JP6788116B2 - 光学積層体 - Google Patents

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Description

多層光学フィルムが公知である。そのようなフィルムは、種々異なる光透過材料の多数の薄膜層を組み込むことができる。これらの層は十分に薄いためミクロ層と称される。したがって、光学フィルムの反射及び透過特性の大部分が、層の境界面から反射される光の強め合う干渉及び弱め合う干渉により決定される。個別のミクロ層によって示される複屈折の程度（存在する場合）、及び隣接するミクロ層の相対屈折率の差、また他の設計特性に応じて、多層光学フィルムは、いくつかの場合では反射偏光子として、また例えばミラーとして、特徴付けることのできる反射及び透過特性を有するように製造することができる。
面内のブロック軸に沿った隣接するミクロ層の間の屈折率の実質的不整合と、面内の通過軸に沿った隣接するミクロ層の間の屈折率の実質的整合と、をもたらすようにその面内屈折率が選択され、十分な数の層が、ブロック軸と呼ばれる１つの主方向に沿って偏光された垂直入射光の高反射率を確実にする一方で、通過軸と呼ばれる直交する主方向に沿って偏光された垂直入射光の低反射率及び高透過率を維持する、複数のミクロ層からなる反射型偏光子が以前から知られている。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。
本開示の一部の態様では、第１の反射型偏光子と、第１の反射型偏光子に近接して配置された追加の部分反射構成要素と、を備える光学積層体が提供される。一部の実施形態では、追加の部分反射構成要素は、第２の反射型偏光子である。一部の実施形態では、追加の部分反射構成要素は、コリメート反射体である。
本開示の一部の態様では、第１の反射型偏光子と、第１の反射型偏光子に近接して配置された第２の反射型偏光子と、を備える光学積層体が提供される。第１の反射型偏光子は、第１の通過軸及び直交する第１のブロック軸を有し、第１のｆ比を有する第１の複数の交互ポリマー層を備える。第１の反射型偏光子は、少なくとも９０パーセントである、第１のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光反射率と、少なくとも８５パーセントである、第１の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光透過率と、を有する。第２の反射型偏光子は、第２の通過軸及び直交する第２のブロック軸を有し、第２のｆ比を有する第２の複数の交互ポリマー層を備える。第２の反射型偏光子は、第２のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第２の平均可視光反射率を有し、第２の平均可視光反射率は、第１の平均可視光反射率から１０パーセントを減じたもの以下である。第２のｆ比は、第１のｆ比とは異なり、第２の通過軸は、第１の通過軸に平行ではない。
本開示の一部の態様では、第１の反射型偏光子と、第１の反射型偏光子に近接して配置されたコリメート反射体と、を備える光学積層体が提供される。第１の反射型偏光子は、第１の通過軸及び直交する第１のブロック軸を有し、第１のｆ比を有する第１の複数の交互ポリマー層を含む。第１の反射型偏光子は、少なくとも９０パーセントである、第１のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光反射率と、少なくとも８５パーセントである、第１の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光透過率と、を有する。コリメート反射体は、第２の複数の交互ポリマー層を備え、２０パーセント〜８０パーセントの範囲内にある、偏光されていない垂直入射光に対する第２の平均可視光反射率を有する。
光学積層体の概略断面図である。 図１Ａの光学積層体の概略上面図である。 光学積層体の概略断面図である。 図２Ａの光学積層体の概略上面図である。 光学繰り返し単位の概略斜視図である。 多層光学フィルムの概略断面図である。 反射フィルムの概略斜視図である。 ディスプレイの概略断面図である。 ディスプレイの概略断面図である。 光学システムの概略断面図である。 ヘッドマウントディスプレイの概略上面図である。
以下の説明では、本明細書の一部を構成し、様々な実施形態が実例として示される、添付図面が参照される。図面は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。本開示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、実施可能である点を理解されたい。したがって、以下の発明を実施するための形態は、限定的な意味で解釈されないものとする。
本開示によれば、第１の反射型偏光子と追加の部分反射構成要素とを備える光学積層体が、ディスプレイ用途などの様々な光学用途において有用であることが見出されている。特に、一部の実施形態では、追加の部分反射構成要素の反射特性（例えば、偏光されていない光の反射率、ブロック軸に沿った反射率、及び／又は第１の反射型偏光子のブロック軸に対する部分反射構成要素の低透過軸（例えば、ブロック軸）の向き）は、光学積層体の全体的な所望の反射特性及び／又は透過特性を提供するように調整することができる。部分反射構成要素は、第１の反射型偏光子よりも弱い第２の反射型偏光子であってもよいし、部分反射構成要素は、例えば、コリメート反射体であってもよい。一部の実施形態では、光学積層体は、ディスプレイ用途において有用であり、色特性が改善された（例えば、本光学積層体の代わりに従来の部分反射型偏光子を利用する比較ディスプレイと比較して、高い視野角での色が低減された）光出力を提供することができる。
一部の実施形態では、第１の反射型偏光子は、第１の通過軸及び直交する第１のブロック軸を有し、少なくとも９０パーセントである、第１のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光反射率と、少なくとも８５パーセントである、第１の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光透過率と、を有する。一部の実施形態では、部分反射構成要素は、第１の通過軸に平行ではない第２の通過軸と、直交する第２のブロック軸と、を有する第２の反射型偏光子である。第２の反射型偏光子は、第２のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第２の平均可視光反射率を有し、第２の平均可視光反射率は、５０パーセント以下である、及び／又は第１の平均可視光反射率から１０パーセントを減じたもの以下、若しくは２０パーセントを減じたもの以下、若しくは３０パーセントを減じたもの以下である。一部の実施形態では、第２の反射型偏光子は、少なくとも８５パーセントである、第２の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第２の平均可視光透過率を有する。一部の実施形態では、部分反射構成要素は、２０パーセント〜８０パーセントの範囲内にある、偏光されていない垂直入射光に対する第２の平均可視光反射率を有する、コリメート反射体（すなわち、より高い第２の入射角における透過率よりもより低い第１の入射角における透過率が高い反射体）である。一部の実施形態では、偏光されていない垂直入射光に対する、この第２の平均可視光反射率は、５０パーセント以下である、及び／又は第２のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する、第１の反射型偏光子の第１の平均可視光反射率から１０パーセントを減じたもの以下、若しくは２０パーセントを減じたもの以下、若しくは３０パーセントを減じたもの以下である。
