(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過及び遮断軸透過率スペクトルを有する第１の複屈折反射性偏光子と、波長の増加と共に減少する遮断軸透過率を有するコリメーティング複屈折反射性偏光子と、前記第１の複屈折反射性偏光子及びコリメーティング複屈折反射性偏光子の間に位置付けられる吸収偏光子層と、を備える偏光子積層体であって、前記偏光子積層体の前記通過軸透過率が全体として、可視波長帯にわたって実質的にニュートラルであり、
前記コリメーティング複屈折反射性偏光子の遮断軸透過率スペクトルの傾斜（ＩＲａｖｇ−Ｇａｖｇ）／ＡＶＧが−１０％未満であり、
ここで、ＡＶＧは（ＩＲａｖｇ＋Ｒａｖｇ＋Ｇａｖｇ）／３であり、ＩＲａｖｇは７００〜７５０ｎｍにおける平均の遮断軸透過率であり、Ｒａｖｇは６００〜６５０ｎｍにおける平均の遮断軸透過率であり、Ｇａｖｇは５００〜５６０ｎｍにおける平均の遮断軸透過率であり、
前記第１の複屈折反射性偏光子の前記遮断軸透過率が、波長が前記可視スペクトルにわたって増加するにつれて増加し、
前記コリメーティング複屈折反射性偏光子の前記通過軸透過率が、波長が前記可視スペクトルにわたって増加するにつれて、ニュートラルであるか、あるいは減少する、偏光子積層体。
【請求項２】
前記偏光子積層体が、ｐ偏光光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．７５を満たす、請求項１に記載の偏光子積層体。
【請求項３】
前記偏光子積層体が、Ｔ遮断０＜０．１％を満たす、請求項２に記載の偏光子積層体。
【請求項４】
前記偏光子積層体が、ｓ偏光光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．７５を満たし、前記偏光子積層体が、Ｔ遮断０＜０．１％を満たす、請求項１ないし３のいずれかに記載の偏光子積層体。
【請求項５】
前記吸収偏光子層のコントラスト比が、１００：１以下である、請求項１ないし４のいずれかに記載の偏光子積層体。
【請求項６】
前記第１の複屈折偏光子の前記吸収偏光子層と反対側に位置付けられる第２の吸収偏光子層を更に備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の偏光子積層体。
【請求項７】
光源及び請求項１ないし６のいずれかに記載の偏光子積層体を備える、バックライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は偏光子積層体に関する。より具体的には、本明細書は、反射性光子及び吸収偏光子の両方を備え、コリメートされ色的にニュートラルである光出力を提供する、偏光子積層体に関する。加えて、このような偏光子積層体を組み込むバックライトが説明される。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置等のディスプレイ装置は、テレビ、携帯型端末、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、及びコンピュータのモニター等を含む様々な用途で使用されている。ＬＣＤパネルは自照式ではないため、幾つかのディスプレイ用途において背面照明アセンブリ又は「バックライト」が必要となり得る。バックライトは典型的には、１つ以上の光源（例えば、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＴ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ））からの光をＬＣＤパネルへ結びつける。一般的なディスプレイ装置は、偏光子を通常含む。
【０００３】
反射性偏光子が既知である。反射性偏光子はしばしば、異なる光透過性材料の多数の薄い層を組み込む多層光学フィルムから作製され得、これらは十分に薄く、それにより光学フィルムの反射及び透過特性は、層の境界面から反射された光線の建設的及び相殺的干渉によって主に決定されるため、多くの場合ミクロ層と称される。このような反射性偏光子において、複数のミクロ層の面内屈折率は、面内遮断軸に沿う隣接するミクロ層間の実質屈折率のミスマッチ、及び面内通過軸に沿う隣接するミクロ層間の実質屈折率の調和をもたらすように選択される。このようなフィルムは、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）において説明される。このような反射性偏光子は、通過軸に沿って偏光される垂直入射光に関して低い反射率と高い透過率とを維持しながら、遮断軸に沿って偏光される垂直入射光に関して高い反射率を確保するために十分な数の層を有する。
【０００４】
幾つかのディスプレイ用途において、反射性偏光子は、例えば吸収偏光子と組み合わされ得る。このような構造は、例えばＯｕｄｅｒｋｉｒｋらへの米国特許第６，０９６，３７５号、Ｗｅｂｅｒらへの米国特許第６，６９７，１９５号、及びＷｅｂｅｒらへの米国特許第７，８２６，００９号において説明され、これらのそれぞれはその全体が参照によって本明細書に組み込まれる。吸収偏光子は、例えば、ポリマーシートに染料を組み込み、次いでこれを１つの方向に延伸することによって作製される。吸収偏光子は更に、半結晶ポリマー（例えば、ポリビニルアルコール）を単軸方向に延伸し、次にこのポリマーをヨウ素錯体又はダイクロイック染料で染色するか、又は配向されたダイクロイック染料でポリマーをコーティングすることによって、作製することができる。多くの商用の偏光子は、典型的には、染料のためのポリマーマトリックスとしてポリビニルアルコールを使用する。吸収偏光子は、通常多量の光吸収を有する（また、幾つかの文献において、「ダイクロイック偏光子」とも称される）。このような「ハイブリッド偏光子」（反射性光子及び吸収偏光子を組み合わせる）は、層の消光スペクトルが慎重に設計される場合、大変良好な消光度を提供し得る。
【０００５】
更に、最近３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙが、必要な反射性偏光機能を今まで提供しつつ、プリズム状又はビーズ状フィルムを向上させる輝度等の、構造化フィルムによって一般的に提供される光コリメート機能を組み合わせ得る、反射性偏光子を開発した。このような反射性偏光子は、例えば共同所有及び譲渡された、国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６０４８５号及び同第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６０４８３号において説明され、これらのそれぞれはその全体が参照によって本明細書に組み込まれる。これらの出願において説明されるフィルムは、反射される色及び透過される色を平衡させ、ニュートラルな白色のディスプレイを提供し、一方でまた概ね観測者に向けて光をコリメートするために、独自の透過率スペクトルの形を提供する。ニュートラルな白色のバックライトの出力色のためのこれらのスペクトルの設計の結果として、反射性偏光子の光の消光状態は、多くの場合フィルムを通って透過される非ニュートラルな色を有し、これは次いで別個の高性能ヨウ素吸収偏光子要素によって（液晶パネルに到達する前に）ニュートラルにされねばならない。反射性偏光子フィルムの遮断軸透過レベルが、液晶パネルに直ぐ隣接する唯一の偏光要素としての役割を果たすには高過ぎ、消光状態における全体的な透過レベルが一般的に低い場所であっても、色スペクトルの１つの区域において尖頭が存在し得るため、このような別個の要素もまた必要である。
【０００６】
偏光子としての役割を果たし、反射、吸収、及びコリメーションの特性の働きをし、また一方で通過及び消光状態の両方において色のニュートラリティーを提供する、特異なフィルム積層体に対する当該技術分野における必要性は存続する。本明細書は、こうした要請に応えようとするものである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様において、本明細書は、偏光子積層体に関する。偏光子積層体は、通過及び遮断軸透過率スペクトルを有する第１の複屈折反射性偏光子と、波長の増加と共に減少する遮断軸透過率を有するコリメーティング複屈折反射性偏光子と、第１の複屈折反射性偏光子及びコリメーティング複屈折反射性偏光子の間に位置付けられる吸収偏光子層と、含む。偏光子積層体の通過軸透過は全体として、可視波長帯にわたって実質的にニュートラルである。偏光子積層体はまた、第１の複屈折偏光子の吸収偏光子層と反対側に位置付けられる第２の吸収偏光子層を含み得る。
【０００８】
幾つかの実施形態において、第１の複屈折偏光子の遮断軸透過率は、波長が可視スペクトルにわたって増加するにつれて増加する。幾つかの実施形態において、コリメーティング反射性偏光子の通過軸透過率は、波長が可視スペクトルにわたって増加するにつれて、ニュートラルであるか、あるいは減少する。幾つかの実施形態において、偏光子積層体は、ｐ偏光に関して、あるいは潜在的にｓ偏光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．７５、又はＴ通過６０／Ｔ通過０＜０．６０を満たす。加えて、可視光のＴ通過は、０．３、０．４、又は０．５を超え得る。更に、偏光子積層体はＴ遮断０＜１０−３を満たし得る。
【０００９】
幾つかの実施形態において、吸収偏光子層のコントラスト比は、１００：１以下である。幾つかの場合、偏光子積層体のコントラスト比は、６，０００：１以上である。加えて、第１の複屈折偏光子のＲｈｅｍｉは、＜０．５０であり得、コリメーティング複屈折反射性偏光子のＲｈｅｍｉは少なくとも０．６０であり得る。
【００１０】
異なる態様において、本明細書は光源及び先に説明された偏光子積層体を含む、バックライトに関する。加えて、本明細書は、ディスプレイを含むバックライト、及び説明されたバックライトに関し得る。
【００１１】
別の態様において、本明細書はバックライトに関する。バックライトは、（１）光リサイクリング空洞であって、この光空洞が、前側反射板、後側反射板、通過強度スペクトル、遮断強度スペクトルを含む光リサイクリング空洞と、（２）光リサイクリング空洞へ光を放射するように配置される１つ以上の光源部材と、を含む。通過強度スペクトル及び遮断強度スペクトルの両方は、可視波長帯にわたって実質的にニュートラルであり、垂直入射で少なくとも５００：１の比を有する。少なくとも幾つかの実施形態において、ＡＲＣＰは、通過及び遮断軸透過率スペクトルを有する第１の複屈折反射性偏光子と、波長の増加と共に減少する遮断軸透過率を有するコリメーティング複屈折反射性偏光子と、第１の複屈折反射性偏光子及びコリメーティング複屈折反射性偏光子の間に位置付けられる吸収偏光子層と、を含む。
