JP6130606B2 - 組込み吸収素子を有する多層反射性偏光子 - Google Patents
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Description
共押出しされ、延伸された、交互の熱可塑性複屈折層を含む多層光学フィルムは、反射性偏光子及びミラーとして有用である。液晶ディスプレーで見出だされるものを含む、従来のバックライトスタックは、１つ以上の吸収偏光子を反射防止層として含むことがあり、この吸収偏光子は、一般に、吸収偏光染料（absorbing polarizing dye）を含むポリマー（例えばポリビニルアルコール）体であり得る。
一態様では、本開示はハイブリッド偏光子に関する。特に、本開示は、反射性偏光子部及びハイブリッド部を有するハイブリッド偏光子に関する。反射性偏光子部は、交互の高屈折率（high index）層及び低屈折率（low index）層を含み、この反射性偏光子部は実質的に吸収偏光素子を含まない。ハイブリッド偏光子部は、反射性偏光子部上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含み、ハイブリッド偏光子部の高屈折率層の少なくとも一部は、吸収偏光素子を含む。
いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子部の高屈折率層のそれぞれが、吸収偏光素子を含む。いくつかの実施形態では、吸収偏光素子は染料である。染料は偏光染料であってもよい。いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子は、ハイブリッド偏光子部上に配設された吸収偏光子を更に含む。いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子は、ハイブリッド偏光子部又は反射性偏光子部のいずれかの上に配設された四分の一波長板を更に含む。いくつかの実施形態では、反射性偏光子部及びハイブリッド偏光子部は、実質的に等しい厚さを有する。いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子は、２００ｎｍよりも厚い層を含まない。反射性偏光子部及びハイブリッド偏光子部は、別個のパケットであってもよい。いくつかの実施形態では、反射性偏光子部及びハイブリッド偏光子部は、保護境界層によって分離されている。反射性偏光子部及びハイブリッド偏光子部は、熱可塑性層を含んでもよい。
別の態様では、本開示はハイブリッド偏光子に関する。特に、本開示は、反射性偏光子部、吸収偏光子、及びハイブリッド偏光子部を有するハイブリッド偏光子に関する。反射性偏光子部は、交互の高屈折率（high index）層及び低屈折率（low index）層を含み、この反射性偏光子部は実質的に吸収偏光素子を含まない。吸収偏光子は、反射性偏光子部上に配設されている。ハイブリッド偏光子部は、吸収偏光子上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含み、ハイブリッド偏光子部の高屈折率層の少なくとも一部は、吸収偏光素子を含む。
いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子は、表示領域（viewing area）を有するバックライトに含まれ得る。ハイブリッド偏光子は、ハイブリッド偏光子が反射性偏光子部よりも表示領域に近接するように配設されている。
ハイブリッド偏光子は、いくつかの種類のディスプレー装置、例えば液晶ディスプレー装置（LCD:liquid crystal display）及び有機発光ダイオード（OLED:organic light emitting diode）系ディスプレーで使用され得る。ハイブリッド偏光子は、ディスプレーパネルのビューワー側又は後側のいずれかで、高性能吸収偏光子の代替品として機能できる。「ハイブリッド」は、反射及び吸収偏光子のそれぞれの素子を含む偏光子の機能性を指す。これらの機能は、単一の構造物へと組み合わされ得るので、ハイブリッド偏光子では、別個の反射性偏光及び吸収性偏光素子で要求され得る他の場合よりも、薄い光学スタック、バックライト、及びディスプレーとなり得る。ハイブリッド偏光子は、ディスプレーパネルに対するコントラストを提供するだけでなく、明るさ向上のための偏光のリサイクルを提供するよう機能し得る。
ある種のハイブリッド偏光子は、これまでに、例えば米国特許第７，８２６，００９号（Ｗｅｂｅｒら）に記載されている。これらのハイブリッド偏光子は、第１の主面及び第２の主面を有する吸収素子、吸収素子の第１の主面上に配設された第１の反射性偏光子、並びに吸収素子の第２の主面上に配設された第２の反射性偏光子を含む。Ｗｅｂｅｒらの記載するハイブリッド偏光子の一実施形態の基本的な構造物を、図１に示す。図１は、先行技術のハイブリッド偏光子１００の断面立面図であり、このハイブリッド偏光子１００は、高屈折率層１１２及び低屈折率層１１４の交互の層を有する第１の反射性偏光子１１０、高屈折率層１２２及び低屈折率層１２４の交互の層を有する第２の反射性偏光子１２０、並びに吸収素子１３０を含む。この開示に記載されるような、複屈折層を有する反射性偏光子では、「高屈折率」及び「低屈折率」層は、面内軸のうちの一方に沿った屈折率が異なることを指すことに注意せよ。これは、多くの場合、他方の面内屈折率は、層の間で同じ、又は同様であろうからである。吸収素子は、吸収偏光子であってもよく、吸収偏光子としては、吸収染料を含むポリビニルアルコールフィルム等の吸収偏光子が挙げられる。
吸収素子を含むので、先行技術のハイブリッド偏光子１００は、望ましいものよりも厚い場合がある。更に、吸収素子は、反射性偏光子と同じ製造プロセスで組み立て又は配向（orient）できず、１つ以上の積層工程を必要とする場合がある。
図２は、本開示のハイブリッド偏光子の分解断面立面図である。ハイブリッド偏光子２００は、ハイブリッド偏光子部２１０及び反射性偏光子部２２０を含む。ハイブリッド偏光子部２１０は、高屈折率層２１２及び低屈折率層２１４の交互の層を有する。反射性偏光子部２２０は、高屈折率層２２２及び低屈折率層２２２の交互の層を有する。
