KR101683938B1 - 광 방향 전환 필름 및 이 필름을 사용한 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

광 방향 전환 필름(100)은 제1 방향을 따라 뻗어 있는 제1 미세구조물(150)을 포함하는 제1 주 표면(110), 및 무광택 층의 일부를 형성할 수 있는 제2 주 표면(120) - 제2 주 표면은 제1 주 표면의 반대쪽에 있고 제2 미세구조물(160)을 포함함 - 을 포함한다. 제2 주 표면은 약 3% 이하인 광학 탁도 및 약 85% 이하인 광학 투명도를 가진다. 광 방향 전환 필름은 약 1.75 이상인 평균 유효 투과율을 가진다. 광 방향 전환 필름(100)은 입자를 포함할 수 있다. 제2 미세구조물은 기울기 분포를 가질 수 있다.

Description

광 방향 전환 필름 및 이 필름을 사용한 디스플레이{LIGHT REDIRECTING FILM AND DISPLAY USING THIS FILM}
본 발명은 일반적으로 광을 방향 전환하는 광학 필름에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 광학 필름을 포함하는 디스플레이 시스템과 같은 광학 시스템에 적용가능하다.
액정 디스플레이(LCD) 시스템과 같은 디스플레이 시스템은 각종의 응용 및 구매가능한 장치 - 예를 들어, 컴퓨터 모니터, PDA(personal digital assistant), 휴대폰, 소형 음악 플레이어, 및 박형 LCD 텔레비전 등 - 에서 사용된다. 대부분의 LCD는 액정 패널 및 액정 패널을 조명하는 대면적 광원 - 종종 백라이트라고 함 - 을 포함한다. 백라이트는 전형적으로 하나 이상의 램프 및 다수의 광 관리 필름 - 예를 들어, 도광체, 미러 필름, 광 방향 전환 필름, 지연기 필름, 편광 필름, 및 확산기 필름 등 - 을 포함한다. 확산기 필름은 전형적으로 광학 결함을 숨기고 백라이트에 의해 방출된 광의 밝기 균일성을 향상시키기 위해 포함되어 있다.
일반적으로, 본 발명은 광 방향 전환 필름에 관한 것이다. 일 실시 형태에서, 광 방향 전환 필름은 제1 방향을 따라 뻗어 있는 복수의 제1 미세구조물을 포함하는 제1 주 표면을 포함하고 있다. 광 방향 전환 필름은 또한 제1 주 표면의 반대쪽에 있는 제2 주 표면을 포함하고, 복수의 제2 미세구조물을 포함하고 있다. 제2 주 표면은 약 3% 이하인 광학 탁도 및 약 85% 이하인 광학 투명도를 가진다. 광 방향 전환 필름은 약 1.75 이상인 평균 유효 투과율을 가진다. 어떤 경우에, 복수의 제1 미세구조물은 제1 방향을 따라 뻗어 있는 복수의 선형 프리즘을 포함하고 있다. 어떤 경우에, 복수의 제1 미세구조물 내의 미세구조물의 최대 높이는 복수의 제1 미세구조물 내의 다른 미세구조물의 최대 높이와 상이하다. 어떤 경우에, 복수의 제1 미세구조물 내의 미세구조물의 높이는 제1 방향을 따라 변한다. 복수의 제2 미세구조물은 돌출부 및/또는 함몰부를 포함할 수 있다. 어떤 경우에, 복수의 제2 미세구조물이 제2 주 표면의 적어도 약 80%, 또는 적어도 약 85%, 또는 적어도 약 90%, 또는 적어도 약 95%를 덮고 있다. 복수의 제2 미세구조물은 규칙적인 또는 불규칙적인 패턴을 형성할 수 있다. 어떤 경우에, 제2 주 표면의 약 7% 이하, 또는 약 5% 이하, 또는 약 3% 이하는 기울기 크기가 약 3.5도 초과이다. 어떤 경우에, 제2 주 표면의 약 4% 이하, 또는 약 2% 이하, 또는 약 1% 이하는 기울기 크기가 약 5도 초과이다. 어떤 경우에, 제2 미세구조물은 주로 광 방향 전환 필름이 포함할 수 있는 임의의 입자에 의해 형성되어 있지 않다. 어떤 경우에, 광 방향 전환 필름은 평균 크기가 약 0.5 마이크로미터 초과인 입자를 포함하지 않는다. 어떤 경우에, 복수의 제2 미세구조물 내의 미세구조물은 기울기 분포가 약 6도 이하인 HWHM(half width half maximum)을 가진다. 어떤 경우에, 광 방향 전환 필름은 서로 반대쪽에 있는 제1 및 제2 주 표면을 가지는 기판층, 기판층의 제1 주 표면 상에 배치되고 광 방향 전환 필름의 제1 주 표면을 포함하는 제1 층, 및 기판층의 제2 주 표면 상에 배치되고 광 방향 전환 층의 제2 주 표면을 포함하는 무광택 층을 포함한다. 어떤 경우에, 제1 층은 굴절률이 약 1.6 이상이다. 어떤 경우에, 무광택 층은 평균 크기가 복수의 제2 미세구조물의 평균 크기보다 적어도 5배 더 작은 복수의 입자를 포함한다. 어떤 경우에, 무광택 층이 입자를 포함하는 경우, 무광택 층의 평균 두께는 입자의 평균 크기보다 적어도 2 마이크로미터 더 크다. 어떤 경우에, 무광택 층이 입자를 포함하는 경우, 무광택 층의 평균 두께는 입자의 평균 크기보다 적어도 2배 더 크다.
다른 실시 형태에서, 광 방향 전환 필름은 복수의 선형 미세구조물을 포함하는 제1 주 표면, 및 제1 주 표면의 반대쪽에 있고 복수의 제2 미세구조물을 포함하는 제2 주 표면을 포함한다. 제2 주 표면은 약 3% 이하인 광학 탁도 및 약 85% 이하인 광학 투명도를 가진다. 광 방향 전환 필름의 평균 유효 투과율은 평탄한 제2 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조를 갖는 광 방향 전환 필름과 비교하여 더 작지 않거나 또는 약 1.5% 이하만큼 더 작다. 어떤 경우에, 복수의 제2 미세구조물은 기하학적 대칭성 및 비대칭 기울기 분포를 가진다. 어떤 경우에, 복수의 제2 미세구조물은 기하학적 비대칭성 및 대칭 기울기 분포를 가진다.
다른 실시 형태에서, 광학 적층물은 제1 주 표면 및 반대쪽에 있는 제2 주표면을 포함하는 제1 광 방향 전환 필름을 포함하고, 여기서 제1 주 표면은 제1 방향을 따라 뻗어 있는 복수의 제1 미세구조물을 포함하며, 제2 주 표면은 복수의 제2 미세구조물을 포함한다. 광학 적층물은 또한 제3 주 표면 및 반대쪽에 있는 제4 주 표면을 포함하는 제2 광 방향 전환 필름을 포함하고, 여기서 제3 주 표면은 제1 광 방향 전환 필름의 제2 주 표면과 마주하고 있으며 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 뻗어 있는 복수의 제3 미세구조물을 포함하고, 제4 주 표면은 복수의 제4 미세구조물을 포함한다. 제2 및 제4 주 표면 각각은 약 3% 이하인 광학 탁도 및 약 85% 이하인 광학 투명도를 가진다. 어떤 경우에, 광학 적층물은 약 2.5 이상인 평균 유효 투과율을 가진다.
다른 실시 형태에서, 광학 적층물은 제1 주 표면 및 반대쪽에 있는 제2 주표면을 포함하는 제1 광 방향 전환 필름을 포함하고, 여기서 제1 주 표면은 제1 방향을 따라 뻗어 있는 복수의 제1 미세구조물을 포함한다. 광학 적층물은 또한 제3 주 표면 및 반대쪽에 있는 제4 주 표면을 포함하는 제2 광 방향 전환 필름을 포함하고, 여기서 제3 주 표면은 제1 광 방향 전환 필름의 제2 주 표면과 마주하고 있으며 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 뻗어 있는 복수의 제3 미세구조물을 포함한다. 제2 및 제4 주 표면 각각은 약 3% 이하인 광학 탁도 및 약 85% 이하인 광학 투명도를 가진다. 광학 적층물의 평균 유효 투과율은 평탄한 제2 및 제4 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조를 갖는 광학 적층물과 비교하여 더 작지 않거나 또는 약 1% 이하만큼 더 작다. 어떤 경우에, 이 광학 적층물은 평균 유효 투과율이 평탄한 제2 및 제4 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조를 가지는 광학 적층물과 비교하여 더 작지 않다.
다른 실시 형태에서, 광학 필름은 기하학적 대칭성 및 비대칭 기울기 분포를 가지는 구조화된 주 표면을 포함하고 있다. 어떤 경우에, 광학 필름은 약 3% 이하인 광학 탁도 및 약 85% 이하인 광학 투명도를 가진다.
다른 실시 형태에서, 광학 필름은 기하학적 비대칭성 및 대칭 기울기 분포를 가지는 구조화된 주 표면을 포함하고 있다. 어떤 경우에, 광학 필름은 약 3% 이하인 광학 탁도 및 약 85% 이하인 광학 투명도를 가진다.
첨부 도면과 관련하여 본 발명의 다양한 실시 형태의 이하의 상세한 설명을 고려하면 본 발명이 보다 완전히 이해되고 인식될 수 있다.
<도 1>
도 1은 광 방향 전환 필름의 개략 측면도.
<도 2>
도 2는 유효 투과율을 측정하는 광학 시스템의 개략 측면도.
<도 3a>
도 3a는 함몰된 미세구조물의 개략 측면도.
<도 3b>
도 3b는 돌출한 미세구조물의 개략 측면도.
<도 4a>
도 4a는 규칙적으로 배열된 미세구조물의 개략 평면도.
<도 4b>
도 4b는 불규칙적으로 배열된 미세구조물의 개략 평면도.
<도 5>
도 5는 미세구조물의 개략 측면도.
<도 6>
도 6은 계산된 광학 탁도 대 표면 분율 "f"를 나타낸 도면.
<도 7>
도 7은 계산된 광학 투명도 대 표면 분율 "f"를 나타낸 도면.
<도 8>
도 8은 광학 필름의 개략 측면도.
<도 9>
도 9는 다른 광학 필름의 개략 측면도.
<도 10>
도 10은 절단 도구 시스템의 개략 측면도.
<도 11a 내지 도 11d>
도 11a 내지 도 11d는 다양한 절단기의 개략 측면도.
<도 12 내지 도 17>
도 12 내지 도 17은 다양한 미세구조화된 표면의 광학 현미경 사진을 나타낸 도면.
<도 18 내지 도 20>
도 18 내지 도 20은 상이한 배율의 다양한 미세구조화된 표면의 SEM 영상을 나타낸 도면.