【００１２】
幾つかの実施形態において、ＡＲＣＰの通過軸透過率は、可視波長帯にわたって実質的にニュートラルである。加えて、通過強度スペクトル及び遮断強度スペクトルの両方は、可視波長帯にわたって実質的にニュートラルであり得、垂直入射で少なくとも１，０００：１の比を有し得る。更に、ＡＲＣＰは、ｐ偏光、あるいはｓ偏光光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．７５、又はＴ通過６０／Ｔ通過０＜０．６０を満たし得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本明細書に従う偏光子積層体の断面図である。
【図２】反射性偏光フィルムの概略斜視図である。
【図３】本開示に従う反射性偏光子の概略斜視図である。
【図４】本明細書に従う偏光子積層体の断面図である。
【図５】様々な偏光子積層体に関する、輝度データ対偏光子角のグラフである。
【図６】様々な偏光子積層体に関する、輝度データ対偏光子角のグラフである。
【図７】バックライト及び液晶パネルを備えるディスプレイシステムの断面図である。
【図８ａ】本明細書に従う偏光子の透過率スペクトルを例証する。
【図８ｂ】本明細書に従う偏光子の透過率スペクトルを例証する。
【図８ｃ】本明細書に従う偏光子の透過率スペクトルを例証する。
【図８ｄ】本明細書に従う偏光子の透過率スペクトルを例証する。
【図９】標準吸収偏光子に対する、本明細書のＡＲＣＰの透過率スペクトルを例証する。
【図１０】バックライト反射板に関するＲＢＬ（λ）、及びＡＲＣＰのＲｆｈｅｍｉ（λ）のスペクトル、並びに通過強度スペクトルを例証する。
【図１１ａ】バックライトからＡＲＣＰ前側反射板で放射される光に関する色度データを例証する。
【図１１ｂ】バックライトからＡＲＣＰ前側反射板で放射される光に関する色度データを例証する。
【図１２】本明細書に従うＡＲＣＰに関する計算透過率スペクトルを例証する。
【図１３】バックライト反射板に関するＲＢＬ（λ）、及びＡＲＣＰのＲｆｈｅｍｉ（λ）のスペクトル、並びに通過強度スペクトルを例証する。
【図１４ａ】バックライトからＡＲＣＰ前側反射板で放射される光に関する色度データを例証する。
【図１４ｂ】バックライトからＡＲＣＰ前側反射板で放射される光に関する色度データを例証する。
【図１５】本明細書に従うＡＲＣＰに関する計算透過率スペクトルを例証する。
【図１６】バックライト反射板に関するＲＢＬ（λ）、及びＡＲＣＰのＲｆｈｅｍｉ（λ）のスペクトル、並びに通過強度スペクトルを例証する。
【図１７ａ】バックライトからＡＲＣＰ前側反射板で放射される光に関する色度データを例証する。
【図１７ｂ】バックライトからＡＲＣＰ前側反射板で放射される光に関する色度データを例証する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の発明を実施するための形態では、その一部をなす添付の図面に対して参照がなされ、そこではこれらはデバイス、システム、及び方法の幾つかの具体的な実施形態の実例として示される。本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され、実施され得る点は理解されるはずである。したがって、以下の発明を実施するための形態は、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００１５】
本明細書において使用されるすべての科学用語及び技術用語は、特に示されない限りは、当該技術分野において一般的に用いられている意味を有するものである。本明細書において与えられる用語の定義は、本明細書において頻繁に使用される特定の用語の理解を容易にするためのものであって、本開示の範囲を限定しようとするものではない。
【００１６】
本明細書は、吸収、反射、及びコリメーティング偏光子としての役割を果たす偏光子積層体を提供する。偏光子積層体は、液晶バックライトディスプレイと共に使用される従来のダイクロイック偏光子よりも高い輝度を提供し得、また一方で明及び暗状態における無彩色を保持しながら、垂直角の観測者へ向けて光をコリメートし得る。積層体におけるダイクロイック層の使用は、それが無ければ好ましくない色を有したであろう多層光学フィルムに無彩色を提供する。このような偏光子積層体は、電話、携帯電話、タブレット、ノートブック型パソコン、モニター、及びそれに類する用途のための、液晶ディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、半透過型ディスプレイを含むディスプレイにおいて大変有用である。特異な積層体において注目される機能の独特の組み合わせは、より薄く、より単純で、かつより効率的なディスプレイを提供する。
【００１７】
別の意味において、本明細書は、液晶ディスプレイと共に使用するための偏光要素と、黒い暗又は遮断状態、及びニュートラルの白又は通過状態を、液晶パネルの直近に隣接して使用される従来のＰＶＡヨウ素偏光子の必要性無しに提供する、関連するバックライトと、を製作する問題への解決策を提供する。
【００１８】
図１を参照すると、偏光子積層体１００は、第１の複屈折反射性偏光子１０６、吸収偏光子１０４、及び吸収偏光子の第１の複屈折偏光子１０６と反対側に位置付けられる、コリメーティング複屈折反射性偏光子１０２を含む。上述のように、本明細書は光のコリメーションを提供し、一般的にこれはコリメーティング複屈折反射性偏光子１０２を介して達成される。偏光子積層体１００は、同時に吸収し、反射し、コリメートし、かつ偏光させ、下記において偏光子積層体又は吸収反射性コリメーティング偏光子（「ＡＲＣＰ」）のどちらかと称される。この２つの用語は、同じ意味を有すると理解されるべきである。コリメーティング複屈折反射性偏光子の一般的な機能は、コリメーティング複屈折反射性偏光子１０２の以下の説明を通じて、より良く理解され得る。
【００１９】
多くの実施形態において、コリメーティング複屈折反射性偏光子は、入射角と共に一般的に増加する反射率及び入射角と共に一般的に減少する透過率を有し、反射率及び透過率は不偏光可視光に関し、任意の入射面に関し、並びに／あるいは面における使用可能な偏光状態で入射する光に関し、この面に関して使用可能な偏光状態の斜光が１つの基準面に関してｐ偏光され、直行する基準面に関してｓ偏光される。更に、このコリメーティング複屈折反射性偏光子は、好ましくは高い値の半球反射率Ｒｆｈｅｍｉを有し、一方でまた用途使用可能光の十分に高い透過率も有する。
【００２０】
多くの実施形態において、コリメーティング複屈折反射性偏光子は、空洞又はフィルム積層体内に比較的高いリサイクルを担持するために比較的高い全体的な反射率を有する。これを、（所望の波長範囲の）光が、全ての可能な方向の分布にわたって構成要素上に入射する場合の、構成要素（表面、フィルム、又はフィルムの集積かに関わらず）の全反射率を意味する、「半球反射率」という用語で特徴付ける。よって、この構成要素は、垂直方向を中心とした半球内の全ての方向からの入射光（及び、別に特定されない限りは全ての偏光状態）で照らされ、同じ半球内に反射された全ての光が収集される。所望の波長範囲に関して、反射光の全光束の、入射光の全光束に対する比が、半球反射率Ｒｈｅｍｉをもたらす。特に、Ｒｈｅｍｉは、別個の波長で特徴付けられ、所望の波長範囲にわたる平均値として取られ得る。更に、垂直入射の反射率とは異なり、Ｒｈｅｍｉは、入射角に伴う反射率のばらつきに反応せず、かつばらつきをすでに考慮に入れてあり、このことは、一部の構成要素（例えば、プリズムフィルム）にとって非常に重要であり得る。
【００２１】
実際、コリメーティング複屈折反射性偏光子の幾つかの実施形態は、少なくとも平面への光入射に関して、入射角が垂直から離れるにつれて増加する（特定方向への）反射率（及び、一般的に入射角に伴って減少する透過率）を提示する。このような反射特性は、光が、コリメーティング偏光子が備わる空洞又は積層体から、コリメーティング複屈折反射性偏光子を通って垂直に近い角度で、即ちバックライトの観測軸に近い角度で、優先的に透過されることをもたらし、これはディスプレイ産業において重要な、視角でのディスプレイの知覚される輝度を増加するのに（通常重要度がより低い、より高い視角におけるより低い知覚される輝度を犠牲にして）役立つ。この効果は、コリメーションと呼ばれる。角度挙動によって高まる反射率は、「少なくとも１つの平面に入射する光に関する」ことを述べているが、これは、場合によっては、狭い視角（より強いコリメーション）は１つの観測面だけにとって望ましく、より広い視角（より弱いコリメーション）が直交平面においては望ましいからである。一例として、幾つかの液晶テレビアプリケーションでは、水平面では観測のために広い視角が望ましいが、垂直面ではより狭い視角が指定される。他の場合では、軸方向の輝度を最大化するため、直交する平面両方において狭い視角が望ましいことがある。このようにして、リサイクル空洞、又はフィルム積層体からの光は、かなりの度合でコリメートすることができ、単一フィルム構造からの偏光光出力を提供することができる。
【００２２】
反射率及び透過率特性の以下の説明において、反射率及び透過率は波長範囲にわたる概平均として決定されることが、まず想定され得る。後の説明において、可視帯にわたって傾斜する透過率及び反射率スペクトルに注目し、反射率及び透過率特性は波長に依存し、特定の波長範囲内で特徴付けられる必要がある。
【００２３】
斜角反射率について論じる際には、図２の幾何学的考察を踏まえることが役に立つ。ここでは、ｘ−ｙ平面に位置する面１１０が見て取れ、ｚ軸は垂直方向である。この面が偏光フィルム又は部分的偏光フィルム（国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６０４８５号及び同第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６０４８３号記載されているもの等）であるとき、本出願の目的のため我々はこのｙ軸を「通過軸」、ｘ軸を「遮断軸」と指定する。換言すれば、偏光軸がｙ軸に平行な垂直入射光は、偏光軸がｘ軸に平行な垂直入射光に比べ、優先的に透過される。
