(57)【要約】  複数の微細構造が提供され、各微細構造はピークで終端となる少なくとも第一の面および少なくとも第二の面を有する。ピークの少なくとも一部は、展着、ニュートン環、摩耗、モアレ縞、または他の望ましくない光学的状態を最小限にするために、隣接する光学シート、表面、フィルム、基板、または他の層からピークを離す間隔をあけるための隆起部分を含み得る。他の態様において、底面、第一の面、および第二の面を有する第一の複数の微細構造、ならびに底面、第一の面、および第二の面を有する第二の複数の微細構造を含み、該第一の面は第一の平面を、該第二の面は第二の平面および第三の平面を含む光学フィルムもまた提供される。
2006525553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各微細構造がピークで終端となる少なくとも第一の面および少なくとも第二の面を有し、ピークの少なくとも一部はピークの上に延在する隆起部分を含む、複数の微細構造。
【請求項２】
複数の微細構造がコリメータ様式で光を再配向するよう設計される、請求項１記載の微細構造。
【請求項３】
目に見える欠陥を減少するために隆起部分がピークの上に延在して、隣接する表面をピークから離す間隔をあける、請求項１記載の微細構造。
【請求項４】
隆起部分が、隣接する表面をピークから少なくとも約0.3マイクロメートル離す間隔をあける、請求項3記載の微細構造。
【請求項５】
微細構造が透過投影スクリーン、コンピューターディスプレイもしくはモニター、オーバーヘッドプロジェクターディスプレイ、または液晶ディスプレイの一部を形成する、請求項1記載の微細構造。
【請求項６】
微細構造が微細構造のウィンドウ側に一連の底面および一連の平坦面を有し、該底面および該平坦面は第一の軸にそって続き、該平坦面および該底面が第二の軸にそって交互になり、該平坦面は該底面と同一平面上にはない、請求項1記載の微細構造。
【請求項７】
平坦面の少なくとも一部は平坦面の上に延在する隆起部分を含む、請求項6記載の微細構造。
【請求項８】
微細構造が連続プリズム、プリズム、角錐、角錐台、レンチキュラー、円錐、モスアイ構造を有する表面、回折構造、回折構造を有する表面、テクスチャ構造、レンズ、底面および平坦面、および/またはレンズアレイを含む、請求項1記載の微細構造。
【請求項９】
微細構造のウィンドウ側に施された微細構造のパターンをさらに含む、請求項1記載の微細構造。
【請求項１０】
ウィンドウ側の少なくとも一部の領域がウィンドウ側の上に延在する隆起部分を含む、請求項9記載の微細構造。
【請求項１１】
異なって硬化されるパターンが微細構造のウィンドウ側上、および/またはウィンドウ側内で形成される、請求項1記載の微細構造。
【請求項１２】
パターンが微細構造のウィンドウ側上にマスクを置くことによって形成され、マスクは不透明領域および透明領域を含み、線源でプリズムを硬化し、ここで透明領域下のウィンドウ領域と比べて異なる時間量または割合で不透明領域下のウィンドウの領域に硬化させる照射を不透明領域がブロックし、結果としてパターンを生じる、請求項11記載の微細構造。
【請求項１３】
微細構造のウィンドウ側に施されたモスアイ構造を有する表面をさらに含む、請求項1記載の微細構造。
【請求項１４】
ウィンドウ側の少なくとも一部の領域がウィンドウ側の上に延在する隆起部分を含む、請求項13記載の微細構造。
【請求項１５】
微細構造が約60から120度の間の角度を有する、請求項1記載の微細構造。
【請求項１６】
複数の微細構造を含み、微細構造の少なくとも一部は異なる高さロケータを含む、光学フィルム。
【請求項１７】
フィルムがコリメータ様式で光を再配向するよう形づくられる、請求項16記載の光学フィルム。
【請求項１８】
異なる高さロケータが隣接するフィルム、表面または構造から光学フィルムを離す間隔をあける、請求項16記載の光学フィルム。
【請求項１９】
隣接するフィルム、表面または構造が光再配向フィルム、コリメータフィルム、摩耗減少層、光導波路、偏光構造、または散光器の少なくとも一つ含む、請求項18記載の光学フィルム。
【請求項２０】
微細構造を用いて光を平行にする、請求項16記載の光学フィルム。
【請求項２１】
微細構造が透過投影スクリーン、コンピューターディスプレイもしくはモニター、オーバーヘッドプロジェクターディスプレイ、または液晶ディスプレイの一部を形成する、請求項16記載の光学フィルム。
【請求項２２】
微細構造が微細構造のウィンドウ側に一連の底面および一連の平坦面を有し、該底面および該平坦面は第一の軸にそって続き、該平坦面および該底面が第二の軸にそって交互になり、平坦面は底面と同一平面上にはない、請求項16記載の光学フィルム。
【請求項２３】
微細構造のウィンドウ側に施された異なって硬化されるパターンをさらに含む、請求項16記載の光学フィルム。
【請求項２４】
微細構造が連続プリズム、プリズム、角錐、角錐台、レンチキュラー、円錐、モスアイ構造を有する表面、回折構造、回折構造を有する表面、テクスチャ構造、レンズ、偏光表面、底面および平坦面、および/またはレンズアレイを含む、請求項16記載の光学フィルム。
【請求項２５】
微細構造のパターンが微細構造のウィンドウ側に施される、請求項16記載の光学フィルム。
【請求項２６】
異なって硬化されるパターンが微細構造のウィンドウ側上および/またはウィンドウ側内で形成される、請求項16記載の光学フィルム。
【請求項２７】
底面、第一の面および第二の面を有する第一の複数の微細構造、ならびに
