JP2008077079A

JP2008077079A - 様々な光学要素を有する光方向変換性膜

Info

Publication number: JP2008077079A
Application number: JP2007223748A
Authority: JP
Inventors: Randall H Wilson; ランダル・エイチ・ウィルソン; Paul J Guiguizian; ポール・ジェイ・ギギジアン; Robert P Bourdelais; ロバート・ピー・ブールデレイス
Original assignee: Rohm and Haas Denmark Finance AS
Current assignee: Rohm and Haas Denmark Finance AS
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2008-04-03
Also published as: KR20080020583A; EP1895334A2; US20080055936A1; CN101221322A; CN101221322B; US7643218B2; EP1895334A3; TWI353460B; TW200817729A

Abstract

【課題】モアレを低減し、表面的な欠陥を隠し、および膜中の視認可能な好ましくないパターンを回避する、複数のサイズまたは形状の個別の光学要素を有する光方向変換性膜が必要とされている。
【解決手段】本発明は、対向面を有する薄い光学的に透明な基体を含む光方向変換性膜に関し、基体の一方の側は、その最長寸法が実質的に縦方向に配列された、引き伸ばされた個別の光学要素によって覆われ、光学要素の少なくともいくつかの形状は視覚的に有意な相違があり、光学要素の形状と位置の配置は、標準的なＬＣＤバックライト観察条件下で膜中の好ましくないパターンが視認できないような配置である。
【選択図】なし

Description

本発明は、全体として光ディスプレイアセンブリに含めるための光方向変換性膜に関する。さらに詳細には、本発明は、個別の光学要素を有する光方向変換性膜に関し、光学要素の形状と位置の配置は好ましくないパターンが視認できないようにされる。

バックライトディスプレイにおいて様々な光方向変換性膜を使用することは、よく知られている。典型的に、光方向変換性膜は、膜を出る光の分布が、膜の表面に対してより垂直に方向付けられるように、膜を通過する光を方向変換する薄い光学的に透明な膜または基体である。膜に垂直な出射光の強度を膜に垂直な入射光の強度で除したものは、膜の「軸上利得」と呼ばれる。典型的に、光方向変換性膜には、膜の光出射表面上に規則的な、プリズム状溝、レンズ状溝もしくはピラミッドが設けられ、膜を出る光線の膜／空気界面の角度を変化させて、溝の屈折表面に垂直な面を移動する入射光の分布成分を膜の表面に対してより垂直な方向に再分配させる。かかる光方向変換性膜は、例えば、ラップトップコンピュータ、テレビジョン、デスクトップモニタ、携帯電話などの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の輝度を高めるために用いられる。

光方向変換性膜が液晶または他のディスプレイに用いられるとき、従来の光方向変換性膜には視認可能なモアレパターンの問題がある。光方向変換性膜の表面要素は、他の光学膜、印刷されたドットのパターン、または導光板の裏面の三次元要素、または液晶モジュレータ内部のピクセルパターンと干渉して望ましくないモアレ効果を発生する。モアレを低減するための当分野に既知の方法は、光方向変換性膜を所定の角度でダイス切断して線状アレイの平均ピッチを変化させること、線状アレイ要素の幅によって線状アレイを不規則化すること、線状アレイに沿って高さを変化させること、またはディスプレイアセンブリに拡散膜を追加することを含む。モアレを低減するための上記技術は、軸上輝度の低下を招き、モアレ問題を十分解決する働きをしない。モアレと軸上輝度とは相関する傾向があり、これは軸上利得の高い膜はシステム中に高いモアレを有することを意味する。十分な軸上利得を維持しながらモアレを低減できることが有益である。

また、従来の光方向変換性膜には高い品質要求と製造コストの問題がある。プリズムの線状アレイ中の非常に小さな欠陥、散在する汚染粒子、および小さなスクラッチは、膜および組み立てられたディスプレイ中に視認することができる。さらに、多くの場合、ディスプレイアセンブリのより下部の層上の欠陥は光方向変換性膜を通して視認可能である。その結果、膜は不良率が高く生産高が低いという問題があり、または、それらは製造およびディスプレイへの組み立て中、厳格な基準に従ってクリーンルーム内で注意深い取り扱いの下で製造しなければならない。欠陥の視認性をより阻止する、当分野に既知の膜の製造方法は、米国特許第６，３５４，７０９号（Ｃａｍｐｂｅｌｌら）に開示されたように、線状アレイに沿ってプリズムの高さを変化させること、またはディスプレイアセンブリに拡散膜を追加することを含む。上記技術はコストを増加させ、軸上輝度を低下させ、または欠陥を十分に隠さない。高い軸上輝度を維持しながら、光方向変換性膜中または光方向変換性膜下の欠陥を隠すことができることが、有益である。

米国特許第５，９１９，５５１号（Ｃｏｂｂら）は、モアレ干渉パターンの視認性を低減する、変化するピッチのピークおよび／または溝を有する線状アレイ膜を特許請求する。ピッチの変化は、隣接するピークおよび／または谷の群、または隣接するピークおよび／または谷の対の間に及ぶことができる。線状アレイ要素のこのピッチ変化はモアレを低減するが、膜の線状要素は、バックライトライトガイド上のドットパターンおよびディスプレイの液晶部分の内部電子機器と、なおも干渉する。この干渉を低減しまたは排除するためには、要素の線状アレイを無くすことが望ましい。

参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，７５２，５０５号（Ｐａｒｋｅｒら）は、様々なサイズおよび形状の個別の光学要素を含んで、光の方向変換のための個別の光学要素の使用を開示する。しかし、様々な個別の光学要素を備える光方向変換性膜には、利得の減損、利得変化、表面的な欠陥（ｃｏｓｍｅｔｉｃｄｅｆｅｃｔｓ）、視認可能な好ましくないパターンをはじめとする、解決することが困難であり得る予期しない問題があり得る。これらの問題を回避しながら、様々な個別の光学要素の利益を達成する膜を有することが望ましい。
米国特許第６，３５４，７０９号明細書米国特許第５，９１９，５５１号明細書米国特許第６，７５２，５０５号明細書

モアレを低減し、表面的な欠陥を隠し、および膜中の視認可能な好ましくないパターンを回避する、複数のサイズまたは形状の個別の光学要素を有する光方向変換性膜が必要とされている。

