專利名稱：具有優(yōu)化增益的較少層數(shù)反射型偏振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及多層光學(xué)膜，這類膜的具體應(yīng)用被構(gòu)造為適合在視覺顯示系統(tǒng) 的背光源中使用的偏振器。
背景技術(shù)：
多層光學(xué)膜(即至少部分地采用不同折射率的微層構(gòu)造以提供期望的透射和/或 反射特性的膜)已為人知。眾所周知，這類多層光學(xué)膜通過在真空室中將無機材料有序 地在基底上沉積成光學(xué)薄層(“微層”)而制成。無機多層光學(xué)膜在(例如)下列教科 書中有所描述H.A.Macleod, Thin-Film Optical Filters, 2nd Ed., Macmillan Publishing Co. (1986)(膜式濾光器，H.A.Macleod, Macmillan Publishing 公司，1986 第 2 版)；以及 A.Thelan, Design of Optical Interference Filters, McGraw-Hill, Inc. (1989)(光學(xué)干涉濾波 器的設(shè)計，A.Thelan，McGraw-Hill 公司，1989 年)。也已通過共擠出交替的聚合物層展示了多層光學(xué)膜。參見例如美國專利 No.3,610,729 (Rogers)、4,446,305 (Rogers 等人)、4,540,623 (Im 等人)、5,448,404 (Schrenk 等人)以及5,882,774 (Jonza等人)。在這些種聚合物多層光學(xué)膜中，主要使用或者僅僅 使用聚合物材料來構(gòu)成各層。此類膜可以采用大量生產(chǎn)的方法進行制造，并且可制成大 型薄板和卷材。多層光學(xué)膜包括具有不同折射率特性的各個微層，從而在相鄰微層間的界面上 反射一些光。微層很薄，足以使在多個界面處反射的光經(jīng)受相長干涉或相消干涉作用， 從而賦予多層光學(xué)膜以期望的反射或透射特性。對于設(shè)計用于反射紫外光、可見光或近 紅外波長光的多層光學(xué)膜而言，各微層的光學(xué)厚度(物理厚度乘以折射率)一般小于約 1mm。通常也可以包括更厚的層，例如位于多層光學(xué)膜的外表面處的表層或者設(shè)置在多 層光學(xué)膜內(nèi)用以分隔微層的固有組(本文稱為“層組”)的保護性邊界層(PBL)。對于偏振應(yīng)用(如反射型偏振器)，至少一些光學(xué)層利用雙折射聚合物形成，其 中聚合物的折射率沿聚合物的正交笛卡爾軸具有不同值。一般來講，雙折射聚合物微層 的正交笛卡爾軸由層平面的法線(z軸)定義，并且x軸和y軸位于層平面之內(nèi)。雙折射 聚合物也可用于非偏振應(yīng)用。在一些情況下，微層的厚度和折射率值相當于1/4波長疊加，即微層被布置成 光學(xué)重復(fù)單元或單位單元的形式，每個光學(xué)重復(fù)單元或單位單元均具有光學(xué)厚度(f_比率 =50%)相同的兩個鄰近微層，這類光學(xué)重復(fù)單元可通過相長干涉有效地反射光，被反 射光的波長1是光學(xué)重復(fù)單元總光學(xué)厚度的兩倍。還知道其他層結(jié)構(gòu)，諸如具有2微層光 學(xué)重復(fù)單元的多層光學(xué)膜(其f_比率不同于50%)，或光學(xué)重復(fù)單元包括兩個以上微層的膜?？蓪@些光學(xué)重復(fù)單元設(shè)計進行配置以減少或增加某些高階反射。請參閱(例如) 美國專利No.5,360,659 (Arends等人)和No.5,103,337 (Schrenk等人)。利用沿膜厚度軸 (如z軸)的厚度梯度可以提供加寬的反射譜帶，例如在人的整個可視區(qū)域內(nèi)延伸并進入 近紅外區(qū)的反射譜帶，從而當譜帶在傾斜的入射角處轉(zhuǎn)移到較短波長時，微層疊堆繼續(xù) 在整個可見光譜內(nèi)反射。通過調(diào)整厚度梯度來銳化譜帶邊緣(即高反射與高透射之間的 波長轉(zhuǎn)變處)在美國專利6,157,490 (Wheatley等人)中有所討論。有關(guān)多層光學(xué)膜和相關(guān)設(shè)計與構(gòu)造的更多細節(jié)在下列文獻中有所討論美國專 利 5,882,774 (Jonza 等人)和 6,531,230 (Weber 等人)、PCT 公開 WO 95/17303 (Ouderkirk 等人)禾P WO 99/39224 (Ouderkirk 等人)、以及公開標題為 “Giant Birefringent Optics in Multilayer Polymer Mirrors，，，Science, Vol.287, March 2000 (Weber et al.)(多層聚合物反 射鏡內(nèi)的大型雙折射光學(xué)器件，Weber等人，《科學(xué)》2000年3月第287卷)。多層光 學(xué)膜和相關(guān)制品可包括附加層和涂層，這些層是根據(jù)其光學(xué)、機械和/或化學(xué)特性進行 選擇的。例如，UV吸收層可添加在膜的入射側(cè)，以保護元件不發(fā)生UV光引起的劣化。 利用UV固化丙烯酸酯粘合劑或其他合適材料可以將多層光學(xué)膜附接到機械加固層。這 些加固層可包含諸如PET或聚碳酸酯之類的聚合物，并且也可包括(例如)利用小珠或棱 鏡提供諸如光漫射或準直之類光學(xué)功能的結(jié)構(gòu)化表面。附加的層和涂層也可包括抗刮涂 層、抗撕層和硬化劑。參見例如美國專利6,368,699 (Gilbert等人)。用于制備多層光學(xué) 膜的方法和裝置在美國專利6,783,349 (Neavin等人)中有所討論。圖1示出了多層光學(xué)膜10的一對層。膜10包括大量交替的微層12、14，為簡 明起見，僅示出其中兩個。這些微層具有不同的折射率特征，以使得一些光在相鄰微層 間的界面處被反射。微層很薄，足以使多個界面處反射的光產(chǎn)生相長干涉或相消干涉， 以使膜具有所期望的反射或透射特性。對于設(shè)計用來反射紫外、可見或近紅外波長處的 光的光學(xué)膜來說，各微層一般具有小于約1 P m的光學(xué)厚度(即物理厚度乘以折射率)。 通常其中也可以包括更厚的層，例如膜外表面的表層或設(shè)置在膜內(nèi)部、將多個微層的層 組隔開的保護性邊界層。多層光學(xué)膜10的反射和透射性質(zhì)取決于各個微層的折射率與微層的厚度和厚度 分布。