【００２４】
光は任意の方向から表面１１０に入射することができるが、ｘ−ｚ平面に平行な第１の入射面１３２、及びｙ−ｚ平面に平行な第２の入射面１２２について集中的に検討する。「入射面」は、垂直面と光伝搬の特定方向とを含む面を示す。図２において、平面１３２に入射する１つの斜光線１３０、及び平面１２２に入射する別の斜光線１２０を示す。光線が非偏光であると仮定すると、各光線は、それぞれの入射面に存在する偏光構成要素（「ｐ偏光」光と呼ばれる）、及びそれぞれの入射面に垂直に配向された直交する偏光構成要素（「ｓ偏光光」と呼ばれ、図２では「ｓ」と表示される）を有する。反射偏光フィルムでは、「ｓ」及び「ｐ」は、光線の方向によって、通過軸又は遮断軸のいずれかと整列し得ることに留意することが重要である。図２において、光線１３０のｓ偏光構成要素と、光線１２０のｐ偏光構成要素は、通過軸（ｙ軸）と整列しており、よって優先的に透過される。また一方で反対の偏光構成要素（光線１３０のｐ偏光、及び光線１２０のｓ偏光）は遮断軸（ｘ軸）と整列している。
【００２５】
これを踏まえ、コリメーティング複屈折反射性偏光子が「入射角と共に一般的に増加する反射率を提示する」ことを特定することの意味及び結果について考察したい。リサイクリングバックライトと併せて使用されるこの反射特性は、共同所有及び譲渡された米国特許公開第２０１０／０１５６９５３号、及び同第２０１０／０１６５６６０号において一般的に説明される。増進されたコリメーティング特性を有するコリメーティング複屈折反射性偏光子は、ＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６０４８５号において更に説明され、反射スペクトルは傾斜する。好ましい偏光の光が望ましい例において、コリメーティング複屈折反射性偏光子は、遮断偏光状態における垂直入射光に対する大変高い反射率と、通過偏光状態における垂直入射光に対するそれより低いものの、やはり相当な反射率（例えば、２０％〜９０％）とを有する、多層構造（例えば、好適な条件下で、所望の屈折率関係及び所望の反射率特性をもたらすように配向された共押出ポリマーミクロ層）を含む。この遮断状態の光（光線１３０のｐ偏光構成要素及び光線１２０のｓ偏光構成要素）に対する非常に高い反射率は通常、全ての入射角に対して非常に高いままである。より興味深い現象は、通過状態の光（光線１３０のｓ偏光構成要素及び光線１２０のｐ偏光構成要素）に関して、垂直入射で中間的な反射率を示すことである。入射面１３２における斜めの通過状態の光は、入射角が増加するにつれて反射率増加を示す。これは、ｓ偏光光反射率の性質によるものである（しかしながら、増加の相対的な量は、垂直入射での通過状態反射率の初期値に依存する）。したがって、平面１３２に平行な観測面におけるコリメーティング複屈折反射性偏光子前フィルムによってリサイクリングバックライトから放射される光は、部分的にコリメートされるか、あるいは角度を制限される。しかしながら、入射面１２２とは異なる平面の斜め通過状態の光（即ち、光線１２０のｐ偏光構成要素）は、面内屈折率差に対するミクロ層間のｚ軸屈折率差の規模及び偏光に依存して、３つのケースの挙動のいずれかを示すことができる。米国特許第５，８８２，７７４号を参照されたい。
【００２６】
第１の場合は、ブリュースター角が存在する場合、この光の反射率は入射角の増大と共に減少する。これにより、平面１２２に対して平行な観測面において明るい軸外ローブが生じ、これは通常、ＬＣＤ視聴用途においては望ましくない（他の用途においてはこの現象は容認できることがあり、ＬＣＤ視聴用途の場合であってもこのローブ状出力は、プリズムフィルム等の使用により方向を観測軸に向けることが可能である）。
【００２７】
別の場合は、ブリュースター角は、存在しないか非常に大きく、入射角が増大してもｐ偏光光の反射率が比較的一定である。これは参照される観測面において比較的幅広い視角を生じさせる。
【００２８】
第３の場合は、ブリュースター角が存在せず、ｐ偏光光の屈折率が入射角と共に著しく増加する。これにより、基準画面内に比較的狭い視角を生成することができ、そこでは、コリメーションの程度は、少なくとも部分的には、コリメーティング複屈折反射性偏光子内のミクロ層間のｚ軸屈折率差の規模を制御することで調節される。
【００２９】
したがって、コリメーティング複屈折反射性偏光子における入射角を伴う反射率の増加は、使用可能な偏光状態の斜光が入射面に関してｐ偏光されて、直行する入射面に関してｓ偏光される面に、入射する、使用可能な偏光状態の光を示し得る。又は、そのような反射率の増加は、あらゆる入射面において非偏光光の平均的反射率で示すことができる。
【００３０】
多くの実施形態において、リサイクル空洞又はフィルム積層体のコリメーティング複屈折反射性偏光子はまた、傾斜する透過率スペクトル、及び多くの場合使用可能な偏光状態に関する、両方の入射面に入射する光、又は任意の入射面における非偏光光の、青傾斜透過率スペクトルを有する。
【００３１】
図１を再度参照すると、吸収偏光子１０４は、コリメーティング複屈折反射性偏光子１０２及び第１の複屈折反射性偏光子１０６の間に積層され、潜在的には１つ以上の反射性偏光子へと積層されるか、１つ以上の反射性偏光子と共押出されるか、あるいは１つ以上の反射性偏光子上へコーティングされ、かつそれらへ配向され得る。幾つかの例示的な実施形態において、図１において例証される積層体１００の全体が、単一フィルムとして共押出され、あるいはその一部が別個に押出され積層され、あるいはまず配向され次いで積層され得る。
【００３２】
リサイクリングバックライト及び、ピクセル式液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）構造（複数可）が存在するガラス表面の間に位置するＡＲＣＰを考察し、ここではリサイクリングバックライトに面するＬＣＤの通常の吸収ディスプレイ偏光子は除去されている。ＡＲＣＰのスペクトル透過率及び反射特性は、その半球反射率スペクトル、Ｒｆｈｅｍｉ（λ）、並びにＬＣＤシステムの通過軸Ｔ通過（Ω、λ）のどちらかに沿って偏光する光、及びＬＣＤシステムの直行する遮断軸Ｔ遮断（Ω、λ）に沿って直線的に偏光する光に関する、その透過率スペクトルによって、便宜的に定義され得る。
【００３３】
本発明のＡＲＣＰフィルムは、リサイクリングバックライトにおいて使用される場合、ＬＣＤの白状態の向上を輝度に対して提供し、同時にＬＣＤの低強度暗状態を提供し得る。
【００３４】
より一般的に、白状態液晶セル及び付加偏光子による光路の向上された強度、並びに暗状態液晶セル及び付加偏光子による光路のゼロに近い強度を提供するという、所望されるＡＲＣＰ特性は、可視スペクトルにわたって制御されるべきであり、それにより液晶ディスプレイの知覚色は偏らず、又はＡＲＣＰ／バックライトシステムにより歪められない。ＡＲＣＰ／バックライトシステムが、ディスプレイ光源の設計された色度バランスと調和しない光（例えば、コンパクト蛍光灯又はディスプレイ品位白色ＬＥＤ）をＬＣＤへ送り、それぞれの液晶セルにカラーフィルタを送る場合、ＬＣＤの画像は歪んだ色相及び白色点の値を有し得、加えて、青み、又はマゼンタ若しくは赤み等の有色の色相を有する、低光量画像領域（画像の黒又は非常に暗い領域）を有し得る。
【００３５】
吸収偏光子１０４等の吸収偏光子はまた、本開示における使用にとって好適である。有用な偏光吸収性要素の１つは、配向された、染料を含有する、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムである。このようなフィルムの例、及びそれらの偏光吸収性要素としての使用は、例えば米国特許第４，８９５，７６９号及び同第４，６５９，５２３号、並びにＰＣＴ公開第ＷＯ  ９５／１７６９１号において説明され、これら全てが参照により本明細書に組み込まれる。吸収偏光子として機能するために、ポリビニルアルコールフィルムは、典型的に延伸されて、フィルムへ配向される。偏光染料又は色素によって着色される際、フィルムの配向が、フィルムの光学特性（例えば、消光の軸）を決定する。好ましくは、吸収要素は、遮断軸に沿って偏光される光の吸収が、入射角の増加と共に減少しない（及び時により増加する）ようなものである。このような吸収偏光子の一例は、Ｌａｚａｒｅｖらによる、「Ｌｏｗ−ｌｅａｋａｇｅ  ｏｆｆ−ａｎｇｌｅ  ｉｎ  Ｅ−ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ」，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＩＤ  ９／２，ｐｐ．１０１〜１０５（２００１）と題された記事において説明される、超分子リオトロピック液晶材料を含む偏光子であり、この記事は参照により本明細書に組み込まれる。
【００３６】
吸収偏光子において活用される、好適なＩＲ及び可視吸収染料は、例えばポリエステルで溶融加工し得る、良好な熱安定性を持つ染料、例えば、ＰＥＮを含む。光吸収材料の選択は、例えば光吸収材料の吸光度スペクトル、費用、加工性、安定性、及び光学フィルタ内の他の要素との適合性等の要件に基づいてなされ得る。
【００３７】
光吸収材料は、その材料が少なくとも５：１、１０：１、又は潜在的には２０：１のダイクロ比を有するように選択され得る。ダイクロ比は、遮断偏光における吸収定数の、通過偏光における吸収定数に対する比として、一般的に理解され得る。広帯域吸収性要素にとって好適な多くの光吸収材料が、比較的広い範囲の波長に対して相当な吸光度を有するか、あるいは透過及び反射波長範囲両方の一部に対して比較的一定の吸光度値を有することが理解されよう。２つの反射性偏光子の間に吸収偏光子を組み合わせるという使用は、吸収性要素が単独で使用されるか、あるいは単一反射要素と使用される場合よりも、光吸収材料のより低い充填の使用を許容し得る。
【００３８】
本開示の例示的な実施形態において使用される吸収偏光子は、１０００：１未満のコントラスト比を有し、したがって反射性偏光子の寄与をより重要にする。幾つかの例示的な実施形態において、吸収偏光子のコントラスト比は約５００：１以下、約１００：１以下、約１０：１以下、又は約５：１以下であり得る。幾つかの例示的な実施形態において、吸収偏光子は、約５：１〜約１００：１のコントラスト比によって特徴付けられ得る。当業者は、コントラスト比が、通過軸に対して平行に偏光される透過光のパーセンテージの、遮断軸に対して平行に偏光される透過光のパーセンテージに対する比として一般的に理解され得ることを理解するであろう。
