(57)【要約】  本開示は、光源と、光源からの光を受光するために配置された第１の表面および光源とは反対側を向いた第２の表面を有する光学フィルムとを含む光学装置に関する。第２の表面は、密集した実質的に半球形状の構造体の二次元的なアレイを含む。本開示のいくつかの実装例においては、光学フィルムは、二次元的なアレイを含む第２の表面の光学的特徴とは異なる光学的特徴を有する基板部分をさらに含む。
2008527627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの光を受光するために配置された第１の表面を有する光学フィルムとを含む光学装置において、前記光学フィルムが偏光子、および前記光源とは反対側を向いた第２の表面を含み、前記第２の表面が密集した実質的に半球形状の構造体の二次元的なアレイを含む、光学装置。
【請求項２】
前記光学フィルムが、直線状の反射偏光子を含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記光学フィルムが基板部分をさらに含み、かつ前記密集した実質的に半球形状の構造体の屈折率が前記基板部分の屈折率よりも低い、請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
前記第２の表面が、複数の密集した実質的に半球形状の窪みを含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
前記第２の表面が、複数の密集した実質的に半球形状の突起を含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項６】
前記第２の表面が、少なくとも約５μｍの半径を有する、複数の密集した実質的に半球形状の構造体を含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項７】
前記第２の表面が、約１０〜約５０μｍの半径を有する、複数の密集した実質的に半球形状の構造体を含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項８】
前記第２の表面が、少なくとも２つの異なる半径を有する、複数の密集した実質的に半球形状の構造体を含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項９】
前記光源に光学的に結合され、かつ前記光学フィルムに光を供給するように配置される光分布要素をさらに含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記光分布要素がライトガイドである、請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記光学フィルムによって透過される光を受光するために配置されるＬＣＤパネルをさらに含む、請求項１に記載の光学装置。
【請求項１２】
光源と、前記光源からの光を受光するために配置された第１の表面および前記光源とは反対側を向いた第２の表面を有する光学フィルムとを含む光学装置において、前記第２の表面が、第１の半径を有する第１の複数の実質的に半球形状の構造体、および前記第１の半径とは異なる第２の半径を有する第２の複数の実質的に半球形状の構造体を含む二次元的なアレイを含み、前記第１および第２の複数の構造体が密集している光学装置。
【請求項１３】
前記光学フィルムが、前記二次元的なアレイを含む前記第２の表面の光学的特徴とは異なる光学的特徴を有する基板部分を含む、請求項１２に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記基板部分が、偏光フィルム、光拡散フィルム、輝度上昇フィルム、ターニングフィルムまたはその組み合わせの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の光学装置。
【請求項１５】
前記光学フィルムが基板部分をさらに含み、かつ前記密集した実質的に半球形状の構造体の屈折率が前記基板部分の屈折率よりも低い、請求項１２に記載の光学装置。
【請求項１６】
前記密集した実質的に半球形状の構造体の平均半径が少なくとも約５μｍである、請求項１２に記載の光学装置。
【請求項１７】
前記光源に光学的に結合され、かつ前記光学フィルムに光を供給するように配置される光分布要素をさらに含む、請求項１２に記載の光学装置。
【請求項１８】
前記光分布要素がライトガイドである、請求項１７に記載の光学装置。
