TW202031504A - 具有結晶低折射率層之多層反射偏振器 - Google Patents

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Abstract

所描述者係多層反射偏振器。具體而言，所揭示者係包括結晶高折射率層及低折射率層兩者之多層反射偏振器。此等反射偏振器可特別適用於汽車、建築、及工業應用。

Description

具有結晶低折射率層之多層反射偏振器
多層反射偏振器係通常由交替的聚合物層所形成的光學膜，其等經定向使得交替的聚合物層之間的折射率差異導致一個正交偏振的光實質上反射，而另一者係實質上透射。透過層堆疊設計及材料選擇，多層反射偏振器可使在所欲的可見光及紅外光波長範圍內的光偏振。
在一態樣中，本說明係關於一種多層反射偏振器。該多層反射偏振器包括複數個交替的第一聚合物層及第二聚合物層。該等第一聚合物層及該等第二聚合物層之各者具有至少0.01的面內雙折射率。針對至少一面內方向，該等第一聚合物層及該等第二聚合物層之各者之間的折射率差異係至少0.04。針對正交於該至少一面內方向的第二面內方向，該等第一聚合物層及該等第二聚合物層之各者之間的折射率差異小於0.04。該多層反射偏振器具有至少四個邊緣，且在550nm測量的該等第一聚合物層或該等第二聚合物層之任一者的折射率均不大於1.7。
圖1係實例1之層厚度輪廓的圖。
圖2係實例1之透射光譜的圖。
圖3係實例1之在熱應力暴露之前及之後在60度入射的p偏振阻斷狀態透射率的圖。
圖4係實例2之層厚度輪廓的圖。
圖5係實例2之透射光譜的圖。
圖6係實例2之在熱應力暴露之前及之後在60度入射的p偏振阻斷狀態透射率的圖。
圖7係實例3之層厚度輪廓的圖。
圖8係實例3之透射光譜的圖。
圖9係實例3之在熱應力暴露之前及之後在60度入射的p偏振阻斷狀態透射率的圖。
圖10係在玻璃片材之間的實例4之透射光譜的圖。
圖11係在玻璃片材之間的實例5之透射光譜的圖。
圖12係針對具有PVB中間層的兩層玻璃之透射光譜的圖。
多層光學膜(即，至少部分藉由配置折射率不同之微層提供所欲透射及/或反射性質的膜)係為已知。已知藉由沉積一序列之無機材料於在一真空室中的一基材上的光學薄層中(「微層(microlayer)」)來製作此等多層光學膜。無機多層光學膜描述於例如H.A.Macleod的Thin-Film Optical Filters, 2nd Ed., Macmillan Publishing Co. (1986)及A.Thelan的Design of Optical Interference Filters, McGraw-Hill, Inc. (1989)等教科書中。
多層光學膜亦已由共擠壓交替聚合物層的方式呈現。例如，請參閱美國專利第3,610,729號(Rogers)；第4,446,305號(Rogers等人)；第4,540,623號(Im等人)；第5,448,404號(Schrenk等人)及第5,882,774號(Jonza等人)。在此等聚合多層光學膜中，個別層的組成中主要地或完全地使用聚合物材料。此等膜係與高容積製程相容，且可製成大片材及卷材。
多層光學膜包括具有不同折射率特性的個別微層，使得部分光在相鄰微層之間的介面反射。該等微層係足夠薄以使得於複數個該等界面所反射之光經建設性或破壞性干涉以賦予該多層光學膜所欲之反射性質或透射性質。對於經設計以反射紫外光、可見光或近紅外光波長下之光的多層光學膜，各微層大致上具有小於約1μm之光學厚度(物理厚度乘以折射率)。可包括更厚的層，諸如在多層光學膜之外表面處的表層、或設置於多層光學膜中的保護邊界層(protective boundary layer,PBL)，該等層將微層之同調分組(coherent grouping)(在本文中稱為「封包(packet)」)分開。
