(57)【要約】  光学フィルムは、所定の材料から形成される複数の構造体を備え、各構造体が、底面と、底面と鋭角を成す第１の側壁と、底面と鈍角を成す第２の側壁とを含む。光学フィルムは、光源又は他の構造体からの光を効率的に結合する。光学フィルムは、フォトリソグラフィプロセスによって製作することができる。
2008542797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の材料から成る複数の構造体であって、各構造体が、
底面と、
前記底面と鋭角を成す第１の側壁と、
前記底面と鈍角を成す第２の側壁と
を含む前記複数の構造体
を含む、光学フィルム。
【請求項２】
前記光学フィルムが、上面を有する基材をさらに含み、前記複数の構造体が、前記上面上にあるか又は前記上面と隣接する、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記鋭角が、およそ（９０＋δ）／２に等しく、δが、前記複数の構造体に入る光の角度である、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項４】
ｈが、およそａ  ｔａｎδ  ｔａｎθ／（ｔａｎθ−ｔａｎδ）に等しく、ｈが前記構造体の高さであり、ａが各構造体の前記底面の幅であり、δが、前記複数の構造体に入る光の角度であり、θは前記鋭角である、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項５】
各構造体が、前記第１の側、前記第２の側、前記底面及び上端が四角形を形成するような上端を含む、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項６】
各上端が平坦である、請求項５に記載の光学フィルム。
【請求項７】
各上端がテクスチャー加工されている、請求項５に記載の光学フィルム。
【請求項８】
前記材料が、光重合材料である、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項９】
別の材料が、前記複数の構造体の隣接する構造体間に存在し、且つ
前記別の材料が、前記複数の構造体の前記材料よりも小さい屈折率を有する、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１０】
前記別の材料が、散乱粒子を含む、請求項９に記載の光学フィルム。
【請求項１１】
前記別の材料が空気である、請求項９に記載の光学フィルム。
【請求項１２】
前記別の材料及び前記底面と対向する各構造体の表面を被覆する拡散材料をさらに含む、請求項９に記載の光学フィルム。
【請求項１３】
各第１の側壁が、反射コーティングでコーティングされる、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１４】
前記反射コーティングが、金属コーティングである、請求項１３に記載の光学フィルム。
【請求項１５】
前記反射コーティングが、誘電材料コーティングである、請求項１３に記載の光学フィルム。
【請求項１６】
別の材料が、前記複数の構造体の隣接する構造体間に存在し、且つ前記底面と対向する各構造体の表面を被覆する、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１７】
基材と、
前記基材上の又は前記基材に隣接する、光重合材料から成る複数の構造体であって、各構造体が、
底面と、
前記底面と鋭角を成す第１の側壁と、
前記底面と鈍角を成す第２の側壁と、
前記底面と実質的に平行であり、前記第２の側壁と鋭角を成し、且つ前記第１の側壁と鈍角を成す、上端と
を含む前記複数の構造体と、
隣接する前記第１の側壁と前記第２の側壁との間に位置する、前記複数の四角形構造体の材料よりも小さい屈折率を有する別の材料と、
を含む、光学フィルム。
【請求項１８】
前記別の材料が、前記複数の構造体の前記上端を被覆する、請求項１７に記載の光学フィルム。
【請求項１９】
光学フィルムを製造する方法であって、
