JP7262509B2 - 反射－吸収型偏光子を含む光学積層体 - Google Patents
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Description
反射－吸収型偏光子は、偏光選択性光吸収素子、たとえば二色性染料を含む反射型偏光子でありうる。これらの偏光子は、反射型偏光子の機能を吸収型偏光子と組み合わせうる。発光ディスプレイ、たとえば有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤディスプレイ）では、発光ディスプレイパネルは高反射性背面基板を有しうるのであり、これは環境視認条件においてコントラストを低減する。円形吸収型偏光子は、典型的には、これらのディスプレイ内に含まれて、環境光の反射を低減する。これらの偏光子は、多くの場合厚く、オフアングルで見るときに顕著なカラーアーチファクトを提供する。
一態様では、本明細書は光学積層体に関する。特に、光学積層体は、頂面及び底面を有する光学コアを含み、光学コアは、底面よりも頂面近くに位置する少なくとも１つのスキン層を有する反射－吸収型偏光子を含み、少なくとも１つのスキン層は、偏光染料を含む。光学積層体はまた、光学コアの底面上に直接配置された四分の一波長板を含む。光学積層体は、光学コアの外側に偏光選択性素子を含まない。
図１は、反射－吸収型偏光子の分解立面断面である。反射－吸収型偏光子１００は、高屈折率層１１２と低屈折率層１１４との交互層を含むハイブリッド偏光子部１１０及び高屈折率層１２２と低屈折率層１２４との交互層を含む反射性偏光子部１２０を含む。反射－吸収型偏光子１００はまた、スキン層１３０を含む。ハイブリッド偏光子部１１０及び反射性偏光子部１２０を、それらが典型的には単一のフィルムとして結合されることを示す点線で結合されたものとして示す。しかしながら、それらの構成部の図示及び同定を容易にするため、それらを空間的に分離して示す。
図１に示す構成では、ハイブリッド偏光子部１１０は、多層反射型偏光子でありうる。いくつかの実施形態では、多層反射型偏光子は、熱可塑性複屈折層を含む。ハイブリッド偏光子部１１０内では、高屈折率層１１２の少なくともいくつかの例は、吸収偏光素子を含みうる。これらの吸収偏光素子は、ある偏光を吸収して別の偏光を優先させる任意の好適な材料でありうる。いくつかの場合では、これらの材料は、二色性と呼ばれうる。いくつかの実施形態では、これらの吸収偏光素子は、染料、たとえば二色性染料でありうる。いくつかの場合では、高屈折率層１１２のすべての例が、吸収偏光素子を含みうる。いくつかの実施形態では、染料又は吸収偏光素子は方向づけ可能であり、すなわち、延伸させたとき、吸収偏光素子は延伸方向と平行な偏光を優先的に吸収できる。層が、方向づけ可能な熱可塑性層を含む場合、熱可塑性層は、吸収偏光素子を方向づけるのと同じ工程で方向づけられうる（すなわち延伸される）。熱可塑性層の材料が正又は負に複屈折かどうか、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どうかに応じて、交互層における複屈折に帰されるブロック軸（block axis）は、吸収偏光素子に帰されるブロック軸と平行又は垂直でありうる。低屈折率層１１４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１１０は、その面内屈折率差により一定の偏光を反射し、同時に、その吸収偏光素子により一定の偏光を吸収する。
反射性偏光子部１２０もまた、多層反射型偏光子でありうる。反射性偏光子部１２０の高屈折率及び低屈折率層は、吸収偏光素子を実質的に含まない。いくつかの実施形態では、反射性偏光子部１２０は、多くの態様で、ハイブリッド偏光子部１１０と実質的に同じフィルムでありうるか、又は実質的に同じ特性を有しうる。たとえば、反射性偏光子部１２０及びハイブリッド偏光子部１１０は、同じ又は類似の層数、総厚さ、層厚さプロファイルを有しうるのであり、類似の材料セットを使用できる。しかしながら、ハイブリッド偏光子部１１０は吸収偏光素子を含有するので、ハイブリッド偏光子部１１０と反射性偏光子部１２０とは、決して完全に同一ではないと考えられる。いくつかの実施形態では、層数、層厚さプロファイル、パケット数及び構成、並びに材料セットは、ハイブリッド偏光子部と反射性偏光子部との間で異なりうる。いくつかの実施形態では、各パケットの層プロファイルは、コリメーションを最適化するか、又はさもなければ高角度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させるよう特に設計できる。
ハイブリッド偏光子部１１０は、反射性偏光子部１２０上に配置される。いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子部１１０は、任意の好適な結着方法、たとえば光学的に透明な接着剤、感圧性接着剤等により、反射性偏光子部に積層又は接着される。いくつかの実施形態では、任意の接着剤が、屈折又はフレネル反射の影響を回避又は最小化するため、ハイブリッド偏光子部１１０及び反射性偏光子部１２０の両方の隣接層のものに近接する屈折率を有しうる。いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子部１１０及び反射性偏光子部１２０は、光学的に連結される。いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子部１１０は、反射性偏光子部１２０とともに共押出しされ、ハイブリッド偏光子部１１０及び反射性偏光子部１２０は、より厚い非光学層、たとえば保護境界層（protective boundary layer、PBL）により隔てられうる。いくつかの実施形態では、ハイブリッド偏光子部１１０及び反射性偏光子部１２０は、耐たわみ性又は他の物理的特性を改善するよう、厚いか又は寸法安定性の層により隔てられる。
