JP2019501416A - 光学積層体 - Google Patents
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Abstract
周期的に変化する光学フィルム層及び格子アセンブリを含み、モアレを低減させる光学積層体が説明される。格子アセンブリは第1の層及び第2の層を含み、第1の層と第2の層の間の境界面が、ピークから谷までの高さ及び屈折率コントラストを有する格子を画定する。ピークから谷までの高さを乗じた屈折率コントラストは、150nm〜350nmでありえ、格子は、2マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲のピッチを有する。第1の層及び第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、又は可溶性樹脂層でありうる。
Description
各種理由によりディスプレイの上に周期的光学フィルムを置くことがある。例えば、周期的ルーバを含むフィルムがプライバシーフィルムとして使用することができる。周期的光学フィルムは、ディスプレイに周期的に配列された画素の上に置かれると、望ましくないモアレパターンを生じやすい。
本明細書の一部の態様では、格子アセンブリ及び格子アセンブリに隣接して配置された周期的に変化する光学フィルム層を含む光学積層体が提供される。格子アセンブリは、第1の層及び第2の層を含み、第1の層と第2の層の間の第1の境界面が第1の格子を規定する。第1の層は屈折率n1を有し、第2の層は屈折率n2を有し、第1の格子はピークから谷までの高さh1を有し、h1を乗じた|n1−n2|が150nm〜350nmである。第1の格子は、2マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを有する。第1の層及び第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択される。
本明細書の一部の態様では、格子アセンブリ及び格子アセンブリに隣接して配置された偏光板を含む偏光板積層体が提供される。格子アセンブリは、第1の層及び第2の層を含み、第1の層と第2の層の間の第1の境界面が第1の格子を規定する。第1の層は屈折率n1を有し、第2の層は屈折率n2を有し、第1の格子はピークから谷までの高さh1を有し、h1を乗じた|n1−n2|が150nm〜350nmである。第1の格子は、2マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを有する。第1の層及び第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択される。偏光板積層体は一体型積層体である。
本明細書の一部の態様では、第1の格子及び第1の格子に隣接して配置された周期的に変化する光学フィルム層を含む光学積層体が提供される。第1の格子は、周期的に変調された屈折率を有し、交番する第1の領域と第2の領域を含み、第1の領域は屈折率n1を有し、第2の領域は屈折率n2を有する。第1の格子は厚さhを有し、hを乗じた|n1−n2|が150nm〜10マイクロメートルである。第1の格子は、2マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを第1の方向に有する。光学積層体は、ディスプレイの上に載置されるか又はバックライトとディスプレイパネルの間に配置されるように構成される。
本明細書の一部の態様では、ルーバフィルム及びルーバフィルムに隣接する第1の格子を含む光学積層体が提供される。第1の格子は、周期的に変調された屈折率を有し、交番する第1の領域と第2の領域を含み、第1の領域は屈折率n1を有し、第2の領域は屈折率n2を有する。第1の格子は厚さhを有し、hを乗じた|n1−n2|が150nm〜10マイクロメートルである。第1の格子は、2マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを第1の方向に有する。光学積層体は一体型積層体である。
以下の説明では、本明細書の説明の一部を成し、具体的な実施形態を例示して示す、添付の図面一式を参照する。これらの図は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。特に指定しない限り、一実施形態についての同様の特徴が、他の実施形態についての同様の特徴と同じ材料を含むことがあり、同じ属性を有することがあり、同じか又は同様の機能を果たすことがある。一実施形態について説明される追加の又は任意選択的な特徴が、適切な場合には、明示的に言及しない場合でも、他の実施形態についての追加の又は任意選択的な特徴であることもある。本明細書の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され、実施され得る点を理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されないものとする。
本明細書で用いる場合、層、構成要素、又は要素を相互に隣接していると説明することがある。層、構成要素又は要素は、直接接触して、1つ以上の他の構成要素によって接続されて、又は互いに隣接するよう保持され若しくは貼り付けられて、相互に隣接することができる。直接接触している層、構成要素、又は要素は、直接隣接していると記述することができる。
構造化表面又は構造化境界面を有する格子アセンブリが、有用な光学効果をもたらすことができる。例えば、構造化表面又は構造化境界面は、物品を透過する光の回折をもたらすことができる。本明細書によれば、例えば、ディスプレイの上に載置されるか又はバックライトとディスプレイパネルの間に配置される周期的に変化する光学フィルムと共に含まれていれば、モアレを低減させるように格子アセンブリを選択できることが分かった。
図13は、格子アセンブリ1300及び光学フィルム1330を含む光学積層体1399の断面図である。格子アセンブリ1300は第1の層1310及び第2の層1320を含み、第1の層1310と第2の層1322の間の境界面1335が格子1335aを画定する。光学フィルム1330は、基材1333に配置された周期的に変化する光学フィルム層1331を含む。例示される実施形態では、周期的に変化する光学フィルム層1331は、隣接するプリズム間に実質的に一定のピッチを有する周期的に配列された複数のプリズムを含む。格子アセンブリ1300は、ディスプレイの上に載置されたとき又はディスプレイパネルとバックライトの間に配置されたときに、ディスプレイとの光学フィルム1330の相互作用により発生するモアレの出現を低減させる回折ピークを生じさせるように構成してもよい。格子1335aは、ピークから谷までの高さh及びピッチPを有する。第1の層1310は屈折率n1を有し、第2の層1320は屈折率n2を有する。ピークから谷までの高さh、ピッチP、及び屈折率コントラスト(境界面1335の互いに反対側にある材料の屈折率の差の絶対値|n1−n2|)は、本明細書の他の箇所で更に説明されるような所望の程度の回折を生じさせるように選択してもよい。一部の実施形態では、第1の層1310と第2の層1320の両方が、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択される。格子アセンブリ1300は、例えば、基材1333に接して樹脂を注型し、第2の層1320を形成するための構造化ツールに接して硬化させることによって、製作してもよい。そして第1の層1310を第2の層1320にコーティングしてもよい。この場合、第2の層1320は架橋樹脂層でもよく、第1の層1310は、例えば、粘弾性又はエラストマ性接着剤層でもよい。一部の実施形態では、本明細書の格子アセンブリは、接着剤(例えば、粘弾性又はエラストマ性接着剤)である外側層を含む。それにより、格子アセンブリは、例えば、周期的に変化する光学フィルムを別の層又はディスプレイの表面に積層するために使用することのできる光学的な接着剤となる。更なる格子アセンブリ及び格子アセンブリの製作方法については、本明細書の他の箇所で更に説明する。
本明細書によれば、ディスプレイ適用において光沢を低減させるために使用できる格子構造を、モアレを低減させるためにも使用できることが見いだされた。制御された程度の回折を発生させる格子構造については、PCT国際公開第2015/191339号(Sitter et al.)に記載されており、同文献は、本明細書に矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。典型的に、回折格子は、知覚されるイメージ解像度を犠牲にせずにモアレを低減させる低次の回折ピークを生じさせることが望ましい。本明細書の光学積層体は、ディスプレイから光学積層体の主表面に入射した光の回折を生じさせるのに効果的な格子を含むことができる。
回折格子により発生する回折ピークの強度分布は、格子全体の屈折率コントラストと格子のピークから谷までの高さとの積の関数である。本明細書で用いる場合、屈折率及び屈折率コントラストは、特に指定しない限り、532nmの波長を有する光を用いた、25℃及び大気圧での屈折率測定値を指す。モアレを低減させる回折ピークが比較的高い強度で現れ、これに対して、有効解像度を低下させることになる回折ピークは低い強度でしか現れないか又は測定可能な程度には全く現れないように、ピークから谷までの高さと屈折率コントラストとの積を調節することができる。屈折率コントラストとピークから谷までの高さとの積として有用な値の範囲は、格子の形状に依存することがある。格子は、周期的に繰り返される任意の形状、例えば、正弦波形状、矩形波形状、コーナーキューブ形状を有してもよく、周期的に繰り返される他の規則的若しくは不規則的な形状を有してもよい。格子は、一方向性(すなわち、一方向で周期的であり、実質的に直交する方向に延びる)でもよく、又は二方向で繰り返される形状を有する二方向性でもよい。
一部の実施形態では、格子は、周期的に変化する光学フィルム層に対して斜角(例えば、5度〜85度、又は10度〜80度)に配向されて。例えば、一部の実施形態では、格子は、第1のピッチを第1の方向に有し、周期的に変化する光学フィルムは、異なる第2の方向に沿う第2のピッチを有する。一部の実施形態では、第1のピッチに対する第2のピッチの比が約1〜約200の範囲である。一部の実施形態では、格子アセンブリは、2つの繰り返し方向(例えば、単一の二方向性格子又は2つの一方向性格子を有する)を有し、一部の実施形態では、2つの繰り返し方向のそれぞれが、周期的に変化する光学フィルムの1つ又は2つの繰り返し方向に対して斜角に配向されている。一部の実施形態では、格子アセンブリ及び周期的に変化する光学フィルム層を含む光学積層体は、周期的パターンで配列された複数の別個の離間した画素を含むディスプレイパネルに貼り付けることができる。格子、周期的な光学フィルム層、及びディスプレイパネルの繰り返し方向は、互いに対して斜角に配置してもよい。一部の実施形態では、格子アセンブリは第1のピッチを有し、ディスプレイパネルの画素は第2のピッチを有し、第1のピッチに対する第2のピッチの比が、約0.1〜約200の範囲である。
本明細書で説明される実施形態のいずれかの場合、格子のピークから谷までの高さ又は格子の厚さを乗じた、任意の格子の屈折率コントラストは、約100nm超、又は約150nm超、又は約200nm超、及び、約10マイクロメートル未満、又は約5マイクロメートル未満、又は約3マイクロメートル未満、又は約2マイクロメートル未満、又は約1マイクロメートル未満、又は約500nm未満、400nm、又は約350nm未満、又は約300nm未満でもよい。ピークから谷までの高さは、格子の繰り返し方向に沿ったピークから谷までの高さと理解することができる。格子のピークから谷までの高さ又は格子の厚さは、hにより表すことができる。一部の実施形態では、hを乗じた|n1−n2|が、約100nm〜約2マイクロメートル又は約150nm〜約500nm又は約150nm〜約350nmである。一部の実施形態では、|n1−n2|を乗じたhが約150nm〜約350nmの範囲であり、ピッチは約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲である。そのような格子幾何学形状は、知覚されるイメージ解像度を著しく低下させずにモアレを低減させるのに効果的であることが分かった。
一部の実施形態では、そのような格子アセンブリは、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)などのキャリアフィルム上に製作されてもよい。しかし、光学積層体が薄いことが望まれるディスプレイ又は他の光学的用途では、光学積層体の格子アセンブリを使用することが望ましいことがある。追加のキャリアフィルムを使用すると、望ましくない厚さが格子アセンブリに加わることがある。追加のキャリアフィルムを使用すると、有害な光学的作用が加わることがある。例えば、典型的にはPETなど高分子量の熱可塑性ポリマーフィルムであるキャリアフィルムは、望ましくない光学的アーティファクトを生じさせる程度の複屈折を有する。加えて、追加のキャリアフィルムを使用すると、光学積層体に入射した光の一部分を反射する追加の境界面を形成することによって、格子アセンブリの透過率を低下させることがある。本明細書の一部の実施形態では、格子アセンブリは、格子アセンブリ及び周期的に変化する光学フィルムを含む光学積層体に追加の基材が加わらないように、周期的に変化する光学フィルムに直接形成される。例えば、プリズムフィルム1330は基材1333を含み、一部の実施形態では、光学積層体1399に追加の基材が含まれない。例えば、格子アセンブリ1300が追加の基材を含まないようにするため、第2の層1320は接着剤層とすることができ、第1の層1310は架橋樹脂層とすることができる。
図14Aは、液晶ディスプレイパネル1467と、バックライト1469と、偏光板積層体1495並びに、例示される実施形態では交差したプリズムフィルムである周期的に変化する第1の光学フィルム1484及び第2の光学フィルム1486を含む光学積層体1499と、を含むディスプレイシステム1498の概略断面図である。光学積層体1499は、液晶ディスプレイパネル1467とバックライト1469の間に配置されている。好適なプリズムフィルムとしては、3M Company(St.Paul,MN)から入手可能な輝度上昇フィルム(Brightness Enhancement Film、BEF)が挙げられる。偏光板積層体1495は、格子アセンブリ1400及び偏光板1429を含む。格子アセンブリ1495は、本明細書で説明される格子アセンブリのいずれでもよく、又は本明細書で説明される格子のいずれかを含んでもよい。格子アセンブリ1400は、第1の層1410及び第2の層1420を含み、それらは、例えば、それらの間に構造化境界面を有する、粘弾性又はエラストマ性接着剤層でもよい。偏光板1429は、反射偏光板、吸収性偏光板、又は反射偏光板と吸収性偏光板の組合せなど、ディスプレイ用途で使用するのに適した任意の偏光板でもよい。好適な偏光板としては、両方とも3M Company(St.Paul,MN)から入手可能な高度偏光フィルム(Advanced Polarizing Film、APF)及び二重輝度上昇フィルム(Dual Brightness Enhancement Film、DBEF)が挙げられる。
