(57)【要約】  光制御フィルムは、第１の部分と、第１の部分にラミネートされた第２の部分とを含む。第１の部分は、第１の機能性基材、及び第１の機能性基材上に形成された複数の第１のルーバーを含む。第１の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。第２の部分は、第１の機能性基材の遠位に配置された第２の機能性基材、及び第２の機能性基材上に形成された複数の第２のルーバーを含む。第２の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。複数の第１のルーバーは第１の方向に沿って延び、複数の第２のルーバーは第２の方向に沿って延びている。第１の方向及び第２の方向は、約７０度〜約１１０度の範囲内にある角度で互いに対して傾いている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部分であって、
光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む第１の機能性基材、及び
前記第１の機能性基材上に形成された複数の第１のルーバーであって、前記複数の第１のルーバーの各々は、光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている、複数の第１のルーバー、を含む、第１の部分と、
前記第１の部分にラミネートされた第２の部分であって、
光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む、前記第１の機能性基材の遠位に配置された第２の機能性基材、及び
前記第２の機能性基材上に形成された複数の第２のルーバーであって、前記複数の第２のルーバーの各々は、前記光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている、複数の第２のルーバー、を含む、第２の部分と、
を備える、光制御フィルムであって、
前記複数の第１のルーバーは第１の方向に沿って延び、前記複数の第２のルーバーは第２の方向に沿って延び、前記第１の方向及び前記第２の方向は、約７０度〜約１１０度の範囲内にある角度で互いに対して傾いている、
光制御フィルム。
【請求項２】
前記光制御フィルムは、前記光制御フィルムのピーク透過率の軸を中心として約４０度未満の視野角を有し、前記視野角の半分よりも大きい入射角での前記光制御フィルムの透過率は実質的にゼロである、請求項１に記載の光制御フィルム。
【請求項３】
約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲の全てにわたって約５％よりも大きい、垂直入射での透過率を有する、請求項１に記載の光制御フィルム。
【請求項４】
前記第１の機能性基材は、多層光学フィルムである、請求項１に記載の光制御フィルム。
【請求項５】
前記第２の機能性基材は、ガスバリアフィルムである、請求項１に記載の光制御フィルム。
【請求項６】
前記第１の部分と前記第２の部分とは、前記複数の第１のルーバーと前記複数の第２のルーバーとの間に配置された光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）の層によって互いにラミネートされている、請求項１に記載の光制御フィルム。
【請求項７】
前記複数の第１のルーバーの各々はテーパ形状を有する、請求項１に記載の光制御フィルム。
【請求項８】
前記複数の第２のルーバーの各々はテーパ形状を有する、請求項１に記載の光制御フィルム。
【請求項９】
前記複数の第１のルーバーと前記第１の機能性基材との間に配置された第１のランドを更に備える、請求項１に記載の光制御フィルム。
【請求項１０】
前記複数の第２のルーバーと前記第２の機能性基材との間に配置された第２のランドを更に備える、請求項１に記載の光制御フィルム。
【請求項１１】
請求項１に記載の光制御フィルムを使用する光学デバイスであって、カバーレンズと、前記カバーレンズに隣接して配置されたディスプレイ層と、を備え、前記光制御フィルムは、前記ディスプレイ層に隣接して配置されている、光学デバイス。
【請求項１２】
ディスプレイ層と、
前記ディスプレイ層上に配置された光制御フィルムであって、
複数の第１のルーバーであって、前記複数の第１のルーバーの各々は、光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている、複数の第１のルーバー、及び
複数の第２のルーバーであって、前記複数の第２のルーバーの各々は、前記光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている、複数の第２のルーバー、を含み、
前記複数の第１のルーバーは第１の方向に沿って延び、前記複数の第２のルーバーは第２の方向に沿って延び、前記第１の方向及び前記第２の方向は、約７０度〜約１１０度の範囲内にある角度で互いに対して傾いている、光制御フィルムと、
前記光制御フィルムに隣接して配置され、前記ディスプレイ層の遠位に配置された光学センサと、
を備える、光学デバイスであって、
前記複数の第１のルーバーの各々は、前記光学センサに向かってテーパ状であるテーパ形状を有し、前記複数の第２のルーバーの各々は、前記光学センサに向かってテーパ状であるテーパ形状を有する、
光学デバイス。
【請求項１３】
前記光制御フィルムは、前記光制御フィルムのピーク透過率の軸を中心として約４０度未満の視野角を有し、前記視野角の半分よりも大きい入射角での前記光制御フィルムの透過率は実質的にゼロである、請求項１２に記載の光学デバイス。
【請求項１４】
前記光制御フィルムは、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲の全てにわたって約５％よりも大きい、垂直入射での透過率を有する、請求項１２に記載の光学デバイス。
【請求項１５】
前記第１の複数のルーバーは、第１の機能性基材上に形成され、前記第１の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の光学デバイス。
【請求項１６】
前記第２の複数のルーバーは、第２の機能性基材上に形成され、前記第２の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の光学デバイス。
【請求項１７】
前記第１の機能性基材及び前記複数の第１のルーバーは、前記複数の第１のルーバーと前記複数の第２のルーバーとの間に配置された光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）の層によって、前記第２の機能性基材及び前記複数の第２のルーバーにラミネートされている、請求項１６に記載の光学デバイス。
【請求項１８】
前記ディスプレイ層に隣接して配置され前記光制御フィルムの遠位に配置されたカバーレンズを更に備える、請求項１２に記載の光学デバイス。
【請求項１９】
光制御フィルムを製造する方法であって、
第１の機能性基材上に複数の第１のルーバーを形成して、前記光制御フィルムの第１の部分を提供することであって、前記第１の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む、第１の部分を提供することと、
前記複数の第１のルーバーを光吸収材料で少なくとも部分的に充填することと、
第２の機能性基材上に複数の第２のルーバーを形成して、前記光制御フィルムの第２の部分を提供することであって、前記第２の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む、第２の部分を提供することと、
前記複数の第２のルーバーを前記光吸収材料で少なくとも部分的に充填することと、
前記第２の機能性基材が前記第１の機能性基材の遠位に配置されるように、前記第１の部分及び前記第２の部分を互いにラミネートすることであって、前記複数の第１のルーバーは第１の方向に沿って延び、前記複数の第２のルーバーは第２の方向に沿って延び、前記第１の方向及び前記第２の方向は、約７０度〜約１１０度の範囲内にある角度で互いに対して傾いている、ラミネートすることと、
を含む、方法。
【請求項２０】