スキン層１３０は、ハイブリッド偏光子部１１０上、より詳細には、反射－吸収型偏光子１００の外表面上に配置される。スキン層は、いくつかの実施形態では、反射－吸収型偏光子１００のその他の部分とともに共押出し及び共延伸される。スキン層１３０は、交互にある高屈折率層１１２又は低屈折率層１１４のうちのどれよりも厚くありうる。いくつかの実施形態では、スキン層１３は、０．５μｍ～１５μｍの間でありうる。スキン層１３０は、偏光染料を含みうる。いくつかの実施形態では、スキン層１３０は、ハイブリッド偏光子部１１０内の偏光染料を含む高屈折率層と比較して同程度の染料充填量（体積）を含む。いくつかの実施形態では、染料充填量は、より高くてもより低くてもよい。いくつかの実施形態では、追加のスキン層は、反射－吸収型偏光子の反対表面上に提供できる。
いくつかの実施形態では、反射－吸収型偏光子１００は、ハイブリッド偏光子部１１０を含むが、反射性偏光子部１２０を含まない。換言すれば、反射－吸収型偏光子は単一パケット構成でありえ、吸収偏光素子は、高屈折率層のすべてに存在する。
図２は、反射－吸収型偏光子を含む光学積層体の分解立面断面である。光学積層体２００は、頂面２１２及び底面２１４を有する光学コア２１０を含む。光学コア２１０は、交互層２１５及び２１６並びにスキン層２１８を有する反射－吸収型偏光子を含む。反射－吸収型偏光子はまた、任意選択の追加層２２０を含みうる。四分の一波長板２３０は、光学コアの底面上に直接配置される。任意選択で、光学積層体２００は、底部保護層２４０及び頂保護層２５０を含む。
光学コア２１０は、反射－吸収型偏光子でありうるか、又は実質的にありうる。この実施形態では、反射吸収型偏光子は、交互にある低屈折率層２１５及び高屈折率層２１６を含む。いくつかの実施形態では、反射－吸収型偏光子は、図１に示す二重パケット構成を有しうるか、又はそれは、別の箇所に記載の単一パケット構成を有しうる。いずれにせよ、高屈折率層２１６のうちの少なくともいくつかは、偏光染料を含む。光学コア２１０は、反射－吸収型偏光子の頂面及び底面と一致してもしなくてもよい頂面２１２及び底面２１４を有する。光学コア２１０は頂部スキン層２１８を更に含み、これは、図１の例示的反射－吸収型偏光子構成との関連で記載したとおり、偏光染料を含む。いくつかの実施形態では、任意選択の追加層２２０が含まれる。
いくつかの実施形態では、任意選択の追加層２２０は、追加スキン層である。スキン層は、偏光染料を含んでいてもいなくてもよい。組成、厚さ、及び他の物理的特性の面で、この追加スキン層は、スキン層２１８と類似していても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、任意選択の追加層２２０は、２種のポリマーの不混和性ブレンドであり、ポリマーのうちの少なくとも一方は、延伸時に複屈折性をもたらすことができる。たとえば、任意選択の追加層２２０は、拡散反射型偏光層、たとえば米国特許第６，１７９，９４８号に記載のものでありうる。
いくつかの実施形態では、任意選択の追加層２２０は接着剤である。いくつかの実施形態では、任意選択の追加層２２０は感圧性及び／又は光学的に透明な接着剤である。更に、その名前が示唆するとおり、いくつかの実施形態では、光学積層体２００は、任意選択の追加層２２０をまったく含まない。この理由から、底面２１４は、いくつかの実施形態では、図２に示す位置にあり、他の実施形態では、（交互にある高又は低屈折率層のうちの１つの底面上にある代わりに）任意選択の追加層２２０の底面上にある。
光学コアを、たとえばフィードブロックからのように、共押出し及びキャスティングを一緒に行うことができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の層を、押出し後にコーティング又は積層でき、延伸して一緒にできる。これらのプロセスは、フィルム全体を通じて優れた材料均一性及び統一性を提供でき、積層の課題、たとえば光軸の適切な整列を解決できる。
四分の一波長板２３０は、光学コア２１０の底面２１４上に直接配置される。四分の一波長板２３０は、入射光を選択的に妨害し、それを直線偏光から円偏光（又は楕円偏光）に、又はその逆に変換するよう構成される。従来どおり、四分の一波長板は、その遅軸が隣接偏光素子の透過軸から４５度となるよう配置され、その隣接偏光素子は、光学コア２１０に含まれる拡散反射型偏光子又は反射－吸収型偏光子として構成される、任意選択の追加層２２０でありうる。
