JP2020506417A - ファセット化された微細構造化表面 - Google Patents

Abstract

光学フィルム（２１０）は、複数のプリズム構造体（２３０）を含む微細構造化表面（２１１）を含み、微細構造化表面（２１１）は、基準平面（２４１〜２４２）及び基準平面に垂直な厚さ方向（２４３）を画定し、複数のプリズム構造体は、複数のファセット（２３１）を含み、各ファセットは、厚さ方向に対する極角と基準平面に沿った方位角とを形成するファセット法線方向を有し、微細構造化表面は、実質的に均一である、複数のファセットの面方位角分布を有し、微細構造化表面は、軸外ピーク極角分布を有する複数のファセットの面極角分布を有する。

Description

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）システムなどのディスプレイシステムは、さまざまな用途で使用され、例えば、コンピュータモニタ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、小型音楽プレーヤ、及び薄型ＬＣＤテレビなどの市販のデバイスに使用されている。多くのＬＣＤには、液晶パネルと、液晶パネルを照明するためのバックライトと呼ばれることが多い広域光源と、が含まれる。バックライトには、典型的には、１つ以上のランプと、例えば、ライトガイド、ミラーフィルム、光リダイレクトフィルム（輝度向上フィルムを含む）、リターダフィルム、偏光フィルム、及び拡散フィルムなどの多くの光管理フィルムと、が含まれる。拡散フィルムは、典型的には、光学的欠陥を隠し、バックライトによって放射される光の輝度均一性を改善するために含まれる。拡散フィルムはまた、ディスプレイシステム以外の用途に使用することができる。

本開示の実施形態によれば、光学物品は、基準平面にわたってランダムに分布したプリズム構造体を備えた微細構造化表面を有する光学フィルムを含んでもよい。この不規則プリズム構造体は、基準平面からの極角及び基準平面に沿った方位角の平坦なファセットを含むことができる。プリズム構造体は、微細構造化表面のコリメートされた光透過特性が、集合体円錐形プリズム構造体のコリメートされた光透過特性に近似するように分散及び配向してもよい。

別の実施形態では、光学フィルムは、複数のプリズム構造体を含む微細構造化表面を含んでもよく、微細構造化表面は、基準平面及び基準平面に垂直な厚さ方向を画定し、複数のプリズム構造体は複数のファセットを含み、各ファセットは、厚さ方向に対する極角と基準平面に沿った方位角とを形成するファセット法線方向を有し、微細構造化表面は、実質的に均一である、複数のファセットの面方位角分布を有し、微細構造化表面は、軸外ピーク極角分布を有する複数のファセットの面極角分布を有する。

本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付の図面及び以下の明細書に示す。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、明細書及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかとなるであろう。

図中の同様の記号は、同様の要素を示している。点線は任意選択的な又は機能的な構成要素を示し、破線は表示されていない構成要素を示す。

基材上に光学フィルムを含む光学物品の図である。

微細構造化表面を有する光学フィルムを含む光学物品の図である。

プリズム構造体のファセットの平面図である。

プリズム構造体の平坦なファセットの側面図である。

光学フィルムを形成するための例示的なプロセスを示す。

コリメート光透過によって光学フィルムの光透過情報を生成するための例示的な方法である。

各々、本明細書に開示される光学フィルムの試料１、２、及び３に対する極角及び方位角における光強度のコノスコーププロットである。 各々、本明細書に開示される光学フィルムの試料１、２、及び３に対する極角及び方位角における光強度のコノスコーププロットである。 各々、本明細書に開示される光学フィルムの試料１、２、及び３に対する極角及び方位角における光強度のコノスコーププロットである。

正規化された極透過率分布（ｙ軸）に対する平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。 正規化された極透過率分布（ｙ軸）に対する平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。 正規化された極透過率分布（ｙ軸）に対する平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。

円錐の六方充填配列を有する試料光学フィルムについての極角及び方位角での光強度のコノスコーププロットである。

正規化された極透過率分布（ｙ軸）に対する平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。

ワッフル様格子状プリズムを有する試料光学フィルムについての極角及び方位角での光強度のコノスコーププロットである。

３Ｍ正規化された極透過率分布（ｙ軸）に対する平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。

部分球の配列を有する試料の光学フィルムの極角及び方位角での光強度のコノスコーププロットである。

正規化された極透過率分布（ｙ軸）に対する平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。

丸みを帯びたピークの不規則プリズムを有する試料光学フィルムについての極角及び方位角での光強度のコノスコーププロットである。

正規化された極透過率分布（ｙ軸）に対する平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。

試料光学フィルムについての極角及び方位角の共焦点傾斜データのコノスコープ表示である。

傾斜周波数（ｙ軸）対極角（ｘ軸）のグラフである。

さまざまな円錐構造パラメータに対するモデル化された円錐利得の表である。 さまざまな円錐構造パラメータに対するモデル化された円錐利得の表である。

円錐構造の平らな主表面からの極角及び円錐構造の主表面に沿った方位角での逆円錐構造の光強度を示すチャートである。

試料５及びシミュレートされた円錐構造についてのある範囲の面極角に対する正規化輝度のグラフである。

各々、上述のファセット分析を含む、試料６Ａ及び６Ｂの複合ＡＦＭ画像である。 各々、上述のファセット分析を含む、試料６Ａ及び６Ｂの複合ＡＦＭ画像である。

各々、上述のファセット分析を含む、試料７Ａ及び７Ｂの複合ＡＦＭ画像である。 各々、上述のファセット分析を含む、試料７Ａ及び７Ｂの複合ＡＦＭ画像である。

上述のファセット分析を含む、試料８の複合ＡＦＭ画像である。

上述のファセット分析を含む、試料９の複合ＡＦＭ画像である。

上述のファセット分析を含む、丸みを帯びたピークの不規則プリズムを有する光学フィルムの複合ＡＦＭ画像である。 上述のファセット分析を含む、丸みを帯びたピークの不規則プリズムを有する光学フィルムの複合ＡＦＭ画像である。

上述のファセット分析を含む、円錐の六方充填配列を有する光学フィルムの複合ＡＦＭ画像である。

上述のファセット分析を含む、部分球の充填配列を有する光学フィルムの複合ＡＦＭ画像である。

上述のファセット分析を含む、角錐プリズムの配列を有する光学フィルムの複合ＡＦＭ画像である。

全表面積のパーセントとしての、６つの光学フィルム実施例の平坦なファセットコア領域の被覆面積のグラフである。試料６〜９は、不規則プリズム、部分球、及び六角錐の光学フィルムよりも有意に高い表面積被覆率を示した。

２つの直交軸の面内方向（各々ｙ及びｘ）に沿った、空間周波数に対するパワースペクトル密度のグラフである。 ２つの直交軸の面内方向（各々ｙ及びｘ）に沿った、空間周波数に対するパワースペクトル密度のグラフである。

ファセット部分についてのさまざまな方位角における表面積被覆率を表す、光学フィルムに関するファセット方位角分布のグラフである。

傾斜部分についてのさまざまな方位角における表面積被覆率を表す、平坦なファセット光学フィルムに関する傾斜方位角分布のグラフである。

本開示の光学フィルムのＡＦＭデータからの傾斜／ファセット分布に基づく二次元分布プロットである。 本開示の光学フィルムのＡＦＭデータからの傾斜／ファセット分布に基づく二次元分布プロットである。

不規則プリズム（２６Ｄ）、部分球（２６Ａ）、六角錐（２６Ｂ）、及び角錐プリズム（２６Ｃ）を有する光学フィルムのＡＦＭデータからの傾斜／ファセット分布に基づく二次元分布プロットである。 不規則プリズム（２６Ｄ）、部分球（２６Ａ）、六角錐（２６Ｂ）、及び角錐プリズム（２６Ｃ）を有する光学フィルムのＡＦＭデータからの傾斜／ファセット分布に基づく二次元分布プロットである。 不規則プリズム（２６Ｄ）、部分球（２６Ａ）、六角錐（２６Ｂ）、及び角錐プリズム（２６Ｃ）を有する光学フィルムのＡＦＭデータからの傾斜／ファセット分布に基づく二次元分布プロットである。 不規則プリズム（２６Ｄ）、部分球（２６Ａ）、六角錐（２６Ｂ）、及び角錐プリズム（２６Ｃ）を有する光学フィルムのＡＦＭデータからの傾斜／ファセット分布に基づく二次元分布プロットである。

