JP4834033B2 - 不定ピッチ構造化光学フィルム - Google Patents

Description

発明の属する技術分野
本発明は、構造化光学フィルム及び構造化光学フィルムを含む光学ディスプレーに関する。より詳細には、本発明は、谷及び／又はピークのピッチに変化がついている構造化面を有する光学フィルムに関する。

発明の背景
構造化フィルムは、光学ディスプレーシステムにおいて、並びに明るさを増加させること、まぶしさを減少させること等が望ましい透過及び／又は反射した光の向きを制御する他の用途で使用されている。構造化光学フィルムは米国特許第4,906,070 号明細書（Cobb）に概説されている。基本的には、構造化光学フィルムは、反射及び屈折を通じて光の向きを変えることにフィルムを使用することができるように一連のプリズムが配置されている光透過性材料からなるフィルムを含む。ラップトップコンピューター、時計等に見出されるような光学ディスプレーに使用された場合に、構造化フィルムはディスプレーから散逸する光を光学ディスプレーの法線軸から望ましい角度で配置される一対の平面の内側に限定することにより光学ディスプレーの明るさを増加させる。その結果、許容可能な範囲を超えてディスプレーから出ようとする光は反射されてディスプレー内に戻り、光のその反射された部分は「リサイクル」されて構造化フィルムから散逸することが可能な角度になるまで構造化フィルムに戻される。このリサイクルは、望ましい明るさの表示を得るのに必要な電力消費を削減することができるため有用である。

光学ディスプレーに構造化光学フィルムを使用する際の望ましくない効果は２通りの周期的パターンの干渉により生じる反射モアレの出現である。モアレ効果は、O. Bryngdahl, “Moire: Formation and Interpretation,”Opitica Acta, Vol. 24(1), pp. 1-13 (1977) に記載されている。一枚の構造化光学フィルムを含む光学ディスプレーにおいて、モアレを生じる周期的パターンはフィルム自体のパターンとフィルムパターンの反射像（光学ディスプレー中の他の表面により反射されたものとして）である。

幾つかの光学ディスプレーは、第１の光学フィルム中のプリズムに対してプリズムが所定の角度で配向された第２の構造化光学フィルムを含む。その角度は、どこでも０°より大きくかつ９０°以下であることができるが、典型的には約９０°である。２枚の構造化光学フィルムを使用することによって狭い観察角内でのディスプレーの明るさを増加させることができるが、第１又は上方の構造化フィルムにおける周期的パターンを通じて光をより反射する（下方の構造化フィルムの）第２の平面を備えることによってモアレ効果が強まる。

さらに、第２の構造化光学フィルムは、ディスプレーからの不均一な光透過、すなわちディスプレー中に可視高輝度スポット、ストリーク及び／又はラインを生じる光学的カップリングをもたらす。光学的カップリングは、平面を構造化光学フィルムの構造化面に接触又は非常に近接させることにより生じる。

発明の要約
本発明は、モアレ干渉パターンの可視度を減少させるための一定でないピッチピーク及び／又は溝を有する構造化光学フィルム及びこの構造化光学フィルムを１枚以上含む光学ディスプレーを包含する。

一態様において、本発明は、複数の概して平行に並んだピークを含む構造化面を有する構造化光学フィルムであって、隣接するピーク同士の各対が谷によって隔てられており、隣接するピークの第１群は第１のピークピッチを有し、隣接するピークの第２群は第２のピークピッチを有し、隣接するピークの第２群は隣接するピークの第１群に隣接して配置されており、第１のピークピッチが第２のピークピッチと異なる構造化光学フィルムを包含する。前記第１群は好ましくは２０個以下、より好ましくは１０個以下、さらに好ましくは３個以下の隣接するピークを含む。代わりに、前記第１群は幅によって定義することもでき、ある好ましい幅は約０．５ミリメートル以下であり、より好ましくは約２００マイクロメートル以下である。第１群内の谷ピッチが任意の３個の隣接する谷毎に異なることも好ましい。

もう１つの態様において、本発明は、複数の概して平行に並んだ谷を含む構造化面を有する構造化光学フィルムであって、隣接する谷同士の各対がピークによって隔てられており、隣接する谷の第１群は第１の谷ピッチを有し、隣接する谷の第２群は第２の谷ピッチを有し、隣接する谷の第２群が隣接する谷の第１群に隣接して配置されており、第１の谷ピッチが第２の谷ピッチと異なる構造化光学フィルムを包含する。前記第１群は２０個以下、より好ましくは１０個以下、さらに好ましくは３個以下の隣接する谷を含む。代わりに、前記第１群は幅によって定義することもでき、ある好ましい幅は約０．５ミリメートル以下であり、より好ましくは約２００マイクロメートル以下である。第１群内のピークピッチが任意の３個の隣接するピーク毎に異なることも好ましい。

さらに別の態様において、本発明は、複数の概して平行に並んだ谷を含む構造化面を有する構造化光学フィルムであって、隣接する谷同士の各対がピークによって隔てられており、ピークピッチが実質的に一定であり、さらに３個以上の連続する隣接する谷同士の群内で谷ピッチに変化がつけられている構造化光学フィルムを包含する。

さらに別の態様において、本発明は、複数の概して平行に並んだピークを含む構造化面を有する構造化光学フィルムであって、隣接するピーク同士の各対が谷によって隔てられており、谷ピッチが実質的に一定であり、さらに３個以上の連続する隣接するピーク同士の群内でピークピッチに変化がつけられている構造化光学フィルムを包含する。

本発明の上記及び他の態様は、図面及び発明の詳細な説明でより詳細に図示及び説明する。図面及び発明の詳細な説明では参照番号を用いて同様な部分を示す。しかしながら、当然のことながら、発明の詳細な説明及び図面（正確な縮尺率で描かれていない）はたんに説明のためのものであって、本発明の範囲を過度に限定するものではない。