【請求項１９】
前記光学フィルムによって透過される光を受光するために配置されるＬＣＤパネルをさらに含む、請求項１２に記載の光学装置。
【請求項２０】
光源と、前記光源からの光を受光するために配置された第１の表面および前記光源とは反対側を向いた第２の表面を有する光学フィルムとを含む光学装置であって、前記第２の表面が、実質的に同じ半径を有する複数の密集した実質的に半球形状の構造体を含む二次元的なアレイを含む、光学装置において、
前記光学フィルムが、前記二次元的なアレイを含む前記第２の表面の光学的特徴とは異なる光学的特徴を有する基板部分をさらに含む、光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、実質的に半球形状の表面構造体を含む光学フィルム、およびそのような光学フィルムを組み込んだ光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（「ＬＣＤ」）装置などのディスプレイ装置は、例えば、テレビ、携帯端末、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、およびコンピュータ用モニタなど、様々な用途に使用される。ＬＣＤには、重量、ユニットの大きさおよび消費電力の削減のほか、明るさの増大といった、従来の陰極線管（「ＣＲＴ」）ディスプレイを上回る利点がいくつかある。しかしながら、ＬＣＤパネルは自発光式ではないので、バックライト組立体すなわち「バックライト」を必要とすることがある。バックライトは一般に、１つ以上の光源（例えば、冷陰極管（「ＣＣＦＴ」）や発光ダイオード（「ＬＥＤ」））からの光を実質的に平面状の出力部に結合する。次に実質的に平面状の出力部は、ＬＣＤパネルに結合される。
【０００３】
ＬＣＤの性能は、その明るさによって判断されることが多い。光源の数を多く使用するか、または明るい光源を使用することによって、ＬＣＤの明るさを向上させてもよい。広面積のディスプレイにおいては、しばしば直接照射型ＬＣＤバックライトを使用して明るさを維持する必要がある。これは、光源に利用できる空間は外周に対して直線的に増大するものの、照射領域は外周の二乗で増大するからである。それゆえ、液晶テレビは一般に、ライトガイドエッジ照射型ＬＣＤバックライトの代わりに、直接照射型バックライトを使用するのである。追加の光源および／または明るい光源はエネルギーをより多く消費し、それは、ディスプレイ装置への割り当て電力を減少できる能力に反する。携帯機器では、これは電池寿命の短命と関連付けられるかもしれない。また、光源をディスプレイ装置に加えることによって、製品の原価および重量を上げるかもしれず、かつディスプレイ装置の信頼性の減少をもたらす場合もある。
【０００４】
ＬＣＤの明るさはまた、ＬＣＤ装置内で利用可能な光を効率よく利用する（例えば、ディスプレイ装置で利用可能な光のより多くを好ましい視軸に沿うように向ける）ことによって、向上するかもしれない。例えば、３Ｍ社（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手できるビキュイティ（Ｖｉｋｕｉｔｉ）（登録商標）輝度上昇フィルム（「ＢＥＦ」）はプリズム状表面構造体を有し、そのプリズム状表面構造体は、視野範囲の外側にあるバックライトから出射される光の一部を実質的に視軸に沿うように向け直す。残りの光の少なくとも一部は、ＢＥＦと、その背面リフレクタなどのバックライトの反射構成要素との間の光の一部を多重反射によって再循環させる。これにより、実質的に視軸に沿って光学利得がもたらされ、かつＬＣＤの照明の空間的均一性が改善されもする。それゆえ、ＢＥＦは、例えば、明るさを向上し、空間的均一性を改善するので、有利である。電池式の携帯機器では、これは、稼働時間が長いかまたは電池の大きさが小さく、かつよりよい視聴感を与えるディスプレイとなり得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実装例においては、本開示は、光源と、光源からの光を受光するために配置された第１の表面および光源とは反対側を向いた第２の表面を有する光学フィルムとを含む光学装置であって、第２の表面が、密集した実質的に半球形状の構造体の二次元的なアレイを含む、光学装置に関する。いくつかの例示的な実施形態においては、光学フィルムは偏光子をさらに含む。
【０００６】
