JP2015520407A - 実質的に非撮像性の埋め込まれた拡散体を有する輝度向上フィルム - Google Patents

Abstract

光学ディスプレイ、バックライト等を用途とする微細複製光学フィルム（９１９）であり、基材（９２０）に支持されているプリズム層（９５０）を含む。使用の際、拡張光源（９０２）と偏光子（９０４）との間に光学フィルムを位置づけるようにして、この光学フィルムを他の構成要素と組み合わせてシステムにすることができる。そのような場合に、感知可能な複屈折を基材が有すると、基材色むら（ＳＣＭ）として知られる微妙だが特徴的な色パターンがシステムのユーザーによって感知される場合がある。光学フィルムの輝度向上能力への有害な影響をほとんど又は全く伴わずにＳＣＭを低減若しくは除去するために、光学フィルムは基材とプリズム層との間に埋め込まれた構造化表面（９３３）を含むことができる。スパークルとして知られる別の光学アーチファクトを回避するために、埋め込まれた構造化表面の少なくとも８０％を例えばデフォーカスレンズレット又はランダムな平面ファセットのような機構が占めることが好ましい。

Description

本発明は、広くは微細複製光学フィルムに関するものであり、ディスプレイの輝度向上のために使用することができるフィルムを特定の用途とする。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイシステムは、例えばコンピュータのモニター、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、携帯音楽プレーヤー、及び薄型液晶テレビなどの様々な用途及び市販の装置において使用されている。大部分のＬＣＤは、液晶パネルと、液晶パネルを照射するための拡張範囲型光源（バックライトと呼ばれることが多い）と、を含む。バックライトは、通常、１つ以上のランプと、例えば光ガイド、ミラーフィルム、光路変更フィルム（輝度向上フィルムを含む）、リターダーフィルム、光偏光フィルム、及び拡散フィルムなどの多くの光調整フィルムとを含む。拡散フィルムは、典型的に、光学的欠陥を隠蔽し、バックライトによって放射された光の輝度均一性を向上させるために含まれる。

輝度向上の目的のために用いられる微細複製された光学フィルムは、通常、基材に支持されているプリズム層を含む。そのようなフィルムを光学ディスプレイ、バックライト又は同様のシステムに使用するときは、拡張光源と偏光子との間に光学フィルムが位置づけられるようにして光学フィルムを他の構成要素と組み合わせることができる。そのような場合、基材が感知可能な複屈折性を有するならば、基材色むら（ＳＣＭ）として知られる、微妙だが特徴的な有色のパターンがシステムのユーザーに感知される場合がある。光学フィルムの輝度向上能力への有害な影響をほとんど又は全く伴わずにＳＣＭを低減若しくは除去するために、光学フィルムは基材とプリズム層の間に埋め込まれた構造化表面を含むことができる。更には、スパークルとして知られる別の光学アーチファクトを回避するために、埋め込まれた構造化表面の少なくとも８０％を例えばデフォーカスレンズレット又はランダムに配向された平面ファセットのような機構が占めることが好ましい。

我々は、ＳＣＭの実質的低減を示し、かつスパークルがほとんど又は全くないように構成された微細複製光学フィルム群を開発した。好適な設計の埋め込まれた構造化表面を光学フィルムに提供することにより、光学フィルムの輝度向上能力に有害な影響をほとんど又は全く及ぼさずにそのような低減が可能である。場合によっては、埋め込まれた構造化表面の例えば少なくとも８０％など実質的に大半の部分を、例えばデフォーカスレンズレット又はランダムに配向された平面ファセットのような非撮像機構が占める。

本願は、とりわけ、複屈折性基材と、基材に支持されたプリズム層と、基材とプリズム層の間に配設された埋め込まれた構造化表面とを含む光学フィルムを開示する。プリズム層は、同一の第１の方向に沿って延びる複数の並んだリニアプリズムを備える主面を有する。埋め込まれた構造化表面は複数のデフォーカスレンズレットを備えることができ、それらのデフォーカスレンズレットは埋め込まれた構造化表面の少なくとも８０％を覆っている。

プリズムは、横断面において同一の配向を有することができる。プリズムはピッチＰを有することができ、各レンズレットは等価円直径ＥＣＤを有することができ、複数のレンズレットは平均等価円直径ＥＣＤ_ａｖｇを有し、ＥＣＤ_ａｖｇはＰより大きくてよい。埋め込まれた構造化表面は、屈折率の差が少なくとも０．０５である２つの光媒体を分離することができる。埋め込まれた構造化表面はプリズム層と埋め込まれた層の間の境界面であってよく、埋め込まれた層は基材とプリズム層の間に配設することができる。プリズム層の屈折率は埋め込まれた層の屈折率より少なくとも０．０５大きくてよく、デフォーカスレンズレットのそれぞれの湾曲はプリズム層から離れる方向であってよい。

埋め込まれた構造化表面は第１の埋め込まれた層と第２の埋め込まれた層の間の境界面であってよく、第１及び第２の埋め込まれた層は基材とプリズム層の間に配設することができる。第１の埋め込まれた層の屈折率は、第２の埋め込まれた層の屈折率と少なくとも０．０５異なっていてよい。

埋め込まれた構造化表面は、光学フィルムが１．５以上又は１．６以上の有効透過率（ＥＴ）を呈するように構成することができる。基材はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである場合がある。基材は、空気に露出される主面を含むことができ、基材のこの主面は非平滑である場合がある。

本願は、複屈折性基材と、基材に支持されたプリズム層と、基材とプリズム層の間に配設された埋め込まれた構造化表面とを含む光学フィルムもまた開示する。プリズム層は、同一の第１方向に沿って延びる複数の並んだリニアプリズムを備える主面を有する。埋め込まれた構造化表面は、ランダムに配向されたほぼ平面のファセットを複数備えることができ、ファセットは埋め込まれた構造化表面の少なくとも８０％を覆っている。プリズムは、横断面において同一の配向を有することができる。

埋め込まれた構造化表面は、屈折率が少なくとも０．０５異なる２つの光媒体を分離することができる。埋め込まれた構造化表面はプリズム層と埋め込まれた層の間の境界面であってよく、埋め込まれた層は基材とプリズム層の間に配設することができる。プリズム層の屈折率は、埋め込まれた層の屈折率より少なくとも０．０５大きくてよい。埋め込まれた構造化表面は第１の埋め込まれた層と第２の埋め込まれた層の間の境界面であってよく、第１及び第２の埋め込まれた層は基材とプリズム層の間に配設されている。第１の埋め込まれた層の屈折率と第２の埋め込まれた層の屈折率との差は少なくとも０．０５であり得る。

埋め込まれた構造化表面は、光学フィルムが１．５以上又は１．６以上の有効透過率を呈するように構成することができる。基材はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである場合がある。基材は、空気に露出される主面を含むことができ、また基材のこの主面は非平滑である場合がある。

関連する方法、システム及び物品もまた記載される。例えば、開示のフィルムを組み入れたバックライト及びディスプレイもまた開示される。

これらの、及び本出願の他の態様が、発明を実施するための形態から明らかになる。しかしながら、いずれの場合においても、上記の要約が請求される主題に対する制限とみなされるべきではなく、この主題は、係属中に補正され得る、添付の請求項によってのみ規定される。

複屈折性基材を有する微細複製光学フィルムを含む光学システムの概略的な側面図であり、この光学システムは、基材色むら（ＳＣＭ）として知られる有色の方向性パターン又はアーチファクトを生成する。 リニアプリズムのアレイを有する微細複製光学フィルムの概略的な斜視図であり、この図は、使用することができる多様なプリズム構成を示している。 図１のものと同様であり得る光学システムの概略的な側面図であるが、ここでは、基材の色むらの可視性を実質的に増すためにリア偏光子が付加されている。 図３の光学システムのフィルム及び構成要素に関係する軸を上面即ち平面図で描いた略図である。 向上したＳＣＭパターンのコノスコープ像であり、グレースケールで示されている。 別の向上したＳＣＭパターンのコノスコープ像であり、グレースケールで示されている。 シミュレーションによる向上したＳＣＭパターンを構成するＣＩＥ色成分のシミュレーションによるコノスコープ像であり、図５ａはＣＩＥ ｘ色成分を表し、図５ｂはＣＩＥ ｙ色成分を表している。 シミュレーションによる向上したＳＣＭパターンを構成するＣＩＥ色成分のシミュレーションによるコノスコープ像であり、図５ａはＣＩＥ ｘ色成分を表し、図５ｂはＣＩＥ ｙ色成分を表している。 図３のものと同様の光学システムの概略的な側面図であるが、ここでは、互いから離れて置かれているプリズム層と複屈折性基材を示しており、基材の上位の主面は表面の拡散又はヘイズをもたらすように構造化されている。 図６の複屈折性基材をより詳細に示す概略的な側面図である。 ガウス面角度分布を図示するグラフであり、これは、図６の光学システムのシミュレーションでの複屈折性基材の構造化表面について仮定された分布である。 表面のばらつきの量が異なり、したがってヘイズの量も異なっている構造化表面に関しての、図６の光学システムによって生成された向上したＳＣＭパターンのＣＩＥ ｘ色成分のシミュレーションによるコノスコープ像であり、図７ａはヘイズゼロに相当し、図７ｂは１％のヘイズに相当し、図７ｃは１．８％のヘイズに相当し、図７ｄは２．７％のヘイズに相当し、図７ｅは６．２％のヘイズに相当する。 表面のばらつきの量が異なり、したがってヘイズの量も異なっている構造化表面に関しての、図６の光学システムによって生成された向上したＳＣＭパターンのＣＩＥ ｘ色成分のシミュレーションによるコノスコープ像であり、図７ａはヘイズゼロに相当し、図７ｂは１％のヘイズに相当し、図７ｃは１．８％のヘイズに相当し、図７ｄは２．７％のヘイズに相当し、図７ｅは６．２％のヘイズに相当する。 表面のばらつきの量が異なり、したがってヘイズの量も異なっている構造化表面に関しての、図６の光学システムによって生成された向上したＳＣＭパターンのＣＩＥ ｘ色成分のシミュレーションによるコノスコープ像であり、図７ａはヘイズゼロに相当し、図７ｂは１％のヘイズに相当し、図７ｃは１．８％のヘイズに相当し、図７ｄは２．７％のヘイズに相当し、図７ｅは６．２％のヘイズに相当する。 表面のばらつきの量が異なり、したがってヘイズの量も異なっている構造化表面に関しての、図６の光学システムによって生成された向上したＳＣＭパターンのＣＩＥ ｘ色成分のシミュレーションによるコノスコープ像であり、図７ａはヘイズゼロに相当し、図７ｂは１％のヘイズに相当し、図７ｃは１．８％のヘイズに相当し、図７ｄは２．７％のヘイズに相当し、図７ｅは６．２％のヘイズに相当する。 表面のばらつきの量が異なり、したがってヘイズの量も異なっている構造化表面に関しての、図６の光学システムによって生成された向上したＳＣＭパターンのＣＩＥ ｘ色成分のシミュレーションによるコノスコープ像であり、図７ａはヘイズゼロに相当し、図７ｂは１％のヘイズに相当し、図７ｃは１．８％のヘイズに相当し、図７ｄは２．７％のヘイズに相当し、図７ｅは６．２％のヘイズに相当する。 ２つの異なる配向のプリズムアレイでの、図６の光学システムに関するヘイズの関数として計算されたＳＣＭ可視性のグラフである。 図６のものと同様の光学システムの概略的な側面図であるが、ここでは光学フィルムの構成要素はもはや空隙によって分離されておらず、追加の層によって単一のフィルムに共に接合されており、構造化表面は光学フィルム内に埋め込まれている。 図９の光学フィルムをより詳細に示す概略的な側面図である。 図９の光学システムに関するヘイズの関数として計算されたＳＣＭ可視性のグラフである。 ＳＣＭパターンを実質的に低減するために必要な表面のばらつきの程度をプロットした、図１０の結果に基づくグラフであり、埋め込まれた構造化表面にわたる屈折率の差の関数として、エアヘイズ閾値により表現している。 図９ａのもののような微細複製光学フィルムの軸上輝度を測定するための光学システムの概略的な側面図である。 図９ａのもののような光学フィルムの計算上のゲイン又は有効透過率のシミュレーション結果に基づくグラフである。 光学フィルムの後側即ちリアの露出された主面が平滑ではなくつや消し仕上げを有すると仮定した場合の、図１３と同様のシミュレーション結果に基づくグラフである。 パターンを有する主面を有する第２のフィルム、層又は物体の上又は隣に配設した微細複製光学フィルムを含むフィルムスタックの概略的な側面図であり、この配列は、「スパークル」として周知の光学的現象又はアーチファクトを呈しやすい。 図１５の微細複製光学フィルムに埋め込まれた起伏のある構造化表面の一部分の概略的側面図であり、構造化表面の境界のどの光媒体がより大きい屈折率を有するかによって構造化表面の異なる部分がどのような集束又は撮像性を有するかを示している。 図１５の微細複製光学フィルムに埋め込まれた起伏のある構造化表面の一部分の概略的側面図であり、構造化表面の境界のどの光媒体がより大きい屈折率を有するかによって構造化表面の異なる部分がどのような集束又は撮像性を有するかを示している。 埋め込まれた構造化表面を有する微細複製光学フィルムの概略的側面図であり、この構造化表面はスパークルアーチファクトを避けるための集束性又は撮像性をほとんど若しくは全く有さないように構成されているが、それでもなお光を十分に散乱又は拡散して、ＳＣＭ可視性を実質的に低減している。 複数の密に充填されたレンズレットを有する構造化表面の概略的な上面即ち平面図である。 複数の密に充填されたレンズレットを有する構造化表面の顕微鏡写真である。 複数の密に充填されたレンズレットを有する別の構造化表面の顕微鏡写真である。 ランダムに配向された平らなファセットを有する構造化表面の顕微鏡写真である。 この構造化表面の拡大図である。 図１９、２０及び２１に図示した構造化表面の面角度分布をそれぞれ示すグラフであり、図２２ａは面内ｘ軸に沿って、図２２ｂは面内ｙ軸に沿って測定した。 図１９、２０及び２１に図示した構造化表面の面角度分布をそれぞれ示すグラフであり、図２２ａは面内ｘ軸に沿って、図２２ｂは面内ｙ軸に沿って測定した。 作製及び試験した実施例の微細複製光学フィルムの結果を示す表である。

