專利名稱：金屬鍍膜多層結(jié)構(gòu)反射鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用于反光鏡的光學(xué)薄膜，它們與反射金屬層組合形成寬光譜、高反射率的高鏡面反射級反光鏡。
背景技術(shù)：
基于多層聚合物層的反光器件對于本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員來說并不陌生。這種器件例如包括由折射率各異的聚合物層交替構(gòu)成的偏振器。由光滑、反射金屬面形成的反光鏡對于本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員來說也并不陌生。

發(fā)明內(nèi)容
對于這里所述的雙折射光學(xué)薄膜，從光學(xué)性質(zhì)和設(shè)計角度出發(fā)，可以考慮在聚合物層界面處具有非常大的Brewster角(p偏振光反射分量為零時的角度)或者不存在Brewster角的多層疊層結(jié)構(gòu)。這使得多層反光鏡結(jié)構(gòu)的p偏振光反射率隨入射角緩慢減小，與入射角無關(guān)或者隨入射角偏離法線而增大。由此可以使多層薄膜在較寬光譜范圍內(nèi)具有較高的反射率(如果是反光鏡，則針對任意入射方向上的s和p偏振光而言)。這些多層薄膜與諸如銀、鋁之類的反射金屬層組合起來，提供了具有高反射率和高鏡面反射級的反光鏡。
簡而言之，本發(fā)明包括平均層厚不超過0.5微米的多層聚合物薄膜。具體而言，本發(fā)明其中一個方面是，多層聚合物薄膜包括雙折射聚合物層，特別是由諸如萘二甲酸聚酯之類的晶體、半晶體或者液晶材料構(gòu)成，例如2，6-聚乙烯萘(“PEN”)或由乙二醇、萘二甲酸以及其它一些諸如對酞酸鹽之類的酸聚合而成的共聚物(“coPEN”)，雙折射聚合物層的平均層厚不超過0.5微米，比較好的是雙折射聚合物層具有正應(yīng)力光學(xué)系數(shù)，即在拉伸時，拉伸方向上的折射率增大；以及經(jīng)過挑選的第二聚合物層，例如由聚對苯二甲酸乙酯(“PET”)或coPEN構(gòu)成，第二聚合物層的平均厚度不超過0.5微米。比較好的是在沿至少一個方向拉伸這些多層聚合物薄膜之后，所述萘二甲酸聚酯層至少在一個平面內(nèi)軸方向上具有大于第二聚合物層的折射率。
本發(fā)明另一個方面是，多層聚合物薄膜包括雙折射聚合物層，特別是由晶體、半晶體或者液晶材料構(gòu)成，例如PET聚合物之類的聚酯，雙折射聚合物層的平均層厚不超過0.5微米；以及經(jīng)過挑選的第二聚合物層，例如聚酯或聚乙烯，第二聚合物層的平均厚度不超過0.5微米；其中所述薄膜至少在一個方向上被拉伸至未拉伸狀態(tài)時兩倍的長度。
本發(fā)明所用的多層聚合物薄膜與反射金屬層(比較好的是銀和鋁)組合起來以提供高反射率和高鏡面反射級的反光鏡。反射金屬層可以利用諸如真空淀積、陰極濺射等常規(guī)手段淀積在多層聚合物薄膜上，或者可以是金屬化聚合物，或例如通過合適的透明粘結(jié)劑層疊在多層聚合物薄膜上的玻璃片或金屬片。最終得到的金屬鍍膜多層結(jié)構(gòu)反射鏡與單獨的多層聚合物薄膜或者反射金屬相比，具有更高的反射率，與已知的多層聚合物薄膜相比具有更好的彩色均勻度，并且提供了所需的制造靈活度。
附圖的簡要說明以下將借助附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋。


圖1a和1b為本發(fā)明偏振器的簡圖。
圖2示出了形成單個界面的兩層疊層薄膜。
圖3-8示出了實例1-4中給出的多層反光鏡的光學(xué)性能。
圖9-11示出了實例5-7中給出的多層偏振器的光學(xué)性能。
圖12示出了實例8中給出的多層反光鏡的光學(xué)性能。
圖13示出了實例9中給出的多層偏振器的光學(xué)性能。
圖14示出了實例10中給出的金屬鍍膜多層反光鏡的光學(xué)性能。
圖15示出了實例12中給出的金屬鍍膜多層反光鏡的光學(xué)性能。
實施發(fā)明的較佳方式圖1a和1b所示的本發(fā)明包括這里又稱為多層疊層的多層聚合物薄膜10，它是至少兩種材料12和14交替疊加形成的層組。比較好的做法是，至少一種材料具有應(yīng)力誘發(fā)雙折射性質(zhì)，從而使材料的折射率(n)受拉伸過程影響。圖1a示出了拉伸過程之前的多層疊層，這時兩種材料的折射率相同。光線13通過了折射率變化相對很小的疊層。在圖1b中，該疊層受到拉伸，因此在拉伸方向上材料12的折射增大。每個層與層之間邊界處折射率的差異將導(dǎo)致光線15的一部分發(fā)生反射。通過沿單軸或雙軸方向拉伸多層疊層，對于不同方向的平面偏振入射光薄膜具有一定范圍的反射率。因此多層疊層可以用作反射偏振器或反光鏡。如果是沿雙軸方向拉伸，薄片可以沿正交軸非對稱或?qū)ΨQ拉伸以得到所需的偏振和反射性質(zhì)。
在共同待批并且已經(jīng)轉(zhuǎn)讓的1995年3月10日提及的美國專利申請08/402,041中對多層疊層的光線性質(zhì)和設(shè)計思路作了最充分的闡述，因此這項申請作為參考文獻(xiàn)被包含在本發(fā)明中。用一句話來概括，該申請描述的多層疊層結(jié)構(gòu)，它在聚合物層界面處的Brewster角(反射分量為零時的角度)非常大或者不存在。這使得多層反光鏡和偏振器結(jié)構(gòu)的p偏振光反射率隨入射角緩慢減小，與入射角無關(guān)或者隨入射角偏離法線而增大。由此可以使多層薄膜在較寬光譜范圍和較寬角度范圍內(nèi)對s和p偏振光具有較高的反射率。
圖2示出了多層疊層其中兩層，并標(biāo)出了每層三個方向上的折射率。層102的折射率為n1x，n1y和nlz，而層104的折射率為n2x，n2y和n2z。每層薄膜層相互之間的折射率同它與薄膜疊層中其它層的折射率之間的關(guān)系決定了在任意方向的任意入射角下多層疊層的反射方式。美國專利申請08/402,041中所述原理和設(shè)計思路可以用于設(shè)計滿足各種應(yīng)用場合下所需光的效應(yīng)的多層疊層。通過精心設(shè)計和調(diào)整多層疊層中層組的折射率，可以制造出具有所需光學(xué)性質(zhì)的器件。許多有用的器件，例如在寬光譜范圍內(nèi)性能出色的反光鏡和偏振器都可以按照所述的原理設(shè)計和制造。