每個微層(至少在膜的局部位置處)可以通過面內(nèi)折射率nx、 和與膜的厚度軸 相關(guān)的折射率nz加以表征。這些折射率分別表示該被測材料對于沿相互垂直的x軸、y 軸和z軸偏振的光的折射率。在圖1中，層12的這些折射率標為nix、nly、nlz,層14 的折射率標為n2x、n2y、n2z,其各自的層與層差值為Anx、Any、Anz。為便于在本專 利申請中說明，除非另外指明，否則假設(shè)x、y和z軸為適用于多層光學(xué)膜上所關(guān)注的任 何點的局部笛卡爾坐標，其中微層平行于x_y平面延伸，并且其中x軸在膜平面內(nèi)取向， 以使八 的量值最大化。因此，Any的量值可以等于或小于(但不大于)△ nx的量值。 此外，在計算差值A(chǔ)nx、Any、Anz時，對開始料層的選擇由Anx為非負值這樣的要求 來確定。換句話講，形成界面的兩層之間的折射率差值為Aq =%- ，其中j = x、y 或z并且其中選擇層標號1，2，以使得nlx^n2x，即An》0。在實施過程中，通過審慎選擇材料和加工條件來控制折射率。膜10的制作方 法是將大量(如數(shù)十或數(shù)百)層交替層疊的兩種聚合物A和B共擠出，通常接著將該 多層擠出物通過一個或多個倍增用模具，然后對擠出物進行拉伸或者說是對擠出物進行取向，以形成最終的膜。所得膜通常由數(shù)百個單獨的微層組成，調(diào)整微層的厚度和折射 率，從而在所期望的光譜區(qū)域(如可見光區(qū)或近紅外光區(qū))形成一個或多個反射譜帶。為 了以適當?shù)膶訑?shù)實現(xiàn)高的反射率，相鄰的微層通常表現(xiàn)出對沿x軸偏振的光而言至少0.05 的折射率差值(Anx)。如果兩個正交偏振狀態(tài)的光需要高反射率，則相鄰的微層也可以 被制備為表現(xiàn)出對沿y軸偏振的光而言至少0.05的折射率差值(Any)。除了別的內(nèi)容以外，上文引用的專利‘774(J0nza等人)描述了對沿z軸偏振的 光而言如何通過調(diào)整相鄰微層之間的折射率差值(Anz)來實現(xiàn)對斜入射光的p偏振分量 的期望反射特性。為了保持對以傾斜角度入射的p偏振光的高反射率，各微層之間的z 軸折射率失配Anz可以控制為顯著小于面內(nèi)折射率最大差值A(chǔ)nx，使得八 動力申八 或 AngO.25* Anx。量級為零或幾乎為零的z軸折射率失配產(chǎn)生了微層之間的這樣的界面 取決于入射角，該界面對p偏振光的反射率為常數(shù)或幾乎為常數(shù)。此外，z軸折射率失配 Anz可以控制為相比面內(nèi)折射率差值A(chǔ)nx具有相反的極性，即Anz<0。該條件產(chǎn)生了 這樣的界面該界面對p偏振光的反射率隨著入射角度增加而增加，就像s偏振光一樣。專利‘774(J0nza等人)也討論了與被構(gòu)造為偏振器的多層光學(xué)膜(稱為多層反 射型偏振器)相關(guān)的某些設(shè)計問題。在許多應(yīng)用中，理想的反射型偏振器沿一個軸(“消 光”或“阻光”軸，與x方向相對應(yīng))具有高反射率，沿另一個軸(“透射”或“透 光”軸，與y方向相對應(yīng))具有零反射率。如果沿透射軸存在一定的反射率，偏振器在 非垂直角度的效率可能會降低；如果對于多個波長來說反射率不同，則透射光會產(chǎn)生顏 色。此外，在一些多層系統(tǒng)中，可能無法準確匹配兩個y軸折射率和兩個z軸折射率， 并且當z軸折射率失配時，對面內(nèi)折射率nly和n2y而言，可能期望產(chǎn)生輕微的失配。具 體地講，通過安排y軸折射率失配，使其具有與z軸折射率失配相同的符號，可以在微層 界面處產(chǎn)生Brewster效應(yīng)，以最小化沿多層反射偏振器的透射軸的偏軸反射率，進而最 小化偏軸顏色。在‘774(J0nza等人)中討論的另一個設(shè)計考慮涉及多層反射偏振器的空氣界面 處的表面反射。除非偏振器兩側(cè)均層合到現(xiàn)有玻璃元件或具有透明光學(xué)粘合劑的另一個 現(xiàn)有膜，否則這種表面反射會減少光學(xué)系統(tǒng)中所需偏振態(tài)的光的透射。因此，在一些情 況下，可能有用的是在反射偏振器上增加防反射(AR)涂層。諸如液晶顯示器之類的視覺顯示系統(tǒng)中常使用反射型偏振器。目前可見于諸如 手機、計算機和一些平板電視之類的多種電子裝置中的這些系統(tǒng)使用由伸展區(qū)域背光源 從背后提供照明的液晶(LC)面板。將反射型偏振器設(shè)置在背光源上方或者說是復(fù)合在 背光源內(nèi)，以將背光源發(fā)出的可被LC面板使用的一種偏振態(tài)的光透射至LC面板。不可 被LC面板使用的垂直偏振態(tài)的光被反射回背光源，并在背光源內(nèi)最終反射回LC面板， 并且至少部分地轉(zhuǎn)化為可用的偏振態(tài)，從而“循環(huán)”通常會損失的光，并提高顯示器的 所得亮度和總效率。圖2的示意性側(cè)視圖示出了代表性的視覺顯示系統(tǒng)20。系統(tǒng)20包括LC面板22 和設(shè)置為向LC面板22提供光的照明組件或背光源24。LC面板22包括設(shè)置在玻璃面板 之間的液晶層。LC面板22布置于上吸收型偏振器26和下吸收型偏振器28之間。吸收 型偏振器26、28和LC面板22的組合控制從背光源24發(fā)出的光透過顯示系統(tǒng)20到達觀 察者。使用電子顯示控制器有選擇地激活液晶層的不同像素會導(dǎo)致光在所選像素處穿出顯示系統(tǒng)20，從而形成觀察者可見的圖像。背光源24包括光源，光源設(shè)置為側(cè)光式構(gòu)型(光源30a)或直接照明式構(gòu)型(光 源30b)，并且將來自光源的光分布在與LC面板22的可視區(qū)域匹配的整個輸出區(qū)域上。 光源可以為(例如)冷陰極熒光燈(CCFL)或發(fā)光二極管(LED)，并且其可以單獨或組合 地產(chǎn)生白光。背光源24也包括總體地表示為32的膜疊堆，該疊堆可以包括各種光學(xué)元 件，例如擴散板、棱鏡增亮膜(BEF)和以上討論的多層反射型偏振器。背光源包括封裝 件，其內(nèi)底面34a和內(nèi)側(cè)面34b可以為反射性的，以促進光循環(huán)并提高系統(tǒng)效率。在一 些情況下，背光源也可以采用固體光導(dǎo)由側(cè)裝光源(光源30a)向整個輸出區(qū)域均勻地傳 輸光。