TW201821260A - 光學堆疊 - Google Patents

光學堆疊 Download PDF

Info

Publication number
TW201821260A
TW201821260A TW106123133A TW106123133A TW201821260A TW 201821260 A TW201821260 A TW 201821260A TW 106123133 A TW106123133 A TW 106123133A TW 106123133 A TW106123133 A TW 106123133A TW 201821260 A TW201821260 A TW 201821260A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
frequency band
reflection
optical
edge
blocking
Prior art date
Application number
TW106123133A
Other languages
English (en)
Inventor
強 艾倫 惠特立
堵光磊
吉列 強-巴提斯 畢諾
羅夫 維納 畢爾納斯
克里斯多夫 艾倫 麥勞夫林
丹尼爾 馬丁 哲匹斯基
Original Assignee
3M新設資產公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M新設資產公司 filed Critical 3M新設資產公司
Publication of TW201821260A publication Critical patent/TW201821260A/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • G02B5/285Interference filters comprising deposited thin solid films
    • G02B5/287Interference filters comprising deposited thin solid films comprising at least one layer of organic material
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0816Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • G02B5/0825Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only
    • G02B5/0841Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only comprising organic materials, e.g. polymers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/26Reflecting filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • G02B5/285Interference filters comprising deposited thin solid films
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • G02B5/3041Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
    • G02B5/305Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks including organic materials, e.g. polymeric layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00Coating on the layer surface
    • B32B2255/26Polymeric coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/412Transparent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2551/00Optical elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/06Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the phase of light
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0816Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0816Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • G02B5/0825Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

描述一種光學堆疊,其包括一經定向聚合多層光學膜及一非雙折射光學濾光器。該經定向聚合多層光學膜具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶,且該非雙折射光學濾光器具有一第一阻隔頻帶。在一些情況中,該第一阻隔頻帶含有該第一頻帶邊緣,且該第一阻隔頻帶提供在該光學堆疊之一整體阻隔頻帶之一頻帶邊緣之一變化降低。

Description

光學堆疊
可利用光學濾光器以選擇性地透射不同波長或不同偏光之光。光學濾光器實用於多種光學系統,諸如偵測器系統。
在本說明書之一些態樣中,提供一種光學堆疊,其包括一經定向聚合多層光學膜及一第一非雙折射光學濾光器,該第一非雙折射光學濾光器設置成相鄰於該多層光學膜。該經定向聚合多層光學膜具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶,該第一頻帶邊緣具有跨該多層光學膜之一長度或一寬度的一變化。在法線入射,該第一頻帶邊緣具有一設計波長λ及相關於該設計波長之一特性偏差△。該第一非雙折射光學濾光器具有一第一阻隔頻帶,在法線入射,該第一阻隔頻帶包含在λ-△/2與λ+△/2之間之波長。在法線入射,該第一反射頻帶包括具有至少△之一寬度之一波長範圍,該波長範圍在該第一阻隔頻帶之外。
在本說明書之一些態樣中,提供一種光學堆疊,其包括一經定向聚合多層光學膜及一第一非雙折射光學濾光器,該第一非雙 折射光學濾光器設置成相鄰於該多層光學膜。該經定向聚合多層光學膜具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶,在法線入射,該第一頻帶邊緣在一非所欲頻帶邊緣波長;該第一非雙折射光學濾光器具有一第一阻隔頻帶,在法線入射,該第一阻隔頻帶包含該非所欲頻帶邊緣波長且具有在一第一所欲頻帶邊緣波長之一第二頻帶邊緣。
在本說明書之一些態樣中,提供一種光學堆疊,其包括一經定向聚合多層光學膜及一第一非雙折射光學濾光器,該第一非雙折射光學濾光器設置成相鄰於該多層光學膜。該經定向聚合多層光學膜具有一第一反射頻帶,該第一反射頻帶在法線入射具有一第一頻帶寬度,且具有一第一頻帶邊緣,該第一頻帶邊緣具有介於法線入射與一60度之入射角之間之一第一偏移。該第一非雙折射光學濾光器具有一第一阻隔頻帶,該第一阻隔頻帶在法線入射具有一第二頻帶寬度,且具有一第二頻帶邊緣,該第二頻帶邊緣具有介於法線入射與一60度之入射角之間之一第二偏移。該第一偏移不同於該第二偏移。
在本說明書之一些態樣中,提供一種包括該光學堆疊之光學系統。該光學系統包括與該光學堆疊光學通訊的一光源及一感測器之一或兩者。
在本說明書之一些態樣中,提供一種光學系統,其包括:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶;及一光源,其與該經定向聚合多層光學膜光學通訊。該光源經組態以產生一輸出頻帶之光。在一些情況中,在法線入射,該第一反射頻帶重疊該輸出頻帶,但是在一傾斜入射角,該第一反射頻帶 不重疊該輸出頻帶。在一些情況中,在一傾斜入射角,該第一反射頻帶重疊該輸出頻帶,但是在法線入射,該第一反射頻帶不重疊該輸出頻帶。
在本說明書之一些態樣中,提供一種光學系統,其包括:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶;及一感測器,其與該經定向聚合多層光學膜光學通訊。該感測器經組態以接收一輸入頻帶之光。在一些情況中,在法線入射,該第一反射頻帶重疊該輸入頻帶,但是在一傾斜入射角,該第一反射頻帶不重疊該輸入頻帶。在一些情況中,在一傾斜入射角,該第一反射頻帶重疊該輸入頻帶,但是在法線入射,該第一反射頻帶不重疊該輸入頻帶。
在本說明書之一些態樣中,提供一種修改一經定向聚合多層光學膜之一第一反射頻帶之方法。該方法包括下列步驟:提供具有該第一反射頻帶之該經定向聚合多層光學膜,在法線入射,該第一反射頻帶具有在一第一波長之一頻帶邊緣;判定一所欲法線入射頻帶邊緣波長;選擇具有一第一阻隔頻帶之一非雙折射光學濾光器,在法線入射,該第一阻隔頻帶具有該所欲法線入射頻帶邊緣波長且包括該第一波長;及定位該非雙折射反射器成與該經定向聚合多層光學膜光學通訊。
100‧‧‧光學堆疊
100b‧‧‧光學堆疊
100c‧‧‧光學堆疊
100d‧‧‧光學堆疊
110‧‧‧第一層
110b‧‧‧第一層
110c‧‧‧第一層
110d‧‧‧第一層
114‧‧‧第二層
114b‧‧‧第二層
114c‧‧‧第二層
114d‧‧‧第二層
116c‧‧‧第三層
140‧‧‧光
142‧‧‧光
200‧‧‧光學堆疊
210‧‧‧第一層
214‧‧‧第二層
218‧‧‧孔或不連續性
352‧‧‧第一反射頻帶;頻帶
354‧‧‧第一頻帶邊緣
356‧‧‧第二頻帶邊緣
358‧‧‧波長範圍
362‧‧‧第一阻隔頻帶
362a‧‧‧第一阻隔頻帶;頻帶
362b‧‧‧第二阻隔頻帶;頻帶
364‧‧‧第二頻帶邊緣
364a‧‧‧第一頻帶邊緣
364d‧‧‧第一頻帶邊緣
366‧‧‧第一頻帶邊緣
366b‧‧‧第二頻帶邊緣
366d‧‧‧第二頻帶邊緣
367‧‧‧阻隔頻帶
368‧‧‧第三頻帶寬度
452‧‧‧第一反射頻帶
452b‧‧‧第一反射頻帶
452c‧‧‧第一反射頻帶
454‧‧‧第一頻帶邊緣
454b‧‧‧第一頻帶邊緣
454c‧‧‧第一頻帶邊緣
456‧‧‧第二頻帶邊緣
456b‧‧‧第二頻帶邊緣
456c‧‧‧第二頻帶邊緣
462‧‧‧第一阻隔頻帶;阻隔頻帶
462b‧‧‧第一阻隔頻帶
462c‧‧‧第一阻隔頻帶
464‧‧‧第一頻帶邊緣
464b‧‧‧第一頻帶邊緣
464c‧‧‧第一頻帶邊緣
466‧‧‧第二頻帶邊緣
466b‧‧‧第二頻帶邊緣
466c‧‧‧第二頻帶邊緣
552‧‧‧第一反射頻帶
562a‧‧‧第一阻隔頻帶