<도 21>
도 21은 미세구조화된 표면의 AFM 표면 프로파일을 나타낸 도면.
<도 22a 및 도 22b>
도 22a 및 도 22b는 2개의 상호 직교 방향을 따라 도 21의 미세구조화된 표면의 단면 프로파일을 나타낸 도면.
<도 23>
도 23은 2개의 상호 직교 방향을 따라 도 21의 미세구조화된 표면에 대한 퍼센트 기울기 분포를 나타낸 도면.
<도 24>
도 24는 도 21의 미세구조화된 표면에 대한 퍼센트 높이 분포를 나타낸 도면.
<도 25>
도 25는 도 21의 미세구조화된 표면에 대한 퍼센트 기울기 크기 분포를 나타낸 도면.
<도 26>
도 26은 도 21의 미세구조화된 표면에 대한 퍼센트 누적 기울기 분포를 나타낸 도면.
<도 27>
도 27은 다양한 미세구조화된 표면에 대한 퍼센트 누적 기울기 분포를 나타낸 도면.
<도 28>
도 28은 광학 적층물의 개략 측면도.
<도 29>
도 29는 디스플레이 시스템의 개략 측면도.
명세서에서, 다수의 도면에 사용되는 동일한 도면 부호는 동일하거나 유사한 특성 및 기능을 갖는 동일하거나 유사한 요소를 지시한다.
본 발명은 일반적으로 디스플레이 시스템에서 밝기를 실질적으로 향상시킬 수 있음과 동시에 스크래치와 같은 물리적 결함과 모아레 및 색상 불균일과 같은 바람직하지 않은 광학 효과를 마스킹하고 및/또는 제거할 수 있는 광 방향 전환 필름에 관한 것이다. 개시된 광 방향 전환 필름은 밝기를 향상시키는 선형 미세구조물의 어레이 및 디스플레이 외관(display cosmetics)을 향상시키는 무광택 표면을 포함하고 있다. 무광택 표면의 광학 탁도는 밝기를 유지하기에 충분히 낮고, 무광택 표면의 광학 투명도는 결함을 마스킹하고 및/또는 제거하기에 충분히 낮다.
도 1은 입사광을 원하는 방향 쪽으로 방향 전환시키는 광 방향 전환 필름(100)의 개략 측면도이다. 광 방향 전환 필름(100)은 y-방향을 따라 뻗어 있는 복수의 미세구조물(150)을 포함하는 제1 주 표면(110)을 포함하고 있다. 광 방향 전환 필름(100)은 또한 제1 주 표면(110)의 반대쪽에 있고 복수의 미세구조물(160)을 포함하는 제2 주 표면(120)을 포함하고 있다.
광 방향 전환 필름(100)은 또한 각자의 제1 주 표면(110)과 제2 주 표면(120) 사이에 배치되고 제1 주 표면(172)과 반대쪽에 있는 제2 주 표면(174)을 포함하는 기판층(170)을 포함하고 있다. 광 방향 전환 필름(100)은 또한 기판층의 제1 주 표면(172) 상에 배치되고 광 방향 전환 필름의 제1 주 표면(110)을 포함하는 프리즘 층(130), 및 기판층의 제2 주 표면(174) 상에 배치되고 광 방향 전환 필름의 제2 주 표면(120)을 포함하는 무광택 층(140)을 포함하고 있다. 무광택 층은 주 표면(120)과 대향하는 주 표면(142)을 가진다.
예시적인 광 방향 전환 필름(100)은 3개의 층(130, 170, 140)을 포함하고 있다. 일반적으로, 광 방향 전환 필름은 하나 이상의 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 어떤 경우에, 광 방향 전환 필름은 각자의 제1 및 제2 주 표면(110, 120)을 포함하는 단일층을 가질 수 있다. 다른 일례로서, 어떤 경우에, 광 방향 전환 필름은 다수의 층을 가질 수 있다. 예를 들어, 이러한 경우에, 기판(170)은 다수의 층을 가질 수 있다.
미세구조물(150)은 주로 광 방향 전환 필름의 주 표면(120)에 입사하는 광을, 원하는 방향을 따라 - 예컨대, 플러스 z-방향을 따라 -, 방향 전환시키도록 설계되어 있다. 예시적인 광 방향 전환 필름(100)에서, 미세구조물(150)은 프리즘 모양의 선형 구조물이다. 일반적으로, 미세구조물(150)은, 예를 들어, 입사광의 일부분을 굴절시키고 입사광의 다른 일부분을 재순환시킴으로써 광을 방향 전환시킬 수 있는 임의의 유형의 미세구조물일 수 있다. 예를 들어, 미세구조물(150)의 단면 프로파일이 곡선 및/또는 구분적으로 선형인 부분이거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 어떤 경우에, 미세구조물(150)은 y-방향을 따라 뻗어 있는 선형 원통형 렌즈일 수 있다.
각각의 프리즘 모양의 선형 미세구조물(150)은 정각(apex angle)(152) 및 공통 기준 평면 - 예를 들어, 주평면 표면(172) 등 - 으로부터 측정된 높이(154)를 포함하고 있다. 광 결합 또는 웨트-아웃(wet-out)을 감소시키고 및/또는 광 방향 전환 필름의 내구성을 향상시키는 것이 바람직할 때와 같은 어떤 경우에, 프리즘 모양의 미세구조물(150)의 높이가 y-방향을 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 프리즘 모양의 선형 미세구조물(151)의 프리즘 높이는 y-방향을 따라 변한다. 이러한 경우에, 프리즘 모양의 미세구조물(151)은 y-방향을 따라 변하는 국소 높이, 최대 높이(155), 및 평균 높이를 가진다. 어떤 경우에, 선형 미세구조물(153)과 같은 프리즘 모양의 선형 미세구조물은 y-방향을 따라 일정한 높이를 가진다. 이러한 경우에, 미세구조물은 최대 높이 및 평균 높이와 같은 일정한 국소 높이를 가진다.
광 결합 또는 웨트-아웃을 감소시키는 것이 바람직할 때와 같은 어떤 경우에, 선형 미세구조물의 일부는 보다 짧고 선형 미세구조물의 일부는 보다 크다. 예를 들어, 선형 미세구조물(153)의 높이(156)는 선형 미세구조물(157)의 높이(158)보다 더 작다.
정각 또는 이면각(dihedral angle)(152)은 응용에 바람직할 수 있는 임의의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 어떤 경우에, 정각(152)은 약 70도 내지 약 110도, 또는 약 80도 내지 약 100도, 또는 약 85도 내지 약 95도의 범위에 있을 수 있다. 어떤 경우에, 미세구조물(150)은, 예를 들어, 약 88 또는 89도 내지 약 92 또는 91도의 범위에 있을 수 있는 똑같은 정각 - 90도 등 - 을 가진다.
프리즘 층(130)은 응용에 바람직할 수 있는 임의의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 어떤 경우에, 프리즘 층의 굴절률은 약 1.4 내지 약 1.8, 또는 약 1.5 내지 약 1.8, 또는 약 1.5 내지 약 1.7의 범위에 있다. 어떤 경우에, 프리즘 층의 굴절률은 약 1.5 이상, 또는 약 1.55 이상, 또는 약 1.6 이상, 또는 약 1.65 이상, 또는 약 1.7 이상이다.
광 방향 전환 필름(100)이 액정 디스플레이 시스템에서 사용되는 때와 같은 어떤 경우에, 광 방향 전환 필름(100)은 디스플레이의 밝기를 증가 또는 향상시킬 수 있다. 이러한 경우에, 광 방향 전환 필름은 1 초과의 유효 투과율 또는 상대 이득을 가진다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 유효 투과율은 이 필름을 디스플레이 시스템에서의 제 위치에 갖는 디스플레이 시스템의 휘도 대 이 필름을 제 위치에 갖지 않는 디스플레이의 휘도의 비이다.
유효 투과율(ET)은 광학 시스템(200) - 그의 개략 측면도가 도 2에 도시되어 있음 - 을 사용하여 측정될 수 있다. 광학 시스템(200)은 광축(250)에 중심을 두고 있고, 방출 또는 출구 표면(212)을 통해 람베르시안 광(215)을 방출하는 중공 람베르시안 광 박스, 선형 광 흡수 편광기(220), 및 광 검출기(230)를 포함하고 있다. 광 박스(210)는 광섬유(270)를 통해 광 박스의 내부(280)에 연결되어 있는 안정화된 광대역 광원(260)에 의해 조명된다. 테스트 샘플 - 그의 ET가 광학 시스템에 의해 측정됨 - 이 광 박스와 흡수 선형 편광기 사이의 위치(240)에 배치된다.
선형 프리즘(150)이 광 검출기와 마주하고 미세구조물(160)이 광 박스와 마주한 상태에서 광 방향 전환 필름을 위치(240)에 배치함으로써 광 방향 전환 필름(100)의 ET가 측정될 수 있다. 그 다음에, 스펙트럼 가중된(spectrally weighted) 축방향 휘도 I1[광축(250)을 따른 휘도]가 선형 흡수 편광기를 통해 광 검출기에 의해 측정된다. 그 다음에, 광 방향 전환 필름이 제거되고, 광 방향 전환 필름이 위치(240)에 배치되지 않은 상태에서 스펙트럼 가중된 휘도 I2가 측정된다. ET는 비 I1/I2이다. ET0는 선형 프리즘(150)이 선형 흡수 편광기(220)의 편광축에 평행인 방향을 따라 뻗어 있을 때의 유효 투과율이고, ET90는 선형 프리즘(150)이 선형 흡수 편광기의 편광축에 수직인 방향을 따라 뻗어 있을 때의 유효 투과율이다. 평균 유효 투과율(ETA)은 ET0와 ET90의 평균이다.
본 명세서에 개시된 유효 투과율 값이 광 검출기(230)에 대해 SpectraScan™ PR-650 SpectraColorimeter(미국 캘리포니아주 챗스워스 소재의 Photo Research, Inc로부터 입수가능함)를 사용하여 측정되었다. 광 박스(210)는 약 85%의 총 반사율을 가지는 Teflon 입방체였다.
광 방향 전환 필름(100)이 디스플레이 시스템에서 밝기를 증가시키기 위해 사용되고 선형 프리즘이 약 1.6 초과의 굴절률을 가지는 때와 같은 어떤 경우에, 광 방향 전환 필름의 평균 유효 투과율(ETA)은 약 1.5 이상, 또는 약 1.55 이상, 또는 약 1.6 이상, 또는 약 1.65 이상, 또는 약 1.7 이상, 또는 약 1.75 이상, 또는 약 1.8 이상, 또는 약 1.85 이상이다.
