CN102317820A - 使用空间选择性双折射减少的内部图案化多层光学膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了反射型膜，所述反射型膜包括内层，所述内层被布置用于通过相长干涉或相消干涉来选择性地反射光，所述内层从所述膜的第一区延伸至第二区。所述膜具有第一厚度，并且所述内层在所述第一区中提供第一反射特性；所述膜具有第二厚度，并且所述内层在所述第二区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间的差别并非主要归因于第一厚度和所述第二厚度之间的任何差值，所述差值可以为零。相反，所述反射特性中的所述差别主要归因于一个区中的所述内层中的至少一些相对于另一区的双折射减少。所述膜也可以掺入吸收剂，以有助于所述膜的制造或处理。本发明也公开了相关方法和制品。

Description

使用空间选择性双折射减少的内部图案化多层光学膜

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求以下美国临时专利申请的优先权：No.61/139,736，“Internally Patterned Multilayer Optical Films Using SpatiallySelective Birefringence Reduction”(使用空间选择性双折射减少的内部图案化多层光学膜)，2008年12月22日提交；No.61/157,996，“Multilayer Optical Films Having Side-by-Side Mirror/Polarizer Zones”(具有并列型反射镜区/偏振器区的多层光学膜)，2009年3月6日提交；和No.61/158,006，“Multilayer Optical Films Suitable for Bi-LevelInternal Patterning”(适于双级内部图案化的多层光学膜)，2009年3月6日提交，上述专利申请的公开内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明整体涉及光学膜，尤其适用于这样的膜：该膜的反射特性大部分由从膜内设置(即膜的内部)的层间界面反射光的相长干涉和相消干涉所确定。本发明还涉及相关系统和方法。

背景技术

已知多层光学膜，即这种膜包括多层具有不同折射率和合适厚度的不同层，以由于在层间界面处反射光的相长干涉和相消干涉而选择性地反射和透射光。在一些情况下，这种膜通过以下方式形成：将高折射率无机材料(例如二氧化钛)和低折射率无机材料(例如二氧化硅)的交替层真空沉积到玻璃基底或其它刚性基底上。

在其它情况下，这种膜通过以下方式形成：以交替层布置方式通过模具共挤出不同的有机聚合物材料，冷却挤出物以形成浇铸料片，以及拉伸浇铸料片，以便使料片变薄到合适的最终厚度。在一些情况下，也可以通过使交替聚合物材料中的一者或两者成为双折射的方式来进行拉伸，即，其中给定材料对沿一个方向偏振的光具有某一折射率，而对沿不同方向偏振的光具有不同的折射率。这种双折射可以导致下述成品膜：该成品膜在相邻层间沿第一面内方向(有时称为x轴)具有大的折射率失配，并且在相邻层间沿第二面内方向(有时称为y轴)具有显著的折射率匹配，其中在成品膜上，沿第一方向偏振的垂直入射光为高度反射的光，并且沿第二方向偏振的垂直入射光为高度透射的光。参见(如)以下美国专利：3,610,729(Rogers)、4,446,305(Rogers等人)、和5,486,949(Schrenk等人)。双折射也可以导致相邻层间沿面外方向(即沿垂直于膜的轴)的折射率差值，其显著不同于相邻层间沿一个或两个面内方向的折射率差值。此后一情况的实例为下述膜：该膜在相邻层间沿两个正交面内方向(x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为高度反射的光，但其中相邻层沿面外方向(z)的折射率为基本上匹配的折射率，使得所谓“p偏振”光(在入射平面内偏振的光)的界面的反射率为基本上恒定的。参见(如)美国专利5,882,774(Jonza等人)。Jonza等人提出，除了别的以外，相邻微层之间的z轴折射率失配(简称为z折射率失配或Δnz)可被调控，以允许构造布鲁斯特角(p偏振光在界面处的反射率变为零的角度)非常大或不存在的多层叠堆。这又允许构造这样的多层反射镜和偏振器：其p偏振光的界面反射率随着入射角增加而缓慢减小，或与入射角无关，或随着入射角偏离垂直方向而增大。因此，可得到在宽的带宽上对s偏振光和p偏振光均具有高反射率的多层膜，其中s偏振光垂直于入射平面偏振，p偏振光对于反射镜以任何入射方向、对于偏振器以选定的方向偏振。

另外已知向多层光学膜赋予图案，以形成标记。参见(如)以下美国专利：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 OpticalFilms and Methods of Forming”(可后形成的多层光学膜以及形成方法)。将压力选择性地施加到膜，例如利用压印模具，以使选定面积或区中的膜变薄，以产生所需图案。可以产生的厚度减少为大于5％或大于大约10％的选择性薄化在膜选定区中的整个厚度上均为有效的，使得膜内部的选定区中的光学薄层(“微层”)的叠堆相对于膜的相邻区也变薄，该微层是造成所观测的反射和透射特性的原因。由于穿过微层的光学路径长度差缩短，微层的这种薄化使与微层相关的任何反射谱带偏移为较短波长。对于观察者而言，反射谱带的偏移显示为介于压印区和非压印区之间的反射或透射颜色差值，以使得图案易于被察觉到。

例如，‘463 Merrill等人的专利描述了压印色移安全膜，其中将包含418层内部微层(两组各具有209层微层)的多层聚合物膜压印在选定区中。在压印之前、以及在压印之后的非压印区中，微层具有产生下述反射谱带的折射率和厚度：反射谱带的短波长谱带边缘随入射角(视角)而偏移，即，从垂直入射下的720nm改变为45度视角下的640nm、改变为60度视角下的甚至更短波长(对应于垂直入射下的透明外观、45度下的青色、60度下的亮青色)。在这些非压印区中，膜的厚度为3.4密耳，即，0.0034英寸。然后将膜在介于149℃下的辊和预热压印板之间进行压印，以将选定区中的膜薄化到约3.0密耳。压印区在垂直入射下显示为亮金色，这表明谱带边缘从720nm偏移为较短波长。在倾斜视角下，压印区中的观测颜色改变为青色或较深的蓝色。

发明内容

除了别的以外，本文描述使多层光学膜内部图案化的方法，该方法不需要选择性地施加压力，并且不依赖于选择性地使膜薄化来而实现图案化。因此，在一些情况下，本文论述的内部图案化可在未对膜进行任何选择性施加压力、和/或未对膜进行任何显著薄化的情况下而实现。相反，本发明所公开的方法中的至少一些通过在第二区中而非相邻的第一区中选择性地减少膜的内层中的至少一些的双折射来实现图案化。在其它情况下，内部图案化可以伴有厚度的显著变化，厚度变化取决于处理条件而为较厚或较薄的。

选择性双折射减少可通过下述方法进行：将适当量的能量审慎地递送至第二区，以便将其中的内层中的至少一些选择性加热至下述温度，所述温度为足够高，以在减少或消除原有光学双折射的材料中产生松弛，而且足够低，以保持膜内的层结构的物理完整性。双折射的减少可以为部分减少，或其可以为完全减少，在此情况下，使第一区中为双折射的内层变成第二区中的光学各向同性的层。在示例性实施例中，至少部分地通过将光或其它辐射能量选择性地递送至膜的第二区来实现选择性加热。光可以包括紫外光、可见光或红外波长的光或它们的组合。被递送的光中的至少一些被膜吸收，从而得到所需的加热，其中所吸收光的量取决于强度、持续时间、和被递送的光的波长分布、以及膜的吸收特性。这种用于使多层光学膜内部图案化的技术与已知高强度光源和电子可寻址光束控制系统相容，从而允许仅通过适当地控制光束(无需专用硬件，例如图像专用压印板或光掩模)在膜中产生事实上任何所需的图案或图像。

另外描述了多层光学膜，该多层光学膜包括多层被布置用于通过相长干涉或相消干涉来选择性地反射光的内层，该内层从膜的第一区延伸至相邻的第二区。在第一区中，膜具有第一厚度，且多层提供第一反射特性。在第二区中，膜具有第二厚度，且多层提供第二反射特性，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间的差别并非主要归因于介于第一厚度和第二厚度之间的任何差值，该厚度差值可以为零。在一个实例中，膜在第一区上可以具有厚度变化Δd(例如可以期望得自垂直处理波动)，并且第二厚度可以不同于第一厚度且差值不超过Δd，其中第一厚度和第二厚度分别取自第一区和第二区上的膜厚度的空间平均值。在一些情况下，膜在其一层或多层组成层中可以包括一种或多种吸收剂，以促进图案化过程期间的加热。

另外描述了多层光学膜，该多层光学膜包括多层被布置用于通过相长干涉或相消干涉来选择性地反射光的内层，该内层从膜的第一区延伸至相邻的第二区。相对于第二区，第一区中的层中的至少一些具有不同量的双折射，并且多层分别在第一区和第二区中基本上由于不同的双折射而具有不同的第一反射特性和第二反射特性。

另外描述了层合结构和其它光学体，该层合结构和其它光学体包括一种或多种以某种方式与具有不同光学特性的另一种膜或基底接合或组合的可选择性处理的多层光学膜。在一些情况下，“另一种膜或基底”可以为或可以包括其它常规光学膜或基底，例如吸收型偏振器、着色的光透射膜(如已染色的单层聚合物)、延迟膜、玻璃板、白色或着色卡片等等、以及它们的组合。在一些情况下，“另一种膜或基底”也可以或作为另外一种选择为或可以包括不同类型的多层光学膜，无论是偏振器、反射镜、窗口、还是它们的组合。

另外描述了制备图案化多层光学膜的方法，该方法包括提供多层光学膜，多层光学膜包含多层被布置用于提供与光的相长干涉或相消干涉相关的第一反射特性的内层，该内层从膜的第一区延伸至相邻的第二区，并且第一区和第二区各具有第一反射特性。该方法也包括在第二区中选择性加热膜，加热量足以使第二区具有也与光的相长干涉或相消干涉相关、但不同于第一反射特性的第二反射特性。选择性加热可在第二区中的膜的厚度无任何显著降低的情况下施加。选择性加热也可在不向膜施加任何选择性压力的情况下施加。

另外描述了制备图案化多层光学膜的方法，其中提供了多层光学膜，多层光学膜包括多个内层，所述内层被设置成光学重复单元，以通过相长干涉或相消干涉选择性地反射光，该内层从膜的第一区延伸至相邻的第二区，并且光学重复单元中的至少一些各自包括在第一区和第二区中均为双折射的第一层。该方法包括在第二区中选择性加热膜，加热量足以减少或消除第二区中的第一层的双折射，同时保持第一区中的第一层的双折射，加热足够低，以保持第二区中的层的结构完整性，并且加热在不向第二区选择性地施加任何压力的情况下施加。

本文也讨论了相关方法、系统、和制品。

本专利申请的这些方面和其它方面通过下文的具体描述将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅受所附权利要求书的限定，并且在审查期间可以进行修改。

附图说明

图1为一卷多层光学膜的透视图，已经使该卷多层光学膜内部图案化，从而在膜的不同部分或区得到不同的反射特性，以形成标记；

图2为多层光学膜的一部分的示意性侧视图；

图3为图1的多层光学膜的一部分的示意性剖视图；

图4为具有内部图案化的另一种多层光学膜的一部分的示意性剖视图；

图5A-J为对各种内部图案化多层光学膜的制造过程的不同阶段，示出2层光学重复单元的每一层的每一个折射率(nx、ny、nz)的理想化图线；

图6为汇总可使用本文针对多层光学膜所讨论的技术实现的各种转换的示意图；

图7为用于选择性加热多层光学膜以实现内部图案化的装置的示意性侧视图；

图8A-C为图案化多层膜的不同第二区、以及其上添加的光束相对于能够形成所示区的膜的可能路径的示意性俯视图。

图9A为示出光束的相对强度取决于光束传播到膜中的深度的理想化图线，其中为三种不同的多层光学膜提供了三条曲线；

图9B为示出局部吸收系数取决于膜内的深度或轴向位置的理想化图线，其中三条曲线对应于图9A中的三条曲线；

图10为所制造的不同浇铸多层料片的透射百分比与波长的关系曲线图；

图11为利用图10的浇铸料片之一制备的多层光学膜的透射百分比与波长的关系曲线图；

图12为利用图10的浇铸料片中的另一个制备的两种不同多层光学膜的透射百分比与波长的关系曲线图；

图13A为利用图12的(未图案化)多层光学膜之一制备的内部图案化多层光学膜的透射百分比与波长的关系曲线图，其中一条曲线示出处理区的透射，另一条曲线示出图案化膜的未处理区的透射，并且图13B为图13A的同一处理区和未处理区的反射百分比与波长的关系曲线图；以及

图14为利用图11的(未图案化)多层光学膜以及图12的(未图案化)多层光学膜之一制备的内部图案化多层光学膜的透射百分比与波长的关系曲线图，其中一条曲线示出图案化膜的未处理区的透射，另一条曲线示出图案化膜的处理区的透射。

在这些附图中，相同的附图标号指示相同的元件。

具体实施方式

图1示出了多层光学膜110，该膜已利用内层(图1中未示出)中的至少一些的空间选择性双折射减少进行内部图案化或空间定制。内部图案化限定了不同区112、114、116，这些区被成形以便形成所示的标记“3M”。膜110示出为卷绕成卷的长挠性材料，因为本文所述的方法有利地与高容量滚筒式工艺相容。然而，该方法并不限于挠性卷状物品，并且可在小件部件或样品以及非挠性膜和制品上实施。

“3M”标记为可见的，因为不同的区112、114、116具有不同的反射特性。在所示实施例中，区112具有第一反射特性，区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将为至少部分透光的，在这种情况下，区112、114、116也将具有对应于其各自反射特性的不同透射特性。当然一般来讲，透射(T)加反射(R)加吸收(A)＝100％，或T+R+A＝100％。在一些实施例中，膜完全由在波长谱的至少一部分上具有低吸收的材料构成。这甚至对于掺入吸收染料或颜料以促进热递送的膜也可能是实际情况，因为某些吸收材料在其吸收率方面为波长特异性的。例如，可用的红外染料在近红外波长区中选择性地吸收，而在可见光谱中具有非常少的吸收。在光谱的另一端处，在多层光学膜文献中视为低损耗的多种聚合物材料在可见光谱上确实具有低损耗，但在某些紫外线波长下也具有显著的吸收。因此，在一些情况下，多层光学膜110可以在波长谱的至少限定部分上(例如可见光谱)具有微小或忽略不计的吸收，在这种情况下，该限定范围内的反射和透射呈现互补关系，因为T+R＝100％-A，并且由于A小，

则T+R≈100％。

如将在下文进一步所述，第一反射特性和第二反射特性各归因于膜110内部的结构特征，而非归因于涂覆至膜表面的涂层或其它表面特征。本发明所公开的膜的此方面使其有利于用于安全用途(如其中膜旨在应用至产品、包装或文献作为真实性的指示物)，因为内部特征难以复制或伪造。

第一反射特性和第二反射特性在某些方面不同，这在至少某些观察条件下是明显的，以允许通过观察者或通过机器检测图案。在一些情况下，可能有利的是使在可见波长下的介于第一反射特性和第二反射特性之间的差别最大化，以使得图案在大部分观察和照明条件下对于人类观察者为明显的。在其它情况下，可能有利的是在介于第一反射特性和第二反射特性之间仅提供细微差别或提供仅在某些观察条件下明显的差别。在任一种情况下，介于第一反射特性和第二反射特性之间的差别优选可主要归因于多层光学膜的内层在膜的不同相邻区中的折射率差值，并且并非可主要归因于相邻区之间的厚度差值。

区与区的折射率差值可根据多层光学膜的设计而产生介于第一反射特性和第二反射特性之间的各种差别。在一些情况下，第一反射特性可以包括第一反射谱带，第一反射谱带具有给定中心波长、谱带边缘、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，不同之处在于其具有第二反射谱带，第二反射谱带具有与第一反射谱带相似的中心波长和/或谱带边缘，而且具有与第一反射谱带基本不同(较高或较低)的最大反射率，或第二反射谱带可以基本上不存在于第二反射特性中。这些第一反射谱带和第二反射谱带可以根据膜的设计而与仅具有一种偏振态的光或具有任何偏振态的光相关。

在一些情况下，第一反射特性和第二反射特性可能在它们对视角的依赖性方面不同。例如，第一反射特性可以包括第一反射谱带，第一反射谱带具有给定中心波长、谱带边缘、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谱带，第二反射谱带在垂直入射下与第一反射谱带的这些方面非常相似。然而随着入射角的增大，尽管第一反射谱带和第二反射谱带都可能偏移为较短波长，但其各自的最大反射率可能极大地彼此偏移。例如，第一反射谱带的最大反射率可能一直为常数或随入射角的增大而增大，而第二反射谱带的最大反射率或至少其p偏振分量可能随入射角的增大而减小。

在其中介于第一反射特性和第二反射特性之间的上述差别与覆盖可见光谱的一部分的反射谱带相关的情况下，该差别可能被察觉为介于膜的第一区和第二区之间的颜色差别。

现在转向图2，该图示出多层膜210的一部分的示意性侧视图，以反映包括其内层的膜的结构。膜基于局部x-y-z笛卡尔坐标系示出，其中膜平行于x轴和y轴延伸，并且z轴垂直于膜及其组成层且平行于膜的厚度轴。应当注意，膜210不必为完全平坦的膜，而且可以为弯曲的膜或者说是被成形为从平面偏离的膜，并且甚至在这些情况下，膜的任意小的部分或区可与所示的局部笛卡尔坐标系相关。膜210通常可以视为表示图1在其区112、114、116中的任何者中的膜110，因为膜110的各个层优选地从每一个这种区连续地延伸至下一个区。

多层光学膜包括各个层，该各个层具有不同折射率，以使得一些光在相邻层之间的界面处被反射。这些层(有时称为“微层”)为足够薄的，以使得在多个界面处反射的光发生相长干涉或相消干涉，以向多层光学膜赋予所需的反射或透射特性。对于设计用于反射紫外光、可见光或近红外波长光的多层光学膜而言，每一层微层的光学厚度(物理厚度乘以折射率)一般都为小于约1μm。然而，也可包括较厚的层，例如多层光学膜的外表面处的表层，或设置在多层光学膜内以分隔微层的相干分组(称为“叠堆”或“组”)的保护性边界层(PBL)。在图2中，微层标记为“A”或“B”，“A”层由一种材料构成，“B”层由不同的材料构成，这些层以交替排列的方式堆叠，以形成光学重复单元或单位单元ORU 1、ORU 2、...ORU 6，如图所示。通常，如果需要高反射率，则完全由聚合物材料构成的多层光学膜将包括不止6个光学重复单元。应当注意，图2中所示的“A”和“B”微层中的全部均为膜210的内层，除了最上面的“A”层(在该示例性实例中其上表面与膜210的外表面210a一致)之外。位于附图底部的显著较厚的层212可表示外表层或PBL，该PBL将图中所示的微层叠堆与另一个微层叠堆或组(未示出)分隔。如果需要，可(如)利用一层或多层厚粘合剂层或利用压力、热或其它方法将两种或更多种单独的多层光学膜层合在一起，以形成层合膜或复合膜。

