KR102648211B1 - 고 콘트라스트 광학 필름 및 이를 포함하는 장치 - Google Patents

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Abstract

복수의 간섭 층을 포함하는 광학 필름이 개시된다. 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시킨다. 간섭 층의 총 개수는 약 1000개 미만이다. 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는다.

Description

고 콘트라스트 광학 필름 및 이를 포함하는 장치
본 개시는 액정 디스플레이에 사용될 수 있는 반사 편광기 필름에 관한 것이다.
광학 디스플레이가 랩톱 컴퓨터, 핸드헬드 계산기, 디지털 시계 등에 널리 사용된다. 친숙한 액정 디스플레이(LCD)는 그러한 광학 디스플레이의 일반적인 예이다. LCD 디스플레이에서, 액정의 부분들은 전기장의 인가에 의해 변경되는 그들의 광학 상태를 갖는다. 이러한 과정은 정보의 "픽셀(pixel)"을 표시하는 데 필요한 콘트라스트(contrast)를 생성한다. 몇몇 예에서, LCD 디스플레이는 디스플레이 조립체의 광 특성을 변경하기 위해, 반사 편광기를 비롯한, 다양한 광학 필름들의 조합을 포함할 수 있다.
LCD 디스플레이는 조명의 유형에 기초하여 분류될 수 있다. "반사" 디스플레이는 "전방"으로부터 디스플레이에 들어가는 주변 광에 의해 조명된다. 전형적으로, 브러싱된(brushed) 알루미늄 반사기가 LCD 조립체 "뒤에" 배치된다. 다른 일반적인 예는 주변 광의 세기가 관찰에 불충분한 응용에서 브러싱된 반사 알루미늄 표면을 위한 "백라이트" 조립체를 통합시키는 것이다. 전형적인 백라이트 조립체는 광학 공동(optical cavity) 및 광을 발생시키는 램프 또는 다른 구조체를 포함한다. 주변 광 및 백라이트 조건 둘 모두 하에서 관찰되도록 의도되는 디스플레이는 "반투과형(transflective)"으로 불린다. 반투과형 디스플레이에 관한 하나의 문제는 전형적인 백라이트가 전통적인 브러싱된 알루미늄 표면만큼 효율적인 반사기가 아니라는 것이다. 또한, 백라이트는 광의 편광을 무작위화하고 LCD 디스플레이를 조명하는 데 이용가능한 광의 양을 더욱 감소시키는 경향이 있다. 결과적으로, LCD 디스플레이에 백라이트를 추가하는 것은 일반적으로 주변 광 하에서 관찰될 때 디스플레이를 덜 밝게 만든다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 필름으로서, 복수의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층의 총 개수는 약 1000개 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 필름으로서, 복수의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층의 총 개수는 약 1000개 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태(a)에 대한 평균 광학 투과율(Ta) 및 평균 광학 반사율(Ra)을 갖고, 직교하는 제2 편광 상태(b)에 대한 평균 광학 투과율(Tb) 및 평균 광학 반사율(Rb)을 가지며, Tb/Rb는 약 0.002 미만이고 Ra/Ta는 약 0.17 미만인, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 필름으로서, (N)개의 순차적으로 번호부여된 층을 포함하며, (N)은 200보다 크고 1000보다 작은 정수이고, 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선(fitted curve)은 층 개수의 함수로서 각각의 층의 두께를 플로팅하는 층 두께 프로파일에 적용되는 최적 회귀(best-fit regression)이고, 제1 층으로부터 (제N) 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm/층 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율 및 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율을 갖는, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 필름으로서, (N)개의 순차적으로 번호부여된 층을 포함하며, (N)은 200보다 큰 정수이고, 층 중 10% 미만이 약 200 nm 초과의 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 (제N) 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm 미만인, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 필름으로서, 1부터 (N)까지 순차적으로 번호부여된 복수의 층을 포함하며, (N)은 50보다 크고 1000보다 작은 정수이고, 광학 필름은 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하며, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이어서, 제1 층으로부터 (제N) 층까지 연장되는 영역에서, 피팅된 곡선의 최대 기울기와 최소 기울기 사이의 차이는 약 0.70 nm/층 미만이고, 최대 기울기와 최소 기울기는 각각 25개 내지 50개의 인접 층의 임의의 그룹에 걸쳐 구해지는, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하는 광학 필름으로서, (N)개의 층의 스택(stack)을 포함하며, (N)은 50보다 크고 1000보다 작은 정수이어서, (N)개의 층의 스택 내의 순차적으로 배열된 층의 복수의 비-중첩 그룹에 대해, 각각의 그룹 내의 층은 1 내지 (m)으로 번호부여되고, (m)은 25보다 크고, 각각의 비-중첩 그룹에 대해, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 그룹의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 그룹 내의 제1 층으로부터 그룹 내의 (제m) 층까지 연장되는 영역에서, 피팅된 곡선은 복수의 비-중첩 그룹에서 피팅된 곡선의 평균 기울기 사이의 최대 차이가 0.70 nm/층 미만이 되게 하는 평균 기울기를 갖는, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 필름으로서, 복수의 교번하는 제1 층 및 제2 층을 포함하며, 각각의 제1 층 및 각각의 제2 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 제1 층 및 제2 층 각각의 총 개수는 400개 미만이고 100개 초과이며, 인접한 제1 층 및 제2 층의 각각의 쌍에 대해, 제1 층의 평면에서, 제1 층은 x-방향을 따른 최대 굴절률 n1x를 갖고, 제2 층은 x-방향을 따른 굴절률 n2x를 갖고, n1x와 n2x 사이의 차이는 약 0.24 초과이고, 제1 층의 x-방향의 최대 각도 범위는 약 2도 미만인, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 필름으로서, 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층의 총 개수는 300개 초과이고, 간섭 층당 광학 필름의 광파워(optical power)는 약 0.7 초과인, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 필름으로서, 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층당 복수의 간섭 층의 광파워는 (-0.0012* N + 1.46)보다 크며, (N)은 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층의 총 개수이고, (N)은 100보다 크고 1000보다 작은, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 필름으로서, 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하고 투과시키는 복수의 간섭 층을 포함하여, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고, 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하고, 약 2.5 초과의 평균 광학 밀도를 가지며, 복수의 간섭 층은 복수의 광학 스택으로 분할되고, 인접한 광학 스택의 각각의 쌍은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키지 않는 하나 이상의 스페이서 층(spacer layer)에 의해 분리되고, 각각의 광학 스택은 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 50%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 50%를 반사하며, 각각의 광학 스택 내의 간섭 층은 순차적으로 번호부여되고, 각각의 광학 스택은 광학 스택의 두께를 간섭 층 개수와 상관시키는 최적 선형 방정식을 갖고, 선형 방정식은 스택 내의 최초 간섭 층으로부터 스택 내의 마지막 간섭 층까지 연장되는 영역에서 평균 기울기를 갖고, 복수의 광학 스택의 선형 방정식의 평균 기울기 사이의 최대 차이는 약 20% 미만인, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하는 광학 필름으로서, 200개 이상이고 400개 이하의 순차적으로 배열된 단위 셀(unit cell)을 포함하며, 각각의 단위 셀은 더 낮은 굴절률의 제1 층 및 인접한 더 높은 굴절률의 제2 층을 포함하고, 각각의 단위 셀에 대한 더 높은 굴절률과 더 낮은 굴절률 사이의 차이는 약 0.24 초과이고, 각각의 단위 셀은 사전결정된 파장 범위 내의 중심 파장의 절반과 동일한 총 광학 두께를 가져서, 순차적으로 배열된 단위 셀 내의 인접한 단위 셀의 쌍의 적어도 80% 각각에 대해, 인접한 단위 셀의 중심 파장의 평균에 대한 인접한 단위 셀의 중심 파장의 차이의 비는 약 2% 미만인, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 필름으로서, 사전결정된 파장 범위 내에서 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키는 복수의 간섭 층을 포함하며, 간섭 층의 굴절률 사이의 최대 차이는 Δn이고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 피팅된 곡선은 복수의 간섭 층에 걸쳐 연장되는 영역에서 평균 기울기 K를 갖고, Δn/K는 약 1.2 초과인, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 필름으로서, 제2 사전결정된 파장 범위가 아니라 제1 사전결정된 파장 범위 내의 광을 투과시키거나 반사하도록 최적화된 (Ma)개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀 - 제1 단위 셀 각각은 제1 고 굴절률 층 및 제2 저 굴절률 층을 포함함 -; 및 제1 사전결정된 파장 범위가 아니라 제2 사전결정된 파장 범위 내의 광을 투과시키거나 반사하도록 최적화된 (Mb)개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀 - 제2 단위 셀 각각은 제3 고 굴절률 층 및 제4 저 굴절률 층을 포함함 - 을 포함하여, (Ma)개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀에 대해, 제2 저 굴절률 층의 굴절률의 평균에 대한 제1 고 굴절률 층의 굴절률의 평균의 비 곱하기 (Ma)는 약 300 초과이고, (Mb)개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀에 대해, 제4 저 굴절률 층의 굴절률의 평균에 대한 제3 고 굴절률 층의 굴절률의 평균의 비 곱하기 (Mb)는 약 300 초과이고, 제1 및 제2 사전결정된 파장 범위 내의 임의의 파장을 갖는 약 0도 내지 약 30도의 임의의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, 제1 편광 상태에 대한 광학 필름의 평균 광학 투과율(Ta) 대 직교하는 제2 편광 상태에 대한 광학 필름의 평균 광학 투과율(Tb)의 비는 약 1000:1 이상인, 광학 필름을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 디스플레이 조립체로서, 광원, 액정 디스플레이 조립체, 및 액정 디스플레이 조립체와 광원 사이에 배치되는 전술된 광학 필름 중 하나를 포함하는, 디스플레이 조립체를 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 디스플레이 조립체로서, 광원, 광원에 의해 조명되도록 구성된 액정 층, 디스플레이 조립체의 축방향 휘도를 증가시키기 위해 광원과 액정 층 사이에 배치된 하나 이상의 휘도 향상 필름, 및 하나 이상의 휘도 향상 필름과 액정 층 사이에 배치되고, 제1 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 반사하도록 구성된 반사 편광기를 포함하며, 반사 편광기는 제2 편광 상태에 대해 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖고, 광원과 액정 층 사이에 흡수 편광기가 배치되지 않으며, 디스플레이 조립체의 콘트라스트 비(contrast ratio)는 제2 편광 상태에 대한 비교 디스플레이 조립체의 반사 편광기의 평균 투과율이 약 1.0% 초과인 것을 제외하고는 동일한 구성을 갖는 비교 디스플레이 조립체의 콘트라스트 비의 적어도 2배인, 디스플레이 조립체를 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 디스플레이 조립체로서, 광원, 광원에 의해 조명되도록 구성된 액정 층, 디스플레이 조립체의 축방향 휘도를 증가시키기 위해 광원과 액정 층 사이에 배치된 하나 이상의 휘도 향상 필름, 및 하나 이상의 휘도 향상 필름과 액정 층 사이에 배치되고, 주로 광학 간섭에 의해 광을 투과시키거나 반사하는 복수의 간섭 층을 포함하는 반사 편광기를 포함하여, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 약 0.2% 미만을 투과시키며, 광원과 액정 층 사이에 흡수 편광기가 배치되지 않는, 디스플레이 조립체를 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광학 스택으로서, 복수의 간섭 층을 포함하는 반사 편광기 - 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 사전결정된 파장을 갖는 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 광학 투과율, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.1% 미만의 광학 투과율을 가짐 -; 및 반사 편광기에 접합되고 반사 편광기와 실질적으로 동일한 공간을 차지하는 흡수 편광기 - 사전결정된 파장을 갖는 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 흡수 편광기는 제1 편광 상태에 대한 제1 광학 투과율, 제2 편광 상태에 대한 약 50% 초과의 광학 흡수율, 및 제2 편광 상태에 대한 제2 광학 투과율을 갖고, 제1 광학 투과율에 대한 제2 광학 투과율의 비는 약 0.001 초과임 - 를 포함하는, 광학 스택을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 광축에 중심설정된 관찰자에게 물체를 표시하기 위한 광학 시스템으로서, 0이 아닌 광파워를 갖는 적어도 하나의 광학 렌즈; 광학 렌즈의 제1 주 표면(major surface) 상에 배치되고 제1 주 표면에 정합하는 반사 편광기 - 반사 편광기는 제1 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 반사함 -; 및 광학 렌즈의 상이한 제2 주 표면 상에 배치되고 제2 주 표면에 정합하는 부분 반사기 - 부분 반사기는 사전결정된 파장 범위에 대해 적어도 30%의 평균 광학 반사율을 가짐 - 를 포함하여, 제2 편광 상태를 갖는 광축을 따른 입사 광에 대한 광학 시스템의 평균 광학 투과율은 약 0.1% 미만인, 광학 시스템을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 편광 빔 분할기(polarizing beam splitter, PBS)로서, 제1 및 제2 프리즘; 및 제1 프리즘과 제2 프리즘 사이에 배치되고 제1 및 제2 프리즘에 부착된 반사 편광기 - 반사 편광기는 제1 편광 상태를 갖는 편광된 광을 실질적으로 반사하고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 편광된 광을 실질적으로 투과시킴 - 를 포함하여, 사전결정된 파장을 갖는 입사 광이 PBS의 입력 측으로부터 PBS에 들어가고 반사 편광기와 적어도 1회 만난 후에 PBS의 출력 측으로부터 PBS를 빠져나갈 때, 입사 광의 평균 세기에 대한 출사 광의 평균 세기의 비는, 입사 광이 제1 편광 상태를 갖는 경우 약 90% 초과이고, 입사 광이 제2 편광 상태를 갖는 경우 약 0.2% 미만인, PBS를 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 본 명세서에 기술된 바와 같은 광학 필름을 포함하는 액정 디스플레이 프로젝션 시스템을 기술한다.
몇몇 예에서, 본 개시는 디스플레이 조립체로서, 광원; 광원에 의해 조명되도록 구성된 액정 층; 및 항목 1 내지 126 중 어느 한 항목의 광학 필름을 포함하는 반사 편광기 - 반사 편광기는 액정 층에 인접하여 배치됨 - 를 포함하는, 디스플레이 조립체를 기술한다.
하나 이상의 예의 상세 사항들이 첨부 도면 및 아래의 설명에 기술된다. 다른 특징, 목적 및 이점이 설명 및 도면으로부터, 그리고 청구범위로부터 명백할 것이다.
도 1은 1 내지 (N)으로 순차적으로 번호부여된 복수의 간섭 층을 포함하는 예시적인 광학 필름.
도 2는 교번 간섭 층을 예시한 도 1의 광학 필름의 세그먼트의 개략 사시도.
도 3은 도 1의 광학 필름의 예시적인 두께 프로파일의 플롯.
도 4a는 본 명세서에 기술된 광학 특성 중 하나 이상을 보이도록 형성될 수 있는 광학 필름의 다른 예를 도시한 도면.
도 4b는 도 4a의 광학 필름의 예시적인 두께 프로파일의 플롯.
도 4c는 도 4a의 광학 필름의 예시적인 두께 프로파일의 한 쌍의 플롯.
도 5a 및 도 5b는 본 개시에 따른 예시적인 광학 필름에 대한 대표적인 투과율 플롯.
도 6은 본 명세서에 기술된 광학 특성 중 하나 이상을 보이도록 형성될 수 있는 광학 필름의 다른 예를 도시한 도면.
도 7은 반사 편광기 광학 필름, 액정 디스플레이 조립체, 및 광원을 포함하는 예시적인 디스플레이 조립체의 다이어그램.
도 8은 도 7의 디스플레이 조립체에 대한 예시적인 휘도 프로파일.
도 9는 예 1에 대한 층 프로파일을 도시한 플롯.
도 10은 반사 편광기의 형태의 광학 필름을 포함하는 예시적인 광학 시스템의 개략 단면도.
도 11은 반사 편광기의 형태의 광학 필름을 포함하는 예시적인 편광 빔 분할기의 개략 단면도.
도 12는 종래의 반사 편광기 필름과 비교한 본 명세서에 기술된 바와 같은 예시적인 반사 편광기 필름에 대한 예시적인 두께 프로파일(층 두께 대 층 개수)의 플롯.
도 13은 예 7의 광학 필름에 대한 층 두께 프로파일의 플롯.
도 14는 375 내지 850 nm의 파장 범위에 걸친 예 6의 필름에 대한 차단 상태 투과율(Tb)의 플롯.
도 15는 표 6의 비교예와 비교한 본 개시에 따라 제조된 예 1 및 예 4의 비-제한적인 광학 필름에 대한 층당 광파워 대 층의 개수를 도시한 도면.
본 명세서에 기술된 광학 필름은 주변 광 하에서 관찰될 때 디스플레이의 휘도를 향상시키거나, 디스플레이 조립체의 전체 두께를 감소시키거나, 다른 유용한 이점을 제공하기 위해 디스플레이 조립체에 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 본 명세서에 기술된 광학 필름은 직교 반사 편광 상태에서 필름을 통해 투과되는 광에 비해 통과 편광 상태 내에서 광학 필름을 통해 투과되는 원하는 파장 범위 내의 입사 광의 비교적 높은 콘트라스트 비를 보여주는 반사 편광기로서 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 기술된 광학 필름은 비교적 적은 수의 총 광학 층(예컨대, 총 1000개 이하의 층)을 사용하면서, 적어도 1000:1의 콘트라스트 비를 보일 수 있다. 몇몇 예에서, 본 명세서에 기술된 광학 필름의 특성 및 구성은 상당히 낮게(예컨대, 약 100 μm 미만) 유지되는 전체 두께를 가지면서 고 콘트라스트 비를 보이는 반사 편광기를 제공할 수 있다.
본 명세서에 기술된 광학 필름은 사전결정된 파장 범위 내의 광을 선택적으로 투과시키고 반사하도록 구성된 복수의 광학 층(예컨대, 간섭 층)을 갖춘 다층 광학 필름으로서 특성화될 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 광학 필름은 상이한 편광 상태들의 광을 선택적으로 투과시키고 반사하는 반사 편광기 또는 RP로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 도 1은 총 (N)개의 간섭 층(102)을 갖춘 광학 필름(100)을 형성하도록 중심 축을 따라 위치되는 복수의 간섭 층(102)을 포함하는 다층 광학 필름(100)의 일례의 개략 사시도이다. 이러한 도면은 광학 필름(100)의 인식에서 언급되는 X, Y, 및 Z 방향을 정의하는 좌표계를 포함한다.
사용 중에, 입사 광(110)에 의해 도시되는, 광학 필름(100)의 주 표면(예컨대, 필름 표면(104))에 입사하는 광은 광학 필름(100)의 제1 층에 들어가서 복수의 간섭 층(102)을 통해 전파되어, 입사 광(110)의 편광 상태에 따라 광학 간섭에 의해 선택된 반사 또는 투과를 겪을 수 있다. 입사 광(110)은 서로 상호 직교하는 제1 편광 상태(a) 및 제2 편광 상태(b)를 포함할 수 있다. 제1 편광 상태(a)는 "통과" 상태로 고려될 수 있는 반면, 제2 편광 상태(b)는 "반사" 상태로 고려될 수 있다. 입사 광(110)이 복수의 간섭 층(102)을 통해 전파됨에 따라, 제2 편광 상태(b)에 있는 광의 일부는 층들에 의해 반사되어 제2 편광 상태(b)에서 광학 필름(100)에 의해 반사되는 것으로 합계될 것인 반면, 제1 편광 상태(a)에 있는 광의 일부는 집합적으로 광학 필름(100)을 통과한다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 입사 광(110)의 제1 및 제2 편광 상태(a, b)의 그것의 반사율 및 투과율에 관하여 특성화될 수 있다. 예를 들어, 광학 필름(100)을 통해 투과되는 사전결정된 파장에 대한 입사 광(110)의 양은 제1 편광 상태(a)에 대한 광학 투과율(Ta)의 퍼센트 및 Ta에 직교하는, 제2 편광 상태(b)에 대한 광학 투과율(Tb)의 퍼센트로서 표현될 수 있다. 광학 필름(100)에 의해 반사되는 사전결정된 파장 범위에 대한 입사 광(110)의 양은 제1 편광 상태(a)에 대한 광학 반사율(Ra)의 퍼센트 및 Ta에 직교하는, 제2 편광 상태(b)에 대한 광학 반사율(Rb)의 퍼센트로서 표현될 수 있다. 주어진 광학 필름에 대해, 투과율, 반사율, 및 예를 들어 흡수로 인한 손실의 합은 사전결정된 파장 범위 내의 광에 대해 100%에 달할 것이다. 본 개시에서, 광학 필름(100)은 사전결정된 파장 범위 내의 광에 대해 비교적 낮은 흡광도(absorbance)를 가질 수 있다. 몇몇 예에서, 광학 필름(100)에 의한 입사 광(110)의 비교적 낮은 흡광도는 보다 적은 열이 광학 필름(100) 내에서 발생되도록 하여, 전체적으로 더욱 효율적인 반사 필름으로 이어질 수 있다.
사전결정된 파장 범위는 예를 들어 가시 광(예컨대, 약 400 내지 700 nm), 근-적외선(예컨대, 약 800 내지 1300 nm), 액정 디스플레이 백라이트의 출력에 기초한 범위(425 내지 675 nm) 등을 비롯한 임의의 적합한 파장 범위일 수 있다. 몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 하나 초과의 사전결정된 파장 범위 내의 상이한 편광 상태의 광, 예컨대 가시 광 및 근-적외선을 투과시키고 반사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사전결정된 파장 범위는 약 430 nm 내지 약 465 nm의 제1 범위, 약 490 nm 내지 약 555 nm의 제2 범위, 및 약 600 nm 내지 약 665 nm의 제3 범위를 포함할 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 광학 필름(100)은 각각 복수의 간섭 층을 포함하는, 도 4에 관하여 추가로 후술되는 바와 같은 다수의 스택/패킷(packet)을 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 스택/패킷은 상이한 사전결정된 파장 범위로 지향될 수 있다.
몇몇 예에서, 추가로 후술되는 바와 같이, 간섭 층은 일련의 2층 단위 셀로서 특성화될 수 있다. 각각의 단위 셀의 두께는 사전결정된 파장 범위 내의 목표 파장을 반사하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서, 단위 셀에 대한 반사율의 중심 파장은 2층 단위 셀의 광학 두께의 2배에 해당한다. 따라서, 사전결정된 파장 범위(예컨대, 400 내지 1000 nm)를 반사하기 위해, 스택/패킷 내의 단위 셀은 좌측 대역-에지, 우측 대역-에지, 및 그것들 사이의 파장을 커버하도록 상이한 두께를 가질 것이다.
몇몇 비-제한적인 예에서, 광학 필름(100)은 약 1000개 미만의(N) 간섭 층(102)을 포함할 수 있으며, 이때 각각의 간섭 층(102)은 주로 광학 간섭에 의해 입사 광(110)을 반사하거나 투과시킨다. 1000개 미만의(N) 총 간섭 층(102)을 갖춘 광학 필름(100)이 하나의 예로서 제공되지만, 몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 1000개보다 많은 총 간섭 층(102)을 포함할 수 있고, 여전히 기술된 광학 특성 중 일부를 얻을 수 있다. 다른 예에서, 디스플레이 조립체(예컨대, LCD 디스플레이)의 전체 두께를 감소시키는 것이 많은 응용에서 바람직하기 때문에 필름의 전체 두께를 감소시키기 위해 보다 적은 총 층을 사용하여 원하는 광학 성능을 달성하는 것이 바람직할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 보다 적은 총 개수의 간섭 층(102)은 제조 공정의 복잡성을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 최종 광학 필름에서의 가변성(예컨대, 차단 또는 통과 상태에서의 스펙트럼 가변성) 또는 생산 오차(예컨대, 층들 사이의 탈편광으로 인한 증가된 차단 상태 투과율, 감소된 통과 상태 투과율 등)를 도입하는 것에 대한 가능성을 감소시킬 수 있다. 몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 다른 층에서 900개 미만의(N) 총 층, 또는 800개 미만의(N) 총 층을 포함할 수 있다.
