的波长范围内。在一些实施方案中,对于以相对于法线N的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于约387nm至约434nm的波长范围内的至少一个第二波长W2透射第二光207的至少约80%。
由于光控膜150(如图1所示)的角过滤,同轴观察者(例如,图1所示的观察者14)可接收位于视角θv内的显示光10,而离轴观察者可不接收任何显示光10。然而,离轴观察者可接收由光学膜202反射的倾斜入射环境光。对于UV波长范围和低蓝光波长范围内的至少一个第二波长W2,光学膜202可基本上反射第一光205并且基本上透射第二光207。因此,光学膜202可保护同轴观察者免受存在于显示光10(如图1所示)中的UV波长和低蓝光波长的影响,因为光学膜202基本上反射可能存在于显示光10中的UV波长和低蓝光波长。光学膜202还可保护离轴观察者免受存在于环境光中的UV波长和低蓝光波长的影响,因为光学膜202基本上透射可能存在于倾斜入射光中的UV波长和低蓝光波长。
在一些实施方案中,至少一个第二波长W2比第一低波长408小了透射带402的FWHM405的至多约40%。换句话讲,第一低波长408和至少一个第二波长W2之间的差值为透射带402的FWHM 405的透射带宽的至多约40%。在一些实施方案中,至少一个第二波长W2比第一低波长408小了透射带402的FWHM 405的至多约35%或至多约30%。
参见图2和图4A,在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于反射带452的FWHM 455内的至少一个第三波长W3反射第一光205的至少约60%。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于反射带452的FWHM 455内的至少一个第三波长W3反射第一光205的至少约70%或至少约80%。例如,如图4A所示,至少一个第三波长W3为约675nm。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态和正交的第二偏振态。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态或正交的第二偏振态。在一些实施方案中,对于相互正交的第一偏振态和第二偏振态中的每一者,多个微层15跨初级反射带452的FWHM 455具有大于约80%的平均光学反射率。
现在参见图2和图4B,在一些实施方案中,对于以相对于光学膜202的主表面204的法线N大于视角θv的约一半的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第三波长W3反射第二光207的至少约60%。在一些实施方案中,对于以相对于光学膜202的主表面204的法线N大于约30度的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,分组206对于至少一个第三波长W3反射第二光207的至少约60%。在一些实施方案中,对于以相对于法线N的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第三波长W3反射第二光207的至少约70%、至少约80%或至少约90%。在一些实施方案中,对于以相对于法线N的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,分组206对于至少一个第三波长W3反射第二光207的至少约70%、至少约80%或至少约90%。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态和正交的第二偏振态。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态或正交的第二偏振态。
参见图4C所示的曲线图400”,在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第三波长W3,光学膜202反射第一光205和第二光207中的每一者的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第三波长W3设置在约654nm至约695nm的波长范围内。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于约654nm至约695nm的波长范围内的至少一个第三波长W3反射第一光205的至少约90%。
在一些实施方案中,至少一个第三波长W3比第二低波长458大了反射带452的FWHM455的至多约50%。换句话讲,至少一个第三波长W3和第二低波长458之间的差值为反射带452的FWHM 455的反射带宽的至多约50%。在一些实施方案中,至少一个第三波长W3可比第二低波长458大了反射带452的FWHM 455的至多约40%或至多约30%。
