JP2018505511A

JP2018505511A - 透明な導光体

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Publication number: JP2018505511A
Application number: JP2017526554A
Authority: JP
Inventors: ビンハオ，; デイビッド，エー．エンダー，
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2018-02-22
Also published as: EP3221638A2; WO2016081332A3; WO2016081332A2; US20180306964A1; KR20170084265A; CN107111045A

Abstract

光取り出し部（２３０）を含む光学的に透明な導光体（２００）であり、導光体上の光取り出し部それぞれの投影面積の最大寸法が１００マイクロメートル未満である導光体が開示されている。光取り出し部のそれぞれは、異なる対応する領域セル（２２０）内に配設されてもよい。複数の光取り出し部は、アクティブ領域全体（２１０）において均一に光を取り出す。最も近い隣接するものの距離は少なくとも１００マイクロメートルであり、導光体の後に画像を備えた実施形態が開示されている。【選択図】図２

Description

導光体は、光を伝送、分配、及び方向付けして、出力領域への光の取り出しを制御することに用いられる。導光体は、光が導光体を通過できるようにし、また場合によっては観察者が目で見ることができるようにする、光を転換又は反射させる取り出し部を含む。取り出し部の構成は、導光体を含むシステムから見える照明全体の特性に影響する。一般に、取り出し部は、少なくとも導光体の一部分が曇っていたり歪んでいたりするくらいの許容可能な光の分配を実現するサイズ及び密度とする必要がある。

１つの態様では、本開示は光学的に透明な導光体に関する。特に、この光学的に透明な導光体は、アクティブ領域と、アクティブ領域内に配設された複数の別個の離れた光取り出し部であって、この光取り出し部が配設されていなければ、主に内部全反射によって導光体内に閉じ込められてこの導光体に沿って伝搬する光を取り出すための複数の別個に離れた光取り出し部と、を含んでいる。光取り出し部のそれぞれは、１つ以上の側壁と傾斜上壁とを備え、側壁のそれぞれは、アクティブ領域から延在し、アクティブ領域に垂直な面と１０度以下の角度をなし、アクティブ領域上への光取り出し部それぞれの投影面積の最大寸法は、１００マイクロメートル未満であり、光取り出し部は、異なる対応する領域セルに配設され、この領域セルの３０％未満を占有し、それぞれの光取り出し部の領域セルは、対応する外周によって囲まれた内部部分を有し、それぞれの光取り出し部の領域セルの内部部分は、他の光取り出し部の領域セルの内側領域とは重ならず、複数の光取り出し部は、アクティブ領域全体を縦５ミリメートル、横５ミリメートルの正方形領域に分割したとき、正方形領域のそれぞれは少なくとも１つの光取り出し部を含み、正方形領域の面積に対する正方形領域から導光体を出る光の量の比が、アクティブ領域全体の面積に対するアクティブ領域全体から導光体を出る光の量の比の２０％以内であるように、アクティブ領域全体にわたって均一に光を取り出す。

一部の実施形態では、アクティブ領域は、凸状形状である。一部の実施形態では、アクティブ領域は、連続である。一部の実施形態では、領域セルのそれぞれは、凸状形状である。一部の実施形態では、少なくとも１つの光取り出し部の領域セルは、少なくとも他の１つの光取り出し部の領域セルよりも大きい。一部の実施形態では、全ての領域セルは、同じ面積を有する。一部の実施形態では、全ての領域セルは、同じ形状を有する。一部の実施形態では、光取り出し部のそれぞれは、少なくとも２つの垂直側壁を備える。一部の実施形態では、光取り出し部のそれぞれは、少なくとも３つの垂直側壁を備える。一部の実施形態では、光取り出し部のそれぞれは、形状とサイズのうちの１つ以上が異なっていてもよい。一部の実施形態では、少なくとも１つの光取り出し部は、円筒形の撓みを有するくさび形状である。一部の実施形態では、導光体は、アクティブ領域に隣接する非アクティブ領域を更に含み、非アクティブ領域は、光取り出し部を含まない。

