專(zhuān)利名稱(chēng):使用空間選擇性雙折射減少的內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明整體涉及光學(xué)膜,尤其適用于這樣的膜該膜的反射特性大部分由從膜內(nèi)設(shè)置(即膜的內(nèi)部)的層間界面反射光的相長(zhǎng)干涉和相消干涉所確定。本發(fā)明還涉及相關(guān)系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù):
已知多層光學(xué)膜,即這種膜包括多層具有不同折射率和合適厚度的不同層,以由于在層間界面處反射光的相長(zhǎng)干涉和相消干涉而選擇性地反射和透射光。在一些情況下, 這種膜通過(guò)以下方式形成將高折射率無(wú)機(jī)材料(例如二氧化鈦)和低折射率無(wú)機(jī)材料 (例如二氧化硅)的交替層真空沉積到玻璃基底或其它剛性基底上。在其它情況下,這種膜通過(guò)以下方式形成以交替層布置方式通過(guò)模具共擠出不同的有機(jī)聚合物材料,冷卻擠出物以形成澆鑄料片,以及拉伸澆鑄料片,以便使料片變薄到合適的最終厚度。在一些情況下,也可以通過(guò)使交替聚合物材料中的一者或兩者成為雙折射的方式來(lái)進(jìn)行拉伸,即,其中給定材料對(duì)沿一個(gè)方向偏振的光具有某一折射率,而對(duì)沿不同方向偏振的光具有不同的折射率。這種雙折射可以導(dǎo)致下述成品膜該成品膜在相鄰層間沿第一面內(nèi)方向(有時(shí)稱(chēng)為X軸)具有大的折射率失配,并且在相鄰層間沿第二面內(nèi)方向(有時(shí)稱(chēng)為y軸)具有顯著的折射率匹配,其中在成品膜上,沿第一方向偏振的垂直入射光為高度反射的光,并且沿第二方向偏振的垂直入射光為高度透射的光。參見(jiàn)(如)以下美國(guó)專(zhuān)利3,610, 729 (Rogers)、4,446,305 (Rogers 等人)、和 5,486,949 (Schrenk 等人)。雙折射也可以導(dǎo)致相鄰層間沿面外方向(即沿垂直于膜的軸)的折射率差值,其顯著不同于相鄰層間沿一個(gè)或兩個(gè)面內(nèi)方向的折射率差值。此后一情況的實(shí)例為下述膜該膜在相鄰層間沿兩個(gè)正交面內(nèi)方向(χ和y)具有基本上相同的大的折射率失配,使得任何偏振的垂直入射光均為高度反射的光,但其中相鄰層沿面外方向(ζ)的折射率為基本上匹配的折射率,使得所謂“P偏振”光(在入射平面內(nèi)偏振的光)的界面的反射率為基本上恒定的。參見(jiàn)(如)美國(guó)專(zhuān)利5,882,774(J0nza等人)。Jonza等人提出,除了別的以外,相鄰微層之間的ζ軸折射率失配(簡(jiǎn)稱(chēng)為ζ折射率失配或Δηζ)可被調(diào)控,以允許構(gòu)造布魯斯特角(P偏振光在界面處的反射率變?yōu)榱愕慕嵌?非常大或不存在的多層疊堆。這又允許構(gòu)造這樣的多層反射鏡和偏振器其P偏振光的界面反射率隨著入射角增加而緩慢減小,或與入射角無(wú)關(guān),或隨著入射角偏離垂直方向而增大。因此,可得到在寬的帶寬上對(duì)S偏振光和ρ偏振光均具有高反射率的多層膜,其中S偏振光垂直于入射平面偏振,P偏振光對(duì)于反射鏡以任何入射方向、對(duì)于偏振器以選定的方向偏振。另外已知向多層光學(xué)膜賦予圖案,以形成標(biāo)記。參見(jiàn)(如)以下美國(guó)專(zhuān)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);和 6,788,463 (Merrill 等人)“Post-Formable Multilayer Optical Films and Methods of Forming,,(可后形成的多層光學(xué)膜以及形成方法)。將壓力選擇性地施加到膜,例如利用壓印模具,以使選定面積或區(qū)中的膜變薄,以產(chǎn)生所需圖案??梢援a(chǎn)生的厚度減少為大于5%或大于大約10%的選擇性薄化在膜選定區(qū)中的整個(gè)厚度上均為有效的,使得膜內(nèi)部的選定區(qū)中的光學(xué)薄層(“微層”)的疊堆相對(duì)于膜的相鄰區(qū)也變薄,該微層是造成所觀測(cè)的反射和透射特性的原因。由于穿過(guò)微層的光學(xué)路徑長(zhǎng)度差縮短,微層的這種薄化使與微層相關(guān)的任何反射譜帶偏移為較短波長(zhǎng)。對(duì)于觀察者而言,反射譜帶的偏移顯示為介于壓印區(qū)和非壓印區(qū)之間的反射或透射顏色差值,以使得圖案易于被察覺(jué)到。例如,‘463 Merrill等人的專(zhuān)利描述了壓印色移安全膜,其中將包含418層內(nèi)部微層(兩組各具有209層微層)的多層聚合物膜壓印在選定區(qū)中。在壓印之前、以及在壓印之后的非壓印區(qū)中,微層具有產(chǎn)生下述反射譜帶的折射率和厚度反射譜帶的短波長(zhǎng)譜帶邊緣隨入射角(視角)而偏移,即,從垂直入射下的720nm改變?yōu)?5度視角下的640nm、 改變?yōu)?0度視角下的甚至更短波長(zhǎng)(對(duì)應(yīng)于垂直入射下的透明外觀、45度下的青色、60度下的亮青色)。在這些非壓印區(qū)中,膜的厚度為3. 4密耳,S卩,0.0034英寸。然后將膜在介于149°C下的輥和預(yù)熱壓印板之間進(jìn)行壓印,以將選定區(qū)中的膜薄化到約3. 0密耳。壓印區(qū)在垂直入射下顯示為亮金色,這表明譜帶邊緣從720nm偏移為較短波長(zhǎng)。在傾斜視角下,壓印區(qū)中的觀測(cè)顏色改變?yōu)榍嗌蜉^深的藍(lán)色。
發(fā)明內(nèi)容
除了別的以外,本文描述使多層光學(xué)膜內(nèi)部圖案化的方法,該方法不需要選擇性地施加壓力,并且不依賴于選擇性地使膜薄化來(lái)而實(shí)現(xiàn)圖案化。因此,在一些情況下,本文論述的內(nèi)部圖案化可在未對(duì)膜進(jìn)行任何選擇性施加壓力、和/或未對(duì)膜進(jìn)行任何顯著薄化的情況下而實(shí)現(xiàn)。相反,本發(fā)明所公開(kāi)的方法中的至少一些通過(guò)在第二區(qū)中而非相鄰的第一區(qū)中選擇性地減少膜的內(nèi)層中的至少一些的雙折射來(lái)實(shí)現(xiàn)圖案化。在其它情況下,內(nèi)部圖案化可以伴有厚度的顯著變化,厚度變化取決于處理?xiàng)l件而為較厚或較薄的。選擇性雙折射減少可通過(guò)下述方法進(jìn)行將適當(dāng)量的能量審慎地遞送至第二區(qū), 以便將其中的內(nèi)層中的至少一些選擇性加熱至下述溫度,所述溫度為足夠高,以在減少或消除原有光學(xué)雙折射的材料中產(chǎn)生松弛,而且足夠低,以保持膜內(nèi)的層結(jié)構(gòu)的物理完整性。 雙折射的減少可以為部分減少,或其可以為完全減少,在此情況下,使第一區(qū)中為雙折射的內(nèi)層變成第二區(qū)中的光學(xué)各向同性的層。在示例性實(shí)施例中,至少部分地通過(guò)將光或其它輻射能量選擇性地遞送至膜的第二區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)選擇性加熱。光可以包括紫外光、可見(jiàn)光或紅外波長(zhǎng)的光或它們的組合。被遞送的光中的至少一些被膜吸收,從而得到所需的加熱,其中所吸收光的量取決于強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、和被遞送的光的波長(zhǎng)分布、以及膜的吸收特性。這種用于使多層光學(xué)膜內(nèi)部圖案化的技術(shù)與已知高強(qiáng)度光源和電子可尋址光束控制系統(tǒng)相容, 從而允許僅通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂乒馐?無(wú)需專(zhuān)用硬件,例如圖像專(zhuān)用壓印板或光掩模)在膜中產(chǎn)生事實(shí)上任何所需的圖案或圖像。另外描述了多層光學(xué)膜,該多層光學(xué)膜包括多層被布置用于通過(guò)相長(zhǎng)干涉或相消干涉來(lái)選擇性地反射光的內(nèi)層,該內(nèi)層從膜的第一區(qū)延伸至相鄰的第二區(qū)。在第一區(qū)中,膜具有第一厚度,且多層提供第一反射特性。在第二區(qū)中,膜具有第二厚度,且多層提供第二反射特性,第二反射特性不同于第一反射特性。介于第一反射特性和第二反射特性之間的差別并非主要?dú)w因于介于第一厚度和第二厚度之間的任何差值,該厚度差值可以為零。在一個(gè)實(shí)例中,膜在第一區(qū)上可以具有厚度變化△(!(例如可以期望得自垂直處理波動(dòng)),并且第二厚度可以不同于第一厚度且差值不超過(guò)△(!,其中第一厚度和第二厚度分別取自第一區(qū)和第二區(qū)上的膜厚度的空間平均值。在一些情況下,膜在其一層或多層組成層中可以包括一種或多種吸收劑,以促進(jìn)圖案化過(guò)程期間的加熱。另外描述了多層光學(xué)膜,該多層光學(xué)膜包括多層被布置用于通過(guò)相長(zhǎng)干涉或相消干涉來(lái)選擇性地反射光的內(nèi)層,該內(nèi)層從膜的第一區(qū)延伸至相鄰的第二區(qū)。相對(duì)于第二區(qū), 第一區(qū)中的層中的至少一些具有不同量的雙折射,并且多層分別在第一區(qū)和第二區(qū)中基本上由于不同的雙折射而具有不同的第一反射特性和第二反射特性。另外描述了層合結(jié)構(gòu)和其它光學(xué)體,該層合結(jié)構(gòu)和其它光學(xué)體包括一種或多種以某種方式與具有不同光學(xué)特性的另一種膜或基底接合或組合的可選擇性處理的多層光學(xué)膜。在一些情況下,“另一種膜或基底”可以為或可以包括其它常規(guī)光學(xué)膜或基底,例如吸收型偏振器、著色的光透射膜(如已染色的單層聚合物)、延遲膜、玻璃板、白色或著色卡片等等、以及它們的組合。在一些情況下,“另一種膜或基底”也可以或作為另外一種選擇為或可以包括不同類(lèi)型的多層光學(xué)膜,無(wú)論是偏振器、反射鏡、窗口、還是它們的組合。另外描述了制備圖案化多層光學(xué)膜的方法,該方法包括提供多層光學(xué)膜,多層光學(xué)膜包含多層被布置用于提供與光的相長(zhǎng)干涉或相消干涉相關(guān)的第一反射特性的內(nèi)層,該內(nèi)層從膜的第一區(qū)延伸至相鄰的第二區(qū),并且第一區(qū)和第二區(qū)各具有第一反射特性。該方法也包括在第二區(qū)中選擇性加熱膜,加熱量足以使第二區(qū)具有也與光的相長(zhǎng)干涉或相消干涉相關(guān)、但不同于第一反射特性的第二反射特性。選擇性加熱可在第二區(qū)中的膜的厚度無(wú)任何顯著降低的情況下施加。選擇性加熱也可在不向膜施加任何選擇性壓力的情況下施加。另外描述了制備圖案化多層光學(xué)膜的方法,其中提供了多層光學(xué)膜,多層光學(xué)膜包括多個(gè)內(nèi)層,所述內(nèi)層被設(shè)置成光學(xué)重復(fù)單元,以通過(guò)相長(zhǎng)干涉或相消干涉選擇性地反射光,該內(nèi)層從膜的第一區(qū)延伸至相鄰的第二區(qū),并且光學(xué)重復(fù)單元中的至少一些各自包括在第一區(qū)和第二區(qū)中均為雙折射的第一層。該方法包括在第二區(qū)中選擇性加熱膜,加熱量足以減少或消除第二區(qū)中的第一層的雙折射,同時(shí)保持第一區(qū)中的第一層的雙折射,加熱足夠低,以保持第二區(qū)中的層的結(jié)構(gòu)完整性,并且加熱在不向第二區(qū)選擇性地施加任何壓力的情況下施加。本文也討論了相關(guān)方法、系統(tǒng)、和制品。
本專(zhuān)利申請(qǐng)的這些方面和其它方面通過(guò)下文的具體描述將顯而易見(jiàn)。然而,在任何情況下都不應(yīng)將上述發(fā)明內(nèi)容理解為是對(duì)要求保護(hù)的主題的限制,該主題僅受所附權(quán)利要求書(shū)的限定,并且在審查期間可以進(jìn)行修改。
圖1為一卷多層光學(xué)膜的透視圖,已經(jīng)使該卷多層光學(xué)膜內(nèi)部圖案化,從而在膜的不同部分或區(qū)得到不同的反射特性,以形成標(biāo)記;圖2為多層光學(xué)膜的一部分的示意性側(cè)視圖;圖3為圖1的多層光學(xué)膜的一部分的示意性剖視圖;圖4為具有內(nèi)部圖案化的另一種多層光學(xué)膜的一部分的示意性剖視圖;圖5A-J為對(duì)各種內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜的制造過(guò)程的不同階段,示出2層光學(xué)重復(fù)單元的每一層的每一個(gè)折射率(nX、ny、nZ)的理想化圖線;圖6為匯總可使用本文針對(duì)多層光學(xué)膜所討論的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的各種轉(zhuǎn)換的示意圖;圖7為用于選擇性加熱多層光學(xué)膜以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部圖案化的裝置的示意性側(cè)視圖;圖8A-C為圖案化多層膜的不同第二區(qū)、以及其上添加的光束相對(duì)于能夠形成所示區(qū)的膜的可能路徑的示意性俯視圖。圖9A為示出光束的相對(duì)強(qiáng)度取決于光束傳播到膜中的深度的理想化圖線,其中為三種不同的多層光學(xué)膜提供了三條曲線;圖9B為示出局部吸收系數(shù)取決于膜內(nèi)的深度或軸向位置的理想化圖線,其中三條曲線對(duì)應(yīng)于圖9A中的三條曲線;圖10為所制造的不同澆鑄多層料片的透射百分比與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖;圖11為利用圖10的澆鑄料片之一制備的多層光學(xué)膜的透射百分比與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖;圖12為利用圖10的澆鑄料片中的另一個(gè)制備的兩種不同多層光學(xué)膜的透射百分比與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖;圖13A為利用圖12的(未圖案化)多層光學(xué)膜之一制備的內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜的透射百分比與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖,其中一條曲線示出處理區(qū)的透射,另一條曲線示出圖案化膜的未處理區(qū)的透射,并且圖13B為圖13A的同一處理區(qū)和未處理區(qū)的反射百分比與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖;以及圖14為利用圖11的(未圖案化)多層光學(xué)膜以及圖12的(未圖案化)多層光學(xué)膜之一制備的內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜的透射百分比與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線圖,其中一條曲線示出圖案化膜的未處理區(qū)的透射,另一條曲線示出圖案化膜的處理區(qū)的透射。在這些附圖中,相同的附圖標(biāo)號(hào)指示相同的元件。
具體實(shí)施例方式圖1示出了多層光學(xué)膜110,該膜已利用內(nèi)層(圖1中未示出)中的至少一些的空間選擇性雙折射減少進(jìn)行內(nèi)部圖案化或空間定制。內(nèi)部圖案化限定了不同區(qū)112、114、116, 這些區(qū)被成形以便形成所示的標(biāo)記“3M”。膜110示出為卷繞成卷的長(zhǎng)撓性材料,因?yàn)楸疚乃龅姆椒ㄓ欣嘏c高容量滾筒式工藝相容。然而,該方法并不限于撓性卷狀物品,并且可在小件部件或樣品以及非撓性膜和制品上實(shí)施。“3M”標(biāo)記為可見(jiàn)的,因?yàn)椴煌膮^(qū)112、114、116具有不同的反射特性。在所示實(shí)施例中,區(qū)112具有第一反射特性,區(qū)114、116具有第二反射特性,第二反射特性不同于第一反射特性。通常但非必需的是,膜110將為至少部分透光的,在這種情況下,區(qū)112、114、 116也將具有對(duì)應(yīng)于其各自反射特性的不同透射特性。當(dāng)然一般來(lái)講,透射(T)加反射(R) 加吸收(A) = 100%,或T+R+A = 100%。在一些實(shí)施例中,膜完全由在波長(zhǎng)譜的至少一部分上具有低吸收的材料構(gòu)成。這甚至對(duì)于摻入吸收染料或顏料以促進(jìn)熱遞送的膜也可能是實(shí)際情況,因?yàn)槟承┪詹牧显谄湮章史矫鏋椴ㄩL(zhǎng)特異性的。例如,可用的紅外染料在近紅外波長(zhǎng)區(qū)中選擇性地吸收,而在可見(jiàn)光譜中具有非常少的吸收。在光譜的另一端處,在多層光學(xué)膜文獻(xiàn)中視為低損耗的多種聚合物材料在可見(jiàn)光譜上確實(shí)具有低損耗,但在某些紫外線波長(zhǎng)下也具有顯著的吸收。因此,在一些情況下,多層光學(xué)膜110可以在波長(zhǎng)譜的至少限定部分上(例如可見(jiàn)光譜)具有微小或忽略不計(jì)的吸收,在這種情況下,該限定范圍內(nèi)的反射和透射呈現(xiàn)互補(bǔ)關(guān)系,因?yàn)門(mén)+R = 100% -A,并且由于A小,T+R ^ 100% ο如將在下文進(jìn)一步所述,第一反射特性和第二反射特性各歸因于膜110內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征,而非歸因于涂覆至膜表面的涂層或其它表面特征。本發(fā)明所公開(kāi)的膜的此方面使其有利于用于安全用途(如其中膜旨在應(yīng)用至產(chǎn)品、包裝或文獻(xiàn)作為真實(shí)性的指示物),因?yàn)閮?nèi)部特征難以復(fù)制或偽造。第一反射特性和第二反射特性在某些方面不同,這在至少某些觀察條件下是明顯的,以允許通過(guò)觀察者或通過(guò)機(jī)器檢測(cè)圖案。在一些情況下,可能有利的是使在可見(jiàn)波長(zhǎng)下的介于第一反射特性和第二反射特性之間的差別最大化,以使得圖案在大部分觀察和照明條件下對(duì)于人類(lèi)觀察者為明顯的。在其它情況下,可能有利的是在介于第一反射特性和第二反射特性之間僅提供細(xì)微差別或提供僅在某些觀察條件下明顯的差別。在任一種情況下,介于第一反射特性和第二反射特性之間的差別優(yōu)選可主要?dú)w因于多層光學(xué)膜的內(nèi)層在膜的不同相鄰區(qū)中的折射率差值,并且并非可主要?dú)w因于相鄰區(qū)之間的厚度差值。區(qū)與區(qū)的折射率差值可根據(jù)多層光學(xué)膜的設(shè)計(jì)而產(chǎn)生介于第一反射特性和第二反射特性之間的各種差別。在一些情況下,第一反射特性可以包括第一反射譜帶,第一反射譜帶具有給定中心波長(zhǎng)、譜帶邊緣、和最大反射率,并且第二反射特性可以不同于第一反射特性,不同之處在于其具有第二反射譜帶,第二反射譜帶具有與第一反射譜帶相似的中心波長(zhǎng)和/或譜帶邊緣,而且具有與第一反射譜帶基本不同(較高或較低)的最大反射率,或第二反射譜帶可以基本上不存在于第二反射特性中。這些第一反射譜帶和第二反射譜帶可以根據(jù)膜的設(shè)計(jì)而與僅具有一種偏振態(tài)的光或具有任何偏振態(tài)的光相關(guān)。在一些情況下,第一反射特性和第二反射特性可能在它們對(duì)視角的依賴性方面不同。例如,第一反射特性可以包括第一反射譜帶,第一反射譜帶具有給定中心波長(zhǎng)、譜帶邊緣、和垂直入射下的最大反射率,并且第二反射特性可以包括第二反射譜帶,第二反射譜帶在垂直入射下與第一反射譜帶的這些方面非常相似。然而隨著入射角的增大,盡管第一反射譜帶和第二反射譜帶都可能偏移為較短波長(zhǎng),但其各自的最大反射率可能極大地彼此偏移。例如,第一反射譜帶的最大反射率可能一直為常數(shù)或隨入射角的增大而增大,而第二反射譜帶的最大反射率或至少其P偏振分量可能隨入射角的增大而減小。
