(57)【要約】  照明装置は、光源および導光板を含むことができ、導光板は、複数の溝を含む主面をさらに含むことができる。複数の溝の各溝は、第１の表面と、対向する第２の表面とを含みうる。各溝は、第２の主面と対応する溝の基部との間に規定されうる最大深さを有することができる。いくつかの実施形態では、各溝の１つ以上の表面は、第１の凸部を含みうる。別の実施形態では、複数の溝の各溝の最大深さは、約１μｍ〜約５０μｍとすることができる。さらに別の実施形態では、照明装置は、導光板から出る光を、導光板の第１の主面に対する法線の方向から約０°〜約３０°に向いたピーク放射輝度で向けるために使用することができる。
2021532559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面、第２の主面、および前記第１の主面と前記第２の主面との間に延びる第１の端部を含む導光板であって、前記第２の主面が複数の溝を含み、前記複数の溝の各溝は第１の表面と前記第１の表面に対向する第２の表面とを含み、各溝の前記第１の表面は第１の凸部を含み、各溝の最大深さが前記第２の主面と対応する前記溝の基部との間に規定される、導光板；ならびに
前記導光板の前記第１の端部内へ光を放出するように配置される光源
を含む、照明装置。
【請求項２】
各溝の前記第１の表面の前記第１の凸部の深さ角が約１０°〜約５５°である、請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
各溝の前記第１の表面の前記第１の凸部が曲率半径を含む、請求項１および２のいずれか１項記載の照明装置。
【請求項４】
各溝の前記第１の表面の前記第１の凸部の前記曲率半径が、対応する前記溝の前記最大深さに等しい、請求項３記載の照明装置。
【請求項５】
各溝の前記第１の表面の前記第１の凸部が、対応する前記溝の前記第２の表面よりも前記光源に近い、請求項１から４までのいずれか１項記載の照明装置。
【請求項６】
各溝の前記第２の表面が第２の凸部を含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の照明装置。
【請求項７】
各溝の前記第２の表面の前記第２の凸部の深さ角が約１°〜約５５°である、請求項６記載の照明装置。
【請求項８】
前記複数の溝の各溝の前記第１の表面の前記第１の凸部の前記深さ角が、前記第１の端部から前記溝までの距離の関数として変化する、請求項２および７のいずれか１項記載の照明装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の照明装置を用いて光を放出させる方法であって、
光源から放出された光を、導光板の第１の端部を通して前記導光板内へ注入するステップと；
内部全反射によって、前記導光板内へ注入された光を伝搬させ、前記導光板を出た、伝搬した光の少なくとも一部を複数の溝のうちの少なくとも１つの溝内へ入れるステップと
を含み、
前記導光板を出て前記少なくとも１つの溝内へ入る前記伝搬した光の少なくとも２０％が前記導光板に戻るように配向される、方法。
【請求項１０】
前記方法が、前記導光板内を伝搬する光を、前記導光板の第１の主面に対する法線の方向から約０°〜約３０°に向いたピーク放射輝度で前記導光板の前記第１の主面を通して通過させるステップをさらに含む、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２０１８年８月２日に出願された米国仮特許出願第６２／７１３６１４号の優先権の利益を主張し、その内容が依拠され、以下に完全に記載されているかのようにその内容全体を参照により本明細書に援用するものとする。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、概して、溝を有する導光板を含む照明装置、および光を配向するためのその使用方法に関し、より具体的には、溝を含む導光板を含む照明装置であって各溝が２つの表面と基部とをさらに含む照明装置、および光を配向するためのその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ディスプレイを照明するために、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などを含むディスプレイデバイスにおいて照明装置を使用することが知られている。小型化のために、このような照明装置は、多くの場合、導光板を通して光を伝搬させるために導光板の端部内への放出を行う光源を採用している。
【発明の概要】
【０００４】
以降で、発明を実施するための形態に記載されているいくつかの実施形態の基本的な理解を提供するために、本開示の簡単な概要を提示する。
【０００５】
いくつかの実施形態によれば、照明装置は、導光板および光源を含みうる。導光板は、第１の主面、第２の主面、および第１の主面と第２の主面との間に延びる第１の端部をさらに含みうる。導光板の第２の主面は、複数の溝をさらに含むことができ、複数の溝の各溝は、第１の表面と、第１の表面に対向する第２の表面とを含むことができる。各溝の第１の表面は、第１の凸部をさらに含むことができる。各溝の最大深さは、対応する溝の基部と導光板の第２の主面との間に規定することができる。さらに、光源は、導光板の第１の端部内へ光を放出するように配置することができる。
【０００６】
いくつかの実施形態では、照明装置の導光板の各溝の最大深さは、約１μｍ（マイクロメートル）〜約５０μｍとすることができる。
【０００７】
さらなる実施形態では、照明装置の導光板における各溝の第１の表面の第１の凸部の深さ角は、約１０°〜約５５°とすることができる。
【０００８】
さらなる実施形態では、照明装置の導光板における各溝の第１の表面の第１の凸部は、曲率半径を含みうる。
【０００９】
さらに別の実施形態では、照明装置の導光板における各溝の第１の表面の第１の凸部の曲率半径は、対応する溝の最大深さと等しくすることができる。
【００１０】
別の実施形態では、照明装置の導光板における各溝の第１の表面の第１の凸部は、対応する溝の第２の表面よりも光源に近くすることができる。
【００１１】
別の実施形態では、照明装置の導光板における各溝の第２の表面は、第２の凸部を含むことができる。
【００１２】
さらなる実施形態では、照明装置の導光板における各溝の第２の表面の第２の凸部の深さ角は、約１°〜約５５°とすることができる。
【００１３】
いくつかのさらなる実施形態では、複数の溝の各溝の第１の表面の第１の凸部の深さ角は、第１の端部から溝までの距離の関数として変化することができる。
【００１４】
また別のさらなる実施形態では、第１の表面の第１の凸部の深さ角および第２の表面の第２の凸部の深さ角は、照明装置の導光板における各溝について同じであってよい。
【００１５】
さらに別のさらなる実施形態では、各溝の第１の表面の第１の凸部および第２の表面の第２の凸部は、照明装置の導光板における対応する溝の基部で交わることができる。
【００１６】
別の実施形態では、複数の溝の各溝の一対の表面は、照明装置の導光板内の対応する溝の基部で交わることができる。
【００１７】
さらに別の実施形態では、照明装置の導光板における各溝の基部は、尖点を含むことができる。
【００１８】
別の実施形態では、照明装置は、導光板および光源を含みうる。導光板は、第１の主面、第２の主面、および第１の主面と第２の主面との間に延びる第１の端部をさらに含むことができる。第２の主面は、複数の溝をさらに含みうる。複数の溝の各溝は、約１μｍ〜約５０μｍの最大深さをさらに含むことができる。光源は、導光板の第１の端部内へ光を放出するように配置することができる。
【００１９】
さらなる実施形態では、照明装置は、導光板の第２の主面に面することができる反射板をさらに含みうる。
【００２０】
別の実施形態では、照明装置の導光板内の複数の溝の溝は、互いに離間されており、かつ第１の端部に対して実質的に平行に延びることができる。
【００２１】
さらに別の実施形態では、照明装置内の導光板の第１の端部は、実質的に真っ直ぐであってよい。
【００２２】
別の実施形態では、導光板の第１の主面および第２の主面は、それぞれ四辺形を含むことができる。導光板は、第１の主面と第２の主面との間に延びる第２の端部をさらに含みうる。第１の端部の反対側に、導光板は、第１の端部から第２の端部まで延びる第３の端部と、第３の端部の反対側の第４の端部とを有することができる。導光板の長さは、第１の端部と第２の端部との間に規定することができる。導光板の幅は、第３の端部と第４の端部との間に規定することができる。
【００２３】
さらなる実施形態では、照明装置の導光板の長さに沿った複数の溝の隣接する溝の対の間の間隔は、第１の端部から隣接する溝の対までの距離が増大するにつれて減少する。
【００２４】
別のさらなる実施形態では、導光板の長さに沿った隣接する溝の対の間の間隔は、約１０μｍ〜約５ｍｍである。
【００２５】
さらなる実施形態では、複数の溝の各溝は、照明装置の導光板の第３の端部から第４の端部までの対応する溝経路に沿った長さにわたって連続的に延びている。
【００２６】
さらなる実施形態では、複数の溝の各溝の長さは照明装置の導光板の幅に等しい。
【００２７】
別のさらなる実施形態では、複数の溝の各溝は、照明装置の導光板内の同じ溝経路内の複数の溝の別の溝から約５０μｍ〜約１００ｍｍ隔てられている。
【００２８】
さらに別のさらなる実施形態では、第１の溝経路の溝は、照明装置の導光板の第１の溝経路に隣接する第２の溝経路の溝から、導光板の幅方向で互い違いに配置されている。
【００２９】
また別のさらなる実施形態では、複数の溝の各溝の最大深さは、約１μｍ〜約３０μｍとすることができる。
【００３０】
別の実施形態では、複数の溝の各溝の最大深さは、第１の端部から溝までの距離が増大するにつれて増大することができる。
【００３１】
いくつかの実施形態によれば、光を放出させる方法は、上で説明した照明装置のうちの１つを使用するステップを含みうる。方法は、光源から放出された光を、導光板の第１の端部を通して導光板内へ注入するステップを含みうる。また、方法は、内部全反射によって、光を導光板内へ伝搬させるステップも含みうる。導光板内の光の少なくとも一部は、導光板を出て、導光板内の複数の溝のうちの少なくとも１つの溝内へ入ることができる。こうした方法は、導光板を出て少なくとも１つの溝内へ入る伝搬した光の少なくとも２０％を、導光板に戻るように配向することができる。
【００３２】
さらなる実施形態では、方法は、導光板内の光を、導光板の第１の主面に対する法線の方向から約０°〜約３０°に向いたピーク放射輝度で導光板の第１の主面を通して通過させるステップをさらに含むことができる。
【００３３】
別のさらなる実施形態では、方法は、導光板を出て少なくとも１つの溝に入る伝搬した光の少なくとも５０％を導光板内へ戻るように配向することができる。
【００３４】
別の実施形態によれば、光を放出させる方法は、上で説明した照明装置のうちの１つを使用するステップを含みうる。方法は、光源から放出された光を、導光板の第１の端部を通して導光板内へ注入するステップを含みうる。また、方法は、内部全反射によって、導光板内で光を伝搬させるステップも含みうる。さらに、方法は、導光板内の光を、導光板の第１の主面に対する法線の方向から約０°〜約３０°に向いたピーク放射輝度で導光板の第１の主面を通して通過させるステップを含みうる。
【００３５】
さらなる実施形態では、ピーク放射輝度は、導光板の第１の主面に対する法線の方向から約０°〜約１０°に向けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
これらおよびその他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しながら以下の発明を実施するための形態を読むとより深く理解される。
【図１】複数の溝を含む第２の主面を有する導光板を含む照明装置の例示的な実施形態の側断面図である。
【図２】照明装置の第１の例示的な実施形態による、複数の溝の溝の表面形状を示す図１の拡大領域２である。
【図３】照明装置の第２の例示的な実施形態による、複数の溝の溝の表面形状を示す図１の別の拡大領域２である。
【図４】照明装置の第３の例示的な実施形態による、複数の溝の溝の表面形状を示す図１の別の拡大領域２である。
【図５】照明装置の第４の例示的な実施形態による、複数の溝の溝の表面形状を示す図１の別の拡大領域２である。
【図６】照明装置の第５の例示的な実施形態による、複数の溝の溝の表面形状を示す図１の別の拡大領域２である。