表面上に光重合性材料を堆積させること、
複数の重合構造体が、前記光重合性材料中に形成されるように、前記光重合性材料の一部を選択的に重合すること、及び
重合していない前記光重合性材料を除去すること
を含み、
各重合構造体が、
前記表面と鋭角を成す第１の側壁と、
前記表面と鈍角を成す第２の側壁と
を有する、
光学フィルムを製造する方法。
【請求項２０】
前記選択的に重合することが、非正常角で前記表面に入射する視準光をフォトマスクに照射することによって行われる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
重合していない前記光重合性材料を除去する工程後に、前記複数の重合構造体間に光学的に透明な充填材を堆積させることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
基材と、
光重合材料から成る複数の構造体であって、各構造体が、
底面と、
前記底面と鋭角を成す第１の側壁と、
前記底面と鈍角を成す第２の側壁と
を含む複数の構造体と
を含み、
ｈが、およそａ  ｔａｎδ  ｔａｎθ／（ｔａｎθ−ｔａｎδ）に等しく、ｈが前記構造体の高さであり、ａが各構造体の前記底面の幅であり、δが、光源から前記複数の構造体に入る光の角度であり、θは前記鋭角である、光源に使用される光学フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の分野］
本願は包括的に、光学フィルム、光学フィルムを製造する方法、及び光学フィルムを使用する方法に関し、より詳細には、傾斜導波光学フィルム、傾斜導波光学フィルムを製造する方法、及び傾斜導波光学フィルムを使用する方法に関する。
【０００２】
［関連出願］
本願は、米国非仮出願第１１／４１７，１３２号（２００６年５月４日出願）及び米国仮出願第６０／６７７，８３７号（２００５年５月５日出願）による優先権を主張し、参照によりこれらの出願を援用する。
【背景技術】
【０００３】
低電力消費、高輝度、高光利用効率、良好な光均一性、低プロファイル、低重量、最小色効果及び低コストを有することが、エッジリット照明装置によるバックライトを備えるディスプレイに望まれている。しかしながら、通常、電力消費、輝度、光利用効率、光均一性、プロファイル、重量、色効果及びコストの間の兼ね合いがあるため、これを達成することは困難である。例えば、出射（output）時の強度が大きい光源は、輝度を増大させるが、電力消費も増大してしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、エッジリット照明装置によるバックライトを備えるディスプレイの電力消費、輝度、光利用効率、光均一性、プロファイル、重量、色効果及びコストを改良する、当該技術分野における強い必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［発明の概要］
本発明の態様は、所定の材料から成る複数の構造体であって、各構造体が、底面と、底面と鋭角を成す第１の側壁と、底面と鈍角を成す第２の側壁とを含む複数の構造体を含む、光学フィルムを提供することである。光学フィルムは、上面を有する基材をさらに備えていてもよく、複数の構造体が、上面上にあるか又は上面と隣接する。鋭角は、およそ（９０＋δ）／２（式中、δは、複数の構造体に入る光の角度である）に等しくてもよい。パラメータｈは、およそａ  ｔａｎδ  ｔａｎθ／（ｔａｎθ−ｔａｎδ）（式中、ｈは構造体の高さであり、ａは各構造体の底面の幅であり、δは、複数の構造体に入る光の角度であり、θは鋭角である）に等しくてもよい。各構造体は、第１の側、第２の側、底面及び上端が四角形を形成するような上端を含んでもよい。上端は、平坦であっても、又はテクスチャー加工されていてもよい。材料は、光重合材料であってもよい。別の材料が、複数の構造体の隣接する構造体間に存在していてもよく、また複数の構造体の所定の材料よりも小さい屈折率を有していてもよい。別の材料は、散乱粒子を含んでいてもよい。別の材料は空気であってもよい。光学フィルムは、別の材料及び底面と対向する各構造体の表面を被覆する拡散材料をさらに含んでいてもよい。各第１の側壁は、反射コーティングでコーティングされてもよい。反射コーティングは、金属コーティング又は誘電材料コーティングであってもよい。別の材料が、複数の構造体の隣接する構造体間に存在してもよく、底面と対向する各構造体の表面を被覆していてもよい。