他の態様では、本開示は導光体システムに関する。導光体システムは、複数の別個の離れた光取り出し部を備えた光学的に透明な導光体であり、光取り出し部が導光体のアクティブ領域内に配設され、アクティブ領域上への光取り出し部それぞれの投影面積の最大寸法は、１００マイクロメートル未満である導光体と、導光体の１つ以上の縁部に沿って配設された１つ以上の光源であって、光取り出し部は、１つ以上の光源から導光体内を伝う光を取り出し、取り出された光は、観察位置に向かって導光体を出る光源と、導光体の後にあり、導光体の前にある観察位置から導光体を通じて見ることができる画像であり、導光体内において主に内部全反射によって伝搬されるとともに複数の光取り出し部によって取り出されて観察者に向かって導光体を出る光の大部分は、導光体を出る前には情報層上に入射することが無い、画像と、を備える。

一部の実施形態では、画像は導光体を超えて延在する。一部の実施形態では、画像は、しるしを備える。一部の実施形態では、しるしは、文字、単語、英数字、記号、ロゴ、テキスト、絵、画像、及びパターンのうちの少なくとも１つを含む。一部の実施形態では、しるしは、静止画像を含む。一部の実施形態では、しるしは、動画を含む。一部の実施形態では、画像は、周囲画像である。

他の態様では、本開示は光学的に透明な導光体に関する。特に、この光学的に透明な導光体は、アクティブ領域と、アクティブ領域内に配設された複数の別個の離れた光取り出し部であって、この光取り出し部が配設されていなければ、主に内部全反射によって導光体内に閉じ込められてこの導光体に沿って伝搬する光を取り出すための複数の別個に離れた光取り出し部と、を含んでいる。光取り出し部のそれぞれは、１つ以上の側壁と傾斜上壁とを含み、側壁のそれぞれは、アクティブ領域から延在し、アクティブ領域に垂直な面と１０度以下の角度をなし、アクティブ領域上の光取り出し部それぞれの投影面積の最大寸法は、１００マイクロメートル未満であり、光取り出し部のそれぞれは、最も近隣の光取り出し部とは１００マイクロメートルを超えて離れており、複数の光取り出し部は、アクティブ領域全体を縦５ミリメートル、横５ミリメートルの正方形領域に分割したとき、正方形領域のそれぞれは少なくとも１つの光取り出し部を含み、正方形領域の面積に対する正方形領域から導光体を出る光の量の比が、アクティブ領域全体の面積に対するアクティブ領域全体から導光体を出る光の量の比の２０％以内であるように、アクティブ領域全体にわたって均一に光を取り出す。

光学的に透明な導光体のための光取り出し部の例を示す上面斜視図である。光学的に透明な導光体のための光取り出し部の例を示す上面斜視図である。光学的に透明な導光体のための光取り出し部の例を示す上面斜視図である。光学的に透明な導光体のための光取り出し部の例を示す上面斜視図である。光学的に透明な導光体の上平面図である。他の光学的に透明な導光体の上平面図である。画像の前に設けられた光学的に透明な導光体の上平面図である。

図１Ａ〜図１Ｄは、光取り出し部の例を示す上面斜視図である。光取り出し部１００は、１つ以上の側壁１１０と傾斜上壁１２０とを含む。一部の実施形態では、光取り出し部１００は、２つの側壁を含み、また一部の実施形態では、更に多くの側壁を含む。光取り出し部１００は任意の好適な形状であってもよい。一部の実施形態では、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、光取り出し部１００は、実質的なくさび形状とすることができる。光取り出し部１００は、平行な側壁を有してもよく、非平行な側壁を有してもよい。１つ以上の側壁１１０のそれぞれは、実質的に平面であってもよく、少なくとも部分的に湾曲している又は切り子面であってもよい。１つ以上の側壁のそれぞれは、導光体の面に対して直交していてもよいし、導光体の面に直交する面と１０度以下の角度をなすように形成してもよい。湾曲している、非平面である、成形された又は成型された導光体の場合、導光体の平面は、導光体の位置において局所的な接平面であってもよい。光取り出し部１００は、背面壁と底壁とを更に含んでもよい。一部の実施形態では、光取り出し部１００は、それ以外の場所は中実である凹み部（「くぼみ」）として形成され、底壁は必要としない。１つ以上の側壁１１０のサイズ及び形状は、傾斜頂壁１２０と光取り出し部全体との両方の全体形状に関して重要である。傾斜上壁１２０は、実質的に平坦又は平面であってもよく、また、円筒形の負又は正の撓みを含んでもよい。この場合、この傾斜上壁は、一方向に関して湾曲形状又は湾曲表面を有してもよいが、第２の方向に沿って湾曲形状又は湾曲表面を有しない。一部の実施形態では、取り出し部は、切頂型であってもよい（すなわち、取り出し部は、縁部に向かって完全にテーパ状となっていなくてもよい）。

