JP2016026308A - 光制御フィルム及び多層光学フィルムスタック - Google Patents

Abstract

【課題】他者による観察を遮断する機能を有するプライバシーフィルタの提供。
【解決手段】光入射面及び光出射面を備える光制御フィルム２０２と、多層光学フィルムを備えるカラーシフトフィルム２０４とを備え、光制御フィルム２０２はカーボンブラックを備えた非透過区域を有し、カラーシフトフィルム２０４は少なくとも第１及び第２の層型の交互層を備える多層光学フィルムからなり、少なくとも約７０％の最大透過率を伴うスペクトルの可視区域中に少なくとも１つの透過帯域を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

一般的に、本発明は、光制御フィルム及びカラーシフトフィルムを有するフィルムスタックに関する。また、本発明は、同じものを組み込んだ表示部にも関する。

光コリメーティングフィルムとしても知られる光制御フィルム（ＬＣＦ）は、透過光の方向性を調節するように構成された光学フィルムである。各種のＬＣＦが既知であり、典型的には、光吸収材料で形成された複数個の平行な溝を有する光透過性フィルムが挙げられる。溝の配向、ピッチ、及び溝の形状（例えば、側壁角度）によって、ＬＣＦは、像面に対する入射の所定の角度で最大透過率を提供することができ、所与の極座標に沿って画像カットオフ又は遮光を提供することができる（例えば、いわゆるプライバシーフィルタの場合において水平に、又はかかる光制御フィルムが自動車の計器パネル表示に結合される場合、垂直に）。

ＬＣＦは、表示面、像表面、又は見られる他の表面に近接して設置できる。典型的に、ＬＣＦは、垂直の入射（すなわち、視者が、フィルム表面及び像面に垂直である方向に、ＬＣＦを通して画像を見る際、０度の視野角である）で、画像が可視可能であるように設計される。視野カットオフ角に達するまでは、視野角が増加するにつれてＬＣＦを通って透過される光の量が減少し、視野カットオフ角では実質的にすべての光が光吸収材料により遮断され、画像はもはや見られなくなる。いわゆる（例えば、コンピュータ用モニター又はノートパソコンディスプレイの液晶ディスプレイ用の）プライバシーフィルタとして使用される際、ＬＣＦのこの特性は、視野角の典型的範囲外である他者による観察を遮断することによって、プライバシーを視者に提供するとこができる。

ＬＣＦは、例えば、ポリカーボネート基材上で重合性樹脂を成形し、紫外線放射硬化させることによって調製できる。このようなＬＣＦは、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名「３Ｍ（商標）Ｆｉｌｔｅｒｓ ｆｏｒ Ｎｏｔｅｂｏｏｋ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ａｎｄ ＬＣＤ Ｍｏｎｉｔｏｒｓ」で市販されている。

一態様において、本説明は、お互いに近接した光制御フィルム及びカラーシフトフィルムを有するフィルムスタックに関する。

別の態様において、本説明は、光制御フィルム及びカラーシフトフィルムを有し、それらの間に設置される接着層を伴うフィルムスタックに関する。

第３の態様において、本発明は、画像光及びフィルムスタックを放射する表示面を有する表示装置に関する。フィルムスタック及び表示面は、少なくともいくつかの画像光がフィルムスタックを通して伝播するように配設される。フィルムスタックは、お互いに近接した光制御フィルム及びカラーシフトフィルムを有する。

入射（極性）角度の機能として性能指数（Figure of Merit）を表示するグラフ。その周囲の比率は、本発明において使用されるカラーシフトフィルムの強度を表示する。 本説明の一実施形態に従った、フィルムスタックの断面図。

表示技術の進歩により、輝度、解像度、及びエネルギー効率の向上した表示部がもたらされた。しかしながら、ＬＣＦが表示部の前に位置すると、表示部の輝度及び解像度が低下され得る（例えば、安全目的のため、又はコントラスト促進フィルムとして）。表示部と組み合わせて使用される際、高い光透過率及び表示部の解像度を有するプライバシー解決策を有することが所望される。同時に、自身の情報のプライバシーを重視する表示部の使用者は、プライバシーを侵害しない解決策を所望する。

ＬＣＦフィルムの近年の進歩は、光制御フィルムを通る光透過率を増進するための溝構造及び形状の変更を含む。しかしながら、高い透過率を保持すると同時に、プライバシー又はかかるＬＣＦの視野を増進する必要性が継続して存在する。知られている「ブラックアウト」プライバシー表示よりはむしろ、軸外の視者に対して、電子装置の表示部領域に情報を含まない色彩に富み、鮮やかな見た目を提供することが更に所望される。本説明は、これら及び他の必要性を満たし、他の利点を提供する。

