KR20220113707A

KR20220113707A - 광학 필터 및 광학 시스템

Info

Publication number: KR20220113707A
Application number: KR1020227019870A
Authority: KR
Inventors: 자오후이 양; 라이언 티 파빅; 에드워드 제이 키벨
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2022-08-16
Also published as: US20220397710A1; CN114787670A; JP2023504900A; WO2021116849A1

Abstract

광학 필터는 가시선 파장 범위(예컨대, 약 420 nm 내지 약 550 nm의 파장)에서의 약 50% 초과의 평균 광 투과율 및 적외선 파장 범위(예컨대, 약 650 nm 내지 약 800 nm의 파장)에서의 약 1.5 초과의 광학 밀도를 갖는다. 광학 필터는 가시선 범위와 적외선 범위 사이에 급격한 대역 에지를 가질 수 있다. 예를 들어, 약 30% 이상의 퍼센트 투과율의 변화가 폭이 약 10 nm 이하인 파장 범위에 걸쳐 발생할 수 있고/있거나 대역 에지의 기울기가 약 5%/nm 초과일 수 있다. 광학 시스템은 발광 디스플레이와 광학 센서 사이에 배치된 광학 필터를 포함한다.

Description

광학 필터 및 광학 시스템

광학 필름은 교번하는 중합체 층들을 포함할 수 있고, 원하는 파장 범위 내의 광을 투과 또는 반사시키는 데 사용될 수 있다.

디스플레이 시스템은 디스플레이 패널 뒤에 지문 센서를 포함할 수 있다.

본 설명은 광학 필터, 및 광학 필터를 포함하는 광학 시스템에 관한 것이다. 광학 필터는 가시선 파장 범위(예컨대, 약 420 nm 내지 약 550 nm의 파장)에서의 약 50% 초과의 평균 광 투과율 및 적외선 파장 범위(예컨대, 약 650 nm 내지 약 800 nm의 파장)에서의 약 1.5 초과의 광학 밀도를 가질 수 있다. 일부 경우에, 높은 광학 밀도(예컨대, 약 1.5 초과, 또는 약 2 초과)가 낮은 총 평균 두께(예컨대, 약 60 마이크로미터 이하)에 의해 달성된다. 광학 필터는 가시선 범위와 적외선 범위 사이에서 급격한 대역 에지를 가질 수 있다(예컨대, 약 30% 이상의 퍼센트 투과율의 변화가 폭이 약 10 nm 이하인 파장 범위에 걸쳐 발생할 수 있고/있거나 대역 에지의 기울기가 약 5%/nm 초과일 수 있음). 광학 필터는 제2 광학 필터 상에 배치된 제1 광학 필터를 포함하는 광학 스택(stack)일 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 필터는 교번하는 중합체 층들을 포함할 수 있는 반면, 제2 광학 필터는 흡수 피크를 제공하기 위해 염료(들) 및/또는 안료(들)를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 염료(들) 및/또는 안료(들)는 흡수 피크를 제공하기 위해 교번하는 중합체 층들 중 하나 이상 내에 혼입될 수 있다. 광학 시스템은 발광 디스플레이와 광학 센서 사이에 배치된 광학 필터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 시스템은 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 시스템일 수 있고, 광학 센서는 광학 지문 검출기일 수 있으며, 광학 필터는 근적외선 주변 광을 차단하면서(예컨대, 적어도 650 nm 내지 800 nm 범위 내의 파장들을 실질적으로 차단함) 가시광을 지문 검출기로 통과시키도록(예컨대, 적어도 450 nm 내지 550 nm의 범위 내의 파장을 실질적으로 투과시킴) 구성될 수 있다. 광학 필터가 센서의 신호 대 잡음비를 상당히 개선한다는 것이 밝혀졌다. 이들 및 다른 태양이 다음의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도, 이러한 간략한 요약이 청구가능한 요지를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

도 1은 광학 필터의 개략 단면도.
도 2 및 도 3은 광학 필터에 대한 투과율 스펙트럼의 플롯.
도 4는 광학 필터의 광학 밀도의 플롯.
도 5는 실시예 1의 광학 필터의 투과율 스펙트럼의 플롯.
도 6은 광학 시스템의 개략 단면도.
도 7은 다층 필름의 층 두께의 플롯.
도 8은 실시예 2의 광학 필터의 투과율 스펙트럼의 플롯.

하기의 설명에서, 본 명세서의 일부를 형성하고 다양한 실시 형태가 예시로서 도시되어 있는 첨부 도면을 참조한다. 도면은 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다. 다른 실시 형태가 고려되고 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어나지 않고서 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 하기 상세한 설명은 제한의 의미로 취해지지 않아야 한다.

본 발명의 일부 실시 형태에 따른 광학 필터는 가시선 파장 범위(예컨대, 420 nm 또는 450 nm 내지 550 nm 또는 560 nm)에서 높은 투과율(예컨대, 50% 이상, 또는 70% 이상)을 가질 수 있고; 적외선 파장 범위(예컨대, 약 650 nm 내지 약 800 nm)에서 높은 광학 밀도(예컨대, 약 1.5 초과, 또는 약 2 초과), 또는 낮은 광 투과율(예컨대, 약 5% 미만, 또는 약 1% 미만, 또는 약 0.6% 미만)을 가질 수 있고; 높은 투과율 범위와 낮은 투과율 범위 사이의 급격한 전이(예컨대, 약 10 nm 이하의 범위에 걸쳐 30% 이상의 퍼센트 투과율의 변화 및/또는 약 5%/nm 초과의 기울기)를 가질 수 있다. 일부 경우에, 이들 광학 특성은 얇은 광학 필터(예컨대, 약 60 마이크로미터 이하의 두께)에 의해 달성된다. 광학 필터는 예를 들어 발광 디스플레이 뒤에 광학 센서를 포함하는 광학 시스템에서 신호 대 잡음비를 증가시키는 데 사용될 수 있다.

