(57)【要約】  電子表示装置のためのバックライトといった、照明装置を開示する。照明装置は、光源に光学的に結合される粘弾性光ガイドを含み、ナノボイド化ポリマー層が、光源によって放出される光を管理するように、光ガイドと併せて使用される。粘弾性光ガイドは、感圧性接着剤であってもよい。
2013517602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘弾性光ガイドと、
前記粘弾性光ガイド上に配置され、複数の相互接続された前記ナノボイドを含む、ナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
【請求項２】
前記相互接続されたナノボイドが、約０．７ミクロン未満の平均サイズを有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記ナノボイド化ポリマー層が、約１．１５〜約１．４５の有効屈折率を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記ナノボイド化ポリマー層が、結合剤と複数のナノ粒子とを含み、前記結合剤と前記複数のナノ粒子との重量比が約１：２を上回り、かつ前記ナノボイド化ポリマー層における前記相互接続されたナノボイドの体積分率が、約２０％以上である、請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記ナノ粒子が、前記結合剤に化学結合される反応基を含む、請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記ナノ粒子が、前記結合剤に化学結合されない、請求項４に記載の照明装置。
【請求項７】
前記ナノ粒子が、約２以上である平均アスペクト比を有する、細長い粒子を含む、請求項４に記載の照明装置。
【請求項８】
前記ナノ粒子が、球状粒子を含む、請求項４に記載の照明装置。
【請求項９】
前記結合剤と前記複数のナノ粒子との重量比が、約３０：７０〜約９０：１０の範囲である、請求項４に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記結合剤が架橋される、請求項４に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記結合剤が、多官能（メタ）アクリレートとウレタンオリゴマーとを含む、請求項４に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記ナノボイド化ポリマー層が、約５ｕｍ未満の厚さを有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記粘弾性光ガイドが、感圧性接着剤を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記光学物品が、前記ナノボイド化ポリマー層と反対側の前記粘弾性光ガイド上に配置される接着剤層を更に含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記光学物品が、前記粘弾性光ガイドと反対側の前記ナノボイド化ポリマー層上に配置される基材を更に含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記光学物品が、複数の特徴部を含まない外側表面を有する、請求項１５に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記光学物品が、前記粘弾性光ガイドと反対側の前記ナノボイド化ポリマー層上に配置される接着剤層を更に含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記粘弾性光ガイドと前記ナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が、複数の特徴部を含む、請求項１に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射するように配向される、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記特徴部が、キューブコーナー、円筒レンズ、又は線状のプリズムを含む、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出するように配向される、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２２】
粘弾性光ガイドと基材との間に配置され、複数の相互接続されたナノボイドを含む、ナノボイド化ポリマー層と、
前記ナノボイド化ポリマー層と前記粘弾性光ガイドとの間に形成され、複数の第１の特徴部を含む、第１の境界面と、
前記ナノボイド化ポリマー層と前記基材との間に形成され、複数の第２の特徴部を含む、第２の境界面と、を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
【請求項２３】
前記光学物品が、対向する外側表面を含み、各外側表面が複数の特徴部を含まない、請求項２２に記載の照明装置。
【請求項２４】
前記基材が、多層光学フィルムを含む、請求項２２に記載の光アセンブリ。
【請求項２５】
基材と、複数の相互接続されたナノボイドを含むナノボイド化ポリマー層との間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
【請求項２６】
前記基材が、光透過性基材を含む、請求項２５に記載の照明装置。
【請求項２７】
前記基材が、多層光学フィルムを含む、請求項２５に記載の照明装置。
【請求項２８】
前記基材が、リフレクターを含む、請求項２５に記載の照明装置。
【請求項２９】
前記基材が、第２のナノボイド化ポリマー層を含み、前記第２のナノボイド化ポリマー層が、複数の第２の相互接続されたナノボイドを含む、請求項２５に記載の照明装置。
【請求項３０】
前記基材が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出及び放出する、請求項２５に記載の照明装置。
【請求項３１】
前記粘弾性光ガイドと前記ナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が、複数の特徴部を含む、請求項２５に記載の照明装置。
【請求項３２】
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射するように配向される、請求項３１に記載の照明装置。
【請求項３３】
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出するように配向される、請求項３１に記載の照明装置。
【請求項３４】
前記粘弾性光ガイドと前記基材との間に形成される前記境界面が、複数の特徴部を含む、請求項２５に記載の照明装置。
【請求項３５】
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射するように配向される、請求項３４に記載の照明装置。
【請求項３６】
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出するように配向される、請求項３４に記載の照明装置。
【請求項３７】
照明装置であって、
ナノボイド化ポリマー層上に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、前記ナノボイド化ポリマー層が複数の相互接続されたナノボイドを含み、前記粘弾性光ガイドと前記ナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が複数の第１の特徴部を含み、かつ前記境界面と反対側の前記粘弾性光ガイドの表面が、複数の第２の特徴部を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
【請求項３８】
前記第１の又は第２の特徴部のいずれかが前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射し、かつ前記第１の又は第２の特徴部の他方が前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出する、請求項３７に記載の照明装置。
【請求項３９】
照明装置であって、
第１の及び第２のナノボイド化ポリマー層の間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、前記第１のナノボイド化ポリマー層が複数の第１の相互接続されたナノボイドを含み、前記第２のナノボイド化ポリマー層が複数の第２の相互接続されたナノボイドを含み、前記粘弾性光ガイドと前記第１のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第１の境界面が複数の第１の特徴部を含み、かつ前記粘弾性光ガイドと前記第２のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第２の境界面が複数の第２の特徴部を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
【請求項４０】
前記第１の又は第２の特徴部のいずれかが前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射し、かつ前記第１の又は第２の特徴部の他方が前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出する、請求項３９に記載の照明装置。
【請求項４１】
照明装置であって、
第１の及び第２のナノボイド化ポリマー層の間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、前記第１のナノボイド化ポリマー層が複数の第１の相互接続されたナノボイドを含み、前記第２のナノボイド化ポリマー層が複数の第２の相互接続されたナノボイドを含み、前記粘弾性光ガイドと前記第１のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第１の境界面が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出する複数の第１の特徴部を含み、前記粘弾性光ガイドと前記第２のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第２の境界面が前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射する複数の第２の特徴部を含み、かつ基材が前記粘弾性光ガイドの反対の前記第１のナノボイド化層上に配置され、前記第１のナノボイド化層と前記基材との間に形成される第３の境界面が線状のプリズムのアレイを含み、かつ前記第３の境界面と反対側の前記基材の表面が円筒レンズのアレイを含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、前記光源と、を含む、照明装置。
【請求項４２】
粘弾性層と接着剤層とを含む、粘弾性光ガイドと、
前記粘弾性光ガイドと反対側の接着剤層の上に配置され、複数の相互接続されたナノボイドを含む、ナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
【請求項４３】
前記粘弾性層が、第２の接着剤層である、請求項４２に記載の照明装置。
【請求項４４】
前記接着剤層と前記ナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が、複数の特徴部を含む、請求項４２に記載の照明装置。
【請求項４５】
第１の及び第２の接着剤層の間に配置される粘弾性層を含む、粘弾性光ガイドと、
前記粘弾性層と反対側の前記第１の接着剤層上に配置され、複数の第１の相互接続されたナノボイドを含む、第１のナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
【請求項４６】
前記第１の接着剤層と前記第１のナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が、複数の特徴部を含む、請求項４５に記載の照明装置。
【請求項４７】
前記光学物品が前記粘弾性層と反対側の前記第２の接着剤層上に配置される第２のナノボイド化ポリマー層を更に含み、前記第２のナノボイド化ポリマー層が複数の第２の相互接続されたナノボイドを含む、請求項４５に記載の照明装置。
【請求項４８】
照明装置であって、
ナノボイド化ポリマー層上に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、前記ナノボイド化ポリマー層が複数の相互接続されたナノボイドを含み、前記粘弾性光ガイドと前記ナノボイド化ポリマー層との間に形成される第１の境界面が複数の第１の特徴部を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
【請求項４９】
前記光学物品が接着剤層によって前記ナノボイド化層に接着される基材を更に含み、前記基材と前記接着剤層との間に形成される第２の境界面が線状のプリズムのアレイを含み、かつ前記第３の境界面と反対側の前記基材の表面が円筒レンズのアレイを含む、請求項４８に記載の照明装置。
【請求項５０】
前記光学物品が、画像を提供する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項５１】
請求項１に記載の照明装置を含む、標示又はマーキング。
【請求項５２】
表示パネルと、請求項１に記載の照明装置とを含む、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、照明装置、特に、電子表示装置において、バックライトアセンブリとして使用することができる、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置といった電子表示装置は、コンピュータのモニター、テレビ、手持ち式装置、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラを含む種々の用途に使用されている。典型的なＬＣＤ装置において、ＬＣＤパネルは、画像が生成されるように、パネルに光学的に結合される、１つ以上の線光源又は点光源によってバックライトを当てられる。光源は、光ガイド、拡散フィルム、輝度上昇フィルム、多層光学フィルム等を含む、特定の配設の光学基材又はフィルムを使用して、ＬＣＤパネルに光学的に結合することができる。ＬＣＤ装置は、両方がＬＣＤパネルに接合することができるハウジングに格納され、好適に設計された配設の光学フィルムに光学的に結合される１つ以上の光源を含む、バックライトアセンブリを使用して、製造されることが多い。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書において、照明装置を開示する。ある実施形態では、照明装置は、粘弾性光ガイドと、その粘弾性光ガイド上に配置され、複数の相互接続されたナノボイドを含むナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、その粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって、光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。粘弾性光ガイドは感圧性接着剤を含んでもよい。