前記第１の部分及び前記第２の部分を互いにラミネートすることは、光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）によって、前記第１の部分を前記第２の部分に接合することを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的には光制御フィルムに関し、より具体的には、様々な光学用途で使用するための光制御フィルム、及びそのような光制御フィルムを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光コリメートフィルムとしても知られる光制御フィルム（ＬＣＦ）は、透過光の方向性を調節するように構成された光学フィルムである。様々なＬＣＦが既知であり、典型的には、光吸収材料で形成された複数の溝又はルーバーを有する光透過性フィルムを含む。
【０００３】
ＬＣＦは、ディスプレイ表面、画像表面、又は視認される他の表面に近接して置くことができる。典型的には、表示されている画像は、観察者が、「視野角」と呼ばれる角度の範囲内に位置するときにのみ、ＬＣＦを通して視認することができる。通常、視野角は、ＬＣＦの表面又は平面に垂直な軸を中心とした角度範囲である。観察者が視野角の外側に位置するように観察者の位置が変化すると、表示されている画像は、視認しにくくなるか、又はもはや視認できなくなる。これにより、視野角の典型的な範囲の外側にいる他の観察者による観察を遮断することによって、観察者にプライバシーを提供することができる。
【０００４】
ＬＣＦはまた、オブジェクトを画像化する又は感知することを伴う画像化用途で使用することができる。電話などのモバイル電子デバイスにおける画像化用途では、これらデバイスをより薄くしようとする継続的な動機付けに起因して、ＬＣＦの厚さを薄くすることが必要である。しかしながら、画像化用途で使用することができる従来のＬＣＦは、角度フィルタリング及びスペクトルフィルタリングなどの様々な機能を実行するための複数の層又はフィルムの存在に起因して、実質的に大きな厚さを有する。したがって、従来のＬＣＦは、ＬＣＦの厚さが重要な要件である画像化用途での使用には好適でない場合がある。したがって、このような画像化用途での使用に必要な機能及び厚さを有するＬＣＦを有することが望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００５】
概して、本発明は、光制御フィルムに関する。本発明はまた、光学デバイスと共に使用するための光制御フィルム、及びそのような光制御フィルムを製造する方法に関する。
【０００６】
本開示の一実施形態では、光制御フィルムは、第１の部分と、第１の部分にラミネートされた第２の部分とを含む。第１の部分は、第１の機能性基材、及び第１の機能性基材上に形成された複数の第１のルーバーを含む。第１の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。更に、複数の第１のルーバーの各々は、光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている。第２の部分は、第１の機能性基材の遠位に配置された第２の機能性基材、及び第２の機能性基材上に形成された複数の第２のルーバーを含む。第２の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。更に、複数の第２のルーバーの各々は、光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている。複数の第１のルーバーは第１の方向に沿って延び、複数の第２のルーバーは第２の方向に沿って延びている。第１の方向及び第２の方向は、約７０度〜約１１０度の範囲内にある角度で互いに対して傾いている。
【０００７】
いくつかの実施形態では、光制御フィルムは、光制御フィルムのピーク透過率の軸を中心として約４０度未満の視野角を有する。更に、視野角の半分よりも大きい入射角での光制御フィルムの透過率は実質的にゼロである。いくつかの実施形態では、光制御フィルムは、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲の全てにわたって約５％よりも大きい、垂直入射での透過率を有する。
【０００８】
いくつかの実施形態では、第１の機能性基材は、多層光学フィルムである。いくつかの実施形態では、第２の機能性基材は、ガスバリアフィルムである。
【０００９】
いくつかの実施形態では、第１の部分と第２の部分とは、複数の第１のルーバーと複数の第２のルーバーとの間に配置された光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）の層によって互いにラミネートされている。
【００１０】
いくつかの実施形態では、第１の複数のルーバーの各々はテーパ形状を有する。いくつかの実施形態では、第２の複数のルーバーの各々はテーパ形状を有する。
【００１１】
いくつかの実施形態では、光制御フィルムは、複数の第１のルーバーと第１の機能性基材との間に配置された第１のランドを更に含む。いくつかの実施形態では、光制御フィルムは、複数の第２のルーバーと第２の機能性基材との間に配置された第２のランドを更に含む。
【００１２】
いくつかの実施形態では、光制御フィルムを使用する光学デバイスは、カバーレンズと、カバーレンズに隣接して配置されたディスプレイ層とを含む。光制御フィルムは、ディスプレイ層に隣接して配置されている。
【００１３】
別の実施形態では、光学デバイスは、ディスプレイ層と、光学層上に配置された光制御フィルムと、光制御フィルムに隣接して配置され、ディスプレイ層の遠位に配置された光学センサと、を含む。光制御フィルムは、複数の第１のルーバー及び複数の第２のルーバーを含む。複数の第１のルーバーの各々は、光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている。更に、複数の第２のルーバーの各々は、光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている。複数の第１のルーバーは第１の方向に沿って延び、複数の第２のルーバーは第２の方向に沿って延びている。第１の方向及び第２の方向は、約７０度〜約１１０度の範囲内にある角度で互いに対して傾いている。更に、複数の第１のルーバーの各々は、光学センサに向かってテーパ状であるテーパ形状を有する。複数の第２のルーバーの各々は、光学センサに向かってテーパ状であるテーパ形状を有する。いくつかの実施形態では、光学デバイスは、ディスプレイ層に隣接して配置され光制御フィルムの遠位に配置されたカバーレンズを更に含む。
【００１４】
別の実施形態では、光制御フィルムを製造する方法は、第１の機能性基材上に複数の第１のルーバーを形成して、光制御フィルムの第１の部分を提供することを含む。第１の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。本方法は、複数の第１のルーバーを光吸収材料で少なくとも部分的に充填することを更に含む。本方法は、第２の機能性基材上に複数の第２のルーバーを形成して、光制御フィルムの第２の部分を提供することを更に含む。第２の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。本方法は、複数の第２のルーバーを光吸収材料で少なくとも部分的に充填することを更に含む。本方法は、第２の機能性基材が第１の機能性基材の遠位に配置されるように、第１の部分及び第２の部分を互いにラミネートすることを更に含む。複数の第１のルーバーは第１の方向に沿って延び、複数の第２のルーバーは第２の方向に沿って延びている。第１の方向及び第２の方向は、約７０度〜約１１０度の範囲内にある角度で互いに対して傾いている。いくつかの実施形態では、第１の部分及び第２の部分を互いにラミネートすることは、光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）によって、第１の部分を第２の部分に接合することを更に含む。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
以下の図と共に以下の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解され得る。図は必ずしも原寸に比例して描かれているとは限らない。図面で使用されている同様の番号は同様の構成要素を示す。しかし、特定の図中のある構成要素を示す数字の使用は、同じ数字を付した別の図中の構成要素を限定することを意図するものではないことが理解されよう。
【００１６】
【図１】例示的な光制御フィルムの概略断面図である。
【図２】例示的な光制御フィルムの概略上面図である。
【図３】光制御フィルムで使用される例示的なルーバー構造体の概略断面図である。
【図４】光制御フィルムを使用する例示的な光学デバイスの概略断面図である。
