JP7386165B2 - 色シフトを補正するための部分反射体 - Google Patents

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Description

複数のポリマー層を含む反射フィルムが知られている。このようなフィルムの例としては、隣接する層が異なる屈折率を有する交互のポリマー層を含むミラー及び偏光子が挙げられる。
ディスプレイは、視野角による色シフトを呈する場合がある。
本明細書のいくつかの態様では、光学積層体を含む波長及び偏光依存性部分反射体が提供される。光学積層体は、各光学繰り返し単位が第1及び第2のポリマー層を含む、複数の光学繰り返し単位を含む。波長λ1<λ2<λ3の場合に、部分反射体は、第1の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ1~λ3の波長に関して少なくとも85%の透過率を有する。部分反射体は、直交する第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有する。部分反射体は、その光学繰り返し単位のf比、第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差、及び光学積層体内の光学繰り返し単位の総数が、第1の反射帯域が第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~97%の平均反射率を有するようなものとなっている。光学繰り返し単位は、(λ3-λ2)/(λ3+λ2)が0.05~0.2の範囲内にあり、第1の反射帯域は主反射帯域であり、λ3は少なくとも700nmかつ2500nm以下であるような光学厚さの範囲を有する。
本明細書のいくつかの態様では、光学積層体を備える波長及び偏光依存性部分反射体が提供される。光学積層体は複数の光学繰り返し単位を含み、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含み、第1の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnyであり、直交する第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnxであり、|Δnx|は少なくとも0.1であり、|Δny|は0.04以下である。第2の軸に沿った屈折率に関して、光学繰り返し単位は、光学積層体の第1の面に近接する最小光学厚さT1、及び光学積層体の反対側の第2の面に近接する最大光学厚さT2を有する。(T2-T1)/(T2+T1)は0.05~0.2の範囲内にあり、T2は少なくとも350nmかつ1250nm以下である。
本明細書のいくつかの態様では、直線吸収偏光子と、リターダと、直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された反射偏光子と、を含む、円偏光子が提供される。反射偏光子は、600nm以上の波長に短波長帯域端を有する主反射帯域を有する。
本明細書のいくつかの態様では、直線吸収偏光子と、リターダと、直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された反射偏光子と、を含む、円偏光子が提供される。反射偏光子は、各光学繰り返し単位が第1及び第2のポリマー層を含む、複数の光学繰り返し単位を含む光学積層体を含む。第1の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnyであり、直交する第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnxであり、|Δx|は少なくとも0.1であり、|Δny|は0.04以下である。第2の軸に沿った屈折率に関して、光学繰り返し単位は、光学積層体の第1の面に近接する最小光学厚さT1、及び光学積層体の反対側の第2の面に近接する最大光学厚さT2を有し、T2は少なくとも300nmである。
本明細書のいくつかの態様では、有機発光ダイオードディスプレイパネルと、ディスプレイパネルに近接して配置された円偏光子と、を含むディスプレイが提供される。有機発光ダイオードディスプレイパネルは、λa<λb<λcを満たす第1、第2、及び第3のピーク発光波長λa、λa、及びλbを有する発光スペクトルを有する。円偏光子は、直線吸収偏光子と、直線吸収偏光子とディスプレイパネルとの間に配置されたリターダと、直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された反射偏光子と、を含む。反射偏光子は、反射偏光子の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λa~λcの波長に関して少なくとも85%の透過率を、及び、反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、(λa+λb)/2~(λb+λc)/2の波長に関して少なくとも85%の透過率を有する。波長λ3>λcでありかつ波長λ2が(λb+λc)/2<λ2<λ3を満たす場合、反射偏光子は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有する。第1の反射帯域は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、15%~97%の平均反射率を有する。
本明細書のいくつかの態様では、有機発光ダイオードディスプレイパネルと、ディスプレイパネルに近接して配置された円偏光子と、を含むディスプレイが提供される。有機発光ダイオードディスプレイパネルは、λa<λb<λcを満たす第1、第2、及び第3のピーク発光波長λa、λa、及びλbを有する発光スペクトルを有する。
円偏光子は、直線吸収偏光子と、直線吸収偏光子とディスプレイパネルとの間に配置されたリターダと、直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された反射偏光子と、を含む。反射偏光子は、反射偏光子の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λa~λcの波長に関して少なくとも85%の透過率を、及び、反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、(λa+λb)/2~(λb+λc)/2の波長に関して少なくとも85%の透過率を有する。波長λ3>λcでありかつ波長λ2が(λb+λc)/2<λ2<λ3を満たす場合、反射偏光子は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ2及びλ3の帯域端を有する主反射帯域を有する。
本明細書のいくつかの態様では、有機発光ダイオードディスプレイパネルと、ディスプレイパネルに近接して配置された円偏光子と、を含むディスプレイが提供される。円偏光子は、直線吸収偏光子と、直線吸収偏光子とディスプレイパネルとの間に配置されたリターダと、直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された波長及び偏光依存性部分反射体と、を含む。部分反射体は、ディスプレイの45度の視野角におけるΔu’v’色シフトが、部分反射体を含まないがその他の点では同等である円偏光子を有するがその他の点では同等であるディスプレイのΔu’v’色シフトの0.8倍以下となるような、色補正部分反射体である。
多層光学フィルムの例示的な光学繰り返し単位の概略的斜視図である。 部分反射体の概略側面図である。 多層光学フィルムの層厚さプロファイルの概略図である。 多層光学フィルムの層厚さプロファイルの概略図である。 波長及び偏光依存性部分反射体の透過率対波長の概略プロットである。 部分反射体の透過スペクトルの概略的なグラフである。 円形偏光子の概略断面図である。 部分反射体の通過軸、直線吸収偏光子の通過軸、及びリターダの進相軸の概略図である。 リターダの概略断面図である。 色収差の無いリターダの位相差対波長の概略プロットである。 第1のリターダ層の第1の進相軸及び第2のリターダ層の第2の進相軸の概略図である。 円偏光子及び有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイパネルを含むディスプレイの概略断面図である。 円偏光子及び有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイパネルを含むディスプレイの概略断面図である。 視野角を有するディスプレイの色出力の変化を示す概略色度プロットである。 視野角を有するディスプレイの色出力の変化を示す概略色度プロットである。 ディスプレイが完全にオンであるときにディスプレイに垂直に見たときの、ディスプレイによって生成されるスペクトルの概略プロットである。 Apple Watch(AW)及びSamsung Galaxy Tablet 2(S2)の市販サンプルに対する、-60~60度の傾斜角度に対するCIE(Commission Internationale de l’Eclairage)xy色プロットである。 実施例1の反射偏光子の層厚さプロファイルのプロットである。 実施例1の反射偏光子の透過スペクトルのプロットである。 実施例2の反射偏光子の層厚さプロファイルのプロットである。 実施例2の反射偏光子の透過スペクトルのプロットである。 0度及び60度の傾斜角での遮断偏光状態に対する実施例2の反射偏光子の透過スペクトルの、並びにOLEDディスプレイの発光スペクトルの、プロットである。 様々な視野角に対する波長の関数としての、実施例8のゲインのプロットである。 実施例2及び比較例2の反射率スペクトルのプロットである。 実施例3の反射偏光子の層厚さプロファイルのプロットである。 垂直入射における通過偏光状態に関する、並びに垂直入射における及び60度の入射角における遮断偏光状態に関する、実施例3の反射偏光子の透過スペクトルのプロットである。 -60度~60度の視野角についての、実施例4及び比較例1のCIE色プロットである。 実施例4及び比較例1の色シフト対傾斜角のプロットである。 垂直入射における通過偏光状態に関する、並びに垂直入射における及び60度の入射角における遮断偏光状態に関する、実施例5の反射偏光子の透過スペクトルのプロットである。 -60度~60度の視野角についての、実施例5及び比較例1のCIE色プロットである。 比較例3の反射偏光子の垂直入射透過スペクトルのプロットである。
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、必ずしも正確な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、限定的な意味では解釈されないものとする。
本明細書のいくつかの実施形態による波長及び偏光依存性部分反射体は、例えば、部分反射体が有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイの円偏光子に使用されるときに、OLEDディスプレイの視野角による色シフトを低減するのに有用である。いくつかの実施形態では、部分反射体は、直交する偏光状態用ではないある偏光状態用の反射帯域を有するため、反射偏光子と、又は部分反射偏光子と呼ぶ場合もある。反射帯域の、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は、典型的には97%未満、又は95%未満、又は90%未満、又は75%未満、又は60%未満である。反射帯域は、典型的には98%を超える平均反射率を提供する従来の多層光学フィルムミラー又は反射偏光子の反射帯域よりも、弱くてよい。部分反射体は、制御された帯域端及び入射角に対して調整された反射率を有する、複屈折多層光学フィルムであってもよい。部分反射体は、ディスプレイに組み込まれたときに軸上での視覚効果は最小限であるが、軸外の所望の波長に対しては光学ゲインが得られるように設計されてもよい。OLEDディスプレイに本明細書の部分反射体を利用することにより、波長及び視野角依存性ゲインを提供することによって、OLEDディスプレイのバックプレーンの典型的には拡散性である特性にもかかわらず、画質を犠牲にすることなく視野角の変化に対する色均一性を改善できることが見出された。
いくつかの実施形態では、部分反射体は、OLEDディスプレイから部分反射体へと垂直入射する光への影響は無視できる程度であるが、部分反射体に非垂直入射で入射する光の一部を再利用することによって、非垂直入射における波長依存性ゲインを提供するように構成される。このことは、反射帯域を、垂直入射において主として近赤外(700nm~2500nmの波長)内となるように選択することによって達成できる。非垂直視野角では、反射帯域は赤色波長範囲(600nm~700nmの波長)へとシフトされ、これは、視野角の増大と共に増加する赤色波長のゲインをもたらし得る。いくつかの実施形態では、部分反射体は、垂直入射において波長依存性ゲインをもたらし得るとともに、(例えば、青色光の一部を再利用するために主反射帯域の第2の高調波を含むことによって)波長依存ゲインをもたらし得る。このことは例えば、ディスプレイから所望の光出力を提供する際の更なる融通性を可能にするために、又は、ディスプレイが完全にオンであるときの垂直入射における光出力の色温度を補正するために、行うことができる。本明細書の部分反射体はまた、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、他のディスプレイ用途及びディスプレイ以外の用途においても有用である。
本明細書の波長及び偏光依存性部分反射体又は反射偏光子は、典型的には、複数の光学繰り返し単位を含む光学積層体を含む多層光学フィルムであり、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含む。図1は、多層光学フィルム100の例示的な光学繰り返し単位(ORU)の概略的斜視図である。図1は、多層光学フィルム100の2層のみを示すが、フィルム100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を含み得る。フィルム100は、個別のミクロ層102、104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102、104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、積層体の厚さ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。隣接するマイクロ層の境界面で一部の光が反射されるように、これらのマイ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、該当する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。いくつかの実施形態では、本明細書の光学フィルムには、ミクロ層の単一のパケット又は積層体のみが含まれている。
複数のミクロ層のうちの1つ(例えば、図1のミクロ層102、又は図2の「A」層)の、主たるx、y、及びz軸に沿った偏光に関する屈折率は、それぞれn1x、n1y、及びn1zである。相互に直交する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1の層104、又は図2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。波長が反射偏光子又は偏光依存性部分反射体の反射帯域内にある場合、反射偏光子又は偏光依存性部分反射体は、通過軸又は第1の軸と呼ぶ場合のある1つの面内軸に沿って偏光された垂直入射光を比較的強く透過し、遮断軸又は第2の軸と呼ぶ場合のある直交する面内軸に沿って偏光された垂直入射光を比較的強く反射する、光学体であると考えることができる。