ハイブリッド偏光子部２１０は、多層反射性偏光子であってもよい。いくつかの実施形態では、多層反射性偏光子は熱可塑性複屈折層を含む。ハイブリッド偏光子部２１０内では、高屈折率層２１２の少なくとも一部の例は、吸収偏光素子を含んでもよい。これらの吸収偏光素子は、一方の偏光の光を別の偏光の光に優先して吸収する任意の適切な材料であってもよい。いくつかの場合には、これらの材料は、二色性と呼ばれることがある。いくつかの実施形態では、これらの吸収偏光素子は、例えば二色性染料を含む染料であってもよい。いくつかの場合には、高屈折率層２１２の例の全てが吸収偏光素子を含んでもよい。いくつかの実施形態では、染料又は吸収偏光素子は、配向性（orientable）であってもよく、すなわち、延伸された場合に、吸収偏光素子は、延伸方向に平行な偏光を優先的に吸収してもよい。層が配向性熱可塑性層を含む場合、熱可塑性層は、吸収偏光素子を配向させる工程と同じ工程で配向（すなわち延伸）され得る。熱可塑性層の材料が、正又は負の複屈折であるかによって、すなわち、屈折率が延伸方向に沿って増加又は減少するかによって、交互の層で複屈折に起因するブロック軸は、吸収偏光素子に起因するブロック軸に平行又は垂直であってもよい。低屈折率層２１４は、代わりに、吸収偏光素子を実質的に含まない。ハイブリッド偏光子部２１０は、面内屈折率の差によって、ある種の光の偏光を反射すると共に、吸収偏光素子によって、ある種の光の偏光を吸収する。
反射性偏光子部２２０も、多層反射性偏光子であってもよい。反射性偏光子部２２０の高屈折率及び低屈折率層は、実質的に吸収偏光素子を全く含まない。いくつかの実施形態では、反射性偏光子部２２０は、多くの態様において、実質的にハイブリッド偏光子部２１０と同じフィルムであってよく、又は実質的に同じ特性を有してもよい。例えば、反射性偏光子部２２０及びハイブリッド偏光子部２１０は、同じ又は同様の層の数、全体の厚さ、層の厚さプロファイルを有してもよく、且つ同様の材料のセットを使用してもよい。しかし、ハイブリッド偏光子部２１０は吸収偏光素子を含むので、ハイブリッド偏光子部２１０及び反射性偏光子部２２０は、決して全く同一ではないであろう。いくつかの実施形態では、層の数、層の厚さプロファイル、パケット数及び構成、並びに材料のセットは、ハイブリッド偏光子部と反射性偏光子部との間で異なってもよい。いくつかの実施形態では、それぞれのパケットの層のプロファイルは、コリメーションを最適化するように、又は他に、高角度の光を選択的に反射し、所望の角度範囲内の光を優先的に透過するように、具体的に設計されてもよい。
ハイブリッド偏光子部２１０は、反射性偏光子部２２０上に配設される。いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子部２１０は、任意の適切な取付け方法によって、反射性偏光子部に積層又は接着され、この取付け方法としては、光学的に透明な接着剤、感圧性接着剤、又はこれに類するものが挙げられる。いくつかの実施形態では、任意の接着剤の屈折率が、ハイブリッド偏光子部２１０及び反射性偏光子部２２０の両方の隣接層の屈折率と近く、屈折又はフレネル反射効果を回避又は最小化してもよい。いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子部２１０及び反射性偏光子部２２０は光学的に結合されている。いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子部２１０は、反射性偏光子部２２０と共押出しされ、且つハイブリッド偏光子部２１０及び反射性偏光子部２２０は、より厚い非光学層、例えば保護境界層（PBL:protective boundary layer）によって分離されてもよい。いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子部２１０及び反射性偏光子部２２０は、厚い又は寸法的に安定した層によって分離され、耐反り性又は他の物理的特性を改善してもよい。
いくつかの実施形態では、吸収偏光層がハイブリッド偏光子に含まれてもよい。例えば、吸収偏光層は、ハイブリッド偏光子部２１０と反射性偏光子部２２０との間に含まれてもよい。いくつかの実施形態、特に円偏光を発するＯＬＥＤでの用途では、四分の一波長板が、ハイブリッド偏光子２００の上面若しくは底面のいずれかの上に、又はいくつかの場合では、両方の上に取り付けられ、又は配設されてもよい。いくつかの実施形態では、吸収偏光子が、ハイブリッド偏光子２００の上面若しくは底面のいずれかの上に、又はいくつかの場合では、両方の上に取り付けられ、又は配設されてもよい。
米国特許第６，０９６，３７５号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）は、二色偏光子を反射性偏光子と組み合わせることを記載しており、これは、多層反射性偏光子のスキン層に二色性染料を添加すること、又は多層スタック内の１つ以上の層に染料を添加することによりなされる。しかし、Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋは、高屈折率層に選択的に吸収偏光素子を含むことも、ハイブリッド偏光子部と、実質的に吸収偏光素子を含まない反射性偏光子部と、を含むことも記載していない。
本開示のハイブリッド偏光子は、任意の適切な光学素子、又は光学素子のセットと組み合わされてもよく、これは、限定されるものではないが、正反射、半反射（semi-specular）、若しくは拡散反射器、液晶モジュール、反射性偏光子（多層反射性偏光子を含む）、ミラー及び多層ミラー、転向フィルム、プリズムフィルム、及び他の明るさ向上フィルム、含まれるビーズ状の拡散体（diffusers included beaded）及び体積拡散体（volume diffuser）、１つ以上の導光体（lightguide）、グラフィック、再帰反射層、又は適切な光学コーティングを含む。
比較例Ｃ１
