(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と液晶ディスプレイパネルとの間での使用のための光管理ユニットであって、
少なくとも第１の基材を含む第１の光学サブアセンブリであって、また、１つ以上の拡散要素を含む第１の光学サブアセンブリと、
少なくとも第２の基材を含む第２の光学サブアセンブリと、
第１の光学サブアセンブリと第２の光学サブアセンブリとの間に配置されたスペーサを含み、
前記１つ以上の拡散要素が少なくとも第１のディフューザ層を構成し、そのディフューザ層をガラスプレートとパターニングされたディフューザフィルムとにより構成し、
そのスペーサは前記第１の光学サブアセンブリと第２の光学サブアセンブリとの間が離れていて間隙を構成し、前記第２の光学サブアセンブリは前記第１の光学サブアセンブリに装着されており、前記スペーサは第１の光学サブアセンブリと第２の光学サブアセンブリとに接着する接着フォームテープで形成されており、さらに反射偏光子および輝度向上層の少なくとも１つが、前記第１または第２の光学サブアセンブリに付着されるか、前記第１の光学サブアセンブリと前記第２の光学サブアセンブリとの間の前記間隙に配置される、
光管理ユニット。
【請求項２】
バックライトと、
上部プレートおよび下部プレート、ならびに前記上部プレートと前記下部プレートとの間に配置された液晶層を含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルと、
前記バックライトと前記ＬＣＤパネルとの間に配置された請求項１に記載された光管理ユニットとを含むディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ディスプレイに関し、より特定的には、ＬＣＤモニタおよびＬＣＤテレビジョンに使用することができるような、後ろから光源によって直接照明される液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ラップトップコンピュータ、ハンドヘルド計算器、デジタル時計、およびテレビジョンなどのデバイスに使用される光学ディスプレイである。いくつかのＬＣＤが、ディスプレイの側に配置された光源を含み、光ガイドが、光源からＬＣＤパネルの背面に光を案内するように位置決めされる。他のＬＣＤ、たとえばいくつかのＬＣＤモニタおよびＬＣＤテレビジョン（ＬＣＤ−ＴＶ）が、ＬＣＤパネルの後ろに位置決めされたいくつかの光源を使用して直接照明される。この配列はより大きいディスプレイでますます一般的であり、というのは、特定のレベルのディスプレイ輝度を達成するための光パワー要件が、ディスプレイサイズの二乗で増加し、一方、光源をディスプレイの側に沿って配置するための利用可能な面積（ｒｅａｌ  ｅｓｔａｔｅ）が、ディスプレイサイズと直線的に増加するだけであるからである。さらに、ＬＣＤ−ＴＶなどのいくつかのＬＣＤ用途が、ディスプレイが、他の用途より遠い距離から見られるのに十分明るいことを必要とし、ＬＣＤ−ＴＶの視野角要件は、一般に、ＬＣＤモニタおよびハンドヘルドデバイスのものと異なる。
【０００３】
いくつかのＬＣＤモニタおよびほとんどのＬＣＤ−ＴＶが、一般に、いくつかの冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）によって後ろから照明される。これらの光源は、線状であり、ディスプレイの全幅を横切って伸び、その結果、ディスプレイの背面は、より暗い領域によって分離された一連の明るいストライプによって照明される。そのような照明プロファイルは望ましくなく、したがって、ＬＣＤデバイスの背面における照明プロファイルを滑らかにするために、ディフューザプレートが使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、ＬＣＤ−ＴＶディフューザプレートは、ガラス、ポリスチレンビーズ、およびＣａＣＯ3粒子、またはそれらのブレンドを含むさまざまな分散相を有するポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のポリマーマトリックスを使用する。これらのプレートは、しばしば、ランプの高温に曝された後、変形するか反る。さらに、ＬＣＤパネルの背面における照明プロファイルをより均一にしようとする試みにおいて、いくつかの拡散プレートに、その幅を横切って変わる拡散特徴が提供される。そのような不均一なディフューザは、印刷パターンディフューザと呼ばれることがある。それらは、拡散パターンを照明源に位置合せしなければならないので、製造するのに費用がかかる。さらに、拡散プレートは、拡散粒子をポリマーマトリックス全体にわたって均一に分配するために、カスタマイズされた押出コンパウンディングを必要とし、これは、コストをさらに増加させる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態は、光源と液晶ディスプレイパネルとの間での使用のための光管理ユニットに関する。光管理ユニットは、第１の光学サブアセンブリと、第２の光学サブアセンブリとを有する。第１の光学サブアセンブリは、少なくとも第１の基材と、１つ以上の拡散要素とを含む。第２の光学サブアセンブリは、少なくとも第２の基材を含み、かつ、第１の光学サブアセンブリと第２の光学サブアセンブリとの間に間隙を生じさせるように、第１のサブアセンブリに装着される。
【０００６】
本発明の別の実施形態は、バックライトと、上部プレートおよび下部プレート、ならびに前記上部プレートと前記下部プレートとの間に配置された液晶層を含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルとを有するディスプレイシステムに関する。光管理ユニットがバックライトとＬＣＤパネルとの間に配置され、かつ、第１の基材を含む第１の光学サブアセンブリと、第２の基材を含む第２の光学サブアセンブリとを有する。第２の光学サブアセンブリは、第１の光学サブアセンブリと第２の光学サブアセンブリとの間に間隙を生じさせるように、第１のサブアセンブリに装着される。光管理ユニットは、バックライトからＬＣＤパネルに進む光を拡散させる。
【０００７】
本発明の上記要約は、本発明の各々の例示された実施形態またはあらゆる実現を説明することが意図されていない。次の図および詳細な説明は、これらの実施形態をより特定的に例示する。
【０００８】
本発明は、添付の図面と関連して、本発明のさまざまな実施形態の次の詳細な説明を考慮して、より完全に理解されるであろう。
【０００９】
本発明は、さまざまな修正例および代替形態が可能であるが、その特定のものが、図面に例として示されており、詳細に説明される。しかし、本発明を、説明される特定の実施形態に限定しないことが意図されることが理解されるべきである。それどころか、特許請求の範囲によって規定されるような本発明の精神および範囲内である修正例、均等物、および代替例をすべて網羅することが意図される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ、またはＬＣディスプレイ）に適用でき、特に、たとえばＬＣＤモニタおよびＬＣＤテレビジョン（ＬＣＤ−ＴＶ）に使用されるような、後ろから直接照明されるＬＣＤに適用できる。
【００１１】
ＬＣＤ−ＴＶに現在使用されるディフューザプレートは、剛性シートとして形成された、たとえば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、またはシクロ−オレフィンなどのポリマーマトリックスをベースとする。シートは、拡散粒子、たとえば、有機粒子、無機粒子、または空隙（気泡）を含有する。これらのプレートは、ディスプレイを照明するために使用される光源の高温に曝された後、しばしば、変形するか反る。これらのプレートは、また、製造し、最終ディスプレイデバイスに組立てるのに費用がかかる。
【００１２】
本発明は、ＬＣＤパネルと光源との間に位置決めされた光管理層の配列を有する直接照明ＬＣＤデバイスに関する。いくつかの実施形態において、光管理層の１つ以上が、間に間隙を有する、ともに付着された２つの光学サブアセンブリから形成された光管理ユニットに含まれる。各光学サブアセンブリは、しばしば基材と呼ばれる支持層を含み、また、１つ以上の光管理層を含むことができる。基材は有機基材または無機基材であることができる。光管理ユニットは、拡散、偏光、およびゲイン（軸上輝度向上）などのさまざまな光学機能を、光源からＬＣＤパネルに進む光に与えるために使用される。
【００１３】
本発明の光管理ユニットは、製造するのが簡単であり、かつ、製造に用いられる材料およびプロセスの高度の柔軟性をもたらす。光管理ユニットのさまざまな機能を１つの一体化光学ユニットに組合せることは、優れた光学設計を考慮する。対照的に、従来の方法は、異なった要素の異なった光管理機能を提供し、これらの別個の要素の各々の最適化は、しばしば、最良の総システム設計をもたらさない。
【００１４】
本発明のいくつかの実施形態による光管理ユニットにおいて、構造要件および光学要件を分けることができ、基材は構造性能を提供し、１つ以上の付着されたディフューザ層は光学性能を提供する。これらの機能を分けることによって、共通の透明な材料および共通のディフューザシートを使用するコスト利点を利用して、総コストを低減することができる。これは、また、低コストにおける、たとえばガラスプレートなどの耐反り性プレートの導入を可能にする。さらに、ディフューザが、プレートと別個の層に含有される場合、拡散特性をより精密に制御することがより容易である。また、パターニングされたディフューザフィルムを、パターニングされた剛性バルクディフューザプレートより著しく少ない費用で使用することができる。
【００１５】
直接照明ＬＣディスプレイデバイス１００の例示的な実施形態の概略分解図が、図１に示されている。そのようなディスプレイデバイス１００を、たとえば、ＬＣＤモニタまたはＬＣＤ−ＴＶに使用することができる。ディスプレイデバイス１００は、典型的にはパネルプレート１０６間に配置されたＬＣの層１０４を含むＬＣパネル１０２の使用に基いている。プレート１０６は、しばしばガラスから形成され、かつ、ＬＣ層１０４内の液晶の配向を制御するためのそれらの内面上の電極構造および整列層を含むことができる。電極構造は、一般に、ＬＣパネルピクセル、すなわち、液晶の配向を隣接した領域から独立して制御することができる、ＬＣ層の領域を規定するように配列される。カラーフィルタも、表示された画像に色を課すために、プレート１０６の１つ以上に含むことができる。
【００１６】
上部吸収偏光子１０８がＬＣ層１０４の上に位置決めされ、下部吸収偏光子１１０がＬＣ層１０４の下に位置決めされる。示された実施形態において、上部および下部吸収偏光子は、ＬＣパネル１０２の外側に配置される。組合された吸収偏光子１０８、１１０、およびＬＣパネル１０２は、バックライト１１２から、ディスプレイ１００を通って、見る人への、光の透過を制御する。いくつかのＬＣディスプレイにおいて、吸収偏光子１０８、１１０を、それらの透過軸が垂直な状態で配列することができる。ＬＣ層１０４のピクセルが活性化されないとき、それは、それを通過する光の偏光を変えることができない。したがって、吸収偏光子１０８、１１０が垂直に整列された場合、下部吸収偏光子１１０を通過する光が、上部吸収偏光子１０８によって吸収される。一方、ピクセルが活性化されると、それを通過する光の偏光は回転され、それにより、下部吸収偏光子１１０を透過された光の少なくとも一部が、また、上部吸収偏光子１０８を透過される。たとえばコントローラ１１４による、ＬＣ層１０４の異なったピクセルの選択的な活性化が、光が、特定の望ましい位置においてディスプレイから進むことをもたらし、したがって、見る人によって見られる画像を形成する。コントローラは、たとえば、テレビジョン画像を受け表示するテレビジョンコントローラまたはコンピュータを含むことができる。たとえば、機械的保護および／または環境保護をディスプレイ表面に与えるために、１つ以上の任意の層１０９を上部吸収偏光子１０８の上に設けることができる。１つの例示的な実施形態において、層１０９は、吸収偏光子１０８の上のハードコートを含むことができる。
【００１７】
あるタイプのＬＣディスプレイが、上で説明されたのと異なるように動作することができることが理解されるであろう。たとえば、吸収偏光子を平行に整列させることができ、ＬＣパネルが、非活性化状態のとき、光の偏光を回転させることができる。それにもかかわらず、そのようなディスプレイの基本構造は、上で説明されたものと同様のままである。
【００１８】
バックライト１１２は、ＬＣパネル１０２を照明する光を発生するいくつかの光源１１６を含む。ＬＣＤ−ＴＶまたはＬＣＤモニタに使用される光源１１６は、しばしば、ディスプレイデバイス１００を横切って延在する線状冷陰極蛍光管である。しかし、フィラメントランプまたはアークランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、平面（ｆｌａｔ）蛍光パネルまたは外部蛍光ランプなどの他のタイプの光源を使用することができる。この光源のリストは、限定的であることまたは余すところのないことが意図されず、例示にすぎない。
【００１９】
バックライト１１２は、また、光源１１６から、ＬＣパネル１０２から離れた方向に、下方に伝播する光を反射するための反射体１１８を含むことができる。反射体１１８は、また、以下で説明されるように、ディスプレイデバイス１００内の光を再利用するのに有用であることができる。反射体１１８は、鏡面反射体であることができるか、拡散反射体であることができる。反射体１１８として使用することができる鏡面反射体の一例が、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｓｔ．  Ｐａｕｌ，  Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能なビキュイティ（Ｖｉｋｕｉｔｉ）（登録商標）向上鏡面反射（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）（ＥＳＲ）フィルムである。適切な拡散反射体の例としては、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどの拡散反射粒子で充填された、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＰ、ＰＳなどのポリマーが挙げられる。微孔性材料およびフィブリル含有材料を含む拡散反射体の他の例が、引用によりここに援用する共有された米国特許出願公開第２００３／０１１８８０５  Ａ１号明細書に記載されている。
【００２０】