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整することができる。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。ゼロ又はゼロに近い大きさのz-屈折率不整合は、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、マイクロ層の間の境界面を与える。更に、z-屈折率不整合Δnzは、面内屈折率差Δnxと比較して反対の極性を有するように、例えばΔnx>0であるとき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、入射角の増加とともに増加する境界面を与える。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当然該当し、これは例えば、(通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2の概略側面図では、多数のORUが見えるように、多層光学フィルム110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2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個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110は、実質的により厚い層112を有するものとして示され、この層112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若しくはパケット(それが存在する場合には)から分離し得る、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。多層光学フィルム110は、反対側にある第1及び第2の面115及び117を有する単一の積層体113を含む。
いくつかの実施形態では、より厚い層112は、光学積層体によって提供される強め合う干渉及び弱め合う干渉に有意に寄与するには厚過ぎるという意味で、光学的に厚い。いくつかの実施形態では、光学的に厚い層は、少なくとも1マイクロメートル、又は少なくとも2マイクロメートル、又は少なくとも3マイクロメートル、又は少なくとも5マイクロメートルである、物理的厚さ及び光学厚さのうちの少なくとも1つを有する。いくつかの実施形態では、OLEDディスプレイで使用される円偏光子は、ディスプレイが完全にオンであるときの視野角に対する色均一性を改善するために、直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された本明細書の部分反射体を含む。
いくつかの場合において、所与の積層体又はパケットのミクロ層は、1/4波積層体に対応する厚さ及び屈折率値を有することができる。すなわち、等しい光学厚さの2つの隣接するミクロ層をそれぞれ有するORUに構成され、そのようなORUは、波長λが光学繰り返し単位の全体の光学厚さの二倍である、建設的干渉光により反射するのに有効である。構成体の「光学厚さ」は、物理的厚さに屈折率をかけた値を指す。偏光依存性部分反射体の場合、光学厚さを決定する際に使用される屈折率は、反射帯域がより強く反射する部分反射体の軸に沿った屈折率である(例えば、反射偏光子の遮断軸)。各ORU内の2つの隣接するミクロ層が同等の光学厚さを有する1/4波積層体は、0.5又は50%の「f比」を有するものとされる。これに関して「f比」は、構成層「A」の光学厚さと完成した光学繰り返し単位の光学厚さとの比を指し、ここで、構成層「A」は、構成層「B」より高い屈折率を有すると仮定される。層「B」がより高い屈折率を有する場合、「f比」は、構成層「B」の光学厚さと完成した光学繰り返し単位の光学厚さとの比を指す。50%のf比の使用は、多くの場合、ミクロ層の積層体の1次(主)反射帯域の反射能を最大化するので、望ましいとみなされる。しかし、50%のf比は、2次(第2の高調波)の反射帯域(及びより高い偶数次)を抑制又は排除する。このことはまた多くの場合、多くの用途において望ましいと考えられるが、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、所望の色出力を達成する際に更なる融通性をもたらすために主反射帯域の第2の高調波を利用できるため、用途によっては2次反射帯域を抑制することが望ましくない場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、青色波長範囲における反射をもたらすために、第2の高調波が使用される。更に、いくつかの実施形態によれば、反射帯域が比較的低い反射率を有することが望ましい場合がある。この場合、所望の反射率を提供するために、層の総数及び光学繰り返し単位中の層間の屈折率の差に加えて、より小さいf比(又は1により近いf比)を選択することができる。主反射帯域の相対反射能及びf比の関数としての主反射帯域の高調波の相対反射能は、例えば、米国特許第9,279,921号(Kivelら)に記載されており、これは、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。
いくつかの実施形態では、f比は、0.06、若しくは0.1、若しくは0.2~0.4の範囲内、又は、0.6~0.8、若しくは0.9、若しくは0.94の範囲内である。他の実施形態では、f比は、例えば0.4~0.6の範囲内である。図2の実施形態において、「A」層は、「B」層よりも全体的に薄いものとして図示されている。図示されている各光学繰り返し単位(ORU1、ORU2など)は、その構成層「A」及び「B」の光学厚さの合計と等しい光学厚さ(OT1、OT2など)を有し、各光学繰り返し単位は、その波長λがORUの全体的な光学厚さの2倍である光の1次反射を提供する。
妥当な数の層により所望の反射率を達成するために、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0.05、又は少なくとも0.1、又は少なくとも0.15の屈折率の差(|Δnx|)を呈することができる。隣接するミクロ層は、y軸に沿った偏光に対する屈折率(|Δny|)の差がより小さい場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、|Δny|は0.04以下、又は0.02以下、又は0.01以下である。Δいくつかの実施形態では、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)、この不整合は、面内屈折率不整合(単数又は複数)と同じ又は反対の極性又は符号であり得る。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は、そのようなΔnzの調整によって制御することができる。屈折率及び屈折率差は、固定基準波長(例えば、532nm)で指定されてもよく、又は、各光学繰り返し単位に対して、その光学繰り返し単位が反射するように構成されている波長で指定されてもよい。
いくつかの実施形態では、光学積層体内の光学繰り返し単位の総数は、少なくとも25個、又は少なくとも30個、又は少なくとも35個、又は少なくとも40個である。いくつかの実施形態では、光学繰り返し単位の総数は、300個以下、又は200個以下、又は180個以下、又は160個以下、又は150個以下である。より多数の光学繰り返し単位を、より小さい(又は1により近い)f比を有する実施形態で使用することができ、より少数の光学繰り返し単位を、0.5に近いf比を有する実施形態で使用することができる。
多層光学フィルムの少なくとも1つのパケット中のミクロ層のうちの少なくともいくつかは、複屈折性、例えば、一軸複屈折性のものであってよい。いくつかの場合では、各ORUは、1つの複屈折性ミクロ層と、等方性であるか又はもう一方のミクロ層に比べて低い程度の複屈折性を有する第2ミクロ層とを含んでもよい。別の場合において、各ORUは、2つの複屈折性ミクロ層を含んでもよい。
多層光学フィルムは、任意の好適な光透過性材料を用いて製造できるが、多くの場合、低吸収性ポリマー材料を使用することが有益である。そのような材料により、可視波長及び赤外波長におけるミクロ層積層体の吸収率は、小さく又は無視できる程度にすることができ、任意の所与の波長における、任意の特定の入射角及び偏光状態に対する積層体(又はそれが一部である光学フィルム)の反射率及び透過率の合計は、近似的に100%、すなわち、R+T≒100%、又はR≒100%-Tとなる。例示的な多層光学フィルムは、ポリマー材料から形成され、共押出成形プロセス、キャスティングプロセス、及び配向プロセスを用いて作製することができる。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」、及び特許出願公開第US2011/0272849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てい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、それぞれのポリマーを、供給ストリーム又は溶融ストリームとして連続的かつ安定したやり方で適切に供給、溶融、混合、及びポンプ移送するように選択される。溶融ストリームの各々を形成し、維持するために使用される温度は、温度範囲の下限で凍結、結晶化又は過度な圧力低下を回避し、温度範囲の上限で材料劣化を回避する範囲内で選択され得る。
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)好適な供給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、ただしこの供給ブロックは、(i)第1及び第2の流れチャネルを備える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、固有の対応する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の端部は、流れチャネルと流体連通し、導管の第2の端部は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、この導管付近に配置された軸ロッドヒータとを含み、(c)複合ストリームに押出ダイを通過させて、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て、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、仕上げフィルムと同じ数の層を有し得るが、キャストフィルムの層は、典型的には、完成フィルムの層よりもはるかに厚い。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、軸ロッドヒータの熱領域制御によって実現することができ、例えば、米国特許第6,783,349号(Neavinら)を参照されたい。
多層ウェブがチルロール上で冷却された後、これを伸張又は延伸して、最終的な又はほぼ最終的な多層光学フィルムを製造することができる。伸張又は延伸は、所望の最終的な厚さになるように層を薄化し、層の少なくとも一部が複屈折性となるように層を方向付ける、という2つの目標を達成する。方向付けること又は延伸は、クロスウェブ方向に沿って(例えばテンターにより)、ダウンウェブ方向に沿って(例えばレングスオリエンタ(length orienter)により)、又はそれらの任意の組み合わせで、同時に又は連続的に達成することができる。1つの方向にのみ延伸される場合、延伸は「拘束しない」(フィルムは延伸方向に直角な面内方向に寸法的に緩和可能である)、又は「拘束する」(フィルムが拘束され、延伸方向に直角な面内方向で寸法的に緩和できない)。延伸は、得られるフィルムが偏光依存反射率を有するように、直交する面内方向間で非対称であり得る。一部の実施形態では、フィルムは、バッチプロセスで延伸されてもよい。いずれの場合も、ドロー低減、応力又は歪み平衡化、ヒートセット、及び他の処理のプロセスを、フィルムに後から又は同時に適用してもよい。
フィルムは、多数のミクロ層から構成される1つ以上のフィルムのセットを共押出して、典型的には交互となった等方性層及び複屈折層である、一般にパケットと呼ばれるものを構成することによって形成できる。パケットは、典型的にはロールプロセスで形成され、クロスウェブ寸法は一般に横断方向(transverse direction、TD)とラベル付けされ、ロールの長さに沿った寸法は、機械方向(machine direction、MD)と呼ばれる。更に、パケットは、形成プロセスにおいて、いわゆるテンタリングプロセス中に複屈折層に影響を及ぼすように慎重に制御された温度ゾーン内で、機械方向及び横断方向に慎重に延伸され得る。更に、テンタリングプロセスにより、パケットが形成される際に、その横断方向の直線的な延伸又は放物線状の延伸のいずれかを提供できる。一般に(「トーイン(toe-in)」と呼ばれる制御された内向きの直線的縮退を使用して、冷却ゾーン中の制御された収縮を可能にすることができる。このプロセスは、所望の光学効果のために例えば30~600の層、又はそれ以上を提供するように使用することができ、必要に応じて外部の「スキン」層も含んでよい。
本明細書の部分反射体は、典型的には、赤色及び/又は近赤外の主(1次)反射帯域、並びに任意選択的に、部分的に青色の第2の高調波(2次)帯域を有する。m次の帯域の各波長は、1次の帯域の波長の1/m倍である。したがって、より高次の帯域の位置及び帯域幅は、1次の帯域の位置及び帯域幅によって決定される。主反射帯域及び第2の高調波の所望の波長範囲を達成するために、主反射帯域は好適な波長範囲(例えば、好適な帯域幅を有する赤外反射帯域)にあることが望ましい。このことは、厚さプロファイルを調整することにより、すなわち、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ORUの光学厚さを調整することにより、達成することができ、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。厚さプロファイルはまた、主反射帯域の勾配及び/又は帯域端の鋭さを調節するように調整することもできる。
図3Aは、光学繰り返し単位からなる単一の積層体を有する光学フィルムの層厚さプロファイルの概略図である。この場合では、40個の光学繰り返し単位が含まれており、厚さは、層にわたって線形に変化する。いくつかの実施形態では、層厚さプロファイルは、実質的に連続している。層厚さプロファイルは、良好に近似(例えば、10パーセントの誤差内、又は5パーセントの誤差内、又は3パーセントの誤差内)する場合、実質的に連続していると説明することができ、任意の内部光学繰り返し単位の光学厚さは、内部光学繰り返し単位のいずれかの側で光学繰り返し単位の光学厚さから線形外挿することによって決定することができる。
いくつかの実施形態では、光学繰り返し単位は、光学積層体の第1の面から積層体の反対側の第2の面まで実質的に連続的に変化する光学厚さを有する。厚さの変化は、例えば、米国特許第6,157,490号(Wheatleyら)に記載されているように鋭い帯域端を提供するように選択されてもよく、又は、高反射率から低反射率へのより緩やかな遷移を提供するように選択されてもよい。いくつかの実施形態では、光学繰り返し単位の光学厚さは、最小値と最大値との間で変化し、最大値から最小値を引いた値は、最大値の35パーセント以下及び最大値の5%以上である。いくつかの実施形態では、光学厚さは、単一の積層体の第1の面から単一の積層体の反対側の第2の面へと単調に増加する。単一の積層体内の垂直(図2のz座標)位置の関数としての単一の積層体内の光学繰り返し単位の光学厚さのプロットである図3Bに示すように、いくつかの実施形態では、光学厚さは、単一の積層体の位置Sでの第1の面での光学繰り返し単位381から位置Pでの積層体内の光学繰り返し単位383(最小光学厚さT1を有する)へと単調に減少し、光学繰り返し単位383から単一の積層体の位置Sでの第2の面と光学繰り返し単位383との間に配置された位置Pでの単一の積層体内の光学繰り返し単位385(最大光学厚さT2を有する)へと単調に増加し、光学繰り返し単位385から単一の積層体の位置Sでの第2の面へと単調に減少する。いくつかの実施形態では、第1の光学繰り返し単位と第2の光学繰り返し単位との間の隔離距離(P-P)は、単一の積層体の厚さ(S-S)の少なくとも半分又は少なくとも70%である。他の可能な層プロファイルとしては、スマイルプロファイル(エッジより積層体の中央においてより薄い)及びフラウンプロファイル(エッジより積層体の中央においてより厚い)が挙げられる。
いくつかの実施形態では、光学繰り返し単位の厚さの変化は、主反射帯域の所望の勾配を与えるように選択される。例えば、主反射帯域は、より高い波長において反射率がより高く、より低い波長において反射率がより低くてもよく、又は、より高い波長で反射率がより低く、より低い波長において反射率がより低くてもよく、又は、主反射帯域において実質的に一定の反射率を有してもよい。反射帯域の勾配を調整することにより、入射角に対する反射率を調整し、それによってディスプレイの出力色を視野角で調節するための、更なる融通性を提供することができる。