562b‧‧‧第二阻隔頻帶
652‧‧‧第一反射頻帶
662‧‧‧第一阻隔頻帶
752‧‧‧第一反射頻帶
762‧‧‧第一阻隔頻帶
850‧‧‧曲線
869‧‧‧頻帶
913‧‧‧濾光器
957‧‧‧第一層
959‧‧‧第二層
1000a‧‧‧光學濾光器
1000b‧‧‧光學濾光器
1001a‧‧‧光學系統
1001b‧‧‧光學系統
1001c‧‧‧光學系統
1022‧‧‧光源
1024‧‧‧感測器
1030‧‧‧標誌
1032‧‧‧反射器
1034‧‧‧層
1040a‧‧‧光射線
1040b‧‧‧光射線
1860‧‧‧通頻帶
1882‧‧‧曲線;光譜
1884‧‧‧曲線;光譜
B‧‧‧基線值
C1‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
C3‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
C8‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
C11‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
C17‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
C24‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
H‧‧‧中間值
L1‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
L2‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
L3‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
L8‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
L11‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
L17‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
L24‧‧‧曲線標誌;橫幅位置
P‧‧‧峰值
p1‧‧‧點;短波長頻帶邊緣λa
p2‧‧‧點;長波長頻帶邊緣λb
p3‧‧‧點;峰波長
λ1‧‧‧設計或標稱波長;波長;第一波長;非所欲頻帶邊緣波長
λ'1‧‧‧波長
λ"1‧‧‧波長
λ2‧‧‧設計或標稱波長;波長
λ'2‧‧‧波長
λ"2‧‧‧波長
λ3‧‧‧第一所欲頻帶邊緣波長;所欲法線入射頻帶邊緣波長;波長
λ'3‧‧‧波長
λ"3‧‧‧波長
λ4‧‧‧波長
λ'4‧‧‧波長
λ"4‧‧‧波長
λa‧‧‧短波長頻帶邊緣
λb‧‧‧長波長頻帶邊緣
1‧‧‧特性偏差
2‧‧‧特性偏差
圖1A至圖1D係光學堆疊的示意剖面圖; 圖2係具有一空間變異層之一光學堆疊的示意剖面圖;圖3A係依法線入射穿過一經定向聚合多層光學膜之透光率依據波長而變化的標繪圖;圖3B係依法線入射穿過圖3A之經定向聚合多層光學膜及穿過一非雙折射光學濾光器之透光率依據波長而變化的標繪圖;圖3C係依法線入射穿過圖3A之經定向聚合多層光學膜及穿過一或兩個非雙折射光學濾光器之透光率依據波長而變化的標繪圖;圖3D係在法線入射、一光學堆疊之一整體阻隔頻帶的示意圖解;圖4A至圖7B係針對光學堆疊之反射頻帶及吸收頻帶、透光率依據波長而變化的標繪圖;圖8係繪示半高全寬之概念的圖表;圖9係一光學濾光器的示意剖面圖;圖10A至圖10C係光學系統的示意圖解;及圖11至圖18係針對光學濾光器、透光百分率相對於波長的標繪圖。
以下說明係參照所附圖式進行,該等圖式構成本文一部分且在其中係以圖解說明方式展示各種實施例。圖式非必然按比例繪製。要理解的是,其他實施例係經設想並可加以實現而不偏離本揭露的範疇或精神。因此,以下之詳細敘述並非作為限定之用。
經定向聚合多層光學膜實用於各式各樣應用,諸如在背光系統中之反射偏光器或鏡及在偵測器系統中之光學濾光器。此等膜可經設計以取決於意欲應用具有在各式各樣波長範圍中之反射頻帶。
具有一反射頻帶之經定向聚合多層光學膜經常展現在反射頻帶之頻帶邊緣之一或兩者的變化。在一些應用中,此變化可係不良的。根據本說明書,經發現,與單獨經定向聚合多層光學膜相比較,利用一種包括一經定向(且因此雙折射)聚合多層光學膜及一非雙折射光學濾光器兩者之光學堆疊可提供一實質上減小(例如,減小至少60%、或減小至少70%、或減小至少80%)頻帶邊緣變化,同時提供一寬阻隔頻帶(例如,一反射頻帶),而單獨運用一非雙折射光學濾光器無法易於獲得寬阻隔頻帶。
該經定向聚合多層光學膜及該非雙折射光學濾光器之組合導致該光學堆疊之一整體阻隔頻帶。該經定向聚合多層光學膜一般係用於兩個正交偏振狀態之一或兩者的一反射器。該非雙折射光學濾光器具有可係一反射頻帶(例如,利用具有不同折射率之交替非雙折射層)或一吸收頻帶(例如,利用吸收一所欲波長範圍之染料或顏料)的一阻隔頻帶。在一些實施例中,該非雙折射光學濾光器係反射性,及該整體阻隔頻帶係一反射頻帶,及在一些實施例中,該非雙折射光學濾光器係吸收性,及該整體阻隔頻帶在一些波長係吸收性及在其他波長係反射性。
在一些實施例中,本說明書之光學堆疊具有具有隨入射角之一設計偏移的一整體阻隔頻帶。此光學堆疊可建立用於某些波長 之一角度選擇元件,可使用該角度選擇元件以提供用於一感測器之一角度限制接收區,以舉例而言提供用於一光源之一有限發射角,或提供用於一標誌之一有限視角。
本說明書之光學堆疊進一步提供產生一客製化阻隔頻帶之一方式,而不會引起生產一自訂設計之經定向聚合多層光學膜之費用。該(或該等)非雙折射濾光器可經選擇以具有重疊一經定向聚合多層光學膜之一反射頻帶之一頻帶邊緣(或頻帶邊緣兩者)且延伸至一所欲頻帶邊緣中的一阻隔頻帶,以提供一客製化阻隔頻帶。
圖1A係包括第一層110及第二層114之光學堆疊100的示意剖面圖。第一層110及第二層114之一者係一經定向聚合多層光學膜,及第一層110及第二層114之另一者係一非雙折射光學濾光器。光140依法線入射而入射在第一層110及第二層114上,而光142依α之一傾斜入射角(介於光射線與對第一層110之法向向量之間之角度)而入射在第一層110上。光140或142可首先透射穿過該經定向聚合多層光學膜且接著穿過該非雙折射光學濾光器,或光140或142可首先透射穿過該非雙折射光學濾光器且接著穿過該經定向聚合多層光學膜。第一層110及第二層114可經設置而彼此緊鄰,如在圖1A所繪示,或一氣隙或一中間層可設置在該第一層與該第二層之間,分別如在圖1B及圖1C所繪示。
干涉濾光器之一反射頻帶或一阻隔頻帶之一頻帶邊緣之波長一般取決於入射角α且一般隨著入射角增加而偏移至較低波長。入射角(Incidence angle或angle of incidence)係指介於入射光射線 與對光射線所入射之表面的法線之間的角度(例如,光142之傾斜入射角α)。法線入射係指一零入射角。反射頻帶或阻隔頻帶之性質(諸如頻帶邊緣波長)可依法線入射或依一傾斜入射角予以指定。在比較反射頻帶或阻隔頻帶對在法線入射的相對應之頻帶的偏移時使用的傾斜入射角可經選擇為舉例而言45度或60度。
該經定向聚合多層光學膜可係舉例而言一鏡膜或一反射偏光器膜。該經定向聚合多層光學膜具有一第一反射頻帶(其具有一第一頻帶邊緣(例如,左頻帶邊緣))且亦可具有一第二頻帶邊緣(例如,右頻帶邊緣)。該經定向聚合多層光學膜亦可具有一第二反射頻帶(例如,該第一反射頻帶之一較高階諧波)。在一些實施例中,該經定向聚合多層光學膜係一梳形濾光器,其具有含有在反射頻帶之間之通頻帶的複數個反射頻帶。可使用本文其他處所描述之技術之任一者來製作該經定向聚合多層光學膜及該非雙折射光學濾光器。
該非雙折射光學濾光器可係其中(多個)光學作用層具有各向同性折射率的任何濾光器。實例包括干涉濾光器具有不同各向同性折射率之複數個交替層(如本文其他處進一步所描述),且包括含有各向同性複合折射率的具有一吸收層(例如,染料或顏料層)之濾光器。各向同性染料或顏料可視為一非雙折射光學濾光器,即使該等染料或顏料設置在一經定向基材上或中。在一碘液染色聚乙烯醇吸收偏光器中的非各向同性染料或顏料(諸如碘層)不係如本文所使用之非雙折射光學濾光器,此係因為碘分子經定向且提供在x方向及y方向不同的一雙折射複合折射率(參照圖1A之x-y-z座標系統)。
可基於意欲應用來選擇反射頻帶及阻隔頻帶之波長範圍。在一些實施例中,在法線入射,頻帶邊緣之一者或全部位於300nm、或400nm至2500nm、或2000nm、或1200nm、或900nm、或700nm之範圍中。
圖1B係包括第一層110b及第二層114b之光學堆疊100b的示意剖面圖,第一層110b與第二層114b之間有一氣隙。第一層110b及第二層114b之一者係一經定向聚合多層光學膜,及第一層110b及第二層114b之另一者係一第一非雙折射光學濾光器。
圖1C係包括第一層110c、第二層114c及第三層116c之光學堆疊100c的示意剖面圖。第一層110c、第二層114c及第三層116c之一者係一經定向聚合多層光學膜,及第一層110c、第二層114c及第三層116c之一不同者係一第一非雙折射光學濾光器。其餘層可係舉例而言一黏著劑層,及/或可係一第二非雙折射光學濾光器(例如,一染料黏著劑層)。在一些實施例中,第一層110c係一經定向聚合多層光學膜,第二層114c係一第一非雙折射光學濾光器,及第三層116c係一中間層。在一些實施例中,該中間層係一黏著劑層,及在一些實施例中,該中間層包括一或多種染料或顏料,其可包括一或多種偏光染料或顏料。在一些實施例中,該中間層係一經定向聚合層,諸如經定向聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
圖1D係包括第一層110d及第二層114d之光學堆疊100d的示意剖面圖。第一層110d及第二層114d之一者係一經定向聚合多層光學膜,及第一層110d及第二層114d之另一者係一第一非雙 折射光學濾光器。光學堆疊100d相對於一個軸(x軸)彎曲或相對於兩個正交軸(x軸及y軸)彎曲。可使用一熱成型程序或一模內成型程序形成光學堆疊100d。在一些實施例中,第一層110d及第二層114d形成為分開之層,該等層後續形成(例如,熱成型)為在圖1D所繪示的彎曲形狀。在一些實施例中,使用一模內程序,其中該經定向聚合多層光學膜經製備且置放至一模具中,及含一波長選擇染料或顏料之一材料注入至該模具中,以形成該非雙折射光學濾光器。額外層可形成於該經定向聚合多層光學膜與該非雙折射光學濾光器之間。在一些實施例中,該模內成型導致一經定向聚合多層光學膜相對於一個軸彎曲(例如,相對於兩個正交軸彎曲)。在其他實施例中,該模內成型導致一平坦經定向聚合多層光學膜。
