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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-05-22
(45)【発行日】2025-05-30
(54)【発明の名称】指感知を有するディスプレイシステム
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20250523BHJP
G06F 3/042 20060101ALI20250523BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20250523BHJP
G02B 5/26 20060101ALI20250523BHJP
G02B 5/28 20060101ALI20250523BHJP
G02B 5/02 20060101ALI20250523BHJP
G02B 5/08 20060101ALI20250523BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 400
G06F3/042 470
G02B5/30
G02B5/26
G02B5/28
G02B5/02 B
G02B5/08 A
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2022567479
(86)(22)【出願日】2021-05-04
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-12
(86)【国際出願番号】 IB2021053751
(87)【国際公開番号】W WO2021224798
(87)【国際公開日】2021-11-11
【審査請求日】2024-04-30
(31)【優先権主張番号】63/021,760
(32)【優先日】2020-05-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】505005049
【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100133042
【弁理士】
【氏名又は名称】佃 誠玄
(74)【代理人】
【識別番号】100130339
【弁理士】
【氏名又は名称】藤井 憲
(74)【代理人】
【識別番号】100135909
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 和歌子
(74)【代理人】
【識別番号】100171701
【弁理士】
【氏名又は名称】浅村 敬一
(72)【発明者】
【氏名】アチャリャ，バラット アール．
(72)【発明者】
【氏名】タイラー，ロバート ディー．
(72)【発明者】
【氏名】アタード，ジョーゼフ ピー．
(72)【発明者】
【氏名】フォーサイス，ベンジャミン ジェイ．
(72)【発明者】
【氏名】ユスト，デイヴィッド ティー．
(72)【発明者】
【氏名】ソウサ，マシュー イー．
(72)【発明者】
【氏名】ペタジャ，ジェイソン エス．
(72)【発明者】
【氏名】レンストローム，アンソニー エム．
(72)【発明者】
【氏名】コルブ，ウィリアム ブレイク
(72)【発明者】
【氏名】コール，マシュー エス．
(72)【発明者】
【氏名】ステイ，マシュー エス．
(72)【発明者】
【氏名】スミス，マシュー アール．ディー．
(72)【発明者】
【氏名】スワンソン，ジェレミー オー．
(72)【発明者】
【氏名】ファム，トリ ディー．
(72)【発明者】
【氏名】ローゼン，デイヴィッド エー．
(72)【発明者】
【氏名】チェン，クンイ
(72)【発明者】
【氏名】デニコラ，リサ エー．
(72)【発明者】
【氏名】サンフォード，クイン ディー．
(72)【発明者】
【氏名】ストバー，カール エー．
(72)【発明者】
【氏名】ザオ，リン
(72)【発明者】
【氏名】ブノワ，ジル ジェイ．
【審査官】田中 洋行
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３９１３０７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／１２３１４１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２２０２１２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０６９２１４（ＷＯ，Ａ２）
【文献】国際公開第２０１７／１２７７３４（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ ３／０３
Ｇ０６Ｆ ３／０４１－３／０４７
Ｇ０２Ｂ ５／００－５／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ディスプレイシステムに適用されたユーザの指を感知するためのディスプレイシステムであって、前記ユーザが見るための画像を生成するように構成されたディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに近接配置された前記ユーザの前記指を感知するためのセンサと、
前記ユーザの前記指に向けて、第１の波長Ｗ１を有する第１の光を放射するように構成された感知光源であって、前記センサが、前記指によって反射された前記第１の光の少なくとも一部を受光し検出するように構成されている、感知光源と、
前記ディスプレイパネルと前記センサとの間に配置された反射偏光子であって、合計で少なくとも５０である複数のポリマー層を含み、実質的な垂直入射光に対して、遮断偏光状態における前記反射偏光子の光透過率対波長がバンドエッジを含む、反射偏光子と、を備え、
前記バンドエッジにおいて前記光透過率が約１０％から約７０％まで増加する波長範囲に少なくともわたり、前記光透過率を前記波長に相関させる、前記バンドエッジへの最良の線形フィットが、約２．５％／ｎｍより大きい勾配を有し、
短い波長Ｌ１から長い波長Ｌ２に及び、Ｗ１を含む第１の波長範囲（３０ｎｍ≦Ｌ２－Ｌ１≦５０ｎｍ）において、Ｌ１が、前記バンドエッジに沿って約５０％の光透過率に対応する波長Ｌ３よりも大きくかつＬ３から約２０ｎｍ以内であり、前記光透過率が約７５％超の平均を有し、
実質的な垂直入射光及び所定の波長範囲に対して、前記反射偏光子が、第１の偏光状態において少なくとも４０％の平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態において少なくとも７０％の平均光反射率を有する、
ディスプレイシステム。
【請求項2】
前記第１の偏光状態及び前記所定の波長範囲において、前記反射偏光子が、より小さい入射角で入射する光に対してより大きい平均光透過率を有し、より大きい入射角で入射する光に対してより小さい平均光透過率を有する、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項3】
前記所定の波長範囲が、少なくとも約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍにわたる、請求項１に記載のディスプレイシステム。
【請求項4】
ディスプレイシステムに適用されたユーザの指を感知するためのディスプレイシステムであって、
前記ユーザが見るための画像を生成するように構成されたディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに近接配置された前記ユーザの前記指を感知するためのセンサと、
前記ユーザの前記指に向けて、第１の波長Ｗ１を有する第１の光を放射するように構成された感知光源であって、前記センサが、前記指によって反射された前記第１の光の少なくとも一部を受光し検出するように構成されている、感知光源と、
前記ディスプレイパネルと前記センサとの間に配置された反射偏光子であって、合計で少なくとも５０である複数のポリマー層を含み、実質的な垂直入射光に対して、遮断偏光状態における前記反射偏光子の光透過率対波長がバンドエッジを含む、反射偏光子と、を備え、
前記バンドエッジにおいて前記光透過率が約１０％から約７０％まで増加する波長範囲に少なくともわたり、前記光透過率を前記波長に相関させる、前記バンドエッジへの最良の線形フィットが、約２．５％／ｎｍより大きい勾配を有し、
短い波長Ｌ１から長い波長Ｌ２に及び、Ｗ１を含む第１の波長範囲（３０ｎｍ≦Ｌ２－Ｌ１≦５０ｎｍ）において、Ｌ１が、前記バンドエッジに沿って約５０％の光透過率に対応する波長Ｌ３よりも大きくかつＬ３から約２０ｎｍ以内であり、前記光透過率が約７５％超の平均を有し、
前記複数のポリマー層が、前記反射偏光子の厚さの少なくとも一部に沿って配置され、１～Ｎまで順次番号付けられ、Ｎが約１５０超の整数である複数の第１のポリマー層を含み、前記複数の第１のポリマー層が、その両端にポリマー末端層を含み、前記ポリマー末端層とそれらの間の各層が、約３５０ｎｍ未満の平均厚さを有し、前記複数の第１のポリマー層の層番号に対する平均層厚さのプロットが、より高い層番号を有する少なくともＱ２個の順次配列されたポリマー層を含む右領域から、より低い層番号を有する少なくともＱ１個の順次配列されたポリマー層を含む左領域を分離する、急な折れ曲がり領域を含み、Ｑ１が約１００より大きい整数であり、Ｑ２が少なくとも１０の整数であり、前記左領域における前記少なくともＱ１個の順次配列された第１のポリマー層への線形フィットが、約０．８より大きいｒ二乗値で、層番号当たり約０．０４ｎｍより大きい大きさの正の線形勾配を有し、前記右領域における前記少なくともＱ２個の順次配列された第１のポリマー層への線形フィットが、約０．８より大きいｒ二乗値で、層番号当たり約０．１ｎｍより大きい大きさの負の線形勾配を有する、ディスプレイシステム。
【請求項5】
前記複数のポリマー層が、１つ以上の中間層によって前記複数の第１のポリマー層から前記反射偏光子の厚さ方向に沿って離隔された複数の第２のポリマー層を更に含み、前記複数の第１及び第２のポリマー層の各々が、合計で少なくとも２００であり、前記複数の第１及び第２のポリマー層の各々が、約３００ｎｍ未満の平均厚さを有し、前記１つ以上の中間層の各々が、約５００ｎｍ超の平均厚さを有する、請求項４に記載のディスプレイシステム。
【請求項6】
ディスプレイシステムに適用されたユーザの指を感知するためのディスプレイシステムであって、
前記ユーザが見るための画像を生成するように構成されたディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに近接配置された前記ユーザの前記指を感知するためのセンサと、
前記ユーザの前記指に向けて、第１の波長Ｗ１を有する第１の光を放射するように構成された感知光源であって、前記センサが、前記指によって反射された前記第１の光の少なくとも一部を受光し検出するように構成されている、感知光源と、
前記ディスプレイパネルと前記センサとの間に配置された反射偏光子であって、合計で少なくとも５０である複数のポリマー層を含み、実質的な垂直入射光に対して、遮断偏光状態における前記反射偏光子の光透過率対波長がバンドエッジを含む、反射偏光子と、を備え、
前記バンドエッジにおいて前記光透過率が約１０％から約７０％まで増加する波長範囲に少なくともわたり、前記光透過率を前記波長に相関させる、前記バンドエッジへの最良の線形フィットが、約２．５％／ｎｍより大きい勾配を有し、
短い波長Ｌ１から長い波長Ｌ２に及び、Ｗ１を含む第１の波長範囲（３０ｎｍ≦Ｌ２－Ｌ１≦５０ｎｍ）において、Ｌ１が、前記バンドエッジに沿って約５０％の光透過率に対応する波長Ｌ３よりも大きくかつＬ３から約２０ｎｍ以内であり、前記光透過率が約７５％超の平均を有し、
前記バンドエッジと約１３００ｎｍとの間の少なくとも２００ｎｍ幅の波長範囲にわたる前記光透過率への二次多項式フィットが、約０．６より大きいｒ二乗値及び約８０％未満の最小光透過率を有する、ディスプレイシステム。
【請求項7】
前記二次多項式フィットが、正の二次係数及び負の一次係数を有する、請求項６に記載のディスプレイシステム。
【請求項8】
ディスプレイシステムに適用されたユーザの指を感知するためのディスプレイシステムであって、
前記ユーザが見るための画像を生成するように構成されたディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに近接配置された前記ユーザの前記指を感知するためのセンサと、
前記ユーザの前記指に向けて、第１の波長Ｗ１を有する第１の光を放射するように構成された感知光源であって、前記センサが、前記指によって反射された前記第１の光の少なくとも一部を受光し検出するように構成されている、感知光源と、
前記ディスプレイパネルと前記センサとの間に配置された反射偏光子であって、合計で少なくとも５０である複数のポリマー層を含み、実質的な垂直入射光に対して、遮断偏光状態における前記反射偏光子の光透過率対波長がバンドエッジを含む、反射偏光子と、を備え、
前記バンドエッジにおいて前記光透過率が約１０％から約７０％まで増加する波長範囲に少なくともわたり、前記光透過率を前記波長に相関させる、前記バンドエッジへの最良の線形フィットが、約２．５％／ｎｍより大きい勾配を有し、
短い波長Ｌ１から長い波長Ｌ２に及び、Ｗ１を含む第１の波長範囲（３０ｎｍ≦Ｌ２－Ｌ１≦５０ｎｍ）において、Ｌ１が、前記バンドエッジに沿って約５０％の光透過率に対応する波長Ｌ３よりも大きくかつＬ３から約２０ｎｍ以内であり、前記光透過率が約７５％超の平均を有し、
前記反射偏光子が、
前記複数のポリマー層と共押出しされた第１の外層と、
約７～約９ミクロンの平均粒径を有し、前記第１の外層の第１の主面から部分的に突出して第１の構造化主面を形成する複数の第１の粒子と、
前記第１の構造化主面に適合するように配置された第１の光学拡散層であって、前記第１の光学拡散層の対向する第１及び第２の主面が、前記第１の構造化主面に実質的に適合し、前記第１の光学拡散層が、内部に分散された複数のナノ粒子を含み、前記ナノ粒子がそれらの間に複数のボイドを画定する、第１の光学拡散層と、
を更に含む、ディスプレイシステム。
【請求項9】
前記反射偏光子が、前記第１の外層の反対側の第２の外層であって、前記複数のポリマー層及び前記第１の外層と共押出しされた、第２の外層と、
前記第２の外層の第２の主面から部分的に突出して第２の構造化主面を形成する複数の第２の粒子と、
を更に含む、請求項８に記載のディスプレイシステム。
【請求項10】
前記反射偏光子と前記センサとの間に配置された光学拡散フィルムを更に備え、前記光学拡散フィルムが、光学基材層と、
前記光学基材層上に配置され、前記反射偏光子に面し、内部に分散された複数のナノ粒子を含む第２の光学拡散層であって、実質的な垂直入射光、並びに約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの可視波長範囲及び約９３０ｎｍ～約９７０ｎｍの赤外波長範囲に対して、前記第２の光学拡散層が、前記可視波長範囲における平均正透過率Ｖｓ及び前記赤外波長範囲における平均正透過率Ｉｓを有し、Ｉｓ／Ｖｓ≧２．５である、第２の光学拡散層と、
前記光学基材層上に配置され、前記反射偏光子と反対側に面し、前記光学基材層と反対側に面する構造化主面を含む構造化光学層であって、同じ第１の方向に沿って伸長し、前記構造化光学層の前記構造化主面にわたって実質的に均一な密度で配置された複数の離隔した細長構造体を含む、構造化光学層と、
を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載のディスプレイシステム。
【請求項11】
前記ディスプレイパネルに照明を提供するための光導波路を更に備え、前記光導波路が、前記反射偏光子と前記センサとの間に配置されている、請求項１０に記載のディスプレイシステム。
【請求項12】
前記光導波路と前記センサとの間に配置された構造化ミラーを更に備え、前記構造化ミラーは、光学ミラーと、前記光学ミラー上に形成され、前記光導波路に面する個別の離隔した光学隆起のアレイと、を備え、実質的な垂直入射光に対して、前記光学ミラーが、少なくとも第１の偏光状態において可視波長範囲内で約３０％超の平均光反射率を有し、前記第１の偏光状態及び直交する第２の偏光状態の各々において赤外波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して約２０％超の正透過率を有する、請求項１１に記載のディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ＬＣＤパネルと光導波路との間に反射偏光子を含むことができる。
【発明の概要】
【0002】
本開示は、概して、ディスプレイシステムに適用されたユーザの指を感知するように構成されたディスプレイシステムに関する。
【0003】
