(57)【要約】【課題】様々な要件を満たすボイドを含む薄いフィルムを製造するのは、それが高温下で極めて収縮しやすいので、非常に困難である。【解決手段】光学装置が、直接バックライトおよび、ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に閉じ込められた１つ以上の光学フィルムの配列を含む光学素子を含む。【選択図】図３
2008299306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直接バックライトと；ともに自己支持性である２つの一体的に結束される光学的透過性基体の間に閉じ込められた１つ以上の光学フィルムの配列を含む光学素子と；を含む光学装置。
【請求項２】
前記直接バックライトに隣り合う前記光学的透過性基体が、光学的拡散性でもある、請求項１記載の光学装置。
【請求項３】
前記基体の少なくとも１つが、それ自体で自己支持性である、請求項１記載の光学装置。
【請求項４】
前記基体が、ポリマーを含む、請求項１記載の光学装置。
【請求項５】
前記基体が、アクリル、ポリカーボネート、またはシクロ−オレフィンポリマーもしくはコポリマーを含む、請求項１記載の光学装置。
【請求項６】
前記基体が、０．２５ｍｍ〜４．０ｍｍの厚さである、請求項１記載の光学装置。
【請求項７】
前記基体が、０．７５ｍｍ〜１．２５ｍｍの厚さである、請求項１記載の光学装置。
【請求項８】
前記１つ以上の光学フィルムが、互いに接着されない、請求項１記載の光学装置。
【請求項９】
前記光学フィルムがどれも、互いに接着されない、請求項１記載の光学装置。
【請求項１０】
前記２つの基体が、前記基体および光学フィルムを、それらの面と垂直に貫通して突出するピンを使用することによって一体的に結束され、前記ピンは、圧入または接着によって前記基体に固定されるが、前記光学フィルムには固定されず、前記光学素子の周囲のまわりに位置する、請求項１記載の光学装置。
【請求項１１】
前記２つの基体が、縁部結束クリップを使用することによって一体的に結束される、請求項１記載の光学装置。
【請求項１２】
スペーサが、前記光学フィルムが位置する領域の外側の、前記基体の周囲の外側のまわりに位置する前記２つの基体の間に位置する、請求項１１記載の光学装置。
【請求項１３】
前記２つの基体が、縁部基体を使用することによって一体的に結束され、前記縁部基体の面または表側面が、前記光学透過性基体の縁部に接触して位置付けられるとともに、ピン、接着剤またはその両方によって前記光学透過性基体に固定される、請求項１記載の光学装置。
【請求項１４】
前記縁部クリップの内面が、高反射性層を含み、前記光学的透過性基体の縁部に光学的に結合される、請求項１１記載の光学装置。
【請求項１５】
前記光学的透過性基体の縁部と隣り合う前記縁部基体の面が、高反射性層を含み、前記光学的透過性基体の縁部に光学的に結合される、請求項１３記載の光学装置。
【請求項１６】
ポリマー光学ディフューザーフィルムが、前記光学的透過性基体の間に閉じ込められる、請求項１記載の光学装置。
【請求項１７】
前記ポリマー光学ディフューザーフィルムがボイド形成される、請求項１６記載の光学装置。
【請求項１８】
前記ポリマー光学ディフューザーフィルムが、光学増白剤を含む、請求項１６記載の光学装置。
【請求項１９】
ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムもまた、前記光学的透過性基体の間に、前記ポリマー光学ディフューザーフィルムに隣り合って閉じ込められる、請求項１６記載の光学装置。
【請求項２０】
光方向づけフィルムもまた、前記光学的透過性基体の間に、前記ポリマー光学ディフューザーフィルムの側とは反対側に前記ビーズコーティングディフューザーフィルムに隣り合って閉じ込められる、請求項１９記載の光学装置。
【請求項２１】
反射偏光フィルムもまた、前記光学的透過性基体の間に、前記ビーズコーティングディフューザーフィルムの側とは反対側に前記光方向づけフィルムに隣り合って閉じ込められる、請求項２０記載の光学装置。
【請求項２２】
ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に閉じ込められた、１つ以上の光学フィルムの配列を含む光学素子。
【請求項２３】
光を供給することと、前記光を請求項１記載の光管理層に通すこととを含む、光学装置用の光を管理する方法。
【請求項２４】
請求項１記載のデバイスを含むディスプレイ。
【請求項２５】
液晶セルを含む、請求項２４記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に閉じ込められた１つ以上の光学フィルムの配列を含む光学素子を含む光学ディスプレイに関し、より詳細には、液晶モニタおよび液晶テレビに使用されうる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ラップトップコンピュータ、携帯計算機、デジタル腕時計及びテレビ等の装置に使用される光学ディスプレイである。幾つかのＬＣＤは、ディスプレイの側面に位置する光源を含み、光源からＬＣＤパネルの背面へ光を導くように配置された光ガイドを含む。他のＬＣＤ、例えば、幾つかのＬＣＤモニタ及びＬＣＤテレビ（ＬＣＤ−ＴＶ）は、ＬＣＤパネルの背後に配置された多数の光源を使用して直接照明される。この配置は、より大きいディスプレイではますます一般的である。なぜなら、一定レベルのディスプレイ光度を達成するための光パワー要件がディスプレイサイズの二乗で増加する一方で、ディスプレイの側面に沿って光源を設置するために利用できる場所がディスプレイサイズに比例して増加するだけだからである。加えて、幾つかのＬＣＤの用途、例えば、ＬＣＤ−ＴＶは、ディスプレイが他の用途よりもかなり大きく離れた場所から見るのに十分なほど明るいことが必要であり、ＬＣＤ−ＴＶ用の視角要件は、ＬＣＤモニタ及び携帯装置用のものとは一般に異なる。
【０００３】
幾つかのＬＣＤモニタ及び殆どのＬＣＤ−ＴＶは、一般に、多数の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）によって背後から照明される。これらの光源は、線状であり、かつディスプレイの全幅にわたって伸びており、その結果、ディスプレイの背面が、より暗い領域によって分離された一連の明るいストライプによって照明されることになる。そのような照明プロファイルは望ましくなく、そのため、ディフューザープレートが、ＬＣＤ装置の背面において照明プロファイルを平滑にするために使用される。
【０００４】
幾つかのＬＣＤモニタ及び殆どのＬＣＤ−ＴＶは、一般に、ランプの反対側にディフューザープレートに隣り合って光管理フィルムの配列を積み重ねる。これらの光管理フィルムは、概して、コリメートディフューザーフィルム（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ  ｄｉｆｆｕｓｅｒ  ｆｉｌｍ）、プリズム光方向づけフィルム及び反射偏光子フィルムを含む。ＬＣＤディスプレイを製造するためのこられの個別の光管理フィルムの取り扱いは、各フィルムが典型的に保護カバーシートを備えて供給され、それは最初に取り外さなければならず、その後、各光管理フィルムが個別にＬＣＤのバックライトユニットに置かれなければならないので、非常に大きな労働力を要する。また、個別に各フィルムの在庫を調べて追跡することが、ＬＣＤディスプレイを製造するための総費用を高める場合がある。さらに、これらの光管理フィルムは個別に取り扱われるため、組立工程中にフィルムを損傷するより多くのリスクが存在する。
【０００５】