四分の一波長板２３０は、任意の好適な構造でありうる。一般に、四分の一波長板は、複屈折材料の層を含む。いくつかの実施形態では、四分の一波長板２３０は、フィルム又は基材、たとえばシクロオレフィンポリマー基材、三酢酸セルロース（トリアセチルセルロース、ＴＡＣ）又はポリカーボネート上にコーティングされた液晶ポリマーである。いくつかの実施形態では、図１に示すとおり、四分の一波長板２３０は、光学コア２１０に含まれる反射－吸収型偏光子の透過軸に対して、実質的に４５°に方向づけられた遅軸を有しうる。本出願の目的では、実質的に４５°及び実質的に１３５°の方向は、透過軸の双方向性を鑑みると、２つの軸間で実質的に等しいとみなされる。しかしながら、実質的に４５°及び実質的に１３５°を、３つ以上の軸を比較するとき、互いに対して９０°に方向づけられうる２つの軸を区別するために使用できる。実質的に４５°はまた、正確に４５°に限定されないことが理解でき、代わりに、軸の整列は、４５°の１０°以内、５°以内、又は１°以内でありうる。整列は、いくつかの場合では、製造性（たとえば誤差許容範囲）と光学性能との間のトレードオフでありえ、適切なバランスは、所望の用途に応じて決定される。とはいえ、正確な整列は、実際には、多くの用途で決定的に重要でないことがありうる。本出願の目的では、板、リターダー及び位相差層という用語は、互換的に使用される。
いくつかの場合では、四分の一波長板２３０は、アクロマティックでありうる。換言すれば、四分の一波長板２３０は、入射光の波長とは独立に、その偏光を回転又は変調させることができる。
アクロマティック四分の一波長板は、いくつかの実施形態では、従来の四分の一波長位相差層における光の非直線波長依存変調を相殺するために使用でき、代わりに、その透過を相対的に平坦、直線、又は任意の所望のスペクトルに一致若しくは接近するものにする。これは、カラーアーチファクト又は他のアーチファクトのシフトを最小化又は除去できる。いくつかの実施形態では、一定の波長に特有の位相差の設計又は選択を通じて、所望の色収性を達成できる。たとえば、アクロマティック四分の一波長リターダーは、４００ｎｍ光について１００ｎｍ及び８００ｎｍ光について２００ｎｍ（波長の四分の一に相当）の位相差（すなわち、入射光の直交場成分（orthogonal field components）のうちの１つのパス長の差）を有しうる。しかしながら、正確な直線収色性はいくつかの実施形態では必要でなく、したがって、実際の位相差値は、四分の一波長値の１０％以内、７．５％以内、５％以内、又は２％以内でありうる。
いくつかの実施形態では、反射－吸収型偏光子は、光学繰り返し単位の材料及び層厚さの慎重な選択を通じて、従来の四分の一波長位相差層の波長依存変調を相殺するよう調整できる。換言すれば、調整された反射型偏光子は、四分の一波長位相差層の波長分散の知覚される影響を相殺又は低減するよう調整されうる。光学繰り返し単位と呼ばれる、マイクロ層の各セットの光学的厚さ（物理的厚さに材料の屈折率を乗じたもの）は、建設的干渉を通じて、その光学的厚さの約２倍の波長の光を反射する。調整された反射型偏光子を設計するとき、これらの層の構成を、波長に基づいてより大きな又はより小さな反射を提供するために利用できる。
底部保護層２４０及び頂部保護層２５０は、光学積層体２１０内に任意選択で含まれ、類似の組成及び特性を有していても、それらが異なっていてもよい。保護層として特徴づけられるとはいえ、それらは、光学積層体の層の保護の代わりに又はそれに加えて、他の機能に役立ちうる。たとえば、保護層のうちの１つ以上が、表面又はバルク拡散体を含みうる。任意の適切な拡散構造を使用できる。いくつかの実施形態では、底部保護層２４０又は頂部保護層２５０は、表面散乱を提供するマイクロ複製された表面構造を含む。いくつかの実施形態では、保護層は、バルク又は体積散乱を提供する粒子又はビーズを含む。いくつかの実施形態では、両方のタイプの散乱が、単一の層のこともある保護層により提供される。
いくつかの実施形態では、保護層は、光学積層体２１０に、たわみ、熱、若しくは引っかき／磨耗耐性を付与できるか、又はそれらは、任意の他の物理的若しくは環境的利点若しくは特性を提供できる。いくつかの実施形態では、保護層は、抗ウェットアウト、抗ニュートンリング、又はスリップ特性を提供できる。保護層の一方又は両方が、剥離可能又は除去可能でありえ、このことは、製造、変換、及び組立てプロセスを通して、有益な取扱適性をフィルムに提供できる。いくつかの実施形態では、保護層は、たとえば任意の好適な又は所望の鉛筆硬度を有するハードコート層でありうるか、含みうるか、又はそのように機能しうる。
従来の円形吸収型偏光子は、通常は、一般に厚い染料染色されたポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol、ＰＶＡ）キャリア層を含む。少なくとも１つのＴＡＣ層はまた、多くの場合、染色された層の劣化に対して保護するために利用される。これらの層は、約５０～７５マイクロメートルの厚さを、それを超えないにしても加えうる。
図３は、反射－吸収型偏光子を含む光学積層体を含む発光ディスプレイの断面である。発光ディスプレイ３００は、頂面３１２及び底面３１４を有する光学コア３１０を含み、この光学コアは、交互層３１５及び３１６並びにスキン層３１８を含む。四分の一波長板３３０は、光学コア３１０の底面３１４上に直接配置される。発光ディスプレイパネル３６０は、頂面３１２よりも底面３１４近くに配置される。