試料１０に開示された光学フィルム、試料１１に開示された光学フィルム、及び不規則プリズム光学フィルムの傾斜強度累積分布グラフである。

試料１０、試料１１、及び不規則プリズム光学フィルムの傾斜強度分布グラフである。

上記光学フィルムの累積ファセット傾斜強度分布グラフである。

試料６、試料７、及び不規則プリズムの正規化された頻度に対する傾斜角のファセット傾斜角度分布グラフである。

上記光学フィルムの傾斜強度累積分布グラフである。

２０度を超える傾斜を有する平坦なファセットコア領域の被覆率のチャートである。

いかなる傾斜制限もない平坦なファセットコア領域の被覆率のチャートである。

ファセット方位角分布及び傾斜方位角分布のグラフである。 ファセット方位角分布及び傾斜方位角分布のグラフである。

上記光学フィルムの累積ファセット傾斜角度分布グラフである。

平方度での立体角当たりの％の正規化頻度についての傾斜強度のグラフである。 平方度での立体角当たりの％の正規化頻度についての傾斜強度のグラフである。

上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。 上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。 上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。 上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。 上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。 上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。 上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。 上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。 上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。 上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。 上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。 上記の図１５〜図２２について説明したものと同じ分析を含むが、より広い曲率制約を伴う。

本明細書に記載される例示的な光学フィルムの顕微鏡写真である。

微細構造化フィルムは、特定の入射角で光を屈折させ、かつ、他の入射角で光を反射させて更なる処理を受けることによって、光をコリメートする傾斜側面を有する微細構造体を含むことができる。微細構造化フィルムの表面にわたる一貫した輝度を促進するために、この微細構造体は、さまざまな角度に配向された表面でパターン化してもよい。場合によっては、微細構造体は、反対方向に傾斜した平坦面を有する細長いプリズム微細構造体としてもよい。例えば、細長いプリズム微細構造体の２つのフィルムは、各々単一の軸に沿って光をコリメートするために、垂直の角度で積層してもよい。これらの微細構造体を有するフィルムの表面は、傾斜面によって被覆してもよい。しかし、これらのフィルムのパターン化された構造体は、面角度の限定された方位角分布に起因して、表面全体にわたって均一に光を空間的に分布させることができない。他の例では、微細構造体は、全ての方向に光を分布させる放射状表面を有する円形又は楕円形のベース輪郭を有してもよい。例えば、微細構造体は、球面レンズ又は円錐としてもよい。しかし、これらの円形のベース微細構造体の円形輪郭は、これらの微細構造体を使用してフィルムの表面を実質的に被覆せず、円形の基部微細構造体の間に平坦又は非構造化領域を残す。更に、規則的な微細構造パターンを有する微細構造化フィルムは、モアレ効果などの悪影響を受け易い恐れがある。

本開示には、光をコリメートするための微細構造化表面を有する光学フィルムが含まれる。微細構造化表面は、微細構造化表面の基準平面から傾斜した複数のファセットを含む、複数のプリズム構造体の不規則な分布を含む。プリズム構造体は、個別に不規則又はランダムであってもよいが、プリズム構造体のファセットは、ファセットの表面方位角分布が基準平面に沿って実質的に均一となるように、サイズ決定、角度付け、及び分散されてもよいが、ファセットの面極角分布は、基準平面に通常入射する光のピーク透過率と相関する極角範囲内に実質的に含まれることができる。このファセットの分布は、プリズム構造体を有する主表面全体を実質的に被覆しながら、ベース角度の均等分布を有する円錐形プリズム構造体の集合の光学分布特性などの円錐形光学分布特性に近似する微細構造化表面の光学分布特性をもたらすことができる。相互に接続されたファセット表面を使用すれば、光学フィルムの表面全体を微細構造化表面によって被覆することができる。プリズム構造体を不規則に分布させれば、パターン化又は規則的なフィルムに現れるモアレ効果を低減することができる。

図１は、基材１２０上に光学フィルム１１０を含む光学物品１００の図である。光学フィルム１１０は、微細構造化表面１１１と、基材１２０に連結された平坦な主表面１１２とを含む。基材１２０は、底部主表面１２１を含んでいる。光源１３０によって生成された光１３１は、基材１２０を通って底部主表面１２１で屈折し、微細構造化表面１１１で出射することができる。光学物品１００から出射する光１３１は、実質的にコリメートされてもよい（即ち、底部主表面１２１に対して実質的に垂直な方向に、微細構造化表面１１１を出射する）。

微細構造化表面１１１は、光源１３０によって生成され、かつ、光学物品１００を通して処理された、コリメートされていない光から、実質的にコリメートされた光を生成するように構成することができる。微細構造化表面１１１における光のコリメーションに影響を及ぼす因子としては、例えば、光学フィルム１１０の屈折率、微細構造化表面１１１に接触する媒体の屈折率、及び微細構造化表面１１１に対する入射光の角度、を挙げることができる。微細構造化表面１１１に対する入射光の角度に影響を及ぼす因子としては、例えば、基材１２０の屈折率、基材１２０の底部主表面１２１と光源１３０との間の媒体の屈折率、並びに光源１３０から放射される入射光の角度、を挙げることができる。

いくつかの実施例では、光学物品１００は、光源１３０からの光を偏光及びコリメートすることができる。以下で更に詳細に説明するように、光学フィルム１１０は、コリメートフィルムであってもよく、基材１２０は反射偏光子であってもよい。本明細書に記載されるコリメート光学フィルムを反射偏光子と組み合わせることにより、光学物品は、単一のバックライトフィルムにおけるコリメーション及び輝度を増大させるように作用することができる。

図２Ａは、微細構造化表面２１１を有する光学フィルム２１０を含む、上述の光学物品１００などの光学物品２００の図である。光学物品２００は、光源１３０などの光源と、液晶ディスプレイデバイスなどの光ゲートデバイスとを更に備える光学デバイスに使用することができる。光学物品２００は、光源からの光を光ゲートデバイスに向けるために使用してもよい。光源の例としては、エレクトロルミネセントパネル、ライトガイドアセンブリ、及び蛍光又はＬＥＤバックライトが挙げられる。光源は、コリメートされていない光を生成してもよい。光学物品２００は、微細構造化表面２１１の構成に応じて、輝度向上フィルム、均一フィルム、転向フィルム、又は画像指向フィルム（屈折ビーム方向転換製品）として使用することができる。光学物品２００を使用する光学系は、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もよく、液晶パネル及び追加の偏光子、及び／又は他の光学フィルム若しくは構成要素などの他の構成要素を含んでもよい。

光学フィルム２１０は、平坦な主表面２１２において基材２２０に取り付けてもよい。この実施形態では、光学物品２００には、基材２２０と光学フィルム２１０との２つの層が含まれる。しかし、光学フィルム２１０は、１つ以上の層を有してもよい。例えば、場合によっては、光学物品２００は、微細構造化表面２１１及び底部主表面２１２を含む光学フィルム２１０の単一層のみを有することができる。場合によっては、光学物品２００は、多数の層を有することができる。例えば、基材２２０は、複数の別個の層から構成されてもよい。光学物品２００が複数の層を含む場合、構成層は、互いに同一の広がりを有してもよく、隣接する構成層の各対は、有形の光学材料を含み、互いに完全に一致する、又は、各々の表面積の少なくとも８０％を超えて若しくは少なくとも９０％互いに物理的に接触する、主表面を有してもよい。

基材２２０は、光の流れを制御するように構成された光学製品において使用するのに好適な組成を有してもよい。基材材料として使用するための要因及び特性としては、例えば、基材２２０を特定の光学製品内に組み込んだり、又はその中で使用したりすることができるような、十分な光学的透明性及び構造的強度を挙げることができ、光学製品の性能が経時的に損なわれないように、温度及び経時変化に対して十分な耐性を有することができる。任意の光学製品に対する基材２２０の特定の化学組成及び厚さは、構成されている特定の光学製品の要件、例えば、とりわけ、強度、透明度、温度耐性、表面エネルギー、微細構造化表面への付着性、微細構造化表面の形成能力、の必要性をバランスさせることに依存することができる。基材２２０は、一軸又は二軸配向としてもよい。

基材２２０に有用な基材材料としては、スチレン−アクリロニトリル、酢酸酪酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、三酢酸セルロース、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタクリレート、コポリマー又はブレンドであってナフタレンジカルボン酸、ポリシクロオレフィン、ポリイミド、及びガラスをベースとするもの、を挙げることができる。任意選択的に、基材材料は、これらの材料の混合物又は組み合わせを含んでもよい。一実施形態では、基材２２０は多層であってもよく、あるいは、連続相中に懸濁された又は分散された分散相を含んでもよい。輝度向上フィルムなどのいくつかの光学製品の場合、望ましい基材材料の例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリカーボネートが挙げられるが、これらに限定されない。

