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CN117836132A - 多层光学膜和显示系统 - Google Patents

多层光学膜和显示系统 Download PDF

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CN117836132A
CN117836132A CN202280056677.XA CN202280056677A CN117836132A CN 117836132 A CN117836132 A CN 117836132A CN 202280056677 A CN202280056677 A CN 202280056677A CN 117836132 A CN117836132 A CN 117836132A
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CN
China
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incident light
wavelength
optical film
multilayer optical
polymer layers
Prior art date
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Pending
Application number
CN202280056677.XA
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English (en)
Inventor
亚当·D·哈格
马修·B·约翰逊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
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.)
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Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
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    • 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
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/0101Head-up displays characterised by optical features
    • GPHYSICS
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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
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Abstract

一种多层光学膜包括总计数量为至少50的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沿着相同平面内第一方向具有相应折射率nx1和nx2,其中在从约420纳米(nm)延伸至约680nm的可见波长范围内的至少一个可见波长下,0.1≤(nx1‑nx2)≤0.25。对于沿着该第一方向偏振的基本上垂直入射光,多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层对于从约380nm延伸至约680nm的第一波长范围内的至少第一波长反射该入射光的大于约80%,并且对于从约380nm延伸至约400nm的第二波长范围具有小于约1%的平均光学吸收率。

Description

多层光学膜和显示系统
技术领域
本公开整体涉及一种多层光学膜。具体地,本公开涉及一种包括多层光学膜的显示系统。
背景技术
照惯例,多层光学膜用于汽车应用诸如平视显示器(HUD)中。多层光学膜可长时间暴露于阳光下。在一些情况下,由于暴露于存在于阳光中的紫外(UV)光,多层光学膜可能经历变色,诸如变黄。
发明内容
在第一方面,本公开提供一种多层光学膜,该多层光学膜包括:总计数量为至少50的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一者具有小于约500纳米(nm)的平均厚度。该第一聚合物层和该第二聚合物层沿着相同平面内第一方向具有相应折射率nx1和nx2,其中在从约420nm延伸至约680nm的可见波长范围内的至少一个可见波长下,0.1≤(nx1-nx2)≤0.25。对于沿着该第一方向偏振的基本上垂直入射光,多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层对于从约380nm延伸至约680nm的第一波长范围内的至少第一波长反射入射光的大于约80%。此外,对于沿着该第一方向偏振的该基本上垂直入射光,多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层对于从约380nm延伸至约400nm的第二波长范围具有小于约1%的平均光学吸收率。
在第二方面,本公开提供一种显示系统,该显示系统包括扩展光源,该扩展光源被配置为从该扩展光源的发射表面发射光。该显示系统还包括根据本公开的第一方面所述的多层光学膜,该多层光学膜设置在该扩展光源上。
在第三方面,本公开提供一种显示系统,该显示系统包括扩展光源,该扩展光源被配置为从该扩展光源的发射表面发射光。该显示系统还包括根据本公开的第一方面所述的第一多层光学膜和第二多层光学膜,该第一多层光学膜和该第二多层光学膜设置在该扩展光源的相反两侧上,使得该第一多层光学膜总体面向该发射表面,并且该第二多层光学膜总体背向该发射表面。对于沿着与该第一方向正交的平面内第二方向偏振的该基本上垂直入射光以及对于该第一波长范围内的至少该第一波长,该第一多层光学膜的多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层透射该入射光的大于约60%。此外,对于沿着与该第一方向正交的该平面内第二方向偏振的该基本上垂直入射光以及对于该第一波长范围内的至少该第一波长,该第二多层光学膜的多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层反射该入射光的大于约60%。
在第四方面,本公开提供一种多层光学膜,该多层光学膜包括:总计数量为至少50的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一者具有小于约500nm的平均厚度。该第一聚合物层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)并且沿着至少相同平面内第一方向具有大于该第二聚合物层的折射率nx2的折射率nx1。对于沿着该第一方向偏振的基本上垂直入射光,多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层对于从约380nm延伸至约680nm的第一波长范围内的至少第一波长反射入射光的大于约80%。此外,对于沿着该第一方向偏振的该基本上垂直入射光,多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层对于从约380nm延伸至约400nm的第二波长范围具有小于约1%的平均光学吸收率。
附图说明
考虑到以下结合下图的详细描述,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图中用相同数字标记的部件。
图1A图示了根据本公开的一个实施方案的多层光学膜的详细示意性剖视图;
图1B图示了根据本公开的一个实施方案的图1A的多层光学膜的多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层的厚度剖面的曲线图;
图2A和图2B图示了根据本公开的一个实施方案的示出不同入射光的多层光学膜的示意性剖视图;
图3A图示了描绘根据本公开的一个实施方案的多层光学膜对于基本上垂直入射光的光学反射率关于波长的曲线图;
图3B图示了描绘根据本公开的一个实施方案的与图3A所示的光学反射率关于波长的反射带边缘的最佳线性拟合的曲线图;
图4A图示了描绘根据本公开的另一实施方案的不同多层光学膜对于基本上垂直入射光的光学反射率关于波长的曲线图;
图4B图示了描绘根据本公开的一个实施方案的对应于图4A所示的不同多层光学膜的光学反射率关于波长的反射带边缘的最佳线性拟合的曲线图;
图5A图示了描绘根据本公开的另一实施方案的不同多层光学膜对于以倾斜入射角入射的入射光的光学反射率关于波长的曲线图;
图5B图示了描绘根据本公开的一个实施方案的对应于图5A所示的不同多层光学膜的光学反射率关于波长的反射带边缘的最佳线性拟合的曲线图;
图6图示了描绘根据本公开的一个实施方案的不同多层光学膜的光学吸收率关于波长的另一曲线图;
图7A图示了描绘根据本公开的另一实施方案的不同多层光学膜对于基本上垂直入射光的光学反射率关于波长的另一曲线图;
图7B图示了描绘根据本公开的一个实施方案的对应于图7A所示的不同多层光学膜的光学反射率关于波长的反射带边缘的最佳线性拟合的曲线图;
图8A图示了描绘根据本公开的另一实施方案的多层光学膜对于以倾斜入射角入射的入射光的光学反射率关于波长的另一曲线图;
图8B图示了描绘根据本公开的一个实施方案的与图8A所示的光学反射率关于波长的反射带边缘的最佳线性拟合的曲线图;
图9图示了描绘根据本公开的一个实施方案的不同多层光学膜的光学吸收率关于波长的另一曲线图;
图10A图示了根据本公开的一个实施方案的显示系统的详细示意性剖视图;
图10B图示了根据本公开的另一实施方案的显示系统的详细示意性剖视图;
图11A图示了根据本公开的另一实施方案的显示系统的详细示意性剖视图;
图11B图示了根据本公开的另一实施方案的显示系统的详细示意性剖视图;
图12A图示了具有挡风玻璃的交通工具的示例的示意性侧视图;以及
图12B图示了用于图12A的交通工具的挡风玻璃的示例性显示系统的示意图。
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,设想到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。
在以下公开中,采用如下的定义。
如本文所用,应该将所有数字视为由术语“约”修饰。如本文所用,“一个”、“一种”、“所述”、“至少一种(个)”以及“一种(个)或多种(个)”可互换使用。
如本文所用,作为对特性或属性的修饰语,除非另外具体地定义,否则术语“大致”意指该特性或属性将能够容易被普通技术人员识别,而不需要绝对精确或完美匹配(例如,对于可量化特性,在+/-20%内)。
除非另外具体地定义,否则术语“基本上”意指高逼近程度(例如,对于可量化特性,在+/-10%内),但同样不需要绝对精确或完美匹配。
除非另外具体地定义,否则术语“约”意指高逼近程度(例如,对于可量化特性,在+/-5%内),但同样不需要绝对精确或完美匹配。
如本文所用,术语“第一”和“第二”用作标识符。因此,此类术语不应理解为对本公开的限制。在本公开的实施方案的全文中,术语“第一”和“第二”在与特征部或元件结合使用时可互换。
如本文所用,当第一材料被称为“类似”于第二材料时,第一材料和第二材料的至少90重量%是相同的,并且第一材料和第二材料之间的任何变化占第一材料和第二材料中的每一者的小于约10重量%。
如本文所用,“A和B中的至少一者”应当理解成意指“仅A、仅B或A和B两者”。
如本文所用,除非另外明确定义,否则术语“在约……之间”通常是指包含性或封闭性范围。例如,如果参数X在约A和B之间,则A≤X≤B。
如本文所用,术语“膜”通常是指具有非常高的长度或宽度与厚度之比的材料。膜具有由长度和宽度限定的两个主表面。膜通常具有良好的柔性并可用于多种多样的应用,包括显示器。膜还可具有合适的厚度或材料组成,使得它们是半刚性或刚性的。本公开中描述的膜可由各种聚合物材料构成。膜可以是单层、多层或不同聚合物的共混物。
如本文所用,术语“层”通常是指膜内具有相对一致的化学组成的材料厚度。层可以是任何类型的材料,包括聚合物、纤维素、金属或它们的共混物。给定的聚合物层可包含单一聚合物类型或聚合物的共混物,并且可伴有添加剂。给定的层可与其他层组合或连接以形成膜。与相邻层或膜相比,层可以是部分连续的或完全连续的。给定的层可与相邻层部分共延或完全共延。层可包含子层。