発光ディスプレイパネル３６０は、任意の好適な発光ディスプレイパネルでありうる。発光ディスプレイパネル３６０は、フルカラーでありえ、又はいくつかの実施形態では、発光ディスプレイパネル３６０は、モノクロでありうる。いくつかの実施形態では、発光ディスプレイパネル３６０は、１つ以上の発光ダイオード（light emitting diodes、ＬＥＤｓ）を含む。いくつかの実施形態では、発光ディスプレイパネル３６０は、１つ以上の有機発光ダイオード（organic light emitting diodes、ＯＬＥＤｓ）を含む。いくつかの実施形態では、発光ディスプレイパネルは、プラズマディスプレイを含みうる。これらの発光素子は、任意の波長又は波長の任意の組合せの光を生成しうる。いくつかの実施形態では、発光材料により生成される波長は、白色に見えるよう、又は、色の組合せを通じて、人間である観察者に対して適切に広い色域を再現するよう選択できる。発光ディスプレイパネルは、発光ディスプレイパネルが画像を実質的に直接表示する点で、非発光ディスプレイパネルと区別される。換言すれば、発光ディスプレイ３００からの任意の画像が、発光ディスプレイパネル上の画像パターンと実質的に関連づけられる。非発光パネル、たとえば典型的な液晶ディスプレイ（liquid crystal display、ＬＣＤ）パネルは、液晶材料の電気制御を通じた選択的光ゲーティングを使用し、それがなければ実質的に均一に照光されるバックライトから画像を形成する。
発光ディスプレイパネル３６０は、すべての適切で好適な駆動電子部品もまた含むと理解されるべきである。いくつかの実施形態では、発光ディスプレイパネル３６０は、アクティブマトリクスＯＬＥＤ、又はＡＭＯＬＥＤシステムでありうる。
図３に示す発光ディスプレイ３００の他の構成部は、たとえば、図２に記載のとおりである。発光ディスプレイ３００は、図２に記載の任意又はすべての任意選択の保護層を含みうるのであり、これらは、図示を単純にするため、図３に再度は示さない。
図４は、接着剤を伴うライナーを更に含む光学積層体の断面である。光学積層体４００は、頂面４１２及び底面４１４を有する光学コア４１０を含み、この光学コアは、交互層４１５及び４１６並びにスキン層４１８を有する。四分の一波長板４３０は、底面４１４上に直接配置される。ライナー４７０は、光学積層体のその他の部分の底面に、接着剤４７２を介して結着される。
光学積層体４００は、連続的ロールツーロール方式を通じて形成できる。光学積層体４００を含むフィルムのロールにおいて、光学積層体４００の構成部のための一定の保護が、巻取り、取扱い、巻出し、及び場合によって変換中に必要とされうる。
ライナー４７０は、任意の好適なライナーでありえ、その物理的特性について選択できる。たとえば、ライナー４７０は、引っかき又は摩擦による四分の一波長板４３０に対するダメージを防止できるか、又はそれは、汚れ、ダスト、又は光学積層体内の他のデブリの蓄積から保護できる。いくつかの実施形態では、ライナー４７０は、その光学的特性について選択できる。たとえば、ライナー４７０は、光学積層体４００のその他の部分にダメージを与えうるＵＶ光を吸収できる。ライナー４７０は、光学積層体４００の底部側上にしか示されていないが、いくつかの実施形態では、ライナー４７０は両側上にある。いくつかの実施形態では、一方の側しか必要ない。なぜなら、ライナーは、光学積層体４００がそれ自体の上に巻かれる際の保護を意図しているからである。ライナー４７０は、典型的には、その最終ディスプレイ用途において、光学積層体４００上に残ることが意図されていない。その理由から、ライナー４７０は、個別の変換ピース上で又は連続プロセスの一部としてのいずれかで、ライナー４７０の全体を除去できるように、適切な構造的統合性又は引裂き抵抗を有するよう選択できる。
接着剤４７２は、任意の好適な接着剤でありえ、きれいに除去できる接着剤としてのその好適性について選択できる。接着剤４７２は、感圧性接着剤でありうるか、又はそれを含みうる。いくつかの実施形態では、接着剤４７２は、延伸剥離可能な接着剤でありうる。いくつかの実施形態では、接着剤４７２は、再配置可能な接着剤でありうる。
統合型吸収－反射型偏光子を、以下のとおり調製した。単一の多層光学パケットを、以下の例外を除いて、米国特許出願公開第２０１１／０１０２８９１号（「Ｌｏｗ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｕｎｔ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ ｗｉｔｈ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｇａｉｎ」）に記載のとおり、共押出しした。第１の光学層は、国際公開第２０１４／１３０２８３号に記載のとおり、摂氏１２１～１２３度のＴｇを有するポリエチレンナフタレート（polyethylene naphthalate、ＰＥＮ）ホモポリマー（１００ｍｏｌ％のエチレングリコールを伴う１００ｍｏｌ％ナフタレンジカルボキシレート）及び４つの異なる二色性の共押出し可能な吸収染料（ＰＤ－３２５Ｈ、ＰＤ－３３５Ｈ、ＰＤ－１０４及びＰＤ－３１８Ｈ、すべて三井化学ファイン株式会社、東京、日本から入手可能）のブレンドから構成された。染料の重量パーセントは、以下のとおりだった。すなわち、ＰＤ－３２５Ｈ＝１．６７ｗｔ％、ＰＤ－３３５Ｈ＝０．２１ｗｔ％、ＰＤ－１０４＝０．６７ｗｔ％、及びＰＤ－３１８Ｈ＝１．２５ｗｔ％。