JP2015122317A - ボイドを含有する光学フィルムを備える光ガイド及びディスプレイシステム用ブラックライト - Google Patents

ボイドを含有する光学フィルムを備える光ガイド及びディスプレイシステム用ブラックライト Download PDF

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Abstract

【課題】ボイドを含有する光学フィルムを備える光ガイドを提供する。【解決手段】光ガイド３６９０は、全反射によって光を伝播させるための光ガイド層３６１０と、光学フィルム３６４０を含む。光学フィルム３６４０は、複数のボイドと、約３０％以上の光学ヘイズと、約２０％以上の気孔率と、を含む。光ガイド３６９０のそれぞれ２つの隣接する主表面３６１４、３６４２の相当部分は、互いに物理的に接触している。この光ガイド３６９０は、ディスプレイシステム３６００においてバックライト３６８０として使用する。【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許仮出願第６１／１６９４６６号、名称「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｌｍ」（代理人整理番号６５０６２ＵＳ００２）、同第６１／１６９５２１号、名称「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ Ｓａｍｅ」（代理人整理番号６５３５４ＵＳ００２）、同第６１／１６９５３２号、名称「Ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ」（代理人整理番号６５３５５ＵＳ００２）、同第６１／１６９５４９号、名称「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｌｍ ｆｏｒ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ」（代理人整理番号６５３５６ＵＳ００２）、同第６１／１６９４２７号、名称「Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｃｏａｔｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｄｅｆｅｃｔｓ」（代理人整理番号６５１８５ＵＳ００２）、及び同第６１／１６９４２９号、名称「Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ａ ｎａｎｏｖｏｉｄｅｄ Ａｒｔｉｃｌｅ」（代理人整理番号６５０４６ＵＳ００２）に関連し、これらを参照により援用する。
（発明の分野）
本発明は、概して低屈折率型の特性を呈する光学フィルムを組み込むバックライトに関する。本発明は、かかるバックライトを組み込む、液晶ディスプレイシステムなどのディスプレイシステムに更に適用できる。
バックライトは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイで拡張範囲型照明光源として用いられる。バックライトは、典型的には１つ以上のランプと、ランプからの光をバックライトの出力面に拡張することによって拡張範囲型光源をもたらすための光ガイドと、プリズム形の光方向転換層、輝度向上層、反射偏光層、ディフューザー層、ミラー層、及び遅延層など１つ以上の光管理層と、を含む。
光ガイドにおける光の伝播は、典型的には、出力面など光ガイドの主表面に設けられる光抽出機構によって抽出される。
本発明は、概して光ガイドに関する。一実施形態では、光ガイドは、全反射によって光を伝播させるための光ガイド層と、光ガイド層に配置される第１の光学フィルムと、を含む。第１の光学フィルムは、複数のボイドと、約３０％以上の光学ヘイズと、約２０％以上の気孔率と、を含む。光ガイドのそれぞれ２つの隣接する主表面の相当部分は、互いに物理的に接触している。ある場合には、第１の光学フィルムは、約４０％以上又は約５０％以上の光学ヘイズを有する。ある場合には、第１の光学フィルムは、約８０％以下又は約７０％以下の光学ヘイズを有する。ある場合には、第１の光学フィルムは、約１．３以下又は約１．２以下の実効屈折率を有する。ある場合には、第１の光学フィルムは、結合剤と、複数の粒子と、複数の相互に連結されたボイドと、を含み、結合剤と複数の粒子との重量比は、約１．２以上である。ある場合には、光ガイドのそれぞれ２つの隣接する主表面の少なくとも５０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも９０％は、互いに物理的に接触している。
本発明は、添付の図面に関連して以下の本発明の種々の実施形態の詳細な説明を考慮して、より完全に理解し正しく認識することができる。
ディスプレイシステムの概略側面図。 楔形の光ガイド層の概略側面図。 バックライトの概略側面図。 バックライトの軸上輝度を測定する位置を示すバックライトの概略平面図。 別のバックライトの概略側面図。 視野角に応じた、異なるバックライトの測定輝度のグレースケールコノスコープ画像。 視野角に応じた、異なるバックライトの測定輝度のグレースケールコノスコープ画像。 視野角に応じた、異なるバックライトの測定輝度のグレースケールコノスコープ画像。 視野角に応じた、異なるバックライトの測定輝度のグレースケールコノスコープ画像。 視野角に応じた、異なるバックライトの測定輝度のグレースケールコノスコープ画像。 視野角に応じた、異なるバックライトの測定輝度のグレースケールコノスコープ画像。 別のバックライトの概略側面図。 光ガイドの概略側面図。 別の光ガイドの概略側面図。 ディスプレイシステムの概略側面図。 別の光ガイドの概略側面図。 バックライトの製造プロセスの中間段階又は中間工程における光学構造物の概略側面図。 バックライトの製造プロセスの中間段階又は中間工程における光学構造物の概略側面図。 バックライトの製造プロセスの中間段階又は中間工程における光学構造物の概略側面図。 バックライトの製造プロセスの中間段階又は中間工程における光学構造物の概略側面図。 ディスプレイシステムの概略平面図。
本明細書において複数の図面で用いられる同じ参照符号は、同一又は同様の性質及び機能を有する同一又は同様の要素を指す。
本発明は、概して低屈折率型の光学特性を呈する光学フィルムを組み込むバックライトに関する。幾つかの開示された光学フィルムは、例えば、全反射（ＴＩＲ）又は高内部反射（ＥＩＲ）に対応する機能など低屈折率型の光学特性を示す一方で、高光学ヘイズ及び／又は高拡散反射率を有する。かかる光学フィルムは、光ガイドの主表面から光を有利に抽出でき、それに加えて、主表面おけるＴＩＲ及び／又はＥＩＲに少なくとも部分的に対応できる。更に、光学フィルムの光学ヘイズは、ランプ若しくは電球、キズ、欠陥、又は被覆することが望ましいと思われる他の視覚的に明白な構成要素若しくは機構を効果的に被覆又は隠蔽するために十分に高くすることができる。