底面、第一の面および第二の面を有し、該第一の面は第一の平面を含み、第二の面は第二の平面および第三の平面を含み、第一の複数に比べて異なる第二の複数の微細構造
を含む、光学フィルム。
【請求項２８】
フィルムが第一の複数の微細構造を含む少なくとも第一のゾーンおよび第二の複数の微細構造を含む少なくとも第二のゾーンを含む、請求項27記載の光学フィルム。
【請求項２９】
第一のゾーンおよび第二のゾーンがフィルムにそって交互になる、請求項28記載の光学フィルム。
【請求項３０】
第一の複数の微細構造のピークが第二の複数の微細構造のピークの上に延在する、請求項27記載の光学フィルム。
【請求項３１】
第一の複数の微細構造のピークが第二の複数の微細構造のピークの上に少なくとも約0.3マイクロメートル延在する、請求項30記載の光学フィルム。
【請求項３２】
第一、第二および第三の平面がそれぞれ異なる断面長さを有する、請求項27記載の光学フィルム。
【請求項３３】
第二の複数の微細構造が底面を含み、かつ第一の面が底面から第四の平面に延在する第一の平面を含み、第四の平面は微細構造の頂点の第二の平面まで延在する、請求項32記載の光学フィルム。
【請求項３４】
第一の複数の微細構造が第一の面と第二の面の間に約90度の角度を有する、請求項27記載の光学フィルム。
【請求項３５】
第二の複数の微細構造が第一の平面と第二の平面の間に約60から120度の間の角度を有する、請求項27記載の光学フィルム。
【請求項３６】
第二の平面および第三の平面が、断面で見た場合に凹形状である、請求項27記載の光学フィルム。
【請求項３７】
第二の平面および第三の平面が、断面で見た場合に凸形状である、請求項27記載の光学フィルム。
【請求項３８】
フィルムが第一の硬化部分および第二の硬化部分を含み、それらが照射による硬化可能な同じ物資で形成され、第一の硬化部分は第一の時間量または割合までで、かつ第二の硬化部分は第二の時間量または割合までで硬化され、第一の時間量または割合は第二の時間量または割合に比べて十分に異なり、結果として構造の表面の不連続性を生じる、請求項27記載の光学フィルム。
【請求項３９】
直線状の頂点を終端とする第一の面および第二の面を有し、頂点の少なくとも一部分は直線状の頂点の上に延在する、微細構造。
【請求項４０】
少なくとも一部分が丸味のある、請求項39記載の微細構造。
【請求項４１】
少なくとも一部分が伸長された、請求項39記載の微細構造。
【請求項４２】
第一の方向に向く複数の微細構造、および
微細構造のピークの上に延在する少なくとも一つの構造を含み、
少なくとも一つの該構造がフィルム上に不規則に位置する
光学フィルム。
【請求項４３】
フィルムのウィンドウ側に施された異なって硬化されるパターンをさらに含む、請求項42記載の光学フィルム。
【請求項４４】
光学層、および
ピークで終端となる少なくとも第一の面および第二の面をそれぞれ有する複数の微細構造を含み、該微細構造のピークは望ましくない光学的状態を妨げるかまたは最小限にするためにピークの少なくとも一部の上の成分に間隔をあけることによって光学層から十分に離れて間隔をあける、光学構造。
【請求項４５】
光学層が散光器を含む、請求項44記載の光学構造。
【請求項４６】
複数の微細構造が第一の複数の微細構造であり、該光学構造が第一の複数の微細構造の下に位置する第二の複数の微細構造をさらに含む、請求項44記載の光学構造。
【請求項４７】
第二の複数の微細構造が第一の複数の微細構造に関して相殺される、請求項46記載の光学構造。
【請求項４８】
第二の複数の微細構造の下に位置する散光器をさらに含む、請求項46記載の光学構造。
【請求項４９】
散光器の下に位置する導波路をさらに含む、請求項48記載の光学構造。
【請求項５０】
複数の微細構造が第一の複数の微細構造であり、第二の複数の微細構造をさらに含み、第二の複数の微細構造が底面、第一の面、および第二の面を有し、第一の面は第一の平面を含み、第二の面は第二の平面および第三の平面を含む、請求項44記載の光学構造。
【請求項５１】
第一の複数の微細構造のピークが、望ましくない光学的状態を妨げるかまたは最小限にするために光学層から第二の複数の微細構造のピークを離す間隔をあけるために第二の複数の微小構造の上に延在する、請求項50記載の光学構造。
【請求項５２】
（a）表面が実質的に滑らかになるまでドラムの表面を磨くこと
（b）ドラムの表面にパターンの陰画イメージを彫ること
（c）必要ならドラムの表面にパターンの陰画イメージが所望の深さになるまで、ドラムの表面を再び磨き、かつ再び彫ること
（d）ドラムの表面を用いて、フィルム上にパターンを鋳造すること
を含む、フィルム上にパターンを形成する方法。
【請求項５３】
フィルムのウィンドウ側にパターンを鋳造することをさらに含む、請求項52記載の方法。
【請求項５４】
パターンの構造が約0.010から3.00マイクロメートルの間の範囲の高さを有する、請求項52記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願
本出願は2003年5月2日に出願された米国仮出願第60/467,494号の恩恵を主張し、その出願の全教示は参照として本明細書中に援用される。
【０００２】
発明の背景
輝度増強フィルム（BEF）は照明器具（lighting fixture）から照明器具（luminaires）、ラップトップ型コンピューターディスプレイおよび平面パネル型デスクトップモニターまたはディスプレイを通過する光を配向するためのライティングパネルに使用されている。輝度増強フィルムは連続プリズムを有し得、所望の方向性をもって光を拡散する。しばしばフィルムは蛍光源と組み合わせて使用されている。フィルムは光が出現する角度を調整することによって照明器具またはディスプレイの輝度を改良することに部分的に成功した。
