(57)【要約】  本発明の光方向変換フィルムは、相互に交差し、および／もしくは連動し、光学素子によって占められる少なくとも１つの表面のほぼ完全な表面被覆率を達成する、個々の光学素子のパターンを有する。光学素子の少なくともいくつかは、湾曲した表面上で、平坦な表面上よりも大きな程度に相互に交差し、交差する光学素子の平坦な表面領域の、湾曲した表面領域に対する相対的な割合を増大させ、フィルムを通過する光の軸上利得を増大させる、少なくとも１つの平坦な表面および少なくとも１つの湾曲した表面を有するであろう。
2008515026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、表面の少なくとも一方は、少なくとも１つの平坦な表面と少なくとも１つの湾曲した表面とを有する明確な形状の個々の光学素子のパターンを有し、基板の長さおよび幅と比較して大変小さく、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配し、光学素子の少なくともいくつかは相互に交差する、光方向変換フィルム。
【請求項２】
光学素子の少なくともいくつかは、光学素子の湾曲した表面上で、平坦な表面上よりも大きな程度に相互に交差し、光学素子の湾曲した表面領域に対する平坦な表面領域の相対的な割合を増大させ、基板を通過する光の軸上利得を増大させる、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３】
相互に交差する光学素子の、残りの平坦な表面領域の、残りの湾曲した表面領域に対する相対的な割合が６０％を上回る、請求項２に記載のフィルム。
【請求項４】
相互に交差する光学素子の、残りの平坦な表面領域の、残りの湾曲した表面領域に対する相対的な割合が７５％を上回る、請求項２に記載のフィルム。
【請求項５】
光学素子の少なくともいくつかが、光学素子の湾曲した表面上のみで相互に交差し、光学素子の、平坦な表面領域の、湾曲した表面領域に対する相対的な割合を増大させ、基板を通過する光の軸上利得を増大させる、請求項１に記載のフィルム。
【請求項６】
基板を通過する光の所定の角度分布が、基板に対してより垂直な方向にある、請求項１に記載のフィルム。
【請求項７】
基板を通過する光の所定の角度分布が、基板に対して垂直であるピーク角度分布を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項８】
少なくとも１つの表面上の光学素子の位置もしくは配置がランダム化される、請求項１に記載のフィルム。
【請求項９】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、表面の少なくとも１つは、少なくとも２つの湾曲した表面を有する明確な形状の個々の光学素子のパターンを有し、光学素子の湾曲した表面のうちの１つは、他方の湾曲した表面より小さな半径を有し、光学素子は基板の長さおよび幅と比較して大変小さく、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配する、光方向変換フィルムであって、光学素子の少なくともいくつかは、光学素子の一方の湾曲した表面上で、他方の湾曲した表面上よりも大きな程度、相互に交差し、光学素子の一方の湾曲した表面の、他方の湾曲した表面に対する相対的な割合を減少させ、基板を通過する光の軸上利得を増大させる、光方向変換フィルム。
【請求項１０】
基板を通過する光の所定の角度分布が、基板に対してより垂直な方向にある、請求項９に記載のフィルム。
【請求項１１】
基板を通過する光の所定の角度分布が、基板に対して垂直であるピーク角度分布を有する、請求項９に記載のフィルム。
【請求項１２】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、少なくとも１つの表面は、少なくとも２つの傾斜した表面を有す
る明確な形状の個々の光学素子のパターンを有し、基板の長さおよび幅と比較して大変小さく、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配する、光方向変換フィルムであって、光学素子の少なくともいくつかは相互に交差して、光学素子のパターン内で基板の少なくとも１つの表面のほぼ完全な表面被覆率を達成する光方向変換フィルム。
【請求項１３】
少なくとも１つの傾斜した表面は平坦であり、少なくとも他の１つの傾斜した表面は湾曲している、請求項１２に記載のフィルム。
【請求項１４】
表面被覆率は９０％を上回る、請求項１２に記載のフィルム。
【請求項１５】
光学素子の少なくともいくつかはまた、相互に連動し、光学素子のパターン内で基板の少なくとも１つの表面のほぼ完全な表面被覆率を達成する、請求項１２に記載のフィルム。
【請求項１６】
少なくとも１つの表面上の光学素子の位置もしくは配置がランダム化される、請求項１２に記載のフィルム。
【請求項１７】
基板を通過する光の所定の角度分布が、基板に対してより垂直な方向にある、請求項１２に記載のフィルム。
【請求項１８】
基板を通過する光の所定の角度分布が、基板に対して垂直であるピーク角度分布を有する、請求項１２に記載のフィルム。
【請求項１９】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、表面の少なくとも一方は、少なくとも２つの傾斜する表面を有する明確な形状の個々の光学素子のパターンを有し、基板の長さおよび幅に対して大変小さく、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配する、光方向変換フィルムであって、光学素子のパターン内で、基板の１つの表面の領域の少なくともいくつかの部分は、光学素子によって完全に覆われない領域を有し、前記領域をパターン化せずに残す、光方向変換フィルム。
【請求項２０】
非パターン化領域の割合は、特定の適用に適合するように選択される、請求項１９に記載のフィルム。
【請求項２１】
非パターン化領域は、光学的に滑らかな仕上げ、表面処理、テクスチャもしくはコーティングの１以上を有する、請求項１９に記載のフィルム。
【請求項２２】
少なくとも１つの表面上の光学素子の位置もしくは配置はランダム化される、請求項１９に記載のフィルム。
【請求項２３】
基板を通過する光の所定の角度分布は、基板に対してより垂直な方向にある、請求項１９に記載のフィルム。
【請求項２４】
基板を通過する光の所定の角度分布は、基板に対して垂直であるピーク角度分布を有する、請求項１９に記載のフィルム。
【請求項２５】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、表面のうちの少なくとも一方は、基板の長さおよび幅と比較して大変小さい、明確な形状の個々の光学素子のパターンを有し、基板を通過した光を所定の角度分布に再分配し、光学素子の少なくともいくつかは、連動不能な光学素子が相互に連
動することを防ぐ、幾何学的形状を有する連動不能な光学素子であり、連動不能な光学素子は方向付けられ、配置されて、基板の少なくとも１つの表面の部分の所望の被覆率を連動不能な光学素子のパターン内で生じる、光方向変換フィルム。
【請求項２６】
連動不能な光学素子のパターン内で少なくとも１つの表面の部分の被覆率はほぼ完全である、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項２７】
連動不能な光学素子のパターンが、少なくとも２つの異なる形状の光学素子から構成される、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項２８】
連動不能な光学素子の少なくともいくつかは、連動不能な光学素子のパターン内で基板の表面の被覆量を増大させるために、相互に交差するよう配置される、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項２９】
連動不能な光学素子は、少なくとも１つの湾曲した表面と少なくとも１つの平坦な表面とを有し、連動不能な光学素子の少なくともいくつかは、連動不能な光学素子のパターン内で基板の表面の被覆量を増大させるべく、相互に交差するよう配置される、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項３０】
連動不能な光学素子の少なくともいくつかは、平坦な表面上よりも大きな程度、湾曲した表面上で相互に交差するように配置され、連動不能な光学素子の平坦な表面領域の、湾曲した表面領域に対する相対的な割合を増大させ、基板を通過する光の軸上利得を増大させる、請求項２９に記載のフィルム。
【請求項３１】
表面被覆率が９０％を上回る、請求項３０に記載のフィルム。
【請求項３２】
光学素子のパターンが、基板の光出口表面上にある、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項３３】
光学素子のパターンが、基板の光入口表面上にある、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項３４】
基板を通過する光の所定の角度分布が、基板に対してより垂直な方向にある、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項３５】
基板を通過する光が、基板に垂直であるピーク角度分布を有する、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項３６】
連動不能な光学素子のパターン内の表面の覆われない領域の割合が、特定の適用に適合するように選択される、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項３７】
連動不能な光学素子のパターン内の表面の覆われない範囲が、光学的に滑らかな仕上げ、表面処理、テクスチャもしくはコーティングのうちの１以上を有する、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項３８】
少なくとも１つの表面上の連動不能な光学素子の位置もしくは配置がランダム化される、請求項２５に記載のフィルム。
【請求項３９】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、表面の少なくとも１つは、明確な形状で、基板の長さおよび幅と比較して大変小さな、個々の光学素子のパターンを有し、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配し、前記光学素子の少なくともいくつかは、一体化して稜線を形成する少な
くとも２つの側もしくは表面を有し、前記隆線は、明確ではなく、もしくは変形している、少なくとも１つの区域を有する、光方向変換フィルムであって、
【数１】
2008515026.tif 000009
式中：Ａｉは、ｉ番目の側の表面領域であり、
Ｂｊは、ｊ番目の明確ではない隆線区域の表面領域であり、
ｎは側の数であり、
ｍは明確ではない隆線区域の数である、光方向変換フィルム。
【請求項４０】
基板を通過する光の所定の角度分布は、基板に対してより垂直な方向にある、請求項３９に記載のフィルム。
【請求項４１】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、少なくとも１つの表面は、明確な形状で、基板の長さおよび幅と比較して大変小さな、個々の光学素子のパターンを有し、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配し、前記光学素子の少なくともいくつかは、一体化して隆線を形成する少なくとも２つの側もしくは表面を有し、前記隆線は、明確ではない、もしくは変形した少なくとも１つの区域を有する、光方向変換フィルムであって、
【数２】
2008515026.tif 000010
式中、αｉは、隆線が完全に形成され、もしくは複製された場合、ｉ番目の側の表面領域であり、
βｊは、ｊ番目の明確でない隆線区域のために失われる側表面領域であり、
ｎは、隆線が完全に形成され、もしくは複製された場合、側の数であり、
ｍは、明確でない隆線区域の数である、光方向変換フィルム。
【請求項４２】