本発明の目的は、高い利得を維持しながら、液晶ディスプレイシステムのモアレの発生を低減する光方向変換性膜を提供することである。

さらなる目的は、膜中または膜下の表面的な欠陥を隠す光方向変換性膜を提供することである。

さらなる目的は、視認可能な好ましくないパターンのない光方向変換性膜を提供することである。

さらなる目的は、隆起した要素を有する光方向変換性膜であって、その他の要素とディスプレイアセンブリの接触層の間に空間を提供するための隆起した要素を有する光方向変換性膜を提供することである。

本発明のこれらの目的および他の目的は、対向面を有する薄い光学的に透明な基体を含む光方向変換性膜によって達成され、基体の一方の面は、その最長寸法が実質的に縦方向に整列された、引き伸ばされた個別の光学要素によって覆われ、光学要素の少なくともいくつかの形状は視覚的に有意な相違があり、かつ光学要素の形状と位置の配置は、膜中の好ましくないパターンが標準的なＬＣＤバックライト観察条件下で認識できないようなものである。

本発明の実施形態は、液晶ディスプレイに使用されるとき、モアレを低減し、表面的な欠陥を遮蔽し、高い軸上利得を提供し、視認可能な好ましくないアーティファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）を回避する光方向変換性膜を提供する。

本発明の実施形態は現在の光方向変換性膜に比べて多くの利点を有する。光学要素の２以上のサイズおよび形状の分布、並びにその膜上の配置は、モアレを顕著に低減しながら高い軸上利得を作りだす。本発明の光方向変換性膜は、拡散性または模様の浮き上がった外観を有し、好ましくないパターンを回避する。光学要素の複数の形状は光方向変換性膜中および光方向変換性膜下の表面的な欠陥を隠す。他の光学的要素よりに伸びる光学要素の少数部分は、膜と接触表面の間に空間を提供し、大部分の光学要素の稜線での光学的な結合を防止し、ニュートンリングを防止し、および大部分の要素の稜線を損傷から保護する。複数のサイズの要素を有する本発明の膜は、たった１種類だけのサイズの要素を有する光方向変換性膜よりも、より高い軸上利得を提供する。これらの利点および他の利点は以下の詳細な説明から明らかになる。

光学膜との関連において、個別の光学要素は、光学膜中の突起または窪みであり得る良好に画定された形状の要素を意味する。個別の光学要素は光学膜の長さおよび幅に比べて小さい。

図１〜３Ｂは米国特許出願公開第２００６／００５５６２７号に詳細に説明されているような従来技術を示す。図１は、基体２上の個別の光学要素１の概要図を示す。光学要素は稜線７で平面５と交差する１つの曲面３を有する。曲面３および平面５は両方とも基体２の面に対して傾斜している。稜線７は稜線が基体２と交差する２つの端部８および９を有する。他の例において、稜線が他の光学要素と交差する場所で終端していてもよい。曲面３は円筒状であり、およびその曲率半径は該円筒の半径である。

図２は稜線１６で交差する２つの曲面１３および１５を有する他の個別の光学要素１１の上面図を示す。この場合、曲面１３および１５は円筒状ではなく、それらは、それらに円筒状面または球状面を適合させ、かつ適合させた円筒または球の半径を用いることによって、おおよその曲率半径と関連づけられ得る。

要素は、要素の最も高い先端で７０〜１１０度の範囲の挟角を示す断面を有する。要素は、要素の最も高い先端で９０度の挟角を示す断面を有することが好ましい。９０度の稜線の角度が光方向変換性膜に最も高い軸上輝度を生じさせることが判明した。９０度の角度には、いくらかの許容範囲があり、８８〜９２度の角度は同様の結果を生じ、軸上輝度における損失が皆無かほとんど損失がなく使用することができることが見出された。

図３Ａは、その表面が全て同じ形状を有する個別の光学要素１で覆われた従来技術の光方向変換性膜の一部の斜視図を示す。要素１の位置は二次元格子の規則的な配置に従う。図３Ｂは、その表面が全て同じ形状を有する個別の光学要素で覆われた他の従来技術の光方向変換性膜の一部の斜視図を示す。図３Ｂにおいて、要素１の位置は、要素が重なり合って様々に交差するように、不規則化される。光方向変換性膜は単一材料から作られて、要素と基体間に良好に画定された遷移点のない一体構造とすることができる。あるいは、光方向変換性膜は基体の表面上に形成された、異なる材料であってもよい要素から構成することができる。

本発明の個別の光学要素は、互いに実質的に平行であり、その最長方向が、縦方向と呼ばれる同じ方向１７に全体的に整列されることが好ましい。多くの用途において、液晶ディスプレイの視認特性として望ましいので、膜は他よりも一方向に、より多く方向変換するように全体的に整列された要素を有するのが好ましい。さらに、全体的に整列された光学要素のパターンは、典型的に、覆われていない領域がないようにしつつ、膜の表面を少数の要素で覆うことができる。縦方向１７に垂直な方向は横方向１８である。

実際には個別の光学要素の稜線は製造の不完全さのため完全に鋭くすることはできない。図４は、その稜線に平坦なランド領域２１を有する個別の光学要素１の概要図であり、見えるように誇張されたサイズで画かれている。他の例において、該ランドは丸くてもよく、または他の形状を有していてもよい。光方向変換性膜上の要素のランド２１が小さいほど膜は光をより方向変換する。

高い軸上利得を達成するには、より少数の光学要素で膜表面を覆い、ランドにより覆われた膜の表面部分を最小にするのが好ましい。光方向変換性膜の平均ピッチは１つの要素の稜線上の点から水平に隣接する要素の稜線上のまでの平均水平距離である。要素は、寸法が変化し、それらは重なり合い、交差し、モアレを低減するために膜の表面に不規則に配置されるので、平均ピッチは要素の幅とは異なる。膜の横方向断面を取り、その幅を断面の要素のピーク数で除すると、平均ピッチが求まる。例えば、図５は一実施形態による本発明の光方向変換性膜の横方向の断面の概要図を示す。各要素の隣接要素とのピッチは膜全体にわたって変化する。例えば、ピッチ２３、２４、２５、２６は全て異なる。要素の平均ピッチは膜の断面の幅２７を取り、それをその部分の稜線数で除することによって計算される。

光方向変換性膜は２０〜５５マイクロメートルの平均ピッチを有するのが好ましい。平均ピッチが２０マイクロメートル未満であるとき、軸上利得は極めて低く、平均ピッチが５５マイクロメートルよりも大きいとき、光学要素は人間の観察者が視認するのに十分なほど大きくなる。