【図７】照明装置の第６の例示的な実施形態による、複数の溝の溝の表面形状を示す図１の別の拡大領域２である。
【図８】導光板の第２の主面の複数の溝の配置の第１の例示的な実施形態を示す、図１の線８−８に沿って取られた断面を示す図である。
【図９】導光板の第２の主面の複数の溝の配置の第２の例示的な実施形態を示す、図１の線８−８に沿って取られた別の断面を示す図である。
【図１０】第２の主面が、異なる深さ角について最大深さ５μｍ（μｍ）の傾斜した溝を有する場合の、導光板の第１の主面を出る光の角度分布を示す図である。
【図１１】第２の主面が、異なる深さ角について最大深さ５μｍの凹状溝を有する場合の、導光板の第１の主面を出る光の角度分布を示す図である。
【図１２】第２の主面が、異なる深さ角について最大深さ５μｍの凸状溝を有する場合の、導光板の第１の主面を出る光の角度分布を示す図である。
【図１３】第２の主面が、異なる最大深さについて３５°の深さ角を有する傾斜しているか凹状溝を有する場合の、導光板の第１の主面を出る光の角度分布を示す。
【図１４】凸状溝の深さ角の関数としての、導光板を出て凸状溝に入り、導光板に戻るように配向される光のパーセント割合を示す図である。
【図１５】溝幅の関数としての、導光板を出て凸状溝に入り、導光板に戻るように配向される光のパーセント割合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
例示的な実施形態が示されている添付の図面を参照しつつ、以降で実施形態をより詳しく説明する。可能な限り、同じまたは似たような部分について言及するために、図面全体で同じ参照番号が使用されている。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈すべきではない。
【００３８】
例として、図１は、照明装置１０１の例示的な実施形態の側断面図を概略的に示している。照明装置１０１は、第１の主面１０９と、第１の主面１０９に対向する第２の主面１１１とを含む導光板１０５を含むことができる。示されているように、第１の主面１０９は第１の平面に沿って延びることができ、第２の主面１１１は第２の平面に沿って延びることができる。図示されていないものの、いくつかの実施形態では、第１の主面１０９および第２の主面１１１は、曲面に沿って延びていてもよい。さらに、示されているように、第１の主面１０９は、第２の主面１１１に対して平行に延びることができ、厚さ１０８は、以降で規定する隣接する一対の溝の間の第１の主面１０９と第２の主面１１１との間に規定することができる。こうした例では、厚さ１０８は、１００μｍ（マイクロメートル）〜約１０ｍｍの範囲内とすることができるものの、さらなる実施形態では別の厚さが提供されうる。いくつかの実施形態では、厚さ１０８は、約２００μｍ〜約６μｍ、約２００μｍ〜約３ｍｍ、約２００μｍ〜約８００μｍ、または約２００μｍ〜約５００μｍとすることができる。別の実施形態では、厚さ１０８は、約１０ｍｍ以下、約６ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、または約２００μｍ以下とすることができる。薄い厚さが望まれる実施形態では、厚さ１０８は、好ましくは、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、さらには約２００μｍ以下であってよい。さらに別の実施形態では、厚さ１０８は、約１００μｍ以上、約２００μｍ以上、約５００μｍ以上、約１ｍｍ以上、約２ｍｍ以上、約３ｍｍ以上、または約６ｍｍ以上とすることができる。さらに、厚さ１０８は、示されているように、第１の主面１０９および第２の主面１１１の実質的に平行な配置に起因して、かなりの量の導光板１０５に沿って実質的に一定にすることができる。示されていないものの、溝の各隣接する対の間の第１の主面１０９と第２の主面１１１とは、互いに平行に延びずに互いに対して鋭角で延びることができ、その場合の厚さ１０８は、導光板１０５の長さおよび／または幅に沿って変化することができる。さらなる実施形態では、第２の主面１１１上の１つの隣接する対の溝の間の鋭角は、第２の主面１１１上の第２の隣接する対の溝の間の別の鋭角とは異なっていてよい。別の実施形態では、第１の主面１０９は、第２の主面１１１について図示されており以下に説明されるものを含む、凸状の、凹状の、および傾斜している部分の組み合わせを有する表面を含む溝を含みうる。
【００３９】
導光板の主面は、３つ以上の辺を有する多角形（例えば三角形、四辺形）、曲線状（例えば円形、楕円形）、または多角形と曲線状の特徴の組み合わせを有する形状などの広範囲の形状を含むことができる。図１および図８〜図９に示されているように、導光板１０５の第１の主面１０９および第２の主面１１１は、それぞれ長方形の形状を含みうる。このような実施形態では、導光板１０５の第１の端部１０７および第２の端部１１０は、それぞれ、第１の主面１０９と第２の主面１１１との間に延びることができる。第１の端部１０７と第２の端部１１０とは、互いに対して平行な真っ直ぐな端部を含むことができる。さらに、第２の端部１１０は、第１の端部１０７の反対側に配置されて、導光板１０５の長さ１１２を規定することができる。図８〜図９に示されているように、導光板１０５は、第１の主面１０９と第２の主面１１１との間にそれぞれ延びることができる第３の端部８０７と第４の端部８０９をさらに含みうる。第３の端部８０７と第４の端部８０９は、互いに対して平行な真っ直ぐな端部を含むことができる。さらに、第４の端部８０９は、第３の端部８０７の反対側に配置されて、導光板１０５の幅８１３を規定することができる。そのため、端部１０７，１１０，８０７，８０９は、同様に、第１の端部１０７および第２の端部１１０に対して垂直でありながら第１の端部１０７から第２の端部１１０まで延びる第３の端部８０７および第４の端部８０９のそれぞれと共に、長方形の形状を形成することができる。いくつかの実施形態では、導光板１０５の長さ１１２は、導光板１０５の幅８１３とほぼ同じに、またはそれよりも大きく、またはそれよりも小さくすることができる。いくつかの実施形態では、導光板１０５の長さ１１２および幅８１３は、関連するディスプレイ１１５の対応する測定値に等しくてよいが、さらなる実施形態では別の長さが提供されうる。導光板１０５の長さ１１２は、約１００μｍ〜約３ｍ、約１ｍｍ〜約２．０５ｍ、約１０ｍｍ〜約１．２２ｍ、または約２５ｍｍ〜約３００ｍｍとすることができる。いくつかの実施形態では、導光板１０５の幅８１３は、約１００μｍ〜約３ｍ、約１ｍｍ〜約２．０５ｍ、約１０ｍｍ〜約１．２２ｍ、または約２５ｍｍ〜約３００ｍｍとすることができる。
【００４０】
導光板１０５は、望みの光学特性を与える広範囲の材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、導光板１０５は、アモルファス無機材料（例えばガラス）、結晶性材料（例えばサファイア、単結晶、または多結晶アルミナ、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、石英）、またはポリマーを含むことができる。適切なポリマーの実施形態としては、限定するものではないが、以下のものならびにそれらのコポリマーおよびブレンドが挙げられる：ポリスチレン（ＰＳ）またはポリカーボネート（ＰＣ）などの熱可塑性プラスチック、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）または塩化ポリビニル（ＰＶＣ）などのポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリルポリマー、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、エポキシ、およびポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などのシリコーン。ガラスの実施形態は、強化されていてもされていなくてもよく、リチアが含まれていなくても含まれていてもよく、これらとしては、ソーダライムガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ含有ホウケイ酸塩ガラス、およびアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスが挙げられる。本明細書において、基材、例えばガラスまたは別の透明層に適用される場合の「強化」という用語は、例えば基材の表面においてより大きなイオンで小さなイオンをイオン交換することにより化学的に強化された基材を意味しうる。しかしながら、強化された基材を形成するために、当該技術分野で公知の他の強化方法、例えば熱強化、または圧縮応力および中心引張領域の形成のための基材の部分間の熱膨張係数の不一致の利用を使用することができる。
【００４１】
最初に図１を参照すると、導光板１０５の第２の主面１１１は複数の溝１１７を含む。複数の溝１１７の各溝は、第１の表面１１９、第１の表面の反対側の第２の表面１２１、および基部１２３を含みうる。図１の領域２について概略的に言及すると、照明装置の様々な実施形態による複数の溝１１７の溝の表面形状の様々な例示的な実施形態が図２〜図７に示されている。いくつかの実施形態では、複数の溝１１７の全ての溝は、同じ表面形状を有しうる。代替的に、複数の溝のうちの１つの溝の表面形状は、複数の溝のうちの別の溝の表面形状と異なっていてもよい。例えば、複数の実施形態は、図２〜図７のうちの１つに関して説明された１つ以上の表面形状を、図２〜図７のうちの別の１つに関して説明された１つ以上の他の表面形状と組み合わせることができる。
【００４２】
図２は、示されている第１の表面１１９、第２の表面１２１、および基部１２３のうちの１つ以上の形状を含むことができる溝１１７の表面形状の一実施形態を示している。本開示全体を通して、溝の最大深さは、導光板１０５の第２の主面１１１と、第２の主面１１１に対して垂直な方向に沿った基部との間の距離として定義される。例えば、図２に関し、溝１１７の最大深さ２０５は、導光板１０５の第２の主面１１１と、導光板１０５の第２の主面１１１に対して垂直な方向の対応する溝１１７の基部１２３との間の距離として定義される。本開示全体を通して、別段の記載がない限り、本開示の各実施形態の溝の最大深さは、約５０μｍ以下、約４０μｍ以下、または約３０μｍ以下、約１μｍ〜約５０μｍ、約５μｍ〜約４０μｍ、または約１０μｍ〜約３０μｍとすることができる。
【００４３】
また、本開示全体を通して、溝幅は、溝の長手方向に対して垂直でありかつ導光板１０５の第２の主面に対して平行な方向に沿って、可能な限り離間された溝の第１の表面上の第１の点と、溝の第１の表面上の第２の点との間の最大距離として定義される。例えば、図２に関し、溝幅２１１は、溝１１７の長手方向８０２（図８を参照）に対して垂直な方向２１２に沿って、可能な限り離間された、第１の表面１１９上の第１の点と、対応する溝１１７の第２の表面１２１上の第２の点との間の距離とすることができる。同様に、第１の幅２１３は第１の表面１１９と関連付けることができ、第２の幅２１５は第２の表面１２１と関連付けることができる。第１の幅２１３は、長手方向８０２（図８を参照）に対して垂直な方向２１２に沿って、可能な限り離間された、第１の表面１１９上の第１の点と、第１の表面１１９上の第２の点との間の距離とすることができる。同様に、第２の幅２１５は、長手方向８０２（図８を参照）に対して垂直な方向２１２に沿って、可能な限り離間された、第２の表面１２１上の第１の点と、第２の表面１２１上の第２の点との間の距離とすることができる。いくつかの実施形態では、図２に示されているように、第１の表面１１９に関連する第１の幅２１３と第２の表面１２１に関連する第２の幅２１５との合計は、対応する溝１１７の溝幅２１１にほぼ等しくなることができる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、溝１１７の第１の表面１１９は、第１の凸部２０１を含みうる。本開示全体を通して、接線角度（すなわち一部分に接する角度）は、導光板１０５の第２の主面１１１に対して垂直な方向に対して測定される。第１の凸部２０１は、これが導光板１０５の第２の主面１１１により近い第１の点から対応する溝１１７の基部１２３により近い第２の点に進むのにつれて単調に増大する接線角度を有することができ、第２の点における接線角度は、第１の点における接線角度よりも０°に近い。さらなる実施形態では、導光板１０５の第２の主面１１１により近い第１の点に接する角度は約９０°とすることができ、対応する溝１１７の基部１２３により近い第２の点に接する角度は約０°とすることができる。別の実施形態では、第１の凸部２０１上の点に接する角度は、選択された点が導光板１０５の第２の主面１１１に近づくにつれて連続的に増大することができる。本開示全体を通して、単調に増大する量は決して減少しない一方で、単調に減少する量は決して増大しない。