図１と同様であるが、吸収層１３０に加えて、外表面上に吸収層を有するハイブリッド偏光子を製造した。製造は、米国特許出願公開第２０１１／０２７２８４９号、表題「Ｆｅｅｄｂｌｏｃｋ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｉｌｍｓ」（２０１０年５月７日出願）に記載されたフィードブロック法を使用して行われ、これは参照により本明細書に組み込まれる。交互の低及び高屈折率ポリマー層の２つのパケットを、キャストウェブとして共押出しした後、連続フィルム作製ラインのテンターで延伸した。第１のパケット及び第２のパケットはそれぞれ、２７５層のスタックであって、高屈折率層は拘束一軸ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）であり、低屈折率層はＣｏＰＥＮ ５５／４５（５５％のＰＥＮ単位及び４５％のポリエチレンテラフタレート（ＰＥＴ）単位を含むコポリマー）並びにＧＮ０７１ ＰＥＴｇ（それぞれ５０％）であった。パケットは、第１及び第２のパケットのそれぞれが反射性偏光子であるように設計された。吸収偏光層は、第１のパケットの外表面上及び第１及び第２のパケットの間に、下記の方法で共押出しされた。ＰＥＮペレットを、速度５８ｋｇ／ｈｒ（１２８ポンド／時（ｐｐｈ：pound per hour））で、二軸押出機内へ供給した。二色性染料も、速度ＰＤ−１０４：９５．３ｇ／ｈｒ（０．２１ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：１６２．４ｇ／ｈｒ（０．３６ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：６４．６ｇ／ｈｒ（０．１４ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：２０９ｇ／ｈｒ（０．４６ｐｐｈ）で、二軸押出機内へ供給した。この混合物を、４１ｃｍ（１６インチ）のダイを通じて、多層パケットと共に供給し、速度６．１ｍ／分（２０フィート／分）でキャストシートを形成した。キャストシートをテンターで、５．６：１の比率で、温度１４８℃（２９９°Ｆ）で、速度６．１ｍ／分（２０フィート／分）で延伸した。
図１と同様であるが、吸収層１３０に加えて、外表面上に吸収層を有するハイブリッド偏光子を製造した。製造は、米国特許出願公開第２０１１／０２７２８４９号、表題「Ｆｅｅｄｂｌｏｃｋ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｉｌｍｓ」（２０１０年５月７日出願）に記載されたフィードブロック法を使用して行われ、これは参照により本明細書に組み込まれる。交互の低及び高屈折率ポリマー層の２つのパケットを、キャストウェブとして共押出しした後、連続フィルム作製ラインのテンターで延伸した。第１のパケット及び第２のパケットはそれぞれ、２７５層のスタックであって、高屈折率層は拘束一軸ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）であり、低屈折率層はＣｏＰＥＮ ５５／４５（５５％のＰＥＮ単位及び４５％のポリエチレンテラフタレート（ＰＥＴ）単位を含むコポリマー）並びにＧＮ０７１ ＰＥＴｇ（それぞれ５０％）であった。パケットは、第１及び第２のパケットのそれぞれが反射性偏光子であるように設計された。吸収偏光層は、第１のパケットの外表面上及び第１及び第２のパケットの間に、下記の方法で共押出しされた。ＰＥＮペレットを、速度５８ｋｇ／ｈｒ（１２８ポンド／時（ｐｐｈ：pound per hour））で、二軸押出機内へ供給した。二色性染料も、速度ＰＤ−１０４：９５．３ｇ／ｈｒ（０．２１ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：１６２．４ｇ／ｈｒ（０．３６ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：６４．６ｇ／ｈｒ（０．１４ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：２０９ｇ／ｈｒ（０．４６ｐｐｈ）で、二軸押出機内へ供給した。この混合物を、４１ｃｍ（１６インチ）のダイを通じて、多層パケットと共に供給し、速度６．１ｍ／分（２０フィート／分）でキャストシートを形成した。キャストシートをテンターで、５．６：１の比率で、温度１４８℃（２９９°Ｆ）で、速度６．１ｍ／分（２０フィート／分）で延伸した。
比較例Ｃ２
比較例Ｃ２は、全ての二色性染料の流速を５０％増加させたことを除き、比較例Ｃ１のように調製された。
比較例Ｃ２は、全ての二色性染料の流速を５０％増加させたことを除き、比較例Ｃ１のように調製された。
比較例Ｃ３
ハイブリッド偏光子は、米国特許出願公開第２０１１／０２７２８４９号、表題「Ｆｅｅｄｂｌｏｃｋ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｉｌｍｓ」（２０１０年５月７日出願）に記載されたフィードブロック法を使用して製造された。交互の低及び高屈折率ポリマー層の２つのパケットを、キャストウェブとして共押出しした後、連続フィルム作製ラインのテンターで延伸した。第１のパケット及び第２のパケットはそれぞれ、２７５層のスタックであって、高屈折率層は拘束一軸ＰＥＮであり、二軸押出機内へ、速度５８ｋｇ／ｈｒ（１２８ｐｐｈ）で、二色性染料と共に供給された。この二色性染料は、速度ＰＤ−１０４：９５．３ｇ／ｈｒ（０．２１ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：１６２．４ｇ／ｈｒ（０．３６ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：６４．６ｇ／ｈｒ（０．１４ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：２０９ｇ／ｈｒ（０．４６ｐｐｈ）で供給された。低屈折率層は、ＣｏＰＥＮ ５５／４５及びＧＮ０７１ ＰＥＴｇのそれぞれ５０％の重量比の混合物であった。パケットは、第１及び第２のパケットのそれぞれが反射性偏光子であるように設計された。