在一些情况下，微层的厚度和折射率值可对应于1/4波长叠堆，即微层被布置成光学重复单元，每一个光学重复单元均具有两个等光学厚度(f-比率＝50％，f-比率为组成层“A”的光学厚度与完整光学重复单元的光学厚度的比率)的相邻微层，这类光学重复单元通过相长干涉有效地反射光，被反射光的波长λ为光学重复单元总光学厚度的两倍，其中物体的“光学厚度”是指其物理厚度与其折射率的乘积。在其它情况下，光学重复单元中的微层的光学厚度可能彼此不同，由此f-比率为大于或小于50％。在图2的实施例中，一般起见，“A”层示出为比“B”层薄。每一个示出的光学重复单元(ORU 1、ORU 2等)具有等于其组成“A”和“B”层的光学厚度之和的光学厚度(OT₁、OT₂等)，并且每一个光学重复单元都反射波长λ为其总光学厚度两倍的光。由通常用于多层光学膜中、以及用于本文具体所述的内部图案化多层膜中的微层叠堆或组提供的反射本质上通常为基本上镜面的而非漫射的，因为在微层之间具有基本光滑的界限清晰的界面，并且在通常的构造中使用低雾度材料。然而在一些情况下，成品可以受到控制，以(如)利用表层和/或PBL层中的漫射材料、和/或利用(例如)一个或多个表面漫射结构或纹理化表面来掺入任何所需程度的散射。

在一些实施例中，层叠堆中的光学重复单元的光学厚度可以全部彼此相等，从而得到中心波长等于每一个光学重复单元的光学厚度两倍的具有高反射率的窄反射谱带。在其它实施例中，光学重复单元的光学厚度可以根据沿膜的z轴或厚度方向的厚度梯度而不同，由此随着从叠堆的一侧(如顶部)前进到叠堆的另一侧(如底部)，光学重复单元的光学厚度会增加、减小或符合某些其它的函数关系。可使用这种厚度梯度，从而得到加宽的反射谱带，从而在所关注的扩展波长谱带以及所关注的所有角度上得到光的大致光谱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间的过渡波长下锐化谱带边缘的厚度梯度，如在美国专利6,157,490(Wheatley等人)的“Optical FilmWith Sharpened Bandedge”(具有锐化谱带边缘的光学膜)中所述。对于聚合物多层光学膜，反射谱带可被设计成具有锐化的谱带边缘以及“平顶”的反射谱带，其中反射特性在应用的整个波长范围内基本上是恒定的。还可以想到其它层布置方式，例如具有2微层光学重复单元的多层光学膜(其f-比率为不同于50％)，或光学重复单元包括不止两层微层的膜。这些可供选择的光学重复单元设计可被配置成减少或激发某些更高阶的反射，当所需扩展波长谱带位于近红外波长内或延伸到近红外波长时，这样做可能是可用的。参见(如)以下美国专利：5,103,337(Schrenk等人)“Infrared Reflective Optical InterferenceFilm”(红外反射型光学干涉膜)；5,360,659(Arends等人)“TwoComponent Infrared Reflecting Film”(两组分红外反射性膜)；6,207,260(Wheatley等人)“Multicomponent Optical Body”(多组分光学体)；和7,019,905(Weber)“Multi-layer Reflector With Suppression of HighOrder Reflections”(具有高阶反射抑制的多层反射器)。

如上所述，多层光学膜的相邻微层具有不同的折射率，以使得某些光在相邻层之间的界面处被反射。将微层之一(如图2中的“A”层)对沿主轴x轴、y轴、和z轴偏振的光的折射率分别称为n1x、n1y、和n1z。x轴、y轴、和z轴可以(例如)对应于材料的介电张量的主方向。通常并且为了论述目的，不同材料的主方向为一致的方向，但一般不必如此。将相邻微层(如图2中的“B”层)沿相同轴的折射率分别称为n2x、n2y、n2z。将这些层之间沿x方向、沿y方向、和沿z方向的折射率差值分别称为Δnx(＝n1x-n2x)、Δny(＝n1y-n2y)、和Δnz(＝n1z-n2z)。这些折射率差值的特性与膜中(或膜的给定叠堆中)的微层数量及其厚度分布结合来控制膜(或膜的给定叠堆)在给定区中的反射和透射特性。例如，如果相邻微层沿一个面内方向具有大的折射率失配(Δnx大)，并且沿正交面内方向具有小的折射率失配(Δny≈0)，则膜或组就垂直入射光而言可以用作反射型偏振器。就这一点而言，反射型偏振器就本专利申请的目的而言可以视为这样的光学体，如果波长位于组的反射谱带内，则该光学体强烈反射沿一个面内轴(称为“阻光轴”)偏振的垂直入射光，并且强烈透射沿正交面内轴(称为“透光轴”)偏振的这种光。根据预期应用或应用领域，“强烈反射”和“强烈透射”可以具有不同的含义，但在多种情况下，反射型偏振器的反射对于阻光轴将为至少70％、80％或90％，并且反射型偏振器的透射对于透光轴将为至少70％、80％或90％。

就本专利申请的目的而言，如果材料在所关注的波长范围(如光谱的UV部分、可见部分、和/或红外部分中的选定波长或谱带)上具有各向异性的介电张量，则将该材料视为“双折射的”材料。换句话说，如果材料的主折射率(如n1x、n1y、n1z)并非全部相同，则将该材料视为“双折射的”材料。

在另一个实例中，相邻微层可以沿两个面内轴具有大的折射率失配(Δnx大且Δny大)，在这种情况下膜或组可以用作同轴反射镜。就这一点而言，如果波长位于组的反射谱带内，就本专利申请的目的而言，反射镜或反射镜状膜则可以视为强烈反射任何偏振的垂直入射光的光学体。再则，根据预期应用或应用领域，“强烈反射”可以具有不同的含义，但在多种情况下，反射镜对于在所关注波长下的任何偏振的垂直入射光的反射将为至少70％、80％或90％。在上述实施例的变型中，相邻微层可以沿z轴具有折射率匹配或失配(Δnz≈0或Δnz大)，并且该失配可以具有与面内折射率失配相同或相反的极性或标记。Δnz的这种定制在倾斜入射光的p偏振分量的反射无论是随入射角增大而增大、减小、还是保持不变都起关键作用。在另一个实例中，相邻微层可以沿这两条面内轴都具有显著的折射率匹配(Δnx≈Δny≈0)，而沿z轴具有折射率失配(Δnz大)，在这种情况下，如果波长位于组的反射谱带内，则膜或组可以用作所谓的“p偏振器”，其强烈透射任何偏振的垂直入射光，而且渐增地反射入射角增大的p偏振光。

根据沿不同轴的可能折射率差值的大量排列、层的总数量及其厚度分布、以及包括在多层光学膜中的微层组的数量和类型，则可能的多层光学膜210及其组的种类是巨大的。示例性的多层光学膜公开于：美国专利5,486,949(Schrenk等人)“Birefringent Interference Polarizer”(双折射干涉偏振器)；美国专利5,882,774(Jonza等人)“Optical Film”(光学膜)；美国专利6,045,894(Jonza等人)“Clear to Colored SecurityFilm”(透明至彩色安全膜)；美国专利6,179,949(Merrill等人)“OpticalFilm and Process for Manufacture Thereof”(光学膜及其制造方法)；美国专利6,531,230(Weber等人)“Color Shifting Film”(色移膜)；美国专利6,939,499(Merrill等人)“Processes and Apparatus for MakingTransversely Drawn Films with Substantially Uniaxial Character”(用于制备具有显著单轴特性的横向拉延膜的方法和装置)；美国专利7,256,936(Hebrink等人)“Optical Polarizing Films with Designed ColorShifts”(具有设计色移的光学偏振膜)；美国专利7,316,558(Merrill等人)“Devices for Stretching Polymer Films”(用于拉伸聚合物膜的设备)；PCT公开WO 2008/144136 A1(Nevitt等人)“Lamp-HidingAssembly for a Direct Lit Backlight”(用于直接照明式背光源的隐灯组件)；PCT公开WO 2008/144656 A2(Weber等人)“Backlight and DisplaySystem Using Same”(背光源和使用所述背光源的显示系统)。

应当注意，多层光学膜的至少一个组中的微层中的至少一些在膜的至少一个区(如图1中的区112、114、116)中为双折射的层。因此，光学重复单元中的第一层可以为双折射的层(即n1x≠n1y或n1x≠n1z或n1y≠n1z)，或光学重复单元中的第二层可以为双折射的层(即n2x≠n2y或n2x≠n2z或n2y≠n2z)，或第一层和第二层均可以为双折射的层。此外，一层或多层这种层的双折射相对于相邻区在至少一个区中的双折射得以减少。在一些情况下，这些层的双折射可以减少至零，使得它们在该区之一中为光学各向同性的层(即n1x＝n1y＝n1z或n2x＝n2y＝n2z)，而在相邻区中为双折射的层。在其中两个层根据材料选择和处理条件而初始均为双折射的层的情况下，它们可通过下述方式进行处理，即显著减少仅该层之一的双折射，或可减少全部两个层的双折射。

示例性的多层光学膜由聚合物材料构成，并且可以利用共挤出、浇铸、和取向工艺来制备。参见以下美国专利：5,882,774(Jonza等人)“Optical Film”(光学膜)、6,179,949(Merrill等人)“Optical Film andProcess for Manufacture Thereof”(光学膜及其制造方法)、和6,783,349(Neavin等人)“Apparatus for Making Multilayer Optical Films”(用于制备多层光学膜的设备)。多层光学膜可以通过如上述参考文献中的任何者所述的聚合物的共挤出来形成。优选的是，选择各种层的聚合物使之具有相似的流变性(如熔体粘度)，以使得它们可进行共挤出而没有显著的流体扰动。选择挤出条件以便以连续稳定的方式将各自的聚合物充分地进料、熔融、混合、以及泵送为进料流或熔融流。用于形成和保持熔融流中的每一股的温度可以选定为在下述范围内，所述范围避免冻结、结晶或该温度范围的低端处的不当高压下降、并且避免该范围的高端处的材料降解。

简而言之，该制备方法可以包括：(a)提供与有待用于成品膜中的第一聚合物和第二聚合物对应的至少第一树脂流和第二树脂流；(b)利用合适的送料区块将第一树脂流和第二树脂流分成多层，例如包括以下设施的送料区块：(i)梯度板，其具有第一流动通道和第二流动通道，其中第一通道的横截区沿该流动通道从第一位置变化到第二位置，(ii)进料管板，其具有与第一流动通道流体连通的第一多导管和与第二流动通道流体连通的第二多导管，每一根导管都向其自身的相应狭槽模具进料，每一根导管都具有第一末端和第二末端，导管的第一末端与流体通道流体连通，并且导管的第二末端与狭槽模具流体连通，和(iii)任选的邻近所述导管设置的轴向棒形加热器；(c)使复合材料流穿过挤出模具以形成多层料片，其中每一层都大致平行于相邻层的主表面；以及(d)将多层料片浇铸到冷却辊(有时称为浇铸轮或浇铸辊)上，以形成浇铸的多层膜。该浇铸膜可以与成品膜具有相同的层数，但该浇铸膜的层通常比成品膜的层厚得多。此外，浇铸膜的层通常都是各向同性的层。

也可使用制备浇铸多层料片的多种替代方法。一种也使用聚合物共挤出的此类替代方法在美国专利5,389,324(Lewis等人)中有所描述。

冷却后，可拉延或拉伸多层料片以制备近成品多层光学膜，其细节可见于上述引用的参考文献中。拉延或拉伸实现以下两个目标：它将层薄化到其所需的最终厚度，并且它将层取向，使得层中的至少一些变为双折射的层。可按以下方向同时或顺序地实现取向或拉伸：沿料片横向方向(如通过拉幅机)；沿料片纵向方向(如通过长度取向机)；或它们的任何组合。如果仅沿一个方向拉伸，则该拉伸可为“无约束的”(其中膜允许在垂直于拉伸方向的面内方向在尺寸上松弛)或“受约束的”(其中膜为受约束的并因而不允许在垂直于拉伸方向的面内方向在尺寸上松弛)。如果沿两个面内方向拉伸，则该拉伸可为对称的(即沿正交的面内方向相等)或非对称的拉伸。或者，膜可以通过间歇工艺进行拉伸。在任何情况下，也都可将后续或共存拉延减小、应力或应变平衡、热定形、和其它处理操作应用至膜。

多层光学膜和膜主体也可包括附加层和涂层，该层根据其光学、机械、和/或化学特性进行选择。例如，可在膜的一个或两个主表面上添加UV吸收层，以保护膜不会发生由UV光引起的长期降解。附加层和涂层也可包括抗刮涂层、抗撕层、和硬化剂。参见(如)美国专利6,368,699(Gilbert等人)。

在一些情况下，构成多层光学膜的聚合物材料组分中的一种、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热过程。例如，在可见光区上为低损耗的多种聚合物在某些紫外线波长下具有显著较高的吸收性。将膜的部分暴露于具有这种波长的光，可以用于选择性地加热膜的这种部分。

在其它情况下，可将吸收染料、颜料或其它试剂掺入到多层光学膜的各个层中的一些或全部中，以促进上述吸收性加热。在一些情况下，这种吸收剂为具有光谱选择性的吸收剂，由此它们在一个波长区中吸收而在另一个波长区中不吸收。例如，本发明所公开的膜中的一些可以旨在用于可见光区中，例如，用于防伪安全标签上或用作液晶显示器(LCD)设备或其它显示设备的元件，在这种情况下，可以使用吸收红外线或紫外线波长而不显著吸收可见光波长的吸收剂。另外，可以将吸收剂掺入到膜的一层或多层选定层中。例如，膜可以包括两个由光学厚层(例如保护性边界层(PBL)、层合粘合剂层、一层或多层表层等)分隔的不同微层组，并且可以将吸收剂掺入到层组中的一个中而非另一个中，或可以掺入到全部两个组中，但在一个组中相对于另一个组具有较高的浓度。

可使用多种吸收剂。对于在可见光谱中操作的光学膜，可以使用在紫外线和红外线(包括近红外)区中吸收的染料、颜料或其它添加剂。在一些情况下，可能有利的是，选择在下述光谱范围内吸收的试剂，对于所述光谱范围，膜的聚合物材料具有显著较低的吸收。通过将这种吸收剂掺入到多层光学膜的选定层中，引导辐射可优先地将热递送至选定层而非膜的整个厚度上。示例性的吸收剂可以为可熔融挤出的，以使得它们可嵌入到所关注的选定层组中。为此，吸收剂优选在挤出所需的加工温度和停留时间下为适当稳定的吸收剂。有关合适吸收剂的其它信息，参见美国专利6,207,260(Wheatley等人)“Multicomponent Optical Body”(多组分光学体)。

现在转向图3，该图示出图1的多层光学膜110的位于区118(在区112和区116的边界处)附近的部分的示意性剖视图。在膜110的此展开图中，可观察到狭窄过渡区115将区112与相邻区116间隔。这种过渡区根据处理细节可能存在或可能不存在，并且如果其不存在，则区116可以紧邻区112且无明显的居间特征。也可观察到膜110的构造细节：膜包括其相对侧上的光学厚表层310、312，以及设置在表层310、312之间的多层微层314和另一多层微层316。微层314、316中的全部均因外表层而位于膜110内部。在附图中，微层314和316之间的空间留有空白，以允许存在下述情况：其中微层314、316为起始于一层表层310且终止于相对表层312的单个微层组的部分，并且其中微层314、316为两个或更多个不同微层组的部分，该微层组通过一层或多层光学厚保护性边界层(PBL)或其它光学厚内层而彼此间隔。在任一种情况下，微层314、316优选各自包括设置成光学重复单元的两种交替聚合物材料，微层314、316中的每一层都从区112到相邻区116以侧向或横向方式连续延伸，如图所示。微层314、316在区112中通过相长干涉或相消干涉提供第一反射特性，并且微层314、316中的至少一些为双折射的层。区115、116可以此前已具有与区112相同的特性，但已通过向其选择性施加热进行处理，所述加热量足以减少或消除区116中的微层314、316中的一些的双折射，同时保持区112中的微层的双折射，所述热量也足够低，以保持处理区116中的微层314、316的结构完整性。区116中的微层314、316的减少双折射是形成区116的第二反射特性的主要原因，第二反射特性不同于区112的第一反射特性。

膜110在区112中具有特征厚度d1、d2，并且在区116中具有特征厚度d1’、d2’，如图所示。厚度d1、d1’为在各自的区中从膜的前外表面到膜的后外表面测定的物理厚度。厚度d2、d2’为从设置为最靠近膜的前表面的微层(在微层组的一个末端处)到设置为最靠近膜的后表面的微层(在相同或不同微层组的末端处)测定的物理厚度。因此，如果希望将膜110在区112中的厚度与膜在区116中的厚度进行比较，则可以选择比较d1与d1’或d2与d2’，这取决于哪一种测定更方便。在大多数情况下，介于d1和d1’之间的比较可以与介于d2和d2’之间的比较适当地产生基本上相同的结果(成比例)(当然，在其中膜不含外表层，并且其中微层组在膜的两个外表面处均端接的情况下，d1和d2变为相同)。然而，如果存在显著偏差，例如如果表层从一个位置到另一个位置经历显著的厚度变化，但基础微层中不存在相应厚度变化，或反之亦然，则可能有利的是使用d2和d2’参数来更好地表征不同区中的整体膜厚度，这基于下述事实，即表层相比于微层组对膜的反射特性通常具有较小的影响。

当然，对于包含两个或更多个通过光学厚层彼此间隔的不同微层组的多层光学膜，任何给定微层组的厚度也可进行测定并且表征为从组中的第一微层到最末微层沿z轴的距离。该信息在比较不同区112、116中的膜110的物理特征的更深入分析中可能变得重要。

如上所述，区116已利用下述方式进行处理，即选择性地施加热以引起微层314、316中的至少一些相对于它们在相邻区112中的双折射损失其双折射的一些或全部，使得归因于来自微层的光的相长干涉或相消干涉的区116的反射特性不同于区112的反射特性。选择性加热过程可能涉及不向区116选择性地施加压力，并且其可能对膜基本上未导致显著的厚度变化(无论使用参数d1/d1’还是使用参数d2/d2’)。例如，膜110在区116中的平均厚度与在区112中的平均厚度偏差可以不超过在区112中或在未处理膜中观察到的厚度的垂直变化。因此，在对区116进行热处理之前，膜110在区112中或在膜覆盖区112和区116的一部分的面积上可以具有厚度变化(d1或d2)Δd，并且区116的空间平均厚度d1’、d2’与区112中的空间平均厚度d1、d2(各自地)可以相差不超过Δd。参数Δd可以表示(例如)厚度d1或d2的空间分布中的一个、两个或三个标准偏差。

在一些情况下，区116的热处理可能产生膜在区116中的某些厚度变化。这些厚度变化可以是(例如)构成多层光学膜的不同材料的局部收缩和/或伸展所引起，或可以是某些其它的热诱导现象所引起。然而，在对处理区116的反射特性的影响上，与处理区中的双折射的减少或消除起到的主要作用相比，这种厚度变化(如果其发生)仅起到次要作用。另外应当注意，在多种情况下，可能有利的是在实现内部图案化的选择性热处理期间保持膜边缘承受张力，以便避免膜起皱或出于其它原因。所施加张力的量和热处理的细节也可以导致处理区中的某些量的厚度变化。

在一些情况下，可以通过分析膜的反射特性来区分厚度变化和双折射变化的影响。例如，如果未处理区(如区112)中的微层提供由左谱带边缘(LBE)、右谱带边缘(RBE)、中心波长λ_c、和峰值反射率R₁表征的反射谱带，则对于处理区，这些微层的给定厚度变化(其中微层的折射率无变化)将产生下述反射谱带，该反射谱带具有与R₁约相同的峰值反射率R₂，但相对于未处理区的反射谱带的那些特征却具有在波长中成比例偏移的LBE、RBE、和中心波长，并且这种偏移可进行测定。另一方面，双折射的变化通常将在LBE波长、RBE波长、和中心波长中仅产生极小的偏移，因为双折射变化引起的光学厚度变化通常非常小(重申光学厚度等于物理厚度乘以折射率)。然而，双折射的变化可对反射谱带的峰值反射率具有大的或至少显著的影响，这取决于微层叠堆的设计。因此，在一些情况下，双折射变化可能为被修改区中的反射谱带提供峰值反射率R₂，其明显不同于R₁，其中R₁和R₂当然是在相同照射和观察条件下进行比较的。如果R₁和R₂表示为百分比，则R₂与R₁可能相差至少10％或至少20％或至少30％。作为阐明实例，R₁可以为70％，R₂可以为60％、50％、40％或更小。或者，R₁可以为10％，R₂可以为20％、30％、40％或更大。R₁和R₂也可以通过采用其比率进行比较。例如，R₂/R₁或其倒数可以为至少2或至少3。