第２のポリマー（第２の光学層）は、屈折率を約１．５７とし、一軸配向の際に実質的に等方性のままとなるようにした、ポリカーボネート及びコポリエステルのブレンド（ＰＣ：ｃｏＰＥＴ）だった。ＰＣ：ｃｏＰＥＴのモル比は、およそ４２．５ｍｏｌ％のＰＣ及び５７．５ｍｏｌ％のｃｏＰＥＴであり、摂氏１０５度のＴｇを有していた。キャスティングホイールの反対側の層のために使用されたポリマーは、９０／１０ｃｏＰＥＮ、９０％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から構成されるポリマーのブレンドだった。キャスティングホイールに面する層のために使用されたポリマーは、前に記載した、摂氏１２１～１２３度のＴｇを有するポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）ホモポリマー（１００ｍｏｌ％のエチレングリコールを伴う１００ｍｏｌ％ナフタレンジカルボキシレート）及び４つの異なる二色性の共押出し可能な吸収染料（ＰＤ－３２５Ｈ、ＰＤ－３３５Ｈ、ＰＤ－１０４及びＰＤ－３１８Ｈ）のブレンドだった。キャスティングホイールに面する層のために利用された染料の重量パーセントは、以下のとおりだった。すなわち、ＰＤ－３２５Ｈ＝０．９３ｗｔ％、ＰＤ－３３５Ｈ＝０．３５ｗｔ％、ＰＤ－１０４＝０．５６ｗｔ％、及びＰＤ－３１８Ｈ＝０．４１ｗｔ％。
材料は、別々の押出機から、多層共押出しフィードブロックへとフィードされ、そこでそれらは３０５交互光学層のパケットへと組み立てられた。第１の光学層材料のスキン層を、その目的に特化したマニホールドにおいて構造に追加し、３０７層を有する最終構造を得た。次に、多層メルトをフィルムダイを通じてチルロール上に、ポリエステルフィルムのための従来の仕方でキャスティングし、冷却した。次に、商業規模のリニアテンター（linear tenter）において、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号の実施例２に記載のものと同様の温度及び延伸プロファイルで、キャスティングされたウェブを延伸した。フィルムの厚さは、キャパシタンスゲージを用いて測定し、およそ４３マイクロメートルだった。
次に、統合型偏光子を利用して円形偏光子（circular polarizer、ＣＰ）を製造した。材料を溶媒でコーティングし、統合型偏光子のパス方向に対して４５度に方向づけられた光学遅軸を有する統合型偏光子上でＵＶ硬化した。コーティングされた層は、５５０ｎｍの波長で１３８ｎｍの位相差を有していた。（位相差は、Ｒｅ＝（ｎｉ－ｎｊ）＊ｄにより定義され、式中、ｎｉ－ｎｊは、コーティングされた材料の光学遅軸と速軸との間の平面内複屈折差であり、ｄは、コーティングされた層の厚さである。）利用したコーティング材料は、米国特許出願公開第２００２／０１８０９１６号、米国特許出願公開第２００３／０２８０４８号及び米国特許出願公開第２００５／００７２９５９号に記載のものと同様の材料であり、直鎖状光重合性ポリマー（linear photopolymerizable polymer、ＬＰＰ）材料は、ＲＯＰ－１３１ ＥＸＰ ３０６ ＬＰＰ であり、液晶ポリマー（liquid crystal polymer、ＬＣＰ）材料は、ＲＯＦ－５１８５ ＥＸＰ ４１０ ＬＣＰ（両方ともＲｏｌｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ａｌｌｓｃｈｗｉｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄから入手可能）だった。対応する統合型ＣＰは、約４４μｍの厚さを有していた。次に、統合型ＣＰを、光学的に透明な感圧性接着剤（optically clear pressure sensitive adhesive、ＯＣＡ）を用いてＯＬＥＤディスプレイ（ＳＡＭＳＵＮＧ ＧＡＬＡＸＹ Ｓ ５、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｓｕｗｏｎ，Ｓｏｕｔｈ Ｋｏｒｅａから入手可能、及びＬＧ Ｇ ＦＬＥＸ、ＬＧ Ｃｏｒｐ．，Ｓｅｏｕｌ，Ｓｏｕｔｈ Ｋｏｒｅａから入手可能）に積層し、その色性能を、Ｅｌｄｉｍ Ｌ８０ Ｓｐｅｃｔｒａｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ（Ｅｌｄｉｍ，Ｈｅｒｏｕｖｉｌｌｅ－Ｓａｉｎｔ－Ｃｌａｉｒ，Ｆｒａｎｃｅから入手可能）を用いて測定した。ディスプレイ５１０における視野角の関数として色変化を決定するため、図５に示すとおり、ディスプレイ垂線に対して軸上５２０ｎ（垂直入射）及び６０度軸外５２０ｏ（斜入射）で色測定値を採取した。４５度の増分をとる０～１３５度の方位角の様々な点で測定値を採取し、平均した。