광학 필터는 복수의 교번하는 중합체 층을 포함하는 다층 광학 필름을 포함할 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 교번하는 중합체 층들을 포함하는 다층 광학 필름은 층 두께의 적합한 선택에 의해 원하는 반사 및 투과 대역들을 제공하는 데 사용될 수 있다. 다층 광학 필름 및 다층 광학 필름의 제조 방법이 예를 들어 미국 특허 제5,882,774호(존자(Jonza) 등), 제6,179,948호(메릴(Merrill) 등), 제6,783,349호(네빈(Neavin) 등), 제6,967,778호(휘틀리(Wheatley) 등), 및 제9,162,406호(네빈 등)에 기술되어 있다.

도 1은 복수의 교번하는 제1 중합체 층(10) 및 제2 중합체 층(20)을 포함하는 광학 필터(100)의 개략 단면도이다. 광학 필터는 도 1에 개략적으로 예시된 것보다 더 많은 층들을 가질 수 있다. 제1 및 제2 중합체 층들은 전형적으로 총수가 50개 이상(예컨대, 총 50 내지 600개 층, 또는 총 100 내지 500개 층)에 달한다. 각각의 제1 및 제2 중합체 층은 약 500 nm 미만 또는 약 400 nm 미만의 평균 두께(두께를 갖는 층에 걸친 평균)를 가질 수 있다. 광학 필터(100)는 교번하는 중합체 층들의 패킷(packet)들 또는 스택들 사이의 보호 경계 층들로서 또는 외측 보호 스킨 층들로서 포함될 수 있는 더 두꺼운(예컨대, 약 1 마이크로미터 초과의) 층(15 및/또는 17)들을 더 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 광학 필터(100)는 제1 광학 필터(110) 및 제2 광학 필터(80)를 포함한다. 제2 광학 필터(80)는 (예컨대, 접착제 층과 같은 하나 이상의 추가 층을 통해 간접적으로 또는 직접적으로) 제1 광학 필터(110) 상에 배치될 수 있다. 제2 광학 필터(80)는 선택적으로 생략될 수 있다. 제2 광학 필터(80)가 포함되어 제1 광학 필터(110) 상에 배치되는 실시 형태에서, 광학 필터(100)는 광학 스택으로 지칭될 수 있다. 일부 그러한 경우에, 도 1은 예시의 용이함을 위해 제2 광학 필터(80)가 제1 광학 필터(110)로부터 이격된 것으로 도시된 개략 부분 분해도로서 기술될 수 있다.

광학 필터(110)는 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사 및 투과시킬 수 있는 반면, 광학 필터(80)는 하나 이상의 흡수 대역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 필터(110)는 좌측 (더 낮은 파장) 및 우측 (더 높은 파장) 대역 에지들을 갖는 반사 대역을 가질 수 있고, 광학 필터(80)는 좌측 대역 에지 부근에서 흡수 대역을 포함할 수 있고/있거나 우측 대역 에지 부근에서 흡수 대역을 포함하여, 비스듬히 입사되는 광에 대한 대역 에지(들)의 이동을 완화시킬 수 있다. 광학 필터(80)는 예를 들어 중합체 필름 또는 코팅 내에 분산된 염료(들) 및/또는 안료(들)를 포함할 수 있다.

하나 이상의 흡수 대역을 포함하는 것이 요구되는 경우, 흡수 대역(들)은 제2 광학 필터(80)를 포함하는 대신에 또는 이에 더하여 제1 광학 필터(110)의 층들을 사용하여 제공될 수 있다(예컨대, 제1 광학 필터(110)는 제1 흡수 대역을 제공할 수 있고 제2 광학 필터(80)는 상이한 제2 흡수 대역을 제공할 수 있음). 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층(10, 20)들 내의 적어도 하나의 층은 (예컨대, 흡수 대역의 피크 흡수 파장에서) 흡수 피크를 갖는다. 다른 예로서, 일부 실시 형태에서, 층(15 및/또는 17)들 중 적어도 하나는 흡수 피크를 갖는다. 임의의 적합한 염료(들) 및/또는 안료(들)는 흡수 피크(들)를 제공하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2015/0378077호(하그(Haag) 등) 및 제2018/0172888호(존슨(Johnson) 등)에 기술된 염료들이 사용될 수 있다.

도 2 및 도 3은 일부 실시 형태에 따른 광학 필터에 대한 투과율 스펙트럼의 플롯이다. 도 2는 일부 실시 형태에 따른 광학 필터에 대해 0, 45 및 60도의 입사각에 대한 퍼센트 투과율을 도시한다. 도 3은 일부 실시 형태에 따른 다른 광학 필터에 대해 0, 45 및 60도의 입사각에 대한 투과율(비율로서 표현된 투과율)을 도시한다. 투과율은, 예를 들어 약 400 nm 또는 약 420 nm 또는 약 450 nm 내지 약 550 nm 이상일 수 있는 가시선 범위(예컨대, 70 또는 170)에 대해, 예를 들어 약 650 nm 내지 약 800 nm 이상일 수 있는 (근)적외선 범위(예컨대, 71)에 대해, 그리고 원적외선 범위(예컨대, 73 또는 173)에 대해 기술될 수 있다. 원적외선 범위는 폭이 약 100 nm 이상일 수 있고, 근적외선 파장 범위가 가시선 파장 범위와 원적외선 파장 범위 사이에 있도록 배치될 수 있다. 원적외선 범위는 예를 들어 약 950 nm 내지 약 1050 nm 이상일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "적외선 범위"는 적외선 파장을 포함하고 선택적으로 약 650 nm에 이르기까지의 파장을 포함할 수 있는 파장 범위를 지칭한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "근적외선 파장 범위 및 원적외선 파장 범위"는 상대적으로 더 낮은 파장 및 상대적으로 더 높은 파장의 적외선 범위들을 각각 지칭한다. 원적외선 파장 범위는 예를 들어 2000 nm 미만 또는 1500 nm 미만으로 배치될 수 있다.