【００４５】
また、溝１１７の第１の表面１１９の第１の凸部２０１で囲まれた導光板１０５内の部分は、完全に第１の凸部２０１内にあり、かつ対応する溝１１７の第１の表面１１９と交わらない線によって第１の凸部２０１内の任意の２点を連結することができる特性も有することができる。いくつかの実施形態では、第１の凸部２０１は最大深さ２０７を有しうる。本開示全体を通して、凸部の最大深さは、導光板１０５の第２の主面１１１に対して垂直な方向における、可能な限り離間された、凸部の第１の点と凸部の第２の点との間の最大距離である。図２を参照すると、第１の凸部の最大深さ２０７は、第２の主面１１１に対して垂直な方向における、可能な限り離間された、第１の表面１１９の第１の凸部２０１内の２点間の最大距離に対応しうる。図２に示されているように、いくつかの実施形態では、第１の凸部２０１は、溝１１７の第１の表面１１９全体を含むことができるが、第１の凸部２０１は、さらなる実施形態では第１の表面全体よりも少なく含まれていてよい。第１の凸部２０１の最大深さ２０７は、図２に示されている表面形状に対して垂直な溝１１７の長さに沿って同じであってよい。さらに図示されているように、いくつかの実施形態では、第１の凸部２０１の最大深さ２０７は、溝１１７の最大深さ２０５と実質的に同じであってよいが、第１の凸部２０１の最大深さ２０７は、さらなる実施形態では溝１１７の最大深さ２０５よりも小さくてよい。別のさらなる実施形態では、第２の表面１２１は、上で説明した第１の凸部２０１と同様であるか同じ特徴を有することができる第２の凸部２０３を含むことができる。例えば、図２に示されているように、いくつかの実施形態では、第２の凸部２０３は、第１の凸部２０１の鏡像を含むことができる。図２に示されているように、いくつかの実施形態では、第２の凸部２０３は、溝１１７の第２の表面１２１全体を含むことができるが、第２の凸部は、さらなる実施形態では第２の表面全体よりも少なく含まれていてよい。さらに別の実施形態では、対応する溝１１７の第１の凸部２０１および第２の凸部２０３は、溝１１７の基部１２３を二等分する面に関して対称に配置することができる。本開示全体を通して、凸部の幅は、長手方向８０２（図８を参照）に対して垂直でありかつ第１の主面１０９に対して平行な方向における、可能な限り離間された、凸部の第１の点と凸部の第２の点との間の最大距離として定義される。
【００４６】
第１の凸部２０１と第２の凸部２０３とは、示されているように、同一であってよい深さ角を有することができるものの、さらなる実施形態では異なる深さ角を有しうる。第１の凸部２０１の深さ角２１７は、その説明が第２の凸部２０３の深さ角にも適用できるという理解に基づいて説明される。例えば、図２に関し、溝の第１の表面１１９の第１の凸部２０１は、深さ角２１７によって特徴付けることができる。本開示全体を通して、溝の表面の凸部の深さ角は、導光板１０５の第２の主面１１１に最も近い凸部の第２の点から溝の凸部の最大深さの２９．２％である凸部の第１の点で測定される、導光板１０５の第２の主面１１１に対して垂直な方向に対する接線角度として定義される。凸部の最大深さの２９．２％（すなわちパーセント割合として１−２−１／２）は、凸部の表面形状が曲率半径を含む場合の第２の主面１１１に対して垂直な方向（例えば図３を参照）に対して接線角度が４５°になる位置に対応する。図２を参照すると、第１の凸部２０１が溝１１７の第１の表面１１９全体を含むものとして示されていることから、第１の凸部２０１の深さ角２１７は、導光板１０５の第２の主面１１１から第１の凸部２０１の最大深さ２０７の２９．２％である第１の表面１１９の第１の凸部２０１上の点２０９で測定された、導光板１０５の第２の主面１１１に対して垂直な方向に対する接線角度である。いくつかの実施形態では、深さ角２１７は、導光板１０５の第２の主面１１１に対して垂直な線と、第１の表面１１９の第１の凸部２０１の平均傾斜に等しい傾斜を有する線との間の角度と同じであってよい。さらなる実施形態では、第１の凸部２０１は、第１の表面１１９全体を含んでいてよく、第１の凸部２０１の平均傾斜は、溝１１７の最大深さ２０５を、対応する溝１１７の第１の表面１１９の第１の幅２１３で割ったものに等しくてよい。
【００４７】
本開示の溝の実施形態全体を通して、別段の記載がない限り、第１の凸部の深さ角（例えば図２および図６〜図７に示されている対応する溝１１７，６０１，７０１の第１の凸部２０１，６０７，７０７の深さ角２１７，６１９，６２３，７２１）は、約１０°以上、約２０°以上、約３０°以上、約３５°以上、約５５°以下、約５０°以下、約１０°〜約５５°、約２０°〜約５５°、約１０°〜約５０°、約２０°〜約５０°、３０°〜約５０°、または約３５°〜約５０°とすることができる。別の実施形態では、別段の記載がない限り、本開示の溝の任意の実施形態の深さ角は、約８０°以下、約７０°以下、約６０°以下、約５５°以下、または約５０°以下とすることができる。さらに別の実施形態では、別段の記載がない限り、本開示の溝の任意の実施形態の深さ角は、約０°〜約８０°、約１０°〜約６０°、約１０°〜約５５°、約１０°〜約５０°、約３０°〜約６０°、約３０°〜約５５°、約３０°〜約５０°、約３５°〜約５５°、または約３５°〜約５０°とすることができる。さらなる実施形態では、第２の凸部（例えば図２および図５〜図６に示されている対応する溝１１７，５０１，６０１の第２の凸部１２１，５１１，６０９）の深さ角は、約１°〜約５５°、約１０°〜約５５°、約２０°〜約５５°、約１０°〜約５０°、約２０°〜約５０°、３０°〜約５０°、または約３５°〜約５０°とすることができる。
【００４８】
図３は、示されている第１の表面３０３、第２の表面３０５、および基部３０７の形状のうちの１つ以上を含むことができる溝３０１の表面形状の別の実施形態を示している。いくつかの実施形態では、第１の表面３０３は凸部３０９を含むことができる。いくつかの実施形態では、溝３０１の凸部３０９は、上で説明した溝１１７の第１の凸部２０１と同じにすることができる。さらなる実施形態では、示されているように、溝３０１の第１の表面３０３の凸部３０９は、曲率半径３１９を含むことができ、この場合の凸部３０９は、円筒形の第１の表面３０３を含む。このような実施形態では、第１の表面３０３の凸部３０９の表面形状上の全ての点は、図３に示されている導光板１０５内の共通の点から等距離とすることができる。いくつかのさらなる実施形態では、曲率半径３１９は、長手方向８０２（図８を参照）に沿って同じにすることができ、第１の表面３０３の凸部３０９は円筒を含む。別のさらなる実施形態では、曲率半径３１９は、長手方向８０２（図８を参照）に沿って変化する（例えば単調に）ことができる。またさらに別の実施形態では、凸部３０９が第１の表面３０３全体を含む場合、溝３０１の第１の表面３０３の第１の幅３１３は、対応する溝３０１の最大深さ３１１および凸部３０９の曲率半径３１９と同じにすることができる。このような実施形態では、凸部３０９の深さ角は、約４５°または約４０°〜約５０°とすることができる。凸部３０９の最大深さは、図３に示される表面形状に対して垂直な溝３０１の長さに沿って同じにすることができる。
【００４９】
図３にさらに図示されているように、第２の表面３０５は、傾斜部３０６を含むことができる。示されているように、傾斜部３０６の第２の表面３０５の複数の実施形態は、実質的に平坦な表面を含むことができる。示されているように、いくつかの実施形態では、傾斜部３０６は、導光板１０５の第２の主面１１１から溝３０１の底部３０７まで延びていてよい。本開示全体を通して、傾斜部の深さ角は、対応する表面と、導光板１０５の第２の主面１１１に対して垂直な方向との間の角度として定義することができる。例えば、図３に示されているように、溝３０１の第２の表面３０５の傾斜部３０６の深さ角３１７は、導光板１０５の第２の主面１１１に対して垂直な方向と傾斜部３０６との間の角度とすることができる。いくつかの実施形態では、傾斜部３０６の深さ角３１７は、約０°〜約８０°、約０°〜約６０°、約０°〜約５０°、約１０°〜約８０°、約１０°〜約６０°、または約１０°〜約５０°とすることができる。本開示全体を通して、傾斜部の最大深さは、第２の主面１１１に対して垂直な方向における、同じ接線角度を有する傾斜部３０６内の第２の表面３０５上の、可能な限り離間された、２点間の最大距離として定義することができる。傾斜部の最大深さは、図３に示されている表面形状に対して垂直な溝３０１の長さに沿って同じであってよい。本開示全体を通して、傾斜部幅は、長手方向８０２（図８を参照）に対して垂直な方向かつ第１の主面１０９に対して平行な方向における、可能な限り離間された、傾斜部の第１の点と傾斜部の第２の点との間の最大距離として定義される。いくつかの実施形態では、図３に示されているように、第１の表面３０３の第１の幅３１３と第２の表面３０５とに関連する第２の幅３１５との合計は、対応する溝３０１の溝幅３１２とほぼ等しくすることができる。
【００５０】
図４は、示されている第１の表面４０３、第２の表面４０５、および基部４１１の形状のうちの１つ以上を含むことができる溝４０１の表面形状の別の実施形態を示している。いくつかの実施形態では、第１の表面４０３は凸部４０７を含むことができ、第２の表面４０５は凹部４０９を含むことができる。いくつかの実施形態では、溝４０１の凸部４０７は、上で説明した溝３０１の凸部３０９または溝１１７の第１の凸部２０１と同じにすることができる。そのため、凸部４０７は、これに関連する最大深さを有することができ、その最大深さは、図４に示されている表面形状に対して垂直な溝４０１の長さに沿って同じにすることができる。溝４０１の凹部４０９は、導光板１０５の第２の主面１１１により近い第１の点から対応する溝４０１の基部４１１により近い第２の点に進むのに伴って単調に増大する（すなわち決して減少しない）接線角度を有することができる。これは、第１の点における接線角度が第２の点における接線角度よりも０°に近いことを意味する。また、凹部４０９で囲まれた導光板１０５の一部は、その部分内の任意の２点を溝４０１の第２の表面４０５の凹部４０９内に完全にある線で連結することができるという特性を有さない場合がある。これは、幾つかのこうした線が第２の表面４０５の凹部４０９と交わることを意味する。
【００５１】
本開示全体を通じて、凹部の最大深さは、導光板の第２の主面に対して垂直な方向における、可能な限り離間された、凹部の第１の点と凹部の第２の点との間の最大距離である。図４を参照すると、凹部４０９は、第２の主面１１１に対して垂直な方向における、第２の表面４０５の凹部４０９上の、可能な限り離間された２点間の距離に対応しうる最大深さ４１７に関連付けられうる。図４に示されているように、いくつかの実施形態では、凹部４０９は、溝４０１の第２の表面４０５全体を含んでよいものの、さらなる実施形態では、凹部は第２の表面全体よりも少なく含まれうる。凹部４０９の最大深さは、図４に示されている表面形状に対して垂直に溝４０１の長さに沿って同じにすることができる。さらに図示されているように、いくつかの実施形態では、凹部４０９の最大深さ４１７は、溝４０１の最大深さと実質的に同じにすることができるものの、さらなる実施形態では、凹部４０９の最大深さ４１７は溝４０１の最大深さよりも小さくてよい。
【００５２】
凹部４０９は、深さ角４１５を含むことができる。本開示全体を通して、溝の表面の凹部の深さ角は、対応する溝の基部に最も近い凹部の第２の点から凹部の最大深さの２９．２％である凹部の第１の点で測定される、導光板１０５の第２の主面１１１に対して垂直な方向に対する接線角度として定義される。凹部の最大深さの２９．２％（すなわちパーセント割合として１−２−１／２）は、凹部４０９の表面形状が曲率半径を含む場合の第２の主面１１１に対して垂直な方向に対して接線角度が４５°になる位置に対応する。図４を参照すると、凹部４０９は溝４０１の第２の表面４０５全体を含むものとして示されていることから、溝４０１の第２の表面４０５の凹部４０９の深さ角４１５は、対応する溝４０１の基部４１１から溝４０１の最大深さの２９．２％である第２の表面４０５の凹部４０９における点４１３で測定される、導光板１０５の第２の主面１１１に対して垂直な方向に対する接線角度として定義される。いくつかの実施形態では、凹部４０９の深さ角４１５は、約０°〜約８０°、約０°〜約６０°、約０°〜約５０°、約３０°〜約６０°、または約３０°〜約５０°とすることができる。本開示全体を通して、凹部の幅は、長手方向８０２（図８を参照）に対して垂直でありかつ第１の主面１０９に対して平行な方向における、可能な限り離間された凹部の第１の点と凹部の第２の点との間の最大距離として定義され。