別の実装例においては、本開示は、光源と、光源からの光を受光するために配置された第１の表面および光源とは反対側を向いた第２の表面を有する光学フィルムとを含む光学装置であって、第２の表面が、第１の半径を有する第１の複数の実質的に半球形状の構造体および第２の半径を有する第２の複数の実質的に半球形状の構造体を有する二次元的なアレイを含む、光学装置に関する。第２の半径は、第１の半径とは異なる。第１および第２の複数の構造体は密集している。
【０００７】
さらに別の実装例においては、本開示は、光源と、光源からの光を受光するために配置された第１の表面および光源とは反対側を向いた第２の表面を有する光学フィルムとを含む光学装置であって、第２の表面は、実質的に同じ半径を有する複数の密集した実質的に半球形状の構造体を有する二次元的なアレイを含む、光学装置に関する。いくつかの例示的な実施形態においては、光学フィルムは、二次元的なアレイを含む第２の表面の光学的特徴とは異なる光学的特徴を有する基板部分をさらに含む。
【０００８】
本発明の光学フィルムおよび光学装置のこれらのおよび他の態様は、図面と併せて以下の詳細な説明により、当業者により容易に明らかになるであろう。
【０００９】
本発明に関係する当業者が、本発明をいかに製造し、使用するかについてより容易に理解するように、その例示的な実施形態を以下に図面を参照して詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本開示は、光の角分布を制御可能な光学フィルム、およびそのような光学フィルムを組み込んだ光学装置に関する。とりわけ、本開示による光学フィルムは、ＬＣＤバックライトなどのバックライトからの光の角出力分布を制御可能であろう。
【００１１】
図１Ａ〜１Ｄは、ＬＣＤパネルと使用してもよいバックライトなどのいくつかの光学装置の例を示す。図１Ａは、バックライト２ａを示す。バックライト２ａは、実質的に平面状のライトガイドとして示すライトガイド３ａと、ＣＣＦＴまたはＬＥＤアレイなどの、ライトガイド３ａの１つの側面、２つ以上の側面に配置された光源４ａと、光源４ａの周りに配置されたランプリフレクタ４ａ’と、背面リフレクタ３ａ’と、任意の適切な光学フィルムでよい１つ以上の光学フィルム３ａ”とを含む。図１Ｂは、くさび状のライトガイドとして示すライトガイド３ｂと、１つ以上のＣＣＦＴやＬＥＤアレイなどの、ライトガイド３ｂの一側面に配置された光源４ｂと、光源４ｂの周りに配置されたランプリフレクタ４ｂ’と、背面リフレクタ３ｂ’と、任意の適切な光学フィルムでよい１つ以上の光学フィルム３ｂ”を含むバックライト２ｂを示す。図１Ｃは、表面放出型光源でよい拡張光源４ｃと、拡張光源４ｃの上に配置された１つ以上の光学フィルム４ｃ”とを含むバックライト２ｃを示す。図１Ｄは、ＣＣＦＴやＬＥＤアレイなどの３つ以上の光源４ｄと、背面リフレクタ５ａと、拡散板４ｄ’と、任意の適切な光学フィルムでよい１つ以上の光学フィルム４ｄ”とを含む直接照射型バックライト２ｄの部分図を概略的に示す。
【００１２】
そのようなバックライトは、ＬＣＤ（例えば、テレビ、モニタなど）を使用するディスプレイ装置など、様々な他の光学装置に使用されてもよい。当業者が理解するように、ディスプレイ装置は、ウィンドウを有するケースと、少なくとも１つの光源を含んでもよいバックライトと、ライトガイドなどの光分布要素と、本開示による光学フィルムと、他の適切な光学フィルムと、ＬＣＤパネルなどの、光学フィルムと光学ウィンドウとの間に位置し、光学フィルムを透過した光を受光するために配置された光ゲート装置とを含んでもよい。本開示による光学フィルムを、当業者に公知の任意の適切な光源と併せて使用してもよく、ディスプレイ装置は、任意の他の適切な要素を含んでいてもよい。
【００１３】
図２は、バックライト２０および本開示による光学フィルム６の断面図を示し、光学フィルム６は、光学フィルム６の表面１４（例えば、第１の表面）がバックライトからの光を受光するようにバックライト２０の上に配置されている。バックライト２０は、光源２４と、ライトガイドなどの光分布要素２３と、背面リフレクタ２５とを含んでもよい。本開示による光学フィルム６は、密集した実質的に半球形状の構造体８の二次元的なアレイを担持する構造化表面１０（例えば、第２の表面）を有する。本開示の典型的な実施形態においては、構造化表面１０は、バックライト２０とは反対側を向いている。光学フィルム６は、基板部分１２をさらに含む。当業者が理解するように、密集した実質的に半球形状の構造体８の二次元的なアレイおよび基板部分１２は単一部品として、場合によっては同じ材料から形成して光学フィルム６を提供してもよいし、またはそれらを別個に形成してから、例えば、適切な接着剤を使用して結合させて、単一部品を提供してもよい。いくつかの例示的な実施形態においては、密集した実質的に半球形状の構造体８のアレイを基板部分１２に形成してもよい。