基板を通過する光の所定の角度分布が、基板に対してより垂直な方向にある、請求項４１に記載のフィルム。
【請求項４３】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、表面の少なくとも１つは、明確な形状で、基板の長さおよび幅と比較して大変小さな、個々の光学素子のパターンを有し、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配し、前記光学素子は２つの側もしくは表面のみを有し、側の一方は平坦であり、側の他方は湾曲しており、２つの側は一体化して隆線を形成し、前記隆線は、平坦な、丸い、湾曲した、もしくはその他の方法で変形したピークを有する、光方向変換フィルムであって、
【数３】
2008515026.tif 000011
であり、
【数４】
2008515026.tif 000012
Ｒは湾曲した側の曲率半径であり、
Ｄは光学素子のピーク深さまたは高さであり、
θは平坦な側の基板表面への内部角度であり、
γは上から、基板に垂直方向に見た場合、平坦な、丸い、湾曲した、もしくはその他の方法で変形した隆線ピークの幅である、光方向変換フィルム。
【請求項４４】
基板を通過する光の所定の角度分布が、基板に対してより垂直な方向にある、請求項４３に記載のフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、光源からの光を、フィルムの平面に垂直な方向へ方向変換する、光方向変換フィルムおよびフィルムシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
光方向変換フィルムは、フィルムを出る光の分配が、フィルムの表面に対してより垂直な方向に向けられるように、フィルムを通過する光を再分配する、薄い、透明もしくは半透明の光学フィルムもしくは基板である。従来、光方向変換フィルムは、フィルムから出る光線についてフィルム／空気インタフェイスの角度を変更し、溝の反射表面に垂直な面を走行する入射光分布の構成要素をして、フィルムの表面に対してより垂直な方向に再分配させた、プリズム溝、レンズ溝、もしくはピラミッドを、フィルムの光出口表面上に備えた。このような光方向変換フィルムは、たとえば、ラップトップコンピュータ、ワードプロセッサ、航空電子工学ディスプレイ、携帯電話、ＰＤＡなどに用いられる液晶ディスプレイに用いられて、ディスプレイをより明るくする。
【０００３】
フィルムの光入口表面は通常、所望の外観に依存して、透明もしくはマット仕上げを有する。マット仕上げは、より柔らかいイメージを生じるが、マットもしくは拡散表面によってもたらされる、さらなる散乱および結果としての光損失により、それほど明るくない。
【０００４】
従来、ほとんどの適用は、それぞれのフィルム層の溝が相互に対して９０°であるように、相互に対して回転する２つの溝付きフィルム層を用いた。このことの理由は、溝付きの光方向変換フィルムは、溝の反射表面に垂直な平面内を走行する入射光分布の構成要素を、フィルム表面に垂直な方向に向かって再分配するのみであろうことである。したがって、フィルム表面の垂線に向かって光を２次元に方向変換するには、その溝の方向に垂直な平面内を走行する光を方向変換する一方のフィルム層と、その溝の方向に垂直な平面内を走行する光を方向転換する他方のフィルム層の、相互に対して９０°回転する２つの溝付きフィルム層が必要である。
【０００５】
相互に対して９０°である２つの異なる軸に沿って走行する、入射光分布の構成要素を方向変換する、単一層光方向変換フィルムを作成する試みが、過去になされた。このことを達成する既知の方法の１つは、相互に対して垂直に延在して、このような方向の両方に走行する光を方向変換するピラミッド構造をもたらす、２つの一連の溝を有する単一層フィルムを提供することである。しかし、単一層フィルムの第１の一連の溝から第２の一連の溝によって除去された領域は、光を方向変換するのに利用可能である表面領域を、走行の各方向にほぼ５０％減少させるので、このようなフィルムが生じる明るさは、それぞれ相互に対して９０°回転された単一の溝構成を有する２つのフィルム層よりとても低い。
【０００６】
さらに、従来、光方向変換フィルムの溝は、全ての溝が、普通は４５°である同じ角度でフィルムの表面に接触するように構成された。この設計は、ランバートの光源、プリントもしくはエッチング技術を用いて光を抽出するバックライトパネル、もしくは重い拡散器の背後のバックライトパネルなどの光源からの、光の、一定の、拡散角度分布を仮定する。全ての光方向変換表面が同じ角度でフィルムに接触する光方向変換フィルムは、光源の上の異なる領域においてその光放射に対して不均一な方向構成要素を有する光源について最適化されない。たとえば、それについて、溝もしくは微小光学表面を用いて光を抽出
する現代の高性能端照射バックライトが光源からの異なる距離において変更するところの平均角度は、光方向変換表面とフィルムの平面との間の異なる角度を必要とし、光をフィルムに対して垂直方向に、最適に方向変換する。
【０００７】
したがって、フィルムの光入口側のマットもしくは拡散仕上げに関する明るさの減少を除去しつつ、よりソフトなイメージを生じることのできる、光方向変換フィルムの必要性がある。また、プリズム式もしくはレンズ状の溝を用いるフィルムの単一層よりも明るいであろう、溝付きフィルムの屈折表面に平行な平面内を走行する光の部分を方向変換することができる、フィルムの単一層の必要性がある。さらに、液晶ディスプレイを照射するのに用いられるバックライトなどの、光源上の異なる位置における特定の光源について存在するであろう、光の異なる角度分布を補償できる、光方向変換フィルムの必要性がある。また、フィルムがバックライトもしくはその他の光源の光出力分布に適合し、もしくは同調されて、所望の視角内でバックライトからのより多くの入射光を再配向し、もしくは方向変換する、光方向変換フィルムシステムの必要性がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
本発明は、バックライトもしくはその他の光源から放射される光のより多くを、フィルムの平面に対してより垂直な方向へ方向変換する、光方向変換フィルムおよび光方向変換フィルムシステムに関し、また、フィルムの光入口表面に、効果の増大のためにマットもしくは拡散仕上げを有するフィルムに関する明るさの減少がなく、よりソフトなイメージを作る光方向変換フィルムに関する。
【０００９】
フィルムの光出口表面は、フィルムを出る光の分布がフィルム表面に対してより垂直な方向にあるように入射光分布を屈折する、明確な形状の、不連続の個々の光学素子のパターンを有する。これらの個々の光学素子は、フィルムの出口表面内部のくぼみもしくはその上の突起から形成され、入射光を出口表面に垂直な方向へ屈折する１以上の傾斜した表面を含むであろう。これらの傾斜した表面は、たとえば、光を所望の視角内で方向変換する、平面な表面および湾曲した表面の組み合わせを含むであろう。また、個々の光学素子の表面の湾曲、もしくは湾曲した領域の平面な領域に対する比率、および湾曲した表面と平面な表面の周辺形状は、変動して、フィルムの光出力分布を調整し、フィルムと共に用いられるディスプレイ装置の視角をカスタマイズするであろう。さらに、個々の光学素子の表面の湾曲、もしくは湾曲した表面の平面な表面に対する比率は、変動して、プリズム式もしくはレンズ状の溝付きフィルムの溝に平行であろう平面内を走行する多少の光を方向変換するであろう。また、個々の光学素子のサイズおよび個体数、および個々の光学素子の表面の湾曲は、選択されて多少の拡散出力を生じ、もしくは光源からの入力光分布をランダム化して、フィルムの垂直方向に関して特定の角度領域に出力分布を保持しつつ、よりソフトな、より拡散した光出力分布を生じるであろう。
【００１０】
フィルムの光入口表面は、反射防止コーティング、反射偏光子、遅延コーティング、偏光リサイクリングコーティング、もしくは偏光子などの、光学コーティングを有するであろう。また、所望の外観に依存して、マットもしくは拡散テクスチャが光入口表面に備えられるであろう。マット仕上げは、よりソフトであるが、それほど明るくないイメージを生じる。
【００１１】
フィルムは、単一もしくは多数の材料もしくは材料の層から構成され、異なる屈折指数を有する領域もしくは層を有するであろう。さらに、所望の光学効果を生じるために、粒子がフィルムに加えられることができる。
【００１２】
フィルムの出口表面上の個々の光学素子は、液晶ディスプレイの画素間隔の任意の干渉を除去するような方法でランダム化される。このランダム化は、光学素子のサイズ、形状、位置、深さ、方向、角度、もしくは密度を含むことができる。このことは、モアレおよび同様の影響を打破する拡散層の必要性を排除する。このランダム化、および／もしくは、個々の光学素子上に湾曲した表面を提供することは、バックライトのイメージを崩壊することにもまた用いられることができる。さらに、個々の光学素子の少なくともいくつかは、フィルムの出口表面にわたってグループで配置され、各グループの光学素子の少なくともいくつかは、フィルムにわたって変動する、各グループについての平均サイズもしくは形状特性を集団的に生じる異なるサイズもしくは形状特性を有し、任意の単一光学素子について機械加工公差を越える平均特性値を得て、液晶ディスプレイの画素空間のモアレおよび干渉の影響を打破する。さらに、個々の光学素子の少なくともいくつかは、フィルムの能力をカスタマイズして、２つの異なる軸に沿って光を再配向／方向変換するべく、相互に対して異なる角度で、方向付けされるであろう。
【００１３】
個々の光学素子の光方向変換表面が、フィルムの光出口表面と成す角度もまた、液晶ディスプレイのディスプレイ領域にわたって変動し、光源の表面にわたって均一でない、光入力分布へのフィルムの光方向変換機能を調整するであろう。
【００１４】
光方向変換フィルムの個々の光学素子はまた、ねじれた、連動した、および／もしくは交差した構成で相互に重なり、優れた表面領域被覆率を有する光学構造を作ることが望ましい。さらに、個々の光学素子は、グループで配置され、個々の光学素子のいくつかは１つの軸に沿って方向付けられ、他の個々の光学素子は他方の軸に沿って方向付けられるであろう。また、各グループにおける個々の光学素子の方向は変動するであろう。さらに、光方向変換フィルムの個々の光学素子のサイズ、形状、位置および／もしくは方向は、変動して、光源から放射される光の分布の変動の原因となるであろう。
【００１５】
光方向変換フィルムの光学素子の特性およびパターンはまた、カスタマイズされて、たとえば単一白熱灯のラップトップについて１パターン、２つの白熱灯のフラットパネルディスプレイについてもう１つのパターンなど、異なる光分布を放射する異なるタイプの光源について、光方向変換フィルムを最適化するであろう。
【００１６】
さらに、光方向変換フィルムの個々の光学素子の方向、サイズ、位置および／もしくは形状が、バックライトもしくはその他の光源の光出力分布に調整されて、所望の視角内でバックライトからの入射光のより多くを再配向、もしくは方向変換する、光方向変換フィルムシステムが備えられる。また、バックライトは、一方の軸に沿って光を平行にする個々の光学変形を含み、光方向変換フィルムは、一方の軸に対して垂直な他方の軸に沿って光を平行にする個々の光学素子を含むであろう。
【００１７】
前述および関連する結末を達成するため、本発明はそこで、以下により完全に説明され、請求項において特に指摘される特徴から構成され、以下の説明および付属の図面は、本発明のいくつかの説明的な実施形態を詳細に説明するが、これらは本発明の原則が用いられるであろう多様な方法のうちのいくつかを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
発明の詳細な説明
図１、２は、バックライトＢＬもしくはその他の光源によって放射された光のうちのより多くを、フィルム表面に対してより垂直な方向へ再分配する光方向変換フィルム２を含む、本発明にしたがった光方向変換フィルムシステム１の１形状を、概略的に示す。フィルム２は、たとえばラップトップコンピュータ、ワードプロセッサ、航空電子工学ディスプレイ、携帯電話、ＰＤＡなどで用いられる液晶ディスプレイなどのディスプレイＤを照
