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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-02-27
(54)【発明の名称】光学積層体及びディスプレイ
(51)【国際特許分類】
G02B 5/30 20060101AFI20230217BHJP
G02F 1/1335 20060101ALI20230217BHJP
【ＦＩ】
G02B5/30
G02F1/1335 510
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022538710
(86)(22)【出願日】2020-12-08
(85)【翻訳文提出日】2022-06-22
(86)【国際出願番号】 IB2020061664
(87)【国際公開番号】W WO2021130580
(87)【国際公開日】2021-07-01
(31)【優先権主張番号】62/952,609
(32)【優先日】2019-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】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】100133042
【弁理士】
【氏名又は名称】佃 誠玄
(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】藤田 崇
(72)【発明者】
【氏名】白鳥 英明
(72)【発明者】
【氏名】阿部 力
(72)【発明者】
【氏名】ジョンソン，マシュー ビー．
(72)【発明者】
【氏名】ウィラー，ブリアナ エヌ．
(72)【発明者】
【氏名】ハーグ，アダム ディー．
【テーマコード（参考）】
2H149
2H291
【Ｆターム（参考）】
2H149AA13
2H149AB01
2H149BA02
2H149BA12
2H149BA22
2H149DA04
2H149EA22
2H149FA03W
2H149FA61
2H149FC01
2H149FC03
2H149FC06
2H149FD09
2H149FD10
2H149FD47
2H291FA22Z
2H291FA25Z
2H291FA41Z
2H291FA52Z
2H291FA71Z
2H291FA81Z
2H291FA95Z
2H291FC05
(57)【要約】
光学積層体は、複数の干渉層を含む反射型偏光子と、反射型偏光子上に配置されている吸収型偏光子とを含む。複数の干渉層は、第１の偏光状態を有する入射光の少なくとも約８５％を透過し、第２の偏光状態を有する入射光の少なくとも約８０％を反射し、第２の偏光状態を有する入射光の約０．１％未満を透過する。吸収型偏光子は、第１の偏光状態に対する第１の透過率と、第２の偏光状態に対する第２の透過率とを有する。第１の透過率と第２の透過率との平均は、約０．４６超である。第２の透過率は、第１の標準偏差を有する。光学積層体は、第１の標準偏差よりも少なくとも約１０％小さい第２の標準偏差を有する、第２の偏光状態に対する透過率を有する。ディスプレイは、光学積層体を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学積層体であって、複数の干渉層を含む反射型偏光子と、
前記反射型偏光子上に配置され、かつ前記反射型偏光子と実質的に同一の広がりを有する吸収型偏光子と、を備え、
実質的な垂直入射光に関して、かつ約４５０ｎｍ～約６７０ｎｍの間の少なくとも第１の波長に関して、
各干渉層が、主に光干渉によって光を反射又は透過し、
前記複数の干渉層が、第１の偏光状態を有する前記入射光の少なくとも約８５％を透過し、直交する第２の偏光状態を有する前記入射光の少なくとも約８０％を反射し、前記第２の偏光状態を有する前記入射光の約０．１％未満を透過し、
前記吸収型偏光子が、前記第１の偏光状態に対する第１の光透過率、前記第２の偏光状態に対する約５０％超の光吸収率、及び前記第２の偏光状態に対する第２の光透過率を有し、前記第１の光透過率と前記第２の光透過率との平均が約０．４６超であり、前記第２の光透過率が、前記吸収型偏光子の少なくとも８０％にわたって第１の標準偏差を有し、
前記光学積層体が、前記光学積層体の少なくとも８０％にわたって第２の標準偏差を有する、前記第２の偏光状態に対する光透過率を有し、前記第２の標準偏差が、前記第１の標準偏差よりも少なくとも約１０％小さい、光学積層体。
【請求項2】
前記第１の波長が、約５５０ｎｍである、請求項１に記載の光学積層体。
【請求項3】
各干渉層が、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有する、請求項１又は２に記載の光学積層体。
【請求項4】
前記吸収型偏光子が、前記反射型偏光子に接合されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学積層体。
【請求項5】
前記吸収型偏光子が、前記反射型偏光子上にコーティングされている、請求項１～４のいずれか一項に記載の光学積層体。
【請求項6】
前記第１の標準偏差が、約０．００４超である、請求項１～５のいずれか一項に記載の光学積層体。
【請求項7】
前記第２の標準偏差が、約０．０００１未満である、請求項１～６のいずれか一項に記載の光学積層体。
【請求項8】
実質的な垂直入射非偏光に関して、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの第１の波長範囲に関して、前記吸収型偏光子が、前記吸収型偏光子の少なくとも８０％にわたって第３の標準偏差を有する、前記第１の波長範囲にわたって平均化された光透過率を有し、
前記光学積層体が、前記光学積層体の少なくとも８０％にわたって第４の標準偏差を有する、前記第１の波長範囲にわたって平均化された光透過率を有し、前記第４の標準偏差が、前記第３の標準偏差よりも少なくとも約１０％小さい、請求項１～７のいずれか一項に記載の光学積層体。
【請求項9】
前記第３の標準偏差が、約０．００５超である、請求項８に記載の光学積層体。
【請求項10】
ディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルに照明を供給するように構成されている、拡張光源と、