【０００３】
光学フィルムはしばしば他のフィルムまたはシートと組み合わせて使用される。例えば、二つの拡散フィルム、および二つの光再配向フィルムもしくはコリメータフィルムが液晶ディスプレイの後ろで光導波路のスタックとして使用される。光学フィルムが散光器または別の光学フィルム等の別の層に隣接して位置する場合、ライティングパネルにおける欠陥がしばしば視聴者に気付かれる。一つのかかる欠陥は光学フィルムの「展着(wetting-out)」によって引き起こされ、フィルムが隣接するフィルムに接触した場合に生じ得る。接触点では、二つのフィルムを通過する光に対する屈折率の変化が消失するか、実質的に減少する。二つのフィルムがお互いに一様には接触しないので、欠陥が視聴者に気付かれる。
【０００４】
存在し得る別の欠陥は「ニュートン環」といい、これは二つのフィルムが、例えば埃等の粒子によって、お互いに徐々に離れる場合に生じる。
【０００５】
発明の概要
本発明の特定の態様において、複数の微細構造または微細構造のアレイが提供され、各微細構造がピークで終端となる少なくとも第一の面および少なくとも第二の面を有する。ピークの少なくとも一部は、展着(wet-out)、ニュートン環、摩耗、モアレ縞、または他の望ましくない光学的状態を最小限にするために、隣接する光学シート、表面、フィルム、基板または他の層からピークを離す間隔をあける隆起部分を含み得る。
【０００６】
微細構造は光を再配向または平行にするよう設計され得る。特定の態様において、微細構造としては連続プリズム、プリズム、角錐、角錐台、レンチキュラー、円錐、モスアイ構造を有する表面、回折構造、回折構造を有する表面、テクスチャ構造、底面および平坦面、レンズ、および/またはレンズアレイが挙げられる。隆起部分は隣接する表面をピークから少なくとも約0.3マイクロメートル離す間隔をあける。本発明の態様において、微細構造は透過投影スクリーン、コンピューターディスプレイもしくはモニター、オーバーヘッドプロジェクターディスプレイ、または液晶ディスプレイの一部を形成する。
【０００７】
発明の他の態様において、微細構造は微細構造のウィンドウ側に一連の底面および一連の平坦面を有する。平坦面および底面が第二の軸にそって交互になりながら、底面および平坦面は第一の軸にそって続く。発明の一つの態様において、平坦面は底面と同一平面上ではない。平坦面の少なくとも一部は平坦面の上に延在する隆起部分を含み得る。さらなる態様において、モスアイ構造または異なって硬化されるパターンもまたプリズムのウィンドウ側に提供され得る。特定の態様において、ウィンドウ側の少なくとも一部の領域は、ウィンドウ側の上に延在する隆起部分を含み得る。
【０００８】
パターンは一つの態様において肉眼で見ることが出来、プリズムのウィンドウ側に形成され得る。特定の態様において、パターンはプリズムのウィンドウ側の上に、不透明領域および透明領域を含むマスクを置くことによって形成される。微細構造は線源で硬化されるが、ここでは透明領域下のウィンドウの領域に比べて異なる時間量または割合で不透明領域下のウィンドウの領域に硬化を生じさせるような照射を不透明領域がブロックし、その結果、ウィンドウ内で目視できるパターンが生じる。
【０００９】
光学フィルムはまた、底面、第一の面および第二の面を有する第一の複数の微細構造、ならびに底面、第一の面、第二の面を有する第二の複数の微細構造を含んで提供され、該第一の面は第一の平面を含み、該第二の面は第二の平面および第三の平面を含む。フィルムは第一の複数の微細構造を含む少なくとも第一のゾーンおよび第二の複数の微細構造を含む少なくとも第二のゾーンを含み得る。第一のゾーンおよび第二のゾーンはフィルムにそって交互になり得る。
【００１０】
特別の態様において、第一の複数の微細構造のピークは、展着、ニュートン環、摩耗、モアレ縞、または他の望ましくない光学的状態を最小限にするために、第二の複数の微細構造のピークの上に延在して、隣接する光学シート、表面、フィルム、基板または他の層からピークを離す間隔をあける。第一の複数の微細構造のピークは、第二の複数の微細構造のピークの上に少なくとも約0.3マイクロメートル延在し得る。
【００１１】
特定の態様において、第一の平面、第二の平面および第三の平面はそれぞれ異なる断面長さを有する。第二の複数の微細構造は底面を含み、第一の面は底面から第四の平面まで延在する第一の平面を含む。第四の平面は微細構造の頂点にある第二の平面まで延在する。
【００１２】
第二の平面および第三の平面は断面で見た場合、凹型形状または凸型形状であり得る。フィルムは照射による硬化可能な同じ物質で形成される第一の硬化部分および第二の硬化部分を含み得、第一の硬化部分は第一の時間までまたは第一の割合で硬化され、第二の硬化部分は第二の時間までまたは第二の割合で硬化される。ここで第一の時間または割合は第二の時間または割合に比べて十分に異なり、結果として構造の平面に不連続性が生じる。
【００１３】
他の態様において、微細構造は直線の頂点で終端となる第一の面および第二の面を有して提供され、頂点の少なくとも一部分は直線の頂点の上に伸びる。特別な態様において少なくとも一部分は丸く、または長くなり得る。
【００１４】
さらに他の態様において、光学構造は光学層およびピークで終端となる少なくとも第一の面および第二の面を各々有する複数の微細構造を含んで提供され、プリズムのピークは展着などの望ましくない光学的状態を防止または最小限にするために光学層から十分に離れて間隔をあけている。光学層として散光器が挙げられる。