らすための、ほとんど全ての光源からの光を、所望の視角内で再分配し、ディスプレイをより明るくために用いられるであろう。液晶ディスプレイは、図１、２に概略的に示されるような透過型液晶ディスプレイ、図３に概略的に示されるような反射型液晶ディスプレイ、図４に概略的に示されるような半透過型液晶ディスプレイを含む、任意のタイプであってよい。
【００１９】
図３に示される反射型液晶ディスプレイＤは、ディスプレイに入ってくる周辺光をディスプレイの外に反射し返して、ディスプレイの輝度を増大させる、裏面に隣接した裏面反射体４０を含む。本発明の光方向変換フィルム２は、反射型液晶ディスプレイの上面に隣接して配置され、所望の視角内で裏面反射体によって反射し返すために、周辺光（もしくは前方照明からの光）をディスプレイ内へ、フィルム平面に対してより垂直な方向へ方向変換し、ディスプレイの輝度を増大させる。光方向変換フィルム２は、液晶ディスプレイの上面に対して、取り付けられ、ラミネートされ、またはその他の方法で、適所に保持されるであろう。
【００２０】
図４に示される半透過型液晶ディスプレイＤは、明るい環境において、ディスプレイの前面に入る周辺光をディスプレイの外に反射し返してディスプレイの輝度を上昇させ、また、暗い環境において、光をバックライトからトランスリフレクタを通じてディスプレイの外に送ってディスプレイを照射する、ディスプレイとバックライトＢＬとの間に配置される、トランスリフレクタＴを含む。本実施形態において、周辺光および／もしくはバックライトからの光を、フィルム平面に対してより垂直な方向に方向変換し、もしくは再分配し、光線出力分布を、ディスプレイを伝播するのにより受容できるものにして、ディスプレイの輝度を上昇させるために、光方向変換フィルム２は、ディスプレイの上面に隣接して配置されるか、もしくはディスプレイの下部に隣接して配置されるか、もしくは図４に概略的に示されるようにその両方に配置されるであろう。
【００２１】
光方向変換フィルム２は、フィルムから出る光の分布がフィルム表面に対してより垂直な方向にあるように、入射光分布を屈折させるために、明確な形状である不連続の個別の光学素子５のパターンをフィルムの光出口表面６に有する、薄い透明フィルムもしくは基板８から構成される。
【００２２】
個々の光学素子５のそれぞれは、フィルムの幅と長さよりも数倍小さな幅と長さを有し、フィルムの出口表面の中のくぼみもしくはその上の突起により形成されるであろう。これらの個々の光学素子５は、入射光を光出口表面に垂直な方向に向かって屈折させる、少なくとも１つの傾斜した表面を含む。図５は、フィルム２上の個々の光学素子５の１つのパターンを示す。これらの光学素子は、多くの異なる形状を呈するであろう。たとえば、図５ａは、どちらも傾斜した、全体で２つの表面１０、１２を有する、非プリズム式光学素子５を示す。図５ａに示される表面のうちの一方１０は平面もしくは平坦である一方、他方の表面１２は湾曲している。さらに、両方の表面１０、１２は相互に交差し、またフィルムの表面を交差する。あるいは、個々の光学素子の両方の表面１０、１２は、図５ｂに概略的に示されるように、湾曲するであろう。
【００２３】
あるいは、光学素子５のそれぞれは、湾曲し、傾斜し、フィルムと交差する、唯一の表面を有するであろう。図５ｃは、円錐１３の形状であるこのような光学素子５の１つを示し、一方で、図５ｄは、半球形状もしくはドーム形状を有する、他のこのような光学素子を示す。また、このような光学素子は、フィルムと交差する２以上の傾斜した表面を有するであろう。
【００２４】
図５ｅは、全部で３つの表面を有し、その全てがフィルムと交差し相互に交差する、光学素子５を示す。表面のうちの２つ１５、１６は、湾曲しており、一方、第３の表面１７
は平面である。
【００２５】
図５ｆは、相互に交差し、フィルムと交差する、４つの３角形状の側面１９を有する、ピラミッド１８の形状の光学素子５を示す。図５ｆに示されるように、ピラミッド１８の側面１９は全て、同じサイズおよび形状であり、もしくはピラミッド１８の側面１９は引き延ばされるので、図５ｇに示されるように、側面は異なる周辺形状を有する。また、光学素子５は任意の数の平面な傾斜する側面を有するであろう。図５ｈは、４つの平面な傾斜する側面２０を有する光学素子５を示し、一方で、図５ｉは、８つの平面な傾斜する側面２０を有する光学素子５を示す。
【００２６】
個々の光学素子５はまた、全てフィルムと交差する、１以上の湾曲した、および１以上の平面な、傾斜する表面を有するであろう。図５ｊは、一対の交差する、向かい合って傾斜する平面な側面２２、および向かい合って丸い、もしくは湾曲した端もしくは側２３を有する、光学素子５を示す。さらに、傾斜する平面な側面２２および湾曲した端もしくは側面２３は、図５ｋおよび５ｌに示されるように、異なる角度を有する傾斜を有するであろう。さらに、光学素子５は、フィルムと交差しない、少なくとも１つの湾曲した表面を有するであろう。このような光学素子５の１つは、図５ｍに示され、これは一対の向かい合って傾斜する平面な側面２２、向かい合って丸いもしくは湾曲した端もしくは側面２３、および向かい合って傾斜する側面および向かい合って丸い端と交差する丸いもしくは湾曲した上面２４を含む。さらに、光学素子５は、図５ｎに示されるように、その全長に沿って湾曲するであろう。さらに、光学素子５の表面の少なくともいくつかは、特定の光学効果を生じるために、および／もしくは、光方向変換フィルムの光学特性を調整して特定の適用に適合するために、光学的に滑らかであり、もしくはテクスチャ、コーティング、もしくは適用されるその他の表面処理を有するであろう。
【００２７】
平面な表面と湾曲した表面を併用して個々の光学素子５を提供することは、溝付きのフィルムで可能であるよりも大きな表示画面を方向変換し、もしくは再分配する。また、個々の光学素子の表面の湾曲、もしくは平面な領域に対する湾曲した領域の比率は変動して、フィルムの光出力分配を調整し、フィルムと共に用いられるディスプレイ装置の表示画面をカスタマイズするであろう。
【００２８】
フィルム２の光入口表面７は、反射防止コーティング、反射偏光子、遅延コーティング、偏光子リサイクリングコーティング、もしくは偏光子などの、光学コーティング２５を有するであろう（図２を参照）。また、所望の外観に依存して、マットもしくは散乱性のテクスチャが、光入口表面７上に備えられるであろう。マット仕上げは、より柔らかいが輝きの少ないイメージを生じる。本発明の個々の光学素子５の平面な表面および湾曲した表面の組み合わせは、その上に衝突する光線のうちのいくらかを異なる方向に方向変換して、フィルムの入口表面上にさらなる拡散器もしくはマット仕上げを必要とすることなく、より柔らかいイメージを生じるように構成されるであろう。
【００２９】
光方向変換フィルム２の個々の光学素子５はまた、ねじれ、連動し、および／もしくは交差した構成で、望ましく相互に重なり、優れた表面領域被覆率を有する光学構造を作成する。図６、７、１３、１５は、たとえば、相互に対してねじれた光学素子５を示す；図８から１０は、相互に交差する光学素子５を示す；図１１および１２は、相互に連動する光学素子５を示す。
【００３０】
さらに、光方向変換フィルム２の光学素子５の傾斜角度、密度、位置、方向、高さもしくは深さ、形状、および／もしくはサイズは、バックライトＢＬもしくはその他の光源の特定の光出力分配に整合され、もしくは同調されて、所望の視角内でバックライトによって放射された光のより多くを再分配するべく、バックライトによって放射される光の分配
における変動の原因となる。たとえば、光学素子５の傾斜した表面（たとえば表面１０、１２）と光方向変換フィルム２の表面とがなす角度は、図２に概略的に示されるように、光線２６からのバックライトＢＬからの距離が増大して、バックライトが光源からの距離が増大するにつれ異なる角度で光線Ｒを放射する方法の原因となる時に、変動するであろう。また、バックライトＢＬそのものが、より低い角度で光線のより多くを放射して、バックライトによって放射される光量を増大し、光方向変換フィルム２に依存して放射光のより多くを所望の視角内で再分配するように設計されるであろう。このようにして、光方向変換フィルム２の個々の光学素子５は、選択されて、バックライトの光学変形と連動して働き、システムからの最適化された出力光線角度分配を生じるであろう。
【００３１】
図２、５、９は、全て同じ高さもしくは深さである、個々の光学素子５の異なるパターンを示し、一方、図７、８、１０、１３、１４は、異なる形状、サイズ、高さもしくは深さである、個々の光学素子５の異なるパターンを示す。
【００３２】
個々の光学素子５はまた、液晶ディスプレイの画素空間への全ての干渉を除去するような方法で、図１６、１７に概略的に示されるように、フィルム２上でランダム化されるであろう。このことは、図１、２に示される光学拡散器層３０の必要性を除去し、モアレおよび同様の影響を打破する。さらに、個々の光学素子５の少なくともいくつかは、フィルムにわたってグループ３２で配置され、各グループの少なくともいくつかの光学素子５は、図７、１３、１５に概略的に示されるように、各グループについて、フィルムにわたって変動する、平均サイズもしくは形状特性を集合的に生じる、異なるサイズもしくは形状特性を有し、機械加工公差を越える特性値を得て、液晶ディスプレイ画素間隔に対するモアレおよび干渉の影響を打破する。たとえば、各グループ３２の光学素子５の少なくともいくつかは、各グループについて、フィルムにわたって変動する、平均深さもしくは高さ特性を集団的に生じる、異なる深さもしくは高さを有するであろう。また、各グループの光学素子の少なくともいくつかは、各グループについて、フィルムにわたって変動する、平均傾斜角度を集団的に生じる、異なる傾斜角度を有するであろう。さらに、各グループにおける各光学素子の少なくとも１つの傾斜した表面は、各グループにおいて、フィルムにわたって変動する、平均幅もしくは長さ特性を集団的に生じる、異なる幅もしくは長さを有するであろう。
【００３３】
個々の光学素子５が、平面な表面１０および湾曲した表面１２の組み合わせを含む場合、個々の光学素子の湾曲した表面１２の湾曲、もしくは湾曲した領域の平面な領域に対する比率、および湾曲した領域と平面な領域の周辺形状は、変動して、フィルムの光出力分配を調整するであろう。さらに、個々の光学素子の湾曲した表面の湾曲、もしくは湾曲した領域の平面な領域に対する比率は、変動して、プリズム式もしくはレンズ状の溝のあるフィルムの溝と平行であろう平面内を走行する多少の光を方向変換し、光方向変換フィルムの第２の層の必要性を、部分的もしくは完全に置換するであろう。また、個々の光学素子の少なくともいくつかは、図１３、１６に概略的に示されるように、相互に対して異なる角度で方向付けられ、２つの異なる軸に沿った光源によって放射される光のより多くを、フィルム表面に対してより垂直な方向に再分配し、光方向変換フィルムの第２の層の必要性を、部分的もしくは完全に置換する。しかし、個々の光学素子５のそれぞれ同じもしくは異なるパターンをその上に有する、このような光方向変換フィルムの２つの層は、光源と、相互に対して９０°（もしくは０°より大きく９０°より小さなその他の角度）回転した層を有する表示画面との間に配置されるので、それぞれのフィルム層上の個々の光学素子が、異なる平面な角度に、それぞれのフィルムの表面に対してより垂直な方向に、走行する光源によって放射される光のより多くを再分配するであろうことが、理解されるであろう。
【００３４】
また、光方向変換フィルム２は、図１５に概略的に示されるように、フィルム上の異な
る場所で変動する光学素子５のパターンを有し、バックライトもしくはその他の光源からの異なる場所からの光線出力分布を再分配し、異なる位置からの光線出力分布をフィルムに垂直な方向へ再分配するであろう。
【００３５】
さらに、光方向変換フィルムの光学素子の特性およびパターンは、カスタマイズされて、異なる光分布、たとえば１つの灯のラップトップについて１つのパターン、２つの灯のフラットパネルディスプレイについて別のパターンなどを放射する異なるタイプの光源について、光方向変換フィルムを最適化するであろう。
【００３６】
図１７は、フィルム２の外側端から中心へ放射状のパターンに配置され、バックライトの４つ全ての側端に沿って冷陰極蛍光灯２６からの光を受けるバックライトＢＬの光線出力分布を再分配する、光学素子５を示す。
