光学系统和光学组合的制作方法

1.本公开整体涉及一种光学系统，并且具体地涉及一种用于背光源的光学系统和光学组合。


背景技术：

2.背光单元用于向显示面板提供光。背光单元通常包括一个或多个发射光的光源。在一些情况下，背光单元可发射可能对观看者有害的低波长蓝光和/或紫外(uv)光。


技术实现要素：

3.在第一方面，本公开提供了一种光学系统。该光学系统包括扩展照明源，该扩展照明源被配置为从其扩展发射表面向显示面板发射光。所发射的光包括基本上不同的蓝光发射光谱、绿光发射光谱和红光发射光谱，该蓝光发射光谱、该绿光发射光谱和该红光发射光谱具有在相应蓝光峰值波长、绿光峰值波长和红光峰值波长处的相应蓝光峰值、绿光峰值和红光峰值以及对应的蓝光半峰全宽(fwhm)、绿光fwhm和红光fwhm。该蓝光fwhm从较小蓝光波长延伸到较长蓝光波长。该光学系统还包括反射偏振器，该反射偏振器设置在该扩展照明源的该发射表面上。该反射偏振器包括总计数量至少为10个的多个第一聚合物层。该光学系统还包括滤光器，该滤光器设置在该反射偏振器与该扩展照明源的该发射表面之间。该滤光器包括总计数量至少为10个的多个第二聚合物层。该第一聚合物层和该第二聚合物层中的每一者具有小于约300纳米(nm)的平均厚度。对于基本上垂直入射光，以及对于该蓝光峰值波长、该绿光峰值波长和该红光峰值波长中的每一者，该多个第一聚合物层反射大于约60％的具有第一偏振态的该入射光，并且透射大于约60％的具有正交的第二偏振态的该入射光。对于该基本上垂直入射光，对于该绿光峰值波长和该红光峰值波长中的每一者，以及对于该第一偏振态和该第二偏振态中的每一者，该多个第二聚合物层透射大于约70％的该入射光。对于该基本上垂直入射光，对于该较小蓝光波长，以及对于该第一偏振态和该第二偏振态中的每一者，该多个第二聚合物层透射小于约60％的该入射光。
4.在第二方面，本公开提供了另一种光学系统。该光学系统包括扩展照明源，该扩展照明源被配置为从其扩展发射表面向显示面板发射光。所发射的光包括基本上不同的蓝光发射光谱、绿光发射光谱和红光发射光谱，该蓝光发射光谱、该绿光发射光谱和该红光发射光谱具有在相应蓝光峰值波长、绿光峰值波长和红光峰值波长处的相应蓝光峰值、绿光峰值和红光峰值以及对应的蓝光半峰全宽(fwhm)、绿光fwhm和红光fwhm。该蓝光fwhm从较小蓝光波长延伸到较长蓝光波长。该光学系统还包括反射偏振器，该反射偏振器设置在该扩展照明源的该发射表面上。该反射偏振器包括总计数量至少为10个的多个第一聚合物层。该光学系统还包括滤光器，该滤光器设置在该反射偏振器与该扩展照明源的该发射表面之间。该滤光器包括总计数量至少为10个的多个第二聚合物层。该第一聚合物层和该第二聚合物层中的每一者具有小于约300nm的平均厚度。对于基本上垂直入射光，以及对于该蓝光峰值波长、该绿光峰值波长和该红光峰值波长中的每一者，该多个第一聚合物层反射大于
约60％的具有第一偏振态的该入射光，并且透射大于约60％的具有正交的第二偏振态的该入射光。对于该基本上垂直入射光，对于该绿光峰值波长和该红光峰值波长中的每一者，以及对于该第一偏振态和该第二偏振态中的每一者，该多个第二聚合物层透射大于约70％的该入射光。对于该基本上垂直入射光，以及对于该第一偏振态和该第二偏振态中的每一者，该多个第二聚合物层在该较小蓝光波长处的透射率比在该较长蓝光波长处的透射率小至少30％。
5.在第三方面，本公开提供了一种光学组合。该光学组合包括反射偏振器，该反射偏振器具有总计数量至少为10个的多个第一聚合物层。该第一聚合物层中的每个第一聚合物层具有小于约300nm的平均厚度。该光学组合还包括滤光器，该滤光器被设置为与该反射偏振器光学连通。该滤光器包括多个第二聚合物层，该多个第二聚合物层的总计数量至少为10个并且设置在相对的最外聚合物层之间。该相对的最外聚合物层中的每个相对的最外聚合物层及其之间的每个第二聚合物层具有小于约300nm的平均厚度。该多个第二聚合物层中最薄的第二聚合物层设置在该相对的最外聚合物层之间并且与该相对的最外聚合物层间隔开。对于基本上垂直入射光和从约430nm延伸到约480nm的蓝光波长范围、从约500nm延伸到约570nm的绿光波长范围以及从约600nm延伸到约680nm的红光波长范围，以及对于该蓝光波长范围、该绿光波长范围和该红光波长范围中的每一者内的至少一个波长，该多个第一聚合物层反射大于约60％的具有第一偏振态的该入射光，并且透射大于约60％的具有正交的第二偏振态的该入射光。对于该基本上垂直入射光和从约430nm延伸到约480nm的该蓝光波长范围、从约500nm延伸到约570nm的该绿光波长范围以及从约600nm延伸到约680nm的该红光波长范围，以及对于该第一偏振态和该第二偏振态中的每一者，针对该绿光波长范围和该红光波长范围中的每一者内的该至少一个波长，该多个第二聚合物层透射大于约70％的该入射光。对于该基本上垂直入射光和从约430nm延伸到约480nm的该蓝光波长范围、从约500nm延伸到约570nm的该绿光波长范围以及从约600nm延伸到约680nm的该红光波长范围，对于从约410nm延伸到约420nm的紫外(uv)波长范围，以及对于该第二偏振态，该多个第一聚合物层具有平均透射率t1并且该多个第二聚合物层具有平均透射率t2，t1/t2≥1.5。
6.在第四方面，本公开提供了另一种光学系统。该光学系统包括扩展照明源，该扩展照明源被配置为从其扩展发射表面向显示面板发射光。所发射的光包括蓝光发射光谱，该蓝光发射光谱具有在蓝光峰值波长处的蓝光峰值以及对应的蓝光半峰全宽(fwhm)，该蓝光fwhm从较小蓝光波长延伸到较长蓝光波长。该光学系统还包括光学组合，该光学组合设置在该扩展照明源的该发射表面上。该光学组合包括反射偏振器，该反射偏振器具有总计数量至少为10个的多个第一聚合物层。该光学组合还包括滤光器，该滤光器设置在该反射偏振器与该扩展照明源的该发射表面之间。该滤光器包括总计数量至少为10个的多个第二聚合物层。该第一聚合物层和该第二聚合物层中的每一者具有小于约300nm的平均厚度。对于基本上垂直入射光，以及对于该蓝光峰值波长，该光学组合反射大于约70％的具有第一偏振态的该入射光，并且对于正交的第二偏振态具有大于约30％的透射率s1。对于该基本上垂直入射光，以及对于该较小蓝光波长，该光学组合反射大于约70％的具有该第一偏振态的该入射光，并且对于该第二偏振态具有透射率s2，s2比s1小至少10％。
7.在第五方面，本公开提供了另一种光学系统。该光学系统包括扩展照明源，该扩展
照明源被配置为从其扩展发射表面向显示面板发射光。所发射的光包括基本上不同的蓝光发射光谱、绿光发射光谱和红光发射光谱，该蓝光发射光谱、该绿光发射光谱和该红光发射光谱具有在相应蓝光峰值波长、绿光峰值波长和红光峰值波长处的相应蓝光峰值、绿光峰值和红光峰值以及对应的蓝光半峰全宽(fwhm)、绿光fwhm和红光fwhm。该蓝光fwhm从较小蓝光波长延伸到较长蓝光波长。该光学系统还包括滤光器，该滤光器设置在该扩展照明源的该发射表面上。该滤光器包括总计数量至少为10个的多个聚合物层。该聚合物层中的每个聚合物层具有小于约300nm的平均厚度。对于基本上垂直入射光，对于该绿光峰值波长和该红光峰值波长中的每一者，以及对于第一偏振态和正交的第二偏振态中的每一者，该多个聚合物层透射大于约70％的该入射光。对于该基本上垂直入射光，对于该较小蓝光波长，以及对于该第一偏振态和该第二偏振态中的每一者，该多个聚合物层透射小于约60％的该入射光。
附图说明
8.考虑到以下结合附图的详细描述，可更全面地理解本文公开的示例性实施方案。附图未必按比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一个图中用相同数字标记的部件。
9.图1是根据本公开的一个实施方案的光学系统的示意性分解图；
