(57)【要約】  光拡散構成部材およびその製造方法が開示されている。その光拡散構成部材は、基板および少なくとも１つの散乱層を備えることがある。その基板は背面とエッジを有することがある。そのエッジは、光源から光受するように構成されることがある。少なくとも１つの散乱層は、その基板の背面の少なくとも一部にエッチングされた複数の光散乱中心を有することがある。その散乱中心は、エッジからの距離が増すにつれて、密度が増加することがある。その散乱中心は、例えば、約３０マイクロメートル未満の直径、約１０マイクロメートル以下の最大深さ、および約０．５ｎｍから約１００ｎｍの粗さを有することがある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光拡散構成部材において、
前面、背面、および光源から光受するように構成されたエッジを有する基板、および
前記基板の背面の少なくとも一部にエッチングされた複数の光散乱中心を有する少なくとも１つの散乱層であって、該散乱中心は、前記エッジからの距離が増すにつれて、密度が増加し、該散乱中心は、約３０マイクロメートル未満の直径、約１０マイクロメートル以下の最大深さ、および約０．５ｎｍと約１００ｎｍの間の粗さを有するものである、散乱層、
を備えた光拡散構成部材。
【請求項２】
前記散乱中心の直径が約２０マイクロメートル未満である、請求項１記載の光拡散構成部材。
【請求項３】
前記散乱中心の最大深さが約１マイクロメートル以下である、請求項１または２記載の光拡散構成部材。
【請求項４】
前記粗さが約５０ｎｍ未満である、請求項１から３いずれか１項記載の光拡散構成部材。
【請求項５】
前記基板が、ガラス板、プラスチック、または透明セラミックの少なくとも１つである、請求項１から４いずれか１項記載の光拡散構成部材。
【請求項６】
隣接する散乱中心間の中心間距離が約５０ナノメートル以上である、請求項１から５いずれか１項記載の光拡散構成部材。
【請求項７】
光拡散構成部材において、
前面、背面、および光源から光受するように構成されたエッジを有する基板、および
前記基板の背面の少なくとも一部にエッチングされた複数の光散乱中心を有する少なくとも１つの散乱層であって、該散乱中心は、前記エッジからの距離が増すにつれて、サイズが増加し、該散乱中心は、約５０ｎｍから約５０マイクロメートルの直径、約１０マイクロメートル以下の最大深さ、および約０．５ｎｍから約１００ｎｍの粗さを有するものである、散乱層、
を備えた光拡散構成部材。
【請求項８】
前記散乱中心の直径が約２０マイクロメートル未満である、請求項７記載の光拡散構成部材。
【請求項９】
前記散乱中心の最大深さが約１マイクロメートル以下である、請求項７または８記載の光拡散構成部材。
【請求項１０】
前記粗さが約５０ｎｍ未満である、請求項７から９いずれか１項記載の光拡散構成部材。
【請求項１１】
前記基板が、ガラス板、プラスチック、または透明セラミックの少なくとも１つである、請求項７から１０いずれか１項記載の光拡散構成部材。
【請求項１２】
隣接する散乱中心間の中心間距離が約５０ナノメートル以上である、請求項７から１１いずれか１項記載の光拡散構成部材。
【請求項１３】
前記散乱中心は、前記エッジからの距離が増すにつれて、密度が増加する、請求項７から１２いずれか１項記載の光拡散構成部材。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１５年４月７日に出願された米国仮特許出願第６２／１４３９９６号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、広く、光拡散構成部材に関し、より詳しくは、透明または半透明ディスプレイに使用するための光ガイドに関する。
【背景技術】
【０００３】