参见图2和图4A,在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于小于第二低波长458并且大于至少一个第一波长W1的至少一个第四波长W4透射第一光205的至少约60%。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于小于第二低波长458并且大于至少一个第一波长W1的至少一个第四波长W4透射第一光205的至少约70%或至少约80%。例如,如图4A所示,至少一个第四波长W4为约575nm。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态和正交的第二偏振态。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态或正交的第二偏振态。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的光205以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者,多个微层15对于比初级反射带452的FWHM 455的第二低波长458小并且比透射带402的FWHM 405的第一低波长408大的至少一个波长透射入射光205的至少约60%。在一些情况下,比初级反射带452的FWHM 455的第二低波长458小并且比透射带402的FWHM 405的第一低波长408大的至少一个波长可对应于至少一个第四波长W4。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的光205以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者,多个微层15对于比初级反射带452的FWHM 455的第二低波长458小并且比透射带402的FWHM 405的第一低波长408大的至少一个波长透射入射光205的至少约70%或至少约80%。
现在参见图2和图4B,在一些实施方案中,对于以相对于光学膜202的主表面204的法线N大于视角θv的约一半的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第四波长W4反射第二光207的至少约60%。在一些实施方案中,对于以相对于光学膜202的主表面204的法线N大于约30度的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,分组206对于至少一个第四波长W4反射第二光207的至少约60%。在一些实施方案中,对于以相对于法线N的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第四波长W4反射第二光207的至少约70%、至少约80%或至少约90%。在一些实施方案中,对于以相对于法线N的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,分组206对于至少一个第四波长W4反射第二光207的至少约70%、至少约80%或至少约90%。例如,如图4A所示,至少一个第四波长W4为约575nm。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态和正交的第二偏振态。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态或正交的第二偏振态。
参见图4C所示的曲线图400”,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第四波长W4,光学膜202透射第一光205的至少约60%,但反射第二光207的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第四波长W4设置在约548nm至约646nm的波长范围内。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于约548nm至约646nm的波长范围内的至少一个第四波长W4透射第一光205的至少约90%。
对于可见波长范围内的至少一个第四波长W4,光学膜202可基本上透射第一光205并且基本上反射第二光207。因此,同轴观察者可在无显著色移的情况下接收显示光10。此外,光学膜202可朝向离轴观察者反射具有期望颜色的环境光,同时基本上透射UV波长和低蓝光波长。
在一些实施方案中,至少一个第四波长W4比第二低波长458小了反射带452的FWHM455的至多约60%。换句话讲,第二低波长458和至少一个第四波长W4之间的差值为反射带452的FWHM 455的反射带宽的至多约60%。在一些实施方案中,至少一个第四波长W4可比第二低波长458小了反射带452的FWHM 455的至多约55%或至多50%。
参见图2和图4A,在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于比第二高波长462大的至少一个第五波长W5透射第一光205的至少约60%。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于大于第二高波长462的至少一个第五波长W5透射第一光205的至少约70%或至少约80%。例如,如图4A所示,至少一个第五波长W5为约900nm。在一些实施方案中,至少一个第五波长W5在红外波长范围内。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态和正交的第二偏振态。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态或正交的第二偏振态。
现在参见图2和图4B,在一些实施方案中,对于以相对于光学膜202的主表面204的法线N大于视角θv的约一半的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第五波长W5透射第二光207的至少约60%。在一些实施方案中,对于以相对于光学膜202的主表面204的法线N大于约30度的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,分组206对于至少一个第五波长W5透射第二光207的至少约60%。在一些实施方案中,对于以相对于法线N的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第五波长W5透射第二光207的至少约70%或至少约80%。在一些实施方案中,对于以相对于法线N的倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,分组206对于至少一个第五波长W5透射第二光207的至少约70%或至少约80%。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态和正交的第二偏振态。在一些实施方案中,至少一种偏振态包括第一偏振态或正交的第二偏振态。