本明細書は、光制御フィルム（ＬＣＦ）及びお互いに近接し、いくつかの実施形態において、共に接着したカラーシフトフィルムを結合するフィルムスタックを対象とする。一般に、プライバシーフィルタは、単独型ＬＣＦからなる。本明細書で説明される、ＬＣＦ、及びＬＣＦに近接し、それぞれが異なる機能を果たすカラーシフトフィルムのその組み合わせを伴うフィルムスタックは、「ハイブリッド」プライバシーフィルタとして見なされてもよい。特に、そのハイブリッドプライバシーフィルタは、従来のルーバーフィルム（ＬＣＦ）の「ブラックアウト」と称される機能性と、多層光学フィルム（ＭＯＦ）のカラーシフト効果とを組み合わせる。

本明細書で説明されるフィルムスタックの一実施形態は、図２に図示される。示されるように、フィルムスタック２００は、接着層２０６によって共に接着されるＬＣＦ ２０２及びＭＯＦ ２０４からなる。図２のＬＣＦは、透過区域２１２の一部、及びフィルムの幅に対して交代する非透過区域２１０からなる。この実施形態の透過及び非透過区域は、塩基基質２１４上に築かれ、それはＬＣＦの更なるコンポーネントである。図２は一部、ＭＯＦ ２０４の周囲光２０８の反射のため、フィルムスタック（ＬＣＦ単体とは対照的に）の結果として作り出される低下したカットオフ角を示すことにおいて、特に有用であり、したがってプライバシーを高める。

ＬＣＦ（例えば、図２の要素２０２）及びＭＯＦ（例えば、図２の要素２０４）を利用するハイブリッドプライバシーフィルタは、ＬＣＦ又はＭＯＦ単体のいずれかよりも、より明確に定義された効果的視野角カットオフ及びプライバシー機能を有する。同時に、ハイブリッドプライバシーフィルタは、単独型光制御フィルム（例えば、軸方向透過）に相当する高いレベルの透過率を維持し続ける。

簡易化のために、あるフィルム又はフィルムスタックの「軸上」透過への効果が、本明細書で説明される。当業者は、透過の所望の軸が、ＬＣＦ中のルーバーの形状を設計することによって選択され得ることを容易に理解するであろう。多くの実施形態において、例えば、プライバシーフィルムにおいて、軸上透過は表示部の画像面の表面に垂直であるにもかかわらず、視者は、典型的には表示部の画像面に垂直に置かれておらず、非垂直の視覚軸が所望され得る場合の適用に対して容易に理解されるであろう。

表示部の上面にプライバシーフィルタとして使用される際、ＬＣＦ単体と向かい合ってＭＯＦ及びＬＣＦを含むフィルムスタックの軸上光透過において実質的な減少は存在しない。本説明のいくつかの実施形態において、ＭＯＦは、ＬＣＦの視野角内である角度で、光入射の低反射及び低吸収を伴い、非常に透明であるように設計されてもよい。

ＭＯＦからの周囲光の反射は、ＬＣＦのカットオフ角と近い、又はそのカットオフ角と同等でさえある角度で発生し始めることができる。フィルムスタックを通して透過される画像光の減少におけるＬＣＦの遮光性質と、周囲光のＭＯＦからのグレア反射の開始との組み合わせは、本明細書で説明されるフィルムスタックから作製されるプライバシーフィルタに対して、明確に定義されたカットオフ角を提供する役割を果たすことができる。表示部の照明の透過（典型的には、吸収による）を遮断するＬＣＦの能力と、鮮やかな反射を作り出すＭＯＦの能力との組み合わせは、軸外の視者が、表示部の内容を見ることを阻止する。

図１は、カラーシフトフィルム（この例において、ＭＯＦ）が本明細書で説明されるフィルムスタックにおいて、どのように使用され得るか、周囲光の様々な相対的レベルに暴露される際、どのように反応するかの価値のある実例を提供する。

オフィス、又は客室の照明が点いたままである飛行機内等の典型的照明条件では、周囲光は、表示部とおよそ同じ強度である（Ｉ_ａｍｂ〜Ｉ_ｄｉｓｐ）。表示部が戸外で使用される場合、周囲光は、表示部のおよそ１０倍の強度である（Ｉ_ａｍｂ〜１０^＊Ｉ_ｄｉｓｐ）。

大きな極角で、ＭＯＦは、より少ない量の光を透過するにもかかわらず、大量の周囲光を反射する。この効果を図１に図示する。

図１は、ＭＯＦに対する「性能指数」をプロットする。性能指数は、透過光の合計強度及び反射光の強度で除される透過光の強度と等しい。

図１において、曲線１０２は、逆光の強度の１／１００である周囲光を表示する（表示部からの光の強度に近似させるために使用される）。曲線１０４は、逆光の強度の１／１０である周囲光を表示する。曲線１０６は、逆光の強度と等しい周囲光の強度を表示する。曲線１０８は、逆光の１０倍である周囲光強度を表示し、曲線１１０は、逆光の１００倍である強度を有する周囲光である。

図１は、ＭＯＦの視野角外の角度で、カラーシフトフィルムが、ディスプレイシグナルを反射した周囲光と混合することによって、コントラスト比又は表示部の見易さを有意に低下することができることを図示する。日光条件において、プライバシー機能はかなり効果的であるが、本明細書で説明されるフィルムスタックにおけるように、ＬＣＦと組み合わせられた場合、更により優れた機能性を提供し得る。