典型的な透過型ディスプレイは、均一なバックライトに照らされた液晶積層体を備えることがある。そのバックライトは、透過型ディスプレイにおいて、散乱中心が埋め込まれた光ガイド、ＩＤＦ（像配向膜(image directing film)）およびＤ−ＢＥＦ（輝度増強膜(brightness enhancing film)）などの光管理膜、それに続くディフューザから作られた集合体である。これらの光管理膜の複合性能は、バックライトアセンブリがその全ての寸法に亘り均一な輝度で光を送達するのに役立つ。バックライトは、交差偏光板を含む多数の構成部材の後ろに隠れているので、透過型バックライトの構造はより寛容である。
【０００４】
どのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）システムの主要構造も、多くのＬＣＤセルを照らす光ガイドである。最も一般的な現在の実行では、光ガイドに光を入れる側方配置型ＬＥＤ光源が使用される。その光ガイド自体の底面に散乱中心が埋め込まれている。凹面または凸面いずれかのこれらの散乱中心は、光ガイドを通じて伝搬される光を散乱させ、向け直す責任がある。その散乱中心またはドットは、光ガイドに沿って周期的に配置されている場合、光抽出パターンは指数関数的減衰に従い、この場合、その出力のほとんどは、最初に抽出され、光ガイドにおいて利用できるままである出力が次第に少なくなるので、徐々に減少する。光ガイド全体に亘り均一な輝度を維持するために、散乱中心分布は、出力の高いところ（ＬＥＤ近く）では、利用できる抽出散乱中心がより少なく、出力が低いところでは、利用できる抽出散乱中心がより多くなるようでなければならない。そのような実行において、散乱中心のサイズは、大抵、一定かつ特定され（典型的に、サイズが数百マイクロメートルからミリメートまで）たままであり、一方で、散乱中心間の距離は、ＬＥＤ近くでの３００μｍ程度から、一次元勾配の反対端部での３０μｍ程度に減少する。
【０００５】
ディスプレイにおける最近の傾向は、透明および半透明ディスプレイに向かっている。透明または半透明ディスプレイの潜在的使途としては、病院の壁、建物の窓、電子看板、ウィンドウ広告、およびヘッドアップ・ディスプレイが挙げられる。透明ディスプレイは、要求に応じてディスプレイの構想を起動させることができ、その場合、そのディスプレイは、あなたが望むときにしかそこに現れない。
【０００６】
透過型ディスプレイとは異なり、透明または半透明ディスプレイでは、存在することのできる唯一の構成部材は、半透明なＬＣＤ積層体および光ガイドである。透明または半透明ディスプレイにおいて、もはやディフューザ、光管理膜、または背面反射体はない。
【発明の概要】
【０００７】
本開示は、様々な実施の形態において、光拡散構成部材に関する。その光拡散構成部材
は、基板および少なくとも１つの散乱層を備えることがある。その基板は、前面、背面、およびエッジを有することがある。そのエッジは、光源から光受するように構成されることがある。少なくとも１つの散乱層は、ガラス板の背面の少なくとも一部にエッチングされた複数の光散乱中心を有することがある。その散乱中心は、エッジからの距離が増すにつれて、密度が増加することがある。その散乱中心は、例えば、約３０マイクロメートル未満の直径、約１０マイクロメートル以下の最大深さ、および約０．５ｎｍから約１００ｎｍの粗さを有することがある。
【０００８】
本開示は、様々な実施の形態において、別の光拡散構成部材にも関する。その光拡散構成部材は、基板および少なくとも１つの散乱層を備えることがある。その基板は、前面、背面、およびエッジを有することがある。そのエッジは、光源から光受するように構成されることがある。少なくとも１つの散乱層は、ガラス板の背面の少なくとも一部にエッチングされた複数の光散乱中心を有することがある。その散乱中心は、エッジからの距離が増すにつれて、サイズが増加することがある。その散乱中心は、例えば、約５０ｎｍから約５０マイクロメートルの直径、約１０マイクロメートル以下の最大深さ、および約０．５ｎｍから約１００ｎｍの粗さを有することがある。