参见图4C所示的曲线图400”,在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第五波长W5,光学膜202透射第一光205和第二光207中的每一者的至少约60%。在一些实施方案中,至少一个第五波长W5可以是大于约860nm的任何波长。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第五波长W5透射第一光205的至少约90%。
图5A和图5B分别示出了根据本公开的一个实施方案的描绘了光学膜202的透射率对波长的曲线图500、500'。对应于曲线图500、500'的光学膜202的构型不同于对应于图4A的构型。图5A示出了描绘了光学膜202对于基本上垂直入射(即,图2所示的第一光205)的透射率对波长的曲线图500。图5B示出了描绘了光学膜202对于倾斜入射(即,图2所示的第二光207)的透射率对波长的曲线图500'。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。透射率表示为左纵坐标中的透射百分比。反射率表示为右纵坐标中的反射百分比。反射百分比与透射百分比互补,即反射百分比=(100-透射百分比)。
参见图2和图5B,在例示的实施方案中,对应于曲线图500'的倾斜角度θo相对于法线N为约60度。然而,应当注意,倾斜角θo大于视角θv(如图1所示)的一半。
此外,对应于图5A和图5B的光学膜202的构型包括总计224层的第一聚合物层210和第二聚合物层212,其中F比率为约0.6。此外,第一聚合物层210和第二聚合物层212分别包含PMMA和PET。换句话讲,对应于图5A和图5B的光学膜202的构型包括具有约0.6的F比率的224层PMMA/PET多层光学膜。
图5C示出了曲线图500”,该曲线图示出了曲线图500、500'的透射率对波长。
如曲线图500所示,光学膜202包括透射带502和反射带552。如曲线图500'所示,光学膜202包括偏移的透射带502'和偏移的反射带552'。
参见图2和图5C,在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第一波长W1,光学膜202透射第一光205和第二光207中的每一者的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第一波长W1设置在约440nm至约530nm的波长范围内。在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第二波长W2,光学膜202反射第一光205的至少约60%,但透射第二光207的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第二波长W2设置在约372nm至约422nm的波长范围内。
再次参见图2和图5C,在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第三波长W3,光学膜202反射第一光205和第二光207中的每一者的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第三波长W3设置在约654nm至约695nm的波长范围内。在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第四波长W4,光学膜202透射第一光205的至少约60%,但反射第二光207的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第四波长W4设置在约548nm至约646nm的波长范围内。
分别参见图4C和图5C所示的曲线图400”、500”,可能显而易见的是,光学膜202的光学透射率对波长至少在约372nm至约422nm的波长范围内针对不同的构型而变化,该波长范围包括至少一个第二波长W2。对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,对应于图4A至图4C的光学膜202对于约410nm至约420nm的紫外(UV)波长范围内的至少一个第二波长W2反射第一光205的至少90%。然而,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,对应于图5A至图5C的光学膜202在约410nm至约420nm的UV波长范围内反射第一光205的至多约90%。换句话讲,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,对应于图5A至图5C的光学膜202对于约410nm至约420nm的UV波长范围内的至少一个第二波长W2透射第一光205的至少约10%。对应于图5A至图5C的光学膜202可因此相对于对应于图4A至图4C的光学膜202在约410nm至约420nm的UV波长范围内具有更大的平均光学透射率。
还可根据图4C和图5C显而易见的是,对于第一聚合物层210和第二聚合物层212的给定层数和材料组合,F比率的变化至少在UV波长范围内可显著地影响光学膜202的光学特性。在一些情况下,次级反射带456的对应于UV波长范围的平均反射率或反射强度可随着F比率从0.5的更大偏离而增加。次级反射带456的反射强度可在F比率为约0.5时最小。此外,次级反射带456的反射强度可随着F比率从0.5的增大或减小而增加。在一些实施方案中,对于介于约0.25至约0.35之间或约0.65至约0.75之间的F比率,光学膜202跨至少UV波长范围具有大于约60%的平均光学反射率。