10.图2a是根据本公开的一个实施方案的图1所示光学系统的照明源的示意性分解图；
11.图2b是根据本公开的一个实施方案的图2a所示照明源和图1所示光学系统的滤光器的示意性分解图；
12.图3是根据本公开的另一个实施方案的图1所示光学系统的照明源的示意性分解透视图；
13.图4是根据本公开的一个实施方案的图1所示光学系统的反射偏振器的详细示意图；
14.图5是根据本公开的一个实施方案的图1所示光学系统的滤光器的详细示意图；
15.图6是示出根据本公开的一个实施方案的图3所示滤光器的层数与平均厚度的关系的曲线图；
16.图7是示出根据本公开的一个实施方案的光学系统的反射偏振器和滤光器的透射率与波长的关系的曲线图；
17.图8是示出根据本公开的另一个实施方案的光学系统的反射偏振器和滤光器的透射率与波长的关系的另一曲线图；并且
18.图9是示出根据本公开的一个实施方案的图1所示光学系统的光学组合的透射率与波长的关系的曲线图。
具体实施方式
19.在以下描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示的方式示出了各种实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，能够设想并作出其他实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。
20.本公开涉及一种光学系统。该光学系统可用于包括显示器的电子设备的背光源中，诸如计算机显示器、电视、移动电话、个人数字助理(pda)、可穿戴设备和其他便携式设备。
21.背光源可发射紫外光和低波长蓝光。紫外光和低波长蓝光可能对人眼有害，并且可能潜在地导致黄斑变性。传统的电子显示器包括用于阻挡某些有害波长的吸光染料。然而，此类吸光染料通常具有较宽的吸收谱带。换句话说，此类吸光染料可吸收相对较长波长范围内的光，从而产生不合要求的色移。
22.本公开涉及一种光学系统。该光学系统包括扩展照明源，该扩展照明源被配置为从其扩展发射表面向显示面板发射光。所发射的光包括基本上不同的蓝光发射光谱、绿光发射光谱和红光发射光谱，该蓝光发射光谱、该绿光发射光谱和该红光发射光谱具有在相应蓝光峰值波长、绿光峰值波长和红光峰值波长处的相应蓝光峰值、绿光峰值和红光峰值以及对应的蓝光半峰全宽(fwhm)、绿光fwhm和红光fwhm。该蓝光fwhm从较小蓝光波长延伸到较长蓝光波长。该光学系统还包括反射偏振器，该反射偏振器设置在该扩展照明源的该发射表面上。该反射偏振器包括多个第一聚合物层。该光学系统还包括滤光器，该滤光器设置在该反射偏振器与该扩展照明源的该发射表面之间。该滤光器包括多个第二聚合物层。对于基本上垂直入射光，以及对于该蓝光峰值波长、该绿光峰值波长和该红光峰值波长中的每一者，该多个第一聚合物层反射大于约60％的具有第一偏振态的该入射光，并且透射大于约60％的具有正交的第二偏振态的该入射光。对于该基本上垂直入射光，对于该绿光峰值波长和该红光峰值波长中的每一者，以及对于该第一偏振态和该第二偏振态中的每一者，该多个第二聚合物层透射大于约70％的该入射光。对于该基本上垂直入射光，对于该较小蓝光波长，以及对于该第一偏振态和该第二偏振态中的每一者，该多个第二聚合物层透射小于约60％的该入射光。
23.对于该较小蓝光波长范围，本公开的滤光器可以具有相对较低的透射率，而与入射光的偏振无关。因此，对于该第一偏振态和该第二偏振态中的每一者，针对该较小蓝光波长范围，包括该滤光器的该光学系统可以具有总体低透射率。这可保护观看者免受约400纳米(nm)到约430nm的波长范围内的低波长蓝光的有害影响。此外，该滤光器对绿光和红光具有相对较高的透射率。在一些情况下，除低蓝光波长范围之外，该滤光器在整个可见光谱中具有高透射率。因此，该滤光器可能不会提供不合要求的色移。包括该滤光器的该光学系统可表现出高效率和最小色移。
24.在一些情况下，与该反射偏振器相比，对于从约410nm延伸到约420nm的紫外(uv)波长范围，该滤光器也可具有相对较低的透射率。因此，包括该滤光器的该光学系统可基本上阻挡该uv波长范围内的光，并且保护该观看者免受uv光照射。
25.本公开的反射偏振器和滤光器一起形成光学组合。对于基本上垂直入射光，以及对于该蓝光峰值波长，该光学组合反射大于约70％的具有该第一偏振态的该入射光，并且对于该第二偏振态具有大于约30％的透射率s1。对于该较小蓝光波长，该光学组合反射大于约70％的具有该第一偏振态的该入射光，并且对于该第二偏振态具有透射率s2，使得s2比s1小至少10％。因此，该光学组合可在约15nm到约20nm的相对较窄的波长范围内提供从基本上反射或阻挡光(例如，在420nm处的透射率《10％)到基本上透射光(例如，在440nm处的透射率》50％)的转变。因此，对于该第二偏振态，该光学组合可提供强透射带，该强透射
带具有获得色彩平衡的白色透射所需的锐带边缘，同时阻挡较小蓝光波长。该反射偏振器和该滤光器可使该光学系统基本上阻挡窄带中的低波长蓝光。因此，本公开的反射偏振器和滤光器的该组合可在降低该可见光谱中的较小蓝光波长的透射率方面表现出更高的性能，同时提供最小色移。
26.该反射偏振器和该滤光器中的每一者分别包括多个第一聚合物层和多个第二聚合物层。该滤光器和该反射偏振器的上述所需特性是通过各种因素实现的，诸如该聚合物层的适当材料选择、该聚合物层的厚度、该聚合物层的数量等。
27.现在参考图1，其中示出了根据本公开的一个实施方案的光学系统500。光学系统500限定互相正交的x轴、y轴和z轴。x轴和y轴是光学系统500的平面内轴线，而z轴是沿光学系统500的厚度设置的横向轴线。换句话说，x轴和y轴沿光学系统500的平面设置，而z轴垂直于光学系统500的平面。
28.光学系统500包括扩展照明源10、反射偏振器40、滤光器50和显示面板30。反射偏振器40、滤光器50和显示面板30沿z轴彼此邻近设置。例如，在一些实施方案中，反射偏振器40和滤光器50借助于光学粘合剂、环氧树脂、层压或任何其他合适的附接方法粘结在一起。在所示实施方案中，反射偏振器40设置在滤光器50与显示面板30之间。
29.扩展照明源10限定扩展发射表面11和与扩展发射表面11相对的底表面16。扩展照明源10被配置为从其扩展发射表面11向显示面板30发射光20。在一些实施方案中，显示面板30包括有机发光二极管(oled)显示面板。在一些其他实施方案中，显示面板30包括液晶显示(lcd)面板。
30.从显示面板30发射的光20通常是非偏振光。然而，在一些情况下，光20可以是至少部分偏振的光。出于解释的目的，光20可视为具有未知或任意偏振态或偏振态分布的光。此外，反射偏振器40沿x轴反射具有第一偏振态的光20。反射偏振器40沿y轴透射具有正交的第二偏振态的光20。
31.可选地，光学系统500还包括与扩展照明源10的扩展发射表面11邻近设置的光转换层36。光转换层36将光20的至少一部分转换为光17。光17可具有与光20的波长分布不同的波长分布。在一些实施方案中，对于至少第一波长，光转换层36将光20的至少一部分转换为具有与第一波长不同的至少第二波长的光17。例如，光转换层36可将蓝光转换为绿光或红光。在一些实施方案中，光转换层36将从扩展照明源10发射的光20改变或转换为白光，即光17。此外，光转换层36可向滤光器50发射白光。在一些实施方案中，光转换层36包括半导体材料，例如半导体纳米晶体。光转换层36可提供但不限于显著提高的色彩再现性和色彩纯度的优点。在一些实施方案中，半导体纳米晶体可由ii-vi族化合物半导体材料、iii-v族化合物半导体材料或iv族半导体材料中的至少一者形成。在一些实施方案中，光转换层36可包括多个层。