現在、ＬＣＤ−ＴＶディフューザープレートは、典型的に、ガラス、ポリスチレンビーズ及びＣａＣＯ３粒子を含む様々な分散相を備えたポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のポリマーマトリクスを使用する。これらのプレートは、ランプに起因する高湿度および高温にさらされた後、変形したり歪んだりすることが多い。加えて、ディフューザープレートは、ポリマーマトリクス全体に拡散粒子を均一に分布させるために専用押出配合を必要とし、それがコストをさらに増加させる。
【０００６】
先行の開示である米国特許出願第２００６／００８２６９９号には、自己支持性基体と光学拡散フィルムの別個の層をラミネートすることによって拡散プレートのコストを減少する１つの手法が記載されている。この解決法は新規であるが、これらの層を一緒にラミネートするために接着剤を使用する必要性が、結果として光吸収材料を加えることによるシステムの効率の低下をもたらす。層を一緒にラミネートするための追加処理費用も自滅的である。また、この先行の開示は、付着していないディフューザーフィルムのための材料及び構造物を教示していない。付着していないディフューザーフィルムを有することが望ましく、これは、高レベルの光均一性を維持しながら、寸法安定性及び高い光透過率を有さなければならない。さらに、そのようなディフューザーは、光源からディフューザーより上のＬＣ層への熱利得を減少するためにさらなる断熱値を有することが望ましい。ボイド形成は、ディフューザーの光学要件及び断熱要件の両方を達成するための周知の手段である。製造業者は絶えずＬＣＤスクリーンのプロファイルを薄くする手段を探しているため、薄いディフューザーもまた望ましい。
【特許文献１】米国特許出願第２００６／００８２６９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの要件に合致するボイドを含む薄いフィルムを製造することは、ボイドを含む薄いフィルムが高温下では非常に収縮しやすいので、非常に困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、直接バックライト；及びともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に閉じ込められた１つ以上の光学フィルムの配列を含む光学素子；を含む光学素子およびデバイスを提供する。この光学素子は、直接バックライトＬＣＤディスプレイ内に今日典型的に使用されているディフューザープレートの光学的機能の代替に有用である。
【０００９】
本発明の他の実施形態は、ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学透過性基体の間に配置された、光学ディフューザーフィルムと少なくとも１つの他の光管理フィルムとを含む光学素子である。この光学素子は、バックライト付きＬＣＤディスプレイで今日典型的に使用されている、ディフューザープレート及び光管理フィルムの光学的機能の代替に有用である。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、光源およびＬＣＤパネルを有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ユニットに関するものであり、ＬＣＤパネルは、上部プレート、下部プレート、および、上部プレートと下部プレートとの間に配置された液晶層を含む。下部プレートは、光源に面しており、吸収偏光子を含む。ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に配置された光管理フィルムの配列を含む光学素子は、光源が光管理フィルムの配列を介してＬＣＤパネルを照明するように、光源とＬＣＤパネルの間に配置される。
【００１１】
光管理フィルムの配列は、第１のポリマー光学ディフューザーフィルムを含むことができる。光管理フィルムの配列は、任意に他の光学層を含む。他の光学層は、ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルム、光方向づけフィルムおよび反射偏光子を含んでもよい。
【００１２】
したがって、本発明の一目的は、ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に配置された光学ディフューザーフィルムを含む光学素子を提供することである。この光学素子は、以前のプレートディフューザーの光平滑機能を非常に低いコストで提供する。該光学ディフューザーフィルムは薄い厚さでさえ、高レベルの光学機能をもたらし、かつ特定の熱試験下で寸法安定性要件に合致するという点で独特である。本発明の他の実施形態は、ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に配置された他の光管理フィルムも含む。本発明の他の実施形態では、光学的透過性基体の一方が光学的拡散性であり、したがって、光学ディフューザーフィルム
を、基体間に他の光学フィルムとともに配置しなくてもよく、または拡散の少ない光学ディフューザーフィルムを、基体間に他の光学フィルムとともに配置することができる。
【００１３】
本発明は、従来のプロセスよりも少ない材料、少ない接着剤および少ないステップを用いて、所望の光平滑を可能にするとともに、品質向上を可能にする。
【００１４】
本発明は、添付図面に関連して本発明の様々な実施形態の以下の詳細説明を考慮すると、より完全に理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ又はＬＣディスプレイ）に適用可能であり、特に、背後から直接照明されるＬＣＤ、例えば、ＬＣＤモニタ及びＬＣＤテレビ（ＬＣＤ−ＴＶ）に使用されるものに適用可能である。
【００１６】
ＬＣＤ−ＴＶに現在使用されるディフューザープレートは、ポリマーマトリクス、例えば、硬質シートとして形成される、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、又はシクロ−オレフィンに基づいている。シートは、拡散粒子、例えば、有機粒子、無機粒子又はボイド（気泡）を含む。これらのプレートは、ディスプレイを照明するために使用される光源の高温に曝された後に、変形するか又は歪むことが多い。またこれらのプレートは、製造し、かつ最終ディスプレイ装置に組み立てるには、より高価なものとなる。
【００１７】
本発明は、ＬＣＤパネル自体と光源との間に配置された光管理層の配列を有する直接照明ＬＣＤ装置に関する。光管理層の配列は、ともに自己支持性である２つの光学的透過性有機基体または無機基体と、その基体の間に配置されるがその基体に付着されない、特定の透過レベルおよびヘイズ（ｈａｚｅ）レベルを有する少なくとも１つのポリマー光学ディフューザーフィルムとを含む。任意に、他の光学フィルム、例えば、ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルム、光方向づけフィルム、および反射偏光子などの光学フィルムが、ポリマー光学ディフューザーフィルムと共に基体間に配置され得る。各構成要素の透過レベルおよびヘイズレベルは、光度がディスプレイ全体にわたって比較的一様である直接照明ＬＣディスプレイを提供するように設計される。
【００１８】
本発明の光学的透過性有機基体または無機基体は、製造が簡単であるとともに、商品品目として商業化が可能である。本発明の好ましいポリマー光学ディフューザーフィルムは、製造が簡単であるとともに、製造に使用される材料およびプロセスにおいて高度の自由度を提供する。