몇몇 그러한 예에서, 약 1000개 미만의 총(N) 간섭 층(102)을 사용하여, 광학 필름은 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광(110)에 대해서 제1 편광 상태(a)에 대해 약 85%보다 큰 평균 광학 투과율(Ta), 직교하는 제2 편광 상태(b)에 대해 약 80%보다 큰 평균 광학 반사율(Rb), 및 제2 편광 상태(b)에 대해 약 0.2%보다 작은 평균 광학 투과율(Tb)을 가질 수 있다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 필름의 광학 투과율 또는 반사율에 관하여 특성화될 수 있다. 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 입사 광(110)(예컨대, 공기로부터 광학 필름(100) 내로의)에 대해 광학 필름(100)의 제1/통과 편광 상태(a)에 대한 평균 광학 투과율(Ta)은 1000개 이하의 총(N) 간섭 층(102)을 사용하여 약 85%보다 클 수 있고, 몇몇 예에서 87%보다 클 수 있고, 몇몇 예에서 89%보다 클 수 있다. 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 입사 광(110)에 대해 광학 필름(100)의 제2/반사 편광 상태(b)에 대한 평균 광학 투과율(Tb)은 1000개 이하의 총(N) 간섭 층(102)을 사용하여 약 0.15% 미만일 수 있고, 몇몇 예에서 0.10% 미만일 수 있다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 복수의 간섭 층(102)을 통한 광학 투과율에 관하여 특성화될 수 있다(예컨대, 공기-필름 계면에서의 반사율과 관련된 임의의 손실을 무시함). 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 입사 광(110)에 대해 복수의 간섭 층(102)을 통한 제1/통과 편광 상태(a)에 대한 평균 광학 투과율(Ta)은 1000개 미만의 총(N) 간섭 층(102)을 사용하여 약 90%보다 클 수 있고, 몇몇 예에서 95%보다 클 수 있고, 몇몇 예에서 98%보다 클 수 있다.
광학 필름(100)의 특성 및 구성은 비교적 높은 콘트라스트 비를 갖는 필름을 제공할 수 있다. 콘트라스트 비는 특정 파장 범위에 대해 제1 편광 상태(a)(예컨대, "통과" 상태)에서 광학 필름(100)을 통해 투과되는 수직 축 입사 광(110)을 제2 직교 편광 상태(b)(예컨대, "반사" 상태)에서 광학 필름(100)을 통해 투과되는 수직 축 입사 광(110)으로 나눈 비로 정의될 수 있다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)의 투과율 및 반사율의 정도는 주어진 편광 상태에 대한 투과율 대 반사율의 비에 관하여 특성화될 수 있다. 예를 들어, 사전결정된 파장 범위 내의 입사 광(110)에 대해 제1 편광 상태(a)에 대한 광학 투과율의 퍼센트 대 광학 반사율의 퍼센트의 비는 (Ra/Ta)로 표현될 수 있고, 사전결정된 파장 범위 내의 입사 광(110)에 대해 제2 편광 상태(b)에 대한 광학 투과율의 퍼센트 대 광학 반사율의 퍼센트의 비는 (Tb/Rb)로 표현될 수 있다. 몇몇 예에서, Ra/Ta 비는 비교적 낮을 수 있는데, 예컨대 약 0.17 미만일 수 있고, Tb/Rb 비는 비교적 낮을 수 있는데, 예컨대 약 0.002 미만일 수 있다.
몇몇 비-제한적인 예에서, 광학 필름(100)은 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광(110)에 대해, 광학 필름(100)에 대한 Tb/Rb 비가 약 0.002 미만(예컨대, 0.001 미만)이고, Ra/Ta가 약 0.017 미만(예컨대, 0.14 미만)이도록 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키는 총(N) 약 1000개 미만의 간섭 층(102)을 포함하며, 여기서 사전결정된 파장 범위 내의 입사 광(110)에 대해, Ta 및 Ra는 제1 편광 상태(a)(예컨대, "통과" 상태)에 대한 각각 평균 광학 투과율 및 반사율이고, Tb 및 Rb는 제2 편광 상태(b)(예컨대, "차단" 상태)에 대한 각각 평균 광학 투과율 및 반사율이다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 제1(a) 및 제2(b) 편광 상태에 대한 광학 투과율의 퍼센트 사이의 비에 관하여 특성화될 수 있다. 예를 들어, 제1(a) 및 제2(b) 편광 상태 광학 필름(100)에 대한 광학 투과율을 나타내는 비 Ta/Tb는 약 425보다 클 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로 광학 필름(100)은 제2(b) 및 제1(a) 편광 상태에 대한 광학 반사율의 퍼센트 사이의 비에 관하여 특성화될 수 있다. 예를 들어, 제2(b) 및 제1(a) 편광 상태 광학 필름(100)에 대한 광학 반사율을 나타내는 비 Rb/Ra는 약 6.7보다 클 수 있다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)의 투과율 및 반사율 특성은 약 30° 미만, 예를 들어 약 20° 미만, 또는 약 10° 미만의 설정각 내의 표면(104)에 대한 입사각을 갖는 사전결정된 파장 범위 내의 입사 광에 대해 특성화될 수 있으며, 이때 입사각은 표면(104)의 법선으로부터 측정되며, 이때 0°는 수직을 나타낸다. 예를 들어, 몇몇 비-제한적인 예에서, 사전결정된 파장 범위 내에서 약 10° 미만의 입사각으로 광학 필름(100)의 표면(104)에 입사하는 광(예컨대, 약 400 nm 내지 약 700 nm의 가시 광)은 제1 편광 상태(a)에 대한 약 85%보다 큰 평균 광학 투과율(Ta), 제2 편광 상태(b)에 대한 약 80%보다 큰 평균 광학 반사율(Rb), 및 제2 편광 상태(b)에 대한 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율(Tb)을 겪을 수 있다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)의 간섭 층(102)은 상이한 굴절률 특성을 보이는 2가지 상이한 중합체 재료의 교번 층(예컨대, A 및 B)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2는 교번 간섭 층(102a, 102b)을 예시한 광학 필름(100)의 세그먼트의 개략 사시도이다. 도 2는 광학 필름(100)의 광학 특성을 기술하는 데 도움을 주기 위해 X, Y, 및 Z 축을 정의하는 좌표계를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광학 필름(100)은 도면 및 설명 전반에 걸쳐 재료 "(A)" 및 재료 "(B)"로 지칭되는 상이한 광학 재료의 교번 층(예컨대, ABABA. . .)을 포함한다. 추가로 후술되는 바와 같이, 2가지 상이한 재료의 다양한 층은 층이 함께 압출되어 함께 부착되는 다수의 광학 층(102)(ABABA. . .)을 형성하는 압출/라미네이션 공정을 통해 형성될 수 있다.
몇몇 예에서, 압출 공정 중에, 광학 층(102)은 필름의 다양한 간섭 특성을 부여하기 위해 신장될 수 있다. 예를 들어, A 및 B 광학 재료의 층은 하나의 축(예컨대, X-축)을 따라 (예컨대, 5:1 비 또는 6:1 비로) 신장될 수 있고, 직교 축(예컨대, Y-축)을 따라서는 눈에 띄게 신장되지 않을 수 있다(1:1). X-축은 "신장" 방향으로 지칭되는 반면, Y-축은 "횡"방향으로 지칭된다.
A 및 B 층을 형성하기 위해 사용되는 광학 재료의 선택은 신장 공정의 결과로서 필름에 특정 광학 특성을 부여하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 광학 층(102b)을 형성하는 (B) 재료는 신장 공정에 의해 실질적으로 변경되지 않는 공칭 굴절률(예컨대, n2=1.64)을 가질 수 있다. 그렇기 때문에, x 및 y 방향 둘 모두로의 "B" 층(102b)에 대한 굴절률(n2x 및 n2y)은 신장 공정 후에 둘 모두의 방향에 대해 실질적으로 동일할 수 있다. 대조적으로, 광학 층(102a)을 형성하는 (A) 재료는 신장 공정에 의해 변경되는 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, (A) 재료의 단축 신장 층(102a)은 X-축 또는 신장 방향(120)으로 보다 높은 굴절률(예컨대, n1x =1.88)을, 그리고 Y-축 또는 비-신장 방향(122)과 관련된 상이한 굴절률(예컨대, n1y = 1.64)을 가질 수 있다. 신장 방향으로의 증가된 굴절률로 인해, 재료(A)를 포함하는 층(102a)은 고 굴절률(high index of refraction, HIR) 층(102a)으로 고려될 수 있는 반면, 재료(B)를 포함하는 간섭 층(102b)은 저 굴절률(low index of refraction, LIR) 층(102b)으로 고려될 수 있다. 몇몇 예에서, 교번 AB 층의 굴절률은 신중한 재료 선택 및 처리 조건에 의해 제어될 수 있다. 몇몇 예에서, 층(102)의 광학 특성은 광학 필름(100)이 비-신장 축(122)에 대해 배향된 사전결정된 파장 범위 내의 입사 광(110)의 제1 편광 상태(a) 성분을 실질적으로 투과시킬 반사 편광기로서의 역할을 하게 할 수 있는 반면, 신장 축(120)은 사전결정된 파장 범위 내의 제2 편광 상태(b)의 입사 광(110)의 성분이 광학 간섭을 통해 실질적으로 반사될 반사-축에 해당할 것이다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 신장 축(120)을 따른 교번 HIR 층(102a) 및 LIR 층(102b) 사이의 굴절률들 사이의 차이(즉, Δnx = n1x-n2x)에 의해 특성화될 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 비-신장 축 방향(122)을 따른 교번 HIR 층(102a) 및 LIR 층(102b) 사이의 굴절률은 비-신장 축 방향(122)으로의 굴절률들 사이의 차이(즉, Δny = n1y-n2y)가 약 0.0이도록 실질적으로 동일할 수 있다. 몇몇 예에서, HIR 및 LIR 층(102a, 102b) 사이의 Δnx를 증가시키는 것은 동일한 광파워에 대해 보다 낮은 Δnx를 갖는 광학 필름에 비해 보다 적은 총 개수의 간섭 층을 사용하여 주어진 파장 범위에 대해 편광된 광의 충분한 투과/반사를 허용할 수 있다.
바람직하게는, 간섭 층(102)들 각각의 신장 축 방향은 각자의 층(102) 각각에 대한 X-축이 각각의 층에 대해 X-Y 평면(도 2) 내에서 최대 굴절률을 얻기 위한 방향을 나타내도록 실질적으로 정렬(예컨대, 정렬 또는 거의 정렬)될 것이다. 그러나, 기계 공차 및 간섭 층(102)의 개수로 인해, (예컨대, 층에 대한 최대 굴절률을 얻는 방향을 나타내는) 간섭 층들 각각에 대한 신장 축(120)은 약 ±2°의 분산(variance) 내로 정렬될 수 있다.
몇몇 비-제한적인 예에서, 광학 필름(100)은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키는 총 200개 초과 및 1000개 미만의(N) 제1 층(102a) 및 제2 층(102b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 필름(100)은 400개 미만 및 100개 초과의 제1 층(102a)과 400개 미만 및 100개 초과의 제2 층(102b)을 포함할 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 인접 제1 및 제2 층(102a, 102b)의 각각의 쌍에 대해, 층들은 각자의 층에 대해 최대 굴절률이 얻어진 방향을 나타내는 신장 축을 한정할 수 있다(예컨대, X-축/방향(120)은 2개의 층에 대한 굴절률 n1x 및 n2x에 대응함). 주 축(primary axis)에 대한 제1 층(102a)과 제2 층(102b) 사이의 굴절률의 차이(예컨대, Δnx = n1x-n2x)는 약 0.24보다 클 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 제1 및 제2 광학 층(102a, 102b) 각각에 대한 각자의 신장 축 방향은 간섭 층(102)들이 약 2도 미만의 각자의 신장-축 방향의 최대 각도 범위를 한정하도록 실질적으로 정렬될 수 있다.
복수의 간섭 층(102)을 포함하는 광학 필름(100)은 임의의 적합한 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 각각 광학 재료 A 및 B를 포함하는 층(102a, 102b)은 공압출, 캐스팅, 및 배향 공정을 사용하여 수십 내지 수백 개의 간섭 층(102)의 스택/패킷을 형성한 후에, 압출된 층을 신장 또는 달리 배향시켜 간섭 층(102)의 스택/패킷을 형성하여 제조될 수 있다. 각각의 스택/패킷은 광학 필름(100)의 원하는 특성에 따라 약 200개 내지 1000개의 총 간섭 층을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "스택/패킷"은 스택/패킷 내에 형성된(예컨대, 순차적으로 배열된) 임의의 스페이서 또는 비-간섭 층이 없는 교번 간섭 층(102a, 102b)의 연속 세트를 지칭하는 데 사용된다. 몇몇 예에서, 스페이서, 비-간섭 층, 또는 다른 층이 주어진 스택/패킷의 외부에 추가되어서, 스택/패킷 내의 간섭 층(102)의 교번 패턴을 붕괴시킴이 없이 필름의 외측 층을 형성할 수 있다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 공압출에 의해 제조될 수 있다. 제조 방법은 (a) 완성된 필름에 사용될 제1 및 제2 중합체들에 대응하는 수지의 적어도 제1 및 제2 스트림들을 제공하는 단계; (b) (i) 제1 및 제2 유동 채널들을 포함하는 구배 플레이트 - 여기서, 제1 유동 채널은 유동 채널을 따라 제1 위치로부터 제2 위치로 변화하는 단면적을 가짐 -, (ii) 제1 유동 채널과 유체 연통하는 제1 복수의 도관들 및 제2 유동 채널과 유체 연통하는 제2 복수의 도관들을 구비한 피더 튜브 플레이트(feeder tube plate) - 각각의 도관은 그 자신의 각자의 슬롯 다이(slot die)에 공급하고, 각각의 도관은 제1 단부와 제2 단부를 가지며, 도관들의 제1 단부는 유동 채널들과 유체 연통하고, 도관들의 제2 단부는 슬롯 다이와 유체 연통함 -, 및 (iii) 선택적으로, 상기 도관들에 근접 위치된 축방향 로드 히터(axial rod heater)를 포함하는 것과 같은, 적합한 피드블록을 사용하여 제1 및 제2 스트림들을 복수의 층들로 분할하는 단계; (c) 복합 스트림을 압출 다이에 통과시켜 각각의 층이 인접 층들의 주 표면에 대체로 평행한 다층 웨브를 형성하는 단계; 및 (d) 때때로 캐스팅 휠 또는 캐스팅 드럼으로 지칭되는 냉각 롤 상에 다층 웨브를 캐스팅하여, 캐스팅된 다층 필름을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 캐스팅된 필름은 완성된 필름과 동일한 수의 층을 가질 수 있지만, 캐스팅된 필름의 층은 전형적으로 완성된 필름의 층보다 훨씬 더 두껍다.
냉각 후에, 다층 웨브는 거의-완성된 다층 광학 필름을 생성하기 위해 재가열 및 연신 또는 신장될 수 있다. 연신 또는 신장은 2가지 목표를 달성하는데, 즉 그것은 층들을 그들의 원하는 최종 두께 프로파일로 박화하고, 그것은 층들 중 적어도 일부가 복굴절성이 되도록 층들을 배향시킨다. 배향 또는 신장은 (예컨대, 텐터(tenter)를 통해) 웨브-횡단 방향(cross-web direction)을 따라, (예컨대, 길이 배향기(length orienter)를 통해) 웨브-하류 방향(down-web direction)을 따라, 또는, 동시에든지 또는 순차적으로든지 간에, 이들의 임의의 조합으로 달성될 수 있다. 하나의 방향만을 따라 신장되는 경우, 신장은 "비구속"되거나(여기서 필름은 신장 방향에 수직인 평면내 방향으로 치수적으로 이완되도록 허용됨) "구속"될 수 있다(여기서 필름은 구속되며 이에 따라 신장 방향에 수직인 평면내 방향으로 치수적으로 이완되도록 허용되지 않음). 둘 모두의 평면내 방향을 따라 신장된다면, 신장은 대칭적이거나, 즉 직교하는 평면내 방향들을 따라 동일하거나, 비대칭적일 수 있다. 대안적으로, 필름은 배치 공정(batch process)으로 신장될 수 있다. 어떤 경우에도, 후속적인 또는 동시적인 연신 감소, 응력 또는 변형 평형, 열 고정(heat setting), 및 다른 처리 작업이 또한 필름에 적용될 수 있다.
다양한 층들의 중합체들은 바람직하게는 유사한 리올로지 특성, 예를 들어 용융 점도를 갖도록 선택되어, 그것들은 상당한 유동 교란 없이 공압출될 수 있다. 압출 조건은 각자의 중합체들을 공급 스트림들 또는 용융 스트림들로서 연속적이고 안정된 방식으로 적절히 공급, 용융, 혼합 및 펌핑하도록 선택될 수 있다. 용융 스트림들 각각을 형성 및 유지하는 데 사용되는 온도는, 온도 범위의 하한에서 동결, 결정화, 또는 과도하게 높은 압력 강하를 회피하고, 그 범위의 상한에서 재료 열화를 회피하는 범위 내에 있도록 선택될 수 있다.
광학 필름(102)에 적합한 예시적인 (A) 재료는 예를 들어 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), PEN 및 폴리에스테르를 함유하는 공중합체(예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 디벤조산), 글리콜 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등을 포함할 수 있다. 광학 필름(102)에 적합한 예시적인 (B) 재료는 예를 들어 PEN에 기반한 코폴리에스테르, PET에 기반한 코폴리에스테르, 폴리카르보네이트(PC), 또는 이들 3가지 부류의 재료의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 적당한 수의 층에 의한 고 반사율을 달성하기 위해, 인접한 미세층이 후술되는 두께 프로파일에 더하여 x-축을 따라 편광되는 광에 대해 적어도 0.2의 굴절률 차이(Δnx)를 나타낼 수 있다.
몇몇 예에서, 복수의 간섭 층(102)의 각자의 HIR 및 LIR 층(102a, 102b) 각각에 대한 신장 축(122)(예컨대, 도 2의 Y-축)은 실질적으로 서로 정렬될 수 있다(예컨대, 평행하게 또는 거의 평행하게 정렬될 수 있음). 몇몇 예에서, 제조 공차로 인해, 신장 축(122)의 정렬은 최대 2° 분산을 포함할 수 있다.
광학 필름(100)이 몇몇 예에서 1000개 이하의 총(N) 간섭 층(102)을 구비하는 것으로 기술될 수 있지만, 층의 총 개수(N)의 하한은 기술된 광학 특성을 얻도록 구성되는 임의의 적합한 양일 수 있는 것이 인식될 것이다. 몇몇 예에서, 얻어지는 광학 특성과 결과적인 필름의 층의 총 개수(N)/두께 사이에 트레이드-오프(trade-off)가 있을 수 있다. 예를 들어, 몇몇 예에서, 필름의 콘트라스트 비는 일반적으로 이전에 논의된 바와 같은 임의의 제조 문제가 없으면 광학 필름(100) 내에 포함되는 간섭 층(102)의 총 개수를 증가시킴으로써 증가할 수 있지만, 필름의 두께가 또한 층의 개수 증가에 따라 증가할 것이다. 몇몇 예에서, 예컨대 현대의 박형 광학 디스플레이 장치에서, 필름의 전체 두께는 제한 요인(limiting factor)일 수 있는데, 왜냐하면 그러한 광학 디스플레이 유닛 내의 공간에 대한 이용가능성이 제한되기 때문이다. 몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 다른 필름 구성(예컨대, 몇몇 종래의 디스플레이 유닛에 사용되는 조합된 흡수 편광기 및 반사 편광기)에 비해 현저히 감소된 필름 두께(예컨대, 절반)를 가지면서, 하나 이상의 광학 특성(예컨대, 콘트라스트 비)의 현저한 증가를 제공할 수 있다. 또한, 필름의 과도한 두께는 필름을 통해 전파되는 통과-상태 광의 탈편광으로 인해 전체 콘트라스트 비를 감소시킬 위험을 수반한다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 임의의 선택적인 비-간섭 또는 보호 층을 포함하여 광학 필름(100)에 대한 전체 두께가 약 100 μm 미만인 약 200개 내지 약 1000개의 총 간섭 층(102)을 구비할 수 있다. 몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 광학 필름(100)의 모든 층에 걸쳐 약 100 μm 미만(예컨대, 60 μm 미만)의 총 두께를 가질 수 있다.
몇몇 예에서, 개별 간섭 층(102)의 두께는 간섭 층(102)의 30% 미만이 약 200 nm보다 큰 두께를 갖도록(예컨대, 간섭 층(102)의 5% 미만이 200 nm보다 큰 두께를 갖거나, 모든 간섭 층(102)이 약 200 nm 미만의 두께를 가짐) 비교적 얇을 수 있지만, 광학 필름(100) 내에서의 위치의 함수로서 달라질 수 있다. 예를 들어, 개별 간섭 층(102)의 두께는 개별 간섭 층(102)의 두께가 일반적으로 제1 층 번호로부터 제N 층 번호로 이동하면서 증가하도록(예컨대, 국소 변동 외에 증가하는 두께) 달라질 수 있다. 몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 필름의 두께 프로파일에 관하여 특성화될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 층 번호의 함수로서 개별 간섭 층(102)의 상대 두께를 보여주는 광학 필름(100)의 예시적인 두께 프로파일의 플롯이다(예컨대, 층의 두께가 일반적으로 층 1로부터 층 N으로 증가하도록 층 번호 1 내지 N이 플로팅됨). 피팅된 곡선(300)은 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역으로 설정될 수 있으며(예컨대, 임의의 비-간섭 층, 스페이서 층, 또는 스택/패킷의 부분을 형성하지 않는 다른 선택적인 광학 층은 제외함), 이때 피팅된 곡선(300)은 광학 필름(100)의 층 두께 프로파일에 적용되는 최적 회귀를 나타낸다. 몇몇 예에서, 피팅된 곡선(300)은 2차, 3차, 4차, 또는 5차 다항 회귀 분석, 지수 회귀 분석 등을 나타낼 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 피팅된 곡선(300)은 층 번호의 함수로서 광학 필름(100)의 개별 간섭 층(102)의 층 두께 프로파일을 나타내는 평균 기울기를 갖는 것으로 표현된다. 특히, x-축은 1 내지 N으로 번호부여된, 순차적으로 번호부여된 간섭 층(102)의 층 번호를 나타내고, y-축은 주어진 층 번호에 대한 평균 두께(예컨대, 도 1의 전체 X-Y 평면에 대한 평균 두께)를 나타낸다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "순차적으로 번호부여된" 간섭 층(102)은 특정 방향으로(예컨대, 도 1의 Z-축을 따라 이동하면서) 순차적으로 번호부여된 간섭 층(102)을 지칭하는 데 사용된다. 몇몇 예에서, 간섭 층(102)은 도 1에 도시된 바와 같이 단일 스택/패킷을 형성하도록 순차적으로 배열될 수 있다. 다른 예에서, 순차적으로 번호부여된 간섭 층(102)은, 광학 간섭에 의해 기능하지 않으며 순차적으로 번호부여된 간섭 층(102)의 일부로서 번호부여되지 않은 하나 이상의 스페이서 층(예컨대, 아래의 도 4에 묘사된 비-간섭 층(408)과 같은 가능하게는 보다 두꺼운 비-간섭 층)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 예에서, 1 내지 N으로 번호부여된 순차적으로 번호부여된 간섭 층(102)은 각각의 스택/패킷이 스페이서 층에 의해 분리되는 순차적으로 배열된 간섭 층(102)을 포함하는 간섭 층의 2개의 스택/패킷(예컨대, 층 1 내지 m을 포함하는 제1 스택 및 층 (m +1) 내지 N을 포함하는 제2 스택)을 나타낼 수 있다. 그렇기 때문에 스페이서 층은 도 3에 도시된 두께 프로파일을 구성하는 층으로 간주되지 않는다.
몇몇 비-제한적인 예에서, 피팅된 곡선(300)의 기울기는 양의 기울기(예컨대, 0보다 큰)일 수 있고, 광학 필름(100)의 1 내지 N으로 순차적으로 번호부여된 간섭 층(102)에 걸쳐 평균화된 층당 약 0.2 nm 미만일 수 있으며, 이때 N은 200보다 크며, 이때 간섭 층(102)의 30% 미만이 약 200 nm보다 큰 두께를 갖는다. 예를 들어, 간섭 층(102)의 10% 미만이 약 200 nm보다 큰 두께를 가질 수 있고; 몇몇 예에서, 간섭 층(102)의 5% 미만이 약 200 nm보다 큰 두께를 가질 수 있으며; 몇몇 예에서, 1 내지 N으로 순차적으로 번호부여된 모든 간섭 층(102)이 약 200 nm 미만의 두께를 가질 수 있다.