【図５】光学フィルムの透過率対波長の概略プロットである。
【図６】光制御フィルムを製造する例示的な方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の説明では、説明の一部を構成し、様々な実施形態が実例として示される、添付の図面が参照される。本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想定され、実施され得ることを理解されたい。したがって、以下の発明を実施するための形態は、限定的な意味では解釈されないものとする。
【００１８】
本開示は、入射放射の角度フィルタリング並びにスペクトルフィルタリングを実行することができる光制御フィルム（ＬＣＦ）に関する。ＬＣＦは、画像化用途、ディスプレイなどの様々な光学用途で使用することができる。ＬＣＦは、オブジェクトの画像化又は感知を容易にするために、比較的小さい視野角を提供する場合がある。ＬＣＦは更に、入射放射の特定の波長を透過し、特定の波長を遮断する。ＬＣＦはまた、水蒸気及び酸素などの１つ以上の流体の浸透を低減させる。ＬＣＦは、機能性基材上に直接形成された１つ以上のルーバー構造体を含む。これにより、ＬＣＦの厚さが低減され、ＬＣＦの厚さが重要なパラメータであるモバイル電子デバイス（例えば、携帯電話）などの、ある種の画像化用途に好適になる。本開示はまた、ＬＣＦを使用する光学デバイスと、ＬＣＦを製造する方法に関する。
【００１９】
「視野角」は、本明細書において、ルーバー構造体を通るピーク透過率の平面に対して、ルーバー構造体が実質的に透過性である角度の範囲として定義される。いくつかの場合では、視野角は、ルーバー構造体の平面の法線を中心にして置かれる。いくつかの他の場合では、視野角は、ルーバー構造体の平面の法線を中心としなくてもよく、代わりに、法線に対して中心からずれていてもよい。例えば、光制御フィルムの視野角は、光制御フィルムの透過率がピーク透過率の６０％以内、又は５０％以内、又は４０％以内である角度の範囲として定義され得る。本開示のルーバー構造体は、交互になった透明領域及び光吸収領域を含む。光吸収領域は、制限された視野角をもたらすように相対的に配置されている。例示的なルーバー構造体は、米国特許第６，３９８，３７０（Ｂ１）号（Ｃｈｉｕら）、米国特許第８，２１３，０８２（Ｂ２）号（Ｇａｉｄｅｓら）、米国特許第８，５０３，１２２（Ｂ２）号（Ｌｉｕら）、及び米国特許第９，２２９，２５３（Ｂ２）号（Ｓｃｈｗａｒｔｚら）に記載されており、それら全体が本明細書に参考として組み込まれる。
【００２０】
用語「機能性基材」は、本明細書で使用する場合、光学活性である、又は１つ以上の物質の浸透を低減させる、ＬＣＦのフィルム又は層を指す。具体的には、機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。光学活性層は、波長、入射角などの様々なパラメータに基づいて、入射放射を選択的に透過及び／又は反射する。バリア層は、１つ以上の物質（例えば、水蒸気、酸素など）の浸透を低減させる。したがって、機能性基材は、実質的に透明であって１つ以上の物質の浸透を低減させない従来の基材又はベース層（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基材）とは異なる。
【００２１】
画素化されたデジタルセンサを使用した画像化又は感知は、典型的には、紫外、可視、近赤外、及び赤外にわたる光の特定の波長を検出することを伴う。このような画像化技術の用途としては、例えば、民生用電子機器、健康監視、医療診断、並びに自動車及びセキュリティ用途が挙げられる。感知されているオブジェクトの画像品質は、セキュリティなどの、ある種の用途にとっては絶え間なく改善される必要がある。
【００２２】
有機光検出器（ＯＰＤ）材料もまた、デジタル画像化センサと連係して使用されてもよい。そのようなＯＰＤ材料は、特定のスペクトル応答を有し、入射放射の波長の一部のみを使用し、特定の波長を排除する場合がある。更に、携帯電話などのモバイル電子デバイスにおける画素化されたデジタルセンサの使用は、このような電子デバイスをより薄くしようとする継続的な動機付けに起因して、追加の課題を提起し得る。このような電子デバイスの薄さに起因して、カバーレンズの上面に位置する画像化平面と、画像化センサに関連付けられた感知平面との間の距離は小さい場合がある。画像化平面が感知平面に近接しているので、画像品質を向上させるために、画像化センサによって検出される前に、追加で波長の角度フィルタリング並びにスペクトルフィルタリングが必要となる場合がある。
【００２３】
このような画像化用途のために、ＬＣＦを使用して、角度フィルタリング及びスペクトルフィルタリングを提供してもよい。しかしながら、ＬＣＦは、臨界視角内の光のみを通過させ臨界視角よりも大きい角度では光を遮断する２次元ルーバー構造体を必要とし得る。同一平面上の２次元ルーバー構造体のためのツーリングを、画素化された画像化センサと適合する寸法で製造することが困難な場合がある。本開示によるＬＣＦは、ルーバーが互いに対してある角度で構成されるように、２つの１次元ルーバーフィルムを光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）で一緒にラミネートすることにより形成される２次元ルーバー構造体を組み込むことにより、そのようなツーリングを不要とすることができる。得られた２次元グリッドパターンは、画像化用途に必要とされる効果的な角度制御を提供し得る。グリッドパターンは、画素化された画像化センサと適合する様々な幾何学的形状に更に調整されてもよい。
【００２４】
画素化された画像センサはまた、時間の経過と共にセンサの性能を劣化させる水分及び酸素の影響を受けやすい場合がある。本開示によるＬＣＦは、画像センサへの水蒸気及び酸素の浸透を低減させる。更に、ルーバー構造体が、対応する機能性基材上に直接形成され、次いで一緒にラミネートされるので、ＬＣＦは低減された厚さを有する。低減された厚さにより、ＬＣＦは、携帯電話などのモバイル電子デバイスでの使用に好適になる。これは、ルーバーが別個の基材層（例えば、ＰＥＴ基材）上に形成される従来のＬＣＦとは対照的であり、従来のＬＣＦでは、機能性フィルムの追加層を追加する必要があるので、モバイル用途で使用する場合に従来のＬＣＦの厚さを増大させる。従来のＬＣＦはまた、接着剤層を必要とし、これが厚さの増大に更に寄与する。
【００２５】
図１は、光制御フィルム（ＬＣＦ）１００の概略断面図を示す。ＬＣＦ１００は、第１の主表面１０２と、第１の主表面１０２の反対側にある第２の主表面１０４とを含む。主表面１０２及び１０４は、参照目的のために、それぞれ、第１の表面及び第２の表面と称されるが、使用時には、第１の表面は観察者、又は光源、又は画像化されるオブジェクトに面していてもよく、第２の表面は観察者、又は光源、又は画像化されるオブジェクトに面していてもよいことが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、第１の主表面１０２は光入力面であり、第２の主表面１０４は光出力面である。ＬＣＦ１００は、第１の主表面１０２から第２の主表面１０４まで延びる法線軸「Ｎ」を更に画定する。法線軸「Ｎ」は、ＬＣＦ１００の平面に垂直である。
【００２６】
ＬＣＦ１００は、第１の部分１０６と、第１の部分１０６にラミネートされた第２の部分１０８とを更に含む。図１に示す例示的な実施形態では、第１の部分１０６と第２の部分１０８とは、光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）の接着剤層１０９によって互いにラミネートされている。ＯＣＡは、紫外線（ＵＶ）硬化性アクリレート接着剤、転写接着剤などであってもよい。例示的なラミネートは方法、米国特許第６，３９８，３７０（Ｂ１）号（Ｃｈｉｕら）に記載されている。第１の部分１０６は、第１の主表面１０２を画定する。更に、第１の部分１０６は、第１の機能性基材１１０と、第１の機能性基材１１０上に形成された第１のルーバー構造体１１２とを含む。
【００２７】