偏光板積層体1495は、一体型光学積層体でもよく、任意選択的に、例えばポリマー基材であり得る基材1430などの基材に貼り付けられてもよい。代わりに、基材1430を省略してもよい。一部の実施形態では、偏光板積層体1495は、液晶ディスプレイパネル1467に直接貼り付けてもよい。光学積層体の各層が積層されるか、又はそうではなく積層体内の隣りの層に貼り付けられる場合、光学積層体は一体型であると記述することができる。偏光板積層体1495は、例えば、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、接着剤層から格子アセンブリ1400を形成し、偏光板1429と基材1430の間に格子アセンブリ1400を積層することによって製作することができる。その代わりに、一部の実施形態では、第1の層1410を偏光板1429に注型した後に、モールドに接して硬化させ、そして第2の層1420を第1の層1410にコーティングすることができる。他の実施形態では、第2の層1420を基材1430に注型し硬化させ、次いで第1の層1410を第2の層1420にコーティングすることができる。この場合、第1の層1410は、偏光板1429に積層することのできる接着剤層でもよい。偏光板積層体に使用するのに適した更なる格子アセンブリ及び格子アセンブリの製作方法については、本明細書の他の箇所で更に説明される。
一部の実施形態では、光学積層体1499にルーバフィルムを含んでもよい。ルーバフィルムは、例えば、格子アセンブリ1400と反射偏光板1429の間に含んでもよい。図14Bは、光学積層体1499が、反射偏光板1429及び第2の光学積層体1499cを含む第1の光学積層体1495cを含む光学積層体1499bと置き換えられている以外はディスプレイシステム1498に相当するディスプレイシステム1498bの概略断面図である。第2の光学積層体1499cは、例えば、ルーバフィルム及び格子アセンブリを含む、本明細書の他の箇所で説明される光学積層体のいずれでもよい。光学積層体1499cは、格子アセンブリが液晶ディスプレイパネル1467に面し、ルーバフィルムが格子アセンブリと反射偏光板1429の間に配置されるように配向することができる。光学積層体1499cは、例えば、本明細書の他の箇所で説明される光学積層体1599、1699又は1799のいずれかに相当してもよい。
図15は、ディスプレイ1598の表面(例えば、ディスプレイガラスの外側表面)に貼り付けられた光学積層体1599の断面図である。光学積層体1599は、ルーバフィルム1596に貼り付けられた格子アセンブリ1500を含む。ルーバフィルム1596は、ディスプレイ1598の真正面又は真正面に近い視認者のみがディスプレイ1598のコンテンツを見ることができるように、視野角を制限するように構成することができる。そのようなルーバフィルムは、光制御フィルム又はプライバシーフィルムと呼ばれることがある。好適なルーバフィルムとしては、3M Company(St.Paul,MN)から入手可能な高性能光制御フィルム(Advanced Light Control Film、ALCF)が挙げられる。好適な他のルーバフィルム及びルーバフィルムの製作方法については、例えば、米国特許第8,213,082号(Gaides et al.)に記載されており、同文献は、本明細書に矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。(例えば、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)又はポリカーボネート(polycarbonate、PC)基材などのポリマー基材であり得る)基材1533に接して、(例えば、(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、又はそれらの組合せなどの紫外線(ultraviolet、UV)硬化性材料を用いて)、光吸収性材料(例えば、カーボンブラックなどのUV硬化性樹脂、又は別の顔料若しくは染料、又はそれらの組合せなど)を後で充填される溝1576を有する層1574を成形することによって、ルーバフィルム1596を製作することができる。追加の基材1530を、基材1533とは反対側のルーバフィルム1596の主表面に、光学的に明澄な接着剤とすることのできる接着剤層1593によって貼り付けることができる。基材1530は、例えばPET又はPC基材などのポリマー基材でもよい。
格子アセンブリ1500は、本明細書の他の箇所で説明される格子アセンブリのいずれでもよい。格子アセンブリ1500は、第1の層1510及び第2の層1520を含む。第1の層1510は、接着剤層(例えば、粘弾性又はエラストマ性接着剤層)でもよく、第2の層1520は、別の接着剤層(例えば、別の粘弾性又はエラストマ性接着剤層)でもよく、又は、例えば架橋若しくは可溶性樹脂層でもよい。格子アセンブリ1530は、例えば、第2の層1520を第3の層1530に注型し、ツールに接して硬化させ、構造化表面を第2の層1520に提供することによってを製作することができる。そして第1の層1510を第2の層1520にコーティングすることができる。更なる格子アセンブリ及び格子アセンブリの製作方法については、本明細書の他の箇所で更に説明される。格子アセンブリ1500は、ルーバフィルム1596とディスプレイ1598の間の光学的干渉により発生するモアレを低減させる回折パターンを形成するように構成することができる。光学積層体1599は一体型光学積層体でもよい。
図16は、ルーバフィルム1696及びルーバフィルム1696と一体的に形成された格子アセンブリ1600を含む光学積層体1699の断面図である。格子アセンブリ1600は、第2の層1620と、層1674の上側部分である第1の層1610とを含む。第1の層1610と第2の層1620の間の境界面1635が格子1635aを画定する。ルーバフィルム1696は、層1674と、吸収性材料が充填された溝1676とを含む。ルーバフィルム1696は、層1674の下側部分を含む周期的に変化する光学フィルム層1631と、層1674の上側部分を含む第1の層1610とを含むとも記述することができる。第1の層1610と層1674はモノリシックである。光学積層体1699は、ルーバフィルム1696及びルーバフィルム1696に隣接する格子1635aを備えると記述してもよい。
光学積層体1699は、例えば、例えばポリカーボネートなどのポリマー基材である基材1630に第2の層1620を注型し硬化させることによって形成することができる。次に、溝1676を有する層1674を第2の層1620に直接成形した後に、溝1676を吸収性材料により充填することができる。任意選択的に、得られたルーバフィルム1696を接着剤層1693を用いて追加の基材1633に貼り付けてもよい。光学積層体1699は、積層体の各層がその隣りの層に積層された一体型光学積層体でもよい。
図17は、ルーバフィルム1796及び格子アセンブリ1700を含む光学積層体1799の断面図である。ルーバフィルム1796は、基材1733及び周期的に変化するフィルム層1731を含む。格子アセンブリ1700は、基材1730上に配置されており、第1の層1710及び第2の層1720を含む。格子アセンブリ1700は、例えば、基材1730に接して第1の層1710を注型し硬化させた後に、第1の層1710に第2の層1720をコーティングすることによって製作することができる。第2の層1720は、格子アセンブリ1700をルーバフィルム1796に貼り付けるために使用することのできる粘弾性又はエラストマ性接着剤などの接着剤でもよい。
一部の実施形態では、プライバシーフィルムなどの周期的に変化する光学フィルムと共に格子アセンブリをディスプレイの表面に貼り付けることが所望されることがある。例えば、所望の程度のプライバシーを提供するために、格子アセンブリ及びルーバフィルムを含む光学積層体をディスプレイの外側ガラス表面に貼り付けてもよい。一部の実施形態では、そのような光学積層体は、格子アセンブリが存在しない場合には周期的に変化する光学積層体と共に通常は含まれないことになる追加の基材を含まないように設けてもよい。例えば、ルーバフィルムは、典型的にはルーバ層の各側に基材を含む。光学積層体1599、1699及び1799は、追加の基材を加えずに、ルーバフィルムを備える格子アセンブリを含む。
一部の実施形態では、周期的に変化する光学フィルムとして非対称転向フィルムを利用することによって、切換え可能なプライバシー効果を獲得することができる。図18は、格子アセンブリ1800と、周期的に変化する光学フィルム1831とを含む光学積層体1899の断面図である。この光学フィルムは、例示される実施形態では、第1の面1817及び第2の面1819をそれぞれ有する複数のミクロ構造1811を含む主表面1818を含む非対称転向フィルムである。周期的に変化する光学フィルム層1831は、対向する主表面1816も含み、この主表面は、例示される実施形態では、実質的に平面状であり、格子アセンブリ1800の第1の層1810の実質的に平面状の表面に直接隣接している。の第1の面1817と第2の面1819は異なる形状を有する。例示される実施形態では、第1の面1817は実質的に平坦な形状を有し、第2の面1819は実質的に湾曲した形状を有する。他の実施形態では、異なる形状を使用してもよい。例えば、第2の面1819は、滑らかに湾曲した形状の代わりに2つ以上の平坦な形状を含んでもよい。格子アセンブリ1800は、周期的に変化する光学フィルム1831をディスプレイ用途に使用するときに起こり得るモアレを低減させるように構成することができる。
周期的に変化する光学フィルム1831は、任意の好適な厚さでもよく、任意の好適な材料から製作してもよい。一部の実施形態では、周期的に変化する光学フィルム1831を、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ(メチルメタクリレート)、及びコポリマー、並びにこれらの混合物などの、ポリマー材料から形成してもよい。一部の実施形態では、周期的に変化する光学フィルム1831は、入射光の望ましくない散乱を回避するように、光学的に透明であってもよく、又は低いヘイズ及び高い透明度を有してもよい。一部の実施形態では、周期的に変化する光学フィルム1831は、内部全反射が十分に広い範囲の角度で生じることを保証するのに十分に高い、1.5以上などの屈折率を有してもよい。他の適切な材料としては、アクリル、ポリスチレン、メチルスチレン、アクリレート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどが挙げられる。一部の実施形態では、周期的に変化する光学フィルム1831の材料、寸法、又は両方を可撓性フィルムを形成するように選択してもよい。
ミクロ構造1811のそれぞれを線形のミクロ構造としてもよい。つまり、ミクロ構造1811は、実質的に同じか又は全く同じ断面形状を有する方向に沿って(図18の例示的な構成では、紙面に向かうか又は紙面から離れる軸線に沿って)延びてもよい。ミクロ構造1811を高精細表面化などの任意の好適な処理によって形成してもよい。例えば、構造化主表面1818は、好適なツールに所望の構造の陰版を刻み(フライカット、ねじ切り、ダイアモンド旋削など)、このツール表面に対して柔軟であるが硬化可能又は硬質化可能である材料を押し付けることによって形成してもよい。その後、材料を(例えば、紫外光などの光への露出によって)硬質化又は硬化させ、所望の特徴を有する構造化主表面1818を残してもよい。電気めっき、レーザ切削、若しくはエッチングしたツールを用いる注型硬化、ツールの二光子マスタリングなどのフォトリソグラフィと注型硬化法との併用、又は直接機械加工若しくはアディティブ式3次元印刷法さえも含む、他の処理が可能であることもある。ミクロ構造1811は、全て同じであってもよく、又は異なっていてもよい。例えば、ミクロ構造1811は、周期的に変化する光学フィルム1831の1つ以上の部分に沿って、形状、サイズ、回転、又はピッチを変化してもよい。一部の実施形態では、ミクロ構造1811は空間的にばらつきがあり、また一部の実施形態では、同様の特性であるが周期的に変化する光学フィルム1831の隣接する部分とは異なる特性を有する、ミクロ構造1811の個別の部分が存在してもよい。周期的に変化するフィルム1831として使用することができる更なる好適な非対称転向フィルムについては、PCT国際公開第2015/153329号(Johnson et al.)に記載されており、同文献は、本明細書に矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。
格子アセンブリ1800は、第1の層1810及び第2の層1820を含み、それらの間に周期的に構造化された境界面を有する。構造化境界面は、本明細書の他の箇所で説明される幾何学形状のいずれかを有することができる。一部の実施形態では、第1の層1810及び第2の層1820のそれぞれを粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択してもよい。一部の実施形態では、第2の層1820は接着剤層であり、層1830は、格子アセンブリ1800から取り除くことのできる剥離ライナーである。したがって、光学積層体1899をディスプレイの表面に貼り付けることができる。一部の実施形態では、光学積層体1899は、格子アセンブリ1800を周期的に変化する光学フィルム1831と、追加の基材層を加えずに一体的に合体させる。
図19は、図18の光学積層体1899を含み、第1の光源1983a及び第2の光源1983bを含む光学システム1997の概略側面図である。第1の光源1983aは、方向1987aに指向された光分布1980aを出力し、第2の光源1983bは、方向1987aとは異なる方向1987bに指向された光分布1980bを出力する。第1の光源1983aからの光は、第2の面1819ではなく第1の面1817により優先的に反射され、第2の光源1983bからの光は、第1の面1817ではなく第2の面1819により優先的に反射される。例えば、第1の光源1983aからの光は、第2の面1819を優先的に透過した後に、第1の面1817から反射されてもよく、同様に、第2の光源1983bからの光は、第1の面1817を優先的に透過した後に、第2の面1819から反射されてもよい。光学システム1997は、ディスプレイパネルの外側表面であるディスプレイ表面1988を含み、例えば、2つのディスプレイモードを有してもよい。第1のモードでは、ディスプレイ表面1988は、第1の光出力分布1970により示される視野角の第1の特性セットを有する光を放射し、第2のモードでは、ディスプレイ表面1988は、第2の光出力分布1975により示される視野角の第2の特性セットを有する光を放射する。視野角の第1の特性セットと視野角の第2の特性セットとは、第1の光出力分布1970と第2の光出力分布1975により示されるように異なる幅を有してもよい。第1のモードは、比較的狭い光出力分布1970を生じさせ、プライバシーモードと記述することができ、第2のモードは、比較的広い光出力分布1975を生じさせ、共有モードと記述することができる。
