JP2008500596A - 低弾性有機層を用いた高耐久性および高性能の偏光光学素子 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
第1のアプローチでは、クロスした正の1軸位相差フィルムによって2つの位相差値が作られた。これらの位相差値間の差は、暗状態のパネルの残留位相差近くに整合させる必要がある。この残留位相差は、LCモードに依存するが、例えば3nmから25nmまでであってよい。パネルの面内位相差を補償する場合に重要なのは、位相差安定性が十分に整合することである。これによって、正味の位相差がゼロに近づきコントラストが最大になる。平均コントラストは位相差間の差の平均によって決まる。その結果、コントラストの均一性は、パネルおよび補償素子の空間均一性によって決まる。通常、補償素子は、透明なアパチャ全体にわたり、フルレンジの温度動作にわたり、および厳しい照明のもとで、均一性が<±0.5nmとなる必要がある。
本明細書で開示される原則に従う所望の面内およびZ位相差を得るための別の製造技術は、2軸延伸を用いることである。これによると、まず、低弾性ポリマーフィルムがウェブ方向に延伸され(屈折率が大きくなる)、パネルの位相差値にほぼ整合する位相差値が得られる。その後、フィルム面内ではあるがウェブ方向には垂直に延伸して、フィルム面内の法線方向に対して実質的に高い屈折率のフィルムが結果的に得られる。これにより、Cプレート位相差と所望の面内位相差との組み合わせが結果的に得られる。この実施例の一つの特徴は、単層であっても、面内と視野との両方を補償するための所望の2軸性を有することができるということである。
本明細書に開示される原則の別の実施例は、スキュー光線補償素子の構築である。マクネイルPBSキューブによってLCoSパネルに導入されたスキュー光線の幾何学的歪を補正するためには、1/4波長位相差素子が用いられる。所定の機能のためには、1/4波長位相差素子は、垂直入射またはP平面においてゼロ効果(zero effect)を有する必要がある。1/4波長位相差素子の光軸の空間的な不安定性によって、コントラストが式1に従って急速に劣化する。
CR=1/sin2[2α](式1)
化合物多層要素は、アクロマチック円偏光素子、アクロマチック偏光回転素子、アクロマチック1/2波長位相差素子およびアクロマチック1/4波長位相差素子を形成することが可能であり、(単一スタックで可能な400−2000nmまでの)非常に広い波長範囲にわたって極めて十分に機能する可能性がある。実際には、積層中に生じる各フィルムの光軸および位相差の小さな変動によって性能が大幅に劣化し得る。アクロマチックなレスポンスには、多偏光変換後に全ての波長がポアンカレ球の同一の端点にマッピングされることが要求される。位相差素子に対しては、化合物光軸沿いに光が導入される際に全ての波長が入力偏光にマッピングされることが光軸安定性によってさらに要求される。これらの要求の感度は相当なものであり、積層工程によるエラーのマージンはほとんどない。高剛性の基板材料を用いて、性能の劣化が非常に小さいままで化学接合工程を行うことができる。ポリカーボネート系アクロマチック要素に比べて、理論性能と実測性能との間のギャップは、基礎フィルムの延伸されたままの特性によってかなり近似的に予測される。
Claims (55)
- 光学要素であって、
低弾性有機層と、
少なくとも部分的に前記低弾性有機層を取り囲む封止要素であって、それ自体または別の要素によって前記有機層を前記光学要素を取り囲む環境から封止するべく動作可能な封止要素と、
を含む光学要素。 - 前記封止要素は、前記有機層を実質的に封止するべく別の要素とともに動作可能であり、前記別の要素は、前記有機層に隣接した基板層であり、前記封止要素は前記基板に対して前記有機層を実質的に封止する、請求項1に記載の光学要素。
- 前記基板層は、溶融シリカ、ボロフロートガラス、セラミックガラスおよび光学的に透明なガラスからなる群から選択される、請求項2に記載の光学要素。
- 前記封止要素は、前記別の要素とともに動作可能であり、前記別の要素は、第1基板層と第2基板層とを前記有機層に隣接して、かつ、前記有機層の対向する両側に含み、前記封止要素は、前記第1基板層と前記第2基板層とをともに実質的に封止する縁部シールであり、前記封止要素ならびに前記第1基板層および前記第2基板層は前記有機層を実質的に囲んで封止する、請求項1に記載の光学要素。
- 前記有機層は分子配向有機層である、請求項1に記載の光学要素。
- 前記有機層は単層を含む、請求項1に記載の光学要素。