【００３９】
反射／吸収／反射偏光子の組み合わせの吸収偏光子が最大約１０：１のコントラスト比を有する場合、反射性偏光子のうちの少なくとも１つは、好ましくは少なくとも約１００：１の対比を有する。他の例示的な実施形態において、２軸反射性偏光子のうちの１つ又は両方が、少なくとも約５０：１、少なくとも約１００：１、又は少なくとも約２００：１のコントラスト比によって特徴付けられ得る。本開示に従う偏光子積層体の組み合わせ（例えば図１の積層体１００）は、約５００：１以上、又は約１０００：１以上の総コントラスト比を有し得る。少なくとも１つの実施形態において、偏光子積層体（又はＡＲＣＰ）のコントラスト比は、５，０００：１以上、又は潜在的には６，０００：１以上であり得る。幾つかの例示的な実施形態において、本開示に従う偏光子積層体のコントラスト比は、約１０，０００：１の高さにまでなり得る。
【００４０】
図１を再度参照すると、未だ詳細に説明されていない、偏光子積層体１００の第３の要素は、第１の複屈折反応性偏光子１０６である。任意の数の適切な複屈折反応性偏光子が採用され得る。例えば、図３は、本開示に従う反射性偏光子の１つの潜在的で例示的な実施形態を示している。この反射性偏光子は、第２材料の第２層１１５上に配置された（例えば共押出により）、第１材料の第１層１１３を含む多層光学フィルム１１１である。図の光学フィルム１１１は、３本の互いに直交するＸ、Ｙ及びＺ軸を基準として説明することができる。２つの直交する軸ｘ及びｙは、フィルム１１１の平面内（面内、又はｘ及びｙ軸）にあり、第３の軸（ｚ軸）は、フィルムの厚さ方向に伸びる。第１材料及び第２材料の一方又は両方が複屈折性のものであってよい。
【００４１】
２つの層のみが図３において図示され、本明細書において一般的に説明されている、本開示の一般的な実施形態は、２つ以上の第２の層と交互に配された２つ以上の第１の層を含む。全体の層の数は、数百若しくは数千、又はそれ以上であり得る。幾つかの例示的実施形態では、隣接する第１層及び第２層を光学的繰り返し単位と呼ぶ場合がある。本開示の例示的な実施形態における使用に好適な反射偏光子は、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号、同第６，４９８，６８３号、同第５，８０８，７９４号に記載されており、これらは、参照により本明細書に組み込まれる。
【００４２】
光学フィルム１１１は更なる層を有してもよい。更なる層は、例えば更なる光学的機能を有する光学的なものであってもよく、又は機械的若しくは化学的性質について選択された非光学的なものであってもよい。参照により本明細書に組み込まれる米国特許番号第６，１７９，９４８号で論じられているように、これらの追加の層は、本明細書に記載される加工条件下で延伸される場合があり、フィルムの全体的な光学及び／又は機械的特性に寄与する場合があるが、明瞭さ、及び平易化の目的でこれらの層は、この明細書では更に議論しない。
【００４３】
複屈折性の反射偏光板では、第１層１１３の屈折率（ｎ１ｘ，ｎ１ｙ，ｎ１ｚ）及び第２層１１５の屈折率（ｎ２ｘ，ｎ２ｙ，ｎ２ｚ）は、１つの面内の軸（Ｙ軸）に沿って実質的に一致しており、面内の別の軸（Ｘ軸）に沿っては実質的に一致していない。一致している方向（Ｙ）は、偏光板の透過（通過）軸又は状態を形成するためにその方向に沿って偏光された光は選択的に透過され、一致していない方向（Ｘ）は偏光板の反射（遮断）軸又は状態を形成するためにその方向に沿って偏光された光は選択的に反射される。一般的に、反射方向に沿った屈折率のずれが大きく、透過方向において屈折率がよく一致しているほど、偏光板の性能は高くなる。
【００４４】
ディスプレイ装置の広角観測にとって良好に機能するために、ディスプレイ偏光子は、全ての入射角に対して高い遮断状態コントラストを維持すべきであり、また全ての入射角に対して高い通過透過率を維持すべきでもある。共同所有される米国特許第５，８８２，７７４号において示されているように、通過状態透過率は、交互の第１層１１３及び第２層１１５の屈折率が、ｚ軸に沿って偏光する光、及びｙ軸に沿って偏光する光に対して一致するときに増加する。Ｚ軸屈折率の整合により、遮断状態透過率は高入射角で劣化することがない。
【００４５】
例示的な実施形態において、コリメーティング複屈折反射性偏光子のうちの少なくとも１つ、又は偏光子積層体内の第１の複屈折偏光子は２軸方向であり得、つまり、特定の複屈折偏光子材料に関する約０．０５を超えるΔｎｙｚを有する。他の例示的な実施形態において、Δｎｙｚは、少なくとも０．０８若しくは用途に依存する別の好適な値、又は少なくとも約０．１以上であり得る。屈折率の全ての値及び屈折率の差異は、６３３ｎｍとして報告される。
【００４６】
少なくとも幾つかの実施形態において、コリメーティング複屈折反射性偏光子１０２からの吸収偏光子１１０４の反対側の、第１の複屈折反射性偏光子１０６は、実際にはそれ自体もまたコリメーティング反射性偏光子であってよい。したがって、第１の複屈折反射性偏光子１０６は、コリメーティング複屈折反射性偏光子１０２に関して上で論じられた特性の全てを有し得る。
【００４７】
本明細書に従う適切な偏光子積層体の更に別の例が図４において例証される。偏光子積層体１００と同様、偏光子積層体４００は、第１の複屈折反射性偏光子１０６及びコリメーティング複屈折反射性偏光子１０２を含む。吸収偏光子１０４は、第１の複屈折反射性偏光子１０６及びコリメーティング複屈折反射性偏光子１０２の間に位置付けられる。加えて、図４において例証される実施形態は、第１の複屈折反射性偏光子１０６の第１の吸収偏光子１０４と反対側に位置付けられる第２の吸収偏光子１０８を含有する。一般的に、第２の吸収偏光子１０８は、上で詳細に説明された、吸収偏光子１０４の特性と類似、又は同一の特性を有し得る。増加された暗状態消光が求められている場合、又はディスプレイの観測者側からのまぶしさを低減することが求められている例において、第２の吸収偏光子を活用することが特に有用であり得る。
【００４８】
今日、ＬＣＤ産業は、高性能製品及び低コスト製品の両方に注目している。高性能吸収、反射、及びコリメーティング偏光子積層体は、別個に製造された高性能ヨウ素染色ＰＶＡ偏光子を、上で説明されたような適切なコリメーティング反射性偏光子と積層することよって作製され得る。しかしながら、高性能ヨウ素染色偏光子は高価であり、更にそれらの配向方向、即ち遮断軸方向は、配向された多層ＰＥＮ系反射偏光子が最も便宜的に横ウェブ方向（横方向又は「テンター」方向）に配向される一方で、典型的に縦ウェブ方向（機械方向又はＭＤ）である。この理由により、高性能ヨウ素染色偏光子は、低コストであるロールツーロール積層法によって継続的に接合され得ず、少なくとも１つはまず片部へと切断され、その後９０度回転され、次いで個別に他の偏光子フィルムへ積層されねばならない。ＰＶＡコーティングを、多層のテンターへの配向の前に、多層偏光子フィルムへ適用し得るが、ＰＶＡ及びＰＥＮの好ましい配向温度における大きな違いが、吸収及び反射性構成要素のうちの１つ、又はもう片方の貧弱な質をもたらすことを発見した。より低い性能、及びより低コストのヨウ素／ＰＶＡ偏光子が本発明において、本明細書で言及された代替染料の代わりとして活用され得るが、この代用は積層工程の費用の問題を解決しない。したがって、当該技術分野において、低コスト、高性能吸収反射コリメーティング偏光子への必要性がまだ存在する。本明細書において開示されるように、ある特定の偏光染料が、ＰＥＮ及びＰＥＴ、又はそれらのコポリマー等のポリエステル樹脂へと合成され、ポリエステルを加工するために好まれる温度で押出及び配向され得る。このようにして、低コスト吸収偏光子は、更なる加工無しに偏光子積層体の一体部分として製作され得る。
【００４９】
これより、偏光子積層体１００、４００等内の様々な偏光子の相互作用について更に説明する。共同所有及び譲渡されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６０４８３号（「ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６０４８３」）において教授されるように、コリメーティング反射偏光子（例えば偏光子１０２）は、スペクトルが傾斜する場合、波長の増加と共に減少する透過率を伴って、増進されたコリメーションを提供する。本明細書の目的のため、これを負の傾斜と定義する（下においてより詳細に説明されるであろう）。通過軸透過率に関して比較的大きな負の傾斜を伴う反射性偏光子は、米国第６１／５４９，５８８号において開示された。通過軸が大きな傾斜を提示する際、遮断軸もまた類似の傾斜を提示するが、遮断対通過軸に関する異なる屈折率によって、また透過率の基礎となる直尺上の透過率の絶対値における大きな差異によって完全に同じ傾斜とはならない。遮断軸透過偏光子における大きな負の傾斜は、青色光の相当な漏出をもたらし得、これはＬＣＤパネルの暗状態を実質的に変色させ得る。ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６０４８３のコリメーティング偏光子は、高性能吸収偏光子を含んだＬＣＤパネルのためのバックライトにおいて使用された。標準ＬＣＤパネル偏光子の遮断軸は、最小限の暗状態での漏出のために選択され、このような問題を排除する。
【００５０】
本明細書において開示される、一体型反射性吸収性コリメーティング偏光子積層体に関して、任意の光漏出を吸収するための、パネル上の追加的な吸収偏光子は存在しないであろう（恒例により）。一体型偏光子は、リサイクリングバックライトと共にＬＣＤシステムにおいて使用される場合、良好な暗状態、即ち全ての可視波長での低い遮断軸透過率と、相当なコリメーション効果との両方を提供せねばならない。加えて、通過軸は、白状態輝度に関して許容レベルを透過せねばならない。後者の理由により、より多くの１／４波層、又は偏光子内の等方性低インデックス材料のより低い屈折率の使用により遮断軸透過率を単純に低下させることは許容できず、これは、通過軸透過率も容認できないほど低いレベルへ低減させるという有害な効果を有するからである。低インデックス材料は、コリメーティング反射性偏光子に関していくぶん制約されており、これは低インデックス材料が、高インデックス複屈折層のｙ及びｚ指数の中間にある屈折率を好ましくは有するからである。