【００１５】
一つの態様において、複数の微細構造は第一の複数の微細構造であり、光学構造は第一の複数の微細構造の下に位置する第二の複数の微細構造をさらに含む。第二の複数の微細構造は第一の複数の微細構造に関連して相殺され得る。
【００１６】
散光器および/または導波路は第二の複数の微細構造の下に位置され得る。ピークの少なくとも一部は、ピークから光学層を離す間隔をあけるための隆起部分を含む。
【００１７】
光学構造はさらに底面、第一の面および第二の面を有する第二の複数の微細構造を含み得、該第一の面は第一の平面を含み、該第二の面は第二の平面および第三の平面を含む。第一の複数の微細構造のピークは第二の複数の微細構造のピークの上に延在し、展着などの望ましくない光学的状態を防止または最小限にするために光学層から第二の複数の微細構造のピークを離す間隔をあける。
【００１８】
図面の簡単な説明
本発明の前述および他の目的、特徴および利点は、以下の本発明の種々の態様におけるより詳細な説明から明らかになり、添付図で説明されるように参照記号は様々な見解を通して同じ部分をいう。図面は本発明の主張を説明する以外に必ずしも調整、強調されることはない。
【００１９】
発明の詳細な説明
本発明の種々の態様の説明を以下に記す。しばしば、用語、光学「シート」はより固い物質、例えば折り重ならずに壁によりかかり得るものを言い、用語、光学「フィルム」はより曲がりやすい物質、例えば、丸まり得るものを言う。しかしながら、試料の大きさおよび厚さによっては、フィルムはシートとなる。例えば、小さくて薄いポリエステルフィルムは十分に固いので折り重ならずに壁によりかかり得る。本発明の側面を理解する目的のために、用語「シート」および「フィルム」は互換性をもって使用され得る。本発明のシートおよびフィルムは、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレア、またはポリメチルメタクリレート等のプラスチック物質から形成され得る。ポリウレアは2002年8月8日に出願された米国仮出願第60/402,484号および2003年8月4日に出願された米国特許出願第10/634,122号において開示され、各出願の全教示は参照として本明細書中に援用される。
【００２０】
再配向フィルムまたはコリメータフィルムの光学的性能に関して、個々の能動マトリックス液晶ディスプレイバックライトシステムの設計に際し、個々のランプ、導波路および散光器システムの光学効率が、回折効果および屈折効果を最大限に用いるようにコリメータフィルムを設計することによって改良され得ることを見出した。例えば、図1で示されるように、バックライトシステム10は光源12および光反射板14を含む。光源12は蛍光、LED光、白熱光または他の適切な光源であり得る。導波路16は、バックライトシステムの外へ光を配向するためのものであるが、透明な固体物質で形成され、くさび形であり得る。導波路16の一方の側には、導波路16に光を反射して戻すために、アルミニウムまたは被覆した白い表面等の鏡面反射性の物質で形成された導波路反射板18がある。
【００２１】
導波路反射板18は湾曲または平面またはその組み合わせであり得る。散光器20は導波路16からの光を実質的に一様な分布に拡散するフィルムである。適切な散光器の例としては、不規則なテクスチャ構造またはグラジエントインデックスフィルムまたは工業的回折構造が挙げられる。
【００２２】
散光器20の上に、第一の光再配向フィルムまたはコリメータフィルム22が導波路16に隣接する第一の面に溝付き構造24を有し得、そのことは2002年1月15日に出願されて2003年7月17日の米国特許出願公開公報第US2003/0133301号として公開された米国特許出願第10/046,929号に開示されており、その全教示は本明細書中に参照として援用される。溝付き構造24は、コリメータフィルム22の一つの面からコリメータフィルム22の第二の面まで第一軸にそって続き、プリズム表面32の反対側にある滑らかでない平面を提供する一連の底面26および平坦面28を有し得る。連続プリズム表面32はプリズム表面33およびウィンドウ35を有し得、透明な重合体物質から形成され得る。プリズム37はピーク39および谷41を持つ面33を持つ。プリズム37のピッチ（p）は谷41から次の谷41までを測定する。ある態様において、ピッチは25から76マイクロメートル（0.001インチから0.003インチ）の間の範囲であり得る。連続プリズム37の高さ（h）は谷41からピーク39の垂直距離によって測定される。高さ（h）は7.6から38マイクロメートル（0.0003から0.0015インチ）の間の範囲であり得る。角度（β）はピーク39で交わる2つの面33の間で測定される。角度（β）は約60〜120度の範囲であり得る。ある態様において、角度（β）は約60から85度の間の範囲または約95から120度の間の範囲であり得る。ピーク39の各面にある面33は谷41からピーク39までの面の長さ（l）であり得、二等辺三角形を形成し得る。特定の態様において、面は不等辺三角形等の異なる長さを有し得、そのことによってプリズムを傾けまたは斜めにする。
【００２３】
