多层部分反射镜、背光源和显示系统的制作方法

本公开整体涉及多层部分反射镜。具体地，本公开涉及用于显示面板的背光源的多层部分反射镜。

背景技术：

1、通常，在显示装置中使用准直反射偏振器来消除光学伪影，诸如反射莫尔条纹。然而，此类准直反射偏振器可降低显示装置的轴向亮度。

技术实现思路

1、在第一方面，本公开提供了一种多层部分反射镜。该多层部分反射镜包括总数为至少50的多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层。多个交替的该第一层和该第二层设置在相反的第一聚合物表层和第二聚合物表层之间并与该第一聚合物表层和该第二聚合物表层一体形成。该第一聚合物层和该第二聚合物层中的每一者具有大于约0.5微米的平均厚度。该第一聚合物层和该第二聚合物层包括沿相同平面内x方向的相应折射率nx1和nx2、沿与该x方向正交的平面内y方向的相应折射率ny1和ny2以及沿该聚合物层的与该x方向和该y方向正交的z方向的相应折射率nz1和nz2。对于从约420纳米(nm)延伸至约680nm的可见光波长范围内的至少一个波长，nx1和ny1彼此相差在约0.05内。对于该可见光波长范围内的该至少一个波长，nz1比nx1和nx2中的每一者小至少0.06。对于该可见光波长范围内的该至少一个波长，以及对于该第一聚合物表层和该第二聚合物表层中的每一者，该聚合物表层与该第一聚合物层和该第二聚合物层中的一者沿该x方向、该y方向和该z方向中的每一者的相应折射率彼此相差在约0.05内。对于该可见光波长范围和在包括该x方向的入射平面中传播的入射光，以及对于s偏振入射光，多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层对于小于约10度的第一入射角具有平均反射率rs1，并且对于大于约45度的第二入射角具有平均反射率rs2。另外，对于该可见光波长范围和在该入射平面中传播的该入射光，以及对于p偏振入射光，多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层对于该第一入射角具有平均反射率rp1，并且对于该第二入射角具有平均反射率rp2。rs2/rs1和rp2/rp1中的每一者大于约1.15。

2、在第二方面，本公开提供了一种用于向被配置为形成图像的显示面板提供照明的背光源。该背光源包括扩展光源，该扩展光源被配置为通过该该扩展光源的发射表面发射光。该扩展光源还包括背反射器。该背光源还包括第一方面的多层部分反射镜。该多层部分反射镜设置在该发射表面上，并且被配置为接收所发射的光并使所接收的光的一部分透射穿过该多层部分反射镜。该多层部分反射镜和该背反射器在它们之间形成循环光学腔。

3、在第三方面，本公开提供了一种显示系统，该显示系统包括显示面板，该显示面板设置第二方面的背光源上。

4、在第四方面，本公开提供了一种多层部分反射镜。该多层部分反射镜包括总数为至少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。另外，该第一聚合物层和该第二聚合物层包括沿相同平面内x方向的相应折射率nx1和nx2、沿与该x方向正交的平面内y方向的相应折射率ny1和ny2以及沿该聚合物层的与该x方向和该y方向正交的z方向的相应折射率nz1和nz2。对于从约420nm延伸至约680nm的可见光波长范围内的至少一个波长，nz1比nx1和nx2中的每一者小至少0.06。对于该可见光波长范围内的该至少一个波长，nx2和((nx1+nz1)/2)之间的差值的量值小于约0.05。另外，对于该可见光波长范围内的该至少一个波长，nx2和nz2彼此相差在约0.05内。对于该可见光波长范围、从约800nm至约1300nm的红外波长范围、在包括该x方向的入射平面中传播的入射光，以及对于小于约10度的第一入射角，多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层对于沿该x方向偏振的该入射光具有平均反射率rp1，并且对于沿该y方向偏振的该入射光具有平均反射率rs1。rp1和rs1中的每一者对于该可见光波长范围小于约85％，并且对于该红外波长范围小于约50％。另外，对于该可见光波长范围、该红外波长范围、在该入射平面中传播的该入射光，以及对于大于约45度的第二入射角，多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层对于相应的p偏振入射光和s偏振入射光具有平均反射率rp2和rs2。rp2和rs2中的每一者对于该可见光波长范围大于约70％。

5、在第五方面，本公开提供了一种多层部分反射镜。该多层部分反射镜包括总数介于约50和600之间的多个交替的第一聚合物层和第二聚合物层。多个交替的该第一聚合物层和该第二聚合物层设置在一体形成的相反的第一聚合物表层和第二聚合物表层之间。设置在该第一聚合物表层和该第二聚合物表层之间的每个聚合物层具有小于约500nm的平均厚度。对于从约420nm延伸至约680nm的可见光波长范围内的至少一个波长，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0.05的平面内双折射率。对于该可见光波长范围内的该至少一个波长，该第一聚合物层具有大于约0.06的平面外双折射率。另外，对于该可见光波长范围内的该至少一个波长，该第二聚合物层具有小于约0.02的平面外双折射率。对于该可见光波长范围和在包括相同平面内第一方向的入射平面中传播的入射光，以及在小于约10度的第一入射角下，该多层部分反射镜对于s偏振的该入射光具有平均反射率rs1，并且对于p偏振的该入射光具有平均反射率rp1。rp1/rs1介于约0.8和约1.2之间。对于该第一入射角以及对于p偏振入射光和s偏振入射光中的每一者，该多层部分反射镜的光学反射率与波长的关系包括介于约760nm和约980nm之间的反射带边缘。