本明細書で使用する場合、フィルム、層、又は構成要素（例えば、偏光子又は反射体）の透過率及び反射率の値は、別段の指定のない限り、フィルム、層、又は構成要素の主表面に存在する空気界面で測定される透過率及び反射率の値を指す。平均可視光透過率及び反射率は、別段の指定のない限り、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内の波長にわたる単純平均を指す。平均可視光透過率又は反射率については、特定の偏光が指定されてもよいし、偏光されていない光が指定されてもよい。光線と表面の法線との間の角度を指す入射角もまた指定されてもよい。第１の反射型偏光子及び追加の部分反射構成要素は、交互ポリマー層において屈折率が異なることにより所望の反射率を提供する多層光学フィルムであってもよい。屈折率は、別段の定めがない限り、５５０ｎｍの波長で測定した屈折率を指す。本開示の光学積層体は、第１の反射型偏光子及び部分反射構成要素に加えて、１つ以上の構成要素（例えば、吸収型偏光子及び／又は四分の一波長移相子若しくは他の移相子）を備えてもよい。
図１Ａは、第１の反射型偏光子１１０と部分反射構成要素１２０とを備える光学積層体１００の概略断面図である。一部の実施形態では、部分反射構成要素１２０は、第２の反射型偏光子である。一部の実施形態では、第２の反射型偏光子は、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、コリメート反射型偏光子である。一部の実施形態では、部分反射構成要素１２０は、コリメート反射体である。一部の実施形態では、コリメート反射体は、本明細書の他の箇所で更に説明されるような非対称反射体、及び／又は第２の反射型偏光子である。
第１の反射型偏光子は、第１の通過軸及び直交する第１のブロック軸を有する。部分反射構成要素１２０が第２の反射型偏光子である実施形態では、第２の反射型偏光子は、第２の通過軸及び直交する第２のブロック軸を有する。光学積層体１００は、ｚ方向の厚さを有し、概してｘ方向及びｙ方向に延びる。通過軸及びブロック軸は、ｘ−ｙ平面内の軸である。図１Ｂは、第１の反射型偏光子１１０の第１の通過軸１１２及び第１のブロック軸１１４を示し、かつ第２の反射型偏光子の第２の通過軸１２２及び第２のブロック軸１２４を示す、光学積層体１００の概略上面図である。第１の通過軸１１２と第２の通過軸１２２との間の角度θが示されている。第１の通過軸１１２と第２の通過軸１２２との間の角度θは、例えば、１０〜９０度の範囲内、又は４５〜９０度の範囲内、又は６０〜９０度の範囲内、又は８０〜９０度の範囲内にあってもよい。角度θのために選択される範囲は、意図される用途に応じるのであってもよいし、第２の反射型偏光子の相対強度に応じるのであってもよい。第２の反射型偏光子の強度は、ブロック軸に沿って偏光された垂直入射光の平均可視光反射率によって特徴付けられ得る。光学積層体を通る透過率が低いことが望まれる用途では、９０度に近い角度θが選択され得る。
一部の実施形態では、吸収型偏光子などの第３の光学層が光学積層体内に含まれる。図３Ａは、第１の反射型偏光子２１０と、部分反射構成要素２２０と、吸収型偏光子２３０と、を備える光学積層体２００の概略断面図である。第１の反射型偏光子２１０は、第１の反射型偏光子１１０に対応することができ、部分反射構成要素２２０は、部分反射構成要素１２０に対応することができる。部分反射構成要素２２０は、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、第２の反射型偏光子及び／又はコリメート反射体であってもよい。図示の実施形態では、第１の反射型偏光子２１０と部分反射構成要素２２０とは、任意選択の光学的に透明な接着剤２１５を介して取り付けられ、第１の反射型偏光子と吸収型偏光子２３０とは、任意選択の光学的に透明な接着剤２２５を介して取り付けられている。他の実施形態では、光学的に透明な接着剤２１５及び２２５の一方又は両方が省略される。第１の反射型偏光子２１０及び部分反射構成要素２２０は、光学積層体１００について説明したように、それぞれの第１及び第２の通過軸及びブロック軸を有し得る。吸収型偏光子２３０は、第３の通過軸及びブロック軸を有し、第３の通過軸が、第１の反射型偏光子２１０の第１の通過軸と整列されていてもよい。図２Ｂは、第１の反射型偏光子２１０の第１の通過軸２１２及び第１のブロック軸２１４を示し、かつ吸収偏光子２３０の第３の通過軸２３２及び第３のブロック軸２３４を示す、光学積層体２００の概略上面図である。第１の通過軸２１２と第３の通過軸２３２との間の角度φが示されている。一部の実施形態では、第３の通過軸２３２は、第１の通過軸２１２と第３の通過軸２３２との間の角度φが１０度未満又は５度未満であるように、第１の通過軸２１２と整列される。
直交軸に沿って偏光された光よりも、１つの軸に沿って偏光された光をより強く反射する反射体を、非対称反射体と呼ぶことができる。例えば、非対称反射体では、１つの軸に沿って偏光された垂直入射光に対する反射率が、直交する軸に沿って偏光された垂直入射光に対する反射率よりも少なくとも５パーセント、又は少なくとも１０パーセント、又は少なくとも２０パーセント、又は少なくとも５０パーセントだけ高くてもよい。非対称反射体の例は、反射型偏光子である。別の例は、通過軸に沿って偏光された垂直入射光の約半分、並びにブロック軸に沿って偏光された垂直入射光の大部分を反射する、四分の三偏光子である。反射型偏光子は、透過軸に沿って偏光され、反射型偏光子に入射する垂直入射光に対して、高い透過率（例えば、少なくとも８０パーセント、又は少なくとも８５パーセント、又は少なくとも８６パーセントの平均可視光透過率）を有する非対称反射体として説明することができる。反射型偏光子はまた、ブロック軸に沿って偏光され、反射型偏光子に入射する垂直入射光に対して、高い反射率（例えば、少なくとも８０パーセント、又は少なくとも８５パーセント、又は少なくとも９０パーセント、又は少なくとも９５パーセントの平均可視光反射率）を有してもよい。場合によっては、反射型偏光子は、ブロック軸に沿ってより低い反射率（例えば、ブロック軸に沿って偏光され、反射型偏光子に入射する垂直入射光に対して、少なくとも１０パーセント、又は少なくとも２０パーセント、又は少なくとも２５パーセントであるが、８５パーセント未満、又は７５パーセント未満、又は６０パーセント未満である、平均可視光反射率）を有する弱い偏光子であってもよい。場合によっては、コリメート反射体は、非対称反射体であってもよく、直交する第２の軸に沿って偏光された垂直入射光に対するよりも、第１の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、より高い反射率を有してもよい。場合によっては、コリメート反射体では、第１の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する反射率が、直交する第２の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する反射率に等しい又は実質的に等しい（例えば、５パーセント未満の差又は２パーセント未満の差）のであってもよい。
一部の実施形態では、第１の反射型偏光子は、第１の複数の交互ポリマー層を備え、一部の実施形態では、部分反射構成要素は、第２の複数の交互層を備える。交互ポリマー層の積層体内の直接隣接するポリマー層は、多層光学フィルムの光学繰り返し単位（ＯＲＵ）と呼ばれ得る。図３は、多層光学フィルム３０１の例示的な光学繰り返し単位の概略的斜視図である。図３は、多層光学フィルム３０１の２層のみを示すが、フィルム３０１は、１つ以上の連続的なパケット又は積層体に構成された数十又は数百のそのような層（複数の層）を含み得る。フィルム３０１は、個別のミクロ層３０２、３０４を含み、ここで「ミクロ層」とは、十分に薄く、そのような層の間の複数の境界面で反射する光が、強め合う又は弱め合う干渉を受け、多層光学フィルムに、所望の反射又は透過特性をもたらすような層を指す。ミクロ層３０２、３０４は合わさることで、多層積層体の１つの光学繰り返し単位（ＯＲＵ）を表すことができる。ＯＲＵとは、積層体の厚みにわたりある繰り返しパターンで繰り返す、層の最小の集合である。隣接するミクロ層の境界面で一部の光が反射されるように、これらのミクロ層は異なる屈折率特性を有する。紫外、可視、又は近赤外波長で光を反射するように設計された光学フィルムの場合、各ミクロ層は、典型的に、約１マイクロメートル未満の光学厚さ（すなわち、物理的厚さに屈折率を乗じたもの）を有する。しかしながら、望ましい場合、フィルムの外側表面のスキン層、又は、フィルム内に配置されミクロ層のパケットを分離させる保護境界層（ＰＢＬ）のようなより厚い層を含むこともできる。