いくつかの実施形態では、波長λ1<λ2<λ3の場合に、部分反射体は、第1の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ1~λ3の波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、部分反射体は、直交する第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有する。いくつかの実施形態では、部分反射体は、その光学繰り返し単位のf比、第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差、及び光学積層体内の光学繰り返し単位の総数が、第1の反射帯域が第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、例えば15%~97%、又は15%~95%、又は15%~90%、又は20%~85%、又は20%~75%、又は25%~60%の平均反射率を有するようなものとなっている。いくつかの実施形態では、光学繰り返し単位は、(λ3-λ2)/(λ3+λ2)が、少なくとも0.03、又は少なくとも0.05、又は少なくとも0.07、かつ、0.25以下、又は0.02以下、又は0.015以下(例えば0.05~0.2の範囲内)であるような、光学厚さの範囲を有する。例えば、いくつかの実施形態では、光学繰り返し単位は、光学積層体の第1の面(例えば、位置S1)に近接した最小光学厚さT1、及び光学積層体の反対側の第2の面(例えば、位置S2)に近接する最大光学厚さT2を有し、ここで、(T2-T1)/(T2+T1)は、0.05~0.2の範囲内にあるか、又は(λ3-λ2)/(λ3+λ2)に関して記載するいずれかの範囲内にある。光学積層体内の位置は、第2の面よりも第1の面に近い場合に、光学積層体の第1の面に近接していると説明され得る。同様に、光学積層体内の位置は、第1の面よりも第2の面に近い場合に、光学積層体の第2の面に近接していると説明され得る。いくつかの実施形態では、T2は少なくとも300nm、又は少なくとも325nm、又は少なくとも350nm、又は少なくとも355nm、又は少なくとも360nm、又は少なくとも375nmである。いくつかの実施形態では、T2は1250nm以下、又は800nm以下、又は500nm以下、又は450nm以下である。
波長及び偏光依存性部分反射体又は部分反射偏光子の透過率は、図4に概略的に示されている。図示した実施形態では、通過状態(光が第1の(通過)軸に沿って偏光されている偏光状態)における垂直入射光に対する透過率410は、例えば、少なくとも85%、又は少なくとも90%であり得る値Tpを有する。いくつかの実施形態では、垂直入射光に対する通過状態での透過率は、少なくともλ1~λ3の波長範囲にわたって、少なくとも85%、又は少なくとも90%である。遮断状態(光が第2の(遮断)軸に沿って偏光されている偏光状態)での透過率420は、第1の反射帯域401及び第2の反射帯域402を呈する。いくつかの実施形態では、第1の反射帯域401は主反射帯域であり、第2の反射帯域402は、主反射帯域の第2の高調波である。第1の反射帯域401は、短波長帯域端がλ2であり長波長帯域端がλ3である。いくつかの実施形態では、λ2は、部分反射体の光学積層体の最小光学厚さT1の約2倍であり、λ3は、光学積層体の最大光学厚さT2の約2倍である。第2の反射帯域402は、短波長帯域端がλ5であり長波長帯域端がλ4である。第1の反射帯域401が主反射帯域であり第2の反射帯域402が主反射帯域の第2の高調波である実施形態では、λ5は約λ2/2であり、λ4は約λ3/2である。いくつかの実施形態では、第1の反射帯域401は近赤外波長を含む(すなわち、λ2~λ3の範囲内に少なくとも1つの700nm~2500nmの波長が含まれる)。いくつかの実施形態では、第2の反射帯域402は可視波長を含む(すなわち、λ5~λ4の範囲内に400nm~700nm(例えば400nm)の少なくとも1つの波長が含まれる)。他の実施形態では、λ4は400nm未満であってもよい。いくつかの実施形態では、λ4は500nm以下、又は450nm以下、又は430nm以下、又は410nm以下である。いくつかの実施形態では、λ4は400nm~500nmの範囲内にある。
いくつかの実施形態では、第1の反射帯域は、少なくとも700nm、又は少なくとも710nm、又は少なくとも720nm、又は少なくとも750nmの帯域端λ3を有する、主反射帯域である。いくつかの実施形態では、帯域端λ3は2500nm以下、又は1500nm以下、又は1000nm以下、又は900nm以下である。例えば、いくつかの実施形態では、λ3は700nm~2500nm、又は710nm~1000nm、又は720nm~900nm、又は750nm~900nmの範囲内にある。いくつかの実施形態では、帯域端λ2は少なくとも600nm、又は少なくとも610nm、又は少なくとも620nmである。いくつかの実施形態では、λ2は750nm以下、又は710nm以下、又は700nm以下、又は690nm以下、又は680nm以下である。例えば、いくつかの実施形態では、λ2は600nm~700nmの範囲内、又は610nm~690nmの範囲にある。いくつかの実施形態では、λ1は480nm以下、又は450nm以下、又は420nm以下、又は400nm以下である。いくつかの実施形態では、λ1は少なくとも380nm、又は少なくとも400nmである。例えば、いくつかの実施形態では、λ1は380nm~480nmの範囲内、又は400nm~450nmの範囲内にある。いくつかの実施形態では、λ1は400nmである。
いくつかの実施形態では、部分反射体の第1の反射帯域は、例えば900nm~980nm(例えば、940nm)の波長λcを中心とし、0.05≦(λ3-λ2)/(λ3+λ2)≦0.2を満たす。部分反射体は、波長λcに近い波長を、入射角による帯域シフトによって、ある入射角では反射するが別の入射角では反射しないように適合させてもよい。このような部分反射体は、例えば、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、センサシステムにおいて有用である。
第1の反射帯域401は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、Tb1である平均透過率を有する。第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する対応する平均反射率Rb1は、S-Tb1であり、ここでSは平均反射率と平均透過率の合計であり、これは表面反射及び吸収を無視すれば約100%であり得る。いくつかの実施形態では、反射率は、反射帯域の帯域幅にわたって一定ではない。帯域にわたる平均反射率は、帯域における波長に対する反射率の積分値を、帯域の幅(例えば、λ3-λ2)で割ったものとして表すことができる。いくつかの実施形態では、Rb1は15%よりも大きい、又は20%よりも大きい、又は25%よりも大きい、又は30%よりも大きい。いくつかの実施形態では、Rb1は97%未満、又は95%未満、又は90%未満、又は75%未満、又は60%未満である。例えば、いくつかの実施形態では、Rb1は15%~90%、又は20%~75%、又は25%~60%である。同様に、いくつかの実施形態では、Tb1は10%~85%、又は25%~80%、又は40%~80%である。第2の反射帯域402は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、Tb2である平均透過率を有する。第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する対応する平均反射率Rb2は、S-Tb2である。Rb2は、Rb1について記載されたいずれの範囲内にあってもよい。同様に、Tb2は、Tb1について記載されたいずれの範囲内にあってもよい。Rb2は、部分反射体の光学積層体のf比に応じて、Rb1より大きくても、小さくても、又はほぼ等しくてもよい。
図5は、仮想的な部分反射体の透過スペクトルの概略的なグラフである。この図では、透過率が波長λに対してナノメートル単位でプロットされ、波長軸は400~1000nmの範囲にわたって延びている。曲線301は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射の光に対する、測定された透過率を表し得る。図示の反射体は、スペクトルの赤色及び近赤外領域の一部内の狭帯域内の光を選択的に遮断するが、このことは、曲線301の反射帯域301aの透過率が比較的低いことにより明示される。
曲線301の関連する特徴を定量化するために、図5において、曲線301のベースライン値B、曲線301のピーク値P(この場合ピーク値Pは反射帯域301aの透過最小値に相当し、点p3で示される)、及びPとBとの中間である曲線301の中間値Hを特定している。曲線301は、点p1及びp2において値Hと交差する。これらの点は、反射帯域301aの短波長帯域端307及び長波長帯域端309それぞれにあり、短波長帯域端波長λ2及び長波長帯域端波長λ3を画定する。短波長帯域端波長及び長波長帯域端波長は、対象とする2つの他のパラメータである、λ3-λ2に等しい反射帯域301aの幅(半値全幅又は「FWHM」)と、(λ2+λ3)/2に等しい反射帯域301aの中心波長λcとを算出するために使用することができる。中心波長λcは、反射帯域301aがどの程度対称又は非対称であるかに応じて、反射帯域301aのピーク波長(点p3を参照)と同じである場合も異なる場合もあることに留意されたい。
光学要素の透過率は一般に、(所与の波長、入射方向などの光に関して)透過光強度を入射光強度で割ったものを指すが、「外部透過率」又は「内部透過率」という用語で表される場合もある。光学要素の外部透過率は、周囲が空気であり、かつ要素の前方の空気/要素界面のフレネル反射に関して、又は要素の後方の要素/空気界面のフレネル反射に関していかなる補正もされない場合の、その光学要素の透過率である。光学要素の内部透過率は、その前面及び後面のフレネル反射を除去した場合の、その要素の透過率である。前面及び後面のフレネル反射の除去は、計算(例えば、適切な関数を外部透過率スペクトルから除算することによる)又は実験のいずれかで行うことができる。多くのタイプのポリマー及びガラス材料では、フレネル反射は、(垂直な又はほぼ垂直な入射角の場合に)2つの外面の各々において約4~6%であり、その結果、外部透過率は、内部透過率よりも約10%下方にシフトする。図5は、これらの透過率のうちどちらが使用されるかについては特定していないので、一般に、内部又は外部透過率のどちらに適用してもよい。本明細書で内部又は外部を特定せずに透過率と呼ばれる場合、文脈で特に明記しない限り、透過率は、外部透過率を指すものと仮定してよい。
いくつかの実施形態では、ポリマー多層光学フィルムは、少なくとも15%、又は少なくとも20%、又は少なくとも25%、又は少なくとも30%の(例えば図3の点p3における)最大反射率(あるいは、85%未満、80%未満、又は75%未満、又は70%未満の最小透過率)を有する、反射帯域を有し得る。場合によっては、光学フィルムを通る内部透過率は、反射帯域のいずれかの側の領域において少なくとも80%であってもよく、又は、反射帯域のいずれかの側の最小透過率よりも少なくとも20%高くてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、光学フィルムは、反射帯域内で少なくとも40%未満の最小内部透過率を有してもよく、反射帯域の短波長帯域端よりも10nm短い、若しくは20nm短い、若しくは30nm短い波長において、少なくとも80%の内部透過率を有してもよく、かつ/又は、光学フィルムは、反射帯域の長波長帯域端よりも10nm長い、若しくは20nm長い、若しくは30nm長い波長において、少なくとも80%の内部透過率を有してもよい。
本明細書の部分反射体は、ディスプレイ用途において有用であり、部分反射体を円偏光子に組み込むOLEDディスプレイにおいて色シフトの低減をもたらすことが見出されている。部分反射体はまた、他のディスプレイ用途及びディスプレイ以外の用途でも有利に使用され得る。例えば、部分反射体は、角度の関数として光出力の波長分布を調節するために、ディスプレイ用途若しくはディスプレイ以外の用途で使用される液晶ディスプレイの又は光源の、リサイクルキャビティに使用することができる。別の例として、部分反射体は、比較的狭い近赤外波長範囲(例えば、λ2~λ3の波長範囲が近赤外波長を含む、0.05~0.2の範囲内の(λ3-λ2)/(λ3+λ2))内のある偏光を遮断又は部分的に遮断することが望ましい場合のある、センサ又はセンサシステムで使用され得る。例えば、部分反射体は、センサを覆う、又はセンサ用途で使用される光源を覆う、又はセンサ用途で使用されるマーカ(例えば、再帰反射マーカ)上に配置される、光学フィルタに使用されてもよい。いくつかの実施形態では、本明細書の部分反射体は、近赤外偏光子及び可視光遮断フィルタを含む光学フィルタの近赤外偏光子として使用され、光学フィルタと、センサ、近赤外光源、及びマーカのうちの1つ以上とを含む、光学システム又は光学デバイスに使用することができる。例えば、本明細書の部分反射体は、PCT出願第PCT/US2017/034941号(Wheatleyら)に記載されている光学フィルタの偏光子として使用することができ、これは、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。本明細書の部分反射体はまた、PCT出願第PCT/US2017/034941号(Wheatleyら)に記載されているものなどの、光学システム及び光学デバイスにも使用することができる。いくつかの実施形態では、本明細書の部分反射体は、ウェアラブル電子デバイス、医療診断デバイス、携帯電話、近赤外マーカ、車庫扉開放システムの構成部品、及び運転者支援システムの構成部品からなる群から選択される光学デバイスに使用される。いくつかの実施形態では、本明細書の部分反射体は、医療診断システム、車庫扉開放システム、及び運転者支援システムからなる群から選択される光学システムに使用される。
本明細書の部分反射体は、OLEDディスプレイなどのディスプレイの、視野角による色シフトを補正するのに特に有利であることが見出されている。いくつかの実施形態では、部分反射体は、円偏光子内で直線吸収偏光子とリターダとの間に配置される、色補正部分反射体である。図6は、直線吸収偏光子652と、部分反射体600と、リターダ656とを含む、円偏光子650の概略断面図である。部分反射体600は、本明細書に記載される任意の波長及び偏光依存性部分反射体又は反射偏光子であってもよい。部分反射体600は、複数の交互のポリマー層を含む光学積層体613を含み、光学的に厚い層612及び614を含む。
いくつかの実施形態では、部分反射体600は、直線吸収偏光子652とリターダ656との間に配置された反射偏光子であり、反射偏光子は、600nm以上の波長に短波長帯域端(例えば、図4のλ2)を有する主反射帯域を有する。
いくつかの実施形態では、部分反射体600は、直線吸収偏光子652とリターダ656との間に配置された反射偏光子であり、反射偏光子は、複数の光学繰り返し単位を含む光学積層体を含み、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含み、第1の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnyであり、直交する第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnxである。いくつかの実施形態では、|Δnx|は少なくとも0.1であり、|Δny|は0.04以下である。いくつかの実施形態では、第2の軸に沿った屈折率に関して、光学繰り返し単位は、光学積層体の第1の面に近接する最小光学厚さT1、及び光学積層体の反対側の第2の面に近接する最大光学厚さT2を有する。T2及び/又は(T2-T2)/(T2+T2)は、本明細書の他の箇所に記載されるいずれの範囲内にあってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、T2は少なくとも300nm、又は少なくとも350nm、及び/又は1250nm以下である。
図7は、部分反射体の通過軸である部分反射体の第1の軸733、及び直線吸収偏光子の通過軸743の概略図である。通過軸743と第1の軸733との間の角度θが示されている。角度θが20度未満である場合、通過軸743が第1の軸733と実質的に整列されているものと説明できる。いくつかの実施形態では、角度θは例えば、10度未満、又は5度未満である。リターダの進相軸753も図示されている。進相軸753は、直線吸収偏光子の通過軸743と斜角φをなす。いくつかの実施形態では、斜角φは40~50度である。いくつかの実施形態では、φは約45度である。