몇몇 비-제한적인 예에서, 광학 필름(100)은 N은 200보다 크고 1000보다 작은 정수인, N개의 순차적으로 번호부여된 간섭 층(102)을 포함할 수 있으며, 이때 각각의 층(102)은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖는다. 몇몇 그러한 예에서, 층 번호의 함수로서 개별 광학 층(102)의 각자의 두께를 플로팅하는 두께 프로파일에 적용되는 최적 회귀를 나타내는 피팅된 곡선(300)은 제1 층으로부터 제N 층까지 측정될 때 약 0.2 nm/층 미만의 평균 기울기를 한정할 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 광학 필름(100)의 두께 프로파일로 인해, 필름은 사전결정된 파장 범위 내의 수직 입사 광(110)에 대해 제1 편광 상태(a)에 대한 약 85%보다 큰 평균 광학 투과율(Ta) 및 직교하는 제2 편광 상태(b)에 대한 약 80%보다 큰 평균 광학 반사율(Tb)을 한정할 수 있다.
몇몇 예에서, 기울기는 모든 간섭 층(102)에 걸쳐 실질적으로 동일하여, 층간 두께의 연속적이고 일정한 변화를 나타낼 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 평균 기울기는 인접 간섭 층(202)들 사이에서 층 두께의 거의 일정한 단계적-변화를 갖는 것으로 특성화될 수 있다. 예를 들어, 기울기가 약 0.2 nm로 실질적으로 일정한 경우, 층 번호 xt nm의 두께를 가질 수 있는 반면, 층 번호 (x+1)은 (t + 0.2 nm)의 두께를 가질 수 있다.
몇몇 예에서, 인접 간섭 층(102)들 사이에서의 층 두께의 상대 변화는 광학 필름(100) 내에서의 위치의 함수로서 달라질 수 있어, 피팅된 곡선(300)의 기울기가 모든 간섭 층(102)에 걸쳐 실질적으로 동일하지 않을 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 피팅된 곡선(300)의 기울기는 최대 및 최소 기울기에 관하여 특성화될 수 있다. 예를 들어, 광학 필름(100)은 N이 50보다 크고 1000보다 작은 정수인, N개의 순차적으로 번호부여된 간섭 층(102)을 포함할 수 있다. 최적 회귀를 나타내는 피팅된 곡선(300)은 층 번호의 함수로서 개별 간섭 층(102)의 각자의 두께를 플로팅하는 두께 프로파일에 적용될 수 있고, 층 번호의 함수로서 최대 기울기 및 최소 기울기 둘 모두를 한정할 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 최대 기울기와 최소 기울기 사이의 차이는 약 0.70 nm/층 미만(예컨대, 약 0.57 nm/층 미만)일 수 있으며, 여기서 최대 및 최소 기울기들은 각각 25개 내지 50개의 인접 간섭 층(102)의 임의의 그룹에 걸쳐 구해진다. 몇몇 그러한 예에서, 광학 필름(100)의 두께 프로파일로 인해, 필름은 사전결정된 파장 범위 내의 수직 입사 광(110)에 대해 제1 편광 상태(a)에 대한 약 80%보다 큰 평균 광학 투과율(Ta) 및 직교하는 제2 편광 상태(b)에 대한 약 80%보다 큰 평균 광학 반사율(Tb)을 한정할 수 있다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 복수의 간섭 층(102)의 굴절률 사이의 최대 차이(예컨대, 간섭 층(102a, 102b) 사이의 최대 Δnx) 대 피팅된 곡선(300)의 평균 기울기 사이의 비, 예컨대 Δnx/K에 의해 특성화될 수 있으며, 여기서 K는 피팅된 곡선(300)의 평균 기울기를 나타낸다. 보다 낮은 평균 기울기는 광학 필름(100)의 사이의 광학 간섭을 개선할 수 있다. 몇몇 예에서, 비교적 크도록(예컨대, 1보다 크도록) Δnx/K 비를 증가시키도록 광학 필름(100)을 설계하는 것은 보다 높은 콘트라스트 비를 생성할 수 있다.
몇몇 비-제한적인 예에서, 광학 필름(100)은 약 1.2보다 큰 Δnx/K를 한정할 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 광학 필름은 사전결정된 파장 범위에 대해 약 1.4 초과, 1.6 초과, 1.8 초과, 2.0 초과, 또는 약 3.0 초과의 광학 밀도를 한정할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 "광학 밀도"는 관심 대상의 파장 범위(예컨대, 400 내지 700 nm)에 걸쳐 평균화된 -log(Tb)로서 계산된다. 몇몇 예에서, 광학 밀도가 높을수록, 광학 필름에 대한 콘트라스트 비가 높을 것이다.
몇몇 그러한 예에서, 피팅된 곡선(300)의 기울기(302)는 간섭 층(102)의 서브그룹에 걸친 평균 기울기를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 복수의 간섭 층(102)은 광학 필름(100) 내의 순차적으로 배열된 간섭 층(102)의 복수의 비-중첩 그룹으로 분할될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "순차적으로 배열된" 간섭 층(102)은 간섭 층들이 서로 바로 인접하고 층들의 순차적인 배열 내에서 임의의 2개의 인접 간섭 층(102) 사이에 배치되는 임의의 스페이서 층(예컨대, 아래에서 도 4에 묘사되는 비-간섭 층(408))을 포함하지 않음을 의미한다. 순차적으로 배열된 간섭 층(102)의 각각의 그룹에 대해, 층들은 1부터 m까지 순차적으로 번호부여될 수 있으며, 이때 m은 25보다 크지만 N보다 작으며, 이때 N은 광학 필름(100) 내의 간섭 층(102)의 총 개수(예컨대, 50개 내지 1000개의 층)를 나타낸다. 피팅된 곡선(300)은 층 번호의 함수로서의 간섭 층(102)의 전체 두께 프로파일에 적용될 수 있다. 결과적인 평균 기울기(302)(예컨대, m개의 층 번호당 두께 변화)는 m개의 층의 각각의 서브그룹에 대해 결정될 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 모든 서브그룹에 대한 평균 기울기들 사이의 최대 차이(예컨대, 하나의 그룹으로부터 측정된 최대 기울기와 상이한 그룹으로부터 측정된 최소 기울기 사이의 차이)는 0.70 nm/층 미만일 수 있다.
광학 필름(100)의 두께 프로파일을 고려하여, 상이한 간섭 층(102)들 중 적어도 일부의 상대 두께가 광학 필름(100) 내의 간섭 층(102)들의 스택/패킷 전체에 걸쳐 상이할 것임을 인식할 것이다. 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층(102)의 두께의 차이는 간섭 층(102)들 중 일부의 평균 두께의 차이에 의해 특성화될 수 있다. 예를 들어, 광학 필름(100)은 약 50 nm 미만의 평균 두께를 한정하는 적어도 하나의 간섭 층(102)(예컨대, 층 번호 1)을 포함할 수 있고, 간섭 층(102)들 중 적어도 하나의 다른 것(예컨대, 층 번호 N)의 평균 두께는 약 100 nm보다 클 수 있다. 몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 적어도 약 30% 미만의 평균 두께의 차이를 갖는 적어도 2개의 간섭 층(102)을 포함할 수 있다(예컨대, 층 번호 1은 층 번호 N의 평균 두께보다 적어도 30% 더 작은 평균 두께를 한정함).
몇몇 예에서, 간섭 층(102)의 상대 두께는 단위 셀(106a, 106b)의 광학 두께에 관하여 기술될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "단위 셀"은 하나의 HIR 층(102a)과 하나의 LIR 층(102b)의 순차적으로 배열된 쌍을 지칭하는 데 사용되며, 일반적으로 단위 셀(106)로 지칭된다. 도 2 내에, 단지 2개의 각자의 단위 셀(106)(예컨대, 단위 셀(106a) 및 단위 셀(106b))만이 도시되지만, 광학 필름(100)은 수십 내지 수백 개의 단위 셀(106)을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 단위 셀(106)은 순차적으로 배열되거나 하나 이상의 스페이서 층에 의해 상이한 스택/패킷으로 분리될 수 있다.
단위 셀(106)의 "광학 두께"(τ)는 단위 셀의 각자의 HIR 층(102a)의 두께(dHIR) 곱하기 관심 대상의 파장에서의 신장 방향으로의 HIR 층의 굴절률(예컨대, n1x) 더하기 셀의 각자의 LIR 층(102b)의 두께(dLIR) 곱하기 관심 대상의 동일 파장에서의 신장 방향으로의 LIR 층의 굴절률(예컨대, n2x)로서 정의될 수 있다. 각각의 단위 셀(106)은 단위 셀이 사전결정된 파장 범위 내의 상이한 각자의 중심 파장의 대략 절반과 동일한 각자의 광학 두께를 한정하도록 크기설정될 수 있다. 예를 들어, 단위 셀(106a)은 중심 파장(λa)에 대응하여서, (τa = λa/2 = dHIR*n1x + dLIR*n2x)의 광학 두께(τa)를 한정할 수 있다. 광학 필름(100) 내의 각자의 단위 셀(106) 각각은 사전결정된 파장 범위에 걸쳐 필름에 원하는 투과 및 반사 특성을 제공하기 위해 사전결정된 파장 범위 내의 상이한 중심 파장에 대응할 수 있다.
몇몇 예에서, 단위 셀(106)의 광학 두께(τ)는 주어진 단위 셀의 고유 대역폭이 인접 단위 셀의 고유 대역폭과 중첩되도록 제어될 수 있다. 인접 단위 셀(106)들의 고유 대역폭을 중첩시킴으로써, 간섭 층(102)들에 의해 얻어지는 보강 간섭(constructive interference)이 높게 유지된다. 광학 필름(100)에서 얻어지는 보강 간섭을 개선하는 하나의 방식은 충분한 양의 고유 대역폭 중첩을 생성하기 위해 인접 단위 셀(106)들의 광학 두께(τ)의 차이를 비교적 작게 유지시키는 것이다. 몇몇 예에서, 단위 셀(106)의 광학 두께(τ)는 인접 단위 셀들의 10% 미만이 1%를 초과하는 광학 두께(τ)의 차이를 갖도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 추가로 후술되는 예 1의 광학 필름은, 인접 단위 셀들의 6% 미만이 1%를 초과하는 광학 두께(τ)의 차이를 가졌고, 인접 단위 셀들의 1.2% 미만이 1.5%를 초과하는 광학 두께(τ)의 차이를 가졌다.
몇몇 예에서, 인접 단위 셀들(예컨대, 단위 셀(106a) 및 단위 셀(106b)) 사이의 광학 두께의 변화는 원하는 광학 특성을 얻기 위해 비교적 작을 수 있다. 예를 들어, 몇몇 비-제한적인 예에서, 광학 필름(100)은 각각이 적어도 약 0.24의 굴절률의 차이(예컨대, Δnx)를 갖는 하나의 HIR 층(102a) 및 하나의 LIR 층(102b)을 갖춘, 약 100개 내지 약 400개의 순차적으로 배열된 단위 셀(106)을 포함할 수 있다. 각각의 단위 셀(106)은 사전결정된 파장 범위 내의 각자의, 그리고 상이한, 중심 파장의 대략 절반(예컨대, λ/2)과 동일한 각자의 광학 두께(τ)를 한정한다. 몇몇 그러한 예에서, 인접 단위 셀들의 쌍(예컨대, 단위 셀(106a) 및 단위 셀(106b)이 인접 단위 셀들의 하나의 쌍(108)을 형성함)의 적어도 80%에 대해, 인접 단위 셀(106a, 106b)의 중심 파장의 평균에 대한 인접 단위 셀(106a, 106b)의 중심 파장의 차이의 비는 약 2% 미만이다(예컨대, abs([λa(n)a(n+1)]/[ (λa(n)a(n+1))/2]) < 2%).
몇몇 예에서, 광학 필름(100)은 간섭 층(102)의 광파워에 관하여 특성화될 수 있다. "광파워"는 차단 편광 상태(b)에 대한 관심 대상의 영역에 걸친 1/(파장) 공간 내의 광학 밀도의 적분으로 정의될 수 있다. 몇몇 예에서, 보다 높은 광파워는 관심 대상의 영역에서의 보다 높은 콘트라스트 비에 대응할 수 있다. 광학 필름(100)에 대한 의도된 응용에 따라, 광학 필름에 대한 소정량의 광파워가 요망될 수 있다. 그러나, 간섭 층당 광파워는 일반적으로 간섭 층의 총 개수와 반비례 관계에 있을 것이어서, 층당 광파워는 층의 총 개수의 증가에 따라 감소할 것이다. 그렇기 때문에, 간섭 층의 총 개수를 증가시키는 것은 다른 광학 특성(예컨대, 사전결정된 파장 범위의 충분한 커버리지(coverage))을 얻는 데 유용하지만, 층당 광파워의 전반적인 감소를 초래할 수 있다. 본 명세서에 기술된 광학 필름은, 주어진 개수의 간섭 층에 대해, 종래의 반사 편광기 필름으로 얻어질 수 있는 것보다 더 높은 층당 광파워를 제공할 수 있다.
몇몇 비-제한적인 예에서, 광학 필름(100)은 약 100개 내지 약 1000개의 교번 HIR(102a) 층과 LIR(102b) 층을 포함할 수 있으며, 이때 각자의 간섭 층(102) 각각은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시킨다. 몇몇 그러한 예에서, 광학 필름은 약 (-0.0012*N + 1.46)보다 큰 간섭 층(102)당 광학 필름(100)의 광파워를 한정할 수 있으며, 여기서 N은 간섭 층(102)의 총 개수를 나타낸다(예컨대, N은 약 100 내지 약 1000임).
추가적으로 또는 대안적으로, 몇몇 비-제한적인 예에서, 광학 필름(100)은 각자의 간섭 층(102) 각각이 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키는 적어도 300개의 총 교번 HIR(102a) 층과 LIR(102b) 층을 포함할 수 있으며, 따라서 광학 필름(100)은 약 0.7보다 큰 간섭 층(102)당 광파워를 한정한다.
추가로 후술되는 도 15는 본 개시에 따라 제조된 예 1의 비-제한적인 광학 필름에 대한 층당 광파워 대 층의 개수를 도시한다. 구매가능하거나 문헌에 기술된 종래의 반사 편광기 필름의 여러 비교예(표 6 참조)가 또한 도 15의 플롯에 포함된다. 도 15 및 표 6에 나타내어진 바와 같이, 예 1의 광학 필름은 총 650개의 간섭 층을 포함하고, 층당 대략 0.74의 광파워를 한정한다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100)의 복수의 간섭 층(102)은 각각의 간섭 층(102)이 이웃한 간섭 층에 바로 인접하여 최대 1000개의 개별 층의 광학 스택/패킷을 형성하도록 순차적으로 배열될 수 있다. 다른 예에서, 광학 필름(100)은 스페이서 층(예컨대, 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키지 않는 광학 층)으로서의 역할을 하는 비교적 두꺼운 비-간섭 층에 의해 분리되는 간섭 층(102)들의 하나 초과의 스택/패킷으로 분리될 수 있다. 예를 들어, 도 4a는 광학 필름(100)에 관하여 전술된 광학 특성 중 하나 이상을 보이도록 형성될 수 있는 광학 필름(400)의 다른 예를 도시한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 광학 필름(400)은 각각이 복수의 간섭 층(402)을 포함하는 2개의 광학 스택/패킷(406a, 406b)으로 분리되는 복수의 간섭 층(402)을 포함한다. 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 비교적 두꺼운(예컨대, 개별 간섭 층(402)에 비해 두꺼운) 스페이서 층(408)에 의해 분리된다.
광학 필름(100)에서와 같이, 광학 필름(400)은 광학 스택/패킷(406a, 406b)으로 분할되는 수십 내지 수백 개의 간섭 층(402)을 포함할 수 있다. 제1 광학 스택/패킷(406a)은 총 (Na)개의 간섭 층(402)을 포함하고, 제2 스택/패킷(406b)은 총 (Nb)개의 간섭 층(402)을 포함하며, 따라서 광학 필름(400)은 총 (N = Na + Nb)개의 순차적으로 번호부여된 간섭 층(402)을 포함한다.
각각의 간섭 층(402)은 도 1 및 도 2에 관하여 기술된 간섭 층(102)과 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 간섭 층(402) 교번 HIR 층(예컨대, HIR 층(102a)과 유사함) 및 LIR 층(예컨대, LIR 층(102a)과 유사함). 또한, 광학 필름(100)에서와 같이, 몇몇 예에서, 광학 필름(400)의 광학 스택/패킷(406a, 406b) 중 간섭 층(402)의 총 개수(예컨대, N개)는 전술된 바와 같이 1000개 미만, 또는 800개 미만일 수 있다.
몇몇 예에서, 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 실질적으로 동일한(예컨대, 동일한 또는 거의 동일한) 총 개수의 간섭 층(402)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 독립적으로 각각 약 50개 내지 약 400개의 간섭 층(402)을 포함할 수 있으며, 이때 각각의 광학 스택/패킷(406a, 406b) 내의 간섭 층(402)의 총 개수는 동일하다(예컨대, Na = Nb). 몇몇 예에서, 단일 광학 스택/패킷(406a, 406b) 내의 간섭 층(402)의 총 개수는 약 325개의 층일 수 있다. 다른 예에서, 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 상이한 총 개수의 간섭 층(402)을 포함할 수 있다(예컨대, Na ≠ Nb).
스페이서 층(408)은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키지 않는 임의의 적합한 광학 재료(예컨대, 비-간섭 층)를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 스페이서 층(408)은 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), PEN 및 폴리에스테르를 함유하는 공중합체(예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 디벤조산), 글리콜 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카르보네이트(PC), 또는 이들 4가지 부류의 재료의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 스페이서 층(408)은 공압출 또는 라미네이션에 의해 형성되어, 광학 스택/패킷(406a, 406b)을 스페이서 층(408)이 2개의 스택/패킷 사이에 있는 상태로 함께 라미네이팅할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 스페이서 층(408)은 광학 스택/패킷(406a, 406b)에 광학적으로 결합될 수 있다(예컨대, 광이 상당한 반사 또는 굴절을 겪음이 없이 스페이서 층(408) 내로 그리고 그것을 통해 투과되도록 각자의 스택/패킷(406a, 406b)에 부착됨).
스페이서 층(408)은 개별 간섭 층(402)에 비해 상대적으로 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 스페이서 층(408)은 약 500 nm보다 큰 평균 두께를 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 스페이서 층(408)은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배인 평균 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 사전결정된 파장 범위가 가시 광(예컨대, 약 400 내지 700 nm)을 포함하면, 스페이서 층(408)의 두께는 7,000 nm보다 클 수 있다. 몇몇 예에서, 스페이서 층(408)은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 50배인 평균 두께를 가질 수 있다. 몇몇 예에서, 스페이서 층(408)은 그렇지 않으면 다층 광학 스택/패킷(406a, 406b)을 형성하는 공-압출 공정 중에 발생할 수 있는 유동 교란을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다.
몇몇 예에서, 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 상이한 사전결정된 파장 범위의 광을 투과시키거나 반사하도록 독립적으로 최적화될 수 있다. 그렇기 때문에, 광학 필름(400)은 다수의 신중한 파장 범위에 걸쳐 그것의 편광 상태에 따라 광을 투과시키고 반사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 스택/패킷(406a)은 가시 스펙트럼(예컨대, 약 400 내지 700 nm) 내의 광을 투과시키고 반사하도록 구성될 수 있는 반면, 제2 광학 스택/패킷(406b)은 근-적외 스펙트럼(예컨대, 약 800 내지 1300 nm) 내의 광을 투과시키고 반사하도록 구성될 수 있다.
몇몇 예에서, 2개의 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 광학 필름(400)이 연속적인 사전결정된 파장 범위(예컨대, 약 400 내지 1300 nm)에 걸쳐 그것의 편광 상태에 따라 광을 투과시키고 반사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 각자의 스택/패킷(406a, 406b)의 사전결정된 파장 범위가 실질적으로 연속적인(예컨대, 연속적인 또는 거의 연속적인) 사전결정된 파장 범위에 걸쳐 서로 맞닿거나 중첩되도록 구성될 수 있다.
몇몇 예에서, 제1 광학 스택/패킷(406a)은 제1 사전결정된 파장 범위 내의 상이한 편광 상태의 광을 투과시키거나 반사하도록 구성되는 교번 HIR 및 LIR 층의 1 내지 (Na)로 번호부여된 순차적으로 배열된 간섭 층(402)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 바로 인접한 HIR 및 LIR 간섭 층(402)이 단위 셀(405)로 특성화될 수 있으며, 따라서 제1 광학 스택/패킷(406a)은 총 약 (Ma = Na/2)개의 단위 셀(405)을 구비한다. 마찬가지로, 제2 광학 스택/패킷(406b)은 제2 사전결정된 파장 범위 내의 상이한 편광 상태의 광을 투과시키거나 반사하도록 구성되는, 교번 HIR 및 LIR 층의 1 내지 (Nb)로 번호부여된 순차적으로 배열된 간섭 층(402), 또는 약 (Mb = Nb/2)개의 단위 셀(405)을 포함할 수 있다. 각자의 단위 셀(405)을 형성하는 각자의 HIR 및 LIR 간섭 층(402)은 HIR 층에 대한 평균 굴절률 대 LIR 층에 대한 평균 굴절률 사이의 비, 예컨대 (n1x/n2x)에 의해 특성화될 수 있다.
몇몇 예에서, HIR(예컨대, n1x) 및 LIR(예컨대, n2x) 간섭 층(402)에 대한 굴절률뿐만 아니라 각자의 광학 스택/패킷(406) 내의 단위 셀(405)의 총 개수(예컨대, M개)는 광학 스택/패킷이 사전결정된 파장 범위 내의 광을 반사하고 투과시키기 위해 비교적 높은 콘트라스트 비(예컨대, 1000:1 초과)를 보이도록 선택될 수 있다. 몇몇 예에서, 각자의 광학 스택/패킷(406)은 방정식 [(n1x/n2x)*M > 300]에 맞도록 구성될 수 있다.
몇몇 비-제한적인 예에서, 광학 필름(400)은 교번하는 제1 HIR 및 제2 LIR 간섭 층(402)의 Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀(405)을 포함할 수 있다. 제1 단위 셀(405)은 제1 사전결정된 파장 범위(예컨대, 약 400 내지 700 nm) 내의 광을 투과시키거나 반사하도록, 그러나 제2 사전결정된 파장 범위(예컨대, 약 800 내지 1300 nm)에서는 그러하지 않도록 최적화될 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 교번하는 제1 HIR 및 제2 LIR 간섭 층(402)은 제2 LIR 층의 굴절률(n2x)의 평균에 대한 제1 HIR 층의 굴절률(n1x)의 평균의 비 곱하기 제1 단위 셀(405)의 총 개수(Ma개)가 약 300보다 크도록 각각 (n1x) 및 (n2x)의 평균 굴절률을 한정할 수 있다. 또한, 광학 필름은 교번하는 제3 HIR 및 제4 LIR 간섭 층(402)의 Mb개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀(405)을 포함할 수 있다. 제2 단위 셀(405)은 제2 사전결정된 파장 범위(예컨대, 약 400 내지 700 nm) 내의 광을 투과시키거나 반사하도록, 그러나 제1 사전결정된 파장 범위(예컨대, 약 800 내지 1300 nm)에서는 그러하지 않도록 최적화될 수 있다. 교번하는 제3 HIR 및 제4 LIR 간섭 층(402)은 제4 LIR 층의 굴절률(n4x)의 평균에 대한 제3 HIR 층의 굴절률(n3x)의 평균의 비 곱하기 제2 단위 셀(405)의 총 개수(Mb개)가 약 300보다 크도록 각각 (n3x) 및 (n4x)의 평균 굴절률을 한정할 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 제1 및 제2 사전결정된 파장 범위 내의 임의의 파장을 갖는 약 30도 미만의 임의의 입사각으로 광학 필름(400)에 입사하는 광은 제1 편광 상태(a)에 대한 평균 광학 투과율(예컨대, Ta) 대 제2 편광 상태(b)에 대한 평균 광학 투과율(예컨대, Tb)의 비가 약 1000:1보다 크도록 (Ta) 및 (Tb)를 겪을 수 있다.
몇몇 그러한 예에서, 광학 필름(400)의 다중 스택/패킷(406) 설계는 부분적으로 층의 총 개수의 감소 및 큰 단일 스택을 형성하는 복잡성으로 인해, 예를 들어 동일한 연속적인 사전결정된 파장 범위 내의 광을 반사하고 투과시키도록 구성되는 간섭 층의 단일 패킷만을 포함하는 광학 필름에 비해 필름을 제조하기 위한 더욱 효율적인 공정을 더욱 양호하게 제공할 수 있다.