本明細書のいくつかの態様では、ディスプレイシステムに適用されたユーザの指を感知するためのディスプレイシステムが提供される。ディスプレイシステムは、ユーザが見るための画像を生成するように構成されたディスプレイパネルと、ディスプレイパネルに近接配置されたユーザの指を感知するためのセンサと、ユーザの指に向けて第１の波長Ｗ１を有する第１の光を放射するように構成された感知光源と、ディスプレイパネルとセンサとの間に配置された反射偏光子と、を含む。センサは、指によって反射された第１の光の少なくとも一部を受光及び検出するように構成されている。反射偏光子が、合計で少なくとも５０である複数のポリマー層を含み、実質的な垂直入射光に対して、第１の偏光状態における反射偏光子の光透過率対波長がバンドエッジを含み、光透過率がバンドエッジにおいて約１０％から少なくとも約７０％まで増加する波長範囲にわたり、光透過率を波長に相関させるバンドエッジへの最良の線形フィットが、約２．５％／ｎｍより大きい勾配を有し、短い波長Ｌ１から長い波長Ｌ２に及び、Ｗ１を含む第１の波長範囲（３０ｎｍ≦Ｌ２－Ｌ１≦５０ｎｍ）に対して、Ｌ１が、バンドエッジにおいて約５０％の光透過率に対応する波長Ｌ３よりも大きくかつＬ３から約２０ｎｍ以内であり、光透過率が約７５％超の平均を有する。
【0004】
本明細書のいくつかの態様では、ディスプレイシステムに適用されたユーザの指を感知するためのディスプレイシステムが提供される。ディスプレイシステムは、ユーザが見るための画像を生成するように構成されたディスプレイパネルと、ディスプレイパネルに近接配置されたユーザの指を感知するためのセンサと、感知光源と、ディスプレイパネルとセンサとの間に配置された反射偏光子と、を含む。反射偏光子は、複数のポリマー層を含み、複数のポリマー層と共押出しされた第１の外層を更に含むことができ、反射偏光子は、約７～約９マイクロメートルの平均粒径を有し、第１の外層の第１の主面から部分的に突出して第１の構造化主面を形成する複数の第１の粒子と、第１の構造化主面上に適合するように配置された第１の光拡散層と、を含み、第１の光拡散層の対向する第１及び第２の主面が、第１の構造化主面に実質的に適合する。第１の光学拡散層は、内部に分散された複数のナノ粒子を含み、ナノ粒子は、それらの間に複数のボイド（ｖｏｉｄ）を画定し得る。反射偏光子は、第１の外層の反対側の第２の外層を更に含み得、第２の外層は、複数のポリマー層及び第１の外層と共押出しされる。反射偏光子は、第２の外層の第２の主面から部分的に突出して第２の構造化主面を形成する複数の第２の粒子を含むことができる。
【0005】
本明細書のいくつかの態様では、ディスプレイシステムに適用されたユーザの指を感知するためのディスプレイシステムが提供される。ディスプレイシステムは、ユーザが見るための画像を生成するように構成されたディスプレイパネルと、ディスプレイパネルに近接配置されたユーザの指を感知するためのセンサと、感知光源と、ディスプレイパネルとセンサとの間に配置された反射偏光子と、ディスプレイパネルに照明を提供し、反射偏光子とセンサとの間に配置された光導波路と、光導波路とセンサとの間に配置され、光学ミラーと、光学ミラー上に形成された個別の離間した光学隆起のアレイとを含み、光導波路を向く構造化ミラーと、を含む。
【0006】
これら及び他の態様は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、いかなる場合も、この簡潔な概要は、特許請求の範囲の主題を限定するものと解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】例示的な反射偏光子の概略断面図である。
【図2】例示的な反射偏光子の概略断面図である。
【図3A】主面から部分的に突出する粒子を含む外層を有する例示的な反射偏光子の概略断面図である。
【図3B】例示的な反射偏光子の一部の断面の画像であり、各画像は、反射偏光子の外層から部分的に突出する粒子を示す。
【図3C】例示的な反射偏光子の一部の断面の画像であり、各画像は、反射偏光子の外層から部分的に突出する粒子を示す。
【図4A】例示的な光学拡散層の概略断面図である。
【図4B】例示的な光学拡散層の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図5A】例示的な光学拡散フィルムの概略断面図である。
【図5B】例示的な構造化主面の概略平面図である。
【図6A】実質的な垂直入射光、並びに分散及び正透過光を示す層又はフィルムの概略断面図である。
【図6B】実質的な垂直入射光、並びに分散及び正透過光を示す層又はフィルムの概略断面図である。
【図7A】例示的な構造化ミラーの概略断面図である。
【図7B】例示的な構造化ミラーの概略断面図である。
【図8】透過率対波長の概略プロットである。
【図9】透過率対波長の概略プロットである。
【図10】透過率対波長の概略プロットである。
【図11】いくつかの実施形態による、複数のポリマー層の層番号に対する平均層厚さの例示的なプロットである。
【図15】例示的な反射偏光子の光透過率対波長のプロットである。
【図19】例示的な反射偏光子についての実質的な垂直入射非偏光の透過率対波長の図である。
【図20】例示的な光学拡散フィルムについての実質的な垂直入射光の透過率対波長のプロットである。
【図21】例示的なディスプレイシステムの概略展開断面図である。
【図22】例示的なディスプレイシステムの概略展開断面図である。
【図23】例示的なディスプレイシステムの概略展開断面図である。
【図24】様々な例示的な反射偏光子についての層番号に対する平均層厚さのプロットである。
【図25】様々な反射偏光子の実質的な垂直入射光についての遮断状態透過スペクトルである。
【図26】様々な反射偏光子の実質的な垂直入射光についての遮断状態透過スペクトルである。
【図27】様々な反射偏光子の実質的な垂直入射光についての遮断状態透過スペクトルである。
【図28】２つの反射偏光子についての層番号に対する平均層厚さのプロットである。
【図30A】ｓ偏光及びｐ偏光に関する例示的な反射偏光子の透過率対波長の図である。
【図31】ｓ偏光及びｐ偏光についての例示的な反射偏光子の透過率対波長のプロットである。
【図32】ｓ偏光及びｐ偏光についての例示的な反射偏光子の透過率対波長のプロットである。
【図33】ｓ偏光及びｐ偏光についての例示的な反射偏光子の透過率対波長のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下の説明では、本明細書の一部を形成し様々な実施形態が例示として示されている添付図面が参照される。図面は、必ずしも縮尺どおりではない。他の実施形態が想到され、本明細書の範囲又は趣旨から逸脱することなく実施されてもよい点を理解されたい。したがって、以下の発明を実施するための形態は、限定的な意味では解釈されない。
【0009】
いくつかの実施形態によれば、ディスプレイシステムに適用されたユーザの指を感知するためのディスプレイシステムは、反射偏光子と、ユーザの指に向けて第１の波長Ｗ１を有する第１の光を放射するように構成された感知光源（例えば、指感知に使用される赤外線光源）と、を含む。反射偏光子は、実質的な垂直入射光に対して、第１の波長が、バンドエッジ波長を超えるが、それに近くなる（例えば、約７０ｎｍ以内、又は約５０ｎｍ以内、又は約４０ｎｍ以内）ように構成することができる。いくつかの実施形態では、第１の偏光状態における反射偏光子の光透過率対波長はバンドエッジを含み、短い波長Ｌ１から長い波長Ｌ２に及び、Ｗ１を含む第１の波長範囲（３０ｎｍ≦Ｌ２－Ｌ１≦５０ｎｍ）に対して、Ｌ１が、バンドエッジにおいて約５０％の光透過率に対応する波長Ｌ３よりも長く、Ｌ３から約２０ｎｍ以内である場合、光透過率が約７５％より大きい平均を有する。いくつかの実施形態では、光透過率は、波長Ｌ２の約６０ｎｍ以内の極大値を有し、第１の波長Ｗ１は、局所極大値の約３０ｎｍ以内又は約２０ｎｍ以内である。いくつかの実施形態では、反射偏光子は、第１の勾配で概ね増加する層厚プロファイルを有する第１の部分と、第１の部分に隣接し、第１の勾配よりも実質的に大きい大きさを有する第２の勾配で概ね減少する層厚プロファイルを有する第２の部分と、を含むポリマー層のパケットを含む。
【0010】
いくつかの実施形態によれば、ディスプレイシステムは、少なくとも１つの光学拡散層を含む。例えば、反射偏光子は、構造化外面を有することができ、構造化外面上に配置され、それに適合する第１の光学拡散層を含む。ディスプレイシステムは、任意選択的に、第２の光学拡散層を含む光学拡散フィルムを更に含むことができる。光学拡散層（例えば、第１及び第２の光学拡散層のうちの少なくとも一方）は、間にボイド（空隙）を有する粒子の凝集体を形成するように分散された粒子を含むことができる。いくつかの実施形態では、光学拡散層は、可視範囲よりも赤外範囲において実質的に高い程度の正透過率を提供する。代替的に又は追加的に、いくつかの実施形態によれば、光学拡散層は、赤外範囲よりも可視範囲において実質的により高い程度の拡散透過率を提供することができる。いくつかの実施形態では、粒子はナノ粒子であり、凝集体は約１ミクロン未満の平均粒径を有する。他の実施形態では、凝集体は、より大きくてもよい（例えば、最大約１０ミクロン、又は約１ミクロン～約１０ミクロン、又は約５ミクロン～約１０ミクロン）。
【0011】
実施形態によれば、複数の離隔した細長構造体は、光学層上（例えば、反射偏光子の反対側の光学拡散フィルムの側）に配置され、摩擦係数を低下させ、隣接するフィルムへの損傷を排除又は低減する表面粗さを付与することができ、隣接するフィルム間の光学的欠陥（例えば、ウェットアウト、モアレパターン、ニュートンリング、及び同様の影響）を防止することができる。場合によっては、これらの細長構造体は、光学フィルム上に印刷されてもよく、又は別のプロセス（例えば、高精細化（ｍｉｃｒｏｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ））によって作製されて配置されてもよい。
【0012】
いくつかの実施形態では、ディスプレイシステムは、光学ミラーの表面上に不連続コーティングを含む構造化ミラーを更に含む。不連続コーティングは、摩擦係数を低下させ、隣接するフィルムへの損傷を排除又は低減する表面粗さを付与することができる。いくつかの実施形態では、不連続コーティングは、近赤外波長に対して実質的に透過性であってもよく、ＬＣＤパネルの背後の赤外センサ機能を可能にする。いくつかの実施形態では、不連続コーティングは、丸みを帯びた隆起などの個別の隆起特徴部を含んでもよい。いくつかの実施形態では、個別の特徴部は、フレキソ印刷（又は同様の印刷プロセス）などの技法を使用して、光学ミラーに追加されてもよい。いくつかの実施形態では、他の技法又はプロセスが、個別の特徴部を光学ミラーに追加するために使用されてもよい。
【0013】
図１～図２は、いくつかの実施形態による、反射偏光子１００及び１００’それぞれの概略断面図である。反射偏光子１００、１００’は、反射偏光子の厚さの少なくとも一部に沿って（例示されたｘ－ｙ－ｚ座標系を参照してｚ方向に沿って）配置された複数のポリマー層１０、１１を含む。ポリマー層１０、１１の各々は、約３５０ｎｍ未満又は約３００ｎｍ未満であり得る平均厚さｔを有する。
【0014】
反射偏光子１００又は１００’内のポリマー層１０、１１の数は、図１～図２に概略的に示されるよりも実質的に大きくすることができる。例えば、複数のポリマー層１０、１１は、合計で５０～１０００層又は１００～８００層を含むことができる。いくつかの実施形態では、複数のポリマー層１０、１１は、約１００超の層、又は約１５０超の層、又は約２００超の層を含む。
【0015】
反射偏光子１００、１００’は、それぞれ、厚さｔａ及びｔｂを有する最外層１４６及び１４７を含む。各厚さｔａ、ｔｂは、例えば、約５００ｎｍ超、又は約１マイクロメートル超、又は約２マイクロメートル超、又は約３マイクロメートル超、又は約５マイクロメートル超であり得る。外層１４６及び１４７の厚さは、他の層から反射された光との光学干渉を受け得る層１４６及び１４７の表面から反射された光に起因する、反射偏光子の透過スペクトルに影響を及ぼし得る。反射偏光子１００’の場合、複数のポリマー層１０、１１は、第１の複数のポリマー層（１４１）及び第２の複数のポリマー層（１４２）を含み、第１及び第２の複数のポリマー層は、少なくとも１つの中間層１４３ａ、１４３ｂによって反射偏光子の厚さに沿って互いに分離され、各中間層１４３ａ、１４３ｂは、例えば、約５００ｎｍ超、又は約１マイクロメートル超、又は約２マイクロメートル超、又は約３マイクロメートル超、又は約５マイクロメートル超の平均厚さｔｃを有する。少なくとも１つの中間層１４３ａ、１４３ｂは、例えば、２つの保護境界層、又は２つの保護境界層から形成された単一層であり得る。当該技術分野で知られているように、保護境界層は、加工中に干渉層を損傷から保護するために、交互干渉層のパケットに隣接して含まれることが多い。最外層１４６及び／又は１４７は、例えば、保護境界層又は保護境界層と追加の外側スキン層との組み合わせであり得る。
【0016】
いくつかの実施形態では、複数のポリマー層１０、１１は、反射偏光子１００、１００’の厚さの少なくとも一部に沿って配置され、１～Ｎまで順次番号付けされた複数の第１のポリマー層（例えば、反射偏光子１００’の第１の複数の層１４１の層１０、１１又は反射偏光子１００の層１０、１１の各々）を含み、Ｎは約１５０超の整数である。複数の第１のポリマー層は、その両端にポリマー末端層６６５、６６７を含む。ポリマー末端層とそれらの間の各層は、約３５０ｎｍ未満又は約３００ｎｍ未満の平均厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、複数のポリマー層１０、１１は、１つ以上の中間層１４３ａ、１４３ｂによって複数の第１のポリマー層から反射偏光子１００’の厚さ方向に沿って離間された複数の第２のポリマー層（例えば、反射偏光子１００’の第２の複数の層１４２の層１０、１１）を更に含み、複数の第１及び第２のポリマー層の各々は、約３５０ｎｍ未満又は約３００ｎｍ未満の平均厚さを有し、１つ以上の中間層の各々は、約５００ｎｍ超の平均厚さを有する。いくつかの実施形態では、複数の第１及び第２のポリマー層の各々の層番号は、合計で少なくとも１５０、又は合計で少なくとも２００である。
【0017】
複数のポリマー層１０、１１は、干渉層と称され得る交互の第１及び第２のポリマー層１０及び１１を含むことができる。干渉層は、干渉層の反射率及び透過率が光干渉によって合理的に説明することができるか、又は光干渉の結果として合理的に正確にモデル化することができる場合、主に光干渉によって光を反射及び透過すると説明されてもよい。当該技術分野において既知であるように、交互配置されたポリマー層を含む多層光学フィルム（例えば、反射偏光子フィルム）を使用して、層厚を好適に選択することによって、所望の波長範囲で所望の反射率及び透過率をもたらすことができる。多層光学フィルム及び多層光学フィルムを作製する方法は、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）、同第６，１７９，９４８号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）、同第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）、同第６，９６７，７７８号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）、及び同第９，１６２，４０６号（Ｎｅａｖｉｎら）に記載されている。いくつかの実施形態では、光学フィルタは、鋭いバンドエッジを有する。鋭いバンドエッジを有する光学フィルムは、当該技術分野において知られており、例えば、米国特許第６，９６７，７７８号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）に記載されている。
【0018】
本明細書の他の場所で更に説明するように、反射偏光子１００、１００’の透過率及び反射率は、実質的に垂直に入射する（例えば、名目上垂直に入射する、又は３０度、若しくは２０度以内、若しくは１０度以内に入射する）光４０及び／又は入射角θを有する光１７０に対して指定され得、並びに第１及び／又は第２の偏光状態（例えば、第１及び第２の偏光状態１７１及び１７２）に対して指定され得る。電界は、図示の実施形態では、第１の偏光状態１７１においてｙ軸に沿って分極され、第２の偏光状態１７２においてｘ軸に沿って分極される。反射偏光子の通過（それぞれの遮断）偏光状態は、反射偏光子の通過（それぞれの遮断）軸に平行である反射偏光子の平面（ｘ－ｙ平面）上への電界の投射を伴うｐ偏光状態（ｐ偏光）又はｓ偏光状態（ｓ－ｐｏｌ）であり得る。いくつかの実施形態では、入射平面に関係なく、第１の偏光状態１７１は、反射偏光子の遮断状態であり、第２の偏光状態１７２は、反射偏光子の通過状態である。入射光４０、１７０の一部（例えば、光２７０）は典型的には反射され、一部（例えば、光４７０）は、典型的には透過される。いくつかの実施形態では、第２の偏光状態１７２（及び／又は通過偏光状態）並びに第１の波長範囲に対して、反射偏光子は、より小さい入射角（例えば、光４０）で入射する光に対してより大きい平均光透過率、及びより大きい入射角（例えば、光１７０）で入射する光に対してより小さい平均光透過率を有する。そのような反射偏光子は、反射偏光子がリサイクルバックライトに含まれている場合、傾斜角度で入射する通過偏光状態の光の一部が反射偏光子によって反射され、次いでリサイクルされ、最終的にはより小さな入射角で反射偏光子に入射するときに透過されるため、コリメート反射偏光子と称され得る。コリメート反射偏光子は、当該技術分野において既知であり、例えば、米国特許第９，４４１，８０９号（Ｎｅｖｉｔｔら）及び同第９，５５１，８１８号（Ｗｅｂｅｒら）に記載されている。
