光学膜制造技术

一种光学膜，它包括反射偏振元件和含颗粒层。所述反射偏振元件基本上反射有第一偏振态的光，并且基本上透过有第二偏振态的光。含颗粒层位于反射偏振元件上，并处于与反射偏振元件同样的光程内。含颗粒层的结构和安置使得它能透过光，并含有许多使光学膜外表面粗糙的颗粒。优选的是，在光学装置中使用该光学膜的增益，与使用表层内没有许多颗粒的同样光学膜的光学装置的增益相比，并不显著降低。本发明专利技术也描述了使用所述光学膜的光学装置以及所述光学膜的使用和制造方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的领域本专利技术涉及光学膜、包含该光学膜的装置与所述光学膜的制造和使用方法。本专利技术也涉及有至少一层含颗粒层的光学膜、包含该光学膜的装置与该光学膜的制造和使用方法。专利技术的背景聚合物膜用于多种用途中。聚合物膜的一种具体用途是用于反射偏振器中，该偏振器反射给定波长范围的一种偏振态的光，基本透过垂直偏振态的光。这样的反射偏振器用于例如与液晶显示器内的背景光结合来提高显示亮度。例如，一反射偏振器能放置于背景光与液晶显示板之间。这种布置可使一种偏振态的光透过到显示板，其他偏振态的光再循环通过背景光或者从位于背景光后面的反射表面上反射掉，给光一个去偏振的机会，并通过反射偏振器。偏振器的一个例子是若干不同组分聚合物层的叠层物。该叠层物的一种结构包括第一组双折射层和第二组具有各向同性折射指数的层。第二组层与第一组层交替放置，形成一系列对光进行反射的界面。反射偏振器的另一种类型是连续/分散相反射偏振器，它是在连续的第二材料内分散着第一材料，所述第二材料对于一种偏振光的折射指数与第一材料的不同。其他类型的反射偏振器有线栅格偏振器和使用双折射胆甾醇材料形成的偏振器。专利技术的概述总的来说，本专利技术涉及光学膜、包含该光学膜的装置与该光学膜的制造和使用方法。本专利技术也涉及有至少一层含颗粒层的光学膜、包含该光学膜的装置与该光学膜的制造和使用方法。本专利技术一个实施方式是一种包括反射偏振元件和表层的光学膜。该反射偏振元件基本反射第一偏振态的光，而基本透过第二偏振态的光。表层在反射偏振元件上，并处于与反射偏振元件同样的光程内，表层被制成和设置成是透光的，并且包含许多使表层的外表面糙化的颗粒。优选的是，与采用表层内没有颗粒的同样光学膜的光学装置对比时，在一光学装置中使用所述光学膜基本上不会降低光学装置的增益。表层可以用多种方法设置在反射偏振元件上，包括例如涂敷或以其他方式在形成反射偏振元件以后将表层沉积上去。另外，反射偏振元件和表层能一起形成(例如，共挤出)。表层内基本所有的颗粒或仅仅一部分颗粒能从表层露出或凸出。在至少有些情形下，基本所有颗粒都是嵌埋在表层内，仍能使表层的外表面糙化。另一个实施方式是采用所述光学膜的光学装置。该光学装置也包括至少一个光源或显示介质(例如，液晶显示介质)。在至少有些光学装置中，反射偏振元件和表层设置在光源与显示介质之间，而在至少部分这样的光学装置中，表层位于反射偏振元件和显示介质之间。另一个实施方式是上述光学膜的制造方法。反射偏振元件被制成基本反射第一偏振态的光，而基本透过第二偏振态的光。表层形成在反射偏振元件的第一主表面上。表层中具有使表层的外表面糙化的颗粒。本专利技术的又一个实施方式是一种包括反射偏振元件和设置在该反射偏振元件上含颗粒的层的光学膜。反射偏振元件基本反射第一偏振态的光，而基本透过第二偏振态的光。含颗粒的层设置在与反射偏振元件同样的光程内，并制成和安置成透光的。含颗粒层中含有许多使光学膜的外表面糙化的颗粒。含颗粒层能够是光学膜的表层，或者有一层覆盖层能够设置在含颗粒层上，含颗粒层使覆盖层的外表面糙化。本专利技术的上述概述并未打算描述本专利技术的各个实施方式。下面的附图和详细描述将具体地说明这些实施方式。附图的简要说明结合附图，读了下述本专利技术各种实施方式的详细说明，可以更全面地明白本专利技术，附图中附图说明图1是本专利技术光学膜第1实施方式的剖面图；图2是本专利技术光学膜第2实施方式的剖面图；图3是本专利技术光学膜第3实施方式的剖面图；图4是本专利技术光学膜第4实施方式的剖面图；图5是本专利技术光学膜第5实施方式的剖面图6是本专利技术光学膜第6实施方式的剖面图；图7是本专利技术光学膜第7实施方式的剖面图；图8是本专利技术背景光显示的一个实施方式的剖面图；图9是采用不含颗粒的皮层的光学膜(暗线)和使用含颗粒皮层的光学膜(亮线)观察到的光谱图；图10是本专利技术光学膜第8实施方式的剖面图；图11是图10所示光学膜的俯视图；图12是有和没有含颗粒涂层的多层反射偏振器亮度增益和视角的关系图；图13是有和没有含颗粒涂层的连续/漫射相反射偏振器亮度增益和视角的关系图；图14是本专利技术光学膜第9实施方式的剖面图。