本明細書で説明される光学システム1997などの光学システムを含むディスプレイは、偏光板(吸収性及び/又は反射)、並びに、画素を含み、赤、緑、及び青などの異なる色に相当し得るサブ画素を有する液晶(liquid crystal、LC)パネルなどの追加の従来のディスプレイ構成要素を含んでもよい。例えば、非対称転向フィルムを偏光板の1つに隣接して積層又は配置してもよい。ディスプレイを含む照明器具及びランプが、追加の転向フィルム(非対称又は対称)、輝度向上フィルム、拡散板、色フィルタ、反射板、偏光板などの任意の好適な光学要素又はフィルムを含んでもよい。
本明細書の格子アセンブリを組み込むことのできる光学積層体の他の例としては、国際出願第PCT/US2016/028766号(Boyd et al.)に記載されるような再利用転向フィルムが挙げられ、同文献は、本明細書に矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。図20は、例示的な光学積層体を分割した正面−側面立面断面図である。光学積層体2099は、ミクロ構造2011を有する構造化上表面2031aと、第1の面2017及び第2の面2019を伴うミクロ構造を有する構造化下表面2031bとを含む。本明細書の格子アセンブリのいずれかを、構造化上表面2031aと構造化下表面2031bの間で光学積層体2099に含めてもよい。
図20では、構造化表面(構造化上表面2031a及び構造化下表面2031b)は、ミクロ構造の長さ方向が概ね平行にならないように配置されている。一部の実施形態では、ミクロ構造の長さ方向は、互いに直交するように配向されている。しかし、構造化上表面と構造化下表面の両方が同時に存在する断面をより容易に示すために、図20は、(そのように注釈をつけられた本願の他の図と共に)分割した正面−側面立面断面図であり、つまり、各構造化表面の左側の基準座標系が示唆するように、図は、実際にはつなぎ合わされた2つの斜視図である。これらの構造化表面を基準にして他の構成要素の配向が、必要に応じて説明される。
構造化上表面2031aはミクロ構造2011を含む。一部の実施形態では、構造化上表面は複数の平行なミクロ構造を含む。一部の実施形態では、平行なミクロ構造は、線形のミクロ構造でもよい。線形とは、1つのミクロ構造のピークが、(例えば、上面図で見ると)構造化上表面を横切る線であることを意味する。一部の実施形態では、製造過程の限界を含む現実的な理由から、線形のミクロ構造は、厳密な意味での線形から僅かな偏差を含むことがある。一部の実施形態では、ミクロ構造は、周期的又は非周期的なピッチの変化を除いて、線形でもよい。一部の実施形態では、ミクロ構造は線形でもよいが、周期的又は非周期的のいずれかで高さが変化してもよい。一部の実施形態では、隣接するミクロ構造間に隙間又は「ランド」があってもよい。一部の実施形態では、構造化上表面2011は、隣接するミクロ構造間に約0.5マイクロメートル〜約5マイクロメートルの範囲の間隔を含む。間隔は、一定でもよく、又は変化してもよい。
ミクロ構造2011は、実質的に湾曲していてもよい。一部の実施形態では、ミクロ構造2011は、実質的に円柱又は実質的に半円柱の形状を有する。一部の実施形態では、ミクロ構造2011は、ミクロ構造の長さ方向と直交する断面に沿って半円形又は半楕円形である。一部の実施形態では、ミクロ構造2011は、ミクロ構造2011の基部と直交する線に沿ってミクロ構造2011のピークからミクロ構造2011の基部までで測定される高さhにより特徴付けられる。構造化上表面2031aの最下点によって、ミクロ構造2011の基部を決定してもよい。ミクロ構造2011は、曲率半径Rにより特徴付けられてもよく、h/Rの比率は、好適な任意の値でもよい。一部の実施形態では、h/Rは0.4以下である。
構造化上表面2031aは、好適な任意の方法及び好適な任意の材料で形成してもよい。例えば、構造化上表面2031aは、選択的にエッチング又は研削してもよい。一部の実施形態では、構造化上表面2031aは、少なくとも部分的に二光子マスタリング処理によって形成してもよい。一部の実施形態では、構造化上表面2031aは、反転形状のツールを利用する注型硬化法に基づく。一部の場合、構造化上表面は、適切な光露出によって樹脂を硬化し、モールド又はツールから離型し、その形状を恒久的に保持するようなUV架橋性又はUV硬化性樹脂から形成してもよい。一部の実施形態では、構造化上表面2031aは、3Dプリンティングなどの造形法により形成してもよい。一部の実施形態では、構造化上表面2031aは射出成形してもよい。構造化上表面2031aは、モノリシックな材料ピースに形成してもよく、又は基材若しくは寸法的に安定した層若しくは低反り性の層に配置された材料の上部層に形成してもよい。透明度、耐スクラッチ性若しくは耐摩耗性、低反り性、複屈折性若しくはその欠如、高精細表面化の能力、ヘイズ、Tg(ガラス遷移温度)、他の表面との潜在的な接合性、又は他の好適な任意の特徴などの、材料特性、物理特性、又は光学特性のために、1つ又は複数の材料を選択してもよい。
構造化下表面2031bは、第1の面2017及び第2の面2019をそれぞれに有するミクロ構造を含む。構造化上表面2031aと同じように、ミクロ構造は線形のミクロ構造でもよい。しかし、この図に示される例示的な構成では、上部構造及び下部構造のミクロ構造が、互いにほぼ直交して伸びるように、図20では斜視図が分割されていることを思い出されたい。構造化下表面2031bは、一部の実施形態では0.5マイクロメートル〜3マイクロメートルの間隔で、離れた別の隣接する構造を含んでもよい。
第1の面2019は、実質的に平坦であり、ミクロ構造の長さ方向と直交する断面から直線として現れる。第2の面2017は、湾曲しており、ミクロ構造の長さ方向と直交する断面から円弧又は曲線として現れる。一部の実施形態では、ミクロ構造は、例えば、2つよりも多い面、又は2つの面とピーク若しくは接合部分とを含んでもよい。一部の実施形態では、第2の面2017は、一定の曲率を有してもよく、又は区分毎に曲率を有してもよい。一部の実施形態では、第2の面2017は、連続的に変化する曲率を有してもよい。一部の実施形態では、各第1の面は、同じか又は実質的に同じ形状及びサイズでもよい。一部の実施形態では、各第2の面は、同じか又は実質的に同じ形状及びサイズでもよい。一部の実施形態では、第1の面及び第2の面の1つ以上は、周期的に、非周期的に、又はある勾配のいずれかで、形状又はサイズの1つ以上が変化してもよい。
光学積層体2099は、全体的に、好適な任意の材料又は材料の組合せから形成してもよく、好適な任意の寸法を有してもよい。一部の実施形態では、光学積層体2099は、特定のディスプレイ又は照明用途のためにサイズ決定又は形状決定してもよい。光学積層体2099の構造化表面上の構造は、記載したように直交して延びてもよく、又は単に第1の方向及び第2の方向に伸長若しくは延在してもよく、この場合、第1の方向と第2の方向は互いに異なる。例えば、第1の方向と第2の方向との間の角度が78〜90度でもよい。一部の実施形態では、構造化上表面と構造化下表面は、同じエリアをカバーする。一部の実施形態では、2つの構造化表面又はそれらの対応する基材は、第1の構造化表面2031aと第2の構造化表面2031bの間に含まれた本明細書の格子アセンブリによって互いに積層されるか又は貼り付けられている。
本明細書の光学積層体、偏光板積層体、又は光学システムのいずれかに使用される格子アセンブリが、1つ、2つ、3つ又はそれ以上の層を含んでもよい。一部の実施形態では、格子アセンブリの各層が、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択されてもよい。他の実施形態では、格子アセンブリに他の材料を使用してもよい。
図1には、本明細書による格子アセンブリが示されている。格子アセンブリ100は、第1の層110と、第1の層110に隣接する第2の層120と、第1の層110とは反対側で第2の層120に隣接する第3の層130とを含む。一部の実施形態では、第1の層110は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、第2の層120は架橋又は可溶性樹脂層であり、第3の層130は第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。格子アセンブリ100は、本明細書の格子アセンブリのいずれかの代わりに使用してもよい。例えば、2層格子アセンブリ1300を3層格子アセンブリ100により置き換えることができる。
粘弾性又はエラストマ性接着剤は、感圧接着剤(pressure−sensitive adhesive、PSA)、ゴム系接着剤(例えば、ゴム、ウレタン)及びシリコーン系接着剤でもよい。粘弾性又はエラストマ性接着剤としては、室温では非粘着性であるが、温度上昇時に一時的に粘着性となり、基材に固着できる熱活性化接着剤も挙げられる。熱活性化接着剤は、活性化温度で活性化し、この温度を上回ると、PSAと同様の粘弾性特性を有する。粘弾性又はエラストマ性接着剤は、実質的に透明で光学的に明澄でもよい。本明細書の粘弾性又はエラストマ性接着剤のいずれかが光学的に明澄な粘弾性の接着剤でもよい。エラストマ性材料は、約20パーセント超、又は約50パーセント超、又は約100パーセント超の破断伸びを有してもよい。粘弾性又はエラストマ性接着剤層は、実質的に100パーセント固形の接着剤として直接適用されてもよく、又は溶剤型接着剤をコーティングし、溶剤を気化させることによって形成してもよい。粘弾性又はエラストマ性接着剤は、溶融し、溶融状態で適用された後に、冷却されて粘弾性又はエラストマ性接着剤層を形成する熱溶融型接着剤でもよい。
好適な粘弾性又はエラストマ性接着剤としては、いずれもSt.Paul,MNにある3M Companyから入手可能な、エラストマ性のポリウレタン又はシリコーン接着剤、及び光学的に明澄な粘弾性の接着剤CEF22、817x及び818xが挙げられる。他の有用な粘弾性又はエラストマ性接着剤としては、スチレンブロックコポリマー、(メタ)アクリルブロックコポリマー、ポリビニルエーテル、ポリオレフィン及びポリ(メタ)アクリレート系のPSAが挙げられる。
本明細書の多層光学接着剤には架橋又は可溶性樹脂を使用してもよい。架橋性又は硬化性樹脂は、液体状態で表面に堆積又はコーティングした後に、例えば、光化学線又は熱を加えることによって、架橋樹脂層を形成するようにコーティングが硬化してもよい。硬化性樹脂のコーティングを硬化させるために使用される光化学線は、電子ビーム又は紫外(ultraviolet、UV)線でもよい。このようにして、コーティングされた樹脂を架橋させることで、複屈折性が低いか又は実質的にない層を形成することができる。
本明細書の光学接着剤に使用される好適な硬化性樹脂としては、ポリメチルメタクリレート(polymethyl methacrylate、PMMA)、脂肪族ウレタンジアクリレート(Sartomer Americas,Exton,PAから入手可能なPhotomer 6210など)、エポキシアクリレート(Sartomer Americasから入手可能なCN−120など)、及びフェノキシエチルアクリレート(Sigma−Aldrich Chemical Company,Milwaukee,WIから入手可能)などなどのUV硬化性アクリレートが挙げられる。好適な他の硬化性樹脂としては、MAPEI Americas(Deerfield Beach,FL)から入手可能なPrimer Mなどの湿気硬化性樹脂が挙げられる。好適な更なる粘弾性又はエラストマ性接着剤及び好適な更なる架橋性樹脂については、米国特許出願公開第2013/0011608号(Wolk et al.)に記載されている。
本明細書で用いる場合、「可溶性樹脂」とは、ウェブコーティング法に使用するのに適した溶剤に溶解する材料特性を有する樹脂である。一部の実施形態では、可溶性樹脂は、メチルエチルケトン(methyl ethyl ketone、MEK)、トルエン、エチルアセテート、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1,3ジオキソラン、テトラヒドロフラン(tetrahydrofuran、THF)、水及びそれらの組合せのうちの少なくとも1つに25℃で、少なくとも3重量パーセント、又は少なくとも5重量パーセント、又は少なくとも10重量パーセント又は少なくとも20重量パーセント又は少なくとも50重量パーセントまで溶ける。可溶性樹脂層は、溶剤型可溶性樹脂をコーティングし、溶剤を気化させることによって形成してもよい。可溶性樹脂層は、複屈折性が低いか又は実質的になくてもよい。好適な可溶性樹脂としては、Bostik,Inc.(Wauwatosa,WI)から入手可能なVITEL 1200B、Croda USA(New Castle,DE)から入手可能なPRIPOL 1006、及び、例えば米国特許第5,534,391号(Wang)に記載されるような可溶性アジリジン樹脂が挙げられる。
第1の層110と第2の層120の間の境界面135が構造化され、格子135aを画定する。境界面135は、所望の光学効果を提供するように構成される。例えば、境界面135に入射する光の少なくとも一部分が境界面135により屈折又は回折するように、境界面の幾何学形状及び境界面135全体の屈折率コントラスト(すなわち、境界面135の両側の材料の屈折率の差の絶対値)を選ぶことができる。第1の層110は第1の屈折率n1を有してもよく、第2の層120は、第1の屈折率n1とは異なり得る第2の屈折率n2を有してもよく、第3の層130は第3の屈折率n3を有してもよい。
本明細書の実施形態のいずれかの構造化境界面全体の屈折率コントラストは、モアレの低減などの所望の光学効果を実現するように選択してもよい。本明細書の実施形態のいずれかでは、任意の構造化境界面の両側の材料の屈折率の間の差の大きさ(すなわち絶対値)(すなわち、境界面全体の屈折率コントラスト)は、少なくとも0.001又は少なくとも0.003又は少なくとも0.005又は少なくとも0.008又は少なくとも0.01でもよい。一部の実施形態では、屈折率コントラストは、約0.5未満又は約0.4未満又は約0.2未満でもよい。一部の実施形態では、境界面全体の屈折率コントラストは、少なくとも0.001であり、約0.5未満である。図1に示される実施形態では、境界面135の両側の材料の屈折率の間の差の大きさ(すなわち、境界面135の屈折率コントラスト)は、|n1−n2|により与えられる。一部の実施形態では、境界面135は、ピークから谷までの高さh及びピッチPを有する格子135aを画定する。2つの透明又は半透明材料の間の境界面は、境界面に入射する可視光の少なくとも一部を回折させる周期的又は準周期的構造をこの境界面が有する場合に、格子を画定するということができる。
本明細書の格子アセンブリ又は光学積層体の層のいずれかが、層の屈折率を調節するために無機ナノ粒子などのフィラーを含んでもよい。例えば、第1の層110及び/又は第3の層130は、接着剤中に分散したナノ粒子を有する粘弾性又はエラストマ性接着剤層でもよい。同様に、第2の層120は、無機ナノ粒子を含む架橋した又はコーティング可能な樹脂層でもよい。好適なナノ粒子としては、ジルコニアナノ粒子が挙げられる。ナノ粒子は、約1nm〜約50nmの範囲又は約2nm〜約25nmの範囲の体積平均直径を有してもよい。好適な更なるナノ粒子については、米国特許出願公開第2013/0338251号(Joly et al.)に記載されている。そのような層の屈折率は、例えば、約1.55超、又は約1.6超、又は約1.65超でもよい。第2の層120は、超低屈折率(ultra low index、ULI)層、例えば、米国特許出願公開第2012/0038990号(Hao et al.)に記載されるようなナノボイド構造のULI層でもよい。そのようなULI層は、約1.35未満又は約1.3未満又は約1.25未満又は約1.2未満又は約1.15未満の屈折率を有してもよい。