図面においては、同様の参照番号は、同様の要素を示す。

図１において、光学システム１１０は、例えば、白色光を発する拡張出力表面を有する平面ライトガイドのような拡張光源１０２と偏光子１０４との間に配設した微細複製光学フィルム１１９を含む。光学システム１１０は、光学ディスプレイ、バックライト、又は同様のシステムであってよく、液晶パネル及び追加の偏光子、拡散体、リターダー、及び／又は他の光学フィルム若しくは構成要素など、図に示されていない他の構成要素を含む場合がある。本明細書の主旨に沿って、説明を容易にするために、そのような他の構成要素は無視する。前側主面１１９ａと後側又はリアの主面１１９ｂとを有する光学フィルム１１９は、プリズム層１５０を支持する基材１２０から構成されるものとして示されているが、その他の層構成もまた使用することができる。基材１２０は、１つ以上の介在層が基材をプリズム層に物理的に接続する場合であってもプリズム層１５０を支持するものであると言うことができる。プリズム層１５０は、微細パターンを有する道具を用いてポリマーフィルム基材１２０の上にポリマー組成物をキャスティングし、硬化することによって作製することができる。この道具は、フィルム１１９の前側主面１１９ａと一致するプリズム層１５０の第１主面１５０ａが、リニアプリズムのアレイを形成する個々の面又はファセットを有するこの道具の微細構造化複製物となるように構成される。例えばエンボス加工、エッチング、及び／又は他の周知の技法など、キャスティング及び硬化以外の他の周知の製造法を用いて微細構造化表面１５０ａを形成してもよい。プリズム層１５０の第２主面１５０ｂは基材１２０の第１主面１２０ａと一致する。基材１２０の第２主面１２０ｂはフィルム１１９の後側主面１１９ｂと一致する。

参照のために、デカルトｘ−ｙ−ｚ座標系を図に含めた。フィルム１１９はｘ−ｙ面に概ね平行に延び、システム１１０の光軸はｚ軸に相当する。構造化表面の各プリズムは、少なくとも平面図において概ね直線方向に、ｙ軸に平行に延在する。リニアプリズムのアレイは、フィルム１１９を有していない同一のシステムと比較してシステムの軸上の輝度又はルミナンスが増加するように光を屈折させる。

プリズム層１５０を支持する基材１２０は複屈折性である。複屈折性は意図的な設計機構であってもよく、非意図的であってもよい。光学フィルム用途での使用に望ましい機械的及び光学的な特性を有するように、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で作られたフィルムを経済的に作製することができるが、ＰＥＴ製のフィルムは無視できない量の複屈折性を呈する場合がある。複屈折性は空間的にほぼ均一であってよく、即ち、基材内の一つの位置の複屈折性は基材内のその他の位置の複屈折性とほぼ同じであってよい。複屈折性は通常、少なくとも面内の複屈折性を特徴とする。即ち、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に沿って偏光した光の屈折率がそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚである基材の場合、面内屈折率ｎｘとｎｙの間に有意差が存在する。ｘ方向及びｙ方向は、例えば、ポリマーフィルムのウェブ横方向及びウェブ下方向に相当し得る。ｎｘ−ｎｙの大きさは、通常、少なくとも０．０１、又は０．０２、又は０．０３であり得る。特定の屈折率の差が有意かどうかは、基材の厚さに依存し得る。屈折率の小差は、薄い基材では無視できる程度であり得るが、より厚い基材では有意であり得る。

図中、任意の光線１０３は、光源１０２から観察者１０１に向かって進むものとして示されている。この光線を辿ると、光線が主面１２０ｂ（１１９ｂ）で屈折し、基材１２０を通じて伝播し、再び主面１２０ａ（１５０ｂ）で屈折し、プリズム層１５０を通じて伝播し、再び主面１５０ａ（１１９ａ）で屈折し、偏光子１０４に進んでおり、その光線の一つの偏光成分が偏光子を通過して観察者１０１に進んでいるのがわかる。光線１０３は、光線が光源１０２を出てからフィルム１１９に当たるまで偏光されないと仮定する。直交するｓ及びｐ偏光状態は入射角及び基材の屈折率に依存して概ね異なるやり方で透過（及び反射）するので、光線は、主面１２０ｂで空気・基材の界面にぶつかると部分的に偏光する。説明を容易にするために、図１には反射光の成分を示していない。表面１２０ｂの近くで光線１０３の上に重ねられている両方向の矢印は、光線１０３が基材１２０を通り始めるときの部分的な偏光を示している。光線１０３が表面１２０ａに向かって基材１２０を通じて伝播するとき、その部分的偏光状態は、一般に、基材１２０の複屈折性によって変化する。偏光状態のこの変化は、基材の複屈折の量（及び厚さ）だけでなく光線の伝播の角度及び光線の波長にもまた依存する。図中、この変化した偏光状態は、表面１２０ａの近くの光線１０３の上に重ねられている小さい楕円として描かれている。次いで、光線はその修正された偏光状態でプリズム層１５０によって屈折され、偏光子１０４の通過軸と整合する偏光成分が偏光子１０４を通過して観察者１０１に進む。

上述したように、基材１２０内の偏光状態の変化は光の波長に依存する。これは、基材の材料が分散を全く示さない場合も同じである。結果として、光線１０３が辿る通り道のようなシステム１１０を通る同じ又はほぼ同じ通り道を辿る異なる波長の光線は、一般に、相対的に異なる量で観察者１０１まで透過するであろう。この相対的な量は、光線の伝播方向に依存することになり、光源１０２が有意な角度範囲にかけて光を発する結果として、例えばランバート分布又は他の適切な角度分布において、伝播方向の範囲又は円錐が存在すると仮定する。波長の関数として及び伝播方向の関数としての両方の異なる相対透過率の結果、伝播方向の範囲又は円錐にかけての光、及び例えば青色から赤色までの可視の波長帯にかけてなどの波長範囲にかけての光を知覚する観察者１０１には、本明細書で基材色むら（ＳＣＭ）と呼ぶ有色の像若しくはパターンが見える。基材１２０とプリズム層１５０の関連する設計の特徴が実質的に空間的に均一であるならば、即ち、フィルムの一つの場所又は領域から別の場所又は領域にかけてそれらが実質的に変化しないならば、ＳＣＭパターンは観察者１０１の観点からは空間において固定されないであろう。むしろ、観察者が例えばｘ軸及び／又はｙ軸に沿って光学フィルム１１９に対する位置を変えると、ＳＣＭパターンは観察者１０１とともに等しい量だけ変位するように見えるであろう。換言すると、観察者が固定の観察位置及び視角を維持しているが、フィルムはｘ又はｙ方向に沿って平行移動した場合、フィルムの光学特性が平行移動から独立しているならば、パターンは安定しているであろう。

図１に示す構成要素を含む多くの実用的な実施形態では、観察者がよく訓練されていない限りは、及び／又は観察者が特別にＳＣＭを見つけようとしない限りは、ＳＣＭパターンは比較的わかり難く、容易に見過ごされる。空気・基材の界面１２０ｂにもたらされる部分的な偏光が、偏光子１０４によりもたらされる偏光よりも通常ははるかに弱いことが、このＳＣＭパターンがわかり難い一つの理由である。

ＳＣＭパターンについての説明を更に進める前に、ここで図２を参照して、本開示の光学フィルムに使用し得るプリズム及びプリズムアレイの様々なタイプのうちのいくつかについて、読者の理解のために説明をする。

図１及び以下の他の図中のプリズムは、高さ、幅、頂角を含めて名目上同じ幾何形状を有するものとして示されている。これは、主に説明を単純にするためである。一般には、特に記載のない限り、図２に示唆されているように、プリズム層のプリズムは様々な構成のいずれをも有し得る。

ディスプレイ、バックライト、又は他のシステムの輝度向上フィルムとして機能することができる微細複製光学フィルム２１９を図２に示す。光学フィルム２１９は、輝度を向上させるためのリニアプリズム又は微細構造のアレイ２５１を含む。光学フィルム２１９は、ｙ方向に沿って延在する複数の微細構造即ちリニアプリズム２５１を含む第１主面即ち構造化表面２１９ａを含む。フィルム２１９は、第１主面即ち構造化表面２１９ａの反対側の第２主面２１９ｂを含む。

フィルム２１９は基材層２２０を含み、基材層は第１主面２２０ａ、及び主面２１９ｂと一致する反対側の第２主面２２０ｂを含む。光学フィルム２１９は、基材層２２０が支持するプリズム層２５０を含む。プリズム層２５０は基材層の主面２２０ａの上に配設され、この表面２２０ａは層２５０の主面２５０ｂと一致するものであり、層２５０は別の主面２５０ａもまた含み、この主面はフィルム２１９の主面２１９ａと一致する。

光学フィルム２１９は、説明を目的として複屈折性であると仮定する基材層２２０と、プリズム層２５０との２つの層を含む。一般的に、光学フィルム２１９は１つ以上の層を有し得る。例えば、場合によっては、光学フィルム２１９は、それぞれ第１主面２１９ａ及び第２主面２１９ｂを含む単一の層のみを有する場合がある。別の例として、場合によっては、光学フィルム２１９は多くの層を有する場合がある。例えば、場合によっては、基材２２０は複数の個々の層で構成される場合がある。光学フィルムが多層を含む場合、フィルム構成層は通常は互いに同一の広がりを有し、隣接する構成層の対のそれぞれの層は有形の光学材料を含み、互いに完全に一致する主面、若しくはそれらのそれぞれの表面積の少なくとも８０％を超える又は少なくとも９０％を超える部分が互いに物理的に接触する主面を有する。

プリズム２５１は、例えば正のｚ方向に沿ってなど所望の方向に沿って光学フィルム２１９の主面２１９ｂに入射する光の光路を変更するように設計することができる。例示の光学フィルム２１９では、プリズム２５１はリニアプリズム構造である。一般に、プリズム２５１は、例えば、入射光の一部を屈折させること、及び入射光の異なる一部を再利用することによって、光路を偏光することができる任意のタイプのプリズム又はプリズム様微細構造であってよい。例えば、プリズム２５１の断面形状は曲線及び／又は区分的に直線状の部分とするか、これを含んだものとすることができる。