圖2係包括第一層210及第二層214之光學堆疊200的示意剖面圖。第一層210及第二層214之一者係一經定向聚合多層光學膜,及第一層210及第二層214之另一者係一非雙折射光學濾光器。第一層210係空間變異的且包括孔或不連續性218。在一些實施例中,第一層210係一經定向聚合多層光學膜,及孔或不連續性218係穿過該經定向聚合多層光學膜的孔,可藉由舉例而言模切來形成孔。在一些實施例中,第一層210係一非雙折射光學濾光器,及孔或不連續性218係不連續性,可藉由在沉積該非雙折射光學濾光器時使用一遮罩來形成不連續性。舉例而言,可藉由沉積一吸收材料或沉積交替層之一反射堆疊於一基材上或直接沉積於該經定向聚合多層光學膜上,來形成該非雙折射光學濾光器。可透過一遮罩進行該沉積而導致在一圖 案化非雙折射光學濾光器。該沉積可舉例而言包括印刷或噴塗一吸收材料,或濺鍍或氣相沉積交替層之一反射堆疊。在一些實施例中,第一層210係一非雙折射光學濾光器,其跨該非雙折射光學濾光器之一長度或一寬度不連續。
在一些實施例中,一種光學堆疊包括:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一反射頻帶,該第一頻帶邊緣具有跨該多層光學膜之一長度或一寬度的一變化;及一第一非雙折射光學濾光器,其具有一阻隔頻帶且設置成相鄰於該多層光學膜。圖3A至圖3D示意繪示此反射頻帶及阻隔頻帶。
圖3A係依法線入射穿過一經定向聚合多層光學膜之透光率依據波長而變化的標繪圖,且提供該經定向聚合多層光學膜之一第一反射頻帶352的示意圖解。第一反射頻帶352展現跨該多層光學膜之一長度或一寬度的一變化(舉例而言,參照在圖1A至圖2所繪示之x-y-z座標系統,該膜之該長度可係沿y方向之尺寸,及該膜之該寬度可係沿x方向之尺寸),在圖中藉由虛線來指示此變化。第一反射頻帶352具有第一頻帶邊緣354及第二頻帶邊緣356,第一頻帶邊緣354及第二頻帶邊緣356分別具有設計或標稱波長λ1及λ2,及分別相對於設計波長之特性偏差△1及△2。除非不同地指明,否則特性偏差△1及△2分別意指該第一頻帶邊緣波長及該第二頻帶邊緣波長分別相對於設計或標稱波長之標準偏差λ1及λ2
圖3B係依法線入射穿過圖3A之經定向聚合多層光學膜及穿過一非雙折射光學濾光器之透光率依據波長而變化的標繪圖,且 提供該非雙折射光學濾光器之一第一阻隔頻帶362的示意圖解。第一阻隔頻帶362(其可係一吸收頻帶或一反射頻帶)分別具有第一頻帶邊緣366及第二頻帶邊緣364。第一頻帶邊緣364係在低於λ1-△1/2之一波長,及第二頻帶邊緣366係在高於λ1+△1/2之一波長。第一反射頻帶352包括具有至少△1之一寬度之一波長範圍358,波長範圍358在第一阻隔頻帶362之外。在圖3B中所識別之波長範圍358自第二頻帶邊緣366延伸至設計或標稱波長λ2
圖3C係依法線入射穿過圖3A之經定向聚合多層光學膜及穿過一或兩個非雙折射光學濾光器之透光率依據波長而變化的標繪圖,且提供該一或兩個非雙折射光學濾光器之第一阻隔頻帶362a及第二阻隔頻帶362b的示意圖解。在一些實施例中,搭配提供第一阻隔頻帶362a之一個濾光器及用以提供第二阻隔頻帶362b之其他濾光器來使用兩個分開非雙折射光學濾光器。在一些實施例中,在該光學堆疊中包括多於兩個非雙折射光學濾光器。舉例而言,在一些應用中,希望阻隔在頻帶352、362a及362b之任一者之範圍之外的一或多個波長範圍的光。在一些實施例中,使用具有兩個或更多個阻隔頻帶之一單一非雙折射光學濾光器,以提供第一阻隔頻帶362a及第二阻隔頻帶362b兩者。舉例而言,第一阻隔頻帶362a及第二阻隔頻帶362b可係由交替之非雙折射第一層及第二層所提供的不同階諧波之反射頻帶。舉例而言,第二阻隔頻帶362b可係一主反射頻帶,及第一阻隔頻帶362a可係第二阻隔頻帶362b之一第二階諧波。
圖3D係由第一反射頻帶352及在圖3C所繪示之第一阻隔頻帶362a與第二阻隔頻帶362b之組合所提供的一整體阻隔頻帶367的示意圖解。在一些實施例中,該光學濾光器包括第一阻隔頻帶362a及第二阻隔頻帶362b之一者,而非兩者。在一些實施例中,該第一非雙折射光學濾光器係一非雙折射反射器,及整體阻隔頻帶367係一整體反射頻帶。整體阻隔頻帶367在法線入射具有一第三頻帶寬度368,在法線入射,第三頻帶寬度368大於第一反射頻帶352之第一頻帶寬度(λ21)。在一些實施例中,整體阻隔頻帶367在法線入射具有一第三頻帶寬度368,在法線入射,第三頻帶寬度368比第一反射頻帶352之第一頻帶寬度(λ21)大至少1.3倍或至少1.5倍。整體阻隔頻帶367具有主要由第一阻隔頻帶362a之第一頻帶邊緣364a及第二阻隔頻帶362b之第二頻帶邊緣366b所建置的第一頻帶邊緣364d及第二頻帶邊緣366d。如本文其他處進一步所述,在一些實施例中,第一頻帶邊緣364d及第二頻帶邊緣366d之一或兩者具有在法線入射與一傾斜入射角(例如,45度或60度)之間之一偏移,該偏移等於第一頻帶邊緣364a或第二頻帶邊緣366b的相對應之偏移。第一頻帶邊緣364d及第二頻帶邊緣366d之一或兩者的法線入射與傾斜入射角之間之偏移可不同於第一反射頻帶352之第一頻帶邊緣354及第二頻帶邊緣356一相對應之偏移。
在一些實施例中,一種光學堆疊包括一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣(例如,頻帶邊緣354或頻帶邊緣356)之一第一反射頻帶(例如,反射頻帶352),該第一頻帶邊緣 具有跨該多層光學膜之一長度或一寬度的一變化;及一第一非雙折射光學濾光器,其設置成相鄰於該多層光學膜。在法線入射,該第一頻帶邊緣具有一設計波長λ(例如,在圖3A所描繪之波長λ1或λ2)及關於該設計波長之一特性偏差△(例如,在圖3A所描繪之波長△1或△2)。該第一非雙折射光學濾光器具有一第一阻隔頻帶(例如,在圖3B所描繪之阻隔頻帶362或在圖3C所描繪之阻隔頻帶362b),在法線入射,該第一阻隔頻帶包括在λ-△/2與λ+△/2之間之波長。在法線入射,該第一反射頻帶包括具有至少△之一寬度(例如,在圖3B所描繪之波長範圍358之寬度)之一波長範圍,該波長範圍在該第一阻隔頻帶之外。
圖4A係在法線入射,一經定向聚合多層光學膜之一第一反射頻帶452及一非雙折射光學濾光器之一第一阻隔頻帶462的示意圖解。第一反射頻帶452在法線入射具有分別在λ1及λ2波長之第一頻帶邊緣454及第二頻帶邊緣456,及該第一阻隔頻帶在法線入射具有分別在λ3及λ4波長之第一頻帶邊緣464及第二頻帶邊緣466。
在一些情況中,頻帶邊緣454係在一非所欲波長,及利用阻隔頻帶462以延伸由光學堆疊阻隔之波長至相對應於第一頻帶邊緣464的一所欲頻帶邊緣波長。在一些實施例中,一種光學堆疊包括一經定向聚合多層光學膜(例如,第一層110)及相鄰於該多層光學膜之一第一非雙折射光學濾光器(例如,第二層114)。該經定向聚合多層光學膜具有:含有一第一頻帶邊緣454之一第一反射頻帶452,在法線入射,第一頻帶邊緣454在一非所欲頻帶邊緣波長λ1;該第一 非雙折射光學濾光器具有一第一阻隔頻帶462,在法線入射,第一阻隔頻帶462包含非所欲頻帶邊緣波長λ1且具有在一第一所欲頻帶邊緣波長λ3之一第二頻帶邊緣466。
在一些實施例中,提供一種修改一經定向聚合多層光學膜之一第一反射頻帶之方法。該方法包括下列步驟:提供具有第一反射頻帶452之該經定向聚合多層光學膜(例如,第一層110),在法線入射,第一反射頻帶452具有在一第一波長λ1之一頻帶邊緣454;判定一所欲法線入射頻帶邊緣波長λ3;選擇具有一第一阻隔頻帶462之一非雙折射光學濾光器(例如,第二層114),在法線入射,第一阻隔頻帶462具有所欲法線入射頻帶邊緣波長λ3且包括第一波長λ1;及定位該非雙折射反射器成與該經定向聚合多層光學膜光學通訊。如應用於兩個物件的用語「光學通訊」意指可使用光學方法(舉例而言,反射、繞射、折射)使光自一物件直接或間接透射至另一物件。
反射頻帶及阻隔頻帶之頻帶邊緣之偏移取決於光學堆疊之建構(例如,取決於該非雙折射光學濾光器中使用之折射率,如本文其他處進一步所描述)。圖4B及圖4C展示用於提供在圖4A所繪示之法線入射反射頻帶及阻隔頻帶的兩個不同實施例,在一傾斜入射角的反射頻帶及阻隔頻帶。
圖4B係在一傾斜入射角的一第一反射頻帶452b(相對應於第一反射頻帶452)及一第一阻隔頻帶462b(相對應於第一阻隔頻帶462)的示意圖解。第一反射頻帶452b之第一頻帶邊緣454b及第二頻帶邊緣456b已分別自λ1及λ2波長偏移至λ'1及λ'2波長,及第 一阻隔頻帶462b之第一頻帶邊緣464b及第二頻帶邊緣466b已分別自λ3及λ4波長偏移至λ'3及λ'4波長。自λi至λ'i之偏移(即,λi與λ'i之絕對差值)(任何i係自1至4)可與任何其他偏移相同或不同(例如,該等偏移可相差至少1.3倍或至少1.5倍)。
圖4C係在其中光學堆疊在法線入射具有反射頻帶452及阻隔頻帶462(分別繪示在圖4A中)的一實施例中在一傾斜入射角的一第一反射頻帶452c(相對應於第一反射頻帶452)及一第一阻隔頻帶462c(相對應於第一阻隔頻帶462)的示意圖解,但是具有不同於圖4B之實施例的偏移。第一反射頻帶452c之第一頻帶邊緣454c及第二頻帶邊緣456c已分別自λ1及λ2波長偏移至λ"1及λ"2波長,及第一阻隔頻帶462c之第一頻帶邊緣464c及第二頻帶邊緣466c已分別自λ3及λ4波長偏移至λ"3及λ"4波長。在λ"4與λ"1之間之一通頻帶已開放。在圖4B所繪示之實施例,在法線入射及傾斜入射兩者,第一反射頻帶452b及第一阻隔頻帶462b重疊,而在圖4C所繪示之實施例,第一反射頻帶452c及第一阻隔頻帶462c在法線入射重疊,但是在傾斜入射角不重疊。在其他實施例中,該第一反射頻帶及該第一阻隔頻帶在傾斜入射角重疊,但是在法線入射不重疊。
可藉由選擇在該經定向聚合多層光學膜及該非雙折射光學濾光器中使用的材料,來控制頻帶邊緣隨著入射角之偏移。舉例而言,在該經定向聚合多層光學膜中的交替層之折射率可經調整以調整該多層光學膜之該反射頻帶之該頻帶邊緣如何快速隨著入射角而偏移。愈高折射率導致愈低頻帶邊緣偏移,此係由於折射使光射線彎曲 而愈接近法線方向,其導致穿過層的一較短路徑長度。在一些實施例中,該非雙折射光學濾光器包括複數個交替層(例如,...ABABABA...之形式),如本文其他處進一步所描述。該等交替層可係交替之無機層(A及B兩者皆係無機層)、交替之聚合層(A及B兩者皆係聚合層)、或一聚合層與一無機層交替(A及B之一者係無機層及另一者係聚合層)。在一些實施例中,用於該非雙折射光學濾光器之材料之折射率低於用於該非雙折射光學濾光器之材料之折射率,且該經定向聚合多層光學膜之該阻隔頻帶隨著入射角的偏移快於該經定向聚合多層光學膜之該反射頻帶隨著入射角的偏移。對於A及B之至少一者利用一無機材料允許使用折射率高於一般經定向聚合層之材料之折射率的材料。此允許一非雙折射光學濾光器被建構成具有小於該經定向聚合多層光學膜之頻帶偏移的一頻帶偏移。
在一些實施例中,一種光學堆疊包括一經定向聚合多層光學膜,該經定向聚合多層光學膜具有一第一反射頻帶(例如,反射頻帶452或453b),該第一反射頻帶在法線入射具有一第一頻帶寬度(λ21),且該第一反射頻帶具有之一第一頻帶邊緣(例如,頻帶邊緣454或454b)具有介於法線入射與一60度之入射角之間之一第一偏移(例如,λ1-λ'1)。該光學堆疊亦包括一第一非雙折射光學濾光器,該第一非雙折射光學濾光器具有一第一阻隔頻帶(例如,阻隔頻帶462或462b),該第一阻隔頻帶在法線入射具有一第二頻帶寬度(λ43),且該第一阻隔頻帶具有之一第二頻帶邊緣(例如,頻帶邊緣464或464b)具有介於法線入射與60度之一入射角之間之一第二偏移(例 如,λ3-λ'3)。在一些實施例中,該第一頻帶寬度不同於該第二頻帶寬度,及該第一偏移不同於該第二偏移。舉例而言,該第一頻帶寬度可大於該第二頻帶寬度,及該第一偏移可大於該第二偏移。在此情況中,該光學堆疊可使一經定向聚合多層光學膜之寬頻寬度具備頻帶邊緣隨著由舉例而言一非雙折射干涉濾光器所提供之入射角的低偏移。在一些實施例中,該第一頻帶寬度係該第二頻帶寬度之至少1.3或1.5倍。在一些實施例中,該第一偏移係該第二偏移之至少1.3或1.5倍。在一些實施例中,該第一阻隔頻帶係隨著入射角而小偏移或無偏移的一吸收頻帶。