幾つかの開示された光学フィルムは、複数の相互に連結されたボイド又は結合剤中に分散した網状ボイドを含む。複数のボイド又は網状ボイドは、中空のトンネル又は中空のトンネル様通路を介して相互に連結される。ボイドには、必ずしもすべての物質及び／又は微粒子が含まれないわけではない。例えば、ある場合には、ボイドは、例えば、結合剤及び／又はナノ粒子を含む１つ以上の小型の繊維状物体又は紐状物体を含んでもよい。幾つかの開示された光学フィルムは、複数の相互に連結されたボイド又は多数の網状のボイドを含み、それぞれの複数のボイド又は網状のボイドは、相互に連結されている。ある場合には、多数の複数の相互に連結されたボイドに加えて、開示された光学フィルムは、複数の閉止ボイド又は未連結ボイド、つまり、トンネルを介して他のボイドに連結されていないボイドを含む。
概して、ボイドは、表面ボイド又は内部ボイドにできる。表面ボイドは、光学フィルムの表面に位置する。内部ボイドは、光学フィルムの内部の、光学フィルムの外面から離れた位置にある。したがって、内部ボイドは閉止ボイドにできるか、例えば他のボイドを介して主表面に連結できる。
ある場合には、光学フィルムは、表面ボイドと、内部ボイドと、を含む。ある場合には、光学フィルムは、内部ボイドだけを含む。
幾つかの開示された光学フィルムは、複数のボイドを含むことによって、全反射（ＴＩＲ）又は高内部反射（ＥＩＲ）に対応する。光学的に透明な非多孔性媒体内を伝播する光が高気孔率を有する層に入射する場合、入射光線の反射率は、垂直入射よりも斜角において遥かに高い。ヘイズのない又は低ヘイズのボイドフィルムの場合、臨界角における反射率よりも高い斜角における反射率は、約１００％に近い。このような場合、入射光線は、全反射（ＴＩＲ）を受ける。高ヘイズのボイドフィルムの場合、斜角における反射率は、光がＴＩＲを受けなくても、類似の範囲の入射角において１００％近くにできる。高ヘイズフィルムのこの向上した反射率はＴＩＲと類似しており、高内部反射（ＥＩＲ）と呼ばれる。本明細書で使用するとき、多孔質又はボイド光学フィルムによる高内部反射（ＥＩＲ）とは、フィルム又はフィルム積層体のボイド層及び非ボイド層の境界における反射率が、ボイドなしの場合よりもボイドありの場合の方が大きいことを意味する。
開示された光学フィルム中のボイドは、屈折率ｎｖ及び誘電率εｖを有し、ｎｖ ２＝εｖである。また、結合剤は、屈折率ｎｂ及び誘電率εｂを有し、ｎｂ ２＝εｂである。概して、光学フィルムに入射する光又は光学フィルム内を伝播する光などの光と光学フィルムとの相互作用は、例えば、フィルムの厚さ、結合剤の屈折率、ボイド又は孔の屈折率、孔の形状及び寸法、孔の空間分布、光の波長など多数のフィルム特性に応じて異なる。ある場合には、光学フィルムに入射する光又は光学フィルム内を伝播する光は、実効誘電率εｅｆｆ及び実効屈折率ｎｅｆｆを「見る」、つまり「経験する」（ｎｅｆｆは、ボイドの屈折率ｎｖ、結合剤の屈折率ｎｂ、及びボイドの気孔率、つまり体積分率「ｆ」を用いて表されることができる）。このような場合、光学フィルムは十分に厚く、ボイドは十分に小さいので、光は、単一のボイド、つまり孤立したボイドの形状及び機構を解体できない。このような場合、少なくとも６０％、又は７０％、又は８０％、又は９０％のボイドなど少なくとも大部分のボイドの寸法は、約λ／５以下、又は約λ／６以下、又は約λ／８以下、又は約λ／１０以下、又は約λ／２０以下であり、λは光の波長である。
ある場合には、開示された光学フィルムに入射する光は可視光線である。つまり光の波長は、電磁スペクトルの可視範囲内である。このような場合、可視光線は、約３８０ｎｍ〜約７５０ｎｍ、又は約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ、又は約４２０ｎｍ〜約６８０ｎｍの範囲の波長を有する。このような場合、少なくとも６０％、又は７０％、又は８０％、又は９０％のボイドなど少なくとも大部分のボイドの寸法が約７０ｎｍ以下、又は約６０ｎｍ以下、又は約５０ｎｍ以下、又は約４０ｎｍ以下、又は約３０ｎｍ以下、又は約２０ｎｍ以下、又は約１０ｎｍ以下であれば、光学フィルムは実効屈折率を有し、複数のボイドを含む。
ある場合には、開示された光学フィルムが十分に厚いので、光学フィルムは、ボイド及び結合剤の屈折率、並びにボイド又は孔の気孔体積分率、つまり気孔率を用いて表すことができる実効屈折率を合理的に有することができる。このような場合、光学フィルムの厚さは、約１００ｎｍ以上、又は約２００ｎｍ以上、又は約５００ｎｍ以上、又は約７００ｎｍ以上、又は約１，０００ｎｍ以上である。
開示された光学フィルム中のボイドが十分に小さく、光学フィルムが十分に厚い場合、光学フィルムは、次のように表すことができる実効誘電率εｅｆｆを有する。
εｅｆｆ＝ｆεｖ＋（１−ｆ）εｂ （１）
このような場合、光学フィルムの実効屈折率ｎｅｆｆを、次のように表すことができる。
ｎｅｆｆ ２＝ｆｎｖ ２＋（１−ｆ）ｎｂ ２ （２）
ある場合（孔の屈折率と結合剤の屈折率との差異が十分に小さい場合など）には、光学フィルムの実効屈折率を、次の式で近似できる。
ｎｅｆｆ＝ｆｎｖ＋（１−ｆ）ｎｂ （３）
このような場合、光学フィルムの実効屈折率は、ボイド及び結合剤の屈折率の体積加重平均である。例えば、約５０％のボイド体積分率を有する光学フィルム及び約１．５の屈折率を有する結合剤は、約１．２５の実効屈折率を有する。
図１は、光源、つまりバックライト３６８０上に配置された液晶パネル３６７０を含むディスプレイシステム３６００の概略側面図である。バックライトは、高反射性後方反射体３６０５上に配置された光ガイド３６９０と、側面反射体３６２４内に収容された光源３６２０及び放射光３６２２と、側面反射体３６３４内に収容された光源３６３０及び放射光３６３２と、光ガイド３６９０を反射偏光層４３０に積層させる光学接着剤層３６５０と、を含む。
光ガイド３６９０は、光ガイド層３６１０上に配置された光学フィルム３６４０を含む。光ガイド層は、縁部３６１１から受光する光３６２２及び縁部３６１２から受光する光３６３２を、主としてＴＩＲにより光ガイドの長さに沿って導く。光学フィルム３６４０は、光ガイド層３６１０内でのＴＩＲを促進するために十分低い屈折率特性を呈する。
それに加えて、光学フィルム３６４０は、少なくとも光ガイド層との境界面付近において十分に光を散乱させ、境界面において少なくても部分的に全反射を妨げることにより光ガイド層から光を抽出する。
光ガイド３６９０のそれぞれ２つの隣接する層の隣接する主表面の相当部分は、互いに物理的に接触している。例えば、光ガイド３６９０のそれぞれ２つの隣接する層３６４０及び３６１０の隣接する主表面３６４２及び３６１４の相当部分は、互いに物理的に接触している。例えば、２つの隣接する主表面の少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも８０％、又は少なくとも９０％、又は少なくとも９５％は、互いに物理的に接触している。ある場合には、光学フィルムは、光ガイド層３６１０の主表面３６１４上にコーティングされる。
概して、光ガイド３６９０のそれぞれ２つの隣接する層の隣接する主表面（互いに面する、又は互いに隣接する主表面）の相当部分は、互いに物理的に接触している。例えば、ある場合には、光ガイド層３６１０と光学フィルム３６４０との間に配置された１つ以上の追加層（図１には明示されていない接着剤層など）が存在してもよい。このような場合、光ガイド３６９０のそれぞれ２つの隣接する層の隣接する主表面の相当部分は、互いに物理的に接触している。このような場合、光ガイドのそれぞれ２つの隣接する層の隣接する主表面の少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも８０％、又は少なくとも９０％、又は少なくとも９５％は、互いに物理的に接触している。