第１の機能性基材１１０は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、第１の機能性基材１１０は、多層光学フィルム（ＭＯＦ）である。ＭＯＦの透過率及び／又は反射率は、入射放射の波長と共に変化し得る。いくつかの場合では、ＭＯＦは、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されるＵｌｔｒａ−Ｃｌｅａｒ  Ｓｏｌａｒ  Ｆｉｌｍ（ＵＣＳＦ）である。ＵＣＳＦは、赤外線（ＩＲ）放射を反射する多層フィルムである。ＵＣＳＦの反射帯域は、入射角の増大と共に、より短い波長に向かって更にシフトする。図１に示すように、第１の機能性基材１１０は、厚さ「Ｔ１」を有する。いくつかの場合では、「Ｔ１」は、約４７μｍ〜約５７μｍの範囲内にあってもよい。更には、いくつかの場合では、「Ｔ１」は、約２ｍｉｌ、すなわち約５０．８μｍであってもよい。いくつかの他の場合では、「Ｔ１」は、約１ｍｉｌ、すなわち約２５．４μｍであってもよい。
【００２８】
第１のルーバー構造体１１２は、微細構造体である。微細構造は、概して、微細構造を通して引かれた平均中心線から輪郭を逸脱する物品の表面内の突出部、突起、及び／又は陥凹部である。第１のルーバー構造体１１２は、ＬＣＦ１００の法線軸「Ｎ」に実質的に垂直な第１の方向「Ｄ１」に沿って延びる複数の第１のルーバー１１４（図１には１つだけを示す）を含む。第１のルーバーは、紙面に実質的に垂直な第２の方向「Ｄ２」に沿って互いに更に離隔されている。具体的には、第１のルーバー構造体１１２は、第２の方向「Ｄ２」に沿って配向されている。いくつかの実施形態では、複数の第１のルーバー１１４の各々はテーパ形状を有する。更に、第１のルーバー１１４の各々のテーパ形状は、ＬＣＦ１００の第２の主表面１０４（すなわち、光出力面）に向かってテーパ状になっている。他の場合（例えば、スカイビング処理の場合）、第１のルーバー１１４の各々の形状はテーパ状でなくてもよい。第１のルーバー構造体１１２の更なる詳細は、図３を参照して後述される。
【００２９】
更に、複数の第１のルーバー１１４を含む第１のルーバー構造体１１２は、押出成形、注型及び硬化、コーティング、又は何らかの他の方法などの様々な方法によって、第１の機能性基材１１０上に形成される。いくつかの場合では、第１のルーバー構造体１１２は、第１の機能性基材１１０上に微細複製される。例示的な微細複製プロセスは、米国特許第８，５０３，１２２（Ｂ２）号（Ｌｉｕら）に記載されている。典型的な微細複製プロセスは、マスターネガ微細構造化成形表面上に、マスターの空洞を充填するのにかろうじて十分な量で重合性組成物を堆積させることを含む。次いで、重合性組成物のビーズをプリフォームされたベース又は基材層（例えば、第１の機能性基材１１０）とマスターとの間で移動させることによって、空洞を充填する。次いで、組成物を硬化させる。
【００３０】
第１のルーバー１１４は、隣接するリブ（図１には図示せず）間に画定されたチャネル又は溝であってもよい。いくつかの場合では、リブは重合性樹脂で作製される。いくつかの場合では、重合性樹脂は、約３００ナノメートル（ｎｍ）〜約８００ｎｍの波長範囲において実質的に高い透過率を有して光学的に透明であってもよい。重合性樹脂は、（メタ）アクリレートモノマー、（メタ）アクリレートオリゴマー及びそれらの混合物から選択される、第１の重合性成分及び第２の重合性成分の組み合わせを含んでもよい。本明細書で使用するとき、「モノマー」又は「オリゴマー」は、ポリマーに変換できる任意の物質である。用語「（メタ）アクリレート」は、アクリレート化合物及びメタクリレート化合物の両方を指す。いくつかの場合では、重合性組成物は、（メタ）アクリル化ウレタンオリゴマー、（メタ）アクリル化エポキシオリゴマー、（メタ）アクリル化ポリエステルオリゴマー、（メタ）アクリル化フェノール系オリゴマー、（メタ）アクリル化アクリル系オリゴマー、及びこれらの混合物を含んでもよい。重合性樹脂は、ＵＶ硬化性樹脂などの放射線硬化性ポリマー樹脂であってもよい。
【００３１】
更に、第１のルーバー構造体１１２の複数の第１のルーバー１１４の各々は、光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている。光吸収材料は、顔料、染料、カーボンブラックなどの黒色着色剤、又はこれらの組み合わせであってもよい。光吸収材料は、光が第１のルーバー１１４を通って透過することを実質的に防止し得る。したがって、第１のルーバー構造体１１２は、交互になったリブ及びチャネル（すなわち、第１のルーバー１１４）を含む。リブは光学的に透明な領域を形成し、一方、第１のルーバー１１４は光吸収領域を形成する。
【００３２】
第１のルーバー構造体１１２は、厚さ「Ｔ２」を有する。「Ｔ２」は、ルーバー高さに等しくてもよく、約６０μｍ〜約８０μｍの範囲内にあってもよい。いくつかの場合では、「Ｔ２」は約８０μｍであってもよい。更に、第１のランド１１６が、第１のルーバー構造体１１２を第１の機能性基材１１０に接続する。図１に示すように、第１のランド１１６は、第１のルーバー構造体１１２と第１の機能性基材１１０との間に配置されている。第１のランド１１６は、微細複製プロセス中に形成されてもよい。第１のランド１１６は、連続ランド又は不連続ランドであってもよい。第１のランド１１６は、厚さ「Ｔ３」を更に有する。いくつかの場合では、「Ｔ３」は、約２０μｍ未満、又は約１０μｍ未満であってもよい。いくつかの場合では、「Ｔ３」は、約１μｍよりも大きくてもよい。光の漏れを低減させ、またＬＣＦ１００の総厚さを低減させるために、厚さ「Ｔ３」を最小限に抑えてもよい。
【００３３】
第２の部分１０８は、第２の機能性基材１１８、及び第２の機能性基材１１８上に形成された第２のルーバー構造体１２０を含む。第２の機能性基材１１８は、第１の機能性基材１１０の遠位に配置されている。更に、第２の機能性基材１１８は、ＬＣＦ１００の第２の主表面１０４を画定する。第２の機能性基材１１８は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、第２の機能性基材１１８は、バリアフィルムである。更なる一実施形態では、第２の機能性基材１１８は、ＬＣＦ１００への水蒸気及び酸素の浸透を少なくとも部分的に低減させるガスバリアフィルムである。ガスバリアフィルムは、ベースポリエステル層と、ポリマー及び酸化物の層で作製された薄いバリアコーティングとを含んでもよい。ポリエステル層は、約５０マイクロメートル（μｍ）の厚さを有してもよく、薄いバリアコーティングは、約２μｍ未満の厚さを有してもよい。図１に示すように、第２の機能性基材１１８は、厚さ「Ｔ４」を有する。いくつかの場合では、「Ｔ４」は、約４７μｍ〜約５７μｍの範囲内にあってもよい。更には、いくつかの場合では、「Ｔ４」は、約２ｍｉｌ、すなわち約５０．８μｍであってもよい。ガスバリアフィルムは、２０℃において１日当たり約１×１０−３グラム／平方メートル未満の水蒸気移動速度を更に有してもよい。いくつかの場合では、ガスバリアフィルムは、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されるＦＴＢ３−５０バリアフィルムであってもよい。
【００３４】
第２のルーバー構造体１２０は、第１のルーバー構造体１１２と実質的に同様の微細構造体である。第２のルーバー構造体１２０は、第２の方向「Ｄ２」に沿って延びる複数の第２のルーバー１２２を含む。第２のルーバー１２２は更に、第１の方向「Ｄ１」に沿って互いに更に離隔されている。具体的には、第２のルーバー構造体１２０は、第１の方向「Ｄ１」に沿って配向されている。いくつかの実施形態では、複数の第２のルーバー１２２の各々はテーパ形状を有する。更に、第２のルーバー１２２の各々のテーパ形状は、ＬＣＦ１００の第２の主表面１０４（すなわち、光出力面）に向かってテーパ状になっている。他の場合（例えば、スカイビング処理の場合）、第２のルーバー１２２の各々の形状はテーパ状でなくてもよい。第２のルーバー構造体１２０の更なる詳細は、図３を参照して後述される。
【００３５】
更に、複数の第２のルーバー１２２を含む第２のルーバー構造体１２０は、押出成形、注型及び硬化、コーティング、又は何らかの他の方法などの様々な方法によって、第２の機能性基材１１８上に形成される。いくつかの場合では、第２のルーバー構造体１２０は、第２の機能性基材１１８上に微細複製される。例示的な微細複製プロセスは、米国特許第８，５０３，１２２（Ｂ２）号（Ｌｉｕら）に記載されている。
【００３６】
第２のルーバー１２２は、隣接するリブ１２３間に画定されたチャネル又は溝であってもよい。いくつかの場合では、リブ１２３は重合性樹脂で作製される。いくつかの場合では、重合性樹脂は、約３００ナノメートル（ｎｍ）〜約８００ｎｍの波長範囲において実質的に高い透過率を有して光学的に透明であってもよい。重合性樹脂は、（メタ）アクリレートモノマー、（メタ）アクリレートオリゴマー及びそれらの混合物から選択される、第１の重合性成分及び第２の重合性成分の組み合わせを含んでもよい。いくつかの場合では、重合性組成物は、（メタ）アクリル化ウレタンオリゴマー、（メタ）アクリル化エポキシオリゴマー、（メタ）アクリル化ポリエステルオリゴマー、（メタ）アクリル化フェノール系オリゴマー、（メタ）アクリル化アクリル系オリゴマー、及びこれらの混合物を含んでもよい。重合性樹脂は、ＵＶ硬化性樹脂などの放射線硬化性ポリマー樹脂であってもよい。