光管理層の配列１２０が、バックライト１１２とＬＣパネル１０２との間に位置決めされる。光管理層は、ディスプレイデバイス１００の動作を向上させるように、バックライト１１２から伝播する光に影響を及ぼす。たとえば、光管理層の配列１２０は、ディフューザ１２２を含むことができる。ディフューザ１２２は、光源から受けられた光を拡散させるために使用され、これは、ＬＣパネル１０２に入射する照明光の均一性の増加をもたらす。したがって、これは、より均一に明るい、見る人によって認められる画像をもたらす。
【００２１】
光管理層の配列１２０は、また、反射偏光子１２４を含むことができる。光源１１６は、典型的には、非偏光を生じさせるが、下部吸収偏光子１１０は、１つの偏光状態を透過させるだけであり、したがって、光源１１６によって発生された光の約半分が、ＬＣ層１０４まで透過されない。しかし、反射偏光子１２４を使用して、そうでなければ下部吸収偏光子に吸収される光を反射することができ、したがって、この光を、反射偏光子１２４と反射体１１８との間の反射によって再利用することができる。反射偏光子１２４によって反射された光の少なくとも一部を、偏光解消し（ｄｅｐｏｌａｒｉｚｅｄ）、その後、反射偏光子１２４および下部吸収偏光子１１０を通ってＬＣ層１０４まで透過される偏光状態で、反射偏光子１２４に戻すことができる。このように、反射偏光子１２４を使用して、ＬＣ層１０４に達する、光源１１６によって発された光の部分を増加させることができ、したがって、ディスプレイデバイス１００によって生成された画像が、より明るい。
【００２２】
任意の適切なタイプの反射偏光子、たとえば、多層光学フィルム（ＭＯＦ）反射偏光子；連続相／分散相偏光子などの拡散反射偏光フィルム（ＤＲＰＦ）、ワイヤグリッド反射偏光子、またはコレステリック反射偏光子を使用することができる。
【００２３】
ＭＯＦおよび連続相／分散相反射偏光子の両方が、選択的に、１つの偏光状態の光を反射し、直交する偏光状態の光を透過させるために、少なくとも２つの材料、通常ポリマー材料の間の屈折率の差に依存する。ＭＯＦ反射偏光子のいくつかの例が、引用によりここに援用する共有された米国特許第５，８８２，７７４号明細書に記載されている。ＭＯＦ反射偏光子の市販の例としては、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから入手可能な、拡散表面を含むビキュイティ（登録商標）ＤＢＥＦ−Ｄ２００およびＤＢＥＦ−Ｄ４４０多層反射偏光子が挙げられる。
【００２４】
本発明と関連して有用なＤＲＰＦの例としては、引用によりここに援用する共有された米国特許第５，８２５，５４３号明細書に記載されているような連続相／分散相反射偏光子、および、たとえば、また引用によりここに援用する共有された米国特許第５，８６７，３１６号明細書に記載されているような拡散反射多層偏光子が挙げられる。他の適切なタイプのＤＲＰＦが、米国特許第５，７５１，３８８号明細書に記載されている。
【００２５】
本発明と関連して有用なワイヤグリッド偏光子のいくつかの例としては、米国特許第６，１２２，１０３号明細書に記載されたものが挙げられる。ワイヤグリッド偏光子は、とりわけ、ユタ州オレムのモックステク・インコーポレイテッド（Ｍｏｘｔｅｋ  Ｉｎｃ．，  Ｏｒｅｍ，  Ｕｔａｈ）から市販されている。
【００２６】
本発明と関連して有用なコレステリック偏光子のいくつかの例としては、たとえば、米国特許第５，７９３，４５６号明細書、および米国特許出願公開第２００２／０１５９０１９号明細書に記載されたものが挙げられる。コレステリック偏光子は、しばしば、出力側に４分の１波長遅延層とともに設けられ、それにより、コレステリック偏光子を透過された光は直線偏光に変えられる。
【００２７】
光管理層の配列１２０は、また、輝度向上層１２８を含むことができる。輝度向上層は、軸外光を、ディスプレイの軸により近い方向に向け直す表面構造を含むものである。これは、ＬＣ層１０４を通って軸上に伝播する光の量を増加させ、したがって、見る人によって見られる画像の輝度を増加させる。一例が、照明光を屈折および反射によって向け直すいくつかのプリズムリッジを有するプリズム輝度向上層である。ディスプレイデバイスに使用することができるプリズム輝度向上層の例としては、ＢＥＦＩＩ  ９０／２４、ＢＥＦＩＩ  ９０／５０、ＢＥＦＩＩＩＭ  ９０／５０、およびＢＥＦＩＩＩＴを含む、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから入手可能なプリズムフィルムのビキュイティ（登録商標）ＢＥＦＩＩおよびＢＥＦＩＩＩファミリーが挙げられる。
【００２８】
ディフューザおよび１つ以上の他の光管理層を、バックライトとＬＣＤパネルとの間に配置された光管理ユニットに含むことができる。光管理ユニットは、付着された層のスタックを含み、かつ、ディフューザおよび１つまたは他の光管理層を保持するための安定した構造を提供する。構造は、従来のディフューザプレートより反りがちでない。また、１つの一体化ユニットとしてディフューザプレートおよび１つ以上の他の光管理層を含有する光管理ユニットを、ディスプレイ製造業者に供給する能力は、簡略化されたディスプレイの組立てをもたらす。
【００２９】
光管理ユニットのいくつかの異なった例示的な実施形態が、図２Ａ〜２Ｅに断面図で概略的に示されている。図２Ａにおいて、光管理ユニット２００が、間隙２０６によって分離された第１の光学サブアセンブリ２０２および第２の光学サブアセンブリ２０４を含む。示された実施形態において、第１の光学サブアセンブリ２０２および第２の光学サブアセンブリ２０４を分離し、間隙２０６をもたらすために、スペーサ２０８が第１の光学サブアセンブリ２０２と第２の光学サブアセンブリ２０４との間に配置される。いくつかの例示的な実施形態において、スペーサ２０８はユニット２００の端縁の周りに配置され、それにより、バックライトからの光は、スペーサ２０８ではなく間隙２０６を通過する。さらに、いくつかの例示的な実施形態において、塵などの、間隙２０６への進入を回避するために、スペーサ２０８は、間隙２０６の周りのシールとして作用することができる。
【００３０】
ディフューザ、輝度向上層、および反射偏光子を含む、いくつかの異なった光学層を、第１および／または第２のサブアセンブリに含むことができる。次の説明は、ディフューザ、輝度向上層、および／または反射偏光子が、第１または第２のサブアセンブリ内の異なった位置に配置された、光管理ユニットのいくつかの異なった実施形態を説明する。
【００３１】
光学サブアセンブリが少なくとも１つの光学層を含み、２つ以上の層がある場合、光学層はともに付着される。第１のサブアセンブリ２０２自体は、ディフューザ、輝度向上層、および／または反射偏光子層などの、ともに付着されたいくつかの異なった層または光学シートを含むことができる。図２Ａに示された例示的な実施形態において、第１のサブアセンブリ２０２は、ディフューザプレートと呼ばれることがある拡散基材プレート２１０を含む。拡散基材２１０は、厚さを通して拡散粒子を組入れるポリマー材料から形成されたバルクディフューザプレートであることができる。ポリマー材料は、以下に記載されるものなどの、任意の適切なポリマーであることができる。拡散粒子は、光を拡散させるのに有用な任意のタイプの粒子、たとえば、屈折率が周囲のポリマーマトリックスと異なる透明な粒子、拡散反射粒子、またはマトリックス内の空隙もしくは気泡であることができる。適切な拡散反射粒子の例としては、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）などの粒子が挙げられる。拡散粒子を、プレート全体にわたって均一なまたは段階的（ｇｒａｄｅｄ）濃度で分配することができるか、たとえば、向上された均一性のため、光源の上のより大きい拡散、および光源間のより小さい拡散をもたらすように、パターニングすることができる。
【００３２】
第２のサブアセンブリ２０４は、ともに付着された１つ以上の層を含有する。一実施形態において、第２のサブアセンブリ２０４は基材２１２を含む。１つのサブアセンブリの、別のサブアセンブリへの付着は、比較的強く、耐屈曲性であるＩビーム構造をもたらす。この構造は、また、バルブ表面の反対側の空洞温度を低下させるのを助けることができる空気の絶縁層を設ける。
【００３３】
第１のサブアセンブリ２０２の別の構成は、図２Ｂに概略的に示されているように、付着されたディフューザ層２１８を有する実質的に透明な基材２１６を含む。基材２１２、２１６は、可視光に対して実質的に透明である任意の材料、たとえば、ガラスおよびポリマーを含む、有機材料または無機材料から製造することができる。異なったサブアセンブリの基材２１２、２１６は、同じ材料から製造される必要はない。適切なガラスとしては、フロートガラス、すなわち、フロートプロセスを用いて製造されたガラス、または、厚さおよび純度などの特徴的な特性が、フロートガラスより良好に制御される、ＬＣＤガラスと呼ばれるＬＣＤ高級ガラスが挙げられる。適切なポリマー材料は、アモルファスまたは半結晶性であることができ、ホモポリマー、コポリマー、またはそれらのブレンドを含むことができる。ポリマーフォームも使用することができる。ポリマー材料例としては、ポリ（カーボネート）（ＰＣ）；ポリ（スチレン）（ＰＳ）；たとえば、ニュージャージー州ロックアウェイのサイロ・インダストリーズ（Ｃｙｒｏ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｒｏｃｋａｗａｙ，  Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）によってアクリライト（ＡＣＲＹＬＩＴＥ）（登録商標）ブランドで供給されるようなアクリルシートなどのアクリレート；イソオクチルアクリレート／アクリル酸などのアクリルコポリマー；ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）；ＰＭＭＡコポリマー；シクロオレフィンおよびシコオレフィン（ｃｙｃｏｏｌｅｆｉｎ）コポリマー；アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）；スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）；エポキシ；ポリ（ビニルシクロヘキサン）；ＰＭＭＡ／ポリ（フッ化ビニル）ブレンド；アタクチックポリ（プロピレン）；ポリ（フェニレンオキシド）アロイ；スチレン（ｓｔｙｒｅｎｉｃ）ブロックコポリマー；ポリイミド；ポリスルホン；ポリ（塩化ビニル）；ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）；ポリウレタン；ポリ（カーボネート）／脂肪族ＰＥＴブレンド；などのアモルファスポリマー、ならびにポリ（エチレン）；ポリ（プロピレン）；ポリ（エチレンテレファレート）（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈａｌａｔｅ））（ＰＥＴ）；ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）；ポリアミド；イオノマー；ビニルアセテート／ポリエチレンコポリマー；セルロースアセテート；セルロースアセテートブチレート；フルオロポリマー；ポリ（スチレン）−ポリ（エチレン）コポリマー；およびＰＥＴおよびＰＥＮコポリマーなどの半結晶性ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３４】
基材は、自己支持性である材料のシートであり、それが付着された層に支持を与えるために使用される。付着された層のスタック内の層の各々が、スタックの剛性に寄与するが、基材は、剛性に最も寄与する、すなわち、スタックの他の層のいずれより大きい耐屈曲性をもたらす層である。基材は、それ自体の重量下で著しく変形しないが、それは、特定の程度にたわむことができる。基材は、ディスプレイのサイズ、および使用される材料のタイプによって、たとえば、厚さ数ｍｍまでであることができる。１つの例示的な実施形態において、３０インチＬＣＤ−ＴＶが、厚さ２ｍｍのＰＭＭＡバルクディフューザプレートを有する。別の例示的な実施形態において、４０インチＬＣＤ−ＴＶが、厚さ３ｍｍのＰＭＭＡバルクディフューザプレートを有する。
【００３５】
たとえば、ディフューザ層、基材、偏光子、または輝度向上層などの、光管理ユニット内の層の１つ以上の一方または両方の側に、マット仕上げを施すことができる。
【００３６】
ディフューザ層の例示的な実施形態は、拡散粒子を含有するポリマーマトリックスを含む。ポリマーマトリックスは、可視光に対して実質的に透明である、任意の適切なタイプのポリマー、たとえば、上に記載されたポリマー材料のいずれかであることができる。
【００３７】
拡散粒子は、光を拡散させるのに有用な任意のタイプの粒子、たとえば、屈折率が周囲のポリマーマトリックスと異なる透明な粒子、拡散反射粒子、またはマトリックス内の空隙もしくは気泡であることができる。適切な透明な粒子の例としては、中実または中空無機粒子、たとえば、ガラスビーズまたはガラスシェル、中実または中空ポリマー粒子、たとえば、固体ポリマー球または中空ポリマー球が挙げられる。適切な拡散反射粒子の例としては、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4）などの粒子が挙げられる。さらに、ポリマーマトリックス内の空隙を、光を拡散させるために使用することができる。そのような空隙を、気体、たとえば、空気または二酸化炭素で充填することができる。ディフューザ層での使用に適した市販の材料としては、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから入手可能な、３Ｍ（登録商標）スコッチカル（Ｓｃｏｔｃｈｃａｌ）（登録商標）ディフューザフィルム（Ｄｉｆｆｕｓｅｒ  Ｆｉｌｍ）、タイプ３６３５−７０および３６３５−３０、ならびに３Ｍ（登録商標）スコッチカル（登録商標）エレクトロカット（ＥｌｅｃｔｒｏＣｕｔ）（登録商標）グラフィックフィルム（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｆｉｌｍ）、タイプ７７２５−３１４が挙げられる。他の市販のディフューザとしては、３Ｍ（登録商標）ＶＨＢ（登録商標）アクリルフォームテープ（Ａｃｒｙｌｉｃ  Ｆｏａｍ  Ｔａｐｅ）Ｎｏ．４９２０などのアクリルフォームテープが挙げられる。
【００３８】
ディフューザ層２１８は、それ自体、拡散接着剤層であることができ、その場合、ディフューザ層２１８を、たとえば積層によって、基材２１６に直接付着することができる。接着剤拡散層は、引用によりここに援用する国際公開第９９／５６１５８号パンフレットおよび国際公開第９７／０１６１０号パンフレットにより詳細に記載されている。接着剤拡散層を、ここで説明される光管理ユニットの実施形態のいずれにも使用することができる。いくつかの例示的な実施形態において、ディフューザ層２０４は、その幅を横切って均一である拡散特徴を有し、換言すれば、光によって経験される拡散の量が、ディフューザ層の幅を横切る点について同じである。