ハイブリッドプライバシーフィルタとして使用される際、本明細書で説明されるフィルムスタックは、そのままではプライバシーフィルタとしては効果的ではないであろうフィルムを備える、更に高い総透過率を有するＬＣＦを用い得る。例えば、画像光の高い総透過率を有し、軸外の視野角の遮断に効果的ではないＬＣＦである、いわゆるコントラスト促進フィルムは、ＭＯＦと組み合わせて使用し、非常に効果的であるハイブリッドプライバシーフィルタを作製することができる。

更に、視野外では透明から黒に変わる従来のプライバシーフィルタとは対照的に、本明細書で説明されるハイブリッドプライバシーフィルタは、視野外の角度で、周囲光がカラーシフトフィルムに反射するにつれて、透明から赤色、次いで明るい黄色に変わり、色彩に富み鮮やかな、気分を高揚させる外観を提供し、消費者にとって魅力的なものにする。

本明細書のフィルムスタックに使用されるＬＣＦは、光がフィルムに入る光入射面、及び光が最終的な透過に向かって（本発明のいくつかの実施形態において、カラーシフトフィルムに向かって及びそのフィルムを通して）移動する光出射面も持つ。ＬＣＦは、透過及び非透過区域の双方からなる。順に交代する透過及び非透過区域は、光入射面と光出射面との間に配設される。

いくつかの実施形態において、ＬＣＦは、吸収区域である非透過区域を考慮して設計されている。非透過区域が吸収性である場合、それらは、吸収区域が可能な限りの入射光を吸収することを確実にするように設計され得る。これには、十分な吸収を可能にして光の漏れを最小化するように吸収区域に充填するのに十分小さい粒径を有する吸収媒質（例えば、カーボンブラック）を使用することが含まれる。高吸収区域は、これらの区域から漏れる可能性のある光量を最小化する。したがって、ＬＣＦの指向性及びＬＣＦのプライバシー機能を制御する。

他の実施形態において、黒ではない色の非透過区域を作り出すことが所望され得る。本明細書で説明されるハイブリッドプライバシーフィルタにおける黒ではない色の吸収区域を伴う光制御フィルムの使用は、軸外の視者に対して異なる色での出現をもたらし得る（すなわち、非透過区域が黒色である場合、金色及び／又は赤色以外に見える）。例えば、ＬＣＦにおける白色ルーバーの使用は、軸外の視者には青色及び金色の区域に見えることになる。

本説明において使用されるＬＣＦは、複数のプロセスによって作り出されてもよい。１つの有用なプロセスはスカイブされ、米国特許出願第２７，６１７号（Ｏｌｓｅｎ）に更に説明される。別の有用なプロセスはミクロ複製である。ミクロ複製の具体的な例は以下の工程を含む：（ａ）重合性組成物を調製する工程、（ｂ）マスターのキャビティを満たすのにかろうじて十分な量でマスターネガミクロ複製化成型表面上に重合性組成物を付着させる工程、（ｃ）予成形させたベース（又は基材層）とマスター（少なくとも一方は可撓性である）との間で重合性組成物のビードを移動させることによりキャビティを満たす工程、（ｄ）組成物を硬化させる工程。その付着温度は、周囲温度〜約１８０°Ｆ（８２℃）の範囲であり得る。マスターは、ニッケル、クロムメッキ銅、ニッケルメッキ銅、若しくは黄銅のような金属製であってよく、又は重合条件下で安定であり、かつマスターから重合材料をきれいに取り出すことができる表面エネルギーを有する熱可塑性材料であってもよい。ベースへの光学層の接着を容易にするために、ベースフィル（又は基質層）の１つ以上の表面に、所望により下地処理又は他の処理を施すことができる。

非透過区域が吸収性である実施形態において、表示部からフィルムスタックを通って透過される入射光の反射を最小化することが所望され得る。かかる反射は、いわゆるゴースト像を生じさせ得る。かかる反射は、屈折整合するＬＣＦの非透過及び透過区域として既知であるものによって最小化され得る。すなわち、透過区域に対する吸収区域の屈折率が反射を最小化する（具体的には、全反射（ＴＩＲ）を最小化又は排除する）ように選択されることを確実にする。例えば、いくつかの実施形態では、吸収区域の屈折率Ｎ２は、透過区域の屈折率Ｎ１との関係が｜Ｎ２−Ｎ１｜≦−０．００５を満たすように選択される。

言及されるように、吸収及び透過区域の相対的屈折率は、ＬＣＦに対して選択され得る。屈折整合した材料の選択は、ＬＣＦ内の反射によって引き起こされるゴースト像の低下をもたらし得る。材料の選択において１つの考慮すべきことは、透過区域の屈折率が吸収区域の屈折率より小さい場合、両者間の境界面に入射する光の一部が吸収区域に屈折されて吸収されることである（フレネルの関係により、入射角及び屈折率差の関数に応じて吸収及び反射の量が決定され、最大量の反射はいわゆるグレージング角で又はその付近で生じる）。一方で、吸収区域の屈折率が（等しくないとしても）透過区域よりも若干高く、反射が本質的に排除されるように、２つの区域の屈折率を本質的に一致させることができる。