在一些實施例中,該非雙折射阻隔濾光器包括各包括一阻隔頻帶的兩個阻隔頻帶或兩個非雙折射阻隔濾光器。在法線入射,該阻隔頻帶之一或兩者可與該經定向聚合多層光學膜之一頻帶邊緣重疊。此繪示在圖5中,圖中係在法線入射,一經定向聚合多層光學膜之一第一反射頻帶552及一或兩個非雙折射光學濾光器之第一阻隔頻帶562a及第二阻隔頻帶562b的示意圖解。在一些實施例中,第一反射頻帶552及第一阻隔頻帶562a與第二阻隔頻帶562b隨著入射角而偏移,使得在一傾斜入射角(例如,45度或60度),第一阻隔頻帶562a及第二阻隔頻帶562b之兩者與第一反射頻帶552之頻帶邊緣重疊。在其他實施例中,第一反射頻帶552及第一阻隔頻帶562a與第二阻隔頻帶562b隨著入射角而偏移,使得在一傾斜入射角(例如,45度或60度),第一阻隔頻帶562a及第二阻隔頻帶562b之一或兩者與第一反射頻帶552之頻帶邊緣不重疊。在又其他實施例中,在法線入 射,第一阻隔頻帶562a及第二阻隔頻帶562b之一或兩者與第一反射頻帶552之一頻帶邊緣不重疊,但是在一傾斜入射角,第一阻隔頻帶562a及第二阻隔頻帶562b之一或兩者與第一反射頻帶552之一頻帶邊緣重疊。
圖6A至圖6B示意地繪示第一反射頻帶652及第一阻隔頻帶662在法線入射重疊(在圖6A展示)且在一傾斜入射角不重疊(在圖6B展示)。第一反射頻帶652在法線入射具有分別在λ1及λ2之頻帶邊緣及在傾斜入射角具有分別在λ'1及λ'2之頻帶邊緣。第一阻隔頻帶662在法線入射具有分別在λ3及λ4之頻帶邊緣及在傾斜入射角具有分別在λ'3及λ'4之頻帶邊緣。在傾斜入射角存在λ'2與λ'3之間之一通頻帶。傾斜入射角可係舉例而言45度或60度。
圖7A至圖7B示意地繪示第一反射頻帶752及第一阻隔頻帶762在法線入射不重疊(在圖7A展示)且在一傾斜入射角重疊(在圖7B展示)。第一反射頻帶752在法線入射具有分別在λ1及λ2之頻帶邊緣及在傾斜入射角具有分別在λ'1及λ'2之頻帶邊緣。第一阻隔頻帶762在法線入射具有分別在λ3及λ4之頻帶邊緣及在傾斜入射角具有分別在λ'3及λ'4之頻帶邊緣。在法線入射存在λ4與λ1之間之一通頻帶,在傾斜入射角不存在通頻帶。傾斜入射角可係舉例而言45度或60度。
不同於圖6A至圖7B所展示者的頻帶偏移型樣亦係可行的。在一些實施例中,在法線入射,該阻隔頻帶與該反射頻帶部分重疊且延伸至該反射頻帶之一右頻帶邊緣之右方。在此情況中,該等頻 帶邊緣之相對偏移可經選擇使得光學堆疊之所得整體阻隔頻帶之頻帶寬度隨著入射角增加而變窄。在一些實施例中,在法線入射,該阻隔頻帶與該反射頻帶部分重疊且延伸至該反射頻帶之一左頻帶邊緣之左方。在此情況中,該等頻帶邊緣之相對偏移可經選擇使得光學堆疊之所得整體阻隔頻帶之頻帶寬度隨著入射角而變寬及/或開放一通頻帶(例如,在圖4C呈現在λ"4與λ"1之間之一通頻帶)。在一些實施例中,在法線入射,該阻隔頻帶與該反射頻帶至少部分重疊且在法線入射不延伸超出該反射頻帶。在此情況中,該等頻帶邊緣之相對偏移可經選擇使得整體阻隔頻帶擴展及/或開放一通頻帶(舉例而言,在圖6B所描繪的自λ'2至λ'3範圍之波長係其中允許透光的一通頻帶;在圖6A中未呈現此通頻帶)。在一些實施例中,在法線入射,該阻隔頻帶與該反射頻帶不重疊且經定位至該反射頻帶之左方頻帶邊緣之左方。在此情況中,該等頻帶邊緣之相對偏移可經選擇使得整體阻隔頻帶變窄及/或一通頻帶變窄或封閉(舉例而言,在圖7A所描繪的自λ'4至λ'1範圍之波長係其中允許透光的一通頻帶;在圖7B中此通頻帶封閉)。在一些實施例中,在法線入射,該阻隔頻帶與該反射頻帶不重疊且經定位至該反射頻帶之右方頻帶邊緣之右方。在此情況中,該等頻帶邊緣之相對偏移可經選擇使得在該反射頻帶與該阻隔頻帶之間之一通頻帶隨著入射角增加而變寬。
在一些實施例中,該經定向聚合多層光學膜具有複數個反射頻帶。在一些實施例中,該經定向聚合多層光學膜係具有在相鄰反射頻帶之間之複數個通頻帶的一梳形濾光器。在一些實施例中,該 等通頻帶之至少一些在該阻隔頻帶下偏移或隨著入射角變化而自在該阻隔頻帶下向外偏移。
圖8係繪示半高全寬(「FWHM」)之概念的圖表。曲線850表示可舉例而言相對應於透光率、1減透光率、吸光率、反射率、一光源之一輸出光譜、或一感測器之一輸入光譜的依據函數變化。為了量化曲線850之相關特徵,在圖8中識別曲線850之一基線值B、曲線850之一峰值P,及曲線850之一中間值H(介於P與B之間的中間)。在波長值分別等於頻帶869之短波長頻帶邊緣λa及長波長頻帶邊緣λb的點p1及p2處,曲線850與值H相交。可使用短波長頻帶邊緣波長及長波長頻帶邊緣波長來計算兩個其他所關注參數:頻帶869之寬度(半高全寬,或「FWHM」),其等於λb-λa;及頻帶869之中心波長,其等於(λa+λb)/2。請注意,中心波長可相同於或不同於頻帶869之峰波長(點p3),此取決於彎曲850對稱程度或非對稱程度。
在一些實施例中,曲線850表示1減透光率(穿過一非雙折射光學濾光器或穿過一經定向聚合多層光學膜的透光率)。在一些實施例中,曲線850表示一光源之一輸出頻帶。在一些實施例中,曲線850表示一感測器之一輸入頻帶。在實施例中,其中彎曲850表示1減一阻隔頻帶或一反射頻帶之一透光率,值H可大於0.6(透光率不多於0.4或40%)、大於0.7(透光率不多於0.3或30%)、大於0.8(透光率不多於0.2或20%)、或大於0.9(透光率不多於0.1或10%)。值P可大於0.7(透光率不多於0.3或30%)、大於0.8(透 光率不多於0.2或20%)、或大於0.9(透光率不多於0.1或10%)。值B可小於0.5(透光率至少0.5或50%)、小於0.4(透光率至少0.6或60%)、小於0.3(透光率至少0.7或70%)、或小於0.2(透光率至少0.8或80%)。
圖9係包括複數個交替之第一層957及第二層959之濾光器913的剖面圖。濾光器913可係一經定向聚合多層光學膜或一非雙折射光學濾光器,此取決於第一層957及第二層959之選擇。在一些實施例中,交替之第一層957及第二層959係具有不同折射率之交替聚合層。
在一些實施例中,交替之第一層957及第二層959係其中第一層957及第二層959之至少一者係經定向聚合層的交替聚合層。此聚合濾光器(例如,鏡或反射偏光器)大致上說明於例如以下專利中:美國專利第5,882,774號(Jonza等人);第5,962,114號(Jonza等人);第5,965,247號(Jonza等人);第6,939,499號(Merrill等人);第6,916,440號(Jackson等人);第6,949,212號(Merrill等人);及第6,936,209號(Jackson等人);其等之各者在不抵觸本說明的範圍內以引用方式併入本文中。簡而言之,可藉由共擠壓複數個交替聚合層(例如,數百層)、單軸或實質上單軸拉伸該擠製膜(例如,在一線性或拋物線拉幅機中)以定向該膜(若係一偏光器)或雙軸拉伸該膜以定向該膜(若係一鏡),來製成一聚合多層光學膜。
在一些實施例中,在一光學堆疊中所使用之一非雙折射光學濾光器係藉由沉積一吸收材料(例如,藉由印刷、噴塗、及層壓 之一或多者該吸收材料)於一分開之基材上或直接於該經定向聚合多層光學膜上而形成。即使使用一分開之基材,在沉積該非雙折射光學濾光器至該基材上之後,可選地,該基材可層壓至該經定向聚合多層光學膜。
在一些實施例中,交替之第一層957及第二層959係交替之非雙折射層。為了形成一光學堆疊,該交替非雙折射層可沉積於一基材上且該基材經定位成相鄰於(及可選地層壓至)一經定向聚合多層光學膜,或為了形成一光學堆疊,該交替非雙折射層可直接沉積於一經定向聚合多層光學膜上。在一些實施例中,使用原子層沉積、濺鍍、化學氣相沉積,及逐層自組裝之一或多者來沉積該交替非雙折射層。
在一些實施例中,交替之第一層957及第二層959係交替之無機層。在此情況中,濾光器913可稱為一介電質反射鏡。可藉由使用所屬技術中已知的薄膜沉積技術交替沉積低折射率層及高折射率層之無機材料,來製成此介電質反射鏡。舉例而言,TiO2及SiO2之交替層可蒸鍍至一基材上或至一經定向多層光學膜上,以提供一反射非雙折射光學濾光器。亦可使用其他氧化物或金屬摻雜的氧化物,包括,舉例而言,氧化鋅或金屬摻雜的氧化鋅,及金屬摻雜的氧化矽。舉例而言,可使用Al摻雜的ZnO或Al摻雜的SiOx作為無機層。
在其他實施例中,交替之第一層957及第二層959之一者係聚合層,及交替之第一層957及第二層959之另一者係無機層。舉例而言,一無機第二層959可係氣相沉積或濺鍍於一聚合第一層957 上,接著另一聚合第一層957可係塗佈於無機第二層959上。接著,另一無機第二層959可沉積於經塗佈聚合第一層957上,及程序重複直到形成所欲數目個層。可使用一真空塗佈機(類似於美國專利第5,440,446號(Shaw等人)及美國專利第7,018,713號(Padiyath等人)中描述之塗佈機,該兩案茲以引用形式且不與本說明書牴觸之程度併入本文中)以沉積一單體層及藉由暴露於光化輻射(例如,紫外線輻射)使該單體層固化,而形成該聚合第一層。舉例而言,可使用經固化丙烯酸酯聚合物(例如,具有在1.4至1.6之範圍中之一折射率)及氧化物(例如,具有在1.8至3.0之範圍中之一折射率的金屬氧化物)之交替層之一堆疊以提供一反射非雙折射光學濾光器。該氧化物可係金屬摻雜的氧化物,諸如Al摻雜的ZnO。折射率可係指在一所欲反射頻帶之一中心之一波長或在一標準固定波長(舉例而言,諸如550nm)所判定的折射率。
在其他實施例中,具有交替無機層之一濾光器913及具有交替經定向聚合層之一不同濾光器913彼此相鄰置放以形成本說明書之一光學堆疊。該兩個濾光器可透過一黏著劑層而層壓一起,或可舉例而言使用美國專利公開案第2015/0285956號(Schmidt等人)之逐層自組裝方法來逐層沉積層該無機濾光器於該聚合濾光器上,該案茲以引用形式且不與本說明牴觸之程度併入本文中。
無論使用聚合層或無機層,當一對相鄰層(光學重複單元)具有一波長之一半之一全光學厚度(一層之實體厚度乘以該層之 折射率)時提供反射。藉由調整整個該等層之該堆疊的該等層之厚度,可提供一所欲反射頻帶或反射頻帶。
