(57)【要約】  表面上で素子をランダムパターンへとランダム化し、素子のランダムパターンが表面の一領域のほぼ全体を占めるようにする方法であり、重複距離を選択し、表面の一領域をほぼ完全に占め、隣接する素子が重複距離だけ重複する、素子の初期パターンを作成する。この方法はまた、最大変位距離を選択し、初期パターンにおけるその位置からランダム変位距離だけ素子を変位させる。このランダム変位距離は、最大変位距離より小さい。さらに、２個の隣接する素子の間の変位の符号付きの差は、重複距離より大きくない。こうした素子を含む装置も開示される。
2008512725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面上で素子をランダム化してランダムパターンを作り、前記素子のランダムパターンが前記表面の一領域のほぼ全体を占めるようにする方法であって、
重複距離を選択し、
前記表面の一領域をほぼ完全に占め、隣接する素子が前記重複距離だけ重複する素子の初期パターンを作成し、
最大変位距離を選択し、
前記素子を、前記初期パターンにおけるその位置からランダム変位距離だけ変位させ、
前記ランダム変位距離は前記最大変位距離より小さく、２個の隣接する素子の変位の符号付きの差が前記重複距離より大きくないことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記素子は三次元素子であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記素子は光学素子であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、
前記素子のランダムパターンは、光偏向膜の光学素子のパターンに対応することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
さらに、成形用基板の表面を、前記素子のランダムパターンでパターン付けすることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、
前記成形用基板は成形用円筒であることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、
前記素子の初期パターンは、素子の規則的パターンであることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、
前記ランダム変位距離は、基本変位距離の整数倍であることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
前記整数倍は、−１，０，１からなるグループからランダムに選択されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、
前記隣接する素子は、２つの非平行方向において重複し、一方の方向への前記重複距離は、他方の方向への前記重複距離と異なることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、
前記パターンの前記素子は、複数の大きさおよび複数の形状のいずれか又は両方を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、
前記ランダム変位距離は、前記重複と同じ方向であることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、
前記ランダム変位距離は、前記最大変位距離の負の値と、前記最大変位距離との間で選択される符号付き変位距離であることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、
前記変位は、少なくとも一方向に行われることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
前記変位は、２つの非平行方向に行われることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
前記２つの非平行方向は、ほぼ垂直であることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、
前記最大変位距離は、２方向で異なることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、
前記重複距離は、前記重複距離の方向において測定される、各素子の長さの約１パーセントから約２０パーセントの間であることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法であって、
前記素子は平面と曲面を備えることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法であって、
前記表面は、所定の長さと所定の幅を有し、前記表面の前記長さは、１個の素子の長さの約３０倍から約１０００倍であることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の方法であって、
前記表面は、所定の長さと所定の幅を有し、前記表面の幅は、１個の素子の幅の約６００倍から約２００００倍であることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１に記載の方法であって、
前記最大変位距離は、前記重複距離の約半分より大きくないことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１に記載の方法であって、
前記最大変位距離は、前記重複距離の約半分より大きいことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、
前記ランダム変位距離は、前記重複距離の整数倍であることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２３に記載の方法であって、
前記ランダムパターンは、同一のランダムパターンに隣接して設けられ、前記ランダムパターンと前記同一のランダムパターンの接触領域は、ほぼ視認されないことを特徴とする方法。
【請求項２６】
装置であって、
表面上にほぼランダムなパターンに配置された複数の素子を備え、
前記素子は、前記表面の一領域のほぼすべてをカバーし、かつ、隣接する素子が重複距離だけ重複する素子の基準パターンにおける各々の位置からランダム変位距離だけ変位され、
前記変位距離は最大変位距離より小さく、前記隣接する２個の素子の変位の符号付きの差は前記重複距離より大きくないことを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の装置であって、
前記素子は、三次元素子であることを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の装置であって、
前記三次元素子は、光学素子であることを特徴とする装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の装置であって、