他の実施形態において、ＬＣＦを組み込んだ表示部の輝度は、入射光線が非透過区域と透過区域との間の境界面からＴＩＲを受ける場合に上昇し得る。言及されるように、このアプローチの欠点は、それがゴースト発生を導き得ることである。光線がＴＩＲを受けるどうかは、境界面との入射角、並びに透過区域及び非透過区域で用いられる材料の屈折率の差によって決定できる。非透過区域の屈折率が透過区域の屈折率と同じくらいの場合、例えば、透過区域の屈折率が非透過区域の屈折率より約０．００５超だけ大きい場合、ＴＩＲが起きることがある。ある例においては、ＴＩＲは所望され得る。したがって、いくつかの例において、吸収区域の屈折率Ｎ２と透過区域の屈折率Ｎ１との関係は、Ｎ２−Ｎ１が−０．００５未満であるとこが所望され得る。

光透過区域と非透過区域との間の境界面における反射は、スペクトル、例えば人間の可視スペクトルの少なくとも一部にわたって光透過性材料の相対屈折率を光吸収材料の屈折率と一致させないことによって制御できる。例えば、Ｎ２がＮ１を超える場合、ＬＣＦ中の光は反射されるが、ＴＩＲを受けない。また、これらの反射は、高光スループット及びＬＣＦを通過する光のゴースト像へと導き得る。例えば、Ｎ２−Ｎ１が＞０．００５である場合、光はかかる反射を受ける。したがって、屈折不整合が存在する状況に対して（すなわち、Ｎ２−Ｎ１の絶対値が０．００５を超える）、反射（ＴＩＲ又はフレネル反射のいずれか）がＬＣＦ中で発生する。

本明細書に記載のＬＣＦは、複数個の非透過区域を含む。いくつかの実施形態では、非透過区域は、本明細書の他の部分に示されるように複数個のチャネルであり得る。場合によっては、ＬＣＦは、米国特許第６，３９８，３７０号（Ｃｈｉｕら）の図２ｂに示されるように、複数個の縦列を含むことができる。場合によっては、本明細書に記載のＬＣＦは、これもまた米国特許第６，３９８，３７０号に記載されているように、第２のＬＣＦと組み合わせることができる。他の実施形態では、非透過区域は、縦列、柱、ピラミッド、円錐、及びフィルムに角度依存の光透過機能又は光遮断機能を追加できる他の構造である。

場合によっては、ＬＣＦの非透過区域の光吸収材料は、少なくとも可視スペクトルの一部で光を吸収又は遮断するように機能するもの等のいずれの好適な材料であってよい。いくつかの実施形態では、光吸収材料は、光透過性フィルムの溝又はくぼみにコーティングされるか、ないしは別の方法で提供されて、光吸収区域を形成することができる。

更なる実施形態では、光吸収材料は、カーボンブラックなどの黒色着色剤を含むことができる。カーボンブラックは、１０マイクロメートル未満、例えば１マイクロメートル以下の粒径を有する粒状カーボンブラックであってよい。カーボンブラックは、いくつかの実施形態では、１マイクロメートル未満の平均粒径を有してよい。更に別の実施形態では、吸収材料（例えば、カーボンブラック、別の顔料若しくは染料又はこれらの組み合わせ）は、好適な結合剤に分散され得る。光吸収材料には、光が光吸収区域を通って透過されるのを遮断するように機能することができる粒子又は他の散乱要素も挙げられる。

場合によっては、極視野カットオフ角よりも大きい角度でＬＣＦを通って透過される光を含む「有効極視野角」を画定することも有用であり得る。例えば、内部視野カットオフ角よりもわずかに大きい角度で非透過区域を妨害する光は、非透過区域の最薄部分を「にじみ出る」ことができる。更に、ＬＣＦの平面に垂直に進む光は、散乱する及び有効極視野角の外側にそれることがある。本明細書で使用するとき、有効極視野角は、相対輝度比が５％以下まで低下する角度として定義される。相対輝度比は（ＲＢＲ）は、ＬＣＦを通して測定した場合の拡散光源の輝度の、ＬＣＦ無しで測定した場合の同じ拡散光源の輝度に対する比である（パーセンテージとして表される）。好ましくは、光は、光出射面に垂直な方向で６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）で光出射面から出射し、４５°以下の有効極視野角（ＥＰＶ）で光出射面から出射する。

ＬＣＦは、少なくとも部分的に重合可能な樹脂からなる。重合性樹脂は、（メタ）アクリレートモノマー、（メタ）アクリレートオリゴマー、及びこれらの混合物から選択される第１重合性成分及び第２重合性成分の組み合わせを含んでよい。本明細書で使用するとき、「モノマー」又は「オリゴマー」は、ポリマーに変換できる任意の物質である。用語「（メタ）アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレート化合物の両方を指す。