各プリズム２５１は、頂角２５２、及び例えば主面２５０ｂなどの共通基準面から測定された高さを含む。個々のプリズム２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ等は、高さ２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ、．．．、２５３ｅ等を有するものとして示されている。例えば、光結合若しくはウェットアウトを低減させること、及び／又は光方向転換光学フィルムの耐久性を向上させることが望ましいなど、場合によっては、所与のプリズム２５１の高さは、ｙ方向に沿って変化してよい。例えば、リニアプリズム２５１ａのプリズムの高さはＹ方向に沿って変化する。そのような場合、プリズム２５１ａはｙ方向に沿って変化する局所高さ２５３ａを有し、その変化する高さは最大高さ及び平均高さを定義する。場合によっては、リニアプリズム２５１ｃのようなプリズムは、ｙ方向に沿って一定の高さを有する。そのような場合、プリズムはプリズムの最大高さ及び平均高さと等しい一定の局所高さ２５３ｃを有する。

光結合又はウェットアウトを低減させることが望ましいなど場合によっては、一部のリニアプリズムは低く、一部のリニアプリズムは高い。例えば、リニアプリズム２５１ｃの高さ２５３ｃはリニアプリズム２５１ｂの高さ２５３ｂより小さい。

各プリズムの頂点又は上反角２５２は、用途に望ましい任意の値を有することができる。例えば、場合によっては、頂角２５２は、約７０度〜約１１０度、又は約８０度〜約１００度、又は約８５度〜約９５度の範囲であってよい。場合によっては、プリズム２５１は等しい頂角を有してよく、これは、例えば９０度など、約８８度又は８９度〜約９２度又は９１度の範囲であってよい。

プリズム層２５０は任意の好適な光透過性材料で構成することができ、任意の好適な屈折率を有することができる。例えば、場合によっては、プリズム層の屈折率は、約１．４〜約１．８、又は約１．５〜約１．８、又は約１．５〜約１．７の範囲であってよい。場合によっては、プリズム層は、約１．５以上、又は約１．５５以上、又は約１．６以上、又は約１．６５以上、又は約１．７以上の屈折率を有することができる。プリズム層の全て又は部分が複屈折性であってよく、その全て又は部分が（実質的に）等方性であってよい。

ほとんどの場合、液晶ディスプレイシステムに光学フィルム２１９が使用される場合など、光学フィルム２１９は、光学フィルム２１９のない同一のディスプレイと比較して、ディスプレイの軸上輝度即ちｚ軸に沿って測定される輝度を増す。軸方向のルミナンスの向上を定量化するために、光学フィルム２１９は１より大きい「有効透過率」又は相対「ゲイン」を有するものとする。本明細書で使用するとき、「有効透過率」（「ＥＴ」）は、光源が拡散反射率＞８０％を有するランバート又はほぼランバートの光源であるときの、所定のフィルムを用いた軸上ルミナンスと、所定のフィルムがないディスプレイシステムの軸上ルミナンスとの比を指す。

光学フィルムのＥＴは、中空のランバートライトボックスと、線状光吸収偏光子と、ライトボックスの光軸に中心を置く光ディテクターとを含む光学システムを用いて測定することができる。中空のライトボックスは光ファイバーを介してライトボックスの内部に接続した安定化された広帯域光源により照らすことができ、ライトボックスの発光面即ち光の出る面から発される光はランバートルミナンス分布を有することができる。ＥＴの測定の対象である光学フィルム又は他の試験試料は、ライトボックスと吸収性の線状偏光子との間の場所に配置される。システムに光学フィルムが存在する光ディテクターの出力を、システムに光学フィルムが存在しない光ディテクターの出力で割算することにより、光学フィルムのＥＴが得られる。

ＥＴの測定での使用に好適な光ディテクターはＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ（商標）ＰＲ−６５０ ＳｐｅｃｔｒａＣｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ（カリフォルニア州ＣｈａｔｓｗｏｒｔｈのＰｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃより入手可能）である。そのような測定に好適なライトボックスは、約８５％の合計反射率を有するテフロン立方体である。

光学フィルム２１９のＥＴは、主面２１９ａ（及びリニアプリズム２５１）が光ディテクターに面し、主面２１９ｂがライトボックスに面するように、特定の場所に光学フィルム２１９を配置することによって測定することができる。次に、スペクトル的に重み付けされた軸方向ルミナンスＩ１（光軸に沿ったルミナンス）が、線状吸収偏光子を通じて光ディテクターによって測定される。次いで、光学フィルム２１９を取り外し、光学フィルム２１９なしで、スペクトル的に重み付けしたルミナンスＩ２を測定する。ＥＴは、比Ｉ１／Ｉ２である。ＥＴは、線状吸収偏光子に対する光学フィルムの向きを特定することによって更に詳細に特定することができる。例えば、「ＥＴ０」は、各プリズム２５１が線状吸収偏光子の通過軸に平行な方向に沿って延在するように光学フィルムが配向されているときの有効透過率を指し、「ＥＴ９０」は、各プリズム２５１が線状吸収偏光子の通過軸に垂直の方向に沿って延在するように光学フィルムが配向されているときの有効透過率を指す。更にこれに関し、「平均有効透過率」（「ＥＴＡ」）は、ＥＴ０とＥＴ９０の平均値である。追加的な用語に関して、先に、つまりこれまでに言及した用語「有効透過率」即ち「ＥＴ」は、光学フィルムの平均有効透過率を指す。

代表的な例では、光学フィルム２１９を含めて、開示の微細複製光学フィルムは、システムの輝度を増すように構成されており、リニアプリズムは少なくとも約１．６の屈折率を有し、光学フィルムの平均有効透過率（ＥＴＡ）は少なくとも約１．３、又は少なくとも１．５、又は少なくとも１．７、又は少なくとも１．９、又は少なくとも２．１である。

図３は、ＳＣＭの観察及び測定をより容易にするためにもう１つの偏光子が追加されていることを除き、いくつかの観点で図１のシステムと類似している光学システム３１０を示している。具体的には、システム１１０と同様に、システム３１０は拡張光源３０２、偏光子３０４、及び光源と偏光子の間に配設された微細複製光学フィルム３１９を含む。光学フィルム１１９と同様に、光学フィルム３１９は、前側主面１１９ａと後側又はリアの主面３１９ｂを有し、プリズム層３５０を支持する基材３２０から構成されているが、その他の層構成もまた使用することができる。プリズム層３５０の第２主面３５０ｂは基材３２０の第１主面と一致する。基材３２０の第２主面はフィルム３１９の後側主面３１９ｂと一致する。また、光学フィルム１１９と同様に、基材３２０は、図１に関して説明したように複屈折性のプリズム層３５０を支持する。観察者１０１と同様の観察者３０１は、伝播方向の範囲又は円錐にかけて、及び青色から赤色までの可視波長帯にかけてのような波長範囲にかけて光を知覚する。

図１と異なり、図３のシステム３１０は、フィルム３１９と光源３０２の間に配設された第２の即ちリアの偏光子３０６を含むものとして示されており、フィルム３１９はリア偏光子３０６と前側偏光子３０４の間に配設されている。リア偏光子は複屈折性基材３２０に入射する光の偏光度を増すので、リア偏光子３０６の追加はＳＣＭパターンの可視性を増す。図３のシステムのようなシステムにおいて観察されるＳＣＭを「向上した」ＳＣＭと呼んでいるが、そのように呼ぶのは、空気・媒体の界面でのフレネル反射によりもたらされる部分的な偏光に依存せずに、問題の光学フィルムを２つの実際の線状偏光子の間に挟むことによりＳＣＭの可視性を向上するための工程が行われているからである。

システム３１０は、何らかの面内配向軸を有する複数のフィルム及び構成要素を含む。例えば、プリズム層３５０は、各プリズムがｙ軸のようなプリズム軸に対して平行に延在する図２に示すようなプリズムアレイ（個々のプリズム３５１ａ、３５１ｂ、３５１ｃを参照）を備える。前側偏光子３０４は、本明細書で通過軸１と呼ぶ通過軸を有し、この通過軸に平行に偏光された光はこの偏光子を実質的に透過し、この通過軸に垂直に偏光された光は実質的に吸収されるないしは別の方法で遮断される。リア偏光子３０６もまた通過軸を有し、本明細書ではこの軸を通過軸２と呼ぶ。基材３２０は複屈折性であり、本明細書で基材速軸と呼ぶ最低限の屈折率の面内軸を特徴とすることができる。例えば観察者３０１の観点から見た図３ａの平面図に、プリズム軸、通過軸１、通過軸２、及び基材速軸を全て示す。

図３に示す軸は、図の目的上、異なる軸を容易に認識することができるように相対的な関係において示されている。一般には、これらの軸と、図３及び本明細書の他の場所でそれらが対応するフィルム並びに層は、任意の所望の相対的配向を有することができる。一般には、相対的配向は観察されるＳＣＭに影響を及ぼす。以下に詳述するような一つのシナリオでは、通過軸１は通過軸２に直交であり、プリズム軸及び基材速軸の両方は通過軸１に対して平行である。

微細複製フィルム、拡張白光光源、２つの線状吸収偏光子を入手し、実質的に図３に示すように配列する。微細複製フィルムは、ＰＥＴ基材により支持されているリニアプリズムのプリズム層を有する３Ｍ（商標）Ｔｈｉｎ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ−ＴＢＥＦ２−ＧＴ（２４）である。それらのリニアプリズムはそれぞれプリズム軸に平行に延在している。ＰＥＴ基材は約５０マイクロメートルの厚さであり、速軸を画定する面内複屈折を有していた。プリズム層は約１．６４の屈折率及び約２４マイクロメートルのプリズムピッチを有していた。

第１の配向では、前側及び後側の偏光子の通過軸が互いに直交し、基材の速軸がわずかにプリズム軸と不整列になるように、即ちプリズム軸に平行でないように、それらの偏光子を配向した。向上後のＳＣＭパターンは、その有色帯及び特徴とともに観察された。カメラを使用して撮影したＳＣＭパターンのコノスコープ像のグレースケール版を図４に示す。図中、光学フィルムのプリズム軸の方向を表すために水平の破線が示されている。像の中心は光学システムの軸方向、例えば図３のｚ方向を表す。像の中心から図の４つの曲がり角のいずれかまでの距離は、約２０度の極角を表す。

同じ光学構成要素及び図３と同じ一般的な配列を用い、ただし第２の配向で、別の像を得た。第２の配向は第１の配向と同様であるが、基材速軸がプリズム軸に平行であることにおいて異なる。プリズム軸は前側偏光子の通過軸に平行である。この設定で、別の向上後のＳＣＭパターンが観察された。カメラを使用して撮影したＳＣＭパターンのコノスコープ像のグレースケール版を図５に示す。図中、光学フィルムのプリズム軸の方向を表すために水平の破線が示されている。像の中心は光学システムの軸方向、例えば図３のｚ方向を表す。像の中心から図の４つの曲がり角のいずれかまでの距離は、約２０度の極角を表す。

また、光学モデリングソフトウェアを使用して、図３の光学システムに実質的に相当する光学システムのシミュレーションも実施した。このシミュレーションでは、拡張光源はランバート発光分布の白光を放出すると仮定した。前側及び後側の偏光子は、それらの通過軸が９０度の角度で交差する配向であると仮定した。プリズム層のプリズムは均一の高さ及び頂角で、頂角は９０度と仮定した。プリズムの屈折率は１．６４で、等方性と仮定した。基材は２．０５ミル（５２マイクロメートル）の物理的厚さを有し、ｘ、ｙ、ｚ軸に沿って偏光される光の屈折率はそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚであり、ｎｙ−ｎｘ＝０．０３７６９５；ｎｚ−（（ｎｘ＋ｎｙ）／２））＝−０．１６７９であり、かつ（ｎｘ^＊ｎｘ＋ｎｙ^＊ｎｙ＋ｎｚ^＊ｎｚ）／３＝（１．６１３８３）^２であると仮定した。基材層は０．０１９１ｍｍ^−１の吸収率を有すると仮定した。これらは、ｘ−ｙ面で望ましい配向であり得る速軸を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを代表する値である。シミュレーションという目的上、基材速軸はプリズム軸と平行かつ前側偏光子の通過軸と平行であると仮定した。