光学フィルム３６４０は、複数のボイドを含み、十分なヘイズを有し、光ガイド層３６１０の主表面においてＴＩＲ又はＥＩＲに対応する又はこれらを維持することができる任意の光学フィルムとすることができる。例えば、光学フィルムは、米国特許仮出願第６１／１６９４６６号、名称「ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＬＭ」（代理人整理番号６５０６２ＵＳ００２）に記載される任意の光学フィルムとすることができ、この開示の内容全体を参照により本明細書に援用する。
ある場合には、光学フィルムは、複数の相互に連結されたボイドと、屈折率ｎｂを有する結合剤中に分散した複数の粒子と、を含む。ある場合には、光学フィルムは、約１．３５以下、又は約１．３以下、又は約１．２以下、又は約１．１５以下、又は約１．１以下、又は約１．０５以下である実効屈折率ｎｅｆｆを有する。ある場合には、ｎｅｆｆは、光ガイド層の屈折率ｎｇよりも約０．１以上、又は約０．２以上、又は約０．３以上、又は約０．４以上低い。ある場合には、結合剤と複数の粒子との重量比は、約１：２以上、又は約１：１以上、又は約１．５：１以上、又は約２：１以上、又は約２．５：１以上、又は約３：１以上、又は約３．５：１以上、又は約４：１以上である。
ある場合には、光学フィルム３６４０は、約２０％以上、又は約３０％以上、又は約４０％以上、又は約５０％以上、又は約６０％以上、又は約７０％以上、又は約８０％以上である気孔率を有する。
光学フィルム３６４０は、十分な光学ヘイズを有しており、ＴＩＲ又はＥＩＲに対応しつつ、光ガイド層３６１０から光を抽出する。例えば、このような場合、光学フィルムの光学ヘイズは、約２０％以上、又は約３０％以上、又は約４０％以上、又は約５０％以上、又は約６０％以上、又は約７０％以上、又は約８０％以上、又は約９０％以上である。
概して、光学フィルム３６４０の所望の光学ヘイズは、光ガイドのアスペクト比（比率Ｌ／Ｈ、各々、Ｌは光ガイド層３６１０の長さであり、Ｈは光ガイド層３６１０の厚さ）、光抽出の効率及び均一性に関する要件、光学フィルムの光反射率、及び光ガイド層が、例えば光ガイド層の底面３６０９に成形表面機構又は印刷ドットなど追加の光抽出機構を含むかどうかなど幾つかのパラメーターに応じて異なる。ある場合には、光学フィルムの光学ヘイズは、約３０％〜約７０％の範囲である。このような場合、約７０％を超える光学ヘイズは、非均一な光抽出をもたらし、約３０％未満の光学ヘイズは、十分な瑕疵又はランプの被覆又は隠蔽をもたらさない。
例示のディスプレイシステム３６００では、光ガイド層３６１０は層の全域で均一の厚さを有する。ある場合には、光ガイド層は、層の全域で非均一の厚さを有することができる。例えば、図２は楔形の光ガイド層３７１０の概略側面図であり、ランプ３６２０からの距離が増すにつれて厚さが減少する。
再び図１を参照すると、光ガイド３６９０は、光学フィルム３６４０の上主表面の相当部分である発光面３６９５を含む。例えば、発光面３６９５は、光学フィルムの上主表面の少なくとも約５０％、又は少なくとも約６０％、又は少なくとも約７０％、又は少なくとも約８０％、又は少なくとも約９０％を含む。ある場合には、発光面によって放射される光の均一性は、発光面全域で約５０％以上、又は約６０％以上、又は約７０％以上、又は約８０％以上であり、均一性は、放射光の最小強度と放射光の最大強度との比率に１００を乗じた値と定義される。
反射偏光層４３０は、第１の偏光状態を有する光を実質的に反射し、第２の偏光状態を有する光を実質的に透過し、この２つの偏光状態は、相互に直交する。例えば、反射偏光子によって実質的に反射される光の可視部における反射偏光子４３０の平均反射率は、少なくとも約５０％、又は少なくとも約６０％、又は少なくとも約７０％、又は少なくとも約８０％、又は少なくとも約９０％、又は少なくとも約９５％である。別の例としては、反射偏光子によって実質的に透過される光の可視部における反射偏光子４３０の平均透過率は、少なくとも約５０％、又は少なくとも約６０％、又は少なくとも約７０％、又は少なくとも約８０％、又は少なくとも約９０％、又は少なくとも約９５％、又は少なくとも約９７％、又は少なくとも約９８％、又は少なくとも約９９％である。ある場合には、反射偏光子４３０は、第１の直線偏光状態を有する光を（例えば、ｘ方向に沿って）実質的に反射し、第２の直線偏光状態を有する光を（例えば、ｚ方向に沿って）実質的に透過する。
反射偏光層４３０には、任意の好適な種類の反射偏光子、例えば、多層光学フィルム（ＭＯＦ）反射偏光子、連続相及び分散層を有する拡散反射偏光フィルム（ＤＲＰＦ）（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能なＶｉｋｕｉｔｉ（商標）Ｄｉｆｆｕｓｅ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ Ｆｉｌｍ（「ＤＲＰＦ」）など）、例えば、米国特許第６，７１９，４２６号に記載されるワイヤグリッド反射偏光子、又はコレステリック反射偏光子などを用いてもよい。
例えば、ある場合には、反射偏光層４３０は、異なるポリマー材料の交互層で形成されるＭＯＦ反射偏光子であるか、これを含むことができ、一連の交互層の１つは複屈折材料で形成され、異なる材料の屈折率は、１つの直線偏光状態で偏光された光に一致し、直交直線偏光状態の光には一致しない。このような場合、一致した偏光状態の入射光線は、反射偏光層４３０を実質的に透過し、一致しない偏光状態の入射光線は、反射偏光層４３０によって実質的に反射される。ある場合には、ＭＯＦ反射偏光層４３０は、無機誘電体層スタックを含むことができる。
別の例としては、反射偏光層４３０は、通過状態で中間軸上平均反射率を有する部分反射層であるか、これを含むことができる。例えば、部分反射層は、ｘｙ面など第１の面で偏光された可視光線に関して少なくとも約９０％の軸上平均反射率を有し、第１の面に垂直のｘｚ面など第２の面で偏光された可視光線に関して約２５％〜約９０％の範囲の軸上平均反射率を有することができる。かかる部分反射層は、例えば、米国特許出願公開第２００８／０６４１３３号に記載されており、この開示の内容全体を参照により本明細書に援用する。
ある場合には、反射偏光層４３０は、円反射偏光子であるか、これを含むことができ、ある意味（時計回り又は反時計回りの意味であってもよく、右円偏光又は左円偏光とも呼ばれる）では円偏光した光が優先的に透過され、反対の意味で偏光された光は優先的に反射される。円偏光子の一種としてはコレステリック液晶偏光子が挙げられる。
ある場合には、層４３０は非偏光部分反射体とすることができる。例えば、層４３０は、部分反射金属層及び／又は誘電体層を含むことができる。ある場合には、層４３０は構造化面を有することができる。
図１には明示されていないが、液晶パネル３６７０は、２枚のパネル板の間に配置された液晶の層と、液晶層の上に配置された上光吸収偏光層と、液晶層の下に配置された下吸収偏光子と、を含む。上及び下光吸収偏光子と液晶層とは共に、反射偏光層４３０から液晶パネル３６７０を通過してディスプレイシステムの方を向いている視聴者までの光の透過を制御する。