在其中介于第一反射特性和第二反射特性之間的上述差別與覆蓋可見(jiàn)光譜的一部分的反射譜帶相關(guān)的情況下,該差別可能被察覺(jué)為介于膜的第一區(qū)和第二區(qū)之間的顏色差別?,F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2,該圖示出多層膜210的一部分的示意性側(cè)視圖,以反映包括其內(nèi)層的膜的結(jié)構(gòu)。膜基于局部x-y-z笛卡爾坐標(biāo)系示出,其中膜平行于χ軸和y軸延伸,并且ζ 軸垂直于膜及其組成層且平行于膜的厚度軸。應(yīng)當(dāng)注意,膜210不必為完全平坦的膜,而且可以為彎曲的膜或者說(shuō)是被成形為從平面偏離的膜,并且甚至在這些情況下,膜的任意小的部分或區(qū)可與所示的局部笛卡爾坐標(biāo)系相關(guān)。膜210通??梢砸暈楸硎緢D1在其區(qū)112、 114、116中的任何者中的膜110,因?yàn)槟?10的各個(gè)層優(yōu)選地從每一個(gè)這種區(qū)連續(xù)地延伸至下一個(gè)區(qū)。多層光學(xué)膜包括各個(gè)層,該各個(gè)層具有不同折射率,以使得一些光在相鄰層之間的界面處被反射。這些層(有時(shí)稱(chēng)為“微層”)為足夠薄的,以使得在多個(gè)界面處反射的光發(fā)生相長(zhǎng)干涉或相消干涉,以向多層光學(xué)膜賦予所需的反射或透射特性。對(duì)于設(shè)計(jì)用于反射紫外光、可見(jiàn)光或近紅外波長(zhǎng)光的多層光學(xué)膜而言,每一層微層的光學(xué)厚度(物理厚度乘以折射率)一般都為小于約Ιμπι。然而,也可包括較厚的層,例如多層光學(xué)膜的外表面處的表層,或設(shè)置在多層光學(xué)膜內(nèi)以分隔微層的相干分組(稱(chēng)為“疊堆”或“組”)的保護(hù)性邊界層(PBL)。在圖2中,微層標(biāo)記為“Α”或“B”,“Α”層由一種材料構(gòu)成,“B”層由不同的材料構(gòu)成,這些層以交替排列的方式堆疊,以形成光學(xué)重復(fù)單元或單位單元ORU 1、ORU 2、...ORU 6,如圖所示。通常,如果需要高反射率,則完全由聚合物材料構(gòu)成的多層光學(xué)膜將包括不止6個(gè)光學(xué)重復(fù)單元。應(yīng)當(dāng)注意,圖2中所示的“Α”和“B”微層中的全部均為膜 210的內(nèi)層,除了最上面的“Α”層(在該示例性實(shí)例中其上表面與膜210的外表面210a — 致)之外。位于附圖底部的顯著較厚的層212可表示外表層或PBL,該P(yáng)BL將圖中所示的微層疊堆與另一個(gè)微層疊堆或組(未示出)分隔。如果需要,可(如)利用一層或多層厚粘合劑層或利用壓力、熱或其它方法將兩種或更多種單獨(dú)的多層光學(xué)膜層合在一起,以形成層合膜或復(fù)合膜。在一些情況下,微層的厚度和折射率值可對(duì)應(yīng)于1/4波長(zhǎng)疊堆,即微層被布置成光學(xué)重復(fù)單元,每一個(gè)光學(xué)重復(fù)單元均具有兩個(gè)等光學(xué)厚度(f_比率=50%, f-比率為組成層“A”的光學(xué)厚度與完整光學(xué)重復(fù)單元的光學(xué)厚度的比率)的相鄰微層,這類(lèi)光學(xué)重復(fù)單元通過(guò)相長(zhǎng)干涉有效地反射光,被反射光的波長(zhǎng)λ為光學(xué)重復(fù)單元總光學(xué)厚度的兩倍, 其中物體的“光學(xué)厚度”是指其物理厚度與其折射率的乘積。在其它情況下,光學(xué)重復(fù)單元中的微層的光學(xué)厚度可能彼此不同,由此f_比率為大于或小于50%。在圖2的實(shí)施例中, 一般起見(jiàn),“A”層示出為比“B”層薄。每一個(gè)示出的光學(xué)重復(fù)單元(ORU UORU 2等)具有等于其組成“A”和“B”層的光學(xué)厚度之和的光學(xué)厚度(01\、OT2等),并且每一個(gè)光學(xué)重復(fù)單元都反射波長(zhǎng)λ為其總光學(xué)厚度兩倍的光。由通常用于多層光學(xué)膜中、以及用于本文具體所述的內(nèi)部圖案化多層膜中的微層疊堆或組提供的反射本質(zhì)上通常為基本上鏡面的而非漫射的,因?yàn)樵谖又g具有基本光滑的界限清晰的界面,并且在通常的構(gòu)造中使用低霧度材料。然而在一些情況下,成品可以受到控制,以(如)利用表層和/或PBL層中的漫射材料、和/或利用(例如)一個(gè)或多個(gè)表面漫射結(jié)構(gòu)或紋理化表面來(lái)?yè)饺肴魏嗡璩潭鹊纳⑸洹?br>
在一些實(shí)施例中,層疊堆中的光學(xué)重復(fù)單元的光學(xué)厚度可以全部彼此相等,從而得到中心波長(zhǎng)等于每一個(gè)光學(xué)重復(fù)單元的光學(xué)厚度兩倍的具有高反射率的窄反射譜帶。在其它實(shí)施例中,光學(xué)重復(fù)單元的光學(xué)厚度可以根據(jù)沿膜的ζ軸或厚度方向的厚度梯度而不同,由此隨著從疊堆的一側(cè)(如頂部)前進(jìn)到疊堆的另一側(cè)(如底部),光學(xué)重復(fù)單元的光學(xué)厚度會(huì)增加、減小或符合某些其它的函數(shù)關(guān)系。可使用這種厚度梯度,從而得到加寬的反射譜帶,從而在所關(guān)注的擴(kuò)展波長(zhǎng)譜帶以及所關(guān)注的所有角度上得到光的大致光譜上平坦的透射和反射。也可使用受到控制以在高反射和高透射之間的過(guò)渡波長(zhǎng)下銳化譜帶邊緣的厚度梯度,如在美國(guó)專(zhuān)利 6,157,490 (Wheatley 等人)的 “Optical Film With Sharpened Bandedge”(具有銳化譜帶邊緣的光學(xué)膜)中所述。對(duì)于聚合物多層光學(xué)膜,反射譜帶可被設(shè)計(jì)成具有銳化的譜帶邊緣以及“平頂”的反射譜帶,其中反射特性在應(yīng)用的整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)基本上是恒定的。還可以想到其它層布置方式,例如具有2微層光學(xué)重復(fù)單元的多層光學(xué)膜(其f_比率為不同于50%),或光學(xué)重復(fù)單元包括不止兩層微層的膜。這些可供選擇的光學(xué)重復(fù)單元設(shè)計(jì)可被配置成減少或激發(fā)某些更高階的反射,當(dāng)所需擴(kuò)展波長(zhǎng)譜帶位于近紅外波長(zhǎng)內(nèi)或延伸到近紅外波長(zhǎng)時(shí),這樣做可能是可用的。參見(jiàn)(如)以下美國(guó)專(zhuān)利5,103,337 (Schrenk 等人)“Infrared Reflective Optical Interference Film”(紅外反射型光學(xué)干涉膜);5,360,659(Arends 等人)"Two Component Infrared Reflecting Film”(兩組分紅外反射性膜);6,207,260(Wheatley 等人)"Multicomponent Optical Body”(多組分光學(xué)體);和 7,019,905(Weber)"Multi-layer Reflector With Suppression of High Order Reflections”(具有高階反射抑制的多層反射器)。如上所述,多層光學(xué)膜的相鄰微層具有不同的折射率,以使得某些光在相鄰層之間的界面處被反射。將微層之一(如圖2中的‘‘A”層)對(duì)沿主軸χ軸、y軸、和ζ軸偏振的光的折射率分別稱(chēng)為nlx、nly、和nlz。χ軸、y軸、和ζ軸可以(例如)對(duì)應(yīng)于材料的介電張量的主方向。通常并且為了論述目的,不同材料的主方向?yàn)橐恢碌姆较?,但一般不必如此。將相鄰微?如圖2中的“B”層)沿相同軸的折射率分別稱(chēng)為n2X、n2y、n2Z。將這些層之間沿χ方向、沿y方向、和沿ζ方向的折射率差值分別稱(chēng)為Δ nx ( = nlx-n2x)、Δ ny (= nly-n2y)、和Δ nz ( = nlz-nh)。這些折射率差值的特性與膜中(或膜的給定疊堆中)的微層數(shù)量及其厚度分布結(jié)合來(lái)控制膜(或膜的給定疊堆)在給定區(qū)中的反射和透射特性。 例如,如果相鄰微層沿一個(gè)面內(nèi)方向具有大的折射率失配(Δηχ大),并且沿正交面內(nèi)方向具有小的折射率失配(Any 0),則膜或組就垂直入射光而言可以用作反射型偏振器。就這一點(diǎn)而言,反射型偏振器就本專(zhuān)利申請(qǐng)的目的而言可以視為這樣的光學(xué)體,如果波長(zhǎng)位于組的反射譜帶內(nèi),則該光學(xué)體強(qiáng)烈反射沿一個(gè)面內(nèi)軸(稱(chēng)為“阻光軸”)偏振的垂直入射光,并且強(qiáng)烈透射沿正交面內(nèi)軸(稱(chēng)為“透光軸”)偏振的這種光。根據(jù)預(yù)期應(yīng)用或應(yīng)用領(lǐng)域,“強(qiáng)烈反射”和“強(qiáng)烈透射”可以具有不同的含義,但在多種情況下,反射型偏振器的反射對(duì)于阻光軸將為至少70^^80%或90%,并且反射型偏振器的透射對(duì)于透光軸將為至少 70%、80%或 90%。就本專(zhuān)利申請(qǐng)的目的而言,如果材料在所關(guān)注的波長(zhǎng)范圍(如光譜的UV部分、可見(jiàn)部分、和/或紅外部分中的選定波長(zhǎng)或譜帶)上具有各向異性的介電張量,則將該材料視為“雙折射的”材料。換句話說(shuō),如果材料的主折射率(如nlX、nly、nlZ)并非全部相同,則將該材料視為“雙折射的”材料。
在另一個(gè)實(shí)例中,相鄰微層可以沿兩個(gè)面內(nèi)軸具有大的折射率失配(Δηχ大且 Any大),在這種情況下膜或組可以用作同軸反射鏡。就這一點(diǎn)而言,如果波長(zhǎng)位于組的反射譜帶內(nèi),就本專(zhuān)利申請(qǐng)的目的而言,反射鏡或反射鏡狀膜則可以視為強(qiáng)烈反射任何偏振的垂直入射光的光學(xué)體。再則,根據(jù)預(yù)期應(yīng)用或應(yīng)用領(lǐng)域,“強(qiáng)烈反射”可以具有不同的含義,但在多種情況下,反射鏡對(duì)于在所關(guān)注波長(zhǎng)下的任何偏振的垂直入射光的反射將為至少70%、80%或90%。在上述實(shí)施例的變型中,相鄰微層可以沿ζ軸具有折射率匹配或失配(Δηζ 0或Δηζ大),并且該失配可以具有與面內(nèi)折射率失配相同或相反的極性或標(biāo)記。Δηζ的這種定制在傾斜入射光的P偏振分量的反射無(wú)論是隨入射角增大而增大、減小、 還是保持不變都起關(guān)鍵作用。在另一個(gè)實(shí)例中,相鄰微層可以沿這兩條面內(nèi)軸都具有顯著的折射率匹配(Δηχ Any 0),而沿ζ軸具有折射率失配(Δ nz大),在這種情況下,如果波長(zhǎng)位于組的反射譜帶內(nèi),則膜或組可以用作所謂的“P偏振器”,其強(qiáng)烈透射任何偏振的垂直入射光,而且漸增地反射入射角增大的P偏振光。根據(jù)沿不同軸的可能折射率差值的大量排列、層的總數(shù)量及其厚度分布、以及包括在多層光學(xué)膜中的微層組的數(shù)量和類(lèi)型,則可能的多層光學(xué)膜210及其組的種類(lèi)是巨大的。示例性的多層光學(xué)膜公開(kāi)于美國(guó)專(zhuān)利5,486,949 (Schrenk等人)"Birefringent Interference Polarizer”(雙折射干涉偏振器);美國(guó)專(zhuān)利 5,882, 774 (Jonza 等人)"Optical Film”(光學(xué)膜);美國(guó)專(zhuān)利 6,045,894(Jonza 等人)"Clear to Colored Security Film”(透明至彩色安全膜);美國(guó)專(zhuān)利6,179,949 (Merrill等人)"Optical Film and Process for Manufacture Thereof ”(光學(xué)膜及其制造方法);美國(guó)專(zhuān)利 6,531,230 (Weber 等人)"Color Shifting Film,,(色移膜);美國(guó)專(zhuān)利 6,939,499 (Merrill 等人)"Processes and Apparatus for Making Transversely Drawn Films with Substantially Uniaxial Character”(用于制備具有顯著單軸特性的橫向拉延膜的方法和裝置);美國(guó)專(zhuān)利 7,256,936(Hebrink 等人)"Optical Polarizing Films with Designed Color Shifts”(具有設(shè)計(jì)色移的光學(xué)偏振膜);美國(guó)專(zhuān)利7,316,558 (Merrill等人)“Devices for Stretching Polymer Films”(用于拉伸聚合物膜的設(shè)備);PCT 公開(kāi) WO 2008/144136 Al (Nevitt 等人)“Lamp-Hiding Assembly for a Direct Lit Backlight”(用于直接照明式背光源的隱燈組件);PCT公開(kāi)WO 2008/144656 A2 (Weber等人/‘Backlight and Display System Using Same"(背光源和使用所述背光源的顯示系統(tǒng))。應(yīng)當(dāng)注意,多層光學(xué)膜的至少一個(gè)組中的微層中的至少一些在膜的至少一個(gè)區(qū) (如圖1中的區(qū)112、114、116)中為雙折射的層。因此,光學(xué)重復(fù)單元中的第一層可以為雙折射的層(即nix Φ nly或nix Φ nlz或nly Φ nlz),或光學(xué)重復(fù)單元中的第二層可以為雙折射的層(即Mx Φ n2y或η2χ Φ nh或n2y Φ nh),或第一層和第二層均可以為雙折射的層。此外,一層或多層這種層的雙折射相對(duì)于相鄰區(qū)在至少一個(gè)區(qū)中的雙折射得以減少。在一些情況下,這些層的雙折射可以減少至零,使得它們?cè)谠搮^(qū)之一中為光學(xué)各向同性的層(即nix = nly = nlz或n2x = n2y = nh),而在相鄰區(qū)中為雙折射的層。在其中兩個(gè)層根據(jù)材料選擇和處理?xiàng)l件而初始均為雙折射的層的情況下,它們可通過(guò)下述方式進(jìn)行處理,即顯著減少僅該層之一的雙折射,或可減少全部?jī)蓚€(gè)層的雙折射。示例性的多層光學(xué)膜由聚合物材料構(gòu)成,并且可以利用共擠出、澆鑄、和取向工藝來(lái)制備。參見(jiàn)以下美國(guó)專(zhuān)利5,882,774(J0nza等人)"Optical Film”(光學(xué)膜)、6, 179, 949 (Merrill ^A ) "Optical Film and Process for Manufacture Thereof"( 7 學(xué)膜及其制造方法)、和 6,783,349(Neavin 等人)"Apparatus for Making Multilayer Optical Films”(用于制備多層光學(xué)膜的設(shè)備)。多層光學(xué)膜可以通過(guò)如上述參考文獻(xiàn)中的任何者所述的聚合物的共擠出來(lái)形成。優(yōu)選的是,選擇各種層的聚合物使之具有相似的流變性(如熔體粘度),以使得它們可進(jìn)行共擠出而沒(méi)有顯著的流體擾動(dòng)。選擇擠出條件以便以連續(xù)穩(wěn)定的方式將各自的聚合物充分地進(jìn)料、熔融、混合、以及泵送為進(jìn)料流或熔融流。用于形成和保持熔融流中的每一股的溫度可以選定為在下述范圍內(nèi),所述范圍避免凍結(jié)、結(jié)晶或該溫度范圍的低端處的不當(dāng)高壓下降、并且避免該范圍的高端處的材料降解。簡(jiǎn)而言之,該制備方法可以包括(a)提供與有待用于成品膜中的第一聚合物和第二聚合物對(duì)應(yīng)的至少第一樹(shù)脂流和第二樹(shù)脂流;(b)利用合適的送料區(qū)塊將第一樹(shù)脂流和第二樹(shù)脂流分成多層,例如包括以下設(shè)施的送料區(qū)塊(i)梯度板,其具有第一流動(dòng)通道和第二流動(dòng)通道,其中第一通道的橫截區(qū)沿該流動(dòng)通道從第一位置變化到第二位置,(ii) 進(jìn)料管板,其具有與第一流動(dòng)通道流體連通的第一多導(dǎo)管和與第二流動(dòng)通道流體連通的第二多導(dǎo)管,每一根導(dǎo)管都向其自身的相應(yīng)狹槽模具進(jìn)料,每一根導(dǎo)管都具有第一末端和第二末端,導(dǎo)管的第一末端與流體通道流體連通,并且導(dǎo)管的第二末端與狹槽模具流體連通, 和(iii)任選的鄰近所述導(dǎo)管設(shè)置的軸向棒形加熱器;(c)使復(fù)合材料流穿過(guò)擠出模具以形成多層料片,其中每一層都大致平行于相鄰層的主表面;以及(d)將多層料片澆鑄到冷卻輥(有時(shí)稱(chēng)為澆鑄輪或澆鑄輥)上,以形成澆鑄的多層膜。該澆鑄膜可以與成品膜具有相同的層數(shù),但該澆鑄膜的層通常比成品膜的層厚得多。此外,澆鑄膜的層通常都是各向同性的層。也可使用制備澆鑄多層料片的多種替代方法。一種也使用聚合物共擠出的此類(lèi)替代方法在美國(guó)專(zhuān)利5,389,324 (Lewis等人)中有所描述。冷卻后,可拉延或拉伸多層料片以制備近成品多層光學(xué)膜,其細(xì)節(jié)可見(jiàn)于上述引用的參考文獻(xiàn)中。拉延或拉伸實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)目標(biāo)它將層薄化到其所需的最終厚度,并且它將層取向,使得層中的至少一些變?yōu)殡p折射的層??砂匆韵路较蛲瑫r(shí)或順序地實(shí)現(xiàn)取向或拉伸沿料片橫向方向(如通過(guò)拉幅機(jī));沿料片縱向方向(如通過(guò)長(zhǎng)度取向機(jī));或它們的任何組合。如果僅沿一個(gè)方向拉伸,則該拉伸可為“無(wú)約束的”(其中膜允許在垂直于拉伸方向的面內(nèi)方向在尺寸上松弛)或“受約束的”(其中膜為受約束的并因而不允許在垂直于拉伸方向的面內(nèi)方向在尺寸上松弛)。如果沿兩個(gè)面內(nèi)方向拉伸,則該拉伸可為對(duì)稱(chēng)的(即沿正交的面內(nèi)方向相等)或非對(duì)稱(chēng)的拉伸?;蛘撸た梢酝ㄟ^(guò)間歇工藝進(jìn)行拉伸。在任何情況下,也都可將后續(xù)或共存拉延減小、應(yīng)力或應(yīng)變平衡、熱定形、和其它處理操作應(yīng)用至膜。多層光學(xué)膜和膜主體也可包括附加層和涂層,該層根據(jù)其光學(xué)、機(jī)械、和/或化學(xué)特性進(jìn)行選擇。例如,可在膜的一個(gè)或兩個(gè)主表面上添加UV吸收層,以保護(hù)膜不會(huì)發(fā)生由 UV光引起的長(zhǎng)期降解。附加層和涂層也可包括抗刮涂層、抗撕層、和硬化劑。參見(jiàn)(如)美國(guó)專(zhuān)利 6,368,699 (Gilbert 等人)。在一些情況下,構(gòu)成多層光學(xué)膜的聚合物材料組分中的一種、一些或全部的天然吸收性或固有吸收性可以用于吸收性加熱過(guò)程。例如,在可見(jiàn)光區(qū)上為低損耗的多種聚合物在某些紫外線波長(zhǎng)下具有顯著較高的吸收性。將膜的部分暴露于具有這種波長(zhǎng)的光,可以用于選擇性地加熱膜的這種部分。