【０００９】
本開示は、加えて、さらに別の光拡散構成部材に関する。その光拡散構成部材は、基体および少なくとも１つの散乱層を備えることがある。その基体は、前面、背面、およびエッジを有することがある。そのエッジは、光源から光受するように構成されることがある。少なくとも１つの散乱層は、複数の光散乱中心を有することがある。その散乱中心は、エッジからの距離が増すにつれて、サイズが増加することがある。その散乱中心は、例えば、約５０ｎｍから約５０マイクロメートルの直径、約１０マイクロメートル以下の最大深さ、および約０．５ｎｍから約１００ｎｍの粗さを有することがある。
【００１０】
追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白になるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載された実施の形態を実施することによって認識されるであろう。
【００１１】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、例示に過ぎず、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されているのが理解されよう。添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施の形態を示しており、説明と共に、様々な実施の形態の原理および作動を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】１つの実施の形態による光拡散構成部材の側面断面図
【図２】図１の光拡散構成部材の正面図
【図３】図１の光拡散構成部材の散乱層のａ−ａ1の拡大図
【図４ａ】１つの実施の形態による図１の光拡散構成部材上の散乱層の前面図
【図４ｂ】１つの実施の形態による線Ｃ−Ｃ1に沿った光拡散構成部材上の散乱層の断面図
【図４ｃ】１つの実施の形態による図４ｂに示されたような散乱中心のｂ−ｂ1の拡大図
【図５】別の実施の形態による図１の光拡散構成部材上の散乱層の前面図
【図６】さらに別の実施の形態による図１の光拡散構成部材上の散乱層の前面図
【図７ａ】基体の中間点（ｚ＝０）での入力光のたった５％しか残さないように構成された散乱減衰係数α（ｚ）を示すグラフ
【図７ｂ】両面対称照明を備えたシステムにおける中間点で最大値を有するほぼ均一な出力Ｑ（ｚ）を示すグラフ
【図８ａ】０．０１ｍｍ-1から約０．０４ｍｍ-1の範囲内の散乱減衰係数α（ｚ）を示すグラフ
【図８ｂ】６インチ（約１５ｃｍ）長の素子に関する中間点で最大値を有する準均一出力Ｑ（ｚ）を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、その例が添付図面に示されている、本技術の実施の形態を詳しく参照する。できるときはいつでも、同じまたは同様の部品を指すために、図面に亘り、同じ参照番号が使用される。
【００１４】
本開示は、透明または半透明ディスプレイに使用するための光拡散構成部材を提供する。半透明ディスプレイ用の透明バックライトの開発は、非常に困難であろう。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）モニタは、可視画像を生成するために、バックライトモジュールを備えている。そのバックライトモジュールは、一連の発光ダイオード（ＬＥＤ）および矩形のガラス光ガイド板から構成されることがある。その光ガイドの目的は、１つまたは２つの反対のエッジ面で入るＬＥＤ光をＬＣＤパネルに向けることである。典型的な透過型ディスプレイ用バックライトは、単に光ガイドおよび光源のみならずに、迷光再分配、輝度、色の均一性、および視角を補正するための数多くの光管理膜から作られることがある。難題は、同様の性能を生じるが、それをただ１つの透明ガラス板で生じるバックライトを提供することであろう。