JP5898085B2 - 低減した色を有する浸漬された非対称反射体 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１０年１月２７日出願の米国仮特許出願第６１／２９８，８３０号、表題「Ｉｍｍｅｒｓｅｄ Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ ｗｉｔｈ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｃｏｌｏｒ」（代理人整理番号第６６１２５ＵＳ００２号）、及び２００９年１０月２４日出願の米国特許出願第６１／２５４，６９２号、表題「Ｉｍｍｅｒｓｅｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ ｗｉｔｈ Ａｎｇｕｌａｒ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｐｌａｎｅｓ ｏｆ Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ」（代理人整理番号第６５９００ＵＳ００２号）の利益を主張し、これらの開示は、本明細書において参照としてその全体を組み込まれる。

（発明の分野）
本発明は一般的に、その反射及び透過特性が、フィルム内のマイクロ層の間の境界面から反射する光の強め合う干渉及び弱め合う干渉により大部分が決定される光学フィルムに関連し、このようなフィルムと他の構成要素（例えば、ディスプレイシステム又は他の照明システムの使用に好適な構成要素）の組み合わせに対する特定の用途を有する。本発明はまた、それに関連する物品、システム、及び方法に関する。

その面内屈折率が、面内遮蔽軸に沿って隣接するマイクロ層の間の実質的な屈折率不整合を提供し、面内通過軸に沿って隣接するマイクロ層の間の実質的な屈折率整合を提供するように選択され、遮蔽軸に沿って偏光された垂直入射に関して高い反射率を確実にする一方で、通過軸に沿って偏光された垂直入射光に関しては低い屈折率及び高い反射率を維持するために、十分な数の層を有する、複数のマイクロ層から構成される反射性偏光子が、しばらくの間既知である。例えば、米国特許第３，６１０，７２９号（Ｒｏｇｅｒｓ）、同第４，４４６，３０５号（Ｒｏｇｅｒｓら）及び同第５，４８６，９４９号（Ｓｃｈｒｅｎｋら）を参照されたい。

より最近では、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙの研究者が、このようなフィルムのフィルムと垂直な方向、すなわちｚ軸に沿った層間の屈折率特性の有意性を指摘し、これらの特性が斜角の入射角で、フィルムの反射率及び透過率においていかに重要な役割を有するかを示した。例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）を参照されたい。Ｊｏｎｚａらはとりわけ、隣接するマイクロ層間の屈折率におけるｚ軸の不整合（より簡潔にｚ屈折率不整合すなわちΔｎｚ）が、ブリュースター角（境界面におけるｐ偏光の反射率がゼロになる角度）が非常に大きいか、又は存在しない多層積層体の構成を可能にするためにどのように調整され得るかを教示する。これはひいては、その境界面におけるｐ偏光に関する反射率が、入射角の増加に伴って緩慢に減少するか、又は入射角と独立しているか、又は入射角が垂直方向から遠ざかるにつれて増加する、多層ミラー及び偏光子の構成を可能にする。その結果、ミラーの場合のあらゆる入射方向及び偏光子の場合の選択された方向において、ｓ偏光及びｐ偏光の両方に関し、広帯域幅にわたり高反射率を有する多層フィルムが達成され得る。

メーカーは、費用を低減させ、性能を改善するために、光学フィルム及び他の光学構成要素の機能性をますますない部品へと継続的に統合しているため、以前はフィルムの両主表面に空気間隙を含む独立型フィルムとして製品内に配置されていた多層光学フィルムが、今では、多層光学フィルムの外側表面に空気間隙がもはや存在しないように他のフィルム又は光学構成要素へと結合ないしは別の方法で接合され得る。多層光学フィルムに接合される光学構成要素の性質により、このようなフィルム構成体の多層光学フィルムは、光がフィルムを「超臨界」角（すなわち、空気の臨界角よりも傾斜した角度）にて伝搬することができるように、空気よりも高い屈折率の材料内に「光学的に浸漬され」得る。

多層光学フィルムがこのような方法で光学的に浸漬される、一定の多層光学フィルム構成体の予期せぬ特性が発見された。多層光学フィルムが反射広帯域部分反射体（例えば、可視波長領域にわたり、光が名目上均一に、部分的に透過及び部分的に反射する）として設計される際、及び多層光学フィルムが、第１軸に沿って偏光された垂直入射光が、第１軸と垂直な第２軸に沿って偏光された垂直入射光よりも多く反射する（又は少なく透過する）ように非対称な垂直入射反射率又は透過率を有する場合、観察者に対する又はフィルム構成体の入力表面若しくは出力表面に対する多層光学フィルムの配向又は「偏側性」が、システムの色及び／又は空間的色均一性に顕著かつ認識可能な効果を有し得ることが見出された。例えば、多層光学フィルムを構成するマイクロ層が、その光学的厚さが層厚さプロファイルに従って構成される光学繰り返し単位（ＯＲＵ）に構成され、より薄いＯＲＵが一般的にフィルムの第１表面により近くに位置され、より厚いＯＲＵが一般的にフィルムの第２表面により近く配向される場合、多層光学フィルム（フィルム構成体の文脈における）が、第１表面をフィルム構成体（又は観察者）の出力表面に向けるか、又は第２表面をこのような外側表面に向けるかによって、システムの見た目の色及び／又は空間的な色均一性が大きく異なり得る。この興味深く、予期せぬ特性は、例えば意図される用途において、感知されにくい色のむらを提供するように調整される多層光学フィルム構成体を作製するために利用され得る。したがって、低減した色が所望される場合、多層光学フィルムは、より薄いＯＲＵがより厚いＯＲＵよりも、フィルム構成体の出力表面により近くなるように配向され得る。

したがって、とりわけ、第２軸に沿って偏光された垂直入射光よりも、第１軸に沿って偏光された垂直入射光をより多く反射する、マイクロ層の群を含むフィルム構成体が開示される。マイクロ層は、所与の入射条件においてより広い反射帯域にわたり、中程度の反射率を有するマイクロ層の群を提供する、第１軸及び第２軸に垂直な厚さ軸に沿った厚さ分布を有する光学繰り返し単位（ＯＲＵ）に構成される。ＯＲＵは、その厚さが平均厚さよりも小さいより薄いＯＲＵと、その厚さが平均厚さよりも大きいより厚いＯＲＵとを含む。マイクロ層の群は、空気よりも大きい屈折率を有する媒体中に光学的に浸漬され、それによって超臨界光がマイクロ層を伝搬することができる。マイクロ層は、平均してより薄いＯＲＵがより厚いＯＲＵよりも構成体の出力表面に近くなるように配向される。この配向は、「薄い面が外側」と称される。

また、入力表面及び出力表面を有するフィルム構成体が開示される。構成体は、強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように光学繰り返し単位（ＯＲＵ）に構成された複数のマイクロ層を含み、マイクロ層は、第１軸に沿って偏光された垂直入射光において、第２軸に沿って偏光された垂直入射光におけるよりも大きな反射率を有し、第１軸及び第２軸はフィルム平面を画定する。マイクロ層は、空気よりも大きな屈折率を有する媒体中に光学的に浸漬され、それによって超臨界光がマイクロ層を伝搬することができる。ＯＲＵは、フィルム平面と垂直な厚さ軸に沿った層厚さ分布を有し、層厚さ分布は平均厚さを有し、所与の入射条件において、より広い反射帯域にわたり中程度の反射率を有する複数のマイクロ層を提供するために有効である。厚さ分布のために、ＯＲＵは、その厚さが平均厚さよりも小さいより薄いＯＲＵ、及びその厚さが平均厚さよりも大きいより厚いＯＲＵを含む。マイクロ層は好ましくは、平均して、より薄いＯＲＵがより厚いＯＲＵよりも出力表面に近くなるように配向される。

より広い帯域にわたってマイクロ層により提供される中程度の反射率は、この帯域にわたって部分的な反射及び部分的な透過を可能にする。多層光学フィルムが部分を成すシステム設計により、このような中程度の反射率は様々な所望の入射条件において生じるように設計され得る。１つの場合において、例えば、入射条件はフィルムの第２軸に沿って偏光された垂直入射光に関するものであってもよく、この場合、広帯域部分反射率及び透過率は通過状態の光と関連する。別の場合において、例えば、入射条件は第１軸に沿って偏光された垂直入射光に関するものであり得、この場合、広帯域部分反射率及び透過率は「遮蔽状態」の光と関連する。他の場合において、入射条件は、選択された入射平面内の斜めに入射した光に関するものであり得る。例えば、ｓ又はｐ偏光は、特定のｓ及びｐ偏光（非偏光）又はその平均であり得る。選択される入射平面は、第１軸及び厚さ軸を含む平面又は第２軸及び厚さ軸を含む平面又はこれらの平面に対して中間的な位置で回転させた平面であり得る。例えば、入射平面は、厚さ軸を含み、第１軸に対して１０°、又は２０°、又は４５°回転された平面であり得る。このような平面における入射角は、所望により、例えば、屈折率１．４９４の媒体中で４９°で、又はこのような媒体中における３８°の角度で、又は他の媒体おける他の角度で更に指定され得る。

マイクロ層は、単一の光学パケットに構成されてもよく、より薄いＯＲＵは、主に光学パケットの第１の側に配向され、より厚いＯＲＵは主に光学パケットの第２の側に配向され、第１の側はフィルム構成体の出力表面に面する。あるいは、マイクロ層は少なくとも２つの別個の光学パケットに構成されて得る。

複数のマイクロ層は、第１材料を含む第１セットのマイクロ層と、第１材料と異なる第２材料を含む第２セットのマイクロ層とを含み得る。ＯＲＵはそれぞれ、第１セットのマイクロ層からの第１マイクロ層と、第２セットのマイクロ層からの第２マイクロ層とを含むか、又はこれから本質的になり得る。いくつかの場合において、第１材料は二軸的に複屈折性であり得、他の場合においては第１材料は一軸的に複屈折性であり得る。いずれの場合においても、第２材料は実質的に等方性であり得、又はこれは複屈折性であり得る。

フィルム構成体は、空気に曝露された相対する第１主表面及び第２主表面を有してもよく、入力表面は第１主表面であるか又はこれを含んでよく、出力表面は第２主表面であるか又はこれを含んでよい。

複数のマイクロ層は低吸収率材料を含んでもよく、その結果、複数のマイクロ層の％透過率＋ ％反射率が約１００％である。中程度の反射率は次に、例えば、所望により、４００〜７００ｎｍの可視波長にわたり、少なくとも１０％であるが９０％未満、又は少なくとも２０％であるが８０％未満の所与の入射条件における平均反射率を含む。

フィルム構成体は、空気間隙を含まずに複数のマイクロ層に接続された第１光学素子を更に含み得る。このような第１光学素子は、任意の数の異なる形状を有し得る微細構造化表面を含み得る。微細構造化表面は、反復パターン、ランダムパターン、又はこれらの組み合わせを有し得る。微細構造化表面は、隣接する小平面若しくは他の構造との間に識別可能な縁部若しくは境界を有するように小平面を有してもよく、又はこれはこのような縁部若しくは境界なしにうねっていてもよい。微細構造化表面は、形成、キャスト、コーティング、成形型を含む微細複製技術により作製されてもよく、又はビーズ若しくは他の粒子を元々は平滑な層に導入するなどの他の任意の好適な技術によって作製されてもよい。いくつかの場合において、微細構造化表面は複数の線形プリズムを含み、各プリズムはプリズム軸と平行に延びる。プリズム軸は例えば、フィルム構成体の第２軸と実質的に平行であってもよいが、所望によりプリズム軸の他の構成もまた使用され得る。３面プリズム又は４面プリズムを含むがこれに限定されない他の種類のプリズムがまた使用され得る。いくつかの場合において、微細構造化表面はレンズ状構成の規則的又は不規則的配列を含んでもよい。

可視波長にわたり、第１軸に沿って偏光された垂直入射光の反射率はＲ１であり得、可視波長にわたり、第２軸に沿って偏光された垂直入射光の反射率はＲ２であり得、Ｒ１は少なくとも５０％であり得、Ｒ２は少なくとも１０％であり得るが、これらの値は限定として解釈されるべきではない。いくつかの場合において、Ｒ１は５０％以下であり得、Ｒ２は１０％以下であり得る。

フィルム構成体は、光学システムの部分として含まれてもよく、システムはまた、入力表面を通じてフィルム構成体内に光を導入するために配置される光源を含む。システムはまた、フィルム構成体の出力表面の近位に配置されたディスプレイパネルを含み得る。フィルム構成体は、空気間隙を含まずに複数のマイクロ層に接続された第１光学素子を含み得る。第１光学素子は、例えば、光導体であるか又はこれを含んでもよく、入力表面は光導体の側部表面であり得る。

光学システムは、光学的に厚い層を含んでもよく、入力表面は光学的に厚い層の主表面であり得る。いくつかの場合において、主表面は微細構造化された表面を含む。いくつかの場合において、光学的に厚い層は内部に配置された光拡散素子を含んでもよい。

関連する方法、システム、及び物品も述べられる。

本願のこれらの態様及び他の態様は、以下の詳細な説明から明らかとなろう。しかし、決して、上記要約は、請求された主題に関する限定として解釈されるべきでなく、主題は、手続処理の間補正することができる添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。

ディスプレイシステムの概略的側面図。 本明細書において開示される積層体及び／又はフィルムの追加によって修正された図１のシステムの概略的側面図。 所与の光学媒体中にフィルムを浸漬する概念を表し、そこに他の層が適用される、単純化された層状フィルムの一連の概略的側面図。 所与の光学媒体中にフィルムを浸漬する概念を表し、そこに他の層が適用される、単純化された層状フィルムの一連の概略的側面図。 所与の光学媒体中にフィルムを浸漬する概念を表し、そこに他の層が適用される、単純化された層状フィルムの一連の概略的側面図。 層が空気以外の媒体に浸漬される際の円錐の広がりを例示している、所与の層内の光伝搬の角度範囲又は円錐の斜視図。 多層光学フィルムの代表的な光学繰り返し単位（ＯＲＵ）の概略的斜視図。 マイクロ層のパケット及び複数のＯＲＵを示している、多層光学フィルムの一部の概略的斜視図。 非対称反射性フィルムであり得る、多層光学フィルムの概略的斜視図。 反射性偏光フィルムなどの非対称反射性フィルムであり得る、多層光学フィルムの別の概略的斜視図。 多層光学フィルムの設計で使用され得る、代表的な層厚さプロファイルを表すグラフ。 多層光学フィルムの設計で使用され得る、代表的な層厚さプロファイルを表すグラフ。 光学的に浸漬された多層光学フィルムを含むフィルム構成体の概略的断面図。 光学的に浸漬された多層光学フィルムを含む、より単純なフィルム構成体の概略的断面図。 光学的に浸漬された多層光学フィルムを含む、別の単純なフィルム構成体の概略的断面図。 代表的な浸漬された多層光学フィルムの、透過率対波長（すなわち、分光透過率）のモデル化されたグラフ。屈折率１．４９４の媒体で測定した入射角θ＝４９°におけるｘ−ｚ平面（φ＝０）の超臨界入射光の透過率が算出され、グラフは、フィルムの厚い面が外側の向き、及び薄い面が外側の向きの両方について適用可能。 入射平面はｚ軸を中心に１０°回転され（φ＝１０）多層光学フィルムは厚い面が外側に向けられている、図１１ａと同様の分光透過率のモデル化されたグラフ。 多層光学フィルムは薄い面が外側に向けられている、図１１ｂと同様の分光透過率のモデル化されたグラフ。 吸収性偏光子が、多層光学フィルムの出力表面と光学的に接触するように配置されている、図１１ｂと同様の分光透過率のモデル化されたグラフ。 吸収性偏光子が、多層光学フィルムの出力表面と光学的に接触するように配置されている、図１１ｃと同様の分光透過率のモデル化されたグラフ。 光の方向が逆転しており、それによって吸収性偏光子は多層光学フィルムの入力表面と光学的に接触している、図１２ｂと同様の分光透過率のモデル化されたグラフ。 多層光学フィルムのマイクロ層が２つの別個の積層体又はパケット内に分配され、厚さプロファイルは依然として厚い面が外側である、図１１ｂと同様の分光透過率のモデル化されたグラフ。 多層光学フィルムのマイクロ層が２つの別個の積層体又はパケット内に分配され、厚さプロファイルは依然として厚い面が外側である、図１１ｃと同様の分光透過率のモデル化されたグラフ。 図１４ａ〜ｂの２パケット多層光学フィルムのモデル化されたグラフ。フィルムはもはや屈折率１．４９４の媒体中に光学的に浸漬されておらず（すなわち、ここでは空気に浸漬されているものと考えられる）、フィルムは吸収性偏光子の前部に配置されるものと想定され、入射平面はφ＝２０°の方位角であり、図１５ａは厚い面が外側に向けられた多層光学フィルムを有し、図１５ｂは厚い面が外側に向けられた多層光学フィルムを有する。 図１４ａ〜ｂの２パケット多層光学フィルムのモデル化されたグラフ。フィルムはもはや屈折率１．４９４の媒体中に光学的に浸漬されておらず（すなわち、ここでは空気に浸漬されているものと考えられる）、フィルムは吸収性偏光子の前部に配置されるものと想定され、入射平面はφ＝２０°の方位角であり、図１５ａは厚い面が外側に向けられた多層光学フィルムを有し、図１５ｂは厚い面が外側に向けられた多層光学フィルムを有する。 多層光学フィルムの薄い面が外側に向けられた一実施形態及び多層光学フィルムの厚い面が外側に向けられた別の実施形態で作製された、フィルム構成体の概略側面図又は断面図。 厚い面が外側のものに対応する、図１６の実施形態の水平軸に沿った位置の関数として測定した色を示す図。 薄い面が外側のものに対応する、図１６の実施形態の水平軸に沿った位置の関数として測定した色を示す図。 厚い面が外側のものに対応する、図１６の実施形態の垂直軸に沿った位置の関数として測定した色を示す図。 薄い面が外側のものに対応する、図１６の実施形態の垂直軸に沿った位置の関数として測定した色を示す図。 屈折率１．４９４の媒体中に浸漬される多層光学フィルムの分光透過率のモデル化されたグラフ。多層光学フィルムは１面内軸に沿って整合した層間屈折率を有し、多層光学フィルムの厚い面が外側に向けられている。 図１９ａと同様の屈折率１．４９４の媒体中に浸漬された多層光学フィルムの分光透過率のモデル化されたグラフ。等方性マイクロ層の屈折率は、層間屈折率が厚さすなわちｚ−軸に沿って整合するように低減され、積層体のマイクロ層の数は５５１から２２１に低減された。 図１９ｂの実施形態と同様の分光透過率のモデル化されたグラフ。分光透過率は異なる入射平面について計算され、すなわち、入射平面は角度φ＝１０°ではなくφ＝４５°で配置される。 ５５１のマイクロ層を有する、浸漬された多層光学フィルムの分光透過率のモデル化されたグラフ。各ＯＲＵの１マイクロ層は一軸的に複屈折性であり、各ＯＲＵの他のマイクロ層は等方性であり、ｙ及びｚ軸に沿った層間屈折率差は、正であるがｘ軸に沿った層間屈折率差よりも遥かに小さく、多層光学フィルムの厚い面が外側に向けられている。 等方性マイクロ層の屈折率は、ｙ及びｚ軸に沿った層間屈折率差がゼロになるように変更されている、図２０ｂと同様のモデル化されたグラフ。 等方性マイクロ層の屈折率は、ｙ及びｚ軸に沿った層間屈折率差が負になるように変更されている、図２０ａ及び２０ｂと同様のモデル化されたグラフ。 その１面内軸（ｘ軸）に沿った層間屈折率差が、他方の面内軸（ｙ軸）に沿った層間屈折率差に比較的近くなるように調節され、それによって多層光学フィルムが、反射性偏光子よりもミラー状に近い挙動を示し、多層光学フィルムの厚い面が外側に向けられている、浸漬された多層光学フィルムのモデル化されたグラフ。 多層光学フィルムが光学的に浸漬された、様々な代表的なフィルム構成体の概略的断面図。 多層光学フィルムが光学的に浸漬された、様々な代表的なフィルム構成体の概略的断面図。 多層光学フィルムが光学的に浸漬された、様々な代表的なフィルム構成体の概略的断面図。 多層光学フィルムが光学的に浸漬された、様々な代表的なフィルム構成体の概略的断面図。 多層光学フィルムが光学的に浸漬された、様々な代表的なフィルム構成体の概略的断面図。 多層光学フィルムが光学的に浸漬された、様々な代表的なフィルム構成体の概略的断面図。 多層光学フィルムが光学的に浸漬された、様々な代表的なフィルム構成体の概略的断面図。 多層光学フィルムが光学的に浸漬された、様々な代表的なフィルム構成体の概略的断面図。 多層光学フィルムが光学的に浸漬された、様々な代表的なフィルム構成体の概略的断面図。 多層光学フィルムが光学的に浸漬された、様々な代表的なフィルム構成体の概略的断面図。 多層光学フィルムが光学的に浸漬された、別の代表的フィルム構成体の概略的断面図。 照明器具が、多層光学フィルムが光学的に浸漬されたフィルム構成体を含む構成の概略側面図。