本発明において、構造要件と光学要件とは別個である。すなわち、基体は構造的性能を提供し、および付着されていないディフューザー層が光学性能を提供する。これらの機能を分離することによって、共通の透明材料及び共通のディフューザーシートを使用するコスト的利点を生かすことができ、全体的コストを減少できる。基体とディフューザーフィルムを付着させないことによって、高レベルの光学性能及び低製造コストが実現される。これはまた、耐歪性プレート（例えばガラスプレートやポロカーボネートプレート）を低コストで導入するのを可能にする。加えて、ディフューザーが基体ではなくフィルムに含まれる場合、拡散特性をより正確に制御することがより容易である。ボイドを含むディフューザーフィルムを使用することによって、より高レベルの断熱をディフューザーの任意の所与の厚さで提供することができる。しかしそれは、ディフューザーが付着されないことにより、現行システムにおいて今日使用されている光管理フィルム配列内の他の光学フィルムの熱の収縮要件を満たす場合に望まし。しかし、基体間に配置されたディフューザーフィルムまたは他の光学フィルムは、２つの基体の支持する性質により、標準的な熱収縮要件を満たす必要はなくてもよい。
【００１９】
直接照明ＬＣディスプレイ装置１００の例示的な実施形態の概略分解図が図１に示される。そのようなディスプレイ装置１００は、例えば、ＬＣＤモニタ又はＬＣＤ−ＴＶに使用することができる。ディスプレイ装置１００は、典型的にパネルプレート１３４の間に配置されるＬＣ層１３６を包含するＬＣパネル１４０を含むフロントパネルアセンブリ１３０の使用に基づいている。プレート１３４は、ガラスから形成されることが多く、ＬＣ層１３６における液晶の配向を制御するために、それらの内面に電極構造及び配向層を含んでもよい。電極構造は、一般に、ＬＣパネルピクセル（隣り合う領域と無関係に液晶の配向を制御することができるＬＣ層の領域）を画定するように配列さる。カラーフィルタが、表示される画像に色を与えるために、プレート１３４の１つ以上に含まれていてもよい。
【００２０】
上部吸収偏光子１３８は、ＬＣ層１３６よりも上に配置され、下部吸収偏光子１３２は、ＬＣ層１３６よりも下に配置される。吸収偏光子１３８，１３２及びＬＣパネル１４０は、バックライト１１０からディスプレイ１００を介して見る人への光の透過を組み合わせで制御する。幾つかのＬＣディスプレイにおいて、吸収偏光子１３８，１３２は、それらの透過軸を直交して並べられ得る。ＬＣ層１３６のピクセルは、それが作動していないときに、そこを通過する光の偏光を変えることができない。したがって、吸収偏光子１３８，１３２が垂直に配列されているときには、下部吸収偏光子１３２を通過する光は上部吸収偏光子１３８によって吸収される。その一方で、ピクセルが活性化しているときには、そこを通過する光の偏光が回転し、その結果、下部吸収偏光子１３２を透過した光の少なくとも一部が、上部吸収偏光子１３８も透過する。ＬＣ層１３６の様々なピクセルを、例えばコントローラ１５０によって選択的に作動させることにより、光はディスプレイの特定の所望の位置から消え去り、したがって、観察者によって見られる画像を形成することになる。コントローラは、例えば、コンピュータ、又はテレビ画像を受け取り表示するテレビコントローラを含んでもよい。１つ以上の任意の層１３９が、例えばディスプレイ表面を機械的および／または環境的に保護するために、上部吸収偏光子１３８を覆うように設けられてもよい。１つの例示的な実施形態において、層１３９は、吸収偏光子１３８上にハードコートを含んでもよい。
【００２１】
ある種のＬＣディスプレイは、上述したものとは異なる方法で動作できることが理解される。例えば、吸収偏光子を平行に配置することができ、ＬＣパネルは、非作動状態にあるときに、光の偏光を回転させることができる。とにかく、そのようなディスプレイの基本的構造は、依然として上述したものと同様である。
【００２２】
バックライト１１０は、ＬＣパネル１２０を照明する光を生成する多数の光源１１４を含む。ＬＣＤ−ＴＶまたはＬＣＤモニタに使用される光源１１４は、ディスプレイ装置１００を横切って延びる直線状、冷陰極、蛍光管であることが多い。しかし、他のタイプの光源を使用することもでき、例えば、フィラメントまたはアーク灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、フラット蛍光パネルまたは外部蛍光ランプなどがある。このリストの光源は、限定的なものまたは、包括的なものでもなく、例示的なものにすぎない。
【００２３】
バックライト１１０はまた、光源１１４から下向きに、すなわちＬＣパネル１４０から離れる方向に伝搬する光を反射するための反射体１１２も含むことができる。反射体１１２は、以下に説明するように、ディスプレイ装置１００内の光を再循環するためにも有用となりうる。反射体１１２は、鏡面反射体とすることもでき、あるいは拡散反射体とすることもできる。反射体１１８として使用されうる鏡面反射体の一例が、ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎ．）にある３Ｍ社（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されているＶｉｋｕｉｔｉ（登録商標）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ（ＥＳＲ）（改良された正反射）フィルムである。適切な拡散反射体の例は、ポリマー、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン、ポリスチレン等を含み、拡散反射する粒子、例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等を装填している。
【００２４】
光管理層の配列１２０は、バックライト１１０とフロントパネルアセンブリ１３０との間に配置される。光管理層は、ディスプレイ装置１００の操作を改良するように、バックライト１１０から伝搬する光に作用する。例えば、光管理層の配列１２０は、ディフューザープレート１２２を含んでもよい。ディフューザープレート１２２は、光源から受けた光を拡散するために使用され、それは結果として、ＬＣパネル１４０に入射する照明光の均一性の増加をもたらす。したがって、これは結果として、見る人によって知覚される、より均一に明るい画像をもたらす。
【００２５】
光管理層の配列１２０は、また、反射偏光子１２８を含んでもよい。光源１１４は典型的に非偏光を作り出すが、下部吸収偏光子１３２は単一偏光状態を透過させるだけであるため、光源１１４によって生成された光の約半分はＬＣ層１３６まで伝わらない。しかしながら、反射偏光子１２８は、そうしなければ下部吸収偏光子に吸収されることになる光を反射するために用いることができ、そのためこの光は反射偏光子１２８と反射体１１２との間の反射によって再循環され得る。反射偏光子１２８によって反射される光の少なくとも幾つかは偏光解消されることがあり、その後に、偏光状態で反射偏光子１２８に戻され、それは、反射偏光子１２８及び下部吸収偏光子１３２を介してＬＣ層１３６に伝えられる。このように、反射偏光子１２８は、光源１１４から放出され、ＬＣ層１３６に達する光の一部を増加させるために用いることができ、それにより、ディスプレイ装置１００によって生成される画像がより明るくなる。
【００２６】
任意の適切なタイプの反射偏光子を使用することができ、例えば、多層光学フィルム（ＭＯＦ）の反射偏光子；拡散反射偏光フィルム（ＤＲＰＦ）、すなわち、連続／分散相偏光子、ワイヤグリッド反射偏光子、またはコレステリック反射偏光子などを使用することができる。
【００２７】
光管理層の配列１２０はまた、光方向づけフィルム１２６も含むことができる。光方向づけフィルムは、軸外光をディスプレイの軸に近づく方向に変える表面構造を含むものである。これは、軸上を伝搬しＬＣ層１３６を通過する光の量を増大させ、したがって、観察者によって見られる画像の光度を増大させる。一例が、プリズム光方向づけフィルムであり、これは、照明光の方向を屈折および反射によって変えるいくつかのプリズムリッジを有する。