再次參見圖1，多層疊層10可以包括數(shù)量從幾十到幾千不等的層，每層可以由任意不同的材料構(gòu)成。確定某一疊層選用材料的依據(jù)是疊層所要達(dá)到的光學(xué)性能。疊層包含的材料數(shù)量最多可以與疊層的層數(shù)一致。為了便于制造，比較好的做法是光學(xué)薄膜疊層僅僅包含幾種不同的材料。為了使光學(xué)吸收最小，比較好的多層疊層應(yīng)確保疊層吸收最強(qiáng)的波長是疊層反射的第一波長。對于大多數(shù)透明的光學(xué)材料(包括大多數(shù)聚合物)而言，吸收朝可見光譜的藍(lán)光一端增加。因此比較好的做法是設(shè)計或“調(diào)諧”多層疊層使“藍(lán)光”層位于多層疊層的入射光一側(cè)。
材料之間，或者說是物理性質(zhì)不同而化學(xué)性質(zhì)相似的材料之間的邊界可以是陡然變化或者漸進(jìn)變化的。除了一些簡單情況有解析解以外，后一類型的折射率連續(xù)變化分層介質(zhì)在分析時被處理為邊界陡變但相鄰層之間性質(zhì)變化較小的大量均勻薄層組。
比較好的多層疊層由低/高折射率對的薄膜層構(gòu)成，每個低/高折射率對層的組合光學(xué)厚度是設(shè)計得反射帶中心波長的1/2。這種薄膜疊層通常被稱為四分之一疊層。比較好的做法是，層組的厚度為1/4波長而每組層組設(shè)計成反射不同的波長。每層的厚度不必精確地等于1/4波長?；镜囊笫窍噜彽牡?高折射率薄膜對的總光學(xué)厚度等于0.5個波長。
如上所述，用于本發(fā)明的多層聚合物薄膜包括可以用任意數(shù)量的不同材料制成的層，包括化學(xué)性質(zhì)相同而物理性質(zhì)不同的材料，它們的平均厚度不超過0.5微米。比較好的做法是，多層聚合物薄膜由諸如萘二甲酸聚酯之類的晶體、半晶體或者液晶聚合物層構(gòu)成，具有正應(yīng)力光學(xué)系數(shù)，即在拉伸時沿拉伸方向上的折射率增大；以及經(jīng)過挑選的第二聚合物層。在沿至少一個方向拉伸這種多層聚合物薄膜之后，萘二甲酸聚酯層比較好的是在至少一個平面軸方向上具有比第二聚合物層更大的折射率。特別好的做法是，半晶體萘二甲酸聚酯包括例如2，6-聚乙烯萘(“PEN”)或由乙二醇、萘二甲酸以及其它一些諸如對酞酸鹽之類的酸聚合而成的共聚物(“coPEN”)。特別好的做法是，經(jīng)過挑選的第二聚合物包括例如聚對苯二甲酸乙酯(“PET”)或coPEN。
多層聚合物薄膜也可以由下列材料構(gòu)成雙折射聚合物層，特別是晶體、半晶體或液晶材料作為雙折射聚合物，例如諸如PET之類的半晶體聚酯；以及平均層厚不超過0.5微米的第二所選聚合物。該薄膜沿至少一個方向拉伸以使所述薄膜至少在該方向上被拉伸至未拉伸狀態(tài)時兩倍的長度。
當(dāng)用于本發(fā)明的多層聚合物薄膜包括半晶體萘二甲酸聚酯時，比較好的是使不同平面內(nèi)軸方向上的折射率差值至少為0.05，更好的是大于0.20。由于PEN具有較高的正光學(xué)系數(shù)并且在拉伸之后能永久保持雙折射性質(zhì)，所以它是比較好的材料，當(dāng)偏振面平行于拉伸方向時，對于550納米偏振入射光而言，折射率從1.64左右增加到1.9左右。通過增加分子取向可以提高雙折射性能(折射率的差值)。雖然PEN在上面的論述中被認(rèn)為是用作雙折射層較佳的聚合物，但是聚丁烯萘以及其它晶體或半晶體萘二甲酸聚酯也是合適的材料。
用來制造多層疊層的聚合物比較好的具有相似的熔融黏度以獲得均勻的多層其擠壓。當(dāng)采用兩種不同的聚合物時，比較好的做法是，在典型的共擠壓剪切速率下，兩種聚合物的熔融黏度在5倍以內(nèi)。比較好的做法是，盡管本發(fā)明中多層薄片經(jīng)過挑選的聚合物層是分立的，但是它們相互之間的黏性較好。本發(fā)明中所用聚合物的玻璃相變溫度避免了不利效應(yīng)的產(chǎn)生，例如其中一組聚合物層在拉伸期間開裂。對于以沿偏振方向反射為主的反光鏡而言，選擇的較佳聚合物層的折射率是各向同性的并且基本上與平行圖1a所示橫軸的其它層的折射率一致。沿該方向的平面偏振光主要透射過偏振器而沿取向方向的平面偏振光將如圖1b所示反射。
為了制造反光鏡，兩個單軸拉伸的偏振器定位在各自旋轉(zhuǎn)90度的取向軸上，或者薄片10(圖1b)沿雙軸方向拉伸。在后一種情況下，由PEN制成的層薄片在其所在平面內(nèi)的折射率增大并且所選的聚合物折射率應(yīng)該盡可能低得以反射兩個偏振平面的光線。沿雙軸拉伸多層薄片將導(dǎo)致結(jié)合層平行于兩根軸的平面內(nèi)的折射率產(chǎn)生差異，從而使兩個偏振平面方向上的光線反射。拉伸后，與橫軸相關(guān)聯(lián)的結(jié)合層的折射率之差應(yīng)該小于0.1，比較好的是小于0.05。
如果是反光鏡，則每條偏振光和入射平面所需的平均透射率取決于反光鏡的用途。，如果是可見光譜內(nèi)100納米帶寬的窄帶反光鏡，對于垂直入射情況，每個拉伸方向上的平均透射率需要小于30％左右，比較好的小于20％左右，而最好是小于10％左右。對于半反光鏡而言，在垂直入射情況下每個拉伸方向上所需的平均透射率介于10％-50％左右，并且根據(jù)特定的用途覆蓋任意范圍的波長，例如100納米-450納米之間。對于高效反光鏡，就可見光譜(380-750nm)而言，在垂直入射情況下每個拉伸方向上所需的平均透射率為10％左右，比較好的小于5％左右，最好是小于2％左右，甚至小于1％左右。此外，某些應(yīng)用可能需要非對稱反光鏡。在這種情況下，如果光譜范圍例如為可見光譜(380-750nm)或者超過可見光譜延伸至近紅外(例如380-859nm)，則沿其中一個拉伸方向的平均透射率需要小于例如50％，而沿另一個拉伸方向的平均透射率需要小于例如20％。
如果需要，可以將本發(fā)明的兩塊或多塊薄片結(jié)合在一起形成組合件以提高反射率、光學(xué)帶寬或者上述二者，或者構(gòu)成雙偏振器反光鏡。如果薄片內(nèi)部層對的光學(xué)厚度基本上相等，則與單獨的薄片相比，組合件的效率有一定程度的提高，但是帶寬和反射光譜范圍基本相同。如果薄片內(nèi)部層對的光學(xué)厚度不等，則與單獨的薄片相比，組合件的帶寬更寬。帶偏振器的組合反光鏡可以在使透射光偏振的同時提高總的反射率。另一種替換的做法是將單塊薄片沿雙軸方向不對稱地拉伸以制成具有所選擇的反光和偏振性質(zhì)的薄膜。