【0019】
いくつかの実施形態では、反射偏光子１００又は１００’は、赤外線透過反射偏光子である。例えば、反射偏光子は、直交する第１及び第２の偏光状態１７１及び１７２の各々に対して、約９５０ｎｍ～約１２００ｎｍ又は約９５０ｎｍ～約１３００ｎｍの波長範囲内の実質的な垂直入射光４０の約６０％超（又は約７０％超、又は約７５％超、又は約８０％超）を透過し得る。
【0020】
光４０（又は１７０）は、反射偏光子１００、１００’のいずれかの側面に（例えば、図１に概略的に示されるように－ｚ方向に沿って、又は図３Ａに概略的に示されるように＋ｚ方向に沿って）入射することができる。同様に、他の図に示された入射光も、図示される光学素子のいずれかの側から入射することができる。
【0021】
図３Ａは、いくつかの実施形態による反射偏光子２００の概略断面図である。反射偏光子は、複数の層１４を含む（個々の層は図３Ａの概略図には示されていない。例えば、図１～２を参照）。反射偏光子２００は、概して、反射偏光子２００が、粒子２３及び５３をそれぞれ含む第１及び第２の外層２０及び５０を含み、そうでなければ層１４６及び１４７に対応し得ることを除いて、反射偏光子１００又は１００’に対応し得る。いくつかの実施形態では、反射偏光子２００は、第１の外層２０の第１の主面２１’から部分的に突出して第１の構造化主面２１を形成する複数の第１の粒子２３を含む。複数のポリマー層１４は、第１の外層２０と共押出しすることができる。いくつかの実施形態では、第２の外層５０は、複数のポリマー層１４及び第１の外層２０と共押出しされる。いくつかの実施形態では、反射偏光子２００は、第２の外層５０の第２の主面５１’から部分的に突出して第２の構造化主面５１を形成する複数の第２の粒子５３を含む。いくつかの実施形態では、第１の粒子２３は、約７～約９ミクロンの平均粒径を有する。反射又は部分反射フィルム（例えば、別の反射偏光子）が構造化表面を有する反射偏光子上に配置されるときに、望ましくない光学的影響が生じ得ることが分かった。第１の粒子の平均粒径を約７～約９ミクロンの範囲に選択すると、これらの望ましくない光学的影響が実質的に低減又は排除されることが分かった。いくつかの実施形態では、第２の粒子はまた、約７～９ミクロンの平均粒径を有し得る。他の実施形態では、第２の構造化表面５１は、典型的には、例えば、より反射率の高いフィルムではなく拡散体に面するように配置されるので（例えば、図２１～２３を参照）、第２の粒子５３と第１の粒子２３の平均粒径は異なる範囲内にある。いくつかの実施形態では、第２の粒子５３は、第１の粒子２３の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する。いくつかの実施形態では、第２の粒子５３は、約６ミクロン未満の平均粒径を有する、又は平均粒径は、例えば、約１ミクロン若しくは約２ミクロン～約６ミクロンの範囲内であり得る。いくつかの実施形態では、第２の粒子５３は、第１の粒子２３の平均粒径とほぼ同じ（例えば、１０％以内又は５％以内）平均粒径を有する。いくつかの実施形態では、第２の粒子５３は、第１の粒子２３の平均粒径よりも大きい平均粒径を有する。いくつかの実施形態では、第２の粒子５３は、約３ミクロン超、又は約５ミクロン超、又は約１０ミクロン超、又は約１５ミクロン超の平均粒径を有する。いくつかの実施形態では、第２の粒子は、例えば、約３ミクロン～約２０ミクロンの範囲の平均粒径を有する。
【0022】
いくつかの実施形態では、第２の外層５０は、内部に部分的に沈み込んで第２の構造化主面５１を形成する複数の粒子５３を含む。いくつかの実施形態では、第１の外層２０は、内部に部分的に沈み込んで第１の構造化主面２１を形成する複数の粒子２３を含む。構造化された外側主面を有する関連する反射偏光子は、２０２０年５月８日に出願された「ＲＥＦＬＥＣＴＩＶＥ ＰＯＬＡＲＩＺＥＲ ＷＩＴＨ ＩＭＰＲＯＶＥＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳ」と題する米国仮同時係属出願第６３／０２１７６５号に記載されており、本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。
【0023】
粒子をキャストウェブの最外主面にコーティングで塗布し、コーティングを乾燥し、キャストウェブを伸長して（例えば、一軸又は二軸でフィルムを延伸させる）、光学フィルムを形成することができる。これにより、粒子がフィルムの外層内に部分的に沈み込む結果、粒子が表面上に固定されて、外層の主面から部分的に突出し得る。コーティングは、任意選択的に、順次伸長プロセスでの順次延伸の間に塗布されて、最外層の弾性率／厚さを変化させることができ、これは、最外層に部分的に沈み込む粒子に影響を及ぼし得る。図３Ｂは、反射偏光子の外層５０の主面から部分的に突出して構造化主面を形成する粒子５３を示す、多層光学フィルム反射偏光子の一部の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。図３Ｃは、反射偏光子の外層２０の主面から部分的に突出して構造化主面を形成する粒子２３を示す、多層光学フィルム反射偏光子の一部の断面のＳＥＭ画像である。反射偏光子は、構造化主面に実質的に適合する光学拡散層３０を含む。外層の連続部分（例えば、連続ポリマー相）が複数のポリマー層と共押出しされる場合、粒子又は他の成分（例えば、粒子コーティングからのポリマー）がその後（共押出後）外層に添加される場合であっても、層は共押出層の特性を呈する（例えば、接着剤なしで隣接層に結合する）ため、フィルムの外層は、フィルムの複数のポリマー層と共押出しされると説明することができる。例えば、ポリマー層１１、１２と共押出しされる外層は、外層に部分的に沈み込んだ粒子を含むものとして説明されてもよく、外層がポリマー層１１、１２との共押出によって最初に形成された後に粒子が層に部分的に沈み込んだとしても、ポリマー層１１、１２と共押出されたものとして説明されてもよい。粒子は、粒子上の表面コーティングが、粒子を外層上にコーティングするために使用される混合物からのポリマーから形成される、表面コーティングされた粒子であり得る。いくつかの実施形態では、粒子を含有する混合物はポリエステルを含み（例えば、混合物は水溶性ポリエステルを含有する水性混合物であり得る）、いくつかの実施形態では、共押出しされた外層はポリエステルを含む。いくつかのそのような実施形態では、これにより、コーティングのポリエステルと共押出機層との間の緊密な屈折率の一致が提供され、コーティングされたポリエステルは、共押出ウェブと同様の条件下で伸長させることができる。また、コーティングされたポリエステルは、コーティングされた光学拡散層と相溶性であり得る。
【0024】
代替的に、共押出後に添加される粒子を含むものとして共押出外層を説明する代わりに、反射偏光子は、共押出層の主面から部分的に突出する粒子を含むものとして説明することができる。
【0025】
他の実施形態では、粒子は、第１及び第２の外層の一方に含まれるが、他方には含まれず、それぞれの主面を形成する。例えば、構造化表面は、エンボス加工、キャスティング及び硬化、又は構造体のために粒子を利用しない他の技術によって形成することができる。
【0026】
第１の構造化主面２１は、複数のポリマー層１４と反対側に面している。光学拡散層３０は、外層２０の第１の構造化主面２１上に適合するように配置され、それにより、光学拡散層３０の対向する第１及び第２の主面３１及び３２が、第１の構造化主面２１に実質的に適合する。例えば、第１及び第２の主面３１及び３２が、第１の構造化主面２１に適合することができる、又は第１の構造化主面２１に名目上適合することができる、又は構造化主面２１の構造体の高さに対するわずかな変動（例えば、構造体の高さ又は粒子２３の平均粒径の約３０％未満、又は約２０％未満、又は約１０％未満）内で第１の構造化主面２１に適合することができる。いくつかの実施形態において、第１及び第２の主面３１及び３２は、それらの間に約２００～約５０００ｎｍの平均間隔Ｓを画定する。いくつかの実施形態では、平均間隔Ｓは、約２００ｎｍ～約２０００ｎｍ、又は約２００ｎｍ～約１５００ｎｍ、又は約３００ｎｍ～約１２００ｎｍである。反射偏光子１００の反射及び透過特性は、他の箇所で更に説明されるように、実質的な垂直入射光４０（例えば、名目上垂直に、又は光学構造物がｘ－ｙ平面内に延び、ｚ方向に厚さを有するとき、ｘ－ｙ平面に対する法線（ｚ方向）から３０度以内、若しくは２０度以内、若しくは１０度以内で入射する光）について説明することができる。
【0027】
図４Ａは、いくつかの実施形態による光学拡散層３０の概略断面図である。図４Ａに概略的に示される光学拡散層３０は、例えば、図３Ａに概略的に示される光学拡散層３０の一部であり得る。図４Ｂは、例示的な光学拡散層３０の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。光学拡散層３０は、光学拡散層３０の第１の主面３１と第２の主面３２との間にわたって分散された複数のナノ粒子３３を含む。ナノ粒子は、約１０ｎｍ～約１５０ｎｍ又は約２０ｎｍ～約１５０ｎｍの平均粒径を有することができ、それらの間に複数のボイド３４を画定する。いくつかの実施形態では、光学拡散層３０中のナノ粒子３３は凝集して、約１００ｎｍ～約１０ミクロン又は約１００ｎｍ～約１０００ｎｍの平均粒径を有する複数のナノ粒子凝集体３５を形成する。他の実施形態では、凝集体は、より大きくてもよい（例えば、最大約１０ミクロン、又は約１ミクロン～約１０ミクロン、又は約５ミクロン～約１０ミクロン）。いくつかの実施形態では、ポリマー材料３６は、ナノ粒子３３を互いに結合して、それらの間にボイド３４を画定し得る複数のナノ粒子凝集体３５を形成する。いくつかの実施形態では、光学拡散層３０の厚さ方向（例えば、ｚ方向）における光学拡散層３０の断面の平面（例えば、ｘ－ｚ平面）において、ボイド３４は、断面の平面の面積の約５％～約５０％を占める。いくつかの実施形態では、ボイド３４は、断面の平面の面積の約５％～約４５％又は約４０％を占める。いくつかの実施形態では、ボイド３４は、断面の平面の面積の約１０％又は約１５％～約５０％、又は約４５％、又は約４０％を占める。
【0028】
いくつかの実施形態では、光学拡散層３０は、粒子、モノマー及び溶媒の混合物をコーティングし、次いで混合物を硬化及び乾燥させることによって形成される。モノマーは硬化してポリマーバインダー（ポリマー材料３６）となり、粒子の凝集体を互いに結合し、溶媒は蒸発して凝集体間にボイドを形成する。溶媒は、硬化中に少なくとも部分的に蒸発することができる、及び／又は後続の乾燥工程を使用して溶媒の蒸発を完了することができる。いくつかの実施形態では、硬化及び乾燥は、前硬化工程、次いで乾燥工程、次いで後硬化工程を含む。いくつかの実施形態では、モノマーは、紫外線（ＵＶ）硬化性であり、光開始剤が混合物に含まれる。凝集体のサイズは、モノマーを硬化させるために使用されるＵＶ出力を変化させることによって調節することができ、出力が高いほど、概して、小さい凝集体サイズをもたらす。比較的高いＵＶ出力を有する比較的少量の光開始剤は、小さい凝集体サイズ及び非脆弱な層をもたらすが、比較的多量の光開始剤は、脆弱な層をもたらし得ることが分かった。ボイド率は、混合物中で使用される溶媒の量を変化させることによって調整することができ、溶媒の装填量が高いほど、概して、より高いボイド率をもたらす。いくつかの実施形態では、混合物は、約２０～約６０重量％の固体を含む。
【0029】
いくつかの実施形態では、ポリマー材料３６は、放射線硬化（例えば、ＵＶ硬化）ポリマーである、又はそれを含む。いくつかの実施形態では、ポリマー材料３６は、アクリレートである、又はアクリレートを含む。いくつかの実施形態において、ポリマー材料３６は、ペンタエリスリトールトリアクリレートである、又はペンタエリスリトールトリアクリレートを含む。
【0030】
ナノ粒子３３又は本明細書に記載される他の粒子の平均粒径は、平均又はメジアンサイズであり得る。例えば、平均粒径は、Ｄｖ５０サイズ（体積分布におけるメジアンサイズ、又は同等に、粒子の総体積の５０パーセントがＤｖ５０サイズ以下のサイズを有する粒子によって提供される粒径）であり得る。いくつかの実施形態では、ナノ粒子３３は、約２０ｎｍ～約１５０ｎｍ、又は約３０ｎｍ～約１２０ｎｍ、又は約３０ｎｍ～約１００ｎｍ、又は約５０ｎｍ～約９０ｎｍ、又は約６０ｎｍ～約９０ｎｍの範囲の平均粒径を有する。いくつかの実施形態では、ナノ粒子３３は、シリカである、又はシリカを含む。
【0031】
ボイド３４によって占められる断面の面積のパーセントは、画像解析技術を用いて求めることができる。例えば、光学拡散層は、ミクロトームによって切断することができ、次いで、断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を撮影し、次いで、画像解析ソフトウェアを使用して画像を解析し、ボイドの占める面積パーセントを求めることができる。凝集体の平均粒径は、画像の分析から求めることもできる。断面における凝集体の粒径は、凝集体の等価円直径（すなわち、断面において凝集体と同じ面積を有する円の直径）であり得る。
【0032】
粒子２３は、粒子凝集体３５の平均粒径の少なくとも約２、３、５、１０、２０、又は５０倍の平均粒径（例えば、直径）を有することができる。
【0033】
関連する光学拡散層は、２０２０年５月８日に出願された「ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＬＭＳ ＡＮＤ ＳＴＡＣＫＳ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ ＤＩＦＦＵＳＩＶＥ ＬＡＹＥＲ」と題する米国仮同時係属出願第６３／０２１７５１号に記載されており、本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。関連する光学拡散層を含む反射偏光子は、２０２０年５月８日に出願された「ＯＰＴＩＣＡＬ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ ＳＹＳＴＥＭ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ ＳＡＭＥ」と題する米国仮同時係属出願第６２／７０４３９９号に記載されており、本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。
【0034】
いくつかの実施形態では、ディスプレイシステムは、反射偏光子と、ディスプレイパネルに近接配置されたユーザの指を感知するためのセンサと、を含み、任意選択的に、反射偏光子とセンサとの間に配置された光学拡散フィルムを更に含み得る。
【0035】
図５Ａは、いくつかの実施形態による光学拡散フィルム３００の概略断面図である。図５Ｂは、いくつかの実施形態による光学拡散フィルム３００の主面１３１の概略平面図である。光学拡散フィルム３００は、第１の主面１１１及び第２の主面１１２を有する光学基材層１１０と、光学基材層１１０の第２の主面１１２上に配置された光学層１３０と、を含む。いくつかの実施形態では、接着層１３３は、光学層１３０と光学基材層１１０との間に配置されてもよい。代替的に、光学層１３０は、光学基材層１１０上に直接形成されてもよく、接着層１３３は省略されてもよい。いくつかの実施形態では、光学層１３０は、構造化主面１３１及び未構造化主面１３２を含む。いくつかの実施形態では、構造化主面１３１は、光学基材層１１０と反対側に面し、複数の離間した細長構造体１４０を含む。
【0036】
いくつかの実施形態では、細長構造体１４０は、同じ第１の方向（例えば、図５Ａに示すようにｘ方向）に沿って伸長し、構造化主面１３１にわたって実質的に均一な密度で（例えば、図５Ｂに示すように）配置されてもよい。いくつかの実施形態では、光学拡散フィルム３００は、光学基材層１１０の第１の主面１１１上に配置された光学拡散層１２０を更に含む。いくつかの実施形態では、接着層１３３’が、光学拡散層１２０と光学基材層１１０との間に配置される。代替的に、光学拡散層１２０は、光学基材層１１０上に直接形成されてもよく、接着層１３３’は省略されてもよい。
