聚合物多层光学膜的制作方法
【专利说明】聚合物多层光学膜
【背景技术】
[0001] 聚合物多层光学膜是通过将数十至数百的熔融聚合物层共挤出并且随后对所得 膜进行取向或拉伸而形成。这些微层具有不同的折射率特性和足够的薄度，使得光在相邻 微层之间的界面处被反射。
【发明内容】
[0002] 在一个方面，本公开涉及聚合物多层光学膜。更具体地，本公开涉及具有第一光分 组和设置在第一光分组上的第二光分组的聚合物多层光学膜。第一光分组包括反射蓝光的 一组光学层。第一光分组被构造成使得反射蓝光的一组光学层与所述第二光分组的距离小 于与聚合物多层光学膜的外光学层的距离。聚合物多层光学膜反射大于约95%的垂直入射 的400nm至700nm的光。在一些实施例中，反射蓝光的该层组包括第一光分组的最薄层。
[0003] 在另一方面，本公开涉及一种聚合物多层光学膜，其具有:第一光分组，其具有负 斜率的基本上线性的层剖面，其中靠近第一光分组的外侧的层组反射红光，和第二光分组， 其设置在第一光分组上。聚合物多层光学膜反射大于约95%的垂直入射的400nm至700nm的 光。在一些实施例中，反射红光的该层组包括第一光分组的最厚光学层。在一些实施例中， 反射红光的该层组相邻第一光分组件的外层。
[0004] 在又一方面，本公开涉及一种聚合物多层光学膜，其具有:第一光分组和设置在第 一光分组上的第二分组，所述第一光分组具有基本上反射红光的第一层组和基本上反射蓝 光的第二层组，所述第一层组靠近第一光分组的第一侧，所述第二层组靠近第一光分组的 第二侧。第一光分组被构造成使得第二层组设置在第一层组和第二光分组之间。聚合物多 层光学膜反射大于约95%的垂直入射的400nm至700nm的光。在一些实施例中，第一光分组 的第一层组相邻于第一光分组的第一侧。在一些实施例中，第一光分组的第二层组相邻于 第一光分组的第二侧。
[0005] 在另一方面，本公开涉及具有第一光分组和设置在第一光分组上的第二光分组的 聚合物多层光学膜。聚合物多层光学膜的最薄光学层基本上在聚合物多层光学膜中间，并 且聚合物多层光学膜反射大于约95%的垂直入射的400nm至700nm的光。在一些实施例中， 聚合物多层光学膜薄于1〇〇μπι、85μπι、或者65μπι。在一些实施例中，聚合物多层光学膜包括设 置在第二光分组上的第三光分组，并且在一些实施例中，聚合物多层光学膜薄于165μπι。在 一些实施例中，聚合物多层光学膜包括抗润湿层。在一些实施例中，聚合物多层光学膜反射 大于99%的垂直入射的400nm至700nm的光。
【附图说明】
[0006] 图1是多层光学膜的示意透视图。
[0007] 图2是示出对于多层聚合物反射膜的计算和测量的半球反射率的图。
[0008] 图3是示出比较例C1多层膜的层剖面的图。
[0009] 图4是示出比较例C1多层膜的半球反射率光谱的图。
[0010]图5是示出实例1多层膜的层剖面的图。
[0011 ]图6是示出实例1多层膜的半球反射率光谱的图。
[0012]图7是示出实例2多层膜的层剖面的图。
[0013]图8是示出实例2多层膜的半球反射率光谱的图。
[0014] 图9是示出比较例C2多层膜的层剖面的图。
[0015] 图10是示出比较例C1多层膜的半球反射率光谱的图。
【具体实施方式】
[0016] 多层光学膜（即至少部分地通过不同折射率的微层布置以提供期望的透射和/或 反射特性的膜)已为人熟知。众所周知，通过在真空中将一系列无机材料沉积在基底上的光 学薄层（"微层"）中而制备这种多层光学膜。无机多层光学膜描述在教科书中，例如 H.A.Macleod，薄膜滤光器（Thin-Film Optical Filters)，第二版，Macmillan Publishing Co. (1986)和A.Thelan，光学干涉滤波器的设计（Design of Optical Interference Filters)，McGraw_Hill，Inc·(1989)〇
