JP2013122589A - 光学フィルム - Google Patents
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- G02F2203/02—Function characteristic reflective
Abstract
【解決手段】一実施形態に係る光学フィルムは、屈折率が異なる第1及び第2の層が積層された基本対を複数有する、少なくとも一つのスタックを備える。スタックの個数、第1及び第2の層の屈折率差、並びに基本対の数は、少なくとも一つのスタック全体による反射スペクトルが目標反射スペクトルに合致するように設定されている。目標反射スペクトルは、所定の波長範囲において、第1及び第2の偏光光に対応する第1及び第2の反射スペクトル成分を含み、それらのそれぞれが、50%以上の反射率を有しており波長幅が20〜60nmであるスペクトル領域を含む反射ピーク領域を少なくとも一つ有する、スペクトルである。
【選択図】図1
Description
ただし、式(1)において、ΔnL=nLmax−nLminであり、ΔnH=nHmax−nHminであり、nLmax及びnHmaxそれぞれは、第1及び第2の層の厚さ方向、及び厚さ方向に直交すると共に互いに直交する2方向における屈折率のうちの第1及び第2の層の最大屈折率であり、nLmin及びnHminそれぞれは、第1及び第2の層の厚さ方向、及び厚さ方向に直交すると共に互いに直交する2方向における屈折率のうちの第1及び第2の層の最小屈折率である。
ただし、式(2)において、
Δn=|nL−nH|であり、
nL=(nLmax+nLmin)/2であり、
nH=(nHmax+nHmin)/2であり、
nLmax及びnHmaxそれぞれは、前記第1及び第2の層の厚さ方向、及び厚さ方向に直交すると共に互いに直交する2方向における屈折率のうち第1及び第2の層の最大屈折率であり、nLmin及びnHminそれぞれは、第1及び第2の層の厚さ方向、及び厚さ方向に直交すると共に互いに直交する2方向における屈折率のうちの第1及び第2の層の最小屈折率である。
ここでは、光学フィルム10の製造過程において第1及び第2の光学材料層31iL,31iHに異方性が生じ得る場合について説明したが、ΔniL及びΔniHが式(4a)及び式(4b)が満たす範囲であれば、第1及び第2の光学材料層31iL,31iHそれぞれが固有の異方性(非等方性)を有していても良い。
t1L≠t2L≠t3L
t1H≠t2H≠t3H
η=100×(R1−R2)/(R1+R2)
ηを定義する上記式において、R1は、目標反射スペクトル50が有する複数の反射ピーク(山部の頂部)のうち、ある反射ピークP1の反射率である。R2は、波長が増加又は減少する方向において、反射ピークP1の前側及び後側における反射ピーク各々と、反射ピークP1との間の2つの最小反射率のうちより大きな最小反射率である。
条件1:
{λk−(Δλk/2)}≦λ≦{λk+(Δλk/2)}に対して、R≧50%
好ましくは、反射ピーク領域51の形状は以下の条件2を満たす形状である。
条件2:
{λk−(Δλk/4)}≦λ≦{λk+(Δλk/4)}に対して、R≧80%
他の実施形態において、反射ピーク領域51の形状は、以下の条件3を満たす形状である。
条件3:
{λk−(Δλk/2)}≦λ≦{λk+(Δλk/2)}に対して、R≧80%
条件1〜3において、Δλkは、スペクトル領域51aの波長幅であり、Δλkは、20nm〜60nmである。Δλkは20nm〜45nmがより好ましい。図4は、条件1を満たす場合の反射ピーク領域51の形状を例示しており、条件1において、Δλkは、半値幅(FWHM)に対応する。条件3は、スペクトル領域51aの反射率が80%以上であることを示している。
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tiL=λi/(4(nL))
tiH=λi/(4(nH))
Ri,maxを示す上記式において、Nはスタック30iが有する第1及び第2の光学材料層31iL,31iHの数の総和である。すなわち、N=2Mである。この場合、基本対31iの数は、N/2である。Ri,maxを示す上記式では、一例として、入射光のスタック30iへの入射方式は垂直入射であること、及び、スタック30iへの光の入射側及びスタック30iから光が出射する側の光学媒体は同じであることを仮定している。なお、最大反射率Ri,maxを表す式は、入射光の入射方式や周囲の媒体の屈折率n0などに応じて適宜算出すればよい。
(1)光学フィルム10の設計モデルでは図1の構成及び図1に示したx方向、y方向及びz方向を採用した。ただし、設計モデルにおいて光学フィルムは、図1に示した2つのスキン層20のうちの一方を含まない。
(2)光学フィルム10は、3つのスタック301、スタック302及びスタック303と、スタック301〜303を分離するスペーサ層Sと、基板としてのスキン層20とを備える。
(3)スタック301〜スタック303の第1の光学材料層311L〜第1の光学材料層313Lは同じ高分子から構成されている。同様に、スタック301〜スタック303の第2の光学材料層311H〜第2の光学材料層313Hは同じ高分子から構成されている。従って、屈折率に関しては、第1の光学材料層311L〜第1の光学材料層313Lの屈折率を区別する必要はなく、第2の光学材料層311H〜第2の光学材料層313Hの屈折率を区別する必要はない。そのため、以下では、屈折率に関する表記では、スタック301、スタック302、スタック303を区別する1,2,3の記載を省略する。