【００３７】
更に、第２のルーバー構造体１２０の複数の第２のルーバー１２２の各々は、光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている。光吸収材料は、顔料、染料、カーボンブラックなどの黒色着色剤、又はこれらの組み合わせであってもよい。光吸収材料は、光が第２のルーバー１２２を通って透過することを実質的に防止し得る。したがって、第２のルーバー構造体１２０は、交互になったリブ１２３及びチャネル（すなわち、第２のルーバー１２２）を含む。リブ１２３は光学的に透明な領域を形成し、一方、第２のルーバー１２２は光吸収領域を形成する。
【００３８】
第２のルーバー構造体１２０は、厚さ「Ｔ５」を有する。「Ｔ５」は、ルーバー高さに等しくてもよく、約６０μｍ〜約８０μｍの範囲内にあってもよい。いくつかの場合では、「Ｔ５」は約８０μｍであってもよい。更に、第２のランド１２４が、第２のルーバー構造体１２０を第２の機能性基材１１８に接続する。図１に示すように、第２のランド１２４は、第２のルーバー構造体１２０と第２の機能性基材１１８との間に配置されている。第２のランド１２４は、微細複製プロセス中に形成されてもよい。第２のランド１２４は、連続ランド又は不連続ランドであってもよい。第２のランド１２４は、厚さ「Ｔ６」を更に有する。いくつかの場合では、「Ｔ６」は、約２０μｍ未満、又は約１０μｍ未満であってもよい。いくつかの場合では、「Ｔ６」は、約１μｍよりも大きくてもよい。光の漏れを低減させ、またＬＣＦ１００の総厚さを低減させるために、厚さ「Ｔ６」を最小限に抑えてもよい。
【００３９】
図１に示すように、接着剤層１０９は、第１のルーバー構造体１１２と第２のルーバー構造体１２０との間に配置されている。具体的には、ＯＣＡを含む接着剤層１０９は、第１のルーバー１１４と第２のルーバー１２２との間に配置されている。接着剤層１０９は、厚さ「Ｔ７」を有する。いくつかの場合では、「Ｔ７」は、約２５μｍ未満、又は約１０μｍ未満、又は約５μｍ未満であってもよい。
【００４０】
ＬＣＦ１００の厚さ「Ｔ」は、個々の層及びフィルムの厚さの合計に等しい。具体的には、厚さ「Ｔ」は、厚さ「Ｔ１」、「Ｔ２」、「Ｔ３」、「Ｔ４」、「Ｔ５」、「Ｔ６」、及び「Ｔ７」の合計に等しい。いくつかの場合では、ＬＣＦ１００の厚さ「Ｔ」は、約３３０μｍである。
【００４１】
接着剤層１０９は、第１の部分１０６を第２の部分１０８にラミネートするために使用される。第１の部分１０６の第１のルーバー構造体１１２は、交互になったリブ及びチャネルの１次元微細構造体を構成する。同様に、第２の部分１０８の第２のルーバー構造体１２０は、交互になったリブ及びチャネルの別の１次元微細構造体を構成する。第１の部分１０６及び第２の部分１０８を互いにラミネートすることにより、第１のルーバー構造体１１２が第２のルーバー構造体１２０の上に重ね合わされて、図２に示すような２次元グリッドが形成される。したがって、ＬＣＦ１００は、他の場合には同一平面上の２次元グリッドを形成するために必要とされ得る特殊なツーリングを不要とし得る。
【００４２】
図２は、ＬＣＦ１００の概略上面図を表す。図２に示すように、第１のルーバー構造体１１２及び第２のルーバー構造体１２０は、光学的に透明な領域２０２を含む２次元グリッドを一緒に形成する。具体的には、第１のルーバー１１４及び第２のルーバー１２２は、光学的に透明な領域２０２を伴う不透明なグリッドを形成する。第１のルーバー１１４は、第１の方向「Ｄ１」に沿って延び、一方、第２のルーバー１２２は、第２の方向「Ｄ２」に沿って延びている。角度「θｇ」は、第１の方向「Ｄ１」と第２の方向「Ｄ２」との間で画定される。例示的な実施形態では、図２に示すように、角度「θｇ」は実質的に９０度であり、すなわち、第１のルーバー１１４と第２のルーバー１２２とは実質的に互いに直交している。いくつかの実施形態では、角度「θｇ」は、約８０度〜約１００度の範囲内にある。更に他の実施形態では、角度「θｇ」は、約７０度〜約１１０度の範囲内にある。
【００４３】
第１のルーバー構造体１１２及び第２のルーバー構造体１２０によって形成される２次元グリッドパターンは、ＬＣＦ１００の用途に基づいて様々な幾何学的形状に調整されてもよい。例えば、２次元グリッドパターンは、下にある画素化された画像センサと適合してもよく、その結果、以降の処理のための、改善された原画像が得られる。
【００４４】
図１及び図２を参照すると、第１のルーバー構造体１１２及び第２のルーバー構造体１２０によって形成される２次元グリッドが、ＬＣＦ１００の視野角「θｖ」を決定し得る。したがって、第１のルーバー構造体１１２及び第２のルーバー構造体１２０は、ＬＣＦ１００に角度選択性を提供し得る。具体的には、第１のルーバー構造体１１２及び第２のルーバー構造体１２０は、ＬＣＦ１００の角度フィルタとして機能し得る。視野角「θｖ」は、ＬＣＦ１００の平面に垂直な軸に対して画定される。法線軸「Ｎ」は、ＬＣＦ１００の平面に垂直な軸である。視野角「θｖ」は、法線軸「Ｎ」を中心とする。いくつかの他の場合では、視野角「θｖ」は、ＬＣＦ１００の平面の法線軸「Ｎ」を中心となくてもよく、代わりに、法線軸「Ｎ」に対して中心からずれていてもよい。いくつかの場合では、視野角「θｖ」は、ＬＣＦ１００のピーク透過率の軸を中心とする。いくつかの場合では、ＬＣＦ１００のピーク透過率の軸は、法線軸「Ｎ」であってもよい。いくつかの他の場合では、ＬＣＦ１００のピーク透過率の軸は、ＬＣＦ１００の平面に対して傾いた別の軸であってもよい。ピーク透過率の軸に対して実質的に平行な入射光は、ＬＣＦ１００を通る際にピーク透過率を伴う。
【００４５】
更には、光線「Ｂ」の入射角「θｉ」は、ＬＣＦ１００の法線に対して画定される。本明細書に記載される場合、ＬＣＦ１００の法線は、ＬＣＦ１００の平滑度のいかなる局所的変動をも無視した上で、ＬＣＦ１００の平面に実質的に垂直である。ここで、変動は、例えば、ＬＣＦ１００内に形成された一般的な表面粗さ又は規則的な微細構造体であり得る。法線に平行に入射する光線は、ゼロの入射角を有する。したがって、「垂直入射角」又は「垂直入射」は、ＬＣＦ１００内でのいかなる局所的変動をも無視した上で、ＬＣＦ１００に垂直な入射を意味し得る。ＬＣＦ１００の法線はまた、法線軸「Ｎ」によって画定される。
【００４６】
いくつかの実施形態では、ＬＣＦ１００の視野角「θｖ」は、ＬＣＦ１００の平面に垂直な法線軸「Ｎ」を中心として約４０度未満である。いくつかの他の実施形態では、ＬＣＦ１００の視野角「θｖ」は、法線軸「Ｎ」を中心として約２０度未満である。いくつかの場合では、ＬＣＦ１００の視野角「θｖ」は、ＬＣＦ１００のピーク透過率の軸を中心として約４０度未満である。視野角「θｖ」の半分よりも大きい入射角でのＬＣＦ１００の透過率は実質的にゼロである。いくつかの場合では、約１５度より大きいも入射角において、ＬＣＦ１００の透過率は実質的にゼロである。いくつかの場合では、約２０度より大きいも入射角において、ＬＣＦ１００の透過率は実質的にゼロである。いくつかの他の場合では、約９度よりも大きい、又は約１０度よりも大きい入射角において、ＬＣＦ１００の透過率は実質的にゼロである。いくつかの場合では、実質的にゼロの透過率は、垂直入射角でのピーク透過率の約５０％未満に対応し得る。いくつかの他の場合では、実質的にゼロの透過率は、光の完全遮断、すなわちピーク透過率の０％に対応し得る。例えば、視野角「θｖ」の半分未満の入射角「θｉ」を有する光線「Ｂ」は、特定の透過率でＬＣＦ１００を透過し得る。透過率は、入射角「θｉ」に依存し得る。しかしながら、視野角「θｖ」の半分よりも大きい入射角「θｊ」を有する光線「Ｃ」は、ＬＣＦ１００によって実質的に遮断され得る。ＬＣＦ１００の視野（「ＦＯＶ」）は、視野角「θｖ」に実質的に等しくてもよい。いくつかの場合では、ＬＣＦ１００の「ＦＯＶ」は、約４０度未満、又は約２０度未満である。
【００４７】