発明の詳細な説明
図３Ａ以下に示されている例示的態様に関連して説明される本発明は、一枚以上の構造化光学フィルムが例えば光学ディスプレー中に使用された場合のモアレ干渉パターンの可視度を減少させるようにピークピッチ及び／又は谷ピッチに変化がつけられている構造化光学フィルムを提供する。

図１及び２は構造化光学フィルムの概念を概して示すものである。図１には、構造化面１２及び平面１４を含む規則的な周期的構造化光学フィルム１０の断面が描かれている。構造化面は、プリズム２０を画定している一連の規則的に配置された谷１６及びピーク１８とを含む。プリズム２０は、谷１６とピーク１８の間に形成された切子面により画定される。構造化面１２の幾何学的配列及びフィルム１０を製造するのに使用される材料は、望ましい角度範囲を超えて構造化面を通じて光が散逸するのを最低限に抑えるように、フィルム１０の平面側１４に進入する光の全内面反射及び屈折を促すものである。

図２は、構造化光学フィルム２２及び２４の対を示すものであり、プリズム２６及び２８はそれぞれ互いにおよそ９０°をなす角度で配列されている。使用の際には、構造化面２８が上方のフィルム２２の平面２７と接触するか又はほぼ接触することが好ましい。

本発明に関連しておおまかに描いたプリズム／切子面は概して平坦な切子面同士の間に約９０°の二面角を有するように図示されているが、本発明は、レンチキュラーアレイ、ピーク及び／又は谷が丸いプリズム、湾曲した切子面等を包含する任意の光学的に有用な形状に形成されたプリズム／切子面を有する構造化光学フィルムを包含することが理解されるであろう。換言すれば、本発明は、本明細書で述べるようなピッチの変化がない場合に可視モアレ干渉パターンをもたらす任意の構造化光学フィルムであって、周期的パターンを表示する任意の構造化光学フィルムに対して有効である。さらに、当然のことながら、以下で述べる態様は平面を含むものであるが、本発明に従って製造される構造化光学フィルムの対面、すなわち構造化面の反対側の表面は実質的に平坦であることができ、また所望の通りに構造、テキスチャーを滑らかな表面として施すことも又は任意の他の仕上げ処理を施すこともできる。

図３Ａ以下に描かれている態様は、本発明に従って構築された構造化光学フィルムの溝／谷の長手方向に概して垂直な方向でとられた概して平らな平面を示すものであることも理解されるであろう。本発明に係る光学フィルムの（モアレ干渉パターンの可視度を減少させるための）種々の特質を考慮すると、フィルムの断面は溝／谷の長手方向に沿って一定であってもなくてもよいことが理解されるであろう。このことは、本発明に係る構造化光学フィルムが、円筒ロールをねじ切りすることによって製造された成形用具を使用して製造される場合に特に当てはまる。

図３Ａは、本発明に係る１つの構造化光学フィルム３０の平面３２に垂直な断面を図示するものである。フィルム３０はピーク３６及び谷３８により画定される１組のプリズムを含む。プリズムを画定しているピーク３６及び谷３８は、好ましくは互いに実質的に平行であるが、わずかな変更が許容可能である。光学フィルム３０の隣接するピーク３６同士間の間隔、すなわちピークピッチは実質的に一定である。しかしながら、隣接する谷３８同士間の間隔は３つの連続する谷３８からなる任意の群ごとに異なる。谷３８同士間のこの間隔を谷ピッチＰｖと呼ぶこともできる。谷ピッチに変化をつけることによって、光学ディスプレー中にフィルム３０を使用した場合にモアレ干渉パターンの可視度を減少させることができる。

本発明に従って製造される構造化フィルム３０におけるピークピッチは、好ましくは約１ミリメートル以下であり、構造化フィルム３０が液晶ディスプレーパネルを含む光学ディスプレー及び同様な装置において使用される場合により好ましくはピークピッチは約１００マイクロメートル以下である。より好ましくは、これらの用途に対するピークピッチは約２０〜約６０マイクロメートルの範囲内にある。

光学フィルム３０は、任意の周知の方法により製造された成形用具を使用して製造することができる。フィルム３０を製造するために使用される成形用具がロールである場合には、そのロールは一定のねじ山ピッチでねじ切りすることにより、一定の溝間間隔でプランジ研削することにより、又は任意の他の有用な方法によって製造することができる。フィルム３０を製造するために使用される成形用具を形成する場合には、その成形用具にそれぞれ規則的に繰り返し存在するが深さに変化がつけられた溝を形成することが好ましい。

フィルム３０を形成するために使用される成形用具がねじ切りを使用して形成された円筒ロールである場合には、円筒ロールに形成された溝の深さに研削用具により規則的に変化をつけることが好ましい。この変化には、溝の深さに規則的に変化をつけること又は最低から最高の間の変化率で溝の深さに変化をつけることが包含されるが、溝に周期性を持たせるのを防止し、その結果フィルムに周期性を持たせるのを防止するために、ロールの周囲に間隔をおいて存在する最低から最高の間の暫定的な目標深さを設けることも有効であろう。

ねじ切りの場合に、切削工具が別々の目標とする溝深さ間を移動する間の回転数又は「ラップ（wraps ）」数を変化させること、また目標とする深さ間で整数でないロール回転数を使用することも望ましいであろう。掛け算して容易に整数に等しくならない分数部分を含む回転数を使用することが望ましく、よりいっそう好ましい。溝の深さに変化をつける有用な回転数には、例えば０．８５、１．１５、１．３又は２．１５が含まれる。溝の目標深さは、ロールの各望ましい回転数の始点から終点までの間で異なる。

