或保護邊界層而分開。
[0034] ^lj
[0035] Rhemi(A)的測量和計算
[0036]使用描述于美國專利申請公布號2013/0215512(Coggio等人)的裝置測量Rhemi (λ)。市售六英寸積分球由藍菲光學(xué)(Labsphere)(新罕布什爾州北薩頓的藍菲光學(xué)公司) (Labsphere,Inc·,North Sutton,NH)制造并具有Spectralon。反射涂層,借助三個相互正 交端口,其用于照射樣本并確定半球的反射光譜,Rh^G)。穩(wěn)定光源通過一個端口照射該 球體。Photo Research'1' PR650分光光度計(可購自加利福尼亞州查茲沃斯的Photo Research公司(Photo Research Inc.,Chatsworth,CA))用于通過第二端口來測量球體內(nèi) 壁輻射度。樣品放置在第三端口上。積分球壁輻射度的校準通過使用放置在第三端口上的 已知反射率標準(的SpectMlOH? Reference Target SRT-99-050可購自新罕布什爾州北 薩頓的藍菲光學(xué)公司(Labsphere,Inc.,North Sutton,NH))而完成,并且球體壁福射度的 測量可以使用校準基準,也可以不使用。通過將樣本放置于第三口上測量R hemi(A);通過求 得有樣本和沒有樣本的情況下球壁輻射度的比率并采用簡單的積分球強度增益算法而獲 得樣本半球反射率Rh emi(A)。
[0037] 可以預(yù)期,在積分球內(nèi)的平衡強度分布近似于朗伯(Lambertian)分布,這意指相 對于在樣本上入射角度的強度概率分布將隨著cos(0)而下降,其中θ = 〇為垂直于樣本。
[0038] 圖1是反射膜的示意性透視圖。圖1示出了光線130,該光線以入射角Θ入射到反射 膜10上,從而形成入射平面132。反射膜110包括平行于X軸的第一反射軸116和平行于y軸的 第二反射軸114。光線130的入射平面132平行于第一反射軸116。光線130具有位于入射平面 132中的p偏振分量以及與入射平面132正交的s偏振分量。光線130的p偏振光將被具有RPP-x 反射率的反射膜反射(光線130的p偏振光的電場至反射膜110的平面的突起部分平行于X方 向),同時光線130的s偏振光被具有R ss-y反射率的反射膜反射(光線130的s偏振光的電場平 行于y方向)。
[0039] 此外,圖1示出了入射到反射膜的光線120,所述反射膜在平行于膜110的第二反射 軸114的入射平面122中。光線120具有位于入射平面122內(nèi)的p偏振分量以及與入射平面122 正交的s偏振分量。光線120的p偏振光將被具有RPP-y反射率的反射膜反射,同時光線120的s 偏振光被具有Rss-X反射率的反射膜反射。如本文進一步所描述的,對于任何入射平面而言, P偏振光和s偏振光的透射和反射量將取決于反射膜的特性。
[0040] 可以從在微層的層厚度曲線與光學(xué)膜的其它層元件上的信息,以及從與膜內(nèi)的微 層和其它層中的每個相關(guān)聯(lián)的折射率值中計算Rhemi(A)。通過使用用于多層膜光學(xué)響應(yīng)4x4 矩陣求解軟件應(yīng)用程序,反射和透射光譜均可以從已知的層厚度曲線和用于X軸入射平面、 y軸入射平面以及每個P偏振與s偏振的入射光的折射率特性中計算。據(jù)此,Rhemi(A)可以通 過使用以下列出的方程而計算:
[0048] 可以獲得用如一般描述于美國專利號6,531,230(Weber等人)中的一系列高階諧 波可見反射譜帶的多層聚合物反射器膜。多層聚合物反射器膜的R hemi(A)通過使用如上述 的朗伯(Labsphere)積分球來測量并且所得光譜208在圖2中示出。該多層聚合物反射器膜 的透射光譜利用PerkinElmer L1050分光光度計(加利福尼亞州華爾頓的珀金埃爾默公司 (PerkinElmer Inc .,Waltham,PA))測量并且使用上述列出的方程來計算Rhemi。在該計算 中,以及對于所有進一步Rhemi (λ)的計算,將E (Θ)視為與cos (Θ)相關(guān)的朗伯(Lambertian)強 度分布。圖2表明所計算的Rhemi(A)光譜204與用于多層聚合物反射器膜的所測量的R hemi(A) 光譜208非常一致。
[0049] 比較例C1:
[0050] 增強鏡面反射器(ESR,可購自明尼蘇達州圣保羅市的3M公司(3M Company, St. Paul,MN))為寬帶鏡膜,其經(jīng)設(shè)計以充當(dāng)用于LCD背光源的背面反射器。ESR包括兩個光 分組,這里表示為分組1和分組2,每個光分組由四分之一波長聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的162個光學(xué)重復(fù)單元組成。每個光分組在內(nèi)部膜區(qū)域處由4.6μπι 厚的整體PEN層分開,并且膜結(jié)構(gòu)的外部在每側(cè)上由4.6μηι厚的整體PEN層而界定。