【００５３】
図５は、示されている第１の表面５０３、第２の表面５０５、および基部５１３の形状のうちの１つ以上を含むことができる溝５０１の表面形状の別の実施形態を示している。第１の表面５０３は、第１の凸部５０７を含むことができる。いくつかの実施形態では、溝５０１の第１の凸部５０７は、上で説明した溝１１７の第１の凸部２０１または溝３０１の凸部３０９と同じにすることができる。そのため、第１の凸部５０７は、関連付けられた最大深さを有することができ、その最大深さは、図５に示されている表面形状に対して垂直な溝５０１の長さに沿って同じにすることができる。
【００５４】
示されているように、第２の表面５０５は、完全に凸状でも完全に凹状でもなく、かつ完全には傾斜していない複合形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、複合形状は、凹部、凸部、および傾斜部の群からの少なくとも２つの表面を有する表面を含むことができる。例えば、図示の実施形態に示されているように、第２の表面５０５は、第２の凸部５１１および凹部５０９を含むことができる。
【００５５】
第２の凸部５１１は、幅５１７、最大深さ５１５、および深さ角５１９を有することができ、当該深さ角５１９は、上で説明した他の実施形態の凸部と同様に、導光板１０５の第２の主面１１１に最も近い対応する第２の凸部５１１における第２の点から、対応する第２の凸部５１１の最大深さ５１５の２９．２％である第２の凸部５１１上の第１の点５２１における、第１の主面１０９に対して垂直な方向に対する接線角度を使用して測定される。第２の凸部５１１の幅５１７は、長手方向８０２（図８を参照）に対して垂直な方向２１２に沿って、可能な限り離間された、対応する溝５０１の第２の凸部５１１上の第１の点と、第２の凸部５１１上の第２の点との間の距離とすることができる。別の実施形態における凸部の幅も同様に定義することができる。第２の凸部５１１の最大深さ５１５は、図５に示されている表面形状に対して垂直に、溝５０１の長さに沿って同じにすることができる。さらに、第２の凸部５１１の最大深さ５１５において、第２の表面５０５の表面形状は、第２の表面５０５が第２の凸部５１１から凹部５０９に遷移する変曲部を含みうる。図５に示されているように、変曲部は、表面形状上の変曲点を含むことができる。さらに、変曲部は、対応する溝５０１の長手方向８０２（図８を参照）に沿って変曲線として延びることができ、遷移位置は、第２の表面５０５の凹部５０９と第２の凸部５１１との間とすることができる。いくつかの実施形態では、変曲線は、長手方向８０２（図８を参照）に対して平行にすることができ、かつ／または第２の凸部５１１の最大深さ５１５は、溝５０１の長さに沿って同じであってよい。示されていないものの、遷移位置は、点ではなく線の形態を含みうる。例えば、遷移位置が長手方向８０２（図８を参照）の線を含む実施形態では、遷移位置は、第２の凸部５１１と凹部５０９との間の溝の長さに沿って延びることができる傾斜面または他の遷移面などの、長手方向８０２（図８を参照）に対して垂直な表面形状の線状部分を規定することができる。
【００５６】
第２の表面５０５の凹部５０９は、別の実施形態の他の凹部について上で説明した方法で特徴付けることができる。図５に示されているように、いくつかの実施形態では、凹部５０９は、第２の凸部５１１よりも溝５０１の基部５１３に近くすることができる。示されていないものの、別の実施形態では、第２の凸部５１１は、凹部５０９よりも溝の基部５１３に近くすることができる。示されていないものの、別の実施形態では、第２の表面の複合形状は、傾斜部を含む他の表面３０５について上で説明した方法で特徴付けることができる１つ以上の傾斜部を含みうる。１つ以上の傾斜部は、設けられる場合、凹部５０９および第２の凸部５１１よりも溝５０１の基部５１３の近くに配置することができ、かつ／または凹部５０９と第２の凸部５１１との間に配置することができ、かつ／または凹部５０９および第２の凸部５１１よりも第２の主面１１１の近くに配置することができる。また別の実施形態では、第２の表面５０５の複合形状は、凹部、凸部、または傾斜部のうちの１つ以上から選択される２つより多い異なる部分を含みうる。例えば、第２の表面は、２つの凹部の間に挟まれた凸部を含むことができ、またはその逆にすることができる。
【００５７】
図６は、示されている第１の表面６０３、第２の表面６０５、および基部６１１のうちの１つ以上の形状を含むことができる溝６０１の表面形状の別の実施形態を示している。いくつかの実施形態では、第１の表面６０３は第１の凸部６０７を含むことができ、第２の表面６０５は第２の凸部６０９を含むことができる。第１の凸部６０７および／または第２の凸部６０９は、上で説明した溝１１７，３０１の凸部２０１，２０３，３０９と類似したまたは同一の特徴を含むことができる。第１の凸部６０７は、上で説明した第１の深さ角６１９によって特徴付けることができる。第２の凸部６０９は、第２の深さ角６２３によって特徴付けることができる。
【００５８】
第１の深さ角６１９と第２の深さ角６２３との間の深さ角の差は、第１の凸部６０７の第１の深さ角６１９から第２の凸部６０９の第２の深さ角６２３を引いた絶対値として定義することができる。さらなる実施形態では、この差は、約５°以上、約１０°以上、約１５°以上、約５°〜約４５°、約１０°〜約４０°、または約１５°〜約３０°とすることができる。別のさらなる実施形態では、この差は、約５°以下、約２°以下、または約１°以下とすることができる。このような実施形態では、第１の深さ角６１９および第２の深さ角６２３は、ほぼ同じにすることができる。さらに、いくつかの実施形態では、第２の凸部６０９は、第１の凸部６０７の鏡像を含むことができ、あるいは上の図２に関して溝１１７の第１の凸部２０１および第２の凸部２０３について説明したように配置することができる。
【００５９】
いくつかの実施形態では、溝６０１の基部６１１は、基部表面６１３と、第２の主面１１１に対して平行な方向で第１の表面６０３と第２の表面６０５との間に延びる関連する幅６１５とを含む。図示のように、いくつかの実施形態では、基部表面６１３は平坦であってよいが、これに代えて、さらなる実施形態では、湾曲していてもよい（例えば外向きに凹状であってもよい）。例えば、図示のように、基部表面６１３は、第２の主面１１１に対して実質的に平行であってよい実質的に平坦な表面を含むことができるものの、さらなる実施形態では平行ではない向きを有していてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、基部表面６１３は、少なくとも１つ以上の平坦な表面を含むことができ、平坦な表面の少なくとも１つは、第１の表面６０３から第２の表面６０５に向かう方向で第２の主面１１１に向かって外向きに延びる傾斜部を含む。いくつかの実施形態では、基部表面６１３は、少なくとも１つ以上の平坦な表面を含むことができ、平坦な表面の少なくとも１つは、第１の表面６０３から第２の表面６０５に向かう方向で第２の主面１１１から離れるように内向きに延びる傾斜部を含む。
【００６０】
いくつかの実施形態では、基部表面６１３の幅６１５は、約５０μｍ以下、約３０μｍ以下、約１０μｍ以下、約５μｍ以下、約２μｍ以下、または約１μｍ以下とすることができる。さらなる実施形態では、基部１２３，３０７，４１１，５１３は、第１の表面１１９，３０３，４０３，５０３が図１〜図５に示されているような鋭い遷移位置で対応する溝１１７，３０１，４０１，５０１の第２の表面１２１，３０５，４０５，５０５と交わる尖点を含みうる。同様に、図７に関して下で説明する溝７０１の基部７１３は、第１の表面７０３が遷移位置で第２の表面７０５と交わる尖点を含みうる。このような実施形態では、尖点は、対応する溝の長さに沿って尖点線を形成することができる。さらに、尖点の基部表面６１３の幅６１５は、１μｍ以下、例えば対応する溝１１７，３０１，４０１，５０１，７０１の第１の表面および／または第２の表面の表面粗さ以下とすることができる。別のさらなる実施形態では、第１の表面１１９の第１の凹部２０１は、図２に示されているように任意選択的に尖点を含んでいてもよい基部１２３において、第２の表面１２１の第２の凹部２０３と交わることができる。また別のさらなる実施形態では、第１の表面３０３，４０３，５０３と第２の表面３０５，４０５，５０５は、図３〜５に示されているように任意選択的に尖点を含むことができる基部３０７，４１１，５１３において、交わることができる。基部表面６１３の幅６１５と同様に、本開示の任意の実施形態（例えば図２〜図５および図７）は、尖点よりも大きい幅を有する基部を含むことができ、例えばこの幅は、約１μｍ〜約５０μｍ、約１μｍ〜約３０μｍ、約１μｍ〜約１０μｍ、または約１μｍ〜約５μｍである。基部の幅が尖点よりも大きいこのような実施形態では、基部表面の幅は、対応する溝の表面粗さよりも大きくてよい。
【００６１】
図６に示されているように、溝幅６２９と、対応する溝６０１の第１の表面６０３の第１の幅６２５と第２の表面６０５の第２の幅６２７との合計との差は、基部６１１の幅６１５程度とすることができる。溝幅６２９、第１の幅６２５、および第２の幅６２７は、溝幅２１１、第１の幅２１３、および第２の幅２１５を図２に関してそれぞれ定義したのと同じ方法で定義することができる。さらなる実施形態では、図６に示されているように、第１の表面６０３は第１の凸部６０７を含むことができ、第２の表面６０５は第２の凸部６０９を含むことができる。別のさらなる実施形態では、第１の表面６０３は第１の凸部６０７を含むことができ、第２の表面は凹部を含むことができる。また別のさらなる実施形態では、第１の表面６０３は第１の凸部６０７を含むことができ、第２の表面は傾斜部を含むことができる。さらに別の実施形態では、第１の表面６０３は第１の凸部６０７を含むことができ、第２の表面６０５は上記溝５０１に関して説明した複合形状を含むことができる。第１の凸部６０７は、関連付けられた第１の最大深さを有することができ、この第１の最大深さは、溝６０１の長さに沿って同じにすることができ、第２の凸部６０９は、関連付けられた第２の最大深さを有することができ、この第２の最大深さは、溝６０１の長さに沿って同じにすることができ、溝６０１の長さは、図６に示されている表面形状に対して垂直であってよい。
【００６２】
図７は、第１の表面７０３、第２の表面７０５、および基部７１３のうちの１つ以上の形状を含むことができる溝７０１の表面形状の別の実施形態を示している。示されているように、第１の表面７０３は、溝５０１の第２の表面５０５の鏡像であってよい複合形状を含むことができ、それ以外にも上で説明した図５の溝５０１の第２の表面５０５の複合形状と同様のまたは同一の特徴を含むことができる。例えば、溝の第１の表面７０３は、上の図５に関して説明した第２の凸部５１１および溝５０１の対応する深さ角５１９と同様または同一の深さ角７２１を有する凸部７０７を含むことができる。第１の表面７０３は、凹部７０９および傾斜部から選択される少なくとも１つの凸部ではない部分と組み合わされた凸部７０７を含むことができ、また別の凸部をさらに含みうる。例えば、図示の実施形態では、凸部ではない部分は、上の図５に関して説明した溝５０１の凹部５０９と同様または同一であってよい図示の凹部５０９を含むことができる。
【００６３】