素子の前記ランダムパターンは、光偏向膜の光学素子のパターンに対応することを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項２６に記載の装置であって、
前記表面は、成形用基板の表面であることを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載の装置であって、
前記成形用基板は、成形用円筒であることを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項２６に記載の装置であって、
前記装置の基準パターンは、装置の規則的パターンであることを特徴とする装置。
【請求項３３】
請求項２６に記載の装置であって、
前記ランダム変位距離は、基本変位距離の整数倍であることを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項３３に記載の装置であって、
前記整数倍は、−１，０，１からなるグループからランダムに選択されることを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項２６に記載の装置であって、
前記隣接する装置は２つ非平行方向において重複し、一方向への前記重複距離は、他の方向への前記重複距離とは異なることを特徴とする装置。
【請求項３６】
請求項２６に記載の装置であって、
前記パターンの前記素子は、大きさおよび形状のいずれか又は一方が異なることを特徴とする装置。
【請求項３７】
請求項２６に記載の装置であって、
前記ランダム変位距離は、前記重複と同じ方向であることを特徴とする装置。
【請求項３８】
請求項３７に記載の装置であって、
前記ランダム変位距離は、前記最大変位距離の負の値から前記最大変位距離までの範囲の符号付き変位距離であることを特徴とする装置。
【請求項３９】
請求項２６に記載の装置であって、
前記変位は、少なくとも一方向に行われることを特徴とする装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の装置であって、
前記変位は、２つの非平行方向に行われることを特徴とする装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載の装置であって、
前記２つの非平行方向は、ほぼ垂直であることを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項４０に記載の装置であって、
前記最大変位距離は、前記２つの方向で、それぞれ異なることを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項２６に記載の装置であって、
前記重複距離は、前記重複距離の方向において測定される前記素子の各々の長さの約１パーセントから約２０パーセントの間であることを特徴とする装置。
【請求項４４】
請求項２６に記載の装置であって、
前記素子は、平面と曲面を備えることを特徴とする装置。
【請求項４５】
請求項２６に記載の装置であって、
前記表面は、所定の長さと所定の幅を有し、前記表面の前記長さは、１個の素子の長さの約３０倍から約１０００倍であることを特徴とする装置。
【請求項４６】
請求項２６に記載の装置であって、
前記表面は、所定の長さと所定の幅を有し、前記表面の前記幅は、１個の素子の幅の約６００倍から約２００００倍であることを特徴とする装置。
【請求項４７】
請求項２６に記載の装置であって、
前記最大変位距離は、前記重複距離の約半分より大きくないことを特徴とする装置。
【請求項４８】
請求項２６に記載の装置であって、
前記最大変位距離は、前記重複距離の約半分より大きいことを特徴とする装置。
【請求項４９】
請求項４８に記載の装置であって、
前記ランダム変位距離は、前記重複距離の整数倍であることを特徴とする装置。
【請求項５０】
請求項４８に記載の装置であって、
前記ランダムパターンは、同一のランダムパターンに隣接して設置され、前記ランダムパターンと前記同一のランダムパターンの接触領域は、ほぼ視認されないことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の各実施形態は光偏向膜に関し、この膜は光源からの光を膜平面に垂直な方向（法線方向）へと偏向させる。
【背景技術】
【０００２】
光偏向膜は、さまざまな分野で使用される。たとえば、光偏向膜は、表示装置又は照明装置の一部として使用することができる。多様な技術に基づく表示装置や照明装置があり、その用途も多岐にわたる。技術のベースや用途に関係なく、光偏向膜を用いることにより、光源から出力への光の透過効率を改善できる。
【０００３】
ディスプレイ技術において注目を集めている技術のひとつに、液晶（ＬＣ）技術がある。ＬＣディスプレイ（ＬＣＤ）は、変調によってライトバルブの役割を果たす液晶材料を備える。ＬＣＤの用途の多くにおいて、パワー効率の改善が有益である。ＬＣＤ（または他の同様のディスプレイ）のパワー効率の向上は、ディスプレイの画像品質の改善等において有益である。
【０００４】
ＬＣＤの効率改善方法のひとつに、光偏向膜（複数の場合もある）を使って光を再利用する方法がある。光偏向膜の光学（optics）は、非常に特殊で細かい。光偏向膜は、複数の光学素子を含む。これらの光学素子は、ＬＣＤ内に光を偏向するように形成、配置され、そのＬＣＤのエネルギー効率を改善する。しかしながら、光偏向膜には、表示品質を低下させるような副次的効果（たとえば、モアレ効果やモアレ干渉パターン）がある。たとえば、モアレ効果が発生する光偏向膜の場合、不都合なことに、ＬＣＤスクリーンの輝度を不均一としてしまう。このように輝度が不均一となるのは、光偏向膜の光学素子が規則的に配置されていることによる。したがって、少なくとも上記の欠点を解消する装置または方法あるいはその両方が必要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ある例によれば、表面上に素子をランダムに配置してランダムパターンとし、素子のランダムパターンがその表面の一領域をほぼ完全に占めるようにするための方法では、重複距離を選択し、その表面の一領域をほぼ完全に占めるような素子の初期パターンを作成する。隣接する素子は上記重複距離だけ重なり合う。この方法はまた、最大変位距離を選択し、また、素子を、初期パターンにおけるその位置からランダムな変位距離だけ変位させる。このランダム変位距離は、最大変位距離より小さい。さらに、２個の隣接する素子の変位距離の符号付きの差は、重複距離より大きくない。
【０００６】
別の実施形態によれば、装置は、表面上にほぼランダムパターンで配置された複数の素子を備える。たとえば、素子は、その表面の一領域のほぼ全部をカバーし、隣接する素子が重複距離だけ重複する素子の基準パターンにおけるそれぞれの位置からランダム変位距離だけ離れた位置に配置される。変位距離は最大変位距離より小さく、２個の隣接する素子の変位距離の符号付きの差は、重複距離より大きくない。
【０００７】