무광택 층(140) 내의 미세구조물(160)은, 광을 방향 전환시키고 밝기를 향상시키는 광 방향 전환 필름의 기능에 대한 역효과가 전혀 또는 거의 없는 상태로, 주로 바람직하지 않은 물리적 결함(예를 들어, 스크래치 등) 및/또는 광학 결함(예를 들어, 디스플레이 또는 조명 시스템에서의 조명으로부터의 바람직하지 않게 밝은 또는 "핫" 스폿 등)을 감추도록 설계되어 있다. 이러한 경우에, 제2 주 표면(120)은 약 5% 이하, 또는 약 4.5% 이하, 또는 약 4% 이하, 또는 약 3.5% 이하, 또는 약 3% 이하, 또는 약 2.5% 이하, 또는 약 2% 이하, 또는 약 1.5% 이하, 또는 약 1% 이하인 광학 탁도, 및 약 85% 이하, 또는 약 80% 이하, 또는 약 75% 이하, 또는 약 70% 이하, 또는 약 65% 이하, 또는 약 60% 이하인 광학 투명도를 가진다.
광학 탁도는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 총 투과 광에 대한 수직 방향으로부터 4도 초과만큼 벗어난 투과 광의 비로서 정의된다. 본 명세서에 개시된 탁도 값은 ASTM D1003에 기술된 절차에 따라 Haze-Gard Plus 탁도계(미국 메릴랜드주 실버 스프링 소재의 BYK-Gardiner로부터 입수가능함)를 사용하여 측정되었다. 광학 투명도는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 비 (T1-T2)/(T1+T2)를 말하고, 여기서 T1은 수직 방향으로부터 1.6 내지 2도만큼 벗어나는 투과 광이고, T2는 수직 방향으로부터 0 내지 0.7도 사이에 있는 투과 광이다. 본 명세서에 개시된 투명도 값은 BYK-Gardiner의 Haze-Gard Plus 탁도계를 사용하여 측정되었다.
미세구조물(160)은 응용에 바람직할 수 있는 임의의 유형의 미세구조물일 수 있다. 어떤 경우에, 미세구조물(160)은 함몰부일 수 있다. 예를 들어, 도 3a는 무광택 층(140)과 유사하고 함몰된 미세구조물(320)을 포함하는 무광택 층(310)의 개략 측면도이다. 어떤 경우에, 미세구조물(160)은 돌출부일 수 있다. 예를 들어, 도 3b는 무광택 층(140)과 유사하고 돌출한 미세구조물(340)을 포함하는 무광택 층(330)의 개략 측면도이다.
어떤 경우에, 미세구조물(160)은 규칙적인 패턴을 형성한다. 예를 들어, 도 4a는 미세구조물(160)과 유사하고 주 표면(415)에 규칙적인 패턴을 형성하는 미세구조물(410)의 개략 평면도이다. 어떤 경우에, 미세구조물(160)은 불규칙적인 패턴을 형성한다. 예를 들어, 도 4b는 미세구조물(160)과 유사하고 불규칙적인 패턴을 형성하는 미세구조물(420)의 개략 평면도이다. 어떤 경우에, 미세구조물(160)은 랜덤하게 보이는 의사-랜덤 패턴을 형성한다.
일반적으로, 미세구조물(160)은 임의의 높이 및 임의의 높이 분포를 가질 수 있다. 어떤 경우에, 미세구조물(160)의 평균 높이(즉, 평균 최대 높이 - 평균 최소 높이)는 약 5 마이크로미터 이하, 또는 약 4 마이크로미터 이하, 또는 약 3 마이크로미터 이하, 또는 약 2 마이크로미터 이하, 또는 1 마이크로미터 이하, 또는 약 0.9 마이크로미터 이하, 또는 약 0.8 마이크로미터 이하, 또는 약 0.7 마이크로미터 이하이다.
도 5는 무광택 층(140)의 일부분의 개략 측면도이다. 상세하게는, 도 5는 주 표면(142)과 마주하는 주 표면(120) 내의 미세구조물(160)을 나타낸 것이다. 미세구조물(160)은 미세구조물의 표면에 걸쳐 기울기 분포를 가진다. 예를 들어, 미세구조물은 위치(510)에서 기울기 θ를 갖고, 여기서 θ는 위치(510)에서 미세구조물 표면에 수직인(α=90 도인) 법선(520)과 동일한 위치에서 미세구조물 표면에 접하는 접선(530) 사이의 각도이다. 기울기 θ는 또한 접선(530)과 무광택 층의 주 표면(142) 사이의 각도이다.
무광택 층(140)의 광학 탁도 및 투명도는, 예를 들어, TracePro(미국 메사추세츠주 리틀턴 소재의 Lambda Research Corp.로부터 입수가능함) 등의 구매가능한 광선 추적 프로그램과 유사한 프로그램을 사용하여 계산되었다. 계산을 수행함에 있어서, 각각의 미세구조물이 HWHM(half width at half maximum)이 σ인 가우시안 기울기 분포를 가지는 것으로 가정되었다. 또한, 무광택 층의 굴절률이 1.5인 것으로 가정되었다. 계산된 결과가 도 6 및 도 7에 나타내어져 있다. 도 6은 9개의 상이한 σ 값에 대해 계산된 광학 탁도 대 표면 분율 "f"이고, 여기서 f는 미세구조물(160)에 의해 덮여 있는 주 표면(120)의 퍼센트 영역이다. 도 7은 계산된 광학 투명도 대 f이다. 미세구조물(160)이, 밝기를 감소시키지 않거나 거의 감소시키지 않고, 물리적 및/또는 광학 결함을 효과적으로 감출 때와 같은 어떤 경우에, 복수의 미세구조물(160)은 제2 주 표면(120)의 적어도 약 70%, 또는 적어도 약 75%, 또는 적어도 약 80%, 또는 적어도 약 85%, 또는 적어도 약 90%, 또는 적어도 약 95%를 덮고 있다. 미세구조물이 가우시안 또는 정규 기울기 분포를 가질 때와 같은 어떤 경우에, 분포의 HWHM σ는 약 4.5도 이하, 또는 약 4도 이하, 또는 약 3.5도 이하, 또는 약 3도 이하, 또는 약 2.5도 이하, 또는 약 2도 이하이다.
앞서 개시된 예시적인 계산에서, 미세구조물(160)이 HWHM이 σ인 가우시안 기울기 분포를 가지는 것으로 가정되었다. 일반적으로, 미세구조물은 응용에서 바람직할 수 있는 임의의 분포를 가질 수 있다. 예를 들어, 미세구조물이 구형 세그먼트(spherical segment)일 때와 같은 어떤 경우에, 미세구조물은 2개의 한계각 사이에서 균일한 분포를 가질 수 있다. 다른 예시적인 기울기 분포는 로렌쯔 분포, 포물선 분포, 및 상이한(가우시안 등) 분포의 조합을 포함한다. 예를 들어, 어떤 경우에, 미세구조물은 보다 큰 HWHM σ2를 갖는 제2 가우시안 분포에 부가되거나 그와 결합된 보다 작은 HWHM σ1을 갖는 제1 가우시안 분포를 가질 수 있다. 어떤 경우에, 미세구조물은 비대칭 기울기 분포를 가질 수 있다. 어떤 경우에, 미세구조물은 대칭 분포를 가질 수 있다.
도 8은 기판(170)과 유사한 기판(850) 상에 배치된 무광택 층(860)을 포함하는 광학 필름(800)의 개략 측면도이다. 무광택 층(860)은 기판(850)에 부착된 제1 주 표면(810), 제1 주 표면의 반대쪽에 있는 제2 주 표면(820), 및 결합제(840)에 분산된 복수의 입자(830)를 포함하고 있다. 제2 주 표면(820)은 복수의 미세구조물(870)을 포함하고 있다. 미세구조물(870)의 상당 부분 - 적어도 약 50%, 또는 적어도 약 60%, 또는 적어도 약 70%, 또는 적어도 약 80%, 또는 적어도 약 90% 등 - 은 입자(830) 상에 배치되고 주로 입자(830)로 인해 형성된다. 환언하면, 입자(830)는 미세구조물(870)의 형성의 주원인이다. 이러한 경우에, 입자(830)는 약 0.25 마이크로미터 초과, 또는 약 0.5 마이크로미터 초과, 또는 약 0.75 마이크로미터 초과, 또는 약 1 마이크로미터 초과, 또는 약 1.25 마이크로미터 초과, 또는 1.5 마이크로미터 초과, 또는 약 1.75 마이크로미터 초과, 또는 약 2 마이크로미터 초과인 평균 입자 크기를 가진다.
어떤 경우에, 무광택 층(140)은 무광택 층(860)과 유사할 수 있고, 제2 주 표면(120) 내의 미세구조물(160)의 형성의 주원인인 복수의 입자를 포함할 수 있다.
입자(830)는 응용에 바람직할 수 있는 임의의 유형의 입자일 수 있다. 예를 들어, 입자(830)는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 또는 응용에 바람직할 수 있는 임의의 다른 물질로 이루어져 있을 수 있다. 일반적으로, 입자(830)의 굴절률은 결합제(840)의 굴절률과 상이하지만, 어떤 경우에, 이들이 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 입자(830)는 약 1.35, 또는 약 1.48, 또는 약 1.49, 또는 약 1.50의 굴절률을 가질 수 있고, 결합제(840)는 약 1.48, 또는 약 1.49, 또는 약 1.50의 굴절률을 가질 수 있다.