32.光学系统500还包括至少一个漫射器32，该至少一个漫射器设置在光转换层36与滤光器50之间。在图1所示的实施方案中，光学系统500包括两个漫射器32。漫射器32中的一个漫射器与光转换层36邻近设置，并且另一个漫射器32与滤光器50邻近设置。在一些其他实施方案中，光学系统500可仅包括一个漫射器32。漫射器32漫射从光转换层36发射的光17。具体地，漫射器32可在空间上扩展从光转换层36接收的光17。漫射器32可包括由任何一种或多种合适的散射材料制成的漫射膜或板。在一些实施方案中，漫射器32可直接设置在
光转换层36上。漫射器32可漫射进入的光，以使光的强度在空间上更均匀。来自一个或多个点光源的光在漫射器32的入射面上具体位置处的强度可能大得多。然而，从漫射器32射出的光在漫射器32的整个出射面上的强度可能更均匀。
33.继续参考图1，光学系统500还包括棱镜膜34，该棱镜膜设置在漫射器32之间。棱镜膜34包括彼此邻近设置的两个交叉棱镜层35。每个棱镜层35包括形成斜脊的多个棱镜结构34a。此外，棱镜层35的棱镜结构34a可彼此倾斜。具体地，棱镜层35的棱镜结构34a可基本上彼此正交。根据从漫射器32接收的光的入射角，光可穿过棱镜膜34，或者光可重定向回漫射器32。然后，可以循环所重定向的光。棱镜膜34可增加光学系统500的同轴亮度，并且因此可充当增亮层。棱镜膜34的示例包括可从3m公司(3m company)获得的vikuiti
tm
品牌的增亮膜(bef)。或者，棱镜膜34可包括也可从3m公司获得的vikuiti
tm
品牌的透射直角膜(traf)。
34.在一些实施方案中，光转换层36、漫射器32、棱镜膜34、滤光器50、反射偏振器40和显示面板30基本上彼此同延，或者具有相同的平面内尺寸(即，长度和宽度)。具体地，光转换层36、漫射器32、棱镜膜34、滤光器50、反射偏振器40和显示面板30可在x-y平面中基本上彼此同延。此外，光转换层36、漫射器32、棱镜膜34、滤光器50、反射偏振器40和显示面板30沿光学系统500的z轴彼此邻近设置。在一些实施方案中，光学系统500还可包括吸收偏振膜，该吸收偏振膜设置在扩展照明源10与显示面板30之间。
35.在一些实施方案中，光学系统500可包括附加的或中间的膜、层或组件，诸如转向层或衬底层。基于期望的应用属性，光学系统500总体上可具有任何合适的厚度。
36.图2a示出了根据本公开的一个实施方案的扩展照明源10’。扩展照明源10'可用作图1所示的扩展照明源10。扩展照明源10’包括反射层70、第一光学漫射层80和至少一个光源12。第一光学漫射层80设置在用于散射光13的反射层70上，并且包括扩展发射表面11'。第一光学漫射层80和反射层70在长度和宽度上基本上彼此同延并且在其间限定有光学腔90。具体地，第一光学漫射层80和反射层70在x-y平面中基本上彼此同延。至少一个光源12设置在光学腔90中。在一些实施方案中，至少一个光源12是可见光源。第一光学漫射层80可增加从光源12接收的光13的均匀性。在一些实施方案中，光源12可包括白炽灯或弧光灯、发光二极管(led)、线性冷阴极荧光管、非线性冷阴极荧光管、平式荧光面板或外部电极荧光灯中的至少一者。
37.图2b示出了根据本公开的一个实施方案的扩展照明源10’和设置在扩展照明源10’上的滤光器50。具体地，滤光器50与扩展照明源10'的扩展发射表面11’邻近设置。在一些实施方案中，滤光器50和扩展发射表面11通过压敏粘合剂、光学透明粘合剂、紫外(uv)可固化粘合剂、聚乙烯醇型粘合剂和层压中的一者或多者附接。在一些实施方案中，光源12包括有机发光二极管(oled)。因此，滤光器50和扩展照明源10'被设置为彼此直接光学连通。
38.图3示出了根据本公开的另一个实施方案的扩展照明源10”。扩展照明源10”可用作图1所示的扩展照明源10。扩展照明源10”包括光导100，用于沿光导100的长度(即，x轴)和宽度(即，y轴)在其中传播光14。光导100设置在背反射器110与扩展发射表面11”之间。扩展照明源10”还包括邻近光导100的边缘表面110a、110b设置的至少一个光源15a、15b。在所示的实施方案中，光源15a、15b以侧光式配置邻近光导100的相应边缘表面110a、110b设置。背反射器110被配置为反射从光导100向背反射器110射出的光14a。此外，背反射器110被配置为反射光14a作为所反射的光14b。所反射的光14b通过扩展照明源10”的扩展发射表面
11”射出该扩展照明源。在一些实施方案中，光源15a、15b是可见光源。在一些实施方案中，光源15a、15b可包括白炽灯或弧光灯、发光二极管(led)、线性冷阴极荧光管、非线性冷阴极荧光管、平式荧光面板或外部电极荧光灯中的至少一者。
39.继续参考图3，扩展照明源10”还包括第二光学漫射层120，该第二光学漫射层设置在光导100上。第二光学漫射层120包括扩展发射表面11”。第二光学漫射层120可增加通过光导100接收的光14b的均匀性。
40.图4示出了根据本公开的一个实施方案的反射偏振器40的示意图。在一些情况下，反射偏振器40可包括聚合物反射偏振器、线栅反射偏振器和漫反射偏振器中的一者或多者。参考图1和图4，反射偏振器40设置在扩展照明源10的发射表面11上，并且包括总计数量至少为10个的多个第一聚合物层41、42。具体地，如图1所示，反射偏振器40设置在扩展照明源10的发射表面11上，并且与显示面板30邻近设置。第一聚合物层41、42沿反射偏振器40的厚度(即，z轴)方向以交替方式布置。在一些实施方案中，多个第一聚合物层41、42的总计数量至少为30个、至少为40个、至少为50个、至少为70个、至少为100个、至少为200个或至少为300个。在一些实施方案中，第一聚合物层41中的每个第一聚合物层包括聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)的高折射率光学材料(hio)。在一些实施方案中，第一聚合物层41中的每个第一聚合物层包括低熔点pen的高折射率光学材料(hio)。在一些实施方案中，第一聚合物层42中的每个第一聚合物层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(copet)或copen或聚碳酸酯与copet的共混物的低折射率光学材料(lio)。
41.图5示出了根据本公开的一个实施方案的滤光器50的示意图。参考图1和图5，滤光器50设置在反射偏振器40与扩展照明源10的发射表面11之间，并且包括总计数量至少为10个的多个第二聚合物层51、52。如图1所示，滤光器50与反射偏振器40邻近设置。第二聚合物层51、52沿滤光器50的厚度(即，z轴)方向以交替方式布置。在一些实施方案中，多个第二聚合物层51、52的总计数量至少为30个、至少为40个、至少为50个、至少为70个、至少为100个、至少为200个、至少为300个或至少为400个。第二聚合物层51、52可包括包含聚苯乙烯(ps)和/或聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)共聚物的材料。在一些实施方案中，第二聚合物层51中的每个第二聚合物层包括具有约81摄氏度(℃)到约83℃的玻璃化转变温度(tg)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)均聚物(100mol％对苯二甲酸和100mol％乙二醇)的高折射率光学层(hio)。在一些实施方案中，第二聚合物层52中的每个第二聚合物层包括可从位于俄亥俄州哥伦布市的plaskolite等获得的商品名为optix的聚(甲基丙烯酸甲酯)共聚物(也称为copmma)的低折射率光学层(lio)，并且具有约80℃的tg。
42.此外，第二聚合物层51、52可互换地称为聚合物层51、52。