【0037】
いくつかの実施形態では、光学拡散層１２０は、内部に分散された複数のナノ粒子１２１を含む。いくつかの実施形態では、ナノ粒子１２１は、約１０ｎｍ～約３００ｎｍの平均粒径を有する。いくつかの実施形態では、ナノ粒子１２１はシリカを含み（例えば、ナノ粒子１２１はシリカナノ粒子であり得る）、光の少なくともいくつかの波長に拡散（散乱効果）を提供することができる。光学拡散層１２０は、光学拡散層３０について説明したものであってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、光学拡散層１２０は、光学拡散層１２０のナノ粒子を互いに結合して、それらの間に複数のボイド（例えば、ボイド３４に対応する）を画定する複数のナノ粒子凝集体（例えば、凝集体３５に対応する）を形成するポリマー材料（例えば、ポリマー材料３６に対応する）を含む。いくつかの実施形態では、光学拡散層１２０の厚さ方向における光学拡散層１２０の断面の平面において、光学拡散層１２０のナノ粒子１２１は、約２０ｎｍ～約１５０ｎｍの平均粒径を有し、ナノ粒子凝集体の平均粒径は、約１００ｎｍ～約１０ミクロンの範囲内であり、ボイドは、断面の平面の面積の約５％～約５０％若しくは約１５％～約４５％、又は他の箇所に記載される任意の範囲を占める。
【0038】
細長構造体１４０は、不規則なランダムパターンで、又は任意選択的に規則的な配列若しくはパターンで配置されてもよい。いくつかの実施形態では、細長構造体１４０は、図５Ａ～図５Ｂに示されるｘ軸などの第１の方向に沿って伸長し（すなわち、最長寸法を有し）、図５Ａ～図５Ｂに示されるｙ軸などの直交する第２の方向に沿って配置される。図５Ａ～図５Ｂに示される座標／基準系（すなわち、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向）の割当ては、説明目的のための例に過ぎず、他の基準系及び構成も、本開示と一致しつつ使用されてもよい。いくつかの実施形態では、細長構造体１４０は、第１の方向に沿った平均長（例えば、Ｌａ）と、直交する第２の方向（例えば、ｙ方向）に沿った平均幅（例えば、Ｌｂ）とを有し、平均長は、平均幅の少なくとも約２倍又は少なくとも約２．５倍である。第２は、第１の方向に直交し、厚さ方向（ｚ方向）に直交する。いくつかの実施形態では、細長構造体１４０は、約２ミクロン～約７ミクロン又は約３ミクロン～約６．５ミクロンの平均ピーク高Ｈを有する。細長構造体１４０は、例えば、高精細化プロセス（当該技術分野で知られている鋳造及び硬化プロセスなどの微細構造を生成するために使用されるプロセス）を使用して形成することができる。
【0039】
いくつかの実施形態では、光学構造物は、光学拡散フィルム３００上に配置された反射偏光子１００、１００’、又は２００を含む。光学構造物は、他の場所で更に説明されるように、ディスプレイシステムに使用することができる。
【0040】
図６Ａ～６Ｂは、それぞれ、層又はフィルム１５０及び層又はフィルム１５０’の概略断面図であり、光４０ａ及び４０ｂが層又はフィルムに実質的に垂直入射する。層又はフィルム１５０は、例えば、本明細書に記載される光学拡散層又は光学拡散フィルム又は反射偏光子又は光学構造物のいずれかに対応し得る。層又はフィルム１５０’は、例えば、本明細書に記載される基材層又は光学層のいずれかに対応することができる。光４０ａはλ１～λ２の範囲の波長を有し、光４０ｂはλ３～λ４の範囲の波長を有する。いくつかの実施形態では、λ１～λ２の範囲は可視範囲であり、λ３～λ４の範囲は赤外範囲である。例えば、いくつかの実施形態において、λ１は約４５０ｎｍであり、λ２は約６５０ｎｍであり、λ３は約９３０ｎｍであり、λ４は約９７０ｎｍである。波長範囲λ１～λ２の光４０ａに対して、層又はフィルム１５０は、平均正透過率Ｖｓ、平均拡散透過率Ｖｄ、及び平均全透過率Ｖｔ（Ｖｔ＝Ｖｓ＋Ｖｄ）を有する。波長範囲λ３～λ４の光４０ｂに対して、層又はフィルム１５０は、平均正透過率Ｉｓ、平均拡散透過率Ｉｄ、及び平均全透過率Ｉｔ（Ｉｔ＝Ｉｓ＋Ｉｄ）を有する。高い拡散透過率（例えば、高いＶｄ）は、高い光学ヘイズに対応する。
【0041】
いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光（４０、４０ａ、４０ｂ）、並びに約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの可視波長範囲及び約９３０ｎｍ～約９７０ｎｍの赤外波長範囲に対して、光学拡散層（例えば、３０又は１２０又は１５０）は、可視波長範囲における平均正透過率Ｖｓ及び赤外波長範囲における平均正透過率Ｉｓを有し、Ｉｓ／Ｖｓ≧２．５である。いくつかの実施形態では、Ｉｓ／Ｖｓ≧３である。いくつかの実施形態では、光学拡散層は、赤外波長範囲における平均全透過率Ｉｔを有し、Ｉｓ／Ｉｔ≧０．６又はＩｓ／Ｉｔ≧０．７である。いくつかの実施形態では、光学拡散層は、可視波長範囲における平均全透過率Ｖｔを有し、Ｉｔ／Ｖｔ＞１、又はＩｔ／Ｖｔ＞２、又はＩｔ／Ｖｔ＞３である。
【0042】
いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光（４０、４０ａ、４０ｂ）に対して、互いに直交する第１及び第２の偏光状態（１７１、１７２）の各々において、光学基材層（例えば、１１０又は１５０’）は、可視及び赤外波長範囲の各々において約７０％超の平均正透過率（Ｖｓ、Ｉｓ）を有する。いくつかの実施形態では、光学基材層（例えば、１１０又は１５０’）は、ポリエステルフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート［ＰＥＴ］フィルム）である、又はそれを含む。
【0043】
いくつかの実施形態では、ディスプレイシステムは、反射偏光子を含み、構造化ミラーを更に含む。構造化ミラーは、光学ミラー上に光学隆起を含むことができる。光学隆起は、例えば、印刷又は高精細化（例えば、キャスティング及び硬化）によって形成することができる。
【0044】
図７Ａ及び図７Ｂは、本説明による、離隔した光学隆起を有する構造化ミラー７００の代替的な実施形態を提供する。図７Ａは、光学ミラー７１０と、個別の離隔した光学隆起７２０のアレイを含む不連続層７２１と、を含む構造化ミラー７００を示す。図７Ａの実施形態では、光学隆起７２０は、規則的（例えば、長方形、正方形、又は六角形）又は不規則的（例えば、ランダム又は擬似ランダム）配列であってもよい配列で離隔され、光学ミラー７１０の表面上に直接配置される。いくつかの実施形態では、光学隆起７２０は、光学ミラー７１０の表面積のある割合を覆い、近赤外光の少なくともいくつかの波長に対して実質的に透過性を維持しながら、耐ウェットアウト性能（並びにニュートンリングなどの他の望ましくない光学的影響の低減）に寄与し得る丸みを帯びた隆起である。いくつかの実施形態では、光学ミラー７１０の表面の面積被覆率は、約１０％～約４０％であってもよい。
【0045】
図７Ｂは、構造化ミラー７００’の代替実施形態を示し、これは、光学ミラー７１０と、実質的に平面状のランド部７２２によって分離された光学隆起７２０’を特徴とする連続層７２１’と、を含む。図７Ｂの実施形態は、主に、（図７Ａのように）光学ミラー７１０上に直接配置された光学隆起７２０を有するのではなく、連続層７２１’及び光学隆起７２０’が、光学ミラー７１０上に配置される単一の構成要素として形成されるという点で、図７Ａの実施形態と異なる。図７Ａの実施形態と同様に、図７Ｂの実施形態は、いくつかの実施形態において、光学ミラー７１０（連続層７２１’のランド部７２２を含む）上の光学隆起７２０’の面積被覆率が約１０％～約４０％であってもよい。
【0046】
光学隆起７２０、７２０’に好適な材料としては、例えば、ＯＰ１０２８ Ｐｒｅｍｉｕｍ Ｇｌｏｓｓ ＨＳ Ｏｖｅｒｐｒｉｎｔ Ｖａｒｎｉｓｈ、ＯＰ２０１８ Ｉｍｐｒｉｎｔａｂｌｅ Ｍａｔｔｅ ＵＶ Ｖａｒｎｉｓｈ、及び９３０８ ＵＶ Ｆｌｅｘｏ Ｉｎｋ（全てＮａｚｄａｒ Ｉｎｋ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｓｈａｗｎｅｅ，ＫＳ）によって製造される）が挙げられる。
【0047】
いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光に対して、光学ミラー７１０は、少なくとも第１の偏光状態について可視波長範囲内で約３０％超（又は本明細書の他の場所に記載される範囲内）の平均光反射率と、第１の偏光状態及び直交する第２の偏光状態の各々について赤外波長範囲内の少なくとも１つの波長で約２０％超（又は本明細書の他の場所に記載される範囲内）の正透過率と、を有する。いくつかの実施形態では、光学隆起７２０、７２０’は、第１及び第２の偏光状態の各々における可視及び赤外波長範囲の各々に対して、約５０％超、又は約６０％超、又は約７０％超の平均光透過率を有する。
【0048】
関連する光学隆起は、２０２０年５月８日に出願された「ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＬＭ ＷＩＴＨ ＤＩＳＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＣＯＡＴＩＮＧ」と題する米国仮同時係属出願第６３／０２１７７３号に記載されており、本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。
【0049】
光学ミラー７１０は、複数の交互の第１及び第２のポリマー層１１及び１２を含むことができ（例えば、１００、１００’が交互に光学ミラーを含む図１～２を参照）、第１及び第２のポリマー層の各々は、約５００ｎｍ未満の厚さ、又は約３５０ｎｍ未満の厚さ、又は約３００ｎｍ未満の厚さである。光学ミラーは、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、単一パケット又はより厚い中間層によって分離された複数パケットを含むことができる。いくつかの実施形態では、光学ミラー７１０は、交互の第１及び第２の誘電体層を含み、第１及び第２の層のうちの少なくとも一方は無機層である。例えば、光学ミラー７１０は、誘電反射体とすることができる。いくつかの実施形態では、光学ミラー７１０は、金属層である、又は金属層を含む。
【0050】
図８～図９は、いくつかの実施形態による、それぞれ、第１の偏光状態（図８の透過率１３６）及び直交する第２の偏光状態（図９の透過率１３４）における実質的な垂直入射光４０に対する、反射偏光子、又は反射偏光子を含む光学構造物、又は別の光学素子についての透過率対波長の概略プロットである。いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光４０及び所定の波長範囲（例えば、λ１～λ２及び／又は少なくとも４５０ｎｍ～６５０ｎｍに及ぶ範囲）に対して、反射偏光子１００、１００、又は２００は、第１の偏光状態１７１において少なくとも約４０％の平均光透過率Ｔｐと、直交する第２の偏光状態１７２において少なくとも約７０％の平均光反射率Ｒと、を有する。いくつかの実施形態では、平均光透過率Ｔｐは、少なくとも約５０％、又は少なくとも約５５％、又は少なくとも約６０％である。いくつかの実施形態では、平均光反射率Ｒは、少なくとも約８０％、又は少なくとも約８５％、又は少なくとも約９０％である。ある入射角θで入射する光１７０に対する透過率１３５対波長も、図８に概略的に示されている。いくつかの実施形態では、第１の偏光状態及び所定の波長範囲（例えば、約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの可視範囲、約９３０ｎｍ～約９７０ｎｍの赤外範囲、又は約４００ｎｍ～約８００ｎｍの範囲）において、反射偏光子又は光学構造物は、小さい入射角で入射する光に対しては大きい平均光透過率（例えば、透過率１３６）を有し、大きい入射角で入射する光に対しては小さい平均光透過率（例えば、透過率１３５）を有する。小さい入射角は、０度から約２０度の範囲内とすることができる、又は例えば、約０度とすることができる。大きい入射角は、約３０度～約５０度の範囲内とすることができる、又は例えば、約４５度とすることができる。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲に対して、反射偏光子又は光学構造物は、任意の入射面に対する第１の（通過）偏光状態において、実質的な垂直入射光に対して大きい平均光透過率を有し、約４５度の入射角で入射する光に対して小さい平均光透過率を有する。いくつかの実施形態では、大きい平均光透過率と小さい平均光透過率との間の差は、少なくとも１０％、又は少なくとも２０％、又は少なくとも３０％である。
【0051】
いくつかの実施形態では、第２の偏光状態における実質的な垂直入射光に対する透過率は、所定の波長範囲内の短い波長に対しては高くなり、所定の波長範囲内のより長い第２の波長に対しては低くなる。そのような傾斜した遮断状態透過率は、例えば、視野角に伴う色ずれを低減することができる。
【0052】
平均透過率（それぞれの反射率）は、所定の波長範囲にわたる透過率（それぞれの反射率）の平均である。吸収が無視できるほど小さい反射偏光子又は光学構造物の場合、反射率Ｒは約１００％から透過率を引いたものである。透過率１３６は、反射偏光子又は光学構造物の通過状態透過率であり、透過率１３４は、反射偏光子又は光学構造物の遮断状態透過率である。代替的に、透過率１３４は、例えば、任意の偏光状態又は非偏光に対する光学ミラーの全透過率又は正透過率を表すことができる。透過率及び反射率は、別段の指示がない限り、それぞれ全透過率及び全反射率であると理解することができる。波長範囲λ１～λ２の実質的な垂直入射光４０に対する、第１の（通過）偏光状態における平均透過率Ｔｐと、第２の（遮断）偏光状態（又は光学ミラーのいずれかの偏光状態）における平均透過率Ｔｂｌとが、図８～図９に示されている。Ｒの示された値は、ほぼ、λ１～λ２の波長範囲内の実質的な垂直入射光４０に対する平均光反射率である。
【0053】
いくつかの実施形態では、例えば、λ１は約４００ｎｍ又は約４５０ｎｍであってもよく、λ２は約６５０ｎｍ、約７００ｎｍ又は約８００ｎｍであってもよい。いくつかの実施形態では、例えば、λ３は約９３０ｎｍ又は約９５０ｎｍであってもよく、λ４は約１１００ｎｍ又は約９７０ｎｍであってもよい。
【0054】
いくつかの実施形態では、透過率１３４は、光学ミラー（例えば、光学ミラー７１０）の透過率を表す。いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光４０に対して、光学ミラーは、少なくとも第１の偏光状態（例えば、偏光状態１７１、１７２の一方又は両方）において約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの可視波長範囲で約３０％超の平均光反射率Ｒを有する。いくつかの実施形態では、平均光反射率Ｒは、第１及び第２の偏光状態の各々において、可視波長範囲で約５０％超、又は約６０％超、又は約７０％超、又は約８０％超である。いくつかの実施形態では、透過率１３４は、光学ミラーの正透過率を表す。いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光４０に対して、光学ミラーは、第１の偏光状態及び直交する第２の偏光状態の各々において、約９３０ｎｍ～約９７０ｎｍの赤外波長範囲内の少なくとも１つの波長（例えば、λ３又はλ４又はそれらの間の波長）に対して約２０％超の正透過率を有する。いくつかの実施形態では、正透過率は、第１及び第２の偏光状態の各々において、赤外波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、約４０％超、又は約５０％超、又は約６０％超、又は約７０％超、又は約８０％超である。
【0055】
図１０は、実質的な垂直入射光４０に対する第１の（遮断）偏光状態における反射偏光子（例えば、反射偏光子１００、１００’、又は２００）の光透過率６３０対波長の概略プロットである。光透過率６３０はバンドエッジ６３１を有する。いくつかの実施形態では、バンドエッジにおいて光透過率が約１０％から少なくとも約７０％まで（例えば、約１０％から約７０％まで、又は約１０％から約８０％まで）増加する波長範囲に少なくともわたり、光透過率を波長に相関させる、バンドエッジ６３１への最良の線形フィットは、約２．５％／ｎｍより大きい、約３％／ｎｍより大きい、又は約３．５％／ｎｍより大きい、又は約４％／ｎｍより大きい、又は約４．５％／ｎｍより大きい、又は約５％／ｎｍより大きい勾配を有する。いくつかの実施形態では、短い波長Ｌ１から長い波長Ｌ２に及ぶ第１の波長範囲Ｒ１に対して、３０ｎｍ≦Ｌ２－Ｌ１≦５０ｎｍであり、Ｌ１は、バンドエッジ６３１において約５０％の光透過率に対応する波長Ｌ３よりも大きくかつＬ３から約２０ｎｍ以内である場合、光透過率６３０は、約７５％超、又は約８０％超、又は約８５％超の平均Ｔ１を有する。いくつかの実施形態では、反射偏光子は、指紋検出のために第１の波長Ｗ１を有する光を放射するように構成された感知光源（例えば、指感知に使用される赤外光源）を有するディスプレイシステムに使用される。いくつかの実施形態では、第１の波長Ｗ１は第１の波長範囲Ｒ１内にある。Ｗ１は、例えば、約８５０ｎｍ又は約９４０ｎｍとすることができる。いくつかの実施形態では、波長Ｌ３は、約８００ｎｍ～約１１００ｎｍ、又は約８１０ｎｍ～約８４０ｎｍ、又は約９００ｎｍ～約９３０ｎｍの範囲内にある。例えば、いくつかの実施形態では、波長Ｌ３は約８１０ｎｍ～約８４０ｎｍの範囲内にあり、かつ波長Ｗ１は約８５０ｎｍである、又は波長Ｌ３は約９００ｎｍ～約９３０ｎｍの範囲内にあり、かつ波長Ｗ１は約９４０ｎｍである。