어떤 경우에, 무광택 층(140)은 입자를 포함하지 않는다. 어떤 경우에, 무광택 층(140)은 입자를 포함하지만, 입자가 미세구조물(160)의 형성의 주원인은 아니다. 예를 들어, 도 9는 기판(170)과 유사한 기판(950) 상에 배치된 무광택 층(140)과 유사한 무광택 층(960)을 포함하는 광학 필름(900)의 개략 측면도이다. 무광택 층(960)은 기판(950)에 부착된 제1 주 표면(910), 제1 주 표면의 반대쪽에 있는 제2 주 표면(920), 및 결합제(940)에 분산된 복수의 입자(930)를 포함하고 있다. 제2 주 표면(970)은 복수의 미세구조물(970)을 포함하고 있다. 비록 무광택 층(960)이 입자(930)를 포함하지만, 입자가 미세구조물(970)의 형성의 주원인은 아니다. 예를 들어, 어떤 경우에, 입자는 미세구조물의 평균 크기보다 훨씬 더 작다. 이러한 경우에, 미세구조물은, 예를 들어, 구조화된 도구를 미세복제함으로써 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 입자(930)의 평균 크기는 약 0.5 마이크로미터 미만, 또는 약 0.4 마이크로미터 미만, 또는 약 0.3 마이크로미터 미만, 또는 약 0.2 마이크로미터 미만, 또는 약 0.1 마이크로미터 미만이다. 이러한 경우에, 미세구조물(970)의 상당 부분 - 적어도 약 50%, 또는 적어도 약 60%, 또는 적어도 약 70%, 또는 적어도 약 80%, 또는 적어도 약 90% 등 -이 약 0.5 마이크로미터 초과, 또는 약 0.75 마이크로미터 초과, 또는 약 1 마이크로미터 초과, 또는 약 1.25 마이크로미터 초과, 또는 약 1.5 마이크로미터 초과, 또는 약 1.75 마이크로미터 초과, 또는 약 2 마이크로미터 초과인 평균 크기를 가지는 입자 상에 배치되어 있지 않다. 어떤 경우에, 입자(930)의 평균 크기는 미세구조물(930)의 평균 크기보다 적어도 약 2배, 또는 적어도 약 3배, 또는 적어도 약 4배, 또는 적어도 약 5배, 또는 적어도 약 6배, 또는 적어도 약 7배, 또는 적어도 약 8배, 또는 적어도 약 9배, 또는 적어도 약 10배만큼 더 작다. 어떤 경우에, 무광택 층(960)이 입자(930)를 포함하는 경우, 무광택 층(960)은 입자의 평균 크기보다 적어도 약 0.5 마이크로미터, 또는 적어도 약 1 마이크로미터, 또는 적어도 약 1.5 마이크로미터, 또는 적어도 약 2 마이크로미터, 또는 적어도 약 2.5 마이크로미터, 또는 적어도 약 3 마이크로미터만큼 더 큰 평균 두께 "t"를 가진다. 어떤 경우에, 무광택 층이 복수의 입자를 포함하는 경우, 무광택 층의 평균 두께는 입자의 평균 두께보다 적어도 약 2배, 또는 적어도 약 3배, 또는 적어도 약 4배, 또는 적어도 약 5배, 또는 적어도 약 6배, 또는 적어도 약 7배, 또는 적어도 약 8배, 또는 적어도 약 9배, 또는 적어도 약 10배만큼 더 크다.
다시 도 1을 참조하면, 어떤 경우에, 광 방향 전환 필름(100)은, 층의 굴절률을 증가시키기 위해, 프리즘 층(130), 기판층(170), 또는 무광택 층(140)과 같은 층들 중 적어도 일부에서 작은 입자를 가진다. 예를 들어, 광 방향 전환 필름(100) 내의 하나 이상의 층은, 예를 들어, 미국 특허 제7,074,463호(Jones 등) 및 미국 특허 공개 제2006/0210726호에서 논의된 실리카 또는 지르코니아 나노입자와 같은 무기 나노입자를 포함할 수 있다. 어떤 경우에, 광 방향 전환 필름(100)은 약 2 마이크로미터, 또는 약 1.5 마이크로미터, 또는 약 1 마이크로미터, 또는 약 0.75 마이크로미터, 또는 약 0.5 마이크로미터, 또는 약 0.25 마이크로미터, 또는 약 0.2 마이크로미터, 또는 약 0.15 마이크로미터, 또는 약 0.1 마이크로미터 초과의 평균 크기를 가지는 임의의 입자를 포함하지 않는다.
미세구조물(160)은 응용에 바람직할 수 있는 임의의 제조 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 미세구조물은 도구로부터 미세복제를 사용하여 제조될 수 있고, 여기서 도구는 임의의 이용가능한 제조 방법을 사용하여 - 예컨대, 각인(engraving) 또는 다이어몬드 선삭(diamond turning)을 사용하여 - 제조될 수 있다. 예시적인 다이어몬드 선삭 시스템 및 방법은, 예를 들어, PCT 공개 출원 제WO 00/48037호, 및 미국 특허 제7,350,442호 및 제7,328,638호 - 이들의 개시 내용은 참조 문헌으로서 그 전체 내용이 본 명세서에 포함됨 - 에 기술된 것과 같은 FST(fast tool servo)를 포함하고 이용할 수 있다.
도 10은 미세구조물(160) 및 무광택 층(140)을 생성하기 위해 미세복제될 수 있는 도구를 절단하는 데 사용될 수 있는 절단 도구 시스템(1000)의 개략 측면도이다. 절단 도구 시스템(1000)은 나사 절단 선삭(thread cut lathe turning) 공정을 이용하고, 구동기(1030)에 의해 중심축(1020)을 중심으로 회전하고 및/또는 중심축(1020)을 따라 움직일 수 있는 롤(1010), 및 롤 물질을 절단하는 절단기(1040)를 포함하고 있다. 절단기는 서보(1050) 상에 탑재되고, 구동기(1060)에 의해 x-방향을 따라 롤 내로 및/또는 롤을 따라 움직일 수 있다. 일반적으로, 절단기(1040)는 롤 및 중심축(1020)에 수직으로 탑재되고, 롤이 중심축을 중심으로 회전하는 동안 롤(1010)의 각인가능 물질 내로 구동된다. 절단기는 이어서 나사 절단부(thread cut)를 생성하기 위해 중심축에 평행으로 구동된다. 이와 동시에 절단기(1040)는 미세복제될 때 미세구조물(160)이 얻어지는 특징부를 롤에 생성하기 위해 고주파에서 낮은 변위로 작동될 수 있다.
서보(1050)는 FTS(fast tool servo)이고, 절단기(1040)의 위치를 빠르게 조정하는 고체 상태 압전 (PZT) 소자 - 종종 PZT 적층물이라고 함 - 를 포함한다. FTS(1050)는 x-방향, y-방향 및/또는 z-방향에서 또는 비축 방향에서 절단기(1040)의 아주 정밀한 고속 움직임을 가능하게 해준다. 서보(1050)는 휴지 위치(rest position)에 대한 제어된 움직임을 생성할 수 있는 임의의 고품질 변위 서보일 수 있다. 어떤 경우에, 서보(1050)는 약 0.1 마이크로미터 또는 더 나은 분해능으로 0 내지 약 20 마이크로미터 범위의 변위를 신뢰성있게 반복적으로 제공할 수 있다.
구동기(1060)는 중심축(1020)에 평행한 x-방향을 따라 절단기(1040)를 움직일 수 있다. 어떤 경우에, 구동기(1060)의 변위 분해능은 약 0.1 마이크로미터보다 더 낫거나, 약 0.01 마이크로미터보다 더 낫다. 미세구조물(160)의 얻어지는 형상을 정확하게 제어하기 위해 구동기(1030)에 의해 생성된 회전 움직임은 구동기(1060)에 의해 생성된 병진 움직임과 동기화된다.
롤(1010)의 각인가능 물질은 절단기(1040)에 의해 각인될 수 있는 임의의 물질일 수 있다. 예시적인 롤 물질은 구리와 같은 금속, 다양한 중합체, 및 다양한 유리 물질을 포함한다.
절단기(1040)는 임의의 유형의 절단기일 수 있고, 응용에 바람직할 수 있는 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 11a는 반경 "R"을 갖는 아크-형상 절단 팁(1115)을 가지는 절단기(1110)의 개략 측면도이다. 어떤 경우에, 절단 팁(1115)의 반경 R은 적어도 약 100 마이크로미터, 또는 적어도 약 150 마이크로미터, 또는 적어도 약 200 마이크로미터, 또는 적어도 약 300 마이크로미터, 또는 적어도 약 400 마이크로미터, 또는 적어도 약 500 마이크로미터, 또는 적어도 약 1000 마이크로미터, 또는 적어도 약 1500 마이크로미터, 또는 적어도 약 2000 마이크로미터, 또는 적어도 약 2500 마이크로미터, 또는 적어도 약 3000 마이크로미터이다.
다른 일례로서, 도 11b는 정각 β를 갖는 V자형 절단 팁(1125)을 가지는 절단기(1120)의 개략 측면도이다. 어떤 경우에, 절단 팁(1125)의 정각 β는 적어도 약 100도, 또는 적어도 약 110도, 또는 적어도 약 120도, 또는 적어도 약 130도, 또는 적어도 약 140도, 또는 적어도 약 150도, 또는 적어도 약 160도, 또는 적어도 약 170도이다. 또 다른 일례로서, 도 11c는 구분적으로 선형인 절단 팁(1135)을 가지는 절단기(1130)의 개략 측면도이고, 도 11d는 곡선 절단 팁(1145)을 가지는 절단기(1140)의 개략 측면도이다.
다시 도 10을 참조하면, 롤 물질을 절단하는 동안 중심축(1020)을 따른 롤(1010)의 회전 및 x-방향을 따른 절단기(1040)의 움직임은 중심축을 따라 피치 P1을 가지는 나사 경로를 롤 주변에 정의한다. 절단기가 롤 물질을 절단하기 위해 롤 표면에 수직인 방향을 따라 움직일 때, 절단기가 왔다갔다 움직이거나 돌진함에 따라 절단기에 의해 절단된 물질의 폭이 변한다. 예를 들어, 도 11a를 참조하면, 절단기에 의한 최대 침투 깊이는 절단기에 의해 절단된 최대 폭 P2에 대응한다. 광 방향 전환 필름(100) 내의 미세구조물(160)이 기하학적으로 대칭하고, 밝기를 감소시키거나 거의 감소시키는 일 없이, 물리적 및/또는 광학 결함을 충분히 감추거나 마스킹할 수 있는 때와 같은 경우에, 비 P2/P1은 약 1.5 내지 약 6, 또는 약 2 내지 약 5, 또는 약 2.5 내지 약 4의 범위에 있다.