複数のミクロ層のうちの１つ（例えば、図３の層３０２、又は以下の図４の「Ａ」層）の主たるｘ、ｙ及びｚ軸に沿って偏光された光に関する屈折率は、それぞれｎ１ｘ、ｎ１ｙ及びｎ１ｚである。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得る。多くの実施形態において、かつ議論の都合上、種々の材料の主方向は一致しているが、一般にはそうである必要はない。同じ軸に沿った、隣接するミクロ層（例えば、図３の層３０４、又は図４の「Ｂ」層）の屈折率は、それぞれ、ｎ２ｘ、ｎ２ｙ、ｎ２ｚである。これらの層の間の屈折率の差は、ｘ方向に沿ったΔｎｘ（＝ｎ１ｘ−ｎ２ｘ）、ｙ方向に沿ったΔｎｙ（＝ｎ１ｙ−ｎ２ｙ）、及びｚ方向に沿ったΔｎｚ（＝ｎ１ｚ−ｎ２ｚ）である。これらの屈折率差の性質は、フィルム内（又は当該フィルムの所与の積層体内）のミクロ層の数及びこれらの厚さ分布と組み合わされて、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、隣接するミクロ層が、１つの面内方向に沿って大きな屈折率不整合（Δｎｘが大）を有し、直交する面内方向に沿って小さな屈折率不整合（Δｎｙ≒０）を有する場合には、フィルム又はパケットは、垂直入射光に対する反射偏光子として作用し得る。
所望の場合には、Ｚ軸に沿った偏光に関する、隣接するミクロ層の間の屈折率の差（Δｎｚ）も、斜めに入射する光のｐ偏光成分の所望の反射特性を実現するように調節することができる。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、Δｎｘの大きさが最大となるようにフィルムの平面内において向けられると考えられる。したがって、Δｎｙの大きさは、Δｎｘの大きさ以下である（が、それより大きくない）ものとすることができる。更に、差Δｎｘ、Δｎｙ、Δｎｚを計算する際にどの材料層から始めるかの選択は、Δｎｘが負でないことを必要とすることによって決定される。換言すれば、境界面を形成する２つの層の間の屈折率の差は、Δｎｊ＝ｎ１ｊ−ｎ２ｊであり、ここでｊ＝ｘ、ｙ、又はｚであり、層の指定１、２は、ｎ１ｘ≧ｎ２ｘ、すなわち、Δｎｘ≧０となるように選択される。
斜めの入射角における、ｐ偏光の軸上に近い反射率を維持するため、ミクロ層同士の間のｚ−屈折率の不整合Δｎｚは、最大面内屈折率差Δｎｘよりも実質的に小さく、すなわちΔｎｚ≦０．５＊Δｎｘとなるように、制御することができる。あるいは、Δｎｚ≦０．２５＊Δｎｘである。ゼロ又はほぼゼロに近い大きさのｚ−屈折率の不整合によって、ミクロ層の間の境界面に対して、入射角の関数としてのｐ偏光に対する反射率を一定又はほぼ一定とすることができる。更に、ｚ−屈折率の不整合Δｎｚは、面内屈折率の差Δｎｘと比較して反対の極性を有するように、すなわち、Δｎｚ＜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。Δｎｚ＞０である場合、ｐ偏光の反射率は、入射角と共に低下する。上記の関係はまた、Δｎｚ及びΔｎｙを含む関係についても該当し、これは例えば、（釣り合った若しくは対称的な部分反射ミラーフィルム、又は透過軸が垂直入射において有意な反射率を有する部分偏光フィルムなどの）２つの主要面内軸に沿って有意な反射率及び透過率が所望される場合である。
図４の概略側面図では、多数のＯＲＵが見えるように、多層フィルム４２２のより多くの内部層が示されている。フィルムは局部的なｘ−ｙ−ｚデカルト座標と関連して図示されており、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。
図４において、ミクロ層は、「Ａ」又は「Ｂ」としてラベリングされ、「Ａ」層はある材料から構成され、「Ｂ」層は、異なる材料から構成され、これらの層は、図示されるように、光学繰り返し単位又はユニットセルＯＲＵ１、ＯＲＵ２、．．．ＯＲＵ６を形成するように、交互に積層されている。多くの実施形態において、全体が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よりも遥かに多くの光学繰り返し単位を含む。多層光学フィルム４２２は、実質的により厚い層４４２を有するものとして示され、この層４４２は、外側スキン層、又は図に示されるミクロ層の積層体をミクロ層の別の積層体又はパケット（図示せず）から分離する、保護境界層（「ＰＢＬ」、米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）を参照）を表し得る。
場合によっては、ミクロ層は、１／４波長積層体に対応する厚さ及び屈折率の値を有することができる、すなわち、それぞれが等しい光学的厚さの２種の隣接するミクロ層を有するＯＲＵで配列され（ｆ比＝０．５であり、ｆ比は、構成層「Ａ」の光学的厚さと、完全な光学繰り返し単位の光学的厚さとの比を指し、構成層「Ａ」は、構成層「Ｂ」よりも高い屈折率を有すると仮定され、層「Ｂ」の方が高い屈折率を有する場合は、ｆ比は、構成層「Ｂ」の光学的厚さと、完全な光学繰り返し単位の光学的厚さとの比を指す）、このようなＯＲＵは、波長λが光学繰り返し単位の光学的厚さ全体の２倍である、強め合う干渉光による反射に有効であり、構成体の「光学的厚さ」は、構成体の物理的厚さに構成体の屈折率を乗じた値を指す。反射型偏光子については、ｆ比を決定するために使用される屈折率は、ブロック軸に沿った屈折率である。非対称反射体の場合、ｆ比を決定するために使用される屈折率は、最も高い軸上反射率を与える軸に沿った屈折率である。強いミラー又は偏光子では、０．５のｆ比を使用することがしばしば望ましく、これは、ミクロ層の積層体の１次反射帯域の反射能を最大化するからである。
一部の実施形態では、本開示の光学積層体の第１の反射型偏光子は、第１のｆ比を有する第１の複数の交互ポリマー層を備え、一部の実施形態では、部分反射構成要素（例えば、第２の反射型偏光子又はコリメート反射体）は、第２のｆ比を有する第２の複数の交互ポリマー層を備える。一部の実施形態では、第１のｆ比は０．５に近い。例えば、第１のｆ比は、０．４〜０．６の範囲内、又は０．４５〜０．５５の範囲内にあってもよい。一部の実施形態では、第２のｆ比は、第１のｆ比から０．５離れている。例えば、一部の実施形態では、第２のｆ比は、０．２未満又は０．１５未満であり、一部の実施形態では、第２のｆ比は、０．８超又は０．８５超である。部分反射構成要素の反射率を低減するために、低（又は高）ｆ比を使用することができる。液晶ディスプレイの再利用バックライト内の前面反射体として光学積層体を使用する場合、例えば従来の部分反射型偏光子を前面反射体として使用する場合と比較して、第１の反射型偏光子に対して０．５付近のｆ比を使用し、第２の偏光子又はコリメート反射体に対して０．２未満又は０．８超のｆ比を使用することにより、色が改善された（例えば、高視野角において、色又は白色の光出力が小さい）高い光出力が得られることが見出されている。これは、少なくとも部分的に、望ましくない軸外色をもたらし得る従来の部分反射型偏光子における製造のばらつきに起因する。場合によっては、通過軸に沿って偏光された垂直入射光の約半分、並びにブロック軸に沿って偏光された垂直入射光の大部分を反射する四分の三偏光子などの部分反射型偏光子は、所望の反射率及び透過率特性を与えるように選択された、光学繰り返し単位の層間の屈折率差、及び／又は光学繰り返し単位の数、及び／又は光学繰り返し単位のｆ比を有する、複数の光学繰り返し単位を備える多層光学フィルムである。このような部分反射型偏光子は、再利用バックライトに使用して、再利用を増やすことができ、その結果、均一性及び／又は輝度を改善することができる。しかしながら、多層光学フィルムが、通過軸に沿って偏光された光に対して部分的透過及び部分反射を与えるように選択される場合、例えば、クロスウェブの厚さの変動が、軸外色などの光学的アーチファクトにつながり得、光学的アーチファクトは、通過軸に沿って偏光された光に対して高い透過率を提供する反射型偏光子では生じない。本開示の光学積層体は、従来の部分反射型偏光子と同様の均一性及び／又は輝度効果を提供するために使用することができるが、例えば製造のばらつきに起因して従来の部分反射型偏光子において生じ得る軸外色の変動は、著しく低減される、又は除去される。