いくつかの実施形態では、リターダは複数のリターダ層を含む。図8は、第1のリターダ層857と第2のリターダ層859とを含む、リターダ856の概略断面図である。いくつかの実施形態では、追加のリターダ層が含まれてもよい。複数のリターダ層を利用して、波長から独立した又は波長にわずかにしか依存しない波の位相差(例えば、nm単位の位相差をnm単位の波長で割ったもの)を得ることができる。図9は、色収差の無い仮想的なリターダの、波の位相差対波長の概略プロットである。色収差の無いリターダは、単一層を有してもよく、又は複数の層を含んでもよい。図示した実施形態では、位相差は、2つの波長における波長の1/4である。いくつかの実施形態では、400nm~700nmの範囲内の少なくとも1つの波長に関して、リターダは波長の1/4の位相差を有する。ある実施形態では、リターダは1つの波長に対して波長の1/4の位相差を有し、またある実施形態では、リターダは2つ以上の波長に対して波長の1/4の位相差を有する。いくつかの実施形態では、リターダは1/4波とは異なる位相差を有する。例えば、(n+1/4)λの位相差を使用することができる。
円偏光子が円偏光子として機能することを可能にする任意のリターダを使用することができる。いくつかの実施形態では、リターダは複数のリターダ層を含み、複数のリターダ層のうちの第1のリターダ層は、第1の進相軸を有し、複数のリターダ層のうちの第2のリターダ層は、第2の進相軸を有する。いくつかの実施形態では、第1及び第2の進相軸は平行であり、いくつかの実施形態では、第1及び第2の進相軸は平行ではない。非平行な進相軸は、円偏光子の無色性を改善するために、円偏光子のリターダに使用されてもよい。図10は、第1のリターダ層の第1の進相軸1053及び第2のリターダ層の第2の進相軸1054を概略的に示し、第1及び第2の進相軸1053及び1054は平行ではない。第1の進相軸1053と第2の進相軸1054との間の角度φは、任意の好適な角度であってもよい。いくつかの実施形態では、φは約0度(例えば、-5度~5度)である。他の実施形態では、φは0度~45度、又は45度~90度である。
図11Aは、円偏光子1150とOLEDディスプレイパネル1175とを含む、ディスプレイ1199の概略断面図である。円偏光子1150は、本明細書に記載される任意の円偏光子であってもよい。図示した実施形態では、円偏光子1150は、直線吸収偏光子1152と、部分反射体1100と、リターダ1156と、を含む。部分反射体1100は、本明細書に記載される任意の波長及び偏光依存性部分反射体又は反射偏光子であってもよい。図示した実施形態では、OLEDディスプレイパネル1175は、OLED積層体731と内部層734とを含む。OLED積層体731は、典型的には、発光層と、電極と、正孔輸送層とを含む。内部層734は、OLED積層体731用の封止層であってもよい。いくつかの実施形態では、円偏光子1150とOLED積層体731との間に他の層が配置される。例えば、タッチ感知層などの追加の層も含まれてよい。図11Aは、ディスプレイ1199の法線746に対してゼロ度の視野角における第1の光出力742と、法線746に対する視野角αにおける第2の光出力744と、を示している。視野角αは45度であってもよく、様々な色や色差が特定されるとき、ディスプレイは完全にオンであり得る。本明細書で使用する場合、別段の指定のない限り、視野角は、ディスプレイの外部の空気中で見たときのディスプレイの法線に対する視野角をいう。
光744の色は、ディスプレイが完全にオンであるときに、光742の色と異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、光744と光742との間の色シフト又は色度差は、部分反射体1100が省略されていることを除きその他の点ではディスプレイ1199と同等である、比較用ディスプレイの場合よりも小さい。図11Bは、部分反射体1100が含まれないことを除きその他の点ではディスプレイ1199と同等である、ディスプレイ1199cの概略断面図である。円偏光子1150は、直線吸収偏光子1152及びリターダ1156を含むが部分反射体1100を含まない、比較用円偏光子1150cと交換されている。
いくつかの実施形態では、ディスプレイ1199の45度の視野角におけるΔu’v’色シフトは、その他の点では同等であるディスプレイ1199cのΔu’v’色シフトの0.8倍以下、又は0.5倍以下である。Δu’v’色シフトとは、ディスプレイが完全にオンであるときにディスプレイの外部の空気中で観察される色シフト又は色度距離を指す。Δu’v’色シフト又は色度距離は、国際照明委員会(Commission Internationale de l’Eclairage,CIE)1976の均等色度系(Uniform Chromaticity Scale、UCS)色度図における2点間のユークリッド距離をいう。例えば、第1の色がCIE1976UCSの色座標(u’,v’)を有し、第2の異なる色がCIE1976UCSの色座標(u’,v’)を有する場合、2つの色の間の色度距離は、(Δu’v’)=(u’-u’+(v’-v’の正の平方根である。
図12A~図12Bは、視野角によるOLEDディスプレイの色出力の変化を示す概略的なCIE 1976 UCSのu’v’プロットである。図12Aは、部分反射体を含まないディスプレイ(例えば、ディスプレイ1199c)の色出力を示し、図12Bは、本明細書の部分反射体がディスプレイの円偏光子に含まれるときのディスプレイ(例えば、ディスプレイ1199)の色出力を示す。空気中における視野角0度、45度、及び60度に対応する点を、両方のプロットに示す。CIE xy座標を使用する同様のプロットを、CIE u’v’プロットに加えて、又はその代わりに使用して、色出力の変化を示すことができる。部分反射体が含まれる場合には、視野角による色シフトが実質的に低減される。部分反射体は、普通であれば吸収偏光子によって吸収されるであろう偏光を有する光を再利用することによって、色シフトを提供する。いくつかの実施形態では、このことは、部分反射体の反射率の波長依存性に起因する、波長及び視野角に依存するゲインをもたらす。
図13は、ディスプレイが完全にオンであるときにディスプレイに垂直に見たとき(ゼロ視野角)の、ディスプレイによって生成されるスペクトルの概略プロットである。ディスプレイは、第1、第2、及び第3のピーク発光波長λa、λa、及びλbを含む発光スペクトルを有するOLEDディスプレイパネルを含み、ここでλa<λb<λcである。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、ディスプレイパネルに近接して配置された円偏光子を含み、円偏光子は、直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された、本明細書の他の箇所に記載される部分反射体のうちのいずれかであってもよい反射偏光子を含む。
いくつかの実施形態では、反射偏光子の反射率及び透過率の波長依存性は、反射偏光子が組み込まれるように構成されたディスプレイの波長λa、λa、及びλbに基づいて選択される。例えば、波長λ1、λ2、及びλ3(例えば、図4を参照)は、波長λa、λa、及びλbを基準にして選択され得る。いくつかの実施形態では、反射偏光子は、反射偏光子の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λa~λcの波長に関して少なくとも85%の透過率を、及び、反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、(λa+λb)/2~(λb+λc)/2の波長に関して少なくとも85%の透過率を有する。いくつかの実施形態では、反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する透過率は、λa~λcの波長に関して少なくとも80%、又は少なくとも85%である。いくつかの実施形態では、波長λ3>λcでありかつ波長λ2が(λb+λc)/2<λ2<λ3を満たす場合、反射偏光子は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有する。いくつかの実施形態では、第1の反射帯域は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、15%~90%の、又は本明細書の他の箇所に記載される他の範囲のうちのいずれかの平均反射率を有する。いくつかの実施形態では、第2の軸に沿った屈折率に関して、反射偏光子の光学繰り返し単位は、(λ3-λ2)/(λ3+λ2)が0.05~0.2の範囲内にあるような光学厚さの範囲を有する。
いくつかの実施形態では、第1の反射帯域は主反射帯域である。いくつかの実施形態では、反射偏光子は、主帯域の第2の高調波である第2の反射帯域を有し、この第2の帯域は、400nmを含む波長範囲を有する。いくつかの実施形態では、λ3<2λaである。この波長関係が満たされるいくつかの実施形態では、第1の反射帯域は主反射帯域であり、第2の高調波はλa未満である長波長帯域端λ4を有する。このことは、ゼロ度の視野角において青色光に対して、部分反射体を含むことによるゲインをほとんど又は全く望まない場合に有用であり得る。いくつかの実施形態では、λa+λb≧λ3≧λ2aである。この波長関係が満たされるいくつかの実施形態では、第1の反射帯域は主反射帯域であり、第2の高調波は、λa以上であるがλaとλbとの間の中点(すなわち、1/2(λa+λb))以下である長波長帯域端λ4を有する。このことは、ゼロ度の視野角において青色光に対して部分反射体を含むことによるゲインがある程度望まれるが、緑色光に対してはゲインがほとんど又は全く望まれない場合に有用であり得る。
部分反射体によって提供されるゲインは、部分反射体を含むディスプレイが完全にオンであるときにこのディスプレイによって提供される所与の視野角及び波長での発光強度を、部分反射体を含まないがその他の点では同等であるディスプレイが完全にオンであるときのこのディスプレイの所与の視野角及び波長での発光強度で割ったものである。ゲインは通常、部分反射体の反射率の波長依存性に起因して、波長に依存する。ゲインは通常、部分反射体の反射帯域の視野角によるシフトに起因して、視野角に依存する。いくつかの実施形態では、部分反射体は、45度の視野角でλc~700nmの波長に関して少なくとも1.15のゲインをもたらし、ゼロ度の視野角で波長λcにおいて1.00~1.05のゲインをもたらすように適合されている、反射偏光子である。いくつかの実施形態では、部分反射体は、30度の視野角において620nm~700nmの波長に関してもたらされるゲインが、45度の視野角における620nm~700nmの波長に関するゲインよりも小さくなるように適合されている、反射偏光子である。本明細書の他の箇所で更に説明されるように、いくつかの実施形態では、部分反射体によって提供される波長及び視野角依存性ゲインの結果として、ディスプレイの45度の視野角におけるΔu’v’色シフトは、部分反射体を含まないがその他の点では同等であるディスプレイのΔu’v’色シフトよりも実質的に小さい(例えば、0.8倍以下、又は0.5倍以下の)。
「約、ほぼ(about)」などの用語は、それらが本発明の記載に使用され記載されている文脈において、当業者によって理解されるだろう。特徴部の形状、量、及び物理的性質を表す量に適用される「約、ほぼ」の使用が、本発明の記載に使用され記載されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、「約、ほぼ」は、特定の値の5パーセント以内を意味すると理解されるだろう。特定の値の約、ほぼとして与えられる量は、正確に特定の値であり得る。例えば、本発明の記載に使用され記載されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、約1の値を有する量は、その量が0.95~1.05の値を有すること、及びその値が1であり得ることを意味する。
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、光学積層体を備える波長及び偏光依存性部分反射体であって、光学積層体は複数の光学繰り返し単位を含み、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含み、
波長λ1<λ2<λ3の場合に、部分反射体は、第1の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ1~λ3の波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、
部分反射体は、直交する第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対してλ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有し、部分反射体は、その光学繰り返し単位のf比、第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差、及び光学積層体内の光学繰り返し単位の総数が、第1の反射帯域が第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~97%の平均反射率を有するようなものとなっており、
光学繰り返し単位は(λ3-λ2)/(λ3+λ2)が0.05~0.2の範囲内となるような光学厚さの範囲を有し、
第1の反射帯域は主反射帯域であり、λ3は少なくとも700nmかつ2500nm以下である、波長及び偏光依存性部分反射体である。
実施形態2は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は15%~95%である、実施形態1の部分反射体である。
実施形態3は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は15%~90%である、実施形態1の部分反射体である。
実施形態4は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は20%~75%である、実施形態1の部分反射体である。
実施形態5は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は25%~60%である、実施形態1の部分反射体である。
実施形態6は、第2の軸に沿った屈折率に関して、光学繰り返し単位は、光学積層体の第1の面に近接する最小光学厚さT1、及び光学積層体の反対側の第2の面に近接する最大光学厚さT2を有し、(T2-T1)/(T2+T1)は0.05~0.2の範囲内である、実施形態1の部分反射体である。
実施形態7は、λ1は380nm~480nmの範囲内にあり、λ2は600nm~700nmの範囲内にあり、λ3は710nm~1000nmの範囲内にある、実施形態1の部分反射体である。
実施形態8は、λ1は400nm~450nmの範囲内にあり、λ2は600nm~700nmの範囲内にあり、λ3は720nm~900nmの範囲内にある、実施形態1の部分反射体である。
実施形態9は、λ1は400nmであり、λ2は610nm~690nmの範囲内にあり、λ3は750nm~900nmの範囲内にある、実施形態1の部分反射体である。
実施形態10は、f比又は1-f比は0.06~0.4の範囲内にある、実施形態1の部分反射体である。
実施形態11は、f比は0.4~0.6の範囲内にある、実施形態1の部分反射体である。
実施形態12は、光学積層体内の光学繰り返し単位の総数は35~160の範囲内にある、請求項1に記載の部分反射体である。
実施形態13は、第1のポリマー層及び第2のポリマー層のうちの少なくとも一方は複屈折性を有する、実施形態1の部分反射体である。
実施形態14は、第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnxであり、第1の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnyであり、|Δnx|は少なくとも0.1であり、|Δny|は0.04以下である、実施形態1の部分反射体である。
実施形態15は、|Δnx|は少なくとも0.15であり、|Δny|は0.02.以下である、実施形態14の部分反射体である。
実施形態16は、第1の反射帯域の第2の高調波である第2の反射帯域を更に備える、実施形態1の部分反射体である。
