(57)【要約】  フレームと、光学フィルムと、エラストマーフィルムと、を含む、懸架された光学フィルム組立品が開示される。エラストマーフィルムは、第１取り付け領域と、第２取り付け領域と、第１取り付け領域と第２取り付け領域との間の自由領域と、を含む。第１取り付け領域はフレームに取り付けられ、第２取り付け領域は光学フィルムに取り付けられ、よって、自由領域は引っ張り状態にあり、フレーム内で光学フィルムを支持する。エラストマーフィルムの自由領域内の張力は、フレーム、光学フィルム、及びエラストマーフィルムにおける寸法変化に影響を与える環境変化の間に、光学フィルムにおける平坦性を維持し、これにおける歪みを低減するのに役立つことができる。
2011522290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸架された光学フィルム組立品であって、
フレームと、
光学フィルムと、
エラストマーフィルムであって、当該エラストマーフィルム内の張力が前記光学フィルムを懸架するように前記フレームと前記光学フィルムとに取り付けられたエラストマーフィルムと、を含む組立品。
【請求項２】
前記エラストマーフィルムが、
第１取り付け領域と、
第２取り付け領域と、
前記第１取り付け領域と前記第２取り付け領域との間の自由領域と、を含み、
前記第１取り付け領域が前記フレームに取り付けられ、前記第２取り付け領域が前記光学フィルムの周囲に近接して取り付けられ、及び、前記自由領域が引っ張り状態にある、請求項１に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項３】
前記第１取り付け領域が前記フレームの第１表面に取り付けられる、請求項２に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項４】
前記第１取り付け領域が前記フレームの第２表面に取り付けられる、請求項２に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項５】
前記エラストマーフィルムが第１縁部を有し、前記第１取り付け領域が前記第１縁部に近接し、前記第１取り付け領域が、前記第１縁部の長さの２０％超にわたって取り付けられる、請求項２に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項６】
前記エラストマーフィルムが第１縁部を有し、前記第１取り付け領域が前記第１縁部に近接し、前記第１取り付け領域が、前記第１縁部の長さの９０％超にわたって取り付けられる、請求項２に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項７】
前記第２取り付け領域が、前記光学フィルムの周囲の２０％超にわたって取り付けられる、請求項５又は６に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項８】
前記第２取り付け領域が、前記光学フィルムの周囲の９０％超にわたって取り付けられる、請求項５又は６に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項９】
前記第１取り付け領域及び前記第２取り付け領域の少なくともいずれか一方が接着剤で取り付けられる、請求項２に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項１０】
前記第１取り付け領域及び前記第２取り付け領域の少なくともいずれか一方が機械的に取り付けられる、請求項２に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項１１】
前記第１取り付け領域及び第２取り付け領域の少なくともいずれか一方が熱的に取り付けられる、請求項２に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項１１】
前記光学フィルムが、熱可塑性フィルム、熱硬化性フィルム、又は複合フィルムから選択される、請求項１に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項１２】
前記エラストマーフィルムが天然ゴムフィルム、ブチルゴムフィルム、ニトリルゴムフィルム、ウレタンフィルム、シリコーンフィルム、メタロセン系ポリエチレンフィルム、又はＫｒａｙｔｏｎフィルムから選択される、請求項１に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項１３】
前記エラストマーフィルム又は前記光学フィルムの少なくともいずれか一方に近接して配置された振動減衰要素を更に含む、請求項１に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項１４】
前記フレームが湾曲したフレームであり、前記光学フィルムが湾曲した形態で懸架される、請求項１に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項１５】
請求項１に記載の懸架された光学フィルム組立品を含む、液晶ディスプレイ。
【請求項１６】
請求項１に記載の懸架された光学フィルム組立品を含む、グラフィックディスプレイ。
【請求項１７】
請求項１に記載の光学フィルム組立品を含む、照明。
【請求項１８】
請求項１に記載の懸架された光学フィルム組立品を含む、懸架された光学フィルムキャビティであって、
第２エラストマーフィルムであって、当該第２エラストマーフィルム内の張力が前記第２光学フィルムを懸架するように前記フレームと第２光学フィルムとに取り付けられた第２エラストマーフィルムを更に含み、
前記第１光学フィルムと、前記第２光学フィルムと、前記フレームとの間に中空のキャビティが形成される、懸架された光学フィルムキャビティ。
【請求項１９】
前記中空のキャビティ内に配置された光源を更に含む、請求項１８に記載の懸架された光学フィルムキャビティ。
【請求項２０】
前記中空のキャビティ内に配置された光センサを更に含む、請求項１８に記載の懸架された光学フィルムキャビティ。
【請求項２１】
前記キャビティが、光学的に反射性である内部表面を有する、請求項１８に記載の懸架された光学フィルムキャビティ。
【請求項２２】
懸架された光学フィルム組立品を製造する方法であって、
フレームを提供する工程と、
光学フィルムを提供する工程と、
第１取り付け領域と、第２取り付け領域と、前記第１取り付け領域と前記第２取り付け領域との間の自由領域と、を含む、エラストマーフィルムを提供する工程と、
前記第１取り付け領域を前記フレームに取り付ける工程と、
前記自由領域に張力を適用する工程と、
前記第２取り付け領域を前記光学フィルムに取り付ける工程と、を含む方法。
【請求項２３】
前記第２取り付け領域を取り付ける前記工程が、張力を適用する前記工程及び前記取り付け領域を取り付ける前記工程に先立って行われる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
張力を適用する前記工程が両方の前記取り付け工程の後に行われる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
張力を適用する前記工程が、前記光学フィルム及び前記エラストマーフィルムの少なくともいずれか一方を収縮させることを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
張力を適用する前記工程が前記フレームを拡大させることを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
張力を適用する前記工程が、前記エラストマーフィルムを前記２つの取り付け工程間に伸張させることを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１取り付け領域を取り付ける前記工程及び前記第２取り付け領域を取り付ける前記工程の少なくともいずれか一方が、接着剤を用いて取り付ける工程を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１取り付け領域を取り付ける前記工程及び前記第２取り付け領域を取り付ける前記工程の少なくともいずれか一方が、圧着によって取り付ける工程を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
懸架された光学フィルム組立品であって、
上部及び該上部に隣接した第１周辺部を含むフレームと、
前記上部に近接して配置された第２周辺部を含む光学フィルムと、
第１縁部に隣接した第１取り付け領域と、第２縁部に隣接した第２取り付け領域と、前記第１取り付け領域と前記第２取り付け領域との間の自由領域と、を含むエラストマーフィルムと、を含み、
前記第１取り付け領域が前記第１周辺部に近接して前記フレームに取り付けられ、前記第２取り付け領域が前記第２周辺部に近接して前記光学フィルムに取り付けられ、及び、前記自由領域が引っ張り状態にある、組立品。
【請求項３１】
前記第１取り付け領域が前記上部に取り付けられる、請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項３２】
前記フレームが前記周辺部から延びる側面を更に含み、前記第１取り付け領域が前記側面に取り付けられる、請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項３３】
前記第１取り付け領域が、前記第１周辺部の長さの２０％超にわたって前記フレームに取り付けられる、請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項３４】
前記第１取り付け領域が、前記第１周辺部の長さの９０％超にわたって前記フレームに取り付けられる、請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項３５】
前記第２取り付け領域が、前記第２周辺部の長さの２０％超にわたって前記光学フィルムに取り付けられる、請求項３３又は３４に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項３６】
前記第２取り付け領域が、前記第２周辺部の長さの９０％超にわたって前記光学フィルムに取り付けられる、請求項３３又は３４に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項３７】
前記第１取り付け領域及び前記第２取り付け領域の少なくともいずれか一方が接着剤で更に取り付けられる、請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項３８】
前記第１取り付け領域及び前記第２取り付け領域の少なくともいずれか一方が更に機械的に取り付けられる、請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項３９】
前記光学フィルムが、熱可塑性フィルム、熱硬化性フィルム、又は複合フィルムから選択される、請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項４０】
前記エラストマーフィルムが、天然ゴムフィルム、ブチルゴムフィルム、ニトリルゴムフィルム、ウレタンフィルム、シリコーンフィルム、又はＫｒａｔｏｎフィルムから選択される、請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項４１】
前記張力が、前記光学フィルムを支持するのに十分である、請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品。
【請求項４２】
請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品を含む、液晶ディスプレイ。
【請求項４３】
請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品を含む、グラフィックディスプレイ。
【請求項４４】
請求項３０に記載の懸架された光学フィルム組立品を含む、照明。
【請求項４５】
懸架された光学フィルムキャビティであって、
上部及び該上部に隣接した第１周辺部と、底部及び該底部に隣接した第２周辺部と、前記第１及び第２周辺部を接続する側面と、を含む、フレームと、