절단 도구 시스템(1000)과 유사한 절단 도구 시스템을 사용하여 패턴화된 롤을 제조하고 이어서 패턴화된 도구를 미세복제하여 무광택 층(140)과 유사한 무광택 층을 제조함으로써, 미세구조물(160)과 유사한 미세구조물을 갖는 몇개의 샘플이 제조되었다. 도 12는 절단기(1110)와 유사한 절단기를 사용하여 제조된 샘플의 평면도 광학 현미경 사진이며, 여기서 절단 팁(1115)의 반경은 약 480 마이크로미터였다. 샘플은 기하학적으로 대칭이었고 대칭 기울기 분포를 가졌으며, 여기서 기하학적으로 대칭이란 x-방향과 같은 한 방향을 따른 평균 미세구조물 크기가 y-방향과 같은 직교 방향을 따른 평균 미세구조물 크기와 실질적으로 동일하다는 것을 의미한다. 상세하게는, 샘플은 x-방향을 따라 약 1.18도의 평균 기울기 크기를 가졌고, y-방향을 따라 약 1.22도의 평균 기울기 크기를 가졌다. 도 13은 절단기(1110)와 유사한 절단기를 사용하여 제조된 샘플의 평면도 광학 현미경 사진이며, 여기서 절단 팁(1115)의 반경은 약 480 마이크로미터였다. 샘플은 기하학적으로 대칭이었고 비대칭 기울기 분포를 가졌다. 상세하게는, 샘플은 x-방향을 따라 약 0.72도의 평균 기울기 크기를 가졌고, y-방향을 따라 약 1.11도의 평균 기울기 크기를 가졌다. 도 14는 절단기(1110)와 유사한 절단기를 사용하여 제조된 샘플의 평면도 광학 현미경 사진이며, 여기서 절단 팁(1115)의 반경은 약 3300 마이크로미터였다. 샘플은 기하학적으로 비대칭이었고 비대칭 기울기 분포를 가졌다. 상세하게는, 샘플은 x-방향을 따라 약 0.07도의 평균 기울기 크기를 가졌고, y-방향을 따라 약 1.48도의 평균 기울기 크기를 가졌다. 도 15는 절단기(1110)와 유사한 절단기를 사용하여 제조된 샘플의 평면도 광학 현미경 사진이며, 여기서 절단 팁(1115)의 반경은 약 3300 마이크로미터였다. 샘플은 기하학적으로 비대칭이었고 비대칭 기울기 분포를 가졌다. 상세하게는, 샘플은 x-방향을 따라 약 0.18도의 평균 기울기 크기를 가졌고, y-방향을 따라 약 0.85도의 평균 기울기 크기를 가졌다. 도 16은 절단기(1120)와 유사한 절단기를 사용하여 제조된 샘플의 평면도 광학 현미경 사진이며, 여기서 절단 팁(1125)의 정각은 약 176도였다. 샘플은 기하학적으로 대칭이었고 대칭 기울기 분포를 가졌다. 상세하게는, 샘플은 x-방향을 따라 약 2.00도의 평균 기울기 크기를 가졌고, y-방향을 따라 약 1.92도의 평균 기울기 크기를 가졌다. 도 17은 절단기(1120)와 유사한 절단기를 사용하여 제조된 샘플의 평면도 광학 현미경 사진이며, 여기서 절단 팁(1125)의 정각은 약 175도였다. 샘플은 기하학적으로 비대칭이었고 대칭 기울기 분포를 가졌다. 상세하게는, 샘플은 x-방향을 따라 약 2.50도의 평균 기울기 크기를 가졌고, y-방향을 따라 약 2.54도의 평균 기울기 크기를 가졌다.
도 18a 내지 도 18c는 3개의 상이한 배율로 나타낸 샘플의 평면도 SEM(scanning electron micrograph)이다. 샘플은 절단기(1120)와 유사한 절단기를 사용하여 제조되었고, 여기서 절단 팁(1125)의 정각은 약 176도였다. 샘플은 기하학적으로 대칭이었다. 공초점 현미경 검사법을 사용하여, 미세구조물의 평균 높이가 약 2.67 마이크로미터인 것으로 측정되었다. 도 19a 내지 도 19c는 3개의 상이한 배율로 나타낸 샘플의 평면도 SEM이다. 샘플은 절단기(1110)와 유사한 절단기를 사용하여 제조되었고, 여기서 절단 팁(1115)의 반경은 약 480 마이크로미터였다. 샘플은 기하학적으로 대칭이었다. 공초점 현미경 검사법을 사용하여, 미세구조물의 평균 높이가 약 2.56 마이크로미터인 것으로 측정되었다. 도 20a 내지 도 20c는 3개의 상이한 배율로 나타낸 샘플의 평면도 SEM이다. 샘플은 절단기(1110)와 유사한 절단기를 사용하여 제조되었고, 여기서 절단 팁(1115)의 반경은 약 3300 마이크로미터였다. 샘플은 기하학적으로 비대칭이었다. 공초점 현미경 검사법을 사용하여, 미세구조물의 평균 높이가 약 1.46 마이크로미터인 것으로 측정되었다.
이상에서 개략적으로 기술한 공정을 사용하여 제조된 다수의 샘플의 표면은 AFM(atomic force microscopy)을 사용하여 약 200 마이크로미터 x 약 200 마이크로미터의 면적에 걸쳐 특성 파악되었다. 도 21은 샘플 A라고 표시된 하나의 이러한 샘플의 예시적인 AFM 표면 프로파일이다. 이 샘플은 약 94.9%의 광 투과율, 약 1.73%의 광학 탁도, 및 약 79.5%의 광학 투명도를 가졌다. 도 22a 및 도 22b는, 각각, x-방향 및 y-방향을 따라 샘플 A의 예시적인 단면 프로파일이다. 도 23은 샘플 A에 대한 x-방향 및 y-방향을 따른 퍼센트 기울기 분포를 나타낸 것이다. 각자의 x-방향 및 y-방향을 따른 기울기 Sx 및 Sy가 이하의 2개의 수식으로부터 계산되었다:
Figure 112011103817073-pct00001
(1)
Figure 112011103817073-pct00002
(2)
여기서, H(x,y)는 표면 프로파일이다. 기울기 Sx 및 Sy는 0.5도의 기울기 빈 크기를 사용하여 계산되었다. 도 23으로부터 명백한 바와 같이, 샘플 A는 x-방향 및 y-방향 둘다를 따라 대칭 기울기 분포를 가졌다. 샘플 A는 x-방향을 따라 보다 넓은 기울기 분포를 가졌고, y-방향을 따라 보다 좁은 기울기 분포를 가졌다. 도 24는 샘플 A에 대한 분석된 표면에 걸친 퍼센트 기울기 분포를 나타낸 것이다. 도 24로부터 명백한 바와 같이, 샘플은 약 4.7 마이크로미터인 샘플의 피크 높이에 대해 실질적으로 대칭인 높이 분포를 가졌다. 도 25는 샘플 A에 대한 퍼센트 기울기 크기를 나타낸 것이고, 기울기 크기 Sm은 이하의 수식으로부터 계산되었다:
Figure 112011103817073-pct00003
(3)
도 26은 샘플 A에 대한 퍼센트 누적 기울기 분포 Sc(θ)를 나타낸 것이고, 여기서 Sc(θ)는 이하의 수식으로부터 계산되었다:
Figure 112011103817073-pct00004
(4)
도 26으로부터 명백한 바와 같이, 샘플 A의 표면의 약 100%가 약 3.5도 미만의 기울기 크기를 가졌다. 게다가, 분석된 표면의 약 52%는 약 1도 미만의 기울기 크기를 가졌고, 분석된 표면의 약 72%는 약 1.5도 미만의 기울기 크기를 가졌다.
샘플 A와 유사한 3가지 부가의 샘플(B, C 및 D로 표시되어 있음)이 이전에 개략적으로 기술된 바와 같이 특성 파악되었다. 4개의 샘플 A 내지 샘플 D 모두는 미세구조물(160)과 유사한 미세구조물을 가졌고, 절단 도구 시스템(1000)과 유사한 절단 도구 시스템을 사용하여, 절단기(1120)와 유사한 절단기를 사용해 패턴화된 롤을 제조하고 이어서 패턴화된 도구를 미세복제하여 무광택 층(140)과 유사한 무광택 층을 제조함으로써 제조되었다. 샘플 B는 약 95.2%의 광 투과율, 약 3.28%의 광학 탁도, 및 약 78%의 광학 투명도를 가졌고, 샘플 C는 약 94.9%의 광 투과율, 약 2.12%의 광학 탁도, 및 약 86.1%의 광학 투명도를 가졌으며, 샘플 D는 약 94.6%의 광 투과율, 약 1.71%의 광학 탁도, 및 약 84.8%의 광학 투명도를 가졌다. 그에 부가하여, 6개의 비교 샘플(R1 내지 R6로 표시되어 있음)이 특성 파악되었다. 샘플 R1 내지 샘플 R3은 무광택 층(860)과 유사하였고, 결합제에 분산된 복수의 큰 비드를 포함하였으며, 여기서 무광택 표면은 주로 비드로 인해 형성되었다. 샘플 R1은 약 17.8%의 광학 탁도 및 약 48.5%의 광학 투명도를 가졌고, 샘플 R2(Dai Nippon Printing Co., Ltd.로부터 입수가능함)는 약 32.2%의 광학 탁도 및 약 67.2%의 광학 투명도를 가졌으며, 샘플 R3는 약 4.7%의 광학 탁도 및 약 73.3%의 광학 투명도를 가졌다. 샘플 R4는 엠보싱된 폴리카보네이트 필름(일본 오사카 소재의 Keiwa Inc.로부터 입수가능함)이었고, 약 23.2%의 광학 탁도 및 약 39.5%의 광학 투명도를 가졌다.
도 27은 샘플 A 내지 샘플 D와 샘플 R1 내지 샘플 R4에 대한 퍼센트 누적 기울기 분포 Sc(θ)이다. 샘플 A 내지 샘플 D 각각은 무광택 층(140)과 유사하였고, 구조화된 주 표면(120)과 유사한 구조화된 주 표면을 포함하였다. 도 27로부터 명백한 바와 같이, 샘플 A 내지 샘플 D의 전부 또는 적어도 일부의 구조화된 주 표면의 약 7%, 또는 약 6.5%, 또는 약 6%, 또는 약 5.5%, 또는 약 5%, 또는 약 4.5%, 또는 약 4%, 또는 약 3.5%, 또는 약 3% 이하가 약 3.5도 초과의 기울기 크기를 가졌다. 게다가, 샘플 A 내지 샘플 D의 전부 또는 적어도 일부의 구조화된 주 표면의 약 4%, 또는 약 3.5%, 또는 약 3%, 또는 약 2.5%, 또는 약 2%, 또는 약 1.5%, 또는 약 1%, 또는 약 0.9%, 또는 약 0.8% 이하가 약 5도 초과의 누적 기울기 크기를 가졌다.
다시 도 1을 참조하면, 액정 디스플레이와 같은 광학 시스템에서 사용될 때, 광 방향 전환 필름(100)은 디스플레이의 광학 및/또는 물리적 결함을 감추거나 마스킹하고 디스플레이의 밝기를 향상시킬 수 있다. 어떤 경우에, 광 방향 전환 필름(100)의 평균 유효 투과율이 평탄한 제2 주 표면(120)을 갖는 것을 제외하고는 광 방향 전환 필름(100)과 동일한 구조를 가지는 광 방향 전환 필름과 비교하여 약 2% 이하만큼, 또는 약 1.5% 이하만큼, 또는 약 1% 이하만큼, 또는 약 0.75% 이하만큼, 또는 약 0.5% 이하만큼 더 작다. 어떤 경우에, 광 방향 전환 필름의 평균 유효 투과율이 평탄한 제2 주 표면을 갖는 것을 제외하고는 동일한 구조를 가지는 광 방향 전환 필름과 비교하여 약 0.2%, 또는 약 0.3%, 또는 약 0.4%, 또는 약 0.5%, 또는 1%, 또는 약 1.5%, 또는 약 2% 이상만큼 더 크다. 일례로서, 광 방향 전환 필름(100)과 유사한 광 방향 전환 필름이 제조되었다. 선형 프리즘(150)은 약 24 마이크로미터의 피치, 약 90도의 정각(152), 및 약 1.65의 굴절률을 가졌다. 제2 주 표면(120)은 약 1.5%의 광학 탁도 및 약 83%의 광학 투명도를 가졌다. 광 방향 전환 필름은 약 1.803의 평균 유효 투과율을 가졌다. 비교를 위해, 평탄한 제2 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조(물질 조성을 포함함)를 가지는 유사한 광 방향 전환 필름이 약 1.813의 평균 유효 투과율을 가졌다.