광학 필름(100)에서와 같이, 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위(예컨대, 가시 광 또는 약 400 내지 700 nm) 내의 실질적으로 수직 입사 광(110)(예컨대, 표면(404)에 수직 또는 거의 수직)에 대한 광학 필름(400)의 투과율 및 반사율의 정도는 제1/통과 편광 상태(a)에 대한 (Ta)의 평균 광학 투과율 및 (Ra)의 광학 반사율과 제2/반사 편광 상태(a)에 대한 (Tb)의 평균 광학 투과율 및 (Rb)의 광학 반사율을 갖는 것으로서 특성화될 수 있다. 광학 필름(400)의 광학 투과율 및 반사율 값은 광학 필름(100)에 관하여 위에서 논의된 값과 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 광학 필름(400)에 대한 (Ta)의 평균 광학 투과율은 제1/통과 편광 상태(a)에 대해 약 80%보다 클 수 있고, 평균 광학 반사율(Rb)은 직교하는 제2/반사 편광 상태(b)에 대해 약 80%보다 클 수 있고, 평균 광학 투과율(Tb)은 직교하는 제2/반사 편광 상태(b)에 대해 약 0.2%보다 작을 수 있다. 몇몇 예에서, 각각의 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태(a)를 갖는 수직 입사 광(110)의 적어도 50%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 제2 편광 상태(b)를 갖는 수직 입사 광(110)의 적어도 50%를 반사하는 것으로서 특성화될 수 있다.
도 4b는 층 번호의 함수로서 각각의 개별 간섭 층(402)의 두께를 도시한 광학 필름(400)에 대한 예시적인 두께 프로파일의 플롯이며, 여기서 복수의 간섭 층(402)은 1 내지 N으로 순차적으로 번호부여되며, 이때 N은 광학 필름(400) 내의 간섭 층(402)의 총 개수(예컨대, N = Na+Nb)를 나타낸다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 스페이서 층(408)은 광학 필름(400)의 두께 프로파일 플롯으로부터 제외된다.
광학 필름(400)의 두께 프로파일은 각각 각자의 광학 스택/패킷(406a, 406b)의 두께 프로파일에 각각 대응하는 2개의 피팅된 곡선(410, 412)에 의해 특성화될 수 있다. 피팅된 곡선(410, 412)은 각자의 스택/패킷 내의 간섭 층(402)에 기초하여 광학 필름(400)의 층 두께 프로파일에 적용되는 최적 회귀를 나타낸다. 예를 들어, 피팅된 곡선(410)은 1 내지 Na로 순차적으로 번호부여된 간섭 층(402)을 나타내는, 제1 스택/패킷(406a)의 두께 프로파일을 나타내고, 피팅된 곡선(412)은 (Na+1) 내지 (Na+Nb)로 순차적으로 번호부여된 간섭 층(402)(예컨대, 제2 스택/패킷(406b)의 1 내지 Nb로 순차적으로 번호부여된 간섭 층(402)에 해당함)을 나타내는, 제2 스택/패킷(406a)의 두께 프로파일을 나타낸다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 각각의 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 각자의 기울기를 한정하는 층 두께 프로파일(예컨대, 개별 층 두께 대 층 번호를 플로팅함)을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 피팅된 곡선(410, 412)에 대한 평균 기울기는 각자의 광학 스택/패킷(406a, 406b) 내의 간섭 층(402)에 대해 0.2 nm/층 번호보다 작을 수 있다. 광학 필름(400)의 각각의 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 약 400개 미만의 총 간섭 층(402)을 포함할 수 있으며, 이때 각자의 간섭 층(402)의 각각의 개별 층 두께는 비교적 얇다(예컨대, 약 200 nm 미만의 평균 두께를 가짐).
몇몇 예에서, 피팅된 곡선(410, 412)의 평균 기울기는 각자의 광학 스택/패킷(406a, 406b) 내의 간섭 층(402)의 서브그룹에 걸친 평균 기울기를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 스택/패킷(406a) 내의 간섭 층(402)은 순차적으로 배열된 간섭 층(402)의 복수의 비-중첩 그룹으로 분할될 수 있다. 순차적으로 배열된 간섭 층(402)의 각각의 그룹에 대해, 층은 1부터 m까지 순차적으로 번호부여될 수 있으며, 이때 m은 Na/10보다 크지만 Na보다 작고, Na는 제1 광학 스택/패킷(406a) 내의 간섭 층(402)의 총 개수를 나타낸다. 피팅된 곡선(410)은 층 번호의 함수로서 층들의 각각의 그룹에 대한 두께 프로파일에 적용될 수 있으며, 이때 각각의 그룹에 대한 결과적인 평균 기울기(예컨대, m개의 층 번호당 두께 변화)가 층들의 각각의 그룹에 대해 결정된다. 모든 그룹에 대한 평균 기울기들 사이의 최대 차이(예컨대, 하나의 그룹으로부터 측정된 최대 기울기와 상이한 그룹으로부터 측정된 최소 기울기 사이의 차이)는 0.70 미만(예컨대, 0.57 nm/층 미만)일 수 있으며, 여기서 최대 기울기 및 최소 기울기는 각각 25개 내지 50개의 인접 층의 임의의 그룹에 걸쳐 구해진다.
몇몇 예에서, 광학 필름(400)의 층 두께 프로파일은 층 번호의 함수로서 각각의 광학 스택/패킷(406a, 406b)의 두께 프로파일에 적용되는 최적 선형 방정식에 의해 특성화될 수 있다. 예를 들어, 도 4c는 간섭 층 번호의 함수로서 제1 및 제2 광학 스택/패킷(406a, 406b)의 두께를 도시한 광학 필름(400)에 대한 예시적인 두께 프로파일의 한 쌍의 플롯이다. 도시된 바와 같이, 제1 광학 스택/패킷(406a)은 1 내지 Na로 번호부여된 순차적으로 번호부여된 간섭 층(402)을 포함하고, 제2 광학 스택/패킷(406b)은 1 내지 Nb로 번호부여된 순차적으로 번호부여된 간섭 층(402)을 포함한다. 최적 선형 회귀(420, 422)가 각각의 관련 최적 회귀에 대한 각자의 평균 기울기를 제공하기 위해 각각의 플롯(예컨대, 선형 최소 제곱 회귀)에 적용될 수 있다. 몇몇 예에서, 광학 필름(400) 내의 모든 광학 스택/패킷(406a, 406b)에 대한 최적 선형 회귀(420, 422)의 평균 기울기들 사이의 최대 차이는 약 20% 미만일 수 있다. 예를 들어, 비-제한적인 예 1 및 도 9의 광학 필름에 관하여 후술되는 바와 같이, 예 1의 광학 필름을 형성하는 패킷 1 및 패킷 2의 기울기는 각각 0.17 nm/층 및 0.18 nm/층의 평균 기울기를 각각 보여 대략 6%의 기울기의 차이를 생성하였다.
몇몇 예에서, 제1 및 제2 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 영역(424, 426) 내에 스티칭(stitching)을 포함할 수 있다. 스티칭은 각각의 패킷과 관련된 반사 대역들 사이에 단지 소량의 중첩이 존재하는, 적어도 2개의 패킷이 존재하는 광학 설계를 기술한다. 이는 보다 낮은 기울기가 개별 패킷에 사용되도록 허용하며, 이는 각각의 층과 관련된 광파워를 증가시킨다. 도 13은 스티칭된 층 설계의 일례를 도시한다. 그러한 예에서, 층(408)에 인접한 각자의 광학 스택/패킷(406a, 406b)의 층(예컨대, 주어진 스택/패킷 내의 스페이서 층(408)에 인접한 처음 30개의 간섭 층(402))에 대한 층 두께의 변화는 광학 스택/패킷(406a, 406b) 내의 다른 간섭 층(402)에 대한 두께/층의 변화에 비해 증가할 수 있다. 이러한 변화는 광학 스택/패킷(406a, 406b)이 스페이서 층(408)에 대한 이웃한 면을 구비하는 두께 프로파일의 단부에서 약간의 컬(curl)을 갖는 층 두께 프로파일로서 도 4c의 영역(424, 426)에 도시된다.
몇몇 비-제한적인 예에서, 광학 필름(400)은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하고 투과시키는 복수의 간섭 층(402)을 포함할 수 있으며, 따라서 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층(402)은 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고(예컨대, Ta-), 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사한다(예컨대, Tb). 복수의 간섭 층(402)은 복수의 광학 스택/패킷(406a, 406b)으로 분할될 수 있으며, 이때 인접 광학 스택/패킷(406a, 406b)의 각각의 쌍은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키지 않는 하나 이상의 스페이서 층(408)에 의해 분리되며, 각각의 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태(a)를 갖는 광의 적어도 50%를 투과시키고, 사전결정된 파장 범위 내의 제2 편광 상태(b)를 갖는 광의 적어도 50%를 반사한다. 각각의 광학 스택/패킷(406a, 406b) 내에서, 간섭 층(402)은 순차적으로 번호부여될 수 있으며(예컨대, N-a 또는 Nb), 이때 각각의 광학 스택/패킷(406a, 406b)은 광학 스택/패킷(406a, 406b)의 두께를 간섭 층 번호와 상관시키는 최적 선형 방정식(예컨대, 피팅된 선(420, 422))을 갖고, 이러한 선형 방정식은 스택/패킷 내의 최초 간섭 층(402)으로부터 스택/패킷 내의 마지막 간섭 층까지 연장되는 영역에서 평균 기울기(예컨대, 스택 두께/층 번호)를 가지며(예컨대, 최초 광학 스택/패킷(406a)의 층 번호 1 내지 Na에 적용된 선(420)), 광학 필름(400) 내의 복수의 광학 스택/패킷(406a, 406b)의 최적 선형 방정식의 평균 기울기들 사이의 최대 차이는 약 20% 미만이다. 몇몇 그러한 예에서, 광학 필름(400)은 약 2.5보다 큰 평균 광학 밀도를 가질 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 가시 스펙트럼에 해당하는 특정 파장 범위 400 내지 700 nm 내의 수직 입사 광(110)에 대해 제1 및 제2 편광 상태(예컨대, 각각 통과 및 반사 편광 상태)에 대한 투과 백분율을 도시한, 본 개시에 따른 예시적인 광학 필름(예컨대, 광학 필름(400))에 대한 대표적인 투과율 플롯이다. 도 5b는 제2 편광 상태(b)(예컨대, 반사 편광 상태)에 대해 투과 백분율에 대한 로그 플롯을 도시한다. 시험된 대표적인 광학 필름(400)은 각각 투과 스펙트럼이 람다(Lambda)900 분광계(펄킨 엘머(Perkin Elmer))로 제1 및 제2 편광 상태에 대해 측정되는 각각 325개의 간섭 층(402)을 갖춘 2개의 광학 스택(예컨대, 406a, 406b)을 포함하였다. 도시된 바와 같이, 가시 스펙트럼 범위에 걸친 전체 제2 편광 상태(b) 투과율(예컨대, 반사-축, Tb)은 0.1%보다 상당히 더 낮았다.
몇몇 예에서, 광학 필름(100, 400)은 간섭 층(102, 402)의 스택(들)/패킷(들) 중 하나 이상을 분리 및/또는 보호하는 데 사용될 수 있는 하나 이상의 비-간섭 층을 포함하거나 그것과 조합될 수 있다. 예를 들어, 도 6은 광학 필름(100, 400)에 관하여 전술된 특성 중 하나 이상을 보이도록 형성될 수 있는 광학 필름(600)의 다른 예를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 광학 필름(600)은 비교적 두꺼운 비-간섭 층(608)들 사이에 라미네이팅되는 2개의 광학 스택/패킷(606a, 606b)으로 분할되는 복수의 간섭 층(602)을 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 광학 스택/패킷(606a)은 비-간섭 층(608a, 608b) 사이에 놓이는 반면 제2 광학 스택/패킷(606b)은 비-간섭 층(608c, 608d) 사이에 놓이며, 따라서 비-간섭 층(608b, 608c)이 서로 바로 인접하고 제1 및 제2 광학 스택/패킷(606a, 606b) 사이의 스페이서 층으로서의 역할을 한다. 몇몇 예에서, 그것들의 상대 두께로 인해, 광학 스택/패킷(606a, 606b)의 외부에 있는 비-간섭 층(608a, 608d)은 각자의 스택/패킷을 의도하지 않은 손상(예컨대, 스크래칭)으로부터 보호하는 데 도움을 줄 수 있다. 몇몇 예에서, 비-간섭 층(608a, 608b)은 약 1.57의 반응성 지수(reactive index)를 한정할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 비-간섭 층(608)들 중 하나 이상은 하드 코트(hard coat)(스크래칭-방지 코팅), 확산 코팅, 반사-방지 코팅, 또는 눈부심-방지 코팅과 같은 코팅을 포함할 수 있다.
도 7은 반사 편광기 광학 필름(702), 액정 디스플레이(LCD) 조립체(710) 및 광원(720)을 포함하는 예시적인 디스플레이 조립체(700)의 다이어그램이다. 도시된 바와 같이, LCD 조립체(710)는 광학 필름(702) 및 광원(720)에 의해 제공되는 편광된 광에 의해 조명된다. LCD 조립체(710)는 외측 흡수 편광기 필름(712), 하나 이상의 유리 층(714), 및 액정 층(716)을 갖춘 다층 배열을 포함할 수 있다.
도 7은 디스플레이 조립체(700)를 통해 수송되는 2가지 유형의 광을 도시한다. 주변 광(730)은 디스플레이 표면(711)에 입사하는 광을 나타내며, 이 광은 LCD 조립체(710), 광학 필름(702)을 통해 횡단하여서 광원(720)의 확산 반사 표면에 부딪치고 그곳에서 다시 광학 필름(702)을 향해 반사된다. 광은 또한 광원(720)의 백라이트 조립체로부터 유래할 수 있다. 예를 들어, 광원(720)은 반사 램프 하우징(724) 내에 램프(722)를 포함하는 에지형 백라이트(edge lit backlight)를 포함할 수 있다. 램프(722)로부터의 광은 도광체(726)에 결합되며, 그곳에서 그것이 스폿(spot)(728)(예컨대, 산화티타늄 착색 재료의 불연속 층)과 같은 확산 반사 구조체와 만날 때까지 전파된다. 스폿들의 이러한 불연속 어레이는 램프 광을 추출하고 그것을 LCD 조립체(710)를 향해 지향시키도록 배열된다. 광원(720)에 들어가는 주변 광(730)은 스폿에 부딪칠 수 있거나, 그것은 스폿들 사이의 간극 영역을 통해 도광체로부터 빠져나갈 수 있다. 확산 반사 층(729)(예컨대, 산화티타늄 착색 재료의 층)이 그러한 광선을 도중차단하고 반사하기 위해 도광체(726) 아래에 위치될 수 있다. 일반적으로, 광원(720)으로부터 LCD 조립체(710)를 향해 나오는 모든 광선은 광선 다발(ray bundle)(732)로서 예시될 수 있다. 이러한 광선 다발은 "(a)"로 지칭되는 제1 편광 상태를 갖는 광을 투과시키고 직교 편광 상태(b)를 갖는 광을 효과적으로 반사하는 광학 필름(702)에 입사한다. 광학 필름(702)은 전술된 광학 필름(100, 400, 600) 중 임의의 것에 대응할 수 있다.
몇몇 예에서, LCD 디스플레이 조립체는 광원(720)과 LCD 조립체(710) 사이에 흡수 편광기 필름 및 반사 편광기 필름(AP/RP 필름)을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, AP 필름은 전형적으로 디스플레이 조립체에 충분한 콘트라스트를 생성하는 데 사용될 수 있는 반면, RP 필름의 포함은 AP 필름만의 시스템에 비해, AP/RP 필름 조합의 휘도, 특히 높은 주변 광 환경 또는 높은 눈부심 조건을 개선한다. 놀랍게도, AP/RP 필름이 높은 주변 광 환경(예컨대, 외부 조건)에서도 디스플레이 조립체(700)에 대한 휘도 또는 콘트라스트의 임의의 상당한 감소 없이 본 명세서에 기술된 바와 같은 고-콘트라스트 반사 편광기(RP) 광학 필름(702)으로 대체될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 후방 AP 필름 없이 디스플레이 조립체(700) 내에 광학 필름(702)만을 포함시키는 것은 주변 광이 바람직하지 않게 광학 필름(702)으로부터 반사되어 높은 수준의 눈부심을 일으키게 할 것이라고 이론화되었지만, 실제로는 무시할 수 있거나 비교적 미미한 눈부심의 증가가 관찰되었다.
몇몇 예에서, 광학 필름(702)을 포함하는 디스플레이 조립체(700)는 AP/RP 필름을 포함하는 비교할 만한 디스플레이 조립체에 비해 약 10% 내지 15%의 향상된 휘도를 보일 수 있다.
몇몇 예에서, 디스플레이 조립체(700)는 디스플레이 조립체(700)의 축방향 휘도를 증가시키기 위해 광원(720)과 광학 필름(702) 사이에 배치되는 하나 이상의 휘도 향상 필름(740)을 포함할 수 있다. 예시적인 휘도 향상 필름(740)은 예를 들어 방향전환 필름, 프리즘 필름 등을 포함할 수 있다.
몇몇 비-제한적인 예에서, 디스플레이 조립체(700)는 광원(720), 광원(720)에 의해 조명되도록 구성되는 LCD 조립체(710), 디스플레이 조립체(700)의 축방향 휘도를 증가시키기 위해 광원(720)과 LCD 조립체(710) 사이에 배치되는 하나 이상의 휘도 향상 필름(740), 및 하나 이상의 휘도 향상 필름(740)과 LCD 조립체(710) 사이에 배치되고, 제1 편광 상태(a)를 갖는 광을 실질적으로 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태(b)를 갖는 광을 실질적으로 반사하도록 구성되는 광학 필름(702)(예컨대, RP)을 포함할 수 있다. 광학 필름(702)은 광원(720)과 LCD 조립체(710) 사이에 흡수 편광기(AP)가 배치되지 않은 상태에서 제2 편광 상태에 대해 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율(예컨대, Tb)을 한정할 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 디스플레이 조립체(700)는 제2 편광 상태(b)에 대한 비교 디스플레이 조립체의 RP의 평균 투과율이 약 1.0%보다 큰 것을 제외하고는 동일한 구성을 갖는 비교 디스플레이 조립체의 콘트라스트 비의 적어도 2배의 콘트라스트 비를 한정할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 몇몇 비-제한적인 예에서, 디스플레이 조립체(700)는 광원(720), 광원(720)에 의해 조명되도록 구성되는 LCD 조립체(710), 디스플레이 조립체(700)의 축방향 휘도를 증가시키기 위해 광원(720)과 LCD 조립체(710) 사이에 배치되는 하나 이상의 휘도 향상 필름(740), 및 하나 이상의 휘도 향상 필름(740)과 LCD 조립체(710) 사이에 배치되는 광학 필름(702)(예컨대, RP)을 포함할 수 있다. 광학 필름(702)은 주로 광학 간섭에 의해 광을 투과시키거나 반사하는 복수의 간섭 층을 포함할 수 있으며, 따라서 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은, 흡수 편광기(AP)가 광원(720)과 LCD 조립체(710) 사이에 배치됨이 없이, 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고(예컨대, Ta) 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 약 0.2% 미만을 투과시킨다(예컨대, Tb).
도 8은 AP/RP 필름을 갖춘 디스플레이 조립체와 비교하여 시야각의 함수로서 광학 필름(702)을 포함하는 디스플레이 조립체(700)에 대한 예시적인 휘도 프로파일이다. 곡선(800)은 디스플레이 조립체(700) 광학 필름(702)에 대한 휘도 프로파일을 나타내는 반면, 곡선(802)은 AP/RP 필름(예컨대, 닛토 덴코 코포레이션(Nitto Denko Corp)(일본 도쿄)으로부터 입수가능한 APCF)을 포함하는 비교할 만한 디스플레이 조립체에 대한 휘도 프로파일을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 광학 필름(702)은 축외 관찰 위치(예컨대, >50°)에 대한 휘도 프로파일의 약간의 개선을 제공하면서 정상 시야각(예컨대, ±20°)에 대한 비교 관찰 휘도 프로파일을 제공한다.
몇몇 그러한 예에서, 전통적인 AP/RP 필름과는 대조적으로 광학 필름(702)의 사용은 LCD 디스플레이 조립체의 전체 두께가 현저히 감소될 수 있는 결과를 가져올 수 있는데, 왜냐하면 본 명세서에 기술된 고-콘트라스트 RP 광학 필름이 전통적인 AP/RP 필름의 두께의 대략 절반으로 형성될 수 있기 때문이다. AP/RP 필름과는 대조적으로 디스플레이 조립체(700)에 광학 필름(702)만을 사용하는 것이 디스플레이 조립체 두께의 감소와 관련된 이점을 가져올 수 있지만, 몇몇 예에서, 흡수 편광기 필름이 선택적으로 LCD 조립체(710)와 광학 필름(702)(도시되지 않음) 사이에 포함될 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 흡수 편광기/광학 필름(702) 조합은 전통적인 AP/RP 필름에 비해 개선된 휘도 및/또는 콘트라스트 비를 제공할 수 있다.
몇몇 예에서, 디스플레이 조립체(700)의 광학 필름(702)은 제1 편광 상태(a)를 갖는 광을 실질적으로 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태(b)를 갖는 광을 실질적으로 반사하는 고-콘트라스트 RP로서 작동할 수 있다. 몇몇 예에서, 광학 필름(702)은 제2 편광 상태(b)에 대해 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 한정할 수 있으며, 여기서 광원(720)과 액정 층(716) 사이에 흡수 편광기가 배치되지 않고, 디스플레이 조립체(700)의 콘트라스트 비는 제2 편광 상태에 대한 비교 디스플레이 조립체의 반사 편광기의 평균 투과율이 약 1.0%보다 큰 것을 제외하고는 동일한 구성을 갖는 비교 디스플레이 조립체의 콘트라스트 비의 적어도 2배이다.
몇몇 예에서, 본 명세서에 기술된 광학 필름(100, 200, 400, 600) 중 하나 이상은 광축에 중심설정된 관찰자에게 물체를 표시하기 위해 설계된 광학 시스템(예컨대, 가상 현실 디스플레이 시스템) 내에 통합될 수 있다. 그러한 광학 시스템은 0이 아닌 광파워를 갖는 하나 이상의 광학 렌즈를 포함할 수 있으며, 이때 반사 편광기(예컨대, 광학 필름(100, 200, 400, 600))가 하나 이상의 광학 렌즈의 제1 주 표면 상에 배치되고 그것에 정합하며, 부분 반사기가 하나 이상의 광학 렌즈의 제2 주 표면 상에 배치되고 그것에 정합한다. 몇몇 예에서, 렌즈 및 반사 편광기는 하나 또는 2개의 직교 축을 중심으로 볼록할 수 있고, 예를 들어 머리-장착 디스플레이, 예컨대 가상 현실 디스플레이, 및 카메라, 예컨대 휴대 전화 내에 포함된 카메라를 비롯한 다양한 장치에 유용한 소형 구성으로 고 시야, 고 콘트라스트, 저 색수차, 저 왜곡, 및/또는 고 효율을 갖는 시스템을 생성하기 위해 정지 표면(예를 들어, 출사동(exit pupil) 또는 입사동(entrance pupil))과 이미지 표면(예컨대, 디스플레이 패널의 표면 또는 이미지 리코더의 표면) 사이에 배치될 수 있다.
도 10은 이미지 표면(1030), 정지 표면(1035), 및 이미지 표면(1030)과 정지 표면(1035) 사이에 배치되는 광학 스택(1010)을 포함하는 예시적인 광학 시스템(1000)(예컨대, 가상 현실 디스플레이 시스템)의 개략 단면도이다. x-y-z 좌표계가 도 10에 제공되어 있다. 이미지 표면(1030)은 편광된 또는 비편광된 광을 방출하는 디스플레이 패널과 같은 이미지 형성 장치의 출력 표면일 수 있는 반면, 정지 표면(1035)은 광학 시스템(1000)의 출사동일 수 있고, 예를 들어 관찰자의 눈 또는 카메라일 수 있는 제2 광학 시스템의 입사동과 중첩되도록 구성될 수 있다.