일부 실시 형태에서, 광학 필터(100)는 총수가 50개 이상에 달하는 복수의 교번하는 제1 중합체 층(10) 및 제2 중합체 층(20)을 포함하는데, 여기서 각각의 중합체 층은 약 500 nm 미만의 평균 두께를 가져, 실질적으로 수직으로 입사하는(예컨대, 수직의 30도 또는 20도 또는 10도 내에서 입사하는, 또는 공칭적으로 수직으로 입사하는) 광(30)에 대해 그리고 약 420 nm로부터 약 550 nm까지 연장되는 가시선 파장 범위(70) 및 약 650 nm로부터 약 800 nm까지 연장되는 적외선 파장 범위(71)에 대해 그리고 제1 직교 편광 상태(예컨대, x-축을 따라 편광됨) 및 제2 직교 편광 상태(예컨대, y-축을 따라 편광됨)의 각각에 대해, 제1 중합체 층(10)이 가시선 파장 범위(70) 내의 적어도 하나의 가시선 파장에 대하여 제2 중합체 층(20)(예컨대, 굴절률(n2))보다 더 큰 굴절률(예컨대, 굴절률(n1))을 가지며; 가시선 파장 범위(70) 내에서의 광학 필터(100)의 평균 광 투과율이 약 50% 초과이고; 광학 필터(100)가 적외선 파장 범위(71) 내에서 약 1.5 초과의 광학 밀도를 가지며; 광학 필터(100)의 투과율은, 폭이 약 10 nm 이하이고 가시선 파장 범위(70)와 적외선 파장 범위(71) 사이에 배치된 제1 파장 범위(72)에 걸쳐 약 30% 이상만큼 변화한다. 예를 들어, 30% 이상만큼의 투과율의 변화는, T1 및 T2가 2개의 상이한 파장에서 백분율로서 표현된 투과율일 때(예컨대, 도 2 참조) T1 - T2 ≥ 30%를, 또는 T1 및 T2가 2개의 상이한 파장에서 비율로서 표현된 투과율일 때(예컨대, 도 3 참조) T1 - T2 ≥ 0.3을 의미할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해, 가시선 파장 범위(70) 내에서의 광학 필터(100)의 평균 광 투과율은 약 60% 초과, 또는 약 70% 초과, 또는 약 80% 초과이다. 일부 실시 형태에서, 제1 파장 범위(72)는 폭이 약 8 nm 이하이다. 제1 파장 범위(72)는 예를 들어 폭이 약 1 nm 내지 약 10 nm, 또는 폭이 약 2 nm 내지 약 8 nm일 수 있다.

편광 상태에 대한 굴절률은 편광 상태와 연관된 전기장의 방향을 따른 굴절률이다. 예를 들어, x-축을 따라 편광된 수직 입사 광에 대해, 편광 상태에 대한 굴절률은 x-축을 따른 굴절률이다. 일부 실시 형태에서, 가시선 파장 범위(70) 내의 적어도 하나의 가시선 파장에 대해, 제1 중합체 층(10)은 x-축을 따른 굴절률(n1x) 및 y-축을 따른 굴절률(n1y)을 가지며, 제2 중합체 층(20)은 x-축을 따른 굴절률(n2x) 및 y-축을 따른 굴절률(n2y)을 갖는다. 일부 실시 형태에서, n1x - n2x > 0.05이고 n1y - n2y > 0.05이다. 일부 실시 형태에서, 제1 중합체 층(10)은 복굴절성이다. 예를 들어, 제1 중합체 층(10)은 n1x

n1y > n1z이도록 이축 배향될(biaxially oriented) 수 있는데, 여기서 n1z는 적어도 하나의 가시선 파장에 대한 두께 방향(z-방향)으로의 제1 중합체 층(10)의 굴절률이다. 일부 실시 형태에서, 1/2(n1x+n1y) - n1z > 0.05이다. 일부 실시 형태에서, 제2 중합체 층(20)은 n2x

n2y

n2z이도록 실질적으로 등방성인데, 여기서 n2z는 적어도 하나의 가시선 파장에 대한 두께 방향(z-방향)으로의 제2 중합체 층(20)의 굴절률이다. 일부 실시 형태에서, 제1 중합체 층(10)은 복굴절성이고, 제2 중합체 층(20)은 실질적으로 등방성이다.

광학 밀도는 광학 필터에 입사하는 광의 강도를 투과된 광의 강도로 나눈 것의, 밑이 10인 로그이다. 도 4는 도 2에 예시된 수직 입사 투과율에 대응하는 광학 밀도의 플롯이다. 일부 실시 형태에서, 광학 필터의 광학 밀도는 파장 범위(예컨대, 근적외선 파장 범위(71)) 내에서 약 1.5 초과, 또는 약 2 초과, 또는 약 2.2 초과, 또는 약 2.4 초과이다. 파장 범위는 예를 들어 약 650 nm로부터 800 nm까지, 약 800 nm 이상까지, 또는 약 850 nm 이상까지(예컨대, 약 850 nm까지 또는 약 900 nm까지) 연장될 수 있다. 광학 밀도는 파장 범위 전체에 걸쳐 이들 범위 중 임의의 것 내에 있을 수 있거나, 파장 범위에서의 평균 광학 밀도는 이들 범위 중 임의의 것 내에 있을 수 있다. 일부 실시 형태에서, 광학 필터는 약 650 nm로부터 약 800 nm 이상까지 또는 약 850 nm 이상까지 연장되는 파장 범위에서 약 5% 미만, 또는 약 2% 미만, 또는 약 1% 미만, 또는 약 0.6% 미만의 평균 광 투과율을 갖는다.