本明細書で説明される実施形態のいずれかの場合、任意の格子のピッチは、約1マイクロメートル超、又は約2マイクロメートル超、又は約4マイクロメートル超、又は約6マイクロメートル超でもよく、約60マイクロメートル未満、又は約50マイクロメートル未満、又は約40マイクロメートル未満、又は約30マイクロメートル未満でもよい。例えば、一部の実施形態では、ピッチは、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートル、又は約4マイクロメートル〜約40マイクロメートルである。
ピッチ及び高さは、格子に入射する光の少なくとも一部分に回折及び/又は屈折を生じさせるように選択してもよい。一部の実施形態では、本明細書の格子アセンブリは、周期的に変化する光学フィルム層とディスプレイとの相互作用により生じるモアレを低減させるために、周期的に変化する光学フィルム層と共にディスプレイに使用することができる。
第2の層120と第3の層130の間の境界面137は、図1に例示されるように、構造化しなくてもよく(すなわち、実質的に平坦なままである)、又は本明細書の他の箇所で更に説明されるような光学効果をもたらすように構造化してもよい。
格子アセンブリ100は、プライバシーフィルムなどの周期的に変化するフィルムを、例えばディスプレイパネルに貼り付けるために使用できる接着性物品でもよい。一部の実施形態では、境界面135及び/又は境界面137は、格子アセンブリ100がカバーガラス及び/又はディスプレイパネルに貼り付けられる場合、モアレを低減させる回折効果をもたらすように構成されている。
第1の層110は外側主表面140を含み、第3の層130は外側主表面145を含む。一部の実施形態では、格子アセンブリ100には、外側主表面140に直接隣接する第1の剥離フィルム、及び/又は外側主表面145に直接隣接する第2の剥離フィルムが設けられる。第1及び第2の剥離フィルムは、ディスプレイにおける格子アセンブリ100の使用前に取り除かれることが意図された犠牲膜である。剥離表面を有する剥離フィルムが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層の外側主表面に直接隣接する剥離表面を有する、本明細書の多層光学接着剤のいずれかと共に含まれてもよい。剥離フィルムは、剥離フィルムが取り除かれると、粘弾性又はエラストマ性接着剤層の外側構造化表面が、空気抜き用のチャネルを提供するように構造化されるような構造を提供することができる。一部の実施形態では、粘弾性又はエラストマ性接着剤層は、層が表面に貼り付けられた後にチャネルを除去するために、表面を湿潤させることができる。好適な接着剤及び空気抜き構造については、例えば米国特許出願公開第2007/0212535号(Sherman el al.)に記載されている。
本明細書で説明される実施形態のいずれかでは、2つの粘弾性又はエラストマ性接着剤層の間に配置された層が、25マイクロメートル未満、又は20マイクロメートル未満、又は15マイクロメートル未満、又は10マイクロメートル未満のランド厚さ(すなわち、構造の高さを除いた厚さ)を有してもよい。一部の実施形態では、ランド厚さは、約1マイクロメートル超又は約3マイクロメートル超又は約5マイクロメートル超でもよい。25マイクロメートル未満のランド厚さを有する層を使用することは、層がキャリアフィルムである場合、従来の技術では容易に実現できなかった。これは、キャリアフィルムが、自己支持型となるように、典型的に50マイクロメートル以上の厚さを有するためである。よって、本明細書の多層光学接着剤は、従来の技術により実現できなかった、厚さが薄く、キャリアフィルムに付随する光学アーティファクトを伴わない構造化物品を提供する。
本明細書で説明される実施形態のいずれかでは、格子アセンブリの各層が実質的に透過性でもよい。例えば、格子アセンブリ100の第1の層110は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層でもよく、第2の層120は第1の架橋又は可溶性樹脂層でもよく、第3の層130は第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層でもよく、第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層、第1の架橋又は可溶性樹脂層、及び第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層のそれぞれが、実質的に透過性でもよい。
層を通って伝搬する可視光の実質的に全てが層を透過するか又は層の境界の境界面で反射する材料特性を有する場合に、層は実質的に透過性であると記述される。一部の実施形態では、層に入射する波長550nmの光の95%超又は97%超が層を透過するか又は層の境界の境界面から反射する。
図2Aには、2つの構造化境界面が本明細書の格子アセンブリに存在する実施形態が例示されている。格子アセンブリ200は、第1の層210と、第1の層210に直接隣接する第2の層220と、第1の層210とは反対側で第2の層220に直接隣接する第3の層230とを含む。一部の実施形態では、第1の層210は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、第2の層220は架橋又は可溶性樹脂層であり、第3の層230は第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。
第1の層210は外側主表面240を含み、第3の層230は外側主表面245を含む。一部の実施形態では、格子アセンブリ200には、外側主表面240に直接隣接する第1の剥離フィルム、及び/又は外側主表面245に直接隣接する第2の剥離フィルムが設けられている。
格子アセンブリ200は、第1の層210と第2の層220の間の第1の構造化境界面235と、第2の層220と第3の層230の間の第2の構造化境界面237とを含む。第1の境界面235は第1の格子235aを規定し、第2の境界面237は第2の格子237aを規定する。一部の実施形態では、第1の格子235aは第1の方向に延び、第2の格子237aは、第1の方向とは異なる第2の方向に延びる。
第2の層220は、ランド厚さt(すなわち、構造の高さを除いた厚さ)を有する。一部の実施形態では、ランド厚さtは、25マイクロメートル未満(又は20マイクロメートル未満又は15マイクロメートル未満又は10マイクロメートル未満)である。一部の実施形態では、ランド厚さtは、約1マイクロメートル超又は約3マイクロメートル超又は約5マイクロメートル超でもよい。
図2Bは、第1の方向213に延びる要素212により表された第1の格子と、第2の方向215に延びる要素214により表された第2の格子とを有し、第1の方向213と第2の方向215の間に角度226を伴う、格子アセンブリの概略的上方斜視図である。要素212により表された第1の格子は第1のピッチ232を有し、要素214により表された第2の格子は第2のピッチ234を有する。多くの実施形態では、第2の方向215は第1の方向213とは異なる。一部の実施形態では、角度226は、0度超、又は約5度超、又は約10度超、又は約20度超であり、90度以下である。90度超の角度が90度未満の補角と同等であることが理解されるであろう。一部の実施形態では、第1の方向213と第2の方向215は実質的に直交する。一部の実施形態では、第1のピッチ232と第2のピッチ234はほぼ等しい。他の実施形態では、第1のピッチ232と第2のピッチ234は異なる。一部の実施形態では、図2Bの格子アセンブリを含む光学積層体が、第1の方向213と第2の方向215の中間のピッチ方向を有する周期的に変化する光学フィルム層を含む。
図3には、2つの構造化境界面が本明細書の格子アセンブリに存在する別の実施形態が例示されている。格子アセンブリ300は、第1の層310と、第1の層310に直接隣接する第2の層320と、第1の層310とは反対側で第2の層320に直接隣接する第3の層330とを含む。第1の層310は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、第2の層320は架橋又は可溶性樹脂層であり、第3の層330は第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。本明細書で用いる場合、架橋又は可溶性樹脂層が、1つ以上の下位層を含んでもよく、この場合、各下位層が架橋又は可溶性樹脂層であり、架橋又は可溶性樹脂層ではない下位層を含まない。第2の層320は、第1の層310に直接隣接する第1の下層322と、第1の下層322に直接隣接すると共に第3の層330に直接隣接する第2の下層324とを含む。格子アセンブリ300は、第1の層310と第1の下層322の間の第1の境界面335と、第1の下層322と第2の下層324の間の第2の境界面336と、第2の下層324と第3の層330の間の第3の境界面337とを含む。例示される実施形態では、第1の境界面335及び第2の境界面336は、構造化され、第1の格子335a及び第2の格子336aをそれぞれ画定し、第3の境界面337は構造化されない。他の実施形態では、第1の境界面335、第2の境界面336及び第3の境界面337のうちのいずれか1つ、2つ又は全てが構造化される。
第1の層310は外側主表面340を含み、第3の層330は外側主表面345を含む。一部の実施形態では、格子アセンブリ300には、外側主表面340に直接隣接する第1の剥離フィルム、及び/又は外側主表面345に直接隣接する第2の剥離フィルムが設けられている。
一部の実施形態では、格子アセンブリの1つ以上の層が、図4に例示されるように不連続である。格子アセンブリ400は、第1の層410と、第1の層410に直接隣接する第2の層420と、第1の層410とは反対側で第2の層420に直接隣接する第3の層430とを含む。第3の層430は第1の層410と接触している。一部の実施形態では、第1の層410は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、第2の層420は架橋又は可溶性樹脂層であり、第3の層430は第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。第2の層420は不連続である。格子アセンブリ400は、第1の主表面440、第2の主表面445、第1の層410と第2の層420の間の第1の境界面435、第2の層420と第3の層430の間の第2の境界面437、及び第1の層410と第3の層430の間の第3の境界面438を含む。
一部の実施形態では、第1の境界面435、第2の境界面437及び第3の境界面438は、格子アセンブリの主表面(440又は445)に入射する光の少なくとも一部分を回折させる格子を画定する。格子は、ピッチP及びピークから谷までの高さhを有する。一部の実施形態では、第1の層410は第1の屈折率n1を有し、第2の層420は、n1とは異なる第2の屈折率n2を有する。一部の実施形態では、第1の層410と第2の層420の間の屈折率の絶対値を乗じたh(すなわち、h×|n1−n2|)が約150nm〜約350nmの範囲であり、ピッチPは約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲である。
一部の実施形態では、第3の層430は、粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり得る追加の層でもよく、又は何らかの他の層でもよい。一部の実施形態では、第1の層410は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、第2の層420は不連続層であり、第1の層410は、ディスプレイの層の表面に、第2の層420が表面に向くように貼り付けられる。第3の層430は、本明細書の他の箇所で説明されるように、格子アセンブリ400を周期的に変化する光学フィルムに貼り付けるために使用される粘弾性又はエラストマ性接着剤層でもよい。
第2の層420は、例えばインクジェット印刷により、第1の層410に適用してもよい。一部の実施形態では、格子アセンブリ400は、第1の層410に構造化表面を設けることによって製作される。そして、構造化表面に溶剤型樹脂をコーティングし、その後に溶剤を気化させ、不連続な第2の層420を作り出すように、構造化表面を部分的に充填することができる。そして、不連続な第2の層420の上及び第1の層410のうち構造化表面の不連続な第2の層420によりカバーされていない部分の上に第3の層430をコーティングすることができる。一部の実施形態では、第2の層420は、第1の層410の構造化されていない表面に材料を印刷することによって形成される。材料は、第1の層410の表面に拡散し、第1の主表面440とは反対側の第1の層410の主表面の近くに配置される不連続な第2の層420を形成する樹脂でもよい。
第2の層420は、パターンを成す複数の離散的な物体を含んでもよい。離散的な物体は、ドット、クロスハッチ、リブ、枕状物体(上部が外側に湾曲するよう変形された矩形平行六面体物体)又はそれらの組合せでもよい。図5は、不連続な第2の層の断面図を示しており、ドット521、リブ522、クロスハッチ523、及び、一部の実施形態ではドーム状の外側表面を有し得る矩形平行六面体524を示している。
本明細書による格子アセンブリは、図6に例示されるように3つ以上の層を含んでもよい。格子アセンブリ600は、第1の層610、第1の層610に直接隣接する第2の層620、第1の層610とは反対側で第2の層620に直接隣接する第3の層630、第2の層620とは反対側で第3の層630に直接隣接する第4の層650、及び第3の層630とは反対側で第4の層650に直接隣接する第5の層660を含む。一部の実施形態では、第1の層610は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、第2の層620は第1の架橋又は可溶性樹脂層であり、第3の層630は第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、第4の層650は第2の架橋又は可溶性樹脂層であり、第5の層660は第3の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。格子アセンブリ600は、第1の層610と第2の層620の間の第1の境界面635、第2の層620と第3の層630の間の第2の境界面637、第3の層630と第4の層650の間の第3の境界面638、及び第4の層650と第5の層660の間の第4の境界面639を含む。格子アセンブリ600は、図2の第1の格子アセンブリ200の外側主表面245を第2の格子アセンブリ200の外側主表面240に貼り付けることによって製作することができる。格子アセンブリ600は、本明細書の他の箇所で説明される処理により層毎に製作することもできる。
