JP2018077496A

JP2018077496A - 光学フィルム積層体

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Publication number: JP2018077496A
Application number: JP2017240220A
Authority: JP
Inventors: ティー．ボイドゲイリー; T Boyd Gary; チンビンワン; Qingbing Wang; ディー．ファムトリ; D Pham Tri
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2018-05-17
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Abstract

【課題】バックライトディスプレイ装置において使用することができる非対称性の光ディフューザを備える光学積層体を提供する。【解決手段】光学積層体２０は、第２主表面２８の反対側の構造化主表面３０であって、構造化主表面３０は、第１方向ｄ１に沿って延びる複数の線状構造を備え、光誘導フィルム２４は、少なくとも１．３の平均実効透過率を有する、第１光誘導フィルム２４と、光誘導フィルム２４上に配置され、第２方向ｄ２に沿って光を拡散しやすく、第２方向ｄ２に直交する第３方向ｄ３に沿って光を拡散しにくく、第２方向ｄ２は、０度より大きくかつ６０度未満の角度を第１方向ｄ１に対して形成する、非対称の光ディフューザ２６と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示はディスプレイ装置に関し、特に、バックライトディスプレイ装置において使用することができるフィルムに関する。

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの光学ディスプレイは、益々一般的なものとなってきており、例えば携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）からラップトップコンピュータに到る携帯コンピュータ装置、携帯デジタル音楽プレーヤー、液晶デスクトップコンピュータモニター、及び液晶テレビにおいて使用することができる。ＬＣＤは、より一般的に普及しつつあることに加え、ＬＣＤを組み込んだ電子装置の製造業者によるパッケージサイズの小型化に向けた努力の結果、薄型化しつつある。多くのＬＣＤは、ＬＣＤの表示領域を照射するためのバックライトを使用している。

全体的には、本開示は、例えば、バックライトディスプレイ装置に使用できる光学フィルム積層体に関する。光学積層体は、第１方向に沿って延びる複数の線状構造を含む構造化主表面を備えた光誘導フィルム（light directing film）を含む。光学積層体は、光誘導フィルム上に配置される、非対称性の光ディフューザも備えてよい。非対称性の光ディフューザは、第２方向に沿って光を拡散しやすく、その一方、第２方向に直交する第３方向に沿って光を拡散しにくい。非対称性の光ディフューザは、第２方向は第１方向と０度より大きくかつ６０度未満の角度をなすように光誘導フィルムに対して配置されてもよい。バックライトディスプレイ装置に利用された場合、光学フィルム積層体は、光誘導フィルムをライトガイドと非対称性の光ディフューザとの間に配置した状態で、ライトガイドとディスプレイ表面との間に配置されてもよい。いくつかの実施例では、光学フィルム積層体は、ディスプレイ装置において、ディスプレイ装置の視野角に依存する閃光、つまり、粒状性を更に最小化しながら、例えば、あるケースでは、光誘導フィルムと相関している可能性がある、線状構造間の干渉とその反射（あれば）とを原因とするモアレパターン、又はプリズムの拡散又は複屈折効果を原因とする色不均一性といった視覚的欠陥を実質的に排除するように構成されてもよい。

一実施例では、本開示は、第２主表面とは反対側に構造化主表面を備えた第１光誘導フィルムであって、構造化主表面は第１方向に沿って延びる複数の線状構造を備えており、光誘導フィルムは少なくとも１．３の平均実効透過率を有するものであり、第１光誘導フィルムと、光誘導フィルム上に配置されており、第２方向に沿って光を拡散しやすくかつ第２方向に直交する第３方向に沿って光を拡散しにくい、非対称性の光ディフューザであって、第２方向は第１方向と０度より大きくかつ６０度未満の角度をなす、非対称性の光ディフューザと、を備える光学積層体を目的とする。

本発明の１つ又は２つ以上の実施形態の詳細を添付の図面及び以下の説明文に記載する。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかとなるであろう。

例示的なバックライトディスプレイ装置を示す概念図である。例示的な光学フィルム積層体を示す概念図である。他の例示的な光学フィルム積層体を示す概念図である。例示的な非対称性の光ディフューザの写真である。実効透過率を測定するための例示的な光学システムを示す概念図である。例示的な非対称性の光ディフューザを示す概念図である。例示的なマット層を示す概略側面図である。例示的なマット層を示す概略側面図である。例示的な非対称性の光ディフューザの例示的な微細構造体の概略平面図である。例示的な非対称性の光ディフューザの例示的な微細構造体の概略平面図である。例示的なマット層の概略側面図である。例示的な非対称性の光ディフューザの概略側面図である。他の例示的な非対称性の光ディフューザの概略側面図である。例示的な切削工具システムの概略側面図である。

全体的には、本開示は、例えば、バックライトディスプレイ装置に使用できる光学フィルム積層体に関する。光学積層体は、第１方向に沿って延びる複数の線状構造を備えた構造化主表面を有する光誘導フィルムを含む。光学積層体は、光誘導フィルム上に配置された非対称性の光ディフューザも含んでよい。非対称性の光ディフューザは、第２方向に沿って光を拡散しやすく、その一方、第２方向に直交する第３方向に沿って光を拡散しにくい。非対称性の光ディフューザは、第２方向が第１方向と０度より大きくかつ６０度未満の角度をなすように光誘導フィルムに対して配置されてもよい。

いくつかの実施例では、バックライトディスプレイ装置は、光源と、ライトガイドと、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と、ライトガイドとＬＣＤとの間の光学フィルム積層体と、を含んでよい。そのような例では、バックライトからの光は、ライトガイド及び光学フィルム積層体を通過した後、ＬＣＤを照射するために使用されてもよい。詳細には、ライトガイドから出射した光は、光学フィルム積層体を通過した後、ＬＣＤに入射する。

