JP6949489B2 - スパークル低減のための光学スタック - Google Patents
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Description
であるP9である。9個の回折ピークからなるセットにおける回折ピークのそれぞれのパワー内容は、約0.08P9より大きく約0.16P9より小さい。場合によっては、第2の層は、実質的に平面である外側主表面を含み、場合によっては、外側主表面は、埋め込まれた粒子を含み得るアンチグレア特徴部を含む。場合によっては、P9は、少なくとも約0.8PIであり、9個の回折ピークからなるセットにおける回折ピークのそれぞれのパワー内容は、P9のおよそ9分の1である。場合によっては、第1の層は、ポリマーを含み、第2の層は、光学的に透明な接着剤を含む。場合によっては、光学スタックは可撓性フィルムである。場合によっては、光学スタックは、第1の層の反対側に第2の層に隣接して配置された第3の層を含み、第2の層と第3の層との間の境界面は、第2の格子を含む。
ピクセルからの光がより広いエリアにわたって広げられるので、観察者が気付くことになるピクセルの明るさ、色、又は見かけの位置の変化が小さい。同様に、他の色のピクセルの重複画像が、同様のピクセル間のスペースに配置されることが可能である。しかしながら、一般的に、ディスプレイの解像度を保持することが望ましく、広いエリアにわたる照射されたピクセルの重複画像の広がりは、知覚される解像度を低くするおそれがある。したがって、ディスプレイの知覚される解像度が適切なレベルに維持されながらスパークルが低減されるように、重複画像の位置を制御することが望まれる。
826x、Liquid Optically Clear Adhesive 2321、CEF22xx、CEF28xxを含み、これらすべてはスリーエム社(3M Company)(ミネソタ州セントポール(St. Paul, MN)所在)から入手可能である。他の適切な光学的に透明な接着剤は、UV硬化性アクリレート、ホットメルト接着剤、及び溶媒キャスト接着剤を含む。
リマー複合材と同じ又は異なり得る第2のポリマー又は第2のポリマー複合材を含む。いくつかの実施形態では、第1の層110は、第1の光学的に透明な接着剤を含み、第2の層120は、第1のポリマー又は第1のポリマー複合材を含み、第3の層130は、第1の光学的に透明な接着剤と同じ又は異なり得る第2の光学的に透明な接着剤を含む。適切なポリマー複合材は、ポリマー複合材の屈折率を調整するために含まれる無機ナノ粒子(たとえば、約5nm〜約50nmの範囲の平均サイズを有するジルコニア又はチタニア・ナノ粒子など)を有するポリアクリレートなどのポリマーを含む。いくつかの実施形態では、光学スタックは可撓性フィルムである。多くの実施形態では、光学スタックは、可視スペクトルの光に対して実質的に透明である。
、第2の層420、第3の層430、第1の格子440、及び第2の格子450を有する。第1の層410は、第2の層420の反対側に第1の外側主表面480を有し、第3の層430は、第2の層420の反対側に第2の外側主表面490を有する。第1の外側主表面480は、格子440におけるピークと実質的に同じ高さである。第1の外側主表面480は、他の箇所で論じられている任意の方法を使用して第2の層420を形成し、光学的に透明な接着剤などのコーティングを第2の層420に適用することによって作られることが可能であり、それにより、コーティングが格子構造を埋めて、実質的に平面の表面である第1の外側主表面480を形成するようにする。同様に、第2の外側主表面490は、格子450におけるピークと実質的に同じ高さであり、これは、光学的に透明な接着剤などのコーティングを第1の層の反対側で第2の層420に適用することによって作られることが可能であり、それにより、コーティングが格子450を埋めて、実質的に平面の表面である第2の外側主表面490を形成するようにする。適切なコーティングは、他の箇所で論じられているものを含む。
