KR20160055173A - 다층 반사 편광기 - Google Patents

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KR20160055173A
KR20160055173A KR1020167008534A KR20167008534A KR20160055173A KR 20160055173 A KR20160055173 A KR 20160055173A KR 1020167008534 A KR1020167008534 A KR 1020167008534A KR 20167008534 A KR20167008534 A KR 20167008534A KR 20160055173 A KR20160055173 A KR 20160055173A
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

다층 반사 편광기가 기술된다. 보다 구체적으로, 짧은 파장보다 긴 파장에서 더 높은 차단 광 투과율을 가지면서 높은 통과 광 투과율을 갖는 다층 반사 편광기가 기술된다. 기술된 다층 반사 편광기는 흡수 편광기와 조합되거나 디스플레이 장치에 사용될 수 있다.

Description

다층 반사 편광기{MULTILAYER REFLECTIVE POLARIZER}
반사 편광기는 하나의 편광을 갖는 광을 실질적으로 반사시키면서, 직교 편광을 갖는 광을 실질적으로 투과시킨다. 다층 광학 필름은 수십 내지 수백개의 용융된 중합체 층들을 공압출하고 후속적으로 생성된 필름을 배향시키거나 연신시킴으로써 형성된다.
일 태양에서, 본 발명은 통과 광(pass light)을 실질적으로 투과시키고 차단 광(block light)을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 420 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.5 배 이상이고, 400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과가 90% 이상인 반사 편광기에 관한 것이다. 일부 실시 형태들에서, 반사 편광기는 600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 420 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.8 배 이상이다.
다른 태양에서, 본 발명은 600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 400 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.25 배 이상인 반사 편광기에 관한 것이다. 400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상이다. 일부 실시 형태들에서, 600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율은 400 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.5 배 이상이다. 일부 실시 형태들에서, 반사 편광기는 400 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하이다. 일부 실시 형태들에서, 반사 편광기는 420 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하이다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 600 내지 750 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이상이고, 400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인 반사 편광기에 관한 것이다. 일부 실시 형태들에서, 400 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하이다. 일부 실시 형태들에서, 600 내지 680 nm의 범위에 대하여, 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 4% 이상이다. 일부 실시 형태들에서, 680 내지 730 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 8% 이상이다.
다른 태양에서, 본 발명은 400 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하이고, 600 내지 680 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 4% 이상이고, 680 내지 730 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 8% 이상이고, 730 내지 780 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 10% 이상인 반사 편광기에 관한 것이다. 400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상이다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 420 내지 750 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 4.5% 이상이지만 12% 이하인 반사 편광기에 관한 것이다. 400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상이다.
다른 태양에서, 본 발명은 730 내지 780 nm의 범위에 대하여, 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 약 10% 이상이지만 30% 이하이고, 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기에 관한 것이다. 600 내지 680 nm의 범위에 대하여, 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 4% 이상이지만 15% 이하이다. 일부 실시 형태들에서, 680 내지 730 nm의 범위에 대하여, 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 약 8% 이상이지만 25% 이하이다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 420 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과의 약 1.5배 이상이고, 400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 수직 입사에서 측정된 통과 광의 투과율보다 크거나 이와 동일한 반사 편광기에 관한 것이다.
일부 실시 형태들에서, 반사 편광기는 26 μm보다 더 얇다. 일부 실시 형태들에서, 반사 편광기는 광학 적층체(optical stack) 내에 포함된다. 일부 실시 형태들에서, 광학 적층체는 흡수 편광기를 추가로 포함한다.
도 1은 비교예 C1의 층 프로파일을 도시하는 그래프.
도 2는 비교예 C1의 통과 및 차단 상태 스펙트럼들을 도시하는 그래프.
도 3은 비교예 C2의 층 프로파일을 도시하는 그래프.
도 4는 비교예 C2의 통과 및 차단 상태 스펙트럼들을 도시하는 그래프.
도 5는 비교예 C3의 층 프로파일을 도시하는 그래프.
도 6은 비교예 C3의 통과 및 차단 상태 스펙트럼들을 도시하는 그래프.
도 7은 비교예 C4의 층 프로파일을 도시하는 그래프.
도 8은 비교예 C4의 통과 및 차단 상태 스펙트럼들을 도시하는 그래프.
도 9는 비교예 C5의 층 프로파일을 도시하는 그래프.
도 10은 비교예 C5의 통과 및 차단 상태 스펙트럼들을 도시하는 그래프.
도 11은 실시예 1의 층 프로파일을 도시하는 그래프.
도 12는 실시예 1의 통과 및 차단 상태 스펙트럼들을 도시하는 그래프.
도 13은 실시예 2의 통과 및 차단 상태 스펙트럼들을 도시하는 그래프.
도 14는 실시예 3의 층 프로파일을 도시하는 그래프.
도 15는 실시예 3의 통과 및 차단 상태 스펙트럼들을 도시하는 그래프.
도 16은 실시예 4의 층 프로파일을 도시하는 그래프.
도 17은 실시예 4의 통과 및 차단 상태 스펙트럼들을 도시하는 그래프.
다층 광학 필름, 즉 상이한 굴절률을 갖는 미세층(microlayer)들의 배열에 의해 적어도 부분적으로 바람직한 투과 및/또는 반사 특성을 제공하는 필름이 공지되어 있다. 진공 챔버 내에서 기재(substrate) 상에 일련의 무기 물질들을 광학적으로 얇은 층("미세층")들로 침착시킴으로써 그러한 다층 광학 필름을 제조하는 것이 공지되어 있다. 무기 다층 광학 필름은, 예를 들어 교재인 문헌[H. A. Macleod, Thin-Film Optical Filters, 2nd Ed., Macmillan Publishing Co. (1986)] 및 문헌[A. Thelan, Design of Optical Interference Filters, McGraw-Hill, Inc. (1989)]에 기술되어 있다.
다층 광학 필름이 또한 교번하는 중합체층들의 공압출에 의해 보여졌다. 예를 들어, 미국 특허 제3,610,729호(로저스(Rogers)), 제4,446,305호(로저스 등), 제4,540,623호(아임(Im) 등), 제5,448,404호(슈렝크(Schrenk) 등), 및 제5,882,774호(존자(Jonza) 등)를 참조한다. 이들 중합체 다층 광학 필름에서, 개별 층의 제조에서 대부분 또는 오로지 중합체 물질이 사용된다. 그러한 필름은 대량 제조 공정에 적합하고 대형 시트 및 롤 제품으로 제조될 수 있다.