在任何情況下，背光源提供可被LC面板22用來產(chǎn)生觀察者可見的圖像的擴展 光源，觀察者可以從同軸(垂直或幾乎垂直)觀察方向(觀察者36a，其位置沿著垂直于 多層反射型偏振器和系統(tǒng)20的其他擴展光學(xué)元件的z軸布置)或偏軸或傾斜觀察方向(觀 察者36b)觀察。反射型偏振器在諸如系統(tǒng)20之類的顯示系統(tǒng)的環(huán)境下的一個性能度量稱為“增 益”。反射型偏振器或其他光學(xué)膜的增益可以用來衡量與沒有光學(xué)膜的顯示器相比具有 光學(xué)膜的顯示器呈現(xiàn)給觀察者的亮度要亮多少。更具體地講，光學(xué)膜的增益是具有光學(xué) 膜的顯示系統(tǒng)(或其一部分，如背光源)的亮度與不具有光學(xué)膜的顯示系統(tǒng)的亮度的比 率。由于亮度通常取決于觀察取向(參見例如圖2的觀察者36a、36b)，因此增益也取決 于觀察取向。如果認為增益與取向無關(guān)，則通常假設(shè)為同軸性能。高增益通常與下列反 射型偏振器相關(guān)對于垂直入射光和斜入射光而言，該偏振器的阻光軸具有非常高的反 射率，而透光軸具有非常高的透射率(非常低的反射率)。這是因為非常高的阻光軸反 射率使具有不可用偏振態(tài)的光線將反射回背光源從而可以轉(zhuǎn)化為可用偏振態(tài)的機會最大 化；非常低的透光軸反射率使具有可用偏振態(tài)的光線將以最小損耗從背光源射向LC面板 的機會最大化。反射型偏振器在全RGB彩色顯示系統(tǒng)的環(huán)境下的另一個性能度量是由于反射或 透射過程中光譜的不均勻性而使元件在同軸和偏軸方向引入系統(tǒng)的色彩量。理想的是， 偏振器在從約400至700nm的整個可見光譜范圍內(nèi)均勻地反射和透射，使其在同軸或偏 軸方向引入顯示器的光沒有顯著可見的色彩。在下列條件下最容易實現(xiàn)上述目的如果 阻光軸反射率盡可能高，并且透光軸反射率盡可能小，或者更精確地，如果因微層的干 涉作用而使透光軸反射率的一部分盡可能小。(由于暴露于空氣中的聚合物反射型偏振器 的前主表面和后主表面處的菲涅耳表面反射，所導(dǎo)致的透光軸反射的剩余部分實際上對 色彩沒有影響，因為這種“空氣_聚合物表面”的反射基本上在光譜上均勻。)具有既 不非常小也不非常大的反射率的微層疊堆更難在可見光譜范圍內(nèi)控制色彩。這是因為在 中間反射率下，即使疊堆的層厚度分布相對于理想或目標厚度分布的變化非常小，也會 容易產(chǎn)生人眼在透射或反射光中會很容易察覺的相對于目標平面反射光譜的光譜偏差?？紤]到上述情況，下文將更詳細描述的兩種市售多層反射型偏振器產(chǎn)品能夠利 用膜設(shè)計實現(xiàn)良好的增益和較低的色彩特性，這些膜設(shè)計在某些方面不同，但都通過將 Any保持得非常小而具有很小的同軸透光軸反射率。

發(fā)明內(nèi)容
然而我們發(fā)現(xiàn)，這些市售反射型偏振器都對p偏振光具有偏軸增益峰值。這些 偏軸增益峰值相對較小，但在一些應(yīng)用中可以顯著降低同軸增益或亮度。我們發(fā)現(xiàn)，增 益峰值與下列因素有關(guān)與微層相關(guān)的非常小的透光軸反射率分量、與偏振器外表面相 關(guān)的菲涅耳表面反射率、以及菲涅耳反射率與入射角的相關(guān)性。因此除了別的以外，本文描述了多層反射型偏振器，該偏振器利用設(shè)計特征的 新組合提供示例性增益和色彩性能，同時基本上避免了偏軸增益峰值。我們描述了(例 如)用于反射型偏振器的聚合物材料的新選擇標準，該反射型偏振器增加了面內(nèi)折射率 差值A(chǔ)nx、Any(同時提供合適的面外折射率差值A(chǔ)nz)，使得與微層相關(guān)但仍遠小于阻 光軸反射率的透光軸反射率分量足夠大，以克服外表面的菲涅耳表面反射率的角度相關(guān) 性，從而避免偏軸增益峰值。意外的是，選擇標準也與層數(shù)較少的膜相容。在示例性實施例中，反射型偏振器具有阻光軸(x)和透光軸(y)，以及暴露于空 氣中、因而顯示具有最小的布魯斯特角反射率的相對的第一和第二主表面，并且所述主 表面設(shè)置為與z軸垂直。N個微層的疊堆設(shè)置在主表面之間并且布置為成對的相鄰微層， 這些微層具有分別沿x、y和z軸的折射率差值A(chǔ)nx、八 和Anz，其中Anx> Any>0 > Anz。在示例性實施例中，數(shù)量N和折射率差值A(chǔ) 的組合足夠大，使得偏振器對沿 x軸偏振的垂直入射光具有較高的反射率Rblocknormal，Rblocknormal為至少80 %。數(shù) 量N和折射率差值A(chǔ)ny的組合足夠小，使得偏振器對沿y軸偏振的垂直入射光具有較低 的反射率Rpassnormal，Rpassnormal為25 %或更小。數(shù)量N和折射率差值A(chǔ) ny的組合 足夠大，使得反射型偏振器對于以第一主表面的布魯斯特角入射到y(tǒng)_z平面的p偏振光具 有大于Rpassnormal的反射率。優(yōu)選地，A ny是Rpassnormal產(chǎn)生增量部分Rpassinc的原 因，A nx的等于A ny的對應(yīng)部分是Rblocknormal產(chǎn)生增量部分Rblockinc的原因，并且數(shù) 量N足夠小，以使得Rblockinc與Rpassinc相當。例如，Rblockinc為Rpassinc的至少一 半，或至少等于Rpassinc。在示例性實施例中，微層被布置成每個都具有光學(xué)厚度的光學(xué)重復(fù)單元，光學(xué) 重復(fù)單元被布置用于提供基本單調(diào)或平滑增加的光學(xué)厚度分布。N個微層中的至少一些 包含聚萘二甲酸乙二醇酯或其共聚物，N為350或更小，或300或更小，或者在從250至 350的范圍內(nèi)，或者在從275至375的范圍內(nèi)。作為另外一種選擇，N個微層中的至少 一些包含聚對苯二甲酸乙二醇酯或其共聚物，N為800或更小，或650或更小，或者在 從300至650的范圍內(nèi)，或者在從500至650的范圍內(nèi)。反射型偏振器對于沿x軸偏振 的垂直入射光具有高反射率Rblocknormal，對于沿y軸偏振的垂直入射光具有低反射率 Rpassnormal，Rblocknormal 為至少 80 %。Rpassnormal 優(yōu)選地小于 30 % 或 25 %，但優(yōu)選 地比主表面的組合垂直入射反射率大至少2%。反射型偏振器對于以第一主表面的布魯斯 特角入射到y(tǒng)_z平面的p偏振光優(yōu)選地具有大于Rpassnormal的反射率。本文還討論了相關(guān)方法、系統(tǒng)和制品。本專利申請的這些方面和其他方面通過下文的具體描述將顯而易見。然而，在 任何情況下，以上概述都不應(yīng)理解為是對權(quán)利要求書中所要求保護主題的限制，該主題 僅受所附權(quán)利要求書的限定，并且在審查期間可以進行修改。