例示的な実施形態において、ＯＲＵの光学厚さは、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変化し、それにより、光学繰り返し単位の光学厚さは、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、これにより対象とする広い波長帯域および対象とする全ての角度にわたり、実質的にスペクトルの平坦な光透過性及び光反射をもたらすために、使用され得る。あるいは、開示されるミクロ層のパケットが有する層の厚さ勾配は、対象とする波長範囲において著しく変化する反射及び透過スペクトルを提供するように、意図的に調整されてもよい。例えば、多層光学フィルム体が、赤色光よりも青色光を多く透過（若しくは反射）するか（逆もまた同様）、又は青色光及び赤色光よりも緑色光を多く透過（若しくは反射）することが望ましい場合がある。そのような所望のスペクトル不均一性によって、多層光学フィルム体は、色の着いた（不透明又は非中性の）外観を呈するが、そのような望まれた色は、スペクトル反射又は透過が波長の関数としての比較的緩やかな変化と関連付けられるが、望ましくない色は、それらパラメータのより速い変化と関連付けられるという点で、望まれた色は、望ましくないとみなされ得る色と、しばしば区別される。例えば、望まれた色と関連付けられる反射又は透過のスペクトル不均一性は、約１００ｎｍ以上の特徴的期間で波長の関数として変動し得るが、望ましくない色と関連付けられる反射又は透過のスペクトル不均一性は、約５０ｎｍ未満の特徴的期間で波長の関数として変動し得る。ただし、この数値は、層厚さプロファイルにおける局所的な乱れの度合いにある程度依存する。
第１の反射型偏光子は、偏光子の一方の側に、青色又はより短い波長を反射するように適合されたＯＲＵと、偏光子の反対の側に、赤色又はより長い波長を反射するように適合されたＯＲＵと、を備えることができる。同様に、部分反射構成要素は、偏光子の一方の側に、青色又はより短い波長を反射するように適合されたＯＲＵと、偏光子の反対の側に、赤色又はより長い波長を反射するように適合されたＯＲＵと、を備えることができる。第１の反射型偏光子と部分反射構成要素とは、互いに対して任意の仕方で向けられてもよい。例えば、青色光を反射するように適合された第１の反射型偏光子のＯＲＵは、青色光を反射するように適合された部分反射構成要素のＯＲＵ又は赤色光を反射するように適合された部分反射構成要素のＯＲＵの方を向くことができる。同様に、赤色光を反射するように適合された第１の反射型偏光子のＯＲＵは、青色光を反射するように適合された部分反射構成要素のＯＲＵ又は赤色光を反射するように適合された部分反射構成要素のＯＲＵの方を向くことができる。
妥当な数の層により反射能を達成するために、隣接するミクロ層は、ｘ軸に沿って偏光された光に関して、例えば、少なくとも０．０３の屈折率の差（Δｎｘ）を呈することができる。２つの直交する偏光に関して高い反射率が所望される場合、隣接するミクロ層はまた、例えば、ｙ軸に沿って偏光された光に関して、少なくとも０．０３の屈折率の差（Δｎｙ）を呈することができる。いくつかの場合において、隣接するミクロ層は、ほぼ同じ大きさの２つの主要面内軸に沿った屈折率不整合（Δｎｘ及びΔｎｙ）を有することがあり、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作用し得る。あるいは、透過軸偏光に対して部分的に反射性となるように設計された反射偏光子においては、隣接するミクロ層は、ｘ軸に沿って偏光された光に対して屈折率の大きな差（Δｎｘ）を呈し、ｙ軸に沿って偏光された光に対しては比較的に小さいが依然として実質的である屈折率の差（Δｎｙ）を呈することができる。そのような実施形態の変形例において、隣接するミクロ層は、ｚ軸に沿った屈折率の整合又は不整合を呈することがあり（Δｎｚ＝０、又はΔｎｚが大）、不整合は、面内屈折率不整合（単数又は複数）と同じ若しくは反対の極性又は符号であり得る。このようなΔｎｚの調整は、斜めに入射する光の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。例えば、Δｎｚの調整を利用して、例えば、再利用バックライトに含まれる場合にコリメート効果をもたらす反射体を作製することができる。コリメート多層光学フィルムについては、例えば、米国特許出願公開第２０１４／０２６８３４６号（Ｗａｌｋｅｒら）で更に説明されており、同文献は、本説明と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。コリメート反射型偏光子及びコリメート反射型偏光子を備える光学フィルムについては、国際公開第２０１５／１０２９６１号（Ｓｈｉｎ）で更に説明されており、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。
例示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）「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｌｍ」、米国特許第６，１７９，９４８号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｌｍ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ Ｔｈｅｒｅｏｆ」、米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｌｍｓ」、及び米国特許出願公開第２０１１／０２７２８４９号（Ｎｅａｖｉｎら）「Ｆｅｅｄｂｌｏｃｋ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｉｌｍｓ」を参照されたい。多層光学フィルムは、前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って形成することができる。様々な層のポリマーを、同様の流動学的特性を有するように、例えば融解粘度を有するように選択することができ、それによりこれらのポリマーは、有意な流れの乱れを伴うことなく共押出することができる。押出条件は、連続的かつ安定したやり方で、供給ストリーム又は溶融ストリームとして、それぞれのポリマーを、適切に供給、溶融、混合、及びポンプ移送するように選択される。各溶融ストリームを形成及び維持するために使用される温度は、温度範囲の下限において凍結、結晶化、又は不適切に大きな圧力低下を回避し、かつ範囲の上限において材料の劣化を回避するような範囲内であるように選択することができる。
要約すると、作製方法は、（ａ）完成したフィルムに使用されることになる第１及び第２のポリマーに対応する樹脂の少なくとも第１及び第２のストリームを準備することと、（ｂ）好適なフィードブロックを使用して、第１及び第２のストリームを複数の層に分割することと、ただし前記フィードブロックは、（ｉ）第１及び第２の流れチャネルを含む勾配プレートであって、第１のチャネルは、流れチャネルに沿って第１の位置から第２の位置へと変化する断面積を有する、勾配プレートと、（ｉｉ）第１の流れチャネルと流体連通する第１の複数の導管、及び第２の流れチャネルと流体連通する第２の複数の導管を有するフィーダチューブプレートであって、各導管はその固有のスロットダイに供給し、各導管は第１の端部及び第２の端部を有し、導管の第１の端部が流れチャネルと流体連通し、導管の第２の端部がスロットダイと流体連通する、フィーダチューブプレートと、（ｉｉｉ）任意選択的に、導管付近に配置された軸方向ロッドヒーターとを含み、（ｃ）複合ストリームを押出ダイを通して通過させ、各層が隣接する層の主表面に対して概ね平行な多層ウェブを形成することと、（ｄ）キャスティングホイール又はキャスティングドラムと呼ばれることもあるチルロール上に多層ウェブをキャスティングし、キャスト多層フィルムを形成することと、を含むことができる。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、最終的なフィルムのものよりも格段に厚い。更に、キャストフィルムの層は、典型的には全て等方性である。広い波長範囲にわたって反射率及び透過率の低周波変動が制御された多層光学フィルムは、軸ロッドヒーターの熱領域制御によって達成することができ、例えば、米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）を参照されたい。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増やすために、１つ以上の層増加器を利用してもよい。他の実施形態において、フィルムは、いずれの層増加器を使用せずに製造することができる。