前記ディスプレイパネルと前記拡張光源との間に配置されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の光学積層体であって、前記吸収型偏光子が前記ディスプレイパネルに面しており、前記反射型偏光子が前記拡張光源に面している、光学積層体と、を備える、ディスプレイ。
【請求項11】
画像を表示するように構成されているアクティブ領域を含む、ディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルに照明を供給するように構成されている、拡張光源と、
前記ディスプレイパネルと前記拡張光源との間に配置されており、合計で少なくとも５０の数の複数のポリマー層を含み、各ポリマー層が約５００ｎｍ未満の平均厚さを有する、反射型偏光子と、
前記ディスプレイパネルと前記反射型偏光子との間に配置されている、吸収型偏光子と、を備え、
前記拡張光源、前記ディスプレイパネルの前記アクティブ領域、前記反射型偏光子、及び前記吸収型偏光子が、互いに実質的に同一の広がりを有し、
実質的な垂直入射光に関して、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの間の少なくとも１つの波長に関して、
前記ディスプレイパネルの前記アクティブ領域にわたる、前記反射型偏光子の偏光効率が、約０．９９５超の平均及び約０．００１未満の標準偏差を有し、
前記ディスプレイパネルの前記アクティブ領域にわたる、前記吸収型偏光子の偏光効率が、約０．９３未満の平均及び約０．００５超の標準偏差を有する、ディスプレイ。
【請求項12】
前記反射型偏光子の前記偏光効率の前記標準偏差が、約０．０００５未満である、請求項１１に記載のディスプレイ。
【請求項13】
前記吸収型偏光子の前記偏光効率の前記標準偏差が、約０．００６超である、請求項１１又は１２に記載のディスプレイ。
【請求項14】
■前記反射型偏光子の前記偏光効率の前記平均が、約０．９９９超である、請求項１１～１３のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【請求項15】
前記吸収型偏光子の前記偏光効率の前記平均が、約０．９２未満である、請求項１１～１４のいずれか一項に記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
ディスプレイは、反射型偏光子及び吸収型偏光子を含み得る。
【発明の概要】
【0002】
本開示は、光学積層体及びディスプレイに関する。光学積層体は、反射型偏光子と、反射型偏光子上に配置されている吸収型偏光子とを含み得る。ディスプレイは、光学積層体を含み得る。反射型偏光子は、高コントラスト反射型偏光子（例えば、少なくとも１つの可視波長に関して、通過偏光状態に対する少なくとも約０．８５の透過率を有し、少なくとも１つの可視波長に関して、ブロック偏光状態に対する約０．００１未満の透過率を有し、及び／又は、少なくとも１つの可視波長に関して、約０．９９５超の偏光効率を有するもの）とすることができる。吸収型偏光子は、（従来の吸収型偏光子と比較して）高い平均透過率（例えば、少なくとも１つの可視波長に関して、約０．４６超の、非偏光に対する透過率）、並びに／あるいは、（従来の吸収型偏光子と比較して）高い標準偏差の、ブロック状態透過率及び／又は偏光効率を有し得る（例えば、ブロック状態透過率の標準偏差は、約０．００３５超とすることができ、及び／又は、偏光効率の標準偏差は、約０．００５超とすることができる）。いくつかの実施形態によれば、ブロック状態透過率及び／又は偏光効率の標準偏差が高いことに起因する光学的欠陥は、反射型偏光子の存在によって実質的に低減又は排除することができる点が見出されている。
【0003】
いくつかの態様では、本開示は、反射型偏光子と、反射型偏光子上に配置され、かつ反射型偏光子と実質的に同一の広がりを有する吸収型偏光子とを含む、光学積層体を提供する。反射型偏光子は、複数の干渉層を含む。光学積層体は、実質的な垂直入射光に関して、かつ約４５０ｎｍ～約６７０ｎｍの間の少なくとも第１の波長に関して、各干渉層が、主に光干渉によって光を反射又は透過し、複数の干渉層が、第１の偏光状態を有する入射光の少なくとも約８５％を透過し、直交する第２の偏光状態を有する入射光の少なくとも約８０％を反射し、第２の偏光状態を有する入射光の約０．１％未満を透過し、吸収型偏光子が、第１の偏光状態に対する第１の光透過率、第２の偏光状態に対する約５０％超の光吸収率、及び第２の偏光状態に対する第２の光透過率を有するようなものである。第１の光透過率と第２の光透過率との平均は、約０．４６超とすることができる。第２の光透過率は、吸収型偏光子の少なくとも８０％にわたって第１の標準偏差を有する。光学積層体は、光学積層体の少なくとも８０％にわたって第２の標準偏差を有する、第２の偏光状態に対する光透過率を有する。第２の標準偏差は、第１の標準偏差よりも少なくとも約１０％小さいものとすることができる。
【0004】
いくつかの態様では、本開示は、画像を表示するように構成されているアクティブ領域を有する、ディスプレイパネルと、ディスプレイパネルに照明を供給するように構成されている拡張光源と、ディスプレイパネルと拡張光源との間に配置されている反射型偏光子と、ディスプレイパネルと反射型偏光子との間に配置されている吸収型偏光子とを含む、ディスプレイを提供する。反射型偏光子は、合計で少なくとも５０の数の、複数のポリマー層を含み、各ポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有する。拡張光源、ディスプレイパネルのアクティブ領域、反射型偏光子、及び吸収型偏光子は、互いに実質的に同一の広がりを有し得る。ディスプレイは、実質的な垂直入射光に関して、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの間の少なくとも１つの波長に関して、ディスプレイパネルのアクティブ領域にわたる、反射型偏光子の偏光効率が、約０．９９５超の平均及び約０．００１未満の標準偏差を有し、ディスプレイパネルのアクティブ領域にわたる、吸収型偏光子の偏光効率が、約０．９３未満の平均及び約０．００５超の標準偏差を有するようなものとすることができる。
