(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）支持体；及び
（ｂ）前記支持体上の複数のユニット
を含む光学装置であって、前記ユニットのそれぞれが複数のテーパー導波管を含み：
（ｉ）前記該導波管のそれぞれが、前記支持体（ａ）に隣接した光入力表面と前記光入力表面から遠位の光出力表面を有し、前記光入力表面積が前記光出力表面積より大きく；
（ii）前記導波管のそれぞれが、その光入力表面からその光出力表面へと角度が先細になっており；そして
（iii）少なくとも１の前記テーパー導波管の前記光入力表面積又は前記光出力表面積の少なくとも１は、前記ユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する表面積とは異なっている光学装置。
【請求項２】
ユニットのそれぞれにおけるテーパー導波管の総数が少なくとも２である、請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
ユニット中のテーパー導波管の少なくとも２が、該ユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する表面積とは異なる光入力表面積又は光出力表面積を少なくともひとつ有する、請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
ユニット中のテーパー導波管のそれぞれが、該ユニットにおける残りのテーパー導波管のそれぞれの対応する表面積とは異なる光入力表面積又は光出力表面積を少なくともひとつ有する、請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
少なくとも１のテーパー導波管の光入力表面積又は光出力表面積の少なくとも１が、該ユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する表面積とは少なくとも約５％だけ異なる、請求項１に記載の光学装置。
【請求項６】
少なくとも１のテーパー導波管の光入力表面積又は光出力表面積の少なくとも１が、該ユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する表面積とは少なくとも約２０％だけ異なる、請求項１に記載の光学装置。
【請求項７】
ユニットにおける少なくとも１のテーパー導波管が、該ユニットにおける全ての残りのテーパー導波管の光入力表面積と比較して異なる光入力表面積を有する、請求項１に記載の光学装置。
【請求項８】
ユニットにおける少なくとも１のテーパー導波管が、該ユニットにおける全ての残りのテーパー導波管の光入力表面積及び光出力表面積と比較して異なる光入力表面積及び光出力表面積を有する、請求項１に記載の光学装置。
【請求項９】
（ａ）支持体；及び
（ｂ）前記支持体上の複数のユニット
を含むビューイングフィルムであって、前記ユニットのそれぞれが複数のテーパー導波管を含み：
（ｉ）前記該導波管のそれぞれが、前記支持体（ａ）に隣接した光入力表面と前記光入力表面から遠位の光出力表面を有し、前記光入力表面積が前記光出力表面積より大きく；
（ii）前記導波管のそれぞれが、その光入力表面からその光出力表面へと角度が先細になっており；そして
（iii）少なくとも１の前記テーパー導波管の前記光入力表面積又は前記光出力表面積の少なくとも１は、前記ユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する表面積とは異なっているビューイングフィルム。
【請求項１０】
ユニットのそれぞれにおけるテーパー導波管の総数が少なくとも２である、請求項９に記載のビューイングフィルム。
【請求項１１】
少なくとも１のテーパー導波管の光入力表面積又は光出力表面積の少なくとも１が、該ユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する表面積とは少なくとも約５％だけ異なる、請求項９に記載のビューイングフィルム。
【請求項１２】
少なくとも１のテーパー導波管の光入力表面積又は光出力表面積の少なくとも１が、該ユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する表面積とは異なる、請求項９に記載のビューイングフィルム。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、少なくとも２の幾何学的に差異をつけたテーパー光学導波管を有する複数のユニットを含む光学装置に関する。
光伝導装置や導光器などの技術分野でも知られている光学導波管は、例えば、投影ディスプレー装置、オフスクリーンディスプレー装置、ダイレクトビューディスプレーなどのディスプレー装置に適用されている。典型的には、複数の光学導波管を有する光学素子が使われる。例えば、Millerへの米国特許３，２１８，９２４号及び３，２７９，３１４号及びBradley,Jr.らへの米国特許４，７６７，１８６号を参照されたい。そのようなディスプレーは、コンピュータ端子、航空機の操縦室のディスプレー、自動車用計器盤、テレビジョン、その他テキスト、グラフィック、又はビデオ情報を提供する装置を含む広範囲の用途に使用されている。
そのような既知のディスプレーには下記の問題がある。正確な光学導波管幾何学的形状に依存して、既知のディスプレーは、視覚が光学装置に対する法面から光学装置に対する平行面へと変化するにつれて、光出力強度が非単調的に低下し得る。そのような光分布出力パターンで生じる最小点を示す図１０を参照されたい。観察者は、光分布出力パターンにおけるそのような低い点の間のピークを強度ホットスポットとして認識するだろうが、そのことは均一発光性光学装置の識別性にとって明らかに不利だろう。
既知のディスプレーに起こる別の問題は、モワレや他の干渉パターンの発生である。典型的な液晶ディスプレー装置は、第一偏光子、その上の絵画素電極とこれらの絵画素電極に電圧をかけるマトリックス回路セクションを有する第一支持体、液晶層、開口部のある黒いマトリックス層を有する第二支持体、及び第二偏光子を有する。絵画素は開口部により第二支持体と第一支持体上の絵画素電極により形成される。光学装置がそのような液晶ディスプレー装置で組み立てられると、絵画素ピッチ隔離線幅についての限界寸法がその光学装置についての限界寸法と類似かほとんど類似になるので、モワレや他の干渉パターンがしばしば生じる。このようなパターンは見た目によくない。
既知のディスプレーに起こる別の問題は、非常に特殊な光の出力分布が、前記光学装置内に存在するたったひとつの型の光学導波管では達成が難しい点である。光の出力分布はもっぱらその導波管で決まるだろうから、その導波管をユーザーの要求に正しく正確に合わせるように個別的に設計しなければならなくなる。