前記上部に近接して配置された第３周辺部を含む第１光学フィルムと、
前記底部に近接して配置された第４周辺部を含む第２光学フィルムと、
第１及び第２エラストマーフィルムであって、それぞれが、第１縁部に隣接した第１取り付け領域と、第２縁部に隣接した第２取り付け領域と、前記第１取り付け領域と前記第２取り付け領域との間の自由領域と、を含む、第１及び第２エラストマーフィルムと、を含み、
前記第１エラストマーフィルムの前記第１取り付け領域は、前記第１周辺部に近接して前記フレームに取り付けられ、前記第２取り付け領域は、前記第３周辺部に近接して前記第１光学フィルムに取り付けられ、及び、前記自由領域は引っ張り状態にあり、
前記第２エラストマーフィルムの前記第２取り付け領域は、前記第２周辺部に近接して前記フレームに取り付けられ、前記第２取り付け領域は、前記第４周辺部に近接して前記第２光学フィルムに取り付けられ、及び、前記自由領域は引っ張り状態にある、キャビティ。
【請求項４６】
前記第１光学フィルムと前記第２光学フィルムとの間に配置された光源を更に含む、請求項４５に記載の懸架された光学フィルムキャビティ。
【請求項４７】
懸架された光学フィルム組立品を製造する方法であって、
上部及び該上部に隣接した第１周辺部を含むフレームを提供する工程と、
第２周辺部を含む光学フィルムを提供する工程と、
第１縁部に隣接した第１取り付け領域と、第２縁部に隣接した第２取り付け領域と、前記第１取り付け領域と前記第２取り付け領域との間の自由領域と、を含むエラストマーフィルムを提供する工程と、
前記第１取り付け領域を前記第１周辺部に近接して取り付ける工程と、
前記自由領域に張力を提供する工程と、
前記自由領域が張力下にある間に、前記第２周辺部に近接して前記第２取り付け領域を取り付ける工程と、を含む、方法。
【請求項４８】
張力を提供する前記工程が、前記第２縁部上で引っ張る工程を含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記第１取り付け領域を取り付ける前記工程及び前記第２取り付け領域を取り付ける前記工程の少なくともいずれか一方が、接着剤を用いて取り付ける工程を含む、請求項４７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背面点灯型ディスプレイは、画像を照明するバックライトの前側に画像化平面を配置する。画像は固定されるか、変更可能であり得る。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、及び図形が印刷された透明な画像はしばしば、画像化平面を照明するためにバックライトを使用する。代表的なバックライトは均一に明るく、輝度が高く、軽量で、低コストで製造され、薄型である。このような品質は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は他の局所光源の使用の増加、ディスプレイの寸法の増加、及びより薄く、より細い設計に対する市場の動きと共に、より難しいものになる。バックライトのこれらの特徴に加えて、光学フィルムの構成要素は典型的に、画像化平面の前側に配置されて、ディスプレイ又はディスプレイ内容物における画像の分配、画像の品質、及び視覚的な欠陥における低減を制御する。大型スクリーンのＴＶは、製造、輸送、及び使用に耐えることができなくてはならない大面積のフィルム構成要素を必要とする。
【０００２】
バックライト及びディスプレイ内の光学フィルム積み重ね体は典型的に、光学材料のより厚いシートで積層され挟まれている中に支持されている。そのような積層体では、光学フィルム及び追加のシートは互いに直接取り付けられるか、又は互いに密接に関連付けられ、個々のフィルム及びシートが、移動したり、皺がよったり、又は座屈したりしないようにする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このアプローチは、それらの可撓性及び曲がる若しくは変形する傾向のために、薄膜の使用を制限する場合がある。光学構成要素をディスプレイに組み込む方法に基づく、より厚いシートは、効率において非常に無駄な光学的損失、並びに、重量及び厚さの増加をもたらす場合がある。吸収、散乱、及び無駄な内部全反射（ＴＩＲ）光の損失は、厚いシートベースのディスプレイ設計には重要であることがある。更に、従来の方法を使用してフィルム積層体を組み立てるときに追加されたインターフェースは、ディスプレイの製造プロセスにおいて新たな欠陥の可能性をもたらす。光学フィルムを組み込む別の方法は、支持ワイヤ又はピンを用いてフィルムを支持することである。更に別の方法は、別個のアンカーポイントを使用してフィルムを懸架し、フィルムを引っ張り状態で保持することである。これらの方法のそれぞれは重大な制限に悩まされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様では、フレームと、光学フィルムと、エラストマーフィルムであって、当該エラストマーフィルム内の張力が光学フィルムを懸架するようにフレームと光学フィルムとの両方に取り付けられたエラストマーフィルムと、を含む、懸架された光学フィルム組立品が開示される。１つの実施形態では、エラストマーフィルムは第１縁部に近接する第１取り付け領域と、第２縁部に近接する第２取り付け領域と、第１取り付け領域と第２取り付け領域との間の自由領域と、を含む。第１取り付け領域はフレームに取り付けられ、第２取り付け領域は光学フィルムの周囲に近接して取り付けられ、自由領域は引っ張り状態にある。１つの実施形態では、第１取り付け領域及び第２取り付け領域の少なくともいずれか一方は接着剤を使用して取り付けられる。別の実施形態では、第１取り付け領域及び第２取り付け領域の少なくともいずれか一方は機械的に取り付けられる。更に他の実施形態では、第１取り付け領域及び第２取り付け領域の少なくともいずれか一方は、第１縁部又は第２縁部の２０％超にわたってそれぞれ取り付けられる。更に他の実施形態では、第１取り付け領域及び第２取り付け領域の少なくともいずれか一方は、第１縁部又は第２縁部の９０％超にわたってそれぞれ取り付けられる。更に別の実施形態では、懸架された光学フィルムを含む液晶ディスプレイ、グラフィックディスプレイ、照明、及びキャビティが開示される。
【０００５】
１つの態様では、フレームを提供する工程と、光学フィルムを提供する工程と、第１取り付け領域と、第２取り付け領域と、第１領域と第２領域との間の自由領域と、を有するエラストマーフィルムを提供する工程と、第１取り付け領域をフレームに取り付ける工程と、自由領域に張力を適用する工程と、第２取り付け領域を光学フィルムに取り付ける工程とを含む、懸架された光学フィルム組立品を製造する方法が開示される。１つの実施形態では、第２取り付け領域を取り付ける工程は、張力を適用する工程及び第１取り付け領域を取り付ける工程の前に行われる。１つの実施形態では、張力を適用する工程は両方の取り付け工程の後に行われる。別の実施形態では、光学フィルム及びエラストマーフィルムの少なくともいずれか一方を収縮させることを含む。更に別の実施形態では、フレーム及びフレーム構成要素の少なくともいずれか一方を拡大させることを含む。更に別の実施形態では、張力を適用する工程は、エラストマーフィルムを２つの取り付ける工程間に伸張させることを含む。更に別の実施形態では、第１取り付け領域を取り付ける工程及び第２取り付け領域を取り付ける工程の少なくともいずれか一方は、接着剤を用いて取り付ける工程を含む。
【０００６】
本願のこれらの態様及び他の態様は、以下の詳細な説明から明らかとなろう。しかしながら上記の概要は、特許請求される発明の主題を限定するものとして決して解釈するべきではなく、発明の主題は付属の「特許請求の範囲」によってのみ定義されるものである。なお、特許請求の範囲は手続きにおいて補正される場合もある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本明細書を通して、添付の図面を参照し、ここで、同じ参照番号は同じ要素を示す。
【図１ａ】懸架された光学フィルム組立品の斜視図。
【図１ｂ】１つの実施形態による図１ａの断面図。
【図１ｃ】別の実施形態による図１ａの断面図。
【図２ａ】懸架された光学フィルム組立品の斜視図。
【図２ｂ】１つの実施形態による図２ａの断面図。
【図３ａ】懸架された光学フィルム組立品の斜視図。
【図３ｂ】１つの実施形態による図３ａの断面図。
【図３ｃ】別の実施形態による図３ａの断面図。
【図４ａ】懸架された光学フィルム組立品の断面図。
【図４ｂ】懸架された光学フィルム組立品の断面図。
【図４ｃ】張力下にあるフィルムをフレームに取り付けるためのスプラインの上面図。
【図４ｄ】張力下にあるフィルムをフレームに取り付けるためのスプラインの断面図。
【図５ａ】張力フレーム設計の略図。
【図５ｂ】張力フレーム設計の略図。
【図５ｃ】張力フレーム設計の略図。
【図５ｄ】張力フレーム設計の略図。
【図５ｅ】張力フレーム設計の略図。
【図５ｆ】張力フレーム設計の略図。
【図５ｇ】張力フレーム設計の略図。
【図５ｈ】張力フレーム設計の略図。
【図６】中空のバックライト組立品の断面図。
【０００８】
図面は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。図中で用いられる類似の数字は、類似の構成要素を示す。しかし、所与の図中の構成要素を意味する数字の使用は、同一数字でラベルした別の図中の構成要素を制約するものではないことは理解されよう。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、懸架された光学フィルム組立品及び分配された懸架方法を提供し、これはディスプレイ面積が大型の場合でさえも、バックライト及びディスプレイ用に、薄型の光学フィルムの使用を可能にする。光学フィルムは、フィルムの縁部周辺に分配されたエラストマー要素内の張力によって懸架され、より平坦でより歪みの少ない光学フィルムが得られる。例えば、熱膨張係数（ＣＴＥ）が一致しない構成要素の熱サイクル中に、光学フィルムが歪む傾向は、他の構成要素には取り付けられていないエラストマー要素内の「自由領域」によって低減される。
【００１０】
１つの態様では、好適なエラストマー要素は、光学フィルムを懸架するのに十分な張力を提供することができる任意のエラストマーから製造することができる。１つの実施形態では、いくつかのエラストマー材料の例としては、天然ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、ウレタン、メタロセン系ポリエチレン、Ｋｒａｔｏｎポリマー、又は他の周知のエラストマー材料が挙げられる。エラストマー材料はフィルム、テープ、シート、プレート等に形成することができる。エラストマー要素は、本明細書では一般的にエラストマーフィルムと呼ばれるが、これはフィルム、テープ、シート、プレート（sheets plates）等を含むことを意図しているということが理解される。光学フィルムの厚さと同様な厚さ寸法を有するエラストマーフィルムは、好ましいエラストマーフィルムであり得る。１つの実施形態では、エラストマーフィルムは均一張力を光学フィルムの縁部に提供する。別の実施形態では、エラストマーフィルムは非均一な張力を光学フィルムの縁部に提供するが、均一な張力が一般的に好ましい。
【００１１】
画像化平面は、本明細書に記載の方法を使用して表示面積を横断して懸架することができる。図形フィルム、可撓性画像面、又は更にはガラス画像化平面を懸架することができ、大面積の画像化平面を薄型で軽量にすることが可能である。懸架された画像化平面は特に、薄型の可撓性ディスプレイ、例えば可撓性ＬＣＤ、又は一般的にディスプレイ装置内で剛性である必要のある有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）に特に有用であり得る。懸架された画像化平面は、本質的に可撓性でない剛性ディスプレイの技術、例えば従来のガラスベースのＬＣＤにも有用であり得る。このようなＬＣＤは、より大型のディスプレイ内で自己支持するために、より厚くされるというよりはむしろ、懸架されたとき、より薄型にすることができる。更に、画像化平面の背後に配置された光学フィルムは、偏光及び他の光学特性を管理するために使用することができる。
【００１２】