バックライトの上述した特徴の中で、光ガイドの全面に亘る光抽出均一性または光の分布は、解決するのに最も喫緊の問題であるように思われる。例えば、現行の透明ディスプレイには、周囲光を再循環させることによって反射で、またはそのディスプレイの背面から光を入れることによって透過で照らされることがある半透過型積層体が必要である。そのような半透過型ディスプレイ上で行われる輝度測定は、約５〜１０ニトの自主パネル照明を示し、一方で、良好なディスプレイの輝度測定は、少なくとも２００ニトに到達するであろう。半透明ＬＣＤディスプレイが競争力を持つためには、オフ状態で透明であるが、オン状態で十分に明るいバックライトを開発する必要があるであろう。
【００１５】
本開示は、透明バックライトユニットに使用すべき均一な光出力のためのナノ・マイクロ領域のドメインサイズを有する勾配テクスチャデザインを開示する。ドット間の(dot-to-dot)間隔、並びにドットの高さおよび粗さを適切に選択することによって、得られたドットアレイの配置は、最大の透明性、最小のヘイズ、および均一な光出力を与えるであろう。その散乱関数は、その光出力プロファイルが特定用途向けに調整されるように選択することができる。
【００１６】
本開示は多くの利点を与えるであろう。例えば、その光抽出特徴は、非常に改善されたコントラスト比をもたらす輝度の改善を与えるであろう。その特徴は、非常に小さくすることができ、約２０マイクロメートル未満のサイズで、裸眼には見えないであろう。カバー率は、その光ガイドの完全な透過性がどこでも達成されるように選択することができる。ドットの配列は、光管理を改善するように操作することができる。そのガイドの散乱機能は、異なる光抽出プロファイルが達成されるように選択することができる。その特徴は、ガラスに直接実施され、背面カバーガラスの必要をなくすことができる。イオン交換ガラスは、高分子よりも良好な耐引掻性および耐久性を示すであろう。そのパターンは、液晶ディスプレイとバックライト上の特徴との間のモアレ干渉を避けるように無作為することができる。
【００１７】
図１を参照すると、ディスプレイシステムまたは他の用途のために光を処理するために、ここでの１つ以上の実施の形態による光拡散構成部材１００が用いられることがある。一般に、拡散構成部材１００は、基板１１０および少なくとも１つの散乱層１４０を備えることがある。基板１１０は、その構造の１つ以上のエッジまたは縁１５０で光源１２０から受光し、その基板内に光１３０を伝搬させ、有用目的のためにその構造の前面に光１３０を散乱させる（図２の矢印により示されるように）ように作動できる。構造から出る光１３０は、検出器１８０で検出することができる。光ガイドに使用される基板１１０の一般構造は、ここに背面１６０および前面１７０と記載される、互いにおおよそ平行な２つの主平面、およびその２つの主平面に対しておおよそ垂直であり、それらを接続する少なくとも１つのエッジ１５０を有する板として形成されることがある。いくつかの実施の形態において、その基板は、４つのエッジがある形状の矩形であることがある。そのエッジは、平ら（または平面）であっても、もしくはそれを背面１６０および前面１７０に接続する斜面または他の形態であってもよい。
【００１８】
図２に示されるように、少なくとも１つの散乱層１４０は、基板の背面の少なくとも一部にエッチングされた複数の光散乱中心２１０を有することがある。その光散乱中心２１０は、マイクロメートル未満のサイズ（例えば、ナノメートルのサイズ）であり、無作為に位置し、基板１１０の背面１４０上および／または内に配置されることがある。
【００１９】
点線の矢印により示されるように、光１３０は、基板１１０に入り、光線が散乱中心２１０に衝突するまで、その中を伝搬し始めるであろう。基板１１０および散乱中心２１０の光学的性質を考えると、その光は散乱して、光拡散構成部材１００から出る。その光学特性は、一般に、表面散乱種または体積散乱種（散乱層１４０の深さに応じて）のものであり、散乱中心２１０を製造する過程により制御できるであろう。