かくして、より均一に発光する光学装置を提供するため、強度ホットスポットやモワレ及び他の干渉パターンの発生が軽減されたか又は実質的に排除された光学装置に対する需要が当該技術分野で存在する。
発明の要約
本発明者ら当該技術分野における前述の需要に答える光学装置を開発した。その光学装置は、（ａ）支持体及び（ｂ）支持体上の複数のユニットを含む。それぞれのユニットは複数のテーパー導波管からなり、（ｉ）それぞれの導波管は、支持体（ａ）に隣接した光入力表面と該光入力表面から遠位の光出力表面を有し、光入力表面積は該光出力表面積より大きく、（ii）それぞれの導波管は、その光入力表面からその光出力表面へと先細になっており、そして（iii）少なくとも１のテーパー導波管の光入力表面積又は光出力表面積の少なくとも１は、該ユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する表面積とは異なる。
本光学装置は、ビューイングフィルムとして使用すると、特に有利である。少なくとも１のテーパー導波管の光入力表面積又は光出力表面積の少なくとも１が、そのユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する表面積とは異なるので、強度ホットスポット及びモワレ及び干渉パターンの発生が軽減されるか又は実質的に排除される。結果として、そのビューイングフィルムはより均一に発光するディスプレーを提供する。
さらに、ユニット内でのテーパー導波管の組み合わせは、非常に特殊な出力分布がそれら導波管の組み合わせ効果により達成でき、かつ単一の導波管タイプから生じることが要求されないように選択され得る。
本発明の他の利点は、以下の説明、添付の図面、添付の請求項から明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に有用な長方形又は正方形の基板を有するテーパー光学導波管素子を示す。
図２は、本発明に有用な円形の基板を有するテーパー光学導波管素子を示す。
図３は、テーパー光学導波管素子のテーパー角度、光入力表面寸法、光出力表面寸法を示す。
図４は、異なる光出力表面積と同一の光入力表面積を有する２のテーパー光学導波管素子のユニットの側面図を示す。
図５は、図４の２の異なるテーパー光学導波管素子のユニットの斜視図を示す。
図６は、異なる光入力表面積及び光出力表面積を有する２個のテーパー光学導波管素子のユニットの側面図を示す。
図７は、１６の異なる光学導波管をビューイングフィルムの繰り返しユニットとして写真平版的に規定するために使用された平板フォトツールの設計を示す。
図８は、異なる光入力表面積１４ａと１４ｂ及び異なる光出力表面積１６ａ〜１６ｄを含有するユニット２６内のテーパー光学導波管素子の可能な一配置を示す。
図９は、実施例１で使用される一辺が２５ミクロンの正方形出力表面積を有するテーパー光学導波管素子から得られる光分布を示す。
図１０は、実施例１で使用される一辺が１０ミクロンである正方形の出力表面積を有するテーパー光学導波管素子から得られる光分布を示す。
図１１は、４の異なる光学導波管素子のユニット２６の上面図を示す。（ａ）〜（ｅ）のそれぞれの場合において、入力表面積１４と出力表面積１６が注目される。この連続図は、２の異なる出力表面積１６ａと１６ｂの組み合わせを考慮したユニット２６を創作する可能な方法を示す。
図１２は、図１１（ｃ）に示したテーパー光学導波管素子を組み合わせることから得られる分布を示す。
図１３は、図１１（ｄ）に示したテーパー光学導波管素子を組み合わせたことから得られる分布を示す。
図１４は、図１１（ｅ）に示したテーパー光学導波管素子を組み合わせたことから得られる分布を示す。
図１５は、実施例２で記載する光学装置の上面図を示す。
好ましい態様の詳細な説明
図１と図２に示されるように、それぞれのテーパー導波管１２は光入力表面１４、光出力表面１６、及び側面１８を有する。それぞれのテーパー導波管１２についての光入力表面１４の面積は、その光出力表面１６の面積より大きい。支持体表面に平行な平面におけるテーパー導波管の断面は、円形、正方形、六角形、楕円形、及び長方形を含むいかなる形状を有していてもよい。図１は透視したとき長方形の断面を有するテーパー導波管１２を示す。図２は透視したとき円形の断面を有するテーパー導波管１２を示す。側面１８の形状は直線でも曲線でもよい。
導波管１２が、光出力表面１６の面積が光入力表面１４の面積より小さくなるようなテーパーを有するときは、光出力表面１６から出る光の角度分布は、光入力表面１４に入る光の角度分布より大きくなるだろう。ディスプレーで使用されるときに複数のテーパー導波管１２を有する本ビューイングフィルムは、調節手段からの出力光の角度分布を、調節手段からのイメージがより高い角度で見られるように変えるだろう。それぞれのテーパー導波管１２の光出力表面１６の面積は、好ましくは光入力表面１４の面積の約１〜約５０％、より好ましくは光入力表面１４の面積の約３〜約２５％、最も好ましくは光入力表面１４の面積の約４〜約１２％である。
本ビューイングフィルムをその中に有するディスプレーが高い総合光処理量を有するためには、全導波管光入力表面の面積の合計が、好ましくはビューイングフイルムの支持体の全面積の約４０％よりも大きく、より好ましくはビューイングフィルムの支持体の全面積の約６０％よりも大きく、最も好ましくはビューイングフイルムの支持体の全面積の約８０％よりも大きい。
光入力表面１４、光出力表面１６、及び直線側面１８を有する単一のテーパー導波管１２を図３に示す。テーパー直線側面１８が交差するまで延長されれば、テーパー角２０を形成する。テーパー角２０の値は、好ましくは約２〜約１４°、より好ましくは約４〜約１２°、最も好ましくは約６〜約１０°である。
テーパー導波管１２は高さ２２を有する。寸法２４は導波管光入力表面１４の最小横断距離である。例えば、光入力表面１４が正方形の形状を有するならば、寸法２４は正方形の一辺の長さである。もうひとつの例として、光入力表面１４が長方形の形状を有するならば、寸法２４は長方形の２辺の寸法の短い方である。寸法２４の具体的な値は、調節手段の隣接する絵画素間の中心から中心までの距離に依存して広く変動し得る。調節手段により形成されるイメージの分解能が低下しないようにするために、寸法２４は調節手段の隣接する絵画素間の中心から中心までの距離に等しいか又はそれ未満にすべきである。例えば、調節手段における隣接する絵画素間の中心から中心までの距離が２００ミクロンならば、寸法２４は好ましくは約５〜約２００ミクロン、より好ましくは約１５〜約２００ミクロン、最も好ましくは約２５〜約１００ミクロンの範囲である。