如本文所用,除非另外具体地定义,否则术语“折射率”通常是指材料或层的折射率。类似地,除非另外具体地定义,否则术语“折射率”通常是指多种材料或层的折射率和/或单一材料或层的多个折射率。
本公开涉及多层光学膜和包括该多层光学膜的显示系统。在一些情况下,多层光学膜可用于包括可发射包括UV光的光的发光二极管(LED)的背光源。在一些情况下,本公开的多层光学膜可用于其他应用诸如后视镜显示器、偏振前灯中或用于交通工具的仪表板上的HUD防尘罩中。在一些情况下,显示系统可用于交通工具的平视显示器(HUD)中。HUD用于将可通过交通工具的挡风玻璃看到的信息呈现给交通工具的乘员,而不要求乘员将目光从交通工具周围移开。HUD现在越来越多地用作交通工具诸如汽车的安全特征结构。
一般来讲,HUD包括光学膜,这些光学膜基本上反射HUD所特有的期望波长范围内的光,并且将其他波长范围内的光透射到散热器中。一些光学膜可包括反射偏振器,该反射投射器选择性地反射沿着一个方向偏振的光,同时透射沿着与一个方向正交的方向偏振的光,并且进一步将沿着与一个方向正交的方向偏振的光透射到散热器中。此类光学膜通常长时间暴露于阳光下。常规光学膜可包括材料诸如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或包括萘二甲酸(NDC)的聚合物,这些材料通常具有高双折射率并且因此可形成对沿着一个方向偏振的光具有高反射率的高对比度反射偏振器或反射镜。然而,包括材料诸如PEN或包括NDC的聚合物的此类光学膜可能变色,具体地,可能由于长期暴露于存在于阳光中的紫外(UV)光而变黄。
在一个方面,本公开提供一种多层光学膜,该多层光学膜包括:总计数量为至少50的多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层。第一聚合物层和第二聚合物层中的每一者具有小于约500纳米(nm)的平均厚度。该第一聚合物层和该第二聚合物层沿着相同平面内第一方向具有相应折射率nx1和nx2,其中在从约420nm延伸至约680nm的可见波长范围内的至少一个可见波长下,0.1≤(nx1-nx2)≤0.25。对于沿着该第一方向偏振的基本上垂直入射光,多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层对于从约380nm延伸至约680nm的第一波长范围内的至少第一波长反射入射光的大于约80%。此外,对于沿着该第一方向偏振的该基本上垂直入射光,多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层对于从约380nm延伸至约400nm的第二波长范围具有小于约1%的平均光学吸收率。
本公开的多层光学膜可对第一波长范围内的至少第一波长的入射光提供高反射率(大于约80%)。换句话讲,多层光学膜可对第一波长范围内的期望波长的入射光提供高反射率(大于约80%)。
如上所述,这通常通过包括可具有高双折射率的材料诸如PEN或包括NDC的聚合物的光学膜来实现。然而,由于长时间暴露于存在于阳光中的UV光,它们倾向于变黄。
本公开的多层光学膜可对第一波长范围内的至少第一波长的入射光提供高反射率(大于约80%),而不会由于长时间暴露于存在于阳光中的UV光而经历显著变色或变黄。这可通过优化第一层和第二层的折射率以提供合适的双折射率来实现。此外,在一些情况下,多层光学膜可包括不会由于长时间暴露于存在于阳光中的紫外光而显著变色的材料诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。因此,与包括有PEN或包括NDC的聚合物的常规光学膜相比,此类光学膜可经历显著更少的由于长时间暴露于存在于阳光中的UV光而导致的颜色改变。
现在参考附图,图1A图示了根据本公开的一个实施方案的多层光学膜10的详细示意性剖视图。多层光学膜10限定互相正交的x轴、y轴和z轴。x轴和y轴对应于多层光学膜10的平面内轴线,而z轴是沿着多层光学膜10的厚度设置的横向轴线。换句话讲,x轴和y轴沿着多层光学膜10的平面(即,x-y平面)设置,而z轴垂直于多层光学膜10的平面。在一些实施方案中,多层光学膜10进一步限定平面内(即,x-y平面)第一方向、与第一方向正交的平面内第二方向、以及与第一方向正交的平面外方向。在图1A的例示的实施方案中,平面内第一方向沿着x轴,平面内第二方向沿着y轴,并且平面外方向沿着z轴。
在一些实施方案中,多层光学膜10包括相反的第一主表面110和第二主表面111。在一些实施方案中,多层光学膜10的第一主表面110和第二主表面111暴露于外部环境。在此类实施方案中,多层光学膜10的第一主表面110和第二主表面111可分别与外部环境形成第一界面和第二界面。在一些实施方案中,外部环境可包括空气。
多层光学膜10包括多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12。多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12可以可互换地称为“多个聚合物层11、12”或“第一聚合物层11和第二聚合物层12”。在一些实施方案中,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12沿着z轴彼此相邻地设置。多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12总数为至少50。在一些实施方案中,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的总计数量为至少100、至少200、至少300、至少400、至少500或至少600。
在一些实施方案中,第一聚合物层11可包括高折射率光学(HIO)层。在一些实施方案中,第一聚合物层11包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。多层光学膜10(包括材料诸如PET)可能不会由于暴露于阳光、并且具体地暴露于存在于阳光中的紫外(UV)光而变色。这可允许多层光学膜10用于应用诸如交通工具挡风玻璃(例如,图12A和图12B所示的交通工具1200的挡风玻璃1205)中,其中多层光学膜10可能不会由于暴露于存在于阳光中的UV光而变色。
在一些实施方案中,第二聚合物层12可包括低折射率光学(LIO)层。在一些实施方案中,LIO层可包括二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETg)。在一些实施方案中,LIO层可包括CoPET(聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物),或聚碳酸酯和CoPET的共混物。
第一聚合物层11和第二聚合物层12中的每一者具有平均厚度t。平均厚度t沿着z轴来限定。如本文所用的术语“平均厚度t”是指沿着第一聚合物层11和第二聚合物层12中的每一者的平面(即,x-y平面)的平均厚度。第一聚合物层11和第二聚合物层12中的每一者具有小于约500纳米(nm)的平均厚度t。在一些实施方案中,第一聚合物层11和第二聚合物层12中的每一者具有小于约400nm、小于约300nm、小于约250nm或小于约200nm的平均厚度t。
第一聚合物层11和第二聚合物层12沿相同平面内第一方向具有相应折射率nx1和nx2。换句话讲,第一聚合物层11和第二聚合物层12沿着x轴具有相应折射率nx1和nx2。在一些实施方案中,在从约420nm延伸至约680nm的可见波长范围151(图3A所示)内的至少一个可见波长32(图3A所示)下,nx1和nx2之间的差值大于或等于约0.1并且小于或等于约0.25。换句话讲,在可见波长范围151内的至少一个可见波长32下,0.1≤(nx1-nx2)≤0.25。因此,第一聚合物层11沿着至少相同平面内第一方向具有大于第二聚合物层12的折射率nx2的折射率nx1。在一些实施方案中,在至少一个可见波长32下,0.11≤(nx1-nx2)≤0.22、0.12≤(nx1-nx2)≤0.2或0.12≤(nx1-nx2)≤0.19。在一些示例中,在至少一个可见波长32下,(nx1-nx2)为约0.138、约0.16、约0.178或约0.179。
如上所述,第一聚合物层11沿着相同平面内第一方向(即,x轴)具有折射率nx1。在一些实施方案中,在至少一个可见波长32下,nx1的量值大于或等于约1.65并且小于或等于约1.75,即,1.65≤nx1≤1.75。在一些示例中,在至少一个可见波长32下,nx1为约1.672、约1.688、约1.702或约1.711。在一些示例中,至少一个可见波长32为约633nm。
在一些实施方案中,第一聚合物层11和第二聚合物层12沿着与第一方向正交的相同平面内第二方向具有相应折射率ny1和ny2。换句话讲,第一聚合物层11和第二聚合物层12沿着y轴具有相应折射率ny1和ny2。在一些实施方案中,在至少一个可见波长32下,ny1和ny2之间的差值大于或等于约0.1,即,(ny1-ny2)≥0.1。因此,在至少一个可见波长32下,ny1大于ny2。在一些实施方案中,在至少一个可见波长32下,(ny1-ny2)≥0.2、(ny1-ny2)≥0.3、(ny1-ny2)≥0.4或(ny1-ny2)≥0.5。在一些示例中,在至少一个可见波长32下,(ny1-ny2)为约0.153。
在一些其他实施方案中,在至少一个可见波长32下,ny1和ny2之间的差值的量值小于约0.05,即,|ny1-ny2|<0.05。在一些实施方案中,在至少一个可见波长32下,ny1和ny2可基本上彼此相等。在一些实施方案中,在至少一个可见波长32下,|ny1-ny2|<0.04、|ny1-ny2|<0.03、|ny1-ny2|<0.02、|ny1-ny2|<0.01或|ny1-ny2|<0.005。在一些示例中,在至少一个可见波长32下,|ny1-ny2|为约0或约0.017。
如上所述,第一聚合物层11沿着相同平面内第二方向(即,y轴)具有折射率ny1。在一些实施方案中,在至少一个可见波长32下,ny1的量值大于或等于约1.5并且小于或等于约1.75,即,1.5≤ny1≤1.75。在一些示例中,在至少一个可见波长32下,ny1为约1.547、约1.647、约1.681或约1.7107。
在一些实施方案中,第一聚合物层11和第二聚合物层12沿着与第一方向正交的相同平面外方向具有相应折射率nz1和nz2。换句话讲,第一聚合物层11和第二聚合物层12沿着z轴具有相应折射率nz1和nz2。在一些实施方案中,在至少一个可见波长32下,nz1和nz2之间的差值的量值小于约0.05,即,|nz1-nz2|<0.05。在一些实施方案中,在至少一个可见波长32下,nz1和nz2可基本上彼此相等。在一些实施方案中,在至少一个可见波长32下,|nz1-nz2|<0.04、|nz1-nz2|<0.03、|nz1-nz2|<0.02、|nz1-nz2|<0.01或|nz1-nz2|<0.005。在一些示例中,在至少一个可见波长32下,|nz1-nz2|为约0、约0.001或约0.021。
如上所述,第一聚合物层11沿着与第一方向(即,x轴)正交的相同平面外方向(即,z轴)具有折射率nz1。在一些实施方案中,在至少一个可见波长32下,nz1的量值大于或等于约1.47并且小于或等于1.56,即,1.47≤nz1≤1.56。在一些示例中,在至少一个可见波长32下,nz1为约1.493、约1.500、约1.510或约1.543。
在一些实施方案中,多层光学膜10还可包括相反的第一表层13和第二表层14。在一些实施方案中,第一聚合物层11和第二聚合物层12可设置在第一表层13和第二表层14之间。在此类情况下,第一表层13和第二表层14可分别包括第一主表面110和第二主表面111,并且可与外部环境形成相应第一界面和第二界面。在一些实施方案中,第一表层13和第二表层14可充当多层光学膜10的保护层,诸如保护边界层(PBL)。
在一些实施方案中,多层光学膜10还可包括设置在相邻第一聚合物层11和第二聚合物层12之间的中间层15。在一些实施方案中,中间层15可设置在两个第一聚合物层11和第二聚合物层12的叠堆之间。在图1A的例示的实施方案中,中间层15设置在第一聚合物层11a和第二聚合物层12a之间。在一些实施方案中,中间层15的材料组成可基本上类似于第一表层13和第二表层14中的至少一者。
在一些实施方案中,多个第一聚合物层11和第二聚合物层12、第一表层13和第二表层14以及中间层15可沿着多层光学膜10的z轴彼此相邻地设置。在一些实施方案中,多个第一聚合物层11和第二聚合物层12、第一表层13和第二表层14以及中间层15可基本上彼此共同延伸,或具有基本上类似的平面内尺寸(即,长度和宽度)。在一些实施方案中,多个第一聚合物层11和第二聚合物层12、第一表层13和第二表层14以及中间层15可在x-y平面中基本上彼此共同延伸。