由于双折射变化引起的相邻层之间的折射率差的变化所致的峰值反射率在其表征界面反射率变化程度(有时称为光焦度)的显著变化，通常也伴有反射谱带带宽的至少一些变化，其中带宽是指介于LBE和RBE之间的间距。

如上所述，在一些情况下，即使实际上在热处理期间不向区116施加选择性压力，膜110在处理区116中的厚度(即d1’或d2’)也可能稍不同于膜在未处理区112中的厚度。针对此原因，图3将d1’示出为稍不同于d1，并且将d2’示出为稍不同于d2。为一般起见，也示出了过渡区115，以表明在膜的外表面上由于选择性热处理可能存在“隆起块”或其它可检测人工痕迹。然而，在一些情况下，该处理可能未在介于相邻的处理区和未处理区之间导致可检测人工痕迹。例如，在一些情况下，在区间的整个边界上滑动其手指的观察者可能在区间未检测到隆起块、脊或其它物理人工痕迹。

在一些情况下，介于处理区和未处理区之间的厚度差在膜的整个厚度上可能是不成比例的。例如，在一些情况下，可能的是，介于处理区和未处理区之间的外表层具有相对较小的厚度差(表示为变化百分比)，而相同区间的一个或多个内部微层组可能具有较大的厚度差(表示为变化百分比)。

图4为包含内部图案化的另一种多层光学膜410的一部分的示意性剖视图。膜410包含外部光学厚表层412、414和位于夹在表层之间的层416中的微层组。全部微层都位于膜410内部(在可供选择的实施例中，可以省略一层或两层表层，在这种情况下，组中的PBL中的一者或全部两者或最外微层可以成为外层)。微层包括的至少一些微层在膜的至少一些区中为双折射的层，且至少在膜的相邻区之间以侧向或横向方式延伸。微层至少在膜的第一未处理区422中提供与光的相长干涉或相消干涉相关的第一反射特性。膜410在相邻区420、424中已进行选择性加热，但未选择性地向这些区施加任何压力，以便得到也与光的相长干涉或相消干涉相关、但不同于第一反射特性的第二反射特性。反射特性的这些差别对于观察者可以视为在反射光或透射光中的介于处理区和未处理区之间的颜色差别。各自的颜色以及两者间的差别通常也随入射角而变化或偏移。膜410在区420、422、424中可以具有基本上相同的膜厚度，或膜厚度在这些区之间可能有一定程度的差别，但区间的膜厚度差并非对于介于第一反射特性和第二反射特性之间的差别起主要作用。区420、422、424形成膜内部的图案，如通过层416中的剖面影线所示。剖面影线指示出，与其在区422或其它未处理区中的双折射相比，剖面影线区中的微层中的至少一些具有减少的双折射(包括零双折射)。

现在将注意力转向图5A-J中的理想化图示。这些图示有助于解释多层光学膜的图案化过程。这些图示也有助于解释未处理区和处理区中各自的第一反射特性和第二反射特性的不同可能组合中的一些以及它们实现的方式。为说明起见，可以将光学膜的未处理区和处理区两者的反射特性分类成下述三种类型之一：反射镜状反射特性、窗口状反射特性、和偏振器状反射特性。反射镜状反射特性对于垂直入射光的所有偏振态均具有高反射率(如在一些情况下，大于50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％)，窗口状反射特性对于垂直入射光的所有偏振态均具有低反射率(如在一些情况下，小于20％、10％、5％、3％或1％)，并且偏振器状反射特性对于一种偏振态的垂直入射光具有高反射率(如在一些情况下，大于50％、60％、70％、80％、90％、95％或99％)，且对于不同偏振态的垂直入射光具有低反射率(如在一些情况下，小于30％、20％、10％、5％、3％或1％)(作为另外一种选择，反射型偏振器状特性可以以一种偏振态相对于另一种偏振态的反射率差进行表示)。本文读者应当记住，除非另外指明，否则本文所述的与多层光学膜或叠堆相关的反射率值应当视为不包括在外空气/聚合物界面处的菲涅耳反射。

这些不同特性(如视为“高”反射率和视为“低”反射率的特性)的边界或极限以及两者间的差别可能取决于最终用途和/或系统需求。例如，可以将对于所有偏振态均具有适当程度的反射率的多层光学膜或其微层组视为用于某些应用的反射镜和用于其它应用的窗口。相似地，可以将对于垂直入射光的不同偏振态具有适当不同程度的反射率的多层光学膜或其微层组视为用于某些应用的偏振器、用于其它应用的反射镜、以及用于另外其它应用的窗口，这取决于精确反射率值以及给定最终用途对于不同偏振态的反射率差的敏感性。除非另外指明，否则反射镜、窗口、和偏振器类别专门用于垂直入射光。本文读者应当理解，斜角特性与光学膜在垂直入射下的特性在一些情况下可能相同或相似、并且在其它情况下可能极度不同。

在图5A-J的曲线图中的每一个中，相对折射率“n”绘制于竖轴上。在水平轴上，为表征两层光学重复单元的六个折射率中的每一个提供位置或标记：“1x”、“1y”、和“1z”表示第一层沿x轴、y轴、和z轴的折射率，其在上文中称为n1x、n1y、和n1z。同样，“2x”、“2y”、和“2z”表示第二层沿x轴、y轴、和z轴的折射率，其在上文中称为n2x、n2y、和n2z。图中的菱形符号(◇)表示材料在第一处理阶段中的折射率。此第一阶段可以对应于下述聚合物层，该聚合物层(例如)已被挤出并且骤冷或浇铸到浇铸轮上、但仍未被拉伸或者说是取向。图中的空心(未填充)圆形符号(○)表示材料在晚于第一阶段的第二处理阶段中的折射率。第二阶段可以对应于已被拉伸或者说是取向成多层光学膜的聚合物层，多层光学膜通过相长干涉或相消干涉反射来自膜内的微层间的界面的光。图中的小填充圆形符号或点(●)表示材料在晚于第一阶段和第二阶段的第三处理阶段中的折射率。第三阶段可以对应于在被挤出和取向之后已被选择性热处理的聚合物层，如下文进一步所述。这种热处理通常限于膜的一个或多个特定部分或区，其称为处理区。

通过比较给定图中的各种符号的竖直坐标，本文读者可易于确定有关光学膜、其制造方法、以及其经处理部分和未处理部分的光学特性的大量信息。例如，本文读者可确定：一层或全部两层材料层在选择性热处理之前或之后是否为双折射的、双折射是单轴还是双轴、以及双折射是大还是小。本文读者也可从图5A-J确定对于三个处理阶段(浇铸状态、拉伸状态、和处理状态)中的每一个，两层之间的折射率差Δnx、Δny、Δnz中的每一个的相对大小。

如上所述，形成完成的内部图案化多层光学膜的前体制品可为聚合物材料的浇铸料片。浇铸料片与成品膜可以具有相同的层数，并且构成层的聚合物材料可以与用于成品膜中的那些相同，但浇铸料片较厚并且其层通常都是各向同性的层。然而在一些情况下(图中未示出)，浇铸过程本身可以在材料中的一种或多种中赋予一定程度的取向或双折射。图5A-J中的菱形符号表示浇铸料片中的两层聚合物层的折射率，所述聚合物层在后续拉伸步骤之后变为多层光学膜的光学重复单元中的微层。拉伸之后，层中的至少一些变为取向和双折射的层，并且形成取向(但仍未图案化)的多层光学膜。这在图5A-J中通过空心圆示出，所述空心圆可以从其由菱形符号表示的相应初始值进行竖直移位。例如，在图5A中，拉伸工序提高第二层沿x轴的折射率，但降低其沿y轴和z轴的折射率。这种折射率偏移可以通过下述方式获得：沿x轴适当地单轴拉伸正双折射聚合物层，同时允许膜沿y轴和z轴在尺寸上松弛。在图5B-D中，拉伸工序提高第一层沿x轴和y轴的折射率，并且降低其沿z轴的折射率。这种折射率偏移可以通过沿x轴和y轴适当地双轴拉伸正双折射聚合物层来获得。在图5E中，拉伸工序提高第一层沿x轴的折射率，降低其沿z轴的折射率，并且保持沿y轴大致相同的折射率。在一些情况下，这种折射率偏移可以通过下述方式获得：相比于沿y轴，沿x轴使用较高程度的拉伸，沿x轴和y轴不对称地双轴拉伸正双折射聚合物层。在其它情况下，这可以大致通过下述方式获得：沿x轴单轴拉伸，同时在y轴上约束膜(受约束的单轴拉伸)。应当注意，在图5B-E中的每一个中，处于取向但未处理状态(空心圆)的第一层为双折射的层，因为用于n1x、n1y、和n1z的空心圆中的至少两个具有不同数值的折射率n。在这些所示实施例中，第二聚合物层在拉伸之后保持为各向同性的层，如通过对于浇铸状态以及对于取向但未处理的状态的相同折射率值(n2x＝n2y＝n2z)所指出的那样。

在具有设置成光学重复单元从而提供第一反射特性的微层的至少部分双折射多层光学膜形成之后，将膜准备进行上述选择性加热。加热步骤在邻近多层光学膜的第一区的第二区中选择性地进行，并且被调控，以选择性地熔融和失取向(部分或整体)微层组中的至少一种双折射材料，以便减少或消除微层中的至少一些中的双折射，同时使第一(未处理)区中的双折射无变化。另外进行选择性加热以保持第二区中的层的结构完整性。如果经处理的第二区中的双折射材料整体(即完全)失取向，则双折射微层恢复各向同性状态(如浇铸料片)，同时保持光学上的薄层。这可见于图5B-D中，其中热处理引起第一层的折射率(参见与n1x、n1y、和n1z相关的小黑点)恢复至其在浇铸料片状态中的数值(参见用于相同折射率n1x、n1y、和n1z的菱形符号)。应当重申，菱形符号表示各向同性状态(如浇铸料片)下的层的折射率，小黑点表示成品的内部图案化膜的处理区或选择性加热区中的微层的折射率，并且空心圆表示成品的内部图案化膜的未处理区中的微层的折射率。

如果经处理的第二区中的双折射材料仅部分(即不完全地)地失取向，则双折射微层松弛至下述双折射状态，其低于加热之前的双折射状态但并非为各向同性的层。在这种情况下，经处理的第二区中的双折射材料采集位于图5A-J中所示的介于菱形符号和空心圆之间某个位置处的数值。这种不完全双折射松弛的一些实例在共同转让的国际专利申请No.PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷号65848WO002)“Internally Patterned Multilayer Optical Films With MultipleBirefringent Layers”(具有多个双折射层的内部图案化多层光学膜)中有更详细的说明，该专利申请以引用方式并入本文中。

在图5A中，选择的第一聚合物材料具有相对较低的折射率，并且选择的第二聚合物材料具有较高的折射率并且具有正应力-光学系数。将材料以具有合适层数的交替层布置方式共挤出，以形成多层浇铸料片，该料片具有通过菱形符号示出的折射率。然后在合适的条件下沿x轴单轴拉伸浇铸料片，以在第二聚合物材料中引起双折射，同时第一聚合物材料保持为各向同性的材料。折射率值n2x进一步增加，以与n1x形成大的折射率差Δnx。折射率值n2y和n2z降低，以分别与n1y和n1z形成小的折射率差Δny和Δnz。例如，数值Δny和Δnz可以为零。当应用于具有足够层数的微层组中时，该组折射率可提供反射型偏振器，其中x轴为阻光轴且y轴为透光轴。反射型偏振器可以为宽带或窄带的偏振器，这取决于微层的层厚分布。

然后可将反射型偏振膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使反射型偏振膜在第一区中为未受损的膜。借助向第二区选择性递送辐射能量的选择性加热引起双折射层松弛至其初始的各向同性状态或松弛至中间双折射状态(如果失取向不完全)。如果松弛为完全松弛，则第二区可变为Δnx≈Δny≈Δnz的反射镜状膜(如果微层组具有足够的层数)。成品膜因而将一个区中的反射型偏振器和相邻区中的反射镜状膜结合在一体膜中，其中微层从一个区连续地延伸到下一个区。对于此图5A，选择性加热处理过程能够将多层反射型偏振器膜改变为多层反射镜膜，即：偏振器→反射镜。

在图5B中，选择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应力-光学系数。将材料以具有合适层数的交替层布置方式共挤出，以形成多层浇铸料片，该料片具有通过菱形符号示出的折射率。然后在合适的条件下沿x轴和y轴双轴拉伸浇铸料片，以在第一聚合物材料中引起双折射，同时第二聚合物材料保持为各向同性的材料。折射率值n1x、n1y增加，以分别与n2x、n2y形成显著的折射率差Δnx、Δny。折射率值n1z降低，以与n2z形成显著的折射率差Δnz，其与Δnx和Δny具有相反的极性或符号。当应用于具有足够层数的微层组中时，该组折射率可提供反射镜状膜。通过该膜提供的反射可以为宽带或窄带的反射，这取决于微层的层厚分布。

然后可将反射镜状膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使反射镜状膜在第一区中为未受损的膜。借助向第二区选择性递送辐射能量的选择性加热引起双折射层松弛至其初始的各向同性状态或松弛至中间双折射状态(如果失取向不完全)。如果松弛为完全松弛，则第二区变为Δnx≈Δny≈Δnz≈0的窗口状膜。膜该部分的反射特性实际上无反射并且实际上完全透射(除去两个外表面处的菲涅耳反射)，即使不同材料层的层结构得以保持(在一些实际实施例中，折射率匹配可能不完美，并且在至少一个偏振态中可以(如)利用分光光度计有利地检测到小的反射率，从而确认和揭示所保留多层结构的细节)。成品膜因而将一个区中的反射镜状反射器和相邻区中的显著窗口结合在一体膜中，该一体膜具有从一个区连续地延伸到下一个区的微层。对于此图5B，选择性加热处理过程能够将多层反射镜膜改变为多层窗口膜(反射镜→窗口)。

图5B的实施例的直接替代形式示于图5C中，其中第二(各向同性的)材料替换为不同的各向同性的材料，其折射率基本上匹配取向条件中的n1x和n1y(空心圆)，同时使第一(双折射)材料无变化并且使用相同的拉伸条件。在这种情况下，拉伸膜在内部图案化之前在垂直入射处可以具有非常低的反射率和高透射率-以用于窗口状外观。当该膜通过选择性递送辐射至第二区进行图案化同时窗口状膜在第一区中未受损时，选择性加热引起双折射层松弛至其初始的各向同性状态或松弛至中间双折射状态(如果失取向不完全)。如果松弛为完全松弛，则第二区变为具有大数值的Δnx≈Δny≈Δnz的反射镜状膜。成品膜因而将一个区中的显著窗口状膜和相邻区中的显著反射镜状膜结合在一体膜中，该一体膜具有从一个区连续地延伸到下一个区的微层。对于此图5C，选择性加热处理过程能够将多层窗口膜改变为多层反射型反射镜膜(窗口→反射镜)。

在图5D中，选择的第二聚合物材料具有相对较低的折射率，并且选择的第一聚合物材料具有较高的折射率并且具有正应力-光学系数。将材料以具有合适层数的交替层布置方式共挤出，以形成多层浇铸料片，该料片具有通过菱形符号示出的折射率。然后在合适的条件下沿x轴和y轴双轴拉伸浇铸料片，以在第一聚合物材料中引起双折射，同时第二聚合物材料保持为各向同性的材料。折射率值n1x、n1y增加，以分别与n2x、n2y形成显著的折射率差Δnx、Δny。折射率值n1z降低，以与n2z形成显著的折射率匹配(Δnz≈0)。当应用于具有足够层数的微层组中时，该组折射率可提供第一反射镜状膜。通过该膜提供的反射可以为宽带或窄带的反射，这取决于微层的层厚分布。由于显著的z折射率匹配Δnz≈0，该第一反射镜状膜随着入射角增大保持高反射率。

然后可将该第一反射镜状膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使第一反射镜状膜在第一区中为未受损的膜。借助向第二区选择性递送辐射能量的选择性加热引起双折射层松弛至其初始的各向同性状态或松弛至中间双折射状态(如果失取向不完全)。如果松弛为完全松弛，由于相对于第一区，第二区中具有较低数值的Δnx、Δny、Δnz，第二区变为第二反射镜状膜，该膜具有一定程度的降低的反射率。相比于第一区，第二反射镜状膜也具有不同的角度相关的特性。具体地讲，由于相对较大的Δnz和布鲁斯特效应，第二反射镜状膜的反射率随入射角增大而降低。成品膜因而将一个区中的第一反射镜状反射器和相邻区中的第二反射镜状反射器结合在一体膜中，该一体膜具有从一个区连续地延伸到下一个区的微层。对于此图5D，选择性热处理过程能够将多层反射镜膜改变为不同的多层反射镜膜(反射镜1→反射镜2)。

图5E示出了图5B的替代实施例，其中可使用与图5B中的材料相同的第一聚合物材料和第二聚合物材料，并且产生相同或相似的浇铸料片，但其中浇铸料片在不同的取向条件下进行处理，以便制备取代反射镜膜的偏振膜。将与图5B的材料相同的聚合物材料共挤出并且浇铸到浇铸轮上，以制备浇铸料片。相对于图5B的工序的一个不同之处可能是调整浇铸料片的整体厚度，以使得成品拉伸膜与图5B中的膜具有相同的标称厚度，而不管这两个实施例之间的拉伸条件的差别如何。在此图5E的实施例中，在合适条件下利用受约束的单轴拉伸(沿x轴拉伸，沿y轴受约束)来取向浇铸料片，以在第一聚合物材料中引起双折射，同时第二聚合物材料保持为各向同性的材料。然后可将此偏振膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使偏振膜在第一区中为未受损的膜。借助向第二区递送辐射能量的选择性加热引起双折射层松弛至其初始的各向同性状态或松弛至中间双折射状态(如果失取向不完全)。如果松弛为完全松弛，第二区变为Δnx≈Δny≈Δnz≈0的窗口状膜。成品膜因而将一个区中的反射型偏振器和相邻区中的显著窗口结合在一体膜中，该一体膜具有从一个区连续地延伸到下一个区的微层。对于此图5E，选择性热处理过程能够将多层反射型偏振器膜改变为多层窗口膜(偏振器→窗口)。

图5F示出了图5C的替代实施例，其通过使用负双折射材料而非用于第一聚合物材料的正双折射材料来提供窗口到反射镜膜。正如图5C中，图5F的实施例中选择的第二聚合物材料具有各向同性的折射率，该各向同性的折射率基本上匹配取向条件下的第一材料的面内折射率(n1x和n1y)(空心圆)。并且正如图5C中，将第一聚合物材料和第二聚合物材料共挤出并且浇铸到浇铸轮上，以制备浇铸料片。然后在合适的条件下沿x轴和y轴双轴拉伸浇铸料片，以在第一聚合物材料中引起双折射，同时第二聚合物材料保持为各向同性的材料。折射率值n1x、n1y降低，以基本上匹配第二材料的各向同性的折射率，使得Δnx≈Δny≈0。折射率值n1z增大，以与n2z形成显著的折射率差Δnz。当应用于具有足够层数的微层组中时，该组折射率可提供多层窗口膜，对于p偏振倾斜入射光，该膜的反射率随入射角增大而增大。这种膜有时称为p偏振器。