統合型ＣＰについて輝度及び反射率もまた測定した。これらを表１，２に示す。輝度はＰＲ－６５０ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｃ．，Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ ＣＡから入手可能）を介して測定し、反射率はＬａｍｂｄａ ９００ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ，Ｗａｌｔｈａｍ ＭＡから入手可能）を介して測定した。輝度を測定するため、上述のとおり製造した統合型ＣＰを有するＯＬＥＤデバイスを、ＯＣＡを使用して白色スクリーンに積層し、ＯＬＥＤデバイスの画素に画像の焦点が合うまでＰＲ－６５０を調整した。次に、ＰＲ－６５０を用いて輝度をＣｄ／ｍ＾２で測定した。反射率測定のための第１の工程は、参照鏡標準を使用して機器をオートゼロ設定することだった。鏡は、Ｌａｍｂｄａ分光計の出入口に面して置き、パーセント反射率を測定した。オートゼロ設定完了後、統合型ＣＰを有するＯＬＥＤデバイスを、ＯＣＡを使用して、出入口に面して置かれたカプセル化ガラスに積層し、パーセント反射率を測定し、標準鏡に対して正規化した。ＯＬＥＤ－ＣＰ厚さ値を、入手時のままのＳＡＭＳＵＮＧ及びＬＧデバイスのＳＥＭ断面により得た。
（実施例２）
実施例１の統合型吸収－反射型偏光子を、円形偏光子を製造するために使用した。統合型偏光子フィルムを、光学的に透明な感圧性接着剤（ＯＣＡ）を用いてＡＰＱＷ９２－００４－ＭＴ、の商品名を有する四分の一波長板（quarter wave plate、ＱＷＰ）（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ，Ｉｎｃ．，Ｒｅａｄｉｎｇ，ＰＡから入手可能）に積層した。ＱＷＰ光軸は、統合型偏光子の光軸に対して４５度とした。ＱＷＰの厚さは、１１０μｍだった。次に、統合型ＣＰを、光学的に透明な感圧性接着剤（ＯＣＡ）を用いて、ＯＬＥＤディスプレイに積層し、その輝度、反射率、色性能、及び厚さを、前に論じて表１，２に報告したとおり測定した。
実施例１の統合型吸収－反射型偏光子を、円形偏光子を製造するために使用した。統合型偏光子フィルムを、光学的に透明な感圧性接着剤（ＯＣＡ）を用いてＡＰＱＷ９２－００４－ＭＴ、の商品名を有する四分の一波長板（quarter wave plate、ＱＷＰ）（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ，Ｉｎｃ．，Ｒｅａｄｉｎｇ，ＰＡから入手可能）に積層した。ＱＷＰ光軸は、統合型偏光子の光軸に対して４５度とした。ＱＷＰの厚さは、１１０μｍだった。次に、統合型ＣＰを、光学的に透明な感圧性接着剤（ＯＣＡ）を用いて、ＯＬＥＤディスプレイに積層し、その輝度、反射率、色性能、及び厚さを、前に論じて表１，２に報告したとおり測定した。
（実施例３）
フィルムがｘ方向に延伸される間、ｙ及びｚ方向に実質的に等しく接触又は緩和できるよう、キャスティングされたウェブをパラボリックテンター（parabolic tenter）において、非拘束一軸延伸を使用して延伸したことを除き、実施例１のとおり複屈折性統合型吸収－反射型偏光子を調製した。使用した温度及び延伸比は、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号の実施例２に記載のものと同様だった。横断方向（transverse direction、ＴＤ）延伸比は６．０×と測定された一方で、ダウンウェブ又は長手方向（machine direction、ＭＤ）延伸比は、０．４８×と測定された。
フィルムがｘ方向に延伸される間、ｙ及びｚ方向に実質的に等しく接触又は緩和できるよう、キャスティングされたウェブをパラボリックテンター（parabolic tenter）において、非拘束一軸延伸を使用して延伸したことを除き、実施例１のとおり複屈折性統合型吸収－反射型偏光子を調製した。使用した温度及び延伸比は、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号の実施例２に記載のものと同様だった。横断方向（transverse direction、ＴＤ）延伸比は６．０×と測定された一方で、ダウンウェブ又は長手方向（machine direction、ＭＤ）延伸比は、０．４８×と測定された。
統合型偏光子を利用する円形偏光子を創出するため、材料を溶媒でコーティングし、実施例１のものと同様の統合型偏光子上でＵＶ硬化させた。対応する統合型ＣＰは、約４７マイクロメートル＋１マイクロメートルで、全部で４８マイクロメートルの厚さを有していた。次に、統合型ＣＰを、前の実施例におけるとおり、輝度、色性能及び反射率について測定した。結果を表１，２に示す。
（実施例４）
実施例３の統合型偏光子フィルムを、実施例２におけるのと同じＱＷＰを用いて積層し、統合型ＣＰを創出した。次に、統合型ＣＰを、前の実施例におけるとおり、輝度、色性能及び反射率について測定した。結果を表１，２に示す。
実施例３の統合型偏光子フィルムを、実施例２におけるのと同じＱＷＰを用いて積層し、統合型ＣＰを創出した。次に、統合型ＣＰを、前の実施例におけるとおり、輝度、色性能及び反射率について測定した。結果を表１，２に示す。
（実施例５）
複屈折性統合型吸収－反射型偏光子を、以下の例外を除いて実施例１にあるとおり調製した。第１の光学層は、前述のとおり、９０／１０ｃｏＰＥＮ、９０％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から構成されるポリマー、並びに４つの異なる二色性の共押出し可能な吸収染料（ＰＤ－３２５Ｈ、ＰＤ－３３５Ｈ、ＰＤ－１０４及びＰＤ－３１８Ｈ）のブレンドから構成された。実施例５において利用した染料の重量パーセントは、以下のとおりだった。すなわち、ＰＤ－３２５Ｈ＝０．９３ｗｔ％、ＰＤ－３３５Ｈ＝０．１２ｗｔ％、ＰＤ－１０４＝０．３７ｗｔ％、及びＰＤ－３１８Ｈ＝０．６９ｗｔ％。第１の光学層内で利用した染料は、実施例１～４で使用したもののおよそ半分だった。次に、統合型ＣＰを、前の実施例におけるとおり、輝度、色性能及び反射率について測定した。結果を表１，２に示す。