【0056】
いくつかの実施形態では、第１の波長範囲Ｒ１における高い透過率は、少なくとも部分的に、鋭いバンドエッジに起因して達成される。例えば、バンドエッジ６３１は、他の箇所で説明される範囲内の勾配を有することができる。鋭いバンドエッジを有する光学フィルムは、当該技術分野において知られており、例えば、米国特許第６，９６７，７７８号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）に記載されている。いくつかの実施形態では、第１の波長範囲Ｒ１における高透過率は、少なくとも部分的に、より厚い交互のポリマー層を含む反射偏光子の側面近傍の層厚プロファイルに起因して達成される。いくつかの実施形態では、反射偏光子は、第１の勾配で概ね増加する層厚プロファイルを有する第１の部分と、第１の部分に隣接し、第１の勾配よりも実質的に大きい大きさを有する第２の勾配で概ね減少する層厚プロファイルを有する第２の部分と、を含むポリマー層のパケットを含む。外層２０及び５０の厚さはまた、他の層から反射された光との光学干渉を受け得る外層の表面から反射された光に起因して、第１の波長範囲Ｒ１における反射偏光子の透過スペクトルに影響を及ぼし得る。いくつかの実施形態では、外層２０及び５０の各々は、例えば、約１ミクロン～約５ミクロンの範囲の平均厚さを有する。
【0057】
図１１は、いくつかの実施形態による、複数のポリマー層１０、１１の層番号に対する平均層厚さのプロット２１０である。厚プロファイルは、反射偏光子全体又は反射偏光子のパケット（例えば、１４１又は１４２）内の複数のポリマー層１０、１１についてのものであり得る。図１２～１４は、図１１のプロットの一部である。
【0058】
層厚プロファイルは、適切なフィードブロック設計及び処理を通じて選択することができる。例えば、米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）に記載されている多層フィードブロック内の軸方向ロッドヒータ電力レベルを使用して、層厚プロファイルを制御することができる。
【0059】
平均層厚プロファイルは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用して測定することができる。測定の誤差を低減するために、層の平均厚さを移動平均として決定することができる。層は、最も薄い層から最も厚い層まで番号付けすることができ、移動平均は、より小さい層番号の１０層、特定の層、及びより高い番号の９層を含む２０層にわたって平均化することができる。プロファイルの端部近傍では、特定の層の前又は後のより少ない数しか利用できないため、より少ない層が移動平均に使用される。例えば、３２５層を有するフィルム又はパケットの場合、層１の平均厚さは、層１～１０の平均厚さであり、層２の平均厚さは、層１～１１の平均厚さであり、層１０１の平均厚さは、層９１～１１０の平均厚さであり、層３２５の平均厚さは、層３１５～３２５の平均厚さであり、層３２４の平均厚さは、層３１４～３２５の平均厚さである。
【0060】
いくつかの実施形態では、複数のポリマー層１１、１２の層番号に対する平均層厚さｔのプロット２１０は、より高い層番号を有する少なくともＱ２個の順次配列されたポリマー層を含む右領域２１３から、より低い層番号を有する少なくともＱ１個の順次配列されたポリマー層を含む左領域２１２を分離する、急な折れ曲がり領域２１１を含み、左領域２１２における少なくともＱ１個の順次配列されたポリマー層への線形フィット２１４（例えば、図１２を参照）は、約０．８より大きいｒ二乗値２１６で、層番号当たり約０．０４ｎｍより大きい大きさの正の線形勾配２１５を有し、右領域２１３における少なくともＱ２個の順次配列されたポリマー層への線形フィット２１７（例えば、図１３を参照）は、十分に大きな大きさの負の線形勾配２１８を有し、そのため、第１の偏光状態の実質的な垂直入射光４０に対して、反射偏光子の光透過率２３０（図１５を参照）対波長は、約８００ｎｍと約１１００ｎｍとの間にバンドエッジ２３１を有し、少なくともバンドエッジにおいて光透過率が約１０％から少なくとも約８０％まで増加する波長範囲にわたって光透過率を波長に相関させるバンドエッジ２３１への最良の線形フィット２３２（例えば、図１６を参照）は、バンドエッジ勾配について、約３％／ｎｍ超、又は約４％／ｎｍ超、又は本明細書に記載の範囲のうちの任意の範囲内の勾配２３３を有する。いくつかの実施形態では、最良の線形フィット２３２は、約０．８、又は約０．８５より大きい、又は約０．９より大きい、又は約０．９３より大きい、又は約０．９５より大きいｒ二乗値２３８を有する。Ｑ１は、約１００超の整数である。いくつかの実施形態では、Ｑ１は、少なくとも１００、又は少なくとも１５０、又は少なくとも１８０である。Ｑ２は、約１０超の整数である。いくつかの実施形態では、Ｑ２は、少なくとも１０、又は少なくとも１２、又は少なくとも１４である。
【0061】
いくつかの実施形態では、右領域２１３における少なくともＱ２個の順次配列されたされたポリマー層への線形フィット２１７は、約０．８より大きいｒ二乗値２１９で、層番号当たり約０．１ｎｍより大きい大きさを有する負の線形勾配２１８を有する。いくつかの実施形態では、線形フィット２１７の負の線形勾配２１８は、層番号当たり約０．１２ｎｍより大きい、又は層番号当たり約０．１４ｎｍより大きい、又は層番号当たり約０．１６ｎｍより大きい大きさを有する。いくつかのそのような実施形態又は他の実施形態では、線形フィット２１７のｒ二乗値１１９は、約０．８より大きい、又は約０．８５より大きい、又は約０．９より大きい。
【0062】
いくつかの実施形態では、線形フィット２１４の正の線形勾配２１５は、層番号当たり約０．０５ｎｍより大きい、又は層番号当たり０．０６より大きい、又は層番号当たり約０．０７より大きい大きさを有する。いくつかのこのような実施形態又は他の実施形態では、線形フィット２１４のｒ二乗値２１６は、約０．８より大きい、又は約０．８５より大きい、又は約０．９より大きい、又は約０．９５より大きい。
【0063】
いくつかの実施形態では、複数のポリマー層の層番号に対する平均層厚さｔのプロット２１０は、より高い層番号を有する少なくとも１０の順次配列されたポリマー層を含む右領域２１３から、より低い層番号を有する少なくとも１００の順次配列されたポリマー層を含む左領域２１２を分離する、急な折れ曲がり領域２１１を含み、急な折れ曲がり領域２１１を含む少なくとも１５の順次配列されたポリマー層への三次多項式フィット３２０（例えば、図１４を参照）は、約０．８より大きいｒ二乗値３２３で、正の三次係数３２１と負の二次係数３２２とを有する。いくつかの実施形態では、ｒ二乗値３２３は、約０．８５より大きい、又は約０．９超より大きい。いくつかの実施形態では、左領域２１２は、少なくとも１５０個又は少なくとも１８０個の順次配列されたポリマー層を含む。いくつかの実施形態では、右領域２１３は、少なくとも１２個又は少なくとも１４個の順次配列されたポリマー層を含む。
【0064】
いくつかの実施形態では、反射偏光子１００、１００’、又は２００は、１～Ｎから順次番号付けされた複数のポリマー層１０、１１を含み、Ｎは、約１５０より大きい整数であり、ポリマー層１０、１１の各々は、約３５０ｎｍ未満又は約３００ｎｍ未満の平均厚さを有する。反射偏光子１００、１００’は、例えば、約５００ｎｍよりも厚いポリマー層１０、１１に加えて、他の層（例えば、１４６、１４７、１４３ａ、１４３ｂ）を含み得る。いくつかの実施形態では、複数のポリマー層１０、１１の層番号に対する平均層厚さｔのプロット２１０は、反射偏光子１００、１００’、２００、又は複数のポリマー層１０、１１が本明細書の他の箇所で説明される反射率及び透過率特性を有するように、複数のポリマー層１０、１１内の最も厚いポリマー層２２４を含む急な屈曲領域２１１を含む。
【0065】
図１５は、反射偏光子１００、１００’の光透過率２３０対波長のプロットである。図１６～図１８は、図１５のプロットの一部である。光透過率２３０は、第１の偏光状態１７１を有する実質的な垂直入射光４０についてのものとすることができる。いくつかの実施形態では、反射偏光子は、第１の偏光状態１７１に直交する第２の偏光状態１７２を有する光を実質的に透過する。短波長を反射するパケットも含む、反射偏光子において長波長を反射するパケットについての図１１の層厚プロファイルは、光透過率２３０を生成することができる。交互のポリマー層に好適な材料としては、例えば、高屈折率材料としてポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び、低屈折率材料として様々なコポリエステルとポリカーボネートとのポリマーブレンドが挙げられる。
【0066】
いくつかの実施形態では、複数のポリマー層１０、１１、又は反射偏光子１００、１００’は、約４００ｎｍ～約８００ｎｍに延びる第１の波長範囲において第１の偏光状態１７１を有する入射光４０の約８０％超を反射し、第１の波長範囲において第１の偏光状態１７１に直交する第２の偏光状態１７２を有する入射光の約４０％超、又は約５０％超を透過し、第１及び第２の偏光状態１７１及び１７２の各々において約９５０ｎｍ～約１３００ｎｍに延びる第２の波長範囲内の入射光の約６０％超を透過し、第１の偏光状態１７１における光学フィルムの光透過率２３０対波長は、約８００ｎｍ～約１１００ｎｍのバンドエッジ２３１を含む。いくつかの実施形態では、バンドエッジ２３１は、約８５０ｎｍ～約９５０ｎｍである。いくつかの実施形態では、バンドエッジにおいて光透過率が約１０％から少なくとも約７０％まで増加する少なくとも波長範囲にわたって光透過率を波長に相関させるバンドエッジ２３１への最良の線形フィット２３２（例えば、図１６を参照）は、約３%／ｎｍ超、又はバンドエッジ勾配について他の箇所に記載された任意の範囲内（例えば、約４％／ｎｍ超）の勾配２３３を有する。
【0067】
いくつかの実施形態では、最良の線形フィット２３２が２０％である第１の波長λａから最良の線形フィット２３２が８０％である第２の波長λｂまでの波長範囲Ｒ２（例えば、図１６を参照）は、約３０ｎｍ未満の幅、又は約２０ｎｍ未満の幅、又は約１５ｎｍ未満の幅である。いくつかの実施形態では、透過率が少なくとも約２０％である約６００ｎｍ超の最小波長から透過率が少なくとも約８０％である約６００ｎｍ超の最小波長までの波長範囲は、約３０ｎｍの幅、又は約２０ｎｍ未満の幅、又は約１５ｎｍ未満の幅である。
【0068】
いくつかの実施形態では、バンドエッジと約２０００ｎｍ又は約１６００ｎｍ又は約１３００ｎｍとの間の少なくとも２００ｎｍ幅の波長範囲にわたる光透過率２３０に対する二次多項式フィット２３４（例えば、図１７を参照）は、約０．６より大きいｒ二乗値２３９及び約８０％未満の最小光透過率Ｔｍｉｎを有する。バンドエッジと約２０００ｎｍ又は約１６００ｎｍ又は約１３００ｎｍとの間の波長範囲は、例えば、約９５０ｎｍ～約１２００ｎｍの範囲であり得る。いくつかの実施形態では、ｒ二乗値２３９は、約０．７超、又は約０．７５超である。いくつかの実施形態では、二次多項式フィット２３４は、正の二次係数２８１及び負の一次係数２８２を有する。いくつかの実施形態では、二次多項式フィット２３４は、約７５％未満の最小光透過率Ｔｍｉｎを有する。いくつかの実施形態では、最小光透過率Ｔｍｉｎは、約６０%超である、又は約６５%超である。
【0069】
本明細書に記載の線形フィットは、当該技術分野で知られているように、線形最小二乗フィットであり得る。多項式フィットは、同様に最小二乗フィットであり得る。そのようなフィットは、残差の二乗の合計を最小限に抑え、残差はデータとフィット曲線（線又は多項式）との差である。最小二乗分析により、決定係数と呼ばれることがあるｒ二乗値を決定することができる。
【0070】
いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光と、短い波長Ｌ１から長い波長Ｌ２に及ぶ第１の波長範囲Ｒ２（例えば、図１８を参照）（３０ｎｍ≦Ｌ２－Ｌ１≦５０ｎｍであり、Ｌ１は、バンドエッジにおいて約５０％の光透過率に対応する波長Ｌ３よりも大きくかつＬ３から約２０ｎｍ以内である）において、光透過率２３０は、約７５％超、又は約８０％超、又は約８５％超の平均を有する。いくつかの実施形態では、３５ｎｍ≦Ｌ２－Ｌ１≦４５ｎｍである。いくつかの実施形態では、Ｌ１は、波長Ｌ３の約１８ｎｍ以内又は約１６ｎｍ以内である。
【0071】
関連する反射偏光子は、２０２０年５月８日に出願された「ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＬＭ」と題する米国仮同時係属出願第６３／０２１７４３号に記載されており、本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。
【0072】
図１９～図２０は、光学拡散層を含む光学素子の実質的な垂直入射非偏光４０の透過率対波長のプロットである。図１９は、（例えば、反射偏光子２００に対応する）反射偏光子の全透過率、拡散透過率、及び正透過率を示し、図２０は、（例えば、光学拡散フィルム３００に対応する）光学拡散フィルムの全透過率、拡散透過率、及び正透過率を示す。
【0073】
図１９は、入射光４０が非偏光であり、反射偏光子が光学拡散層（例えば、光学拡散層３０に対応する）を含む例示的な反射偏光子の実質的な垂直入射光４０の透過率対波長のプロットである。いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光４０に対して、反射偏光子は、約４５０～約４８５ｎｍ（波長範囲１８０）、約５００～約５６５ｎｍ（波長範囲１８１）、及び約６２５～約６８０ｎｍ（波長範囲１８２）のそれぞれの波長範囲において平均拡散光透過率Ｔｂ、Ｔｇ、及びＴｒを有し、Ｔｂ＞Ｔｇ＞Ｔｒである。いくつかの実施形態では、Ｔｂ、Ｔｇ、及びＴｒは、約３０％未満、又は約２５％未満、又は約２０％未満である。いくつかの実施形態では、Ｔｂ－Ｔｇ及びＴｇ－Ｔｒはそれぞれ、約１％超、又は約２％超である。いくつかの実施形態では、Ｔｒ－Ｔｇは、約３％超、又は約５％超である。いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光４０に対して、反射偏光子の全透過率は、約８００～１１００ｎｍの間に離隔した第１及び第２のプラトー領域１８３及び１８４を有し、各プラトー領域は少なくとも２０ｎｍ幅である。第１及び第２のプラトー領域１８３及び１８４は、それぞれ平均全透過率Ｐ１及びＰ２を有する。いくつかの実施形態では、Ｐ２はＰ１よりも、約２０％超、又は２５％超、又は３０％超、又は３５％超大きい。いくつかの実施形態では、第１のプラトー領域１８３は、８００ｎｍと第２のプラトー領域１８４との間に配置される。いくつかの実施形態では、第１のプラトー領域１８３は８６０ｎｍを含み、第２のプラトー領域１８４は９５０ｎｍを含む。
【0074】
図１９の反射偏光子、実質的な垂直入射非偏光４０ａ、及び約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの可視波長範囲に対して、反射偏光子は、約２５．２７％の平均全透過率Ｖｔ、約１０．７５％の平均拡散透過率Ｖｄ、及び約１４．５２％の平均正透過率Ｖｓを有する。図１９の反射偏光子、実質的な垂直入射非偏光４０ｂ、及び約９３０ｎｍ～約９７０ｎｍの赤外波長範囲に対して、反射偏光子は、約８６．６６％の平均全透過率Ｉｔ、約１３．８９％の平均拡散透過率Ｉｄ、及び約７５．７７％の平均正透過率Ｉｓを有する。
【0075】