(4)第1及び第2の光学材料層31iL,31iH(iは、1,2,3のいずれかの数)は等方的な光学材料層である。
(5)スタック30iへの光の入射形態は垂直入射を仮定した。
所定の目標反射スペクトル50に対して実施例1ではλ/4法を用いて光学フィルム10を設計した。所定の目標反射スペクトル50は、所定波長領域として青色波長領域、緑色波長領域及び赤色波長領域を有するスペクトルを想定した。目標反射スペクトル50において、λ1=460nm、λ2=540nm、λ3=640nmとした。
所定の目標反射スペクトル50に対して、最適化アルゴリズムを用いて光学フィルム10を設計した。所定の目標反射スペクトル50として、(LumiLED(商品名)の発光スペクトルを採用した。LumiLED(商品名)の発光スペクトルは可視光領域において、青(B)、緑(G)、赤(R)の領域に対応する3つの波長のピークを示す。およそのピーク位置は、λ1=462.5nm、λ2=532.5nm、λ3=632.5nmである。図8は最適化アルゴリズムを用いて、設計した構造の光学フィルムの反射率の波長依存性のスペクトルを示す。図8の縦軸及び横軸は図の場合と同様である。図8には、LumiLED(商品名)の発光スペクトルの発光スペクトルも示している。
nL=(nLx+nLy+nLz)/3
nH=(nHx+nHy+nHz)/3
Claims (10)
- 屈折率が互いに異なる第1の層及び第2の層が積層された基本対を複数有する、少なくとも一つのスタックを備え、
前記スタックの個数、及び、前記少なくとも一つのスタックそれぞれにおける、前記第1及び第2の層の屈折率差、前記基本対の数は、前記少なくとも一つのスタック全体による反射スペクトルが目標反射スペクトルに合致するように設定されており、
前記目標反射スペクトルは、400〜700nmの波長範囲における特定の方向に偏光した第1の偏光光及び前記第1の偏光光の偏向方向に対して直交する方向に偏光した第2の偏光光それぞれに対する第1及び第2の反射スペクトル成分を含み、前記第1及び第2の反射スペクトル成分それぞれが、50%以上の反射率を有するスペクトル領域であって波長幅が20〜60nmである前記スペクトル領域を含む反射ピーク領域を少なくとも一つ有する、スペクトルである、
光学フィルム。 - 前記第1の層内における屈折率差をΔnLとし、前記第2の層内における屈折率差をΔnHとしたとき、ΔnL及びΔnHが式(1)で定められる関係を有する、請求項1記載の光学フィルム。
ただし、式(1)において、ΔnL=nLmax−nLminであり、ΔnH=nHmax−nHminであり、nLmax及びnHmaxそれぞれは、前記第1及び第2の層の厚さ方向、及び厚さ方向に直交すると共に互いに直交する2方向における屈折率のうちの前記第1及び第2の層の最大屈折率であり、nLmin及びnHminそれぞれは、前記第1及び第2の層の厚さ方向、及び厚さ方向に直交すると共に互いに直交する2方向における屈折率のうちの前記第1及び第2の層の最小屈折率である。 - 前記第1の層の屈折率をnLとし、前記第2の層の屈折率をnHとしたとき、前記屈折率差をΔnとしたとき、Δnが、式(2)を満たす、
請求項1又は2記載の光学フィルム。
ただし、式(1)において、
Δn=|nH−nL|であり、
nL=(nLmax+nLmin)/2であり、
nH=(nHmax+nHmin)/2であり、
nLmax及びnHmaxそれぞれは、前記第1及び第2の層の厚さ方向、及び厚さ方向に直交すると共に互いに直交する2方向における屈折率のうち前記第1及び第2の層の最大屈折率であり、nLmin及びnHminそれぞれは、前記第1及び第2の層の厚さ方向、及び厚さ方向に直交すると共に互いに直交する2方向における屈折率のうちの前記第1及び第2の層の最小屈折率である。 - 前記基本対の数が25〜50である、請求項1〜3の何れか一項記載の光学フィルム。
- 前記第1の層及び前記第2の層の厚みが、それぞれ5〜400nmである、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の光学フィルム。 - 前記スタックの数は、前記反射ピーク領域の数以上である、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学フィルム。 - 前記スタックの数が1〜3である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記目標反射スペクトルにおける第1の偏光光及び第2の偏光光の反射スペクトル成分それぞれが、430〜480nmの範囲に1つの反射ピーク領域を有し、510〜560nmの範囲に1つの反射ピーク領域を有し、600〜660nmの範囲に1つの反射ピーク領域を有する、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の光学フィルム。 - 光源部と、
前記光源部からの光を面状の光に変換して出射面部から出射する面発光素子と、
前記面発光素子に対して前記出射面部と反対側に配置され請求項1〜8の何れか一項に記載の光学フィルムと、
を備える、
面光源装置。 - 光源部と、
前記光源部からの光を面状の光に変換して出射面部から出射する面発光素子と、
前記面発光素子に対して前記出射面部と反対側に配置され請求項1〜8の何れか一項に記載の光学フィルムと、
前記面発光素子の前記出射面部上に配置されており、前記面状の光が入射される液晶パネルと、
を備える、
液晶表示装置。
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