在其它情況下,可將吸收染料、顏料或其它試劑摻入到多層光學(xué)膜的各個(gè)層中的一些或全部中,以促進(jìn)上述吸收性加熱。在一些情況下,這種吸收劑為具有光譜選擇性的吸收劑,由此它們?cè)谝粋€(gè)波長(zhǎng)區(qū)中吸收而在另一個(gè)波長(zhǎng)區(qū)中不吸收。例如,本發(fā)明所公開(kāi)的膜中的一些可以旨在用于可見(jiàn)光區(qū)中,例如,用于防偽安全標(biāo)簽上或用作液晶顯示器(LCD) 設(shè)備或其它顯示設(shè)備的元件,在這種情況下,可以使用吸收紅外線或紫外線波長(zhǎng)而不顯著吸收可見(jiàn)光波長(zhǎng)的吸收劑。另外,可以將吸收劑摻入到膜的一層或多層選定層中。例如,膜可以包括兩個(gè)由光學(xué)厚層(例如保護(hù)性邊界層(PBL)、層合粘合劑層、一層或多層表層等) 分隔的不同微層組,并且可以將吸收劑摻入到層組中的一個(gè)中而非另一個(gè)中,或可以摻入到全部?jī)蓚€(gè)組中,但在一個(gè)組中相對(duì)于另一個(gè)組具有較高的濃度。可使用多種吸收劑。對(duì)于在可見(jiàn)光譜中操作的光學(xué)膜,可以使用在紫外線和紅外線(包括近紅外)區(qū)中吸收的染料、顏料或其它添加劑。在一些情況下,可能有利的是,選擇在下述光譜范圍內(nèi)吸收的試劑,對(duì)于所述光譜范圍,膜的聚合物材料具有顯著較低的吸收。 通過(guò)將這種吸收劑摻入到多層光學(xué)膜的選定層中,引導(dǎo)輻射可優(yōu)先地將熱遞送至選定層而非膜的整個(gè)厚度上。示例性的吸收劑可以為可熔融擠出的,以使得它們可嵌入到所關(guān)注的選定層組中。為此,吸收劑優(yōu)選在擠出所需的加工溫度和停留時(shí)間下為適當(dāng)穩(wěn)定的吸收劑。 有關(guān)合適吸收劑的其它信息,參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利6,207,260 (Wheatley等人)“Multicomponent Optical Body” (多組分光學(xué)體)?,F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3,該圖示出圖1的多層光學(xué)膜110的位于區(qū)118(在區(qū)112和區(qū)116 的邊界處)附近的部分的示意性剖視圖。在膜Iio的此展開(kāi)圖中,可觀察到狹窄過(guò)渡區(qū)115 將區(qū)112與相鄰區(qū)116間隔。這種過(guò)渡區(qū)根據(jù)處理細(xì)節(jié)可能存在或可能不存在,并且如果其不存在,則區(qū)116可以緊鄰區(qū)112且無(wú)明顯的居間特征。也可觀察到膜110的構(gòu)造細(xì)節(jié) 膜包括其相對(duì)側(cè)上的光學(xué)厚表層310、312,以及設(shè)置在表層310、312之間的多層微層314和另一多層微層316。微層314、316中的全部均因外表層而位于膜110內(nèi)部。在附圖中,微層314和316之間的空間留有空白,以允許存在下述情況其中微層314、316為起始于一層表層310且終止于相對(duì)表層312的單個(gè)微層組的部分,并且其中微層314、316為兩個(gè)或更多個(gè)不同微層組的部分,該微層組通過(guò)一層或多層光學(xué)厚保護(hù)性邊界層(PBL)或其它光學(xué)厚內(nèi)層而彼此間隔。在任一種情況下,微層314、316優(yōu)選各自包括設(shè)置成光學(xué)重復(fù)單元的兩種交替聚合物材料,微層314、316中的每一層都從區(qū)112到相鄰區(qū)116以側(cè)向或橫向方式連續(xù)延伸,如圖所示。微層314、316在區(qū)112中通過(guò)相長(zhǎng)干涉或相消干涉提供第一反射特性,并且微層314、316中的至少一些為雙折射的層。區(qū)115、116可以此前已具有與區(qū) 112相同的特性,但已通過(guò)向其選擇性施加熱進(jìn)行處理,所述加熱量足以減少或消除區(qū)116 中的微層314、316中的一些的雙折射,同時(shí)保持區(qū)112中的微層的雙折射,所述熱量也足夠低,以保持處理區(qū)116中的微層314、316的結(jié)構(gòu)完整性。區(qū)116中的微層314、316的減少雙折射是形成區(qū)116的第二反射特性的主要原因,第二反射特性不同于區(qū)112的第一反射特性。膜110在區(qū)112中具有特征厚度dl、d2,并且在區(qū)116中具有特征厚度dl,、d2,, 如圖所示。厚度dl、dl’為在各自的區(qū)中從膜的前外表面到膜的后外表面測(cè)定的物理厚度。 厚度d2、d2’為從設(shè)置為最靠近膜的前表面的微層(在微層組的一個(gè)末端處)到設(shè)置為最靠近膜的后表面的微層(在相同或不同微層組的末端處)測(cè)定的物理厚度。因此,如果希望將膜110在區(qū)112中的厚度與膜在區(qū)116中的厚度進(jìn)行比較,則可以選擇比較dl與dl’ 或d2與d2’,這取決于哪一種測(cè)定更方便。在大多數(shù)情況下,介于dl和dl’之間的比較可以與介于d2和d2’之間的比較適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生基本上相同的結(jié)果(成比例)(當(dāng)然,在其中膜不含外表層,并且其中微層組在膜的兩個(gè)外表面處均端接的情況下,dl和d2變?yōu)橄嗤?。然而,如果存在顯著偏差,例如如果表層從一個(gè)位置到另一個(gè)位置經(jīng)歷顯著的厚度變化,但基礎(chǔ)微層中不存在相應(yīng)厚度變化,或反之亦然,則可能有利的是使用d2和d2’參數(shù)來(lái)更好地表征不同區(qū)中的整體膜厚度,這基于下述事實(shí),即表層相比于微層組對(duì)膜的反射特性通常具有較小的影響。當(dāng)然,對(duì)于包含兩個(gè)或更多個(gè)通過(guò)光學(xué)厚層彼此間隔的不同微層組的多層光學(xué)膜,任何給定微層組的厚度也可進(jìn)行測(cè)定并且表征為從組中的第一微層到最末微層沿ζ軸的距離。該信息在比較不同區(qū)112、116中的膜110的物理特征的更深入分析中可能變得重要。如上所述,區(qū)116已利用下述方式進(jìn)行處理,即選擇性地施加熱以引起微層314、 316中的至少一些相對(duì)于它們?cè)谙噜弲^(qū)112中的雙折射損失其雙折射的一些或全部,使得歸因于來(lái)自微層的光的相長(zhǎng)干涉或相消干涉的區(qū)116的反射特性不同于區(qū)112的反射特性。選擇性加熱過(guò)程可能涉及不向區(qū)116選擇性地施加壓力,并且其可能對(duì)膜基本上未導(dǎo)致顯著的厚度變化(無(wú)論使用參數(shù)dl/dl,還是使用參數(shù)d2/d2,)。例如,膜110在區(qū)116 中的平均厚度與在區(qū)112中的平均厚度偏差可以不超過(guò)在區(qū)112中或在未處理膜中觀察到的厚度的垂直變化。因此,在對(duì)區(qū)116進(jìn)行熱處理之前,膜110在區(qū)112中或在膜覆蓋區(qū) 112和區(qū)116的一部分的面積上可以具有厚度變化(dl或d2) Ad,并且區(qū)116的空間平均厚度dl’、d2’與區(qū)112中的空間平均厚度dl、d2(各自地)可以相差不超過(guò)Ad。參數(shù)Ad 可以表示(例如)厚度dl或d2的空間分布中的一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差。在一些情況下,區(qū)116的熱處理可能產(chǎn)生膜在區(qū)116中的某些厚度變化。這些厚度變化可以是(例如)構(gòu)成多層光學(xué)膜的不同材料的局部收縮和/或伸展所引起,或可以是某些其它的熱誘導(dǎo)現(xiàn)象所引起。然而,在對(duì)處理區(qū)116的反射特性的影響上,與處理區(qū)中的雙折射的減少或消除起到的主要作用相比,這種厚度變化(如果其發(fā)生)僅起到次要作用。另外應(yīng)當(dāng)注意,在多種情況下,可能有利的是在實(shí)現(xiàn)內(nèi)部圖案化的選擇性熱處理期間保持膜邊緣承受張力,以便避免膜起皺或出于其它原因。所施加張力的量和熱處理的細(xì)節(jié)也可以導(dǎo)致處理區(qū)中的某些量的厚度變化。在一些情況下,可以通過(guò)分析膜的反射特性來(lái)區(qū)分厚度變化和雙折射變化的影響。例如,如果未處理區(qū)(如區(qū)11 中的微層提供由左譜帶邊緣(LBE)、右譜帶邊緣(RBE)、 中心波長(zhǎng)λ。、和峰值反射率R1表征的反射譜帶,則對(duì)于處理區(qū),這些微層的給定厚度變化 (其中微層的折射率無(wú)變化)將產(chǎn)生下述反射譜帶,該反射譜帶具有與R1約相同的峰值反射率&,但相對(duì)于未處理區(qū)的反射譜帶的那些特征卻具有在波長(zhǎng)中成比例偏移的LBE、RBE、 和中心波長(zhǎng),并且這種偏移可進(jìn)行測(cè)定。另一方面,雙折射的變化通常將在LBE波長(zhǎng)、RBE 波長(zhǎng)、和中心波長(zhǎng)中僅產(chǎn)生極小的偏移,因?yàn)殡p折射變化引起的光學(xué)厚度變化通常非常小 (重申光學(xué)厚度等于物理厚度乘以折射率)。然而,雙折射的變化可對(duì)反射譜帶的峰值反射率具有大的或至少顯著的影響,這取決于微層疊堆的設(shè)計(jì)。因此,在一些情況下,雙折射變化可能為被修改區(qū)中的反射譜帶提供峰值反射率R2,其明顯不同于隊(duì),其中隊(duì)和&當(dāng)然是在相同照射和觀察條件下進(jìn)行比較的。如果R1和&表示為百分比,則&與R1可能相差至少10 %或至少20 %或至少30 %。作為闡明實(shí)例,R1可以為70 %,&可以為60 %、50 %、40 % 或更小。或者,R1可以為10%, 可以為20%、30%、40%或更大。R1和&也可以通過(guò)采用其比率進(jìn)行比較。例如,R2ZR1或其倒數(shù)可以為至少2或至少3。由于雙折射變化引起的相鄰層之間的折射率差的變化所致的峰值反射率在其表征界面反射率變化程度(有時(shí)稱(chēng)為光焦度)的顯著變化,通常也伴有反射譜帶帶寬的至少一些變化,其中帶寬是指介于LBE和RBE之間的間距。如上所述,在一些情況下,即使實(shí)際上在熱處理期間不向區(qū)116施加選擇性壓力, 膜110在處理區(qū)116中的厚度(即dl’或d2’ )也可能稍不同于膜在未處理區(qū)112中的厚度。針對(duì)此原因,圖3將dl’示出為稍不同于dl,并且將d2’示出為稍不同于d2。為一般起見(jiàn),也示出了過(guò)渡區(qū)115,以表明在膜的外表面上由于選擇性熱處理可能存在“隆起塊”或其它可檢測(cè)人工痕跡。然而,在一些情況下,該處理可能未在介于相鄰的處理區(qū)和未處理區(qū)之間導(dǎo)致可檢測(cè)人工痕跡。例如,在一些情況下,在區(qū)間的整個(gè)邊界上滑動(dòng)其手指的觀察者可能在區(qū)間未檢測(cè)到隆起塊、脊或其它物理人工痕跡。在一些情況下,介于處理區(qū)和未處理區(qū)之間的厚度差在膜的整個(gè)厚度上可能是不成比例的。例如,在一些情況下,可能的是,介于處理區(qū)和未處理區(qū)之間的外表層具有相對(duì)較小的厚度差(表示為變化百分比),而相同區(qū)間的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部微層組可能具有較大的厚度差(表示為變化百分比)。圖4為包含內(nèi)部圖案化的另一種多層光學(xué)膜410的一部分的示意性剖視圖。膜 410包含外部光學(xué)厚表層412、414和位于夾在表層之間的層416中的微層組。全部微層都位于膜410內(nèi)部(在可供選擇的實(shí)施例中,可以省略一層或兩層表層,在這種情況下,組中的PBL中的一者或全部?jī)烧呋蜃钔馕涌梢猿蔀橥鈱?。微層包括的至少一些微層在膜的至少一些區(qū)中為雙折射的層,且至少在膜的相鄰區(qū)之間以側(cè)向或橫向方式延伸。微層至少在膜的第一未處理區(qū)422中提供與光的相長(zhǎng)干涉或相消干涉相關(guān)的第一反射特性。膜410 在相鄰區(qū)420、424中已進(jìn)行選擇性加熱,但未選擇性地向這些區(qū)施加任何壓力,以便得到也與光的相長(zhǎng)干涉或相消干涉相關(guān)、但不同于第一反射特性的第二反射特性。反射特性的這些差別對(duì)于觀察者可以視為在反射光或透射光中的介于處理區(qū)和未處理區(qū)之間的顏色差別。各自的顏色以及兩者間的差別通常也隨入射角而變化或偏移。膜410在區(qū)420、422、 424中可以具有基本上相同的膜厚度,或膜厚度在這些區(qū)之間可能有一定程度的差別,但區(qū)間的膜厚度差并非對(duì)于介于第一反射特性和第二反射特性之間的差別起主要作用。區(qū)420、 422、似4形成膜內(nèi)部的圖案,如通過(guò)層416中的剖面影線所示。剖面影線指示出,與其在區(qū) 422或其它未處理區(qū)中的雙折射相比,剖面影線區(qū)中的微層中的至少一些具有減少的雙折射(包括零雙折射)?,F(xiàn)在將注意力轉(zhuǎn)向圖5A-J中的理想化圖示。這些圖示有助于解釋多層光學(xué)膜的圖案化過(guò)程。這些圖示也有助于解釋未處理區(qū)和處理區(qū)中各自的第一反射特性和第二反射特性的不同可能組合中的一些以及它們實(shí)現(xiàn)的方式。為說(shuō)明起見(jiàn),可以將光學(xué)膜的未處理區(qū)和處理區(qū)兩者的反射特性分類(lèi)成下述三種類(lèi)型之一反射鏡狀反射特性、窗口狀反射特性、和偏振器狀反射特性。反射鏡狀反射特性對(duì)于垂直入射光的所有偏振態(tài)均具有高反射率(如在一些情況下,大于50 %、60 %、70 %、80 %、90 %、95 %或99 % ),窗口狀反射特性對(duì)于垂直入射光的所有偏振態(tài)均具有低反射率(如在一些情況下,小于20^^10^5^^3% 或1% ),并且偏振器狀反射特性對(duì)于一種偏振態(tài)的垂直入射光具有高反射率(如在一些情況下,大于50 %、60 %、70 %、80 %、90 %、95 %或99 % ),且對(duì)于不同偏振態(tài)的垂直入射光具有低反射率(如在一些情況下,小于30^^20%, 10^^5^^3%或)(作為另外一種選擇,反射型偏振器狀特性可以以一種偏振態(tài)相對(duì)于另一種偏振態(tài)的反射率差進(jìn)行表示)。本文讀者應(yīng)當(dāng)記住,除非另外指明,否則本文所述的與多層光學(xué)膜或疊堆相關(guān)的反射率值應(yīng)當(dāng)視為不包括在外空氣/聚合物界面處的菲涅耳反射。這些不同特性(如視為“高”反射率和視為“低”反射率的特性)的邊界或極限以及兩者間的差別可能取決于最終用途和/或系統(tǒng)需求。例如,可以將對(duì)于所有偏振態(tài)均具有適當(dāng)程度的反射率的多層光學(xué)膜或其微層組視為用于某些應(yīng)用的反射鏡和用于其它應(yīng)用的窗口。相似地,可以將對(duì)于垂直入射光的不同偏振態(tài)具有適當(dāng)不同程度的反射率的多層光學(xué)膜或其微層組視為用于某些應(yīng)用的偏振器、用于其它應(yīng)用的反射鏡、以及用于另外其它應(yīng)用的窗口,這取決于精確反射率值以及給定最終用途對(duì)于不同偏振態(tài)的反射率差的敏感性。除非另外指明,否則反射鏡、窗口、和偏振器類(lèi)別專(zhuān)門(mén)用于垂直入射光。本文讀者應(yīng)當(dāng)理解,斜角特性與光學(xué)膜在垂直入射下的特性在一些情況下可能相同或相似、并且在其它情況下可能極度不同。在圖5A-J的曲線圖中的每一個(gè)中,相對(duì)折射率“η”繪制于豎軸上。在水平軸上, 為表征兩層光學(xué)重復(fù)單元的六個(gè)折射率中的每一個(gè)提供位置或標(biāo)記“l(fā)x”、“l(fā)y”、和“l(fā)z” 表示第一層沿χ軸、y軸、和ζ軸的折射率,其在上文中稱(chēng)為nix、nly、和nlz。同樣,"2x'\ “2y”、和“2z”表示第二層沿χ軸、y軸、和ζ軸的折射率,其在上文中稱(chēng)為n2X、n2y、和n2z。 圖中的菱形符號(hào)( )表示材料在第一處理階段中的折射率。此第一階段可以對(duì)應(yīng)于下述聚合物層,該聚合物層(例如)已被擠出并且驟冷或澆鑄到澆鑄輪上、但仍未被拉伸或者說(shuō)是取向。圖中的空心(未填充)圓形符號(hào)(〇)表示材料在晚于第一階段的第二處理階段中的折射率。第二階段可以對(duì)應(yīng)于已被拉伸或者說(shuō)是取向成多層光學(xué)膜的聚合物層,多層光學(xué)膜通過(guò)相長(zhǎng)干涉或相消干涉反射來(lái)自膜內(nèi)的微層間的界面的光。圖中的小填充圓形符號(hào)或點(diǎn)(·)表示材料在晚于第一階段和第二階段的第三處理階段中的折射率。第三階段可以對(duì)應(yīng)于在被擠出和取向之后已被選擇性熱處理的聚合物層,如下文進(jìn)一步所述。這種熱處理通常限于膜的一個(gè)或多個(gè)特定部分或區(qū),其稱(chēng)為處理區(qū)。通過(guò)比較給定圖中的各種符號(hào)的豎直坐標(biāo),本文讀者可易于確定有關(guān)光學(xué)膜、其制造方法、以及其經(jīng)處理部分和未處理部分的光學(xué)特性的大量信息。例如,本文讀者可確定一層或全部?jī)蓪硬牧蠈釉谶x擇性熱處理之前或之后是否為雙折射的、雙折射是單軸還是雙軸、以及雙折射是大還是小。本文讀者也可從圖5A-J確定對(duì)于三個(gè)處理階段(澆鑄狀態(tài)、拉伸狀態(tài)、和處理狀態(tài))中的每一個(gè),兩層之間的折射率差Δηχ、Any、Δηζ中的每一個(gè)的相對(duì)大小。如上所述,形成完成的內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜的前體制品可為聚合物材料的澆鑄料片。澆鑄料片與成品膜可以具有相同的層數(shù),并且構(gòu)成層的聚合物材料可以與用于成品膜中的那些相同,但澆鑄料片較厚并且其層通常都是各向同性的層。然而在一些情況下 (圖中未示出),澆鑄過(guò)程本身可以在材料中的一種或多種中賦予一定程度的取向或雙折射。圖5A-J中的菱形符號(hào)表示澆鑄料片中的兩層聚合物層的折射率,所述聚合物層在后續(xù)拉伸步驟之后變?yōu)槎鄬庸鈱W(xué)膜的光學(xué)重復(fù)單元中的微層。拉伸之后,層中的至少一些變?yōu)槿∠蚝碗p折射的層,并且形成取向(但仍未圖案化)的多層光學(xué)膜。這在圖5A-J中通過(guò)空心圓示出,所述空心圓可以從其由菱形符號(hào)表示的相應(yīng)初始值進(jìn)行豎直移位。例如,在圖5A 中,拉伸工序提高第二層沿χ軸的折射率,但降低其沿y軸和ζ軸的折射率。這種折射率偏移可以通過(guò)下述方式獲得沿χ軸適當(dāng)?shù)貑屋S拉伸正雙折射聚合物層,同時(shí)允許膜沿y軸和 ζ軸在尺寸上松弛。在圖5B-D中,拉伸工序提高第一層沿χ軸和y軸的折射率,并且降低其沿ζ軸的折射率。這種折射率偏移可以通過(guò)沿χ軸和y軸適當(dāng)?shù)仉p軸拉伸正雙折射聚合物層來(lái)獲得。在圖5E中,拉伸工序提高第一層沿χ軸的折射率,降低其沿ζ軸的折射率,并且保持沿y軸大致相同的折射率。在一些情況下,這種折射率偏移可以通過(guò)下述方式獲得相比于沿y軸,沿χ軸使用較高程度的拉伸,沿χ軸和y軸不對(duì)稱(chēng)地雙軸拉伸正雙折射聚合物層。在其它情況下,這可以大致通過(guò)下述方式獲得沿χ軸單軸拉伸,同時(shí)在y軸上約束膜 (受約束的單軸拉伸)。應(yīng)當(dāng)注意,在圖5B-E中的每一個(gè)中,處于取向但未處理狀態(tài)(空心圓)的第一層為雙折射的層,因?yàn)橛糜趎lx、nly、和nlz的空心圓中的至少兩個(gè)具有不同數(shù)值的折射率η。在這些所示實(shí)施例中,第二聚合物層在拉伸之后保持為各向同性的層,如通過(guò)對(duì)于澆鑄狀態(tài)以及對(duì)于取向但未處理的狀態(tài)的相同折射率值(nh = n2y = n2z)所指出的那樣。在具有設(shè)置成光學(xué)重復(fù)單元從而提供第一反射特性的微層的至少部分雙折射多層光學(xué)膜形成之后,將膜準(zhǔn)備進(jìn)行上述選擇性加熱。