基于期望的应用属性,多层光学膜10可具有任何合适的总厚度。在一些实施方案中,多层光学膜10的期望的光学特性可通过改变各种参数来实现,这些参数诸如第一聚合物层11和第二聚合物层12、第一表层13和第二表层14以及中间层15的材料和平均厚度中的至少一者。此外,期望的特性可通过改变第一聚合物层11和第二聚合物层12的总计数量以及第一聚合物层11和第二聚合物层12的折射率nx1、ny1、nz1、nx2、ny2、nz2中的至少一者来实现。
具体地,多层光学膜10的光学特性可通过改变以下中的至少一者来改变:第一聚合物层11和第二聚合物层12的总计数量;第一聚合物层11和第二聚合物层12的折射率nx1、ny1、nz1、nx2、ny2、nz2中的至少一者;以及第一聚合物层11和第二聚合物层12中的至少一者的平均厚度。
多层光学膜10(样品A)的示例可包括第一聚合物层11和第二聚合物层12,该第一聚合物层和该第二聚合物层总计数量为650并且在至少一个可见波长32下具有如下表1所示的折射率。
表1:样品A的折射率
nx1 ny1 nz1 nx2 ny2 nz2 Δnx Δny Δnz
1.702 1.547 1.543 1.542 1.547 1.543 0.16 0 0
多层光学膜10(样品B)的另一示例可包括第一聚合物层11和第二聚合物层12,该第一聚合物层和该第二聚合物层总计数量为650并且在至少一个可见波长32下具有如下表2所示的折射率。
表2:样品B的折射率
nx1 ny1 nz1 nx2 ny2 nz2 Δnx Δny Δnz
1.702 1.547 1.543 1.564 1.564 1.564 0.138 0.017 0.021
多层光学膜10(样品C)的另一示例可包括第一聚合物层11和第二聚合物层12,该第一聚合物层和该第二聚合物层总计数量为650并且在至少一个可见波长32下具有如下表3所示的折射率。
表3:样品C的折射率
nx1 ny1 nz1 nx2 ny2 nz2 Δnx Δny Δnz
1.702 1.547 1.543 1.542 1.547 1.543 0.16 0 0
多层光学膜10(样品D)的另一示例可包括第一聚合物层11和第二聚合物层12,该第一聚合物层和该第二聚合物层在至少一个可见波长32下具有如下表4所示的折射率。
表4:样品D的折射率
nx1 ny1 nz1 nx2 ny2 nz2 Δnx Δny Δnz
1.672 1.647 1.493 1.494 1.494 1.494 0.178 0.153 0.001
多层光学膜10(样品E)的另一示例可包括第一聚合物层11和第二聚合物层12,该第一聚合物层和该第二聚合物层总计数量为276并且在至少一个可见波长32下具有如下表5所示的折射率。
表5:样品E的折射率
nx1 ny1 nz1 nx2 ny2 nz2 Δnx Δny Δnz
1.672 1.647 1.493 1.494 1.494 1.494 0.178 0.153 0.001
多层光学膜10(样品F)的另一示例可包括第一聚合物层11和第二聚合物层12,该第一聚合物层和该第二聚合物层总计数量为276并且在至少一个可见波长32下具有如下表6所示的折射率。
表6:样品F的折射率
nx1 ny1 nz1 nx2 ny2 nz2 Δnx Δny Δnz
1.659 1.659 1.493 1.494 1.494 1.494 0.178 0.153 0.001
在一些实施方案中,样品A、B和C可以是反射偏振器,并且样品D、E和F可以是反射镜或部分反射镜。
在一些实施方案中,通过改变第一聚合物层11和第二聚合物层12的数量和厚度以及第一聚合物层11和第二聚合物层12的相应折射率x1、y1、z1、x2、y2、z2,多层光学膜10可被配置为反射偏振器或反射镜。
图1B图示了根据本公开的一个实施方案的具有不同配置的多层光学膜10(图1A所示)的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的厚度剖面的曲线图200。具体地,曲线图200描绘了多层光学膜10的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的厚度变化。第一聚合物层11和第二聚合物层12的厚度在纵坐标轴上以纳米(nm)描绘,并且层数在横坐标上描绘。
曲线图200包括厚度曲线201和厚度曲线202,其描绘了具有不同配置的多层光学膜10的第一聚合物层11和第二聚合物层12的厚度变化。具体地,厚度曲线201描绘了多层光学膜10的样品A(参考图1A和表1所描述)的第一聚合物层11和第二聚合物层12的厚度变化,并且厚度曲线202描绘了多层光学膜10的样品B(参考图1A和表2所描述)的第一聚合物层11和第二聚合物层12的厚度变化。
如从厚度曲线201、202显而易见的,多层光学膜10沿着其厚度的大部分具有基本上线性的厚度剖面。具体地,样品A、B中的每一者沿着其厚度的大部分具有基本上线性的厚度剖面。在一些实施方案中,多层光学膜10沿着其厚度的至少约60%可具有基本上线性的厚度剖面。在一些实施方案中,多层光学膜10沿着其厚度的至少约70%、约80%或约90%可具有基本上线性的厚度剖面。
再次参考图1A,图示了入射在多层光学膜10上并且在入射平面22中传播的入射光20、21。入射平面22包括第一方向。换句话讲,入射平面22包括x轴。入射平面22还包括多层光学膜10的法线N。法线N基本上与多层光学膜10的平面(即,x-y平面)正交。因此,入射平面22基本上对应于多层光学膜10的x-z平面。
在一些实施方案中,入射光20、21入射在多层光学膜10的第一界面和第二界面中的至少一者处,即,入射光20、21入射在多层光学膜10的第一主表面110和第二主表面111中的至少一者处。在图1的例示的实施方案中,入射光20、21入射在多层光学膜10的第一主表面110处。入射光20是基本上垂直入射光。入射光21以相对于法线N的入射角θ入射在多层光学膜10上。
图2A和图2B图示了根据本公开的一个实施方案的多层光学膜10的示意性剖视图。具体地,图2A图示了在入射平面22中传播的入射光20a、21a,并且图2B图示了在入射平面22中传播的入射光20b和21b。
入射光20a、20b基本上垂直地入射在多层光学膜10上,即,入射光20a、20b相对于多层光学膜10的法线N成约0度的角度。入射光21a、21b以相对于多层光学膜10的法线N的入射角θ入射在多层光学膜10上。在一些实施方案中,入射角θ为至少40度。在一些实施方案中,入射角θ为至少45度、至少50度、至少55度或至少60度。在一些示例中,入射角θ为约60度。
在一些实施方案中,入射光20a、21a可以是p偏振入射光。入射光20a和入射光21a可互换地分别称为“p偏振入射光20a”和“p偏振入射光21a”。具体地,入射光20a可沿着第一方向(即,x轴)偏振。因此,入射光20a可互换地称为“沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a”。
在一些实施方案中,入射光20b、21b可以是s偏振入射光。入射光20b和入射光21b可互换地分别称为“s偏振入射光20b”和“s偏振入射光21b”。在一些实施方案中,入射光20b、21b可沿着第二方向(即,y轴)偏振。因此,入射光20b和入射光21b可互换地分别称为“沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b”和“沿着第二方向偏振的入射光21b”。
图3A图示了描绘根据本公开的一个实施方案的多层光学膜10对于基本上垂直入射光20a、20b(图2A和图2B所示)的光学特性的曲线图300。具体地,曲线图300描绘了多层光学膜10的样品A(参考图1A和表1所描述)的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。光学反射率在左纵坐标轴中表示为反射率百分比。光学透射率在右纵坐标轴上表示为透射率百分比。透射率百分比与反射率百分比近似互补,即透射率百分比=(100-反射率百分比)。
参考图1A、图2A至图2B和图3A,曲线图300包括对应于样品A对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学反射率的曲线301。曲线301可互换地称为样品A的“多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层的光学反射率关于波长301”或“光学反射率关于波长301”。光学反射率关于波长301图示了样品A的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率随沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的波长的变化。
如可从曲线301观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品A的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于从约380nm延伸至约680nm的第一波长范围30内的至少第一波长33反射入射光20a的大于约80%。在一些示例中,对于基本上垂直入射的p偏振入射光20a,样品A的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33反射入射光20a的大于约80%。在一些实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品A的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33反射入射光20a的大于约85%、大于约90%、大于约95%或大于约98%。因此,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品A对于第一波长范围30内的至少第一波长33基本上反射入射光20a。
在图3A的例示的实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品A对于约540nm的第一波长33反射入射光20a的约96%。
此外,如可从曲线图300观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,光学反射率关于波长301包括反射带边缘50a,沿着该反射带边缘,样品A的光学反射率总体随波长的增大而减小。
曲线图300还包括对应于样品A对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b的光学透射率的曲线302。如可从曲线302观察到,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品A的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33透射入射光20b的大于约60%。换句话讲,对于沿着y轴偏振的基本上垂直入射光20b,样品A的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33透射入射光20b的大于约60%。在一些示例中,对于基本上垂直入射的s偏振入射光20b,样品A的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33透射入射光20b的大于约60%。在一些实施方案中,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品A的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33透射入射光20b的大于约70%、大于约75%、大于约80%、大于约85%或大于90%。因此,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品A基本上透射第一波长范围30内的至少第一波长33的入射光20b。
在图3A的例示的实施方案中,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品A对于约540nm的第一波长33透射入射光20b的约90%。
由于对于约540nm的第一波长33,样品A基本上反射沿着第一方向偏振的入射光20a并且基本上透射沿着第二方向偏振的入射光20b,因此样品A可以是反射偏振器。
图3B图示了描绘根据本公开的一个实施方案的与光学反射率关于波长301(图3A所示)的反射带边缘50a的最佳线性拟合50d的曲线图313。具体地,与反射带边缘50a的最佳线性拟合50d至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘50a的波长范围。