【０００４】
ある実施形態では、照明装置は、粘弾性光ガイドと基材との間に配置され、複数の相互接続されたナノボイドを含むナノボイド化ポリマー層と、ナノボイド化ポリマー層と粘弾性光ガイドとの間に形成され、複数の第１の特徴部を含む第１の境界面と、ナノボイド化ポリマー層と基材との間に形成され、複数の第２の特徴部を含む第２の境界面と、を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。
【０００５】
ある実施形態では、照明装置は、基材と、複数の相互接続されたナノボイドを含むナノボイド化ポリマー層との間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品と、光源によって放出される光が、粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。
【０００６】
ある実施形態では、照明装置は、ナノボイド化ポリマー層上に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、そのナノボイド化ポリマー層が複数の相互接続されたナノボイドを含み、粘弾性光ガイドとナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が複数の第１の特徴部を含み、かつその境界面と反対側の粘弾性光ガイドの表面が、複数の第２の特徴部を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。
【０００７】
ある実施形態では、照明装置は、第１の及び第２のナノボイド化ポリマー層の間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、第１のナノボイド化ポリマー層が複数の第１の相互接続されたナノボイドを含み、第２のナノボイド化ポリマー層が複数の第２の相互接続されたナノボイドを含み、その粘弾性光ガイドと第１のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第１の境界面が複数の第１の特徴部を含み、かつその粘弾性光ガイドと第２のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第２の境界面が複数の第２の特徴部を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、その粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。
【０００８】
ある実施形態では、照明装置は、第１の及び第２のナノボイド化ポリマー層の間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、その第１のナノボイド化ポリマー層が複数の第１の相互接続されたナノボイドを含み、その第２のナノボイド化ポリマー層が複数の第２の相互接続されたナノボイドを含み、その粘弾性光ガイドと第１のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第１の境界面が、粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出する複数の第１の特徴部を含み、その粘弾性光ガイドと第２のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第２の境界面が粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射する複数の第２の特徴部を含み、かつ基材がその粘弾性光ガイドの反対に第１のナノボイド化層上に配置され、第１のナノボイド化層と基材との間に形成される第３の境界面が線状のプリズムのアレイを含み、かつその第３の境界面と反対側の基材の表面が円筒レンズのアレイを含む、光学物品と、光源によって放出される光が、粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。
【０００９】
ある実施形態では、照明装置は、粘弾性層と接着剤層とを含む粘弾性光ガイドと、その粘弾性光ガイドと反対側の接着剤層上に配置され、複数の相互接続されたナノボイドを含むナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、その粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。
【００１０】
ある実施形態では、照明装置は、第１の及び第２の接着剤層の間に配置される粘弾性層を含む粘弾性光ガイドと、その粘弾性層と反対側の第１の接着剤層上に配置され、複数の第１の相互接続されたナノボイドを含む、第１のナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、その粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、その粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。
【００１１】
ある実施形態では、照明装置であって、ナノボイド化ポリマー層上に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、そのナノボイド化ポリマー層が複数の相互接続されたナノボイドを含み、その粘弾性光ガイドとナノボイド化ポリマー層との間に形成される第１の境界面が複数の第１の特徴部を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、その粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む、照明装置。
【００１２】
照明装置を使用して画像を提供することができ、画像は標示又はマーキングであることができる。照明装置は、電子表示装置において使用することができる。
【００１３】
本発明の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」に記載される。課題を解決するための上記手段は、いかなる場合にも特許請求される発明の主題を限定するものとして解釈されるべきではなく、発明の主題は本明細書に記載される特許請求の範囲によってのみ定義される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の利点及び特徴は、以下に提供される「発明を実施するための形態」と関連させて以下の図面を考慮することにより、より完全に理解され得る。図は、様々な物品の概略図であり、必ずしも縮尺どおりに描画されているわけではない。
【図１ａ】本明細書において開示される照明装置の実施形態を示す。
【図１ｂ】本明細書において開示される照明装置の実施形態を示す。
【図２ａ】光学物品が追加の基材を有する、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図２ｂ】光学物品が追加の基材を有する、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図２ｃ】光学物品が追加の基材を有する、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図３ａ】粘弾性光ガイドが構造化された表面を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図３ｂ】粘弾性光ガイドが構造化された表面を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図３ｃ】粘弾性光ガイドが構造化された表面を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図３ｄ】粘弾性光ガイドが構造化された表面を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図３ｅ】粘弾性光ガイドが構造化された表面を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図３ｆ】粘弾性光ガイドが構造化された表面を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図４】画像を提供する代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図５ａ】粘弾性光ガイドが構造化された表面（複数を含む）を含む、追加の代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図５ｂ】粘弾性光ガイドが構造化された表面（複数を含む）を含む、追加の代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図５ｃ】粘弾性光ガイドが構造化された表面（複数を含む）を含む、追加の代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図５ｄ】粘弾性光ガイドが構造化された表面（複数を含む）を含む、追加の代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図６】粘弾性光ガイドが構造化された表面（複数を含む）を含む、追加の代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図７ａ】ナノボイド化ポリマー層が不連続である、代表的な照明装置の概略図を示す。
【図７ｂ】ナノボイド化ポリマー層が不連続である、代表的な照明装置の概略図を示す。
【図７ｃ】ナノボイド化ポリマー層が不連続である、代表的な照明装置の概略図を示す。
【図８ａ】ナノボイド化ポリマー層が不連続である、代表的な照明装置の概略図を示す。
【図８ｂ】ナノボイド化ポリマー層が不連続である、代表的な照明装置の概略図を示す。
【図９】ナノボイド化ポリマー層が不連続である、代表的な照明装置の概略図を示す。
【図１０】非平面であるナノボイド化ポリマー層を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１１ａ】立体３Ｄ画像を表示するためのＬＣＤ装置における使用に好適な光学物品の概略図を示す。
【図１１ｂ】立体３Ｄ画像を表示するためのＬＣＤ装置における使用に好適な光学物品の概略図を示す。
【図１１ｃ】立体３Ｄ画像を表示するためのＬＣＤ装置における使用に好適な光学物品の概略図を示す。
【図１２ａ】光学物品に埋め込まれた２組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１２ｂ】１組の線状の特徴部が光学物品に埋め込まれ、１組は埋め込まれていない、２組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１３ａ】各装置が２つの構造化された表面を含み、１つの構造化された表面が光学物品に埋め込まれる、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１３ｂ】各装置が２つの構造化された表面を含み、１つの構造化された表面が光学物品に埋め込まれる、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１３ｃ】４つの構造化された表面を含み、２つの構造化された表面が光学物品に埋め込まれる、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１４ａ】各装置が粘弾性光ガイドと隣接する層との間の境界面に形成される２組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１４ｂ】各装置が粘弾性光ガイドと隣接する層との間の境界面に形成される２組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１４ｃ】各装置が粘弾性光ガイドと隣接する層との間の境界面に形成される２組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１４ｄ】各装置が粘弾性光ガイドと隣接する層との間の境界面に形成される２組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１４ｅ】各装置が粘弾性光ガイドと隣接する層との間の境界面に形成される２組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１４ｆ】各装置が粘弾性光ガイドと隣接する層との間の境界面に形成される２組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。
【図１５ａ】本明細書において開示される光学物品を作製することができる、代表的な方法を示す。
【図１５ｂ】本明細書において開示される光学物品を作製することができる、代表的な方法を示す。
【図１６ａ】代表的な照明装置からのデータを示す。
【図１６ｂ】代表的な照明装置からのデータを示す。
【図１７ａ】代表的な照明装置からのデータを示す。
【図１７ｂ】代表的な照明装置からのデータを示す。
【図１８ａ】代表的な照明装置からのデータを示す。
【図１８ｂ】代表的な照明装置からのデータを示す。
【図１９ａ】代表的な照明装置からのデータを示す。
【図１９ｂ】代表的な照明装置からのデータを示す。