다른 일례로서, 광 방향 전환 필름(100)과 유사한 광 방향 전환 필름이 제조되었다. 절단기(1110)와 유사한 절단기를 사용하여 절단된 도구로부터의 복제에 의해 미세구조물(160)이 제조되었으며, 여기서 절단 팁(1115)의 반경은 약 3300 마이크로미터였다. 선형 프리즘(150)은 약 24 마이크로미터의 피치, 약 90도의 정각(152), 및 약 1.567의 굴절률을 가졌다. 제2 주 표면(120)은 약 1.71%의 광학 탁도 및 약 84.8%의 광학 투명도를 가졌다. 광 방향 전환 필름은 약 1.633의 평균 유효 투과율을 가졌다. 비교를 위해, 평탄한 제2 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조(물질 조성을 포함함)를 가지는 유사한 광 방향 전환 필름이 약 1.626의 평균 유효 투과율을 가졌다. 따라서, 구조화된 제2 주 표면(120)은 평균 유효 투과율을 약 0.43%만큼 증가시킴으로써 부가의 이득을 제공하였다.
다른 일례로서, 광 방향 전환 필름(100)과 유사한 광 방향 전환 필름이 제조되었다. 절단기(1110)와 유사한 절단기를 사용하여 절단된 도구로부터의 복제에 의해 미세구조물(160)이 제조되었으며, 여기서 절단 팁(1115)의 반경은 약 4400 마이크로미터였다. 선형 프리즘(150)은 약 24 마이크로미터의 피치, 약 90도의 정각(152), 및 약 1.567의 굴절률을 가졌다. 제2 주 표면(120)은 약 1.49%의 광학 탁도 및 약 82.7%의 광학 투명도를 가졌다. 광 방향 전환 필름은 약 1.583의 평균 유효 투과율을 가졌다. 비교를 위해, 평탄한 제2 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조(물질 조성을 포함함)를 가지는 유사한 광 방향 전환 필름이 약 1.578의 평균 유효 투과율을 가졌다. 따라서, 구조화된 제2 주 표면(120)은 평균 유효 투과율을 약 0.32%만큼 증가시킴으로써 부가의 이득을 제공하였다.
또 다른 일례로서, 광 방향 전환 필름(100)과 유사한 광 방향 전환 필름이 제조되었다. 절단기(1110)와 유사한 절단기를 사용하여 절단된 도구로부터의 복제에 의해 미세구조물(160)이 제조되었으며, 여기서 절단 팁(1115)의 반경은 약 3300 마이크로미터였다. 선형 프리즘(150)은 약 24 마이크로미터의 피치, 약 90도의 정각(152), 및 약 1.567의 굴절률을 가졌다. 제2 주 표면(120)은 약 1.35%의 광학 탁도 및 약 85.7%의 광학 투명도를 가졌다. 광 방향 전환 필름은 약 1.631의 평균 유효 투과율을 가졌다.. 비교를 위해, 평탄한 제2 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조(물질 조성을 포함함)를 가지는 유사한 광 방향 전환 필름이 약 1.593의 평균 유효 투과율을 가졌다. 따라서, 구조화된 제2 주 표면(120)은 평균 유효 투과율을 약 2.38%만큼 증가시킴으로써 부가의 이득을 제공하였다.
기판층(170)은 유전체, 반도체, 또는 금속과 같은, 응용에 적당할 수 있는 임의의 물질일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판층(170)은 유리 및 중합체(폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트 및 아크릴 등)를 포함할 수 있거나 이들로 이루어져 있을 수 있다. 기판(170)은 경성이거나 가요성일 수 있다. 기판(170)은 응용에 바람직할 수 있는 임의의 두께 및/또는 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 어떤 경우에, 기판층(170)은 PET일 수 있고 약 50 마이크로미터 또는 약 175 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다.
도 28은 제2 광 방향 전환 필름(2855) 상에 배치된 제1 광 방향 전환 필름(2805)을 포함하는 광학 적층물(2800)의 개략 측면도이다. 광 방향 전환 필름들 중 하나 또는 둘다는 광 방향 전환 필름(100)과 유사할 수 있다. 제1 광 방향 전환 필름(2805)은 제1 주 표면(2810) 및 반대쪽에 있는 제2 주 표면(2815)을 포함한다. 제1 주 표면은 y-방향을 따라 뻗어 있는 복수의 제1 미세구조물(2820)을 포함하고, 제2 주 표면은 복수의 제2 미세구조물(2825)을 포함하고 있다. 제2 광 방향 전환 필름(2855)은 제3 주 표면(2860) 및 반대쪽에 있는 제4 주 표면(2865)을 포함한다. 제3 주 표면(2860)은 제1 광 방향 전환 필름의 제2 주 표면(2815)과 마주해 있고, y-방향과 상이한 방향(x-방향 등)을 따라 뻗어 있는 복수의 제3 미세구조물(2870)을 포함하고 있다. 제4 주 표면(2865)은 복수의 제4 미세구조물(2875)을 포함하고 있다.
어떤 경우에, 제1 광 방향 전환 필름(2805)은 제2 주 표면(2815)을 포함하는 무광택 층(2880)을 포함하고 있다. 이와 유사하게, 어떤 경우에, 제2 광 방향 전환 필름(2855)은 제4 주 표면(2865)을 포함하는 무광택 층(2885)을 포함하고 있다.
광학 적층물(2800)이 액정 디스플레이의 백라이트에 포함되어 있는 때와 같은 어떤 경우에, 선형 미세구조물(2820 및/또는 2870)은 모아레를 야기할 수 있다. 어떤 경우에, 2개의 광 방향 전환 필름, 상세하게는 상부 광 방향 전환 필름이 색상 불균일을 야기할 수 있다. 색상 불균일은 광 방향 전환 필름의 굴절률 분산으로 인한 것이다. 1차 색상 불균일은 전형적으로 광 방향 전환 필름의 시야각 한계 가까이에서 보이는 반면, 고차 색상 불균일은 전형적으로 더 큰 각도에서 보인다. 주 표면(2815, 2865)이 충분히 낮은 광학 탁도 및 투명도를 가질 때와 같은 어떤 경우에, 광학 적층물이, 디스플레이 밝기를 그다지 감소시키는 일 없이, 사실상 모아레 및 색상 불균일을 마스킹하거나 제거할 수 있다. 이러한 경우에, 제2 및 제4 주 표면 각각은 약 5% 이하, 또는 약 4.5% 이하, 또는 약 4% 이하, 또는 약 3.5% 이하, 또는 약 3% 이하, 또는 약 2.5% 이하, 또는 약 2% 이하, 또는 약 1.5% 이하, 또는 약 1% 이하인 광학 탁도를 가지며, 제2 및 제4 주 표면 각각은 약 85% 이하, 또는 약 80% 이하, 또는 약 75% 이하, 또는 약 70% 이하, 또는 약 65% 이하, 또는 약 60% 이하인 광학 투명도를 가진다.
광학 적층물(2800)이 디스플레이 시스템에서 밝기를 증가시키기 위해 사용되는 때와 같은 어떤 경우에, 광학 적층물의 평균 유효 투과율(ETA)은 약 2.4 이상, 또는 약 2.45 이상, 또는 약 2.5 이상, 또는 약 2.55 이상, 또는 약 2.6 이상, 또는 약 2.65 이상, 또는 약 2.7 이상, 또는 약 2.75 이상, 또는 약 2.8 이상이다. 어떤 경우에, 광학 적층물(2800)의 평균 유효 투과율은 평탄한 제2 및 제4 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조(물질 조성을 포함함)를 가지는 광학 적층물과 비교하여 약 1%, 또는 약 0.75%, 또는 약 0.5%, 또는 약 0.25%, 또는 약 0.1% 이하만큼 더 작다. 어떤 경우에, 광학 적층물(2800)의 평균 유효 투과율이 평탄한 제2 및 제4 주 표면을 가지는 것을 제외하고는 동일한 구조를 가지는 광학 적층물과 비교하여 더 작지 않다. 어떤 경우에, 광학 적층물(2800)의 평균 유효 투과율은 평탄한 제2 및 제4 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조를 가지는 광학 적층물과 비교하여 적어도 약 0.1%, 또는 약 0.2%, 또는 약 0.3%만큼 더 크다. 일례로서, 광학 적층물(2800)과 유사하고 약 2.773의 평균 유효 투과율을 가진 광학 적층물이 제조되었다. 각자의 제2 및 제4 주 표면(2815, 2865) 각각은 약 1.5%의 광학 탁도 및 약 83%의 광학 투명도를 가졌다. 선형 프리즘은 약 1.65의 굴절률을 가졌다. 비교를 위해, 평탄한 제2 및 제4 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조를 가지는 유사한 광학 적층물이 약 2.763의 평균 유효 투과율을 가졌다. 따라서, 구조화된 하부 주 표면(2815, 2865)은 평균 유효 투과율을 약 0.36%만큼 증가시킴으로써 부가의 이득을 제공하였다.
다른 일례로서, 광학 적층물(2800)과 유사하고 약 2.556의 평균 유효 투과율을 가진 광학 적층물이 제조되었다. 각자의 제2 및 제4 주 표면(2815, 2865) 각각은 약 1.29%의 광학 탁도 및 약 86.4%의 광학 투명도를 가졌다. 선형 프리즘은 약 24 마이크로미터의 피치, 약 90도의 정각, 및 약 1.567의 굴절률을 가졌다. 비교를 위해, 평탄한 제2 및 제4 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조를 가지는 유사한 광학 적층물이 약 2.552의 평균 유효 투과율을 가졌다. 따라서, 구조화된 하부 주 표면(2815, 2865)은 평균 유효 투과율을 약 0.16%만큼 증가시킴으로써 부가의 이득을 제공하였다.