また、ＬＣＦは、部分的に塩基基質層（図２の要素２１４）からもなり得る。特に有用である母材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリカーボネート（ＰＣ）を含む。他の好適な基材は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレン−オクテンコポリマー（ＥＯ）、エチレン−スチレンコポリマー（ＥＳ）、エチレン−プロピレンコポリマー（ＥＰ）、エチレン−ヘキセンコポリマー（ＥＨ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデンコポリマー（ＴＨＶ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、エチレン−コ−アクリル酸（ＥＡＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリｐ−フェニレン酸化物（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、並びにこれらのコポリマー及び混合物、又はガラス、若しくは５０％以上の可視光透過を伴う他の透明基材、を含み得る。更に潜在的に有用な材料は、同一所有者のＰＣＴ出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ０８／８５８８９号に論じられている。

これから先に説明される、カラーシフトフィルムと共にフィルムスタック中に設置される際、ＬＣＦの光出射面は、光入射面よりもカラーシフトフィルムに近く設置される。いくつかの実施形態において、光出射面はカラーシフトフィルムに近接して設置される。かかる実施形態において、光は、ＬＣＦの光入射面を通ってフィルムスタックに入り、カラーシフトフィルムを通ってフィルムスタックから出る。

本発明のカラーシフトフィルムは、いくつかの実施形態において、視野角の機能として色を変化させる光学的異方性の多層ポリマーフィルムである。少なくとも１つの帯域幅を超える光の一方又は双方の偏光を反射するように設計され得るこれらのフィルムは、少なくとも１つの反射帯域幅の一方又は双方で鋭い帯域端を示すように合わせられ、鋭角で、高度の彩度をそれにより与えることができる。フィルムは多数の層を有し、それらの層は、少なくとも第１及び第２の層型、及び場合によっては更なる型の交互層が存在するように配向される。

本説明のカラーシフトフィルム内の光学スタックの層の厚さ及び屈折率は、少なくとも１つの特定の波長の偏光を（特定の入射角で）反射させる一方で、他の波長に対しては透過性となるように制御される。これらの層の厚さ及び様々なフィルム軸に沿った屈折率の慎重な操作を通して、本発明のフィルムは、スペクトラムの１以上の区域を超える鏡又は偏光子として機能するよう作製される。

その高い反射率に加えて、本説明のカラーシフトフィルムは、ある種類のカラー表示部にとって理想的である２つの自明ではない特徴を有する。第１に、特定の材料選択に伴い、光の透過の形（例えば、帯域幅及び反射率値）／ｐ偏光に対する多層フィルムの反射スペクトルは、入射の角度の広い範囲で、本質的に変化せずに残存するよう作製され得る。この特徴のため、例えば、６５０ｎｍで狭反射帯域を有する高性能反射鏡フィルムは、垂直の入射で、反射して深紅色、入射の引き続き高い角度で、次いで赤色、黄色、緑色、及び青色に見える。かかる反応は、光の色分散ビームが分光光度計の開口部を横断することに類似する。確かに、本発明のフィルムは、単純な分光光度計を作製するために使用され得る。第２に、角度に伴うカラーシフトは、典型的に従来の等方性多層フィルムのものよりも大きい。

好ましくは、カラーシフトフィルムは、スペクトルの可視区域中に少なくとも１つの透過帯域を有するであろう。この透過帯域の最大透過率は、好ましくは少なくとも約７０％であろう。垂直の入射での透過帯域は、好ましくは少なくとも６ｃｍ^２のフィルムの表面領域上の約２５ｎｍ未満で変化し得る。

入射の角度が変わるため、スペクトルに対する様々な成形された反射帯域の移動は、視野角の機能としてのフィルムの色の変化の主要な基準であり、本明細書で説明されるような多数の興味深い物品及び効果を作り出すために有利に使用され得る。透過及び反射色の多くの組み合わせが可能である。

本発明における使用に好適である様々なポリマー材料は、共押出多層光学フィルムの作製における使用のために教示された。本発明のカラーシフトフィルムのための適切な材料を選択するのに特に有用な材料及び方法は、硬化ポリマー、例えば、メタクリレートに由来する反復モノマー単位であり得る。潜在的な材料のより完全な一覧表は、参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第６，５３１，２３０号（Ｗｅｂｅｒら）に見出し得る。

また、かかるカラーシフトフィルムの作製も、米国特許第６，５３１，２３０号（Ｗｅｂｅｒら）に見出し得る。

他の好適なカラーシフトフィルムは、スピンコーティング、ブレードコーティング、ディップコーティング、蒸発、スパッタリング、化学気相堆積（ＣＶＤ）等によって生成される多層フィルムを含む。例示的なフィルムは、有機及び無機材料の双方を含む。かかるフィルムは、例えば、米国特許第７，１４０，７４１号、同第７，４８６，０１９号、及び同第７，０１８，７１３号に記載される。