일부 실시 형태에서, 광학 필터(100) 또는 제1 광학 필터(110)는 약 100, 80, 70, 60, 50 또는 40 마이크로미터 이하의 평균 두께(필터의 영역에 걸쳐 z-방향을 따른 평균 두께)를 갖는다. 예를 들어, 평균 두께는 약 60 마이크로미터 이하, 또는 약 20 마이크로미터 내지 약 60 마이크로미터일 수 있다. 요구되는 광학 밀도(예컨대, 약 1.5 초과)를 또한 갖는 상대적으로 얇은(예컨대, 약 40 마이크로미터 이하 두께) 광학 필터가 더 높은 굴절률 층으로서 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)를 그리고 더 낮은 굴절률 층으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 사용하여 제조될 수 있다. 이는 더 높은 굴절률 층 및 더 낮은 굴절률 층의 굴절률들 사이에 상대적으로 높은 차이를 제공하는데, 이는 얇은 필름에 의해 높은 광학 밀도가 달성되게 한다. 얇은 디스플레이가 요구될 수 있는 디스플레이 응용과 같은 일부 응용에서 얇은 광학 필터가 요구된다.

광학 필터는 하나 이상의 흡수 피크를 가질 수 있거나 흡수 피크가 실질적으로 없을 수 있다. 일부 실시 형태에서, 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층들 내의 적어도 하나의 층은 약 600 nm 내지 약 900 nm, 또는 약 700 nm 내지 약 900 nm의 파장 범위 내에서 흡수 피크(예컨대, 82 또는 282)를 갖는다. 예를 들어, 염료(들) 및/또는 안료(들)가 흡수 피크를 제공하기 위해 제1 층 또는 제2 층 중 하나 또는 둘 모두 내에 혼입될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 광학 필터의 투과율은 폭이 약 100 nm 이하인 제2 파장 범위(예컨대, 74 또는 174)에 걸쳐 약 30% 이상만큼 변하는데, 여기서 적외선 파장 범위는 제1 파장 범위와 제2 파장 범위 사이에 또는 가시선 파장 범위와 제2 파장 범위 사이에 배치된다. 일부 실시 형태에서, 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층(10, 20)들 내의 적어도 하나의 층은 제2 파장 범위(74)보다 제1 파장 범위(72)에 더 가까운 파장에서 제1 흡수 피크(182)를 갖는다(예컨대, 일부 경우에, 제1 흡수 피크(182)는 제1 파장 범위(72) 내에 있을 수 있음). 일부 실시 형태에서, 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층(10, 20)들 내의 적어도 하나의 층은 제1 파장 범위(72)보다 제2 파장 범위(74)에 더 가까운 파장에서 제2 흡수 피크(82)를 갖는다(예컨대, 일부 경우에, 제2 흡수 피크(82)는 제2 파장 범위(74) 내에 있을 수 있음).

투과율 스펙트럼이 도 2에 도시된 광학 필터는 본 명세서의 다른 곳에 기술된 실시예 1의 것과 유사하게 형성되었다. 도 3의 투과율 스펙트럼은 종래의 광학 모델링 기법을 사용하여 계산되었는데, 여기서 흡수 피크(282)를 제공하기 위하여 교번하는 중합체 층들 중 더 높은 굴절률 층에 염료 분산이 포함되었다.

일부 실시 형태에서, 광학 필터는 급격한 좌측 대역 에지를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 광학 필터는 급격한 우측 대역 에지를 갖는다. 대역 에지들은 교번하는 중합체 층들의 층 두께 프로파일의 적합한 선택에 의해 급격하게 될 수 있다. 급격한 대역 에지를 갖는 광학 필름이 당업계에 공지되어 있고, 예를 들어 미국 특허 제6,967,778호(휘틀리 등)에 기술되어 있다. 도 5는, 제1 및 제2 대역 에지(60, 61)들이 각각 s1 및 s2로 개략적으로 표시되고 이들 중 하나 또는 둘 모두가 약 5%/nm 초과 또는 약 7% 초과일 수 있는 기울기를 갖는 일부 실시 형태에 따른 광학 필터에 대한 투과율 스펙트럼의 것이다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 기울기(s1, s2)들은 양의 양(positive quantity)이다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해, 광학 필터(예컨대, 100 또는 110)의 광 투과율은 가시선 파장 범위에서의 광학 필터의 약 70%의 평균 광 투과율로부터 약 5%/nm 초과 또는 약 7%/nm 초과인 기울기(s1)로 가시선 파장 범위에서의 광학 필터의 약 20%의 평균 광 투과율까지 감소한다. 기울기는, 예를 들어 가시선 파장 범위에서의 광학 필터의 약 70%의 평균 광 투과율로부터 가시선 파장 범위에서의 광학 필터의 약 20%의 평균 광 투과율까지의 범위 내에서 파장 대 광 투과율에 대한 선형 최소 제곱 맞춤(linear least squares fit)으로부터 결정될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 약 950 nm로부터 약 1050 nm 이상까지 연장되는 원적외선 파장 범위(예컨대, 73)에 대해, 광학 필터는 근적외선 파장 범위와 원적외선 파장 범위 사이에 제2 대역 에지(61)를 가져, 광학 필터의 광 투과율이 원적외선 파장 범위에서의 광학 필터의 약 20%의 평균 광 투과율로부터 약 5%/nm 초과 또는 약 7%/nm 초과인 기울기(s2)로 원적외선 파장 범위에서의 광학 필터(200)의 약 70%의 평균 광 투과율까지 증가한다.