いくつかの実施例では、ディスプレイ装置は、ライトガイドによって光管理フィルムの積層体から分離された後方リフレクター層を有してもよい。光学積層体、ライトガイド、リフレクター層の組み合わせは、「バックライト積層体」と称せられる場合がある。バックライト積層体の層が、ＬＣＤのディスプレイ表面に対して実質的に平行に配向しており、光源が１つ又は２つ以上のエッジに隣接している場合は、バックライト積層体は、後方リフレクター、ライトガイド、１つ又は２つ以上の光誘導フィルム、光ディフューザをこの順で後方から前方に備えてもよい。いくつかの実施例では、光誘導フィルムは、９０度の頂角を有する複数の平行線状プリズムを上面に備えた透明な基板から構成することができる。バックライト積層体が２つの光誘導層を含む場合、最後方のプリズムフィルムのプリズムは、前方プリズムフィルムのプリズムに対して直交する方向に全体的に沿うように配向されてもよい。このような場合、各プリズムフィルム同士は交差配向にあると記載することができ、ライトガイドからの光の一部をＬＣＤに向けて再指向させるように構成することができる。

いくつかの実施例では、そのような光誘導フィルムの使用と相関している１つ又は２つ以上のディスプレイの欠陥が発生する場合がある。例えば、場合によっては、１つ又は２つ以上の光誘導フィルムを使用すると、線状プリズム構造間の干渉若しくはそのような構造とそれらの反射との間の干渉、又はその両者から発生するモアレパターンの原因になる場合がある。そのような欠陥を是正するため、マット層のような光拡散層を使用して、ディスプレイを照射する前に光拡散層から出射する光を分光してもよい。しかし、そのような光拡散層の使用により、ディスプレイに閃光を引き起こすことがある。本明細書で使用される場合、「閃光」という文言は、ディスプレイ装置の視野角に依存する「粒状性」を意味する。

本開示のいくつかの実施例に従って、光学積層体は、ディスプレイ装置において、例えば、光拡散性フィルムの使用と相関している閃光を更に最小化しながら、例えば、光誘導フィルムと相関しているモアレ、色不均一性などの欠陥を実質的に排除するように、第１光誘導フィルムと、第１光誘導フィルムに対して配置された非対称性の光ディフューザとを備えてもよい。例えば、光誘導フィルムの構造化表面は、第１方向に沿って延びる複数の線状構造（例えば、プリズム）を備えてもよく、非対称性の光ディフューザは、第２方向に沿って光を拡散しやすく、第２方向に直交する第３方向に沿って光を拡散しにくい場合がある。そのような場合、光誘導フィルムは、第２方向が第１方向と０度より大きくかつ６０度未満の角度をなすように、光ディフューザに対して配置されてもよい。以上のように、場合によっては、このような光学フィルムは、ディスプレイ装置において、光拡散性フィルムの使用と相関している閃光を更に最小化しながら、光誘導フィルムと相関しているモアレ、色不均一性などの欠陥を実質的に排除するように、決定される。以下で更に説明するように、いくつかの実施例では、光学積層体は、第１光誘導フィルムと非対称性の光ディフューザの層に加えて、１つ又は２つ以上の追加層を備えてもよい。

図１は、例示的なバックライトディスプレイ装置１０を示す概念図である。バックライトディスプレイ装置１０は、光源１２と、ライトガイド１４と、リフレクター１６と、ＬＣＤ１８と、光学積層体２０と、を備える。図に示すように、光学積層体は、光誘導フィルム２４と、光誘導フィルム２４上に配置された非対称性の光ディフューザ２６を備える。ライトガイド１４の一端に隣接する単一の光源１２は、バックライトディスプレイ装置１０を照射するが、他の構成も考えられる。例えば、バックライトディスプレイ装置１０は、ライトガイド１４の１つ又は２つ以上の表面に隣接して１つ又は２つ以上の光源１２を有してもよい。

光源１２は、蛍光灯又は発光ダイオード（ＬＥＤ）などの任意の適当な種類の光源であってよい。更に、光源１２は、複数の個別のＬＥＤなどの複数の個別の光源を含んでもよい。ＬＣＤ１８の外側ディスプレイ表面２２を照射するため、光源１２からの光はライトガイド１４を通って概ねｚ方向に伝播する。光の少なくとも一部は、ライトガイド１４の上面を通って出射し、光学積層体２０に入射する。リフレクター１６は、ライトガイド１４の下に配置され、光学積層体２０に向けて光を再反射する。

バックライトディスプレイ装置１０のライトガイド１４は、当該技術分野では周知の任意の好適なライトガイドであってよく、１９９９年１２月１４日発行のＷｉｎｓｔｏｎらに付与された米国特許第６，００２，８２９号、及び２０１０年１１月１６日発行のＪｏｎｅｓらに付与された米国特許第７，８３３，６２１号に述べられる１つ又は２つ以上の例示的なライトガイドが含まれ得る。これらの米国特許のそれぞれの全容が、本明細書に参照として援用されている。ライトガイド１４に隣接したリフレクター１６に適した材料としては、高反射リフレクター（Enhanced Specular Reflector）（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮより市販されるもの）、又は白色ＰＥＴ系リフレクターが挙げられる。

光誘導フィルム２４は、第２主表面２８のそれと反対側に構造化主表面３０を含む。構造化主表面３０（図１には非表示の構造）は、第１方向に沿って延びる複数の線状構造を備えてもよい。ライトガイド１４から光誘導フィルム２４に入射する光の一部は、光誘導フィルム２４により再誘導された後、非対称性の光ディフューザ２６に入射し、該光の他の部分は、光学積層体２０により再誘導されなかったり、再誘導されて、ライトガイド１４に対して再入射される。この光の一部は、光がリフレクター１６により反射されライトガイド１４に再入射するという意味で、「再利用」されてもよい。下に説明するように、いくつかの実施例では、光誘導フィルム２４は、少なくとも１．３の平均実効透過率を有してもよい。