【００３９】
他の例示的な実施形態において、図２Ｃに概略的に示されているように、接着剤層２２０を使用して、ディフューザ層２１８を基材２１６の表面に付着することができる。いくつかの例示的な実施形態において、接着剤層２２０は、光学的に透明な接着剤、拡散接着剤、または光学拡散を有するもしくは有さないアクリルフォームテープであることができる。
【００４０】
図２Ｂおよび図２Ｃに示された例示的な実施形態において、第１のサブアセンブリ２０２は、ディフューザ層２１８が、基材２１６より間隙２０６の近くに位置する状態で示されている。これは事実である必要はなく、基材２１６は、ディフューザ層２１８より間隙２０６の近くに位置することができる。
【００４１】
ディフューザ層２１８を、任意に、付加的なパターニングされたディフューザ２１８ａで補足することができる。パターニングされたディフューザ２１８ａは、たとえば、二酸化チタン（ＴｉＯ2）の粒子などの、ディフューザのパターニングされた拡散表面または印刷された層を含むことができる。パターニングされた層２１８ａは、基材２１６上に、ディフューザ層２１８と基材２１６との間に、またはディフューザ層２１８の上に位置することができる。パターニングされたディフューザ２１８ａを、たとえば、図２Ｂに示されているようにディフューザ層２１８上に、またはディフューザ層２１８の上に位置するシート上に印刷することができる。
【００４２】
図２Ｄに概略的に示された別の例示的な実施形態において、ディフューザプレート２３０は、基材２３６の１つの側の第１のディフューザ層２３２と、基材２３６の別の側の第２のディフューザ層２３４とを有する、両側であることができる。第１のディフューザ層２３２および第２のディフューザ層２３４を、各々、示されているように、基材２３６のそれぞれの表面に直接付与するか、それぞれの接着剤層を使用して付着することができる。
【００４３】
両側ディフューザプレート２３０は、２つのディフューザ層２３２、２３４が同じ拡散特性を有する対称であることができるか、ディフューザ層２３２、２３４が異なった拡散特性を有する非対称であることができる。たとえば、第１のディフューザ層２３２は、第２のディフューザ層２３４と異なった透過またはヘイズレベルを所有することができるか、異なった厚さであることができる。
【００４４】
光管理ユニット２５０の別の例示的な実施形態が、図２Ｅに概略的に示されている。この実施形態において、第２のサブアセンブリ２０４の基材２１２は、また、ＬＣディスプレイパネル１０２の下部パネルプレートを形成する。示されていない他の光管理層を、第２のサブアセンブリ２０４に、たとえば、基材２１２と間隙２０６との間に含むことができる。第２のサブアセンブリの最上層が、またＬＣＤパネルの下部パネルプレートを構成することができる基材である、第２のサブアセンブリ２０４のいくつかの例示的な構成を、以下でさらに説明する。
【００４５】
第１のサブアセンブリ２０２は、ディフューザプレートのみを含むように制限されず、他の光学層を含むことができる。第１のサブアセンブリ２０２に含まれる他の層のいくつかの例示的な実施形態を、以下で説明する。
【００４６】
第２のサブアセンブリ２０４は、材料の１つのシートから形成することができるか、いくつかの異なった層を含むことができる。第２のサブアセンブリ２０４は、基材だけから形成することができる。第２のサブアセンブリ２０４は、また、以下の説明で明らかになるように、ディフューザおよび／または他の層を含むことができる。
【００４７】
いくつかの例示的な実施形態において、スペーサ２０８は、第１のサブアセンブリ２０２と第２のサブアセンブリ２０４との間に間隙２０６を作るように選択された厚さを有する。スペーサ２０８は、たとえば、接着テープ、感圧接着剤（ＰＳＡ）、または接着剤の他の適切な形態を使用して、形成することができる。たとえば、スペーサ２０８を、フックアンドループタイプの付着を用いて、フック層およびループ層が片側接着剤によって第１および第２のサブアセンブリのいずれかに付着された状態で、形成することができる。別の方法は、シーラントを使用することを含む。別の方法は、第１および第２のサブアセンブリのうちの少なくとも１つの端縁を隆起部分で構造化して、間隙を設けることを含む。別の方法において、射出成形プレートなどのプレートを、スペーサとして使用することができる。スペーサは、任意に、第１および第２のサブアセンブリの異なった層の端縁を越えて横方向に延在するタブを含むことができ、これらのタブを、ＬＣＤデバイスのバックライト内の付加的な装着支持体のために使用することができる。
【００４８】
たとえば、ＵＶ吸収材料または材料を、ＵＶ光の影響に対して耐性のある層の１つに含むことによって、光管理ユニットに、紫外（ＵＶ）光からの保護を与えることができる。特に、層の１つ以上が、ＵＶ吸収材料を含むことができるか、ＵＶ吸収材料の別個の層を含むことができる。たとえば、デラウェア州ウィルミントンのサイテック・テクノロジー・コーポレーション（Ｃｙｔｅｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌ．）から入手可能なシアソーブ（Ｃｙａｓｏｒｂ）（登録商標）ＵＶ−１１６４、および、ニューヨーク州タリータウンのチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  ｏｆ  Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，  Ｎ．Ｙ．）から入手可能なチヌビン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）（登録商標）１５７７を含む適切なＵＶ吸収化合物が、市販されている。ディフューザプレートは、また、ＵＶ光を可視光に変える輝度向上蛍光体を含むことができる。
【００４９】
光管理ユニットの層の１つ以上が、また、ＵＶ光に対する付加的な保護をもたらすために、他の材料を含むことができる。そのような材料の一例が、ヒンダードアミン光安定化組成物（ｈｉｎｄｅｒｅｄ  ａｍｉｎｅ  ｌｉｇｈｔ  ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＨＡＬＳ）である。一般に、最も有用なＨＡＬＳは、テトラメチルピペリジンから得られるもの、およびポリマー第三級アミンとみなすことができるものである。適切なＨＡＬＳ組成物が、たとえば、ニューヨーク州タリータウンのチバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，  Ｎ．Ｙ．）から「チヌビン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）」商品名で市販されている。１つのそのような有用なＨＡＬＳ組成物が、チヌビン６２２である。ＵＶ吸収材料およびＨＡＬＳは、引用によりここに援用する共有された米国特許第６，６１３，６１９号明細書にさらに記載されている。
【００５０】
光管理ユニットの他の例示的な実施形態は、付加的な光管理層を組入れることができる。たとえば、光管理ユニットが、第１または第２のサブアセンブリ内に、またはサブアセンブリ間の間隙に輝度向上層を含むことができる。図３Ａに概略的に示された光管理ユニット３００の１つの例示的な実施形態が、間隙３０６によって第２のサブアセンブリ３０４から分離された第１のサブアセンブリ３０２を含む。サブアセンブリ３０２とサブアセンブリ３０４との間のスペーサ３０８を使用して、間隙３０６を規定することができる。示された実施形態において、第１のサブアセンブリ３０２は、基材３１０およびディフューザ層３１２で形成されたディフューザプレートを含む。第１のサブアセンブリ３０２は、たとえば図２Ａ〜２Ｄに示されているような異なった層、および他の層を含むことができる。
【００５１】
ここで説明される例示的な実施形態において、第２のサブアセンブリ３０４は、少なくとも半剛性基材３２０を含むが、他の層も存在することができる。輝度向上層３２２が基材３２０に付着される。適切な輝度向上層の例としては、ＢＥＦＩＩ  ９０／２４、ＢＥＦＩＩ  ９０／５０、ＢＥＦＩＩＩＭ  ９０／５０、ＢＥＦＩＩＩ−Ｔ、Ｔ−ＢＥＦ、Ｒ−ＢＥＦ、Ｗ−ＢＥＦ、およびＰＣ−ＢＥＦ（非複屈折性ポリマー上のプリズムコーティング）などの、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから入手可能なプリズムフィルムのビキュイティ（登録商標）ＢＥＦＩＩおよびＢＥＦＩＩＩファミリーが挙げられる。
【００５２】
輝度向上層３２２を、第２のサブアセンブリ３０４内の隣接した層に直接付着することができるか、１つ以上の接着剤層の使用によって付着することができる。
【００５３】
いくつかの例示的な実施形態において、光の少なくとも一部が、空気界面、または増加された屈折率差を有する界面を通って輝度向上層３２２に入ることが望ましいであろう。したがって、低屈折率材料、たとえばフッ素化ポリマーを、輝度向上層３２２と、輝度向上層の下の次の層、この場合、基材３２０との間に配置することができる。
【００５４】
他の例示的な実施形態において、空気間隙を輝度向上層３２２と輝度向上層３２２の下の層との間に設けることができ、それにより、拡散光が空気から輝度向上層３２２に入る。空気間隙を設けるための１つの方法は、輝度向上層３２２および隣接した層の対向する面の一方または両方の上に構造を含むことである。示された実施形態において、輝度向上層３２２の下面３３０は、基材３２０上の接着剤の層３３４と接触する突出部３３２で構造化される。したがって、空隙３３６が突出部３３２間に形成され、その結果、光が、突出部３３２間のそれらの領域において、空気から輝度向上層３２２に入る。
【００５５】
空隙を形成する、したがって、輝度向上層に入る光に空気界面を与えるための他の方法を用いることができる。たとえば、輝度向上層３２２は、平坦な下面３３０を有することができ、接着剤３３４は突出部で構造化される。別の例示的な実施形態において、輝度向上層の非構造化表面、またはそれが付着された表面、または両方の表面を、たとえばマット仕上げで、粗くして、２つの表面の間に空気のポケットを設けることができる。付加的な方法が、引用によりここに援用する共有された米国特許出願公開第２００３／０２２３２１６  Ａ１号明細書に記載されている。ここで説明される光管理ユニットの実施形態のいずれも、輝度向上層に入る光のための空気界面を設けるように適合させることができる。
【００５６】
輝度向上層３２２を、光管理ユニット３００内の異なった位置に配置することができる。たとえば、図３Ｂに概略的に示されているように、輝度向上層３２２を、第２のサブアセンブリ３０４内に、基材３２０より間隙３０６の近くに位置決めすることができる。この実施形態において、輝度向上層３２２は、スペーサ３０８と接触し、間隙３０６との境界を規定する。そのような構成において、輝度向上層３２２の構造部材の頂点を、接着剤の薄い層を使用して、基材３２０に接着することができる。輝度向上層の表面を別の層に付着するための方法は、引用によりここに援用する共有された米国特許出願第１０／４３９，４５０号明細書により完全に記載されている。
【００５７】
図３Ｃに概略的に示された別の例示的な実施形態において、層の順序は図３Ｂと同じであるが、スペーサ３０８によって規定された体積内に嵌合するように、輝度向上層３２２の横方向の程度を低減することができる。そのような構成において、スペーサ３０８は、第２のサブアセンブリ３０４の最下層でない第２のサブアセンブリ３０４の層と接触することができる。図３Ｃに示された例示的な実施形態において、スペーサ３０８は基材３２０と接触し、第２のサブアセンブリ３０４の最下層、輝度向上層３２２は、スペーサ３０８によって形成された体積内に配置される。間隙３０６が、どんなに小さくても、依然として、第１のサブアセンブリ３０２と第２のサブアセンブリ３０４との間に存在することができる。
【００５８】
輝度向上層３２２が第１のサブアセンブリ３０２に触れる場合でも、間隙が存在するとみなされ、というのは、構造的に、第１のサブアセンブリ３０２は、スペーサを介して第２のサブアセンブリ３０４に連結され、２つのサブアセンブリ３０２、３０４は、機械的剛性を光管理ユニット３００に与えるように、それらの端縁の周りで直接連結されるからである。また、輝度向上層の下面、または第１のサブアセンブリ３０２の最上面、または両方に、マット仕上げまたはアンチウェットアウト（ａｎｔｉ−ｗｅｔ−ｏｕｔ）仕上げを施すことができ、これは、光の多くが第１のサブアセンブリ３０２から空気を通って輝度向上層３２２内に進むことをもたらす。そのような場合、異なったサブアセンブリの層は、さまざまなポイントにおいて、互いに接触することができ、空気間隙が接触ポイント間に存在する。そのような間隙は、約１ミクロンほども小さいことができる。
【００５９】
他の例示的な実施形態において、輝度向上層３２２を、第２のサブアセンブリ３０４ではなく第１のサブアセンブリ３０２に含むことができる。たとえば、図３Ｄに概略的に示されているように、輝度向上層３２２は、間隙３０６に最も近い、第１のサブアセンブリ３０２内の最上層であることができる。示された実施形態において、輝度向上層３２２の横方向の程度は、スペーサ３０８によって規定された空間内に嵌合するようにセットされる。輝度向上層３２２を、第１のサブアセンブリ内の次の下層、この場合ディフューザ層３１２に直接付着することができるか、接着剤層（図示せず）を介してディフューザ層３１２に付着することができる。
【００６０】
さらに、輝度向上層３２２は、いずれのサブアセンブリ３０２、３０４にも付着されることなく、間隙３０６内で自立していることができる。第１のサブアセンブリ３０２の最上面に、マット仕上げまたはアンチウェットアウト仕上げを施すことができ、第１のサブアセンブリ３０２から上方に伝播する光が、輝度向上層３２２に入る前、空気中に進むことをもたらす。
【００６１】
輝度向上層３２２を、第１のサブアセンブリ３０２内の他の位置に位置決めすることができる。１つの例示的な実施形態において、輝度向上層３２２を、第１のサブアセンブリ３０２の最上層と最下層との間に、たとえば、図３Ｅに概略的に示されているように、ディフューザ層３１２と基材３１０との間に位置決めすることができる。
【００６２】