実施形態17は、第2の反射帯域は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~90%の平均反射率を有する、実施形態16の部分反射体である。
実施形態18は、第2の反射帯域は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して20%~75%の平均反射率を有する、実施形態16の部分反射体である。
実施形態19は、第2の反射帯域は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して25%~60%の平均反射率を有する、実施形態16の部分反射体である。
実施形態20は、第2の反射帯域は500nm以下の長波長帯域端λ4を有する、実施形態16の部分反射体である。
実施形態21は、λ4は450nm以下である、実施形態20の部分反射体である。
実施形態22は、λ4は430λnm以下である、実施形態20の部分反射体である。
実施形態23は、λ4は410nm以下である、実施形態20の部分反射体である。
実施形態24は、λ4は400nm~500nmの範囲内にある、実施形態20の部分反射体である。
実施形態25は、光学積層体を含む波長及び偏光依存性部分反射体であり、光学積層体は複数の光学繰り返し単位を含み、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含み、第1の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnyであり、直交する第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnxであり、|Δnx|は少なくとも0.1であり、|Δny|は0.04以下であり、第2の軸に沿った屈折率に関して、光学繰り返し単位は、光学積層体の第1の面に近接する最小光学厚さT1、及び光学積層体の反対側の第2の面に近接する最大光学厚さT2を有し、(T2-T1)/(T2+T1)は0.05~0.2の範囲内にあり、T2は少なくとも350nmかつ1250nm以下である。
実施形態26は、T2は少なくとも355nmである、実施形態25に記載の部分反射体である。
実施形態27は、T2は少なくとも360nmである、実施形態25に記載の部分反射体である。
実施形態28は、T2は少なくとも375nmである、実施形態25に記載の部分反射体である。
実施形態29は、T2は500nm以下である、実施形態25の部分反射体である。
実施形態30は、T2は450nm以下である、実施形態25の部分反射体である。
実施形態31は、波長λ1<λ2<λ3の場合に、部分反射体は、第1の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ1~λ3の波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、
部分反射体は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対してλ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有し、反射帯域は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~97%の平均反射率を有し、
(λ3-λ2)/(λ3+λ2)は0.05~0.2の範囲内にあり、λ2はT1の約2倍であり、λ3はT2の約2倍である、実施形態25の部分反射体である。
実施形態32は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は15%~95%である、実施形態31の部分反射体である。
実施形態33は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は15%~90%である、実施形態31の部分反射体である。
実施形態34は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は20%~75%である、実施形態31の部分反射体である。
実施形態35は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は25%~60%である、実施形態31の部分反射体である。
実施形態36は、|Δnx|は少なくとも0.15であり、|Δny|は0.02.以下である、実施形態25の部分反射体である。
実施形態37は、光学繰り返し単位のf比又は1-f比は0.06~0.4の範囲内にある、実施形態25の部分反射体である。
実施形態38は、光学繰り返し単位のf比は0.4~0.6の範囲内にある、実施形態25の部分反射体である。
実施形態39は、光学積層体内の光学繰り返し単位の総数は35~160の範囲内にある、実施形態25の部分反射体である。
実施形態40は、実施形態1~24のいずれか1つによって更に特徴付けられる、実施形態25の部分反射体である。
実施形態41は、
直線吸収偏光子と、
リターダと、
直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された、実施形態1~40のいずれか1つの部分反射体と、を備える、円偏光子である。
実施形態42は、
直線吸収偏光子と、
リターダと、
直線吸収偏光子とこのリターダとの間に配置された反射偏光子であって、600nm以上の波長に短波長帯域端を有する主反射帯域を有する、反射偏光子と、を備える、円偏光子である。
実施形態43は、主反射帯域は少なくとも700nmの長波長帯域端を有する、実施形態42の円偏光子である。
実施形態44は、主反射帯域は少なくとも710nmかつ2500nm以下の長波長帯域端を有する、実施形態42の円偏光子である。
実施形態45は、主反射帯域の第2の高調波は500nm以下の長波長帯域端を有する、実施形態42の円偏光子である。
実施形態46は、主反射帯域の第2の高調波は450nm以下の長波長帯域端を有する、実施形態42の円偏光子である。
実施形態47は、主反射帯域の第2の高調波は430nm以下の長波長帯域端を有する、実施形態42の円偏光子である。
実施形態48は、主反射帯域の第2の高調波は410nm以下の長波長帯域端を有する、実施形態42の円偏光子である。
実施形態49は、主反射帯域の第2の高調波は400nm~500nmの範囲内の長波長帯域端を有する、実施形態42の円偏光子である。
実施形態50は、
直線吸収偏光子と、
リターダと、
直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された反射偏光子であって、反射偏光子は光学積層体を含み、光学積層体は複数の光学繰り返し単位を含み、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含む、反射偏光子と、を備え、
第1の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnyであり、直交する第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnxであり、|Δnx|は少なくとも0.1であり、|Δny|は0.04以下であり、
第2の軸に沿った屈折率に関して、光学繰り返し単位は、光学積層体の第1の面に近接する最小光学厚さT1、及び光学積層体の反対側の第2の面に近接する最大光学厚さT2を有し、
T2は少なくとも300nmである、円偏光子である。
実施形態51は、T2は少なくとも350nmである、実施形態50の円形偏光子である。
実施形態52は、T2が少なくとも355nmかつ1250nm以下である、実施形態50の円偏光子である。
実施形態53は、直線吸収偏光子と光学積層体との間に配置された光学的に厚い層を更に備える、実施形態50の円偏光子である。
実施形態54は、反射偏光子は実施形態1~40のうちのいずれか1つの部分反射体である、実施形態42~53のうちのいずれか1つの円偏光子である。
実施形態55は、直線吸収偏光子は第1の軸と実質的に整列された通過軸を有する、実施形態41~54のいずれか1つの円偏光子である。
実施形態56は、通過軸と第1の軸との間の角度は10度未満である、実施形態55の円偏光子である。
実施形態57は、リターダは直線吸収偏光子の通過軸と斜角をなす進相軸を有する、実施形態55の円偏光子である。
実施形態58は、斜角は40~50度である、実施形態57に記載の円偏光子である。
実施形態59は、リターダは複数のリターダ層を備える、実施形態41~54のいずれか1つの円偏光子である。
実施形態60は、複数のリターダ層のうちの第1のリターダ層は第1の進相軸を有し、複数のリターダ層のうちの第2のリターダ層は第2の進相軸を有する、実施形態59の円偏光子である。
実施形態61は、第1及び第2の進相軸平行ではない、実施形態60の円偏光子である。
実施形態62は、400nm~700nmの範囲内の少なくとも1つの波長に関して、リターダは波長の1/4の位相差を有する、実施形態41~54のいずれか1つの円偏光子である。
実施形態63は、有機発光ダイオードディスプレイパネルと、ディスプレイパネルに近接して配置された項目41~62のいずれか1つの円偏光子と、を備えるディスプレイである。
実施形態64は、
λa<λb<λcを満たす第1、第2、及び第3のピーク発光波長λa、λa、及びλbを有する発光スペクトルを有する、有機発光ダイオードディスプレイパネルと、
ディスプレイパネルに近接して配置された円偏光子であって、直線吸収偏光子、直線吸収偏光子とディスプレイパネルとの間に配置されたリターダ、及び直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された反射偏光子を含む、円偏光子と、を備え、
反射偏光子は、反射偏光子の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λa~λcの波長に関して少なくとも85%の透過率を、及び、反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、(λa+λb)/2~(λb+λc)/2の波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、
波長λ3>λcでありかつ波長λ2が(λb+λc)/2<λ2<λ3を満たす場合に、反射偏光子は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対してλ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有し、第1の反射帯域は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~97%の平均反射率を有する、ディスプレイ。
実施形態65は、第1の反射帯域は主反射帯域である、実施形態64のディスプレイである。
実施形態66は、反射偏光子は主反射帯域の第2の高調波である第2の反射帯域を有し、第2の反射帯域は400nmを含む波長範囲を有する、実施形態65のディスプレイである。
実施形態67は、
λa<λb<λcを満たす第1、第2、及び第3のピーク発光波長λa、λa、及びλbを有する発光スペクトルを有する、有機発光ダイオードディスプレイパネルと、
ディスプレイパネルに近接して配置された円偏光子であって、直線吸収偏光子、直線吸収偏光子とディスプレイパネルとの間に配置されたリターダ、及び直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された反射偏光子を含む、円偏光子と、を備え、
反射偏光子は、反射偏光子の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λa~λcの波長に関して少なくとも85%の透過率を、及び、反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、(λa+λb)/2~(λb+λc)/2の波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、
波長λ3>λcでありかつ波長λ2が(λb+λc)/2<λ2<λ3を満たす場合に、反射偏光子は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対してλ2及びλ3の帯域端を有する主反射帯域を有する、ディスプレイ。
実施形態68は、主反射帯域は遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~97%の平均反射率を有する、実施形態67のディスプレイである。
実施形態69は、反射偏光子は、主反射帯域の第2の高調波である第2の反射帯域を有し、第2の反射帯域は400nmを含む波長範囲を有する、実施形態67のディスプレイである。
実施形態70は、反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する透過率は、λa~λcの波長に関して少なくとも80%である、実施形態64~69のいずれか1つのディスプレイである。
実施形態71は、反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する透過率は、λa~λcの波長に関して少なくとも85%である、実施形態64~69のいずれか1つのディスプレイである。
実施形態72は、λ3<2λaである、実施形態64~69のいずれか1つのディスプレイである。
実施形態73は、λa+λb≧λ3≧2λaである、実施形態64~69のいずれか1つのディスプレイである。
実施形態74は、反射偏光子は光学積層体を備え、光学積層体は複数の光学繰り返し単位を備え、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含み、
波長λ1<λaの場合に、通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する反射偏光子の透過率は、λ1~λ3の波長に関して少なくとも85%であり、
反射偏光子は、その光学繰り返し単位のf比、遮断軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差、及び光学積層体内の光学繰り返し単位の総数が、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率が15%~95%となるようなものである、実施形態64~69のいずれか1つのディスプレイである。
実施形態75は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は15%~90%である、実施形態74のディスプレイである。
実施形態76は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は20%~85%である、実施形態74のディスプレイである。
実施形態77は、第2の軸に沿った屈折率に関して、光学繰り返し単位は、(λ3-λ2)/(λ3+λ2)が0.05~0.2の範囲内となるような光学厚さの範囲を有する、実施形態64~69のいずれか1つのディスプレイである。
実施形態78は、反射偏光子は、45度の視野角でλc~700nmの波長に関して少なくとも1.15のゲインを提供し、ゼロ度の視野角で波長λcにおいて1.00~1.05のゲインを提供するように適合されている、実施形態64~69のいずれか1つのディスプレイである。
実施形態79は、反射偏光子は、30度の視野角においてλc~700nmの波長に関してもたらされるゲインが、45度の視野角におけるλc~700nmの波長に関するゲインよりも小さくなるように適合されている、実施形態78のディスプレイである。
実施形態80は、反射偏光子は実施形態1~40のいずれか1つに従う部分反射体である、実施形態64~69のうちのいずれか1つのディスプレイである。
実施形態81は、円偏光子は実施形態41~62のいずれか1つによって更に特徴付けられる、実施形態64~69のいずれか1つのディスプレイである。
実施形態82は、45度の視野角におけるΔu’v’色シフトが、反射偏光子を含まないがその他の点では同等であるディスプレイのΔu’v’色シフトの0.8倍以下である、実施形態64~81のいずれか1つのディスプレイである。
実施形態83は、45度の視野角におけるΔu’v’色シフトが、反射偏光子を含まないがその他の点では同等であるディスプレイのΔu’v’色シフトの0.5倍以下である、実施形態64~81のいずれか1つのディスプレイである。
実施形態84は、
有機発光ダイオードディスプレイパネルと、
ディスプレイパネルに近接して配置された円偏光子であって、直線吸収偏光子、直線吸収偏光子とディスプレイパネルとの間に配置されたリターダ、並びに直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された波長及び偏光依存性部分反射体を含む、円偏光子と、を備える、ディスプレイであって、