【００５１】
第１の複屈折反射性偏光子１０６及びコリメーティング反射性偏光子１０２の遮断透過率スペクトルが反対に傾斜するスペクトルを有する場合、許容できる色平衡遮断状態暗レベル、許容できるコリメーション、及び許容できる通過状態透過率レベルの全てが、同時に達成され得ることを発見した。コリメーティング反射性偏光子の通過軸透過率スペクトルは、平坦か、あるいは僅かに負であり得る。
【００５２】
ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６０４８３において説明されるように、赤外スペクトルの一部が、コリメーティング偏光子上に斜めの角度で入射する光に関して、可視スペクトル側へ移動する。斜めに入射する白色光の反射、及び効果的なコリメーティングを主に受け持つスペクトルの部分は、垂直入射で測定されるスペクトルの、緑、赤、及びＩＲ付近の部分である。この理由により、これらのスペクトルの部分の傾斜は、個々の反射性偏光子の遮断軸及び通過軸の両方に関して、最も適切である。
【００５３】
偏光子積層体全体に関して、吸収染料スペクトルは角度によって移動しないが故に、可視スペクトルに関して傾斜判定を評価することは有意義である。結果的に、偏光子積層体又はＡＲＣＰ全体としての「色のニュートラリティー」を特徴付けるために、可視傾斜計算もまた提供される。
【００５４】
コリメーティング反射性偏光子等の多層高分子干渉フィルタの透過率スペクトルは、多くの場合比較的騒々しく表れ得、例えば干渉効果がスペクトル内の振動によって多くの局所的な最小値及び最大値をもたらし得る。しかしながら、広い波長範囲にわたる、スペクトルの平均傾斜を見積もる、あるいは測定する幾つかの方法が存在する。低位の線形又は多項式関数へのカーブフィッティングが１つの方法である。より単純な方法は、波長の局所的な群における透過率の値の平均を決定することである。例えば、広帯域可視及びＩＲスペクトルにおける平均の透過率は、ＩＲ、赤、及び緑波長範囲の部分集合、ＩＲａｖｇ、Ｒａｖｇ、及びＧａｖｇに関して計算され得る。次いで、スペクトル傾斜は以下の式で計算され得、
傾斜＝（ＩＲａｖｇ−Ｇａｖｇ）／ＡＶＧ、
式中、ＡＶＧは３つの波長平均の単純な算術平均であり、次式により与えられる。
ＡＶＧ＝（ＩＲａｖｇ＋Ｒａｖｇ＋Ｇａｖｇ）／３
【００５５】
第１の複屈折反射性偏光子又はコリメーティング複屈折反射性偏光子の「傾斜」に関するいかなる説明も、上の傾斜の計算（即ち、ＩＲ、赤、及び緑を考慮に入れる計算）を指すとして理解されるであろう。
【００５６】
別の意味において、可視スペクトルのみを含むスペクトルの傾斜を決定することができる。そのような場合、平均の透過率は、青、赤、及び緑波長範囲の部分集合、Ｂａｖｇ、Ｒａｖｇ、及びＧａｖｇに関して計算され得る。次いで、可視傾斜は以下の式で計算され得、
可視傾斜＝（Ｂａｖｇ−Ｒａｖｇ）／可視ＡＶＧ、
式中、可視ＡＶＧは３つの波長平均の単純な算術平均であり、次式により与えられる。
可視ＡＶＧ＝（Ｂａｖｇ＋Ｒａｖｇ＋Ｇａｖｇ）／３
【００５７】
偏光子積層体／ＡＲＣＰの「可視傾斜」に関するいかなる説明も、直上の傾斜の計算（即ち、青、赤、及び緑を考慮に入れる計算）を指すとして理解されるであろう。
【００５８】
局所的な色範囲は、青＝４５０ｎｍ〜５００ｎｍ、緑＝５００〜５６０ｎｍ、赤＝６００〜６５０ｎｍ、及びＩＲ＝７００〜７５０として選択される。当業者は、傾斜が比率又は百分率として表され得ることを理解するであろう。
【００５９】
本明細書の目的のため、「ニュートラルな」可視傾斜は、１５％、１０％、５％以下、又は潜在的には３％以下、及び潜在的には０に近い絶対値を有するとして定義されるであろう。本明細書の偏光子積層体、又はＡＲＣＰは、透過光に関するニュートラルな可視傾斜を有するとして一般的に理解され得る（即ち、偏光子積層体全体としての通過軸透過率は、可視波長帯にわたって実質的にニュートラルである）。
【００６０】
本明細書において、コリメーティング複屈折反射性偏光子に関する、通過状態における透過率スペクトルの傾斜（即ち、Ｔ通過（０，λ））は、０未満、及び−５％未満、若しくは−１０％未満、若しくは−２０％未満、若しくは−３０％未満、若しくは−４０％未満、若しくは−５０％未満であり得る。遮断状態における透過率スペクトルの傾斜（即ち、Ｔ遮断（０，λ））は、０未満、又は−１０％未満、又は−５０％未満、又は−１００％未満、又は−１５０％未満、又は−２００％未満であり得る。
【００６１】
第１の複屈折反射性偏光子に関する、通過状態における透過率スペクトルの傾斜（即ち、Ｔ通過（０，λ））は、０超、及び５％超、又は１０％超、又は２０％超、又は３０％超、又は４０％超、又は５０％超であり得る。遮断状態における透過率スペクトルの傾斜（即ち、Ｔ遮断（０，λ））は、０超、又は１０％超、又は５０％超、又は１００％超、又は１５０％超、又は２００％超であり得る。
【００６２】
偏光子積層体からの光のコリメーションの潜在度の指標は、所与のフィルムの、垂直入射及び６０度での入射の透過可視光の比から得られる。大部分のＬＣＤテレビにおいて、ＬＣＤパネル上の背面偏光子は、その通過軸を水平方向にして整列される。したがって、ｐ偏光通過軸光の入射面は、水平方向（左及び右）に沿う。ｓ偏光通過軸光の入射面はしたがって、垂直方向である。したがって、中心線の上又は下から観測される際のＬＣＤパネルの輝度を決定するのは、ｓ偏光光のバックライト放射であり、左又は右からの観測輝度を決定するのは、ｐ偏光光のバックライト放射である。この理由により、３つのフィルム例の通過軸スペクトルは、６０度及び垂直入射でのｓ偏光及びｐ偏光光に関して示される。
【００６３】
本明細書において、６０度で入射する、通過軸において透過される可視光（「Ｔ通過６０」）は、コリメーションのレベルを決定するために、０度で入射する、通過軸において透過される光（「Ｔ通過０」）によって分割され得る。このような測定は、ｓ偏光及びｐ偏光光の両方に関して取られ得る。今説明されている偏光子積層体は、ｓ偏光光で、０．７５未満、及び更には０．６０未満のＴ通過６０／Ｔ通過０の比を提示する。同様に、ｐ偏光光で、今説明されている偏光子積層体は、０．７５未満、及び更には０．６０未満のＴ通過６０／Ｔ通過０の比を提示する。加えて、６０度で遮断軸において透過される可視光（「Ｔ遮断６０」）又は０度で遮断軸において透過される可視光（「Ｔ遮断０」）に関して、偏光子積層体を特徴付けることができる。本明細書の好ましい実施形態において、偏光子積層体は非常に低いＴ遮断０、潜在的には１０−３若しくは０．５×１０−３未満、又は１０−４未満を有するであろう。
【００６４】
ＡＲＣＰ前部要素を備えるリサイクリングバックライト
例示的目的のため、リサイクル空洞及び液晶ディスプレイパネルを形成する、前側反射板及び後側反射板を備えるバックライトの光学要素を更に定義することが便宜的である。幾つかの場合において、本明細書は実際に、光源に加えて、全体にわたって説明される偏光子積層体又はＡＲＣＰを含み得るリサイクリングバックライトに関する。本明細書はまた、パネル及びこのようなバックライトを含むディスプレイを包含し得る。
【００６５】
図７は、バックライト７１０及び液晶パネル７３０を含む、ディスプレイシステム７００の概略的断面図である。バックライト７１０は、液晶パネル７３０へ光を提供するように位置付けられる。バックライト７１０は、空洞の奥行きＨを有する光リサイクリング空洞７１６、及び区域Ａｏｕｔの出力範囲７１８を形成する、前側反射板７１２及び後側反射板７１４を含む。前側反射板７１２は、それと後側反射板７１４との間に配置される他の要素、例えば、ミクロ構造小型レンズ配列、プリズム状フィルム、及びビーズ状増加拡散板７１１等の様々な光制御フィルムを有し得る。本明細書に記載されているいかなる好適なフィルムを用いて、前側反射板７１２を供給することができる。一般的に、前側反射板はＡＲＣＰであろう。
【００６６】
液晶パネル７３０は、典型的には、パネルプレート７３８の間に配置された液晶７３６の層を含む。プレート７３８は多くの場合ガラスで形成され、液晶層７３６における液晶の配向を制御するための、電極構造体及び配向層を内側表面に含み得る。これら電極構造体は、液晶パネル画素、即ち隣接する領域とは独立して液晶の配向を制御できる液晶層の領域を画定するように一般的に配置される。液晶パネル７３０によって表示される画像をカラーにするためのカラーフィルタ配列７４０もまた、プレート７３８のうち１つ以上と共に含まれ得る。
【００６７】
液晶パネル７３０は、前側吸収偏光子７３２及び前側反射板７１２の間に位置付けられる。液晶パネル７３０を前側及び背面偏光子の間に位置付けることが、当該技術分野において通常の慣習であるが、この実施形態においては、背面吸収偏光子は、（リサイクリングバックライトの）前側反射板としても説明される、吸収、反射、コリメーティング、及び偏光要素、７１２によって置き換えられる。前側反射板７１２は、ガラスプレート７３８へ直接付着され得ることが理解される。吸収偏光子７３２、前側反射板（ＡＲＣＰ）７１２、及び液晶パネル７３０は共に、バックライト７１０からディスプレイシステム７００を介して観測者に至る、光の透過率を制御する。例えば、吸収偏光子７３２、及びＡＲＣＰ  ７１２は、それらの通過透過率軸が互いに対して直角であるように配置され得る。活性されていない状態では、液晶層７３６の画素は、そこを通る光の偏光を変えることはない。したがって、ＡＲＣＰ  ７１２を通過する光は、前側吸収偏光子７３２によって吸収される。一方、画素が活性化される場合、通過する光の偏光は回転されて、ＡＲＣＰ  ７１２を透過した少なくとも一部の光は前側吸収偏光子７３２も透過する。例えばコントローラ（図示せず）による液晶層７３６の異なる画素の選択的活性化は、ディスプレイシステム７００からの光を特定の所望の位置で通過させることに帰着し、したがって観測者によって見られる画像を形成する。コントローラには、例えばコンピュータ又はテレビ画像を受信及び表示するテレビコントローラを挙げることができる。
【００６８】
１つ以上の任意の層（図示せず）が、例えば、ディスプレイ表面に機械的及び／又は環境的保護を提供するために、前側吸収偏光子７３２に近接して提供され得る。１つの例示的な実施形態において、この層は前側Ｉ吸収偏光子７３２上においてハードコートを含み得る。
【００６９】