ＬＣＦ１００は更に、入射光に対してスペクトル選択性である。第１の機能性基材１１０（すなわち、ＭＯＦ）は、ＬＣＦ１００にスペクトル選択性を提供し得る。一実施形態では、ＬＣＦ１００は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲の全てにわたって、約４０％よりも大きい垂直入射での透過率を有する。別の実施形態では、ＬＣＦ１００は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲の全てにわたって約２０％よりも大きい、垂直入射での透過率を有する。更に別の実施形態では、ＬＣＦ１００は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲の全てにわたって約５％よりも大きい、垂直入射での透過率を有する。いくつかの場合では、ＬＣＦ１００は、約８００ｎｍよりも大きい波長を更に遮断してもよい。ＬＣＦ１００の透過率は、ＬＣＦ１００の平均光透過率に対応し得る。いくつかの実施形態では、排除される又は遮断される波長は、入射角の増大につれて、より短い波長に漸進的にシフトし得る。したがって、ＬＣＦ１００の遮断機能は、入射角の増大と共に、より短い波長に向かってシフトし得る。更には、ＬＣＦ１００は、水蒸気及び酸素ガスの浸透を低減させ得る。浸透の低減は、第２の機能性基材１１８（すなわち、バリアフィルム）によって提供され得る。水蒸気及び酸素の浸透の低減は、ＬＣＦ１００の下方に配置された構成要素（例えば、デジタル画像センサ）の寿命を延ばし得る。したがって、ＬＣＦ１００は、スペクトル選択性機能、角度選択性機能、及びバリア機能を提供する多機能光学フィルムであってもよい。
【００４８】
第１のルーバー構造体１１４及び第２のルーバー構造体１２０は、それぞれ、第１の機能性基材１１０及び第２の機能性基材１１８上に直接形成されているので、ＬＣＦ１００は低減された厚さを更に有する。これにより、別個の基材（例えば、ＰＥＴ基材）、及び基材を隣接する層に付着させるための追加の接着剤層を不要にすることができる。いくつかの場合では、ＬＣＦ１００は、従来のＬＣＦと比較して、厚さが少なくとも１４５μｍ低減し得る。したがって、ＬＣＦ１００は、厚さが重要なパラメータである、ある種の画像化用途に好適であり得る。そのような用途の例として、携帯電話などのモバイル電子デバイスが挙げられる。
【００４９】
図３は、（図１及び図２に示す）ＬＣＦ１００で使用される例示的なルーバー構造体３００の概略断面図を示す。ルーバー構造体３００は、第１のルーバー構造体１１２及び／又は第２のルーバー構造体１２０に対応し得る。ルーバー構造体３００は、基材、例えば第１の機能性基材１１０又は第２の機能性基材１１８上に形成されている微細構造体であってもよい。ルーバー構造体３００は、複数の交互になったリブ３０２及びチャネル３０４を含む。チャネル３０４は、隣接するリブ３０２間に画定された溝である。チャネル３０４は、第１のルーバー１１４及び／又は第２のルーバー１２２に対応し得る。チャネル３０４は、光吸収材料で少なくとも部分的に充填されていてもよい。したがって、チャネル３０４は、ルーバー構造体３００の光吸収領域を形成する。リブ３０２は、重合性樹脂で作製されてもよい。したがって、リブ３０２は、ルーバー構造体３００の光透過領域を形成することができる。図３に示すように、リブ３０２の各々及びチャネル３０４の各々は、テーパ形状を有する。各リブ３０２のテーパ方向は、各チャネル３０４のテーパ方向とは反対である。いくつかの他の場合（例えば、スカイビング処理の場合）、各リブ３０２の形状及び各チャネル３０４の形状はテーパ状でなくてもよい。
【００５０】
ルーバー構造体３００は、高さ「Ｈ」及びピッチ「Ｐ」を有する。高さ「Ｈ」は、各リブ３０２の高さ及び各チャネル３０４の高さに対応し得る。ピッチ「Ｐ」は、隣接するリブ３０２の間の間隔、並びに隣接するチャネル３０４の間の間隔を示す。各リブ３０２は、リブ幅「Ｗ１」を有する。更に、各チャネル３０４は、チャネル幅「Ｗ２」を有する。ピッチ「Ｐ」は、リブ幅「Ｗ１」とチャネル幅「Ｗ２」との合計に実質的に等しい。各リブ３０２は更に、基部リブ幅「Ｗ３」を有する。リブ幅「Ｗ１」は、各リブ３０２のテーパに起因して、基部リブ幅「Ｗ３」よりも小さい。各チャネル３０４はまた、基部チャネル幅「Ｗ４」を有する。チャネル幅「Ｗ２」は、各チャネル３０４のテーパに起因して、基部チャネル幅「Ｗ４」よりも大きい。いくつかの場合では、基部リブ幅「Ｗ３」は、基部チャネル幅「Ｗ４」と実質的に等しくてもよい。
【００５１】
いくつかの場合では、高さ「Ｈ」は、約６０μｍ〜約８０μｍの範囲にある。いくつかの他の場合では、高さ「Ｈ」は、約６０μｍ、又は約７０μｍ、又は約８０μｍに等しくてもよい。いくつかの場合では、ピッチ「Ｐ」は、約２０μｍに等しくてもよい。リブ幅「Ｗ１」は、高さ「Ｈ」の減少と共に減少してもよく、逆もまた同様である。更に、リブ幅「Ｗ１」は、約５μｍ〜約７μｍの範囲内にあってもよい。いくつかの場合では、リブ幅「Ｗ１」は、約６．８６μｍ、又は約６．３３μｍ、又は約５．８１μｍに等しくてもよい。いくつかの場合では、基部リブ幅「Ｗ３」及び基部チャネル幅「Ｗ４」の各々は、約１０μｍに等しくてもよい。ルーバー構造体３００のアスペクト比「Ｒ」は、高さ「Ｈ」と基部リブ幅「Ｗ３」との比、すなわち「Ｈ／Ｗ３」であり得る。ルーバー構造体３００のアスペクト比「Ｒ」は、１よりも大きくてもよい。いくつかの場合では、アスペクト比「Ｒ」は、約６〜約８の範囲内にあってもよい。いくつかの場合では、アスペクト比「Ｒ」は、約６、又は約７、又は約８に等しくてもよい。
【００５２】
ルーバー構造体３００は、壁角度「α」及び境界角度「β」を更に有する。壁角度「α」は、各リブ３０２のテーパを画定する。いくつかの場合では、壁角度「α」は約９１．５度であってもよい。いくつかの他の場合では、壁角度「α」は、約９０．３度よりも大きくてもよい。いくつかの場合では、ルーバー構造体３００は、実質的にゼロのテーパを有してもよい。すなわち、壁角度「α」は約９０度であってもよい。更に、境界角度「β」は、隣接するリブ３０２の間で画定される。いくつかの場合では、境界角度「β」は、約３度に等しい。ルーバー構造体３００は、視野カットオフ角度「ω」を更に有する。視野カットオフ角度「ω」は、リブ３０２及びチャネル３０４の幾何学的形状によって画定される。
【００５３】
ＬＣＦ１００及びルーバー構造体３００は、画像化用途、ディスプレイなどの様々な光学用途で使用され得る。いくつかの場合では、ＬＣＦ１００及びルーバー構造体３００は、光学デバイスにおいて使用され得る。
【００５４】
図４は、例示的な光学デバイス４００の概略断面図である。いくつかの場合では、光学デバイス４００は、携帯電話、カメラ、タブレット、ウェアラブルデバイスなどのモバイル電子デバイスであってもよい。いくつかの他の場合では、光学デバイス４００は、オブジェクトの光学的な感知又は画像化に使用される任意のデバイスを含んでもよい。このような感知デバイスは、様々な用途、例えば、民生用電子機器、健康監視、医療診断、並びに自動車及びセキュリティ用途で使用され得る。
【００５５】
図４に示す例示的な実施形態では、光学デバイス４００は、モバイルハンドヘルドデバイスである。光学デバイス４００によって感知又は画像化されるオブジェクト４０２は、交互になった谷部４０４及び隆起部４０６を有する指紋である。一実施例では、光学デバイス４００は、指紋認識機能を有する携帯電話である。光学デバイス４００は、カバーレンズ４０８と、カバーレンズ４０８に隣接して配置されたディスプレイ層４１０と、ディスプレイ層４１０に隣接して配置された光制御フィルム（ＬＣＦ）４１２と、ＬＣＦ４１２に隣接して配置され、ディスプレイ層４１０の遠位に配置された光学センサ４１４と、を含む。カバーレンズ４０８は、ＬＣＦ４１２の遠位に配置されている。オブジェクト４０２は、カバーレンズ４０８上にある。ＬＣＦ４１２は、光入力面４１６及び光出力面４１８を有する。例示的な実施形態では、図４に示すように、光入力面４１６はディスプレイ層４１０に隣接して配置されており、一方、光出力面４１８は光学センサ４１４に隣接して配置されている。図４に示すように、光学センサ４１４は、カバーレンズ４０８の上面４０９から距離「Ｄ３」に位置する。光学センサ４１４の画像化平面は、カバーレンズ４０８の上面４０９に位置してもよい。距離「Ｄ３」は、光学デバイス４００の画像化平面と感知平面との間の距離に対応し得る。いくつかの場合では、距離「Ｄ３」は、約２ミリメートル（ｍｍ）未満であってもよい。いくつかの他の場合では、距離「Ｄ３」は、約１．５ｍｍ未満であってもよい。
【００５６】