針對偏振應用，例如針對反射偏振器，使用雙折射聚合物形成該等光學層之至少一些者，其中聚合物之折射率沿著聚合物之正交笛卡爾(Cartesian)軸具有不同值。通常，雙折射聚合物微層具有由層平面之法線(z軸)界定之正交笛卡爾軸，其中x軸及y軸位於層平面內。雙折射聚合物亦可用於非偏振應用中。
在一些情況下，微層所具有之厚度及折射率值對應於一個¼波堆疊(亦即，以光學重複單元(或單位單元)方式配置，且各單元具有兩個相鄰之相等光學厚度(f比率=50%)的微層)，使得光學重複單元可藉由相長干涉光有效地反射，其中該干涉光之波長λ係光學重複單元的總光學厚度的兩倍。其他的層配置(諸如f-比率不同於50%之具有2微層光學重複單元的多層光學膜，或是其光學重複單元包括多於二微層的膜)亦為已知。此等光學重複單元設計可經組態以減少或增加特定高階反射。參見例如美國專利第5,360,659號(Arends等人)及第5,103,337號(Schrenk等人)。沿著該膜的一厚度軸(例如，z軸)的厚度梯度可用於提供一加寬的反射頻帶(諸如延伸於整個人類可見光區域乃至近紅外光區域中的一反射頻帶)，使得當該頻帶在斜入射角平移至較短波長時，該微層堆疊持續在整個可見光譜上反射。經定制以銳化頻帶邊緣之厚度梯度(即，介於高反射與高透射的波長轉換)論述於美國專利第6,157,490號(Wheatley等人)中。
對多層光學膜的進一步細節與其相關設計及構造之論述可參見美國專利第5,882,774號(Jonza等人)及第6,531,230號(Weber等人)、PCT公開案WO 95/17303(Ouderkirk等人)及WO 99/39224(Ouderkirk等人)、以及出版物篇名「Giant Birefringent Optics in Multilayer Polymer Mirrors」,Science,Vol.287,March 2000(Weber等人)。多層光學膜及相關的物品可包括依其光學、機械、及/或化學性質而選擇之額外的層及塗料。舉例而言， 可添加一UV吸收層於膜的入射側以保護組件不因紫外光而劣化。可使用一UV可固化丙烯酸酯黏著劑或其他合適材料將多層光學膜附接至機械加固層(mechanically reinforcing layer)。此等加固層可包含聚合物(諸如PET或聚碳酸酯)，且亦可包括例如藉由使用珠或稜鏡以提供光學功能(諸如光漫射或準直(collimation))的結構化表面。額外的層及塗料亦可包括抗刮層、抗撕裂層、及硬化劑。請參見例如美國專利第6,368,699號(Gilbert等人)。製作多層光學膜的方法及裝置論述於美國專利第6,783,349號(Neavin等人)中。
多層光學膜的反射及透射性質隨著各別微層的反射率及該等微層的厚度及厚度分佈而變動。各微層至少在膜內的局部位置內之特徵可藉平面內(in-plane)折射率nx、ny、及與膜的厚度軸相關聯的折射率nz予以表示。此等率各別代表目標材料對於沿著互相正交的x軸、y軸、及z軸偏振的光的折射率。為了便於說明，除非另有指定，在本專利申請中，x軸、y軸及z軸係假設為可適用於多層光學膜上任何關注點的局部卡氏座標，其中微層平行於x-y平面延伸，且其中x軸在膜平面內經定向以使△nx的量值最大化。因此，△ny的量值可等於或小於(但不大於)△nx的量值。此外，選擇從哪一個材料層開始計算△nx、△ny及△nz差值，係由△nx須為一非負值所決定。換句話說，介於形成一界面的兩個層之間的折射率差值係△nj=n1j-n2j，其中j=x、y、或z，且其中層編號1、2係經選擇以使得n1x
Figure 108131992-A0202-12-0005-19
n2x(亦即，△nx
Figure 108131992-A0202-12-0005-20
0)。