さらなる実施形態では、第２の表面７０５は、図７に示されているように、傾斜部７１１を含みうる。傾斜部７１１は、設けられている場合には、上記図３の溝３０１に関して説明した傾斜部３０６と同様または同一にすることができる。さらなる実施形態では、示されていないものの、溝７０１の第２の表面７０５は、上の図２および図３の溝１１７，３０１に関して説明した第１の凸部２０１，３０９と同様または同一の凸部を含むことができる。別のさらなる実施形態では、図示されていないものの、溝７０１の第２の表面７０５は、上の図４の溝４０１に関して説明した凹部４０９と同様または同一の凹部を含むことができる。また別のさらなる実施形態では、示されていないものの、溝７０１の第２の表面７０５は、上記溝５０１の第２の表面５０５の複合形状と類似または同一の複合形状を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の表面７０３の複合形状は、第２の表面７０５の複合形状と類似することができる。示されているように、溝７０１の基部７１３は尖点を含むことができる。代替的に、前述したように、溝７０１の基部７１３は、尖点ではない、上で説明した任意の他の種類の基部を含みうる。また、第１の凸部７０７は、これに関連する第１の最大深さを有することができ、この第１の最大深さは、溝７０１の長さに沿って同じにすることができ、傾斜部７１１は、これに関連する第２の最大深さを有することができ、この第２の最大深さは、溝７０１の長さに沿って同じにすることができ、溝７０１の長さは、図７に示されている表面形状に対して垂直にすることができる。
【００６４】
上の表面形状のいずれかを含む溝は、本開示の照明装置の様々な実施形態で使用することができる。溝は、ダイヤモンド切削、レーザーアブレーション、レーザーエッチング、化学エッチング、成形、ホットエンボス、または印刷などの多くの様々な方法を使用して、導光板１０５に形成することができる。
【００６５】
事実上全ての導光板材料に非常に正確な溝を形成するために、ダイヤモンド彫刻を使用することができる。したがって、本明細書に記載の基部の任意の実施形態（例えば尖点を含む基部）および本明細書に記載の溝の表面の表面形状の任意の実施形態（例えば溝の第１の表面全体を含む凸部または凹部）を形成するために、ダイヤモンド切削を使用することができる。ただし、一部の用途では、ダイヤモンド切削は、先端にダイヤモンドを有する工具と、例えば非常に正確なコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）工作機械などを用いた非常に正確な機械加工を必要とするため、費用がかかるプロセスになる可能性がある。
【００６６】
レーザーにより導光板の一部を除去して溝を形成するために、レーザーアブレーションを使用することができる。レーザーは、パルスを拡張する、短縮する、増幅する、またはフィルタリングするために使用することができるポンプ‐プローブシステム、光学フィルター、レンズ、ミラー、および回折格子を含みうる。レーザーの波長は、導光板の材料がその光学波長で不透明になるように調整することができる。これは、その材料がレーザーによって放出されるエネルギの一部を吸収することを意味する。例えば、ホウケイ酸ガラスは、紫外または可視波長のレーザーパルスを使用してアブレーションすることができる。レーザーの高強度パルスが放出され、これはフルエンスと持続時間によって特徴付けられる。フルエンスは、表面断面でパルス状にレーザーによって放出される放射の時間積分フラックスとして定義することができ、Ｗ／ｃｍ２の単位を有しうる。アブレーションは、通常、導光板材料とレーザー装置の両方の特性に依存する閾値をフルエンスが超えた際に起こる。各パルスは、非常に短い持続時間、例えば約１マイクロ秒以下、１０ナノ秒以下、５ナノ秒以下、１ナノ秒以下、約５００フェムト秒以下、約２００フェムト秒以下、または約１００フェムト秒以下の持続時間を有しうる。各パルスは、アブレーション（例えば吸収およびそれに続く熱化機構、例えば気化、イオン化、溶融、または爆発）により、ビーム半径でレーザーが向けられている領域内で、所定の量の材料、例えば０．０４μｍ／パルスを除去することができる。通常、パルス持続時間、パルス数、およびパルス繰り返し速度を調整することで、除去される材料の量および導光板材料に形成されるパターンを制御することができる。より遅いパルスおよびより遅い繰り返し速度は、導光板材料の亀裂を減らすか、さらにはなくすことと関連付けることができる。レーザーアブレーションは、真空中、空気中、または不活性ガスの存在下で行うことができる。選択されたパラメータに応じて、レーザーアブレーションは、平らな底部を含む基部を有する溝、または導光板の第２の主面に近い凸部と溝の基部に近い凹部とを有する複合形状を含む表面を生成することができる。得られる溝形状の追加の制御は、プラズマ支援レーザーアブレーションまたはフロー支援レーザーアブレーションを使用して得ることができる。
【００６７】
レーザーエッチングにより溝を形成するために、より長いレーザーパルスを使用することができる。１つの方法では、レーザーに導光板１０５材料の一部を溶融させることができる。典型的には、予め選択された領域の導光板１０５材料を加熱するために、二酸化炭素などの赤外線レーザーまたはＹＡＧ（ネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット）レーザーが使用される。レーザーを使用して溝を形成する別の方法は、レーザー誘起背面湿式加工法（ＬＩＢＷＥ）と呼ばれるレーザーエッチングの形式である。ＬＩＢＷＥでは、導光板１０５の第２の主面１１１の選択された部分を薄い液体層と接触させることができ、この液体層がレーザーからのパルスエネルギを吸収して導光板１０５をエッチングする。ＬＩＢＷＥは、透明な材料に亀裂のない溝を高い精度で効果的にエッチングすることができる。フォトエッチャントとして、様々な有機染料および無機顔料を使用することができる。いずれの形式のレーザーエッチングでも、溝の表面に滑らかな凹凸を生じさせることができる。さらに、平らな基部表面が一部の溝に形成されうる。
【００６８】
様々な化学物質の位置およびそれらへの曝露時間を制御することにより、溝を形成するために化学エッチングを使用して導光板の一部を除去することができる。いくつかの実施形態を製造するために、溝の一部ではない領域の導光板１０５の第２の主面１１１の一部に除去可能なマスクを堆積させることができる。その後、導光板１０５を、エッチャントへの曝露が行われる制御されたチャンバ内に配置することができる。曝露時間とエッチャントの濃度プロファイルとにより、得られる溝の形状を制御することができる。エッチング後、マスクを除去することができる。いくつかの実施形態では、マスクは、エッチャントによってエッチングされる領域を制限することができる。例えば、マスクは、ある量のホウ素またはポリマーを含みうる。別の実施形態では、マスクは、導光板１０５の第２の主面１１１上に堆積される必要がない場合がある。代わりに、マスクは、エッチャントの分布を成形するために使用することができる。場合によっては、マスクが全く必要ないこともある。いくつかのプロセスでは、エッチャントは、導光板１０５の材料をエッチングするのに有効であるがマスクの材料をエッチングしない液体とすることができる。例えば、エッチャントは、ＨＦのような酸またはＮａＯＨのような塩基であってよい。別の実施形態では、エッチャントはガスとして利用される場合がある。例えば、制御されたチャンバ内でＨＦガスを利用することができる。さらに別の実施形態では、エッチャントはプラズマであってよい。さらに別の実施形態では、エッチャントは、光源によって生成される場合がある。マスクが使用される場合には、マスクの組成に応じて複数の様々な手法でこれを除去することができる。例えば、マスクはプラズマ曝露によって酸化することができる。代替的に、マスクはアッシングによって除去することができる。さらに、マスクを除去するために、溶媒、例えば１−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を使用することができる。このような化学エッチング手順を使用すると、凹部が基部に近い、丸みを帯びた溝の基部または複合表面を生成することができる。エッチャントへの曝露が長い場合には、溝の基部に到達する前に折り返される溝の形状を生成するオーバーエッチングが生じる可能性がある。
【００６９】
溝は、成形、ホットエンボス、または印刷により導光板に形成することもできる。例えば、導光板１０５の第２の主面１１１に望まれる表面形状を有するモールドの中に溶融材料を注ぎ入れることができる。冷却後、導光板１０５をモールドから取り出すことができ、第１の主面を機械加工することができる。別の実施形態では、導光板１０５は、ホットエンボス加工することができる。代替的に、導光板１０５は、望まれる溝の形状を形成するために、インクジェット印刷または三次元（３Ｄ）印刷することができる。一実施形態では、導光板１０５は、単一の成形または印刷プロセスで形成される単一の材料から製造することができる。別の実施形態では、第２の主面１１１を含む導光板１０５の一部は、導光板１０５の残りの部分とは別に成形または印刷することができる。さらなる実施形態では、第２の主面１１１を含む導光板１０５の第１の部分は、導光板１０５の残りを含む第２の部分とは異なる材料を含みうる。さらに別の実施形態では、第１の部分はポリマーを含むことができ、第２の部分はアモルファス無機材料または結晶性材料を含むことができる。導光板１０５の第１の部分と第２の部分とを別々に処理することは、全体的な処理コストを減らすために望ましい場合がある。同様に、コストを最小限に抑えなければならない場合には、成形が望ましい場合がある。
【００７０】
図１を参照すると、実施形態のいずれかの照明装置の実施形態は、導光板１０５の第１の端部１０７に面することができる光源１０３を含みうる。いくつかの実施形態では、図１に示されているように、第１の表面１１９，３０３，４０３，５０３，６０３，７０３は、対応する溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１の第２の表面１２１，３０５，４０５，５０５，６０５，７０５よりも光源１０３に近くてよい。いくつかの実施形態では、光源１０３は、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイなどのルミネセンス光を含むことができる。さらなる実施形態では、光源１０３は、白熱灯または放電光を含むことができる。光源１０３は、発光ダイオード、電球、またはレーザーを含むことができる。例示的なダイオードとしては、限定するものではないが、無機半導体材料を含む発光ダイオード（ＬＥＤ）、小分子有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、およびポリマー発光ダイオード（ＰＬＥＤ）が挙げられる。電球の例としては、限定するものではないが、タングステンフィラメント電球を含む白熱電球、蛍光灯、ネオン、アルゴン、キセノンを含むガス封入放電管、および高エネルギアーク放電ランプが挙げられる。レーザーの例としては、限定するものではないが、ヘリウムネオン、アルゴン、クリプトン、ルビー、銅蒸気、金蒸気、マンガン蒸気、および色素レーザーが挙げられる。いくつかの実施形態では、コンパクトな形状およびより低いエネルギ消費が望まれる実施形態では、光源１０３としてダイオードが好ましい場合がある。別の実施形態では、コストを最小限に抑える必要がある場合には、蛍光光源が好ましい場合がある。さらなる実施形態では、光源１０３は、導光板１０５の第１の端部１０７に光を送るように構成された光導管を含むことができる。例えば、光源１０３は、第１の端部に光を送る光ファイバを含むことができる。さらなる実施形態では、光源１０３は、第１の端部１０７に光を送るように配置することができる。
【００７１】
図８は、図１の線８−８に沿って取られた断面の例示的な実施形態を示しており、光源１０３から放射されて第１の端部１０７に向かう光の方向８０３を示している。いくつかの実施形態では、光源１０３は、第１の端部１０７に対して垂直な方向８０３に少なくとも部分的に光を放出するように配置することができるが、さらなる実施形態では斜め（すなわち垂直ではない）方向が可能である。いくつかの実施形態では、第１の溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１は、隣接する第２の溝８１１から第１の間隔８１７だけ隔てることができる。さらなる実施形態では、第１の間隔８１７は、約５μｍ以上、約１０μｍ以上、約２０μｍ以上、約５０μｍ以上、または約１００μｍ以上とすることができる。別のさらなる実施形態では、第１の間隔８１７は、約５ｍｍ以下、約２．５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、約２００μｍ以下、約１００μｍ以下、または約５０μｍ以下とすることができる。また別のさらなる実施形態では、第１の間隔８１７は、約５μｍ〜約５ｍｍ、約５μｍ〜約２．５ｍｍ、約１０μｍ〜約２．５ｍｍ、約１０μｍ〜約１ｍｍ、約２０μｍ〜約１ｍｍ、約５０μｍ〜約１ｍｍ、約５０μｍ〜約５００μｍ、または約２０μｍ〜約２００μｍとすることができる。いくつかの実施形態では、溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８１１は、第１の端部１０７に実質的に平行かつ導光板１０５の長さ１１２の方向に対して垂直であってよい長手方向８０２に延びる長さを含むことができる。