提供される。光学スタック502は、本明細書の任意の光学スタックを表し得る。たとえば、光学スタック502は、光学スタック100から、第1の外側主表面180を構造化して外側主表面582を作成することによって得ることができる。表面を構造化してアンチグレア特徴部を作成するための方法は、当技術分野で知られており、たとえば、米国特許第5,820,957号(シュレーダーら(Schroeder et al.))に説明されている。いくつかの実施形態では、アンチグレア特徴部588は、たとえば、米国特許出願公開第2012/0064296号(ウォーカーら(Walker et al.))に説明されているような切断旋盤加工を使用して、微細複製によって本明細書の光学スタックのいずれかの任意の外側主表面において直接得ることができる。
z(x,y)=f(x)+g(g) (式1)
の形式の形状を有する。式中、f(x)及びg(y)はそれぞれ、x及びyの関数であり、x及びyは、サンプルの平面における座標であり、z(x,y)は、光学スタックの平面と平行な平面に対する格子の垂直変位である。いくつかの実施形態では、座標xと座標yは実質的に直交する。他の実施形態では、x及びyは斜交座標であり得る。式1の形式の構造は、関数f(x)によって説明される形状を有する工具を使用して作られることが可能であり、工具がy方向に沿って移動されると、工具は工具加工表面(tooled surface)の内外を移動され、工具加工表面の内外の工具の動きは関数g(y)によって記述される。いくつかの実施形態では、f(x)は、第1の高低差を有する第1の周期的関数であり、g(y)は、第2の高低差を有する第2の周期的関数である。いくつかの実施形態では、第1の高低差は第2の高低差とは異なる。これは、場合によって有用であり得る非対称回折パターンを生成することができる。いくつかの実施形態では、第1の高低差と第2の高低差との間の差の絶対値によって乗算された格子の屈折率コントラス
トは、10nmより大きく、又は20nmより大きく100nmより小さい。第1の高低差が第2の高低差とは異なる実施形態において、格子全体の高低差は、第1の高低差と第2の高低差の大きい方を指す。
の形式の形状を有する二方向性の格子が使用され、式中、rは光学スタックの平面内の2次元位置ベクトルであり、k1及びk2は光学スタックの平面内の非共線2次元ベクトルであり、●はスカラー積であり、hは格子の高低差である。いくつかの実施形態では、k1及びk2は実質的に直交する。いくつかの実施形態では、k1とk2との間の角度は、0度より大きく、又は5度より大きく、又は10度より大きく、かつ90度以下である。2つの正弦波の積は他の2つの正弦波の和として記述され得るので、式2は式1の特殊な場合であり、したがって、工具を使用して式1で説明される構造を作成する方法は、式2によって説明される構造を作るために使用され得る。
1が微細複製、粗面化、又はテクスチャリングされることが可能である。
Ltd.)[シンガポール所在])変性シルセスキオキサン(n≒1.85)、及びブルワー・サイエンス(Brewer Science)(ミズーリ州ローラ(Rolla,MO)所在)高屈折率ポリイミドOptiNDEX D1材料(n≒1.8)は、この
カテゴリーの例である。他の材料は、メチルトリメトキシシラン(MTMS)とビストリエトキシシリルエタン(BTSE)のコポリマー(ロら(Ro et. al), Adv. Mater. 2007, 19, 705−710)を含む。この合成は、シルセスキオキサンの非常に小さな架橋された環状のケージを有する容易に溶解するポリマーを形成する。この可撓性構造は、コーティングの充填密度及び機械的強度の増加をもたらす。これらのコポリマーの比率は、非常に低い熱膨張係数、低い有孔率、及び高い弾性率のために調整され得る。
又はレセプター基板に対して適用され得る。次いで、犠牲テンプレート層の犠牲材料はベークアウトされ、バックフィル層の構造化表面上にナノ材料の緻密化層を残す。