光取り出し部１００はまた、任意の好適なサイズであってよい。一部の実施形態では、光取り出し部１００は、導光体上での投影面積によって特徴付けられてもよい。一部の実施形態では、光取り出し部１００の投影面積は、実質的に正方形又は矩形であってもよい。一部の実施形態では、光取り出し部１００の投影面積の最大寸法は、１００マイクロメートル未満である。一部の実施形態では、光取り出し部１００の投影面積の最大寸法は、８０、５０又は２０マイクロメートル未満である。

光取り出し部１００は、取り出し方向の範囲内にある光を優先的に取り出すように構成してもよく、この取り出し方向はある観察角度に対応してもよい。例えば、傾斜上壁１２０は、導光体から取り出された後に取り出された光が進む角度の範囲に影響を与えてもよい。取り出し部の形状と、光取り出し部（それ以外の場所は中実である凹み部として形成している場合は空気）と導光体との屈折率の差とから、光と光取り出し部１００の面との相互作用をモデル化して予測することが可能である。一部の実施形態では、光取り出し部は、高効率の光取り出し部であってもよい。高効率は、取り出し部によって取り出された光に対する取り出し部への入射光の比率として定義してもよい。この効率は、主に形状と、取り出し部と導光体との屈折率の差とに影響される。取り出し部の効率はまた方向に依存してもよい。図１Ａ〜図１Ｄに示す取り出し部の形状例に関して、取り出し部は、傾斜上壁１２０上の入射光に対する第１の取り出し効率と、１つ以上の側壁１１０上の入射光に対する第２の取り出し効率とを有しもよく、この第１の取り出し効率は、この第１の取り出し効率より著しく高くてもよい。方向依存の光取り出し部は、２０１３年１２月３１日に出願された共同所有の仮出願第６１／９２２，２１７号、発明の名称「方向依存の取り出し効率を有する取り出し部を含む導光体（Lightguide Including Extractors with Directionally Dependent Extraction Efficiency）」において詳細に記載されている。

光取り出し部は、任意の好適な方法によって形成されてよく、一般には導光体と同時に又は同じ処理によって形成される。例えば、実質的に平面な導光体は、１つの主表面又は両方の主表面が複製される取り出し部用の金型を有してもよい。これは、任意の好適な処理によって製作された金属製又はシリコーン製の器具など、望ましい構造（取り出し部が凸状であっても凹状であっても）に対して対称をなす表面を備えた任意の好適な複製用器具及びマスター型によってなされてもよい。特に、本明細書に記載の小型取り出し部に関しては、例えば、本明細書に参照により組み込まれる、米国特許第７，９４１，０１３号（Ｍａｒｔｔｉｌａら）に記載されている、多光子（又は具体的には、二光子）フォトリソグラフィープロセスを使用して形成されてもよい。多光子フォトリソグラフィープロセスは、少なくとも２つの光子を同時に吸収するのに十分な光に光反応性組成物の少なくとも一部分を撮像的に露光させることを伴い、それによって、組成物が光で露光された場所で少なくとも１つの酸又はラジカル開始化学反応を誘発し、撮像的露光は、複数の光取り出し構造の少なくとも表面を画成するのに有効なパターンで実施される。導光体は、マスター型及び複製用器具によって成形され、続いて硬化されてもよい。