一部の実施形態では、第1の境界面635、第2の境界面637、第3の境界面638及び第4の境界面639のうちの少なくとも2つが、構造化され格子を画定する。一部の実施形態では、第1の境界面635、第2の境界面637、第3の境界面638及び第4の境界面639のうちの1つ、2つ、3つ又は全てが、構造化され格子を画定する。一部の実施形態では、第1の境界面635、第2の境界面637、第3の境界面638及び第4の境界面639は、第1の方向に延びる第1の格子と、第1の方向とは異なる第2の方向に延びる第2の格子とを画定する。
第1の層610は外側主表面640を含み、第3の層630は外側主表面645を含む。一部の実施形態では、格子アセンブリ600には、ディスプレイ内若しくは上に組み込む前、又は周期的に変化する光学フィルムに貼り付ける前に、外側主表面640に隣接する第1の剥離フィルム、及び/又は外側主表面645に隣接する第2の剥離フィルムが設けられる。
本明細書によれば、2つの接着剤の間の境界面が構造化され、時間を経ても熱及び機械的変形に対して境界面が安定している場合には、第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層及び第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層からモアレの低減に有用な格子アセンブリを構成できることが発見された。
図7には、本明細書による格子アセンブリが示されている。格子アセンブリ700は、第1の層710、及び第1の層710に隣接する第2の層730を含む。第1の層710は、第1の屈折率n1を有する第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、第2の層730は、n1とは異なる第2の屈折率n2を有する第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。格子アセンブリ700は、格子735aを画定する境界面735を含む。格子は、ピークから谷までの高さh及びピッチPを有する。格子全体の屈折率コントラスト|n1−n2|を乗じたピークから谷までの高さhが、約150nm〜約350nmの範囲でもよく、ピッチは約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲でもよい。本明細書の他の箇所で説明されるように、この範囲は、良好なモアレ解消特性をもたらすことが分かった。
第1の層710は外側主表面740を含み、第3の層730は外側主表面745を含む。一部の実施形態では、格子アセンブリ700には、ディスプレイ内の光学積層体に組み込む前に、外側主表面740に直接隣接する第1の剥離表面を有する第1の剥離フィルム、及び/又は外側主表面745に直接隣接する第2の剥離表面を有する第2の剥離フィルムが設けられる。
本明細書の格子アセンブリの一部の実施形態では、光を制御して拡散する複数の粒子又はビーズを1つ以上の層に加えてもよい。格子アセンブリがモアレの低減に使用される実施形態では、そのようなビーズは、格子アセンブリを通して見るときに画素サイズよりも大きなエリアに画素イメージを広げ、このことはモアレの低減を助長する。モアレの低減に加えて、複数の粒子又はビーズを組み込むことによって、発生し得る玉虫色を低減させることができる。格子アセンブリがディスプレイに含まれていると、格子アセンブリからの周辺光の反射が周波数に依存するため、玉虫色が時折観察されることがある。アンチグレア層によって、そのような玉虫色を著しく低減させることができるが、玉虫色は、アンチグレア層を組み込んでいないディスプレイでは不都合となることがある。格子アセンブリに、又は格子アセンブリを含む光学積層体の層に粒子を組み込むことによって、玉虫色を低減させるか又は実質的に無くすことができる。本明細書で説明される格子アセンブリ又は光学積層体のいずれかの任意の層に粒子を組み込んでもよい。粒子は、格子に直接隣接する層に組み込んでもよく、又は格子層に近接して配置された別個の追加の層に組み込んでもよい。別個の追加の層は、表面が実質的に構造化されないフィルムでもよい。
画素イメージを所望の程度に拡張させる、及び/又は玉虫色を所望のように低減させるには、約0.5マイクロメートル〜約30マイクロメートルの範囲の粒子サイズ(すなわち平均直径)が効果的であることが判明した。本明細書で用いる場合、平均直径は、別に指定しない限り、平均化された値又は重み付けされていない平均を指す。一部の実施形態では、粒子の平均直径は、約0.5マイクロメートル超、又は約1マイクロメートル超、又は約2マイクロメートル超であり、約30マイクロメートル未満、又は約20マイクロメートル未満、又は約10マイクロメートル未満である。
粒子と粒子が配置される媒体との間の屈折率差の絶対値が、本明細書では|Δn|と示される。画素イメージを所望の程度に拡張させる、及び/又は玉虫色を所望のように低減させるには、約0.001〜約0.1の範囲の|Δn|が効果的であることが分かった。一部の実施形態では、|Δn|は、約0.001超又は約0.003超であり、約0.1未満又は約0.05未満又は約0.01未満である。一部の実施形態では、|Δn|は約0.003〜約0.007の範囲である。例えば、光学的に明澄な接着剤CEF22(3M Company,St.Paulから入手可能)中のPMMAビーズが、532nmで約0.005(並びに405nmで約0.004及び632nmで約0.003)の|Δn|をもたらす。粒子は、所望の範囲のサイズ及び屈折率を有する任意の粒子とすることができる。粒子は、球状、楕円体状、不規則的な形状又は他の形状を有することができる。ガラスビーズ又はポリマービーズを使用してもよい。
一部の実施形態では、粒子は実質的に単分散である。実質的に単分散である粒子は、90パーセント以上又は95パーセント以上の粒子が、平均粒子直径の5パーセント以内又は10パーセント以内の直径を有するような、粒子直径の分布を有してもよい。実質的に単分散である粒子は、約10パーセント未満、約5パーセント未満、又は約4パーセント未満の変動係数(標準偏差を平均で除して100倍したパーセント)を有する粒子直径の分布を有してもよい。好適な実質的に単分散である粒子としては、約3.5パーセントを下回る変動係数を有する、Microbeads AS(Skedsmokorset、Norway)による単分散PMMA微粒子又はEPRUI Nanoparticles&Microspheres Co.Ltd.(Nanjing China)による単分散PMMA微粒子が挙げられる。
画素イメージを所望の程度に拡張させる、及び/又は玉虫色を所望のように低減させるには、約104mm−3〜約108mm−3の数密度で粒子を使用することが効果的であることが分かった。典型的に、大きな粒子サイズを使用するときには、より小さな数密度が有用であり、より小さな粒子サイズを使用するときには、より大きな数密度が有用である。一部の実施形態では、数密度は、104mm−3又は105mm−3超であり、108mm−3又は107mm−3未満である。
図8A〜図8Gには、本明細書による格子アセンブリの製作方法が例示されている。図8Aは、第1の構造化剥離表面840を有する第1の剥離ツール805を示している。本明細書で用いる場合、剥離ツールは剥離フィルムでもよい。例えば、本明細書の他の箇所で一層詳しく説明されるように、構造をフィルムに作製することができ、構造の表面を剥離処理して、構造化された剥離フィルムを形成することができる。第1の剥離ツール805の第1の構造化剥離表面840上に第1の材料をコーティングし、第1の剥離ツール805に第1の層810を形成することにより、図8Bに例示されるようなコーティングされた剥離ツール806が得られる。一部の実施形態では、第1の層810は実質的に連続している。他の実施形態では、第1の層810は不連続でもよい。他の箇所で説明されるように、インクジェット印刷又は溶剤コーティング技術によって不連続層を施与することができる。次の処理工程では、図8Cに例示されるように第1の材料に第2の材料が施与される。第2の材料は、第1の剥離ツール805とは反対側で第1の層810に直接隣接する第2の層820を形成する。第1の層810と第2の層820の間に境界面837が形成される。図8Dに例示されるような物品801を形成するために、第2の層820に第2の剥離ツール855が施与される。第2の剥離ツール855は、第2の剥離表面845が第2の材料に面するように、第1の材料とは反対側で第2の材料に直接隣接する。図8C及び図8Dに例示される工程に代えて、第2の剥離ツール855の第2の剥離表面845に第2の材料を配置する。そして、コーティングされた剥離ツールは、第1の材料に施与され、物品801を提供する。一部の実施形態では、第1の層810及び第2の層820の少なくとも一方は、粘弾性又はエラストマ性接着剤である。したがって物品801は、光学的接着剤であり、剥離ツール805又は855を取り除いた後に表面に貼り付けることができる。
一部の実施形態では、第1の材料は第1のコーティング可能な樹脂であり、硬化性樹脂又は溶剤型樹脂であってよい。一部の実施形態では、第1の材料は硬化性樹脂であり、この場合、樹脂を硬化させて架橋樹脂層を作り出すように硬化工程を適用してもよい。硬化工程は、第2の層820及び第2の剥離ツール855を施与する前又は施与した後に適用されてもよい。一部の実施形態では、第1の材料は溶剤型可溶性樹脂であり、この場合、硬化した可溶性樹脂層を形成するために溶剤気化工程を適用してもよい。第2の層820を施与する前に溶剤気化工程を適用してもよい。
一部の実施形態では、第2の材料は粘弾性又はエラストマ性接着剤であり、第1の材料はハードコート樹脂である。すなわち、材料が外層となり得る用途において、硬化したときに適切な鉛筆硬度又は耐摩耗性をもたらすのに十分な硬度を有する樹脂である。例えば、硬化したハードコート樹脂は、HB超又はH超の鉛筆硬度を提供することができる。この場合、物品801は、例えば、粘弾性又はエラストマ性接着剤層(第2の層820)を露出させるように第2の剥離ツール855を取り除くことによって、モアレを解消する光学的接着剤として使用することができ、その後にディスプレイ表面に貼り付けることができる。第1の剥離ツール805は、ハードコート層(第1の層810)の構造化表面を露出させるように取り除くことができる。物品801がディスプレイ用途で使用される一部の実施形態では、剥離ツール805及び855は、物品801がディスプレイに使用される前に取り除かれる犠牲層である。
物品801は、図8E〜図8Gに例示されるように、追加の層を加えるために更に処理することができる。第1の剥離ツール805は、取り除かれることにより、第1の層810の構造化主表面841を露出させ、図8Eに示される物品802が得られる。次に第3の材料が構造化主表面841に適用され、図8Fに示されるように、第3の層830を有する物品803を形成する。第1の層810と第3の層830の間に境界面842が形成され、格子842aを画定する。一部の実施形態では、第3の剥離ツール859の第3の剥離表面848が第3の層830に面するように第3の剥離ツール859が第3の層830に施与され、図8Gに示されるような物品804を形成する。図8F〜図8Gに示される工程に代えて、第3の材料を第3の剥離ツール859の第3の剥離表面にコーティングすることにより、コーティングされた剥離ツールを形成し、その後に、第3の材料が構造化主表面841に面するように、コーティングされた剥離ツールを構造化主表面841に施与する。多くの実施形態では、第2の層820及び第3の層830の少なくとも一方は、粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。したがって物品804は、剥離ツール859又は855を取り除いた後に表面に貼り付けることのできる光学的接着剤である。一部の実施形態では、第1の材料は光学的に明澄な第1の粘弾性接着剤であり、第3の材料は、第1の材料と同じか又は異なり得る光学的に明澄な第2の粘弾性接着剤である。一部の実施形態では、第3の材料は、硬化性樹脂又は溶剤型樹脂であり得る第2のコーティング可能な樹脂である。
剥離ツール855及び859は、物品804が光学的接着剤としてディスプレイ又は他の用途で使用される前に取り除かれる、剥離フィルムなどの犠牲層でもよい。一部の実施形態では、第2の材料と第3の材料は、同じか又は異なる粘弾性又はエラストマ性接着剤である。
一部の実施形態では、剥離ツール855及び859の一方又は両方は、表面845及び/又は848が構造化表面であり、処理により2つ又は3つの構造化表面を有する光学的接着剤が得られるように構造化される。この場合、構造化された剥離ライナーを取り除くことにより、構造化表面を露出させ、その後に露出した構造化表面に第4の材料を施与するという、処理を繰り返すことができる。そのような処理は、例えば図6に示される格子アセンブリ600などの多層化物品を製作するために使用することができる。
一部の実施形態では、第1、第2及び第3の剥離ツールのいずれか又は全てが剥離フィルムでもよい。一部の実施形態では、図8A〜図8Gに例示される工程は連続ロールツーロール法で行われる。
一部の実施形態では、第1の層810、第2の層820及び第3の層830のそれぞれは連続層である。一部の実施形態では、第2の層820又は第3の層830又は両方は不連続である。一部の実施形態では、第1の層810は不連続である。インクジェット印刷技術を用いて、又は、構造をコーティングし、溶剤を気化させて、不連続層となる構造を部分的に充填する標準的な溶剤型コーティング技術を用いて、層を施与することによって任意の層を不連続に作製することができる。任意の不連続層は、他の箇所で説明されるような複数の別個の物体を含んでもよい。一部の実施形態では、第1の材料は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤であり、第2の材料は、第1の材料と同じか又は異なり得る第2の粘弾性又はエラストマ性材料である。
図9A〜図9Fには、本明細書による格子アセンブリの製作方法が例示されている。図9Aは、第1の構造化剥離表面940を有する第1の剥離ツール905を示している。第1の剥離ツール905の第1の構造化剥離表面940が第1の材料でコーティングされ、第1の層910を形成し、図9Bに例示されるようなコーティングされた剥離ツール906となる。一部の実施形態では、第1の層910は実質的に連続している。他の実施形態では、第1の層910は、他の箇所で説明されるような不連続層でもよい。一部の実施形態では、第1の材料は、硬化性樹脂又は溶剤型樹脂であり得るコーティング可能な樹脂である。次に、図9Cに例示されるような物品901を形成するために、第1の層910に第2の剥離ツール955が施与される。第2の剥離ツール955は、第2の剥離表面945が第1の材料に面するように、第1の剥離ツール905とは反対側で第1の材料に直接隣接する。その代わりに、第1の材料を第2の剥離ツール955にコーティングし、その後に、コーティングされた剥離ツールを第1の剥離ツール905に施与してもよい。
次に、第1の剥離ツール905を取り除くことにより、図9Dに示される物品902の第1の層910の構造化主表面941を露出させる。構造化主表面941に第2の材料を施与し、図9Eに示されるように、第2の層920を有する物品903を形成する。第1の層910と第2の層920の間に境界面942が形成され、格子942aを画定する。一部の実施形態では、第3の剥離ツール959の第3の剥離表面948が第2の層920に面するように、第3の剥離ツール959が第2の層920に施与され、図9Fに示されるような物品904を形成する。図9E〜図9Fに示される工程に代えて、第3の剥離ツール959の第3の剥離表面948に第2の材料をコーティングすることにより、コーティングされた剥離ツールを形成し、その後に、第2の材料が構造化主表面941に面するように、コーティングされた剥離ツールを構造化主表面941に施与する。