図中、同様の参照数字は同様の構成要素を示す。

ディスプレイ、バックライト、照明器具などに使用するために好適なほとんどの光学フィルムは、入射光の角度と共に変化する光学的透過及び反射特性を有する。例えば、所望の反射又は透過特性を提供するために、複数のマイクロ層境界面から反射するいくらかの光が強め合う又は弱め合う干渉を経験するように、十分に薄い複数のマイクロ層を含む多層光学フィルムは、特定の媒体（典型的には空気）の特定の範囲の入射角及び／又は出射角に向けて特に設計されている。同様に、プリズム状輝度向上フィルムなどの表面構造化フィルムもまた、空気中における特定の範囲の入射及び／又は出射角に向けて特に設計されている。このような光学フィルムの、空気中における所与の入射角、伝搬角度及び出射角は、屈折に関するスネルの法則などの既知の式又は回折格子に関するものなど他の式によって決定される。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用途に使用される多くの光学フィルムは、空気中での使用のために設計され、すなわち、光が空気中から一定の範囲の入射角にわたってフィルムの第１主表面に衝突し、光がフィルムの第２主表面から空中へと、一定の出射角範囲にわたって現れ、入射角又は出射角の一方又は両方が、空中において０°〜９０°の範囲に及ぶ。このようなフィルムは、空気中に「光学的に浸漬された」と称され得る。これは、裸眼でいずれかの空気層を観察することが困難である場合でも、妥当し得る。例えば、１つの光学フィルムが別の光学フィルム上に配置される場合、裸眼では、２つのフィルムがその全主表面にわたって実質的に接触しているように見え得る。しかしながら、多くの場合、このようなフィルムは有限数の点において互いに接触しているにすぎず、フィルムの主表面の間に光学的に厚い空気の間隙（すなわち、その厚さが関心の光の波長よりも実質的に大きいもの）が実質的に維持される。

ＬＣＤディスプレイ及び他の製品の費用の低減、及び／又は低減した製品厚さなどの設計の向上に向けた市場の動向は、不必要な構成要素を特定及び排除し、個別の構成要素を１つ以上のパッケージ化されたセットに統合しようという要望に繋がり得る。光学フィルムの場合、このような要望は、光学フィルムを１つ以上の他のフィルム又はシステム構成要素に固定するか、又は取り付け、積層構成（積層体の要素間に空気間隙が存在しない）を形成する試みへと繋がり得る。

図１は、参照を容易にするために、デカルトｘ−ｙ−ｚ座標系の文脈において、ディスプレイアセンブリ１１２及びバックライト１１４を含む典型的なディスプレイシステム１１０の概略側面図を示す。システム１１０がＬＣＤである場合、ディスプレイアセンブリ１１２は、前方吸収性偏光子と後方吸収性偏光子との間に狭持された液晶（ＬＣ）ディスプレイパネルを含んでもよく、ＬＣディスプレイパネルは更にガラスパネルプレートを含み、その間に電極構造の配列及びカラーフィルターグリッドを備えて液晶物質が配置され、個別にアドレス指定可能な画像要素（画素）を形成する。制御装置１１６は、接続部１１６ａを介してディスプレイアセンブリ１１２に連結し、観察者１１８により感知され得る好適な画像を生成するように、電極構造を適切に駆動する。バックライト１１４は、「エッジ照明」タイプであってもよく、この場合、１つ以上のＬＥＤ、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）、又は他の好適な光源１２０ａ、１２０ｂがバックライトの１つ以上の縁部又は境界に沿って、その可視領域の外に位置付けられる。あるいは、バックライトは、「直接照明」タイプであってもよく、この場合、１つ以上のこのような光源１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｅが、可視領域内においてディフューザープレート又は他の好適な要素の後ろに位置付けられ得る。いずれにせよ、バックライト１１４は、ディスプレイアセンブリ１１２の可視領域に対応する大きな出力領域１１４ａにわたって光を提供する。バックライトによって提供される光は典型的には白色であり、すなわちこれは、光が少なくとも観察者に対して少なくとも名目的に白色に見えるように、赤色、緑色及び青色のスペクトル成分を適切なバランスで（又はスペクトル成分の他の好適な混合で）含んでいる。

ディスプレイシステム１１０はまた、ディスプレイアセンブリ１１２とバックライト１１４との間又はシステムのいずれか別の場所に、１つ以上の光学フィルム又は他の構成要素を含む。ディスプレイシステムの種類により、このような構成要素は例えば、１つ以上の偏光子（例えば、吸収性偏光子及び／又は反射性偏光子を含む）、ディフューザー（例えば、ディフューザープレート、ゲインディフューザー、体積式ディフューザー及び／又は表面ディフューザーを含む）及び／又はプリズム状輝度向上フィルム（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，ＵＳＡ）により提供される広範なＶｉｋｕｉｔｉ（商標）ＢＥＦ製品のいずれかを含む）を含み得る。このようなフィルムは多くの場合、「使用不可能な光」（すなわち、これがディスプレイアセンブリ１１２内の後方吸収性偏光子によって吸収される偏光であるため、又はこれが不適切な角度で伝搬しているためといういずれかの理由により、所望のシステム出力に寄与しない光）をディスプレイアセンブリから反射し、その後、例えば、拡散、鏡面性又は半鏡面性反射体により、この反射した光のいくらかを光路変更して「使用可能な光」（システム出力に寄与し得る光）としてディスプレイアセンブリの方に戻すことにより、ディスプレイシステムの効率及び／又は輝度を向上させるために使用される。このような光の反射及び光路変更は、ディスプレイシステム内での少なくとも一定程度の光再使用を提供し、この再使用は、矢印１２２ａ、１２２ｂによって一般的に示される。

通常、ディスプレイアセンブリ１１２とバックライト１１４との間に位置する、又はいずれか他の場所に配置されるフィルム及び構成要素は、空気間隙を含まない上記の積層構成に使用するための候補である。このような積層構成は、図２のディスプレイシステム２１０に一般的に示される。積層構成を除き、システム２１０は、上記のその様々な置換を含めて、図１のシステム１１０と実質的に同一であり得、同様の要素を指し示すために同様の番号が、簡略化のために、更なる記載を提供することなく、使用される。しかしながら、図２のディスプレイシステムは、図示されるように、１つ以上の積層体２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃを提供するために、１つ以上の光学フィルムを他のフィルム又は構成要素に空気間隙を含めることなく接合する。図において、積層体２１２ａがディスプレイアセンブリ１１２（又はその構成要素）に、間隙を含まずに取り付けられ、積層体２１２ｃがバックライト１１４（又はその構成要素）に、間隙を含まずに取り付けられる。いくつかの場合において、１つ以上の光学フィルムを他のフィルム又は構成要素へと、その間に空気間隙を含めることなく取り付けるが、ディスプレイアセンブリ及びバックライトの両方から空気間隙を介して離間し得る積層体２１２ｂが提供され得る。

積層体に含まれる光学フィルムの種類により、空気境界面又は空気間隙の排除は、光学フィルムの動作に支障をきたす場合もあり、きたさない場合もある。接合される各フィルム又は構成要素が、入射プロセスにおいて、又は光が１つの主表面に入った後及びこれがフィルムの他の主表面から出る前に、光を実質的に散乱させるかないしは別の方法により光路変更しない場合、フィルムは積層前、すなわち空気間隙の排除の前と同様に機能し続け得る。しかしながら、光が非平坦な表面を通じて、又はフィルムと平行でない表面を通じてフィルムに入ると、フィルムは適切に機能しないことがある。この一例は、Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）ＤＢＥＦ多層反射性偏光フィルム上にコーティングされたＢＥＦプリズムである。ＢＥＦプリズム状フィルム及びＤＢＥＦフィルムの両方は空気中での使用に向けて設計されているが、例えば光学接着剤で両方のフィルムの平坦な表面を光学的に連結することによって、空気間隙が排除される場合、機能性の喪失は生じない。別の例は、吸収性偏光フィルムに積層されたＶｉｋｕｉｔｉ（商標）ＤＢＥＦフィルムである。これらの実施例に両方において、空気間隙の排除は、影響されるフィルムを通じて伝搬する光の角度分布に実質的に影響しない。換言すると、積層構成中の各光学フィルムは、その主表面が空気と接触し得ないものの、空気に光学的に浸漬されていると言うことができる。これは、図３ａ〜ｃと関連して以下で更に説明される。

他の場合においては、大きく傾斜した光を生じる少なくとも１つのフィルム又は構成要素が積層体内に提供され、このような大きく傾斜した光に関連する空気間隙の排除は、「超臨界」光に関心の光学フィルムを伝搬させ、システム性能を低下させるような方法で積層体を出させるような効果を有する。「超臨界」光とは、平坦で平滑な空気／フィルム境界面を使用した空気からの照明によって達成され得るものよりも大きく傾斜した角度でフィルムを伝搬する光を意味する。したがって、フィルムが空気に光学的に浸漬されている場合、空気からフィルムの主表面に衝突する光の最大入射角は、９０°である。このようなすれすれの入射角は、フィルムの屈折率の関数である臨界角θ_ｃで、フィルム内に屈折する。臨界角は、典型的には、光がフィルム内を伝搬する最大斜角である。超臨界光が光学フィルムを伝搬し、最終的に積層構成から出ることを可能にする積層構成においては、光は空気よりも高い屈折率の媒体中に光学的に浸漬していると言うことができる。これは、図３ｃと関連して以下で更に説明される。本出願の文脈において、「光学的に浸漬された」ものとして記載されるフィルム又は構成要素は、他に指定がない限り、屈折率が空気のものよりも高い媒体中に光学的に浸漬されているものと想定される。

例えば、およそ１．５の屈折率を有する従来的な光学接着剤を使用して、ＢＥＦプリズム状フィルムをバックライトのディフューザープレート、又はＬＣＤパネルに積層する際にこのような状況が生じ得る。双方の場合において、ＢＥＦフィルムにおける入射角及び出射角は、空気の屈折率と顕著に異なる積層接着剤の屈折率によって大きく影響される。この状況は、ディフューザーが従来的な光学接着剤により反射性偏光子の一方の面に積層され、次にその他方の面がＬＣＤパネルに積層される際にも生じ得る。この場合、光学接着剤は、ディフューザー内に生成された大きく傾斜した光を、超臨界光として反射性偏光子内へと伝搬し、この光はＬＣＤパネル内に更に伝搬され得る。反射性偏光子又はＬＣＤパネルのいずれも、典型的にはこのような大きく傾斜した光に適合するように設計されていないため、これは偏光子による性能の低下及びＬＣＤパネル内における大量の内部散乱した光を生じることがあり、これはひいては、遥かに低いディスプレイコントラスト及び輝度を生じ得る。例えば、多層積層体反射性偏光子の既に広い広反射帯域を実質的に拡げることにより（例えば、多層の数を増加させること及び多層を特徴付ける厚さ勾配の上限を拡張することにより）より広範囲の入射角を扱うように、反射性偏光フィルムが再設計されたとしても、このような再設計フィルムは、より広範囲の角度を通じた通過軸偏光を透過させ続け、上述の問題は未解決のままとなる。

積層構成内の超臨界光伝搬に関連する問題を最小化するために、いくつかの場合においては、光学的設計の観点から、空気間隙と可能な限り類似した材料層（例えば、光学的に厚い光経路に関して光に対して高度に透過性であり、かつその屈折率がおよそ１．０である材料層）を使用することが望ましく、かつ実行可能であり得る。換言すると、透過性光学構成要素を表面同士の様式で物理的に取り付ける一方で、依然として空気と類似するものへの入射及び出射角を制限する手段が必要とされる場合がある。良好な機械的一体性及び低いヘーズを有する超低屈折率（「ＵＬＩ」）フィルムが最近開発されている。このようなフィルムは、空気間隙と類似させるように、ほとんどあらゆる光学フィルム上にコーティングすることができ、その後コーティングされたフィルムとシステム内の別の構成要素を接合するために、いずれかの従来的な光学接着剤が適用され得る。好適な超低屈折率材料が、例えば、以下の米国特許出願に記載され、それらは本明細書において参照によりその全体が組み込まれる：２００９年４月１５日に出願され、シリアル番号第６１／１６９４６６号を有する「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｌｍ」（代理人整理番号第６５０６２ＵＳ００２号）、２００９年４月１５日に出願され、シリアル番号第６１／１６９５２１号を有する「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ Ｓａｍｅ」（代理人整理番号第６５３５４ＵＳ００２号）、２００９年４月１５日に出願され、シリアル番号第６１／１６９５３２号を有する「Ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ」（代理人整理番号第６５３５５ＵＳ００２号）、２００９年４月１５日に出願され、シリアル番号第６１／１６９５４９号を有する「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｌｍ ｆｏｒ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ」（代理人整理番号第６５３５６ＵＳ００２号）、２００９年４月１５日に出願され、シリアル番号第６１／１６９５５５号を有する「Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ ａｎｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ Ｓａｍｅ」（代理人整理番号第６５３５７ＵＳ００２号）、２００９年４月１５日に出願され、シリアル番号第６１／１６９４２７号を有する「Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｃｏａｔｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｄｅｆｅｃｔｓ」（代理人整理番号第６５１８５ＵＳ００２号）、２００９年４月１５日に出願され、シリアル番号第６１／１６９４２９号を有する「Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ａ Ｎａｎｏｖｏｉｄｅｄ Ａｒｔｉｃｌｅ」（代理人整理番号第６５０４６ＵＳ００２号）、及び２００９年１０月２２日に出願され、シリアル番号第６１／２５４，２４３号を有する「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ」（代理人整理番号第６５６１９ＵＳ００２号）。超低屈折率材料はまた、ゲルタイプのヒュームドシリカを使用して作製され得る。超低屈折率材料は、例えば、１．１〜１．３又は１．１５〜１．２５の可視波長にわたり屈折率を有し得る。多くの場合においてＵＬＩ材料は多孔質であり得、いくつかの場合においては、隣接する層（例えば、接着剤層）からの液体材料が、ＵＬＩ層の孔の中に完全に移行しないように、ＵＬＩ材料の層の外側表面を封止するように技術が使用され得る。このような技術は、上記の出願の１つ以上に開示されている。

超低屈折材料はまた、屈折率の勾配を呈し得る。例えば、材料は、結合剤及び複数の粒子を含む勾配フィルム又は層の形態であってもよく、結合剤の複数の粒子に対する重量比は約１：２以上である。勾配光学フィルムは、局部体積率を有する複数の相互接続した空隙を更に含んでもよく、複数の相互接続した空隙の局部体積率は、フィルムの厚さ方向に沿って変化し、このような厚さ方向に沿って変化するフィルム内の局部屈折率を提供する。両方とも２００９年１０月２４日に出願され、本明細書において参照として組み込まれる、米国特許出願第６１／２５４，６７３号「ＧＲＡＤＩＥＮＴ ＬＯＷ ＩＮＤＥＸ ＡＲＴＩＣＬＥ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」（代理人整理番号第６５７１６ＵＳ００２号）及び米国特許出願第６１／２５４，６７４号「ＰＲＯＣＥＳＳ ＦＯＲ ＧＲＡＤＩＥＮＴ ＮＡＮＯＶＯＩＤＥＤ ＡＲＴＩＣＬＥ」（代理人整理番号第６５７６６ＵＳ００２号）を参照する。

このような超低屈折率材料は、角反応性光学フィルムを含む積層体内で使用され得、これによってこのようなフィルムは他のフィルム又は構成要素に機械的及び光学的に連結される一方で、超臨界光伝搬の有害な効果を最小限にし得る。しかしながら、積層構成内の１つ以上のこのような超低屈折率材料層を使用するときであっても、超臨界光伝搬の効果は依然としてシステム性能において重要役割を担うことがあり、多層光学フィルム及び／又は他の角度反応性光学フィルムの設計態様が適切に処理されない限り、実際にシステム性能を実質的に低下させることがある。

超臨界光伝搬を支持する積層体内で使用される多層反射性偏光フィルムの具体的な設計検討を説明する前に、図３ａ〜ｃを参照し、フィルムを空気以外の媒体中に光学的に浸漬する概念を例示する。

図３ａ〜ｃは、そこに他の層が適用される、単純化された層状フィルムの一連の概略的側面図であり、光学媒体中にフィルムを浸漬する概念を表している。図３ａにおいて、基本フィルム構成体３１０は、両面が屈折率ｎ_０の媒体（これは空気（ｎ_０＝１．０）と想定される）に曝露された層状フィルム３１２から本質的に構成される。説明を容易にするため、これらの図３ａ〜ｃに示されるｎ_０及び他の屈折率は、等方性であるものと想定される。更に、フィルム３１２は２つの層のみを有するものとして例示される：屈折率ｎ_１が約１．５以上であるポリマーなどの従来的な低屈折率光学材料の第１層、及び屈折率ｎ_２がやはり１．５以上である異なるポリマーなどの従来的なより高い屈折率の光学材料の第２層（ただし、ｎ_２はｎ_１よりも実質的に高い）。フィルム３１２は、第１主表面３１２ａ、第１層と第２層を分離する表面又は境界面３１２ｂ、並びに第２主表面３１２ｃを有する。表面３１２ａは、空気の厚い層３１４に曝露され、表面３１２ｃは、別の空気の厚い層３１６に曝露される。

更に図３ａを参照し、光が下から、すなわち空気の層３１４からフィルム３１２に入射する。入射光は、フィルム３１２の厚さ寸法に垂直であり得る、示されたｚ軸におよそ沿って伝搬するが、入射光はｚ軸と平行に向けられる光線、ｚ軸に対して中程度の斜角で向けられる光線、及びすれすれの入射で表面３１２ａに接するような、ｚ軸に実質的に垂直な非常に大きな斜角で向けられる光線を含む、可能な限り最も広い光線伝搬方向を含む。この可能な限り最も広い入射角は、５方向の矢印記号３０５によって表される。いくつかの場合において、記号３０５と関連する光分布は、準ランベルトであってもよく、一方で他の場合においてはこれは非常に異なる分布を有し得る。いかなる場合においても、記号３０５の光分布は、可能な経路の半球（すなわち、２π立体角）わたるあらゆる方向に伝搬する一定量の光を含む。ここで、空気層３１４からフィルム３１２を通じ、反対側の空気層３１６まで進む、この入射光を追跡する。このようにして、様々な境界面における屈折に注視し、簡略化のために反射は無視する。

表面３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃは全て、平坦及び平滑であり、かつｚ軸と垂直であるものと想定される。したがって、空気層３１４からの入射光が主表面３１２ａに衝突する際、これは、スネルの法則、すなわち、ｎ_０ ｓｉｎθ_０＝ｎ_１ ｓｉｎθ_１に従い、フィルム３１２の第１層内へと屈折する。入射光は入射角がθ_０＝０〜θ_０≒９０°の範囲に及ぶ光線を含むため、屈折光は、屈折角又は伝搬角がθ_１＝０〜θ_１＝θ_ｃ１に及ぶ屈折光線を含み、式中θ_ｃ１は、第１層の材料における臨界角、すなわちθ_ｃ１＝ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ_１）であり、ｓｉｎ（９０）＝１であるため、ｎ_０＝１である。第１層における全ての屈折光線の集合は、半角がθ_ｃ１である円錐によって表される。

屈折光線はほぼｚ軸に沿って前進し、表面又は境界面３１２ｂに達し、光が屈折率がｎ_２である第２層に入る際に第２屈折率が生じる。第２屈折率はやはりスネルの法則に従い、伝搬方向又はθ_２の範囲にわたって第２層内に屈折光を生じ、θ_２は、θ_２＝０〜θ_２＝θ_ｃ２の範囲に及ぶ。θ_ｃ２は、第２層の材料の臨界角であり、すなわちθ_ｃ２＝ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ_２）である。第２層における全ての屈折光線の集合は、半角がθ_ｃ２である円錐によって表される。屈折率ｎ_２は、屈折率ｎ_１よりも高いものと想定されたため、角θ_ｃ２は、θ_ｃ１よりも小さいものとして示される。