幾つかの液晶ディスプレイは上記の方式とは異なった方式で作動できることは理解されよう。例えば、吸収偏光子７３２及びＡＲＦＣ  ７１２は、平行に整列されてもよく、液晶パネルは、非活性化状態のときに、光の偏光を回転させ得る。それにもかかわらず、そのようなディスプレイの基本的な構造は、上述の構造と依然として同様である。
【００７０】
分析目的のため、我々は、前側及び後側反射板がほぼ無限大の広がりを有すると見なし、可視非偏光に関する後側反射板の有効反射率ＲＢＬを、出力表面を定義する開口部以外のリサイクリング空洞の内部にある反射性及び損失要素の全てを含むものとして定義することができる。この点において、ＬＥＤダイ、レンズ、パッケージング、回路、露出された回路基板などの損失要素が、周囲の高反射率材料とともに面積率の中に含まれることになり、ＲＢＬを決定する。更に、反射性表面の間の物理的間隔も、この有効反射率の定義に含まれる。このＲＢＬ表面の物理的位置は、次いで便宜上、物理的空洞内部の平均的表面と同一のものとして図に示すことができる。多くの場合、良好に構築されたリサイクリング空洞バックライトに関して、ＲＢＬの、Ｒｂｈｅｍｉの測定値（複数可）からの減少は、数パーセント以下であり、故にここでは無視されるであろう。
【００７１】
更に、ＡＲＣＰの光学特性を単純な構成概念であるＲｆｈｅｍｉ（λ）、Ｔ通過（Ω、λ）、及びＴ遮断（Ω、λ）を用いて定義することが便宜的であり、Ｔ通過（Ω、λ）は、ＬＣＤシステムの通過軸のどちらかに沿って偏光された光の透過率であり、Ｔ遮断（Ω、λ）は、ＬＣＤシステムの直交する遮断軸に沿って直線的に偏光された光の透過率であり、Ωは、バックライト出力面に対する観測者の幾何学的な位置を表す、所望の立体角を表す。Ωの特定の値は、定義された入射面（２２及び２４）の、入射角θとの組み合わせによって表され得る。
【００７２】
更には、前側反射板及び後側反射板の特性Ｒｆｈｅｍｉ（λ）、Ｒｂｈｅｍｉ（λ）、並びにＴ通過（Ω、λ）及びＴ遮断（Ω、λ）を、波長特異的なスペクトル特性として、あるいは代替的に、可視帯にわたる平均として定義することが便宜的であり、この場合それらはＲｆｈｅｍｉ、ＲＢＬ、並びにＴ通過（Ω、λ）及びＴ遮断（Ω、λ）として書かれる。本発明の目的のために、可視平均は、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲内のスペクトル平均値として取られる。更に、本明細書において可視スペクトルについて説明される際、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲を意味すると理解されるべきである。
【００７３】
Ｒｆｈｅｍｉ（λ）は測定可能な量であり、ＡＲＣＰの半球反射率を表す。記述されたように、２〜３例を挙げると、プリズム状フィルム、ミクロレンズ配列フィルム、及びビーズ状増加拡散板等の、多数の他の光学フィルム及び光学要素が、ＡＲＣＰ及びバックライトの後側反射板要素の間に配置され得る。この要素は積層されるか、あるいは離間し得るが、一般的にそれらは、空洞内の光を十分に混合するか、あるいは空洞内の光を垂直角へ向けてコリメートするために、表面を覆うＡＲＣＰ／ＬＣＤパネルとの相互作用の前に、バックライト光源からの光をリサイクルするシステムとして一緒に動作する。ＡＲＣＰの下の光学要素は、拡散板プレート等の拡散性要素、表面構造拡散板、並びにレンズ状及び／又はプリズム状フィルム等の反射性要素を含み得る。
【００７４】
Ｔ通過（Ω、λ）及びＴ遮断（Ω、λ）の値は、透過率係数として定義され、前側反射板、及び吸収偏光子が表面を覆う全角度光源（例えば、角度混合リサイクリング空洞）による、所望の観測者の角度、Ω（前側反射板平面に対して）を中心とする角度での透過強度の、吸収偏光子が表面を覆う全角度光源のみに関する、０度での強度に対する比である。この測定に関して、前側反射板の偏光特性は、吸収偏光子の通過軸と共に適切に整列される。Ｔ通過（Ω、λ）及びＴ遮断（Ω、λ）スペクトルは、下記の実施例に関して、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  Ｌ−１０５０分光光度計を用いて測定された。
【００７５】
ＡＲＣＰのスペクトル透過率及び反射特性は、ＡＲＣＰの光学構成要素のそれぞれ、つまりリサイクリングバックライト要素の最も近くに配置される第１の複屈折反射性偏光子１０６、吸収偏光子１０４、及び吸収偏光子の第１の複屈折偏光子１０６と反対側に位置付けられるコリメーティング複屈折反射性偏光子１０２の、個々のスペクトル透過率及び反射特性からなる。任意に、追加的な吸収偏光子が、ＬＣＤ構造に隣接して配置され得る。
【００７６】
ＡＲＣＰのＭＯＦ構成要素の反射及び透過率特性が知られ、ダイクロイック吸収要素の吸収特性が知られる場合、個々の要素のそれぞれの数値的な組み合わせが、ＡＲＣＰの全体的なスペクトル透過率及び反射特性を決定するであろうことが当該技術分野において理解される。
【００７７】
ＡＲＣＰのスペクトル透過率及び反射特性と、ＡＲＣＰ／リサイクリングバックライトシステムにより付加ＬＣＤへ送達される、直交する直線偏光（通過及び遮断）のそれぞれのスペクトル強度との中の関係性が、以下の式を参照することにより確認され得る。
【００７８】
【数１】
0006507104.tif 000002
【００７９】
図７において例証される構造に関して、通過強度スペクトル及び遮断強度スペクトルの両方は、可視波長帯にわたって実質的にニュートラルであり得、垂直入射で少なくとも１，０００：１の比を有し得る。
【実施例】
【００８０】
【表１】
0006507104.tif 000003
【００８１】
吸収偏光子の製作
吸収偏光子層は、以下の工程を使用して形成した。ＰＥＮペレットを、２２．７ｋｇ／時（５０．１ポンド／時間（ｐｐｈ））の速度で２軸押出機に送給した。Ｍｉｔｓｕｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌから購入したダイクロイック染料もまた、以下の速度で２軸押出機に送給した：ＰＤ−１０４：４５ｇ／時（０．１０ｐｐｈ）、ＰＤ−３２５Ｈ：５９ｇ／時（０．１３ｐｐｈ）、ＰＤ−３３５Ｈ：３２ｇ／時（０．０７ｐｐｈ）、及びＰＤ−３１８Ｈ：７７ｇ／時（０．１７ｐｐｈ）。この混合物を、４１ｃｍ（１６インチ）ダイを通じて各側上に２２．７ｋｇ／時（５０ｐｐｈ）の速度でＧＮ０７１  ＰＥＴｇスキンと共に送給して、６．１ｍ／分（２０フィート／分）の速度でキャストシートを形成した。キャストシートを、６．１ｍ／分（２０フィート／分）の速度、１４３℃（２９０°Ｆ）の温度で、テンター内で５．６：１の比で延伸させた。
【００８２】
比較例Ｃ１
ハイブリッド偏光子を、層間に光学的に透明な接着剤ＯＣＡ  ８１７１を使用して以下の積層体、つまり吸収偏光子層、ＡＰＦ（アドバンスト偏光子フィルム、つまり多層光学フィルム）、第２の吸収偏光子層、及び第２のＡＰＦ層を積層することにより、構築した。吸収偏光子層は、「吸収偏光子の製作」において説明される通りであった。
【００８３】
Ｗｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ  ＬＤ−３２４０モデルテレビを得た。ＴＶ内のＬＣＤパネルの後にあるフィルム積層体は、偏光子、カバーシート、拡散板シート、及びプリズムフィルムを含んだ。これらのフィルムをＬＣＤパネルから除去し、表１において示される積層体を組み立てるために使用した。表１において示されるフィルム積層物によるＬＣＤパネルの９０度の（方位の）輝度を、ＥＺ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ＸＬ  ８８Ｗコノスコープ（Ｍｏｄｅｌ  ＸＬ８８Ｗ−Ｒ−１１１１２４、Ｅｌｄｉｍ−Ｏｐｔｉｃｓ、Ｈｅｒｏｕｖｉｌｅ、Ｓａｉｎｔ−Ｃｌａｉｒ  Ｆｒａｎｃｅから入手可能）を用いて、極角度の関数として測定した。輝度データを図６に示す。
【００８４】
【表２】
0006507104.tif 000004
【００８５】
比較例Ｃ２
コリメーティング複屈折反射性偏光子を以下のように調製した。２つの多層光学フィルムパケットを、３２５層をそれぞれのパケットにおいて使用し、吸収偏光子層を上面で共押出した点を除いて、ＰＣＴ特許出願第ＵＳ  ２０１２／０６０４８５号の実施例３において説明されるように共押出した。吸収偏光子層を、「吸収偏光子の製作」の見出しの下に上で説明した材料から作製した。
【００８６】
（実施例１）
図４のＡＲＣＰ偏光子を、２０１０年５月７日に申請された「Ｆｅｅｄｂｌｏｃｋ  ｆｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｆｉｌｍｓ」という表題の米国特許出願公開第２０１１／０２７２８４９号において説明される、フィードブロック法を用いて製造した。低及び高インデックスポリマー層が交互になった２つのパケットを、キャストウェブとして共押出し、次いで連続フィルム製造ライン上で、テンター内において延伸した。２つの吸収偏光子層を、２つのパケットと共に、１つの吸収偏光子層を２つのパケットの間に置き、もう片方をＡＲＣＰ積層体の上部に置いて共押出した。吸収偏光子層を、「吸収偏光子の製作」の見出しの下に上で説明した樹脂から作製した。第１のパケット及び第２のパケットはそれぞれ、３２５層の積層体であり、ここで高インデックス層は、制約された単軸ＰＥＮであり、低インデックス層はＧＮ７０１  ＰＥＴｇである。パケットを、第１のパケットが反射性偏光子であり、第２のパケットがコリメーティング反射性偏光子であるように設計した。
【００８７】
コントラスト比を、平均通過透過率の、平均遮断透過率に対する比として決定した。６０度の極角度での通過軸ｐ偏光透過率の、垂直入射通過軸透過率に対する比もまた決定した。低い透過率の比は、強いコリメーション効果を示した。結果は図２において報告され、ここで実施例１のＡＲＣＰ偏光子が、比較例の両方と対照的に、低いＴ通過（６０ｐ偏光）／Ｔ通過（０）透過率の比、及び高いコントラスト比を同時にもたらすことが確認され得る。
【００８８】
【表３】
0006507104.tif 000005
【００８９】