在實際應用上，折射率可透過對材料審慎的選擇及處理條件加以控制。習知的多層膜係藉由共擠壓大量(例如數十或數百)層之兩種交替的聚合物A、B來製造，可能接著使該多層擠壓物(extrudate)通過一或多個倍增模具(multiplicaiton die)，且接著拉伸或以其他方式定向該擠壓物以形成最終膜。所得膜一般係由許多個別微層(數百個或上百個)構成，該等層之厚度及折射率經定制以在光譜之(多個)所欲區域中(諸如在可見光或近紅外光中)提供一或多個反射頻帶。為了在合理的層數下達成所欲之反射率，相鄰微層一般對於沿著x軸所偏振之光展現至少0.04之折射率差(△nx)。在一些實施例中，材料經選擇以使得沿著該x軸偏振之光的折射率差在定向(orientation)之後盡可能地高。若針對兩個正交偏振需要反射率，則亦可使相鄰微層對於沿著y軸所偏振之光展現至少0.04之折射率差(Any)。
上文參照的‘774專利(Jonza等人)描述(除其他事項外)對於沿著z軸偏振的光而言，可如何定制在相鄰微層之間的折射率差(△nz)以達到對於斜入射光之p偏振分量的所欲的反射性質。為了維持在斜入射角的P偏振光的高反射性，介於微層之間的z折射率失配△nz可經控制以實質上小於最大面內折射率差△nx，使得△nz
Figure 108131992-A0202-12-0006-21
0.5*△nx、或△nz
Figure 108131992-A0202-12-0006-22
0.25*△nx。零或接近零量值的z折射率失配在微層之間產生界面，該等微層對於p偏振光的反射性為恒定或隨著入射角而變動地接近恒定。再者，z折射率失配△nz可經控制以具有與面內 折射率差△nx相反的極性，即△nz<0。此條件產生介面，該等介面對於p偏振光的反射性隨著入射角增加而增加，如同s偏振光的情況。
‘774(Jonza等人)專利亦討論關於經組態為偏振器之多層光學膜的特定設計考量，該等經組態為偏振器之多層光學膜稱作多層反射偏振器或多層反射偏振器。在許多應用中，理想的反射偏振器沿著一軸(「消光」軸或「阻斷」軸)具有高反射率，而沿著另一軸(「透射」軸或「通過」軸)具有零反射率。為了此應用之目的，其偏振狀態實質上與通過軸或透射軸對準的光稱作通過光，而其偏振狀態實質上與阻斷軸或消光軸對準的光稱作阻斷光。除非另有指明，否則於60°入射之通過光係在P偏振通過光中測量。若某反射率沿著透射軸發生，偏振器於偏離法線角度的效率可能減少，且若反射率對於各種波長而言係不同，顏色可經引入至透射光中。此外，兩個y折射率及兩個z折射率的確切匹配在一些多層系統中也許是不可能的，且若z軸折射率不匹配，則針對面內折射率n1y及n2y可能需要引入輕微失配。具體而言，藉由將y折射率失配配置成具有與z折射率失配相同的符號，布魯斯特效應(Brewster effect)在微層之界面處產生，以最小化沿著多層反射偏振器之透射軸的離軸反射率，從而最小化離軸顏色。
於‘774(Jonza等人)中論述的另一設計考量係關於在多層反射偏振器之空氣介面處的表面反射。除非該偏振器層壓於一現有玻璃組件的兩側上或層壓至具有清透光黏著劑的另一現有膜，否則 此種表面反射將減少在光學系統中所欲偏振之光的透射。因此，在一些情況下，添加一抗反射(AR)塗料至該反射偏振器可為有用的。
反射偏振器常用於諸如液晶顯示器的視覺顯示系統中。此等系統(如今見於各式各樣的電子裝置中，諸如行動電話、包括平板電腦、筆記型電腦及小型筆記型電腦(subnotebook)的電腦、及一些平板TV)使用以延伸區域背光(extended area backlight)從後方照明的液晶(liquid crystal,LC)面板。反射偏振器係置於背光上方或以其他方式併入該背光中以將可由LC面板所使用的偏振狀態的光從該背光透射至該LC面板。正交偏振狀態的光(其不可由LC面板使用)被反射回至背光中，其中該光最終可被往回反射朝向LC面板，且至少部分地轉換成可使用的偏振狀態，因此使得通常會損失的光「再循環」，並增加顯示器的所得亮度及總體效率。