다층 광학 필름은 일부 광이 인접한 미세층들 사이의 계면에서 반사되도록 상이한 굴절률 특성을 갖는 개별 미세층들을 포함한다. 미세층들은 다층 광학 필름에 원하는 반사 또는 투과 특성을 제공하기 위하여 복수의 계면들에서 반사된 광이 보강 또는 상쇄 간섭을 겪도록 충분히 얇다. 자외선, 가시선, 또는 근적외선 파장들에서 광을 반사하도록 설계된 다층 광학 필름들에 대해, 각각의 미세층은 일반적으로 약 1 μm 미만의 광학 두께(즉, 물리적 두께에 굴절률을 곱한 것)를 가진다. 다층 광학 필름의 외부 표면들에 있는 스킨 층들, 또는 미세층들의 밀착 그룹(본 명세서에서 "패킷"으로 지칭됨)들을 분리하는 다층 광학 필름 내에 배치된 보호 경계층(PBL)들과 같은 두꺼운 층들이 포함될 수 있다.
편광 응용, 예를 들어 반사 편광기의 경우, 광학층들 중 적어도 일부는 중합체의 굴절률이 중합체의 직교 좌표축들을 따라 상이한 값들을 갖는 복굴절 중합체를 사용하여 형성된다. 일반적으로, 복굴절 중합체 미세층들은 층 평면에 대한 법선(z-축)에 의해 그리고 층 평면 내에 있는 x-축 및 y-축으로 정의되는 직교 좌표축들을 갖는다. 복굴절 중합체는 또한 비편광 응용에 사용될 수 있다.
일부 경우들에서, 미세층들은 1/4 파장 적층체(stack)에 대응하는 두께 및 굴절률 값을 가질 수 있는데, 즉 이들은 각각이 동일한 광학 두께(f-비 = 50%)를 갖는 2개의 인접한 미세층들을 갖는 광학 반복 유닛 또는 유닛 셀 내에 배열되며, 그러한 광학 반복 유닛은 파장 λ가 광학 반복 유닛의 전체 광학 두께의 2배인 보강 간섭광에 의한 반사에 효과적이다. f-비가 50%가 아닌 2-미세층 광학 반복 유닛을 갖는 다층 광학 필름, 또는 광학 반복 유닛이 2개 초과의 미세층들을 포함하는 필름과 같은 다른 층 배열이 또한 공지되어 있다. 이들 광학 반복 유닛 설계는 소정의 고차 반사를 감소시키거나 증가시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,360,659호(아렌즈(Arends) 등) 및 제5,103,337호(슈렝크 등)를 참조한다. 사람의 가시 영역 전체에 걸쳐 그리고 근적외선 내로 연장되는 반사 대역과 같은 확장된 반사 대역을 제공하도록 필름의 두께 축(예를 들어, z-축)을 따른 두께 구배가 사용될 수 있어, 이 대역이 비스듬한 입사각에서 보다 짧은 파장으로 이동될 때 미세층 적층체가 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 계속하여 반사하도록 한다. 대역 경계, 즉 고반사와 고투과 사이의 파장 전이를 예리하게 하도록 맞춤된 두께 구배가 미국 특허 제6,157,490호(휘틀리(Wheatley) 등)에서 논의된다.
다층 광학 필름 및 관련 설계와 구성의 추가 상세 사항이 미국 특허 제5,882,774호(존자 등), 제6,531,230호(웨버(Weber) 등), PCT 공개 WO 95/17303호(오더커크(Ouderkirk) 등), WO 99/39224호(오더커크 등), 및 문헌["Giant Birefringent Optics in Multilayer Polymer Mirrors", Science, Vol. 287, March 2000 (Weber et al.)]에서 확인될 수 있다. 다층 광학 필름 및 관련 물품은 그의 광학적, 기계적, 및/또는 화학적 특성을 위해 선택된 추가적인 층 및 코팅을 포함할 수 있다. 예를 들어, UV 흡수층이 구성요소를 UV광에 의해 야기되는 열화로부터 보호하기 위해 필름의 입사면에 추가될 수 있다. 다층 광학 필름은 UV-경화성 아크릴레이트 접착제 또는 다른 적합한 재료를 사용하여 기계적 강화층에 부착될 수 있다. 그러한 강화층은 PET또는 폴리카르보네이트와 같은 중합체를 포함할 수 있고, 예를 들어 비드(bead) 또는 프리즘의 사용에 의해, 광 확산 또는 시준(collimation)과 같은 광학 기능을 제공하는 구조화된 표면을 또한 포함할 수 있다. 추가의 층 및 코팅은 또한 긁힘 방지층, 인열 방지층 및 강화제(stiffening agent)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제6,368,699호(길버트(Gilbert) 등)를 참조한다. 다층 광학 필름을 제조하기 위한 방법 및 장치가 미국 특허 제6,783,349호(네빈(Neavin) 등)에서 논의되어 있다.
다층 광학 필름의 반사 및 투과 특성은 각각의 미세층의 굴절률 및 미세층의 두께와 두께 분포의 함수이다. 각각의 미세층은, 적어도 필름 내의 국소 위치에서, 평면내(in-plane) 굴절률 nx, ny 및 필름의 두께축과 연관된 굴절률 nz에 의해 특성화될 수 있다. 이들 굴절률은 상호 직교하는 x, y 및 z축을 따라 각각 편광된 광에 대한 당해 물질의 굴절률을 나타낸다. 본 특허 출원에서의 설명의 용이성을 위해, 달리 특정되지 않는 한, x-축, y-축 및 z-축은 다층 광학 필름 상의 임의의 관심대상 지점에 적용가능한 국소 직교 좌표로 가정되며, 여기서 미세층은 x-y 평면에 평행하게 연장되고, x-축은 Δnx의 크기를 최대화하도록 필름의 평면 내에 배향된다. 따라서, Δny의 크기는 Δnx의 크기와 같거나 작을 ― 그러나 그보다 크지 않을 - 수 있다. 더욱이, 차이 Δnx, Δny, Δnz를 산출할 때 처음에 어느 재료 층으로 시작할지의 선택은 Δnx가 비-네거티브인 것을 요구함으로써 좌우된다. 다시 말하면, 계면을 형성하는 2개의 층들 사이의 굴절률 차이는 Δnj = n1j ― n2j이고, 여기서 j= x, y, 또는 z 이고, 층 명칭 1, 2는 n1x ≥ n2x, 즉, Δnx ≥ 0이도록 선택된다.