軸上輝度の高い光方向変換性膜は、１％未満の覆われていない領域を有することが好ましい。覆われていない領域は光学要素で覆われていない膜基体の任意の領域である。覆われていない領域はあらゆる角度の光の透過を通過させ、光方向変換性膜の軸上輝度を低下させる。さらに場合によっては、光方向変換性膜の覆われていない領域は観察者が見ることができる。その結果、光方向変換性膜には、いかなる覆われていない領域も有さないことが好ましい。

モアレは線または点の２個以上の規則的な組が重なり合うとき発生する。それは繰り返しの線または形状のパターンになり、線のサイズおよび頻度は、干渉する２つのパターンに依存する。光方向変換性膜は、ディスプレイ中の他の構造と干渉する繰り返しパターンを形成する、光学要素の稜線から散乱する光に起因して、モアレの一因となり得る。ディスプレイの観察者が観察することのできるモアレパターンは表示された情報または像の品質を妨げる。個別の光学要素を含む光方向変換性膜はプリズムのアレイを含む光方向変換性膜に比べてモアレが少ない。複数の要素形状を用いることによって、本発明の光方向変換性膜は、高い軸上利得を維持しながら従来技術の光方向変換性膜に比べてモアレをより低減する。

図６は２個の個別の光学要素の概要図を示す。２個の要素３１および３３は等しい幅３５および３６を有するが、その湾曲した側面は異なる曲率半径を有し、要素３３は要素３１よりも大きな曲率半径を有する。要素３１の長さ３７は要素３３の長さ３８よりも小さい。個別の光学要素が基体上の他の要素に重なり合いまたは交差するとき、要素の長さは縦方向に測定した要素の最長寸法であり、幅は横方向に測定した最長寸法である。要素の幅に対する長さの比はそのアスペクト比と呼ばれる。引き伸ばされた光学要素は２以上のアスペクト比を有する。

当業者によって理解されるように、異なる形状の個別の光学要素は、同じ入射光分布を異なる出射輝度分布に方向変換する。例えば、より大きな表面曲率を有する短い要素は、光学膜の複数の軸に沿って移動するより多くの光を方向変換し、より長い要素は横方向に移動するより多くの光を偏光する。他の例において、円筒状曲面を有する要素は楕円曲面を有する要素とは異なって光を方向変換する。他の形状変形物も同じく出射光変化において変化を生じさせる。

図７は、輝度変化に対する人間の眼の感度に関するＶａｎＮｅｓｓ−Ｂｏｕｍａｎ曲線を表すグラフである。本明細書に用いられる用語「通常の視覚の鋭さ」は図７に示す鋭さを意味する。各曲線は様々なレベルの輝度に対して眼が検出できる最小コントラストを度当りのサイクルの関数として表す。輝度強度Ｉ_１とＩ_２の領域間のコントラストＣ_ｔは下式で定義される。

典型的なデスクトップコンピュータモニタは１００ｃｄ／ｍ^２を超える輝度を有し、人間の眼の応答は最低曲線４０で定まる。この輝度で、眼は２〜１０サイクル／度の間の周波数に対して最も感度があり、５サイクル／度でピークに達する。この範囲で視認閾値は約０．３％モジュレーションである。４５０ｍｍの標準的なデスクトップモニタの観察距離で、１度は約８ｍｍの範囲であり、人間の眼は幅０．４〜２ｍｍの範囲の交互する線または領域に対して最も感度があり、約１ｍｍでピークに達することを意味する。

同じ膜上の２つの形状からなる隣接する領域によって作られる輝度分布が人間の観察者によって少なくとも１つの観察角度から識別可能であるならば、２個の個別の光学要素は視覚的に異なる。しかし、いくつかの視覚的に異なる要素形状はほとんど識別不能である。好ましくないパターンおよび表面的な欠陥を遮蔽する目的のために、有効であるには要素の輝度は約１％以上の高いコントラストを持たなければならず、１％より高いコントラストは要素をより識別可能にする。これらの理由により、少なくとも１つの観察角度から観察するとき、２つの形状からなる隣接領域によって作られる輝度分布が少なくとも１％のコントラストＣ_ｔを有するならば、２個の個別の光学要素は視覚的に有意に異なる。光方向変換性膜が表面的な欠陥を遮蔽するより高い能力を有するためには、その形状はある観察角度で約５％以上のコントラストを有する要素から構成されるのが好ましい。

図８は３種類の光方向変換性膜例のシミュレートされた輝度分布のグラフを示す。各膜は単一形状の光学要素で覆われる。光学要素の全ては１つの平面と１つの円筒状面を有し、それらは交互配列で配置される。入射光分布は均等拡散である。各曲線は横方向に垂直な面の軸上から測定された視角での輝度を表し、縦方向に垂直な面の軸上から測定された視角は０である。膜Ａにおいて、全ての要素は７のアスペクト比を有し、曲線４２がもたらされる。膜Ｂにおいて、全ての要素は１７のアスペクト比を有し、曲線４４がもたらされる。膜Ｃにおいて、全ての要素は２７のアスペクト比を有し、曲線４６がもたらされる。膜Ａ上の点４８で、膜ＢまたはＣよりも僅かに低い軸上輝度を有し、膜ＢまたはＣの要素が光方向変換性膜の組成物として好ましい。膜Ａと膜Ｂまたは膜Ｃの間のコントラストＣ_ｔは約１．１％であるが、膜ＢとＣ間のコントラストは０．２％であり、視覚的に識別できない。軸を離れた６０度から観察して、膜Ａ（点４９で）は膜Ｃよりも明るい膜Ｂよりも明るい。角度４９での膜ＢとＣ間のコントラストＣ_ｔは約１４％であり、その角度で２つの形状を容易に視覚的に識別可能にする。

図９は膜ＢとＣのシミュレートされた輝度分布の他の部分を示すグラフである。各曲線は横方向に垂直な面で測定された視角での輝度を表し、縦方向に垂直な面の測定された視角は６４度である。曲線５２は膜Ｂの輝度であり、曲線５４は膜Ｃの輝度である。最大コントラストは４５度軸を離れた点５６で達成され、コントラストは約４％である。