ハイブリッド偏光子は、米国特許出願公開第２０１１／０２７２８４９号、表題「Ｆｅｅｄｂｌｏｃｋ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｉｌｍｓ」（２０１０年５月７日出願）に記載されたフィードブロック法を使用して製造された。交互の低及び高屈折率ポリマー層の２つのパケットを、キャストウェブとして共押出しした後、連続フィルム作製ラインのテンターで延伸した。第１のパケット及び第２のパケットはそれぞれ、２７５層のスタックであって、高屈折率層は拘束一軸ＰＥＮであり、二軸押出機内へ、速度５８ｋｇ／ｈｒ（１２８ｐｐｈ）で、二色性染料と共に供給された。この二色性染料は、速度ＰＤ−１０４：９５．３ｇ／ｈｒ（０．２１ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：１６２．４ｇ／ｈｒ（０．３６ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：６４．６ｇ／ｈｒ（０．１４ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：２０９ｇ／ｈｒ（０．４６ｐｐｈ）で供給された。低屈折率層は、ＣｏＰＥＮ ５５／４５及びＧＮ０７１ ＰＥＴｇのそれぞれ５０％の重量比の混合物であった。パケットは、第１及び第２のパケットのそれぞれが反射性偏光子であるように設計された。
表１は、上述の偏光子の白及び暗輝度を、従来のヨウ素偏光子（Ｓａｎｒｉｔｚ−５６１８）と比較して示す。また、それぞれのフィルムのパスの単一パス透過（single pass transmission）及びブロック状態も示される。これらのデータは、ＰＲ７０５ ＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ（登録商標）分光放射計（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．，Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，ＣＡ）で、ＬＧ ２３インチ（５８ｃｍ）モニターにおいて、及びＬａｍｂｄａ １０５０分光光度計（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）で測定された。
比較例Ｃ４
比較例Ｃ１と同様の構造を有するハイブリッド偏光子は、米国特許出願公開第２０１１／０２７２８４９号、表題「Ｆｅｅｄｂｌｏｃｋ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｉｌｍｓ」（２０１０年５月７日出願）に記載されたフィードブロック法を使用して製造された。交互の低及び高屈折率ポリマー層の２つのパケットを、キャストウェブとして共押出しした後、連続フィルム作製ラインのテンターで延伸した。第１のパケット及び第２のパケットはそれぞれ、３２５層のスタックであって、高屈折率層は拘束一軸ＰＥＮであり、低屈折率層はＧＮ０７１ ＰＥＴｇであった。パケットは、第１及び第２のパケットのそれぞれが反射性偏光子であるように設計された。吸収偏光層は、第１のパケットの外表面上及び第１及び第２のパケットの間に、下記の方法で共押出しされた。ＰＥＮペレットを、速度４０．８ｋｇ／ｈｒ（９０ｐｐｈ）で、二軸押出機内へ供給した。購入した二色性染料も、速度ＰＤ−１０４：３７．７ｇ／ｈｒ（０．０８ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：９７．８ｇ／ｈｒ（０．２１ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：１６．１ｇ／ｈｒ（０．０４ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：１５６．２ｇ／ｈｒ（０．３４ｐｐｈ）で、二軸押出機内へ供給した。この混合物を、４１ｃｍ（１６インチ）のダイを通じて、多層パケットと共に供給し、速度６．５ｍ／分（２１．３フィート／分）でキャストシートを形成した。キャストシートをテンターで、５．６：１の比率で、温度１４６℃（２９５°Ｆ）で、速度６．５ｍ／分（２１．３フィート／分）で延伸した。
比較例Ｃ１と同様の構造を有するハイブリッド偏光子は、米国特許出願公開第２０１１／０２７２８４９号、表題「Ｆｅｅｄｂｌｏｃｋ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｉｌｍｓ」（２０１０年５月７日出願）に記載されたフィードブロック法を使用して製造された。交互の低及び高屈折率ポリマー層の２つのパケットを、キャストウェブとして共押出しした後、連続フィルム作製ラインのテンターで延伸した。第１のパケット及び第２のパケットはそれぞれ、３２５層のスタックであって、高屈折率層は拘束一軸ＰＥＮであり、低屈折率層はＧＮ０７１ ＰＥＴｇであった。パケットは、第１及び第２のパケットのそれぞれが反射性偏光子であるように設計された。吸収偏光層は、第１のパケットの外表面上及び第１及び第２のパケットの間に、下記の方法で共押出しされた。ＰＥＮペレットを、速度４０．８ｋｇ／ｈｒ（９０ｐｐｈ）で、二軸押出機内へ供給した。購入した二色性染料も、速度ＰＤ−１０４：３７．７ｇ／ｈｒ（０．０８ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：９７．８ｇ／ｈｒ（０．２１ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：１６．１ｇ／ｈｒ（０．０４ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：１５６．２ｇ／ｈｒ（０．３４ｐｐｈ）で、二軸押出機内へ供給した。この混合物を、４１ｃｍ（１６インチ）のダイを通じて、多層パケットと共に供給し、速度６．５ｍ／分（２１．３フィート／分）でキャストシートを形成した。キャストシートをテンターで、５．６：１の比率で、温度１４６℃（２９５°Ｆ）で、速度６．５ｍ／分（２１．３フィート／分）で延伸した。
比較例Ｃ５