図２は、光学的に透明な導光体の上平面図である。導光体２００はそれぞれ、光取り出し部２３０を含む複数の領域セル２２０を備えたアクティブ領域２１０を含む。導光体２００の実際の寸法及び形状は、導光体の光学的な透明度には重要ではないか又は特に関連がないため、導光体２００については、その境界を破線で示している。

図２に記載されるような単純なケースにおいて、領域セル２２０のそれぞれは、それぞれの幅ｗとそれぞれの高さｈとを有し、アクティブ領域２１０全体においては、幅Ｗと高さＨとを有する。領域セル２２０のそれぞれは、Ｗを縦列の数で割るとｗになり、同様にＨを横列で割るとｈとなるように、アクティブ領域全体にわたってグリッドの形態で配列される。取り出し部２３０のそれぞれは、必ずしも領域セル２２０内において中央にある必要はないことに留意されたい。

アクティブ領域２１０は、凸状（内部角は１８０°以下）の形状として画定されてもよく、又は、導光体上の光取り出し部のそれぞれを含められるような最小領域を備えた２次元に設定されてもよい。または、アクティブ領域２１０は、一緒にグループ化されるように設計された光取り出し部のそれぞれを含められるような最小領域の凸形状として定義されてもよい。この意味においては、導光体上には１つよりも多いアクティブ領域がある。しかしながら、通常は、光取り出し部のグループ間には大きなスペースがある、又は、この光取り出し部のグループは、異なる種類の情報を提供する。すなわち、導光体上のアクティブ領域間の区分は、設計と用途により明確であるべきであり、任意に選択されるべきではない。アクティブ領域２１０は、導光体２００と同一平面上にあってもよく、又は、非平面の導光体の場合は、その外形に追従してもよい。非平面の導光体を備える一部の実施形態では、アクティブ領域は、意図された観察位置から見ると、その観察位置に関して導光体とは反対側の面で見る軸に垂直な面上へのアクティブ表面の投影であってもよい。領域セル２２０は、正方形で無くてもよく、一部の実施形態では、湾曲した若しくは直線の側部又は境界線を備えた実質的な円形、長方形、長円形、多角形又はその他の形状であってもよい。一部の実施形態では、図２に示すように、全ての領域セル２２０が同じサイズ（面積）及び形状であってもよい。一部の実施形態では、領域セル２２０のうちのいくつか又は少なくとも２つは、同じ面積及び／又は形状である。一部の実施形態では、全ての領域セル２２０は、凸状形状である。領域セル２２０は、内部部分及び対応する外周によって特徴付けられてもよく、外周は内部部分を囲む。内部部分は、他の領域セルの内部部分とは重なり合わない。一部の実施形態では、少なくとも１つの領域セルの外周は、他の領域セルの外周と重なり合う。したがって、光取り出し部のそれぞれは、異なる領域セル内にある。領域セルに含まれないアクティブ領域２１０の部分が無いように、全ての領域セルは、アクティブ領域２１０のスペースを埋める。一部の実施形態では、アクティブ領域２１０は、１００を超える光取り出し部、１，０００を超える光取り出し部又は１０，０００を超える光取り出し部を含んでもよい。

または、アクティブ領域２１０及びアクティブ領域２１０内における光取り出し部２３０それぞれの配置は、直近の隣接する光取り出し部同士の距離ｄによって特徴付けられてもよい。一部の実施形態では、ｄは、５０マイクロメートルより大きくてもよく、１００マイクロメートルよりも大きくてもよく、２００マイクロメートルよりも大きくてもよく、５００マイクロメートルよりも大きくてもよい。したがって、アクティブ領域内における光取り出し部の配置は、光取り出し部それぞれと直近の隣接する光取り出し部が特定の距離よりも離れていることを特徴としてもよい。この説明において、直近に隣接するものとは、導光体上で投影する取り出し部の質量重心間における最短距離にあり、取り出し部それぞれの最短距離とは、最も近いものの隣接距離である。