高い軸上利得を有する光方向変換性膜を覆う個別の光学要素は、典型的に５より上のアスペクト比で、さらに好ましくは１５より上のアスペクト比で引き伸ばされているのが好ましい。一般にそれらの要素にとって、約５％以上のアスペクト比の変化は視覚的に有効である。光方向変換性膜についての実験において、５％未満のアスペクト比の変化は、一般的に、単一形状の要素で覆われた膜にを超える利点を示さない。一般に、要素表面の約１０％以上の湾曲変化は視覚的に有効である。約１５％以上のアスペクト比のより大きい変化、または３０％以上の湾曲のより大きい変化は、視覚的に異なる要素形状の利点を最大にするために好ましい。より短い要素は得られる膜の軸上利得を低下させる傾向があるので、より長い要素は短い要素よりも１００％未満長いアスペクト比を有することが好ましい。

単一膜上で様々な形状を有する光学要素は、空間的な輝度変化が導入されることによって表面的な欠陥の遮蔽を助ける。視覚的に有意に異なる形状を備えて作られた光方向変換性膜は、拡散された、斑点のある、または模様の浮き上がった外観を有する。この模様の浮き上がった外観のコントラストは要素の輝度分布がより大きく変化する視角でさらに明確となる。この外観は視覚的ノイズとして作用し、粒子、欠陥の存在によって起きる輝度変化、または光方向変換性膜の下部層からの入射輝度における明るさの変化の遮蔽を助ける。要素形状は、好ましくは膜の平均ピッチの４倍以下、またはさらに好ましくは８倍以下の最大寸法を有する表面的な点または斑点状欠陥を実質的に隠すために十分に異なっていることが好ましい。要素形状は、好ましくは最長要素の長さの３倍以下、またはさらに好ましくは６倍以下の最大長さを有する表面的な線状欠陥またはスクラッチを実質上遮蔽するために十分に異なっていることが好ましい。また、様々な要素形状は、膜下部からの様々な光を異なる方向に分配して光の拡散を助け、出力をより均一にし、膜下部の小さな欠陥を見えないようにする。一般に、膜からの全体的な輝度分布は、各要素形状からの個別に生じる輝度分布の組み合わせである。

単一膜上の複数の要素形状を含む個別の光学要素の使用は予期しない副次効果を生じるさせることができる。膜上の光学要素形状を注意深く選択し配置しないと、以下に列挙する種類のいくつかの好ましくないパターンが光方向変換性膜上に視認可能となり得る。或る場合において、ディスプレイアセンブリの液晶モジュレータを通して好ましくないパターンが視認可能であり、他の場合において、膜単独をバックライト上で観察するとき、好ましくないパターンが視認可能である。好ましくないパターンの視認性は、それらを構成する光学要素、観察条件、光のレベル、および組み立てられたディスプレイ中の他の膜および部品をはじめとする、多くの要因によって変化する。しかし、ディスプレイの厳しい観察要件のために、一般に好ましくないパターンは光方向変換性膜から除去すべきである。

例えば図３Ａに示したような、特に規則的な配置で発生するひとつの好ましくないパターンは、横方向１８に平行な線のパターンである。これらの横線は光学要素１の端部の像である。また、横線は、各形状の要素が規則的に並んだ様々な要素形状を用いる配置において、例えば、図３Ａの要素１の交互列がより長い要素で置き換えられた場合、視認可能である。他の例に関しては、例えば米国特許第６，７５２，５０５号の図４５および４６に示されたものなど、様々な個別の光学要素形状の配置は、高利得の光方向変換性膜中に横線を示す。

他の好ましくないパターンは膜の縦方向または横方向のいずれにも整列しない斜線から構成される。斜線は要素の１つの列と他の列を一定にオフセットさせ整列させた配置によって発生し得る。一例は図１０Ａに示され、１つの起こり得る線の位置６１が示される。また、斜線は、膜をディスプレイに組み立てるとき、角度を外れたモアレの問題を発生する。

線状または斜線を避けるために、光方向変換性膜は不規則に列をオフセットさせて作ることができる。図１０Ｂは、不規則な列のオフセットを有する膜の例を概要図で示す。しかし、不規則な列のオフセットは縦線と呼ばれる他の好ましくないパターンを出現させ得る。縦線は、２個の隣接要素により光が屈折または反射し輝度パターンの変化を招くときの、隣接要素の相対位置によって誘起され僅かな輝度の変化に起因する。また、縦線は、単一の長さを有する要素の一定の縦間隔からも生じる。例えば、要素６２と６３を含む、要素の２つの隣接列において、要素６４と６５など、要素６２と６３と同じ相対位置にある一対の要素がある。各要素がその計画通りの位置から不規則に移動されてさえも、要素の対の平均的な相対位置は、列全体にわたってほぼ保たれる。不規則なオフセットは、より暗い縦線と、より明るい縦線の不規則に見える線状パターンを光方向変換性膜中に生じさせる。これらの縦線は、横方向の軸上から、図９に示したおおよその視角中、約６０〜７０度の視角で最も視認可能である。

様々な要素形状と空間を不規則化した配置は、モアレを低減し、より拡散された膜外観をもたらし、上記好ましくないパターンを回避するために好ましい。本明細書に用いられる場合に、用語「不規則」および「不規則化」は、擬似不規則性を含むと理解される。本発明の好ましい配置は不規則に設計され、それらは、不規則な配置の態様と組み合わされた、注意深く設計され且つ規則化された配置の態様の組み合わせから得られることを意味する。例えば、要素を規則化された配置に配置し、次いで要素の位置および／または形状に不規則な置き換えを適用することは、設計された不規則配置の一例である。例えば不規則な各要素位置を独立に選択することなどをはじめとする完全に不規則な配置は、膜の表面を実質的に覆うために非常に多くの要素を必要とし、軸上利得が低くなる。

不規則な、および設計された不規則な配置は、それ自体、好ましくないパターンをはじめとする問題を発生し得る。縦線を形成する不規則なオフセットはその一例である。視覚的に明らかに異なる要素形状を有する不規則な若しくは設計された不規則な配置から生じ得る他の好ましくないパターンは、しみ状パターン（ｂｌｏｔｃｈｙｐａｔｔｅｒｎ）である。単一要素形状の十分大きな集団が配置に存在するとき、しみ状パターンが視認可能である。要素は視覚的に有意に異なるので、周囲の要素から集団を識別することのできる視角が存在し、それらは観察者にはしみ状、粒状、または斑状に見える。