- 前記有機層は修飾ポリオレフィンフィルムを含む、請求項1に記載の光学要素。
- 前記有機層は2軸延伸される、請求項1に記載の光学要素。
- 前記有機層は2つ以上の層を含む、請求項1に記載の光学要素。
- 前記有機層は1対のクロス1軸分子配向層を含む、請求項9に記載の光学要素。
- 前記封止要素は、光学的に透明なシーラント、アクリルシーラントおよび紫外線硬化アクリルシーラントからなる群から選択される材料のバリア層である、請求項1に記載の光学要素。
- 前記基板は低複屈折率ポリマーである、請求項2に記載の光学要素。
- 前記基板は、入力光の偏光方向に対して直線をなすかまたは対角をなして配向する延伸方向を有する配向ポリマー基板である、請求項2に記載の光学要素。
- 前記基板上に形成された付加的バリア層をさらに含み、前記付加的バリア層は、前記光学要素を取り囲む環境に対して付加的な封止を与えること、前記基板を硬化すること、前記基板を入射光に対して非反射的にすること、および前記光学要素を透過する光の光学特性を改善することからなる群から選択される少なくとも一つの付加的機能を果たすべく動作可能である、請求項2に記載の光学要素。
- 請求項1に記載の封止要素として機能すること、前記光学要素を取り囲む環境に対して付加的な封止を与えること、前記光学要素を硬化すること、前記基板を入射光に対して非反射的にすること、および前記光学要素を透過する光の光学特性を改善することからなる群から選択される少なくとも一つの付加的機能を果たすべく動作可能であるバリア層をさらに含む、請求項1に記載の光学要素。
- 前記封止要素は、前記有機層に溶接された付加的有機層を含む、請求項1に記載の光学要素。
- 前記付加的有機層には偏光機能がなく、前記低弾性有機層は偏光制御機能を有する、請求項16に記載の光学要素。
- 前記低弾性有機層の前記偏光制御機能は、偏光回転、偏光遅延ならびに波長選択偏光回転および/または遅延からなる群から選択される、請求項17に記載の光学要素。
- 前記封止要素は、前記低弾性有機層上に形成されたバリア層である、請求項1に記載の光学要素。
- 前記バリア層は、液状/真空コーティングによって形成される、請求項1に記載の光学要素。
- 前記有機層の外側に形成された反射防止コーティングをさらに含む、請求項1に記載の光学要素。
- 前記封止要素は、さらに反射防止コーティングとして機能する、請求項1に記載の光学要素。
- 前記封止要素は、前記有機層にわたって少なくとも部分的に形成される接着剤を含む、請求項1に記載の光学要素。
- 前記接着剤はモノマーを含む、請求項23に記載の光学要素。
- 少なくとも3000時間の間にわたり、50Mluxの環境において、光軸安定性が<±0.1°および位相差安定性が<±0.5nmとなる、請求項1に記載の光学要素。
- 光学要素であって、
基板層と、
前記基板層に隣接した低弾性分子配向層と、
少なくとも前記基板層に結合された封止要素であって、前記光学要素を取り囲む環境から前記低弾性分子配向層を実質的に封止するべく前記基板層とともに動作可能である封止要素と、
を含む光学要素。 - 前記封止要素は、実質的に前記分子配向層と別の基板層との間にあるバリア層である、請求項26に記載の光学要素。
- 前記分子配向層に隣接した別の基板層をさらに含み、前記封止要素は、前記基板層と前記別の基板層とをともに実質的に封止する縁部シールであり、前記封止要素および前記複数の基板層は、前記分子配向層を実質的に囲んで封止する、請求項26に記載の光学要素。
- 前記分子配向層は多層を含む、請求項26に記載の光学要素。
- 前記分子配向層は修飾ポリオレフィンフィルムである、請求項26に記載の光学要素。
- 投影光経路を有する光学投影システムであって、
投影光を与えるべく前記投影光経路の始点に配置された光源と、
実質的に前記光学投影システムから光を投影するべく前記投影光経路の終点に配置された投影レンズと、
前記投影光経路に配置されて前記投影光にそこを透過させる低弾性有機層を有する光学要素であって、前記光学要素を取り囲む環境から前記低弾性有機層を封止するための封止要素を含む光学要素と、
を含む光学投影システム。 - 前記光学要素は基板層をさらに含み、前記封止要素は、前記有機層に隣接した基板層に対して前記有機層を実質的に封止するべく動作可能である、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記基板層は、溶融シリカ、ボロフロートガラス、セラミックガラスおよび光学的に透明なガラスからなる群から選択される、請求項32に記載の光学投影システム。