寸法２４を選択した後、高さ２２を高さ２２の寸法２４に対する比率により規定することができる。高さ２２の寸法２４に対する比率は、光出力表面１６から出る光の角度分布を、光入力表面１４に入る光の角度分布に比してどのくらい増加させたいかによって広く変動する。高さ２２の寸法２４に対する比率は、好ましくは約０．２５〜約２０、より好ましくは約１〜約８、最も好ましくは約２〜約６である。
それぞれのユニットにおいて、少なくとも１のテーパー導波管１２の光入力表面積１４又は光出力表面積１６の少なくとも１は、そのユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する光入力表面積あるいは光出力表面積とは異なる。ここで用いられる“異なる”という語は、少なくとも１のテーパー導波管の光入力表面積又は光出力表面積の少なくとも１が、そのユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する光入力表面積あるいは光出力表面積とは少なくとも約２パーセントだけ異なることを意味する。例えば、テーパー導波管の１個の光入力表面積がｘならば、そのユニットにおける残りのテーパー導波管のそれぞれの光入力表面積は少なくとも１．０２ｘか０．９８ｘ以下である。もうひとつ例として、テーパー導波管の１個の光出力表面積がｙならば、そのユニットにおける残りのテーパー導波管のそれぞれの光出力表面積は少なくとも１．０２ｙか０．９８ｙ以下である。少なくとも１のテーパー導波管の光入力表面積又は光出力表面積の少なくとも１は、そのユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する光入力表面積あるいは光出力表面積とは、好ましくは少なくとも約５パーセント、より好ましくは少なくとも約１０パーセント、最も好ましくは少なくとも約２０パーセントだけ異なる。
かくして、異なる表面積というのは下記の事柄を包含する：（１）少なくとも１のテーパー導波管の少なくとも１の光入力表面積が、そのユニットにおける残りのテーパー導波管のそれぞれの光入力表面積とは異なる、（２）少なくとも１のテーパー導波管の少なくとも１の光出力表面積が、そのユニットにおける残りのテーパー導波管のそれぞれの光出力表面積とは異なる、そして（３）少なくとも１のテーパー導波管の光入力表面積及び出力表面積がいずれも、そのユニットにおける残りのテーパー導波管の光入力表面積及び出力表面積のいずれとも異なる。
図４は、異なる光出力表面積１６、同じ光入力表面積１４、及び同じ高さ２２を有する複数組の２連テーパー導波管のユニット２６の側面図を示す。図５は、図４のユニット２６の斜視図を示す。図６は、異なる光入力表面積１４、異なる光出力表面積１６、及び同じ高さ２２を有する複数組の２連テーパー導波管のユニット２６の側面図を示す。
好ましくは、ユニットにおける少なくとも２のテーパー導波管１２は、同じユニットにおける残りのテーパー導波管の対応する光入力表面積あるいは光出力表面積とは異なる光入力表面積１４あるいは光出力表面積１６を少なくとも１有する。より好ましくは、それらは、互いに異なる光入力表面積１４あるいは光出力表面積１６も有する。最も好ましくは、ユニットにおけるそれぞれのテーパー導波管１２は、同じユニットにおける１つおきのテーパー導波管の対応する光入力表面積あるいは光出力表面積とは異なる光入力表面積１４あるいは光出力表面積１６を少なくともひとつ有する
テーパー導波管１２は、長方形、正方形、円形、楕円形、及び六角形を含むがそれらに限定されないいかなる形状を有していてもよい。ユニット２６内で、テーパー導波管１２は同じ形状を有していても、図示されてはいないが、テーパー導波管１２は異なる形状を有していてもよい。例えば、ユニット２６内で、１のテーパー導波管１２が長方形の断面を有すると同時に、２番目のテーパー導波管１２が円形の断面を有していてもよい。最も好ましくは、テーパー導波管１２の形状は、ユニット面積で割った全光入力面積の合計値である充填率を最大にするように選択される。ユニット内のテーパー導波管の断面の異なる形状には、下記のものが含まれる。
0003749542.tif 000002
0003749542.tif 000003
0003749542.tif 000004
0003749542.tif 000005
0003749542.tif 000006
好ましくは、ユニット２６内では、それぞれのテーパー導波管は、同じユニット内のひとつおきのテーパー導波管の形状とは異なる形状を有する。
米国特許４，６０５，２８３号は、伸び互いに平行な同一のリブはいかなる望ましい形状を有しても、全てが同じ形状でなくてもよいと教示しているが、この教示から当業者が本発明を成し遂げることはできなかっただろう。
テーパー導波管１２は、約１．４５〜約１．６５の屈折率を有する透明な固体重合体材料でできており、市販のポリメチルメタクリレート、ポリ（４−メチルペンテン）、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、及びアクリレート又はメタクリレート単量体の光重合により成形されるポリマーが含まれる。好ましくは、テーパー導波管は２つの必須成分を含む光重合性物質からできている。第一の必須成分は光重合性単量体で、特に透明な固体重合体材料を提供するエチレン性不飽和単量体である。より好ましい材料は、約１．５０〜約１．６０の屈折率を有し、ウレタンアクリレート又はウレタンメタクリレート、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル、エポキシアクリレート又はエポキシメタクリレート、ポリ（エチレングリコール）アクリレート又はポリ（エチレングリコール）メタクリレートから構成されるアクリレートあるいはメタクリレート単量体混合物、又はビニル含有有機単量体の光重合により成形されるポリマーが含まれる。架橋密度、粘度、接着性、硬化速度、及び屈折率を微調整するなどの組成物の特性を微調整するために、及びその組成物から成形される光重合体の変色、割れ、離相特性を小さくするために、光重合性混合物に単量体の混合物を用いることが有用である。