【００１４】
光学フィルム６の密集した実質的に半球形状の構造体８の二次元的なアレイを使用して、光学フィルム６を透過する光の方向、および特に、出力光の角度的な広がりを制御してもよい。密集した実質的に半球形状の構造体８を、表面１０に並んで互いに近接近させて、かついくつかの例示的な実施形態においては、互いに実質的に接触させてまたは直接隣接させて配置することができる。その他の例示的な実施形態においては、実質的に半球形状の構造体８は、光学フィルム６の利得が少なくとも約１．１であれば互いに間隔をあけて配置してもよい。例えば、構造体が構造化表面１０の所定有効面積の少なくとも約５０％を占める範囲で構造体８を間隔をあけて配置してもよく、またはその他の例示的な実施形態においては、構造体が構造化表面１０の所定有効面積の約２０％以上を占める範囲で、構造体８をさらに間隔をあけて配置してもよい。
【００１５】
本開示に従って構成された典型的な例示的な光学フィルムは、通常は少なくとも約１．１〜少なくとも約１．５の光学利得を生じることができる。いくつかの例示的な光学利得の値としては、約１．２、１．４および１．５が挙げられる。本開示において、「利得」は、本開示に従って構成された光学フィルムを有する光学系の軸方向出力の輝度の、そのような光学フィルムのない同じ光学系の軸方向出力の輝度に対する比であると定義される。本開示の典型的な実施形態においては、実質的に半球形状の構造体８の大きさ、形状および間隔（または構造体８に覆われる所定有効面積）は、少なくとも約１．１の光学利得を生じるように選択される。
【００１６】
一般に、密集した実質的に半球形状の構造体の二次元的なアレイのある構造化表面を有する例示的な光学フィルムによる光学利得は、丸みのある構造体（突起および窪みなど）の形状が半球状から逸脱するにつれて減少する。本開示の典型的な実施形態は、高さまたは深さがその構造体の半径の約６０％以内の突起または窪みを含む。より好ましくは、本開示の実施形態は、高さまたは深さがその構造体の半径の約４０％以内の突起または窪みを含み、最も好ましくは、本開示の実施形態は、高さまたは深さがその構造体の半径の約２０％以内の突起または窪みを含む。高さまたは深さがその構造体の半径の少なくとも約６０％以内のそのような突起または窪みを「実質的に半球状」であると称する。構造体間の間隔が大きい（表面被覆率が小さい）とまた、利得の減少をもたらす場合がある。
【００１７】
実質的に半球形状の構造体８の適切な例示的な半径としては、約５、８、１０、１２．５、１５、１７．５、２０、２５、３７．５、４５、５０、６０、７０および８０ミクロンが挙げられ、これらの例示的な値のいずれかの間のいずれかの範囲の半径が含まれる。いくつかの例示的な実施形態においては、実質的に半球形状の構造体８は小さくてもよいが、回折効果を引き起こす程に小さくするべきではなく、または構造体は、例えば約１００または１５０μｍの半径と大きくてもよい。一般に、実質的に半球形状の構造体８の大きさは、光学フィルムを含むディスプレイ装置の視聴者が容易に気づかない程度に小さくするべきである。直接照射型バックライトに使用するのに特に適したいくつかの例示的な実施形態においては、本開示の光学フィルムが、バックライトに使用された光源を視聴者から見えないように、実質的に半球形状の構造体８の間隔、大きさ、および形状を選択することができる。
【００１８】
光学フィルム６の所望の特性によって、実質的に半球形状の構造体８は、実質的に同じ形状および／または大きさであってもよいし、またはそれらは少なくとも２つ以上の実質的に異なる形状および大きさであってもよい。例えば、本開示に従って構成された光学フィルムは、サイズの大きい実質的に半球形状の構造体、および大きなサイズの構造体間に配置された、サイズの小さい実質的に半球形状の構造体を含んで、表面１０のより大部分を覆うことができる。そのような例示的な実施形態においては、小さな構造体の半径は、隣接する大きな構造体の半径の約４０％でもよいし、または大きな構造体の二次元的なアレイに密集される小さな構造体に適した小ささである、別の適切な半径でもよい。その他の例示的な実施形態においては、実質的に半球形状の構造体８は、少なくとも３つの実質的に異なる半径のものであってもよい。
【００１９】
