JP2023538261A - 光偏向テープ、関連する方法および使用 - Google Patents

Abstract

ライトガイドに貼り付け可能な光学偏向テープが提供される。光学偏向テープは、基材と、基材に埋め込まれ光学機能キャビティとして構成されたある数の周期的パターン特徴部で形成された少なくとも１つのパターンであって、前記光学機能キャビティは、前記キャビティを囲む前記基材の材料の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で充填されている、パターンとを有する。前記パターンは受光した光の方向を調節するように構成され、そのことにより、前記パターンに入射した光が偏向されて、一連の内部全反射を介してライトガイド媒体を通る伝搬経路を得るようにされ、前記少なくとも１つのパターンによって、前記光学偏向テープは前記ライトガイドを通って伝搬する光の分布を制御するように構成されている。テープを製造する方法および関連する用途がさらに提供される。

Description

本発明は一般に、導波路のための光学構造体の提供およびそれを製造するための方法に関する。特に、本発明は、光導波路を通る光伝搬の分布を制御するように構成された一体化キャビティ光学系に基づくフレキシブルソリューション、関連する方法および使用に関する。

光導波路またはライトガイド技術は、様々な最先端用途において広く使用されている。配光システムの適切な選択は、しばしば、照明およびディスプレイ用途における光導波路の照明性能を決定する。典型的なライトガイド（ＬＧ）システムには、１つ以上のエミッタから出射された光線をエッジインカップリングするための部品、ライトガイド素子を通じて配光するための部品、光取り出し（アウトカップリング）用の部品（複数可）または領域（複数可）などが含まれる。インカップリング構造は、光を受光し、その方向を調節して光線を配光領域に導く。高度なライトガイドは、ライトガイドへの入射時のエッジインカップリング光効率を制御する光学パターンを備えている。

出射光の角度分布を制御し、所望の光学的性能を達成するために、照明用途に設計された従来のライトガイドソリューションは、例えば輝度向上フィルム（ＢＥＦ）のような多数の別個の光学フィルムを、依然として利用している。ＢＥＦを使用せずに実装された公知のライトガイドソリューションは、典型的には、マイクロレンズおよびＶ字溝形状の光学パターンを採用する。このようなソリューションを使用することで、所望に完全に制御された配光分布を達成することは不可能である。Ａｎｇｕｌｏ ＢａｒｒｉｏｓおよびＣａｎａｌｅｊａｓ－Ｔｅｊｅｒｏ[１］は、一体化された金属回折格子を介して得られるフレキシブルなスコッチテープ導波路における、光カップリングのソリューションを開示している。スコッチテープの２つの層の内側に、インカップリンググレーティングとアウトカップリンググレーティングとが埋め込まれており、スコッチテープが光導波路の機能を持つようになる。グレーティングは、金属（Ａｌ）ナノホールアレイ（ＮＨＡ）グレーティングとして実装されている。

ＵＳ ２０１５／１９２７４２ Ａ１（ＴａｒｓａおよびＤｕｒｋｅｅ）は、ライトガイドの表面にラミネートされた光取り出しフィルムを開示している。光取り出し機能は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：内部全反射）に基づいている。取り出しフィルムは、ライトガイドへのラミネーションなどによる固定時に、フィルムとライトガイドとの間にエアポケットを形成する。

ＵＳ ２０１８／０３１８４０ Ａ１（Ｈｏｆｍａｎｎら）は、ライトガイドから光を取り出すための埋め込み光学グレーティングを備えた光学素子を開示している。グレーティングの表面は、化学気相成長（ＣＶＤ）または物理気相成長（ＰＶＤ）などの公知の方法を用いて、光学的に有効な層でコーティングされる。さらに、グレーティングに存在する凹部は、光学セメントや光学接着剤材料で充填される。

ＵＳ １０,５９８,９３８ Ｂ１（ＨｕａｎｇおよびＬｅｅ）は、光がライトガイドからアウトカップリングされるまたはライトガイドへインカップリングされる角度を制御するための、角度選択的斜めグレーティングカプラを開示している。グレーティング間の屈折率を変調したり、異なる領域でグレーティングのデューティサイクルを変調することにより、選択性を得ることができる。

Ｋｒｅｓｓ［２］は、光導波路用のインカプラおよびアウトカプラを開示しており、前記カプラは、透過機能および／または反射機能用に構成された異なるタイプのグレーティングを備える。カプラは、ライトガイドに挟まれ／埋設されるか、または表面レリーフソリューションとして提供される。

Ｍｏｏｎら［３］は、ＬＥＤデバイスの光取り出しを改善するために、微細構造の中空（エア）キャビティグレーティングを使用するアウトカプラを開示している。中空キャビティは、典型的な方法で半導体材料に作製される。ＬＥＤを別とすれば、アウトカプラソリューションの他の用途（例えば、ライトガイドにおける）は提供されていない。

ＷＯ２０１９／１８２０９８（Ｒｉｎｋｏ）は、導光層と、導光層の任意の表面に設けられた少なくとも１つの光学機能層と、導光層の光入射側の端部における導光層と反対側の第１の光学機能層の表面に配置された光ビーム制御構造と、を備える光学デバイスを開示している。光ビーム制御構造は、導光層のエッジから臨界角未満の角度で第１の光学機能層に入射する光を減光する。第１の光学機能層は、低屈折率層であってもよい。光ビーム制御構造は、臨界角より上で全反射の条件を満たすように光源から出力される光の入射角を変更することができる、光リダイレクトテープであってもよい。上述の公報は、前記テープの内部に特定の光学パターンを設けることについての詳細を定義するものではなく、また、光学パターン（複数可）に関連する機能性、達成可能な性能および／または利用用途についての何らの具体的な情報を提供するものでもない。

ライトガイドベースの照明関連ソリューションの設計および最適化は、ライトガイド内の不均一な配光分布、不十分なカップリング、光トラッピングおよび／または取り出し効率に関連する、多くの課題に直面する。また、上述したソリューションは、様々な対象用途に対して満足のいく汎用性と適応性を有する一体化エアキャビティ光学系ベースのフレキシブルなソリューションを提供できないという意味で、限界がある。

この点で、現在の既存のソリューションの製造および組み立てに関連する課題に対処するという観点から、非ファイバ型ライトガイドのための光学構造体の分野における改良（輝度の均一性を高め、前記ライトガイドの光学的効率を向上させることを目的とする）が、依然として望まれる。

本発明の目的は、関連技術の制限および欠点から生じる各問題を少なくとも緩和することである。この目的は、独立請求項１の定義に従って、光学偏向テープの様々な実施形態により達成される。

実施形態において、ライトガイド用の光学偏向テープが提供される。前記テープは、基材と、基材材料に埋め込まれ光学機能埋め込みキャビティとして構成されたある数の３次元周期的パターン特徴部で形成された少なくとも１つのパターンであって、前記光学機能埋め込みキャビティは、前記キャビティを囲む前記基材の材料の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で充填されている、パターンと、を備え、前記パターンは受光した光の方向を調節するように構成される。前記テープにおいて、前記パターンに入射した光が、反射機能、屈折機能、回折機能、透過機能および吸収機能からなる群より選択される少なくとも２つの機能の組み合わせとして提供される協働的な光学多機能によって、偏向されて、一連の内部全反射を介してライトガイド媒体を通る伝搬経路を得るようにされ、前記少なくとも１つのパターンによって、前記光学偏向テープは前記ライトガイドを通って伝搬する光の分布を制御するように構成されている。

実施形態において、前記光学偏向テープは前記ライトガイドの少なくとも１つの平面に貼り付け可能に構成されている。

実施形態において、前記パターンで受光した光が、各前記キャビティと前記キャビティを囲む前記基材の材料との界面で偏向されて前記ライトガイド媒体を通る前記伝搬経路を得て、これにより、前記ライトガイド媒体と周囲との界面の入射角、および、任意選択的に、各キャビティと前記キャビティを囲む前記基材の材料との界面の入射角は、内部全反射の臨界角以上であるように前記テープは構成されている。

実施形態において、前記テープに設けられた少なくとも１つのキャビティパターンは、受光した光の方向を調節することに関連する光学多機能を実行するように構成され、前記光学機能は、偏向機能、反射機能、吸収機能、透過機能、コリメーション機能、屈折機能、回折機能、拡散機能、偏光機能、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。

実施形態において、前記パターンは、前記パターン内のキャビティまたはキャビティ群をある数のパラメータで設けることによって光学多機能的にされ、前記ある数のパラメータは、寸法、形状、断面プロファイル、配向、位置、周期性、およびフィルファクターからなる群より選択されるパラメータの任意の組み合わせから構成される。

実施形態において、前記パターン内の各個々の３次元キャビティは、ある数の光学機能面を有する。前記光学機能面（単数または複数）は、各キャビティと前記キャビティを囲む前記基材の材料との前記界面に形成される任意の表面（単数または複数）によって確立される。様々な構成において、前記パターン内の各個々のキャビティにおける光学多機能面（単数または複数）は、低屈折率反射体、偏光子、ディフューザ、吸収体、またはそれらの任意の組み合わせのうちのいずれか１つで確立される。

異なる実施形態において、前記キャビティは、実質的に可変の３次元周期的パターンを形成するかまたは実質的に一定の３次元周期的パターンを形成するように、前記パターン内に構成され配置される。実施形態において、前記キャビティを有する前記パターンは、離散的または少なくとも部分的に連続的なパターン特徴部で確立される。

実施形態において、前記光学偏向テープは周期的セグメントとして配置されたある数のパターンを備え、各セグメントは、あらかじめ定義された領域と周期の長さとを有する。

いくつかの実施形態において、前記テープは、少なくとも２つの隣接する機能ゾーンを形成するように配置されたパターンを備え、第１の機能ゾーンを形成する前記パターンおよび第２の機能ゾーンを形成する前記パターンは、前記ライトガイドを通って伝搬する光の前記分布の制御に関連する前記光学機能を果たすように独立して構成され、前記第１の機能ゾーンを形成する前記パターンは、前記パターンに入射する光の少なくとも一部を光学コレクタ媒体に伝達するよう構成されている。前記テープはさらに、前記第１および第２の機能ゾーンが、前記ライトガイドの表面および前記光コレクタ媒体の全表面に沿ってｎ回交互に並ぶように構成され得る。