图6A和图6B分别示出了根据本公开的一个实施方案的描绘了光学膜202的光学透射率对波长的曲线图600、600'。对应于曲线图600、600'的光学膜202的构型不同于对应于图4A和图5A的构型。图6A示出了描绘了光学膜202对于基本上垂直入射(即,图2所示的第一光205)的透射率对波长的曲线图600。图6B示出了描绘了光学膜202对于倾斜入射(即,图2所示的第二光207)的透射率对波长的曲线图600'。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。透射率表示为左纵坐标中的透射百分比。反射率表示为右纵坐标中的反射百分比。反射百分比与透射百分比互补,即反射百分比=(100-透射百分比)。
参见图2和图6B,在例示的实施方案中,对应于曲线图600'的倾斜角度θo相对于法线N为约60度。然而,应当注意,倾斜角θo大于视角θv(如图1所示)的一半。
此外,对应于图6A和图6B的光学膜202的构型包括总计275层的第一聚合物层210和第二聚合物层212,其中F比率为约0.72。此外,第一聚合物层210和第二聚合物层212分别包含PMMA和PET。换句话讲,对应于图6A和图6B的光学膜202的构型包括具有约0.72的F比率的275层PMMA/PET多层光学膜。
图6C示出了曲线图600”,该曲线图示出了曲线图600、600'的透射率对波长。
如曲线图600所示,光学膜202包括透射带602和反射带652。如曲线图600'所示,光学膜202包括偏移的透射带602'和偏移的反射带652'。
参见图2和图6C,在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第一波长W1,光学膜202透射第一光205和第二光207中的每一者的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第一波长W1设置在约440nm至约530nm的波长范围内。在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第二波长W2,光学膜202反射第一光205的至少约60%,但透射第二光207的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第二波长W2设置在约387nm至约434nm的波长范围内。
再次参见图2和图6C,在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第三波长W3,光学膜202反射第一光205和第二光207中的每一者的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第三波长W3设置在约654nm至约695nm的波长范围内。在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第四波长W4,光学膜202透射第一光205的至少约60%,但反射第二光207的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第四波长W4设置在约548nm至约646nm的波长范围内。
分别参见图4C和图6C所示的曲线图400”、600”,可能显而易见的是,对应于图6A至图6C的光学膜202的光学特性基本上类似于对应于图4A至图4C的光学膜202的光学特性。还可根据图4C和图6C显而易见的是,对于第一聚合物层210和第二聚合物层212的给定F比率的材料组合,第一聚合物层210和第二聚合物层212的层数的变化至少在UV波长范围内可不显著地影响光学膜202的光学特性。因此,如与层数相比,F比率可对光学膜202的次级反射带456的反射强度具有更大的影响。
图7A和图7B分别示出了根据本公开的一个实施方案的描绘了光学膜202的透射率对波长的示例性曲线图700、700'。对应于曲线图700、700'的光学膜202的构型不同于对应于图4A、图5A和图6A的构型中的每个构型。图7A示出了描绘了光学膜202对于基本上垂直入射(即,图2所示的第一光205)的透射率对波长的曲线图700。图7B示出了描绘了光学膜202对于倾斜入射(即,图2中的第二光207)的透射率对波长的曲线图700'。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。透射率表示为左纵坐标中的透射百分比。反射率表示为右纵坐标中的反射百分比。反射百分比与透射百分比互补,即反射百分比=(100-透射百分比)。
在参考图2和图7B的示例中,在例示的实施方案中,对应于曲线图700'的倾斜角度θo相对于法线N为约60度。然而,应当注意,倾斜角θo大于视角θv(如图1所示)的一半。
此外,对应于图7A和图7B的光学膜202的构型包括总计224层的第一聚合物层210和第二聚合物层212,其中F比率为约0.72。此外,第一聚合物层210和第二聚合物层212分别包含PMMA和PEN。换句话讲,对应于图7A和图7B的光学膜202的构型包括具有约0.72的F比率的224层PMMA/PEN多层光学膜。
图7C示出了曲线图700”,该曲线图示出了曲线图700、700'的透射率对波长。
如曲线图700所示,光学膜202包括透射带702和反射带752。如曲线图700'所示,光学膜202包括偏移的透射带702'和偏移的反射带752'。