実質的に半球形状の構造体８、およびいくつかの実施形態においては、表面１０を含む基板部分１２の少なくとも隣接する部分は、低屈折率または高屈折率のポリマー材料などの透明の硬化材料から作成できる。高屈折率材料を使用すると、観察角が狭くなるが高い光学利得を達成する一方で、低屈折率材料を使用すると、光学利得が低くなるが広い観察角を達成するかもしれない。例示的な適切な高屈折率の樹脂としては、米国特許第５，２５４，３９０号明細書および同第４，５７６，８５０号明細書に開示されているものなどの電離放射線硬化樹脂が挙げられる。この開示は、本開示と一致する範囲において参照により本明細書に援用する。
【００２０】
いくつかの例示的な実施形態においては、実質的に半球形状の構造体８の屈折率は、少なくとも基板部分の層の屈折率よりも高い。実質的に半球形状の構造体８を形成するのに適したいくつかの公知の材料は、屈折率が約１．６、１．６５、１．７以上である。その他の例示的な実施形態においては、実質的に半球形状の構造体８は、屈折率が約１．５８のアクリルなど、より低い屈折率の材料から形成されてもよい。いくつかのそのような例示的な実施形態においては、屈折率が約１．６６のポリエチレンテレフタレート基板の場合の、構造体８（およびおそらく、フィルムの隣接する部分）の好ましい屈折率の範囲は約１．５５〜約１．６５である。
【００２１】
基板部分１２は、密集した実質的に半球形状の構造体８の二次元的なアレイの光学的特徴とは異なる付加的な光学的特徴を有することもできて、表面１０に配置された二次元的なアレイが光を操作する方法とは異なる方法で、基板部分が光を操作するようにする。このような操作としては、本開示の光学フィルムを透過する光の偏光、拡散または追加的な再指向が挙げられる。これは、例えば、そのような付加的な光学的特徴を有する光学フィルムを基板部分に含めることによって、または基板部分自体がそのような付加的な光学的特徴を与えるように構成することによって達成されてもよい。そのような付加的な特徴のある例示的な適切なフィルムとしては、これに限定されないが、偏光フィルム、光拡散フィルム、ＢＥＦなどの輝度上昇フィルム、ターニングフィルムおよびそのいずれかの組み合わせが挙げられる。ターニングフィルムは、例えば、反転プリズムフィルム（例えば、逆ＢＥＦ）、または反転プリズムフィルムの構造と全体的に類似した方法で光を再指向させる、別の構造であってよい。いくつかの例示的な実施形態においては、基板部分１２は、例えば、ビキュイティ（Ｖｉｋｕｉｔｉ）（登録商標）デュアル輝度上昇フィルム（「ＤＢＥＦ」）である多層反射偏光子などの直線状の反射偏光子、またはビキュイティ（Ｖｉｋｕｉｔｉ）（登録商標）拡散反射偏光フィルム（「ＤＲＰＦ」）などの連続相と分散相を有する拡散反射偏光子を含んでもよい（双方とも３Ｍ社から入手可能）。さらにまたは代わりに、基板部分は、ポリカーボネート層（「ＰＣ」）、ポリメチルメタクリレート層（「ＰＭＭＡ」）、ポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）または当業者に公知の任意の他の適切なフィルムや材料を含んでもよい。例示的な適切な基板部分の厚さとしては、ＰＥＴで約１２５μｍ、およびＰＣで約１３０μｍが挙げられる。
【００２２】
いくつかのディスプレイ装置の用途は、より円柱状に対称な等カンデラプロット図によって明らかになる、より円柱状に対称な出力を達成することから、および／または対応する矩形の分布プロット図の比較的大きい半値半幅によって明らかになる、比較的広い視野角を有する出力を達成することから恩恵を受けることができる。本開示の典型的な例示的な実施形態は、矩形の分布プロット図の半値半幅が約３３度より大きく、例えば３５度〜約４０度以上であることができる。
【００２３】
従来ディフューザは、ディスプレイ装置の視野を広げるために使用されてきた。ほとんどの従来のディフューザとは異なり、本開示の光学フィルムは、ディフューザ体内の屈折率のばらつきによって入射光を散乱したりまたはそれを向け直すことに主に頼るのではない。代わりに、本開示は、その構造化表面の幾何学的外形によって入射光の角度的な広がりを引き起こすことができ、かつまた少なくとも約１．１の利得を生じる光学フィルムを提供する。
【実施例】
【００２４】
本開示を、本開示に従って構成されたいくつかの例示的な光学フィルムのモデルの特性を示す以下の実施例を参照してさらに説明する。
【００２５】
実施例１