【図２０】代表的な照明装置からのデータを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示は、すべて２０１０年１月１３日に出願された、米国特許仮出願第６１／２９４６７１号（Ｗｏｌｋら）；同第６１／２９４６１０号（Ｗｏｌｋら）；同第６１／２９４６００号（Ｗｏｌｋら）；及び同第６１／２９４５７７号（Ｗｏｌｋら）に関し、これらの開示は、本明細書において、その全体として、参照することにより組み込まれる。本開示はまた、ＷＯ  ２０１０／００５６５５  Ａ２号（Ｓｈｅｒｍａｎら）に関し、この開示は、本明細書において、その全体として、参照することにより組み込まれる。
【００１６】
以下の説明において、本明細書の一部を構成し複数の特定の実施形態が例として示される一連の添付図面を参照する。本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、その他の実施形態が検討され、作成され得ることを理解されたい。したがって、以下の「発明を実施するための形態」は、限定する意味で理解すべきではない。
【００１７】
本発明は、微細複製された低屈折率材料、及び光学的に透明な接着剤を含む、高角バックライト（ＨＡＢＬ）を説明する。ＨＡＢＬは、３Ｍ（商標）３Ｄフィルムに基づき、一時的に多重化される３Ｄ  ＬＣＤディスプレイの不可欠な部分である。１つ又は両方の主表面が、レンズ、プリズム、又は他の抽出特徴部といった、構造的な光学要素を有する、構造化された光ガイドを説明する。ＨＡＢＬの底部表面上の抽出特徴部、及び上部表面上のレンズの形状は、ガイドの片側に注入される光が、規定の角度（通常、±１０°以内で、エネルギーの９０％で７０°）で、上部表面から、注入側と反対のガイド上方の半分の半球に放出されるように、設計される。いくつかの実施形態は、多くの代替的構造を含め、説明される。提唱される物品は、２つの主表面を有する低いヘイズ及び高い透明性の粘弾性固体（粘弾性光ガイド）、加工された微細構造化表面を有する低屈折率ナノ発泡体（ナノボイド化ポリマー層）を含み、粘弾性固体物体の少なくとも１つの主表面が、低屈折率ナノ発泡体の構造化された表面と一致し、光源が、光を粘弾性固体物体に注入するように構成される。
【００１８】
また、ＨＡＢＬを製作するために採用され得るプロセスが説明する。ＨＡＢＬは、典型的に、２つの微細複製されたフィルムを、透明なアクリルの固体光ガイドスラブの主表面に接着することによって構築される。構造化されたフィルムの接着は、ＵＶ硬化性の光学的に透明な樹脂シロップ剤、又は光学的に透明な転写接着剤のいずれかを使用して達成される。
【００１９】
提唱されるプロセスは、少なくとも１つの支持体フィルムを提供する工程と、支持体フィルム上に、低屈折率ナノ発泡体を微細複製する工程と、構造化されたナノ発泡体フィルムを粘弾性材料に積層して、光ガイドアセンブリ（光学物品）を形成する工程と、右側から注入される光が、主に、主表面上方の左半分の半球に出て、左側から注入される光が、主に、主表面上方の右半分の半球に出るように、アセンブリの主表面にわたり、アセンブリの右側及び左側に注入される、点源のアレイからの光を分配するように、アセンブリを構成する工程と、を含む。
【００２０】
一連の構造化された光ガイドアセンブリは、光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）、及びＯＣＡが低屈折率構造に押し付けて成形される、微細構造化低屈折率材料に基づく。図１２ａ及び１２ｂに示されるものといった、ある実施形態では、接着剤は、主要光ガイド体として作用する。しかしながら、接着剤充填光学素子が、固体ガイドに結合される事例が提示される。
【００２１】
提唱されるバックライト複合アセンブリは、現在分離されている、フィルム及び機能を一体化する。提唱されるバックライト複合アセンブリの構造は、より簡素であり、そのため、それらの製作は対費用効果が高い可能性がある。最後に、アセンブリの埋め込まれた光学構造は、バックライトの改善された耐久性をもたらし得る。
【００２２】
図１ａ及び１ｂは、本明細書において開示される照明装置の実施形態を示す。図１ａにおいて、照明装置１００は、粘弾性光ガイド１１０に光学的に結合される光源５０と、光ガイド上に配置されるナノボイド化ポリマー層１２０とを含む。支持体１３０は、ナノボイド化ポリマー層上に配置され、装置の任意の構成成分である。粘弾性光ガイド、及びナノボイド化ポリマー層は、本明細書において、光学物品と称される。図１ｂにおいて、照明装置１０２は、ナノボイド化層１２０と反対側の光ガイド上に配置される第２のナノボイド化ポリマー層１２５を含む。
【００２３】
粘弾性光ガイド
本明細書において開示される照明装置は、光ガイドを含み、１つ以上の光源によって放出される光が、光ガイドに進入し、屈折の法則及び全内部反射の原理に従って、伝播し、反射し、及び／又は屈折する。光ガイド内の光の挙動は、光ガイドの表面構造、光ガイドと接触する追加基材の存在（又は欠如）、並びに／又は、光ガイド及び光ガイドと接触する追加基材の材料組成などの様々な要因に依存し得る。更に、光ガイド内の光の挙動は、光ガイドに入射する光の角度分布に依存し得る。
【００２４】
本明細書において開示される照明装置に関する光の挙動は、幾何光学の原理を使用して説明することが可能である。これらの原理は、周知であり、ここでは提示しないが、詳細説明は、上記で引用されたＳｈｅｒｍａｎらの参考文献に記載されている。一般的には、三次元構造、材料組成、層構造、光の角度分布等を変化させることが、本明細書において開示される照明装置及び物品に関する光の挙動にどのように影響し得るかを理論的に決定するためには、屈折の法則及び全内部反射の原理を、光線追跡技法と併せて適用することができる。
【００２５】
光ガイドは、約０．０１よりも大きい、約０．１よりも大きい、又は約０．５よりも大きい屈折率を有し得る。ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ  ２０１０／００５６５５  Ａ２（Ｓｈｅｒｍａｎら）において説明されるような抽出器などの光を管理するための光学物品が、光ガイドに隣接して配置される時、光ガイドと光学物品との間の屈折率の相違は、約０．００２〜約０．５、約０．０２〜約０．５、約０．０５〜約０．５、約０．１〜約０．５、又は約０．４〜約０．５であり得る。抽出器は、光ガイドに光学的に結合することができる、任意のタイプの物品を含んでよい。抽出器は、典型的に、照明装置の意図される使用に従って選択される。
【００２６】
光ガイドは、所定の用途について必要な際に任意の三次元バルク形状を有することができる。光ガイドは、正方形又は長方形の層、シート、フィルム等の形態であってもよい。光ガイドは、以下に説明されるような形状に切断又は分割されてもよい。
【００２７】
光ガイドの厚さは、要求通りに機能することができる限り特に限定されない。光ガイドの厚さは、光源に基づいて、又は光源との関連で選択され得る。光ガイドの代表的な厚さは、約０．４ミル（１０．２ミクロン）〜約１０００ミル（２５．４ｍｍ）、約１ミル（２５．４ミクロン）〜約３００ミル（７．６ｍｍ）、約１ミル（２５．４ミクロン）〜約６０ミル（１．５ｍｍ）、又は約０．５ミル（１２．７ミクロン）〜約３０ミル（０．７６ｍｍ）の範囲である。
【００２８】
光ガイドから抽出される光の量及び方向は、少なくとも、特徴部の形状、サイズ、数、配設等、光ガイド及び光ガイドが接触している任意の媒体の屈折率、光ガイドの形状及びサイズ、並びに光ガイドに進入することが可能である光の角度分布によって制御され得る。これらの変数は、光ガイドに進入する総光量に対し、約１０〜約５０％、約２０〜約５０％、約３０〜約５０％、約５０〜約７０％、約５０〜約８０％、又は約１０〜約９０％の光が、光ガイドから抽出されるように、選択され得る。
【００２９】
ある実施形態では、光ガイドは、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ  ２０１０／００５６５５  Ａ２号（Ｓｈｅｒｍａｎら）において説明されるように、粘弾性光ガイドである。一般に、粘弾性光ガイドは、変形を受ける時に、弾性及び粘性挙動の両方を呈する、１つ以上の粘弾性材料を含む。弾性特性とは、一時的な負荷が取り除かれた後に元の形状に回復する材料の性質のことを指す。材料についての弾性の尺度の１つは、引張セット値（tensile set value）と呼ばれるもので、これは、材料を引っ張りその後引っ張り時と同じ条件下で回復（引っ張り除去）させた後に残っている伸びの関数である。ある材料の引張セット値が０％である場合、その材料は弛緩時に元の長さに回復し、引張残留歪み値が１００％である場合にはその材料は弛緩時に元の長さの２倍の長さとなる。引張セット値はＡＳＴＭ  Ｄ４１２を使用して測定してもよい。有用な粘弾性材料は、約１０％よりも大きい、約３０％よりも大きい、若しくは約５０％よりも大きい引張セット値を有するか、又は約５〜７０％、約１０〜約７０％、約３０〜約７０％、若しくは約１０〜約６０％の引張セット値を有し得る。
【００３０】
ニュートン流体である粘性材料は、応力が剪断勾配に直線的に比例して増大することを述べたニュートンの法則に従う粘度特性を有する。特定の液体は剪断勾配が取り除かれる際にその形状を回復しない。有用な粘弾性材料の粘度特性として、材料が分解しないような合理的な温度下での材料の流動性がある。
【００３１】
粘弾性光ガイドは、粘弾性光ガイド及び光学物品が、光学的に結合されるように、光ガイドからの光を抽出するように設計される材料の少なくとも一部分、例えば、光学物品との十分な接触又は湿潤を促進する特性を有し得る。その結果、光は粘弾性光ガイドから抽出することができる。粘弾性光ガイドは、一般的に、柔らかく、柔軟かつ可撓性である。したがって、粘弾性光ガイドは、十分な接触が得られることが可能であるような弾性率（又は貯蔵弾性率Ｇ’）と、層が不必要に流れないような粘性係数（又は損失弾性率Ｇ”）と、層の減衰の相対的度合いのための減衰係数（Ｇ”／Ｇ’、ｔａｎ  Ｄ）と、を有し得る。有用な粘弾性材料は、１０ラジアン／秒及び約２０〜約２２℃の温度で測定して、約３００，０００Ｐａ未満の貯蔵弾性率、Ｇ’を有してもよい。材料の粘弾性は、例えばＡＳＴＭ  Ｄ４０６５、Ｄ４４４０及びＤ５２７９に従った動的機械分析を用いて測定することができる。
【００３２】
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、ダルキスト基準線で説明されるように（Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄ．，Ｄ．Ｓａｔａｓ編、Ｖａｎ  Ｎｏｓｔｒａｎｄ  Ｒｅｉｎｈｏｌｄ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８９で説明されるように）、ＰＳＡ層を含む。
【００３３】
粘弾性光ガイドは、特定の剥離力を有し得る若しくは少なくとも特定の範囲内の剥離力を示し得る。例えば、粘弾性光ガイドは、約５０〜約３０００ｇ／インチ（約１９．７〜約１１８１．１ｇ／ｃｍ）、約３００〜約３０００ｇ／インチ（約１１８．１〜約１１８１．１ｇ／ｃｍ）、又は約５００〜約３０００ｇ／インチ（約１９６．９〜約１１８１．１ｇ／ｃｍ）の９０°の剥離力を有し得る。剥離力は、ＩＭＡＳＳ社より販売される剥離力測定計によって測定することができる。
【００３４】
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、少なくとも可視光線スペクトルの一部分（約４００〜約７００ｎｍ）に、約８０〜約１００％、約９０〜約１００％、約９５〜約１００％、約９８〜約１００％の高い光透過率を有する光学的に透明な光ガイドを含む。ある実施形態では、粘弾性光ガイドが、約５％未満、約３％未満、又は約１％未満のヘイズ値を有する。ある実施形態では、粘弾性光ガイドが、約０．０１〜約５％未満、約０．０１〜約３％未満、又は約０．０１〜約１％未満のヘイズ値を有する。光の透過におけるヘイズ値は、ＡＳＴＭ  Ｄ１００３に従ってヘイズ値測定計を使用して求めることができる。
【００３５】
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、高い光透過率及び低いヘイズ値を有する光学的に透明な光ガイドを含む。高い光透過率とは、可視光スペクトル（約４００〜約７００ｎｍ）の少なくとも一部にわたって約９０〜約１００％、約９５〜約１００％、又は約９９〜約１００％であってもよく、ヘイズ値は、約０．０１〜約５％未満、約０．０１〜約３％未満、又は約０．０１〜約１％未満であってもよい。粘弾性光ガイドもまた、約５０〜約１００％の光透過率を有し得る。
【００３６】
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、曇っていて、光、特に可視光線を拡散する。曇った粘弾性光ガイドは、約５％を超える、約２０％を超える、又は約５０％を超えるヘイズ値を有し得る。曇った粘弾性光ガイドは、約５〜９０％、約５〜５０％、又は約２０〜５０％のヘイズ値を有し得る。
【００３７】
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、半透明であってよく、光を反射及び透過する。
【００３８】
粘弾性光ガイドは、約１．３〜約２．６、１．４〜約１．７、又は約１．５〜約１．７の範囲の屈折率を有し得る。粘弾性光ガイドに関して選択される特定の屈折率又は屈折率の範囲は、照明装置の全体的な設計、及び装置が使用され得る特定の用途に依存し得る。
【００３９】
粘弾性光ガイドは、一般的に少なくとも１つのポリマーを含む。粘弾性光ガイドは、少なくとも１つのＰＳＡを含み得る。ＰＳＡは被着体を共に接着するために有用であり、（１）強力かつ恒久的な粘着性、（２）わずかな指圧による接着、（３）被着体に留まるのに十分な能力、（４）被着体からきれいに取り外し可能な十分な凝集力、などの特性を呈する。感圧性接着剤として十分に機能することがわかっている材料は、粘着力、引き剥がし接着力、及び剪断保持力の望ましいバランスをもたらす、必要な粘弾性を呈するよう設計及び配合されたポリマーである。特性の適正なバランスを得るのは、単純なプロセスではない。ＰＳＡの定量的な説明は上記に引用したダルキストの参照文献に見ることができる。
【００４０】
実用的なＰＳＡは、上記で引用されたＳｈｅｒｍａｎらの参考文献に詳細が記載されている。有用なＰＳＡとしては、モノマーのホモポリマーが、約０℃以下のＴｇを有する、少なくとも１つのモノエチレン性不飽和アルキル（メタ）アクリレートモノマーを含むモノマーＡと、及びモノマーのホモポリマーが、モノマーＡのものよりも高いＴｇ、例えば、少なくとも約１０℃を有する、少なくとも１つのモノエチレン性不飽和遊離ラジカル共重合可能な強化モノマーを含むモノマーＢとから誘導されるポリ（メタ）アクリレートＰＳＡが挙げられる。本明細書で用いる（メタ）アクリルとは、アクリル及びメタクリル化学種の両方を指し、（メタ）アクリレートについても同様である。
【００４１】