システム構成要素をそのように定義し、光学シミュレーションソフトウェアを使用して、観察者３０１に対して表示されるであろう向上後のＳＣＭのそれぞれのコノスコープ角での透過スペクトルを生成した。計算で得られたコノスコープ像は図４及び５と類似しており、有色の帯及び特徴を含んでいた。計算で得られたコノスコープスペクトルをそれぞれの角度でのＣＩＥ ｘ及びｙの色座標に分解して表した。図５ａ及び５ｂはそのような色分解手順の結果である。元のシミュレーションによる（色）コノスコープスペクトルから始めて、特定の極角及び特定の方位角を表す像の各点又は画素について、ＣＩＥ（ｘ、ｙ）の色座標におけるその色の評価を行った。ＣＩＥ色座標は、１９３１年にＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ ｌ’ｅｃｌａｉｒａｇｅ（「ＣＩＥ」、又は国際照明委員会）によって策定された、数学的に定義された色空間を定義するものであり、当該技術分野で周知である。ＣＩＥ ｘ及びｙの色座標は、例えば図１、２又は３のデカルトｘｙｚ（物理的）座標系で示すような物理的位置又は変位などに関連したｘとｙの座標と混同されるべきではない。物理的座標と異なり、この（ｘ、ｙ）色座標は無単位である。

元の（色の）シミュレーションによるコノスコープ像の各点のＣＩＥ（ｘ、ｙ）色座標を決定した後、像を、その構成成分のＣＩＥ ｘ座標とＣＩＥ ｙ座標の成分色に分離した。これは、２つのコノスコープ像、即ちＣＩＥ ｘ色成分のプロットである図５ａの像とＣＩＥ ｙ色成分のプロットである図５ｂの像を生成した。図５ａ及び５ｂのそれぞれにおいて、像の中心は光学システムの軸方向（例えば図３のｚ方向）を表し、像の外側の境界円は２０度の極角を表す。各像の外側の境界の数値０、４５、９０等は弧度の単位での方位角を表す。光学フィルムのプリズム層のプリズム軸は、０〜１８０度の方位角に対応する。各像の右側にあるのは、図に使用されているグレーの陰影に対応する色座標値を示す縦棒形式のスケールである。

図３の光学システムの観察者は、図４、５、５ａ及び５ｂに示す向上後のＳＣＭパターンに容易に気づくであろう。例えば図１のような光学システムにより生成された通常の（向上されていない）ＳＣＭパターンは、一般に、より不明瞭であり、通常の観察者が容易に気づくものではない。しかしながら、ＳＣＭパターンが向上されているか否かにかかわらず、複屈折性の基材の代わりに、より高価な等方性の基材を用いる必要なしに、かつ好ましくは光学フィルムの輝度向上能力に実質的な悪影響を及ぼすことなく、かつ好ましくは追加の有害な光学的現象又はアーチファクトを全く導入することなしにＳＣＭパターンを除去すること又は少なくとも実質的に低減することができるかどうかを決定することが望ましい。

これらの目標の１つ以上を達成するために、非平滑、又はテクスチャ付き、ないしは別の種類の構造化表面を用いて、光散乱、拡散、又はヘイズを付加することを研究した。これに関して、図６は、システムに光散乱又はヘイズを導入することによってＳＣＭパターンを完全に若しくは部分的に除去することができるかどうかを研究するために使用することが可能な光学システム６１０を示す。この設定で、複屈折性基材とプリズム層を隔離するために、これらの構成要素を物理的に分離し、間に空隙を設けた。また、複屈折性基材の上位の主面が表面拡散体として作用するように、それを非平滑化するか、又はテクスチャ付きにするか、ないしは別の方法で構造化するために、複屈折性基材の上位の主面を修正する。

得られた光学システム６１０は図３のシステム３１０と同様であるが、この光学フィルムは、空隙によって互いに完全に分離されているプリズム層６５０と複屈折性基材６２０とに分割されている。プリズム層６５０は、プリズムアレイを形成するように構造化された第１主面６５０ａと、平滑であると仮定される第２主面とを有する。プリズム層６５０は、図１、２及び３に関して説明したプリズム層と同一又は同様であり得る。本明細書におけるプリズム層６５０は、有意な複屈折性を有さない等方性の材料で構成されていると仮定する。基材６２０は、非平滑である、テクスチャ付きである、ないしは別のやり方で構造化されている、第１主面６２０ａと、平滑であると仮定される第２主面６２０ｂとを有する。基材６２０は複屈折性であると仮定し、より具体的には、それは、１つの面内方向に沿って偏光された光の屈折率（例えばｎｘ）が、直交する面内方向に沿って偏光された光の屈折率（例えばｎｙ）と異なるように、面内の複屈折性を有すると仮定する。

システム３１０と同様に、システム６１０もまた、光源１０２又は３０２と同一若しくは同様であり得る拡張光源６０２、図３の偏光子３０４、３０６と同一若しくは同様であり得、かつ間にプリズム層６５０並びに複屈折性基材６２０が配設されている、第１及び第２の偏光子６０４、６０６、及びディテクター６０１を含む。ディテクター６０１は、観察者１０１、３０１と同様の、人である観察者であってもよく、あるいは、ディテクター６０１はカメラ又は同様の光学デバイスであってもよい。観察者１０１、３０１と同様に、ディテクター６０１は、例えば青色から赤色までの可視波長のような、ある範囲又は円錐の伝播方向及びある範囲の波長にかけての光を撮像するように構成される。

複屈折性基材６２０の拡大図を図６ａに示す。表面６２０ａは構造化され、空気に露出されており、構造化表面の拡散体として機能する。表面６２０ａは、全表面にかけての傾斜又は配向の分布によって特徴づけることができる。これに関して、構造化表面６２０ａは、その表面の所与の点における測定可能な傾斜又は配向を有する。この場合の「点」は、局所的にほぼ平らであるように十分に小さい表面の一領域又は一部分を指すことができる。図６ａはいくつかの代表的な点及び傾斜を示し、点６２１ａ、６２１ｂ、６２１ｃ、６２１ｄにおいて表面６２０ａはそのそれぞれの点を通過する破線によって示される傾斜又は配向を有する。実際の３次元空間において、破線は、それらの点で構造化表面６２０ａに接する平面を表し、そのような平面のそれぞれと基材平面即ちｘ−ｙ平面とが成す二面角αを測定するないしは別の方法で決定することができる。角度αは、傾斜角度、配向角度、又は面角度と呼ばれる場合がある。

面角度の全体的な分布は、構造化表面全面にかけて抽出されたとき、構造化表面の種類の違いに応じて一般に異なるであろう。図６の光学系６１０をシミュレーションする目的上、簡潔さ及び一般性のために、構造化表面６２０ａはガウス形状の面角度分布を有すると仮定することができる。そのようなガウス分布を図６ｂの曲線６０５に示す。ガウス分布６０５は、フィルムの面に平行な配向の表面部分に対応する最大面角度αをゼロとし、その分布６０５はαの値が増すにつれて減少し、このことは、αの値が高くなるほど表面６２０ａの傾斜部分が徐々に小さくなることを意味する。ガウス分布は、αと同じ単位即ち度（又はラジアン）で与えられる標準偏差パラメータσによって完全に特徴付けられる。シミュレーションの目的上、好適なσの値を選択することにより構造化表面６２０ａのトポグラフィーのばらつきの量又は重大度を制御若しくは特定し、σ＝０は平滑な表面（トポグラフィーのばらつきなし）に対応し、小さいσ値は軽度に構造化された表面に対応し、大きいσ値は重度に構造化された表面に対応する。構造化表面６２０ａは空気に露出されているので、トポグラフィーばらつきの量は構造化表面がもたらすヘイズの量と直接相関する。以下に詳述するように、埋め込まれた構造化表面もまたヘイズをもたらすことができる。

光の拡散又は散乱は、「光ヘイズ」又は単に「ヘイズ」と呼ばれるパラメータによって表現することができる。正規の入射光線により照らされるフィルム、表面、又はその他の物体の場合、物体の光ヘイズは、垂直方向から４度を超えて逸れている透過光と合計透過光との比を指す。ヘイズはシミュレーションで算出することができ、実際のサンプルに関しては、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に記載の手順にしたがって、又は他の好適な手順を用いて、Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ Ｐｌｕｓヘイズ計（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ、メリーランド州Ｃｏｌｕｍｂｉａ）を使用して測定することができる。光ヘイズに関係するのは光学的透明度であり、これは、比（Ｔ_１−Ｔ_２）／（Ｔ_１＋Ｔ_２）を指すものであり、ここで、Ｔ_１は、垂直方向から１．６度〜２度逸れている透過光であり、Ｔ_２は、垂直方向から０度〜０．７度にある透過光である。透明度値は、ＢＹＫ−ＧａｒｄｉｎｅｒのＨａｚｅ−Ｇａｒｄ Ｐｌｕｓヘイズ計を使用して測定してもよい。

シミュレーションは、上述のように図６の光学システムについて実行した。これらのシミュレーションでは、異なった光散乱量に対応する、構造化表面６２０ａの異なるばらつきの量を表すように、異なるσ値を選択した。光散乱量及び事実上の拡散面の完全なパラメータ化は、パラメータσと散乱構造の表面の割合との両方を必要とする。

図６の光学システムをモデル化するために多くの異なるシミュレーション手法を使用することができる。場合によっては、例えばレンズレットの特定の配列、又は特定の幾何形状を有する波状面などの特定の表面トポグラフィーをシミュレーションで定義し、使用することができる。しかし、この例では、シミュレーションの結果をより一般的に様々なトポグラフィーに適用することができるように、特定の表面トポグラフィーを一切仮定せずにシミュレーションを実行した。代わりに、構造化表面を平面によって表し、光線追跡中、光線と構造化表面との交差点における局所的な傾きが、構造化表面を表すという仮定によって屈折角を計算するために表面を処理した。したがって、任意のシミュレートされた光線が所与の点でその平面に衝突すると、ソフトウェアは、ガウス分布及びそのシミュレーションのσの値に基づく加重ランダム関数にしたがって選択された角度でそれが傾いていると仮定されるようにその交差点の表面を修正した。この傾きは、その特定の屈折した光線の方向及び他の関係する特徴を計算するためだけの目的で使用し、その後に保存することはせず、また、残りのシミュレーションに関して特定の交差点と関連付けることはしなかった。

シミュレーションは、上述のように図６の光学システムについて実行した。シミュレーションは、図６に示す層が以下の特性を有すると仮定した。
・プリズム層６５０：屈折率１．６４、プリズム角９０度、全てのプリズムが同一の対称の配向。
・複屈折性基材層６２０：物理的厚さ２．０５ミル（５２マイクロメートル）。屈折率は、ｎｙ−ｎｘ＝０．０３７６９５；ｎｚ−（（ｎｘ＋ｎｙ）／２）＝−０．１６７９、かつ（ｎｘ^＊ｎｘ＋ｎｙ^＊ｎｙ＋ｎｚ^＊ｎｚ）／３＝（１．６１３８３）^２となるように、ｘ、ｙ、ｚ軸に沿って偏光される光の屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚと仮定した。基材層は０．０１９１ｍｍ^−１の吸収率を有すると仮定した。これらの値は、ｘ−ｙ面で望ましい配向であり得る速軸を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを表している。

前側及び後側の偏光子は交差する、即ち９０度の相対回転角度で配向されると仮定した。いくつかのシミュレーションでは、プリズム軸と前側の偏光子の通過軸が成すバイアス角は４５度と仮定した。別のシミュレーションでは、バイアス角はゼロ（即ちプリズム角は前側の偏光子の通過軸に平行である）と仮定した。

シミュレーションは（１００％の表面被覆で）様々な構造化表面パラメータσについて、及びしたがって、構造化表面６２０ａがもたらす様々なヘイズの量（０〜３０度の範囲のσに対応する０％〜約９２％の範囲のヘイズ）について、実行した。実行した各シミュレーションについて、向上後のＳＣＭパターンのコノスコーププロットを生成した。それらのコノスコーププロットのいくつかを図７ａ〜７ｅに示す。これらの図は、０〜２０度の範囲の極角にかけての向上後のＳＣＭパターンの計算されたＣＩＥｘ色成分を示している。図７ａ、７ｂ、７ｃ及び７ｅは、それぞれ０％、１％、１．８％、２．７％及び６．２％のヘイズ量について生成されたものであり、これらの図の全ては、プリズム方向、基材速軸、及び上の偏光通過軸の整合を仮定している。これらの図の比較は、向上後のＳＣＭの可視性は図６の構造化表面６２０ａのヘイズの増加によって大幅に減少し得ることを示す。