ＬＧ  Ｆｌａｔｒｏｎ  ＩＰＳ２３１Ｐモニターを得た。モニター内のＬＣＤパネルの後のフィルム積層体は、偏光子、プリズムフィルム、及びミクロレンズフィルムを含んだ。これらのフィルムをＬＣＤパネルから除去し、表３において示される積層体を組み立てるために使用した。表３において示されるフィルム積層物によるＬＣＤパネルの９０度の（方位の）輝度を、ＥＺ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ＸＬ  ８８Ｗコノスコープ（Ｅｌｄｉｍ−Ｏｐｔｉｃｓ、Ｈｅｒｏｕｖｉｌｅ、Ｓａｉｎｔ−Ｃｌａｉｒ  Ｆｒａｎｃｅから入手可能なＭｏｄｅｌ  ＸＬ８８Ｗ−Ｒ−１１１１２４）を用いて、極角度の関数として測定した。輝度データを図７に示す。
【００９０】
【表４】
0006507104.tif 000006
【００９１】
（実施例２ａ）
図４の吸収反射性コリメーティング偏光子を、図４のダイクロイック吸収要素１０８及び１０４無しで、並びに図４のダイクロイック吸収要素１０８及び１０４と共に、製作した。まず、第１及び第２の反射性偏光子の間、又はそれらに隣接してダイクロイック吸収要素が存在しない例について考察したい。第１の複屈折偏光子は、３２５層の積層体であり、高インデックス層は制約された単軸ＰＥＮであり、低インデックス材料はＰＥＴｇであり、第１の複屈折偏光子を液晶ディスプレイの最も近くに配置した。第２のコリメーティング複屈折反射性偏光子を、リサイクリングバックライトへ向けて（最も近くに）配置した。この第２のコリメーティング反射性偏光子もまた、３２５層の積層体であり、高インデックス層は制約された単軸ＰＥＮであり、低インデックスはＰＥＴｇであった第１及び第２の反射性偏光子のそれぞれを、適切な通過透過率スペクトル及び遮断透過率スペクトルを提供するように構成、及び加工した。
【００９２】
第１及び第２の反射性偏光子のそれぞれに関する、測定された遮断透過率スペクトルを図８ａに示す。また、第１及び第２の反射性偏光子のそれぞれに関する、計算遮断透過率スペクトルも図８ａに示す。３２５層構造のそれぞれの原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）の測定、ＰＥＮ及びＰＥＴｇ多層材料に関する３つの直交する軸のそれぞれに関する、測定された分散的な屈折率の値を使用し、層状光学構造に関して４×４  Ｂｅｒｒｅｍａｎ  Ｍａｔｒｉｘ計算エンジンを採用して計算スペクトルを得た。遮断偏光に関する計算スペクトルは、測定スペクトルと大変良好に合致した。ＡＦＭ及び分散的な屈折率の値の組み合わせからの入力を採用することで、計算光学スペクトルを採用するこの方法は、精度が高く、かつ予測的であることが、当業者へ実証された。
【００９３】
図８ｂは、本実施例の第１及び第２の反射性偏光子に関する測定及び計算通過スペクトルを示す。これもまた大変良好に合致した。
【００９４】
第１及び第２の反射性偏光子要素のそれぞれに関する計算傾斜を下の表４に示す。
【００９５】
【表５】
0006507104.tif 000007
【００９６】
要約すると、第１の反射性偏光子に関するＴ通過（０，λ）の傾斜は強く正であり（赤へ向けてより高い透過率へと傾斜する）、第２の反射性偏光子に関するＴ遮断（０，λ）は強く負である（青へ向けてより高い透過率へと傾斜する）。第１の反射性偏光子に関するＴ通過（０，λ）の計算傾斜は、ゼロに近い傾斜で「ニュートラル」であり、第２のコリメーティング反射性偏光子に関するＴ通過（０，λ）の傾斜は穏やかな負である（青へ向けてより高い透過率へと傾斜する）。
【００９７】
図８ｃは、図４の要素１０８に関する透過率スペクトルを示し、吸収偏光子層１０８及び１０４は、上で説明され、図８ａ及び８ｂにおいて例証された、第１の反射性偏光子及び第２のコリメーティング反射性偏光子と共に形成された。吸収偏光子層を、上で説明された工程を用いて形成し、スペクトルＴ遮断（０，λ）及びＴ通過（０，λ）を測定し、その後計算するために、ダイクロイック染料の吸収定数を適合させてスペクトルデータに整合させることにより、ＡＲＣＰから分離した。本実施例における染料に関するダイクロ比は、可視スペクトルにわたって約６．５の平均値を有し、Ｔ通過（０，λ）に関して僅かに正の傾斜、及びＴ遮断（０，λ）に関してニュートラルの傾斜を示した。
【００９８】
図８ｄは、図４の全体的なＡＲＣＰに関する測定及び計算透過率スペクトルを示し、吸収偏光子層１０４は第１及び第２の反射性偏光子の間に配置され、１０８は第１の反射性偏光子に隣接した。
【００９９】
図８ｄは、測定並びに計算スペクトルＴ遮断（０，λ）及びＴ通過（０，λ）の間の良好な合致を示し、Ｔ遮断（０，λ）に関する透過率は両方とも非常に低く、可視波長帯にわたっておよそ１０−４であり、実質的にニュートラルであったことが確認され得る。同時に、ＡＲＣＰによって提供される、コリメーションのレベル及び遮断透過率のレベルを表５に示し、可視平均をコリメーション測定基準に用いる。
【０１００】
【表６】
0006507104.tif 000008
【０１０１】
製作されたＡＲＣＰ、及び図７の標準吸収ディスプレイ偏光子７３２に関する、測定Ｔ遮断（０，λ）及びＴ通過（０，λ）スペクトルを図９に示す。記号で注記される曲線は、標準吸収ディスプレイ偏光子、この実例においてはＳａｎｒｉｔｚ  ５６１８に関するもので、実線は、本実施例の、製作されたＡＲＣＰに関するＴ遮断（０，λ）及びＴ通過（０，λ）スペクトルを示す。
【０１０２】
上で説明されたバックライトの関係性を使用し、ＲＢＬ（λ）、Ｒｆｈｅｍｉ（λ）、Ｔ通過（Ω、λ）、及びＴ遮断（Ω、λ）のスペクトルを用いて、バックライト強度スペクトルを次いで計算した。次いで、バックライト通過強度スペクトル及びバックライト遮断強度スペクトルを分析した。これは白状態及び暗状態の両方における色の結果、並びにこの２つの比を決定するためである。本実施例に関して、ＲＢＬ（λ）が波長に対して一定であるとみなし、０．８７の値を得た。
【０１０３】
図１０は、バックライト後側反射板に関するＲＢＬ（λ）のスペクトル（曲線Ａ）、及び実施例ＡＲＣＰのＲｆｈｅｍｉ（λ）のスペクトル（曲線Ｂ）を示す。また別に描かれているのは、視角０度で計算された、バックライト通過強度スペクトル（曲線Ｃ）、図２の入射面１２２において伝播するｐ偏光光に対して視角６０度で計算された、バックライト通過強度スペクトル（曲線Ｄ）、及び図２の入射面２２の１３２において伝播するｓ偏光光に対して視角６０度で計算された、バックライト通過強度スペクトル（曲線Ｅ）である。
【０１０４】
最後に、ＡＲＣＰ前側反射板を備える、本実施例のバックライトシステムを、ｐ偏光及びｓ偏光通過軸のそれぞれに関して、０度、並びに正及び負の６０度の視角でのバックライト発光色（６０Ｓ及び６０Ｐと表示される）に関して分析した。バックライト通過及び遮断強度スペクトルに関する色度データを、図１１ａ及び１１ｂに示す。
【０１０５】
本実施例の通過状態の色は、垂直角度での観測、及び斜めの角度での観測の両方に関して、ニュートラルのバックライト色（ＬＥＤスペクトル及び液晶パネル内のカラーフィルタにより決定される）に非常に近かった。同時に、垂直角度での遮断状態の色もまた無彩色ポイントに近く、ディスプレイの黒の画素領域が、着色された色みを有せず、ニュートラルの黒に見えるであろうことが示された。遮断状態の色座標は、バックライト無彩色ポイントからｙ偏差に関して０．０３５、及びｘ偏差に関して０．０１２異なった。これらのｘ及びｙ色度偏差のレベルは、当業者によりニュートラルであるとみなされるであろう。加えて、ニュートラルバックライト色座標からの遮断状態色座標の偏差は、色度座標（０．３，０．３）を右上から左下へ通る、黒体温度ラインに沿うものであった。
【０１０６】
可視平均通過強度スペクトルの、可視平均遮断強度スペクトルに対する比は、この実例において約４０００：１であった。
【０１０７】
（実施例２ｂ）
第２のＡＲＣＰを、第１及び第２の反射性偏光子の両方が上記の実施例２ａと同じ様式で構成されるように、つまりそれぞれがＴ遮断（０，λ）に関して約−８０％傾斜するという同じスペクトル特性を有し、それぞれがＴ通過（０，λ）に関して約−５％傾斜するという同じスペクトル特性を有するように、生成した。このＡＲＣＰにおける第１及び第２の反射性偏光子に関する傾斜について、表６に集計した。
【０１０８】
【表７】
0006507104.tif 000009
【０１０９】
図１２は、図４の構成における、本実施例２ｂの全体としてのＡＲＣＰに関する計算透過率スペクトルを示し、吸収偏光子層１０４は第１及び第２の反射性偏光子の間に配置され、１０８は第１の反射性偏光子に隣接した。吸収偏光子１０４及び１０８は、実施例２ａにおいて提供されるものと同じであった。
【０１１０】
Ｔ遮断（０，λ）に関する透過率スペクトルは、（可視波長帯にわたっておよそ１０−４）非常に低いものの、青のスペクトルにおいてより高い透過率、並びに赤及び−ＩＲ付近においてより低い透過率をもち、実質的に負の方向へ傾斜したということが、図１２から確認され得る。同時に、ＡＲＣＰによって提供される、コリメーションのレベル及び遮断透過率のレベルを表７に示し、可視平均をコリメーション測定基準に用いた。
【０１１１】
【表８】
0006507104.tif 000010
【０１１２】
上で説明されたバックライトの関係性を再度使用し、ＲＢＬ（λ）、Ｒｆｈｅｍｉ（λ）、Ｔ通過（Ω、λ）、及びＴ遮断（Ω、λ）のスペクトルを用いて、バックライト強度スペクトルを計算した。次いで、バックライト通過強度スペクトル及びバックライト遮断強度スペクトルを分析した。これは白状態及び暗状態の両方における色の結果、並びにこの２つの比を決定するためである。本実施例に関して、ＲＢＬ（λ）が波長に対して一定であり、０．８７の値を有するとみなした。
【０１１３】
図１３は、バックライト後側反射板に関するＲＢＬ（λ）のスペクトル（曲線Ａ）、及び実施例２ｂのＡＲＣＰのＲｆｈｅｍｉ（λ）のスペクトル（曲線Ｂ）を示す。また別に描かれているのは、視角０度で計算された、バックライト通過強度スペクトル（曲線Ｃ）、図２の入射面１２２において伝播するｐ偏光光に対して視角６０度で計算された、バックライト通過強度スペクトル（曲線Ｄ）、及び図２の入射面２２の１３２において伝播するｓ偏光光に対して視角６０度で計算された、バックライト通過強度スペクトル（曲線Ｅ）である。
【０１１４】
図１４ａ及び１４ｂは、ｐ偏光及びｓ偏光通過軸のそれぞれに関して、０度、並びに正及び負の６０度の視角での、本実施例２ｂのバックライトシステムの色応答（６０Ｓ及び６０Ｐと表示される）を示す。
【０１１５】