실제로, 굴절률은 적절한 물질 선택 및 처리 조건에 의해 제어된다. 다층 필름은 2개의 교번하는 중합체(A, B)들을 많은, 예를 들어 수십 또는 수백개의 층들로 공압출하고, 전형적으로 이어서 다층 압출물을 하나 이상의 다중화 다이(multiplication die)로 통과시키며, 그리고 나서 최종 필름을 형성하도록 압출물을 연신 또는 달리 배향시킴으로써 제조된다. 생성된 필름은 전형적으로, 가시선 또는 근적외선과 같은 원하는 스펙트럼 영역(들) 내에서 하나 이상의 반사 대역을 제공하도록 그 두께 및 굴절률이 맞춤된 수백개의 개별 미세층들로 구성된다. 적당한 개수의 층들로 고 반사율을 달성하기 위하여, 인접 미세층들은 전형적으로 x-축을 따라 편광된 광에 대하여 0.05 이상의 굴절률 차이(Δnx)를 나타낸다. 일부 실시예들에서, 재료는 x-축에 따라 편광된 광에 대한 굴절률 차이가 배향 후에 가능한 한 높도록 선택된다. 2개의 직교하는 편광에 대해 고 반사율이 요구되는 경우, 인접 미세층들은 또한 y-축을 따라 편광된 광에 대해 0.05 이상의 굴절률 차이(Δny)를 나타내도록 제조될 수 있다.
위에서 참조된 '774(존자 등) 특허는, 특히, z-축을 따라 편광된 광에 대한 인접한 미세층들 사이의 굴절률 차이(Δnz)가 비스듬한 입사광의 p-편광 성분에 대한 바람직한 반사율 특성을 달성하도록 어떻게 맞추어질 수 있는지를 기술한다. 비스듬한 입사각에서 p-편광된 광의 높은 반사율을 유지하기 위하여, 미세층들 사이의 z-굴절률 부정합(mismatch)은 Δnz ≤ 0.5 * Δnx, 또는 Δnz ≤ 0.25 * Δnx 이도록 최대 평면내 굴절률 차이(Δnx)보다 실질적으로 작도록 제어될 수 있다. 0 또는 거의 0인 크기의 z-굴절률 불일치는 p-편광된 광에 대한 반사율이 입사 각도의 함수로서 일정하거나 거의 일정한 미세층들 사이의 계면을 생성한다. 더욱이, z-굴절률 부정합(Δnz)은 평면내 굴절률 차이(Δnx)와 비교할 때 반대 극성을 갖도록, 즉 Δnz < 0이도록 제어될 수 있다. 이러한 조건은 s-편광된 광의 경우에서와 같이, p-편광된 광에 대한 반사율이 입사각의 증가에 따라 증가하는 계면을 생성한다.
'774(존자 등) 특허는 또한 다층 반사 편광기로 지칭되는 편광기로서 구성되는 다층 광학 필름에 관한 소정의 설계 고려사항들을 논의한다. 많은 응용에서, 이상적인 반사 편광기는 하나의 축("소광" 또는 "차단" 축)을 따라 높은 반사율을, 그리고 다른 축("투과" 또는 "통과" 축)을 따라 0의 반사율을 갖는다. 이러한 응용을 위하여, 편광 상태가 통과 축 또는 투과 축과 실질적으로 정렬된 광은 통과 광으로 지칭되고, 편광 상태가 차단 축 또는 소멸 축과 실질적으로 정렬된 광은 차단 광으로 지칭된다. 달리 지시되지 않는다면, 60° 입사에서의 통과 광은 p-편광된 통과 광으로 측정된다. 일부 반사가 투과축을 따라 일어나면, 비-수직(off-normal) 각도에서의 편광기의 효율이 감소될 수 있고, 반사율이 다양한 파장에 대해 상이하면, 투과된 광 내에 색상이 도입될 수 있다. 게다가, 2개의 y 굴절률 및 2개의 z 굴절률의 정확한 정합은 일부 다층 시스템에서 가능하지 않을 수 있으며, z-축 굴절률이 정합되지 않으면, 평면내 굴절률 n1y, n2y들에 대해 약간의 부정합의 도입이 요구될 수 있다. 특히, y-굴절률 부정합을 z-굴절률 부정합과 동일한 부호를 갖도록 조정함으로써, 브루스터(Brewster) 효과가 미세층들의 계면에서 생성되어, 다층 반사 편광기의 투과축을 따라 축외(off-axis) 반사율 및 따라서 축외 색상을 최소화시킨다.
'774(존자 등)에서 논의된 다른 설계 고려는 다층 반사 편광기의 공기 계면에서의 표면 반사에 관한 것이다. 편광기가 기존의 유리 구성요소 또는 다른 기존의 필름에 투명한 광학 접착제를 사용하여 양면에서 라미네이팅되지 않는 한, 그러한 표면 반사는 광학 시스템에서 원하는 편광의 광의 투과를 감소시킬 것이다. 따라서, 일부 경우들에서, 반사방지(antireflection, AR) 코팅을 반사 편광기에 부가하는 것이 유용할 수 있다.
반사 편광기는 흔히 액정 디스플레이와 같은 시각 디스플레이 시스템에 사용된다. 이들 시스템 - 현재 이동 전화; 태블릿, 노트북 및 서브노트북을 포함한 컴퓨터; 및 몇몇 평판 TV와 같은 매우 다양한 전자 장치에서 발견됨 - 은 확장된 면적의 백라이트에 의해 후방으로부터 조명되는 액정(liquid crystal, LC) 패널을 사용한다. 반사 편광기는 LC 패널에 의해 사용가능한 편광 상태의 광을 백라이트로부터 LC 패널로 투과시키도록 백라이트 위에 배치되거나 또는 그렇지 않다면 백라이트 내에 통합된다. LC 패널에 의해 사용가능하지 않은 직교 편광 상태의 광은 다시 백라이트 내로 반사되고, 여기서 그 광은 궁극적으로 다시 LC 패널을 향해 반사되어 가용 편광 상태로 적어도 부분적으로 변환될 수 있어서, 보통은 소실되곤 했던 광을 "재순환"시키고, 디스플레이의 생성된 휘도 및 전체 효율을 증가시킨다.