【００２８】
従来のＬＣＤ−ＴＶに使用されるディフューザープレートとは異なり、本発明は、別個の構造部材および拡散部材を有することができる光管理層の配列を使用する。ともに自己支持性である２つの光学的透過性基体および、非付着性のボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムが、これらの機能をそれぞれ果たすことができる。あるいは、ともに自己支持性であり一方の基体が光学的拡散性である２つの光学的透過性基体が、これらの機能を果たすこともできる。本発明の光学素子のいくつかの例示的な実施形態が、図２に概略的に示されている。この図は、ａ〜ｅが付されている、２つの光学的透過性基体を互いに取り付けるための５つの異なる手段を有する同じ光管理層を示す。光管理層の配列２００は、第１の光学的透過性基体２１２および、その基体に隣り合うが付着されていないポリマー光学ディフューザーフィルム２１４を含む。第２の光学的透過性基体２１３は、第１の光学的透過性基体２１２とは反対側に、ポリマー光学ディフューザーフィルム２１４に隣り合う。他の光学フィルムを、後の図に示すように、光管理層の配列のポリマー光学ディフューザーフィルム２１４上で、かつ、基体２１３の下に追加することもできる。図２ａは、基体２１２および２１３がそれによって互いに取り付けられる１つの手段を示す。ピン２１７を、両基体２１２および２１３内に形成された穴にはめ込むことができる。ピンは、光学素子の周囲のまわりに配置することができる。ピンは、基体の穴の中に圧入するか、または接着剤を用いて基体に接着することができ、あるいはその両方を行うこともできる。光学ディフューザーフィルム２１４内の穴またはスロット２１５もまた、ピンが光学ディフューザーフィルムを挿通するように設けられる。穴またはスロット２１５は、光学ディフューザーフィルムが、様々な温度条件および湿度条件で基体とは異なる比率で膨張または収縮できるように、幾分大きなサイズであると好ましい。図２ｂは、基体２１２および２１３がそれによって互いに取り付けられる別の手段を示す。プラスチック結束クリップを有するプラスチックノートブックのものと同様の縁部結束クリップ２１９が使用される。これらのクリップは、接着剤を用いて基体に接着することができる。光学的透過性基体の縁部に隣り合う結束クリップの内面は、基体内のライトパイピングによって光損失を防止するために、高反射性材料とすることができる。図２ｃもまた、縁部結束クリップ２１９の使用を示す。この場合、クリップは、スペーサ２１１によって離間されて保持される基体に圧迫力を及ぼす。基体およびスペーサに加わるクリップの圧迫力は、クリップと基体の間の摩擦力によって、基体とスペーサを一体的に結束する。図２ｄは、２つの光学的透過性基体２１２および２１３のそれぞれにピン２２３によって固定された縁部基体２２１の使用を示す。これらのピン２２３は、縁部基体２２１ならびに基体２１２および２１３内の穴に圧入されるか、または接着剤で固定されるか、あるいはその両方である。光学的透過性基体の縁部に隣り合う縁部基体の内面は、基体内のライトパイピングによって光損失を防止するために、高反射性材料とすることができる。図２ｅは、基体２１２および２１３が光学ディフューザーフィルム２１４と共に静電気力によって互いに保持されたものを示す。層相互間の静電気力が層を互いに保持するので、別個のクリップまたは基体は不要である。これは、光管理層の配列の片面に非常に高い正電圧を印加するとともに、反対面に非常に高い負電圧を印加することによって実現することができる。
【００２９】
基体２１２および２１３は、ともに自己支持性である材料シートであり、光管理配列においてそれらの間に各層を支持するように使用される。本明細書で使用されているように、「自己支持性」は、この場合、自重に加えて配列内の他の層の追加重量を受けても、ごくわずかしか曲がらない（その最長寸法の１８０分の１未満）と定義される。光学的透過性基体の一方または両方は、それ自体を自己支持性とすることができる。基体２１２および２１３は、例えば、ディスプレイのサイズに応じて、組合せた厚みを最大で数ミリメートルとすることができる。典型的には、各基体は、０．２５〜４ｍｍ厚である。好ましくは、各基体は、０．７５〜１．２５ｍｍ厚である。光学的透過性基体の一方または両方は、それ自体を自己支持性とすることができる。
【００３０】
基体２１２および２１３は、実質的に可視光を通す任意の材料、例えば、ガラスおよびポリマーを含む無機材料または有機材料で製作されうる。適切なガラスとしては、フロートガラス、すなわちフロートプロセスを用いて製作されたガラス、または厚みおよび純度などの特性がフロートガラスよりもよく制御される、ＬＣＤガラスと呼ばれるＬＣＤ高品質ガラスなどがある。ＬＣＤガラスを形成する一手法が、ローラ間にガラスを形成することである。
【００３１】
基体２１２および２１３、ディフューザーフィルム２１４、および１つ以上の他の光管理層は、バックライトとＬＣＤパネルの間に配置される光管理配列内に含まれることができる。基体２１２および２１３は、単一光学素子内に光管理配列を支持するための安定構造をもたらす。基体２１２および２１３は、特にそれらがガラスなどの歪みにくい材料で形成された場合に、歪みが従来のディフューザープレートシステムよりも少ない傾向がある。
【００３２】
基体２１２および２１３を製作するために使用される適切なポリマー材料は、アモルファスまたは半結晶性のものとすることができ、ホモポリマー、コポリマー、またはそれらのブレンドを含むことができる。ポリマー材料の例としては、これらに限定されるものではないが、アモルファスポリマーとしては、ポリ（カーボネート）（ＰＣ）、ポリ（スチレン）（ＰＳ）、アクリレート、例えばニュージャージ州ロッカウェー（Ｒｏｃｋａｗａｙ，Ｎ．Ｊ．）にあるＣｙｒｏ  Ｉｎｄｕｓｒｉｅｓ社によってＡＣＲＹＬＩＴＥ（登録商標）ブランドで供給されているアクリルシート、イソクチルアクリレート／アクリル酸などのアクリルコポリマー、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ＰＭＭＡコポリマー、シクロオレフィン類、シクロ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、アタクチックポリ（プロピレン）、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、ポリ（カーボネート）／脂肪族ＰＥＴブレンドなどがあり、半結晶性ポリマーとしては、ポリ（エチレン）、ポリ（プロピレン）、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）、ポリイミド、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、フッ素ポリマー、ポリ（スチレン）−ポリ（エチレン）コポリマー、およびＰＥＴ−ＰＥＮコポリマーなどがある。
【００３３】
ポリマー光学ディフューザーフィルム２１４の例示的な実施形態は、ボイドを含む半結晶性ポリマーマトリックスおよび、ボイド開始粒子とを含む。半結晶性ポリマーマトリックスは、それが実質的に可視光を通すことができるので好ましく、ボイドを容易に延伸することができ、最高８５℃の高温で試験された後で収縮が１．０％未満である寸法安定性を有することができる。これらの基準をすべて満たす好ましいポリマーが、ポリエステルおよびそのコポリマーである。最も好ましいのが、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）ポリエステル、およびそれらのコポリマーのうちのいずれかである。ＰＥＴは、そのコストがＰＥＮよりもずっと低いので、最も適している。図７は、市販されているいくつかのＰＥＴ樹脂の光透過率について示す。透過率は、ＡＳＴＭ  Ｄ−１００３の方法に従って測定される。あるグレードは、９０．５％未満の透過率を有する。９０．５％を超える光透過率を有するＰＥＴグレードが、ディフューザーフィルムによる光吸収量を限定するために使用されることが好ましい。