用于雙軸拉伸反光鏡的所選較佳聚合物基于對苯二甲酸、間苯二甲酸、皮脂酸、壬二酸或環(huán)己酮二甲酸以在保持與例如PEN制成的層所需黏性的同時達(dá)到盡可能低的折射率。不要求所選聚合物為共聚酯或共聚碳酸鹽。比較好的做法是，所選聚合物的折射率小于1.65左右而更好的做法是折射率小于1.55左右。
多層反射偏振器可以設(shè)計成在較大范圍的入射角下，對于平行某軸的平面偏振光具有較高的反射率，而同時對于平行另一軸的平面偏振光具有較低的反射率和較高的透射率。通過控制每一薄膜的三個折射率nx，ny和nz，可以獲得所需的偏振方式。
對于許多應(yīng)用而言，在所有入射角下，理想的反射偏振器沿其中一根軸(所謂的消光軸)的反射率較高而沿另一軸(所謂的透射軸)的反射率為零。偏振器的透射軸一般要求在所需光譜范圍內(nèi)和所需入射角下沿透射軸透過的光線最多。100納米帶寬的窄帶偏振器在垂直入射情況下的平均透射率需要至少為50％左右，比較好的是至少為70％，而更好的是至少在90％左右。100納米帶寬的窄帶偏振器在偏離法線60度入射情況下的平均透射率需要至少為50％左右，比較好的是至少為70％，而更好的是至少在80％左右。
對于覆蓋大部分可見光譜范圍(300nm帶寬，光譜范圍為400-700nm)情況，如果是垂直入射，平均透射率需要至少為50％左右，比較好的是至少為70％，而更好的是至少在85％左右，甚至最好為在90％左右。400-700納米的偏振器在偏離法線60度入射情況下的平均透射率(沿透射軸方向測量)需要至少為50％左右，比較好的是至少為70％，而更好的是至少在80％左右，特別好的是至少為90％左右。
對于某些應(yīng)用，比較好的是在偏離法線一定角度的透射軸方向上具有較高的反射率。沿透射軸方向的偏振光平均透射率應(yīng)該至少在偏離法線20度的范圍內(nèi)不超過20％。
本發(fā)明選用于偏振器的較佳聚合物是范圍介于20摩爾百分比-80摩爾百分比的萘二甲酸或酯(例如萘二甲酯)和范圍介于20摩爾百分比-80摩爾百分比間苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿峒捌漉?例如對苯二甲酸酯)與乙二醇反應(yīng)的共聚酯產(chǎn)物。其它屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的共聚酯也具有上述性質(zhì)并且橫軸上的折射率大約為1.59-1.69之間。
如果沿透射軸有反射，則可能會抑制偏振器在偏離法線的角度下的反射效果。如果沿透射軸方向上的反射率隨波長而變化，則在透射光中會引入彩色。一種測量顏色的方法是確定在一定波長范圍內(nèi)和所需角度下透射率的均方根(RMS)值。％RMS顏色CRMS可以按照下式確定CRMS=∫λ1λ2((T-T‾)2)1/2dλT‾]]>這里的λ1和λ2為感興趣的波長范圍或帶寬，T為透射軸方向上的透射率，而T為感興趣的波長范圍內(nèi)透射軸方向上的平均透射率。
對于低顏色偏振器的應(yīng)用來說，至少在偏離法線30度范圍內(nèi)，比較好的是在偏離法線45度的范圍內(nèi)，最好是在偏離法線60度的范圍內(nèi)，％RMS顏色應(yīng)該小于10％左右，比較好的是小于8％左右，更好的是小于3.5％左右，特別好的是小于2.1％左右。
比較好的做法是，反射偏振器的設(shè)計將特定應(yīng)用中感興趣帶寬范圍內(nèi)所需的透射軸方向％RMS顏色與消光軸方向上所需反射率大小結(jié)合起來考慮。例如，對于帶寬為100nm左右的窄帶偏振器，法線入射情況下消光軸方向上的平均透射率應(yīng)小于50％左右，比較好的是小于30％左右，更好的小于10％左右，而特別好的是小于3％左右。對于帶寬落在可見光范圍(400-700nm或者300nm帶寬)內(nèi)的偏振器來說，法線入射情況下消光軸方向上的平均透射率應(yīng)小于40％左右，比較好的是小于25％左右，再好是小于15％左右，更好的小于5％左右，而特別好的是小于3％左右。
材料的選取和處理在上面美國專利申請08/402,041所述的設(shè)計考慮下，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員將發(fā)覺大量的材料經(jīng)過一定條件下的處理后，只要滿足一定的折射率關(guān)系就可以用來構(gòu)成按照本發(fā)明的多層反光鏡或偏振器。可以通過各種途徑實現(xiàn)所需的折射率關(guān)系，包括在薄膜形成期間或之后拉伸(例如有機(jī)聚合物的情況)，擠壓(例如液晶材料的情況)或鍍膜。此外，比較好的做法是使兩種材料的流變性質(zhì)相同從而可以共擠壓。
通常情況下，通過選擇晶體、半晶體或液晶材料，比較好的是聚合物，作為第一材料來實現(xiàn)合適的組合。第二材料可以是晶體、半晶體或非晶體。在聚合物技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，通常應(yīng)該將聚合物理解為不完整的晶體，因此在本發(fā)明的上下文中，晶體或半晶體聚合物指的是那些非晶體以外的聚合物并且包括統(tǒng)稱為晶體、部分晶體、半晶體等的材料。第二材料可以是雙折射性質(zhì)的或者與第一材料一樣?；蛘哒f第二材料也可以不是雙折射性質(zhì)的。