ーザを含む。他のいくつかの場合、光源925はディスプレイにおけるピクセルである。ピクセルは、緑のピクセルであってよく、約520nm〜570nmの範囲の波長を有する光を生成することができる。回折ピークのそれぞれは、光パワー内容及び回折次数を有する。9個の回折ピークからなるセット1036における回折ピークの各パワー内容の合計は、本明細書ではP9である。いくつかの実施形態では、P9は、少なくとも約0.6PI、又は少なくとも約0.7PI、又は少なくとも約0.8PI、又は少なくとも約0.9PI、又はさらに少なくとも約0.95PIである。いくつかの実施形態では、9個の回折ピークからなるセット1020の回折ピークの各パワー内容は、約0.06P9より大きく、又は約0.07P9より大きく、又は約0.08P9より大きく、又は約0.09P9より大きく、又は約0.1P9より大きく、かつ約0.18P9より小さく、又は約0.17P9より小さく、又は約0.16P9より小さく、又は約0.15P9より小さく、又は約0.14P9より小さく、又は約0.13P9より小さく、又は約0.12P9より小さい。いくつかの実施形態では、9個の回折ピークからなるセットにおける回折ピークのそれぞれのパワー内容は、P9の9分の1に実質的に等しい。
を有する9個の回折ピークが略等しい強度を有する回折パターンを生成する。いくつかの実施形態では、第1の波長は、赤色光の波長範囲(たとえば475nm)にあり、第2の波長は、青色光の波長範囲(たとえば650nm)にある。緑の波長範囲(たとえば532nm)にある波長を有する光によって照射されたとき、回折パターンは、第1のセットの3つの回折ピークでより高い強度を有し、第1のセットの3つの回折ピークの両側の各セットの3つの回折ピークでより低い強度を有する非対称強度分布で生成される。そのような非対称強度分布は、場合によって有用であり得る。いくつかの実施形態では、第1の格子の高低差によって乗算された屈折率コントラストと第2の格子の高低差によって乗算された屈折率コントラストとの間の差の絶対値が、10nmより大きく、又は20nmより大きく100nmより小さい。
くつかの実施形態では、2次画像1352の横方向変位1393は、各2次画像が、複数の1次近隣要素1350と重なる、又は第1のピクセルと複数の1次近隣要素1350との間のスペースと重なるようになされ、2次近隣ピクセル1360と複数の2次画像1352の重なりは実質的に存在しない。3次画像1362のパワー内容は、ディスプレイの知覚される解像度をほとんど低下させないほどに十分に小さいので、かすかな3次画像1362が2次近隣ピクセル1360と重なることは許容され得る。
(実施例1)
光学フィルムAが以下の手順に従って準備された。たとえば、工具は、たとえば、PCT公開出願WO00/48037号(キャンベルら(Campbell et al.))ならびに米国特許第7,350,442号(エーネスら(Ehnes et al.))及び第7,328,638号(ガーディナーら(Gardiner et al.))で説明されている高速工具サーボ(fast tool servo)(FTS)を利用したダイヤモンド旋削方法を使用して作製された。工具は、5ミル(0.13mm)の厚さのPETフィルムの下塗り側の正弦波構造(sinusoidal structures)を作成するために、たとえば、米国特許第5,175,030号(ルら(Lu et al.))及び第5,183,597号(ル(Lu))に説明されているような鋳造及び硬化プロセスで使用された。1.56の屈折率を有するアクリル樹脂が正弦波構造を形成するために使用された。正弦波構造は、2.6マイクロメートルの高低差、及び16マイクロメートルのピッチ(ピーク間又は谷間の距離)を有した。
スパークルは、(ディスプレイ−メトロロジーアンドシステム(Display−Messtechnik & Systeme)[ドイツ、カールスルーエ(Karlsruhe, Germany)所在]からの)SMS 1000スパークル測定システム(Sparkle Measurement System)を使用して測定された。フィルムは、Google Nexus 7 2013モデル(323PPI)、Amazon
7インチ Kindle Fire HD(216PPI)、及びMicrosoft