成形用具の製造後、任意の適切な方法に従ってその成形用具を使用してフィルム３０を製造することができる。構造化光学フィルムを形成するための方法及び材料の例は米国特許第5,175,030 号明細書（Lu et al. ）及び米国特許第5,183,597 号明細書（Lu）に記載されている。選ばれる製造プロセスはフィルムに使用される材料に少なくとも幾分依存することが理解されるであろう。

図３に示されるフィルム３０において、ピークピッチは一定であり、一方、谷ピッチには変化がつけられている。フィルム３０を製造するために使用される成形用具は、しかしながら、電鋳又は他の適切なプロセスによって複製することができ、種工具に「鋳型」のパターンが形成される。次に、複製された成形用具を図３Ｂに示されているフィルムを形成するために使用すると、図３Ａに示されているフィルム３０の「鋳型」であるフィルム１３０が生じる。その結果、フィルム１３０は谷１３６同士間に一定の谷ピッチＰｖを有するが、ピーク１３８同士の間のピークピッチＰｐはフィルム１３０全体にわたって変化がついている。これはフィルム３０のピッチ特性とは正反対である。フィルム３０のように、図３Ｂに掲載されているフィルム１３０も光学ディスプレーに使用された場合にモアレ干渉パターンの可視度を減少させることに有用である。

本発明に従って製造されるフィルム１３０における谷ピッチは、好ましくは１ミリメートル以下であり、構造化フィルム３０が液晶ディスプレーパネルを含む光学ディスプレー及び同様な装置において使用される場合により好ましくは約１００マイクロメートル以下である。より好ましくは、これらの用途に対するピークピッチは約２０〜約６０マイクロメートルの範囲内にある。

図４Ａは、平面４２及び構造化面４４を含む代替的な構造化光学フィルム４０の略図である。構造化面４４は、ピーク４６及び谷４８により画定された複数の概して平行に並んだプリズムを含む。ピーク４６は全てフィルムの平面側４２上に実質的に同じ高さＨｐで形成されている。

フィルム４０において、ピークピッチＰｐ₁ はピーク４６の第１群５０全体にわたって一定である。ピーク４６の第２群５２は、第１群５０のすぐ隣に配置されている。ピーク４６の第２群５２は、第１群５０のピークピッチとは異なる一定のピークピッチＰｐ₂ を有する。フィルム４０を使用した場合にモアレ干渉パターンの可視度を減少させることに寄与するのはピークピッチにつけられた変化である。

本発明に従って製造されるフィルム４０におけるピークピッチは約１ミリメートル以下であり、構造化フィルム１４０が液晶ディスプレーパネルを含む光学ディスプレー及び同様な装置において使用される場合により好ましくは約１００マイクロメートル以下である。より好ましくは、これらの用途に対するピークピッチは約２０〜約６０マイクロメートルの範囲内にある。本発明に関して用いられる典型的なピークピッチは、５０、４０、３０及び２０マイクロメートルで間隔をおいて配置されるピークの群を構成する。モアレ干渉パターンの可視度を減少させるために、約１．２５以上、より好ましくは約１．５以上、よりいっそう好ましくは約２．０以上の最大ピークピッチ対最小ピークピッチ比を与えることが有効であろう。

各群内のピーク４６の数に変化をつけてモアレ干渉の抑制を増進させることができる。フィルム４０は、３つの隣接するピーク４６からなる群が一定のピークピッチを有する群５０及び５２を含む。本発明に係る幾つかの構造化フィルムにおいて、群のうちの少なくとも１つが約２０個以下、好ましくは約１０個以下、より好ましくは約５個以下、さらに好ましくは約３個以下のピークを有する場合が有効であろう。幾つかの構造化フィルムにおいて、１つの群内にただ２つだけの隣接するピーク４６を含めること、すなわち連続するピークの対同士間でピークピッチが変化するパターンを与えることも有効である。

フィルム４０はただ２つだけの群５０及び５２を含むが、本発明は複数のピークからなる少なくとも２つの群を有するフィルムを包含すること、すなわちフィルム４０がたった２つの群だけでなく任意の数の群を含むことが理解されるべきである。また、フィルム４０はピーク４６の数が互いに等しい２つの群を有するものとして図示されているが、各群は同一の又は相異なる数のピーク４６を含むことが理解されるであろう。

群の代替的な大きさは、ピーク及び谷に概して垂直に測定した場合の群の幅を基準とすることができる。各群の幅は好ましくは約１ミリメートル以下、より好ましくは約０．５ミリメートル以下、より好ましくは約２００マイクロメートル以下、より好ましくは約１００マイクロメートル以下、よりいっそう好ましくは約５０マイクロメートル以下である。望ましい群の幅は一つにはフィルム４０内のピーク及び谷のピッチに基づくことが理解されるであろう。

任意の適切な方法により製造された成形用具を使用して光学フィルム４０を製造することができる。完成したフィルム４０におけるピークの高さＨｐは成形用具に刻まれた溝の深さの関数であることが理解されるであろう。フィルム４０を製造するために使用される成形用具が円筒ロールである場合には、円筒ロールは一定のピークピッチを有するピークからなる各群を形成するために使用される溝の全体にわたって一定のねじ山ピッチで一定の深さになるようロールをねじ切りすることにより製造される。ロールを形成するためにねじ切りが使用される場合には、整数でないロール回転数に対してねじ山ピッチを一定に保つことが望ましい。よりいっそう好ましくは、掛け算して容易に整数に等しくならない分数のロール回転数に対してねじ山ピッチを一定に保つことが望ましい。ねじ山ピッチを一定に保つことができる有用な回転数の例には、例えば、０．８５、１．１５、１．３又は２．１５が包含される。ねじ山ピッチが一定に保たれる間の回転数の整数部分は、各群内のピーク数を決定することが理解されるであろう。