43.参考图4和图5，第一聚合物层41、42和第二聚合物层51、52中的每一者具有平均厚度“t1”、“t2”。具体地，第一聚合物层41、42中的每个第一聚合物层限定沿z轴的平均厚度“t1”。此外，第二聚合物层51、52中的每个第二聚合物层限定沿z轴的平均厚度“t2”。本文中使用的术语“平均厚度”是指沿层的平面的平均厚度。在图4和图5所示的实施方案中，沿x-y平面测量平均厚度。在一些实施方案中，第一聚合物层41、42和第二聚合物层51、52中的每一者具有小于约300纳米(nm)的平均厚度“t1”、“t2”。换句话说，平均厚度“t1”、“t2”中的每一者可小于约300nm。在一些实施方案中，第一聚合物层41、42和第二聚合物层51、52中的每一者可具有小于约250nm、小于约200nm、小于约150nm、小于约100nm或小于约80nm的平均厚
度“t1”、“t2”。在一些实施方案中，平均厚度“t1”、“t2”中的每一者至少为约50nm。
44.参考图1，光学系统500还包括光学组合600。在一些实施方案中，光学组合600设置在扩展照明源10的发射表面11上。具体地，光学组合600设置在扩展照明源10与显示面板30之间。光学组合600与显示面板30邻近设置。光学组合600包括反射偏振器40和滤光器50。滤光器50被设置为与反射偏振器40光学连通。如上所述，滤光器50设置在反射偏振器40与发射表面11之间。在一些实施方案中，光学组合600的反射偏振器40和滤光器50通过压敏粘合剂、光学透明粘合剂、紫外(uv)可固化粘合剂、聚乙烯醇型粘合剂和层压中的一者或多者彼此附接。然而，反射偏振器40和滤光器50可基于期望的应用属性通过任何合适的附接方法彼此附接。在图1所示的实施方案中，反射偏振器40和滤光器50彼此邻近设置。在一些实施方案中，反射偏振器40和滤光器50彼此间隔开，使得反射偏振器50和滤光器50被设置为彼此光学连通。然而，应当注意的是，滤光器50可设置在反射偏振器与扩展照明源10的发射表面11之间的任何位置处。在一些实施方案中，光学组合600中的反射偏振器40和滤光器50中的每一者可基本上平坦并且沿x-y平面设置。参考图1、图4和图5，在一些实施方案中，光学组合600的反射偏振器40包括多个第一聚合物层41、42，并且光学组合600的滤光器50包括多个第二聚合物层51、52。
45.图6示出了示例性曲线图650，其中示出了厚度随滤光器50中的第二聚合物层51、52的层数的变化。如上文结合图1和图5所述，滤光器50被设置为与反射偏振器40光学连通，并且包括总计数量至少为10个的多个第二聚合物层51、52。在图5所示的实施方案中，多个第二聚合物层51、52设置在相对的最外聚合物层53a、53b之间。相对的最外聚合物层53a、53b中的每个相对的最外聚合物层及其之间的每个第二聚合物层51、52具有小于约300nm的平均厚度“t2”。相对的最外聚合物层53a、53b可充当滤光器50的保护层。例如，相对的最外聚合物层53a、53b可充当滤光器50的保护边界层(pbl)。
46.曲线图650示出了对于滤光器50的不同配置或设计，第二聚合物层51、52的平均厚度“t2”与第二聚合物层51、52的层数之间的曲线。最外聚合物层53a被指定为层数0。层数从最外聚合物层53a到最外聚合物层53b按顺序增加。最外聚合物层53b具有最高层数。因此，设置在相对的最外聚合物层53a、53b之间的第二聚合物层51、52具有大于0且小于与最外聚合物层53b对应的最高层数的层数。
47.在一些实施方案中，多个第二聚合物层51、52中最薄的第二聚合物层53c设置在相对的最外聚合物层53a、53b之间并且与相对的最外聚合物层间隔开。此外，滤光器50的每种配置可具有约1000的最大层数。此外，厚度“t2”可为约50nm到约80nm。
48.在图6所示的示例中，曲线652是对于滤光器50的第一设计，平均厚度“t2”与第二聚合物层51、52的层数的关系的曲线。曲线654是对于滤光器50的第二设计，平均厚度“t2”与第二聚合物层51、52的层数的关系的曲线。曲线656是对于滤光器50的第三设计，平均厚度“t2”与第二聚合物层51、52的层数的关系的曲线。曲线658是对于滤光器50的第四设计，平均厚度“t2”与第二聚合物层51、52的层数的关系的曲线。在曲线652、曲线654、曲线656和曲线658的每一者中，平均厚度“t2”从最外聚合物层53a到最薄的第二聚合物层53c显著减小。平均厚度“t2”从最薄的第二聚合物层53c显著增加。最薄的第二聚合物层53c的层数大于0且小于最高层数。在图6所示的示例中，最薄的第二聚合物层53c的层数约为35。因此，最薄的第二聚合物层53c可邻近最外聚合物层53a。然而，在一些其他情况下，最薄的第二聚合
物层53c可邻近最外聚合物层53b。最薄的第二聚合物层53c可在滤光器50的第二聚合物层51、52中具有最小平均厚度。此外，最薄的第二聚合物层53c的最小平均厚度可对应于平均厚度与层数的关系的对应曲线中的最小值。
49.第二聚合物层51、52的平均厚度“t2”随层数的变化可称为滤光器50的层厚度梯度。
50.图7和图8分别示出了示例性曲线图700、800。曲线图700、800描绘了反射偏振器40和滤光器50(如图1所示)的不同透射光谱的透射百分比与波长的关系。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。在图7和图8中，透射率表示为左纵坐标中的透射百分比。反射率表示为右纵坐标中的反射百分比。反射百分比与透射百分比互补，即反射百分比＝(100-透射百分比)。
51.参考图1和图7，在一些实施方案中，所发射的光20包括蓝光发射光谱21b，该蓝光发射光谱包括在蓝光峰值波长23b处的蓝光峰值22b以及对应的蓝光半峰全宽(fwhm)24b。蓝光fwhm 24b从较小蓝光波长25b1延伸到较长蓝光波长25b2。所发射的光20还包括基本上不同的绿光发射光谱21g和红光发射光谱21r，该绿光发射光谱和红光发射光谱包括在相应绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r处的相应绿光峰值22g和红光峰值22r以及对应的绿光fwhm 24g和红光fwhm 24r。因此，所发射的光20包括基本上不同的蓝光发射光谱21b、绿光发射光谱21g和红光发射光谱21r，该蓝光发射光谱、绿光发射光谱和红光发射光谱包括在相应蓝光峰值波长23b、绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r处的相应蓝光峰值22b、绿光峰值22g和红光峰值22r以及对应的蓝光fwhm 24b、绿光fwhm 24g和红光fwhm 24r。在图7所示的实施方案中，基本上不同的蓝光发射光谱21b、绿光发射光谱21g和红光发射光谱21r可一起形成扩展照明源10的总发射光谱。可使用任何合适的能量单元在曲线图700中示出扩展照明源10的蓝光发射光谱21b、绿光发射光谱21g和红光发射光谱21r。
52.如曲线图700所示，较小蓝光波长25b1约为430nm，并且较长蓝光波长25b2约为460nm。蓝光峰值波长23b、绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r分别约为445nm、530nm和630nm。
53.在一些实施方案中，第一偏振态是p偏振态，并且第二偏振态是s偏振态。在一些其他实施方案中，第一偏振态是s偏振态，并且第二偏振态是p偏振态。第一偏振态大致沿x轴，并且第二偏振态大致沿y轴。