図１に示されるものと同様のハイブリッド偏光子を作製した。ハイブリッド偏光子は、吸収層が外表面上に押し出されなかったことを除き、比較例Ｃ１に記載の通り作製された。交互の低及び高屈折率ポリマー層の２つのパケットを、キャストウェブとして共押出しした後、連続フィルム作製ラインのテンターで延伸した。第１のパケット及び第２のパケットはそれぞれ、３２５層のスタックであって、高屈折率層は拘束一軸ＰＥＮであり、低屈折率層はＧＮ０７１ ＰＥＴｇであった。パケットは、第１及び第２のパケットのそれぞれが反射性偏光子であるように設計された。吸収偏光層は、第１及び第２のパケットの間に、下記の方法で共押出しされた。ＰＥＮペレットを、速度４０．８ｋｇ／ｈｒ（４８ｐｐｈ）で、二軸押出機内へ供給した。購入した二色性染料も、速度ＰＤ−１０４：２３ｇ／ｈｒ（０．０５ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：７３ｇ／ｈｒ（０．１６ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：４ｇ／ｈｒ（０．００９ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：１２４ｇ／ｈｒ（０．２７ｐｐｈ）で、二軸押出機内へ供給した。
図１に示されるものと同様のハイブリッド偏光子を作製した。ハイブリッド偏光子は、吸収層が外表面上に押し出されなかったことを除き、比較例Ｃ１に記載の通り作製された。交互の低及び高屈折率ポリマー層の２つのパケットを、キャストウェブとして共押出しした後、連続フィルム作製ラインのテンターで延伸した。第１のパケット及び第２のパケットはそれぞれ、３２５層のスタックであって、高屈折率層は拘束一軸ＰＥＮであり、低屈折率層はＧＮ０７１ ＰＥＴｇであった。パケットは、第１及び第２のパケットのそれぞれが反射性偏光子であるように設計された。吸収偏光層は、第１及び第２のパケットの間に、下記の方法で共押出しされた。ＰＥＮペレットを、速度４０．８ｋｇ／ｈｒ（４８ｐｐｈ）で、二軸押出機内へ供給した。購入した二色性染料も、速度ＰＤ−１０４：２３ｇ／ｈｒ（０．０５ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：７３ｇ／ｈｒ（０．１６ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：４ｇ／ｈｒ（０．００９ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：１２４ｇ／ｈｒ（０．２７ｐｐｈ）で、二軸押出機内へ供給した。
（実施例１）
ハイブリッド偏光子は、米国特許出願公開第２０１１／０２７２８４９号、表題「Ｆｅｅｄｂｌｏｃｋ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｉｌｍｓ」（２０１０年５月７日出願）に記載されたフィードブロック法を使用して製造された。交互の低及び高屈折率ポリマー層の２つのパケットを、キャストウェブとして共押出しした後、連続フィルム作製ラインのテンターで延伸した。第１のパケット及び第２のパケットはそれぞれ、３２５層のスタックであった。ハイブリッド偏光パケットでは、高屈折率層は拘束一軸ＰＥＮであり、二軸押出機内へ、速度１５．２１ｋｇ／ｈｒで、二色性染料と共に供給された。この二色性染料は、速度ＰＤ−１０４：７．８ｇ／ｈｒ（０．０２ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：２０．３ｇ／ｈｒ（０．０４ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：３．３ｇ／ｈｒ（０．０１ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：３２．５ｇ／ｈｒ（０．０７ｐｐｈ）で供給された。低屈折率層はＧＮ０７１ ＰＥＴｇであった。反射性偏光パケットは、ＰＥＮを高屈折率樹脂として、及びＧＮ０７１ ＰＥＴｇを低屈折率樹脂として使用して作製された。吸収偏光層は、ハイブリッド偏光パケットと反射性偏光パケットとの間に、ＰＥＮは速度３２ｋｇ／ｈｒ（７０．８ｐｐｈ）で、及び二色性染料は速度ＰＤ−１０４：２９．３ｇ／ｈｒ（０．０６ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：７６．２ｇ／ｈｒ（０．１７ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：１２．５ｇ／ｈｒ（０．０３ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：１２１．７ｇ／ｈｒ（０．２７ｐｐｈ）で押し出された。この混合物を、４１ｃｍ（１６インチ）のダイを通じて、多層パケットと共に供給し、速度６．５ｍ／分（１８．５フィート／分）でキャストシートを形成した。キャストシートをテンターで、５．６：１の比率で、温度１４６℃（２９５°Ｆ）で、速度６．５ｍ／分（１８．５フィート／分）で延伸した。
ハイブリッド偏光子は、米国特許出願公開第２０１１／０２７２８４９号、表題「Ｆｅｅｄｂｌｏｃｋ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｉｌｍｓ」（２０１０年５月７日出願）に記載されたフィードブロック法を使用して製造された。交互の低及び高屈折率ポリマー層の２つのパケットを、キャストウェブとして共押出しした後、連続フィルム作製ラインのテンターで延伸した。第１のパケット及び第２のパケットはそれぞれ、３２５層のスタックであった。ハイブリッド偏光パケットでは、高屈折率層は拘束一軸ＰＥＮであり、二軸押出機内へ、速度１５．２１ｋｇ／ｈｒで、二色性染料と共に供給された。この二色性染料は、速度ＰＤ−１０４：７．８ｇ／ｈｒ（０．０２ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：２０．３ｇ／ｈｒ（０．０４ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：３．３ｇ／ｈｒ（０．０１ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：３２．５ｇ／ｈｒ（０．０７ｐｐｈ）で供給された。低屈折率層はＧＮ０７１ ＰＥＴｇであった。反射性偏光パケットは、ＰＥＮを高屈折率樹脂として、及びＧＮ０７１ ＰＥＴｇを低屈折率樹脂として使用して作製された。吸収偏光層は、ハイブリッド偏光パケットと反射性偏光パケットとの間に、ＰＥＮは速度３２ｋｇ／ｈｒ（７０．８ｐｐｈ）で、及び二色性染料は速度ＰＤ−１０４：２９．３ｇ／ｈｒ（０．０６ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：７６．２ｇ／ｈｒ（０．１７ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：１２．５ｇ／ｈｒ（０．０３ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：１２１．７ｇ／ｈｒ（０．２７ｐｐｈ）で押し出された。この混合物を、４１ｃｍ（１６インチ）のダイを通じて、多層パケットと共に供給し、速度６．５ｍ／分（１８．５フィート／分）でキャストシートを形成した。キャストシートをテンターで、５．６：１の比率で、温度１４６℃（２９５°Ｆ）で、速度６．５ｍ／分（１８．５フィート／分）で延伸した。