【００３７】
図１８は、バックライトの１つの入力端に沿って、１つの冷陰極蛍光灯２６もしくは複数の発光ダイオード２６からの光を受ける、バックライトＢＬの光線出力分布を再分配するように調整された、フィルム２にわたって角度をなすグループ３２のパターンに配置された、光学素子５を示す。
【００３８】
図１９は、フィルム２の角に向いて放射タイプのパターンに配置され、発光ダイオード２６によって角を照らされるバックライトＢＬの光線出力分布を再分配する、光学素子５を示す。図２０は、フィルム２の１つの入力端上の中点を向いて、放射タイプのパターンに配置され、バックライトの１つの入力端の中点で単一の発光ダイオード２６によって照らされるバックライトＢＬの光線出力分布を再分配する、光学素子５を示す。
【００３９】
図２１は、フィルムにわたってフィルムの角を向いて湾曲したパターンで伸び、発光ダイオード２６によって角を照らされるバックライトＢＬの光線出力分布を再分配する光学溝３５を有する、光方向変換フィルム２を示し、一方、図２２から２４は、一方の端からの距離が増大して、発光ダイオード２６によってバックライトの一方の入力端の中点において端を照らされるバックライトＢＬの光線出力分布を再分配するにつれ、湾曲が縮小する、フィルムの一方の端に沿った中点に向いてフィルムにわたって伸びる光学溝３５のパターンを有する、光方向変換フィルム２を示す。
【００４０】
光方向変換フィルム２が、フィルムの長さに沿って変動する光学素子５のパターン４０をその上に有する場合、図１５に概略的に示されるように光学素子の繰り返しパターンをその上に有するフィルム２のロール４１が提供され、特定の適用に最も良く適合するパターンの選択領域がフィルムのロールからダイカットされることを可能にするであろう。
【００４１】
バックライトＢＬは、ほとんど平面であり、もしくは湾曲しており、もしくは単一層もしくは多層であり、また所望のとおりに異なる厚さおよび形状を有するであろう。さらに、バックライトは柔軟でありもしくは硬く、また多様な合成物から作られるであろう。さらに、バックライトは中空であり、液体、空気を充填されており、もしくは固体であり、また穴もしくは隆起を有するであろう。
【００４２】
また、光源２６は、たとえば、アーク灯、着色され、フィルターをかけられ、または塗装されるであろう白熱灯、線光、ハロゲンランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤからのチップ、ネオン灯、冷陰極蛍光灯、離れた光源から伝わる光ファイバー、レーザーもしくはレーザーダイオード、または任意のその他の適切な光源を含む、任意の適切なタイプであるだろう。さらに、光源２６は、所望の有色もしくは白色光出力分布を提供するため、多色ＬＥＤ、または多色放射線源の組み合わせであろう。たとえば、異なる色（たとえば赤、青、緑）のＬＥＤ、もしくは多数の色チップを有する単一のＬＥＤなどの複数の
有色光が用いられて、それぞれ個々の有色光の強さを変動することで、白色光もしくは任意のその他の有色光出力分布を作るであろう。
【００４３】
光学変形のパターンは、バックライトＢＬの一方もしくは両方の側に、もしくは所望のとおり、バックライトの一方もしくは両方の側の１以上の選択領域上に、備えられるであろう。ここでは、光学変形の用語は、光の部分をしてバックライトから放射させる、表面の形状もしくは構造における、および／もしくはコーティングもしくは表面処理の、任意の変化を意味する。これらの変形は、たとえば、塗装されたパターン、エッチングされたパターン、機械加工されたパターン、プリントされたパターン、ホットスタンプされたパターン、もしくは成形されたパターンなどを、バックライトの選択領域上に備えることにより、多様な方法で生成されることができる。インクもしくはプリントパターンは、たとえば、パッド印刷、シルク印刷、インクジェット、熱伝導フィルム処理などによって、適用されるだろう。変形はまた、変形をバックライトに適用するのに用いられる、シートもしくはフィルムにプリントされるだろう。このシートもしくはフィルムは、たとえば、シートもしくはフィルムを、所望の効果を生じるために、バックライトの一方もしくは両方の側に対して取り付け、もしくはその他の方法で位置づけることにより、バックライトの永続する部分となるだろう。
【００４４】
バックライト上または内部の領域、もしくはバックライトの領域の、密度、不透明さまたは半透明さ、形状、深さ、色、面積、屈折率もしくは変形のタイプを変動させることにより、バックライトの光出力は制御されることができる。変形は、バックライトの発光領域からの光出力の割合を制御するのに用いられるであろう。たとえば、より少ない、および／もしくはより小さなサイズ変形は、少ない光出力が望まれる場合に、表面領域に位置づけられる。反対に、より大きな割合の、および／もしくはより大きな変形は、より大きな光出力が望まれる場合に、バックライトの表面領域に位置づけられる。
【００４５】
バックライトの異なる領域で変形の割合および／もしくはサイズを変動することは、ほぼ均一な光出力分布を提供するために必要である。たとえば、バックライトを走行する光量は通常、光源に近い領域で、光源からさらに離れたその他の領域と比較して、より大きいであろう。変形パターンは、たとえば、光源からの増大した距離を有する変形の密度の高い濃度を提供することによって、バックライトからのより均一な光出力分布をもたらすことにより、バックライト内の光分散を調整するのに用いられるであろう。
【００４６】
変形はまた、バックライトからの出力光線角度分布を制御して特定の適用に適合するのに用いられるであろう。たとえば、バックライトが液晶ディスプレイの背後から光を当てるのに用いられる場合、変形（もしくは光方向変換フィルム２がバックライトとともに用いられる場合）がバックライトによって放射された光線を、それらが液晶ディスプレイをより低い損失で通過するように所定の光線角度に向ける時、場合、光出力はより効果的であろう。さらに、光変形のパターンは、バックライトの光抽出による光出力分散を調整するのに用いられるであろう。光学変形のパターンは、光沢のあるものから不透明なものまで、もしくはその両方である、幅広い塗料、インク、コーティング、エポキシなどを用いて、バックライト表面領域上にプリントされ、ハーフトーンの分離技術を用いて変形範囲を変動するであろう。さらに、光学変形のパターンは、多層であり、または屈折率において変動するであろう。
【００４７】
光学変形のプリントパターンは、点、四角、ダイヤ、楕円、星、ランダムな形状など、形状において変動する。また、１インチあたり６０本の線もしくはより細かいプリントパターンが用いられることが望ましい。このことは、プリントパターンにおける変形もしくは形状が、特定の適用においてほぼ人間の目に見えないようにし、それにより、大きな素子を用いる光抽出パターンによくある、勾配もしくは縞の検出を取り除く。さらに、変形
は、バックライトの長さおよび／もしくは幅に沿って、形状および／もしくはサイズにおいて変動するであろう。また、変形のランダム配置パターンが、バックライトの長さおよび／もしくは幅を通じて用いられるであろう。変形は、特定の角度を有しない形状もしくはパターンを有し、モアレもしくはその他の干渉の影響を縮小するであろう。これらのランダムパターンを作成する方法の例は、確率的なプリントパターン技術、周波数変調されたハーフトーンパターン、もしくはランダムドットハーフトーンを用いて、形状パターンをプリントすることである。さらに、バックライトにおける色補正をもたらすため、変形は着色されるであろう。変形の色はまた、バックライトを通じて変動し、たとえば、同じもしくは異なる光出力領域について、異なる色を提供するであろう。
【００４８】
光学変形のパターンに加え、もしくはその代わりに、プリズム式もしくはレンズ状の溝もしくは交差溝、もしくは型パターンにおけるより複雑な形状を用いる多様な形状のくぼみまたは隆起した表面を含むその他の光学変形が、バックライトの１以上の表面領域の中もしくは上に、成形され、エッチングされ、スタンプされ、熱形成され、ホットスタンプされるなどする。プリズム式もしくはレンズ状の表面、くぼみもしくは隆起した表面は、それによって接触された光線の部分をして、バックライトから放射させる。また、プリズム、くぼみ、もしくはその他の表面の角度は、変動して、光を異なる方向に向け、所望の光出力分布もしくは効果を生じるであろう。さらに、反射表面もしくは屈折表面は、特定の角度を有さない形状もしくはパターンを有し、モアレもしくはその他の干渉の影響を減少させるであろう。
【００４９】
バックリフレクタ４０は、反対側を通じての放射のため、この側から放射される光を、バックライトを通じて反射し返すことにより、バックライトの光出力効率を改良するため、図１および２に概略的に示されるように、バックライトＢＬの一方の側に対して取り付けられ、もしくは配置されるであろう。さらに、光学変形５０のパターンが、内部臨界角が超えられ、バックライトの一方もしくは両方の側から光の部分が放射されるように、光路を変化させるべく、図１および２に概略的に示されるように、バックライトの一方もしくは両方の側に提供されるであろう。
【００５０】
図２５から２８は、それぞれのバックライト表面領域５２上の個々の突起５１、もしくはこのような表面領域の個々のくぼみ５３のいずれかである、光学変形５０を示す。いずれの場合も、これらの光学変形５０のそれぞれは、それぞれのバックライト表面領域５２と一方の端５５で交差し、変形のそれぞれによる光の放射をより正確に制御するため、その全長を通じて均一の傾斜を有する、反射表面もしくは屈折表面５４を含む明確な形状を有する。各反射／屈折表面５４の周辺端部分５６に沿って、パネル表面領域上の端壁の突出した表面領域を最小化するために、反射／屈折表面５４とパネル表面領域５２との間の開先角度Ｉ’よりも大きな開先角度Ｉで、それぞれのパネル表面領域５２と交差する（図２７および２８を参照）、各変形５０の端壁５７がある。このことは、端壁５７の突出表面領域が反射／屈折表面５４の突出表面領域とほぼ同じもしくはそれ大きかった場合に、その他の方法で可能であろうよりも多くの変形５０が、パネル表面領域の上もしくは中に配置されることを可能にする。
【００５１】
図２５および２６において、反射／屈折表面５４の周辺端部分５６および関連する端壁５７が、横方向に湾曲する。また、図２７および２８において、変形の反射／屈折表面５４にほぼ垂直に延在する変形５０の端壁５７が示される。あるいは、このような端壁５７は、図２９および３０に概略的に示されるように、パネル表面領域５２にほぼ垂直に延在するであろう。このことは事実上、パネル表面領域５２上の端壁５７の全ての突出表面領域を排除し、それにより、パネル表面領域上の変形の密度はよりさらに増大するであろう。
【００５２】
光学変形はまた、他の明確な形状であり、パネル表面領域から所望の光出力分布を得るであろう。図３１は、それぞれ、通常平面な、矩形の反射／屈折表面５９と、その長さおよび幅を通じて均一な傾斜の関連する端壁６０と、通常平面な側壁６１とを含む、パネル表面領域５２上の個々の光抽出変形５８を示す。あるいは、変形５８’は、図３２に概略的に示されるように、丸い、もしくは湾曲した側壁６２を有するであろう。
【００５３】
図３３は、それぞれ平面な、傾斜した三角形状の反射／屈折表面６４、および関連する平面な、通常三角形状の側壁もしくは端壁６５を含む、パネル表面領域５２上の個々の光抽出変形６３を示す。図３４は、角度のある周辺端部分６８と、関連する角度のある端および側壁６９、７０とを有する、それぞれ平面な傾斜した反射／屈折表面６７を含む、個々の光抽出変形６６を示す。
【００５４】
図３５は、通常円錐形状である、個々の光抽出変形７１を示し、一方、図３６は、全て一体化した、それぞれ丸い反射／屈折表面７３および丸い端壁７４および丸いもしくは湾曲した側壁７５を含む、個々の光抽出変形７２を示す。これらのさらなる表面は、その上に衝突する他の光線を、異なる方向に反射し、もしくは屈折し、バックライト／パネル部材ＢＬにわたって光を拡げ、パネル部材から放射される光のより均一な分布を提供するであろう。
【００５５】