ＬＣＦ４１２は、図１及び図２に関連して上述したＬＣＦ１００と実質的に同様である。図４では、例示を目的として、ＬＣＦ４１２の内部構成要素が省略されている。ＬＣＦ１００と同様に、ＬＣＦ４１２は、光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）の層によって第２の部分にラミネートされた第１の部分を含む。第１の部分は、第１の機能性基材と、第１の機能性基材上に形成された第１のルーバー構造体とを含む。第１の機能性基材は、光入力面４１６を画定し、ディスプレイ層４１０に隣接して位置する。第１の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの場合では、第１の機能性基材は多層光学フィルム（ＭＯＦ）である。第１のルーバー構造体は、複数の第１のルーバーを含む。複数の第１のルーバーの各々は、光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている。更に、複数の第１のルーバーの各々は、光学センサ４１４に向かってテーパ状であるテーパ形状を有する。
【００５７】
ＬＣＦ４１２の第２の部分は、第２の機能性基材、及び第２の機能性基材上に形成された第２のルーバー構造体を含む。第２の機能性基材は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。第２の機能性基材は、光出力面４１８を画定し、光学センサ４１４に隣接して位置する。いくつかの場合では、第２の機能性基材は、バリアフィルムである。第２のルーバー構造体は、複数の第２のルーバーを含む。複数の第２のルーバーの各々は、光吸収材料で少なくとも部分的に充填されている。更に、複数の第２のルーバーの各々は、光学センサ４１４に向かってテーパ状であるテーパ形状を有する。
【００５８】
ＬＣＦ４１２の第１のルーバーは第１の方向に沿って延び、ＬＣＦ４１２の第２のルーバーは第２の方向に沿って延びている。第１の方向及び第２の方向は、約７０度〜約１１０度の範囲内にある角度で互いに対して傾いている。ＯＣＡの層は、第１のルーバーと第２のルーバーとの間に更に配置されている。第１のルーバー及び第２のルーバーは一緒に、光学的に透明な領域を伴う２次元グリッドパターンを形成する。
【００５９】
いくつかの場合では、ＬＣＦ４１２は、ＬＣＦ４１２の平面に垂直な法線軸「Ｎ１」を中心として約４０度未満の視野角「βｖ」を有する。いくつかの他の実施形態では、ＬＣＦ４１２の視野角「βｖ」は、法線軸「Ｎ１」を中心として約２０度未満である。いくつかの場合では、ＬＣＦ４１２の視野角「βｖ」は、ＬＣＦ４１２のピーク透過率の軸を中心として約４０度未満である。いくつかの場合では、ＬＣＦ４１２のピーク透過率の軸は、法線軸「Ｎ１」であってもよい。いくつかの他の場合では、ＬＣＦ４１２のピーク透過率の軸は、ＬＣＦ４１２の平面に対して傾いた別の軸であってもよい。ピーク透過率の軸に対して実質的に平行な入射光は、ＬＣＦ４１２を通る際にピーク透過率を伴う。
【００６０】
視野角「βｖ」の半分よりも大きい入射角でのＬＣＦ４１２の透過率は実質的にゼロである。いくつかの場合では、約１５度よりも大きい入射角において、ＬＣＦ４１２の透過率は実質的にゼロである。いくつかの場合では、約２０度よりも大きい入射角において、ＬＣＦ４１２の透過率は実質的にゼロである。いくつかの他の場合では、約９度よりも大きい、又は約１０度よりも大きい入射角において、ＬＣＦ４１２の透過率は実質的にゼロである。いくつかの場合では、実質的にゼロの透過率は、垂直入射角でのピーク透過率の約５０％未満に対応し得る。いくつかの他の場合では、実質的にゼロの透過率は、光の完全遮断、すなわち０％のピーク透過率に対応し得る。ＬＣＦ４１２の視野（「ＦＯＶ」）は、視野角「βｖ」に実質的に等しくてもよい。いくつかの場合では、ＬＣＦ４１２の「ＦＯＶ」は、約４０度未満、又は約２０度未満である。
【００６１】
一実施形態では、ＬＣＦ４１２は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲の全てにわたって約５％よりも大きい、又は約１０％よりも大きい、又は約２０％よりも大きい、又は約４０％よりも大きい、垂直入射での透過率を有する。いくつかの場合では、ＬＣＦ４１２は、約８００ｎｍより大きいも波長を更に遮断してもよい。ＬＣＦ４１２の透過率は、ＬＣＦ４１２の平均光透過率に対応し得る。いくつかの実施形態では、排除される又は遮断される波長は、入射角の増大につれて、より短い波長に漸進的にシフトし得る。したがって、ＬＣＦ４１２の遮断機能は、入射角の増大と共に、より短い波長に向かってシフトし得る。更には、ＬＣＦ４１２は、水蒸気及び酸素ガスの浸透を低減させて、ＬＣＦ４１２の下方に配置された光学センサ４１４の寿命を延ばし得る。ＬＣＦ４１２はまた、ＬＣＦ１００と同様に低減された厚さを有し得る。したがって、ＬＣＦ４１２は、薄い構造を必要とする光学デバイス４００に好適であり得る。いくつかの場合では、ＬＣＦ４１２は、光学デバイス４００の厚さを少なくとも１４５μｍ低減させ得る。
【００６２】
カバーレンズ４０８は実質的に透明であり、ガラス又はプラスチックなどの好適な材料で作製される。カバーレンズ４０８は、ディスプレイ層４１０を覆っている。いくつかの場合では、カバーレンズ４０８は、ＯＣＡの層によってディスプレイ層４１０に接合されてもよい。一実施形態では、ディスプレイ層４１０は、タッチパネルを有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）スクリーンであってもよい。ディスプレイ層４１０は、偏光子４２０、タッチ感知層４２２、ＯＬＥＤ層４２４、及びポリイミド（ＰＩ）フィルム４２６を含む。いくつかの場合では、偏光子４２０は、円偏光子であってもよい。更に、タッチ感知層４２２は、容量性タッチパネルであってもよい。ＯＬＥＤ層４２４は、ＯＬＥＤアレイを含む。ＰＩフィルム４２６は、ＯＬＥＤ層４２４用の基材として機能し得る。ＰＩフィルム４２６は、ＯＣＡの層によってＬＣＦ４１２に接合されてもよい。図４に示すように、ディスプレイ層４１０は本質的に例示的であり、光学デバイス４００は、本開示の範囲内において他の種類のディスプレイを含み得る。
【００６３】
ＬＣＦ４１２は、ディスプレイ層４１０と光学センサ４１４との間に配置される。ＬＣＦ４１２は、ＯＣＡの層によって光学センサ４１４に接合されてもよい。ＬＣＦ４１２は、光学センサ４１４用にスペクトル選択性かつ角度選択性の光学フィルムとして機能し得る。更に、ＬＣＦ４１２はまた、光学センサ４１４への水蒸気及び酸素の浸透を低減させるバリアフィルムとして機能し得る。
【００６４】
いくつかの場合では、光学センサ４１４は、画素アレイを含む画素化された画像センサである。いくつかの場合では、光学センサ４１４は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）技術を使用したアクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）であってもよい。いくつかの場合では、光学センサ４１４は、有機光検出器（ＯＰＤ）材料を更に組み込んでもよい。ＬＣＦ４１２の第１のルーバー及び第２のルーバーによって形成される２次元グリッドパターンは、光学センサ４１４と適合する様々な幾何学的形状に調整されてもよい。この結果、以降の処理のための、オブジェクト４０２の改善された原画像が得られる。更に、２次元グリッドパターンの光学的に透明な部分は、位置合わせなしで、光学センサ４１４のパターン化された光学検出画素に容易に整列され得る。
【００６５】
オブジェクト４０２を画像化又は感知するために必要な光が、ディスプレイ層４１０によって放出されてもよい。ディスプレイ層４１０によって放出された光は、オブジェクト４０２（すなわち、指紋）から反射される。谷部４０４は、典型的には、隆起部４０６よりも多くの光を反射する。ＬＣＦ４１２により、小さい入射角の光のみが光学センサ４１４に透過されることが可能になる。得られた画像は、谷部４０４が明瞭に見え、隆起部４０６が暗く見えて、シャープであり得る。次いで、指紋の画像は、光学デバイス４００に関連付けられた好適な回路（図示せず）によって処理されてもよい。回路は、画像化アルゴリズムを用いて、指紋の様々な特徴を判定してもよい。したがって、光学デバイス４００は、指紋を感知するためのＯＬＥＤディスプレイを使用する。更に、ＬＣＦ４１２は、指紋の画像化を改善するために、光学センサ４１４に到達する光の角度制御及びスペクトル制御を提供する。
【００６６】