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、天然ゴム系及び合成ゴム系ＰＳＡ、熱可塑性エラストマー、粘着付与された熱可塑性エポキシ誘導体、ポリウレタン誘導体、ポリウレタンアクリレート誘導体、ポリジオルガノシロキサン、ポリジオルガノシロキサンポリオキサミド、及びシリコーン尿素ブロックコポリマーといった、シリコーンＰＳＡを含む。
【００４２】
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、例えば、３Ｍ  ＣｏｍｐａｎｙのＶＨＢ（商標）アクリルテープ４９１０Ｆ及び３Ｍ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ（８１４０及び８１８０シリーズ）のような転写テープとして利用できる、透明なアクリルＰＳＡを含む。
【００４３】
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、ルイス酸塩基対を形成するように、接着剤マトリックスに分散されたブロックコポリマーを含む。ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、ゼロ度の角度で、又はほぼゼロ度角度で引き伸ばされる時に、基材から除去することができる、引伸し剥離可能なＰＳＡを含む。
【００４４】
粘弾性光ガイドは、任意に、充填剤、粒子、繊維、気泡、可塑剤、連鎖移動剤、開始剤、酸化防止剤、安定化剤、難燃剤、粘度調整剤、発泡剤、帯電防止剤、染料及び顔料といった着色剤、蛍光染料及び顔料、燐光染料及び顔料、繊維強化剤、並びに織布及び不織布といった、１つ以上の添加物を含むことができる。
【００４５】
ナノボイド化ポリマー層
本明細書において開示される照明装置は、米国仮出願第６１／２９４６１０（Ｗｏｌｋら；２０１０年１月１３日出願）及びその中で引用される参考文献において説明されるように、ナノボイド化ポリマー層を含む。一般的には、ナノボイド化ポリマー層は、２つの基材簡に配置される時に、空気の代わりに使用することができる、低屈折率層を含む。ナノボイド化ポリマー層は、ナノ細孔若しくはナノボイドを少なくとも部分的に包囲する、ポリマー固体網状組織又はマトリックスを含む。ナノボイド化ポリマー層はまた、結合剤に分散された複数の相互接続されたナノボイド、又はナノボイドの網状組織を有するとして説明され得る。ナノボイド化ポリマー層は、表面に、及び層内に、ナノボイドを有する多孔質であることが可能である。複数の又は網状組織のナノボイドのうちの少なくともいくつかは、中空トンネル又は中空トンネル様通路を介して、互いに接続される。
【００４６】
ナノボイド化ポリマー層は、各複数の又は網状組織のナノボイドが相互接続されている、多重多数の相互接続されたナノボイド、又は多重の網状組織のナノボイドを含むことができる。場合によっては、多数多数の相互接続されたナノボイドに加え、ナノボイド化ポリマー層は、ナノボイドが、トンネルを介して、他のナノボイドに接続されていないことを意味する、複数の閉じた、又は非接続ナノボイドを含むことができる。
【００４７】
一般に、ナノボイドは、任意の好適な直径を有することができる、又は直径の範囲内であることができる。例えば、場合によっては、ナノボイドの少なくとも６０％、又は７０％、又は８０％、又は９０％、又は９５％といった、ナノボイドの少なくとも大部分は、所望の範囲内にあるサイズを有する。例えば、場合によっては、ナノボイドの少なくとも６０％、又は７０％、又は８０％、又は９０％、又は９５％といった、ナノボイドの少なくとも大部分は、ｕｍ単位の以下のうちのいずれか未満のサイズを有する：１０、７、５、４、３、２、１、０．７、及び０．５。直径のサイズ及び分布は、米国仮出願第６１／２９４６１０（Ｗｏｌｋ  ｅｔ  ａｌ．）及びその中で引用される参考文献に説明されるように、コーティング、乾燥、及び硬化条件といった、好適な組成及び作製を選択することによって制御することができる。
【００４８】
場合によっては、ナノボイドのうちのいくつかは、それらの主要な光学的効果が有効屈折率を低減することであるように十分に小さい、及び／又はナノボイド化ポリマー層が光を散乱するように十分に大きいことが可能である。ナノボイド化ポリマー層が十分に厚い、かつ及びナノボイドが十分に小さい時、層は、等式１によって定義されるように、有効誘電率、εｅｆｆ、及び等式２によって定義されるように、有効屈折率、ｎｅｆｆ１を有することができる。場合によっては、例えば、ナノボイドの屈折率と、結合剤の屈折率との間の相違が十分に小さい時は、ナノボイド化ポリマー層は、等式３によって定義されるように、有効屈折率、ｎｅｆｆ２を有することができる。
【００４９】
εｅｆｆ＝ｆεｖ＋（１−ｆ）εｂ                    （１）
ｎｅｆｆ１２＝ｆｎｖ２＋（１−ｆ）ｎｂ２            （２）
ｎｅｆｆ２＝ｆｎｖ＋（１−ｆ）ｎｂ                  （３）
等式３によって定義されるような有効屈折率を有するナノボイド化ポリマー層に関して、ナノボイド化微細構造化層の有効屈折率は、ナノボイド及び結合剤の屈折率の体積加重平均である。例えば、約５０％のナノボイド体積分率を有し、かつ約１．５の屈折率を有する結合剤を含む、ナノボイド化ポリマー層は、約１．２５の有効屈折率を有することができる。ある実施形態では、ナノボイド化ポリマー層は、約１．１５〜約１．４５、又は約１．２〜１．４の有効屈折率を有する。
【００５０】
一般に、ナノボイド化ポリマー層は、照明装置の意図される使用に応じて、任意の多孔性又はボイド体積分率を有することができる。場合によっては、層における複数のボイドの体積分率は、約１０％以上、又は約２０％以上、又は約３０％以上、又は約４０％以上、又は約５０％以上、又は約６０％以上、又は約７０％以上、又は約８０％以上、又は約９０％以上である。
【００５１】
ある実施形態では、ナノボイド化ポリマー層は、層が、ナノボイド及び結合剤の屈折率、並びにナノボイド若しくは気孔体積分率又は多孔性に関連させて表すことができる、有効屈折率を有することができるように、十分に厚い。かかる場合、ナノボイド化ポリマー層の厚さは、約１〜約５００ｕｍ、又は約１〜約１０００ｕｍである。
【００５２】
ナノボイド化層において使用される結合剤又はポリマー材料は、具体的に制限されず、典型的には層の形成中にモノマーから形成される。即ち、結合剤は、重合可能なコーティング材料から作製される（以下に説明されるように）。結合剤は、化学的及び／又は熱的に開始されるもの、並びに可視光、ＵＶ、及び電子ビーム放射線によって開始されるものといった従来の手段によって、重合化されるモノマーから作製することができる。代表的な重合可能な材料としては、低分子量材料（５００ｇ／ｍｏｌ未満）、オリゴマー（５００〜１０，０００ｇ／ｍｏｌ）、及びポリマー（１０，０００ｇ／ｍｏｌ超）が挙げられる。
【００５３】
代表的な重合可能な材料は、Ｗｏｌｋらに詳細に説明されている。重合可能な材料としては、スチレン及び（メタ）アクリレート（アクリレート及びメタアクリレート）といった、エチレン性不飽和化合物を有するもの、並びにエポキシ官能基化材料といった他の材料、イソシアネート、並びにシリコーン及びフルオロ含有材料が挙げられる。重合可能な材料の組み合わせが使用されてもよく、ナノボイド化ポリマー層における得られた結合剤が架橋されるように、架橋剤が採用されてもよい。
【００５４】
ナノボイドは、すべての物質及び／又は微粒子を含まないことが可能である。ある実施形態では、ナノボイドは、結合剤及び／若しくはナノ粒子といった、１つ以上の小さな繊維又は紐様物体を含んでもよい。一般に、好適なナノ粒子は、任意の直径を有する、又は直径の範囲内であることが可能であるが、具体的には、約３〜約１０００ｎｍ、約３〜約５００ｎｍ、約３〜約１００ｎｍ、又は約３〜約５０ｎｍである。ある実施形態では、ナノ粒子の少なくとも６０％、又は７０％、又は８０％、又は９０％、又は９５％といった、ナノ粒子の少なくとも大部分は、所望の範囲内にあるサイズを有する。ある実施形態では、粒子は、大きなアスペクト比を有する、ナノ粒子の凝集体であることが可能である。凝集体の最大断面寸法は、前述の範囲のうちのいずれか以内であることが可能である。凝集体の形態の代表的なナノ粒子としては、約５０ｎｍ未満の直径を有するヒュームドシリカ及びヒュームドアルミナといった、「ヒュームド」ナノ粒子、例えば、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏ．より入手可能な製品である、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥが挙げられる。
【００５５】
場合によっては、ナノ粒子は、それらの主要な光学的効果が屈折率を変えることであるように十分小さい、及び／又は層が光を散乱するように十分に大きいことが可能である。例えば、ジルコニア（ｎ＝２．２）及びチタニア（ｎ＝２．７）といった、高屈折率ナノ粒子の組込みは、屈折率が、約１．４から約２．０に増加されるように、ナノボイド化ポリマー層に組み込むことができる。
【００５６】
ナノ粒子は、無機ナノ粒子、有機（例えば、ポリマー）ナノ粒子、又は無機及び有機ナノ粒子の組み合わせであることが可能である。ある特定の実施形態では、ナノ粒子は、多孔性粒子、中空粒子、中実粒子、又はこれらの組み合わせであってよい。好適な無機ナノ粒子の例としては、シリカ、並びにジルコニア、チタニア、セリア、アルミナ、酸化鉄、バナジア、酸化アンチモン、酸化スズ、アルミナ／シリカ、シリカ／ジルコニア、及びそれらの組み合わせといった、金属酸化物が挙げられる。ナノ粒子は、コロイド状分散液の形態で提供することができる。金属酸化物は、Ｎａｌｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．からのＮＡＬＣＯ、Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｃｏ．からのＩＰＡ及びＭＡゾル、並びに同様にＮｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｃｏ．からのＳＮＯＷＴＥＸという製品表記の下で見出すことができる。
【００５７】
ある実施形態では、ナノ粒子は、表面修飾されていない。ある実施形態では、ナノ粒子は、表面修飾されている。ナノ粒子は、層が形成される配合物中での適合性を増加するように、表面修飾することができる。ナノ粒子はまた、それらが結合剤に化学的及び／又は物理的に結合するように表面修飾することもできる。前者の場合、表面修飾されたナノ粒子は、結合剤と化学的に反応する官能性を有する。一般的には、表面修飾は、ナノ粒子が疎水性及び／又は親水性表面を有するように、表面修飾剤を用いて行われる。表面修飾剤としては、シラン、有機酸、及び有機塩基が挙げられる。ナノ粒子を表面修飾するための方法は、米国仮出願第６１／２９４６１０（Ｗｏｌｋら）及びその中で引用される参考文献において説明されている。ある実施形態では、ナノ粒子は、ＧＥ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓから入手可能なＳＩＬＱＵＥＳＴシランといった、シランで表面修飾されている、シリカを含む。
【００５８】
ナノ粒子に対する結合剤又は重合可能な材料の重量比は、ナノボイド化ポリマー層の所望の特性に応じて、約３０：７０、４０：６０、５０：５０、５５：４５、６０：４０、７０：３０、８０：２０、又は９０：１０以上の範囲であることが可能である。ナノ粒子の重量％の好ましい範囲は、約１０重量％〜約６０重量％であり、使用するナノ粒子の密度及びサイズによって決定することができる。
【００５９】
ナノボイド化ポリマー層は、米国仮出願第６１／２９４６１０（Ｗｏｌｋら；２０１０年１月１３日）及びその中で引用される参考文献において説明されるように調製することができる。一般的には、ナノボイド化ポリマー層は、溶媒含有ポリマー又はプレポリマー溶液を基材上にコーティングし、続いて、制御された条件下で、溶媒を蒸発させることによって形成される。溶液がプレポリマー成分（例えば、モノマー）を含む場合、成分は、溶媒が除去される前、間、又は後に適切な手段によって重合化することができる。塗料溶液における溶媒の量は、ナノボイド化ポリマー層に形成されるボイドの体積に相関させることができる。塗料溶液は、典型的には１０重量％〜約７０重量％の任意の溶媒を含む。種々の処理及び後処理工程が、Ｗｏｌｋらに説明されるように、ナノボイド化ポリマー層の製造において行われてもよい。
【００６０】
ある実施形態では、以下に説明されるように、ナノボイド化ポリマー層は、層が複数の表面レリーフ特徴部を有し、各特徴部が約１ｍｍ未満、約５００ｕｍ未満、又は約５０ｎｍ〜約５００ｕｍのうちの少なくとも１つの寸法を有するように微細構造化される。ナノボイド化ポリマー層は、溶媒が除去される前に、塗料溶液を微細構造化ツールに接触させることによって、微細構造化することができる。硬化が必要とされる場合、ツールと接触させつつ、溶液を硬化させることができる。一般的には、微細構造化ツールが使用される時、溶液を基材上にコーティングし、次いでツールと接触させることができるか、又は溶液をツールと続いて基材と接触させることができる。これらの変化形を説明する詳細は、Ｗｏｌｋらに提供されている。
【００６１】
ナノボイド化ポリマー層は、表面が、屈折素子、例えば、プリズム、レンズ状レンズ、フレネル素子又は円筒形のレンズの形態であり、それらのいずれも、規則的な線状若しくは２Ｄアレイ、又は不規則的な、疑似ランダム、蛇状パターン（serpertine pattern）又はランダムアレイを形成することができるように、微細構造化することができる。ある実施形態では、微細構造化表面は、再帰反射性又は部分的な再帰反射性を付与し、例えば、表面はキューブコーナー素子、線状若しくは２Ｄ格子、回折光学素子、又はホログラフィック素子といった、回折素子を含むことができる。特定の微細構造は、照明装置の所望の特性に応じて選択することができ、任意の隣接する層の特性に依存する。
【００６２】
多くの異なるタイプの溶媒が、塗料溶液におけるポリマー又はモノマー成分、及びナノボイド化ポリマー層の所望の特性に依応じて使用されてもよい。溶媒は、溶媒の混合物であってもよく、又はそうでなくてもよい。溶媒は、極性及び／又は非極性、並びに高沸点又は低沸点であってもよい。代表的な溶媒としては、炭化水素、アルコール、ケトン、グリコールエーテル、エステル、及び水が挙げられる。粘着付与剤、可塑剤、ＵＶ吸収剤等といった、添加物もまた塗料溶液に含まれてもよい。
【００６３】