特定の実施形態において、カラーシフトフィルム及び光制御フィルムを含むハイブリッドプライバシーフィルタスタックを作り出すために、２つの層が互いに近接している。本明細書で使用される、互いに「近接する」は、フィルムが互いに接触しているか、又はそれらが離れている場合、それらの間に散在する材料は、フィルムスタックにいずれの光学機能性も付与しないことのいずれかである。

いくつかの実施形態において、ＬＣＦ及びカラーシフトフィルムは、接着剤（例えば、図２の要素２０６）の使用を通して共に接着され得る。したがって、接着層は、カラーシフトフィルムと光制御フィルムとの間に配置され得る。

接着剤は、部分的に不透明又は光学的に透明であり得るが、好ましくはフィルムスタックを通して光透過を妨げないように、光学的に透明（又は透明）である。

接着剤は、放射線等の任意の数の好適な方法によって硬化され得る。ある特に好適な方法は、紫外線による硬化である。

また、本発明における使用に対して適切な接着剤は、感圧接着剤でもあり得る。特に有用な接着剤は、転写接着剤、又は積層法によって適用されるものを含み得る。有用積層法プロセスは、同一所有者のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ０８／８５８８９号に記載される。

本明細書で説明されるフィルムスタックは、いわゆるハイブリッドプライバシーフィルタとしての表示装置のコンポーネントとして、特に有用である。ハイブリッドプライバシーフィルタは、光が、光制御フィルムの入射側のハイブリッドプライバシーフィルタに入り、カラーシフトフィルムで、ハイブリッドプライバシーフィルタ又はフィルムスタックから出る、表示面と共に使用されてもよい。

本発明と共に、ノートパソコンモニター、外部コンピュータ用モニター、携帯電話の表示部、テレビ、ＰＤＡ、スマートフォン、コンソール、又は任意の他の類似のプラズマ若しくはＬＣＤベースのディスプレイを含む、表示部を伴う非常に多数の電子装置が使用され得る。また、サングラス、文書の表紙、窓及び任意の数の他のもの等の非電子的表示部を含む、バックライト付き表示画像装置の他の型も想到される。

更なる実施形態において、本明細書で説明されるフィルムスタックは、ガラスの被覆として有用である。例えば、フィルムスタックは、穿孔上又は穿孔内に積層され得る。穿孔は、ガラスパネル、窓、扉、壁、及び天窓ユニットから選択され得る。これらの穿孔は、建造物の外装上、又は内装上に配置され得る。また、それらは、車の窓、飛行機の客席の窓等でもあり得る。これらのフィルムスタックを穿孔に組み込むことの利点は、低下したＩＲ透過（増加した省エネルギーを導き得る）、周囲遮光、プライバシー、及び装飾効果を含む。

本説明は、本明細書に記載の特定の実施例に限定されると考えるべきではなく、更に適切に言えば添付の「特許請求の範囲」に相当する本説明の全態様を包含すると理解されるべきである。本明細書を検討すると様々な修正形態、等価の方法、及び本説明を適用できる非常に多くの構造が、本説明が対象とする当業界の技術者には容易に明らかなはずである。上記の説明は、以下の試験の結果及び実施例で示される実施形態を考慮することでよりよく理解され得る。

（実施例１）：
高度な光制御フィルム（ＡＬＣＦ）と呼ばれる光制御フィルム、及び多層カラーシフトフィルムの１つの型を組み込んだ、ラミネートフィルムスタックに基づくハイブリッドプライバシーフィルタを調製した。光制御フィルムは、ミクロ複製によって作り出されたルーバーフィルムであった。そのカラーシフトフィルムは、垂直の入射角度で、４５０の層及び３５０ｎｍ〜６５０ｎｍの透過帯域を有した。カラーシフトフィルムを作製の構造及び方法は、米国特許第６，５３１，２３０号（カラーシフトフィルム）（Ｗｅｂｅｒら）に記載されている。

カラーシフトフィルムは、垂直の角度で、６５０ｎｍ〜１２００ｎｍの入射光を反射した。光制御フィルムは、塩基基質上に配設された透過区域及び吸収区域の双方からなった。カラーシフトフィルムの１枚及びルーバーフィルムの１枚（同一所有者のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ０８／８５８８９号に記載されるように）は、ラミネーター上で、ＵＶ硬化性接着剤（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓａｉｎｔ Ｐａｕｌ，ＭＮより入手可能であるＵＶＸ４８５６）を使用して共に積層された。そのルーバーフィルムを、１７０μｍのポリカーボネート基材上に作り上げた。その積層を、続いて炉内でＵＶ硬化した。

観察結果を、カラー表示部の前表面で、６００ ｌｕｘの周囲光強度下において、典型的ＡＬＣＦルーバーフィルムベースのプライバシーフィルタを備えた上記のハイブリッドと比較した。そのＡＬＣＦルーバーフィルムは、その計画視野内に透明で残存し、次いで、視野外から見たとき、透明から黒に変わる。従来のプライバシーフィルタとは対照的に、そのハイブリッドプライバシーフィルタは、視野外で周囲光がカラーシフトフィルムに反射するにつれて、透明から赤色、次いで明るい黄色に変わり、鮮やかな気分を高揚させる見た目を提供する。その２つのプライバシー機能を試験し、結果を以下の表１に示す。