ＳＣＭパターンの可視性がどの程度減少するかを定量化するためには、所与のＳＣＭパターンの可視性を正当に表すパラメータが必要である。このパラメータをＳＣＭ可視性と呼ぶ。ＳＣＭ可視性は多様な方法で定義することができる。好ましくは、ＳＣＭ可視性は、所与のコノスコーププロットについて、定義された極角の範囲にかけて及び３６０度の完全な方位角にかけての輝度のばらつき及び色の変化の両方を計算に含める。本明細書の目的上、特に記載のない限り、以下のように仮定する。

式中、σ_ｘ及びσ_ｙ（表面のばらつきパラメータσと混同してはならない）は、コノスコープ像の極角及び方位角の範囲にかけてのｘ及びｙの色座標の標準偏差である。ＳＣＭ可視性に関するこの定義を用い、図７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ及び７ｅに関連するＳＣＭパターンの可視性を計算し、それぞれ、０．１０８、０．０９２、０．０６９、０．０５５及び０．０５１と算出した。このように定義されるＳＣＭ可視性のパラメータは、コノスコーププロットのＳＣＭパターンの可視性を正当に表すものである。

このようにＳＣＭ可視性を定義して、シミュレーションの結果を分析し、表面のばらつきσ又はヘイズの関数としての、及び使用した異なるバイアス角での、図６のシステムの向上後のＳＣＭパターンの可視性を定量的に評価することができる。この分析の結果を図８のグラフに示す。図８で、上述のＳＣＭ可視性はヘイズの関数としてプロットされており、ここでもヘイズは表面の割合＝１００％を有する表面のばらつきσに直接相関している。シミュレーションしたゼロ度のバイアス配向でのデータポイント（ここでのバイアスは、プリズム方向と上の偏光通過軸とが成す相対角度を指す）は曲線８１０を描いており、シミュレーションした４５度のバイアス条件でのデータポイントは曲線８１２を描いている。このグラフから少なくとも２つのことが明確である。第１に、所与のヘイズ値で、ゼロ度のバイアス角は４５度のバイアス角より多くの可視のＳＣＭパターンを生成する。第２に、両方のデータセットは非常に少量のヘイズに対するＳＣＭ可視性の初期の急速な減少を示し、次いで、ヘイズの量の増加に伴ってＳＣＭ可視性はよりゆっくりと減少する。急速な減少の領域と、よりゆっくりとした減少の領域との間の区切り点は、約２％のヘイズで生じる。曲線８１０の最も左側の５つのデータポイントはそれぞれ図７ａ〜７ｅに関連するＳＣＭ可視性に対応することに注意されたい。

図６と同様に、図９は、システムに光散乱又はヘイズを導入することにより、向上後のＳＣＭパターンを完全に又は部分的に除去することができるかどうかを研究するために、別のシミュレーションセットについて使用した設定を示す。システム６１０と同様に、図９の光学システム９１０もまた、光源６０２と同一若しくは同様であり得る拡張光源９０２、偏光子６０４、６０６と同一若しくは同様であり得る第１及び第２の偏光子９０４、９０６、及びディテクター６０１と同一若しくは同様であり得るディテクター９０１を含む。

しかしながら、図９のシステムは、プリズム層と複屈折性基材との間に空隙が提供されていないこと、及び構造化表面の露出によってではなく、埋め込まれた構造化表面によって光散乱又はヘイズを提供していることにおいて、図６のシステムと異なる。したがって、システム９１０では、２つの偏光子の間に単一の複屈折性光学フィルム９１９を配設し、このフィルム９１９は、複屈折性基材９２０とプリズム層９５０とを含み、それらの間には空隙は提供されていない。基材９２０はプリズム層９５０並びに、フィルム構成に含まれ、プリズム層と基材との間に配設された別個の光拡散層９３０を支持する。プリズム層６５０はプリズムアレイを形成するように構成された第１主面を有し、このプリズムアレイは本明細書でその他の場所に記載されているプリズムアレイと同一若しくは同様であり得る。本明細書では、プリズム層９５０は有意な複屈折性を有さない等方性の材料で構成されていると仮定する。基材９２０は第１主面及び第２主面を有し、それらは各々平滑であると仮定する。基材９２０は、基材６２０に関連して上述したような複屈折性であると仮定する。

光学システム９１０の光学フィルム９１９をより詳細に図９ａに示す。フィルム９１９は、プリズム層９５０の第１主面９５０ａと一致する前側の主面９１９ａと、複屈折性基材９２０の第２主面と一致する後側即ちリアの主面９１９ｂとを有する。フィルム９１９の光拡散層９３０はプリズム層９５０と複屈折性基材９２０との間に示されている。光拡散層とプリズム層との間の界面又は表面９３３は、平らでないか、テクスチャ付きであるか、ないしは別のやり方で、制御された量の光拡散又はヘイズを提供するように構造化されている。構造化表面９３３は、例えば、好適な光透過性のポリマー材料のような固体ないしは有形である光透過性材料によって両面が有界であるために、埋まっている又は埋め込まれていると言うことができる。これは、空気又は真空に露出されている図６の構造化表面６２０ａと対照的である。シミュレーションという目的上、簡潔さのために、光拡散層９３０は体積散乱性を有さない（即ち、光拡散層９３０の対向する主面の間に光散乱要素は存在しない）と仮定した。図６に関連するシミュレーションと同様に、フィルム９１９の構造化表面９３３は、図６ｂに関して説明したのと同じ標準偏差パラメータσによって特徴付けられるガウス傾斜分布を有すると仮定した。

図９ａにおいて、光源からの光線９０３が光学フィルム９１９を通じて移動しているのが示されており、この光線は拡散層とプリズム層との間の構造化表面９３３で偏向又は散乱される。所与の量の表面のばらつきσを有する構造化表面が埋め込まれた構成（例えば図９及び９ａを参照）においてもたらすであろうヘイズの量は、露出構成（例えば図６及び６ａを参照）においてそれがもたらすであろうヘイズと同等の量ではないであろうと予測される。その理由は、構造化表面の対向する両面上の媒体の屈折率の差が、必ずではないが典型的に、埋め込まれた構成と比較して露出構成でははるかに大きくなるからである。したがって、所与の値の表面のばらつきσを有する構造化表面は、典型的には、露出構成においてそれが生成するより実質的に少ないヘイズを埋め込まれた構成において生成するであろう。

このことを念頭において、図９ａに示す層は以下の特性を有すると仮定して、図９の配列についてのシミュレーションを実行した。
・プリズム層９５０：プリズム表面の反対側の主面が光拡散層に接触し、かつ表面のばらつきパラメータσによって特徴付けられる表面のばらつきを有することを除いて、図６のシミュレーションと同じ特性を仮定した。
・複屈折性基材層９２０：両方の主面が平滑であると仮定したことを除いて、図６のシミュレーションと同じ特性を仮定した。
・光拡散層９３０：異なるシミュレーションに対して選択した値と同等の等方性屈折率を仮定した（１．６、１．５７、１．５４、１．５、１．４５、又は１．４）。

前側及び後側の偏光子９０４、９０６は交差する、即ち９０度の相対回転角度の配向と仮定した。全てのシミュレーションについて、プリズム層のプリズム軸と前側の偏光子の通過軸とが成すバイアス角は図８の高いＳＣＭ可視性の配向に対応するゼロ度と仮定した。

シミュレーションは、（１００％の表面被覆で）構造化表面９３３がもたらす様々なヘイズの量を結果として与える０度〜３０度の範囲の様々な構造化表面パラメータσについて実行した。また、上述のように光拡散層９３０について仮定した様々な等方性屈折率についてもシミュレーションを実行した。

実行した各シミュレーションについて、向上後のＳＣＭパターンを典型的に含むコノスコーププロット又は像を生成した。そのようなＳＣＭパターンのそれぞれの可視性を、上述のＳＣＭ可視性パラメータを用いて計算した。これらの計算の結果を図１０のグラフにまとめる。グラフの縦座標は、図８で用いたＳＣＭ可視性パラメータと同じである。図１０のグラフの横座標は「エアヘイズ」と記載してあるが、これはいくらか説明を要する。「エアヘイズ」は構造化表面の表面のばらつきの尺度であり、パラメータσに直接相関する。図９及び９ａの構造化表面９３３は所与の表面のばらつきσを有すると仮定すると、１００％の表面被覆では、「エアヘイズ」は、構造化表面９３３を図６及び６ａの露出構成において使用した場合にそれが示すであろうヘイズの量である。図１０で横座標としてこの「エアヘイズ」を用いることによって、図１０と図８との直接比較が可能になる。シミュレーションのシステム９１０の構造化表面９３３によってもたらされる実際のエアヘイズは、それに関連づけられるエアヘイズより実質的に少ないが、この理由は、構造化表面９３３が、図６の露出された構造化表面と比べて屈折率の差が小さい光媒体の間に埋め込まれているからである。

図１０において、曲線１０１０、１０１２、１０１４、１０１６、１０１８及び１０２０は、光拡散層９３０の屈折率１．６、１．５７、１．５４、１．５、１．４５及び１．４にそれぞれ対応する。したがって、曲線１０１０、１０１２、１０１４、１０１６、１０１８及び１０２０は、プリズム層９５０と光拡散層９３０との屈折率の差０．０４、０．０７、０．１０、０．１４、０．１９及び０．２４にそれぞれ対応する。縦座標及び横座標の互換性があるので、図８からの曲線８１０を図１０のグラフに重ね合わせて、図１０にプロットすることができる。図１０から、少なくとも２つのことが明確である。第１に、光拡散層９３０の屈折率の所与の値に関して、「エアヘイズ」の増加、及びしたがって表面のばらつきσの増加は、ＳＣＭパターンの可視性の減少に対応する。第２に、所与の「エアヘイズ」に関して、及びつまり所与の表面のばらつきσに関して、プリズム層９５０と光拡散層９３０との間の屈折率の差が大きいほどＳＣＭパターンの可視性は減少する。

破線１００１が図１０のデータの上に重ねられている。ＳＣＭ可視性約０．０６に示されている線１００１は、曲線８１０のおよその区切り点１００２を示しており、その一方の側ではＳＣＭ可視性はヘイズの増加とともに急速に減少し、そのもう一方の側ではＳＣＭ可視性はよりゆっくりと減少する。線１００１により画定されるこの区切り点でのＳＣＭ可視性は、構造化表面９３３の対向面の屈折率の差が減少するにつれて表面のばらつきが増加する（及びエアヘイズが増加する）位置で曲線１０２０、１０１８等と交差する。領域１００３は、以下に詳述するフィルムの実施例からの結果のいくつかに関してのその有意性のために特定されている。

図１０のデータの更なる分析を図１に提供する。図１１は、Δｎの関数としての線１００１とそれぞれの曲線１０２０、１０１８等の交差、即ち、構造化表面９３３の対向する面の屈折率の差により表される、エアヘイズの閾値のプロットである。例えば、図１０の曲線１０２０は約３５％のエアヘイズで線１００１と交差しており、この曲線１０２０は、構造化表面９３３にわたる屈折率の差０．２４を表している。したがって、図１０の曲線１０２０は図１１の最も右下のデータポイントをもたらす。より小さいΔｎ値では、ＳＣＭ可視性の区切り点に達するために、より大きい表面のばらつきσ及びより大きいエアヘイズ閾値が必要とされる。したがって、図１１は、エアヘイズの減少によって測定されるように、構造化表面９３３のばらつきが少なくなり、より平滑になるほど、その閾値のレベルでのＳＣＭ可視性を維持するためにより大きい屈折率の差Δｎが必要になることを裏付けている。興味深いことに、図１１は、屈折率の差が０．０５未満では、表面のばらつきを増やすことによってＳＣＭの可視性を維持することができない場合があることもまた示している。

このように、輝度向上フィルムのような微細複製フィルムに好適な、埋め込まれた構造化表面を使用することによって、ＳＣＭパターンの可視性を除去又は実質的に低減することができることが示された。しかしながら、輝度向上フィルムの主目的はバックライト又はディスプレイの軸上輝度を向上することであるので、埋め込まれた拡散構造体がフィルムの輝度向上性を有意に劣化させないこともまた望まれる。上述のように、フィルムがもたらす輝度向上の量は、有効透過率（ＥＴ）によって測定される。したがって、光学フィルムがもたらすＥＴに、埋め込まれた構造化表面が及ぼす影響もまた、研究することが望ましい。上記のシミュレーションツールは、図１２の配列を使用してこの問題を研究するためにも使用することができる。