일부 실시 형태에서, 광학 스택(100)은 제1 광학 필터(110) 및 제2 광학 필터(80)를 포함한다. 제1 광학 필터(100)는 총수가 50개 이상에 달하는 복수의 교번하는 제1 중합체 층(10) 및 제2 중합체 층(20)을 포함하는데, 여기서 제1 및 제2 중합체 층들 각각은 약 500 nm 미만의 평균 두께를 가질 수 있다. 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 약 420 nm로부터 약 550 nm까지 연장되는 가시선 파장 범위(70) 및 약 650 nm로부터 약 800 nm까지 연장되는 적외선 파장 범위(71)에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태(예컨대, x-축을 따른 편광 및/또는 y-축을 따른 편광)에 대해, 제1 광학 필터(110)는 가시선 파장 범위(70)에서의 약 50% 초과의 평균 광 투과율, 적외선 파장 범위(71)에서의 약 90% 초과의 평균 광 반사율, 및 약 650 nm 초과인 제1 파장(예컨대, 81 또는 181 또는 281)에서의 약 80% 초과의 광 반사율을 갖는다. 제2 광학 필터(80)는 제1 광학 필터(110) 상에 배치되고, 제1 파장(예컨대, 81 또는 281)에서 제1 피크 흡수(예컨대, 82 또는 182 또는 282)를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제1 파장은 약 600 nm 내지 약 900 nm 또는 약 700 nm 내지 약 900 nm의 범위 내이다. 일부 실시 형태에서, 제2 광학 필터(80)는 제1 파장(예컨대, 181)보다 100 nm 이상 더 큰 파장(예컨대, 81)에서 제2 피크 흡수(예컨대, 82)를 더 포함한다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 평균 광 투과율은 가시선 파장 범위(70)에서 약 60% 초과, 또는 약 70% 초과, 또는 약 80% 초과이다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 평균 광 반사율은 적외선 파장 범위(71)에서 약 95% 초과 또는 약 98% 초과이다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 광 반사율은 제1 파장에서 약 90% 초과이다.

일부 실시 형태에서, 광학 필터(110)는 총수가 50개 이상에 달하는 복수의 교번하는 제1 중합체 층(10) 및 제2 중합체 층(20)을 포함하는데, 여기서 각각의 중합체 층은 약 500 nm 미만의 평균 두께를 가질 수 있어, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 약 420 nm로부터 약 550 nm까지 연장되는 가시선 파장 범위(70), 약 650 nm로부터 약 800 nm까지 연장되는 근적외선 파장 범위(71), 약 950 nm로부터 약 1050 nm 이상까지 연장되는 원적외선 파장 범위(73)에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 광학 필터(110)는 가시선 파장 범위(70) 및 원적외선 파장 범위(73) 각각에서의 약 50% 초과의 평균 광 투과율; 근적외선 파장 범위(71)에서의 약 5% 미만의 평균 광 투과율; 및 원적외선 파장 범위에서의 광학 필터의 평균 광 투과율의 약 50%인, 근적외선 파장 범위(71)와 원적외선 파장 범위(73) 사이의 제1 파장(83)에서의 광 투과율(383)을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층(10, 20)들 내의 적어도 하나의 층은 근적외선 파장 범위(71)와 원적외선 파장 범위(73) 사이의 제2 파장(81)에서 흡수 피크(82)를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 약 45도 이상의 입사각(θ)(수직에 대한 각도)으로 광학 필터(110)에 입사하는 광(34)에 대해, 제1 파장(83)은 제2 파장(81)보다 더 작은 제3 파장(84)으로 이동한다. 다시 말하면, 입사각(θ)에서, 광 투과율이 광 투과율(383)과 동일한 파장은 도 2에서 60도의 입사각에 대해 화살표(384)로 개략적으로 나타낸 바와 같이 파장(84)으로 이동된다. 입사각(θ)은 예를 들어 약 45도 또는 약 60도일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 평균 광 투과율은 가시선 파장 범위(70) 및 원적외선 파장 범위(73) 각각에서 약 60% 초과, 또는 약 70% 초과, 또는 약 80% 초과이다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 평균 광 투과율은 근적외선 파장 범위(71)에서 약 2% 미만, 또는 약 1% 미만, 또는 약 0.6% 미만이다.

도 2의 실시 형태에서, 약 60도의 입사각에 대해, 가시선 파장 범위(70)에서의 평균 광 투과율은 약 82.5%이고, 근적외선 범위(71)에서의 평균 광 투과율은 약 0.2%이며, 약 950 nm 내지 약 1050 nm의 원적외선 범위에서의 평균 광 투과율은 약 80%이고, 제1 파장(83)은 약 900 nm이며, 제2 파장(81)은 약 850 nm이고, 제3 파장(84)은 약 755 nm이다.

일부 실시 형태에서, 광학 필터(110)는 총수가 50개 이상에 달하는 복수의 교번하는 제1 중합체 층(10) 및 제2 중합체 층(20)을 포함하는데, 여기서 각각의 중합체 층은 약 500 nm 미만의 평균 두께를 가질 수 있어, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 약 450 nm로부터 약 550 nm까지 연장되는 가시선 파장 범위(170), 약 650 nm로부터 약 800 nm까지 연장되는 근적외선 파장 범위(71), 폭이 약 100 nm 이상이고 근적외선 파장 범위(71)가 가시선 파장 범위(170)와 원적외선 파장 범위(173) 사이에 있도록 배치된 원적외선 파장 범위(173)에 대해, 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 광학 필터(110)는 가시선 및 원적외선 파장 범위들 각각에서의 약 75% 초과의 평균 광 투과율; 근적외선 파장 범위에서의 약 45% 미만의 평균 광 투과율; 및 가시선 파장 범위에서의 광학 필터의 평균 광 투과율의 약 10%인, 근적외선 파장 범위와 원적외선 파장 범위 사이의 제1 파장(183)에서의 광 투과율을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층(10, 20)들 내의 적어도 하나의 층은 약 650 nm 내지 약 900 nm의 범위 내의 제2 파장(281)에서 흡수 피크(282)를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 약 45도 이상의 입사각(θ)으로 광학 필터(110)에 입사하는 광(34)에 대해, 제1 파장은 제2 파장(281)보다 더 작은 제3 파장(184)으로 이동한다. 다시 말하면, 입사각(θ)에서, 광 투과율이 광 투과율(483)과 동일한 파장은 45도의 입사각에 대해 도 3에서 개략적으로 예시된 바와 같이 파장(184)으로 이동된다. 입사각(θ)은 예를 들어 약 45도 또는 약 60도일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 평균 광 투과율은 가시선 및 원적외선 파장 범위(170, 173)들 각각에서 약 80% 초과이다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 평균 광 투과율은 근적외선 파장 범위(71)에서 약 40% 미만 또는 약 30% 미만이다.