有用なより好ましい単量体の例には、メチルメタクリレート；ｎ−ブチルアクリレート（ＢＡ）；２−エチルヘキシルアクリレート（ＥＨＡ）；イソデシルアクリレート；２−ヒドロキシエチルアクリレート；２−ヒドロキシプロピルアクリレート；シクロヘキシルアクリレート（ＣＨＡ）；１，４−ブタンジオールジアクリレート；エポキシ化ビスフェノールＡジアクリレート；ネオペンチルグリコールジアクリレート（ＮＰＧＤＡ）；ジエチレングリコールジアクリレート（ＤＥＧＤＡ）；ジエチレングリコールジメタクリレート（ＰＥＧＤＭＡ）；１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）；トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）；ペンタエリトリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）；ペンタエリトリトールテトラアクリレート（ＰＥＴＴＡ）；フェノキシエチルアクリレート（ＰＥＡ）；β−カルボキシエチルアクリレート（β−ＣＥＡ）；イソボルニルアクリレート（ＩＢＯＡ）；テトラヒドロフルフリルアクリレート（ＴＨＦＦＡ）；プロピレングリコールモノアクリレート（ＭＰＰＧＡ）；２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート（ＥＯＥＯＥＡ）；Ｎ−ビニルピロリドン（ＮＶＰ）；１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート（ＨＤＤＭＡ）；トリエチレングリコールジアクリレート（ＴＥＧＤＡ）又はジメタクリレート（ＴＥＧＤＭＡ）；テトラエチレングリコールジアクリレート（ＴＴＥＧＤＡ）又はジメタクリレート（ＴＴＥＧＤＭＡ）；ポリエチレングリコールジアクリレート（ＰＥＧＤＡ）又はジメタクリレート（ＰＥＧＤＭＡ）；ジプロピレングリコールジアクリレート（ＤＰＧＤＡ）；トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）；エポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート（ＮＰＥＯＧＤＡ）；プロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート（ＮＰＰＯＧＤＡ）；脂肪族ジアクリレート（ＡＤＡ）；アルコキシ化脂肪族ジアクリレート（ＡＡＤＡ）；脂肪族カーボネートジアクリレート（ＡＣＤＡ）；トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ）；エポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ）；プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＰＯＴＡ）；グリセリルプロポキシ化トリアクリレート（ＧＰＴＡ）；トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート（ＴＨＥＩＣＴＡ）；ジペンタエリトリトールペンタアクリレート（ＤＰＥＰＡ）；ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（ＤＴＭＰＴＴＡ）；及びアルコキシ化テトラアクリレート（ＡＴＴＡ）が含まれる。
特に有用なものは、少なくとも１の単量体がジアクリレートやトリアクリレートなどの多官能性単量体である混合物であるが、それはこれらが反応した光重合体中で架橋結合の網状構造を生み出すからである。本発明で使用される最も好ましい物質は、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレートとトリメチロールプロパントリアクレートの混合物を光重合することにより形成される架橋重合体である。最も好ましい材料の屈折率は、約１．５３〜約１．５６の範囲である。透明な固体物質の屈折率が導波管素子を通じて均質であることは必須ではない。縦じわ又は散乱粒子若しくはドメインなどの屈折率の不均質を存在させることは有利かもしれない。これらの不均質が、導波管の出力からの光の発散をさらに増加させるかもしれないからである。
光重合性物質中の単量体の量は広く変動してもよい。単量体の量あるいは単量体の混合物の総量は、ふつうは光重合性物質の約６０〜約９９．８重量％、好ましくは光重合性物質の約８０〜約９９重量％、より好ましくは光重合性物質の約８５〜約９９重量％である。
もうひとつの必須成分として、この光重合性物質は、化学線放射により活性化されて単量体の光重合を導く活性種を生み出す光開始剤を含む。この光開始剤系には、光開始剤と、好ましくは、スペクトル的利用性を有する領域、例えば、レーザーが励起し、そして多くのふつうの光学物質が伝送可能な近紫外線領域や可視スペクトル領域にまでスペクトル応答を伸ばす慣用的な増感剤が含まれる。ふつう、光開始剤は、化学線の光により活性化される遊離基発生付加重合開始剤であり、好ましくは室温（例えば、約２０〜約２５℃）及びそれ以下の温度で熱不活性である。
そのような開始剤の例は、米国特許４，９４３，１１２号及びそこに引用される文献に記載されている。好ましい遊離基開始剤は、１−ヒドロキシ−シクロヘキシルーフェニルケトン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４）；ベンゾイン；ベンゾインエチルエーテル；ベンゾインイソプロピルエーテル；ベンゾフェノン；ベンジジメチルケタール（Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１）；α，α−ジエチルオキシアセトフェノン、α，α−ジメチルオキシ−α−ヒドロキシアセトフェノン（Ｄａｒｏｃｕｒ１１７３）；１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−プロパン−１−オン（Ｄａｒｏｃｕｒ２９５９）；２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−プロパン−１−オン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）；２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタン−１−オン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９）；ポリ｛１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−プロパン−１−オン｝（Ｅｓａｃｕｒｅ  ＫＩＰ）；［４−（４−メチルフェニルチオ）−フェニル］フェニルメタノン（Ｑｕａｎｔａｃｕｒｅ  ＢＭＳ）；ジカンファーキノン；及び５０％１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと５０％ベンゾフェノン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ５００）である。