底面26および平坦面28は、底面26および平坦面28に実質的に垂直であり得る壁30によってつながっている。壁30は底面26および平坦面28どちらかに垂直から少しの角度ずれ得る。壁はまた、湾曲し得る。底面26および平坦面28はかかる大きさや間隔をとり、表面がフィルムまたはプリズムのピークと表面どうしで接触するのを最小限にしてニュートン環およびモアレ縞が見えることを減少し、そのことによって展着を減少する。底面26の幅は約1から300マイクロメートルの間の範囲であり得る。別の態様において、底面26の幅は約10から200マイクロメートルの間の範囲であり得る。平坦面28の幅は約1から50マイクロメートルの間の範囲であり得る。別の態様において、平坦面28の幅は約10から約50マイクロメートルの間の範囲であり得る。底面26の幅に対する平坦面28の幅の比率は、約1から約10の間の範囲であり得る。ある態様において、底面は約150マイクロメートル（0.006インチ）の幅であり、平坦面は約25マイクロメートル（0.001インチ）の幅である。別の態様において、底面は約185マイクロメートル（0.0073インチ）の幅であり、平坦面は約33マイクロメートル（0.0013インチ）の幅である。壁30は約0.4から約0.8マイクロメートルの間の範囲の高さであり得、フィルムの底部から底面26および平坦面28の間にある隆起に違いをもたらす。ある態様において、壁30の高さは約0.5から約0.8マイクロメートルの間の範囲である。底面と平坦面の間にある隆起の違いは、可視光のおよその波長以下であり得る。平坦面の幅の寸法は各々約3.175マイクロメートル（1.25×10-4インチ）未満であり得る。
【００２４】
光摩耗減少層34は第一のコリメータフィルム22と第二のコリメータフィルム36の間に位置し得る。摩耗減少層34は、展着またはニュートン環を減少することによって性能を改良するために一つまたは二つの表面に溝付き構造を有し得る。さらなる態様において、拡散層は第一のコリメータフィルム22の上に摩耗減少層34と組み合わせて、または何も組み合わせずに位置し得る。
【００２５】
第二の光再配向フィルムまたはコリメータフィルム36は隣接する第一のコリメータフィルム22の第一の面に第二の溝付き構造38を、反対サイドにプリズム構造40を含み得る。第二のコリメータフィルム36のプリズム構造40は第一のコリメータフィルム22のプリズムと同じ方向を向き得る。特定の態様において、プリズムの方向を約180度まで回転させることによって相殺され得る。ある態様において、第二のコリメータフィルム36は、モアレ縞の形成を減少し、光を分散して放出することに関する均一性を改良するために、第一のコリメータフィルムに対して約90度回転している。摩耗減少層34が存在しない場合、ピーク39はフィルム間の展着を減少するために最小の接触で溝付き構造38と交わる。
【００２６】
第二のコリメータフィルム36の上に液晶ディスプレイ42がある。拡散層は第二のコリメータフィルム36の上に位置し得る。コリメータフィルムは光源、導波路に対応した傾斜、大きさおよび角度を持って設計された連続プリズムを持ち、拡散性は増強した能力を与える。95度から120度までの範囲である角度を有する連続プリズムを用いる利点は、コンピュータスクリーンの視覚に関して最適化し得る光分散を提供することである。角度は、三角形の連続プリズム構造の頂点角度と考えられている。
【００２７】
本発明の光学フィルムの態様が使用され得る別の態様を、図2に示す。バックライトシステム100は、光源102および光反射板104を含む。導波路106は透明な固体物質から作られ得、かつくさび形であり得る。導波路106の第一の面108に隣接して、鏡面反射物質から作られた導波路反射板110がある。反射板110は、表面108で全内面反射が起こるように表面108と少し間隔を空け得る。他の態様において、反射板110は導波路106に対する面に溝付き構造を有し得る。反射板の溝付き構造は、鏡面反射物質で被覆され得る。特定の態様において、反射板110が透明である場合、反射板は導波路106から離れた面で被覆され得る。第一の面108は、段を切り込まれ得る。導波路106の第二の面112は、導波路反射板110の反対側にあり、かつ溝付き構造114を有し得る。
【００２８】
導波路106の上部に、第一のコリメータフィルム116が、導波路106の方に向いたピーク120を含む第一のプリズム構造118を有する。更なる態様において、散乱層を導波路106上部に配置する。第一のコリメータフィルム116は、第一のプリズム構造118のウィンドウ側に第一の溝付き構造122を含み得る。第一のコリメータフィルム116上にある連続プリズムのピークは、光源102と平行して伸び得る。第一の溝付き構造122は、ピーク120と平行する底面124および平坦面126を有し、滑らかでない構造表面を提供する。底面124および平坦面126は壁128で連結される。壁128は、底面124および平坦面126と実質的に直角であり得て、底面および平坦面のどちらかと垂直から数度外れ得る壁128を含む。また壁は、湾曲させ得る。底面124および平坦面126は、実質的に平行であり得るが、同一平面上にない。
【００２９】
第一のコリメータフィルム116の上部に、第二のコリメータフィルム130が、第二の溝付き構造132および第二のプリズム構造134を含み得る。第二のプリズム構造134のピーク136は、導波路106から離れた方向に向いている。第二の溝付き構造132は、ピーク136と平行する底面138および平坦面140を有し、滑らかでない構造表面を提供する。底面138および平坦面140は壁142で連結され、または特定の態様において実質的に平行であるが同一平面上にない。第二のプリズム構造134のピーク136は、第一のプリズム構造118のピーク120に平行でない方向に向き得る。別の方向は90°である。散乱層は第二のコリメータフィルム130の上に配置され得る。