또 다른 일례로서, 광학 적층물(2800)과 유사하고 약 2.415의 평균 유효 투과율을 가진 광학 적층물이 제조되었다. 각자의 제2 및 제4 주 표면(2815, 2865) 각각은 약 1.32%의 광학 탁도 및 약 84.8%의 광학 투명도를 가졌다. 선형 프리즘은 약 24 마이크로미터의 피치, 약 90도의 정각, 및 약 1.567의 굴절률을 가졌다. 비교를 위해, 평탄한 제2 및 제4 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조를 가지는 유사한 광학 적층물이 약 2.404의 평균 유효 투과율을 가졌다. 따라서, 구조화된 하부 주 표면(2815, 2865)은 평균 유효 투과율을 약 0.46%만큼 증가시킴으로써 부가의 이득을 제공하였다.
도 29는 정보를 보는 사람(2999)에게 디스플레이하는 디스플레이 시스템(2900)의 개략 측면도이다. 디스플레이 시스템은 백라이트(2920) 상에 배치되어 백라이트(2920)에 의해 조명되는 액정 패널(2910)을 포함하고 있다. 액정 패널(2910)은 선형 광 흡수 편광기(2935)와 선형 광 흡수 편광기(2940) 사이에 배치된 액정 셀(2930)을 포함하고 있다. 디스플레이 시스템(2900)이 보는 사람(2999)에게 영상을 디스플레이할 때와 같은 어떤 경우에, 액정 패널(2910)이 픽셀화되어 있을 수 있다.
백라이트(2920)는 측방 반사체(2995)에 하우징되어 있는 램프(2990)로부터 도광체의 가장자리를 통해 광을 수광하는 도광체(2970), 후방 반사체에 입사되는 광을 보는 사람(2999) 쪽으로 반사하는 후방 반사체(2980), 도광체의 방출면(2975)으로부터 방출하는 광(2985)을 균질화하는 광 확산기(2960), 및 광 확산기와 반사 편광기(2950) 사이에 배치된 도 28의 광학 적층물(2800)을 포함하고 있다.
광학 적층물(2800)은 광 방향 전환 필름(2805, 2855)을 포함하고 있다. 어떤 경우에, 2개의 광 방향 전환 필름의 선형 프리즘이 서로에 대해 직교 배향되어 있다. 예를 들어, 선형 프리즘(2820)은 y-방향으로 뻗어 있을 수 있고, 선형 프리즘(2870)은 x-방향을 따라 배향되어 있을 수 있다. 미세구조물(2825, 2875)은 도광체(2970)와 마주하고 있고, 프리즘 모양의 미세구조물(2820, 2870)은 도광체로부터 먼쪽으로 향해 있다.
광학 적층물(2800)은 디스플레이 시스템의 밝기 - 축상 밝기 등 - 를 향상시킨다. 이와 동시에, 광학 적층물의 각자의 제2 및 제4 주 표면(2815, 2865)은 스크래치와 같은 물리적 결함을 마스킹하고 모아레 및 색상 불균일과 같은 광학 결함을 감추고 및/또는 제거하기에 충분히 낮은 광학 투명도를 가진다.
반사 편광기(2950)는 제1 편광 상태를 가지는 광을 실질적으로 반사시키고, 제2 편광 상태를 가지는 광을 실질적으로 투과시키며, 여기서 2개의 편광 상태는 상호 직교이다. 예를 들어, 반사 편광기에 의해 실질적으로 반사되는 편광 상태에 대한 가시광에서의 반사 편광기(2950)의 평균 반사율은 적어도 약 50%, 또는 적어도 약 60%, 또는 적어도 약 70%, 또는 적어도 약 80%, 또는 적어도 약 90%, 또는 적어도 약 95%이다. 다른 일례로서, 반사 편광기에 의해 실질적으로 투과되는 편광 상태에 대한 가시광에서의 반사 편광기(2950)의 평균 투과율은 적어도 약 50%, 또는 적어도 약 60%, 또는 적어도 약 70%, 또는 적어도 약 80%, 또는 적어도 약 90%, 또는 적어도 약 95%, 또는 적어도 약 97%, 또는 적어도 약 98%, 또는 적어도 약 99%이다. 어떤 경우에, 반사 편광기(2950)는 제1 선형 편광 상태를 가지는(예를 들어, x-방향을 따르는) 광을 실질적으로 반사시키고, 제2 선형 편광 상태를 가지는(예를 들어, y-방향을 따르는) 광을 실질적으로 투과시킨다.
예를 들어, MOF(multilayer optical film, 다층 광학 필름) 반사 편광기, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M Company로부터 입수가능한 Vikuiti™ DRPF(Diffuse Reflective Polarizer Film)와 같은 연속상 및 분산상을 가지는 DRPF(diffusely reflective polarizing film, 확산 반사 편광 필름), 예를 들어, 미국 특허 제6,719,426호에 기술된 와이어 격자 반사 편광기, 또는 콜레스테릭 반사 편광기와 같은 임의의 적당한 유형의 반사 편광기가 반사 편광기 층(2950)에 대해 사용될 수 있다.
예를 들어, 어떤 경우에, 반사 편광기(2950)는 상이한 중합체 물질의 교번하는 층으로 이루어진 MOF 반사 편광기일 수 있거나 이를 포함할 수 있고, 여기서 일련의 교번하는 층 중 하나가 복굴절 물질로 이루어져 있고, 상이한 물질의 굴절률이 하나의 선형 편광 상태로 편광된 광에 대해서는 정합되고 직교 선형 편광 상태의 광에 대해서는 정합되지 않는다. 이러한 경우에, 정합된 편광 상태에 있는 입사광은 반사 편광기(2950)를 통해 실질적으로 투과되고, 비정합된 편광 상태에 있는 입사광은 반사 편광기(2950)에 의해 실질적으로 반사된다. 어떤 경우에, MOF 반사 편광기(2950)는 무기 유전체층의 적층물을 포함할 수 있다.
다른 일례로서, 반사 편광기(2950)는 통과 상태(pass state)에서 중간의 축상 평균 반사율을 가지는 부분 반사층일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 부분 반사층은 xy-평면과 같은 제1 평면에서 편광된 가시광에 대해 적어도 약 90%의 축상 평균 반사율, 및 제1 평면에 수직인 제2 평면(xz-평면 등)에서 편광된 가시광에 대해 약 25% 내지 약 90% 범위의 축상 평균 반사율을 가질 수 있다. 이러한 부분 반사층은, 예를 들어, 미국 특허 공개 제2008/064133호(참조 문헌으로서 그 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 기술되어 있다.
어떤 경우에, 반사 편광기(2950)는 원형 반사 편광기일 수 있거나 이를 포함할 수 있고, 여기서 시계 방향 또는 반시계 방향일 수 있는 한 방향으로 원형 편광된 광(우회전 또는 좌회전 원편광이라고도 함)이 우선적으로 투과되고, 반대 방향으로 편광된 광이 우선적으로 반사된다. 한 유형의 원형 편광기는 콜레스테릭 액정 편광기를 포함한다.
어떤 경우에, 반사 편광기(2950)는 2009년 11월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/116132호, 2008년 11월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/116291호, 2008년 11월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/116294호, 2008년 11월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/116295호, 2008년 11월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/116295호, 및 200년 4월 15일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/939085호를 기초로 우선권을 주장하는, 2008년 5월 19일자로 출원된 국제 특허 출원 제PCT/US 2008/060311호(이들 모두는 참조 문헌으로서 그 전체 내용이 본 명세서에 포함됨)에 기술된 것과 같은, 광 간섭에 의해 광을 반사시키거나 투과시키는 다층 광학 필름일 수 있다.
광 확산기(2960)의 주된 기능은 램프(2990)를 감추거나 마스킹하고 도광체(2970)에 의해 방출되는 광(2985)을 균질화하는 것이다. 광 확산기(2960)는 높은 광학 탁도 및/또는 높은 확산 광 반사율을 가진다. 예를 들어, 어떤 경우에, 광 확산기의 광학 탁도는 약 40% 이상, 또는 약 50% 이상, 또는 약 60% 이상, 또는 약 70% 이상, 또는 약 80% 이상, 또는 약 85% 이상, 또는 약 90% 이상, 또는 약 95% 이상이다. 다른 일례로서, 광 확산기의 확산 광 반사율은 약 30% 이상, 또는 약 40% 이상, 또는 약 50% 이상, 또는 약 60% 이상이다.
광 확산기(2960)는 응용에 바람직하고 및/또는 이용가능할 수 있는 임의의 광 확산기일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 확산기(2960)는 표면 확산기, 체적 확산기, 또는 이들의 조합일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 확산기(2960)는 상이한 굴절률 n2를 갖는 결합제 또는 호스트 매질에 분산되어 있는 제1 굴절률 n1을 갖는 복수의 입자를 포함할 수 있고, 여기서 2개의 굴절률 사이의 차는 적어도 약 0.01, 또는 적어도 약 0.02, 또는 적어도 약 0.03, 또는 적어도 약 0.04, 또는 적어도 약 0.05 이다.
후방 반사체(2980)는 마이너스 z-방향을 따라 보는 사람(2999)으로부터 떨어져 있는 도광체에 의해 방출되는 광을 수광하고 수광된 광을 보는 사람 쪽으로 반사시킨다. 램프(2990)가 도광체의 가장자리를 따라 배치되어 있는 디스플레이 시스템(2900)과 같은 디스플레이 시스템은 일반적으로 엣지형(edge-lit) 또는 백릿(backlit) 디스플레이 또는 광학 시스템이라고 한다. 어떤 경우에, 후방 반사체는 부분 반사성 및 부분 투과성일 수 있다. 어떤 경우에, 후방 반사체는 구조화되어 있을 수 있다 - 예를 들어, 구조화된 표면을 가질 수 있다 -.
후방 반사체(2980)는 응용에 바람직하고 및/또는 실용적일 수 있는 임의의 유형의 반사체일 수 있다. 예를 들어, 후방 반사체는 2007년 5월 20일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/939085호를 기초로 우선권을 주장하는 2008년 5월 19일자로 출원된 국제 특허 출원 제PCT/US 2008/064115호(이들 출원 둘다는 그 전체 내용이 참조 문헌으로서 본 명세서에 포함됨)에 개시된 것과 같은, 경면 반사체, 반경면 또는 반확산 반사체, 또는 확산 반사체일 수 있다. 예를 들어, 반사체는 ESR(enhanced specular reflector) 필름(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M Company로부터 입수가능함)과 같은 알루미늄 처리된 필름(aluminized film) 또는 다층 중합체성 반사 필름일 수 있다. 다른 일례로서, 후방 반사체(2980)는 백색 외관을 갖는 확산 반사체일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "수직", "수평", "위", "아래", "좌측", "우측", "상부" 및 "하부", "시계방향" 및 "반시계방향", 기타 유사한 용어와 같은 용어는 도면에 나타낸 바와 같은 상대적 위치를 말한다. 일반적으로, 물리적인 실시 형태는 상이한 배향을 가질 수 있으며, 그 경우에 이 용어들은 장치의 실제 배향에 맞추어 수정되는 상대적인 위치를 지칭하도록 의도된다. 예를 들어, 도 1의 이미지가 도면에서의 배향에 비해 뒤집혀 있을지라도, 제1 주 표면(110)이 여전히 "상부" 주 표면인 것으로 간주된다.