実施形態において、前記パターンは、ある数のキャビティ関連パラメータによって可変的に構成され、前記ある数のキャビティ関連パラメータは、寸法、形状、断面プロファイル、配向、位置、周期性、およびフィルファクターからなる群より選択される個々のパラメータまたはパラメータの任意の組み合わせから構成される。

実施形態において、前記キャビティは、直線状、長方形、三角形、ブレーズ、傾斜、台形、曲面状、波状および正弦波状プロファイルからなる群より選択される断面プロファイルを有する３次元パターン特徴部で確立される。

実施形態において、前記キャビティは、空気などの気体材料で満たされている。

実施形態において、前記光学偏向テープは、接着によって前記ライトガイドの平面（単数または複数）に貼り付け可能に構成される。

実施形態において、前記パターン（単数または複数）は、略平坦で平面状の基材層として提供される前記基材に形成されたキャビティを含む。前記キャビティが形成される前記略平坦で平面状の基材層は、実質的に光学的に透明な材料で作られ得る。前記パターン（単数または複数）は、光学的に透明な層、反射体層、および／または着色層として設けられる、追加的な平坦で平面状の基材層との界面に形成されたキャビティを含む。

実施形態において、前記光学偏向テープは積層構成で配置されたある数の埋め込みパターンで構成される。

実施形態において、前記光学偏向テープは波長変換層をさらに備える。

別の局面において、独立請求項２３の定義にしたがって光学インカップリング素子が提供される。前記素子は、素子基材と前記いずれかの局面による光学偏向テープとを有利に備え、前記テープは前記素子基材の表面に貼り付けられている。前記素子基材の表面は平面状または曲面状であり得る。

別の局面において、独立請求項２５の定義にしたがって、光学偏向テープを製造する方法が提供される。

実施形態において、前記方法は、
－リソグラフィ、３Ｄプリンティング、マイクロマシニング、レーザー彫刻、またはそれらの任意の組み合わせから選択される作製方法によって、前記少なくとも１つのパターンのためのパターン化マスターツールを製造することと、
－前記基材上に前記パターンを転写し、パターン化基材を生成することと、
－前記パターン化基材上に追加的な平坦で平面状の基材層を適用して埋め込み３次元キャビティパターン（単数または複数）を生成し、前記基材層間の完全に平坦で平面状の界面に内部キャビティが形成されるようにすることと、を含み、
前記埋め込みキャビティは、前記キャビティを囲む前記基材の材料の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で充填されている光学多機能キャビティとして構成され、前記パターンは受光した光の方向を調節するように構成され、そのことにより、前記パターンに入射した光が、反射機能、屈折機能、回折機能、透過機能および吸収機能からなる群より選択される少なくとも２つの機能の組み合わせとして提供される協働的な光学多機能によって、偏向されて、一連の内部全反射を介してライトガイド媒体を通る伝搬経路を得るようにされ、前記少なくとも１つのパターンによって、前記光学偏向テープは前記ライトガイドを通って伝搬する光の分布を制御するように構成されている。

さらなる局面において、独立請求項２８の定義にしたがってライトガイドが提供される。前記ライトガイドは、前記ライトガイドを通る光伝搬のための経路を確立するように構成された光学的に透明な媒体と、前記いずれかの局面による光学偏向テープとを備え、前記偏向テープは前記ライトガイドの少なくとも１つの平面上に貼り付けられている。

実施形態において、前記光学偏向テープは接着によって前記ライトガイド媒体上に貼り付けられている。

実施形態において、前記ライトガイドは、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、レーザダイオード、ＬＥＤバー、ＯＬＥＤストリップ、マイクロチップＬＥＤストリップ、および冷陰極管からなる群より選択される、少なくとも１つの光エミッタデバイスをさらに備える。

実施形態において、前記ライトガイドは、単色光を出射するように構成された少なくとも１つの光エミッタデバイスと、前記波長変換層を含む前記光学偏向テープと、を備える。

さらなる局面において、独立請求項３２の定義にしたがって、前記局面によるライトガイドの、照明および／または表示における使用が提供される。

さらなる局面において、独立請求項３３の定義にしたがって、前記いずれかの局面により前記光学偏向テープが構成されている、光学偏向テープのロールが提供される。

さらなる局面において、独立請求項３４の定義にしたがって、光学ユニットが提供される。前記光学ユニットは、ライトガイド貼り付けのための接着層を有する前記いずれかの局面による少なくとも１つの光学インカップリング素子と、少なくとも１つのエミッタデバイスとを備える、

実施形態において、少なくとも１つのエミッタデバイスが、素子基材内に少なくとも部分的に一体化されるか、または素子基材に隣接してもしくは素子基材上に設置されている。

本発明の有用性は、その各特定の実施形態に依存して様々な理由から生じる。まず本発明は、光を偏向させ、光導波路（ライトガイド）のような光学素子における内部平面波の伝搬および分布を調和させるように構成された、新規な光学テープソリューションに係るものである。本発明による光学テープは、平面状の非ファイバ型のライトガイドのために設計されていることが有利である。

前記光学素子の少なくとも一表面に例えば接着剤層によって貼り付け可能に構成されたテープは、光学媒体（即ち、ライトガイド媒体）内部で入射光の方向を制御する。入射光は、テープ内部に埋め込まれた（エア）キャビティ光学系によって、本来の伝搬経路からある角度だけ偏向される。完全に一体化され、埋め込まれたキャビティ光学系は、プロファイル構成によって所望の光管理を達成するために、３次元パターンマトリックスに基づいており、３次元パターンマトリックスは、単一のプロファイルまたは複数のプロファイルで構成され得る。

本開示による光学偏向テープは、その埋め込まれたキャビティ光学系のため、利用が容易で信頼性が高い。埋め込まれたキャビティ光学系は、その内的性質により、組み立て、洗浄などを含む通常の取り扱い手順によって破壊されたり不具合になることが無い。即使用可能な状態においては、テープはその表面に表面レリーフパターンが形成されていない。テープは全体に平坦で平面状の外面を有しているため、その光学的性能を変更してしまったり損なったりすることなく、テープを触ったり洗浄したりすることができる。テープは、例えば接着面によって、関連する光学素子に手動または自動で容易に貼り付けることができる。

光学偏向テープは、光学素子（ライトガイド）にインカップリングされた光を少なくともコリメート、方向変換および／または調和させることを可能にする。このテープは、ａ）光学的向上および拡散フィルムなしで光アウトカップリング効率を達成すること、およびｂ）迷光を最小にした透明照明を達成することのような、好影響を提供する。

フレキシブルテープソリューションは、サイズ関連パラメータ（長さ×幅×厚さ／高さ）の任意の所望の組み合わせで構成することができる。テープは、ライトガイドの任意の表面、例えば、任意の側面および／またはエッジ（複数可）に容易に貼付することができる。テープは、光の大部分をコリメートすることができる（垂直分布に約１０度のばらつきで）、高度な（エア）キャビティ光学系を備える。このため、迷光を最小限に抑え、ライトガイドの全体効率を高めることができる。

いくつかの好ましい実施形態において、本願で提供されるソリューションは、一体化された（内部の）キャビティ光学系として有利に実現される。光学キャビティをともなう従来のソリューションでは、光はしばしば前記キャビティに透過（侵入）され、それによって望ましくない屈折が引き起こされ、配光制御が達成できない。それに対して、本願で提供されるソリューションでは、対応する光学機能特徴部パターンのＴＩＲ機能により、取り出された光の配光分布（すなわち屈折角と方向）を高精度で制御することができる。

光偏向テープの光学設計は一定とし、光学パターンソリューションは、周期的特徴部を含むような、類似かつ連続的な繰り返しパターンに基づいていてもよい。あるいは、テープは、連続的に変化するパターンまたはセグメント状パターンを備えており、各局所的パターン設計は特徴的なある入射角または入射角の範囲に対して予め設定されていてもよい。当然ながら、ソリューションは、特定のライトガイドの厚さおよび他の特定のパラメータに対して設計され、最適化されている。

異なる要素やセットアップについての多機能使用の場合、光学パターン設計は、各々において異なるパターンプロファイルを有する静的（deterministic）な周期的セグメント／ゾーンに分割することができる。各特定のセグメント／ゾーンの期間の長さまたは領域は予め決定されている。各セグメント／ゾーンは、各局所的なセグメント／ゾーンを管理し識別するために、特徴的な符号（sign）または信号でマークされることができる。これらマーキングに従って、テープの異なる部分からセグメントを切り出すことができる。これにより、同じ光学偏向テープを異なるライトガイド素子、例えば異なる厚みを有するライトガイドに対して、効率的に利用することができる。

本発明による光偏向テープが目指す主要な目的の１つは、テープが表面に接着されたライトガイドなどの光学素子の機能性を向上させることである。偏向テープは、単独で、または光学インカップリングテープおよび／または素子と組み合わせて使用することができる。したがって、偏向テープは、光インカップリングエッジ、および／またはライトガイド平面上に取り付けられた光インカップリングテープまたはインカップリング素子のいずれか１つに近接して適用することができる。追加的または代替的に、偏向テープは、最適な光学的性能を提供するために、ある配光領域内（複数領域内でもよい）の基本的に任意の領域（複数可）において、光インカップリング領域からずっと遠くに適用され得る。

ライトガイドに適用される偏向テープによって提供される主要な利点の１つは、インカップリング光とアウトカップリング光との間の比率を向上し、調和させることである。この機能的な組み合わせにおいて、典型的にライトガイド媒体のエッジからライトガイドに入るインカップリング光は、ライトガイド媒体内でより狭い内部配光分布、すなわち垂直軸に沿った光の少なくとも部分的なコリメーションを達成するために、偏向テープによって制御および変更される。ここで、偏向された（方向調節された）光の入射角は、内部全反射の臨界角を上回る。