合適的材料的具體例子包括聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate，PEN)及其異構(gòu)體(如2，6-、1，4-、1，5、2，7-和2，3-PEN)、聚對苯二甲酸亞烷基酯(如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯和聚對苯二甲酸1，4-環(huán)己烷二甲酯)、聚酰亞胺類(如聚丙烯酰亞胺)、聚醚酰亞胺(polyetherimides)、無規(guī)立構(gòu)的聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯(如聚甲基丙烯酸異丁酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸乙酯和聚甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯酸酯(如聚丙烯酸丁酯和聚丙烯酸甲酯)、間同立構(gòu)的聚苯乙烯(sPS)、間同立構(gòu)的聚α-甲基苯乙烯、間同立構(gòu)的聚二氯苯乙烯、任任一種這類聚苯乙烯的共聚物和共混物、纖維素衍生物(如乙基纖維素、乙酸纖維素、丙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素和硝酸纖維素)、聚亞烷基聚合物(如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯和聚(4-甲基)戊烯)、含氟聚合物(如全氟烷氧基樹脂、聚四氟乙烯、含氟乙烯-丙烯共聚物、聚偏氟乙烯和聚三氟氯乙烯)、含氯聚合物(如聚偏氯乙烯和聚氯乙烯)、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、硅氧烷樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙酸乙烯酯(polyvinylacetate)、聚醚-酰胺、含離子鍵的樹脂、高彈體(如聚丁二烯、聚異戊二烯和氯丁橡膠)以及聚氨酯。共聚物也是合適的，如PEN的共聚物(如2，6-、1，4-、1，5-、2，7-和/或2，3-萘二甲酸或其酯與以下物質(zhì)的共聚物(a)對苯二甲酸或其酯；(b)間苯二甲酸或其酯；(c)鄰苯二甲酸或其酯；(d)烷烴二醇類；(e)環(huán)烷烴二醇類(如環(huán)己烷二甲醇)；(f)烷烴二羧酸；和/或(g)環(huán)烷烴二羧酸(如環(huán)己烷二羧酸))、聚對苯二甲酸亞烷基酯的共聚物(如對苯甲酸或其酯與以下物質(zhì)的共聚物(a)萘二甲酸或其酯；(b)間苯二酸或其酯；(c)鄰苯二酸或其酯；(d)烷烴二醇；(e)環(huán)烷烴二醇(如環(huán)己烷二甲醇)；(f)烷烴二羧酸；和/或(g)環(huán)烷烴二羧酸(如環(huán)己烷二羧酸)以及苯乙烯共聚物(如苯乙烯-丁二烯共聚物和苯乙烯-丙烯腈共聚物)、4，4’-聯(lián)苯甲酸和1，2-乙二醇。另外，各層可以包括兩種或多種上述聚合物或共聚物的共混物(如SPS和無規(guī)立構(gòu)的聚苯乙烯的共混物)。所述的coPEN也可以是丸粒的混合物，其中，至少一種組分是以萘二甲酸為基的聚合物，其它組分為其它聚酯或聚碳酸酯，如PET、PEN或coPEN。
如果是偏振器，則特別好的層組合包括PEN/coPEN、聚對苯二甲酸乙酯(PET)/coPEN、PEN/sPS、PET/sPS、PEN/Easter和PET/Eastar，這里“coPEN”稱為共聚物或基于對苯二甲酸的混合物，Estar是購自Eastman化學(xué)公司的聚環(huán)己烷二甲脂對苯二酸。
如果是反射鏡，則特別好的層組合包括PET/Ecdel，PEN/Ccdel，PEN/sPS，PEN/THV，PEN/coPETt PET/sPS，其中“coPET”稱為共聚物或基于對苯二甲酸的混合物，“Ecdel”為購自Eastman化學(xué)公司的熱塑聚酯，而“THV”為購自3M公司的熒光聚合物。
考慮到薄膜厚度、靈活性和成本的原因，只要能滿足所需的光學(xué)性質(zhì)，器件內(nèi)的層數(shù)應(yīng)選定得盡可能地少。如果同時是偏振器和反光鏡，則層數(shù)比較好的是小于10,000左右，更好的是小于5,000左右，而特別好的是小于2,000左右。
如上所述，能否實現(xiàn)各折射率之間所需的關(guān)系(因此也是多層器件的光學(xué)性質(zhì))受到制備多層器件的工藝條件的影響。如果是可以通過拉伸定向的有機(jī)聚合物，則一般通過共擠壓各聚合物以形成多層薄膜并經(jīng)過選定溫度下的拉伸定出薄膜的方向，隨后在選定溫度下熱定型的步驟來制備器件。另一種替換的方法是，擠壓和定向步驟同時進(jìn)行。如果是偏振器，則薄膜基本上沿一個方向(單軸方向)拉伸，而如果是反光鏡，則薄膜基本上沿兩個方向(雙軸方向)拉伸。
薄膜可以沿交叉拉伸方向從交叉拉伸中的自然縮減狀態(tài)(等于拉伸比率的平方根)放松至強(qiáng)制狀態(tài)(即在交叉拉伸尺度上基本不變)。薄膜可以沿機(jī)械加工方向拉伸。
經(jīng)過選定拉伸前溫度、拉伸溫度、拉伸速率、拉伸比率、熱定型溫度、熱定型時間、熱定型松弛以及交叉拉伸松弛可以使多層器件具有所需的折射率關(guān)系。這些變量是相互依賴的；因此例如如果拉伸溫度相對較低，則拉伸速率也相對較低。對于本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員來說，選擇合適的變量組合以獲得所需的多層器件是輕而易舉的事情。但是，通常情況下，拉伸比率在拉伸方向上為1∶2-1∶10左右(更好的是在1∶3-1∶7左右)并且在垂直于拉伸方向上為1∶0.2-1∶10左右(比較好的是從1∶0.2-1∶7左右)。
合適的多層器件也可以利用諸如用于雙折射聚酰胺的自旋鍍膜之類的技術(shù)(例如參見Boese等人的發(fā)表在J.Polym.Sci.PartB，301321(1992)上的文章)和用于晶體有機(jī)化合物的真空淀積技術(shù)(例如參見Zang等人發(fā)表在Appl.Phys.Letters，59823(1991)上的文章)制備；后一技術(shù)對于某些晶體有機(jī)化合物與無機(jī)材料的組合特別有用。
反光金屬層上述多層聚合物薄膜與反光金屬層結(jié)合起來提供的金屬鍍膜多層反光鏡比單獨的多層聚合物薄膜或反射金屬具有更高的反射率，比已知的基于聚合物的多層反光鏡具有更高的色均勻度，并且有所需的制造靈活性。
本發(fā)明中所用的反射金屬具有高鏡面反射質(zhì)量的光滑、反射金屬表面。雖然比較好的金屬包括銀、金、鋁、銅、鎳和鉭，但是可以采用任何反射金屬。銀和鋁特別適合。