成形用具を製造した後、任意の適切な方法に従って成形用具を使用してフィルム４０を製造することができる。構造化光学フィルムを形成するのに適する方法及び材料の例は米国特許第5,175,030 号明細書（Lu et al. ）及び米国特許第5,183,597 号明細書（Lu）に記載されている。選ばれる製造プロセスはフィルムに使用される材料に少なくとも若干依存することが理解されるであろう。

フィルム４０を製造するために使用される成形用具は、電鋳又は他の適切なプロセスによって複製することができ、そのようにして種工具に形成されるパターンの「鋳型」が形成される。次に、その複製された成形用具を使用してフィルムを形成すると、図４Ａに掲載されているフィルムの「鋳型」である図４Ｂに掲載のフィルム１４０が得られる。その結果、フィルム１４０における谷ピッチＰｖ₁ は谷１４６の第１群１５０の全体にわたって一定のままとなる。谷１４６の第２群１５２は、第１群１５０のすぐ隣に配置される。谷１４６の第２群１５２は、第１群１５０の谷ピッチとは異なる一定の谷ピッチＰｖ₂ を有する。フィルム１４０を使用する場合に、モアレ干渉パターンの可視度を減少させることに寄与するのは谷ピッチにつけられた変化である。

本発明に従って製造されるフィルム１４０における谷ピッチは好ましくは約１ミリメートル以下であり、構造化フィルム１４０が液晶ディスプレーパネルを含む光学ディスプレー及び同様な装置において使用される場合により好ましくは約１００マイクロメートル以下である。より好ましくは、これらの用途に対する谷ピッチは約２０〜約６０マイクロメートルの範囲内にある。本発明に関して用いられる典型的な谷ピッチは、５０、４０、３０及び２０マイクロメートルで間隔をおいて配置されるピークの群を構成する。モアレ干渉パターンの可視度を減少させるために、約１．２５以上、より好ましくは約１．５以上、よりいっそう好ましくは約２．０以上の最大谷ピッチ対最小谷ピッチ比を与えることが有効であろう。

各群内の谷１４６の数に変化をつけてモアレ干渉の可視度を減少させることができる。フィルム１４０は、３つの隣接する谷１４６からなる群が一定の谷ピッチを有する群１５０及び１５２を含む。本発明に係る幾つかの構造化フィルムにおいて、群のうちの少なくとも１つが約２０個以下、好ましくは約１０個以下、より好ましくは約５個以下、さらに好ましくは約３個以下の谷を有する場合が有効であろう。幾つかの構造化フィルムにおいて、１つの群内にただ２つだけの隣接する谷１４６を含めること、すなわち連続する谷の対同士間で谷ピッチが変化するパターンを与えることも有効である。

フィルム１４０はただ２つだけの群１５０及び１５２を含むが、本発明は複数の規則的に配置された谷からなる群を少なくとも２つ有するフィルムを包含すること、すなわちフィルム１４０がたった２つの群だけでなく任意の数の群を含むことが理解されるべきである。また、フィルム１４０は規則的に配置された谷１４６の数が互いに等しい２つの群を有するものとして図示されているが、各群は同一の又は相異なる数の谷１４６を含むことが理解されるであろう。

群の代替的な大きさは、ピーク及び谷に概して垂直に測定した場合の群の幅を基準とすることができる。各群の幅は好ましくは約１ミリメートル以下、より好ましくは約０．５ミリメートル以下、より好ましくは約２００マイクロメートル以下、より好ましくは約１００マイクロメートル以下、よりいっそう好ましくは約５０マイクロメートル以下である。望ましい群の幅は一つにはフィルム１４０内のピーク及び谷のピッチに基づくことが理解されるであろう。

複製された成形用具を製造した後、任意の適切な方法に従ってフィルム１４０を製造することができる。構造化光学フィルムを形成するのに適する方法及び材料の例は米国特許第5,175,030 号明細書（Lu et al. ）及び米国特許第5,183,597 号明細書（Lu）に記載されている。選ばれる製造プロセスはフィルムに使用される材料に少なくとも若干依存することが理解されるであろう。

図５Ａを参照すると、本発明に係る別の代替的構造化光学フィルム６０が、平面６２及び構造化面６４を含むものとして略図で示されている。構造化面６４はピーク６６及び谷６８により画定された複数の概して平行に並んだプリズムを含む。

構造化フィルム６０は、ピークピッチが一定のピーク６６の群を含む。ピークピッチＰｐ₁ は、ピーク６６の第１群７０全体にわたって一定である。ピーク６６の第２群７２は、第１群７０のすぐ隣に配置されている。ピーク６６の第２群７２は、第１群７０のピークピッチとは異なる一定のピークピッチＰｐ₂ を有する。

各群内のピーク６６の数に変化をつけてフィルム６０により生じるモアレ干渉パターンの可視度を減少させることができる。フィルム６０は、３つの隣接するピーク６６からなる群が一定のピークピッチを有する群７０及び７２を含む。本発明に係る幾つかの構造化フィルムにおいて、群のうちの少なくとも１つが約２０個以下、好ましくは約１０個以下、より好ましくは約５個以下、さらに好ましくは約３個以下のピークを有する場合が有効であろう。幾つかの構造化フィルムにおいて、１つの群内にただ２つだけの隣接するピーク６６を含めること、すなわち連続するピークの対同士間でピークピッチが変化するパターンを与えることも有効である。

フィルム６０における群の代替的な大きさは、ピーク及び谷に概して垂直に測定した場合の群の幅を基準とすることができる。多くの用途に適する各群の幅は好ましくは約１ミリメートル以下、より好ましくは約０．５ミリメートル以下、より好ましくは約２００マイクロメートル以下、より好ましくは約１００マイクロメートル以下、よりいっそう好ましくは約５０マイクロメートル以下である。望ましい群の幅は一つには構造化フィルム６０内のピーク及び谷のピッチに基づくことが理解されるであろう。