Surface RT(148PPI)の各デバイスについて適切な画面サイズに切断された。スパークル測定は、まず、画面上の所定の位置にフィルムを追加せず行われ、次いで、Natural View Screen Protector(スリーエム社(3M Company)[ミネソタ州セントポール(St. Paul, MN)所在]からのアンチグレア・フィルム)のみを用いて行われた。これらの対照群の結果は表1に示され、それぞれ「フィルムなし」及び「NV」で示されている。
Microsoft RTデバイスを使用し、画面上の単一の緑のピクセルがMicrosoft Paintソフトウェアを用いて照射された。2つの部片の光学フィルムBからなる光学スタックが、実施例1と同様に準備された。光学スタックが実施例1で説明されたようにデバイスの画面に付着されたが、Natural View Screen
Protectorフィルムは適用されなかった。画像を取り込むために、Olympus MX50顕微鏡ならびにOlympus U−TV 0.5XC−3カメラ及びStream Startソフトウェア(オリンパスアメリカ(Olympus America Inc.)[ニューヨーク州メルビル(Melville NY)所在]からすべて入手可能)を使用して、所定の位置に光学スタックがある画像とない画像が比較された。むき出しの画面のみの場合、単一の照射されたピクセル画像が観察された。照射されたピクセル上の画面に光学スタックを適用した後、9個のピクセル画像が観察された。ピクセル画像が、基本のピクセル配列に対して約45度回転された略正方形の格子上に配列された。2次近隣ピクセルとピクセル画像の間の重なりはなかった。
実施例2のピクセル画像の強度は、以下のように測定された。カメラ画像が、Matlabの画像処理ツールボックス(マスワークス(MathWorks)[マサチューセッツ州ネイティック(Natick MA)所在]から入手可能)に取り込まれた。ツールボックスを使用して、水平の線が9個のピクセル画像のそれぞれの中央を横切って定義され、これらの線に沿って緑の強度値が決定された。ピクセル画像あたりの平均強度の値が、画像にわたる線に沿って強度を積分し、画像幅によって割ることによって計算された。
この量は、ピクセル画像すべてが同様のサイズを有するので、ピクセル画像のパワー内容に比例すると解釈された。次いで、ピクセル画像の9個すべてのピクセル画像あたりの平均強度の合計I9が計算された。合計I9は、各ピクセル画像P9のパワー内容の合計に比例することが期待される。I9に対する画像あたりの各ピクセル画像の平均強度の比率も計算された。ピクセル画像あたりの平均強度と9個のピクセル画像に対する比率との両方が表2に報告されている。(ピクセル画像番号5が中央にあり、ピクセル画像番号1及び9がそれぞれ中央画像の上及び下にあり、ピクセル画像番号3及び7がそれぞれ、中央画像の右及び左にあり、ピクセル画像番号4が、中央画像の左上にあり、ピクセル画像番号6が、中央画像の右下にあり、ピクセル画像番号2が、中央の右上にあり、ピクセル画像番号8が、中央の左下にあった。)
表2のデータは、ディスプレイにおいて単一の緑のピクセルを照射することによって収集されたが、光学スタックを照射するために緑色レーザが使用された場合に同様の結果が期待される。特に、表に報告された比率は、回折パターンを生成するために緑色レーザが使用された場合、各回折ピークのパワー内容の合計P9に対する回折ピークのパワー内容の比率に対応することになる。
第1の層と、
第2の層と、
第3の層とを備える光学スタックであって、第2の層は、第1の層と第3の層との間に配設され、第1の層と第2の層との間の第1の境界面は、第1の方向に実質的に沿って延びる第1の格子を含み、第2の層と第3の層との間の第2の境界面は、第1の方向とは異なる第2の方向に実質的に沿って延びる第2の格子を含み、第1の層は屈折率n1を有し、第2の層は屈折率n2を有し、第3の層は屈折率n3を有し、第1の格子はh1の高低差を有し、第2の格子はh2の高低差を有し、h1によって乗算された|n1−n2|は、約150nmと約350nmとの間であり、h2によって乗算された|n2−n3|は、約150nmと約350nmとの間であり、さらに、第1の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを有し、第2の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第2のピッチを有する、光学スタックである。