加熱步驟在鄰近多層光學(xué)膜的第一區(qū)的第二區(qū)中選擇性地進(jìn)行,并且被調(diào)控,以選擇性地熔融和失取向(部分或整體)微層組中的至少一種雙折射材料,以便減少或消除微層中的至少一些中的雙折射,同時(shí)使第一(未處理)區(qū)中的雙折射無(wú)變化。另外進(jìn)行選擇性加熱以保持第二區(qū)中的層的結(jié)構(gòu)完整性。如果經(jīng)處理的第二區(qū)中的雙折射材料整體(即完全)失取向,則雙折射微層恢復(fù)各向同性狀態(tài)(如澆鑄料片),同時(shí)保持光學(xué)上的薄層。這可見(jiàn)于圖5B-D中,其中熱處理引起第一層的折射率(參見(jiàn)與nlx、nly、和nlz相關(guān)的小黑點(diǎn))恢復(fù)至其在澆鑄料片狀態(tài)中的數(shù)值(參見(jiàn)用于相同折射率nlx、nly、和nlz的菱形符號(hào))。應(yīng)當(dāng)重申,菱形符號(hào)表示各向同性狀態(tài)(如澆鑄料片)下的層的折射率,小黑點(diǎn)表示成品的內(nèi)部圖案化膜的處理區(qū)或選擇性加熱區(qū)中的微層的折射率,并且空心圓表示成品的內(nèi)部圖案化膜的未處理區(qū)中的微層的折射率。如果經(jīng)處理的第二區(qū)中的雙折射材料僅部分(即不完全地)地失取向,則雙折射微層松弛至下述雙折射狀態(tài),其低于加熱之前的雙折射狀態(tài)但并非為各向同性的層。在這種情況下,經(jīng)處理的第二區(qū)中的雙折射材料采集位于圖5A-J中所示的介于菱形符號(hào)和空心圓之間某個(gè)位置處的數(shù)值。這種不完全雙折射松弛的一些實(shí)例在共同轉(zhuǎn)讓的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng) No. PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷號(hào) 65848W0002) "Internally Patterned Multilayer Optical Films With Multiple Birefringent Layers”(具有多個(gè)雙折射層的內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜)中有更詳細(xì)的說(shuō)明,該專(zhuān)利申請(qǐng)以引用方式并入本文中。在圖5A中,選擇的第一聚合物材料具有相對(duì)較低的折射率,并且選擇的第二聚合物材料具有較高的折射率并且具有正應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)。將材料以具有合適層數(shù)的交替層布置方式共擠出,以形成多層澆鑄料片,該料片具有通過(guò)菱形符號(hào)示出的折射率。然后在合適的條件下沿X軸單軸拉伸澆鑄料片,以在第二聚合物材料中引起雙折射,同時(shí)第一聚合物材料保持為各向同性的材料。折射率值11^進(jìn)一步增加,以與nix形成大的折射率差Δηχ。折射率值n2y和n2z降低,以分別與nly和nlz形成小的折射率差A(yù)ny和Δηζ。例如,數(shù)值A(chǔ)ny和Δηζ可以為零。當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),該組折射率可提供反射型偏振器,其中χ軸為阻光軸且y軸為透光軸。反射型偏振器可以為寬帶或窄帶的偏振器, 這取決于微層的層厚分布。然后可將反射型偏振膜在第二區(qū)中進(jìn)行內(nèi)部圖案化,如上所述,同時(shí)使反射型偏振膜在第一區(qū)中為未受損的膜。借助向第二區(qū)選擇性遞送輻射能量的選擇性加熱引起雙折射層松弛至其初始的各向同性狀態(tài)或松弛至中間雙折射狀態(tài)(如果失取向不完全)。如果松弛為完全松弛,則第二區(qū)可變?yōu)棣x Any Δηζ的反射鏡狀膜(如果微層組具有足夠的層數(shù))。成品膜因而將一個(gè)區(qū)中的反射型偏振器和相鄰區(qū)中的反射鏡狀膜結(jié)合在一體膜中,其中微層從一個(gè)區(qū)連續(xù)地延伸到下一個(gè)區(qū)。對(duì)于此圖5Α,選擇性加熱處理過(guò)程能夠?qū)⒍鄬臃瓷湫推衿髂じ淖優(yōu)槎鄬臃瓷溏R膜,即偏振器一反射鏡。在圖5Β中,選擇的第一聚合物材料和第二聚合物材料具有基本上相同的折射率, 但其中第一聚合物材料具有正應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)。將材料以具有合適層數(shù)的交替層布置方式共擠出,以形成多層澆鑄料片,該料片具有通過(guò)菱形符號(hào)示出的折射率。然后在合適的條件下沿χ軸和y軸雙軸拉伸澆鑄料片,以在第一聚合物材料中引起雙折射,同時(shí)第二聚合物材料保持為各向同性的材料。折射率值nix、nly增加,以分別與r^X、n2y形成顯著的折射率差Δηχ、Δηγ。折射率值nlz降低,以與Mz形成顯著的折射率差Δηζ,其與Δηχ和Any 具有相反的極性或符號(hào)。當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),該組折射率可提供反射鏡狀膜。通過(guò)該膜提供的反射可以為寬帶或窄帶的反射,這取決于微層的層厚分布。然后可將反射鏡狀膜在第二區(qū)中進(jìn)行內(nèi)部圖案化,如上所述,同時(shí)使反射鏡狀膜在第一區(qū)中為未受損的膜。借助向第二區(qū)選擇性遞送輻射能量的選擇性加熱引起雙折射層松弛至其初始的各向同性狀態(tài)或松弛至中間雙折射狀態(tài)(如果失取向不完全)。如果松弛為完全松弛,則第二區(qū)變?yōu)棣う铅?Any^ Δηζ 0的窗口狀膜。膜該部分的反射特性實(shí)際上無(wú)反射并且實(shí)際上完全透射(除去兩個(gè)外表面處的菲涅耳反射),即使不同材料層的層結(jié)構(gòu)得以保持(在一些實(shí)際實(shí)施例中,折射率匹配可能不完美,并且在至少一個(gè)偏振態(tài)中可以(如)利用分光光度計(jì)有利地檢測(cè)到小的反射率,從而確認(rèn)和揭示所保留多層結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié))。成品膜因而將一個(gè)區(qū)中的反射鏡狀反射器和相鄰區(qū)中的顯著窗口結(jié)合在一體膜中,該一體膜具有從一個(gè)區(qū)連續(xù)地延伸到下一個(gè)區(qū)的微層。對(duì)于此圖5Β,選擇性加熱處理過(guò)程能夠?qū)⒍鄬臃瓷溏R膜改變?yōu)槎鄬哟翱谀?反射鏡一窗口)。圖5Β的實(shí)施例的直接替代形式示于圖5C中,其中第二(各向同性的)材料替換為不同的各向同性的材料,其折射率基本上匹配取向條件中的nix和nly(空心圓),同時(shí)使第一(雙折射)材料無(wú)變化并且使用相同的拉伸條件。在這種情況下,拉伸膜在內(nèi)部圖案化之前在垂直入射處可以具有非常低的反射率和高透射率-以用于窗口狀外觀。當(dāng)該膜通過(guò)選擇性遞送輻射至第二區(qū)進(jìn)行圖案化同時(shí)窗口狀膜在第一區(qū)中未受損時(shí),選擇性加熱引起雙折射層松弛至其初始的各向同性狀態(tài)或松弛至中間雙折射狀態(tài)(如果失取向不完全)。 如果松弛為完全松弛,則第二區(qū)變?yōu)榫哂写髷?shù)值的Δηχ Any^ Δηζ的反射鏡狀膜。成品膜因而將一個(gè)區(qū)中的顯著窗口狀膜和相鄰區(qū)中的顯著反射鏡狀膜結(jié)合在一體膜中,該一體膜具有從一個(gè)區(qū)連續(xù)地延伸到下一個(gè)區(qū)的微層。對(duì)于此圖5C,選擇性加熱處理過(guò)程能夠?qū)⒍鄬哟翱谀じ淖優(yōu)槎鄬臃瓷湫头瓷溏R膜(窗口一反射鏡)。
在圖5D中,選擇的第二聚合物材料具有相對(duì)較低的折射率,并且選擇的第一聚合物材料具有較高的折射率并且具有正應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)。將材料以具有合適層數(shù)的交替層布置方式共擠出,以形成多層澆鑄料片,該料片具有通過(guò)菱形符號(hào)示出的折射率。然后在合適的條件下沿X軸和y軸雙軸拉伸澆鑄料片,以在第一聚合物材料中引起雙折射,同時(shí)第二聚合物材料保持為各向同性的材料。折射率值nlx、nly增加,以分別與r^X、n2y形成顯著的折射率差Δηχ、Any。折射率值nlz降低,以與nh形成顯著的折射率匹配(Δnz 0)。 當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),該組折射率可提供第一反射鏡狀膜。通過(guò)該膜提供的反射可以為寬帶或窄帶的反射,這取決于微層的層厚分布。由于顯著的ζ折射率匹配 Δηζ ^ 0,該第一反射鏡狀膜隨著入射角增大保持高反射率。然后可將該第一反射鏡狀膜在第二區(qū)中進(jìn)行內(nèi)部圖案化,如上所述,同時(shí)使第一反射鏡狀膜在第一區(qū)中為未受損的膜。借助向第二區(qū)選擇性遞送輻射能量的選擇性加熱引起雙折射層松弛至其初始的各向同性狀態(tài)或松弛至中間雙折射狀態(tài)(如果失取向不完全)。如果松弛為完全松弛,由于相對(duì)于第一區(qū),第二區(qū)中具有較低數(shù)值的Δηχ、Any、 Δ nz,第二區(qū)變?yōu)榈诙瓷溏R狀膜,該膜具有一定程度的降低的反射率。相比于第一區(qū),第二反射鏡狀膜也具有不同的角度相關(guān)的特性。具體地講,由于相對(duì)較大的Δηζ和布魯斯特效應(yīng),第二反射鏡狀膜的反射率隨入射角增大而降低。成品膜因而將一個(gè)區(qū)中的第一反射鏡狀反射器和相鄰區(qū)中的第二反射鏡狀反射器結(jié)合在一體膜中,該一體膜具有從一個(gè)區(qū)連續(xù)地延伸到下一個(gè)區(qū)的微層。對(duì)于此圖5D,選擇性熱處理過(guò)程能夠?qū)⒍鄬臃瓷溏R膜改變?yōu)椴煌亩鄬臃瓷溏R膜(反射鏡1 —反射鏡2)。圖5Ε示出了圖5Β的替代實(shí)施例,其中可使用與圖5Β中的材料相同的第一聚合物材料和第二聚合物材料,并且產(chǎn)生相同或相似的澆鑄料片,但其中澆鑄料片在不同的取向條件下進(jìn)行處理,以便制備取代反射鏡膜的偏振膜。將與圖5Β的材料相同的聚合物材料共擠出并且澆鑄到澆鑄輪上,以制備澆鑄料片。相對(duì)于圖5Β的工序的一個(gè)不同之處可能是調(diào)整澆鑄料片的整體厚度,以使得成品拉伸膜與圖5Β中的膜具有相同的標(biāo)稱(chēng)厚度,而不管這兩個(gè)實(shí)施例之間的拉伸條件的差別如何。在此圖5Ε的實(shí)施例中,在合適條件下利用受約束的單軸拉伸(沿χ軸拉伸,沿y軸受約束)來(lái)取向澆鑄料片,以在第一聚合物材料中引起雙折射,同時(shí)第二聚合物材料保持為各向同性的材料。然后可將此偏振膜在第二區(qū)中進(jìn)行內(nèi)部圖案化,如上所述,同時(shí)使偏振膜在第一區(qū)中為未受損的膜。借助向第二區(qū)遞送輻射能量的選擇性加熱引起雙折射層松弛至其初始的各向同性狀態(tài)或松弛至中間雙折射狀態(tài)(如果失取向不完全)。如果松弛為完全松弛,第二區(qū)變?yōu)棣う铅?Any^ Δηζ 0的窗口狀膜。成品膜因而將一個(gè)區(qū)中的反射型偏振器和相鄰區(qū)中的顯著窗口結(jié)合在一體膜中,該一體膜具有從一個(gè)區(qū)連續(xù)地延伸到下一個(gè)區(qū)的微層。對(duì)于此圖5Ε,選擇性熱處理過(guò)程能夠?qū)⒍鄬臃瓷湫推衿髂じ淖優(yōu)槎鄬哟翱谀?偏振器一窗口)。圖5F示出了圖5C的替代實(shí)施例,其通過(guò)使用負(fù)雙折射材料而非用于第一聚合物材料的正雙折射材料來(lái)提供窗口到反射鏡膜。正如圖5C中,圖5F的實(shí)施例中選擇的第二聚合物材料具有各向同性的折射率,該各向同性的折射率基本上匹配取向條件下的第一材料的面內(nèi)折射率(nix和nly)(空心圓)。并且正如圖5C中,將第一聚合物材料和第二聚合物材料共擠出并且澆鑄到澆鑄輪上,以制備澆鑄料片。然后在合適的條件下沿χ軸和y 軸雙軸拉伸澆鑄料片,以在第一聚合物材料中引起雙折射,同時(shí)第二聚合物材料保持為各向同性的材料。折射率值nlX、nly降低,以基本上匹配第二材料的各向同性的折射率,使得 Δηχ^ Any^O0折射率值nlz增大,以與nh形成顯著的折射率差Δηζ。當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),該組折射率可提供多層窗口膜,對(duì)于P偏振傾斜入射光,該膜的反射率隨入射角增大而增大。這種膜有時(shí)稱(chēng)為P偏振器。然后可將此窗口膜在第二區(qū)中進(jìn)行內(nèi)部圖案化,如上所述,同時(shí)使窗口膜在第一區(qū)中為未受損的膜。借助向第二區(qū)遞送輻射能量的選擇性加熱引起雙折射層松弛至其初始的各向同性狀態(tài)或松弛至中間雙折射狀態(tài)(如果失取向不完全)。如果松弛為完全松弛,第二區(qū)變?yōu)棣う铅?^ Any ^ Δηζ ^O的反射鏡狀膜。成品膜因而將一個(gè)區(qū)中的多層窗口膜和相鄰區(qū)中的微層反射鏡膜結(jié)合在一體膜中,該一體膜具有從一個(gè)區(qū)連續(xù)地延伸到下一個(gè)區(qū)的微層。對(duì)于此圖5F,選擇性熱處理過(guò)程能夠?qū)⒍鄬哟翱谀じ淖優(yōu)槎鄬臃瓷溏R膜(窗口 —反射鏡)。在圖5A-F中的每一個(gè)中,該光學(xué)材料之一在拉伸之后(以及在選擇性熱處理之后)保持為各向同性的材料。然而這通常不必如此,并且可使用本文所公開(kāi)的選擇性熱處理技術(shù)轉(zhuǎn)換成內(nèi)部圖案化光學(xué)膜的多種有趣且可用的多層光學(xué)膜設(shè)計(jì)包括兩種不同的光學(xué)材料(對(duì)于光學(xué)重復(fù)單元的組成層),并且這些組成材料層中的兩者(并非僅一者)在澆鑄料片進(jìn)行拉伸或者說(shuō)是取向時(shí)變?yōu)殡p折射的材料。這種多層光學(xué)膜本文稱(chēng)為“雙重雙折射”光學(xué)膜,因?yàn)檫@種膜中的光學(xué)重復(fù)單元各自包括至少兩層在拉伸之后為雙折射的組成微層。當(dāng)這種雙重雙折射多層光學(xué)膜暴露于選擇性熱處理時(shí),在處理區(qū)中可能存在多種不同的響應(yīng),這取決于材料特性和加熱條件例如,兩層材料層可以完全松弛,以成為各向同性的層,或一層材料層可以完全松弛或部分松弛而另一層材料層保持其雙折射,或兩層材料層均可以松弛不同的量(如一層材料層可以完全松弛,以成為各向同性的層,而另一層材料層部分松弛,以便保持其雙折射的僅一部分)。在任何情況下,一層或全部?jī)蓪硬牧蠈又械碾p折射變化都導(dǎo)致光學(xué)膜的第二(經(jīng)處理)區(qū)中的反射特性,其基本不同于膜的第一(未處理)區(qū)中的反射特性。雙重雙折射多層光學(xué)膜的其它細(xì)節(jié)以及用于內(nèi)部圖案化它們的選擇性加熱技術(shù)提供于下述共同轉(zhuǎn)讓的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)中,這些國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)與本專(zhuān)利申請(qǐng)同一天提交并且以引用方式并入本文中PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷號(hào) 65848W0002) "Internally Patterned Multilayer Optical Films With Multiple Birefringent Layers”(具有多個(gè)雙折射層的內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜);PCT/US2009/ XXXXXX(代理人案卷號(hào) 65849W0002) "Multilayer Optical Films Having Side-by-Side Polarizer/Polarizer Zones”(具有并列型偏振器區(qū)/偏振器區(qū)的多層光學(xué)膜)。適于通過(guò)選擇性熱處理進(jìn)行內(nèi)部圖案化的雙重雙折射多層光學(xué)膜的一些實(shí)例示于本專(zhuān)利申請(qǐng)的圖5G-J中。在圖5G中,選擇的第一聚合物材料和第二聚合物材料具有相同或相似的各向同性的折射率,并且具有相同或相似的應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)(在圖5G中示出為正的,但也可以使用負(fù)系數(shù)),而且具有不同的熔融溫度或軟化溫度。將材料以具有合適層數(shù)的交替層布置方式共擠出,以形成多層澆鑄料片,該料片具有通過(guò)菱形符號(hào)示出的折射率。然后在合適的條件下沿χ軸和y軸雙軸拉伸澆鑄料片,以在第一聚合物材料和第二聚合物材料中均引起雙折射。拉伸引起折射率值nix、nly增大,并且也引起值n2x、n2y相似地增大,同時(shí)也引起 nlz和n2z降低彼此相似的量(如圖所示),使得兩層材料層的折射率沿所有三個(gè)主方向都為基本上匹配的(Δηχ 0、Any 0、并且Δηζ 0),即使每一層材料層都為強(qiáng)單軸雙折射的層。當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),該組折射率可提供多層窗口狀膜,該膜對(duì)于垂直入射光和傾斜入射光具有極少反射或不具有反射。然后可將此多層窗口膜在第二區(qū)中進(jìn)行內(nèi)部圖案化,如上所述,同時(shí)使窗口膜在第一區(qū)中為未受損的膜。借助向第二區(qū)選擇性遞送輻射能量的選擇性加熱引起雙折射層中的至少一些松弛,從而成為較低雙折射的(包括成為各向同性的)層。就圖5G而言,將加熱謹(jǐn)慎地控制為下述溫度,其高于第一材料層的熔融點(diǎn)或軟化點(diǎn),但低于第二材料層的熔融點(diǎn)或軟化點(diǎn)。以此方式,選擇性加熱引起第二區(qū)中的第一雙折射層松弛至其初始的各向同性狀態(tài)或松弛至中間雙折射狀態(tài)(如果失取向不完全),同時(shí)導(dǎo)致第二區(qū)中的第二雙折射層基本上保持其雙折射。如果第一材料的松弛為完全松弛,則第二區(qū)的特征在于相對(duì)大的面內(nèi)折射率差(Δηχ和Any)和相對(duì)大的面外折射率差Δηζ,面外折射率差Δηζ與Δηχ 和Any相比具有相反的極性或符號(hào)。當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),這些折射率關(guān)系可在第二區(qū)中提供反射鏡狀膜。通過(guò)此膜提供的反射可以為寬帶或窄帶的反射,這取決于微層的層厚分布。在任一種情況下,由于Δηζ的相反極性,反射鏡膜的反射率都隨入射角的增大而增大。成品膜因而將一個(gè)區(qū)中的多層窗口膜和相鄰區(qū)中的反射鏡狀反射器結(jié)合在一體膜中,該一體膜具有從一個(gè)區(qū)連續(xù)地延伸到下一個(gè)區(qū)的微層。對(duì)于此圖5G,選擇性熱處理過(guò)程能夠?qū)⒍鄬哟翱谀じ淖優(yōu)槎鄬臃瓷湫头瓷溏R膜(窗口一反射鏡)。圖5Η示出了與圖5G類(lèi)似的實(shí)施例。同樣,選擇的第一聚合物材料和第二聚合物材料具有相同或相似的各向同性的折射率,并且具有相同或相似的應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)(在圖5Η 中示出為正的,但也可以使用負(fù)系數(shù)),而且具有不同的熔融溫度或軟化溫度。將材料以具有合適層數(shù)的交替層布置方式共擠出,以形成多層澆鑄料片,該料片具有通過(guò)菱形符號(hào)示出的折射率。然后將圖5Η中的澆鑄料片在合適的條件下沿χ軸(同時(shí)沿y軸約束膜)進(jìn)行單軸拉伸而非雙軸牽伸,以在第一聚合物材料和第二聚合物材料中均引起雙折射。拉伸引起折射率值nix和Mx增大相似量,同時(shí)導(dǎo)致nlz和n2z降低相似量,并且同時(shí)導(dǎo)致nly 和n2y保持相對(duì)恒定。