図２０は、いくつかの実施形態による、例示的な光学拡散フィルム（例えば、光学拡散フィルム３００に対応する）の実質的な垂直入射光４０の透過率対波長のプロットである。いくつかの実施形態では、非偏光であり得る実質的な垂直入射光４０に対して、光学拡散フィルムは、約４５０～約４８５ｎｍ（波長範囲１８０）、約５００～約５６５ｎｍ（波長範囲１８１）、及び約６２５～約６８０ｎｍ（波長範囲１８２）のそれぞれの波長範囲において平均拡散光透過率Ｔｂ、Ｔｇ、及びＴｒを有し、Ｔｂ＞Ｔｇ＞Ｔｒである。いくつかの実施形態では、Ｔｂは、約８０％未満、又は約７０％未満である。いくつかの実施形態では、Ｔｂは、約４０％超、又は約５０％超である。いくつかの実施形態では、Ｔｒは、約３５％超、又は約４０％超である。いくつかの実施形態では、Ｔｒは、約６５％未満、又は約６０％未満である。いくつかの実施形態では、Ｔｂ－Ｔｇ及びＴｇ－Ｔｒの各々は、約１％超、又は約２％超である。いくつかの実施形態では、Ｔｂ－Ｔｒは、約５％超、又は約１０％超である。いくつかの実施形態では、光学拡散フィルムは、約４５０ｎｍ～約９７０ｎｍの波長範囲にわたって概ね減少する（例えば、単調に減少する又は増加しない）拡散光透過率と、約４５０ｎｍ～約９７０ｎｍの波長範囲にわたって概ね増加する（例えば、単調に増加する又は減少しない）正光透過率と、を有する。いくつかのそのような実施形態では、全光透過率は、概して、約４５０ｎｍ～約９７０ｎｍの波長範囲にわたって増加する。
【0076】
図２０の光学拡散フィルム、実質的な垂直入射非偏光７０ａ及び約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの可視波長範囲に、光学拡散フィルムは、約７６．０６％の平均全透過率Ｖｔ、約５７．４３％の平均拡散透過率Ｖｄ、及び約１８．６３％の平均正透過率Ｖｓを有する。図２０の光学拡散フィルム、実質的な垂直入射非偏光４０ｂ、及び約９３０ｎｍ～約９７０ｎｍの赤外波長範囲に対して、光学拡散フィルムは、約８６．９４％の平均全透過率Ｉｔ、約２５．６９％の平均拡散透過率Ｉｄ、及び約６１．２５％の平均正透過率Ｉｓを有する。
【0077】
図２１は、いくつかの実施形態による、ディスプレイシステム１０００に適用されたユーザ２６０の指２６１を感知するためのディスプレイシステム１０００の概略分解断面図である。ディスプレイシステム１０００は、ユーザ２６０が見るための画像３７１を生成するように構成されたディスプレイパネル３７０と、ディスプレイパネル３７０に照明１８８を提供するための光導波路１９０と、ディスプレイパネル３７０と光導波路１９０との間に配置された反射偏光子２０１と、反射偏光子２０１の反対側の光導波路１９０に近接配置されたユーザ２６０の指２６１を感知するためのセンサ１２５と、ユーザ２６０の指２６１に向けて（直接的又は間接的に）赤外光２２１を放射するように構成された感知光源２２０と、を含む。図示の実施形態では、光学拡散フィルム又は層３０１が、反射偏光子２０１と光導波路１９０との間に配置されている。反射偏光子２０１は、例えば、反射偏光子１００、１００’、又は２００に対応することができる。光学拡散フィルム又は層３０１は、例えば、光学拡散フィルム３００又は光学拡散層１２０に対応することができる。いくつかの実施形態では、反射偏光子２０１は、反射偏光子２０１の構造化主面上に適合するように配置された第１の光学拡散層を含み、光学拡散フィルム又は層３０１は、第２の光学拡散層である、又はそれを含む。センサ１２５は、指２６１によって反射された赤外光２２２の少なくとも一部を受光するように構成されている。図示の実施形態では、ディスプレイシステム１０００は、光導波路１９０とセンサ１２５との間に配置されたミラー７０１を更に含む。ミラー７０１は、例えば、他の箇所で説明した構造化ミラー７００又は７００’に対応することができる。
【0078】
いくつかの実施形態では、光導波路１９０は、導光板１９１と、導光板１９１に光１９３を射出するように構成された少なくとも１つの光源１９２と、を含む。いくつかの実施形態では、導光板１９１は、導光板１９１の平面（例えば、ｘ－ｙ平面）を画定する２つの直交方向に延び、導光板１９１を出る光（例えば、照明１８８）は、導光板１９１の平面に対して約７０度又は約８０度～約８９度の範囲の角度をなす方向に概ね伝搬する。その角度は、例えば、約８５度とすることができる。
【0079】
感知光源２２０は、例えば、約８５０ｎｍ又は約９４０ｎｍのピーク発光波長を有する赤外光源であり得る。指２６１とセンサ１２５との間に配置された光学構成要素（例えば、反射偏光子２０１、光学拡散フィルム又は層３０１、導光板１９１、及びミラー７０１）は好ましくは、ピーク発光波長に対して少なくとも部分的に透過性である。
【0080】
感知光源２２０は、ディスプレイシステム内の任意の適切な位置に配置することができる。例えば、感知光源２２０は、ディスプレイシステムの任意の様々な層に隣接配置することができる。図２２～図２３は、感知光源の他の可能な位置を概略的に示す。図２１～図２３に示される感知光源の位置は、例示的なものに過ぎず、いかなる意味においても限定するものではない。
【0081】
図２２は、いくつかの実施形態による、ディスプレイシステム１０００’に適用されたユーザ２６０の指２６１を感知するためのディスプレイシステム１０００’の概略分解断面図である。ディスプレイシステム１０００は、ユーザ２６０が見るための画像３７１を生成するように構成されたディスプレイパネル３７０と、ディスプレイパネル３７０に照明１８８を提供するための光導波路１９０と、ディスプレイパネル３７０と光導波路１９０との間に配置された光学構造物４００であって、光学拡散フィルム３００上に配置された反射偏光子２００を含む、光学構造物４００と、反射偏光子２００の反対側の光導波路１９０に近接配置されたユーザ２６０の指２６１を感知するためのセンサ１２５と、ユーザ２６０の指２６１に向けて赤外光２２１を放射するように構成された感知光源２２０’と、を含む。反射偏光子２００の第１の構造化主面２１は、ディスプレイパネル３７０と複数のポリマー層１４との間に配置されている。例示の実施形態では、ディスプレイシステム１０００’は、ディスプレイパネル３７０の上方に配置され、ユーザ２６０が見るために画像３７１を透過させるように構成されたカバーガラス３７２を含む。感知光源２２０’は、カバーガラス３７２の下方に配置されている。図示の実施形態では、ディスプレイシステム１０００は、光導波路１９０とセンサ１２５との間に配置された構造化ミラー７００’’を更に含む。構造化ミラー７００’’は、光学ミラー７１０’’と、光学ミラー７１０’’上に形成され、光導波路１９０に面する個別の離隔した光学隆起７２０’’のアレイと、を含む。構造化ミラー７００’’は、他の箇所で説明した構造化ミラー７００又は７００’に対応することができる。
【0082】
図２３は、いくつかの実施形態による、ディスプレイシステム１０００’’に適用されたユーザ２６０の指２６１を感知するためのディスプレイシステム１０００’’の概略分解断面図である。ディスプレイシステム１０００’は、概して、感知光源２２０’の配置を除いて、ディスプレイシステム１０００’に対応する。感知光源２２０’’は、構造化ミラー７００’’が感知光源２２０’’と光導波路１９０との間にくるように配置されている。
【0083】
本明細書の他の箇所で更に説明されるように、いくつかの実施形態では、反射偏光子２００は、小さい入射角で入射する可視通過状態光（例えば、ｐ偏光通過状態光）に対して大きい平均光透過率を有し、大きい入射角で入射する光に対して小さい平均光透過率を有するコリメート反射偏光子である。そのような偏光子は、光を再利用するように、大きな入射角を有する光をミラー７００’’に向けて反射して戻すことによって、コリメート効果を提供することができる。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ディスプレイの軸上輝度を向上させるために輝度向上プリズムフィルム（典型的には交差プリズムフィルム）を含むことが多い。場合によっては、そのようなフィルムは、コリメート反射偏光子が含まれるときには省略することができる。ディスプレイシステム１０００、１０００’、１０００’’のいくつかの実施形態では、ディスプレイパネル３７０とミラー７０１又は７００’’との間に輝度向上プリズムフィルムが配置されていない。
【0084】
関連するディスプレイシステムは、２０２０年５月８日に出願された「ＤＩＳＰＬＡＹ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＡＮＤ ＤＩＳＰＬＡＹ ＳＹＳＴＥＭ」と題する米国仮同時係属出願第６３／０２１７３９号に記載されており、本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。
【0085】
例示的な反射偏光子
【表1】
【0086】
数値モデリング研究は、２つの厚いスキン層の間に挟まれた６５０ミクロ層からなる３つの異なる層厚プロファイルを使用して完了した。６５０ミクロ層は、複屈折高屈折率光学層（ＨＩＯ）と等方性低屈折率光学層（ＬＩＯ）との間に一つおきに置いた。６３３ｎｍでのこのモデルに使用される屈折率を以下の表に示す。これらの屈折率は、多層反射偏光子フィルムから推測された。そのフィルムは、ＨＩＯ材料としてＰＥＮと、ＬＩＯ材料として１５．０重量パーセントのＰＥＴＧ、４０．８重量パーセントのＰＣＴＧ、１７．０重量パーセントのＰＣ１８０４、及び２７．２重量パーセントのＰＣ２４０５のポリマーブレンドと、を使用する多層共押出プロセスによって作製された。次いで、フィルムを、横方向に６：１の延伸比で標準テンターで連続的に伸長し、縦方向に拘束した（延伸又は弛緩なし）。延伸に使用したオーブン温度は２７０°Ｆであった。屈折率は、どの指数が測定されたスペクトルと６５０ミクロ層フィルムの計算されたスペクトルとの間に最良フィットをもたらしたかを見出す数値モデルを使用することによって推測された。原子間力顕微鏡（Ｂｒｕｋｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）製のＤｉｍｅｎｓｉｏｎ ＩＣＯＮ）を使用して層厚を測定した。
【表2】
【0087】
３つのモデル層厚プロファイルを図２４に示し、以下のように定義する。
【0088】
層プロファイル１：遮断偏光状態について約４００ナノメートル～約９３０ナノメートルの反射率を提供するように設計された提案層プロファイル
【0089】
層プロファイル２：層プロファイル１と比較して、指数関係ｔ＝ｔｍ－Ａｅ－（Ｎ－ｎ）／ｄを利用してアポダイズされた「上」構成を有し、式中、Ａは振幅係数、ｄはアポダイズ特徴が侵入する層の数、ｔｍはアポダイズ特徴の開始時の層厚、Ｎが層の総番号、ｎが層番号である。層プロファイル２については、Ａ＝－２０ｎｍ及びｄ＝５である。
【0090】
層プロファイル３：層プロファイル１と比較して、層プロファイル２と同じ機能形態を利用して、アポダイズされた「下」構成を有する。層プロファイル３については、Ａ＝２０ｎｍ及びｄ＝５である。
【0091】
これらの材料を用いてこれらの層プロファイルの光学性能をシミュレートするために、数値光学モデルを採用して、遮断状態におけるこれらの反射偏光子について得られた透過スペクトルを計算した。各層プロファイルについて計算を行い、各スキン層は、１．５、２．５、及び５．０マイクロメートル厚であるＬＩＯ材料からなるものとした。以下の表は、反射偏光子１～９のパラメータを定義し、各層プロファイルについて９３０～９８０ナノメートル帯域にわたる計算された平均透過率、及び各層プロファイルについての平均帯域幅（全てのスキン厚の平均）を示す。透過率が２０％に達する第１の波長から、透過率が最終的に８０％達成される波長までの帯域幅を計算した。
【表3】
【0092】
得られた遮断状態透過スペクトルは、厚さ１．５マイクロメートルのスキン層（反射偏光器１、２、及び３）については図２５に示し、厚さ２．５マイクロメートルのスキン層（反射偏光子４、５、及び６）については図２６に示し、厚さ５．０マイクロメートルのスキン層（反射偏光子７、８、及び９）については図２７に示す。
【0093】
図２８及び図２９は、層厚プロファイルと透過スペクトル形状との間の関係を示す反射偏光器１０及び１１の実験の層厚プロファイル及び透過スペクトルをそれぞれ示す。これらのフィルムを作製するために使用された材料、層構成、及びプロセス条件を上記で説明し、層厚プロファイルを同じ原子間力顕微鏡システムで測定した。これらの層厚プロファイルを選択するために使用されるプロセスパラメータは、米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）に記載されているように、多層フィードブロック内の軸方向ロッドヒータ電力レベルであった。スキン層は、反射偏光器１０及び１１について厚さ１．５マイクロメートルであった。図２８は、２つの反射偏光子フィルムについてフィードブロックシステムによって送達される最後の３２５層の測定された層厚プロファイルを示す。図２９は、反射偏光器１０及び１１について得られる遮断状態透過スペクトルを示す。反射偏光子１１は、反射偏光子１０と比較して高い正の勾配を有する数が少なかった。反射偏光子１１は、反射偏光子１０よりも右バンドエッジに隣接する波長範囲（９１０～９５０ｎｍ）においてより高い透過率を示した。
【0094】
ビーズコーティング溶液の調製：
最初に、前駆体溶液ＷＢ５０を以下のように調製した。１ガロンのポリエステルケトルに、１１１．９ｇ（５．５モル％）の５－ソジオスルホイソフタル酸、５９２．１ｇ（４７．０モル％）のテレフタル酸、５９８．４ｇ（４７．５モル％）のイソフタル酸、７０５．８ｇのエチレングリコール、５９９ｇのネオペンチルグリコール、０．７ｇの酸化アンチモン、及び２．５ｇの酢酸ナトリウムを入れた。混合物を撹拌しながら窒素下３４５ｋＰａ（５０ｐｓｉ）で２３０℃まで２時間加熱し、その間に水の発生が観察された。温度を２５０℃に上昇させ、次いで圧力を低下させ、真空を加え（０．２トル）、温度を２７０℃に上昇させた。材料の粘度は４５分間にわたって増加し、その後、高分子量の透明な粘性スルホポリエステルが排出された。このスルホポリエステルは、ＤＳＣによって７０．３℃のＴｇを有することが分かった。理論上のスルホネート当量は、スルホネート１モル当たり３８４７ｇのポリマーであった。５００ｇのポリマーを、２０００ｇの水及び４５０ｇのイソプロパノールの混合物に８０℃で溶解した。次いで、イソプロパノール（及び水の一部）を除去するために、温度を９５℃に上げた。最終分散液は、固形分２０重量％の水性分散液からなっていた。
最初に、前駆体溶液ＷＢ５０を以下のように調製した。１ガロンのポリエステルケトルに、１１１．９ｇ（５．５モル％）の５－ソジオスルホイソフタル酸、５９２．１ｇ（４７．０モル％）のテレフタル酸、５９８．４ｇ（４７．５モル％）のイソフタル酸、７０５．８ｇのエチレングリコール、５９９ｇのネオペンチルグリコール、０．７ｇの酸化アンチモン、及び２．５ｇの酢酸ナトリウムを入れた。混合物を撹拌しながら窒素下３４５ｋＰａ（５０ｐｓｉ）で２３０℃まで２時間加熱し、その間に水の発生が観察された。温度を２５０℃に上昇させ、次いで圧力を低下させ、真空を加え（０．２トル）、温度を２７０℃に上昇させた。材料の粘度は４５分間にわたって増加し、その後、高分子量の透明な粘性スルホポリエステルが排出された。このスルホポリエステルは、ＤＳＣによって７０．３℃のＴｇを有することが分かった。理論上のスルホネート当量は、スルホネート１モル当たり３８４７ｇのポリマーであった。５００ｇのポリマーを、２０００ｇの水及び４５０ｇのイソプロパノールの混合物に８０℃で溶解した。次いで、イソプロパノール（及び水の一部）を除去するために、温度を９５℃に上げた。最終分散液は、固形分２０重量％の水性分散液からなっていた。
【0095】
以下の表に詳述する投入物を混合し、均質になるまで撹拌することによって、コーティング溶液を調製した。
【表4】
【0096】
反射偏光子１２
多層光学（ＭＯＦ）フィルムを、ミクロ層の２つの連続的な（積層）パケットを用いて製造し、各パケット中の３２５個の個々のミクロ層は、パケット接合層によって取り囲まれる。各パケット内のミクロ層は、材料Ａ及び材料Ｂの交互層として配置された。材料Ａは、複屈折ポリエステルＰＥＮであり、材料Ｂは、８５：１５の比のＰＣ：ＰＣＴＧ及びＰＥＴＧのブレンドであった。ミクロ層パケットは、可視波長及び近ＩＲ波長の領域にわたる反射帯域を有するように設計した。次いで、フィルムを、横方向に６：１の延伸比で標準テンターで連続的に伸長し、縦方向に拘束した（延伸又は弛緩なし）。延伸に使用したオーブン温度は２７０°Ｆであった。このフィルムの製造のためのプロセス条件は、以下の表に示されるように、測定されたスペクトルが、波長依存屈折率値を用いて計算されたスペクトルと一致するように選択された。材料ｎｘ、ｎｙ、及びｎｚのそれぞれの屈折率は、ｘ方向（横方向）、ｙ方向（縦方向）、及びｚ方向（厚さ方向）に沿っている。ｎｉｓｏは、ＰＣ：ＰＣＴＧ、ＰＥＴＧブレンドの等方性屈折率である。
多層光学（ＭＯＦ）フィルムを、ミクロ層の２つの連続的な（積層）パケットを用いて製造し、各パケット中の３２５個の個々のミクロ層は、パケット接合層によって取り囲まれる。各パケット内のミクロ層は、材料Ａ及び材料Ｂの交互層として配置された。材料Ａは、複屈折ポリエステルＰＥＮであり、材料Ｂは、８５：１５の比のＰＣ：ＰＣＴＧ及びＰＥＴＧのブレンドであった。ミクロ層パケットは、可視波長及び近ＩＲ波長の領域にわたる反射帯域を有するように設計した。次いで、フィルムを、横方向に６：１の延伸比で標準テンターで連続的に伸長し、縦方向に拘束した（延伸又は弛緩なし）。延伸に使用したオーブン温度は２７０°Ｆであった。このフィルムの製造のためのプロセス条件は、以下の表に示されるように、測定されたスペクトルが、波長依存屈折率値を用いて計算されたスペクトルと一致するように選択された。材料ｎｘ、ｎｙ、及びｎｚのそれぞれの屈折率は、ｘ方向（横方向）、ｙ方向（縦方向）、及びｚ方向（厚さ方向）に沿っている。ｎｉｓｏは、ＰＣ：ＰＣＴＧ、ＰＥＴＧブレンドの等方性屈折率である。