与反射带边缘50a的最佳线性拟合50d具有负斜率52a和r平方值R1。在一些实施方案中,至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘50a的波长范围,与反射带边缘50a的最佳线性拟合50d具有负斜率52a,该负斜率具有大于约1%/nm的量值。在一些实施方案中,至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘50a的波长范围,与反射带边缘50a的最佳线性拟合50d具有负斜率52a,该负斜率具有大于约1.5%/nm、大于约2%/nm、大于约2.5%/nm、大于约3%/nm、大于约3.5%/nm、大于约4%/nm、大于约4.5%/nm、大于约5%/nm或大于约5.5%/nm的量值。
最佳线性拟合50d可被确定为与至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘50a的波长范围,与光学反射率关于波长301的线性最小二乘拟合。r平方值也可称为确定系数。r平方值是线性拟合与相应曲线的拟合优度的统计度量,并且可在从指示可忽略拟合的值0到指示完美拟合的值1的范围内。一般来讲,大于约0.95的r平方值可被认为是良好拟合。
在图3B的例示的实施方案中,最佳线性拟合50d是根据以下提供的等式1,
y=-0.0319x+29.519 (等式1)
在等式1中,“y”代表样品A对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学反射率,并且“x”代表波长。此外,斜率52a的量值=0.0319或3.19%/nm,并且R1=0.9992。
由于反射带边缘50a是尖锐的带边缘,因此反射带边缘50a可将从约400nm延伸至约900nm的波长范围与从约920nm延伸至约1180nm的另一波长范围基本上分离。约3.19%/nm的最佳线性拟合50d的斜率52a可提供反射带边缘50a分离的波长范围之间的尖锐截止。尖锐截止继而可减少入射光20a在两个波长范围之间的泄漏。换句话讲,样品A可提供高对比度。
图4A图示了描绘根据本公开的一个实施方案的多层光学膜10对于基本上垂直入射光20a、20b(图2A、图2B所示)的光学特性的另一曲线图400。具体地,曲线图400描绘了多层光学膜10的样品B和C(参考图1A和相应表2、3所描述)的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。光学反射率在左纵坐标轴中表示为反射率百分比。光学透射率在右纵坐标轴上表示为透射率百分比。透射率百分比与反射率百分比近似互补,即透射率百分比=(100-反射率百分比)。
参考图1A、图2A至图2B和图4A,曲线图400包括对应于样品B对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学反射率的曲线401。曲线401可互换地称为样品B的“多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层的光学反射率关于波长401”或“光学反射率关于波长401”。光学反射率关于波长401图示了样品B的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率随沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的波长的变化。
如可从曲线401观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品B的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33反射入射光20a的大于约80%。在一些示例中,对于基本上垂直入射的p偏振入射光20a,样品B的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33反射入射光20a的大于约80%。因此,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品B基本上反射第一波长范围30内的至少第一波长33的入射光20a。
在图4A的例示的实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品B对于约540nm的第一波长33反射入射光20a的约97%。
此外,如可从曲线图400观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,光学反射率关于波长401包括反射带边缘50b,沿着该反射带边缘,样品B的光学反射率总体随波长的增大而减小。
曲线图400还包括对应于样品B对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b的光学透射率的曲线402。如可从曲线402观察到,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品B的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33透射入射光20b的大于约60%。在一些示例中,对于基本上垂直入射的s偏振入射光20b,样品B的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33透射入射光20b的大于约60%。因此,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品B透射第一波长范围30内的至少第一波长33的入射光20b。
在图4A的例示的实施方案中,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品B对于约540nm的第一波长33透射入射光20b的约84%。
由于对于约540nm的第一波长33,样品B基本上反射沿着第一方向偏振的入射光20a并且基本上透射沿着第二方向偏振的入射光20b,因此样品B可以是反射偏振器。
曲线图400还包括对应于样品C对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学反射率的曲线403。曲线403可互换地称为样品C的“多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层的光学反射率关于波长403”或“光学反射率关于波长403”。光学反射率关于波长403图示了样品C的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率随沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的波长的变化。
如可从曲线403观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品C的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33反射入射光20a的大于约80%。在一些示例中,对于基本上垂直入射的p偏振入射光20a,样品C的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33反射入射光20a的大于约80%。因此,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品C基本上反射第一波长范围30内的至少第一波长33的入射光20a。
在图4A的例示的实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品C对于约540nm的第一波长33反射入射光20a的约98%。
此外,如可从曲线图400观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20,光学反射率关于波长403包括反射带边缘50c,沿着该反射带边缘,样品C的光学反射率总体随波长的增大而减小。
曲线图400还包括对应于样品C对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b的光学透射率的曲线404。如可从曲线404观察到,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品C的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33透射入射光20b的大于约60%。在一些示例中,对于基本上垂直入射的s偏振入射光20b,样品C的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33透射入射光20b的大于约60%。因此,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品C基本上透射第一波长范围30内的至少第一波长33的入射光20b。
在图4A的例示的实施方案中,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品C对于约540nm的第一波长33透射入射光20b的约90%。
由于对于约540nm的第一波长33,样品C基本上反射沿着第一方向偏振的入射光20a并且基本上透射沿着第二方向偏振的入射光20b,因此样品C可以是反射偏振器。
图4B图示了描绘根据本公开的一个实施方案的对应于相应光学反射率关于波长401、403(图4A所示)的反射带边缘50b、50c的最佳线性拟合50e、50f的曲线图413。具体地,与反射带边缘50b的最佳线性拟合50e至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘50b的波长范围。与反射带边缘50c的最佳线性拟合50f至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘50c的波长范围。
与反射带边缘50b的最佳线性拟合50e具有负斜率52b和r平方值R2。在一些实施方案中,至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘50b的波长范围,与反射带边缘50b的最佳线性拟合50e具有负斜率52b,该负斜率具有大于约1%/nm的量值。在图4B的例示的实施方案中,最佳线性拟合50e是根据以下提供的等式2,
y=-0.0382x+29.686 (等式2)
在等式2中,“y”代表样品B对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学反射率,并且“x”代表波长。此外,斜率52b的量值=0.0382或3.82%/nm,并且R2=0.9866。
由于反射带边缘50b是尖锐的带边缘,因此反射带边缘50b可将从约380nm延伸至约750nm的波长范围与从约770nm延伸至约1180nm的另一波长范围基本上分离。约3.82%/nm的最佳线性拟合50e的斜率52b可提供反射带边缘50b分离的波长范围之间的尖锐截止。尖锐截止继而可减少入射光20a在两个波长范围之间的泄漏。换句话讲,样品B可提供高对比度。
与反射带边缘50c的最佳线性拟合50f具有负斜率52c和r平方值R3。在一些实施方案中,至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘50c的波长范围,与反射带边缘50c的最佳线性拟合50f具有负斜率52c,该负斜率具有大于约1%/nm的量值。在图4B的例示的实施方案中,最佳线性拟合50f是根据以下提供的等式3,
y=-0.0135x+10.917 (等式3)
在等式3中,“y”代表样品C对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学反射率,并且“x”代表波长。此外,斜率52c的量值=0.0135或1.35%/nm,并且R3=0.9817。
由于反射带边缘50c是尖锐的带边缘,因此反射带边缘50c可将从约380nm延伸至约760nm的波长范围与从约790nm延伸至约1180nm的另一波长范围基本上分离。约1.35%/nm的最佳线性拟合50f的斜率52c可提供反射带边缘50c分离的波长范围之间的尖锐截止。尖锐截止继而可减少入射光20a在两个波长范围之间的泄漏。换句话讲,样品C可提供高对比度。