圖1為多層光學(xué)膜的一對層的透視圖；圖2為顯示系統(tǒng)的示意性側(cè)視圖；圖3為光學(xué)膜與笛卡爾坐標系的關(guān)系的透視圖；圖4為背光源與各種反射型偏振器的組合的觀察極性角與測量亮度的關(guān)系圖， 從圖中可以看出增益的角度相關(guān)性；圖5為多層光學(xué)膜交替層的不同折射率組合的示意圖；圖6為建模的p偏振反射率取決于各種多層膜設(shè)計的入射角的關(guān)系圖；圖7為建模的同軸反射率取決于各種多層膜設(shè)計的歸一化面內(nèi)折射率差值的關(guān) 系圖；圖8為圖7結(jié)果的匯總圖；圖9a為建模的同軸增益取決于各種多層膜設(shè)計的y軸折射率失配的關(guān)系圖；和圖9b為建模的半球增益取決于各種多層膜設(shè)計的y軸折射率失配的關(guān)系圖。在這些附圖中，相同的附圖標號指示類似的元件。
具體實施例方式為了更清楚地描述在市售反射型偏振器中觀察到的偏軸增益行為，我們在圖3 中提供了光學(xué)膜40與全局x-y-z笛卡爾坐標系的關(guān)系的透視圖。膜40可以為多層反射 型偏振器，此時x、y和z軸可以與上文討論的局部x、y和z軸相同。作為另外一種選 擇，膜40可以為另一個光學(xué)膜或表面，例如顯示系統(tǒng)的前表面。如圖所示，膜40平行 于x-y平面平放。對于傳統(tǒng)的偏振膜，可以認為光是在兩個正交平面內(nèi)偏振，其中光的電矢量 (其橫向于光的傳播方向)位于特定偏振平面內(nèi)。給定光線的偏振態(tài)又可以分解為兩個 正交的偏振態(tài)P偏振光和S偏振光。p偏振光為入射平面內(nèi)偏振的光，入射平面為包 含局部表面法向矢量和光線傳播方向或矢量的平面。圖3示出了光線42，該光線以相對 于表面法線(z軸)的傾角e入射到或離開光學(xué)膜40，從而形成“入射平面” 44。(由 于缺乏替代術(shù)語，本文將用“入射平面”表示包含表面法向和光傳播方向的平面，這既 包括光線入射到膜上的情形，也包括光沒有入射到膜上而是從膜中離開的情形。同樣，
“入射角”可用來表示表面法向和光傳播方向之間的角度，這既包括光線入射到膜上的 情形，也包括光從膜中離開的情形。)如果膜40為偏振器，則其包括平行于y軸的透光 軸46和平行于x軸的阻光軸48。光線42的入射平面44平行于阻光軸48。光線42具 有位于入射平面44內(nèi)的p偏振分量和與入射平面44正交的s偏振分量。光線42的p偏 振分量垂直于透光軸46，并與阻光軸48局部對齊，而光線42的s偏振分量則平行于透 光軸46。圖3還示出了另一個光線50，該光線以相同傾角0入射到或離開光學(xué)膜40， 但其入射平面52平行于透光軸46。在這種情況下，光線50的p偏振分量垂直于阻光軸 48，并與透光軸46局部對齊，而光線50的s偏振分量則平行于阻光軸48。由此可知，根據(jù)入射的方向，p偏振光可以在一些情況下垂直于透光軸，另一些 情況下垂直于阻光軸S偏振光可以在一些情況下平行于透光軸，另一些情況下平行于阻光軸。(任意入射平面都可以分解為入射平面分量44和52。)因此，對于各向異性系統(tǒng)的 s偏振光和p偏振光的行為的完整討論不但應(yīng)包括光的入射角(或者(例如)出射角或觀 察角)，而且應(yīng)包括光的入射平面(或者(例如)出射平面或觀察平面)。測量了兩種已知的多層反射型偏振器產(chǎn)品對p偏振光的增益，并觀察了其他特 性。本文稱為RP1的第一產(chǎn)品采用聚萘二甲酸乙二醇酯(“PEN”)作為其中一種 聚合物，采用基于萘二羧酸的共聚物或共混物(“coPEN”)，特別是包含己二醇以避免 結(jié)晶的55/45共聚物共混物，作為另一種聚合物。這些聚合物被共擠出為具有共275層 的交替的層結(jié)構(gòu)，擠出物被穿過1x3層倍增器，在這里被分割和堆疊彼此層疊于頂部的 三個擠出物組件，所得物被進一步加工和拉伸成最終的反射偏振膜，該偏振膜具有分隔 成三個截然不同的微層層組(每個有275層)的共825個微層，微層層組之間具有光學(xué)上 厚的保護性邊界層(PBL)，外主表面處具有光學(xué)上厚的表層。在最終的膜中，由PEN構(gòu) 成的微層具有雙折射性，而由coPEN構(gòu)成的微層則基本上為各向同性的。本文稱為RP2的第二產(chǎn)品采用基于萘二羧酸的90/10共聚物共混物(“coPEN” ) 作為其中一種聚合物，共聚酯(SA115，得自Eastman Chemical Co.)作為另一種聚合物。 這些聚合物被共擠出為具有共275層的交替層結(jié)構(gòu)，擠出物被拋物線拉幅機進一步加工 和拉伸成最終的反射偏振膜，該偏振膜具有布置成單個微層層組的共275個微層，并且 外主表面處具有光學(xué)上厚的表層。在最終的膜中，由coPEN構(gòu)成的微層具有雙折射性， 而由共聚酯構(gòu)成的微層則基本上為各向同性的。這些產(chǎn)品的光學(xué)性質(zhì)大致如下
RP1RP2nix1.801.82nly1.6211.57nlz1.561.555n2x, n2y, n2z1.6121.57Anx0.1880.256Any0.009(大于0但小于0.01)Anz-0.052-0.015N825275Rpassnormal12%10%RpassnormalFresnel11%10%Rblocknormal94%98%在該表中，nix、 nly、 nlz、 n2x、 n2y、 n2z、 Anx、 Any 禾口 A nz 如上所述。