いくつかの実施例では、光誘導フィルム２４の第２主表面は、光を拡散してもよい。いくつかの実施例では、第２主表面は、例えば、基板に蒸着される不均一性のコーティングにより形成される、構造化表面であってもよい。図面では、光誘導フィルム２４は、その上面が構造化表面３０として示されているが、他の例では、構造化表面３０が光誘導フィルム２４の底面で、上面が第２表面２８であってもよい。

光学積層体２０は、更に、光誘導フィルム２４上に配置された非対称性の光ディフューザ２６を備える。非対称性の光ディフューザ２６は、主上面３４と主底面３２とを光誘導フィルム２４の構造化表面３０に隣接して備える。光誘導層２４から出射され非対称性の光ディフューザ２６に入射する光は、１つ又は２つ以上の方向に拡散及び分光した後、非対称ディフューザ２６からディスプレイ１８へ入射し、ディスプレイ表面２２を照射してもよい。非対称性の光ディフューザ２６は、光ディフューザ２６に入射する光が全方向に均一に拡散せず、その代わり、光は他の方向よりもある方向に拡散しやすいという意味で、「非対称性の」光ディフューザと称される。図２を参照して、以下に説明されるように、非対称性の光ディフューザ２６は、第３方向ｄ３よりも第２方向ｄ２に拡散しやすいように構成されてもよい。非対称性のディフューザ２６は、例えば、光誘導層２４に起因る望ましくない視覚的なアーチファクトの解像度を低減するように構成されてもよい。

図２は、光誘導フィルム２４及び非対称性の光ディフューザ２６を備える光学積層体２０の分解図を示す概念図である。構造化主表面３０は、非対称性のディフューザ２６に対向しており、第２主表面２８は、非対称性のディフューザ２６から反対の方向に対向している。構造化主表面３０は、光誘導フィルム２４に入射する光の少なくとも一部をＬＣＤ１８に向けて再誘導させる（例えば、軸方向に向けて）役割を果たし得る、第１方向ｄ１に沿って伸びる個別に標識された線状構造３１を備える、複数の線状構造を備える。簡便のため、複数の線状構造の特性は、個別の線状構造３１を参照して全体的に説明されるが、これらの特性は構造化主表面３０の複数の線状構造全てに対して全体的に適用される。

いくつかの実施例では、線状構造３１は、第１方向ｄ１に沿って延びるプリズム形状を有してよい。そのような実施例では、光誘導フィルム２４は、「プリズム状フィルム」と称されてもよい。このプリズムは、光誘導フィルム２４の表面から突出してもよく、ピーク角度を規定するためピークで集まる２つ又は３つ以上の面を備えてもよい。いくつかの実施例では、線状構造３１は、他のピーク角度も考えることが可能であるが、７０〜１２０度、例えば、８０〜１１０度、又は８５度〜９５度などの範囲でピーク角度を規定する面を含むプリズムを含んでもよい。いくつかの実施例では、好適な光誘導フィルムは、輝度向上フィルム又は「ＢＥＦ」（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから市販）を含んでよい。線状構造３１は、プリズムとして説明されているが、他の構造も考えられる。いくつかの実施例では、線状構造３１は、円柱状の断面輪郭、又は線状及び湾曲形体の組み合わせの輪郭を有してもよい。線状構造３１は、高さ、傾き、方向ｄ１に沿う断面に関して、様々である。

前述したように、第２表面２８は、光を拡散することができる。例えば、第２表面２８は、マットコーティングを有してもよい。いくつかの実施例では、第２表面２８は、構造化表面でもよい。例えば、第２表面２８は、不均一性の表面構造を提供する不均一性コーティングにより形成されてもよい。いくつかの実施例では、第２表面２８は、構造化主表面３０よりも非対称性の光ディフューザ２６側（つまり、第２表面２８は、非対称性の光ディフューザ２６に対向してもよい）でもよい。

光誘導フィルム２４は、液晶ディスプレイシステムに使用されると、光誘導フィルム２４は、ディスプレイの軸方向の輝度を高めたり向上させたりすることができる。そのような場合、光誘導フィルムは、１より大きい実効透過率又は相対利得を有する。前述したように、いくつかの実施例では、光学積層体２０の光誘導フィルム２４は、例えば、少なくとも１．４、少なくとも１．５、少なくとも１．６、又は少なくとも１．７など、少なくとも１．３の平均実効透過率を有しても良い。

本明細書で使用される場合、実効透過率は、ディスプレイシステムの定位置にフィルムを有したディスプレイシステムの軸方向の輝度の、フィルムを定位置に有しないディスプレイの軸方向の輝度に対する、比率である。有効透過率（ＥＴ）は、図５に概略側面図で示すような光学システム２００を使用して測定することができる。光学システム２００は光軸２５０を中心として配置され、放射又は出射面２１２、直線光吸収偏光子２２０、及び光検出器２３０を通るランベルト光２１５を放射する中空のランベルトライトボックスを有している。ライトボックス２１０は、光ファイバー２７０によってライトボックスの内側２８０に接続された安定化広帯域光源２６０によって照射される。光学システムによりＥＴを測定対象としたテストサンプルをライトボックスと直線光吸収偏光子との間の場所２４０に配置する。