【００３４】
ボイド開始粒子は、マトリックスポリマーに非混合性の任意のタイプの粒子とすることができる。これらの粒子は、無機物または有機物とすることができる。無機粒子は、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタンのうちのいずれか、あるいは溶融ブレンドされてポリマーにされうる他の無機化合物を含むことができる。典型的な有機ボイド開始粒子は、マトリックスポリマーと非混和性のポリマーである。これらの非混和性ポリマーの樹脂ペレットは、マトリックスポリマーの樹脂ペレットと簡単に乾燥混合され一緒に押し出されてキャストフィルムを形成することができるので、好ましい。無機粒子は予備混合または溶融混練を必要とし、それによって加工費が増大する。好ましい有機ボイド開始粒子は、ポリオレフィンである。最も好ましいのは、ポリプロピレンである。ボイド開始粒子を追加し、それによってディフューザーとして機能するための十分な拡散性をもたらすが、ＬＣＤディスプレイの光の輝度が大幅に低下するほど不透明にはならないようにするべきである。好ましいボイド開始粒子の填充は、フィルム全体の３〜２５重量％である。最も好ましい填充は、１０〜２０重量％である。
【００３５】
ポリマー光学ディフューザー２１４は、マトリックスポリマーと非混和性ポリマー添加物とを乾燥混合するプロセスによって生産されることが好ましい。ブレンディングは、微粉化した、例えば、粉末状または粒状のマトリックスポリマーとポリマー添加物とを混合するとともに、それらを互いに完全に混合し、例えば、それらをタンブリングすることによって、実現されうる。得られた混合物は、次いで、フィルム形成押出機に供給される。押し出され、例えば粒状形態に縮小されている、ブレンドされたマトリックスポリマーおよび非混和性ポリマー添加物は、首尾よく再び押し出されて、ボイドを含むポリマー光学ディフューザーにすることができる。したがって、スクラップフィルムを、例えば、エッジトリミングとして、プロセスを通じて再供給することが可能である。あるいは、ブレンディングは、押出し直前にマトリックスポリマーの溶解ストリームと非混和性ポリマー添加物とを混合することによって行うことができる。マトリックスポリマーが生産される重合容器にポリマー添加物が追加された場合、ボイド形成、したがって拡散性は、延伸過程において進展しないことが見出されている。これは、熱加工過程において添加物とマトリックスポリマーとの間に起こりうる何らかの形の化学的または物理的結合によるためと考えられる。
【００３６】
ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムの押出し、急冷および延伸は、配向フィルムを生産するための当技術分野で公知の任意のプロセスによって、例えばフラットフィルムプロセスまたはバブルもしくはチューブラプロセスによって行うことができる。フラットフィルムプロセスは、本発明によるボイドを含むポリマー光学ディフューザーを製作する場合に好ましく、ブレンドをスリットダイに通して押し出し、押し出されたウェブをチルキャスティングドラム上で急冷し、その結果、フィルムのマトリックスポリマー成分が急冷されて無定形状態にするものである。次いで、フィルムベースは、マトリックスポリマーのガラス−ゴム転移温度よりも高い温度で互いに直交する方向に延伸することによって、２軸配向される。一般に、フィルムは、最初に一方向に、次いで第２の方向に延伸されるが、必要により、延伸は、両方向に同時に行われてもよい。典型的なプロセスでは、フィルムは、最初に１組の回転ローラの上で、または２対のニップローラの間で押出し方向に延伸され、次いで、それに対して直角方向にテンター装置を用いて延伸される。フィルムは、各方向に、各延伸方向のその初期寸法の２．５〜５．０倍に延伸されうる。延伸したときに、ボイドがボイド開始粒子の周囲に生じる。ボイド開始粒子の濃度が高いほど、生成されるボイド容積の度合いも高くなる。フィルムの最終延伸厚みは、１．０〜１０．０ミルの厚さ範囲内にあることが好ましい。最も好ましい厚さ範囲は、２．０〜６．０ミルである。これは、光透過性自己支持基体よりもかなり薄く、同時に、総厚みを、現在使用されているプレートディフューザーの厚さ範囲内に維持することができる。
【００３７】
フィルムが延伸され、ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムが形成された後、フィルムは、ボイドを含むポリマー光学ディフューザーを両延伸方向の収縮に対して制止しながら、マトリックスポリマーを結晶化するのに十分な温度に加熱することによって、熱処理される。このプロセスにより、フィルムは、最高８５℃までの温度で試験されたときに、１．０％未満の収縮要件を満たすことができる。ボイド形成は、熱処理温度が上昇するにつれて崩壊しやすくなり、崩壊の度合いは、温度が上昇するにつれて増大する。したがって、鏡面反射光の透過率は、熱処理温度の上昇とともに増大する。最高約２３０℃までの熱処理温度は、ボイドを破壊することなく使用することができ、１５０℃〜２００℃の温度では一般に、ボイド形成およびより効率的な拡散性の度合いが増大するとともに、熱試験後の収縮が減少する。
【００３８】
ポリマー光学ディフューザーフィルム２１４は、増白剤も含むことができる。増白剤は一般に、ボイド開始剤よりもずっと低いレベルで添加され、したがってボイド形成には寄与しないが、白色度を改良するとともに、フィルムの拡散性をある程度向上させる。増白剤は、一般に無機化合物であり、ＴｉＯ２が最も好ましい。これらの光学増白剤は、樹脂ブレンドプロセスの間にフィルムに添加することができ、マスターバッチペレットを介して適切な比率で添加することができる。適切な比率は、マスターバッチペレットの濃度をマトリックス樹脂およびボイド開始樹脂の残部と共に、好ましくは０．２５〜５．０重量％の濃度に低下させる比率である。
【００３９】
ポリマー光学ディフューザーフィルム２１４は、紫外光を可視光に変換する光学増白剤を含むこともできる。そのような光学増白剤は、熱的に安定であり、かつボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムを製作するために使用される押出温度に耐えることができるものから選択されなければならない。好ましい光学増白剤は、ベンゾオキサゾリル−スチルベン化合物を含む。最も好ましい光学増白剤は、２，２’−（１，２−エテンジルジ−４，１−フェニレン）ビスベンゾキサゾールを含む。これらの光学増白剤は、樹脂ブレンドプロセスの間にフィルムに添加することができ、マスターバッチペレットを介して適切な比率で添加することができる。適切な比率は、マスターバッチペレットの濃度をマトリックス樹脂およびボイド開始樹脂の残部と共に、好ましくは０．０１〜０．１重量％の濃度に低下させる比率である。最も好ましい実施形態では、光学増白剤は、０．０２〜０．０５重量％の濃度を達成するように添加される。
【００４０】
ポリマー光学ディフューザーフィルム２１４は、吸塵を防止する帯電防止コーティングを含むこともできる。公知の帯電防止コーティングのうちのいずれか１つを使用することができる。
【００４１】