図３Ａは、本開示による例示的なモデルの光学フィルム１０６の概略的な部分斜視図を示す。例示的な光学フィルム１０６は、基板部分１１２、および密集した半球形状の突起１０８の二次元的なアレイを担持する構造化表面１１０を含む。この例示的な実施形態において、突起１０８は互いに直接隣接している。この例示的な実施形態の各突起は、約２５ミクロンの半径および約１．５８の屈折率を有する。基板部分を、屈折率が約１．６６の、実質的に平面的なフィルムとして形成した。
【００２６】
図３Ｂは、光源とは反対側を向いた、密集した半球形状の突起１０８の二次元的なアレイを有するバックライトに置かれた、実質的に図３Ａに示す構造体を有する光学フィルムから出射する光の、計算された極性の等カンデラ分布プロット図を示す。全ての実施例の分布を次のモデルを使用して計算した。光学フィルムへの第１の光の通過に広範なランバート源を使用し、残りの光を、反射率が約７７．４％のランバートリフレクタを使用して再循環させた。当業者が理解するように、等カンデラ分布プロット図は、光学フィルムを通過した、検出された入射光線の３６０度のパターンを示す。図３Ｂから明らかなように、この例示的な実施形態の出力光分布は、比較的高度に円柱対称性であり、高角度における二次的な頂点を形成せずに、強度が比較的単調に減少する。
【００２７】
図３Ｃは、矩形のカンデラ分布プロット図を示す。当業者が理解するように、矩形の分布プロット図の各曲線は、極性のプロット図の異なる断面に対応する。例えば、０度として指定された曲線は、０度と１８０度を結ぶ中心を通る線に沿った極性のプロット図の断面を表し、４５度として指定された曲線は、４５度と２２５度を結ぶ中心を通る線に沿った極性のプロット図の断面を表し、９０度として指定された曲線は、９０度と２７０度を結ぶ中心を通る線に沿った極性のプロット図の断面を表し、そして１３５度として指定された曲線は、１３５度と３１５度を結ぶ中心を通る線に沿った極性のプロット図の断面を表す。図３Ｃはまた、この例示的な実施形態の出力光分布の比較的高度な円柱対称性とともに、高角度における二次的な頂点を形成せずに強度が比較的単調に減少することを示す。この結果は、異なる角度に関する矩形の強度のプロット図の間の比較的小さい差によって示されている。矩形のプロット図も、約４０度の平均半値半幅である曲線のかなりの幅を示し、これは拡散量の増大と観察角の拡大を示す。図３Ａに従って構成された例示的な利得ディフューザのモデルの光学利得は、約１．４８であった。
【００２８】
実施例２
図４Ａは、本開示に従って構成された例示的な光学フィルム２０６の概略的な部分斜視図を示す。例示的な光学フィルム２０６は、基板部分２１２、および密集した半球形状の突起２０８ａおよび２０８ｂの二次元的なアレイを担持する構造化表面２１０を含む。この例示的な実施形態の密集した半球形状の突起の二次元的なアレイは、ほぼ同じ大きさを有する大きな突起２０８ａと、互いに直接隣接して配置された、ほぼ同じ大きさを有する小さな突起２０８ｂとを含んで、小さな突起２０８ｂが、大きな突起２０８ａが残した間隙領域に位置するようになっている。この外形は、表面２１０を高密度に埋めるのに役立つ。大きな突起２０８ａを約２５ミクロンの半径の半球として形成し、および各小さな突起２０８ｂを周囲の大きな突起２０８ａの間に適合してそれに直接隣接するような寸法に形成し、かつ約１０ミクロンの半径とした。この例示的な実施形態の各突起は、屈折率が約１．５８である。基板部分を、屈折率が約１．６６の実質的に平面的なフィルムとして形成した。
【００２９】
図４Ｂは、光源とは反対側を向いた、密集した半球形状の突起２０８ａおよびｂの二次元的なアレイを有するバックライトに置かれた、実質的に図４Ａに示す構造体を有する光学フィルムから出射する光の、計算された極性の等カンデラ分布プロット図を示す。図４Ｂから明らかなように、この例示的な実施形態の出力光分布は、比較的高度に円柱対称性であり、高角度における二次的な頂点を形成せずに、強度が比較的単調に減少する。
【００３０】
図４Ｃは、０、４５、９０および１３５度における極性のプロット図の異なる断面図に対応する矩形のカンデラ分布プロット図を示す。図４Ｃはまた、この例示的な実施形態の出力光分布の比較的高度な円柱対称性とともに、高角度における二次的な頂点を形成せずに強度が比較的単調に減少することを示す。この結果は、異なる角度に関する矩形のカンデラプロット図の間の比較的小さい差によって示されている。矩形のプロット図も、約３７度の平均半値半幅である曲線のかなりの幅を示し、これは観察角の拡大を示す。図４Ａに従って構成された例示的な光学フィルムのモデルの光学利得は、約１．５０であった。
【００３１】
実施例３