ナノボイド化ポリマー層の形成において使用される支持体は、具体的に限定されず、層を作製するために使用される特定の製造プロセスに応じて選択されてもよい。例えば、ナノボイド化層の形成において使用される支持体は、支持体の反対側に配置される塗料溶液を硬化させるために、光がそれを通って透過されることを可能にし得る。代表的な支持体としては、ＰＥＴといったポリエステル、ポリカーボネート、アクリル、及びメタアクリルが挙げられる。ナノボイド化ポリマー層の形成において使用される支持体は、光学物品の一部であってもよく、又はそうでなくてもよい。即ち、ナノボイド化ポリマー層が形成された後、支持体１３０を除去することができ、又はそれが光学物品の構成成分として組み込まれるように、適所に残したままとすることができる。この後者の場合、支持体は、基材に関して以下に説明されるように、意図される用途に好適な光学特性を有する。以下に説明される基材のうちのいずれも、ナノボイド化ポリマー層の形成のための支持体として使用することができる。
【００６４】
ナノボイド化ポリマー層は、照明装置の意図される使用に応じて特定のヘイズ特性を有する。ある実施形態では、ナノボイド化ポリマー層は、約５％以下、又は約４％以下、又は約３．５％以下、又は約３％以下、又は約２．５％以下、又は約２％以下、又は約１．５％以下、又は約１％の低い光学ヘイズを有する。ある実施形態では、ナノボイド化ポリマー層は、約４０％以上、又は約５０％以上、又は約６０％以上、又は約７０％以上、又は約８０％以上、又は約９０％以上、又は約９５％の高い光学ヘイズを有する。ナノボイド化ポリマー層上に垂直に入射する光に関して、光学ヘイズは、垂直方向から４度を超えて偏向している透過光と全透過光の比として定義される。屈折率値は、メトリコン・モデル２０１０プリズムカップラー（Metricon Model 2010 Prism Coupler）（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ  Ｃｏｒｐ．から入手可能）を使用して測定することができる。光学透過性、透明性、及びヘイズは、ヘイズ−ガードプラス（Haze-Gard Plus）ヘイズ計（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｉｎｅｒから入手可能）を使用して測定することができる。
【００６５】
光源
光源は、光源からの光の少なくとも一部が光ガイドに入射することができるように、光ガイドに光学的に結合される。例えば、光源は、光源によって放出される光の１％超過、１０％超過、２０％超過、３０％超過、４０％超過、５０％超過、９０％超過、又は約１００％が光ガイドに入射するように、光ガイドと光学的に結合されてもよい。別の例では、光源は、光源によって放出される光の約１〜約１０％、約１〜約２０％、約１〜約３０％、約１〜約４０％、約１〜約５０％、約１〜約１００％、約１〜約１００％、約５０〜約１００％、又は約１〜約１００％が光ガイドに入射するように、光ガイドと光学的に結合されてもよい。光源はランダムな又は特定の角度分布を有する光を放射するものでもよい。
【００６６】
光源は任意の適当な光源を用いることができる。代表的な光源の例としては、冷陰極蛍光ランプなどの線状光源及び発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点光源が挙げられる。代表的な光源としては更に、有機発光素子（ＯＬＥＤ）、白熱灯、蛍光灯、ハロゲンランプ、紫外線灯、赤外線源、近赤外線源、レーザー、又は化学的光源が挙げられる。一般に光源によって放射される光は可視光であっても不可視光であってもよい。少なくとも１つの光源を使用することができる。例えば、１〜約１０，０００個の光源を使用することができる。光源は、光ガイドのエッジ又はその近傍に位置付けられたＬＥＤの列を含み得る。光源は、ＬＥＤから放出される光が、光ガイドを所望の領域全体にわたり、連続的又は均一に照らすように回路上に配設されるＬＥＤを含んでもよい。光源は、色が光ガイド内で混合することができるように、異なる色の光を放出するＬＥＤを含んでもよい。このように、図（以下に説明されるように）は、その使用中、異なる時間に異なって現れるように設計され得る。
【００６７】
代表的な照明装置
粘弾性光ガイド及びナノボイド化ポリマー層を含む種々の多層構造が照明装置において使用でき、装置において使用される特定の多層構造は意図される用途に依存する。これらの実施形態の一部のものについて下記に述べる。
【００６８】
図２ａは、代表的な照明装置２００の概略断面図を示す。照明装置２００は、図１ａに関して説明されるように、光源５０と、粘弾性光ガイド１１０と、ナノボイド化ポリマー層１２０とを含む。照明装置２００は、ナノボイド化ポリマー層と反対側の光ガイド上に配置される基材２３０を含む。異なる光学特性及び化学的性質を含む種々の基材を、基材２３０として使用することができる。基材２３０は、約１．３〜約２．６、１．４〜約１．７、又は約１．５〜約１．７の範囲内の屈折率を有し得る。例えば、基材２３０は、基材が光ガイド内で伝播される光に対する光格納基材として機能するように、粘弾性光ガイドよりも低い屈折率を有してもよい。粘弾性光ガイドと接触した光格納基材では、光ガイドから基材によって抽出される光の量は光ガイドに進入する光の全量に対して約０．５％未満、約１％未満、約２％未満、約５％未満、又は約１０％未満でありうる。一般的には、粘弾性光ガイド１１０と基材２３０との間の境界面の少なくとも一部分は、粘弾性光ガイド内を伝播する光が、全内部反射によって搬送されるように、光学的に平滑である。
【００６９】
ある実施形態では、基材２３０は、基材が光抽出基材として機能するように、粘弾性光ガイドよりも高い屈折率を有してもよい。粘弾性光ガイドと接触した光抽出基材では、光ガイドから基材によって抽出される光の量は光ガイドに進入する光の全量に対して約１０％よりも多いか、約２０％よりも多いか、約３０％よりも多いか、約４０％よりも多いか、約５０％よりも多いか、約６０％よりも多いか、約７０％よりも多いか、約８０％よりも多いか、又は約９０％よりも多くなりうる。ある実施形態では、基材２３０は、粘弾性光ガイドと同じ又はほぼ同じ屈折率を有してもよい。両方の実施形態では、粘弾性光ガイド１１０と基材２３０との間の境界面の少なくとも一部分は、粘弾性光ガイド内を伝播する光が、全内部反射によって搬送されるように、光学的に平滑である。
【００７０】
ある実施形態では、基材２３０は、可視光スペクトルの少なくとも一部分にわたって、約８０〜約１００％、約９０〜約１００％、約９５〜約１００％、又は約９８〜約１００％の高い光線透過率を有する光学的に透明な基材を含む。ある実施形態では、基材２３０は、約５％未満、約３％未満、又は約１％未満のヘイズ値を有する。ある実施形態では、基材２３０は、約０．０１〜約５％未満、約０．０１〜約３％未満、又は約０．０１〜約１％未満のヘイズ値を有する。
【００７１】
ある実施形態では、基材２３０は、高い光透過率及び低いヘイズ値を有する、光学的に透明な基材を含む。高い光線透過率は、可視光スペクトルの少なくとも一部分にわたって、約９０〜約１００％、約９５〜約１００％、約９８〜約１００％であってもよく、ヘイズ値は、約０．０１〜約５％未満、約０．０１〜約３％未満、又は約０．０１〜約１％未満であってもよい。ある実施形態では、基材２３０は、曇っていて、光、特に可視光を拡散する。曇った基材２３０は、約５％よりも高い、約２０％よりも高い、又は約５０％よりも高いヘイズ値を有してもよい。曇った基材２３０は、約５〜約９０％、約５〜約５０％、又は約２０〜約５０％のヘイズ値を有してもよい。
【００７２】
ある実施形態では、基材２３０は、低い光透過率、例えば、約０．１〜約７０％、約０．１〜約５０％、又は約０．１〜約２０％を有する。
【００７３】
ある実施形態では、基材２３０は、それが光を反射しかつ透過するという点で半透明であってもよい。
【００７４】
ある実施形態では、基材２３０は、粘弾性光ガイドに関して上で説明されるように、１つ以上の粘弾性材料を含む。ある実施形態では、基材２３０は、粘弾性光ガイドに関して上で説明されるように、ＰＳＡを含む。ある実施形態では、基材２３０及び粘弾性光ガイドは、粘弾性材料を含む。ある実施形態では、基材２３０及び粘弾性光ガイドは、ＰＳＡを含む。
【００７５】
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは透明なアクリル系ＰＳＡを含み、基材２３０はシリコーンＰＳＡを含む。シリコーンＰＳＡは上記に述べたような引伸し剥離可能なＰＳＡを含むものでもよい。透明なアクリル系ＰＳＡの屈折率はシリコーンＰＳＡの屈折率よりも高くてもよく、例えば、屈折率の差が約０．０４〜約０．０９であってもよい。代表的な透明アクリル系ＰＳＡが、例えばスリー・エム社（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）より販売されるＶＨＢ（商標）Ａｃｒｙｌｉｃ  Ｔａｐｅ  ４９１０Ｆ及び３Ｍ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ（８１４０及び８１８０シリーズ）などの転写テープとして販売されている。シリコーンＰＳＡとしては、ポリジオルガノシロキサンポリオキサミドを含むシリコーンＰＳＡなど、上記に述べたもののすべてが含まれる。
【００７６】
ある実施形態では、基材２３０は、粘弾性光ガイドを別の基材に接着させるために有用である、接着剤を含む。有用な接着剤には、光学的に透明な接着剤、光拡散接着剤、放射線硬化接着剤、熱硬化接着剤、ホットメルト接着剤、コールドシール接着剤、熱活性化接着剤、室温で硬化する接着剤、及び少なくとも約６ＭＰａの接着結合強度を有する構造用接着剤等が挙げられる。構造用接着剤は、３Ｍ（商標）ＳＣＯＴＣＨ−ＷＥＬＤ（商標）接着剤として入手可能である。
【００７７】
ある実施形態では、基材２３０は、粘弾性ではない。
【００７８】
ある実施形態では、基材２３０は、ポリマーフィルムを含む。有用なポリマーフィルムには、酢酸セルロース、ポリ（メタ）アクリレート（アクリレート及び／又はメタクリレート）、ポリエーテルスルホン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニール、シンジオタクチックポリスチレン、環状オレフィンコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ナフタレンジカルボン酸をベースとするコポリマー若しくはブレンド、又はこれらのいくつかの組み合わせが挙げられる。ある実施形態では、基材２３０は、粘弾性光ガイドよりも高い屈折率を有するポリ（メタ）アクリレートを含む。
【００７９】
基材２３０は、入射粘弾性光ガイド内で搬送されている入射光を反射するリフレクターであってもよい。ある実施形態では、リフレクターは、鏡面リフレクターを含み、光の反射角は、入射角の約１６°以内である。好適な鏡面リフレクターとしては、一般にガラスにコーティングされた金属などの反射性材料の膜を有する平面ミラーのようなミラーがある。好適なリフレクターとしては多層光学フィルムであるミラーがある。有用な多層光学フィルムは、ポリマー層がポリエステルを含む第１の及び第２のポリマー層の約１０〜約１０，０００層の交互層を有するフィルムを含む。代表的な多層光学フィルムは、米国特許第５，８２５，５４３号、同第５，８２８，４８８号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）；同第５，８６７，３１６号、同第５，８８２，７７４号、同第６，１７９，９４８  Ｂ１号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）；同第６，３５２，７６１  Ｂ１号、同第６，３６８，６９９  Ｂ１号、同第６，９２７，９００  Ｂ２号、同第６，８２７，８８６号（Ｎｅａｖｉｎら）；同第６，９７２，８１３  Ｂ１号（Ｔｏｙｏｏｋａ）；同第６，９９１，６９５号、米国特許出願第２００６／００８４７８０  Ａ１号（Ｈｅｂｒｉｎｋら）；同第２００６／０２１６５２４  Ａ１号、同第２００６／０２２６５６１  Ａ１号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）；同第２００７／００４７０８０  Ａ１号（Ｓｔｏｖｅｒら）；ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ  ９５／１７３０３、同ＷＯ  ９５／１７６９１、同ＷＯ  ９５／１７６９２、同ＷＯ  ９５／１７６９９、同ＷＯ  ９６／１９３４７、同ＷＯ  ９７／０１４４０、同ＷＯ  ９９／３６２４８、及び同ＷＯ  ９９／３６２６２号に記載されている。
【００８０】
代表的な鏡面リフレクターとしては、３Ｍ（商標）Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なもの、例えば、Ｈｉｇｈ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｖｉｓｉｂｌｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｆｉｌｍ及びＨｉｇｈ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｆｉｌｍなどの３Ｍ（商標）Ｈｉｇｈ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｇｒａｄｅ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、並びにＶｉｋｕｉｔｉ（商標）Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｓｐｅｃｕｌａｒ  ＲｅｆｌｅｃｔｏｒなどのＶｉｋｕｉｔｉ（商標）フィルムが挙げられる。
【００８１】
特定の実施形態では、リフレクターは拡散リフレクターを含み、粘弾性光ガイドの内部を伝播する光は拡散リフレクターの表面で反射及び拡散する。拡散リフレクターは、基材上に配置された結合剤、及び有機、無機、又はハイブリッド有機／無機粒子の層を含んでもよい。粒子は、約０．０１〜約１００ｕｍよりも大きい直径を有してもよく、ポリマー粒子、ミクロスフェア、ガラスビーズ、無機粒子、金属酸化物粒子、又はハイブリッド有機／無機粒子であってもよい。結合剤は、ＰＳＡを含んでもよい、及び／又は光透過性であってもよい。例えば、拡散リフレクターは、硫酸バリウム粒子を充填したポリエチレンテレフタレートフィルムの層を含むことができる。反射面を与える他の構成については米国特許第７，４８１，５６３号（Ｄａｖｉｄら）に述べられている。代表的な光拡散材料はまた、米国特許第６，２８８，１７２  Ｂ１号（Ｇｏｅｔｚら）において説明されている。
【００８２】