然后可将此窗口膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使窗口膜在第一区中为未受损的膜。借助向第二区递送辐射能量的选择性加热引起双折射层松弛至其初始的各向同性状态或松弛至中间双折射状态(如果失取向不完全)。如果松弛为完全松弛，第二区变为Δnx≈Δny≈Δnz≠0的反射镜状膜。成品膜因而将一个区中的多层窗口膜和相邻区中的微层反射镜膜结合在一体膜中，该一体膜具有从一个区连续地延伸到下一个区的微层。对于此图5F，选择性热处理过程能够将多层窗口膜改变为多层反射镜膜(窗口→反射镜)。

在图5A-F中的每一个中，该光学材料之一在拉伸之后(以及在选择性热处理之后)保持为各向同性的材料。然而这通常不必如此，并且可使用本文所公开的选择性热处理技术转换成内部图案化光学膜的多种有趣且可用的多层光学膜设计包括两种不同的光学材料(对于光学重复单元的组成层)，并且这些组成材料层中的两者(并非仅一者)在浇铸料片进行拉伸或者说是取向时变为双折射的材料。这种多层光学膜本文称为“双重双折射”光学膜，因为这种膜中的光学重复单元各自包括至少两层在拉伸之后为双折射的组成微层。当这种双重双折射多层光学膜暴露于选择性热处理时，在处理区中可能存在多种不同的响应，这取决于材料特性和加热条件：例如，两层材料层可以完全松弛，以成为各向同性的层，或一层材料层可以完全松弛或部分松弛而另一层材料层保持其双折射，或两层材料层均可以松弛不同的量(如一层材料层可以完全松弛，以成为各向同性的层，而另一层材料层部分松弛，以便保持其双折射的仅一部分)。在任何情况下，一层或全部两层材料层中的双折射变化都导致光学膜的第二(经处理)区中的反射特性，其基本不同于膜的第一(未处理)区中的反射特性。双重双折射多层光学膜的其它细节以及用于内部图案化它们的选择性加热技术提供于下述共同转让的国际专利申请中，这些国际专利申请与本专利申请同一天提交并且以引用方式并入本文中：PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷号65848WO002)“InternallyPatterned Multilayer Optical Films With Multiple Birefringent Layers”(具有多个双折射层的内部图案化多层光学膜)；PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷号65849WO002)“Multilayer Optical Films HavingSide-by-Side Polarizer/Polarizer Zones”(具有并列型偏振器区/偏振器区的多层光学膜)。适于通过选择性热处理进行内部图案化的双重双折射多层光学膜的一些实例示于本专利申请的图5G-J中。

在图5G中，选择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应力-光学系数(在图5G中示出为正的，但也可以使用负系数)，而且具有不同的熔融温度或软化温度。将材料以具有合适层数的交替层布置方式共挤出，以形成多层浇铸料片，该料片具有通过菱形符号示出的折射率。然后在合适的条件下沿x轴和y轴双轴拉伸浇铸料片，以在第一聚合物材料和第二聚合物材料中均引起双折射。拉伸引起折射率值n1x、n1y增大，并且也引起值n2x、n2y相似地增大，同时也引起n1z和n2z降低彼此相似的量(如图所示)，使得两层材料层的折射率沿所有三个主方向都为基本上匹配的(Δnx≈0、Δny≈0、并且Δnz≈0)，即使每一层材料层都为强单轴双折射的层。当应用于具有足够层数的微层组中时，该组折射率可提供多层窗口状膜，该膜对于垂直入射光和倾斜入射光具有极少反射或不具有反射。

然后可将此多层窗口膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使窗口膜在第一区中为未受损的膜。借助向第二区选择性递送辐射能量的选择性加热引起双折射层中的至少一些松弛，从而成为较低双折射的(包括成为各向同性的)层。就图5G而言，将加热谨慎地控制为下述温度，其高于第一材料层的熔融点或软化点，但低于第二材料层的熔融点或软化点。以此方式，选择性加热引起第二区中的第一双折射层松弛至其初始的各向同性状态或松弛至中间双折射状态(如果失取向不完全)，同时导致第二区中的第二双折射层基本上保持其双折射。如果第一材料的松弛为完全松弛，则第二区的特征在于相对大的面内折射率差(Δnx和Δny)和相对大的面外折射率差Δnz，面外折射率差Δnz与Δnx和Δny相比具有相反的极性或符号。当应用于具有足够层数的微层组中时，这些折射率关系可在第二区中提供反射镜状膜。通过此膜提供的反射可以为宽带或窄带的反射，这取决于微层的层厚分布。在任一种情况下，由于Δnz的相反极性，反射镜膜的反射率都随入射角的增大而增大。成品膜因而将一个区中的多层窗口膜和相邻区中的反射镜状反射器结合在一体膜中，该一体膜具有从一个区连续地延伸到下一个区的微层。对于此图5G，选择性热处理过程能够将多层窗口膜改变为多层反射型反射镜膜(窗口→反射镜)。

图5H示出了与图5G类似的实施例。同样，选择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应力-光学系数(在图5H中示出为正的，但也可以使用负系数)，而且具有不同的熔融温度或软化温度。将材料以具有合适层数的交替层布置方式共挤出，以形成多层浇铸料片，该料片具有通过菱形符号示出的折射率。然后将图5H中的浇铸料片在合适的条件下沿x轴(同时沿y轴约束膜)进行单轴拉伸而非双轴牵伸，以在第一聚合物材料和第二聚合物材料中均引起双折射。拉伸引起折射率值n1x和n2x增大相似量，同时导致n1z和n2z降低相似量，并且同时导致n1y和n2y保持相对恒定。这导致两层材料层的折射率沿所有三个主方向都为基本上匹配的(Δnx≈0、Δny≈0、并且Δnz≈0)，即使每一层材料层都为强双轴双折射的层。当应用于具有足够层数的微层组中时，该组折射率可提供多层窗口状膜，该膜对于垂直入射光和倾斜入射光具有极少反射或不具有反射。

然后可将此多层窗口膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使窗口膜在第一区中为未受损的膜。借助向第二区选择性递送辐射能量的选择性加热引起双折射层中的至少一些松弛，从而成为较低双折射的层。就图5H而言，将加热再次谨慎地控制为下述温度，其高于第一材料层的熔融点或软化点，但低于第二材料层的熔融点或软化点。以此方式，选择性加热引起第二区中的第一双折射层松弛至其初始的各向同性状态或松弛至中间双折射状态(如果失取向不完全)，同时导致第二区中的第二双折射层基本上保持其双折射。如果第一材料的松弛为完全松弛，则第二区的特征在于一个面内方向的相对大的折射率差(Δnx)、另一个面内方向的零或近零折射率差(Δny)、以及相对大的面外折射率差(Δnz)，面外折射率差(Δnz)与Δnx相比具有相反的极性或符号。当应用于具有足够层数的微层组中时，这些折射率关系可在第二区中提供反射型偏振器膜。此偏振器膜具有平行于y方向的透光轴和平行于x方向的阻光轴。通过此膜提供的反射(对于阻态偏振光)可以为宽带或窄带的反射，这取决于微层的层厚分布。在任一种情况下，由于Δnz的相反极性，偏振器膜对于阻态偏振光(对于s偏振分量和p偏振分量两者)的反射都随入射角增大而增大。成品膜因而将一个区中的多层窗口膜和相邻区中的反射型偏振器膜结合在一体膜中，该一体膜具有从一个区连续地延伸到下一个区的微层。对于此图5H，选择性热处理过程能够将多层窗口膜改变为多层反射型偏振器膜(窗口→偏振器)。

图5I示出了在某些方面也类似于图5G但不同于图5H的实施例。同样，选择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，并且在拉延之后均变为双折射的材料。第一材料和第二材料可以具有不同的熔融温度或软化温度，或该温度可以为基本上相同的温度。然而显著的是，图5I中选择的材料的应力-光学系数具有不同极性或符号。在所示实施例中，第一材料具有正应力-光学系数，并且第二材料具有负应力-光学系数，但也可进行相反的选择。将材料以具有合适层数的交替层布置方式共挤出，以形成多层浇铸料片，该料片具有通过菱形符号示出的折射率。与图5G相似，然后在合适的条件下沿x轴和y轴双轴拉伸图5I中的浇铸料片，以在第一聚合物材料和第二聚合物材料中均引起双折射。拉伸引起折射率值n1x和n1y增大相似量，同时导致n1z的较大下降。拉伸也引起折射率值n2x和n2y降低相似量，同时导致n2z的较大增大。这导致两层材料层的折射率具有基本上相等的面内折射率失配(Δnx≈Δny)和具有相反极性或符号的甚至较大的面外折射率失配Δnz。当应用于具有足够层数的微层组中时，该组折射率可提供反射镜状膜。通过该膜提供的反射可以为宽带或窄带的反射，这取决于微层的层厚分布。由于Δnz的相反极性，此多层反射镜膜的反射率随入射角的增大而增大。

然后可将反射镜膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使反射镜膜在第一区中为未受损的膜。借助向第二区选择性递送辐射能量的选择性加热引起双折射层中的至少一些松弛，从而成为较低双折射的层。就图5I而言，将加热控制在下述温度，其高于第一材料层和第二材料层两者的熔融点和软化点。因此，该加热使得第二区中的第一双折射层和第二双折射层松弛至其初始的各向同性状态或松弛至中间双折射状态(如果失取向不完全)。如果材料的松弛为完全松弛，则第二区的特征在于沿所有三个主方向的折射率都基本上匹配，即，Δnx≈Δny≈Δnz≈0。当应用于具有足够层数的微层组中时，这些折射率关系可在第二区中提供多层窗口膜。成品膜因而将一个区中的多层反射镜膜和相邻区中多层窗口膜结合在一体膜中，该一体膜具有从一个区连续地延伸到下一个区的微层。对于此图5I，选择性热处理过程能够将多层反射镜膜改变为多层窗口膜(反射镜→窗口)。

图5J的实施例使用描述于美国专利6,179,948(Merrill等人)中的双步拉延法。在该方法中，浇铸膜的拉伸或取向使用双步拉延法进行，双步拉延法被谨慎控制，以使得一组层(如每一个光学重复单元的第一材料层)基本上在两个拉延步骤中均取向，而另一组层(如每一个光学重复单元的第二材料层)基本上仅在一个拉延步骤中取向。这导致下述多层光学膜，该膜具有在拉延之后基本上为双轴取向的一组材料层，并且具有在拉延之后基本上为单轴取向的另一组材料层。这种差异的实现方式为通过采用一个或多个适当不同的处理条件(例如用于双步拉延法的温度、应变率、和应变程度)促成两种材料的不同粘弹性和结晶特性。因此，例如，第一拉延步骤可以基本上沿第一方向使第一材料取向，而至多仅稍许沿该方向使第二材料取向。在第一拉延步骤之后，适当地改变一个或多个处理条件，使得在第二拉延步骤中，第一材料和第二材料基本上均沿第二方向被取向。通过该方法，第一材料层可呈现基本上双轴取向的特性(例如，折射率可以满足关系n1x≈n1y≠n1z，有时称为单轴双折射材料)，而恰恰同一多层膜中的第二材料层可呈现基本上单轴取向的特性(例如，折射率可以满足关系n2x≠n2y≠n2z≠n2x，有时称为双轴双折射材料)。

在此背景技术下，图5J示出了下述实施例，其中选择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，并且在拉延之后均变为双折射的材料，并且具有相同极性的应力-光学系数(在附图中它们均示出为正的，但它们可相反均为负的)。第一材料和第二材料具有不同的熔融温度或软化温度，并且具有不同的粘弹性和/或结晶特性，使得上述双步拉延法可进行实施。将材料以具有合适层数的交替层布置方式共挤出，以形成多层浇铸料片，该料片具有通过菱形符号示出的折射率。然后利用上述双步骤牵伸方法沿x轴和y轴双轴拉伸浇铸料片，使得第一材料沿x轴和y轴均同等地被取向，而第二材料优先地沿y轴被取向，且沿x轴具有极少或不具有取向。最终结果为多层光学膜，该膜的第一微层和第二微层均为双折射的层，但第一材料层具有基本上双轴取向的特性，而第二材料层具有基本上单轴取向的特性。如图所示，选择材料和处理条件，以使得拉伸引起折射率值n1x和n1y增大相似量，同时导致n1降低较大量。拉伸也引起折射率值n2y增至等于或接近于n1x和n1y的值，且引起n2z降低，并且引起折射率n2x保持大致不变(如果第二材料在x轴取向步骤期间取向为小角度，则n2x可以稍微增大，如图所示)。这导致两层材料层的折射率具有一个大的面内折射率失配(Δnx)、一个显著较小的面内折射率失配(Δny≈0)、和中间的面外折射率失配(Δnz)(具有与Δnx相反的极性)。当应用于具有足够层数的微层组中时，该组折射率可提供具有沿x方向的阻光轴和沿y方向的透光轴的第一反射型偏振膜。通过此膜提供的反射(用于平行于阻光轴偏振的光)可以为宽带或窄带的反射，这取决于微层的层厚分布。

然后可将此第一多层反射型偏振器膜在第二区中进行内部图案化，如上所述，同时使偏振器膜在第一区中为未受损的膜。借助向第二区选择性递送辐射能量的选择性加热引起双折射层中的至少一些松弛，从而成为较低双折射的层。在这种情况下，将加热谨慎地控制为下述温度，其高于第一材料层的熔融点或软化点，但低于第二材料层的熔融点或软化点。以此方式，选择性加热引起第二区中的第一双折射层松弛至其初始的各向同性状态或松弛至中间双折射状态(如果失取向不完全)，同时导致第二区中的第二双折射层基本上保持其双折射。如果第一材料的松弛为完全松弛，则第二区的特征在于一个面内方向的相对大的折射率差(Δny)、另一个面内方向的零或近零折射率差(Δnx)、以及相对大的面外折射率差(Δnz)，面外折射率差(Δnz)与Δny相比具有相反的极性或符号。当应用于具有足够层数的微层组中时，这些折射率关系可在第二区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x方向的透光轴和平行于y方向的阻光轴，即，其相对第一反射型偏振器被垂直取向。通过此第二偏振器膜提供的反射(对于阻态偏振光)将为宽带或窄带的反射，这取决于微层的层厚分布，同样，第一反射型偏振器对于正交偏振态为宽带或窄带的偏振器。在任何情况下，由于在第二区中Δnz的相反极性，第二偏振器膜对于阻态偏振光(对于s偏振分量和p偏振成量)的反射都随入射角增大而增大。成品膜因而将一个区中的第一反射型偏振器膜和相邻区中的第二反射型偏振器膜结合在一体膜中(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)，该一体膜具有从一个区连续地延伸到下一个区的微层。对于此图5J，选择性热处理过程能够将第一多层反射型偏振器膜改变为第二多层反射型偏振器膜(偏振器1→偏振器2)。

当然，用于第一区的反射器类型和用于第二区的反射器类型的多种可能组合可进行选择，并且结合图5A-J所述的实施例仅示出一些此类组合并且不应视为限制性的。应当注意，不仅可使用正双折射材料，而且可使用负双折射材料以及它们的组合。另外应当注意，在其中使用双折射和各向同性聚合物的组合的情况下，双折射聚合物可以具有预拉伸的各向同性的折射率，该折射率小于、大于或等于各向同性聚合物的折射率。事实上，材料的预拉伸的各向同性的折射率(无论所用材料类型)可以根据需要为匹配的或基本上匹配的或可以为基本上失配的折射率，以在成品膜中制备所需的反射特性。

图6为汇总可使用本文针对多层光学膜所述的双折射松弛技术实现的各种转换的示意图。由此，该示意图也汇总了用于内部图案化多层光学膜的第一(未处理)区和第二(经热处理)区的反射器类型的多种组合。图中的箭头表示从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转换。应当注意，图6中所提供的示意图是为了进行示意性的说明，并且不应理解为限制性的。

箭头610a表示从多层反射镜膜到多层窗口膜的转换，如，如结合图5B和图5I所述。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜，该膜具有一个或多个表征为反射镜膜的第一(未处理)区以及一个或多个表征为窗口膜的第二(经处理)区。箭头610b表示从多层窗口膜到多层反射镜膜的反向转换，如，如结合图5C、图5F、和图5G所述。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜，该膜具有一个或多个表征为窗口膜的第一(未处理)区以及一个或多个表征为反射镜膜的第二(经处理)区。

箭头612a表示从多层窗口膜到多层偏振器膜的转换，如，如结合图5H所述。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜，该膜具有一个或多个表征为窗口膜的第一(未处理)区以及一个或多个表征为偏振器膜的第二(经处理)区。箭头612b表示从多层偏振器膜到多层窗口膜的反向转换，如，如结合图5E所述。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜，该膜具有一个或多个表征为偏振器膜的第一(未处理)区以及一个或多个表征为窗口膜的第二(经处理)区。

尽管多种反射型偏振膜设计为对平行于透光轴的垂直入射光具有极少的反射或不具有反射，但在一些应用中，可能有利的是，反射型偏振膜对这种光具有小的或甚至显著的反射。这种膜可以在其光学重复单元中具有第一层和第二层，该层在拉延(拉伸)膜中的两个面内折射率差Δnx和Δny均具有显著数值，但这些折射率差中的一个显著高于另一个，以便得到阻光轴和透光轴。如果将这些折射率关系应用于具有足够层数的微层组中时，则结果可能为非对称反射性膜，本文称为部分偏振器。这种膜对于一种偏振的垂直入射光提供高度反射，并且对于相反偏振的垂直入射光提供较小、但仍显著程度的反射。这种偏振膜尤其可用于(例如)某些高效率、低损耗的显示器应用中、光循环和空间均化系统中、以及其它应用中。对于这种膜和这种膜的应用的其它公开内容，参见PCT公开WO 2008/144656(Weber等人)“Backlight and Display System Using Same”(背光源以及使用该背光源的显示系统)，该膜在该公开中称为非对称反射性膜(ARF)。

箭头614a表示从多层偏振器膜到多层反射镜膜的转换，如，如结合5A所述。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜，该膜具有一个或多个表征为偏振器膜的第一(未处理)区以及一个或多个表征为反射镜膜的第二(经处理)区。箭头614b表示从多层反射镜膜到多层偏振器膜的反向转换。这种转换可用于提供下述内部图案化多层光学膜，该膜具有一个或多个表征为偏振器膜的第一(未处理)区以及一个或多个表征为窗口膜的第二(经处理)区。

箭头616、618、和620表示从一种类型的反射镜到另一种类型的反射镜(参见(如)图5D)、从一种类型的窗口到另一种类型的窗口、以及从一种类型的偏振器到另一种类型的偏振器(参见(如)图5J)的转换。窗口到窗口类型转换(窗口1-＞窗口2)可以使用上述折射率转换中的任何者(包括(但不限于)图5A-J中所示的那些)来实现，但其中用于微层叠堆中的层数为足够少的，以使得对于任何给定的层与层折射率差，叠堆提供视为窗口状反射特性的足够低的反射率。从上述论述中回顾，即使在膜对于普通观察者似乎为基本上透光或透明的情况下，也可利用例如分光光度计之类的仪器检测到极弱的反射。再次提醒本文读者，图6中所提供的示意图是为了进行示意性的说明，并且不应理解为限制性形式。

此时，在已观察图5A-J和图6之后，本文读者将会知道，本文所述的减少多层光学膜中的层中的至少一些的双折射的选择性热处理可用于“开启”多层光学膜(即将其从可能相对较低的初始反射率(对于至少一种偏振态)改变为显著较高的反射率)，或可用于“关闭”多层光学膜(即将其从可能相对较高的初始反射率(对于至少一种偏振态)改变为显著较低的反射率)。换句话说，选择性热处理可用于增大光学重复单元的层间沿一条或多条轴的折射率失配，或其可用于降低折射率失配。