従来の偏光フィルムに関して、光は２つの直交する平面内で偏光されると考えることができ、この場合、光の伝播方向と直交する光の電界ベクトルが、特定の偏光平面内にある。更に、所与の光線の偏光状態を２つの異なる偏光成分、すなわち、ｐ偏光された光とｓ偏光された光とに分解することができる。ｐ偏光された光は、光線の入射平面と所定の表面で偏光され、この場合、入射平面は、局所表面法線ベクトルと光線伝播方向又はベクトルとの両方を含む平面である。
図５は、反射型偏光子又はコリメート反射体であり得る反射フィルム５６０の概略斜視図である。図５は、入射角θでフィルム５６０に入射することにより、入射面５８２を形成する光線５８０を示している。フィルム５６０は、通過軸であり得る、ｙ軸に平行な軸５６４と、ブロック軸であり得る、ｘ軸に平行な軸５６６と、を含む。光線５８０の入射面５８２は、軸５６６と平行である。光線５８０は、入射面５８２内にあるｐ偏光成分、及び入射面５８２と直交するｓ偏光成分を有する。フィルム５６０が通過軸５６４及びブロック軸５６６を有する反射型偏光子である実施形態では、光線５８０のｐ偏光された光は、少なくとも部分的に、フィルム５６０によって反射され、一方、光線５８０のｓ偏光された光は、少なくとも部分的に透過される。
更に、図５は、軸５６４に平行な入射面５７２でフィルム５６０に入射する光線５７０を示している。フィルム５６０が、ブロック軸において偏光された光に対する光入射角のすべての角度で１００％の反射率を有し、かつ通過軸において偏光された光に対する光入射角のすべての角度で０％の反射率を有する、完全反射型偏光子である場合、偏光子は、光線５８０のｐ偏光された光及び光線５７０のｓ偏光された光を反射しながら、光線５８０のｓ偏光された光及び光線５７０のｐ偏光された光を透過する。換言すれば、フィルム５６０は、ｐ偏光された光とｓ偏光された光との組み合わせを透過させる。本明細書での他の箇所で更に説明されるように、ｐ偏光された光及びｓ偏光された光の透過量及び反射量は、フィルムの特性によって決まる。
フィルム又は光学積層体のコリメート効果の指標は、垂直入射角における透過可視光と６０度の入射角における透過可視光との比である。一部の実施形態では、フィルム５６０は、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌである、ｐ偏光された垂直入射光に対する通過軸に沿った平均可視光透過率と、Ｔｐａｓｓ６０である、ｐ偏光された６０度の入射光に対する通過軸に沿った平均可視光透過率と、を有し、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌに対するＴｐａｓｓ６０の比が０．７５未満又は０．６未満である、コリメート反射型偏光子である。一部の実施形態では、フィルム５６０は、Ｔｎｏｒｍａｌである、偏光されていない垂直入射光に対する平均可視光透過率と、Ｔ６０である、偏光されていない６０度の入射光に対する平均可視光透過率と、を有し、Ｔｎｏｒｍａｌに対するＴ６０の比が０．７５未満又は０．６未満である、コリメート反射体である。
一部の実施形態では、第１の反射型偏光子は、一軸配向されている。部分反射構成要素は、第２の反射型偏光子であってもよく、これも一軸配向されてもよい。部分反射構成要素は、一軸配向されてもよいし、二軸配向されてもよいし、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って異なる角度に部分的に配向されてもよい、コリメート反射体であってもよい。一部の実施形態では、Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ−１）／（ＴＤＤＲ１／２−１）に関し、Ｕは、少なくとも０．８５であり、ＭＤＤＲが縦方向の延伸比として定義され、ＴＤＤＲが横方向の延伸比として定義される点で、第１の反射型偏光子、及び任意選択的に第２の反射型偏光子は、実質的に一軸延伸されている。このような実質的に一軸延伸された反射型偏光子は、米国特許出願公開第２０１０／０２５４００２号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）で説明されているように、パラボリックテンター（Parabolic tenter）を使用して実現することができ、同文献は、本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。好適な一軸延伸反射型偏光子は、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能なＡｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ Ｆｉｌｍ（ＡＰＦ）である。例えば、一部の実施形態では、第１の反射型偏光子は、ＡＰＦｖ３（約０．５のｆ比を有するＡＰＦフィルム）である。
本出願の光学積層体は、様々な用途において有用である。光学積層体は、エレクトロルミネセントディスプレイ、液晶ディスプレイ、及びヘッドマウントディスプレイなどのディスプレイ用途において特に有用である。
図６は、ディスプレイパネル６７０の出力側に配置された本開示の光学積層体６００を備えたディスプレイ６９０の概略側面図である。光学積層体６００は、ディスプレイパネル６７０の偏光された光出力を透過し、ディスプレイの外部に光学積層体６００に入射する光の一部分を反射するために使用することができる。光学積層体６００は、第１の反射型偏光子がディスプレイパネル６７０の方を向いている、又はディスプレイパネル６７０から離れる方向に向いている状態で配置され得る。ディスプレイパネル６７０は、エレクトロルミネセントディスプレイパネル（例えば、有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）パネル）であってもよいし、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルであってもよい（バックライト（図６には示さず）が光学積層体６００とは反対側にある液晶ディスプレイパネルに隣接して含まれてもよい）。一部の実施形態では、光学積層体６００は、四分の一波長移相子を備え、例えば、ＯＬＥＤディスプレイの前方円形偏光子として使用される。
他の実施形態では、ＬＣＤディスプレイのバックライトに光学積層体が使用される。図７は、液晶ディスプレイパネル７７０と、液晶ディスプレイパネル７７０を照明するように配置されたバックライト７７７と、を備えるディスプレイ７９０の概略側面図である。バックライト７７７は、液晶ディスプレイパネル７７０の方を向いている本開示の光学積層体７００を備え、液晶ディスプレイパネル７７０とは反対側にある光学積層体７００に隣接する光ガイド７８０を更に備える。本開示の光学積層体は、部分反射構成要素（例えば、第２の反射型偏光子又はコリメート反射体）が、光学積層体の所望の反射特性及び透過特性を与えるように調整可能であるため、光の再利用を使用する液晶ディスプレイに有用であることが見出されている。例えば、再利用バックライト用途における輝度及び均一性を向上させるために、透過率を下げ、反射率を高めることが望ましい場合がある。このような反射特性は、半球反射率Ｒｈｅｍｉに関して有用に特徴付けられ、半球反射率Ｒｈｅｍｉは、反射体の法線を中心とした半球内の全方向から反射体に入射する可視光に対する反射体の全反射率を指し、ランベルト強度分布を仮定している。Ｒｈｅｍｉは、米国特許第８，４６９，５７５号（Ｗｅｂｅｒら）で説明されているように、半球を積分することにより測定することができ、同文献は、参照により、本明細書に矛盾しない範囲で本明細書に組み込まれる。Ｒｈｅｍｉ値は、第１の反射型偏光子に対する部分反射構成要素のｆ比及び／又は配向を調整することによって選択することができる。例えば、部分反射構成要素が第２の反射型偏光子である実施形態では、第１の反射型偏光子の通過軸と第２の反射型偏光子の通過軸との間の角度を調整してＲｈｅｍｉを変更することができる。光学積層体は、意図される用途に応じて選択され得る任意の有用なＲｈｅｍｉを有し得る。一部の実施形態では、光学積層体のＲｈｅｍｉは、例えば、５０パーセント〜９０パーセントである。