第２層内の屈折光は、これが主表面３１２ｃに達するまで更に前進する。ここで、光が第２層から空気層３１６内に通過する際に別の屈折率が生じる。やはりスネルの法則に従い、第２層内の光の伝搬角度θ_２の範囲は、０〜実質的に９０°の範囲に及ぶ空気層３１６に関する伝搬角度範囲（やはり記号３０５によって指示される）へと、屈折により変化する。したがって、フィルム３１２を横断する過程において、空気から半球状で入射する光がフィルムの異なる材料層内での円錐形の分布に変換され、その後他方の空気層内で半球状で伝搬する光へと再び戻る。材料層内の円錐形の分布の半角は、各材料の臨界角に等しい。

ここで図３ｂを参照し、別のフィルム構成体３２０の概略側面図が確認される。フィルム構成体３２０は図３ａの二層フィルム３１２を含むが、屈折率ｎ_ｏ’を有する超低屈折材料の一層がフィルム３１２の各側でこれに追加され、構成体３２０を生成する。屈折率ｎ_ｏ’は、空気よりも大きいが、低屈折率ｎ_１よりも実質的に小さい。屈折率ｎ_ｏ’の第１層３２２がフィルム３１２の表面３１２ａに適用され、屈折率ｎ_ｏ’材料の第２層３２４がフィルム３１２の表面３１２ｃに適用される。層３２２、３２４と組み合わせた元のフィルム３１２はここで空気に曝露された平坦で平滑な主表面３２２ａ、３２４ａを有する新しいフィルムを形成し、表面３２２ａ、３２４ａは表面３１２ａ〜ｃと平行である。

更に図３ｂを参照し、光が下から、すなわち空気の層３１４から構成体３２０に入射する。図３ａにおけるように、入射光はほぼｚ軸に沿って伝搬するが、光線は可能な限り最も広い範囲の入射角に及び、やはり５方向の矢印記号３０５によって表される。空気層３１４から異なる層の構成体３２０を通じ、反対側の空気層３１６まで進む、この入射光を追跡する。

空気層３１４からの入射光が主表面３２２ａに衝突する際、これはスネルの法則、すなわちｎ_０ ｓｉｎθ_０＝ｎ_０’ｓｉｎθ_０’に従い、超低屈折率材の層３２２内へと屈折する。入射光は、入射角がθ_０＝０〜θ_０≒９０°の範囲に及ぶ光線を含むため、屈折光は、その屈折角又は伝搬角度がθ_０’＝０〜θ_０’＝θ_ｃ０に及ぶ屈折光線を含み、ここでθ_ｃ０は超低屈折率材料の臨界角であり、すなわちθ_ｃ０＝ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ_０’）である。層３２２における全ての屈折光線の集合は、半角がθ_ｃ０である円錐によって表される。

この屈折光はその後、構成体３２０の残部を通じて前進する。このようにして、各別個の層内の伝搬方向の範囲を表す角度の円錐がスネルの法則によって決定される。単純な方法により、図３ｂに示されるように、光が層３２２から層３２４に進むに伴い、伝搬方向の円錐の半角はθ_ｃ０、θ_ｃ１、θ_ｃ２、θ_ｃ０へと変化することが容易に推定できる。層３２４から層３１６へと屈折する光はやはり、可能な限り最も広い範囲の伝搬角度３０５へと屈折する。

図３ａ及び図３ｂを比較し、フィルム３１２への層３２２、３２４の追加が、フィルム３１２内の伝搬方向の範囲を変更しないことが見出される。フィルム３１２の各２つの層に関し、伝搬円錐の半角は同じままである。この結果は、層３２２、３２４に使用される屈折率にかかわらず同じであることに留意する。フィルム３１２と空気との間の層３２２、３２４の存在にかかわらず、なおもフィルム３１２は依然として空気に光学的に浸漬されるものとして特徴付けられる。

ここで図３ｃを参照し、構成体３３０と実質的に同じであるフィルム構成体３３０が見出されるが、ただし層３２２、３２４は層３３２、３３４と置換されている。層３３２、３３４は、層３２２、３２４と同じ超低屈折率を有する。しかしながら、図３ｂの平坦で平滑な主表面３２２ａ、３２４ａは粗面化主表面３３２ａ、３３４ａと置換され、これらは著しい拡散効果を提供する。結果として、空気層３１４から主表面３３２ａ上に衝突する半球状に分配される入射光線は、図３ｂの場合におけるように半角θ_ｃ０の円錐に閉じ込められるのではなく、層３３２内の全ての伝搬角度（記号３０５参照）で屈折及び拡散される。境界面３１２ａにおいて、スネルの法則により層３３２内のこの拡張した範囲の伝搬角度は、その半角θ_ｃ１’が図３ｂの対応する半角θ_ｃ１よりも実質的に大きい、フィルム３１２内の第１層の伝搬方向の円錐を生成する。特に、θ_ｃ１’＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ_０’／ｎ_１）である。この光がフィルム３１２の第２層内に通過する際、これは表面３１２ｂで屈折し、やはり図３ｂの対応する円錐に対して拡張した、第２層内の伝搬方向の円錐を生成する。半角θ_ｃ２’は、θ_ｃ２’＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ_０’／ｎ_２）に従って計算される。この光は表面３１２ｃで、超低屈折率層３３４内へと、あらゆる角度において、スネルの法則により屈折し、この光はひいては、粗面化主表面３３４ａのために、空気層３１６へとあらゆる角度において屈折及び拡散する。

図３ｃと図３ａ及び図３ｂを比較し、光は、構成体３２０、３１０と比較して、構成体３３０のフィルム３１２の層内では大きな斜角で伝搬し得ることが見出される。光は超低屈折率層３３２からあらゆる角度においてフィルム３１２上に衝突することができるため、及びこのようないずれかの角度でフィルム３１２に入る光は、層３３４、３１６を介してフィルムを出ることができるため、図３ｃのフィルム３１２は屈折率ｎ_０’の超低屈折率材料に光学的に浸漬されていると言うことができる。

図４は、所与の層内の光伝達の角度範囲又は円錐の斜視図であり、層が空気以外の媒体に光学的に浸漬される際の円錐の広がりを例示している。したがって、円錐４１０の半角は、層材料に関する臨界角θ_ｃである。これは、層が空気中に浸漬される際の、可能な光伝搬方向の範囲である。層が空気より高い屈折率の媒体中に光学的に浸漬される場合、光伝搬方向の範囲は、半角θ_ｃ’のより広い円錐４１２へと拡張した。これら２つの円錐又は立体角の間の差は、図４の差角θ_ｇａｐによって表される。伝搬方向がこの間隔内に存在する光は、層又はそれが一部を成すフィルムが扱うように設計されていない場合がある光を表す。

ここで、開示される積層フィルム構成内で使用され得る多層光学フィルムに注目すると、多層光学フィルムは超低屈折率材料又はその屈折率が空気のものよりも高い他の任意の材料に光学的に浸漬されているものとみなすことができる。一般的に、多層光学フィルム能力の広範な説明から始め、その後フィルムをスペクトルのより広い区域にわたって機能させる層厚さプロファイル、感知される色に実質的な影響を有する層厚さプロファイルの向きを説明する。

図５は、多層光学フィルム５００の２層のみを表すが、フィルム５００は典型的には１つ以上の連続的なパケット又は積層体内に配置される数十又は数百のこのような層を含む。フィルム５００は個別のマイクロ層５０２、５０４を含み、ここで「マイクロ層」とは、多層光学フィルムに所望の反射又は透過特性を付与するために強め合う又は弱め合う干渉を経験するこのような層の間の複数の境界面で光が反射するために十分に薄い層を指す。マイクロ層５０２、５０４は共に、多層積層体の１つの光学繰り返し単位（ＯＲＵ）を表し、ＯＲＵは、積層体の厚さを通じた反復パターン内で繰り返す、層の最小のセットである。別のＯＲＵ設計が以下で更に記載される。隣接するミイクロ層の境界面で一部の光が反射されるように、これらのミイクロ層は異なる屈折率特性を有する。光を紫外線、可視又は近赤外線波長で反射するように設計された光学フィルムに関しては、各マイクロ層は、一般に約１μｍ未満の光学的厚さ（すなわち屈折率を乗じた物理的な厚さ）を有する。しかし、フィルムの外側表面での表面薄層又はマイクロ層のパケットを分離するフィルム内に配置される保護境界層などのより厚い層も含むことができる。

主要なｘ、ｙ及びｚ軸に沿った偏光に関するマイクロ層（例えば、図５の層５０２、又は以下の図６の「Ａ」層）の１つの屈折率を、それぞれｎ１ｘ、ｎ１ｙ及びｎ１ｚと称することができる。相互に垂直なｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸は、例えば、材料の誘電テンソルの主方向に対応してもよい。典型的に及び説明の目的のために、異なる材料の主方向は一致するが、これは一般的に妥当する必要はない。同じ軸に沿った隣接するマイクロ層（例えば、図５の層５０４又は図６の「Ｂ」層）の屈折率をそれぞれ、ｎ２ｘ、ｎ２ｙ、ｎ２ｚと称する。これらの層間の屈折率の差をｘ方向に沿ってΔｎｘ（＝ｎ１ｘ−ｎ２ｘ）、ｙ方向に沿ってΔｎｙ（＝ｎ１ｙ−ｎ２ｙ）及びｚ方向に沿ってΔｎｚ（＝ｎ１ｚ−ｎ２ｚ）と称する。フィルム（又は所与のフィルムの積層体の）のマイクロ層の数及びこれらの厚さ分布と組み合わせたこれらの屈折率差の性質は、フィルムの（又は所与のフィルムの積層体の）反射特性及び透過特性を制御する。例えば、隣接するマイクロ層が、ある面内方向に沿って、大きな屈折率の不整合（Δｎｘが大）を有し、それに直交する面内方向に沿って、小さな屈折率の不整合（Δｎｙ≒０）を有する場合、フィルム又はパケットは、垂直入射光について反射性偏光子として作用することができる。この点において、本出願の目的のため、反射性偏光子は、波長がパケットの反射帯域内にある場合に１つの面内軸（「遮蔽軸」と称される）に沿って偏光された垂直入射光を強力に反射し、垂直な面内軸（「通過軸」と称される）に沿って偏光されるこのような光を強力に透過する光学体とみなされ得る。「強力に反射する」及び「強力に透過する」は、意図される用途又は使用分野により異なる意味を有する場合があり、多くの場合、反射性偏光子は遮蔽軸において少なくとも５０、６０、７０、８０又は９０％の反射率及び通過軸において少なくとも５０、６０、７０、８０又は９０％の透過率を有する。しかしながらこれらの値は、限定的なものとして解釈されるべきではない。

必要に応じて、ｚ軸方向に偏光された光の隣接マイクロ層間の屈折率差（Δｎｚ）をまた調整して、斜めに入射した光のｐ偏光成分に望ましい反射率特性を達成することができる。説明を容易にするために、多層光学フィルム上の任意の対象点において、ｘ軸は、面内Δｎの規模が最大となるように、フィルムの平面内で向けられているとみなすことができる。したがって、Δｎ_ｙの大きさは、Δｎ_ｘの大きさと同等以下（上回らない）であり得る。更に、差Δｎ_ｘ、Δｎ_ｙ、Δｎ_ｚの計算おいて、どの材料層から始めるべきかという選定は、Δｎ_ｘが負数ではないことを求めることにより決定される。換言すれば、境界面を形成する２層の間の屈折率差は、Δｎ_ｊ＝ｎ_１ｊ−ｎ_２ｊであり、式中、ｊ＝ｘ、ｙ又はｚであり、層指定１、２は、ｎ_１ｘ≧ｎ_２ｘ、すなわちΔｎ_ｘ≧０であるようにして選択される。

斜めの入射角のｐ偏光のほぼ軸上の反射率を維持するために、マイクロ層間のｚ屈折率不整合Δｎ_ｚを最大面内屈折率差Δｎ_ｘより実質的に小さく、Δｎ_ｚ≦０．５^＊Δｎ_ｘとなるように制御することができる。あるいは、Δｎ_ｚ≦０．２５^＊Δｎ_ｘである。ゼロ又はほぼゼロの大きさのｚ屈折率の不整合が、ｐ偏光に対する反射率が入射角の関数として一定又はほぼ一定である境界面をマイクロ層の間にもたらす。更に、ｚ屈折率の不整合Δｎ_ｚは、面内屈折率の差Δｎ_ｘと比較して反対の極性を有するように、すなわち、Δｎ_ｚ＜０であるように、制御することができる。この条件は、ｓ偏光の場合と同様に、ｐ偏光に対する反射率が、入射角の増加と共に増加する境界面をもたらす。

図６の概略側面図において、多層フィルム６１０のより多くの内部層が、多数のＯＲＵが見えるように示される。フィルムは局部的なｘ−ｙ−ｚデカルト座標との関連において図示され、フィルムはｘ及びｙ軸と平行に延び、ｚ軸はフィルム及びその構成層と垂直でありフィルムの厚さ軸と平行である。フィルム６１０は完全に平坦である必要はなく、湾曲していても、あるいは平面からかけ離れるように付形されていてもよく、これらの場合においても、任意に、フィルムの小さな部分又は領域が、図示のように局所的なデカルト座標系と関連付けられ得る。

図６において、マイクロ層は「Ａ」又は「Ｂ」と記されており、「Ａ」層はある材料から構成され、「Ｂ」層はそれとは異なる材料から構成されており、これらの層は、交互に並ぶ構成で積み重ねられて、図示のように光学的反復単位又は単位セルＯＲＵ １、ＯＲＵ ２、．．．ＯＲＵ ６を形成している。典型的に、完全に高分子材料から構成される多層光学フィルムは、高反射率が所望される場合、６光学繰り返し単位よりも遥かに多くを含む。多層光学フィルム６１０は、実質的により厚い層６１２を有するものとして示されるが、これは外側表面薄層又はＰＬＢを表す場合があり、これは、図に示されるマイクロ層の積層体をマイクロ層の別の積層体又はパケット（図示されない）から分離する。所望により、例えば、２つ以上の厚い接着剤層で又は圧力、熱又は他の方法の使用により２つ以上の別個の多層光学フィルムが一緒に積層され、積層体又は複合フィルムを形成し得る。

いくつかの場合において、マイクロ層は１／４波積層体に対応する厚さ及び屈折率値を有し得る。すなわち、それぞれ同じ光学的厚さの２つの隣接するマイクロ層を有する光学繰り返し単位に構成されており（ｆ比＝５０％であり、ｆ比は構成層「Ａ」の光学的厚さ対完全なＯＲＵの光学的厚さの比である）、このようなＯＲＵは、その波長λが光学繰り返し単位の全体的な光学的厚さの２倍である建設的干渉光により反射するために有効であり、本体の「光学的厚さ」とは、その物理的厚さにその屈折率を掛けたものである。他の場合において、光学繰り返し単位のマイクロ層の光学的厚さは互いに異なり、ｆ比は５０％超又は５０％未満であり得る。本出願の目的のために、そのｆ比が任意の好適な値である多層光学フィルムを想到し、ｆ比が５０％であるフィルムに限定しない。したがって、図６の実施形態において、「Ａ」層は、「Ｂ」層よりも一般的に薄いものとして表される。それぞれ表される光学繰り返し単位（ＯＲＵ １、ＯＲＵ ２など）は構成層「Ａ」及び「Ｂ」の光学的厚さの合計と等しい光学的厚さ（ＯＴ_１、ＯＴ_２など）を有し、各光学繰り返し単位は、その波長λがその全体的な光学的厚さの２倍である光を反射する。

代表的な実施形態において、ＯＲＵの光学的厚さは、ｚ軸又はフィルムの厚さ方向に沿った厚さ勾配に従って異なっていてもよく、それにより、光学的反復単位の光学的厚さは、積層体の一方の側（例えば上部）から積層体の他方の側（例えば下部）へと進むにつれて、増加するか、減少するか、又は他の何らかの関数関係に従う。このような厚さ勾配はより広い反射帯域を提供し、実質的にスペクトルの平坦な透過性及び関心のより広い波長帯域にわたり、かつまた関心の全ての角度にわたる光の反射を提供するために使用され得る。米国特許第６，１５７，４９０号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｌｍ Ｗｉｔｈ Ｓｈａｒｐｅｎｅｄ Ｂａｎｄｅｄｇｅ」に記載されているように、高反射と高透過の間の波長遷移における帯域端を急峻にするように調整された厚さ勾配を使用することもできる。高分子多層光学フィルムに関し、反射帯域は、急峻な帯域端、加えて反射特性が適用される波長範囲にわたって本質的に一定である「フラットトップ」反射帯域を有するように設計され得る。５０％ではないｆ比を有する２つのマイクロ層光学繰り返し単位を有する多層光学フィルム、又は光学繰り返し単位が３つ以上のマイクロ層を含むフィルムなどの他の層配列も想到される。これらの代替的な光学繰り返し単位設計が構成されて、一定の高次の反射を低減するか又は誘起することができ、これは所望の反射帯域が近赤外波長に存在するかこの付近まで延びる場合に有用であり得る。米国特許第５，１０３，３３７号（Ｓｃｈｒｅｎｋら）「Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｆｉｌｍ」、同第５，３６０，６５９号（Ａｒｅｎｄｓら）「Ｔｗｏ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ Ｆｉｌｍ」、同第６，２０７，２６０号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）「Ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｏｄｙ」、及び同第７，０１９，９０５（Ｗｅｂｅｒ）号「Ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ Ｗｉｔｈ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｏｒｄｅｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓ」を参照。

本出願の目的のため、材料が関心の波長領域（例えば、スペクトルのＵＶ、可視及び／又は赤外部分の選択される波長又は帯域）にわたって異方性の誘電テンソルを有する場合、材料は「複屈折性」とみなされる。換言すると、材料は、材料の主軸屈折率（例えば、ｎ１ｘ、ｎ１ｙ、ｎ１ｚ）が全て同じではない場合、「複屈折性」とみなされる。更に、主要屈折率の内の２つが同じでない場合（例えば、ｎ１ｘ≠ｎ１ｙ≠ｎ１ｚ≠ｎ１ｘ）材料は「二軸的に複屈折性」であるということができる。対照的に、その主要屈折率の２つのみが同じである場合（例えば、ｎ１ｘ≠ｎ１ｙ＝ｎ１ｚ又はｎ１ｘ＝ｎ１ｙ≠ｎ１ｚ）、材料は、「一軸的に複屈折性」である、ということができる。

適切な数の層を有する高反射性を達成するために、隣接するマイクロ層が、例えば、ｘ軸に沿った偏光に関して、少なくとも０．０５の屈折率差（Δｎｘ）を呈し得る。２つの垂直な偏光に対して高反射率が所望される場合、隣接するマイクロ層はまた、例えば、ｙ軸に沿った偏光に関して、少なくとも０．０５の屈折率差（Δｎｙ）を呈し得る。いくつかの場合において、隣接するマイクロ層は、２つの主要な面内軸（Δｎｘ及びΔｎｙ）に沿って、同様の大きさの、屈折率不整合を有してもよく、この場合、フィルム又はパケットは、軸上ミラー又は部分ミラーとして挙動し得る。このような実施形態の変形例において、隣接するマイクロ層は、ｚ軸に沿って、屈折率の整合及び不整合を呈してもよく（Δｎｚ≒０又はΔｎｚが大）、その不整合は、面内屈折率の不整合と同じ極性又は符号であっても、逆の極性又は符号であってもよい。このようなΔｎｚの調整は、斜めの入射光線のｐ偏光成分の反射率が入射角の増加に伴って増加するか、減少するか又は同じままであるかということにおいて、重要な役割を担う。

開示される多層光学フィルムの少なくとも１つのパケット内のマイクロ層の少なくともいくつかが複屈折性（一軸的複屈折性又は二軸的複屈折性のいずれか）である。いくつかの場合において、各ＯＲＵは、１つのそのような複屈折性マイクロ層と、等方性であるか又はもう一方のマイクロ層に比べて低い程度の複屈折性を有する第２マイクロ層とを含み得る。この点において「等方性」とは、その複屈折が非常に小さく意図される用途において材料を実質的に等方性とするような材料を包含するものと理解される。第２マイクロ層が複屈折性である場合、その複屈折性は第１マイクロ層と同じ符合である（例えば、正の複屈折性）又は異なる符合（例えば、負の複屈折性）であり得る。換言すると、第１マイクロ層は正の応力−光学係数を有し、第２マイクロ層は、正、負又はゼロの応力−光学係数を有し得る。