在某些實施例中，多層反射偏振器可用於汽車應用中。例如，多層反射偏振器可用於車輛擋風玻璃的至少一部分上或附近。此應用明顯不同於傳統的液晶顯示器應用，此係因為基於安全理由，駕駛應仍能夠透過多層反射偏振器來觀察道路或周圍環境。進一步地，其他駕駛不應因為起自該駕駛之擋風玻璃的明亮反射而目眩或視覺受損。高反射率(針對一個偏振狀態)、高性能的傳統反射偏振器將無法滿足這些要求。
進一步地，先前已知的反射偏振器係對涉及汽車總成及一般用途之處理及環境暴露敏感。例如，反射偏振器可與用於安全玻璃抗震裂的聚乙烯丁醛(polyvinyl butyral,PVB)一起使用、處理、或 層壓至其。基於PVB之材料的組件在用以形成經層壓擋風玻璃組件的高溫處理下，可穿透以習知方式製造及設計的反射偏振器並使之退化。舉另一實例，在許多市售之反射偏振器中用作聚合物及/或共聚物的聚萘二甲酸乙二酯(特別是包括NDC(二甲基-2,6-萘二羧酸酯)的聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN))在暴露於紫外線輻射時將變黃。該車輛環境提供充分的太陽光輻射暴露，此將使反射偏振器隨時間退化。在此類周圍環境中，自發性的大尺寸結晶亦可能發生，在反射偏振器中形成霧度。在一些實施例中，本文所述之反射偏振器不包括聚萘二甲酸乙二酯。在一些實施例中，本文所述之反射偏振器不含萘-2,6-二羧酸。在一些實施例中，本文所述之反射偏振器在任何層中沿著任何方向在550nm測量均不具有大於1.7的折射率。
多層光學膜一般係由兩種不同聚合物的交替層形成。一個層係能夠在經定向時形成雙折射的層。因為幾乎所有用於形成多層光學膜的聚合物在拉伸時均增加折射率，此層一般亦稱為高折射率層(或「高折射率光學件(high index optics)」或HIO)。交替聚合物層之另一層一般係等向性層，其等於或小於該高折射率層之折射率。為此，此層一般稱為低折射率層(或「低折射率光學件(low index optics)」或「LIO」)。習知上，高折射率層係結晶或半結晶，而低折射率層係非晶形。此至少基於相信下述者：為了獲得足夠高的阻斷軸反射率(基於高折射率層與低折射率層之間沿著某一面內方向之失配)及足夠低的通過軸反射率(基於高折射率層與低折射率層之間沿著一第二正交面內方向的匹配)，將需要非晶形材料。
現已令人驚訝地發現，具有由於聚對苯二甲酸乙二酯之低拉伸溫度而在拉伸期間形成之某種程度的結晶度之兼具高折射率層與低折射率層兩者的多層反射偏振器係特別適合此等汽車應用。額外地，已令人驚訝地發現，其中高折射率光學件及低折射率光學件兩者透過拉伸而形成非對稱之折射率增加的多層反射偏振器可在汽車應用中係有用的。在一些實施例中，高折射率層及低折射率層之各者可形成或具有至少0.01的面內雙折射率。在一些實施例中，沿著一面內方向，高折射率層與低折射率層之間的差異可係至少0.04，但沿著第二正交面內方向的差異可小於0.04。在某些中間拉伸步驟期間，某些多層光學膜可能具有類似的雙折射性質；然而，此等膜隨後經受熱定型程序，使該等層中之至少一者(一般係低折射率或等向性層)中的雙折射率最小化，以最大化阻斷軸(拉伸軸)反射率，意指最終膜(亦即，呈卷狀形式的膜或具有至少四個邊緣的轉換膜)不展現此等性質。
在一些實施例中，高折射率層經選擇為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)，且低折射率層經選擇為聚對苯二甲酸乙二酯之共聚酯，其中使用環己烷二甲醇作為乙二醇改質劑(PETG，例如可購自Eastman Chemicals,Knoxville,Tenn.)。在一些實施例中，高折射率層經選擇為PET，且低折射率層經選擇為PETG與PCTG(亦是聚對苯二甲酸乙二酯，其中環己烷二甲醇作為乙二醇改質劑，但改質劑是用於PETG的兩倍，其可購自Eastman Chemicals,Knoxville,Tenn.)之50：50摻合物。在一些實施例中，高 折射率層經選擇為PET，且低折射率層經選擇為PETG、PCTG與「80：20」共聚酯之33：33：33摻合物，該「80：20」共聚酯具有40mol%之對苯二甲酸、10mol%之異酞酸、49.75mol%之乙二醇、及0.25mol%之三甲基丙醇。其他共聚酯可用作為本文所述之低折射率層或用於本文所述之低折射率層中。