圖10A係包括光源1022及光學濾光器1000a之光學系統1001a的示意圖解。一光射線1040a由光源1022發射且透射穿過光學濾光器1000a。光學濾光器1000a可係本說明書之光學堆疊之任一者或可係一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶。圖10B係包括感測器1024及光學濾光器1000b之光學系統1001b的示意圖解。一光射線1040b透射穿過光學濾光器1000b且由感測器1024予以接收。光學濾光器1000b可係本說明書之光學堆疊之任一者或可係一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶。光學濾光器1000b可經組態以使透射至感測器1024中之光限於感測器1024的一所欲輸入頻帶。在一些實施例中,一種光學系統包括一光源及一感測器兩者。舉例而言,在光學系統1001b中可包括一光源,該光源經設置以提供光射線1040b,光射線1040b在行進通過光學濾光器1000b之前可反射離開一標誌(例如,一白色T恤、反光貼片、在一招牌中之標誌、諸如反光牌照之牌照等),或在光學系統1000a中可包括一感測器以舉例而言直接或在光射線1040a反射離開一標誌之後接收光射線1040a。在一些實施例中,使用本說明書之光學堆疊以提供行進通過濾光器的光之角度限制。舉例而言,一光學堆疊可阻隔由一光源依法線入射所發射之光且透射在一傾斜入射角的相同波長之光。舉另一實例,一光學堆疊可透射由一光源依法線入射所發射之光且阻隔在一傾斜入射角的相同波長之光。
圖10C係包括參照圖10A至圖10B所描述之光學系統1001a及1001b且進一步包括與光源1022及感測器1024光學通訊之標誌1030的光學系統1001c的示意圖解。標誌1030包括反射器1032及層1034。反射器1032可係或可包括一鏡面反射器、一漫射反射器、一半鏡面反射器、及一回反射器之一或多者。層1034可舉例而言適用於一給定應用之一光學濾光器。在一些實施例中,層1034係本說明書之一光學堆疊,其可用作為舉例而言用於標誌1030的一角度限制濾光器。在其他實施例中,省略層1034。
在光學系統中之光學濾光器之其他使用描述於2016年6月9日申請同在待審中之美國專利申請案第62/347776號(Wheatley等人)中,該案茲以引用形式且不與本說明書牴觸之程度併入本文中。
在一些實施例中,提供一種光學系統,其包括一光學濾光器且進一步包括與該光學濾光器光學通訊的一光源及一感測器之一或兩者。該光學濾光器可係本說明書之光學堆疊之任一者或可係一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶。在一些實施例中,該光學系統包括可經組態以產生一輸出頻帶之光的該光源。在一些實施例中,該輸出頻帶係一窄頻帶(例如,具有不多於40nm之一半高全寬之一頻帶)。在一些實施例中,該光源係舉例而言一發光二極體(LED)、一雷射、或一雷射二極體。在一些實施例中,該光學系統包括可經組態以接收一輸入頻帶之光的該感測器。在一些實施例中,該輸入頻帶係一窄頻帶(例如,具有不多於40 nm之一半高全寬之一頻帶),其可由設置在至該感測器之一入口的一光學帶通濾光器予以建置。在一些實施例中,該光學堆疊之該第一反射頻帶與該輸出頻帶及/或該輸入頻帶在法線入射重疊,但是在一傾斜入射角(例如,45度或60度)不重疊。舉例而言,該第一反射頻帶可相對應於反射頻帶652,及該輸出頻帶及/或該輸入頻帶可係在圖6A所描繪之λ3至λ4之一波長範圍。在法線入射,λ3至λ4之範圍與λ1至λ2之範圍重疊,及在一傾斜入射角,λ3至λ4之範圍與λ'1至λ'2之範圍不重疊。在其他實施例中,該第一反射頻帶與該輸出頻帶及/或該輸入頻帶在一傾斜入射角(例如,45度或60度)重疊,但是在法線入射不重疊。舉例而言,該第一反射頻帶可相對應於反射頻帶752,及該輸出頻帶及/或該輸入頻帶可係在圖7A所描繪之λ3至λ4之一波長範圍。在法線入射,λ3至λ4之範圍與λ1至λ2之範圍不重疊,及在一傾斜入射角,λ3至λ4之範圍與λ'1至λ'2之範圍重疊。在一些實施例中,該光學系統包括該光源及該感測器兩者,其中該感測器、該光源及該光學堆疊彼此光學通訊,如本文其他處進一步所述。
實例
下列實例闡釋包括一共擠壓經定向聚合多層光學膜及一非雙折射光學濾光器之光學堆疊的製造手段及測試結果,該非雙折射光學濾光器經於設計以使該聚合多層光學膜之至少一者頻帶邊緣在法線入射重疊。
測試方法
使用一Perkin Elmer Lambda 900 UV/VIS分光光度計測量光學光譜。
製備實例1
如美國專利第5,882,774號(Jonza等人)中大致上說明來製備一經定向聚合多層光學膜。該膜包括一單一多層光學封包,該單一多層光學封包包含聚萘二甲酸乙二酯(PEN)之高折射率層及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之低折射率層之550個交替層,且對於總共552個層,該膜包括在各側上的PEN之一保護外表層。該膜經擠製及雙軸拉伸以產生一經定向聚合多層光學膜,其在法線入射具有在圖11所展示之光學光譜。在圖11所展示之光學光譜包括取自該膜疊覆之多個區段的資料,以示範程序變化之結果。在此實例中,光學頻帶邊緣係在約700nm及橫幅變化係在約50nm。
製備實例2
如針對製備實例1大致上所描述來製備一經定向聚合多層光學膜。該膜經擠製及雙軸拉伸以產生一經定向聚合多層光學膜,其具有在圖12所展示之光學光譜。在圖12所展示之光學光譜包括取自疊覆之多個位置的資料,以示範程序變化之結果。曲線標誌C1、C3、C8、C11、C17及C24相對應於跨該膜距該膜之一端部達2.8吋、 4.7吋、13.8吋、19.3吋、30.3吋及43.2吋的橫幅位置。在此實例中,光學頻帶邊緣係在約800nm及橫幅變化係在約50nm。
實例1
使用在美國專利第7,018,713號(Padiyath等人)中大致上描述之真空沉積程序,沉積一混合式有機/無機干涉濾光器之形式的一非雙折射頻帶邊緣校正濾光器。為了此實例之目的,該混合式濾光器沉積於一PET膜基材上且接著層壓於如製備實例1所描述之多層光學膜堆疊上,以產生一光學堆疊。替代地,該混合式濾光器已直接塗佈於製備實例1之多層光學膜堆疊上。
該混合式濾光器(其係一非雙折射光學濾光器)經設計為含有98.3nm厚度之高折射率(在681nm,n=1.983)無機層(ZnO:Al)與114.4nm厚度之低折射率(在681nm,n=1.488)有機聚合物層交替的一12層堆疊。在圖13展示此混合非雙折射校正濾光器之光學光譜。
在此實例之混合式濾光器層壓於製備實例1之經定向聚合多層光學膜上之後,測量所得光學光譜,結果顯示在圖14。在約660nm,所得頻帶邊緣波長偏移至該混合式濾光器之頻帶邊緣波長,且橫幅變化自約50nm減小至小於5nm。
實例2
使用於實例1之形成於PET上的相同混合式濾光器被層壓於製備實例2之該經定向聚合多層光學膜上,以產生一光學堆疊。測量所得光學光譜,結果顯示在圖15。圖12之曲線標誌L1、L3、L8、L11、L17及L24分別對應於C1、C3、C8、C11、C17及C24。在約660nm,所得測量展示頻帶邊緣波長偏移至該混合式濾光器之頻帶邊緣波長,且橫幅變化自約50nm減小至小於5nm。
實例3
此實例示範使用一吸收性染料層以校正一多層光學膜之頻帶邊緣。一經定向聚合多層光學膜如製備實例1予以產生且具有在圖16所展示之光譜(且亦在圖18中展示為曲線1882)。針對此實例,1/8”厚Acrylite 257-0 GP Red(Cyro Corporation)之一樣本用作為一非雙折射光學濾光器。此材料含有在一丙烯酸基質(acrylic host)中之一光譜尖銳吸收染料,如在圖17之透光率光譜所展示(亦在圖18中展示為曲線1884)。此材料高度吸收低於約610nm,且在更高波長具有至高透光率之一尖銳轉變。
Acrylite 257-0 GP Red層置放成相鄰於該經定向聚合多層光學膜以產生一光學堆疊,在法線入射,該光學堆疊係含有一通頻帶1860之一陷波濾光器,其在約640nm具有尖峰透光率及約55nm之一半高全寬,如在圖18所展示。因為吸收劑頻帶邊緣不隨著入射角而偏移且該經定向聚合多層光學膜干涉濾光器隨著入射角增加而偏移至較低波長,所以透光率陷波依據角度而迅速地封閉。經觀察,隨著 入射角自法線變更至約30度,穿過該光學堆疊透光率自紅色偏移至黑色。
以下為本說明書之例示性實施例的清單,
實施例1係一種光學堆疊,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶,該第一頻帶邊緣具有跨該多層光學膜之一長度或一寬度的一變化,在法線入射,該第一頻帶邊緣具有一設計波長λ及關於該設計波長之一特性偏差△;一第一非雙折射光學濾光器,其設置成相鄰於該多層光學膜且具有一第一阻隔頻帶,在法線入射,該第一阻隔頻帶包含在λ-△/2與λ+△/2之間之波長,其中,在法線入射,該第一反射頻帶包括具有至少△之一寬度之一波長範圍,該波長範圍在該第一阻隔頻帶之外。
實施例2係如實施例1之光學堆疊,其中該第一非雙折射光學濾光器係一非雙折射反射器,且該第一阻隔頻帶係一反射頻帶。
實施例3係如實施例2之光學堆疊,其中該非雙折射反射器包含複數個交替第一層及第二層。
實施例4係如實施例3之光學堆疊,其中該第一層及第二層係無機層。
實施例5係如實施例4之光學堆疊,其中該第一層係無機層,及該第二係有機層。
實施例6係如實施例1之光學堆疊,其中該阻隔頻帶係一吸收頻帶。
實施例7係如實施例1之光學堆疊,其中該阻隔頻帶係一第二反射頻帶。
實施例8係如實施例1之光學堆疊,其進一步包含一第二非雙折射光學濾光器,該第一反射頻帶具有一第二頻帶邊緣,在法線入射,該第二頻帶邊緣具有一第二設計波長,該第二非雙折射光學濾光器具有包含該第二設計波長之一第二阻隔頻帶。
實施例9係如實施例1之光學堆疊,其中該第一非雙折射光學濾光器直接設置在該多層光學膜上。
實施例10係如實施例1之光學堆疊,其中一中間層使該非雙折射光學濾光器與該多層光學膜分開。
實施例11係如實施例10之光學堆疊,其中該中間層係一黏著劑層。
實施例12係如實施例10之光學堆疊,其中該中間層包含一或多種染料或顏料。
實施例13係如實施例12之光學堆疊,其中該一或多種染料或顏料包含一或多種偏光染料或顏料。
實施例14係如實施例1之光學堆疊,其中一氣隙使該非雙折射光學濾光器與該多層光學膜分開。
實施例15係如實施例1之光學堆疊,其實質上平坦。
實施例16係如實施例1之光學堆疊,其相對於至少一個軸彎曲。
實施例17係如實施例16之光學堆疊,其相對於兩個正交軸彎曲。
實施例18係如實施例1之光學堆疊,其中該第一非雙折射光學濾光器具有一第二阻隔頻帶。
實施例19係如實施例18之光學堆疊,其中該第一阻隔頻帶及該第二阻隔頻帶之一者係一第一階反射頻帶,及該第一阻隔頻帶及該第二阻隔頻帶之另一者係一第二階反射頻帶。
實施例20係如實施例1之光學堆疊,其中該經定向聚合多層光學膜係一反射偏光器。
實施例21係如實施例1之光學堆疊,其中該經定向聚合多層光學膜係一鏡膜。
實施例22係如實施例1之光學堆疊,其中該經定向聚合多層光學膜係一梳形濾光器。
實施例23係如實施例1之光學堆疊,其進一步包含一標誌,其與該經定向聚合多層光學膜光學通訊且與該第一非雙折射光學濾光器光學通訊。
實施例24係如實施例23之光學堆疊,其中該標誌包含一鏡面反射器、一漫射反射器、或一半鏡面反射器。
實施例25係如實施例23之光學堆疊,其中該標誌包含一回反射器。
實施例26係一種光學堆疊,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶,在法線入射,該第一頻帶邊緣在一非所欲頻帶邊緣波長;一第一非雙折射光學濾光器,其相鄰於該多層光學膜且具有一第一阻隔頻帶,在法線入射,該第一阻隔頻帶包含該非所欲頻帶邊緣波長且具有在一第一所欲頻帶邊緣波長之一第二頻帶邊緣。