いくつかの基材材料は、光学的に活性であり、偏光材料として機能することができる。フィルムを通る光の偏光は、例えば、通過光を選択的に吸収するフィルム材料に二色性偏光子を含めることによって、又は通過光を選択的に反射するフィルム材料に反射偏光子を含めることによって、達成することができる。偏光はまた、整列マイカチップなどの無機材料を含むことによって、又は連続フィルム内に分散した光変調液晶の液滴などの連続フィルム内に分散した不連続相によっても、達成することができる。代替として、フィルムは、異なる材料の極微小層から調製することができる。フィルム内の偏光材料は、例えば、フィルムの延伸、電場又は磁場の印加、及びコーティング手法などの方法を用いることによって、偏光方向に位置合わせされてもよい。

偏光フィルムの例としては、米国特許第５，８２５，５４３号及び同第５，７８３，１２０号に記載されているものが挙げられ、これらは各々参照により本明細書に組み込まれる。輝度向上フィルムと組み合わせてこれらの偏光フィルムを使用することは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，１１１，６９６号に記載されている。基材として使用することができる偏光フィルムの第２の例は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，８８２，７７４号に記載のフィルムである。市販のフィルムは、商品名ＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ）で３Ｍから市販されている多層フィルムである。輝度向上フィルムにおけるかかる多層偏光光学フィルムの使用は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，８２８，４８８号に記載されている。基材材料をこのように列挙してもこれは排他的ではなく、当業者には理解されるように、他の偏光及び非偏光フィルムもまた、本発明の光学製品の基部として有用な可能性がある。これらの基材材料は、多層構造を形成するために、例えば偏光フィルムを含む任意の数の他のフィルムと組み合わせることができる。追加の基材材料を手短に列挙するとすれば、とりわけ、米国特許第５，６１２，８２０号及び同第５，４８６，９４９号に記載されているフィルムを挙げることができる。特定の基部の厚さはまた、光学製品の上記の要件に依存し得る。

いくつかの実施例では、光学物品２００は、自由浮遊フィルム又はバックライトフィルムであってもよく、基材２２０は反射偏光子であってもよい。光学フィルム２１０は、液晶ディスプレイなどのディスプレイ構成要素に面する微細構造化表面２１１を有する底部主表面２１２において、基材２２０に取り付けてもよい。光学物品２００を使用してシステムを通過する光の経路に関して、光学フィルム２１０は、システムのフィルム積層体内の基材２２０の「上方」に位置してもよい。反射偏光子及びコリメート光学フィルムを有する光学物品２００は、同じフィルムにおけるコリメート特性及び輝度増大特性の双方を提供することができる。

光学フィルム２１０は、底部主表面２１２で基材２２０に直接接触するか、又は基材２２０に光学的に位置合わせしてもよく、微細構造化表面２１１が光の流れを方向付けるか又は集中させることを可能にするサイズ、形状、及び厚さとすることができる。光学フィルム２１０は、基材２２０と一体的に形成してもよく、あるいは、材料から形成して、基材２２０に接着又は積層することができる。

光学フィルム２１０は、任意の好適な屈折率を有することができる。屈折率を選択するための要因としては、光学フィルム２１０への入射光の方向、微細構造化表面２１１の表面特性、及び微細構造化表面２１１からの出射光の所望の方向を挙げることができるが、これらに限定されない。例えば、場合によっては、光学フィルム２１０は、約１．４〜約１．８、又は約１．５〜約１．８、又は約１．５〜約１．７の範囲の屈折率を有してもよい。場合によっては、光学フィルム２１０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以上の屈折率を有してもよい。

光学フィルム２１０は、光の流れを制御するように構成された光学製品において使用するのに好適な組成を有することができる。光学フィルム１０に有用な材料としては、限定するものではないが、：ポリ（カーボネート）（ＰＣ）；シンジオタクチック及びアイソタクチックポリ（スチレン）（ＰＳ）；Ｃ１〜Ｃ８アルキルスチレン；ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）及びＰＭＭＡコポリマーを含む、アルキル、芳香族、及び脂肪族環含有（メタ）アクリレート；エトキシル化及びプロポキシル化（メタ）アクリレート；多官能性（メタ）アクリレート；アクリル化エポキシ；エポキシ；及び他のエチレン性不飽和材料；環状オレフィン及び環状オレフィンコポリマー；アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）；スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）；エポキシ；ポリ（ビニルシクロヘキサン）；ＰＭＭＡ／ポリ（フッ化ビニル）ブレンド；ポリ（フェニレンオキシド）合金；スチレン系ブロックコポリマー；ポリイミド；ポリスルホン；ポリ（塩化ビニル）；ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）；ポリウレタン；不飽和ポリエステル；低複屈折ポリエチレンを含むポリ（エチレン）；ポリ（プロピレン）（ＰＰ）；ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）などのポリ（アルカンテレフタレート）；ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）などのポリ（アルカンナフタレート）；ポリアミド；アイオノマー；酢酸ビニル／ポリエチレンコポリマー；酢酸セルロース；酢酸酪酸セルロース；フルオロポリマー；ポリ（スチレン）−ポリ（エチレン）コポリマー；ポリオレフィン系ＰＥＴ及びＰＥＮを含むＰＥＴ及びＰＥＮコポリマー；並びにポリ（カーボネート）／脂肪族ＰＥＴブレンド、が挙げられる。

光学フィルム２１０は、微細構造化表面２１１を含んでもよい。微細構造化表面２１１は、光学物品２００からの実質的にコリメートされた光を透過するための構造化表面を表すことができる。微細構造化表面２１１は、微細構造化表面２１１と接触する光を、入射角の特定の範囲で屈折させ、かつ、これらの範囲外の光を反射する、ように構成することができる。これらの範囲は、例えば、光学フィルム２１０の屈折率と、空気などの微細構造化表面２１１に接触する任意の材料と、に依存してもよい。図４は、微細構造化表面２１１などの微細構造化表面を有する光学フィルム２１０などの例示的な光学フィルムのＳＥＭ画像である。参照目的のために、微細構造化表面２１１は、ｘ軸２４１及びｘ軸２４１に垂直なｙ軸２４２を有する基準平面を画定することができ、基準平面に垂直なｚ軸２４３に沿った厚さ方向を画定することができる。

微細構造化表面２１１は、複数のプリズム構造体２３０を含んでもよい。プリズム構造体２３０は、コリメート光などの、プリズム構造体２３０を有する光学フィルム２１０の所望の機能を特徴付ける微細構造化表面２１１の構成を表すことができる。一般に、プリズム構造体２３０は、例えば入射光の一部を屈折させ、かつ、入射光の異なる部分を再利用する、ことによって、光を方向転換することができる。プリズム構造体２３０は、正のｚ方向に沿ったような所望の方向に沿ってプリズム構造体２３０のファセット２３１に入射する光を方向転換するように構成してもよい。いくつかの実施例では、プリズム構造体２３０は、ｚ軸２４３と実質的に平行であり、かつ、ｘ軸及びｙ軸によって形成される基準平面に垂直である、方向に光を方向転換することができる。プリズム構造体２３０は、微細構造化表面２１１の表面積の９０％超など、光学フィルム２１０の実質的に全ての微細構造化表面２１１を覆うことができる。

微細構造化表面２１１のプリズム構造体２３０は、微細構造化表面２１１にわたって、実質的に不規則に又はランダムに配置してもよい。実質的に不規則又はランダムな配置としては、局所的にパターン化されていない、あるいは、不規則にパターン化された、微細構造化表面２１１にわたるプリズム構造体２３０の空間的分布が含まれてもよいが、集合体における、特定の特性、特性の範囲、又は特性の確率を呈することがある。例えば、複数のプリズム構造体２３０が増加すると、複数のプリズム構造体２３０の特性の平均は、より少ない偏差しか呈しないことができるが、プリズム構造体２３０の第１の空間領域及びプリズム構造体２３０の第２の空間領域は、同様の特性分布を有さなくてもよい。

光学物品２００の微細構造化表面２１１における不連続性、例えば、突起は、プリズム構造体２３０を通って引かれた平均中心線より上の表面輪郭によって囲まれる面積の合計が、平均中心線より下の面積の合計に等しくなるように、平均中心線から輪郭がずれてもよく、この平均中心線は、物品の（微細構造体に関する）公称表面に実質的に平行である。プリズム構造体２３０の高さは、光学顕微鏡又は電子顕微鏡で測定すると、表面の代表的な特徴長、例えば、１〜３０ｃｍを通じて、約０．２〜１００μｍとなることがある。該平均中心線は、平面、凹面、凸面、非球面、又は、それらの組合せとなってもよい。プリズム構造体２３０は、２つの交差するファセット間の最も遠い距離として定義されるピッチを有してもよい。プリズム構造体２３０のピッチは、２５０マイクロメートル以下とすることができ、０（交差）から２５０マイクロメートルまで変化してもよい。ピッチは、プリズム構造体２３０上のファセット２３１の底角２３３及びプリズム構造体２３０の高さなどの要因に関連する可能性がある。いくつかの実施例では、高さ及びピッチは、スパークル（sparkle）を低減するように選択することができる。スパークルとは、ランダムパターンであるように見える明るい輝度及び暗い輝度の小領域からなる、粒子の粗い質感（質感ムラ）として現れる光学的アーチファクトを指す。明るい領域と暗い領域の位置は、視野角が変化するにつれて変化する可能性があるため、見る者にとって、質感は特に明白で不快なものになる。スパークルを最小化するために、プリズム構造体２３０は、約１００マイクロメートル未満、好ましくは２０〜３０マイクロメートル未満の高さを有してもよく、非常にわずかな周期性を有してもよく、近接構造のマイクロ画像、又はこれらの属性の任意の組み合わせを形成しなくてもよい。