ある種の画像化用途では、特定の範囲の波長みを使用し、その範囲外にある他の波長を排除することが望ましい場合がある。例えば、光学センサ４１４に関連付けられたＯＰＤ材料は、特定のスペクトル応答を有する場合がある。いくつかの場合では、ＯＰＤ材料は、約４００ｎｍ〜約６５０ｎｍの電磁波長のみを使用し、６５０ｎｍを超える波長を排除してもよい。ＭＯＦ（すなわち、第１の機能性基材）を利用するＬＣＦ４１２は、スペクトルフィルタとして機能して、ＯＰＤ材料によって検出された特定の範囲の波長が光学センサ４１４に到達することを可能にする。ＭＯＦの透過率及び／又は反射率は、入射放射の波長と共に変化し得る。いくつかの場合では、ＭＯＦは、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されるＵｌｔｒａ−Ｃｌｅａｒ  Ｓｏｌａｒ  Ｆｉｌｍ（ＵＣＳＦ）である。ＵＣＳＦは、赤外線（ＩＲ）放射を反射する多層光学フィルムである。
【００６７】
図５は、異なる入射角に対する、ＵＣＳＦの透過率と入射光の波長との間の関係を概略的に示すプロット５００を表す。ＵＣＳＦの遮断機能（反射帯域）が、入射角の増大と共に、より短い波長に向かってシフトすることは、プロット５００から明らかである。例えば、垂直入射（０度の入射角）では、ＵＣＳＦの遮断機能は約９００ｎｍで生じる。しかしながら、約６０度の入射角については、遮断機能は約７００ｎｍで生じている。したがって、ＵＣＳＦは、ＯＰＤ材料を使用する画像化用途に好適であり得る。
【００６８】
図６は、本開示の光制御フィルム（ＬＣＦ）を製造する例示的な方法６００を概略的に示す。ＬＣＦは、（図１及び図２に示す）ＬＣＦ１００、又は（図４に示す）ＬＣＦ４１２であってもよい。方法６００を、ＬＣＦ１００を参照して説明する。方法６００は、ステップ６０２において、第１の機能性基材１１０上に複数の第１のルーバー１１４を形成して、ＬＣＦ１００の第１の部分１０６を提供することを含む。第１の機能性基材１１０は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。複数の第１のルーバー１１４は、押出成形、注型及び硬化、コーティング、又は何らかの他の方法などの様々な方法によって、第１の機能性基材１１０上に形成される。いくつかの場合では、第１のルーバー１１４を含む第１のルーバー構造体１１２は、第１の機能性基材１１０上に微細複製される。いくつかの場合では、微細複製は、連続的注型及び硬化（３Ｃ）プロセスによって実行されてもよい。例示的な微細複製プロセスは、米国特許第８，５０３，１２２（Ｂ２）号（Ｌｉｕら）に記載されている。典型的な微細複製プロセスは、（ａ）重合性組成物を準備する工程と、（ｂ）移動するウェブ基材（例えば、第１の機能性基材）上に重合性組成物の層を堆積又はコーティングする工程と、（ｃ）移動するウェブ基材上の重合性組成物の層をマスターネガ微細構造化成形表面と接触させて、マスターの空洞を充填する工程と、（ｄ）組成物を紫外線（ＵＶ）放射で硬化させる工程と、を含む。堆積温度は、室温から約８２℃の範囲にわたり得る。マスターの微細構造化成形表面は、形成される構造体の逆（すなわち、ネガ）である。マスターは、ニッケル、クロムめっき又はニッケルめっきが施された銅又は黄銅などの金属製であってもよく、あるいは重合条件下で安定であり、かつ、マスターからの重合材料のきれいな除去を可能にする表面エネルギーを有する熱可塑性材料であってもよい。基材層の表面のうちの１つ以上は、任意選択的に、プライマー処理されるか、又はそうしない場合は、基材層への光学層の接着を促進するように処理されてもよい。例えば、第１の機能性基材１１０は、第１の機能性基材１１０への第１のルーバー構造体１１２の接着を促進するように処理されてもよい。
【００６９】
方法６００は、ステップ６０４において、複数の第１のルーバー１１４を光吸収材料で少なくとも部分的に充填することを更に含む。光吸収材料は、顔料、染料、カーボンブラックなどの黒色着色剤、又はこれらの組み合わせであってもよい。光吸収材料は、光が第１のルーバー１１４を通って透過することを実質的に防止し得る。
【００７０】
方法６００は、ステップ６０６において、第２の機能性基材１１８上に複数の第２のルーバー１２２を形成して、ＬＣＦ１００の第２の部分１０８を提供することを更に含む。第２の機能性基材１１８は、光学活性層及びバリア層のうちの少なくとも１つを含む。複数の第２のルーバー１２２は、押出成形、注型及び硬化、コーティング、又は何らかの他の方法などの様々な方法によって、第２の機能性基材１１８上に形成される。いくつかの場合では、第２のルーバー１２２を含む第２のルーバー構造体１２０は、第２の機能性基材１１８上に微細複製される。いくつかの場合では、微細複製は、連続的注型及び硬化（３Ｃ）プロセスによって実行されてもよい。例示的な微細複製プロセスが、米国特許第８，５０３，１２２（Ｂ２）号（Ｌｉｕら）に記載されている。典型的な高精細プロセスは、（ａ）重合性組成物を準備する工程と、（ｂ）移動するウェブ基材（例えば、第２の機能性基材）上に重合性組成物の層を堆積又はコーティングする工程と、（ｃ）移動するウェブ基材上の重合性組成物の層をマスターネガ微細構造化成形表面と接触させて、マスターの空洞を充填する工程と、（ｄ）組成物を紫外線（ＵＶ）放射で硬化させる工程と、を含む。堆積温度は、室温から約８２℃の範囲にわたり得る。マスターの微細構造化成形表面は、形成される構造体の逆（すなわち、ネガ）である。マスターは、ニッケル、クロムめっき又はニッケルめっきが施された銅又は黄銅などの金属製であってもよく、あるいは重合条件下で安定であり、かつ、マスターからの重合材料のきれいな除去を可能にする表面エネルギーを有する熱可塑性材料であってもよい。基材層の表面のうちの１つ以上は、任意選択的に、プライマー処理されるか、又はそうしない場合は、基材層への光学層の接着を促進するように処理されてもよい。例えば、第２の機能性基材１１８は、第２の機能性基材１１８への第２のルーバー構造体１２０の接着を促進するように処理されてもよい。
【００７１】
方法６００は、ステップ６０８において、複数の第２のルーバー１２２を光吸収材料で少なくとも部分的に充填することを更に含む。光吸収材料は、顔料、染料、カーボンブラックなどの黒色着色剤、又はこれらの組み合わせであってもよい。光吸収材料は、光が第２のルーバー１２２を通って透過することを実質的に防止し得る。
【００７２】
方法６００は、ステップ６１０において、第２の機能性基材１１８が第１の機能性基材１１０の遠位に配置されるように、第１の部分１０６及び第２の部分１０８を互いにラミネートすることを更に含む。複数の第１のルーバー１１４の各々は、第１の方向「Ｄ１」に沿って延び、複数の第２のルーバー１２２の各々は、第２の方向「Ｄ２」に沿って延びている。更に、第１の方向「Ｄ１」及び第２の方向「Ｄ２」は、約７０度〜約１１０度の範囲内にある角度「θｇ」で互いに対して傾いている。
【００７３】
いくつかの実施形態では、第１の部分１０６及び第２の部分１０８を互いにラミネートすることは、光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）によって、第１の部分１０６を第２の部分１０８に接合することを更に含む。ＯＣＡは、紫外線（ＵＶ）硬化性アクリレート接着剤、転写接着剤などであってもよい。例示的なラミネートは方法、米国特許第６，３９８，３７０（Ｂ１）号（Ｃｈｉｕら）に記載されている。いくつかの場合では、第１の部分１０６と第２の部分１０８とは、何らかの他の方法、例えばホットラミネーションによって、互いにラミネートされてもよい。
【００７４】
別段の指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される特徴サイズ、量及び物理的特性を表す全ての数は、用語「約」によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、特に反対の指示がない限り、上記明細書及び添付の特許請求の範囲に記載されている数値パラメータは、本明細書で開示される教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変動し得る近似値である。
【００７５】
具体的な実施形態を本明細書において例示し記述したが、様々な代替及び／又は同等の実施により、図示及び記載した具体的な実施形態を、本開示の範囲を逸脱することなく置き換え可能であることが、当業者には理解されるであろう。本出願は、本明細書において説明した具体的な実施形態のあらゆる適合例又は変形例を包含することを意図する。したがって、本開示は、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ものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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