【０００６】
本発明の別の態様は、基材と；基材上の又は基材に隣接する、光重合材料から成る複数の構造体であって、各構造体が、底面と、底面と鋭角を成す第１の側壁と、底面と鈍角を
成す第２の側壁と、上端とを含む複数の構造体とを備える光学フィルムを提供することである。上端は、底面と実質的に平行であり、第２の側壁と鋭角を成し、第１の側壁と鈍角を成し、且つ別の材料が、複数の四角形構造体の材料よりも小さい屈折率を有し、別の材料が、隣接する第１の側壁と第２の側壁との間に位置する。別の材料が、複数の構造体の上端を被覆していてもよい。
【０００７】
本発明の別の態様は、表面上に光重合性材料を堆積させること、複数の重合構造体が、光重合性材料中に形成されるように、光重合性材料の一部を選択的に重合すること、及び重合していない光重合性材料を除去することを含み、各重合構造体が、表面と鋭角を成す第１の側壁と、表面と鈍角を成す第２の側壁とを有する、光学フィルムを製造する方法を提供することである。選択的に重合することは、非正常角で表面に入射する視準光をフォトマスクに照射することによって行われてもよい。当該方法は、重合していない光重合性材料を除去する工程後に、複数の重合構造体間に光学的に透明な充填材を堆積させることをさらに含んでもよい。
【０００８】
本発明の別の態様は、基材と；光重合材料から成る複数の構造体であって、各構造体が、底面と、底面と鋭角を成す第１の側壁と、底面と鈍角を成す第２の側壁とを含む複数の構造体とを備える、光源に使用される光学フィルムを提供することである。ｈは、およそａ  ｔａｎδ  ｔａｎθ／（ｔａｎθ−ｔａｎδ）（式中、ｈは構造体の高さであり、ａは各構造体の底面の幅であり、δは、光源から複数の構造体に入る光の角度であり、θは鋭角である）に等しい。
【０００９】
添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。図面において、同様の参照符号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［詳細な説明］
本発明は、受光した光の方向を所望の出射方向に概ね変えるように、受光した光を透過及び／又は反射及び／又は屈折することによって、光を結合させ且つ光の方向を変える、複数の微細構造体を含む光学フィルムを提供する。このことは、部分的に図１に示され、ここでは光学フィルム２００が３本の異なる光線を受光する。第１の光線１０２は、屈折も反射もすることなく、光学フィルム２００を単純に通過する。第２の光線１０４は、光学フィルム２００の微細構造体１０８によって屈折した後、同じ微細構造体１０８内で内部全反射を受ける。第３の光線１０６は、光学フィルム２００の微細構造体１０８に入った後、同じ微細構造体１０８の内部全反射を受ける。これらの３本の光線１０２、１０４及び１０６は、所望の出射方向に出射される。この光学フィルム２００を高効率なものとする所望の方向へ、光源１１０から受光した光の大部分を結合させ且つ方向を変えることは、光学フィルム２００の能力である。これは、少なくとも部分的には、入射光のいくらかを反射することができる光学フィルム２００によって達成される。
【００１１】
光学フィルム２００の効率及び単純な構成は、電力消費を減少することができ、その結果、バッテリーを小さくし、サイズを低減させ且つ重量を低減することができる。このことは、携帯用途に有益であり、用途に応じて他の利点を提供することができる。例えば、光学フィルム２００の高光利用効率は、輝度を増大させ、昼光における視認性を確実にするのに役立つ。光学フィルム２００はまた、厚みを低減し、コントラスト比を改良し、均一性を改良し、且つ所望の用途のための色又はグレースケールの表示性能を改良することができる。光学フィルム２００の単純な構成は、光学フィルム２００を多くの他の従来要素の代わりに用いる場合に、コストを低減することができる。