フィルム６０はただ２つだけの群７０及び７２を含むように描かれているが、本発明は複数のピークからなる少なくとも２つの群を有するフィルムを包含すること、すなわちフィルムがたった２つの群だけでなく任意の数の群を含むことが理解されるべきである。また、フィルム７０はピーク６６の数が互いに等しい２つの群を有するものとして図示されているが、各群は同一の又は相異なる数のピーク６６を含むことが理解されるであろう。

任意の周知の方法により製造された成形用具を使用して光学フィルム６０を製造することができる。完成したフィルムにおけるピークの高さは成形用具に刻まれた溝の深さの関数であることが理解されるであろう。フィルム６０を製造するために使用される成形用具が円筒ロールである場合には、一定のピークピッチを有するピークからなる各群を形成するために使用される溝の全体にわたって一定のねじ山ピッチで一定の深さになるようロールをねじ切りすることにより円筒ロールを製造することができる。すなわち、任意の所定のねじ山ピッチでの回転数がそのねじ山ピッチ（所定のピークピッチを有するピークの数にも対応する）で形成される溝の数を規定する。

ロールを形成するためにねじ切りが使用される場合には、整数でないロール回転数に対してねじ山ピッチを一定に保つことが望ましい。よりいっそう好ましくは、掛け算して容易に整数に等しくならない分数のロール回転数に対してねじ山ピッチを一定に保つことが望ましい。ねじ山ピッチを一定に保つことができる有用な回転数の例には、例えば、０．８５、１．１５、１．３又は２．１５が包含される。ねじ山ピッチが一定に保たれる間の回転数の整数部分は、各群内のピーク数を決定することが理解されるであろう。

ねじ山ピッチ（及び、従って、ピークピッチ）には上記のように変化がつけられるが、フィルム６０を製造するために使用される成形用具の溝の深さも谷ピッチに変化をつけるのと同様に変化をつけることができる。成形用具がねじ切りにより形成される場合には、円筒ロールに形成される溝の深さを規則的に変化させることが好ましい。この変化には、溝の深さに規則的に変化をつけること又は最低から最高の間の変化率で溝の深さに変化をつけることが包含されるが、溝に周期性を持たせるのを防止し、その結果、成形用具を使用して形成されたフィルム６０に周期性を持たせるのを防止するために、ロールの周囲に間隔をおいて存在する最低から最高の間の暫定的な目標深さを設けることも有効であろう。

異なる目標溝深さ同士間を移動するのに要する回転数に変化をつけること及び目標深さ同士間に整数でないロール回転数を使用することも望ましい。掛け算して容易に整数に等しくならない分数部分を含む回転数を使用することが望ましく、よりいっそう好ましい。溝の深さに変化をつける有用な回転数には、例えば０．８５、１．１５、１．３又は２．１５が含まれる。溝の目標深さは、ロールの各望ましい回転数の始点から終点までの間で異なる。

目標とする切削工具の深さ同士間の変化、すなわち溝の深さ同士間の変化は、ロール周りのねじ山ピッチの変化に対応しても、目標とする成形用具深さの変化はねじ山ピッチの変化に依存していなくてもよい。換言すれば、溝深さが変化する間の回転数が、ねじ山ピッチが１つの群内で一定である間の回転数と同じであっても異なっていてもよい。

成形用具を製造した後、任意の適切な方法に従って成形用具を使用してフィルム６０を製造することができる。構造化光学フィルムを形成するのに適する方法及び材料の例は米国特許第5,175,030 号明細書（Lu et al. ）及び米国特許第5,183,597 号明細書（Lu）に記載されている。選ばれる製造プロセスはフィルムに使用される材料に少なくとも若干依存することが理解されるであろう。

本発明に従って製造されるフィルム６０におけるピークピッチは約１ミリメートル以下であり、構造化フィルム６０が液晶ディスプレーパネルを具備する光学ディスプレー及び同様な装置において使用される場合により好ましくは約１００マイクロメートル以下である。より好ましくは、これらの用途に対するピークピッチは約２０〜約６０マイクロメートルの範囲内にある。本発明に関して用いられる典型的なピークピッチは、５０、４０、３０及び２０マイクロメートルで間隔をおいて配置されるピークの群を構成する。モアレ干渉パターンの可視度を減少させるために、約１．２５以上、より好ましくは約１．５以上、よりいっそう好ましくは約２．０以上の最大ピークピッチ対最小ピークピッチ比を与えることが有効であろう。

ピッチ（ピークピッチ及び谷ピッチ）に変化をつけることに加え、本発明に従って製造される構造化光学フィルムはいずれもフィルム６０内に光学的カップリングを防止又は抑制する構造物を含んでもよい。フィルム６０は、図示されているアレイの各端部により高さの高いピーク６６’を含んでいるように描かれており、このアレイはフィルム６０とフィルム６０上の平滑面又は平面（図示せず）との間に望ましい空間を与えて、1995年３月３日に出願された「LIGHT DIRECTING FILM HAVING VARIABLE HEIGHT STRUCTURED SURFACE AND LIGHT DIRECTING ARTICLE CONSTRUCTED THEREFROM」と題された一般譲渡された同時係属の米国特許出願第08/400,052号明細書に記載されているような光学的カップリングを防止する又は少なくとも抑制する。ピーク６６’同士間の間隔又はピッチは約７０９マイクロメートルであるが、任意の望ましい間隔にすることもできる。