参见图2和图7C,在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第一波长W1,光学膜202透射第一光205和第二光207中的每一者的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第一波长W1设置在约440nm至约530nm的波长范围内。在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第二波长W2,光学膜202反射第一光205的至少约60%,但透射第二光207的至少约60%。在一些实施方案中,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,光学膜202对于至少一个第二波长W2反射第一光205的至少约80%、至少约90%或至少约99%。此外,在一些实施方案中,至少一个第二波长W2设置在约408nm至约449nm的波长范围内。
再次参见图2和图7C,如图700”所示,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第三波长W3,光学膜202反射第一光205和第二光207中的每一者的至少约90%。此外,在一些实施方案中,至少一个第三波长W3设置在约654nm至约695nm的波长范围内。在一些实施方案中,对于至少一种偏振态以及对于至少一个第四波长W4,光学膜202透射第一光205的至少约60%,但反射第二光207的至少约60%。此外,在一些实施方案中,至少一个第四波长W4设置在约548nm至约646nm的波长范围内。
分别参见图4C和图7C所示的曲线图400”、700”,可能显而易见的是,光学膜202的光学透射率对波长至少在约408nm至约449nm的波长范围内针对不同的构型而变化,该波长范围包括至少一个第二波长W2。对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,对应于图4A至图4C的光学膜202对于约410nm至约420nm的UV波长范围内的至少一个第二波长W2反射第一光205的至少90%。然而,对于基本上垂直入射的第一光205以及对于至少一种偏振态,对应于图7A至图7C的光学膜202在约410nm至约420nm的UV波长范围内透射第一光205的至多约5%。
对应于图7A至图7C的光学膜202可因此相对于对应于图4A至图4C的光学膜202在约410nm至约420nm的UV波长范围内具有更大的平均光学反射率。因此,对于第一聚合物层210和第二聚合物层212的给定层数和F比率,第一聚合物层210和第二聚合物层212的材料组合可改变光学膜202的次级反射带456的反射强度。然而,参见图4C、图5C和图7C,如与材料组合相比,F比率可对光学膜202的次级反射带456的反射强度具有更大的影响。
因此,可根据曲线图400”、500”、600”和700”显而易见的是,光学膜202的光学特性(即,各种透射带和反射带的强度)可通过改变F比率、第一聚合物层210和第二聚合物层212的材料以及第一聚合物层210和第二聚合物层212的总数中的至少一者来调节。因此,可改变光学膜202的构型以基于期望应用属性来获得不同的光学特性。
本领域的技术人员将了解,可存在除所公开的示例之外的可与本公开的实施方案一起实践的更多示例。所公开的示例出于说明而非限制的目的来呈现。
参见图1至图7C,对于基本上垂直入射以及对于至少一种偏振态,光学膜202在约400nm至约420nm的UV波长范围内可具有相对低的透射率。此外,对于基本上垂直入射以及对于至少一种偏振态,光学膜202在约350nm至约420nm的波长范围内可具有相对低的透射率。对于基本上垂直入射的光205以及对于至少一种偏振态,包括光学膜202的光学叠堆200可因此对于具有约400nm至约420nm的波长的UV光具有总体低透射率。这可保护同轴观察者14免受UV光以及低波长蓝光的有害影响。
在一些实施方案中,光学膜202可以是部分反射镜,使得图4A至图7C所示的光学特性对应于第一偏振态(例如,p偏振态)和正交的第二偏振态(例如,s偏振态)中的每一者。在一些其他实施方案中,光学膜202可以是偏振敏感的,使得图4A至图7C所示的光学特性对应于第一偏振态和第二偏振态中的一者。例如,图4A至图7C所示的光学膜202的光学特性可对应于第一偏振态。光学膜202对于第一偏振态和第二偏振态中的另一者(例如,第二偏振态)可以是基本上反射的。在一些情况下,光学膜202可充当第二偏振态的宽带反射器,并且可基本上反射第二偏振态的UV光。
此外,如与常规膜相比,透射带402的第二带边缘404相对尖锐。对于基本上垂直入射,第二带边缘404可将UV波长范围(约400nm至约420nm)与可见光波长范围的大部分(约450nm至约650nm)分开,使得光学膜202可基本上阻挡UV光,同时基本上透射至少一些波长的可见光。因此,对于基本上垂直入射,光学膜202对于绿光和红光的一部分具有相对高的透射率。因此,由于透射带402的第二带边缘404的锐度,光学叠堆200可通过光学膜202基本上透射可见光的相当大部分。因此,对于基本上垂直入射,光学叠堆200可能不提供不期望的色移。
再次参见图1至图7C,对于倾斜入射以及对于至少一种偏振态,光学膜202可在约400nm至约420nm的UV波长范围内具有总体高透射率。对于以倾斜角θo入射的第二光207以及对于至少一种偏振态,包括光学膜202的光学叠堆200可因此对于具有约400nm至约420nm的波长的UV光具有总体高透射率。因此,对于倾斜入射以及对于至少一种偏振态,光学膜202可对朝向以相对于法线N的倾斜角定位的离轴观察者(未示出)的低波长蓝光和UV光(约410nm至约420nm)具有低反射率。在此类倾斜角下以及对于至少一种偏振态,包括光学膜202的光学叠堆200可对低波长蓝环境光具有总体高透射率,这可保护以倾斜角定位的离轴观察者免受低波长蓝光和UV光的有害影响。