多くの実施形態では、第1の材料及び/又は第2の材料は接着剤であり、物品904は光学的接着剤である。一部の実施形態では、第1の材料は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤であり、第2の材料は、第1の材料とは異なる第2の粘弾性又はエラストマ性材料である。一部の実施形態では、第1の材料は光学的に明澄な第1の粘弾性接着剤であり、第2の材料は、第1の材料とは異なる光学的に明澄な第2の粘弾性接着剤である。
図10A〜図10Fには、本明細書による光学積層体の製作方法が例示されている。図10Aは、第1の構造化剥離表面1040を有する第1の剥離ツール1005を示している。第1の剥離ツール1005の第1の構造化剥離表面1040が第1の材料でコーティングされ、第1の層1010を形成し、図10Bに例示されるようなコーティングされた剥離ツール1006となる。一部の実施形態では、第1の層1010は実質的に連続している。他の実施形態では、第1の層1010は、他の箇所で説明されるような不連続層でもよい。一部の実施形態では、第1の材料は、硬化性樹脂又は溶剤型樹脂であり得るコーティング可能な樹脂である。一部の実施形態では、第1の材料は、他の箇所で説明されるようなハードコート樹脂である。次に、第2の剥離表面1045を有する第2の剥離ツール1055が第1の層1010に施与され、図10Cに例示されるような物品1007を形成する。第1の材料は、図10A〜図10Fに例示される実施形態では構造化表面である第2の剥離表面1045を充填しコーティングするように流動化するか又は変形する。表面1045は、第1の層1010の上側部分が周期的に変化する光学フィルム層となるように、周期的に変化してもよい。次に、第1の剥離ツール1005を取り除き、第1の層1010の第1の構造化表面1041を露出させる。第2の材料でコーティングされた第3の剥離ツールを第1の構造化表面1041に施与して、第1の層1010との境界面1042を形成する第2の層1020を形成し、図10Dに例示されるような物品1008を作り出す。境界面1042は格子1042bを画定する。一部の実施形態では、第2の層1020は粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、物品1008は光学的接着剤である。その代わりに、第1の構造化表面1041に第2の材料をコーティングして第2の層1020及び境界面1042を形成してもよく、その後に第3の剥離ツール1059を、第3の剥離表面1048が第2の層1020に面するように第2の層1020に施与してもよい。
次に、第2の剥離ツール1055は、第1の層1010の第2の構造化表面1049を露出させるように取り除かれ、図10Eに例示されるような物品1001を形成する。一部の実施形態では、第2の層1020は粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、物品1001は光学的接着剤である。第3の材料でコーティングされた第4の剥離ツールが、第2の構造化表面1049に施与され、物品1002の断面図を示す図10Fに例示されるように、第1の層1010との境界面1037を形成する第3の層1030を形成する。第3の層1030は、周期的に変化する光学フィルム層でもよい。その代わりに、第2の構造化表面1049に第3の材料をコーティングし、第3の層1030及び境界面1037を形成してもよく、その後に第4の剥離ツール1062を、第3の剥離表面1066が第3の層1030に面するように第3の層1030に施与してもよい。一部の実施形態では、第2の層1020及び第3の層1030の少なくとも一方は、物品1002が光学的接着剤となるように、粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。
図8A〜図10Fに例示される方法のいずれかを連続ロールツーロール法で実行することができる。図11は、例えば図8Eの物品802を製作するための連続処理を例示している。例えば図8Gの物品804を製作するために追加の連続処理工程を含むことができる。
図11の処理に使用される構造化された剥離ツールは、繰り出しロール1161に設けられた構造化された剥離フィルム1105である。構造化された剥離フィルムは、繰り出しロール1161から連続的に繰り出され、物品1101を製造するために、他の箇所で説明される種々の段階でコーティングされる。構造化された剥離フィルム1105は、物品1102を製造するために物品1101から取り除かれ、取り除かれた物品は巻き取りロール1171に連続的に巻き付けられる。図11に例示されるシステムは、システムを通る各種フィルムの運動を促進する種々のローラ1189を含む。
例えば、連続式注型硬化法によって、PETフィルムなどのフィルムに構造化表面を形成することによって、構造化された剥離フィルムを準備することができる。連続式注型硬化法では、反転パターンをダイアモンド治工具を用いて銅製ロールに刻むことによって、高精細表面化ロールを作ることができる。そしてこの銅製ロールは、重合性樹脂を利用する連続式注型硬化法によって基材にパターンを作製するために使用できる。好適なダイアモンド治工具が、当該技術分野で知られており、米国特許第7,140,812号(Bryan et al.)に記載されたダイアモンド治工具が含まれる。連続式注型硬化法が、当該技術分野で知られており、以下の特許に記載されている:米国特許第4,374,077号(Kerfeld)、同第4,576,850号(Martens)、同第5,175,030号(Lu et al.)、同第5,271,968号(Coyle et al.)、同第5,558,740号(Bernard et al.)、及び同第5,995,690号(Kotz et al.)。得られた構造は、構造化された剥離フィルム1105を製造するために、従来の表面処理技術を用いて処理することができる。例えば、表面処理としては、酸素プラズマ処理と、それに続くテトラメチルシラン(tetramethylsilane、TMS)プラズマ処理が挙げられる。
構造化された剥離フィルム1105は、繰り出しロール1161から繰り出され、コーティングされた剥離フィルム1106を製造するために、放射線(例えば紫外線(ultraviolet、UV))硬化性樹脂であり得る第1の材料でコーティングされる。第1の材料は、ダイコータ1185を使用して、構造化された剥離フィルム1105の構造化表面にダイコーティングしてもよい。
繰り出しロール1162では、第1の剥離ライナーと第2の剥離ライナーの間に接着剤(例えば、粘弾性又はエラストマ性接着剤)が設けられる。第1の剥離ライナー1181は取り除かれ、巻き取りロール1172に巻き付けられる。接着剤がコーティングされた剥離ライナー1182の接着剤の露出表面は、コーティングされた剥離フィルム1106に適用され、ニップローラ1190とバックアップロール1192の間を通過する。一部の実施形態では、第1の材料はUV硬化性樹脂であり、これがバックアップロール1192を通過するときに樹脂を硬化させるUV硬化ステーション1166が設けられている。接着剤及び第2の剥離ライナーを所定位置に有するコーティングされた剥離フィルム1106は、多層化物品1101となる。構造化された剥離フィルム1105は多層化物品1101から取り除かれ、巻き取りロール1171に巻き付けられた多層化物品1102を形成する。取り除かれた構造化された剥離フィルム1105は、巻き取りロール1173に巻き付けられる。物品1102は、図8Eの物品802としての一般構造を有することができる。代わりの処理では、接着剤がコーティングされた追加の剥離ライナーを、物品1102の露出した構造化表面に適用する工程が追加される。このことにより、図8Gの物品804の一般構造を有する物品を作り出すことができる。
別の実施形態では、第1の材料はダイコータ1185で適用されず、接着剤がコーティングされた剥離ライナー1182が、構造化された剥離フィルム1105に直接適用される。この実施形態では、UV硬化ステーション1166を省略してもよい。物品1101は、図9Cの物品901の一般構造を有してもよく、物品1102は、図9Dの物品902の一般構造を有してもよい。物品1102の露出した構造化表面は、その後に、接着剤及び適用された剥離ライナーでコーティングすることができ、図9Fの物品904の一般構造を有する物品が得られる。
一部の実施形態では、図11に例示されるのと同様の処理によって、図10Dの物品1008が製造される。ただし、繰り出しロール1162は、第2の構造化された剥離フィルムを含む繰り出しロールに置き換えられる。構造化された剥離フィルム1105(第1の剥離ツール1005に対応する)を取り除いた後、例えばダイコータを用いて、露出した構造化表面にコーティングを適用し、コーティングに第2の剥離フィルムを適用して物品1008を得てもよい。同様に、第2の構造化された剥離フィルムを取り除くことができ、図10Fの物品1102を製造するために追加のコーティング及び剥離フィルムを適用することができる。
一部の実施形態では、他のタイプの格子を使用してもよい。例えば、一部の実施形態では、本明細書の光学積層体、偏光板積層体及び光学システムのいずれかの格子アセンブリとして体積格子を使用してもよい。図12は、例示される実施形態では、実質的に一様な厚さhの単一層であり、単一層格子アセンブリと記述することのできる格子1200の断面図である。格子1200は、交番する第1の領域1210と第2の領域1220を含む。第1の領域1210は屈折率n1を有し、第2の領域1220は異なる屈折率n2を有する。これにより、格子1200は、周期的に変調された屈折率を有すると記述することができる。一部の実施形態では、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜約10マイクロメートル(又は2マイクロメートル、又は1マイクロメートル、又は500nm、又は350nm)であり、格子1200は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1のピッチPを第1の方向に有する。一部の実施形態では、格子1200は二方向性格子であり、一部の実施形態では、格子1200は一方向性格子である。一部の実施形態では、光学積層体は、2層の格子1200を含み、各層が一方向性であり、格子の向きが異なる(例えば、直交する)。一部の実施形態では、格子1200は単一層であり、単一のポリマー層でもよい。一部の実施形態では、第1の領域1210及び第2の領域1220のそれぞれが、格子1200の厚さにわたって延びる。一部の実施形態では、格子1200の主表面の一方又は両方に追加の基材が貼り付けられる。
格子1200は、ポリマーとモノマー(例えば、放射線硬化性アクリレートモノマー)の混合物を基材にコーティングして層を形成することによって製作することができる。混合物は、光源の適用によりモノマーが硬化できるように光開始剤を含むことができる。層は、例えば、2つの干渉するレーザビームにより形成することのできる周期的な光開始用光源に露出される。これによって、光強度が高い領域のモノマーが硬化し、層内にモノマーの濃度勾配をもたらす。したがって、モノマーは、モノマー濃度が高い領域からモノマー濃度が低い領域に拡散する。層は、層を完全に硬化させるために、追加の光開始用光に露出される。層は、典型的に、周期的な光開始用光源が設けられた領域で、より高い屈折率を有する。これは、それらの領域に拡散したモノマーが、それらの領域に、より高い密度をもたらすためである。
一部の実施形態に使用されうる好適な他の格子としては、Kaiser Optical Systems,Inc.(Ann Arbor,MI)から入手可能な体積位相ホログラフィック(Volume Phase Holographic、VPH)透過格子、及びOndax,Inc.(Monrovia,CA)から入手可能な体積ホログラフィック格子(Volume Holographic Grating、VHG)が挙げられる。
以下の手順に従って格子を調製した。例えば、PCT国際出願公開第00/48037号(Campbell et al.)、並びに米国特許第7,350,442号(Ehnes et al.)及び同第7,328,638号(Gardiner et al.)に記載されるような高速ツールサーボ(fast tool servo、FTS)を利用するダイアモンド旋削法によりツールを製造した。5ミル(0.13mm)厚さのPETフィルムの下塗り面に二方向性正弦波構造を生成するために、例えば、米国特許第5,175,030号(Lu et al.)及び同第5,183,597号(Lu)に記載されるような注型硬化法でツールを使用した。正弦波構造を形成するために、屈折率1.56を有するアクリレート樹脂を使用した。正弦波構造は、2つの直交方向のそれぞれでピークから谷までの高さ2.4マイクロメートル及びピッチ(ピークからピークまで又は谷から谷までの距離)16ミクロンを有していた。
二方向性正弦波格子を光学的に明澄な接着剤818xでオーバーコーティングした。樹脂と接着剤の間の屈折率差は0.1であった。この屈折率コントラストは、532nmの光源で測定したときに、格子を透過した光が1.5度の半角で広がり、90%超の光が半角以内となるように選んだ。光学積層体を形成するために、格子アセンブリを3M TPF290プライバシーフィルタに20度のバイアスでラメントした(すなわち、プライバシーフィルタの繰り返し方向に対して格子の繰り返し方向を20度の角度に向けた)。光学積層体をコンピュータスクリーン(スクリーン解像度1366x768を有するHP EliteBook Folio9470m)の一部分に置き、3M TPF290プライバシーフィルタをコンピュータスクリーンの別の部分に同じ向きで置いた。3M TPF290プライバシーフィルタから格子なしでモアレを観察したが、格子を含む光学積層体を通してモアレを目視できなかった。
実施例2
実施例1の格子アセンブリを20度のバイアスでKindle fire HDXの一部分にラメントした。国際公開第2015/116652号(Baetzold et al.)の「Conformable Liner Example」に記載されるような位置換え可能な特性を有する感圧接着剤を格子アセンブリの上部の上及びディスプレイのうち格子アセンブリによりカバーされていない部分の上に積層した。モアレは、ディスプレイのうち格子を含まない部分で見られたが、ディスプレイのうち格子を含む部分では見られなかった。
実施例1の格子アセンブリを20度のバイアスでKindle fire HDXの一部分にラメントした。国際公開第2015/116652号(Baetzold et al.)の「Conformable Liner Example」に記載されるような位置換え可能な特性を有する感圧接着剤を格子アセンブリの上部の上及びディスプレイのうち格子アセンブリによりカバーされていない部分の上に積層した。モアレは、ディスプレイのうち格子を含まない部分で見られたが、ディスプレイのうち格子を含む部分では見られなかった。
実施例3