利用本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員熟知的常規(guī)鍍膜工藝可以將反射金屬層鍍在多層聚合物薄膜上。這些已知的工藝過程包括高溫分解、粉末鍍層、蒸發(fā)淀積、陰極濺射、離子注入等。從所能得到的結(jié)構(gòu)和厚度均勻性的角度出發(fā)，比較好的通常是陰極濺射和蒸發(fā)淀積。另一種可行的做法是反射金屬為分離的金屬薄片，例如金屬箔片或金屬化聚合物或玻璃薄片，它們借助適當(dāng)?shù)酿ず蟿?例如諸如Ohio的Shell化學(xué)公司生產(chǎn)的VITEL 3300之類的熱融黏合劑或者3M公司生產(chǎn)的90/10IOA/AA或95/5 IOA/丙烯酸PSA之類的壓敏黏合劑)層疊在多層聚合物薄膜上。
鍍在多層聚合物薄膜上從而形成本發(fā)明的金屬鍍膜多層反光鏡的反射金屬或金屬化層的厚度可以根據(jù)需要選定以滿足所需的反射率。通過調(diào)節(jié)特定金屬的金屬層厚度，可以使反射層在所需的帶寬范圍內(nèi)提供所需的反射率。反射金屬層必須足夠厚以反射所需數(shù)量的可見光，雖然在典型的制造過程中，所有下述金屬的鍍膜厚度為50納米-100納米左右，但是比較好的做法是，反射金屬層由銀或金構(gòu)成時其厚度至少為75納米-100納米左右，由鋁、鎳和鉭構(gòu)成時其厚度至少為20納米-30納米左右。不管反射金屬層作為鍍層還是分離的金屬化薄片，它們這些厚度范圍都是合適的。
由于本發(fā)明的金屬鍍膜多層反光鏡在較寬的帶寬內(nèi)具有較高的鏡面反射質(zhì)量和較高反射率，所以實現(xiàn)了所需的光學(xué)性能。比較好的做法是，本發(fā)明的反光鏡在可見光譜范圍內(nèi)具有90％以上的反射率，比較好的是95％以上，最好的是99％以上。
本發(fā)明的金屬鍍膜多層反光鏡可以層疊在剛性支承件上，典型的是鋁或鋼薄片金屬，本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員有能力充分地利用它們。隨后剛性支承件可以被彎曲和制成適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)結(jié)構(gòu)的形狀和大小。另一種替代的做法是，金屬支承件可以是本發(fā)明的金屬鍍膜多層反光鏡內(nèi)的金屬層。對于利用多重反射的應(yīng)用場合，鏡面反射是很重要的。支承件的表面平滑度影響著鏡面反射的質(zhì)量，表面加工的費用越高，產(chǎn)生的鏡面反射的質(zhì)量也越高。
當(dāng)支承方式如此時，本發(fā)明的金屬鍍膜多層反光鏡可以用于光線以高鏡面反射質(zhì)量改變方向的應(yīng)用場合。將反射金屬層與反射可見光的多層聚合物薄膜組合起來所構(gòu)成的本發(fā)明的金屬鍍膜多層反光鏡減少了因邊緣帶化和帶中心缺漏產(chǎn)生的彩色數(shù)量。因此本發(fā)明的反光鏡可用于需要寬帶反射、高鏡面反射、低制造成本和高反射率的應(yīng)用場合。實例包括太陽能反射鏡、光通管道、熒光反射鏡、液晶顯示器、計算機(jī)顯示器、標(biāo)志背光和反光薄片中所用的背光反射鏡。雖然每種應(yīng)用都有自己獨有的要求，但是它們都有賴于高效和高質(zhì)量的鏡面反射。對于本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員來說，那些需要高鏡面反射質(zhì)量的應(yīng)用對他們是顯而易見的，例如需要反射大量光線的應(yīng)用。
為了更完整和清楚地理解本發(fā)明，從而使本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠更好地理解如何實施本發(fā)明的方法，以下將借助實例來描述本發(fā)明。這些實例只是示意性質(zhì)的而不應(yīng)視為對本發(fā)明和權(quán)利要求的限定。
實例1(PETEcdel.601.反光鏡)包含601層的共擠壓薄膜經(jīng)共擠壓處理在流水平膜制作線上制作。本征黏度為0.6dl/g(60wt.％的苯酚/40wt.％的二氯苯)的聚對苯二甲酸乙酯(PET)由擠壓機(jī)以75磅/小時的速度釋放出來而Ecdel9966(一種購自Eastman化學(xué)公司的熱塑彈性體)由另一擠壓機(jī)以65磅/小時的速度釋放出來。PET位于表層。塊輸運方法(例如參見美國專利3,801,429)被用來形成151層，這151層通過兩臺倍增器制造出601層擠壓物。美國專利3,565,985描述了示意性的共擠壓倍增器。薄片長度方向上的提拉比率為3.6左右，薄片溫度在210°F左右。薄膜隨后預(yù)熱50秒到達(dá)235°F左右并以6％/秒的速度橫向提拉4.0左右的比率。薄膜接著在400°F的熱定形爐子內(nèi)松弛，其幅度為最大寬度的5％左右。成品薄膜的厚度為2.5mil。
所制造的片料在空氣一側(cè)的紋理較粗糙，并且假定透射率如圖3所示。
60度角入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的％透射率(曲線b)與法線入射下的情形(曲線a)相似(有一定的波長偏移)。
為比較起見，由Mearl股份公司制造的薄膜(假定其相對而言為各向同性材料(參見圖4))在60度角入射下p偏振光的反射率有顯著的損失(曲線b與法線入射下的曲線a比較)。
實例2(PETEcdel.151.反光鏡)包含151層的共擠壓薄膜經(jīng)共擠壓處理在流水平膜制作線上制作。本征黏度為0.6dl/g(60wt.％的苯酚/40wt.％的二氯苯)的聚對苯二甲酸乙酯(PET)由擠壓機(jī)以75磅/小時的速度釋放出來而Ecdel9966(一種購自Eastman化學(xué)公司的熱塑彈性體)由另一擠壓機(jī)以65磅/小時的速度釋放出來。PET位于表層。塊輸運方法被用來形成151層。薄片長度方向上的提拉比率為3.5左右，薄片溫度在210°F左右。薄膜隨后預(yù)熱12秒到達(dá)215°F左右并以25％/秒的速度橫向提拉4.0左右的比率。薄膜接著在400°F的熱定形爐子內(nèi)松弛6秒左右，其幅度為最大寬度的5％左右。成品薄膜的厚度為0.6mil。
圖5示出了該薄膜的透射率。60度角入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的％透射率(曲線b)與法線入射下的情形(曲線a)相似(有一定的波長偏移)。在相同的擠壓條件下，降低薄片速度以制造厚度為0.8mil左右的紅外反射薄膜。圖6示出了透射率(曲線a為法線入射而曲線b為60度角入射)。