光誘導フィルム２４のＥＴは、線状プリズム１５０は光検出器に面し、かつ微細構造体１６０はライトボックスに対向する状態で、光誘導フィルムを場所２４０に配置することにより測定できる。次に、スペクトル的に重み付けされた軸方向輝度Ｉ_１（光軸２５０に沿った輝度）が、直線光吸収偏光子を通じて光検出器によって測定される。次に、光誘導フィルムは取り除かれ、スペクトル的に重み付けされた輝度Ｉ_２が、光誘導フィルムを場所２４０に配置しない状態で、測定される。ＥＴは、比Ｉ_１／Ｉ_２である。ＥＴ０は、線状プリズム１５０が直線光吸収偏光子２２０の偏光軸と平行の方向に沿って延在する場合の実効透過率であり、ＥＴ９０は、線状プリズム１５０が直線光吸収偏光子の偏光軸に対して垂直の方向に沿って延在する場合の実効透過率である。平均実効透過率（ＥＴＡ）は、ＥＴ０とＥＴ９０との平均である。

任意の好適な材料を使って光誘導フィルム２４を形成してもよい。上記のように、テーパ型の複数の突出部３０の形状及び材料により、光誘導層２６を通ってライトガイド１４から入射する光の少なくとも一部が、入射光の発散を減少させ、かつ第１方向とは異なる第２方向へ第１方向に沿って伝搬する入射光の大半を再誘導させてもよい。好適な材料としては、アクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレンアクリロニトリルなどの光学ポリマーが挙げられる。好適な材料として、輝度向上フィルム又は「ＢＥＦ」（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから市販）を形成するために使用される材料を含む。いくつかの実施例では、光誘導フィルム２４を形成するために使用される材料は、例えば、およそ１．４５〜およそ１．６など、およそ１．４〜およそ１．７の屈折率を有してもよい。

光誘導フィルム２４は、基板の厚さと基板の表面上のプリズムの高さにより規定される全厚さを有してもよい。いくつかの実施例では、光誘導フィルム２４は、約２５マイクロメートル〜２５０マイクロメートルの基板厚さを有し、約８マイクロメートル〜約５０マイクロメートルのプリズム高さを有してもよい。いくつかの実施例では、光誘導フィルム２４の全厚さが約３０マイクロメートル〜約３００であってもよい。その他の厚さ及び高さも可能である。

図２に示すように、非対称性の光ディフューザ２６は、光誘導フィルム２４上に配置され、裏面３２と、表面３４とを備える。一般的に、非対称性の光ディフューザは、他の方向よりもある方向に光を拡散しやすい。図２に示すように、非対称性の光ディフューザ２６は、第２方向ｄ２に直交する第３方向ｄ３よりも第２方向ｄ２に沿って高い光拡散性を有してもよい。第３方向ｄ３に沿う非対称性の光ディフューザ２６に対する第２方向ｄ２に沿う非対称性の光ディフューザ２６の相対的な拡散性を示す目的で、第１視野角Ａ１を有する第２方向ｄ２の拡散性を、第２視野角Ａ２を有する第３方向の拡散に対して、示す。図示するように、Ａ２は、非対称性の光ディフューザ２６が第３方向ｄ３よりも第２方向ｄ２に沿って光を多く拡散することを表す。例えば、方向ｄ２に沿う曲線の幅は、方向ｄ３に沿う曲線の幅よりも大きい。

いくつかの実施例では、非対称性の光ディフューザ２６は、第１視野角Ａ_１を有する第２方向ｄ２に沿って光を拡散し、第２視野角Ａ_２を有する第３方向ｄ３に沿って光を拡散するが、ここで、Ａ_１／Ａ_２は、例えば、少なくとも２、少なくとも２．５、少なくとも３、少なくとも４、少なくとも６、少なくとも８、少なくとも１０など、少なくとも１．５である。本明細書で使用されるように、視野角は、輝度が最大輝度の半分になる角度を意味する。

図２に示すように、第１光誘導フィルム２４は、第２方向ｄ２が第１方向ｄ１とある角度をなすように、非対称性の光ディフューザ２６対して配置されてもよい。いくつかの実施例では、第１光誘導フィルム２４は、第２方向ｄ２が第１方向ｄ１と、例えば、ゼロ度より大きくかつ５０度未満又はゼロ度より大きくかつ４０度未満など、ゼロ度より大きく（つまり、ｄ２とｄ１とは非平行）かつ６０度未満の角度をなすように、非対称性の光ディフューザに対して配置されてもよい。以上のように、本明細書に記載された光学積層体のいくつかの実施例における、ディスプレイ装置において、光拡散性フィルムの使用と相関している閃光を更に最小化しながら、光誘導フィルム２４と相関しているモアレ、色不均一性などの視覚的欠陥を実質的に排除することができることが判定された。

図３は、他の光学フィルム積層体４０の分解図を示す概念図である。光学フィルム積層体４０は、第１光誘導フィルム２４と、非対称性の光ディフューザ２６とを備え、光学フィルム積層体２０と実質的に同じであってもよい。しかし、光学フィルム積層体４０は、第１光誘導フィルム２４上に配置された第２光誘導フィルム４２を有する。第１光誘導フィルム２４は、非対称性の光ディフューザ２６から第２光誘導フィルム４２を切り離す。第２光誘導フィルム４２は、第２主表面４６の反対側に第２構造化表面４４を備える。構造化主表面４４は、非対称ディフューザ２６に対向しており、第２主表面４６は、非対称ディフューザ２６から反対の方向に対向している。