図１２は、前側及び後側の偏光子９０４、９０６が含まれていないことを除いて、図９のシステム９１０と同一若しくは同様であり得る光学システム１２１０を示す。したがって、システム１２１０は、既に上述した埋め込まれた光源９０２及び光学フィルム９１９を含んでいる。このシステムはディテクター１２０１もまた含んでいる。ディテクター１２０１は図９のディテクター９０１と同一若しくは同様であり得る。しかしながら、コノスコープ像を取得する代わりにディテクター１２０１を使用してＥＴを測定してもよく、したがって、ディテクター１２０１は、光学システム１２１０の軸方向（例えばｚ軸）に対して有意に斜めの角度で伝播している光を検出しなくてもよい又は無視してもよい。フィルム９１９のＥＴを測定するために、図のようにフィルム９１９が設置されたシステム１２１０についてのシミュレーションを実行し、また、フィルム９１９を含まないことを除いて同一のシステムについて別のシミュレーションを実行する。これらの２つのシミュレーションについての計算されたディテクターの出力値の比により、フィルム９１９のＥＴが得られる。

したがって、フィルム９１９の各実施形態について、光拡散層９３０についての選択された屈折率及び特定のエアヘイズに対応する選択された表面のばらつきσ（１００％の表面被覆で）を用いて、システム１２１０の２つのシミュレーション、即ちフィルム９１９を有するシステムとフィルム９１９を含まないシステムのシミュレーションを実行し、結果を用いて有効透過率（ＥＴ）を計算した。シミュレーション結果は図１３のグラフに示されている。この図で、計算されたＥＴは、図１０で使用したのと同じパラメータである「エアヘイズ」に対してプロットされている。曲線１３１０、１３１２、１３１４、１３１６、１３１８及び１３２０は、光拡散層の屈折率１．６、１．５７、１．５４、１．５、１．４５及び１．４にそれぞれ対応する。したがって、曲線１３１０、１３１２、１３１４、１３１６、１３１８及び１３２０は、プリズム層と光拡散層との間の屈折率の差であるΔ ｎ０．０４、０．０７、０．１０、０．１４、０．１９及び０．２４にそれぞれ対応する。図１３の検査はいくつかのことを明らかにする。第１に、輝度向上フィルムへの埋め込まれた拡散構造体の導入は、屈折率の差Δｎ及び構造化表面の表面のばらつきσに少なくともある程度依存して、フィルムのＥＴを低下させる。図に描いた屈折率の差及び構造化表面のばらつき（又は「エアヘイズ」）の組み合わせのほとんどに関して、ＥＴの低下は比較的緩やかであり、輝度向上フィルムとしてのフィルムの有効性は実質的に維持されている。例えば、少なくともいくつかの実施形態のＥＴは、少なくとも１．３、１．４、１．５、１．６又は１．６５である。第２に、光拡散層の屈折率の所与の値に関しては、非常に高いエアヘイズのレベル及び大きい屈折率の差を除いて、「エアヘイズ」の増加、及びしたがって表面のばらつきσの増加は、一般にフィルムのＥＴの減少に対応する。第３に、所与の「エアヘイズ」に関して、及びしたがって所与の表面のばらつきσに関して、プリズム層と光拡散層の屈折率の差が大きいほどフィルムのＥＴは大きく減少する。

多くの場合、輝度向上フィルムの後側又はリアの露出された主面には、例えば欠陥を隠すために、つや消し仕上げが施される。シミュレーションしたフィルムの埋め込まれた拡散構造体の存在を鑑みると、フィルムの後側又は最もリアの表面につや消し仕上げを有する実施形態に関しても研究を行うことが望ましい。したがって、図１３のデータを生成するために使用したシミュレーションを再び実行したが、このシミュレーションでは、光学フィルム９１９の最もリアの表面（図９ａの表面９２０ｂを参照）が平滑な面ではなくつや消し仕上げを有すると仮定した。表面９２０ｂの光学モデリングソフトウェアが仮定したつや消し仕上げは、下の図１９に示す構造化表面のエアヘイズ及び透明度を再現するものであり、したがってこの表面を代表するものである。平滑な表面の代わりにつや消し表面を使用したことを除いて、図１３のシミュレーションと同じ方法でシミュレーションを行った。結果として得られる、様々な光学フィルム実施形態に関する計算されたＥＴを図１４にプロットする。この図においてもＥＴは埋め込まれた拡散層の「エアヘイズ」に対してプロットされている。曲線１４１０、１４１２、１４１４、１４１６、１４１８及び１４２０は、光拡散層の屈折率１．６、１．５７、１．５４、１．５、１．４５及び１．４にそれぞれ対応する。したがって、曲線１４１０、１４１２、１４１４、１４１６、１４１８及び１４２０は、プリズム層と光拡散層との間の屈折率の差０．０４、０．０７、０．１０、０．１４、０．１９及び０．２４にそれぞれ対応する。図１３と図１４を比較すると、光学フィルムの底のつや消し表面は光学フィルムのＥＴを減少させる傾向があるが、底のつや消し表面は、埋め込まれた構造化表面９３３に伴う拡散に対する光学フィルムのＥＴの感度をいくらか減少させる傾向もまた有することがわかる。

以上のように、輝度向上フィルムにおける拡散又はヘイズの量の制御を提供するために好適な埋め込まれた構造化表面を用いてＳＣＭパターンの可視性を除去又は実質的に低減することができること、及び比較的少ないフィルムの輝度向上性の減少で、埋め込まれた拡散体をフィルムに組み込めることが示された。しかしながら、多くのエンドユーズ用途において、輝度向上フィルムを、何らかのパターンの付いた主面を有する第２のフィルム、層、又は物体の上に配置する場合があり、これらのフィルムの組み合わせは、「スパークル」として周知の光学アーチファクトを生じさせる場合がある。

「スパークル」は、ランダムなパターンに見える明るい及び暗いルミナンスの小さい領域からなる粗いテクスチャ（キメムラ）の外観をした光学アーチファクトを指す。それらの明るい及び暗い領域の位置は、見る角度の変化につれて変化するので、視認者にとって特に明らかで好ましくないテクスチャとなる場合がある。スパークルは、何らかの種類の平滑でない表面と、その近くの別の構造体との光学的相互作用の結果として現れる場合があり、ここで言う別の構造体とは物体である。場合によっては、その物体は、例えば輝度向上フィルムのようなプリズムフィルムであることがある。そのような状況を図１５の光学スタックに図示する。

図１５はフィルムスタック１５１０の概略図であり、図中、光学フィルム１５１９は、ここで物体１５６９と呼ぶ別の光学フィルム１５６９の上に又はそれに対して設置されている。光学フィルム１５１９は、高い有効透過率（ＥＴ）を維持する一方でＳＣＭ可視性を低減するように散乱又はヘイズを導入するように作ることができる埋め込まれた構造化表面を有する。光学フィルム１５１９は、所望により、図９ａの光学フィルム９１９に示したような３層構成を有することができる。あるいは、フィルム１５１９は、プリズム層と複屈折性基材との間に別の埋め込まれた層が加えられた図１５に示すような４層構成を有することができる。この追加の層は、埋め込まれた構造化表面の両面上の材料の屈折率の選択における自由度を増すことができる。したがって、光学フィルム１５１９は、プリズム層１５５０、第１の光拡散層１５３０、第２の光拡散層１５４０、及び層１５５０、１５３０、１５４０を支持する複屈折性基板１５２０を有している。光学フィルム１５１９は、第１の主面１５１９ａ及び第２の主面１５１９ｂもまた有している。プリズム層１５５０は、図１、２及び３のプリズム層と同一又は同様であり得る。複屈折性基材１５２０は、図１、２、３、又は９ａの複屈折性基材と同一又は同様であり得る。簡潔にするために、光拡散層１５３０、１５４０はそれぞれ体積散乱性を有していない、即ちこれらの層のそれぞれの対向する主面の間に光散乱要素は存在していないと仮定する。しかしながら、これらの層は、埋め込まれた構造化表面１５３３と交差する又はそれに沿ってぶつかる。構造化表面１５３３は表面のばらつきσを特徴とするガウス傾斜分布を有してもよく、あるいは、光を散乱若しくは拡散するように別の好適な傾斜分布を有してもよい。

物体１５６９は従来の輝度向上フィルムとして図示されており、第１主面１５６９ａ、第２主面１５６９ｂ、プリズム層１５８０、及び基材１５７０を有する。そのようなフィルムは、典型的には、物体１５６９のプリズムがｘ方向に平行に延びるように上側の輝度向上フィルムに交差する向きに配向されるが、図中、例示上の便宜のためにプリズムは別の方法で示されている。

光学フィルム１５１９に埋め込まれた構造化表面１５３３は、一般性のために、不規則な起伏によって特徴づけられる構造化表面として示されている。図１６ａ及び１６ｂに関連して説明したように、このような表面は、スパークルアーチファクトを生じさせる傾向がある。

図１６ａ及び１６ｂは、構造化表面９３３又は１５３３と同一又は同様であり得る不規則な起伏のある表面１６３３の任意の部分を大きく拡大した図を示す。表面１６３３は、ｘ−ｙ平面に概ね平行に延びていると仮定し、かつ屈折率ｎ１の第１の光学透過性媒体１６３０及び屈折率ｎ２の第２の光学透過性媒体１６４０によって、対向する両面が境界付けされていると仮定する。表面部分１６３３は、図１６ａ及び１６ｂと同一の幾何学又は形状を有するものとして示されているが、図１６ａではｎ１はｎ２より大きいと仮定しており、一方、図１６ｂではｎ１はｎ２より小さいと仮定している。表面１６３３は起伏があるので、負のｚ方向に曲がる部分（即ち、図１６ａ、１６ｂで下方向）と、正のｚ方向に曲がる部分（即ち、図１６ａ、１６ｂで上方向）とを含んでいる。図１６ａ及び１６ｂに示される表面部分１６３３において、境界線１６０５は、下方に曲がる表面部分の左側の副部分と、情報に曲がる表面部分の右側の副部分とを特定するように描かれている。プリズム層のプリズムは図１６ａ及び１６ｂの観点から表面１６３３の上に配置されていると仮定すると、表面部分１６３３の左側の副部分はプリズムから離れる方向に曲がっていると言うことができ、表面部分１６３３の右側の副部分はプリズムに向かう方向に曲がっていると言うことができる。

図１６ａ、１６ｂはまた、構造化表面１６３３の光の集束性又はデフォーカス性を実証するために光線１６０３ａ、１６０３ｂもまた含んでいる。図１６ａにおいて左側の副部分が集束性を示しており、一方、右側の副部分は図１６ｂにおいて集束性を示しているのを、容易に見ることができる。集束の正確な性質は、表面の副部分の特定の形状及び屈折率ｎ１、ｎ２の特定の値に依存するであろう。

図１６ａ及び１６ｂは、ＳＣＭ可視性を低減するために、例えば９１９又は１５１９のような光学フィルムでの使用のために任意の形状の構造化表面を選択すれば、構造化表面の実質的な部分が集束若しくは撮像性を呈する場合があることを実証している。例えば、起伏のある埋め込まれた表面のいくつかでは、平面図の表面積の約半分は、ｎ１＞ｎ２又はｎ１＜ｎ２のいずれであるかにかかわらず、集束性を呈する場合がある。そのような集束性は、集束距離、フィルムの厚さ、及び物体の間隔によっては、スパークルアーチファクトを生じさせる場合がある。それは、埋め込まれた構造化表面１６３３の個々の区域が、光学フィルム９１９、１５１９の後ないしは近くに配置された物体のパターンの付いた表面の部分を選択的に撮像又は拡大する小さい集束要素として作用することができるからである。