視覚的なプライバシーレベルの検査（Visual Privacy Level Inspection）
Ｏ：良好な可視性、プライバシー無し（垂直の角度の＞５０％ピーク輝度）
Δ：ある程度妨げられた可視性、ある程度のプライバシー（垂直の角度の＜２０％ピーク輝度）
■：大幅に妨げられた可視性、効果的なプライバシー（垂直の角度の＜５％ピーク輝度）
Ｘ：総不可視性、完全なプライバシー

この実施例から明白であるように、光制御フィルムと組み合わせたカラーシフト効果は、視野角カットオフ及びプライバシー機能を増進した。その効果は、ＦＯＶ’及びＦＯＶとして図２に図示された差異に例示された。同じレベルの高い総合透過率を維持すると同時に、この一層のプライバシーが生じた。特に視野角カットオフ及びプライバシー機能に関して、実施例１のハイブリッドプライバシーフィルタは、ＡＬＣＦのみよりも約５度小さい角度で、効果的なプライバシー機能に達した。加えて、ハイブリッドフィルタは、３５度の角度で完全なプライバシー（表示部の情報の０％の可視性）に達したが、ＡＬＣＦのみでは、約６０度まで、完全なプライバシーの同レベルに達成しなかった。この実施例は、ＡＬＣＦルーバーフィルム及びカラーシフトフィルムを備えるハイブリッドプライバシーフィルタは、ＡＬＣＦプライバシーフィルタのみよりも増進したプライバシー機能を有することが明示された。

（実施例２）：
第２の実施例は、広域な視野角を有するコントラスト促進フィルム（ＣＥＦ）と呼ばれる異なるルーバーフィルムによって再設置されたＡＬＣＦルーバーフィルムを除いて、実施例１と同じ積層法プロセスに基づいて作製されたハイブリッドプライバシーフィルタを含んだ。このハイブリッドフィルタを、実施例１と同じ典型的周囲光条件で、プライバシー機能及びカラーに対して、単独型ルーバーフィルムベースのプライバシーフィルタ（ＣＥＦ）と比較した。単独型ＣＥＦプライバシーフィルタは、その計画視野内に透明で残存し、次いで、その計画視野外から見たとき、透明から暗化した画像（大幅に妨げられるが、完全な不可視性ではない）へと変わった。そのハイブリッドプライバシーフィルタは、視野外で周囲光に反射するにつれて、透明から赤色、次いで明るい黄色に変わった。プライバシー機能を、異なる視野角で視覚的に検査した。比較結果は表２に続く。

視覚的なプライバシーレベルの検査
Ｏ：良好な可視性、プライバシー無し（垂直の角度の＞５０％ピーク輝度）
Δ：ある程度妨げられた可視性、ある程度のプライバシー（垂直の角度の＜２０％ピーク輝度）
■：大幅に妨げられた可視性、効果的なプライバシー（垂直の角度の＜５％ピーク輝度）
Ｘ：総不可視性、完全なプライバシー

前記の表から言及されるように、典型的照明条件下で、ハイブリッドフィルタは、実施例２において、単独型ＣＥＦと比べて増進したプライバシー機能を示した。具体的に、ハイブリッドプライバシーフィルタは、単独型ＣＥＦよりも１０度早く効果的なプライバシー機能に達する。加えて、ハイブリッドフィルタは、４５度の角度で完全なプライバシー（表示部の情報の０％の可視性）に達するが、単独型ＣＥＦは、完全なプライバシーの同じレベルに達成しなかった。この実施例は、ＣＥＦルーバーフィルム及びカラーシフトフィルムを備えるハイブリッドプライバシーフィルタが、単独型ＣＥＦプライバシーフィルタよりも、より狭い視野及び増進したプライバシー機能を有したことを明示した。

（実施例３）：
第３の実施例は、スカイブプロセス（ＳＬＣＦ）によって作製された異なるルーバーフィルムによって再設置されたＡＬＣＦルーバーフィルムを除いて、実施例１と同じ積層法プロセスに基づいた別のハイブリッドプライバシーフィルタを使用した。ここで、その単独型スカイブルーバーフィルタは、視野外で一旦、透明から暗くなった（最終的に黒色）。そのハイブリッドプライバシーフィルタは、視野外で周囲光が反射するにつれて、透明から赤色、次いで明るい黄色に変わった。プライバシー機能を、異なる視野角で視覚的に検査した。比較結果は表３に続く。

視覚的なプライバシーレベルの検査
Ｏ：良好な可視性、プライバシー無し（垂直の角度の＞５０％ピーク輝度）
Δ：ある程度妨げられた可視性、ある程度のプライバシー（垂直の角度の＜２０％ピーク輝度）
■：大幅に妨げられた可視性、効果的なプライバシー（垂直の角度の＜５％ピーク輝度）
Ｘ：総不可視性、完全なプライバシー