第２光誘導フィルム４２は、第１光誘導フィルム２４の本明細に記載された特性と同じ又は実質的に同様の特性を有してもよい。例えば、光学積層体４０の第２光誘導フィルム４２は、例えば、少なくとも１．４、少なくとも１．５、少なくとも１．６、又は少なくとも１．７など、少なくとも１．３の平均実効透過率を有してもよい。他の例として、第２表面４６は、光拡散性であってもよい。例えば、第２表面４６は、マットコーティングを有してもよい。いくつかの実施例では、第２表面４６は、構造化表面を有してもよい。例えば、第２表面４６は、不均一性の表面構造に備える不均一性コーティングにより規定されてもよい。また、いくつかの実施例では、第２表面４６は、構造化主表面４４よりも非対称性の光ディフューザ２６側（つまり、第２表面４６は、非対称性の光ディフューザ２６に対向してもよい）に近くてもよい。いくつかの実施例では、単一プリズムフィルムを転向フィルム（turning film）として転置させてもよいが、そのような転置フィルムが、転置された又は転置されていない他の構造フィルムを伴ってよいわけではない。

他の例として、第１光誘導フィルム２４と同様に、第２光誘導フィルム４２は、複数の線状構造（例えば、複数の線状プリズムが８０度〜１１０度又は８５度〜９５度など７０度〜１２０度の範囲でピーク角度を規定する面を有しながら規定する）を有する。しかし、第２光誘導フィルムは、第１光誘導フィルム４０に対して配向されているので、構造化表面４４の複数の線状構造は、第１方向ｄ１ではなく、第４方向ｄ４に沿って延びる。いくつかの実施例では、光学積層体４０は、第２方向ｄ２が第４方向ｄ４とよりも第１方向ｄ１と小さい角度を規定するように配向されていてもよい。図３に示すように、第４方向ｄ４は、実質的に、第１方向に直交している。ある場合において、第１及び第２光誘導フィルム２４、４２は交差配向にあると称されてもよい。

光学積層体２０又は光学積層体４０のいずれにおいても、非対称性の光ディフューザ２６は、本明細書に記載された特性を提供できる任意の好適な非対称性の光ディフューザであってよい。いくつかの実施例では、非対称性の光ディフューザ２６は、ボリューム（volume）（又はバルク（bulk））ディフューザを備えてもよい。いくつかの実施例では、ボリュームディフューザ（volume diffuser）は、第２屈折率の粒子で満たされる第１屈折率のホスト材料を含んでもよく、第１、第２屈折率は、少なくとも０．０１だけ異なり、粒子の体積分率は、少なくとも０．１％である。そのような実施例では、光拡散は、粒子の反射及び屈折が繰り返されて達成され、そのため、元の光線の方向が変わる。いくつかの実施例では、非対称性の光ディフューザ２６は、構造化主表面を備える表面ディフューザ（surface diffuser）を備えてもよい。例えば、非対称性の光ディフューザ２６は、微細複製されたマットコーティングを備えてもよい。いくつかの実施例では、好適な非対称性の光ディフューザは、第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３６０１８号の出願番号を有し、かつ２０１０年５月２５日に出願された、公開された国際出願特許第ＷＯ２０１０／１４１２６１号に記載された実施例の１つ又は２つ以上を含んでよく、その内容全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

１つの例では、図６に示すように、非対称性の光ディフューザ２６は、基板１７０の上に蒸着されるマット層を含んでもよい。基板１７０は、ＰＥＴ、ポリカーボネート、その他の好適な材料を含んでよい。マット層１４０の微細構造体１６０は、望ましくない物理的な欠陥（例えば、傷など）及び／又は光学的な欠陥（例えば、ディスプレイのランプ又は照明装置からの望ましくない明るい又は「ホット」スポット）を隠すように設計されていてもよいが、その際、光を再誘導して明るさを向上させる光誘導フィルムの能力に対して、悪影響を及ぼさない又は及ぼしたとしてもごくわずかな悪影響を及ぼすものとする。

微細構造体１６０は、用途において望ましい可能性がある任意の種類の微細構造体であってよい。場合によっては、微細構造体１６０は凹部であってよい。例えば、図７Ａは、陥凹した微細構造体３２０を有する、マット層１４０と同様のマット層３１０の概略側面図である。ある場合において、微細構造体１６０は突出部であってよい。例えば、図７Ｂは、突出微細構造体３４０を有する、マット層１４０と同様のマット層３３０の概略側面図である。

ある場合において、微細構造体１６０は規則的なパターンを形成する。例えば、図８Ａは、主表面４１５に規則的なパターンを形成する、微細構造体１６０と同様の微細構造体４１０の概略平面図である。ある場合において、微細構造体１６０は不規則なパターンを形成する。例えば、図８Ｂは、不規則なパターンを形成する、微細構造体１６０と同様の微細構造体４２０の概略平面図である。ある場合において、微細構造体１６０は、一見ランダムに見えるが、実は、例えば、表面のトポグラフィの２次元フーリエスペクトルに１つ又は２つ以上のピークが存在することから立証されるように、繰り返しパターンの様態を有する、疑似ランダムパターンを形成する。

一般的に、非対称ディフューザ２６の微細構造体１６０は、任意の高さ及び任意の高さ分布を有してよい。場合によっては、微細構造体１６０の平均高さ（つまり、ピークの平均高から谷部の平均高を引いたもの）は、約５ミクロン以下であり、又は約４ミクロン以下であり、又は約３ミクロン以下であり、又は約２ミクロン以下であり、又は約１ミクロン以下であり、又は約０．９ミクロン以下であり、又は約０．８ミクロン以下であり、又は約０．７ミクロン以下である。

図９は、非対称ディフューザ２６のマット層１４０の一部分の概略側面図である。特に、図９は、主表面３２内の微細構造体１６０及び対向する主表面１４２を示している。微細構造体１６０は、微細構造体の表面全域に勾配分布を有する。例えば、微細構造体は、θが、位置５１０において微細構造表面と直交する（α＝９０°）垂線５２０と、同じ位置において微細構造表面と接する接線５３０との間の角度であるものとして、位置５１０において傾斜θを有する。また、勾配θは、接線５３０とマット層の主表面１４２との間の角度でもある。

