光学叠堆制造技术

本发明专利技术公开了光学叠堆，这些光学叠堆包括第一反射型偏振器和部分反射型部件。部分反射型部件可以是第二反射型偏振器或准直反射器。第一反射型偏振器对于垂直入射的沿第一阻光轴偏振的光而言具有至少90％的第一平均可见光反射率，而对于垂直入射的沿第一透光轴偏振的光而言具有至少85％的第一平均可见光透射率。第二反射型偏振器具有第二阻光轴，并且对于垂直入射的沿第二阻光轴偏振的光而言具有第二平均可见光反射率，该第二平均可见光反射率不大于第一平均可见光反射率减去10％。第一阻光轴和第二阻光轴不平行，并且第一反射型偏振器和第二反射型偏振器具有不同的f比率。

Optical stacking

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学叠堆
技术介绍
多层光学膜是已知的。此类膜可结合有由不同的透光材料形成的大量薄层，该层称为微层，这是因为它们足够薄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它设计特性，可将多层光学膜制备成具有这样的反射和透射特性：其可例如在一些情况下被表征为反射型偏振器，而在其它情况下被表征为反射镜。由多个微层构成的反射型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3,610,729(Rogers)、4,446,305(Rogers等人)和5,486,949(Schrenk等人)。
技术实现思路
在本说明书的一些方面，提供了一种光学叠堆，该光学叠堆包括第一反射型偏振器和邻近第一反射型偏振器设置的另外的部分反射型部件。在一些实施方案中，另外的部分反射型部件为第二反射型偏振器。在一些实施方案中，另外的部分反射型部件为准直反射器。在本说明书的一些方面，提供了一种光学叠堆，该光学叠堆包括第一反射型偏振器和邻近第一反射型偏振器设置的第二反射型偏振器。第一反射型偏振器具有第一透光轴和正交的第一阻光轴，并且包括具有第一f比率的第一多个交替聚合物层。第一反射型偏振器对于垂直入射的沿第一阻光轴偏振的光而言具有至少90％的第一平均可见光反射率，而对于垂直入射的沿第一透光轴偏振的光而言具有至少85％的第一平均可见光透射率。第二反射型偏振器具有第二透光轴和正交的第二阻光轴，并且包括具有第二f比率的第二多个交替聚合物层。第二反射型偏振器对于垂直入射的沿第二阻光轴偏振的光而言具有第二平均可见光反射率，其中第二平均可见光反射率不大于第一平均可见光反射率减去10％。第二f比率不同于第一f比率，并且第二透光轴不平行于第一透光轴。在本说明书的一些方面，提供了一种光学叠堆，该光学叠堆包括第一反射型偏振器和邻近第一反射型偏振器设置的准直反射器。第一反射型偏振器具有第一透光轴和正交的第一阻光轴，并且包括具有第一f比率的第一多个交替聚合物层。第一反射型偏振器对于垂直入射的沿第一阻光轴偏振的光而言具有至少90％的第一平均可见光反射率，而对于垂直入射的沿第一透光轴偏振的光而言具有至少85％的第一平均可见光透射率。准直反射器包括第二多个交替聚合物层，并且对于垂直入射的非偏振光而言具有在20％至80％范围内的第二平均可见光反射率。附图说明图1A为光学叠堆的示意性剖视图；图1B为图1A的光学叠堆的示意性顶视图；图2A为光学叠堆的示意性剖视图；图2B为图2A的光学叠堆的示意性顶视图；图3为光学重复单元的示意性透视图；图4为多层光学膜的示意性剖视图；图5为反射膜的示意性透视图；图6-7为显示器的示意性剖视图；图8A为光学系统的示意性剖视图；并且图8B为头戴式显示器的示意性顶视图。具体实施方式在以下说明中参考附图，该附图形成本专利技术的一部分并且其中通过举例说明的方式示出各种实施方案。附图未必按比例绘制。应当理解，在不脱离本说明书的范围或实质的情况下，可设想并进行其它实施方案。因而，以下详细描述不被视为具有限制意义。根据本说明书，已发现包括第一反射型偏振器和另外的部分反射型部件的光学叠堆可用于多种光学应用，诸如显示器应用。具体地说，在一些实施方案中，可调节另外的部分反射型部件的反射特性(例如，非偏振光的反射率、沿阻光轴的反射率，和/或部分反射型部件相对于第一反射型偏振器的阻光轴的低透射率轴(例如，阻光轴)的取向)，以提供光学叠堆的总体所需反射和/或透射特性。部分反射型部件可为弱于第一反射型偏振器的第二反射型偏振器，或部分反射型部件可为例如准直反射器。在一些实施方案中，光学叠堆可用于显示器应用，并且可提供具有改善的颜色特性的光输出(例如，与利用常规部分反射型偏振器而不是光学叠堆的比较显示器相比，在高视角角度下颜色降低)。在一些实施方案中，第一反射型偏振器具有第一透光轴和正交的第一阻光轴，并且对于垂直入射的沿第一阻光轴偏振的光而言具有至少90％的第一平均可见光反射率，而对于垂直入射的沿第一透光轴偏振的光而言具有至少85％的第一平均可见光透射率。在一些实施方案中，部分反射型部件为具有第二透光轴和正交的第二阻光轴的第二反射型偏振器，该第二透光轴不平行于第一透光轴。第二反射型偏振器对于垂直入射的沿第二阻光轴偏振的光而言具有不大于50％的第二平均可见光反射率，并且/或者不大于第一平均可见光反射率减去10％、或减去20％、或减去30％。在一些实施方案中，第二反射型偏振器对于垂直入射的沿第二透光轴偏振的光而言具有至少85％的第二平均可见光透射率。在一些实施方案中，部分反射型部件为准直反射器(即，在第一较低入射角下的透射率高于第二较高入射角下的透射率的反射器)，该准直反射器对于垂直入射的非偏振光而言具有在20％至80％范围内的第二平均可见光反射率。在一些实施方案中，对于垂直入射的非偏振光而言的这个第二平均可见光反射率不大于50％，并且/或者不大于第一反射型偏振器对于垂直入射的沿第二阻光轴偏振的光而言的第一平均可见光反射率减去10％、或减去20％、或减去30％。