他の例示的な実施形態において、２つのプリズム輝度向上層があることができ、層の一方のプリズム構造が、他方の層のプリズム構造に垂直に配向される。そのような配列は、交差した輝度向上層と呼ばれ、二次元における視野角の制御をもたらす。たとえば、輝度向上層の１つが、ＬＣＤ−ＴＶまたはＬＣＤモニタによって発された光について、水平視野角に影響を及ぼし、交差した輝度向上層は、光の垂直視野角に影響を及ぼす。そのような配列の例が、図３Ｆに概略的に示されており、第２のサブアセンブリ３０４は、２つの輝度向上層３２２および３２４を含む。２つの輝度向上層３２２および３２４を、第１のサブアセンブリ３０２内に、または第２のサブアセンブリ３０４内に配置することができる。２つの輝度向上層３２２および３２４は、互いに隣接して配置することができるが、隣接している必要はなく、異なったサブアセンブリ内に配置することさえできる。
【００６３】
輝度向上層の下面と下の層との間に空気の層を有するサブアセンブリを形成するための他の方法を、ここで、図３Ｇ〜３Ｉを参照して説明する。
【００６４】
基材３５２、基材３５２上の別の層３５４、たとえばディフューザ層または反射偏光子、および輝度向上層３５６を有するサブアセンブリ３５０の例示的な実施形態が、図３Ｇに概略的に示されている。空気間隙３５８が、輝度向上層３５６と下の層３５４との間に形成される。空気間隙３５８は、接着剤の層３６０を、層３５４と輝度向上層３５６との間に、サブアセンブリ３５０の端縁の周りに設けることによって、形成することができる。別の層３６２、たとえば反射偏光子を、任意に、輝度向上層３５６の上に設けることができ、輝度向上層３５６に付着することができる。この実施形態の変更例において、輝度向上層３５６を、上側に輝度向上構造を有する反射偏光子と取替えることができる。
【００６５】
サブアセンブリ３７０の別の例示的な実施形態が、図３Ｈに概略的に示されている。この実施形態において、空気間隙３５８が、輝度向上層３５６と、層３７２の中心におけるより高い端縁部分３７４で成形された下層３７２との間に形成される。層３７２は、たとえば、接着剤層、ディフューザ層、または接着剤ディフューザ層であることができる。輝度向上層３５６は、端縁部分３７４において下層３７２に付着される。たとえばブランクバッファ層または反射偏光子などの中間層３７６を、間隙３５８に設けることができる。この特定の実施形態において、層３７２の端縁部分３７４は、中間層３７６より高い。
【００６６】
図３Ｉに概略的に示されたサブアセンブリ３８０の別の例示的な実施形態において、端縁部分３７４は中間層３７６より高くない。したがって、輝度向上層３５６が端縁部分３７４に付着された場合、より高い中間層３７６は輝度向上層３５６を外に湾曲して、中間層３７６と輝度向上層３５６との間に空気間隙３５８を生じさせる。
【００６７】
光管理ユニットのいくつかの他の例示的な実施形態において、反射偏光子を第１または第２の光管理ユニットに組入れることができる。図４Ａに概略的に示された光管理ユニット４００の１つの例示的な実施形態が、間隙４０６によって第２のサブアセンブリ４０４から分離された第１のサブアセンブリ４０２を含む。サブアセンブリ４０２とサブアセンブリ４０４との間のスペーサ４０８を使用して、間隙４０６を規定することができる。示された実施形態において、第１のサブアセンブリ４０２は、基材４１０およびディフューザ層４１２で形成されたディフューザプレートを含む。第１のサブアセンブリ４０２は、付加的な層または異なった層を含むことができる。
【００６８】
第２のサブアセンブリ４０４は、基材４２０を含むことができ、また、他の層を含むことができる。反射偏光子４２２が基材４２０に付着される。多層光学フィルム（ＭＯＦ）反射偏光子、拡散反射偏光子、ワイヤグリッド偏光子、およびコレステリック偏光子を含む、任意の適切なタイプの反射偏光子を使用することができる。コレステリック偏光子は、しばしば、コレステリック偏光子を透過された円偏光を、吸収偏光子などのデバイスの他の要素での使用により適している直線偏光に変えるために、４分の１波長遅延フィルムと結合される。適切なＭＯＦ反射偏光子の例としては、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから入手可能な、拡散表面を含むビキュイティ（登録商標）ＤＢＥＦ−Ｄ２００およびＤＢＥＦ−Ｄ４４０多層反射偏光子が挙げられる。適切な拡散反射偏光子の例としては、ビキュイティ（登録商標）拡散反射偏光子フィルム（Ｄｉｆｆｕｓｅ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ  Ｆｉｌｍ）（ＤＲＰＦ）が挙げられる。適切なワイヤグリッド偏光子の例としては、ユタ州オレムのモックステク・インコーポレイテッドから入手可能なプロフラックス（Ｐｒｏｆｌｕｘ）（登録商標）偏光子が挙げられる。
【００６９】
反射偏光子４２２を、サブアセンブリ内の隣接した層に直接付着するか、１つ以上の介在層、たとえば接着剤層を介して付着することができる。たとえば、図４Ａに示された例示的な実施形態において、反射偏光子４２２は基材４２０に直接付着される。
【００７０】
任意に、付加的なコーティング４２４を反射偏光子４２２の上に設けることができる。たとえば、コーティング４２４は保護ハードコート層であることができる。ハードコートを、第１または第２のサブアセンブリのいかなる外面の上に設けることができる。
【００７１】
反射偏光子４２２を、光管理ユニット４００内の異なった位置に配置することができる。たとえば、図４Ｂに概略的に示されているように、反射偏光子４２２を、第２のサブアセンブリ４０４内に、基材４２０より間隙４０６の近くに位置決めすることができる。実際に、反射偏光子４２２を、間隙４０６から最も遠い第２のサブアセンブリ４０４の最上層として、間隙４０６に最も近い第２のサブアセンブリの最下層として、または間の任意の位置に、位置決めすることができる。図４Ｂに示された例示的な実施形態において、反射偏光子４２２は、スペーサ４０８と接触し、間隙４０６との境界を規定する。
【００７２】
図４Ｃに概略的に示された別の例示的な実施形態において、層の順序は図４Ｂと同じであるが、スペーサ４０８によって規定された空間内に嵌合するように、反射偏光子４２２の横方向の程度が低減される。そのような構成において、スペーサ４０８は、第２のサブアセンブリ４０４の最下層でない第２のサブアセンブリ４０４の層と接触することができる。図４Ｃに示された例示的な実施形態において、スペーサ４０８は基材４２０と接触し、第２のサブアセンブリ４０４の最下層、反射偏光子４２２は、スペーサ４０８の要素の間に配置される。間隙４０６が、どんなに小さくても、依然として、第１のサブアセンブリ４０２と第２のサブアセンブリ４０４との間に存在することができる。
【００７３】
他の例示的な実施形態において、反射偏光子４２２を、第２のサブアセンブリ４０４ではなく第１のサブアセンブリ４０２に含むことができる。たとえば、図４Ｄに概略的に示されているように、反射偏光子４２２は、間隙４０６に最も近い、第１のサブアセンブリ４０２内の最上層であることができる。反射偏光子４２２を、第１のサブアセンブリ４０２内の次の下層、この場合ディフューザ層４１２に直接付着することができるか、接着剤層（図示せず）を介して付着することができる。
【００７４】
このおよび他の実施形態における、反射偏光子とＬＣＤパネルとの間に配置された光学層が、偏光保存であることが、限定ではないが、一般に好ましい。これは、反射偏光子によって偏光された光の偏光への悪影響を回避または低減する。
【００７５】
図４Ｅに概略的に示された別の例示的な実施形態において、第１のサブアセンブリ４０２内の異なった層の順序は、図４Ｄに示された実施形態と同じである。しかし、反射偏光子４２２の横方向の程度は、スペーサ４０８によって規定された体積内に嵌合するようにセットされる。
【００７６】
反射偏光子４２２を、第１のサブアセンブリ４０２内の他の位置に位置決めすることができる。１つの例示的な実施形態において、反射偏光子４２２を、第１のサブアセンブリ４０２の最上層と最下層との間に、たとえば、図４Ｆに概略的に示されているように、ディフューザ層４１２と基材４１０との間に位置決めすることができる。別の例示的な実施形態において、反射偏光子４２２は、間隙４０６から最も遠い、第１のサブアセンブリ４０２内の最下層であることができる。たとえば、図４Ｇに概略的に示されているように、反射偏光子４２２を、ディフューザ層４１２および基材４１０の下に位置決めすることができる。
【００７７】
他の例示的な実施形態において、第１および第２のサブアセンブリは、ここまで説明されたものと異なった数および異なったタイプの光学層を含有することができる。たとえば、光管理ユニットは、ディフューザプレートとともに、輝度向上層および反射偏光子の両方を含むことができる。そのような光管理ユニット５００の１つの例示的な実施形態が、図５Ａに概略的に示されている。光管理ユニット５００は、間隙５０６によって第２のサブアセンブリ５０４から分離された第１のサブアセンブリ５０２を含む。サブアセンブリ５０２とサブアセンブリ５０４との間のスペーサ５０８を使用して、間隙５０６を規定することができる。第１のサブアセンブリ５０２は、さまざまな異なった層を含むことができる。示された実施形態において、第１のサブアセンブリ５０２は、基材５１０およびディフューザ層５１２で形成されたディフューザプレートを含み、第２のサブアセンブリ５０４は、基材５２０と、反射偏光子５２２と、輝度向上層５２４とを含む。
【００７８】
反射偏光子５２２および輝度向上層５２４を、ともに積層するか、他の態様でともに付着することができ、光管理ユニット５００内の異なった場所に位置決めすることができる。たとえば、反射偏光子５２２および輝度向上層５２４の組合せを、基材５２０の下に位置決めすることができ、それにより、間隙５０６は、反射偏光子５２２の下面と境界を形成する。反射偏光子５２２および輝度向上層５２４を含有する組合せを、また、第１のサブアセンブリ５０２内に位置決めすることができる。
【００７９】
反射偏光子５２２および輝度向上層５２４の順序は、たとえば図５Ｂに概略的に示された光管理ユニット５３０の例示的な実施形態に示されているのと異なることができる。この例示的な実施形態において、第２のサブアセンブリ５０４は、基材５２０と反射偏光子５２２との間に輝度向上層５２４を含む。この構成を形成するための１つの方法において、輝度向上層５２４の構造の頂点を、反射偏光子５２２の下側の接着剤の層に付着することができる。輝度向上層を別の層に付着するためのこの方法は、共有された米国特許出願第１０／４３９，４５０号明細書にさらに記載されている。
【００８０】
構造化表面が反射偏光子５２２に付着された輝度向上層５２４の組合せを、光管理ユニット５３０内の異なった位置に配列することができる。たとえば、構造化表面が反射偏光子５２２に付着された輝度向上層５２４の組合せを、基材５２０と間隙５０６との間に配列することができるか、第１のサブアセンブリ５０２内に位置決めすることができる。この例示的な構成の変更例において、輝度向上層５２４および反射偏光子５２２の一方または両方の横方向の程度を、スペーサ５０８によって規定された体積内に嵌合するように低減することができ、それにより、基材５２０はスペーサ５０８と接触する。
【００８１】
他の例示的な実施形態において、反射偏光子５２２および輝度向上層５２４は、互いに隣接している必要はなく、また、互いに同じサブアセンブリ内にあることさえ必要ない。たとえば、図５Ｃに概略的に示された光管理ユニット５４０の例示的な実施形態において、第２のサブアセンブリ５０４は、輝度向上層５２４と反射偏光子５２２との間に位置決めされた基材５２０を含む。示されていない、この構成の変更例において、輝度向上層５２４の横方向の程度を、スペーサ５０８によって規定された体積内に嵌合するように低減することができ、それにより、基材５２０はスペーサ５０８と接触する。
【００８２】
反射偏光子５２２および輝度向上層５２４の両方が第２のサブアセンブリ５０４内に位置決めされる必要はなく、一方または両方を、第１のサブアセンブリ５０２内に、または間隙５０６内に位置決めすることができる。たとえば、図５Ｄに概略的に示された例示的な実施形態において、光管理ユニット５５０は、基材５１０と輝度向上層５２４との間にディフューザ層５１２を含む第１のサブアセンブリ５０２を有する。示された実施形態において、輝度向上層５２４の横方向の程度は、スペーサ５０８によって規定された体積内に嵌合するように低減され、その結果、ディフューザ層はスペーサ５０８と接触する。これは、事実である必要はなく、輝度向上層５２４は、ディフューザ層５１２と同じ幅を横切って延在することができる。
【００８３】
図５Ｅに概略的に示された光管理ユニット５６０の別の例示的な実施形態において、第１のサブアセンブリ５０２は、ディフューザ層５１２と基材５１０との間に輝度向上層５２４を含む。
【００８４】
他の例示的な実施形態において、輝度向上層５２４を第２のサブアセンブリ５０４内に位置決めすることができ、反射偏光子５２２は第１のサブアセンブリ５０２に含まれる。たとえば、図５Ｆに概略的に示された例示的な光管理ユニット５７０において、第１のサブアセンブリ５０２は、ディフューザ層５１２と基材５１０との間に位置決めされた反射偏光子５２２を含み、第２のサブアセンブリは、基材５２０と、輝度向上層５２４とを含む。
【００８５】
平面蛍光ランプ（ｆｌａｔ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ）（ＦＦＬ）とここで呼ばれるいくつかの蛍光光源が、二次元に延在する発光表面を提供する。この表面は、しばしば、平坦であるか、平面を規定し、ディフューザ層および他の光学層を付着するために使用することができる。これらのタイプの光源は、また、平面放電蛍光ランプ、および二次元一体化蛍光ランプ（ＴＩＦＬ）などの他の名前で知られている。いくつかのＦＦＬが、水銀放電からのＵＶ出力を蛍光変換することに基き、他のＦＦＬは、何らかの他の材料の放電を用いる。たとえば、ドイツ、ミュンヘンのオスラム・ゲーエムベーハー（Ｏｓｒａｍ  ＧｍｂＨ，  Ｍｕｎｉｃｈ，  Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なプラノン（Ｐｌａｎｏｎ）ＩＩランプが、キセノンエキシマー放電に基いた二次元蛍光ランプである。発光表面は、ランプ内で発生された光を発する実質的に平面の部材の表面である。本発明のいくつかの実施形態は、この発光部材を、第１のサブアセンブリのための基材として使用する。
【００８６】
第１のサブアセンブリ６０２および第２のサブアセンブリ６０４を含む光管理ユニット６００の１つの例示的な実施形態が、図６Ａに概略的に示されている。この例示的な実施形態において、ＦＦＬ６１０は、第１のサブアセンブリ６０２の一部を形成し、ディフューザ層６１２が、ＦＦＬ６１０の発光部材６１０ａに付着される。示された実施形態において、第２のサブアセンブリ６０４は、基材６２０と、反射偏光子６２２と、輝度向上層６２４とを含み、間隙６０６を形成するように、スペーサ６０８を介して第１のサブアセンブリ６０２に付着される。