本発明は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによって、よく理解できる。図中、各種の特徴は、必ずしも原寸に比例して描かれているとは限らないことを強調する。実際、説明を明瞭にするために、寸法は適宜増減されている。
【０００８】
本明細書において、「光学利得」、「軸上利得」または「利得」という用語は、所望の方向（通常は膜平面に対して垂直方向）への射出光の強度を同方向への入射光の強度で割った比を意味する。利得は、光偏向膜の効率の尺度として使用され、光偏向膜の性能の比較に用いられる。
【０００９】
本明細書において、光学膜に関して使用される「個別光学素子」という用語は、光学膜内の突起もしくは凹部等の所定の形状の素子を意味する。個別光学素子は、光学膜の長さと幅と比較して小さい。本明細書において、「曲面」という用語は、膜上の平坦ではない三次元表面を指す。本明細書において、「楔形素子」という用語は、ひとつまたは複数の傾斜面を有する素子を意味し、これらの表面は平面と曲面の組み合わせでもよい。楔形素子の例には、オレンジの輪切りのような部分や図１に見られるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の詳細な説明において、限定するためではなく説明のために各種の実施形態を示し、その中で、本発明を十分に理解できるように具体的な詳細を開示する。しかしながら、本開示の利益を有する（本明細書を読んだ）当業者にとって、ここで開示する詳細な説明とは異なる他の実施形態においても本発明が実行されうることは明らかである。さらに、周知の装置と方法についての説明は、本発明の説明が不明瞭にならないよう、これを割愛する場合がある。そのような方法と装置は、明らかに、実施形態の実施上で本発明が予期する範囲内である。全体を通じて、可能なかぎり、類似する番号は同様の特徴を指すものとする。
【００１１】
本実施形態に係る光偏向膜は、薄い透明な光学膜または基板とすることができ、この膜を通過する光を再分布(分配)：distribution)させ、膜から出る光の分布を、膜表面に対してより垂直に向けるようにする。このような光偏向膜には、膜の光射出面において規則的なプリズムの溝、レンズ状の溝または角錐が設けられており、これらの溝等によって、膜から出る光線のための薄膜／大気界面の角度が変わり、溝の屈折面に垂直な平面を進む入射光の分布成分が、膜表面に対してより垂直に向くように再分布される。こうした光偏向膜は、たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ラップトップコンピュータ、ワードプロセッサ、アビオニック（航空機搭載用）ディスプレイ、携帯電話、ＰＤＡ等における輝度を改善し、ディスプレイをより明るく見えるようにするために使用される。
【００１２】
ここに示す実施形態では、照明システムやディスプレイに使用された場合に、モアレ効果等の不都合な光学効果を大幅に低減しながら、比較的高い軸上利得を維持する個別光学素子を備える光偏向膜に関する。説明を明瞭にするために、各実施形態における光偏向膜についての説明は、その多くがＬＣシステムに関連している。しかしながら、これは各実施形態の光偏向膜の実施態様の一例にすぎないことを強調する。実際、各種実施形態に係る光偏向膜は、数例を挙げれば、ライトバルブによるディスプレイや照明用途等、他の用途にも使用できる。本発明を読んだ当業者にとって明らかなように、光偏向膜は、他のさまざまな技術にも応用できる。
【００１３】
視覚的に、モアレ効果は、２個の類似の空間パターン間の幾何学的干渉を意味する。干渉は、同じ、またはほぼ同じ周期性を有するパターンの間で最も顕著である。たとえば杭柵のように縦に並べられた、向こう側を見通せる仕切り（スクリーン）を見たとき見えるパターンが、モアレの例である。これらのパターンを分析すると、モアレパターンは、仕切りの周期成分の和と差の結果であることが明らかである。この現象はしばしば、２つのパターンのビートまたはビーティング（うなり）と呼ばれる。その結果観察されるモアレパターンの周波数は、２つの初期のパターンのいずれよりも低く、その振幅はうなりを発生させている高調波成分の強度に依存し、またその向きは２つのパターンの相対的な向きに依存する。たとえば、同じ周期ｐを有し、互いに垂直に配列され、角度θの向きに置かれた２個の方形波透過格子により生成されるモアレパターンは、ｐ／θにほぼ等しい周期で水平方向を向き、個々の格子線の形状の畳み込みによって得られる線形状を有する。角度が０になると、周期は無限に広くなる。しかしながら、仕切りが完璧に整合されていれば、それらの周期がほぼ同一の場合にモアレが見られる。その結果得られるモアレパターンの周期は、ｐ１*ｐ２／（ｐ１−ｐ２）（ただし、ｐ１，ｐ２は２個の仕切りの周期である）に等しい。たとえば、格子１の周期ｐ１＝０．０５ｍｍで、格子２の周期ｐ２＝０．０５０１ｍｍの場合、これによって得られるモアレ周期は２５ｍｍとなる。
【００１４】
明らかに有意に異なる周期を有する格子の場合は、その高調波の周波数が近いと、モアレ効果を生む可能性がある。周期ｐ１の方形波スクリーンは、１／ｐ１のｎ倍、つまりｎ／ｐ１の高調波を有する。これらの高調波と周期ｐ２の第二のスクリーンの基本波とのうなりにより、ｐ１*ｐ２／（ｎ*ｐ２−ｐ１）と等しい周期のうなりが発生する。周期ｐ１＝０．２５ｍｍのスクリーンの第５高調波（ｎ＝５）と、周期ｐ２＝０．０５０１のスクリーンを考える。この結果得られるモアレ周期は２５ｍｍである。
【００１５】
発生したモアレパターンが実際に観察されるか否かは、結果として得られる周期と変調による。これらのパラメータの複合的な視覚影響は、コントラスト変調閾値のＶａｎ  Ｎｅｓ  Ｂｏｕｍａｎ曲線に含まれる。この曲線は、観察性に必要な最小のコントラストを、ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅで表される空間周波数の関数として示す。一般に、目は２ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅと１０ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅとの間の周波数に最も敏感であり、ピークは５ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅである。この範囲での視覚閾値は〜０．１％変調である。空間周期をｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅで表される空間周波数に変換するには、観察者の観察距離を取り入れる必要がある。観察距離が１８インチの場合、１度（ｄｅｇｒｅｅ）は〜８ｍｍである。したがって、モアレパターンの空間周期（ｍｍ）を８ｍｍで割ると、その空間周波数（ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅ）が得られる。上記の例で、２５ｍｍのモアレ周期は〜０．３２ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅに対応する。この空間周波数のとき、視覚閾値は〜１％変調である。フーリエ解析により、純粋な方形波スクリーンは〜１．８％変調であるため、モアレパターンが若干見える。