図１０は、基板１７０と同様の基板８５０上に配置されたマット層８６０を含む非対称性の光ディフューザ８００の概略側面図である。マット層８６０は、基材８５０に付着した第１主表面８１０と、第１主表面の反対側にある第２主表面８２０と、結合剤８４０中に分散した多数の粒子８３０と、を含む。第２主表面８２０は、複数の微細構造体８７０を含む。微細構造体８７０の相当の部分、例えば少なくとも約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％は、粒子８３０上に配置され、主として粒子８３０に起因して形成されている。換言すれば、粒子８３０は、微細構造体８７０が形成された主要因である。そのような場合、粒子８３０は、約０．２５マイクロメートルより大きい、又は約０．５マイクロメートルより大きい、又は約０．７５マイクロメートルより大きい、又は約１マイクロメートルより大きい、又は約１．２５マイクロメートルより大きい、又は約１．５マイクロメートルより大きい、又は約１．７５マイクロメートルより大きい、又は約２マイクロメートルより大きい平均寸法を有する。

ある場合において、マット層１４０をマット層８６０と同様なものとし、第２主表面３２に微細構造体１６０の形成の主要因となる複数の粒子を含ませることができる。

粒子８３０は、用途に望ましい可能性がある任意の種類の粒子であってよい。例えば、粒子８３０はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、又はある用途において望ましい他の任意の材料で形成することができる。一般に、粒子８３０の屈折率は、結合剤８４０の屈折率とは異なるが、場合によっては、これらは同一の屈折率を有してよい。例えば、粒子８３０は、約１．３５、又は約１．４８、又は約１．４９、又は約１．５０の屈折率を有してよく、結合剤８４０は、約１．４８、又は約１．４９、又は約１．５０の屈折率を有してよい。

ある場合において、マット層１４０は粒子を含まない。ある場合において、マット層１４０は粒子を含むが、粒子は、微細構造体１６０が形成された主要因ではない。例えば、図１１は、基板１７０と同様の基板９５０上に配置されたマット層１４０と同様のマット層９６０を含む非対称性の光ディフューザ９００の概略側面図である。マット層９６０は、基材９５０に付着した第１主表面９１０と、第１主表面の反対側に第２主表面９２０と、結合剤９４０中に分散した複数の粒子９３０と、を含む。第２主表面９７０は、複数の微細構造体９７０を含む。マット層９６０は粒子９３０を含むが、粒子は、微細構造体９７０が形成された主要因ではない。例えば、場合によっては、粒子は、微細構造体の平均寸法よりも著しく小さい。そのような場合、微細構造体は、例えば、構造化工具の微細複製によって形成されることができる。そのような場合、粒子９３０の平均寸法は、約０．５マイクロメートル未満、又は約０．４マイクロメートル未満、又は約０．３マイクロメートル未満、又は約０．２マイクロメートル未満、又は約０．１マイクロメートル未満である。こうした場合では、微細構造体９７０の相当の割合、例えば少なくとも約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％が、約０．５ミクロンよりも大きい、又は約０．７５ミクロンよりも大きい、又は約１ミクロンよりも大きい、又は約１．２５ミクロンよりも大きい、又は約１．５ミクロンよりも大きい、又は約１．７５ミクロンよりも大きい、又は約２ミクロンよりも大きい平均サイズを有する粒子上には配置されない。場合によっては、粒子９３０の平均サイズは、微細構造体９３０の平均サイズよりも少なくとも約２倍、少なくとも約３倍、少なくとも約４倍、少なくとも約５倍、少なくとも約６倍、少なくとも約７倍、少なくとも約８倍、少なくとも約９倍、少なくとも約１０倍小さい。場合によっては、マット層９６０が粒子９３０を含む場合、マット層９６０は、粒子の平均サイズよりも少なくとも約０．５ミクロン、又は少なくとも約１ミクロン、又は少なくとも約１．５ミクロン、又は少なくとも約２ミクロン、又は少なくとも約２．５ミクロン、又は少なくとも約３ミクロン大きい平均の厚さ「ｔ」を有する。場合によっては、マット層が多数の粒子を含む場合、マット層の平均の厚さは、粒子の平均の厚さよりも、少なくとも約２倍、又は少なくとも約３倍、又は少なくとも約４倍、又は少なくとも約５倍、又は少なくとも約６倍、又は少なくとも約７倍、又は少なくとも約８倍、又は少なくとも約９倍、又は少なくとも約１０倍大きい。

非対称性のディフューザ層２６は、用途において望ましい任意の製造方法を使って作成可能である。例えば、非対称性のディフューザ層２６が微細複製を介して工具から形成される場合、該工具は、エングレービング又はダイヤモンド切削を使ってなど、任意の利用可能な製造方法を使って製造可能である。例示的なダイヤモンド切削システム及び同方法は、ＰＣＴ国際特許公開出願第ＷＯ００／４８０３７号並びに米国特許第７，３５０，４４２号及び同第７，３２８，６３８号に記載される高速工具サーボ（ＦＴＳ）を含むこと及び利用することができ、その開示が参照によって本明細書に全体が組み込まれる。非対称性のディフューザ２６を形成するその他の好適な技術も考えられる。

図４は、本明細書に記載の１つ又は２つ以上の光学積層体に使用できる例示的な非対称性の光ディフューザ４８の写真である。上記のように、非対称性の光ディフューザ４８は、複数の細長い構造物（図４には参照符号を付さない）を含む。いくつかの実施例では、そのような細長い構造物の平均長さ、幅、高さは、構造物が伸び方向に沿って端から端までテーパ状を描き、中央で膨らむといったものである。いくつかの実施例では、そのような構造物は伸び方向に沿った方向よりも伸び方向と直交する方向の方に、多くの光を拡散する。