這導(dǎo)致兩層材料層的折射率沿所有三個(gè)主方向都為基本上匹配的 (Δηχ 0、Any 0、并且Δnz 0),即使每一層材料層都為強(qiáng)雙軸雙折射的層。當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),該組折射率可提供多層窗口狀膜,該膜對(duì)于垂直入射光和傾斜入射光具有極少反射或不具有反射。然后可將此多層窗口膜在第二區(qū)中進(jìn)行內(nèi)部圖案化,如上所述,同時(shí)使窗口膜在第一區(qū)中為未受損的膜。借助向第二區(qū)選擇性遞送輻射能量的選擇性加熱引起雙折射層中的至少一些松弛,從而成為較低雙折射的層。就圖5H而言,將加熱再次謹(jǐn)慎地控制為下述溫度,其高于第一材料層的熔融點(diǎn)或軟化點(diǎn),但低于第二材料層的熔融點(diǎn)或軟化點(diǎn)。以此方式,選擇性加熱引起第二區(qū)中的第一雙折射層松弛至其初始的各向同性狀態(tài)或松弛至中間雙折射狀態(tài)(如果失取向不完全),同時(shí)導(dǎo)致第二區(qū)中的第二雙折射層基本上保持其雙折射。如果第一材料的松弛為完全松弛,則第二區(qū)的特征在于一個(gè)面內(nèi)方向的相對(duì)大的折射率差(Δηχ)、另一個(gè)面內(nèi)方向的零或近零折射率差(Any)、以及相對(duì)大的面外折射率差 (Δηζ),面外折射率差(Δηζ)與Δηχ相比具有相反的極性或符號(hào)。當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),這些折射率關(guān)系可在第二區(qū)中提供反射型偏振器膜。此偏振器膜具有平行于y方向的透光軸和平行于Χ方向的阻光軸。通過(guò)此膜提供的反射(對(duì)于阻態(tài)偏振光)可以為寬帶或窄帶的反射,這取決于微層的層厚分布。在任一種情況下,由于Δηζ的相反極性,偏振器膜對(duì)于阻態(tài)偏振光(對(duì)于s偏振分量和P偏振分量?jī)烧?的反射都隨入射角增大而增大。成品膜因而將一個(gè)區(qū)中的多層窗口膜和相鄰區(qū)中的反射型偏振器膜結(jié)合在一體膜中,該一體膜具有從一個(gè)區(qū)連續(xù)地延伸到下一個(gè)區(qū)的微層。對(duì)于此圖5Η,選擇性熱處理過(guò)程能夠?qū)⒍鄬哟翱谀じ淖優(yōu)槎鄬臃瓷湫推衿髂?窗口一偏振器)。圖51示出了在某些方面也類(lèi)似于圖5G但不同于圖5Η的實(shí)施例。同樣,選擇的第一聚合物材料和第二聚合物材料具有相同或相似的各向同性的折射率,并且在拉延之后均變?yōu)殡p折射的材料。第一材料和第二材料可以具有不同的熔融溫度或軟化溫度,或該溫度可以為基本上相同的溫度。然而顯著的是,圖51中選擇的材料的應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)具有不同極性或符號(hào)。在所示實(shí)施例中,第一材料具有正應(yīng)力-光學(xué)系數(shù),并且第二材料具有負(fù)應(yīng)力-光學(xué)系數(shù),但也可進(jìn)行相反的選擇。將材料以具有合適層數(shù)的交替層布置方式共擠出, 以形成多層澆鑄料片,該料片具有通過(guò)菱形符號(hào)示出的折射率。與圖5G相似,然后在合適的條件下沿χ軸和y軸雙軸拉伸圖51中的澆鑄料片,以在第一聚合物材料和第二聚合物材料中均引起雙折射。拉伸引起折射率值nix和nly增大相似量,同時(shí)導(dǎo)致nlz的較大下降。 拉伸也引起折射率值降低相似量,同時(shí)導(dǎo)致Mz的較大增大。這導(dǎo)致兩層材料層的折射率具有基本上相等的面內(nèi)折射率失配(Δηχ Any)和具有相反極性或符號(hào)的甚至較大的面外折射率失配Δηζ。當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),該組折射率可提供反射鏡狀膜。通過(guò)該膜提供的反射可以為寬帶或窄帶的反射,這取決于微層的層厚分布。由于Δηζ的相反極性,此多層反射鏡膜的反射率隨入射角的增大而增大。然后可將反射鏡膜在第二區(qū)中進(jìn)行內(nèi)部圖案化,如上所述,同時(shí)使反射鏡膜在第一區(qū)中為未受損的膜。借助向第二區(qū)選擇性遞送輻射能量的選擇性加熱引起雙折射層中的至少一些松弛,從而成為較低雙折射的層。就圖51而言,將加熱控制在下述溫度,其高于第一材料層和第二材料層兩者的熔融點(diǎn)和軟化點(diǎn)。因此,該加熱使得第二區(qū)中的第一雙折射層和第二雙折射層松弛至其初始的各向同性狀態(tài)或松弛至中間雙折射狀態(tài)(如果失取向不完全)。如果材料的松弛為完全松弛,則第二區(qū)的特征在于沿所有三個(gè)主方向的折射率都基本上匹配,即,Δηχ^ Any^ Δηζ ^ O0當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),這些折射率關(guān)系可在第二區(qū)中提供多層窗口膜。成品膜因而將一個(gè)區(qū)中的多層反射鏡膜和相鄰區(qū)中多層窗口膜結(jié)合在一體膜中,該一體膜具有從一個(gè)區(qū)連續(xù)地延伸到下一個(gè)區(qū)的微層。對(duì)于此圖51,選擇性熱處理過(guò)程能夠?qū)⒍鄬臃瓷溏R膜改變?yōu)槎鄬哟翱谀?反射鏡一窗口)。圖5J的實(shí)施例使用描述于美國(guó)專(zhuān)利6,179,948 (Merrill等人)中的雙步拉延法。 在該方法中,澆鑄膜的拉伸或取向使用雙步拉延法進(jìn)行,雙步拉延法被謹(jǐn)慎控制,以使得一組層(如每一個(gè)光學(xué)重復(fù)單元的第一材料層)基本上在兩個(gè)拉延步驟中均取向,而另一組層(如每一個(gè)光學(xué)重復(fù)單元的第二材料層)基本上僅在一個(gè)拉延步驟中取向。這導(dǎo)致下述多層光學(xué)膜,該膜具有在拉延之后基本上為雙軸取向的一組材料層,并且具有在拉延之后基本上為單軸取向的另一組材料層。這種差異的實(shí)現(xiàn)方式為通過(guò)采用一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)不同的處理?xiàng)l件(例如用于雙步拉延法的溫度、應(yīng)變率、和應(yīng)變程度)促成兩種材料的不同粘彈性和結(jié)晶特性。因此,例如,第一拉延步驟可以基本上沿第一方向使第一材料取向,而至多僅稍許沿該方向使第二材料取向。在第一拉延步驟之后,適當(dāng)?shù)馗淖円粋€(gè)或多個(gè)處理?xiàng)l件, 使得在第二拉延步驟中,第一材料和第二材料基本上均沿第二方向被取向。通過(guò)該方法,第一材料層可呈現(xiàn)基本上雙軸取向的特性(例如,折射率可以滿足關(guān)系nix ^ nly Φ nlz,有時(shí)稱(chēng)為單軸雙折射材料),而恰恰同一多層膜中的第二材料層可呈現(xiàn)基本上單軸取向的特性(例如,折射率可以滿足關(guān)系n2x ^ n2y ^ n2z ^ n2x,有時(shí)稱(chēng)為雙軸雙折射材料)。在此背景技術(shù)下,圖5J示出了下述實(shí)施例,其中選擇的第一聚合物材料和第二聚合物材料具有相同或相似的各向同性的折射率,并且在拉延之后均變?yōu)殡p折射的材料, 并且具有相同極性的應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)(在附圖中它們均示出為正的,但它們可相反均為負(fù)的)。第一材料和第二材料具有不同的熔融溫度或軟化溫度,并且具有不同的粘彈性和/或結(jié)晶特性,使得上述雙步拉延法可進(jìn)行實(shí)施。將材料以具有合適層數(shù)的交替層布置方式共擠出,以形成多層澆鑄料片,該料片具有通過(guò)菱形符號(hào)示出的折射率。然后利用上述雙步驟牽伸方法沿X軸和y軸雙軸拉伸澆鑄料片,使得第一材料沿X軸和y軸均同等地被取向,而第二材料優(yōu)先地沿y軸被取向,且沿χ軸具有極少或不具有取向。最終結(jié)果為多層光學(xué)膜, 該膜的第一微層和第二微層均為雙折射的層,但第一材料層具有基本上雙軸取向的特性, 而第二材料層具有基本上單軸取向的特性。如圖所示,選擇材料和處理?xiàng)l件,以使得拉伸引起折射率值nix和nly增大相似量,同時(shí)導(dǎo)致nl降低較大量。拉伸也引起折射率值n2y增至等于或接近于nix和nly的值,且引起n2z降低,并且引起折射率Mx保持大致不變(如果第二材料在χ軸取向步驟期間取向?yàn)樾〗嵌?,則MX可以稍微增大,如圖所示)。這導(dǎo)致兩層材料層的折射率具有一個(gè)大的面內(nèi)折射率失配(△ nx)、一個(gè)顯著較小的面內(nèi)折射率失配(Any 0)、和中間的面外折射率失配(Δηζ)(具有與Δηχ相反的極性)。當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),該組折射率可提供具有沿χ方向的阻光軸和沿y方向的透光軸的第一反射型偏振膜。通過(guò)此膜提供的反射(用于平行于阻光軸偏振的光)可以為寬帶或窄帶的反射,這取決于微層的層厚分布。然后可將此第一多層反射型偏振器膜在第二區(qū)中進(jìn)行內(nèi)部圖案化,如上所述,同時(shí)使偏振器膜在第一區(qū)中為未受損的膜。借助向第二區(qū)選擇性遞送輻射能量的選擇性加熱引起雙折射層中的至少一些松弛,從而成為較低雙折射的層。在這種情況下,將加熱謹(jǐn)慎地控制為下述溫度,其高于第一材料層的熔融點(diǎn)或軟化點(diǎn),但低于第二材料層的熔融點(diǎn)或軟化點(diǎn)。以此方式,選擇性加熱引起第二區(qū)中的第一雙折射層松弛至其初始的各向同性狀態(tài)或松弛至中間雙折射狀態(tài)(如果失取向不完全),同時(shí)導(dǎo)致第二區(qū)中的第二雙折射層基本上保持其雙折射。如果第一材料的松弛為完全松弛,則第二區(qū)的特征在于一個(gè)面內(nèi)方向的相對(duì)大的折射率差(Any)、另一個(gè)面內(nèi)方向的零或近零折射率差(Δηχ)、以及相對(duì)大的面外折射率差(Δηζ),面外折射率差(Δηζ)與Δ ny相比具有相反的極性或符號(hào)。當(dāng)應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),這些折射率關(guān)系可在第二區(qū)中提供第二反射型偏振器膜。要注意的是,此第二偏振器具有平行于χ方向的透光軸和平行于y方向的阻光軸,即,其相對(duì)第一反射型偏振器被垂直取向。通過(guò)此第二偏振器膜提供的反射(對(duì)于阻態(tài)偏振光)將為寬帶或窄帶的反射,這取決于微層的層厚分布,同樣,第一反射型偏振器對(duì)于正交偏振態(tài)為寬帶或窄帶的偏振器。在任何情況下,由于在第二區(qū)中Δηζ的相反極性,第二偏振器膜對(duì)于阻態(tài)偏振光(對(duì)于s偏振分量和ρ偏振成量)的反射都隨入射角增大而增大。成品膜因而將一個(gè)區(qū)中的第一反射型偏振器膜和相鄰區(qū)中的第二反射型偏振器膜結(jié)合在一體膜中 (其中第二反射型偏振器膜垂直于第一反射型偏振器膜被取向),該一體膜具有從一個(gè)區(qū)連續(xù)地延伸到下一個(gè)區(qū)的微層。對(duì)于此圖5J,選擇性熱處理過(guò)程能夠?qū)⒌谝欢鄬臃瓷湫推衿髂じ淖優(yōu)榈诙鄬臃瓷湫推衿髂?偏振器1 —偏振器2)。當(dāng)然,用于第一區(qū)的反射器類(lèi)型和用于第二區(qū)的反射器類(lèi)型的多種可能組合可進(jìn)行選擇,并且結(jié)合圖5A-J所述的實(shí)施例僅示出一些此類(lèi)組合并且不應(yīng)視為限制性的。應(yīng)當(dāng)注意,不僅可使用正雙折射材料,而且可使用負(fù)雙折射材料以及它們的組合。另外應(yīng)當(dāng)注意,在其中使用雙折射和各向同性聚合物的組合的情況下,雙折射聚合物可以具有預(yù)拉伸的各向同性的折射率,該折射率小于、大于或等于各向同性聚合物的折射率。事實(shí)上,材料的預(yù)拉伸的各向同性的折射率(無(wú)論所用材料類(lèi)型)可以根據(jù)需要為匹配的或基本上匹配的或可以為基本上失配的折射率,以在成品膜中制備所需的反射特性。圖6為匯總可使用本文針對(duì)多層光學(xué)膜所述的雙折射松弛技術(shù)實(shí)現(xiàn)的各種轉(zhuǎn)換的示意圖。由此,該示意圖也匯總了用于內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜的第一(未處理)區(qū)和第二(經(jīng)熱處理)區(qū)的反射器類(lèi)型的多種組合。圖中的箭頭表示從第一反射特性到基本上不同于第一反射特性的第二反射特性的轉(zhuǎn)換。應(yīng)當(dāng)注意,圖6中所提供的示意圖是為了進(jìn)行示意性的說(shuō)明,并且不應(yīng)理解為限制性的。箭頭610a表示從多層反射鏡膜到多層窗口膜的轉(zhuǎn)換,如,如結(jié)合圖5B和圖51所述。這種轉(zhuǎn)換可用于提供下述內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜,該膜具有一個(gè)或多個(gè)表征為反射鏡膜的第一(未處理)區(qū)以及一個(gè)或多個(gè)表征為窗口膜的第二(經(jīng)處理)區(qū)。箭頭610b表示從多層窗口膜到多層反射鏡膜的反向轉(zhuǎn)換,如,如結(jié)合圖5C、圖5F、和圖5G所述。這種轉(zhuǎn)換可用于提供下述內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜,該膜具有一個(gè)或多個(gè)表征為窗口膜的第一(未處理)區(qū)以及一個(gè)或多個(gè)表征為反射鏡膜的第二(經(jīng)處理)區(qū)。箭頭61 表示從多層窗口膜到多層偏振器膜的轉(zhuǎn)換,如,如結(jié)合圖5H所述。這種轉(zhuǎn)換可用于提供下述內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜,該膜具有一個(gè)或多個(gè)表征為窗口膜的第一 (未處理)區(qū)以及一個(gè)或多個(gè)表征為偏振器膜的第二(經(jīng)處理)區(qū)。箭頭612b表示從多層偏振器膜到多層窗口膜的反向轉(zhuǎn)換,如,如結(jié)合圖5E所述。這種轉(zhuǎn)換可用于提供下述內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜,該膜具有一個(gè)或多個(gè)表征為偏振器膜的第一(未處理)區(qū)以及一個(gè)或多個(gè)表征為窗口膜的第二(經(jīng)處理)區(qū)。盡管多種反射型偏振膜設(shè)計(jì)為對(duì)平行于透光軸的垂直入射光具有極少的反射或不具有反射,但在一些應(yīng)用中,可能有利的是,反射型偏振膜對(duì)這種光具有小的或甚至顯著的反射。這種膜可以在其光學(xué)重復(fù)單元中具有第一層和第二層,該層在拉延(拉伸)膜中的兩個(gè)面內(nèi)折射率差Δηχ和Any均具有顯著數(shù)值,但這些折射率差中的一個(gè)顯著高于另一個(gè),以便得到阻光軸和透光軸。如果將這些折射率關(guān)系應(yīng)用于具有足夠?qū)訑?shù)的微層組中時(shí),則結(jié)果可能為非對(duì)稱(chēng)反射性膜,本文稱(chēng)為部分偏振器。這種膜對(duì)于一種偏振的垂直入射光提供高度反射,并且對(duì)于相反偏振的垂直入射光提供較小、但仍顯著程度的反射。這種偏振膜尤其可用于(例如)某些高效率、低損耗的顯示器應(yīng)用中、光循環(huán)和空間均化系統(tǒng)中、以及其它應(yīng)用中。對(duì)于這種膜和這種膜的應(yīng)用的其它公開(kāi)內(nèi)容,參見(jiàn)PCT公開(kāi)WO 2008/144656 (Weber 等人)"Backlight and Display System Using Same”(背光源以及使用該背光源的顯示系統(tǒng)),該膜在該公開(kāi)中稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)反射性膜(ARF)。箭頭61 表示從多層偏振器膜到多層反射鏡膜的轉(zhuǎn)換,如,如結(jié)合5A所述。這種轉(zhuǎn)換可用于提供下述內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜,該膜具有一個(gè)或多個(gè)表征為偏振器膜的第一 (未處理)區(qū)以及一個(gè)或多個(gè)表征為反射鏡膜的第二(經(jīng)處理)區(qū)。箭頭614b表示從多層反射鏡膜到多層偏振器膜的反向轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換可用于提供下述內(nèi)部圖案化多層光學(xué)膜, 該膜具有一個(gè)或多個(gè)表征為偏振器膜的第一(未處理)區(qū)以及一個(gè)或多個(gè)表征為窗口膜的第二(經(jīng)處理)區(qū)。箭頭616、618、和620表示從一種類(lèi)型的反射鏡到另一種類(lèi)型的反射鏡(參見(jiàn) (如)圖5D)、從一種類(lèi)型的窗口到另一種類(lèi)型的窗口、以及從一種類(lèi)型的偏振器到另一種類(lèi)型的偏振器(參見(jiàn)(如)圖5J)的轉(zhuǎn)換。窗口到窗口類(lèi)型轉(zhuǎn)換(窗口 1_>窗口 2)可以使用上述折射率轉(zhuǎn)換中的任何者(包括(但不限于)圖5A-J中所示的那些)來(lái)實(shí)現(xiàn),但其中用于微層疊堆中的層數(shù)為足夠少的,以使得對(duì)于任何給定的層與層折射率差,疊堆提供視為窗口狀反射特性的足夠低的反射率。從上述論述中回顧,即使在膜對(duì)于普通觀察者似乎為基本上透光或透明的情況下,也可利用例如分光光度計(jì)之類(lèi)的儀器檢測(cè)到極弱的反射。再次提醒本文讀者,圖6中所提供的示意圖是為了進(jìn)行示意性的說(shuō)明,并且不應(yīng)理解為限制性形式。此時(shí),在已觀察圖5A-J和圖6之后,本文讀者將會(huì)知道,本文所述的減少多層光學(xué)膜中的層中的至少一些的雙折射的選擇性熱處理可用于“開(kāi)啟”多層光學(xué)膜(即將其從可能相對(duì)較低的初始反射率(對(duì)于至少一種偏振態(tài))改變?yōu)轱@著較高的反射率),或可用于 “關(guān)閉”多層光學(xué)膜(即將其從可能相對(duì)較高的初始反射率(對(duì)于至少一種偏振態(tài))改變?yōu)轱@著較低的反射率)。換句話說(shuō),選擇性熱處理可用于增大光學(xué)重復(fù)單元的層間沿一條或多條軸的折射率失配,或其可用于降低折射率失配。在圖7中,示出了一個(gè)可用于選擇性加熱多層光學(xué)膜的第二區(qū)的裝置700,從而得到本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)部圖案化膜。簡(jiǎn)而言之,所提供的多層光學(xué)膜710包括至少一個(gè)在整個(gè)膜中或至少?gòu)钠涞谝粎^(qū)到第二區(qū)延伸的微層組。微層位于膜內(nèi)部并且提供具有第一反射特性的膜。高輻射率光源720提供引導(dǎo)光束722,引導(dǎo)光束722具有合適的波長(zhǎng)、強(qiáng)度、和光束尺寸,以通過(guò)吸收將入射光的一些轉(zhuǎn)換成熱從而來(lái)選擇性地加熱膜的照射部分724。優(yōu)選的是,膜的吸收為足夠高,從而便利用適當(dāng)功率的光源得到足夠的加熱,但不應(yīng)過(guò)高以防過(guò)量的光在膜的初始表面處被吸收,這可能造成表面損壞。這在下面進(jìn)一步討論。在一些情況下,可能有利的是以斜角θ使光源取向,如通過(guò)傾斜設(shè)置的光源720a、引導(dǎo)光束72加、 和照射部分72 所示。如果多層光學(xué)膜710包括具有下述反射譜帶的微層組,其中所述反射譜帶在垂直入射下以阻止所需量的吸收和伴隨加熱的方式顯著反射引導(dǎo)光束722,則這種傾斜照射可能是有利的。因此,利用反射譜帶隨入射角增大而偏移至較短波長(zhǎng),可在斜角 θ下遞送引導(dǎo)光束72 ,以避免(現(xiàn)已偏移)反射譜帶,以允許所需的吸收和加熱。在一些情況下,引導(dǎo)光束722或72 可以按照這樣的方式成形照射部分7M或 724a具有成品第二區(qū)的所需形狀。在其它情況下,引導(dǎo)光束可以具有尺寸小于所需第二區(qū)的形狀。在后一情況下,可使用光束控制設(shè)備在多層光學(xué)膜的表面上掃描引導(dǎo)光束,以便繪出要處理區(qū)的所需形狀。也可利用下述裝置進(jìn)行引導(dǎo)光束的空間和時(shí)間調(diào)制,例如分束器、 透鏡陣列、泡克耳斯盒、聲光調(diào)制器、和本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的其它技術(shù)和裝置。圖8A-C提供了圖案化多層膜的不同第二區(qū)、以及其上添加的引導(dǎo)光束相對(duì)于能夠形成所示區(qū)的膜的可能路徑的示意性俯視圖。在圖8A中,將光束導(dǎo)向多層光學(xué)膜810并且以可控速率從起點(diǎn)816a沿路徑816掃描至終點(diǎn)816b,以選擇性地加熱任意形狀區(qū)814內(nèi)的膜,以將該區(qū)與第一區(qū)812辨別開(kāi)。圖8B和圖8C為類(lèi)似的圖。在圖8B中,將光束導(dǎo)向