在图7中，示出了一个可用于选择性加热多层光学膜的第二区的装置700，从而得到本发明所公开的内部图案化膜。简而言之，所提供的多层光学膜710包括至少一个在整个膜中或至少从其第一区到第二区延伸的微层组。微层位于膜内部并且提供具有第一反射特性的膜。高辐射率光源720提供引导光束722，引导光束722具有合适的波长、强度、和光束尺寸，以通过吸收将入射光的一些转换成热从而来选择性地加热膜的照射部分724。优选的是，膜的吸收为足够高，从而便利用适当功率的光源得到足够的加热，但不应过高以防过量的光在膜的初始表面处被吸收，这可能造成表面损坏。这在下面进一步讨论。在一些情况下，可能有利的是以斜角θ使光源取向，如通过倾斜设置的光源720a、引导光束722a、和照射部分724a所示。如果多层光学膜710包括具有下述反射谱带的微层组，其中所述反射谱带在垂直入射下以阻止所需量的吸收和伴随加热的方式显著反射引导光束722，则这种倾斜照射可能是有利的。因此，利用反射谱带随入射角增大而偏移至较短波长，可在斜角θ下递送引导光束722a，以避免(现已偏移)反射谱带，以允许所需的吸收和加热。

在一些情况下，引导光束722或722a可以按照这样的方式成形：照射部分724或724a具有成品第二区的所需形状。在其它情况下，引导光束可以具有尺寸小于所需第二区的形状。在后一情况下，可使用光束控制设备在多层光学膜的表面上扫描引导光束，以便绘出要处理区的所需形状。也可利用下述装置进行引导光束的空间和时间调制，例如分束器、透镜阵列、泡克耳斯盒、声光调制器、和本领域的普通技术人员已知的其它技术和装置。

图8A-C提供了图案化多层膜的不同第二区、以及其上添加的引导光束相对于能够形成所示区的膜的可能路径的示意性俯视图。在图8A中，将光束导向多层光学膜810并且以可控速率从起点816a沿路径816扫描至终点816b，以选择性地加热任意形状区814内的膜，以将该区与第一区812辨别开。图8B和图8C为类似的图。在图8B中，将光束导向多层光学膜820并且以可控速率从起点826a沿路径826进行扫描，以选择性地加热矩形区824中的膜，以将该区与相邻的第一区822辨别开。在图8C中，将光束导向多层光学膜830并且以可控速率沿不连续路径836-842等等进行扫描，以选择性地加热矩形区834中的膜，以将该区与相邻的第一区832辨别开。在图8A-C中的每一个中，加热足以减少或消除第二区中的至少一些内部微层的双折射，同时保持第一区中的那些层的双折射，并且在仍保持第二区中的微层的结构完整性且不向第二区选择性地施加任何压力的情况下实现。

图9A和图9B讨论了这样的主题：多层光学膜的吸收可以或应当如何被调控，从而得到最佳局部加热。图9A和图9B中的曲线图绘于同一水平比例尺上，该比例尺表示辐射光束随着其传播穿过膜的深度或位置。0％的深度对应于膜的前表面，并且100％的深度对应于膜的后表面。图9A沿竖轴绘制出辐射光束的相对强度I/I₀。图9B绘制出膜内的每一个深度处的局部吸收系数(在辐射光束的选定波长或波长谱带下)。

在每一个图中针对三种不同的多层光学膜实施例绘制出三条曲线。在第一实施例中，膜在其整个厚度上在引导光束的波长下具有基本上均匀且低的吸收性。此实施例在图9A中示出为曲线910并且在图9B中示出为曲线920。在第二实施例中，膜在其整个厚度上具有基本上均匀且高的吸收性。此实施例在图9A中示出为曲线912并且在图9B中示出为曲线922。在第三实施例中，膜在其厚度中的区915a和915c内具有相对较低的吸收性，但在其厚度中的区915b内具有较高的中间的吸收性。

第一实施例具有对多种情况而言过低的吸收系数。尽管如通过曲线910的恒定斜率所指出的那样，引导光束随深度变化而被均匀的吸收(在一些情况下可能是有利的)，但实际上极少的光被吸收，如通过曲线910在100％深度处的高数值所示，这意味着高百分比的引导光束被浪费。然而在一些情况下，此第一实施例在一些膜的处理中仍然可能是相当可用的。第二实施例具有对多种情况而言过高的吸收系数。尽管引导光束的基本上全部均被吸收并且没有浪费，但高吸收引起过量的光在膜的前表面处被吸收，这可能对膜造成表面损坏。如果吸收太高，则足量的热不可能在未损坏位于膜前表面处或其附近的层的情况下而被递送至所关注的内层。第三实施例采用可以(例如)通过将吸收剂掺入到膜的选定内层中实现的非均匀吸收分布。将吸收性水平(通过局部吸收系数控制)有利地设定为中间水平，以使得引导光束的足够部分在膜的设定吸收区915b中被吸收，但吸收性不应太高，以至于过量的热被递送到区915b的入射端(相对于对侧端)。在多种情况下，吸收区915b中的吸收性仍为相当弱的，如该区上的相对强度分布914可能看起来更像直线，其与其它区(如915a和915c)相比仅具有较陡的斜率。如在下文进一步所述，足量吸收的确定方式为基于入射引导光束的能量和持续时间来平衡吸收性，以实现所需的效果。

在第三实施例的示例性实例中，多层膜可以具有包括两层厚表层以及两者间的一个或多个微层组(如果包括两个或更多个微层组，则由保护性边界层间隔)的构造，并且膜可以仅由两种聚合物材料A和B构成。将吸收剂掺入到聚合物材料A中，以使其吸收性增大至适度的水平，但未将吸收剂掺入到聚合物B中。材料A和B均提供于微层组的交替层中，但表层和保护性边界层(如果存在)仅由聚合物B构成。这种构造在膜的外表面(即表层)处由于使用弱吸收材料B将具有低吸收性，并且在光学厚PBL(如果它们存在)处也将具有低吸收性。该构造在微层组中由于交替微层中使用较强吸收材料A(以及具有较弱吸收材料B的交替微层)将具有较高吸收性。这种排列可用于优先地将热递送至膜的内层，具体地讲递送至内部微层组，而非递送至外表面层。应当注意，利用适当设计的送料区块，多层光学膜可包括三种或更多种不同类型的聚合物材料(A、B、C、...)，并且可以将吸收剂掺入到材料的一种、一些或全部中，以便得到多种不同的吸收分布，以便将热递送至膜的选定内层、组或区。在其它情况下，可能可用的是，在PBL中或甚至在表层中(如果存在)包括吸收剂。在任一种情况下，该负载量或浓度与微层中相比，都可以为相同或不同的、较高或较低的负载量或浓度。

可以利用多层光学膜中使用的各种原材料的固有吸收特性来获得与上述实施例中的那些类似的吸收分布。因此，多层膜构造可以包括在膜的各个层或组当中具有不同吸收特性的不同材料，并且这些各个层或组可以在膜形成期间成形在一起(如通过共挤出)，或可以形成为随后进行结合(如通过层合)的单独前体膜。

现在重申和修饰上述教导内容和公开内容的某些方面。

除了别的以外，上述公开内容可视为描述在其初始制造之后可通过非接触、辐射方式改变的“可刻绘的”多层光学膜。多层光学膜(MOF)可以包含至少两种交替层的材料和至少一个这种层的光学组，该组被调节，以在第一选定入射角下反射光谱的选定部分，例如可见光谱带，此外，多层光学膜任选地包含对于本论述的目的可以称为第三材料的吸收剂，该吸收剂分散于选定光学组中的任一层或全部两层中，优先地吸收既不被MOF反射谱带在第二选定入射角下主要反射、也不被MOF的其它材料显著吸收的电磁辐射。也公开了下述方法，该方法使用指定光谱带的引导辐射能量处理来选择性地部分或完全熔融和失取向光学组(包含吸收材料)中的至少一种双折射材料，以便减少或消除这些层中的双折射。应用该处理以在整个膜平面上选择空间位置。也外公开了成品光学膜本身，该膜在处理之后具有空间定制的光学变化。本发明所公开的膜可用于商业工艺中，其中将初始均匀浇铸和拉延的光学体在空间上定制，以符合给定用途的各个需求。

特别关注的一个方面为通过下述方式来进行含有(例如)近红外吸收染料或其它吸收剂的多层光学膜的可控空间图案化，所述方式为通过利用脉冲IR激光源或其它合适的高辐射率光源进行后续处理来选择性移除选定内部光学层的双折射，同时使其它内层或表面层相对不变。

本文所公开的膜(在选择性热处理之前以及之后两者)，其中膜的内部微层中的至少一些的双折射可在膜的一个或多个区中被减少，从而得到不同于初始或第一反射特性的第二反射特性)可以称为STOF：空间定制的光学膜。

膜、方法、和商业工艺通常可以用于任何应用中，其中空间控制的取向水平为所需的水平。所关注的技术领域可以包括(例如)显示、装饰、和安全用途。一些应用可以重叠多个技术领域。例如，一些制品可以将本文所公开的内部图案化膜与包括常规图案化(例如以标记的形式)的膜、基底或其它层进行整合。所得的制品可能可用于安全用途，但其形式也可以视为装饰性产品。选择性热处理这种制品可以在内部图案化膜中产生下述区，该区选择性地阻挡(通过增加反射性)或反映(通过降低反射性)其它膜的常规图案化的部分，这取决于内部图案化膜的设计。本发明所公开的内部图案化膜的色移特性也可以与如公开于(例如)以下美国专利中的着色或黑白背景标记结合使用：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，本发明所公开的膜可以用于多种安全构造中，包括标识卡、驾驶证、护照、访问控制通行证、金融交易卡(信用卡、借记卡、预付卡或其它卡)、商标保护或识别标签、等等。可以将膜作为内层或外部层层合或者说是粘附至安全构造的其它层或部分。当包括膜作为补片时，该膜可以仅覆盖卡、纸面或标签的主表面的一部分。在一些情况下，可能可以将膜用作安全构造的基部基底或唯一元件。可以包括膜作为安全构造中的多种特征的任何一个，例如全息图、印刷图像(凹雕、平版印刷、条码等)、逆向反射特征、UV或IR激活图像等等。在某些情况下，本发明所公开的膜可以与这些其它安全特征结合进行分层。膜可以用于为安全构造提供个性化特征，例如，标记、图像、单独编码数等。个性化特征可以涉及单独文档夹或专用产品实物，例如在制造商标签、批校验标签、防篡改编码等情况下。个性化特性可与多种扫描图案(包括行图案和点图案)一起制备。根据膜构造，可刻绘的组当中的图案可相同或不同。

例如，应当考虑到下述情况，其中第一可刻绘的组初始具有可察觉颜色，但随后经处理或图案化变为透明的。可使用一个或多个这种着色组。应当考虑，加入第二多层光学膜组，以形成有待包括在安全构造中的膜构造。图案化或刻绘第一组将在第二组的背景颜色中产生设计或图像，从而表示所结合的两个组的颜色特性。当光谱带足够窄时，前景(图案化区)和背景均可随视角产生色移。察觉颜色随背景(如白色背景或黑色背景)进行变化，以满足透射或反射光的观察，这可用作安全特征。例如，可翻转文件(例如护照)中的膜面或页，以基于该文件的不同背景或部分来观察膜。

膜可以向安全构造提供公开的(如对于普通观察者明显可见的)和隐蔽的安全特征。例如，可刻绘的(着色)反射型偏振器层可提供利用偏振分析仪可观察的隐蔽特征，如，根据该分析仪的偏振态而改变颜色或消失的特征。可使红外反射组图案化，以制备IR可检测的(如机器可读的)个性化编码特征。

用于安全用途的特别关注的膜构造为极远红外或近红外反射器，(如)具有介于650nm和800nm之间(取决于膜构造)的较低(左)反射谱带边缘(如在美国专利6,045,894(Jonza等人)中所述)，其可随着观察角度从垂直入射改变为掠入射而提供透明至彩色的外观。其它关注构造，包括具有设计色移的光学偏振膜，在美国专利7,064,897(Hebrink等人)中有所描述。利用本专利申请的图案化方法，可制备例如描述于‘894Jonza参考文献中的那些和描述于‘897Hebrink参考文献中的那些之类的(例如)利用激光可刻绘的膜。例如，可通过改变光谱的可见光、UV或IR部分中的反射组来将个性化信息刻绘到这种膜中，其中膜的改变部分(处理区)相比于膜的未处理部分可以具有较低的反射性，反之亦然。

最后，应当指出的是，此处所述的用于安全用途的特征中的多个同样可用于装饰用途。例如，可如此将个性化徽标嵌入到消费制品中。

层合构造已在上文进行论述，但它们以及其它类型的下述光学体值得进一步论述，所述光学体装配如本文所公开的与另一个具有不同光学特性的膜或基底以某种方式结合或组合的STOF型膜。在一些情况下，“另一种膜或基底”可以为或可以包括其它常规光学膜或基底，例如吸收型偏振器、着色的光透射膜(如已染色的单层聚合物)、延迟膜、玻璃板、白色或着色卡片、等等、以及它们的组合。在一些情况下，“另一种膜或基底”也可以或作为另外一种选择为或可以包括不同类型的多层光学膜，无论是偏振器、反射镜、窗口、还是它们的组合。

光学体(例如上述光学体)可以包括通过相长干涉或相消干涉提供第一反射特性的第一多个层，如交替微层的叠堆或组。此第一多个层优选地为STOF型膜，即，设计为使其微层中的至少一些的双折射可在膜的一个或多个区中被减少，从而在这种区中得到第二反射特性，第二反射特性不同于第一反射特性。在一些实施例中，光学体也可包括提供第三反射特性的至少第二多个层，如不同于第一这种叠堆的交替微层的第二叠堆或组。例如，也可以根据需要包括第三多层、第四多层、和额外的多层，和/或例如一个或多个厚基底之类的其它功能层。第二多个层可以为第二光学膜的部分，第二光学膜可以是或可以不是STOF型膜，并且可以通过层合方法(如利用合适的透光粘合剂层)或通过其它合适的方式结合至第一STOF型膜。

在这种光学体中，第一反射特性和第二反射特性可以选自本文所公开的多种反射特性组合中的任何者。第三反射特性，即第二多个层的反射特性，也可以选自本文所公开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别具有与其相关的第一反射谱带和第三反射谱带，并且这些谱带的波长在一些实施例中可以基本上不交叠，而在其它实施例中可以部分或完全交叠。

所关注的一种此光学体为下述光学体，其中第一反射特性和第三反射特性具有交叠的反射谱带，并且其中第一多个层为多层反射镜状膜，并且第二多个层为多层反射型偏振器。在反射镜状膜处作用到这种制品上的光将被显著反射。如果反射镜状膜的反射性足够高，则基础反射型偏振器的存在可能对制品的整体反射性具有极小或不具有影响，因为极少或没有光从反射镜膜穿过而到达偏振器膜。然而，可在如本文所公开的一个或多个第二区中选择性热处理反射镜膜，以松弛其在这种区中的层中的至少一些的双折射，从而得到第二反射特性。第二反射特性可以为多层窗口状膜。在这种情况下，第一膜的处理区(第二区)允许光穿透至第二膜。结果为下述内部图案化制品，其可在未处理(第一)区具有反射镜膜功能，并且在经处理(第二)区中具有反射型偏振器膜功能(因为第一膜的窗口状部分暴露基础偏振器膜)。这种膜可以在一些应用中用作一体反射镜/偏振器膜的替代品，所述一体反射镜/偏振器膜在国际专利申请No.PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷号65037WO003)“Multilayer Optical Films HavingSide-by-Side Mirror/Polarizer Zones”(具有并列型反射镜区/偏振器区的多层光学膜)中有所公开。如果需要，第二膜也可以进行选择性地处理，以在处理区(第二区)中将其第三反射特性转换为第四反射特性。(结合第一膜和第二膜两者，术语“第一区”是指未处理区并且“第二区”是指处理区，应当理解第一膜的第一区可能完全不同于第二膜的第一区)。第四反射特性可以为窗口状特性或不同于第三反射特性的任何其它特性。第一膜和第二膜的处理可以为使得第一膜的处理区和第二膜的处理区具有任何所需的空间关系，如，它们可以为基本上一致的、互补的、交叠的、非交叠的或者说是根据需要的，并且对于这些膜的未处理区是类似的。

所关注的另一种光学体为下述光学体，其中第一反射特性和第三反射特性具有交叠的反射谱带，并且其中第一多个层为第一多层偏振器膜，并且第二多个层为第二多层反射型偏振器。这些偏振器膜在构造上可以相同或可以不同，并且可以设置成任何所需的取向，例如，它们各自的透光轴可以为平行的、垂直的或具有任何其它的相对取向角度。特别关注的是其中偏振器膜为垂直取向的情况。可以在如本文所公开的一个或多个第二区中选择性热处理具有第一反射型偏振器特性的第一多个层，以松弛其在这种区的层中的至少一些的双折射，从而得到第二反射特性。第二反射特性可以为多层窗口状膜。在这种情况下，第一膜的处理区(第二区)允许所有偏振态的光穿透至第二膜。如果第二膜也为STOF型膜，则其也可以进行选择性地热处理(在层合至第一膜之前或之后)，从而也在其处理区(第二区)中形成多层窗口状特性。通过将第一膜的处理区与第二膜的处理区设置为互补的(如通过棋盘格图案作类比，第一膜的处理区可以构成图案的黑色方格，并且第二膜的处理区可以构成图案的光亮方格)，则所得的制品可以在第一膜的未处理区(其下面设置有第二膜的窗口状处理区)中具有第一反射型偏振器膜的功能，并且在第一膜的处理区(其为窗口状的，但其下面设置有第二膜的未处理区)中具有第二反射型偏振器膜的功能。这种膜可以在一些应用中用作一体偏振器/偏振器膜的替代品，所述一体偏振器/偏振器膜在国际专利申请No.PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷号65849WO002)“Multilayer Optical Films HavingSide-by-Side Polarizer/Polarizer Zones”(具有并列型偏振器区/偏振器区的多层光学膜)中有所公开。

多层光学膜可以包括对于至少一种线性偏振态的至少一个选定反射谱带，该谱带通过光学干涉层的至少一个选定组形成，该干涉层可以包括辐射吸收材料。图案化方法允许在选定组的材料层当中移除或减少双折射，从而改变光学叠堆在选定光谱带上的干涉特性。这样，膜可以进行空间定制以用于所需用途，如，像素化显示器。光学膜可因而制成空间变化滤色器，或可制成在介于透射型、反射型反射镜和/或反射型偏振器之间或在颜色过滤和这些反射状态或这些状态的强度或质量的组合中进行变化(如从强反射镜到弱反射镜，或从偏振器或部分偏振器到反射镜)。一种可用的用途可能是液晶显示屏(LCD)装置中使用的滤色器。除用于波长选择性透射或反射的目的之外，另一种用途还可以为使用本发明所公开的材料和技术在膜和类似光学体的内部或内里产生或“刻绘”结构。本文所述的光学特性和材料的空间定制可以用于影响膜内的光导结构，例如将光导引导穿过膜并且间断地拉延至表面。各向异性的材料和选择性吸收的材料以及激光刻绘方法的组合可制备高功能光学结构，其具有使用较长激光脉冲宽度、减小的数字小孔、和可能较大刻绘速率的附加处理优点。