【００１６】
推測できるように、モアレパターンの視認性に影響を与える所定パラメータは、ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅで表される空間周波数とその変調である。これらの特性は、基本となるスクリーンから導かれるため、その構成パラメータがキーとなる。前述のように、直線状のスクリーンや一方向にのみ変化するスクリーンでは、直線的なモアレパターンが生じる。このパターンに湾曲構造またはオフセットを取り入れることにより、パターンが二次元的となる。
【００１７】
周期的な配置により、二次元の高調波成分が得られる。モアレパターンを発生させるのは、これらの周期成分と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のブラックマトリクス構造の周期性とのうなりである。この二次元パターンは、重複したダイヤモンドまたは正弦波として見える。長さが大きくなると、パターンは一次元的となり、上記のようにモアレパターンが発生する。これは、ＴＦＴと直線状のスクリーンとの間に見られるモアレパターンと似ているが、素子が湾曲構造であることから、畳み込み演算によって線の形状がより広くなり、その結果、コントラストが低下することがある。ここでも、ランダム化を取り入れることによって周期性が破られ、モアレが観察されることを低減できる。モアレパターンを起こしにくい光偏向膜を各実施形態に関連して説明し、このような膜の製造に関する実施形態も説明する。
【００１８】
図１は、１個の湾曲した個別光学素子１０１の略図であり、ひとつの曲面１０２とひとつの平面１０３を有する。これら２つの面が出合う湾曲した端縁が、稜線１０４である。本実施形態では、個別光学素子は、ひとつの曲面とひとつの平面を有する。曲面１０２は、１本、２本または３本の軸に曲率を持ち、光を複数の方向へと偏向させる。たとえば、横から横および上下に湾曲する素子を備える膜もある。膜の平面に曲率を有する素子を備え、素子が複数の方向に光を偏向させることができる実施形態があることがわかる。
【００１９】
複数の実施形態において、個別光学素子は２つの曲面を有する。曲面は、１本、２本または３本の軸に曲率を持つ可能性があり、光を複数の方向に偏向させる。たとえば、図２は、単独の個別光学素子２０１の略図であり、曲面２０２，２０３を有する。２つの面が出会う湾曲した端縁は、図１と同様に稜線２０４である。実施形態は、２つの対称の曲面を有し、射出光も対称となることがわかる。
【００２０】
図３は、規則的に配列された個別光学素子１０１によってほぼカバーされている前表面３０１を有する光偏向膜の一例の概略図である。バックライトまたはその他の光源からの光は、裏面３０２から膜に入り、パターン化された前表面３０１から出る。隣接する素子の同じ地点（たとえば、稜線の中央の地点）の間の各方向への距離は、パターンのその方向へのピッチと呼ぶ。光学素子の位置がランダム化された場合は、各方向についての平均ピッチが計算される。膜の前表面の中で、光学素子によってカバーされていない領域は、「パターン無し領域」と呼ぶ。
【００２１】
図４は、本発明の他の実施形態に係る規則的パターンに配置された他の個別光学素子４０１，４０２，４０３の平面図である。各種の光学素子の稜線４０４，４０５，４０６は、点線で示されている。実施例によって、このパターンの素子は大きさや形状が異なり、それらが組み合わされて、光学膜の表面を完全にカバーする。したがって、実施形態に係る光偏向膜は、多くの異なる形状の個別光学素子を備えていてもよい。これらの形状のいくつかが、パーカー他による米国特許第６，７５２，５０５号において開示されている。同特許の開示を、引用をもって本願に援用する。
【００２２】
個別光学素子は、膜上にさまざまな形状で配置することができ、実際に、導光板からの射出光にあわせてカスタム化することが可能である。ある例においては、個別光学素子の約半分を、互いに約１８０度となるよう回転させる。これにより、素子の稜線のどちら側の表面も対称でない場合、ほぼ均等に素子の稜線に垂直な方向に偏向させることが可能となる。湾曲素子５０１の配列を示す実施形態を、図５に示す。
【００２３】
複数の実施形態において、個別光学素子は、相互に千鳥形に配置される。この千鳥形の配置により、光偏向膜の水平パターンが隠れるため、システム内のモアレ効果が減少する。光学素子６０１は、図６のように、光偏向膜上にパターン無し領域が生じないよう千鳥形に配置してもよい。
【００２４】
ある実施形態では、個別光学素子は相互に反対方向を向き、鏡像の形状に配置される。この鏡像形状では、素子のペアは、素子が相互に鏡像の関係となるように配置される。たとえば、図５の実施例の素子５０１は、相互に対向する鏡像形状である。このような鏡像関係の素子５０１のペアは、相互に、あるいは他のペアと交差、重複しうる。これらのペアを、光偏向膜上にパターン無し領域がないように配置してもよい。
【００２５】
本実施形態の光学素子は、素子の最高点の内角が約９０度であることを示す断面を持つ。このような断面では、稜線の角度が約９０度のときにその光偏向膜の軸上輝度が最高となるため、有利である。より一般的には、素子の最高点（たとえば、稜線１０４）における断面の内角は、約８８°から約９２°の範囲で、軸上輝度の損失はほとんど、またはまったくない。稜線の角度が約８５度より小さい、あるいは約９５度より大きいと、その光偏向膜の軸上輝度は低下する。
【００２６】
各光学素子１０１は、側面１０２，１０３を通じて膜から出る光を効率的に偏向させる。しかしながら、光の回折効果と稜線１０４の製造上の欠陥により、稜線において膜から出る光が散乱する場合がある。このほかに、膜のパターン無し領域から出る光も、偏向されない。この実施形態に係る膜による光偏向を改善するために、膜において稜線とパターン無し領域が占める割合を小さくすることが有利である。
【００２７】
図７は、平坦部（ランド）７０１を有する素子４０５を備えた光偏向膜の一部を示す。
【００２８】
図８は、光偏向膜と個別光学素子の断面略図である。軸を外れた（off-axis）（つまり、面８０４の法線から外れた）光８０５は、膜の裏面８０４から膜に入る。軸を外れた光が光学素子の側面８０２または８０３に低い入射角で当たると、光は屈折し、膜の法線に対してより平行に近い向きで射出される。光学素子の側面８０２または８０３に比較的高い入射角で入射する光線８０６は、反射され、照明システムで再利用される。
【００２９】
製造上の欠陥により、素子の稜線にしばしば平坦部８０１ができる。製造上のどのような欠陥によって平坦部が形成されたに応じて、平坦部は、平ら、丸い、あるいは２つの側面８０２，８０３の形状とは異なるその他の形状となる。平坦部８０１に入射した光線８０７は、膜の法線に対してより大きな角度で屈折し、観察者から遠ざかる。平坦部８０１の幅が、光のだいたいの波長より狭いか、あるいは２つの側面８０２，８０３がひとつの頂点で交差すると、回折効果によって、素子の稜線付近に入射する光線８０７は、望ましくない方向に散乱する。
【００３０】