【0005】
これらの態様及び他の態様は、以下の「発明を実施するための形態」から明らかとなるであろう。しかしながら、いかなる場合においても、この簡潔な概要は、特許請求可能な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】
【0006】
【図1】光学積層体の概略断面図である。
【図2】反射型偏光子の概略断面図である。
【図3】ディスプレイの概略断面図である。
【図4】波長範囲内の波長の概略図である。
【図5】要素又は層上に実質的に垂直入射する光の概略図である。
【図6A】反射型偏光子に関する、光透過対波長のプロットである。
【図6D】反射型偏光子に関する、偏光効率の平均対波長のプロットである。
【図6E】反射型偏光子に関する、偏光効率の標準偏差対波長のプロットである。
【図7】吸収型偏光子及び光学積層体の、光透過率の概略図である。
【図8】吸収型偏光子及び反射型偏光子の、偏光効率の概略図である。
【図9】吸収型偏光子に関する、光吸収対波長の概略プロットである。
【図10A】それぞれ、第１の偏光状態及び第２の偏光状態に対する、吸収型偏光子に関する光透過対波長のプロットである。
【図10B】それぞれ、第１の偏光状態及び第２の偏光状態に対する、吸収型偏光子に関する光透過対波長のプロットである。
【図10C】吸収型偏光子に関する、第１の偏光状態に対する第１の光透過率と第２の偏光状態に対する第２の光透過率との、平均のプロットである。
【図10D】吸収型偏光子に関する、光透過率の標準偏差のプロットである。
【図10E】吸収型偏光子に関する、平均偏光効率対波長のプロットである。
【図10F】吸収型偏光子に関する、偏光効率の標準偏差対波長のプロットである。
【図11A】それぞれ、第１の偏光状態及び第２の偏光状態に対する、光学積層体に関する光透過対波長のプロットである。
【図11B】それぞれ、第１の偏光状態及び第２の偏光状態に対する、光学積層体に関する光透過対波長のプロットである。
【図11C】光学積層体に関する、第２の偏光状態に対する光透過率の、標準偏差対波長のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下の説明では、本明細書の一部を構成し、様々な実施形態が実例として示されている、添付図面が参照される。図面は、必ずしも正確な縮尺ではない。本明細書の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され、実施することが可能である点を理解されたい。それゆえ、以下の「発明を実施するための形態」は、限定的な意味で解釈されるものではない。
【0008】
光学積層体は、反射型偏光子と、反射型偏光子上に配置されている吸収型偏光子とを含み得る。いくつかの実施形態では、この吸収型偏光子は、従来の吸収型偏光子よりも非力（例えば、より高い平均透過率及び／又はより低い偏光効率）である。より非力な吸収型偏光子は、例えば、従来のヨウ素染色されたポリビニルアルコール吸収型偏光子と比較して、厚さ及び／又はヨウ素濃度を低減することによって作製することができる。より非力な吸収型偏光子は、典型的には、従来の吸収型偏光子よりも、ブロック状態透過率におけるより大きい空間的変動、及び／又は、偏光効率におけるより大きい空間的変動を有する点が見出されている。そのような変動は、多くの用途において光学的欠陥を引き起こす。しかしながら、いくつかの実施形態によれば、光学積層体又はディスプレイが、高コントラスト反射型偏光子（例えば、ブロック状態における約０．１％未満の透過率、及び／又は、約０．９９５超の偏光効率）と組み合わされた非力な吸収型偏光子を含む場合、その吸収型偏光子における変動は、視認可能又は顕著な光学的欠陥を引き起こさないことが見出されている。更には、いくつかの実施形態では、非力な反射型偏光子を使用することにより、例えば、ディスプレイシステムにおける効率の改善をもたらし得る、より高い全体的透過率をもたらすことができる点が見出されている。例えば、液晶ディスプレイ（liquid crystal display；ＬＣＤ）システムにおいては、いくつかの実施形態によれば、吸収型偏光子と反射型偏光子との組み合わせは、従来のディスプレイと比較して、コントラスト比が著しく低下することなく、又はコントラスト比の増大さえも伴って、より高い輝度をもたらす点が見出されている。
【0009】
図１は、反射型偏光子１００と、反射型偏光子１００上に配置され、かつ反射型偏光子１００と実質的に同一の広がりを有する吸収型偏光子２００とを含む、光学積層体１０００の概略断面図である。光学積層体１０００は、任意選択的に、追加層を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、光学積層体は、吸収型偏光子２００とは反対側で反射型偏光子１００上に配置されている、ハードコート層、リターダ層（例えば、４分の１波長リターダ）、又は拡散層のうちの１つ以上を含む。
【0010】
反射型偏光子１００は、多層光学フィルム反射型偏光子とすることができる。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、多層光学フィルムを使用して、層厚さを好適に選択することによって、所望の反射帯域及び透過帯域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の製造方法は、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）で説明されている。（例えば、低いブロック状態透過率及び／又は高い偏光効率を有する）高コントラスト反射型偏光子は、例えば、交互配置されたポリマー層の、２つのパケットを使用することによって作製することができ、それら２つのパケットは、実質的に重複する波長範囲において反射を提供する。高コントラスト反射型偏光子は、国際出願公開第２０１８／１６３００９号（Ｈａａｇら）、及び、対応する米国特許出願第１６／４８７１０９号（Ｈａａｇら）で説明されている。
【0011】