も後方反射体３６０５は、所望され得る、及び／又は用途において実用的であり得る任意の種類の反射体とすることができる。例えば、後方反射体は、鏡面反射体、半鏡面若しくは半拡散反射体、又は拡散反射体、例えば２００７年５月２０日出願の米国特許出願第６０／９３９０８５号に基づく優先権を主張する、２００８年５月１９日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ ２００８／０６４１１５号に開示されるものなどであってもよく、これらの特許は両方とも内容全体を参照により本明細書に援用する。例えば、反射体は、アルミ蒸着フィルム又は多層ポリマー反射フィルム（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な高鏡面反射体（ＥＳＲ）フィルムなど）とすることができる。別の例としては、後方反射体３６０５は、白色の外観を有する拡散反射体とすることができる。
後方反射体３６０５は、光ガイド層３６１０の底主表面３６０９に近接している。後方反射体３６０５は、表面３６０９からガイド層を出射した光を、光ガイド３６９０に向かって戻るように反射する。ある場合には、後方反射体は部分的に反射性であり、部分的に透過性である。ある場合には、後方反射体は構造化されていてもよく、例えば構造化面を有することができる。
光学接着剤層３６５０は、所望され得る、及び／又は用途において使用可能な任意の種類の光学接着剤とすることができる。光学接着剤層３６５０は十分な光学品質及び光安定性を有するものであり、例えば、経時的に又は天候への曝露時に接着剤層が黄ばみ、接着剤及び光学フィルムの光学性能を劣化させることがない。ある場合には、光学接着剤層３６５０は、実質的に透明の光学接着剤とすることができ、接着剤層は高正透過率及び低拡散透過率を有する。例えば、このような場合、光学接着剤層３６５０の正透過率は、少なくとも約７０％、又は少なくとも約８０％、又は少なくとも約９０％、又は少なくとも約９５％である。ある場合には、光学接着剤層３６５０は、実質的に拡散性の光学接着剤とすることができ、つまり、接着剤層は高拡散透過率及び低正透過率を有する。例えば、このような場合、光学接着剤層３６５０の拡散透過率は、少なくとも約６０％、又は少なくとも約７０％、又は少なくとも約８０％である。ある場合には、光学接着剤層３６５０は、実質的に偏光保持拡散性接着剤とすることができる。
例示の光学接着剤には、感圧接着剤（ＰＳＡ）、感熱接着剤、溶媒揮発性接着剤、及びＮｏｒｌａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＵＶ硬化性光学接着剤などＵＶ硬化性接着剤が挙げられる。
例示のＰＳＡとしては、天然ゴム、合成ゴム、スチレンブロックコポリマー、（メタ）アクリルブロックコポリマー、ポリビニルエーテル、ポリオレフィン、及びポリ（メタ）アクリレートをベースとしたものが挙げられる。本明細書において、（メタ）アクリル（又はアクリレート）は、アクリル種とメタクリル種の両方を指す。他の例示のＰＳＡには、（メタ）アクリレート、ゴム、熱可塑性エラストマー、シリコーン、ウレタン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。ある場合には、ＰＳＡは（メタ）アクリル系ＰＳＡ又は少なくとも１種類のポリ（メタ）アクリレートをベースとしたものである。例示のシリコーンＰＳＡには、ポリマー又はゴム及び任意の粘着付与樹脂が挙げられる。他の例示のシリコーンＰＳＡには、ポリジオルガノシロキサンポリオキサミド及び任意の粘着付与剤が挙げられる。
例示の光ガイド３６９０では、光学フィルム３６４０は、実質的に発光面３６９５全体に延在する。ある場合には、光学フィルムは発光面の一部だけを覆ってもよい。例えば、図１１は、光ガイド層３６１０の主表面３６１４の一部だけに配置された光学フィルム１１１０を含む光ガイド１１００の概略側面図である。例示の光ガイド１１００では、光抽出機構１１２０は、主表面３６１４の別の部分に配置される。光学フィルム１１１０は、光学フィルム３６４０に類似することができる。
図１の例示の光ガイド３６９０は、光学フィルム３６４０以外の光抽出手段を含まない。ある場合には、光ガイドは、複数の抽出手段を有することができる。例えば、図８は、光ガイド層３６１０と、光ガイド層の上主表面３６１４に配置された光学フィルム３６４０と、光ガイド層の底主表面３６０９に配置された光抽出機構８１０と、を含む光ガイド８００の概略側面図である。光抽出手段８１０は、複数の別個の光抽出機構８１５を含む。光学フィルム３６４０は、光ガイド８００における第１の光抽出手段であり、光抽出機構８１５は、光ガイドにおける第２の光抽出手段である。概して、第２の光抽出手段８１０は、用途において望ましい任意の抽出手段とすることができる。例えば、光抽出手段８１０は、粗面化された底主表面３６０９とすることができる。別の例としては、光抽出機構８１５は、印刷ドット又は小型レンズなどの抽出機構であってよく、ある場合には、抽出機構は、光ガイド層３６１０の一部とすることができる。更に別の例としては、光抽出手段８１０は、光学フィルム３６４０に類似の光学フィルムとすることができる。例えば、図９は、底主表面３６０９に、光ガイド層３６１０と後方反射体３６０５との間に配置された第２の光学フィルム９１０を含む、光ガイド９００の概略側面図である。
例示の光ガイド９００では、後方反射体３６０５は、例えば、後方反射体に光学フィルムをコーティングすることによって、又は後方反射体を光学フィルムに積層させることによって、光学フィルム９１０に付着している。光ガイド９００は、上主表面３６１４及び底主表面３６０９を通過する光を放射する。表面３６０９を通過して下向きに放射される光は、後方反射体３６０５による上向きの反射で戻される。
図１０は、第１の液晶パネル１０３０と第２の液晶パネル１０４０との間に配置された光ガイド１０５０を含むディスプレイシステム１０００の概略側面図である。光ガイド１０５０は、液晶パネル１０４を照射する光１０１０及び液晶パネル１０３０を照射する光１０２０を放射する。
再び図１を参照すると、例示のバックライト３６８０は、光学接着剤層３６５０を介して光学フィルム３６５０に積層された反射偏光層を含む。概して、バックライト３６８０は、反射偏光子、輝度向上フィルム（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｉｎｔ Ｐａｕｌ ＭＮ）から入手可能なＢＥＦ）など光方向転換フィルム、転向フィルム（例えば、反転ＢＥＦ）、光ディフューザー、又は用途において望ましい任意の他の光管理フィルムなど１つ以上の光管理フィルムを含むことができる。例えば、ある場合には、反射偏光子４３０の代わりに、表面に配置されたプリズム輝度向上フィルム、複数の線形円柱レンズを含む光管理フィルム、又は球状粒子など複数の粒子を含む光管理フィルムを用いることができる。
図１の例示の光ガイド３６９０では、光ガイド層３６１０は２つの縁部、つまり側面３６１１及び３６１２から受光する。概して、光ガイド層は、１、２、３、又は４つの縁部、つまり側面など任意の数の縁部、つまり側面から受光できる。ある場合には、受光しない光ガイド層の１つ以上の縁部は、光学的損失を防止するために反射性にすることができる。例えば、白色の外観を有することがある光拡散フィルムをかかる縁部に取り付けて、これらがなければガイド層を出射する光を反射して、抽出するために出射面方向に戻してもよい。