디스플레이 시스템과 관련하여 반사 편광기의 성능의 한 가지 척도는 "이득(gain)"으로 지칭된다. 반사 편광기 또는 다른 광학 필름의 이득은 광학 필름이 없는 디스플레이에 비해 광학 필름을 갖는 디스플레이가 관찰자에게 얼마나 더 밝게 보이는지에 대한 척도이다. 보다 구체적으로, 광학 필름의 이득은 광학 필름이 없는 디스플레이 시스템의 휘도에 대한 광학 필름을 갖는 디스플레이 시스템(또는 백라이트와 같은 그의 일부분)의 휘도의 비이다. 휘도는 일반적으로 관찰 배향의 함수이기 때문에, 이득도 또한 관찰 배향의 함수이다. 이득이 어떠한 배향의 표시도 없이 지칭되면, 통상적으로 축상 성능이 추정된다. 높은 이득은 보통 수직 및 비스듬한 입사광 둘 모두에 대해, 차단축에 대해서는 매우 높은 반사율을 그리고 통과축에 대해서는 매우 높은 투과율(매우 낮은 반사율)을 갖는 반사 편광기와 관련된다. 이는 아주 높은 차단 축 반사율이 비-사용가능한 편광의 광선이 사용가능한 편광으로 전환될 수 있도록 백라이트 내로 다시 반사될 수 있는 기회를 최대화시키고, 아주 낮은 통과 축 반사율은 사용가능한 편광의 광선이 최저 손실로 백라이트로부터 LC 패널을 향해 이동할 기회를 최대화시키기 때문이다.
풀 RGB 컬러 디스플레이 시스템과 관련하여 반사 편광기의 다른 성능 척도는, 반사율 또는 투과율의 스펙트럼 불균일성의 결과로서, 구성요소가 축상 및 축외 둘 모두에서 시스템 내로 도입하는 색상의 양이다.
콘트라스트비 - 즉, 편광 축이 반사 편광기의 통과 축과 정렬된 광에 대한 투과 대 편광 축이 반사 편광기의 차단 축과 정렬된 광에 대한 투과의 비 - 는 반사 편광기의 성능을 정량화하기 위한 다른 중요한 측정 기준이다. 콘트라스트비는 반사 편광기 단독에 대하여 또는 예를 들어 액정 디스플레이 패널과 흡수 편광기의 조합에서 백라이트 내에 포함된 반사 편광기에 대하여 측정될 수 있다. 따라서, 콘트라스트비는 대체로 더 높은 전체 통과 광 투과 또는 더 낮은 전체 차단 광 투과에 의해 향상될 수 있다.
일부 응용에서, 더 얇은 반사 편광기를 생성하는 것이 바람직하다. 여기서 사용되는 바와 같은 "더 얇은"은 또한 (예컨대, 광학적 성능을 향상시키기 위한) 추가적인 광학적 활성 또는 (예컨대, 물리적 특성을 향상시키기 위한) 비활성 층을 부가하지만 동일 또는 유사한 두께를 유지하는 능력을 지칭할 수 있다. 반사 편광기 내의 미세층들의 광학적 기능은 각각의 미세층의 특정 광학적 두께에 관련되기 때문에, 단순히 각각의 미세층을 더 얇게 만듦으로써 동일한 광학적 특성을 달성하는 것이 종종 가능하지 않다. 두께를 감소시키기 위한 다른 선택사항은 더 얇은 전체의 반사 편광기를 초래하는 적절한 층 프로파일 제어, 즉 일부 경우에 소정 미세층의 선택적 생략을 통한 것이다. 이전에, 이 접근법은 전체 편광기 두께와 광학적 성능 사이의 절충을 초래했다고 여겨졌는데; 예를 들어, 감소된 두께의 반사 편광기가 관심대상의 파장 범위의 전체 대역에 걸쳐서 효과적으로 광을 반사하지 못할 것이기 때문에 콘트라스트비는 나빠질 것이다. 다시 말하면, 차단 광(편광 축이 반사 편광기의 차단 축과 정렬되는 광)의 투과는 (가장 긴 반사된 파장에 대응하는) 가장 두꺼운 광학층의 일부가 제거되기 때문에 증가하고, 이는 투과된 차단 광의 이러한 증가가 예컨대 흡수 편광기와 조합될 때 감소된 콘트라스트비에 대응할 것으로 보일 것이다. 그러나, 놀랍게도, 소정의 다층 반사 편광기 층 프로파일에 대하여, 소정 파장에 대한 증가된 차단 상태 투과에도 불구하고, 흡수 편광기와 결합된 때 전체 콘트라스트비는 이들 동일 파장에 대해 덜한 차단 상태 투과를 갖는 더 두꺼운 다층 반사 편광기와 비슷하거나 더 양호하였다. 본 명세서에 기술된 반사 편광기는 50 μm보다 더 얇거나, 30 μm보다 더 얇거나, 20 μm보다 더 얇거나, 17 μm보다 더 얇을 수 있다.
통과 광 및 차단 광 투과 스펙트럼은 본 발명의 반사 편광기를 특징짓는 유용한 방식일 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 통과 광 투과율은 400 내지 600 nm 또는 420 내지 600 nm 범위에서 90% 이상일 수 있다. 통과 광 투과율은 60° 입사에서 측정될 수 있다. 일부 실시예에서, 60° 입사에서의 통과 광 투과율은 400 내지 680 nm 범위에서의 수직 입사에서의 통과 광 투과율과 같거나 이보다 클 수 있다. 차단 광 스펙트럼은 "경사진" 유형의 스펙트럼을 가질 수 있고, 상이한 파장 범위들 내에서, 수직 입사에서 측정된, 차단 광의 평균 투과율과 비교함으로써 특징지어질 수 있다. 예를 들어, 600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율은 420 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율보다 약 1.5배 크거나 1.8배 클 수 있다. 일부 실시예에서, 600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율은 400 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율보다 약 1.25배 크거나 1.5배 클 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어 420 내지 750 nm에서 약 4.5% 이상이지만 12% 이하와 같이, 소정 파장 범위들에 대한 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율에 하나 이상의 한계를 두는 것이 도움이 될 수 있다. 다른 실시예에서, 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율은 730 내지 780 nm에서 약 10% 이상이지만 30% 이하일 수 있다.
본 발명의 반사 편광기는, 일부 경우에 하나 이상의 흡수 편광기, 반사기, 터닝(turning) 필름, 프리즘 필름, 기재, 도광체(lightguide), 액정 디스플레이, 또는 디퓨저와 조합하여 다양한 디스플레이 장치에의 포함에 적합할 수 있다. 본 발명은 또한 기술된 반사 편광기를 포함하는 광학 적층체 및 백라이트를 고려한다.