部分反射体は、ディスプレイの45度の視野角におけるΔu’v’色シフトが、部分反射体を含まないがその他の点では同等である円偏光子を有するがその他の点では同等であるディスプレイのΔu’v’色シフトの0.8倍以下となるような、色補正部分反射体である、ディスプレイである。
実施形態85は、部分反射体は光学積層体を備え、光学積層体は複数の光学繰り返し単位を備え、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含み、
400nm~450nmの範囲内の波長λ1、600nm~700nmの範囲内のλ2、及び720nm~900nmの範囲内のλ3の場合に、部分反射体は、第1の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ1~λ3の波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、
部分反射体は、垂直入射において直交する第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対してλ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有し、部分反射体は、その光学繰り返し単位のf比、第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差、及び光学積層体内の光学繰り返し単位の総数が、第1の反射帯域が第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~97%の平均反射率を有するようなものとなっており、
光学繰り返し単位は(λ3-λ2)/(λ3+λ2)が0.05~0.2の範囲内となるような光学厚さの範囲を有する、実施形態84のディスプレイである。
実施形態86は、第1の反射帯域は主反射帯域である、実施形態85のディスプレイである。
実施形態87は、部分反射体は主反射帯域の第2の高調波である第2の反射帯域を有し、第2の反射帯域は400nmを含む波長範囲を有する、実施形態86のディスプレイである。
実施形態88は、垂直入射において第2の軸に沿った偏光に対する平均反射率が15%~95%である、実施形態85のディスプレイである。
実施形態89は、垂直入射において第2の軸に沿った偏光に対する平均反射率が15%~90%である、実施形態85のディスプレイである。
実施形態90は、垂直入射において第2の軸に沿った偏光に対する平均反射率が20%~85%である、実施形態85のディスプレイである。
実施形態91は、垂直入射において第2の軸に沿った偏光に対する平均反射率が20%~75%である、実施形態85のディスプレイである。
実施形態92は、垂直入射において第2の軸に沿った偏光に対する平均反射率が25%~60%である、実施形態85のディスプレイである。
実施形態93は、45度の視野角におけるΔu’v’色シフトは、その他の点では同等であるディスプレイのΔu’v’色シフトの0.5倍以下である、実施形態84のディスプレイである。
実施形態94は、部分反射体は、30度の視野角において620nm~700nmの波長に関してもたらされるゲインが、45度の視野角における620nm~700nmの波長に関するゲインよりも小さくなるように適合されている、実施形態84のディスプレイである。
実施形態95は、部分反射体は実施形態1~40のいずれか1つによって更に特徴付けられる、実施形態84のディスプレイである。
実施形態96は、円偏光子は実施形態41~62のいずれか1つによって更に特徴付けられる、実施形態84のディスプレイである。
制御された帯域端及び入射角に対して調整された反射率を有する複屈折多層光学フィルムを、多層フィルム及びフィルムのロールを作り出すための一般に知られているフィルムプロセスを使用して作製した。本明細書に記載される実施例は、全体として第1の光学層(90/10 coPENで作製)及び第2の光学層(90/10 coPENとPETGのブレンドで作製)で作製された様々な多層光学フィルムを含み、これらの光学層を、別個の押出成形機から多層共押出フィードブロック内へと供給し、フィルムダイを通してチルロール上にキャストして、多数の交互層を形成した。PETGは、Eastman Chemicals(Knoxville,TN)から入手可能なコポリエステルである。90/10 CoPENは、3M Corporation(Saint Paul,MN)により製造された、90モル%のポリエチレンナフタレート及び10モル%のポリエチレンテレフタレートである、ランダムコポリエステルである。層数の変化、延伸比の詳細は、以下の実施例で説明する。
複屈折多層光学フィルム積層体の製造後、実施例を次いで1つの主表面上の吸収型偏光子(AP)及び反対側の主表面上の1/4波長板(quarter wave plate、QWP)と組み合わせて、例えば色補正円偏光子として有用であり得る、機能性光学積層体を形成した。この光学積層体を、市販のデバイスに、通常そのデバイスに組み込まれている円偏光子を交換することによって組み込んで、いくつかの測定を行った。
試験方法
発光輝度及び色を、Photo Research IncのPR-740 Spectrophotometerを介して測定し、CIE色チャート座標の慣例に従って結果のレポートを得た。偏光遮断(交差)状態及び通過(整列)状態の両方について、反射及び透過スペクトルを、Perkin-Elmer IncのLambda 900 Spectrometerを介して測定した。Radiant Vision SystemsのIS-SA Imaging Sphereを使用して、各サンプルについて、選択した入射角における双方向散乱分布関数(bi-directional scatter distribution function、BRDF)を測定した。
実施例1
複屈折反射偏光子を、以下のとおり調製した。2種のポリマーを光学層に使用した。第1のポリマー(第1の光学層)は、90%ポリエチレンナフタレート(PEN)及び10%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である、90/10 coPENであった。第2のポリマー(第2の光学層)は、90モル%のナフタレート及び10モル%を有する第1のポリエチレンナフタレートコポリマー(coPEN)と、ポリエチレンテレフタレートグリコール(PETG)などのコポリエステルの、約45モル%の90/10 CoPEN対55モル%のPETGという比のブレンドであり、ここで第2の光学層材料のTgは、摂氏約97~100度であった。第1のポリマーと第2のポリマーの供給速度の比は、この実施例では8:92であり、この場合のf比は0.10であった。スキン層に使用したポリマーはPETGであった。材料を別個の押出成形機から多層共押出フィードブロックへと供給し、そこでこれらを137の交互の光学層のパケットへと組み立て、両面に第2の光学層のより厚い保護境界層を加えて、合計139の層とした。第2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、141の層を有する最終構造を得た。この多層溶融物を次に、ポリエステルフィルムに関する従来の方法で、フィルムダイを通してチルロール上にキャスティングし、そのまま急冷した。次いで、キャストウェブを、工業規模の直線式テンターで約6:1の延伸比及び280°Fの温度で延伸した。層厚さプロファイルが図15に示されており、得られた総厚さを静電容量ゲージで測定したところ、約25μmであった。
次いで、得られた実施例1の多層光学フィルムを、一方の表面上の吸収偏光子及び他方の表面上の1/4波長板と共に組み込んで、円偏光子(Ex1-CPとラベル付け)を形成した。Sanritzの吸収偏光子5618 H型を、遮断軸が実質的に整列した実施例1のフィルムに積層した。実施例1のフィルムの反対側に、American Polarizers,Inc.(Reading、PA)の商品名APQW92-004-PC-140NMHEの1/4波長板(QWP)を、3M Companyの光学的に透明な接着剤8171で積層した。QWP光軸は、偏光子の遮断軸に対して約45度であった。次いで、得られた円偏光子(Ex1-CP)を、元の円偏光子をディスプレイから取り外したApple Watch 1に積層した。
実施例2
実施例1について上述したように、複屈折反射偏光子を、第1のポリマー(90/10coPEN)と第2のポリマー(coPEN/PETGをブレンドしたもの)を交互に層にして調製した。第1のポリマーと第2のポリマーの供給速度の比は実施例2では9:91であり、この場合のf比は0.12であった。また、実施例1と同様に、スキン層に使用したポリマーはPETGであり、スキン層を有する得られた最終構造は141層であり、結果的な物理的厚さは静電容量ゲージで測定して約26.6μmであった。μ層厚さプロファイルを図17に示す。
実施例1と同様に、実施例2を、一方の表面上の吸収偏光子(Sanritzの5618H型)及び他方の表面上の1/4波長板(American PolarizersのAPQW92-004-PC-140NMHE)と共に組み込んで、円偏光子(Ex2-CPとラベル付け)を形成した。次いで、円偏光子Ex2-CPを、元の円偏光子をディスプレイから取り外したApple Watch 1.0に積層した。
実施例3
実施例3を以下のように調製した。90%ポリエチレンナフタレート(PEN)及び10%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である90/10 coPENと、屈折率が約1.57であり一軸配向すると実質的に等方性を維持するように国際公開第2015035030号に記載されているようなポリカーボネートとコポリエステルのブレンド(PC:coPET)で作製された低屈折率等方性層の、325の交互の層からなる、単一の多層光学パケットを共押出した。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を有する。この等方性材料は、2つの非延伸方向における屈折率を延伸させた後、非延伸方向における複屈折材料の屈折率と実質的に整合したままとなるように選択され、一方で延伸方向において、複屈折層と非複屈折層との間には屈折率の実質的な不整合が存在する。90/10 PEN及びPC:coPETのポリマーを、約0.5の目標f比で別個の押出成形機から多層共押出フィードブロックへと供給し、325の交互の光学層のパケットへと組み立て、両面にPC:coPETのより厚い保護境界層を加えて、合計327の層とした。この多層溶融物は次に、ポリエステルフィルムに関する従来の方法で、フィルムダイを通してチルロール上にキャスティングし、急冷した。次いで、キャストウェブを、2006年6月4~9日にカリフォルニア州San FranciscoでのSociety for Information Displays(SID)International Conferenceにおいて発表された、著者Denkerらによる「Advanced Polarizer Film for Improved Performance of Liquid Crystal Displays」と題するInvited Paper 45.1、に記載されているものと同様のパラボリックテンターで延伸した。層厚さプロファイルを図22に示す。このフィルムの結果的な物理的厚さは、静電容量ゲージで測定して約53.3μmである。
既出の実施例と同様に、実施例3を、一方の表面上の吸収偏光子(Sanritzの5618H型)及び他方の表面上の1/4波長板(American PolarizersのAPQW92-004-PC-140NMHE)と共に組み込んで、円偏光子(Ex3-CPとラベル付け)を形成した。次いで、円偏光子Ex3-CPを、元の円偏光子をディスプレイから取り外したApple Watch 1.0に積層した。
実施例4
実施例4は、放物線状の幅出し及び0.5のf比で実施例3と同様に調製したが、このプロセスでは、厚さを55.4μmに変化させ、より波長の高い反射帯域が得られるように調整した。
既出の実施例と同様に、実施例4を、一方の表面上の吸収偏光子(Sanritzの5618H型)及び他方の表面上の1/4波長板(American PolarizersのAPQW92-004-PC-140NMHE)と共に組み込んで、円偏光子(Ex4-CPとラベル付け)を形成した。次いで、円偏光子Ex4-CPを、元の円偏光子をディスプレイから取り外したApple Watch 1.0に積層した。
実施例5
実施例5は、高屈折率樹脂厚さと低屈折率樹脂厚さの比を約0.29のf比が得られるように調節し、完成した厚さが25.5マイクロメートルであったことを除いて、実施例1と同様に直線的なテンタリングで調製した。
実施例6
実施例6は、高屈折率樹脂厚さと低屈折率樹脂厚さの比を約0.18のf比が得られるように調節したことを除いて、実施例5と同様に調製した。完成厚さは25.5マイクロメートルであった。
実施例7
複屈折反射偏光子を実施例1と同様にして調製した。次いで、得られたフィルムを一方の表面上の吸収偏光子及び他方上の1/4波長板と共に組み込んで、円偏光子(Ex7-CPとラベル付け)を形成した。Sanritzの吸収偏光子5618 H型を、遮断軸が実質的に整列した実施例7のフィルムに積層した。実施例7のフィルムの反対側に、American Polarizers,Inc.(Reading、PA)の商品名APQW92-004-PC-140NMHEの1/4波長板(QWP)を、3M Companyの光学的に透明な接着剤8171で積層した。QWP光軸は、偏光子の光軸に対して約45度であった。次いで、得られた円偏光子(Ex7-CP)を、元の円偏光子をディスプレイから取り外したSamsung Galaxy 2.0に積層した。
実施例8
複屈折反射偏光子を実施例2と同様にして調製した。実施例7と同様に、得られたフィルムを、一方の表面上の吸収偏光子(Sanritzの5618H型)及び他方の表面上の1/4波長板(American PolarizersのAPQW92-004-PC-140NMHE)と共に組み込んで、円偏光子(Ex8-CPとラベル付け)を形成した。次いで、円偏光子(Ex8-CP)を、元の円偏光子をディスプレイから取り外したSamsung Galaxy Tablet 2.0に積層した。
実施例9
実施例9は、実施例6と同様に調製した。高屈折率樹脂厚さと低屈折率樹脂厚さの比を調節調整して、約0.18のf比を得た。最終厚さは、25.5マイクロメートルであった。
比較例1(CE-1)
円偏光子を、以下の方法によって組み立てた。Sanritzの吸収偏光子5618 H型を、American Polarizers,Inc.(Reading、PA)の商品名APQW92-004-PC-140NMHEの1/4波長板(QWP)に積層した。QWP光軸は、偏光子の光軸に対して約45度であった。
比較用偏光子を、元の円偏光子をディスプレイから取り外したApple Watch 1.0に積層した。
比較例2(CE-2)
この比較例は、得られた円偏光子を、元の円偏光子をディスプレイから取り外したSamsung Galaxy Tablet 2.0にも積層したことを除いて、比較例1と同様に作製した。
比較例3(CE-3)
比較例3を以下のように調製した。90%ポリエチレンナフタレート(PEN)及び10%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である90/10 coPENと、屈折率が約1.57であり一軸配向すると実質的に等方性を維持するように国際公開第2015035030号に記載されているようなポリカーボネートとコポリエステルのブレンド(PC:coPET)で作製された低屈折率等方性層の、275の交互の層からなる、単一の多層光学パケットを共押出した。PC:coPETのモル比は、約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。この等方性材料は、2つの非延伸方向における屈折率を延伸させた後、非延伸方向における複屈折材料の屈折率と実質的に整合したままとなるように選択され、一方で延伸方向において、複屈折層と非複屈折層との間には屈折率の実質的な不整合が存在した。90/10PEN及びPC:coPETポリマーを、別個の押出成形機から、90/10PENが44%、PC:coPETが56%の合計流量比で、多層共押出フィードブロックへとそれぞれ供給した。材料を275の交互の光学層のパケットに組み立て、一方の面の90/10PEN及び他方の面のPC:coPETの各面により厚い保護境界層を加えて、合計277の層とした。この多層溶融物は次に、ポリエステルフィルムに関する従来の方法で、フィルムダイを通してチルロール上にキャスティングし、急冷した。次いで、キャストウェブを、2006年6月4~9日にカリフォルニア州San FranciscoでのSociety for Information Displays(SID)International Conferenceにおいて発表された、著者Denkerらによる「Advanced Polarizer Film for Improved Performance of Liquid Crystal Displays」と題するInvited Paper 45.1、に記載されているものと同様のパラボリックテンターで延伸した。判定した透過率を図28に示す。このフィルムの結果的な物理的厚さは、静電容量ゲージで測定して約45.1μmであった。このフィルムは、OLEDデバイスに組み込まれたときに、色補正フィルムに対して所望されるものよりも、可視範囲で垂直入射においてより高い反射を生じさせることが見出された。