【００２０】
複数の光散乱中心２１０のサイズは、光拡散構成部材１００の光散乱特性に影響することがあるのが分かった。詳しくは、比較的小さいサイズの中心２１０は、後方並びに前方に散乱させ、約１５０ｎｍ以上の粒子は主に前方に散乱させ、これは、光拡散構成部材１００において一般に望ましいであろう。実際に、主に前方方向の散乱は、光拡散構成部材１００において高い透過比および適切なヘイズ比を促進する。より詳しくは、光散乱中心２１０の全体寸法は、高い透過比を達成するために、約２００ｎｍ程度であろう。実際に、光散乱中心２１０のより小さい特徴サイズは光を後方散乱させる傾向にあるので、得られる透過比は、悪影響を受けるであろう。約５００ｎｍより大きいサイズの光散乱中心２１０は光を前方に散乱させるが、その角発散は小さく、これはそれほど望ましくない。光散乱中心のサイズの関数としての上記光学散乱特徴を考えると、散乱中心２１０の近似特徴サイズは、（ｉ）約１００ｎｍから約５００ｎｍ、（ｉｉ）約２００ｎｍから約３００ｎｍ、および（ｉｉｉ）約２５０ｎｍの内の１つであろう。
【００２１】
拡散構成部材１００の光学的光散乱特性は、基板１１０および光散乱中心２１０のそれぞれの屈折率によっても影響を受ける。基板１１０（および随意的な保護材料）は、恐らく、約１．４〜１．６程度の屈折率を有するであろう。
【００２２】
周期Λ（ｚ）の格子に配列された散乱中心によりテクスチャが付けられた基体の説明図が、図３に示されている。説明およびモデル化目的のために、そのテクスチャは、基体の長さに沿って変化する周期Λ（ｚ）の格子に配列された一連の散乱中心により表されることがある。一般に、その散乱中心は、ｘおよびｚ軸に沿って準規則的な様式で分布し、Λ（ｚ）により規定された平均散乱密度を維持することがある。このモデルにおいて、散乱要素は、深さｈs、幅ｄs、および半径（ｈs2＋ｄs2／４）／（２ｈs）の球により画成された形状のエッチング領域、あるいは、幅広い角度の散乱分布の白色塗料ドットを擬態するであろう。
【００２３】
散乱体の形状の詳細は、出力結合光の抽出効率および角度分布に影響することがあり、一方で、Λ（ｚ）関数は、ｚ軸に沿った光の均一分布のために設計されることがある。このモデルは三次元であり、片面または両面照明を有する拡張システムを模擬するために、ミラー境界条件が使用される。
【００２４】
光ガイド全体に亘り均一な輝度を維持するために、散乱中心分布は、出力の高いところ（光源近く）では、より少ない散乱中心が配置され、出力が低いところでは、より多くの散乱中心が利用できるようなものであることがある。その光ガイドにおける光強度は、典型的に、非線形様式で低下する。
【００２５】
図４ａに示されるように、散乱中心２１０は、エッジ１５０からの距離が増すにつれて、密度が増加することがある。拡大図４ｂおよび４ｃに示されるように、散乱中心２１０は、１つの実施の形態において、例えば、約３０マイクロメートル未満の直径４１０を有することがある。別の実施の形態において、散乱中心の直径４１０は、例えば、２０マイクロメートル未満であることがある。散乱中心は、１つの実施の形態において、例えば、約１０マイクロメートル以下の最大深さ４２０を有することがある。別の実施の形態において、散乱中心２１０の最大深さ４２０は、約１マイクロメートル以下であることがある。散乱中心２１０は、１つの実施の形態において、例えば、約０．５ｎｍから約１００ｎｍの粗さ４３０を有することがある。別の実施の形態において、粗さ４３０は、例えば、約５０ｎｍ未満であることがある。その粗さは、例えば、ＲａまたはＲｑ（ｒｍｓ）として測定されることがある。Ｒａは、算術平均偏差として定義されることがある。試験部品表面に相応しい平面からの全ての地点の平均粗さまたは偏差。Ｒｑ（ｒｍｓ）は、二乗平均平方根（ｒｍｓ）粗さとして定義されることがある。評価長さまたは区域内でとられ、平均線形表面から測定された測定高さ偏差の平均。１つの実施の形態において、隣接する散乱中心間のｓ1またはｓ2などの中心間距離は、例えば、約４０マイクロメートル以下である。別の実施の形態において、隣接する散乱中心間のｓ1またはｓ2などの中心間距離は、例えば、約５０ナノメートル以上である。