ポリマー光学ディフューザーフィルム２１４は、多層フィルムまたは共押出フィルムとして製作することもできる。そうすることの利点は、非常に薄いフィルムの使用を可能にし、それでも依然として光学的、熱的安定要件または収縮要件を満たすことである。薄いフィルムは、プレートディフューザーの光学拡散性能を達成するために、ボイド開始剤の高充填、したがって高ボイド形成を必要とする。これらの高水準のボイド形成では、フィルムは、高温で寸法的にずっと不安定になる。ボイドを含む層の片側または両側に隣り合うボイドを含まない層を有するフィルムを作ることにより、高温での寸法安定性を改善することができる。そのような多層フィルムの生産は、第２の押出機が、ニートマトリックスポリマーを溶解しそれに空気を入れるために使用されるのを除けば、先に論じたものと同じである。このニートポリマーの押し出し流れは、前述のボイドを含む層の押出し流れと共に、共押出ダイアセンブリ内に送出される。次いで、多層キャストフィルムが、ボイドを含む層の片面または両面上に、ニートポリマー層と共に形成される。次いで、このキャストフィルムは、前述のように急冷され延伸される。
【００４２】
光学的透過性基体２１２、２１３または光学ディフューザーフィルム２１４には、例えば、紫外線吸収材料、または紫外線（ＵＶ）光の影響に耐性がある層のうちの１つの材料を含むことにより、ＵＶ光からの保護が提供されうる。適切なＵＶ吸収化合物は、市販されており、例えば、デラウィア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．）にあるサイテックテクノロジー社（Ｃｙｔｅｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されているＣｙａｓｏｒｂ（登録商標）ＵＶ−１１６４、ニューヨーク州タリタウン（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎ．Ｙ．）にあるチバスペシャルティケミカルズ社（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されているＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）１５７７などがある。
【００４３】
他の材料が、ＵＶ光の悪影響を軽減するために、光学的透過性基体２１２、２１３または光学ディフューザーフィルム２１４内に含まれていてもよい。そのような材料の一例が、ヒンダードアミン系光安定化組成物（ＨＡＬＳ）である。一般に、最も有用なＨＡＬＳは、テトラメチルピペリジンから誘導されたものであり、ポリマー第３級アミンとみなされうるものである。適切なＨＡＬＳ組成物が、例えば、「Ｔｉｎｕｖｉｎ」という商標名で、ニューヨーク州タリタウンにあるチバスペシャルティケミカルズ社から市販されている。そのような有用なＨＡＬＳ組成物の１つが、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ６２２である。
【００４４】
本発明の他の例示的な実施形態が、図３に概略的に示されている。光管理層の配列３００は、ともに自己支持性である光学的透過性基体３１２および３１３、ならびに基体間に配置された、基体３１２に隣り合うが付着されていない光学ディフューザーフィルム３１４とを含む。ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルム３１５もまた、光学的透過性基体３１２および３１３の間に、光学ディフューザーフィルム３１４に隣り合って配置される。この実施形態では、光学的透過性基体３１２および３１３は、縁部結束クリップ３１９によって一体的に結束される。
【００４５】
本発明の他の例示的な実施形態が、図４に概略的に示されている。光管理層の配列４００は、ともに自己支持性である光学的透過性基体４１２および４１３と、基体間に配置された、基体４１２に隣り合うが付着されていない光学ディフューザーフィルム４１４とを含む。ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルム４１５もまた、光学的透過性基体４１２および４１３の間に、光学ディフューザーフィルム４１４に隣り合って配置される。プリズム光方向づけフィルム４１６もまた、光学的透過性基体４１２および４１３の間に、ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルム４１５に隣り合って配置される。この実施形態では、光学的透過性基体４１２および４１３は、縁部結束クリップ４１９によって一体的に結束される。
【００４６】
本発明の他の例示的な実施形態が、図５に概略的に示されている。光管理層の配列５００は、ともに自己支持性である光学的透過性基体５１２および５１３と、基体間に配置された、基体５１２に隣り合うが付着されていない光学ディフューザーフィルム５１４とを含む。ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルム５１５もまた、光学的透過性基体５１２および５１３の間に、光学ディフューザーフィルム５１４に隣り合って配置される。プリズム光方向づけフィルム５１６もまた、光学的透過性基体５１２および５１３の間に、ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルム５１５に隣り合って配置される。反射偏光フィルム５１８もまた、光学的透過性基体５１２および５１３の間に、プリズム光方向づけフィルム５１６に隣り合って配置される。この実施形態では、光学的透過性基体５１２および５１３は、縁部結束クリップ５１９によって一体的に結束される。
【００４７】
本発明の他の例示的な実施形態が、図６に概略的に示されている。光管理層の配列６００は、ともに自己支持性である光学的透過性基体６１２および６１３を含む。ＬＣＤディスプレイにおいて光源に隣り合うことになる光学的透過性基体６１２は、従来の光管理層配列のディフューザープレートと同様にさらに光学的拡散性である。この実施形態では、光学的透過性基体６１２および６１３は、縁部結束クリップ６１９によって一体的に結束される。ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルム６１５が、光学的透過性基体６１２および６１３の間に、光学的透過性基体６１２に隣り合って配置される。プリズム光方向づけフィルム６１６もまた、光学的透過性基体６１２および６１３の間に、ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルム６１５に隣り合って配置される。反射偏光フィルム６１８もまた、光学的透過性基体６１２および６１３の間に、プリズム光方向づけフィルム６１６に隣り合って配置される。
【００４８】
複数の光学フィルムが光学的透過性基体間に配置されている実施形態（図３〜６と同様のもの）のいずれにおいても、光学フィルムは通常、互いに接着されることはない。２つの光学フィルムが互いに接着される場合に、製造コストの観点から利益となりうるが、一般に光学フィルムのうちの１つ以上は、互いに接着されない。
【実施例】
【００４９】
ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に閉じ込められたフィルムの様々な試料を用意し、それらの性能を、市販のＬＣＤ−ＴＶに使用されている類似の光学フィルムと組み合わせたディフューザープレートと比較した。光透過性ＰＭＭＡ基体間のボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムを、輝度および光の一様性について試験した。追加の光学フィルムを有する同様の光学素子も試験した。また、光学フィルムが互いに積層された比較試料を試験した。また、これらの本発明の実施例の剛比を、従来のプレートディフューザーの剛比と比較した。
【００５０】
試料実施例−１
独自のボイドを含むポリマーディフューザーフィルムを、ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムと、光方向づけフィルムおよび、ともに自己支持性である２つの光学的透過性基体の間の反射偏光フィルムと共に配置することによって、単一光管理配列を製作した。