偏向テープによって達成および変更された内部配光分布は、ライトガイド媒体からの光アウトカップリング、光取り出し角および方向に対して好影響を与える。典型的には、ライトガイド媒体内の配光分布がよりコリメートされているほど、ライトガイド媒体の単一の平面状の面側（planar side）（例えば前面側）または両方の平面状の面側（planar side）（前面側および背面側）からの制御された角度分布および取り出し指向性により、所定の角度でアウトカップリングパターン（複数可）に入射する光に対して効率的にアウトカップリングが行われやすくなる。単一の前面側の取り出しは、迷光レベルを低減し、背面側からの光損失を最小化するために好影響を与え、その結果、例えば、ウィンドウおよびサイネージ照明およびディスプレイ照明などの様々な照明関連の態様において重要な、改善された透明性およびコントラスト比を可能にする。

偏向テープは、さらに、平面状のライトガイド表面の光インカップリングテープまたはインカップリング素子の隣りに適用することができる。このような配置により、インカップリング配光分布は調和され、インカップリング光線は好ましい角度分布で方向変換される。典型的にインカップリング光は２つの別々の角度ピークに現れる不均一な内部分布を有することがあるが、これは、光取り出し、偏光、インカップリング、ビーム分割などの改善された第２フェーズの機能（second phase function）のために、少なくとも垂直軸に沿って部分的に調和され、コリメートされ得る。当然ながら、偏向テープは、光子の角度分布を拡散またはコリメートすることによって、内部配光分布と光束を調和させかつ取り出しパターンから光のスジを除去するため、水平軸分布に対して好影響を有する。

「光学放射」および「光」という用語は、明示的に別段の記載がない限り、大部分が同義語として利用され、紫外線（ＵＶ）放射、可視光、および赤外線放射をカバーする電磁スペクトルの、特定部分内の電磁放射を指す。いくつかの場合では、可視光が好ましい。

その最も広い意味において、本開示では、用語「ライトガイド」、「導波路」または「光導波路」）は、そこに沿って（例えば、光源から光取り出し面まで）光を伝達するように構成されたデバイスまたは構造を指す。この定義は、ライトパイプ型の部品、ライトガイド板、ライトガイドパネルなどを含むがこれらに限定されない、任意のタイプのライトガイドを含む。

「ある数の（a number of）」という表現は、本明細書では、１から始まる任意の正の整数、例えば１、２、または３を指す。一方、「複数の（a plurality of）」という表現は、本明細書では、２から始まる任意の正の整数、例えば２、３、または４を指す。

用語「第１」および「第２」は、任意の順序、量、または重要性を示すことを意図しておらず、むしろ、単に１つの要素を他の要素から区別するために使用されるものである。

本発明の異なる実施形態は、詳細な説明および添付の図面を考慮することによって明らかになるであろう、図面において、
図１Ａは、実施形態に係る光学偏向テープ１０を貼り付けられたライトガイドの断面図である。
図１Ｂは、点光源を用いて偏向テープ１０によって実現可能な光線分布モデルである。
図２は、偏向テープ１０をインカップリング素子上に利用した例である。
図３は、ライトガイド上において偏向テープ１０を利用するための各種構成（断面図）である。
図４Ａおよび図４Ｂは、実施形態に係る偏向テープ１０の断面図である。
図５は、周期的なパターン構造の基本パターン単位を示す。
図６は、偏向テープ１０についての例示的な実施形態を示す図である。
図７Ａおよび図７Ｂは、異なるパターン設計を有するテープ１０によって偏向されたインカップリング光の配光分布を例示するグラフである。
図８は、実施形態による、２つの機能ゾーンを構成する偏向テープ１０を示す図である。
図９は、実施形態による、複数の光学機能ゾーンを備える偏向テープ１０を示す図である。
図１０Ａ～１０Ｃは、複数の機能ゾーンを有する偏向テープ１０が貼り付けられたライトガイドについてのインカップリングシミュレーションを示す図である。
図１１は、偏向テープ１０を有しない基準ライトガイドと、実施形態による、偏向テープ１０を備えるライトガイドとの比較データを示す図である。
図１２Ａおよび図１２Ｂはライトガイド内の照度分布に関する効果を説明する図である。
図１３は、ある数の光インカップリングソリューションについての、光アウトカップリングおよび迷光管理機能の観点からの比較データである。
図１４Ａおよび図１４Ｂは、偏向テープ１０をインカップリング素子１００とともに平面状ライトガイド２０上に組み合わせて利用する様子を示している。
図１５Ａおよび図１５Ｂは、偏向テープ１０と組み合わせたインカップリング素子を設けた平面状ライトガイド（図１５Ａ）および、偏向テープ１０を有しないインカップリング素子（図１５Ｂ）における、インカップリング光の垂直分布を例示した比較グラフである。

本発明の詳細な実施形態は、添付の図面を参照して本明細書に開示される。同じ部材を参照するために、図面全体を通して同じ参照文字が使用される。
以下の引用が、部材に対して使用される。
１０－基材１０Ａを有する光学偏向テープ
１１－光学パターン
１２－光学多機能面１２１、１２２を有する光学的（パターン）特徴部／キャビティ
１３－コンタクト領域
テープ１０中において：
１１１－光学多機能層
１１１Ａ、１１１Ｂ－それぞれパターン化基材層および追加的な基材層
１１２、１１３、１１４－テープ１０の追加的な機能層
２０－光導波路
２０Ａ－コレクタ媒体
２１－アウトカップリングパターン
３０－エミッタデバイス（光源）
３１－出射された光学放射線
３２－インカップリングされ方向変換された光学放射線
３３－取り出された光学放射線
１００－素子基材１００Ａを有する光学インカップリング素子

図１Ａは、光学偏向テープ１０（以下、「テープ」）がその少なくとも１つの表面上に貼り付けられた、光導波路（ライトガイド）構造などの光学素子２０の断面図である。ライトガイドは、少なくとも１つの適切なエミッタデバイス３０によって出射された光学放射（光）を、照明が必要な特定の領域に向けて送り出すように構成された構造体である。ライトガイドは、略平面（複数可）を有する平面状の（非ファイバ型）ライトガイドである。基本的なライトガイドレイアウト（例えば図１Ａに示す）において、上面、下面、および２つ以上のエッジ面を区別することができる。上面および下面は、光学素子の水平面を形成し、一方、エッジは、２次元形状（すなわち、周縁）として見たときに前記光学素子を囲む経路に沿って前記上面および下面の間で、必須ではないが所定の角度での傾斜をともなって、略垂直に延びている。前記平面状ライトガイドの長手方向平面は、その水平面（複数可）に沿って存在する。

ライトガイドは、光学ポリマーまたはガラスから形成された透光性キャリア媒体を備えている。例示的な実施形態では、ライトガイド（キャリア）媒体は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）である。明瞭性のため、参照符号２０を、実体としてのライトガイドと、当該ライトガイドが作られるキャリア媒体との両方を示すために使用する。

テープ１０は、平面状ライトガイドの片面側または両面側（上、下）に貼り付けることができる。例えば光アウトカップリング／取り出し層のような他の光学構造体を担持するライトガイドの同じ側にテープ１０を設置することは合理的である。特にウィンドウ照明では、環境要因のため、建物の内部または積層されたウィンドウの間の空間に面するウィンドウ面上にすべての光学構造体を組み立てることが有益である。

図１Ａは、その２つの（平面状の）表面（ここでは、上面および下面）に貼り付けられたテープ１０を有する、ライトガイドソリューションを示す。追加的または代替的に、テープ１０は、光インカップリング領域／インカップリング素子に近接して、および／または前記インカップリング素子上に貼り付けることができる。

光インカップリング素子１００は、光をライトガイド媒体内に結合するためにライトガイド表面に取り付けられることができる。実際には、インカップリング領域またはインカップリング領域は、略平面状のライトガイドの任意の部位／領域内に配置することができる。

図２は、インカップリング素子１００上にテープ１０を利用する様々な構成を示す。前記インカップリング素子１００は、ライトガイド媒体２０に取り付けられ、かつテープ１０が貼り付けられる表面（単数または複数）を有する、素子基材１００Ａを有する。この表面は、平坦であってもよいし、曲面状であってもよい。素子１００の平坦な平面は、所定の角度で傾斜していてもよい（テーパー型インカップリング素子１００；（ｉｉｉ）、図２）。構成（ｉ）および（ｉｉ）は、順に、平面が同一平面／同一レベルにあるインカップリング素子にテープ１０を設けることを示す構成である。構成（ｉｉ）は、２つのテープ層１０、１０Ａを互いの上に積層した２層テープを設けることを示している。

ライトガイドに直接貼り付け可能なテープ（不図示）についても、同様の２層ソリューションを想到することができる。

全体として、テープは、ライトガイド２０上および／または素子１００上に置かれる（すなわち、前記ライトガイドの水平面に対して位置決めされる）。エミッタデバイス（複数可）３０に関して、テープ１０は、このように、平面状ライトガイドの長手方向平面に略平行な方向から到達する光を捕捉するように、位置決めされる。

テープ１０は、均一な外面（ライトガイドに面する表面およびその反対の表面）を有することが好ましい。すなわちその上に形成された表面レリーフパターンまたは関連構造を有しないことが好ましい。さらに好ましくは、これらの表面は、全体的に平坦かつ平面状に構成されている。

利用される技術に鑑みて、レリーフパターン（オープンキャビティパターン）を備えるテープ１０の態様は除外されない。

サイズ関連パラメータ（長さ、幅、高さ／厚さ）に関して、テープ１０は、最適な性能効率を達成するための必要に応じて構成することができる。ライトガイドへのテープの貼り付けは、例えば、接着によって可能になり、または容易になる。

テープ１０は、ライトガイドの配光部に受光した光の大部分を捕捉およびコリメートし、ライトガイド媒体内／中をさらに配光することを可能にする。図１Ｂは、点光源３０を用いてテープ１０によって実現可能な光線（分布）モデルである。垂直配光分布（ｚ方向、図１Ｂ）のばらつきは、約（±）１０°になる。