도 3의 실시 형태에서, 약 45도의 입사각에 대해, 가시선 파장 범위(170)에서의 평균 광 투과율은 약 85%이고, 근적외선 범위(71)에서의 평균 광 투과율은 약 36.5%이며, 1350 nm 내지 1450 nm의 원적외선 범위에서의 평균 광 투과율은 약 87%이고, 제1 파장(183)은 약 860 nm이며, 제2 파장(281)은 약 800 nm이고, 제3 파장(184)은 약 741 nm이다.

일부 실시 형태에서, 원적외선 파장 범위는 약 2000 nm 이하, 또는 약 1800 nm 이하, 또는 약 1600 nm 이하, 또는 약 1500 nm 이하까지 연장된다. 일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 광학 필터(110)는 폭이 100 nm 이상이고 근적외선 파장 범위(71)와 원적외선 파장 범위(173) 사이에 배치된 제2 근적외선 파장 범위(175)에서 약 5% 미만, 또는 약 2% 미만, 또는 약 1% 미만, 또는 약 0.6% 미만의 평균 광 투과율을 갖는다. 예를 들어, 제2 근적외선 파장 범위는 약 1000 nm 내지 약 1200 nm일 수 있다. 도 3의 실시 형태에서, 제2 근적외선 파장 범위(175)에서의 평균 광 투과율은 약 0.5%이다.

광 투과율, 흡수 또는 반사율이 적어도 하나의 편광 상태에 대해 기술되는 임의의 실시 형태에서, 광학 스택 또는 광학 필터는 하나의 편광 상태에 대한 또는 2개의 직교 편광 상태 각각에 대한 언급된 조건(들)을 만족시킬 수 있다. 예를 들어, 광학 필터에 의해 제공되는 반사 대역(들)은 하나의 편광 상태에 대한 것(예컨대, 반사 편광기) 또는 2개의 직교 편광 상태에 대한 것(예컨대, 거울)일 수 있다.

일부 실시 형태에서, 광학 시스템은 광학 필터(100) 또는 제1 광학 필터(110)를 포함한다. 광학 시스템은 발광 디스플레이(예컨대, OLED 디스플레이), 광학 센서(예컨대, 지문 센서), 및 발광 디스플레이와 광학 센서 사이에 배치되는 광학 필터를 포함하는 디스플레이 시스템일 수 있다.

도 6은 약 420 nm 이상으로부터 약 550 nm까지 연장될 수 있는 가시선 파장 범위(예컨대, 70)에서 가시적인 이미지(31)를 방출하도록 구성된 발광 디스플레이(40); 가시선 파장 범위 내의 제1 가시광(32), 및 약 650 nm 이상으로부터 약 800 nm까지 연장되는 적외선 파장 범위(예컨대, 71) 내의 제2 적외광(33)을 발광 디스플레이(40)를 통해 수광하고 감지하도록 구성된 광학 센서(50)를 포함하는 광학 시스템(300)의 개략 단면도이다. 광학 필터(200)가 발광 디스플레이(40)와 광학 센서(50) 사이에 배치되어, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해, 광학 필터(200)가 가시선 파장 범위(70)와 적외선 파장 범위(71) 사이에서 제1 대역 에지(60)를 가져서, 광학 필터의 광 투과율이 가시선 파장 범위(70)에서의 광학 필터(200)의 약 70%의 평균 광 투과율로부터 약 5%/nm 초과의 기울기로 가시선 파장 범위(70)에서의 광학 필터의 약 20%의 평균 광 투과율까지 감소한다. 광학 필터(200)는 예를 들어 광학 필터(100) 또는 광학 필터(110)에 대응할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 기울기는 약 7% 초과이다. 일부 실시 형태에서, 광학 필터(200)의 광 투과율은 폭이 약 10 nm 이하 또는 폭이 약 8 nm 이하인 제1 파장 범위(예컨대, 72)에 걸쳐 약 30% 이상만큼 변화하는데, 여기서 제1 파장 범위는 가시선 파장 범위와 적외선 파장 범위 사이에 배치된다. 일부 실시 형태에서, 광학 시스템(300)은 발광 디스플레이(40)에 입사되는 광을 광학 센서(50) 상으로 이미징하기 위한 적어도 제1 렌즈(91)를 포함하는 이미징 광학계(90)를 더 포함한다. 이미징 광학계(90)는 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2009/0179142호(두파레(Duparre) 등) 및 제2018/0045860호(가와니시(Kawanishi) 등)에 기술된 것들과 같은 복수의 마이크로렌즈를 포함할 수 있다.

일부 실시 형태에서, 실질적으로 수직으로 입사하는 광(30)에 대해 그리고 약 950 nm로부터 약 1050 nm 이상까지 연장되는 원적외선 파장 범위(예컨대, 73)에 대해, 광학 필터(200)는 근적외선 파장 범위와 원적외선 파장 범위 사이에 제2 대역 에지(61)를 가져, 광학 필터의 광 투과율이 원적외선 파장 범위에서의 광학 필터(200)의 약 20%의 평균 광 투과율로부터 약 5%/nm 초과 또는 약 7%/nm 초과인 기울기로 원적외선 파장 범위에서의 광학 필터(200)의 약 70%의 평균 광 투과율까지 증가한다.