図１１は、しみ状パターンを示す例示的な光方向変換性膜中の、より短い要素形状の配置の概要図を示す。光方向変換性膜は、同じ幅であるが約１．２ｍｍの短い要素および１．７ｍｍの長い要素の２つの長さを有する２つの要素形状を含む。光方向変換性膜中の各要素の長さは、均一に選択されたコンピュータプログラム中の不規則ブール変数の値によって独立に選択された。図１１の線はより短い要素の稜線の位置である。図のｍｍの尺度は軸上に示される。より短い要素のいくつかの集団７１および７２が配置中に存在する。より短い要素の集団７２は、隣接するより長い要素の集団７４に比べて特に視認可能である。集団７１、７２、および７４の正確な端部と寸法は、明確に示すことが困難であるが、それらは１〜数ミリメートルの規模の概略サイズを有し、人間の眼でそれらを視認可能である。光方向変換性膜は図１１に示した光学要素の配置で作られ、光方向変換性膜中のしみ状パターンは図に示した集団の位置と形状に合致した。

図１２は、本発明の一実施形態による光方向変換性膜８１の一部の概要図を示す。膜はより短い要素（一部が７７として示される）およびより長い要素（一部が７９として示される）を含み、各形状を約５０％で含む。要素は１つの平坦な側面と１つの円筒状側面を含み円形稜線で接する。要素は、互いに対して１８０度回転する方向付けを交互に繰返す要素の列に配置される。各要素は以下に述べるように短いかまたは長く選択され、要素間の縦間隔は要素間に覆われていない領域が現れないようにできる限り大きく選択される。一般に、これは各要素の端部が隣接する列中の要素のおおよそ中間点に来るようになる。最終的に、要素の横位置は、公開された米国特許出願第１０／９３９，７６９号に開示されたように転移され、その開示は参照により本明細書に組み込まれている。

光方向変換性膜８１中の個別の光学要素の長さは、膜中にわたり２つの要素の設計された釣り合いのとれた不規則分布のまま維持いじされる。各要素形状については、その要素形状の目標パーセントが膜の各小さな区域に維持されて、しみ状パターンを防止する。半径１ｍｍの円内の要素の中で、要素の中心が円内にあるより短い要素７７のパーセントは、膜上の円の全ての可能な位置について、目標値５０％の１０％範囲以内である。その中心点が円の中にあるならば、要素は円の中にあると考えられる。同様に、円内のより長い要素７９のパーセントは、膜上の円の全ての可能な位置について４０％〜６０％である。一般に、各区域中の要素のパーセントを目標値の１０％範囲内に維持すると、しみ状パターンを十分防止するが、１０％より大きい変化を許容すると、特定の視角でいくつかの集団が視認可能になり得る。より不規則な配置は、考えている円を拡大すること、または各区域内の要素のパーセントをより大きく変化可能にすることによって達成することができる。例えば、２ｍｍの半径の円が用いられるならば、小さな要素形状の集団は、膜またはディスプレイが接近して観察されるとき視認可能であるが、離れて観察されるときは、これらの小さな集団は、膜をより拡散状にまたは不規則に見えるようにする。

かかる配置はいくつかのアルゴリズムによって作ることができる。例えば、新しい要素の長さを選択するときは、アルゴリズムは新しい要素位置の小さな距離内の要素形状のパーセントをチェックすることができる。短い要素のパーセントが５５％を超えるならば、新しい要素は長く選択される。短い要素のパーセントが４５％未満であれば、新しい要素は短く選択される。短い要素のパーセントが目標値の５％範囲内であるならば、新しい要素形状は均一に不規則に選択される。他のアルゴリズムの例として、最初に全ての要素形状を独立に不規則に設定し、次いで長いか、または短い要素の集団について全ての可能性のある円の位置をチェックし、望ましいパーセントが達成されるまで各集団中の要素の形状を変化させてもよい。当業者であれば、本開示を利用して、他の可能なアルゴリズムを理解するであろう。特定の目標値とパーセントの限度について述べたが、値と限度は各用途によって要求される場合の他の値に設定することができる。

光方向変換性膜８１は多くの利点を有する。交互する要素の配向を用いる配置は、少数の個別の光学要素を用いて膜の表面を完全に覆うという意味で、効率的である。覆われていない領域は存在しない。２つの要素形状は視覚的に有意に異なり、拡散された斑点状の外観になって表面的な欠陥を遮蔽する。様々な要素形状はその稜線から別々の方向に光を散乱し、要素形状の不規則な変動はさらに膜配置中のパターンを破壊し、ディスプレイ中の他の構造との干渉をし難くするので、膜はモアレを発生しにくい。好ましくないパターンの横線、斜線、縦線、およびしみ状パターンは全て光方向変換性膜８１に存在しない。

２つの要素長さに起因して各列内の間隔が変化するので、縦線は光方向変換性膜８１に存在しない。要素の長さがより大きく変化すると、縦線は、それらが光方向変換性膜自体の拡散状外観から識別不能になるまで、より短くなり且つより不規則に見えるようになる。大部分の縦線を十分に隠すのに十分な程、隣接列中の要素の相対位置を変化させるためには、要素の長さは、平均長さの少なくとも１０％変化する必要がある。縦線が見えるのを完全に回避するには、要素の長さは少なくとも２０％変化することが好ましい。さらに、縦線は、図９にグラフ化したように、典型的に軸から横に非常に離れた視角で最も視認可能である。図９に示したように、これらの視角で形状が視覚的に有意に異なることは、膜中のパターンを隠すことを助ける。

図１３は、図１１と比較した、光方向変換性膜８１中のより短い要素形状の位置の概要図を示す。図１３において要素形状の集団は存在せず、または非常に小さく、得られる光方向変換性膜は視認可能なしみ状パターンを示さない。

本発明の試験において、上述の光方向変換性膜８１を作製した。より短い要素７７は長さ約１．２ｍｍ、およびその隣接要素との交差にもよるが幅６２マイクロメートルまでであり、その円筒状表面は約４ｍｍの曲率半径を有していた。より長い要素７９は長さ約１．７ｍｍ、幅６２マイクロメートルであり、その円筒状表面は約８ｍｍの曲率半径を有していた。光方向変換性膜の平均ピッチは約３６マイクロメートルであり、高い軸上利得をもたらした。モアレは従来の光方向変換性膜を用いたときよりも少ない液晶モジュレータで視認可能であった。光方向変換性膜上の視認可能な小さな表面的欠陥は、単一要素形状で作られた光方向変換性膜よりも非常に少なかった。バックライトだけで観察したときも、またはデスクトップＬＣＤモニタで観察したときも、好ましくないパターンの横線、斜線、縦線、およびしみ状パターンは全て膜に存在しなかった。