몇몇 예에서, 광학 스택(1010)은 제1 및 제2 주 표면(1014, 1016)을 갖춘 광학 렌즈(1012), 제1 주 표면(1014) 상에 배치되는 반사 편광기(1027)(예컨대, 광학 필름(100, 200, 400, 600)), 및 광학 렌즈(1012)의 제2 주 표면(1016) 상에 배치되는 부분 반사기(1017)를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 광학 스택(1010)은 또한 각자의 제1 및 제2 주 표면(1014, 1016) 상에 배치되는 하나 이상의 1/4 파장 지연기(1015, 1025)를 포함할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 광학 스택(1010)은 직교하는 제1 및/또는 제2 축(예컨대, 각각 x-축 및 y-축)을 따라 이미지 표면(1030)을 향해 볼록할 수 있다. 광학 스택(1010)은 먼저 반사 편광기(1027)를 반사 편광기(1027)에 코팅되거나 라미네이팅된 선택적인 제1 1/4 파장 지연기(1025)와 함께 형성하고 이어서 결과적인 필름을 광학 렌즈(1012)에 대응하도록 원하는 형상으로 열성형함으로써 제조될 수 있다. 부분 반사기(1017) 및 선택적인 제2 1/4 파장 지연기(1015)는 부분 반사기 필름 상에 1/4 파장 지연기를 코팅함으로써, 1/4 파장 지연기 필름 상에 부분 반사기 코팅을 코팅함으로써, 부분 반사기 필름과 1/4 파장 지연기 필름을 함께 라미네이팅함으로써, 또는 먼저 필름 인서트 성형 공정에서 렌즈(1012)(반사 편광기(1027)를 포함하는 필름 상에 형성될 수 있음)를 형성하고 이어서 제2 주 표면(1016) 상에 부분 반사기(1017)를 코팅함으로써 제조될 수 있다. 몇몇 예에서, 렌즈(1012)는 렌즈(1012)를 반사 편광기(1027) 및 부분 반사기(1017)의 제1 및 제2 필름 사이에 사출 성형함으로써 형성될 수 있다. 제1 및 제2 필름은 사출 성형 단계 전에 열성형될 수 있다.
이미지 소스(image source)(1031)는 이미지 표면(1030)을 포함하고, 정지 표면(1035)은 광학 시스템(1000)을 위한 출사동이다. 몇몇 예에서, 이미지 소스(1031)는 디스플레이 패널일 수 있다. 다른 예에서, 디스플레이 패널이 존재하지 않을 수 있고, 대신에 이미지 표면(1030)은 광학 시스템(1000)의 외부에 있는 물체로부터 반사된 광을 수광하도록 구성되는 애퍼처(aperture)이다.
몇몇 예에서, 입사동(1034)을 갖춘 제2 광학 시스템(1033)이 정지 표면(1035)이 입사동(1034)과 중첩되는 상태로 광학 시스템(1000)에 근접하게 배치될 수 있다. 제2 광학 시스템(1033)은 예를 들어 이미지 표면(637)을 통해 투과된 이미지를 기록하도록 구성되는 카메라일 수 있다. 몇몇 예에서, 제2 광학 시스템(1033)은 관찰자의 눈이고, 입사동(1034)은 관찰자의 눈의 동공이다. 그러한 예에서, 광학 시스템(1000)은 머리-장착 디스플레이에 사용하도록 구성될 수 있다.
반사 편광기(1027)는 본 명세서에 기재된 광학 필름(100, 200, 400, 600) 중 임의의 것일 수 있다. 예를 들어, 반사 편광기는 적어도 50개의 순차적으로 번호부여된 간섭 층을 포함할 수 있으며, 이때 각각의 층은 비교적 얇을 수 있으며(예컨대, 약 200 nm 미만의 평균 두께를 가짐), 여기서 피팅된 곡선(예컨대, 도 3의 곡선(300))은 층 번호의 함수로서 반사 편광기(1027)의 층 두께 프로파일에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm/층 미만이다. 반사 편광기(1027)는 (예컨대, 제1 방향으로 선형 편광된) 제1 편광 상태(a)를 갖는 광을 실질적으로 투과시키고, (예컨대, 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 선형 편광된) 직교하는 제2 편광 상태(b)를 갖는 광을 실질적으로 반사한다.
부분 반사기(1017)는 본 명세서의 다른 곳에 기술된 파장 범위들 중 임의의 것일 수 있는, 사전결정된 파장 범위에서 적어도 30%의 평균 광학 반사율 및 적어도 30%의 광학 투과율을 갖는다. 임의의 적합한 부분 반사기가 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 부분 반사기(1017)는 예를 들어 하프 미러(half mirror)일 수 있다. 몇몇 예에서, 부분 반사기(1017)는 투명 기재(substrate) 상에 금속(예컨대, 은 또는 알루미늄)의 얇은 층을 코팅함으로써 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 부분 반사기(1017)는 또한 예를 들어 렌즈의 표면 상에 박막 유전체 코팅을 퇴적시킴으로써, 또는 렌즈의 표면 상에 금속과 유전체 코팅들의 조합을 퇴적시킴으로써 형성될 수 있다. 몇몇 예에서, 부분 반사기(1017)는 그 자체가 반사 편광기일 수 있다.
선택적인 제1 및 제2 1/4 파장 지연기(1015, 1025)는 예를 들어 선형 광중합성 중합체(linear photopolymerizable polymer, LPP) 재료 및 미국 특허 출원 공개 US 2002/0180916호(샤트(Schadt) 등), US 2003/028048호(셰르카위(Cherkaoui) 등) 및 US 2005/0072959호(모이아(Moia) 등)에 기재된 액정 중합체(liquid crystal polymer, LCP) 재료를 비롯한 임의의 적합한 재료로부터 형성되는 코팅 또는 필름일 수 있다. 적합한 LPP 재료는 ROP-131 EXP 306 LPP를 포함하고, 적합한 LCP 재료는 ROF-5185 EXP 410 LCP를 포함하며, 이들 둘 모두는 스위스 알슈빌 소재의 롤릭 테크놀로지스(Rolic Technologies)로부터 입수가능하다. 몇몇 예에서, 1/4 파장 지연기(1015, 1025)는 사전결정된 파장 범위 내의 적어도 하나의 파장에서의 1/4 파장 지연기일 수 있다.
광학 시스템(1000)의 작동 중에, 광선(1037, 1038)은 각각 이미지 표면(1030) 및 정지 표면(1035)을 통해 투과된다. 광선(1037, 1038)은 각각 이미지 표면(1030)으로부터 정지 표면(1035)으로 투과될 수 있거나(예를 들어, 머리-장착 디스플레이 응용에서), 광선(1037, 1038)은 정지 표면(1035)으로부터 이미지 표면(1030)으로 투과될 수 있다(예를 들어, 카메라 응용에서). 광선(1038)은 그것의 광학 경로가 광학 시스템(1000)을 위한 접힌 광축(1040)을 한정하는 중심 광선일 수 있으며, 광학 시스템은 접힌 광축(1040)에 중심설정될 수 있다. 광선(1038)은 광축(1040)으로부터의 상당한 편차 없이 광학 스택(1010)을 통과할 수 있다.
광선(1037)의 경로는 광학 스택(1010)으로 인해 편향될 수 있다. 광선(1037)은 부분 반사기(1017)(선택적인 제2 1/4 파장 지연기(1015) 포함함)를 통해 렌즈(1012) 내로 그리고 그것을 통해 투과된다. 먼저 렌즈(1012)를 통과한 후에, 광선은 선택적인 제1 1/4 파장 지연기(1025)를 통과하고 반사 편광기(1027)로부터 반사된다. 2개의 1/4 파장 지연기(1015, 1025)가 광학 스택(1010) 내에 통합되는 예에서, 1/4 파장 지연기(1015, 1025)는 1/4 파장 지연기(1015, 1025)가 반사 편광기(1027)와 이미지 소스(1031) 사이에 놓이도록 렌즈(1012)의 양측에 배치될 수 있다. 몇몇 그러한 예에서, 이미지 소스(1031)는 반사 편광기(1027)를 위한 통과 축을 따른 편광(a)을 갖는 광을 방출하여, 1/4 파장 지연기(1015, 1025)를 통과한 후에, 광이 필름에 처음 입사할 때 광이 반사 편광기(1027)를 위한 차단 축을 따라 편광되고 이에 따라 반사 편광기(1027)로부터 반사되게 하도록 구성될 수 있다. 광선(1037)이 처음에 반사 편광기(1027)로부터 반사된 후에, 그것은 제1 1/4 파장 지연기(1025)를 다시 통과하고, 이어서 부분 반사기(1017)로부터 반사되어(예시되지 않은 다른 광선들은 부분 반사기(1017)를 통해 투과됨) 다시 렌즈(1012) 및 제1 1/4 파장 지연기(1025)를 통과하고 이어서 다시 반사 편광기(1027)에 입사한다. 제1 1/4 파장 지연기(1025)를 통과하고, 부분 반사기(1017)로부터 반사되고, 다시 제1 1/4 파장 지연기(1025)를 통과한 후에, 광선(1037)은 반사 편광기(1027)를 위한 통과 축을 따른 편광(a)을 갖는다. 광선(1037)은 이에 따라 반사 편광기(1027)를 통해 투과되고 이어서 정지 표면(1035)을 통해 제2 광학 시스템(1033) 내로 투과된다.
단일 통합형 광학 스택(1010)의 설계는 소형 시스템에서 고 시야를 제공할 수 있다. 이미지 표면(1030)의 외측 에지를 통해 투과되는 광선(1037)은 예컨대 적어도 40도, 적어도 45도 또는 적어도 50도일 수 있는 θ의 시야각으로 접힌 광축(1040)에서 정지 표면(1035)과 교차하는 주 광선이다. 정지 표면(1035)에서의 시야는 2θ이며, 이는 예를 들어 적어도 80도, 적어도 90도 또는 적어도 100도일 수 있다.
몇몇 비-제한적인 예에서, 광학 시스템(1000)은 0이 아닌 광파워를 갖는 하나 이상의 광학 렌즈(1012), 하나 이상의 광학 렌즈(1012)의 제1 주 표면(1014) 상에 배치되고 그것에 정합하는 반사 편광기(1027), 및 하나 이상의 광학 렌즈(1012)의 상이한 제2 주 표면(1016) 상에 배치되고 그것에 정합하는 부분 반사기(1017)를 포함할 수 있다. 반사 편광기(1027)는 제1 편광 상태(a)를 갖는 광(1037)을 실질적으로 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태(b)를 갖는 광을 실질적으로 반사할 수 있으며, 이때 부분 반사기(1017)는 사전결정된 파장 범위에 대해 적어도 30%의 평균 광학 반사율을 가지며, 따라서 제2 편광 상태(b)를 갖는 광축(1040)을 따른 입사 광(1037)에 대한 광학 시스템(1000)의 평균 광학 투과율은 약 0.1% 미만이다.
하나 이상의 반사 편광기를 포함하는, 광축에 중심설정된 관찰자에게 물체를 표시하기 위한 광학 시스템의 추가의 예가 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제14/865,017호에 개시되고 기재된다. 본 명세서에 기술된 광학 필름(100, 200, 400, 600) 중 하나 이상은 본 명세서에 기술된 반사 편광기로서 그러한 시스템에 사용될 수 있다.
몇몇 예에서, 본 명세서에 기술된 광학 필름(100, 200, 400, 600) 중 하나 이상은 편광 빔 분할기(PBS) 내에 반사 편광기로서 통합될 수 있다. PBS는 비편광된 광을 2가지 편광된 상태로 효과적으로 분할하는 데 사용될 수 있다. PBS 시스템은 제1 편광 상태(a)에 있는 광을 실질적으로 투과하는 반면 제2 직교 편광 상태(b)에 있는 편광된 광을 실질적으로 반사하기 위해 반도체, 포토닉스 기구(photonics instrumentation), 또는 다른 광학 시스템에 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, PBS 시스템은 0° 또는 45°의 입사각으로 광을 수광하는 반면 약 90°의 분리각으로 출력 편광된 빔을 분할하도록 설계될 수 있다.
도 11은 제1 프리즘(1102), 제2 프리즘(1104), 반사 편광기(1110), 및 광원(1150)을 포함하는 예시적인 PBS(1100)의 개략 단면도이다. 제1 프리즘(1102)은 광원(1150)으로부터 입사 광을 수광하기 위한 입력 면(1112), 출력 면(1114) 및 제1 빗변(1116)을 포함한다. 몇몇 예에서, 입력 면(1112) 및 출력 면(114)은 제1 프리즘(1102)을 통과하는 광을 수광하고 투과시키기 위한 활성 영역을 구비하도록 추가로 형상화될 수 있다. 제2 프리즘(1104)은 출력 표면(1118) 및 제2 빗변(1120)을 포함한다.
반사 편광기(1110)는 각자의 제1 및 제2 프리즘(1102, 1104)의 제1 및 제2 빗변(1116, 1120) 사이에 배치된다. 반사 편광기(1110)는 본 명세서에 기술된 광학 필름(100, 200, 400, 600) 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사 편광기(1110)는 적어도 50개의 순차적으로 번호부여된 간섭 층을 포함할 수 있으며, 이때 각각의 층은 비교적 얇을 수 있으며(예컨대, 약 200 nm 미만의 평균 두께를 가짐), 여기서 피팅된 곡선(예컨대, 도 3의 곡선(300))은 층 번호의 함수로서 반사 편광기(1110)의 층 두께 프로파일에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm/층 미만이다.
제1 및 제2 프리즘(1102, 1104)은 유리 또는 중합체 재료를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 프리즘(1102, 1104)에 적합한 중합체 재료는 예를 들어 투명 광학 중합체, 예컨대 아크릴 중합체(예컨대, 폴리메틸메타크릴레이트), 환형-올레핀 공중합체, 폴리카르보네이트, 및 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 예에서, 제1 및 제2 프리즘(1102, 1104)은 일본 도쿄 소재의 히타치 케미칼 컴퍼니 엘티디(Hitachi Chemical Company, Ltd)로부터 상표명 "옵토레즈(OPTOREZ) OZ-1330" 시리즈 중합체로 구매가능한 아크릴 중합체와 같은 열가소성 아크릴 중합체를 사용하여 사출 성형에 의해 형성될 수 있다. 몇몇 예에서, 2개의 프리즘 사이의 광학 편차를 감소시키기 위해 동일한 중합체 재료를 사용하여 제1 및 제2 프리즘(1102, 1104)을 형성하는 것이 바람직할 수 있지만, 다른 예에서, 제1 및 제2 프리즘(1102, 1104)은 상이한 재료로 형성될 수 있다. 몇몇 예에서, 제1 및 제2 프리즘(1102, 1104)은 유사하게 크기설정될 수 있는 반면, 다른 예에서, 제1 프리즘(1102)은 제2 프리즘(1104)의 체적보다 작은 체적을 가질 수 있다. 몇몇 예에서, 제1 프리즘(1102)의 체적은 제2 프리즘(1104)의 체적의 약 절반 이하(또는 약 60% 이하, 또는 약 40% 이하)일 수 있다. 제1 프리즘(1102)의 어느 부분이 제거될 수 있는지의 선택은 엔벨로프(envelop)(1152) 내에서 유래하는 입사, 투과 및 반사 광의 광학 경로에 부분적으로 의존할 수 있다.
작동 중에, 광원(1150)은 중심 광선(1154)을 포함하는 엔벨로프(1152)를 갖는 광 빔을 생성한다. 광원(1150)으로부터의 광은 사전결정된 파장 범위를 갖고서 비-편광될 수 있다. 중심 광선(1154)은 입력 표면(1112)을 통해 제1 프리즘(1102)에 들어가고 거기서 이어서 프리즘을 통해 투과되고 약 45°의 입사각으로 반사 편광기(1110)에 입사하게 된다. 그러한 시점에서, 중심 광선(1154)은 이어서 광의 편광 상태에 따라 반사 편광기(1110)를 통해 투과되고 그것으로부터 반사된다. 예를 들어, 제1 편광 상태(a)(예컨대, 통과 상태)에 대응하는 광은 반사 편광기(1110)를 통과하고, 제1 편광 상태(a)를 갖는 투과 광선(1156)으로서 제2 프리즘(1104)을 통해 계속 진행하며 거기서 출력 표면(1118)에 도달한다. 제2 직교 편광 상태(b)(예컨대, 차단/반사)에 대응하는 광은 제2 직교 편광 상태(b)를 갖는 반사 광선(1158)으로서 반사 편광기(1110)로부터 반사될 것이다. 광선(1154)과 반사 편광기(1110) 사이의 입사각으로 인해, 반사 광선(1158)은 반사 편광기(1110)로부터 출력 면(1114)의 방향으로 반사될 것이다. 몇몇 예에서, 투과 광선(1156) 및 반사 광선(1158)은 서로 90°로 진행할 것이다.
PBS(1100)는 제1 및 제2 프리즘(1102, 1104)의 출력 또는 다른 면 중 하나 이상에 부착되는 추가의 구성요소(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, PBS(1100)는 상이한 광학 시스템 내에 통합될 수 있다. 다양한 구성요소 또는 PBS(1100) 또는 PBS(1100)에 부착된 그러한 구성요소는 광학적으로 투명한 접착제를 통해 직접 접촉하거나 부착될 수 있다. 몇몇 예에서, 반사 편광기(1110)는 광학적으로 투명한 접착제 층을 사용해 제1 및 제2 프리즘(1102, 1104) 중 하나 또는 둘 모두에 부착된다. PBS 설계 및 PBS 시스템을 포함하는 광학 시스템의 추가의 예가 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제14/865,017호에 개시되고 기재된다.
몇몇 비-제한적인 예에서, PBS(1100)는 제1 및 제2 프리즘(1102, 1104)과, (예컨대, 제1 및 제2 빗변(1116, 1120)을 따라) 제1 및 제2 프리즘(1102, 1104) 사이에 배치되고 그것들에 부착되는 반사 편광기(1110)를 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 반사 편광기(1110)는 제1 편광 상태(a)를 갖는 편광된 광을 실질적으로 반사하고 직교하는 제2 편광 상태(b)를 갖는 편광된 광을 실질적으로 투과시킬 수 있으며, 따라서 사전결정된 파장을 갖는 입사 광(예컨대, 광선(1154))이 PBS(1100)의 입력 면(1112)으로부터 PBS(1100)에 들어가고 반사 편광기(1110)와 적어도 1회 만난 후에 PBS(1110)의 출력 면(예컨대, 출력 면(1118 또는 1114))을 통해 빠져나갈 때, 입사 광(예컨대, 광선(1154))의 평균 세기에 대한 출사 광(예컨대, 투과 광선(1156) 또는 반사 광선(1158))의 평균 세기의 비는 입사 광이 제1 편광 상태(a)를 가질 때 약 90%보다 크고, 입사 광이 제2 편광 상태(b)를 가질 때 약 0.2%보다 작다.
예 1 - 복굴절 반사 편광기 광학 필름을 다음과 같이 제조하였다. 2개의 다층 광학 패킷을 공-압출하였으며, 이때 각각의 패킷은 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)와 저 굴절률 등방성 층의 325개의 교번 층으로 구성되었으며, 이러한 저 굴절률 등방성 층은 굴절률이 약 1.57이고 단축 배향시 실질적으로 등방성으로 유지되도록 폴리카르보네이트와 코폴리에스테르(PC:coPET)의 블렌드로 제조하였으며, 여기서 PC:coPET 몰비는 대략 42.5 몰% PC 및 57.5 몰% coPET이고 Tg가 섭씨 105도이다. 이러한 등방성 재료는, 신장 후에 두 비-신장 방향으로의 그것의 굴절률이 비-신장 방향으로의 복굴절 재료의 것과 실질적으로 일치되어 유지되는 반면 신장 방향으로 복굴절 층과 및 비-복굴절 층 사이에 굴절률의 실질적인 불일치가 존재하도록 선택하였다. PEN 및 PC/coPET 중합체를 별도의 압출기로부터 다층 공압출 피드블록으로 공급하였으며, 여기서 그것들을, 총 652개의 층에 대해, 325개의 교번 광학 층의 패킷(각각 "패킷 1" 및 "패킷 2") + 적층된 광학 패킷의 외측의, PC/coPET의 더 두꺼운 보호 경계 층으로 조립하였다.
예 1의 고 콘트라스트 반사 편광기(HCRP) 광학 필름에 대한 이러한 층 프로파일이 패킷 1 및 패킷 2가 표시된 도 9에 도시된다. 최소 제곱 선형 회귀를 사용하여 패킷 1의 평균 기울기는 대략 0.17 nm/층이었고 패킷 2의 평균 기울기는 대략 0.18 nm/층이었으며, 이는 대략 6%의 2개의 패킷에 대한 각자의 기울기에 있어서의 차이를 보인다. 예 1의 필름은 커패시턴스 게이지(capacitance gauge)에 의해 측정될 때 대략 63.2 μm의 결과적인 총 두께를 가졌다.
예 1의 복수의 간섭 층의 정렬을 평가하기 위해, 필름의 각자의 주 표면 각각에 입사하는 선형 편광된 광에 대해 필름의 광축을 결정하였다. 필름의 광축은 최소량의 선형 편광된 광이 필름을 통과하도록 허용하는 필름의 평면 내에서의 입사 편광된 광의 배향에 대응한다(예컨대, 도 2의 신장 축(120)과 정렬됨). 이상적인 시나리오에서, 필름의 광축은 편광된 광이 필름에 들어가는 표면에 무관하게 동일할 것이다. 그러나, 제조 공정의 편차 또는 복수의 간섭 층의 개별 광축들의 오정렬로 인해, 필름의 광축은 편광된 광이 어느 표면에 들어가는지에 의존할 수 있다. 몇몇 예에서, 복수의 층 사이의 오정렬의 정도가 클수록, 필름에 대해 광축들의 차이가 클 수 있다. 두 표면에 대한 필름의 광축들 사이의 차이는 몇몇 예에서 복수의 간섭 층 사이의 정렬을 평가하기 위한 메트릭(metric)으로서 사용될 수 있다. 예 1의 필름에 대한 2개의 광축을 선형 편광된 광을 사용하여 2개의 표면에 대해 측정하였다. 편광된 광을 필름의 제1 주 표면에 직접 투사하였고, 최소량의 편광된 광이 필름을 통과할 때까지 필름을 회전시켰다. 이어서 제1 주 표면에 대한 광축을 편광된 광의 편광 축에 평행한 것으로 표시하였다. 이러한 과정을 필름의 제2 주 표면에 대해 반복하였다. 예 1의 필름에 대해 제1 주 표면 및 제2 주 표면에 대한 광축들 사이의 차이는 약 0.1도 미만으로 결정되었으며, 이는 복수의 간섭 층 사이의 강한 정렬을 나타낸다.
예 2 - 광학 필름을 커패시턴스 게이지에 의해 측정될 때 대략 66.7 μm의 전체 두께로 제조한 것을 제외하고는, 예 1의 필름과 동일한 공정 조건으로 복굴절 반사 편광기 광학 필름을 제조하였다.
예 3 - 복굴절 반사 편광기 광학 필름을 다음과 같이 제조하였다. 2개의 다층 광학 패킷을 공-압출하였으며, 이때 각각의 광학 패킷은 90/10 coPEN(예컨대, 90 몰% 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및 10 몰% 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET))과 예 1에서 전술된 바와 같은 PC/coPET의 저 굴절 등방성 층의 325개의 교번 층으로 구성되었다. 90/10 coPEN 및 PC/coPET 중합체를 별도의 압출기로부터 다층 공압출 피드블록으로 공급하였으며, 여기서 그것들을, 총 652개의 층에 대해, 325개의 교번 광학 층의 패킷 + 적층된 광학 패킷의 외측의, PC:coPET의 더 두꺼운 보호 경계 층으로 조립하였다. 이러한 필름은 커패시턴스 게이지에 의해 측정될 때 대략 63.2 μm의 결과적인 물리 총 두께를 가졌다.
아래의 표 1은 구매가능한 흡수 편광기(AP) 및 반사 편광기(RP), 및 문헌에서 언급된 것들과 비교하여, 예 1 내지 예 3의 광학 필름에 대해 450 내지 650 nm의 가시 스펙트럼 범위에 걸친 제1 및 제2 편광 상태(a) 및 (b)(예컨대, 통과-축 및 차단-축)에 대한 비교 평균 투과율 프로파일을 제공한다.
[표 1]
Figure 112019100800070-pct00001
아래의 표 2는 표 1의 값에 기초하여 예 필름 1 내지 예 필름 3에 대해 계산된 제1 편광 상태(a) 및 직교하는 제2 편광 상태(b)에서의 투과율 및 반사율 값을 나타낸다. 이들 값은 필름 층에 의한 흡수와 관련된 광 에너지의 무시할 수 있는 손실을 가정하여 계산된다.