26多層光學(xué)膜820并且以可控速率從起點(diǎn)826a沿路徑擬6進(jìn)行掃描,以選擇性地加熱矩形區(qū) 824中的膜,以將該區(qū)與相鄰的第一區(qū)822辨別開(kāi)。在圖8C中,將光束導(dǎo)向多層光學(xué)膜830 并且以可控速率沿不連續(xù)路徑836-842等等進(jìn)行掃描,以選擇性地加熱矩形區(qū)834中的膜, 以將該區(qū)與相鄰的第一區(qū)832辨別開(kāi)。在圖8A-C中的每一個(gè)中,加熱足以減少或消除第二區(qū)中的至少一些內(nèi)部微層的雙折射,同時(shí)保持第一區(qū)中的那些層的雙折射,并且在仍保持第二區(qū)中的微層的結(jié)構(gòu)完整性且不向第二區(qū)選擇性地施加任何壓力的情況下實(shí)現(xiàn)。圖9A和圖9B討論了這樣的主題多層光學(xué)膜的吸收可以或應(yīng)當(dāng)如何被調(diào)控,從而得到最佳局部加熱。圖9A和圖9B中的曲線圖繪于同一水平比例尺上,該比例尺表示輻射光束隨著其傳播穿過(guò)膜的深度或位置。0%的深度對(duì)應(yīng)于膜的前表面,并且100%的深度對(duì)應(yīng)于膜的后表面。圖9A沿豎軸繪制出輻射光束的相對(duì)強(qiáng)度1/%。圖9B繪制出膜內(nèi)的每一個(gè)深度處的局部吸收系數(shù)(在輻射光束的選定波長(zhǎng)或波長(zhǎng)譜帶下)。在每一個(gè)圖中針對(duì)三種不同的多層光學(xué)膜實(shí)施例繪制出三條曲線。在第一實(shí)施例中,膜在其整個(gè)厚度上在引導(dǎo)光束的波長(zhǎng)下具有基本上均勻且低的吸收性。此實(shí)施例在圖 9A中示出為曲線910并且在圖9B中示出為曲線920。在第二實(shí)施例中,膜在其整個(gè)厚度上具有基本上均勻且高的吸收性。此實(shí)施例在圖9A中示出為曲線912并且在圖9B中示出為曲線922。在第三實(shí)施例中,膜在其厚度中的區(qū)91 和915c內(nèi)具有相對(duì)較低的吸收性,但在其厚度中的區(qū)915b內(nèi)具有較高的中間的吸收性。第一實(shí)施例具有對(duì)多種情況而言過(guò)低的吸收系數(shù)。盡管如通過(guò)曲線910的恒定斜率所指出的那樣,引導(dǎo)光束隨深度變化而被均勻的吸收(在一些情況下可能是有利的),但實(shí)際上極少的光被吸收,如通過(guò)曲線910在100%深度處的高數(shù)值所示,這意味著高百分比的引導(dǎo)光束被浪費(fèi)。然而在一些情況下,此第一實(shí)施例在一些膜的處理中仍然可能是相當(dāng)可用的。第二實(shí)施例具有對(duì)多種情況而言過(guò)高的吸收系數(shù)。盡管引導(dǎo)光束的基本上全部均被吸收并且沒(méi)有浪費(fèi),但高吸收引起過(guò)量的光在膜的前表面處被吸收,這可能對(duì)膜造成表面損壞。如果吸收太高,則足量的熱不可能在未損壞位于膜前表面處或其附近的層的情況下而被遞送至所關(guān)注的內(nèi)層。第三實(shí)施例采用可以(例如)通過(guò)將吸收劑摻入到膜的選定內(nèi)層中實(shí)現(xiàn)的非均勻吸收分布。將吸收性水平(通過(guò)局部吸收系數(shù)控制)有利地設(shè)定為中間水平,以使得引導(dǎo)光束的足夠部分在膜的設(shè)定吸收區(qū)91 中被吸收,但吸收性不應(yīng)太高,以至于過(guò)量的熱被遞送到區(qū)91 的入射端(相對(duì)于對(duì)側(cè)端)。在多種情況下,吸收區(qū) 91 中的吸收性仍為相當(dāng)弱的,如該區(qū)上的相對(duì)強(qiáng)度分布914可能看起來(lái)更像直線,其與其它區(qū)(如91 和915c)相比僅具有較陡的斜率。如在下文進(jìn)一步所述,足量吸收的確定方式為基于入射引導(dǎo)光束的能量和持續(xù)時(shí)間來(lái)平衡吸收性,以實(shí)現(xiàn)所需的效果。在第三實(shí)施例的示例性實(shí)例中,多層膜可以具有包括兩層厚表層以及兩者間的一個(gè)或多個(gè)微層組(如果包括兩個(gè)或更多個(gè)微層組,則由保護(hù)性邊界層間隔)的構(gòu)造,并且膜可以僅由兩種聚合物材料A和B構(gòu)成。將吸收劑摻入到聚合物材料A中,以使其吸收性增大至適度的水平,但未將吸收劑摻入到聚合物B中。材料A和B均提供于微層組的交替層中,但表層和保護(hù)性邊界層(如果存在)僅由聚合物B構(gòu)成。這種構(gòu)造在膜的外表面(即表層)處由于使用弱吸收材料B將具有低吸收性,并且在光學(xué)厚PBL (如果它們存在)處也將具有低吸收性。該構(gòu)造在微層組中由于交替微層中使用較強(qiáng)吸收材料A(以及具有較弱吸收材料B的交替微層)將具有較高吸收性。這種排列可用于優(yōu)先地將熱遞送至膜的內(nèi)層,具體地講遞送至內(nèi)部微層組,而非遞送至外表面層。應(yīng)當(dāng)注意,利用適當(dāng)設(shè)計(jì)的送料區(qū)塊, 多層光學(xué)膜可包括三種或更多種不同類(lèi)型的聚合物材料(A、B、C、...),并且可以將吸收劑摻入到材料的一種、一些或全部中,以便得到多種不同的吸收分布,以便將熱遞送至膜的選定內(nèi)層、組或區(qū)。在其它情況下,可能可用的是,在PBL中或甚至在表層中(如果存在)包括吸收劑。在任一種情況下,該負(fù)載量或濃度與微層中相比,都可以為相同或不同的、較高或較低的負(fù)載量或濃度。可以利用多層光學(xué)膜中使用的各種原材料的固有吸收特性來(lái)獲得與上述實(shí)施例中的那些類(lèi)似的吸收分布。因此,多層膜構(gòu)造可以包括在膜的各個(gè)層或組當(dāng)中具有不同吸收特性的不同材料,并且這些各個(gè)層或組可以在膜形成期間成形在一起(如通過(guò)共擠出), 或可以形成為隨后進(jìn)行結(jié)合(如通過(guò)層合)的單獨(dú)前體膜?,F(xiàn)在重申和修飾上述教導(dǎo)內(nèi)容和公開(kāi)內(nèi)容的某些方面。除了別的以外,上述公開(kāi)內(nèi)容可視為描述在其初始制造之后可通過(guò)非接觸、輻射方式改變的“可刻繪的”多層光學(xué)膜。多層光學(xué)膜(MOF)可以包含至少兩種交替層的材料和至少一個(gè)這種層的光學(xué)組,該組被調(diào)節(jié),以在第一選定入射角下反射光譜的選定部分,例如可見(jiàn)光譜帶,此外,多層光學(xué)膜任選地包含對(duì)于本論述的目的可以稱(chēng)為第三材料的吸收劑, 該吸收劑分散于選定光學(xué)組中的任一層或全部?jī)蓪又校瑑?yōu)先地吸收既不被MOF反射譜帶在第二選定入射角下主要反射、也不被MOF的其它材料顯著吸收的電磁輻射。也公開(kāi)了下述方法,該方法使用指定光譜帶的引導(dǎo)輻射能量處理來(lái)選擇性地部分或完全熔融和失取向光學(xué)組(包含吸收材料)中的至少一種雙折射材料,以便減少或消除這些層中的雙折射。應(yīng)用該處理以在整個(gè)膜平面上選擇空間位置。也外公開(kāi)了成品光學(xué)膜本身,該膜在處理之后具有空間定制的光學(xué)變化。本發(fā)明所公開(kāi)的膜可用于商業(yè)工藝中,其中將初始均勻澆鑄和拉延的光學(xué)體在空間上定制,以符合給定用途的各個(gè)需求。特別關(guān)注的一個(gè)方面為通過(guò)下述方式來(lái)進(jìn)行含有(例如)近紅外吸收染料或其它吸收劑的多層光學(xué)膜的可控空間圖案化,所述方式為通過(guò)利用脈沖頂激光源或其它合適的高輻射率光源進(jìn)行后續(xù)處理來(lái)選擇性移除選定內(nèi)部光學(xué)層的雙折射,同時(shí)使其它內(nèi)層或表面層相對(duì)不變。本文所公開(kāi)的膜(在選擇性熱處理之前以及之后兩者),其中膜的內(nèi)部微層中的至少一些的雙折射可在膜的一個(gè)或多個(gè)區(qū)中被減少,從而得到不同于初始或第一反射特性的第二反射特性)可以稱(chēng)為STOF 空間定制的光學(xué)膜。膜、方法、和商業(yè)工藝通??梢杂糜谌魏螒?yīng)用中,其中空間控制的取向水平為所需的水平。所關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域可以包括(例如)顯示、裝飾、和安全用途。一些應(yīng)用可以重疊多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。例如,一些制品可以將本文所公開(kāi)的內(nèi)部圖案化膜與包括常規(guī)圖案化(例如以標(biāo)記的形式)的膜、基底或其它層進(jìn)行整合。所得的制品可能可用于安全用途,但其形式也可以視為裝飾性產(chǎn)品。選擇性熱處理這種制品可以在內(nèi)部圖案化膜中產(chǎn)生下述區(qū),該區(qū)選擇性地阻擋(通過(guò)增加反射性)或反映(通過(guò)降低反射性)其它膜的常規(guī)圖案化的部分,這取決于內(nèi)部圖案化膜的設(shè)計(jì)。本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)部圖案化膜的色移特性也可以與如公開(kāi)于(例如)以下美國(guó)專(zhuān)利中的著色或黑白背景標(biāo)記結(jié)合使用6,045,894 (Jonza等人)"Clear to Colored Security Film”(透明至彩色安全膜);和 6,531,230 (Weber 等人)"Color Shifting Film”(色移膜)。
另外,至于安全用途,本發(fā)明所公開(kāi)的膜可以用于多種安全構(gòu)造中,包括標(biāo)識(shí)卡、 駕駛證、護(hù)照、訪問(wèn)控制通行證、金融交易卡(信用卡、借記卡、預(yù)付卡或其它卡)、商標(biāo)保護(hù)或識(shí)別標(biāo)簽、等等??梢詫⒛ぷ鳛閮?nèi)層或外部層層合或者說(shuō)是粘附至安全構(gòu)造的其它層或部分。當(dāng)包括膜作為補(bǔ)片時(shí),該膜可以僅覆蓋卡、紙面或標(biāo)簽的主表面的一部分。在一些情況下,可能可以將膜用作安全構(gòu)造的基部基底或唯一元件??梢园ぷ鳛榘踩珮?gòu)造中的多種特征的任何一個(gè),例如全息圖、印刷圖像(凹雕、平版印刷、條碼等)、逆向反射特征、UV 或頂激活圖像等等。在某些情況下,本發(fā)明所公開(kāi)的膜可以與這些其它安全特征結(jié)合進(jìn)行分層。膜可以用于為安全構(gòu)造提供個(gè)性化特征,例如,標(biāo)記、圖像、單獨(dú)編碼數(shù)等。個(gè)性化特征可以涉及單獨(dú)文檔夾或?qū)S卯a(chǎn)品實(shí)物,例如在制造商標(biāo)簽、批校驗(yàn)標(biāo)簽、防篡改編碼等情況下。個(gè)性化特性可與多種掃描圖案(包括行圖案和點(diǎn)圖案)一起制備。根據(jù)膜構(gòu)造,可刻繪的組當(dāng)中的圖案可相同或不同。例如,應(yīng)當(dāng)考慮到下述情況,其中第一可刻繪的組初始具有可察覺(jué)顏色,但隨后經(jīng)處理或圖案化變?yōu)橥该鞯?。可使用一個(gè)或多個(gè)這種著色組。應(yīng)當(dāng)考慮,加入第二多層光學(xué)膜組,以形成有待包括在安全構(gòu)造中的膜構(gòu)造。圖案化或刻繪第一組將在第二組的背景顏色中產(chǎn)生設(shè)計(jì)或圖像,從而表示所結(jié)合的兩個(gè)組的顏色特性。當(dāng)光譜帶足夠窄時(shí),前景(圖案化區(qū))和背景均可隨視角產(chǎn)生色移。察覺(jué)顏色隨背景(如白色背景或黑色背景)進(jìn)行變化,以滿足透射或反射光的觀察,這可用作安全特征。例如,可翻轉(zhuǎn)文件(例如護(hù)照)中的膜面或頁(yè),以基于該文件的不同背景或部分來(lái)觀察膜。膜可以向安全構(gòu)造提供公開(kāi)的(如對(duì)于普通觀察者明顯可見(jiàn)的)和隱蔽的安全特征。例如,可刻繪的(著色)反射型偏振器層可提供利用偏振分析儀可觀察的隱蔽特征,如, 根據(jù)該分析儀的偏振態(tài)而改變顏色或消失的特征。可使紅外反射組圖案化,以制備頂可檢測(cè)的(如機(jī)器可讀的)個(gè)性化編碼特征。用于安全用途的特別關(guān)注的膜構(gòu)造為極遠(yuǎn)紅外或近紅外反射器,(如)具有介于650nm和SOOnm之間(取決于膜構(gòu)造)的較低(左)反射譜帶邊緣(如在美國(guó)專(zhuān)利6,045,894(Jonza等人)中所述),其可隨著觀察角度從垂直入射改變?yōu)槁尤肷涠峁┩该髦敛噬耐庥^。其它關(guān)注構(gòu)造,包括具有設(shè)計(jì)色移的光學(xué)偏振膜,在美國(guó)專(zhuān)利 7,064,897 (Hebrink等人)中有所描述。利用本專(zhuān)利申請(qǐng)的圖案化方法,可制備例如描述于 ‘894J0nza參考文獻(xiàn)中的那些和描述于‘897Hebrink參考文獻(xiàn)中的那些之類(lèi)的(例如)利用激光可刻繪的膜。例如,可通過(guò)改變光譜的可見(jiàn)光、UV或頂部分中的反射組來(lái)將個(gè)性化信息刻繪到這種膜中,其中膜的改變部分(處理區(qū))相比于膜的未處理部分可以具有較低的反射性,反之亦然。最后,應(yīng)當(dāng)指出的是,此處所述的用于安全用途的特征中的多個(gè)同樣可用于裝飾用途。例如,可如此將個(gè)性化徽標(biāo)嵌入到消費(fèi)制品中。層合構(gòu)造已在上文進(jìn)行論述,但它們以及其它類(lèi)型的下述光學(xué)體值得進(jìn)一步論述,所述光學(xué)體裝配如本文所公開(kāi)的與另一個(gè)具有不同光學(xué)特性的膜或基底以某種方式結(jié)合或組合的STOF型膜。在一些情況下,“另一種膜或基底”可以為或可以包括其它常規(guī)光學(xué)膜或基底,例如吸收型偏振器、著色的光透射膜(如已染色的單層聚合物)、延遲膜、玻璃板、白色或著色卡片、等等、以及它們的組合。在一些情況下,“另一種膜或基底”也可以或作為另外一種選擇為或可以包括不同類(lèi)型的多層光學(xué)膜,無(wú)論是偏振器、反射鏡、窗口、還是它們的組合。光學(xué)體(例如上述光學(xué)體)可以包括通過(guò)相長(zhǎng)干涉或相消干涉提供第一反射特性的第一多個(gè)層,如交替微層的疊堆或組。此第一多個(gè)層優(yōu)選地為STOF型膜,S卩,設(shè)計(jì)為使其微層中的至少一些的雙折射可在膜的一個(gè)或多個(gè)區(qū)中被減少,從而在這種區(qū)中得到第二反射特性,第二反射特性不同于第一反射特性。在一些實(shí)施例中,光學(xué)體也可包括提供第三反射特性的至少第二多個(gè)層,如不同于第一這種疊堆的交替微層的第二疊堆或組。例如,也可以根據(jù)需要包括第三多層、第四多層、和額外的多層,和/或例如一個(gè)或多個(gè)厚基底之類(lèi)的其它功能層。第二多個(gè)層可以為第二光學(xué)膜的部分,第二光學(xué)膜可以是或可以不是STOF型膜,并且可以通過(guò)層合方法(如利用合適的透光粘合劑層)或通過(guò)其它合適的方式結(jié)合至第一 STOF型膜。在這種光學(xué)體中,第一反射特性和第二反射特性可以選自本文所公開(kāi)的多種反射特性組合中的任何者。第三反射特性,即第二多個(gè)層的反射特性,也可以選自本文所公開(kāi)的反射特性中的任何者。第一反射特性和第三反射特性可以分別具有與其相關(guān)的第一反射譜帶和第三反射譜帶,并且這些譜帶的波長(zhǎng)在一些實(shí)施例中可以基本上不交疊,而在其它實(shí)施例中可以部分或完全交疊。所關(guān)注的一種此光學(xué)體為下述光學(xué)體,其中第一反射特性和第三反射特性具有交疊的反射譜帶,并且其中第一多個(gè)層為多層反射鏡狀膜,并且第二多個(gè)層為多層反射型偏振器。在反射鏡狀膜處作用到這種制品上的光將被顯著反射。如果反射鏡狀膜的反射性足夠高,則基礎(chǔ)反射型偏振器的存在可能對(duì)制品的整體反射性具有極小或不具有影響,因?yàn)闃O少或沒(méi)有光從反射鏡膜穿過(guò)而到達(dá)偏振器膜。然而,可在如本文所公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)第二區(qū)中選擇性熱處理反射鏡膜,以松弛其在這種區(qū)中的層中的至少一些的雙折射,從而得到第二反射特性。第二反射特性可以為多層窗口狀膜。在這種情況下,第一膜的處理區(qū) (第二區(qū))允許光穿透至第二膜。結(jié)果為下述內(nèi)部圖案化制品,其可在未處理(第一)區(qū)具有反射鏡膜功能,并且在經(jīng)處理(第二)區(qū)中具有反射型偏振器膜功能(因?yàn)榈谝荒さ拇翱跔畈糠直┞痘A(chǔ)偏振器膜)。這種膜可以在一些應(yīng)用中用作一體反射鏡/偏振器膜的替代品,所述一體反射鏡/偏振器膜在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)No. PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷號(hào) 65037W0003) "Multilayer Optical Films Having Side-by-Side Mirror/Polarizer hnes”(具有并列型反射鏡區(qū)/偏振器區(qū)的多層光學(xué)膜)中有所公開(kāi)。如果需要,第二膜也可以進(jìn)行選擇性地處理,以在處理區(qū)(第二區(qū))中將其第三反射特性轉(zhuǎn)換為第四反射特性。(結(jié)合第一膜和第二膜兩者,術(shù)語(yǔ)“第一區(qū)”是指未處理區(qū)并且“第二區(qū)”是指處理區(qū), 應(yīng)當(dāng)理解第一膜的第一區(qū)可能完全不同于第二膜的第一區(qū))。第四反射特性可以為窗口狀特性或不同于第三反射特性的任何其它特性。第一膜和第二膜的處理可以為使得第一膜的處理區(qū)和第二膜的處理區(qū)具有任何所需的空間關(guān)系,如,它們可以為基本上一致的、互補(bǔ)的、交疊的、非交疊的或者說(shuō)是根據(jù)需要的,并且對(duì)于這些膜的未處理區(qū)是類(lèi)似的。所關(guān)注的另一種光學(xué)體為下述光學(xué)體,其中第一反射特性和第三反射特性具有交疊的反射譜帶,并且其中第一多個(gè)層為第一多層偏振器膜,并且第二多個(gè)層為第二多層反射型偏振器。這些偏振器膜在構(gòu)造上可以相同或可以不同,并且可以設(shè)置成任何所需的取向,例如,它們各自的透光軸可以為平行的、垂直的或具有任何其它的相對(duì)取向角度。