本発明の他の実施例において、他の利点に加えて、要素位置を不規則化するとき、様々な要素形状の個別の光学要素を用いて覆われていない領域を回避することができる。ソフトウェアパッケージを用いて、最初に要素を実質的にまたは完全に膜の表面を覆う規則化されたパターンに配置する。次いで、各要素を前方、後方、または側方に動かすために不規則な置き換えが適用される。置き換えは単一方向だけ、または２つの非平行または直角方向に適用することができる。ある場合において、例えば互いに隣り合う２つの要素が互いに離れて不規則に置き換えられるとき、覆われていない領域が２つの要素の間に発生し、膜の軸上輝度を低下させる。図１４は、不規則化された要素を有し、覆われていない領域（いくつかの例が８５で示される）を有する光方向変換性膜の概要図を示す。図１４の膜は、要素を図３Ａに示したような覆われていない領域のない初期パターンに配置し、次いで、各要素を初期形態のピッチの２０％まで縦方向および横方向に不規則に転移して作られた。得られる膜は約３．９％の覆われていない領域を有した。

これらの覆われていない領域を避けるため、要素は、不規則転移を適用する前に、２個の要素が互いに離れるように動かしても空き領域が形成されないように、重ね合わせることができる。このようにして覆われていない領域を避けるためには、不規則転移の最大距離の少なくとも２倍重ね合わせなければならない。この場合の例は図１５に示され、要素は不規則化の前にその両方の方向にそれらのピッチの４０％が重ね合わせられた。要素を重ね合わせるとき、それらの平均ピッチは減少し、要素の稜線上のあらゆるランドの総表面積パーセントが増加し、軸上利得の低下を招く。

光方向変換性膜は、複数の形状の個別の光学要素を用いることによって、不規則化中に覆われていない領域が僅かしか形成されず、または形成されずに、大きな平均ピッチを維持するように設計することができる。一実施例において、方向変換性膜の配置は、最初のサイズの個別の光学要素の重なり合いが２０％未満である重ね合わせ配置に形成することによって導かれる。次いで、要素は一方向または二方向に不規則に転移される。例えば、要素は転移方向に測定して最初のサイズの要素の１０〜２０％の距離に転移することができる。次いで、空き領域に隣り合う要素を拡大して、第１サイズの要素と不規則転移の間に行われる転移量の和に相当する第２サイズの要素を作る。要素が広く作られる場合、それらは幅の差の半分より高く作り、表面を基体に対しておおよそ４５度の角度に保つのが好ましい。例えば、第１サイズの要素が要素の長い寸法に対して平行に転移されるならば、第２サイズの要素の長さは第１サイズの要素の長さと不規則転移量の和に相当する。さらに、不規則転移が隣接要素を互いに接近させる場合、要素は、その周りに覆われていない領域が無いままで、より短くより薄くすることができる。

図１６は、幅９４の第１サイズの要素（いくつかが９０で示される）およびその幅９５が第１要素９０の幅９４と転移量の和に相当する第２サイズの要素（いくつかが９１で示される）を有する光方向変換性膜の例の概要図を示す。この膜の例において、要素９０は要素のピッチの約１０％各方向に不規則に転移され、要素の長さ、幅、高さも同じく約１０％変化する。空き領域は、得られる膜が、覆われていない領域のない第１サイズの要素９０だけで作られた場合に有するであろうピッチよりも大きな平均ピッチを有するように、第２サイズの要素９１で充填されて、覆われていない領域を低減させ、または無くす。

図１６に示した膜は多くの利点を有する。膜は様々な要素形状のない類似の膜よりも大きな平均ピッチを有し、したがって、膜はより高い軸上利得を有し、またはランドを大きくして、より重なり合いの大きな膜と同じ軸上性能を有することができるように、製造公差を緩やかにすることができる。要素形状は視覚的に有意に異なり、したがって、膜の表面はより多く拡散する模様の浮き上がった外観を有し、表面的な欠陥の遮蔽を助ける。最初の規則的な配置のため、膜は横線を示すことが予想されるが、不規則化と様々な要素形状のために横線はほとんど視認できない。

光方向変換性膜が周囲の要素より上に伸びる個別の光学要素の一部を有するとき、および、膜が第２表面と接触するとき、方向変換性膜は隆起した要素を除いて第２表面と有意に接触しない。これは要素稜線と第２表面との光学的結合を防止し、さもなければこの結合は膜の軸上利得を低下させることがある。また、接触しないことは、第２表面との接触、磨耗、または変形力によって生じる損傷から下部要素の稜線を保護する。また、接触しないことは、ニュートンリング効果の可能性を低減する。ニュートンリングは２つの反射面（例えば液晶ディスプレイ中の光方向変換性膜または他の光学膜）が互いに十分接近し、距離が光の波長近くなるとき発生する。光は２つの表面間で反射ならびにそれらを通過し、干渉効果を起こす。この現象は液晶ディスプレイの観察者にとって望ましくない。光方向変換性膜上に他の要素より上に伸びる要素を一定割合有することは、光方向変換性膜が液晶ディスプレイ中の他の膜に接近し過ぎない助けになり、ニュートンリング効果を低減しまたは無くす。

隆起した要素は周囲の下部要素より上に３〜２０マイクロメートル伸ばすことが好ましい。隆起した要素が周囲の下部要素より上に３マイクロメートル以下であるとき、隆起した要素によって形成されるオフセットが十分ではなく、下部要素との接触が起こり得る。隆起した要素が周囲の下部要素より上に２０ミクロンより多くあるとき、その大きなサイズは膜またはディスプレイの観察者にそれらを視認可能にし得る。図１７は、下部要素（９７として一つ示される）および下部要素より上に伸びるいくつかの隆起した要素（９９として一つ示される）を有する光方向変換性膜の概要図を説明のため誇張して示す。隆起した要素の位置は光学パターンまたはモアレの発生を避けるため不規則化することができる。

２つの隆起した要素９９間の平均距離は、隆起した要素９９と周囲の下部要素９７の高さの差の１０〜４０倍であることが好ましい。距離が高さの差の４０倍以上大きいと、隆起した要素間の膜の部分がニュートンリングが発生することができるほど十分接近し得るので、ニュートンリングが発生することがある。隆起した要素間の距離が、隆起した要素と下部要素間の高さの差の９倍以下であるように、隆起した要素が加えられるとき、達成される利点は少なくなる。