反射／屈折表面および、個々の変形の端および側壁の特定の形状にかかわらず、このような変形はまた、反射／屈折表面、および、パネル表面領域５２に対して平行に間隙を取った端および／もしくは側壁と交差する、平面な表面を含むであろう。図３７から３９は、各変形が、パネル表面領域５２に対して平行に間隔を取った平面な表面７９によって交差されることを除いては、それぞれ図３１、３２および３５に示されるものと同様の代表的な形状を有する、パネル表面領域上の個々の突起の形状の変形７６、７７および７８を示す。同様に、図４０は、パネル表面領域５２の通常の平面な表面に対して平行に間隔を取った平面な表面７９によってそれぞれ交差される、パネル表面領域５２内の個々のくぼみ８１の形状の、多数の変形８０のうちの１つを示す。図４０に概略的に示されるように、パネル表面領域５２からの光の放射のための臨界角よりも小さな内角でこのような平面な表面７９上に衝突する任意の光線は、平面な表面７９によって内側に反射されるであろう一方、臨界角よりも大きな内角でこのような平面な表面７９上に衝突する任意の光線は、最小の光不連続で、平面な表面によって放射されるであろう。
【００５６】
変形がパネル表面領域５２上の突起である場合、反射／屈折表面は、図２７および２９に概略的に示されるように、光源２６からの光線がパネルを通じて走行する方向とは通常反対側の方向に、パネルから離れる角度で延在する。変形がパネル表面領域内のくぼみである場合、反射／屈折表面は、角度をなして、図２８および３０に概略的に示されるように、光源２６からの光線がパネル部材を通じて走行するのと同じ通常の方向に、パネル内へ延在する。
【００５７】
変形が、パネル表面領域５２上の突起であるか、その中のくぼみであるかにかかわらず、変形の光反射／屈折表面の傾斜は変動して、その上に衝突する光線をして、発光パネルの外側に反射されるか、パネルを通じて反射され返し、そこから放射される光を拡散するためにエッチングされるか、所望の効果を生じるために光方向変換フィルム２によって覆われた、パネルの反対側から放射されるようにするであろう。また、パネル表面領域上の光学変形のパターンは、パネル表面領域からの所望の光出力分布を得るために、均一もしくは所望に応じて変形可能であろう。図４１および４２は、パネル表面領域５２の長さおよび幅に沿って複数の通常は直線の均一に空間を取って配置された列に配置された、図３７および３８に示されるものと同様の形状を有する変形７６および７７を示し、一方図４３および４４は、パネル表面積の長さに沿って相互に重なるねじれた列に配置されたこの
ような変形７６および７７を示す。
【００５８】
また、光学変形の角度方向および位置と同じく、幅、長さおよび深さもしくは高さを含むサイズは、任意の所与のパネル表面領域の長さおよび／もしくは幅に沿って変動し、パネル表面領域から所望の光出力分布を得るであろう。図４５および４６は、図３１、３２に示されるものとそれぞれ同様の形状であり、パネル表面領域５２上のねじれた列に配置された、異なるサイズ変形５８および５８’のランダムもしくは変動パターンを示し、一方、図４７は、図３８に示されるものと同様の形状であり、パネル表面領域の長さおよび／もしくは幅に沿って、光源からの変形の距離が増大し、もしくは光強度が減少するにつれ、サイズが増大する、変形７７を示す。変形５８および５８’は、パネル表面にわたってクラスタ８２に配置されて図４５および４６に示され、各クラスタにおける少なくともいくつかの変形は、各クラスタについて、パネル表面にわたって変動する、平均サイズもしくは形状特性を集合的に生じる、異なるサイズもしくは形状特性を有する。たとえば、各クラスタにおける変形のうちの少なくともいくつかは、パネル表面にわたって変動する傾斜した表面の、平均深さまたは高さ特性、もしくは平均傾斜または方向を集合的に生じる、異なる深さまたは高さ、もしくは異なる傾斜または方向を有するであろう。同様に、各クラスタにおける少なくともいくつかの変形は、パネル表面にわたって変動する、平均幅または長さ特性を集合的に生じる、異なる幅または長さを有するであろう。このことは、機械加工公差を越えて所望のサイズもしくは形状特性を得ることと、モアレおよび干渉の影響を打破することとを可能にする。
【００５９】
図４８、４９は、パネル表面領域５２の長さおよび幅に沿った任意の所望の形状の光学変形８５の異なる角度方向を概略的に示す。図４８において、変形は、パネル表面領域の長さに沿って直線の列８６に配置されるが、各列の変形は、全ての変形が光源から放射される光線にほぼ一致するよう、光源２６を向くように方向付けられる。図４９において、図４８と同様に、変形８５はまた、光源２６を向くように方向付けられる。加えて、図４９における変形の列８７は、光源２６と放射方向にほぼ一致している。
【００６０】
図５０および５１は、集束した光源２６から放射され、本発明にしたがった発光パネルアセンブリＢＬの光遷移領域９１内にインサート成形され、もしくはキャストされる、典型的な光線９０が、パネル表面領域５２の上もしくは中の明確な形状の個々の光抽出変形５０、７７にそれらが衝突するまで、発光パネル部材９２を通じた走行の間に反射され、より多くの光線をしてパネル部材の他方の側９４よりも一方の側９３から反射させ、屈折させるかを、概略的に示す。図５０において、パネル部材の同じ側９３を通じて、変形５０の反射／屈折表面５４によって、同じ一般的な方向に反射される、典型的な光線９０が示され、一方、図５１において、光線がパネル部材の同じ側９３から反射／屈折される前に、変形７７の丸い側壁６２によってパネル部材９２内で異なる方向に分散される光線９０が示される。本発明にしたがった明確な形状である個々の光抽出変形のこのようなパターンは、パネル部材の入力端９５を通じて受けられる光の６０から７０％もしくはそれを上回るものを、パネル部材の同じ側から放射させることができる。
【００６１】
先に説明されたように、光方向変換フィルムの個々の光学素子は、増大した表面範囲を有する光学構造を作成して、光方向変換フィルムから出る光の軸上利得を増大するべく、ねじれ、連動し、および／もしくは交差した構成で、相互に重なるであろう。図５２から５５はそれぞれ、一体化して隆線９７を形成する唯一の平坦なもしくは平面な表面１０および唯一の湾曲した表面１２を有する、光学的に透明な基板８の表面９６上の２つのこのような個々の光学素子５を示す。また、光学素子の湾曲した表面１２は、相互に交差して、光学素子の平坦な表面領域１０の、湾曲した表面領域１２に対する相対的な割合を増大させて、基板を通過する光の軸上利得をさらに増大させる。光学素子の方向および位置に依存し、交差する光学素子の残りの平坦な表面領域１０の、残りの湾曲した表面領域１２
に対する相対的な割合は、６０％を上回り、もしくは７５％よりもさらに大きいであろう。
【００６２】
図５２から５５に示される光学素子５は、同じ一般的なサイズおよび形状であり、それらの平坦な表面１０が反対側に向けられ、それらの湾曲した表面１２のみが相互に交差して、方向付けられる。また図５２および５３において、光学素子５は、幅方向に相互に一直線上にあり、一方、図５４および５５において、光学素子は、幅方向に相互に対してずれる。このずれは、光学素子の湾曲した表面１２のより多くが、平坦な表面１０に交差することなく相互に交差し、交差する光学素子の残りの平坦な表面領域１０の、残りの湾曲した表面領域１２に対する相対的な割合を最大化し、光学素子によって占められた基板の表面のうちの少なくとも１つのほぼ完全な表面被覆率、たとえば表面被覆率の９０％より上を達成しつつ、基板を通過する光の軸上利得を最大化することを可能にする。
【００６３】
図５６は、図５２から５５に示される光学素子と同様に一体化して隆線９７を形成する、２つの側もしくは表面１０および１２を有するのみである、光方向変換フィルムの光学的に透明な基板８の表面９６上もしくは中の光学素子５を示す。しかし、図５６に示される光学素子は、非対称の形状を有する。また、両側１０、１２は、反対側１０よりも小さな半径を有する、一方野側１２を有して湾曲して示される。２つのこのような光学素子５は、図５７および５８に示され、大きな半径の表面１０よりも小さな半径の表面１２上で、より大きな程度、相互に交差して、小さな半径の表面１２の、大きな半径の表面１０に対する相対的な割合を減少させ、基板８を通過する光の軸上利得を増大させる。
【００６４】
連動する幾何学的形状を有する光学素子５はまた、方向付けられ、配置されて、相互に連動し、たとえば図１１および１２に概略的に示されるように、相互に交差することなく、光学素子によって占められた基板の表面のうちの少なくとも１つのほぼ完全な表面被覆率を達成するであろう。しかし、光学素子５の少なくともいくつかは、たとえば図５、５ａ、および５２から５５に示されるように、光学素子が唯一の平坦な表面１０および唯一の湾曲した表面１２のみを有する場合などに、光学素子の少なくともいくつかが相互に連動することを防ぐ、幾何学的形状を有するであろう。その場合、連動不能な光学素子５はなお、方向付けられ、配置されて、連動不能な光学素子により占められる基板表面の被覆率を最大化するであろう。
【００６５】
図５９は、相互にほぼ当接して一直線になる、各対の光学素子の平坦な表面１０と対９８で、方向付けられ、配置される、連動不能な光学素子５のこのような配置の１つを示す。また、光学素子５の対９８はねじれた列９９に配置され、各列の各対の光学素子の湾曲した表面１２は相互にほぼ接線接触し、各列の光学素子５の湾曲した表面１２は各隣接する列の光学素子の湾曲した表面にほぼ接線接触し、光学素子によって占められる基板表面の大変高い被覆率を達成する。
【００６６】
図５９に示される配置において、連動不能な光学素子５は交差しないので、光学素子の間のいくつかの非パターン化領域１００が保存される。非パターン化領域１００の割合は、光学素子５の配置を調整することにより特定されることができる。たとえば、非パターン化表面領域の量は、幅方向に、および／もしくは長さ方向に光学素子５の間隔を縮小し、光学素子５を交差させることにより、縮小されることができる。あるいは、非パターン化１００の量は、幅方向に、および／もしくは長さ方向に光学素子の間隔を増大させることにより、増大されることができる。この非パターン化領域１００は、光学的に滑らかであり、もしくは、特定の光学効果を生じるべく、および／もしくは、特定の適用について光方向変換フィルムの光学特性を調整するべく、テクスチャ、コーティング、もしくはその他の適用される表面処理を有する。この非パターン化領域１００が用いられることのできる１つの方法は、通常は多数の光学フィルムを必要とするであろう、一体化された機能
性を提供することである。たとえば、光学素子５のほぼ完全な表面被覆率を有する他の光方向変換フィルムと比較して、１枚のフィルムの非パターン化領域が光拡散テクスチャを有した場合、１枚のフィルムの光出力分布は、よりソフトであり、１枚のフィルムの視角は増大され、一方で１枚のフィルムの軸状利得はわずかに縮小するであろう。１枚のフィルムのこの構成は、光方向変換フィルムおよび拡散フィルムの両方の特性を、単一のフィルムで提供するであろう。
【００６７】
さらに、光学素子５の少なくともいくつかは、たとえば図８および１４に示されるように、相互に交差することなく、光学素子に占められた基板表面の部分の被覆率を最大化するように、方向付けられ、配置される、少なくとも２つの異なる形状の連動不能な光学素子から構成されるであろう。あるいは、連動不能な光学素子５のうちの少なくともいくつかはまた、大程度、もしくは小程度、相互に交差するように配置されて、図６０に示されるように、連動不能な光学素子によって占められる基板の表面被覆量をさらに増大させるので、連動不能な光学素子によって占められる表面部分の被覆率は、ほぼ完全である（たとえば、９０％よりも大きい）。また、連動不能な光学素子５の少なくともいくつかは、図６１に概略的に示されるように、光学素子の平坦な表面１０上よりも、湾曲した表面１２上でより大きな程度、相互に交差するように配置され、交差する連動不能な光学素子の平坦な表面領域の、湾曲した表面領域に対する相対的な割合をさらに増大させ、基板を通過する光の軸上利得をさらに増大させる。
【００６８】