【表5】
【0097】
ｓ偏光状態及びｐ偏光状態における横方向に対して９０度の角度φ、０度（垂直入射）及び６０度の入射角θをなす入射面について、反射偏光子１２の代表的なスペクトルを測定し、図３０Ａに示す。原子間力顕微鏡（Ｂｒｕｋｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡ）製のＤｉｍｅｎｓｉｏｎ ＩＣＯＮ）を使用して層厚を測定し、図３０Ｂに示す。
【0098】
反射偏光子１３
未延伸キャストウェブのパケット１の表面に、リバースキス構成のグラビアロールを用いて溶液Ａを連続的にコーティングした。次いで、コーティングされたウェブを、オーブンの温度を６５℃超に維持したコーティングオーブンに少なくとも５秒間通過させた。一緒にグループ化されていない未延伸キャストウェブ上でビーズを顕微鏡下で観察し、ビーズは、コーティング溶液中と同じ濃度でウェブの表面に送達されているように見えた。このビーズコーティングされたキャストフィルムを伸長及び延伸させて、反射偏光子１２について記載したようなビーズコーティングされたＭＯＦを得た。
未延伸キャストウェブのパケット１の表面に、リバースキス構成のグラビアロールを用いて溶液Ａを連続的にコーティングした。次いで、コーティングされたウェブを、オーブンの温度を６５℃超に維持したコーティングオーブンに少なくとも５秒間通過させた。一緒にグループ化されていない未延伸キャストウェブ上でビーズを顕微鏡下で観察し、ビーズは、コーティング溶液中と同じ濃度でウェブの表面に送達されているように見えた。このビーズコーティングされたキャストフィルムを伸長及び延伸させて、反射偏光子１２について記載したようなビーズコーティングされたＭＯＦを得た。
【0099】
Ｋｅｙｅｎｃｅ顕微鏡を使用して単位面積当たりのビーズ数を計数し、～約１７５ビーズ／ｍｍ２であることが分かった。反射偏光子１３の代表的なスペクトルを測定し、図３１に示す。
【0100】
反射偏光子１４
未延伸キャストウェブのパケット１の表面に、リバースキス構成のグラビアロールを用いて溶液Ａを連続的にコーティングした。次いで、コーティングされたウェブを、オーブンの温度を６５℃超に維持したコーティングオーブンに少なくとも５秒間通過させた。次いで、溶液Ａでコーティングされたキャストウェブの他方の側（パケット２の表面）を、溶液Ｂで連続的にコーティングし、溶液Ａと同じように乾燥させた。一緒にグループ化されていない未延伸キャストウェブ上で、顕微鏡下でビーズを観察し、ビーズは、コーティング溶液中と同じ濃度でウェブの表面に送達されているように見えた。このビーズコーティングされたキャストフィルムを、反射偏光子１２について説明したように伸長及び延伸させて、両側ビーズコーティングされたＭＯＦを得た。Ｋｅｙｅｎｃｅ顕微鏡を使用して単位面積当たりのビーズ数を計数し、～約１７５ビーズ／ｍｍ２であることが分かった。
未延伸キャストウェブのパケット１の表面に、リバースキス構成のグラビアロールを用いて溶液Ａを連続的にコーティングした。次いで、コーティングされたウェブを、オーブンの温度を６５℃超に維持したコーティングオーブンに少なくとも５秒間通過させた。次いで、溶液Ａでコーティングされたキャストウェブの他方の側（パケット２の表面）を、溶液Ｂで連続的にコーティングし、溶液Ａと同じように乾燥させた。一緒にグループ化されていない未延伸キャストウェブ上で、顕微鏡下でビーズを観察し、ビーズは、コーティング溶液中と同じ濃度でウェブの表面に送達されているように見えた。このビーズコーティングされたキャストフィルムを、反射偏光子１２について説明したように伸長及び延伸させて、両側ビーズコーティングされたＭＯＦを得た。Ｋｅｙｅｎｃｅ顕微鏡を使用して単位面積当たりのビーズ数を計数し、～約１７５ビーズ／ｍｍ２であることが分かった。
【0101】
反射偏光子１５
コーティング溶液Ｂをコーティング溶液Ｃに置き換えたことを除いて、反射偏光子１４と非常に類似する反射偏光子１５を調製した。Ｋｅｙｅｎｃｅ顕微鏡を使用して単位面積当たりのビーズ数を計数し、～約１８２ビーズ／ｍｍ２であることが分かった。反射偏光子１５の断面は、図３Ａに概略的に示された断面と同様であったが、光学拡散層３０が存在しない。反射偏光子１５の代表的なスペクトルを測定し、図３２に示す。
コーティング溶液Ｂをコーティング溶液Ｃに置き換えたことを除いて、反射偏光子１４と非常に類似する反射偏光子１５を調製した。Ｋｅｙｅｎｃｅ顕微鏡を使用して単位面積当たりのビーズ数を計数し、～約１８２ビーズ／ｍｍ２であることが分かった。反射偏光子１５の断面は、図３Ａに概略的に示された断面と同様であったが、光学拡散層３０が存在しない。反射偏光子１５の代表的なスペクトルを測定し、図３２に示す。
【0102】
反射偏光子１６
反射偏光子１５に記載したようなＭＯＦフィルムの厚いパケットの表面を、以下に記載されるように、その溶媒に溶解されたアクリルモノマー中のシリカナノ粒子のスラリーを使用して、コンフォーマル拡散体でコーティングした。
反射偏光子１５に記載したようなＭＯＦフィルムの厚いパケットの表面を、以下に記載されるように、その溶媒に溶解されたアクリルモノマー中のシリカナノ粒子のスラリーを使用して、コンフォーマル拡散体でコーティングした。
【0103】
最初に、５．９５ｇのＡ－１７４及び０．５ｇの４－ヒドロキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン１－オキシル（５重量％；４Ｈ－２，２，６，６－ＴＭＰ１－０）を、ガラスジャー中の４００ｇのＮＡＬＣＯ２３２９及び４５０ｇの１－メトキシ－２－プロパノールの混合物に、室温で１０分間撹拌しながら添加して混合することによって、コーティング前駆体溶液を調製した。ジャーを密封し、８０℃で１６時間、オーブン内に置いた。次に、６０℃のロータリーエバポレータを用いて、溶液の固形分が４５重量％に近くなるまで、得られた溶液から水を除去した。得られた溶液に２００ｇの１－メトキシ－２－プロパノールを投入し、次いで、６０℃で、ロータリーエバポレータを使用して、残存する水を除去した。この後者の工程を２回繰り返し、溶液から水を更に除去した。最後に、１－メトキシ－２－プロパノールを添加することによって、全シリカナノ粒子の濃度を４２．５重量％に調整し、７５ｎｍの平均粒径を有する表面修飾シリカナノ粒子を含有するシリカ溶液を生じさせた。
【0104】
次に、コーティング溶液を調製した。コーティング溶液は、２０．９６重量％の上記の透明前駆体溶液、５．９４重量％のＳＲ４４４、７１．５５重量％のイソプロピルアルコール、１．４８重量％のＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４、及び０．０７重量％のＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９から構成されていた。コーティング溶液を、（圧力ポットを使用して）スロット型コーティングダイに、反射偏光子１５上に７ミクロンの湿潤層厚を生成する速度で圧送した。
【0105】
次に、コーティングされた基材を、ＵＶ放射の通過を可能にする石英窓を含むＵＶ－ＬＥＤ硬化チャンバに通過させてコーティングを重合した。ＵＶ－ＬＥＤ硬化チャンバは、１６０個のＵＶ－ＬＥＤの矩形アレイ、４０個のクロスウェブによる４個のダウンウェブ（およそ４２．５ｃｍ×４．５ｃｍの領域を被覆する）を含んでいた。ＬＥＤ（Ｎｉｃｈｉａ Ｉｎｃ．（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）から入手可能）は、３８５ｎｍの公称波長で動作し、１０アンペアで動作させたとき、０．０３５ジュール／平方ｃｍのＵＶ－Ａ線量をもたらした。ＵＶ－ＬＥＤを３アンペアで動作させて、本実施例に記載されるフィルムを作製した。水冷式ＵＶ－ＬＥＤアレイは、Ｌａｍｂｄａ電源（ＴＤＫ－Ｌａｍｂｄａ（Ｎｅｐｔｕｎｅ，ＮＪ）から入手可能）によって電力供給された。ＵＶ－ＬＥＤを、硬化チャンバの石英窓の上方に、基材から約２．５ｃｍの距離で配置した。ＵＶ－ＬＥＤ硬化チャンバに、１４１．６リットル／ｍｍの流量で窒素流を供給した。空気を窒素供給源に導入して、ＵＶ－ＬＥＤチャンバ内の全酸素レベルを制御した。ＵＶ－ＬＥＤ硬化チャンバ内の酸素濃度を、シリーズ３０００酸素濃度計（Ａｌｐｈａ Ｏｍｅｇａ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｃｕｍｂｅｒｌａｎｄ，ＲＩ）から入手可能）を使用して監視した。
【0106】
ＵＶ－ＬＥＤによって重合させた後、硬化したコーティング中の溶媒を除去し、６６℃で３０秒間乾燥させた。次に、Ｄバルブ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）から入手可能）を備えて構成されたＦｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｄｅｌ １６００を使用して、乾燥したコーティングを後硬化させた。ＵＶ Ｆｕｓｉｏｎチャンバに窒素流を供給し、その結果、チャンバ内の酸素濃度を約５０ｐｐｍとした。これにより、ビーズのコンフォーマルコーティングを有する拡散体コーティングフィルムが得られた。
【0107】
【0108】
例示的な光学拡散フィルム
【表6】
【0109】
コーティング前駆体溶液を作製した。５．９５グラムの３－メタクリルオキシプロピル－トリメトキシシラン（Ａ－１７４，Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ（Ｗａｔｅｒｆｏｒｄ，ＮＹ））及び０．５グラムの４－ヒドロキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン１－オキシル（５重量％；４Ｈ－２，２，６，６－ＴＭＰ１－０，Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ））を、ガラスジャー中の４００グラムの直径７５ｎｍのＳｉＯ２ゾル（ＮＡＬＣＯ２３２９，Ｎａｌｃｏ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ））及び４５０グラムの１－メトキシ－２－プロパノール（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ））の混合物に、室温で１０分間撹拌しながら添加した。ジャーを密封し、８０℃で１６時間、オーブン内に置いた。次に、６０℃のロータリーエバポレータを用いて、溶液の固形分が４５重量％に近くなるまで、得られた溶液から水を除去した。得られた溶液に１－メトキシ－２－プロパノール２００グラムを投入し、次いで、６０℃で、ロータリーエバポレータを使用して、残存する水を除去した。この後者の工程を２回繰り返し、溶液から水を更に除去した。最後に、１－メトキシ－２－プロパノールを添加することによって、総ＳｉＯ２ナノ粒子濃度を４２．５重量％に調整し、平均粒径７５ｎｍの表面修飾ＳｉＯ２ナノ粒子を含有するＳｉＯ２ゾルを得た。
【0110】
コーティング溶液「Ａ」を作製した。コーティング溶液「Ａ」は、２７．９８重量％の上記の透明前駆体溶液、７．９重量％のペンタエリスリトールトリアクリレートモノマー（ＳＲ４４４、Ｓａｒｔｏｍｅｒ）、６３．３重量％のイソプロピルアルコール、０．８重量％のＩＲＧＡＣＵＲＥ １８４（ＢＡＳＦ、Ｖａｎｄａｌｉａ、ＩＬ）、及び０．０２重量％のＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９（ＢＡＳＦ、Ｖａｎｄａｌｉａ、ＩＬ）から構成されていた。コーティング溶液「Ａ」を、Ｖｉｋｉｎｇ ＣＭＤ（Ｖｉｋｉｎｇ Ｐｕｍｐ，（Ｃｅｄａｒ Ｆａｌｌｓ，ＩＡ））ポンプを用いて、スロット型コーティングダイに、下塗りされたポリエステル基材上に１５ミクロンの湿潤層厚を生成する速度で圧送した。
【0111】
次に、コーティングされた基材を、ＵＶ放射の通過を可能にする石英窓を含むＵＶ－ＬＥＤ硬化チャンバに通過させてコーティングを重合した。ＵＶ－ＬＥＤ硬化チャンバは、ＵＶ－ＬＥＤの矩形アレイを含んでいた。ＬＥＤ（Ｎｉｃｈｉａ Ｉｎｃ．（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）から入手可能）は、３８５ｎｍの公称波長で動作し、１０アンペアで動作したとき、０．０３５ジュール／平方ｃｍのＵＶ－Ａ線量をもたらした。ＵＶ－ＬＥＤは、８アンペアで動作した。水冷式ＵＶ－ＬＥＤアレイは、Ｇｅｎｅｓｙｓ １５０－２２電源（ＴＤＫ－Ｌａｍｂｄａ（Ｎｅｐｔｕｎｅ，Ｎ．Ｊ．）から入手可能）によって電力供給された。ＵＶ－ＬＥＤを、硬化チャンバの石英窓の上方に、基材から約２．５ｃｍおいて配置した。酸素レベルを５０ｐｐｍ未満に維持するために、ＵＶ－ＬＥＤ硬化チャンバに２２立方フィート／分の流量で窒素流を供給した。ＵＶ－ＬＥＤ硬化チャンバ内の酸素レベルを、シリーズ３０００酸素濃度計（Ａｌｐｈａ Ｏｍｅｇａ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｃｕｍｂｅｒｌａｎｄ，ＲＩ）から入手可能）を使用して監視した。
【0112】
ＵＶ－ＬＥＤによって重合させた後、コーティングされた基材を１５０°Ｆ（６６℃）の乾燥オーブンに３０分間搬送することによって、硬化したコーティング中の溶剤を除去した。次に、Ｈバルブ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）から入手可能）を備えて構成されたＦｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｄｅｌ １６００Ｐを使用して、乾燥したコーティングを後硬化させた。ＵＶ Ｆｕｓｉｏｎチャンバに窒素流を供給し、その結果、チャンバ内の酸素濃度を約５０ｐｐｍとした。これにより、多孔質のコーティングポリエステルフィルムが得られた。
【0113】
試験方法及び結果
分光計（ＵＬＴＲＡＳＣＡＮ ＰＲＯ，Ｈｕｍｔｅｒｌａｂ（Ｒｅｓｔｏｎ，ＶＡ））を使用して、各拡散体について全近赤外透過率及び拡散近赤外透過率を測定した。拡散近赤外透過率を全近赤外透過率で割ることにより、これらの測定値から近赤外散乱比を計算した。９４０ｎｍでの全透過率は９０．８２％であり、拡散透過率は３５．２％であり、近赤外散乱比は３９％であった。
分光計（ＵＬＴＲＡＳＣＡＮ ＰＲＯ，Ｈｕｍｔｅｒｌａｂ（Ｒｅｓｔｏｎ，ＶＡ））を使用して、各拡散体について全近赤外透過率及び拡散近赤外透過率を測定した。拡散近赤外透過率を全近赤外透過率で割ることにより、これらの測定値から近赤外散乱比を計算した。９４０ｎｍでの全透過率は９０．８２％であり、拡散透過率は３５．２％であり、近赤外散乱比は３９％であった。
【0114】
各拡散体について、可視透過率（％Ｔ）、ヘイズ（％Ｈ）及び透明度（％Ｃ）を、ヘイズメータ（Ｈａｚｅ－ｇａｒｄ Ｐｌｕｓ，ＢＹＫ－Ｇａｒｄｎｅｒ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ））を使用して測定した。結果を以下の表に提供する。可視透過率は８７．５％であり、ヘイズは８０．４％であり、透明度は９７．８％であった。
【0115】
光学拡散フィルムは、光学拡散層の反対側の拡散体の基材上に構造化光学層を形成することによって作製された。構造化光学層は、概して、図５Ａ～５Ｂに概略的に示される構造化光学層１３０として現れた。
【0116】
構造化表面の幾何学的形状は、以下のパラメータによって特徴付けられた。
１． Ｘ１：構造化表面の特徴部の先端半径（例えば、細長構造体１４０に対応する）
２． Ｘ２：特徴部密度（平方ｍｍ当たりの特徴部の数）
３． 特徴部の高さは５ミクロンであった。
１． Ｘ１：構造化表面の特徴部の先端半径（例えば、細長構造体１４０に対応する）
２． Ｘ２：特徴部密度（平方ｍｍ当たりの特徴部の数）
３． 特徴部の高さは５ミクロンであった。
【0117】
以下の表中のパラメータによって記載される高精細構造のためのロールを作製した。
【表7】
【0118】
各ロールについて、構造化光学層を、約１．５０６７の硬化屈折率を有し、以下の表に示すように配合された１００％固体ＵＶ硬化性樹脂を使用して、連続プロセスでロールから高精細化することによって、光学拡散層の反対側の拡散体の基材上に形成した。
【表8】
【0119】