實施例27係如實施例26之光學堆疊,其進一步包含具有一第二阻隔頻帶之一第二非雙折射光學濾光器,該第一反射頻帶具有一第三頻帶邊緣,在法線入射,該第三頻帶邊緣在一第二非所欲頻帶邊緣波長,該第二阻隔頻帶包含該第二非所欲波長且具有在一第二所欲頻帶邊緣波長之一第四頻帶邊緣。
實施例28係如實施例27之該光學堆疊,其中該第一非雙折射光學濾光器及該第二非雙折射光學濾光器之一者係吸收濾光器及一者係反射濾光器。
實施例29係如實施例26之光學堆疊,其中該非雙折射光學濾光器及該經定向聚合多層光學膜之至少一者係空間變異的。
實施例30係如實施例29之光學堆疊,其中該經定向聚合多層光學膜包括穿過其之一或多個孔。
實施例31係如實施例29之光學堆疊,其中該非雙折射光學濾光器係跨該非雙折射光學濾光器之一長度或一寬度非連續。
實施例32係如實施例26之光學堆疊,其中該第一非雙折射光學濾光器直接設置在該多層光學膜上。
實施例33係如實施例26之光學堆疊,其中一中間層使該非雙折射光學濾光器與該多層光學膜分開。
實施例34係如實施例26之光學堆疊,其中一氣隙使該非雙折射光學濾光器與該多層光學膜分開。
實施例35係如實施例26之光學堆疊,其實質上平坦。
實施例36係如實施例26之光學堆疊,其相對於至少一個軸彎曲。
實施例37係如實施例36之光學堆疊,其相對於兩個正交軸彎曲。
實施例38係如實施例26之光學堆疊,其中該阻隔頻帶係一吸收頻帶。
實施例39係如實施例26之光學堆疊,其中該阻隔頻帶係一第二反射頻帶。
實施例40係如實施例26之光學堆疊,其中該經定向聚合多層光學膜係一反射偏光器。
實施例41係如實施例26之光學堆疊,其中該經定向聚合多層光學膜係一鏡膜。
實施例42係如實施例26之光學堆疊,其中該經定向聚合多層光學膜係一梳形濾光器。
實施例43係如實施例26之光學堆疊,其進一步包含一標誌,其與該經定向聚合多層光學膜光學通訊且與該第一非雙折射光學濾光器光學通訊。
實施例44係如實施例43之光學堆疊,其中該標誌包含一鏡面反射器、一漫射反射器、或一半鏡面反射器。
實施例45係如實施例43之光學堆疊,其中該標誌包含一回反射器。
實施例46係一種光學堆疊,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有一第一反射頻帶且具有一第一頻帶邊緣,該第一反射頻帶在法線入射具有一第一頻帶寬度,該第一頻帶邊緣具有介於法線入射與一60度之入射角之間之一第一偏移;一第一非雙折射光學濾光器,其設置成相鄰於該經定向聚合多層光學膜且具有一第一阻隔頻帶,該第一阻隔頻帶在法線入射具有一第二頻 帶寬度,且具有一第二頻帶邊緣,該第二頻帶邊緣具有介於法線入射與60度之一入射角之間之一第二偏移,其中該第一偏移不同於該第二偏移。
實施例47係如實施例46之光學堆疊,其中該第一頻帶寬度大於該第二頻帶寬度。
實施例48係如實施例46之光學堆疊,其中該第一頻帶寬度係該第二頻帶寬度之至少1.3倍。
實施例49係如實施例46之光學堆疊,其中該第一頻帶寬度係該第二頻帶寬度之至少1.5倍。
實施例50係如實施例46之光學堆疊,其中該第一偏移小於該第二偏移。
實施例51係如實施例46之光學堆疊,其中該第一偏移大於該第二偏移。
實施例52係如實施例46之光學堆疊,其中該第一偏移係該第二偏移之至少1.3倍。
實施例53係如實施例46之光學堆疊,其中該第一偏移係該第二偏移之至少1.5倍。
實施例54係如實施例46之光學堆疊,其中在法線入射,該第一頻帶邊緣係在一第一波長,且在法線入射,該第一阻隔頻帶包括該第一波長。
實施例55係如實施例46之光學堆疊,其中該第一非雙折射光學濾光器係一非雙折射反射器,且該光學堆疊具有源自該第一反射頻帶及該 第一阻隔頻帶的一整體反射頻帶,該整體反射頻帶在法線入射具有一第三頻帶寬度且具有一第三頻帶邊緣,該第三頻帶邊緣具有介於法線入射與60度之一入射角之間之一第三偏移,該第三頻帶寬度大於該第一頻帶寬度,該第三偏移等於該第二偏移。
實施例56係如實施例46之光學堆疊,其中在法線入射,該第一阻隔頻帶完全納含在該第一反射頻帶中,且在一傾斜入射角,該第一阻隔頻帶不完全納含在該第一反射頻帶中。
實施例57係如實施例56之光學堆疊,其中該傾斜入射角係60度。
實施例58係如實施例56之光學堆疊,其中在該傾斜入射角,該阻隔頻帶延伸至該第一反射頻帶之左方。
實施例59係如實施例56之光學堆疊,其中在該傾斜入射角,該阻隔頻帶延伸至該第一反射頻帶之右方。
實施例60係如實施例46之光學堆疊,其中該第一反射頻帶及該第一阻隔頻帶在法線入射不重疊且在一傾斜入射角重疊。
實施例61係如實施例60之光學堆疊,其中該傾斜入射角係60度。
實施例62係如實施例60之光學堆疊,其中,在該傾斜入射角,該第一阻隔頻帶重疊該第一反射頻帶之一左頻帶邊緣。
實施例63係如實施例60之光學堆疊,其中,在該傾斜入射角,該第一阻隔頻帶重疊該第一反射頻帶之一右頻帶邊緣。
實施例64係如實施例46之光學堆疊,其中該第一反射頻帶及該第一阻隔頻帶在法線入射重疊且在一傾斜入射角不重疊。
實施例65係如實施例64之光學堆疊,其中該傾斜入射角係60度。
實施例66係如實施例46之光學堆疊,其中該經定向聚合多層光學膜係一反射偏光器。
實施例67係如實施例46之光學堆疊,其中該經定向聚合多層光學膜係一鏡膜。
實施例68係如實施例46之光學堆疊,其中該經定向聚合多層光學膜係一梳形濾光器。
實施例69係如實施例46之光學堆疊,其進一步包含一標誌,其與該經定向聚合多層光學膜光學通訊且與該第一非雙折射光學濾光器光學通訊。
實施例70係如實施例69之光學堆疊,其中該標誌包含一鏡面反射器、一漫射反射器、或一半鏡面反射器。
實施例71係如實施例69之光學堆疊,其中該標誌包含一回反射器。
實施例72係一種光學系統,其包含關於一光學堆疊之前述實施例之任一項之光學堆疊,且進一步包含與該光學堆疊光學通訊的一光源及一感測器之一或兩者。
實施例73係如實施例72之光學系統,其包含該光源。
實施例74係如實施例73之光學系統,其中該光源經組態以產生具有不多於40nm之一半高全寬之一輸出頻帶之光。
實施例75係如實施例74之光學系統,其中在法線入射,該第一反射頻帶重疊該輸出頻帶,但是在一傾斜入射角,該第一反射頻帶不重疊該輸出頻帶。
實施例76係如實施例74之光學系統,其中在一傾斜入射角,該第一反射頻帶重疊該輸出頻帶,但是在法線入射,該第一反射頻帶不重疊該輸出頻帶。
實施例77係如實施例73之光學系統,其進一步包含該感測器,其中該感測器、該光源及該光學堆疊彼此光學通訊。
實施例78為一種光學系統,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶,及一光源,其經組態以產生一輸出頻帶之光,該光源與該經定向聚合多層光學膜光學通訊,其中在法線入射,該第一反射頻帶重疊該輸出頻帶,但是在一傾斜入射角,該第一反射頻帶不重疊該輸出頻帶。
實施例79為一種光學系統,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶,及一光源,其經組態以產生一輸出頻帶之光,該光源與該經定向聚合多層光學膜光學通訊,其中在一傾斜入射角,該第一反射頻帶重疊該輸出頻帶,但是在法線入射,該第一反射頻帶不重疊該輸出頻帶。
實施例80係如實施例78或79之光學系統,其中該傾斜入射角係60度。
實施例81係如實施例78或79之光學系統,其中該輸出頻帶具有不多於40nm之一半高全寬。
實施例82係如實施例78或79之光學系統,其進一步包含一感測器,其與該經定向聚合多層光學膜光學通訊且與該光源光學通訊。
實施例83為一種光學系統,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶,及一感測器,其經組態以接收一輸入頻帶之光,該感測器與該經定向聚合多層光學膜光學通訊,其中在法線入射,該第一反射頻帶重疊該輸入頻帶,但是在一傾斜入射角,該第一反射頻帶不重疊該輸入頻帶。
實施例84為一種光學系統,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶,及一感測器,其經組態以接收一輸入頻帶之光,該感測器與該經定向聚合多層光學膜光學通訊,其中在一傾斜入射角,該第一反射頻帶重疊該輸入頻帶,但是在法線入射,該第一反射頻帶不重疊該輸入頻帶。
實施例85係如實施例83或84之光學系統,其中該傾斜入射角係60度。
實施例86係如實施例83或84之光學系統,其中該輸出頻帶具有不多於40nm之一半高全寬。
實施例87係如實施例83或84之光學系統,其進一步包含一光源,其與該經定向聚合多層光學膜光學通訊且與該感測器光學通訊。
實施例88係如實施例87之光學系統,其中該光源經組態以產生具有不多於40nm之一半高全寬之一輸出頻帶之光。
實施例89係如實施例83或84之光學系統,其中該感測器包含一光學濾光器,該光學濾光器使透射至該感測器中的光限於該輸入頻帶。
實施例90係一種修改一經定向聚合多層光學膜之一第一反射頻帶之方法,該方法包含:提供具有該第一反射頻帶之該經定向聚合多層光學膜,在法線入射,該第一反射頻帶具有在一第一波長之一頻帶邊緣;判定一所欲法線入射頻帶邊緣波長;選擇具有一第一阻隔頻帶之一非雙折射光學濾光器,在法線入射,該第一阻隔頻帶具有該所欲法線入射頻帶邊緣波長且包括該第一波長;及定位該非雙折射反射器成與該經定向聚合多層光學膜光學通訊。
實施例91係如實施例90之方法,其中該非雙折射光學濾光器係一非雙折射反射器,及該第一阻隔頻帶係一第二反射頻帶,且其中選擇該非雙折射光學濾光器包含選擇不同之第一材料及第二材料,使得該第一材料及該第二材料之交替層之一堆疊提供該第二反射頻帶。
實施例92係如實施例91之方法,其中該定位步驟包含:直接沉積交替層之該堆疊於該經定向聚合多層光學膜上。
實施例93係如實施例92之方法,其中該沉積步驟包含:透過一遮罩沉積該堆疊而導致在一空間變異的非雙折射反射器。
實施例94係如實施例91之方法,其中定位步驟包含:沉積交替層之該堆疊於一基材上以形成該非雙折射反射器;及定位該經形成非雙折射反射器而相鄰於該經定向聚合多層光學膜。
實施例95係如實施例92至94任一項之方法,其中該沉積步驟包含:原子層沉積、濺鍍、化學氣相沉積、及逐層自組裝之一或多者。
實施例96係如實施例94之方法,其進一步包含層壓該經形成非雙折射反射器於該經定向聚合多層光學膜上。
實施例97係如實施例94之方法,其中該經形成非雙折射反射器經定位成相鄰於該經定向聚合多層光學膜,且該經形成非雙折射反射器與該經定向聚合多層光學膜之間有一間隙。
實施例98係如實施例90之方法,其進一步包含裁切該經定向聚合多層光學膜之部分以形成一空間變異的多層光學膜。
實施例99係如實施例90之方法,其中該定位步驟包含:相鄰於該經定向聚合多層光學膜模內成型該非雙折射光學濾光器。
實施例100係如實施例99之方法,其中該模內成型導致一平坦經定向聚合多層光學膜。
實施例101係如實施例99之方法,其中該模內成型導致相對於至少一個軸彎曲的一經定向聚合多層光學膜。
實施例102係如實施例101之方法,其中該模內成型經定向聚合多層光學膜係相對於兩個正交軸彎曲。