光学積層体７００は、第１の反射型偏光子が液晶ディスプレイパネル７７０の方を向いている、又は液晶ディスプレイパネル７７０から離れる方向に向いている状態で配置され得る。一部の実施形態では、光学積層体７００は、第１の反射型偏光子と、部分反射構成要素と、を備え、部分反射構成要素が、第１の反射型偏光子と光ガイド７８０との間に配置される。一部の実施形態では、光学積層体は、液晶ディスプレイパネル７７０の方を向いている吸収型偏光子を更に備える。
一部の実施形態では、ヘッドマウントディスプレイにおいて従来の反射型偏光子の代わりに本開示の光学積層体を使用することにより、光学積層体の反射特性及び透過特性を適切に選択することにより、仮想画像の輝度と実世界の輝度とを釣り合わせることができる。本明細書の他の箇所で更に説明されるように、光学積層体のそのような反射特性及び透過特性は、光学積層体の第２の反射型偏光子又はコリメート反射体のｆ比及び／又は配向を変更することによって選択することができる。
図８Ａは、光学積層体８００に近接したディスプレイパネル８７０と、ディスプレイパネル８７０と光学積層体８００との間に配置された部分反射体８１７と、を備える、ヘッドマウントディスプレイ８９０（図８Ｂに示す）の光学システム８９１の概略断面図である。図８Ｂは、フレーム８９２と、第１及び第２の眼部分８９４ａ及び８９４ｂと、を備える、ヘッドマウントディスプレイ８９０の概略上面図である。第１の眼部分８９４ａと第２の眼部分９９４ｂとのそれぞれが、光学システム８９１を備え得る。図示の実施形態では、光学積層体８００は、レンズ８６３の主表面上に配置され、部分反射体８１７は、レンズ８６７の主表面上に配置され、四分の一波長移相子８６５は、レンズ８６３とは反対側にある光学積層体８００の主表面上に配置されている。光学積層体８００と四分の一波長移相子８６５との組み合わせは、本開示の光学積層体とみなすことができる。他の実施形態では、四分の一波長移相子８６５は、レンズ８６３とレンズ８６７との間に配置された別個の基材上に配置される。一部の実施形態では、部分反射体８１７は、図８Ａに示される主表面とは反対側にあるレンズ８６７の主表面上に配置される。一部の実施形態では、光学積層体８００は、図８Ａに示される主表面とは反対側にあるレンズ８６３の主表面上に配置される。更に他の実施形態では、単一のレンズが使用され、光学積層体８００及び部分反射体８１７が、レンズの両側に配置される。光学積層体８００は、第１の偏光子がディスプレイパネル８７０の方を向いている、又はディスプレイパネル８７０から離れる方向に向いている状態で配置されてもよい。一部の実施形態では、部分反射体８１７は、３０パーセント〜７０パーセントの範囲内の平均可視光反射率（４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視波長範囲にわたる偏光されていない垂直入射光の単純平均）を有する。部分反射体８１７は、例えば、部分的に金属化されたフィルムであってもよい。光学システム８９１は、ディスプレイパネル８７０から観察者の眼８９３に画像を提供するように適合されている。
光学積層体６００、７００、又は８００のいずれも、本明細書の他の箇所で説明される他の光学積層体（例えば、光学積層体１００又は２００）のいずれかに対応し得る。光学積層体６００、７００、又は８００のそれぞれが、第１の反射型偏光子と、第２の反射型偏光子又はコリメート反射体であり得る追加の部分反射構成要素と、を備える。光学積層体６００、７００、又は８００のいずれかは、本明細書の他の箇所で更に説明されるような吸収型偏光子を更に備えてもよい。光学積層体６００、７００、又は８００の層は、任意のいずれかの方向に配向され得る。一部の実施形態では、光学積層体６００、７００、又は８００の第１の反射型偏光子が、ディスプレイの出力方向の方を向くように向けられてもよく、他の実施形態では、光学積層体６００、７００、又は８００の部分反射構成要素が、ディスプレイの出力方向を向くように向けられてもよい。
以下は、本明細書の例示的な実施形態の列挙である。
実施形態１は、
第１の通過軸及び直交する第１のブロック軸を有し、第１のｆ比を有する第１の複数の交互ポリマー層を備える第１の反射型偏光子であって、第１の反射型偏光子が、少なくとも９０パーセントである、第１のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光反射率と、少なくとも８５パーセントである、第１の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光透過率と、を有する、第１の反射型偏光子と、
第１の反射型偏光子に近接した第２の反射型偏光子であって、第２の反射型偏光子が、第２の通過軸及び直交する第２のブロック軸を有し、第２のｆ比を有する第２の複数の交互ポリマー層を備え、第２の反射型偏光子が、第２のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第２の平均可視光反射率を有し、第２の平均可視光反射率が、第１の平均可視光反射率から１０パーセントを減じたもの以下であり、
第２のｆ比が、第１のｆ比とは異なり、第２の通過軸が、第１の通過軸に平行ではない、第２の反射型偏光子と、
を備える、光学積層体である。
実施形態２は、第１の通過軸と第２の通過軸との間の角度が、１０〜９０度の範囲内にある、実施形態１に記載の光学積層体である。
実施形態３は、上記の角度が４５〜９０度の範囲内にある、実施形態２に記載の光学積層体である。
実施形態４は、上記の角度が６０〜９０度の範囲内にある、実施形態３に記載の光学積層体である。
実施形態５は、上記の角度が８０〜９０度の範囲内にある、実施形態４に記載の光学積層体である。
実施形態６は、第１のｆ比が０．４〜０．６の範囲内にあり、第２のｆ比が０．２未満又は０．８超である、実施形態１に記載の光学積層体である。
実施形態７は、第１のｆ比が０．４５〜０．５５の範囲内にあり、第２のｆ比が０．１５未満又は０．８５超である、実施形態１に記載の光学積層体である。
実施形態８は、第２の反射型偏光子が、コリメート反射型偏光子である、実施形態１に記載の光学積層体である。
実施形態９は、コリメート反射型偏光子が、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌである、ｐ偏光された垂直入射光に対する第２の通過軸に沿った平均可視光透過率と、Ｔｐａｓｓ６０である、ｐ偏光された６０度の入射光に対する第２の通過軸に沿った平均可視光透過率と、を有し、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌに対するＴｐａｓｓ６０の比が０．７５未満である、実施形態８に記載の光学積層体である。
実施形態１０は、第２の平均可視光反射率が、第１の平均可視光反射率から２０パーセントを減じたもの以下である、実施形態１に記載の光学積層体である。
実施形態１１は、第２の平均可視光反射率が、第１の平均可視光反射率から３０パーセントを減じたもの以下である、実施形態１に記載の光学積層体である。
実施形態１２は、第２の平均可視光反射率が、５０パーセント以下である、実施形態１に記載の光学積層体である。
実施形態１３は、第２の反射型偏光子は、少なくとも８５パーセントである、第２の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第２の平均可視光透過率を有する、実施形態１に記載の光学積層体である。
実施形態１４は、第１及び第２の反射型偏光子が、光学的に透明な接着剤を介して互いに取り付けられている、実施形態１に記載の光学積層体である。
実施形態１５は、第１の通過軸と整列された第３の通過軸を有する吸収型偏光子であって、吸収型偏光子が、第２の偏光子とは反対側にある第１の偏光子に取り付けられている、吸収型偏光子を更に備える、実施形態１に記載の光学積層体である。
実施形態１６は、Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ−１）／（ＴＤＤＲ１／２−１）に関し、Ｕは、少なくとも０．８５であり、ＭＤＤＲが縦方向の延伸比として定義され、ＴＤＤＲが横方向の延伸比として定義される点で、第１の反射型偏光子が、実質的に一軸延伸されている、実施形態１に記載の光学積層体である。
実施形態１７は、