【００５１】
ボイドを含むポリマーディフューザーフィルムを製作するために、ＰＥＴ（イーストマンケミカル社（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）製の＃７３５２）に、ポリプロピレン（「ＰＰ」、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｐ４Ｇ２Ｚ−１５９）２２重量％と、ＰＥＴ、１対ＴｉＯ２、１の濃縮物（イーストマンケミカル社製のＰＥＴ  ９６６３  Ｅ０００２）１．７重量％とを乾燥混合した。次いで、このブレンドを、デシカントドライヤーにおいて６℃で１２時間乾燥させた。
【００５２】
キャストシートを、２−１／２インチ押出機を使用して押し出して、ＰＥＴ／ＰＰ／ＴｉＯ２ブレンドを押出し成形した。２７５℃の溶融流を、やはり２７５℃で加熱された７インチフィルム押出ダイの中に供給した。押し出されたシートがダイから出て来たときに、それを、急冷ロール組の上に５５℃でキャストした。ＰＥＴマトリックス中のＰＰは、押出しの間に１０〜３０μｍの大きさの小球に分散した。連続キャストシートの最終寸法は、幅１８ｃｍ、厚さ３０５μｍであった。次いで、キャストシートを１１０℃で、最初にＸ軸方向に３．２倍延伸し、次いでＹ軸方向に３．４倍延伸した。次いで、延伸されたシートを１５０℃で熱処理した。
【００５３】
延伸過程において、キャストシート内に分散したＰＰ粒子の周囲にボイド形成を開始した。これらのボイドは、延伸過程において成長し、かなりのボイド容積になった。フィルムの最終厚さは、５２μｍであった。
【００５４】
使用したビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムは、シャープエレクトロニクス社（Ｓｈａｒｐ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製のアクオス（Ａｑｕｏｓ）２０インチＤＢＬ  ＴＶ内に設けられているタイプである。
【００５５】
使用した光方向づけフィルムは、市販のフィルム、イーストマンコダック社（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｋｏｄａｋ  Ｃｏｍｐａｎｙ）製の光方向づけフィルムＥ２２５である。
【００５６】
使用した反射偏光フィルムは、市販のフィルム、３Ｍ製の反射偏光フィルムＤＢＥＦ−Ｄである。
【００５７】
ともに自己支持性である２つの光学的透過性基体は、市販のＰＭＭＡシート材料、厚さ１／１６インチのＡｃｒｙｌｉｔｅ（登録商標）アクリルプラスチックシートとした。
【００５８】
単一光管理配列は、最初に２枚のＰＭＭＡシートを、シャープエレクトロニクス社製のＡｑｕｏｓ２０インチＤＢＬ  ＴＶ内の既存のプレートディフューザーと同じサイズに切断することによって製作した。８個の穴を、シートの周囲のまわりに等間隔で開けた。穴は、直径約１／８インチであり、鉄製ピンの圧入を可能にした。鉄製ピンを、第１のＰＭＭＡシートに圧入して、シートの一方の面と同一平面にし、他方の面から約１／４インチ突出させた。次いで、前述のボイドを含むポリマーディフューザーフィルムを、ＰＭＭＡシートと同じサイズに切断した。特大の穴をシート内にピンと同じパターンで開け、シートを第１のシートの延長したピンの上に置いた。次いで、これと同じプロセスをビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムで行って、そのフィルムを、ボイドを含むポリマーディフューザーフィルムに隣り合って置いた。次いで、これと同じプロセスを光方向づけフィルムで行って、そのフィルムを、ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムに隣り合って置いた。次いで、これと同じプロセスを反射偏光フィルムで行って、そのフィルムを、光方向づけフィルムに隣り合って置いた。次いで、第２のＰＭＭＡシートを延長したピンの上に押圧して、ＰＭＭＡシートは、光管理フィルムのスタックの周囲にサンドイッチを形成した。
【００５９】
試料実施例−２
もう１つの単一光管理配列を、ＰＭＭＡシートを一体に固定するために圧入ピンを使用する代わりに、縁部結束クリップを使用した以外は、実施例−１と同じ方法で製作した。
【００６０】
対照試料Ｃ１
この比較試料は、シャープエレクトロニクス社製のＡｑｕｏｓ２０インチＤＢＬ  ＴＶ内に設けられている光管理配列とした。この光管理配列を、市販のテレビに供給されている２．０３ｍｍ厚の単純なプレートディフューザーで構成し、ボイドを含むポリマーディフューザーフィルムを除いて実施例−１に記載のものと同じ光管理フィルムを、同じ配列順序でプレートディフューザーに積み重ねた。
【００６１】
対照試料Ｃ２
この比較試料は、単一の１／１６インチＡｃｒｙｌｉｔｅ（登録商標）アクリルプラスチックシートを光透過性自己支持性基体として使用し、それに光学フィルムの大多数を積層した光管理配列とした。１／１６インチのプラスイックシートを、最初に、シャープエレクトロニクス社製のＡｑｕｏｓ２０インチＤＢＬ  ＴＶ内のプレートディフューザーのサイズに切断した。次いで、透明接着剤転写テープを用いて、実施例−１に記載のボイドを含むポリマーディフューザーフィルムを１／１６インチのシートに積層した。使用したテープは、３Ｍ（商標）製の５０μｍ厚のテープＮｏ．８１４２である。このテープをシートに貼り付け、次いで、ディフューザーフィルムをテープに貼り付けた。これと同じ手順を用いて、実施例−１のビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムを、ボイドを含むポリマーディフューザーフィルムに積層した。次いで、やはりこれと同じ手順を用いて、実施例−１の光方向づけフィルムをビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムに積層した。次いで、実施例−１の反射偏光フィルムを、積層せずに、光方向づけフィルムの上に積み重ねた。
【００６２】
光度の測定は、軸上輝度測定とした。実施例である実施例−１および実施例−２ならびに対照試料Ｃ１およびＣ２に対するこの測定は、特別に設計されたＬＣＤ−ＴＶ実験用テストベッド上で行った。図７に概略的に示されているテストベッド装置７００は、試料を取り付け照明するために、市販のバックライトユニット７１０を使用した。最上部に積み重ねた光学フィルム７０３を有するディフューザープレート７０２を、あるいは上記７０２の試料で説明した光管理配列を、バックライト内に配置した。次いで、試料を、測定装置７２０を使用して光学的に測定した。以下に、バックライトユニットおよび測定装置について説明する。
【００６３】
バックライトユニット：
シャープエレクトロニクス社製のＡｑｕｏｓ２０インチＤＢＬ  ＴＶ（図７内の７１０）。
１０個のＣＣＦＬ
ディフューザープレートおよび光学フィルム（それぞれ図７内の７０２および７０３）（試料で説明した様々な光管理配列を、本発明のガラスまたは他の比較試料のガラスを測定するときに、プレートディフューザーおよび光学フィルムの代わりに使用した、図７内の７０２。）
【００６４】
測定装置：
１）ＥＬＤＩＭ社の１６０Ｒ  ＥＺ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｃｏｎｓｃｏｐｅ−試料から１．２ｍｍの距離を置いた２ｍｍのスポットサイズ。（図７内の７２０）
【００６５】
ＥＬＤＩＭ社の１６０Ｒ  ＥＺ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｃｏｎｓｃｏｐｅは、ディフューザープレートまたは光管理配列から放出する軸上輝度を測定するために使用した。軸上輝度は、ディフューザープレート面またはディフューザーフィルム面に対して垂直に放出する光の強さである。データは、輝度としてカンデラ毎平方メートル（ｃｄ／ｍ２）で報告された。