尤其可用类型的构造为包括两组或更多组光学功能层的聚合物光学体，其中每一组都具有相似的功能(如(例如)光学转换，无论其为反射还是透射)，但其中包括的每一个特定组都作用于光谱带的特定部分。至少一个组可以包括辐射吸收剂，并且至少一个其它组不包括吸收剂。在一些情况下，不止一个组可以包括辐射吸收剂。例如，多层光学膜可以包括两个或更多个光学干涉组。这些组(光学功能层的组)可以包括多层交替材料层。一个光学组可以包含辐射吸收剂，并且另一个光学组可以不包含辐射吸收剂。

可使用多种光学吸收剂。对于工作在可见光谱中的光学膜，紫外线和红外线吸收染料、颜料或其它添加剂可能是可用的。可能有利的是选择不被该构造的聚合物高度吸收的吸收光谱范围。这样，引导辐射可集中于光学体的整个厚度中所关注的选定区中。吸收剂可有利地为可熔融挤出的吸收剂，以使得它们可嵌入所关注的选定层组中。为此，吸收剂在挤出所需的加工温度和停留时间下应当为适当稳定的。

本发明所公开的膜和光学体可在选定光谱范围内进行辐射处理，该光谱范围位于通常通过光学体转换用于所关注的选定用途的光谱带之外。可以通过任何类型的方式实现辐射处理，该方式可将选定光谱带的光以足够的强度聚焦在膜的选定位置上。用于辐射处理的尤其合适的方式为脉冲激光。这可以为放大的脉冲激光。在一些情况下，激光可以为可调谐的激光。例如，如果该聚合物在此处不是特别吸收的聚合物，则适于在可见光谱带中反射的光学膜可以具有近IR或近UV中的吸收剂。对于多层光学膜，可以参照膜的光学谱带选定用于处理的所选吸收谱带。优选的是，膜不应当对于选择用于引导辐射能量的入射角而反射此引导辐射能量，但如果反射足够低，则仍然可以进行处理。很多情况下，来自激光的辐射能量为显著偏振的能量。可为可用的是，将照射光束在外表面处取向为与布鲁斯特角一致的角度，以使能量损失最小化。因为MOF反射谱带在较高入射角下也偏移至较短波长，所以可使用相比预期单独在垂直入射角下的谱带设置较短的吸收波长。

例如，双轴取向表层具有折射率1.75(在632nm的波长下)、对应的布鲁斯特角为约60度、且锐利垂直入射右谱带边缘为约800nm的MOF反射镜膜可接受在布鲁斯特角下高于约700nm的引导光束，从而允许使用该波长进行处理，即使其在垂直入射下被反射。选定部分右谱带边缘，以确保所有关注角度下的反射。在880nm下，反射谱带仍覆盖掠射入射下的约700nm。在此谱带位置处，该谱带覆盖直至靠近该情况的布鲁斯特角的750nm。介于谱带边缘和引导辐射的波长之间的某种净空高度可能是有利的。如果需要将光束引导穿过潜在层中的任何者，则在这种情况下应设置约750nm至800nm(真空)的实际下限，以用于高于该光学谱带的引导能量。或者，可以选择将辐射能量引导穿过膜的优选侧，以使得膜中的居间波长谱带不会阻截所关注的特定能量。例如，可以使用532nm的绿色激光来处理蓝色组，前提条件是其不需要在垂直入射角下穿过绿色反射组，或如果光束在足够倾斜的角度下由于谱带偏移可从中穿过至不再被该组反射。

如果近UV辐射用于图案化(其同样取决于材料吸收特性)，则具有较长波长反射谱带的组的谱带偏移可以阻截光束。那么，垂直入射的引导辐射相对于膜的固定左谱带边缘可具有最高的波长，而倾斜角处理可受谱带偏移阻碍。左谱带边缘偏移也适用于与下述构造结合使用的其它可见光束或IR光束，该构造具有高于光束真空波长的谱带偏移反射谱带。

管理膜的整个厚度上的吸收辐射能量和整个厚度上的所得热脉冲为本发明的一个方面。导致选择层(跨过膜厚度的选定部分)中的材料的双折射减少或消除的可控熔融需要引导辐射的吸收为适当低水平的，以确保均匀效果。从时间脉冲或热观点来看，选定层中的材料均不应当为过热的，这种过热导致过度的离子化或热分解。例如，如果考虑纯热容量驱动情况，则从25℃到所需300℃的材料加热升高275℃。如果选定层吸收引导辐射的10％，则最靠近引导辐射源的前部需要加热直至约330℃，以便后部加热直至所需的300℃。应在介于膜的最热部分与有害温度或离子化条件之间保持足够的净空高度。整个厚度上的温度控制可能是重要的，以选择性地从仅一种材料中移除双折射，如，以避免过热。在一些情况下，预热可能是有利的。从激光能量角度来看，在激光照射之前和期间通过预热膜可增加该方法的效率。膜的预热温度应当高于室温，但低于光学组中所用聚合物的熔融温度。通常，当膜在其整个厚度上被预热时，则对于相同水平的热净空高度，较大量的引导辐射可能被吸收。例如，当将200℃的选定膜区的后部加热至300℃(100℃的差值)时，当入射光束能量的约10％被吸收时，前部将仅被过度加热至310℃。在这种情况下，选定区可吸收引导辐射的至多约23％，这样对于前部则再次导致加热直至约330℃，温升为130℃，并且对于后部则升高100℃以再次达到所需的300℃。预热的量可能需要被控制，以避免热脉冲在冷却期间逸出，从而导致选定区之外的显著熔融。一般来讲，预热越高，则膜厚度的其余越接近熔融。随着热脉冲扩散，这些非选定区可变得易于熔融。通过引导辐射导致的最高温度、膜构造的侧面及其各个层厚、穿过膜的预热梯度、以及引导辐射的路径均可能需要一起加以考虑，以优化膜和方法。事实上，热管理甚至更加复杂，因为优选吸收足量的能量，其不仅使材料升高至其熔融范围而且实际上引起熔融。引导辐射的能量脉冲的管理应包括确保熔融可实际发生以及热波沿厚度轴或z轴充分保留的时间因素，以避免不利的熔融，例如熔融一个微层组中的双折射层而不熔融另一个微层组中的双折射层。具体地讲，可需要谨慎地控制脉冲的序列和持续时间。

激光源(如果激光源用于进行选择性加热)的功率、扫描速率、和光束形状以及染料负载(或另一种吸收剂的负载，如果实际上使用任何吸收剂)相结合，以在绝热条件下提供透射至膜的处理区的有效能量。尽管在实施过程中热条件通常并非为绝热的，但可通过膜构造的规格、背景温度、以及相关材料的各种热容量、熔合热、和熔点的知识推测绝热条件以确定用于转换的所需能量，从而估计出近似激光处理条件。IR吸收剂或其它吸收剂的分散性可能是重要的考虑因素，包括染料溶解度极限和溶解机理。对于不溶解的染料和颜料，粒径和形状分布可能是重要的。例如，过大的吸收粒子可相对其周围的膜基质过热，从而导致膜缺陷，例如降解、起皱、起泡、分层或其它损坏。膜清洁也可能是重要的，因为表面以及嵌入的粉尘和类似颗粒物也可能引起随机或非预期的缺陷。其它考虑因素包括激光源的光束形状和频率(如果使用脉冲源)、扫描图案、膜的安装(如通过层合(例如利用粘合剂)或通过其它方式安装到卡或其它基底上)、和热传递(如，如通过膜内的各种导热系数和膜传热系数控制的)。

整个膜平面上的吸收辐射能量的管理对于确保所需空间特征也可能是重要的。光束尺寸和焦点也可能是重要的过程控制。在一些情况下，可能有利的是将膜设置在光束聚焦至其最小尺寸的位置处，而在其它情况下，可将膜故意地设置在光束被离焦所需量的位置处。扫描膜的方式以及引导光束路径可在处理区期间快速交叠或开启自身的方式可改变表面粗糙度、光滑度、雾度、褶皱、和其它现象。参照上文的膜预热论述，可控制光束使得膜当前被照射的一部分接近膜中最近被照射的一部分，从而可将通过激光自身提供的热视为预热膜当前被照射的一部分。这可发生于下述情况中，例如，光束沿第一路径进行扫描，并且不久之后(此时膜沿且接近第一路径的部分仍处于高温下)沿与第一路径相邻或甚至稍微交叠的第二路径进行扫描。

例如引导光束的持续时间之类的时间相关方面也可能是重要的。已经发现，相对短的脉冲操作通常为有利的。例如，在一些通常情况下，已经发现，如通过激光照射的持续时间确定的加热时间优选在10纳秒到10毫秒的范围。上照射持续时间取决于穿过厚度(可进行设计以用于给定用途)到膜其它部分中的热扩散的量。持续时间越短，则能量到所关注的所需膜区的递送就越密集；例如，可建立主要包含在所需组内的瞬时加热脉冲。热扩散的细节取决于材料、在特定材料取向条件下的各向异性导热性、密度、热容量、所关注区的厚度、光束持续时间、等等。在示例性实施例中，通过光学组吸收的能量具有熔融光学组中的光学重复单元的足够强度和持续时间，但不具有蒸发、显著化学改性或烧蚀膜组分的足够强度和持续时间。

为了使激光照射修改第二区中的组双折射，高强度(高功率/单位区)和高能量密度为有利的，但不是必需的。这些特性有助于确保在降低处理所需时间的情况下，由组中的材料通过吸收引导辐射所产生的大量热保留在组中。热扩散会降低组中的能量浓度，并因此可降低处理的效率。就这一点而言，通常有利的是，仅少量的热逸散到组之外(侧向逸散到第一(未处理)区中或在(处理)第二区内逸散到膜的其它层)。逸散到第二区的吸收组之外的热越多，则在需要仅加热第二区中膜厚度的一部分的情况下处理效率越低。

冷却方式也可需要谨慎考虑。快速冷却可用于某些情况中。从膜的一个或两个侧面进行冷却可能是有利的。

引导辐射的适当低水平吸收对于最终用途也可能是重要的。有利的是，环境照射不应使膜不当地过热。具体地讲，当暴露于直接阳光时，近IR吸收可以导致膜加热。优选的是，预期通量不会不当地升高膜温度。例如，可能有利的是，在正常使用下维持系统的温度低于膜的玻璃化转变温度。能量吸收的量部分地与为实现与所需温度(不同于预热的给定水平)必须从脉冲捕集的能量相关。

系统中的所需吸收可因而通过下述方式得到最佳化，即平衡通量水平、热扩散(逸出)、预热、和冷却，以实现处理的所需均匀度和程度，同时最小化最终使用问题，例如颜色、灰度或环境辐射吸收。

可能是可用的是，在膜的功能层或区之间装配能量吸收缓冲层。这些缓冲层可升温并且甚至部分或完全地熔融，同时保护膜的另一个功能区以防通过热扩散(逸出)的加热。在一个实例中，此缓冲区可为组之间的层(如PBL)，其具有与光学层中所用相似或不同的材料。又如，可将较低熔融温度材料用作具有较高熔融温度材料的功能层之间的“热减速”。在多层光学膜中，一个简单实例为PEN:PMMA或PEN:各向同性coPEN反射镜构造，其包括由较低熔融和取向coPEN保护性边界层(PBL)(如所谓的低熔点PEN(LmPEN)，其例如可以包括90％/10％的萘二甲酸/对苯二酸羧酸酯亚单元)隔开的光学组。

可使用差示扫描量热仪(DSC)技术来测定和分析聚合物膜中的材料层的熔点和/或软化点(如玻璃化转变温度)。在这种技术中，可将膜样品在测试之前(如)于低于200毫托的真空和60℃下适当干燥约48小时。然后可称量约5mg的样品，并将其密封在密闭的铝制Tzero锅中。然后可在合适的温度范围(如30-290℃)上进行加热-冷却-加热渐变。20℃/分钟的恒定加热速率或其它合适的加热速率可用于所述渐变。扫描之后，可分析第一加热热轨迹以用于软化步骤变化和熔融峰值。该分析可显示熔融温度以及与熔融温度相关的特征带宽，该带宽称为半峰宽(PWHH)。PWHH的有限值反映出下述事实，即材料可在有限的温度范围内而非在单个精确温度下熔融。PWHH对于其不同材料具有彼此接近的(峰值)熔融温度的制品可变得重要。使用DSC技术来测定适用于多层光学膜中的三种示例性材料的熔融温度和PWHH:聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)；PEN的萘二甲酸基共聚物(在美国专利申请公开US 2009/0273836(Yust等人)的实例7中有所描述，即所谓的PEN-CHDM10)，本文称为“PEN-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’联苯二羧酸二甲酯取代)，本文称为“PENBB20”。测定这些材料的样品，并且这些材料的样品分别具有PEN、PEN-Gb、和PENBB20样品的261、248、和239℃的熔点。样品的PWHH也进行了测定。PEN样品的PWHH为7℃，但根据聚合物的处理条件，其变化范围可为5至10℃。PEN-Gb样品的PWHH为6℃，但根据处理条件，其变化范围可为5℃至15℃。PENBB20样品的PWHH为10.4℃，但根据处理条件，其变化范围可为5℃至15℃。一般来讲，可以通过将膜在低于熔点的合适温度下热定形合适时间来降低聚合物膜的PWHH。

一般来讲，对于引导辐射的任何特定波长谱带，膜沿厚度方向的其余的吸收能力，相对于膜用于此辐射的选定部分，可设计足够低的，以避免这些非选定部分的不利过热和不利改变。可设计膜挤出方法以确保膜选定部分中的活性吸收材料从该部分到膜的另一功能部分的迁移不会发生至显著程度。此外，可使用例如通过化学非亲和性阻止这种迁移的缓冲层。也可使用包括用于层接触的停留时间等等的处理方法。

引导辐射处理可直接在膜制造之后或甚至在膜制造期间(单独地但仍为卷状形式的)、成片之后或在安装至另一个基底(如玻璃板或塑料或纸质卡片)之后来实现。应基于处理变化来平衡精确水平。例如，对于辊方法应充分地处理料片颤振。随着膜在辊上移动同时膜承受张力(或许在辊隙之间)时可实现引导辐射处理。可将保护性膜设置在膜和辊之间以连续地清洁辊并且另外避免美学缺陷(例如刮痕)。又如，可将膜在成片之后安装到固定基底上或以半批式方式安装或固定在临时背衬上。例如，膜卷的部分可相继接触保护性膜并且在板上滑动。膜卷传送可停止，板上的指定部分可根据需要进行轻微地拉伸，并且随后在以板做背衬的指定部分上应用引导辐射处理。成品卷部分可随后通过相继传送从板处理区移开，通过相继传送可处理卷的相继部分，如此反复直至整个卷得到处理。

本文所述的内部图案化也可与已知技术结合，如烧蚀、表面无定形化技术、聚焦方法、压印、热定形等。

多种可熔融挤出的吸收添加剂可得自多个来源。添加剂可为有机的、无机的或混合物。其可为染料、颜料、纳米粒子等等。一些可能的IR染料包括以商品名Epolight^TM得自Epolin，Inc.的镍、钯、和铂基染料中的任何者。其它合适的候选染料包括得自ColorChem InternationalCorp.(Atlanta，Georgia)的Amaplast^TM牌染料。可考虑线性和非线性吸收添加剂。

若干因素相结合可使得染料尤其适用于本专利申请。通过挤出处理的热稳定性为尤其有利的。一般来讲，挤出处理有利地为足够热的，以便熔融并且允许熔融流在适当可管理压降下的传送。例如，聚酯基体系可需要高达约280℃的极高稳定性。这种需求可通过使用各种聚合物的共聚物而得到降低，例如coPEN，如，在约250℃下进行处理。烯属体系(例如聚丙烯、和聚苯乙烯)通常具有较低要求。特定多层光学膜构造中的树脂的选择可使潜在吸收候选材料的选择变窄，如染料迁移趋势、均匀分散在所需材料层中的能力、染料对各种材料的化学亲和力、等等。

实例

浇铸料片1、2、和3

术语“浇铸料片”是指在后续拉伸和取向之前但在初始浇铸处理之后的浇铸和形成的多层体。利用萘二甲酸基共聚物来构造第一多层聚合物料片或浇铸料片。第一此类共聚物称为PEN-Gb，并且第二此类共聚物称为coPEN 55/45HD。第一共聚物PEN-Gb在美国专利申请公开US 2009/0273836(Yust等人)的实例7中有所描述，即所谓的PEN-CHDM10。根据所引用美国专利申请的表1，PEN-Gb由此为利用比例为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 Global(Midland，Michigan))和2.23磅CHDM(环己烷二甲醇-如，得自Eastman Chemical(Kingsport，Tennessee))的初始单体投料进行制备的共聚物。第二共聚物coPEN 55/45HD为共聚萘二甲酸乙二酯，其包含作为羧酸酯的55摩尔％萘二甲酸酯、45摩尔％对苯二酸酯以及作为二醇的95.8摩尔％乙二醇、4摩尔％己二醇、和0.2％三羟甲基丙烷，如在美国专利6,352,761(Hebrink等人)的实例10中所述。

利用如美国专利6,830,713(Hebrink等人)中通常所述的共挤出方法形成多层聚合物料片。将各种聚合物通常在(如)85℃下干燥60小时，随后送入具有单螺杆或双螺杆构造的单独挤出机中。将形成光学层的第一聚合物和第二聚合物分别利用其自身挤出机(具有最终挤出机区温度)进行共挤出，并且利用梯度送料板(在整个膜厚度上提供层厚梯度)送入包括151个交替层送料区块的熔融装置组件。这些层形成成品多层膜中的所谓光学叠堆或微层组。为了改善层的流动质量，两个较厚的、所谓的保护性边界层(PBL)毗连光学叠堆的最外层，并且保护光学叠堆以防送料区块壁处的最高剪切速率。PBL也通过挤出机中的至少一个进行送料。对于这些实例，送入PBL的材料称为材料1，其它材料称为材料2，并且对于挤出机相同。各个PBL为光学叠堆的厚度的约4％。在铺展于模具设定点温度下的模具中之前，将通过挤出机3送入的具有材料3的附加表层接合至共挤出多层流体顶部和底部，以用于在模具流动期间的附加层稳定性。在这些所述实例中，材料3可与材料1或2相同。(结合这些实例所用的术语“材料1”、“材料2”、和“材料3”不应理解成相对本文献在别处所用(如结合图5A-J)的“第一材料”和“第二材料”术语的任何预定形式。例如，本发明实例中的“材料1”可以对应于图5A-J中的“第一材料”，或作为另外一种选择，本发明实例中的“材料2”可以对应于这种“第一材料”)。就第一浇铸多层料片而言，材料1为第一共聚物(所谓的PEN-Gb)，材料2为第二共聚物(所谓的coPEN 55/45HD)，并且材料3也为PEN-Gb。将多层构造从模具进行浇铸、骤冷、并且静电旋涂到浇铸轮上，以形成卷状的第一浇铸多层光学料片。将此第一浇铸料片以所需的合适厚度(或层厚)(在宽度尺寸的中心部分上)卷绕在宽度为至少10cm的一次性芯上。第一浇铸料片构造的其它细节提供于下文的表A中。

表A：浇铸料片1的处理条件

条件	浇铸料片1
		材料1	PENGb
材料2	coPEN 55/45 HD
		材料3	PENGb
挤出机1最终温度	254℃
		挤出机2最终温度	249℃
挤出机3最终温度	254℃
		熔融装置组件温度	260℃
模具温度	249℃
		材料1的相对重量进料	8
材料2的相对重量进料	9
		材料3的相对重量进料	15
流体进料母料	无
		母料中染料的重量％	NA
流体中的母料比率	NA
		浇铸厚度，中心处(微米)	420