実施例2で説明した位置換え可能な感圧接着剤をKindle fire HDXに積層し、モアレパターンを観察した。実施例1の2D格子アセンブリを感圧接着剤の上部に置き、実質的に低減したモアレを観察した。
実施例2で説明した位置換え可能な感圧接着剤をKindle fire HDXに積層し、モアレパターンを観察した。実施例1の2D格子アセンブリを感圧接着剤の上部に置き、実質的に低減したモアレを観察した。
実施例4及び5
実施例1で説明した格子幾何学形状を有する二方向性格子を、TBEF−GT(3M Company,St.Paul,MN)から入手可能なプリズムフィルム)のピース上でプリズムフィルムの裏側に再現した。プリズムフィルムに対して約20度のバイアスで樹脂R2を用いて格子を再現した。実施例4では、格子構造を空気に開放したままとし、実施例5では、格子構造を樹脂R1でオーバーコーティングした。TBEF−GTの別のピースの上部に直交するように1度に1つのフィルムを置き、モアレをテストした。実施例4のフィルム(オーバーコーティングしていない)は、モアレを示さなかった。実施例5のフィルム(オーバーコーティングした)は、僅かなモアレを示したが、高精細表面化された格子構造を有しないプリズムフィルムよりも実質的に少なかった。
実施例1で説明した格子幾何学形状を有する二方向性格子を、TBEF−GT(3M Company,St.Paul,MN)から入手可能なプリズムフィルム)のピース上でプリズムフィルムの裏側に再現した。プリズムフィルムに対して約20度のバイアスで樹脂R2を用いて格子を再現した。実施例4では、格子構造を空気に開放したままとし、実施例5では、格子構造を樹脂R1でオーバーコーティングした。TBEF−GTの別のピースの上部に直交するように1度に1つのフィルムを置き、モアレをテストした。実施例4のフィルム(オーバーコーティングしていない)は、モアレを示さなかった。実施例5のフィルム(オーバーコーティングした)は、僅かなモアレを示したが、高精細表面化された格子構造を有しないプリズムフィルムよりも実質的に少なかった。
実施例6
偏光板アセンブリを形成するために、高強度Hバルブ(6Hバルブを有する融合UV光ハンマ、RPC industries Model Number I6P1/LH)の下で毎分30フィート(毎分9.1メートル)の硬化条件で、実施例1で説明した格子幾何学形状を有する二方向性格子をAPF V2のピースに樹脂R2を用いて再現した。樹脂の構造化表面にCEF 28を積層した。取り扱いを容易にするために、この構成を厚さ1mmのガラススライドにラメントした。7インチのKindle fireをテストベッドとして使用した。Kindle fireの液晶ディスプレイ(liquid crystal display、LCD)を、LCDパネル後方の拡散板及びプリズムフィルムを評価できるように分解した。プリズムフィルムとの画素モアレの相互作用を最大化するために、上側の拡散板を取り外し、プリズムフィルムをLCDに対して凡そ45度で置いた。格子を有する偏光板アセンブリを下側偏光板として使用した。バックライトディスプレイをシミュレートするために構成全体をライトボックスに置いた。格子を含まない他は同等の基準構成と比べて、著しく低減したモアレ線を観察した。
偏光板アセンブリを形成するために、高強度Hバルブ(6Hバルブを有する融合UV光ハンマ、RPC industries Model Number I6P1/LH)の下で毎分30フィート(毎分9.1メートル)の硬化条件で、実施例1で説明した格子幾何学形状を有する二方向性格子をAPF V2のピースに樹脂R2を用いて再現した。樹脂の構造化表面にCEF 28を積層した。取り扱いを容易にするために、この構成を厚さ1mmのガラススライドにラメントした。7インチのKindle fireをテストベッドとして使用した。Kindle fireの液晶ディスプレイ(liquid crystal display、LCD)を、LCDパネル後方の拡散板及びプリズムフィルムを評価できるように分解した。プリズムフィルムとの画素モアレの相互作用を最大化するために、上側の拡散板を取り外し、プリズムフィルムをLCDに対して凡そ45度で置いた。格子を有する偏光板アセンブリを下側偏光板として使用した。バックライトディスプレイをシミュレートするために構成全体をライトボックスに置いた。格子を含まない他は同等の基準構成と比べて、著しく低減したモアレ線を観察した。
以下は、例示的な実施形態のリストである。
実施形態1は、
第1の層及び第2の層を備える格子アセンブリと、
格子アセンブリに隣接して配置された周期的に変化する光学フィルム層とを備える光学積層体であって、
第1の層と第2の層の間の第1の境界面が第1の格子を画定し、第1の層は屈折率n1を有し、第2の層は屈折率n2を有し、第1の格子はピークから谷までの高さh1を有し、h1を乗じた|n1−n2|が約150nm〜約350nmであり、第1の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを有し、
第1の層及び第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択される。
第1の層及び第2の層を備える格子アセンブリと、
格子アセンブリに隣接して配置された周期的に変化する光学フィルム層とを備える光学積層体であって、
第1の層と第2の層の間の第1の境界面が第1の格子を画定し、第1の層は屈折率n1を有し、第2の層は屈折率n2を有し、第1の格子はピークから谷までの高さh1を有し、h1を乗じた|n1−n2|が約150nm〜約350nmであり、第1の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを有し、
第1の層及び第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択される。
実施形態2は、実施形態1の光学積層体であって、第1の層は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。
実施形態3は、実施形態2の光学積層体であって、第2の層は第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。
実施形態4は、実施形態2の光学積層体であって、第2の層は架橋又は可溶性樹脂層である。
実施形態5は、実施形態1の光学積層体であって、第1の層は第1の架橋又は可溶性樹脂層であり、第2の層は第2の架橋又は可溶性樹脂層である。
実施形態6は、実施形態1の光学積層体であって、第1の層は第1の架橋樹脂層であり、第2の層は第2の架橋樹脂層である。
実施形態7は、実施形態1の光学積層体であって、第1の層と周期的に変化する光学フィルム層の一部分とは、モノリシックである。
実施形態8は、実施形態1の光学積層体であって、第1のピッチは第1の方向にあり、周期的に変化する光学フィルム層は、異なる第2の方向に第2のピッチを有する。
実施形態9は、実施形態1の光学積層体であって、格子アセンブリは、第1の層とは反対側で第2の層に隣接して配置された第3の層を更に備える。
実施形態10は、実施形態9の光学積層体であって、格子アセンブリと周期的に変化する光学フィルム層は、第1の層が、第2の層と周期的に変化する光学フィルム層との間になるように配置される。
実施形態11は、実施形態9の光学積層体であって、格子アセンブリと周期的に変化する光学フィルム層は、第3の層が、第2の層と周期的に変化する光学フィルム層との間になるように配置される。
実施形態12は、実施形態9の光学積層体であって、第1の層は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、第2の層は、第1の層に直接隣接して配置された架橋又は可溶性樹脂層であり、第3の層は、第2の層に直接隣接して配置された第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。
実施形態13は、実施形態9の光学積層体であって、第2の層と第3の層の間の第2の境界面が、第2の格子を画定し、第3の層は屈折率n3を有し、第2の格子は、ピークから谷までの高さh2を有し、h2を乗じた|n2−n3|が約150nm〜約350nmであり、第2の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第2のピッチを有する。
実施形態14は、実施形態13の光学積層体であって、第1の格子は第1の方向に延び、第2の格子は異なる第2の方向に延びる。
実施形態15は、実施形態14の光学積層体であって、第1の方向と第2の方向は実質的に直交する。
実施形態16は、実施形態14の光学積層体であって、第1の格子及び第2の格子のそれぞれが、周期的に変化する光学フィルム層に対して射角である。
実施形態17は、実施形態9の光学積層体であって、第2の層と第3の層の間の第2の境界面が、実質的に構造化されていない。
実施形態18は、実施形態1の光学積層体であって、第1の格子は二方向性格子である。
実施形態19は、実施形態18の光学積層体であって、第1のピッチは第1の方向に沿い、第1の格子は、異なる第2の方向に沿う第2のピッチを有する。
実施形態20は、実施形態19の光学積層体であって、第1の方向と第2の方向は実質的に直交する。
実施形態21は、実施形態19の光学積層体であって、第1のピッチと第2のピッチは実質的に同じである。
実施形態22は、実施形態19の光学積層体であって、第1のピッチと第2のピッチは異なる。
実施形態23は、実施形態1の光学積層体であって、周期的に変化する光学フィルム層と格子アセンブリとの間に配置された1つ以上の追加の層を更に備える。
実施形態24は、実施形態1の光学積層体であって、第1の格子は、周期的に変化する光学フィルム層に対して射角に向けられる。
実施形態25は、実施形態1の光学積層体であって、周期的に変化する光学フィルム層はルーバフィルムである。
実施形態26は、一体型光学積層体である、実施形態25の光学積層体である。
実施形態27は、実施形態26の光学積層体であって、第1の層は、ルーバフィルムをディスプレイに付けるように構成された粘弾性又はエラストマ性接着剤層である。
実施形態28は、実施形態1の光学積層体であって、ルーバフィルムが、周期的に変化する光学フィルム層を備える。
実施形態29は、実施形態28の光学積層体であって、ルーバフィルムは、格子アセンブリの第1の層を更に備える。
実施形態30は、実施形態1の光学積層体であって、周期的に変化する光学フィルム層は、周期的に構造化された接着剤層である。
実施形態31は、実施形態1の光学積層体であって、周期的に変化する光学フィルムは、主表面を有する非対称転向フィルムであり、主表面は複数のミクロ構造を備え、各ミクロ構造が、第1の形状を有する第1の面と、異なる第2の形状を有する第2の面とを備える。
実施形態32は、実施形態31の光学積層体であって、第1の形状は実質的に平坦であり、第2の形状は実質的に湾曲している。
実施形態33は、
異なる向きの光分布を有する第1の光源及び第2の光源と、
実施形態31の光学積層体とを備える光学システムであって、
第1の光源からの光が、第2の面ではなく第1の面により優先的に反射され、
第2の光源からの光が、第1の面ではなく第2の面により優先的に反射される。
異なる向きの光分布を有する第1の光源及び第2の光源と、
実施形態31の光学積層体とを備える光学システムであって、
第1の光源からの光が、第2の面ではなく第1の面により優先的に反射され、
第2の光源からの光が、第1の面ではなく第2の面により優先的に反射される。
実施形態34は、ディスプレイ表面を更に備える、実施形態33の光学システムであって、光学システムは2つのディスプレイモードを有し、第1のモードでは、ディスプレイ表面は、視野角の第1の特性セットを有する光を放出し、第2のモードでは、ディスプレイ表面は、視野角の第2の特性セットを有する光を放出し、視野角の第1の特性セットと視野角の第2の特性セットとは、異なる幅を有する。
実施形態35は、実施形態1の光学積層体であって、周期的に変化する光学フィルム層はプリズムフィルムである。
実施形態36は、実施形態35の光学積層体であって、格子アセンブリとプリズムフィルムの間に配置された偏光板を更に備える。
実施形態37は、実施形態36の光学積層体であって、偏光板は反射偏光板である。
実施形態38は、実施形態1の光学積層体であって、周期的に変化する光学フィルム層は、構造化表面及び反対側の実質的に平面状の表面を備える。
実施形態39は、実施形態38の光学積層体であって、周期的に変化する光学フィルム層の実質的に平面状の表面は、第1の層の実質的に平面状の表面に直接隣接して配置される。
実施形態40は、一体型光学積層体である、実施形態1の光学積層体である。
実施形態41は、実施形態1の光学積層体であって、周期的に変化する光学フィルムは第2のピッチを有し、第1のピッチに対する第2のピッチの比が約1〜約200の範囲である。
実施形態42は、ディスプレイパネルと、ディスプレイパネルに隣接して配置された、実施形態1の光学積層体とを備えるディスプレイである。
実施形態43は、実施形態42のディスプレイであって、ディスプレイは、格子アセンブリを含まない他は同等の基準ディスプレイと比べて、低減されたモアレパターンを生じさせる。
実施形態44は、実施形態42のディスプレイであって、ディスプレイパネルは、第2のピッチを有する複数の別個の離間した画素を有し、第1のピッチに対する第2のピッチの比が約0.1〜約200の範囲である。
実施形態45は、
第1の層及び第2の層を備える格子アセンブリと、
格子アセンブリに隣接して配置された偏光板とを備える偏光板積層体であって、
第1の層と第2の層の間の第1の境界面が第1の格子を画定し、第1の層は屈折率n1を有し、第2の層は屈折率n2を有し、第1の格子はピークから谷までの高さh1を有し、h1を乗じた|n1−n2|が約150nm〜約350nmであり、第1の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを有し、
第1の層及び第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択され、
偏光板積層体は一体型積層体である。
第1の層及び第2の層を備える格子アセンブリと、
格子アセンブリに隣接して配置された偏光板とを備える偏光板積層体であって、
第1の層と第2の層の間の第1の境界面が第1の格子を画定し、第1の層は屈折率n1を有し、第2の層は屈折率n2を有し、第1の格子はピークから谷までの高さh1を有し、h1を乗じた|n1−n2|が約150nm〜約350nmであり、第1の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを有し、
第1の層及び第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択され、
偏光板積層体は一体型積層体である。
実施形態46は、実施形態45の偏光板積層体であって、偏光板は反射偏光板である。
実施形態47は、実施形態45の偏光板積層体と、偏光板積層体に隣接して配置された周期的に変化する光学フィルム層とを備える光学積層体である。
実施形態48は、実施形態2〜35又は37〜41のいずれかによる光学積層体である、実施形態47の光学積層体である。
実施形態49は、実施形態47の光学積層体であって、周期的に変化する光学フィルム層はプリズムフィルムである。
実施形態50は、実施形態45の偏光板積層体であって、格子アセンブリは、実施形態2〜9又は12〜22のいずれかにより更に特徴付けられる。