54.参考图4和图7，在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，以及对于第一偏振态，反射偏振器40包括反射光谱44。反射偏振器40在反射光谱44的至少一部分中可以是至少部分透射的。具体地，反射光谱44包括透射带44a。透射带44a的fwhm可从大于约800nm的波长延伸。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，以及对于第一偏振态，针对大于约800nm的至少一个波长，反射偏振器40可透射至少约40％的入射光60。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，以及对于第一偏振态，针对约800nm到约1500nm的红外波长范围内的每个波长，反射偏振器40可具有至少约40％的平均透射率。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，以及对于正交的第二偏振态，反射偏振器40包括透射光谱46。因此，在一些实施方案中，反射偏振器40包括与第一偏振态对应的反射光谱44和与第二偏振态对应的透射光谱46。
55.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，以及对于蓝光峰值波长23b、绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r中的每一者，反射偏振器40的多个第一聚合物层41、42反
射大于约60％的具有第一偏振态的入射光60，并且透射大于约60％的具有正交的第二偏振态的入射光60。换句话说，对于基本上垂直入射光60，以及对于蓝光峰值波长23b、绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r中的每一者，反射偏振器40反射大于约60％的具有第一偏振态的入射光60，并且透射大于约60％的具有正交的第二偏振态的入射光60。在一些实施方案中，对于蓝光峰值波长23b、绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r中的每一者，多个第一聚合物层41、42反射大于约70％的具有第一偏振态的入射光60，并且透射大于约70％的具有正交的第二偏振态的入射光60。在一些实施方案中，对于蓝光峰值波长23b、绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r中的每一者，多个第一聚合物层41、42反射大于约80％、大于约90％、大于约95％或大于约99％的具有第一偏振态的入射光60。在一些实施方案中，对于蓝光峰值波长23b、绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r中的每一者，多个第一聚合物层41、42透射大于约80％、大于约85％或大于约90％的具有正交的第二偏振态的入射光60。
56.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，对于从约430nm延伸到约480nm的蓝光波长范围、从约500nm延伸到约570nm的绿光波长范围以及从约600nm延伸到约680nm的红光波长范围，以及对于该蓝光波长范围、绿光波长范围和红光波长范围中的每一者内的至少一个波长，多个第一聚合物层41、42反射大于约60％的具有第一偏振态的入射光60，并且透射大于约60％的具有正交的第二偏振态的入射光60。换句话说，对于基本上垂直入射光60，以及对于该蓝光波长范围、绿光波长范围和红光波长范围中的每一者内的该至少一个波长，反射偏振器40反射大于约60％的具有第一偏振态的入射光60，并且透射大于约60％的具有正交的第二偏振态的入射光60。在一些实施方案中，对于该蓝光波长范围、绿光波长范围和红光波长范围中的每一者内的该至少一个波长，多个第一聚合物层41、42反射大于约70％的具有第一偏振态的入射光60，并且透射大于约70％的具有第二偏振态的入射光60。在一些实施方案中，对于该蓝光波长范围、绿光波长范围和红光波长范围中的每一者内的该至少一个波长，多个第一聚合物层41、42反射大于约80％、大于约90％、大于约95％或大于约99％的具有第一偏振态的入射光60。在一些实施方案中，对于该蓝光波长范围、绿光波长范围和红光波长范围中的每一者内的该至少一个波长，多个第一聚合物层41、42透射大于约80％、大于约85％或大于约90％的具有正交的第二偏振态的入射光60。
57.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，以及对于蓝光峰值波长23b，多个第一聚合物层41、42反射大于约60％的具有第一偏振态的入射光60，并且透射大于约60％的具有第二偏振态的入射光60。换句话说，对于基本上垂直入射光60，以及对于蓝光峰值波长23b，反射偏振器40反射大于约60％的具有第一偏振态的入射光60，并且透射大于约60％的具有第二偏振态的入射光60。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，以及对于蓝光峰值波长23b，多个第一聚合物层41、42反射大于约70％、大于约80％、大于约90％、大于约95％或大于约99％的具有第一偏振态的入射光60。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，以及对于蓝光峰值波长23b，多个第一聚合物层41、42透射大于约70％、大于约75％或大于约80％的具有第二偏振态的入射光60。
58.参考图5和图7，对于基本上垂直入射光61，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，滤光器50包括透射光谱54。在一些实施方案中，透射光谱54包括透射带54a。在一些实施方案中，透射带54a可位于约430nm到约750nm的波长范围内。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，针对透射带54a中
的每个波长，滤光器50透射大于约50％的入射光61。
59.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r中的每一者，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52透射大于约70％的入射光61。换句话说，对于基本上垂直入射光61，对于绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r中的每一者，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，滤光器50透射大于约70％的入射光61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r中的每一者，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52透射大于约80％的入射光61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于绿光峰值波长23g和红光峰值波长23r中的每一者，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52透射大于约90％、大于约95％或大于约99％的入射光61。