参见图1至图7C,具有小于约60度的视角θv的光控膜150可防止可见波长的显示光10向以相对于法线N大于视角θv的约一半定位的离轴观察者透射。对于以大于视角θv的一半的倾斜角θo入射的第二光207,光学叠堆200可在约550nm至约700nm的波长范围内具有总体高反射率。因此,包括光学膜202的光学叠堆200可在以倾斜入射的环境光照射时朝向离轴观察者反射金色至红色的光,从而以倾斜角阻挡所显示的内容。因此,光学叠堆200可向同轴观察者提供隐私功能。此外,离轴观察者可观察到设计波长范围内的彩色光而不是黑色显示,这原本可能是不期望的。
因此,包括光学膜202的光学叠堆200可为同轴观察者提供隐私和阻挡低波长蓝光和UV光的双重功能。此外,包括光学膜202的光学叠堆200可保护离轴观察者免受低波长蓝光和UV光的有害影响,这原本可能导致黄斑变性。
图8示出了根据本公开的一个实施方案的光学膜202的示意图。对应于图8的光学膜202的构型包括总计224层的第一聚合物层210和第二聚合物层212(如图2所示),其中F比率为0.70。此外,第一聚合物层210和第二聚合物层212分别包含PMMA和PET。换句话讲,对应于图8的光学膜202的构型包括224层PMMA/PET多层光学膜。
如图8所示,入射光710以相对于法线N的入射角入射在光学膜202上。在一些实施方案中,入射光710可基本上垂直地入射在光学膜202上。换句话讲,入射光710可基本上平行于法线N传播,即,入射光710的入射角/>可相对于法线N小于约5度。在一些其他实施方案中,入射光710可倾斜地入射在光学膜202上。在一些实施方案中,入射光710的入射角/>可相对于法线N为约40度。
在一些实施方案中,光学膜202可反射入射光710的至少第一部分作为反射光712。此外,光学膜202可透射入射光710的至少第二部分作为透射光714。在一些情况下,入射光710的至少第一部分可基本上发生镜面反射,从而产生反射光712。由于镜面反射,反射光712可因此符合光的反射定律。因此,反射光712可具有近似等于入射角的反射角。
在一些实施方案中,入射光710可来自照明体D65。照明体D65或CIE标准照明体D65是由国际照明委员会(CIE)定义的常用标准照明体。它是D系列照明体的一部分,这些照明体试图描绘世界不同地区露天的标准照明条件。D65大致对应于西欧/北欧的平均正午光线,并且包括直射日光和晴朗天空散射的光线。因此,D65也被称为日光照明体。此外,CIE将D65定位为标准日光照明体。
标准照明体表示为平均分光光度数据表。因此,统计上具有与所定义的照明体D65相同的相对光谱功率分布(SPD)的任何光源都可被认为是D65光源。
根据CIE色度学标准照明体,D65旨在表示平均日光,并且具有大约6500K的相关色温。CIE标准照明体D65通常用于所有需要代表性日光的色度计算中,除非存在使用不同照明体的具体原因。此外,照明体D65光在CIE Lab颜色空间中被认为是白光。
CIE Lab颜色空间(也称为L*a*b*)是由CIE定义的颜色空间。CIE Lab颜色空间将颜色表示为三个值:L*,表示感知亮度;以及a*和b*,表示人类视觉的四种独特颜色:红、绿、蓝和黄。CIE Lab旨在作为感知上均匀的空间,其中给定的数值变化对应于类似的感知颜色变化。虽然CIE Lab颜色空间并非真正感知上均匀的,但它在工业上对于检测颜色的小差异是有用的。
由CIE Lab颜色空间定义的颜色并不关于诸如计算机监视器或打印机的任何特定设备,而是关于CIE标准观察者,该标准观察者是在实验室条件下颜色匹配实验结果的平均值。
CIE Lab颜色空间是三维的,并且涵盖了人类颜色感知或色域的整个范围。CIELab颜色空间基于人类视觉的对抗色模型,其中红/绿形成对抗对,并且蓝/黄形成对抗对。亮度值L*将黑色定义为0,并将白色定义为100。a*轴关于绿红对抗色,对于绿色为负值,对于红色为正值。b*轴表示蓝黄对抗色,对于蓝色为负数,对于黄色为正数。
图9A是示出了描绘了对应于反射光712(如图8所示)的色度参数a*、b*针对入射光710(如图8所示)的入射角的不同值的变化的曲线902的色度图901。入射角/>的不同值(诸如20度、40度等)被标记在曲线902的轮廓周围。
参见图901,对于具有小于约5度的入射角(即,基本上垂直入射)的入射光710,反射光712具有等于约0的色度参数a*和等于约0的色度参数b*。因此,对于基本上垂直入射,反射光712在绿-红对立颜色中具有最小变化,并且在蓝-绿对立颜色中具有最小变化。此外,对于具有约50度的入射角/>(即,倾斜入射)的入射光710,反射光712具有等于约65的色度参数a*和等于约35的色度参数b*。因此,对于倾斜入射(例如,约50度的入射角/>),由于色度参数a*、b*(针对约50度的/>)相对于由于基本上垂直入射而造成的反射光712的色度参数a*、b*的更高偏离,反射光712在绿-红对立颜色和蓝-黄对立颜色中具有相当大的变化。换句话讲,对于具有约50度的入射角/>(即,倾斜入射)的入射光710,光学膜202可在反射光712中提供更大的色移。因此,对于具有约40度、约50度、60度或约70度的入射角/>的入射光710,光学膜202可在反射光712中提供相当大的色移,使得离轴观察者可接收金色至红色的光,同时为同轴观察者提供隐私。
图9B是示出了描绘了对应于透射光714(如图8所示)的色度参数a*、b*针对入射光710(如图8所示)的入射角的不同值的变化的曲线904的色度图903。入射角/>的不同值(诸如20度、40度等)被标记在曲线904的轮廓周围。
参见图903,对于具有小于约5度的入射角(即,基本上垂直入射)的入射光710,透射光714具有等于约0的色度参数a*和等于约0的色度参数b*。因此,对于基本上垂直入射,透射光714在绿-红对立颜色中具有最小变化,并且在蓝-绿对立颜色中具有最小变化。因此,对于基本上垂直入射,光学膜202可不向同轴观察者提供不期望的色移。