複屈折性統合型吸収－反射型偏光子を、以下の例外を除いて実施例１にあるとおり調製した。第１の光学層は、前述のとおり、９０／１０ｃｏＰＥＮ、９０％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から構成されるポリマー、並びに４つの異なる二色性の共押出し可能な吸収染料（ＰＤ－３２５Ｈ、ＰＤ－３３５Ｈ、ＰＤ－１０４及びＰＤ－３１８Ｈ）のブレンドから構成された。実施例５において利用した染料の重量パーセントは、以下のとおりだった。すなわち、ＰＤ－３２５Ｈ＝０．９３ｗｔ％、ＰＤ－３３５Ｈ＝０．１２ｗｔ％、ＰＤ－１０４＝０．３７ｗｔ％、及びＰＤ－３１８Ｈ＝０．６９ｗｔ％。第１の光学層内で利用した染料は、実施例１～４で使用したもののおよそ半分だった。次に、統合型ＣＰを、前の実施例におけるとおり、輝度、色性能及び反射率について測定した。結果を表１，２に示す。
（実施例６）
実施例５の統合型偏光子フィルムを、実施例２におけるのと同じＱＷＰを用いて積層し、統合型ＣＰを創出した。次に、統合型ＣＰを、前の実施例におけるとおり、輝度、色性能及び反射率について測定した。結果を表１，２に示す。
実施例５の統合型偏光子フィルムを、実施例２におけるのと同じＱＷＰを用いて積層し、統合型ＣＰを創出した。次に、統合型ＣＰを、前の実施例におけるとおり、輝度、色性能及び反射率について測定した。結果を表１，２に示す。
（実施例７）
キャスティングされたウェブを実施例３におけるものと同様に延伸したが、６．０×のＴＤ比及び０．４６×のＭＤ比だったことを除き、実施例５のとおり複屈折性統合型吸収－反射型偏光子を調製した。次に、統合型ＣＰを、前の実施例におけるとおり、輝度、色性能及び反射率について測定した。結果を表１，２に示す。
キャスティングされたウェブを実施例３におけるものと同様に延伸したが、６．０×のＴＤ比及び０．４６×のＭＤ比だったことを除き、実施例５のとおり複屈折性統合型吸収－反射型偏光子を調製した。次に、統合型ＣＰを、前の実施例におけるとおり、輝度、色性能及び反射率について測定した。結果を表１，２に示す。
（実施例８）
実施例７の統合型偏光子フィルムを、実施例２におけるのと同じＱＷＰを用いて積層し、統合型ＣＰを創出した。次に、統合型ＣＰを、前の実施例におけるとおり、輝度、色性能及び反射率について測定した。結果を表１，２に示す。
実施例７の統合型偏光子フィルムを、実施例２におけるのと同じＱＷＰを用いて積層し、統合型ＣＰを創出した。次に、統合型ＣＰを、前の実施例におけるとおり、輝度、色性能及び反射率について測定した。結果を表１，２に示す。
比較例１ Ｓａｎｒｉｔｚ ５６１８ Ｈ－Ｔｙｐｅ偏光子（Ｓａｎｒｉｔｚ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｃｈｕｌａ Ｖｉｓｔａ ＣＡから入手可能）、及び実施例２に記載の四分の一波長フィルムからなる２層光学積層体を、Ｓａｎｒｉｔｚ偏光子のパス軸に対し４５度で積層した。３つのフィルムを、２５マイクロメートルの厚さの光学的に透明な接着剤８１７１（３Ｍ Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ ＭＮから入手可能）を使用して互いに積層した。フィルム積層体を、前述のとおり、ＯＬＥＤ性能及び厚さについて測定した。結果を表１，２に示す。
比較例２ ３層光学積層体を製造した。ＡＰＦ－Ｖ３吸収型偏光子（３Ｍ Ｃｏ．から入手可能）、Ｓａｎｒｉｔｚ ５６１８ Ｈ－Ｔｙｐｅ偏光子、及び実施例２の四分の一波長フィルムからなっていた。四分の一波長板を、ＡＰＦ－Ｖ３及びＳａｎｒｉｔｚ偏光子のパス軸に対して４５度で積層した。ＡＰＦ－Ｖ３及びＳａｎｒｉｔｚ偏光子のパス方向を整列させた。２５マイクロメートルの厚さの光学的に透明な接着剤８１７１を、３つのフィルムを互いに積層するために再び使用した。フィルム積層体を、前述のとおり、ＯＬＥＤ性能及び厚さについて測定した。結果を表１，２に示す。
実施例１～８について表１，２に提示する値は、ＯＬＥＤデバイスのディスプレイ性能属性の観点から、概ね許容可能なものと考えられる。
以下は、本開示による例示的実施形態である。
項目１．光学積層体であって、
頂面及び底面を有する光学コアであって、
底面よりも頂面近くに位置する少なくとも１つのスキン層を有する反射－吸収型偏光子を含み、少なくとも１つのスキン層が偏光染料を含む、光学コアと、
光学コアの底面上に直接配置された四分の一波長板とを含み、
光学コアの外側に偏光選択性素子を含まない、光学積層体。
頂面及び底面を有する光学コアであって、
底面よりも頂面近くに位置する少なくとも１つのスキン層を有する反射－吸収型偏光子を含み、少なくとも１つのスキン層が偏光染料を含む、光学コアと、
光学コアの底面上に直接配置された四分の一波長板とを含み、
光学コアの外側に偏光選択性素子を含まない、光学積層体。
項目２．光学コアの全体が延伸されて一緒にされている、項目１に記載の光学積層体。