代表的な多層光学フィルムは、高分子材料から構成され、共押出、キャスト、及び配向プロセスを使用して作製され得る。米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）の「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｌｍ」、同第６，１７９，９４９号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）の「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｌｍ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ Ｔｈｅｒｅｏｆ」及び同６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｌｍｓ」を参照。多層光学フィルムは、上述の参照文献のいずれかに記載されるポリマーの共押出により形成され得る。様々な層のポリマーが、同様の流動学的特性、例えば融解粘度を有するように選択され得、それによりこれらのポリマーは、著しい流れの乱れを伴うことなく共押出しされることができる。押出条件は、各ポリマーを供給流及び溶解流として、連続的かつ安定した様式で、適切に供給、溶解、混合及びポンプ注入するように選択される。各溶解流を形成及び維持するために使用される温度は、温度範囲の最低における、凍結、結晶化又は不当に大きな圧力の低下を避け、範囲の最高における材料の分解を避けるような範囲内で選択され得る。

概要として、製作方法は、（ａ）最終的なフィルムに使用される第１ポリマー及び第２ポリマーと対応する樹脂の少なくとも第１流れ及び第２流れを提供する工程と、（ｂ）（ｉ）第１流路及び第２流路を含む勾配プレートであって、第１流路が流路に沿って第１位置から第２位置まで変化する断面積を有する勾配プレート、（ｉｉ）第１流路と流体連通する第１の複数の導管及び第２流路と流体連通する第２の複数の導管を有するフィーダーチューブプレートであって、各導管はその各独自のスロットダイに供給し、各導管は第１端部及び第２端部を有し、導管の第１端部は流路と流体連通し、導管の第２端部はスロットダイと流体連通するフィーダーチューブプレート、並びに（ｉｉｉ）任意により、上記導管の近位に位置する軸方向棒状ヒーターを含むものなどの、好適なフィードブロックを使用して、第１流れ及び第２流れを複数の層内に分割する工程と、（ｃ）複合的な流れを押出ダイに通過させて、各層が隣接する層の主表面とほぼ平行である多層ウェブを形成する工程と、（ｄ）多層ウェブを場合によりキャストホイール又はキャストドラムと称される冷却ロール上にキャストしてキャスト多層フィルムを形成する工程とを含み得る。このキャストフィルムは最終的なフィルムと同じ数の層を有してもよいが、キャストフィルムの層は典型的にはこれらの最終的なフィルムのものよりも遥かに厚い。更に、キャストフィルムの層は典型的には等方性である。

いくつかの場合において、製造器具は、最終的なフィルム内の層の数を倍増させるために、１つ以上の層倍増器を利用してもよい。他の実施形態において、フィルムは、いずれの層倍増器も使用せずに製造することができる。層倍増器は、多数の光学層の生成を大幅に単純化するが、各パケットごとに同一でない各合成層パケットに歪みを与えることがある。この理由のため、供給ブロック内で生成された層の層厚さプロファイルの調整は、各パケットごとに同じではなく、すなわち、スペクトル分断のない均一で滑らかなスペクトルを生成するために全てのパケットを同時に最適化できるとは限らない。したがって、低い透過及び反射色のために最適化されたプロファイルは、倍増器を使用して製造される多重パケットフィルムを使用して作製するのが困難であり得る。供給ブロック内で直接生成された単一パケット内の層の数が、十分な反射率を提供しない場合は、２つ以上のそのようなフィルムが貼り付けられ、反射率を高めることができる。低色フィルムのための平滑なスペクトル反射率及び透過率を提供するための、層厚さ制御の更なる説明は、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ ２００８／１４４６５６号（Ｗｅｂｅｒら）に提供される。

多層ウェブがチルロール上で冷却された後、これは延伸又は伸張されて、最終的な又はほぼ最終的な多層光学フィルムを生成し得る。延伸又は伸張は２つの目標：これが層をこれらの所望の最終的な厚さまで薄化すること及びこれが層の少なくともいくらかが複屈折性となるように層を配向させること、を達成する。配向又は伸張は、クロスウェブ方向に沿って（例えば、幅出機により）、ダウンウェブ方向に沿って（例えば、長さ配向装置）又はこれらの任意の組み合わせにより、同時的又は順次的に達成され得る。一方向にのみに沿って伸張される場合、伸張は「非拘束」（フィルムは伸張方向と垂直な面内方向で寸法的に弛緩させられる）又は「拘束」（フィルムは拘束され、したがって伸張方向と垂直な面内方向において寸法的に弛緩させられない）であり得る。両方の面内方向に沿って伸張された場合、伸張は対称（すなわち、垂直な面内方向に沿って等しい）か又は非対称であり得る。あるいは、フィルムはバッチプロセスにおいて伸張されてもよい。いずれにせよ、順次的又は同時的な延伸変形、圧力又は歪み平衡、熱硬化及び他の処理作業がまたフィルムに適用され得る。

多層光学フィルム及びフィルム構成体は、これらの光学的、機械的又は化学的特性のために選択された追加的な層及びコーティングを含むことができる。例えば、ＵＶ吸収層はフィルムの主要外側表面の一方又は両方に追加されて、フィルムをＵＶ光により生じる長期にわたる劣化から保護し得る。追加の層及びコーティングは、引っ掻き抵抗性層、引き裂き抵抗性層、及び硬化剤も含むことができる。例えば、米国特許第６，３６８，６９９号（Ｇｉｌｂｅｒｔら）を参照されたい。

所与の多層フィルム内のマイクロ層の全ての光学的厚さが、同じであるように設計された場合、フィルムは狭帯域の波長にわたってのみ高い反射率を提供する。帯域が可視スペクトルのどこかに位置する場合、このようなフィルムは非常に濃い色として顕れ、色は角度の関数として変化する。ディスプレイ及び照明用途の文脈において、顕著な色を呈するフィルムは一般的に避けられるが、いくつかの場合においてはシステム内のどこかで色の不均衡を補正するために、所与の光学フィルムに僅かに色を導入することが有益であり得る。多層フィルムは、マイクロ層（又はより正確には光学繰り返し単位（ＯＲＵ）であり、これは多くの実施形態（全てではない）において隣接するマイクロ層の対に対応する）を、様々な光学的厚さを有するように調整することによって、広帯域の反射率及び透過率を、例えば可視スペクトル全体にわたって備えることができる。典型的には、マイクロ層は、フィルムのｚ軸すなわち厚さ方向に沿って、フィルム又はパケットの一方の側面における最も薄いＯＲＵからもう一方の側面における最も厚いＯＲＵにかけて配置されており、最も薄いＯＲＵが反射帯域における最も短い波長を反射し、最も厚いＯＲＵが最も長い波長を反射する。急峻な帯域端部を提供するために厚さ勾配を調整することを含む、多層光学フィルムの厚さ勾配の記載は、米国特許第６，１５７，４９０号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）に見出すことができ、以下で更に記載される。

多層光学フィルムの製造に使用される材料は、少なくとも可視及び近可視波長にわたり、かつフィルム内の典型的な光学経路距離において非常に低い吸収率を有する典型的なポリマー材料である。所与の光線における、多層フィルムの％反射率Ｒ及び％透過率Ｔは、典型的には実質的に補完的であり、すなわち、Ｒ＋Ｔ≒１００％であり、通常は約１％の正確性の範囲内である。したがって、他に指定されない限り、高い反射率を有するものとされる、本明細書において開示される多層光学フィルムは低い透過率を有し、逆もまた同様であり、低い反射率を有するものとされる開示される多層光学フィルムは、高い透過率を有するものと想定され得、逆ももた同様であり、反射率又は透過率の記録される値はまた、関係Ｒ＋Ｔ≒１００％を使用してそれぞれ透過率又は反射率に関しても報告するものと想定され得る。

反射及び透過特性は、コンピューターによりモデル化された光学フィルム又はその特性が実験室内で測定される実際のフィルムのいずれを扱うにしても、容易に測定することができる。複屈折性多層フィルムの反射スペクトル及びその特性の全て、例えば、任意の角度及び任意の帯域端における反射率が、Ｂｅｒｒｅｍｅｎ及びＳｃｈｅｆｆｅｒの「Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．」（２５，５７７（１９７０））の４×４積層体コードを使用して算出され得る。この方法の記載は、Ａｚｚａｍ及びＢａｓｈａｒａにより著され、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ（Ｈｏｌｌａｎｄ）により出版される書籍「Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ ａｎｄ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｌｉｇｈｔ」に提供される。

大きく傾斜した角度、例えば、空中における９０°若しくはほぼ９０°又は更に超臨界角において、多層光学フィルムの反射率又は透過率は、既知の屈折率のガラスプリズムをフィルムの両面に連結し、スネルの法則により容易に決定される適切な角度における反射率を測定することにより、直接測定され得る。約１．５〜１．７の屈折率を有するガラスプリズムが、これらの測定のためには好適である。

多くの場合において、特に非ゼロ角度において、フィルムの反射率の代わりに透過率を正確に測定することがより容易である。関心のフィルムにおいて光の吸収率が比較的小さいため（垂直入射光に関して一般的に１％未満）、透過率値Ｔを単純に測定し、Ｒ＝１−Ｔを想定することができる。吸収率が約数％超である場合、これは垂直入射での、Ｒ及びＴの別個の測定によって測定することができる。次いで、より高い角度での吸収率は容易に推定することができ、反射率はＲ＝１−Ａ−Ｔとして算出することができ、Ｒ、Ａ及びＴは典型的にはパーセントで表現され、１＝１００％である。

本明細書において開示される多層光学フィルムは、垂直入射光に関して、偏光の関数として非対称の反射率及び透過率を呈する。したがって、垂直入射光に関して最も高い反射率又は最も低い透過率と関連する面内軸（ｘ軸）を「遮蔽」軸と称し、垂直入射光に関して最も低い反射率又は最も高い透過率に関連する他方の面内軸（ｙ軸）を「通過」軸と称することができる。反射性偏光子型多層光学フィルムについて妥当するように、垂直入射遮蔽軸反射率と垂直入射通過軸反射率との間の差が大きい場合にこれらの用語を使用することができる。しかしまた、本出願の目的のために、ほぼ対照的なミラー様多層光学フィルムについて妥当するように垂直入射遮蔽軸の反射と垂直入射通過軸の反射との間の差が小さい場合にも用語「通過軸」及び「遮蔽軸」を使用することができる。

本明細書において開示される多層光学フィルムはまた、１つ以上の特定の入射条件に関してより広い帯域にわたり、中程度の反射率、すなわち、部分的な反射率及び部分的な透過率を呈する。例えば、多くのディスプレイ及び照明用途における可視波長領域などの、より広い帯域にわたり、マイクロ層によって提供される部分的反射率及び部分的透過率は、反射又は透過特性が波長の関数として十分に均一又は平滑でない場合に、フィルムをシステムに望ましくない色が導入されることによる影響を受けやすくする。多層光学フィルムが部分を成すシステム設計により、様々な所望の入射条件において中程度の反射率／透過率が生じるように設計され得る。１つの場合において、例えば、入射条件はフィルムの通過軸に沿って偏光された垂直入射光に関するものであり得、この場合、広帯域部分反射率及び透過率は通過状態の光と関連する。別の場合において、例えば、入射条件はフィルムの遮蔽軸に沿って偏光された垂直入射光に関するものであり得、この場合、広帯域部分反射率及び透過率は遮蔽状態の光と関連する。他の場合において、入射条件は、選択された入射平面内の斜めに入射した光に関するものであり得る。例えば、ｓ又はｐ偏光は、特定のｓ及びｐ偏光（非偏光）又はその平均であり得る。選択される入射平面は、通過軸及びｚ軸を含む平面又は通過軸及びｚ軸を含む平面又はこれらの平面に対して中間的な位置で回転させた平面であり得る。例えば、入射平面は、ｚ軸を含み、例えば、１０°、又は２０°、又は４５°の方位角φに回転させた平面であってもよい。このような平面内の入射光の極角θは更に特定されてもよく、例えば、屈折率１．４９４の媒体中でθ＝４９°、又はこのような媒体でθ＝３８°、又は他の角度及び他の媒体が所望により特定され得る。

図７及び図８は、読者に「ｓ偏光」及び「ｐ偏光」の概念に関連する幾何形状を思い出させ、これらの偏光状態が特定の光線の入射平面に関連して画定され、多層光学フィルムの面内軸（ｘ及びｙ軸）に対するいかなる固定的な関係をも一般的に有さないことを明確にするために提供される。

したがって、図７は、多層光学フィルム７１０又は他の光学的本体に、特定の方向で入射し、ここから出る光線を示す。光線の方向は、特定の光学媒体、例えば、フィルム７１０の表面と接触する媒体（この媒体が空気、又は超低屈折率（ＵＬＩ）材料、又は空気のものよりも高い屈折率を有する別の媒体のいずれか）内で特定される。光線の方向はまた、２つの角度：フィルム７１０の厚さ軸、すなわちｚ軸から測定される極角θ、及び特定の面内軸、典型的にはフィルム７１０のｘ軸から測定される方位角φにより特定される。光線の入射面は、ｚ軸及び光線の伝搬方向を含む平面である。この平面は、ｘ−ｚ平面に対して角度φで配置される。Ｓ偏光は、その電界が入射平面に対して垂直に振動する光線の成分である。ｐ偏光は、その電界が入射平面内で振動する成分である。

光線の伝搬方向により、いくつかの場合において光のｓ偏光成分がフィルムのｘ軸により近く位置合わせされてもよく（かつｐ偏光成分は、ｙ軸、より一般的にはｙ−ｚ平面と位置合わせされ得る）、一方で他の場合においてはｓ偏光成分はフィルムのｙ軸とより近く位置合わせされてもよい（ｐ偏光成分はｘ軸又はより一般的にはｘ−ｙ平面と位置合わせされ得る）。これは図８により明確に示される。この図において、光線８１０は、従来的な偏光フィルム８０２上に、入射角θで入射し（又はここから出る）、これによって入射平面８１２を形成する。標準的な吸収性偏光子又は反射性偏光子であり得る偏光子８０２は、ｙ軸と平行な通過軸８０４及びｘ軸と平行である遮蔽軸８０６を含む。光線８１０の入射平面８１２は、遮蔽軸８０６と平行であり、０°の方位角φで配置されている。光線８１０は、入射面８１２中にあるｐ偏光成分、及び入射面８１２と直交するｓ偏光成分を有する。光線８１０のｐ偏光は偏光子８０２の遮蔽軸８０６と平行なベクトル成分を有し、したがって、偏光子により実質的に遮蔽される（例えば、吸収又は反射される）一方で、光線８１０のｓ偏光は偏光子８０２の通過軸８０４と平行であり、少なくとも部分的に透過する。

更に図８は、偏光子８０２の通過軸８０４と平行なベクトル成分を有する入射面８２２の平面内で偏光子８０２に入射する光線８２０を例示する。光線８２０の入射面８２２は、通過軸８０４と平行であり、９０°の方位角φで配置される。光線８２０のｐ偏光は、偏光子８０２の通過軸８０４と平行であり、一方で、光線８２０のｓ偏光は、偏光子８０２の遮蔽軸８０６と平行である。結果として、偏光子８０２が、遮蔽軸における偏光の全ての角度の入射光において１００％の、透過軸における偏光の全ての角度の入射光において０％の反射率を有する「理想的」反射性偏光子である場合、偏光子は光線８１０のｓ偏光及び光線８２０のｐ偏光を透過し、一方で光線８１０のｐ偏光及び光線８２０のｓ偏光を反射する。換言すれば、このような偏光子８０２はｐ偏光とｓ偏光の組み合わせを透過する。ｐ偏光とｓ偏光の透過量と反射量は、偏光子の特性に依存する。

光の広帯域反射率及び透過率のために調製された厚さ勾配を有する、光学的に浸漬された非対称の多層光学フィルムとの関連で、いくつかの光線は、多層光学フィルムの向き又は「偏側性」によって、他のものよりも望ましくない色効果と、より強く関連する場合があることが見出された。特に、極角θが臨界角であり、方位角φがｘ軸に近い（しかし一致しない）、例えば、

である光線は、多層光学フィルムが「厚い面が外側」の向きで配向されるときに、本明細書において記載される浸漬されたフィルム構成体において望ましくない色効果と強く関連する傾向にある。

ここで、開示される多層光学フィルムの「偏側性」について、フィルムの層厚さ勾配の観点から考察する。図９ａ及び図９ｂは、広波長領域にわたり（例えば、可視波長領域にわたり）、一定の入射角範囲にわたって、反射帯域を提供するために、多層光学フィルムの設計に使用され得る、代表的な層厚さプロファイルを表すグラフである。このような「広帯域」挙動は、光学繰り返し単位による層の低屈折材料及び高屈折材料を組み合わせた層の対の、固有の帯域幅よりも実質的に大きなあらゆる帯域幅を指す。図９ａ及び９ｂにおいて、フィルム中の約５５０のマイクロ層の各１つは、垂直軸に沿って「層番号」を割り当てられ、第１層番号１はフィルムの第１主表面、又はその付近に配置され（例えば、場合により光学的に厚い保護境界層及び／又は表面薄層によって分離される）、最後の層番号５５０（図９ａ）又は５５１（図９ｂ）は、第１主表面と反対のフィルムの第２主表面又はその付近に配置される。グラフの垂直軸は、各マイクロ層の物理的厚さを表す。

代表的な実施形態において、図９ａ及び図９ｂにより表されるマイクロ層は、２つの異なる材料から構成される２つのマイクロ層の群から本質的に構成され得、図６において先に示された「Ａ」及び「Ｂ」層と同様の交互の、介在する方法で配置される。したがって、各図において、層番号１、３、５、．．．５４９（及び図９ｂの場合の５５１）は、第１光透過性材料「Ａ」から構成され得、かつ層番号２、４、６、．．．５５０は、異なる第２光透過性材料「Ｂ」から構成され得る。このような場合、マイクロ層は、およそ２７５の光学繰り返し単位（ＯＲＵ）に構成されるものと考えることができ、各ＯＲＵは２つの隣接するマイクロ層から本質的になる。例えば、番号１（材料Ａ）及び２（材料Ｂ）は、第１ ＯＲＵを画定してもよく、層番号３（材料Ａ）及び４（材料Ｂ）は、第２ ＯＲＵなどを画定し得る。

ＯＲＵの光学的厚さは、材料の屈折率が既知であれば、図９ａ及び図９ｂのグラフのグラフから確認することができる。大まかな計算目的のために、Ａ及びＢ材料の屈折率が約１．７であるものと想定すると（このおおよその計算目的のためにＡ及びＢ材料の屈折率の差は無視する）、２つの図のＯＲＵは第１主表面又はその付近における約２００ｎｍ（＝（６５ｎｍ＋６５ｎｍ）^＊１．７）から第２主表面又はその付近における約６００ｎｍ（＝（１７５ｎｍ＋１７５ｎｍ）^＊１．７）に及ぶ光学的厚さを有することが見出される。ＯＲＵのピーク反射率は典型的には、ＯＲＵの光学的厚さの２倍に等しい波長λにおいて生じるということを思い出し、ＯＲＵ光学的厚さのこの範囲は、約４００〜１２００ｎｍに連続的に延びる、垂直入射反射帯域に対応する（フィルムの少なくとも１つの面内軸に沿った、「Ａ」材料と「Ｂ」材料との間における適切な屈折率差を想定する）。任意の所与のＯＲＵの２つのマイクロ層の物理的厚さは僅かにのみ異なり、このようなマイクロ層の屈折率は典型的には想定される名目値の１．７に対して小さな程度で異なるため、図９ａ及び図９ｂにより表されるｆ比は５０％に近い場合がある。

図９ａに表される複数のマイクロ層と図９ｂに表されるものとの間の最も顕著な差は、前者の場合においてはマイクロ層はマイクロ層の２つの別個の積層体又はパケットに分割され、後者の場合においてはマイクロ層は単一の積層体又はパケットへとグループ化されるものと想定される。この点において積層体又はパケットとは、マイクロ層間に光学的厚さ層を含まないマイクロ層のセット又はグループを指し、光学的厚さ層とは典型的にはその光学的厚さが約λ／２より大きく、λは隣接するマイクロ層（又は対応する光学繰り返し単位）の大部分がそれに調整される波長である図９ａに関する層厚さプロファイルはしたがって、それぞれ単調である２つの部分９１０ａ、９１０ｂに分割され、一方で図９ｂに関する層厚さプロファイルは単一の連続的で単調な曲線９１２である。図９ａにおいて、光学的厚さ層が、曲線９１０ａによって表されるマイクロ層パケットと、曲線９１０ｂによって表されるパケットとの間に存在するものと想定される。以下で説明されるモデル化の目的のために、この光学的に厚い層の光学的厚さに、１５マイクロメートルの値が想定された。