包括諸如上述例示性組的材料的反射偏振器在高溫暴露後令人驚訝地展現較佳的霧度抑制，此係由於結晶係在處理期間逐漸形成，而非在暴露於輻射或熱期間自發地形成(其中伴隨有較大的晶位(crystal site))。進一步地，使用本文中所例示的結晶材料組合，諸如微皺(microwrinkle)或脫層(delamination)的裝飾性及外觀問題看似發生得顯然較不頻繁。
收縮率(特別是沿著最大拉伸的方向)可能大於習知的反射偏振器。然而，收縮量可藉由熱定型步驟來控制，且在用於汽車的製造與組裝程序中，一定的收縮量係所欲的。例如，用於汽車應用之反射偏振器可包括汽車窗膜或經層壓至汽車窗膜，即，反射紅外光且不實質上反射可見光譜中之光的膜。汽車窗膜(諸如可購自3M Company者)一般係PET及共-聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)的交替層。因為兩個膜之間的收縮率類似，兩個膜之層壓體在溫度變化之後具有較低的皺摺或翹曲傾向。關於其他材料之化學抗性及滲透性(邊緣進入(edge ingress))，在高折射率層及低折射率層兩者中皆具有結晶度的反射偏振器亦表現更佳。
本文所述之反射偏振器亦可具有高於0.5的f比率。在一些實施例中，f比率可大於0.55、大於0.6、大於0.65、大於0.7、大於0.75、大於0.8、或甚至大於0.85。高於0.5的f比率之偏移減弱多層反射偏振器之第一階反射頻帶而有利於較高階反射頻帶，此有效地降低該偏振器針對經設計波長範圍之反射率。針對低於0.5之f比率，觀察到類似的光學效應；例如，f比率小於0.45、小於0.4、小於0.35、小於0.3、小於0.25、小於0.2、或甚至小於0.15。與較低之所形成雙折射率(其發生自拉伸PET(相較於PEN或coPEN))組合，此等反射偏振器需要更多層以達到足夠的反射率位準。與直覺相反地，此係一設計特徵。針對弱的反射偏振器(諸如本文所述者)，微層厚度(caliper)變化可具有對該膜的整體光譜之巨大且不成比例的影響。藉由使各個別微層對甚至更弱，可將強化及重疊相鄰微層對之反射頻帶的層加入設計。此使光譜平滑並允許更一致的性能，不論在膜帶材上的位置或甚至從卷對卷的位置。本文所述之反射偏振器可具有多於100個層、多於150個層、多於200個層、多於250個層、或甚至多於300個層。
本文所述之反射偏振器即使在暴露於熱之後亦可具有對霧度的抗性。在一些實施例中，暴露於85℃、95℃、或甚至105℃100小時之後所測量的反射偏振器可能不具有大於1%的霧度。在一些實施例中，暴露於105℃或甚至120℃100小時之後的反射偏振器可具有不大於2%的霧度。在一些實施例中，暴露於120℃100小時之後的反射偏振器可具有不大於3%或3.5%的霧度。在一些實施例中，即便 短暫暴露於極端熱(諸如在退火步驟中)，此等反射偏振器的透射率亦可不受影響。在一些實施例中，在232℃(450℉)下達30秒的退火步驟之後，自400nm至800nm的透射光譜下降不多於10%或甚至不多於5%。
如本文所述之反射偏振器可用於汽車應用，且亦可用於或適合於某些偏振分光器/視野組合器(view combiner)應用。例如，針對某些擴增實境顯示器或顯示裝置，所產生及投射的影像可係疊置在配戴者的視野框上方。可適用於例如針對汽車應用之抬頭顯示器(heads up display)的許多優點可在此等擴增實境應用中係同樣所欲的。本文所述之反射偏振器亦可用於建築應用(外部窗及內部窗兩者)及工業窗及玻璃應用。在一些建築應用中，如本文所述之反射偏振器可經組態使得該等反射偏振器防止從房間外觀看經偏振的顯示表面(諸如電視或膝上型電腦)。