Figure 0007386165000001
試験結果
実施例の光学積層体を発光ディスプレイ上のディスプレイ積層体内で使用して、角度による色シフトを低減できることが見出された。光学積層体は、従来の円偏光子と比較して、特定の角度及び波長に対して、ゲイン又は輝度の増大をもたらすことができる。フィルムが吸収型偏光子の下に配置された反射偏光子であった場合、観察された周囲反射に対する影響は最小限であった。
角度による色シフトの低減を測定するために、2種類の市販のOLEDデバイスを改変して、実施例の円偏光子を組み込んだ。この比較に使用した装置には、Apple Watch及びSamsung 2 Tabletが含まれていた。顕著な微小空洞式OLED設計を使用する市販のデバイスは、白色状態において角度による大きな固有の色シフトを呈する。色は典型的には、白色から青色及び/又は緑色にシフトする。図14には、Apple Watch(AW)及びSamsung Galaxy Tablet 2(S2)の市販サンプルについて、-60~60度の傾斜角(視野角)のCIE xy色が示されている。この色シフト問題は、青色光及び緑色光の一部を遮断することによって従来から対処されてきた。いくつかの実施例では、色シフトは、所望の波長及び角度のみの偏光を効果的に再利用することによって補償された。いくつかの実施例では、所望の波長は、30度を超える角度で600~650nmであった。
ディスプレイを補償するために波長特定的な反射フィルムを使用することの1つの潜在的な問題は、バックプレーンの拡散反射である。OLEDバックプレーンは、LCDバックライトほどは拡散反射性は高くないが、それでもかなり拡散する。サンプルについて、選択した入射角におけるBRDF(双方向散乱分布関数)の平均を、Radiant Vision SystemsのIS-SA Imaging Sphereを用いて測定し、これを表2に公表している。表2では、視野角は法線を基準にしており、TRは全反射率であり、DRは拡散反射率である。そのような大きい拡散反射率では、高角度の反射光の大部分が散乱して、垂直入射に向かって戻ることになると予想される。拡散反射率が大きい場合、反射光はあらゆる角度に散乱して、あらゆる角度で光学ゲインをもたらすと予想されるであろう。しかしながら、本明細書の部分反射体が、軸上と比較して軸外で実質的により多くのゲインをもたらし得ることが見出された。
Figure 0007386165000002
実施例1~5の層厚さプロファイル並びに通過状態及び遮断状態の透過スペクトルの結果を、図15~19、図22~23、及び図26に示す。実施例2について、例示的なゲイン及び反射率スペクトルをそれぞれ図20及び図21に示す。図24~25は、実施例4の例示的なCIE色プロット及び色シフト対角度を示す。実施例及び比較例の白色色シフト結果及び反射率に関する測定値の総括表を、表3にまとめてある。ここでは、発光輝度及び色を、Photo Research Inc.のPR-740 Spectrophotometerを介して測定した。反射率は、Perkin ElmerのLambda 900 Spectrometerを介して測定した。相対輝度は、サンプルの輝度を、示された基準物の輝度によって除算したものである。ディスプレイに垂直なCIEのx値及びy値、並びに法線に対して45度及び60度でのΔu’v’が公表されている。
Figure 0007386165000003
図19には、実施例8の円偏光子で使用した実施例2の反射偏光子の遮断透過スペクトルが、0度及び60度の傾斜角について示されている。また、市販のSamsung Galaxy 2タブレットの垂直入射発光スペクトルも示されている。OLED発光ピークに対する垂直入射において最小反射率が存在した。しかしながら、より高い傾斜角では、干渉積層体からの反射率は、OLEDデバイスの赤色発光ピークにわたって掃引される。
実施例8の光学積層体の発光強度を比較例2の光学積層体の発光強度で除算して算出した実施例8のゲインを、図20に示す。OLED発光強度は650nm未満で最も強いため、0度及び15度でのゲインは、発光色に影響を与えるようには見えなかった。しかしながら、30度、45度、及び60度でのゲインにより、これらの角度で発光色に赤色が増した。バックプレーンの拡散特性を考慮すると、実質的に干渉帯域のシフトが発生した場合にしかゲインが生じないことは、予想外であった。換言すれば、バックプレーンは、バックプレーンの拡散特性にもかかわらず、ほぼ鏡面的にフィルムと相互作用するように見えた。
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。
以下は本開示による例示的な実施形態である。
項目1.光学積層体を備える波長及び偏光依存性部分反射体であって、光学積層体は複数の光学繰り返し単位を含み、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含み、
波長λ1<λ2<λ3の場合に、部分反射体は、第1の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ1~λ3の波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、
部分反射体は、直交する第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対してλ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有し、部分反射体は、その光学繰り返し単位のf比、第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差、及び光学積層体内の光学繰り返し単位の総数が、第1の反射帯域が第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~97%の平均反射率を有するようなものとなっており、
光学繰り返し単位は(λ3-λ2)/(λ3+λ2)が0.05~0.2の範囲内となるような光学厚さの範囲を有し、
第1の反射帯域は主反射帯域であり、λ3は少なくとも700nmかつ2500nm以下である、波長及び偏光依存性部分反射体。
項目2.第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は15%~95%である、項目1に記載の部分反射体。
項目3.第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は15%~90%である、項目1に記載の部分反射体。
項目4.第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は20%~75%である、項目1に記載の部分反射体。
項目5.第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は25%~60%である、項目1に記載の部分反射体。
項目6.第2の軸に沿った屈折率に関して、光学繰り返し単位は、光学積層体の第1の面に近接する最小光学厚さT1、及び光学積層体の反対側の第2の面に近接する最大光学厚さT2を有し、(T2-T1)/(T2+T1)は0.05~0.2の範囲内である、項目1に記載の部分反射体。
項目7.λ1は380nm~480nmの範囲内にあり、λ2は600nm~700nmの範囲内にあり、λ3は710nm~1000nmの範囲内にある、項目1に記載の部分反射体。
項目8.λ1は400nm~450nmの範囲内にあり、λ2は600nm~700nmの範囲内にあり、λ3は720nm~900nmの範囲内にある、項目1に記載の部分反射体。
項目9.λ1は400nmであり、λ2は610nm~690nmの範囲内にあり、λ3は750nm~900nmの範囲内にある、項目1に記載の部分反射体。
項目10.f比又は1-f比は0.06~0.4の範囲内にある、項目1に記載の部分反射体。
項目11.f比は0.4~0.6の範囲内にある、項目1に記載の部分反射体。
項目12.光学積層体内の光学繰り返し単位の総数は35~160の範囲内にある、項目1に記載の部分反射体。
項目13.第1のポリマー層及び第2のポリマー層のうちの少なくとも一方は複屈折性を有する、項目1に記載の部分反射体。
項目14.第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnxであり、第1の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnyであり、|Δnx|は少なくとも0.1であり、|Δny|は0.04以下である、項目1に記載の部分反射体。
項目15.|Δnx|は少なくとも0.15であり、|Δny|は0.02以下である、項目14に記載の部分反射体。
項目16.第1の反射帯域の第2の高調波である第2の反射帯域を更に備える、項目1に記載の部分反射体。
項目17.第2の反射帯域は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~90%の平均反射率を有する、項目16に記載の部分反射体。
項目18.第2の反射帯域は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して20%~75%の平均反射率を有する、項目16に記載の部分反射体。
項目19.第2の反射帯域は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して25%~60%の平均反射率を有する、項目16に記載の部分反射体。
項目20.第2の反射帯域は500nm以下の長波長帯域端λ4を有する、項目16に記載の部分反射体。
項目21.λ4は450nm以下である、項目20に記載の部分反射体。
項目22.λ4は430nm以下である、項目20に記載の部分反射体。
項目23.λ4は410nm以下である、項目20に記載の部分反射体。
項目24.λ4は400nm~500nmの範囲内にある、項目20に記載の部分反射体。
項目25.光学積層体を含む波長及び偏光依存性部分反射体であって、光学積層体は複数の光学繰り返し単位を含み、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含み、第1の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnyであり、直交する第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnxであり、|Δnx|は少なくとも0.1であり、|Δny|は0.04以下であり、第2の軸に沿った屈折率に関して、光学繰り返し単位は、光学積層体の第1の面に近接する最小光学厚さT1、及び光学積層体の反対側の第2の面に近接する最大光学厚さT2を有し、(T2-T1)/(T2+T1)は0.05~0.2の範囲内にあり、T2は少なくとも350nmかつ1250nm以下である、波長及び偏光依存性部分反射体。
項目26.T2は少なくとも355nmである、項目25の部分反射体。
項目27.T2は少なくとも360nmである、項目25の部分反射体。
項目28.T2は少なくとも375nmである、項目25に記載の部分反射体。
項目29.T2は500nm以下である、項目25に記載の部分反射体。
項目30.T2は450nm以下である、項目25に記載の部分反射体。
項目31.波長λ1<λ2<λ3の場合に、部分反射体は、第1の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ1~λ3の波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、
部分反射体は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対してλ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有し、反射帯域は、第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~97%の平均反射率を有し、
(λ3-λ2)/(λ3+λ2)は0.05~0.2の範囲内にあり、λ2はT1の約2倍であり、λ3はT2の約2倍である、項目25に記載の部分反射体。
項目32.第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は15%~95%である、項目31に記載の部分反射体。
項目33.第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は15%~90%である、項目31に記載の部分反射体。
項目34.第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は20%~75%である、項目31に記載の部分反射体。
項目35.第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は25%~60%である、項目31に記載の部分反射体。
項目36.|Δnx|は少なくとも0.15であり、|Δny|は0.02以下である、項目25に記載の部分反射体。
項目37.光学繰り返し単位のf比又は1-f比は0.06~0.4の範囲内にある、項目25に記載の部分反射体。
項目38.光学繰り返し単位のf比は0.4~0.6の範囲内にある、項目25に記載の部分反射体。
項目39.光学積層体内の光学繰り返し単位の総数が35~160の範囲内にある、項目25に記載の部分反射体。
項目40.項目1~24のいずれか1つによって更に特徴付けられる、項目25に記載の部分反射体。
項目41.直線吸収偏光子と、
リターダと、
直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された、項目1~40のいずれか1つに記載の部分反射体と、
を備える、円偏光子。
項目42.直線吸収偏光子と、
リターダと、
直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された反射偏光子であって、600nm以上の波長に短波長帯域端を有する主反射帯域を有する、反射偏光子と、
を備える、円偏光子。
項目43.主反射帯域は少なくとも700nmの長波長帯域端を有する、項目42に記載の円偏光子。
項目44.主反射帯域は少なくとも710nmかつ2500nm以下の長波長帯域端を有する、項目42の円偏光子。
項目45.主反射帯域の第2の高調波は500nm以下の長波長帯域端を有する、項目42に記載の円偏光子。
項目46.主反射帯域の第2の高調波は450nm以下の長波長帯域端を有する、項目42に記載の円偏光子。
項目47.主反射帯域の第2の高調波は430nm以下の長波長帯域端を有する、項目42に記載の円偏光子。
項目48.主反射帯域の第2の高調波は410nm以下の長波長帯域端を有する、項目42に記載の円偏光子。
項目49.主反射帯域の第2の高調波は400nm~500nmの範囲内の長波長帯域端を有する、項目42の円偏光子。
項目50.直線吸収偏光子と、
リターダと、
直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された反射偏光子であって、反射偏光子は光学積層体を備え、光学積層体は複数の光学繰り返し単位を備え、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含む、反射偏光子と、を備え、