一部の実施形態では、光取り出し部２３０のそれぞれは、実質的に同じサイズ（すなわち、標準的な製造誤差内）と形状であってもよく、又は、これらはサイズ及び／又は形状が異なっていてもよい。一部の実施形態では、光取り出し部２３０のサイズは、アクティブ領域２１０内の位置と導光体２００上の位置によって決まってもよい。アクティブ領域２１０内における光取り出し部の配置、形状及びサイズは、用途によって大きく異なってもよく、導光体の取り出し効率、導光体の透明度及びアクティブ領域内における導光体の取り出しの均一性を考慮してもよい。一部の実施形態では、光取り出し部それぞれの投影面積の最大寸法は、１００マイクロメートル未満である。一部の実施形態では、光取り出し部それぞれの投影面積は、対応する領域セルの面積の３０％未満である。一部の実施形態では、光取り出し部のそれぞれの投影面積は、対応する領域セルの面積の２５％未満、２０%未満又は１０％未満である。また、用途によっては、いくつかの又は全ての光取り出し部、特に、方向性に依存する光取り出し効率を有し得る光取り出し部は、異なる方向に向けられていてもよい。これは、アクティブ領域の別々の領域の取り出し効率を精密に制御する効果的な方法となりうる。

アクティブ領域２１０は、実質的に均一な光の取り出しを行ってもよい。実質的に均一な光の取り出しは、アクティブ領域の上に、縦５ミリメートル、横５ミリメートルの正方形領域を持つグリッドを重ねあわせることで特徴付けられてもよい。これら縦５ミリメートル、横５ミリメートルの正方形領域内において、正方形領域のそれぞれは、光取り出し部を含み、完全に均一な取り出しから期待される光の２０％以内を取り出す。すなわち、正方形領域の面積をアクティブ領域２１０の総面積で除し、アクティブ領域２１０によって取り出された全光量を乗じたものである。多くの用途において、＋／−２０％の範囲は、観察者にとって許容できるものであり、均一に見える。しかし、用途によっては、より厳しい許容範囲が必要な場合もあり、例えば、正方形領域のそれぞれは、アクティブ領域によって取り出される全光量の１０％以内又は５％以内を取り出す。

図３は、他の光学的に透明な導光体の上平面図であり、本明細書に開示されている導光体に対するいくつかの設計の柔軟性を示している。例えば、図３において、導光体３００は、それぞれ光取り出し部３３０を含む複数の領域セル３２０を含むアクティブ領域３１０を含む。しかし、領域セル及び光取り出し部は、異なる形状、サイズ及び向きとなっている。例えば、いくつかの大きなセルは、小さいセル内（光取り出し部の最大寸法の任意の限界内）の光取り出し部が取り得る大きさよりもはるかに大きな光取り出し部を含んでもよい。アクティブ領域上における光取り出し部の投影面積は、依然として所望の画分未満であるため、このことは許容範囲内である。導光体３００に関して、アクティブ領域も均一性を維持したままであり、図２に関して記載したような縦５ミリメートル、横５ミリメートルのグリッドによって特徴付けられる。図２に示す導光体２００に関して既に述べたように、光取り出し部３３０のサイズの分布に関係なく、アクティブ領域３１０上の光取り出し部の投影面積に対して、例えば１００マイクロメートルといった最大寸法があってもよい。

図４は、画像の前に設けられた光学的に透明な導光体の上平面図である。導光体４００は、１つ以上の光源４１０からの光を受け、画像４２０の前に配置されている。導光体４００は、図２及び図３に関して記載したようなアクティブ領域を有する光学的に透明な導光体である。導光体４００は、明るい取り出し光が観察者の方向に向けられた場合に見通すことが難しくても、光学的に透明であると考えられる。１つ以上の光源４１０は、任意の好適な数及び種類の光源であってもよく、発光ダイオード（又は有機発光ダイオード）、小型の蛍光性光源、冷陰極蛍光灯、白熱電球、又はその組み合わせからなってもよい。一部の実施形態では、１つ以上の光源は、実質的に白い光を発するように構成されていてもよいし、非可視波長などの任意の所望のスペクトルパワー分布が使用されてもよい。一部の実施形態では、１つ以上の光源４１０は、導光体の区分における屈折率の閾値でのフレネル損失を最小限にするために、一部の実施形態において導光体に光学的に結合された適切な射出光学系を備える。