當如本文所述之多層反射偏振器係與汽車玻璃組合或層壓至汽車玻璃時，該多層反射偏振器可經組態使得其將反射經偏振平行於道路表面的光以降低起自道路表面的感知眩光，或反射經偏振垂直於道路表面的光以可用偏振式太陽眼鏡觀看。
實例 實例1
如下製備雙折射反射偏振器。兩種聚合物係用於光學層。第一聚合物(第一光學層)係可購自Eastman Chemicals (Knoxville,TN)的EASTAPAK PET 7352。第二聚合物(第二光學層)係來自Eastman Chemicals的乙二醇改質聚對苯二甲酸乙二酯(PETG)GN071。第一聚合物對第二聚合物之進料速率比率經選擇以使該等光學層具有0.75之f比率。用於表層的聚合物係EASTAPAK PET 7352。材料從分離的擠製機饋送至多層共擠製供料塊，在其中將彼等材料組裝成275個交替光學層，加上在各側上的第一光學層之一較厚保護邊界層，共277層之封包。在為該目的專用的歧管中將該第二光學層材料的表層加至該結構的兩側，得出具有279層之最終結構。然後以用於聚酯膜之習知方式透過膜模具將多層熔體澆注至冷卻滾筒上，使該熔體在此滾筒上驟冷。接著該澆注帶材係在一商用刻度線性拉幅機中以約6：1的延伸比率及在拉伸區段中225F的溫度來拉伸。熱定型區段具有350F的溫度。層厚度輪廓係顯示於圖1中。層輪廓、第一聚合物及第二聚合物材料、及所選擇之程序條件導致圖2所示之所得通過及阻斷狀態透射光譜。此膜具有如藉由電容量規所測量近似29.2um之所得實體厚度。在302F下所測量的收縮率在共擠壓設備的機器方向(machine direction,MD)係2.1%，而在共擠壓設備之橫向方向(transverse direction,TD)係1.9%。藉由將1吋乘9吋的膜條帶加熱至所欲溫度、並在15分鐘之後測量在樣本長方向的收縮率，來測量膜的收縮率。該樣本係在可忽略的張力下，足以在測試期間使膜保持平坦。針對一些終端用途應用，該膜將對於正交方向具有近乎相同的收縮率。
接著將實例1之膜放在一框架中以限制收縮率，並在450度F之烘箱中熱處理30秒。此熱處理據推測提供足夠的退火以移除低折射率層中之殘餘結晶度。如此，比較此應力暴露之前及之後的透射光譜預期將指出低折射率層中之殘餘結晶度變化。應力暴露之前及之後在60度的p偏振阻斷狀態的透射率係顯示於圖3中。
實例2
如下製備雙折射反射偏振器。兩種聚合物係用於光學層。第一聚合物(第一光學層)係可購自Eastman Chemicals的EASTAPAK PET 7352。第二聚合物(第二光學層)係來自Eastman的乙二醇改質聚對苯二甲酸乙二酯(PETG)GN071與來自Eastman的VM318D PCTg的50：50重量百分比摻合物。第一聚合物對第二聚合物之進料速率比經選擇以使該等光學層具有0.65之f比率。用於表層的聚合物係EASTAPAK PET 7352。材料從分離的擠製機饋送至多層共擠製供料塊，在其中將彼等材料組裝成275個交替光學層，加上在各側上的第一光學層之一較厚保護邊界層，共277層之封包。在為該目的專用的歧管中將該第二光學層材料的表層加至該結構的各側，得出具有279層之最終結構。然後以用於聚酯膜之習知方式透過膜模具將多層熔體澆注至冷卻滾筒上，使該熔體在此滾筒上驟冷。接著該澆注帶材係在一商用刻度線性拉幅機中以約6：1的延伸比率及在拉伸區段中225F的溫度來拉伸。熱定型區段具有350F的溫度。層厚度輪廓顯示於圖4中。層輪廓、第一聚合物及第二聚合物材料、及所選擇之 程序條件導致下文圖5所示之所得通過及阻斷狀態透射光譜。此膜具有如藉由電容量規所測量近似26.9um之所得實體厚度。在302F所測量的收縮率係2.3% MD及2.4% TD。針對一些終端用途應用，該膜將對於正交方向具有近乎相同的收縮率。
如同實例1，接著將實例2之膜放在一框架中以限制收縮率，並在450度F之烘箱中熱處理30秒，以進行熱處理。熱處理之前及之後在60度的p偏振阻斷狀態的透射率係顯示於圖6中。
實例3