第１の通過軸及び直交する第１のブロック軸を有し、第１のｆ比を有する第１の複数の交互ポリマー層を備える第１の反射型偏光子であって、第１の反射型偏光子が、少なくとも９０パーセントである、第１のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光反射率と、少なくとも８５パーセントである、第１の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光透過率と、を有する、第１の反射型偏光子と、
第１の反射型偏光子に近接し、第２の複数の交互ポリマー層を備えるコリメート反射体であって、コリメート反射体が、２０パーセント〜８０パーセントの範囲内の偏光されていない垂直入射光に対する第２の平均可視光反射率を有する、コリメート反射体と、
を備える、光学積層体である。
実施形態１８は、コリメート反射体が、Ｔｎｏｒｍａｌである、偏光されていない垂直入射光に対する平均可視光透過率と、Ｔ６０である、偏光されていない６０度の入射光に対する平均可視光透過率と、を有し、Ｔｎｏｒｍａｌに対するＴ６０の比が０．７５未満である、実施形態１７に記載の光学積層体である。
実施形態１９は、コリメート反射体が、非対称反射体である、実施形態１７に記載の光学積層体である。
実施形態２０は、非対称反射体が、第２の通過軸及び直交する第２のブロック軸を有する第２の反射型偏光子であり、第２の通過軸が、第１の通過軸に平行ではない、実施形態１９に記載の光学積層体である。
実施形態２１は、コリメート反射体が、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌである、ｐ偏光された垂直入射光に対する第２の通過軸に沿った平均可視光透過率と、Ｔｐａｓｓ６０である、ｐ偏光された６０度の入射光に対する第２の通過軸に沿った平均可視光透過率と、を有し、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌに対するＴｐａｓｓ６０の比が０．７５未満である、実施形態２０に記載の光学積層体である。
実施形態２２は、第１の通過軸と第２の通過軸との間の角度が、１０〜９０度の範囲内にある、実施形態２０に記載の光学積層体である。
実施形態２３は、第１のｆ比が０．４〜０．６の範囲内にあり、第２の複数の交互ポリマー層が、０．２未満又は０．８超であるい第２のｆ比を有する、実施形態２０に記載の光学積層体である。
実施形態２４は、第１のｆ比が、０．４〜０．６の範囲内にある、実施形態１７に記載の光学積層体である。
実施形態２５は、第２の平均可視光反射率が、第１の平均可視光反射率から２０パーセントを減じたもの以下である、実施形態１７に記載の光学積層体である。
実施形態２６は、第２の平均可視光反射率が、第１の平均可視光反射率から３０パーセントを減じたもの以下である、実施形態１７に記載の光学積層体である。
実施形態２７は、第１の反射型偏光子が一軸配向され、コリメート反射体が二軸配向されている、実施形態１７に記載の光学積層体である。
実施形態２８は、第１の通過軸と整列された第３の通過軸を有する吸収型偏光子であって、吸収型偏光子が、コリメート反射体とは反対側にある第１の偏光子に取り付けられている、吸収型偏光子を更に備える、実施形態１７に記載の光学積層体である。
実施形態２９は、Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ−１）／（ＴＤＤＲ１／２−１）に関し、Ｕは、少なくとも０．８５であり、ＭＤＤＲが縦方向の延伸比として定義され、ＴＤＤＲが横方向の延伸比として定義される点で、第１の反射型偏光子が、実質的に一軸延伸されている、実施形態１７に記載の光学積層体である。
実施形態３０は、実施形態１〜２９のいずれか一実施形態に記載の光学積層体を備えるディスプレイである。
実施形態３１は、液晶ディスプレイパネルと、液晶ディスプレイパネルを照明するように配置されたバックライトと、を備え、バックライトが光学積層体を備え、光学積層体が液晶ディスプレイパネルの方を向いている、実施形態３０に記載のディスプレイである。
実施形態３２は、エレクトロルミネセントディスプレイである、実施形態３０に記載のディスプレイである。
実施形態３３は、ヘッドマウントディスプレイである、実施形態３０に記載のディスプレイである。
実施形態３４は、ヘッドマウントディスプレイが、光学積層体に近接したディスプレイパネルと、ディスプレイパネルと光学積層体との間に配置された部分反射体であって、部分反射体が、３０パーセント〜７０パーセントの範囲内の平均垂直入射可視光反射率を有する、部分反射体と、を備える、実施形態３３に記載のディスプレイである。
図中の要素の説明は、別段の指示がない限り、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記述したが、様々な代替及び／又は同等の実施により、図示及び記載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、当業者には理解されるであろう。本出願は、本明細書において説明した具体的な実施形態のあらゆる適合例又は変形例を包含することを意図する。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ限定されるものとする。本発明の実施態様の一部を以下の［項目１］−［項目２０］に記載する。
［項目１］
第１の通過軸及び直交する第１のブロック軸を有し、第１のｆ比を有する第１の複数の交互ポリマー層を備える第１の反射型偏光子であって、前記第１の反射型偏光子が、少なくとも９０パーセントである、前記第１のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光反射率と、少なくとも８５パーセントである、前記第１の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光透過率と、を有する、第１の反射型偏光子と、
前記第１の反射型偏光子に近接した第２の反射型偏光子であって、前記第２の反射型偏光子が、第２の通過軸及び直交する第２のブロック軸を有し、第２のｆ比を有する第２の複数の交互ポリマー層を備え、前記第２の反射型偏光子が、前記第２のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第２の平均可視光反射率を有し、前記第２の平均可視光反射率が、前記第１の平均可視光反射率から１０パーセントを減じたもの以下であり、
前記第２のｆ比が、前記第１のｆ比とは異なり、前記第２の通過軸が、前記第１の通過軸に平行ではない、第２の反射型偏光子と、
を備える、光学積層体。
［項目２］
前記第１の通過軸と前記第２の通過軸との間の角度が、１０〜９０度の範囲内にある、項目１に記載の光学積層体。
［項目３］
前記第１のｆ比が０．４〜０．６の範囲内にあり、前記第２のｆ比が０．２未満又は０．８超である、項目１に記載の光学積層体。
［項目４］
前記第２の反射型偏光子が、コリメート反射型偏光子である、項目１に記載の光学積層体。
［項目５］
前記コリメート反射型偏光子が、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌである、ｐ偏光された垂直入射光に対する前記第２の通過軸に沿った平均可視光透過率と、Ｔｐａｓｓ６０である、ｐ偏光された６０度の入射光に対する前記第２の通過軸に沿った平均可視光透過率と、を有し、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌに対するＴｐａｓｓ６０の比が０．７５未満である、項目４に記載の光学積層体。
［項目６］
前記第２の平均可視光反射率が、前記第１の平均可視光反射率から２０パーセントを減じたもの以下である、項目１に記載の光学積層体。
［項目７］
前記第２の平均可視光反射率が、５０パーセント以下である、項目１に記載の光学積層体。
［項目８］
前記第１の通過軸と整列された第３の通過軸を有する吸収型偏光子であって、前記吸収型偏光子が、前記第２の偏光子とは反対側にある前記第１の偏光子に取り付けられている、吸収型偏光子を更に備える、項目１に記載の光学積層体。
［項目９］
Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ−１）／（ＴＤＤＲ １／２ −１）に関し、Ｕは、少なくとも０．８５であり、ＭＤＤＲが縦方向の延伸比として定義され、ＴＤＤＲが横方向の延伸比として定義される点で、前記第１の反射型偏光子が、実質的に一軸延伸されている、項目１に記載の光学積層体。
［項目１０］
第１の通過軸及び直交する第１のブロック軸を有し、第１のｆ比を有する第１の複数の交互ポリマー層を備える第１の反射型偏光子であって、前記第１の反射型偏光子が、少なくとも９０パーセントである、前記第１のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光反射率と、少なくとも８５パーセントである、前記第１の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光透過率と、を有する、第１の反射型偏光子と、
前記第１の反射型偏光子に近接し、第２の複数の交互ポリマー層を備えるコリメート反射体であって、前記コリメート反射体が、２０パーセント〜８０パーセントの範囲内の偏光されていない垂直入射光に対する第２の平均可視光反射率を有する、コリメート反射体と、
を備える光学積層体。
［項目１１］
前記コリメート反射体が、Ｔｎｏｒｍａｌである、偏光されていない垂直入射光に対する平均可視光透過率と、Ｔ６０である、偏光されていない６０度の入射光に対する平均可視光透過率と、を有し、Ｔｎｏｒｍａｌに対するＴ６０の比が０．７５未満である、項目１０に記載の光学積層体。
［項目１２］
前記コリメート反射体が、非対称反射体である、項目１０に記載の光学積層体。
［項目１３］
前記非対称反射体が、第２の通過軸及び直交する第２のブロック軸を有する第２の反射型偏光子であり、前記第２の通過軸が、前記第１の通過軸に平行ではない、項目１２に記載の光学積層体。
［項目１４］
前記コリメート反射体が、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌである、ｐ偏光された垂直入射光に対する前記第２の通過軸に沿った平均可視光透過率と、Ｔｐａｓｓ６０である、ｐ偏光された６０度の入射光に対する前記第２の通過軸に沿った平均可視光透過率と、を有し、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌに対するＴｐａｓｓ６０の比が０．７５未満である、項目１３に記載の光学積層体。
［項目１５］
前記第１の通過軸と前記第２の通過軸との間の角度が、１０〜９０度の範囲内にある、項目１３に記載の光学積層体。
［項目１６］
前記第２の平均可視光反射率が、前記第１の平均可視光反射率から２０パーセントを減じたもの以下である、項目１０に記載の光学積層体。
［項目１７］
前記第１の反射型偏光子が一軸配向され、前記コリメート反射体が二軸配向されている、項目１０に記載の光学積層体。
［項目１８］
前記第１の通過軸と整列された第３の通過軸を有する吸収型偏光子であって、前記吸収型偏光子が、前記コリメート反射体とは反対側にある前記第１の偏光子に取り付けられている、吸収型偏光子を更に備える、項目１０に記載の光学積層体。
［項目１９］
Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ−１）／（ＴＤＤＲ １／２ −１）に関し、Ｕは、少なくとも０．８５であり、ＭＤＤＲが縦方向の延伸比として定義され、ＴＤＤＲが横方向の延伸比として定義される点で、前記第１の反射型偏光子が、実質的に一軸延伸されている、項目１０に記載の光学積層体。
［項目２０］
項目１〜１９のいずれか一項に記載の光学積層体を備えるディスプレイ。

Claims (12)

  1. 第１の通過軸及び直交する第１のブロック軸を有し、０．４〜０．６の範囲内の第１のｆ比を有する第１の複数の交互ポリマー層を備える第１の反射型偏光子であって、前記第１の反射型偏光子が、少なくとも９０パーセントである、前記第１のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光反射率と、少なくとも８５パーセントである、前記第１の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光透過率と、を有する、第１の反射型偏光子と、
    前記第１の反射型偏光子に光学的に透明な接着剤を介して取り付けられた第２の反射型偏光子であって、前記第２の反射型偏光子が、第２の通過軸及び直交する第２のブロック軸を有し、０．２未満又は０．８超の第２のｆ比を有する第２の複数の交互ポリマー層を備え、前記第２の反射型偏光子が、前記第２のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第２の平均可視光反射率を有し、前記第２の平均可視光反射率が、前記第１の平均可視光反射率から１０パーセントを減じたもの以下であり、
    前記第２の通過軸が、前記第１の通過軸に平行ではない、第２の反射型偏光子と、
    を備える、光学積層体。
  2. 前記第１の通過軸と前記第２の通過軸との間の角度が、１０〜９０度の範囲内にある、請求項１に記載の光学積層体。
  3. 前記第１のｆ比が０．４５〜０．５５の範囲内にあり、前記第２のｆ比が０．１５未満又は０．８５超である、請求項１に記載の光学積層体。
  4. 前記第２の反射型偏光子が、コリメート反射型偏光子である、請求項１に記載の光学積層体。
  5. 前記コリメート反射型偏光子が、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌである、ｐ偏光された垂直入射光に対する前記第２の通過軸に沿った平均可視光透過率と、Ｔｐａｓｓ６０である、ｐ偏光された６０度の入射光に対する前記第２の通過軸に沿った平均可視光透過率と、を有し、Ｔｐａｓｓｎｏｒｍａｌに対するＴｐａｓｓ６０の比が０．７５未満である、請求項４に記載の光学積層体。
  6. 前記第２の平均可視光反射率が、５０パーセント以下である、請求項１に記載の光学積層体。
  7. 前記第１の通過軸と整列された第３の通過軸を有する吸収型偏光子であって、前記吸収型偏光子が、前記第２の反射型偏光子とは反対側にある前記第１の反射型偏光子に取り付けられている、吸収型偏光子を更に備える、請求項１に記載の光学積層体。
  8. 第１の通過軸及び直交する第１のブロック軸を有し、０．４〜０．６の範囲内の第１のｆ比を有する第１の複数の交互ポリマー層を備える第１の反射型偏光子であって、前記第１の反射型偏光子が、少なくとも９０パーセントである、前記第１のブロック軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光反射率と、少なくとも８５パーセントである、前記第１の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する第１の平均可視光透過率と、を有する、第１の反射型偏光子と、
    前記第１の反射型偏光子に光学的に透明な接着剤を介して取り付けられた、０．２未満又は０．８超の第２のｆ比を有する第２の複数の交互ポリマー層を備えるコリメート反射体であって、前記コリメート反射体が、２０パーセント〜８０パーセントの範囲内の偏光されていない垂直入射光に対する第２の平均可視光反射率を有する、コリメート反射体と、
    を備える光学積層体であって、
    前記コリメート反射体が、第２の通過軸及び直交する第２のブロック軸を有する第２の反射型偏光子であり、前記第２の通過軸が、前記第１の通過軸に平行ではない、光学積層体。
  9. 前記コリメート反射体が、Ｔｎｏｒｍａｌである、偏光されていない垂直入射光に対する平均可視光透過率と、Ｔ６０である、偏光されていない６０度の入射光に対する平均可視光透過率と、を有し、Ｔｎｏｒｍａｌに対するＴ６０の比が０．７５未満である、請求項８に記載の光学積層体。
  10. 前記コリメート反射体が、非対称反射体である、請求項８に記載の光学積層体。
  11. 前記第１の反射型偏光子が一軸配向され、前記コリメート反射体が二軸配向されている、請求項８に記載の光学積層体。
  12. 前記第１の通過軸と整列された第３の通過軸を有する吸収型偏光子であって、前記吸収型偏光子が、前記コリメート反射体とは反対側にある前記第１の反射型偏光子に取り付けられている、吸収型偏光子を更に備える、請求項８に記載の光学積層体。
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