【００３０】
図3は、「ロイド鏡」と呼ばれる概念を示し、それはいかにして展着が、例えばプリズムのピークと隣接表面の間との接点で生じ得るかを説明する。ロイド鏡は、Fundamentals of Optics, F.A. Jenkins およびH.E. White (New York, McGraw-Hill),第3版,241-243ページ(1957)と題する本に記載され、その全教示は参照によって本明細書中に援用される。
【００３１】
点光源Sからの光が、ガラス板の平坦な表面220すれすれの入射角で反射する際、例えば、反射光では2分の１波長の位相変化が生じる。反射光線、例えば光線222が反射しない源Sからの光線224と組み合わさる場合、干渉縞をもたらす。例えば、領域226は暗帯である。なぜならば光線222および224が位相から180°外れるからである。互い違いの暗および明帯が、領域228に沿って生じる。光がガラス板内を通過する場合、同じ結果が起こり得る。なぜならば全内面反射が臨界角度を越えた角度で生じるからである。
【００３２】
図4は、展着の状態に影響を及ぼし得る他の光路を示す。この態様において、プリズム37は、第一の表面404および第二の表面406を有するシートまたはフィルム402と隣接して配置される。特定の態様において、表面404および406は実質的に光学的に透明であり得る。プリズム37のピーク39でおよそ±1μmの空間408の外側の光線Rが、表面404および406で屈折するのが分かる。空間408内の光線Rは、表面406で屈折するのみである。その結果、表面406を横断する光のパターンの均一性は様々である。この現象はロイド鏡の縞と組み合わさって展着の状態を作り出す。
【００３３】
図5〜8は、ロイド鏡の縞が各々の鋭いプリズム先端230に対して先端と隣接表面、例えば散光器232との間の接点で生じ得る4つの位置を示す。散光器表面は、縞を可視化する結像スクリーンとして作用する。光源234を、各図の下部に示す。図5〜8は、干渉縞が生じ得る第一の縞領域236、第二の縞領域238、第三の縞領域240、および第四の縞領域242をそれぞれ示す。
【００３４】
白色光源の結果は、プリズム先端230の両側の比較的広い帯の灰色縞となる。プリズム先端230が任意の方法で平坦またはわずかに丸くなっている場合、プリズム先端230の頂部にニュートン縞もまた存在し得る。以下の公式（先端230に対する散光器232の45°の角度のために、縞は計算されるよりは実際には広く離れるが）を使用して、連続的なロイド鏡型の縞の間の距離、デルタXを計算し得る：
所定の光の波長＝[（デルタX）ｘ（実像と虚像との間の距離）]／源から散光器表面への距離。例えば、赤色光の波長を約0.6μmと仮定すると、実像と虚像との間の距離は約10μmとなり、かつ源から散光器表面への距離は約150.0μmとなる。これらの仮定は約9μmのデルタXを与え、または45°の散光器の傾斜を考慮すると、デルタXは約12μmとなる。このように、赤色光に対して、暗縞が先端のちょうど近くに生じ得、別の暗縞が先端から約12μmの所に生じ得る。
【００３５】
白色光について、約300から700nmの連続する波長のためにこの領域では重複した明および暗縞の連続体が存在する。散光器等の隣接表面から離れてプリズム先端230と間隔を置くことで、ロイド鏡の縞は実質的に最小化されるか、または完全に排除され得るということが発見された。
【００３６】
図9および10は、本発明の原理に従って構築した光学フィルム144の態様を示す。本フィルム144は、本明細書中で開示される任意の態様、例えば図1および2のライティングシステムにおいて使用され得る。複数の連続プリズム146のそれぞれが、ピーク152で交わる第一の面148および第二の面150を含む。底154を各プリズム146のウィンドウ側に提供する。連続プリズムを例証するが、フィルム144は、プリズム、角錐、角錐台、レンチキュラー、円錐、モスアイ構造を有する表面、テクスチャ構造、底面および平坦面、ならびに／またはレンズアレイ等の、微細構造を含み得る。
【００３７】
複数の隆起部分156は、こぶ、主要点、小区切り、あるいは異なる高さの位置表示とも呼ばれ得、少なくともピーク152のいくつかの上に提供され得る。更なる態様において、隆起部分156は、下部表面またはウィンドウ側158および／または平坦面28の上に提供され得る。隆起部分156は、隣接する光学シート、表面、フィルム、基板、または他の層から離れてフィルム144と有益に間隔を置き、展着、ニュートン環、摩耗、モアレ縞、または他の望ましくない光学状態を最小化する。プリズム面146に作製したわずかな湾曲、例えば表面147が、ロイド鏡の縞効果を減少させる。
【００３８】
特定の態様において、隆起部分156は、フィルム144上にランダムに位置する。別の態様において、隆起部分156は予め決定したパターンでフィルム144上に位置する。図9および10の態様において、各隆起部分156は、約1から10μmの間で長さ160を有して延伸する。隆起部分156は、高さ162、つまり部分156がピーク152上に延在する距離、約0.3から20μmの間の距離を有し得る。隆起部分156の壁は、直線、凸状、または凹状を含む任意の形状であり得る。
【００３９】