實施例103係如實施例90之方法,其中該定位步驟包含:印刷、噴塗、及層壓之一或多者一吸收材料於一基材上;及相鄰於該經定向聚合多層光學膜設置該基材。
實施例104係如實施例90之方法,其中該定位步驟包含:印刷、噴塗、及層壓之一或多者一吸收材料於該經定向聚合多層光學膜上。
實施例105係如關於一光學系統之前述實施例之任一項之光學系統,其包含一光源,該光學系統進一步包含與該光源光學通訊之一標誌。
實施例106係如關於一光學系統之前述實施例之任一項之光學系統,其包含一感測器,該光學系統進一步包含與該感測器光學通訊之一標誌。
實施例107係如實施例105或實施例106之光學系統,其中該標誌包含如關於一光學堆疊之前述實施例之任一項之一光學堆疊。
實施例108係如實施例105或實施例106之光學系統,其中該標誌包含一鏡面反射器、一漫射反射器、或一半鏡面反射器。
實施例109係如實施例105或實施例106之光學系統,其中該標誌包含一回反射器。
除非另有所指,對圖式中元件之描述應理解成同樣適用於其他圖式中相對應的元件。雖在本文中是以具體實施例進行說明及描述,但所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解可以各種替代及/或均等實施方案來替換所示及所描述的具體實施例,而不偏離本揭露的範疇。本申請案意欲涵括本文所討論之特定具體實施例的任何調適形式或變化形式。因此,本揭露意圖僅受限於申請專利範圍及其均等者。

Claims (25)

  1. 一種光學堆疊,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶,該第一頻帶邊緣具有跨該多層光學膜之一長度或一寬度的一變化,在法線入射,該第一頻帶邊緣具有一設計波長λ及關於該設計波長之一特性偏差△;及一第一非雙折射光學濾光器,其設置成相鄰於該多層光學膜且具有一第一阻隔頻帶,在法線入射,該第一阻隔頻帶包含在λ-△/2與λ+△/2之間之波長,其中,在法線入射,該第一反射頻帶包括具有至少△之一寬度之一波長範圍,該波長範圍在該第一阻隔頻帶之外。
  2. 如請求項1之光學堆疊,其中該第一非雙折射光學濾光器係一非雙折射反射器,且該第一阻隔頻帶係一反射頻帶。
  3. 如請求項1之光學堆疊,其中該阻隔頻帶係一吸收頻帶。
  4. 如請求項1之光學堆疊,其中該阻隔頻帶係一第二反射頻帶。
  5. 如請求項1之光學堆疊,其進一步包含一第二非雙折射光學濾光器,該第一反射頻帶具有一第二頻帶邊緣,在法線入射,該第二頻帶邊緣具有一第二設計波長,該第二非雙折射光學濾光器具有包含該第二設計波長之一第二阻隔頻帶。
  6. 一種光學堆疊,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶,在法線入射,該第一頻帶邊緣在一非所欲頻帶邊緣波長;及一第一非雙折射光學濾光器,其相鄰於該多層光學膜且具有一第一阻隔頻帶,在法線入射,該第一阻隔頻帶包含該非所欲頻帶邊緣 波長且具有在一第一所欲頻帶邊緣波長之一第二頻帶邊緣。
  7. 如請求項6之光學堆疊,其進一步包含具有一第二阻隔頻帶之一第二非雙折射光學濾光器,該第一反射頻帶具有一第三頻帶邊緣,在法線入射,該第三頻帶邊緣在一第二非所欲頻帶邊緣波長,該第二阻隔頻帶包含該第二非所欲波長且具有在一第二所欲頻帶邊緣波長之一第四頻帶邊緣。
  8. 如請求項6之光學堆疊,其進一步包含一標誌,其與該經定向聚合多層光學膜光學通訊且與該第一非雙折射光學濾光器光學通訊。
  9. 一種光學堆疊,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有一第一反射頻帶,該第一反射頻帶在法線入射具有一第一頻帶寬度,且具有一第一頻帶邊緣,該第一頻帶邊緣具有介於法線入射與一60度之入射角之間之一第一偏移;及一第一非雙折射光學濾光器,其設置成相鄰於該經定向聚合多層光學膜且具有一第一阻隔頻帶,該第一阻隔頻帶在法線入射具有一第二頻帶寬度,且具有一第二頻帶邊緣,該第二頻帶邊緣具有介於法線入射與一60度之入射角之間之一第二偏移,其中該第一偏移不同於該第二偏移。
  10. 如請求項9之光學堆疊,其中該第一頻帶寬度大於該第二頻帶寬度。
  11. 如請求項9之光學堆疊,其中該第一偏移小於該第二偏移。
  12. 如請求項9之光學堆疊,其中該第一偏移大於該第二偏移。
  13. 如請求項9之光學堆疊,其中在法線入射,該第一頻帶邊緣係在一第一波長,且在法線入射,該第一阻隔頻帶包括該第一波長。
  14. 如請求項9之光學堆疊,其中該第一非雙折射光學濾光器係一非雙折射反射器,且該光學堆疊具有源自該第一反射頻帶及該第一阻隔頻帶的一整體反射頻帶,該整體反射頻帶在法線入射具有一第三頻帶 寬度且具有一第三頻帶邊緣,該第三頻帶邊緣具有介於法線入射與一60度之入射角之間之一第三偏移,該第三頻帶寬度大於該第一頻帶寬度,該第三偏移等於該第二偏移。
  15. 如請求項9之光學堆疊,其中在法線入射,該第一阻隔頻帶完全納含在該第一反射頻帶中,且在一傾斜入射角,該第一阻隔頻帶不完全納含在該第一反射頻帶中。
  16. 如請求項9之光學堆疊,其中該第一反射頻帶及該第一阻隔頻帶在法線入射不重疊而在一傾斜入射角重疊。
  17. 一種光學系統,其包含如請求項1至16中任一項之光學堆疊,且進一步包含與該光學堆疊光學通訊的一光源及一感測器之一或兩者。
  18. 如請求項17之光學系統,其包含該光源,其中該光源經組態以產生具有不大於40nm之一半高全寬之一輸出頻帶之光。
  19. 如請求項18之光學系統,其中在法線入射,該第一反射頻帶重疊該輸出頻帶,但是在一傾斜入射角,該第一反射頻帶不重疊該輸出頻帶。
  20. 如請求項18之光學系統,其中在一傾斜入射角,該第一反射頻帶重疊該輸出頻帶,但是在法線入射,該第一反射頻帶不重疊該輸出頻帶。
  21. 一種光學系統,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶;及一光源,其經組態以產生一輸出頻帶之光,該光源與該經定向聚合多層光學膜光學通訊,其中在法線入射,該第一反射頻帶重疊該輸出頻帶,但是在一傾斜入射角,該第一反射頻帶不重疊該輸出頻帶。
  22. 一種光學系統,其包含: 一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶;及一光源,其經組態以產生一輸出頻帶之光,該光源與該經定向聚合多層光學膜光學通訊,其中在一傾斜入射角,該第一反射頻帶重疊該輸出頻帶,但是在法線入射,該第一反射頻帶不重疊該輸出頻帶。
  23. 一種光學系統,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶;及一感測器,其經組態以接收一輸入頻帶之光,該感測器與該經定向聚合多層光學膜光學通訊,其中在法線入射,該第一反射頻帶重疊該輸入頻帶,但是在一傾斜入射角,該第一反射頻帶不重疊該輸入頻帶。
  24. 一種光學系統,其包含:一經定向聚合多層光學膜,其具有含有一第一頻帶邊緣之一第一反射頻帶;及一感測器,其經組態以接收一輸入頻帶之光,該感測器與該經定向聚合多層光學膜光學通訊,其中在一傾斜入射角,該第一反射頻帶重疊該輸入頻帶,但是在法線入射,該第一反射頻帶不重疊該輸入頻帶。
  25. 一種修改一經定向聚合多層光學膜之一第一反射頻帶之方法,該方法包含:提供具有該第一反射頻帶之該經定向聚合多層光學膜,在法線入射,該第一反射頻帶具有在一第一波長之一頻帶邊緣;判定一所欲法線入射頻帶邊緣波長;選擇具有一第一阻隔頻帶之一非雙折射光學濾光器,在法線入 射,該第一阻隔頻帶具有該所欲法線入射頻帶邊緣波長且包括該第一波長;及定位該非雙折射反射器成與該經定向聚合多層光學膜光學通訊。
TW106123133A 2016-07-12 2017-07-11 光學堆疊 TW201821260A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662361246P 2016-07-12 2016-07-12
US62/361,246 2016-07-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201821260A true TW201821260A (zh) 2018-06-16

Family

ID=60953293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106123133A TW201821260A (zh) 2016-07-12 2017-07-11 光學堆疊

Country Status (7)

Country Link
US (2) US11009637B2 (zh)
EP (1) EP3485303B1 (zh)
JP (1) JP7099786B2 (zh)
KR (1) KR20190018550A (zh)
CN (1) CN109477920B (zh)
TW (1) TW201821260A (zh)
WO (1) WO2018013363A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111684337B (zh) * 2018-02-09 2022-04-26 三菱电机株式会社 光合分波器的制造方法
KR20210042929A (ko) 2018-08-15 2021-04-20 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 광학 요소
TWI705269B (zh) * 2019-03-27 2020-09-21 群光電子股份有限公司 影像擷取裝置、濾光膜及濾光膜的製作方法
CN114041074A (zh) * 2019-07-02 2022-02-11 3M创新有限公司 包括具有降频转换器的波长选择性光学滤光器的光学装置
KR20220113707A (ko) * 2019-12-09 2022-08-16 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광학 필터 및 광학 시스템
WO2022027589A1 (en) * 2020-08-07 2022-02-10 3M Innovative Properties Company Optical stack and housing for electronic device
WO2022058812A1 (en) * 2020-09-15 2022-03-24 3M Innovative Properties Company Display and optical film
WO2023275668A1 (en) * 2021-06-29 2023-01-05 3M Innovative Properties Company Optical systems including angle control films

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0666993B1 (en) * 1992-10-29 1999-06-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Formable reflective multilayer body