複数のプリズム構造体２３０は、複数のファセット２３１を含んでもよい。各プリズム構造体２３０は、ピーク２３７．で合流する複数のファセット２３１を含んでもよい。各ファセット２３１は、ｘ軸２４１及びｙ軸２４２によって形成される基準平面に対する少なくとも１つの斜面を画定するプリズム構造体２３０の表面及び微細構造化表面２１１を表してもよく、各ファセット２３１及び対応する斜面は、非ゼロ底角２３３を形成する。

複数のファセット２３１の少なくとも１つの傾斜は、傾斜強度分布及び傾斜強度累積分布を規定することができる。傾斜強度分布は、底角２３３などの傾斜角の正規化頻度を表すことができる。傾斜強度累積分布は、微細構造化表面２１１上の各角度について、底角２３３などの傾斜角の累積正規化頻度を表すことができる。累積傾斜強度分布は、傾斜角に対する累積正規化頻度の変化を表す変化率を含んでもよい。例えば、図４Ａを参照されたい。いくつかの実施例では、約１０度未満の傾斜に対する傾斜強度累積分布の変化率は、約１％／度未満としてもよく、約３０度未満の傾斜に対する傾斜強度累積分布の変化率は、約２％／度未満としてもよい。例えば、図２７Ａを参照されたい。いくつかの実施例では、２０％における傾斜強度累積分布の変化率は、約６０度の傾斜強度累積分布の変化率よりも実質的に小さくてもよい。例えば、図２７Ｄを参照されたい。いくつかの実施例では、約１０度の傾斜強度累積分布の変化率は、約０．５％／度未満としてもよく、約２０度の傾斜強度累積分布の変化率は、約１％／度未満としてもよい。例えば、図２７Ｂを参照されたい。

微細構造化表面２１１は、基準平面に対して複数の斜面を画定してもよい。いくつかの実施例では、微細構造化表面の約１０％は、約１０度未満の斜面を有し、微細構造化表面の約１５％は、約６０度を超える斜面を有する。例えば、図２７Ａを参照されたい。いくつかの実施例では、構造化表面の約８０％は、約３０度〜約６０度の斜面を有する。例えば、図２７Ａを参照されたい。

各ファセット２３１は、表面領域と、ファセット２３１の平均表面方向を表すファセット法線方向を有してもよい。各ファセット２３１の表面領域は、光学フィルム２１０を通過する光がファセットと接触して、より低い入射角で屈折するか、又はより高い入射角で反射することができる、領域を表すことができる。ファセット２３１が湾曲している実施例では、ファセット法線方向は、平均曲率度、曲率の接線、ファセット２３１のピークを横切る平面、又はファセット２３１の平均屈折面を表す他の機能表面、の法線方向としてもよい。

ファセット２３１は、微細構造化表面２１１の実質的に全てを覆うことができる。いくつかの実施例では、ファセット２３１は、微細構造化表面２１１の９０％超を覆うことができる。微細構造化表面２１１の表面被覆率は、特定の傾斜の大きさの範囲又は制限に関して、平方度の単位で、立体角当たりの微細構造化表面のパーセントとして表してもよい。いくつかの実施例では、平方度の単位で、立体角当たり微細構造化表面２１１の０．０１０％未満は、約１０度の傾斜強度を有し、平方度の単位での立体角当たり微細構造化表面２１１の約０．００８％未満は、約３０度の傾斜強度を有する。例えば、図２７Ｋを参照されたい。いくつかの実施例では、平方度の単位で、立体角当たり微細構造化表面２１１の０．００８％未満は、約１０度の傾斜強度を有し、平方度の単位で、立体角当たり微細構造化表面２１１の約０．００７％未満は、約３０度の傾斜強度を有する。いくつかの実施例では、平方度の単位で、立体角当たりに約０の傾斜強度を有する微細構造化表面２１１は、約０．０００５％〜約０．０１％である。いくつかの実施例では、平方度の単位で、立体角当たりに約０の傾斜強度を有する微細構造化表面２１１は、約０．００１％〜約０．００６％である。いくつかの実施例では、平方度の単位で、立体角当たりの微細構造化表面２１１の０．０１０％未満は、約１０度未満の傾斜強度を有し、平方度の単位で、立体角当たりの微細構造化表面２１１の約０．００８％超は、約５０度の傾斜強度を有する。例えば、図２７Ｌを参照されたい。いくつかの実施例では、例えば微細構造化表面の平面部分パーセントが約１０％超の場合、平方度の単位で、立体角当たり構造化表面の約０．０１０％未満は、約１０度の傾斜強度を有する。例えば、図２７Ｍ及び図２７Ｎを参照されたい。

複数のプリズム構造体２３０の複数のサブセットは、実質的に湾曲した周辺部分によって囲まれた実質的に平面の中央部分を備えるファセット２３１を含んでもよい。いくつかの実施例では、ファセットの平面中央部の約２０％未満は約４０度未満の斜面を有し、微細構造化表面２１１の約１０％未満は約２０度未満の斜面を有する。

ファセット２３１は、実質的に平坦とすることができる。実質的な平坦度は、例えば、プリズム構造体２３０の平均高さの１０倍を超える曲率半径などの、平坦ファセット２３１の曲率半径又は平均曲率によって、示すか又は決定することができる。いくつかの実施例では、微細構造化表面２１１のファセット２３１の特定の部分（３０％超など）は、実質的に平坦であってもよい。

複数のプリズム構造体２３０は、２つのファセット２３１の交点に形成された複数のピーク２３７を含んでもよい。ピーク２３７を形成する２つのファセット２３１は、関連する頂点角度２３２を有することができる。各ピーク２３７は、ピークの角鮮鋭度を表す、対応付けられた曲率半径を有してもよい。例えば、ピーク２３７は、プリズム構造体２３０の平均高さの１／１０未満の曲率半径を有してもよい。ピーク２３７は、実質的に輪郭が際立っているか、又は鋭利な場合があり、その結果、ピーク２３７の表面積は、微細構造化表面２１１のわずかを占めるだけとなる。いくつかの実施例では、複数のピーク２３７の表面積は、微細構造化表面２１１の総表面積の１％未満である。輪郭が際立っているピーク２３７を有する微細構造化表面２１１は、ファセット２３１の表面積を増加させ、光学フィルム２１０の所望の透過範囲の光学利得を増加させ、軸上透過角付近に生じるウエットアウト（wet-out）を低減することができる。

図２Ｂは、プリズム構造体２３０のファセット２３１の平面図である。ファセット法線方向２３４は、ｘ軸２４１（図示）又はｙ軸２４２と方位角２３５を形成することができる。方位角２３５は、ｘ軸２４１及びｙ軸２４２によって形成される基準平面に沿ったファセット２３１の向きを表すことができる。ファセット２３１は、０〜２πラジアンなどの方位角２３５の実質的に全方位角範囲にわたって配向されてもよい。

図２Ｃは、プリズム構造体２３０の平坦なファセット２３１の側面図である。ファセット法線方向２３４は、ｚ軸２４３と極角２３６を形成することができる。極角２３６は、ｘ軸２４１及びｙ軸２４２によって形成される基準平面の法線に対する平坦なファセット２３１の向きを表すことができる。ファセット２３１は、０〜π／２ラジアンなどの、極角２３６の実質的に完全な極性象限全体にわたって配向してもよい。

微細構造化表面２１１は、ファセット２３１の表面法線分布を有してもよい。ファセットの面法線分布は、特定の極角２３５又は方位角２３６を有するファセット２３１の確率又は濃度などのファセット２３１の面法線分布を表すことができる。ファセット２３１の面法線分布は、ファセット２３１の面極角分布と、ファセット２３１の面方位角分布とを含む。