実施形態51は、ディスプレイパネルとバックライトの間に配置された、実施形態45の偏光板積層体を備えるディスプレイである。
実施形態52は、バックライトと偏光板積層体の間に配置された少なくとも1つのプリズムフィルムを更に備える、実施形態51のディスプレイである。
実施形態53は、
第1の格子と、
第1の格子に隣接して配置された周期的に変化する光学フィルム層とを備える光学積層体であって、
第1の格子は、周期的に変調された屈折率を有し、第1の格子は、交互する第1の領域と第2の領域を備え、第1の領域は屈折率n1を有し、第2の領域は屈折率n2を有し、第1の格子は厚さhを有し、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜約10マイクロメートルであり、第1の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを第1の方向に有し、
光学積層体は、ディスプレイの上に置かれるか又はバックライトとディスプレイパネルの間に置かれるように構成される。
第1の格子と、
第1の格子に隣接して配置された周期的に変化する光学フィルム層とを備える光学積層体であって、
第1の格子は、周期的に変調された屈折率を有し、第1の格子は、交互する第1の領域と第2の領域を備え、第1の領域は屈折率n1を有し、第2の領域は屈折率n2を有し、第1の格子は厚さhを有し、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜約10マイクロメートルであり、第1の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを第1の方向に有し、
光学積層体は、ディスプレイの上に置かれるか又はバックライトとディスプレイパネルの間に置かれるように構成される。
実施形態54は、実施形態53の光学積層体であって、実質的に一様な厚さの単一層が第1の格子を備える。
実施形態55は、実施形態54の光学積層体であって、単一層はポリマー層であり、第1の領域及び第2の領域はそれぞれ、層の厚さにわたって広がる。
実施形態56は、実施形態53の光学積層体であって、第1の領域は、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択される材料から形成される。
実施形態57は、実施形態53の光学積層体であって、第2の領域は空気である。
実施形態58は、実施形態53の光学積層体であって、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜2マイクロメートルである。
実施形態59は、実施形態53の光学積層体であって、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜1マイクロメートルである。
実施形態60は、実施形態53の光学積層体であって、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜500nmである。
実施形態61は、実施形態53の光学積層体であって、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜350nmである。
実施形態62は、実施形態53の光学積層体であって、第1の格子は二方向性格子である。
実施形態63は、実施形態62の光学積層体であって、第1のピッチは第1の方向に沿い、第1の格子は、異なる第2の方向に沿う第2のピッチを有する。
実施形態64は、実施形態63の光学積層体であって、第1の方向と第2の方向は実質的に直交する。
実施形態65は、実施形態63の光学積層体であって、第1のピッチと第2のピッチは実質的に同じである。
実施形態66は、実施形態63の光学積層体であって、第1のピッチと第2のピッチは異なる。
実施形態67は、第2の格子を更に備える、実施形態53の光学積層体である。
実施形態68は、実施形態53の光学積層体であって、第1の格子は、第1の層の一部分、第2の層の一部分、及び第1の層と第2の層の間の境界面を備える。
実施形態69は、実施形態53の光学積層体であって、第1の層及び第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択される。
実施形態70は、実施形態69の光学積層体であって、格子アセンブリが格子を備え、格子アセンブリは、実施形態2〜9又は12〜22のいずれかにより更に特徴付けられる。
実施形態71は、実施形態53の光学積層体であって、ルーバフィルムが、周期的に変化する光学フィルム層を備える。
実施形態72は、実施形態53の光学積層体であって、周期的に変化する光学フィルムは、主表面を有する非対称転向フィルムであり、主表面は複数のミクロ構造を備え、各ミクロ構造が、第1の形状を有する第1の面と、異なる第2の形状を有する第2の面とを備える。
実施形態73は、
ルーバフィルムと、
ルーバフィルムに隣接する第1の格子とを備える光学積層体であって、
第1の格子は、周期的に変調された屈折率を有し、第1の格子は、交互する第1の領域と第2の領域を備え、第1の領域は屈折率n1を有し、第2の領域は屈折率n2を有し、第1の格子は厚さhを有し、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜約10マイクロメートルであり、第1の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを第1の方向に有し、
光学積層体は一体型積層体である。
ルーバフィルムと、
ルーバフィルムに隣接する第1の格子とを備える光学積層体であって、
第1の格子は、周期的に変調された屈折率を有し、第1の格子は、交互する第1の領域と第2の領域を備え、第1の領域は屈折率n1を有し、第2の領域は屈折率n2を有し、第1の格子は厚さhを有し、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜約10マイクロメートルであり、第1の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを第1の方向に有し、
光学積層体は一体型積層体である。
実施形態74は、実施形態73の光学積層体であって、実質的に一様な厚さの単一層が格子を備える。
実施形態75は、実施形態74の光学積層体であって、単一層はポリマー層であり、第1の領域及び第2の領域はそれぞれ、層の厚さにわたって広がる。
実施形態76は、実施形態73の光学積層体であって、第1の格子は二方向性格子である。
実施形態77は、実施形態76の光学積層体であって、第1のピッチは第1の方向に沿い、第1の格子は、異なる第2の方向に沿う第2のピッチを有する。
実施形態78は、実施形態77の光学積層体であって、第1の方向と第2の方向は実質的に直交する。
実施形態79は、実施形態77の光学積層体であって、第1のピッチと第2のピッチは実質的に同じである。
実施形態80は、実施形態77の光学積層体であって、第1のピッチと第2のピッチは異なる。
実施形態81は、第2の格子を更に備える、実施形態73の光学積層体である。
実施形態82は、実施形態73の光学積層体であって、第1の格子は、第1の層の一部分、第2の層の一部分、及び第1の層と第2の層の間の境界面を備える。
実施形態83は、実施形態82の光学積層体であって、第1の層及び第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択される。
実施形態84は、実施形態83の光学積層体であって、格子アセンブリが格子を備え、格子アセンブリは、実施形態2〜9又は12〜22のいずれかにより更に特徴付けられる。
実施形態85は、実施形態73の光学積層体であって、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜2マイクロメートルである。
実施形態86は、実施形態73の光学積層体であって、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜1マイクロメートルである。
実施形態87は、実施形態73の光学積層体であって、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜500nmである。
実施形態88は、実施形態73の光学積層体であって、hを乗じた|n1−n2|が約150nm〜350nmである。
図中の要素の説明は、特に指示がない限り、他の図中の対応する要素に等しく適用されるものと理解されたい。具体的な実施形態を本明細書において例示し説明したが、各種の代替及び/又は等価な実施により、図示及び説明した具体的な実施形態を、本開示の範囲を逸脱することなく置き換え可能であることが、当業者により理解されるであろう。本出願は、本明細書で説明した具体的な実施形態のいかなる適合例又は変形例もカバーすることを意図している。したがって、本開示は、請求項及びその均等によってのみ限定されることを意図している。
Claims (20)
- 第1の層及び第2の層を備える格子アセンブリと、
前記格子アセンブリに隣接して配置された周期的に変化する光学フィルム層とを備える光学積層体であって、
前記第1の層と前記第2の層の間の第1の境界面が第1の格子を画定し、前記第1の層は屈折率n1を有し、前記第2の層は屈折率n2を有し、前記第1の格子はピークから谷までの高さh1を有し、h1を乗じた|n1−n2|が150nm〜350nmであり、前記第1の格子は、2マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを有し、
前記第1の層及び前記第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択される、光学積層体。 - 前記第1の層は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記第2の層は第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である、請求項2に記載の光学積層体。
- 前記第2の層は架橋又は可溶性樹脂層である、請求項2に記載の光学積層体。
- 前記第1のピッチは第1の方向にあり、前記周期的に変化する光学フィルム層は、異なる第2の方向に第2のピッチを有する、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記格子アセンブリは、前記第1の層とは反対側で前記第2の層に隣接して配置された第3の層を更に備え、前記第1の層は第1の粘弾性又はエラストマ性接着剤層であり、前記第2の層は、前記第1の層に直接隣接して配置された架橋又は可溶性樹脂層であり、前記第3の層は、前記第2の層に直接隣接して配置された第2の粘弾性又はエラストマ性接着剤層である、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記第1の格子は二方向性格子である、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記周期的に変化する光学フィルム層はルーバフィルムである、請求項1に記載の光学積層体。
- 前記周期的に変化する光学フィルムは、主表面を有する非対称転向フィルムであり、前記主表面は複数のミクロ構造を備え、各ミクロ構造は、第1の形状を有する第1の面と、異なる第2の形状を有する第2の面とを備える、請求項1に記載の光学積層体。
- 異なる向きの光分布を有する第1の光源及び第2の光源と、
請求項9に記載の光学積層体とを備え、
前記第1の光源からの光は、前記第2の面ではなく前記第1の面により優先的に反射され、
前記第2の光源からの光は、前記第1の面ではなく前記第2の面により優先的に反射される、光学システム。 - ディスプレイ表面を更に備え、前記光学システムは2つのディスプレイモードを有し、第1のモードでは、前記ディスプレイ表面は、視野角の第1の特性セットを有する光を放射し、第2のモードでは、前記ディスプレイ表面は、視野角の第2の特性セットを有する光を放射し、前記視野角の第1の特性セットと前記視野角の第2の特性セットとは、異なる広がりを有する、請求項10に記載の光学システム。
- 第1の層及び第2の層を備える格子アセンブリと、
前記格子アセンブリに隣接して配置された偏光板とを備える偏光板積層体であって、
前記第1の層と前記第2の層の間の第1の境界面が第1の格子を画定し、前記第1の層は屈折率n1を有し、前記第2の層は屈折率n2を有し、前記第1の格子はピークから谷までの高さh1を有し、h1を乗じた|n1−n2|が150nm〜350nmであり、前記第1の格子は、2マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを有し、
前記第1の層及び前記第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択され、
前記偏光板積層体は一体型積層体である、偏光板積層体。 - 第1の格子と、
前記第1の格子に隣接して配置された周期的に変化する光学フィルム層とを備える光学積層体であって、
前記第1の格子は、周期的に変調された屈折率を有し、前記第1の格子は、交番する第1の領域と第2の領域を備え、前記第1の領域は屈折率n1を有し、前記第2の領域は屈折率n2を有し、前記第1の格子は厚さhを有し、hを乗じた|n1−n2|が150nm〜10マイクロメートルであり、前記第1の格子は、2マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを第1の方向に有し、
前記光学積層体は、ディスプレイの上に載置されるか又はバックライトとディスプレイパネルの間に配置されるように構成されている、光学積層体。 - 実質的に一様な厚さの単一層が前記第1の格子を備える、請求項13に記載の光学積層体。
- 前記単一層はポリマー層であり、前記第1の領域及び前記第2の領域はそれぞれ、前記層の厚さ全体に広がる、請求項14に記載の光学積層体。
- 前記第1の領域は、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択される材料から形成されている、請求項13に記載の光学積層体。
- hを乗じた|n1−n2|が150nm〜1マイクロメートルである、請求項13に記載の光学積層体。
- 前記第1の層及び前記第2の層のそれぞれが、粘弾性又はエラストマ性接着剤層、架橋樹脂層、及び可溶性樹脂層から成る群から選択される、請求項13に記載の光学積層体。
- ルーバフィルムと、
前記ルーバフィルムに隣接する第1の格子とを備える光学積層体であって、
前記第1の格子は、周期的に変調された屈折率を有し、前記第1の格子は、交番する第1の領域と第2の領域を備え、前記第1の領域は屈折率n1を有し、前記第2の領域は屈折率n2を有し、前記第1の格子は厚さhを有し、hを乗じた|n1−n2|が150nm〜10マイクロメートルであり、前記第1の格子は、2マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを第1の方向に有し、
前記光学積層体は一体型積層体である、光学積層体。 - hを乗じた|n1−n2|が150nm〜2マイクロメートルである、請求項19に記載の光学積層体。
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