テープ１０および素子１００は、その厚さに関係なく、略平面（複数可）を有する任意のライトガイドと共に利用することができる。

図３は、（ｉ）～（ｉｖ）において、ライトガイド２０上の光学偏向テープ１０の様々なレイアウトを示す。レイアウト（ｉ）は、図１Ａに示されたものと略同じである。レイアウト（ｉｉ）および（ｉｉｉ）は、従来の片面光アウトカップリングパターン（ｉｉ）を有する平面状ライトガイド媒体、および従来の両面光アウトカップリングパターン２１（ｉｉｉ）を有する平面状ライトガイド媒体上へ、テープ１０を設けることを示している。レイアウト（ｉｖ）は、埋め込まれたキャビティ光学系で構成された片面または両面光アウトカップリングパターン２１を有する平面状ライトガイド媒体へ、テープ１０を設けることを示す（片面構成は特に図示しないが、図３のｉｖに基づいて容易に想到することができる）。

エミッタデバイス（複数可）３０から出射された光３１は、ライトガイド中に受光され、その方向がテープ１０によって調節される。光学偏向テープは、ライトガイドを通って伝搬する光の分布を制御し、かつライトガイド媒体を通りアウトカップリング領域（複数可）２１へ向かう光伝搬（光線３２）を媒介するように、構成される。取り出された／アウトカップリングされた光は、参照符号３３で示される。光学アウトカップリングパターンは、例えば、複製によってライトガイド媒体に一体化することができ、あるいはライトガイドの表面に適用されたコーティングまたはテープの形態で提供することができる。

図４Ａおよび図４Ｂは、いくつかの実施形態による光学偏向テープ１０を示す。光学偏向テープ１０は、基材１０Ａと、基材に埋め込まれたある数のパターン特徴部１２で形成された少なくとも１つのパターン１１とを備える。基材材料におけるパターン特徴部１２の配置は、好ましくは周期的であるが、パターン１１を非周期的構造として設けることも除外されない。特徴部１２は、光学機能キャビティ（すなわち、内部キャビティ光学系、埋め込みキャビティ光学系、または一体化キャビティ光学系）として構成される。後者は、さらに、「キャビティ」または「キャビティプロファイル」と呼ばれる。埋め込みパターン１１／埋め込みキャビティ１２を有する基材材料１０Ａは、光学機能層１１１を形成する。

内部キャビティ１２は、キャビティを囲む前記基材の材料の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で充填されている。

いくつかの構成において、キャビティ１２は低屈折率材料で充填されている。追加的または代替的に、キャビティは、低屈折率コーティングを備えてもよい。いくつかの構成において、キャビティ１２は空気で充填されることにより、埋め込みエアキャビティ光学系ソリューションを確立する。全体として、前記キャビティの充填材料は、空気または他の気体を含む気体媒体、流体、液体、ゲル、および固体のうちのいずれか１つで確立され得る。

埋め込みパターン１１を有する光学機能層１１１は、（サブ）層１１１Ａ、１１１Ｂから形成される。第１の基材層１１１Ａは、その中に少なくとも１つのキャビティパターンが形成された略平坦な平面を備える（以下、パターン化層と呼ぶ）。パターン化層１１１Ａは、少なくとも１つのキャビティパターンが形成された、均一な厚さを有する平坦で平面状の基材材料の層として提供され得る。内部キャビティを確立し、埋め込み光学パターンを形成するために、パターン化表面を有する第１の基材層は、第１の層１１１Ａのパターン化基材表面と第２の基材層１１１Ｂの全体に平坦な平面との界面に、平坦な接合領域１３と交互に並ぶ埋め込みキャビティ１２を有する少なくとも１つの埋め込みキャビティパターン１１を形成するように、第２の基材部材１１１Ｂの全体に平坦な平面に突き合わされている。

実際には、層１１１Ａは、パターン（単数または複数）がキャビティを備えている、略平坦で平面状の基材層として提供される（以下、パターン化層という）。内部キャビティを確立し、埋め込み光学パターンを形成するために、好ましくは全体に平坦で平面状層として提供される追加的な基材層１１１Ｂが、内部の（すなわち、埋め込まれたまたは一体化された）特徴部パターン１１がパターン化層１１１Ａと平面状層１１１Ｂとの界面に確立されるように（パターン化）層１１１Ａに対して配置される。基材層１１１Ａ、１１１Ｂの間の境界は、埋め込みパターン１１を有する光学機能層１１１の略「一体」的な性質を強調するため、示されていない。

いくつかの構成において、第２の基材層１１１Ｂは、均一な厚さを有する全体に平坦で平面状の基材材料の層として提供される。

追加的な基材層１１１Ｂは、光学的に透明な層、反射体層、および／または着色層として設けられることができる。層１１１Ａ、１１１Ｂは、同じ材料および／または略同じ屈折率を有する材料から作ることができる。あるいは、これらの層は、異なる材料から作ることができ、その違いは、少なくとも屈折率、透明性、色、および関連する光学特性（透過率、反射率など）の観点から確立される。例えば、光学機能層１１１全体（両層１１１Ａ、１１１Ｂとも）を、透明ポリマーまたはエラストマー、ＵＶ樹脂などの実質的に光学的に透明な基材材料で作ることができる。あるいは、層１１１Ａ、１１１Ｂを、屈折率の異なる、異なる材料でそれぞれ作製することもできる。

いくつかの好適な構成では、キャビティ１２が形成される略平坦で平面状の基材層１１１Ａは、実質的に光学的に透明な材料で作られている。そして機能層１１１Ｂは、層１１２または１１４などの最上位構造との接触面を確立するために、コンタクト層として構成される。したがって、層１１１Ｂは、接着剤層または乾燥（固体）層として構成されてもよい。

キャビティ１２と交互に並ぶ基材材料の領域は、サブ層１１１Ａ、１１１Ｂの間、ならびに光学機能層１１１と追加的な層１１２、１１３、１１４（以下でさらに説明する）の間にコンタクト領域またはコンタクト点を形成する。特定の条件下では、領域１３はいわゆる光通路を形成し、この光通路を通じて光が層（１１１、１１２、１１３、１１４）間で伝達される。光通路は、基材材料１０Ａが略透光性キャリア媒体である場合に形成される。したがって、パターン１１は、間にコンタクト点／光通路１３を有するある数の埋め込みキャビティを有する。

いくつかの実施形態において、テープ１０は、光学機能層１１１のみで形成されている。そのようなテープは、基材材料内部に完全に埋め込まれている（外面に顕著なパターン特徴部が確立されていない）、パターン（複数可）１１／（エア）キャビティプロファイル１２を有する層１１１からなる。

機能層１１１およびテープ１０は、積層構成で配置されたある数の埋め込みパターンで実装することができる。構成は、２つ以上のパターン化層（１１１Ａ）、任意選択的に光学機能層（１１１）を互いに接合することにより、１つのテープにおいて多層ソリューションを形成することを含む。いくつかの構成において、パターン化層１１１Ａは、任意選択的に、平坦な基材層１１１Ｂと交互に並んでもよい。追加的または代替的に、２つ以上のテープ１０（１０－１、１０－２）を互いの上に適用して、（構成（ｉｉ）、図２に類似する方法で）多層テープ構成を形成することができる。

いくつかの場合では、テープ１０は、互いの上に配置された２つ以上のパターン化層（１１１Ａとして参照される）を含む積層体を用いて形成されてもよい。層間の平坦で平面状の界面は、したがって、前記パターン化層１１１Ａのみによって確立されてもよい（層がその表面のうちの１つにパターンを確立しており、他の表面は全体に平坦なままであることを必要とする）。最上位のパターン化層には、したがって、多層構造を完成させ、パターン（複数可）の完全な封入を可能にするために、全体に平坦な基材１１１Ｂが設けられてもよい。

したがって、積層体は、任意選択的に全体に平坦な基材層（１１１Ｂ）と交互に並ぶパターン化層（複数可）（１１１Ａ）、光学機能層（１１１）、およびテープ１０のうちのいずれか１つを用いて実現されてもよい。積層体内の異なるレベルに位置するパターンは、インカップリング、およびそこに受光した光の方向の調節に関連する同じまたは異なる光学機能を実行するように構成されてもよく、前記光学機能は、インカップリング機能、反射機能、方向変換機能、偏向機能、吸収機能、透過機能、コリメーション機能、屈折機能、回折機能、拡散機能、偏光機能、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される。

機能層１１１の製造は、好ましくはラミネーションによって、２つ以上の層を互いに接合することによって実施され、それにより全体に平坦で平面状層１１１Ｂはパターン化層１１１Ａに対して配置される。いくつかの場合では、２つ以上のパターン化層は、互いの上にラミネートされて積層体を形成し得る。基本的なレイアウトにおいて、平坦で平面状のパターン化層に形成された開口キャビティは、層間に形成された全体に平坦で平面状の界面において埋め込まれた状態になる。平坦なコンタクト領域１３は、ラミネーション中に形成される。テープ１０の重要な利点は、パターン特徴部をインプリントし、すべての機能層が１つの製品中に存在するようにすべての層を互いにラミネートする際に、ロール・ツー・ロール製法を利用する可能性があることである。

基本的な構成では、テープは、埋め込まれたキャビティ光学系とともに形成した少なくとも１つの機能層１１１からなる。貼り付けを容易にするために、テープは、前記機能層または機能層の積層体の片面側または両面側に少なくとも１つの接着剤層（例えば１１２を参照）をさらに備えている。

テープ１０は、光学機能層１１１（または光学機能層の積層体）の片面側または両面側に配置された、図４Ａ、４Ｂにおいて１１２として示すベース層および１１３として示す最上位層などの、ある数の追加的な機能層をさらに備えていてもよい。これらの層は、テープにある数の追加機能を付与する。