スパークルアーチファクトを避けるためには、ＳＣＭ可視性を低減するために光の適切な量を散乱又は拡散しながらもなお集束性若しくは撮像性をほとんど又は全く有さない構造化表面を選択して本開示の光学フィルムに使用することが望ましい。そのような構造化表面の一例を図１７に示す。図１７において、光学フィルム１７１９は、第１の主面１７１９ａ及び第２の主面１７１９ｂを有する。フィルム１７１９はフィルム１５１９と同様の４層構成を使用する。したがって、光学フィルム１７１９は、プリズム層１７５０、第１の光拡散層１７３０、第２の光拡散層１７４０、及び層１７５０、１７３０、１７４０を支持する複屈折性基板１７２０を有している。プリズム層１７５０は、プリズム層１５５０と同一又は同様であり得る。複屈折性基材１７２０は、複屈折性基材１５２０と同一又は同様であり得る。光拡散層１７３０、１７４０はそれぞれ体積散乱性を有していない、即ちこれらの層のそれぞれの対向する主面の間に光散乱要素は存在していないと仮定する。しかしながら、これらの層は、埋め込まれた構造化表面１７３３と交差する又はそれに沿ってぶつかる。構造化表面１７３３は、表面のばらつきσによって特徴づけられるガウス傾斜分布を有することができる、又は、本明細書の他の場所で述べているようにＳＣＭ可視性を低減するために光を散乱若しくは拡散するように、別の好適な傾斜分布を有することができる。

これに加えて、構造化表面１７３３は、例えば、平面図の構造化表面の少なくとも８０％又は少なくとも９０％が集束性を呈さないように構成するのが好ましい。これを達成するための１つの方法は、表面の実質的に半分を超える部分が、例えばプリズム層１７５０のプリズムに向かう方向又はそれから離れる方向など、同じ向きに湾曲する部分で構成されるように構造化表面を構成することである。構造化表面のそのような湾曲した各部分をレンズレットと呼ぶことができる。例えば、図１７において、構造化表面１７３３の部分１７３３ａの全ては、プリズム層１７５０から概ね離れる方向に湾曲しており、レンズレット１７３３ａであるとみなすことができる。図１７の構成においては、レンズレット１７３３ａはデフォーカスするであろう、即ち、層１７４０の屈折率が層１７３０のそれより大きいならば、それぞれのレンズレットは入射する視準光をデフォーカスするであろう。構造化表面１７３３の好ましくは少なくとも８０％は、レンズレット１７３３ａで覆われている又は占有されている。構造化表面１７３３の実質的に半分に満たない部分、例えば部分１７３３ｂは、表面１７３３の好ましくは２０％未満又は１０％未満を覆っている又は占有しており、集束性を有するように湾曲することができる。層１７４０の屈折率が層１７３０のそれより小さい場合は、全てのレンズレット１７３３がプリズム層１７５０のプリズムに向かう方向に湾曲するように、構造化表面１７３３は、図１７におけるその向きの逆の向きであることが好ましいことに注意されたい。

所与の構造化表面の個々のレンズレットは、平面図で見ると、両方の主な面内方向に沿って横断寸法が限られている場合があることに注意されたい。換言すると、リニアプリズムのアレイと対照的に、これらのレンズレットのそれぞれは所与の面内方向に沿って永遠に延びるように構成されない場合があり、むしろ全ての面内方向において有限である又は有界である場合がある。このようにレンズレットを有界にすることは、それらを確実に適切に湾曲させることができ、したがって、一つの断面においてだけでなく直交する断面においてもデフォーカス性にすることができる。

場合によっては、埋め込まれた構造化表面の特徴的寸法がプリズム層の特徴的な寸法と既定の関係を有するように光学フィルムを設計することが望ましいことがある。プリズム層の特徴的な寸法はプリズムのピッチであり、図１７でＰと記されている。埋め込まれた構造化表面が、密に充填されたレンズレットの規則的又は不規則的なアレイのような複数のレンズレットを含む場合、各レンズレットは、少なくとも場合によっては、最大の横方向寸法Ｄ及び同等の円直径「ＥＣＤ」を有するものとして特徴づけることができる。所与のレンズレットのＥＣＤは、平面図での面積がレンズレットの平面図での面積と同等である円の直径として定義することができる。複数のレンズレットの全てのレンズレットに関してこれらの値を平均化することにより、複数のレンズレットは平均最大横寸法Ｄ_ａｖｇ及び平均等価円直径ＥＣＤ_ａｖｇを有していると言うことができる。場合によっては、ＥＣＤ_ａｖｇがプリズムピッチＰより小さくなるように、プリズムの特徴的寸法より実質的に小さいレンズレットを設計することができる。別の場合には、ＥＣＤ_ａｖｇがプリズムピッチＰとほぼ同等になるように、プリズムの特徴的寸法とほぼ同等の大きさになるようにレンズレットを設計することができる。その他の場合には、ＥＣＤ_ａｖｇがプリズムピッチＰより大きくなるように、プリズムの特徴的寸法より大きいレンズレットを設計することができる。これらの場合のそれぞれにおいて、プリズムアレイのプリズムの少なくともいくつかの実施形態において、例えばそれらの頂角が、互いに平行な線又は平面によって二分されるように、それらの全てが横断面において同じ配向を有することが望ましい。したがって、これらのプリズムは、ＥＣＤ_ａｖｇがピッチＰより大きい場合でも均一の配向を有することができる。

本開示の光学フィルムに多様な設計形態を採用することができ、具体的には、埋め込まれた構造化表面が組み込まれた光学フィルムが含まれる。図示し、図との関連において説明した特定の層の配列に加えて、所望の光学的及び／又は機械的機能性をもたらすためにフィルムは追加の層及び／又はコーティングを含んでもよい。記載したいずれの層も、２つ以上の個別の下位層を用いて構成することができる。同様に、２つ以上の隣接した層のいずれも、単一の層として組み合わせることができる、あるいは単一の層で置き換えることができる。多様なプリズム設計、フィルム又は層の厚さ、及び屈折率を使用することができる。プリズム層は、例えば、範囲で約１．４〜１．８、又は約１．５〜約１．８、約１．５〜１．７、あるいは約１．５以上、又は約１．５５以上、又は約１．６以上、又は約１．６５以上、又は約１．７以上の任意の好適な屈折率を有することができる。複屈折性基材は典型的な複屈折を有することができ、上述のように、面内の複屈折が含まれる。場合によっては、所望の機能性のために、染料、顔料、及び／又は粒子（散乱粒子又は他の好適な拡散剤を含む）を光学フィルムの１つ以上の層又は構成要素に含めてもよい。本開示の光学フィルムでの使用には、機能性及び経済性のためにポリマー材料が好ましい場合があるが、他の好適な材料を使用してもよい。

例えば１．４未満、又は１．３未満、又は１．２未満、又は範囲で１．１５〜１．３５の屈折率など超低屈折率（ＵＬＩ）を有するものが含まれるナノ空隙材料を本開示の光学フィルムに使用してもよい。そのようなＵＬＩ材料の多くは、多孔質の材料又は層であると説明することができる。ＵＬＩ材料は、例えば、図９ａの層９３０、及び図１５の層１５４０又は１５３０、及び図１７の層１７３０として使用することができる。ナノ空隙化されていない、実質的により高い（例えば１．５又は１．６より大きい）屈折率を有する、より一般的な光学ポリマー材料と組み合わせて使用すると、埋め込まれた構造化表面にわたって比較的大きい屈折率の差Δｎを提供することができる。好適なＵＬＩ材料は、参照により本明細書に組み込まれるＷＯ ２０１０／１２０８６４号（Ｈａｏら）及びＷＯ ２０１１／０８８１６１号（Ｗｏｌｋら）に記載されている。

多くの微細複製光学フィルムを作製し、ＳＣＭ可視性及びスパークルの低減について試験を行った。各フィルムは、図９ａに示すような３層構成を有する。いずれの例でも、使用した基材フィルムは、実質的に平らな主面及び実質的に面内複屈折性を有する厚さ３ミル（７５ミクロン）のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の層である。この基材の一つの主面に第１のポリマー材料をキャスティングし、硬化させて、光拡散層を形成した。以下に説明するように、光拡散層のＰＥＴ基材と反対側の主面を特定の幾何形状に構造化するために、光拡散層を構造化表面ツールにキャスティングして成形した。次いで、光拡散層の構造化された主面に第２のポリマー材料をキャスティングし、硬化させて、プリズム層を成形した。得られたフィルムの構成は、実質的に図９ａに概略的に示すようなものである。

埋め込まれた構造化表面には３つの異なる幾何形状（図９ａの表面９３３を参照）を使用した。構造化表面の幾何形状のうち２つには、密に充填されたレンズレットのパターンを使用した。構造化表面のもう一つの幾何形状には、不規則なパターンの平らなファセットを使用した。

それら２つの密に充填されたレンズレット表面は、ＷＯ ２０１０／１４１２６１号（Ａｒｏｎｓｏｎら）にしたがって作製した。この参考文献には、例えば図１８の構造化表面などが記載されている。図１８は、主表面１８２５に不規則的なパターンを形成する微細構造１８２０の概略上面図である。場合によっては、マイクロ構造はランダムに見える擬ランダムパターンを形成し得る。一般に、微細構造は任意の高さ及び任意の高さ分布を有し得る。場合によっては、微細構造の平均の高さ（即ち、平均の最大高さから平均の最小高さを引いたもの）は、約５μｍ以下、又は約４μｍ以下、又は約３μｍ以下、又は約２μｍ以下、又は約１μｍ以下、又は約０．９μｍ以下、又は約０．８μｍ以下、又は約０．７μｍ以下である。

密に充填されたレンズレットの構造化表面の一つは、本明細書では「レンズレット１」と呼ぶ。レンズレット１を上から見たときの顕微鏡写真を図１９に示す。もう一方の密に充填されたレンズレットの構造化表面は、本明細書では「レンズレット２」と呼ぶ。レンズレット２を上から見たときの顕微鏡写真を図２０に示す。図１９及び２０には、レンズレット機構の実際の面内寸法を示すために基準尺度が提供されている。また、読者の便宜のために、２つのレンズレットはこれらの図のそれぞれにおいて強調して描かれている。図１９及び２０にはデカルト座標系も提供されており、いずれの場合もフィルムのウェブ下方向がｙ方向である。図１９及び２０のそれぞれにおいて、見て容易に認識できる実質的にすべてのレンズレットは同じ配向に湾曲しており、構造化表面の８０％を超える部分、及び９０％を越える部分がそのようなレンズレットで作られている。レンズレット１及びレンズレット２の構造化表面を使用した光学フィルムの実施形態において、いずれの場合もプリズム層（図９ａの層９５０を参照）の屈折率は光拡散層（図９ａの層９３０を参照）の屈折率より大きく、したがってそれらのレンズレットは、各レンズレットがプリズムから離れる方向に湾曲するように配向されていた。

実施例に使用したもう一つの埋め込まれた構造化表面の幾何形状は、不規則的な平らなファセットの構造化表面であった。この構造化表面は本明細書では「ファセット」の名で呼ばれ、米国特許出願公開第２０１０／０３０２４７９号（Ａｒｏｎｓｏｎら）の教示にしたがって作製した。この参考文献には、微細構造化表面と窪みとが一体になっている、表面上にランダムに分布する窪みを有する微細構造化表面などが記載されている。ファセット構造化表面の上面顕微鏡写真を図２１に示し、同じ表面を大きく拡大した顕微鏡写真を図２１ａに示す。これらの図には、平面ファセットの機構の実際の面内の寸法を示すために基準尺度が提供されている。図２１及び２１ａから明らかなように、構造化表面のほぼ全面の例えば８０％を越える部分及び９０％を超える部分は、ランダムに配向された平らなファセットで占められている。結果として、ファセット構造化表面は、レンズレット１及びレンズレット２構造化表面と同様に、集束性又は撮像性をほとんど又は全く有さないと予測することができる。

図１９、２０、及び２１の構造化表面は共焦点形顕微鏡で測定し、共焦点形顕微鏡からのデータを変換して、図６ｂのものと同様の面角度分布情報を得た。結果を図２２ａ及び２２ｂに示す。図２２ａで、一つの面内方向（ｘ）に沿った面角度分布は、レンズレット１については曲線２２１０ａとして、レンズレット２については曲線２２１２ａとして、ファセットについては曲線２２１４ａとしてプロットした。図２２ｂで、一つの直交する面内方向（ｙ）に沿った面角度分布は、レンズレット１については曲線２２１０ｂとして、レンズレット２については曲線２２１２ｂとして、ファセットについては曲線２２１４ｂとしてプロットした。

別の試験で、空気に露出したポリマーフィルムの外面への可視光に対して図１９、２０、２１の構造化表面が生成する「エアヘイズ」の量を測定した。レズレット１の構造化表面は７％のエアヘイズを有することを示し、レンズレット２の構造化表面は７０％のエアヘイズを有することを示し、ファセット構造化表面は１００％のエアヘイズを有することを示した。