フィルム６０を製造するために使用される成形用具は、電鋳又は他の適切なプロセスによって複製することができ、そのようにして種工具に形成されるパターンの「鋳型」が形成される。次に、その複製された成形用具を使用してフィルムを形成すると、図５Ａに掲載されているフィルムの「鋳型」である図５Ｂに掲載のフィルム１６０が得られる。その結果、構造化フィルム１６０は谷ピッチが一定である谷１６６の群を含む。谷ピッチＰｖ₁ は谷１６６の第１群１７０の全体にわたって一定になる。谷１６６の第２群１７２は、第１群１７０のすぐ隣に配置される。谷１６６の第２群１７２は、第１群１７０の谷ピッチとは異なる一定の谷ピッチＰｖ₂ を有する。

各群内のピーク１６６の数に変化をつけてフィルム１６０により生じるモアレ干渉パターンの可視度を減少させることができる。フィルム１６０は、３つの隣接する谷１６６からなる群が一定の谷ピッチを有する群１７０及び１７２を含む。本発明に係る幾つかの構造化フィルムにおいて、群のうちの少なくとも１つが約２０個以下、好ましくは約１０個以下、より好ましくは約５個以下、さらに好ましくは約３個以下のピークを有する場合が有効であろう。幾つかの構造化フィルムにおいて、１つの群内にただ２つだけの隣接するピーク１６６を含めること、すなわち連続するピークの対同士間で谷ピッチが変化するパターンを与えることも有効である。

フィルム１６０はただ２つだけの群１７０及び１７２を含んでいるように描かれているが、本発明は複数の規則的に配置された谷からなる少なくとも２つの群を有するフィルムを包含すること、すなわちフィルムがたった２つの群だけでなく任意の数の群を含むことが理解されるべきである。また、フィルム１７０は規則的に配置された谷１６６の数が互いに等しい２つの群を有するものとして図示されているが、各群は同一の又は相異なる数の谷１６６を含んでよいことが理解されるであろう。

フィルム１６０における群の代替的な大きさは、ピーク及び谷に概して垂直に測定した場合の群の幅を基準とすることができる。多くの用途に適する各群の幅は好ましくは約１ミリメートル以下、より好ましくは約０．５ミリメートル以下、より好ましくは約２００マイクロメートル以下、より好ましくは約１００マイクロメートル以下、よりいっそう好ましくは約５０マイクロメートル以下である。望ましい群の幅は一つには構造化フィルム１６０内のピーク及び谷のピッチに基づくことが理解されるであろう。

本発明に従って製造されるフィルム１６０において使用される谷ピッチは約１ミリメートル以下であり、構造化フィルム１６０が液晶ディスプレーパネルを具備する光学ディスプレー及び同様な装置において使用される場合により好ましくは約１００マイクロメートル以下である。より好ましくは、これらの用途に対する谷ピッチは約２０〜約６０マイクロメートルの範囲内にある。

任意の適切な方法に従ってフィルム１６０を製造することができる。構造化光学フィルムを形成するのに適する方法及び材料の例は米国特許第5,175,030 号明細書（Lu et al. ）及び米国特許第5,183,597 号明細書（Lu）に記載されている。選ばれる製造プロセスはフィルムに使用される材料に少なくとも若干依存することが理解されるであろう。

図２に関して議論すると、本発明に従って製造される種々のピッチを有する２つの構造化光学フィルムを、モアレ干渉パターンの可視度が減少するように直交する関係で組み合わせることができる。代わりに、本発明に係る構造化フィルムをそのような対構造物の上層として使用することが有効な場合がある。なぜならモアレ干渉パターンの可視度に最も著しい寄与をするものは上層であるからである。本発明に係るフィルムが上層として使用される場合には、下方のフィルムは光学ディスプレーの明るさを強めるのに有効な任意の他の適切な構造化光学フィルムであることができる。本発明に従って製造される構造化光学フィルムとの対形成に適するフィルムの例には、ミネソタ州セントポール（St. Paul）所在のMinnesota Mining and Manufacturing Companyから入手可能なもの（Brightness Enhancement Film の商標で市販されているもの）がある。

図６は、１枚以上の本発明に従って製造される構造化光学フィルムを都合良く使用することができる１つの用途を示すものである。この用途はバックライト光学ディスプレー集成体８０である。この集成体８０はディスプレーパネル８２と本発明に従って製造される構造化光学フィルム８４及び８６の２つの互いに交差している層とを含む。光学ディスプレー集成体８０は、周囲光がディスプレーパネル８４を見るのに不十分な状況での使用に適するバックライト集成体８８を含む。２枚の構造化光学フィルムが図６に描かれているが、光学ディスプレーはただ１枚の本発明に従って製造される構造化光学フィルムのみを含むことができる。

本発明に係る構造化光学フィルムを製造するために使用される個々の材料は種々に及んでよいが、高い光透過性が保証されるように材料が実質的に透明であることが重要である。この目的のために有用なポリマー材料は、例えば、それぞれ１．４９３及び１．５８６の呼称屈折率を有するアクリル樹脂及びポリカーボネートのような商業的に入手可能なものである。他の有用なポリマーには、アクリレート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等が包含される。個々の材料は重要ではないが、より高い屈折率を有する材料ほど概して好ましい。構造化光学フィルムを形成するのに有用な材料は米国特許第5,175,030 号明細書（Lu et al. ）及び米国特許第5,183,597 号明細書（Lu）に記載されている。

本発明に係る構造化光学フィルムを製造するのに有用な成形用具の製造方法を先に述べたが、ピーク及び／又は谷のピッチに変化のついた構造化光学フィルムの任意の製造方法及び／又はピーク及び／又は谷のピッチに変化のついた成形用具の任意の製造方法を代わりに使用することができる。さらに、前述の議論の中心は本発明に係る構造化光学フィルムを製造するための円筒状成形用具の使用にあるが、本発明に係る構造化フィルムを製造するために平らな成形用具を使用することができることも理解されるべきである。さらに、円筒ロールのねじ切りによって正確に平行なプリズムを有するフィルムを製造することはできないが、プリズムは本発明の目的にあう概して平行となる。
以下の非制限的実施例によって、本発明の原理に従う２つの構造化光学フィルムの製造及び態様を例示する。