例として、ベース層１１２は、下層のライトガイド媒体への接着による貼り付けを可能にするために、接着剤層として構成されてもよい。接着剤層１１２は、光学透明接着剤（ＯＣＡ）または液体の光学透明接着剤（ＬＯＣＡ）として設けられてもよい。また、接着剤層は、テープのある任意の表面に設けられてもよいし、テープの両表面（上面、下面）に設けられてもよい。したがって、テープ１０は、テープのいずれかの面側において異なる要素を貼り付けるための両面接着テープとして構成することができる。

最上位／外層１１３は、機能的な外側層であり、光学的に透明な層、不透明層、反射体層、低屈折率（Ｒ_ｉ）層などのうちのいずれか１つとして構成され得る。あるいは、最上位層１１３は、ベース層１１２と同様の接着剤層として構成することができる。

いくつかの構成において、光偏向テープは、例えば青色（ＬＥＤ）光のような単色光の部分的または完全な変換のための波長変換層として構成された追加的な機能層（１１２、１１３、１１４）を含んでいる。波長変換層は、ライトガイドの上面および／または下面に配置することができる。後者の場合、波長変換層は接着剤層とともに配置され、ライトガイドとの光学的接続を形成することができる。この追加的な変換機能を有する層は、ライトガイドのエッジまたは平面状の領域（前記ライトガイドの配光領域）上で利用することができる。追加的または付加的に、波長変換層は、インカップリング素子１００と共に利用することができる。

低Ｒ_ｉ構成においては、層１１３は、屈折率が１．１０～１．４１の範囲内にある、いわゆる低屈折率材料で構成されている。前記低Ｒ_ｉ層の屈折率は、典型的には１．５未満であり、好ましくは１．４未満である。このような場合、最上位層１１３は、光学フィルタ機能（その上に入射する電磁放射のスペクトル強度分布または偏光状態を変化させる能力として定義される）を有するものとなる。フィルタは、透過、反射、吸収、屈折、干渉、回折、散乱、偏光など、様々な光学機能の実行に関与することができる。

図４Ｂは、中間機能層をさらに備えるテープ１０を示し、これは、例えば、上述したように、光学的に透明な層または低Ｒ_ｉ層として構成されてもよい。

図４Ａ、図４Ｂに示す構成は例示的なものであり、したがって、説明した機能を有する層１１２、１１３、１１４のいずれか１つを光学機能層１１１のいずれかの片面側または両面側に配置することができる。

例示として、追加的な層（例えば１１２、１１３、１１４）のうちのいずれか１つは、層間の界面でコンタクト点を形成する、光通路１３を通過した光の一部を吸収する黒色層として構成され得る。黒色層を有するテープは、例えば、光学素子の背面側に設けられてもよい。別の例示的な構成では、追加的な層（複数可）は、層（１１１、１１２、１１３、１１４）間の界面におけるコンタクト点１３を通る光を透過させるの、光学的に透明な層であってもよい。上述したように、コンタクト点（光通路）は、基材領域１３によって形成される。同様に、追加的な層のいずれかを反射体層として構成することができ、当該層の材料は、鏡面反射、ランバート反射を起こすように採用されてもよいし、その他の任意の反射性の不透明材料として設けられてもよい。一つの特別なソリューションは、光学機能層１１１の背面側に低屈折率（Ｒ_ｉ）層を利用し、コンタクト点１３がそこに入射する光に対して内部全反射を引き起こすようにすることを含む。示されたソリューションは、典型的には、前記相互接続点（領域１３）のフィルファクターおよびその形状に応じて、光強度分布／光調和効率を約６％～約２０％向上させる。記載された構成は、ライトガイド媒体上のテープの位置を考慮して、ケースバイケースで調整する必要がある。

テープ１０の主要な光学機能（複数可）は、光源３０から出射され、パターン（複数可）に入射する光学放射（光）の方向を調節することである。テープは、パターン（単数または複数）１１に入射した光が偏向されて、一連の内部全反射を介しライトガイド媒体２０を通るような伝搬経路を得るように、受光した光の方向を調節／変更するよう構成されている。したがって、パターン（複数可）１１は、当該パターン（複数可）によって、テープが、ライトガイド媒体を通る（そして任意選択的にアウトカップリング領域（複数可）２１に向かう）光伝搬を媒介し、ライトガイド２０を通って伝搬する光の分布を制御するように構成されるように設計されている。

パターンで受光した光３１は、各キャビティ１２とキャビティを囲む前記基材の材料１０Ａとの界面で偏向される。このようにして、パターン１１およびその特徴部（キャビティ）は、そこに受光される光の方向を調節することに関連する光学機能または機能群を果たす。偏向光３２がライトガイド媒体を通る伝搬経路を得ることにより、各キャビティとキャビティを囲む基材の材料との界面における入射角が、内部全反射の臨界角以上となる。

パターン内の個々のキャビティまたはキャビティ群に、寸法（サイズ）、形状、断面プロファイル、パターン内の配向および位置、フィルファクターおよび周期性を含むがこれらに限定されないある数のパラメータを与えることによって、パターン１１は光学機能的となる。

このように、パターン内の個々のキャビティは、ある数の光学機能面を有するプロファイルを構成する。例示として、光学機能面１２１、１２２（以下、それぞれ第１の光学機能面および第２の光学機能面）が図３Ａ、３Ｂに模式的に示されている。前記表面の各々は、キャビティ１２と周囲の基材媒体との間の境界界面に設けられる。言及された表面のうちの一方（ここでは表面１２１）は、ライトガイドの長手方向軸／平面と略平行に横たわる略水平面として設けられ、光源（複数可）が略同じ軸／平面に沿って光を出射するものであってもよい。他方（ここでは表面１２２）は、第１の表面に対して傾斜表面または垂直表面として設けられてもよい。実際には、キャビティ内のすべての表面が光学機能的にされてもよい。

光学機能面（単数または複数）は、このように、各キャビティとキャビティを囲む基材の材料との界面に形成される任意の表面（単数または複数）によって確立される／される。

いくつかの構成において、パターン内の個々のキャビティにおける各前記光学機能面（単数または複数）は、低屈折率反射体、偏光子、ディフューザ、吸収体、またはそれらの任意の組合せのいずれか１つによって確立される。したがって、光学機能面のいずれか１つ、例えば１２１、１２２は、低Ｒ_ｉコーティングのような適切なコーティングを備えることができる。

例示として、周期的パターン構造の基本パターン単位を図５上に示す（枠Ａ）。画像Ｂは、ライトガイド媒体における光の透過（複数可）または方向変換（複数可）に必要な角度として定義される所定の角度（α）を有する、光偏向平面の断面図である。Ｃに描かれた２つの画像は、枠Ａによる基本的なパターン単位の正面図（左）および上面図（右）である。

光偏向キャビティパターン（単数または複数）によって、テープ１０は、垂直軸または水平軸などの少なくとも１つの軸に沿って入射光を事前コリメートし、光取り出しによる照明、光信号伝搬などのライトガイドの最終性能をサポートするために、内部配光分布を制御するように構成することが可能である。

上述したように、光学偏向テープ１０の主要な機能の１つは、内部全反射の臨界角以上の入射角でパターンに入射する光の偏向および方向付け（または方向変換）である。テープが果たす光学機能は、パターンに入射（キャビティと周囲の媒体との界面に入射）する光に適用される。入射光は、テープ内部に埋め込まれた（エア）キャビティ光学系により、本来の伝搬経路からある角度だけ偏向される。

ライトガイド媒体を通った前記ＴＩＲ媒介による光伝搬の分布を調節することに加えて、テープは、ある数の追加的な光学機能を実行するように構成される。ここで、ある特定の機能または機能の組み合わせは、パターン内のキャビティプロファイル（複数可）の構成や、材料（例えば、光学機能層１１１を形成する基材材料、追加的な層１１２、１１３、１１４の材料、キャビティ充填材料）の選択などの、キャビティおよび周囲材料の関連パラメータを含むある数の要因によって決定される。

テープ１０において、少なくとも１つのパターンは、そこに受光される光の方向を調節することに関連する光学機能を実行するように構成される。ここで、前記光学機能は、反射機能、吸収機能、透過機能、コリメーション機能、屈折機能、回折機能、偏光機能、およびそれらの任意の組み合わせを含むが、これに限られない。

パターン内のキャビティは、個々にまたは集合的に光学機能（単数または複数）を実行する。したがって、パターン内のすべてのキャビティが同じ機能（集合的性能）を果たすように、パターンを構成してもよい。このような場合、パターンは、同じ（同一の）キャビティから構成されてもよい。あるいは、同じパターン内の個々のキャビティ１２は、そこに受光される光の方向の調節に関連する少なくとも１つの光学機能を確立するように設計することができる。これは、上述のように、寸法、形状、断面プロファイル、配向、位置、周期性、およびフィルファクターなどのキャビティ関連パラメータを（設計および製造段階で）調整することによって行われる。テープ１０は、ある数のパターンから構成することができ、ここで各パターンは、少なくとも１つのパラメータについてテープ内の任意の他のパターン（複数可）の特徴部／キャビティとは異なる特徴部／キャビティから構成されている。

単位面積当たりの光学特徴部１２のパーセント（％）比によって定義されるフィルファクター（ＦＦ）は、光学ソリューションを設計する際の重要なパラメータの１つである。フィルファクターは、基準領域（例えば、１つのパターンまたはその他の任意の基準領域）における、特徴部１２の相対的な割合を定義する。

テープにおいて、そのパターン（単数または複数）は、ある数のキャビティ関連パラメータによって可変的に構成される。ここで、前記ある数のキャビティ関連パラメータは、寸法、形状、断面プロファイル、配向、位置および周期性からなる群より選択される個々のパラメータまたはパラメータの任意の組み合わせから構成される。

光学機能の達成は、キャビティ１２間に光通路領域１３を設けることによって助けられる（図３Ａ、３Ｂ）。前記光通路の構成は、キャビティの構成およびパターン内の前記キャビティの配置に大きく依存するが、例えば、光透過特性は、基材材料の選択によって制御および最適化することができる。