[0051]得到ESR膜并且將原子力顯微鏡(AFM)用于確定在ESR膜中兩個分組中的每個的層 厚度曲線。對于分組1的所得層厚度曲線303和對于分組2的層厚度曲線306在圖3中示出。 [0052]用于多層膜光學(xué)響應(yīng)的4x4矩陣求解軟件應(yīng)用程序用于為ESR膜計算反射光譜。在 表1中給出了用于模擬的取決于PEN和PMMA的折射率的波長的實際(n x、ny、nz)和假想(kx、ky、 kz)部分。在該計算中,折射率數(shù)值在表1值之間和超出表1值進行平穩(wěn)變化。
[0053] ^1
[0056] 對從分組1側(cè)(基線構(gòu)造)和分組2側(cè)("反向"構(gòu)造)兩者入射的光的法向角度反射 光譜進行計算計算。也使用PerkinElmer L1050分光光度計(加利福尼亞州華爾頓的?自金埃 爾默公司(PerkinElmer Inc.,Waltham,PA))測量法向角度反射光譜。測量光譜和模擬光譜 之間具有很好的一致性,這指出計算技術(shù)捕獲來自 ESR膜的反射物理學(xué),其包括在詳細反射 光譜上吸收損失效應(yīng)。
[0057] 通過確定在完整入射角范圍中的反射率,并計算適合于在LCD循環(huán)背光源中的背 面反射器的入射角度概率分布的反射系數(shù)來計算Rhemi(A)光譜。對從分組1側(cè)(基線構(gòu)造)和 分組2側(cè)("反向"構(gòu)造)入射的光的法向角度反射光譜進行計算。
[0058]對于從分組1側(cè)入射的光的所計算Rhemi(A)光譜410和對于從比較例C1的ESR膜分 組2側(cè)入射的光的所計算Rhemi (λ)光譜420在圖4中示出。在圖4中的Rhemi (λ)光譜的比較示出 在對于從分組1側(cè)(基線構(gòu)造)入射的光的整個可見波長帶(420nm至650nm)中,半球反射率 是相當(dāng)重要的,其中最薄層(藍層)在光從其中入射的膜的一側(cè)上。
[0059] 比較例C1的該結(jié)果可導(dǎo)致這樣的認同,為了使反射率最大化,在藍光處諧振的層-換句話說,被調(diào)諧以具有藍光波長四分之一的厚度的層(有具有藍光波長一半的光學(xué)厚度 的2個微層的光學(xué)重復(fù)單元,并從而通過相長干涉反射藍光)-應(yīng)該靠近多層光學(xué)膜的外部 光學(xué)表面,更具體的是在背光源中的光入射的外部光學(xué)表面。
[0060] 實例 1
[0061] 對具有經(jīng)布置使得分組1的取向相對于ESR而翻轉(zhuǎn),并且構(gòu)造分組1的"紅層"以駐 留最接近于光從其中入射的膜的外部的ESR的分組1和分組2的膜的R hemi(A)光譜執(zhí)行計算 使。對于分組1的所得層厚度曲線503和用于分組2的層厚度曲線506在圖5中示出。
[0062]圖6示出與對于"分組1相對翻轉(zhuǎn)"構(gòu)造所計算的Rhemi(A)光譜660相比的對于"分組 1翻轉(zhuǎn)"構(gòu)造的所計算Rhemi(A)光譜650,其中光線從該膜的相反側(cè)入射。每個與比較例C1基 線構(gòu)造的所計算的R hemi(A)光譜610相比較。"分組1翻轉(zhuǎn)"構(gòu)造獲得比比較例C1的基線構(gòu)造 更高的半球反射率。
[0063]實例2
[0064] 對具有經(jīng)布置使得分組1的取向相對于ESR而翻轉(zhuǎn),并且構(gòu)造分組1的"紅層"經(jīng)以 駐留最接近于光從其中入射的膜的外部的ESR的分組1和分組2的膜的Rhemi(A)執(zhí)行計算。對 于分組1的所得層厚度曲線703和用于分組2的層厚度曲線706在圖7中示出。
[0065]圖8示出與對于"分組1和分組2翻轉(zhuǎn)-反向"構(gòu)造的所計算Rhemi(A)光譜860相比的 用于"分組1和分組2翻轉(zhuǎn)"構(gòu)造的所計算Rhemi(A)光譜850,其中光線從該膜的相反側(cè)入射。 每個與比較例C1基線構(gòu)造的所計算的R hemi(A)光譜810相比較。"分組1和分組2翻轉(zhuǎn)"構(gòu)造獲 得比比較例C1的基線構(gòu)造更高的半球反射率。
[0066] 比較例C2
[0067]作出對比較例C1的ESR膜的Rhemi(A)光譜的計算,其中分組2的取向被翻轉(zhuǎn),并且構(gòu) 造分組1的"藍