本発明は複数の個別要素形状を用いていくつかの実施例に関して説明された。これらの実施形態は明瞭さのため分離して説明された。単一の実施形態に様々な方法を組み合わせることができることは当業者によって理解される。例えば、この開示に説明した方法を用いて、追加の利点のために膜８１の要素の幅と高さを変化させることができる。同様に、要素の長さを変化させる方法を図１６の膜と一緒に用いることができる。

本発明の光方向変換性膜は、典型的に精密にパターン形成されたモールドまたはローラーからの複製をはじめとして、当技術分野に既知の多くの方法で製造することができる。かかる方法は型（ｄｉｅ）からの溶融押し出し成形およびパターン形成されたローラー上での急冷、真空成形、射出成形、ＵＶ硬化性材料を基体上にコーティングし、次いでそれらを硬化すること、およびポリマーウェブ中にレンズをエンボス加工することを含む。

本発明を製造するモールドまたはローラーは、典型的にモールドまたはローラーへの窪みの切削をはじめとする、当技術分野に既知の多くの方法で製造することができる。かかる方法はダイアモンドカッターによる機械加工、リソグラフ技術、または参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第１０／８５９，６５２号に開示されている電気機械的彫刻を含み得る。また、かかる方法は、マスターモールドからの電鋳、より大きな金型製作するための複製のタイル貼り、または他のモールド複製方法を含み得る。

図１８は液晶ディスプレイ１０１に組み込まれた光方向変換性膜１１１を示す。光源１０３は典型的に冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）またはＬＥＤであるが、光を発することの可能な任意の光源とすることができる。光源１０３からの光はライトガイド１０７に入る。ライトガイド１０７はテーパー付きまたは平板とすることができ、ライトガイド１０７の一方の側に裏面反射器１０５を有する。光は裏面反射器１０５の反対側を経由してライトガイドを出て拡散器１０９を通過する。拡散器１０９はライトガイド１０７の出射光をディスプレイ全体で均一にする働きをし、場合によってライトガイド上に印刷されまたは刻印された任意の要素を見えなくし、モアレを低減する。次に、光は光方向変換性膜１１１を通過し、光方向変換性膜１１１からの出射光は膜に入る光に比べてより狭い円錐状になる。光方向変換性膜１１１は、個別の光学要素の面がライトガイド１０７から離れるように配向されることが好ましい。ある場合には、その光学要素を第１の光方向変換性膜１１１に対して実質上直角に配向させた第２光方向変換性膜をディスプレイ中に存在させ、光も直角方向に方向変換させることができる。次いで、光は液晶光モジュレータ１１３または他の光ゲーティングデバイス（ｌｉｇｈｔｇａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）に入る。光方向変換性膜１１１と光モジュレータ１１３の間には頂部拡散器または反射偏光器などの他の膜が存在することができる。説明した種類の液晶ディスプレイは、例えばＡＵＯｐｔｒｏｎｉｃｓＣｏｒｐ．から入手可能なデスクトップモニタ型番号Ｍ１９０ＥＮ０４Ｖ．２などをはじめとして、広く商業的に入手可能である。

本発明の光方向変換性膜は、ディスプレイ中（例えば上述のような）で膜が観察されるときに、好ましくないパターンをはじめとする視認可能欠陥のないことが好ましい。標準的なデスクトップモニタの観察条件は、例えば典型的なオフィスの環境で見られる条件などの周囲の照明条件で、４５０〜６００ｍｍの距離から、ディスプレイの前、側部、上部、および下部の全ての可能な視角からディスプレイが観察される条件である。本明細書に述べる通常の視覚の鋭さを有する人間によって任意の視角から視認可能であるとき、欠陥は視認可能であると考えられる。欠陥の視認性は、個々のディスプレイおよび膜が組み込まれる構造によって多少の影響を受けるが、欠陥の視認性は一般に異なるディスプレイ間で相関がある。或る場合において、他の膜または光方向変換性膜の頂部上の液晶光モジュレータは膜単独で視認可能な欠陥を隠す。あらゆるディスプレイアセンブリ中の欠陥の視認性は膜の潜在的市場を制限し、価値を低下させる。

好ましくないパターンおよび他の欠陥は、膜が照明がついたバックライト上に配置され、他の膜またはその最上部上の液晶モジュレータなしに観察されるとき、膜中に視認可能ではないことがさらに好ましい。欠陥が膜単独で視認できないとき、ディスプレイまたはバックライトの製造者は、完全に組み立てられたディスプレイ中に欠陥が視認できないことを最も確信して作業を進めることができる。標準的なＬＣＤバックライト観察条件において、光源１０３、裏面反射器１０５、ライトガイド１０７、拡散器１０９、および光方向変換性膜１１１が組み立てられ、光源１０３には光を発する電源が設けられる。バックライトは、欠陥の視認性を低くし得る周囲の光源を取り除き、暗くした部屋の中で、全ての視角から観察される。本明細書に述べる通常の視覚の鋭さを有する人間によって任意の視角から視認可能であるとき、欠陥は視認可能であると考えられる。これらの観察条件は当産業において周知であり実施されている。

本発明をそのいくつかの好ましい実施形態を個々に参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲内で変形および修正を行うことができることが理解される。

１つの曲面と、１つの平面と、１つの稜線を有する従来技術の単一の個別の光学要素を示す概要図である。２つの曲面と、１つの稜線を有する従来技術の単一の個別の光学要素を示す概要図である。要素の規則的な配置を有する従来技術の光方向変換性膜を示す概要図である。設計された不規則な配置の要素を有する従来技術の光方向変換性膜を示す概要図である。ランドの例を示す概要図である。本発明の光方向変換性膜の断面を示す概要図である。同じ幅であるが異なる曲率半径と長さを有する２つの個別の光学要素を示す概要図である。人間の眼の視覚応答を表すグラフである。光方向変換性膜例の輝度を表すグラフである。光方向変換性膜例の輝度を表すグラフである。一定の列オフセットを有する光方向変換性膜配置の概要図である。不規則な列オフセットを有する光方向変換性膜配置の概要図である。光方向変換性膜配置中のより短い要素の位置を示す概要図である。複数の長さの要素を有する光方向変換性膜を示す概要図である。光方向変換性膜配置中のより短い要素の位置を示す概要図である。覆われていない領域を有する光方向変換性膜を示す概要図である。短縮された平均ピッチを有する光方向変換性膜を示す概要図である。様々な幅の要素を有する光方向変換性膜を示す概要図である。下部要素と下部要素より上に伸びるいくつかの隆起した要素とを有する光方向変換性膜を示す概要図である。光方向変換性膜を組み込んだ液晶ディスプレイを示す概要図である。