【００１２】
図２は、基材２０２と、感光性ポリマー２０４のコーティングの選択部分を重合するこ
とによって形成される複数の構造体２１６とを備え、且つ光学的に透明な材料２２０が、複数の構造体２１６の間に位置する、例示的な光学フィルム２００を示す。光学的に透明な材料２２０はまた、複数の構造体２１６の上方に位置してもよく、また隣接する構造体２１６間の空間を完全に又は部分的に充填してもよい。
【００１３】
図２の光学フィルム２００を製造するのにフォトリソグラフィプロセスを用いてもよい。例えば、図３は、第１の製造工程が完了した後の光学フィルム２００を示す。第１の工程において、基材２０２は、ＵＶ光に対して実質的に透過性である材料、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＶＡ、ＰＭＭＡ、ＭＳ又は任意の他の好適な材料から成っていてもよく、約０．５ミル〜約８．０ミルの厚みを有し、約２．０〜約３．０ミルが一般的であり、使用前に洗浄されるか、又は他の方法で用意される。ＵＶ光に対して透過性であることに加えて、基材２０２は、光学フィルム２００が方向を変えるとされる光の周波数（例えば、３００〜８００ｎｍの範囲の可視光）に対して光学的に透過性であるものとする。さらに、基材２０２は引かき傷がなく、低いヘイズ値を有することが有益である。
【００１４】
図４は、第２の製造工程が完了した後の光学フィルム２００を示す。この工程において、感光性ポリマー２０４のコーティングを、基材２０２上に堆積させる。感光性ポリマー２０４のコーティングの厚みは、所望の高さの重合構造体を作製するように選択される。任意の好適な感光性ポリマーを使用することができる。例えば、感光性ポリマーは、モノマー又は様々なモノマーの混合物、光開始剤、酸化防止剤、及び定着剤であってもよい。モノマー又は様々なモノマーの混合物は、アクリレートであってもよい。例えば、Sartomer CorporationからのＳｔａｒｔｏｍｅｒ等のジアクリレート又はトリアクリレートをベースとするモノマーである。光開始剤は任意の光開始剤であり得る。例えば、CibaからのＩｇａｃｕｒｅである。酸化防止剤は、酸素の影響による重合を防止するのに役立ち、任意の好適な酸化防止剤であり得る。例えば、CibaからのＩｇａｎｏｘである。定着剤は、モノマーと基材との間の接着力を助長するのに使用され、任意の好適な定着剤であり得る。例えば、シラン基又はポリエステルアクリレートをベースとする定着剤である。図５は、第３の製造工程が完了した後の光学フィルム２００を示す。この工程において、感光性ポリマー２０４でコーティングされた基材２０２は、既定のデザインを有するフォトマスク２１２上に設けられる。フォトマスク２１２は基材２１０上にある。屈折率整合流体２０８は、基材２０２とフォトマスク２１２との間、基材２０２とフォトマスク２１２の基材２１０との間に設けられ得る。フォトマスク２１２ はＣｒフォトマスク、エマルジョンフォトマスク、又は任意の他の好適なフォトマスクであってもよい。屈折率整合流体２０８は、基材２０２の屈折率と類似する屈折率を有するように選択され、ＩＰＡ、ＥＯＨ、ＭｅＯＨ、アセトン又は任意の他の好適な材料（複数可）であってもよい。
【００１５】
図６は、第４の製造工程が完了した後の光学フィルム２００を示す。この工程において、光学的に透過性の被覆フィルム２１４が、感光性ポリマー２０４のコーティング上に設けられる。光学的に透過性の被覆フィルム２１４は、酸素バリアとして作用する。光学的に透過性の被覆フィルム２１４は、厚みを薄くすることができる以外は（例えば、約０．５〜約２．０ミルの厚み）、基材２０２と同様に作製され得る。
【００１６】