懸架された光学フィルム組立品、光学フィルムを懸架する方法、及びこの懸架された光学フィルム組立品を組み込むディスプレイは、より厚いシートベースの方法の限界を克服する。より薄く、より軽く、より光学的に効率が良く、より費用効率の高いディスプレイは本明細書に記載の物品及び方法から得られる。
【００１３】
１つの態様では、懸架された光学フィルム組立品は、少なくとも１つの光学フィルムと、少なくとも１つの弾性要素と、支持フレームと、を含む。弾性要素は、エラストマーフィルム、シート、テープ等であり得る。１つの実施形態では、バックライトは、懸架された光学フィルム組立品と、この懸架された光学フィルム組立品を通って光を放射するために配置された光源と、を含む。１つの実施形態では、例えばファンを用いて冷却空気を懸架された光学フィルム組立品に供給することができ、そこでは冷却空気はフィルムに垂直又はある角度のいずれかで流れる。１つの実施形態では、冷却空気は２つのシート又はフィルムの間、例えば中空のバックライト内で流れることができる。
【００１４】
１つの実施形態では、光学フィルムは、弾性要素によって供給された張力を用いてフレーム上に懸架され、ここでは弾性要素は光学フィルム及びフレームに固定されている伸縮性又は弾性テープである。１つの実施形態では、懸架された光学フィルム組立品は、照明装置に使用され、例えば作業照明に使用される。１つの実施形態では、懸架された光学フィルム組立品はＬＣＤディスプレイに使用される。１つの実施形態では、懸架された光学フィルム組立品は、ディスプレイの前側の光学フィルムを懸架するために使用される。１つの実施形態では、懸架された光学フィルム組立品は、ディスプレイの背後で光学フィルムを懸架するために使用される。
【００１５】
１つの態様では、エラストマーフィルムはエラストマーテープであってもよい。１つの実施形態では、エラストマーテープはこれの上にコーティングされた接着剤のパターンを有することができ、よって、テープの一部は、フレーム又はフィルムに張り付きながら、自由に一緒に伸張し、又は収縮する。１つの実施形態では、エラストマーテープは透明であってもよく、又は着色されてもよい。テープはディスプレイ内で視界から隠されてもよく、又はテープは見えてもよい。１つの態様では、エラストマーフィルムは接着剤によってフレームに固定することができる。好適な接着材には、感圧接着剤、ホットメルト接着剤、熱硬化性接着剤、放射線硬化性接着剤、及び当該技術分野において既知の他のものが挙げられる。１つの実施形態では、エラストマーフィルムはフレームの周りに巻きつけることができる。１つの実施形態では、フレームはエラストマーフィルムに張力を提供するように設計することができる。１つの実施形態では、フレームは他の箇所で記載したように、エラストマーフィルムを機械的に取り付けるために使用することができる。
【００１６】
１つの実施形態では、懸架された光学フィルム組立品は、エラストマーフィルム／光学フィルムの懸架の機械的特性によって、動作中に発生することがある振動を低減又は排除するために振動減衰システムを更に含むことができる。いくつかの実施形態では、振動減衰システムは、エラストマーフィルム及び／又は光学フィルムに隣接して配置された少なくとも１つの支柱を含むことができ、よって、そのような振動中に動作が制限される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの支柱は、エラストマーフィルム、光学フィルム、又は両方のいずれかに取り付けることができる。
【００１７】
図１ａは、本発明の１つの態様による懸架された光学フィルム組立品１００の斜視図を示す。図１ａでは、フレーム１１０は、上部１２０及び上部１２０から延びる任意の側面１９０を含む第１表面１３０、並びに第２表面１３１を含む。フレーム１１０は、任意の側面１９０を有さない平坦なフレームであってもよく、又はそれは側面１９０を含む箱様のフレームであってもよい。側面１９０は、それが含まれる場合、一般的に上部１２０から延びるが、いくつかの場合では、側面１９０の一部は失われてもよい。上部１２０は、上縁部１３２を有し、一般的に任意の幅を有することができるが、一般的に他の箇所で記載するように、取り付け表面を提供するのに十分な幅に延びる。
【００１８】
フレーム１１０は、相対的な作製の容易さ、材料費、及びサイズ／又は重量に関する検討事項に応じて、複数の種類の材料の１つ以上で作製できる。フレームは、他の箇所で記載するように、キャビティを包囲する三次元の構造体を提供することができ、キャビティ内に所望の順序でディスプレイに関連してバックライト及び他の構成要素を配置するための位置を提供することができる。フレームは、バックライト自体の構成要素でもあり得る。
【００１９】
フレーム材料は、アルミニウム、チタン、マグネシウム、鋼鉄、金属合金などの金属を含むことができる。フレーム材料は、非金属の透明素材、不透明材料、又は半透過材料、例えばプラスチック、炭素繊維複合材及び／又はガラス繊維複合材を含む複合材、ガラスなどから製造することもできる。フレームは、筐体から分離した構造体であるか、筐体の一体部分として形成されるかのいずれかでもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、好適なフレーム材料は、好ましくは、例えば、約１０５Ｎ／ｍｍ２の高弾性率を有するが、それにもかかわらず容易に三次元構造体に形成できる。このような材料の例としては、薄板形状のアルミニウム、鋼鉄、ステンレス鋼、スズ、及び他の金属などの冷間圧延金属板を含む金属薄板が挙げられる。金属薄板は、鍛造など一般的な金属成形法によって容易に成形又は形成できる。所望により、フレームは、ダイカストアルミニウム又はアルミニウム合金を含む鋳物から形成できる。使用されるフレーム材料の厚さは、厚さ１ｍｍ未満、例えば厚さ０．２ｍｍであってもよく、又はそれは所望により、更に厚くてもよい。
【００２１】
図１ａに戻って、エラストマーフィルム１６０は、フレーム１１０の上部１２０に重なり、光学フィルム１４０を懸架するための支持を提供することができる。エラストマーフィルム１６０は、他の箇所で記載されているように、所望の特性を備えた任意のエラストマーフィルムであってもよい。エラストマーフィルム１６０はフレーム１１０の第１表面１３０に近接するフィルムの外側の周囲の周辺に延びる第１縁部１７０を含む。１つの実施形態では、エラストマーフィルム１６０はフレーム１１０の上部１２０に重なる。１つの実施形態では、エラストマーフィルム１６０はフィルムの内周の内側周囲の周辺に延びる第２縁部１８０も含み、これは光学フィルム１４０に重なる。エラストマーフィルム１６０は、光学フィルム１４０を収容するために切断された中央開口部を備えるフィルムのシートであってもよく、又はエラストマーフィルム１６０は一般的に光学フィルム１４０を包囲するエラストマーのいくつかの異なる片を含むことができる。光学フィルム１４０は、エラストマーフィルム１６０の第１縁部に近接して配置されている周囲１５０を含む。
【００２２】
１つの実施形態では、エラストマーフィルム１６０は、光学フィルム周囲１５０に近接する第２縁部１８０の長さの部分に沿って、例えば、第２縁部１８０の長さの１０％超、２０％超、３０％超、４０％超、５０％超、６０％超、７０％超、８０％超、又は９０％超で光学フィルム１４０に取り付けることができる。１つの実施形態では、エラストマーフィルムは第２縁部１８０の全長にわたって取り付けられる。１つの実施形態では、エラストマーフィルム１６０は、フレームの上縁部１３２に近接する第１縁部１７０の長さの部分に沿って、例えば、第１縁部１７０の長さの１０％超、２０％超、３０％超、４０％超、５０％超、６０％超、７０％超、８０％超、又は９０％超でフレーム１１０に取り付けることができる。１つの実施形態では、エラストマーフィルムは第１縁部１７０の全長にわたって取り付けられる。
【００２３】
光学フィルム１４０はここで、更に詳細に記載される。光学フィルムは熱可塑性フィルム、熱硬化性樹脂フィルム、又はポリマーマトリックス内に組み込まれた繊維を含む層を有する複合光学フィルムであってもよい。光学フィルムは、第１層光学フィルムに取り付けられた追加層を有することができる。複合フィルムは、無機繊維、有機繊維、又は無機繊維及び有機繊維の組み合わせのような繊維を有することができる。好適なフィルムは、米国特許出願第１１／２７８３４６号（２００７年１月２３日出願）に記載されており、他の好適なフィルムも当該技術分野において既知である。１つの実施形態では、複合光学フィルムには、複合でない光学フィルムよりも、より良好な熱膨張率（ＣＴＥ）及び低クリープなどの利点を有することができる。別の実施形態では、複合でない光学フィルムが好ましいことがあり、他の箇所で記載されているように、多層光学フィルム（ＭＯＦ）、ミクロ構造化フィルム等の薄膜が挙げられる。更なる層が存在する場合、この層は、第１の層と同一であっても、異なっていてもよい。
【００２４】
光学フィルムは、及び追加層が存在する場合、この層は輝度の向上をもたらす輝度向上フィルム（ＢＥＦ）、又は干渉タイプ、例えば多層光学フィルム、ブレンド偏光子、ワイヤグリッド偏光子を含む反射偏光子を含む他のフィルムなどの構造化（又は微細構造化）表面フィルム、転向フィルム、逆反射キューブコーナーフィルムを含む他の構造化表面、面ディフューザー、ゲインディフューザー構造化表面、又は構造化バルクディフューザーなどのディフューザー、反射防止層、ハードコート層、防汚ハードコート層、ルーバーフィルム、吸収型偏光子、部分反射体、非対称反射体、波長選択フィルター、有孔ミラーを含む光学的又は物理的な光の局所的透過領域を有するフィルム、補償フィルム、複屈折又は等方性の単分子層又はブレンド、並びにビーズコーティング、フレネルフィルム、小型レンズフィルム、及び両面ミクロ構造化フィルムであってもよい。例えば、追加のコーティング又は層の一覧は、米国特許第６，４５９，５１４号（Ｊｏｎｚａ）及び同第６，８２７，８８６号（Ｎｅａｖｉｎ  ｅｔ  ａｌ．）で更に詳細に論じられている。第２の層は、追加の複合光学フィルムであってもよい。所望により、第１の層も上述の表面構造のいずれかを有することができる。
【００２５】
所望により、光学フィルムは、光導体に積層しても、光導体の構成部分であってもよい。例えば、片面又は両面に溝、畝、又は印刷されたドットを含む抽出機構を有するフィルムの端部に沿って、光学フィルム又は光学フィルムと光導体との組み合わせに光を注入できる。抽出機構は、フィルムの片面又は両面から、フィルムの内部の光を漏れさせることができる。光導体に相当する抽出構造体は、例えば、米国特許出願第１１／２７８３３６号に見出すことができる。
【００２６】
別の実施形態では、光学フィルム内又はフィルムの表面にコーティングされた１つ以上の追加層内のいずれかに蛍光体粒子を組み込むことができる。この実施形態では、蛍光体を装填している光学フィルムを使用して、例えば、米国特許出願公開第２００４０１４５９１３号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ  ｅｔ  ａｌ．）に示されているように、ＵＶ又は青色ＬＥＤからの光を低周波光に変換できる。蛍光体を装填しているフィルムを１つ以上の波長選択フィルムと併用して、光利用の効率性を向上させることもできる。波長選択フィルムの例は、例えば、米国特許第６０１０７５１号（Ｓｈａｗ  ｅｔ  ａｌ．）、同第６１７２８１０号（Ｆｌｅｍｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）、及び同第６５３１２３０号（Ｗｅｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）に示されている。
【００２７】
光学フィルムは、ポリマーのフィルム、シート、又はプレートであってもよい。いくつかの実施形態では、光学フィルムは、例えば、約１０４Ｎ／ｍ２を超える高弾性率を有する、剛性物質であってもよい。光学フィルムの剛性を向上させるための１つの方法は、フィルム内に強化用繊維を含めることによって弾性率を増加させることである。本開示の目的のために、「複合光学フィルム」は、ポリマーマトリックス内に組み込まれた繊維を有し、繊維又は粒子が有機繊維又は無機繊維であってもよい光学フィルムを意味する。複合光学フィルムは、繊維に加えて、所望により、有機粒子又は無機粒子のいずれかを含むことができる。いくつかの例示的な繊維は、フィルムを通過する光の散乱がほとんどないか又は全くないように、屈折率がフィルムの周囲の物質と整合する。多くの応用例において、複合光学フィルムが薄い（例えば、約０．２ｍｍ未満）ことが望ましい場合があるが、厚さに対しては特別な制限はない。いくつかの実施形態では、例えば、ＬＣＤ−ＴＶで使用される厚いプレート（０．２〜１０ｍｍ厚であってよい）を作製するなど、複合材料の有利性とより大きい厚さの有利性とを組み合わせることが望ましい場合がある。本開示に関して使用されるとき、「光学フィルム」という語は、より厚い光学プレート又は光導体も包含してもよい。