面極角分布は、特定の極角２３６におけるファセット２３１の法線分布を表す。いくつかの実施例では、面極角分布は、極角の範囲内のファセットのパーセンテージとして表すことができる。例えば、９０％を超えるような実質的に全てのファセット２３１は、特定の極角範囲内の極角を有してもよい。特定の範囲の極角は、ｚ軸２４３の５度以内など、実質的にコリメートされた光を生成する、広範な極角を含むことができる。いくつかの実施例では、ファセット２３１の実質的に全ては、４０度〜５０度の極角２３６を有するファセット２３１の９０％など、約４５度の極角２３６を有してもよい。いくつかの実施例では、面極角分布は、特定の極角２３６を有する平坦なファセット２３１の確率として表すことができる。

複数のファセット２３１の面極角分布は、複数のファセット２３１のピーク分布を表す極角又は極角の範囲と対応付けられたピーク極角分布を含んでもよい。ピーク極角分布は、軸外であってもよく、即ち、ピーク極角分布は、微細構造化表面２１１の基準平面に対して実質的に垂直でなくてもよい。いくつかの実施例では、面極角分布は、軸上の極角分布の少なくとも２倍大きい軸外ピーク極角分布を有する。

プリズム構造体２３０は、光学フィルム２１０にわたって分布させることができ、それらのファセットは、ファセットの面極角分布が、特定の範囲の極角に対する光学フィルム２１０の光学利得を増加させるように、微細構造化表面２１１にわたって配向してもよい。いくつかの実施例では、面極角分布は、極透過分布を生成するように構成されてもよく、極透過分布は、微細構造化表面２１１を通る軸方向コリメート光の、極角０からπ／２までの強度分布に入る透過率を表す。■極透過分布は、集合体円錐形微細構造体のコリメートされた光透過特性と対応付けてもよい。例えば、円錐状の微細構造体は、特定の屈折率について特定の極角でピーク輝度を有する光を分配することができ、ピーク輝度は、軸上の極透過よりも高い特定の比、例えば２倍高いものであってもよい。微細構造化表面２１１の面極角分布は、ピーク輝度に対応付けられた特定の入射角の光からコリメートされた光を生成する、極角範囲内の実質的に全てのファセットを含むことができる。いくつかの実施例では、極角範囲は、３２〜３８度の入射角の光に対するピーク輝度について選択される。ファセット２３１は、微細構造化表面２１１から透過された光が実質的にコリメートされるように、３０〜６０度などの極角２３６の範囲にわたって配向してもよい。

ファセット２３１の面極角分布は、ピークを有することができる。

面方位角分布は、特定の方位角におけるファセット２３１の分布を表す。例えば、高試料サイズでは、０．１％〜０．５％、又は０．２５％〜０．３％などの、全ての平坦なファセットのうちの実質的に３６０分の１は、特定の角度の間の方位角を有してもよい。プリズム構造体２３０は、ファセット２３１の面方位角分布が均一な方位角透過率分布を生成することができるように、光学フィルム２１０及び微細構造化表面２１１にわたって配向されたそれらの平坦なファセット全体に分布してもよい。ここで、方位角透過率分布は、微細構造化表面２１１を方位角で通過する光の透過率を表す。光の方位角透過率は、集合体円錐形微細構造体のコリメートされた光透過特性と対応付けてもよい。例えば、円錐形微細構造体は、完全な方位角範囲にわたって均一に光を分配することができる。ファセット２３１の面方位角分布は、３６０度全体にわたって特定の角度分解能範囲内で均一であってもよい。いくつかの実施例では、角度分解能は、製造精度に基づいて選択される。ファセット２３１の合計表面積又は数は、方位角２３５ごとに実質的に同じであってもよく、方位角２３５の平均は回転対称であってもよい。いくつかの実施例では、方位角２３５に局所的な変動が存在し得るが、ファセット２３１の合計表面積又は数は、１０，０００より大きい平面ファセットなどのファセット２３１の特定の試料サイズ又は解像度において、実質的に同じと判定することができる。

プリズム構造体２３０は、光学フィルム２１０全体にわたって不規則に分布及び配向されてもよいが、プリズム構造体２３０の平坦なファセット２３１の集合効果は、光を均等に分布させるために基準平面上の全範囲の方位角、及び、光を実質的にコリメートするための極角の限定された範囲、にわたって均等に分布される表面積を有する微細構造化表面２１１である。

図３は、光学フィルム２１０などの光学フィルムを形成するための例示的なプロセス３００を示す。光学フィルムを製造する前に、光学フィルムの微細構造化表面２１１などの微細構造化表面に対応する構造化表面特性を有する微細複製ツールを作製してもよい。あるいは、光学フィルムの微細構造化表面に対応する構造化表面特性を有する微細複製ツールは、光学フィルムの所望の微細構造化表面に基づいて提供又は選択されてもよい。

ステップ３１０において、その上に金属層を電気メッキすることができる基礎として機能するようにベースを準備することができる。ベースは、例えばシート、プレート、又はシリンダなど、多数の形のうちの１つを取ることができる。例えば、円形シリンダを使用して、連続ロール物品を製造することができる。ベースは金属製であってもよく、例示的な金属としては、ニッケル、銅、及び黄銅が挙げられるが、他の金属もまた使用することができる。ベースは露出面（「ベース面」）を有することができ、その上に後続のステップで１つ以上の電着層を形成することができる。ベース面は滑らかで平坦、又は実質的に平坦であってもよい。研磨された平滑なシリンダの外側湾曲面は、特に、シリンダの表面上の所定の点の付近にある局所的な小領域を考慮するときには、実質的に平坦であるとみなすことができる。

ステップ３２０において、ベース表面を電気メッキするために電気メッキ条件を選択することができる。溶液に使用される金属塩の種類などの電気メッキ溶液の組成、並びに、電流密度、メッキ時間、及び基材移動速度などの他のプロセスパラメータは、電気メッキ層が滑らかかつ平らには形成されないが、その代わりに、構造化され、かつ、所望のプリズム構造体２３０に対応する形体などの不規則な平らなファセット形体によって特徴付けられる、主表面を有するように選択することができる。電流密度の選択、メッキ時間の選択、及び基材の移動速度などのベース露出速度の選択、は不規則形体のサイズ及び密度を決定することができる。電気メッキ溶液に使用される金属塩の種類などの金属テンプレートを選択すれば、形体の幾何学的形状を決定することができる。例えば、電気メッキプロセスで使用される金属塩の種類は、堆積された金属構造体の形状を決定することができ、したがって、微細構造化表面２１１などの微細構造化表面上のプリズム構造体２３０などのプリズム構造体の形状を決定することができる。

ステップ３３０では、電気メッキプロセスを使用して、基材のベース面上に金属の層を形成することができる。このステップが始まる前に、基材のベース面を下処理してもよく、そうでなければ付着性を高めるように処理してもよい。電気メッキされる金属は、ベース面を構成する金属と実質的に同じであってもよい。例えば、ベース面が銅を含む場合、ステップ３３０で形成された電気メッキ層も銅製であってもよい。金属の層を形成するために、電気メッキプロセスでは、電気メッキ溶液を使用することができる。電気メッキ層の表面が、微細構造化表面２１１に対応する不規則な面を有する微細構造化表面を有するように、電気メッキプロセスを実行することができる。金属は、ロールの微細構造化表面上に不均一に付着し、突起を形成することがある。光学フィルムの微細構造化表面は、ロールの微細構造化表面に対して、ピーク又は谷などで複製される。微細構造化ロール上に堆積された金属構造の位置及び配置は、ランダムである。代表的な第１主表面の構造化特性及び粗さは、図３６の光学フィルムのＳＥＭ画像で見ることができ、このフィルムは、ステップ３３０に従って作製された電気メッキ層の表面から微細複製される。

ステップ３３０が完了した後、電気メッキ層を有する基材は、光拡散フィルムを形成するための原ツールとして使用することができる。場合によっては、ステップ３３０で作製された電気めっき層の構造化表面を含み得るツールの構造化表面を、第２の金属又は他の好適な材料で不動態化又は別の方法で保護することができる。例えば、電気メッキ層が銅からなる場合、構造化表面はクロムの薄いコーティングで電気メッキすることができる。クロム又は他の好適な材料の薄いコーティングは、構造化表面のトポグラフィを実質的に保存するのに十分に薄いことが好ましい。

原ツール自体を光学拡散フィルムの製作に使用するのではなく、元のツールの構造化表面をマイクロ複製することによって１つ以上の複製ツールを製作し、次いでこの複製ツールを使用して光学フィルムを作製することができる。原ツールから製作された第１の複製は、構造化表面に対応するがその反転された形態の第１の複製構造化表面を有する。例えば、構造化表面の突起は、第一の複製構造化表面の空洞に対応する。第１の複製から第２の複製を作製することができる。第２の複製は、原ツールの構造化表面に対応し、かつ、その構造化表面の非反転形態である第２の複製構造化表面を有する。