如下製備雙折射反射偏振器。兩種聚合物係用於光學層。第一聚合物(第一光學層)係可購自Eastman Chemicals的EASTAPAK PET 7352。第二聚合物(第二光學層)係來自Eastman的乙二醇改質聚對苯二甲酸乙二酯(PETG)GN071、來自Eastman Chemicals(Knoxville,TN)的VM318D PCTG、及80：20 CoPET的33：33：33摻合物。該80：20 CoPET係如粒狀之非晶質共聚酯，其包括下列之莫耳比：
40mol%之對苯二甲酸
10mol%之間苯二甲酸
49.75mol%之乙二醇
0.25mol%之三甲基丙醇
第一聚合物對第二聚合物之進料速率比經選擇以使該等光學層具有0.65之f比率。用於表層的聚合物係EASTAPAK PET 7352。材料從分離的擠製機饋送至多層共擠製供料塊，在其中將彼等材料組裝成275個交替光學層，加上在各側上的第一光學層之一較厚保護邊界層，共277層之封包。在為該目的專用的歧管中將該第二光學層材料的表層加至該結構的兩側，得出具有279層之最終結構。然後以用於聚酯膜之習知方式透過膜模具將多層熔體澆至冷卻滾筒上，使該熔體在此滾筒上驟冷。接著該澆注帶材係在一商用刻度線性拉幅機中以約6：1的延伸比率及在拉伸區段中225F的溫度來拉伸。熱定型區段具有350F的溫度。層厚度輪廓顯示於圖7中。層輪廓、第一聚合物及第二聚合物材料、及所選擇之程序條件導致圖8所示之所得通過及阻斷狀態透射光譜。此膜具有如藉由電容量規所測量近似28.2μm之所得實體厚度。
接著將實例3之膜放在一框架中以限制收縮率，並在450度F之烘箱中熱處理30秒，以進行熱處理。熱應力之前及之後在60度的p偏振阻斷狀態的透射率係顯示於圖9中。在實例3的熱處理之後缺乏偏移的證據，此指出低折射率層之結晶狀態中的偏移係可忽略的，且似乎與所得多層膜之經改良的熱堅固性相關聯。
評估實例1至3之膜的各層之折射率。藉由Metricon在外膜表面上直接測量PET層。藉由將膜之透射率測量匹配於由4x4 Berriman光學堆疊代碼的透射率計算來計算LIO層的折射率。在各實例中，顯著的雙折射率存在於LIO層中，此意味著顯著的結晶度存在。
值得注意且令人驚訝的是，即使實例1至3之各者具有類似的LIO層雙折射率，實例3在450F熱定型退火之後的透射率並未改變。在實例1至2中，退火前至退火後的透射率變化意味著結晶度的變化。
Figure 108131992-A0202-12-0018-1
實例4至6
實例4至6係以類似於實例1至3的程序製成，但具有下列差異：
Figure 108131992-A0202-12-0018-2
實例7至9
實例1至6係以習知線性拉幅機程序拉伸。實例7至9係以與實例1至6類似的擠壓條件製成，除了其等係以如Denker等人 所著之受邀論文45.1中所述之下列拋物線拉幅程序而拉伸，該論文名稱為「Advanced Polarizer Film for Improved Performance of Liquid Crystal Displays」，在2006年6月4至9日於San Francisco,Calif.舉行的Society for Information Displays(SID)國際會議中提出，或者其等係以類似於在20070047080 A1(Stover等人)中所述的溫度及延伸比率拉伸。
Figure 108131992-A0202-12-0019-3
實例1至9之膜，其中接著使用PVB層作為黏著劑以在1/8”厚的鈉鈣玻璃片材之間層壓。實例4及實例5之此玻璃包裝構造的透射光譜各別顯示於圖10及圖11中。圖12顯示僅使用在玻璃片材之間的PVB層之玻璃層壓體的相當之光譜。
升高溫度測試
在烘箱中使實例膜在自85C、95C、及100C之升高溫度老化。在100及1000小時之後測量霧度，並與經室溫老化之膜(RT)比較；此等結果係各別列於表4及表5中。當比較類似材料時，具有較高結晶含量的膜在熱暴露的老化下具有較少的霧度增加。