“N”值為偏振器中的微層總數(shù)。RpasOTormal為膜在可見光波長范圍內(nèi)(如從400至 700nm)對垂直入射到偏振器并沿透光軸(y)偏振的光的平均反射率，其中包括空氣/聚 合物的前后界面的反射率和微層的反射率。RpasMormalFreOTel為歸因于暴露在空氣中的 前后主表面的菲涅耳反射率的Rpassnormal部分。Rblocknormal為在可見光波長范圍內(nèi) (如從400至700nm)對垂直入射到偏振器并沿阻光軸(x)偏振的光的平均反射率。值得注意的是，通過高雙折射率nix和低各向同性折射率的組合，RP2獲得 高于RP1的阻光軸折射率差值(Anx)。由于垂直入射反射能力隨各個面內(nèi)折射率差值而成平方地增加，較高的Anx允許在其他因素不變的情況下以較少的層數(shù)獲得相同的阻光 軸反射率。還應(yīng)注意，RP1和RP2都具有非常低的透光軸折射率差值(Any)和較低的垂 直入射透光軸反射率。然而，由微層產(chǎn)生的垂直入射透光軸反射率分量更低，該分量等 于 Rpassnorma卜RpassnormalFresnel，或者對于 RP 1 為約 1 %，對于 RP2 為 0%。我們研究了這些反射型偏振器產(chǎn)品的增益特性。具體來講，我們研究了取決于 y-z平面(即包含透光軸和表面法線的平面，參見圖3的平面52)內(nèi)的p偏振光的角度的 增益。將膜置于漫透射中空光箱(背光源)頂部。光箱的漫透射和漫反射可描繪為朗 伯模式。中空光箱具有約83%的漫反射率。光箱利用穩(wěn)定寬帶光源從內(nèi)部照明。將標 準線性吸收型偏振器(即分析儀)設(shè)置在樣品箱和照相檢測器之間。照相檢測器系統(tǒng)為 Autronic-Melchers GmbH (Karlsruhe, Germany)制造的錐光鏡。最初，讓背光源輸出穩(wěn) 定之后，在水平面的一系列觀察角內(nèi)測量背光源本身的亮度。水平面為包含表面法線和 輸出偏振器的p偏振光透光軸的平面，如圖3的平面52。測量結(jié)果繪制成圖4的亮度曲 線60，其中曲線圖的橫軸為與表面法線成的偏振角(圖3中的0)，單位為度，縱軸為亮 度測量值，單位為尼特(nt)。由圖可知，亮度關(guān)于表面法線相對對稱，并且在e達到約 士50度之前隨角度相對不變，超出該角度時，觀察到亮度降低。然后在背光源和分析儀之間設(shè)置平片RP1，使RP1的透光軸與分析儀的透光軸 對齊，并重復(fù)測量。測量結(jié)果繪制成亮度曲線62。顯然，RP1偏振器在寬泛的觀察角 范圍內(nèi)增加了系統(tǒng)的亮度，從而提供了大量的增益。需要注意的第二個特征是，在角度 增加至約士50度之前亮度隨角度增加而逐漸增加，然后對于更大的傾斜角，亮度降低。 請回憶，增益是指具有膜的系統(tǒng)的亮度(曲線62)與不具有膜的系統(tǒng)的亮度(曲線60)的 比率，讀者將會很容易理解，該特征對應(yīng)于約士50度的偏振角處的增益峰值。然后移除平片RP1，用取向方式和RP1相同的平片RP2來代替，然后重復(fù)測 量。測量結(jié)果繪制成亮度曲線64。還應(yīng)當注意，總亮度相對于背光源單獨地增加。還 應(yīng)當注意，在角度增加至約士50至60度之前亮度隨角度增加而逐漸增加，然后對于更大 的傾斜角，亮度降低。類似于RP1，通過比較曲線64和曲線60也可以看到，偏振器RP2 在約士 50至60度的偏振角處具有增益峰值。RP1和RP2偏振器的偏軸增益峰值是由于偏振器前后主表面處的外部空氣/聚 合物界面處的布魯斯特角效應(yīng)所產(chǎn)生的。在外表面沒有防反射涂層的情況下，兩個空氣 /聚合物界面中每一個都有助于約為下式的垂直入射(9=0)反射率Rn =xl00% ,其中np為最外層聚合物層(通常為微層所用材料中的一種)的折射率，空氣的 折射率為1。對于非垂直入射，p偏振光的反射率在小角度e處接近但小于，并隨著 角度9的增加逐漸降低，直到在布魯斯特角偏振反射率為零。當入射角e繼 續(xù)增加至大于eB時，p偏振反射率隨角度e的增加而迅速增加。由此可見，RP1和RP2的偏軸增益峰值是由下列情況所導(dǎo)致的由于外部空氣 /聚合物界面的布魯斯特角效應(yīng)，當入射角從9 =0增加至eB時，這些偏振器的透光軸 對于p偏振光的透射性更強，反射性更弱。出現(xiàn)這種情況是由于兩個外部空氣/聚合物 界面是對于這些入射角產(chǎn)生透光軸反射率的主要原因。對于這些角度產(chǎn)生透光軸反射率的其他原因為多層膜內(nèi)的多個微層，由于非常小，其對反射率的貢獻是次要的。當 然，八％較小有個很好的理由，即最小化透光軸反射率，從而最大化透光軸的通過量。不論是什么原因引起偏軸增益峰值，在需要最大同軸增益的應(yīng)用中，偏軸增益 峰值都是不可取的，因為它會使亮度和增益偏離正常值。我們發(fā)現(xiàn)，通過合理的材料選擇、加工和膜設(shè)計，在簡單的單層組膜構(gòu)造中， 在保持較少色彩的同時明顯消除偏軸增益峰值并增加同軸增益。在示例性實施例中，我 們通過下列步驟實現(xiàn)這個目的(1)通過(例如)選擇低折射率各向同性材料，在保持負 八112的同時，增加透光軸折射率差值Δηγ和阻光軸折射率差值Δηχ;和(2)優(yōu)選地將單 層組構(gòu)造內(nèi)的膜的微層限制到相對較少的數(shù)量。這些設(shè)計特征將在下文中詳細討論。圖 4的曲線66為實現(xiàn)這些特征的反射型偏振膜的亮度測量值，下文將更詳細討論。我們選擇將歸因于微層的透光軸反射率增加至足夠大，以使得微層隨入射角增 加的反射率增加(對于P偏振光)能夠補償空氣/聚合物界面隨入射角增加的反射率減少 (對于P偏振光)，從而使偏振器的總反射率(對于P偏振光)隨入射角增加而單調(diào)遞增， 或者使微層的反射率(對于P偏振光)對于以其中一個或兩個空氣/聚合物界面的布魯斯 特角ΘΒΛ射的光為至少Rpassnormal，或者使微層的反射率(對于ρ偏振光)的增加速 度比主表面的組合菲涅耳反射率減少速度更快。在一些情況下，這些條件可以被經(jīng)驗法 則代替，該法則規(guī)定Rpa^normal比主表面的組合垂直入射反射率大至少2%，或者歸因 于微層的Rpa^normal部分為至少2%。為了讓微層的ρ偏振透光軸反射率隨入射角增加 而增加，面外折射率差值Δηζ應(yīng)為負數(shù)，并且面內(nèi)折射率差值A(chǔ)ny應(yīng)為正數(shù)，但小于阻 光軸折射率差值△ 。這些關(guān)系可以概括為Δηχ > Δ ny > 0 > Δηζ雖然我們增加了透光軸反射率，但我們優(yōu)選地不隨便增加該反射率。我們希望 讓該值保持足夠低，以合理保持高透光軸通過量。在一些情況下，我們可以只將該值增 加到必要的程度，以便如上所述使微層的P偏振反射率增加補償空氣/聚合物表面的P偏 振反射率減少。在一些情況下，我們可以建立經(jīng)驗法則，即Rpassnormal不超過30%、或 25%,或20%、或15%。因此，可以在將反射率增加至足以補償外表面的布魯斯特角效 應(yīng)與將反射率保持得低到足以合理保持高透光軸通過量和較高同軸增益之間建立平衡。