反射型偏光子１００の追加的利点は、いくつかの実施形態によれば、この偏光子が、改善された環境性能を提供することができる点である。例えば、いくつかの実施形態では、反射型偏光子１００は、従来の反射型偏光子よりも多くのポリマー層を含むことにより、従来の反射型偏光子よりも低い水蒸気透過率（moisture vapor transmission rate；ＭＶＴＲ）を有する。ＭＶＴＲは、ＭＯＣＯＮ ＭＶＴＲ試験システム（ＭＯＣＯＮ，Ｉｎｃ．（Ｂｒｏｏｋｌｙｎ Ｐａｒｋ，ＭＮ）より入手可能）を２３℃で使用して決定することができる。いくつかの実施形態では、反射型偏光子１００は、約４ｇ／ｍ２－ｄａｙ未満又は約３ｇ／ｍ２－ｄａｙ未満（例えば、約２ｇ／ｍ２－ｄａｙ）のＭＶＴＲを有する。比較のために、ＡＰＦ－Ｖ３反射型偏光子（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）より入手可能）は、約７ｇ／ｍ２－ｄａｙの、同じ条件下で測定されたＭＶＴＲを有するが、その一方で、ヨウ素染色されたポリビニルアルコール吸収型偏光子のバリア保護のために使用される典型的なフィルムである、厚さ８０マイクロメートルの三酢酸セルロースフィルム（ＴＡＣ）フィルムは、約４０ｇ／ｍ２－ｄａｙのＭＶＴＲを有する。
【0012】
いくつかの実施形態では、吸収型偏光子２００は、反射型偏光子１００に接合されている。例えば、接着剤層を使用して、反射型偏光子１００に吸収型偏光子２００を接合することができる。別の実施例として、反射型偏光子１００上に吸収型偏光子２００を形成することができ、その結果として、吸収型偏光子２００を反射型偏光子１００に接合することができる。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子は、反射型偏光子上にコーティングされている。例えば、ポリビニルアルコール溶液を、多層光学フィルム上に、そのフィルムを配向させる前にコーティングすることができ、次いで、コーティングされたフィルムを実質的に一軸配向させた後、配向されたポリビニルアルコールを、ヨウ素及び／又は染料系の溶液で染色することができる。反射型偏光子と反射型偏光子上にコーティングされた吸収型偏光子とを含む偏光子は、米国特許第６，０９６，３７５号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）で説明されている。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子は、従来の吸収型偏光子よりも非力（例えば、より高い平均透過率及び／又はより低い偏光効率）である。比較的非力な吸収型偏光子は、例えば、より薄いポリビニルアルコール層、及び／又は、より低い濃度のヨウ素溶液若しくは他の染色液を使用することによって、作製することができる。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子は、ヨウ素染色されたポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol；ＰＶＯＨ）偏光子である。
【0013】
図２は、いくつかの実施形態による反射型偏光子１００の概略断面図である。反射型偏光子１００は、複数の干渉層１１０、１１１を含む。干渉層１１０、１１１は、合計で少なくとも５０の数の、複数のポリマー層とすることができる。各層１１０、１１１は、例えば、約５００ｎｍ未満又は約４００ｎｍ未満の平均厚さ（層にわたる平均厚さ）を有し得る。干渉層１１０、１１１は、主に光学干渉によって、光を反射又は透過することができる。干渉層は、その干渉層の反射率及び透過率を、光干渉によって合理的に説明することができる場合に、又は、光干渉に起因するものとして合理的に正確にモデル化することができる場合に、主に光干渉によって光を反射又は透過するとして説明されてもよい。反射型偏光子１００は、任意選択的に、光学的に厚いもの（例えば、約１マイクロメートル超又は約２マイクロメートル超の平均厚さ）とすることが可能な、追加層１３０、１３３を含み得る。追加層１３０、１３３は、最外スキン層１３０、及び／又は、干渉層１１０、１１１の隣接パケット間の保護境界層１３３を含み得る。複数の干渉層は、交互配置されている第１のポリマー干渉層（１１０）と第２のポリマー干渉層（１１１）とを含み得る。
【0014】
光学積層体１０００は、ディスプレイ内で使用することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ディスプレイは、ディスプレイパネルと、そのディスプレイパネルに照明を供給するように構成されている拡張光源（例えば、ライトガイドであって、好適な光抽出部を有し、そのライトガイドに光を供給するための好適な光源を有する、ライトガイド）と、それらディスプレイパネルと拡張光源との間に配置され、ディスプレイパネルに面している吸収型偏光子２００と拡張光源に面している反射型偏光子とを有する、光学積層体１０００とを含む。
【0015】
図３は、画像３１２を表示するように構成されているアクティブ領域３１０を含む、ディスプレイパネル３００と、ディスプレイパネル３００に照明４１０を供給するように構成されている拡張光源４００と、ディスプレイパネル３００と拡張光源４００との間に配置されている反射型偏光子１００と、ディスプレイパネル３００と反射型偏光子１００との間に配置されている吸収型偏光子２００とを含む、ディスプレイ２０００の概略断面図である。他の箇所で更に説明されているように、反射型偏光子１００は、合計で少なくとも５０の数の、複数のポリマー層を含み得るものであり、各ポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有する。吸収型偏光子２００は、本明細書の他の箇所で更に説明されているように、反射型偏光子１００上に配置されることにより、光学積層体１０００を形成することができる。ディスプレイ２０００は、任意選択的に、追加層を含み得る。例えば、プリズムフィルム及び／又は拡散体を、反射型偏光子１００と拡張光源４００との間に配置することができる。あるいは、いくつかの実施形態では、プリズムフィルム及び／又は拡散体は、拡張光源４００の一部分とすることもできる。例えば、拡張光源４００は、ライトガイドと、そのライトガイド上に配置されているプリズム及び／又は拡散体とを含み得る。
【0016】