１つ以上の光源４１０からの光は、導光体４００内において内部全反射にて伝搬され、観察者に向かって外部に向けられていてもよい（図４の視点から、おそらくページの外へ）。一部の実施形態では、画像４２０は、導光体４００を通して観察することができる。一部の実施形態では、画像４２０は、導光体４００の区分を超えて延在している（この点について、導光体４００は、実線でその境界を示し、他の場所で記載したように、任意の好適な形状であってもよく、図４に示すような実質的な長方形に限定されない）。一部の実施形態では、画像４２０は、導光体４００のアクティブ領域の境界を超えて延在するが、画像は、導光体全体の境界を超えて延在しなくてもよい。一部の実施形態では、導光体４００は、窓のようなもので、画像４２０は、周囲画像又は背景である。一部の実施形態では、画像４２０は、情報を含み、ポスター、広告又は芸術作品であってもよい。一部の実施形態では、画像４２０は、単語、文字、数字又はロゴ及びトレードマークなどのその他のしるしを含む。導光体４００のアクティブ領域は、観察者の注意をある特定の場所へとひくように又は選択的な照明を通じて情報を提供するように設計された画像４２０の一部分と整列されていてもよい。一部の実施形態では、導光体４１０内において内部全反射によって伝搬されるとともに導光体のアクティブ領域内において複数の光取り出し部によって取り出された光の大部分は、画像上に入射すること無く、導光体を出る。ランプ及び照明装置を含む看板照明、一般照明又は装飾照明、自動車用サンルーフ、窓、及び天窓などの選択的に照明することができる透明採光が想起され、本明細書に記載される光学的に透明な導光体及び構成を含んでもよい。

以下は、本開示の項目である。

項目１は、アクティブ領域と、アクティブ領域内に配設された複数の別個に離れた光取り出し部であって、この取り出し部が配設されていなければ、主に内部全反射によって導光体内に閉じ込められてこの導光体に沿って伝搬する光を取り出すための複数の別個に離れた光取り出し部と、を備えた光学的に透明な導光体であって、光取り出し部のそれぞれは、１つ以上の側壁と傾斜上壁とを備え、側壁のそれぞれは、アクティブ領域から延在し、かつアクティブ領域に垂直な面と１０度以下の角度をなし、アクティブ領域上へのそれぞれの光取り出し部の投影面積の最大寸法は、１００マイクロメートル未満であり、光取り出し部のそれぞれは、異なる対応する領域セルに配設され、この領域セルの３０％未満を占有し、それぞれの光取り出し部の領域セルは、対応する外周によって囲まれた内部部分を有し、それぞれの光取り出し部の領域セルの内部部分は、他の光取り出し部の領域セルの内側部分とは重ならず、複数の光取り出し部は、アクティブ領域全体を縦５ミリメートル、横５ミリメートルの正方形領域に分割したとき、正方形領域のそれぞれは少なくとも１つの光取り出し部を含み、正方形領域の面積に対する正方形領域から導光体を出る光の量の比が、アクティブ領域全体の面積に対するアクティブ領域全体から導光体を出る光の量の比の２０％以内であるように、アクティブ領域全体にわたって均一に光を取り出す。