連動不能な光学素子のこれらのパターンを構成する１つの方法は、各連動不能な光学素子に、ほぼ完全な表面被覆率を有する２次元格子にパターン化されることのできる連動可能な幾何学的形状を取り付ける、もしくははめ込むことであり、連動可能な幾何学的形状は、格子について基本形状である。図６２から６４は、３つのこのような形状を示す。適切な基本形状を選択することにより、光学素子は、所望により、交差するように、もしくは交差しないように作られることができる。たとえば、図６２に示されるように、連動不能な光学素子５がほぼ完全に基本形状１０１内に含まれる場合、このような光学素子のパターンは、ほぼ交差しないであろう。反対に、図６３および６４に示されるように、連動不能な光学素子５の物理的境界が、基本形状１０２もしくは１０３を越えて延在する場合、このような光学素子のパターンは交差するであろう。
【００６９】
図５９から６１は、それぞれ図６２から６４に示された基本形状１０１から１０３からもたらされる、連動不能なくさび形状の光学素子５の異なるパターンの例を示す。連動不能な光学素子の所与のパターンによる光方向変換フィルムの表面の被覆率はまた、基本形状から容易に決定されることができる。たとえば、図６２に示される基本形状１０１において、基本形状１０１の領域に対する、連動不能な光学素子の突出領域の比率は、およそ９１％である。したがって、図５９に示されるようにパターン化された連動不能な光学素子によって占められる光方向変換フィルムの表面の被覆率もまた、およそ９１％である。
【００７０】
さらに、モアレおよびその他の干渉の影響を減少させるべく、２次元格子内の連動不能な光学素子の配置もしくは位置に、ランダム摂動が導入されるであろう。このランダム化プロセスによって引き起こされる、さらなる非パターン化領域が作成されることを防ぐべく、ランダム化が導入されるべき各方向における格子間隔は、所与の方向における所望のランダム化よりも大きい、もしくはほぼ等しい量によって、圧縮される。このことは、所与の連動不能な光学素子について、適切な、ランダム化が存在しなかったら用いられたよりも小さな基本形状を選択することに等しい。
【００７１】
たとえば、図６３に示される初期の基本形状を用いて、幅方向および長さ方向にランダム化されたパターンのランダム化されたバージョンについて、図６３に示される基本１０２を選択し、一旦適切に圧縮されたスタートパターンが識別されると、連動不能な光学素
子の少なくともいくつかの位置は、ランダム量だけ、ランダム化が所望される各方向にシフトする。ランダム量は所定の一連の容認可能な移動からランダムに選択されてもよく、完全にランダムであってもよい。どちらの場合も、格子圧縮の量と一致する、所望の方向へのランダム移動の量の上限は、さらなる非パターン化領域の導入と同じく、望まないパターン化の影響を避けるように設定されるであろう。図６５および６６はそれぞれ、このプロセスからもたらされる、連動不能なくさび形状の素子５の非ランダム化パターン１０５およびランダム化パターン１０６の１例を示す。さらなる非パターン化領域が懸念されない場合、もしくは所与の適用について望ましい場合、格子間隔の圧縮は行われる必要がない。
【００７２】
ほぼ完全な表面被覆率を有する２次元格子にパターン化されることのできる単一の基本素子に加え、２以上の基本素子がまた用いられ、より複雑な格子を作成するであろう。さらに、ほぼ完全よりも少ない表面被覆率を有する複雑な格子構造がまた用いられるであろう。
【００７３】
さらに、光学素子５の放射状パターンが、光方向変換フィルム２の光学的に透明な基板８の表面９６の上もしくは中に提供され、光学素子は、図６７に概略的に示されるように、相互に重なり、および交差するであろう。
【００７４】
理想的には、光方向変換フィルムから出る光の軸上利得を最大化するべく、一体化する光学素子５の表面１０、１２は、たとえば図６８および６９に概略的に示されるように、明確な、丸くない隆線９７を形成する。しかし、光方向変換フィルムを作成するのに用いられる製造プロセスに依存し、隆線９７は、図７０および７２の１１２に概略的に示されるように丸い、１以上の明確でない隆線区域１１０を有するであろうが、光学素子形状の不完全な複製もしくは形成により、むしろ、図７１および７３に概略的に示されるように、平坦で、丸い、湾曲した、もしくはその他の方法で変形した隆線ピーク１１３を有するであろう。光学素子の隆線の不完全な複製もしくは形成による、この隆線９７の丸み付け、もしくは隆線ピークの平坦化もしくは丸め付けのうちのいくつかは、輝度強化フィルムとしてのフィルムの使用について許容される。しかし、光学素子および丸い隆線区域１１２もしくは平坦な、丸い、湾曲したもしくはその他の方法で変形した隆線ピーク１１３の側もしくは側壁の全体領域の和に対する、全体側壁表面領域（すなわち、側もしくは側壁１０、１２の表面領域の和）の比率は、以下の等式によって決定されるように、等しいか９０％より大きいかであるべきである：
【００７５】
【数１】
2008515026.tif 000003
【００７６】
式中：Ａｉは、ｉ番目の側壁１０、１２の表面領域であり、
Ｂｊは、ｊ番目の丸い隆線区域１１２もしくは平坦な、丸い、湾曲したもしくはその他の方法で変形した隆線ピーク１１３の表面領域であり、
ｎは側壁１０、１２の数であり、
ｍは丸い隆線区域１１２の数、もしくは平坦な、丸い、湾曲したもしくはその他の
方法で変形した隆線ピーク１１３の数である。
【００７７】
あるいは、光学素子隆線ピークが完全に複製された場合に存在するであろう全体の側壁表面領域から、丸い隆線区域１１２もしくは平坦な、丸い、湾曲したもしくはその他の方法で変形した隆線ピーク１１３によって失われる全体の側壁表面領域を引いたものの、光学素子隆線ピークが完全に複製された場合に存在するであろう全体の側壁表面領域に対する比率は、以下の等式によって決定されるように、等しいか、９０％よりも大きいかであるべきである。
【００７８】
【数２】
2008515026.tif 000004
【００７９】
式中：αｉは、隆線９７が完全に形成され、もしくは複製された場合、ｉ番目の側壁１０、１２の表面領域であり、
βｊは、ｊ番目の丸い隆線区域１１２もしくは平坦な、丸い、湾曲したもしくはその他の方法で変形した隆線ピーク１１３のために失われる側壁表面領域であり、
ｎは、隆線９７が完全に形成され、もしくは複製された場合、側壁１０、１２の数であり、
ｍは、丸い隆線区域１１２もしくは平坦な、丸い、湾曲した、もしくはその他の方法で変形した隆線ピーク１１３の数である。
【００８０】
とりわけ、たとえば図７３に示されるように、平坦な、丸い、湾曲した、もしくはその他の方法で変形した隆線ピーク１１３を有するくさび形状の光学素子５について、上述の数式ｂを適用することは、図７３において与えられた形状定義を用いて、以下を与える。光学素子隆線ピークが完全に複製された場合に存在するであろう全体の側壁表面領域（すなわち、図６８側壁１０、１２の表面領域の和）は、
【００８１】
【数３】
2008515026.tif 000005
【００８２】
によって与えられ、平坦な、丸い、湾曲した、もしくはその他の方法で変形した隆線ピーク１１３により失われる全体の側壁表面領域は、
【００８３】
【数４】
2008515026.tif 000006
【００８４】
によって与えられ、
【００８５】
【数５】
2008515026.tif 000007
【００８６】
であり、
Ｒは湾曲した側１２の曲率半径であり、
Ｄは、光学素子５のピーク深さまたは高さであり、
θは、基板８の表面９６に対する平面な側１０の内角であり、
γは、図７３に見られるように、上から、そして基板の法線方向に見られた時、平坦な、丸い、湾曲した、もしくはその他の方法で変形した隆線ピーク１１３の幅（たとえば失われたピーク幅）である。
等式ｃおよびｄを上述の等式ｂに代入すると、次の等式が得られる：
【００８７】
【数６】
2008515026.tif 000008
【００８８】
これが満たされる場合、光方向変換フィルムが輝度強化フィルムとして用いられるであろうことを意味する。隆線ピーク１１３がこれよりも平坦で、丸く、湾曲し、もしくはその他の方法で変形する場合、光学素子形状が充分な軸上利を得るのに充分な側壁表面領域を有さないため、ほとんどの適用について、フィルムは、輝度強化フィルムとして用いるのに適切でないであろう。
【００８９】
図７４から７８は、通常は、図１および２に示される光方向変換フィルムシステム１と同様である、本発明にしたがったその他の光方向変換フィルムシステム１１５を示す。しかし、図１および２に示されるようにほぼ一定の厚さを有するバックライトＢＬの代わりに、図７４から７８は、バックライトＢＬが通常くさび形状であり、光源２６からの距離が増大するにつれ、それらの発光表面１１６がその長さに沿って内側に先細りになることを図解する。また、バックライトＢＬは、光線Ｒが大変浅い角度でバックライトから出るように、設計されるであろう。これにより、バックライトＢＬから受け取った光線Ｒを転換させ、光を、容認できる角度内の関連するディスプレイＤ（たとえば液晶ディスプレイであろう）に向けるため、図７４および７５に示されるように、個々の光学素子５の異なるパターンが光入口表面１１７上もしくは中に配置され、所望であれば、図７６に示されるように、光方向変換フィルム２の光入口表面１１７および光出口表面１１７’の両方の上もしくは中に配置されるので、それによりバックライトによって放射される光は、低いロスでディスプレイを通過するであろう。また、２枚の光方向変換フィルム２が、バックライトＢＬと関連するディスプレイＤとの間に、相互に重なる関係で配置され、図７７に示されるように、光学素子５の異なるパターンが、一方のフィルムの光入口表面１１７の上または中、および他方のフィルムの光出口表面１１７’の上または中にあり、もしくは図７８に示されるように、両方のフィルムの光入口表面１１７の上にある。図７４および７６から７８に示される光源２６は、冷陰極蛍光灯１１８であり、一方、図７５に示される光源２６は、発光ダイオード１１９である。
【００９０】
図７９および８０は、また通常図１および２に示される光方向変換フィルムシステム１と同様である、本発明にしたがった、さらに他の光方向変換フィルムシステム１２０および１２２を示す。しかし、図７９および８０に示される、光方向変換フィルムもしくは基
板１２０および１２２は、バックライトからディスプレイ（図示されない）を通じた光線Ｒを方向変換し、分布を形成する、ＬＣＤ  ＴＶバックライトもしくはその他の光源配列１２６から構成されるバックライト１２５を覆う。図７９において、光源１２６は、トレイ上もしくは同種の支持１２８上に適切に取り付けられた冷陰極蛍光灯１２７の配列から構成され、一方図８０において、光源１２６は、トレイもしくは同種の支持１３０上に適切に取り付けられた発光ダイオード１２９の配列から構成される。各発光ダイオードは、有色もしくは白色の光を生じる、多色のチップを有するであろう。
【００９１】
上述より、本発明の光方向変換フィルムが、バックライトもしくはその他の光源から放射される光のより多くを、フィルム平面に対してより垂直な方向へ再分配することが明白であろう。また、本発明の光方向変換フィルムおよびバックライトは、相互に調整、もしくは同調され、光方向変換フィルムの個々の光学素子がバックライトの光学変形と連動して働くシステムを提供し、最適化された出力光線角度の分配を生じるであろう。
【００９２】
本発明は、特定の実施形態を参照して示され、説明されたが、この明細書を読み、理解することにより、当業者にとって同等の変更および修正が生じることは明白である。とりわけ、上述の構成要素によって行われる多様な機能性に関して、このような構成要素を説明するために用いられる用語（「手段」への任意の言及を含む）は、そうでないように示される場合以外は、ここに説明された本発明の典型的な実施形態において、機能を行う開示された構成要素と構造的に同等でなくても、説明された構成要素（たとえば機能的に同等である）の特定の機能を行う任意の構成要素に対応するよう意図される。さらに、本発明の特定の特徴が唯一の実施形態を参照して開示されたが、このような特徴は、任意の所与の、もしくは特定の適用に所望され、有利であるように、他の実施形態の１以上の他の特性と組み合わされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明にしたがった光方向変換フィルムシステムの１形状の概略側面立面図である。
【図２】図１のバックライトおよび光方向変換フィルムシステムの部分の拡大断片側面立面図である。
【図３】本発明の光方向変換フィルムシステムの他の形状の概略側面立面図である。