實例3(PENEcdel.225.反光鏡)包含255層的共擠壓薄膜在實驗室薄膜拉伸裝置上的擠壓薄片和定向處理制作。本征黏度為0.5dl/g(60wt.％的苯酚/40wt.％的二氯苯)的聚對苯二甲酸乙酯(PEN)由擠壓機(jī)以18磅/小時的速度釋放出來而Ecdel 9966(一種購自Eastman化學(xué)公司的熱塑彈性體)由另一擠壓機(jī)以17磅/小時的速度釋放出來。PEN位于表層。塊輸運方法被用來形成157層，這157層通過兩臺倍增器制造出225層擠壓物。片料的厚度為12mil而寬度為12英寸。隨后利用實驗室拉伸裝置對薄片作雙軸定向，該實驗室拉伸裝置采用縮放儀扣住薄膜正方形區(qū)域并同時沿兩個方向以均勻的速度拉伸。7.46平方厘米的薄片被裝入100℃左右的拉伸機(jī)內(nèi)并加熱60秒至130℃。隨后以100％/秒的速度開始拉伸直到樣品拉伸至3.5×3.5左右。在拉伸樣品之后立即用室溫空氣吹拂來冷卻。
圖7示出了該多層薄膜的光學(xué)響應(yīng)(曲線a為法線入射而曲線b為60度角入射)。該薄膜的透射率在60度角入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的％透射率與法線入射下的情形相似(有一定的波長偏移)。
實例4(PENTHV.449.反光鏡)包含449層的共擠壓薄膜在實驗室薄膜拉伸裝置上的擠壓薄片和隨后的定向處理制作。本征黏度為0.53dl/g(60wt.％的苯酚/40wt.％的二氯苯)的聚對苯二甲酸乙酯(PEN)由擠壓機(jī)以56磅/小時的速度釋放出來而THV 500(一種購自3M公司的熒光聚合物)由另一擠壓機(jī)以11磅/小時的速度釋放出來。PEN位于表層并且50％的PEN位于兩個表層內(nèi)。塊輸運方法被用來形成57層，這57層通過三臺倍增器制造出449層擠壓物。片料的厚度為20mil而寬度為12英寸。隨后利用實驗室拉伸裝置對薄片作雙軸定向薄片，該實驗室拉伸裝置采用縮放儀扣住薄膜正方形區(qū)域并同時沿兩個方向以均勻的速度拉伸。7.46平方厘米的薄片被裝入100℃左右的拉伸機(jī)內(nèi)并加熱60秒至140℃。隨后以10％/秒的速度開始拉伸直到樣品拉伸至3.5×3.5左右。在拉伸樣品之后立即用室溫空氣吹拂來冷卻。
圖8示出了該多層薄膜的光學(xué)響應(yīng)。曲線a為法線入射時的響應(yīng)，而曲線b為60度角入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的響應(yīng)。
實例5(PENcoPEN.601--強(qiáng)彩色偏振器)包含601層的共擠壓薄膜通過在與其它實例不同的拉幅機(jī)上擠壓薄片和兩天后定向處理薄膜而制作出來。本征黏度為0.5dl/g(60wt.％的苯酚/40wt.％的二氯苯)的聚對苯二甲酸乙酯(PEN)由擠壓機(jī)以75磅/小時的速度釋放出來而本征黏度為0.55dl/g(60wt.％的苯酚/40wt.％的二氯苯)的coPEN(70mol％的2，6 NDC[苯二甲酸乙酯的甲酯]和30mol％的DMT[對苯二甲酸乙酯])由另一擠壓機(jī)以65磅/小時的速度釋放出來。塊輸運方法被用來形成151層，并且設(shè)計成形成對PEN和coPEN而言厚度比為1.22的梯度分布。PEN表層被共擠壓在光學(xué)疊層的外側(cè)，總厚度為擠壓層的8％左右。光學(xué)疊層通過兩臺倍增器制造出601層擠壓物。美國專利3,565,985描述了類似的共擠壓倍增器。所有的拉伸都在拉幅機(jī)上完成。薄膜預(yù)熱20秒至280°F并沿橫向以6％/秒左右的速率提拉4.4左右的比率。薄膜接著在460°F的熱定形爐子內(nèi)松弛，其幅度為最大寬度的2％左右。成品薄膜的厚度為1.8mil。
圖9示出了薄膜的透射率。曲線a示出了法線入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的透射率，曲線b示出了60度入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的透射率，曲線c示出了法線入射下沿拉伸方向偏振的p偏振光的透射率。值得注意的是，在法線和60度入射下p偏振光透射率的不均勻性。曲線a在400-700納米范圍內(nèi)的平均透射率為84.1％，而曲線b在400-700納米范圍內(nèi)的平均透射率為68.2％。曲線c的平均透射率為9.1％，曲線a的％RMS彩色為1.4％，而曲線b的％RMS彩色為11.2％。
實例6(PENcoPEN.601.偏振器)包含601層的共擠壓薄膜在流水線平膜制造線上經(jīng)過共擠壓處理制造出來。本征黏度為0.54 dl/g(60wt.％的苯酚/40wt.％的二氯苯)的聚對苯二甲酸乙酯(PEN)由擠壓機(jī)以75磅/小時的速度釋放出來而coPEN由另一擠壓機(jī)以65磅/小時的速度釋放出來。coPEN為70mol％的2，6萘二甲基聚酯、15％的間苯二甲酸和15％的對苯二甲酸以及乙二醇的共聚物。塊輸運方法被用來形成151層，并且設(shè)計成形成對PEN和coPEN而言厚度比為1.22的梯度分布。PEN表層被共擠壓在光學(xué)疊層的外側(cè)，總厚度為擠壓層的8％左右。光學(xué)疊層通過兩臺串聯(lián)的倍增器倍增。倍增器的額定倍增比率分別為1.2和1.27。薄膜預(yù)熱40秒至310°F并沿橫向以6％/秒左右的速率提拉5.0左右的比率。成品薄膜的厚度為2 mil。
圖10示出了該多層薄膜的透射率。曲線a示出了法線入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的透射率，曲線b示出了60度入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的透射率，曲線c示出了法線入射下沿拉伸方向偏振的p偏振光的透射率。值得注意的是，在法線和60度入射下p偏振光透射率非常高(80-100％)。值得注意的還有圖c所示在可見光范圍(400-700納米)內(nèi)沿拉伸方向偏振的光線具有非常高的消光。在500-650納米之間的消光接近100％。實例7(PENsPS.48 1.偏振器)481層的多層薄膜由購自Eastman化學(xué)公司的本征黏度為0.56dl/g(60wt.％的苯酚/40wt.％的二氯苯)的聚對苯二甲酸乙酯(PEN)和聚乙烯(sPS)同聚物(平均分子量＝200,000道爾頓，采樣自Dow股份公司)制成。PEN位于外層上并且以26磅/小時的速度擠壓而sPS以23磅/小時的速度擠壓。所用的塊輸運方法制造出6l層，每61層的厚度都基本相同。在塊輸運之后，采用三個(2X)倍增器。在22磅/小時總速率下的最終倍增之后，加入包含同一PEN的等厚表層。薄片利用12”寬的模具擠壓成0.011英寸(0.276毫米)左右的厚度。擠壓溫度為290℃。