輝度データを、比較例Ｃ３に記載される通り収集した。表２は、軸上の白及び暗輝度を、実施例１及び比較例の偏光子について示す。実施例１では、比較例Ｃ１と比較して、白輝度は同様であったが、暗輝度がより低く、コントラスト比がより高かった。
比較例Ｃ１及び実施例１の偏光子を、様々なディスプレーでテストした。コノスコープデータを、Ａｕｔｒｏｎｉｃ ＣｏｎｏＳｃｏｐｅ ＣｏｎｏＳｔａｇｅ ３（Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒｓ ＧｍｂＨ，Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙより入手可能）を使用して測定した。いくつかのディスプレーでは、比較例Ｃ１の偏光子の主軸に沿って、光の漏洩が見られた。最大の光の漏洩は、偏光子の主軸の間で、一般に６０度の観察角付近で起こった。いくつかの場合には、垂直観察方向の５０度付近の暗状態での光の漏洩が観測された。この場所では、明るい虹のような色が観測され、これはディスプレーでは望ましくない。また、６０〜８０度の観察角で、４５度及び１３５度の方位方向に沿って、暗状態輝度の増加が起こった。輝度のこのようなシャープな変化は望ましくない。比較例Ｃ４及びＣ５は、同様の望ましくない効果を示した。
比較すると、実施例１の偏光子は、これらの望ましくないリターダンス（retardance）効果を除去することが見出だされた。図３では、９０度の輝度クロスセクションデータを、比較例Ｃ１の偏光子を組み込んだディスプレー、Ｓａｎｒｉｔｚ−５６１８の偏光子を組み込んだディスプレー、及び実施例１の偏光子を組み込んだディスプレーについて示す。
図４は、高観察角（１３５°方位角）での暗状態の光の漏洩を、実施例１及び比較例Ｃ５について示す。また、比較例Ｃ４の偏光子が、実施例１と比較して、軸外暗状態で、輝度の増加を示すことも観測された。結果は、実施例１の組込み吸収体ＭＯＦの吸収偏光素子が、観察側周辺光についての反射防止層として作用し、また、高角度の光の漏洩を低減するクリーンアップ偏光子として作用することを示す。
以下は、本開示による例示的な実施形態である。
項目１．
交互の高屈折率層及び低屈折率層を含む、反射性偏光子部であって、前記反射性偏光子部が実質的に吸収偏光素子を含まない、反射性偏光子部と、
前記反射性偏光子部上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含むハイブリッド偏光子部であって、前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層の少なくとも一部が、吸収偏光素子を含む、ハイブリッド偏光子部と、
を含む、ハイブリッド偏光子。
項目１．
交互の高屈折率層及び低屈折率層を含む、反射性偏光子部であって、前記反射性偏光子部が実質的に吸収偏光素子を含まない、反射性偏光子部と、
前記反射性偏光子部上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含むハイブリッド偏光子部であって、前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層の少なくとも一部が、吸収偏光素子を含む、ハイブリッド偏光子部と、
を含む、ハイブリッド偏光子。
項目２．前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層のそれぞれが、吸収偏光素子を含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
項目３．前記吸収偏光素子が染料である、項目１又は２に記載のハイブリッド偏光子。
項目４．前記染料が偏光染料である、項目３に記載のハイブリッド偏光子。
項目５．前記ハイブリッド偏光子部上に配設された吸収偏光子を更に含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
項目６．前記ハイブリッド偏光子部又は前記反射性偏光子部のいずれかの上に配設された四分の一波長板を更に含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
項目７．前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が、実質的に等しい厚さを有する、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
項目８．前記ハイブリッド偏光子が、２００ｎｍよりも厚い層を含まない、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
項目９．前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が別個のパケットである、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
項目１０．前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が、保護境界層によって分離されている、項目４に記載のハイブリッド偏光子。