예
비교예 C1
복굴절 반사 편광기를 하기와 같이 제조하였다: 3개의 다층 광학 필름 패킷을 미국 특허 제6,088,159호(웨버 등)의 실시예에서 기술된 바와 같이 공압출하였다. 미국 특허 제6,352,761호(헤브린크(Hebrink) 등)에 대체로 기술된 중합체를 광학층에 대해 사용하였다. 제1 중합체(제1 광학층)는 121 내지 123 ℃의 Tg를 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 단일중합체(100 mol% 에틸렌 글리콜과 100 mol% 나프탈렌 다이카르복실레이트)였다. 제2 중합체(제2 광학층)는 카르복실레이트로서 55 mol% 나프탈레이트 및 45 mol% 테레프탈레이트, 및 글리콜로서 95.8 mol% 에틸렌 글리콜, 4 mol% 헥산 다이올 및 0.2 mol% 트라이메틸올 프로판을 갖는 제1 폴리에틸렌 나프탈레이트 공중합체(coPEN)였다. 제2 중합체는 94 ℃의 Tg를 가졌다. 스킨 층에 대하여 사용된 중합체는 카르복실레이트로서 75 mol% 나프탈레이트 및 25 mol% 테레프탈레이트, 및 글리콜로서 95.8 mol% 에틸렌 글리콜, 4 mol% 헥산 다이올 및 0.2 mol% 트라이메틸올 프로판을 갖는 제2 coPEN이었다. 제2 중합체는 101 ℃의 Tg를 가졌다.
반사 편광기를, 발명의 명칭이 "다층 중합체 필름을 제조하기 위한 피드블록(Feedblock for Manufacturing Multilayer Polymeric Films)"인 미국 특허 출원 공개 제2011/0272849호에 기술된 피드블록 방법을 사용하여 제조하였다. PEN 및 제1 coPEN 중합체를 별개의 압출기들로부터 다층 공압출 피드블록으로 이송하였고, 여기서 이들을 275개의 교번하는 광학층들에 각각의 면 상에서 coPEN 재료의 더 두꺼운 보호 경계층들을 더하여 총 277개 층을 패킷으로 조립하였다. 다층 용융물을 피드블록으로부터 하나의 3겹 층 다중화기를 통해 운반하여, 829개 층을 갖는 구조로 형성하였다. 제2 coPEN의 스킨층들을 이 구조에 부가하여, 831개 층을 갖는 최종 구조로 형성하였다. 그리고 나서, 다층 용융물을 폴리에스테르 필름에 대한 통상의 방식으로 필름 다이를 통해, 그 상에서 급랭되는 냉각 롤(chill roll) 상에서 캐스팅하였다. 그런 후 캐스팅된 웨브는 미국 특허 출원 공개 제2007/0047080호(스토버(Stover) 등)의 실시예 2A에 기술된 것들과 유사한 온도 및 인발 프로파일에서 상업 규모의 선형 텐터(tenter)로 연신되었다. 다층 필름의 제조 동안에, 각각의 패킷에 대한 층 프로파일은 광학적 성능과 제조 효율을 가장 잘 균형 잡는 것을 목표로 하였다. 제1 패킷(110), 제2 패킷(120) 및 제3 패킷(130)을 포함하는 층 프로파일이 도 1에 도시되어 있다. 수직 입사에서의 차단 광을 곡선(210)으로서, 60°에서의 통과 광을 곡선(220)으로서, 그리고 수직 입사에서의 통과 광을 곡선(230)으로서 포함하는 도 2에 결과적인 통과 및 차단 상태 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다. 필름은 대략 92 μm의 커패시턴스 게이지(capacitance gauge)에 의해 측정된 두께를 가졌다.
비교예 C2
복굴절 반사 편광기를 하기와 같이 제조하였다: 단일의 다층 광학 패킷을, 발명의 명칭이 "최적화된 이득을 갖는 저 층수 반사 편광기(Low Layer Count Reflective Polarizer with Optimized Gain)"인 미국 특허 출원 공개 제2011/0102891호에 기술된 바와 같이 공압출하였다. 미국 특허 제6,352,761호(헤브린크 등)에 대체로 기술된 중합체가 광학층에 대해 사용되었다. 제1 중합체(제1 광학층)는 121 내지 123 ℃의 Tg를 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 단일 중합체(100 mol% 에틸렌 글리콜과 100 mol% 나프탈렌 다이카르복실레이트)였다. 제2 중합체(제2 광학층)는 대략 45 mol% 90/10 PEN 대 55 mol% PETG의 비로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG)을 포함하는 90 mol% 나프탈레이트와 10 mol% 코폴리에스테르를 갖는 제1 폴리에틸렌 나프탈레이트 공중합체(coPEN)의 블렌드였다. 제2 중합체는 97 내지 100 ℃의 Tg를 가졌다. 스킨 층을 위해 사용된 중합체는 제2 중합체 층을 위해 사용된 것과 동일하였다.
반사 편광기를, 발명의 명칭이 "다층 중합체 필름을 제조하기 위한 피드블록"인 미국 특허 출원 공개 제2011/0272849호에 기술된 피드블록 방법을 사용하여 제조하였다. 재료들을 별개의 압출기로부터 다층 공압출 피드블록으로 이송하였고, 여기서 이들을 305개의 교번하는 광학층들에 각각의 면 상에서 제2 광학층 재료로 형성된 더 두꺼운 보호 경계층들을 더하여 총 307개 층을 패킷으로 조립하였다. 제2 광학층 재료로 형성된 스킨 층은 구조에 더해져서, 307개 층을 갖는 최종 구조를 초래하였다. 그리고 나서, 다층 용융물을 폴리에스테르 필름에 대한 통상의 방식으로 필름 다이를 통해, 그 상에서 급랭되는 냉각 롤 상에서 캐스팅하였다. 그런 후 캐스팅된 웨브는 미국 특허 출원 공개 제2007/0047080호(스토버 등)의 실시예 2A에 기술된 것과 유사한 온도 및 인발 프로파일에서 상업 규모의 선형 텐터로 연신되었다. 다층 필름의 제조 동안에, 각각의 패킷에 대한 층 프로파일은 광학적 성능과 제조 효율을 가장 잘 균형 잡는 것을 목표로 하였다. 이 층 프로파일이 도 3에 도시되어 있다. 수직 입사에서의 차단 광을 곡선(410)으로서, 60°에서의 통과 광을 곡선(420)으로서 포함하는 도 4에 결과적인 통과 및 차단 상태 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다. 필름은 대략 35 μm의 커패시턴스 게이지에 의해 측정된 것과 같은 결과적인 두께를 가졌다.