該薄片在室溫下存儲9天并且隨后在拉幅機(jī)上雙軸定向。薄膜預(yù)熱25秒至320°F(160℃)并沿橫向以28％/秒左右的速率提拉6∶1左右的比率，拉伸方向上沒有松弛。成品薄膜的厚度為0.0018英寸(0.046mm)。
圖11示出了這種包含481層的PENsPS反射偏振器的光學(xué)性能。曲線a示出了法線入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的透射率，曲線b示出了60度入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的透射率，曲線c示出了法線入射下沿拉伸方向偏振的p偏振光的透射率。值得注意的是，在法線和60度入射下p偏振光的透射率非常高。曲線a在400-700納米范圍內(nèi)的平均透射率為86.2％，而曲線b在400-700納米范圍內(nèi)的平均透射率為79.7％。值得注意的還有圖c所示在可見光范圍(400-700納米)內(nèi)沿拉伸方向偏振的光線具有非常高的消光。薄膜在400-700納米之間的平均透射率為1.6％。曲線a的％RMS彩色為3.2％，而曲線b的％RMS彩色為18.2％。實例8(PETEcdel.601.反光鏡)包含601層的共擠壓薄膜在流水平膜制作線上經(jīng)共擠壓處理制作出來。本征黏度為0.6dl/g(60wt.％的苯酚/40wt.％的二氯苯)的聚對苯二甲酸乙酯(PET)以75磅/小時的速度釋放至輸運塊而Ecdel9966(一種購自Eastman化學(xué)公司的熱塑彈性體)由另一擠壓機(jī)以60磅/小時的速度釋放出來。PET位于表層。塊輸運方法被用來形成151層，這151層通過兩臺倍增器制造出601層擠壓物。倍增器的額定倍增比率為1.2(靠近輸運塊)和1.27。兩個表層以24磅/小時的總產(chǎn)量對稱地加入最后一個倍增器與模具之間。表層由PET構(gòu)成并且采用與輸送到輸運塊相同的擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓。薄片長度方向上的提拉比率為3.3左右，薄片溫度在205°F左右。薄膜隨后預(yù)熱35秒到達(dá)205°F左右并以9％/秒的速度橫向提拉3.3左右的比率。薄膜接著在450°F的熱定形爐子內(nèi)松弛，其幅度為最大寬度的3％左右。成品薄膜的厚度為0.0027英寸。
薄膜的光學(xué)性能如圖12所示。透射率為曲線a而反射率為曲線b。曲線b的光照反射率為91.5％。
實例9(PENPCTG.481.偏振器)包含481層的共擠壓薄膜在實驗室薄膜拉伸裝置上的擠壓薄片和隨后的定向處理制作。塊輸運方法與61層輸運塊和3個(2X)倍增器一起使用。厚的表層加入最后的倍增器與模具之間。本征黏度為0.47dl/g(60wt.％的苯酚/40wt.％的二氯苯)的聚對苯二甲酸乙酯(PEN)由擠壓機(jī)以25磅/小時的速度送至輸運塊。PCTG(購自Eastman化學(xué)公司)由另一擠壓機(jī)以25磅/小時的速度釋放出來。PEN位于表層。來自上述擠壓機(jī)的另一PEN流以25磅/小時的速度作為表層加入。片料的厚度為0.007英寸而寬度為12英寸。隨后利用實驗室拉伸裝置對薄片作雙軸定向薄片，該實驗室拉伸裝置采用縮放儀扣住薄膜正方形區(qū)域并同時沿兩個方向以均勻的速度拉伸而其他方向可以自由松弛。5.4cm寬、7.46厘米長的薄片樣品被裝入縮放儀鎖定裝置內(nèi)。薄片被裝入100℃左右的拉伸機(jī)內(nèi)并加熱45秒至135℃。隨后以20％/秒的速度開始拉伸直到樣品拉伸至6∶1左右的比例。在拉伸樣品之后立即用室溫空氣吹拂來冷卻。在樣品中心，薄膜松弛了2.0倍。
圖13示出了該多層薄膜的透射率。曲線a示出了法線入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的透射率，曲線b示出了60度入射下沿非拉伸方向偏振的p偏振光的透射率，曲線c示出了法線入射下沿拉伸方向偏振的p偏振光的透射率。
實例10(PETEcdel.151.鍍銀和鍍鋁反光鏡)包含15l層的共擠壓薄膜在流水平膜制作線上經(jīng)共擠壓處理制作出來。本征黏度為0.6dl/g(60wt.％的苯酚/40wt.％的二氯苯)的聚對苯二甲酸乙酯(PET)以75磅/小時的速度釋放至輸運塊而Ecdel9966(一種購自Eastman化學(xué)公司的熱塑彈性體)由另一擠壓機(jī)以60磅/小時的速度釋放至輸運塊。塊輸運方法被用來形成151層，排出輪速為10英尺/分鐘。表層為PET并且比內(nèi)部成厚，表層是薄膜厚度的8％左右。薄片長度方向上的提拉比率為3.5左右，薄片溫度在210°F左右。薄膜隨后預(yù)熱12秒到達(dá)212°F左右并以25％/秒的速度橫向提拉4.0左右的比率。薄膜接著在400°F的熱定形爐子內(nèi)松弛6秒鐘，其幅度為最大寬度的5％左右。成品薄膜的厚度為0.6mil。該多層聚合物薄膜的厚度選定為在可見光譜范圍內(nèi)是反射的。
該多層聚合物反射薄膜在連續(xù)的多腔室真空鍍膜機(jī)內(nèi)真空金屬化。從鎢絲加熱的氧化鋁坩堝內(nèi)蒸發(fā)的鋁鍍在多層聚合物反射薄膜上。薄片速度為10英尺/分鐘。鍍鋁層在550納米處的透射率為0.5％而導(dǎo)電率為0.25mhos/sq。從鎢絲加熱的氧化鋁坩堝內(nèi)蒸發(fā)的銀鍍在第二多層聚合物反射薄膜上。薄片速度為10英尺/分鐘。鍍鋁層在550納米處的透射率為0.5％而導(dǎo)電率為0.26mhos/sq。這；兩種薄膜都黏附在多層聚合物反射薄膜上，經(jīng)過了ASTM剝離測試B571。此外，金屬化之后，肉眼就可以看到與沒有金屬鍍層的反光鏡相比，反射性能得到顯著提高。