ある実施形態では、基材２３０は、多層光学フィルムを含む。ミラーである多層光学フィルムは上述されている。他のタイプの多層光学フィルムを使用することも可能であり、例えば、多層光学フィルムは、反射フィルム、偏光フィルム、反射偏光フィルム、拡散混合反射偏光フィルム、拡散フィルム、輝度上昇フィルム、転向フィルム、ミラーフィルム、又はこれらの組み合わせであってもよい。代表的な多層光学フィルムには、３Ｍ（商標）Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な３Ｍ（商標）Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）フィルムが挙げられる。代表的な多層光学フィルムについてはミラーとして機能する多層光学フィルムについて上記に引用した参照文献に述べられている。
【００８３】
ある実施形態では、基材２３０は、ポリマーフィルム、金属、ガラス、セラミック、紙、布地、又はこれらの組み合わせを含む。ある実施形態では、基材２３０は、アルミニウムといった金属を含む。ある実施形態では、基材２３０は、一般的に、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アクリルガラス、飴ガラス等を含む、硬質で脆性の非晶質固体を含む、ガラスを含む。ある実施形態では、基材２３０は、いくらかの量の結晶構造を含み、例えば、無機非金属材料から作製される、セラミックを含む。ある実施形態では、基材２３０は、紙、例えば、セルロースパルプから作製される紙を含む。ある実施形態では、基材２３０は、布地、例えば、革、織布、不織布を含む。
【００８４】
ある実施形態では、基材２３０は、剥離ライナーを含む。剥離ライナーは、通常、接着剤層と接触するための低接着性表面を有する。剥離ライナーは、クラフト紙などの紙、又はポリ塩化ビニール、ポリエステル、ポリオレフィン、酢酸セルロース、エチレンビニールアセテート、ポリウレタンなどのポリマーフィルムを含みうる。剥離ライナーは、シリコーン含有材料又はフルオロカーボン含有材料などの剥離剤の層でコーティングすることができる。剥離ライナーは、シリコーン含有材料でコーティングされたポリエチレンでコーティングされた紙又はポリマーフィルムを含み得る。代表的な剥離ライナーとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム上にシリコーン剥離コーティングを有するＣＰ  Ｆｉｌｍ  Ｉｎｃ．から、商品名「Ｔ−３０」及び「Ｔ−１０」として市販されているライナーが挙げられる。
【００８５】
ある実施形態では、基材２３０は、光学物品が外側の構造化された表面を有するように、構造化された表面を有してもよい。図２ｂは、外側の構造化された表面を有する基材２３２を含む、代表的な照明装置２０２の概略断面図を示し、例えば、基材２３２は、３Ｍ（商標）Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な３Ｍ（商標）Ｖｉｋｕｉｔｉ（商標）輝度強化フィルム（Brightness Enhancement Film）といった、線状のプリズムのアレイを有する、プリズム状フィルムを含んでもよい。図２ｃは、外側の構造化された表面を有する基材２４０を含む、代表的な照明（illumintion）装置２０４の概略断面図を示し、例えば、外側の構造化された表面は、光ガイドから抽出される光を放出するための円筒レンズのアレイを有するレンズ状表面であることが可能である。
【００８６】
本明細書において開示される照明装置の光学物品は、粘弾性光ガイド及びナノボイド化ポリマー層によって形成される構造化された境界面を有することができる。図３ａ及び３ｂは、それぞれ、レンズ状境界面を有する代表的な照明装置３００、及びプリズム状境界面を有する代表的な照明装置３０１の概略断面図を示す。構造化された粘弾性光ガイドとナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面は、粘弾性光ガイド内の光の挙動を制御又は変更するために、何らかの特定の方法で配設される特徴部を含んでもよく、図３ｃは、粘弾性光ガイド３１２とナノボイド化ポリマー層３２２との間に形成される境界面が特徴部３２３を含む、代表的な照明装置３０２を示す。
【００８７】
図３ｄ〜３ｆは、光学物品が、粘弾性光ガイドとナノボイド化ポリマー層との間に形成される構造化された境界面を有する、追加の代表的な照明装置の概略断面図を示す。図３ｄにおいて、光学物品は、粘弾性光ガイド３１３、ナノボイド化ポリマー層３２４、及びナノボイド化ポリマー層と反対側の光ガイド上に配置される基材３３０とを含む。基材３３０は、２３０に関して上に説明されるもののうちのいずれかを含んでもよい。ある実施形態では、基材３３０は、図３ｅに示されるように、第２のナノボイド化ポリマー層（基材３２５）を含んでもよい。ある実施形態では、基材３３０は、図３ｆに示されるように、光学物品が外側の構造化された表面を有するように、構造化された表面（基材３３１）を含んでもよい。
【００８８】
図４は、照明装置４００が、画像を提供する光学（opticle）物品を含む、実施形態を示す。粘弾性光ガイド４１０上に配置されるのは、ナノボイド化ポリマー層４２０であり、結像される基材４３０は、ナノボイド化ポリマー層上に配置される。結像される基材は、領域が画像を形成するように配設される基材の領域内の粒子等の１つ以上の材料を含んでもよい。その領域は、特定の画像形成材料に応じて、波長が特定範囲内の光を反射するか又は透過し得る。顔料及び染料などの着色剤を画像形成材料として使用することもできる。画像は、基材４３０の外側表面上に材料を配置することによって、又は基材４３０と粘弾性光ガイドとの間に材料を配置することによって、作製され得る。
【００８９】
図５ａ〜５ｄは、粘弾性光ガイドが、構造化された表面（複数を含む）を含む、追加の代表的な照明装置の概略断面図を示す。図５ａにおいて、照明装置５００の光学物品は、粘弾性光ガイド５１０と、ナノボイド化ポリマー層５２０とを含み、２つの間に形成される境界面が、実質的に平面であり、粘弾性光ガイドは、この境界面の反対側に構造化された表面を有する。図５ｂにおいて、照明装置５０１の光学物品は、ナノボイド化ポリマー層と反対側の光ガイド上に配置される基材５３０を含む。基材５３０は、２３０に関して上に説明されるもののうちのいずれかを含んでもよい。図５ｃにおいて、照明装置５０２の光学物品は、粘弾性光ガイド５１１上に配置されるナノボイド化ポリマー層５２１を含み、基材５３１は、光ガイドと反対側のナノボイド化ポリマー層上に配置される。本実施形態では、ナノボイド化層は、２つの他の層の間に配置され、両方の境界面は、構造化される。図５ｄにおいて、照明装置５０３は、対向する構造化された表面を有する粘弾性光ガイドと、表面上に配置されるナノボイド化ポリマー層５２２とを含む。
【００９０】
粘弾性光ガイドとナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面は、実質的に平面であってもよく、この境界面と反対側の粘弾性層の表面は、構造化されてもよい。例えば、図６は、粘弾性光ガイド６１０とナノボイド化ポリマー層６２０との間に形成される境界面が実質的に平面であり、この境界面と反対の光ガイドの表面が構造化される、代表的な照明装置６００を示す。
【００９１】
一般的には、図２ａ〜２ｃ、３ａ〜３ｆ、４、５ａ〜５ｄ、及び６に関して上で説明される、構造化された表面及び境界面は、所望の効果に応じて、任意の三次元構造を含んでもよい。構造化された表面は、典型的に、複数の特徴部、例えば、約１〜約１０、約１〜約１００、又は約１〜約２０００の特徴部を含む。特徴部は、凸部、凹部、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。代表的な特徴部は、レンズ形状、角柱形状、楕円形状、円錐形状、略放物線形状、ピラミッド形、正方形、若しくは矩形形状、若しくはこれらの組み合わせを有する凸部及び／又は凹部を含む。レンズを含む特徴部は光を好ましい角度分布に向けるうえで特に有用である。線状のプリズム又は細長いプリズムを含む代表的な特徴部も特に有用である。他の代表的な特徴部としては、細長い、不規則、傾斜が変化するレンズ状、若しくはランダムな柱状、又はこれらの組み合わせを有する凸部及び／又は凹部が含まれる。例えば、細長い物線状、角錐プリズム状、底面が長方形のプリズム状、及び先端が丸みを帯びたプリズム状の形状などの異なる形状の任意の組み合わせのハイブリッドを使用することもできる。これらの特徴部は異なる形状のランダムな組み合わせを含むものでもよい。
【００９２】
特徴部のサイズは、それらの３つの寸法による全体の形状によって述べることができる。いくつかの実施形態では、各特徴部は、約１〜約１００μｍ、例えば、約５〜約７０μｍの寸法を有してもよい。特徴部は、すべて同じ形状を有してもよいが、形状のサイズは、少なくとも１つの寸法において変化してもよい。特徴部は、異なる形状を有してもよく、これらの特徴部のサイズは、任意の所与の寸法において変化してもよい、又は変化しなくてもよい。
【００９３】
特徴部は、ランダムに配列するか、何らかの規則的なパターンとして配列するか、あるいはその両方とすることができる。各特徴部間の距離が変化してもよい。各特徴部は互いに分離していても重なり合ってもよい。各特徴部は互いに近接して配置するか、互いに実質的に接触させて配置するか、互いに直接隣接させて配置するか、あるいはその組み合わせとすることができる。特徴部間の有用な距離は、最大約１０μｍ、又は約０．０５μｍ〜約１０μｍである。各特徴部は互いに角度的に、また横方向にずれていてもよい。特徴部の面密度は、長さ、幅、又はその両方にわたって変化してもよい。
【００９４】
特徴部は粘弾性光ガイドから抽出される光の量及び／又は方向を制御するために用いることができる。これは、特徴部の形状、サイズ、表面構造、及び／又は向きを変化させることによって一般に行うことができる。複数の特徴部が用いられる場合、特徴部の数及び／又は配置、並びに互いに対する各特徴部の向きを変化させることができる。
【００９５】
本明細書において開示される照明装置の光学物品は、不連続であるナノボイド化層を含むことができる。図７ａ及び７ｂは、それぞれ、個々の特徴部がナノボイド化ポリマー材料を含む、粘弾性層７１０の表面７１１上に形成される個々の特徴部７２０のアレイを有する、代表的な照明装置７００の概略断面図及び斜視図を示す。図７ｃは、ナノボイド化ポリマー材料を含む特徴部７２１が、粘弾性層７１０から抽出される光から画像又はパターンを形成するように配設される、代表的な照明装置７０１を示す。
【００９６】
本明細書において開示される照明装置の光学物品は、実質的に不連続であるナノボイド化層を含むことができる。図８ａは、粘弾性層８１０と基材８３０との間に形成される特徴部８２０のアレイを有し、特徴部がナノボイド化ポリマー材料を含む、代表的な照明装置８００の概略断面図を示す。図８ｂは、ナノボイド化ポリマー材料を含む特徴部８２１が、粘弾性層８１１から抽出される光から画像又はパターンを形成するように配設される、代表的な照明装置７０１を示す。
【００９７】
図９は、実質的に不連続であるナノボイド化ポリマー層を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置９００は、粘弾性層９１０と基材９３０との間に形成される特徴部９２０のアレイを含み、特徴部は、ナノボイド化ポリマー材料を含む。
【００９８】
図１０は、非平面であるナノボイド化ポリマー層を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置１０００は、特徴部のアレイを含む非平面ナノボイド化ポリマー層１０２０を含み、この層は、粘弾性光ガイド１０１０と基材１０３０との間に配置される。粘弾性光ガイド及び基材の表面は、ナノボイド化ポリマー材料が、層１０２０として、その表面間に配置される状態で、互いに実質的（substantiantially）に嵌合する。
【００９９】
本明細書において開示される照明装置は、例えば、米国特許第２００８／００８４５１８  Ａ１号（Ｂｒｏｔｔら）において説明されるように、立体３Ｄ画像を表示するためのＬＣＤ装置の一部として使用されてもよい。このタイプの装置において使用される光学物品は、それぞれ、粘弾性光ガイド１１１０が、それぞれ第１の及び第２の基材１１２０及び１１３０の間に配置され、第３の基材１１４０（1130）が光ガイドの反対側に、第１の基材１１２０上に配置された状態で、図１１ａの分解斜視図に示される。照明装置は、粘弾性光ガイドの対向するエッジに位置付けられる、右及び左眼画像固体光源（図示せず）を含む。光源（又は数組の光源）の各々は、粘弾性光ガイドに光学的に結合され、光源と光ガイドの両方は、Ｂｒｏｔｔらにおいて説明されるように、同期駆動素子に電気接続される。照明装置は、第３（second substrate）の基材１１４０上方に位置付けられるＬＣＤパネルに、右及び左眼画像を提供する。
【０１００】
第１の基材１１２０は、光を実質的に方向転換する（例えば、反射する、抽出する等）外側の構造化された表面（第２の基材（third substrate）１１３０に対面する）を含む。第２の基材（Third substrate）１１３０は任意であり、基材１１４０の外側の構造化された表面を通って、光を外に方向転換することを助長するように、高反射性（refective）表面を提供するために使用することができる。第１の及び第２の（third）基材間に形成される境界面は、第１の線状の特徴部のアレイを含み、例えば、図１１ａに示されるように、第１の線状の特徴部は、細長いプリズムを含んでもよい。図１１ｂは、第１及び第２の（third）基材が接触した状態の、図１１ａに示される光学物品の概略斜視図を示す。
【０１０１】
第３の基材（Second substrate）１１４０は、光を実質的に放出する、外側の構造化された表面を含む。この表面は、第２の線状の特徴部のアレイを含み、例えば、図１１ａに示されるように、第２の線状の特徴部は、細長いレンズ状特徴部を含んでもよい。多くの実施形態において、第２の線状の特徴部は、図１１ａ及び１１ｂの斜視図において見ることができるように、第１の線状の特徴部に直交する方向に延在する。図１１ｃは、第１及び第２の線状の特徴部の両方を見ることができる、図１１ｂに示される光学物品の断面を示す。この簡略化された図は、以下で説明される図１２ａ〜１２ｂ、１３ａ〜１３ｃ、及び１４ａ〜１４ｆにおいて使用される。
【０１０２】