光学的に透明な接着剤を含む、実施形態1の光学スタックである。
実施形態3は、第2の層が、ポリマー又はポリマー複合材を含む、実施形態2の光学スタックである。
実施形態5は、第1の層が、第1のポリマー又は第1のポリマー複合材を含み、第3の層が、第2のポリマー又は第2のポリマー複合材を含む、実施形態4の光学スタックである。
実施形態7は、第1の方向と第2の方向との間の角度が、約5度より大きくかつ90度以下である、実施形態1の光学スタックである。
実施形態9は、光学スタックが、第1の層に近接したアンチグレア層をさらに備える、実施形態1の光学スタックである。
実施形態11は、アンチグレア特徴部が、埋め込まれた粒子を含む、実施形態10の光学スタックである。
屈折率n1を有する第1の層と、
第1の層に隣接して配設された屈折率n2を有する第2の層とを備える光学スタックであって、第1の層と第2の層との間の第1の境界面は、第1の格子を含み、第1の格子は、h1の高低差を有し、h1によって乗算された|n1−n2|は、約150nm〜約350nmの範囲にあり、第1の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1の方向の第1のピッチを有し、光スタックが、入射パワーPIを有し約532nmの波長を有する垂直入射するレーザ光によって照射されたとき、複数の回折ピークが生成され、各回折ピークは、パワー内容及び回折次数を有し、複数の回折ピークは、9個の回折ピークからなるセットを含み、9個の回折ピークからなるセットの各ピークの回折次数は、9個の回折ピークからなるセットに含まれない各回折ピークの回折次数よりも低く、9個の回折ピークからなるセットにおける回折ピークの各パワー内容の合計はP9であり、P9は少なくとも約0.7PIであり、9個の回折ピークからなるセットにおける回折ピークの各パワー内容は、約0.08P9より大きく約0.16P9より小さい、光学スタックである。
実施形態14は、第2の層が、アンチグレア特徴部を有する、第1の層の反対側の外側主表面を含む、実施形態12の光学スタックである。
実施形態16は、P9が、少なくとも約0.8PIであり、9個の回折ピークからなるセットにおける回折ピークのそれぞれのパワー内容は、P9の9分の1に実質的に等しい
、実施形態12の光学スタックである。
実施形態18は、光学スタックが可撓性フィルムである、実施形態12の光学スタックである。
第1の層と、
第2の層と、
第3の層とを備える光学スタックであって、第2の層は、第1の層と第3の層との間に配設され、第1の層と第2の層との間の第1の境界面は、第1の格子を含み、第2の層と第3の層との間の第2の境界面は、第2の格子を含み、第1の層は屈折率n1を有し、第2の層は屈折率n2を有し、第3の層は屈折率n3を有し、第1の格子はh1の高低差を有し、第2の格子はh2の高低差を有し、h1によって乗算された|n1−n2|は、約150nmと約350nmとの間であり、h2によって乗算された|n2−n3|は、約150nmと約350nmとの間であり、さらに、第1の格子及び第2の格子のうちの少なくとも一方は、二方向性の格子であり、第1の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを有し、第2の格子は、約2マイクロメートル〜約50マイクロメートルの範囲の第2のピッチを有する、光学スタックである。
実施形態23は、実施形態1乃至22のいずれかの光学スタックを備えるディスプレイであって、ディスプレイは、複数のピクセルを備え、光学スタックは、第1の色を有する複数のピクセルの第1のピクセルが光学スタックを通して照射され見られるとき、複数の2次画像が生成されるように、複数のピクセルに近接して配置され、各2次画像は、第1のピクセルからの横方向変位を有し、第1のピクセルは、第1の色を有する複数の1次近隣ピクセル、及び第1の色を有する複数の2次近隣ピクセルを有し、各2次画像の横方向変位は、各2次画像が、複数の1次近隣ピクセルと重なる、又は第1のピクセルと複数の1次近隣ピクセルとの間のスペースと重なるようになされ、2次近隣ピクセルと複数の2次画像の重なりは実質的に存在しない、ディスプレイである。