【００２８】
強化光学フィルムの１つの実施形態は、ポリマーマトリックス内に配置された有機繊維の複合光学フィルムを含む。強化光学フィルムの別の実施形態は、ポリマーマトリックス内に配置された無機繊維の複合光学フィルムを含む。ポリマーマトリックス内に配置された無機繊維のケースについては後述するが、いくつかの実施形態では、無機繊維の代わりに有機繊維を使用できることが理解されるであろう。複屈折性の有機繊維を使用する場合、有機繊維を使用することによって追加の光学的効果をもたらすことができる。複屈折性の有機繊維は、例えば、米国特許出願公開第２００６０１９３５７７号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ  ｅｔ  ａｌ．）及び同第２００６０１９４４８７号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されている。
【００２９】
ポリマーマトリックス内の繊維の向き（「繊維軸」）は可変であり、強化光学フィルムの機械的特性に影響を及ぼす。繊維軸は、フレームに対して０°及び９０°、又は機械的設計及びフレーム／フィルム構造体全体の剛軟度にとって有利と見なされる他の角度のいずれかに配向できる。更に、布地を含む繊維は、布地内で０°及び９０°に配向する必要がない。主軸又はディスプレイの対角線に沿って繊維を配向すると、特別な利点をもたらすことができる。
【００３０】
無機繊維は、ガラス、セラミック、又はガラスセラミック材料で形成されてよく、またマトリックス内において、個々の繊維として、１つ以上のトウ内に又は１つ以上の織布層内に配置されてよい。繊維は、規則的なパターン又は不規則なパターンで配置されてもよい。強化ポリマー層のいくつかの異なった実施形態は、米国特許出願公開第２００６０２５７６７８号（Ｂｅｎｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）でより詳細に論じられる。トウ又は織物内に配置される繊維は、短く刻んだ繊維又は短繊維ではなく、好ましくは連続繊維である。短く刻んだ繊維、短繊維、又は更に微粒子は、熱膨張率（ＣＴＥ）及び歪み耐性を含む機械的特性の改善に使用できるが、連続繊維構造体は、弾性率及び引っ張り特性を大幅に改善できる。その結果、連続繊維構造体は、フレームが屈曲したときに、フィルム内の応力にある程度耐えることができる。
【００３１】
マトリックス及び繊維の屈折率は、整合させる又は整合させないように選択してよい。いくつかの例示的な実施形態では、結果として生じるフィルムが光源からの光に対してほとんど又は完全に透明となるように、屈折率が整合することが望ましい場合がある。その他の例示的な実施形態では、特別な色を拡散させる効果を作り出すため、又はフィルムに入射する光の透過拡散あるいは反射を作り出すために、屈折率を意図的に不整合とすることが望ましい場合がある。屈折率整合は、樹脂マトリックスの屈折率とほぼ同一の屈折率を有する適切な繊維強化材を選択することによって、又は繊維の屈折率に近いか同一の屈折率を有する樹脂マトリックスを作製することによって、達成することができる。
【００３２】
ポリマーマトリックスを形成する物質について、ｘ、ｙ、及びｚ方向の屈折率は、本明細書では、ｎ１ｘ、ｎ１ｙ及びｎ１ｚとして参照される。ポリマーマトリックス材が等方性である場合、ｘ−、ｙ−、及びｚ−屈折率が全て実質的にマッチしている。マトリックス物質が複屈折性である場合、ｘ、ｙ、及びｚの屈折率の少なくとも１つは、他のものと異なる。繊維の材料は、典型的に等方性である。それゆえに、繊維を形成する物質の屈折率は、ｎ２として与えられる。ただし繊維は、複屈折性であってもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、ポリマーマトリックスが等方性、すなわち、ｎ１ｘ≒ｎ１ｙ≒ｎ１ｚ≒ｎ１であることが望ましい場合もある。２つの屈折指数は、２つの屈折指数間の違いが０．０５未満、好ましくは０．０２未満、及びより好ましくは０．０１未満である場合、ほぼ同じであるように考えられる。したがって、一対の屈折率が０．０５以上、好ましくは０．０２未満の違いでない場合、その物質は等方性であると考えられる。更に、いくつかの実施形態では、マトリックス及び繊維の屈折率は実質的に整合することが望ましい。したがって、マトリックスと繊維との間の屈折率差である、ｎ１とｎ２との間の差は小さく、少なくとも０．０３未満、好ましくは０．０１未満、より好ましくは０．００２未満であるべきである。
【００３４】
他の実施形態では、ポリマーマトリックスが複屈折性であることが望ましい場合があり、この場合、マトリックスの屈折率の少なくとも１つが繊維の屈折率とは異なっている。繊維が等方的である実施形態においては、複屈折のマトリックスによって、結果として、少なくとも１つの偏光状態にある光が強化層により散乱されることになる。散乱の量は、散乱される偏光状態の屈折率差の規模、繊維のサイズ、及びマトリックス内の繊維の密度を含む、いくつかの要因によって異なる。更に光は、前方散乱（拡散透過）、後方散乱（拡散反射）、又は両方の組み合わせであってよい。繊維強化層による光の散乱は、米国特許出願公開第２００６０２５７６７８号（Ｂｅｎｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）でより詳細に論じられている。
【００３５】
光学フィルムとしての使用に好適な材料は、複合光学フィルム用のポリマーマトリックスにおいても使用することができる。そのような材料としては、光波長の所望する範囲にわたって透明である熱可塑性及び熱硬化性ポリマーが挙げられる。いくつかの実施形態では、ポリマーが非水溶性であることは特に有用である場合があり、ポリマーは疎水性であってもよく、又は吸水率が低い傾向を有してもよい。更に、好適なポリマー物質は、非晶質又は半結晶質であってもよく、ホモポリマー、コポリマー、又はこれらのブレンドを包含してもよい。ポリマー材料の例としては、ポリ（カーボネート）（ＰＣ）；シンジオタクチック及びアイソタクチックポリ（スチレン）（ＰＳ）；Ｃ１〜Ｃ８アルキルスチレン；アルキル、芳香族、脂肪族及び環含有（メタ）アクリレート（ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）及びＰＭＭＡコポリマーを含む）；エトキシル化及びプロポキシル化（メタ）アクリレート；多官能性（メタ）アクリレート；アクリル化エポキシ；エポキシ；及び他のエチレン性不飽和物質；環状オレフィン及び環状オレフィンコポリマー；アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）；スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）；エポキシ；ポリ（ビニルシクロヘキサン）；ＰＭＭＡ／ポリ（フッ化ビニル）ブレンド；ポリ（フェニレンオキシド）合金；スチレンブロックコポリマー；ポリイミド；ポリスルホン；ポリ（塩化ビニル）；ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）；ポリウレタン；飽和ポリエステル；ポリ（エチレン）（低複屈折性ポリエチレンを含む）；ポリ（プロピレン）（ＰＰ）；ポリ（アルカンテレフタレート）（ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）など）；ポリ（アルカンナフタレート）（ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）など）；ポリアミド；アイオノマー；ビニルアセテート／ポリエチレンコポリマー；セルロースアセテート；セルロースアセテートブチレート；フルオロポリマー；ポリ（スチレン）−ポリ（エチレン）コポリマー；ＰＥＴ及びＰＥＮコポリマー（ポリオレフィンＰＥＴ及びＰＥＮを含む）；並びに、ポリ（カーボネート）／脂肪族ＰＥＴブレンドが挙げられるが、これらに限定されない。（メタ）アクリレートという用語は、対応するメタクリレート又はアクリレート化合物のいずれかであるとして定義される。これらのポリマーは、光学的に等方的な形態で使用してもよい。
【００３６】
いくつかの製品用途において、フィルム製品及び構成成分が、逃亡種（fugitive species）（低分子量の未反応又は未変換の分子、溶解水分子（dissolved water molecules）、又は反応副生成物）の低濃度を示すことは重要である。逃亡種は、製品又はフィルムの最終使用環境から吸収されることができ、たとえば水分子は、製品又はフィルム中に初期製品製造から存在することができるか、又は化学反応（たとえば縮合重合反応）の結果として生成されることができる。縮合重合反応からの小さい分子の発生の例は、ジアミン及び二塩基酸の反応からのポリアミドの形成中の水の分離である。逃亡種（fugitive species）にはまた、低分子量有機物質、例えばモノマー、可塑剤などを挙げることができる。
【００３７】
逃亡種は一般に、機能的製品又はフィルムの残りを構成する材料の大部分よりも分子量が低い。製品の使用条件は、例えば、製品又はフィルムの一面に、差別的により大きい熱応力を結果としてもたらす場合がある。これらの場合には、逃亡種はフィルムを通って移動する可能性があるか、又はフィルム若しくは製品の１つの表面から揮発して濃度勾配、全体の機械的変形、表面の変更、及び時には、望ましくないガス抜けを生じる可能性がある。ガス抜けは、製品、フィルム又はマトリックス中に空間若しくは泡、又は他のフィルムへの接着に関しての問題をもたらす可能性がある。逃亡種は、潜在的に、溶媒和する、食刻する、又は製品用途における他の構成成分に望ましくない影響を及ぼす可能性もまたある。
【００３８】
これらのポリマーのいくつかは、配向されたときに複屈折性になる場合がある。特に、ＰＥＴ、ＰＥＮ、及びこれらのコポリマー、並びに液晶ポリマーは、配向されたときに複屈折性の相対的に大きな値を表す。ポリマーは、押出成形及び伸張を含む、様々な方法を用いて配向してもよい。伸張は、高度な配向を可能にし、多数の容易に制御可能な外部パラメータ、例えば温度及び伸張比によって制御できるので、ポリマーを配向するために特に有用な方法である。
【００３９】
光学フィルム及び複合光学フィルムマトリックスの両方は、所望の特性を光学的なポリマーフィルムに提供するために様々な添加物を備えることができる。例えば、添加物は、耐候剤、ＵＶ吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、分散剤、潤滑剤、静電気防止剤、顔料又は染料、蛍光体、成核剤、難燃剤、及び発泡剤の１つ以上を含んでもよい。
【００４０】
いくつかの代表的な実施形態は、経時的な黄ばみ及び曇りに耐性があるポリマー材料を使用する場合がある。例えば、芳香族ウレタンのようないくつかの物質は、長期間紫外線に曝されるとき、不安定になり、及び時間と共に変色する。長期間にわたって同一の色を維持することが重要である場合には、このような物質を回避することが望ましい場合もある。
【００４１】
他の添加剤が、ポリマーの屈折率を変更するため、又は材料の強度を高めるために、光学フィルム又は複合光学フィルムマトリックスに提供されてもよい。こうした添加剤には、例えば、ポリマーのビーズ又は粒子、及びポリマーのナノ粒子のような有機添加剤が挙げられる。一部の実施形態においては、フィルムを、２つ又はそれ以上の異なるモノマーの特定の比率を用いて形成してもよく、その場合、各モノマーは、重合時の異なる最終屈折率に関連付けられる。様々なモノマーの比率によって、最終樹脂の屈折率が決まる。
【００４２】