如本文所用，除非另外指明，膜、层或部件(例如，偏振器或反射器)的透射率和反射率值是指通过存在于膜、层或部件的主表面上的空气界面确定的透射率和反射率值。除非另外指明，平均可见光透射率和反射率是指在400nm至700nm范围内的波长上的未加权平均值。可指定特定偏振，或可针对平均可见光透射率或反射率指定非偏振光。也可指定入射角，其是指光线与表面法线之间的角度。第一反射型偏振器和另外的部分反射型部件可为多层光学膜，其由于交替聚合物层中的不同折射率而提供期望的反射率。除非另外指明，折射率是指在550nm的波长下确定的折射率。本说明书的光学叠堆除了第一反射型偏振器和部分反射型部件之外，可包括一个或多个部件(例如，吸收型偏振器和/或四分之一波延迟器或其它延迟器)。图1A为光学叠堆100的示意性剖视图，光学叠堆100包括第一反射型偏振器110和部分反射型部件120。在一些实施方案中，部分反射型部件120为第二反射型偏振器。在一些实施方案中，第二反射型偏振器为如本文别处进一步描述的准直反射型偏振器。在一些实施方案中，部分反射型部件120为准直反射器。在一些实施方案中，准直反射器是如本文别处进一步描述的不对称反射器和/或第二反射型偏振器。第一偏振器具有第一透光轴和正交的第一阻光轴。在部分反射型部件120为第二反射型偏振器的实施方案中，第二反射型偏振器具有第二透光轴和正交的第二阻光轴。光学叠堆100在z方向上具有厚度并且大致在x方向和y方向上延伸。透光轴和阻光轴是x-y平面内的轴。图1B为光学叠堆100的示意性顶视图，其示出了第一反射型偏振器110的第一透光轴112和第一阻光轴114并且示出了第二反射型偏振器的第二透光轴122和第二阻光轴124。示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学叠堆，所述光学叠堆包括：第一反射型偏振器，所述第一反射型偏振器具有第一透光轴和正交的第一阻光轴，并且包括具有第一f比率的第一多个交替聚合物层，所述第一反射型偏振器对于垂直入射的沿所述第一阻光轴偏振的光而言具有至少90％的第一平均可见光反射率，而对于垂直入射的沿所述第一透光轴偏振的光而言具有至少85％的第一平均可见光透射率；以及邻近所述第一反射型偏振器的第二反射型偏振器，所述第二反射型偏振器具有第二透光轴和正交的第二阻光轴，并且包括具有第二f比率的第二多个交替聚合物层，所述第二反射型偏振器对于垂直入射的沿所述第二阻光轴偏振的光而言具有第二平均可见光反射率，所述第二平均可见光反射率不大于所述第一平均可见光反射率减去10％，其中所述第二f比率不同于所述第一f比率，并且所述第二透光轴不平行于所述第一透光轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.29 US 62/427,4501.一种光学叠堆，所述光学叠堆包括：第一反射型偏振器，所述第一反射型偏振器具有第一透光轴和正交的第一阻光轴，并且包括具有第一f比率的第一多个交替聚合物层，所述第一反射型偏振器对于垂直入射的沿所述第一阻光轴偏振的光而言具有至少90％的第一平均可见光反射率，而对于垂直入射的沿所述第一透光轴偏振的光而言具有至少85％的第一平均可见光透射率；以及邻近所述第一反射型偏振器的第二反射型偏振器，所述第二反射型偏振器具有第二透光轴和正交的第二阻光轴，并且包括具有第二f比率的第二多个交替聚合物层，所述第二反射型偏振器对于垂直入射的沿所述第二阻光轴偏振的光而言具有第二平均可见光反射率，所述第二平均可见光反射率不大于所述第一平均可见光反射率减去10％，其中所述第二f比率不同于所述第一f比率，并且所述第二透光轴不平行于所述第一透光轴。2.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第一透光轴和所述第二透光轴之间的角度在10至90度的范围内。3.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第一f比率在0.4至0.6的范围内，并且所述第二f比率小于0.2或大于0.8。4.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第二反射型偏振器为准直反射型偏振器。5.根据权利要求4所述的光学叠堆，其中所述准直反射型偏振器对于p偏振光而言垂直入射时沿所述第二透光轴的平均可见光透射率为Tpassnormal，且对于p偏振光而言60度入射时沿所述第二透光轴的平均可见光透射率为Tpass60，并且Tpass60与Tpassnormal的比率小于0.75。6.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第二平均可见光反射率不大于所述第一平均可见光反射率减去20％。7.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第二平均可见光反射率不大于50％。8.根据权利要求1所述的光学叠堆，所述光学叠堆还包括吸收型偏振器，所述吸收型偏振器具有与所述第一透光轴对准的第三透光轴，所述吸收型偏振器与所述第二偏振器相反地附接到所述第一偏振器。9.根据权利要求1所述的光学叠堆，其中所述第一反射型偏振器已是大致单轴拉伸的，对于U＝(1/MDDR-1)/(TDDR1/2-1)，U为至少0.85，MDDR被定义为纵向拉伸比，并且TDDR被定义为横向拉伸比。10.一种光学叠堆，所述光学叠堆包括：第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉勒·J·伯努瓦，蒂莫西·J·内维特，马修·B·约翰逊，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US