【００８７】
下部サブアセンブリの基材がＦＦＬ６１０によって提供される場合、光管理ユニットの他の構成が可能である。たとえば、反射偏光子６２２および輝度向上層６２４を、第２のサブアセンブリ６０４内の異なった位置に配置することができ、いずれかまたは両方を、第１のサブアセンブリ６０２に含むことができる。光管理ユニット６３０の異なった構成が図６Ｂに概略的に示されており、輝度向上層６２４は、２つのサブアセンブリ６０２、６０４の間の間隙６０６内に配置される。輝度向上層６２４は、第１のサブアセンブリ６０２に付着することができるか、間隙６０６内で自立していることができる。
【００８８】
ＦＦＬは、平坦な上面を有する必要はない。たとえば、図６Ｃに概略的に示された光管理ユニット６４０の実施形態において、ＦＦＬ６４２はリブ付上面６４４を有する。ディフューザ層６１２を、そのような表面６４４のリブに付着することができる。たとえば、示されているように、ディフューザ層６１２を、接着剤層６４６を介して表面６４４に付着することができる。他の例示的な実施形態において、たとえば、ディフューザ層６１２自体が接着剤である場合、ディフューザ層６１２を表面６４４に直接付着することができる。
【００８９】
いくつかの実施形態において、第２のサブアセンブリの基材６２０は、ＬＣＤパネル（図示せず）の下部プレートを含むことができる。
【００９０】
第１および第２のサブアセンブリは、図に特に示されていない他の層を含むことができる。たとえば、第１のサブアセンブリが、２つのディフューザ層を含むことができる。そのような場合、２つのディフューザ層を、基材によって分離することができるか、輝度向上層または反射偏光子などの異なった層によって分離することができる。
【００９１】
本発明の範囲は、サブアセンブリ内の異なった層の相対位置が図に示されたものと異なることができる実施形態を網羅することが意図される。たとえば、第１のサブアセンブリにおいて、ディフューザ層は、基材より間隙に近いことができるか、基材は、間隙により近いことができる。また、第１のサブアセンブリに含まれた他の層を、間隙の最も近くに、間隙から最も遠くに、または間のある位置に位置決めすることができる。同様に、基材、ディフューザ層、輝度向上層、または反射偏光子などの、第２のサブアセンブリ内の異なった層を、異なった実施形態において、各々、間隙の最も近くに、間隙から最も遠くに、または間のある位置に配置することができる。
【実施例】
【００９２】
本開示に従って製造されたいくつかのサンプル光管理ユニットを準備し、それらの性能を、市販のＬＣＤ−ＴＶにおける光管理のために使用されるフィルムの配列と比較した。光管理ユニットを、１通過（ｓｉｎｇｌｅ  ｐａｓｓ）光透過および反射について、ならびに輝度および均一性についてテストした。
【００９３】
輝度および均一性の測定を、特別に設計されたＬＣＤ−ＴＶ実験テストベッド上で行った。図７Ａに概略的に示されたテストベッド装置は、２つの機能パーツ：すなわち、ｉ）図７に要素７０２として示された、２２インチサムソン（Ｓａｍｓｕｎｇ）ＬＣＤ−ＴＶ、モデルＬＴＮ２２６Ｗ、モデルコード：ＬＴＮ２２６ＷＸ／ＸＡＡ、およびｉｉ）ゴニオメータステージ７０４を使用した。ゴニオメータステージ７０４は、ＴＶ７０２が、フィルム装填のために用いられる水平位置（破線で示された）から、測定のための垂直位置（実線で示された）に移動されることを可能にした。この配列は、さまざまな光管理ユニット７０６の好都合な装填およびテストに好都合に備えた。ＬＣＤ−ＴＶ７０２を、ワシントン州ドゥバール（ＤｕＶａｌｌ，  Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ）から得られる、要素７０８として示された、ラディアント・イメージング・プロメトリックＣＣＤカメラ（Ｒａｄｉａｎｔ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｐｒｏｍｅｔｒｉｃ  ＣＣＤ  Ｃａｍｅｒａ）、モデル１６１１１から約１５フィート（約４．６ｍ）に配置した。カメラに、ラディアント・イメージング光学フィルタ（Ｒａｄｉａｎｔ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｔｅｒ）、７２ｍｍ  ＮＤ２．０を設けた。プロメトリックカメラ輝度を、フォト・リサーチ（Ｐｈｏｔｏ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ）ＰＲ６５０（カリフォルニア州チャッツワース（Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，  ＣＡ）、ＳＳＮ：６０９６４５０２）を使用して校正した。以下で報告される測定のために、ＬＣパネルおよび吸収偏光子をＬＣＤ−ＴＶから取外し、さまざまな光管理ユニットをＬＣＤ−ＴＶのバックライトとともに使用した。ＬＣＤ−ＴＶのバックライトは、８の平行なＣＣＦＬ管の配列を含んだ。日本、東京のサンリッツ（Ｓａｎｒｉｔｚ，  Ｔｏｋｙｏ，  Ｊａｐａｎ）から入手可能な吸収偏光子、モデルＬＬＣ２−５５１８ＳＦを、いくつかの場合、光管理ユニットの上に位置決めして、実際のＬＣＤ−ＴＶバックライトのシミュレーションを達成した。
【００９４】
データを、ＣＣＦＬ管の長軸に垂直な１つの方向を横切って平均し、ニト単位の輝度として報告し、光管理ユニットを横切る輝度の標準偏差σを、同じデータ上で収集して、均一性のための測定規準（ｍｅｔｒｉｃ）を提供した。
【００９５】
ドイツ、カールスルーエのオートロニク−メルチャーズ・ゲーエムベーハー（ａｕｔｒｏｎｉｃ−ＭＥＬＣＨＥＲＳ  ＧｍｂＨ，  Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ，  Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なコノスコープ（Ｃｏｎｏｓｃｏｐｅ）（登録商標）光学測定システムを使用して、対照サンプルおよび実施例すべてについて、輝度を角度の関数として特徴づけた。ゲインキューブ（ｇａｉｎ  ｃｕｂｅ）と呼ばれる照明ボックスを、測定すべてのための光源として使用した。ゲインキューブは、高反射空洞を含み、光がテフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（登録商標）表面から進んで、サンプルを照明する。吸収偏光子、サンリッツ、モデルＬＬＣ２５５１８ＳＦを、ゲインキューブの上に配置し、明るい状態の測定値を収集することによって、ベースライン測定を行った。明るい状態の測定値を比較（ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ）として使用して、サンプルすべてについてコントラスト比を計算した。サンプル光管理ユニットをゲインキューブの上に配置し、吸収偏光子を光管理ユニットの上に配置した。実験室用ジャッキを使用して、測定の間光管理ユニットの両方の側を支持した。これらの測定値を、アキシャルゲイン（ａｘｉａｌ  ｇａｉｎ）および積分ゲイン（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｇａｉｎ）を計算する基礎として使用した。アキシャルゲインおよび積分ゲインは、ニト／ニトの単位で報告される。すべての場合、サムソン（Ｃ−１）およびシャープ（Ｓｈａｒｐ）（Ｃ−２）対照サンプルを分析し、これらのプレートのゲインは、さまざまなコノスコープ特徴づけ設備を使用して、１．７８〜１．８４であった。いくつかの場合、コノスコープデータを、フランス、エルビルサンクレールのエルディムＳＡ（Ｅｌｄｉｍ  ＳＡ，  Ｈｅｒｏｕｖｉｌｌｅ  Ｓａｉｎｔ  Ｃｌａｉｒ，  Ｆｒａｎｃｅ）から入手可能なＥＺコントラスト（ＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ）コノスコープを使用して収集した。データ収集および操作は、オートロニク−メルチャーズ装置について上で述べられたものと同様であった。
【００９６】
サンプル光管理ユニットおよび対照サンプルの各々の構造特性および光学特性は、以下の表Ｉに要約され、輝度均一性σの値は、図８Ａに、総輝度に対してプロットされて示される。図８Ｂは、異なった実施例について、積分ゲインに対してプロットされたアキシャルゲインを示す。
【００９７】
表Ｉにおいて、各行は、１つのサンプルについてのデータを示し、対照サンプル、Ｃ−１およびＣ−２は、最初に記載される。「基材」列は、使用された基材のタイプを記載する。各サブアセンブリ内に基材を有する光管理ユニットの場合、基材は同じ材料から形成された。「厚さ」列は、１つの基材、または構造が二重基材タイプであった場合複数の基材の厚さを示す。「Ｄ１」列は、基材の、ランプから離れる方に面する側に付着されたディフューザ層のタイプを記載する。「Ｄ２」列は、基材の、ランプに面する側に使用されたディフューザ層のタイプを記載する。多くの実施例において、ランプから遠い側のディフューザのみが使用された。第１および第２のサブアセンブリから構成された光管理ユニットの場合、第１のサブアセンブリは１つまたは複数のディフューザ層を含有した。「頂部」列は、第２のサブアセンブリ内の、光管理ユニットに使用された付加的な層の異なったタイプを記載する。
【００９８】
「スペーサ」列は、第１および第２のサブアセンブリを分離するスペーサのために使用された材料のタイプを記載する。「輝度」列は、ニト単位の、光管理ユニットを透過された光について測定された総輝度を示す。「σ」列は、またニト単位の、光管理ユニットを横切って測定された輝度の標準偏差を記載する。「σ／ｘ」と標記された列は、輝度に対する均一性の比を記載し、光管理ユニットを横切る輝度の相対均一性を示す。「アキシャル」列および「積分」列は、それぞれ、アキシャルゲインおよび積分ゲインを記載する。アキシャルゲインは、特徴づけられている照明表面に直角に測定されたときの輝度増加である。積分ゲインは、照明表面に対する法線を中心にして８０°の受光角（ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ  ａｎｇｌｅ）にわたって測定された表面照度の変化である。アキシャルゲインは、サンプルＳ２６、Ｓ２７、およびＳ３３〜Ｓ３９−３について、エルディム計器を使用して測定した。他のサンプルのアキシャルゲインは、オートロニク（Ａｕｔｒｏｎｉｃ）計器を使用して測定した。
【００９９】
光管理ユニット内の異なった層の相対位置は、表ＩＩに要約され、図７Ｂに概略的に示された光管理ユニットを参照して説明され、図７Ｂは、間隙を形成するようにスペーサによって分離された第１のサブアセンブリ７１２および第２のサブアセンブリ７１４を示す。位置１〜３は、第２のサブアセンブリ７１４内の位置を指す。第２のサブアセンブリ内の基材の位置は、位置２である。位置１は、基材より間隙からより遠い位置を指す。間隙と基材との間の位置３。位置５〜７は、第１のサブアセンブリ７１２内の位置を指す。位置６は、第１のサブアセンブリ７１２内の基材の位置である。位置５は、間隙と第１のサブアセンブリの基材との間にある。位置７は、基材の、間隙からより遠く離れた側にある。位置４は間隙内に配置される。
【０１００】
【表１】
0005475232.tif 000002
【０１０１】
【表２】
0005475232.tif 000003
【０１０２】
対照サンプルＣ１
対照サンプル１（Ｃ１）は、２２インチサムソンＬＣＤ−ＴＶ（モデル：ＬＴＮ２２６Ｗ）に含まれたサムソン光管理ユニットである。この光管理ユニットは、ＣａＣＯ3拡散粒子を含有する、厚さ２ｍｍのＰＭＭＡ基材から形成されたディフューザプレートを含んだ。さらに、プレートは、サムソンＬＣＤ−ＴＶのＣＣＦＬバルブに位置合せされた印刷パターンを所有した。ディフューザプレートは、プリズム輝度向上層（３Ｍビキュイティ（登録商標）ＢＥＦ−３Ｔ）および反射偏光子（３Ｍビキュイティ（登録商標）ＤＢＥＦＤ−４４０）を伴った。Ｃ１は、高性能ＬＣＤ−ＴＶ光管理ユニットを表すとみなされる。
【０１０３】
対照サンプルＣ２
対照サンプル２（Ｃ２）は、３０インチシャープＬＣＤ−ＴＶ、モデルｎｏ．ＬＣ−３０ＨＶ２Ｕからとられたディフューザプレート、ならびにＣ１からのプリズム輝度向上層および反射偏光子を使用して形成された光管理ユニットである。ディフューザプレートは、拡散粒子として５μｍのガラス球を含有するＰＭＭＡの厚さ２ｍｍのプレートから形成された。このディフューザプレートは、印刷パターンを所有しなかった。Ｃ２は、標準ＬＣＤ−ＴＶ光管理ユニットを表すとみなされる。
【０１０４】
サンプルＳ２およびＳ２６−１つの基材、１つのディフューザ
実施例光管理ユニットＳ２およびＳ２６は、引用によりここに援用する、代理人整理番号６０１０７ＵＳ００２の、本明細書と同日に出願された、「積層ディフューザプレートを有する直接照明液晶ディスプレイ（ＤＩＲＥＣＴ−ＬＩＴ  ＬＩＱＵＩＤ  ＣＲＹＳＴＡＬ  ＤＩＳＰＬＡＹＳ  ＷＩＴＨ  ＬＡＭＩＮＡＴＥＤ  ＤＩＦＦＵＳＥＲ  ＰＬＡＴＥＳ）」という名称の、共有された同時係属中の米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書においてサンプルＳ２およびＳ２６と記載された単一基材ディフューザプレートを含む。Ｓ２ディフューザプレートは、厚さ１ｍｍのＬＣＤガラス基材（コーニング（Ｃｏｒｎｉｎｇ）１７３７Ｆ）と、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから入手可能なスコッチカル（登録商標）３６３５−７０ディフューザフィルムとを使用し、Ｓ２６ディフューザプレートは、スコッチカル（登録商標）３６３５−７０ディフューザフィルムを有する、厚さ１ｍｍのフロートガラス基材（カリフォルニア州ロサンゼルスのインダストリアル・グラス（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｇｌａｓｓ，  Ｌｏｓ  Ａｎｇｅｌｅｓ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ））を使用した。ディフューザフィルムは、サンプルの幅を横切って均一である拡散特徴を提供した。これらのディフューザプレートを、２２インチサムソンＬＣＤ−ＴＶに伴う光管理フィルム（ビキュイティ（登録商標）ＢＥＦ−３Ｔ、ビキュイティ（登録商標）ＤＢＥＦＤ−４４０、ＰＥＴ層、およびディフューザシート）とともに使用した。表Ｉは、実施例Ｓ２およびＳ２６の光学性能を表示する。Ｓ２およびＳ２６の輝度／均一性は、それぞれ、４２２６／６５ニトおよび３７６９／５４ニトであった。Ｓ２およびＳ２６のアキシャルゲイン／積分ゲインは、それぞれ、１．７６／１．０２および１．５３／０．９０であった。