光学偏向機能が適用された光（すなわち、キャビティパターンとの相互作用を介して方向が調節された光線）は、偏向光（３２、図３）とも呼ばれ、一連の内部全反射を介してライトガイド媒体２０を通る伝搬経路を得る。

テープ中のパターン（複数可）１１は、パターン内の各キャビティとキャビティを囲む基材の材料との界面における入射角が内部全反射の臨界角以上である状態で光が前記パターン（複数可）に入射するように、さらに調整することが可能である。このような配置により、テープ１０およびパターン（複数可）１１で受光した光の方向が、パターン内の各キャビティとキャビティを囲む基材の材料との界面で変更されてライトガイド媒体を通る伝搬経路を得て、これにより、ライトガイド媒体と周囲との界面の入射角、および、任意選択的に、各キャビティとキャビティを囲む基材の材料との界面の入射角は、内部全反射の臨界角以上である。

光学偏向テープ１０によって、ライトガイド媒体と周囲との境界（界面）の平面上、および任意選択的に、各キャビティと前記キャビティを囲む基材媒体との境界（界面）の平面上に内部全反射の臨界角以上の入射角で光が到達するように、光の方向が調節される。

明瞭性のため、用語「偏向」は、本明細書では主として、テープ５０においてその方向が調節／変更される（すなわち、エミッタによって出射された本来の経路から逸れるように変更される）インカップリング光線に関して用いられ、一方、用語「方向付け（または変換）」は、テープにおいて偏向（方向変換）された光線と、テープにおいて偏向された後に一連のＴＩＲを介してライトガイドを通る伝搬経路を得た光線の両方に対して適用される。偏向機能、方向付け（または変換）機能ともに、光が界面／境界材料（例えば、空気－プラスチック）と相互作用する結果、光学放射線の方向を調節することを目的としている。そして相互作用は、反射、屈折など、ある数の光学機能性を通じて発生する。

光は、ある範囲の入射角でパターンに到達すると、キャビティ１２で内部全反射される。従って、キャビティ１２は、機能面１２１、１２２の観点から、（前記光学機能面のいずれか１つが作る界面に対して臨界角以上の入射角で）パターンに到達した光を受光し、さらに分配するように構成することが可能である。

光線が光学的に透明な基材１０Ａ内を移動し、ある角度で内部キャビティ面（１２１、１２２）の１つに当たると、光線はその面から基材に反射されるか、キャビティ－基材界面でキャビティ内に屈折されるかのいずれかである。光線が反射または屈折される条件は、屈折率の異なる２つの媒体の界面に入射する光線の入射角と屈折角の関係を示すスネルの法則によって決定される。光の波長にもよるが、十分に大きな入射角（「臨界角」を越える）では屈折が起こらず、光のエネルギーは基材内に閉じ込められる。

臨界角とは、表面法線に対する光の入射角で、内部全反射の現象が発生する角度をいう。表面法線に対して屈折角が９０度のときに、入射角は臨界角となる（すなわち、臨界角と等しくなる）。典型的には、（より）高い屈折率（Ｒ_ｉ）の媒体から（より）低い屈折率（Ｒ_ｉ）の媒体へと光が通過するとき、例えば、プラスチック（Ｒ_ｉ １．４～１．６）やガラス（Ｒ_ｉ １．５）から空気（Ｒ_ｉ １）や他の略低屈折率の媒体へと光が通過するとき、ＴＩＲが発生する。高Ｒ_ｉ媒体から低Ｒ_ｉ媒体に進む光線に対して、（例えばガラス－空気界面での）入射角が臨界角より大きい場合、媒体境界は非常に優れた鏡として機能し、光は反射される（ガラスなどの高Ｒ_ｉ媒体に戻る）。ＴＩＲが発生すると、境界を介したエネルギーの伝達は行われない。一方、臨界角未満の角度（複数可）で入射した光は、高Ｒ_ｉ媒体から一部が屈折され、一部が反射される。反射光と屈折光の比率は、入射角および媒体の屈折率に大きく依存する。

臨界角は、基材－空気界面（例えば、プラスチック－空気、ガラス－空気など）によって異なる。例えば、ほとんどのプラスチックおよびガラスでは、臨界角は約４２度を構成する。したがって、例示的な導波路において、ＰＭＭＡシートなどの透光性媒体と空気との境界に４５度の角度で（表面法線に対して）入射した光は、おそらくライトガイド媒体に反射して戻り、それによって光のアウトカップリングは生じない。

同じ原理が、一連のＴＩＲを介して、ライトガイド媒体内を進む光にも適用する。ライトガイドを通ったＴＩＲ媒介による光伝搬は、偏向テープ（単数または複数）によって定義された境界の外側でも起こり得ることに留意されたい。ＴＩＲ現象は、ライトガイド設計やライトガイド媒体の選択によって成立する。

光学偏向テープ１０は、さらに、光学調和テープと呼ぶことができる。

３次元パターンは、典型的には、一定周期的パターン特徴部または可変周期的パターン特徴部を有するように確立される。周期性は、ライトガイド媒体中の平面波を制御して偏向させ、入射光（すなわち、パターン上に入射する光）を好ましい分布のために方向変換させるために必要な特徴である。さらなる場合として、非周期的パターン特徴部を、不均一な光束および/または配光分布を調和させるために利用し得る。

各個々のパターンにおいて、キャビティ１２は、離散的または少なくとも部分的に連続的なパターン特徴部によって確立することができる。離散的なパターンの例としては、ドット、画素などがある。

図７Ａおよび７Ｂは、異なるパターンＡおよびＢによって偏向されたインカップリング光の配光分布（ＹＺ平面内）を例示するグラフであり、構成Ｂは、平坦部を有する重なり合ったパターン構造（４０％）を有している。構成Ａは、平坦部と重ならない連結した（interlocked）パターン構造を有している。曲線２については、点の和が１００％となる。

図７Ａにおいて、曲線を以下のように称する。曲線１（「出力光」）は、ライトガイド内のインカップリングＬＥＤ配光分布を示しており、インカップリング光の方向は構成Ａのテープ１０によって調整されている。曲線１は、曲線２または３と比較して有意に多くのコリメート光を示す。カップリング効率は８３％である。

曲線２（「入力光」）は、ライトガイド（テープ１０無し）内のインカップリングＬＥＤ配光分布を示す。

曲線３（「平坦なＲ_ｉ=１,４１クラッドと黒テープ」）は、ライトガイド内のインカップリング配光分布を示す。インカップリングＬＥＤ光は、その上に黒テープを有する低Ｒ_ｉコーティング（Ｒ_ｉ=１,４１）でフィルターされており、これにより内部全反射の臨界角以上以上の角度から入る光が吸収されている。このような配置では、光強度の約３６％が失われる。カップリング効率は６４％である。

図７Ｂにおいて、曲線を以下のように称する。曲線１（「出力光」）は、ライトガイド内のインカップリングＬＥＤ配光分布を示し、インカップリング光の方向は構成Ｂのテープ１０によって調整されている。曲線１は、曲線２または３と比較して有意に多くのコリメート光強度を示している。カップリング効率は８９％である。図７Ｂの曲線２および曲線３の名称と凡例は、図７Ａの場合と同じである。

テープ１０において、キャビティは、実質的に一定の周期的パターンを形成するようにパターン内に構成および配置することができ、光学パターンソリューションは、パターン内の類似し連続的に反復する特徴部に基づいている。

パターン内において、キャビティは、実質的に可変の（またはセグメント状の）周期的パターンを形成するように構成および配置することができ、各局所的パターン設計は、そのパターン内の他の局所設計から実質的に可変である特徴部を有する。したがって、いくつかの構成において、テープ１０は、周期的セグメントとして配置されたある数のパターンを備えており、各セグメントは、あらかじめ定義された面積と周期の長さとを有する。これらの局所的パターンは、所定の角度または角度の範囲でそこに入射する光を管理するために、パターンおよび／またはキャビティ関連パラメータを変更することで可変にされることができる。キャビティプロファイルは、寸法、形状、断面プロファイル、配向、およびパターン内の位置のいずれか１つから選択されるある数のパラメータの観点から可変的に構成することができる。

テープにおいて、キャビティは、このように、直線状、長方形、三角形、ブレーズ、傾斜、台形、曲面状、波状および正弦波状プロファイルからなる群より選択される断面プロファイルを有する３次元パターン特徴部で確立される、

さらに、パターン（複数可）の構成および配置に関して、テープ１０は、特定のライトガイド厚さおよび他のライトガイド固有のパラメータに対して設計および最適化されている。

周期的パターンを有する光学偏向テープの一例を図６に示す。ある数の周期的な特徴部１２が強調されている。図６に示すパターン１１は、空気－キャビティプロファイルを有する３Ｄ光学パターン設計に基づくものである。

テープ１０内において、任意選択的にセグメントとして配置されたある数のパターンを、単一の機能ゾーンを形成するように配置することができる。別の構成では、任意選択的にセグメントとして配置されたある数のパターンを、少なくとも２つの隣接する機能ゾーンを形成するように配置することができる。複数の機能ゾーンの形成を図９に示している。

複数の機能ゾーンを備えるテープ１０（ゾーンの数は２を超える）において、各ゾーンまたは隣接するもしくは隣接しないゾーンの群は、特定の角度で入射する光を効率的に管理するために、特徴的なキャビティプロファイルを有することができる。

図８は、異なるパターン１１で形成された２つの機能ゾーン（それぞれ第１と第２ゾーン）を備える、テープ１０を示す。パターン間の違いは、図から明確に見て取ることができる。図８の配置において、第１の機能ゾーンを形成するパターンおよび第２の機能ゾーンを形成するパターンはそれぞれ独立して、ライトガイドを通って伝搬する光の分布の制御に関連する光学機能（偏向光は参照符号３２で示される）を果たすように構成されている。さらに、第１の機能ゾーンを形成するパターンは、パターンに入射した光３１の少なくとも一部を光学コレクタ媒体２０Ａに伝達するように構成されている。第１ゾーンを形成するパターンは、入射光をコレクタ２０Ａに伝達するように構成することができる。このような場合、光学偏向機能（３２）は、第２のゾーンを形成するパターン（不図示）によって行われる。