他の実施形態において、無機添加物を光学フィルム又は複合光学フィルムマトリックスに添加して屈折率を調節する、又は材料の強度及び／又は剛性を高めることができる。無機添加剤が、マトリックスの耐久性、引っかき抵抗性、ＣＴＥ、又は他の熱的特性に影響を及ぼす場合もある。例えば、無機物質は、ガラス、セラミック、ガラスセラミック、又は金属酸化物であってもよい。無機繊維に関して以下に論じられるガラス、セラミック、又はガラスセラミックのいずれの好適な種類が使用されてもよい。金属酸化物の好適な種類には、例えばチタニア、アルミナ、酸化スズ、酸化アンチモン、ジルコニア、シリカ、これらの混合物又はこれらの混合酸化物が挙げられる。このような無機物質を、ナノ粒子として、例えば、粉砕された、粉末化された、ビーズ、フレーク、又は粒子の形態で提供し、及びマトリックス内に分配してもよい。ナノ粒子は、例えば、気相又は溶液系処理を使用して合成されてもよい。粒子のサイズは、マトリックスを通過する光の散乱を減らすために、好ましくは約２００ｎｍ未満であり、１００ｎｍ未満、又は更に５０ｎｍであってもよい。添加剤は、懸濁液の分散及び／若しくはレオロジー、並びに他の流体特性を最適化するために、又はポリマーマトリックスと反応するために官能化表面を有してもよい。他の型の粒子は、例えば中空ガラスシェルのような、中空シェルが含まれる。
【００４３】
任意の好適なタイプの無機材料が複合光学フィルム内の繊維に、使用することができる。繊維は、フィルムを通過する光に対して実質的に透明であるガラスから形成されてもよい。好適なガラスの例には、繊維ガラス複合物、例えばＥ、Ｃ、Ａ、Ｓ、Ｒ、及びＤガラスによく使用されるガラスが挙げられる。例えば、溶融シリカ及びＢＫ７ガラスの繊維を含む、より高品質のガラス繊維も使用されてもよい。好適なより高品質のガラスは、Ｅｌｍｓｆｏｒｄ，Ｎｅｗ  ＹｏｒｋのＳｃｈｏｔｔ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．のようないくつかの供給元から入手可能である。これらのより高品質のガラスから製造された繊維を使用することは、これらの繊維がより純粋であり、したがってより均一の屈折率及びより少ない含有物を有しているので、より少ない散乱及び増加した透過性をもたらすために、望ましい場合がある。また、繊維の機械的性質が均一になる可能性がより高い。より高品質のガラス繊維は、水分を吸収する可能性がより低く、ひいてはフィルムは、長期間の使用において、より安定になる。更に、ガラス中のアルカリ内容物は、吸水を増やすため、低アルカリガラスを使用することが望ましい場合がある。
【００４４】
複合光学フィルム内の非連続性強化材、例えば粒子又は短く刻んだ繊維は、伸張又はある他の形成プロセスを必要とするポリマーでは好ましいことがある。短ガラスで充填された押出熱可塑性物質、例えば、米国特許出願第１１／３２３，７２６号に記載のもの（参照によって本明細書に組み込まれる）を、繊維充填された強化層として使用してもよい。他の応用例については、連続ガラス繊維強化材（すなわち、ウィーブ又はトウ）が好ましい場合がある。これは、連続ガラス繊維強化材が熱膨張率（ＣＴＥ）を大幅に減少させ、弾性率を大幅に増加させることができるためである。
【００４５】
繊維に使用できる無機物質の別の種類は、ガラスセラミック物質である。ガラスセラミック物質は一般に、９５体積％〜９８体積％の、１ミクロンメートルより小さいサイズを有する非常に小さい結晶を含む。いくつかのガラスセラミック物質は、５０ｎｍほどの小さい結晶サイズを有し、結晶サイズが、実質上いずれの散乱も起こらないほど可視光線の波長よりずっと小さいために、それらを可視波長において有効に透明にする。これらのガラスセラミックはまた、ガラス領域及び結晶領域の屈折率の間に有効な差をほとんど又は全く有しないことができ、それらを視覚的に透明にする。透明性に加えて、ガラスセラミック材料は、ガラスの破裂強度を超える破裂強度を有することができ、また一部のタイプは、ゼロ又は負の値でさえある熱膨張の係数を有することが知られている。対象とするガラスセラミックは、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ−ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、及びＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、及びＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２を含む組成を有するが、これらに限定されない。
【００４６】
いくつかのセラミックはまた、適切に適合する屈折率を有するマトリックスポリマーの中にそれらが組み込まれる場合には透明に見えるように、十分に小さい結晶サイズを有する。３ＭＣｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能なＮｅｘｔｅｌ（商標）セラミック繊維は、この種類の物質の例であり、並びにスレッド、ヤーン、及び織ったマットとして入手可能である。好適なセラミック又はガラスセラミック材料は更に、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓｅｓ，２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（Ａ．Ｐａｕｌ，Ｃｈａｐｍａｎ  ａｎｄ  Ｈａｌｌ，１９９０）及びＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ，２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ）（Ｗ．Ｄ．Ｋｉｎｇｅｒｙ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，１９７６）に更に詳細に記載されており、これらは参照によって本明細書に組み込まれる。
【００４７】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも一部は繊維によって拡散されるように、マトリックスと繊維との間で完全な屈折率整合を有しないことが望ましい場合がある。かかるいくつかの実施形態では、マトリックス及び繊維のいずれか又は両方が複屈折性であってもよいし、マトリックス及び繊維の両方が等方性であってもよい。繊維のサイズに依存して、拡散は、散乱から又は単純な屈折から生じる。繊維による拡散は非等方性であり、光は繊維の軸に対して横方向に拡散されてもよいが、繊維に対して軸方向には拡散されない。それ故に、拡散の性質は、マトリックス内の繊維の配向に依存する。繊維が、例えばｘ軸に対して平行に配置される場合は、光はｙ及びｚ軸に対して平行な方向に拡散される。
【００４８】
加えて、マトリックスは、光を等方的に散乱する拡散粒子を装填してもよい。拡散粒子は、マトリックスとは異なる屈折率、多くの場合より高い屈折率の粒子であり、最大約１０μｍの直径を有する。これらは、構造的な強化を複合材料に提供することができる。拡散粒子は、例えば、マトリックスの屈折率を調整するためのナノ粒子として使用する前述の金属酸化物であってもよい。拡散粒子の他の好適な種類には、ポリスチレン若しくはポリシロキサン粒子のようなポリマー粒子、又はこれらの組み合わせが挙げられる。この拡散粒子はまた、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）によって製造される、タイプＳ６０ＨＳ  Ｇｌａｓｓ  Ｂｕｂｂｌｅｓのような中空ガラス球体であってもよい。拡散粒子を、単独で使用して光を拡散させても、屈折率非整合の繊維と共に使用して光を拡散させても、構造化表面と共に使用して光を拡散し転向させてもよい。
【００４９】
マトリックス内の繊維の幾つかの代表的な配置には、ヤーン、繊維のトウ、又はポリマーマトリックス内の１つの方向に配置されたヤーン、繊維ウィーブ、不織布、短く刻んだ繊維、短く刻んだ繊維マット（無作為の若しくは規則的な形式による）、又はこれらの形式の組み合わせが挙げられる。短く刻まれた繊維マット又は不織布は、繊維の無作為配列を有するのではなく、不織布又は短繊維マット内に繊維の何らかの配列をもたらすように、伸張され、圧力をかけられ、又は配向されてもよい。更に、マトリックスは多層の繊維を含有してもよく、例えば、マトリックスは、異なるトウ、ウィーブ、又は同様なものの中により多くの繊維層を包含してもよい。１つの特定の実施形態では、繊維は２層に配列される。
【００５０】
図１ｂは、１つの実施形態による図１ａの懸架された光学フィルム組立品１００の断面を示す。図１ｂでは、エラストマーフィルム１６０は第１縁部１７０に隣接して第１取り付け領域１６２で上縁部１３２に近接してフレーム１１０の第２表面１３１に取り付けられる。第１取り付け領域１６２は図１ｂに示されるように、上縁部１３２と第１縁部１７０との間の範囲を延びることができ、又は取り付け領域１６２は、上縁部１３２及び第１縁部１７０を取り付けないままにして、この範囲よりも狭くてもよい。エラストマーフィルム１６０はまた、第２縁部１８０に隣接して第２取り付け領域１６４で、周囲１５０に近接して光学フィルム１４０に取り付けられる。第２取り付け領域１６４は図１ｂに示されるように、周囲１５０と第２縁部１８０との間でその範囲を延びることができ、又は取り付け領域１６２は、周囲１５０及び第２縁部１８０を取り付けないままにして、この範囲よりも狭くてもよい。
【００５１】
図１ｃは、別の実施形態による図１ａの懸架された光学フィルム組立品１００の断面図を示す。図１ｃでは、エラストマーフィルム１６０は第１縁部１７０に隣接して第１取り付け領域１６２で上部１２０に近接してフレーム１１０の第１表面１３０に取り付けられる。第１取り付け領域１６２は図１ｃに示されるように、上縁部１３２と第１縁部１７０との間の範囲を延びることができ、又は取り付け領域１６２は、上縁部１３２及び第１縁部１７０を取り付けないままにして、この範囲よりも狭くてもよい。エラストマーフィルム１６０はまた、第２縁部１８０に隣接して第２取り付け領域１６４で、周囲１５０に近接して光学フィルム１４０に取り付けられる。第２取り付け領域１６４は図１ｃに示されるように、周囲１５０と第２縁部１８０との間でその範囲を延びることができ、又は取り付け領域１６２は、周囲１５０及び第２縁部１８０を取り付けないままにして、この範囲よりも狭くてもよい。
【００５２】
図１ｂ及び図１ｃの両方を参照すると、エラストマーフィルム１６０は張力下で自由領域１６６を含み、自由に膨張するか、又は縮小して光学フィルム１４０とフレーム１１０との間で相対的な動作をすることが可能である。この相対的な動作は、懸架された光学フィルム組立品１００の温度における変化中に、光学フィルム１４０及びフレーム１１０の両方の異なるＣＴＥによって起こり得る。１つの実施形態では、エラストマーフィルム１６０は、第１接着剤層１５５及び第２接着剤層１６５をそれぞれ用いて、フレーム１１０及び光学フィルム１４０の少なくともいずれか一方に取り付けることができる。１つの実施形態では、エラストマーフィルム１６０は、クランプ、圧着等（図示せず）のような機械的な手段によって、フレーム１１０及び光学フィルム１４０の少なくともいずれか一方に取り付けることができる。１つの実施形態では、エラストマーフィルム１６０は、溶融又は硬化などの熱的手段によってフレーム１１０又は光学フィルム１４０の少なくともいずれか一方に取り付けることができる。更に別の実施形態では、エラストマーフィルム１６０は、接着剤、機械的手段、及び熱的手段の組み合わせによってフレーム１１０及び光学フィルム１４０の少なくともいずれか一方に取り付けることができる。更に別の実施形態では、エラストマーフィルム１６０は、図１ｂ及び図１ｃに示されるように、エラストマーフィルム１６０、フレーム１１０、及び光学フィルム１４０の相対位置の任意の組み合わせによって、フレーム１１０及び光学フィルム１４０に取り付けることができる。例えば、２つのエラストマーフィルム１６０を使用することができ、１つは図１ｂに示されるように、フレーム１１０の第２表面１３１及び光学フィルム１４０に取り付けられ、もう一方は図１ｃに示されるように、フレーム１１０の第１表面１３０及び光学フィルム１４０に取り付けられる。
【００５３】