60.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61和从约500nm延伸到约570nm的绿光波长范围、从约600nm延伸到约680nm的红光波长范围，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，针对该绿光波长范围和该红光波长范围中的每一者内的至少一个波长，多个第二聚合物层51、52透射大于约70％的入射光61。换句话说，对于基本上垂直入射光61，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，针对该绿光波长范围和该红光波长范围中的每一者内的至少一个波长，滤光器50透射大于约70％的入射光61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，针对该绿光波长范围和该红光波长范围中的每一者内的至少一个波长，多个第二聚合物层51、52透射大于约80％的入射光61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，针对该绿光波长范围和该红光波长范围中的每一者内的至少一个波长，多个第二聚合物层51、52透射大于约85％、大于约90％、大于约95％或大于约99％的入射光61。
61.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于较小蓝光波长25b1，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52透射小于约60％的入射光61。换句话说，对于基本上垂直入射光61，对于较小蓝光波长25b1，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，滤光器50透射小于约60％的入射光61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于较小蓝光波长25b1，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52透射小于约55％或小于约50％的入射光61。
62.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52在较小蓝光波长25b1处的透射率比在较长蓝光波长25b2处的透射率小至少30％。换句话说，对于基本上垂直入射光61，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，滤光器50在较小蓝光波长25b1处的透射率比在较长蓝光波长25b2处的透射率小至少30％。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52在较小蓝光波长25b1处的透射率比在较长蓝光波长25b2处的透射率小至少35％、至少40％或至少50％。
63.参考图4、图5和图7，在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，对于从约410nm延伸到约420nm的uv波长范围，以及对于第二偏振态，多个第一聚合物层41、42具有平均透射率t1。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于从约410nm延伸到约420nm
的uv波长范围，以及对于第二偏振态，多个第二聚合物层51、52具有平均透射率t2。因此，对于基本上垂直入射光60、61，对于从约410nm延伸到约420nm的uv波长范围，以及对于第二偏振态，多个第一聚合物层41、42具有平均透射率t1并且多个第二聚合物层51、52具有平均透射率t2，使得t1/t2≥1.5。换句话说，平均透射率t1与平均透射率t2的比率大于或等于1.5。在一些实施方案中，滤光器50的平均透射率t2小于约50％。
64.在一些实施方案中，t1/t2≥1.7。在一些实施方案中，t1/t2≥1.9。在一些实施方案中，t1/t2≥2。
65.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于uv波长范围内的每个波长，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，滤光器50透射小于约60％或小于约55％的入射光61。
66.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，针对蓝光波长范围内的至少一个波长，多个第二聚合物层51、52透射大于约30％的入射光61。如上所述，蓝光波长范围从约430nm延伸到约480nm。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，针对蓝光波长范围内的至少一个波长，多个第二聚合物层51、52透射大于约35％的入射光61。
67.图8示出了包括相应透射带56a、58a的透射光谱56、58。参考图4、图5和图8，在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，滤光器50包括透射光谱54、56、58中的任一者。
68.透射光谱54、56、58可对应于滤光器50的不同配置。滤光器50的不同配置可通过改变滤光器50的各种参数来获得，例如但不限于滤光器50的第二聚合物层51、52的平均厚度t2、层计数、层厚度梯度和材料。可基于期望的应用属性来选择滤光器50。
69.在一些实施方案中，来自扩展照明源10(如图1所示)的光20包括发射光谱81、82、83、84、85中的任一者。可使用任何合适的能量单元在曲线图800中示出发射光谱81、82、83、84、85。蓝光发射光谱21b、绿光发射光谱21g和红光发射光谱21r(如图7所示)以及发射光谱81、82、83、84、85对应于扩展照明源10的不同配置。扩展照明源10的不同配置可对应于不同应用。
70.考虑到透射光谱56、58，在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于从约410nm延伸到约420nm的uv波长范围内的每个波长，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52透射小于约30％的入射光61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于uv波长范围内的每个波长，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52透射小于约25％、小于约20％或小于约15％的入射光61。
71.考虑到透射光谱58，在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于从约430nm延伸到约480nm的蓝光波长范围内的每个波长，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52透射小于约50％的入射光61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于蓝光波长范围内的每个波长，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52透射小于约40％、小于约30％或小于约20％的入射光61。
72.考虑到透射光谱56、58，在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于绿光
波长范围和红光波长范围中的每一者内的每个波长，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52透射大于约80％的入射光61。如上所述，绿光波长范围从约500nm延伸到约560nm。此外，红光波长范围从约620nm延伸到约740nm。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于绿光波长范围和红光波长范围中的每一者内的每个波长，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，多个第二聚合物层51、52透射大于约80％、大于约90％、大于约95％或大于约99％的入射光61。