실시예

실시예 1

교번하는 제1 및 제2 층들을 포함하는 다층 광학 필름 광학 필터를, 다음과 같은 예외를 가지고서, 미국 특허 출원 공개 제2001/0013668호(니빈(Neavin) 등)에 기술된 바와 같이 공압출 및 이축 방향에 의해 제조하였다. 제1 층을 Tg가 121 내지 123℃인 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 단일중합체(100 몰%의 에틸렌 글리콜을 갖는 100 몰%의 나프탈렌 다이카르복실레이트)로 형성하였다. 제2 층을 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 PMMA(Tg가 100℃인 PMMA는 예를 들어 미국 텍사스주 파사데나 소재의 아르케마(Arkema)로부터 입수가능함)로 형성하였다. PEN 층은 550 nm에서 약 1.75 내지 1.8의 굴절률을 가졌고, PMMA 층은 550 nm에서 약 1.5의 굴절률을 가졌다. 스킨 층에 사용되는 중합체를 제1 층에 사용된 것과 동일한 재료로 형성하였다.

별개의 압출기로부터 다층 공압출 피드블록으로 재료를 공급하였고, 이 피드블록에서 재료는 교번 층들로 조립되었다. 스킨 층을 그 목적에 특정된 매니폴드 내에서 이 구조물에 추가하여, 227개 층을 갖는 최종 구조물로 형성하였다. 이어서, 다층 용융물을 폴리에스테르 필름에 대한 통상적인 방식으로 필름 다이를 통해 냉각 롤 상으로 캐스팅하였고, 그 상에서 용융물을 급랭시켰다. 이어서, 캐스팅된 웨브(web)를 상업적 규모의 이축 텐터(tenter)에서 미국 특허 출원 공개 제2001/0013668호(니빈 등)에 기술된 것과 유사한 온도 및 연신 프로파일에서 신장시켰다. 층 두께 프로파일(층의 두께 대 층 개수)을 원자력 현미경에 의해 측정하였고, 도 7에 도시하였다. 수직으로 입사하는 광에 대한 투과율 스펙트럼이 도 5에 도시되어 있다. 필름을 커패시턴스 게이지(capacitance gauge)에 의해 물리적 두께에 대해 측정하였으며, 오노-소키(Ono-Sokki) DG-925 마이크로미터(Micrometer)를 사용하여 측정할 때 대략 33 마이크로미터였다.

실시예 2

고굴절률 층(제1 층)을 위해 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 사용하면서 저굴절률 층(제2 층)을 위해 PMMA를 여전히 사용하였으며 필름이 도 7에 도시된 층 프로파일을 갖는 425개 층을 포함하였던 것을 제외하고는, 실시예 1에 대해 전반적으로 기술된 바와 같이 다층 광학 필름 광학 필터를 제조하였다. PET 층은 550 nm에서 약 1.65 내지 1.7의 굴절률을 가졌다. 수직으로 입사하는 광에 대한 투과율 스펙트럼이 도 8에 도시되어 있다. 필름은 두께가 약 60 마이크로미터였다.

"약"과 같은 용어는 그것이 본 설명에서 사용되고 기술된 맥락에서 당업자에 의해 이해될 것이다. 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 양에 적용되는 바와 같은 "약"의 사용이, 그것이 본 설명에서 사용되고 기술된 맥락에서 당업자에게 달리 명백하지 않다면, "약"은 명시된 값의 10% 이내를 의미하는 것으로 이해될 것이다. 명시된 값이 약으로서 주어진 양은 정확하게 그 명시된 값일 수 있다. 예를 들어, 본 설명에서 사용되고 기술된 맥락에서 당업자에게 달리 명백하지 않다면, 약 1의 값을 갖는 양은 그 양이 0.9 내지 1.1의 값을 갖는다는 것, 그리고 그 값이 1일 수 있다는 것을 의미한다.

전술한 내용에서 참조된 모든 참고 문헌, 특허, 및 특허 출원은 이로써 전체적으로 일관된 방식으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 출원과 포함되는 참고 문헌의 부분들 사이에 불일치 또는 모순이 있는 경우, 전술한 설명에서의 정보가 우선할 것이다.

도면 내의 요소에 대한 설명은 달리 지시되지 않는 한, 다른 도면 내의 대응하는 요소에 동등하게 적용되는 것으로 이해되어야 한다. 특정 실시 형태가 본 명세서에 예시 및 기술되었지만, 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 대안 및/또는 등가의 구현예가 도시되고 기술된 특정 실시 형태를 대체할 수 있음이 당업자에 의해 인식될 것이다. 본 출원은 본 명세서에 논의된 특정 실시 형태의 임의의 적응 또는 변형 또는 조합을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명은 청구범위 및 그의 균등물에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다.