図１２は、非対称ディフューザ２６の微細構造体１６０及びマット層１４０を製造するために微細複製できる工具を切削するために使用できる切削工具システム１００の概略側面図である。切削工具システム１０００は、ねじ切り旋盤旋削プロセスを用い、駆動体１０３０によって中心軸１０２０を中心に回転する、及び／又はこれに沿って移動することができるロール１０１０と、ロール材料を切削するためのカッター１０４０と、を含む。カッターは、サーボ１０５０に装着され、駆動体１０６０によってｘ方向に沿ってロールの中、及び／又はロール沿いに移動させることができる。一般的に、カッター１０４０は、ロール及び中心軸１０２０に対して垂直に取り付けられ、ロールが中心軸の周りに回転する際にロール１０１０の刻装可能な材料の内部へと送り込まれる。次に、カッターは、中心軸と平行に駆動されて、ねじ切りを生成する。カッター１０４０は、高周波かつ低変位で同時に作動可能であり、微細複製時に微細構造体１６０をもたらす形体がロール内に製造される。

サーボ１０５０は、高速工具サーボ（ＦＴＳ）であり、固体圧電（ＰＺＴ）装置（ＰＺＴスタックと呼ばれることが多い）を含むが、このＰＺＴスタックは、カッター１０４０の位置を迅速に調節する。ＦＴＳ１０５０により、カッター１０４０のｘ方向、ｙ方向、及び／若しくはｚ方向、又は軸外方向での高精度かつ高速での動作が可能になる。サーボ１０５０は、静止位置に対して制御された動作をもたらすことができる、任意の高品質の変位サーボであってよい。ある場合において、サーボ１０５０は、約０．１マイクロメートル以上の分解能で０〜約２０マイクロメートルの範囲の変位を確実にかつ繰り返しもたらすことができる。

駆動体１０６０は、カッター１０４０をｘ方向に沿って中心軸１０２０に平行に移動させることができる。ある場合において、駆動体１０６０の変位分解能は、約０．１マイクロメートル以上、又は約０．０１マイクロメートル以上である。駆動体１０３０によってもたらされる回転運動は、駆動体１０６０によってもたらされる並進運動と同期して、結果として得られる微細構造体１６０の形状を正確に制御する。

刻装可能な材料であるロール１０１０は、カッター１０４０によって刻装されることができる任意の材料であってよい。例示のロール材料には、銅などの金属、様々なポリマー、及び様々なガラス材料が挙げられる。

カッター１０４０は任意の種類のカッターであってよく、用途において望ましい可能性がある任意の形状を有することができる。例えば、カッター１０４０は、円弧状の切削先端を形成してもよい。他の例として、カッター１０４０は、Ｖ字型の切削先端１１２５を形成してもよい。その他の例として、カッター１０４０は、区分線形状の切削先端又は湾曲切削先端を有してもよい。

本発明の様々な実施形態について説明してきた。これらの実施例及び他の実施形態は以下の特許請求の範囲に含まれるものである。

例示的な実施形態は以下である。
項目１．光学積層体であって、
第２主表面の反対側にある構造化主表面であって、該構造化主表面は、第１方向に沿って延びる複数の線状構造を備え、光誘導フィルムは、少なくとも１．３の平均実効透過率を有する、第１光誘導フィルムと、
該光誘導フィルム上に配置され、第２方向に沿って光を拡散しやすく、該第２方向に直交する第３方向に沿って光を拡散しにくく、該第２方向は、０度より大きくかつ６０度未満の角度を該第１方向に対して形成する、非対称の光ディフューザと、を備える光学積層体。

項目２．前記第１光誘導フィルムの前記第２主表面は、光拡散性である、項目１に記載の光学積層体。

項目３．前記第１光誘導フィルムの前記第２主表面は、構造化される、項目１に記載の光学積層体。

項目４．前記複数の線状構造は、第１方向に沿って延びる複数の線状プリズム構造体を備える、請求項１に記載の光学積層体。

項目５．各線状プリズム構造体は、ピーク及びピーク角度を有し、前記ピーク角度は、７０〜１２０度の範囲である、項目１に記載の光学積層体。

項目６．各線状プリズム構造体は、ピーク及びピーク角度を有し、前記ピーク角度は、８０〜１１０度の範囲である、項目１に記載の光学積層体。

項目７．各線状プリズム構造体は、ピーク及びピーク角度を有し、前記ピーク角度は、８５〜９５度の範囲である、項目１に記載の光学積層体。

項目８．前記光誘導フィルムは、平均実効透過率が少なくとも１．４である、項目１に記載の光学積層体。

項目９．前記光誘導フィルムは、平均実効透過率が少なくとも１．５である、項目１に記載の光学積層体。

項目１０．前記光誘導フィルムは、平均実効透過率が少なくとも１．６である、項目１に記載の光学積層体。

項目１１．前記光誘導フィルムは、平均実効透過率が少なくとも１．７である、項目１に記載の光学積層体。

項目１２．前記第１光誘導フィルムの前記構造化主表面は、前記非対称性の光ディフューザに対向しており、前記第１光誘導フィルムの前記第２主表面は、前記非対称性の光ディフューザから反対方向を向いて対向している、項目１に記載の光学積層体。

項目１３．前記非対称性の光ディフューザは、第１視野角Ａ_１で、前記第２方向に沿って光を拡散させ、第２視野角Ａ_２で、前記第３方向に光を拡散させ、Ａ_１／Ａ_２は、少なくとも１．５である、項目１に記載の光学積層体。

項目１４．前記非対称性の光ディフューザは、第１視野角Ａ_１で、前記第２方向に沿って光を拡散させ、第２視野角Ａ_２で、前記第３方向に光を拡散させ、Ａ_１／Ａ_２は、少なくとも２である、項目１に記載の光学積層体。