図２ａは、本発明の別の態様による懸架された光学フィルム組立品２００の斜視図を示す。図２ａでは、フレーム２１０は、上部２２０及び上部２２０から延びる側面２９０を含む第１表面２３０、並びに第２表面２３１含む。上部２２０及び側面２９０は、上縁部２３２及び側縁部２３３を含む。上部２２０及び側面２９０は、一般的に任意の幅を有することができるが、他の箇所で記載されるように、一般的に、取り付け表面を提供するのに十分な幅に延びる。フレーム２１０は、他の箇所で記載されるように、例えば図１ａにおけるフレーム１１０のように、任意のフレーム材料を使用して製造することができる。エラストマーフィルム２６０は、上部２２０を含む第１表面２３０に重なり、フレーム２１０の側面２９０まで下に延びる。エラストマーフィルム２６０は、光学フィルム２４０を懸架するための支持を提供することができる。エラストマーフィルム２６０は、他の箇所で記載されているように、所望の特性を備えた任意のエラストマーフィルムであってもよい。エラストマーフィルム２６０は、フレーム２１０の第１表面２３０に近接する第１縁部２７０及び光学フィルム２４０に重なる第２縁部２８０を含む。光学フィルム２４０は、上縁部２３２に近接して配置されている周囲２５０を含む。
【００５４】
図２ｂは、１つの実施形態による図２ａの懸架された光学フィルム組立品２００の断面図を示す。図２ｂでは、エラストマーフィルム２６０は第１縁部２７０に隣接して第１取り付け領域２６２で、側面２９０に近接してフレーム２１０の第１表面２３０に取り付けられる。第１取り付け領域２６２は、図２に示されるように、フレーム２１０の第１縁部２７０と側縁部２３３との間の範囲を延びることができ、又は取り付け領域２６２は、第１縁部２７０及び側縁部を取り付けないままにして、この範囲よりも狭くてもよい。エラストマーフィルム２６０はまた、第２縁部２８０に隣接して第２取り付け領域２６４で、周囲２５０に近接して光学フィルム２４０にも取り付けられる。第２取り付け２６４は図１ｂに示されるように、周囲２５０と第２縁部２８０との間でその範囲を延びることができ、又は取り付け領域２６２は、周囲２５０及び第２縁部２８０を取り付けないままにして、この範囲よりも狭くてもよい。図２ｂはエラストマーフィルム２６０の下に取り付けられた光学フィルム２４０を示しているが（図で見られるように）、光学フィルム２４０は反対に、エラストマーフィルム２６０の上に取り付けられてもよいということを理解されたい。１つの実施形態では、エラストマーフィルム２６０は、光学フィルム２４０の上又は下の両方に取り付けられる両面層のエラストマーフィルムであって、これによって任意の光学フィルム２４０を挟んでもよい。
【００５５】
図２ｂを参照すると、エラストマーフィルム２６０は、光学フィルム２４０とフレーム２１０との間の相対運動を可能にするために、張力下で自由に拡大又は収縮する自由領域２６６を含む。相対運動は、例えば光学フィルム２４０及びフレーム２１０の両方においてなど、異なる熱又は水分膨張係数を有する材料上の環境の変化の影響により発生することがある。相対運動は、クリープなど、他の時間依存性の動きによって発生することもある。１つの実施形態では、エラストマーフィルム２６０は、フレーム２１０及び光学フィルム２４０の少なくともいずれか一方に、第１接着層２５５及び第２接着層２６５をそれぞれ用いて取り付けることができる。１つの実施形態では、エラストマーフィルム２６０は、クランプ、圧着、嵌合する機械的な締結具等（図示せず）などの機械的な手段によって、フレーム２１０及び光学フィルム２４０の少なくともいずれか一方に取り付けることができる。１つの実施形態では、エラストマーフィルム２６０は、溶融又は硬化などの熱的手段によってフレーム２１０及び光学フィルム２４０の少なくともいずれか一方に取り付けることができる。更に別の実施形態では、エラストマーフィルム２６０は、接着剤、機械的手段、及び熱的手段の組み合わせによってフレーム２１０及び光学フィルム２４０の少なくともいずれか一方に取り付けることができる。更に別の実施形態では、エラストマーフィルム２６０は、図２ｂに示されるように、エラストマーフィルム２６０、フレーム２１０、及び光学フィルム２４０の相対位置の任意の組み合わせによって、フレーム２１０及び光学フィルム２４０に取り付けることができる。
【００５６】
図３ａは、本発明の別の態様による懸架された光学フィルム組立品３００の斜視図を示す。図３ａでは、フレーム３００は、上部３２０及び上部３２０から延びる側面３９０を含む第１表面３３０、並びに第２表面３３１を含む。上部３２０及び側面３９０は、上縁部３３２及び側縁部３３３を含む（図３ｂに示されている）。上部３２０及び側面３９０は、一般的に任意の幅を有してもよく、しかし、他の箇所で記載されるように、取り付け表面を提供するのに十分な幅に一般的に延びる。フレーム３１０は、他の箇所で記載されるように、例えば図１ａにおけるフレーム１１０のように、任意のフレーム材料を使用して製造することができる。光学フィルム３４０は、上部３２０を含む第１表面３３０に重なり、フレーム３１０の側面３９０まで下に延びる。エラストマーフィルム３６０は、光学フィルム３４０に取り付けられ、光学フィルム３４０を懸架するための支持を提供することができる。エラストマーフィルム３６０は、他の箇所で記載されているように、所望の特性を備えた任意のエラストマーフィルムであってもよい。エラストマーフィルム３６０は、フレーム３１０の第１表面３３０に近接する第１縁部３７０及び光学フィルム３４０に重なる第２縁部３８０を含む。光学フィルム３４０は、周囲３５０を含む。
【００５７】
図３ｂは、１つの実施形態による図３ａの懸架された光学フィルム組立品３００の断面図を示す。図３ｂでは、エラストマーフィルム３６０は第１縁部３７０に隣接した第１取り付け領域３６２で、側縁部３３３に近接してフレーム３１０の第１表面３３０に取り付けられる。第１取り付け領域３６２は、図３ｂに示されるように、フレーム３１０の第１縁部３７０と側縁部３３３との間の範囲を延びることができ、又は取り付け領域２６２は、第１縁部３７０及び側縁部３３３を取り付けないままにして、この範囲よりも狭くてもよい。エラストマーフィルム３６０はまた、第２縁部３８０に隣接して第２取り付け領域３６４で、周囲３５０に近接して光学フィルム３４０に取り付けられる。第２取り付け領域３６４は図３ｂに示されるように、周囲３５０と第２縁部３８０との間でその範囲を延びることができ、又は第２取り付け領域３６４は、周囲３５０及び第２縁部３８０を取り付けないままにして、この範囲よりも狭くてもよい。図３ｂはエラストマーフィルム３６０とフレーム３１０との間に取り付けられた光学フィルム３４０を示しているが、エラストマーフィルム３６０は反対に光学フィルム３４０とフレーム３１０との間に取り付けられてもよいということを理解されたい。
【００５８】
図３ｃは、１つの実施形態による、図３ａの懸架された光学フィルム組立品３００の断面図を示す。図３ｃでは、フレーム３１０は上部３２０、底部３２０’、及び上部３２０と底部３２０’を接続する側面３９０を有する。１つの実施形態では、エラストマーフィルム３６０は、側面３９０に近接するフレーム３１０の第１表面３３０に、第１取り付け領域３７０で取り付けることができる。別の実施形態では、エラストマーフィルム３６０は、フレーム３１０に取り付けられなくてもよく、本実施形態では、エラストマーフィルムは、光学フィルム３４０、３４０’に他の箇所で記載されているように取り付けられる。エラストマーフィルム３６０は、第２縁部３８０に隣接して第２取り付け領域３６４で、周囲３５０に近接して任意のフィルム３４０に取り付けられる。第２取り付け領域３６４は、図３ｃで示されるように、周囲３５０と第２縁部３８０との間でその範囲を延びることができ、又は取り付け領域３６４は、周囲３５０及び第２縁部３８０を取り付けられないままにして、この範囲よりも狭くてもよい。図３ｂはエラストマーフィルム３６０とフレーム３１０との間に取り付けられた光学フィルム３４０を示しているが、エラストマーフィルム３６０は反対に光学フィルム３４０とフレーム３１０との間に取り付けられてもよいということを理解されたい。
【００５９】
エラストマーフィルム３６０はまた、第２縁部３８０’に隣接して第２取り付け領域３６４’で、周囲３５０’に近接して光学フィルム３４０’に取り付けられる。第２取り付け領域３６４’は図３ｃに示されるように、周囲３５０’と第２縁部３８０’との間でその範囲を延びることができ、又は取り付け領域３６４’は、周囲３５０’及び第２縁部３８０’を取り付けないままにして、この範囲よりも狭くてもよい。図３ｂはエラストマーフィルム３６０とフレーム３１０との間に取り付けられた光学フィルム３４０’を示しているが、エラストマーフィルム３６０は反対に光学フィルム３４０’とフレーム３１０との間に取り付けられてもよいということを理解されたい。
【００６０】
図３ｂ及び図３ｃを参照すると、エラストマーフィルム３６０は張力下で自由領域３６６、３６６’を含み、自由に膨張するか、又は縮小して光学フィルム３４０、３４０’とフレーム３１０との間で相対的な動作を可能にする。相対運動は、例えば光学フィルム３４０、３４０’及びフレーム３１０においてなど、異なる熱又は水分膨張係数を有する材料上の環境の変化の影響により発生することがある。相対運動は、クリープなど、他の時間依存性の動きによって発生することもある。１つの実施形態では、エラストマーフィルム３６０は、第１接着剤層３５５及び第２接着剤層３６５をそれぞれ用いて、フレーム３１０及び光学フィルム３４０、３４０’の少なくとも１つに取り付けることができる。１つの実施形態では、エラストマーフィルム３６０は、クランプ又は圧着等（図示せず）などの機械的な手段によって、フレーム３１０及び光学フィルム３４０、３４０’の少なくとも１つに取り付けることができる。１つの実施形態では、エラストマーフィルム３６０は、溶融又は硬化などの熱的手段によってフレーム３１０又は光学フィルム３４０、３４０’の少なくとも１つに取り付けることができる。更に別の実施形態では、エラストマーフィルム３６０は、接着剤、機械的手段、及び熱的手段の組み合わせによってフレーム３１０及び光学フィルム３４０、３４０’の少なくとも１つに取り付けることができる。更に別の実施形態では、エラストマーフィルム３６０は、図３ｂに示されるように、エラストマーフィルム３６０、フレーム３１０及び光学フィルム３４０、３４０’の相対位置の任意の組み合わせによって、フレーム３１０及び光学フィルム３４０、３４０’に取り付けることができる。
【００６１】
１つの実施形態では、懸架された光学フィルム組立品は、エラストマーフィルムに取り付けられた光学フィルムを含む。懸架された光学フィルム組立品及び、したがってエラストマーフィルムは、フレームに取り付けられる前に引っ張り状態で保持される。フィルムの端部を把持し、張力を適用して端部を引き離すなど当該技術分野において既知の任意の方法で、張力をフィルムに適用することができる。この張力（応力）の適用は、フィルム内にひずみを生じさせ、通常、ひずみ率として表される。外部から適用された張力は、フレームとエラストマーフィルムとの間に結合が形成される（すなわち、フィルムがフレームに取り付けられるとき）までフィルムに維持される。次に外部張力を取り除くことができ、エラストマーフィルムは、形成された結合を介してフレームによって引っ張り状態で保持される。この事前に張力がかけられたフィルムをフレームに取り付けることは、フレーム内に光学フィルムを懸架することになる。
【００６２】
別の実施形態では、フィルムに適用される張力の程度を選択して、フィルムをフレームに取り付けたときの平坦性を向上させる。１つの実施形態では、平坦性は、フィルムが平面に懸架されるような２次元で望ましい場合がある。別の実施形態では、平坦性は、例えば中空のシリンダー又は材料のシリンダーの一部を形成する２つの湾曲したフレームの間に懸架されたフィルムでのように、１次元で望ましい場合がある。いずれの懸架対象物も、その重量によりある程度たるむが、張力を適用することによってこのたるみを最小限にし、それによってフィルムの平坦性を向上できる。ラップトップ型コンピュータ及び携帯端末などのディスプレイ用途にフィルムを使用する場合、フィルムの平坦性は特に重要になる。フィルム内の歪み、皺、又はたるみによって平坦性がわずかに異なると、特にフィルムが画像の伝送にかかわっている場合に、光の屈折又は反射による、望ましくない視覚的アーチファクトが生じることがある。
【００６３】
別の実施形態では、組立品内の光学フィルムの平坦性は、フィルムがフレームに取り付けられるときにフィルム及びフレームの位置決めが行われる方法によって制御できる。例えば、フィルム及びフレームは、真空テーブルなどフィルムを平坦に保持する装置又はシステムを備える平面で組み立てることができる。この方法では、フィルムとフレームとの間に結合を形成する一方で、フィルムに張力を適用して真空テーブル上に配置できる。
