[发明专利]具有不同光学分组的变迹宽带局部反射器

说明书

技术领域

本发明除了别的之外涉及具有一种不同光学分组的光学膜构造，此构造为宽带局部反射器的带内透射和反射光提供平滑光谱。

背景技术

多层光学膜是已知的。这种膜可包括大量由不同的透光材料形成的薄层，所述层称为微层，这是因为它们足够薄以使得光学膜的反射和透射特性在很大程度上取决于从层界面反射的光的相长干涉和相消干涉。根据各个微层所具有的双折射（如果有的话）的值和相邻微层的相对折射率差值并且另外根据其他设计特性，可将多层光学膜制备成具有如下反射和透射特性，所述反射和透射特性可（例如）在一些情况下被表征为反射偏振器并且在其他情况下被表征为反射镜。

由多个微层构成的反射偏振器为人们所知已有一段时间，所述多个微层的面内折射率被选择成提供沿着面内阻光轴的相邻微层之间的显著折射率失配和沿着面内透光轴的相邻微层之间的显著折射率匹配，并且具有足够数量的层以确保对于沿一个主方向（称为阻光轴）偏振的垂直入射光具有高反射率、同时对于沿正交主方向（称为透光轴）偏振的垂直入射光保持低反射率和高透射率。参见例如美国专利No.3,610,729(Rogers)、No.4,446,305（Rogers等人）和No.5,486,949（Schrenk等人）。

近来，3M公司的研究人员已经指出此类膜沿着垂直于膜的方向（即z轴）的层对层折射率特性的重要性，并显示出这些特性如何对膜在斜入射角下的反射率和透射率起重要作用。参见例如美国专利5,882,774（Jonza等人）。除了别的之外，Jonza等人教导了如何调整相邻微层之间的z轴折射率失配（简称为z折射率失配或Δnz）以便于构造布鲁斯特角（p偏振光在界面处的反射率变为零的角度）非常大或不存在的多层叠堆。这继而允许构造这样的多层反射镜和偏振器：其p偏振光的界面反射率随着入射角增加而缓慢减小，或与入射角无关，或随着入射角偏离垂直方向而增大。因此，可以获得在宽带宽内对s偏振光和p偏振光均具有高反射率的多层膜（对于反射镜以任何入射方向，对于偏振器以选定的方向）。

一些多层光学膜被设计用于窄带操作（即，在窄波长范围上），而其他多层光学膜被设计用于在宽波长范围上使用，例如，在基本上整个可见光或明度光谱、或者（例如）外加近红外波长的可见光或明度波长范围上。多年来，后一类型的膜（即，宽带多层光学膜）的设计者和制造商已不得不处理彩色问题。当所述膜旨在用于视觉显示系统（如，其中所述膜为宽带反射偏振器或宽带反射镜并且显示系统为液晶显示器、光源、或背光源）中时，通常出现彩色问题。宽带反射器通常包括多层聚合物光学膜，该光学膜具有厚度值从多层聚合物光学膜的第一侧到第二侧单调地增加的一定总数的光学重复单元。这种层厚度的布置称为梯度层厚度分布。在这种系统中，通常不利的是，所述膜在垂直入射光下或对于倾斜入射光向显示器赋予显著的彩色（非白色）外观。当所述膜在光谱的可见部分上具有不均一的透射或反射特性时会产生彩色外观。就共挤出的聚合物多层光学膜而言，这种不均一性通常归因于所述膜的层厚度分布相对于目标分布的不良控制。为了避免彩色问题，聚合物多层光学膜通常被设计为提供沿其主轴的极低反射率和高透射率（如，对于以透射观察的反射偏振器的透光轴）或者极高反射率和低透射率（如，对于反射偏振器的阻光轴或对于以反射观察的反射镜膜的任何面内轴）。

最近，已提出下述宽带聚合物多层光学膜，其对于平行于至少一个主光轴偏振的光具有中等大小的反射率和透射率以使得一些显著量的入射光被反射，并且另一些显著量的入射光（通常，未被反射的入射光的其余部分）被透射。这种膜在本文中称为部分反射型多层光学膜、或部分透射型多层光学膜。解决这种膜中的彩色问题的一种方法为利用具有精心定制的层厚度分布的仅单个微层分组来提供这种膜并且在不使用层倍增器装置的情况下来制造这种膜，由此实现对层厚度分布的最大控制和在可见光波长范围上的透射率或反射率的相应最小光谱波动。然而，即使是精心定制的层厚度分布也不减少由带内振铃产生的彩色问题。

发明内容

本发明除了别的之外描述了表现出降低的带内光谱振铃的具有不同光学分组的变迹宽带反射器。