【０１０５】
図７〜９は、他のサンプルと比較されたＳ２およびＳ２６の光学性能を示す。図９は、位置の関数として測定された、スクリーンを横切る輝度を示す。一般に、Ｓ２は、１およびＣ２の両方に好ましく匹敵する。また、Ｓ２およびＳ２６の光学性能の比較が、一般に、ＬＣＤガラスがフロートガラスより良好な光学特性を所有することを示す。実施例Ｓ２を、以下で説明される実施例複合光管理ユニットのベンチマークとして使用した。
【０１０６】
サンプルＳ８およびＳ２７−１つの基材、ダブルディフューザ
サンプルＳ８およびＳ２７は、各ケースにおいて、ディフューザプレートがガラス基材の両側に配置されたタイプ３６３５−７０ディフューザフィルムの層を有する以外は、それぞれ、Ｓ２およびＳ２６と同じであった。ディフューザフィルムは、サンプルの幅を横切って均一である拡散特徴を提供した。Ｓ８およびＳ２７の輝度／均一性は、それぞれ、４０６０／６４ニトおよび３５７８／５４ニトであった。Ｓ８およびＳ２７のアキシャルゲイン／積分ゲインは、それぞれ、１．７０／０．９９および１．４８／０．８６であった。図７〜９は、他の実施例と比較されたＳ８およびＳ２７の光学性能を示す。Ｓ８およびＳ２７は、さらに、ＬＣＤガラスがフロートガラスより良好な光学特性を所有することを実証する。Ｓ８を、以下で説明される複合光管理ユニットの別のベンチマークとして使用した。これは、付加的なディフューザを含むことが、必ずしも、より良好な照度均一性をもたらさないが、輝度を犠牲にすることを実証する。
【０１０７】
サンプル２８、２９、および３０−両側ディフューザを有する複合ＬＭＵ
Ｓ２８、Ｓ２９、およびＳ３０は、第１のサブアセンブリ内のデュアルディフューザで形成された複合光管理ユニット（ＬＭＵ）であった。各ケースにおいて、フロートガラス基材の厚さ１ｍｍのピース（カリフォルニア州ロサンゼルスのインダストリアル・グラス、）を使用して、タイプ３６３５−７０ディフューザフィルムを基材の各側に付着して、第１のサブアセンブリを製造した。ディフューザフィルムは、サンプルの幅を横切って均一である拡散特徴を提供した。
【０１０８】
実施例Ｓ２８において、光学的に透明なアクリルコポリマー感圧接着剤（ＰＳＡ）を使用して、３Ｍ（登録商標）ビキュイティ（登録商標）輝度向上フィルム−反射偏光子（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）（ＢＥＦ−ＲＰ）９０／２４フィルムを、第１のサブアセンブリと同じフロートガラスの厚さ１ｍｍのピースに積層することによって、第２のサブアセンブリを準備した。ＢＥＦ−ＲＰフィルムは、プリズム輝度向上構造が１つの側に一体的に設けられた反射偏光子フィルムを含む。次に、第１および第２のサブアセンブリを、ＢＥＦ−ＲＰを外側にして、端縁において、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから入手可能な幅１ｃｍの３Ｍ（登録商標）アクリルフォームテープ（Ａｃｒｙｌｉｃ  Ｆｏａｍ  Ｔａｐｅ）（ＡＦＴ）４２２０で接合した。次に、光管理ユニットを、オーブン内で６時間５０℃でアニールした。
【０１０９】
Ｓ２８の構造は、図１０Ａに概略的に示されている。サンプルは、アクリルフォームテープスペーサ１００６によって分離された第１のサブアセンブリ１００２および第２のサブアセンブリ１００４で形成された。第１のサブアセンブリ１００２は、フロートガラス基材１０１０の両側に付着された３６３５−７０ディフューザの層１００８を含んだ。第２のサブアセンブリ１００４は、接着剤層１０１６を介してフロートガラス基材１０１４に付着されたＢＥＦ−ＲＰの層１０１２を含んだ。
【０１１０】
実施例Ｓ２９において、光学的に透明なアクリルコポリマーＰＳＡを使用して、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから入手可能な３Ｍ（登録商標）ビキュイティ（登録商標）二重輝度向上フィルム（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ）（ＤＢＥＦ−Ｆ）を、フロートガラスの厚さ１ｍｍのピースに積層することによって、第２のサブアセンブリを準備した。ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニーから入手可能な３Ｍ（登録商標）ビキュイティ（登録商標）輝度向上フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ）ＩＩＩ−透明（ＢＥＦ−３Ｔ）のシートを、サイズに切断し、第１のサブアセンブリと第２のサブアセンブリとの間の間隙に配置した。ＢＥＦ−３Ｔフィルムは、サブアセンブリのいずれにも積層しなかった。次に、サブアセンブリを、厚さ３７５μｍのフォームテープで端縁において接合した。次に、実施例Ｓ２９を、オーブン内で６時間５０℃でアニールした。
【０１１１】
Ｓ２９の構造は、図１０Ｂに概略的に示されている。サンプルは、アクリルフォームテープスペーサ１０２６によって分離された第１のサブアセンブリ１０２２および第２のサブアセンブリ１０２４で形成された。第１のサブアセンブリ１０２２は、フロートガラス基材１０３０の両側に付着された３６３５−７０ディフューザの層１０２８を含んだ。第２のサブアセンブリ１０２４は、接着剤層１０３６を介してフロートガラス基材１０３４に付着されたＤＢＥＦ−Ｆの層１０３２を含んだ。ＢＥＦ−３Ｔの層１０３８は、２つのサブアセンブリ１０２２、１０２４の間に配置された。
【０１１２】
実施例Ｓ３０は、厚さ２ｍｍのＰＭＭＡシート（イリノイ州シカゴのマクマスター−カー・インコーポレイテッド（ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒ  Ｉｎｃ．，  Ｃｈｉｃａｇｏ，  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）パーツｎｏ．８５８９Ｋ２２）を、第１および第２のサブアセンブリ内の基材のために使用する以外は、Ｓ２８と同じように製造した。
【０１１３】
Ｓ２８、Ｓ２９、およびＳ３０の輝度／均一性は、それぞれ、４１６８／５４、３７７６／１３６、および４７５７／９２ニトであった。Ｓ２８、Ｓ２９、およびＳ３０のアキシャルゲイン／積分ゲインは、それぞれ、１．７２／０．９３、１．７８／１．０９、および１．８６／１．０２であった。実施例Ｓ２８およびＳ３０は、Ｃ１およびＣ２に応じるかこれらを超える光学性能を所有する。光学性能特徴づけは、表Ｉ、ならびに図７、図８、および図１１に表示される。図１１は、これらの３つのサンプル、ならびにＣ１およびＣ２について、位置の関数としての、サンプルを横切る輝度値を示す。
【０１１４】
サンプルＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３４、およびＳ３５−片側ディフューザを有する複合ＬＭＵ
実施例Ｓ３１は、第１のサブアセンブリがディフューザの１つの層のみを含有し、２つのサブアセンブリを、各々、ＡＦＴでの付着前、５０℃で４時間アニールする以外は、Ｓ３０について説明されたのと同じ方法を用いて組立てた。最終的な組立てられたＬＭＵはアニールしなかった。
【０１１５】
実施例Ｓ３３は、第１および第２のサブアセンブリ内の基材が１ｍｍのフロートガラス（カリフォルニア州ロサンゼルスのインダストリアル・グラス）である以外は、Ｓ３１について上で説明されたのと同じ技術を用いて準備した。
【０１１６】
実施例Ｓ３４は、第１および第２のサブアセンブリ内の基材が、厚さ２ｍｍのＰＭＭＡではなく、厚さ０．８ｍｍのＰＭＭＡ（ミネソタ州イーデンプレーリーのプラスチックス・インターナショナル（Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，  Ｅｄｅｎ  Ｐｒａｉｒｉｅ，  Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）、パーツｎｏ．ＡＣＲＣ−．３１−Ｓ）である以外は、Ｓ３１において説明されたのと同じ技術を用いて準備した。
【０１１７】
実施例Ｓ３５は、基材がＰＣの厚さ１ｍｍのシート（ミネソタ州イーデンプレーリーのプラスチックス・インターナショナル、パーツｎｏ．ＬＥＸ＃−．４−Ｓ）である以外は、実施例３１において説明されたのと同じ技術を用いて準備した。
【０１１８】
実施例Ｓ３１、Ｓ３３、Ｓ３４、およびＳ３５の構造を示す概略図が、図１２に示されている。サンプルは、アクリルフォームテープスペーサ１２０６によって分離された第１のサブアセンブリ１２０２および第２のサブアセンブリ１２０４を使用して形成された。第１のサブアセンブリ１２０２は、基材１２１０に付着された３６３５−７０ディフューザ層１２０８を含んだ。第２のサブアセンブリ１２０４は、接着剤層１２１６を介して基材１２１４に付着されたＢＥＦ−ＲＰの層１２１２を含んだ。
【０１１９】
サンプルＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３４、およびＳ３５の輝度／均一性は、それぞれ、５２０７／５４、４４５６／７０、５３４６／７６、および３８８７／５９ニトであった。Ｓ３１、Ｓ３３、Ｓ３４、およびＳ３５のアキシャルゲイン／積分ゲインは、それぞれ、２．０８／１．１２、１．８４／０．９６、２．１９／１．１７、および１．６３／０．８５であった。実施例Ｓ３１、３３、および３４は、Ｃ−１およびＣ−２に応じるかこれらを超える光学性能を所有する。光学性能特徴づけは、表Ｉに、ならびに図７、図８、および図１３に表示される。
【０１２０】
実施例Ｓ３２、Ｓ３６、およびＳ３８：ＢＥＦが内側にあり、偏光子が第２のサブアセンブリの底部上にある複合ＬＭＵ
実施例Ｓ３２は、第１のサブアセンブリ内の基材が、１つの側のみにディフューザ層を有し、２つのサブアセンブリを、付着前、５０℃で４時間アニールする以外は、Ｓ２９について上で説明されたのと同じ方法を用いて準備した。第１および第２のサブアセンブリを互いに付着した後、光管理ユニットをアニールしなかった。
【０１２１】
実施例Ｓ３６は、２つのサブアセンブリ内に使用された基材が、の２ｍｍのＰＭＭＡ層（マクマスター−カー・インコーポレイテッド、パーツｎｏ．８５８９Ｋ２２）である以外は、Ｓ３２と同じであった。
【０１２２】
実施例Ｓ３８は、２つのサブアセンブリ内に使用された基材が、ＰＣの厚さ１ｍｍのシート（ミネソタ・プラスチックス（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＬＥＸ＃−．４−Ｓ）である以外は、Ｓ３２と同じであった。
【０１２３】
Ｓ３２、Ｓ３６、およびＳ３８の構造の概略図が、図１４に示されている。サンプルは、アクリルフォームテープスペーサ１４０６によって分離された第１のサブアセンブリ１４０２および第２のサブアセンブリ１４０４を使用して形成された。第１のサブアセンブリ１４０２は、基材１４１０に付着された３６３５−７０ディフューザ層１４０８を含んだ。第２のサブアセンブリ１４０４は、接着剤層１４１６を介してフロートガラス基材１４１４に付着されたＤＢＥＦ−Ｆの層１４１２を含んだ。ＢＥＦ−３Ｔの層１４１８は、２つのサブアセンブリ１４０２、１４０４の間に配置された。
【０１２４】
Ｓ３２、Ｓ３６、およびＳ３８の輝度／均一性は、それぞれ、４６８６／５７、５２１６／６７、および３６９２／６９ニトであった。Ｓ３２、Ｓ３６、およびＳ３８のアキシャルゲイン／積分ゲインは、それぞれ、２．２０／１．４０、２．１４／１．２５、および１．５２／０．８６であった。実施例Ｓ３２およびＳ３６は、Ｃ１およびＣ２の光学性能に応じるかこれを超える光学性能を所有する。光学性能特徴づけは、表Ｉ、ならびに図７、図８、および図１５に表示される。
【０１２５】
実施例Ｓ３９−２およびＳ３９−３：構造化表面によって付着されたＢＥＦ
実施例Ｓ３９−２は、輝度向上フィルムを、その構造化表面によって、イソ−オクチルアクリレート／アクリル酸／メチルアクリレートベースの接着剤の厚さ２μｍの層を介して反射偏光子層に付着し、輝度向上フィルムがＡＦＴスペーサの上に横方向に延在する以外は、Ｓ３２について上で説明されたのと同じ方法を用いて準備した。反射偏光子および輝度向上層のこの配列はＢＵＤ−２と呼ばれる。第１および第２のサブアセンブリを、互いに付着する前、５０℃で４時間アニールした。組立てられた光管理ユニットをアニールしなかった。
【０１２６】
実施例Ｓ３９−３は、輝度向上フィルムを反射偏光子に結合する接着剤の層が厚さ３μｍである以外は、Ｓ３９−３と同じ方法を用いて準備した。反射偏光子および輝度向上層のこの配列はＢＵＤ−３と呼ばれる。
【０１２７】
実施例Ｓ３９−２およびＳ３９−３の構造を示す概略図が、図１６に示されている。サンプルは、アクリルフォームテープスペーサ１６０６によって分離された第１のサブアセンブリ１６０２および第２のサブアセンブリ１６０４で形成された。第１のサブアセンブリ１６０２は、基材１６１０に付着された３６３５−７０ディフューザ層１６０８を含んだ。第２のサブアセンブリ１６０４は、接着剤の層１６１４が反射偏光子１６１６に付着する基材１６１２を含んだ。反射偏光子１６１６の下側の接着剤の薄い層１６１８は、輝度向上層１６２０のプリズムの頂点に付着された。
【０１２８】
実施例Ｓ３９−２およびＳ３９−３の輝度／均一性は、それぞれ、４０７０／５６および４０４５／７４ニトであった。実施例Ｓ３９−２およびＳ３９−３のアキシャルゲイン／積分ゲインは、それぞれ、１．７５／１．１３および１．６９／１．１４であった。これらのサンプルの光学性能特徴づけは、表Ｉに記載され、図７、図８、および図１７に示される。
【０１２９】
本発明の光管理ユニットを、異なった方法を用いて製造した。１つの特定の方法を、ここで、図１８〜２１を参照して説明する。この方法において、図１８に記載された方法に示されているように、２つのサブアセンブリを、ともに付着する、工程１８０６の前、別個の工程１８０２および１８０４で個別に組立てた。
【０１３０】
サブアセンブリを形成するための１つの方法を、ここで、図１９Ａおよび図１９Ｂを参照して説明する。この方法において、いくつかの可撓性フィルム、たとえば、ディフューザ、反射偏光子、および／または輝度向上フィルムを、最初に、ともに積層する。フィルムを、ともに直接積層することができるか、１つ以上の中間接着剤層を使用して積層することができる。示された実施形態において、図１９Ａに概略的に示されているように、第１のフィルム１９０２および第２のフィルム１９０４を、それぞれのロール１９０６および１９０８から取り、積層ロール１９１０で積層する。次に、積層されたウェブ１９１２を、再巻取りロール１９１４上に巻取ることができる。積層されたウェブ１９１２は、２つ以上のフィルムの積層体であることができる。
【０１３１】