項目２は項目１に記載の導光体であり、アクティブ領域は凸状形状である。

項目３は項目１に記載の導光体であり、アクティブ領域は連続である。

項目４は項目１に記載の導光体であり、領域セルのそれぞれは凸状形状である。

項目５は項目１に記載の導光体であり、少なくとも１つの光取り出し部の領域セルは少なくとも他の１つの光取り出し部の領域セルより大きい。

項目６は項目１に記載の導光体であり、全ての領域セルは同じ面積を有する。

項目７は項目１に記載の導光体であり、全ての領域セルは同じ形状を有する。

項目８は項目１に記載の導光体であり、光取り出し部のそれぞれは少なくとも２つの垂直側壁を備える。

項目９は項目１に記載の導光体であり、光取り出し部のそれぞれは少なくとも３つの垂直側壁を備える。

項目１０は項目１に記載の導光体であり、光取り出し部のそれぞれは形状とサイズのうちの１つ以上が異なる。

項目１１は項目１に記載の導光体であり、少なくとも１つの光取り出し部は円筒形の撓みを有するくさび形状である。

項目１２は項目１に記載の導光体であり、アクティブ領域に隣接する非アクティブ領域を含み、非アクティブ領域は、光取り出し部を含まない。

項目１３は、導光体システムであって、導光体システムは、
複数の別個の離れた光取り出し部を備えた光学的に透明な導光体であって、光取り出し部が導光体のアクティブ領域内に配設され、アクティブ領域上への光取り出し部それぞれの投影面積の最大寸法は、１００マイクロメートル未満である、導光体と、
導光体の１つ以上の縁部に沿って配設された１つ以上の光源であって、光取り出し部は、１つ以上の光源から導光体内を伝搬する光を取り出し、取り出された光は、観察位置に向かって導光体を出る、光源と、
導光体の後にあり、導光体の前にある観察位置から導光体を通じて観察することができる画像であり、導光体内において主に内部全反射によって伝搬するとともに複数の光取り出し部によって取り出され、観察者に向かって導光体を出る光の大部分は、導光体を出る前に画像上に入射することが無い、画像とを備える。

項目１４は項目１３に記載の導光体システムであり、画像は導光体を超えて延在する。

項目１５は項目１３に記載の導光体システムであり、画像はしるしを備える。

項目１６は項目１５に記載の導光体システムであり、しるしが、文字、単語、英数字、記号、ロゴ、テキスト、絵、画像、及びパターンのうちの少なくとも１つを含む。

項目１７は項目１５に記載の導光体システムであり、しるしは静止画像を含む。

項目１８は項目１５に記載の導光体システムであり、しるしは動画を含む。

項目１９は項目１３に記載の導光体システムであり、画像は周囲画像である。

項目２０は、アクティブ領域と複数の別個の離れた光取り出し部とを備えた光学的に透明な導光体であり、光取り出し部はアクティブ領域内に配設され、光取り出し部は光取り出し部が配設されていなければ主に内部全反射によって導光体内に閉じ込められて導光体に沿って伝搬する光を取り出し、光取り出し部のそれぞれは、１つ以上の側壁と傾斜上壁とを備え、側壁のそれぞれは、アクティブ領域から延在し、アクティブ領域に垂直な面と１０度以下の角度をなし、アクティブ領域上への光取り出し部それぞれの投影面積の最大寸法は、１００マイクロメートル未満であり、光取り出し部のそれぞれは、最も近隣のものとは１００マイクロメートルを超えて離れていて、複数の光取り出し部は、アクティブ領域全体を縦５ミリメートル、横５ミリメートルの正方形領域に分割したとき、正方形領域のそれぞれは少なくとも１つの光取り出し部を含み、正方形領域の面積に対する正方形領域から導光体を出る光の量の比が、アクティブ領域全体の面積に対するアクティブ領域全体から導光体を出る光の量の比の２０％以内であるように、アクティブ領域全体にわたって均一に光を取り出す。

図における構成要素の説明は、特に指示が無い限り、他の図における対応する構成要素にも等しく当てはまると理解すべきである。本発明は、前述した特定の実施形態に限定されると考えてはならないが、それは、このような実施形態が、本発明の種々の態様の説明を容易にするために詳細に説明しているためである。むしろ、本発明は、添付の請求項及びそれらの均等物によって規定される本発明の範囲に入る種々の変更、等価なプロセス、及び代替的なデバイスを含む、本発明の全ての態様に及ぶと理解すべきである。