より好ましい光開始剤には、ベンジジメチルケタール（Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１）；α，α−ジエチルオキシアセトフェノン；α，α−ジメチルオキシ−α−ヒドロキシアセトフェノン（Ｄａｒｏｃｕｒ１１７３）；１−ヒドロキシ−シクロヘキシルーフェニルケトン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４）；１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−プロパン−１−オン（Ｄａｒｏｃｕｒ２９５９）；２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−プロパン−１−オン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）；２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタン−１−オン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９）；及び５０％１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと５０％ベンゾフェノン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ５００）が含まれる。最も好ましい光開始剤は、照射により黄変しないもの、したがって、ガードナー等級で組成物の着色をＡＳＴＭ Ｄ１５４４−８０により測定して１９０℃の温度で２４時間の暴露で８点以上の値まで増大させない傾向のものである。そのような光開始剤には、ベンジジメチルケタール（Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１）；α，α−ジメチルオキシ−α−ヒドロキシアセトフェノン（Ｄａｒｏｃｕｒ１１７３）；１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４）；１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−プロパン−１−オン（Ｄａｒｏｃｕｒ２９５９）；及び５０％１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンと５０％ベンゾフェノン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ５００）が含まれる。
光重合性混合物の厚みを越えて実質的に平行にされた勾配の紫外線を形成するために存在しなければならない光開始剤の量は、光重合性物質の総重量を基準として約０．１〜約１２重量％である。光開始剤の量は、光重合性物質の総重量を基準として好ましくは約０．５〜約１２重量％、より好ましくは約０．５〜約８重量％である。望ましい勾配は、開始剤の濃度のみならず、暴露源に存在する照射導波管の選択によっても影響されないであろう。それは当業者により制御されることができる。
必須成分の他に、光重合性物質は、安定剤、禁止剤、可塑剤、蛍光増白剤、剥離剤、連鎖移動剤、他の光重合性単量体など種々の任意の成分を含むことができる。
光重合性物質は、好ましくは、ＡＳＴＭ Ｄ４５３８−９０Ａに規定される１９０℃で空気中で２４時間の熱老化後に割れや離層などの特性低下をもたらす劣化やそのような熱老化後に黄変（ＡＳＴＭ Ｄ１５４４−８０により測定してガードナーカラー等級で８以上の着色）を防止するか又は軽減するための安定剤を含む。そのような安定剤には、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤が含まれる。
紫外線吸収剤には、２−［２−ヒドロキシ−３，５−ジ（１，１−ジメチルベンジル）フェニル］−２−Ｈ−ベンゾトリアゾール（Ｔｉｎｕｖｉｎ９００）などのヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール類；ポリ（オキシ−１，２−エタンジイル）、α−（３−（３−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−５−（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル）−１−オキソプロピル）−ω−ヒドロキシ（Ｔｉｎｕｖｉｎ１１３０）；及び２−［２−ヒドロキシ−３，５−ジ（１，１−ジメチルプロピル）フェニル］−２−Ｈ−ベンゾトリアゾール（Ｔｉｎｕｖｉｎ２３８）、及び４−メトキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノン、及び４−ｎ−オクトキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノンなどのヒドロキシベンゾフェノン類が含まれる。光安定剤には、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、４−ヒドロキシ−１，２，２，６，６−ペンタメチルピペリジン、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）セバケート（Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０）などのヒンダードアミン；ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）セバケート（Ｔｉｎｕｖｉｎ２９２）；ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）−２−ｎ−ブチル−２−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）マロネート（Ｔｉｎｕｖｉｎ１４４）；及びスクシン酸とＮ−β−ヒドロキシ−エチル−２，２，６，６−テトラメチル−４−ヒドロキシ−ピペリジンとのポリエステル（Ｔｉｎｕｖｉｎ６２２）が含まれる。酸化防止剤には、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブタン、４，４’−ブチリデン−ビス−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチル）フェノール、４，４’−チオビス−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチル）フェノール、トリス−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、セチル−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゼン（Ｃｙａｓｏｒｂ  ＵＶ２９０８）などの置換フェノール；３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ安息香酸、１，３，５−トリス−（ｔｅｒｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２，６−ジメチルベンジル）（Ｃｙａｓｏｒｂ１７９０）；ステアリル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロプリオネート（Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６）；ペンタエリトリトールテトラビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）（Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０）；及びチオジエチレン−ビス−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ）ヒドロシンナメート（Ｉｒｇａｎｏｘ１０３５）が含まれる。