ある場合には、光ガイド層３６１０の１つ以上の受光縁部は、成形表面構造物などの表面機構を含んで、ランプから光ガイド層に入射する光を発散させることができる。例えば、縁部３６１２は、光ガイド層の内部で光３６３２を発散させるための表面機構３６７１を含む。
光ガイド層３６１０を、例えば、ガラス又は用途において望ましい任意のポリマーなど用途において望ましい任意の光学材料で作製できる。例えば、光ガイド層３６１０を、ポリカーボネート、アクリル系、又はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）（例えば、Ｚｅｏｎ ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌ．Ｏ．（Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ，ＫＹ）から入手可能）で作製できる。
バックライト３６８０は、用途において望ましい任意の形状または形態を有することができる。例えば、バックライトは、正方形形状、又は矩形形状、又は円形形状を有することができる。別の例としては、光ガイド層の縁部は、直線となっても、湾曲することもできる。更に別の例としては、バックライト３６８０は平面となっても、湾曲することもできる。
ランプ３６２０及び３６３０は、用途において望ましい任意の種類のランプとすることもできる。例えば、ランプは、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）など拡張拡散光源、発光ダイオード（ＬＥＤ）など狭域用固体光源、又はレーザーなどとすることもできる。
バックライト、つまり光源３６８０を、任意の所望の用途で用いることもできる。例示の用途には、標識、液晶ディスプレイなどディスプレイ、照明、及びナンバープレートが挙げられる。
バックライト３６８０を、用途において望ましい任意の製造方法を用いて製造できる。例えば、光学フィルム１２１０は、図１２Ａに概略に示されるように、低損失基材１２０５上にコーティングされる。光学フィルム１２１０は、本明細書で開示された任意の光学フィルムに類似することができる。例えば、光学フィルム１２１０は、光学フィルム３６４０に類似することができる。次に、図１２Ａの構造物は、所望の寸法及び形状に切断され、図１２Ｂに概略に示されるように、１つ以上の縁部が研磨される。縁部１２２０及び１２２５は研磨されている。次に、図１２Ｃに概略に示されるように、反射フィルム１２３０が、積層されるなどして縁部１２２５に付着される。次に、図１２Ｄに概略に示されるように、ランプ１２４０が基材の縁部１２２０に沿って配置され、後方反射体１２５０が基材１２０５の裏主表面１２６０に接近して配置される。図１２Ｄに示される構造物では、基材１２０２はガイド層であり、光学フィルム１２１０はＴＩＲ及び光抽出手段をもたらす。
例示のディスプレイシステム３６００は、単一のディスプレイシステムを含む。概して、ディスプレイシステムは、１つ以上のディスプレイを含むことができる。例えば、図１３は、画像を表示し、複数の別個のディスプレイ１３１０を含むディスプレイシステム１３００の概略平面図である。各別個のディスプレイ１３１０は、個別に制御可能である。例えば、各別個のディスプレイの出力光の強度は、個別に制御可能であり、つまり、ある別個のディスプレイの出力強度は、他の別個のディスプレイの出力強度を変更せずに変更できる。少なくとも１つの別個のディスプレイは、ディスプレイシステム３６００を含むか、ディスプレイシステム３６００である。ある場合には、少なくとも１つの別個のディスプレイ１３１０は、バックライト３６８０など本明細書に開示されたバックライトを含む。ある場合には、各別個のディスプレイ１３１０は、ディスプレイシステム１３００によって表示される画像の異なる部分を表示する。
開示されたフィルム、層、構造物、及びシステムの利点の一部は、次の実施例によって更に示される。この実施例で列挙される特定の材料、量及び寸法、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不当に制限するものと解釈すべきではない。
（実施例Ａ）：
コーティング溶液「Ａ」を調製した。まず、「９０６」組成物（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能）を入手した。９０６組成物は、メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン（アクリレートシラン）で表面を修飾した１８．４重量％の２０ｎｍのシリカ粒子（ＮＡＬＣＯ ２３２７）、２５．５重量％のペンタエリスリトールトリ／テトラアクリレート（ＰＥＴＡ）、４．０重量％のＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（ＤＭＡ）、１．２重量％のＩＲＧＡＣＵＲＥ １８４、１．０重量％のＴｉｎｕｖｉｎ ２９２、４６．９重量％の溶媒イソプロパノール、及び３．０重量％の水、を含んでいた。９０６組成物は、約５０固体重量％であった。次に、溶媒１−メトキシ−２−プロパノールで９０６組成物を３５固体重量％に希釈し、コーティング溶液Ａを生じさせた。
（実施例Ｂ）：
コーティング溶液「Ｂ」を調製した。まず、凝縮器及び温度計を備えた２リットルの三つ口フラスコ内で３６０ｇのＮａｌｃｏ ２３２７コロイドシリカ粒子（４０固体重量％、平均粒径約２０ナノメートル）（Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ ＩＬ）から入手可能）と、３００ｇの溶媒１−メトキシ−２−プロパノールとを、高速攪拌して混合した。次に、２２．１５ｇのＳｉｌｑｕｅｓｔ Ａ−１７４シラン（ＧＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｗｉｌｔｏｎ ＣＴ）から入手可能）を添加した。混合物は、１０分間にわたって攪拌した。次に、更に４００ｇの１−メトキシ−２−プロパノールを添加した。加熱マントルを用いて、８５℃で６時間にわたって混合物を加熱した。得られた溶液を、室温まで冷却した。次に、６０℃の水浴下でロータリーエバポレーターを用いて大部分の水及び１−メトキシ−２−プロパノール溶媒（約７００ｇ）を除去した。得られた溶液は、１−メトキシ−２−プロパノール中に透明分散した、４４重量％のＡ−１７４で修飾された２０ｎｍのシリカであった。次に、７０．１ｇのこの溶液と、２０．５ｇのＳＲ ４４４（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｅｘｔｏｎ ＰＡ）から入手可能）と、１．３７５ｇの光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｈｉｇｈ Ｐｏｉｎｔ ＮＣ）から入手可能）と、８０．４ｇのイソプロピルアルコールとを攪拌して混合し、均質のコーティング溶液Ｂを生じさせた。
（実施例Ｃ）：