图5A图示了描绘根据本公开的一个实施方案的多层光学膜10对于以入射角θ入射的入射光21a、21b(图2A和图2B所示)的光学特性的另一曲线图500。具体地,曲线图500描绘了多层光学膜10的样品A和B(参考图1A和相应表1和2所描述)的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。光学反射率在左纵坐标轴中表示为反射率百分比。光学透射率在右纵坐标轴上表示为透射率百分比。透射率百分比与反射率百分比近似互补,即透射率百分比=(100-反射率百分比)。
参考图1A、图2A至图2B和图5A,曲线图500包括对应于样品A对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a的光学反射率的曲线501。曲线501可互换地称为样品A的“多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层的光学反射率关于波长501”或“光学反射率关于波长501”。光学反射率关于波长501图示了样品A的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率随在包括第一方向的入射平面22中以至少40度的入射角θ入射的p偏振入射光21a的波长的变化。
如可从曲线501观察到,在一些实施方案中,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a,样品A的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33反射入射光21a的大于约80%。因此,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a,样品A基本上反射第一波长范围30内的至少第一波长33的入射光21a。
在图5A的例示的实施方案中,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少约60度的入射角θ的p偏振入射光21a,样品A对于约540nm的第一波长33反射入射光21a的约98%。
此外,如可从曲线图500观察到,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a,光学反射率关于波长501包括反射带边缘54a,沿着该反射带边缘,样品A的光学反射率总体随波长的增大而减小。
曲线图500还包括对应于样品A对于s偏振入射光21b的光学透射率的曲线502。如可从曲线502观察到,在一些实施方案中,对于s偏振入射光21b,样品A的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33透射入射光21b的大于约50%。因此,对于以至少40度的入射角θ入射的s偏振入射光21b,样品A基本上透射第一波长范围30内的至少第一波长33的入射光21b。
在图5A的例示的实施方案中,对于以至少40度的入射角θ入射的s偏振入射光21b,样品A对于约540nm的第一波长33透射入射光21b的约68%。
曲线图500还包括对应于样品B对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a的光学反射率的曲线503。曲线503可互换地称为样品B的“多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层的光学反射率关于波长503”或“光学反射率关于波长503”。光学反射率关于波长503图示了样品B的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率随在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a的波长的变化。
如可从曲线503观察到,在一些实施方案中,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a,样品B的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33反射入射光21a的大于约80%。因此,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a,样品B基本上反射第一波长范围30内的至少第一波长33的入射光21a。
在图5A的例示的实施方案中,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a,样品B对于约540nm的第一波长33反射入射光21a的约98%。
此外,如可从曲线图500观察到,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a,光学反射率关于波长503包括反射带边缘54b,沿着该反射带边缘,样品B的光学反射率总体随波长的增大而减小。
曲线图500还包括对应于样品B对于s偏振入射光21b的光学透射率的曲线504。如可从曲线504观察到,在一些实施方案中,对于s偏振入射光21b,样品B的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30内的至少第一波长33透射入射光21b的大于约50%。因此,对于以至少40度的入射角θ入射的s偏振入射光21b,样品B基本上透射第一波长范围30内的至少第一波长33的入射光21b。
在图5A的例示的实施方案中,对于以至少40度的入射角θ入射的s偏振入射光21b,样品B对于约540nm的第一波长33透射入射光21b的约57%。
图5B图示了描绘根据本公开的一个实施方案的对应于相应光学反射率关于波长501、503(图5A所示)的反射带边缘54a、54b的最佳线性拟合56a、56b的曲线图513。具体地,与反射带边缘54a的最佳线性拟合56a至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘54a的波长范围。与反射带边缘54b的最佳线性拟合56b至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘54b的波长范围。
与反射带边缘54a的最佳线性拟合56a具有负斜率58a和r平方值R4。在一些实施方案中,至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘54a的波长范围,与反射带边缘54a的最佳线性拟合56a具有负斜率58a,该负斜率具有大于约2%/nm的量值。在一些实施方案中,至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘54a的波长范围,与反射带边缘54a的最佳线性拟合56a具有负斜率58a,该负斜率具有大于约2.25%/nm、大于约2.5%/nm、大于约2.75%/nm、大于约3%/nm、大于约3.25%/nm或大于约3.5%/nm的量值。在图5B的例示的实施方案中,最佳线性拟合56a是根据以下提供的等式4,
y=-0.0257x+19.891 (等式4)
在等式4中,“y”代表样品A对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a的光学反射率,并且“x”代表波长。此外,斜率58a的量值=0.0257或2.57%/nm,并且R4=0.9954。
由于反射带边缘54a是尖锐的带边缘,因此反射带边缘54a可将从约380nm延伸至约744nm的波长范围与从约764nm延伸至约1180nm的另一波长范围基本上分离。约2.57%/nm的最佳线性拟合56a的斜率58a可提供反射带边缘54a分离的波长范围之间的尖锐截止。尖锐截止继而可减少入射光21a在两个波长范围之间的泄漏。换句话讲,样品A可提供高对比度。
与反射带边缘54b的最佳线性拟合56b具有负斜率58b和r平方值R5。在一些实施方案中,至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘54b的波长范围,与反射带边缘54b的最佳线性拟合56b具有负斜率58b,该负斜率具有大于约2%/nm的量值。在图5B的例示的实施方案中,最佳线性拟合56b是根据以下提供的等式5,
y=-0.0365x+23.932 (等式5)
在等式5中,“y”代表样品B对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a的光学反射率,并且“x”代表波长。此外,斜率58b的量值=0.0365或3.65%/nm,并且R5=0.9986。
由于反射带边缘54b是尖锐的带边缘,因此反射带边缘54b可将从约380nm延伸至约636nm的波长范围与从约652nm延伸至约1180nm的另一波长范围基本上分离。约3.65%/nm的最佳线性拟合56b的斜率58b可提供反射带边缘54b分离的波长范围之间的尖锐截止。尖锐截止继而可减少入射光21a在两个波长范围之间的泄漏。换句话讲,样品B可提供高对比度。
从曲线图300、400、500可观察到,多层光学膜10的样品A、B和C可基本上反射第一波长范围30内的至少第一波长33的p偏振入射光20a、21a,并且基本上透射第一波长范围30内的至少第一波长33的s偏振入射光20b、21b。因此,多层光学膜10的样品A、B和C可以是反射偏振器。
此外,可观察到多层光学膜10的样品A的反射带边缘50a、54a、样品B的反射带边缘50b、54b以及样品C的反射带边缘50c分离不同的波长范围。换句话讲,多层光学膜10的样品A、B、C具有用于分离对应不同波长范围的不同截止位置。因此,多层光学膜10的截止位置可根据期望的应用属性进行调整。
图6图示了描绘根据本公开的一个实施方案的多层光学膜10对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a(图2A所示)的光学特性的另一曲线图600。具体地,曲线图600描绘了多层光学膜10的样品,B和C(参考图1A和相应表1、2、3所描述)的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学吸收率。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。光学吸收率在左纵坐标轴中表示为吸收率百分比。
现在参考图1A、图2A和图6,曲线图600图示了对应于相应样品A、B和C对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学吸收率的曲线601、602、603。
如可从曲线601、602、603观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于从约380nm延伸至约400nm的第二波长范围40具有平均光学吸收率ABS1。具体地,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第二波长范围40具有小于约1%的平均光学吸收率。
在一些实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第二波长范围40具有小于约0.9%、小于约0.8%、小于约0.7%、小于约0.6%、小于约0.5%、小于约0.4%、小于约0.3%、小于约0.2%或小于约0.15%的平均光学吸收率。
在一些示例中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第二波长范围40具有约0.5%或约0.44%的平均光学吸收率。
此外,在一些实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于从约380nm延伸至约450nm的第三波长范围42具有平均光学吸收率ABS2。
在一些实施方案中,ABS1与ABS2的比率小于或等于约2.5,即,(ABS1/ABS2)≤2.5。在一些实施方案中,(ABS1/ABS2)≤2.4、(ABS1/ABS2)≤2.3、(ABS1/ABS2)≤2.2、(ABS1/ABS2)≤2.1或(ABS1/ABS2)≤2。在一些其他示例中,(ABS1/ABS2)为约1.9。
因此,根据曲线601、602、603可推断出多层光学膜10的样品A、B、C对于第二波长范围40内的入射光20a可具有非常低的光学吸收率。此外,与第二波长范围40相比,多层光学膜10的样品A、B、C对于第三波长范围42内的入射光20a可具有甚至更低的平均光学吸收率。
图7A图示了描绘根据本公开的一个实施方案的多层光学膜10对于基本上垂直入射光20a、20b(图2A和图2B所示)的光学特性的另一曲线图700。具体地,曲线图700描绘了多层光学膜10的样品D和E(参考图1A和相应表4、5所描述)的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。光学反射率在左纵坐标轴中表示为反射率百分比。光学透射率在右纵坐标轴上表示为透射率百分比。透射率百分比与反射率百分比近似互补,即透射率百分比=(100-反射率百分比)。