【００６４】
更に別の実施形態では、懸架された光学フィルムは、例えば図４ａ〜４ｂに示されるように、フレームに取り付ける前に支持体内に保持することができる。この実施形態では、フィルム支持体４１２は、上記の方法の１つで、光学フィルム４４０に取り付けられたエラストマーフィルムの自由領域４６６に隣接して４６２で取り付けられ、又は、例えば、支持体はフィルム縁部の周辺で定置に形成されるポリマー支持体であってもよく、その一方でフィルムは平坦に、かつ引っ張り状態で保持される。支持体によってフィルムをフレームに取り付ける前及び取り付けている間、支持体は、フィルムを処理するのに便利な方法を提供する。フィルム及び支持体は、フィルムのフレームへの取り付けに使用される上述の同じ方法で、フレームに取り付けることができる。１つの実施形態では、支持体は、戻り止め機構（図示せず）の使用によってなど、フレームと係合して定位置に機械的に「はめ込む」機構を有することができる。別の実施形態では、フレーム４１０は支持体４１２に対して大きく作製することができ、よって、支持体４１２をフレームに取り付けて、自由領域４６６の張力を更に高めることができる。図４ｂは、支持体の代替的な設計を示し、ここでは、上述の方法の１つによって支持体がフレームに取り付けられるときに、内側の支持体端部に備えられた先細部が、フィルムに更なる張力を適用することができる。
【００６５】
別の実施形態では、懸架された光学フィルムは、図４ｃ及びｄに示されるように、スプラインの使用によってフレームに取り付けることができる。この実施形態では、フレーム４１０の周辺部内に配置された溝４１８及びスプライン４１６は、エラストマーフィルムを捕捉し、自由領域４６６に隣接する取り付け領域４６２内でフレームに取り付ける。自由領域４６６は、スプラインの取り付け中に引っ張り状態で保持されてもよく、あるいは、自由領域４６６はスプラインの取り付け作用によって張力を生成してもよい。場合によっては、自由領域４６６の部分４６３は、図４ｃに示されるように角部から除去されて、スプライン４１６が取り付けられたときの自由領域４６６の皺又は変形を回避できる。図４ｄは、フレームの４１０の前面及び裏面のエラストマーフィルムを取り付けるスプラインを示すが、場合によっては、１つのフィルム及び１つのスプラインのみが使用されてもよいことが理解される。
【００６６】
更に別の実施形態では、張力は、光学フィルム及びエラストマーフィルムの少なくともいずれか一方を収縮させることによって適用することができ、その一方で、それは例えば、熱収縮又は硬化収縮のいずれかによってフレームに取り付けることができる。ポリマーフィルムの熱収縮は、通常どおりポリマーフィルムを製造することと、ポリマーのガラス転移温度付近までポリマーフィルムを加熱することと、（多くの場合、幅出し機にかけることで）機械的にポリマーを伸張させ、次に伸張させた状態でフィルムを冷却することと、を含んでもよい。熱収縮ポリマーは、例えば、電子ビーム、過酸化物、又は水分を使用することによって架橋されてもよい。これによって、フィルムは収縮前及び収縮後のいずれにおいても、その形状を維持しやすくなる。再加熱を行うと、フィルムは、弛緩して元の、伸張されていないサイズに戻る傾向にある。この方法では、フィルムが徐々に加熱されると、フレームに取り付けられ、伸張された熱収縮フィルムで張力が発生する。あるいは、光学フィルムは、熱硬化性物質、より具体的には放射線硬化性物質を含むことができる。光学フィルムが熱硬化性物質の場合、フィルムがフレームに取り付けられると、フィルムは完全に硬化した状態、又は部分的に硬化した状態のいずれかになることができる。本開示の目的のために、「完全に硬化した」という語は、架橋又は鎖延長を受けることのできる反応基が実質的に残っていない熱硬化性物質を意味する。本開示の目的のために、「部分的に硬化した」という語は「Ｂ段階」の物質を意味し、好適な熱、薬品賦活、光条件若しくは他の輻射条件放射線、又はこれらの組み合わせを適用することによって更なる硬化又は架橋を受けることができる。Ｂ段階物質の更なる硬化プロセスは、概して、硬化中の追加的な収縮の発生を伴う。この方法では、Ｂ段階物質はフィルムフレームに取り付けられ、次に追加的な硬化を受ける。別の実施形態では、光学フィルムは、熱硬化性ポリマーマトリックスでコーティングされ、続いて硬化されるのに先立って、フレーム上に伸張された繊維材料を含む。たるみを低減又は排除し、バックライト構造体の剛性を向上させることができるフィルムの張力が、硬化時に発生するフィルムの収縮によって生み出される。Ｂ段階物質に関する更なる説明は、例えば、米国特許出願公開第２００６００２４４８２号、並びに米国特許第６３５２７８２号及び同第６２０７７２６号、並びに米国特許仮出願第６０／９４７７７１号及び同第６０／９４７７８５号（同日付で出願）に見い出すことができる。
【００６７】
別の実施形態では、フレーム設計は、取り付けられたフィルムに張力を付与できる。フィルムの収縮は、フレーム内でのフィルムの伸張を達成させる１つの方法であるが、場合によっては、フィルムが収縮することは望ましくない。例えば、光学フィルムが反射偏光子に重ねられている場合、複合光学フィルムの収縮により、反射偏光子に皺が生じることがある。また、反射偏光子の収縮は、層厚の変化により光学的特性に影響を及ぼすことがある。フィルムの収縮を必要としないが、それにもかかわらずフィルムの張力を確保する組立方法を有することは有益であり得る。フィルムに張力を付与できるフレーム設計の代表例が、図５ａ〜ｆに示されている。
【００６８】
フレームを懸架するフィルムの設計の１つの実施形態が図５ａに示されており、ここではフレーム５１０は、５６２で自由領域５６６に隣接してエラストマーフィルムを取り付けた後、わずかに平坦ではないように設計されている。この方法では、フィルム／フレーム組立品は、筐体内で平坦に押圧され、固定されて、得られる立体の変化はエラストマーフィルム自由領域５６６、及びしたがって光学フィルム５４０を引っ張り状態に置く。
【００６９】
フィルム伸張フレーム設計の別の実施形態が、図５ｂに示されており、ここでは、フレーム５１０は、バネとして作用する可撓セクション５１４を有する。可撓性区域５１４は、５６２で自由領域５６６に隣接してエラストマーフィルムを固定している間に内側に向くことを強制される。この力は次いで解放され、可撓性区域５１４によって生成したバネ力が、エラストマーフィルム自由領域５６６、及び、したがって光学フィルム５４０を伸張させる役割を果たす。
【００７０】
フィルムの取り付けに先立ってフレームに張力を付与するその他の実施形態は、代表的な伸張装置の概略図である図５ｃ〜ｆに示されている。図５ｃは、組立品ブロック５１６内に挿入されるに先立って、外側に湾曲している側面を有するフレーム５１０の断面概略図である。挿入時に、フレーム５１０は弾性的に変形して、組立品ブロック５１６の形状に一致し、自由領域５６６に隣接するエラストマーフィルムは次いで、これまで記載された方法のいずれかによってフレーム５１０に、５６２で取り付けられる。フィルム／フレーム組立品は、組立品ブロック５１６から取り外され、フレーム５１０が最初の形状に向かうとき、フレーム５１０によってエラストマーフィルム自由領域５６６及び光学フィルム５４０に張力が適用されることになる。
【００７１】
図５ｄは、フレームによって適用されるフィルム張力の別の実施形態の上面図であり、ここで、張力を付与されていないフレーム５１０は、例えば、台形の形状を有し、フレーム５１０を弾性的に圧縮しながら組立品ブロック５１８内に挿入される。自由領域５６６に隣接したエラストマーフィルムは、これまで記載された方法のいずれかを使用して、５６２でフレーム５１０に取り付けられる。次に、フィルム／フレーム組立品は、組立品ブロック５１８から取り外され、フレーム５１０が最初の形状に向かうとき、フレーム５１０によってエラストマーフィルム自由領域５６６に張力が適用されることになる。この実施形態では、張力を付与されていないフレーム５１０は、少なくとも１次元に沿って寸法を超過している。自由領域５６６に隣接してエラストマーフィルムを、５６２で固定するのに先立って、組立品ブロック５１８内に挿入するとき、フレーム５１０は歪んで組立品ブロック５１８の形状と一致する。
【００７２】
フレームに適用されるフィルム張力の別の実施形態は、概略的上面図の図５ｅに示されており、ここでは、フレーム５１０は、少なくとも一部が、非線状の側面、例えば湾曲状又は階段状である側面を備える。これまで記載された方法のいずれかを使用して、自由領域５６６に隣接してエラストマーフィルムを、５６２でフレーム５１０に固定するに先立って、フレーム５１０はピン５１１によって強制的に矩形形状にされる。フィルム／フレーム組立品、及びピンは分離され、フレーム５１０によってエラストマーフィルム自由領域５６６に、次いでフレーム５１０が最初の形状に向かうにつれて光学フィルム５４０に張力が適用されることになる。ピン、組立品ブロック、又は組立技術で既知の他の方法を使用して、上述のいずれかの方法のフレームを保持できることが、理解されるであろう。
【００７３】
フィルムの取り付け中にフレームを伸張させる別の実施形態は、図５ｆに示されている。この実施形態では、フレーム５１０の側面が、フレームの前面及び裏面に対して斜めに配置される。自由領域５６６に隣接してエラストマーフィルムは、フレーム５１０の側面が、例えば押圧５１３によって弾性的に撚り合わされるとき、これまでに記載された方法のいずれかを使用して、フレーム５１０に５６２で固定される。フレーム５１０の側面は、バネ機構（図示せず）と連結されてフレーム側面内でねじれを生じさせるか、フレーム材料自体をねじって、ねじれを生じさせることができることが理解されるであろう。フィルム／フレーム組立品は、押圧５１３から取り外され、結果的に張力がエラストマーフィルム自由領域５６６及び光学フィルム５４０にフレーム５１０によって適用される。
【００７４】
フィルムの取り付け中にフレームを伸張させる別の実施形態は、図５ｇに示されている。この実施形態では、フレーム５１０は側面５２０及び可動性側面５１９を固定している。固定された側面５２０は、拘束バネ５１７を有し、これは固定された側面５２０内のチャネルに含まれる。可動性側面５１９は、拘束バネ５１７に接続され、側面５１９が内側に移動させられるとき、示されるように、拘束バネ５１７が圧迫し、可動性側面５１９上に力をかける。これまで記載された方法のいずれかを使用して、自由領域５６６に隣接したエラストマーフィルムは、５６２でフレーム５１０に取り付けられ、その一方で、拘束バネ５１７は圧縮された状態であり、結果的にエラストマーフィルム自由領域５６６及び光学フィルム５４０に張力が適用されることになる。
【００７５】
フィルムを伸張させる別の実施形態は、図５ｈに示されている。この実施形態では、フレーム５１０は側面５２０及び可動性角部５９５を固定している。固定された側面５２０及び可動性角部５９５はチャネル内に含まれた拘束バネ５１５を有する。自由領域５６６に隣接したエラストマーフィルムは、これまで記載された方法のいずれかを使用して、５６２で可動性角部５９５に取り付けられ、その一方で拘束バネ５１５は強制的に圧縮され、結果的に抵抗力が解放されたとき、エラストマーフィルム自由領域５６６及び光学フィルム５４０に張力がかけられることになる。
【００７６】
フィルムの取り付けに先立ってフレームにひずみを印加する（すなわち、わずかに変形させる）ために使用される方法にかかわらず、フレームが、印加されたひずみを移転させて、取り付けられたフィルム内に張力を生じさせられるように、印加されるひずみの量は、フレーム材料の降伏ひずみ（すなわち、弾性変形範囲）未満にするべきであることが好ましいことが理解されるであろう。降伏ひずみを超えるひずみを印加すると、フレームに永久的な変形を生じさせる可能性があり、フィルム内で生じる張力が不十分なレベルとなる可能性がある。
【００７７】