図７は、第５の製造工程が完了した後の光学フィルム２００を示す。この工程では、平行紫外光源により、所望の複数の構造体２１６を形成するのに十分なエネルギーを有する光２０６が発生する。次に、フォトマスク２１２の間隙に対応する、感光性ポリマー２０４のコーティング領域を重合させ、所望の複数の構造体２１６を形成すると同時に、残りの領域が未重合の感光性ポリマー２１８として残るように、この光２０６をフォトマスク２１２上に既定の角度で投射する。
【００１７】
図８は、第６の製造工程が完了した後の光学フィルム２００を示す。この工程では、光
学的に透過性の被覆フィルム２１４を除去し、それにより感光性ポリマー２０４の現像を行うことができる。
【００１８】
図９は、第７、第８及び第９の製造工程が完了した後の光学フィルム２００を示す。第７の工程では、フォトマスク２１２及び屈折率整合流体２０８を除去する。次に、第８の工程では、未重合の感光性ポリマー２１８を溶解する溶媒を適用することによって、感光性ポリマー２０４のコーティングを現像する。感光性ポリマー２０４のコーティングを現像するのに用いられる溶媒は、ＩＰＡ、ＥＯＨ、ＭｅＯＨ、ＭＥＫ、ＤＣＭ、アセトン又は任意の他の好適な材料であり得る。
【００１９】
その後、第９の工程において、ＵＶ光による後露光を実施し、複数の構造体２１６のモノマーを全て完全に硬化することを確実にする。このＵＶ光による後露光は、複数の構造体２１６を強化するというさらなる利点を有する。
【００２０】
図２は、第１０及び第１１の製造工程が完了した後の完成した光学フィルム２００ を示す。第１０の工程では、複数の構造体２１６のそれぞれの間の間隙を、複数の構造体２１６よりも小さい屈折率を有する光学的に透明な充填材２２０で充填する。光学的に透明な充填材２２０は、ＵＶ硬化性材料、熱硬化性材料又は任意の他の好適な材料であってもよい。例えば、光学的に透明な充填材２２０は、触媒を含むシリコン、光開始剤を用いた感光性ポリマー、又は任意の他の好適な材料（複数可）であってもよい。有益には、複数の構造体２１６の上方の光学的に透明な充填材２２０の厚みは、最大反射（例えば、内部全反射）を得るように調節することができる。例えば、この厚みは、波長の四分の一よりも大きい値をとるように選択してもよい。最後に、第１１の工程において、光学的に透明な充填材２２０を硬化させる。
【００２１】
図１０は、図２の光学フィルム２００と類似しているが、拡散媒体１００２をさらに含む別の光学フィルム１０００を示す。拡散媒体１００２は、複数の構造体２１６及び光学的に透明な充填材２２０に隣接し、ガラス、シリカ又はポリマービーズ等の光散乱粒子が或る特定量で分散する透明材料、ランダムエンボス加工表面レリーフの拡散体、又は光を拡散する任意の他の構造体又は材料（複数可）であってもよい。拡散媒体１００２は、さらなる光拡散を提供し、光学フィルム１０００の総拡散率のさらなる制御を提供する。
【００２２】
図１１は、図２の光学フィルム２００と類似しているが、複数の構造体２１６の側壁面の片側に反射コーティング１１０２をさらに含む別の光学フィルム１１００を示す。反射コーティング１１０２は、任意の入射角における光反射を増強するように含まれ、金属薄膜、誘電材料薄膜、又は任意の他の好適な材料（複数可）から作製され得る。例えば、反射コーティング１１０２は、アルミニウム若しくは銀の薄膜等の任意の金属薄膜、又は誘電体薄膜であってもよい。
【００２３】
図１２は、連続構造体２１６を有する例示的な光学フィルム１２００を示すのに対して、図１３は、分割構造体２１６を有する例示的な光学フィルム１３００を示す。連続構造体２１６を有する光学フィルム１２００は光学性能を改良するのに対して、分割構造体２１６を有する光学フィルム１３００は、収縮応力を減少させた。
【００２４】
光学フィルム２００は、３つの主要構成要素：主要構造体、周囲媒体及びトランスポートプラットフォーム（transport platform）を備える。主要構造体には、導光体（light guiding pipes）及び光反射面として作用する。この構造体には、光源からの光に応じて確定される或る特定角度で傾斜する複数の光導体（light pipes）が挙げられる。これらの光導体の角度は、露光プロセス中に確定される。光導体の側壁角は、平行化学線により異なり得る。側壁角は、露光角だけでなく、この系に使用されるモノマーと、露光中に生