按照与浇铸料片1类似的方式来制备浇铸料片2和3，不同的是将吸收剂添加到材料2的挤出机进料中，并且调节浇铸轮速度以调节浇铸料片的整体厚度。吸收剂为用于在后续刻绘过程中捕集辐射能量的IR染料。将IR染料混合到所谓“母料”中的材料2中，并且然后将此母料以相对新料2的预定比例引入到挤出机进料流中。对于浇铸料片2和3，预定比例为1∶13(1份母料∶13份新料)。正如浇铸料片1一样，对于浇铸料片2和3，材料1为所谓的PEN-G，材料2为所谓的coPEN 55/45HD，并且材料3也为所谓的PEN-G。

母料是在多层共挤出之前制备的，制备方式为将染料和聚合物树脂以预定重量比进料到双螺杆挤出机中，根据需要施加或不施加附加真空，以确保树脂的最少降解。然后将挤出物切碎成粒料，以用于进料。用于这些实例浇铸料片2和3中的染料为得自Epolin，Inc.(Newark，NJ)的铂基染料Epolite^TM 4121。这种染料的峰值吸收波长为大约800nm。对于混合Epolite^TM 4121染料的母料，标称最终区挤出温度为介于240℃和260℃之间。聚合物中的典型母料标称染料浓度为1.0重量％染料。

浇铸料片2和3的挤出和处理细节提供于下文的表B中。应当注意，浇铸料片2和浇铸料片3的厚度差通过仅改变浇铸轮的速度而实现。

表B：浇铸料片2和3的处理条件

条件	浇铸料片2	浇铸料片3
			材料1	PENGb	PENGb
材料2	coPEN 55/45HD	coPEN 55/45HD
			材料3	PENGb	PENGb
挤出机1最终温度	254℃	254℃
			挤出机2最终温度	249℃	249℃
挤出机3最终温度	254℃	254℃
			熔融装置组件温度	260℃	260℃
模具温度	249℃	249℃
			材料1的相对重量进料	8	8
材料2的相对重量进料	7	7
			材料3的相对重量进料	15	15
流体进料母料	材料2	材料2
			母料中染料的重量％	1	1
流体中的母料比率	0.07	0.07
			浇铸厚度，中心处(微米)	365	115

利用Metricon棱镜耦合器来测定(浇铸料片外面的PEN Gb材料的)表面折射率。折射率为基本上各向同性的折射率，且浇铸(MD)、宽度(TD)、和厚度方向的值分别为1.638、1.639、和1.634。coPEN 55/45HD层的折射率在所有方向均标称为1.610。另外利用Perkin-ElmerLambda 950分光光度计测定浇铸料片1、2、和3的透射特性。结果提供于图10中，其中透射百分比基于波长绘出，并且其中曲线1010为浇铸料片1，曲线1012为浇铸料片2，并且曲线1014为浇铸料片3。通过浇铸料片2和3中的吸收剂提供的红外吸收在约800nm下为显而易见的，其中由于浇铸料片2相比浇铸料片3的厚度更大，因此浇铸料片2的吸收强于浇铸料片3。另外应当注意，IR染料在大约530nm处具有第二吸收峰，其为浇铸料片2和3赋予玫瑰色调。

利用浇铸料片1、2、和3制备的双折射多层膜

然后拉延或拉伸多层浇铸料片，以形成包括双折射微层的多层光学膜。将例如KARO IV(得自Bruekner)之类的实验室拉伸机用于本发明的实例中。浇铸料片通常进行预热(利用预热时间和温度)，并且随后在夹子对应于初始应变速率(通过a％应变速率给出)的均一分离速率下沿两个面内正交方向(称为“x”方向和“y”方向)拉伸至标称拉伸比(初始夹子分离与最终夹子分离的比率)。拉伸之后，接下来将膜中的一些在高温(热定形温度)下热定形超过预定持续时间(热定形时间)。选择用于拉伸浇铸料片1、2、和3的处理条件，以使得在所得的多层光学膜(在下文中称为多层光学膜1、2、3、4、5、6、和7)中，PEN Gb微层为正双折射的层，并且coPEN 55/45HD微层保持为基本上各向同性的层且折射率为约1.610。

在下述条件下以此方式由浇铸料片1制备多层膜1和2：

表C：多层光学膜1和2

条件	膜1	膜2
			浇铸料片	1	1
预热时间(秒)	60	60
			预热温度(℃)	125	125
拉延温度(℃)	125	125
			每秒沿x的初始应变速率	10％	10％
每秒沿y的初始应变速率	10％	10％
			最终的标称x拉伸比	4	3.2
最终的标称y拉伸比	4	3.2
			热定形时间(秒)	30	30
热定形温度(℃)	180	160
			透射光的视觉外观	青色	白色/透明
反射光的视觉外观	粉红色	白色/透明

然后可在辐射能量处理之前和/或之后，利用多种物理和光学方法来分析最终膜。如果指定，则在632.8nm下利用得自Metricon(Piscataway，New Jersey)的棱镜耦合器来测定表层(由取向PEN Gb材料构成)外面的折射率。概括地讲，这些值测定如下：nx和ny在1.69至1.75的范围，并且nz在1.50至1.52的范围(对于多层光学膜3至6中的全部，如下文所述；对于多层光学膜6，nx＝1.723，ny＝1.733，nz＝1.507，如下文所述；并且对于多层光学膜7，nx＝1.841，ny＝1.602，nz＝1.518，如下文所述)。

利用Perkin-Elmer Lambda 950分光光度计测定各个浇铸料片和最终膜的透射谱带特性。另外在有利于感测透射光和/或反射光的条件下视觉上观察颜色特性。

图11示出了此实例1中的膜1的典型光谱，其中曲线1110和1112在膜上的不同位置处获得。两个曲线均适当地代表膜1。曲线之间的差异可为厚度变化以及层轮廓变化(由于挤出、膜浇铸、和拉延期间的纵维和横维流动变化)的结果。反射谱带的主要部分(通过半最小值相对大约85％的基线透射的50％处的左边缘和右边缘定义)通常位于560nm和670nm之间。基线透射从100％下降，其原因为来自构造的两个主表面(前面和后面)的表面反射。

另外随后拉延或拉伸浇铸料片2和3，以形成包括双折射层的其它多层光学膜。所得的多层光学膜(称为膜3-7)以及它们的处理条件描述于表D中：

表D：多层光学膜3至7

通过Perkin-Elmer Lambda 950分光光度计测定的膜5和6的典型透射光谱分别在图12中提供为曲线1210和曲线1212。未示出膜3和4的光谱，但它们分别类似于膜5和6的光谱。

具有内部图案化的多层膜

图案化膜1

利用扫描速率为20毫米/秒的Coherent Micra超速振荡器激光(波长＝800nm，脉冲频率＝70MHz)来处理由浇铸料片2制成的膜6。使用400mW的平均激光功率。利用交叠扫描来完全处理大约1.5cm²的方形区以形成不再强烈反射蓝光的透明外观区。所得的内部图案化膜本文称为图案化膜1。处理区现在看起来为无色的。膜的表面保持为光滑的并且将手指在整个外表面上从未处理区滑动到处理区未感觉到可分辨的变化。

当利用(如)得自日本Mitutoyo的厚度下降测量仪测定时，临近经处理方形的未处理膜的厚度为24微米且在23微米至25微米变化。处理区的厚度在不同位置上同样测定为24微米且在24微米至25微米变化。因此膜构造的物理厚度没有因为处理而显著变化。

利用Perkin-Elmer 950分光光度计测定图案化膜1的处理区和相邻未处理区对于垂直入射光的透射和反射光谱，如分别提供于图13A和图13B中。在这些图中，曲线1310示出未处理区的透射性，曲线1312示出处理区的透射性，曲线1320示出未处理区的反射性，并且曲线1322示出处理区的反射性。对于透射性测定和反射性测定，通过分光光度计采样或测定的每一个区的实际部分为大致相同的，但并非必须为相同的。800nm附近的吸收特征，其表征用于膜6(图案化膜1是由其制成的)中的IR吸收剂，在未处理区和处理区的透射曲线(分别为曲线1310和1312)中可为易于辨识的。图13B中的反射曲线1320、1322的比较表明，从约400nm至500nm延伸的反射谱带(初始存在于膜6中并且仍存在于图案化膜1的未处理区中)已通过选择性加热处理而显著改变，即使膜的物理厚度未通过处理而显著改变。应当注意，选择性热处理显著降低了反射谱带的峰值反射率，其从未处理区中的约70-80％或更高降至处理区中的低于25％，同时反射谱带至多仅产生非常小的光谱偏移，如通过比较曲线1320、1322中的反射谱带的右谱带边缘可见。这些特性证实微层中的一些的双折射已得到显著减少且未显著改变微层组的厚度。图13A中的透射曲线显示了与图13B的反射曲线大约互补的特征。尽管透射和反射光谱为大致互补的，但通过聚合物膜的大约1％量级的残余吸收以及实际测定斑点、两次测试的斑点尺寸、和其它校准差异的变化妨碍了在远离800nm周围的吸收区的光谱区中将两个光谱精确加和成整体。

另外在处理区和未处理区中利用Metricon棱镜耦合器在632.8nm下测定图案化膜1的暴露侧面(即其外表层中的一个，由PEN Gb构成)上的折射率。未处理区中在两个面内主方向(x，y)和厚度方向(z)上的折射率分别为1.723、1.733、和1.507，而处理区中沿这些相同的相应方向的折射率为1.712、1.743和1.508。将处理区与未处理区的这些折射率值进行比较，结果表明，尽管膜在处理区中的内部微层具有取向和双折射的显著消除，如通过反射特性的变化证明的，但膜的厚外部层的取向和伴随的双折射基本上得到保持。

图案化膜2

利用得自3M公司(St.Paul)的乙烯-丙烯酸热熔粘合剂将由浇铸料片2制成的膜3层合至PVC卡片。膜3为绿光反射器，其在有利于感测穿过膜的透射光的可见光条件下看起来为洋红色。

利用扫描速率为20毫米/秒的Micra超速振荡器来处理(选择性加热)膜的各个部分或区。使用400mW的平均激光功率。最终的经处理膜显示内部图案化并且本文称为图案化膜2。

利用交叠扫描来完全处理区为大约1cm²的第一方形区，以形成不再反射绿光的透明外观的区。此第一处理区现在看起来为无色的。膜的表面保持为光滑的并且将手指在整个外表面上从未处理区滑行到处理区未感觉到可分辨的变化。

利用相同的功率设置，通过仅覆盖该区一半的非交叠带或路径处理第二区，以形成具有不同反射特性的区，这类似于半色调印刷方法。此第二区在垂直入射下的颜色看起来为较浅的粉红色。该颜色在偏法向观察中变得较强，并且在约45度视角下往往会混合到未处理背景中。

另外对于未处理区和完全处理的第一区，利用Metricon棱镜耦合器在632.8nm下测定图案化膜2的暴露侧面上的折射率以及组合表层和PBL的厚度。未处理区中在两个面内主方向(x和y)上的折射率分别为1.719和1.690，而处理区中沿这些相同的相应方向的折射率为1.724和1.691。将这些值进行比较，结果表明，尽管膜在处理区中的内部微层经历取向和双折射的显著消除，但膜的厚外部层的取向和伴随的双折射基本上得到保持。Metricon装置另外提供组合表层/PBL厚度的厚度测定值，所述厚度对于未处理和完全处理区分别为约4.9和5.3微米。因此处理区的厚度保持为大致相同的或略微增加的。

图案化膜3

利用得自3M公司(Maplewood，Minnesota)的3M^TM 8141 OpticallyClear Adhesive(3M^TM 8141光学透明粘合剂)将两片膜1和一片膜6手工层合在一起，以使得膜6被夹在介于一侧的一片膜1和另一侧的另一片膜1之间。

在选定面积或区中根据图案化膜2中的方法利用Micra超速振荡器来处理该层合构造。激光当然首先照射到构造中的膜1上、随后通过中间布置的膜6传播、并且最终在构造的背部再次穿过膜1。激光处理导致反射红光(因而看起来为透射青光的)的处理区，所述处理区位于反射蓝和红光(因而看起来为透射绿光的)的相邻未处理(背景)区之中。将具有内部图案化的此激光处理复合膜称为图案化膜3。

图案化膜3的未处理区和处理区的透射光谱是利用Perkin-ElmerLambda 950分光光度计测定的，并且在图14中分别提供为曲线1410、1412。对于未处理区，源自膜6的多层组的蓝色反射谱带(介于约425nm和500nm之间)清晰地提供于曲线1410的光谱中。在处理区中，此蓝色反射谱带为显著降低的，这指示出膜6的组内的微层已经经受双折射的减少。另一方面，源自膜1的多层组的红色反射谱带(介于约575nm和700nm之间)清晰地提供于处理区和未处理区中，其中两者间的差位于变化的垂直边缘内，如结合膜1所述和图11中所提供的。

此图案化膜3证实了下述技术，即内部图案化包括两个不同微层组的多层光学膜，以及在处理区中改变微层组中的一个(在这种情况下，为与垂直入射下的蓝色反射谱带相关的那一个)内的微层的双折射，同时导致另一个微层组中的微层在相同处理区中基本上无变化，即使在选择性加热或“刻绘”过程期间，无变化微层组相比于变化的微层组更接近照射激光辐射。

图案化膜4

将膜6层合至PETG卡并且通过暴露于Micra超速振荡器的输出(平均功率为250mW并且相对于固定激光束的卡平移速率为18毫米/秒)来选择性地加热处理4mm×4mm的区。这导致具有经处理方形区的内部图案化膜，所述经处理方形区与初始膜6中的未处理黄色背景或区相比为无色的。所得的内部图案化膜称为图案化膜4。利用剃刀刀片剖切此图案化膜的单个部分、利用Scotchcast Electrical Resin#5进行浸涂、并且允许固化至少24小时。利用Leica UCT和金刚石刀将样品进行切片。将塑料卡的大部分在切片之前修剪掉。收集10微米薄的部分并且将其在成像之前置于具有盖玻片的1.515折射率的油中。利用光学显微镜记录透射的明视野图像，并且测定图案化膜4的处理区和未处理区的24个不同位置中的顶表层和光学组的厚度。测定值(另外包括膜的整体厚度)的总结示于表E中，其中CV指统计学方差系数。该数据表明激光处理已使膜的整体厚度(处理区相对未处理区)降低了约10％。

表E：图案化膜4的厚度测定值

图案化膜5

将膜6层合至PETG卡，并且通过暴露于Micra超速振荡器的输出(平均功率为150mW、200mW、250mW、300mW、和350mW并且膜卡相对于固定激光束的平移速率为6毫米/秒至44毫米/秒的范围)来选择性地加热处理各个4mm×4mm的区。这导致具有多个经照射或处理方形区的内部图案化膜，该膜的外观从无色变化至膜的未照射或未处理区的黄色特征。所得的内部图案化膜称为图案化膜5。在视觉上以50X放大率通过记录照射区显示任何残余黄色的平移速率来确定最低照射条件，即，在各激光功率值下实现无色外观(该无色视觉外观据信对应于图案化膜5的微层组中的双折射的基本消除)而无任何残余黄色所需的最大平移速率。这些确定的照射条件或阈值刻绘速率的总结示于下文的表F中。数据表明，激光功率增加允许以较高速率消除光学组双折射。

表F：图案化膜5的最低照射条件

激光功率	平移速率
		(mW)	(毫米/秒)
150	8
		200	16
250	30
		300	36
350	44

此数据并非旨在指出在内部图案化多层光学膜的制造中仅基本上消除光学组中的微层的双折射的热处理为合格的。根据图案化图像中所需的可见程度，即处理区和未处理区之间的视觉对比，在一些应用中仅少量的双折射减少和相应的低视觉对比可为完全合格的。

浇铸料片4a、4b、4c、和4d

制造标为4a、4b、4c、和4d的四个浇铸料片，并且由这些料片制备内部图案化多层膜。浇铸料片4a-d与浇铸料片1-3的不同之处在于所选择的用于双折射层的聚合物材料、所选择的所用吸收剂、吸收剂的负载量、以及浇铸料片的整体厚度。用于交替聚合物层中的浇铸料片4a-d由coPEN 90/10(如在下文进一步所述)和coPEN 55/45HD(如此前所述)构成。当浇铸料片被取向以形成多层光学膜(参见下文的(如)图案化膜6a-6d)时，coPEN 90/10层变为正双折射的层，并且coPEN 55/45HD层保持基本上各向同性的层。

在共挤出聚合物材料之前，将包含得自ColorChem InternationalCorp.(Atlanta，Georgia)的1重量％的Amaplast^TM IR 1000染料的母料分散于coPEN55/45HD聚合物中。然后根据此前所述的浇铸料片1至3中的通用方法和条件来浇铸四个相似浇铸料片4a-d。例如，每一个浇铸料片4a-d包括151个根据相同标称厚度梯度设置的交替层。在浇铸料片4a-d中，材料1和3为coPEN 90/10，并且材料2为coPEN 55/45HD。CoPEN 90/10为包含90摩尔％的萘二甲酸酯和10摩尔％的对苯二酸酯的共聚物。

将包含IR-染料的母料挤出到材料流2中，以在浇铸料片4d的该材料流中实现0.3重量％的标称负载量。将不同的负载量用于其它浇铸料片4a-c，其另外是以与浇铸料片4d相同的方式制备的。测定吸收光谱并且利用比耳定律进行拟合，浇铸料片4a、4b、和4c中的IR染料负载量经计算分别为0.062重量％、0.105重量％、和0.185重量％，并且浇铸料片4d中的负载量如上文所报道的为0.3重量％。

测定料片4a、4b、4c、4d的浇铸料片厚度(中央)并且它们均为约25微米。利用Metricon Prism Coupler(Metricon棱镜耦合器)来测定(浇铸料片外面的coPEN 90/10材料的)表面折射率。此材料的折射率在面内方向中的每一个(纵向MD和横向TD)上都为大约1.73，并且在面外或厚度方向为约1.50。coPEN 55/45HD层的折射率为约1.610。

其它双折射多层膜、以及具有内部图案化的这种膜

多层光学膜8a、8b、8c、8d

和

图案化膜6a、6b、6c、和6d

使用上文针对多层光学膜5(参见上文的表D)所述的拉延条件并且按照类似的方式拉延浇铸料片4a-d中的每一个，不同的是使用沿x方向和y方向的100％/秒的初始应变速率来代替10％/秒。这导致分别由浇铸料片4a-d制成的四个双折射多层光学膜，本文称为多层光学膜8a-8d。膜8a-8d稍厚于多层光学膜5，因为尽管在各种情况中使用相同的标称拉伸比(对于x∶y为4∶4)，但用作膜8a-d的原料的浇铸料片(即浇铸料片4a-d)厚于用于膜5的浇铸料片(即浇铸料片2，其厚度为约365微米)。因为膜8a-8d厚于膜5，则膜8a-8d的外观在透射光中观察时为青色的。因此，这些膜8a-8d全为反射红色的反射镜膜。

然后将膜8a-8d通过选择性暴露于波长为1062nm的脉冲纤维激光器(得自SPI Lasers(Southampton，UK)的30W HM系列)的输出进行激光处理，以提供在本文中分别称为图案化膜6a-6d的内部图案化膜。激光脉冲宽度在75kHz的脉冲频率(重复频率)下为65纳秒。将激光器的输出通过光纤递送至hurrySCAN 25检流计式扫描仪(SCANLABAG(Puccheim，Germany))并且利用数值孔径为0.15的f-θ透镜(SillOptics GmbH(Wendelstein，Germany))进行聚焦。为了最小化激光对膜的损害，f-θ透镜的焦点位于样品表面上方大约0.5mm。利用检流计式扫描仪操作激光束，以在样品上产生每一个激光条件下的2mm×2mm方形的照射线，其中各个扫描线间隔30微米的距离。光束宽度也为约30微米，因此基本上整个2×2mm区均得到处理或加工。