実施例１
以下の方法に従って製造された成形用具を使用して本発明に係る構造化光学フィルムを製造した。滑らかな表面を有する円筒ロールを９０°バイトを使用して切削した。１周ごとに３２マイクロメートルの一定速度でロール軸にそってバイトを前進させた。切削中にロールを回転させるにつれて、０．８５回転ごとにバイトの深さ１６マイクロメートルずつ変化させて本明細書で定義したような独特の「刻み目」をつけた。その結果、１つの刻み目の終点で１６マイクロメートルの深さにバイトが達した場合には、それに続く刻み目の先端で０マイクロメートルの深さに移動させた。
上記のようなロールの刻み目を使用して製造されたフィルムは、図３に関して上記したような一定のピークピッチ及び変化のある谷ピッチを示した。
そのように製造されたフィルムの２つの層を９０°で直交させた場合には、モアレ干渉パターンは見えたが、ピークピッチ／谷ピッチが一定の２枚の直交した構造化光学フィルムに比して低いレベルで見えた。この直交積層は、ミネソタ州セントポール所在のMinnesota Mining and Manufacturing Companyにより販売されているBrightness Enhancement Film （ピッチが５０マイクロメートルの９０°プリズムを有するBEF I ）の２枚の直交した層に比してゲインの約８．６％の低下を示した。ゲインは、Sharp Microelectronics Technology, Inc. （ワシントン州カマス（Camas ））製のバックライトModel C12PとPhoto Research（カリフォルニア州）製のModelPR650 SpectraColorimeterを使用して測定した。測定は、フィルム上方約４０６ｍｍ（１６インチ）の距離で、約１５２ｍｍ×２０３ｍｍ（６インチ×８インチ）のフィルムの中心で行った。

実施例２
以下の方法に従って製造された成形用具を使用して本発明に係る構造化光学フィルムを製造した。滑らかな表面を有する円筒ロールを９０°バイトを使用して切削した。２．１５回転にわたって一定速度でロール軸にそってバイトを前進させた。バイトの前進速度を２．１５回転の各群ごとに変化させた。切削中にロールが回転するにつれて、２．１５回転ごとの開始深さから最終深さまでの間にバイトの深さも変化させた。切削深さの不連続性を防止するために、２．１５回転の１つの群の後のバイトの最終深さは２．１５回転の次の群についての開始深さであった。

十分な幅のロールにパターンが形成されるまで群の上記アレイを繰返形成し、フィルムを形成した。望ましいことに、このアレイは各端が約７００マイクロメートル離れて位置する２つの高いピークを含んでいた。これらの高いピークは光学的カップリングの抑制又は防止する構造を与える。

２枚のそのように製造されたフィルムを直交させた場合には、モアレ干渉パターンはほとんど見えなかった。この直交積層は、ミネソタ州セントポール所在のMinnesota Mining and Manufacturing Companyにより販売されているBrightness Enhancement Film （５０マイクロメートル間隔で配置された９０°プリズムを有するBEF I）の２枚の直交している層に比してゲインの６％の低下を示した。ゲインは実施例１に関して説明したように測定した。
１枚のこのフィルムをBrightness Enhancement Film II（９０°プリズムは５０マイクロメートルピッチ）（ミネソタ州セントポール所在のMinnesota Mining and Manufacturing Companyから入手可能）の下層に対して直交させた場合には、本発明に従って製造された２枚のフィルムに比して多くのモアレ干渉が観察された。この組み合わせの明るさは向上したが、ゲインの４．２％の減少を示した。