項目３．光学コア全体が共押出しされた、項目１に記載の光学積層体。
項目４．反射－吸収型偏光子が、頂面よりも底面近くに位置する第２のスキン層を含む、項目１に記載の光学積層体。
項目５．頂面よりも底面近くに位置する拡散反射型偏光層を含む、項目１に記載の光学積層体。
項目６．拡散反射型偏光層が第１のポリマー及び第２のポリマーを含み、第１のポリマーと第２のポリマーとが不混和性である、項目５に記載の光学積層体。
項目７．第１のポリマー及び第２のポリマーのうちの少なくとも一方が複屈折性ポリマーである、項目６に記載の光学積層体。
項目８．少なくとも１つの保護層を更に含むが、光学コア内には含まない、項目１に記載の光学積層体。
項目９．少なくとも１つの保護層が拡散面構造を含む、項目８に記載の光学積層体。
項目１０．少なくとも１つの保護層がバルク拡散体を含む、項目８に記載の光学積層体。
項目１１．少なくとも２つの保護層を更に含むが、光学コア内には含まない、項目１に
記載の光学積層体。
記載の光学積層体。
項目１２．光学コアが、四分の一波長板と合わせて１００マイクロメートル以下の総厚さを有する、項目１に記載の光学積層体。
項目１３．１００マイクロメートル以下の総厚さを有する、項目１に記載の光学積層体。
項目１４．少なくとも１つの光源及び項目１に記載の光学積層体を含み、光学積層体が、光学積層体の底面が頂面よりも少なくとも１つの光源近くに位置するよう配置された、発光ディスプレイ。
項目１５．光学的に透明な接着剤の層及びライナーを更に含み、光学的に透明な接着剤が、ライナーと光学積層体のその他の部分との間に配置される、項目１に記載の光学積層体。
項目１６．項目１５に記載の光学積層体を含む、フィルムのロール。
項目１７．光学コアの頂面上に配置されたバルク拡散体を更に含む、項目１に記載の光学積層体。
項目１８．光学コアの頂面上に配置された表面拡散体を更に含む、項目１に記載の光学積層体。
項目１９．反射－吸収型偏光子が、複数の交互にある第１及び第２のポリマー層を含み、第１のポリマー層が、第２のポリマー層よりも高い屈折率を有し、第１のポリマー層が、偏光染料を含む、項目１に記載の光学積層体。
項目２０．反射－吸収型偏光子が、
複数の交互にある第１及び第２のポリマー層を含み、交互にある第１及び第２のポリマー層のそれぞれが、偏光染料を実質的に含まない、反射性偏光子部と、
複数の交互にある第３及び第４のポリマー層を含むハイブリッド偏光子部とを含み、
第３のポリマー層が、第４の層よりも高い屈折率を有し、
第３のポリマー層が、偏光染料を含み、
反射性偏光子部及びハイブリッド偏光子部が、互いに隣接して配置される、項目１に記載の光学積層体。
複数の交互にある第１及び第２のポリマー層を含み、交互にある第１及び第２のポリマー層のそれぞれが、偏光染料を実質的に含まない、反射性偏光子部と、
複数の交互にある第３及び第４のポリマー層を含むハイブリッド偏光子部とを含み、
第３のポリマー層が、第４の層よりも高い屈折率を有し、
第３のポリマー層が、偏光染料を含み、
反射性偏光子部及びハイブリッド偏光子部が、互いに隣接して配置される、項目１に記載の光学積層体。
図の要素の説明は、特に指示のない限り、他の図の対応する要素に等しく適用されるものと理解すべきである。本発明が、上述の特定の実施例及び実施形態に限定されると考えられるべきではない。なぜなら、かかる実施形態は、本発明の様々な態様の説明を容易にするために詳細に説明されるからである。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物により定義される本発明の範囲内に収まる様々な修正、均等なプロセス、及び代替デバイスを含む、本発明の全態様を包含すると理解すべきである。
Claims (6)
- 頂面及び底面を有する光学コアであって、複数の交互にある第１及び第２のポリマー層を含むハイブリッド偏光子部と、前記ハイブリッド偏光子部上に位置するスキン層とを含み、
前記第１のポリマー層の屈折率が前記第２のポリマー層の屈折率よりも高く、
前記スキン層及び前記第１のポリマー層は偏光染料を含み、
単位体積当たりの前記偏光染料の充填量は、前記スキン層及び前記第１のポリマー層で同じであり、
前記スキン層は、前記第１のポリマー層及び前記第２のポリマー層よりも厚い、光学コアと、
前記光学コアの前記底面上に直接配置された四分の一波長板と、を含む光学積層体。 - 前記第１のポリマー層及び前記スキン層の前記偏光染料は、同じ延伸方向に方向づけられている、請求項１に記載の光学積層体。
- 前記スキン層の厚さは、０．５～１５μｍの範囲である、請求項１に記載の光学積層体。
- 前記光学コアが、前記四分の一波長板と合わせて１００マイクロメートル以下の総厚さを有する、請求項１に記載の光学積層体。
- １００マイクロメートル以下の総厚さを有する、請求項１に記載の光学積層体。
- 前記光学コアが、
複数の交互にある第３及び第４のポリマー層を更に含み、
前記第３のポリマー層が、前記第４のポリマー層よりも高い屈折率を有し、
前記第３のポリマー層及び前記第４のポリマー層のそれぞれが、偏光染料を実質的に含まず、
前記第１及び第２のポリマー層からなる第１の交互層と前記第３及び第４のポリマー層からなる第２の交互層とが、互いに隣接して配置される請求項１に記載の光学積層体。
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