参考图1A、图2A至图2B和图7A,曲线图700包括对应于样品D对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学反射率的曲线701。曲线701可互换地称为样品D的“多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层的光学反射率关于波长701”或“光学反射率关于波长701”。光学反射率关于波长701图示了样品D的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率随沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的波长的变化。
如可从曲线701观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品D的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于从约380nm延伸至约680nm的第一波长范围31内的至少第一波长34反射入射光20a的大于约80%。在一些示例中,对于基本上垂直入射的p偏振入射光20a,样品D的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围31内的至少第一波长34反射入射光20a的大于约80%。因此,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品D基本上反射第一波长范围31内的至少第一波长34的入射光20a。
在图7A的例示的实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品D反射约99%的约400nm的第一波长34的入射光20a。
此外,如可从曲线图700观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,光学反射率关于波长701包括反射带边缘51a,沿着该反射带边缘,样品D的光学反射率总体随波长的增大而减小。
在一些实施方案中,曲线701还对应于样品D对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b的光学反射率。因此,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品D的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围31内的至少第一波长34反射入射光20b的大于约70%。在一些示例中,对于基本上垂直入射的s偏振入射光20b,样品D的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围31内的至少第一波长34反射入射光20b的大于约70%。在一些实施方案中,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品D的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围31内的至少第一波长34反射入射光20b的大于约75%、大于约80%、大于约85%、大于约95%或大于约98%。
在一些实施方案中,对于沿着与第一方向正交的平面内第二方向偏振的基本上垂直入射光20b以及对于第一波长范围31内的至少第一波长34,样品D的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12反射入射光20b的大于约60%。在一些实施方案中,对于沿着与第一方向正交的平面内第二方向偏振的基本上垂直入射光20b以及对于第一波长范围31内的至少第一波长34,样品D的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12反射入射光20b的大于约70%、大于约80%或大于约90%。
因此,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品D基本上反射第一波长范围31内的至少第一波长34的入射光20b。
在图7A的例示的实施方案中,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品D反射约99%的约400nm的第一波长34的入射光20b。
由于对于约400nm的第一波长34,样品D基本上反射沿着相应第一方向和第二方向偏振的入射光20a、20b,因此样品D可以是光学反射镜。
参考图1A、图2A至图2B和图7A,曲线图700还包括对应于样品E对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学反射率的曲线703。曲线703可互换地称为样品E的“多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层的光学反射率关于波长703”或“光学反射率关于波长703”。光学反射率关于波长703图示了样品E的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率随沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的波长的变化。
如可从曲线703观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品E的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围31内的至少第一波长34反射入射光20a的大于约80%。在一些示例中,对于基本上垂直入射的p偏振入射光20a,样品E的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围31内的至少第一波长34反射入射光20a的大于约80%。因此,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品E基本上反射第一波长范围31内的至少第一波长34的入射光20a。
在图7A的例示的实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,样品E反射约99%的约400nm的第一波长34的入射光20a。
此外,如可从曲线图700观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,光学反射率关于波长703包括反射带边缘51b,沿着该反射带边缘,样品E的光学反射率总体随波长的增大而减小。
在一些实施方案中,曲线703还对应于样品E对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b的光学反射率。因此,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品E的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围31内的至少第一波长34反射入射光20b的大于约70%。在一些示例中,对于基本上垂直入射的s偏振入射光20b,样品E的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围31内的至少第一波长34反射入射光20b的大于约70%。因此,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品E基本上反射第一波长范围31内的至少第一波长34的入射光20b。
在图7A的例示的实施方案中,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,样品E反射约99%的约400nm的第一波长34的入射光20b。
由于对于约400nm的第一波长34,样品E基本上反射沿着相应第一方向和第二方向偏振的入射光20a、20b,因此样品E可以是光学反射镜。
图7B图示了描绘根据本公开的一个实施方案的对应于相应光学反射率关于波长701、703(图7A所示)的反射带边缘51a和51b的最佳线性拟合51c和51d的曲线图713。具体地,与反射带边缘51a的最佳线性拟合51c至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘51a的波长范围。与反射带边缘51b的最佳线性拟合51d至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘51b的波长范围。
与反射带边缘51a的最佳线性拟合51c具有负斜率53a和r平方值R6。在一些实施方案中,至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘51a的波长范围,与反射带边缘51a的最佳线性拟合51c具有负斜率53a,该负斜率具有大于约1%/nm的量值。在图7B的例示的实施方案中,最佳线性拟合51c是根据以下提供的等式6,
y=-0.0449x+21.728 (等式6)
在等式6中,“y”代表样品D对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学反射率,并且“x”代表波长。此外,斜率53a的量值=0.0449或4.49%/nm,并且R6=0.9788。
由于反射带边缘51a是尖锐的带边缘,因此反射带边缘51a可将从约380nm延伸至约465nm的波长范围与从约480nm延伸至约1180nm的另一波长范围基本上分离。约4.49%/nm的最佳线性拟合51c的斜率53a可提供反射带边缘51a分离的波长范围之间的尖锐截止。尖锐截止继而可减少两个波长范围之间的入射光20a的泄漏。换句话讲,样品D可提供高对比度。
与反射带边缘51b的最佳线性拟合51d具有负斜率53b和r平方值R7。在一些实施方案中,至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘51b的波长范围,与反射带边缘51b的最佳线性拟合51d具有负斜率53b,该负斜率具有大于约1%/nm的量值。在图7B的例示的实施方案中,最佳线性拟合51d是根据以下提供的等式7,
y=-0.0563x+24.442 (等式7)
在等式7中,“y”代表样品E对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学反射率,并且“x”代表波长。此外,斜率53b的量值=0.0563或5.63%/nm,并且R7=0.9992。
由于反射带边缘51b是尖锐的带边缘,因此反射带边缘51b可将从约380nm延伸至约420nm的波长范围与从约430nm延伸至约1180nm的另一波长范围基本上分离。约5.63%/nm的最佳线性拟合51d的斜率53b可提供反射带边缘51b分离的波长范围之间的尖锐截止。尖锐截止继而可减少入射光20a在两个波长范围之间的泄漏。换句话讲,样品E可提供高对比度。
图8A图示了描绘根据本公开的一个实施方案的多层光学膜10对于以入射角θ入射的入射光21a、21b(图2A和图2B所示)的光学特性的另一曲线图800。具体地,曲线图800描绘了多层光学膜10的样品D(参考图1A和表4描述)的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。光学反射率在左纵坐标轴中表示为反射率百分比。光学透射率在右纵坐标轴上表示为透射率百分比。透射率百分比与反射率百分比近似互补,即透射率百分比=(100-反射率百分比)。
参考图1A、图2A至图2B和图8A,曲线图800包括对应于样品D对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a的光学反射率的曲线801。曲线801可互换地称为样品D的“多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层的光学反射率关于波长801”或“光学反射率关于波长801”。光学反射率关于波长801图示了样品D的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学反射率随以至少40度的入射角θ入射的p偏振入射光21a的波长的变化。
如可从曲线801观察到,在一些实施方案中,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围31内的至少第一波长35反射入射光21a的大于约80%。因此,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a,样品D基本上反射第一波长范围31内的至少第一波长35的入射光21a。