図９ａ及び図９ｂの層プロファイルの間の差にかかわらず、両方のプロファイルが、垂直入射における約４００〜１２００ｎｍの連続的なスペクトルを反射するために使用され得る。更に両方のプロファイルの「偏側性」は、「薄い面」に隣接する層番号１、及び「厚い面」に隣接する層番号５５０又は５５１によって特徴付けることができる。この点において、層厚さプロファイルにおける光学繰り返し単位の平均光学的厚さが計算され得る。図９ａ及び図９ｂそれぞれにおいて、この平均は、Ａ及びＢマイクロ層の名目屈折率が約１．７であると想定して、およそ４００ｎｍ（＝（１２０ｎｍ＋１２０ｎｍ）^＊１．７）である。光学的厚さがこの平均よりも小さいＯＲＵは、平均して、光学的厚さがこの平均よりも大きいＯＲＵよりも、層番号が１又はその付近である第１主表面に近い。多層光学フィルムの第１主表面はしたがって、「薄い面」と称され得る。対照的に、光学的厚さが平均よりも大きいＯＲＵは、平均よりも光学的厚さが小さいＯＲＵよりも、層番号が５５０又は５５１であるかその付近の第２主表面に近い。第２主表面は、したがって、「厚い面」と称され得る。多層光学フィルムが部分を成すフィルム構成体の入力及び出力表面の文脈において、光学的に浸漬された多層光学フィルムの偏側性が、観察者によって感知される色に顕著な変化を生じ得ることを、観察結果が示し、モデル化が確認している。１つのパケット（図９ｂ）又は２つのパケット（図９ａ）のいずれが使用されるかにかかわらず、薄い面が外側である配向は、厚い面が外側である配向よりも実質的に低い色を達成する。

図９ａ及び図９ｂは、限定的な方法で構成されるべきではない。例えば、本発明は、任意の数のマイクロ層パケットを有し得る、浸漬された多層光学フィルムに適用され得、１つのパケット（図９ｂ）又は２つのパケット（図９ａ）の設計に限定されない。

例えば、図９ａ及び図９ｂのものに代わるマイクロ層パケット設計において、疑似連続的な単一パケットがまた、マイクロ層の各パケットの間に１つ以上の光学的に厚い層を有する２つ以上のパケットから作製され得る。しかしながら、連続的な１／４波勾配積層体の中間における１つ以上の光学的厚さ層の存在は、顕著なスペクトルの振動を生じ、これはまた顕著な色を生成する場合がある。このような構成体から作製され得る任意の良好な低色設計はしかしながら、依然として、本明細書において記載されるものと同じ順序（すなわち、薄い面が外側をむく配向であり、平均して、プロファイルの最も薄い１／４波層がシステムの出口側に面する）で層を配置することにより利益を得る。任意の光学的に厚い層が好ましくは低複屈折を有する材料から作製される。上記のように、個別のマイクロ層がそれぞれ、正確に１／４波を有する必要はない。むしろ、光学繰り返し単位のマイクロ層の光学的厚さの合計がλ／２であるべきであり、λ／２ ＯＲＵはひいては、広帯域反射体を提供するために好適な層厚さプロファイルにより連続的な勾配を有し得る。加えて、いくつかの場合において、ＯＲＵはλ／２より遥かに厚く（例えば、３λ／４、λ又は更に高い）様々なｆ比を有する場合があり、適切なｆ比を備える、第２、第３又は更に高次の高調波反射帯域を使用して均一な遷移を提供し、より低色の均一な繊維スペクトルを提供する。他の場合においても、より薄いＯＲＵは平均して、望ましくは低色のための構成体の出力表面に面する。

ここで図１０ａを参照し、光学的に浸漬された多層光学フィルムを含むフィルム構成体の概略的断面又は側面図が見出される。フィルム構成体は、光導体上の積層体の構成体１０１０である。このシステムにおいて、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能なＶｉｋｕｉｔｉ（商標）ＢＥＦ−型プリズム状フィルムに使用されるものなどのプリズム構成体１０１２が、本明細書において開示される、多層反射性偏光フィルム１０１４に適用される。プリズムは空気に曝露され、偏光フィルム１０１４を通過した光を、ディスプレイパネル又は観察者の方に向けて、一般的に上方に透過させる。このような光は光源１０３０ａ、１０３０ｂに由来し、これらは中実の光導体１０２４の縁部においてエッジ照明構成で示される。光導体１０２４は、従来的な抽出装置１０２６のパターンを備える。光導体１０２４の底部から逃れる光は、白色背面反射体１０２８により反射される。感圧接着剤層１０２２は、光導体１０２４を、勾配屈折率ＵＬＩ層１０２０、高ヘーズＵＬＩ層１０１８（これはまた体積式ディフューザーであり得る）及び低ヘーズＵＬＩ層１０１６を含む、上記の他の構成要素に接着させる。

構成体１０１０はしたがって、反射性偏光フィルム１０１４をバックライト内へと、空隙間隙を排除し、フィルム基材及び他の独立型構成要素、例えば、反射性前偏光子、光導体、ディフューザー、位相差板、マイクロレンズシート又はプリズム状シートの数を低減するような方法で導入する。これにより、反射性偏光フィルム１０１４は、空気よりも高い屈折率の媒体、特に光学的に厚い超低屈折（ＵＬＩ）層に光学的に浸漬される。ＵＬＩ層は、超臨界光がフィルム１０１４内を伝搬することを可能にするが、このような超臨界光の角度範囲を制限する。制限された範囲は、フィルム１０１４が更に高い屈折率の媒体に光学的に浸漬される実施形態に比べ、多層反射体の角度帯域幅要件を低減する。しかしながら、伝搬角度の範囲は、多層光学フィルム１０１４が光学的に浸漬されない場合に生じるものよりも依然として広い。図１０ａの構成体は、本明細書において記載される偏側性効果に関連する望ましくない色が観察された実施形態を実質的に表す。図１０ａの実施形態に関する更なる情報及び他の情報のために、２００９年１０月２４日に出願された米国特許出願第６１／２５４，６９１号「Ｉｍｍｅｒｓｅｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ Ｏｆｆ−Ａｘｉｓ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙ」（代理人整理番号第６５８０９ＵＳ００２）を参照した。

ディフューザー１０１６又は光導体１０２４のいずれかが、空気から注入され得るよりも大きな角度において、偏光フィルム１０１４に光を注入することができる。ここでは両方が使用されるが、一方若しくは他方、又は微細構造化表面フィルムを単独で使用して超臨界光をフィルムに注入することができる。一般的に、多層光学フィルムに光学的に連結される任意の光路偏光層が、光注入層（例えば、層１０２４）又は光抽出層（例えば、１０１２）として使用され得る。図１０ａにおいて、これらの構成要素はそれぞれ、光導体及びプリズム配列である。反射性偏光子に入り得る光の角度範囲は、ＵＬＩ層１０１６の屈折率により、スネルの法則によって制限される。好適な抽出層１０１２がフィルムの出口表面に光学的に連結されていれば、ＵＬＩ層を透過するこれらの光線のいずれかが偏光フィルム１０１４から空中に出ることができる。このような構成体は、上記の光学的に浸漬された光学フィルムの例である。

光学的に浸漬されたフィルムは典型的には、フィルムの入射面及び出口面にそれぞれ光学的に連結された光注入及び光抽出層を有する。このような方法において光線は、空中において平滑な平面配向性表面を通じてフィルムに生じ得るよりも、大きな角度でフィルムに入りかつ伝搬することができ、このような光は、上記のように超臨界光と称される。抽出層は、注入層に関して記載される任意の構成要素であり得る。フィルム及び光源を液体、又は液体を後に硬化又は乾燥させて固体にしたものに浸漬することは、同じ結果を有し得る。偏光子に顕著な色の生成を生じ得る特定の光線は、図１０ｂに例示される光線１０４９ａなどの、大きな（超臨界）入射角から入るものである。図１０ｂは、反射性偏光フィルムであり得る、光学的に浸漬された多層光学フィルム１０４４を含む、より単純な又はより一般化されたフィルム構成体１０４０の概略断面図又は側面図である。構成体１０４０は、フィルム１０４４の出力表面１０４４ｂに取り付けられた光抽出層１０４２、フィルム１０４４の入力表面１０４４ａに取り付けられたＵＬＩ層１０４６、及びＵＬＩ層１０４６に取り付けられた光注入層１０４８を含む。

光線１０４９ａは、多層光学フィルム１０４４から出て空中に入る透過に関して臨界角に近いか又はこれを上回る。しかしながら、図１０ｂに表される光抽出層１０４２（他の構成を代わりに使用することもできるが）は、光線が、観察者によって容易に観察することができる角度においてフィルムを出ることを可能にする（光線１０４９ｂ参照）。読者は、光線の経路が可逆的である、すなわち、光はプリズム状表面（１０４２参照）に注入され、光導体（１０４８参照）により抽出され得ることを理解する。典型的には、最終用途は偏光出力を使用するが、システムは原則として逆転され得る。したがって、最も一般的な用語で述べると、多層光学フィルムの最も薄い層（すなわち、「薄い面」）が、より高度な偏光を透過するシステムの側に最も近くあるべきことが所望され得る。

光抽出層１０４２が、多くのＶｉｋｕｉｔｉ（商標）ＢＥＦ型フィルムのものなどの、プリズムの線形配列を含み、各プリズムがフィルム平面と平行なプリズム軸に沿って延びる場合、プリズム配列は、プリズム軸がフィルム１０４４の通過軸と実質的に平行であるように多層光学フィルム１０４４に対して配置され得るが、プリズム軸と通過軸との間の他の相対的な配置角度もまた使用され得る。

光学的モデル化
浸漬された多層光学フィルムの光学的モデル化は、観察される現象をよりよく理解し、どの設計パラメーターが観察される現象に対して顕著な影響を有するかに関するより良い認識を得るために利用された。浸漬された多層光学フィルムは、標準的な多層境界面積層体コードでモデル化され得る。単純化のために、フィルム積層体は、光が平行平面境界において、空気より高い所与の屈折率の半無限媒体に光が注入され、ここから抽出されるものとして、モデル化される。この点において図１０ｃを参照し、これは、光学的に浸漬された多層光学フィルム１０５４を含む、単純なフィルム構成体１０５０の概略的な断面図又は側面図を示す。構成体は、半無限層１０５８、１０５２を含み、それぞれここから光がフィルム１０５４に入り、出る。層１０５８とフィルム１０５４との間の任意の層１０５６は、フィルム１０５４に注入され得る超臨界光の傾斜度を制限するために提供され得る。例えば、層１０５６は、その屈折率が半無限層１０５８のものよりも低い、ＵＬＩ材料の光学的に厚い層であり得る。以下のモデル化された結果に関し、他に指定されない限り、多層光学フィルムの両側上の半無限媒体は、１．４９４の屈折率を有するものとして想定され、これは６３３ｎｍにおけるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の屈折率に対応する。いくつかの場合において、吸収性偏光子はまた、以下で更に説明されるように、モデル化されたフィルム構成体に含まれるものと想定され、このような吸収性偏光子はまた、フィルム１０５４と平行な平面に浸漬される。

プリズムなどの抽出機構がフィルム表面に連結されない限り、観察者が測定するような顕著な色を生成する光線は空中に透過され得ない。図１０ｂのプリズムなどの非平坦な表面の使用による、偏光の抽出のモデル化は追加的な分析を必要とする。使用され得る多くの種類の抽出機構が存在するために、これはここでは行われない。代わりに、薄い光学層の層の構成の効果に関して色を向上する又は低減することができる、基本的な光学的効果を例示することのみが意図される。実験的観察は明確かつ明白であり、色の成因の理解を助けるために、モデル化が行われた。

異なるマイクロ層に使用される材料に関する以下の屈折率値は、作製された後に浸漬され、開示されるフィルム構成体において使用され得る、非対称な多層光学フィルムの代表例である。

これらの屈折率セットのそれぞれは、好適な数の層、及び好適な層厚さプロファイルを有する多層光学フィルムで利用される場合、その反射率が一方の偏光（ｚ軸に沿って偏光される）の垂直入射光に関して、垂直な偏光（ｙ軸に沿って偏光される）の垂直入射光に関するその反射率よりも実質的に高い、反射性偏光型多層光学フィルムを提供することができる。これらの屈折率のセットが負の値のΔｎｚを有するということは、通過平面（通過軸及びｚ軸を含む平面）に入射するｐ偏光に関するこれらの反射率が、増加する入射角と共に増加する場合があり、Δｎｙのゼロでない値はまた、通過平面に入射するｓ偏光に関する反射率がまた入射角の増加と共に増加することを意味する。このようなフィルムに関する更なる情報は、２００９年１０月２４日に出願された、上記で参照した米国特許出願第６１／２５４，６９１（代理人整理番号第６５８０９ＵＳ００２号）及び米国特許出願第６１／ＸＸＸ，ＸＸＸ号「Ｉｍｍｅｒｓｅｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ ｗｉｔｈ Ａｎｇｕｌａｒ Ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｐｌａｎｅｓ ｏｆ Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ」（代理人整理番号第６５９００ＵＳ００２号）に見出され得る。

特に他に指定されない限り、モデル化された実施例は上記の屈折率セット３の屈折率を使用し、これらは、以下に記載される実際の実施形態に使用される実際の多層光学フィルムに非常に典型的であるものと考えられた。

図９ｂのものと同様の１パケット層プロファイル及び図９ａのものと同様の２パケット層プロファイルは、それぞれ約５５０の合計マイクロ層を有し、図１０ｃの浸漬された実施形態について計算され、半無限層１０５２、１０５８は、１．４９４の屈折率を有するものと想定され、層１０５６は省略された。マイクロ層は、屈折率セット３で説明されたように、材料Ａと材料Ｂの交互の構成であるものと想定された。

図１１ａは、このような浸漬された多層光学フィルムに関する透過率対波長（すなわち、スペクトル透過率）の生じるモデル化されたグラフであり、多層光学フィルムは、図９ｂのものと同様の５５１マイクロ層（２７５．５ ＯＲＵ）１パケット設計を使用する。垂直軸に示される透過率値は、１００を掛けてパーセント透過率値に変換されてもよく、パーセント反射率は通常、１００％ −パーセント透過率であるものと想定され得る。透過率は、半無限層１０５８内の伝搬方向が極角θ＝４９°及び方位角φ＝０°を有する光に関して計算される。方位角φ＝０°は、光がｘ−ｚ平面に入射することを示す。屈折率１．４９４の媒体の極角θ＝４９°は、光が超臨界角で伝搬していることを示す。この角度は、屈折率１．２のＵＬＩ層の７０°の極角、及び空中の９０°より大きい角に対応し、すなわちこれはフィルム出射表面と平行な空気との境界面における全内部反射を経験する。ｐ偏光（曲線１１１０）、ｓ偏光（曲線１１１２）、並びにｓ偏光及びｐ偏光の平均（曲線１１１４）について透過率が計算され、これは非偏光の透過率の典型である。透過率の計算は、最も厚いＯＲＵ（例えば、図９ｂの層番号５５０参照）が半無限出射層１０５２に最も近い、多層光学フィルムの厚い面が外側の配向、及び最も薄いＯＲＵ（図９ｂの層番号１参照）が半無限出射層１０５２に最も近い薄い面が外側の配向の両方に関して行われた。このモデル化された実施例において、曲線１１１０、１１１２、１１１４は全て、多層光学フィルムの偏側性−配向に反応しなかった。すなわち、計算される透過率曲線は、フィルムの厚い面が外側であっても、薄い面が外側であっても本質的に同じであった。これは、単純化された図１１１３を有する図に示される。

曲線１１１４は、スペクトルの可視部分にわたるばらつきで見た際に、無色ではないが、この実施形態の色への最大の寄与因子は、単に層厚さプロファイルの形状であり、これは、スペクトルをより均一にするように修正され得る。

全く同じ（修正されていない）浸漬された多層光学フィルムは、その後、僅かに異なる入射面におけるその透過率について評価された。特に、方位角φは、１０°に変更され、一方で極角θは、４９°のままに維持された。浸漬されたフィルムの透過率はその後、１つの場合においては厚い面が外側になるように配向された多層光学フィルム（図１１ｂ）について、他の場合においてはフィルムの薄い面が外側で（図１１ｃ）で、前と同じ方法において計算された。したがって、図１１ｂにおいて、曲線１１２０は、ｐ偏光の透過率を表し、曲線１１２２はｓ偏光の透過率を表し、曲線１１２４は曲線１１２０及び１１２２の平均を表す。同様に、図１１ｃにおいて、曲線１１３０は、ｐ偏光の透過率を表し、曲線１１３２はｓ偏光の透過率を表し、曲線１１３４は曲線１１３０及び１１３２の平均を表す。単純化された図１１２３、１１３３は、各図の浸漬された多層光学フィルムの向きを示すものとして機能する。

図１１ａ、１１ｂ、１１ｃの比較は、多層光学フィルムの偏側性は、ｘ−ｚ平面に入射する光の透過率に影響を及ぼさないものの、入射平面における僅かな変化（同じ超臨界極角を維持する一方で）により、フィルムの偏側性が透過特性に大きな影響を及ぼし得ることを示す。したがって、多層光学フィルムの主軸（ｘ又はｙ軸）を含まない平面に入射する光（例えば、φ＝１０°）においては、図１１のものとは大きく異なるスペクトルがｓ偏光及びｐ偏光に関して計算される。厚い面が外側である配向における、光のｐ及びｓ偏光成分に関する、曲線１１２０、１１２２における大きな振動に留意する。光が最初にマクロ層積層体のより厚いＯＲＵ上に最初に入射するようにフィルムの配向を薄い面が外側になるように逆転させ、光線の方向を全く同じにすると（φ＝１０、θ＝４９）、図１１ｃは、図１１ｂの平均透過率１１２４と実質的に同じ平均透過率１１３４を提供するが、個別のｓ及びｐ偏光成分の曲線１１３０、１１３２はここでは、図１１ｂの対応する曲線に対して、非常に僅かな波長による変動を呈する。

図１１ｂ及び１１ｃの結果は、光が最も薄いＯＲＵを最後に通過するように、フィルム積層体を配置することの望ましさを理解するための重要な手掛かりを提供する。ｓ及びｐ偏光に関する、スペクトルの組み合わせがこれら２つのプロットにおいて同じであっても（曲線１１２４と曲線１１３４を比較されたい）、続く光学層がｓ偏光又はｐ偏光いずれかをより少なく透過する光路に追加される場合、図１１ｂの個別に色を有する偏光成分の微妙なバランスは乱れ、全（ｓ及びｐの組み合わせ）スペクトルはより不均一になることが容易に見出される。

このような効果は、吸収性偏光子を浸漬された多層光学フィルムの出射表面に単純に取り付ける（すなわち、図１０ｃの層１０５２と１０５４との間への吸収性偏光子の挿入）ことによって実証され得る。このような配置はその後、多層光学フィルムの設計特性を図１１ａ〜ｃと同じにし、同じ入射光線方向を使用して、モデル化された。吸収性偏光子の透過軸は、多層光学フィルムの透過軸（ｙ軸）と平行であるものとして想定された。フィルム構成体はここでは、図１２ａ、１２ｂの単純化された図１２１３、１２２３に示されるように、吸収性偏光子に取り付けられた、同じ５５０層単一パケット多層光学フィルムである。図１２ａは、多層光学フィルムは厚い面が外側に配向される実施形態における計算された透過率を示し、曲線１２１０はｐ偏光のものであり、曲線１２１２はｓ偏光のものであり、曲線１２１４は曲線１２１０、１２１２の平均である。図１２ｂは、フィルムの薄い面が外側である、計算された透過率を示し、曲線１２２０はｐ偏光のものであり、曲線１２２２はｓ偏光のものであり、曲線１２２４は曲線１２２０、１２２２の平均である。全透過率スペクトルの形状（吸収性偏光子の出力において測定される際）は、フィルム積層体の薄いＯＲＵと厚いＯＲＵの順序によって大きく異なる。

図１２ａの高度に変調したスペクトル（曲線１２１４）は、ほとんどの照明システムにおいて強い色を生成し得る。このスペクトルは、光が最も薄い層に最初に、最も厚い層に最後に入射するシステムのものであり、多層光学フィルムを出るｓ偏光及びｐ偏光成分の微妙なバランスが、追加的な光学フィルムによって修正される。この場合、追加的なフィルムは、浸漬された吸収性偏光子であった。上記のように、プリズム状抽出層などの他の光学装置は、多層光学フィルムの出射面上に配置され得る。実験的な観察から、これらのプリズム状構成体は、図１２ａ及び１２ｂのものと同様のスペクトルを生成するように見える（すなわち、比較的均一であるか、又は多層光学フィルム内の層の配置により、波長と関連して高度に変調する）。