圖5示出了用于增加面內(nèi)折射率差值八 和Any的一種方法。圖中示出了用 于表示折射率ηχ、 和112的軸。為了清楚起見，這些軸被縱向分開，但又具有相同的刻 度，同時為了大致參考，還提供了從1.0 (空氣)開始的折射率刻度。點70、72和74分 別表示由第一聚合物材料構(gòu)成的微層的折射率，即nix、nly和nlz。第一聚合物材料明 顯是雙折射性的。標有n2的豎直虛線表示由第二聚合物材料構(gòu)成的微層的折射率。該 線與nx、 和 軸相交產(chǎn)生分別表示n2x、n2y和n2z的交點(未標出)，這三者彼此相 等。第二聚合物材料為各向同性的。點70、72和74與線n2的組合表示具有交替的雙 折射微層和各向同性微層的多層反射膜。通過選擇第一、第二聚合物材料并加工膜，使 得各向同性材料的折射率與雙折射材料的y軸折射率匹配，從而使Δηχ > Δ ny = 0 > Δηζ。該組合表示反射型偏振器，當沿透光軸偏振的光垂直入射時，這種反射型偏振 器的反射率與微層無關(guān)。由于微層提供的透光軸反射率可能不會抵消暴露于空氣中的偏振器的前后主表面的布魯斯特角效應(yīng)，因此這種膜可能會具有偏軸增益峰值。通過用另一種各向同性材料代替原來的各向同性材料，可以增加透光軸反射 率。為此，我們確信新的各向同性材料具有比原來的材料更小的折射率，優(yōu)選地新的各 向同性材料的折射率n2'大于nlz(點74)，以保持八~為負數(shù)，從而使新的折射率差值 Δηχ' = nlx-n2'、Δηy' = nly_n2'和 Δηz' = nlz_n2'符合下列關(guān)系Δηχ' > Δηy' > 0 > Δηz'，其中參數(shù)的上標表示新的各向同性材料。新的各向同性材料優(yōu)選地自然具有特 定的材料性質(zhì)，這些性質(zhì)使其能夠與取向后將變得具有雙折射性的聚合物材料共擠出。應(yīng)當注意，用于增加y方向的折射率差值的這種技術(shù)還會以相同的數(shù)量增加其 他方向的折射率差值。因此，不但初始y軸折射率差值Δny(該值等于零，因而在圖5中 未示出)增加Δη/后產(chǎn)生此時等于Δη/的新y軸折射率差值；而且初始的χ軸折射率 差值Δηχ也增加了相同的量Δη/并產(chǎn)生Δηχ'，并且初始ζ軸折射率差值Δηζ增加了 相同的量Δη/，從而產(chǎn)生更小的負值Δηζ'。這樣，在新的構(gòu)造中，最終的y軸折射 率差值Δη/會與沿全部三個坐標軸的相等折射率調(diào)整相關(guān)。以與y軸折射率差值相同 的數(shù)量增加χ軸折射率差值的另一個有益效果是提高對于阻光軸的微層的反射能力，對 于給定的阻光軸目標反射率，利用這一點可以減少微層疊堆內(nèi)所需的層數(shù)。因此，我們 通過增加透光軸反射率來消除偏軸增益峰值的方法也可以有助于獲得總層數(shù)更少、設(shè)計 更簡單的膜。雖然圖5描述了選用替代各向同性材料的雙折射/各向同性材料的組合，但這并 不旨在進行限制。例如，通過保持各向同性材料不變而替換成不同的雙折射材料，或者 通過保持雙折射材料不變而改變加工條件(拉伸量、拉伸分布、溫度、保壓時間等)，可 以增加面內(nèi)折射率。此外，也可以采用使用兩種不同的雙折射材料作為第一和第二聚合 物材料的構(gòu)造?，F(xiàn)在參見圖6，由圖可見建模的反射曲線，該曲線展示了通過增加微層沿y軸的 反射率來增加透光軸反射率的技術(shù)。每個曲線均為特定多層反射型偏振器構(gòu)造對入射到 y-z平面(參見圖3的平面52)的ρ偏振光的計算出的反射率，該反射率取決于空氣中入 射角(參見圖3的Θ)。每個建模的偏振器構(gòu)造均假設(shè)單個疊堆內(nèi)布置著總共N個微層， 這些微層在第一微層和最末微層的外表面處暴露于空氣中。N個微層布置成第一聚合物 和第二聚合物交替的構(gòu)造，相鄰的一對第一和第二聚合物形成f比率50%的光學(xué)重復(fù)單 元。光學(xué)重復(fù)單元具有線性光學(xué)厚度分布，其范圍從第一對層的200nm(與400nm處的 垂直入射反射峰值相對應(yīng))至最末一對層的462nm(與925nm處的垂直入射反射峰值相對 應(yīng))。本文稱為RP6.1、RP6.2、RP6.3和RP6.4的建模的反射型偏振器構(gòu)造具有下列附
加性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種具有阻光軸(X)和透光軸(y)的反射型偏振器，包括第一主表面和相背對的第二主表面，所述第一主表面和所述第二主表面暴露于空氣 中，因而具有布魯斯特角反射最小值，所述第一主表面和所述第二主表面被設(shè)置為垂直 于ζ軸，所述ζ軸本身垂直于所述χ軸和所述y軸；和N個微層的疊堆，所述疊堆設(shè)置在所述第一主表面和所述第二主表面之間并且布置 為成對的相鄰微層，所述微層具有分別沿所述χ軸、所述y軸和所述ζ軸的折射率差值 Δηχ、Δηγ ΠΔηζ, Δ ηχ > Δ ny > O > Δ ηζ ；其中數(shù)量N和所述折射率差值Δηχ的組合足夠大，以使所述反射型偏振器對于沿所 述χ軸偏振的垂直入射光具有高反射率Rblocknormal，Rblocknormal為至少80% ；所述數(shù)量N和所述折射率差值A(chǔ)ny的組合足夠小，以使所述反射型偏振器對于沿所 述y軸偏振的垂直入射光具有低反射率Rpassnormal，Rpassnormal為25%或更??；所述數(shù)量N和所述折射率差值A(chǔ)ny的組合足夠大，以使所述反射型偏振器對于以所 述第一主表面的所述布魯斯特角入射到所述y_z平面內(nèi)的ρ偏振光具有大于Rpassnormal 的反射率；和Any是Rpassnormal產(chǎn)生增量部分Rpassinc的原因，Δηχ的等于Any的對應(yīng)部分是 Rblocknormal產(chǎn)生增量部分Rblockinc的原因，并且所述數(shù)量N足夠小，以使得Rblockinc 與Rpassinc相當。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中Rblockinc為Rpassinc的至少一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中Rblockinc為至少Rpassinc。