Claims

총수가 50개 이상에 달하는 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층들을 포함하는 광학 필터로서, 각각의 중합체 층은 약 500 nm 미만의 평균 두께를 가져, 실질적으로 수직으로 입사하는 광에 대해 그리고 약 420 nm로부터 약 550 nm까지 연장되는 가시선 파장 범위 및 약 650 nm로부터 약 800 nm까지 연장되는 적외선 파장 범위에 대해 그리고 제1 및 제2 직교 편광 상태들 각각에 대해,
제1 중합체 층들은 가시선 파장 범위 내의 적어도 하나의 가시선 파장에 대해 제2 중합체 층들보다 더 큰 굴절률을 가지며;
가시선 파장 범위에서의 광학 필터의 평균 광 투과율은 약 50% 초과이고;
광학 필터는 적외선 파장 범위에서 약 1.5 초과의 광학 밀도를 가지며;
광학 필터의 투과율은, 폭이 약 10 nm 이하이고 가시선 파장 범위와 적외선 파장 범위 사이에 배치된 제1 파장 범위에 걸쳐 약 30% 이상만큼 변화하는, 광학 필터.
제1항에 있어서, 광학 필터의 광학 밀도는 약 650 nm로부터 약 850 nm 이상까지 연장되는 파장 범위에서 약 1.5 초과인, 광학 필터.
제1항에 있어서, 광학 필터의 광학 밀도는 약 650 nm로부터 약 850 nm 이상까지 연장되는 파장 범위에서 약 2 초과인, 광학 필터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 약 60 마이크로미터 이하의 평균 두께를 갖는, 광학 필터.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 파장 범위는 폭이 약 8 nm 이하인, 광학 필터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층들 내의 적어도 하나의 층은 약 600 nm 내지 약 900 nm의 파장 범위에서 흡수 피크를 갖는, 광학 필터.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 필터의 투과율은 폭이 약 100 nm 이하인 제2 파장 범위에 걸쳐 약 30% 이상만큼 변화하고, 적외선 파장 범위는 제1 파장 범위와 제2 파장 범위 사이에 배치되는, 광학 필터.
제7항에 있어서, 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층들 내의 적어도 하나의 층은 제2 파장 범위보다 제1 파장 범위에 더 가까운 파장에서 제1 흡수 피크를 갖는, 광학 필터.
제7항 또는 제8항에 있어서, 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층들 내의 적어도 하나의 층은 제1 파장 범위보다 제2 파장 범위에 더 가까운 파장에서 제2 흡수 피크를 갖는, 광학 필터.
광학 시스템으로서,
약 420 nm 이상으로부터 약 550 nm까지 연장되는 가시선 파장 범위에서 가시적인 이미지를 방출하도록 구성된 발광 디스플레이;
가시선 파장 범위 내의 제1 가시광, 및 약 650 nm 이상으로부터 약 800 nm까지 연장되는 적외선 파장 범위 내의 제2 적외광을 발광 디스플레이를 통해 수광하고 감지하도록 구성된 광학 센서; 및
발광 디스플레이와 광학 센서 사이에 배치되는 광학 필터 - 실질적으로 수직으로 입사하는 광에 대해, 광학 필터가 가시선 파장 범위와 적외선 파장 범위 사이에서 제1 대역 에지를 가져서, 광학 필터의 광 투과율이 가시선 파장 범위에서의 광학 필터의 약 70%의 평균 광 투과율로부터 약 5%/nm 초과의 기울기로 가시선 파장 범위에서의 광학 필터의 약 20%의 평균 광 투과율까지 감소하도록 됨 - 를 포함하는, 광학 시스템.
제10항에 있어서, 발광 디스플레이에 입사되는 광을 광학 센서 상으로 이미징하기 위한 적어도 제1 렌즈를 포함하는 이미징 광학계를 더 포함하는, 광학 시스템.
광학 스택(stack)으로서,
총수가 50개 이상에 달하는 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층들을 포함하는 제1 광학 필터 - 각각의 중합체 층은 약 500 nm 미만의 평균 두께를 가져, 실질적으로 수직으로 입사하는 광에 대해 그리고 약 420 nm로부터 약 550 nm까지 연장되는 가시선 파장 범위 및 약 650 nm로부터 약 800 nm까지 연장되는 적외선 파장 범위에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 제1 광학 필터는 가시선 파장 범위에서의 약 50% 초과의 평균 광 투과율, 적외선 파장 범위에서의 약 90% 초과의 평균 광 반사율, 및 약 650 nm 초과의 제1 파장에서의 약 80% 초과의 광 반사율을 가짐 -; 및
제1 광학 필터 상에 배치되고 제1 파장에서 피크 흡수를 포함하는 제2 광학 필터를 포함하는, 광학 스택.
제12항에 있어서, 제1 파장은 약 700 nm 내지 약 900 nm의 범위 내인, 광학 스택.
총수가 50개 이상에 달하는 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층들 포함하는 광학 필터로서, 각각의 중합체 층은 약 500 nm 미만의 평균 두께를 가져, 실질적으로 수직으로 입사하는 광에 대해 그리고 약 420 nm로부터 약 550 nm까지 연장되는 가시선 파장 범위, 약 650 nm로부터 약 800 nm까지 연장되는 근적외선 파장 범위, 약 950 nm로부터 약 1050 nm 이상까지 연장되는 원적외선 파장 범위에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 광학 필터는,
가시선 및 원적외선 파장 범위들 각각에서의 약 50% 초과의 평균 광 투과율;
근적외선 파장 범위에서의 약 5% 미만의 평균 광 투과율; 및
원적외선 파장 범위에서의 광학 필터의 평균 광 투과율의 약 50%인, 근적외선 파장 범위와 원적외선 파장 범위 사이의 제1 파장에서의 광 투과율을 가지며,
복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층들 내의 적어도 하나의 층은 근적외선 파장 범위와 원적외선 파장 범위 사이의 제2 파장에서 흡수 피크를 갖고, 적어도 약 45도의 입사각으로 광학 필터에 입사하는 광에 대해, 제1 파장은 제2 파장보다 더 작은 제3 파장으로 이동하는, 광학 필터.
총수가 50개 이상에 달하는 복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층들 포함하는 광학 필터로서, 각각의 중합체 층은 약 500 nm 미만의 평균 두께를 가져, 실질적으로 수직으로 입사하는 광에 대해 그리고 약 450 nm로부터 약 550 nm까지 연장되는 가시선 파장 범위, 약 650 nm로부터 약 800 nm까지 연장되는 근적외선 파장 범위, 폭이 약 100 nm 이상이고 근적외선 파장 범위가 가시선 파장 범위와 원적외선 파장 범위 사이에 있도록 배치된 원적외선 파장 범위에 대해 그리고 적어도 제1 편광 상태에 대해, 광학 필터는,
가시선 및 원적외선 파장 범위들 각각에서의 약 75% 초과의 평균 광 투과율;
근적외선 파장 범위에서의 약 45% 미만의 평균 광 투과율; 및
가시선 파장 범위에서의 광학 필터의 평균 광 투과율의 약 10%인, 근적외선 파장 범위와 원적외선 파장 범위 사이의 제1 파장에서의 광 투과율을 가지며,
복수의 교번하는 제1 및 제2 중합체 층들 내의 적어도 하나의 층은 약 650 nm 내지 약 900 nm의 범위 내의 제2 파장에서 흡수 피크를 갖고, 적어도 약 45도의 입사각으로 광학 필터에 입사하는 광에 대해, 제1 파장은 제2 파장보다 더 작은 제3 파장으로 이동하는, 광학 필터.