薄い層が別の偏光子に面する、図１２ｂの全システムは、光学部品の基本的原理によって逆転されてもよく、かつこの逆転した場合において光は薄い層に最初に入るにもかかわらず、依然として同じ、比較的平滑な全透過率スペクトルを有する（ｓ偏光＋ｐ偏光、曲線１２２４を参照）。逆転した場合については、図１３の単純な図１３１３に例示される。したがって、図１３は、図１２ｂの構成体に関するスペクトル透過率のモデル化されたグラフであるが、光の方向は、ここでは吸収性偏光子がここで多層光学フィルムの入力表面（図１２ｂの出力表面を考察する）とみなされる表面と光学的に接触するように、逆転されている。入射光線の方向特性（φ＝１０、θ＝４９）は、多層光学フィルムの設計特徴などと共に、他の点では不変である。曲線１３１０は、ｐ偏光の計算された透過率であり、曲線１３１２はｓ偏光のものであり、曲線１３１４は曲線１３１０、１３１２の平均である。

図１３と図１２ｂを比較すると、平均透過率１３１４は平均透過率１２２４に対して不変であるが、ｓ及びｐ偏光に関する個別の透過率スペクトル１３１２、１３１０は、先に図１１ｂに見出されたように、やはり波長の関数として高度に変調している。光がｓ及びｐ偏光の光に関して透過率スペクトルの微妙なバランスを阻害することなく、図１３の構成体から抽出され得ない限り、又は構成体がこの形態の浸漬されたシステム内において使用され得ない限り、この逆転した配置は依然として顕著な色を生じことがあり、望ましくない場合がある。

つまり、上記の光学的モデル化は、ｓ偏光及びｐ偏光に関する個別の透過率スペクトルが、光が薄い層に最初に入る場合（厚い面が外側の構成）に実質的に変調され、これらの透過率スペクトルは、積層体が逆転されて光が厚い層に最初に入る場合（厚い面が外側の配向）に、波長に対して実質的に少ない変調を呈することを実証している。

光学的モデル化は次に、図９ａの２パケット構成に関連して先に記載されたように、多層光学フィルムのマイクロ層がその間に光学的に厚い層を有する多数の別個のマイクロ層パケットに分離された実施形態へと延長された。下記の結果は、これらの場合においても、望ましくない色を低減させる観点から、より薄い光学繰り返し単位が平均して、より厚い光学繰り返し単位よりも多層光学フィルムの出力表面により近くなるように多層光学フィルムを配置することが好ましいことを実証している。

第１のモデル化された２積層体実施形態において、多層光学フィルムは２つのマイクロ層パケットを有するように設計され、それぞれが交互のＡ、Ｂ構成において２７５のマイクロ層を含み、その屈折率は上記の屈折率セット３に示されている。２つのパケットは、保護境界層（ＰＢＬ）と類似であり、等方性層と同じ屈折率を有する、光学的に厚い層（１５マイクロメートル厚さ）によって分離された。モデルはまた、５０マイクロメートル厚さの表面薄層が複数のマイクロ層の各側に存在することを想定し、表面薄層はまた等方性層と同じ屈折率を有した。（通常、表面薄層及びＰＢＬ層などの多層光学フィルムの光学的に厚い層は、高度に複屈折性ではなく、等方性であるか、最小限に複屈折性であることが好ましい。）フィルム内のマイクロ層の合計数はしたがって５５０であった。マイクロ層の厚さ勾配は、図９ａに示されるものと同様であるようにモデル化され、すなわち２７５層パケットがより薄いマイクロ層からより厚いマイクロ層へと、及びより薄いＯＲＵからより厚いＯＲＵへと単調な勾配を有した。

図１０ｃに示されるように光学的に浸漬される場合、この２積層体多層光学フィルムの透過率は、上記と同じ方法で計算されたが、この場合においてはフィルム構成体は、半無限光注入層１０５８と多層光学フィルムの入射側との間に光学的に厚いＵＬＩ層１０５６を含むものと想定された。半無限層１０５２、１０５８はやはり、１．４９４の屈折率を有するものとして想定された。ＵＬＩ層１０５６は、１．２の屈折率及び１００マイクロメートルの物理的厚さを有するものとして想定された。入射光線の方向はやはり、屈折率１．４９４の材料におけるφ＝１０°、θ＝４９°によって特徴付けられた。

図１４ａは、単純な図１４１３によって示される、厚い面が外側の配向の、浸漬された多層光学フィルムの、生じる計算された透過率スペクトルを示す。図において、曲線１４１０は、ｐ偏光の計算された透過率であり、曲線１４１２はｓ偏光のものであり、曲線１４１４は曲線１４１０、１４１２の平均である。図１４ｂは、単純な図１４２３によって示される、薄い面が外側の配向の、浸漬された多層光学フィルムの計算された透過率スペクトルを示す。図において、曲線１４２０は、ｐ偏光の計算された透過率であり、曲線１４２２はｓ偏光のものであり、曲線１４２４は曲線１４２０、１４２２の平均である。

図１４ａ、１４ｂの比較は、ｓ偏光及びｐ偏光の透過率スペクトルが、薄い面が外側の配向（１４ｂ）のより小さい変調と比較して、厚い面が外側の配向（図１４ａ）の波長の関数として高度に変調されることを示す。これは、１パケット多層光学フィルムにおけるモデル化の結果と定性的に同じであるが、図１４ａのｓ及びｐ偏光透過率の変調（厚い面が外側の２パケットフィルムに関する曲線１４１０、１４１２）と、図１１ｂのｓ及びｐ偏光透過率スペクトルの変調（厚い面が外側の１パケットフィルムに関する曲線１１２０、１１２２）との間に違いが見出される。

浸漬された２パケット多層光学フィルムのｓ及びｐ偏光透過率スペクトルは、フィルムが、入射光が各パケットのより厚いＯＲＵに、より薄いＯＲＵよりも前に入るように配向される場合（すなわち、厚い面が外側）に、より均一である。上記のように、２パケット多層光学フィルムを含むフィルム構成体は、多層光学フィルムの入力表面において屈折率１．２０の光学的に厚いＵＬＩ層を有するように想定された。２パケットフィルムの両方の配向において、ＵＬＩ層は不変のままであり、すなわちこれは常に多層光学フィルムの入射面上に配置された。この理由により、図１４ａの全透過率スペクトル（曲線１４１４）は、図１４ｂの全透過率スペクトル（曲線１４２４）から僅かに異なる。

実験室において作製され、かつ観察された実際の多層光学フィルムにおいて、フィルムが光学的に浸漬されないかった場合には（例えば、フィルムが偏光テーブル上に配置された後に透過率を観察された場合）、厚い面が外側の配向と薄い面が外側の配向との間における認識可能な差はほとんどなかった。この挙動のモデル化を試みるにあたり、図１４ａ〜ｂに関連して記載される２パケット多層光学フィルムは、浸漬されていない空気環境においてモデル化され、結果が図１５ａ、１５ｂに示される。

図１５ａ及び１５ｂはしたがって、図１４ａ〜１４ｂの２パケット多層光学フィルムの全スペクトル透過率のモデル化されたグラフであるが、ここでフィルムは屈折率１．４９４の媒体にもはや光学的に浸漬されていない。これに対して図１５ａ、１５ｂは、多層光学フィルムが空気に浸漬されることを想定し、フィルムは、その通過軸が多層光学フィルムの通過軸（ｙ軸）と平行である平面平行の、非拡散的な吸収性偏光子の出力面上に配置される。光は、吸収性偏光子の下の空気から、入射面に入射し、その方位角はφ＝２０°である。空中で測定される極角θは、０°（垂直入射）〜７０°に及び、したがって超臨界角ではなかった。多層光学フィルムは、単純化された図１５１３において示されるように、図１５ａにおいて厚い面が外側になるように配向され、すなわち、フィルムの厚い面が吸収性偏光子に面した。図１５ｂにおいて、フィルムは単純化された図１５２３に示されるように、厚い面が外側になるように配向され、すなわち、フィルムの薄い面が吸収性偏光子に面した。透過率は、０°（図１５ａの曲線１５１０、図１５ｂの曲線１５２０）、５０°（図１５ａの曲線１５１２、図１５ｂの曲線１５２２）、６０°（図１５ａの曲線１５１４、図１５ｂの曲線１５２４）、及び７０°（１５ａの曲線１５１６、図１５ｂの曲線１５２６）の、空中で測定される極角θに関して計算された。

図１５ａ、１５ｂの比較は、吸収性偏光子の存在下においても、波長の関数として透過率曲線の変調は穏やかであり、厚い面が外側の配向における変調の度合いと、薄い面が外側の配向における変調の度合いとの間にはほとんど差が見出され得ない。これは、多層光学フィルムが光学的に浸漬されるフィルム構成体とは大きく異なる。

作製された多層光学フィルム構成体
実験室環境で作製され、観察された多層光学フィルム構成体についてここで記載する。これらの構成体は多層光学フィルム及び他の光学フィルムの、ディスプレイバックライトでの使用に好適な中実な光導体への積層を含んだ。代表的な生じるフィルム構成体１６１０の概略側面図が図１６に示される。構成体１６１０は、構成体１６１０の入力表面１６１０ａ、１６１０ｂに配置された光源１６４２ａ及び１６４２ｂと、かつ構成体１６１０の後ろに配置された白い背面反射体１６４０と組み合わされて、ディスプレイ用途におけるバックライトとして使用するために好適な、拡張した領域の白色光源を構成した。光は、構成体１６１０の出力表面１６１０ｃにおけるバックライトから、ディスプレイパネル及び／又は観察者（図示されない）の方に出る。

光導体上の積層体構成１６１０において、ＢＥＦプリズム状フィルムに使用されるものなどのプリズム状構成体１６１２は、多層光学フィルム１６１４に適用され、これは作製された実施形態においては、反射性偏光子フィルムであった。プリズムは空気に曝露され、偏光フィルム１６１４を通過した光を、ディスプレイパネル又は観察者の方に向けて、一般的に上方に透過させる。このような光は光源１６４２ａ、１６４２ｂに由来し、これらは中実の光導体１６３６の縁部においてエッジ照明構成体で示される。光導体１６３６は、従来的な抽出装置１６３８のパターンを備える。光導体１６３６の底部から逃れる光は、白色背面反射体１６４０により反射される。感圧接着剤層１６３４、１６２８、１６２２及び１６１６は、光導体１６３６を、それぞれＰＥＴフィルム１６１８、１６３０に適用された低ヘーズＵＬＩ層１６２０、１６３２を含む、積層体中の他の構成要素に接着させ、体積式ディフューザー１６２６は、ＰＥＴフィルム１６２４に適用される。

光注入のエッジ照明形状、及び体積式ディフューザー層１６２６、及びＵＬＩ層１６２０、及びプリズム構造１６１２の結果として、構成体１６１０内の多層光学フィルム１６１４は、層１６２０、１６３２のＵＬＩ媒体中に効果的に光学的に浸漬され、超臨界光はフィルム１６１４を通じて伝搬し、出力表面１６１０ｃを出る。２フィルム構成体１６１０が作製された。第１構成体において、第１多層光学フィルムは厚い面が外側になるように配向された。第２構成体において、第１多層光学フィルムと非常に類似した第２多層光学フィルムが、薄い面が外側になるように配向された。多層光学フィルムの異なる配向の他に、第１及び第２構成体は、実質的に同様の設計を有した。

構成体の様々な構成要素が、ここでより詳細に記載される。

多層光学フィルム１６１４
同様の設計の２多層光学フィルムが、各フィルム構成体に１つずつ使用された。多層光学フィルムは、本明細書においてＭＯＦ１及びＭＯＦ２と称される。これらのフィルムは偏光フィルムであり、それぞれ、図９ａに示されるパケットと同様の２つのパケットに分配された５５０の合計マイクロ層を有し、パケット間の光学的に厚い保護境界層及び各多層光学フィルムの最も外側の部分を形成する光学的に厚い表面薄層を有した。より薄いマイクロ層／より薄いＯＲＵ（例えば、図９ａの層番号１参照）に最も近いフィルムの最も外側の表面はフィルムの薄い面と称され、より厚いマイクロ層／より厚いＯＲＵ（図９ａの層番号５５０参照）に最も近いフィルムの最も外側の表面はフィルムの厚い面と称される。

フィードブロック方法を使用して（米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら））、交互の低屈折率ポリマー層及び高屈折率ポリマー層を有する反射性偏光子ＭＯＦ１、ＭＯＦ２はそれぞれ、交互の低屈折率ポリマー材料及び高屈折率ポリマー材料の２７５の層の２つの同様のパケットを共押出しし、その後層の２つのパケットを接合することによって作製された。各２７５層パケットに関し、高屈折率層が９０／１０ ｃｏＰＥＮで作製された（９０％エチレンナフタレート繰り返し単位及び１０％エチレンテレフタレート繰り返し単位を含有するコポリエステル）。低屈折率層は、５５重量％のＰＥＴＧ（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能）と４５重量％の９０／１０ ｃｏＰＥＮの混合物を押出成形機内でブレンドすることによって作製された。低屈折率材料のいくらかが、共押出プロセス中に保護境界層を形成するために、溶融トレーンから逸らされた。ＰＥＴＧポリマーの表面薄層が、押出成形ダイの直前に、フィルムの両側で溶融流に適用された。

各場合において、キャストウェブは、連続的な操作の、標準的なフィルム作製幅出し機内に配置された。キャストウェブは、幅出し機内で予備加熱された。フィルムはその後、好適な温度（ＭＯＦ１は１５４℃、ＭＯＦ２は１３２℃）において、６０％／秒の初期速度で約４．５秒、その後、約１５％／秒の速度で約１８秒間にわたり、延伸された。ｘ方向における合計全体伸張比率は約５．５：１であった。ＭＯＦ１及びＭＯＦ２のそれぞれにおいて、フィルムはその後、幅の約１％を牽引しながら、２２７℃で約１８秒間にわたり、熱固定された。多くの場合において、熱固定は、より強く配向（すなわち、初期においてより複屈折性である）されたマイクロ層の複屈折性を増加させる一方で、より弱い配向の（初期においてより複屈折性が弱い）マイクロ層の複屈折を排除するために使用され得る。

各パケット層内の低屈折率材料及び高屈折率材料の相対的な押出成形速度は、最終的なフィルムの隣接する材料層がそれぞれおよそ同じ光学的厚さを有するように調節された。掲載される材料及び配向状態は、約ｎｘ１＝１．８２、ｎｙ１＝１．６２、ｎｚ１＝１．５０５、及びｎｘ２＝ｎｙ２＝ｎｚ２＝１．５９５の屈折率のセットを生じるように意図され、低屈折率層及び高屈折率層の両方が、最も薄いＯＲＵに関して約４２５ｎｍから反射するように微調整された遮蔽軸（ｘ軸）に関して四分の一波長の光学的厚さを有し、各パケットの最も厚いＯＲＵにおける約１１５０ｎｍ光までベキ法則プロファイルにより単調に厚さが増加する押出成形キャスティングホイール速度は、生じる反射帯域がこの波長領域に及ぶように調節された。ベキ法則プロファイルの形状は、生じるスペクトルが各パケットのスペクトルのほとんどにわたって比較的平坦であるように選択された。スペクトル形状は、米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）に概要を記載される軸方向ロッド技術を使用して微調整された。最終的な配向フィルムにおいて、表面保護層はそれぞれ、約１１マイクロメートル厚さであった。各ＭＯＦ１及びＭＯＦ２に関する合計の最終的なフィルム厚さは、約９０マイクロメートルであった。ＭＯＦ１及びＭＯＦ２はしたがって、両方とも、ｘ軸に沿った遮蔽軸及びｙ軸に沿った通過軸を有する、広帯域反射性偏光子フィルムであった。

プリズム構造１６１２が多層光学フィルム上にコーティングされた。

樹脂の硬化性層は、多層光学フィルム１６１４上にコーティングされ、好適な成形型を使用してプリズムを形成するように成形され、硬化された。樹脂の組成は、ＣＮ１２０として販売される（Ｓａｒｔｏｍｅｒ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から入手可能）７５％（ｗ／ｗ）エポキシアクリレート、ＳＲ−３３９として販売される（Ｓａｒｔｏｍｅｒ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から入手可能）な２５％（ｗ／ｗ）２−フェノキシエチルアクリルレート、及びＤａｒｏｃｕｒ（登録商標）ＴＰＯとして販売される０．５％（ｐｐｈ）２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルフォスフィネオキシド、及びＤａｒｏｃｕｒ（登録商標）１１７３として販売される０．５％（ｐｐｈ）２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（双方ともＣｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．（Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から入手可能）である。この樹脂は、未硬化状態において１．５５超の屈折率を有する。３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能なＶｉｋｕｉｔｉ（商標）ＢＥＦ ＩＩＩのプリズム状構造化表面と実質的に類似したこの樹脂を使用して、プリズム成形型が線形プリズム状構造を生成した。そのため、プリズムは９０°の狭角、５０マイクロメートルのピッチ及び７マイクロメートルの先端半径を含んだ。また、各プリズムの高さは、プリズムの長さ又は軸に沿って変動した。プリズムは、各プリズムの長さ又は軸がフィルム１６１４の通過軸と平行であるようにして、多層反射性偏光子フィルム１６１４に対して配置された。

感圧接着剤層１６３４、１６２８、１６２２及び１６１６
Ｓｏｋｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）から入手可能な０．１％ビスアミド架橋剤がＳＫ Ｄｙｎｅ ２００３Ｋ湿潤接着剤に追加され、混合物が、従来的なスロットダイを使用して２ミル（０．０５１ｍｍ）ポリエステルシリコーン剥離ライナー（ＣＰ Ｆｉｌｍｓ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から入手可能なＴ５０）上にコーティングされ、溶媒が乾燥させられ、１ミル（０．０２５ｍｍ）厚さの接着剤コーティングが残った。第２剥離ライナーが乾燥させた接着剤の表面上に積層された：差別剥離を有する２ミル（０．０５１ｍｍ）ポリエステルシリコーン剥離ライナー（やはりＣＰ Ｆｉｌｍｓから入手可能なＴ１０）。

ＰＥＴフィルム１６１８、１６３０、１６２４上の低ヘーズＵＬＩ層１６２０、１６３２及び体積式ディフューザー１６２６
体積式ディフューザーコーティング溶液（Ａ）が調整された。最初に９８２ｇのメタノール、３０１．３ｇのフォトマー６０１０（Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｗｏｏｄｌａｎｄ Ｐａｒｋ，ＮＪ）、１３３．９ｇのＳＲ８３３Ｓ、及び１５４ｇのＳＲ９００３（Ｓａｒｔｏｍｅｒ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ））が均一な溶液になるまで、超音波下で一緒に混合された。その後、７２０ｇのＫＳＲ−３Ａ（Ｓｏｋｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）から入手可能な３．０μｍポリスチレンビーズ）が、高速撹拌の下で追加された。乳液状の溶液が一晩撹拌され、その後９８２ｇの１−メトキシ−２−プロパノール及び１５．１ｇのＤａｒｏｃｕｒ（登録商標）４２６５（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｈｉｇｈ Ｐｏｉｎｔ，ＮＣ））が、高速撹拌の下で上記の溶液に追加され、均一な体積式撹拌溶液が形成された。

コーティング溶液（Ｂ）調整した。凝縮器と温度計を備えた２リットル三口フラスコ内で、９６０グラムのＩＰＡ−ＳＴ−ＵＰ有機シリカ細長粒子、１９．２グラムの脱イオン水、及び３５０グラムの１−メトキシ−２−プロパノールを高速攪拌で混合した。細長粒子は、約９ｎｍ〜約１５ｎｍの範囲の直径、及び約４０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の長さを有するものであった。粒子が１５．２重量％ ＩＰＡ内に分散され、２２．８グラムのＳｉｌｑｕｅｓｔ Ａ−１７４シランがフラスコに追加された。結果として得られた混合物を３０分間にわたって攪拌した。この混合物を１６時間、８１℃に保った。次に、溶液は室温まで冷却させられ、溶液中の約９５０グラムの溶媒が、４０℃の水槽において回転蒸発器を使用して除去され、１−メトキシ−２−プロパノール中に分散された４１．７重量％のＡ−１７４により修飾された細長シリカを有する、透明な、Ａ−１７４により修飾された細長シリカ溶液を生じた。表面修飾されたナノ粒子を生成するために、上記のプロセスが４回繰り返された。次に、１５００ｋｇの透明なＡ−１７４により修飾された細長シリカ溶液、６１０．５グラムのＳＲ ４４４、１２．０ｇのＴＥＧＯ Ｒａｄ ２２５０、３．１３ｇのＩｒｇａｃｕｒｅ ８１９、７．８グラムのＩｒｇａｃｕｒｅ １８４、及び１９００グラムのイソプロピルが一緒に混合及び撹拌され、３１重量％固体を有する均一なコーティング溶液（Ｂ）を生じた。