Figure 108131992-A0202-12-0020-4
Figure 108131992-A0202-12-0020-5
本發明並不侷限於上文闡述之實例及實施例的具體揭示，因為詳細描述這些實施例是為了利於解說本發明的各種態樣。而是，應理解本發明涵蓋本發明的所有態樣，包括屬於如隨附申請專利 範圍與其均等物所界定的本發明範疇內的各種修改、均等程序、和替代裝置。

Claims (20)

  1. 一種多層反射偏振器，其包含：
    複數個交替的第一聚合物層及第二聚合物層；
    其中該等第一聚合物層及該等第二聚合物層之各者具有至少0.01的一面內雙折射率；
    其中針對至少一面內方向，該等第一聚合物層及該等第二聚合物層之各者之間的折射率差異係至少0.04；
    其中針對正交於該至少一面內方向的一第二面內方向，該等第一聚合物層及該等第二聚合物層之各者之間的折射率差異小於0.04；且
    其中該多層反射偏振器具有至少四個邊緣；
    其中在550nm測量的該等第一聚合物層或該等第二聚合物層之任一者的折射率均不大於1.7。
  2. 如請求項1之多層反射偏振器，其中該多層反射偏振器之一f比率經定義為該等第一聚合物層之一平均光學厚度對該等第一聚合物層及該等第二聚合物層兩者之總光學厚度的一比率，該f比率係至少0.55。
  3. 如請求項2之多層反射偏振器，其中該f比率係至少0.65。
  4. 如請求項2之多層反射偏振器，其中該f比率係至少0.75。
  5. 如請求項1之多層反射偏振器，其中該等第一聚合物層包括聚對苯二甲酸乙二酯，且其中該等第二聚合物層包括乙二醇改質之共(聚對苯二甲酸乙二酯)。
  6. 如請求項5之多層反射偏振器，其中該等第二聚合物層進一步 包括聚環己基二甲基對苯二甲酸乙二醇酯。
  7. 如請求項6之多層反射偏振器，其中該等第二聚合物層進一步包括第二共聚酯。
  8. 如請求項1之多層反射偏振器，其中該等第一聚合物層及該等第二聚合物層之各者展現結晶度。
  9. 一種光學層壓體，其包含：
    一如請求項1之多層反射偏振器；及
    一鏡膜，其經層壓至該多層反射偏振器；
    其中該鏡膜反射小於20%的可見光、及至少80%的自900至1200nm的光。
  10. 一種汽車玻璃層壓體，其包含一汽車玻璃層及如請求項9之光學層壓體。
  11. 如請求項10之汽車玻璃層壓體，其中該鏡膜係設置在該汽車玻璃層之一外部側上，且該多層反射偏振器係設置在該汽車玻璃層之一內部側上。
  12. 一種玻璃層壓體，其包含：
    一如請求項1之多層反射偏振器；及
    一玻璃層；
    其中該多層反射偏振器經層壓至該玻璃層。
  13. 如請求項12之玻璃層壓體，其中該玻璃層係一汽車玻璃層，且該多層反射偏振器經組態以反射經偏振垂直於一道路表面的光以可用偏振式太陽眼鏡觀看。
  14. 如請求項12之玻璃層壓體，其中該玻璃層係一汽車玻璃層，且該多層反射偏振器經組態以反射經偏振平行於一道路表面的光 以降低起自該道路表面的感知眩光。
  15. 如請求項12之玻璃層壓體，其中該玻璃層係一建築玻璃層。
  16. 如請求項12之玻璃層壓體，其中該玻璃層係一工業玻璃層。
  17. 如請求項1之多層反射偏振器，其進一步包含至少一非光學層，其中該至少一非光學層係一表層或一保護邊界層。
  18. 如請求項17之多層反射偏振器，其中該至少一非光學層之各者展現結晶度。
  19. 如請求項1之多層反射偏振器，其中該多層反射偏振器不包括任何非光學保護邊界層在該複數個交替的第一聚合物層及第二聚合物層內。
  20. 如請求項1之多層反射偏振器，其中該多層反射偏振器不包括任何非光學表層相鄰於該複數個交替的第一聚合物層及第二聚合物層。
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