特別關(guān)注的是其中偏振器膜為垂直取向的情況。可以在如本文所公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)第二區(qū)中選擇性熱處理具有第一反射型偏振器特性的第一多個(gè)層,以松弛其在這種區(qū)的層中的至少一些的雙折射,從而得到第二反射特性。第二反射特性可以為多層窗口狀膜。在這種情況下,第一膜的處理區(qū)(第二區(qū))允許所有偏振態(tài)的光穿透至第二膜。如果第二膜也為STOF 型膜,則其也可以進(jìn)行選擇性地?zé)崽幚?在層合至第一膜之前或之后),從而也在其處理區(qū)(第二區(qū))中形成多層窗口狀特性。通過(guò)將第一膜的處理區(qū)與第二膜的處理區(qū)設(shè)置為互補(bǔ)的(如通過(guò)棋盤(pán)格圖案作類(lèi)比,第一膜的處理區(qū)可以構(gòu)成圖案的黑色方格,并且第二膜的處理區(qū)可以構(gòu)成圖案的光亮方格),則所得的制品可以在第一膜的未處理區(qū)(其下面設(shè)置有第二膜的窗口狀處理區(qū))中具有第一反射型偏振器膜的功能,并且在第一膜的處理區(qū)(其為窗口狀的,但其下面設(shè)置有第二膜的未處理區(qū))中具有第二反射型偏振器膜的功能。這種膜可以在一些應(yīng)用中用作一體偏振器/偏振器膜的替代品,所述一體偏振器/偏振器膜在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)No. PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷號(hào)65849W0002) "Multilayer Optical Films Having Side-by-Side Polarizer/Polarizer Zones,,(具有并列型偏振器區(qū)/偏振器區(qū)的多層光學(xué)膜)中有所公開(kāi)。多層光學(xué)膜可以包括對(duì)于至少一種線性偏振態(tài)的至少一個(gè)選定反射譜帶,該譜帶通過(guò)光學(xué)干涉層的至少一個(gè)選定組形成,該干涉層可以包括輻射吸收材料。圖案化方法允許在選定組的材料層當(dāng)中移除或減少雙折射,從而改變光學(xué)疊堆在選定光譜帶上的干涉特性。這樣,膜可以進(jìn)行空間定制以用于所需用途,如,像素化顯示器。光學(xué)膜可因而制成空間變化濾色器,或可制成在介于透射型、反射型反射鏡和/或反射型偏振器之間或在顏色過(guò)濾和這些反射狀態(tài)或這些狀態(tài)的強(qiáng)度或質(zhì)量的組合中進(jìn)行變化(如從強(qiáng)反射鏡到弱反射鏡,或從偏振器或部分偏振器到反射鏡)。一種可用的用途可能是液晶顯示屏(LCD)裝置中使用的濾色器。除用于波長(zhǎng)選擇性透射或反射的目的之外,另一種用途還可以為使用本發(fā)明所公開(kāi)的材料和技術(shù)在膜和類(lèi)似光學(xué)體的內(nèi)部或內(nèi)里產(chǎn)生或“刻繪”結(jié)構(gòu)。本文所述的光學(xué)特性和材料的空間定制可以用于影響膜內(nèi)的光導(dǎo)結(jié)構(gòu),例如將光導(dǎo)引導(dǎo)穿過(guò)膜并且間斷地拉延至表面。各向異性的材料和選擇性吸收的材料以及激光刻繪方法的組合可制備高功能光學(xué)結(jié)構(gòu),其具有使用較長(zhǎng)激光脈沖寬度、減小的數(shù)字小孔、和可能較大刻繪速率的附加處理優(yōu)點(diǎn)。尤其可用類(lèi)型的構(gòu)造為包括兩組或更多組光學(xué)功能層的聚合物光學(xué)體,其中每一組都具有相似的功能(如(例如)光學(xué)轉(zhuǎn)換,無(wú)論其為反射還是透射),但其中包括的每一個(gè)特定組都作用于光譜帶的特定部分。至少一個(gè)組可以包括輻射吸收劑,并且至少一個(gè)其它組不包括吸收劑。在一些情況下,不止一個(gè)組可以包括輻射吸收劑。例如,多層光學(xué)膜可以包括兩個(gè)或更多個(gè)光學(xué)干涉組。這些組(光學(xué)功能層的組)可以包括多層交替材料層。 一個(gè)光學(xué)組可以包含輻射吸收劑,并且另一個(gè)光學(xué)組可以不包含輻射吸收劑??墒褂枚喾N光學(xué)吸收劑。對(duì)于工作在可見(jiàn)光譜中的光學(xué)膜,紫外線和紅外線吸收染料、顏料或其它添加劑可能是可用的??赡苡欣氖沁x擇不被該構(gòu)造的聚合物高度吸收的吸收光譜范圍。這樣,引導(dǎo)輻射可集中于光學(xué)體的整個(gè)厚度中所關(guān)注的選定區(qū)中。吸收劑可有利地為可熔融擠出的吸收劑,以使得它們可嵌入所關(guān)注的選定層組中。為此,吸收劑在擠出所需的加工溫度和停留時(shí)間下應(yīng)當(dāng)為適當(dāng)穩(wěn)定的。本發(fā)明所公開(kāi)的膜和光學(xué)體可在選定光譜范圍內(nèi)進(jìn)行輻射處理,該光譜范圍位于通常通過(guò)光學(xué)體轉(zhuǎn)換用于所關(guān)注的選定用途的光譜帶之外。可以通過(guò)任何類(lèi)型的方式實(shí)現(xiàn)輻射處理,該方式可將選定光譜帶的光以足夠的強(qiáng)度聚焦在膜的選定位置上。用于輻射處理的尤其合適的方式為脈沖激光。這可以為放大的脈沖激光。在一些情況下,激光可以為可調(diào)諧的激光。例如,如果該聚合物在此處不是特別吸收的聚合物,則適于在可見(jiàn)光譜帶中反射的光學(xué)膜可以具有近頂或近UV中的吸收劑。對(duì)于多層光學(xué)膜,可以參照膜的光學(xué)譜帶選定用于處理的所選吸收譜帶。優(yōu)選的是,膜不應(yīng)當(dāng)對(duì)于選擇用于引導(dǎo)輻射能量的入射角而反射此引導(dǎo)輻射能量,但如果反射足夠低,則仍然可以進(jìn)行處理。很多情況下,來(lái)自激光的輻射能量為顯著偏振的能量??蔀榭捎玫氖牵瑢⒄丈涔馐谕獗砻嫣幦∠?yàn)榕c布魯斯特角一致的角度,以使能量損失最小化。因?yàn)镸OF反射譜帶在較高入射角下也偏移至較短波長(zhǎng),所以可使用相比預(yù)期單獨(dú)在垂直入射角下的譜帶設(shè)置較短的吸收波長(zhǎng)。例如,雙軸取向表層具有折射率1. 75(在632nm的波長(zhǎng)下)、對(duì)應(yīng)的布魯斯特角為約60度、且銳利垂直入射右譜帶邊緣為約SOOnm的MOF反射鏡膜可接受在布魯斯特角下高于約700nm的引導(dǎo)光束,從而允許使用該波長(zhǎng)進(jìn)行處理,即使其在垂直入射下被反射。選定部分右譜帶邊緣,以確保所有關(guān)注角度下的反射。在880nm下,反射譜帶仍覆蓋掠射入射下的約700nm。在此譜帶位置處,該譜帶覆蓋直至靠近該情況的布魯斯特角的750nm。介于譜帶邊緣和引導(dǎo)輻射的波長(zhǎng)之間的某種凈空高度可能是有利的。如果需要將光束引導(dǎo)穿過(guò)潛在層中的任何者,則在這種情況下應(yīng)設(shè)置約750nm至SOOnm(真空)的實(shí)際下限,以用于高于該光學(xué)譜帶的引導(dǎo)能量?;蛘?,可以選擇將輻射能量引導(dǎo)穿過(guò)膜的優(yōu)選側(cè),以使得膜中的居間波長(zhǎng)譜帶不會(huì)阻截所關(guān)注的特定能量。例如,可以使用532nm的綠色激光來(lái)處理藍(lán)色組,前提條件是其不需要在垂直入射角下穿過(guò)綠色反射組,或如果光束在足夠傾斜的角度下由于譜帶偏移可從中穿過(guò)至不再被該組反射。如果近UV輻射用于圖案化(其同樣取決于材料吸收特性),則具有較長(zhǎng)波長(zhǎng)反射譜帶的組的譜帶偏移可以阻截光束。那么,垂直入射的引導(dǎo)輻射相對(duì)于膜的固定左譜帶邊緣可具有最高的波長(zhǎng),而傾斜角處理可受譜帶偏移阻礙。左譜帶邊緣偏移也適用于與下述構(gòu)造結(jié)合使用的其它可見(jiàn)光束或頂光束,該構(gòu)造具有高于光束真空波長(zhǎng)的譜帶偏移反射譜帶。管理膜的整個(gè)厚度上的吸收輻射能量和整個(gè)厚度上的所得熱脈沖為本發(fā)明的一個(gè)方面。導(dǎo)致選擇層(跨過(guò)膜厚度的選定部分)中的材料的雙折射減少或消除的可控熔融需要引導(dǎo)輻射的吸收為適當(dāng)?shù)退降?,以確保均勻效果。從時(shí)間脈沖或熱觀點(diǎn)來(lái)看,選定層中的材料均不應(yīng)當(dāng)為過(guò)熱的,這種過(guò)熱導(dǎo)致過(guò)度的離子化或熱分解。例如,如果考慮純熱容量驅(qū)動(dòng)情況,則從25°C到所需300°C的材料加熱升高275°C。如果選定層吸收引導(dǎo)輻射的10%,則最靠近引導(dǎo)輻射源的前部需要加熱直至約330°C,以便后部加熱直至所需的 300°C。應(yīng)在介于膜的最熱部分與有害溫度或離子化條件之間保持足夠的凈空高度。整個(gè)厚度上的溫度控制可能是重要的,以選擇性地從僅一種材料中移除雙折射,如,以避免過(guò)熱。 在一些情況下,預(yù)熱可能是有利的。從激光能量角度來(lái)看,在激光照射之前和期間通過(guò)預(yù)熱膜可增加該方法的效率。膜的預(yù)熱溫度應(yīng)當(dāng)高于室溫,但低于光學(xué)組中所用聚合物的熔融溫度。通常,當(dāng)膜在其整個(gè)厚度上被預(yù)熱時(shí),則對(duì)于相同水平的熱凈空高度,較大量的引導(dǎo)輻射可能被吸收。例如,當(dāng)將200°C的選定膜區(qū)的后部加熱至300°C (100°C的差值)時(shí),當(dāng)入射光束能量的約10%被吸收時(shí),前部將僅被過(guò)度加熱至310°C。在這種情況下,選定區(qū)可吸收引導(dǎo)輻射的至多約23%,這樣對(duì)于前部則再次導(dǎo)致加熱直至約330°C,溫升為130°C,并且對(duì)于后部則升高100°c以再次達(dá)到所需的300°C。預(yù)熱的量可能需要被控制,以避免熱脈沖在冷卻期間逸出,從而導(dǎo)致選定區(qū)之外的顯著熔融。一般來(lái)講,預(yù)熱越高,則膜厚度的其余越接近熔融。隨著熱脈沖擴(kuò)散,這些非選定區(qū)可變得易于熔融。通過(guò)引導(dǎo)輻射導(dǎo)致的最高溫度、膜構(gòu)造的側(cè)面及其各個(gè)層厚、穿過(guò)膜的預(yù)熱梯度、以及引導(dǎo)輻射的路徑均可能需要一起加以考慮,以優(yōu)化膜和方法。事實(shí)上,熱管理甚至更加復(fù)雜,因?yàn)閮?yōu)選吸收足量的能量,其不僅使材料升高至其熔融范圍而且實(shí)際上引起熔融。引導(dǎo)輻射的能量脈沖的管理應(yīng)包括確保熔融可實(shí)際發(fā)生以及熱波沿厚度軸或ζ軸充分保留的時(shí)間因素,以避免不利的熔融,例如熔融一個(gè)微層組中的雙折射層而不熔融另一個(gè)微層組中的雙折射層。具體地講,可需要謹(jǐn)慎地控制脈沖的序列和持續(xù)時(shí)間。激光源(如果激光源用于進(jìn)行選擇性加熱)的功率、掃描速率、和光束形狀以及染料負(fù)載(或另一種吸收劑的負(fù)載,如果實(shí)際上使用任何吸收劑)相結(jié)合,以在絕熱條件下提供透射至膜的處理區(qū)的有效能量。盡管在實(shí)施過(guò)程中熱條件通常并非為絕熱的,但可通過(guò)膜構(gòu)造的規(guī)格、背景溫度、以及相關(guān)材料的各種熱容量、熔合熱、和熔點(diǎn)的知識(shí)推測(cè)絕熱條件以確定用于轉(zhuǎn)換的所需能量,從而估計(jì)出近似激光處理?xiàng)l件。頂吸收劑或其它吸收劑的分散性可能是重要的考慮因素,包括染料溶解度極限和溶解機(jī)理。對(duì)于不溶解的染料和顏料,粒徑和形狀分布可能是重要的。例如,過(guò)大的吸收粒子可相對(duì)其周?chē)哪せ|(zhì)過(guò)熱,從而導(dǎo)致膜缺陷,例如降解、起皺、起泡、分層或其它損壞。膜清潔也可能是重要的,因?yàn)楸砻嬉约扒度氲姆蹓m和類(lèi)似顆粒物也可能引起隨機(jī)或非預(yù)期的缺陷。其它考慮因素包括激光源的光束形狀和頻率(如果使用脈沖源)、掃描圖案、膜的安裝(如通過(guò)層合(例如利用粘合劑)或通過(guò)其它方式安裝到卡或其它基底上)、和熱傳遞(如,如通過(guò)膜內(nèi)的各種導(dǎo)熱系數(shù)和膜傳熱系數(shù)控制的)。整個(gè)膜平面上的吸收輻射能量的管理對(duì)于確保所需空間特征也可能是重要的。光束尺寸和焦點(diǎn)也可能是重要的過(guò)程控制。在一些情況下,可能有利的是將膜設(shè)置在光束聚焦至其最小尺寸的位置處,而在其它情況下,可將膜故意地設(shè)置在光束被離焦所需量的位置處。掃描膜的方式以及引導(dǎo)光束路徑可在處理區(qū)期間快速交疊或開(kāi)啟自身的方式可改變表面粗糙度、光滑度、霧度、褶皺、和其它現(xiàn)象。參照上文的膜預(yù)熱論述,可控制光束使得膜當(dāng)前被照射的一部分接近膜中最近被照射的一部分,從而可將通過(guò)激光自身提供的熱視為預(yù)熱膜當(dāng)前被照射的一部分。這可發(fā)生于下述情況中,例如,光束沿第一路徑進(jìn)行掃描,并且不久之后(此時(shí)膜沿且接近第一路徑的部分仍處于高溫下)沿與第一路徑相鄰或甚至稍微交疊的第二路徑進(jìn)行掃描。例如引導(dǎo)光束的持續(xù)時(shí)間之類(lèi)的時(shí)間相關(guān)方面也可能是重要的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),相對(duì)短的脈沖操作通常為有利的。例如,在一些通常情況下,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),如通過(guò)激光照射的持續(xù)時(shí)間確定的加熱時(shí)間優(yōu)選在10納秒到10毫秒的范圍。上照射持續(xù)時(shí)間取決于穿過(guò)厚度 (可進(jìn)行設(shè)計(jì)以用于給定用途)到膜其它部分中的熱擴(kuò)散的量。持續(xù)時(shí)間越短,則能量到所關(guān)注的所需膜區(qū)的遞送就越密集;例如,可建立主要包含在所需組內(nèi)的瞬時(shí)加熱脈沖。熱擴(kuò)散的細(xì)節(jié)取決于材料、在特定材料取向條件下的各向異性導(dǎo)熱性、密度、熱容量、所關(guān)注區(qū)的厚度、光束持續(xù)時(shí)間、等等。在示例性實(shí)施例中,通過(guò)光學(xué)組吸收的能量具有熔融光學(xué)組中的光學(xué)重復(fù)單元的足夠強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間,但不具有蒸發(fā)、顯著化學(xué)改性或燒蝕膜組分的足夠強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。
為了使激光照射修改第二區(qū)中的組雙折射,高強(qiáng)度(高功率/單位區(qū))和高能量密度為有利的,但不是必需的。這些特性有助于確保在降低處理所需時(shí)間的情況下,由組中的材料通過(guò)吸收引導(dǎo)輻射所產(chǎn)生的大量熱保留在組中。熱擴(kuò)散會(huì)降低組中的能量濃度,并因此可降低處理的效率。就這一點(diǎn)而言,通常有利的是,僅少量的熱逸散到組之外(側(cè)向逸散到第一(未處理)區(qū)中或在(處理)第二區(qū)內(nèi)逸散到膜的其它層)。逸散到第二區(qū)的吸收組之外的熱越多,則在需要僅加熱第二區(qū)中膜厚度的一部分的情況下處理效率越低。冷卻方式也可需要謹(jǐn)慎考慮??焖倮鋮s可用于某些情況中。從膜的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行冷卻可能是有利的。引導(dǎo)輻射的適當(dāng)?shù)退轿諏?duì)于最終用途也可能是重要的。有利的是,環(huán)境照射不應(yīng)使膜不當(dāng)?shù)剡^(guò)熱。具體地講,當(dāng)暴露于直接陽(yáng)光時(shí),近頂吸收可以導(dǎo)致膜加熱。優(yōu)選的是,預(yù)期通量不會(huì)不當(dāng)?shù)厣吣囟取@?,可能有利的是,在正常使用下維持系統(tǒng)的溫度低于膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。能量吸收的量部分地與為實(shí)現(xiàn)與所需溫度(不同于預(yù)熱的給定水平)必須從脈沖捕集的能量相關(guān)。系統(tǒng)中的所需吸收可因而通過(guò)下述方式得到最佳化,即平衡通量水平、熱擴(kuò)散 (逸出)、預(yù)熱、和冷卻,以實(shí)現(xiàn)處理的所需均勻度和程度,同時(shí)最小化最終使用問(wèn)題,例如顏色、灰度或環(huán)境輻射吸收。可能是可用的是,在膜的功能層或區(qū)之間裝配能量吸收緩沖層。這些緩沖層可升溫并且甚至部分或完全地熔融,同時(shí)保護(hù)膜的另一個(gè)功能區(qū)以防通過(guò)熱擴(kuò)散(逸出)的加熱。在一個(gè)實(shí)例中,此緩沖區(qū)可為組之間的層(如PBL),其具有與光學(xué)層中所用相似或不同的材料。又如,可將較低熔融溫度材料用作具有較高熔融溫度材料的功能層之間的“熱減速”。在多層光學(xué)膜中,一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)例為PEN:PMMA或PEN:各向同性coPEN反射鏡構(gòu)造,其包括由較低熔融和取向coPEN保護(hù)性邊界層(PBL)(如所謂的低熔點(diǎn)PEN(LmPEN),其例如可以包括90% /10%的萘二甲酸/對(duì)苯二酸羧酸酯亞單元)隔開(kāi)的光學(xué)組??墒褂貌钍緬呙枇繜醿x(DSC)技術(shù)來(lái)測(cè)定和分析聚合物膜中的材料層的熔點(diǎn)和/ 或軟化點(diǎn)(如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)。在這種技術(shù)中,可將膜樣品在測(cè)試之前(如)于低于200 毫托的真空和60°C下適當(dāng)干燥約48小時(shí)。然后可稱(chēng)量約5mg的樣品,并將其密封在密閉的鋁制Tzero鍋中。然后可在合適的溫度范圍(如30-290°C)上進(jìn)行加熱-冷卻-加熱漸變。20°C /分鐘的恒定加熱速率或其它合適的加熱速率可用于所述漸變。掃描之后,可分析第一加熱熱軌跡以用于軟化步驟變化和熔融峰值。該分析可顯示熔融溫度以及與熔融溫度相關(guān)的特征帶寬,該帶寬稱(chēng)為半峰寬(PWHH)。PWHH的有限值反映出下述事實(shí),即材料可在有限的溫度范圍內(nèi)而非在單個(gè)精確溫度下熔融。PWHH對(duì)于其不同材料具有彼此接近的(峰值)熔融溫度的制品可變得重要。使用DSC技術(shù)來(lái)測(cè)定適用于多層光學(xué)膜中的三種示例性材料的熔融溫度和PWHH:聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN) ;PEN的萘二甲酸基共聚物(在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)US 2009/0273836 (Yust等人)的實(shí)例7中有所描述,即所謂的PEN-CHDM10),本文稱(chēng)為“ΡΕΝ-Gb”;以及PEN基聚合物(其中20%的二甲基2,6_萘二甲酸酯(NDC)被4,4, 聯(lián)苯二羧酸二甲酯取代),本文稱(chēng)為“PENBB20”。測(cè)定這些材料的樣品,并且這些材料的樣品分別具有PEN、PEN-Gb、和PENBB20樣品的沈1、248、和239°C的熔點(diǎn)。樣品的PWHH也進(jìn)行了測(cè)定。PEN樣品的PWHH為7°C,但根據(jù)聚合物的處理?xiàng)l件,其變化范圍可為5至10°C。 PEN-Gb樣品的PWHH為6°C,但根據(jù)處理?xiàng)l件,其變化范圍可為5°C至15°C。PENBB20樣品的PWHH為10. 4°C,但根據(jù)處理?xiàng)l件,其變化范圍可為5°C至15°C。