光学素子の稜線に平坦部ができる原因となる製造上の欠陥は、さまざまな原因によって起こる。たとえば、モールドやパターンローラ全体にわたり、約０．５マイクロメートル未満の幅の平坦部を精密にパターニングすることは困難である。なぜなら、光学素子をカットしてモールドやローラに入れるツールの先端が磨耗したり破損したりするため、ツールの平坦部が大きくなり、カットされた光学素子の平坦部も大きくなるからである。さらに、約１．０マイクロメートル未満のモールドの平坦部を正確に再現するには、成形圧と温度を非常に高くし、あるいは材料粘性を非常に低くする必要があり、このように小さな寸法の平坦部を成形するのは不可能となる。
【００３１】
平坦部８０１の幅は、膜の軸上利得に影響を与える。平坦部が広くなると、入射光のうち、観察者から遠ざかる方向に向けられ、あるいは散乱する部分が大きくなる。平坦部８０１に入射したことによる光損失は、比Ｌ／ｐ（ただし、Ｌは光学素子の稜線平坦部８０１の平均幅、ｐは光学素子の稜線間の平均ピッチ）に比例する。比Ｌ／ｐは、膜の「平坦比」と呼ばれる。膜表面全体のうち、平坦部８０１が占める部分が大きいほど、膜の軸上利得が減少する。反対に、平坦比が小さいほど、軸上利得も相応に大きくなる。その結果、平坦部８０１の幅は、２つの側面８０２，８０３の収束によって形成される点であることが理想的である。このように、できるだけ平坦部８０１の幅を小さくすることが有利である。さらに、光学素子の平均ピッチを最大化することも有利である。
【００３２】
上記の検討事項に加え、平坦部８０１において光が散乱するため、膜が背後から照射され（たとえば、光が光源から裏面８０４に入射する）、直角以外の角度から観察される場合、光学素子の平坦部８０１は、素子の側面８０２，８０３より明るく見える。膜上の光学素子の繰り返しパターンと、ＬＣＤアレイ等、光が通過するその他の繰り返し構造により、軸から外れて観察した場合に、モアレ干渉パターンが見えるようになる。
【００３３】
他の実施形態では、モアレ干渉とその他の望ましくない光学的効果を低減するために、光学素子の位置がランダム化されている。ある実施例によるランダム化プロセスを次に紹介する。このプロセスはあくまでも例であり、他のプロセスを使っても、実施例のランダムパターンを実現できる点を強調する。
【００３４】
初期のほぼ規則的な（つまり、ほぼランダムでない）パターンにおけるその位置を起点として、各素子を選択された最大水平変位距離ｄを上限として左右のいずれかに変位させる。（初期のほぼ規則的なパターンは、基準パターンとも呼ばれる。）Ｘ方向への符号付き変位距離は、各素子についてばらばらに、−ｄから＋ｄの範囲でランダムに選択される。ランダム変位距離が大きくなると、モアレ干渉効果の減少幅も大きくなる。負の変位は左方向、正の変位は右方向である。変位距離ゼロとされ、初期の位置に残る素子もある。
【００３５】
ランダム変位距離は、−ｄから＋ｄの範囲で均一に分布するように選択しても、あるいは正規分布、三角分布その他の分布になるよう選択してもよい。また、−ｄから＋ｄの範囲を任意の数の離散値に分割し、この中からランダムに変位距離を選択してもよい。たとえば、変位距離として、−ｄまたは＋ｄの２つの数値のうちの一方をランダムに選択し、あるいは−ｄ、０または＋ｄの３つの数値のうちのいずれかをランダムに選択できる。当業者には、負の最大変位距離が正の最大変位距離と等しくなければ、単純に等価のランダムパターンが水平に移行することが理解できるであろう。
【００３６】
別の実施形態において、上記と同様にして、各素子を垂直方向にランダムに変位させてもよい。最大垂直変位距離は最大水平変位距離と同じでも、違っていてもよい。負の垂直変位では素子は下方向に変位し、正の変位では素子は上方向に変位し、ゼロ変位では素子は初期の垂直位置に残る。
【００３７】
たとえば、図９は、ある実施形態に係る光学膜の概略図であり、各光学素子５０１は、その基準位置からＹ方向に、Ｙピッチの２０％を上限としてランダムに変位され、Ｘ方向に、Ｘピッチの約２０％を上限として変位されている。隣接する光学素子が反対方向に移動すると、膜上にはパターン無し領域９０１，９０２，９０３が残る。パターン無し領域９０１，９０２，９０３は、入射光を膜法線から遠ざけるよう屈折させ、軸上利得が低下する。したがって、膜のパターン無し領域を最小限にすることが有益である。
【００３８】
図１０は、ある実施形態に係る光処理（management）膜１００１の概略断面図である。各素子の稜線からその隣接する素子の稜線までのピッチは、膜全体にわたって異なる。たとえば、ピッチ１００２，１００３，１００４，１００５の長さは異なる。素子の平均ピッチは、膜の断面の長さ１００６を、その長さの中にある稜線の数で割ることによって計算される。
【００３９】
光学素子の位置をランダム化したときにパターン無し領域がなるべく発生しないようにするために、光学素子の基準ピッチは、各方向に、その方向の最大ランダム変位距離の２倍だけ減らすことができる。いずれかの側で接触または重複する素子は、「隣接素子:neighbors」または「隣接する素子:neighboring elements」と呼ばれる。ある方向へのピッチを縮小すると、隣接する素子は、その方向に重複することになる。たとえば、図１１ａは、光偏向膜の、水平方向にのみ接触する２個の光学素子１１０１，１１０２を示す。この実施形態の中で、モアレ効果を削減するために、素子１１０１は、符号付き距離ｘ１だけ水平に変位され、素子１１０２は、符号付き距離ｘ２だけ水平に（ｘ方向に）変位される。ｘ２−ｘ１の差が正であれば、２個の素子１１０１，１１０２の間にはパターン無しの領域が残る。これに対し、図１１ｂに示されるように、２個の光学素子１１０３，１１０４は、その基準位置において、距離１１０５だけ重複している。光学素子１１０３が符号付き距離ｘ３だけ水平に変位され、光学素子１１０４が符号付き距離ｘ４だけ水平に変位されると、ｘ４−ｘ３の差が重複距離１１０５より大きい場合のみ、２個の光学素子１１０３，１１０４の間にパターン無しの領域が残る。さらに、水平変位距離ｘ３とｘ４の各々が符号なしの大きさにおいて重複距離１１０５の半分未満に限定されている場合、水平変位距離はばらばらに選択でき、この変位によってパターン無し領域が残ることはない。モアレを削減し、パターン無し領域を縮小するために、上記と同様の方法で垂直変位を行ってもよいことがわかる。
【００４０】
図１２ａ−１２ｄは、他の実施形態に係る光偏向膜の光学素子の概略図である。光学素子１２０１，１２０２は、水平および垂直の両方向に隣接している。図１２ａは、２個の光学素子１２０１，１２０２を示しており、素子１２０２は素子１２０１から約１８０度回転され、図５の例に関して、光学膜を効率的にカバーするよう繰り返すことができるような相対的位置に配置される。図１２ａの位置において、２個の光学素子１２０１，１２０２がほとんど重複せず、水平（ｘ方向）または垂直（ｙ方向）のいずれかに相互に遠ざかるように変位されると、その間にいくらかのパターン無し領域が生じる。
【００４１】