コーティング溶液「Ｃ」を調製した。まず、凝縮器及び温度計を備えた２リットルの三つ口フラスコ内で３０９ｇのＮａｌｃｏ ２３２７（４０固体重量％）と、３００ｇの１−メトキシ−２−プロパノールとを、高速攪拌して混合した。次に、９．５ｇのＳｉｌｑｕｅｓｔ Ａ−１７４と、１９．０ｇのＳｉｑｕｅｓｔ Ａ−１２３０とを添加し、生じた混合物を１０分間にわたって攪拌した。加熱マントルを用いて、８０℃で１時間にわたって混合物を加熱した。次に、更に４００ｇの１−メトキシ−２−プロパノールを添加した。８０℃で１６時間にわたって混合物を保持した。得られた溶液を、室温まで冷却した。次に、６０℃の水浴下でロータリーエバポレーターを用いて大部分の水及び１−メトキシ−２−プロパノール溶媒（約７００ｇ）を除去した。得られた溶液は、１−メトキシ−２−プロパノール中に透明分散した、４８．７重量％のＡ１７４／Ａ１２３０で修飾された２０ｎｍのシリカであった。次に、６３．４ｇのこの溶液と、２０．５ｇのＳＲ ４４４と、１．３２ｇの光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４と、８７．１ｇのイソプロピルアルコールとを攪拌して混合し、均質のコーティング溶液Ｃを生じさせた。
（実施例Ｄ）：
コーティング溶液「Ｄ」を調製した。まず、凝縮器及び温度計を備えた１リットルのフラスコ内で３００ｇのＮａｌｃｏ ２３２９シリカ粒子（４０固体重量％）（平均粒度７５ｎｍ、Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ ＩＬ）から入手可能）と、３００ｇの１−メトキシ−２−プロパノールとを、高速攪拌して混合した。次に、７．９５ｇのＳｉｌｑｕｅｓｔ Ａ−１７４を添加した。得られた混合物を１０分間にわたって撹拌した。次に、更に４００ｇの１−メトキシ−２−プロパノールを添加した。加熱マントルを用いて、８５℃で６時間にわたって得られた混合物を加熱した。得られた溶液を、室温まで冷却した。次に、６０℃の水浴下でロータリーエバポレーターを用いて大部分の水及び１−メトキシ−２−プロパノール溶媒（約６３０ｇ）を除去した。得られた溶液は、１−メトキシ−２−プロパノール中に分散した、３４．６重量％のＡ−１７４で修飾された７５ｎｍのシリカであった。次に、１３５．５ｇのこの溶液と、３１．２ｇのＳＲ４４４と、１．９６ｇの光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ １８４と、９３．３ｇのイソプロピルアルコールとを攪拌して混合し、均質のコーティング溶液Ｄを生じさせた。
（実施例Ｅ）：
コーティング手順「Ｅ」を展開した。まず、３ｃｃ／分の速度で１０．２ｃｍ（４インチ）幅のスロットタイプコーティングダイにコーティング溶液をシリンジで吸い上げた。スロットコーティングダイは、５フィート／分（１５２ｃｍ／分）で移動する基材上に１０．２ｃｍ幅のコーティングを均一に分配した。
次に、コーティングされた基材に、紫外線の通過を可能にする石英窓を備えたＵＶ−ＬＥＤ硬化チャンバを通過させることにより、コーティングを重合させた。ＵＶ−ＬＥＤバンクは、８個（ダウンウェブ）×２０個（クロスウェブ）の１６０個のＵＶ−ＬＥＤ（約１０．２ｃｍ×２０．４ｃｍの領域を対象とする）の矩形配列を含んだ。ＬＥＤ（Ｃｒｅｅ，Ｉｎｃ．（Ｄｕｒｈａｍ ＮＣ）から入手可能）を３８５ｎｍの公称波長で操作し、４５ボルト８アンペアで動作させて０．２１２ジュール／平方ｃｍのＵＶ−Ａ線量をもたらした。ＵＶ−ＬＥＤ配列には、ＴＥＮＭＡ ７２−６９１０（４２Ｖ／１０Ａ）電源（Ｔｅｎｍａ（Ｓｐｒｉｎｇｂｏｒｏ ＯＨ）から入手可能）による電源供給及びファン冷却を行った。ＵＶ−ＬＥＤは、基材から約２．５４ｃｍの距離にある硬化チャンバの石英窓の上に配置した。ＵＶ−ＬＥＤ硬化チャンバには、４６．７リットル／分（１００立方フィート／時間）の流量で窒素流を供給し、硬化チャンバ内に約１５０ｐｐｍの酸素濃度をもたらした。
ＵＶ−ＬＥＤによる重合後、コーティングされた基材を１５０°Ｆ（６６℃）の乾燥炉に２分間にわたり５フィート／分（１５２ｃｍ／分）のウェブ速度で移送することにより硬化コーティング中の溶媒を除去した。次に、Ｈバルブを装着したＦｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｄｅｌ Ｉ３００Ｐ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ ＭＤ）から入手可能）を用いて、乾燥コーティングを後硬化した。ＵＶ Ｆｕｓｉｏｎチャンバには、窒素流を供給し、チャンバ内に約５０ｐｐｍの酸素濃度をもたらした。
（実施例Ｆ）：
コーティング手順「Ｆ」を展開した。まず、２．７ｃｃ／分の速度で２０．３ｃｍ（８インチ）幅のスロットタイプコーティングダイにコーティング溶液をシリンジポンプで圧入した。スロットコーティングダイは、５フィート／分（１５２ｃｍ／分）で移動する基材上に２０．３ｃｍ幅のコーティングを均一に分配した。
次に、コーティングされた基材に、紫外線の通過を可能にさせる石英窓を備えたＵＶ−ＬＥＤ硬化チャンバを通過させることにより、コーティングを重合させた。ＵＶ−ＬＥＤバンクは、１６個（ダウンウェブ）×２２個（クロスウェブ）の３５２個のＵＶ−ＬＥＤ（約２０．３ｃｍ×２０．３ｃｍの領域を対象とする）の矩形配列を含んだ。ＵＶ−ＬＥＤは、２つの水冷ヒートシンク上に配置した。ＬＥＤ（Ｃｒｅｅ，Ｉｎｃ．（Ｄｕｒｈａｍ ＮＣ）から入手可能）を３９５ｎｍの公称波長で操作し、４５ボルト１０アンペアで動作させて０．１０８ジュール／平方ｃｍのＵＶ−Ａ線量をもたらした。ＵＶ−ＬＥＤ配列には、ＴＥＮＭＡ ７２−６９１０（４２Ｖ／１０Ａ）電源（Ｔｅｎｍａ（Ｓｐｒｉｎｇｂｏｒｏ ＯＨ）から入手可能）による電源供給及びファン冷却を行った。ＵＶ−ＬＥＤは、基材から約２．５４ｃｍの距離にある硬化チャンバの石英窓の上に配置した。ＵＶ−ＬＥＤ硬化チャンバには、４６．７リットル／分（１００立方フィート／時間）の流量で窒素流を供給し、硬化チャンバ内に約１５０ｐｐｍの酸素濃度をもたらした。
ＵＶ−ＬＥＤによる重合後、コーティングを１５０°Ｆ（６６℃）で動作する乾燥炉に２分間にわたり５フィート／分（１５２ｃｍ／分）のウェブ速度で移送することにより硬化コーティング内の溶媒を除去した。次に、Ｈバルブを装着したＦｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｄｅｌ Ｉ３００Ｐ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ ＭＤ）から入手可能）を用いて、乾燥コーティングを後硬化した。ＵＶ Ｆｕｓｉｏｎチャンバには、窒素流を供給し、チャンバ内に約５０ｐｐｍの酸素濃度をもたらした。
（実施例１）：
バックライト３８００（概略側面図が図３に示される）を作製した。バックライト３８００は、後方反射体３８１０と、光ガイド３８２０と、ランプ３８３０及び３８４０と、光学接着剤層３８５０によりバックライトに積層された反射偏光層３８６０と、を含んだ。
反射偏光層３８６０は、ｚ軸に沿って通過軸を有した。ｚ軸（通過軸）に沿って偏光された入射光線に関する反射偏光層の（ｙ方向に沿った）平均軸上反射率は約６８％であり、ｘ軸（ブロック軸）に沿って偏光された入射光線に関する反射偏光層の（ｙ方向に沿った）平均軸上反射率は約９９．２％であった。反射偏光層は、国際公開第２００８／１４４６５６号（代理人整理番号６３２７４ＷＯ００４、２００８年５月１９日出願）に記載のとおりに作製した（この開示の内容全体を参照により本明細書に援用する）。