비교예 C3
다음과 같이 비교예 2의 것과 유사한 방식으로 복굴절 반사 편광기를 제조하였다. 단일의 다층 광학 패킷을 공압출하였다. 패킷은 90% 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및 10% 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 구성된 중합체인 90/10 coPEN, 및 폴리카르보네이트 및 코폴리에스테르의 블렌드(PC:coPET)로 만들어진 저 굴절률 등방성 층의 275개의 교번하는 층들을 포함하였다. 저 굴절률 층은 약 1.57의 굴절률을 가졌고, 단축 배향 시에 실질적으로 등방성을 유지하였다. PC:coPET 몰 비는 대략 42.5 mol% 폴리카르보네이트 및 57.5 mol% coPET였고, 재료는 105 ℃의 Tg를 가졌다. 이 등방성 재료는, 신장시킨 후 2개의 비-신장 방향에서의 굴절률들이 비-신장 방향에서의 복굴절 재료의 굴절률들과 실질적으로 정합되어 유지되지만, 신장 방향에서 복굴절 층과 비-복굴절 층 사이의 굴절률의 실질적인 부정합이 존재하도록 선택되었다.
90/10 PEN 및 PC:coPET 중합체를 별개의 압출기들로부터 다층 공압출 피드블록으로 이송하였고, 여기서 이들을 275개의 교번하는 광학층들에 각각의 면 상에서 PC:coPET 중합체의 더 두꺼운 보호 경계층을 더하여 총 277개 층을 패킷으로 조립하였다. 피드블록 후, 스킨 층을 부가하였고, 여기서 스킨 층을 위해 사용된 중합체는 50 mol% PC 및 50 mol% coPET의 몰 비를 갖고 110 ℃의 Tg를 갖는 제2 PC:coPET이었다. 그리고 나서, 다층 용융물을 폴리에스테르 필름에 대한 통상의 방식으로 필름 다이를 통해, 그 상에서 급랭되는 냉각 롤 상에서 캐스팅하였다. 그런 후 캐스팅된 웨브는 미국 특허 출원 공개 제2007/0047080호(스토버 등)의 실시예 2A에 기술된 것들과 유사한 온도 및 인발 비(약 6.0)에서 미국 특허 제7,104,776호(머릴(Merrill) 등)에 기술된 것과 같은 포물선형 텐터에서 연신되었다.
다층 필름의 제조 동안에, 단일 패킷에 대한 선형 층 프로파일은 광학적 성능과 제조 효율을 가장 잘 균형 잡는 것을 목표로 하였다. 이 층 프로파일이 도 5에 도시되어 있다. 목표 기울기는 대략 0.24 nm/층이었다. 수직 입사에서의 차단 광을 곡선(610)으로서, 60°에서의 통과 광을 곡선(620)으로서, 그리고 수직 입사에서의 통과 광을 곡선(630)으로서 포함하는 도 6에 결과적인 통과 및 차단 상태 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다. 필름은 대략 26.5 μm의 커패시턴스 게이지에 의해 측정된 것과 같은 결과적인 두께를 가졌다.
비교예 C4
다음과 같이 비교예 3과 유사한 방식으로 복굴절 반사 편광기를 제조하였다. 단일의 다층 광학 패킷을 공압출하였다. 패킷은, 90% 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 및 10% 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 구성된 중합체인 90/10 coPEN, 및 저 굴절률 등방성 층의 183개의 교번하는 층들을 포함하였다. 굴절률이 약 1.57이고 단축 배향 시에 재료가 실질적으로 등방성을 유지하도록 폴리카르보네이트 및 코폴리에스테르(PC:coPET)의 블렌드로 저 굴절률 층을 제조하였다. PC:coPET 몰 비는 대략 42.5 mol% 폴리카르보네이트 및 57.5 mol% coPET였고 105 ℃의 Tg를 가졌다. 이 등방성 재료는, 신장시킨 후 2개의 비-신장 방향에서의 굴절률들이 비-신장 방향에서의 복굴절 재료의 굴절률들과 실질적으로 정합되어 유지되지만, 신장 방향에서 복굴절 층과 비-복굴절 층 사이의 굴절률의 실질적인 부정합이 존재하도록 선택되었다. 포물선형 텐터에서 사용된 인발 비는 약 6.5였다.
90/10 PEN 및 PC:coPET 중합체를 별개의 압출기들로부터 다층 공압출 피드블록으로 이송하였고, 여기서 이들을 183개의 교번하는 광학층들에 각각의 면 상에서 PC:coPET 재료의 더 두꺼운 보호 경계층을 더하여 총 185개 층을 패킷으로 조립하였다. 다층 필름의 제조 동안에, 단일 패킷에 대한 선형 층 프로파일은 광학적 성능과 제조 효율을 가장 잘 균형 잡는 것을 목표로 하였다. 이 층 프로파일이 도 7에 도시되어 있다. 목표 기울기는 대략 0.34 nm/층이었다. 수직 입사에서의 차단 광을 곡선(810)으로서, 60°에서의 통과 광을 곡선(820)으로서, 그리고 수직 입사에서의 통과 광을 곡선(830)으로서 포함하는 아래의 도 8에 결과적인 통과 및 차단 상태 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다. 필름은 대략 16.5 μm의 커패시턴스 게이지에 의해 측정된 것과 같은 결과적인 물리적 두께를 가졌다.
비교예 C5
층 두께 프로파일이 도 9에 도시된 것과 같이 선택된 것을 제외하고는, 비교예 C4에서와 같이 복굴절 반사 편광기를 제조하였다. 프로파일은 대략 0.04 nm/층의 목표 기울기를 갖는 대략 선형이었다. 수직 입사에서의 차단 광을 곡선(1010)으로서, 60°에서의 통과 광을 곡선(1020)으로서, 그리고 수직 입사에서의 통과 광을 곡선(1030)으로서 포함하는 도 10에 결과적인 통과 및 차단 상태 투과 스펙트럼들이 도시되어 있다. 필름은 대략 16.3 μm의 커패시턴스 게이지에 의해 측정된 것과 같은 결과적인 물리적 두께를 가졌다. 두께 감소는 차단 상태 스펙트럼의 확대, 그에 따라 평균적으로 더 많은 층을 더 낮은 파장에 위치시키는 것에 기인하였다.