【００７２】
別の実施形態では、隣接する溝の第２の対の間の第２の間隔８１９を規定することができる。さらなる実施形態では、隣接する溝（例えば１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８１１）の第１の対の間の第１の間隔８１７は、隣接する溝の第２の対の間の第２の間隔８１９と同じにすることができる。別のさらなる実施形態では、隣接する溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８１１の第１の対が隣接する溝の第２の対よりも導光板１０５の第１の端部１０７に近い場合に、第１の間隔８１７は第２の間隔８１９よりも大きくすることができる。溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８１１は、光の強度が低い場所ほど密になることから、こうした間隔パターンは、溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８１１の間に光を均一に分配するという技術的な利点を提供する。理論に拘束されることを望むものではないが、光の強度は、物体が存在しない場合、光源からの距離の逆２乗で減少し、導光板１０５においては、光が複数の溝１１７で反射されて導光板１０５から出るのに伴い、光の強度は距離と共に指数関数的に減少しうる。さらに別の実施形態では、隣接する溝の対の間隔の間のこの関係は、隣接する溝の全ての間隔について保つことができる。言い換えると、導光板１０５の長さ１１２に沿った隣接する溝の対の間の間隔８１７，８１９は、第１の端部１０７から隣接する溝の対までの距離が増大するのに伴い減少させることができる。この間隔は、約５μｍ〜約５ｍｍ、約１０μｍ〜約２．５ｍｍ、約１０μｍ〜約１ｍｍ、約１０μｍ〜約５００μｍ、約２０μｍ〜約１ｍｍ、または約２０μｍ〜約５００μｍとすることができる。いくつかの実施形態では、複数の溝１１７の各溝の最大深さは、対応する溝から光源１０３までの距離が増大するのに伴い増大させることができる。別の実施形態では、複数の溝１１７の各溝の最大深さは、対応する溝から導光板１０５の第１の端部１０７までの距離が増大するのに伴い増大させることができる。別の実施形態では、複数の溝１１７の各溝の少なくとも１つの表面の深さ角は、対応する溝と導光板１０５の第１の端部１０７との間の距離の関数として変化させることができる。いくつかの実施形態では、深さ角は、対応する溝と導光板１０５の第１の端部１０７との間の距離が増大するのに伴って直線的に増大させることができる。別のさらなる実施形態では、深さ角は、対応する溝と導光板１０５の第１の端部１０７との間の距離が増大するのに伴い直線的に減少させることができる。
【００７３】
さらなる実施形態では、図８に示されているように、溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８１１のうちの１つ以上の長さは、導光板１０５の幅８１３以上にすることができる。例えば、溝が幅８１３の長手方向８０２に延びているいくつかの実施形態では、１つ以上の溝の長さは、導光板１０５の幅８１３に等しくすることができる。代替的に、溝が幅８１３の長手方向８０２に対して等しくない方向に延びているいくつかの実施形態では、溝の長さは、導光板１０５の幅８１３よりも長くすることができる。いくつかの実施形態では、１つ以上の溝の長さは、第３の端部８０７および第４の端部８０９のうちの少なくとも一方または両方を通って延びる。例えば、図８に示されているように、全ての溝は、第３の端部８０７から第４の端部８０９まで、これらを通って連続的かつ途切れずに延びる。いくつかの実施形態では、１つ以上の溝の長さは、約５０μｍ以上、約１００μｍ以上、約２００μｍ以上、または約５００μｍ以上、約１ｍｍ以上、約１０ｍｍ以上、約１００ｍｍ以上、約５００ｍｍ以上、約１０００ｍｍ以上、または約２０００ｍｍ以上とすることができる。
【００７４】
図８に関して上で説明したように、１つ以上の溝の長さは、導光板の幅８１３の約１００％とすることができ、第３の端部８０７と第４の端部８０９のうちの一方または両方を通って延びていてよい。図９は、溝の１つ以上が任意選択的に第３の端部８０７と第４の端部８０９のうちの１つのみを通って延びる代替の実施形態を示しており、いくつかの実施形態では、示されているように導光板１０５の幅８１３よりも短く延びている。例えば、１つ以上の溝が幅８１３の方向に延びる実施形態では、溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８１１は、導光板１０５の幅８１３の約１０％〜約１００％、約２０％〜約９０％、約２５％〜約７５％、約１０％〜約５０％、または約１５％〜約２５％の間に延びることができる溝の長さ９１２を含みうる。
【００７５】
図９にさらに示されているように、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの溝経路９０３ａ，９０３ｂは、その経路上に１つ以上の溝を含みうる。本開示全体を通して、対応する溝の長さが溝経路に沿って延びており、対応する溝の基部が溝経路上に位置している場合には、溝は溝経路上にあるとみなされる。複数の溝が共通の経路上にある実施形態では、溝は、溝経路に沿って離間することができる。さらなる実施形態では、溝経路９０３ａ，９０３ｂは、互いに平行にすることができる、および／または実質的に真っ直ぐな経路を含むことができる。例えば、図９は、示されているように真っ直ぐかつ互いに対して平行であり、導光板１０５の第１の端部１０７に対して平行にすることができる溝経路９０３ａ，９０３ｂを示している。さらに、各溝経路は、複数の整列した溝を含むことができるが、１つ以上の溝経路は、さらなる実施形態では単一の溝のみを含むことができる。例えば、図９は、第１の溝経路９０３ａおよび第２の溝経路９０３ｂを示しており、各溝経路は、それぞれの溝経路９０３ａ，９０３ｂ上の対応する複数の溝９０９ａ、９０９ｂを含んでおり、これらはそれぞれの溝経路９０３ａ，９０３ｂに沿って互いに離間されている。実際、第１の溝経路９０３ａ上の複数の溝９０９ａは、距離９１１だけ互いに離間させることができる。いくつかの実施形態では、第１の溝経路９０３ａにおける各溝の間の距離９１１は同じにすることができるが、さらなる実施形態は異なる距離９１１であってよい。
【００７６】
さらなる実施形態では、第２の溝経路９０３ｂの複数の溝９０９ｂは、第２の溝経路９０３ｂ上とすることができ、これらは距離９１３だけ互いに離間させることができる。いくつかの実施形態では、第１の溝経路９０３ａにおける各溝の間の距離９１１は同じにすることができるが、さらなる実施形態は異なる距離であってよい。いくつかの実施形態では、第２の溝経路９０３ｂにおける各溝の間の距離９１３は同じにすることができるが、さらなる実施形態は異なる距離であってよい。さらに、第１の溝経路９０３ａの溝９０９ａの間の距離９１１は、第２の溝経路９０３ｂの溝９０９ｂの間の距離９１３と同じであっても異なっていてもよい。溝９０９ａ，９０９ｂ間の距離９１１，９１３は、約１０μｍ以上、約２０μｍ以上、約５０μｍ以上、または約１００μｍ以上とすることができる。別のさらなる実施形態では、溝９０９ａ，９０９ｂ間の距離９１１，９１３は、約１００ｍｍ以下、約５０ｍｍ以下、約２５ｍｍ以下、約１０ｍｍ以下、約５ｍｍ以下、約２．５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、または約５００μｍ以下とすることができる。また別のさらなる実施形態では、距離９１１，９１３は、約１０μｍ〜約１００ｍｍ、約１０μｍ〜約５０ｍｍ、約１０μｍ〜約２５ｍｍ、約１０μｍ〜約１０ｍｍ、約１０μｍ〜約２．５ｍｍ、約２０μｍ〜約２．５ｍｍ、約５０μｍ〜約２．５ｍｍ、約１００μｍ〜約２．５ｍｍ、約２０μｍ〜約１ｍｍ、約５０μｍ〜約１ｍｍ、または約５０μｍ〜約５００μｍとすることができる。
【００７７】
複数の溝９０９ａおよび／または溝９０９ｂの各溝の溝の長さ９１２は、互いに同じであっても異なっていてもよい。加えて、図８および９の溝９０９ａ，９０９ｂ，および８１１の形状は、溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，もしくは７０１のいずれか、または本開示に従うその他の溝の形状を含むことができる。
【００７８】
さらに示されているように、溝経路９０３ａ，９０３ｂの間の間隔９１５は、図８に関して上で説明した間隔８１７，８１９と同じ性質を有していても有していなくてもよい。別のさらなる実施形態では、第１の溝経路９０３ａの１つ以上の溝９０９ａは、導光板１０５の幅８１３の方向に、隣接する第２の溝経路９０３ｂの１つ以上の溝９０９ｂと互い違いに配置することができ、その結果第１の溝経路９０３ａの隣接する一対の溝９０９ａの間の距離９１１によって規定される間隔は、導光板１０５の長さ１１２の方向に沿っているかつ／または第１の導光板の第１の端部１０７に対して垂直である第２の溝経路９０３ｂの隣接する一対の溝９０９ｂの間の距離９１３によって規定される間隔と一列に並ばない。こうした互い違いの設計は、溝９０９ａ，９０９ｂを溝経路９０３ａ，９０３ｂの間に整列させるよりも、導光板１０５を離れる光を、導光板１０５の長さ１１２に沿ってより均一に分配するという技術的利点を提供することができる。
【００７９】
図１に戻ると、いくつかの実施形態では、照明装置１０１は、任意選択的にディスプレイ１１５をさらに含みうる。このような実施形態では、ディスプレイ１１５は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、または外部照明からの恩恵を得ることができる同様のディスプレイとすることができる。図１にさらに示されているように、いくつかの実施形態では、ディスプレイ１１５は、反射板１１３を含みうる。このような実施形態では、反射板１１３は、アルミニウム、鋼、または銀などの本質的に反射性である材料を含むことができる。別のこのような実施形態では、反射板１１３は、異なる屈折率を有する照明装置１０１内の別の材料に隣接して配置された場合に反射するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリカーボネート（ＰＣ）などの材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、反射板１１３は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲にわたって、約９０％以上、約９５％以上、約９６％以上、または約９８％以上の平均反射率を含みうる。いくつかの実施形態では、反射板１１３は、図１に示されているように、導光板１０５の第２の主面１１１に面するようにすることができる。
【００８０】
図１の構成のように、ディスプレイ１１５は、光源１０３から導光板１０５を出る光によって裏から照明することができる。別の実施形態では、導光板１０５は、ディスプレイ１１５を正面から照明するためにディスプレイ１１５の反対側にあってよい。また、光源１０３は、導光板１０５が側面から照明されるように導光板１０５の第１の端部１０７に面するように示されている。別の実施形態では、導光板１０５は、導光板１０５の第２の主面１１１と反射板１１３との間に、または反射板１１３の代わりに配置された光源によって裏から照明することができる。さらに別の実施形態では、光源１０３は、導光板１０５の別の端部（例えば第２、第３、および／または第４の端部１１０，８０７，８０９）に面していてもよい。
【００８１】
図１０〜図１３を説明するために使用される「垂直」という用語は、光源１０３から導光板１０５の第１の端部１０７に向かって走る方向を指し、「水平」という用語は、「垂直」方向に対して垂直な方向でありかつ導光板１０５の第１の主面１０９に対する法線の方向に対して垂直な方向を指す。
【００８２】