例えば、ステップ３３０において構造化された表面ツールが作られた後、同じ構造化された表面（原ツールに対して反転されているかどうかに関わらず）を有する光学フィルム２１０などの光学フィルムは、原ツール又は複製ツールからのマイクロ複製によって、ステップ３４０において作製することができる。光学フィルムは、例えば予め形成されたフィルムのエンボス加工、又はキャリアフィルム上の硬化性層の注型及び硬化を含む任意の好適なプロセスを用いてツールから形成することができる。例えば、微細構造化表面２１１を有する光学フィルム２１０は、（ａ）重合性組成物を調製することと、（ｂ）ステップ３３０で形成された構造化表面ツールのマスターネガ構造化表面上に、マスターの空洞を充填するのに十分な量で重合性組成物を堆積させることと、（ｃ）基材２２０などの基材とマスターとの間で重合性組成物のビーズを移動させることによって空洞を充填することと、（ｄ）重合性組成物を硬化させることと、によって調製することができる。上記の実施形態では、光学フィルム２１０及び基材２２０は、互いに接合された別個の層であってもよい。別の方法としては、押し出された又はキャストされた基材材料上にモールドを直接複製することを挙げることができ、この方法の結果として、モノリシックである基材２２０と光学フィルム２１０とが得られる。
実施例

光透過特性

本開示に係る光学フィルムの試料（試料１、試料２、及び試料３）は、上述の図３を含む本明細書に記載の技術に従って作製した。ツールは、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｒｔｉｃｌｅ」と題された米国特許出願第２０１０／０３０２４７９号に開示されているのと同様な方法を使用して作製した。このツールを使用して、米国特許第５，１７５，０３０号で説明されるような注型及び硬化プロセスによって、光学フィルムを作製した。（空白）注型及び硬化プロセスで使用される樹脂は、光学的な用途に好適な樹脂であった。（１）円錐の六方充填配列、（２）ワッフル格子状プリズム、（３）部分球の充填配列、及び（４）丸みを帯びた不規則プリズム、を有する光学フィルムの比較例も準備された。

光学フィルムをコリメートされた光透過プローブで試験して、光学フィルムの光学特性、かかる極透過分布及び方位角透過率分布を求めた。図４は、コリメート光透過によって光学フィルムに関する光透過情報を生成するための例示的な方法である。軸方向にコリメートされたＬＥＤ光を有する光プローブを、光学フィルムの微細構造化表面の前方に配置し、０度の極角及び方位角に位置合わせした。光学フィルムの平坦な主表面の背後に検出器を配置した。光プローブからの軸方向にコリメートされた光を、光学フィルムを通して処理し、光学フィルムの微細構造化表面による光源光の角散乱を検出器上で測定した。コリメート光透過率を使用して、微細構造化表面の面極角分布の極角範囲に対応する微細構造化表面のファセットの底角を決定することができる。

表面特性

本開示に係る光学フィルムの４つの試料（試料６Ａ／Ｂ、試料７Ａ／Ｂ、試料８、及び試料９）を、上述の図３及び実施例１〜３を含む本明細書に記載の技術に従って作製した。（１）丸みを帯びたピークの不規則プリズムを有する光学フィルム、（２）円錐の六方充填配列を有する光学フィルム、（３）部分球状充填配列を有する光学フィルム、及び（４）角錐プリズム配列を有する光学フィルム、の比較例もまた準備された。以下に記載されるように、試料のＡＦＭ画像を撮影し、画像解析に使用した。

ＡＦＭ画像を、平坦性及び角度配向について分析した。コードは、傾斜分析ツールにファセット分析機能を追加するために書き込まれた。ファセット分析機能は、試料のファセットの平坦性及び配向を分析するためのファセットのコア領域を識別するように構成された。ノイズを最小限に抑え（例えば、ＡＦＭではメディア３、共焦点顕微鏡ではフーリエローパス）、ゼロの高さが平均の高さになるように高さマップをシフトするために、プレフィルタの高さマップを選択した。

各画素において、ｇｃｕｒｖａｔｕｒｅ及びｔｃｕｒｖａｔｕｒｅを計算した。ピクセルのｇｃｕｒｖａｔｕｒｅは、Ｚ（ｘ，ｙ）、Ｚ（ｘ−ｄｘ，ｙ−ｄｙ）、及びＺ（ｘ＋ｄｘ，ｙ＋ｄｙ）の３つの点の高さを使用して傾斜方向に計算された表面曲率である。ここで、（ｄｘ，ｄｙ）は傾斜ベクトルと平行であり、（ｄｘ，ｄｙ）＝Ｓｋ／Ｓｋｄｉｖｏｓｏｒの大きさであり、Ｓｋはコア粗さの深さであり、Ｓｋｄｉｖｉｓｏｒはユーザによって設定された単位なしパラメータである。（ｄｘ，ｄｙ）の大きさは、最も近い画素に丸められ、３画素などの最小値に設定されてもよい。ｔｃｕｒｖａｔｕｒｅは、傾斜を横切る方向が平行ではなく曲率の計算に使用されることを除いて、ｇｃｕｒｖａｔｕｒｅと同じである。

各画素の閾値を使用して、平坦なファセットの２値マップを取得した。閾値としては、（１）ｍａｘ（ｇｃｕｒｖａｔｕｒｅ，ｔｃｕｒｖａｔｕｒｅ）＜ｒｅｌ＿ｃｕｒｖｅｃｕｔｏｆｆ／Ｒであり、式中、Ｒ＝ｍｉｎ（ｘｃｒｏｓｓｉｎｇ＿ｐｅｒｉｏｄ，ｙｃｒｏｓｓｉｎｇ＿ｐｅｒｉｏｄ）／２、及び、ｘｃｒｏｓｓｉｎｇ＿ｐｅｒｉｏｄ及びｙｃｒｏｓｓｉｎｇ＿ｐｅｒｉｏｄは、ｘ、ｙ方向におけるゼロ交差間の平均距離であり、（２）ｇｓｌｏｐｅ＜ｆａｃｅｔｓｌｏｐｅ＿ｃｕｔｏｆｆである。

画像処理ステップは、２値画像をクリーンアップするために適用することができる。画像処理ステップは、侵食、Ｎ画素未満のファセットの除去、二度の拡張、侵食を含み得る。ここで、Ｎ＝ｃｅｉｌ（ｒ^＊ｒ^＊ｍｉｎｆａｃｅｔｃｏｅｆｆ）画素であり、ｒは画素における（ｄｘ，ｄｙ）の大きさであり、ｃｅｉｌは最も近い整数に切り上げられる関数である。次いで、画像を生成し、計算されたファセット領域の統計及び分布を生成した。

実施例１、２、３

図５Ａ、図６Ａ、及び図７Ａは、本明細書に開示される光学フィルムの各々試料１、２、及び３についての極角及び方位角での光強度のコノスコーププロットである。各試料は、軸から外れて極角範囲に集中している極透過分布、及び全範囲にわたって実質的に均一である方位角透過分布を示す。

図５Ｂ、図６Ｂ、及び図７Ｂは、正規化された極透過分布（ｙ軸）に関する平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。図５Ｂ、図６Ｂ、及び図７Ｂで観察されるように、各試料は、３つの試料についてピーク極透過角度及び極角の集中極角範囲を有する。軸上（０度）の極角に対するピーク極透過角度の比も記載されている。軸上の極透過に対する顕著なピーク極透過角度及び高比のピーク極透過は、円錐形透過率分布を示してもよく、ファセットの実質的に均一な面方位角分布及びファセットの集中した軸外面極角分布と相関し得る。

比較例１−円錐の六方充填配列

図８Ａは、円錐の六方充填配列を有する試料光学フィルムについての極角及び方位角での光強度のコノスコーププロットである。各円錐は、六角形の基部を有する湾曲した側面を有してもよく、図１９のようなパターン化された配列に配置してもよい。特定の方位角における高い相対輝度は、円錐のパターン化された六角形のピークなどの不均一な面方位角分布に相関する不均一な方位角透過率分布を示す。図８Ｂは、正規化された極透過分布（ｙ軸）についての平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。試料は、高度に集中した極透過分布と、軸上の極角に対する非常に高いピークの極透過角度とを有する。

比較例２−格子状プリズム

図９Ａは、ワッフル様格子状プリズムを有する試料光学フィルムについての極角及び方位角における光強度のコノスコーププロットである。各平坦プリズム面は、４つの正方形角のうちの１つに配向されてもよい。ある方位角での高い相対輝度は、プリズムの４つの正方形角のような不均一な方位角分布に相関する不均一な方位角透過率分布を示す。図９Ｂは、正規化された極透過分布（ｙ軸）についての平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。多重ピーク極透過角度は、不均一なプリズム表面を示し、一方、軸上極角が大きいことは、プリズム頂部で著しく平坦な又は丸い表面を示す。