図１２ａは、光学物品に埋め込まれた２組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置１２００は、粘弾性光ガイド１２００に光学的に結合される、光源５０を含む。第１の及び第２のナノボイド化ポリマー層１２２０及び１２２１は、それぞれ第１の及び第２の接着剤層１２５０及び１２５１によって、粘弾性光ガイド１２００に接着される。第１の及び第２の基材１２３０及び１２３１は、対応する接着剤層と反対側のナノボイド化ポリマー層上に配置される。代表的な実施形態は、第１の及び第２の基材としての光学的に透明な基材と、第１の基材としての光学的に透明な基材と、第２の基材としての３Ｍ（商標）ＥＳＲフィルムといった、多層光学フィルムとを含む。別の代表的な実施形態は、粘弾性光ガイドの代わりに接着性光ガイドを含む。なお別の代表的な実施形態は、粘弾性光ガイドの代わりに非粘弾性基材を含む。
【０１０３】
図１２ｂは、１組の線状の特徴部が光学物品に埋め込まれ、１組は埋め込まれていない、２組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置１２０１は、粘弾性光ガイド１２１１に光学的に結合される光源５０を含む。第１の基材は、光学的に透明な基材であり、第１の接着剤層１２５２によって、粘弾性光ガイドに接着される。ナノボイド化ポリマー層１２２２は第２の接着剤層１２５３（125）によって粘弾性光ガイド１２１１に接着され、第２の基材１２３３は第２の接着剤層と反対側のナノボイド化ポリマー層上に配置される。代表的な実施形態は、第１の及び第２の基材としての光学的に透明な基材と、第１の基材としての光学的に透明な基材と第２の基材としての３Ｍ（商標）ＥＳＲフィルムのような多層光学フィルムとを含む。別の代表的な実施形態は、粘弾性光ガイドの代わりに接着性光ガイドを含む。なお別の代表的な実施形態は、粘弾性光ガイドの代わりに非粘弾性基材を含む。
【０１０４】
図１３ａは、２つの構造化された表面を含み、１つの構造化された表面が、光学物品に埋め込まれ、かつ粘弾性層とナノボイド化ポリマー層との間の境界面に形成される、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置１３００（１３０１）は、接着性光ガイドである粘弾性光ガイド１３１０に光学的に結合される、光源５０を含む。第１の基材１３４０は、光学的に透明な基材であり、接着性光ガイド１３１０に接着される。第２の基材１３３０は、その２つの間に配置されるナノボイド化ポリマー層１３２０で、接着性光ガイド１３１０に接着される。代表的な実施形態は、第２の基材として、光学的に透明な基材を含む。
【０１０５】
図１３ｂは、２つの構造化された表面を含み、１つの構造化された表面が、光学物品に埋め込まれ、かつ粘弾性層とナノボイド化ポリマー層との間の境界面に形成される、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置１３０１は、接着性光ガイドである粘弾性光ガイド１３１１に光学的に結合される、光源５０を含む。第１の基材１３４１は、光学的に透明な基材であり、その２つの間に配置されるナノボイド化ポリマー層１３２１で、接着性光ガイド１３１１に接着される。第２の基材１３３１は、接着性光ガイド１３１１に接着される。代表的な実施形態は、第２の基材として、光学的に透明な基材を含む。
【０１０６】
図１３ｃは、４つの構造化された表面を含み、２つの構造化された表面が、光学物品に埋め込まれる、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置１３０２は、接着剤層１３５０によって、第１の基材１３４１に接着される、両面プリズムフィルム１３６０を含む。代表的な実施形態は、第２の基材として、光学的に透明な基材を含む。両面プリズムフィルムは、各対の特徴部（レンズ状及びプリズム状）に関する繰り返しの周期、即ちピッチＰが、ほぼ同じであるか、又は少なくとも約１００ｕｍ以内であるように、依存的に構成されるレンズ状及びプリズム状の特徴部を含む。特徴部の各対について、レンズ状特徴部の曲率はその焦点がプリズム状特徴部の頂点と一致するようなものとすることができる。レンズ状及びプリズム状の特徴部の有用な形態については、米国特許出願公開第２００５／００５２７５０  Ａ１号（Ｋｉｎｇら）及び同第２００５／０２７６０７１号（Ｓａｓａｇａｗａら）に述べられている。
【０１０７】
図１４ａ〜１４ｄは、各装置が、粘弾性光ガイドと隣接する層との間の境界面に形成される、２組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置１４００は、接着性光ガイドであり、かつナノボイド化ポリマー層１４２０に接着される粘弾性光ガイド１４１０に光学的に結合される、光源５０を含む。照明装置１４０１は、接着性光ガイドであり、かつ第１の及び第２のナノボイド化ポリマー層１４２１及び１４２２に接着され、それらの間に配置される、粘弾性光ガイド１４１１に光学的に結合される、光源５０を含む。照明装置１４０２は、接着性光ガイドであり、かつ光学的に透明な基材１４３０及びナノボイド化ポリマー層１４２２に接着される粘弾性光ガイド１４１２に光学的に結合される、光源５０を含む。照明装置１４０３は、接着性光ガイドであり、かつナノボイド化ポリマー層１４２１及び基材１４３１に接着される粘弾性光ガイド１４１３に光学的に結合される、光源５０を含む。
【０１０８】
図１４ｅにおいて、照明装置１４０４は、接着性光ガイドであり、かつ第１の及び第２のナノボイド化ポリマー層１４２３及び１４２４に接着される粘弾性光ガイド１４１４に光学的に結合される、光源５０を含む。第１の基材１４３２は、光ガイドと反対側の第１のナノボイド化ポリマー層１４２３上に配置される。第２の基材１４３３は、光学的に透明な基材であり、光ガイドと反対側の第２のナノボイド化ポリマー層１４２４上に配置される。
【０１０９】
図１４ｆにおいて、照明装置１４０５は、接着性光ガイドであり、かつ第１の及び第２のナノボイド化ポリマー層１４２５及び１４２６に接着される粘弾性光ガイド１４１５に光学的に結合される、光源５０を含む。第１の基材１４３４は、光学的に透明な基材であり、光ガイドと反対側の第１のナノボイド化ポリマー層１４２５上に配置される。第２の基材１４３５は、光ガイドと反対側の第２のナノボイド化ポリマー層１４２６上に配置される。
【０１１０】
図１５ａ〜１５ｂは、本明細書において開示される光学物品を作製することができる、代表的な方法を示す。図１５ａにおいて、ナノボイド化ポリマー層１５２０は、基材１５３０上に配置され、基材上に形成されていてもよく、又はそうでなくてもよい。光学物品１５６０は、接着剤が、層の構造化された表面に合致するように、ナノボイド化ポリマー層の表面に転写接着剤１５５０を圧着することによって形成される。ナノボイド化ポリマー層の構造化された表面は、実質的に平面、即ち、構造化されなくてもよい。光学物品１５６０は、上に説明されるもののうちのいずれかといった、新たな光学物品を作製するように、別の構成要素に接着することができる。図１５ｂにおいて、光学物品１５６０は、接着剤組成物が層の構造化された表面に合致するように、ナノボイド化ポリマー層の表面上に接着剤組成物をコーティングすることによって、形成される。その上に接着剤組成物を有する物品は、組成物が層を形成するように、更なる処理（例えば、溶媒の硬化、除去等）が必要であってもよい。
【０１１１】
本発明は下記の実施例を考慮することでより完全な理解が可能である。
【実施例】
【０１１２】
実施例Ｉ
１．反応性ナノ粒子
凝縮器と温度計を備えた２リットル三口フラスコ内で、９６０グラムの有機シリカ細長粒子（Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｃ．のＯＲＧＡＮＯＳＩＬＩＣＡＳＯＬ  ＩＰＡ−ＳＴ−ＵＰ）、１９．２グラムの脱イオン水、及び３５０グラムの１−メトキシ−２−プロパノールを、高速攪拌で混合した。有機シリカ細長粒子は、長さ４０〜１００ｎｍで幅９〜１５ｎｍであり、１５．２重量％のイソプロパノール（ＩＰＡ）に分散されていた。次に、２２．８グラムの３−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．のＳＩＬＱＵＥＳＴ  Ａ−１７４）をフラスコに添加した。結果として得られた混合物を３０分間にわたって攪拌した。
【０１１３】
混合物を、１６時間、８１℃に保持し、次いで、室温まで冷却した。次に、４０℃の水浴でロータリーエバポレーターを使用して、溶液から約９５０グラムの溶媒を除去し、１−メトキシ−２−プロパノール中の４１．７重量％のＡ−１７４修飾細長シリカの透明な分散液を得た。
【０１１４】
２．塗料溶液
塗料溶液は、まず脂肪族ウレタンジアクリレートオリゴマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．のＣＮ  ９８９３）を、超音波攪拌下で酢酸エチルに溶解することによって作製した。次いで、以下の成分を、均質の溶液を形成するように、攪拌しながら添加した：ペンタエリスリトールトリアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．のＳＲ  ４４４）、及び光開始剤（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓのＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８４及び８１９）。コーティング配合物を表１に示す。
【０１１５】
【表１】
2013517602.tif 000003
【０１１６】
３．微細複製ツール
２つのタイプの微細複製ツールを使用して、光学素子を構築した。第１のツールタイプは、精密ダイヤモンド切削機を使用して、ツールの銅表面に切断されたパターンを有する修飾ダイヤモンド切削金属円筒形ツールであった。精密切断特徴部を有する得られた銅円筒に、ニッケルめっきを施し、ＰＡ１１−４でコーティングした。
【０１１７】
第２のツールタイプは、上で説明される精密円筒形ツールからのフィルム複製物であった。アクリレートモノマー及び光開始剤を含むアクリル樹脂を、ＰＥＴ支持体フィルム（２ミル（５０．８ミクロン））上にキャスティングし、次いで紫外線を使用して精密円筒形ツールに対して硬化した。得られた構造化されたフィルムの表面を、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）プロセスを使用して、シラン離型剤（テトラメチルシラン）でコーティングした。次いで、表面処理した構造化されたフィルムを、フィルムの一片を、構造化された側を外にして、キャスティングロールの表面に巻き付け及び固着することによって、ツールとして使用した。
【０１１８】
実施例において使用したツールを、表２に要約する。
【０１１９】
【表２】
2013517602.tif 000004
【０１２０】
４．ナノボイド化層微細複製
フィルム微細複製装置を採用して、連続したフィルム基材上に微細構造化ナノボイド化構造を作製した。装置は、塗料溶液を塗布する手段（ニードルダイ及びシリンジポンプ）と、円筒形の微細複製ツールと、ツールに対するゴムニップロールと、微細複製ツールの表面周囲に配設された一連のＵＶ−ＬＥＤアレイと、連続したフィルムを供給し、張力を掛け、巻き取るためのウェブ取扱システムとを含んだ。装置は、ツール温度、ツール回転、ウェブ速度、ゴムニップロール／ツール圧力、塗料溶液流量、及びＵＶ−ＬＥＤ放射照度を含む、いくつかのコーティングパラメーターを手動で制御するように構成された。代表的なプロセスは、Ｗｏｌｋらへの２０１０年１月１３日に出願された米国仮出願第６１／２９４，５７７号の図１に例解されている。
【０１２１】
表１に説明される塗料溶液を、ツールとフィルムとの間に形成されるニップに隣接する、３ミル（７６．２ミクロン）ＰＥＴフィルム（両面が下塗りされたＤｕＰｏｎｔ  ＭＥＬＩＮＥＸフィルム）に塗布した。溶液の流量は、溶液の連続した回転バンクがニップで維持されるように、約０．２５ｍｌ／分に調節し、ウェブ速度は、１ｆｔ／分（３０．５ｃｍ／分）に設定した。
【０１２２】
一実施例において、３Ｍ（商標）Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ（３Ｍ  ＥＳＲ）フィルムを基材として使用し、フィルムがラインを通って移動する際、ＥＳＲフィルムのシート化したサンプルを、ＰＥＴキャリアフィルムに取り付けた。下塗りしたＥＳＲフィルムは、取り外し可能な接着テープを使用して、３ミル（７６．２ミクロン）ＤｕＰｏｎｔ  ＭＥＬＩＮＥＸ両側下塗りフィルムの連続したウェブに、下塗りされた側を外にして、取り付けた。
【０１２３】
ＥＳＲは、反射性フィルムであるが、反射率は、それが流体（例えば、分散液）と接触する時、及び光が高角度で入射する時に、減少する。これらの条件の両方は、微細複製プロセス中に満たされ、塗料溶液が円筒形の微細複製ツールの周囲に巻き付く際、ＥＳＲフィルムを介して塗料溶液の少なくとも部分的な硬化を可能にする。
【０１２４】
８列の１６個のＬＥＤであるＵＶ−ＬＥＤバンク（Ｎｉｃｈｉａ  ＮＣＣＵ００１、ピーク波長＝３８５ｎｍ）は、装置電流を１００Ｖで６アンペアに調節することによって設定した。放射照度は校正しなかった。塗料溶液は、溶媒が、ＵＶ−ＬＥＤのバンクを過ぎて回転されるフィルム及びツールとして存在する状態で硬化され、ツール構造のネガ型に対応する微細複製されたナノ多孔性構造アレイを形成した。
【０１２５】
構造化されたフィルムを、ツールから分離し、巻き取りロール上で回収した。場合によっては、微細構造化コーティングは、コーティングの機械的特性を改善するように、ＵＶ放射によって、更に硬化した（後処理硬化）。後処理硬化は、Ｈバルブを装着したＦｕｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｍｏｄｅｌ  Ｉ３００Ｐを使用して達成した。ＵＶチャンバは酸素約５０ｐｐｍまで窒素で不活性化した。
【０１２６】
上のプロセスによって作製された微細構造化ナノボイド化フィルムを、表３に要約する。
【０１２７】
【表３】
2013517602.tif 000005
【０１２８】
５．微細構造化ナノボイド化フィルムへの転写接着剤の積層
各微細構造化ナノボイド化フィルムに対して、転写接着剤（ＳＯＫＥＮ  １８８５、Ｓｏｋｅｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＆  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏ．、Ｌｔｄ、Ｊａｐａｎ、２つのライナー間に１ミル（２５．４ミクロン）の厚さのフィルムとしてキャスティング）を、光圧力及びハンドローラーを使用して、微細構造化表面に積層した。各フィルムに関して、結果は、接着剤の埋め込まれた表面が、微細構造化ナノボイド化フィルムの微細構造化表面によって、フィルムに付与された構造を有する、接着剤で封止された微細構造化ナノボイド化フィルムであった。
