本发明专利技术公开了一种反射膜，其包括通过相长干涉或相消干涉选择性地反射光的内部层，所述层从膜的第一区域延伸到第二区域。在第一区域中，所述层基本上充当反射型偏振器；在第二区域中其基本上充当反射镜。所述层可因而在第一区域中提供其中一种偏振态的法向入射光被基本上反射且正交偏振态的法向入射光被基本上透射的第一反射特性，并且在第二区域中提供其中任何偏振态的法向入射光均基本上被反射的第二反射特性。所述膜在第一区域中可具有第一厚度，所述第一厚度与第二区域中的第二厚度基本上相同。作为另外一种选择，第二厚度可显著小于第一厚度。另外公开了相关方法、制品和系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术整体涉及光学膜，尤其适用于这样的膜，所述膜的反射特性很大程度上取决于从设置在该膜内(即，该膜内部)的层与层之间的界面反射的光的相长干涉和相消干涉。本专利技术还涉及相关系统和方法。
技术介绍
多层光学膜即包含多个不同的层的膜已为人所知，这些层具有不同的折射率和合适的厚度，从而由于这些层之间的界面处反射的光的相长干涉和相消干涉而选择性地反射和透射光。在一些情况下，通过在玻璃基底或其他刚性基底上真空沉积高折射率无机材料 (例如二氧化钛)和低折射率无机材料(例如二氧化硅)的交替层来形成这样的膜。在其他情况下，此类膜如下形成通过模头以交替的层布置方式共挤出不同的有机高分子材料，使挤出物冷却以形成浇铸料片，然后将浇铸料片拉伸以使料片薄至合适的最终厚度。在一些情况下，所述拉伸还可以这样的方式进行以使得交替的聚合物材料中的一者或两者变成双折射的，即其中给定材料对沿着一个方向偏振的光的折射率不同于对沿不同方向偏振的光的折射率。这种双折射可导致成品膜沿着第一面内方向(有时称为X轴或阻光轴)在相邻层之间具有较大的折射率失配，而沿着第二面内方向(有时称为y轴或透光轴)在相邻层之间基本上折射率匹配，于是沿着第一方向偏振的法向入射光高度被反射，而沿着第二方向偏振的法向入射光高度被透射。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)。这样的膜通常称为反射式偏振器。双折射还可导致相邻层之间沿着面外方向(即，沿着垂直于膜的轴线)的折射率差值实质上不同于相邻层之间沿着一个或两个面内方向的折射率差值。后一种情况的一个实例为这样的膜，该膜沿着两个正交的面内方向(χ和y)在相邻层之间具有基本上相同的较大折射率失配，使得任何偏振的法向入射光被高度反射，但是其中相邻层沿着面外方向 (ζ)的折射率基本上匹配，使得界面对所谓的“P偏振”光(在入射面内偏振的光)的反射率基本上恒定。参见，例如，美国专利5，882，774(Jonza等人)。这样的膜由于其对任何偏振的法向入射光的高反射率而通常可称为反射镜膜或类反射镜膜。除了别的以外，Jonza等人教导了如何调控相邻微层之间的ζ轴折射率失配(简称为ζ折射率失配或Δηζ)以便于构造布鲁斯特角(P偏振光在界面处的反射率变为零的角度)非常大或不存在的多层叠堆。 这又便于构造这样的多层反射镜和偏振器其对P偏振光的界面反射率随着入射角增加而缓慢减小，或者与入射角无关，或者随着入射角偏离法向而增大。因此，可以得到在宽的带宽上对s偏振光(垂直于入射面偏振的光)和ρ偏振光(对于反射镜以任何入射方向，对于偏振器以选定的方向)均具有高反射率的多层膜。还知道可将图案传递给多层光学膜来形成标记。参见，例如，美国专利 6，045，894 (Jonza 等人)“Clear to Colored Security Film”(透明至彩色安全膜)、 6，531，230 (Weber 等人)"Color Shifting Film” (色移膜)、以及 6，788，463 (Merrill 等人)"Post-Formable Multilayer Optical Films and Methods of Forming，，(可后成形的多层光学膜及形成方法)。通过例如压印模选择性地将压力施加到膜，以使选定范围或区域中的膜变薄而产生所需图案。这种选择性变薄可减少大于5%或大于约10%的厚度，其对选定区域中的整个膜厚均有效，使得在选定区域中，膜内部的光学薄层(“微层”)叠堆相对于膜的相邻区域也变薄，这些微层造成所观察到的反射和透射特性。由于穿过微层的光程长度差变短，微层的这种变薄使与微层相关的任何反射谱带移向较短波长。