いくつかの実施形態では、拡張光源４００、ディスプレイパネル３００のアクティブ領域３１０、反射型偏光子１００、及び吸収型偏光子２００は、互いに実質的に同一の広がりを有する。層又は要素は、各層又は各要素の少なくとも約６０％が、他の各層又は各要素の少なくとも約６０％と同一の広がりを有する場合に、互いに実質的に同一の広がりを有するとして説明することができる。いくつかの実施形態では、互いに実質的に同一の広がりを有するとして説明される層又は要素に関しては、各層又は各要素の少なくとも約８０％若しくは少なくとも約９０％が、他の各層又は各要素の少なくとも約８０％若しくは少なくとも約９０％と同一の広がりを有する。
【0017】
反射型偏光子１００、吸収型偏光子２００、及び／又は光学積層体１０００の、透過特性、反射特性、及び／又は吸収特性は、実質的な垂直入射光に関して、若しくは１つ以上の入射角の光に関して、かつ、或る波長範囲内の１つ以上の波長に関して説明することができ、あるいは、或る波長範囲にわたって値を平均化することもできる。光学積層体１０００の場合、反射型偏光子１００上に入射する光に関して、透過及び反射を測定することができる。
【0018】
図４は、λ１～λ２の波長範囲内の、波長λの概略図である。λ１は、例えば、約４００ｎｍ、又は約４３０ｎｍ、又は約４５０ｎｍとすることができる。λ２は、例えば、約６５０ｎｍ、又は約６７０ｎｍ、又は約７００ｎｍとすることができる。波長λは、例えば、約５００ｎｍ、約５５０ｎｍ、又は約６００ｎｍ、又は約６５０ｎｍとすることができる。
【0019】
図５は、要素又は層５００に実質的に垂直入射する（例えば、垂直入射から３０度以内、又は２０度以内、又は１０度以内、又は５度以内の）光１２０の概略図である。要素又は層５００は、例えば、反射型偏光子、吸収型偏光子、又は光学積層体とすることができる。光１２０は、（例えば、図１、図２のｘ－ｙ－ｚ座標系を参照すると、ｘ軸に沿って偏光されている）第１の偏光状態、又は（例えば、ｙ軸に沿って偏光されている）直交する第２の偏光状態を有し得るか、あるいは、光１２０は、非偏光とすることもできる。第１の偏光状態は、通過偏光状態とすることができ、第２の偏光状態は、ブロック偏光状態とすることができる。
【0020】
反射型偏光子１００及び吸収型偏光子２００のブロック軸は、実質的に整合させることができる（例えば、平行から１０度以内、又は５度以内、又は３度以内）。例えば、反射型偏光子１００及び吸収型偏光子２００のブロック軸は、それぞれｙ軸に実質的に平行とすることができる。
【0021】
図６Ａは、第１の偏光状態（通過状態）及び第２の偏光状態（ブロック状態）における、実質的な垂直入射光に関する、いくつかの実施形態による反射型偏光子１００に関する光透過（光透過率×１００％）対波長のプロットである。透過は、間隔を空けた４つの（Ｐ１～Ｐ４で示される）点に関して示されている。いくつかの実施形態では、反射型偏光子の光吸収は無視することができるため、光反射Ｒ（光反射率×１００％）はほぼ、１００％から光透過を減じたものである。図６Ｂは、第２の偏光状態（ブロック状態）における、実質的な垂直入射光に関する光透過を示す、図６Ａのプロットの拡大部分である。図６Ｃは、第１の偏光状態（通過状態）における、実質的な垂直入射光に関する光透過を示す、図６Ａのプロットの拡大部分である。
【0022】
図６Ｄは、いくつかの実施形態による、反射型偏光子１００に関する平均偏光効率対波長のプロットである。偏光効率は、実質的な垂直入射光１２０に関する通過状態光透過率Ｔｐ、及び実質的な垂直入射光１２０に関するブロック状態光透過率Ｔｂの観点から、（Ｔｐ?Ｔｂ）／（Ｔｐ＋Ｔｂ）の平方根として表すことができる。図６Ｅは、いくつかの実施形態による、反射型偏光子１００に関する偏光効率の標準偏差対波長のプロットである。図６Ｆは、図６Ｅのプロットの拡大部分である。
【0023】
偏光効率又はブロック状態透過率の標準偏差とは、例えば、或る領域（例えば、偏光子の領域の少なくとも８０％、又は、ディスプレイパネルのアクティブ領域と同一の広がりを有する偏光子の領域）にわたる分布の標準偏差を指す。平均（平均値）及び標準偏差は、例えば、４つ、又は少なくとも４つ、又は少なくとも１０個、又は少なくとも２０個の、間隔を空けた点（例えば、４～３０個の点）における測定を使用して決定することができる。それらの点は、例えば、０．５～１０ｃｍの間隔を空けたものとすることができ、例えば、より大きいサンプルに関しては、より大きい間隔を使用することができる。平均及び標準偏差は、或る波長（例えば、約５００ｎｍ、又は約５５０ｎｍ）において、又は、或る波長範囲（例えば、約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍ）にわたる平均に関して決定することができる。
【0024】
図６Ａ～図６Ｆに示されているプロットは、国際出願公開第２０１８／１６３００９号（Ｈａａｇら）の実施例１で概説されているように実施された、反射型偏光子上の４つの間隔を空けた位置において実施された透過測定から決定されたものである。光学積層体、反射型偏光子、及び吸収型偏光子に関する透過測定は、ＬＡＭＢＤＡ１０５０ ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ分光光度計（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ，Ｉｎｃ．（Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）より入手可能）上で実施された。光学積層体の測定においては、反射型偏光子が光源に面しており、吸収型偏光子が検出器に面していた。反射型偏光子１００は、この反射型偏光子に、又は国際出願公開第２０１８／１６３００９号（Ｈａａｇら）で説明されている他の反射型偏光子に、又は本明細書の他の箇所で説明されている光学特性を有する更に他の反射型偏光子に対応し得る。
【0025】