反射偏光層は、複屈折９０／１０ ｃｏＰＥＮ材料と、Ｅａｓｔｍａｎ Ｎｅｏｓｔａｒ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ ＦＮ００７（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ ＴＮ）から入手可能）との、２７４の交互ミクロを含んでいた。２７４の交互ミクロ層は、連続した１／４波層対に配列し、層の厚さ勾配は、一方の偏光軸に関して約４００ｎｍ〜１０５０ｎｍの帯域幅にわたる広く均一の強い反射共振と、その直交軸に関して約４００ｎｍ〜９００ｎｍの帯域幅にわたる広く均一のより弱い反射共振と、をもたらすように設計した。２つの厚さ５マイクロメートルのＰＥＴ−Ｇ表面薄層は、凝集性の交互ミクロ層スタックの外側表面に配置した。交互ミクロ層、保護境界層、及び表面薄層を含む反射偏光層の全厚は、約４０マイクロメートルであった。６３３ｎｍで測定した９０／１０ ｃｏＰＥＮの１３７の交互ミクロ層の屈折率は、ｎｘ１＝１．８０５、ｎｙ１＝１．６２０、及びｎｚ１＝１．５１５であった。ＦＮ００７の１３７のミクロ層の屈折率は、ｎｘ２＝ｎｙ２＝ｎｚ２＝１．５０６であった。
光学接着剤層３８５０は、光学的に透明な接着剤ＯＣＡ １８７３（３Ｍから入手可能）であった。光ガイド３８２０は、一体型の固体ライトであった。光ガイドは、約６ｍｍ厚（ｙ方向）、４７２ｍｍ幅（ｚ方向）、及び３０６ｍｍ長（ｘ方向）であった。
後方反射体３８１０は、３Ｍから入手可能なＥＳＲフィルムである。固体光ガイドと後方反射体との間には、わずかな空隙が存在した。ランプ３８３０及び３８４０のそれぞれは、固体光ガイドの対応する縁部に近置され、固体光ガイドの幅に沿って一定の間隔に配列された７８個のＬＥＤを含んだ。
視野角に応じた輝度分布、軸輝度（ニット単位）、（ｘｙ面における）輝度半減角、及び光ガイド３８００の消光比は、Ａｕｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｏｓｃｏｐｅ Ｃｏｎｏｓｔａｇｅ ３（Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒｓ ＧｍｂＨ（Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能）を用いて測定した。測定前に、（図３には明示されていない）直線吸収偏光子を反射偏光層の上に配置し、その通過軸を反射偏光子の通過軸と平行にした。消光比は、Ｉ１／Ｉ２であった（Ｉ１は、２つの通過軸が平行な場合に測定された軸輝度であり、Ｉ２は、２つの通過軸が交差する場合に測定された軸輝度であった）。
バックライト３８００の輝度均一性は、図４に示されるように１３の異なる位置においてバックライトの軸上輝度を記録することによって測定した。具体的には、図４はバックライト３８００の概略平面図であり、１３の測定地点３９１０は、バックライトの軸上輝度を測定する位置である。表面３８７０は、反射偏光層３８６０の上面である。Ｓ１／Ｓは０．１、Ｓ２／Ｓは０．３、Ｓ３／Ｓは０．５、Ｓ４／Ｓは０．７、Ｓ５／Ｓは０．９であった（Ｓは光ガイドの長さ（４７２ｍｍ）であった）。均一性は、Ｊ１／Ｊ２×１００と定義した（Ｊ１は、１３の輝度測定値の最小値、Ｊ２は、１３の輝度測定値の最大値であった）。測定結果を、表Ｉにまとめた。図６Ａは、視野角に応じた、バックライト３８００の測定輝度のグレースケールコノスコープ画像である。グリッドを重ねた画像は参考のためであり、０〜３６０度の範囲の方位角φ及び中心部での０度から周辺部における８０度超の範囲の極角θをθが２０度増すごとに設けられる同心円と共に示す。
（実施例２）：
バックライト４０００（概略側面図が図５に示される）を作製した。バックライト４０００は、光学フィルム４０１０が光学接着剤層３８５０と反射偏光層３８６０との間に配置された以外は、バックライト３８００に類似していた。
光学フィルム４０１０は、シリンジポンプ速度が６ｃｃ／分であり、ＬＥＤを１３アンペアで動作させた（０．１３５２ジュール／平方ｃｍのＵＶ−Ａ線量が生じた）以外は実施例Ｆに記載のコーティング方法を用いて、実施例Ｂの溶液Ｂを反射偏光層３８６０（実施例１の反射偏光子と同じ）にコーティングすることにより作製した。得られた光学フィルムの屈折率は、約１．２２であった。光学フィルムの光学ヘイズは、９％であった。光学フィルムの厚さは、約５マイクロメートルであった。次に、光学的に透明な接着剤ＯＣＡ １８７３の層３８５０を用いて、光学フィルムを光ガイド３８２０に積層させた。実施例１に記載した測定に類似の測定を行い、表Ｉにまとめた。図６Ｂは、視野角に応じた、バックライトの測定輝度のグレースケールコノスコープ画像である。
（実施例３）：
バックライト４０００を作製した。バックライトは、シリンジポンプ速度が１．５ｃｃ／分であり、ＬＥＤを１３アンペアで動作させた（０．１３５２ジュール／平方ｃｍのＵＶ−Ａ線量が生じた）以外は実施例Ｆに記載のコーティング方法を用いて、実施例Ｃの溶液Ｃを反射偏光層３８６０（実施例１の反射偏光子と同じ）にコーティングすることにより光学フィルム４０１０を作製した以外は、実施例２で作製したバックライトに類似していた。得られた光学フィルムの屈折率は、約１．２５であった。光学フィルムの光学ヘイズは、２０％であった。光学フィルムの厚さは、約５マイクロメートルであった。次に、光学的に透明な接着剤ＯＣＡ １８７３の層３８５０を用いて、光学フィルムを光ガイド３８２０に積層させた。実施例１に記載した測定に類似の測定を行い、表Ｉにまとめた。図６Ｃは、視野角に応じた、バックライトの測定輝度のグレースケールコノスコープ画像である。
（実施例４）：
バックライト４０００を作製した。バックライトは、ＬＥＤを９アンペアで動作させた（０．０９３６ジュール／平方ｃｍのＵＶ−Ａ線量が生じた）以外は実施例Ｆに記載のコーティング方法を用いて、実施例Ｃの溶液Ｃを反射偏光層３８６０（実施例１の反射偏光子と同じ）にコーティングすることにより光学フィルム４０１０を作製した以外は、実施例２で作製したバックライトに類似していた。得られた光学フィルムの屈折率は、約１．１８であった。光学フィルムの光学ヘイズは、４０％であった。光学フィルムの厚さは、約５マイクロメートルであった。次に、光学的に透明な接着剤ＯＣＡ １８７３の層３８５０を用いて、光学フィルムを光ガイド３８２０に積層させた。実施例１８に記載した測定に類似の測定を行い、表Ｉにまとめた。図６Ｄは、視野角に応じた、バックライトの測定輝度のグレースケールコノスコープ画像である。
（実施例５）：
バックライト４０００を作製した。バックライトは、ＬＥＤを６アンペアで動作させた（０．０６２４ジュール／平方ｃｍのＵＶ−Ａ線量が生じた）以外は実施例Ｆに記載のコーティング方法を用いて、実施例Ｃの溶液Ｃを反射偏光層３８６０（実施例１の反射偏光子と同じ）にコーティングすることにより光学フィルム４０１０を作製した以外は、実施例２で作製したバックライトに類似していた。得られた光学フィルムの屈折率は、約１．１７であった。光学フィルムの光学ヘイズは、６０％であった。光学フィルムの厚さは、約５マイクロメートルであった。次に、光学的に透明な接着剤ＯＣＡ １８７３の層３８５０を用いて、光学フィルムを光ガイド３８２０に積層させた。実施例１８に記載した測定に類似の測定を行い、表Ｉにまとめた。図６Ｅは、視野角に応じた、バックライトの測定輝度のグレースケールコノスコープ画像である。