比較例３−部分球

図１０Ａは、部分球の配列を有する試料光学フィルムの極角及び方位角での光強度のコノスコーププロットである。各部分球は、高い軸上極角成分を有する丸みを帯びた側面を有することができる。図１０Ｂは、正規化された極透過分布（ｙ軸）についての平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。試料は、高い軸上の極透過分布を有する。

比較例４−丸みを帯びた不規則プリズム

図１１Ａは、丸みを帯びたピークの不規則プリズムを有する試料光学フィルムについての極角及び方位角での光強度のコノスコーププロットである。不規則プリズムは、図１８Ａ及び図１８Ｂのように、丸みを帯びたピークで交わる湾曲した側面を有することができる。図１１Ｂは、正規化された極透過分布（ｙ軸）についての平均極角傾斜（ｘ軸）のグラフである。試料のピーク極透過角度は軸上透過率角度に近く、軸上極透過に対するピーク極角透過の低い比率は、プリズム表面間の丸みのあるピークを示すことができる。

実施例４

本明細書に開示されるような第４の試料光学フィルム（試料４）は、図３及び上述の方法に従って調製された。図１２Ａは、試料光学フィルムについての極角及び方位角の共焦点傾斜データのコノスコープ表示である。この実施例では、極角及び方位角は、各々光学フィルムの平坦面の極角及び方位角に相関することができる。図１２Ａから分かるように、傾斜分布は特定の極角範囲で最も高く、方位角範囲にわたって実質的に均一に分布している。ピーク極角分布角度は方位角にわたって実質的に一定である。図１２Ｂは、極角（ｘ軸）に対する傾斜頻度（ｙ軸）のグラフである。各々の対向する方位角の極角分布は実質的に相関し、実質的に均一な方位角分布を示す。

実施例５

光学円錐構造体の光学特性を決定するために光学円錐構造体をモデル化した。光学円錐構造体は、例えば、光学円錐構造体の表面における屈折及びフレネル反射をシミュレートした。図１３は、さまざまな円錐構造体のパラメータに対するモデル化された円錐利得の表である。光学フィルムで得られた利得に関して、円錐構造パラメータに対する円錐利得を求めるために、多数の円錐をモデル化した。円錐にわたって変化する要因としては、例えば、構造（屈折）指数、突起表面部分、突起アスペクト比（高さ対半径）、及び幾何学的円錐表面法線に対する表面法線のガウス分布幅によって特徴付けられる表面粗さ、が挙げられる。図１４Ａは、円錐構造体の平坦な主表面からの極角と、円錐構造体の主表面に沿った方位角と、における逆円錐構造体の光強度を示すチャートである。

光学フィルムの試料（試料５）の光学特性を、円錐構造体モデルの光学特性と比較した。図１４Ｂは、試料５とシミュレーションされた円錐構造体との面極角の範囲に関する正規化された輝度のグラフである。図１４Ａに見られるように、光学フィルムの輝度の極角プロットは、方位角的に滑らかな外観を有する。図１３及び図１４Ｂにも見ることができるように、測定された光学利得などの光学フィルムのコリメートされた光透過特性を、シミュレートされた円錐構造体のシミュレートされた光学利得などのコリメートされた光透過特性と実質的に比較する。

実施例６〜９及び比較例５〜８

図１５Ａ及び図１５Ｂは、各々、上述のファセット分析を含む、試料６Ａ及び６Ｂの複合ＡＦＭ画像である。図１６Ａ及び図１６Ｂは、各々、上述のファセット分析を含む試料７Ａ及び７Ｂの複合ＡＦＭ画像である。図１７Ａは、上述のファセット分析を含む試料８の複合ＡＦＭ画像である。図１７Ｂは、上述のファセット分析を含む試料９の複合ＡＦＭ画像である。図１８Ａ及び図１８Ｂは、上述のファセット分析を含む、丸みを帯びたピークの不規則プリズムを有する光学フィルムの複合ＡＦＭ画像である。図１９は、上述のファセット分析を含む、円錐の六方充填配列を有する光学フィルムの複合ＡＦＭ画像である。図２０は、上述のファセット分析を含む、部分球の充填配列を有する光学フィルムの複合ＡＦＭ画像である。輪郭は、湾曲パラメータ内のファセット面を表すことができる。図２１は、上述のファセット分析を含む、角錐プリズムの配列を有する光学フィルムの複合ＡＦＭ画像である。輪郭は、湾曲パラメータ内のファセット面を表すことができる。

図２２は、全表面積のパーセントとしての、６つの光学フィルム実施例の平坦なファセットコア領域の被覆面積のグラフである。試料６〜９は、不規則プリズム、部分球、及び六角錐の光学フィルムよりも有意に高い表面積被覆率を示した。

図２３Ａ及び図２３Ｂは、２つの直交軸の面内方向（各々ｙ及びｘ）に沿った、空間周波数に対するパワースペクトル密度のグラフである。フィルムのトポグラフィは、各光学フィルムが延びる基準平面に対して画定することができる。ｘ、ｙ平面を基準平面として使用して、各構造化表面のトポグラフィは、ｘ及びｙ構成要素の基準平面に対する高さとして説明することができる。図２３Ａ及び図２３Ｂは、各光学フィルムの表面上のプリズム構造体の空間的不規則性又はランダム性の程度を表す。図２３Ａ及び図２３Ｂに見られるように、ｘ平均及びｙ平均の双方のパワースペクトル密度は、本開示の試料６Ａ／Ｂ及び７Ａ／Ｂについて、各々ｘ方向及びｙ方向の空間周波数が減少するにつれて、着実に減少する。対照的に、角錐プリズムを有する光学フィルムは、パワースペクトル密度の多数の高いピークによって観察されるように、六方充填配列の円錐を有する光学フィルムと同様に、高い周期性及びパターニングを示す。

図２４Ａは、ファセット部分についてのさまざまな方位角における表面積被覆率を表す、光学フィルムに関するファセット方位角分布のグラフである。図２４Ｂは、傾斜部分についてのさまざまな方位角における表面積被覆率を表す、平坦なファセット光学フィルムに関する傾斜方位角分布のグラフである。各グラフは、周期的方位角におけるフィルムのパーセント被覆率をプロットしている。図２４Ａに見られるように、角錐プリズム及び六角錐の双方が、ファセット部分について不均一な方位角分布を示す一方で、本開示の光学フィルムはより狭い範囲内の被覆率を示す。図２４Ａ及び図２４Ｂの双方に見られるように、本開示の双方の光学フィルムは、表面被覆率の小さな局所的変化を伴う、全方位角範囲にわたってファセットの実質的に均一な面方位角分布を示す。

図２５Ａ及び図２５Ｂは、本開示の光学フィルムのＡＦＭデータからの傾斜／ファセット分布に基づく二次元分布プロットである。図２５Ｃ及び図２６Ａ〜図２６Ｃは、不規則プリズム（２６Ｄ）、部分球体（２６Ａ）、六角錐（２６Ｂ）、及び角錐プリズム（２６Ｃ）を有する光学フィルムのＡＦＭデータの傾斜／ファセット分布に基づく二次元分布プロットである。各プロットについて、ｘ軸はｘ方向の傾斜であり、ｙ軸はｙ方向の傾斜である。傾斜角を角度で示すために、傾斜の弧正接がとられる。各同心リングは、１０度を表す。図２５Ａ及び図２５Ｂに見られるように、本開示の光学フィルムは、上述の実施例１〜３のコノスコピックプロットに見られるものと同様に、概して方位角及び極角の透過率分布と相関する、均一な面方位角分布及び軸外の集中した面極角分布を示す。対照的に、図２６Ｄは、軸上の極角に近い面極角分布を示す。図２６Ａは、高い軸上集中度を有する拡散面極角分布を示す。図２６Ｂは、高度に集中した面極角分布を示す。図２６Ｃは、不均一な面方位角分布を示す。

図２７Ｃは、上記光学フィルムの累積ファセット傾斜強度分布グラフである。試料６〜９は、他の光学フィルムと比較して、よりコンパクトな傾斜強度分布を有する。

図２７Ｄは、試料６、試料７、及び不規則プリズムの正規化された頻度に対する傾斜角のファセット傾斜角度分布グラフである。不規則プリズムは二峰性の傾斜分布を有し、試料６及び７は顕著なピーク分布を有する。

図２７Ｅは、上記光学フィルムの傾斜強度累積分布グラフである。試料６〜９は、部分球及び不規則プリズムよりも高い傾斜の大きさを有する。

図２７Ｆは、２０度を超える傾斜を有する平坦なファセットコア領域の被覆率のチャートである。試料６〜９は、六角錐、部分球、及び不規則プリズムよりも２０度を超えて大きな傾斜を有する平坦なファセットの著しく高い被覆率を有する。