对于图案化膜6a-6d中的每一个，利用激光功率和扫描速率的不同组合来产生多个这种2×2mm方形区(方形区中的每一个都构成各自的多层光学膜的加热处理区)，其中不同组合的值列于下文的表G、H、I、和J中。这些表中列出的功率值为利用热电偶传感器(PowermaxPM10，Coherent，Inc.(Santa Clara，California))测定的平均功率。表G-J还利用描述词“轻微的/无”、“部分的”、“完全的”、和“损坏的”示出了每一个处理区的视觉外观。就这一点而言，在特定阈值(如对于非常低的激光功率和/或非常快的扫描速率)之下，多层光学膜在处理区上具有较少或不具有(“轻微的/无”)反射功率损失。换句话讲，处理区的反射特性相对于未处理膜的反射特性具有极少或不具有变化。在该阈值之上，反射性的“部分”降低为显然显而易见的，其中处理区的反射特性基本上不同于未处理区的反射特性，但仍观察到显著的反射(以及显著的透射颜色)。在激光功率和扫描速率的其它组合下(在下文的表中标为“完全的”)，处理区具有极小的反射性，并且对肉眼而言为基本透明且为无色的，即，处理区表现为多层窗口。在激光功率和扫描速率的另外其它组合下(在下文的表中标为“损坏的”)，膜在处理区中也变得基本透明且无色，但具有例如泡罩和烧焦标记之类的缺陷。

表G：图案化膜6a的处理区的外观(0.062重量％的染料负载量)

表H：图案化膜6b的处理区的外观(0.105重量％的染料负载量)

表I：图案化膜6c的处理区的外观(0.185重量％的染料负载量)

表J：图案化膜6d的处理区的外观(0.3重量％的染料负载量)

激光功率、扫描速率、光束形状、以及染料负载量相结合，以在绝热条件下提供透射至膜的处理区的有效能量。可通过膜构造的规格、背景温度、以及各种热容量、熔合热、和熔点的知识推测绝热条件以确定用于转换的所需能量，从而估计出近似或大致激光处理条件。针对上文报道于表G-J中的结果，估计出称为能量因子的数量，所述能量因子等于激光功率乘以染料负载量并且除以扫描速率(光束形状对于所有处理区均为相同的)。通过将此因子与各个处理区的外观进行比较，发现了能量因子和外观之间的大致相关性。能量因子(单位为(瓦)(重量％)(秒)/(毫米))对于表G-J中的处理区的各种观察外观的近似范围提供于表K中：

表K：处理区外观与能量因子的相关性

外观	能量因子
		轻微的/无	＜0.0011
部分的	0.0010-0.0013
		完全	0.0011-0.0014
损坏的	大于0.0013

如本文在别处所述，IR吸收剂或其它吸收剂的分散体可能是重要的考虑因素，包括染料溶解度极限和溶解机理。对于不溶解的染料和颜料，粒径和形状分布可能是重要的。例如，过大的吸收粒子可相对其周围的膜基质过热，从而导致膜缺陷，例如降解、起皱、起泡、分层或其它损坏。膜清洁也可能是重要的，因为表面以及嵌入的粉尘和类似颗粒物也可能引起随机或非预期的缺陷。其它考虑因素包括激光源的光束形状和频率(如果使用脉冲源)、扫描图案、膜的安装(如通过层合(例如利用粘合剂)或通过其它方式安装到卡或其它基底上)、和热传递(如，如通过膜内的各种导热系数和膜传热系数控制的)。因此，表G-J中的所有样品的能量因子的范围交叠表K中的各种结果不足以为奇。

多层光学膜9、和图案化膜7

基本上如上文的表B中所述来制备类似于浇铸料片2和3的浇铸料片(因而包括151层PENGb和coPEN 55/45HD的交替材料、以及1重量％负载量的Epolite^TM 4121)，不同的是通过改变浇铸轮的速度而使新浇铸料片的厚度为大约420微米。在类似于上述多层光学膜5(参见表D)的那些条件下通过双轴拉伸料片由该浇铸料片制备多层光学膜9，不同的是在x方向和y方向均使用100％/秒的初始应变速率(同时双轴拉伸)。所得的双折射多层光学膜9提供反射谱带位于近IR内的反射型反射镜膜。膜9为基本透明的并且接近无色的，但当在垂直入射下基于白色背景在透射光中观察时其具有浅玫瑰色调。通过倾斜膜从而得到倾斜角观察，在透射光中观察到青色。膜9因而基本上被例解为如美国专利6,045,894(Jonza等人)中所述的所谓“透明至青色”膜。然后将膜9层合在透明的聚碳酸酯(Makrolon^TM)之间并且此外设置白色Makrolon^TM片材背衬，以形成具有白色卡片背衬的层合结构。

利用调谐至800nm和70MHz脉冲频率的Micra超速振荡激光器，按照类似于上述图案化膜5的方式来激光处理上述层合结构中的多层光学膜9。多层光学膜9的激光处理形式本文称为图案化膜7。该激光的平均功率为870mW、光束半径为约30微米。在约0.25平方厘米的区上通过一系列间隔开20微米的线扫描以120毫米/秒至50毫米/秒的各种扫描速率来扫描膜。随着扫描速率从120毫米/秒降至50毫米/秒，处理区的反射性逐渐降低。在80毫米/秒时，处理区为视觉透明的区。在垂直入射下，基于弱玫瑰色调背景，处理区的刻绘为不易分辨的。当在倾斜偏法向角度观察时，背景(图案化膜7的未处理区)颜色变为青色，而处理区域(处理区，具体地讲使用80毫米/秒的扫描速率的处理区)保持为基本上透明的，从而得到与使得刻绘图案(即处理区)易于可见的和易于辨认的青色背景的良好对比。在内部图案化的其它实例中，使用选择性激光处理在膜中制备字母数字符号形式的处理区。这种区此外对于垂直角观察为不易分辨的，但对于倾斜角观察由于字母形区相对青色背景的基本无色外观而为易于分辨的。这样，可将名字和地址刻绘到多层光学膜的内层中，以使得它们在偏法向角度观察时为清晰可见的。

多层光学膜10、和图案化膜8

按照与上述浇铸料片4d(用于制备多层光学膜8d和图案化膜6d)相同的方式来制备另一个151层浇铸料片，不同的是调节浇铸轮速度，从而得到具有略微较厚厚度的新浇铸料片，以便将稍后制备的多层光学膜的反射谱带偏移至较长的光学波长。然后按照与多层光学膜8d基本上相同的方式来拉伸新浇铸料片，从而得到具有主要设置在光谱的近IR部分中(在垂直入射下)的反射镜状反射谱带的多层光学膜。此膜本文称为多层光学膜10，其在垂直入射下仅具有浅青色，并且在倾斜入射下变为深青色。多层光学膜10因而非常接近于如美国专利6,045,894(Jonza等人)中所述的所谓“透明至青色”膜。

然后利用相同的激光构造类似于图案化膜6a-6d处理膜10，并且所得的激光处理膜本文称为图案化膜8。激光功率和扫描速率设置为易于调节的，从而得到降低反射性的处理区。在垂直入射下，处理区仅为轻微可分辨的。当在偏法向角度(在倾斜角度)下观察时，背景变为深青色，并且处理区保持为基本上无色的，从而清晰地显示出刻绘图案。

多层光学膜11、和图案化膜9

制造类似于上述多层光学膜10的多层光学膜，不同的是Amaplast^TM IR-1050染料(得自ColorChem(Atlanta，GA))取代Amaplast^TMIR-1000染料。拉延膜本文称为多层光学膜11，其因而被例解为如美国专利6,045,894(Jonza等人)中所述的所谓“透明至青色”膜。

然后利用相同的激光构造并且使用基本上按照结合图案化膜6a-6d进行的激光处理来内部图案化膜。使用多层光学膜11制备的新图案化膜本文称为图案化膜9。激光处理导致降低反射性的处理区。在垂直入射下，刻绘(处理区)仅为轻微可分辨的。当在偏法向角度下观察时，图案化膜9的背景或未处理部分的颜色看起来为青色的，而处理区保持为基本上无色的，从而清晰地显示出刻绘图案。

图案化膜1至9的制造均为使用激光处理以便将热选择性地递送至多层光学膜的处理区，而且未对这些处理区施加任何的选择性外力或压力。在这些情况中的每一个中，激光处理都能有效减少膜内部的微层的双折射，以便得到不同于多层光学膜的未处理区的反射特性的修改反射特性，并且修改的反射特性并非主要归因于多层光学膜在处理区中的任何厚度变化。

本发明包括含有至少一个微层叠堆的多层光学膜，所述至少一个微层叠堆在一个或多个处理区中适于按照任何所需图案或设计进行处理或已经进行处理，处理区的特征在于组成叠堆的微层中的至少一些的双折射减少、以及与双折射减少相关的反射特性变化。处理程度和/或双折射减少的程度在所有处理区中可以为相同的，或其可以为不同的。例如，叠堆可以具有一个或多个第一区，第一区未进行处理且具有与第一双折射程度相关的第一反射特性。叠堆也可以具有一个或多个第二区，第二区具有第二处理程度、第二反射特性、和第二双折射程度。叠堆还可以具有一个或多个第三区，第三区具有第三处理程度、第三反射特性、和第三双折射程度，如此类推，且无限制。叠堆的第一区、第二区、第三区等可以按照任何所需方式进行设置。从未处理的第一区到完全处理的第二区的过渡可以在空间上为突变的或渐变的。如果为渐变的，则介于第一区和第二区之间的膜区可以表征为具有中间处理水平的第三区、第四区等。

本专利申请的教导内容可与下述共同转让的美国临时专利申请中的任何者或全部的教导内容联合使用，该美国临时专利申请以引用方式并入本文中：No.61/139,736，“Internally Patterned Multilayer OpticalFilms Using Spatially Selective Birefringence Reduction”(使用空间选择性双折射减少的内部图案化多层光学膜)，2008年12月22日提交；No.61/157,996，“Multilayer Optical Films Having Side-by-SideMirror/Polarizer Zones”(具有并列型反射镜区/偏振器区的多层光学膜)，2009年3月6日提交；和No.61/158,006，“Multilayer Optical FilmsSuitable for Bi-Level Internal Patterning”(适于双级内部图案化的多层光学膜)，2009年3月6日提交。

本专利申请的教导内容可与下述共同转让的与本专利申请同一天提交的国际专利申请中的任何者或全部的教导内容联合使用，该国际专利申请以引用方式并入本文中：No.PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷号65037WO003)，“Multilayer Optical Films Having Side-by-SideMirror/Polarizer Zones”(具有并列型反射镜区/偏振器区的多层光学膜)；No.PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷号65038WO003)，“Multilayer Optical Films Suitable for Bi-Level Internal Patterning”(适于双级内部图案化的多层光学膜)；No.PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷号65848WO002)，“Internally Patterned Multilayer Optical FilmsWith Multiple Birefringent Layers”(具有多个双折射层的内部图案化多层光学膜)；和No.PCT/US2009/XXXXXX(代理人案卷号65849WO002)(具有并列型偏振器区/偏振器区的多层光学膜)。

除非另外指示，否则本说明书和权利要求书中用来表示数量、特性量度等的所有数值应当理解为由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的指示，否则说明书和权利要求书中列出的数值参数均为近似值，并且可根据本领域内的技术人员利用本专利申请的教导内容获得的所需特性而改变。在并非旨在限制等同原则在权利要求书保护范围内的应用的条件下，每一个数值参数应当至少根据所报告数值的有效数位和通过惯常的四舍五入法予以解释。虽然限定本发明大致范围的数值范围和参数是近似值，但就本文所述具体实例中的任何数值而言，都是按尽量合理的精确程度加以记录。然而，任何数值都可以很好地包含与测试或测量限制相关的误差。

在不脱离本发明的范围和精神的前提下，对本发明进行的各种修改和更改对本领域内的技术人员来说将显而易见，并且应当理解，本发明不限于本文示出的示例性实施例。本文提及的所有美国专利、专利申请公布、及其它专利和非专利文献在它们与上述公开一致的程度上以引用方式并入。

Claims (33)

1.一种多层光学膜，包括：

多个内层，所述多个内层被布置用于通过相长干涉或相消干涉来选择性地反射光，所述层从所述膜的第一区延伸至相邻的第二区；

其中在所述第一区中，所述膜具有第一厚度，并且所述多个层提供第一反射特性；

其中在所述第二区中，所述膜具有第二厚度，并且所述多个层提供第二反射特性，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间的差别并非主要归因于所述第一厚度和所述第二厚度之间的任何差值。

2.根据权利要求1所述的膜，其中所述第一反射特性包括在给定入射几何形状下的第一反射谱带，并且所述第二反射特性包括在给定入射几何形状下的第二反射谱带，所述第二反射谱带相对于所述第一反射谱带具有极少或不具有光谱偏移，但所述第二反射谱带与所述第一反射谱带具有基本不同的峰值反射率。

3.根据权利要求2所述的膜，其中所述第二反射谱带相对于所述第一反射谱带的波长光谱偏移不超过10％，并且其中所述第二反射谱带的所述峰值反射率与所述第一反射谱带的所述峰值反射率相差至少10％。

4.根据权利要求2所述的膜，其中所述第二反射谱带相对于所述第一反射谱带的波长光谱偏移不超过10％，并且其中所述第二反射谱带的所述峰值反射率与所述第一反射谱带的所述峰值反射率相差至少20％。

5.根据权利要求1所述的膜，其中所述第一厚度和所述第二厚度为基本上相同的厚度。

6.根据权利要求5所述的膜，其中所述膜在所述第一区上具有厚度变化Δd，其中所述第一厚度为所述第一区中的平均厚度，并且其中所述第二厚度为所述第二区中的平均厚度，所述第二厚度与所述第一厚度相差不超过Δd。

7.根据权利要求1所述的膜，其中所述第一反射特性包括对于给定入射光束的第一反射率，所述给定入射光束具有给定入射方向、给定波长、和给定偏振态，并且所述第二反射特性包括对于所述给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.根据权利要求1所述的膜，其中所述第一反射特性包括对于基本根据偏振态而变化的垂直入射光的反射率，并且所述第二反射特性包括对于基本上较少依赖于偏振态的垂直入射光的反射率。

9.根据权利要求1所述的膜，其中所述多个内层包括至少一个设置成光学重复单元的微层叠堆，每一个光学重复单元包括第一微层，所述第一微层在所述第一区中为双折射的层，并且在所述第二区中为较低双折射的层或各向同性的层。

10.根据权利要求9所述的膜，其中每一个光学重复单元还包括第二微层，所述第二微层在所述第一区和所述第二区中均为各同向性的层。

11.根据权利要求1所述的膜，其中所述多个内层包括第一微层叠堆和第二微层叠堆，所述第一微层叠堆和所述第二微层叠堆通过光学厚层彼此间隔，每一个叠堆的微层都被设置成光学重复单元。

12.根据权利要求11所述的膜，其中所述第一叠堆中的所述光学重复单元各自包括第一微层，所述第一微层在所述第一区中为双折射的层，并且在所述第二区中为较低双折射的层或各向同性的层，并且其中所述第二叠堆在所述第二区中相对于所述第一区基本上不变化。

13.根据权利要求1所述的膜，其中所述第一区和所述第二区限定标记。

14.一种光学体，包括根据权利要求1所述的膜，所述膜被附接到附加膜。

15.根据权利要求14所述的光学体，其中所述第二反射特性为窗口状特性，并且所述附加膜包括偏振器。

16.根据权利要求15所述的光学体，其中所述第一反射特性为反射镜特性或偏振器特性。

17.一种多层光学膜，包括：

多个内层，所述多个内层被布置用于通过相长干涉或相消干涉来选择性地反射光，所述层从所述膜的第一区延伸至相邻的第二区；

其中相对于所述第二区，所述层中的至少一些在所述第一区中具有不同量的双折射；并且

其中所述多个层在所述第一区和所述第二区中因不同的双折射而分别具有基本不同的第一反射特性和第二反射特性。

18.根据权利要求17所述的膜，所述膜在所述第一区中具有第一厚度并且在所述第二区中具有第二厚度，并且其中所述第一反射特性和所述第二反射特性之间的差别并非主要归因于所述第一厚度和所述第二厚度之间的任何差值。

19.一种光学体，包括根据权利要求17所述的膜，所述膜被附接到附加膜。

20.根据权利要求19所述的光学体，其中所述第二反射特性为窗口状特性，并且所述附加膜包括偏振器。

21.根据权利要求20所述的光学体，其中所述第一反射特性为反射镜特性或偏振器特性。

22.一种制备图案化多层光学膜的方法，包括：

提供多层光学膜，所述多层光学膜包括多个内层，所述内层被布置用于提供与光的相长干涉或相消干涉相关的第一反射特性，所述内层从所述膜的第一区延伸至相邻的第二区，并且所述第一区和所述第二区各具有所述第一反射特性；以及

在所述第二区中选择性加热所述膜，加热量足以使所述第二区具有也与光的相长干涉或相消干涉相关、但不同于所述第一反射特性的第二反射特性，施加所述选择性加热而在所述第二区中的所述膜的厚度无任何显著减小。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述选择性加热的步骤包括将激光导向所述膜的所述第二区的至少一部分。

24.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一反射特性包括反射谱带，所述反射谱带的波长根据入射角而偏移，并且其中所述选择性加热的步骤包括以倾斜的入射角引导光。

25.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一反射特性包括反射谱带，在给定入射角下所述反射谱带在可见光谱的至少一部分上延伸，并且其中所述选择性加热的步骤包括将波长为至少325nm的光导向所述膜的所述第二区的至少一部分。

26.根据权利要求25所述的方法，其中被导向的光的波长在所述光谱的近红外部分中。

27.根据权利要求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为小于所述第二区，并且其中所述选择性加热的步骤包括在所述第二区内扫描所述激光，从而使所述膜在所述第二区中得到基本上均一的外观，所述外观不同于所述第一区的外观。

28.一种制备图案化多层光学膜的方法，包括：

提供多层光学膜，所述多层光学膜包括多个内层，所述内层被设置成光学重复单元，以通过相长干涉或相消干涉选择性地反射光，所述内层从所述膜的第一区延伸至相邻的第二区，并且所述光学重复单元中的至少一些各自包括在所述第一区和所述第二区中均为双折射的第一层；以及

在所述第二区中选择性加热所述膜，加热量足以减少或消除所述第二区中的所述第一层的双折射，同时保持所述第一区中的所述第一层的双折射，所述加热量足够低，以保持所述第二区中的层的结构完整性，并且施加所述加热而不向所述第二区选择性地施加任何压力。

29.一种多层光学膜，包括：

多个内层，所述多个内层被布置用于通过相长干涉或相消干涉来选择性地反射光，从而提供第一反射特性；

其中所述多个内层包括由第一材料构成的第一组层和由第二材料构成的第二组层，所述第二材料不同于所述第一材料，所述第一组层和所述第二组层中的至少一组为双折射的层；并且

其中所述膜的吸收特性被调控，以响应所述膜被合适的光束照射而加热所述内层，所述加热足以改变所述内层中的至少一些的双折射，同时保持所述多个内层的结构完整性，双折射的这种变化足以将所述第一反射特性改变为不同的第二反射特性。

30.根据权利要求29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颜料。

31.根据权利要求30所述的膜，其中所述吸收染料或颜料优先吸收波长为大于700nm的光。

32.根据权利要求29所述的膜，其中所述第一反射特性基本上为反射镜、偏振器或窗口特性中的一个，并且其中所述第二反射特性基本上为反射镜、偏振器或窗口特性中的另一个。

33.一种光学体，包括根据权利要求29所述的膜，所述膜被附接到附加膜。

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