コーティング手順（Ｃ）が開発された。最初に、コーティング溶液が特定の速度でスロット型コーティングダイにポンプ移送された。スロットコーティングダイは、１２．５インチ（３１．７５ｃｍ）幅のコーティングを、特定の速度で移動する基材上へと均一に分配した。次に、紫外線の通過を可能にする石英窓を含む紫外線ＬＥＤ硬化チャンバに、コーティングされた基材を通すことによって、塗料を重合させた。水冷却したＵＶ−ＬＥＤバンクは、８３２ ＵＶ−ＬＥＤの矩形の配列、１６ダウンウェブ×５２クロスウェブ（およそ２２．８ｃｍ×４５．７ｃｍの面積を被覆する）を含んだ。ＬＥＤ（ＬｅｄＥｎｇｉｎ，Ｉｎｃ．（Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ，ＣＡ，９５０５４）から入手可能、Ｐａｒｔ ＃ ＬＺ１−００ＵＡ０５）は、３９５ｎｍの公称波長で動作した。ＵＶ−ＬＥＤ配列は、２つのＴＤＫ−Ｌａｍｂｄａ電源（ＴＤＫ−Ｌａｍｂｄａ（Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ）から入手可能、ＰＮ：００５０７２２９）を使用して駆動された。紫外線ＬＥＤを、基板から約２．５４ｃｍの距離を置いて硬化チャンバの石英窓の上に配置した。ＵＶ−ＬＥＤ硬化チャンバには、硬化チャンバ内で所望の酸素濃度を達成するために、窒素と空気の混合物の流れが、特定の流量で供給された。酸素濃度は、ＵＶ−ＬＥＤ暴露位置のすぐ上流の移動する基材のコーティングされる表面のおよそ０．６３５ｃｍ上の位置で感知された。窒素／空気混合物は、ＵＶ−ＬＥＤ暴露位置のすぐ下流の基材の幅にわたって均一に供給された。

コーティング手順（Ｃ）に従い、コーティング溶液（Ｂ）が「Ｍｅｌｉｎｅｘ ６１７」下塗りした５０μｍ ＰＥＴフィルム（ＤｕＰｏｎｔ Ｔｅｉｊｉｎ Ｆｉｌｍｓから入手可能）上にコーティングされ、ＵＶ−ＬＥＤは１３アンペア、４７ｃｃ／分の流量、及び３０フィート／分（０．１５２／秒）のウェブ速度で動作した。ＵＶ−ＬＥＤチャンバ内の合計酸素濃度を２３５０ｐｐｍに制御するために、追加的な酸素流が供給された。硬化したコーティング内の溶媒は、コーティングした基材を６６℃の乾燥炉に移送することによって除去された。次に、乾燥させたコーティングは、窒素下で、１００％ ＵＶ出力で動作するＨバルブ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ ＭＤ）から入手可能）を備えて構成された、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｄｅｌ Ｉ３００Ｐを使用して後硬化された。これは、ＰＥＴフィルム上に超低ヘーズ屈折率コーティングを生成した。生じた超低ヘーズ低屈折率コーティングは、Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ Ｐｌｕｓ（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ ＵＳＡ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ））を使用して測定した際に９３．７％透過率及び２．３％ヘーズを有する。屈折率は、Ｍｅｔｒｉｃｏｎ Ｃｏｒｐ．（Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）から入手可能なＭｅｔｒｉｃｏｎ ２０１０屈折率測定器具を使用して、測定した際にコーティング側からは１．２５、ＰＥＴ側からは１．１９６であった（ＴＭモード）。

コーティング溶液（Ａ）は、１００μｍの大きさのフィルターを通じてポンプ移送され、「Ｍｅｌｉｎｅｘ ６１７」下塗した５０μｍ ＰＥＴフィルム（ＤｕＰｏｎｔ Ｔｅｉｊｉｎ Ｆｉｌｍｓから入手可能）上にコーティングされた。コーティング手順（Ｃ）に従い、コーティング溶液（Ａ）が１００μｍの大きさのフィルターを通じてポンプ移送され、ＵＶ−ＬＥＤはオフ、流量は１０９ｃｃ／分、かつウェブ速度は２０フィート（０．１０２ｍ／ｓ）であった。硬化したコーティング内の溶媒は、コーティングした基材を６６℃の乾燥炉に移送することによって除去された。次に、乾燥させたコーティングは、窒素下で、１００％ ＵＶ出力で動作する、Ｈバルブ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ ＭＤ）から入手可能）を備えて構成された、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｄｅｌ Ｉ３００Ｐを使用して後硬化された。これは、ＰＥＴフィルム上に体積式ディフューザーコーティングを生成する。生じた体積式ディフューザーコーティングは、Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ Ｐｌｕｓ（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ ＵＳＡ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ））を使用して測定した際に９３．２％透過率、９６．８％ヘーズ、及び３．７％透明度を有する。

体積式ディフューザー及びＵＬＩ層は、本明細書においてＰＥＴ基材上にコーティングされ、その後、他の構成要素に積層されるものとして記載されるが、別の実施形態においては、これらの層は、別個の積層工程を伴うことなく多層光学フィルム上に直接コーティングされ得る（１つ以上の層で）。

中実光導体１６３６
光導体プレートは、Ｃｏｒｅｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｈｓｉｎｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ ３００，Ｒ．Ｏ．Ｃ．）から、モデルＡＵＴ１９８２Ｔ３２として得られた。光導体はポリ（メチルメタクリレート）で作製され、底面上に白い印刷ドットを有し、その寸法は６ｍｍ厚さであり、かつ３８５ｍｍ×３０６ｍｍの横方向寸法であった。

白色背面反射体１６４０
白色背面反射体は、ＡＯＣ ＬＣＤ Ｃｏｍｐａｎｙ（ｗｗｗ．ａｏｃｄｉｓｐｌａｙ．ｃｏｍ）から入手可能なＡＯＣ ２２インチ（５５．８８ｃｍ）モニター（モデル＃：Ｖ２２）から得られた。

光源１６４２ａ及び１６４２ｂ、並びにバックライト空洞
バックライトをパネルから分離するために、２２インチ（５５．８８ｃｍ）ＡＯＣモニターモデル＃Ｖ２２が分解された。バックライトは、およそ４７３ｍｍ×３０６ｍｍの大きさであった。これは、バックライトの各４７３ｍｍ縁部に沿って一列の１１４個のＬＥＤ、及び後方壁部を裏打ちする白色背面反射体を含んだ。各縁部上の９３個のＬＥＤのみが、本特許出願に記載されるフィルム構成体１６１０に使用された。（９３個のＬＥＤが、光導体プレート１６３６の各３８５ｍｍ縁部に沿って規則的に配置された。）各作製された構成体において、図１６の積層構成における、反射性偏光子フィルム１６１４の通過軸もまた、３８５ｍｍ縁部と位置合わせされた。偏光光導体プレートはその後、多層反射性偏光子の通過軸（ｙ軸）がＬＥＤの列と平行になり、光導体１６３６の３８５ｍｍ縁部がバックライトの４７３ｍｍ縁部と平行になるように、白色背面反射体の上のバックライト内に接地される。

多層光学フィルム構成体１６１０
上述の構成要素が、コーティング及び積層操作を通じて組み合わされて、実質的に図１６内に示される、多層光学フィルム構成体１６１０（すなわち、光導体上の積層体構成体）を形成した。２つのこのような構成体が作製された：第１構成体において、多層光学フィルム１６１４にＭＯＦ１が使用され、ＭＯＦは厚い面が外側（フィルムのより厚いＯＲＵが出力表面１６１０ｃにより近く配置された）になるように配向され、第２構成体において、多層光学フィルム１６１４にＭＯＦ２が使用され、ＭＯＦ２は薄い面が外側にあるように配向された（フィルムのより薄いＯＲＵが、出力表面１６１０ｃにより近く配置された）。以下で更に説明されるように、知覚される色の大きな差が２つの構成体間で観察され、第２構成体（薄い面が外側の配向）はより低い色を伴った。

第１構成体及び第２構成体の色の均一性は、３００ｍｍレンズを備える、Ｒａｄｉａｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ（Ｒｅｄｍｏｎｄ，ＷＡ ９８０５３，ＵＳＡ）から入手可能なＰｒｏｍｅｔｒｉｃ Ｃａｍｅｒａ（モデル＃ＰＭ−９９１３ｅ−１）を使用して測定された。各構成体は、測定中にカメラから３メートル離して取り付けられた。測定を行う前に、線形吸収性偏光子（図１６には明示的に示されない）は、その通過軸が光導体１６３６の長い側と平行になるようにして、バックライト構成体の上に配置された。カメラの光軸がバックライトの表面法線から７０°（極角）、かつ光導体の長い面の垂直方向から２２°（方位角）、すなわち、多層反射性偏光子１６１４の遮蔽軸（ｘ軸）に対して２２°の方位角であるように、測定が行われた。測定構成は、構成体の出力表面上の任意の所与のスポット又はサンプルに関する、ｘ及びｙ色座標（ＣＩＥ １９３１）の形態で、色情報を提供した。測定結果が図１７ａ、１７ｂ、１８ａ及び１８ｂに示される。

図１７ａは、第１構成体（すなわち厚い面が外側）の垂直軸（光導体１６３６の３８５ｍｍ縁部、及び多層フィルムの通過軸（ｙ軸）に対応する）に沿った位置の関数として、測定された色を示す。図において、曲線１７１０は「ｘ」色座標（「Ｃｘ」）のものであり、曲線１７１２は、「ｙ」色座標（「Ｃｙ」）のものである。図１７ｂは、第２構成体（すなわち、薄い面が外側）の同じ垂直軸に沿った、測定した色を示す。図において、曲線１７２０はＣｘのものであり、曲線１７２２はＣｙのものである。

図１８ａは、第１構成体（すなわち、厚い面が外側）の垂直軸（光導体１６３６の３０６ｍｍ縁部、多層フィルムの遮蔽軸（ｘ軸）に対応する）に沿った位置の関数として、測定された色を示す。図において、曲線１８１０はＣｘのものであり、曲線１８１２はＣｙのものである。図１８ｂは、第２構成体（すなわち、薄い面が外側）の同じ垂直軸に沿った、測定された色を示す。図において、曲線１８２０はＣｘのものであり、曲線１８２２はＣｙのものである。

読者は、プリズム状構成体１６１２を作製するために使用される材料の分散の結果として、両方の構成体において、ある程度の色が可視であることを認識するべきである。しかしながら、この分散による色は、構成体の全出力表面にわたる、高品質のプリズム状微細構造化表面のために、ほとんど空間的なばらつきを有さない。一方で、多層光学フィルム（特に第１構成体）に関連する色は、図１７ａ及び図１８ａに見られるように、顕著な空間的ばらつきを呈する。これらの図の図１７ｂ及び図１８ｂとのそれぞれの比較は、薄い面が外側であるように配向された、浸漬された多層光学フィルムを有する実施形態が、厚い面が外側の実施形態よりも遥かに良好な色均一性を有することを実証する。第１構成体において、多層光学フィルムの空間的色不均一性が優勢である一方で、第２構成体においてプリズム材料分散による典型的な虹色が優勢である。図９ｂのプロファイルよりも全体的に５％厚い、及び５％薄い層プロファイルで、追加的な光学的モデル化が行われ、図１２ａのものなどのスペクトルの特徴が、それぞれこれらに対応してより高い波長及び低い波長へと移動した。これは、フィルム構成体を透過する光の色が厚さに依存することを確かめ、厚い面が外側の構成体において観察される色が典型的に高度に空間的に不均一である理由を説明する（このような空間的な色のばらつきは、フィルムにおける小さなキャリパーのばらつきに対応する）。

更なる光学的モデル化
光学的に浸漬された多層反射性フィルムにより生じる、観察される色に関連し得る設計パラメーターを更に調査するため、追加的な光学的モデル化が行われた。モデル化は、観察される色の完全なｙ屈折率整合の効果を調査するために行われた。フィルムが屈折率１．４９４の媒体に光学的に浸漬され、屈折率セット３の屈折率を有する、図１１ｂに関連する、５５１マイクロ層単一パケット多層光学フィルムから始める。光学的モデル化ソフトウェアを使用し、主に材料「Ｂ」の屈折率を僅かに上げることによって、ｙ方向の層間屈折率差をゼロにするように、屈折率を変更することができる。修正された屈折率が屈折率セット４に提供される。

これらの屈折率の５５１マイクロ層を有する、生じる光学的に浸漬された多層光学フィルムの透過率がその後、図１１ｂと同じ方法で計算され得、再び、透過率を計算するための同じ光線方向（φ＝１０、θ＝４９）を選択し、多層光学フィルムは再び、厚い面が外側になるように配向された。生じる計算された透過率が図１９ａに提供され、ここで曲線１９１０はｐ偏光の透過率を表し、曲線１９１２はｓ偏光の透過率を表し、曲線１９１４は曲線１９１０及び１９１２の平均を表す。図１９ａと図１１ｂの比較は、材料Ｂ屈折率のシフトにより、Δｎｙ＝０が、ｐ偏光及びｓ偏光透過率（曲線１９１０、１９１２）における光学的振動の振幅を増加させることを示す。

次に、隣接するマイクロ層のｚ屈折率の整合による効果を調査する。図１９ａの多層光学フィルム（及び、屈折率セット４）を開始点として使用し、等方性材料の屈折率をｎ＝１．５０の値まで低下させてｚ屈折率を整合させると、ｘ軸及びｙ軸の両方に関して非常に強い遮蔽反射体が生じ、その結果、あらゆる角度においても光はほとんど透過しない。生じた屈折率が屈折率セット５に提供される。

透過率を増加させるため（及び減少させるため）、層の数を５５１から２２１に低減させる一方で、単調な厚さプロファイルを制御して同じ帯域幅を維持する。屈折率セット５を使用し、依然として屈折率１．４９４の媒体に浸漬され、依然として厚い面が外側になるように配向された、生じるフィルムの計算される透過率が図１９ｂ及び図１９ｃに提供され、これらの両方がまた、吸収性偏光子（その通過軸は多層光学フィルムの通過軸と平行である）が、多層光学フィルムの出力表面に取り付けられることを想定している。図１９ｂは、先と同じ入射光線（屈折率１．４９４の材料においてφ＝１０、θ＝４９）の透過率を示し、一方で図１９ｃは屈折率１．４９４の材料において極角θが依然として４９°であるがその方位角φがｘ軸に対して４５°に偏光されている、光線の透過率を示す。図１９ｂにおいて、曲線１９２０は、ｐ偏光の透過率を表し、曲線１９２２は、ｓ偏光の透過率を表し、曲線１９２４は、曲線１９２０及び１９２２の平均を表す。図１９ｃにおいて、曲線１９３０は、ｐ偏光の透過率を表し、曲線１９３２はｓ偏光の透過率を表し、曲線１９３４は曲線１９３０及び１９３２の平均を表す。対応する曲線（図示されない）が、図１９ａ及び図１１ｂとのより良好な比較を提供するために多層光学フィルムの出力面から吸収性偏光子を取り除くことによってプロットされ、これは若干高いレベルの透過率、しかしながら、波長の関数として図１９ｂ及び図１９ｃでプロットされた曲線とおよそ同じばらつきを生じる。

したがって、透過率のｓ偏光及びｐ偏光のスペクトル振動の振幅は、整合したｚ屈折率（Δｎｚ＝０）において、大きなΔｎｚを有する材料よりも、遥かに低いことが見出される。小さな値のΔｎｚは、個別のｓ偏光及びｐ偏光透過率スペクトルの振動性質を阻害することが明らかであるが、このようなフィルムのｐ偏光の反射性は入射角と共に増加しないことに留意すべきである。一方で、このようなフィルムのｓ偏光の反射率はΔｎｙの値が大きな場合に大きく増加する。

次に、一軸複屈折性フィルム、すなわち、各ＯＲＵにおけるマイクロ層の１つが少なくともおよそ一軸的に複屈折性である多層光学フィルムを調査する。図１９ｂの、２２１マイクロ層の、単一パケットの浸漬された多層光学フィルムを開始点として使用し、複屈折材料の屈折率を、これが一軸的に複屈折性になるように調節する。その後、等方性材料の屈折率の効果を調査する。交互のＡ及びＢマイクロ層の生じる屈折率が、以下で屈折率セット６、７及び８に提供される。

２２１マイクロ層の単一パケットを依然として有し、依然として屈折率１．４９４の媒体中に光学的に浸漬され、かつ依然として厚い面が外側であるように配向される、生じるフィルムの透過率を計算する。図１９ｂ及び１９ｃと異なり、多層光学フィルムの出力表面と屈折率１．４９４の半無限媒体との間に吸収性偏光子がないものと想定される。透過率は、先と同じ入射光線方向に関して計算される（屈折率１．４９４の材料においてφ＝１０、θ＝４９）。図２０ａは、このような浸漬されたフィルムの、計算された透過率を示し、そのマイクロ層が屈折率セット６に説明される屈折率を有する。図中において、曲線２０１０は、ｐ偏光の透過率を表し、曲線２０１２はｓ偏光の透過率を表し、曲線２０１４は曲線２０１０及び２０１２の平均を表す。図２０ｂは、同様の浸漬されたフィルムの、計算された透過率を示すが、そのマイクロ層が屈折率セット７に説明される屈折率を有する。図中において、曲線２０２０は、ｐ偏光の透過率を表し、曲線２０２２はｓ偏光の透過率を表し、曲線２０２４は曲線２０２０及び２０２２の平均を表す。図２０ｃは、同様の浸漬されたフィルムの、計算された透過率を示すが、そのマイクロ層が屈折率セット８に説明される屈折率を有する。図中において、曲線２０３０は、ｐ偏光の透過率を表し、曲線２０３２はｓ偏光の透過率を表し、曲線２０３４は曲線２０３０及び２０３２の平均を表す。

図２０ａ、２０ｂ及び２０ｃを見ると、光学繰り返し単位の高度に複屈折性の層がおよそ一軸的である場合、超臨界光のｓ偏光及びｐ偏光の透過率振動は小さいことがあり、これらの振幅はｚ屈折率不整合、Δｎｚに大きく依存することが見出される。最も低い色は、Δｎｚ＝０かつ（ｎ１ｙ−ｎ１ｚ）＝０で生じる。

次に、垂直入射非対称性が比較的小さい（すなわち、その遮蔽軸反射性がその通過軸反射性よりも僅かに大きいだけ）浸漬された多層光学フィルムの色を調査する。非対称性の度合いにより、その多層光学フィルムは、いくつかの用途において、偏光子としてではなく、ミラー又は部分的ミラーとして使用可能である。図２０ａ〜２０ｃの、２２１マイクロ層の単一パケットの浸漬された多層光学フィルムを開始点として使用して、ｙ軸に沿った層間屈折率不整合が、ｘ軸に沿った不整合に近くなるように、材料の屈折率を調節する。交互のＡ及びＢマイクロ層の生じる屈折率が、以下で屈折率セット９に提供される。

２２１マイクロ層の単一パケットを依然として有し、依然として屈折率１．４９４の媒体中に光学的に浸漬され、かつ依然として厚い面が外側であるように配向される、生じるフィルムの透過率を計算する。吸収性偏光子は、多層光学フィルムの外側表面に存在しないものと想定される。１．４９４の屈折率の材料において測定した際にその方位角φが２０°であり、その極角θが３８°である、入射光線に関して透過率が計算された。（超臨界角ではなく、空中で大きく傾いた角度に対応する３８°の極角が、４９°の代わりに使用されたがこれは、４９°においては、浸漬されたフィルムの透過率はΔｎｙの大きな値及びΔｎｚの大きな負の値の結果として事実上ゼロであったためである。）図２１は、このような浸漬されたフィルムの、計算された透過率を示し、そのマイクロ層が屈折率セット９に説明される屈折率を有する。図中において、曲線２１１０は、ｐ偏光の透過率を表し、曲線２１１２はｓ偏光の透過率を表し、曲線２１１４は曲線２１１０及び２１１２の平均を表す。