図１２ｂにおいて、２個の光学素子は、水平方向に少量だけ重複しており、その基準位置から水平に変位してもパターン無し領域が発生しない。図１２ｃにおいて、２個の光学素子１２０１，１２０２は、垂直方向に少量だけ重複しており、垂直に変位してもパターン無し領域が発生しない。図１２ｄにおいて、２個の光学素子は、水平および垂直の両方向に重複しており、両方向に変位してもパターン無し領域が発生しない。
【００４２】
特定の実施形態によれば、重複する素子の初期パターンは、まず、表面を完全にカバーするが、光学素子がほとんど、あるいはわずかしか重複しないパターンを作ることによって設計することができる。初期パターンは、規則的（非ランダム）でも、初期からランダムでもよい。次に、素子を所望のランダム変位の各方向に重複させ、その方向の各々への素子のピッチをその方向の重複量だけ減らし、初期の重複パターンを作る。
【００４３】
この初期重複パターンから、各素子をランダムに変位させ、その一方で、表面が完全にカバーされたままにすることができる。たとえば、素子の輪郭は長方形とすることができ、この場合、素子は当初、格子状に配置され、各方向へのピッチは、長方形の各方向への長さに等しく、素子は各方向にわずかに接触している。長方形の素子を水平および／または垂直方向に、ある重複距離だけ重複させることにより、長方形の各素子を各方向にランダムに変位させ、その一方で、表面が完全にカバーされたままにすることがきる。
【００４４】
より複雑な例の場合、図４の楔形光学素子４０１を、さまざまな方法で表面を完全に覆うように配置でき、その一例が図４に示されている。楔形素子のピッチを、水平および／または垂直方向に重複距離だけ縮小することにより、楔形の各素子を各方向にランダムに変位させながら、表面が完全にカバーされたままにすることができる。
【００４５】
本明細書を読んだ当業者は、光学素子の配置によっては（たとえば、図４のダイヤモンド形の光学素子４０３）、変位と重複が水平および垂直以外の方向であってもよく、また、変位と重複が垂直ではない２つまたはそれ以上の方向であってもよいことに気づくであろう。また、ある場合には、１箇所重複させるだけで、パターン無し領域を作らずに複数の方向に変位させることが十分に可能であり、図１２ｄの複合的な重複をこのようなケースの一例と考えることができる。さらに別の実施形態において、変位可能な方向と平行ではない方向に重複させてもよく、図１２ｄの複合的な重複は、このケースの一例とも考えられる。
【００４６】
図１３は、ある実施形態に係る方法を使って作製された、光学膜の上面概略図である。この実施形態において、図９に関連して説明した光学素子が、各方向（水平および垂直）へのピッチの約４０％だけ重複して配置され、次に、各方向へのピッチの約２０％を上限としてランダムに変位される。これによって得られるパターンでは、複数の光学素子１３０１は、隣接する素子が相互に遠ざかるようにランダムに変位されても、膜表面はほぼ完全にカバーされたままで、パターン無し領域が現れないようにするのに十分な分だけ重複している。比較的大きな量でランダムに変位させると、モアレ干渉は減少するが、この場合、光学素子の重複距離を大きくとる必要があり、平坦部の比Ｌ／ｐが増大し、その結果、軸上利得を減少させる可能性がある。
【００４７】
軸上利得は、より大きい、あるいはより広い（つまり、ｘ軸方向）光学素子を配置することによって高めることができる。寸法が大きくなると、膜の平均ピッチも増大し、これによって平坦部の比（Ｌ／ｐ）が減少して、膜の軸上利得が増大する。頂角を約９０度に維持するために、一般に、光学素子の高さも大きくされる。しかしながら、光学素子が大きくなると、膜またはディスプレイの観察者から見えるようになる。さらに、製造上の要件から、パターンローラやモールドに光学素子の大きさが制限されるため、より大きな素子を膜上に再現することが困難である。このような設計、製造上の制約の範囲内で、実施形態の方法は、あらゆる大きさの素子を使って作製された光学膜のモアレ低減と軸上利得の増大に利用することができる。
【００４８】
本明細書で紹介する実施形態において、光偏向膜は、ある長さとある幅の基板を有する。たとえば、これらの膜は、携帯電話の表示部、テレビ、コンピュータモニタ等の表示装置や照明システムにおいて使用され、これらの用途においては、基板の長さが素子のその「長手」方向への長さの約３０倍から約１０００倍の範囲である。さらに、実施例の偏光層の光学素子は、幅より長さがはるかに大きい。このような実施例において、基板の幅は素子の幅の約６００倍から約２０，０００倍のオーダーである。
【００４９】
素子の大きさに関して、実施例では、各光学素子のランダム変位距離を大幅に増大させ、その一方で、パターン無し領域の発生を回避するよう、素子の大きさと重複距離を大幅に縮小する。これは、各素子をその初期の基準格子における位置からランダムに変位させたパターンによって実現されるが、このランダム変位には、すべての２個の隣接する素子の間の変位距離の符号付きの差が、これらの素子の間の基準（nominal）重複距離より大きくてはならないという制約が適用される。この方法により、全体的なランダム変位距離をかなり大きくし、その一方で、隣接する素子を少量だけ重複させることで、パターン無し領域の発生を回避することができる。ある実施形態においては、一部の光学素子のランダム変位距離は、隣接する素子の間の初期の重複距離よりずっと大きい。それでも、隣接する素子の変位における符号付きの差は重複距離より大きくならないように条件付けられているため、平均ピッチを比較的大きく維持し、パターン無し領域の発生をほぼ回避し、その結果、軸上利得を高く保つことができる。
【００５０】
各光学素子のランダム変位距離は、連続的に選択でき、あるいは、所与の距離の整数倍としても選択できる。たとえば、ある実施形態において、光偏向膜の各光学素子のランダム変位距離は、各方向への重複距離の整数倍である。このような実施形態により、小さな重複で、軸上利得を最大限にすることができ、大きな変位距離で、モアレ干渉を低減することができる。用途に応じて、実施形態では、ランダム変位距離を連続的に選択して、所与の距離の倍数をほとんど使わずに、モアレ干渉を低減してもよい。
【００５１】
実施形態において、隣接する光学素子の間の重複距離は、水平方向に光学素子の幅の約３％から約１０％の範囲、垂直方向に光学素子の高さの約３％から約１０％の範囲である。重複距離を小さくすることで、平均ピッチｐは重複しない場合の数値に近く保たれ、その結果、平坦部の比率Ｌ／ｐは、重複しない場合の数値にごく近くなり、軸上利得が高いままとなる。ランダム変位距離（ｄ）は−ｄから＋ｄの範囲で選択され、ｄは、各方向への光学素子の長さの約３％から約５０％までの数値である。他の実施形態では、重複距離は、重複距離の方向に測定される素子の長さの約１％から約２０％である。各方向に約５０％のランダム変位は「フルフェイズランダム化」と呼ばれ、これらにより、ほとんど完全にランダムなパターンが得られ、その結果、光学膜を他の構造のシステムにおいて使用した場合のモアレ発生の可能性はほぼ完全になくなる。他の製造または設計上の問題によってランダム変位の規模が制限される場合、約５０％に満たないランダム変位距離でも、約５０％の場合よりは小幅であるが、それでも有意なモアレ干渉効果の低減を実現できる。
【００５２】