他の態様において、連続プリズム146のピッチ164は、約10から100μmの間の範囲を有し得て、特定の様態において、ピッチが約49μmであり得る。隆起部分156間の距離168、すなわち直線状のピーク152の長軸に垂直な隆起部分156間の距離は、約2,540から5,080μm（0.1から0.2インチ）の間の範囲を有し得る。距離170、つまり直線状のピーク152の長軸に平行な部分156間の距離は、約2,540から5,080μm（0.1から0.2インチ）の間の範囲を有し得る。特定の態様において、非常に密集したランダムなこぶの表面を連続プリズム146上に作り出す。
【００４０】
隆起部分156の特定の形状および大きさは変化し得る。ある態様において、工具細工で形成した部分は、光を拡散しないが光を屈折させる明確で、滑らかな透明部分156を有するように、工具細工で削ったダイヤモンドを特徴とする。図11は、500倍拡大した、隆起部分156の形成に使用され得るツールの平面図である。
【００４１】
隆起部分156を形成する方法のある態様において、銅メッキまたはニッケルメッキしたドラムが非常に滑らかな表面に面する。一定の頂点の高さ（ドラムの深さ）の連続プリズムの溝をドラム内に規定する。隆起部分156は、動力サーボ系を持ち、切削したダイヤモンドの先端、および溝または直線エンコーダーによって誘導されるトラッキングシステムを有する、ドラムにおいて形成され得る。一定のマイクロメートルの深さレベルの隆起部分156が、プリズム146のピーク152に、すなわちランダムな配置でドラム上に切り出されたプリズムの谷に、加えられ得る。ランダムな配置を、最小の隆起部分156の配置基準で定める乱数発生器を使用して、特定の態様で制御する。
【００４２】
隆起部分156を滑らかなドラム表面に切り出す場合、銅メッキまたはニッケルメッキしたドラムを最初に磨き、次に隆起部分156を一定のマイクロメートルレベルの深さまで任意の望まれるものにおいて加える。特定の態様において、隆起部分156が望ましい深さとなるまでドラムの表面に新しく上塗りされるか、または磨かれ得るように、深さは望まれるより深い。ドラムは、製造過程に耐久性を加えるためにクロムメッキされ得る。更なる態様において、ドラムはフィルムのウィンドウ側に微細構造のパターンを型に取るように使用され得る。パターンは、ランダム、規則的、またはそれらの組み合わせであり得る。このようにある態様において、フィルム上にパターンを形成する方法は、表面が実質的に滑らかになるまでドラムの表面を仕上げること、必要である場合、パターンのネガ像がドラムの表面において望ましい深さとなるまでドラムの表面にパターンのネガ像を彫り刻み、ドラムの表面を仕上げまたは再び彫り刻むこと、およびドラムの表面を用いて、フィルム上にパターンの型を取ることを含む。パターンの型はフィルムのウィンドウ側に取り得る。ある態様において、パターンにおける構造は、約0.010から3.00μmの間での範囲における高さを有する。
【００４３】
隆起部分156の高さ162は、仕上がった部分またはフィルムとなり、例えばフィルム間の展着状態、ニュートン環および摩耗等を減少させるために、ピーク152の先端と隣接部分との間に、約2分の1マイクロメートルの最小限の空隙が存在するような、大きさにする。更なる態様において、隣接部分が、例えば必要な2μmの空隙の2分の１を提供するガラスビーズの散光器である場合、隆起部分156は、必要な全エアギャップの2分の1を構成する必要があるのみとなる。
【００４４】
任意の開示した態様において、フィルムの片側または両側が、例えばプリズム146または下部表面158が、全教示が参照によって本明細書中に援用される、2001年8月10日に出願され、米国特許出願番第 09/928,247号で開示され、2002年5月2日に米国特許出願公開第US2002/0051866号として公開されたように、同じ光または放射線硬化物質から形成される第一の硬化部分および第二の硬化部分を含み得る。つまり、マスク層または放射線防御層は、プリズム146または下部表面158上に置かれ、一方では放射線源で硬化されて、硬化構造の表面上に眼に見える不連続性を生じる。マスク層上に提供され得る例示的なパターン172を図12に示す。この態様において、パターンは、4つの鈍角不等辺三角形を含むロゴ174を含む。他の態様において、パターンは実質的にランダムとなり得、任意の幾何学的形態を含み得る。放射線硬化物質は、化学線放射によって硬化され得、化学線放射は光化学反応を生じ得る電磁放射として定義され得る。異なって硬化されたパターンをプリズムのウィンドウ側に形成する場合、反対側での隆起部分の形状は隆起部分の形状を曲げるか、または変化させ得る。
【００４５】
ヒトの眼は、約0.31 m（1.0 フィート）の正常に読む距離または見る距離で、約200μm（0.008 インチ）より大きく回転し得ないということが知られている。また、フィルム間での約2.0μmの間隙が、問題を生じる光学効果を実質的に減少または排除するのに必要である。このように、異なって硬化された構造または隆起部分156が200μmより小さい大きさであり、約10 % より少ない表面が隣接表面と接触するようにそれらがランダムにまたは非ランダムに1,000μmの距離を隔てて空間を作る場合、眼に見える欠陥は現れない。隆起部分156または異なって硬化された構造は、プリズムフィルムが片方の部分である場合、プリズム頂点が部分156に合わせて、部分156に支えられるように、充分に広くなり、例えば所望のエアギャップを作る。
【００４６】
更なる態様において、モスアイ構造またはモスアイ構造を有する表面が、フィルム144を通る光のスループットを改良するようにウィンドウ側または下部表面158上に形成され得る。モスアイ構造は、2002年3月12日にNilsenらに発行され、2001年5月17日に公開された国際公開番号第WO 01/35128号に相当する米国特許第6,356,389号により詳細に説明されている。それぞれの教示は、全体が本明細書中に援用される。