一般來(lái)講,可以通過(guò)將膜在低于熔點(diǎn)的合適溫度下熱定形合適時(shí)間來(lái)降低聚合物膜的PWHH。一般來(lái)講,對(duì)于引導(dǎo)輻射的任何特定波長(zhǎng)譜帶,膜沿厚度方向的其余的吸收能力, 相對(duì)于膜用于此輻射的選定部分,可設(shè)計(jì)足夠低的,以避免這些非選定部分的不利過(guò)熱和不利改變。可設(shè)計(jì)膜擠出方法以確保膜選定部分中的活性吸收材料從該部分到膜的另一功能部分的遷移不會(huì)發(fā)生至顯著程度。此外,可使用例如通過(guò)化學(xué)非親和性阻止這種遷移的緩沖層。也可使用包括用于層接觸的停留時(shí)間等等的處理方法。引導(dǎo)輻射處理可直接在膜制造之后或甚至在膜制造期間(單獨(dú)地但仍為卷狀形式的)、成片之后或在安裝至另一個(gè)基底(如玻璃板或塑料或紙質(zhì)卡片)之后來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)基于處理變化來(lái)平衡精確水平。例如,對(duì)于輥方法應(yīng)充分地處理料片顫振。隨著膜在輥上移動(dòng)同時(shí)膜承受張力(或許在輥隙之間)時(shí)可實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)輻射處理??蓪⒈Wo(hù)性膜設(shè)置在膜和輥之間以連續(xù)地清潔輥并且另外避免美學(xué)缺陷(例如刮痕)。又如,可將膜在成片之后安裝到固定基底上或以半批式方式安裝或固定在臨時(shí)背襯上。例如,膜卷的部分可相繼接觸保護(hù)性膜并且在板上滑動(dòng)。膜卷傳送可停止,板上的指定部分可根據(jù)需要進(jìn)行輕微地拉伸,并且隨后在以板做背襯的指定部分上應(yīng)用引導(dǎo)輻射處理。成品卷部分可隨后通過(guò)相繼傳送從板處理區(qū)移開(kāi),通過(guò)相繼傳送可處理卷的相繼部分,如此反復(fù)直至整個(gè)卷得到處理。本文所述的內(nèi)部圖案化也可與已知技術(shù)結(jié)合,如燒蝕、表面無(wú)定形化技術(shù)、聚焦方法、壓印、熱定形等。多種可熔融擠出的吸收添加劑可得自多個(gè)來(lái)源。添加劑可為有機(jī)的、無(wú)機(jī)的或混合物。其可為染料、顏料、納米粒子等等。一些可能的頂染料包括以商品名Epolight 得自 Epolin, Inc.的鎳、鈀、和鉬基染料中的任何者。其它合適的候選染料包括得自ColorChem International Corp. (Atlanta, Georgia)的 Amaplast 牌染料??煽紤]線性和非線性吸收添加劑。若干因素相結(jié)合可使得染料尤其適用于本專(zhuān)利申請(qǐng)。通過(guò)擠出處理的熱穩(wěn)定性為尤其有利的。一般來(lái)講,擠出處理有利地為足夠熱的,以便熔融并且允許熔融流在適當(dāng)可管理壓降下的傳送。例如,聚酯基體系可需要高達(dá)約^(TC的極高穩(wěn)定性。這種需求可通過(guò)使用各種聚合物的共聚物而得到降低,例如C0PEN,如,在約250°C下進(jìn)行處理。烯屬體系(例如聚丙烯、和聚苯乙烯)通常具有較低要求。特定多層光學(xué)膜構(gòu)造中的樹(shù)脂的選擇可使?jié)撛谖蘸蜻x材料的選擇變窄,如染料遷移趨勢(shì)、均勻分散在所需材料層中的能力、染料對(duì)各種材料的化學(xué)親和力、等等。實(shí)例澆鑄料片1、2、和3術(shù)語(yǔ)“澆鑄料片”是指在后續(xù)拉伸和取向之前但在初始澆鑄處理之后的澆鑄和形成的多層體。利用萘二甲酸基共聚物來(lái)構(gòu)造第一多層聚合物料片或澆鑄料片。第一此類(lèi)共聚物稱(chēng)為PEN-Gb,并且第二此類(lèi)共聚物稱(chēng)為coPEN 55/45HD。第一共聚物PEN-Gb在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)US 2009/0273836 (Yust等人)的實(shí)例7中有所描述,即所謂的PEN-CHDM10。 根據(jù)所引用美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的表1,PEN-Gb由此為利用比例為38. 9磅NDC( 二甲基2,6_萘二羧酸-如,得自 BP Amoco (Naperville, Illinois))和 20. 8 磅 EG(乙二醇-如,得自 ME GlcAal (Midland,Michigan))和 2· 23 磅 CHDM(環(huán)己烷二甲醇-如,得自 EastmanChemical (Kingsport,Tennessee))的初始單體投料進(jìn)行制備的共聚物。第二共聚物coPEN 55/45HD為共聚萘二甲酸乙二酯,其包含作為羧酸酯的55摩爾%萘二甲酸酯、45摩爾%對(duì)苯二酸酯以及作為二醇的95. 8摩爾%乙二醇、4摩爾%己二醇、和0. 2%三羥甲基丙烷,如在美國(guó)專(zhuān)利6,352,761 (Hebrink等人)的實(shí)例10中所述。利用如美國(guó)專(zhuān)利6,830,713 (Hebrink等人)中通常所述的共擠出方法形成多層聚合物料片。將各種聚合物通常在(如)85°C下干燥60小時(shí),隨后送入具有單螺桿或雙螺桿構(gòu)造的單獨(dú)擠出機(jī)中。將形成光學(xué)層的第一聚合物和第二聚合物分別利用其自身擠出機(jī) (具有最終擠出機(jī)區(qū)溫度)進(jìn)行共擠出,并且利用梯度送料板(在整個(gè)膜厚度上提供層厚梯度)送入包括151個(gè)交替層送料區(qū)塊的熔融裝置組件。這些層形成成品多層膜中的所謂光學(xué)疊堆或微層組。為了改善層的流動(dòng)質(zhì)量,兩個(gè)較厚的、所謂的保護(hù)性邊界層(PBL)毗連光學(xué)疊堆的最外層,并且保護(hù)光學(xué)疊堆以防送料區(qū)塊壁處的最高剪切速率。PBL也通過(guò)擠出機(jī)中的至少一個(gè)進(jìn)行送料。對(duì)于這些實(shí)例,送入PBL的材料稱(chēng)為材料1,其它材料稱(chēng)為材料 2,并且對(duì)于擠出機(jī)相同。各個(gè)PBL為光學(xué)疊堆的厚度的約4%。在鋪展于模具設(shè)定點(diǎn)溫度下的模具中之前,將通過(guò)擠出機(jī)3送入的具有材料3的附加表層接合至共擠出多層流體頂部和底部,以用于在模具流動(dòng)期間的附加層穩(wěn)定性。在這些所述實(shí)例中,材料3可與材料1 或2相同。(結(jié)合這些實(shí)例所用的術(shù)語(yǔ)“材料1”、“材料2”、和“材料3”不應(yīng)理解成相對(duì)本文獻(xiàn)在別處所用(如結(jié)合圖5A-J)的“第一材料”和“第二材料”術(shù)語(yǔ)的任何預(yù)定形式。例如,本發(fā)明實(shí)例中的“材料1”可以對(duì)應(yīng)于圖5A-J中的“第一材料”,或作為另外一種選擇, 本發(fā)明實(shí)例中的“材料2”可以對(duì)應(yīng)于這種“第一材料”)。就第一澆鑄多層料片而言,材料 1為第一共聚物(所謂的PEN-Gb),材料2為第二共聚物(所謂的coPEN 55/45HD),并且材料3也為PEN-(ib。將多層構(gòu)造從模具進(jìn)行澆鑄、驟冷、并且靜電旋涂到澆鑄輪上,以形成卷狀的第一澆鑄多層光學(xué)料片。將此第一澆鑄料片以所需的合適厚度(或?qū)雍?(在寬度尺寸的中心部分上)卷繞在寬度為至少I(mǎi)Ocm的一次性芯上。第一澆鑄料片構(gòu)造的其它細(xì)節(jié)提供于下文的表A中。表A 澆鑄料片1的處理?xiàng)l件
權(quán)利要求
1.一種多層光學(xué)膜,包括多個(gè)內(nèi)層,所述多個(gè)內(nèi)層被布置用于通過(guò)相長(zhǎng)干涉或相消干涉來(lái)選擇性地反射光,所述層從所述膜的第一區(qū)延伸至相鄰的第二區(qū);其中在所述第一區(qū)中,所述膜具有第一厚度,并且所述多個(gè)層提供第一反射特性;其中在所述第二區(qū)中,所述膜具有第二厚度,并且所述多個(gè)層提供第二反射特性,所述第二反射特性不同于所述第一反射特性;并且其中介于所述第一反射特性和所述第二反射特性之間的差別并非主要?dú)w因于所述第一厚度和所述第二厚度之間的任何差值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜,其中所述第一反射特性包括在給定入射幾何形狀下的第一反射譜帶,并且所述第二反射特性包括在給定入射幾何形狀下的第二反射譜帶,所述第二反射譜帶相對(duì)于所述第一反射譜帶具有極少或不具有光譜偏移,但所述第二反射譜帶與所述第一反射譜帶具有基本不同的峰值反射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膜,其中所述第二反射譜帶相對(duì)于所述第一反射譜帶的波長(zhǎng)光譜偏移不超過(guò)10%,并且其中所述第二反射譜帶的所述峰值反射率與所述第一反射譜帶的所述峰值反射率相差至少10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膜,其中所述第二反射譜帶相對(duì)于所述第一反射譜帶的波長(zhǎng)光譜偏移不超過(guò)10%,并且其中所述第二反射譜帶的所述峰值反射率與所述第一反射譜帶的所述峰值反射率相差至少20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜,其中所述第一厚度和所述第二厚度為基本上相同的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膜,其中所述膜在所述第一區(qū)上具有厚度變化△(!,其中所述第一厚度為所述第一區(qū)中的平均厚度,并且其中所述第二厚度為所述第二區(qū)中的平均厚度,所述第二厚度與所述第一厚度相差不超過(guò)Ad。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜,其中所述第一反射特性包括對(duì)于給定入射光束的第一反射率,所述給定入射光束具有給定入射方向、給定波長(zhǎng)、和給定偏振態(tài),并且所述第二反射特性包括對(duì)于所述給定入射光束的第二反射率,所述第二反射率基本不同于所述第一反射率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜,其中所述第一反射特性包括對(duì)于基本根據(jù)偏振態(tài)而變化的垂直入射光的反射率,并且所述第二反射特性包括對(duì)于基本上較少依賴于偏振態(tài)的垂直入射光的反射率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜,其中所述多個(gè)內(nèi)層包括至少一個(gè)設(shè)置成光學(xué)重復(fù)單元的微層疊堆,每一個(gè)光學(xué)重復(fù)單元包括第一微層,所述第一微層在所述第一區(qū)中為雙折射的層,并且在所述第二區(qū)中為較低雙折射的層或各向同性的層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的膜,其中每一個(gè)光學(xué)重復(fù)單元還包括第二微層,所述第二微層在所述第一區(qū)和所述第二區(qū)中均為各同向性的層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜,其中所述多個(gè)內(nèi)層包括第一微層疊堆和第二微層疊堆, 所述第一微層疊堆和所述第二微層疊堆通過(guò)光學(xué)厚層彼此間隔,每一個(gè)疊堆的微層都被設(shè)置成光學(xué)重復(fù)單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的膜,其中所述第一疊堆中的所述光學(xué)重復(fù)單元各自包括第一微層,所述第一微層在所述第一區(qū)中為雙折射的層,并且在所述第二區(qū)中為較低雙折射的層或各向同性的層,并且其中所述第二疊堆在所述第二區(qū)中相對(duì)于所述第一區(qū)基本上不變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜,其中所述第一區(qū)和所述第二區(qū)限定標(biāo)記。
14.一種光學(xué)體,包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜,所述膜被附接到附加膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光學(xué)體,其中所述第二反射特性為窗口狀特性,并且所述附加膜包括偏振器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)體,其中所述第一反射特性為反射鏡特性或偏振器特性。
17.一種多層光學(xué)膜,包括多個(gè)內(nèi)層,所述多個(gè)內(nèi)層被布置用于通過(guò)相長(zhǎng)干涉或相消干涉來(lái)選擇性地反射光,所述層從所述膜的第一區(qū)延伸至相鄰的第二區(qū);其中相對(duì)于所述第二區(qū),所述層中的至少一些在所述第一區(qū)中具有不同量的雙折射;并且其中所述多個(gè)層在所述第一區(qū)和所述第二區(qū)中因不同的雙折射而分別具有基本不同的第一反射特性和第二反射特性。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的膜,所述膜在所述第一區(qū)中具有第一厚度并且在所述第二區(qū)中具有第二厚度,并且其中所述第一反射特性和所述第二反射特性之間的差別并非主要?dú)w因于所述第一厚度和所述第二厚度之間的任何差值。
19.一種光學(xué)體,包括根據(jù)權(quán)利要求17所述的膜,所述膜被附接到附加膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)體,其中所述第二反射特性為窗口狀特性,并且所述附加膜包括偏振器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光學(xué)體,其中所述第一反射特性為反射鏡特性或偏振器特性。
22.—種制備圖案化多層光學(xué)膜的方法,包括提供多層光學(xué)膜,所述多層光學(xué)膜包括多個(gè)內(nèi)層,所述內(nèi)層被布置用于提供與光的相長(zhǎng)干涉或相消干涉相關(guān)的第一反射特性,所述內(nèi)層從所述膜的第一區(qū)延伸至相鄰的第二區(qū),并且所述第一區(qū)和所述第二區(qū)各具有所述第一反射特性;以及在所述第二區(qū)中選擇性加熱所述膜,加熱量足以使所述第二區(qū)具有也與光的相長(zhǎng)干涉或相消干涉相關(guān)、但不同于所述第一反射特性的第二反射特性,施加所述選擇性加熱而在所述第二區(qū)中的所述膜的厚度無(wú)任何顯著減小。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其中所述選擇性加熱的步驟包括將激光導(dǎo)向所述膜的所述第二區(qū)的至少一部分。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其中所述第一反射特性包括反射譜帶,所述反射譜帶的波長(zhǎng)根據(jù)入射角而偏移,并且其中所述選擇性加熱的步驟包括以傾斜的入射角引導(dǎo)光。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其中所述第一反射特性包括反射譜帶,在給定入射角下所述反射譜帶在可見(jiàn)光譜的至少一部分上延伸,并且其中所述選擇性加熱的步驟包括將波長(zhǎng)為至少325nm的光導(dǎo)向所述膜的所述第二區(qū)的至少一部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法,其中被導(dǎo)向的光的波長(zhǎng)在所述光譜的近紅外部分中。
27.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中所述激光在所述膜上的光斑尺寸被限制為小于所述第二區(qū),并且其中所述選擇性加熱的步驟包括在所述第二區(qū)內(nèi)掃描所述激光,從而使所述膜在所述第二區(qū)中得到基本上均一的外觀,所述外觀不同于所述第一區(qū)的外觀。
28.一種制備圖案化多層光學(xué)膜的方法,包括提供多層光學(xué)膜,所述多層光學(xué)膜包括多個(gè)內(nèi)層,所述內(nèi)層被設(shè)置成光學(xué)重復(fù)單元,以通過(guò)相長(zhǎng)干涉或相消干涉選擇性地反射光,所述內(nèi)層從所述膜的第一區(qū)延伸至相鄰的第二區(qū),并且所述光學(xué)重復(fù)單元中的至少一些各自包括在所述第一區(qū)和所述第二區(qū)中均為雙折射的第一層;以及在所述第二區(qū)中選擇性加熱所述膜,加熱量足以減少或消除所述第二區(qū)中的所述第一層的雙折射,同時(shí)保持所述第一區(qū)中的所述第一層的雙折射,所述加熱量足夠低,以保持所述第二區(qū)中的層的結(jié)構(gòu)完整性,并且施加所述加熱而不向所述第二區(qū)選擇性地施加任何壓力。
29.一種多層光學(xué)膜,包括多個(gè)內(nèi)層,所述多個(gè)內(nèi)層被布置用于通過(guò)相長(zhǎng)干涉或相消干涉來(lái)選擇性地反射光,從而提供第一反射特性;其中所述多個(gè)內(nèi)層包括由第一材料構(gòu)成的第一組層和由第二材料構(gòu)成的第二組層,所述第二材料不同于所述第一材料,所述第一組層和所述第二組層中的至少一組為雙折射的層;并且其中所述膜的吸收特性被調(diào)控,以響應(yīng)所述膜被合適的光束照射而加熱所述內(nèi)層,所述加熱足以改變所述內(nèi)層中的至少一些的雙折射,同時(shí)保持所述多個(gè)內(nèi)層的結(jié)構(gòu)完整性, 雙折射的這種變化足以將所述第一反射特性改變?yōu)椴煌牡诙瓷涮匦浴?br>
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的膜,其中所述第一材料包括第一聚合物和吸收染料或顏料。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的膜,其中所述吸收染料或顏料優(yōu)先吸收波長(zhǎng)為大于700nm 的光。
32.根據(jù)權(quán)利要求四所述的膜,其中所述第一反射特性基本上為反射鏡、偏振器或窗口特性中的一個(gè),并且其中所述第二反射特性基本上為反射鏡、偏振器或窗口特性中的另一個(gè)。
33.一種光學(xué)體,包括根據(jù)權(quán)利要求四所述的膜,所述膜被附接到附加膜。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了反射型膜,所述反射型膜包括內(nèi)層,所述內(nèi)層被布置用于通過(guò)相長(zhǎng)干涉或相消干涉來(lái)選擇性地反射光,所述內(nèi)層從所述膜的第一區(qū)延伸至第二區(qū)。所述膜具有第一厚度,并且所述內(nèi)層在所述第一區(qū)中提供第一反射特性;所述膜具有第二厚度,并且所述內(nèi)層在所述第二區(qū)中提供第二反射特性。介于所述第一反射特性和所述第二反射特性之間的差別并非主要?dú)w因于第一厚度和所述第二厚度之間的任何差值,所述差值可以為零。相反,所述反射特性中的所述差別主要?dú)w因于一個(gè)區(qū)中的所述內(nèi)層中的至少一些相對(duì)于另一區(qū)的雙折射減少。所述膜也可以摻入吸收劑,以有助于所述膜的制造或處理。本發(fā)明也公開(kāi)了相關(guān)方法和制品。
文檔編號(hào)G02B5/30GK102317820SQ200980156833
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者威廉·沃德·梅里爾, 特拉維斯·L·波茨, 道格拉斯·S·鄧恩 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司