【図４】本発明の光方向変換フィルムシステムの他の形状の概略側面立面図である。
【図５】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図５ａ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｂ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｃ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｄ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｅ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｆ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｇ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｈ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｉ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｊ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｋ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｌ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｍ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図５ｎ】光方向変換フィルム上の個々の光学素子が取るであろう異なる幾何学的形状の概略斜視図である。
【図６】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図７】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図８】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図９】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図１０】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図１１】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図１２】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図１３】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図１４】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図１５】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図１６】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図１７】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図１８】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図１９】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図２０】本発明の光方向変換フィルム上の異なるパターンの個々の光学素子を示す、概略斜視図もしくは平面図である。
【図２１】フィルムの角を向く湾曲したパターンでフィルムにわたって延在する光学溝を有する光方向変換フィルムの概略斜視図である。
【図２２】一方の端からの距離が増大するにつれ湾曲が減少する、フィルムにわたって延在する、フィルムの一方の端の中点を向く光学溝のパターンを有する光方向変換フィルムの平面図である。
【図２３】図２２の光方向変換フィルムの左端から見た端面立面図である。
【図２４】図２２の光方向変換フィルムの側面立面図である。
【図２５】バックライトの表面上もしくはその中に形成された光学変形の多様な形状を示す、バックライト／発光パネルアセンブリの表面領域の拡大概略断片平面図である。
【図２６】バックライトの表面上もしくはその中に形成された光学変形の多様な形状を示す、バックライト／発光パネルアセンブリの表面領域の拡大概略断片平面図である。
【図２７】図２５の光学変形の１つを通る拡大縦断図である。
【図２８】図２６の光学変形の１つを通る拡大縦断図である。
【図２９】バックライトの表面上もしくはその中に形成された光学変形の他の形状を通る拡大概略縦断図である。
【図３０】バックライトの表面上もしくはその中に形成された光学変形の他の形状を通る拡大概略縦断図である。
【図３１】他の明確な形状の個々の光学変形の多様なパターンを含む、バックライト表面領域の拡大概略斜視図である。
【図３２】他の明確な形状の個々の光学変形の多様なパターンを含む、バックライト表面領域の拡大概略斜視図である。
【図３３】他の明確な形状の個々の光学変形の多様なパターンを含む、バックライト表面領域の拡大概略斜視図である。
【図３４】他の明確な形状の個々の光学変形の多様なパターンを含む、バックライト表面領域の拡大概略斜視図である。
【図３５】他の明確な形状の個々の光学変形の多様なパターンを含む、バックライト表面領域の拡大概略斜視図である。
【図３６】他の明確な形状の個々の光学変形の多様なパターンを含む、バックライト表面領域の拡大概略斜視図である。
【図３７】他の明確な形状の個々の光学変形の多様なパターンを含む、バックライト表面領域の拡大概略斜視図である。
【図３８】他の明確な形状の個々の光学変形の多様なパターンを含む、バックライト表面領域の拡大概略斜視図である。
【図３９】他の明確な形状の個々の光学変形の多様なパターンを含む、バックライト表面領域の拡大概略斜視図である。
【図４０】バックライトの表面上もしくはその中に形成された光学変形の他の形状を通る拡大概略縦断図である。
【図４１】表面領域の長さおよび幅に沿った複数の直線列に配置される、図３７、３８に示されるものと同様の形状である光学変形を含むバックライト表面領域の拡大概略平面図である。
【図４２】表面領域の長さおよび幅に沿った複数の直線列に配置される、図３７、３８に示されるものと同様の形状である光学変形を含むバックライト表面領域の拡大概略平面図である。
【図４３】表面領域の長さに沿ったねじれた列に配置される、図３７、３８に示されるものとまた同様の形状である光学変形を含むバックライト表面領域の拡大概略平面図である。
【図４４】表面領域の長さに沿ったねじれた列に配置される、図３７、３８に示されるものとまた同様の形状である光学変形を含むバックライト表面領域の拡大概略平面図である。
【図４５】表面領域上の異なるサイズの光学変形のランダムもしくは変動するパターンを含むバックライト表面領域の拡大概略平面図である。
【図４６】表面領域上の異なるサイズの光学変形のランダムもしくは変動するパターンを含むバックライト表面領域の拡大概略平面図である。
【図４７】光入口表面からの変形の距離が増大するにつれ、もしくは光の強度が表面領域の長さに沿って増大するにつれ、サイズが増大する光学変形を示す、バックライト表面領域の拡大概略斜視図である。
【図４８】バックライト表面領域の長さおよび幅に沿った光学変形の異なる角度方向を示す、概略斜視図である。
【図４９】バックライト表面領域の長さおよび幅に沿った光学変形の異なる角度方向を示す、概略斜視図である。
【図５０】集束した光源から放射される典型的な光線が、バックライト表面領域の明確な形状の異なる個々の光学変形によって、いかに反射され、もしくは屈折されるかを概略的に示す、拡大斜視図である。
【図５１】集束した光源から放射される典型的な光線が、バックライト表面領域の明確な形状の異なる個々の光学変形によって、いかに反射され、もしくは屈折されるかを概略的に示す、拡大斜視図である。
【図５２】光方向変換フィルムの光学的に透明な基板の表面上もしくはその中の、明確な形状の２つの個々の光学素子の拡大概略平面図であり、光学素子はそれぞれ、一体化して稜線を形成する平坦な表面および湾曲した表面を有し、光学素子は光学素子の湾曲した表面の異なる部分に沿って相互に交差する。
【図５３】図５２の光学素子の概略斜視図である。
【図５４】光方向変換フィルムの光学的に透明な基板の表面上もしくはその中の、明確な形状の２つの個々の光学素子の拡大概略平面図であり、光学素子はそれぞれ、一体化して稜線を形成する平坦な表面および湾曲した表面を有し、光学素子は光学素子の湾曲した表面の異なる部分に沿って相互に交差する。
【図５５】図５４の光学素子の概略斜視図である。
【図５６】２つの湾曲した端もしくは表面を有する非対称の形状を有する光方向変換フィルムの光学的に透明な基板上もしくはその中の個々の光学素子を概略的に示す拡大斜視図である。
【図５７】相互に交差する図５６の２つの光学素子を示す、概略平面図である。
【図５８】図５７の光学素子の概略斜視図である。
【図５９】光方向変換フィルムの光学的に透明な基板の表面上もしくはその中の、明確な形状の個々の連動不能な光学素子のパターンの部分の拡大概略断片平面図であり、連動不能な光学素子は相互に交差することなく、それによって占められた基板表面の被覆率を最大化するように配置される。
【図６０】図５９と同様の光方向変換フィルムの光学的に透明な基板表面上もしくはその中の明確な形状の個々の連動不能な光学素子のパターンの部分の拡大概略断片平面図であるが、異なる量だけ相互に交差して、連動不能な光学素子によって占められる基板表面の被覆量を増大させる、連動不能な光学素子を示す。
【図６１】図５９と同様の光方向変換フィルムの光学的に透明な基板表面上もしくはその中の明確な形状の個々の連動不能な光学素子のパターンの部分の拡大概略断片平面図であるが、異なる量だけ相互に交差して、連動不能な光学素子によって占められる基板表面の被覆量を増大させる、連動不能な光学素子を示す。
【図６２】異なる連動可能な幾何学的形状に取り付けられ、もしくははめ込まれた、連動不能な光学素子の拡大概略平面図である。
【図６３】異なる連動可能な幾何学的形状に取り付けられ、もしくははめ込まれた、連動不能な光学素子の拡大概略平面図である。
【図６４】異なる連動可能な幾何学的形状に取り付けられ、もしくははめ込まれた、連動不能な光学素子の拡大概略平面図である。
【図６５】連動不能なくさび形状光学素子の非ランダム化パターンの１形状の拡大平面図である。
【図６６】連動不能なくさび形状光学素子のランダム化されたパターンの１形状の拡大平面図である。
【図６７】光方向変換フィルムの表面上もしくはその中の光学素子の放射状パターンを示す、拡大概略斜視図である。
【図６８】一体化して明確な稜線を形成する、平坦もしくは平面な表面と、湾曲した表面との、２つの表面のみを有する光方向変換フィルムの個々の光学素子の拡大概略斜視図である。
【図６９】一体化して複数の明確な稜線を形成する、表面の多数の対を有する光方向変換フィルムの他の個々の光学素子の拡大概略斜視図である。
【図７０】図７０の光学素子が、２つの表面が一体化する場合に、明瞭でない、丸い稜線を有すること以外は、図６８に示されるものと同様の、個々の光学素子形状の拡大概略斜視図である。
【図７１】図７１の光学素子が、光学素子のピーク深さまたは高さを減少させる、平坦な、丸い、湾曲したもしくはその他の方法で変形したピークを有する明確でない稜線を有すること以外は、図６９に示されるものとまた同様の、個々の光学素子形状の拡大概略斜視図である。
【図７２】図７０の個々の光学素子形状のさらなる拡大概略斜視図であり、このような光学素子の多様な寸法特性を示す。
【図７３】図７１の個々の光学素子形状のさらなる拡大概略斜視図であり、このような光学素子の多様な寸法特性を示す。
【図７４】本発明の光方向変換フィルムシステムのさらに他の形状の概略側面立面図である。
【図７５】本発明の光方向変換フィルムシステムのさらに他の形状の概略側面立面図である。