いくつかの実施形態では、光学積層体１０００は、実質的な垂直入射光１２０に関して、かつ少なくとも第１の波長（例えば、λ）に関して、各干渉層１１０、１１１が、主に光干渉によって光を反射又は透過し、複数の干渉層１１０、１１１が、第１の偏光状態（例えば、ｘ軸）を有する入射光の少なくとも約８５％を透過し（例えば、図６Ａを参照）、直交する第２の偏光状態（例えば、ｙ軸）を有する入射光の少なくとも約８０％を反射し（例えば、図６Ａを参照）、第２の偏光状態を有する入射光の約０．１％未満を透過し（例えば、図６Ｂを参照）、吸収型偏光子２００が、第１の偏光状態に対する第１の光透過率（例えば、図１０Ａを参照）、第２の偏光状態に対する約５０％超の光吸収率（例えば、図９を参照）、及び第２の偏光状態に対する第２の光透過率（例えば、図１０Ｂを参照）を有するようなものである。いくつかの実施形態では、複数の干渉層１１０、１１１は、第２の偏光状態を有する入射光の約０．０５％未満を透過する（例えば、図６Ｂを参照）。少なくとも第１の波長は、本明細書の他の箇所で説明されている、波長λ１～波長λ２の間とすることができる。例えば、少なくとも第１の波長は、約４５０ｎｍ～約６７０ｎｍの間、又は約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの間とすることができる。いくつかの実施形態では、第１の波長は、例えば約５５０ｎｍである。
【0026】
第１の光透過率と第２の光透過率との平均（例えば、図１０Ｃを参照）は、約０．４６超、又は約０．４６５超、又は約０．４７超、又は約０．４７５超、又は約０．４８超とすることができる。第１の光透過率と第２の光透過率との平均の文脈において、例えば約０．４６とは、例えば、０．４５５、又は０．４６、又は０．４６５、あるいは、０．４５５～０．４６５の任意の値とすることができる。別の例として、約０．４６５の平均とは、例えば、０．４６、又は０．４６５、又は０．４７、あるいは、０．４６～０．４７の任意の値とすることができる。更に別の例として、約０．４７の平均は、例えば、０．４６４、又は０．４７、又は０．４７６、あるいは、０．４６４～０．４７６の任意の値とすることができる。いくつかの実施形態では、第１の光透過率と第２の光透過率との平均は、０．４５５超である。
【0027】
図７は、いくつかの実施形態による、吸収型偏光子２００の光透過率２２０の空間的変動と、いくつかの実施形態による、光学積層体１０００の光透過率３２０の空間的変動との概略図である。光透過率２２０及び光透過率３２０は、第１の偏光状態（通過状態）に対するもの、第２の偏光状態（ブロック状態）に対するもの、又は非偏光に対するものとすることができる。光透過率２２０は、μ１の平均（位置にわたる平均値）、及びσ１の標準偏差を有する。光透過率３２０は、μ２の平均（平均値）、及びσ２の標準偏差を有する。平均及び標準偏差は、様々な位置に関して（例えば、偏光子又は光学積層体の少なくとも８０％にわたって）決定され、或る波長（例えば、λ）に関して、又は或る波長範囲内（例えば、λ１～λ２）の波長にわたる平均に関して、決定することができる。いくつかの実施形態では、μ１＞μ２、かつσ１＞σ２である。
【0028】
いくつかの実施形態では、第２の光透過率（例えば、２２０）は、吸収型偏光子２００の少なくとも８０％にわたって第１の標準偏差（例えば、σ１）を有し、光学積層体は、光学積層体の少なくとも８０％にわたって第２の標準偏差（例えば、σ２）を有する、第２の偏光状態に対する光透過率（例えば、３２０）を有し、第２の標準偏差は、第１の標準偏差よりも少なくとも約１０％小さい。いくつかの実施形態では、第１の標準偏差（例えば、σ１）は、例えば、約０．００３３超、又は約０．００３５超、又は約０．０４超、又は約０．００４５超、又は約０．００５超である。いくつかのそのような実施形態では、又は他の実施形態では、第２の標準偏差（例えば、σ２）は、例えば、約０．０００１未満、又は約０．００００２未満、又は約０．００００１未満である。いくつかの実施形態では、第２の標準偏差で除算した第１の標準偏差は、少なくとも約２、又は少なくとも約１０、又は少なくとも約１００、又は少なくとも約２００、又は少なくとも約３００、又は少なくとも約４００である。
【0029】
いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射非偏光（例えば、１２０）に関して、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの第１の波長範囲に関して、吸収型偏光子２００は、吸収型偏光子２００の少なくとも８０％にわたって第３の標準偏差（例えば、σ１）を有する、第１の波長範囲にわたって平均化された光透過率を有し、光学積層体は、光学積層体の少なくとも８０％にわたって第４の標準偏差（例えば、σ２）を有する、第１の波長範囲にわたって平均化された光透過率を有する。第４の標準偏差は、第３の標準偏差よりも少なくとも約１０％小さいものとすることができる。いくつかの実施形態では、第３の標準偏差は、約０．００５超、又は約０．００６超、又は約０．６５超である。いくつかのそのような実施形態では、又は他の実施形態では、第４の標準偏差は、約０．００５５未満、又は約０．００５未満、又は約０．００４５未満である。
【0030】
図８は、いくつかの実施形態による、吸収型偏光子２００の偏光効率２６０の空間的変動と、いくつかの実施形態による、反射型偏光子１００の偏光効率１６０の空間的変動との概略図である。偏光効率２６０は、μ３の平均（位置にわたる平均値）、及びσ３の標準偏差を有する。偏光効率１６０は、μ４の平均（平均値）、及びσ４の標準偏差を有する。平均及び標準偏差は、様々な位置に関して（例えば、偏光子の少なくとも８０％にわたって）決定され、或る波長（例えば、λ）に関して、又は或る波長範囲内（例えば、λ１～λ２）の波長にわたる平均に関して、決定することができる。いくつかの実施形態では、μ４＞μ３、かつσ４＜σ３である。
【0031】