在图8A的例示的实施方案中,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少约60度的入射角θ的p偏振入射光21a,样品D对于约390nm的第一波长35反射入射光21a的约90%。
此外,如可从曲线图800观察到,对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a,光学反射率关于波长801包括反射带边缘55,沿着该反射带边缘,样品D的光学反射率总体随波长的增大而减小。
在一些实施方案中,曲线801还对应于样品D对于以至少40度的入射角θ入射的s偏振入射光21b的光学反射率。因此,对于以至少40度的入射角θ入射的s偏振入射光21b,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围31内的至少第一波长35反射入射光21b的大于约70%。因此,对于以至少40度的入射角θ入射的s偏振入射光21b,样品D基本上反射第一波长范围31内的至少第一波长35的入射光21b。
在图8A的例示的实施方案中,对于以至少40度的入射角θ入射的s偏振入射光21b,样品B反射约90%的约390nm的第一波长35的入射光21b。
图8B图示了描绘根据本公开的一个实施方案的与光学反射率关于波长801(图8A所示)的反射带边缘55的最佳线性拟合57a的曲线图813。具体地,与反射带边缘55的最佳线性拟合57a至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘55的波长范围。
与反射带边缘55的最佳线性拟合57a具有负斜率57b和r平方值R8。在一些实施方案中,至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘55的波长范围,与反射带边缘55的最佳线性拟合57a具有负斜率57b,该负斜率具有大于约2%/nm的量值。在图8B的例示的实施方案中,最佳线性拟合57a是根据以下提供的等式8,
y=-0.0354x+14.804 (等式8)
在等式8中,“y”代表样品D对于在包括第一方向的入射平面22中成至少40度的入射角θ的p偏振入射光21a的光学反射率,并且“x”代表波长。此外,斜率57b的量值=0.0354或3.54%/nm,并且R8=0.9793。
由于反射带边缘55是尖锐的带边缘,因此反射带边缘55可将从约380nm延伸至约398nm的波长范围与从约410nm延伸至约1180nm的另一波长范围基本上分离。约3.54%/nm的最佳线性拟合57a的斜率57b可提供反射带边缘55分离的波长范围之间的尖锐截止。尖锐截止继而可减少入射光21a在两个波长范围之间的泄漏。换句话讲,样品D可提供高对比度。
根据曲线图700、800可观察到,多层光学膜10的样品D和E基本上反射第一波长范围31内的至少第一波长34、35的p偏振入射光20a、21a和s偏振入射光20b、21b两者。换句话讲,样品D和E基本上反射波长范围内的入射光,而与入射光的偏振状态无关。因此,多层光学膜10的样品D和E可以是反射镜或部分反射镜。
此外,可观察到,多层光学膜10的样品D的相应反射带边缘51a、55和样品E的反射带边缘51b分离不同的波长范围。换句话讲,多层光学膜10的样品D、E具有用于分离对应不同波长范围的不同截止位置。因此,多层光学膜10的截止位置可根据期望的应用属性进行调整。
图9图示了描绘根据本公开的一个实施方案的多层光学膜10对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a(图2A所示)的光学特性的另一曲线图900。具体地,曲线图900描绘了多层光学膜10的样品D、E(参考图1A和相应表4、5所描述)的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12的光学吸收率。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。光学吸收率在左纵坐标轴中表示为吸收率百分比。
现在参考图1A、图2A和图9,曲线图900图示了对应于相应样品D、E对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a的光学吸收率的曲线901、902。
如可从曲线901、902观察到,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于从约380nm延伸至约400nm的第二波长范围41具有平均光学吸收率ABS3。具体地,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第二波长范围41具有小于约1%的平均光学吸收率。
在一些实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第二波长范围41具有小于约0.9%、小于约0.8%、小于约0.7%、小于约0.6%、小于约0.5%、小于约0.4%、小于约0.3%、小于约0.2%或小于约0.15%的平均光学吸收率。
在一些示例中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第二波长范围41具有约0.12%的平均光学吸收率。
此外,在一些实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于从约380nm延伸至约450nm的第三波长范围44具有平均光学吸收率ABS4。
在一些实施方案中,ABS3与ABS4的比率小于或等于约2.5,即,(ABS3/ABS4)≤2.5。在一些实施方案中,(ABS3/ABS4)≤2.4、(ABS3/ABS4)≤2.3、(ABS3/ABS4)≤2.2、(ABS3/ABS4)≤2.1或(ABS3/ABS4)≤2。在一些其他示例中,(ABS3/ABS4)为约1.2或约1.4。
因此,根据曲线901、902可推断出多层光学膜10的样品D、E对于第二波长范围41内的入射光20a可具有非常低的光学吸收率。此外,与第二波长范围41相比,多层光学膜10的样品D、E对于第三波长范围44内的入射光20a可具有甚至更低的平均光学吸收率。
参考图1至图9,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第一波长范围30、31内的至少第一波长33、34反射入射光20a的大于约80%。此外,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12对于第二波长范围40、41具有小于约1%的平均光学吸收率。
在一些实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,光学反射率关于波长301、401、402、701、702包括反射带边缘50a、50b、50c、51a、51b,沿着该反射带边缘,光学反射率总体随波长的增大而减小。至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘50a、50b、50c、51a、51b的波长范围,与反射带边缘50a、50b、50c、51a、51b的最佳线性拟合50d、50e、50f、51c、51d具有负斜率52a、52b、52c、53a、53b,该负斜率具有大于约1%/nm的量值。
在一些实施方案中,对于沿着第一方向偏振的基本上垂直入射光20a,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12具有对于第二波长范围40、41的平均光学吸收率ABS1、ABS3和对于第三波长范围42、44的平均光学吸收率ABS2、ABS4,ABS1/ABS2≤2.5,ABS3/ABS4≤2.5。
在一些实施方案中,对于在包括第一方向的入射平面22中成入射角θ的p偏振入射光21a,光学反射率关于波长501、502、801包括反射带边缘54a、54b、55,沿着该反射带边缘,光学反射率总体随波长的增大而减小。至少跨沿着光学反射率从约70%减小至约30%的反射带边缘54a、54b、55的波长范围,与反射带边缘54a、54b、55的最佳线性拟合56a、56b、57a具有负斜率58a、58b、57b,该负斜率具有大于约2%/nm的量值。
在一些实施方案中,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b以及对于第一波长范围30内的至少第一波长33,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12透射入射光20b的大于约60%。
在一些实施方案中,对于沿着第二方向偏振的基本上垂直入射光20b以及对于第一波长范围31内的至少第一波长34,多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12反射入射光20b的大于约60%。
图10A图示了根据本公开的一个实施方案的显示系统100的详细示意性剖视图。
显示系统100包括被配置为从其发射表面60a发射光61的扩展光源60。在一些实施方案中,显示系统100还包括被配置为接收从发射表面60a发射的光61的显示面板70。
显示系统100还包括设置在扩展光源60上的多层光学膜10。在一些实施方案中,多层光学膜10设置在扩展光源60的发射表面侧上。在一些实施方案中,多层光学膜10设置在显示面板70和发射表面60a之间。
在图10A的例示的实施方案中,多层光学膜10可充当反射偏振器(例如,参考图1A和相应表1、2、3所描述的样品A、B、C),其中多层光学膜10可选择性地基本上反射具有一种偏振(诸如p偏振)的入射光并且基本上透射具有给定波长的正交偏振(诸如s偏振)的入射光。
图10B图示了根据本公开的另一实施方案的显示系统100’的详细示意性剖视图。显示系统100’基本上类似于图10A的显示系统100。共同元件由相同附图标号引用。然而,在显示系统100'中,多层光学膜10设置在与发射表面60a相对的扩展光源60上。在一些实施方案中,发射表面60a设置在显示面板70和多层光学膜10之间。
在图10B的例示的实施方案中,多层光学膜10可充当反射镜或部分反射镜(例如,参考图1A和相应表4、5所描述的样品D、E),其中多层光学膜10可基本上反射具有两种偏振(诸如p偏振和s偏振)的入射光。此外,多层光学膜10可被配置为扩展光源60的背反射器,并且可将入射在其上的光朝向扩展光源60反射以便使光再循环。
图11A图示了根据本公开的一个实施方案的显示系统101的详细示意性剖视图。显示系统101基本上类似于图10A的显示系统100。共同元件由相同附图标号引用。然而,显示系统101包括两个如图1所示的多层光学膜10。具体地,显示系统101包括设置在扩展光源60的相反两侧上的第一多层光学膜10a和第二多层光学膜10b。第一多层光学膜10a总体面向发射表面60a,并且第二多层光学膜10b总体背向发射表面60a。在一些实施方案中,发射表面60a以及第一多层光学膜10a和第二多层光学膜10b基本上平行并且在长度和宽度上彼此共同延伸。在一些实施方案中,第一多层光学膜10a和第二多层光学膜10b可在其间限定光学循环腔。
参考图1A、图2A至图2B和图11A,对于沿着与第一方向正交的平面内第二方向偏振的基本上垂直入射光20b以及对于第一波长范围30内的至少第一波长33(图3A所示),第一多层光学膜10a的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12透射入射光20b的大于约60%。换句话讲,对于基本上垂直入射的s偏振入射光20b以及对于第一波长范围30内的至少第一波长33,第一多层光学膜10a的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12透射入射光20b的大于约60%。因此,对于沿着与第一方向正交的平面内第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,第一多层光学膜10a基本上透射第一波长范围30内的至少第一波长33的入射光20b。在一些实施方案中,对于沿着平面内第二方向偏振的基本上垂直入射光20b以及对于第一波长范围30内的至少第一波长33,第一多层光学膜10a的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12透射入射光20b的大于约70%、大于约80%或大于约90%。