【００２６】
図５に示されるような、別の実施の形態において、散乱中心２１０は、エッジ１５０からの距離が増すにつれて、サイズが増加することがある。散乱中心２１０は、例えば、約５０ｎｍから約５０マイクロメートルの直径を有することがある。さらなる実施の形態において、散乱中心２１０は、例えば、約２０マイクロメートル未満の直径を有することがある。散乱中心２１０は、１つの実施の形態において、例えば、約１０マイクロメートル以下の最大深さを有することがある。別の実施の形態において、散乱中心の最大深さは、例えば、約１マイクロメートル以下であることがある。散乱中心２１０は、１つの実施の形態において、例えば、約０．５ｎｍから約１００ｎｍの粗さを有することがある。別の実施の形態において、その粗さは、例えば、約５０ｎｍ未満であることがある。１つの実施の形態において、隣接する散乱中心間のｓ1またはｓ2などの中心間距離は、例えば、約４０マイクロメートル以下である。別の実施の形態において、隣接する散乱中心間のｓ1またはｓ2などの中心間距離は、例えば、約５０ナノメートル以上である。
【００２７】
図６に示されるような、さらに別の実施の形態において、散乱中心２１０は、エッジ１５０からの距離が増すにつれて、密度が増加することがある。散乱中心２１０は、エッジ１５０からの距離が増すにつれて、サイズが増加することがある。その散乱中心は、例えば、約５０ｎｍから約５０マイクロメートルの直径を有することがある。さらなる実施の形態において、散乱中心２１０は、例えば、約２０マイクロメートル未満の直径を有することがある。散乱中心２１０は、１つの実施の形態において、例えば、約１０マイクロメートル以下の最大深さを有することがある。別の実施の形態において、散乱中心の最大深さは、例えば、約１マイクロメートル以下であることがある。散乱中心２１０は、１つの実施の形態において、例えば、約０．５ｎｍから約１００ｎｍの粗さを有することがある。別の実施の形態において、その粗さは、例えば、約５０ｎｍ未満であることがある。１つの実施の形態において、隣接する散乱中心間のｓ1またはｓ2などの中心間距離は、例えば、約５０ナノメートル以上である。別の実施の形態において、隣接する散乱中心間のｓ1またはｓ2などの中心間距離は、例えば、約４０マイクロメートル以下である。
【００２８】
均一な出力分布について、座標上の散乱関数の依存性は、式（１）により与えられる：
【００２９】
【数１】
2018517166.tif 000003
【００３０】
数量Ｉ0、Ｑ、およびαaは、それぞれ、入力強度、一定放射照度、および基体における固有損失による吸収係数を定義する。図７ａは、無損失基体の半分の長さ（Ｌ／２）に亘る入力光の９５％を散乱させる（Ｉm／Ｉ0＝０．０５、式中、Ｉmは中間点での強度を示す）ように構成された散乱減衰係数α（ｚ）の一例を示す。両面対称照明を有するシステムにおいて、これは、図７ｂに示されるように、中間点で最大値を有するほぼ均一な出力をもたらすであろう。図７ａおよび７ｂは、平板の中間点（ｚ＝０）で入力光のたった５％しか残さないように構成された散乱減衰係数α（ｚ）の一例を示し、両面対称照明を有するシステムにおいて、中間点で最大値を有するほぼ均一な出力Ｑ（ｚ）がもたらされる。右半分（ｚ＞０）のみの解が示されている。Ｑ（ｚ）の定義に現れるＩ1、Ｉ2およびＩ0は、それぞれ、正のｚ方向における、負の入射方向における、および光ガイドの入力時点での光伝搬の強度を示す。
【００３１】