Claims

アクティブ領域と、前記アクティブ領域内に配設された複数の別個に離れた光取り出し部であって、当該光取り出し部が配設されていなければ、主に内部全反射によって導光体内に閉じ込められて当該導光体に沿って伝搬する光を取り出すための複数の別個に離れた光取り出し部と、を備えた光学的に透明な導光体であって、前記光取り出し部のそれぞれは、１つ以上の側壁と傾斜上壁とを備え、前記側壁のそれぞれは前記アクティブ領域から延在し、かつ前記アクティブ領域に垂直な面と１０度以下の角度をなし、前記アクティブ領域上へのそれぞれの前記光取り出し部の投影面積の最大寸法は、１００マイクロメートル未満であり、前記光取り出し部のぞれぞれは、異なる対応する領域セル内に配設され、かつ前記領域セルの３０％未満を占有し、それぞれの前記光取り出し部の前記領域セルは、対応する外周によって囲まれた内部部分を有し、それぞれの前記光取り出し部の前記領域セルの前記内部部分は、他の前記光取り出し部の前記領域セルの前記内部部分とは重ならず、前記複数の光取り出し部は、前記アクティブ領域全体を縦５ミリメートル、横５ミリメートルの正方形領域に分割したとき、前記正方形領域のそれぞれが少なくとも１つの前記光取り出し部を含み、前記正方形領域の面積に対する前記正方形領域から前記導光体を出る光の量の比が、前記アクティブ領域全体の面積に対する前記アクティブ領域全体から前記導光体を出る光の量の比の２０％以内であるように、前記アクティブ領域全体にわたって均一に光を取り出す、導光体。
前記光取り出し部のうちの少なくとも１つの前記領域セルは、少なくとも他の１つの前記光取り出し部の前記領域セルよりも大きい、請求項１に記載の導光体。
前記領域セルの全てが同じ形状を有する、請求項１に記載の導光体。
前記光取り出し部のそれぞれが、少なくとも２つの垂直な側壁を備える、請求項１に記載の導光体。
前記アクティブ領域に隣接する、光取り出し部を含まない非アクティブ領域を含む、請求項１に記載の導光体。
アクティブ領域内に、複数の別個に離れた光取り出し部を備えた光学的に透明な導光体であって、前記アクティブ領域上への前記光取り出し部それぞれの投影面積の最大寸法は、１００マイクロメートル未満である、導光体と、
前記導光体の１つ以上の縁部に沿って配設された１つ以上の光源であって、前記光取り出し部は、前記１つ以上の光源から前記導光体内を伝搬する光を取り出し、前記取り出された光は、観察位置に向かって前記導光体を出る、光源と、
前記導光体の後にあり、かつ前記導光体を通して前記導光体の前にある観察位置から見ることができる画像であって、前記導光体内を主に内部全反射によって伝搬するとともに前記複数の光取り出し部によって取り出され、観察者に向かって前記導光体を出る光の大部分は、前記導光体を出る前に、前記画像上に入射することが無い、画像と、を備える導光体システム。
前記画像は、前記導光体を超えて延在する、請求項６に記載の導光体システム。
前記画像は、しるしを備える、請求項６に記載の導光体システム。
前記画像は、周囲画像である、請求項６に記載の導光体システム。
アクティブ領域と、前記アクティブ領域内に配設された複数の別個に離れた光取り出し部であって、当該光取り出し部が配設されていなければ、主に内部全反射によって導光体内に閉じ込められて当該導光体に沿って伝搬する光を取り出すための複数の別個に離れた光取り出し部と、を備えた光学的に透明な導光体であって、前記光取り出し部のそれぞれは、１つ以上の側壁と傾斜上壁とを備え、前記側壁のそれぞれは前記アクティブ領域から延在し、かつ前記アクティブ領域に垂直な面と１０度以下の角度をなし、前記アクティブ領域上へのそれぞれの前記光取り出し部の投影面積の最大寸法は、１００マイクロメートル未満であり、前記光取り出し部のそれぞれは、最も近隣のものとは１００マイクロメートルを超えて離れており、前記複数の光取り出し部は、前記アクティブ領域全体を縦５ミリメートル、横５ミリメートルの正方形領域に分割したとき、前記正方形領域のそれぞれが少なくとも１つの前記光取り出し部を含み、前記正方形領域の面積に対する前記正方形領域から前記導光体を出る光の量の比が、前記アクティブ領域全体の面積に対する前記アクティブ領域全体から前記導光体を出る光の量の比の２０％以内であるように、前記アクティブ領域全体にわたって均一に光を取り出す、導光体。