【０１２９】
６．微細構造化ナノボイド化フィルムの溶媒系埋戻し
３つの溶媒系製剤を使用して、微細構造化ナノボイド化フィルムを埋戻しした。
【０１３０】
ａ．高粘度樹脂１
メチルエチルケトン中の１０重量％のポリビニルチラールアクリル樹脂（Ｓｏｌｕｔｉａ  Ｉｎｃ．のＢＵＴＶＡＲ  Ｂ−９８）及び１％  ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ８１９の溶液を使用して、逆円筒形レンズを含む微細構造化ナノボイド化フィルムに上塗りし、オーブン中１００℃で１分間乾燥させ、次いで、窒素下で毎秒３０フィート（毎分９．１４メートル）で、ＵＶプロセッサ（Ｈバルブを有するＦｕｓｉｏｎ  ＵＶ−Ｌｉｇｈｔ  Ｈａｍｍｅｒ  ６、ＲＰＣ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓモデル番号Ｉ６Ｐ１／ＬＨシリアル番号１０９８）に、２パスかけた。
【０１３１】
ｂ．高粘度樹脂２
ＩＰＡ中の１０重量％のポリビニルチラールアクリル樹脂（Ｓｏｌｕｔｉａ  Ｉｎｃ．のＢＵＴＶＡＲ  Ｂ−７６）の溶液を使用して、コーティングロッド＃２４を使用して、逆円筒レンズを含む微細構造化ナノボイド化フィルムに上塗りし、オーブン中１００℃で１分間乾燥させた。
【０１３２】
ｃ．光学的に透明な接着剤
酢酸エチル／ヘプタン（６０：４０）中のイソオクチルアクリレート及びアクリル酸（９３：７）からなる２７重量％のＰＳＡの溶液を使用して、コーティングロッド＃２４を使用して、逆円筒レンズを含む微細構造化ナノボイド化フィルムに上塗りし、オーブン中１００℃で１分間乾燥させた。ＰＥＴ基材は、光圧力及びハンドローラーを使用して積層した。
【０１３３】
７．バックライトアセンブリＡの製作
バックライトアセンブリＡは、以下のように調製した。微細構造化ナノボイド化フィルムＢ及びＤのサンプルを、各々、光圧力及びハンドローラーを使用して、転写接着剤（Ｓｏｋｅｎ  １８８５）の層と共に積層した。接着性光ガイドは、共に積層された、光学的に透明なアクリルＰＳＡ（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙの３Ｍ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  Ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  ８１８７）の４つの層を使用して構築され、２８ミル（０．７ｍｍ）の厚さの本体を作製した。光学的に透明なアクリルＰＳＡの屈折率は、１．４７であった。微細構造化ナノボイド化フィルムＢは、転写接着剤が光ガイドと接触するように、接着性光ガイドの主表面に積層した。微細構造化ナノボイド化フィルムＤは、転写接着剤が光ガイドと接触し、かつ線状のプリズムが円筒レンズに対して９０°で配向するように、接着性光ガイドの対抗する主表面に積層した。アセンブリを、図１２ａに示す。
【０１３４】
次いで、所望のサイズを光ガイド上にマークし（７９．０ｍｍ×４０．７ｍｍ）、これを、次いで、切断前に低温（＜０℃）にした。低温切断は、光注入のためのより良好な光学エッジを創出することに役立つ。低温にした後、光ガイドを、きれいな垂直切断を提供することによって、光学エッジの維持も行う、手持ち式回転カッターを使用して切断した。
【０１３５】
次いで、完了した光ガイドを、３Ｄデモンストレーションユニットにおいて、Ｎｉｃｈｉａ  Ｃｏｒｐ．の１６個（各側８個）のＮＳＳＷ００６Ｔ  ＬＥＤと嵌合させ、完全に機能する３Ｄディスプレイにおける目視検査及び分析を可能にした。
【０１３６】
８．バックライトアセンブリＡに関する光ガイド性能の分析
バックライトアセンブリＡの性能は、光ガイドの中心の水平方向に下の線における極左、中心、及び極右位置でのルミナンスを測定するように構成される、オートロニック・コノスコープ（Autronic Conoscope）を使用して測定した。データ（ルミナンス対方位角）を、図２０に示す。
【０１３７】
９．バックライトアセンブリＢ〜Ｄの製作
バックライトアセンブリＢは、フィルムＤの代わりに微細構造化ナノボイド化フィルムＥを使用して、バックライトアセンブリＡに関して上で説明したように調製され得る。バックライトアセンブリＣは、ＰＳＡストリップの代わりにアクリルスラブを使用して、バックライトアセンブリＡに関して上で説明したように調製され得る。アクリルスラブは、少なくとも１つの光学品質エッジを有する、約７９ｍｍ×４０．７ｍｍ×０．７６２ｍｍの寸法に機械加工され得る。バックライトアセンブリＤは、フィルムＤの代わりに微細構造化ナノボイド化フィルムＥを使用して、バックライトアセンブリＣに関して説明したように調製され得る。
【０１３８】
実施例ＩＩ
実施例１．埋め込まれた抽出ウェッジ及び統合リフレクターを有する接着性光ガイドＨＡＢＬ。
【０１３９】
図１３ａに示される照明装置１３００は、粘弾性光ガイド１３１０に積層される、微細複製された光学樹脂フィルム１３４０を含む。ナノボイド化ポリマー層１３２０は、多層光学フィルム３Ｍ（商標）ＥＳＲフィルムといったミラーを、支持体フィルムとして使用することができるように、光学絶縁層として機能する、微細複製された超低屈折率フィルムを含む。通常、装置の後部上で自立シートとして構成されるミラーは、底部表面を通って漏出する光を再利用する。本実施形態の別の特徴部は、磨耗から保護される、埋め込まれた抽出プリズムアレイである。
【０１４０】
実施例２．埋め込まれた円筒レンズを有する接着性光ガイドＨＡＢＬ。
【０１４１】
図１３ｂに示される照明装置１３０１は、粘弾性光ガイド１３１１に積層される、微細複製された超低屈折率フィルム１３２１を含む。基材１３３１は、微細複製された光学樹脂フィルムを含む。本実施形態の特徴部は、磨耗から保護され、かつ隣接する表面へのガイドの直接積層を可能にし得る、埋め込まれた円筒レンズアレイである。
【０１４２】
実施例３．主平面表面を有する接着性光ガイドＨＡＢＬ。
【０１４３】
本実施例は、実施例１及び２のハイブリッドである。図１４ｅに示される照明装置１４０４は、微細複製された超低屈折率フィルムと各々積層される、上部及び底部表面を含む。本実施形態の特徴部は、磨耗から保護され、かつ隣接する表面へのガイドの直接積層を可能にし得る、円筒レンズアレイ及び抽出プリズムアレイの両方の埋め込みである。基材１４３３は、微細複製された光学樹脂フィルムを含み、基材１４３２は、多層光学フィルム３Ｍ（商標）ＥＳＲフィルムといったミラーを含む。
【０１４４】
実施例４．統合された３Ｄフィルム及びＨＡＢＬアセンブリ。
【０１４５】
本実施例は、３Ｄディスプレイの別の素子、両面プリズムフィルムを組み込む、実施例３の拡張したものである。図１４ｆに示される照明装置１４０５は、微細複製された超低屈折率フィルムと各々積層される、上部及び底部表面を含む。上部表面上の構造は、構造も形成し下層の転向プリズムも平面化するプロセス工程において、転向フィルム１４３４上に直接付与される。基材１４３５は、多層光学フィルム３Ｍ（商標）ＥＳＲフィルムといったミラーを含む。本実施形態の特徴部は、現在は３つの別個の片である、転向フィルム、光ガイド、及びミラーフィルムの、単一のアセンブリへの統合である。
【０１４６】
実施例５．統合された３Ｄフィルム及びＨＡＢＬアセンブリ。
【０１４７】
２つの構造化された光学表面を有するバックライトの本実施例は、先の実施例の接着性光ガイド構造の代替である。代わりに、従来の固体光ガイド（例えば、高透明性アクリル又はポリカーボネート）が使用される。図１２ｂに示される照明装置１２０１は、積層された微細複製された光学樹脂フィルム１２３２からの上部表面を含み、底部は、微細複製された超低屈折率フィルム１２２２を含む。これらの両方は、それぞれ第１及び第２の転写接着層１２５２及び１２５３を使用して、固体光ガイドに積層される。この場合、接着剤はまた、底部支持体フィルム１２３３上の構造化された超低屈折率コーティングによって、抽出プリズムアレイに成形される。基材１２３３は、多層光学フィルム３Ｍ（商標）ＥＳＲフィルムといったミラーを含む。
【０１４８】
実施例６．統合された３Ｄフィルム及びＨＡＢＬアセンブリ。
【０１４９】
本実施例は、実施例２の光学物品が、修飾された３Ｄ転向フィルム（図１３ｃに関して上で説明した両面プリズムフィルム）に結合される、実施例２に関して説明される照明装置の拡張したものである。転向フィルムプリズムアレイ先端のうちの一部は、転写接着剤を使用して、３Ｄフィルムを光ガイドに直接結合することができるように、スタンドオフで修飾されている。
【０１５０】
実施例７．ハイブリッドＰＳＡ及びアクリルシート光ガイド。
【０１５１】
９”（２２．９ｃｍ）対角ディスプレイのためのプロトタイプハイブリッド光ガイドは、約０．１２５”（０．３１８ｃｍ）の標的厚さを有する光ガイドのための３／３２”（０．２４ｃｍ）の厚さのアクリル基材から開始して作製した。０．０１４”（０．０３６ｃｍ）の厚さの接着剤のシートは、商業的に入手可能な０．００７”（０．０１８ｃｍ）の厚さのＰＳＡ（３Ｍ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  ８１８７）の２つのシートを積層することによって作製した。次いで、１つの０．０１４”（０．０３６ｃｍ）の厚さの接着剤の層を、アクリル光ガイド基材の各側に積層し、約０．１２２”（０．３１０ｃｍ）の光ガイドの総厚とした。片側上にレンズ状特徴部を有するレンズ状フィルムを、光ガイドの上部表面に積層した。レンズ状特徴部は、７２．６ｕｍで離間する３５．６ｕｍ半径の完全な半円形から、完全な半円形ではない４５．５ｕｍで離間する５４ｕｍ半径のレンズまでの範囲であった。片側上にプリズム特徴部を有するプリズム状フィルムは、光ガイドの底部表面に積層した。プリズム特徴部は、４度の立ち上がり角度を伴って、８１．６ｕｍ間隔で離間する、２．９ｕｍの高さであった。
【０１５２】
光ガイドは、９”（２２．９ｃｍ）対角ＬＣＤ装置のためのバックライトにおいて使用した。バックライトは、各々が６個のＬＥＤ（Ｃｒｅｅ  ＸＰ−Ｅ）を有する２つの光エンジンと、バックリフレクター（ＥＳＲ）を有するバックプレーンと、アルミニウムフレームに取り付けられた３Ｄフィルムとからなった。
【０１５３】
バックライトに沿った水平位置の関数としてのクロストークに関するバックライトの性能は、ＣｏｎｏＳｃｏｐｅで測定した。図１６ａは、右及び左光源による結果を示す。測定位置は、光ガイドに沿う。クロストークは、左又は右ＬＥＤ源のいずれかがオンである時の意図されない、観視者の眼に入る光の量の尺度である。
【０１５４】
バックライトに沿った水平位置の関数としての均一性に関するバックライトの性能は、ＣｏｎｏＳｃｏｐｅで測定した。図１６ｂは、右及び左光源による結果を示す。測定位置は、光ガイドに沿う。ルミナンスは、画面位置に対する、ルミナンスの均一性を示し、左又は右ＬＥＤ源のいずれかががオンである時の、種々の位置でのバックライトの出力強度を示す。
【０１５５】
実施例８．ＰＳＡ系光ガイド。
【０１５６】
実施例７に類似する光学物品は、９”（２２．９ｃｍ）対角ディスプレイのために作製した。サイズの増加により、ＰＳＡの厚さは、バックライトの幅にわたり、ルミナンス均一性を維持するように増加された。このサイズの光ガイドは、セルキャストアクリルの０．１００”（０．２５ｃｍ）の厚さのシートから開始し、０．００３５”（０．００８９ｃｍ）の厚さのＰＳＡ（３Ｍ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  ８１８７）で、実施例７のレンズ状及びプリズム状フィルムをアクリルシートに積層することにより作製した。これにより、０．１０７”（０．２７２ｃｍ）の光ガイドの総厚（アクリル＋２つの接着剤層）とした。別の光ガイドは、０．１０８”（０．２７４ｃｍ）の厚さの光ガイドを作製するように、アクリルシートを、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙの０．０８”（０．２０ｃｍ）の厚さの透明なＶＨＢ（商標）Ａｃｒｙｌｉｃ  Ｔａｐｅ  ４９１８の単一のシートで置き換えることによって調製した。
【０１５７】
クロストーク及び均一性に関する各バックライトの性能は、実施例７に関して上で説明したように測定した。結果を、セルキャストアクリルを含む光ガイドに関しては図１７ａ及び１７ｂに、ＶＨＢ（商標）テープを含む光ガイドに関しては図１８ａ及び１８ｂに示す。
【０１５８】
実施例９．ＰＳＡ系光ガイド。
【０１５９】
３”（７．６ｃｍ）対角ディスプレイのための原型ＰＳＡ系光ガイドは、光ガイド（０．０２１”（０．０５３ｃｍ）の光ガイド総厚）として、３層の０．００７”（０．０１８ｃｍ）の厚さの光学的に透明な接着剤を使用して作製した。実施例７のレンズ状及び抽出器フィルムを、それぞれ、接着剤の上部及び底部表面に積層した。完成した光ガイドは、約０．０４１”（０．１０４ｃｍ）の総厚を有した。クロストークに関するバックライトの性能、及び均一性を、実施例７に関して上で説明したように測定した。結果を、図１９ａ及び１９ｂに示す。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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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４】
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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６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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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１１ｃ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１４ｅ】
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【図１４ｆ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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