成されるポリマーとの屈折率の差によっても規定される。周囲媒体は、主要構造体の周りに設けられ、空気、又は露光中の硬化プロセス及び後ハード硬化（post hard curing）によって形成される主要構造体の硬化ポリマーよりも小さい屈折率を有する１つ若しくは複数の材料であってもよい。トランスポートプラットフォームは、処理中に材料を保持し（carry）、主要構造体及び周囲媒体を支持する。トランスポートプラットフォームは、基材又は他の好適な構造体であってもよい。例えば、トランスポートプラットフォームは、３００〜８００ｎｍの波長範囲に対して透過性であるフィルム又はシートであってもよい。図２〜図９に示されるフォトリソグラフィプロセスにおいて、主要構造体は複数の構造体２１６に該当し、周囲媒体は光学的に透明な充填材２２０に該当し、トランスポートプラットフォームは基材２０２に該当する。
【００２５】
図１４、図１５及び図１６は、光学フィルム２００の様々なパラメータを示す。
α＝光の最初の入射角（媒体０における入射角）
β＝媒体０と媒体１との境界面における屈折後の光の入射角（媒体１における入射角）
δ＝媒体０と媒体１との境界面における屈折後、且つ媒体１と媒体２との境界面における屈折後であるが、媒体３を通過しなかった光の入射角（媒体２における入射角）
Φ＝構造体の側壁に突き当たる光の入射角
θ1＝構造体の側壁と構造体の底面とが成す鋭角
θ2＝１８０度−構造体の側壁と構造体の底面とが成す鈍角
ａ＝構造体の底面の寸法
ｂ＝構造体の上面の寸法
ｘ＝構造体の底面と隣接する構造体の底面との間の空間
ｔ＝構造体の上方の周囲媒体の厚み
ｈ＝構造体の高さ
δ＝構造体に入る光の角度
σ＝内部全反射の臨界角
ｎ0、ｎ1、ｎ2、ｎ3＝それぞれ、媒体０、媒体１、媒体２及び媒体３の屈折率
【００２６】
光が角度δで構造体に入り、且つ通常角(normal angle)（９０度）で構造体から出ることが望ましいと仮定すると、構造体の角度θ1は、次のように導かれ得る。
【００２７】
δ＋２φ＝９０、及びｓｉｎσ＝ｎ3／ｎ2であるため、
【００２８】
【数１】
2008542797.tif 000003
である。角度δは、角度αから求めることができ、これは、光源、導光板又は他の構造体からの光の角度である。ほとんどの場合、光源、導光板又は他の材料からの光は、１０〜２０度の出射角範囲の最大強度を有する。側壁「Ａ」における内部全反射条件を得るため、且つ光の方向を通常角を有するように変えるために、構造体の角度は、入射角に応じて確定する必要がある。
【００２９】
内部全反射の臨界角σは、スネルの法則（Snell's law）から次のように導き出され得る。
【００３０】
【数２】
2008542797.tif 000004
【００３１】
光がトランスポートプラットフォーム（媒体１）及び主要構造体（媒体２）又は周囲媒体（媒体３）を通過する場合、光は、主要構造体の少なくとも１つの側壁に突き当たった後、主要構造体又は周辺媒体から抜け出るが、もしそうでなければ、構造体の上面又は周辺媒体から出る光は、最初の入射角（α）と同じ角度を有するであろう。この問題を回避するために、構造体は、「ａ」、「ｈ」及びθ1及びθ2の寸法を調節することによって設計されなければならない。これは次のように成し遂げられ得る。
【００３２】
パラメータθ1及びθ2は、露光プロセスによって規定され、マスク、基材、及び基材をコーティングしたモノマー混合物を含む系を露光することによって得ることができる。パラメータａ、及び構造体の間の間隙は、マスクのデザインによって確定することができる。全体の構成は、光源の特徴、又は光源、導光板若しくは他の構造体から出る光の特徴に応じて設計され得る。寸法及び構造体の形状を含む設計基準は、以後に記載の説明によって導くことができる。
【００３３】
光の大半が角度αで出て、ｎ1の屈折率を有する媒体１（基材）に入ると仮定する。それゆえ、スネルの法則
【００３４】
【数３】
2008542797.tif 000005