本発明の実施例によるパターンは、初期の正規格子とその格子からの変位に関して説明したが、本明細書を読んだ当業者であれば、光学素子をさまざまな方法でパターンに配置して、同様の結果を得ることができることがわかるであろう。たとえば、ある実施形態では、素子を当初、格子状に配置し、次に、ランダム変位距離を光学素子にランダムな順序で繰り返し適用し、各変位距離は、隣接する素子がその隣接素子の現在の位置と重複したままでなければならないという制約に従ってランダムに選択される。別の実施形態では、素子を当初、格子状に配置し、次に、ランダム変位距離を光学素子にランダムな順序で繰り返し適用し、毎回、条件とされる重複に関する制約に従うために、隣接する素子の位置を調整する。重複に関する条件を満たすために隣接素子を移動しなければならない場合は、その隣接素子もまた移動する必要があるかもしれず、これが繰り返される。実施形態によっては、重複に関する制約に関係なく、光学素子を光学膜のパターン上にランダムに配置し、いったんすべての素子を配置してから、どの素子の隣接ペアもパターン無し領域を残さないように、素子の変位距離を調整する。
【００５３】
ある装置や用途において、光学素子のパターンの多数のコピーをそれぞれ隣合わせて配置しなければならない場合、パターンの端縁が目に見えないことが重要である。たとえば、光偏向膜を、パターン付きローラを使って製造する場合、光学素子のパターンがローラの周囲を包むように連続(wrap around)しなければならない。実施形態において、光学素子は素子同士が出合う継ぎ目が見えないように、ローラを包み込むように連続する。別の例では、ローラの軸方向に光学素子パターンのパッチを繰り返すことで、全体にパターンが施されたローラ表面を生成し、表すための計算労力を削減できる。
【００５４】
パターンの複数のコピーを継ぎ目が見えないように相互に隣り合わせに配置するために、隣接する素子が重複量より大きな距離だけ互いに離れるように変位してはならないという制約は、「隣接素子」がパターンの上から下およびパターンの左側から右側へと包み込むように連続した状態になると解釈される。たとえば、パターン内の一番上の光学素子は、同じ水平位置であれば一番下の光学素子の垂直方向の隣接素子になると考えられる。同様に、パターン内の一番左側の光学素子は、同じ垂直位置であればパターン内の一番右側の光学素子の水平方向の隣接素子になると考えられる。パターンの隅の光学素子は、全体のパターンの形状とパターンのコピーを膜に貼り付ける所望の方法に応じて、パターンの他の隅に隣接光学素子を有することになる。パターンは、長方形、三角形あるいは、選択された用途に応じて膜に貼り付けるために考案されたその他の形状とすることができる。重複の関係がより複雑な他の隣接光学素子、たとえば、図１２ａ−１２ｄの隣接光学素子については、より複雑ではあるが、当業者にとって周知の方法で、パターンの端縁を包み込むように連続する状態の隣接素子を持つように構成できる。
【００５５】
実施形態において、隣接素子はパターンの端縁を包み込むように連続する状態で、この光学素子の変位距離もランダムに選択できるが、パターンの端縁を包み込むように連続する状態の隣接素子を含む隣接光学素子は、重複距離より大きな量だけ互いに離れるように変位しないという制約が適用される。このようにすることによって、パターンの複数のコピーを目に見える継ぎ目のない状態で隣り合わせて配置できる。
【００５６】
図１４は、本発明の実施例による光学膜の一部の概略図であり、重複距離が小さく、ランダム変位距離が大きい。個別光学素子の形状は図９のものと同じであり、光学素子のランダム変位距離は、図９の最大変位距離と同じである。光学素子はその基準位置において、その垂直の長さの約５％、水平の幅の約６．７％だけ重複しており、その結果、平均ピッチは図１３の膜の平均ピッチよりはるかに大きく、図９の例の膜の平均ピッチに非常に近い。図１４において、光学素子は、２個の隣接する素子の変位距離の符号付きの差が初期の重複距離より大きくてはならないという制約を適用して、水平または垂直方向の寸法の約２０％を上限として、ランダムに変位される。図１４の膜の平均ピッチは比較的高く、したがって、軸上利得も高いが、個別光学素子のランダム変位距離が大きいため、モアレパターンが大幅に低減されている。
【００５７】
図１５は、実施形態に係る液晶ディスプレイに光偏向膜１５０６を組み込んだディスプレイ１５０１を示す。光は、光源１５０２から導光板１５０４の中に入る。光源１５０２は通常、冷陰極蛍光灯またはＬＥＤであるが、発光するものであればどのような光源でもよい。導光板１５０４はテーパ状でもでも、平板状でもよく、導光板１５０４の片面には背面反射材１５０３が備えられている。光は導光板の背面半反射材１５０３の反対側から出て、散乱板１５０５を通過する。散乱板１５０５は、導光板１５０４からの射出光をディスプレイ全体にわたって均等にし、時々導光板に印刷または型押しされている要素を隠し、モアレ干渉効果を削減するのに役立つ。次に、光は光偏向膜１５０６を通過し、この光偏向膜１５０６からの射出光は、膜への入射光と比較して、より狭い円錐形となっている。光偏向膜１５０６は、個別光学素子が導光板１５０４から遠ざかるほうを向くように方向付けられている。光はその後、液晶ディスプレイモジュール１５０７に入る。光偏向膜と液晶部との間に、上部散乱板または反射偏光板（図示せず）等、他の膜があってもよい。光偏向膜１５０６の上の素子のピッチまたは角度方向を、画素その他の反復する素子の寸法、ピッチまたは角度方向に関して異なるようにすれば、モアレパターンがＬＣＤパネルから見えなくなる。
【００５８】
図１６は、２枚の光偏向膜１６０６，１６０７が液晶ディスプレイに組み込まれた実施形態に係るディスプレイ１６０１を示す。この実施形態において、光は、光源１６０２から導光板１６０４に入る。光源１６０２は通常、冷陰極蛍光灯またはＬＥＤであるが、バックライト表示用に使用できる別の適当な光源でもよい。導光板１６０４はテーパ状でも、平板状でもよく、少なくとも片側に背面反射材１６０３を有する。光は、導光板１６０４の上面から出て、散乱板１６０５を通過する。散乱板１６０５は、導光板１６０４からの射出光をディスプレイ全体にわたって均等にし、時々導光板に印刷または型押しされている要素を隠し、モアレ干渉効果を削減するのに役立つ。次に、光は光偏向膜１６０６と光偏向膜１６０７を通過する。２枚の光偏向膜は、互いに、約８０度から約１００度の角度で交差する。光偏向膜１６０６，１６０７はどちらも、個別光学素子が導光板１６０４からほぼ遠ざかる方向を向くように方向付けられる。光は次に、液晶ディスプレイモジュール１６０８に入る。光偏向膜と液晶部の間には、上部散乱板や反射偏光板等、他の膜があってもよい。光偏向膜１６０６，１６０７の上の素子のピッチまたは角度方向あるいはその両方は、画素またはその他の反復する素子の寸法、ピッチまたは角度方向あるいはそれらの組み合わせに関して異なるようにすれば、モアレパターンがＬＣＤパネルからほぼ見えなくなる。
【００５９】