此外,对于沿着与第一方向正交的平面内第二方向偏振的基本上垂直入射光20b以及对于第一波长范围31内的至少第一波长34,第二多层光学膜10b的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12反射入射光20b的大于约60%。换句话讲,对于基本上垂直入射的s偏振入射光20b以及对于第一波长范围31内的至少第一波长34,第二多层光学膜10b的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12反射入射光20b的大于约60%。因此,对于沿着平面内第二方向偏振的基本上垂直入射光20b,第二多层光学膜10b基本上反射第一波长范围31内的至少第一波长34的入射光20b。在一些实施方案中,对于沿着平面内第二方向偏振的基本上垂直入射光20b以及对于第一波长范围31内的至少第一波长34,第二多层光学膜10b的多个交替的第一聚合物层11和第二聚合物层12反射入射光20b的大于约70%、大于约80%或大于约90%。
因此,在显示系统101中,第一多层光学膜10a可充当反射偏振器(例如,参考图1A和相应表1、2、3所描述的样品A、B、C),该反射偏振器选择性地且基本上透射沿着第二方向偏振的给定波长的基本上垂直入射光(例如,入射光20b)。此外,在显示系统101中,第二多层光学膜10b可充当反射镜或部分反射镜(例如,参考图1A和相应表4、5所描述的样品D、E),该反射镜或部分反射镜基本上透射沿着第二方向偏振的给定波长的基本上垂直入射光(例如,入射光20b)。
图11B图示了根据本公开的另一实施方案的显示系统102详细示意性剖视图。
显示系统102基本上类似于图11A的显示系统101。共同元件由相同附图标号引用。然而,在显示系统102中,发射表面60a与第一多层光学膜10a形成约20度和70度之间的角度α。具体地,发射表面60a与第一多层光学膜10a的外表面(例如,第一主表面110和第二主表面111)形成约20度和70度之间的角度α。
图12A图示了具有挡风玻璃1205的交通工具1200的示例的示意性侧视图。交通工具1200可包括可在道路表面上操作的任何可导航交通工具,并且包括但不限于汽车、公共汽车、摩托车、非公路车交通工具和卡车。在一些其他实施方案中,交通工具1200还可包括水上交通工具和飞机。挡风玻璃1205可包括广泛多种透明构件中的任一透明构件,并且可以是一体的或层压的、平坦的或弯曲的(简单的或复合曲率的)、透明的或着色的,可具有聚焦特性,并且可由任何常规玻璃和/或塑料构成。在一些情况下,挡风玻璃1205可包括玻璃片或具有两个相对表面的其他透明材料。
图12B图示了用于交通工具1200(图12A所示)的挡风玻璃1205的示例性显示系统1210的示意图。显示系统1210用于向交通工具1200的乘员1211显示虚拟图像1212。在一些实施方案中,显示系统1210是HUD。显示系统1210向交通工具1200的乘员1211显示信息。乘员1211可为交通工具1200的驾驶员。显示系统1210在乘员的视野中显示信息,使得乘员1211在驾驶时可不需要将目光从挡风玻璃1205移开来看所显示的信息。如本公开中所公开的交通工具1200的显示系统1210可被配置为但不限于显示任何类型的信息,诸如地图相关信息、导航指令、某些类型的警告或警示、自动驾驶辅助信息、交通工具的速度、燃油油位、发动机温度、通信事件以及交通工具1200的挡风玻璃1205上的其他相关信息。此类信息在交通工具1200的挡风玻璃1205上的显示也可没有限制地以任何形式表示,诸如数字测量仪、文本框、动画图像或任何其他图形表示。此外,交通工具1200的显示系统1210还可呈现增强具有实时信息的交通工具1200周围的物理环境的增强现实图形元件。
显示系统1210包括显示面板1220和第一多层光学膜1230。在图12B的例示的实施方案中,第一多层光学膜1230可基本上类似于图11A的多层光学膜10a。换句话讲,第一多层光学膜1230可充当反射偏振器(诸如参考图1A和相应表1、2、3所描述的样品A、B、C)。显示系统1210还包括第二多层光学膜1240。在图12B的例示的实施方案中,第二多层光学膜1240可基本上类似于图11A的第二多层光学膜10b。换句话讲,第二多层光学膜1240可充当反射镜(诸如参考图1A和相应表4、5所描述的样品D、E)。
显示面板1220可包括各种元件,诸如电致发光板、白炽灯或磷光光源、阴极射线管(CRT)、发光二极管(LED)、透镜、准直器、反射器和/或偏振器。在一些实施方案中,显示面板1220可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1220可包括液晶显示(LCD)面板。虚拟图像1212可为基本上单色的、多色的、窄带的或宽带的,但优选地重叠可见光谱的至少一部分。此外,显示面板1220还可包括机构,诸如倾斜反射镜或位移装置,以改变虚拟图像1212的角度和/或位置,以便适应不同位置或高度处的乘员1211。
显示面板1220被配置为发射沿着第一方向偏振的光1221。在一些实施方案中,光1221包括在对应于蓝光、绿光和红光中的至少一者的可见波长范围(诸如图3A的可见波长范围151)内的至少一个波长(例如,至少第一波长33、34、35)。
第一多层光学膜1230被配置为接收光1221并且反射该光作为第一反射光1222。第一多层光学膜1230可被配置为透射光1221的至少一部分。第一反射光1222被配置为在从交通工具1200的至少挡风玻璃1205反射之后朝向乘员1211反射。在一些实施方案中,挡风玻璃1205被配置为接收第二反射光1223并且反射该第二反射光的5%至40%作为朝向交通工具1200的乘员1211的第三反射光1227。在图12B的例示的实施方案中,第二多层光学膜1240被配置为接收第一反射光1222并且反射该第一反射光作为朝向交通工具1200的挡风玻璃1205的第二反射光1223,该第二反射光在交通工具1200的挡风玻璃1205上形成虚拟图像1212。
多层光学膜10、10a、10b、1230、1240可对第一波长范围30、31内的至少第一波长33、34的入射光20a提供高反射率(例如,大于约80%)。换句话讲,多层光学膜10、10a、10b、1230、1240可对第一波长范围30、31内的期望波长的入射光20a提供高反射率(例如,大于约80%)。
这可通过优化第一聚合物层11和第二聚合物层12的折射率nx1、ny1、nz1、nx2、ny2、nz2和厚度以提供合适的双折射率来实现。此外,在一些情况下,多层光学膜10、10a、10b、1230、1240可包括不会由于长期暴露于存在于阳光中的紫外光而变色的材料,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
此外,由于多层光学膜10、10a、10b、1230、1240的光学反射率关于波长包括尖锐的带边缘,因此多层光学膜10、10a、10b、1230、1240可提供高对比度。
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)

1.一种多层光学膜,所述多层光学膜包括:总计数量为至少50的多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层,所述第一聚合物层和所述第二聚合物层中的每一者具有小于约500nm的平均厚度,所述第一聚合物层和所述第二聚合物层沿着相同平面内第一方向具有相应折射率nx1和nx2,在从约420nm延伸至约680nm的可见波长范围内的至少一个可见波长下,0.1≤nx1-nx2≤0.25,使得对于沿着所述第一方向偏振的基本上垂直入射光,多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层对于从约380nm延伸至约680nm的第一波长范围内的至少第一波长反射所述入射光的大于约80%,并且对于从约380nm延伸至约400nm的第二波长范围具有小于约1%的平均光学吸收率。
2.根据权利要求1所述的多层光学膜,其中所述第一聚合物层和所述第二聚合物层沿着与所述第一方向正交的相同平面内第二方向具有相应折射率ny1和ny2,在所述至少一个可见波长下,ny1-ny2≥0.1,使得对于沿着所述第二方向偏振的基本上垂直入射光,多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层对于所述第一波长范围内的至少所述第一波长反射所述入射光的大于约70%。
3.根据权利要求1所述的多层光学膜,其中所述第一聚合物层和所述第二聚合物层沿着与所述第一方向正交的相同平面内第二方向具有相应折射率ny1和ny2,在所述至少一个可见波长下,ny1和ny2之间的差值的量值小于约0.05,使得对于沿着所述第二方向偏振的基本上垂直入射光,多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层对于所述第一波长范围内的至少所述第一波长透射所述入射光的大于约60%。
4.根据权利要求1所述的多层光学膜,其中对于沿着所述第一方向偏振的基本上垂直入射光,多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层的光学反射率关于波长包括反射带边缘,沿着所述反射带边缘,所述光学反射率总体随波长的增大而减小,并且其中至少跨沿着所述光学反射率从约70%减小至约30%的所述反射带边缘的波长范围,与所述反射带边缘的最佳线性拟合具有负斜率,所述负斜率具有大于约1%/nm的量值。
5.根据权利要求1所述的多层光学膜,其中对于沿着所述第一方向偏振的基本上垂直入射光,多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层对于所述第二波长范围具有平均光学吸收率ABS1,并且对于从约380nm延伸至约450nm的第三波长范围具有平均光学吸收率ABS2,
ABS1/ABS2≤2.5。
6.根据权利要求1所述的多层光学膜,其中所述第一聚合物层沿着与所述第一方向正交的相同平面外方向具有折射率nz1,并且其中在所述至少一个可见波长下,1.47≤nz1≤1.56。
7.根据权利要求1所述的多层光学膜,其中对于在包括所述第一方向的入射平面中成至少40度的入射角的p偏振入射光,多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层的光学反射率关于波长包括反射带边缘,沿着所述反射带边缘,所述光学反射率总体随波长的增大而减小,并且其中至少跨沿着所述光学反射率从约70%减小至约30%的所述反射带边缘的波长范围,与所述反射带边缘的最佳线性拟合具有负斜率,所述负斜率具有大于约2%/nm的量值。
8.一种显示系统,所述显示系统包括:
扩展光源,所述扩展光源被配置为从所述扩展光源的发射表面发射光;以及
根据权利要求1所述的第一多层光学膜和第二多层光学膜,所述第一多层光学膜和所述第二多层光学膜设置在所述扩展光源的相反两侧上,使得所述第一多层光学膜总体面向所述发射表面,并且所述第二多层光学膜总体背向所述发射表面,使得对于沿着与所述第一方向正交的平面内第二方向偏振的基本上垂直入射光以及对于所述第一波长范围内的至少所述第一波长:
所述第一多层光学膜的多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层透射所述入射光的大于约60%;并且
所述第二多层光学膜的多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层反射所述入射光的大于约60%。
9.根据权利要求11所述的显示系统,其中所述发射表面和所述第二多层光学膜基本上平行,并且在长度和宽度上彼此共同延伸,并且所述发射表面与所述第一多层光学膜形成约20度和70度之间的角度。
10.一种多层光学膜,所述多层光学膜包括:总计数量为至少50的多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层,所述第一聚合物层和所述第二聚合物层中的每一者具有小于约500nm的平均厚度,所述第一聚合物层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯并且沿着至少相同平面内第一方向具有大于所述第二聚合物层的折射率nx2的折射率nx1,使得对于沿着所述第一方向偏振的基本上垂直入射光,多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层对于从约380nm延伸至约680nm的第一波长范围内的至少第一波长反射所述入射光的大于约80%,并且对于从约380nm延伸至约400nm的第二波长范围具有小于约1%的平均光学吸收率。
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