項目１５．前記非対称性の光ディフューザは、第１視野角Ａ_１で、前記第２方向に沿って光を拡散させ、第２視野角Ａ_２で、前記第３方向に光を拡散させ、Ａ_１／Ａ_２は、少なくとも２．５である、項目１に記載の光学積層体。

項目１６．前記非対称性の光ディフューザは、第１視野角Ａ_１で、前記第２方向に沿って光を拡散させ、第２視野角Ａ_２で、前記第３方向に光を拡散させ、Ａ_１／Ａ_２は、少なくとも３である、項目１に記載の光学積層体。

項目１７．前記非対称性の光ディフューザは、第１視野角Ａ_１で、前記第２方向に沿って光を拡散させ、第２視野角Ａ_２で、前記第３方向に光を拡散させ、Ａ_１／Ａ_２は、少なくとも４である、項目１に記載の光学積層体。

項目１８．前記非対称性の光ディフューザは、第１視野角Ａ_１で、前記第２方向に沿って光を拡散させ、第２視野角Ａ_２で、前記第３方向に光を拡散させ、Ａ_１／Ａ_２は、少なくとも６である、項目１に記載の光学積層体。

項目１９．前記非対称性の光ディフューザは、第１視野角Ａ_１で、前記第２方向に沿って光を拡散させ、第２視野角Ａ_２で、前記第３方向に光を拡散させ、Ａ_１／Ａ_２は、少なくとも８である、項目１に記載の光学積層体。

項目２０．前記非対称性の光ディフューザは、第１視野角Ａ_１で、前記第２方向に沿って光を拡散させ、第２視野角Ａ_２で、前記第３方向に光を拡散させ、Ａ_１／Ａ_２は、少なくとも１０である、項目１に記載の光学積層体。

項目２１前記非対称性の光ディフューザは、ボリュームディフューザを備える、項目１に記載の光学積層体。

項目２２．前記非対称性の光ディフューザは、構造化主表面を備える表面ディフューザを備える、項目１に記載の光学積層体。

項目２３．前記第２方向は、０より大きくかつ５０度未満の角度を前記第１方向に対して形成する、項目１に記載の光学積層体。

項目２４．前記第２方向は、０より大きくかつ４０度未満の角度を前記第１方向に対して形成する、項目１に記載の光学積層体。

項目２５．前記第１光誘導フィルムは、前記非対称性の光ディフューザと第２主表面の反対側にある構造化主表面を備える第２光誘導フィルムとの間に配置され、前記第２光誘導フィルムの前記構造化主表面は、前記第１方向に直交する第４方向にそって伸びる複数の線状構造を備え、前記光誘導フィルムは、平均実効透過率が少なくとも１．３である、項目１に記載の光学積層体。

項目２６前記光誘導フィルムは、平均実効透過率が少なくとも１．４である、項目２５に記載の光学積層体。

項目２７．前記光誘導フィルムは、平均実効透過率が少なくとも１．５である、項目２５に記載の光学積層体。

項目２８．前記光誘導フィルムは、平均実効透過率が少なくとも１．６である、項目２５に記載の光学積層体。

項目２９．前記第２光誘導フィルムの前記第２主表面は、光拡散性である、項目２５に記載の光学積層体。

項目３０．前記第２光誘導フィルムの前記第２主表面は、構造化される、項目２５に記載の光学積層体。

項目３１．前記第１方向に対して前記第２方向が形成する角度は、前記第４方向に対して前記第２方向が形成する角度より小さい、項目２５に記載の光学積層体。

Claims

第２主表面の反対側に構造化主表面を備えた第１光誘導フィルムであって、前記構造化主表面は第１方向に沿って延びる複数の線状構造を備えており、前記光誘導フィルムは少なくとも１．３の平均実効透過率を有するものである、第１光誘導フィルムと、
前記光誘導フィルム上に配置されており、第２方向に沿って光を拡散しやすくかつ該第２方向に直交する第３方向に沿って光を拡散しにくい、非対称性の光ディフューザであって、前記第２方向は前記第１方向と０度より大きくかつ６０度未満の角度をなす、非対称性の光ディフューザと、
を備える光学積層体。
前記第１光誘導フィルムの前記第２主表面が光拡散性である、請求項１に記載の光学積層体。
前記第１光誘導フィルムの前記第２主表面が構造化されている、請求項１に記載の光学積層体。
前記光誘導フィルムが少なくとも１．４の平均実効透過率を有する、請求項１に記載の光学積層体。
前記非対称光性のディフューザが、第１視野角Ａ_１で前記第２方向に沿って光を拡散させ、そして第２視野角Ａ_２で前記第３方向に沿って光を拡散させ、ここでＡ_１／Ａ_２は少なくとも１．５である、請求項１に記載の光学積層体。
前記非対称性の光ディフューザがボリュームディフューザを含む、請求項１に記載の光学積層体。
前記非対称性の光ディフューザが構造化主表面を備えた表面ディフューザを含む、請求項１に記載の光学積層体。
前記第２方向が前記第１方向と、０度より大きくかつ５０度未満の角度をなす、請求項１に記載の光学積層体。
前記第１光誘導フィルムが、前記非対称性の光ディフューザと第２光誘導フィルムとの間に配置され、前記第２光誘導フィルムは第２主表面とは反対側に構造化主表面を備えており、前記第２光誘導フィルムの前記構造化主表面は、前記第１方向に直交する第４方向に沿って伸びる複数の線状構造を備えており、前記光誘導フィルムが少なくとも１．３の平均実効透過率を有する、請求項１に記載の光学積層体。
前記第２方向が前記第１方向となす角度が、前記第４方向となす角度より小さい、請求項９に記載の光学積層体。