上述のように、図９ａと同様の構成を有する微細複製光学フィルムは、第１のポリマー材料を平らなＰＥＴフィルムの上にキャスティングして成形することによって作製したものであり、このキャスティング成形は、レンズレット１、レンズレット２、又はファセット表面の幾何形状が画定されているツールを用いて行った。次いで、第１のポリマー材料の上に第２のポリマー材料をキャスティングして成形することによって第１のポリマー材料の構造化表面を埋め、即ち埋め込み、第２のポリマー材料を、第２のポリマー材料の外側の主面にリニアプリズム構造化表面をもたらすツールでキャスティング成形した。そのツールがもたらしたリニアプリズムは、２４マイクロメートルの均一のピッチ、１２ミクロンの均一の高さ、及び横断面において均一の配向を有するものであった。

第１及び第２のポリマーは、次に挙げる硬化性樹脂の群から選択し、そのそれぞれは、光学的性質、高い透明度、低い吸収率のポリマー層をもたらすように適応される。可視光屈折率１．６４のポリマー樹脂、可視光屈折率１．５８のポリマー樹脂、可視光屈折率１．５６のポリマー樹脂、及び可視光屈折率１．５のポリマー樹脂。

埋め込まれた構造化表面としてレンズレット１の幾何形状を有する６つの光学フィルムを作製し、埋め込まれた構造化表面としてレンズレット２の幾何形状を有する６つの光学フィルムを作製し、埋め込まれた構造化表面としてファセットの幾何形状を有する６つの光学フィルムを作製した。これらの１８枚の光学フィルムのほかに、基準として用いるために、光散乱層の代わりに平らな表面のＰＥＴフィルム基材の上に直接にキャスティングして硬化したプリズム層を有する「サンプル０」と呼ぶ別の光学フィルムを作製した。（向上後のＳＣＭではなく）現実的なＳＣＭを観察することができるように下位の偏光子が取り除かれていることを除いて図９のものと同様の設定を用い、カメラの代わりに人を観察者として、これらのフィルムのそれぞれについてＳＣＭの評価を行った。人である観察者は、「最良」（即ちＳＣＭを最もよく除去している）、「良」（即ちＳＣＭを良好に除去している）、「可」（即ちＳＣＭを最低限度に除去している）、及び「不可」（即ち、例えばＳＣＭがまだ可視であるなど、ＳＣＭがほとんど又は全く除去されていない）の４段階の尺度によりＳＣＭ可視性を評価した。

光学フィルムのＳＣＭに関する評価のほかに、スパークルアーチファクトの評価も行った。所与の光学フィルムのサンプルのスパークルの評価では、サンプルフィルムが従来のＢＥＦのプリズム側に静置されるように、サンプルフィルムの下に従来のＢＥＦフィルムを挿入した。前側の偏光子（図９の偏光子９０４）もまた取り除いた。次いで、観察者がスタックのスパークルアーチファクトの存在を評価した。「不可」という評価は、観察者がスパークルアーチファクトを容易に感知できたことを示し、「良」という評価は、観察者がスパークルアーチファクトを容易に感知できなかったことを示す。

ＳＣＭ及びスパークルのほかに、光学フィルムの有効透過率（ＥＴ）の測定も行った。

これらの実施例及び観察の結果を図２３の表に示す。各サンプルは１．６を超えるＥＴ（表に示されていない）を示した。これらの結果は、良好な有効透過率を維持する一方でスパークルアーチファクトを伴わずに十分にＳＣＭを隠蔽するように、例えば、密に充填されたレンズレット又はランダムに配向された実質的に平面のファセット、及び十分な屈折率の差など、好適な埋め込まれた構造化表面を用いて微細複製光学フィルムを作製することが可能であることを示している。屈折率の差Δｎが０．１４、エアヘイズが７０％のサンプル９がＳＣＭ隠蔽について「最良」の評価を得ていることに注意されたい。このサンプルを、同じく０．１４の屈折率の差Δｎを有し、約７０％のエアヘイズで領域１００３の閾線１００１を横断している図１０の曲線１０１６と比較することができる。

特に指示のない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される、数量、特性の測定値などを表す全ての数字は、全ての場合に、用語「約」によって修飾されているとして理解されたい。したがって、そうでないことが指示されない限り、明細書及び請求項において説明される数値的なパラメータは、本出願を使用して当業者によって得られるであろう所望の特性によって変化し得る、近似値である。特許請求の範囲への同等物の原則の適用を限定する試行としてではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効数字の数を考慮して、及び通常の四捨五入法を適用することによって解釈されなければならない。本発明の広範な範囲を説明する数値的範囲及びパラメータは近似値であるが、いずれかの数値が本明細書に記載される特定の実施例において説明される限りにおいて、これらは、合理的に可能であるかぎり正確に報告されている。しかしながら、いずれかの数値的レベルは、試験又は測定の限界に伴う誤差を含むことがある。

以下は、本開示の項目の一覧である。
項目１は光学フィルムであって、
複屈折性基材と、
その基材に支持されているプリズム層であって、同一の第１方向に沿って延在する複数の並んだリニアプリズムを備える主面を有する、プリズム層と、
基材とプリズム層との間に配設されている埋め込まれた構造化表面であって、複数のデフォーカスレンズレットを備え、それらのでフォーカスレンズレットが埋め込まれた構造化表面の少なくとも８０％を覆っている、埋め込まれた構造化表面と、を備えている。

項目２は、プリズムが横断面において同一の配向を有する、項目１のフィルムである。

項目３は、プリズムがピッチＰを有し、各レンズレットが等価円直径ＥＣＤを有し、複数のレンズレットが平均等価円直径ＥＣＤ_ａｖｇを有し、ＥＣＤ_ａｖｇがＰより大きい、項目２のフィルムである。

項目４は、埋め込まれた構造化表面が、少なくとも０．０５の屈折率の差を有する２つの光学媒体を分離している、項目１のフィルムである。

項目５は、埋め込まれた構造化表面がプリズム層と埋め込まれた層との間の界面であり、埋め込まれた層は基材とプリズム層との間に配設されている、項目１のフィルムである。

項目６は、プリズム層の屈折率が埋め込まれた層の屈折率より少なくとも０．０５大きく、各デフォーカスレンズレットがプリズム層から離れる方向に湾曲している、項目５のフィルムである。

項目７は、埋め込まれた構造化表面が第１の埋め込まれた層と第２の埋め込まれた層との間の界面であり、第１及び第２の埋め込まれた層は基材とプリズム層との間に配設されている、項目１のフィルムである。

項目８は、第１の埋め込まれた層の屈折率と第２の埋め込まれた層の屈折率との差が少なくとも０．０５である、項目７のフィルムである。

項目９は、光学フィルムが１．５以上の有効透過率を呈するように埋め込まれた構造化表面が構成される、項目１のフィルムである。

項目１０は、基材がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである、項目１のフィルムである。

項目１１は、空気に露出された主面を基材が備え、かつ基材のその主面が非平滑である、項目１のフィルムである。

項目１２は、項目１のフィルムを備えるバックライトである。

項目１３は、項目１のフィルムを備えるディスプレイである。

項目１４は光学フィルムであって、
複屈折性基材と、
その基材に支持されているプリズム層であって、同一の第１方向に沿って延在する複数の並んだリニアプリズムを備える主面を有する、プリズム層と、
基材とプリズム層との間に配設されている埋め込まれた構造化表面であって、ランダムに配向された実質的に平面の複数のファセットを備えており、それらのファセットが、埋め込まれた構造化表面の少なくとも８０％を覆っている、埋め込まれた構造化表面と、を備えている。

項目１５は、プリズムが横断面において同一の配向を有する、項目１４のフィルムである。

項目１６は、埋め込まれた構造化表面が、少なくとも０．０５の屈折率の差を有する２つの光学媒体を分離している、項目１４のフィルムである。

項目１７は、埋め込まれた構造化表面がプリズム層と埋め込まれた層との間の界面であり、埋め込まれた層は基材とプリズム層との間に配設されている、項目１４のフィルムである。

項目１８は、プリズム層の屈折率が埋め込まれた層の屈折率より少なくとも０．０５大きく、各デフォーカスレンズレットがプリズム層から離れる方向に湾曲している、項目１７のフィルムである。

項目１９は、埋め込まれた構造化表面が第１の埋め込まれた層と第２の埋め込まれた層との間の界面であり、第１及び第２の埋め込まれた層は基材とプリズム層との間に配設されている、項目１４のフィルムである。

項目２０は、第１の埋め込まれた層の屈折率と第２の埋め込まれた層の屈折率との差が少なくとも０．０５である、項目１９のフィルムである。

項目２１は、光学フィルムが１．５以上の有効透過率を呈するように埋め込まれた構造化表面が構成される、項目１４のフィルムである。

項目２２は、基材がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである、項目１４のフィルムである。

項目２３は、空気に露出された主面を基材が備え、かつ基材のその主面が非平滑である、項目１４のフィルムである。

項目２４は、項目１４のフィルムを備えるバックライトである。

項目２５は、項目１４のフィルムを備えるディスプレイである。

本発明の様々な修正及び変更は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、当業者にとって明らかとなり、本発明は本発明において説明される例示的な実施形態に限定されないものと理解されるべきである。例えば、開示される透明な導電性物品はまた、防反射コーティング、及び／又は保護ハードコートを含んでもよい。読者は、開示される一実施形態の特徴はまた、他に指示がない限り、他の全ての開示される実施形態に応用され得る。本明細書において参照される、米国特許、特許出願公開、並びに他の特許文献及び非特許文献は、これらが先行する開示と矛盾しない限りにおいて、参照として組み込まれる。

Claims (10)

1. 光学フィルムであって、
   複屈折性基材と、
   その基材に支持されているプリズム層であって、同一の第１方向に沿って延在する複数の並んだリニアプリズムを備える主面を有する、プリズム層と、
   前記基材と前記プリズム層との間に配設されている埋め込まれた構造化表面であって、複数のデフォーカスレンズレットを備え、前記デフォーカスレンズレットが、前記埋め込まれた構造化表面の少なくとも８０％を覆っている、埋め込まれた構造化表面と、を備えている、光学フィルム。
2. 前記プリズムがピッチＰを有し、各レンズレットが等価円直径ＥＣＤを有し、前記複数のレンズレットが平均等価円直径ＥＣＤ_ａｖｇを有し、ＥＣＤ_ａｖｇがＰより大きい、請求項１に記載のフィルム。
3. 前記埋め込まれた構造化表面が、少なくとも０．０５の屈折率の差がある２つの光学媒体を分離している、請求項１に記載のフィルム。
4. 前記埋め込まれた構造化表面が前記プリズム層と埋め込まれた層との間の界面であり、前記埋め込まれた層は前記基材と前記プリズム層との間に配設されている、請求項１に記載のフィルム。
5. 前記プリズム層の屈折率が前記埋め込まれた層の屈折率より少なくとも０．０５大きく、前記各デフォーカスレンズレットが前記プリズム層から離れる方向に湾曲している、請求項４に記載のフィルム。
6. 前記埋め込まれた構造化表面が第１の埋め込まれた層と第２の埋め込まれた層との間の界面であり、前記第１及び第２の埋め込まれた層は前記基材と前記プリズム層との間に配設されている、請求項１に記載のフィルム。
7. 空気に露出された主面を前記基材が備え、かつ前記基材の前記主面が非平滑である、請求項１に記載のフィルム。
8. 光学フィルムであって、
   複屈折性基材と、
   その基材に支持されているプリズム層であって、同一の第１方向に沿って延在する複数の並んだリニアプリズムを備える主面を有する、プリズム層と、
   前記基材と前記プリズム層との間に配設されている埋め込まれた構造化表面であって、ランダムに配向された実質的に平面の複数のファセットを備えており、前記ファセットが、前記埋め込まれた構造化表面の少なくとも８０％を覆っている、埋め込まれた構造化表面と、を備えている、光学フィルム。
9. 前記埋め込まれた構造化表面が前記プリズム層と前記埋め込まれた層との間の界面であり、前記埋め込まれた層は前記基材と前記プリズム層との間に配設されている、請求項８に記載のフィルム。
10. 前記埋め込まれた構造化表面が第１の埋め込まれた層と第２の埋め込まれた層との間の界面であり、前記第１及び第２の埋め込まれた層は前記基材と前記プリズム層との間に配設されている、請求項８に記載のフィルム。

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