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中Rblocknormal為至少90%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中Rblocknormal為至少95%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中Rpassnormal為20%或更小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中Rpassnormal為15%或更小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中Rpa^normal比所述第一主表面和所述第二主 表面的組合垂直入射反射率大至少2%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中所述反射型偏振器在插入背光源腔內(nèi)時產(chǎn)生增 益，并且所述增益相對于參數(shù)Δ Δη基本上最大化，所述參數(shù)Δ Δη可用于同等地增加或 減小所述折射率差值Δηχ、Any、Δηζ。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的偏振器，其中特定值ΔΔη獲得最大增益，并且所述折射 率差值Δηχ、Any和Δηζ產(chǎn)生的增益是最大增益的至少90%。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的偏振器，其中所述增益為同軸增益或半球增益。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中所述N個微層的疊堆包括設(shè)置在所述第一主 表面和所述第二主表面之間的所有微層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中所述微層中的至少一些包含聚萘二甲酸乙二 醇酯或其共聚物，并且N在從275至325的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中所述數(shù)量N和所述折射率差值A(chǔ)ny的組合足 夠大，以使得所述反射型偏振器對于入射到所述y_z平面內(nèi)的ρ偏振光具有如下反射率 所述反射率隨相對于所述ζ軸的入射角增加而單調(diào)增加。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，還包括用粘合劑附接到所述反射型偏振器的機械加固基底，所述機械加固基底具有產(chǎn)生光漫射和/或準直的結(jié)構(gòu)化表面。
16.一種具有阻光軸(χ)和透光軸(y)的反射型偏振器，包括第一主表面和相背對的第二主表面，所述第一主表面和第二主表面暴露于空氣中， 因而具有布魯斯特角反射最小值，所述第一主表面和所述第二主表面被設(shè)置為垂直于ζ 軸，所述ζ軸本身垂直于所述χ軸和所述y軸；和N個微層的疊堆，所述疊堆設(shè)置在所述第一主表面和所述第二主表面之間，并且布 置為成對的相鄰微層，所述微層具有分別沿所述χ軸、所述y軸和所述ζ軸的折射率差值 Δηχ、Any ^P Δηζ, Δηχ > Δny > O > Δηζ，并且所述微層被布置成每個都具有光學(xué) 厚度的光學(xué)重復(fù)單元，所述光學(xué)重復(fù)單元被布置用于提供基本單調(diào)的光學(xué)厚度分布；其中所述反射型偏振器對于沿所述χ軸偏振的垂直入射光具有高反射率 Rblocknormal，并對沿所述y軸偏振的垂直入射光具有低反射率Rpassnormal， Rblocknormal為至少80%，Rpassnormal小于25%，但比所述第一主表面和所述第二主表 面的組合垂直入射反射率大至少2% ；和所述反射型偏振器對于以所述第一主表面的所述布魯斯特角入射到所述y_z平面的ρ 偏振光具有大于Rpassnormal的反射率。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的偏振器，其中所述N個微層中的至少一些包含聚萘二甲酸 乙二醇酯或其共聚物，并且N為350或更小。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的偏振器，其中N為300或更小。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的偏振器，其中N在從250至350的范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的偏振器，其中N在從275至325的范圍內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的偏振器，其中所述N個微層中的至少一些包含聚對苯二甲 酸乙二醇酯或其共聚物，并且N為800或更小。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的偏振器，其中N為650或更小。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的偏振器，其中N在從300至650的范圍內(nèi)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的偏振器，其中N在從500至650的范圍內(nèi)。
25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的偏振器，其中所述N個微層的疊堆包括設(shè)置在所述第一主 表面和所述第二主表面之間的所有微層。
26.根據(jù)權(quán)利要求16所述的偏振器，其中Δηχ為至少0.2，Any小于0.05。
27.根據(jù)權(quán)利要求16所述的偏振器，其中所述第一主表面和所述第二主表面對于入射 到所述y-z平面內(nèi)的ρ偏振光具有隨入射角增加而減小的組合反射率；并且所述N個微 層的疊堆對于此類光具有隨入射角增加而增加的反射率，所述反射率的增加速度比所述 第一主表面和所述第二主表面的所述組合反射率的減小速度更快，以使所述反射型偏振 器對于入射到所述y-z平面內(nèi)的ρ偏振光的反射率單調(diào)增加。
28.根據(jù)權(quán)利要求16所述的偏振器，還包括用粘合劑附接到所述反射型偏振器的機械 加固基底，所述機械加固基底具有產(chǎn)生光漫射和/或準直的結(jié)構(gòu)化表面。