本発明で使用される好ましい安定剤は酸化防止剤である。好ましい酸化防止剤は、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブタン、４，４’−ブチリデン−ビス−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチル）フェノール、４，４’−チオビス−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチル）フェノール、トリス−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、セチル−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゼン（Ｃｙａｓｏｒｂ ＵＶ２９０８）などの置換フェノール；３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ安息香酸、１，３，５−トリス−（ｔｅｒｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２，６−ジメチルベンジル）（Ｃｙａｓｏｒｂ１９７０）；ステアリル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロプリオネート（Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６）；ペンタエリトリトールテトラビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）（Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０）；及びチオジエチレン−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ）ヒドロシンナメート（Ｉｒｇａｎｏｘ１０３５）から選択される。最も好ましい安定剤には、ペンタエリトリトールテトラビス−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）（Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０）；チオジエチレン−ビス−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ）ヒドロシンナメート（Ｉｒｇａｎｏｘ１０３５）；及びステアリル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート（Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６）が含まれる。
組成物中の安定剤の量は広く変動してもよく、ふつうは光重合性物質の約０．１〜約１０重量％である。安定剤の量は、好ましくは光重合性物質の約０．１〜約５重量％、より好ましくは光重合性物質の約０．２〜約３重量％である。
本ビューイングフィルムを作るためには、テーパー導波管１２は支持体上で製造することができる。テーパー導波管１２は、射出成形、圧縮成形、ホットローラープレス成形、及び光重合法など種々の技術により製造できる。好ましい技術は、１９９３年１１月３日に出願された係属中の米国特許出願０８／１４８，７９４に記載された、テーパー導波管１２がパターンマスクを介して光重合性物質の層を紫外線照射することにより形成される光重合法である。なお、この出願は参照により本明細書中に組み入れられるものとする。支持体を光重合性物質の層の上面にのせ、それを今度は剥離層を有する底部支持板の上にのせるのである。
マスクは不透明域のパターンを有し、それがテーパー導波管の所望のパターンを含む区域にのみ紫外線が通過するようにする。水銀灯あるいはキセノン灯からの紫外線をマスクの表面に当たるように向ける。マスクの透明域を通過する紫外線は、マスクの透明イメージ域の真下である光重合性層の暴露領域で光重合反応を起こす。マスクの不透明域により紫外線から遮蔽される光重合性層の区域では光反応は起こらない。紫外線による照射後、マスクと剥離層つきの底部支持板の両方が取り除かれる。未反応単量体をアセトン、メタノール、又はイロプロパノールなどの適当な溶媒で洗い流して、支持体上に光重合領域のパターンを残す。光重合領域は、本発明のテーパー導波管のアレーに相当する。
テーパー導波管１２が適切なテーパー形状を有するためには、その波長における紫外線の未反応光重合性層の光吸収は、ある勾配の紫外線強度が紫外線暴露中にフイルムを通して樹立されるように充分高くなければならない。即ち、光反応を開始させるために単量体層中で利用可能な紫外線の量は、単量体層の有限吸収のために、頂部あるいはイメージマスク側から、底部あるいは底部支持板側へと減少する。紫外線のこの勾配は、頂部から底部へと発生する光重合反応の量の勾配を生じさせ、独得な先細の幾何学的形状の、つまり、本発明の方法で容易に接近できる幾何学的形状の発達した導波管構造をもたらす。
フィルムの頂部から底部へと生じる光重合反応の量における勾配は、重合性層中の溶存酸素ガスの存在によってさらに影響され得、そのような酸素は、全酸素が光重合過程で生じる遊離基により消費される領域を除いて、光重合反応を短くするか止める作用をする。光重合反応の進行に際して溶存酸素ガスのそのような作用は、当業者には周知である。さらに、光重合体構造の必須幾何学的形状は、自己集束の過程でも影響され得る。即ち、単量体層の表面上に当たる光がその表面で光重合を開始すると、固化した重合体物質の屈折率が液体単量体のそれよりも高くなるので、それを通る光を屈折させる働きをするのである。このようにして、単量体層の底部により近い単量体に当たる光の空中イメージは、その上にある既重合物質により生じる屈折を通して変化する。この効果は、イメージを描く光が向けられるその層の頂部表面から底部あるいは層の支持板側に向かって、結果として得られる重合構造を狭くし得る。