【００３５】
により、媒体０は空気であり、それゆえ、ｎ1が１であると仮定すると、
【００３６】
【数４】
2008542797.tif 000006
【００３７】
である。したがって、
【００３８】
【数５】
2008542797.tif 000007
【００３９】
である。これゆえ、
【００４０】
【数６】
2008542797.tif 000008
【００４１】
並びに、
【００４２】
【数７】
2008542797.tif 000009
【００４３】
であり、したがって、
【００４４】
【数８】
2008542797.tif 000010
【００４５】
である。
【００４６】
例えば、ａ＝３０μ及びα＝８０度である場合、δは約５３度である。このため、θ2は７１．８７度となる。すなわち
【００４７】
【数９】
2008542797.tif 000011
【００４８】
である。
【００４９】
式１、２及び３に従って、前述の条件を満たすように、αが８０度である場合、θは７１．４８度となる。さらに、αが７０度である場合、θはおよそ７０．４８度となる。光が１０〜２０度の角度で媒体に入り、且つ媒体の屈折率が、ｎ0＝１、ｎ1＝１．５２、ｎ2＝１．５６、及びｎ3＝１．４３であると考える場合、角度φは約１８．５となり、角度φは、この場合約２３．５６度である臨界角σよりも小さい。それゆえ、光の大半が内部全反射することができる。
【００５０】
したがって、θ及びｈ等の重要なパラメータは、α（光の最初の入射角）及びａ（構造体の底面の寸法）等の初期条件によって導き出すことができる。αはバックライトシステムの構成によって、又は光源、導光板若しくは他の構造体から出る光から規定することができるが、ａは、露光システムの分解能、コーティングされる材料の量、光学フィルムの全体の厚み、及びプロセスの利便性を考慮して求められるべきである。
【００５１】
図１７は、高アスペクト比（ｈ／ａが大きい）を有する光学フィルム２００の白黒写真である。図１８は、低アスペクト比（ｈ／ａが小さい）を有する光学フィルム２００の白黒写真である。
【００５２】
本明細書中に開示される光学フィルムは、多くの従来技術のバックライト及び他の機器において使用することができる。例えば、図１９は、透過型ＬＣＤ用の従来技術の背面照明装置又はバックライト１９００を示す。バックライト１９００は、冷陰極蛍光灯又は発光ダイオード等の光源１９０２、アルミニウムコーティングされた反射シート１９０４、裏面にドットがプリントされた又は成形溝１９０６を有する導光板１９０８、拡散体１９１０、下側プリズムシート１９１２、上側プリズムシート１９１４、別の拡散体１９１６を含む。本明細書に開示される光学フィルムは、図１９のバックライト１９００に用いられる拡散体１９１０及び１９１６、並びにプリズムシート１９１２及び１９１４の全てに取って代わることができ、他の従来技術の機器において同様の代用品とすることができる。この代用品により、要素の数を減らし、コストを低減し、且つ性能を高めることができる。
【００５３】
図２０は、従来技術のドットプリント導光板／拡散体／輝度上昇フィルム組立体（combination）（ＤＰＬＧＰ／ｄｉｆｆ／ＢＥＦ）、従来技術のプリズム導光板／拡散体／輝度上昇フィルム組立体（ＰＬＧＰ／ｄｉｆｆ／ＢＥＦ）、及びバックライトユニット（ＢＬＵ）に使用される本発明の２つの実施例を含む４つのＢＬＵの性能を示す。本発明を利用する実施例は、本発明による光学フィルム（ＴｒＴ）と併せてプリズム導光板を備える。本発明による光学フィルムを有するＢＬＵの性能は、ＰＬＧＰ／ＴｒＴ１  ＢＬＵにおけるものよりも小さいヘイズ基材を用いて形成されたＰＬＧＰ／ＴｒＴ２  ＢＬＵにおいて異なる。示されるように、本発明の光学フィルムを備えるＢＬＵの光強度は、比較例である従来技術のＢＬＵと比較して、光強度を大いに増大した。
【００５４】
例示的な光学フィルムの作製：
【００５５】
