[發(fā)明專利]多組成部分光學(xué)體無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 99802143.1 | 申請日: | 1999-01-08 |
| 公開(公告)號: | CN1288521A | 公開(公告)日: | 2001-03-21 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | J·A·惠特利;T·J·內(nèi)維特;W·W·梅里爾;M·F·韋伯 | 申請(專利權(quán))人: | 美國3M公司 |
| 主分類號: | G02B5/28 | 分類號: | G02B5/28 |
| 代理公司: | 上海專利商標事務(wù)所 | 代理人: | 徐泰 |
| 地址: | 美國明*** | 國省代碼: | 暫無信息 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 組成部分 光學(xué) | ||
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及多層聚合物膜,它反射在光譜的第一部分的光而透射在光譜的第二部分的光,本發(fā)明尤其涉及光學(xué)重復(fù)單元中的具有至少三層不同成分的反射聚合物膜。
發(fā)明背景
使用包括兩種或多種聚合物的交替層的多層膜來反射光是公知的,并且例如在美國專利No.3,711,176(Alfrey,Jr.等人)、美國專利No.5,103,337(Schrenk等人)、WO?96/19347和WO?95/17303中描述。特定多層膜的反射和透射主要取決于各別層的光學(xué)厚度。光學(xué)厚度定義為層的實際厚度與其折射率的乘積。相應(yīng)地,通過按照下述公式,適當(dāng)?shù)剡x擇層的光學(xué)厚度能夠設(shè)計膜來反射光的紅外、可見或紫外波長λM:
λM=(2/M)*Dr????(公式Ⅰ)
其中,M是表示反射光的階的整數(shù),而Dr是包括兩個或多個聚合物層的光學(xué)重復(fù)單元(也稱為多層堆疊)的光學(xué)厚度。相應(yīng)地,Dr是構(gòu)成光學(xué)重復(fù)單元的各別的聚合物層的光學(xué)厚度之和。通過沿多層膜的厚度改變光學(xué)重復(fù)單元的光學(xué)厚度,能夠設(shè)計在廣闊的波長范圍反射光的多層膜。
由公式Ⅰ,還能看出,設(shè)計來反射光譜的第一區(qū)域中的光的多層膜或光學(xué)體可以具有在光譜的第二區(qū)域中的高階反射。例如,設(shè)計來反射紅外光的多層膜還將具有在光譜的可見區(qū)域的高階反射。具體地說,設(shè)計來在1500nm處具有一階反射(M=I)的多層膜可以在大約750nm(M=2)、500nm(M=3)、375nm(M=4)等處具有高階反射。設(shè)計來反射甚至更長波長的紅外光的膜可以具有在可見區(qū)域中的甚至更高階的反射。于是,例如,在2000nm處具有一階反射的多層膜將在1000nm、666nm、500nm、400nm等處具有高階反射。在許多應(yīng)用(例如,窗膜)中不希望有這些高階反射,因為它們使得膜呈現(xiàn)虹彩色的外觀,而該膜最好具有透明無色的外觀。因此,為了設(shè)計一種在光譜的第一區(qū)域(例如,紅外區(qū)域)內(nèi)反射光,但在更短的波長區(qū)域(例如,可見區(qū)域)內(nèi)不反射光的多層膜,至少需要抑制兩個,而最好是至少抑制三個高階反射。
美國專利No.5,103,337(Schrenk等人)提出,對于具有用聚合物層A、B和C安排成ABC順序的光學(xué)重復(fù)單元的紅外反射多層膜來說,當(dāng)把聚合物層B的折射率選在聚合物層A和C的折射率之間時,該多層膜能夠抑制至少兩個相繼的高階反射。在該專利中描述的膜的一個特殊實施例中,通過將層A、B和C按ABCB樣式安排而形成光學(xué)重復(fù)單元。通過選擇聚合物材料A、B和C,從而材料B的折射率等于材料A和C的折射率的乘積的平方根,并且通過設(shè)定材料A與C的光學(xué)厚度比值為1/3以及材料A與B的光學(xué)厚度比值為1/6,能夠至少抑制三個高階反射。在Thelen,A.的文章(見《美國光學(xué)學(xué)會雜志》,1963年,第53卷,第1266頁)中,也有類似的教導(dǎo)。然而,這種設(shè)計的一個缺點是,具有一階諧波的入射光的反射量隨著入射角的增大而減小。這種設(shè)計的另一個缺點是,對于三個高階反射的抑制也隨著入射角的增大而減小。在諸如用紅外反射膜使房間遮擋紅外日光的窗膜等應(yīng)用中,后面的這一結(jié)果特別不合需要,因為日光往往以顯著偏離法線的角度入射(尤其是在太陽高懸天空的春夏季節(jié))。
美國專利No.5,540,978(Schrenk)提出一種反射紫外光的多層聚合物膜。在一個實施例中,膜包括第一、第二和第三種不同的聚合物材料,安排成重復(fù)單元ABCB。在另一個實施例中,把這些層安排成重復(fù)單元ABC。
WO?96/19346提出用交替層A和B的光學(xué)重復(fù)單元做的反射膜,其中,A是雙折射聚合物層,而B可以是各向同性的或雙折射的。該文獻指出,通過沿垂直于膜表面的軸匹配兩種層之間的折射率,能夠大大減小反射對于入射角的依從性。然而,該文獻沒有教導(dǎo)如何將這些結(jié)果推廣至重復(fù)單元中具有三層或更多層類型的多層光學(xué)系統(tǒng)(例如,具有ABC或ABCB重復(fù)單元的膜)。由于這種系統(tǒng)在傾斜角度下的反射率有提高,以及由于能夠用在重復(fù)單元中附加的一層或數(shù)層把更好的機械性質(zhì)賦予系統(tǒng)。例如,附加層之一可以一種光學(xué)粘合劑,它能減少其他層剝離的傾向,這種多層結(jié)構(gòu)是極受歡迎的。此外,雖然WO?96/19346提及了紅外反射膜,但它沒有描述如何能夠做出紅外(IR)膜,使得它在光譜的可見區(qū)域沒有高階反射(例如,如果一階反射在1200nm或更大之處)。
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