이상에서 언급된 모든 특허, 특허 출원 및 다른 공보들은 상세히 재현한 것처럼 본 문헌에 참고로 포함된다. 본 발명의 특정의 실시예가 본 발명의 다양한 태양의 설명을 용이하게 하기 위해 위에서 상세히 기술되었지만, 본 발명을 실시예의 상세 사항으로 제한하고자 하는 것이 아님을 알아야 한다. 오히려, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 사상 및 범주 내에 속하는 모든 수정, 실시 형태 및 대안을 포함하고자 한다.

Claims (81)

  1. 제1 방향을 따라 뻗어 있는 복수의 제1 미세구조물을 포함하는 제1 주 표면, 및
    제1 주 표면의 반대쪽에 있고 복수의 제2 미세구조물을 포함하는 제2 주 표면 - 제2 주 표면은 3% 이하인 광학 탁도 및 85% 이하인 광학 투명도를 가짐 -
    을 포함하고, 평균 유효 투과율이 1.75 이상인 광 방향 전환 필름이며,
    여기서 제2 주 표면의 7% 이하는 기울기 크기가 3.5도 초과이고,
    광학 탁도는 ASTM D1003에 따라 측정되고,
    광학 투명도는, 비 (T1-T2)/(T1+T2)를 말하고 - T1은 수직 방향으로부터 1.6 내지 2도만큼 벗어나는 투과 광이고, T2는 수직 방향으로부터 0 내지 0.7도 사이에 있는 투과 광임 -, 탁도계를 사용하여 측정되고,
    평균 유효 투과율은,
    광학 시스템을 사용하여 - 광학 시스템은 광축에 중심을 두고 있고, 방출 또는 출구 표면을 통해 람베르시안 광을 방출하는 중공 람베르시안 광 박스, 선형 광 흡수 편광기, 및 광 검출기를 포함하고 있음 -,
    광섬유를 통해 광 박스의 내부에 연결되어 있는 안정화된 광대역 광원에 의해 광 박스를 조명하고,
    제1 미세구조물이 광 검출기와 마주하고 제2 미세구조물이 광 박스와 마주한 상태에서 광 방향 전환 필름을 광 박스 및 선형 광 흡수 편광기 사이의 미리 정해진 위치에 배치하고,
    스펙트럼 가중된(spectrally weighted) 축방향 휘도 I1 - 광축을 따른 휘도 - 를 선형 광 흡수 편광기를 통해 광 검출기에 의해 측정하고,
    광 방향 전환 필름을 제거하고, 광 방향 전환 필름이 미리 정해진 위치에 배치되지 않은 상태에서 스펙트럼 가중된 휘도 I2를 측정하고,
    비 I1/I2로서 유효 투과율(ET)을 얻는데,
    평균 유효 투과율(ETA)로서 ET0와 ET90의 평균을 얻음으로써 - ET0는 제1 방향이 선형 광 흡수 편광기의 편광축에 평행일 때의 유효 투과율이고, ET90는 제1 방향이 선형 광 흡수 편광기의 편광축에 수직일 때의 유효 투과율임 -
    측정되는 것인, 광 방향 전환 필름.
  2. 복수의 선형 미세구조물을 포함하는 제1 주 표면, 및
    제1 주 표면의 반대쪽에 있고 복수의 제2 미세구조물을 포함하는 제2 주 표면 - 제2 주 표면은 3% 이하인 광학 탁도 및 85% 이하인 광학 투명도를 가짐 -
    을 포함하는 광 방향 전환 필름이며,
    여기서 광 방향 전환 필름의 평균 유효 투과율은 평탄한 제2 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조를 갖는 광 방향 전환 필름과 비교하여 더 작지 않거나 1.5% 이하만큼 더 작고,
    제2 주 표면의 7% 이하는 기울기 크기가 3.5도 초과이고,
    광학 탁도는 ASTM D1003에 따라 측정되고,
    광학 투명도는, 비 (T1-T2)/(T1+T2)를 말하고 - T1은 수직 방향으로부터 1.6 내지 2도만큼 벗어나는 투과 광이고, T2는 수직 방향으로부터 0 내지 0.7도 사이에 있는 투과 광임 -, 탁도계를 사용하여 측정되고,
    평균 유효 투과율은,
    광학 시스템을 사용하여 - 광학 시스템은 광축에 중심을 두고 있고, 방출 또는 출구 표면을 통해 람베르시안 광을 방출하는 중공 람베르시안 광 박스, 선형 광 흡수 편광기, 및 광 검출기를 포함하고 있음 -,
    광섬유를 통해 광 박스의 내부에 연결되어 있는 안정화된 광대역 광원에 의해 광 박스를 조명하고,
    선형 미세구조물이 광 검출기와 마주하고 제2 미세구조물이 광 박스와 마주한 상태에서 광 방향 전환 필름을 광 박스 및 선형 광 흡수 편광기 사이의 미리 정해진 위치에 배치하고,
    스펙트럼 가중된(spectrally weighted) 축방향 휘도 I1 - 광축을 따른 휘도 - 를 선형 광 흡수 편광기를 통해 광 검출기에 의해 측정하고,
    광 방향 전환 필름을 제거하고, 광 방향 전환 필름이 미리 정해진 위치에 배치되지 않은 상태에서 스펙트럼 가중된 휘도 I2를 측정하고,
    비 I1/I2로서 유효 투과율(ET)을 얻는데,
    평균 유효 투과율(ETA)로서 ET0와 ET90의 평균을 얻음으로써 - ET0는 선형 미세 구조물이 선형 광 흡수 편광기의 편광축에 평행인 방향을 따라 뻗어 있을 때의 유효 투과율이고, ET90는 선형 미세 구조물이 선형 광 흡수 편광기의 편광축에 수직인 방향을 따라 뻗어 있을 때의 유효 투과율임 -
    측정되는 것인, 광 방향 전환 필름.
  3. 제1 주 표면 및 반대쪽에 있는 제2 주 표면을 포함하는 제1 광 방향 전환 필름 - 제1 주 표면은 제1 방향을 따라 뻗어 있는 복수의 제1 미세구조물을 포함하고, 제2 주 표면은 복수의 제2 미세구조물을 포함함 -, 및
    제3 주 표면 및 반대쪽에 있는 제4 주 표면을 포함하는 제2 광 방향 전환 필름 - 제3 주 표면은 제1 광 방향 전환 필름의 제2 주 표면과 마주하고 있으며 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 뻗어 있는 복수의 제3 미세구조물을 포함하고, 제4 주 표면은 복수의 제4 미세구조물을 포함함 - 을 포함하는 광학 적층물이며,
    여기서, 제2 및 제4 주 표면 각각이 3% 이하인 광학 탁도 및 85% 이하인 광학 투명도를 갖고, 제2 주 표면의 7% 이하는 기울기 크기가 3.5도 초과이고, 제4 주 표면의 7% 이하는 기울기 크기가 3.5도 초과이고,
    광학 탁도는 ASTM D1003에 따라 측정되고,
    광학 투명도는, 비 (T1-T2)/(T1+T2)를 말하고 - T1은 수직 방향으로부터 1.6 내지 2도만큼 벗어나는 투과 광이고, T2는 수직 방향으로부터 0 내지 0.7도 사이에 있는 투과 광임 -, 탁도계를 사용하여 측정되는 것인, 광학 적층물.
  4. 제1 주 표면 및 반대쪽에 있는 제2 주 표면을 포함하는 제1 광 방향 전환 필름 - 제1 주 표면은 제1 방향을 따라 뻗어 있는 복수의 제1 미세구조물을 포함함 -, 및
    제3 주 표면 및 반대쪽에 있는 제4 주 표면을 포함하는 제2 광 방향 전환 필름 - 제3 주 표면은 제1 광 방향 전환 필름의 제2 주 표면과 마주하고 있으며 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 뻗어 있는 복수의 제3 미세구조물을 포함함 - 을 포함하는 광학 적층물이며,
    여기서, 제2 및 제4 주 표면 각각이 3% 이하인 광학 탁도 및 85% 이하인 광학 투명도를 갖고, 제2 주 표면의 7% 이하는 기울기 크기가 3.5도 초과이고, 제4 주 표면의 7% 이하는 기울기 크기가 3.5도 초과이고, 광학 적층물의 평균 유효 투과율은 평탄한 제2 및 제4 주 표면을 포함하는 것을 제외하고는 동일한 구조를 갖는 광학 적층물과 비교하여 더 작지 않거나 1% 이하만큼 더 작고,
    광학 탁도는 ASTM D1003에 따라 측정되고,
    광학 투명도는, 비 (T1-T2)/(T1+T2)를 말하고 - T1은 수직 방향으로부터 1.6 내지 2도만큼 벗어나는 투과 광이고, T2는 수직 방향으로부터 0 내지 0.7도 사이에 있는 투과 광임 -, 탁도계를 사용하여 측정되고,
    평균 유효 투과율은,
    광학 시스템을 사용하여 - 광학 시스템은 광축에 중심을 두고 있고, 방출 또는 출구 표면을 통해 람베르시안 광을 방출하는 중공 람베르시안 광 박스, 선형 광 흡수 편광기, 및 광 검출기를 포함하고 있음 -,
    광섬유를 통해 광 박스의 내부에 연결되어 있는 안정화된 광대역 광원에 의해 광 박스를 조명하고,
    제1 미세구조물이 광 검출기와 마주하고 제2 미세구조물이 광 박스와 마주한 상태에서 광 방향 전환 필름을 광 박스 및 선형 광 흡수 편광기 사이의 미리 정해진 위치에 배치하고,
    스펙트럼 가중된(spectrally weighted) 축방향 휘도 I1 - 광축을 따른 휘도 - 를 선형 광 흡수 편광기를 통해 광 검출기에 의해 측정하고,
    광 방향 전환 필름을 제거하고, 광 방향 전환 필름이 미리 정해진 위치에 배치되지 않은 상태에서 스펙트럼 가중된 휘도 I2를 측정하고,
    비 I1/I2로서 유효 투과율(ET)을 얻는데,
    평균 유효 투과율(ETA)로서 ET0와 ET90의 평균을 얻음으로써 - ET0는 제1 방향이 선형 광 흡수 편광기의 편광축에 평행일 때의 유효 투과율이고, ET90는 제1 방향이 선형 광 흡수 편광기의 편광축에 수직일 때의 유효 투과율임 -
    측정되는 것인, 광학 적층물.
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