聚合物多层光学膜的制作方法_3

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或保护边界层而分开。
[0034] ^lj
[0035] Rhemi(A)的测量和计算
[0036]使用描述于美国专利申请公布号2013/0215512(Coggio等人)的装置测量Rhemi (λ)。市售六英寸积分球由蓝菲光学(Labsphere)(新罕布什尔州北萨顿的蓝菲光学公司) (Labsphere,Inc·,North Sutton,NH)制造并具有Spectralon。反射涂层,借助三个相互正 交端口,其用于照射样本并确定半球的反射光谱,Rh^G)。稳定光源通过一个端口照射该 球体。Photo Research'1' PR650分光光度计(可购自加利福尼亚州查兹沃斯的Photo Research公司(Photo Research Inc.,Chatsworth,CA))用于通过第二端口来测量球体内 壁辐射度。样品放置在第三端口上。积分球壁辐射度的校准通过使用放置在第三端口上的 已知反射率标准(的SpectMlOH? Reference Target SRT-99-050可购自新罕布什尔州北 萨顿的蓝菲光学公司(Labsphere,Inc.,North Sutton,NH))而完成,并且球体壁福射度的 测量可以使用校准基准,也可以不使用。通过将样本放置于第三口上测量R hemi(A);通过求 得有样本和没有样本的情况下球壁辐射度的比率并采用简单的积分球强度增益算法而获 得样本半球反射率Rh emi(A)。
[0037] 可以预期,在积分球内的平衡强度分布近似于朗伯(Lambertian)分布,这意指相 对于在样本上入射角度的强度概率分布将随着cos(0)而下降,其中θ = 〇为垂直于样本。
[0038] 图1是反射膜的示意性透视图。图1示出了光线130,该光线以入射角Θ入射到反射 膜10上,从而形成入射平面132。反射膜110包括平行于X轴的第一反射轴116和平行于y轴的 第二反射轴114。光线130的入射平面132平行于第一反射轴116。光线130具有位于入射平面 132中的p偏振分量以及与入射平面132正交的s偏振分量。光线130的p偏振光将被具有RPP-x 反射率的反射膜反射(光线130的p偏振光的电场至反射膜110的平面的突起部分平行于X方 向),同时光线130的s偏振光被具有R ss-y反射率的反射膜反射(光线130的s偏振光的电场平 行于y方向)。
[0039] 此外,图1示出了入射到反射膜的光线120,所述反射膜在平行于膜110的第二反射 轴114的入射平面122中。光线120具有位于入射平面122内的p偏振分量以及与入射平面122 正交的s偏振分量。光线120的p偏振光将被具有RPP-y反射率的反射膜反射,同时光线120的s 偏振光被具有Rss-X反射率的反射膜反射。如本文进一步所描述的,对于任何入射平面而言, P偏振光和s偏振光的透射和反射量将取决于反射膜的特性。
[0040] 可以从在微层的层厚度曲线与光学膜的其它层元件上的信息,以及从与膜内的微 层和其它层中的每个相关联的折射率值中计算Rhemi(A)。通过使用用于多层膜光学响应4x4 矩阵求解软件应用程序,反射和透射光谱均可以从已知的层厚度曲线和用于X轴入射平面、 y轴入射平面以及每个P偏振与s偏振的入射光的折射率特性中计算。据此,Rhemi(A)可以通 过使用以下列出的方程而计算:
[0048] 可以获得用如一般描述于美国专利号6,531,230(Weber等人)中的一系列高阶谐 波可见反射谱带的多层聚合物反射器膜。多层聚合物反射器膜的R hemi(A)通过使用如上述 的朗伯(Labsphere)积分球来测量并且所得光谱208在图2中示出。该多层聚合物反射器膜 的透射光谱利用PerkinElmer L1050分光光度计(加利福尼亚州华尔顿的珀金埃尔默公司 (PerkinElmer Inc .,Waltham,PA))测量并且使用上述列出的方程来计算Rhemi。在该计算 中,以及对于所有进一步Rhemi (λ)的计算,将E (Θ)视为与cos (Θ)相关的朗伯(Lambertian)强 度分布。图2表明所计算的Rhemi(A)光谱204与用于多层聚合物反射器膜的所测量的R hemi(A) 光谱208非常一致。
[0049] 比较例C1:
[0050] 增强镜面反射器(ESR,可购自明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company, St. Paul,MN))为宽带镜膜,其经设计以充当用于LCD背光源的背面反射器。ESR包括两个光 分组,这里表示为分组1和分组2,每个光分组由四分之一波长聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的162个光学重复单元组成。每个光分组在内部膜区域处由4.6μπι 厚的整体PEN层分开,并且膜结构的外部在每侧上由4.6μηι厚的整体PEN层而界定。
[0051]得到ESR膜并且将原子力显微镜(AFM)用于确定在ESR膜中两个分组中的每个的层 厚度曲线。对于分组1的所得层厚度曲线303和对于分组2的层厚度曲线306在图3中示出。 [0052]用于多层膜光学响应的4x4矩阵求解软件应用程序用于为ESR膜计算反射光谱。在 表1中给出了用于模拟的取决于PEN和PMMA的折射率的波长的实际(n x、ny、nz)和假想(kx、ky、 kz)部分。在该计算中,折射率数值在表1值之间和超出表1值进行平稳变化。
[0053] ^1
[0056] 对从分组1侧(基线构造)和分组2侧("反向"构造)两者入射的光的法向角度反射 光谱进行计算计算。也使用PerkinElmer L1050分光光度计(加利福尼亚州华尔顿的?自金埃 尔默公司(PerkinElmer Inc.,Waltham,PA))测量法向角度反射光谱。测量光谱和模拟光谱 之间具有很好的一致性,这指出计算技术捕获来自 ESR膜的反射物理学,其包括在详细反射 光谱上吸收损失效应。
[0057] 通过确定在完整入射角范围中的反射率,并计算适合于在LCD循环背光源中的背 面反射器的入射角度概率分布的反射系数来计算Rhemi(A)光谱。对从分组1侧(基线构造)和 分组2侧("反向"构造)入射的光的法向角度反射光谱进行计算。
[0058]对于从分组1侧入射的光的所计算Rhemi(A)光谱410和对于从比较例C1的ESR膜分 组2侧入射的光的所计算Rhemi (λ)光谱420在图4中示出。在图4中的Rhemi (λ)光谱的比较示出 在对于从分组1侧(基线构造)入射的光的整个可见波长带(420nm至650nm)中,半球反射率 是相当重要的,其中最薄层(蓝层)在光从其中入射的膜的一侧上。
[0059] 比较例C1的该结果可导致这样的认同,为了使反射率最大化,在蓝光处谐振的层-换句话说,被调谐以具有蓝光波长四分之一的厚度的层(有具有蓝光波长一半的光学厚度 的2个微层的光学重复单元,并从而通过相长干涉反射蓝光)-应该靠近多层光学膜的外部 光学表面,更具体的是在背光源中的光入射的外部光学表面。
[0060] 实例 1
[0061] 对具有经布置使得分组1的取向相对于ESR而翻转,并且构造分组1的"红层"以驻 留最接近于光从其中入射的膜的外部的ESR的分组1和分组2的膜的R hemi(A)光谱执行计算 使。对于分组1的所得层厚度曲线503和用于分组2的层厚度曲线506在图5中示出。
[0062]图6示出与对于"分组1相对翻转"构造所计算的Rhemi(A)光谱660相比的对于"分组 1翻转"构造的所计算Rhemi(A)光谱650,其中光线从该膜的相反侧入射。每个与比较例C1基 线构造的所计算的R hemi(A)光谱610相比较。"分组1翻转"构造获得比比较例C1的基线构造 更高的半球反射率。
[0063]实例2
[0064] 对具有经布置使得分组1的取向相对于ESR而翻转,并且构造分组1的"红层"经以 驻留最接近于光从其中入射的膜的外部的ESR的分组1和分组2的膜的Rhemi(A)执行计算。对 于分组1的所得层厚度曲线703和用于分组2的层厚度曲线706在图7中示出。
[0065]图8示出与对于"分组1和分组2翻转-反向"构造的所计算Rhemi(A)光谱860相比的 用于"分组1和分组2翻转"构造的所计算Rhemi(A)光谱850,其中光线从该膜的相反侧入射。 每个与比较例C1基线构造的所计算的R hemi(A)光谱810相比较。"分组1和分组2翻转"构造获 得比比较例C1的基线构造更高的半球反射率。
[0066] 比较例C2
[0067]作出对比较例C1的ESR膜的Rhemi(A)光谱的计算,其中分组2的取向被翻转,并且构 造分组1的"蓝
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