本明細書で引用したいかなる特許明細書、特許文献及び刊行物も、引用によりそれぞれが個々に含まれているかのように、それらの全内容を引用により本明細書に含めることにする。本発明の範囲から逸脱することなく当業者によって本発明の種々の改良及び変更が明らかになるであろう。本発明は本明細書に記載した例示的態様に著しく限定されないことは理解されるべきである。
形態
１．構造化面を有する構造化光学フィルムであって、前記構造化面が、
ａ）隣接するピーク同士の各対が谷によって隔てられている複数の概して平行に並んだピーク；
ｂ）第１のピークピッチを有する隣接するピーク同士の第１群；及び
ｃ）隣接するピーク同士の第１群に隣接して配置された、第２のピークピッチを有する隣接するピーク同士の第２群；
を含み、第１のピークピッチが第２のピークピッチと異なる構造化光学フィルム。
２．隣接するピーク同士の第１群が約20個以下のピークを含む形態１記載のフィルム。
３．隣接するピーク同士の第１群が約10個以下のピークを含む形態１記載のフィルム。
４．隣接するピーク同士の第１群内の谷ピッチに変化がつけられている形態１記載のフィルム。
５．隣接するピーク同士の第１群内に存在する３個以上の隣接する谷にわたる谷ピッチに変化がつけられている形態４記載のフィルム。
６．構造化面を有する構造化光学フィルムであって、前記構造化面が、
ａ）隣接するピーク同士の各対が谷によって隔てられている複数の概して平行に並んだピーク；
ｂ）第１のピークピッチを有する約10個以下の隣接するピーク同士の第１群；及び
ｃ）隣接するピーク同士の第１群に隣接して配置された隣接するピーク同士の第２群であって、第２のピークピッチを有する隣接するピーク同士の第２群；
を含み、第１のピークピッチが第２のピークピッチと異なり、さらに隣接するピーク同士の第１群内の３個の隣接する谷にわたる谷ピッチに変化がつけられている構造化光学フィルム。
７．隣接するピーク同士の第１群が約５個以下のピークを含む形態１〜６のいずれか１項に記載のフィルム。
８．隣接するピーク同士の第１群が約３個以下のピークを含む形態１〜６のいずれか１項に記載のフィルム。
９．隣接するピーク同士の第１群が２個の隣接するピークを含む形態１〜６のいずれか１項に記載のフィルム。
10. 隣接するピーク同士の第１群の幅が約１ミリメートル以下である形態１記載のフィルム。
11. 隣接するピークの第１群の幅が約0.5 ミリメートル以下である形態１記載のフィルム。
12. 隣接するピークの第１群の幅が約200 マイクロメートル以下である形態１記載のフィルム。
13. 隣接するピークの第１群の幅が約100 マイクロメートル以下である形態１記載のフィルム。
14. 隣接するピークの第１群の幅が約50マイクロメートル以下である形態、記載のフィルム。
15. 構造化面を有する構造化光学フィルムであって、前記構造化面が、
ａ）隣接する谷同士の各対がピークによって隔てられている複数の概して平行に並んだ谷；
ｂ）第１の谷ピッチを有する隣接する谷同士の第１群；及び
ｃ）隣接する谷同士の第１群に隣接して配置された、第２の谷ピッチを有する隣接する谷同士の第２群；
を含み、第１の谷ピッチが第２の谷ピッチと異なる構造化光学フィルム。
16. 隣接する谷同士の第１群が約10個以下の谷を含む形態15記載のフィルム。
17. 隣接する谷同士の第１群内に存在する３個以上の隣接するピークにわたるピークピッチに変化がつけられている形態４記載のフィルム。
18. 構造化面を有する構造化光学フィルムであって、前記構造化面が、
ａ）隣接する谷同士の各対がピークによって隔てられている複数の概して平行に並んだ谷；
ｂ）第１の谷ピッチを有する約10個以下の隣接する谷同士の第１群；及び
ｃ）隣接する谷同士の第１群に隣接して配置された、第２の谷ピッチを有する隣接する谷同士の第２群；
を含み、第１の谷ピッチが第２の谷ピッチと異なり、さらに隣接する谷同士の第１群内の３個の隣接するピークにわたるピークピッチに変化がつけられている構造化光学フィルム。
19. 隣接する谷同士の第１群が約５個以下の谷を含む形態15〜18のいずれか１項に記載のフィルム。
20. 隣接する谷同士の第１群が３個以下の谷を含む形態15〜18のいずれか１項に記載のフィルム。
21. 隣接する谷同士の第１群の幅が約0.5 ミリメートル以下である形態15記載のフィルム。
22. 隣接する谷同士の第１群の幅が約200 マイクロメートル以下である形態15記載のフィルム。
23. 隣接する谷同士の第１群の幅が約100 マイクロメートル以下である形態15記載のフィルム。
24. 複数の平行に並んでいる谷を含む構造化面を有する構造化光学フィルムであって、隣接する谷同士の各対がピークによって隔てられており、ピークピッチが実質的に一定であり、さらに３個以上の連続する隣接する谷同士の群内で谷ピッチに変化がつけられている構造化光学フィルム。
25. ５個以上の連続する隣接する谷同士の群内で谷ピッチに変化がつけられている形態24記載のフィルム。
26. 10個以上の連続する隣接する谷同士の群内で谷ピッチに変化がつけられている形態24記載のフィルム。
27. 20個以上の連続する隣接する谷同士の群内で谷ピッチに変化がつけられている形態24記載のフィルム。
28. 複数の平行に並んでいるピークを含む構造化面を有する構造化光学フィルムであって、隣接するピーク同士の各対が谷によって隔てられており、谷ピッチが実質的に一定であり、さらに３個以上の連続する隣接するピーク同士の群内でピークピッチに変化がつけられている構造化光学フィルム。
29. ５個以上の連続する隣接するピーク同士からなる群内でピークピッチに変化がつけられている形態28記載のフィルム。
30. 10個以上の連続する隣接するピーク同士からなる群内でピークピッチに変化がつけられている形態28記載のフィルム。
31. 20個以上の隣接するピーク同士からなる群内でピークピッチに変化がつけられている形態28記載のフィルム。

従来の構造化光学フィルムの斜視図である。 プリズムが約９０°の角度で交差している図１の構造化フィルムの対の分解斜視図である。 一定のピークピッチ及び種々の谷ピッチを有する本発明に係る構造化フィルムの一断面の略図である。 一定の谷ピッチ及び種々のピークピッチを有する本発明に係る構造化フィルムの一断面の略図である。 種々のピークピッチを有する本発明に係る代替的構造化フィルムの一断面の略図である。 種々の谷ピッチを有する本発明に係る代替的構造化フィルムの一断面の略図である。 種々のピークピッチ及び種々の谷ピッチを有する本発明に係る代替的構造化フィルムの一断面の略図である。 種々のピークピッチ及び種々の谷ピッチを有する本発明に係る代替的構造化フィルムの一断面の略図である。 少なくとも一枚の本発明に係る構造化光学フィルムを含む光学ディスプレー集成体の略図である。

Claims (2)

1. 構造化面を有する構造化光学フィルムであって、前記構造化面が、
   ａ）隣接するピーク同士の各対が谷によって隔てられている複数の概して平行に並んだピークであって、該複数のピークの各々は同一の二面角を有する、ピークを含み；そして前記複数の概して平行に並んだピークが、
   ｂ）第１の一定のピークピッチを有する少なくとも３つの隣接するピーク同士の第１群；及び
   ｃ）隣接するピーク同士の第１群に隣接して配置された、第２のピークピッチを有する隣接するピーク同士の第２群；
   を含み、第１のピークピッチが第２のピークピッチと異なる構造化光学フィルム。
2. 隣接するピーク同士の第１群の幅が１ミリメートル以下である請求項１記載のフィルム。

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