図８の構成は、少なくとも２フェーズの光学機能を可能にするテープを示しており、このテープは、様々な光学機能を実行するように構成されたある数の機能ゾーンを備える。したがって、第１の機能ゾーンにおいて、入射光の一部がライトガイド媒体へ偏向して戻され、別の部分が前記第１の機能ゾーンを介して後続の機能ゾーンへ伝達される。このように、異なる角度でインカップリングされた光は、ライトガイド内をよりよい効率で分布させることができる。

一部の構成において、テープ１０は、ライトガイド２０の表面および光学コレクタ媒体２０Ａの全表面に沿ってｎ回交互に並ぶ第１および第２の機能ゾーンを形成するパターンを備える。

図９は、複数の光学機能ゾーン（ここでは、１４ゾーン）を備えるテープ１０の例示的な実施形態を示す。これらゾーンは、異なるパターン特徴部で形成されている。本例では、ゾーンは５つのグループに配置され、グループ（１～５）中の各ゾーンは、（図５に関して説明したように）所定の角度アルファを有するパターンで形成されている。

図１０Ａ～１０Ｃは、複数の機能ゾーンを有する光学偏向テープ１０を張り付けたライトガイドについての、インカップリングシミュレーションを説明する図である。図１０Ａは、厚さ３ｍｍのライトガイド（機能ゾーン１～１４機能ゾーン、図９と同じ配置）についてのシミュレーションである。図１０Ｂは厚さ２ｍｍのライトガイド（機能ゾーン３～１２）のシミュレーションである。図１０Ｃは厚さ１ｍｍのライトガイド（機能ゾーン４～１３）のシミュレーションである。番号は図９に示すものと同じである。図７Ａ、図７Ｂと同様に、曲線１および曲線２は出力光および入力光を示している。

このような各機能ゾーンは、ゾーンを区別するために、特徴的な符号（sign）または信号でマークすることができる。次に、テープ１０はこれらのマーキングに従って切断し、切断されたモジュールをライトガイドの異なる部分に独立して適用することができる。このような配置は、積層ソリューション（積層構成で設けられるテープの２つ以上の層を有する、図２（ｉｉ）参照）の構築を容易にし、異なる厚さを有するライトガイドの異なる部分に（同じ）偏向テープを適用するのに有益である。例示的なソリューションは、保護ライナー（不図示）などのトップライナー上の、例えばカラーコードを利用することを含む。コードの凡例は、例えば、テープのパッケージ内に配された説明書において提供することができる。

マルチフェーズ設計は、複雑な光学設計を設けることを回避することができるので、製造を容易にする。さらに、合理的なコストで前記複雑な設計を製造することは、しばしば不可能である。ここに提案するマルチフェーズソリューションは、合理的なコストでライトガイドの光学的性能を高めるという問題を解決するものである。これは、比較的簡単な設計の光学パターンをグループ化することによって達成される。

モジュール式テープのコンセプトは、費用対効果の高い製造および利用における柔軟性を提供する。異なる目的のために、テープのモジュール性レベルをケースバイケースで最適化することができる。光学パターンの最適化を、静的（deterministic）または動的（non-deterministic）および／または周期的または非周期的設計特徴で実施することにより、複数の光学機能のうちの１つの光学機能の性能を実現することができる。

図１１は、光学偏向テープ１０を用いない基準ライトガイド（画像Ａ）と、長さ１０ｍｍの偏向テープ１０をインカップリング領域内においてライトガイドの両（上下）面に貼り付けたライトガイド（画像Ｂ）との比較データである。テープ１０を利用することで、ライトガイドの光学的効率は約８５％になることがわかる。

図１２Ａおよび図１２Ｂは、照度（内部強度）分布に関連する、テープ１０の最適化によって実現可能な効果を説明する図である。図１２Ａは、図１１について説明した方法で偏向テープ１０を使用することによって実現可能な照度分布を例示するグラフである。図１２Ａのグラフは、図１１に示す照度分布グラフの拡大像（画像Ｂ）である。不要な発光を矢印で強調している。

図１２Ｂは、黒色層（例えば、層１１３または１１４）を追加的に含む偏向テープ１０を使用することによって実現可能な照度分布を例示するグラフである。テープの上部にある黒色層は、すべての不要な角度で（テープに）入射する光を吸収する。しかし、主な強度ピークは変わらない。

図１３は、いくつかの光インカップリングソリューションについて、光アウトカップリングおよび迷光管理機能の観点からの比較データを示している。画像Ａは、光学偏向テープ１０がない基準ライトガイドであり、画像Ｂは、インカップリング領域内においてライトガイドの上面および下面に長さ１０ｍｍの偏向テープ１０を貼り付けたライトガイドである。画像Ｃは、パラボラ集光装置に対するインカップリングを示す。右側の画像は、画像Ａ、Ｂ、Ｃによるソリューションの迷光率を示す。Ｙ軸は迷光率／：１を定義し、ｘ軸は法線軸周りの角錐／度（°）を定義している。迷光率は、アウトカップリング光／迷光の量として定義される。数値的には、偏向テープ１０を貼り付けたライトガイドが最も良い迷光率が得られている（ソリューションＢ）。

テープ１０は、ロール・ツー・ロールラミネーションプロセスによって製造されるように、ロールの形態で提供され得る。

一局面において、光学インカップリング素子１００が提供され、前記素子は、素子基材１００Ａと、任意選択的に、上述の実施形態による光学偏向テープ１０と、を備える。テープ１０は、素子基材の少なくとも１つの表面上に貼り付け可能であり得る。

図１４Ａおよび図１４Ｂは、平面状ライトガイド２０上のインカップリング素子１００と組み合わせた光学偏向テープ１０の利用を例示する。テープ１０は、インカップリング素子１００に後続して配置される。図２は、テープ１０がインカップリング素子１００の上面に貼り付けられるソリューションを示す。

図１４Ａ、１４Ｂは、曲面状の上面を有する素子１００を示す。平面状の上面を有する素子の提供（同一平面／レベルに設けられ、傾斜している）は、図２によって示される。

図１４Ａは、インカップリング素子１００および偏向テープ１０を備えるライトガイドのレイトレーシングモデルである。図１４Ｂは、光学機能ゾーンＡ、ＢおよびＣを備えるインカップリング素子１００およびテープ１０を有するライトガイドの例示的な寸法を示す図である。寸法はミリメートル（ｍｍ）で与えられている。

図１５Ａおよび図１５Ｂはそれぞれ、インカップリング素子１００を備える平面状ライトガイドの垂直配光分布（ＹＺ面）を、テープ１０を設けた場合と、当該テープを設けない場合とで例示した比較グラフである。テープ１０を利用する図１５Ａのソリューションについては、図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、テープ１０の設置はインカップリング素子１００に引き続いて設けられる。曲線２の点の和は１００％である。図１５Ａから、ライトガイド媒体内の配光分布がテープ１０によって調和されていることがわかる。ライトガイド内部に入射する光の分布がより狭くなることで、光アウトカップリング時のライトガイドのコントラスト比が改善される。それにともない、ライトガイドの非照射側の透明性が向上する。

別の局面において、光学偏向テープ１０を製造する方法が提供される。前記方法は、適切な作製方法によって前記少なくとも１つのパターンに対するパターン化マスターツールを製造することと、パターンを基材上に転写してパターン化基材を生成することと、前記パターン化基材上に追加的な平坦で平面状の基材層を適用して埋め込みキャビティパターン（単数または複数）を生成し、前記基材層間の完全に平坦で平面状の界面に内部キャビティが形成されるようにすることと、を含む。

パターンは、リソグラフィ、３Ｄプリンティング、マイクロマシニング、レーザー彫刻またはそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されない、任意の適切な方法によって作製することができる。他の適切な方法が利用されてもよい。

埋め込みキャビティパターン（単数または複数）は、ロール・ツー・ロールラミネーション法により実施されることが好適であり、サブ層１１１Ａ、１１１Ｂは、光学機能層１１１を形成するために互いにラミネートされる。

追加的な基材層（１１１Ｂ）は、ロール・ツー・ロールラミネーション、ロール・ツー・シートラミネーション、またはシート・ツー・シートラミネーションから選択されるラミネーション法によって、パターン化基材層（１１１Ａ）上に適用することができる。

一旦作製されたパターンは、インプリント、押出し複製または３Ｄプリンティングなどの任意の適切な方法によってさらに複製されることが有利である。他の任意の適切な方法が利用されてもよい。

以下のプロセスを行うために、典型的な生産ラインが採用される：ａ）パターンの作製と複製、ｂ）キャビティのラミネート、ｃ）他の／追加的な層（複数可）の用意とそのラミネート、およびｄ）最終フィルムの切断。この生産ラインはさらに、幅狭または幅広のテープ製品の製造のために採用することができる。

ステップａ～ｃにおいて製造された光学偏向テープのシートまたはロールは、他の場所で切断するために移送されることができる。

本発明はさらに、ライトガイドを通る光伝搬のための経路を確立するように構成された光学的に透明な媒体を備えるライトガイド２０と、本明細書に記載した実施形態に従って構成された光学偏向テープ１０であって、光学偏向テープが前記ライトガイドの少なくとも１つの平面上に貼り付けられている、光学偏向テープの提供に係るものである。いくつかの構成において、光学偏向テープは、接着によってライトガイドに貼り付けられる。

ライトガイドは、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、レーザダイオード、ＬＥＤバー、ＯＬＥＤストリップ、マイクロチップＬＥＤストリップ、および冷陰極管のうちのいずれか１つとして提供される、少なくとも１つの光源をさらに含むことが可能である。

いくつかの構成において、ライトガイドは、単色ＬＥＤデバイスなどの単色光を放出するように構成された少なくとも１つの光エミッタデバイスと、波長変換層（単数または複数）を備える光学偏向テープとを有し得る。

照明および／または表示における前記ライトガイドの使用が更に提供される。ライトガイドは、装飾照明、ライトシールド、マスク、ウィンドウ、ファサードおよび天井照明を含む公共および一般用照明、サイネージ、看板、ポスターおよび／または広告ボード照明および表示、ならびに太陽光アプリケーションを含むがこれらに限定されない照明および表示関連の目的に使用することが可能である。

本発明の基本的な考え方は、技術の進歩にともない、その様々な変更をカバーするように意図されていることが、当業者にとって明らかである。したがって、本発明およびその実施形態は、上述した例に限定されるものではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲の範囲内で広く変化することができる。

参考文献
１．Carlos Angulo Barrios and Victor Canalejas-Tejero, "Light coupling in a Scotch tape waveguide via an integrated metal diffraction grating," Opt. Lett. 41, 301-304 (2016).
２．Bernard C. Kress, "Optical waveguide combiners for AR headsets: features and limitations", Proc. SPIE 11062, Digital Optical Technologies 2019, 110620J (16 July 2019).
３．Moon et al., "Microstructured void gratings for outcoupling deep-trap guided modes," Opt. Express 26, A450-A461 (2018).