いくつかの実施形態では、ディスプレイ２０００は、実質的な垂直入射光１２０に関して、かつ少なくとも１つの波長（例えば、λ）に関して、ディスプレイパネル３００のアクティブ領域３１０にわたる、反射型偏光子１００の偏光効率が、約０．９９５超の平均（例えば、μ４）及び約０．００１未満の標準偏差（例えば、σ４）を有し、ディスプレイパネル３００のアクティブ領域３１０にわたる、吸収型偏光子２００の偏光効率が、約０．９３未満の平均（例えば、μ３）及び約０．００５超の標準偏差（例えば、σ３）を有するようなものである。偏光効率の文脈において、例えば約０．９３の値とは、例えば、０．９２、又は０．９３、又は０．９４、あるいは、０．９２～０．９４の任意の値とすることができる。別の例として、約０．９９９の偏光効率とは、例えば、０．９９８８、又は０．９９９、又は０．９９９２、０．９９８８～０．９９９２の任意の値とすることができる。更に別の例として、約０．９９５の偏光効率とは、例えば、０．９９４、又は０．９９５、又は０．９９６、０．９９４～０．９９６の任意の値とすることができる。いくつかの実施形態では、反射型偏光子１００の偏光効率の標準偏差は、約０．０００５未満、又は約０．０００１未満、又は約０．００００５未満である。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子２００の偏光効率の標準偏差は、約０．００５５超、又は約０．００６超、又は約０．００６５超、又は約０．００７超である。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子２００の偏光効率の平均は、約０．９２未満、又は約０．９１未満である。いくつかの実施形態では、反射型偏光子１００の偏光効率の平均は、約０．９９９超、又は約０．９９９５超、又は約０．９９９８超、又は約０．９９９９超である。
【0032】
少なくとも１つの波長は、本明細書の他の箇所で説明されている、λ１～λ２の間とすることができる。例えば、少なくとも１つの波長は、約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの間とすることができる。
【0033】
いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光１２０に関して、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの波長範囲に関して、吸収型偏光子２００は、約０．９４５未満の平均（例えば、μ３）及び約０．００４５超の標準偏差（例えば、σ３）を有する、波長範囲にわたって平均化された、ディスプレイパネル３００のアクティブ領域３１０にわたる偏光効率を有する（偏光効率は、波長範囲内の波長にわたって平均化されており、吸収型偏光子上の位置によって変化する）。
【0034】
図９は、いくつかの実施形態による、吸収型偏光子２００に関する光吸収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１２０に関して、かつ約４５０ｎｍ～約６７０の間、又は約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの間の、少なくとも第１の波長（例えば、λ）に関して、吸収型偏光子２００は、第２の偏光状態に対する約５０％超の光吸収率を有する。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子の光吸収率は、第２の偏光状態に対して、約６０％超、又は約７０％超、又は約８０％超である。
【0035】
図１０Ａ、図１０Ｂは、それぞれ、第１の偏光状態（通過状態）及び第２の偏光状態（ブロック状態）における、実質的な垂直入射光１２０に関する、吸収型偏光子に関する光透過対波長のプロットである。これらのプロットは、第１の吸収型偏光子（サンプル「Ｓ１」）に関するもの、及び第２の吸収型偏光子（サンプル「Ｓ２」）に関するものである。各偏光子に関して、間隔を空けた４つの位置において測定した曲線が示されている。第１の吸収型偏光子「Ｓ１」は、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）層（ポリビニルアルコールに関しては、ＫＵＲＡＲＡＹ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｔｏｋｙｏ，ＪＰ）より入手可能な、ＫＵＲＡＲＡＹ ＰＯＶＡＬ ２８－９９を使用）を配向させて、ヨウ素で染色することによって作製するものとした。図１０Ａ、図１０Ｂに示される透過を生じさせるように、ＰＶＯＨ層の厚さ及びヨウ素の濃度を選択した。第２の吸収型偏光子「Ｓ２」を同様に作製したが、第１の吸収型偏光子「Ｓ１」の約５０％の厚さを有するＰＶＯＨ層を使用するものとした。第１の吸収型偏光子は、従来の反射型偏光子よりも著しく非力であり、第２の吸収型偏光子は更に非力である。例えば、約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの波長範囲内の実質的な垂直入射光に関して、従来のＳＡＮＲＩＴＺ吸収型偏光子は、約０．００７％の平均ブロック状態透過率を有し、第１の吸収型偏光子は、約１．４％の平均ブロック状態透過率を有し、第２の吸収型偏光子は、約５．２％の平均ブロック状態透過率を有する。
【0036】
いくつかの実施形態では、実質的な垂直入射光１２０に関して、かつ約４５０ｎｍ～約６７０の間、又は約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍの間の、少なくとも第１の波長（例えば、λ）に関して、吸収型偏光子２００は、第２の偏光状態に対する約４％超の光透過率を有する。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子の平均光透過率（例えば、吸収型偏光子の少なくとも８０％にわたる領域にわたって平均化されたもの）は、第２の偏光状態に対して、約５％超、又は約６％超、又は約７％超である。例えば、図１０Ｂの実施形態（「Ｓ２」）では、平均光透過率は、約５００ｎｍの波長において、第２の偏光状態に対して約８．５％である。
【0037】
図１０Ｃは、吸収型偏光子に関する、第１の偏光状態に対する第１の光透過率と第２の偏光状態に対する第２の光透過率との、平均のプロットである。図１０Ｃの曲線は、図１０Ａ、図１０Ｂの曲線から、４つの点において決定された透過率にわたって平均化することによって得られたものである。第２の吸収型偏光子「Ｓ２」に関しては、その平均は、例えば、５００ｎｍにおいて０．４５５４、及び６７０ｎｍにおいて０．４７０７である。
【0038】