隨后用Perkin Elmerλ-9測量這些反射光譜。分析結(jié)果示于表1。Rlum是測量得到的樣品反射率，它集積在上眼敏感的波長之外。主要波長是用CIE技術(shù)計算得到的樣品顏色。色純度是色的飽和度，0％代表白色而100％代表純色。金屬化之前的多層聚合物反射薄膜顏色強(qiáng)烈并且反射最弱。但用銀或鋁金屬化之后，金屬鍍層的多層反光鏡的反射率大于90％。兩種反光鏡的反射率高于用鋁金屬化的PET薄膜。金屬鍍層的多層反光鏡的色純度基本上小于未鍍層的多層聚合物反射薄膜。
表 I

表I所示的所有測量是在光入射到樣品聚合物一側(cè)下進(jìn)行的。一般從金屬一側(cè)觀察，PET薄膜上的鋁鍍層為4％以上的反射率而銀薄膜為1％以上的反射率。相反，當(dāng)從聚合物一側(cè)觀察時，金屬鍍層多層反光鏡的反射更強(qiáng)。金屬鍍層多層反光鏡的側(cè)面-側(cè)面差異在鋁上比銀更為明顯。
圖14為上述鋁和銀鍍層多層反光鏡的光譜。首先值得注意的是，由于利用更多的層數(shù)和四分之一波片反射鏡更寬的分布可以實現(xiàn)更寬的反射帶，所以這種特殊反光鏡構(gòu)造的優(yōu)化工作量較小。此外，利用折射率變化較大的聚合物或者更多的層數(shù)可以在反射帶內(nèi)實現(xiàn)更強(qiáng)的反射。毫無疑問，光譜清楚地表明，反射金屬鍍層增強(qiáng)了可見光譜的反射。
實例11(PET層疊在Al襯底上的薄膜Ecdel)為了評價本發(fā)明的金屬層疊多層反光鏡，采用3M公司生產(chǎn)的丙烯酸壓敏粘結(jié)劑將上述實例1所述的多層聚合物薄膜與共擠壓在光學(xué)疊層外側(cè)上的表層(厚度為共擠壓層的14％)層疊在購自美洲鋁業(yè)公司的Everbrite牌光照鋁薄片。
這些多層薄膜、鋁層和多層薄膜/鋁疊層用Perkin Elmerλ-9測量光譜反射。表II示出了分析結(jié)果。Rlum是測量得到的樣品反射率，它集積在人眼敏感的波長之外。主波長是用CIE技術(shù)計算得到的樣品顏色。色純度是色的飽和度，0％代表白色而100％代表純色。作為表征鏡面反射的反光鏡光度利用袖珍光度鏡面60鏡面光度計測量。
表 II

由上可見，多層/鋁疊層的反射率明顯大于單獨的多層反光鏡或Everite牌鋁。
實例12(PETEcdel.鍍銀和鍍鋁反光鏡)為了評價多重反射應(yīng)用中所用的本發(fā)明的金屬鍍層多層反光鏡，采用3M公司生產(chǎn)的90/10IOA/AA丙烯酸壓敏粘結(jié)劑將上述實例16所述的蒸發(fā)鍍膜多層聚合物薄膜層疊在3105-H14鋁薄片上。這種類型的鋁便宜并且表面沒有經(jīng)過提高反射率的特別處理。它具有較強(qiáng)的散射，因此不適用于需要幾何反射的應(yīng)用。購自3M公司的標(biāo)準(zhǔn)SS95P Silverlux牌材料以同樣的方式制備。
圖15示出了層疊樣品和未層疊鋁片的光譜曲線。由上可見，鍍銀多層聚合物反光鏡和Silverlux牌材料具有極其相似的反射率。表III示出了從圖15所示光譜導(dǎo)出的數(shù)據(jù)。由此可見，反光鏡的反射率沒有受到層疊過程的不利影響。鋁塊的反射率只有72％，接近漫反射的一半。因此鍍在該薄膜上的薄膜提高了反射率而降低了漫反射。本發(fā)明的反光鏡與金屬鍍層的Silverlux相比，漫反射比較小，這是本發(fā)明反光鏡另外一個優(yōu)點。
表III<

雖然以上借助實施例對本發(fā)明作了闡述，但是這種闡述并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。本發(fā)明的精神和實質(zhì)范圍由后面所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種金屬鍍層反光鏡，其特征在于包括多層聚合物薄膜，其平均層厚不超過0.5微米；以及包含反射材料的金屬層。
2.一種金屬鍍層反光鏡，其特征在于包括多層聚合物薄膜和金屬層；所述多層聚合物薄膜包括(A)平均層厚不超過0.5微米的雙折射聚合物層；以及(B)平均層厚不超過0.5微米的所選第二聚合物層；以及包含反射材料的金屬層。
3.一種金屬鍍層反光鏡，其特征在于包括多層聚合物薄膜和金屬層；所述多層聚合物薄膜包括(A)平均層厚不超過0.5微米的雙折射聚合物層；以及(B)平均層厚不超過0.5微米的所選第二聚合物層；其中所述薄膜至少沿一個方向拉伸至該方向未拉伸狀態(tài)時長度的兩倍；以及包含反射材料的金屬層。
4.如權(quán)利要求2或3所述的反光鏡，其特征在于雙折射聚合物為半晶體聚酯。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的反光鏡，其特征在于反射金屬選自鋁、銀、金、銅、鎳和鉭。
6.如權(quán)利要求5所述的反光鏡，其特征在于所述金屬為銀并且銀層的厚度至少為75納米-100納米左右。
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的反光鏡，其特征在于所述反射金屬包括層疊在多層聚合物薄膜上的金屬化聚合物或者玻璃片。
8.如權(quán)利要求1-6中任意一項所述的反光鏡，其特征在于反射金屬包括層疊在多層聚合物薄膜上的金屬片。
9.如權(quán)利要求1-8中任意一項所述的反光鏡，其特征在于可見光反射率大于95％。
10.如權(quán)利要求1-9中任意一項所述的反光鏡，其特征在于所述薄膜至少沿兩個方向拉伸。
全文摘要
一種具有高反射率和高鏡面反射質(zhì)量的金屬鍍層反光鏡。反光鏡包括:多層聚合物薄膜(10)和反射金屬層。多層聚合物薄膜包括晶體、半晶體或液晶材料,平均層厚不超過0.5微米;以及平均層厚不超過0.5微米的第二層(14)。反射金屬層包含選自鋁、銀、金、銅、鎳和鉭的金屬。金屬鍍層多層反光鏡適用于要求寬帶反射、高鏡面反射質(zhì)量、低成本和高反射率的場合。
文檔編號B32B27/36GK1189127SQ96195041
公開日1998年7月29日 申請日期1996年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月20日
發(fā)明者L·R·吉爾伯特, A·J·奧德柯克 申請人:美國3M公司