虽然本专利技术能够进行各种修改和修改成多种不同的形式，其具体细节由附图所示的实施例所说明，而且进行了详细描述，但是，应当明白，本专利技术不限于所述的这些具体实施方式。相反，本专利技术覆盖所有落入本专利技术精神和范围内的改变、等价内容和变化。优选实施方式的详细描述可以认为，本专利技术适用于光学膜、包含光学膜的装置以及光学膜的使用和制造方法。本专利技术也涉及有至少一层含颗粒层的光学膜、包含光学膜的装置以及光学膜的使用和制造方法。但是本专利技术不局限于此，通过下面提供的实施例的讨论，可以明白本专利技术的各个方面。用于说明本专利技术时，“亮度增益”指在一个特定视角(相对于法向轴)下，在所要求的波长范围，用含反射偏振器的光学膜时的背景光或显示器的亮度(a)对于在该特定视角(相对于法向轴)下，在所要求的波长范围，单独即不用含反射偏振器的光学膜时的背景光或显示器的亮度(关于正常的轴)(b)的比率(a∶b)。“法向角增益”指在相对于光学膜平面(例如表面)90度视角下的亮度增益。“增益”指法向角增益减1(相应于不使光偏振的膜)。图1说明了光学膜100，它包括一反射偏振元件102和至少一层含颗粒106的层104。含颗粒层(一层或多层)能设置在例如反射偏振元件的主表面上，在反射偏振元件内，或在主表面上和反射偏振元件内这两个部位。每个含颗粒层能够是例如，覆盖到反射偏振元件上的层，或与反射偏振元件一起形成(例如共挤出)的层(例如，皮层或内部的非光学层)。反射偏振元件许多反射偏振元件都能应用于光学膜中。一般地，反射偏振元件透过一种偏振状态的光而反射一个不同偏振状态的光。用于实现这些功能的材料和结构可以不同。取决于光学膜的材料和结构，“偏振状态”可以指例如，线性、圆形、椭圆形的偏振态。合适的反射偏振元件的例子包括多层反射偏振器，连续/分散相反射偏振器，胆甾醇反射偏振器(它还可与四分之一波片结合)，和线栅格偏振器。总的来说，多层反射偏振器和胆甾醇反射偏振器是镜面反射器，连续/分散相反射偏振器是漫反射器，尽管这些特征不是通用的(见例如多层漫反射偏振器，美国专利№5,867,316有描述)。这里列出的说明性的反射偏振元件还没有包括令所有合适的反射偏振元件。任何优先透过有一偏振态的光且优先反射有另一偏振态的光的反射偏振器都能使用。多层反射偏振器和连续/分散相反射偏振器都依赖于至少两2种不同材料(优选聚合物)折射指数的差异，从而选择性地反射一个偏振方向的光，而透过垂直偏振方向的光。合适的漫反射偏振器包括连续/分散相反射偏振器，美国专利№5,825,543有描述(参考结合于此)，和漫射地反射的多层偏振器，美国专利№5,867,316有描述，(参考结合于此)。另外的反射偏振元件在美国专利№5,751,388有描述，也参考结合于此。胆甾醇反射偏振器例如在美国专利№ 5,793,456，美国专利№5,506,704和美国专利№5,691,789中都有描述，其所有内容都参考结合于此。一种胆甾醇反射偏振器是E·默克公司以商标TRANSMAXTM出售。线栅格偏振器例如在公开的PCT WO 94/11766中有描述，参考结合于此。说明性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学膜，它包括： 反射偏振元件，该元件基本反射第一偏振态的光线，并且基本透射第二偏振态的光线， 位于反射偏振元件上的表层，它处于与反射偏振元件同样的光程内，该表层的结构和安置使得它能透射光线，表层含有许多使表层外表面粗糙的颗粒， 使用所述光学膜的光学装置的增益，与使用表层内没有许多颗粒的同样光学膜的光学装置的增益相比，并不显著降低。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TJ内维特，CA斯托弗，WL考什，GM考曼，RW霍恩，TJ赫布林克，JA奥尔森，MB奥尼尔，EM克罗斯，SL肯特，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]