실시예 1
183개의 교번하는 광학층을 포함하는 반사 편광기를, 층 프로파일이 도 11에 도시된 바와 같이 변형된 것을 제외하고는, 비교예 C4에 기술된 것과 유사한 방식으로 제조하였다. 수직 입사에서의 차단 광을 곡선(1210)으로서, 60°에서의 통과 광을 곡선(1220)으로서 그리고 수직 입사에서의 통과 광을 곡선(1230)으로 포함하는 도 12에 도시된 바와 같이, 이는 0도 및 60도 입사각에 대하여 실질적으로 평평하게 유지되는 통과 상태 스펙트럼 및 경사진 차단 상태 스펙트럼을 초래하였다. 층 1 내지 층 150에 대한 목표 기울기는 대략 0.33 nm/층이었고, 층 151 내지 183에 대해서는 목표 기울기는 대략 0.80 nm/층이었다. 층 1 내지 층 150에 대한 목표 기울기는 비교예 C4에 대한 것과 대략 동일하였지만, 층 151 내지 층 183에 대한 기울기는 이 양의 2배 초과였음에 주목한다. 필름은 대략 16.3 μm의 커패시턴스 게이지에 의해 측정된 것과 같은 결과적인 두께를 가졌다.
실시예 2
183개의 광학층을 갖는 반사 편광기를, 유사한 경사진 차단 상태 스펙트럼을 유지하면서 더 적은 차단 상태 투과를 생성하기 위하여 인발 비가 약 6.5로부터 약 6.0 내지 6.2로 낮아진 것을 제외하고는, 실시예 1에 기술된 것과 유사한 방식으로 제조하였다. 수직 입사에서의 차단 광을 곡선(1310)으로서, 60°에서의 통과 광을 곡선(1320)으로서 그리고 수직 입사에서의 통과 광을 곡선(1330)으로 포함하는 도 13에 통과 및 차단 상태 스펙트럼들이 도시되어 있다. 필름은 대략 16.3 μm의 커패시턴스 게이지에 의해 측정된 것과 같은 결과적인 물리적 두께를 가졌다.
실시예 3
183개의 광학층을 갖는 반사 편광기를, 층 프로파일이 도 14에 도시된 바와 같이 변형된 것을 제외하고는, 실시예 1에 기술된 것과 유사한 방식으로 제조하였다. 수직 입사에서의 차단 광을 곡선(1510)으로서 그리고 60°에서의 통과 광을 곡선(1520)으로서 포함하는 도 15에 스펙트럼이 도시되어 있고, 여기서 60도 스펙트럼에 대해서는 통과 상태는 실질적으로 평평하게 유지되었지만 수직 입사에서의 차단 상태 스펙트럼은 경사졌다는 것을 알 수 있다. 층 1 내지 층 150에 대한 목표 기울기는 대략 0.33 nm/층이었고, 층 151 내지 층 183에 대해서는 목표 기울기는 대략 0.90 nm/층이었다. 필름은 대략 16.3 μm의 커패시턴스 게이지에 의해 측정된 것과 같은 결과적인 두께를 가졌다.
실시예 4
183개의 광학층을 갖는 반사 편광기를, 층 프로파일이 도 16에 도시된 바와 같이 변형된 것을 제외하고는, 실시예 1에 기술된 것과 유사한 방식으로 제조하였다. 수직 입사에서의 차단 광을 곡선(1710)으로서, 60°에서의 통과 광을 곡선(1720)으로서 그리고 수직 입사에서의 통과 광을 곡선(1730)으로서 포함하는 도 17에 스펙트럼이 도시되어 있고, 여기서 0도 및 60도에 대해서는 통과 상태 스펙트럼이 실질적으로 평평하게 유지되었지만 차단 상태 스펙트럼은 경사졌다는 것을 알 수 있다. 층 1 내지 층 150에 대한 목표 기울기는 대략 0.30 nm/층이었고, 층 151 내지 층 183에 대해서는 목표 기울기는 대략 0.90 nm/층이었다. 필름은 대략 16.3 μm의 커패시턴스 게이지에 의해 측정된 것과 같은 결과적인 두께를 가졌다.
표 1은 0도에서의 차단 상태에 대한 다양한 예들에 대한 평균 웨브횡단 퍼센트 투과율 값을 나타낸다. 표 2는 0도에서의 평균 통과 상태 투과율 값 및 2개의 선택된 파장 범위들 사이의 투과율 값의 차이를 나타낸다. 표 3은 60도에서의 평균 통과 상태 투과율 값 및 2개의 선택된 파장 범위들 사이의 투과율 값의 차이를 나타낸다. "경사진" 유형의 스펙트럼을 갖는 비교예 C1 및 비교예 C2는 비교예 C3 내지 비교예 C5 및 실시예 1 내지 실시예 4에서보다 각도의 함수로서 통과 상태 투과율에서 더 극적인 변화를 갖는다.
데이터는 층 프로파일을 경사진 스펙트럼을 목표로 하도록 조정함으로써 높고 '평평한' 통과 상태 투과율을 유지하면서 향상된 차단 상태 투과율이 달성될 수 있음을 나타낸다. 흡수 편광기와 조합될 때, 이는 흡수 편광기가 콘트라스트비를 감소시키지만 휘도를 향상시키게 할 수 있다. 대안적으로, 콘트라스트비는 표 2 및 표 3의 데이터에 의해 시사되는 바와 같이 디스플레이 장치에서 시스템 휘도를 유지하면서 증가될 수 있다.
[표 1]
Figure pct00001
[표 2]
Figure pct00002
[표 3]
Figure pct00003
LCD 패널을 갖는 구매가능한 태블릿 컴퓨터가 얻어졌다. 태블릿 내의 LCD 패널 뒤의 필름은 반사 편광기가 접착제로 부착된 흡수 편광기를 포함하였다. 태블릿 내의 반사 편광기는 비교예 3의 반사 편광기와 아주 유사하였다. 흡수 편광기에 부착된 반사 편광기를 제거하였고, 다양한 비교예 필름 및 실시예 필름을 광학적으로 투명한 접착제로 부착시켰다. 그런 후, 장치와 함께 수용되었던 동일한 백-라이트 조립체와 디스플레이를 재조립하였다. EZ 콘트라스트 XL 88W 편광경(conoscope)(프랑스 쌩-클레어 에루빌 소재의 엘딤-옵틱스(Eldim-Optics)로부터 입수가능한 모델 XL88W-R-111124)을 사용하여 디스플레이의 휘도를 편각(polar angle)의 함수로서 측정하였다. 휘도 데이터가 표 4에 보고되어 있으며, 디스플레이내(in-display) 콘트라스트 데이터가 표 5에 나타나 있다. 표 및 대응하는 데이터 둘 모두에 대하여, 비교예 3과 동등한 "수령된 상태 그대로의" 디스플레이에 대한 % 차이를 계산하였다.