本実施例２ｂの通過状態の色もまた、垂直角度での観測、及び斜めの角度での観測の両方に関して、ニュートラルのバックライト色に非常に近かった。しかしながら、本実施例２ｂに関して、垂直角度での遮断状態の色は無彩色ポイントから遠く、ディスプレイの黒の画素領域が、青みがかって見えるであろうことが示された。遮断状態の色座標は、バックライト無彩色ポイントからｙ偏差に関して０．１７８、及びｘ偏差に関して０．２２５異なった。これらのｘ及びｙ色度偏差のレベルは、非ニュートラルであるとみなされ、バックライト及び液晶ディスプレイにとって許容できなかった。
【０１１６】
可視平均通過強度スペクトルの、可視平均遮断強度スペクトルに対する比は、この実例において約２６００：１であった。
【０１１７】
（実施例２ｃ）
第３のＡＲＣＰを、第１及び第２の反射性偏光子の両方が上記の実施例２ａと同じ様式で構成されるように、つまりそれぞれがＴ遮断（０，λ）に関して約−８０％傾斜するという同じスペクトル特性を有し、それぞれがＴ通過（０，λ）に関して約−５％傾斜するという同じスペクトル特性を有するように、生成した。このＡＲＣＰにおける第１及び第２の反射性偏光子に関する傾斜について、表８に集計した。
【０１１８】
【表９】
0006507104.tif 000011
【０１１９】
図１５は、図４の構成における、本実施例２ｃの全体としてのＡＲＣＰに関する計算透過率スペクトルを示し、ここで吸収偏光子層１０４は第１及び第２の反射性偏光子の間に配置され、１０８は第１の反射性偏光子に隣接した。吸収偏光子１０４及び１０８は、実施例２ａにおいて提供されるものと同じであった。
【０１２０】
Ｔ遮断（０，λ）に関する透過率スペクトルは可視波長帯にわたって非常に低く、１０−４未満であるものの、青のスペクトルにおいてより低い透過率、並びに赤及び−ＩＲ付近においてより高い透過率をもち、実質的に正の方向へ傾斜したということが、図１５から確認され得る。同時に、ＡＲＣＰによって提供される、コリメーションのレベル及び遮断透過率のレベルを表９に示し、ここでは可視平均をコリメーション測定基準に用いた。
【０１２１】
【表１０】
0006507104.tif 000012
【０１２２】
上で説明されたバックライトの関係性を再度使用し、ＲＢＬ（λ）、Ｒｆｈｅｍｉ（λ）、Ｔ通過（Ω、λ）、及びＴ遮断（Ω、λ）のスペクトルを用いて、バックライト強度スペクトルを計算し、次いでバックライト通過強度スペクトル及びバックライト遮断強度スペクトルを分析した。これは白状態及び暗状態の両方における色の結果、並びにこの２つの比を決定するためである。本実施例に関して、ＲＢＬ（λ）が波長に対して一定であり、０．８７の値を有すると再度みなした。
【０１２３】
図１６は、バックライト後側反射板に関するＲＢＬ（λ）のスペクトル（曲線Ａ）、及び実施例２ｃのＡＲＣＰのＲｆｈｅｍｉ（λ）のスペクトル（曲線Ｂ）を示す。また別に描かれているのは、視角０度で計算された、バックライト通過強度スペクトル（曲線Ｃ）、図２の入射面１２２において伝播するｐ偏光光に対して視角６０度で計算された、バックライト通過強度スペクトル（曲線Ｄ）、及び図２の入射面２２の１３２において伝播するｓ偏光光に対して視角６０度で計算された、バックライト通過強度スペクトル（曲線Ｅ）である。
【０１２４】
図１７ａ及び１７ｂは、ｐ偏光及びｓ偏光通過軸のそれぞれに関して、０度、並びに正及び負の６０度の視角での、本実施例２ｃのバックライトシステムの色応答（６０Ｓ及び６０Ｐと表示される）を示す。
【０１２５】
本実施例２ｃの通過状態の色もまた、垂直角度での観測、及び斜めの角度での観測の両方に関して、ニュートラルのバックライト色に非常に近かった。しかしながら、本実施例２ｃに関して、垂直角度での遮断状態の色は無彩色ポイントからマゼンタへ向けて移動され、ディスプレイの黒の画素領域が、マゼンタがかって見えるであろうことが示された。遮断状態の色座標は、バックライト無彩色ポイントからｙ偏差に関して０．０５２、及びｘ偏差に関して−０．００３異なった。これらのｘ及びｙ色度偏差のレベルは、非ニュートラルであるとみなされ（バックライトニュートラルポイントに関する径方向距離の偏差が０．０２５超である）、バックライト及び液晶ディスプレイにとって許容できなかった。
【０１２６】
加えて、ニュートラルバックライト色座標からの遮断状態色座標の偏差は、色度座標（０．３，０．３）を右上から左下へ通る、黒体温度ラインとほぼ直角に伸びるものであった。黒体温度ラインに対して直角の色度座標は、実施例２ａの場合等の、黒体温度ラインと平行に、又はそれに沿って伸びるものよりも、色偏差としてより大幅に知覚され易いことが知られている。
【０１２７】
可視平均通過強度スペクトルの、可視平均遮断強度スペクトルに対する比は、この実例において約９４００：１であった。
【０１２８】
本発明は、先に記載された特定の実施例及び実施形態に限定されると考慮すべきではなく、このような実施形態は、本発明の様々な態様の説明を容易にするために詳細に記載される。むしろ本発明は、添付される特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれる様々な改変形態、等価の工程、及び選択的装置を含む、本発明の全ての態様を包含するものと理解されたい。
【０１２９】
以下は、本開示による例示的な実施形態である。
項目１．通過及び遮断軸透過率スペクトルを有する第１の複屈折反射性偏光子と、波長の増加と共に減少する遮断軸透過率を有するコリメーティング複屈折反射性偏光子と、前記第１の複屈折反射性偏光子及びコリメーティング複屈折反射性偏光子の間に位置付けられる吸収偏光子層と、を備える偏光子積層体であって、前記偏光子積層体の前記通過軸透過率が全体として、可視波長帯にわたって実質的にニュートラルである、偏光子積層体。
項目２．前記第１の複屈折反射性偏光子の前記遮断軸透過率が、波長が前記可視スペクトルにわたって増加するにつれて増加する、項目１に記載の偏光子積層体。
項目３．前記コリメーティング複屈折反射性偏光子の前記通過軸透過率が、波長が前記可視スペクトルにわたって増加するにつれて、ニュートラルであるか、あるいは減少する、項目１に記載の偏光子積層体。
項目４．前記偏光子積層体が、ｐ偏光光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．７５を満たす、項目１に記載の偏光子積層体。
項目５．前記偏光子積層体が、ｐ偏光光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．６０を満たす、項目４に記載の偏光子積層体。
項目６．前記偏光子積層体が、Ｔ遮断０＜１０−３を満たす、項目４又は５に記載の偏光子積層体。
項目７．可視光のＴ通過が０．３を超える、項目１に記載の偏光子積層体。
項目８．可視光のＴ通過が０．４を超える、項目１に記載の偏光子積層体。
項目９．可視光のＴ通過が０．５を超える、項目１に記載の偏光子積層体。
項目１０．前記偏光子積層体が、ｓ偏光光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．７５を満たし、前記偏光子積層体が、Ｔ遮断０＜１０−３を満たす、項目１に記載の偏光子積層体。
項目１１．前記偏光子積層体が、ｓ偏光光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．６０を満たす、項目６に記載の偏光子積層体。
項目１２．前記偏光子積層体が、Ｔ遮断０＜１０−３を満たす、項目７又は８に記載の偏光子積層体。
項目１３．前記吸収偏光子層の前記コントラスト比が、１００：１以下である、項目１に記載の偏光子積層体。
項目１４．前記偏光子積層体の前記コントラスト比が、６，０００：１以上である、項目１に記載の偏光子積層体。
項目１５．第１の複屈折反射性偏光子のＲｈｅｍｉが＜０．５０であり、前記コリメーティング複屈折反射性偏光子のＲｈｅｍｉが少なくとも０．６０である、項目１に記載の偏光子積層体。
項目１６．前記第１の複屈折偏光子の前記吸収偏光子層と反対側に位置付けられる第２の吸収偏光子層を更に備える、項目１に記載の偏光子積層体。
項目１７．光源及び項目１に記載の偏光子積層体を備える、バックライト。
項目１８．パネル及び項目１７に記載のバックライトを備える、ディスプレイ。
項目１９．バックライトであって、
（１）光リサイクリング空洞であって、前記光空洞が前側反射板、後側反射板、通過強度スペクトル、及びブロック強度スペクトルを備え、前記前側反射板が部分的に反射性でＡＲＣＰを備える、光リサイクリング空洞と、
（２）前記光リサイクリング空洞の中に光を放射するために配置される１つ以上の光源部材と、を備え、
前記通過強度スペクトル及び遮断強度スペクトルの両方が、可視波長帯にわたって実質的にニュートラルであり、垂直入射で少なくとも５００：１の比を有する、バックライト。
項目２０．前記ＡＲＣＰが、通過及び遮断軸透過率スペクトルを有する第１の複屈折反射性偏光子と、波長の増加と共に減少する遮断軸透過率を有するコリメーティング複屈折反射性偏光子と、前記第１の複屈折反射性偏光子及びコリメーティング複屈折反射性偏光子の間に位置付けられる吸収偏光子層と、を備える、項目１９に記載のバックライト。
項目２１前記ＡＲＣＰの前記通過軸透過率が、前記可視波長帯にわたって実質的にニュートラルである、項目２０に記載のバックライト。
項目２２．前記通過強度スペクトル及び遮断強度スペクトルの両方が、可視波長帯にわたって実質的にニュートラルであり、垂直入射で少なくとも１，０００：１の比を有する、項目２１に記載のバックライト。
項目２３．前記ＡＲＣＰが、ｐ偏光光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．７５を満たす、項目１９に記載のバックライト。
項目２４．前記ＡＲＣＰが、ｐ偏光光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．６０を満たす、項目２３に記載のバックライト。
項目２５．前記ＡＲＣＰが、ｓ偏光光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．７５を満たす、項目１９に記載のバックライト。
項目２６前記ＡＲＣＰが、ｓ偏光光に関して、Ｔ通過６０／Ｔ通過０＜０．７５を満たす、項目２５に記載のバックライト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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