（実施例６）：
バックライト４２００（概略側面図が図７に示される）を作製した。バックライトは、光学接着剤層４２１０を用いて後方反射体３８１０を光ガイド３８２０の底に積層させた以外は、バックライト４０００に類似していた。
反射偏光子３８６０は、実施例２の反射偏光子と同じであった。後方反射体３８１０は、ＰＥＮ及びＰＭＭＡの５５０の交互層からなる多層ポリマーミラーであった。後方反射体は、垂直入射において約４００ｎｍ〜約１６００ｎｍに及ぶ反射バンドを有した。この波長範囲の後方反射体の平均反射率は、約９９％であった。光学的に透明な接着剤ＯＣＡ １８７３の層４２１０を用いて、後方反射体３８１０を光ガイド３８２０に積層させた。
光学フィルム４０１０は、シリンジ流速が２．３ｃｃ／分であり、ＵＶ ＬＥＤ電流が４アンペアであった（０．０４１６ジュール／平方ｃｍのＵＶ−Ａ線量が生じた）以外は実施例Ｆに記載のコーティング方法を用いて、実施例Ｄの溶液Ｄを反射偏光層３８６０（実施例１の反射偏光子と同じ）にコーティングすることにより作製した。得られた光学フィルムの屈折率は、約１．１９であった。光学フィルムの光学ヘイズは、９０％であった。光学フィルムの厚さは、約５マイクロメートルであった。次に、光学的に透明な接着剤ＯＣＡ １８７３の層３８５０を用いて、光学フィルムを光ガイド３８２０に積層させた。実施例１８に記載した測定に類似の測定を行い、表Ｉにまとめた。図６Ｆは、視野角に応じた、バックライトの測定輝度のグレースケールコノスコープ画像である。
本明細書で使用するとき、「垂直の」、「水平の」、「上方の」、「下方の」、「左」、「右」、「上側」及び「下側」、「時計回り」及び「反時計回り」などの用語、並びに他の類似の用語は、諸図に示される相対的位置を指す。広くは、物理的実施形態は異なる配向を有することができ、その場合、用語は、装置の実際の配向に修正された相対位置を意味することを意図している。例えば、図１の光学構造物３６００が図の配向と比べて反転していても、層３６７０はそれでも「最上」層と見なされる。
上記に引用した全ての特許、特許出願及び他の公開を、それらがあたかも完全に再現されたものとして本明細書に援用するものである。本発明の様々な態様の説明を容易にするために本発明の特定の実施例を上記に詳細に説明したが、本発明は、それら実施例の詳細に限定されるものではないことを理解すべきである。むしろ添付の「特許請求の範囲」により規定されるように本発明の趣旨及び範囲内にある全ての変形例、実施形態及び代替例を全て網羅しようとするものである。

Claims (28)

  1. 光ガイドであって、
    全反射によって光を伝播させるための光ガイド層と、
    前記光ガイド層に配置された第１の光学フィルムであって、
    複数のボイドと、
    約３０％以上の光学ヘイズと、
    約２０％以上の気孔率と、を含む第１の光学フィルムと、を含み、前記光ガイドのそれぞれ２つの隣接する主表面の相当部分が、互いに物理的に接触している、光ガイド。
  2. 前記第１の光学フィルムが約４０％以上の光学ヘイズを有する、請求項１に記載の光ガイド。
  3. 前記第１の光学フィルムが約５０％以上の光学ヘイズを有する、請求項１に記載の光ガイド。
  4. 前記第１の光学フィルムが約８０％以下の光学ヘイズを有する、請求項１に記載の光ガイド。
  5. 前記第１の光学フィルムが約７０％以下の光学ヘイズを有する、請求項１に記載の光ガイド。
  6. 前記第１の光学フィルムが約４０％以上の気孔率を有する、請求項１に記載の光ガイド。
  7. 前記第１の光学フィルムが約６０％以上の気孔率を有する、請求項１に記載の光ガイド。
  8. 前記第１の光学フィルムが約１．３以下の実効屈折率を有する、請求項１に記載の光ガイド。
  9. 前記第１の光学フィルムが約１．２以下の実効屈折率を有する、請求項１に記載の光ガイド。
  10. 前記第１の光学フィルムが、結合剤と、複数の粒子と、複数の相互に連結されたボイドと、を含み、前記複数の粒子に対する前記結合剤との重量比が約１：２以上である、請求項１に記載の光ガイド。
  11. 前記光ガイド内のそれぞれ２つの隣接する主表面の少なくとも５０％が互いに物理的に接触している、請求項１に記載の光ガイド。
  12. 前記光ガイド内のそれぞれ２つの隣接する主表面の少なくとも７０％が互いに物理的に接触している、請求項１に記載の光ガイド。
  13. 前記光ガイド内のそれぞれ２つの隣接する主表面の少なくとも９０％が互いに物理的に接触している、請求項１に記載の光ガイド。
  14. 発光面を有する、請求項１に記載の光ガイドと、
    前記光ガイドの縁部に沿って配置された光源と、を含み、前記光ガイドの発光面によって放射された光の均一性が、前記発光面全域で約５０％以上である、バックライト。
  15. 前記光ガイドを出射する光を反射させるために、前記光ガイド層の主表面に近接する後方反射体を更に含む、請求項１４に記載のバックライト。
  16. 前記後方反射体が鏡面反射体である、請求項１５に記載のバックライト。
  17. 前記後方反射体が拡散反射体である、請求項１５に記載のバックライト。
  18. 前記後方反射体が半鏡面反射体である、請求項１５に記載のバックライト。
  19. 前記後方反射体が部分的に反射性であり、かつ部分的に透過性である、請求項１５に記載のバックライト。
  20. 前記後方反射体が構造化されている、請求項１５に記載のバックライト。
  21. 前記光ガイド上に配置された反射偏光層を更に含む、請求項１４に記載のバックライト。
  22. 前記反射偏光層が構造化面を含む、請求項２１に記載のバックライト。
  23. 前記反射偏光層が、第１の面内で偏光された可視光線に関する第１の平均反射率と、前記第１の面に直交する第２の面で偏光された可視光線に関する第２の平均反射率と、を有し、前記第１の平均反射率が前記第２の平均反射率よりも大きい、請求項２１に記載のバックライト。
  24. 前記第１の平均反射率が少なくとも約９０％であり、前記第２の平均反射率が約２５％〜約９０％の範囲である、請求項２３に記載のバックライト。
  25. 請求項１４に記載のバックライトと、
    前記バックライト上に配置された液晶パネルと、を含む、ディスプレイシステム。
  26. 画像を表示し、複数の別個のディスプレイを含み、各別個のディスプレイの出力光の強度が個別に制御可能であり、前記複数の別個のディスプレイのうち少なくとも１つの別個のディスプレイが請求項１４に記載のバックライトを含む、ディスプレイシステム。
  27. 前記各別個のディスプレイが表示画像の異なる部分を表示する、請求項２６に記載のディスプレイシステム。
  28. 前記第１の光学フィルムと反対側の前記光ガイド層上に配置された第２の光学フィルムを更に含み、前記第２の光学フィルムが複数のボイドを含む、請求項１に記載の光ガイド。
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