次に、積層されたウェブ１９１２を、図１９Ｂに概略的に示されているように、再巻取りロール１９１４から巻出し、第２の積層ロール１９１８によって一連の基材パネル１９１６上に積層することができる。積層されたウェブ１９１２が再巻取りロール１９１４から来るとき、カッティングエッジ１９２０を使用して、積層されたウェブ１９１２をキスカットして、基材パネル１９１６への積層に適切なある長さの積層されたシートを形成することができ、したがって、サブアセンブリを形成する。別の方法において、カッティングエッジを使用して、積層されたウェブ１９１２を完全に通って切断することができる。
【０１３２】
任意に、１つのシートのみが、基材に積層されるべきである場合、異なったシートをともに積層する、前の工程なしで、図１９Ｂに示されているように、シートを基材に直接積層することができる。
【０１３３】
サブアセンブリを製造する別の方法を、ここで、図２０Ａおよび図２０Ｂを参照して説明する。この方法において、いくつかの可撓性フィルム、たとえば、ディフューザフィルム、反射偏光子層、および／または輝度向上フィルムを、最初に、ともに積層する。フィルムを、ともに直接積層することができるか、１つ以上の中間接着剤層を使用して積層することができる。示された実施形態において、図２０Ａに概略的に示されているように、第１のフィルム２０５２および第２のフィルム２０５４を、それぞれのロール２０５６および２０５８から取り、積層ロール２０６０で積層する。次に、結果として生じる積層されたウェブ２０６２を、切断工具２０６４によって、所望の長さの準備された積層体シート２０６６に切断する。準備された積層体シート２０６６を、スタック２０６８に形成することができる。
【０１３４】
次に、スタック２０６８からの個別の積層体シート２０６６を、コンベヤシステムによって、それぞれの基材パネル２０７０上に供給することができる。コンベヤシステムは、積層体シート２０６６がそれらのそれぞれの基材パネル２０７０に正確に整列されることを確実にする。次に、たとえば積層ロール２０７２を使用して、積層体シート２０６６を基材パネル２０７０に積層して、サブアセンブリを形成することができる。
【０１３５】
本発明によるサブアセンブリを製造する別の方法を、ここで、図２１を参照して説明する。基材パネル２１０２を積層ステージ２１０４に供給し、ここで、それらをいくつかのフィルムで積層する。示された実施形態において、基材パネル２１０２を、それぞれのロール２１０６ａ、２１０８ａから取出すことができる２つのフィルム２１０６、２１０８で積層する。基材パネル２１０２は、任意に、たとえば、除去ロール２１１０を使用してプリマスクを除去することによって、積層前、プリマスクを除去させることができる。同様に、フィルム２１０６、２１０８の少なくとも１つが、たとえばプリマスク除去ローラ２１１２によって、プリマスクを除去させることができる。
【０１３６】
同時にパネル２１０２に積層された１つ以上のフィルムがあることができる。パネル２１０２に積層されたフィルムは、ディフューザ層、反射偏光子、および／または輝度向上層を含むことができる。たとえば、中間層２１０８は、アクリルフォームテープなどのディフューザ層であることができ、上層２１０６は、反射偏光子または輝度向上層、または反射偏光子および輝度向上層の予め形成された組合せである。
【０１３７】
積層ステージを通過した後、積層されたサブアセンブリは、任意に、加工工程２１１４に進むことができ、ここで、たとえば、フィルム端縁をトリミングし、整列ノッチを端縁にカットする。加工工程後、サブアセンブリは取扱いステージ２１１６に進み、ここで、それらを光管理ユニットへの組立てのために準備する。
【０１３８】
サブアセンブリから光管理ユニットを組立てるための１つの方法を、ここで、図２２を参照して説明する。スペーサ層２２０２を、スペーサ層ロール２２０４から取り、第１の対の積層ローラ２２０８によって第１のサブアセンブリ２２０６に積層する。剥離ロール２２１０が、スペーサ層２２０２からバッキング２２０９を剥離し、スペーサ２２１２が所定位置に積層された第１のサブアセンブリ２２０６を残す。次に、たとえばコンベヤ機構を使用して、第２のサブアセンブリ２２１４をスペーサ２２１２の上に位置決めし、パッケージは第２の積層ロール２２１６を通過して、光管理ユニット２２１８を形成する。
【０１３９】
本発明によるサブアセンブリを製造するための別の方法を、ここで、図２３Ａおよび図２３Ｂを参照して説明する。この方法において、いくつかの可撓性フィルム、たとえば、ディフューザ、反射偏光子、および／または輝度向上フィルムを、基材への積層前、最初に、ともに積層する。フィルムを、ともに直接積層することができるか、１つ以上の中間接着剤層を使用して積層することができる。この方法を用いて、たとえば図３Ｇ〜３Ｉに示されたサブアセンブリの実施形態を製造することができる。
【０１４０】
図２３Ａに示された方法において、第１のフィルム２３０２、たとえばディフューザシート、および第２のフィルム２３０４、たとえば輝度向上フィルムを、それぞれのロール２３０６および２３０８から取り、中間層２３１０を、２つのフィルム２３０２および２３０４間のシートとして配置する。３つの層２３０２、２３０４、および２３１０を、積層ロール２３１２でともに積層して、積層されたウェブ２３１４を形成する。次に、積層されたウェブ２３１４を、カッティングエッジ２３１６によってシートに切断して、積層されたシート２３１８のスタックを形成する。次に、たとえば図２０Ｂに示されたプロセスと同様のプロセスで、積層されたシート２３１８をそれぞれの基材に付与することができる。
【０１４１】
図２３Ｂに示された、このプロセスの変更例において、積層されたウェブ２３１４を、別個のシートに切断する代わりに、ロール２３２０上に再巻取りする。次に、たとえば図１９Ｂに示された方法と同様の方法を用いて、巻かれた積層されたウェブ２３１４を基材に付与することができる。
【０１４２】
ディフューザ透過対照度均一性
照度均一性の研究を、約７７％〜９２％の範囲内のディフューザ１通過透過の値について行った。これは、ディフューザを横切って平均された１通過透過の値である。ディフューザが均一な拡散特徴を有する場合、任意の１つの点における透過は、空間的に平均された透過に等しい。ディフューザが、不均一な拡散特徴を有する、すなわち、印刷パターンディフューザと同様である場合、任意の１つの点における透過は、空間的に平均された透過と同じである必要はない。
【０１４３】
厚さ１ｍｍの１つのＬＣＤガラス基材を有するさまざまなサンプル光管理ユニットを、さまざまな数の層のスコッチカル（登録商標）エレクトロカット（登録商標）グラフィックフィルム、タイプ７７２５−３１４拡散層で製造した。サンプルＳ１は、７７２５−３１４ディフューザの１つの層を有した。サンプルＳ１ａ〜Ｓ１ｄは、それぞれ、基材の各側にディフューザの２〜５層を有した（合計４〜１０層）。サンプルＳ５は、各側に７７２５−３１４ディフューザの１つの層を有した。サンプルＳ２は、基材の１つの側にスコッチカル（登録商標）３６３５−７０ディフューザフィルムの１つの層を有した。これらのサンプルは、代理人整理番号６０１０７ＵＳ００２の、本明細書と同日に出願された、「積層ディフューザプレートを有する直接照明液晶ディスプレイ（ＤＩＲＥＣＴ−ＬＩＴ  ＬＩＱＵＩＤ  ＣＲＹＳＴＡＬ  ＤＩＳＰＬＡＹＳ  ＷＩＴＨ  ＬＡＭＩＮＡＴＥＤ  ＤＩＦＦＵＳＥＲ  ＰＬＡＴＥＳ）」という名称の、共有された同時係属中の米国特許出願第ＸＸ／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書により詳細に記載されている。これらのサンプルの性能は、以下の表ＩＩＩに記載される。
【０１４４】
【表３】
0005475232.tif 000004
【０１４５】
σ／ｘについてのこれらの結果は、また、図２４に、１通過透過Ｔの関数として示される。７７２５−３１４拡散層は約２％の吸収を有し、したがって、サンプルＳ１ａ〜Ｓ１ｄの透過は、Ｓ１の透過に対して低減された。しかし、σ／ｘの値は、非常に良好であり、ほとんどの場合１％未満であり、これは、均一なディフューザ層が、パターニングされたディフューザの均一性値に近づく均一性値を提供することができることを示す。
【０１４６】
従来の知恵では、比較的より低い１通過透過、典型的には約７０％以下を意味する、比較的高いレベルの拡散を用いて、増加された照明均一性が達成されると考える。図２４に示された結果は、ディフューザが輝度向上層と関連して使用される場合、従来の知恵が誤りに導くものであり、７０％より高い１通過透過を有する均一なディフューザを使用して、高照明均一性を達成することができることを示す。実際に、ディフューザが均一である場合、相対均一性は、範囲７５％〜９０％内で最大である。輝度向上層が、特定の角度でディフューザによって拡散された光と優先的に相互作用するので、高レベルの均一性が高拡散透過で可能であると考えられる。したがって、ディフューザプレートの１通過透過の好ましい値は、７５％、８０％、または８５％より大きいことができ、１通過透過の範囲は、範囲７２％〜９５％内に、より好ましくは範囲７５％〜９０％内にあることができる。これらの１通過透過値は、光源とＬＣＤパネルとの間に配置された光管理フィルムのセット内に存在するすべてのディフューザ層の組合せを通る１通過透過に対応する。
【０１４７】
本発明は、上述された特定の実施例に限定されるとみなされるべきではないが、むしろ、特許請求の範囲に適切に述べられたような本発明の態様をすべて網羅すると理解されるべきである。本発明が適用可能であろうさまざまな修正例、均等なプロセス、および多数の構造は、本明細書を検討すると、本発明が向けられる技術における当業者には容易に明らかであろう。たとえば、ここで説明されるような光管理ユニットの使用は、バックライトと光学サブアセンブリとの間の、または光学サブアセンブリとＬＣＤパネルとの間の自立性光学フィルムの使用を除外しない。特許請求の範囲は、そのような修正例およびデバイスを網羅することが意図される。
以下に、本願発明に関連する発明について、その実施形態を列挙する。
［実施形態１］
光源と液晶ディスプレイパネルとの間での使用のための光管理ユニットであって、
少なくとも第１の基材を含む第１の光学サブアセンブリであって、また、１つ以上の拡散要素を含む第１の光学サブアセンブリと、
少なくとも第２の基材を含む第２の光学サブアセンブリであって、前記第１の光学サブアセンブリと前記第２の光学サブアセンブリとの間に間隙を生じさせるように、前記第１のサブアセンブリに装着された第２の光学サブアセンブリとを含む光管理ユニット。
［実施形態２］
前記１つ以上の拡散要素が少なくとも第１のディフューザ層を構成する、実施形態１に記載のユニット。
［実施形態３］
前記第１のディフューザ層が前記第１の基材に直接付着される、実施形態２に記載のユニット。
［実施形態４］
前記第１のディフューザ層が、前記第１のディフューザ層と前記第１の基材との間に配置された接着剤層を介して前記第１の基材に付着される、実施形態２に記載のユニット。
［実施形態５］
前記第１のディフューザ層が、前記第１の基材の、前記第２のサブアセンブリの方に面する側に設けられ、前記第１のサブアセンブリが、前記第１の基材の、前記第２のサブアセンブリから離れる方に面する側に設けられた第２のディフューザ層を含む、実施形態２に記載のユニット。
［実施形態６］
前記第１の光学サブアセンブリが、前記第１の光学サブアセンブリの幅を横切って均一である拡散特徴を提供する、実施形態１に記載のユニット。
［実施形態７］
前記１つ以上の拡散要素が前記第１の基材を構成し、前記第１の基材がバルクディフューザプレートである、実施形態１に記載のユニット。
［実施形態８］
反射偏光子および輝度向上層の少なくとも１つが、前記第１または第２の光学サブアセンブリに付着されるか、前記第１の光学サブアセンブリと前記第２の光学サブアセンブリとの間の前記間隙に配置される、実施形態１に記載のユニット。
［実施形態９］
前記第１の光学サブアセンブリが前記輝度向上層を含む、実施形態８に記載のユニット。
［実施形態１０］
前記第１の光学サブアセンブリが前記反射偏光子をさらに含む、実施形態９に記載のユニット。
［実施形態１１］
前記第２の光学サブアセンブリが前記反射偏光子を含む、実施形態９に記載のユニット。
［実施形態１２］
前記第２の光学サブアセンブリが前記輝度向上層を含む、実施形態８に記載のユニット。
［実施形態１３］
前記第２の光学サブアセンブリが前記反射偏光子を含む、実施形態１２に記載のユニット。
［実施形態１４］
前記第１の光学サブアセンブリが前記反射偏光子を含む、実施形態１２に記載のユニット。
［実施形態１５］
前記第１の光学サブアセンブリが前記反射偏光子を含む、実施形態８に記載のユニット。
［実施形態１６］
前記第２の光学サブアセンブリが前記反射偏光子を含む、実施形態８に記載のユニット。
［実施形態１７］
前記輝度向上層が、前記第１の光学サブアセンブリと前記第２の光学サブアセンブリとの間の前記間隙に配置される、実施形態８に記載のユニット。
［実施形態１８］
前記反射偏光子が、前記第１の光学サブアセンブリと前記第２の光学サブアセンブリとの間の前記間隙に配置される、実施形態８に記載のユニット。
［実施形態１９］
前記１つ以上の拡散要素を通る１通過光学透過が、約７２％〜９５％の範囲内である、実施形態１に記載のユニット。
［実施形態２０］
前記範囲が約７５％〜９０％である、実施形態１９に記載のユニット。
［実施形態２１］
前記第１のサブアセンブリと前記第２のサブアセンブリとの間に位置決めされたスペーサであって、前記間隙を規定するように、前記第１および第２のサブアセンブリを隔置するスペーサをさらに含む、実施形態１に記載のユニット。
［実施形態２２］
前記スペーサが、前記第１および第２のサブアセンブリをともに接着保持する、実施形態２１に記載のユニット。
［実施形態２３］
前記スペーサが、前記第１および第２のサブアセンブリに接着する接着フォームテープから形成される、実施形態２１に記載のユニット。
［実施形態２４］
前記スペーサが、前記第１および第２のサブアセンブリのそれぞれの表面の周縁に沿って位置決めされる、実施形態２１に記載のユニット。
［実施形態２５］
バックライトと、
上部プレートおよび下部プレート、ならびに前記上部プレートと前記下部プレートとの間に配置された液晶層を含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルと、
前記バックライトと前記ＬＣＤパネルとの間に配置された光管理ユニットであって、前記光管理ユニットが、第１の基材を含む第１の光学サブアセンブリ、および第２の基材を含む第２の光学サブアセンブリを有し、前記第２の光学サブアセンブリが、前記第１の光学サブアセンブリと前記第２の光学サブアセンブリとの間に間隙を生じさせるように、前記第１のサブアセンブリに装着され、前記光管理ユニットが、前記バックライトから前記ＬＣＤパネルに進む光を拡散させる、光管理ユニットとを含むディスプレイシステム。