【００６６】
剛性の測定は、比較試料および本発明の試料のそれぞれについて、それぞれの相対的な自己支持機能を評価するために行われた。ＡＳＴＭ  Ｄ７９０に記載されている手順、プラスチックおよび電気絶縁材料の曲げ特性、方法Ｉ（３点中央荷重）を用いた。
試験速度  ０．２５インチ／分
ポスト離隔距離  ３．５インチ
変位および作用荷重を測定することができる定速試験装置を使用して荷重を加える。この２つ、すなわち変位および荷重を用いて、各パッケージの配列（光管理シートの層順）の剛性（力／変位、グラフの傾き）を測定する。
【００６７】
軸上輝度および剛性、ならびに各光管理配列が含む個別フィルムまたはシート（アセンブリ）の数を表１に示す。
【００６８】
【表１】
2008299306.tif 000003
【００６９】
表１を見ると、実施例−１および実施例−２がともに、光管理配列を評価するために使用されたＴＶにおける現在のフィルムスタックアップとほぼ同じ軸上輝度レベルを有することが分かる。幾分低い輝度値を、拡散が幾分少ない（より薄いまたはよりボイドが少ない）ボイドを含むポリマーディフューザーフィルムを製作することによって高めることができた。本発明の実施例はともに、おそらくは、接着層の吸光度を増すこと、ならびにビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムと光方向づけフィルムとの間に空気界面がないことにより、積層比較試料Ｃ２をはるかに上回る軸上輝度を有する。
【００７０】
実施例−１および実施例−２の剛性はともに、既存の光管理配列Ｃ１ならびに積層配列Ｃ２よりも高い。
【００７１】
本発明の実施例の対象となる利点は、単一アセンブリと比較例の多重アセンブリとを対比することで、明らかである。したがって、本発明が、市販のＬＣＤ−ＴＶに必要とされる軸上輝度および剛性の水準を維持しながら、製造の容易さとそれに付随するコスト節減とを提供する光管理配列を提供することは、明らかである。
【００７２】
本発明は、様々な変形形態および代替形態に適用可能であるが、それらの細部は、図面内に例として示してあり、詳細に説明される。しかし、本発明は、説明した特定の実施形態に限定するものではないことが理解されるべきである。それどころか、本発明は、特許請求の範囲によって定義されているように、本発明の精神および範囲内にあるすべての変形形態、均等なもの、および代替形態をカバーするものである。
【００７３】
本特許の全内容および本明細書を参照する他の出版物は、参照により本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】ディフューザープレートを用いる、典型的なバックライト付き液晶ディスプレイ装置を概略的に示す図である。
【図２】本発明の原理による、ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に配置された光学ディフューザーフィルムを含む光学素子を概略的に示す図であり、そのような光学素子は、図１のディフューザープレートの機能に取って代わることができる。
【図３】本発明の原理による、ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に配置された光学ディフューザーフィルムおよびビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムとを含む光学素子を概略的に示す図である。
【図４】本発明の原理による、ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に配置された光学ディフューザーフィルム、ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムおよび光方向づけフィルムを含む光学素子を概略的に示す図である。
【図５】本発明の原理による、ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に配置された光学ディフューザーフィルム、ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムおよび光方向づけフィルムと反射偏光フィルムとを含む、光学素子を概略的に示す図である。
【図６】本発明の原理による、ともに自己支持性である２つの一体的に結束された光学的透過性基体の間に配置されたビーズコーティングコリメートディフューザーフィルム、光方向づけフィルムおよび反射偏光フィルムを含む、ビーズコーティングコリメートディフューザーフィルムに隣り合う基体が光学的拡散性である、光学素子を概略的に示す図である。
【図７】試験装置の概略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００  直接照明ＬＣ（液晶）ディスプレイ装置
１１０  バックライト
１１２  反射体
１１４  光源
１１８  反射体
１２０  光管理層
１２２  ディフューザープレート
１２４  コリメートディフューザーフィルム
１２６  光方向づけフィルム
１２８  反射偏光子
１３０  前面ＬＣ（液晶）パネルアセンブリ
１３２  下部吸収偏光子
１３４  パネルプレート
１３６  ＬＣ（液晶）層
１３８  上部吸収偏光子
１３９  任意の層（単数／複数）
１４０  ＬＣ（液晶）パネル
１５０  コントローラ
２００  光管理層
２１１  スペーサ
２１２  第１の光学的透過性基体
２１３  第２の光学的透過性基体
２１４  ポリマー光学ディフューザーフィルム
２１５  ビーズコーティング光コリメートフィルム
２１７  ピン
２１９  縁部結束クリップ
２２１  縁部基体
２２３  ピン
３００  光管理層
３１２  第１の光学的透過性基体
３１３  第２の光学的透過性基体
３１４  ポリマー光学ディフューザーフィルム
３１５  コリメートフィルム
３１９  縁部結束クリップ
４００  光管理層
４１２  第１の光学的透過性基体
４１３  第２の光学的透過性基体
４１４  ポリマー光学ディフューザーフィルム
４１５  コリメートディフューザーフィルム
４１６  プリズム光方向づけフィルム
４１９  縁部結束クリップ
５００  光管理層
５１２  第１の光学的透過性基体
５１３  第２の光学的透過性基体
５１４  ポリマー光学ディフューザーフィルム
５１５  コリメートディフューザーフィルム
５１６  プリズム光方向づけフィルム
５１８  反射偏光フィルム
５１９  縁部結束クリップ
６００  光管理層
６１２  第１の光学的透過性基体
６１３  第２の光学的透過性基体
６１５  コリメートディフューザーフィルム
６１６  プリズム光方向づけフィルム
６１８  反射偏光フィルム
６１９  縁部結束クリップ
７００  テストベッド装置
７０２  ディフューザープレートまたはディフューザーフィルム
７０３  フィルムスタック
７１０  バックライトユニット
７２０  測定装置
【図１】
2008299306.tif 000004
【図２】
2008299306.tif 000005
【図３】
2008299306.tif 000006
【図４】
2008299306.tif 000007
【図５】
2008299306.tif 000008
【図６】
2008299306.tif 000009
【図７】
2008299306.tif 000010
【外国語明細書】
2008299306000001.pdf
2008299306000002.pdf
2008299306000003.pdf
2008299306000004.pdf