項目１１．前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が熱可塑性層を含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
項目１２．
交互の高屈折率層及び低屈折率層を含む、反射性偏光子部であって、前記反射性偏光子部が実質的に吸収偏光素子を含まない、反射性偏光子部と、
前記反射性偏光子部上に配設された吸収偏光子と、
前記吸収偏光子上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含むハイブリッド偏光子部であって、前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層の少なくとも一部が、吸収偏光素子を含む、ハイブリッド偏光子部と、
を含む、ハイブリッド偏光子。
交互の高屈折率層及び低屈折率層を含む、反射性偏光子部であって、前記反射性偏光子部が実質的に吸収偏光素子を含まない、反射性偏光子部と、
前記反射性偏光子部上に配設された吸収偏光子と、
前記吸収偏光子上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含むハイブリッド偏光子部であって、前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層の少なくとも一部が、吸収偏光素子を含む、ハイブリッド偏光子部と、
を含む、ハイブリッド偏光子。
項目１３．表示領域を有するバックライトであって、前記バックライトが項目１又は１２のいずれかに記載のハイブリッド偏光子を含み、前記ハイブリッド偏光子は、前記ハイブリッド偏光子部が前記反射性偏光子部よりも前記表示領域に近接するように配設されている、バックライト。
図中の素子についての説明は、特に示されない限り、他の図における対応する素子に等しく適用されると理解されるべきである。本発明は、先に記載された特定の実施形態に限定されると考慮すべきではないが、それは、このような実施形態が、本発明の様々な態様の説明を容易にするために詳細に記載されているためである。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその等価物によって定義されるような本発明の範囲内に包含される様々な修正、等価プロセス、及び代替的装置を含む、本発明の全ての態様を網羅するものと理解すべきである。
本発明の実施態様の一部を以下の項目［１］−［１３］に記載する。
［項目１］
交互の高屈折率層及び低屈折率層を含む、反射性偏光子部であって、前記反射性偏光子部が実質的に吸収偏光素子を含まない、反射性偏光子部と、
前記反射性偏光子部上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含むハイブリッド偏光子部であって、前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層の少なくとも一部が、吸収偏光素子を含む、ハイブリッド偏光子部と、
を含む、ハイブリッド偏光子。
［項目２］
前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層のそれぞれが、吸収偏光素子を含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目３］
前記吸収偏光素子が染料である、項目１又は２に記載のハイブリッド偏光子。
［項目４］
前記染料が偏光染料である、項目３に記載のハイブリッド偏光子。
［項目５］
前記ハイブリッド偏光子部上に配設された吸収偏光子を更に含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目６］
前記ハイブリッド偏光子部又は前記反射性偏光子部のいずれかの上に配設された四分の一波長板を更に含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目７］
前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が、実質的に等しい厚さを有する、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目８］
前記ハイブリッド偏光子が、２００ｎｍよりも厚い層を含まない、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目９］
前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が別個のパケットである、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目１０］
前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が、保護境界層によって分離されている、項目４に記載のハイブリッド偏光子。
［項目１１］
前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が熱可塑性層を含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目１２］
交互の高屈折率層及び低屈折率層を含む、反射性偏光子部であって、前記反射性偏光子部が実質的に吸収偏光素子を含まない、反射性偏光子部と、
前記反射性偏光子部上に配設された吸収偏光子と、
前記吸収偏光子上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含むハイブリッド偏光子部であって、前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層の少なくとも一部が、吸収偏光素子を含む、ハイブリッド偏光子部と、
を含む、ハイブリッド偏光子。
［項目１３］
表示領域を有するバックライトであって、前記バックライトが項目１又は１２のいずれかに記載のハイブリッド偏光子を含み、前記ハイブリッド偏光子は、前記ハイブリッド偏光子部が前記反射性偏光子部よりも前記表示領域に近接するように配設されている、バックライト。
本発明の実施態様の一部を以下の項目［１］−［１３］に記載する。
［項目１］
交互の高屈折率層及び低屈折率層を含む、反射性偏光子部であって、前記反射性偏光子部が実質的に吸収偏光素子を含まない、反射性偏光子部と、