技术特征：

1.一种多层部分反射镜，所述多层部分反射镜包括：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总数为至少50，并且设置在相反的第一聚合物表层和第二聚合物表层之间并与所述第一聚合物表层和所述第二聚合物表层一体形成，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，所述聚合物表层中的每个聚合物表层具有大于约0.5微米的平均厚度，所述第一聚合物层和所述第二聚合物包括沿相同平面内x方向的相应折射率nx1和nx2、沿与所述x方向正交的平面内y方向的相应折射率ny1和ny2以及沿所述聚合物层的与所述x方向和所述y方向正交的z方向的相应折射率nz1和nz2，使得对于从约420nm延伸至约680nm的可见光波长范围内的至少一个波长：

2.根据权利要求1所述的多层部分反射镜，其中对于所述第一聚合物表层和所述第二聚合物表层中的每一者，所述聚合物表层与所述第一聚合物层沿所述x方向、所述y方向和所述z方向中的每一者的对应折射率彼此相差在约0.05内。

3.根据权利要求1所述的多层部分反射镜，其中所述第二聚合物层以及所述第一聚合物表层和所述第二聚合物表层中的至少一者基本上包括相同材料组成。

4.根据权利要求1所述的多层部分反射镜，其中：

5.根据权利要求1所述的多层部分反射镜，其中rp2小于约98％且大于约70％。

6.根据权利要求1所述的多层部分反射镜，其中rp1和rs1彼此相差在10％内。

7.根据权利要求1所述的多层部分反射镜，其中对于从约800nm至约1300nm的红外波长范围，对于在包括所述x方向的所述入射平面中传播的所述s偏振入射光以及所述第一入射角，多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层具有大于约50％的平均透射率ts1。

8.根据权利要求1所述的多层部分反射镜，其中对于从约800nm至约1300nm的红外波长范围，对于在包括所述x方向的所述入射平面中传播的所述s偏振入射光以及所述第二入射角，多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层具有大于约40％的平均透射率ts2。

9.根据权利要求1所述的多层部分反射镜，其中对于从约800nm至约1300nm的红外波长范围，对于在包括所述x方向的所述入射平面中传播的所述p偏振入射光以及所述第一入射角，多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层具有大于约50％的平均透射率tp1。

10.根据权利要求1所述的多层部分反射镜，其中对于从约800nm至约1300nm的红外波长范围，对于在包括所述x方向的所述入射平面中传播的所述p偏振入射光以及所述第二入射角，多个交替的所述第一聚合物层和所述第二聚合物层具有大于约70％的平均透射率tp2。

11.一种用于向被配置为形成图像的显示面板提供照明的背光源，所述背光源包括：

12.根据权利要求1所述的多层部分反射镜，其中当光学系统通过以下方式形成时：

13.根据权利要求12所述的多层部分反射镜，其中所述至少一个全局峰位于与所述x方向成倾斜角的平面中。

14.一种多层部分反射镜，所述多层部分反射镜包括：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总数为至少50，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包括沿相同平面内x方向的相应折射率nx1和nx2、沿与所述x方向正交的平面内y方向的相应折射率ny1和ny2以及沿所述聚合物层的与所述x方向和所述y方向正交的z方向的相应折射率nz1和

15.一种多层部分反射镜，所述多层部分反射镜包括：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总数介于约50和约600之间，并且设置在一体形成的相反的第一聚合物表层和第二聚合物表层之间，设置在所述第一聚合物表层和所述第二聚合物表层之间的每个聚合物层具有小于约500nm的平均厚度，使得对于从约420nm延伸至约680nm的可见光波长范围内的至少一个波长：

技术总结
一种多层部分反射镜包括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总数为至少50，并且设置在相反的第一聚合物表层和第二聚合物表层之间并与该第一聚合物表层和该第二聚合物表层一体形成。对于从约420nm延伸至约680nm的可见光波长范围和在包括x方向的入射平面中传播的入射光，以及对于s偏振入射光，该多层部分反射镜对于小于约10度的第一入射角具有平均反射率Rs1并且对于大于约45度的第二入射角具有平均反射率Rs2，并且对于p偏振入射光，该多层部分反射镜对于该第一入射角具有平均反射率Rp1并且对于该第二入射角具有平均反射率Rp2。Rs2/Rs1和Rp2/Rp1中的每一者大于约1.15。

技术研发人员：亚当·D·哈格,吉勒斯·J·伯努瓦,斯蒂芬·A·约翰逊,赛缪尔·A·明诺,奎因·D·桑福德,赵霖,罗伯特·D·泰勒
受保护的技术使用者：3M创新有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25