- 前記光学要素は、第1基板層と第2基板層とをさらに含み、前記光学封止要素は、前記有機層のいずれかの側面上で前記第1基板層と前記第2基板層との間において前記有機層を実質的に封止するべく動作可能であり、前記封止要素ならびに前記第1基板層および前記第2基板層は、前記有機層を実質的に囲んで封止する、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記有機層は分子配向有機層である、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記有機層は単層を含む、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記有機層は修飾ポリオレフィンフィルムを含む、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記有機層は2軸延伸される、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記有機層は2つ以上の層を含む、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記有機層は、1対のクロス1軸分子配向層を含む、請求項39に記載の光学投影システム。
- 前記封止要素は、光学的に透明なシーラント、アクリルシーラントおよび紫外線硬化アクリルシーラントからなる群から選択される材料のバリア層である、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記基板は低複屈折率ポリマーである、請求項33に記載の光学投影システム。
- 前記基板は、入力光の偏光方向に対して直線をなすかまたは対角をなして配向する延伸方向を有する配向ポリマー基板である、請求項32に記載の光学投影システム。
- 前記光学要素は、前記基板上に形成された付加的バリア層をさらに含み、前記付加的バリア層は、前記光学要素を取り囲む環境に対して付加的な封止を与えること、前記基板を硬化すること、前記基板を入射光に対して非反射的にすること、および前記光学要素を透過する光の光学特性を改善することからなる群から選択される少なくとも一つの付加的機能を果たすべく動作可能である、請求項32に記載の光学投影システム。
- 前記光学要素は付加的バリア層をさらに含み、前記付加的バリア層はさらに、請求項31に記載の封止要素として機能すること、前記光学要素を取り囲む環境に対して付加的な封止を与えること、前記光学要素を硬化すること、前記基板を入射光に対して非反射的にすること、および前記光学要素を透過する光の光学特性を改善することからなる群から選択される少なくとも一つの付加的機能を果たすべく動作可能である、請求項32に記載の光学投影システム。
- 前記封止要素は、前記有機層に溶接された付加的有機層を含む、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記付加的有機層には偏光機能がなく、前記低弾性有機層は偏光制御機能を有する、請求項46に記載の光学投影システム。
- 前記低弾性有機層の前記偏光制御機能は、偏光回転、偏光遅延ならびに波長選択偏光回転および/または遅延からなる群から選択される、請求項47に記載の光学投影システム。
- 前記封止要素は、前記低弾性有機層上に形成されたバリア層である、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記バリア層は、液状/真空コーティングによって形成される、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記光学要素は、前記有機層の外側に形成された反射防止コーティングをさらに含む、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記封止要素は、さらに反射防止コーティングとして機能する、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記封止要素は、前記有機層にわたって少なくとも部分的に形成される接着剤を含む、請求項31に記載の光学投影システム。
- 前記接着剤はモノマーを含む、請求項53に記載の光学投影システム。
- 前記光学要素は、少なくとも3000時間の間にわたり、50Mluxの環境において、光軸安定性が<±0.1°および位相差安定性が<±0.5nmとなる、請求項1に記載の光学投影システム。
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