[0017] 也已通过共挤出交替的聚合物层展示多层光学膜。参见如美国专利3，610,729 (Rogers)、美国专利4,446,305(Rogers等人）、美国专利4,540,623(Im等人）、美国专利5， 448,404(Schrenk等人）以及美国专利5,882,774(允11抑等人）。在这些种聚合物多层光学膜 中，聚合物材料主要或专门用于各个层的制备中。这些聚合物多层光学膜可以称为热塑性 多层光学膜。此类膜适合高产量制造工艺，并且可制成大型片材和卷材。以下描述和示例涉 及热塑性多层光学膜。
[0018] 多层光学膜包括具有不同折射率特性的各个微层，以使一些光在相邻微层间的界 面上被反射。微层是足够薄的，以使在多个界面处反射的光经受相长干涉或相消干涉作用， 以便赋予多层光学膜以期望的反射或透射特性。对于被设计成反射紫外光、可见光或近红 外波长光的多层光学膜而言，每个微层一般均具有小于约Uim的光学厚度(物理厚度乘以折 射率）。一般可以将层布置为最薄至最厚的。在一些实施例中，交替光学层的布置可根据层 计数函数而基本上线性地变化。这些层剖面可以称为线性层剖面。也可以包括更厚的层，诸 如在多层光学膜的外表面处的表层或者设置在多层光学膜内用以将微层的相干组(本文中 称为"分组"）分开的保护边界层(PBL)。在一些情况下，该保护边界层可以是与至少一个多 层光学膜的交替层相同的材料。在其它情况下，该保护边界层可以是根据其物理特性或流 变学特性而选择的不同材料。保护边界层可以在光分组的一侧或两侧上。在单分组多层光 学膜的情况下，保护边界层可以在多层光学膜的一个或两个外表面上。
[0019] 在一些情况下，微层具有提供1/4波长叠加的厚度和折射率值，即将微层布置于光 学重复单元或单位单元中，每个光学重复单元或单位单元均具有相同光学厚度(f_比率= 50 % )的两个邻近微层，这类光学重复单元可通过相长干涉有效地反射光，被反射光的波长 λ约是光学重复单元总光学厚度的两倍。其它层布置方式也是已知的，诸如具有2微层光学 重复单元的多层光学膜(其f_比率不同于50%)，或光学重复单元包括两个以上微层的膜。 可以构造这些光学重复单元设计减少或增加某些更高阶反射。参见例如美国专利号5,360， 659(Arends等人)和美国专利号5，103,337(5^1代1^等人）。沿膜的厚度轴（例如，2轴）的光 学重复单元的厚度梯度可以用于提供加宽的反射谱带，诸如在人的整个可见区域内延伸并 进入近红外区的反射谱带，以使当谱带以倾斜入射角转移至较短波长时，微层叠堆继续在 整个可见光谱内反射。通过调整厚度梯度来锐化谱带边缘（即高反射与高透射之间的波长 过渡)在美国专利6，157,490(Wheatley等人）中有所讨论。
[0020] 在许多应用中，膜的反射特性可以用"半球反射率"，Rhemi(A)来表征，其意指当光 (其波长为某一波长或在关注的范围内的波长)从所有可能的方向入射在部件(无论是表 面、膜还是膜的集合)上时该部件的总反射率。因此，用以法向为中心的半球内的所有方向 (以及所有偏振态，除非另外指明）上入射的光来照射部件，并且收集反射到此相同半球内 的所有光。对于所关注的波长范围而言，反射光总通量与入射光总通量之比产生半球反射 率，R hemi(A)。对于背光源循环腔而言，用其Rhemi(A)来表征反射器特别方便，因为光通常以所 有角度入射在腔的内表面上(无论是前反射器、后反射器还是侧反射器）。此外，与垂直入射 光的反射率不同，R hemi(A)对反射率随入射角的变化不敏感并且已考虑到该变化，这对于在 循环背光源内的一些部件(例如棱镜膜)来说非常重要。
[0021] 应该理解，对于使用背光源的大量电子显示应用而言，以及对于用于一般和特定 光应用的背光源而言，可以期望形成背光源背板以具有高反射率特性的反射器膜。实际上， 应该另外理解的是，半球反射率光谱(R hemi(A))与背光源的光输出效率密切相关;在可见光 谱上Rhemi(A)越高，背光源的输出效率就越高。这对于循环背光而言尤其如此，其中其他光 学膜可以在背光源出口孔处构造以从背光源提供准直或偏振光。
[0022]多层光学膜及其相关设计和构造的另外详细信息在美国专利5,882,774(允11似等 人）、美国专利6,531，230('^&61等人）、？(：1'公开10 95/17303(011(1611^迚等人）和10 99/ 39224(0uderkirk等人）以及公开标题为"多层聚合物反射镜中的大型双折射光