［実施形態２６］
前記バックライトが、反射体と前記第１の光学サブアセンブリとの間に配置された複数の光源を含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態２７］
前記光源が蛍光ランプを含む、実施形態２６に記載のシステム。
［実施形態２８］
前記光源が発光ダイオードを含む、実施形態２６に記載のシステム。
［実施形態２９］
前記バックライトが、前記ＬＣＤパネルに面する発光部材を有する平面蛍光ランプを含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態３０］
前記平面蛍光ランプの発光部材が、前記第１の光学サブアセンブリの第１の基材を構成する、実施形態２９に記載のシステム。
［実施形態３１］
前記液晶ディスプレイパネルが、それぞれの第１および第２の側の、第１および第２の吸収偏光子を含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態３２］
前記ＬＣＤパネルの下部プレートが、前記第２のサブアセンブリの第２の基材を構成する、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態３３］
前記第１の光管理ユニットが少なくとも第１のディフューザ層を含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態３４］
前記第１のディフューザ層が前記第１の基材に直接付着される、実施形態３３に記載のシステム。
［実施形態３５］
前記第１のディフューザ層が、前記第１のディフューザ層と前記第１の基材との間に配置された接着剤層を介して前記第１の基材に付着される、実施形態３３に記載のシステム。
［実施形態３６］
前記第１のディフューザ層が、前記第１の基材の１つの側に設けられ、前記第１の光学サブアセンブリが、前記第１の基材の第２の側に設けられた第２のディフューザ層を含む、実施形態３３に記載のシステム。
［実施形態３７］
前記第１の基材がバルクディフューザプレートを含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態３８］
前記光管理ユニットが、その幅を横切って実質的に均一である拡散特徴を提供する、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態３９］
前記第１の光学サブアセンブリが輝度向上層を含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態４０］
前記第２の光学サブアセンブリが輝度向上層を含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態４１］
前記光管理ユニットが、前記第１の光学サブアセンブリと前記第２の光学サブアセンブリとの間の前記間隙に配置された輝度向上層をさらに含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態４２］
前記第１の光学サブアセンブリが反射偏光子を含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態４３］
前記第２の光学サブアセンブリが反射偏光子を含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態４４］
前記光管理ユニットが、前記第１の光学サブアセンブリと前記第２の光学サブアセンブリとの間の前記間隙に配置された反射偏光子をさらに含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態４５］
前記光管理ユニットが、輝度向上層と、反射偏光子とをさらに含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態４６］
前記輝度向上層および前記反射偏光子が、同じ光学サブアセンブリ内にある、実施形態４５に記載のシステム。
［実施形態４７］
前記輝度向上層および前記反射偏光子が、異なった光学サブアセンブリ内にある、実施形態４５に記載のシステム。
［実施形態４８］
前記光管理ユニットが、前記バックライトから前記ＬＣＤパネルに進む光を拡散させるための少なくとも１つの拡散要素を含み、前記少なくとも１つの拡散要素を通る１通過光学透過が、約７２％〜９５％の範囲内である、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態４９］
前記範囲が約７５％〜９０％である、実施形態４８に記載のシステム。
［実施形態５０］
前記第１の光学サブアセンブリと前記第２の光学サブアセンブリとの間に位置決めされたスペーサであって、前記間隙を規定するように、前記第１および第２のサブアセンブリを隔置するスペーサをさらに含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態５１］
前記スペーサが、前記第１および第２のサブアセンブリをともに接着保持する、実施形態５０に記載のシステム。
［実施形態５２］
前記スペーサが、前記第１および第２のサブアセンブリのそれぞれの表面の周縁に沿って位置決めされる、実施形態５０に記載のシステム。
［実施形態５３］
前記光管理ユニットと前記ＬＣＤパネとの間の光のσ／Ｉの値が１．５％未満であり、ここで、Ｉは、前記ＬＣＤパネルを横切って平均された、前記光管理ユニットから前記ＬＣＤパネルに進む照明光のレベルであり、σは、前記ＬＣＤパネルに入る照明光のレベルの二乗平均平方根偏差である、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態５４］
σ／Ｉの値が１．３％未満である、実施形態５３に記載のシステム。
［実施形態５５］
前記ＬＣＤパネルによって表示された画像を制御するために結合されたコントローラをさらに含む、実施形態２５に記載のシステム。
［実施形態５６］
前記コントローラがコンピュータを含む、実施形態５５に記載のシステム。
［実施形態５７］
前記コントローラがテレビジョンコントローラを含む、実施形態５５に記載のシステム。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の原理によるディフューザプレートを使用することができる背面照明液晶ディスプレイデバイスを概略的に示す。
【図２Ａ】本発明の原理による光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図２Ｂ】本発明の原理による光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図２Ｃ】本発明の原理による光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図２Ｄ】本発明の原理による光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図２Ｅ】本発明の原理による光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図３Ａ】本発明の原理による輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図３Ｂ】本発明の原理による輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図３Ｃ】本発明の原理による輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図３Ｄ】本発明の原理による輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図３Ｅ】本発明の原理による輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図３Ｆ】本発明の原理による輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図３Ｇ】本発明の原理による輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図３Ｈ】本発明の原理による輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図３Ｉ】本発明の原理による輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図４Ａ】本発明の原理による反射偏光子を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図４Ｂ】本発明の原理による反射偏光子を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図４Ｃ】本発明の原理による反射偏光子を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図４Ｄ】本発明の原理による反射偏光子を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図４Ｅ】本発明の原理による反射偏光子を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図４Ｆ】本発明の原理による反射偏光子を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図４Ｇ】本発明の原理による反射偏光子を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図５Ａ】本発明の原理による反射偏光子および輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図５Ｂ】本発明の原理による反射偏光子および輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図５Ｃ】本発明の原理による反射偏光子および輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図５Ｄ】本発明の原理による反射偏光子および輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図５Ｅ】本発明の原理による反射偏光子および輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図５Ｆ】本発明の原理による反射偏光子および輝度向上層を組入れる光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図６Ａ】本発明の原理による、平面蛍光光源に付着された光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図６Ｂ】本発明の原理による、平面蛍光光源に付着された光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図６Ｃ】本発明の原理による、平面蛍光光源に付着された光管理ユニットの実施形態を概略的に示す。
【図７Ａ】サンプル光管理ユニットを光学的にテストするために使用される実験セットアップを概略的に示す。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による複合光管理ユニットの構造を概略的に示す。
【図８Ａ】対照サンプル、および本発明の原理によって製造された実施例光管理ユニットについて、総輝度に対してプロットされた輝度均一性を示すグラフを示す。
【図８Ｂ】積分ゲイン対照サンプルおよびサンプル光管理ユニットに対してプロットされたアキシャルゲインを示すグラフを示す。
【図９】２つの対照サンプル、ならびにサンプル光管理ユニットＳ２、Ｓ８、Ｓ２６、およびＳ２７について、スクリーンを横切る位置の関数としての輝度を示すグラフを示す。
【図１０Ａ】それぞれ、サンプルＳ２８およびＳ２９の構造を概略的に示す。
【図１０Ｂ】それぞれ、サンプルＳ２８およびＳ２９の構造を概略的に示す。
【図１１】２つの対照サンプル、ならびにサンプル光管理ユニットＳ２８、Ｓ２９、およびＳ３０について、スクリーンを横切る位置の関数としての輝度を示すグラフを示す。
【図１２】サンプルＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３４、およびＳ３５の構造を概略的に示す。
【図１３】２つの対照サンプル、ならびにサンプル光管理ユニットＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３４、およびＳ３５について、スクリーンを横切る位置の関数としての輝度を示すグラフを示す。
【図１４】サンプルＳ３２、Ｓ３６、およびＳ３８の構造を概略的に示す。
【図１５】２つの対照サンプル、ならびにサンプル光管理ユニットＳ３２、Ｓ３６、およびＳ３８について、スクリーンを横切る位置の関数としての輝度を示すグラフを示す。
【図１６】サンプルＳ３９−２およびＳ３９−３の構造を概略的に示す。
【図１７】２つの対照サンプル、ならびにサンプル光管理ユニットＳ３９−２およびＳ３９−３について、スクリーンを横切る位置の関数としての輝度を示すグラフを示す。
【図１８】本発明の原理による光管理ユニットを製造するためのプロセス工程の要約リストを示す。
【図１９Ａ】本発明の原理によるサブアセンブリを製造するための配列の一実施形態を概略的に示す。
【図１９Ｂ】本発明の原理によるサブアセンブリを製造するための配列の一実施形態を概略的に示す。
【図２０Ａ】本発明によるサブアセンブリを製造するための配列の別の実施形態を概略的に示す。
【図２０Ｂ】本発明によるサブアセンブリを製造するための配列の別の実施形態を概略的に示す。
【図２１】本発明の原理によるサブアセンブリを製造するための配列の別の実施形態を概略的に示す。
【図２２】本発明の原理による、予め組立てられたサブアセンブリから光管理ユニットを組立てるための配列の実施形態を概略的に示す。
【図２３Ａ】本発明の原理によるサブアセンブリを製造するための配列の他の実施形態を概略的に示す。
【図２３Ｂ】本発明の原理によるサブアセンブリを製造するための配列の他の実施形態を概略的に示す。
【図２４】いくつかのサンプル均一光管理ユニットについて、および印刷ディフューザプレートについて、ディフューザプレートを通る１通過透過の関数としてプロットされた輝度均一性を示すグラフを示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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