一般に、基体の所定の長さＬについて、出力放射照度および散乱関数の所望の形状を推定するために、パラメータＩm／Ｉ0を使用することができる。Ｌ＝６インチ（約１５ｃｍ）について、Ｉm／Ｉ0＝０．２５を使用すると、約０．０１ｍｍ-1から約０．０４ｍｍ-1の範囲内にある、図８ａに示された散乱減衰係数が見つかり、これは、図８ｂに示される中心に最大値を有する６インチ（約１５ｃｍ）長の基体に関する準均一な強度をもたらすであろうことが分かるであろう。吸収損失が０．００１ｍｍ-1より小さい場合、その推定は、散乱関数について良好な初期近似を与えると予測することができる（２３１８の低鉄Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスについて、その減衰は、５２８ｎｍ〜６２２ｎｍの波長で約１．３〜１．５×１０-3ｍｍ-1であろう）。
【００３２】
所望のサイズおよび密度範囲の散乱要素に関する出力強度を計算して、散乱係数α（ｚ）を散乱密度Λ（ｚ）に関係付けてもよい。均一な被覆率に適用される白色塗料ドットおよび個別のエッチングされたドットの実験結果は、測定された散乱係数値が、５０マイクロメートルの直径および３００マイクロメートルの間隔を有するサンプルについて、約α＝０．００４ｍｍ-1から０．０２２ｍｍ-1の範囲にあるであろうと示すであろう。α（Λ）のこの範囲は、６インチ（約１５ｃｍ）長の基体に関する準均一な出力を達成するために必要な範囲と重複するであろう。
【００３３】
散乱中心は、ナノからマイクロサイズの白色散乱塗料またはインクドットから作られることがある。その白色散乱塗料またはインクドットは４０マイクロメートル未満であることがある。そのドットは、ガラス表面の底面に直接印刷されてよく、そのドット密度は光源から徐々に離れる。そのドット間隔分布は、減衰係数により、光ガイドの全表面に亘り均一な照明が可能になるように選択することができる。そのドットは、ＬＣＤ積層体によりモアレ干渉パターンが生じないように、無作為に作ることができる。それに加え、ドット毎ピクセル比は、その比が少なくとも１であるように選択することができる。別の実施の形態において、散乱中心は、個別のエッチングされたドットを使用することによって実施されることがある。そのエッチングされたドットは、湿式化学エッチング過程を使用することにより得られるであろう。
【００３４】
ドット間の間隔、並びにドットの高さおよび粗さを適切に選択することによって、得られたドットアレイの配置は、最大の透明性、最小のヘイズ、および均一な光出力を与えるであろう。その散乱関数は、その光出力プロファイルが特定用途向けに調整されるように選択することができる。
【００３５】
付随の特許請求の範囲により定義される、ここに記載された態様の精神および範囲から逸脱せずに、様々な改変および変更を行えることが当業者に明白であろう。
【００３６】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００３７】
実施形態１
光拡散構成部材において、
前面、背面、および光源から光受するように構成されたエッジを有する基板、および
前記基板の背面の少なくとも一部にエッチングされた複数の光散乱中心を有する少なくとも１つの散乱層であって、該散乱中心は、前記エッジからの距離が増すにつれて密度が、増加し、該散乱中心は、約３０マイクロメートル未満の直径、約１０マイクロメートル以下の最大深さ、および約０．５ｎｍと約１００ｎｍの間の粗さを有するものである、散乱層、
を備えた光拡散構成部材。
【００３８】
実施形態２
前記散乱中心の直径が約２０マイクロメートル未満である、実施形態１に記載の光拡散構成部材。
【００３９】
実施形態３
前記散乱中心の最大深さが約１マイクロメートル以下である、実施形態１または２に記載の光拡散構成部材。
【００４０】
実施形態４
前記粗さが約５０ｎｍ未満である、実施形態１から３いずれか１つに記載の光拡散構成部材。
【００４１】
実施形態５
前記基板が、ガラス板、プラスチック、または透明セラミックの少なくとも１つである、実施形態１から４いずれか１つに記載の光拡散構成部材。