符号の説明

１個別の光学要素
２基体
３曲面
５平面
７稜線
８、９稜線端部
１１個別の光学要素
１３、１５曲面
１６稜線
１７縦方向
１８横方向
２１ランド
２３、２５、２６ピッチ
２７幅
３１、３３要素
３５、３６幅
３７、３８長さ
４０曲線
４２、４４、４６輝度曲線
４８、４９点
５２、５４輝度曲線
５６点
６１斜線
６２、６３、６４、６５要素
７１、７２、７４集団
７７より短い要素
７９より長い要素
８１光方向変換性膜
８５覆われていない領域
９０第１サイズの要素
９１第２サイズの要素
９４、９５幅
９７下部要素
９９隆起した要素
１０１ディスプレイ
１０３光源
１０５裏面反射器
１０７ライトガイド
１０９拡散器
１１１光方向変換性膜
１１３液晶モジュレータ

Claims

対向面を有する薄い光学的に透明な基体を含む光方向変換性膜であって、基体の一方の面が、その最長寸法が実質的に縦方向に整列された、引き伸ばされた個別の光学要素によって実質的に覆われ、光学要素の少なくともいくつかの形状は視覚的に有意な相違を有し、及び光学要素の形状と位置の配置は、標準的なＬＣＤバックライト観察条件下で膜中の好ましくないパターンが視認できないようなものである光方向変換性膜。
２つの傾斜面が互いに交差して、基体または他の光学要素と交差する２つの端部を有する稜線を形成する個別の光学要素を含む請求項１記載の膜。
少なくとも１つの傾斜面が湾曲している請求項２記載の膜。
個別の光学要素の曲面の曲率半径が少なくとも１０％異なる請求項３記載の膜。
最も長い光学要素が最も短い光学要素よりも少なくとも５％大きなアスペクト比を有する請求項１記載の膜。
最も長い光学要素が最も短い光学要素よりも１５％〜１００％大きなアスペクト比を有する請求項５記載の膜。
半径２ｍｍの円内の実質的に同じアスペクト比の表面のパーセントが、膜上の可能な円の位置全体にわたる目標値から１０％より大きく異ならない請求項５記載の膜。
半径１ｍｍの円内の実質的に同じアスペクト比の表面のパーセントが、膜上の可能な円の位置全体にわたる目標値から１０％より大きく異ならない請求項５記載の膜。
膜中の光学要素の配置が不規則に設計される請求項１記載の膜。
対向面を有する薄い光学的に透明な基体を含む光方向変換性膜であって、基体の一方の面は、その最長寸法が実質的に縦方向に整列された、個別の光学要素によって実質的に覆われ、各光学要素は縦方向に直角の横方向において測定される幅を有し、いくつかの光学要素は他の光学要素よりもより幅広く、及びより幅広い光学要素は、隣り合う光学要素が横方向に測定して、より離れて実質的に置かれる光方向変換性膜。
２つの傾斜面が互いに交差して、基体または他の光学要素と交差する２つの端部を有する稜線を形成する個別の光学要素を含む請求項１０記載の膜。
少なくとも１つの傾斜面が湾曲している請求項１１記載の膜。
より幅広い光学要素が他の光学要素よりも幅の差の約半分高い請求項１０記載の膜。
光学要素の位置の配置が不規則に設計される請求項１０記載の膜。
いくつかの光学要素が他の光学要素よりも少なくとも５％幅広い請求項１０記載の膜。
対向面を有する薄い光学的に透明な基体を含む光方向変換性膜であって、基体の一方の面は、その最長寸法が実質的に縦方向に整列された、引き伸ばされた個別の光学要素によって実質的に覆われ、各光学要素は縦方向に測定される長さを有し、いくつかの光学要素は他の光学要素よりも少なくとも１０％長く、及び光学要素の位置の配置が不規則に設計される光方向変換性膜。
２つの傾斜面が互いに交差して、基体または他の光学要素と交差する２つの端部を有する稜線を形成する個別の光学要素を含む請求項１６記載の膜。
少なくとも１つの傾斜面が湾曲している請求項１７記載の膜。
最も長い光学要素が最も短い光学要素よりも２０％〜１００％長い請求項１６記載の膜。
各光学要素の長さが、縦方向において２つの隣り合う光学要素の中間点間の距離にほぼ等しい請求項１６記載の膜。
半径２ｍｍの円内の実質的に同じ長さの光学要素のパーセントが、膜上の可能な円の位置全体にわたる目標値から２０％より大きく異ならない請求項１６記載の膜。
半径１ｍｍの円内の実質的に同じ長さの光学要素のパーセントが、膜上の可能な円の位置全体にわたる目標値から２０％より大きく異ならない請求項１６記載の膜。
対向面を有する薄い光学的に透明な基体を含む光方向変換性膜であって、基体の一方の面は、その最長寸法が実質的に縦方向に整列された個別の光学要素によって実質的に覆われ、光学要素の一部は、膜が第２面と接触するとき、隆起した要素を除いて該方向変換性膜が第２面に有意に接触しないように、周囲の下部要素より上に伸びる隆起した要素を含む光方向変換性膜。
２つの傾斜面が互いに交差して、基体または他の光学要素と交差する２つの端部を有する稜線を形成する個別の光学要素を含む請求項２３記載の膜。
隆起した要素が周囲の下部要素より上に３〜２０マイクロメートル伸びている請求項２３記載の膜。
エリア光源と、
光モジュレータと、
膜の一方の面が、その最長寸法が実質的に縦方向に整列された、引き伸ばされた個別の光学要素によって実質上覆われ、光学要素の少なくともいくつかの形状が視覚的に有意な差を有し、および光学要素の形状と位置の配置が不規則に設計された、エリア光源と光モジュレータ間の光方向変換性膜とを含むディスプレイであって、
ディスプレイが標準的なデスクトップモニタ観察条件下で観察されるとき、好ましくないパターンが視認されないディスプレイ。