テーパー導波管間の隙間領域の屈折率は、テーパー導波管の屈折率よりも小さくなければならない。隙間領域のための好ましい物質には、屈折率が１．００の空気、屈折率が約１．３０〜約１．４０のフッ素系重合体物質、屈折率が約１．４０〜約１．４４のシリコーン物質が含まれる。最も好ましい物質は、空気とフッ素化ポリウレタンである。
本発明の好ましい態様では、テーパー導波管間の隙間領域は、例えば光吸収性黒色粒状物質などの光吸収性物質も含む。隙間領域に光吸収性物質を利用することにより、本ビューイングフィルムはより高いコントラストを提供し、観察者への周囲光の反射がより少なくなる。テーパー導波管の側面と接触する黒色物質の面積を最小限にするために、連続的な黒色物質よりもむしろ光吸収性粒子を隙間領域のために使用するのが好ましい。隙間領域における連続性の黒色物質は、徒労（frustrated）内部反射のメカニズムにより導波管を通して伝送される光に過剰吸収損失をもたらすであろう。この光吸収性成分は、好ましくは、導波管の側面から少なくとも約１ミクロンに、好ましくは約３ミクロンより大きく維持される。これら粒子を作るためにあらゆる光吸収性物質を使用できる。有用な光吸収性黒色粒状物質の例には、カーボンランプブラック粉末、カーボンブラックとトナーとの混合物、及びカーボンブラックとフッ素系重合体との混合物が含まれる。光吸収性黒色粒状物質は、ディスプレー装置の観察者側から観察したときに、アレーを暗い艶消し黒に見せ、良好な光伝送と非常に少ない表面反射（正反射あるいは拡散反射）を提供する。
それぞれのユニット２６におけるテーパー導波管１２の総数は、最も好ましくは少なくとも２以上である。ビューイングフィルムは、支持体上に複数のユニット２６を有し、ユニット２６の総数はビューイングフィルムの所望の最終サイズに依存する。限られた場合には、それぞれのユニットは全ディスプレー面積に等しい面積を有し、それぞれの導波管は統計的に異なる。
前述の製造方法を示したのであるから、マスク上の明域と暗域のパターンは、ビューイングスクリーンの光入力面積１４の形状、大きさ、及び向きを任意に選ぶことを可能にする。図７は、１６個の異なるテーパー光学導波管を光学素子の繰り返しユニット２６として写真平版的に規定するために使用された平版フォトツールの上面図を示す。太く黒い線は、平版術過程においては入力光表面積１４を定義するフォトマスクの暗域を示す。実施例２に、このフォトツールを使用した結果を記載する。
テーパー導波管１２はどのような支持体上にも作ることができる。少なくとも、支持体は約４００〜約７００ｎｍの波長範囲内で光に透明である。この可視波長領域は、形成される光学導波管が作動するに最も望ましい領域だからである。支持体は約２５０〜約４００ｎｍの領域の紫外線をも伝送するのがより好ましい。これが、多くの有用な光開始剤が光を吸収する領域だからである。更に、本ビューイングフィルムを赤外域の近く、つまり、約７００〜約２０００ｎｍで利用することが望ましいならば、その領域でも透明な支持体を使用することが好ましいだろう。支持体の屈折率は、約１．４５〜約１．６５の範囲であり得る。最も好ましい屈折率は、約１．５０〜約１．６０である。
好ましい支持体材料は市販されており、透明な重合体、ガラス、及び溶融シリカが含まれる。有用な透明重合体には、ポリ（エチレンテレフタレート）やポリ（エチレンテレフタレートグリコール）などのポリエステル、ポリアクリレート及びメタクリレート、ポリスチレン、及びポリカーボネートが含まれる。これらの材料の望ましい特性には、ディスプレー装置の典型的な作動温度での機械的及び光学的安定性が含まれる。ガラスと比較して、透明重合体には追加の構造的柔軟性という利点があり、それにより製品を大きなシートに成形してから必要に応じて切断したり積層したりできる。好ましい支持体用材料は、ガラスや、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルである。支持体の厚さは広く変動させることができる。好ましくは、支持体の厚さは約０．５ミル（０．０００５インチ又は１２ミクロン）〜約１０ミル（０．０１インチ又は２５０ミクロン）である。テーパー導波管１２を偏光子上に直接製造することもできる。
図８は、異なる光入力表面積１４ａと１４ｂ、及び異なる光出力面積１６ａ〜１６ｄを含有するユニット２６内のテーパー光学導波管素子のひとつの配置例を示す。この場合、ユニットは１２個のテーパー光学導波管素子を含有する。これらの素子のうち８個は、同一の長方形の光入力表面積１４ｂを含む。これら８個の素子のうち、４個は狭い長方形の出力光面積１６ａを含有し、そして他の４個は幅の広い長方形の出力光表面積１６ｂを含有する。残りの４個の素子は、同一の正方形の光入力表面積１４ａを含有する。これら４個の素子のうち、２個は狭い正方形の出力光表面積１６ｃを含有し、そして他の２個は幅の広い正方形の出力光表面積１６ｄを含有する。長方形素子と正方形素子の混合のため、得られるユニットは、長方形の長軸に垂直な方向に分布された光の優越性をもつ出力光分布を有することになるだろう。図８は、素子のいかなる組み合わせをユニット内で組み合わせてもよいということを示そうとするものである。ユニットの選択は、ユーザーの要求に合わせて光の分布を作るようになされる。
接着層用の有用な接着剤の例には、エチレン系接着剤やビニルアセテート接着剤などの感圧性接着剤；エポキシ、ウレタン、及びシリコーンなどの熱硬化接着剤；及びアクリレート、メタクリレート、及びウレタンやその混合物などの光重合性接着剤が含まれる。支持体がガラスならば、適切な接着促進は、ガラスの表面を３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート、３−アクリルオキシプロピルトリクロロシラン、及びトリメチルシリルプロピルメタクリレートを含む一定のタイプのシラン化合物と反応させることにより達成できる。支持体がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ならば、接着促進は、Hostaphan 4500（Heechst-Celanese）などのＰＥＴフィルムで処理した接着剤を使用することにより与えられる。支持体がエマルションでコーティングされているなら、接着促進は、３−アクリルオキシプロピルトリクロロシラン（Huls America A 0396）により与えられる。
保護層をテーパー導波管１２の出力末端上に使用して、テーパー導波管の出力表面を機械的損傷から保護することができ、また光吸収性粒状物質をテーパー導波管の間の隙間領域を局限することもできる。保護層は押出被膜でも積層被膜でもよい。保護層は、隙間領域に光吸収性黒色粒状物質を詰める前に、テーパー導波管１２の出力表面に適用することもできる。保護層は、例えば、支持層を形成するのに用いられる材料、及び任意にそして好ましくは、テーパー導波管１２の表面からの周囲光の正反射を減少させるフッ化マグネシウムなどの材料から成形される反射防止フィルムのような透明な裏材料で構成される。反射防止コーティングは、テーパー導波管の光出力末端と隙間領域上に直接蒸着させることもできる。有用な反射防止コーティングの例は、通例により譲渡されているAharoniらへの米国特許５，０６１，７６９；５，１１８，５７９；５，１３９，８７９；及び５，１７８，９５５号が教示するフッ素系重合体である。