【図７６】本発明の光方向変換フィルムシステムのさらに他の形状の概略側面立面図である。
【図７７】本発明の光方向変換フィルムシステムのさらに他の形状の概略側面立面図である。
【図７８】本発明の光方向変換フィルムシステムのさらに他の形状の概略側面立面図である。
【図７９】本発明の光方向変換フィルムシステムのさらに他の形状の概略斜視図である。
【図８０】本発明の光方向変換フィルムシステムのさらに他の形状の概略斜視図である。
【図１】
2008515026.tif 000013
【図２】
2008515026.tif 000014
【図３】
2008515026.tif 000015
【図４】
2008515026.tif 000016
【図５】
2008515026.tif 000017
【図５ａ】
2008515026.tif 000018
【図５ｂ】
2008515026.tif 000019
【図５ｃ】
2008515026.tif 000020
【図５ｄ】
2008515026.tif 000021
【図５ｅ】
2008515026.tif 000022
【図５ｆ】
2008515026.tif 000023
【図５ｇ】
2008515026.tif 000024
【図５ｈ】
2008515026.tif 000025
【図５ｉ】
2008515026.tif 000026
【図５ｊ】
2008515026.tif 000027
【図５ｋ】
2008515026.tif 000028
【図５ｌ】
2008515026.tif 000029
【図５ｍ】
2008515026.tif 000030
【図５ｎ】
2008515026.tif 000031
【図６】
2008515026.tif 000032
【図７】
2008515026.tif 000033
【図８】
2008515026.tif 000034
【図９】
2008515026.tif 000035
【図１０】
2008515026.tif 000036
【図１１】
2008515026.tif 000037
【図１２】
2008515026.tif 000038
【図１３】
2008515026.tif 000039
【図１４】
2008515026.tif 000040
【図１５】
2008515026.tif 000041
【図１６】
2008515026.tif 000042
【図１７】
2008515026.tif 000043
【図１８】
2008515026.tif 000044
【図１９】
2008515026.tif 000045
【図２０】
2008515026.tif 000046
【図２１】
2008515026.tif 000047
【図２２】
2008515026.tif 000048
【図２３】
2008515026.tif 000049
【図２４】
2008515026.tif 000050
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
2008515026.tif 000054
【図２９】
2008515026.tif 000055
【図３０】
2008515026.tif 000056
【図３１】
2008515026.tif 000057
【図３２】
2008515026.tif 000058
【図３３】
2008515026.tif 000059
【図３４】
2008515026.tif 000060
【図３５】
2008515026.tif 000061
【図３６】
2008515026.tif 000062
【図３７】
2008515026.tif 000063
【図３８】
2008515026.tif 000064
【図３９】
2008515026.tif 000065
【図４０】
2008515026.tif 000066
【図４１】
2008515026.tif 000067
【図４２】
2008515026.tif 000068
【図４３】
2008515026.tif 000069
【図４４】
2008515026.tif 000070
【図４５】
2008515026.tif 000071
【図４６】
2008515026.tif 000072
【図４７】
2008515026.tif 000073
【図４８】
2008515026.tif 000074
【図４９】
2008515026.tif 000075
【図５０】
2008515026.tif 000076
【図５１】
2008515026.tif 000077
【図５２】
2008515026.tif 000078
【図５３】
2008515026.tif 000079
【図５４】
2008515026.tif 000080
【図５５】
2008515026.tif 000081
【図５６】
2008515026.tif 000082
【図５７】
2008515026.tif 000083
【図５８】
2008515026.tif 000084
【図５９】
2008515026.tif 000085
【図６０】
2008515026.tif 000086
【図６１】
2008515026.tif 000087
【図６２】
2008515026.tif 000088
【図６３】
2008515026.tif 000089
【図６４】
2008515026.tif 000090
【図６５】
2008515026.tif 000091
【図６６】
2008515026.tif 000092
【図６７】
2008515026.tif 000093
【図６８】
2008515026.tif 000094
【図６９】
2008515026.tif 000095
【図７０】
2008515026.tif 000096
【図７１】
2008515026.tif 000097
【図７２】
2008515026.tif 000098
【図７３】
2008515026.tif 000099
【図７４】
2008515026.tif 000100
【図７５】
2008515026.tif 000101
【図７６】
2008515026.tif 000102
【図７７】
2008515026.tif 000103
【図７８】
2008515026.tif 000104
【図７９】
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【図８０】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年5月31日(2007.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、表面の少なくとも一方は、少なくとも１つの平坦な表面と少なくとも１つの湾曲した表面とを有する明確な形状の個々の光学素子のパターンを有し、基板の長さおよび幅と比較して大変小さく、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配する、光方向変換フィルムであって、光学素子の少なくともいくつかは相互に交差し、光学素子の少なくともいくつかは、光学素子の湾曲した表面上で、平坦な面よりも大きな程度で相互に交差し、光学素子の平坦な表面領域の、湾曲した表面領域に対する相対的な割合を増大させ、基板を通過する光の軸上利得を増大させる、光方向変換フィルム。
【請求項２】
光学素子の少なくともいくつかが、光学素子の湾曲した表面上のみで相互に交差し、光学素子の、平坦な表面領域の、湾曲した表面領域に対する相対的な割合を増大させ、基板を通過する光の軸上利得を増大させる、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３】
基板を通過する光の所定の角度分布が、基板に対してより垂直な方向にある、請求項１に記載のフィルム。
【請求項４】
少なくとも１つの表面上の光学素子の位置もしくは配置がランダム化される、請求項１に記載のフィルム。
【請求項５】
光学素子の少なくともいくつかは、連動不能な光学素子が相互に連動することを防ぐ幾何学的形状を有する連動不能な光学素子であり、連動不能な光学素子は方向付けられ、配置されて、基板の少なくとも１つの表面の部分の所望の被覆率を連動不能な光学素子のパターン内で生じる、請求項１に記載のフィルム。
【請求項６】
連動不能な光学素子のパターンが、少なくとも２つの異なる形状の光学素子から構成される、請求項５に記載のフィルム。
【請求項７】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な
薄い基板から構成され、少なくとも１つの表面は、少なくとも２つの湾曲した表面を有する明確な形状の個々の光学素子のパターンを有し、光学素子の湾曲した表面のうちの一方は、湾曲した表面の他方より小さな半径を有し、光学素子は、基板の長さおよび幅と比較して大変小さく、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配する、光方向変換フィルムであって、光学素子の少なくともいくつかは、光学素子の一方の湾曲した表面上で、他方の湾曲した表面上よりも大きな程度で相互に交差して、光学素子の一方の湾曲した表面の、他方の湾曲した表面に対する、相対的な割合を減少させ、基板を通過する光の軸上利得を増大させる、光方向変換フィルム。
【請求項８】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、表面の少なくとも１つは、明確な形状で、基板の長さおよび幅と比較して大変小さな、個々の光学素子のパターンを有し、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配し、前記光学素子の少なくともいくつかは、一体化して稜線を形成する少なくとも２つの側もしくは表面を有し、前記隆線は、明確ではなく、もしくは変形している、少なくとも１つの区域を有する、光方向変換フィルムであって、
【数１】
2008515026.tif 000107
式中：Ａｉは、ｉ番目の側の表面領域であり、
Ｂｊは、ｊ番目の明確ではない隆線区域の表面領域であり、
ｎは側の数であり、
ｍは明確ではない隆線区域の数である、光方向変換フィルム。
【請求項９】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、少なくとも１つの表面は、明確な形状で、基板の長さおよび幅と比較して大変小さな、個々の光学素子のパターンを有し、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配し、前記光学素子の少なくともいくつかは、一体化して隆線を形成する少なくとも２つの側もしくは表面を有し、前記隆線は、明確ではない、もしくは変形した少なくとも１つの区域を有する、光方向変換フィルムであって、
【数２】
2008515026.tif 000108
式中、αｉは、隆線が完全に形成され、もしくは複製された場合、ｉ番目の側の表面領域であり、
βｊは、ｊ番目の明確でない隆線区域のために失われる側表面領域であり、
ｎは、隆線が完全に形成され、もしくは複製された場合、側の数であり、
ｍは、明確でない隆線区域の数である、光方向変換フィルム。
【請求項１０】
光源からの光を受ける光入口表面と、反対側の光出口表面とを有する、光学的に透明な薄い基板から構成され、表面の少なくとも１つは、明確な形状で、基板の長さおよび幅と
比較して大変小さな、個々の光学素子のパターンを有し、基板を通過する光を所定の角度分布に再分配し、前記光学素子は２つの側もしくは表面のみを有し、側の一方は平坦であり、側の他方は湾曲しており、２つの側は一体化して隆線を形成し、前記隆線は、平坦な、丸い、湾曲した、もしくはその他の方法で変形したピークを有する、光方向変換フィルムであって、
【数３】
2008515026.tif 000109
であり、
【数４】
2008515026.tif 000110
Ｒは湾曲した側の曲率半径であり、
Ｄは光学素子のピーク深さまたは高さであり、
θは平坦な側の基板表面への内部角度であり、
γは上から、基板に垂直方向に見た場合、平坦な、丸い、湾曲した、もしくはその他の方法で変形した隆線ピークの幅である、光方向変換フィルム。
【国際調査報告】
2008515026.tif 000111
2008515026.tif 000112