上記の実験により、及びモデル化調査を考慮して行われ得るいくつかの考察は、
大きな層間ｚ屈折率不整合は、別個のｓ偏光スペクトル及びｐ偏光スペクトルの振幅を増加させる傾向があること、
層間ｚ屈折率不整合がゼロ又はほぼゼロになるように、等方性材料の屈折率を選択することが、振動挙動を大きく低減すること、
複屈折性マイクロ層がおよそ一軸的である場合、ｓ偏光及びｐ偏光の振動は小さい場合があるが、これらの振幅はｚ屈折率不整合に大きく依存すること、
面内屈折率の差異Δｎｘ及びΔｎｙがほぼ同等であるが、Δｎｚよりも規模が大きいほぼ対称な多層光学フィルム（例えば、ミラー様フィルム）は、浸漬されたシステムにおいて大きな色の潜在性を生じるものと思われないこと、
一般的に、層間ｚ屈折率差Δｎｚは、浸漬されたシステムにおけるスペクトル振動及び生じる色の最大の要因であると思われること、である。

更なる検討
本出願の教示は、以下の条件のいくつか又は全てが同時に生じる場合に生じる状況に固有の問題を解決するために、システム設計者によって使用され得る：多層光学フィルムが光学的に浸漬される、大きく傾いた光が浸漬された多層光学フィルムに入射する、及び多層光学フィルムからの光が構造化表面又は他の好適な手段によって観察者の方に抽出される。この状況が生じる、商業的に重要ないくつかの例が存在し、そのいくつかが図２２〜２６ａに表される。全ての場合において、上方光抽出構造（例えば、プリズム）及び多層光学フィルムは所望により同じであってもよいが、大きく傾いた光が多層光学フィルムに到達する様式は異なる場合がある。

図２２において、フィルム構成体２２１０は、プリズム状光抽出層２２１２、本明細書において開示される多層光学フィルム２２１４、及び中実光導体２２１６を含む。これらの構成要素は、フィルム２２１４が光学的に浸漬されるように、空気間隙を含まずに直接的又は間接的に互いに接合される。光源２２１８は、縁部注入のために構成体の入力表面２２１０ａの近位に配置され、これは超臨界光がフィルム２２１４内に伝搬することを可能にする。光は構成体２２１０から、層２２１２の小平面に対応する出力表面２２１０ｂから放出される。図２２の変形例において、フィルム構成体２２２０（図２２ａ）はプリズム状光抽出層２２２２（これは層２２１２と同じ又は同様であり得る）、多層光学フィルム２２２４（これはフィルム２２１４と同じ又は同様であり得る）及び中実光導体２２２６を含む。光源２２２８は光導体の縁部ではなく光導体の後ろに位置付けられ、入力表面２２２０ａを通じて入射した光は全内部反射（ＴＩＲ）により、又は反射性表面により微調整され、光導体に沿って伝搬する。超臨界光は、フィルム２２２４内で伝搬することができ、光は出力表面２２２０ｂから放出される。図２２及び２２ａの実施形態において、多層光学フィルムは、システム内の望ましくない色を低減させるために、薄い面が外側になるように有利に配向され得る。

図２３において、フィルム構成体２３１０はプリズム状光抽出層２３１２、本明細書において開示される多層光学フィルム２３１４、中実光導体２３１６、光導体２３１６の下部であり得る又は別個の層であり得る構造化表面層２３１８を含む。これらの構成要素は、フィルム２３１４が光学的に浸漬されるように、空気間隙を含まずに直接的又は間接的に互いに接合される。光源２３１９は、構成体の入力表面２３１０ａの近位に配置され、これは超臨界光がフィルム２３１４内に伝搬することを可能にする。光は構成体２３１０から、層２３１２の小平面に対応する出力表面２３１０ｂから放出される。入力表面２３１０ａに対応する、層２３１８の構造化表面は例えば、微細複製又はビードコーティングされ得る。

この又は他の開示される実施形態における構造化表面（あるいは、微細構造化表面とも称される）は、規則的な反復パターン、ランダムパターン、又はこれらの組み合わせを有し得る。微細構造化表面は、隣接する小平面若しくは他の構造との間に識別可能な縁部若しくは境界を有するように小平面を有してもよく、又はこれはこのような縁部若しくは境界なしにうねっていてもよい。微細構造化表面は、形成、キャスト、コーティング、成形型を含む微細複製技術により作製されてもよく、又はビーズ若しくは他の粒子を元々は平滑な層に導入するなどの他の任意の好適な技術によって作製されてもよい。いくつかの場合において、微細構造化表面は、複数の線形プリズムを含み、各プリズムはプリズム軸と平行に延びる。プリズム軸は例えば、フィルム構成体の第２軸と実質的に平行であってもよいが、所望によりプリズム軸の他の構成体もまた使用され得る。３面プリズム又は４面プリズムを含むがこれに限定されない他の種類のプリズムがまた使用され得る。いくつかの場合において、微細構造化表面はレンズ状構成の規則的又は不規則的配列を含んでもよい。好適なマイクロ層表面の更なる実施例のために、米国特許第６，７５２，５０５号（Ｐａｒｋｅｒ）を参照する。

図２３の第１変形例において、構成体２３２０（図２３ａ）はプリズム状光抽出層２３２２（これは層２３１２と同じ又は同様であり得る）、多層光学フィルム２３２４（これはフィルム２３１４と同じ又は同様であり得る）、中実光導体２３２６（これは光導体２３１６と同じ又は同様であり得る）、及びプリズム状光注入層２３２８を含む。光源２３１９は、図２３におけるように光導体の後ろに位置付けられ、入力表面２３２０ａを通じて注入される光は、層２３２８により光導体内へと屈折され、超臨界光がフィルム２３２４内に伝搬することを可能にする。光は出力表面２３２０ｂから放出される。

図２３の別の変形例において、構成体２３３０（図２３ｂ）はプリズム状光抽出層２３３２（これは層２３１２と同じ又は同様であり得る）、多層光学フィルム２３３４（これはフィルム２３１４と同じ又は同様であり得る）、中実光導体２３３６（これは光導体２３１６と同じ又は同様であり得る）、及び光注入層２３３８（これは層２３１８と同じ又は同様であり得る）を含む。光導体の真後ろに配置されるのではなく、光源２３３９は光導体の後ろではあるが縁部に沿って配置される。入力表面２３３０ａを通じて注入される光は、層２３３８により光導体内へと屈折され、超臨界光がフィルム２３２４内に伝搬することを可能にする。光は出力表面２３３０ｂから放出される。

図２３及び図２３ａは「直接照明」構成を表し、ここで光は、光の少なくとも一部を高い角度に屈折又は散乱させるフィルム又はプレートの下面から構造化表面に到達する。図２３ｂにおいて、例えば、１つ以上のＬＥＤであり得る光源２３３９は、バックライトの縁部の近くに取り付けられ、中空のバックライト設計と適合可能である。これら及び他の図における中実光導体は、ポリマープレートであるか若しくはこれを含んでもよく、又は光導体は省略されてもよく、構造化表面は多層光学フィルム上に直接コーティング又はキャスティングされてもよい。図２３、２３ａ及び２３ｂの実施形態において、多層光学フィルムは、システム内の望ましくない色を低減させるために、薄い面が外側になるように有利に配向され得る。

図２４において、装置２４１０が示され、これは、複数の陥没部がその上方表面内に形成された中実光導体２４１６を含む。光導体２４１６の後ろに配置される光源は、入力表面２４１０ａを通じて光を注入し、この光のいくらかが光導体を通過し、陥没部に到達し、ＴＩＲのために臨界角内に調整される。陥没部は所望によりＴＩＲによって光を反射してもよく、又はこれは銀などの反射性材料でコーティングされてもよい。光導体の上に顕れる、観察者又はディスプレイへの黒い点を避けるため、陥没部を通じた低い透過率が望ましい場合がある。使用される場合、これは陥没部の形状、及び／又は反射性コーティングに作製される場合がる。

図２４ａは、図２４よりも完全なフィルム構成体を示す。図２４ａにおいて、フィルム構成体２４２０は、プリズム状光抽出層２４２２、本明細書において開示される多層光学フィルム２４２４、及び中実光導体２４２６（これは図２４の光導体２４１６と同じ又は同様であり得る）を含む。これらの構成要素は、フィルム２４２４が光学的に浸漬されるように、空気間隙を含まずに直接的又は間接的に互いに接合される。光源は、構成体の入力表面２４２０ａの近位に配置され、これは超臨界光がフィルム２４２４内に伝搬することを可能にする。光は構成体２４２０から、層２４２２の小平面に対応する出力表面２４２０ｂから放出される。多層光学フィルム２４２４は、システム内の望ましくない色を低減させるために、薄い面が外側になるように有利に配向され得る。

図２５において、フィルム構成体２５１０は、プリズム状光抽出層２５１２、本明細書において開示される多層光学フィルム２５１４、及び中実光導体２５１６を含む。これらの構成要素は、フィルム２５１４が光学的に浸漬されるように、空気間隙を含まずに直接的又は間接的に互いに接合される。光源２５１９は、構成体の入力表面２５１０ａとして機能する光導体の下面に形成されるスロットの近位に、示されるように配置され、超臨界光がフィルム２５１４内に伝搬することを可能にする。光は構成体２５１０から、層２５１２の小平面に対応する出力表面２５１０ｂから放出される。この実施形態において、光導体への光注入は、光導体の縁部以外の位置で生じる。光源２５１９は、光導体内に光を注入するために、２つのスロット内で光導体の下に配置された側方放出ＬＥＤであってもよい。数十又は数百のこれらの注入点は、ＬＣＤ ＴＶのための動的輝度制御バックライトなどの用途において使用され得る。動的輝度制御は、顕著なコントラストの改善及び節電を提供する。

図２６において、フィルム構成体２６１０は、プリズム状光抽出層２６１２、本明細書において開示される多層光学フィルム２６１４、及び中実光導体２６１６を含む。これらの構成要素は、フィルム２６１４が光学的に浸漬されるように、空気間隙を含まずに直接的又は間接的に互いに接合される。光導体２６１６は、蛍光体及び／又は蛍光物質などの低域変換材料を備え、これは大きく傾いた光をシステム内に導入するように動作する。光源２６１９からの光は青色又は紫外線（ＵＶ）などの比較的短い波長であってもよく、構成体の入力表面２６１０を通過した後、この光は、低域変換材料によって吸収され、より長い波長で光導体内のあらゆる方向に再放出され得る。超臨界光はしたがってまた、フィルム２６１４内で伝達させられる。光は構成体２６１０から、層２６１２の小平面に対応する出力表面２６１０ｂから放出される。図２６はまた、光導体プレート２６１６が低域変換材料の代わりに、又はこれに加えて内部散乱材料又は構造を含むシステムを表し得る。この点において、光導体プレート２６１６は、拡散光導体あるいは光を顕著に横方向案内しない、ディフューザープレート（すなわち、光導体プレートではないディフューザープレート）を表し得る。

図２６の変異形において、フィルム構成体２６２０（図２６ａ）はプリズム光抽出層２６２２（これは層２６１２と同じ又は同様であり得る）、多層光学フィルム２６２４（これはフィルム２６１４と同じ又は同様であり得る）、中実光導体２６２６、及び光導体の縁部（又は他の任意の所望の部分）に取り付けられた低域変換構成要素２６２８を含む。光源２６２９は、構成要素２６２８の表面と一致する入力表面２６２０ａの近位に位置する。光源２６１９と同じように、光源２６２９は青色又はＵＶなどの比較的短い波長の光を放出し得る。この光は入力表面２６２０ａを通過し、構成要素２６２８内の低域変換材料によって吸収され、より長い波長であらゆる方向に再放出される。この再反射される光はその後、図２６におけるように、大きく傾いた角度で光導体内を伝搬し、いくらかは超臨界角で多層光学フィルム２６２４内に伝搬する。光は出力表面２６２０ｂから放出される。

本明細書において記載される一体型製品構成の重要な最終用途は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルなどの他の光学構成要素との統合におけるものである。図２７は、とりわけ、光学的に浸漬された多層光学フィルム２７１６、及び平坦化超低屈折率（ＵＬＩ）コーティング２７１４を使用するこのような装置２７１０を示す。装置２７１０は、ＬＣＤパネル２７１２、平坦化ＵＬＩコーティング２７１４、プリズム状光抽出装置２７１５、多層光学フィルム２７１６、及び光導体２７１６の下部又は別個の層であり得る構造化表面層２７１８を含む。これらの構成要素は、フィルム２７１６が光学的に浸漬されるように、空気間隙を含まずに直接的又は間接的に互いに接合される。光源２７１９は、構成体の入力表面２７１０ａの近位に配置され、これは超臨界光がフィルム２７１６内に伝搬することを可能にする。光は、装置２７１０から、ＬＣＤパネルの出力表面と対応する出力表面２７１０ｂから放出される。入力表面２７１０ａに対応する、層２７１８の構造化表面は例えば、微細複製又はビードコーティングされ得る。図において、ＵＬＩコーティング２７１４とパネル２７１２との間の接着剤は示されないが、含まれ得る。

図２２〜２６ａと関連して記載される構成体のいくつか又は全てがまた、図２７と同様の方法でＬＣＤパネルと一体化され得る。開示される実施形態の更なる変化形態は、背面反射体（図１６の要素１６４０参照）を、光導体プレートの後方又は後部表面（図１６の要素１６３６参照）に取り付けることを含む。

開示される実施形態の多くにおいて、観察者及び光源は、光管理積層体と同じ側、すなわち多層光学フィルム構成体の同じ側に配置されない。しかしながら、これはいくつかの用途において生じることがあり、その１つが図２８に示される。この図は、照明器具２８１０が、多層光学フィルム２８１４が光学的に浸漬されたフィルム構成体を含む構成体の概略側面図である。このフィルム構成体は、光抽出層２８１２、多層光学フィルム２８１４、及び中実光導体２８１６を含む。これらの構成要素は、フィルム２６１４が光学的に浸漬されるように、空気間隙を含まずに直接的又は間接的に互いに接合される。光源２８１９ａは、光導体の側部表面と対応する構成体の入力表面２８１０ａの近位に配置される。大きく傾いた光がこのようにして光導体内に導入され、フィルム２８１４内で伝搬することができる。このような光は抽出層２８１２の小平面と対応する出力表面２８１０ｂで構成体を出る。１つの動作様式において、表面２８１０ｂから放出される光は、光源２８１９ａに由来する。しかしながら、別の動作様式においては、周囲光源２８１９ｂからの光が表面２８１０ｂを通じて構成体に入り、多層光学フィルム２８１４内を伝搬し、表面２８１０ｂから出て戻るように反射され得る。この動作様式において、表面２８１０ｂは入力表面及び出力表面の両方として機能する。この動作様式は、トランスフレクティブＬＣＤディスプレイの反射様式と同様である。照明器具用途又はトランスフレクティブＬＣＤディスプレイのいずれにおいても、不適切に挿入された、光学的に浸漬された多層光学フィルムから生じる色の不均一性のむらは、非常に好ましくない。透過性又は反射性様式のいずれにおいても、多層光学フィルムの薄い面が、好ましくは、色を最も低くするために、観察者２８２０又は出力表面２８１０ｂに面する。したがって、本出願の教示は、多層光学フィルムをこのような色を最小化するような方法で設計及び配置するために、これらの用途においても使用され得る。

特に指定されない限り、本明細書及び特許請求の範囲において使用する、数量、特性の測定値などを表す全ての数値は、「約」という語で修飾されるものとして理解されるべきである。したがって、そうでない旨が指定されない限り、上記の明細書及び特許請求の範囲において記載された数値パラメーターは、本出願の教示を利用する当業者が得ようと求める望ましい特性に応じて変化し得る概算値である。均等論を「特許請求の範囲」の範疇に適用することを制限しようとする試みとしてではなく、各数値パラメーターは少なくとも、記録された有効数字の桁数を考慮して、又通常の四捨五入を適用することによって解釈されるべきである。本発明の広範な範囲を示す数値範囲及びパラメーターは近似であるにもかかわらず、いかなる数値も本明細書で述べられる具体的な例で示される程度に、これらは妥当に可能な限り精確に報告される。しかしながら、いかなる数値も試験及び測定の限界に関連する誤差を含み得る。

本発明の様々な修正及び変更は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱せずに当該技術分野の当業者に明らかとであり、本発明は、ここに記載された例示的な実施形態に限定されないことが理解されるべきである。例えば、１つの開示実施形態の特徴は、別に記載のない限り、他の開示実施形態全てにも適用され得ることを、読者は推定すべきである。また、本明細書において参照された全ての米国特許、公開特許出願、並びに他の特許及び非特許文書は、それらが上述の開示に矛盾しない範囲において、参照によって全てが組み込まれることが理解されるべきである。

Claims (15)

1. 入力表面及び出力表面を有するフィルム構成体であって、
   強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように光学繰り返し単位（ＯＲＵ）に構成された複数のマイクロ層であって、前記マイクロ層は、第１軸に沿って偏光された垂直入射光において、第２軸に沿って偏光された垂直入射光におけるよりも大きな反射率を有し、前記第１及び第２軸はフィルム平面を有し、
   前記マイクロ層は、空気よりも大きな屈折率を有する媒体中に光学的に浸漬され、それによって、該フィルム構成体上、選択された入射平面内に斜めに入射する超臨界光が前記複数のマイクロ層を伝搬することができ、
   前記ＯＲＵは、前記フィルム平面と垂直な厚さ軸に沿った層厚さ分布を有し、前記層厚さ分布は平均厚さを有し、所与の入射条件において、より広い反射帯域にわたって中程度の反射率を有する前記複数のマイクロ層を提供するために有効であり、前記ＯＲＵはその厚さが前記平均厚さよりも小さいより薄いＯＲＵ、及びその厚さが前記平均厚さよりも大きいより厚いＯＲＵを含み、
   前記マイクロ層は、各ＯＲＵの厚さが該入力表面から該出力表面に向かって単調に減少するように配向される、フィルム構成体。
2. 前記マイクロ層は、単一の光学パケットに構成され、前記より薄いＯＲＵは、主に前記光学パケットの第１の側に配置され、前記より厚いＯＲＵは主に前記光学パケットの第２の側に配置され、前記第１の側は前記フィルム構成体の前記出力表面に面する、請求項１に記載の構成体。
3. 空気間隙を含まずに前記複数のマイクロ層に接続された第１光学素子を更に含み、
   前記第１光学素子は、前記フィルム構成体の前記入力表面に対向し、光を前記マイクロ層に注入する、請求項１に記載の構成体。
4. 前記第１光学素子が、微細構造化表面を含む、請求項３に記載の構成体。
5. 前記微細構造化表面が複数の線形プリズムを含む、請求項４に記載の構成体。
6. 可視波長にわたり、前記第１軸に沿って偏光された垂直入射光の前記反射率はＲ１であり、可視波長にわたり、前記第２軸に沿って偏光された垂直入射光の前記反射率はＲ２であり、Ｒ１は少なくとも５０％であり、Ｒ２は少なくとも１０％である、請求項１に記載の構成体。
7. 光学システムであって、
   請求項１の構成体と、
   前記入力表面を通じて光を前記構成体内に導入するために配置される光源と、を含む、光学システム。
8. 前記出力表面の近位に配置されたディスプレイパネルを更に含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記構成体は、空気間隙を含まずに複数のマイクロ層に接続された第１光学素子を含み、
   前記第１光学素子は、前記フィルム構成体の前記入力表面に対向し、光を前記マイクロ層に注入する、請求項７に記載のシステム。
10. 前記第１光学素子が光導体を含み、前記入力表面が前記光導体の側部表面を含む、請求項９に記載のシステム。
11. 前記第１光学素子が光学的に厚い層を含み、前記入力表面が前記光学的に厚い層の主表面を含み、
    前記光学的に厚い層の光学的厚さは、少なくとも１５マイクロメートルである、請求項９に記載のシステム。
12. 前記主表面が微細構造化表面を含む、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記光学的に厚い層が内部に配置された光拡散素子を含む、請求項１１に記載のシステム。
14. ＬＣＤパネルを更に含み、前記ＬＣＤパネルは空気間隙を含まずに前記フィルム構成体に接続される、請求項１１に記載のシステム。
15. 前記第１光学素子はその屈折率が１．１〜１．３の範囲内である、超低屈折率（ＵＬＩ）材料の層を含む、請求項３に記載の構成体。

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