【００４７】
図13は、本発明の他の態様に従う光再配向フィルム176の部分断面図である。フィルム176は、第一の均一な大きさを有する第一の複数の連続プリズム178および第二の均一な大きさを有する第二の複数の連続プリズム180を含む。第一の複数の連続プリズム178は、第一の面182、第二の面184、および底またはウィンドウ側186を含む。ある態様において、第一の面182および第二の面184は、頂点またはピーク186で90°の角度で交わる。第二の複数の連続プリズム180は、第一の面188、第二の面190、および底またはウィンドウ側192を含む。この態様において、第二の面190は、全教示が参照によって本明細書中に援用される、2001年12月13日に出願された米国特許出願第10/023,204号に開示され、2002年7月25日に米国特許出願番号第2002/0097496号として公開されたように、点198で交わる第一の平坦な表面194および第二の平坦な表面196を含む。
【００４８】
ある態様において、第一の面188は実質的に平面であり、または頂点あるいはピーク200で第一の平坦な表面194と交わる。角度α1は、約60°から120°の間の範囲を有し得、特定の態様において約93°を有し得る。角度α２は、平坦な表面194と196との間の約160°から180°の間の範囲を有し得、特定の態様において約171°を有し得る。ピーク186は、矢印202で示すように、隣接する層をフィルム176から離すように空間を空けてピーク200上に延在する。特定の態様において、ピーク186は、約0.5から20μmの範囲でピーク200の上に延在する。他の態様において、2つ以上の平坦な表面がプリズム178、180の1つ以上の面に提供され得る。
【００４９】
特定の態様において、プリズム178および180は、フィルム176に沿って周期的に交替する領域に分類され得る。予め決定した数の１つまたは複数のプリズム178は、隣接構造が眼に見える光学的な欠損を減少するフィルム176から離れて充分に空間を置くように、予め決定した数の1つまたは複数のプリズム180と隣接して配置され得る。他の態様において、プリズム178および180は、フィルム176上にランダムに配置され得る。フィルム176を形成する特定の方法において、プリズム180に相当する型の部分を最初に切り出し、続いてプリズム178に相当する型を切り出すことができる。
【００５０】
図14は、第一の複数の連続プリズム206および第二の複数の連続プリズム208を有するフィルム204の他の態様を示す。この態様において、プリズム208は、180°より大きい角度α３を形成する2つの平坦な表面212、214を有する面210を有する。特定の態様において、角度α４は、約60°から120°の間の範囲を有し得、特定の態様においては約87°を有し得る。プリズム206、208はフィルム176のプリズム178、180に類似したフィルム204上に配置され得る。この態様において、プリズム206に相当する型の部分を最初に切り出し、続いてプリズム212に相当する型の部分を切り出すことができる。
【００５１】
光学構造および発明の概念は、全教示が参照によって本明細書に援用されている、2003年5月2日に出願された、公有の米国特許出願番号第10/428,318号に開示されている。光学の構造および概念は、本明細書中に開示した発明の原理と共に使用され得る。
【００５２】
本発明は、その様々な態様を参照して特に示されまたは記載されてきたが、添付の特許請求の範囲で包括した本発明の範囲から逸脱すること無く、形式および詳細における様々な変更がなされ得るということが当業者によって理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図1はバックライトシステムの断面図である。
【図２】図2はバックライトシステムの別の態様の透視図である。
【図３】図3は「ロイド鏡」を説明するために用いられたシステムの断面図である。
【図４】図4は展着状態に影響を与え得る光路を説明する図である。
【図５】図5はプリズム先端と隣接する表面の間の接触面で生じ得る第一の縞領域を説明する図である。
【図６】図6はプリズム先端と隣接する表面の間の接触面で生じ得る第二の縞領域を説明する図である。
【図７】図7はプリズム先端と隣接する表面の間の接触面で生じ得る第三の縞領域を説明する図である。
【図８】図8はプリズム先端と隣接する表面の間の接触面で生じ得る第四の縞領域を説明する図である。
【図９】図9は隆起部分を含む連続プリズムの部分透視図である。
【図１０】図10は隆起部分を含む連続プリズムの拡大透視図である。
【図１１】図11は図9および図10で示される隆起部分を形成するために用いられるツールの平面図である。
【図１２】図12はフィルム上で異なって硬化されるパターン部分を形成し得るパターンの平面図である。
【図１３】図13は本発明の他の態様に従った光再配向フィルムの部分断面図である。
【図１４】図14は本発明のさらなる態様に従った光再配向フィルムの部分断面図である。
【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】
2006525553.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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