图10示出了包括光学膜202、光控膜150以及设置在光学膜202和光控膜150之间的粘合剂层151的光学叠堆200的示意图。如图10所示,第一光1002基本上垂直入射在光控膜150的第二主表面154上。第二光1004以大于视角θv的一半的倾斜角θo倾斜地入射在光控膜150的第二主表面154上。第三光1006以大于视角θv的一半的倾斜角θo倾斜地入射在光学膜202的第一主表面204上。同轴观察者V1正在视角θv内观察光学叠堆200。离轴观察者V2正在视角θv之外观察光学叠堆200。
光学叠堆200可朝向同轴观察者V1透射第一光1002的至少第一部分作为第一透射光1008,并且远离同轴观察者V1反射第一光1002的至少第二部分作为第一反射光1010。具体地,光控膜150和光学膜202可一起透射第一光1002的第一部分作为第一透射光1008。此外,光学膜202可反射第一光1002的至少第二部分作为第一反射光1010。在一些情况下,第一光1002对应于显示光10。第一透射光1008可基本上包括可见光波长范围内的波长。第一反射光1010可基本上包括UV波长和低蓝光波长。因此,光学叠堆200可保护同轴观察者V1免受可能存在于显示光10中的UV波长和低蓝光波长的影响。此外,同轴观察者V1可在无显著色移的情况下观察显示系统100的内容。
光学叠堆200可基本上阻挡第二光1004。具体地,光控膜150可基本上吸收第二光1004。因此,离轴观察者V2可能无法观察包括光学叠堆200的显示器的内容。
光学叠堆200可朝向离轴观察者V2反射第三光1006的至少第一部分作为第三反射光1012,并且远离离轴观察者V2透射第三光1006的至少第二部分作为第三透射光1014。具体地,光学膜202可反射第三光1006的第一部分作为第三反射光1012。此外,光学膜202可透射第三光1006的至少第二部分作为第三透射光1014。在一些情况下,第三光1006对应于环境光,诸如阳光。第三反射光1012可基本上包括可见光波长范围内的波长,例如绿光、红光等。第三透射光1014可基本上包括UV波长和低蓝光波长。因此,光学叠堆200可保护离轴观察者V2免受可能存在于第三光1006中的UV波长和低蓝光波长的影响。此外,离轴观察者V2可感知到设计波长范围内的可见光。
除非另有说明,否则在说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字应理解为由术语“约”修饰。因此,除非有相反的说明,否则在上述说明书和所附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的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。
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 (10)

1.一种光学叠堆,包括:
光控膜,所述光控膜包括通过一个或多个可见光吸收区域彼此分开的多个可见光透射区域;以及
光学膜,所述光学膜设置在所述光控膜上并且包括:多个微层,所述多个微层具有介于约0.25至约0.35之间或约0.65至约0.75之间的F比率;初级反射带,所述初级反射带具有介于约600纳米(nm)和约700nm之间的第一带边缘;以及次级反射带,所述次级反射带具有介于约350nm和约460nm之间的第二带边缘,其中对于相互正交的第一偏振态和第二偏振态中的每一者,所述多个微层跨所述初级反射带的半峰全宽(FWHM)具有大于约80%的平均光学反射率。
2.根据权利要求1所述的光学叠堆,其中所述光学膜还包括位于所述初级反射带和所述次级反射带之间的透射带,所述透射带包括所述第一带边缘、所述第二带边缘以及从第一低波长延伸到大于所述第一低波长的第一高波长的FWHM,其中所述第一低波长设置在约420nm至约460nm的第一波长范围内,并且其中所述第一高波长设置在约620nm至约660nm的第二波长范围内。
3.根据权利要求2所述的光学叠堆,其中所述多个微层对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者跨所述透射带的所述FWHM具有约80%的平均光学透射率,其中对于基本上垂直入射的光以及对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者,所述多个微层对于比所述透射带的所述FWHM的所述第一低波长小的至少一个波长反射所述光的至少约60%,其中所述初级反射带的所述FWHM从第二低波长延伸到大于所述第二低波长的第二高波长,其中所述第二低波长设置在约620nm至约660nm的所述第二波长范围内,并且其中所述第二高波长设置在约830nm至约880nm的第三波长范围内,并且其中对于基本上垂直入射的光以及对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者,所述多个微层对于比所述初级反射带的所述FWHM的所述第二低波长小并且比所述透射带的所述FWHM的所述第一低波长大的至少一个波长透射所述光的至少约60%,其中所述初级反射带的所述FWHM具有至少约150nm的反射带宽。
4.一种光学叠堆,包括:
光控膜,所述光控膜包括第一主表面、与所述第一主表面相背的第二主表面以及设置在所述第一主表面和所述第二主表面之间的多个交替的可见光透射区域和可见光吸收区域,其中所述光控膜具有小于约60度的视角;以及
光学膜,所述光学膜设置在所述光控膜的所述第一主表面上,所述光学膜包括透射带,所述透射带包括第一带边缘、第二带边缘以及从第一低波长延伸到大于所述第一低波长的第一高波长的半峰全宽(FWHM),其中所述第一低波长设置在约420nm至约460nm的第一波长范围内,并且其中所述第一高波长设置在约620nm至约660nm的第二波长范围内,使得:
对于基本上垂直入射的第一光以及对于至少一种偏振态,所述光学膜对于所述透射带的所述FWHM内的至少一个第一波长透射所述第一光的至少约60%;
对于基本上垂直入射的所述第一光以及对于所述至少一种偏振态,所述光学膜对于比所述透射带的所述至少一个第一波长小的至少一个第二波长反射所述第一光的至少约60%;
对于以相对于所述光学膜的主表面的法线大于所述视角的约一半的倾斜角入射的第二光以及对于所述至少一种偏振态,所述光学膜对于所述至少一个第一波长透射所述第二光的至少约60%;并且
对于以相对于所述光学膜的所述主表面的所述法线大于所述视角的约一半的所述倾斜角入射的所述第二光以及对于所述至少一种偏振态,所述光学膜对于所述至少一个第二波长透射所述第二光的至少约60%。
5.根据权利要求4所述的光学叠堆,其中所述光学膜还包括与所述透射带相邻的反射带,所述反射带包括所述第一带边缘、第三带边缘以及从第二低波长延伸到大于所述第二低波长的第二高波长的FWHM,其中所述第二低波长设置在约620nm至约660nm的所述第二波长范围内,使得:
对于基本上垂直入射的所述第一光以及对于所述至少一种偏振态,所述光学膜对于所述反射带的所述FWHM内的至少一个第三波长反射所述第一光的至少约60%;
对于基本上垂直入射的所述第一光以及对于所述至少一种偏振态,所述光学膜对于小于所述第二低波长并且大于所述至少一个第一波长的至少一个第四波长透射所述第一光的至少约60%;
对于以相对于所述光学膜的所述主表面的所述法线大于所述视角的约一半的所述倾斜角入射的所述第二光以及对于所述至少一种偏振态,所述光学膜对于所述至少一个第三波长反射所述第二光的至少约60%;并且
对于以相对于所述光学膜的所述主表面的所述法线大于所述视角的约一半的所述倾斜角入射的所述第二光以及对于所述至少一种偏振态,所述光学膜对于所述至少一个第四波长反射所述第二光的至少约60%。
6.根据权利要求5所述的光学叠堆,其中所述第二高波长设置在约830nm至约880nm的第三波长范围内,使得:
对于基本上垂直入射的所述第一光以及对于所述至少一种偏振态,所述光学膜对于大于所述第二高波长的至少一个第五波长透射所述第一光的至少约60%;并且
对于以相对于所述光学膜的所述主表面的所述法线大于所述视角的约一半的所述倾斜角入射的所述第二光以及对于所述至少一种偏振态,所述光学膜对于所述至少一个第五波长透射所述第二光的至少约60%。
7.根据权利要求4所述的光学叠堆,其中所述至少一个第一波长比所述第一低波长大了所述透射带的所述FWHM的至多约70%,其中所述至少一个第二波长比所述第一低波长小了所述透射带的所述FWHM的至多约40%,其中所述至少一个第三波长比所述第二低波长大了所述反射带的所述FWHM的至多约50%,并且其中所述至少一个第四波长比所述第二低波长小了所述反射带的所述FWHM的至多约60%。
8.一种光学膜,包括:
分组,所述分组包括总计至少50层的多个微层,所述微层中的每个微层具有小于约350nm的平均厚度,所述分组包括透射带,所述透射带包括第一带边缘、第二带边缘以及从第一低波长延伸到大于所述第一低波长的第一高波长的半峰全宽(FWHM),其中所述第一低波长设置在约420nm至约460nm的第一波长范围内,并且其中所述第一高波长设置在约620nm至约660nm的第二波长范围内,使得:
对于基本上垂直入射的第一光以及对于至少一种偏振态,所述分组对于所述透射带的所述FWHM内的至少一个第一波长透射所述第一光的至少约60%;
对于基本上垂直入射的所述第一光以及对于所述至少一种偏振态,所述分组对于比所述透射带的所述至少一个第一波长小的至少一个第二波长反射所述第一光的至少约60%;
对于以相对于所述光学膜的主表面的法线大于约30度的倾斜角入射的第二光以及对于所述至少一种偏振态,所述分组对于所述至少一个第一波长透射所述第二光的至少约60%;并且
对于以相对于所述光学膜的所述主表面的所述法线大于约30度的所述倾斜角入射的所述第二光以及对于所述至少一种偏振态,所述分组对于所述至少一个第二波长透射所述第二光的至少约60%。
9.根据权利要求8所述的光学膜,其中所述分组还包括与所述透射带相邻的反射带,所述反射带包括所述第一带边缘、第三带边缘以及从第二低波长延伸到大于所述第二低波长的第二高波长的FWHM,其中所述第二低波长设置在约620nm至约660nm的所述第二波长范围内,使得:
对于基本上垂直入射的所述第一光以及对于所述至少一种偏振态,所述分组对于所述反射带的所述FWHM内的至少一个第三波长反射所述第一光的至少约60%;
对于基本上垂直入射的所述第一光以及对于所述至少一种偏振态,所述分组对于小于所述第二低波长并且大于所述至少一个第一波长的至少一个第四波长透射所述第一光的至少约60%;
对于以相对于所述光学膜的所述主表面的所述法线大于约30度的所述倾斜角入射的所述第二光以及对于所述至少一种偏振态,所述分组对于所述至少一个第三波长反射所述第二光的至少约60%;并且
对于以相对于所述光学膜的所述主表面的所述法线大于约30度的所述倾斜角入射的所述第二光以及对于所述至少一种偏振态,所述分组对于所述至少一个第四波长反射所述第二光的至少约60%。
10.根据权利要求9所述的光学膜,其中所述第二高波长设置在约830nm至约880nm的第三波长范围内,使得:
对于基本上垂直入射的所述第一光以及对于所述至少一种偏振态,所述分组对于大于所述第二高波长的至少一个第五波长透射所述第一光的至少约60%;并且
对于以相对于所述光学膜的所述主表面的所述法线大于约30度的所述倾斜角入射的所述第二光以及对于所述至少一种偏振态,所述分组对于所述至少一个第五波长透射所述第二光的至少约60%,其中所述反射带的所述FWHM具有至少约150nm的反射带宽,并且其中所述透射带的所述FWHM具有至少约150nm的透射带宽。
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