[표 2]
Figure 112019100800070-pct00002
도 12는 종래의 반사 편광기와 비교한 본 명세서에 기술된 바와 같은 예시적인 반사 편광기 필름에 대한 예시적인 두께 프로파일(층 두께 대 층 개수)의 플롯이다. 필름들이 아래 표 3에 기재되어 있다. 필름(1206, 1208)은 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠으로부터 입수가능한 구매가능한 다층 반사 편광기 필름을 나타낸다. 필름(1210)은 2.2의 최대 두께 대 최소 두께 비를 갖는 275개의 층을 갖춘 대표적인 종래의 편광기 필름이며, 여기서 두께는 그 특허에 기재된 바와 같이 연속적으로 변한다. 선(1202, 1204)은 HCPR 예 1의 각각 제1 및 제2 광학 스택/패킷에 대응한다. 층 두께 프로파일을 원자간력 현미경(Atomic Force Microscope, AFM)을 사용하여 측정하였다.
[표 3]
Figure 112019100800070-pct00003
아래의 표 4는 도 12에 도시된 필름/패킷(1202 내지 1208) 각각에 대한 최고 기울기 영역과 최저 기울기 영역 사이의 계산된 차이를 나타낸다. 주어진 영역에 대한 각자의 기울기를 25개의 층의 범위에 걸쳐 최소 제곱 선형 회귀를 사용하여 결정하였다.
[표 4]
Figure 112019100800070-pct00004
예 4 - 예 1, 예 2, 및 예 3에 관하여 기술된 바와 유사한 제조 공정을 사용하여 광학 필름을 생성하였다. 예 1, 예 2, 및 예 3의 것보다 낮은 기울기/층 프로파일을 이용하는 대안적인 층 두께 프로파일을 구현하였다. 특히, 각각 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)의 HIR 층과, 폴리카르보네이트와 코폴리에스테르의 혼합물인 80 중량% 자일렉스(Xylex)(미국 텍사스주 휴스턴 소재의 사빅(Sabic))와 20 중량% PETg(미국 테네시주 녹스빌 소재의 이스트만 케미칼즈(Eastman Chemicals))의 블렌드로 제조된 LIR 등방성 층의 325개의 교번 층을 포함하는 2개의 다층 광학 스택/패킷을 공-압출하였다. LIR 층의 굴절률은 대략 1.57이었고 단축 배향시 실질적으로 등방성으로 유지되었다. 이러한 등방성 재료는 신장 후에 신장 방향으로의 그것의 굴절률이 실질적으로 변함없이 그리고 비-신장 방향으로의 HIR 층의 굴절률의 것과 유사하게 유지되는 반면, 신장 방향으로의 HIR 층의 굴절률이 동일한 방향으로의 LIR 층의 굴절률에 대한 실질적인 불일치를 갖도록 선택하였다. HIR 및 LIR 층을 위한 재료를 별도의 압출기로부터 공급하여 다층 공압출 피드블록에 공급하였으며, 여기서 그것들을, 총 653개의 층에 대해, 325개의 교번 광학 층의 2개의 패킷 + 각각의 패킷의 각각의 측의, 등방성 LIR 재료의 더 두꺼운 보호 경계 층으로 조립하였으며, 여기서 적층된 광학 패킷 사이의 스페이서 층은 광학적으로 그리고 기계적으로 단일 층으로 고려된다. 각각 대략 390 nm 내지 620 nm 및 600 nm 내지 900 nm의 사전결정된 파장 범위에 대응하도록 제1 패킷(예컨대, "패킷 1")은 비교적 얇은 교번 HIR/LIR 층으로 구성된 반면 제2 패킷(예컨대, "패킷 2")은 비교적 두꺼운 교번 HIR/LIR 층으로 구성되었다. 필름을 전체적으로 참고로 포함되는 미국 특허 제6,916,440호에 기재된 바와 같은 포물선형 텐터에서 신장시켰다. 필름을 대략 316℉(예컨대, 158℃)의 온도에서 신장시켰다. 필름을 횡방향으로 대략 6:1 비로 그리고 기계 방향으로 대략 0.46:1 비로 신장시켰는데, 즉 필름은 기계 방향으로 이완된다.
도 13은 AFM에 의해 얻어진 예 4의 광학 필름에 대한 층 두께 프로파일의 플롯을 도시한다. 최소 제곱 선형 회귀를 사용하여 패킷 1의 평균 기울기는 대략 0.104 nm/층으로 계산되었고 패킷 2의 평균 기울기는 대략 0.141 nm/층으로 계산되었다. 예 4의 필름은 커패시턴스 게이지에 의해 측정될 때 대략 65.7 μm의 결과적인 총 두께를 가졌다. 450 내지 650 nm의 파장 범위에 걸쳐 구해진, 평균 통과 상태 투과율(Ta)은 대략 89.1%였고 평균 차단/반사 상태 투과율(Tb)은 대략 0.057%였다.
도 14는 375 내지 850 nm의 파장 범위에 걸친 예 4의 필름에 대한 차단 상태 투과율(Tb)의 플롯을 도시한다.
예 5 - 아래의 표 5는 예 시판 RP 2 및 RP 3과 비교한 전술된 예 1 및 예 4의 광학 필름에 대한 Δnx/K 비를 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 예 1 및 예 4의 광학 필름의 각자의 패킷 각각은 1.2보다 큰 Δnx/K 비를 보이는 반면 예 시판 RP 2 및 RP 3은 1 미만의 Δnx/K 비를 갖는다.
[표 5]
Figure 112019100800070-pct00005
예 6 - 아래의 표 5는 예 1의 광학 필름에 대한 광학 밀도, 광파워, 및 다른 광학 특성을 나타낸다. 종래의 반사 편광기 필름의 24개의 비교 샘플에 대해 얻어진 결과가 또한 표 5에 포함된다. 비교 샘플은 구매가능하거나 문헌에 개시된 기술을 사용하여 제조된 다양한 편광기 필름에 해당한다. 표 6에 열거된 필름에 대한 층당 광파워 대 층의 총 개수가 도 15에 플로팅된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 예 1 및 예 4의 광학 필름은 각각 (-0.0012*N + 1.46)(선에 의해 표시됨)보다 큰 층당 광파워를 보인다.
[표 6]
Figure 112019100800070-pct00006
예 7 - 아이패드4(미국 캘리포니아주 쿠퍼티노 소재의 애플 컴퓨터(Apple Computer))의 LCD 디스플레이를 사용하여 비교 디스플레이 조립체 연구를 수행하였다. 3개의 반사 편광기를 후방 반사 편광기(예컨대, 디스플레이 조립체(700) 내의 광학 필름(702)의 위치)로서 디스플레이 조립체에서 시험하였다. 시험된 반사 편광기는 폴리비닐 알코올 유형의 흡착 편광기에 라미네이팅된 아이패드4의 스톡 RP 필름("비교 AP/RP 필름"); RP가 없는 아이패드4의 스톡 RP 필름("비교 RP 필름"); 및 예 1의 고 콘트라스트 반사 편광기 광학 필름을 포함하였다. 편광기 광학 필름을 LCD 디스플레이에 접착하는 데 사용된 접합 접착제는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 투명 OCA 8171이었다. 시험에 사용된 광원은 아이패드4 장치와 함께 제공되는 휘도 향상 필름(예컨대, 프리즘 필름/프리즘 필름/확산기 시트)을 구비한 스톡 백라이트였다.
3개의 상이한 디스플레이 조립체의 광학 성능을 시판 코노스코프(conoscope) 엘딤(ELDIM) L80(프랑스 에후빌르-셍-끌레흐 소재의 엘딤 에스에이(ELDIM SA))을 사용하여 검사하였다. 디스플레이 조립체에 대한 휘도 및 콘트라스트 결과가 비교 AP/RP 필름에 대해 정규화된 값으로 표 7에 표시된다. 결과로부터 보이는 바와 같이, 예 1의 광학 필름은 비교 AP/RP 및 RP 필름 둘 모두에 비해 우수한 휘도를 나타내었다. 또한, 예 1의 광학 필름은 스톡 비교 RP 필름 단독의 것보다 훨씬 더 큰 콘트라스트 비를 보였고, 디스플레이 조립체 내에 후방 AP 층이 없음에도 불구하고 비교 AP/RP의 것과 유사하게 유지되었다.
[표 7]
항목 1: 일 예에서, 광학 필름으로서, 복수의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층의 총 개수는 약 1000개 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는, 광학 필름.
항목 2: 항목 1의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 사전결정된 파장 범위에서 제1 편광 상태에 대한 약 90% 초과의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 3: 항목 1의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 사전결정된 파장 범위에서 제1 편광 상태에 대한 약 95% 초과의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 4: 항목 1의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 사전결정된 파장 범위에서 제1 편광 상태에 대한 약 98% 초과의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 5: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 사전결정된 파장 범위에서 제2 편광 상태에 대한 약 0.15% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 6: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 사전결정된 파장 범위에서 제2 편광 상태에 대한 약 0.10% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 7: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 10도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율, 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 8: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 20도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율, 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 9: 항목 1의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 30도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율, 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 10: 일 예에서, 광학 필름으로서, 복수의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층의 총 개수는 약 1000개 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 평균 광학 투과율 Ta 및 평균 광학 반사율 Ra를 갖고, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 평균 광학 투과율 Tb 및 평균 광학 반사율 Rb를 가지며, Tb/Rb는 약 0.002 미만이고 Ra/Ta는 약 0.17 미만인, 광학 필름.
항목 11: 항목 10의 광학 필름의 몇몇 예에서, Ta/Tb는 약 425 초과이다.
항목 12: 항목 10 또는 11의 광학 필름의 몇몇 예에서, Rb/Ra는 약 6.7 초과이다.
항목 13: 항목 10 내지 12 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층에 대한 Ta는 사전결정된 파장 범위에서 약 90% 초과이다.
항목 14: 항목 10 내지 13 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층에 대한 Ta는 사전결정된 파장 범위에서 약 95% 초과이다.
항목 15: 항목 10 내지 14 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층에 대한 Ta는 사전결정된 파장 범위에서 약 98% 초과이다.
항목 16: 항목 10 내지 15 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, Tb는 사전결정된 파장 범위에서 약 0.15% 미만이다.
항목 17: 항목 10 내지 16 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, Tb는 사전결정된 파장 범위에서 약 0.10% 미만이다.
항목 18: 항목 10 내지 17 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 10도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, Ta는 약 85% 초과이고, Rb는 약 80% 초과이고, Tb는 약 0.2% 미만이다.
항목 19: 항목 10 내지 18 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 20도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, Ta는 약 85% 초과이고, Rb는 약 80% 초과이고, Tb는 약 0.2% 미만이다.
항목 20: 항목 10 내지 19 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 30도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, Ta는 약 85% 초과이고, Rb는 약 80% 초과이고, Tb는 약 0.2% 미만이다.
항목 21: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 2개의 간섭 층 사이에 배치된 적어도 하나의 비-간섭 층을 포함하고, 적어도 하나의 비-간섭 층 각각은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키지 않는다.
항목 22: 항목 21의 광학 필름의 몇몇 예에서, 적어도 하나의 비-간섭 층 각각의 평균 두께는 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배이다.
항목 23: 항목 21의 광학 필름의 몇몇 예에서, 적어도 하나의 비-간섭 층 각각의 평균 두께는 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 50배이다.
항목 24: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위는 약 400 nm 내지 약 700 nm이다.
항목 25: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위는 약 400 nm 내지 약 700 nm 및 약 800 nm 내지 약 1300 nm이다.
항목 26: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 간섭 층의 총 개수는 약 900개 미만이다.
항목 27: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 간섭 층의 총 개수는 약 800개 미만이다.
항목 28: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 약 60 μm 미만의 두께를 갖는다.
항목 29: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 제1 층과 더 낮은 굴절률의 제2 층을 포함한다.
항목 30: 일 예에서, 광학 필름으로서, N개의 순차적으로 번호부여된 층을 포함하며, N은 200보다 크고 1000보다 작은 정수이고, 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 각각의 층의 두께를 플로팅하는 층 두께 프로파일에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm/층 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율 및 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율을 갖는, 광학 필름.
항목 31: 일 예에서, 광학 필름으로서, N개의 순차적으로 번호부여된 층을 포함하며, N은 200보다 큰 정수이고, 층 중 10% 미만이 약 200 나노미터(nm) 초과의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm 미만인, 광학 필름.
항목 32: 항목 31의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 적어도 하나의 번호부여된 층의 평균 두께는 N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 적어도 하나의 다른 번호부여된 층의 평균 두께보다 적어도 30% 작다.
항목 33: 항목 30 또는 32의 광학 필름의 몇몇 예에서, 최적 회귀는 최적 선형 회귀, 최적 비-선형 회귀, 최적 다항 회귀, 및 최적 지수 회귀 중 하나 이상이다.
항목 34: 항목 30 내지 33 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 2개의 순차적으로 번호부여된 층 사이에 배치된 적어도 하나의 스페이서 층을 포함하고, 적어도 하나의 스페이서 층 내의 각각의 스페이서 층은 약 500 nm 초과의 평균 두께를 갖는다.
항목 35: 항목 30 내지 34 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 2개의 순차적으로 번호부여된 층 사이에 배치된 적어도 하나의 스페이서 층을 포함하고, 적어도 하나의 스페이서 층 내의 각각의 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배인 평균 두께를 갖는다.
항목 36: 항목 30 내지 35 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 2개의 순차적으로 번호부여된 층 사이에 배치된 적어도 하나의 스페이서 층을 포함하고, 적어도 하나의 스페이서 층 내의 각각의 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 50배인 평균 두께를 갖는다.
항목 37: 항목 30 내지 36 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 약 50 nm 미만이고, N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께는 약 100 nm 초과이다.
항목 38: 항목 30 내지 37 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 순차적으로 번호부여된 층은 순차적으로 배열된다.
항목 39: 항목 30 내지 38 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 최적 회귀는 최적 선형 회귀, 최적 비-선형 회귀, 최적 다항 회귀, 및 최적 지수 회귀 중 하나 이상이다.
항목 40: 항목 30 내지 39 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 순차적으로 번호부여된 층은 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 제1 층과 더 낮은 굴절률의 제2 층을 포함한다.
항목 41: 일 예에서, 광학 필름으로서, 1부터 N까지 순차적으로 번호부여된 복수의 층을 포함하며, N은 50보다 크고 1000보다 작은 정수이고, 광학 필름은 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하며, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이어서, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서, 피팅된 곡선의 최대 기울기와 최소 기울기 사이의 차이는 약 0.70 nm/층 미만이고, 최대 기울기와 최소 기울기는 각각 25개 내지 50개의 인접 층의 임의의 그룹에 걸쳐 구해지는, 광학 필름.
항목 42: 항목 41의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 층 내의 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖는다.
항목 43: 항목 41 또는 42의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 층 내의 번호부여된 층은 순차적으로 배열된다.
항목 44: 항목 41 내지 43 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해.
항목 45: 항목 41 내지 44 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 최적 회귀는 최적 선형 회귀, 최적 비-선형 회귀, 최적 다항 회귀, 및 최적 지수 회귀 중 하나 이상이다.
항목 46: 항목 41 내지 45 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 1부터 N까지 순차적으로 번호부여된 복수의 층 내의 2개의 순차적으로 번호부여된 층 사이에 배치된 스페이서 층을 포함하고, 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배인 평균 두께를 갖는다.
항목 47: 항목 46의 광학 필름의 몇몇 예에서, 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 50배인 평균 두께를 갖는다.
항목 48: 항목 41 내지 47 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 1부터 N까지 순차적으로 번호부여된 복수의 층 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 약 50 nm 미만이고, 1부터 N까지 순차적으로 번호부여된 복수의 층 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께는 약 100 nm 초과이다.
항목 49: 항목 41 내지 48 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 순차적으로 번호부여된 층은 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 제1 층과 더 낮은 굴절률의 제2 층을 포함한다.
항목 50: 일 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하는 광학 필름으로서, N개의 층의 스택을 포함하며, N은 50보다 크고 1000보다 작은 정수이어서, N개의 층의 스택 내의 순차적으로 배열된 층의 복수의 비-중첩 그룹에 대해, 각각의 그룹 내의 층은 1 내지 m으로 번호부여되고, m은 25보다 크고, 각각의 비-중첩 그룹에 대해, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 그룹의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 그룹 내의 제1 층으로부터 그룹 내의 제m 층까지 연장되는 영역에서, 피팅된 곡선은 복수의 비-중첩 그룹에서 피팅된 곡선의 평균 기울기 사이의 최대 차이가 0.70 nm/층 미만이 되게 하는 평균 기울기를 갖는, 광학 필름.
항목 51: 항목 51의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 층의 스택 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 N개의 층의 스택 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께보다 적어도 30% 작다.
항목 52: 항목 51 또는 52의 광학 필름의 몇몇 예에서, 최적 회귀는 최적 선형 회귀, 최적 비-선형 회귀, 최적 다항 회귀, 및 최적 지수 회귀 중 하나 이상이다.
항목 53: 항목 50 내지 52 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 층의 스택 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 약 50 nm 미만이고, N개 층의 스택 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께는 약 100 nm 초과이다.
항목 54: 일 예에서, 광학 필름으로서, 복수의 교번하는 제1 층 및 제2 층을 포함하며, 각각의 제1 층 및 각각의 제2 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 제1 층 및 제2 층 각각의 총 개수는 400개 미만이고 100개 초과이며, 인접한 제1 층 및 제2 층의 각각의 쌍에 대해, 제1 층의 평면에서, 제1 층은 x-방향을 따른 최대 굴절률 n1x를 갖고; 제2 층은 x-방향을 따른 굴절률 n2x를 갖고; n1x와 n2x 사이의 차이는 약 0.24 초과이고; 제1 층의 x-방향의 최대 각도 범위는 약 2도 미만인, 광학 필름.
항목 55: 항목 54의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 교번하는 제1 층과 제2 층은 순차적으로 배열된다.
항목 56: 항목 54 또는 55의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 교번하는 제1 층과 제2 층은 총 N개의 순차적으로 배열된 층을 포함하고, 광학 필름은 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하며, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이어서, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서 약 0.2 nm/층 개수 미만의 기울기를 포함한다.
항목 57: 항목 54 내지 56 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 최적 회귀는 최적 선형 회귀, 최적 비-선형 회귀, 최적 다항 회귀, 및 최적 지수 회귀 중 하나 이상이다.
항목 58: 항목 54 내지 57 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 교번하는 제1 층과 제2 층 내의 각각의 층은 약 200 nm 미만의 층당 평균 두께.
항목 59: 항목 54 내지 58 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 교번하는 제1 층과 제2 층은 복수의 교번하는 제1 층과 제2 층의 적어도 일부를 각각 포함하는 적어도 2개의 스택을 포함하고, 광학 필름은 2개의 스택 사이에 배치된 스페이서 층을 추가로 포함하고, 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배인 평균 두께를 갖는다.
항목 60: 항목 59의 광학 필름의 몇몇 예에서, 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 50배인 평균 두께를 갖는다.
항목 61: 항목 54 내지 60 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 교번하는 제1 층과 제2 층 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 약 50 nm 미만이고, 복수의 교번하는 제1 층과 제2 층 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께는 약 100 nm 초과이다.
항목 62: 일 예에서, 광학 필름으로서, 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층의 총 개수는 300개 초과이고, 간섭 층당 광학 필름의 광파워는 약 0.7 초과인, 광학 필름.
항목 63: 항목 62의 광학 필름의 몇몇 예에서, 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층의 총 개수는 1000개 미만이다.
항목 64: 항목 62 또는 63의 광학 필름의 몇몇 예에서, 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층은 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층의 적어도 일부를 각각 포함하는 적어도 2개의 스택을 포함하고, 광학 필름은 2개의 스택 사이에 배치된 스페이서 층을 추가로 포함하고, 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배인 평균 두께를 갖는다.
항목 65: 항목 62 내지 64 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 50배인 평균 두께를 갖는다.
항목 66: 항목 62 내지 65 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층과 더 낮은 굴절률의 간섭 층 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 약 50 nm 미만이고, 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층과 더 낮은 굴절률의 간섭 층 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께는 약 100 nm 초과이다.
항목 67: 일 예에서, 광학 필름으로서, 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층당 복수의 간섭 층의 광파워는 -0.0012* N + 1.46보다 크며, N은 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층의 총 개수이고, N은 100보다 크고 1000보다 작은, 광학 필름.
항목 68: 항목 67의 광학 필름의 몇몇 예에서, 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층의 총 개수는 1000개 미만이다.
항목 69: 항목 67 또는 68의 광학 필름의 몇몇 예에서, 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층은 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층의 적어도 일부를 각각 포함하는 적어도 2개의 스택을 포함하고, 광학 필름은 2개의 스택 사이에 배치된 스페이서 층을 추가로 포함하고, 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배인 평균 두께를 갖는다.
항목 70: 항목 69의 광학 필름의 몇몇 예에서, 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 50배인 평균 두께를 갖는다.
항목 71: 항목 67 내지 70 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층과 더 낮은 굴절률의 간섭 층 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 약 50 nm 미만이고, 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층과 더 낮은 굴절률의 간섭 층 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께는 약 100 nm 초과이다.
항목 72: 일 예에서, 광학 필름으로서, 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하고 투과시키는 복수의 간섭 층을 포함하여, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고, 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하고, 약 2.5 초과의 평균 광학 밀도를 가지며, 복수의 간섭 층은 복수의 광학 스택으로 분할되고, 인접한 광학 스택의 각각의 쌍은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키지 않는 하나 이상의 스페이서 층에 의해 분리되고, 각각의 광학 스택은 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 50%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 50%를 반사하며, 각각의 광학 스택 내의 간섭 층은 순차적으로 번호부여되고, 각각의 광학 스택은 광학 스택의 두께를 간섭 층 개수와 상관시키는 최적 선형 방정식을 갖고, 선형 방정식은 스택 내의 최초 간섭 층으로부터 스택 내의 마지막 간섭 층까지 연장되는 영역에서 평균 기울기를 갖고, 복수의 광학 스택의 선형 방정식의 평균 기울기 사이의 최대 차이는 약 20% 미만인, 광학 필름.
항목 73: 항목 72의 광학 필름의 몇몇 예에서, 각각의 광학 스택은 복수의 간섭 층의 적어도 50개의 간섭 층을 포함한다.
항목 74: 항목 72 또는 73의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 복수의 간섭 층의 1000개 미만의 층을 포함한다.
항목 75: 항목 72 내지 74 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 하나 이상의 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배인 평균 두께를 갖는다.
항목 76: 항목 72 내지 75 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 하나 이상의 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 50배인 평균 두께를 갖는다.
항목 77: 항목 72 내지 76 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 약 50 nm 미만이고, 복수의 간섭 층 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께는 약 100 nm 초과이다.
항목 78: 일 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하는 광학 필름으로서, 100개 이상이고 400개 이하의 순차적으로 배열된 단위 셀을 포함하며, 각각의 단위 셀은 더 낮은 굴절률의 제1 층 및 인접한 더 높은 굴절률의 제2 층을 포함하고, 각각의 단위 셀에 대한 더 높은 굴절률과 더 낮은 굴절률 사이의 차이는 약 0.24 초과이고, 각각의 단위 셀은 사전결정된 파장 범위 내의 상이한 중심 파장의 절반과 동일한 총 광학 두께를 가져서, 순차적으로 배열된 단위 셀 내의 인접한 단위 셀의 쌍의 적어도 80% 각각에 대해, 인접한 단위 셀의 중심 파장의 평균에 대한 인접한 단위 셀의 중심 파장의 차이의 비는 약 2% 미만인, 광학 필름.
항목 79: 항목 78의 광학 필름의 몇몇 예에서, 순차적으로 배열된 단위 셀 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 순차적으로 배열된 단위 셀 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께보다 적어도 30% 작다.
항목 80: 항목 78 또는 79의 광학 필름의 몇몇 예에서, 순차적으로 배열된 단위 셀은 총 N개의 순차적으로 배열된 층을 포함하고, N개의 순차적으로 배열된 층의 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 투과율 및 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율을 갖는다.
항목 81: 항목 78 내지 80 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 최적 회귀는 최적 선형 회귀, 최적 비-선형 회귀, 최적 다항 회귀, 및 최적 지수 회귀 중 하나 이상이다.
항목 82: 항목 78 내지 81 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 순차적으로 배열된 층의 스택 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 약 50 nm 미만이고, N개의 순차적으로 배열된 층의 스택 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께는 약 100 nm 초과이다.