図５Ａは、本開示に従って構成された例示的な光学フィルム３０６の概略的な部分斜視図を示す。例示的な光学フィルム３０６は、基板部分３１２、および密集した半球形状の窪み３０８の二次元的なアレイを担持する構造化表面を含む。この例示的な実施形態において、窪み３０８は互いに直接隣接している。この例示的な実施形態の各窪みは、半径が約２５ミクロンであり、屈折率が約１．５８のフィルム部分に配置される。基板部分を、屈折率が約１．６６の、実質的に平面的なフィルムとして形成した。
【００３２】
図５Ｂは、光源とは反対側を向いた、密集した実質的に半球形状の窪み３０８の二次元的なアレイを有するバックライトに置かれた、実質的に図５Ａに示す構造体を有する光学フィルムから出射する光の、計算された極性の等カンデラ分布プロット図を示す。図５Ｂから明らかなように、この例示的な実施形態の出力光分布は比較的高度に円柱対称性であり、高角度における二次的な頂点を形成せずに、強度が比較的単調に減少する。
【００３３】
図５Ｃは、０、４５、９０および１３５度における極性のプロット図の異なる断面に対応する矩形のカンデラ分布プロット図を示す。図５Ｃはまた、この例示的な実施形態の出力光分布の比較的高度な円柱対称性とともに、高角度における二次的な頂点を形成せずに強度が比較的単調に減少することを示す。この結果は、異なる角度に関する矩形の強度のプロット図の間のわずかな差によって示されている。矩形のプロット図も、約４３度の平均半値半幅である曲線のかなりの幅を示し、これは拡散量の増大と観察角の拡大を示す。図５Ａに従って構成された例示的な光学フィルムのモデルの光学利得は、約１．２１であった。
【００３４】
本開示による例示的な光学フィルムを、ツール、スプレー塗装、インクジェット印刷または当業者に公知の任意の他の方法からマイクロレプリケーションによって形成できる。
【００３５】
それゆえ、本開示は、透過損失がなく、視野側において特定の制御可能な光の角度的な広がりおよび光のより円柱状に対称な出力分布を形成するように構成できる光学フィルムを提供する。さらに、本開示の光学フィルムは光学利得を形成する。利得の量および角度的な広がり量は、表面構造の特定の外形に依存し、かつ特定の用途に望ましい性能を達成するために変わってもよい。さらに、本開示の実施形態の構造は、表面が丸みを付けられた特徴を有しているので、構造安定性を増大することができる。
【００３６】
特定の例示的な実施形態を参照して本開示の光学フィルムおよび装置を説明してきたが、本開示の精神および範囲から逸脱せずにそれを変更および修正してもよいことを当業者は容易に理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ】平面状の、ライトガイドエッジ照射型バックライトを概略的に示す。
【図１Ｂ】くさび状の、ライトガイドエッジ照射型バックライトを概略的に示す。
【図１Ｃ】拡張光源を用いるバックライトを概略的に示す。
【図１Ｄ】直接照射型バックライトを概略的に示す。
【図２】バックライトの上に配置された、本開示による光学フィルムの例示的な実施形態を概略的に示す。
【図３Ａ】本開示に従って構成された例示的な光学フィルムの概略的な部分斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す例示的な光学フィルムの等カンデラ極性のプロット図である。
【図３Ｃ】０、４５、９０および１３５度の角度での、図３Ｂに示すデータの断面を表す矩形の分布プロット図を含む。
【図４Ａ】本開示に従って構成された別の例示的な光学フィルムの概略的な部分斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す例示的な光学フィルムの等カンデラ極性のプロット図である。
【図４Ｃ】０、４５、９０および１３５度の角度での、図４Ｂに示すデータの断面を表す矩形の分布プロット図を含む。
【図５Ａ】本開示に従って構成された別の例示的な光学フィルムの概略的な部分斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す例示的な光学フィルムの等カンデラ極性のプロット図である。
【図５Ｃ】０、４５、９０および１３５度の角度での、図５Ｂに示すデータの断面を表す矩形の分布プロット図を含む。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【国際調査報告】
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