73.图9示出了描绘光学系统500的光学组合600的透射百分比与波长的关系的曲线图900。波长在横坐标中以纳米(nm)表示。在图9中，透射率表示为左纵坐标中的透射百分比。反射率表示为右纵坐标中的反射百分比。反射百分比与透射百分比互补，即反射百分比＝(100-透射百分比)。
74.参考图4、图5和图9，对于光学组合600，可用基本上垂直入射光60和/或基本上垂直入射光61来表示各种光学属性。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60、61，以及对于第一偏振态，光学组合600包括反射光谱92。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60、61，以及对于第二偏振态，光学组合600包括透射光谱94。
75.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60、61，以及对于蓝光峰值波长23b，光学组合600反射大于约70％的具有第一偏振态的入射光60、61，并且对于正交的第二偏振态具有大于约30％的透射率s1。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60、61，以及对于蓝光峰值波长23b，光学组合600反射大于约80％、大于约90％、大于约95％或大于约99％的具有第一偏振态的入射光60、61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60、61，以及对于蓝光峰值波长23b，光学组合600透射大于约40％、大于约50％或大于约60％的具有第二偏振态的入射光60、61。换句话说，透射率s1可大于约30％、大于约40％、大于约50％或大于约60％。
76.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60、61，以及对于较小蓝光波长25b1，光学组合600反射大于约70％的具有第一偏振态的入射光60、61，并且对于第二偏振态具有透射率s2，使得s2比s1小至少10％。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60、61，以及对于较小蓝光波长25b1，光学组合600反射大于约80％、大于约90％、大于约95％或大于约99％的具有第一偏振态的入射光60、61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60、61，以及对于较小蓝光波长25b1，光学组合600透射小于约70％、小于约60％、小于约50％、小于约40％、小于约30％或小于约20％的具有第二偏振态的入射光60、61。换句话说，透射率s2可小于约70％、小于约60％、小于约50％、小于约40％、小于约30％或小于约20％。在一些实施方案中，透射率s2比透射率s1小至少15％。在一些实施方案中，s2比s1小至少20％、至少30％、至少35％、至少40％、至少50％或至少60％。
77.参考图1、图4、图5、图7和图9，在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于较小蓝光波长25b1，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，滤光器50透射小于约60％的入射光61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，以及对于从约430nm延伸到约480nm的蓝光波长范围内的每个波长，反射偏振器40反射大于约60％的具有第一偏振态的入射光60。因此，对于较小蓝光波长25b1，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，包括滤光器50和反射偏振器40的光学组合600可反射大部分垂直入射光。因此，对于较小蓝光波长25b1，包括光学组合600的光学系统500可具有总体高反射率。对于较小蓝光波
长25b1，高反射率可保护观看者免受较小蓝光波长光线的有害影响(例如，黄斑变性)。
78.滤光器50还可在uv波长范围内具有相对于反射偏振器40的低透射率。因此，光学组合600可在uv波长范围内具有总体低透射率。
79.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光61，对于绿光峰值波长22g和红光峰值波长22r中的每一者，以及对于第一偏振态和第二偏振态中的每一者，滤光器50透射大于约70％的入射光61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60，以及对于绿光波长范围和红光波长范围中的每一者内的至少一个波长，反射偏振器40透射大于约60％的具有正交的第二偏振态的入射光60。因此，光学系统500可在除较小蓝光波长之外的可见波长范围内具有总体高透射率。因此，光学系统500可能不会产生不合要求的色移。此外，光学系统500可具有高效率。
80.在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60、61，以及对于蓝光峰值波长23b，光学组合600反射大于约70％的具有第一偏振态的入射光60、61，并且透射大于约30％的具有第二偏振态的入射光60、61。在一些实施方案中，对于基本上垂直入射光60、61，以及对于较小蓝光波长25b1，光学组合600反射大于约70％的具有第一偏振态的入射光60、61，并且透射小于约60％的具有第二偏振态的入射光60、61。因此，对于第二偏振态，光学组合600可在约15nm到约20nm的相对较窄的波长范围内提供从基本上反射或阻挡入射光60、61(例如，在420nm处的透射率《10％)到基本上透射入射光60、61(例如，在440nm处的透射率》50％)的转变。因此，对于第二偏振态，光学组合600可提供强透射带，该强透射带具有获得色彩平衡的白色透射所需的锐带边缘，同时阻挡较小蓝光波长。反射偏振器40和滤光器50可使光学系统500基本上阻挡窄带中的低波长蓝光。因此，本公开的反射偏振器40和滤光器50的组合可在降低可见光谱中的较小蓝光波长的透射率方面表现出更高的性能，同时提供最小色移。
81.除非另有说明，否则在说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字应理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。
82.虽然本文已经例示并描述了具体实施方案，但本领域的普通技术人员将会知道，在不脱离本公开范围的情况下，可用多种另选的和/或等同形式的具体实施来代替所示出和所描述的具体实施方案。本技术旨在涵盖本文所讨论的具体实施方案的任何改型或变型。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同形式的限制。

技术特征：