[표 4]
Figure pct00004
[표 5]
Figure pct00005
하기는 본 발명에 따른 예시적인 실시 형태이다.
항목 1. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 420 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.5 배 이상이고,
400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
항목 2. 항목 1항 있어서, 600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 420 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.8 배 이상인, 반사 편광기.
항목 3. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 400 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.25 배 이상이고,
400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
항목 4. 항목 3에 있어서, 600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율은 400 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.5 배 이상인, 반사 편광기.
항목 5. 항목 1 내지 항목 4 중 어느 한 항목에 있어서, 400 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하인, 반사 편광기.
항목 6. 항목 1 내지 항목 4 중 어느 한 항목에 있어서, 420 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하인, 반사 편광기.
항목 7. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
600 내지 750 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이상이고,
400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
항목 8. 항목 7에 있어서, 400 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하인, 반사 편광기.
항목 9. 항목 7 또는 항목 8에 있어서, 600 내지 680 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 4% 이상인, 반사 편광기.
항목 10. 항목 7 내지 항목 9 중 어느 한 항목에 있어서, 680 내지 730 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 8% 이상인, 반사 편광기.
항목 11. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
400 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하이고,
600 내지 680 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 4% 이상이고,
680 내지 730 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 8% 이상이고,
730 내지 780 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 10% 이상이고,
400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
항목 12. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
420 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 약 4.5% 이상이지만 12% 이하이고,
400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
항목 13. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
730 내지 780 nm의 범위에 대하여, 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 약 10% 이상이지만 30% 이하이고,
400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
항목 14. 항목 13에 있어서, 600 내지 680 nm의 범위에 대하여, 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 4% 이상이지만 15% 이하인, 반사 편광기.
항목 15. 항목 13 또는 항목 14에 있어서, 680 내지 730 nm의 범위에 대하여, 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 약 8% 이상이지만 25% 이하인, 반사 편광기.
항목 16. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 420 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.5 배 이상이고,
400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 수직 입사에서 측정된 통과 광의 투과율보다 크거나 이와 같은, 반사 편광기.
항목 17. 항목 1 내지 항목 16 중 어느 한 항목에 있어서, 반사 편광기는 26 μm보다 더 얇은, 반사 편광기.
항목 18. 항목 1 내지 항목 17 중 어느 한 항목의 반사 편광기를 포함하는 광학 적층체.
항목 19. 항목 18에 있어서, 흡수 편광기를 추가로 포함하는 광학 적층체.
항목 20. 항목 18 또는 항목 19에 있어서, LCD 패널을 추가로 포함하는 광학 적층체.
항목 21. 항목 18 내지 항목 20 중 어느 한 항목의 광학 적층체를 포함하는, 백라이트.
본 출원에 인용된 모든 미국 특허 출원 및 미국 특허는 마치 완전히 개시되어 있는 것처럼 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 발명은 전술된 특정 실시예들 및 실시 형태들로 제한되는 것으로 간주되어서는 안 되는데, 그 이유는, 본 발명의 다양한 태양들의 설명을 용이하게 하기 위하여 그러한 실시 형태들이 상세히 기술되어 있기 때문이다. 오히려, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 그 등가물에 의해 한정되는 본 발명의 범주 내에 속하는 다양한 변형, 등가의 공정, 및 대안적인 장치를 포함한 본 발명의 모든 태양들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (21)

  1. 통과 광(pass light)을 실질적으로 투과시키고 차단 광(block light)을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
    600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 420 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.5 배 이상이고,
    400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
  2. 제1항에 있어서, 600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 420 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.8 배 이상인, 반사 편광기.
  3. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
    600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 400 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.25 배 이상이고,
    400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
  4. 제3항에 있어서, 600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율은 400 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.5 배 이상인, 반사 편광기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 400 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하인, 반사 편광기.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 420 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하인, 반사 편광기.
  7. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
    600 내지 750 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이상이고,
    400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
  8. 제7항에 있어서, 400 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하인, 반사 편광기.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 600 내지 680 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 4% 이상인, 반사 편광기.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 680 내지 730 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 8% 이상인, 반사 편광기.
  11. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
    400 내지 600 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 5% 이하이고,
    600 내지 680 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 4% 이상이고,
    680 내지 730 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 8% 이상이고,
    730 내지 780 nm의 범위에 대하여, 차단 광의 평균 투과율이 수직 입사에서 약 10% 이상이고,
    400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
  12. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
    420 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 약 4.5% 이상이지만 12% 이하이고,
    400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
  13. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
    730 내지 780 nm의 범위에 대하여, 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 약 10% 이상이지만 30% 이하이고,
    400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 90% 이상인, 반사 편광기.
  14. 제13항에 있어서, 600 내지 680 nm의 범위에 대하여, 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 4% 이상이지만 15% 이하인, 반사 편광기.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 680 내지 730 nm의 범위에 대하여, 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 약 8% 이상이지만 25% 이하인, 반사 편광기.
  16. 통과 광을 실질적으로 투과시키고 차단 광을 실질적으로 반사시키는 반사 편광기로서,
    600 내지 750 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율이 420 내지 600 nm에서의 수직 입사에서의 차단 광의 평균 투과율의 약 1.5 배 이상이고,
    400 내지 680 nm의 범위에 대하여, 60° 입사각에서 측정된 통과 광의 투과율이 수직 입사에서 측정된 통과 광의 투과율보다 크거나 이와 같은, 반사 편광기.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 반사 편광기는 26 μm보다 더 얇은, 반사 편광기.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 반사 편광기를 포함하는 광학 적층체(optical stack).
  19. 제18항에 있어서, 흡수 편광기를 추가로 포함하는 광학 적층체.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, LCD 패널을 추가로 포함하는 광학 적층체.
  21. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항의 광학 적층체를 포함하는 백라이트.
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