【００４２】
実施形態６
隣接する散乱中心間の中心間距離が約５０ナノメートル以上である、実施形態１から５いずれか１つに記載の光拡散構成部材。
【００４３】
実施形態７
隣接する散乱中心間の中心間距離が約４０マイクロメートル以下である、実施形態１から５いずれか１つに記載の光拡散構成部材。
【００４４】
実施形態８
光拡散構成部材において、
前面、背面、および光源から光受するように構成されたエッジを有する基板、および
前記基板の背面の少なくとも一部にエッチングされた複数の光散乱中心を有する少なくとも１つの散乱層であって、該散乱中心は、前記エッジからの距離が増すにつれて、サイズが増加し、該散乱中心は、約５０ｎｍから約５０マイクロメートルの直径、約１０マイクロメートル以下の最大深さ、および約０．５ｎｍから約１００ｎｍの粗さを有するものである、散乱層、
を備えた光拡散構成部材。
【００４５】
実施形態９
前記散乱中心の直径が約２０マイクロメートル未満である、実施形態８に記載の光拡散構成部材。
【００４６】
実施形態１０
前記散乱中心の最大深さが約１マイクロメートル以下である、実施形態８または９に記載の光拡散構成部材。
【００４７】
実施形態１１
前記粗さが約５０ｎｍ未満である、実施形態８から１０いずれか１つに記載の光拡散構成部材。
【００４８】
実施形態１２
前記基板が、ガラス板、プラスチック、または透明セラミックの少なくとも１つである、実施形態８から１１いずれか１つに記載の光拡散構成部材。
【００４９】
実施形態１３
隣接する散乱中心間の中心間距離が約５０ナノメートル以上である、実施形態８から１２いずれか１つに記載の光拡散構成部材。
【００５０】
実施形態１４
隣接する散乱中心間の中心間距離が約４０マイクロメートル以下である、実施形態８から１２いずれか１つに記載の光拡散構成部材。
【００５１】
実施形態１５
光拡散構成部材において、
前面、背面、および光源から光受するように構成されたエッジを有する基板、および
前記基板の背面の少なくとも一部にエッチングされた複数の光散乱中心を有する少なくとも１つの散乱層であって、該散乱中心は、前記エッジからの距離が増すにつれて、密度が増加し、該散乱中心は、該エッジからの距離が増すにつれて、サイズが増加し、該散乱中心は、約５０ｎｍから約５０マイクロメートルの直径、約１０マイクロメートル以下の最大深さ、および約０．５ｎｍから約１００ｎｍの粗さを有するものである、散乱層、
を備えた光拡散構成部材。
【００５２】
実施形態１６
前記散乱中心の直径が約２０マイクロメートル未満である、実施形態１５に記載の光拡散構成部材。
【００５３】
実施形態１７
前記散乱中心の最大深さが約１マイクロメートル以下である、実施形態１５または１６に記載の光拡散構成部材。
【００５４】
実施形態１８
前記粗さが約５０ｎｍ未満である、実施形態１５から１７いずれか１つに記載の光拡散構成部材。
【００５５】
実施形態１９
隣接する散乱中心間の中心間距離が約５０ナノメートル以上である、実施形態１５から１８いずれか１つに記載の光拡散構成部材。
【００５６】
実施形態２０
隣接する散乱中心間の中心間距離が約４０マイクロメートル以下である、実施形態１５から１８いずれか１つに記載の光拡散構成部材。
【符号の説明】
【００５７】
１００    光拡散構成部材
１１０    基板
１２０    光源
１３０    光
１４０    散乱層
１５０    １つ以上のエッジまたは縁
１６０    背面
１７０    前面
２１０    光散乱中心
４１０    光散乱中心２１０の直径
４２０    光散乱中心２１０の最大深さ
４３０    光散乱中心２１０の粗さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【国際調査報告】
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