本ビューイングフィルムは、１９９４年８月２６日に出願された通例により譲渡されている米国特許出願２９６，５６９の改善された偏光子や、１９９３年７月１日に出願された通例により譲渡されている米国特許出願８６，４１４のダイレクトビューフラットパネルディスプレー装置に使用できる。なお、これら出願は、参照により本明細書中に組み入れられるものとする。そのような偏光子及び得られるディスプレー装置は、コンピュータ端末、テレビジョン、航空機の操縦室のディスプレー、自動車用計器盤、及びテキスト、グラフィック、ビデオ情報を提供する他の装置に使用される。さらに、本ビューイングフィルムは、道路標識、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレー、デッドフロントディスプレーや、フラットパネル装置のカテゴリーには入らない他のテキスト、グラフィック、又はビデオ情報ディスプレーなどの他の情報表示手段の光学的特性を変えたり改善するために、あるいは照明システムの明度や光学的特性を変えたり改善するためにも使用できる。
本発明を、下記の非限定的実施例により更に十分に説明する。
実施例１
ふたつのテーパー導波管幾何学的形状を成形してから、数学的に組み合わせて異なる光学素子を含むユニット２６にした。それら２個の導波管は同一の高さと異なる出力表面積を有していた。両幾何学的形状とも、光入力表面及び出力表面は正方形だった。テーパー導波管の無映像光学特性は、非逐次式光線トレーシングコンピュータプログラムを使用してモデル化できる。図９は、光入力表面積に無作為に分布させ、そして−１０から＋１０°の入力角度に無作為に分布させた１０，０００光線の入力として仮定される特定のテーパー導波管の出力分布を示す。モデル化されたテーパー導波管は、一辺が４５ミクロンの正方形の光入力表面積、一辺が２５ミクロンの正方形の光出力表面積、１２５ミクロンの高さ、真っすぐな側壁、４．５°のテーパー角度を有していた。光出力表面積は光入力表面積の３１％である。図１０中の矢印３０は、その出力分布の最大相対光強度に相当する。矢印２８は、主要な中央ピークから離れた出力分布の最初の最小点から最初の最大点までの強度距離としてとらえたホットスポットの強度に相当する。ホットスポット強度２８の最大光強度３０に対する比率を見出だすことにより、相対ホットスポット強度の値が得られるので、異なるテーパー光学導波管からの出力分布との間で比較ができる。
図１０は、光入力表面積に無作為に分布させ、−１０から＋１０°の入力角度に無作為に分布させた１０，０００光線の入力を装う別のテーパー導波管の出力分布を示す。成形されたテーパー導波管は、面が４５ミクロンの正方形の光入力表面積、面が１０ミクロンの正方形の光出力表面積、１２５ミクロンの高さ、真っすぐな側面、８°のテーパー角度を有していた。光出力表面積は光入力表面積の５％である。
図１１は、４個の異なる光学導波管素子のユニット２６の上面図を示す。（ａ）〜（ｅ）のそれぞれにおいて、入力表面積１４と出力表面積１６に注目されたい。連続する図は、２個の異なる出力表面積１６ａと１６ｂの組み合わせが考慮される創造ユニット２６の可能な方法を示す。この例における４個すべてのテーパー光学導波管の入力光表面積１４は、一定に保持された。図９の出力分布は、図１１ａに描いた光学導波管素子のユニットに相当した。同様に、図１０の出力分布は、図１１ｂに描いたユニットに相当し、図１２の出力分布は、図１１ｃに描いたユニットに相当し、図１３の出力分布は、図１１ｄに描いたユニットに相当し、図１４の出力分布は、図１１ｅに描いたユニットに相当した。２個の異なる出力光表面積を有するテーパー光学導波管の組み合わせをそれぞれ順次的に考慮すると、これらの図の連続は、効果的な出力光分布はユーザーの要求に応じて作り変えることができることを示す。特にこの例では、光出力分布のほとんど最大での全幅は、単に異なる数のテーパー光学導波管素子を幅の広いのと狭い光出力分布と組み合わせるだけで変えられた。付言すると、最大光強度３０に対するホットスポット強度２８の比率としてとらえた相対ホットスポット強度の大きさは、ひとつの組み合わせから別のものになるにつれて変わった。結論すれば、適用に最もふさわしい出力分布とホットスポット強度の組み合わせは、選択できるということである。
実施例２
１６個の異なる形のテーパー光学導波管のアレーを、上記の技術により成形した。この成形加工に用いたフォトツールは、ユニット電池アレーを造るために１６の異なる寸法の多角形が束ねられていた。フォトツールと得られた光学導波管の入力光表面の寸法は、３５〜６０ミクロンの範囲だった。幾何学的形状は主として正方形かほとんど正方形だった。成形加工後、出力光表面の寸法は１２〜３２ミクロンの範囲で、やはり正方形かほとんど正方形だった。
得られた光学装置の光入力表面と光出力表面の光学顕微鏡写真を撮った。その光学顕微鏡写真から、得られた光学装置の平面略図を測定して作成した。ユニット２６の長さが２００ミクロンである点を図１５で注目されたい。光入力表面１４は、平均すると１０ミクロンだったが、テーパー光学導波管素子の入力表面間の間隔を示す太線で示される。ダッシュ線は出力光表面積１６を描いている。隙間領域には、光吸収性黒色粒状物質を詰めた。光入力表面積１４に平行ヘリウム−ネオンレーザービームを注ぐことにより、得られた光学装置の出力光分布を調べた。出力分布は、たったひとつのタイプのテーパー光学導波管からなる光学装置から得られる効果とはまったく違う、組み合わせられた効果を有することが注目された。
【図１】
0003749542.tif 000007
【図２】
0003749542.tif 000008
【図３】
0003749542.tif 000009
【図４】
0003749542.tif 000010
【図５】
0003749542.tif 000011
【図６】
0003749542.tif 000012
【図７】
0003749542.tif 000013
【図８】
0003749542.tif 000014
【図９】
0003749542.tif 000015
【図１０】
0003749542.tif 000016
【図１１】
0003749542.tif 000017
【図１２】
0003749542.tif 000018
【図１３】
0003749542.tif 000019
【図１４】
0003749542.tif 000020
【図１５】
0003749542.tif 000021