1.一种光学系统，所述光学系统包括：扩展照明源，所述扩展照明源被配置为从其扩展发射表面向显示面板发射光，所发射的光包括基本上不同的蓝光发射光谱、绿光发射光谱和红光发射光谱，所述蓝光发射光谱、所述绿光发射光谱和所述红光发射光谱包括在相应蓝光峰值波长、绿光峰值波长和红光峰值波长处的相应蓝光峰值、绿光峰值和红光峰值以及对应的蓝光半峰全宽(fwhm)、绿光fwhm和红光fwhm，所述蓝光fwhm从较小蓝光波长延伸到较长蓝光波长；反射偏振器，所述反射偏振器设置在所述扩展照明源的所述发射表面上，并且包括总计数量至少为10个的多个第一聚合物层；和滤光器，所述滤光器设置在所述反射偏振器与所述扩展照明源的所述发射表面之间，并且包括总计数量至少为10个的多个第二聚合物层，所述第一聚合物层和所述第二聚合物层中的每一者具有小于约300nm的平均厚度，使得对于基本上垂直入射光：对于所述蓝光峰值波长、所述绿光峰值波长和所述红光峰值波长中的每一者，所述多个第一聚合物层反射大于约60％的具有第一偏振态的所述入射光，并且透射大于约60％的具有正交的第二偏振态的所述入射光；对于所述绿光峰值波长和所述红光峰值波长中的每一者，以及对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者，所述多个第二聚合物层透射大于约70％的所述入射光；并且对于所述较小蓝光波长，以及对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者，所述多个第二聚合物层透射小于约60％的所述入射光。2.根据权利要求1所述的光学系统，其中对于所述基本上垂直入射光，以及对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者，所述多个第二聚合物层在所述较小蓝光波长处的透射率比在所述较长蓝光波长处的透射率小至少30％。3.根据权利要求1所述的光学系统，其中对于所述蓝光峰值波长、所述绿光峰值波长和所述红光峰值波长中的每一者，所述多个第一聚合物层反射大于约70％的具有所述第一偏振态的所述入射光，并且透射大于约70％的具有所述第二偏振态的所述入射光，并且其中对于所述绿光峰值波长和所述红光峰值波长中的每一者，以及对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者，所述多个第二聚合物层透射大于约80％的所述入射光。4.一种光学系统，所述光学系统包括：扩展照明源，所述扩展照明源被配置为从其扩展发射表面向显示面板发射光，所发射的光包括基本上不同的蓝光发射光谱、绿光发射光谱和红光发射光谱，所述蓝光发射光谱、所述绿光发射光谱和所述红光发射光谱包括在相应蓝光峰值波长、绿光峰值波长和红光峰值波长处的相应蓝光峰值、绿光峰值和红光峰值以及对应的蓝光半峰全宽(fwhm)、绿光fwhm和红光fwhm，所述蓝光fwhm从较小蓝光波长延伸到较长蓝光波长；反射偏振器，所述反射偏振器设置在所述扩展照明源的所述发射表面上，并且包括总计数量至少为10个的多个第一聚合物层；和滤光器，所述滤光器设置在所述反射偏振器与所述扩展照明源的所述发射表面之间，并且包括总计数量至少为10个的多个第二聚合物层，所述第一聚合物层和所述第二聚合物层中的每一者具有小于约300nm的平均厚度，使得对于基本上垂直入射光：对于所述蓝光峰值波长、所述绿光峰值波长和所述红光峰值波长中的每一者，所述多个第一聚合物层反射大于约60％的具有第一偏振态的所述入射光，并且透射大于约60％的
具有正交的第二偏振态的所述入射光；对于所述绿光峰值波长和所述红光峰值波长中的每一者，以及对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者，所述多个第二聚合物层透射大于约70％的所述入射光；并且对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者，所述多个第二聚合物层在所述较小蓝光波长处的透射率比在所述较长蓝光波长处的透射率小至少30％。5.根据权利要求4所述的光学系统，其中对于所述蓝光峰值波长、所述绿光峰值波长和所述红光峰值波长中的每一者，所述多个第一聚合物层反射大于约70％的具有所述第一偏振态的所述入射光，并且透射大于约70％的具有所述第二偏振态的所述入射光。6.根据权利要求4所述的光学系统，其中对于所述基本上垂直入射光，对于从约410nm延伸到约420nm的uv波长范围，以及对于所述第二偏振态，所述多个第一聚合物层具有平均透射率t1并且所述多个第二聚合物层具有平均透射率t2，t1/t2≥1.5。7.根据权利要求4所述的光学系统，其中光学组合包括所述反射偏振器和所述滤光器，使得对于所述基本上垂直入射光：对于所述蓝光峰值波长，所述光学组合反射大于约70％的具有所述第一偏振态的所述入射光，并且对于所述第二偏振态具有大于约30％的透射率s1；并且对于所述较小蓝光波长，所述光学组合反射大于约70％的具有所述第一偏振态的所述入射光，并且对于所述第二偏振态具有透射率s2，s2比s1小至少10％。8.一种光学组合，所述光学组合包括：反射偏振器，所述反射偏振器包括总计数量至少为10个的多个第一聚合物层，所述第一聚合物层中的每个第一聚合物层具有小于约300nm的平均厚度；和滤光器，所述滤光器被设置为与所述反射偏振器光学连通，并且包括多个第二聚合物层，所述多个第二聚合物层的总计数量至少为10个并且设置在相对的最外聚合物层之间，所述相对的最外聚合物层中的每个相对的最外聚合物层及其之间的每个第二聚合物层具有小于约300nm的平均厚度，所述多个第二聚合物层中最薄的第二聚合物层设置在所述相对的最外聚合物层之间并且与所述相对的最外聚合物层间隔开，使得对于基本上垂直入射光和从约430nm延伸到约480nm的蓝光波长范围、从约500nm延伸到约570nm的绿光波长范围以及从约600nm延伸到约680nm的红光波长范围：对于所述蓝光波长范围、所述绿光波长范围和所述红光波长范围中的每一者内的至少一个波长，所述多个第一聚合物层反射大于约60％的具有第一偏振态的所述入射光，并且透射大于约60％的具有正交的第二偏振态的所述入射光；对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者，针对所述绿光波长范围和所述红光波长范围中的每一者内的所述至少一个波长，所述多个第二聚合物层透射大于约70％的所述入射光；并且对于从约410nm延伸到约420nm的uv波长范围，以及对于所述第二偏振态，所述多个第一聚合物层具有平均透射率t1并且所述多个第二聚合物层具有平均透射率t2，t1/t2≥1.5。9.一种光学系统，所述光学系统包括：扩展照明源，所述扩展照明源被配置为从其扩展发射表面向显示面板发射光，所发射的光包括蓝光发射光谱，所述蓝光发射光谱包括在蓝光峰值波长处的蓝光峰值以及对应的
蓝光半峰全宽(fwhm)，所述蓝光fwhm从较小蓝光波长延伸到较长蓝光波长；和根据权利要求17所述的光学组合，所述光学组合设置在所述扩展照明源的所述发射表面上，使得所述滤光器设置在所述反射偏振器与所述发射表面之间，并且其中对于所述基本上垂直入射光，以及对于所述第一偏振态和所述第二偏振态中的每一者，所述多个第二聚合物层在所述较小蓝光波长处的透射率比在所述较长蓝光波长处的透射率小至少30％。10.根据权利要求9所述的光学组合，其中对于所述蓝光波长范围、所述绿光波长范围和所述红光波长范围的每一者内的所述至少一个波长，所述多个第一聚合物层反射大于约70％的具有所述第一偏振态的所述入射光，并且透射大于约70％的具有所述第二偏振态的所述入射光。

技术总结
一种光学系统，该光学系统包括扩展照明源，该扩展照明源被配置为从其扩展发射表面向显示面板发射光。所发射的光包括基本上不同的蓝光发射光谱、绿光发射光谱和红光发射光谱，该蓝光发射光谱、该绿光发射光谱和该红光发射光谱具有在相应蓝光峰值波长、绿光峰值波长和红光峰值波长处的相应蓝光峰值、绿光峰值和红光峰值以及对应的蓝光半峰全宽(FWHM)、绿光FWHM和红光FWHM。该蓝光FWHM从较小蓝光波长延伸到较长蓝光波长。该光学系统还包括反射偏振器，该反射偏振器设置在该扩展照明源的该发射表面上。该反射偏振器包括多个第一聚合物层。该光学系统还包括滤光器，该滤光器设置在该反射偏振器与该扩展照明源的该发射表面之间。射偏振器与该扩展照明源的该发射表面之间。射偏振器与该扩展照明源的该发射表面之间。


技术研发人员：亚当
受保护的技术使用者：3M创新有限公司
技术研发日：2021.11.02
技术公布日：2023/8/14