前記反射性偏光子部上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含むハイブリッド偏光子部であって、前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層の少なくとも一部が、吸収偏光素子を含む、ハイブリッド偏光子部と、
を含む、ハイブリッド偏光子。
［項目２］
前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層のそれぞれが、吸収偏光素子を含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目３］
前記吸収偏光素子が染料である、項目１又は２に記載のハイブリッド偏光子。
［項目４］
前記染料が偏光染料である、項目３に記載のハイブリッド偏光子。
［項目５］
前記ハイブリッド偏光子部上に配設された吸収偏光子を更に含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目６］
前記ハイブリッド偏光子部又は前記反射性偏光子部のいずれかの上に配設された四分の一波長板を更に含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目７］
前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が、実質的に等しい厚さを有する、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目８］
前記ハイブリッド偏光子が、２００ｎｍよりも厚い層を含まない、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目９］
前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が別個のパケットである、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目１０］
前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が、保護境界層によって分離されている、項目４に記載のハイブリッド偏光子。
［項目１１］
前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が熱可塑性層を含む、項目１に記載のハイブリッド偏光子。
［項目１２］
交互の高屈折率層及び低屈折率層を含む、反射性偏光子部であって、前記反射性偏光子部が実質的に吸収偏光素子を含まない、反射性偏光子部と、
前記反射性偏光子部上に配設された吸収偏光子と、
前記吸収偏光子上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含むハイブリッド偏光子部であって、前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層の少なくとも一部が、吸収偏光素子を含む、ハイブリッド偏光子部と、
を含む、ハイブリッド偏光子。
［項目１３］
表示領域を有するバックライトであって、前記バックライトが項目１又は１２のいずれかに記載のハイブリッド偏光子を含み、前記ハイブリッド偏光子は、前記ハイブリッド偏光子部が前記反射性偏光子部よりも前記表示領域に近接するように配設されている、バックライト。
Claims (12)
- 交互の高屈折率層及び低屈折率層を含む、反射性偏光子部であって、前記反射性偏光子部が吸収偏光素子を含まない、反射性偏光子部と、
前記反射性偏光子部上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含むハイブリッド偏光子部であって、前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層のそれぞれが、吸収偏光素子を含む、ハイブリッド偏光子部と、
を含む、ハイブリッド偏光子。 - 前記吸収偏光素子が染料である、請求項１に記載のハイブリッド偏光子。
- 前記染料が偏光染料である、請求項２に記載のハイブリッド偏光子。
- 前記ハイブリッド偏光子部上に配設された吸収偏光子を更に含む、請求項１に記載のハイブリッド偏光子。
- 前記ハイブリッド偏光子部又は前記反射性偏光子部のいずれかの上に配設された四分の一波長板を更に含む、請求項１に記載のハイブリッド偏光子。
- 前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が、等しい厚さを有する、請求項１に記載のハイブリッド偏光子。
- 前記ハイブリッド偏光子が、２００ｎｍよりも厚い層を含まない、請求項１に記載のハイブリッド偏光子。
- 前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が別個のパケットである、請求項１に記載のハイブリッド偏光子。
- 前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が、保護境界層によって分離されている、請求項８に記載のハイブリッド偏光子。
- 前記反射性偏光子部及び前記ハイブリッド偏光子部が熱可塑性層を含む、請求項１に記載のハイブリッド偏光子。
- 交互の高屈折率層及び低屈折率層を含む、反射性偏光子部であって、前記反射性偏光子部が吸収偏光素子を含まない、反射性偏光子部と、
前記反射性偏光子部上に配設された吸収偏光子と、
前記吸収偏光子上に配設され、交互の高屈折率層及び低屈折率層を含むハイブリッド偏光子部であって、前記ハイブリッド偏光子部の前記高屈折率層の少なくとも一部が、吸収偏光素子を含む、ハイブリッド偏光子部と、
を含む、ハイブリッド偏光子。 - 表示領域を有するバックライトであって、前記バックライトが請求項１又は１１のいずれかに記載のハイブリッド偏光子を含み、前記ハイブリッド偏光子は、前記ハイブリッド偏光子部が前記反射性偏光子部よりも前記表示領域に近接するように配設されている、バックライト。
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