図２７Ｇは、任意の傾斜制限なしの平坦なファセットコア領域の被覆率のチャートである。試料６〜９は、六角錐、部分球、及び不規則プリズムよりも２０度を超えて大きな傾斜を有する平坦なファセットの著しく高い被覆率を有する。

図２７Ｈ及び図２７Ｉは、ファセット方位角分布及び傾斜方位角分布のグラフである。試料６及び７は、全方位角範囲にわたって実質的に均一な方位角傾斜分布を示す。

図２７Ｊは、上記光学フィルムの累積ファセット傾斜角度分布グラフである。試料６及び７は、不規則プリズムよりもはるかに大きいコンパクトな傾斜角（又は傾斜の大きさ）分布を有する。

図２７Ｋ及び図２７Ｌは、平方度での立体角当たりの％の正規化頻度についての傾斜強度のグラフである。試料６〜９は、３５〜６５の傾斜強度に関して、平方度での立体角当たりの高％で示されるように、高い表面被覆率を有する。

図２８〜図３６は、上記の図１５〜図２２について説明したのと同じ分析を含むが、より広い曲率の制約を伴う。

実施例１０及び１１

図２７Ａは、試料１０に開示された光学フィルム、試料１１に開示された光学フィルム、及び不規則プリズム光学フィルムの傾斜強度累積分布グラフである。この実施例では、不規則プリズム光学体は、試料１０及び１１のいずれよりも低い傾斜を有してもよい。図２７Ｂは、試料１０、試料１１、及び不規則プリズム光学フィルムの傾斜強度分布グラフである。ピーク傾斜正規化頻度は、より低い傾斜強度である。

本発明のさまざまな実施形態を説明した。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に含まれる。

Claims (10)

1. 微細構造化表面であって、前記微細構造化表面の平面に対して複数の斜面を備え、
   前記微細構造化表面の約１０％は、約１０度未満の斜面を有し、前記微細構造化表面の約１５％は、約６０度を超える斜面を有し、前記微細構造化表面の約８０％は、約３０度未満〜約６０度の斜面を有し、
   前記微細構造化表面は、複数の実質的にランダムに配置されたプリズム構造体を含み、各プリズム構造体は、ピークで合流する複数のファセットを含み、
   前記複数のプリズム構造体のうちの少なくとも下位複数の各々に関して、各ファセットは、実質的に湾曲した周辺部分によって囲まれた実質的に平坦な中央部分を含む、微細構造化表面。
2. 微細構造化表面であって、
   複数の実質的にランダムに配置されたファセットを備え、
   各ファセットは、前記微細構造化表面の平面に対して少なくとも１つの斜面を画定し、前記複数のファセットの前記少なくとも１つの斜面は、傾斜強度累積分布を規定し、約２０度の前記傾斜強度累積分布の変化率は、実質的に約６０度未満であり、約１０度の前記傾斜強度分布の変化率は、１度当たり約０．５％未満であり、約２０度の前記傾斜強度分布の変化率は、１度当たり約１％未満である、微細構造化表面。
3. 微細構造化表面であって、
   複数の実質的にランダムに配置されたファセットを備え、
   各ファセットは、前記微細構造化表面の平面に対して斜面を画定する実質的に平坦な中央部分を含み、前記ファセットの前記平坦な中央部分の約２０％未満は、約４０度未満の斜面を有し、前記微細構造化表面の約１０％未満は、約２０度未満の斜面を有する、微細構造化表面。
4. 微細構造化表面であって、
   複数の実質的にランダムに配置されたファセットを備え、
   各ファセットは、前記微細構造化表面の平面に対して斜面を画定する実質的に平坦な中央部分を含み、前記複数のファセットの前記斜面は、傾斜強度累積分布を規定し、約１０度未満の傾斜に関する前記傾斜強度累積分布の変化率は、１度当たり約１％未満であり、約３０度未満の傾斜に対する前記傾斜強度累積分布の変化率は、約２％未満である、微細構造化表面。
5. 複数の実質的にランダムに配置されたプリズム構造体を備える微細構造化表面であって、
   各プリズム構造体は、ピークで合流する複数のファセットを含み、各ファセットの中央部分は、前記微細構造化表面の平面の法線方向に対する方位角と、前記微細構造化表面の前記平面の前記法線方向に対する極角と、を規定し、０〜３６０度の前記方位角の前記分布の変動は、約２０％未満であり、前記複数のプリズム構造体の前記ファセットの前記極角の約５％未満は約１０度未満であり、前記極角の前記分布は最大で約１０〜６０度であり、前記法線方向に沿って入射する実質的なコリメート光に関して、前記微細構造化表面は、前記微細構造化表面の前記ピークの側から入射するコリメート光に対しては第１の全光透過率を有し、前記微細構造化表面の反対側から入射するコリメート光に対しては実質的により低い第２の全光透過率を有し、
   前記法線方向に対して斜めの方向に沿って前記微細構造化表面の反対側から入射する実質的なコリメート光に対して前記微細構造化表面は、前記第２の全光透過率よりも大きい第３の全光透過率を有する、微細構造化表面。
6. 微細構造化表面であって、
   複数の実質的にランダムに配置されたファセットを備え、前記微細構造化表面の平面に対して複数の斜面を画定し、平方度の単位で、立体角当たりに約０の傾斜大きさを有する表面の割合は、約０．０００５％〜約０．０１％であり、平方度の単位で、立体角当たりに約０の傾斜大きさを有する表面の前記割合が、約０．００１％〜約０．００６％である、微細構造化表面。
7. 微細構造化表面であって、
   複数の実質的にランダムに配置されたファセットを備え、前記微細構造化表面の平面に対して複数の斜面を画定し、平方度の単位で、立体角当たりの前記微細構造化表面の約０．０１０％未満は、約１０度未満の傾斜大きさを有し、平方度単位で、立体角当たりの前記微細構造化表面の約０．００８％超は、約５０度の傾斜大きさを有する、微細構造化表面。
8. 光学フィルムであって、複数のプリズム構造体を含み、基準平面と、前記基準平面に垂直な厚さ方向と、を画定する微細構造化表面を備え、
   前記複数のプリズム構造体は、複数のファセットを含み、各ファセットは、前記厚さ方向に対する極角と、前記基準平面に沿った方位角と、を形成するファセット法線方向を有し、
   前記微細構造化表面は、実質的に均一である、前記複数のファセットの面方位角分布を有し、
   前記微細構造化表面は、軸外ピーク極分布を有する前記複数のファセットの面極分布を有し、
   前記軸外ピーク極分布は、軸上極分布の少なくとも２倍大きく、
   前記複数のプリズム構造体は、前記微細構造化表面にわたって不規則に分布し、
   前記微細構造化表面は、少なくとも１０，０００個のファセットを含む解像度で実質的に均一であるファセットの面方位角分布を有する、光学フィルム。
9. 光学フィルムであって、複数のプリズム構造体を含み、基準平面と、前記基準平面に垂直な厚さ方向と、を画定する微細構造化表面を備え、
   前記複数のプリズム構造体は、複数のファセットを含み、各ファセットは、前記厚さ方向に対する極角と、前記基準平面に沿った方位角と、を形成するファセット法線方向を有し、
   前記微細構造化表面は、コリメート光に対して実質的に均一である方位角透過率によって特徴付けられ、
   前記微細構造化表面は、コリメート光の軸外ピーク極透過を有する極透過によって特徴付けられ、
   前記軸外ピーク極透過は、軸上極透過の少なくとも２倍大きく、
   前記複数のプリズム構造体は、前記微細構造化表面にわたって不規則に分布している、光学フィルム。
10. 金属テンプレートを含む電気メッキ溶液を調製することであって、前記金属テンプレートは、不規則プリズム構造体に対応する結晶形状を有する、調製することと、
    金属層を前記電気メッキ溶液から基部上に電気メッキすることと、を含み、
    前記金属層は不規則プリズム構造体を有する微細構造化表面に対応する不規則な突出部を含み、
    前記微細構造化表面は、基準平面と前記基準平面に垂直な厚さ方向とを画定し、
    前記不規則プリズム構造体は平坦なファセットを含み、
    各平坦なファセットは、前記基準平面に対する極角と、前記基準平面に沿った方位角と、を形成するファセット法線方向を有し、
    前記不規則プリズム構造体は、前記微細構造化表面の前記コリメート光の光透過特性が、円錐形プリズム構造体の集合体表面の前記コリメート光の光透過特性に近似するように、前記光学フィルムにわたって分布する、方法。