对于观察者而言，反射谱带的偏移表现为压印和未压印区域之间的反射或透射颜色差异，从而使得图案易于被看到。例如，Merrill等人的‘463专利描述了一种压印色移安全膜，其中包含418个内部微层(两个层组(packet)，每个层组各209个微层)的多层聚合物膜在选定区域中被压印。在压印之前，以及在压印之后的未压印区域中，微层的折射率和厚度所生成的反射谱带的短波长谱带边缘随入射角(视角)而偏移，从法向入射下720nm到45度视角下640nm， 到60度视角下甚至更短的波长，对应于法向下的透明外观、45度下的青色、60下的亮青色。 在这些未压印区域中，膜的厚度为3. 4密耳，即0. 0034英寸。然后，在149°C的辊与预热的压印板之间对膜进行压印，以使膜在选定区域中变薄至约3. 0密耳。压印区域在法向入射下呈现出亮金色，表明谱带边缘从720nm偏移至更短的波长。在压印区域中在倾斜视角下观察到的颜色变化为青色或深蓝色。
技术实现思路
除了别的以外，本文描述了多层光学膜，其可包括在膜构造中成并列布置方式的偏振器和反射镜，所述膜构造至少在从偏振器到反射镜的面内方向上是连续的或一体的。 因此，形成膜的一个区域中的偏振器的全部或相当大一部分的相同微层可形成膜的另一个 (如)相邻或邻近区域中的反射镜的全部或相当大一部分。偏振器和反射镜均可为宽谱带的，如，在包括可见光谱的扩展波长谱带上反射，或者它们均可为相对窄谱带，如，仅在可见光谱的一部分上反射，以便在反射和/或透射光中提供彩色外观。对于偏振器，当然，在任一种情况下此类反射主要或专门对第一偏振态(称作阻挡偏振态或简称为阻挡态)的光发生，而不会对垂直于第一偏振态的第二偏振态(称作透过偏振态或简称为透过态)的光发生。偏振器和反射镜可设置在具有限定所需图案(如标记)的面内形状的区域中。这些区域可在膜的至少一些部分上是互补的，使得偏振器可(例如)形成标记的背景，而反射镜可形成标记的前景。可以利用下述方法来制造一体的偏振器/反射镜膜，所述方法包括共挤出多个聚合物层、浇铸分层的挤出物、以及将浇铸膜拉伸或以其它方式取向，以在形成光学薄层的相干叠堆或层组的至少一些层中引起双折射。经拉伸的膜此时在其整个面积上可为窄谱带或宽谱带的反射型偏振器，其对阻挡偏振态的选定波长的法向入射光具有高反射率，并且对透过偏振态的选定波长的法向入射光具有低反射率。透过和阻挡偏振态的反射率差异是膜内的光学薄层的双折射造成的。在后续步骤中，膜的选定部分或区域可进行选择性加热，以减小或消除选定区域中的这种双折射，而不会减小膜的其余部分中的双折射，同时保持选定(或“处理过的”)区域中的膜内的层结构的物理完整性。利用适当的材料选择以及利用适当的膜设计(如，层组中足够数量的光学薄层)，减小的双折射可导致选定或处理过的区域中的被改变的层组基本上反射任何偏振的光，即，用作窄谱带或宽谱带反射镜。在一些情况下，如在下文中充分所述，在处理过的区域中提供减小的双折射的选择性加热可至少部分地通过利用高强度辐射(其随后被膜或其选定层吸收以提供吸收式加热)照射这些区域中的膜来实现。这种吸收式加热技术可在未对处理过的区域选择性地施加任何外部压力或力、并且在一些情况下可在处理过的区域中的膜不存在任何显著变薄的情况下实施。可希望用于选择性加热处理过的区域以便减小其组成层的双折射同时保持这些层的结构完整性(而非厚度)的替代技术涉及在具有适当压印工具温度、施加的压力、 和保压本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多层光学膜，包括：多个内部层，被布置成通过相长干涉或相消干涉来选择性地反射光，所述层从所述膜的第一区域延伸到第二区域；其中在所述第一区域中，所述多个层提供第一反射特性，使得一种偏振态的法向入射光基本上被反射并且正交偏振态的法向入射光基本上被透射；并且其中在所述第二区域中，所述多个层提供第二反射特性，使得任何偏振态的法向入射光基本上被反射。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·沃德·梅里尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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