図１０Ｄは、吸収型偏光子に関する、第２の（ブロック）偏光状態を有する実質的な垂直入射光１２０に関する光透過率の標準偏差対波長のプロットである。図１０Ｄの曲線は、図１０Ｂの曲線から、４つの点における透過率の標準偏差を決定することによって得られたものである。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子２００は、第２の偏光状態に対して、少なくとも約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ波長範囲の全体にわたって約０．００１超又は約０．００１５超の標準偏差を有する、実質的な垂直入射光１２０に関する光透過率を有する。
【0039】
図１０Ｅは、吸収型偏光子に関する、実質的な垂直入射光１２０に関する平均偏光効率対波長のプロットである。図１０Ｆは、吸収型偏光子に関する、実質的な垂直入射光１２０に関する偏光効率の標準偏差対波長のプロットである。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子２００は、第２の偏光状態に対して、少なくとも約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ波長範囲の全体にわたって約０．００１５超又は約０．００２超の標準偏差を有する、実質的な垂直入射光１２０に関する偏光効率を有する。図１０Ｅ、図１０Ｆの曲線は、図１０Ａ、図１０Ｂの曲線から、４つの点において決定された偏光効率の平均及び標準偏差を決定することによって決定されたものである。第２の吸収型偏光子「Ｓ２」に関しては、平均偏光効率は、５００ｎｍの波長において０．９０２であり、偏光効率の標準偏差は、０．００８５２である。
【0040】
いくつかの実施形態では、吸収型偏光子２００は、第２の吸収型偏光子「Ｓ２」に関して本明細書の他の箇所で説明されている、光透過率及び他の光学特性を有する。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子２００は、本明細書の他の箇所で説明されている光学特性を有する、別の吸収型偏光子である。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子２００は、第２の吸収型偏光子よりも薄い第３の吸収型偏光子の、光透過率及び他の光学特性を有する。より薄い吸収型偏光子は、例えば図１０Ｃに示されるものよりも高い平均透過率と、例えば図１０Ｄに示されるものよりも高い標準偏差のブロック状態透過率と、例えば図１０Ｅに示されるものよりも低い偏光効率と、例えば図１０Ｆに示されるものよりも高い標準偏差の偏光効率とを有することが予期されるであろう。
【0041】
図１１Ａ、図１１Ｂは、それぞれ、第１の偏光状態（通過状態）及び第２の偏光状態（ブロック状態）における、実質的な垂直入射光１２０に関する、光学積層体に関する光透過対波長のプロットである。これらのプロットは、反射型偏光子と第１の吸収型偏光子（「Ｓ１」）とを含む光学積層体に関するもの、及び、反射型偏光子と第１の吸収型偏光子の約５０％の厚さを有する第２の吸収型偏光子（「Ｓ２」）とを含む光学積層体に関するものである。これらのプロットに関して使用されている反射型偏光子は、図６Ａ～図６Ｆのプロットに関して使用されている反射型偏光子である。各偏光子に関して、間隔を空けた４つの位置において測定した曲線が示されている。図１１Ｃは、光学積層体に関する、第２の偏光状態（ブロック状態）を有する実質的な垂直入射光に関する光透過率の、標準偏差対波長のプロットである。
【0042】
図６Ａ～図６Ｆの反射型偏光子（「ＲＰ」）、図１０Ａ～図１０Ｆの第１の吸収型偏光子（「Ｓ１」）及び第２の吸収型偏光子（「Ｓ２」）、並びに図１１Ａ、図１１Ｂの光学積層体に関して、ブロック状態及び通過状態における透過、平均透過率（１００％で除算したブロック透過と通過透過との平均）、並びに偏光効率を、サンプル上の４つの点において決定し、それら４つの点のそれぞれに関して、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの波長にわたって平均化した。これらの点において決定された波長平均量の、平均と標準偏差とを決定し、以下の表において、平均の隣に標準偏差を括弧内に添えて報告するものとした。比較のために、市販のＳＡＮＲＩＴＺ偏光子を同様に試験して、その結果を以下の表に含めるものとした。
【表1】
【0043】
「約（about）」などの用語は、それらが本明細書で使用及び説明されている文脈において、当業者によって理解されるであろう。特徴部のサイズ、量、及び物理的特性を表す数量に適用されるような「約」の使用が、本明細書で使用及び説明されている文脈において、当業者にとって特に明確ではない場合には、「約」とは、指定された値の５パーセント以内を意味するものと理解されるであろう。指定された値の「約」として与えられている数量は、正確にその指定された値であってもよい。例えば、本明細書で使用及び説明されている文脈において、当業者にとって特に明確ではない場合には、約１の値を有する数量は、その数量が０．９５～１．０５の値を有することを意味し、その値が１であってもよいことを意味する。
【0044】
上記で参照された全ての参照文献、特許、又は特許出願は、一貫した方式で、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれている。組み込まれている参照文献の諸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するものとする。
【0045】
図中の要素に関する説明は、別段の指示がない限り、他の図中の対応する要素に等しく適用されるものと理解されたい。本明細書において特定の実施形態が例示され説明されてきたが、本開示の範囲を逸脱することなく、図示され説明されている特定の実施形態を、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ることができる点が、当業者には理解されるであろう。本出願は、本明細書で論じられた特定の実施形態のあらゆる適応例又はバリエーションを包含することが意図されている。それゆえ、本開示は、請求項及びその等価物によってのみ限定されることが意図されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図10F】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【国際調査報告】