前述のように、実施例による光偏向膜は、照明系でも使用できる。光は光源によって生成され、この光源は電球、有機または無機発光ダイオード、固体光源あるいは、照明系の光源に適したその他の装置とすることができる。光は光源を出て、光偏向膜に入り、ここで偏向され、再利用される。これは、作業照明や絵画用スポット照明等の屋内照明や、光源だけの場合より大きな偏向された光を必要とするその他の用途にも利用できる。
【００６０】
偏向膜はまた、表示システムにも使用できる。ディスプレイは、液晶ディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、あるいはデジタルマイクロミラー装置（ＤＭＤ）に基づくディスプレイ等、どのような形態でもよい。有機発光ダイオードディスプレイは、観察者１人用の場合、ＯＬＥＤからの光が偏向され、その１人の観察者がディスプレイを軸上で見たときに、より明るく見えるように実現できる。ディスプレイは、アクティブでもスタティックでもよい。光偏向膜は、ディスプレイからの軸上の光を偏向する。
【００６１】
図１７は、光偏向膜１７０３を備える照明システム１７０１を示す。光は光源１７０２によって生成され、この光源は電球、有機または無機発光ダイオード、固体光源あるいは、照明システムに適したその他の光源でもよい。光は光源１７０２を出て、光偏向膜１７０３に入り、ここで偏向される。このシステムは、作業照明や絵画用スポット照明等の屋内照明システムや、光源が放出しているものより大きな偏光を必要とするその他の照明にも使用できる。
【００６２】
図１８は、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）１８０２と光偏向膜１８０３を備える表示システム１８０１を示す。光偏向膜は、有機発光ダイオードディスプレイに使用し、１人の観察者が使用する場合、ＯＬＥＤからの光は、その１人の観察者がディスプレイを軸上で見たときに、より明るく見えるよう偏向できる。ディスプレイはアクティブでもスタティックでもよい。光偏向膜は、ディスプレイからの軸上の光を偏向する。
【００６３】
実施形態には、現在の光偏向膜と比較して数多くの利点がある。膜上の個別光学素子は、モアレ解消と軸上利得とのバランスをとるよう配置され、比較的高い軸上利得を実現しながら、モアレを大幅に低減させている。モアレパターンは、２本またはそれ以上の規則的な線や点が重複すると発生する。その結果、線が繰り返されるパターンが得られ、線の太さと周波数は、相互に作用する２つのパターンによって異なる。ＬＣＤディスプレイ等の表示装置において、ＬＣＤ装置の観察者から見られるモアレパターンは、表示された情報の品質上の障害となるため、好ましくない。本発明の実施形態に係る光偏向膜により、先行技術の光偏向膜と比較し、モアレが低減し、軸上利得が維持される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施形態による単独の個別光学素子の概略図である。
【図２】実施形態による単独の個別光学素子の概略図である。
【図３】実施形態に係る光偏向膜を示す図である。
【図４】実施形態に係る規則的パターンに配列された個別光学素子を示す図である。
【図５】実施形態に係る湾曲光学素子の配列を示す図である。
【図６】実施形態に係る湾曲光学素子の千鳥形配列を示す図である。
【図７】実施形態に係る光偏向膜の一部分を示す図である。
【図８】実施形態に係る光偏向膜の断面概略図である。
【図９】実施形態に係る各光学素子がランダムに配置されている光学膜の概念図である。
【図１０】実施形態に係る光処理膜の断面概略図である。
【図１１】実施形態に係る光偏向膜における水平に接触する２個の光学素子と、重複する２個の光学素子を示す図である。
【図１２】実施形態に係る水平および垂直の両方向に隣接する光学素子を示す図である。
【図１３】実施形態に係る重複する光学素子を備える光学膜の概略図である。
【図１４】実施形態に係る素子の初期の重複距離より大きな距離のランダム変位が行われた光学膜の略図である。
【図１５】実施形態に係る光偏向膜を備える液晶ディスプレイを示す図である。
【図１６】他の実施形態に係る光偏向膜を備える液晶ディスプレイを示す図である。
【図１７】他の実施形態に係る光偏向膜を備える液晶ディスプレイを示す図である。
【図１８】他の実施形態に係る光偏向膜を備える液晶ディスプレイを示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０１  光学素子、１０２  曲面、１０３  平面、１０４  稜線、２０１  光学素子、２０２  曲面、２０３  曲面、２０４  稜線、３０１  前表面、３０２  裏面、４０１  個別光学素子、４０２  個別光学素子、４０３  個別光学素子、４０４  稜線、４０５  稜線、４０６  稜線、５０１  湾曲素子、６０１  光学素子、７０１  平坦部、７０２  光学素子、８０１  平坦部、８０２  側面、８０３  側面、８０４  裏面、８０５  軸を外れた光、８０６  光線、８０７  光線、９０１  パターン無し領域、９０２  パターン無し領域、９０３  パターン無し領域、１００１  光管理膜、１００２  ピッチ、１００３  ピッチ、１００４  ピッチ、１００５  ピッチ、１００６  長さ、１１０１  光学素子、１１０２  光学素子、１１０３  光学素子、１１０４  光学素子、１１０５  距離、１２０１  光学素子、１２０２  光学素子、１３０１  光学素子、１５０１  ディスプレイ、１５０２  光源、１５０３  背面反射板、１５０４  導光板、１５０５  散乱板、１５０６  光偏向膜、１５０７  液晶ディスプレイモジュール、１６０１  ディスプレイ、１６０２  光源、１６０３  背面反射材、１６０４  導光板、１６０５  散乱板、１６０６  光偏向膜、１６０７  光偏向膜、１６０８  液晶ディスプレイモジュール、１７０１  照明システム、１７０２  光源、１７０３  光偏向膜、１８０１  表示システム、１８０２  有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、１８０３  光偏向膜、Ｌ／ｐ  平坦比。
【図１】
2008512725.tif 000003
【図２】
2008512725.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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１２ａ】
2008512725.tif 000015
【図１２ｂ】
2008512725.tif 000016
【図１２ｃ】
2008512725.tif 000017
【図１２ｄ】
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【図１３】
2008512725.tif 000019
【図１４】
2008512725.tif 000020
【図１５】
2008512725.tif 000021
【図１６】
2008512725.tif 000022
【図１７】
2008512725.tif 000023
【図１８】
2008512725.tif 000024
【国際調査報告】
2008512725.tif 000025
2008512725.tif 000026