前記の表から言及されるように、典型的照明条件下で、ハイブリッドフィルタは、単独型スカイブルーバーフィルムと比べて増進したプライバシー機能を示した。具体的に、ハイブリッドフィルタは、３５度の角度で完全なプライバシー（表示部の情報の０％の可視性）に達したが、単独型スカイブルーバーフィルタは、約６５度で完全なプライバシーの同じレベルに達した。この実施例は、スカイブルーバーフィルム及びカラーシフトフィルムを備えるハイブリッドプライバシーフィルタが、単独型スカイブプライバシーフィルタよりも増進したプライバシー機能を有したことを明示した。

本明細書において特定の実施形態が例示及び説明されてきたが、多様な代替及び／又は同等の実施が、本開示の範囲から逸脱することなく、図示され説明された特定の実施形態と置き換えられ得ることは、当業者には理解されるであろう。本出願は、本明細書で説明された特定の実施形態のいかなる翻案又は変形をも包含すべく意図されている。したがって、本開示が「特許請求の範囲」及びその同等物によってのみ限定されることを、意図するものである。

Claims (25)

1. 光制御フィルムと、
   カラーシフトフィルムと、を備える、フィルムスタック。
2. 前記光制御フィルムとカラーシフトフィルムとの間に接着層を更に備える、請求項１に記載のフィルムスタック。
3. 前記光制御フィルムが複数の非透過区域を備える、請求項１に記載のフィルムスタック。
4. 前記非透過区域がカーボンブラックを備える、請求項３に記載のフィルムスタック。
5. 前記非透過区域が非黒色材料を備える、請求項３に記載のフィルムスタック。
6. 前記光制御フィルムが、スカイブフィルム及びミクロ複製フィルムから選択される、請求項１に記載のフィルムスタック。
7. 前記カラーシフトフィルムが多層光学フィルムを備える、請求項１に記載のフィルムスタック。
8. 前記カラーシフトフィルムが、少なくとも第１及び第２の層型の交互層を備える、請求項１に記載のフィルムスタック。
9. 前記交互層のうちの少なくとも１つが無機材料を備える、請求項８に記載のフィルムスタック。
10. 前記第１の層型が硬化ポリマーを備える、請求項８に記載のフィルムスタック。
11. 前記ポリマーが、メタクリレートに由来する反復モノマー単位を備える、請求項１０に記載のフィルムスタック。
12. 前記カラーシフトフィルムが、少なくとも約７０％の最大透過率を伴うスペクトルの可視区域中に少なくとも１つの透過帯域を有する、請求項１に記載のフィルムスタック。
13. 前記光制御フィルムが、光入射面及び光出射面と、前記光入射面と前記光出射面との間に配設される交互の透過及び吸収区域と、を備える、請求項１に記載のフィルムスタック。
14. 各透過区域は屈折率Ｎ１を有し、各吸収区域は屈折率Ｎ２を有し、（Ｎ２−Ｎ１）の絶対値は０．００５以下である、請求項１３に記載のフィルムスタック。
15. 各透過区域は屈折率Ｎ１を有し、各吸収区域は屈折率Ｎ２を有し、（Ｎ２−Ｎ１）の絶対値は０．００５を超える、請求項１３に記載のフィルムスタック。
16. 前記光出射面が前記カラーシフトフィルムに隣接している、請求項１３に記載のフィルムスタック。
17. 前記光入射面に入射した光が、前記光出射面に垂直な方向に６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）で前記光出射面から出射し、４５°以下の有効極視野角（ＥＰＶ）で前記光出射面から出射する、請求項１３に記載のフィルムスタック。
18. 光制御フィルムと、
    前記光制御フィルムに近接しているカラーシフトフィルムと、
    前記光制御フィルムとカラーシフトフィルムとの間に接着層と、を備える、フィルムスタック。
19. 画像光を放射する表示面と、
    フィルムスタックと、を備え、
    前記フィルムスタック及び表示面が、前記画像光の少なくとも一部が前記フィルムスタックを通って伝播するように配設され、前記フィルムスタックが、光制御フィルムと、前記光制御フィルムに近接しているカラーシフトフィルムと、を備える、表示装置。
20. 前記フィルムスタックが、光制御フィルムとカラーシフトフィルムとを接着する接着層を更に備える、請求項１９に記載の光表示。
21. 前記表示面が、テレビの画面、コンピュータ用モニター、ノートパソコンのディスプレイ、ネットブックのディスプレイ、携帯電話、ＰＤＡ、及びコンソールから選択される、請求項１９に記載の光表示。
22. 穿孔及び請求項１に記載のフィルムスタックを備える、構造。
23. 前記穿孔が、ガラスパネル、窓、扉、壁、及び天窓ユニットから選択される、請求項２２に記載の構造。
24. 前記穿孔が建造物の外装上に設置される、請求項２３に記載の構造。
25. 前記カラーシフトフィルムが前記光制御フィルムに近接している、請求項１に記載のフィルムスタック。
    

Images