US5510173A (en) * 1993-08-20 1996-04-23 Southwall Technologies Inc. Multiple layer thin films with improved corrosion resistance
US5440446A (en) 1993-10-04 1995-08-08 Catalina Coatings, Inc. Acrylate coating material
US5882774A (en) 1993-12-21 1999-03-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical film
EP1126309A1 (en) * 1994-04-12 2001-08-22 Domenico Orzi An optical filter arrangement
EP0872759B1 (fr) * 1997-04-17 2001-12-12 Asulab S.A. Dispositif d'affichage à cristaux liquides destiné notamment à former un écran d'affichage d'images en couleur
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
US6049419A (en) 1998-01-13 2000-04-11 3M Innovative Properties Co Multilayer infrared reflecting optical body
EP1074863B1 (fr) 1999-08-04 2015-03-04 Asulab S.A. Dispositif optique à réflexion de Bragg et procédés pour sa fabrication
US6506480B2 (en) * 2001-02-16 2003-01-14 3M Innovative Properties Company Color shifting film with a plurality of fluorescent colorants
US6916440B2 (en) 2001-05-31 2005-07-12 3M Innovative Properties Company Processes and apparatus for making transversely drawn films with substantially uniaxial character
US7095009B2 (en) 2002-05-21 2006-08-22 3M Innovative Properties Company Photopic detector system and filter therefor
KR100983484B1 (ko) * 2002-09-20 2010-09-27 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 고효율 뷰잉 스크린
US6936209B2 (en) 2002-11-27 2005-08-30 3M Innovative Properties Company Methods and devices for processing polymer films
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
US7018713B2 (en) 2003-04-02 2006-03-28 3M Innovative Properties Company Flexible high-temperature ultrabarrier
JP2006523955A (ja) 2003-04-08 2006-10-19 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 可視波長検出器システムおよびそのためのフィルタ
US20070097509A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-03 Nevitt Timothy J Optical elements for high contrast applications
CN101573228B (zh) 2006-12-28 2015-08-05 3M创新有限公司 用于薄膜金属层形成的成核层
JP5475685B2 (ja) 2007-12-28 2014-04-16 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ソーラーコントロール及びその他の使用のための赤外線反射フィルム
US8350451B2 (en) 2008-06-05 2013-01-08 3M Innovative Properties Company Ultrathin transparent EMI shielding film comprising a polymer basecoat and crosslinked polymer transparent dielectric layer
US8314991B2 (en) * 2008-10-31 2012-11-20 Cpfilms Inc. Variable transmission composite interference filter
BR112012033232A2 (pt) * 2010-06-30 2016-11-16 3M Innovative Properties Co combinações de filmes retardadores com redução de birrefringência espacialmente seletiva
JP5796432B2 (ja) 2010-09-22 2015-10-21 東レ株式会社 成型体及び電子機器
KR20140001787A (ko) * 2012-06-28 2014-01-07 코오롱인더스트리 주식회사 휘도 증강 필름 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
WO2014099367A1 (en) 2012-12-20 2014-06-26 3M Innovative Properties Company Method of making multilayer optical film comprising layer-by-layer self-assembled layers and articles
JP2016503196A (ja) 2013-01-14 2016-02-01 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 色覚異常者の色識別性を向上させるためのフィルター
MX2016002761A (es) * 2013-09-06 2016-05-26 3M Innovative Properties Co Polarizador reflectante de multiples capas.
EP3072000B1 (en) * 2013-11-19 2024-05-22 3M Innovative Properties Company Multilayer polymeric reflector
US9885885B2 (en) * 2013-11-27 2018-02-06 3M Innovative Properties Company Blue edge filter optical lens
KR20160130269A (ko) * 2014-03-07 2016-11-10 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 다층 광학 필름을 포함하는 광원
US9823395B2 (en) * 2014-10-17 2017-11-21 3M Innovative Properties Company Multilayer optical film having overlapping harmonics
JP6938548B2 (ja) 2016-06-09 2021-09-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 光学フィルタ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019523444A (ja) 2019-08-22
KR20190018550A (ko) 2019-02-22
EP3485303A4 (en) 2020-05-06
EP3485303B1 (en) 2024-02-14
WO2018013363A1 (en) 2018-01-18
EP3485303A1 (en) 2019-05-22
US11009637B2 (en) 2021-05-18
CN109477920A (zh) 2019-03-15
CN109477920B (zh) 2022-02-08
JP7099786B2 (ja) 2022-07-12
US20210231851A1 (en) 2021-07-29
US20190331837A1 (en) 2019-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201821260A (zh) 光學堆疊
JP6688728B2 (ja) 広範な可視光/赤外線カバレッジのための重複調波を備えた多層積層体
JP7386165B2 (ja) 色シフトを補正するための部分反射体
JP2019518998A (ja) 光学フィルタ
CN105593716B (zh) 聚合物多层光学膜
US11947138B2 (en) Broadband visible reflector
JP2021531497A (ja) 光学システム及び光学フィルム
CN109923445B (zh) 具有互补角阻挡区域的光学滤光器
US20220397710A1 (en) Optical filter and optical system
JP2021504761A (ja) 均一な左帯域端を有する薄い多層反射体
US11802795B2 (en) Sensor array spectrometer
CN113614587B (zh) 传感器阵列光谱仪
CN102542313B (zh) 一种双通道光栅结构、识别结构及卡证的识别方法
US20230003928A1 (en) Flexible, ultra-thin, hybrid absorptive-reflective thin-film filters and methods of making the same