29.一種制備具有阻光軸(χ)和透光軸(y)的反射型偏振器的方法，所述方法包括選擇第一聚合物材料和第二聚合物材料；將所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料共擠出，以提供具有暴露于空氣中的 相對主表面的聚合物膜，所述主表面垂直于ζ軸設(shè)置，所述ζ軸本身垂直于所述χ軸和所述y軸，所述聚合物膜包括設(shè)置在所述主表面之間的N個層的疊堆，所述N個層包括與 所述第二聚合物材料的層交替的所述第一聚合物材料的層；和將所述聚合物膜進行取向，以將所述N個層轉(zhuǎn)化為布置成成對的相鄰微層的N個微 層，所述微層具有分別沿所述χ軸、所述y軸和所述ζ軸的折射率差值Δηχ、Any和 Δηz,使得 Δηχ > Δny > O > Δηz ；選擇數(shù)量N和所述折射率差值Δηχ的組合使所述組合足夠大，以使得所述反射型偏 振器對于沿所述χ軸偏振的垂直入射光具有高反射率Rblocknormal，Rblocknormal為至少 80% ；選擇所述數(shù)量N和所述折射率差值A(chǔ)ny的組合使所述組合足夠小，以使得所述反射 型偏振器對于沿所述y軸偏振的垂直入射光具有低反射率Rpassnormal，Rpassnormal為 25%或更??；選擇所述數(shù)量N和所述折射率差值△ ny的組合使所述組合足夠大，以使得所述反射 型偏振器對于以所述第一主表面的所述布魯斯特角入射到所述y_z平面內(nèi)的ρ偏振光具有 大于RpasOTormal的反射率；和選擇所述數(shù)量N使其足夠小，使得Rblocknormal的增量部分Rblockinc與Rpassnormal 的增量部分Rpassinc相當，其中Any是產(chǎn)生增量部分Rpassinc的原因，并且Δηχ的等于 Any的對應(yīng)部分是產(chǎn)生Rblocknormal的所述增量部分Rblockinc的原因。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述反射型偏振器在插入背光源腔時產(chǎn)生增 益，并且至少進行選擇所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料的步驟、共擠出所述 第一聚合物材料和所述第二聚合物材料的步驟、以及取向所述聚合物膜的步驟，以使所 述增益相對于參數(shù)Δ Δη基本上最大化，所述折射率差值Δηχ、Any和Δηζ都可相等地 增加或減少Δ Δη。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述參數(shù)ΔΔη的特定值實現(xiàn)最大增益，并且 至少進行選擇所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料的步驟、共擠出所述第一聚合 物材料和所述第二聚合物材料的步驟、以及取向所述聚合物膜的步驟，以使得提供的增 益為所述最大增益的至少90%。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中至少所述第一聚合物材料包含聚萘二甲酸乙二 醇酯或其共聚物，并且N在從275至325的范圍內(nèi)。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中在取向所述聚合物膜的步驟之后，所述N個微 層的疊堆包括設(shè)置在所述主表面之間的所有微層。
34.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中在取向所述聚合物膜的步驟之后，包含所述 第一聚合物材料的微層具有雙折射性，并且包含所述第二聚合物材料的微層為各向同性 的。
35.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中Rblocknormal、Rpassnormal、Rblockinc和 Rpassinc均為在從400nm至700nm的波長范圍內(nèi)的平均值。
36.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振器，其中Rblocknormal、Rpassnormal、Rblockinc禾口 Rpassinc均為在從400nm至925nm的波長范圍內(nèi)的平均值。
37.根據(jù)權(quán)利要求16所述的偏振器，其中Rblocknormal和Rpassnormal均為在從 400nm至700nm的波長范圍內(nèi)的平均值。
38.根據(jù)權(quán)利要求16所述的偏振器，其中Rblocknormal和Rpassnormal均為在從 400nm至925nm的波長范圍內(nèi)的平均值。
39.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中Rblocknormal、RpassnormaLRblockinc禾口 Rpassinc均為在從400nm至700nm的波長范圍內(nèi)的平均值。
40.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中Rblocknormal、RpassnormaLRblockinc禾口 Rpassinc均為在從400nm至925nm的波長范圍內(nèi)的平均值。
全文摘要
本發(fā)明公開了多層反射偏振膜，所述偏振膜具有在相鄰微層之間沿所述透光軸和阻光軸增加的面內(nèi)折射率差值，并且具有在相鄰微層之間沿所述厚度或z軸的負折射率差值。所述膜暴露于空氣中的前后主表面為所述透光軸反射率提供了菲涅耳反射率分量，所述微層為所述透光軸反射率提供了微層分量，這種微層分量優(yōu)選地具有對p偏振光的反射率，所述對p偏振光的反射率隨入射角增加而增加，并且增加速度快于所述菲涅耳反射率分量的減小速度，從而基本上避免p偏振光的偏軸增益峰值。所述膜優(yōu)選地采用布置成具有單調(diào)光學(xué)重復(fù)單元厚度分布的單一相干疊堆的總數(shù)相對較少的微層，并且至少一些微層優(yōu)選地包含聚萘二甲酸乙二醇酯或其共聚物。
文檔編號G02B5/30GK102016659SQ200980114666
公開日2011年4月13日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者克里斯托弗·J·德克斯, 卡爾·A·斯托弗, 尚德恩·D·哈特, 邁克爾·F·韋伯 申請人:3M創(chuàng)新有限公司