「約（ａｂｏｕｔ）」などの用語は、これらが本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者によって理解されよう。特徴部のサイズ、量、及び物理的特性を表す量に適用される「約」の使用が、本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、「約」とは、特定の値の１０パーセント以内を意味すると理解されよう。約特定の値として与えられる量は、正確に特定の値であり得る。例えば、それが本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、約１の値を有する量とは、その量が０．９～１．１の値を有することを意味し、その値が１であり得ることを意味する。
【0120】
上記において参照された参照文献、特許、又は特許出願の全ては、それらの全体が参照により本明細書に一貫して組み込まれている。組み込まれている参照文献の部分と本出願との間に不一致又は矛盾がある場合、前述の説明における情報が優先される。
【0121】
図中の要素についての説明は、別段の指示がない限り、他の図中の対応する要素に等しく適用されると理解されたい。特定の実施形態が本明細書において図示及び説明されているが、図示及び記載されている特定の実施形態は、本開示の範囲を逸脱することなく、様々な代替的実施態様及び／又は等価の実施態様によって置き換えられ得ることが、当業者には理解されよう。本出願は、本明細書で論じられた特定の実施形態のいずれの適応例、又は変形例、又は組み合わせも包含することが意図されている。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されることが意図されている。以下、例示的実施形態を示す。
［項目１］
ディスプレイシステムに適用されたユーザの指を感知するためのディスプレイシステムであって、
前記ユーザが見るための画像を生成するように構成されたディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに近接配置された前記ユーザの前記指を感知するためのセンサと、
前記ユーザの前記指に向けて、第１の波長Ｗ１を有する第１の光を放射するように構成された感知光源であって、前記センサが、前記指によって反射された前記第１の光の少なくとも一部を受光し検出するように構成されている、感知光源と、
前記ディスプレイパネルと前記センサとの間に配置された反射偏光子であって、合計で少なくとも５０である複数のポリマー層を含み、実質的な垂直入射光に対して、第１の偏光状態における前記反射偏光子の光透過率対波長がバンドエッジを含む、反射偏光子と、を備え、
前記バンドエッジにおいて前記光透過率が約１０％から約７０％まで増加する波長範囲に少なくともわたり、前記光透過率を前記波長に相関させる、前記バンドエッジへの最良の線形フィットが、約２．５％／ｎｍより大きい勾配を有し、
短い波長Ｌ１から長い波長Ｌ２に及び、Ｗ１を含む第１の波長範囲（３０ｎｍ≦Ｌ２－Ｌ１≦５０ｎｍ）において、Ｌ１が、前記バンドエッジに沿って約５０％の光透過率に対応する波長Ｌ３よりも大きくかつＬ３から約２０ｎｍ以内であり、前記光透過率が約７５％超の平均を有する、
ディスプレイシステム。
［項目２］
前記第１の波長Ｗ１が、約８５０ｎｍ又は約９４０ｎｍである、項目１に記載のディスプレイシステム。
［項目３］
前記波長Ｌ３が、約８００ｎｍ～約１１００ｎｍである、項目１又は２に記載のディスプレイシステム。
［項目４］
実質的な垂直入射光及び所定の波長範囲に対して、前記反射偏光子が、第１の偏光状態において少なくとも４０％の平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態において少なくとも７０％の平均光反射率を有する、項目１～３のいずれか一項に記載のディスプレイシステム。
［項目５］
前記第１の偏光状態及び前記所定の波長範囲において、前記反射偏光子が、より小さい入射角で入射する光に対してより大きい平均光透過率を有し、より大きい入射角で入射する光に対してより小さい平均光透過率を有する、項目４に記載のディスプレイシステム。
［項目６］
前記所定の波長範囲が、少なくとも約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍにわたる、項目４又は５に記載のディスプレイシステム。
［項目７］
前記複数のポリマー層が、前記反射偏光子の厚さ（ｚ軸）の少なくとも一部に沿って配置され、１～Ｎまで順次番号付けられ、Ｎが約１５０超の整数である複数の第１のポリマー層を含み、前記複数の第１のポリマー層が、その両端にポリマー末端層を含み、前記ポリマー末端層とそれらの間の各層が、約３５０ｎｍ未満の平均厚さを有し、前記複数の第１のポリマー層の層番号に対する平均層厚さのプロットが、より高い層番号を有する少なくともＱ２個の順次配列されたポリマー層を含む右領域から、より低い層番号を有する少なくともＱ１個の順次配列されたポリマー層を含む左領域を分離する、急な折れ曲がり領域を含み、Ｑ１が約１００より大きい整数であり、Ｑ２が少なくとも１０の整数であり、前記左領域における前記少なくともＱ１個の順次配列された第１のポリマー層への線形フィットが、約０．８より大きいｒ二乗値で、層番号当たり約０．０４ｎｍより大きい大きさの正の線形勾配を有し、前記右領域における前記少なくともＱ２個の順次配列された第１のポリマー層への線形フィットが、約０．８より大きいｒ二乗値で、層番号当たり約０．１ｎｍより大きい大きさの負の線形勾配を有する、項目１～６のいずれか一項に記載のディスプレイシステム。
［項目８］
前記複数のポリマー層が、１つ以上の中間層によって前記複数の第１のポリマー層から前記反射偏光子の厚さ方向に沿って離隔された複数の第２のポリマー層を更に含み、前記複数の第１及び第２のポリマー層の各々が、合計で少なくとも２００であり、前記複数の第１及び第２のポリマー層の各々が、約３００ｎｍ未満の平均厚さを有し、前記１つ以上の中間層の各々が、約５００ｎｍ超の平均厚さを有する、項目６に記載のディスプレイシステム。
［項目９］
前記バンドエッジと約１３００ｎｍとの間の少なくとも２００ｎｍ幅の波長範囲にわたる前記光透過率への二次多項式フィットが、約０．６より大きいｒ二乗値及び約８０％未満の最小光透過率を有する、項目１～８のいずれか一項に記載のディスプレイシステム。
［項目１０］
前記二次多項式フィットが、正の二次係数及び負の一次係数を有する、項目９に記載のディスプレイシステム。
［項目１１］
前記反射偏光子が、
前記複数のポリマー層と共押出しされた第１の外層と、
約７～約９ミクロンの平均粒径を有し、前記第１の外層の第１の主面から部分的に突出して第１の構造化主面を形成する複数の第１の粒子と、
前記第１の構造化主面に適合するように配置された第１の光学拡散層であって、前記第１の光学拡散層の対向する第１及び第２の主面が、前記第１の構造化主面に実質的に適合し、前記第１の光学拡散層が、内部に分散された複数のナノ粒子を含み、前記ナノ粒子がそれらの間に複数のボイドを画定する、第１の光学拡散層と、
を更に含む、項目１～１０のいずれか一項に記載のディスプレイシステム。
［項目１２］
前記反射偏光子が、
前記第１の外層の反対側の第２の外層であって、前記複数のポリマー層及び前記第１の外層と共押出しされた、第２の外層と、
前記第２の外層の第２の主面から部分的に突出して第２の構造化主面を形成する複数の第２の粒子と、
を更に含む、項目１１に記載のディスプレイシステム。
［項目１３］
前記反射偏光子と前記センサとの間に配置された光学拡散フィルムを更に備え、前記光学拡散フィルムが、
光学基材層と、
前記光学基材層上に配置され、前記反射偏光子に面し、内部に分散された複数のナノ粒子を含む第２の光学拡散層であって、実質的な垂直入射光、並びに約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの可視波長範囲及び約９３０ｎｍ～約９７０ｎｍの赤外波長範囲に対して、前記第２の光学拡散層が、前記可視波長範囲における平均正透過率Ｖｓ及び前記赤外波長範囲における平均正透過率Ｉｓを有し、Ｉｓ／Ｖｓ≧２．５である、第２の光学拡散層と、
前記光学基材層上に配置され、前記反射偏光子と反対側に面し、前記光学基材層と反対側に面する構造化主面を含む構造化光学層であって、同じ第１の方向に沿って伸長し、前記構造化光学層の前記構造化主面にわたって実質的に均一な密度で配置された複数の離隔した細長構造体を含む、構造化光学層と、
を含む、項目１～１２のいずれか一項に記載のディスプレイシステム。
［項目１４］
前記ディスプレイパネルに照明を提供するための光導波路を更に備え、前記光導波路が、前記反射偏光子と前記センサとの間に配置されている、項目１３に記載のディスプレイシステム。
［項目１５］
前記光導波路と前記センサとの間に配置された構造化ミラーを更に備え、前記構造化ミラーは、光学ミラーと、前記光学ミラー上に形成され、前記光導波路に面する個別の離隔した光学隆起のアレイと、を備え、実質的な垂直入射光に対して、前記光学ミラーが、少なくとも第１の偏光状態において可視波長範囲内で約３０％超の平均光反射率を有し、前記第１の偏光状態及び直交する第２の偏光状態の各々において赤外波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して約２０％超の正透過率を有する、項目１４に記載のディスプレイシステム。
［項目１］
ディスプレイシステムに適用されたユーザの指を感知するためのディスプレイシステムであって、
前記ユーザが見るための画像を生成するように構成されたディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに近接配置された前記ユーザの前記指を感知するためのセンサと、
前記ユーザの前記指に向けて、第１の波長Ｗ１を有する第１の光を放射するように構成された感知光源であって、前記センサが、前記指によって反射された前記第１の光の少なくとも一部を受光し検出するように構成されている、感知光源と、
前記ディスプレイパネルと前記センサとの間に配置された反射偏光子であって、合計で少なくとも５０である複数のポリマー層を含み、実質的な垂直入射光に対して、第１の偏光状態における前記反射偏光子の光透過率対波長がバンドエッジを含む、反射偏光子と、を備え、
前記バンドエッジにおいて前記光透過率が約１０％から約７０％まで増加する波長範囲に少なくともわたり、前記光透過率を前記波長に相関させる、前記バンドエッジへの最良の線形フィットが、約２．５％／ｎｍより大きい勾配を有し、
短い波長Ｌ１から長い波長Ｌ２に及び、Ｗ１を含む第１の波長範囲（３０ｎｍ≦Ｌ２－Ｌ１≦５０ｎｍ）において、Ｌ１が、前記バンドエッジに沿って約５０％の光透過率に対応する波長Ｌ３よりも大きくかつＬ３から約２０ｎｍ以内であり、前記光透過率が約７５％超の平均を有する、
ディスプレイシステム。
［項目２］
前記第１の波長Ｗ１が、約８５０ｎｍ又は約９４０ｎｍである、項目１に記載のディスプレイシステム。
［項目３］
前記波長Ｌ３が、約８００ｎｍ～約１１００ｎｍである、項目１又は２に記載のディスプレイシステム。
［項目４］
実質的な垂直入射光及び所定の波長範囲に対して、前記反射偏光子が、第１の偏光状態において少なくとも４０％の平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態において少なくとも７０％の平均光反射率を有する、項目１～３のいずれか一項に記載のディスプレイシステム。
［項目５］
前記第１の偏光状態及び前記所定の波長範囲において、前記反射偏光子が、より小さい入射角で入射する光に対してより大きい平均光透過率を有し、より大きい入射角で入射する光に対してより小さい平均光透過率を有する、項目４に記載のディスプレイシステム。
［項目６］
前記所定の波長範囲が、少なくとも約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍにわたる、項目４又は５に記載のディスプレイシステム。
［項目７］
前記複数のポリマー層が、前記反射偏光子の厚さ（ｚ軸）の少なくとも一部に沿って配置され、１～Ｎまで順次番号付けられ、Ｎが約１５０超の整数である複数の第１のポリマー層を含み、前記複数の第１のポリマー層が、その両端にポリマー末端層を含み、前記ポリマー末端層とそれらの間の各層が、約３５０ｎｍ未満の平均厚さを有し、前記複数の第１のポリマー層の層番号に対する平均層厚さのプロットが、より高い層番号を有する少なくともＱ２個の順次配列されたポリマー層を含む右領域から、より低い層番号を有する少なくともＱ１個の順次配列されたポリマー層を含む左領域を分離する、急な折れ曲がり領域を含み、Ｑ１が約１００より大きい整数であり、Ｑ２が少なくとも１０の整数であり、前記左領域における前記少なくともＱ１個の順次配列された第１のポリマー層への線形フィットが、約０．８より大きいｒ二乗値で、層番号当たり約０．０４ｎｍより大きい大きさの正の線形勾配を有し、前記右領域における前記少なくともＱ２個の順次配列された第１のポリマー層への線形フィットが、約０．８より大きいｒ二乗値で、層番号当たり約０．１ｎｍより大きい大きさの負の線形勾配を有する、項目１～６のいずれか一項に記載のディスプレイシステム。
［項目８］
前記複数のポリマー層が、１つ以上の中間層によって前記複数の第１のポリマー層から前記反射偏光子の厚さ方向に沿って離隔された複数の第２のポリマー層を更に含み、前記複数の第１及び第２のポリマー層の各々が、合計で少なくとも２００であり、前記複数の第１及び第２のポリマー層の各々が、約３００ｎｍ未満の平均厚さを有し、前記１つ以上の中間層の各々が、約５００ｎｍ超の平均厚さを有する、項目６に記載のディスプレイシステム。
［項目９］
前記バンドエッジと約１３００ｎｍとの間の少なくとも２００ｎｍ幅の波長範囲にわたる前記光透過率への二次多項式フィットが、約０．６より大きいｒ二乗値及び約８０％未満の最小光透過率を有する、項目１～８のいずれか一項に記載のディスプレイシステム。
［項目１０］
前記二次多項式フィットが、正の二次係数及び負の一次係数を有する、項目９に記載のディスプレイシステム。
［項目１１］
前記反射偏光子が、
前記複数のポリマー層と共押出しされた第１の外層と、
約７～約９ミクロンの平均粒径を有し、前記第１の外層の第１の主面から部分的に突出して第１の構造化主面を形成する複数の第１の粒子と、
前記第１の構造化主面に適合するように配置された第１の光学拡散層であって、前記第１の光学拡散層の対向する第１及び第２の主面が、前記第１の構造化主面に実質的に適合し、前記第１の光学拡散層が、内部に分散された複数のナノ粒子を含み、前記ナノ粒子がそれらの間に複数のボイドを画定する、第１の光学拡散層と、
を更に含む、項目１～１０のいずれか一項に記載のディスプレイシステム。
［項目１２］
前記反射偏光子が、
前記第１の外層の反対側の第２の外層であって、前記複数のポリマー層及び前記第１の外層と共押出しされた、第２の外層と、
前記第２の外層の第２の主面から部分的に突出して第２の構造化主面を形成する複数の第２の粒子と、
を更に含む、項目１１に記載のディスプレイシステム。
［項目１３］
前記反射偏光子と前記センサとの間に配置された光学拡散フィルムを更に備え、前記光学拡散フィルムが、
光学基材層と、
前記光学基材層上に配置され、前記反射偏光子に面し、内部に分散された複数のナノ粒子を含む第２の光学拡散層であって、実質的な垂直入射光、並びに約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの可視波長範囲及び約９３０ｎｍ～約９７０ｎｍの赤外波長範囲に対して、前記第２の光学拡散層が、前記可視波長範囲における平均正透過率Ｖｓ及び前記赤外波長範囲における平均正透過率Ｉｓを有し、Ｉｓ／Ｖｓ≧２．５である、第２の光学拡散層と、
前記光学基材層上に配置され、前記反射偏光子と反対側に面し、前記光学基材層と反対側に面する構造化主面を含む構造化光学層であって、同じ第１の方向に沿って伸長し、前記構造化光学層の前記構造化主面にわたって実質的に均一な密度で配置された複数の離隔した細長構造体を含む、構造化光学層と、
を含む、項目１～１２のいずれか一項に記載のディスプレイシステム。
［項目１４］
前記ディスプレイパネルに照明を提供するための光導波路を更に備え、前記光導波路が、前記反射偏光子と前記センサとの間に配置されている、項目１３に記載のディスプレイシステム。
［項目１５］
前記光導波路と前記センサとの間に配置された構造化ミラーを更に備え、前記構造化ミラーは、光学ミラーと、前記光学ミラー上に形成され、前記光導波路に面する個別の離隔した光学隆起のアレイと、を備え、実質的な垂直入射光に対して、前記光学ミラーが、少なくとも第１の偏光状態において可視波長範囲内で約３０％超の平均光反射率を有し、前記第１の偏光状態及び直交する第２の偏光状態の各々において赤外波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して約２０％超の正透過率を有する、項目１４に記載のディスプレイシステム。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30A】
【図30B】
【図31】
【図32】
【図33】