第1の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnyであり、直交する第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnxであり、|Δnx|は少なくとも0.1であり、|Δny|は0.04以下であり、
第2の軸に沿った屈折率に関して、光学繰り返し単位は、光学積層体の第1の面に近接する最小光学厚さT1、及び光学積層体の反対側の第2の面に近接する最大光学厚さT2を有し、
T2は少なくとも300nmである、
円偏光子。
項目51.T2は少なくとも350nmである、項目50に記載の円偏光子。
項目52.T2は少なくとも355nmかつ1250nm以下である、項目50に記載の円偏光子。
項目53.直線吸収偏光子と光学積層体との間に配置された光学的に厚い層を更に備える、請求項50に記載の円偏光子。
項目54.反射偏光子は請求項1~40のいずれか一項に記載の部分反射体である、項目42~53のいずれか1つに記載の円偏光子。
項目55.直線吸収偏光子は第1の軸と実質的に整列された通過軸を有する、項目41~54のいずれか1つに記載の円偏光子。
項目56.通過軸と第1の軸との間の角度は10度未満である、項目55に記載の円偏光子。
項目57.リターダは直線吸収偏光子の通過軸と斜角をなす進相軸を有する、項目55に記載の円偏光子。
項目58.斜角は40~50度である、項目57に記載の円偏光子。
項目59.リターダは複数のリターダ層を備える、項目41~54のいずれか1つに記載の円偏光子。
項目60.複数のリターダ層のうちの第1のリターダ層は第1の進相軸を有し、複数のリターダ層のうちの第2のリターダ層は第2の進相軸を有する、項目59に記載の円偏光子。
項目61.第1及び第2の進相軸は平行ではない、項目60に記載の円偏光子。
項目62.400nm~700nmの範囲内の少なくとも1つの波長に関して、リターダは波長の1/4の位相差を有する、項目41~54のいずれか1つに記載の円偏光子。
項目63.有機発光ダイオードディスプレイパネルと、ディスプレイパネルに近接して配置された項目41~62のいずれか1つに記載の円偏光子と、を備えるディスプレイ。
項目64.λa<λb<λcを満たす第1、第2、及び第3のピーク発光波長λa、λa、及びλbを有する発光スペクトルを有する、有機発光ダイオードディスプレイパネルと、
ディスプレイパネルに近接して配置された円偏光子であって、直線吸収偏光子、直線吸収偏光子とディスプレイパネルとの間に配置されたリターダ、及び直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された反射偏光子を含む、円偏光子と、を備え、
反射偏光子は、反射偏光子の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λa~λcの波長に関して少なくとも85%の透過率を、及び、反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、(λa+λb)/2~(λb+λc)/2の波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、
波長λ3>λcでありかつ波長λ2が(λb+λc)/2<λ2<λ3を満たす場合に、反射偏光子は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対してλ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有し、第1の反射帯域は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~97%の平均反射率を有する、
ディスプレイ。
項目65.第1の反射帯域は主反射帯域である、項目64に記載のディスプレイ。
項目66.反射偏光子は主反射帯域の第2の高調波である第2の反射帯域を有し、第2の反射帯域は400nmを含む波長範囲を有する、項目65に記載のディスプレイ。
項目67.λa<λb<λcを満たす第1、第2、及び第3のピーク発光波長λa、λa、及びλbを有する発光スペクトルを有する、有機発光ダイオードディスプレイパネルと、
ディスプレイパネルに近接して配置された円偏光子であって、直線吸収偏光子、直線吸収偏光子とディスプレイパネルとの間に配置されたリターダ、及び直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された反射偏光子を含む、円偏光子と、を備え、
反射偏光子は、反射偏光子の通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λa~λcの波長に関して少なくとも85%の透過率を、及び、反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、(λa+λb)/2~(λb+λc)/2の波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、
波長λ3>λcでありかつ波長λ2が(λb+λc)/2<λ2<λ3を満たす場合に、反射偏光子は、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対してλ2及びλ3の帯域端を有する主反射帯域を有する、
ディスプレイ。
項目68.主反射帯域は遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~97%の平均反射率を有する、項目67に記載のディスプレイ。
項目69.反射偏光子は主反射帯域の第2の高調波である第2の反射帯域を有し、第2の反射帯域は400nmを含む波長範囲を有する、項目67に記載のディスプレイ。
項目70.反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する透過率は、λa~λcの波長に関して少なくとも80%である、項目64~69のいずれか1つに記載のディスプレイ。
項目71.反射偏光子の遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する透過率は、λa~λcの波長に関して少なくとも85%である、項目64~69のいずれか1つに記載のディスプレイ。
項目72.λ3<2λaである、項目64~69のいずれか1つに記載のディスプレイ。
項目73.λa+λb≧λ3≧2λaである、項目64~69のいずれか1つに記載のディスプレイ。
項目74.反射偏光子は光学積層体を備え、光学積層体は複数の光学繰り返し単位を備え、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含み、
波長λ1<λaの場合に、通過軸に沿って偏光された垂直入射光に対する反射偏光子の透過率は、λ1~λ3の波長に関して少なくとも85%であり、
反射偏光子は、その光学繰り返し単位のf比、遮断軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差、及び光学積層体内の光学繰り返し単位の総数が、遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率が15%~95%となるようなものである、実施形態64~69のいずれか1つに記載のディスプレイ。
項目75.遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は15%~90%である、項目74に記載のディスプレイ。
項目76.遮断軸に沿って偏光された垂直入射光に対する平均反射率は20%~85%である、項目74に記載のディスプレイ。
項目77.第2の軸に沿った屈折率に関して、光学繰り返し単位は、(λ3-λ2)/(λ3+λ2)が0.05~0.2の範囲内となるような光学厚さの範囲を有する、項目64~69のいずれか1つに記載のディスプレイ。
項目78.反射偏光子は、45度の視野角でλc~700nmの波長に関して少なくとも1.15のゲインを提供し、ゼロ度の視野角で波長λcにおいて1.00~1.05のゲインを提供するように適合されている、項目64~69のいずれか1つに記載のディスプレイ。
項目79.反射偏光子は、30度の視野角においてλc~700nmの波長に関してもたらされるゲインが、45度の視野角におけるλc~700nmの波長に関するゲインよりも小さくなるように適合されている、項目78に記載のディスプレイ。
項目80.反射偏光子は請求項1~40のいずれか一項に記載の部分反射体である、項目64~69のいずれか1つに記載のディスプレイ。
項目81.円偏光子は請求項41~62のいずれか1つによって更に特徴付けられる、項目64~69のいずれか1つに記載のディスプレイ。
項目82.45度の視野角におけるΔu’v’色シフトが、反射偏光子を含まないがその他の点では同等であるディスプレイのΔu’v’色シフトの0.8倍以下である、項目64~81のいずれか1つに記載のディスプレイ。
項目83.45度の視野角におけるΔu’v’色シフトが、反射偏光子を含まないがその他の点では同等であるディスプレイのΔu’v’色シフトの0.5倍以下である、項目64~81のいずれか1つに記載のディスプレイ。
項目84.有機発光ダイオードディスプレイパネルと、
ディスプレイパネルに近接して配置された円偏光子であって、直線吸収偏光子、直線吸収偏光子とディスプレイパネルとの間に配置されたリターダ、並びに直線吸収偏光子とリターダとの間に配置された波長及び偏光依存性部分反射体を含む、円偏光子と、
を備える、ディスプレイであって、
部分反射体は、ディスプレイの45度の視野角におけるΔu’v’色シフトが、部分反射体を含まないがその他の点では同等である円偏光子を有するがその他の点では同等であるディスプレイのΔu’v’色シフトの0.8倍以下となるような、色補正部分反射体である、ディスプレイ。
項目85.部分反射体は光学積層体を備え、光学積層体は複数の光学繰り返し単位を備え、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含み、
400nm~450nmの範囲内の波長λ1、600nm~700nmの範囲内のλ2、及び720nm~900nmの範囲内のλ3の場合に、部分反射体は、第1の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ1~λ3の波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、
部分反射体は、垂直入射において直交する第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対してλ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有し、部分反射体は、その光学繰り返し単位のf比、第2の軸に沿った第1のポリマー層と第2のポリマー層との間の屈折率差、及び光学積層体内の光学繰り返し単位の総数が、第1の反射帯域が垂直入射において第2の軸に沿った偏光に対して15%~97%の平均反射率を有するようなものとなっており、
光学繰り返し単位は(λ3-λ2)/(λ3+λ2)が0.05~0.2の範囲内となるような光学厚さの範囲を有する、項目84に記載のディスプレイ。
項目86.第1の反射帯域は主反射帯域である、項目85に記載のディスプレイ。
項目87.部分反射体は主反射帯域の第2の高調波である第2の反射帯域を有し、第2の反射帯域は400nmを含む波長範囲を有する、項目86に記載のディスプレイ。
項目88.垂直入射において第2の軸に沿った偏光に対する平均反射率が15%~95%である、項目85に記載のディスプレイ。
項目89.垂直入射において第2の軸に沿った偏光に対する平均反射率が15%~90%である、項目85に記載のディスプレイ。
項目90.垂直入射において第2の軸に沿った偏光に対する平均反射率が20%~85%である、項目85に記載のディスプレイ。
項目91.垂直入射において第2の軸に沿った偏光に対する平均反射率が20%~75%である、項目85に記載のディスプレイ。
項目92.垂直入射において第2の軸に沿った偏光に対する平均反射率が25%~60%である、項目85に記載のディスプレイ。
項目93.45度の視野角におけるΔu’v’色シフトは、その他の点では同等であるディスプレイのΔu’v’色シフトの0.5倍以下である、項目84に記載のディスプレイ。
項目94.部分反射体は、30度の視野角において620nm~700nmの波長に関してもたらされるゲインが、45度の視野角における620nm~700nmの波長に関するゲインよりも小さくなるように適合されている、項目84に記載のディスプレイ。
項目95.部分反射体は請求項1~40のいずれか1つによって更に特徴付けられる、項目84のディスプレイ。
項目96.円偏光子は請求項41~62のいずれか一項により更に特徴付けられる、項目84に記載のディスプレイ。

Claims (5)

  1. 光学積層体を含む波長及び偏光依存性部分反射体であって、前記光学積層体は複数の光学繰り返し単位を含み、各光学繰り返し単位は第1及び第2のポリマー層を含み、
    波長λ1<λ2<λ3の場合に、部分反射体は、第1の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ1~λ3の各波長に関して少なくとも85%の透過率を有し、
    前記部分反射体は、前記第1の軸に直交する第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して、λ2及びλ3の帯域端を有する第1の反射帯域を有し、前記部分反射体は、その前記光学繰り返し単位のf比、前記第2の軸に沿った前記第1のポリマー層と前記第2のポリマー層との間の屈折率差、及び前記光学積層体内の光学繰り返し単位の総数が、前記第1の反射帯域が前記第2の軸に沿って偏光された垂直入射光に対して15%~90%の平均反射率を有するようなものとなっており、
    前記光学繰り返し単位は、(λ3-λ2)/(λ3+λ2)が0.05~0.2の範囲内となるような光学厚さの範囲を有し、
    前記第1の反射帯域は主反射帯域であり、λ3は少なくとも700nmかつ2500nm以下である、波長及び偏光依存性部分反射体。
  2. 前記第1の軸に沿った前記第1のポリマー層と前記第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnyであり、前記第2の軸に沿った前記第1のポリマー層と前記第2のポリマー層との間の屈折率差はΔnxであり、|Δnx|は少なくとも0.1であり、|Δny|は0.04以下である、請求項1に記載の波長及び偏光依存性部分反射体。
  3. 直線吸収偏光子と、
    リターダと、
    前記直線吸収偏光子と前記リターダとの間に配置された請求項1に記載の波長及び偏光依存性部分反射体と、
    を備え
    前記第1の軸と前記直線吸収偏光子の通過軸との間の角度は10度未満であり、
    前記リターダは、前記直線吸収偏光子の通過軸と40~50度である斜角をなす進相軸を有し、
    前記リターダは、400nm~700nmの範囲内の少なくとも1つの波長λに関して、λ/4またはnを自然数として(n+1/4)λの位相差を有する、
    円偏光子。
  4. λa<λb<λcを満たす第1、第2、及び第3のピーク発光波長λa、λa、及びλbを有する発光スペクトルを有する、有機発光ダイオードディスプレイパネルと、
    前記ディスプレイパネルに近接して配置された請求項3に記載の円偏光子と、を備え、
    λ3>λcでありかつ(λb+λc)/2<λ2である、
    ディスプレイ。
  5. 有機発光ダイオードディスプレイパネルと、
    前記ディスプレイパネルに近接して配置された円偏光子であって、直線吸収偏光子、前記直線吸収偏光子と前記ディスプレイパネルとの間に配置されたリターダ、並びに前記直線吸収偏光子と前記リターダとの間に配置された請求項1に記載の波長及び偏光依存性部分反射体を含む、円偏光子と、
    を備える、ディスプレイであって、
    前記第1の軸と前記直線吸収偏光子の通過軸との間の角度は10度未満であり、
    前記リターダは、前記直線吸収偏光子の通過軸と40~50度である斜角をなす進相軸を有し、
    前記リターダは、400nm~700nmの範囲内の少なくとも1つの波長λに関して、λ/4またはnを自然数として(n+1/4)λの位相差を有し、
    前記部分反射体は、前記ディスプレイの45度の視野角におけるΔu’v’色シフトが、前記部分反射体を含まないがその他の点では同等である円偏光子を有するがその他の点では同等であるディスプレイのΔu’v’色シフトの0.8倍以下となるような、色補正部分反射体である、ディスプレイ。
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