Claims (35)

1. ライトガイド用の光学偏向テープであって、
   －基材と、
   －基材材料に埋め込まれ光学機能埋め込みキャビティとして構成されたある数の３次元周期的パターン特徴部で形成された少なくとも１つのパターンであって、前記光学機能埋め込みキャビティは、前記キャビティを囲む前記基材の材料の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で充填されている、パターンと、
   を備え、
   前記パターンは受光した光の方向を調節するように構成され、そのことにより、前記パターンに入射した光が、反射機能、屈折機能、回折機能、透過機能および吸収機能からなる群より選択される少なくとも２つの機能の組み合わせとして提供される協働的な光学機能によって、偏向されて、一連の内部全反射を介してライトガイド媒体を通る伝搬経路を得るようにされ、前記少なくとも１つのパターンによって、前記光学偏向テープは前記ライトガイドを通って伝搬する光の分布を制御するように構成されており、前記光学偏向テープは前記ライトガイドの少なくとも１つの平面に貼り付けられている、光学偏向テープ。
2. 前記パターンで受光した光が、各前記キャビティと前記キャビティを囲む前記基材の材料との界面で偏向されて前記ライトガイド媒体を通る前記伝搬経路を得て、これにより、前記ライトガイド媒体と周囲との界面の入射角、および、任意選択的に、各キャビティと前記キャビティを囲む前記基材の材料との界面の入射角は、内部全反射の臨界角以上である、請求項１に記載の光学偏向テープ。
3. 少なくとも１つのパターンは、受光した光の方向を調節することに関連する光学機能を実行するように構成され、前記光学機能は、偏向機能、方向付け（または方向変換）機能、反射機能、吸収機能、透過機能、コリメーション機能、屈折機能、回折機能、拡散機能、偏光機能、およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項１または２のいずれか１つに記載の光学偏向テープ。
4. 前記パターンは、前記パターン内のキャビティまたはキャビティ群をある数のパラメータで設けることによって光学機能的にされ、前記ある数のパラメータは、寸法、形状、断面プロファイル、配向、位置、周期性、およびフィルファクターからなる群より選択されるパラメータの任意の組み合わせを含む、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
5. 前記パターン内の各個々のキャビティは、ある数の光学機能面を有する、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
6. 前記光学機能面（単数または複数）は、各キャビティと前記キャビティを囲む前記基材の材料との前記界面に形成される任意の表面（単数または複数）によって確立される、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
7. 前記パターン内の各個々のキャビティにおける光学機能面（単数または複数）は、低屈折率反射体、偏光子、ディフューザ、吸収体、またはそれらの任意の組み合わせのうちのいずれか１つで確立される、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
8. 前記キャビティは、実質的に可変の周期的パターンを形成するように、前記パターン内に構成され配置される、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
9. 前記キャビティは、実質的に一定の周期的パターンを形成するように、前記パターン内に構成され配置される、前記請求項１～７のいずれかに記載の光学偏向テープ。
10. 前記パターン中において前記キャビティは、、離散的または少なくとも部分的に連続的なパターン特徴部で確立される、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
11. 周期的セグメントとして配置されたある数のパターンを備え、各セグメントは、あらかじめ定義された領域と周期の長さとを有する、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
12. 少なくとも２つの隣接する機能ゾーンを形成するように配置されたパターンを備え、第１の機能ゾーンを形成する前記パターンおよび第２の機能ゾーンを形成する前記パターンは、前記ライトガイドを通って伝搬する光の前記分布の制御に関連する前記光学機能を果たすように独立して構成され、前記第１の機能ゾーンを形成する前記パターンは、前記パターンに入射する光の少なくとも一部を光学コレクタ媒体に伝達するよう構成されている、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
13. 前記第１および第２の機能ゾーンが、前記ライトガイドの表面および前記光コレクタ媒体の全表面に沿ってｎ回交互に並ぶ、請求項１１に記載の光学偏向テープ。
14. 前記パターンは、ある数のキャビティ関連パラメータによって可変的に構成され、前記ある数のキャビティ関連パラメータは、寸法、形状、断面プロファイル、配向、位置、周期性、およびフィルファクターからなる群より選択される個々のパラメータまたはパラメータの任意の組み合わせから構成される、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
15. 前記キャビティは、直線状、長方形、三角形、ブレーズ、傾斜、台形、曲面状、波状および正弦波状プロファイルからなる群より選択される断面プロファイルを有する３次元パターン特徴部で確立される、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
16. 前記キャビティは、空気などの気体材料で満たされている、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
17. 接着によって前記ライトガイドの平面（単数または複数）に貼り付け可能に構成された、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
18. 前記パターン（単数または複数）は、略平坦で平面状の基材層として提供される前記基材に形成されたキャビティを含む、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
19. 前記キャビティが形成される前記略平坦で平面状の基材層は、実質的に光学的に透明な材料で作られる、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
20. 前記パターン（単数または複数）は、光学的に透明な層、反射体層、および／または着色層として設けられる、追加的な平坦で平面状の基材層との界面に形成されたキャビティを含む、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
21. 積層構成で配置されたある数の埋め込みパターンで構成された、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
22. 波長変換層をさらに備える、任意の前記請求項に記載の光学偏向テープ。
23. 素子基材と、前記素子基材の表面に貼り付けられた請求項１～２２のいずれかに定義の光学偏向テープとを備える、光学インカップリング素子。
24. 前記素子基材の表面は平面状または曲面状である、請求項２３に記載の光学インカップリング素子。
25. 基材材料に完全に埋め込まれたある数の周期的キャビティ特徴部で形成された、少なくとも１つのパターンを備える光学偏向テープを製造する方法であって、
    －リソグラフィ、３Ｄプリンティング、マイクロマシニング、レーザー彫刻、またはそれらの任意の組み合わせから選択される作製方法によって、前記少なくとも１つのパターンのためのパターン化マスターツールを製造することと、
    －前記基材上に前記パターンを転写し、パターン化基材を生成することと、
    －前記パターン化基材上に追加的な平坦で平面状の基材層を適用して埋め込みキャビティパターン（単数または複数）を生成し、前記基材層間の完全に平坦で平面状の界面に内部キャビティが形成されるようにすることと、
    を含み、
    前記埋め込みキャビティは、前記キャビティを囲む前記基材の材料の屈折率とは異なる屈折率を有する材料で充填されている光学機能キャビティとして構成され、
    前記パターンは受光した光の方向を調節するように構成され、そのことにより、前記パターンに入射した光が偏向されて、反射機能、屈折機能、回折機能、透過機能および吸収機能からなる群より選択される少なくとも２つの機能の組み合わせとして提供される協働的な光学機能によって、一連の内部全反射を介してライトガイド媒体を通る伝搬経路を得るようにされ、前記少なくとも１つのパターンによって、前記光学偏向テープは前記ライトガイドを通って伝搬する光の分布を制御するように構成されている、
    方法。
26. 前記追加的な基材層は、ロール・ツー・ロールラミネーション、ロール・ツー・シートラミネーション、またはシート・ツー・シートラミネーションから選択されるラミネーション法によって、前記パターン化基材層上に適用される、請求項２５に記載の方法。
27. 作製されたパターンの複製を含み、パターン複製法は、インプリント、押出し複製または３Ｄプリンティングのいずれかから選択される、請求項２５または２６のいずれか１つに記載の方法。
28. 前記ライトガイドを通る光伝搬のための経路を確立するように構成された光学的に透明な媒体と、請求項１～２２のいずれか１つに記載の光学偏向テープとを備え、前記光学偏向テープは前記ライトガイドの少なくとも１つの平面上に貼り付けられている、ライトガイド。
29. 接着によって前記光学偏向テープがその上に貼り付けられた、請求項２８に記載のライトガイド。
30. 発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、レーザダイオード、ＬＥＤバー、ＯＬＥＤストリップ、マイクロチップＬＥＤストリップ、および冷陰極管からなる群より選択される、少なくとも１つの光エミッタデバイスをさらに備える、請求項２８または２９のいずれか１つに記載のライトガイド。
31. 単色光を出射するように構成された少なくとも１つの光エミッタデバイスと、前記波長変換層を含む前記光学偏向テープと、を備える請求項２８～３０のいずれか１つに記載のライトガイド。
32. 請求項２８～３１のいずれかに定義のライトガイドの、照明および／または表示における使用。
33. 請求項１～２２の定義にしたがって前記光学偏向テープが構成されている、光学偏向テープのロール。
34. ライトガイド貼り付けのための接着層を有する少なくとも１つの光学インカップリング素子と、少なくとも１つのエミッタデバイスとを備える、光学ユニットであって、前記少なくとも１つの光学インカップリング素子は請求項２３または２４に定義にしたがって構成されている、光学ユニット。
35. 少なくとも１つのエミッタデバイスが、素子基材内に少なくとも部分的に一体化されるか、または素子基材に隣接してもしくは素子基材上に設置されている、請求項３４に記載の光学ユニット。

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