及びその均等物によって定義される本発明の範囲内にある様々な修正形態、等価プロセス、及び代替デバイスを含む、本発明のすべての態様を包含するものと理解されるべきである。
Claims (4)
- 第1の層と、
第2の層と、
第3の層とを備え、前記第2の層は、前記第1の層と前記第3の層との間に設けられる、グレア及びスパークルのうちの少なくとも一方を低減するための光学スタックを備えるディスプレイにおいて、
前記第1の層は前記第2の層とは反対側に外側主表面を有し、前記外側主表面はアンチグレア特徴部を有し、
前記ディスプレイのピクセルからの光は前記アンチグレア特徴部と相互作用してスパークルを生成することができ、
前記第1の層と前記第2の層との間の第1の境界面は、第1の方向に実質的に沿って延びる第1の格子を有し、前記第2の層と前記第3の層との間の第2の境界面は、前記第1の方向とは異なる第2の方向に実質的に沿って延びる第2の格子を含み、前記第1の層は屈折率n1を有し、前記第2の層は屈折率n2を有し、前記第3の層は屈折率n3を有し、前記第1の格子はh1の高低差を有し、前記第2の格子はh2の高低差を有し、h1によって乗算された|n1−n2|は、150nm〜350nmの範囲にあり、h2によって乗算された|n2−n3|は、150nm〜350nmの範囲にあり、さらに、前記第1の格子は、2マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲の第1のピッチを有し、前記第2の格子は、2マイクロメートル〜50マイクロメートルの範囲の第2のピッチを有し、
前記ディスプレイは、複数のピクセルを備え、前記光学スタックは、第1の色を有する前記複数のピクセルの第1のピクセルが照射され前記光学スタックを通して見られるとき、第1の画像及び複数の2次画像が生成されるように、前記複数のピクセルに近接して配置され、かつ前記外側主表面のアンチグレア特徴部が前記複数のピクセルよりも外側に設けられ、前記第1のピクセルの前記2次画像のそれぞれは、前記第1のピクセルの前記1次画像からの横方向変位を有し、前記第1のピクセルは、前記第1の色を有する複数の1次近隣ピクセル、及び前記第1の色を有する複数の2次近隣ピクセルを有し、前記第1のピクセルの前記2次画像のそれぞれの前記横方向変位は、前記第1のピクセルの前記2次画像のそれぞれが、前記複数の1次近隣ピクセルに対応する1次画像と重なる、又は前記第1のピクセルの1次画像と前記複数の1次近隣ピクセルに対応する1次画像との間のスペースと重なるようになされ、前記第1のピクセルの前記複数の2次画像と前記2次近隣ピクセルに対応する1次画像との重なりは実質的に存在しない、ディスプレイ。 - 前記光学スタックが、入射パワーPIを有し532nmの波長を有する垂直入射するレーザ光によって照射されたとき、複数の回折ピークが生成され、各回折ピークは、パワー内容及び回折次数を有し、前記複数の回折ピークは、9個の回折ピークからなるセットを含んでなり、前記9個の回折ピークからなるセットの各ピークの回折次数は、前記9個の回折ピークからなるセットに含まれない各回折ピークの回折次数よりも低く、前記9個の回折ピークからなるセットにおける回折ピークの各パワー内容の合計はP9であり、P9は少なくとも0.7PIであり、前記9個の回折ピークからなるセットにおける前記回折ピークの各パワー内容は、0.08P9より大きく0.16P9より小さい、請求項1に記載のディスプレイ。
- 前記光学スタックは可撓性フィルムである、請求項1に記載のディスプレイ。
- 前記第1のピッチは2〜30ミクロンの範囲にあり、前記第2のピッチは2〜30ミクロンの範囲にある、請求項1に記載のディスプレイ。
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