항목 83: 일 예에서, 광학 필름으로서, 사전결정된 파장 범위 내에서 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키는 복수의 간섭 층을 포함하며, 간섭 층의 굴절률 사이의 최대 차이는 Δn이고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 피팅된 곡선은 복수의 간섭 층에 걸쳐 연장되는 영역에서 평균 기울기 K를 갖고, Δn/K는 약 1.2 초과인, 광학 필름.
항목 84: 항목 83의 광학 필름의 몇몇 예에서, Δn/K는 약 1.5 초과이다.
항목 85: 항목 83 또는 84의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위에서 약 2.0 초과의 광학 밀도를 갖는다.
항목 86: 항목 83 내지 85 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위에서 약 3.0 초과의 광학 밀도를 갖는다.
항목 87: 항목 83 내지 86 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위에서 약 3.0 초과의 광학 밀도를 갖는다.
항목 88: 항목 83 내지 87 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, Δn은 약 0.24 초과이다.
항목 89: 항목 83 내지 88 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 총 N개의 순차적으로 배열된 층을 포함하고, N은 1000 미만이고, N개의 순차적으로 배열된 층의 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 투과율 및 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율을 갖는다.
항목 90: 항목 89의 광학 필름의 몇몇 예에서, 최적 회귀는 최적 선형 회귀, 최적 비-선형 회귀, 최적 다항 회귀, 및 최적 지수 회귀 중 하나 이상이다.
항목 91: 항목 89 또는 90의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 순차적으로 배열된 층 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 약 50 nm 미만이고, N개의 순차적으로 배열된 층 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께는 약 100 nm 초과이다.
항목 92: 항목 83 내지 91 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 복수의 간섭 층의 2개의 층 사이에 배치된 스페이서 층을 포함하고, 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배인 평균 두께를 갖는다.
항목 93: 항목 92의 광학 필름의 몇몇 예에서, 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 50배인 평균 두께를 갖는다.
항목 94: 일 예에서, 광학 필름으로서, 제2 사전결정된 파장 범위가 아니라 제1 사전결정된 파장 범위 내의 광을 투과시키거나 반사하도록 최적화된 Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀 - 제1 단위 셀 각각은 제1 고 굴절률 층 및 제2 저 굴절률 층을 포함함 -; 및 제1 사전결정된 파장 범위가 아니라 제2 사전결정된 파장 범위 내의 광을 투과시키거나 반사하도록 최적화된 Mb개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀 - 제2 단위 셀 각각은 제3 고 굴절률 층 및 제4 저 굴절률 층을 포함함 - 을 포함하여, Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀에 대해, 제2 저 굴절률 층의 굴절률의 평균에 대한 제1 고 굴절률 층의 굴절률의 평균의 비 곱하기 Ma는 약 300 초과이고; Mb개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀에 대해, 제4 저 굴절률 층의 굴절률의 평균에 대한 제3 고 굴절률 층의 굴절률의 평균의 비 곱하기 Mb는 약 300 초과이고, 제1 및 제2 사전결정된 파장 범위 내의 임의의 파장을 갖는 약 0도 내지 약 30도의 임의의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, 제1 편광 상태에 대한 광학 필름의 평균 광학 투과율 Ta 대 직교하는 제2 편광 상태에 대한 광학 필름의 평균 광학 투과율 Tb의 비는 약 1000:1 이상인, 광학 필름.
항목 95: 항목 94의 광학 필름의 몇몇 예에서, 제1 및 제2 사전결정된 파장 범위는 전자기 스펙트럼의 각자의 가시 및 적외 범위 내에 있다.
항목 96: 항목 94 또는 95의 광학 필름의 몇몇 예에서, 제1 사전결정된 파장 범위는 약 400 nm 내지 약 700 nm이다.
항목 97: 항목 94 내지 96 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 제2 사전결정된 파장 범위는 약 800 nm 내지 약 1300 nm이다.
항목 98: 항목 94 내지 97 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀 및 Mb개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀은 각각 약 400개 미만의 총 간섭 층을 포함하고, 각각의 간섭 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 간섭 층으로부터 제(2*Ma) 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm/층 개수 미만이어서, 제1 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 투과율 및 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율을 갖는다.
항목 99: 항목 94 내지 98 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 최적 회귀는 최적 선형 회귀, 최적 비-선형 회귀, 최적 다항 회귀, 및 최적 지수 회귀 중 하나 이상이다.
항목 100: 항목 94 내지 99 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀 내의 적어도 하나의 간섭 층의 평균 두께는 약 50 nm 미만이고, Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀 내의 적어도 하나의 다른 간섭 층의 평균 두께는 약 100 nm 초과이다.
항목 101: 항목 94 내지 100 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀과 Mb개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀 사이에 배치된 스페이서 층을 포함하고, 스페이서 층은 제1 및 제2 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배인 평균 두께를 갖는다.
항목 102: 항목 101의 광학 필름의 몇몇 예에서, 스페이서 층은 제1 및 제2 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 50배인 평균 두께를 갖는다.
항목 103: 항목 30 내지 100 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 평균 광학 투과율 Ta 및 평균 광학 반사율 Ra를 갖고, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 평균 광학 투과율 Tb 및 평균 광학 반사율 Rb를 가지며, Tb/Rb는 약 0.002 미만이고 Ra/Ta는 약 0.17 미만이다.
항목 104: 항목 103의 광학 필름의 몇몇 예에서, Ta/Tb는 약 425 초과이다.
항목 105: 항목 103 또는 104의 광학 필름의 몇몇 예에서, Rb/Ra는 약 6.7 초과이다.
항목 106: 항목 103 내지 105 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위는 약 400 nm 내지 약 700 nm이다.
항목 107: 항목 103 내지 106 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위는 약 400 nm 내지 약 700 nm 및 약 800 nm 내지 약 1300 nm이다.
항목 108: 항목 103 내지 107 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 층에 대한 Ta는 사전결정된 파장 범위에서 약 90% 초과이다.
항목 109: 항목 103 내지 108 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 층에 대한 Ta는 사전결정된 파장 범위에서 약 95% 초과이다.
항목 110: 항목 103 내지 109 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 층에 대한 Ta는 사전결정된 파장 범위에서 약 98% 초과이다.
항목 111: 항목 103 내지 110 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, Tb는 사전결정된 파장 범위에서 약 0.15% 미만이다.
항목 112: 항목 103 내지 111 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, Tb는 사전결정된 파장 범위에서 약 0.10% 미만이다.
항목 113: 항목 103 내지 112 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 10도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, Ta는 약 85% 초과이고, Rb는 약 80% 초과이고, Tb는 약 0.2% 미만이다.
항목 114: 항목 103 내지 113 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 20도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, Ta는 약 85% 초과이고, Rb는 약 80% 초과이고, Tb는 약 0.2% 미만이다.
항목 115: 항목 103 내지 114 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 30도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, Ta는 약 85% 초과이고, Rb는 약 80% 초과이고, Tb는 약 0.2% 미만이다.
항목 116: 항목 30 내지 115 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 약 60 μm 미만의 두께를 갖는다.
항목 117: 항목 30 내지 116 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 층은 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 제1 층과 더 낮은 굴절률의 제2 층을 포함한다.
항목 118: 항목 30 내지 117 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 층의 총 개수는 약 900개 미만이다.
항목 119: 항목 30 내지 118 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 층의 총 개수는 약 800개 미만이다.
항목 120: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 1000:1 초과의 콘트라스트 비를 갖는다.
항목 121: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 사전결정된 파장 범위에서 약 2.0 초과의 광학 밀도를 갖는다.
항목 122: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 약 0.7 초과의 간섭 층당 광파워를 갖는다.
항목 123: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위는 약 430 nm 내지 약 465 nm, 490 nm 내지 약 555 nm, 및 약 600 nm 내지 약 665 nm의 3개의 사전결정된 파장 범위를 포함한다.
항목 124: 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 교번하는 더 높은 굴절률의 제1 층과 더 낮은 굴절률의 제2 층은 제1 편광 상태에 대응하는 축에 대한 약 0.24 초과의 굴절률 사이의 차이를 한정한다.
항목 125: 항목 124의 광학 필름의 몇몇 예에서, 교번하는 더 높은 굴절률의 제1 층과 더 낮은 굴절률의 제2 층의 굴절률 사이의 최대 차이는 Δn이고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 피팅된 곡선은 복수의 간섭 층에 걸쳐 연장되는 영역에서 평균 기울기 K를 갖고, Δn/K는 약 1.2 초과이다.
항목 126: 항목 125의 광학 필름의 몇몇 예에서, Δn/K는 약 1.5 초과이다.
항목 127: 일 예에서, 디스플레이 조립체로서, 광원; 액정 디스플레이 조립체; 및 액정 디스플레이 조립체와 광원 사이에 배치되는 선행하는 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름을 포함하는, 디스플레이 조립체.
항목 128: 항목 127의 디스플레이 조립체의 몇몇 예에서, 광원은 광을 광학 필름을 향해 지향시키도록 구성된 도광체를 포함하고, 액정 디스플레이 조립체는 액정 층 및 흡수 편광기를 포함하고, 액정 층은 광학 필름과 흡수 편광기 사이에 배치된다.
항목 129: 항목 127 또는 128의 디스플레이 조립체의 몇몇 예에서, 디스플레이 조립체는 액정 층과 광학 필름 사이에 흡수 편광기 필름을 포함하지 않는다.
항목 130: 항목 127 또는 128의 디스플레이 조립체의 몇몇 예에서, 디스플레이 조립체는 액정 층과 광학 필름 사이에 배치된 흡수 편광기를 추가로 포함한다.
항목 131: 일 예에서, 디스플레이 조립체로서, 광원; 광원에 의해 조명되도록 구성된 액정 층; 디스플레이 조립체의 축방향 휘도를 증가시키기 위해 광원과 액정 층 사이에 배치된 하나 이상의 휘도 향상 필름; 및 하나 이상의 휘도 향상 필름과 액정 층 사이에 배치되고, 제1 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 반사하도록 구성된 반사 편광기를 포함하며, 반사 편광기는 제2 편광 상태에 대해 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖고, 광원과 액정 층 사이에 흡수 편광기가 배치되지 않으며, 디스플레이 조립체의 콘트라스트 비는 제2 편광 상태에 대한 비교 디스플레이 조립체의 반사 편광기의 평균 투과율이 약 1.0% 초과인 것을 제외하고는 동일한 구성을 갖는 비교 디스플레이 조립체의 콘트라스트 비의 적어도 2배인, 디스플레이 조립체.
항목 132: 항목 131의 디스플레이 조립체의 몇몇 예에서, 반사 편광기는 항목 1 내지 126 중 어느 한 항목의 광학 필름을 포함한다.
항목 133: 일 예에서, 디스플레이 조립체로서, 광원; 광원에 의해 조명되도록 구성된 액정 층; 디스플레이 조립체의 축방향 휘도를 증가시키기 위해 광원과 액정 층 사이에 배치된 하나 이상의 휘도 향상 필름; 및 하나 이상의 휘도 향상 필름과 액정 층 사이에 배치되고, 주로 광학 간섭에 의해 광을 투과시키거나 반사하는 복수의 간섭 층을 포함하는 반사 편광기를 포함하여, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 약 0.2% 미만을 투과시키며, 광원과 액정 층 사이에 흡수 편광기가 배치되지 않는, 디스플레이 조립체.
항목 134: 항목 133의 디스플레이 조립체의 몇몇 예에서, 반사 편광기는 항목 1 내지 126 중 어느 한 항목의 광학 필름을 포함한다.
항목 135: 일 예에서, 광학 스택으로서, 복수의 간섭 층을 포함하는 반사 편광기 - 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 사전결정된 파장을 갖는 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 광학 투과율, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.1% 미만의 광학 투과율을 가짐 -; 및 반사 편광기에 접합되고 반사 편광기와 실질적으로 동일한 공간을 차지하는 흡수 편광기 - 사전결정된 파장을 갖는 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 흡수 편광기는 제1 편광 상태에 대한 제1 광학 투과율, 제2 편광 상태에 대한 약 50% 초과의 광학 흡수율, 및 제2 편광 상태에 대한 제2 광학 투과율을 갖고, 제1 광학 투과율에 대한 제2 광학 투과율의 비는 약 0.001 초과임 - 를 포함하는, 광학 스택.
항목 136: 항목 135의 광학 스택의 몇몇 예에서, 제1 광학 투과율에 대한 제2 광학 투과율의 비는 약 0.01 초과이다.
항목 137: 항목 135 또는 136의 광학 스택의 몇몇 예에서, 제1 광학 투과율에 대한 제2 광학 투과율의 비는 약 0.1 초과이다.
항목 138: 항목 135 내지 137 중 어느 한 항목의 광학 스택의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장은 약 550 nm이다.
항목 139: 항목 135 내지 138 중 어느 한 항목의 광학 스택의 몇몇 예에서, 반사 편광기는 항목 1 내지 126 중 어느 한 항목의 광학 필름을 포함한다.
항목 140: 일 예에서, 광축에 중심설정된 관찰자에게 물체를 표시하기 위한 광학 시스템으로서, 0이 아닌 광파워를 갖는 적어도 하나의 광학 렌즈; 광학 렌즈의 제1 주 표면 상에 배치되고 제1 주 표면에 정합하는 반사 편광기 - 반사 편광기는 제1 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 반사함 -; 및 광학 렌즈의 상이한 제2 주 표면 상에 배치되고 제2 주 표면에 정합하는 부분 반사기 - 부분 반사기는 사전결정된 파장 범위에 대해 적어도 30%의 평균 광학 반사율을 가짐 - 를 포함하여, 제2 편광 상태를 갖는 광축을 따른 입사 광에 대한 광학 시스템의 평균 광학 투과율은 약 0.1% 미만인, 광학 시스템.
항목 141: 항목 140의 광학 시스템의 몇몇 예에서, 반사 편광기는 N개의 순차적으로 번호부여된 간섭 층을 포함하며, N은 50보다 큰 정수이고, 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 각각의 층의 두께를 플로팅하는 층 두께 프로파일에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm/층 미만이다.
항목 142: 항목 140 또는 141의 광학 시스템의 몇몇 예에서, 반사 편광기는 항목 1 내지 126 중 어느 한 항목의 광학 필름을 포함한다.
항목 143: 항목 140 내지 142 중 어느 한 항목의 광학 시스템의 몇몇 예에서, 적어도 하나의 광학 렌즈의 제1 주 표면은 적어도 제1 방향을 따라 만곡된다.
항목 144: 항목 140 내지 143 중 어느 한 항목의 광학 시스템의 몇몇 예에서, 적어도 하나의 광학 렌즈의 제2 주 표면은 적어도 제1 방향을 따라 만곡된다.
항목 145: 항목 140 내지 144 중 어느 한 항목의 광학 시스템의 몇몇 예에서, 제1 및 제2 주 표면 각각은 2개의 상호 직교하는 방향을 따라 만곡된다.
항목 146: 일 예에서, 편광 빔 분할기(PBS)로서, 제1 및 제2 프리즘; 및 제1 프리즘과 제2 프리즘 사이에 배치되고 제1 및 제2 프리즘에 부착된 반사 편광기 - 반사 편광기는 제1 편광 상태를 갖는 편광된 광을 실질적으로 반사하고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 편광된 광을 실질적으로 투과시킴 - 를 포함하여, 사전결정된 파장을 갖는 입사 광이 PBS의 입력 측으로부터 PBS에 들어가고 반사 편광기와 적어도 1회 만난 후에 PBS의 출력 측으로부터 PBS를 빠져나갈 때, 입사 광의 평균 세기에 대한 출사 광의 평균 세기의 비는, 입사 광이 제1 편광 상태를 갖는 경우 약 90% 초과이고, 입사 광이 제2 편광 상태를 갖는 경우 약 0.2% 미만인, PBS.
항목 147: 항목 146의 PBS의 몇몇 예에서, 반사 편광기는 N개의 순차적으로 번호부여된 간섭 층을 포함하며, N은 50보다 큰 정수이고, 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 각각의 층의 두께를 플로팅하는 층 두께 프로파일에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm/층 미만이다.
항목 148: 항목 146 또는 147의 PBS의 몇몇 예에서, 반사 편광기는 항목 1 내지 126 중 어느 한 항목의 광학 필름을 포함한다.
항목 149: 항목 146 내지 148 중 어느 한 항목의 PBS의 몇몇 예에서, 제1 및 제2 프리즘 중 적어도 하나는 중합체성이다.
항목 150: 항목 146 내지 149 중 어느 한 항목의 PBS의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장은 약 400 nm 내지 약 700 nm의 범위 내이다.
항목 151: 일 예에서, 항목 1 내지 126 중 어느 한 항목의 광학 필름을 포함하는 액정 디스플레이 프로젝션 시스템.
항목 152: 항목 151의 액정 디스플레이 프로젝션 시스템의 몇몇 예에서, 시스템은 광학 필름 옆에 위치된 하나 이상의 광 파장 지연기 층을 포함하고, 하나 이상의 광 파장 지연기 층은 입사 광의 편광 상태를 변경하도록 구성된다.
항목 153: 항목 152의 액정 디스플레이 프로젝션 시스템의 몇몇 예에서, 광 파장 지연기 층 중 적어도 하나는 광학 필름에 직접 광학적으로 결합된다.
항목 154: 항목 152 또는 153의 액정 디스플레이 프로젝션 시스템의 몇몇 예에서, 광 파장 지연기 층 중 적어도 하나는 광학 필름으로부터 이격된다.
항목 155: 일 예에서, 디스플레이 조립체로서, 광원; 광원에 의해 조명되도록 구성된 액정 층; 및 항목 1 내지 126 중 어느 한 항목의 광학 필름을 포함하는 반사 편광기 - 반사 편광기는 액정 층에 인접하여 배치됨 - 를 포함하는, 디스플레이 조립체.
항목 156: 일 예에서, 광학 필름으로서, 복수의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층의 총 개수는 약 800개 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는, 광학 필름.
항목 157: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 2개의 간섭 층 사이에 배치된 적어도 하나의 비간섭 층을 추가로 포함하고, 적어도 하나의 비간섭 층 각각은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키지 않는다.
항목 158: 항목 157의 광학 필름의 몇몇 예에서, 적어도 하나의 비간섭 층 각각의 평균 두께는 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배이다.
항목 159: 항목 157의 광학 필름의 몇몇 예에서, 적어도 하나의 비간섭 층 각각의 평균 두께는 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 50배이다.
항목 160: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위는 약 400 nm 내지 약 700 nm이다.
항목 161: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위는 약 400 nm 내지 약 700 nm 및 약 800 nm 내지 약 1300 nm이다.
항목 162: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 제1 층과 더 낮은 굴절률의 제2 층을 포함한다.
항목 163: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 사전결정된 파장 범위에서 제1 편광 상태에 대한 약 90% 초과의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 164: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 사전결정된 파장 범위에서 제1 편광 상태에 대한 약 95% 초과의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 165: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 사전결정된 파장 범위에서 제1 편광 상태에 대한 약 98% 초과의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 166: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 사전결정된 파장 범위에서 제2 편광 상태에 대한 약 0.15% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 167: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 사전결정된 파장 범위에서 제2 편광 상태에 대한 약 0.10% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 168: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 10도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율, 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 169: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 20도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율, 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 170: 항목 156의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 약 30도의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율, 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는다.
항목 171: 일 예에서, 광학 필름으로서, 복수의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층의 총 개수는 약 800개 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 평균 광학 투과율 Ta 및 평균 광학 반사율 Ra를 갖고, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 평균 광학 투과율 Tb 및 평균 광학 반사율 Rb를 가지며, Tb/Rb는 약 0.002 미만이고 Ra/Ta는 약 0.17 미만인, 광학 필름.
항목 172: 항목 171의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 간섭 층은 순차적으로 배열된다.
항목 173: 항목 171의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 복수의 간섭 층 내의 2개의 간섭 층 사이에 배치된 적어도 하나의 비간섭 층을 추가로 포함하고, 적어도 하나의 비간섭 층 각각은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키지 않는다.
항목 174: 항목 171의 광학 필름의 몇몇 예에서, Ta/Tb는 약 425 초과이다.
항목 175: 항목 171의 광학 필름의 몇몇 예에서, Rb/Ra는 약 6.7 초과이다.
항목 176: 일 예에서, 광학 필름으로서, N개의 순차적으로 번호부여된 층을 포함하고, N은 200보다 크고 800보다 작은 정수이고, 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 평균 광학 투과율 및 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 평균 광학 반사율을 갖는, 광학 필름.
항목 177: 항목 176의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 순차적으로 번호부여된 층은 순차적으로 배열된다.
항목 178: 항목 176의 광학 필름의 몇몇 예에서, 최적 회귀는 최적 선형 회귀, 최적 비-선형 회귀, 최적 다항 회귀, 및 최적 지수 회귀 중 하나 이상이다.
항목 179: 항목 176의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 2개의 순차적으로 번호부여된 층 사이에 배치된 스페이서 층을 추가로 포함하고, 스페이서 층은 사전결정된 파장 범위 내의 최대 파장의 적어도 10배인 평균 두께를 갖는다.
항목 180: 항목 176의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 적어도 하나의 층의 평균 두께는 약 50 nm 미만이고, N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 적어도 하나의 다른 층의 평균 두께는 약 100 nm 초과이다.
항목 181: 일 예에서, 광학 필름으로서, N개의 순차적으로 번호부여된 층을 포함하며, N은 200보다 큰 정수이고, 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm 미만인, 광학 필름.
항목 182: 항목 181의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름은 N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 2개의 순차적으로 번호부여된 층 사이에 배치된 적어도 하나의 스페이서 층을 추가로 포함하고, 적어도 하나의 스페이서 층 내의 각각의 스페이서 층은 약 500 nm 초과의 평균 두께를 갖는다.
항목 183: 항목 181의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 순차적으로 번호부여된 층은 순차적으로 배열된다.
항목 184: 항목 181의 광학 필름의 몇몇 예에서, N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 적어도 하나의 번호부여된 층의 평균 두께는 N개의 순차적으로 번호부여된 층 내의 적어도 하나의 다른 번호부여된 층의 평균 두께보다 적어도 30% 작다.
항목 185: 일 예에서, 광학 필름으로서, 1부터 N까지 순차적으로 번호부여된 복수의 층을 포함하며, N은 50보다 크고 800보다 작은 정수이고, 광학 필름은 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하며, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 두께에 적용되는 최적 회귀이어서, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서, 피팅된 곡선의 최대 기울기와 최소 기울기 사이의 차이는 약 0.70 nm/층 미만인, 광학 필름.
항목 186: 항목 185의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 층 내의 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖는다.
항목 187: 항목 181의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 층 내의 번호부여된 층은 순차적으로 배열된다.
항목 188: 일 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하는 광학 필름으로서, N개의 층의 스택을 포함하며, N은 50보다 크고 800보다 작은 정수이어서, N개의 층의 스택 내의 순차적으로 배열된 층의 복수의 비-중첩 그룹에 대해, 각각의 그룹 내의 층은 1 내지 m으로 번호부여되고, m은 N/10보다 크고, 각각의 그룹에 대해, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 그룹의 두께에 적용되는 최적 회귀이고; 그룹 내의 제1 층으로부터 그룹 내의 제m 층까지 연장되는 영역에서, 피팅된 곡선은 복수의 비-중첩 그룹에서 피팅된 곡선의 평균 기울기 사이의 최대 차이가 0.70 nm/층 미만이 되게 하는 평균 기울기를 갖는, 광학 필름.
항목 189: 일 예에서, 광학 필름으로서, 복수의 교번하는 제1 층 및 제2 층을 포함하며, 각각의 제1 층 및 각각의 제2 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 제1 층 및 제2 층 각각의 총 개수는 400개 미만이고 100개 초과이며, 인접한 제1 층 및 제2 층의 각각의 쌍에 대해, 제1 층의 평면에서, 제1 층은 x-방향을 따른 최대 굴절률 n1x를 갖고; 제2 층은 x-방향을 따른 굴절률 n2x를 갖고; n1x와 n2x 사이의 차이는 약 0.24 초과이고; 제1 층의 x-방향의 최대 각도 범위는 약 2도 미만인, 광학 필름.
항목 190: 항목 189의 광학 필름의 몇몇 예에서, 복수의 교번하는 제1 층과 제2 층은 순차적으로 배열된다.
항목 191: 일 예에서, 광학 필름으로서, 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 층의 총 개수는 300개 초과이고, 간섭 층당 광학 필름의 광파워는 약 0.7 초과인, 광학 필름.
항목 192: 항목 191의 광학 필름의 몇몇 예에서, 간섭 층의 총 개수는 800개 미만이다.