図１０は、第２の主面が異なる深さ角について最大深さ５μｍの傾斜した溝を有する場合の、本明細書に記載の実施形態による導光板の第１の主面を出る光の角度分布を示している。各サブプロットについて、ｘ軸（すなわち水平軸）は導光板の第１の主面に対する法線の方向に対する度単位での水平角であり、ｙ軸（すなわち垂直軸）は導光板の第１の主面に対する法線の方向に対する度単位での垂直角である。プロットされたグレーの値は、０Ｗ／ｍ２の白から最大値の黒まで変化するＷ／ｍ２単位での放射輝度に対応する。左から右の方向に、傾斜した溝の各面の深さ角は、３５°、４５°、および５５°である。３５°の深さ角では、最大放射輝度は、水平軸を横切る垂直軸上で−３０°〜−２０°を走る下向きの放物線円弧の底部で生じる。４５°の深さ角では、ピーク放射輝度は、水平軸上の−６０°〜−３０°および３０°〜６０°の間のバンドに局在する。５５°の深さ角では、これらのバンドは水平軸の−６０°および６０°の付近であってかつ垂直軸上のわずかに正の値に集中する。垂直方向では、全体的な傾向として、より小さい深さ角（すなわち３５°未満−図示せず）では、ピーク放射輝度は−６０°〜−３０°付近に集中し、垂直角は深さ角の増大に伴い増大する。水平方向では、全体的な傾向として、最大放射輝度は３５°付近の深さ角に集中するが、最大放射輝度は、３５°の深さ角からさらに離れて−６０°と６０°に向かって分岐する。
【００８３】
図１１は、第２の主面が異なる深さ角について最大深さ５μｍの凹状溝を有する場合の、本明細書に記載の実施形態による導光板の第１の主面を出る光の角度分布を示している。各サブプロットについて、ｘ軸（すなわち水平軸）は導光板の第１の主面に対する法線の方向に対する度単位での水平角であり、ｙ軸（すなわち垂直軸）は導光板の第１の主面に対する法線の方向に対する度単位での垂直角である。プロットされたグレーの値は、０Ｗ／ｍ２の白から最大値の黒まで変化するＷ／ｍ２単位での放射輝度に対応する。左から右の方向で、凹状溝の各面の深さ角は、３５°、４５°、および５５°である。３５°の深さ角では、放射輝度は逆さまの「Ｕ」に似ており、最大強度は大体垂直方向に−７５°、水平方向に０°である。４５°の深さ角では、放射輝度は最大放射輝度の同じ場所の周りにより密に集まっている。より大きい深さ角（例えば５５°）では、−７５°の垂直方向に局在化するこの傾向が続く。より小さい深さ角（例えば３５°未満）では、放射輝度はより拡散し、中央（すなわち法線に近い角度）の放射輝度がほとんどない「Ｏ」字形を形成する。
【００８４】
図１２は、第２の主面が異なる深さ角について最大深さ５μｍの凸状溝を有する場合の、本明細書に記載の実施形態による導光板の第１の主面を出る光の角度分布を示している。各サブプロットについて、ｘ軸（すなわち水平軸）は導光板の第１の主面に対する法線の方向に対する度単位での水平角であり、ｙ軸（すなわち垂直軸）は導光板の第１の主面に対する法線の方向に対する度単位での垂直角である。プロットされたグレーの値は、０Ｗ／ｍ２の白から最大値の黒まで変化するＷ／ｍ２単位での放射輝度に対応する。上の行では、各凸状溝の深さ角は、左から右の方向で３５°、４５°、および５５°である。下の行では、各凸状溝の深さ角は２０°、２５°、および３０°である。３５°の深さ角では、放射輝度は、垂直方向に−３０°と３０°との間、水平方向に−６０°と６０°との間の長方形で最も大きい。最大放射輝度は、両方の方向でほぼ法線（すなわち０°）の箇所にあるように見える。より大きい深さ角（例えば４５°）では、放射輝度は水平方向に約−４５°と４５°のクラスタに分岐し、最終的には広がって、さらに大きい深さ角（例えば５５°）で逆さまの「Ｕ」字形を形成する。
【００８５】
検査した溝の設計のうち、凸状溝の設計のみが、両方の方向で法線の付近に最大放射輝度を有していた。図１２の下の行は、深さ角が３５°未満の凸状溝の角度分布を示している。３０°の深さ角では、放射輝度分布は３５°と非常に類似している。つまり、垂直方向の法線入射を中心とし、水平方向に広いバンドを網羅する。２５°の深さ角では、分布の形状はほぼ同じであるものの、強度は３０°よりも小さいように見える。３０°の深さ角では、強度は劇的に低下した。そのため、２５°〜４５°の深さ角を有する凸状溝の設計は、垂直方向および水平方向の両方で法線角度付近に最大の放射輝度を生じるように見える。さらに、こうした溝の設計は、眼が図１０〜図１２の水平方向（すなわち溝の長さに対して垂直）に位置合わせされた観察者のためにディスプレイを最適に照明することになる。
【００８６】
凸状溝について説明した放射輝度の挙動は予想外のものである。同じ５μｍの溝のサイズでは、別の溝の設計によっては同等の挙動を実現できなかった。図１３は、第２の主面が種々の最大深さに対して３５°の深さ角を有する角度付き溝または凹状溝を有する場合の、本明細書に記載の実施形態による導光板の第１の主面を出る光の角度分布を示している。各サブプロットについて、ｘ軸（すなわち水平軸）は導光板の第１の主面に対する法線の方向に対する度単位での水平角であり、ｙ軸（すなわち垂直軸）は導光板の第１の主面に対する法線の方向に対する度単位での垂直角である。プロットされたグレーの値は、サブプロットの各行についての０Ｗ／ｍ２の白から最大値の黒まで変化するＷ／ｍ２単位での放射輝度に対応する。左の列は角度付きの溝に対応し、右の列は凹状溝に対応する。上から下への方向で、各行は、５０μｍ、２５０μｍ、および５００μｍの各溝の最大深さに対応する。５０および５００μｍの最大深さについては、凹状溝の設計からの放射輝度は、−４５°および−３０°の垂直角ならびに−４５°、−３０°、３０°、および４５°の水平角付近に最大値を有する。２５０μｍの最大深さについては、凹状溝の設計からの放射輝度は、垂直方向に−３０°付近かつ水平方向に０°付近に最大値を有する。全ての最大深さで、凹状溝の設計は、顕著な放射輝度の場所を有さない。そのため、傾斜溝の設計と凹状溝の設計の最大深さを変更しても、凸状溝の設計で得られる予期されなかった結果を達成することはできない。
【００８７】
図１を参照すると、凸状溝を有する導光板は、光を放出させる方法における照明装置の一部として使用することができる。最初に、光源１０３から放出された光は、導光板１０５の第１の端部１０７内へ注入されることができる。その後、注入された光は、内部全反射によって導光板１０５の内部を伝搬することができる。続いて、伝搬する光は、導光板１０５の第１の主面１０９に対する法線の方向から約０°〜約３０°の方向に向いたピーク放射輝度で導光板１０５の第１の主面１０９を通過することができる。さらなる方法では、伝搬する光は、導光板１０５の第１の主面１０９に対する法線の方向から約０°〜約１０°の方向に向いたピーク放射輝度で導光板１０５の第１の主面１０９を通過することができる。
【００８８】
理論に拘束されることを望むものではないが、界面の法線に対する入射角が臨界角よりも大きい場合、光は、内部全反射によって導光板１０５の内部を伝搬することができる。図１に、導光板で反射し、第１の主面を通って出る反射光線１２５の例が示されている。光がその界面についての臨界角よりも小さい入射角を有する場合、光の一部は反射され、残りは界面の反対側の材料によって屈折する。理論に拘束されることを望むものではないが、反射した光または屈折した光の割合は、フレネルの式を使用して計算することができる。光は、界面に入射した角度とは異なる角度で、界面の縁にある材料内を伝搬することができる。さらに、屈折した光は、第２の界面に入射することができ、当該界面をさらに通って屈折することができる。より具体的には、導光板１０５内の一部の光は、溝１１７内へ屈折することができる。典型的には、この屈折した光は失われるとみなされる。しかしながら、いくつかの実施形態（例えば本開示の溝形状を有するもの）では、導光板１０５を通って出た溝の第１の表面を通る屈折光は、溝１１７の第２の表面を通って屈折することによって、導光板１０５に再び入ることができる場合がある。溝１１７を通って導光板１０５を出て再び入る屈折光線１２７の簡略化された例が図１に示されている。この光は、複数の溝１１７の別の溝で反射した後、導光板１０５の第１の主面１０９を通って出る前に、内部全反射によって導光板１０５内で再びさらに伝搬することができる。
【００８９】
図１４は、本明細書に記載の実施形態による、凸状溝の第２の表面の第２の凸部の深さ角の関数としての、導光板を出て凸状溝に入り、導光板に戻るように配向される光のパーセント割合を示している（例えば図１を参照）。ｘ軸（横軸）は、溝１１７の第２の表面１２１の第２の凸部２０３の深さ角である。溝１１７は、第１の凸部２０１をさらに含む第１の表面１１９も含んでいる。図１４では、溝１１７の最大深さは３０μｍであり、第１の凸部の深さ角は３５°である。ｙ軸（縦軸）は、導光板に戻るように配向される光のパーセント割合である。図１４では、導光板１０５内へ戻るように配向される光のパーセント割合は、第２の凸部２０３の深さ角が減少するのに伴い増大する。約５５°の第２の凸部２０３の深さ角では、光の少なくとも５０％が導光板１０５内へ戻るように配向される。約４０°の第２の凸部２０３の深さ角では、光の少なくとも５５％が導光板１０５内へ戻るように配向される。約２０°の第２の凸部２０３の深さ角では、光の少なくとも６０％が導光板１０５内へ戻るように配向される。第２の凸部が３５°未満の深さ角を有する別の実施形態では、図１４に示されているよりもさらに多くの光を導光板に戻るように配向することができる。
【００９０】
図１５は、本明細書に記載の実施形態による、溝幅の関数としての、導光板を出て凸状溝に入り、導光板に戻るように配向される光のパーセント割合を示している。ｘ軸（横軸）はミリメートル単位の溝幅である。ｙ軸（縦軸）は導光板に戻るように配向される光のパーセント割合である。図１５では、３０μｍの最大深さを有する溝は、３５°の深さ角を有する第１の凸部をさらに含む第１の表面と、３５°の深さ角を有する第２の凸部をさらに含む第２の表面と、可変の幅を有する基部とを含む。基部が尖点の場合、溝幅は４２μｍである。４２μｍの溝幅では、屈折した光の約６０％が導光板に戻るように配向される。８０μｍの溝幅では、屈折した光の約２５％が導光板に戻るように配向される。１００μｍの溝幅では、屈折した光の約２０％が導光板に戻すように配向される。
【００９１】
本明細書に記載の実施形態による導光板は、光を放出させる方法における照明装置の一部として使用することができる。最初に、光源１０３から放出された光は、導光板１０５の第１の端部１０７に注入することができる。その後、注入された光は、内部全反射によって導光板１０５の内部を伝搬することができる。しかしながら、光の一部は、少なくとも１つの溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１を通って導光板１０５を出る場合がある。しかし、溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１を通って出る光の一部は、導光板１０５内へ戻るように配向することができる。導光板１０５内へ配向される光のパーセント割合は、第１の主面１０９を出る光の角度分布に影響を与えることができる。いくつかの実施形態では、照明装置１０１は反射板１１３を含まない。このような実施形態では、溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１の第１の表面を出る屈折光は、対応する溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１の別の表面を通って導光板１０５に再び入ることによってのみ回収することができる。約５０μｍ未満、約３０μｍ未満、約２０μｍ未満、または約１μｍ〜約５０μｍ、約５μｍ〜約５０μｍ、約１μｍ〜約３０μｍ、または約５μｍ〜約３０μｍの最大深さを有する溝が好ましい場合がある。別の実施形態では、溝の第２の表面の凸状の、傾斜した、または凹状の部分の深さ角が５０°未満、４０°未満、３０°未満、２０°未満、または１０°未満であることが好ましい場合がある。別の実施形態では、１００μｍ未満、５０μｍ未満、２５μｍ未満、または１０μｍ未満の溝の基部表面の幅が好ましい場合がある。いくつかの実施形態では、導光板１０５内へ戻るように配向される、溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１を出る光の一部は、約２０％以上、約３０％以上、約４０％以上、約５０％以上、約６０％以上、または約６５％以上とすることができる。別の実施形態では、導光板１０５内へ戻るように配向される、溝１１７，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１を出る光の一部は、２０％〜９０％、３０％〜９０％、４０〜９０％、５０％〜９０％、２０％〜７５％、３０％〜７５％、４０％〜７５％、５０％〜７５％、３０％〜６５％、４０％〜６５％、または５０％〜６５％とすることができる。