別の実施形態では、光学フィルム組立品は、図６に示されるように中空のバックライト６００に組み込まれる。中空のバックライトは、同一出願人に所有される米国特許出願第６０／９３９０７９号、同第６０／９３９０８２号、同第６０／９３９０８３号、同第６０／９３９０８４号、及び同第６０／９３９０８５号（全て２００７年５月２０日に出願）に記載されているような、例えば、光の均一性を改善するために約１１％の透過率を有する非対称の反射フィルムであってもよい。図６の中空のバックライトでは、フレーム６１０は、反射表面６４２、ＬＥＤ  ６９２、及び光センサ６９５を備える。ＬＥＤ  ６９２は、本明細書に記載される半導体光源であってもよく、フレーム６１０の外側に配置されて、フレーム６１０内の開口部（図示せず）を通って光を中空のバックライトの反射性内部に提供するよう構成されるように提供される。いくつかの実施形態では、フレーム６１０は、ＬＥＤ  ６９２を部分的に囲み、中空のバックライト空洞部に効率的に光を導く、光コリメーティング構造体（図示せず）を含むことができる。好適な光コリメーティング構造体の例としては、平面、湾曲、又はセグメント化されたバッフル又は楔、放物線、放物面、又は複合放物面集光器などの成形光学系が挙げられる。反射表面６４２は、フレームの表面であるか、フレームに取り付けられている別個の高反射フィルムであることができる。非対称の反射フィルム６４５は、６６２でフレーム６１０に取り付けられたエラストマーフィルム自由領域６６６に隣接する懸架された光学フィルム６４０に隣接して配置される。１つの実施形態では、反射表面６４２は、例えば、米国特許出願第１１／４６７３２６号で記載のように、ビーズコーティングされた高鏡面反射（ＥＳＲ）フィルムのような半鏡面反射性反射体であってもよい。別の実施形態では、非対称の反射フィルム６４５は、非対称の反射フィルム約１１％超の、例えば２０％、３０％、４０％、又はそれ以上の透過性を有する部分的に反射性のフィルム６４５と取り替えられてもよく、場合によっては中空のバックライトで使用されてもよい。
【実施例】
【００７８】
（実施例１）
アルミニウムのフレームから光学フィルムを懸架するために、懸架された光学フィルムの試料が、エラストマーフィルムを使用して製造された。長さ１９ｃｍ及び幅１５．５ｃｍの寸法の、厚さ０．２ｃｍの矩形のアルミニウムのフレームが使用された。アルミニウムのフレームは、長さ１３．７ｃｍ及び幅１０．２ｃｍの寸法の矩形の穴を中心に有した。エラストマーフィルムは、アルミニウムのフレームよりも大きなゴム（Ｒｕｂｂｅｒ  Ｓｈｅｅｔｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ、ＶＷＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ）より入手可能）の矩形のシートだった。長さ１２．１ｃｍ及び幅８．７ｃｍの寸法の矩形の穴が、シートの中心から切断された。幅１．２の両面接着テープ（４００  Ｈｉｇｈ  Ｔａｃｋ，３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）の一片が、中心の穴の周囲の上面に貼り付けられて、両面接着テープの別の一片がシートの周囲の底面に貼り付けられた。薄型（約０．０２５ｍｍ）の光学フィルムが、穴の周囲の周辺で接着テープに貼り付けられ、アルミニウム（Ａｌ）フレームにエラストマーフレームの周囲が取り付けられる前に、エラストマーフィルムは次いで、長さ及び幅の両方の方向で伸張され、フレームにおける穴内に光学フィルムを中心に置いた。２つの接着テープの間のエラストマーフィルムの一部は、光学フィルム及びフレームの熱膨張及び収縮に自由に適応した。
【００７９】
懸架された光学フィルム試料は次いで、それがエージング後に歪みのないままであるということを検証するために、均一の加熱試験に供された。均一な熱試験は、懸架された光学フィルム試料を６６℃のオープン内に配置することによって実施された。試料は１時間後、オーブンから取り出され、外観検査は屈曲、歪み、又は他の変形がないということを示した。
【００８０】
（実施例２）
試料１で記載されたように懸架された光学フィルム試料は、熱衝撃試験、すなわちフィルムにとって一般的な環境試験に供された。試験は、チャンバ内で実施され、そこでは、周辺温度は８５℃に急激に上昇され、約１時間保持される前に、周辺温度は−３５℃に１時間維持された。熱サイクルは、試料が取り出され、検査される前に２４時間、繰り返された。試料をオーブンから取り出し、常温まで戻した。外観検査は、屈曲、歪み、又は他の変形がないということを示した。
【００８１】
（実施例３）
懸架された光学フィルム試料は実施例１に記載のように調製され、過酷な熱勾配に供された。懸架された光学フィルム試料（０．２３ｍｍのＰＥＴ上のＢＥＦ  ９０／５０、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）を、２．６ｃｍのフレーム長さが、一方の端部でホットプレート上に置かれ、２．６ｃｍのフレーム長さが、もう一方の端部で冷たいプレート上に置かれるように配置された。ホットプレートは、厚さ２ｍｍのＡｌプレートを上部に備えるヒーターであり、コールドプレートは、氷浴の上部に厚さ２ｍｍのＡｌプレートを配置することによって製造された。ホット及びコールドプレートの温度は、組み込まれた熱電対を用いてモニターされた。ホットプレートは約６０℃に、コールドプレートは約０℃に保持された。温度勾配は、光学フィルムの歪みの一因となることがあり、この試料は試料の一方の縁部からもう一方へと過酷な温度勾配を作った。懸架された光学フィルム試料は、フィルムの４つの縁部に沿ってアルミニウムフレームに単にテープが貼られた長さ１５ｃｍ及び幅１０．８ｃｍの同様な光学フィルムから製造された対照試料と比較された。対照試料用のフレームは、長さ１９ｃｍ及び幅１５．４ｃｍの寸法の、厚さ０．２ｃｍの矩形アルミニウムフレームだった。アルミニウムフレームは、長さ１４ｃｍ及び幅１０．４ｃｍの寸法の矩形の穴を中心に有した。各試料は約１．５時間、試験された。外観検査は、対照フィルム試料が皺を有し、その一方で懸架された光学フィルム試料は歪みがないということを示した。
【００８２】
（実施例４）
この実施例では、６０．８ｃｍ×３５．８ｃｍの寸法の多層光学フィルム（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＤＢＥＦ−Ｑ）を、対角６６ｃｍ（２６”）のＣＣＦＬバックライトにわたって弾性的に懸架させた。光学フィルムは、実施例１に記載されたように、最初に両面テープを用いてエラストマーフィルムに貼り付けられた。エラストマーフィルムは、次いで、長さ及び幅の両方の方向で伸張され、エラストマーシートの外側縁部は、両面テープを用いてバックライトの４つの外側縁部に貼り付けられた。バックライトは次いで点灯され、全輝度でバックライトを数時間稼働させた後、フィルムは視覚的に平坦なままであった。
【００８３】
（実施例５）
懸架された光学フィルム物品は、「Ｃ」型形状の断面を有するアルミニウムフレーム上に製造された。フレームは、厚さ１ｍｍ、上部及び底部の幅１５ｍｍ、並びにチャネルの上部及び底部を接続する側面の高さ８ｍｍを有する押出アルミニウムチャネルから製造された。開放領域２８０平方ｍｍを有する３１０平方ｍｍのフレームは、隣接する側面を一緒に固定し、隣接する側面の各対によって形成された角部及びフレームのＣ断面を３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な３Ｍ  Ｓｃｏｔｃｈ−Ｗｅｌｄ  Ｅｐｏｘｙ  ＤＰ１００を用いて充填することによって製造された。エポキシを硬化させ、角部を一緒に直角で保持した。
【００８４】
厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルムは、２９０平方ｍｍに切断された。Ｔｅｇａｄｅｒｍ（商標）の透明な包帯（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な３Ｍ  Ｔｅｇａｄｅｒｍ（商標）１６２８）のストリップが、フィルムの１つの側面に適用され、Ｔｅｇａｄｅｒｍ（商標）の一部はフィルムの縁部の上で垂れ下がったままにされた。ＰＥＴフィルムは次いで、フレームの中心に置かれ、Ｔｅｇａｄｅｒｍ（商標）の露出した部分は、フレームの露出した部分の上に押圧され、ＰＥＴフィルムをフレームに固定した。Ｔｅｇａｄｅｒｍ（商標）の別の一片が、次いでＰＥＴフィルムの反対の縁部に適用され、再び、Ｔｅｇａｄｅｒｍ（商標）は露出したままにした。Ｔｅｇａｄｅｒｍ（商標）をフレームに押圧する前に、ＰＥＴは引っ張られ、Ｔｅｇａｄｅｒｍ（商標）を反対の側面上で伸張した。第２側面上のＴｅｇａｄｅｒｍ（商標）は次いで、フレーム上に押圧されて、ＰＥＴフィルムはエラストマーのＴｅｇａｄｅｒｍ（商標）と共に伸張した状態に置かれた。この手順は、他の配向された縁部にも繰り返され、１つの縁部を、次いで他の縁部を引っ張り状態で固定した。得られる物品は、フィルムの縁部の長さに沿って弾性伸張の状態に維持された懸架されたＰＥＴフィルムをもたらした。フィルムは、その上で押圧することによって押し下げられ、解放されたとき、フィルムはその最初の位置に突き出て戻る。
【００８５】
（実施例６）
薄型で軽量の高反射性の中空の光キャビティが、２つの懸架された光学フィルムを使用して製造された。２つの懸架された光学フィルムは、実施例５におけるのと同じ手順を使用して製造されたが、ＰＥＴフィルムの代わりに、ＥＳＲフィルムが使用されて、各フレームにわたって懸架された鏡様のフィルムが作られた。各フィルムは、ＥＳＲフィルムのストリップをフレームの内側縁部上（「Ｃ」形チャネルの開放部分にわたって）に接着剤で適用することにより、更に修正された。得られる懸架されたフィルム及びフレームは高反射性物品を提供した。２つの懸架された光学フィルムは次いで一緒に配置され、ＥＳＲで覆われた縁部及び懸架されたＥＳＲフィルムの上部及び底部から構成されたキャビティを形成した。フレームのそれぞれに使用されたＥＳＲフィルムは、光がキャビティから外に、又はキャビティ内に漏れることを可能にする精密な穿孔の配列を有した。このフレームの付いたキャビテが光源まで保持されたとき、全ての孔は光を放射し、薄型で、軽量の、かつ高反射性の中空の光キャビティを実証した。
【００８６】
上述の本発明は、テレビ、ノートブック型コンピュータ、及びモニターなどのディスプレイを含む、薄型の光学フィルム構造体が使用される任意の場所に適用でき、広告、情報表示、又は照明に使用できる。本開示は、光学ディスプレイを組み込む、ラップトップ型コンピュータ、及び個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）、個人用ゲーム機器、携帯電話、個人用メディアプレーヤー、携帯用コンピュータなどの携帯端末を含む電子機器にも適用できる。懸架された光学フィルムと併せて使用される光源は、例えば、冷陰極蛍光（ＣＣＦＬ）、高色域ＣＣＦＬ、ＬＥＤでもよく、また他の光源が使用されてもよい。
【００８７】
指示がない限り、本明細書及び請求項で使用される特性となる大きさ、量、及び物理特性を示す全ての数字は、「約」と言う用語によって修飾されることを理解されたい。それ故に、別の指示がない限りは、本明細書及び添付の請求項に説明される数字のパラメータは近似値であり、本明細書に開示された教示を使用して当業者が獲得しようとする所望の特性に応じて変化し得る。
【００８８】
本願で引用した全ての参照文献及び刊行物は、本開示と完全には矛盾することのない程度まで、その全てが引用によって本開示に明白に組み込まれる。本明細書において特定の実施形態が例示及び説明されてきたが、多様な代替及び／又は同等の実施が、本開示の範囲から逸脱することなく、図示され説明された特定の実施形態と置き換えられ得ることは、当業者には理解されるであろう。本出願は、本明細書で説明された特定の実施形態のいかなる翻案又は変形をも包含すべく意図されている。したがって、本開示が特許請求の範囲及びその同等物によってのみ限定されることを、意図するものである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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４ｄ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図５ｇ】
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【図５ｈ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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