항목 193: 일 예에서, 광학 필름으로서, 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층당 복수의 간섭 층의 광파워는 -0.0012*N + 1.5보다 크며, N은 간섭 층의 총 개수이고, N은 100보다 크고 1000보다 작은, 광학 필름.
항목 194: 일 예에서, 광학 필름으로서, 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하고 투과시키는 복수의 간섭 층을 포함하여, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고, 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하고, 약 2.5 초과의 평균 광학 밀도를 가지며, 복수의 간섭 층은 복수의 광학 스택으로 분할되고, 인접한 광학 스택의 각각의 쌍은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키지 않는 하나 이상의 스페이서 층에 의해 분리되고, 각각의 광학 스택은 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 50%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 50%를 반사하며, 각각의 광학 스택 내의 간섭 층은 순차적으로 번호부여되고, 각각의 광학 스택은 광학 스택의 두께를 간섭 층 개수와 상관시키는 최적 선형 방정식을 갖고, 선형 방정식은 스택 내의 최초 간섭 층으로부터 스택 내의 마지막 간섭 층까지 연장되는 영역에서 평균 기울기를 갖고, 복수의 광학 스택의 선형 방정식의 평균 기울기 사이의 최대 차이는 약 20% 미만인, 광학 필름.
항목 195: 항목 194의 광학 필름의 몇몇 예에서, 각각의 광학 스택은 복수의 간섭 층의 적어도 50개의 간섭 층을 포함한다.
항목 196: 일 예에서, 디스플레이 시스템으로서, 광원; 광원에 의해 조명되도록 구성된 액정 층; 디스플레이 시스템의 축방향 휘도를 증가시키기 위해 광원과 액정 층 사이에 배치된 하나 이상의 휘도 향상 필름; 및 하나 이상의 휘도 향상 필름과 액정 층 사이에 배치되고, 제1 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 반사하도록 구성된 반사 편광기를 포함하며, 반사 편광기는 제2 편광 상태에 대해 약 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖고, 광원과 액정 층 사이에 흡수 편광기가 배치되지 않으며, 디스플레이 시스템의 콘트라스트 비는 제2 편광 상태에 대한 비교 디스플레이 시스템의 반사 편광기의 평균 투과율이 약 1.0% 초과인 것을 제외하고는 동일한 구성을 갖는 비교 디스플레이 시스템의 콘트라스트 비의 적어도 2배인, 디스플레이 시스템.
항목 197: 일 예에서, 디스플레이 시스템으로서, 광원; 광원에 의해 조명되도록 구성된 액정 층; 디스플레이 시스템의 축방향 휘도를 증가시키기 위해 광원과 액정 층 사이에 배치된 하나 이상의 휘도 향상 필름; 및 하나 이상의 휘도 향상 필름과 액정 층 사이에 배치되고, 주로 광학 간섭에 의해 광을 투과시키거나 반사하는 복수의 간섭 층을 포함하는 반사 편광기를 포함하여, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 약 0.2% 미만을 투과시키며, 광원과 액정 층 사이에 흡수 편광기가 배치되지 않는, 디스플레이 시스템.
항목 198: 일 예에서, 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하는 광학 필름으로서, 200개 이상이고 400개 이하의 순차적으로 배열된 단위 셀을 포함하며, 각각의 단위 셀은 더 낮은 굴절률의 제1 층 및 인접한 더 높은 굴절률의 제2 층을 포함하고, 각각의 단위 셀에 대한 더 높은 굴절률과 더 낮은 굴절률 사이의 차이는 약 0.24 초과이고, 각각의 단위 셀은 사전결정된 파장 범위 내의 상이한 중심 파장의 절반과 동일한 총 광학 두께를 가져서, 순차적으로 배열된 단위 셀 내의 인접한 단위 셀의 쌍의 적어도 80% 각각에 대해, 단위 셀의 중심 파장의 평균에 대한 단위 셀의 중심 파장의 차이의 비는 약 2% 미만인, 광학 필름.
항목 199: 일 예에서, 광학 필름으로서, 사전결정된 파장 범위 내에서 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키는 복수의 간섭 층을 포함하며, 간섭 층의 굴절률 사이의 최대 차이는 Δn이고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 피팅된 곡선은 복수의 간섭 층에 걸쳐 연장되는 영역에서 평균 기울기 K를 갖고, Δn/K는 약 1.2 초과인, 광학 필름.
항목 200: 항목 199의 광학 필름의 몇몇 예에서, Δn/K는 약 1.5 초과이다.
항목 201: 항목 199의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위에서 약 2.0 초과의 광학 밀도를 갖는다.
항목 202: 항목 199의 광학 필름의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장 범위에서 약 3.0 초과의 광학 밀도를 갖는다.
항목 203: 일 예에서, 광학 필름으로서, 제2 사전결정된 파장 범위가 아니라 제1 사전결정된 파장 범위 내의 광을 투과시키거나 반사하도록 최적화된 M개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀, 및 제1 사전결정된 파장 범위가 아니라 제2 사전결정된 파장 범위 내의 광을 투과시키거나 반사하도록 최적화된 N개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀 - 각각의 제1 및 제2 단위 셀은 더 낮은 굴절률의 층 및 인접한 더 높은 굴절률의 층을 포함함 - 을 포함하여, M개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀에 대해, 제2 층의 굴절률의 평균에 대한 제1 층의 굴절률의 평균의 비 곱하기 M은 약 300 초과이고; N개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀에 대해, 제2 층의 굴절률의 평균에 대한 제1 층의 굴절률의 평균의 비 곱하기 N은 약 300 초과이고, 제1 및 제2 사전결정된 파장 범위 내의 임의의 파장을 갖는 약 0도 내지 약 30도의 임의의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 광학 필름의 평균 광학 투과율 Tb에 대한 제1 편광 상태에 대한 광학 필름의 평균 광학 투과율 Ta의 비는 약 1000 이상인, 광학 필름.
항목 204: 항목 203의 광학 필름의 몇몇 예에서, 제1 및 제2 사전결정된 파장 범위는 전자기 스펙트럼의 각자의 가시 및 적외 범위 내에 있다.
항목 205: 일 예에서, 편광 빔 분할기(PBS)로서, 제1 프리즘과 제2 프리즘 사이에 배치되고 제1 및 제2 프리즘에 부착된 반사 편광기 - 반사 편광기는 제1 편광 상태를 갖는 편광된 광을 실질적으로 반사하고 반대의 제2 편광 상태를 갖는 편광된 광을 실질적으로 투과시킴 - 를 포함하여, 사전결정된 파장을 갖는 입사 광이 PBS의 입력 측으로부터 PBS에 들어가고 반사 편광기와 적어도 1회 만난 후에 PBS의 출력 측으로부터 PBS를 빠져나갈 때, 입사 광의 평균 세기에 대한 출사 광의 평균 세기의 비는, 입사 광이 제1 편광 상태를 갖는 경우 약 90% 초과이고; 입사 광이 제2 편광 상태를 갖는 경우 약 0.2% 미만인, PBS.
항목 206: 항목 205의 PBS의 몇몇 예에서, 제1 및 제2 프리즘 중 적어도 하나는 중합체성이다.
항목 207: 항목 205의 PBS의 몇몇 예에서, 반사 편광기는 N개의 순차적으로 번호부여된 층을 포함하며, N은 50보다 큰 정수이고, 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm 미만이다.
항목 208: 항목 205의 PBS의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장은 약 400 nm 내지 약 700 nm의 범위 내이다.
항목 209: 항목 205의 PBS의 몇몇 예에서, 반사 편광기는 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 기재된 바와 같은 광학 필름을 포함한다.
항목 210: 일 예에서, 광축에 중심설정된 관찰자에게 물체를 표시하기 위한 광학 시스템으로서, 0이 아닌 광파워를 갖는 하나 이상의 광학 렌즈; 하나 이상의 광학 렌즈의 제1 표면 상에 배치되고 제1 표면에 정합하는 반사 편광기 - 반사 편광기는 제1 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 반사함 -; 및 하나 이상의 광학 렌즈의 상이한 제2 표면 상에 배치되고 제2 표면에 정합하는 부분 반사기 - 부분 반사기는 사전결정된 파장 범위에 대해 적어도 30%의 평균 광학 반사율을 가짐 - 를 포함하여, 제2 편광 상태를 갖는 광축을 따른 입사 광에 대한 광학 시스템의 평균 광학 투과율은 약 0.1% 미만인, 광학 시스템.
항목 211: 항목 210의 광학 시스템의 몇몇 예에서, 반사 편광기는 N개의 순차적으로 번호부여된 층을 포함하며, N은 50보다 큰 정수이고, 각각의 층은 약 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 약 0.2 nm 미만이다.
항목 212: 항목 210의 광학 시스템의 몇몇 예에서, 하나 이상의 광학 렌즈의 제1 표면은 적어도 제1 방향을 따라 만곡된다.
항목 213: 항목 210의 광학 시스템의 몇몇 예에서, 하나 이상의 광학 렌즈의 제2 표면은 적어도 제1 방향을 따라 만곡된다.
항목 214: 항목 210의 광학 시스템의 몇몇 예에서, 제1 및 제2 표면 각각은 2개의 상호 직교하는 방향을 따라 만곡된다.
항목 215: 항목 210의 광학 시스템의 몇몇 예에서, 반사 편광기는 선행하는 항목 중 어느 한 항목에 기재된 바와 같은 광학 필름을 포함한다.
항목 216: 일 예에서, 광학 스택으로서, 복수의 간섭 층을 포함하는 반사 편광기 - 각각의 간섭 층은 주로 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 사전결정된 파장을 갖는 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 약 85% 초과의 광학 투과율, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 약 80% 초과의 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 약 0.1% 미만의 광학 투과율을 가짐 -; 및 반사 편광기에 접합되고 반사 편광기와 실질적으로 동일한 공간을 차지하는 흡수 편광기 - 사전결정된 파장을 갖는 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 흡수 편광기는 제1 편광 상태에 대한 제1 광학 투과율, 제2 편광 상태에 대한 약 50% 초과의 광학 흡수율, 및 제2 편광 상태에 대한 제2 광학 투과율을 갖고, 제1 광학 투과율에 대한 제2 광학 투과율의 비는 약 0.001 초과임 - 를 포함하는, 광학 스택.
항목 217: 항목 216의 광학 스택의 몇몇 예에서, 사전결정된 파장은 약 550 nm이다.
항목 218: 상기의 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름의 사전결정된 파장 범위는 약 430 nm 내지 약 465 nm, 490 nm 내지 약 555 nm, 및 약 600 nm 내지 약 665 nm이다.
항목 219: 상기의 항목 중 어느 한 항목의 광학 필름의 몇몇 예에서, 광학 필름의 사전결정된 파장 범위는 약 400 nm 내지 약 430 nm, 450 nm 내지 약 500 nm, 및 약 550 nm 내지 약 600 nm이다.
다양한 예가 설명되었다. 이들 및 다른 예는 하기 청구범위의 범주 내에 속한다.

Claims (23)

  1. 광학 필름으로서,
    복수의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층의 총 개수는 1000개 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 90% 초과의 평균 광학 투과율, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖고, 간섭 층당 광학 필름의 광파워(optical power)는 0.7 초과인, 광학 필름.
  2. 광학 필름으로서,
    복수의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층의 총 개수는 1000개 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 90% 초과의 평균 광학 투과율 Ta 및 평균 광학 반사율 Ra를 갖고, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 0.2% 미만의 평균 광학 투과율 Tb 및 평균 광학 반사율 Rb를 가지며, Tb/Rb는 0.002 미만이고 Ra/Ta는 0.17 미만이고, 간섭 층당 광학 필름의 광파워는 0.7 초과인, 광학 필름.
  3. 광학 필름으로서,
    N개의 순차적으로 번호부여된 층을 포함하며, N은 200보다 크고 1000보다 작은 정수이고, 각각의 층은 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선(fitted curve)은 층 개수의 함수로서 각각의 층의 두께를 플로팅하는 층 두께 프로파일에 적용되는 최적 회귀(best-fit regression)이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 0.2 nm/층 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 90% 초과의 평균 광학 투과율, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖고, 간섭 층당 광학 필름의 광파워는 0.7 초과인, 광학 필름.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 광학 간섭 층을 포함하는 N개의 순차적으로 번호부여된 층을 포함하며, N은 200보다 큰 정수이고, 층 중 10% 미만이 200 나노미터(nm) 초과의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 0.2 nm 미만인, 광학 필름.
  5. 광학 필름으로서,
    1부터 N까지 순차적으로 번호부여된 복수의 층을 포함하며, N은 50보다 크고 1000보다 작은 정수이고, 광학 필름은 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 90%를 투과시키고, 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하며, 사전결정된 파장 범위 내의 제2 편광 상태를 갖는 광의 0.2% 미만을 투과시키고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이어서, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서, 피팅된 곡선의 최대 기울기와 최소 기울기 사이의 차이는 0.70 nm/층 미만이고, 최대 기울기와 최소 기울기는 각각 25개 내지 50개의 인접 층의 임의의 그룹에 걸쳐 구해지는, 광학 필름.
  6. 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 90%를 투과시키고, 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하며, 사전결정된 파장 범위 내의 제2 편광 상태를 갖는 광의 0.2% 미만을 투과시키는 광학 필름으로서,
    N개의 층의 스택(stack)을 포함하며, N은 50보다 크고 1000보다 작은 정수이어서, N개의 층의 스택 내의 순차적으로 배열된 층의 복수의 비-중첩 그룹에 대해, 각각의 그룹 내의 층은 1 내지 m으로 번호부여되고, m은 25보다 크고, 각각의 비-중첩 그룹에 대해, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 그룹의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 그룹 내의 제1 층으로부터 그룹 내의 제m 층까지 연장되는 영역에서, 피팅된 곡선은 복수의 비-중첩 그룹에서 피팅된 곡선의 평균 기울기 사이의 최대 차이가 0.70 nm/층 미만이 되게 하는 평균 기울기를 갖는, 광학 필름.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 간섭 층은 복수의 교번하는 제1 층 및 제2 층을 포함하며, 각각의 제1 층 및 각각의 제2 층은 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 제1 층 및 제2 층 각각의 총 개수는 400개 미만이고 100개 초과이며, 인접한 제1 층 및 제2 층의 각각의 쌍에 대해,
    제1 층의 평면에서, 제1 층은 x-방향을 따른 최대 굴절률 n1x를 갖고,
    제2 층은 x-방향을 따른 굴절률 n2x를 갖고,
    n1x와 n2x 사이의 차이는 0.24 초과이고,
    제1 층의 x-방향의 최대 각도 범위는 2도 미만인, 광학 필름.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 간섭 층은 복수의 교번하는 더 높은 굴절률의 간섭 층 및 더 낮은 굴절률의 간섭 층을 포함하며, 각각의 간섭 층은 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 간섭 층의 총 개수는 300개 초과인, 광학 필름.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    간섭 층당 복수의 간섭 층의 광파워는 -0.0012* N + 1.46보다 크며, N은 간섭 층의 총 개수이고, N은 100보다 크고 1000보다 작은, 광학 필름.
  10. 광학 필름으로서,
    광학 간섭에 의해 광을 반사하고 투과시키는 복수의 간섭 층을 포함하여, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 90%를 투과시키고, 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하고, 제2 편광 상태를 갖는 광의 0.2% 미만을 투과시키고, 2.5 초과의 평균 광학 밀도를 가지며, 복수의 간섭 층은 복수의 광학 스택으로 분할되고, 인접한 광학 스택의 각각의 쌍은 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키지 않는 하나 이상의 스페이서 층(spacer layer)에 의해 분리되고, 각각의 광학 스택은 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 50%를 투과시키고 사전결정된 파장 범위 내의 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 50%를 반사하며, 각각의 광학 스택 내의 간섭 층은 순차적으로 번호부여되고, 각각의 광학 스택은 광학 스택의 두께를 간섭 층 개수와 상관시키는 최적 선형 방정식을 갖고, 선형 방정식은 스택 내의 최초 간섭 층으로부터 스택 내의 마지막 간섭 층까지 연장되는 영역에서 평균 기울기를 갖고, 복수의 광학 스택의 선형 방정식의 평균 기울기 사이의 최대 차이는 20% 미만인, 광학 필름.
  11. 사전결정된 파장 범위 내의 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 90%를 투과시키고, 사전결정된 파장 범위 내의 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 적어도 80%를 반사하며, 사전결정된 파장 범위 내의 제2 편광 상태를 갖는 광의 0.2% 미만을 투과시키는, 광학 필름으로서,
    100개 이상이고 400개 이하의 순차적으로 배열된 단위 셀(unit cell)을 포함하며, 각각의 단위 셀은 더 낮은 굴절률의 제1 층 및 인접한 더 높은 굴절률의 제2 층을 포함하고, 각각의 단위 셀에 대한 더 높은 굴절률과 더 낮은 굴절률 사이의 차이는 0.24 초과이고, 각각의 단위 셀은 사전결정된 파장 범위 내의 상이한 중심 파장의 절반과 동일한 총 광학 두께를 가져서, 순차적으로 배열된 단위 셀 내의 인접한 단위 셀의 쌍의 적어도 80% 각각에 대해, 인접한 단위 셀의 중심 파장의 평균에 대한 인접한 단위 셀의 중심 파장의 차이의 비는 2% 미만인, 광학 필름.
  12. 제11항에 있어서,
    순차적으로 배열된 단위 셀은 총 N개의 순차적으로 배열된 층을 포함하고, N개의 순차적으로 배열된 층의 각각의 층은 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 0.2 nm 미만인, 광학 필름.
  13. 광학 필름으로서,
    사전결정된 파장 범위 내에서 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키는 복수의 간섭 층을 포함하며, 간섭 층의 굴절률 사이의 최대 차이는 Δn이고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 피팅된 곡선은 복수의 간섭 층에 걸쳐 연장되는 영역에서 평균 기울기 K를 갖고, Δn/K는 1.2 초과이고,
    복수의 간섭 층은 총 N개의 순차적으로 배열된 층을 포함하고, N은 1000 미만이고, N개의 순차적으로 배열된 층의 각각의 층은 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 광학 필름의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 0.2 nm 미만이어서, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 90% 초과의 평균 광학 투과율, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는, 광학 필름.
  14. 광학 필름으로서,
    제2 사전결정된 파장 범위가 아니라 제1 사전결정된 파장 범위 내의 광을 투과시키거나 반사하도록 최적화된 Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀 - 제1 단위 셀 각각은 제1 고 굴절률 층 및 제2 저 굴절률 층을 포함함 -; 및
    제1 사전결정된 파장 범위가 아니라 제2 사전결정된 파장 범위 내의 광을 투과시키거나 반사하도록 최적화된 Mb개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀 - 제2 단위 셀 각각은 제3 고 굴절률 층 및 제4 저 굴절률 층을 포함함 - 을 포함하여,
    Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀에 대해, 제2 저 굴절률 층의 굴절률의 평균에 대한 제1 고 굴절률 층의 굴절률의 평균의 비 곱하기 Ma는 300 초과이고,
    Mb개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀에 대해, 제4 저 굴절률 층의 굴절률의 평균에 대한 제3 고 굴절률 층의 굴절률의 평균의 비 곱하기 Mb는 300 초과이고,
    제1 및 제2 사전결정된 파장 범위 내의 임의의 파장을 갖는 0도 내지 30도의 임의의 입사각으로 광학 필름에 입사하는 광에 대해, 제1 편광 상태에 대한 광학 필름의 평균 광학 투과율 Ta 대 직교하는 제2 편광 상태에 대한 광학 필름의 평균 광학 투과율 Tb의 비는 1000:1 이상이고,
    Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀 및 Mb개의 순차적으로 배열된 제2 단위 셀은 각각 400개 미만의 총 간섭 층을 포함하고, 각각의 간섭 층은 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 Ma개의 순차적으로 배열된 제1 단위 셀의 층 두께에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 간섭 층으로부터 제(2*Ma) 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 0.2 nm/층 개수 미만이어서, 제1 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 광학 필름은 제1 편광 상태에 대한 90% 초과의 평균 광학 투과율 및 직교하는 제2 편광 상태에 대한 80% 초과의 평균 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 0.2% 미만의 평균 광학 투과율을 갖는, 광학 필름.
  15. 디스플레이 조립체로서,
    광원;
    광원에 의해 조명되도록 구성된 액정 층;
    디스플레이 조립체의 축방향 휘도를 증가시키기 위해 광원과 액정 층 사이에 배치된 하나 이상의 휘도 향상 필름; 및
    하나 이상의 휘도 향상 필름과 액정 층 사이에 배치되고, 제1 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광을 실질적으로 반사하도록 구성된 반사 편광기를 포함하며, 반사 편광기는 제2 편광 상태에 대해 0.2% 미만의 평균 광학 투과율, 및 제1 편광 상태에 대해 90% 초과의 평균 광학 투과율을 갖고, 광원과 액정 층 사이에 흡수 편광기가 배치되지 않으며, 디스플레이 조립체의 콘트라스트 비(contrast ratio)는 제2 편광 상태에 대한 비교 디스플레이 조립체의 반사 편광기의 평균 투과율이 1.0% 초과인 것을 제외하고는 동일한 구성을 갖는 비교 디스플레이 조립체의 콘트라스트 비의 적어도 2배인, 디스플레이 조립체.
  16. 디스플레이 조립체로서,
    광원;
    광원에 의해 조명되도록 구성된 액정 층;
    디스플레이 조립체의 축방향 휘도를 증가시키기 위해 광원과 액정 층 사이에 배치된 하나 이상의 휘도 향상 필름; 및
    하나 이상의 휘도 향상 필름과 액정 층 사이에 배치되고, 광학 간섭에 의해 광을 투과시키거나 반사하는 복수의 간섭 층을 포함하는 반사 편광기를 포함하여, 사전결정된 파장 범위 내의 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태를 갖는 광의 적어도 90%를 투과시키고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 광의 0.2% 미만을 투과시키며, 광원과 액정 층 사이에 흡수 편광기가 배치되지 않고, 간섭 층당 광학 필름의 광파워는 0.7 초과인, 디스플레이 조립체.
  17. 광학 스택으로서,
    복수의 간섭 층을 포함하는 반사 편광기 - 각각의 간섭 층은 광학 간섭에 의해 광을 반사하거나 투과시키고, 사전결정된 파장을 갖는 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 복수의 간섭 층은 제1 편광 상태에 대한 90% 초과의 광학 투과율, 직교하는 제2 편광 상태에 대한 80% 초과의 광학 반사율, 및 제2 편광 상태에 대한 0.1% 미만의 광학 투과율을 가짐 -; 및
    반사 편광기에 접합되고 반사 편광기와 실질적으로 동일한 공간을 차지하는 흡수 편광기 - 사전결정된 파장을 갖는 실질적으로 수직 입사 광에 대해, 흡수 편광기는 제1 편광 상태에 대한 제1 광학 투과율, 제2 편광 상태에 대한 50% 초과의 광학 흡수율, 및 제2 편광 상태에 대한 제2 광학 투과율을 갖고, 제1 광학 투과율에 대한 제2 광학 투과율의 비는 0.001 초과임 - 를 포함하는, 광학 스택.
  18. 편광 빔 분할기(polarizing beam splitter, PBS)로서,
    제1 및 제2 프리즘; 및
    제1 프리즘과 제2 프리즘 사이에 배치되고 제1 및 제2 프리즘에 부착된 반사 편광기 - 반사 편광기는 제1 편광 상태를 갖는 편광된 광을 실질적으로 반사하고 직교하는 제2 편광 상태를 갖는 편광된 광을 실질적으로 투과시킴 - 를 포함하여, 사전결정된 파장을 갖는 입사 광이 PBS의 입력 측으로부터 PBS에 들어가고 반사 편광기와 적어도 1회 만난 후에 PBS의 출력 측으로부터 PBS를 빠져나갈 때, 입사 광의 평균 세기에 대한 출사 광의 평균 세기의 비는,
    입사 광이 제1 편광 상태를 갖는 경우 90% 초과이고,
    입사 광이 제2 편광 상태를 갖는 경우 0.2% 미만인, PBS.
  19. 제18항에 있어서,
    반사 편광기는 N개의 순차적으로 번호부여된 간섭 층을 포함하며, N은 50보다 큰 정수이고, 각각의 층은 200 nm 미만의 평균 두께를 갖고, 피팅된 곡선은 층 개수의 함수로서 각각의 층의 두께를 플로팅하는 층 두께 프로파일에 적용되는 최적 회귀이고, 제1 층으로부터 제N 층까지 연장되는 영역에서의 피팅된 곡선의 평균 기울기는 0.2 nm/층 미만인, PBS.
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