【００９２】
本明細書で使用される「the」、「a」、または「an」という用語は、「少なくとも１つ」を意味し、そうでないとの明示的な指示がない限り、「１つのみ」に限定されるべきではない。したがって、例えば「ある構成要素（a component）」への言及には、文脈から明らかにそうでないことが示されていない限り、２つ以上のこうした構成要素を有する実施形態が含まれる。
【００９３】
本明細書において使用される「約」という用語は、量、サイズ、配合物、パラメータ、ならびにその他の量および特性が正確ではなく、また正確である必要はないが、必要に応じて公差、換算係数、四捨五入、測定誤差など、および当業者に知られている他の因子を反映し、概算であってよいことおよび／またはそれよりも大きくても小さくてもよいことを意味する。「約」という用語が範囲の値または端点の記述において使用される場合、本開示は、言及される特定の値または端点を含むと理解されるべきである。明細書の範囲の数値または端点に「約」が記載されている場合には、範囲の数値または端点は、「約」によって修飾されているものと、「約」によって修飾されていないものの２つの実施形態を含むことが意図されている。さらに、各範囲の端点は、他方の端点と関連して、および他方の端点とは無関係に、の両方の意味を有することが理解されるであろう。
【００９４】
本明細書で使用される用語「実質的な」、「実質的に」、およびそれらの変形形態は、説明された特徴が値または説明と等しいかほぼ等しいことに特に言及することが意図されている。例えば、「実質的に平面状の」表面は、平面状であるかほぼ平面状である表面を意味することが意図されている。さらに、上で規定したように、「実質的に同様」は２つの値が等しいかほぼ等しいことを示すことが意図されている。いくつかの実施形態では、「実質的に同様」は、互いの約１０％以内の値、例えば互いの約５％以内、または互いの約２％以内を示しうる。
【００９５】
本明細書において使用される「含む（comprising, including）」という用語、ならびにそれらの変形表現は、別段の指示がない限り同義であり、かつ非限定的であるとして解釈されるものとする。
【００９６】
特定の実例およびその具体例に関して様々な実施形態を詳しく説明してきたが、以下の特許請求の範囲から逸脱することなしに本開示の特徴の様々な修正および組み合わせが可能であることから、本開示はこうした説明に限定されるとみなすべきではない。
【００９７】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００９８】
実施形態１  
第１の主面、第２の主面、および前記第１の主面と前記第２の主面との間に延びる第１の端部を含む導光板であって、前記第２の主面が複数の溝を含み、前記複数の溝の各溝は第１の表面と前記第１の表面に対向する第２の表面とを含み、各溝の前記第１の表面は第１の凸部を含み、各溝の最大深さが前記第２の主面と対応する前記溝の基部との間に規定される、導光板；ならびに
前記導光板の前記第１の端部内へ光を放出するように配置される光源
を含む、照明装置。
【００９９】
実施形態２  
各溝の前記最大深さが約１μｍ〜約５０μｍである、実施形態１記載の照明装置。
【０１００】
実施形態３  
各溝の前記第１の表面の前記第１の凸部の深さ角が約１０°〜約５５°である、実施形態１および２のいずれか１つ記載の照明装置。
【０１０１】
実施形態４  
各溝の前記第１の表面の前記第１の凸部が曲率半径を含む、実施形態１から３までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１０２】
実施形態５  
各溝の前記第１の表面の前記第１の凸部の前記曲率半径が、対応する前記溝の前記最大深さに等しい、実施形態４記載の照明装置。
【０１０３】
実施形態６  
各溝の前記第１の表面の前記第１の凸部が、対応する前記溝の前記第２の表面よりも前記光源に近い、実施形態１から５までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１０４】
実施形態７  
各溝の前記第２の表面が第２の凸部を含む、実施形態１から６までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１０５】
実施形態８  
各溝の前記第２の表面の前記第２の凸部の深さ角が約１°〜約５５°である、実施形態７記載の照明装置。
【０１０６】
実施形態９  
前記複数の溝の各溝の前記第１の表面の前記第１の凸部の前記深さ角が、前記第１の端部から前記溝までの距離の関数として変化する、実施形態３および８のいずれか１つ記載の照明装置。
【０１０７】
実施形態１０  
前記第１の表面の前記第１の凸部の前記深さ角および前記第２の表面の前記第２の凸部の前記深さ角が各溝について同じである、実施形態７から９までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１０８】
実施形態１１  
各溝の前記第１の表面の前記第１の凸部と前記第２の表面の前記第２の凸部とが前記基部で交わる、実施形態７から１０までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１０９】
実施形態１２  
前記複数の溝の各溝の一対の表面が前記基部で交わる、実施形態１から１１までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１１０】
実施形態１３  
前記基部が尖点を含む、実施形態１から１２までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１１１】
実施形態１４  
第１の主面、第２の主面、および前記第１の主面と前記第２の主面との間に延びる第１の端部を含む導光板であって、前記第２の主面が複数の溝を含み、前記複数の溝の各溝が約１μｍ〜約５０μｍの最大深さを含む導光板；ならびに
前記導光板の第１の端部内へ光を放出するように配置される光源
を含む、照明装置。
【０１１２】
実施形態１５  
反射板が前記導光板の前記第２の主面に面している、実施形態１から１４までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１１３】
実施形態１６  
前記複数の溝の前記溝が、互いに離間されており、かつ前記第１の端部に対して実質的に平行に延びている、実施形態１から１５までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１１４】
実施形態１７  
前記第１の端部が実質的に真っ直ぐである、実施形態１から１６までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１１５】
実施形態１８  
前記複数の溝の各溝の前記最大深さは、前記第１の端部から前記溝までの距離が増大するにつれて増大する、実施形態１７記載の照明装置。
【０１１６】
実施形態１９  
各溝の前記最大深さが約１μｍ〜約３０μｍである、実施形態１から１６までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１１７】
実施形態２０  
前記導光板の前記第１の主面および前記第２の主面がそれぞれ四辺形を含み、前記導光板が、前記第１の主面と前記第２の主面との間かつ前記第１の端部の反対側に延びる第２の端部と、前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる第３の端部と、前記第３の端部の反対側の第４の端部と、前記第１の端部と前記第２の端部との間に規定される前記導光板の長さと、前記第３の端部と前記第４の端部との間に規定される前記導光板の幅とをさらに含む、実施形態１から１９までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１１８】
実施形態２１  
前記導光板の前記長さに沿った前記複数の溝の隣接する溝の対の間の間隔は、前記第１の端部から前記隣接する溝の対までの距離が増大するにつれて減少する、実施形態２０記載の照明装置。
【０１１９】
実施形態２２  
前記導光板の前記長さに沿った前記隣接する溝の対の間の前記間隔が約１０μｍ〜約５ｍｍである、実施形態２０および２１のいずれか１つ記載の照明装置。
【０１２０】
実施形態２３  
前記複数の溝の各溝が、前記第３の端部から前記第４の端部までの対応する溝経路に沿った長さにわたって連続的に延びている、実施形態２０から２２までのいずれか１つ記載の照明装置。
【０１２１】
実施形態２４  
前記複数の溝の各溝の長さが前記導光板の幅に等しい、実施形態２３記載の照明装置。
【０１２２】
実施形態２５  
前記複数の溝の各溝が、同じ溝経路内の前記複数の溝の別の溝から約５０μｍ〜約１００ｍｍ隔てられている、実施形態２３記載の照明装置。
【０１２３】
実施形態２６  
第１の溝経路の溝が、前記第１の溝経路に隣接する第２の溝経路の溝から、前記導光板の幅方向で互い違いに配置されている、実施形態２３および２５のいずれか１つ記載の照明装置。
【０１２４】
実施形態２７  
実施形態１から２６までのいずれか１つ記載の照明装置を用いて光を放出させる方法であって、
光源から放出された光を、導光板の第１の端部を通して前記導光板内へ注入するステップと；
内部全反射によって、前記導光板内へ注入された光を伝搬させ、前記導光板を出た、伝搬した光の少なくとも一部を複数の溝のうちの少なくとも１つの溝内へ入れるステップと 
を含み、
前記導光板を出て前記少なくとも１つの溝内へ入る前記伝搬した光の少なくとも２０％が前記導光板内へ戻るように配向される、方法。
【０１２５】
実施形態２８  
前記方法が、前記導光板内を伝搬する光を、前記導光板の第１の主面に対する法線の方向から約０°〜約３０°に向いたピーク放射輝度で前記導光板の前記第１の主面を通して通過させるステップをさらに含む、実施形態２７記載の方法。
【０１２６】
実施形態２９  
前記導光板を出て前記少なくとも１つの溝に入る前記伝搬した光の少なくとも５０％が前記導光板内へ戻るように配向される、実施形態２７および２８のいずれか１つ記載の方法。
【０１２７】
実施形態３０  
実施形態１から２６までのいずれか１つ記載の照明装置を用いて光を放出させる方法であって、
光源から放出された光を、導光板の第１の端部を通して前記導光板内へ注入するステップと；
内部全反射によって、前記導光板内へ注入された光を伝搬させるステップと；
前記導光板内を伝搬する光を、前記導光板の第１の主面に対する法線の方向から約０°〜約３０°に向いたピーク放射輝度で前記導光板の前記第１の主面を通して通過させるステップと
を含む、方法。
【０１２８】
実施形態３１  
前記ピーク放射輝度が、前記導光板の前記第１の主面に対する法線の方向から約０°〜約１０°に向けられる、実施形態２８および３０のいずれか１つ記載の方法。
【図１】
2021532559.tif 000003
【図２】
2021532559.tif 000004
【図３】
2021532559.tif 000005
【図４】
2021532559.tif 000006
【図５】
2021532559.tif 000007
【図６】
2021532559.tif 000008
【図７】
2021532559.tif 000009
【図８】
2021532559.tif 000010
【図９】
2021532559.tif 000011
【図１０】
2021532559.tif 000012
【図１１】
2021532559.tif 000013
【図１２】
2021532559.tif 000014
【図１３】
2021532559.tif 000015
【図１４】
2021532559.tif 000016
【図１５】
2021532559.tif 000017
【国際調査報告】
2021532559.tif 000018
2021532559.tif 000019
2021532559.tif 000020
2021532559.tif 000021
2021532559.tif 000022