２ミルの厚みを有する、Tekra（Orange, California）からのＡ  ００２  ＭＥＬ  ４５４  ＰＥＴ基材にイオン化空気を吹き付けて、ＰＥＴフィルムを洗浄した。代替的には、粘着（tackey）フィルムを用いて基材を洗浄してもよい。次に、Startomer（Warrington, Pennsylvania）からのＳＲ３４９モノマー（約９５重量％）及びCiba Specialty Chemical Corp.（Tarrytown, New York）からのＩｒｇａＣｕｒｅ  ６５１光開始剤（約５重量％）の混合物をＰＥＴ基材上にコーティングして、厚みを約５ミルとした。次に、１０度より大きい視準線(collimation)を有する金属アーク灯からの紫外光（＝３６５ｎｍ）を用いて、３０度〜４０度の角度でＣｒフォトマスクを照射し、基材上のＳＲ３４９モノマーを選択的に重合した。７〜１１ｍＪ／Ｍ2の線量を得るように、金属アーク灯（２５ワット／Ｍ2）を作動させた。この際、約１０ｍＪ／Ｍ2の線量が一般的である。代替的には、ＵＶレーザ等のより良好な視準光源を使用してもよい。それゆえ、未重合モノマーは、９９＋％純メタノール又はエタノールのいずれかの攪拌した溶媒浴中で除去される。この浴中への浸漬（bath）を約１５〜２５秒継続する。この浸漬は約３０〜４５回の行程である。いかなる残留溶媒も吹き飛ばすことによって、基材及び重合モノマーを乾燥させる。最後に、５００〜３０００  １０ｍＪ／Ｍ2のＵＶ線量を提供するように金属アーク灯を作動させることによって、後硬化を実施する。これにより、ａ＝約３０μｍ、ｂ＝約１８〜２０μｍ、ｘ＝約１２μｍ、ｈ＝約６５μｍ、1＝約６３度及び2＝約７１度である光学フィルムが得られる。
【００５６】
本明細書中に開示される光学フィルムは、任意の従来の光学フィルムと併せて使用することができる。例えば、本発明の光学フィルムは、拡散体及び輝度上昇フィルムと共に使用することができる。
【００５７】
本発明のいくつかの実施形態及びその利点を詳細に記載したが、本発明の教示、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、変異体、代替物、変形体、変更形態、変形形態、変更及び代替を成すことができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明による光学フィルムを通過する、光源からの光線を示す図である。
【図２】第１０及び第１１の製造工程が完了した後の完成した光学フィルムを示す図である。
【図３】第１の製造工程が完了した後の光学フィルムを示す図である。
【図４】第２の製造工程が完了した後の光学フィルムを示す図である。
【図５】第３の製造工程が完了した後の光学フィルムを示す図である。
【図６】第４の製造工程が完了した後の光学フィルムを示す図である。
【図７】第５の製造工程が完了した後の光学フィルムを示す図である。
【図８】第６の製造工程が完了した後の光学フィルムを示す図である。
【図９】第７、第８及び第９の製造工程が完了した後の光学フィルムを示す図である。
【図１０】図２の光学フィルムと類似しているが、拡散媒体をさらに含む別の光学フィルムを示す図である。
【図１１】図２の光学フィルムと類似しているが、複数の構造体の側壁面の片側に反射コーティングをさらに含む別の光学フィルムを示す図である。
【図１２】連続構造体を有する例示的な光学フィルムを示す図である。
【図１３】分割構造体を有する例示的な光学フィルムを示す図である。
【図１４】光学フィルムの種々のパラメータを示す図である。
【図１５】光学フィルムの種々のパラメータを示す図である。
【図１６】光学フィルムの種々のパラメータを示す図である。
【図１７】高アスペクト比を有する光学フィルムの白黒写真である。
【図１８】低アスペクト比を有する光学フィルムの白黒写真である。
【図１９】透過型ＬＣＤ用の従来技術の背面照明装置又はバックライトを示す図である。
【図２０】４つのバックライトユニットの性能を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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