特許 6243344 非対称ディフューザーを備えた光学スタック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6243344

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】非対称ディフューザーを備えた光学スタック

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1335 20060101AFI20171127BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20171127BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20171127BHJP

   G02B 5/30 20060101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1335

   G02F1/13357

   F21S2/00 431

   G02B5/30

【請求項の数】1

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-543552(P2014-543552)

(86)(22)【出願日】2012年11月21日

(65)【公表番号】特表2015-504536(P2015-504536A)

(43)【公表日】2015年2月12日

(86)【国際出願番号】US2012066213

(87)【国際公開番号】WO2013078278

(87)【国際公開日】20130530

【審査請求日】2015年11月17日

(31)【優先権主張番号】61/563,145

(32)【優先日】2011年11月23日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】505005049

【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100110803

【弁理士】

【氏名又は名称】赤澤 太朗

(74)【代理人】

【識別番号】100135909

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 和歌子

(74)【代理人】

【識別番号】100133042

【弁理士】

【氏名又は名称】佃 誠玄

(74)【代理人】

【識別番号】100157185

【弁理士】

【氏名又は名称】吉野 亮平

(72)【発明者】

【氏名】アダム ディー．ハーグ

(72)【発明者】

【氏名】トリ ディー．ファム

(72)【発明者】

【氏名】スティーブン エイチ．コング

(72)【発明者】

【氏名】スティーブン ジェイ．エツコーン

(72)【発明者】

【氏名】ロバート エル．エンドレス

(72)【発明者】

【氏名】マシュー ビー．ジョンソン

【審査官】 磯野 光司

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００６／０２６７４３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３５−１／１３３６３

Ｇ０２Ｂ ５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の光学スタックと、前記第１の光学スタック上に前記第１の光学スタックとの間で空気間隙を有するように配設された第２の光学スタックと、を備えた光学スタックであって、
前記第１の光学スタックが、
少なくとも１．３の平均有効透過率を有しかつ第１の方向に沿って延在する複数の線状構造体を備える構造化された第１の主面を備える光方向管理フィルムを備え、
前記第２の光学スタックが、
液晶パネルと、
前記液晶パネル上に配設された反射型偏光子であって、前記反射型偏光子が第１の偏光状態を有する光を実質的に反射しかつ前記第１の偏光状態に対して垂直である第２の偏光状態を有する光を実質的に透過する、反射型偏光子と、
前記反射型偏光子上に配設されかつ前記第１の方向に沿って余り拡散性でなくかつ前記第１の方向に直交する第２の方向に沿ってより拡散性である非対称光ディフューザーであって、前記非対称光ディフューザーが、第１の視角で前記第１の方向に沿って及び第２の視角で前記第２の方向に沿って光を散乱させ、前記第２の視角と前記第１の視角との比が少なくとも１．５である、非対称光ディフューザーと、を備え、
前記第２の光学スタック内の２つの隣接した主面のそれぞれの相当な部分が互いに物理的に接触しており、
前記光学スタックの平均有効透過率が、視角が３５度から５５度まで増大するにつれて前記視角の関数として単調非増加を示す、光学スタック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、とりわけ、ディフューザーを含む光学ディスプレイに関する。

【背景技術】

【0002】

液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）システムなどのディスプレイシステムは様々な用途で用いられており、例えば、コンピュータ用モニター、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、小型音楽プレーヤー、及び薄型ＬＣＤテレビなどの市販の装置である。多くのＬＣＤは、液晶パネル及び液晶パネルを照明するために、バックライトと称されることが多い、延在された領域光源を含む。バックライトは、１つ又は２つ以上のランプ及び複数の光管理フィルムを含むことができる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

本開示は、数ある態様の中で、非対称ディフューザーを含む光学スタックについて記載している。

【0004】

多くの実施形態において、光学スタックについて記載されている。光学スタックは、第１の光学スタック及び第１の光学スタック上に配設された第２の光学スタックを含む。第１の光学スタックは、少なくとも１．３の平均有効透過率を有し、かつ第１の方向に沿って延在する複数の線状構造体の構造化された第１の主面を有する、光方向管理フィルムを含む。第２の光学スタックは、液晶パネルと、液晶パネル上に配設された反射型偏光子と、反射型偏光子上に配設された非対称光ディフューザーと、を含む。非対称光ディフューザーは、第１の方向に沿って余り拡散性でなく、かつ第１の方向に直交する第２の方向に沿ってより拡散性がある。反射型偏光子は、第１の偏光状態を有する光を実質的に反射し、かつ第１の偏光状態に対して垂直である第２の偏光状態を有する光を実質的に透過する。第２の光学スタック内の２つの隣接した主面のぞれぞれの相当な部分が、互いに物理的に接触している。光学スタックの平均有効透過率は、視角が約３５度から約５５度まで増大するにつれて視角の関数として単調非増加を示す。

【0005】

本明細書に記載された光学スタック及び対応するディスプレイは、従来の光学スタック又はディスプレイよりも１つ又は２つ以上の利点を提供できる。例えば、従来のディスプレイは、モアレや他の光学欠陥などの望ましくない欠陥を蒙った。これらの望ましくない欠陥を隠そうとする従来の試みは、結果的に、ディスプレイにおける光学ゲインの減少及びコントラストの減少をもたらした。本開示は、ディスプレイの光学ゲイン及び／又はコントラストを維持しながら望ましくない欠陥を低減させる非対称ディフューザーの使用について記載している。本明細書に記載された光学スタック及びディスプレイの様々な実施形態のこれら及びその他の利点は、本明細書に提示された本開示を読めば当業者にとって容易に明白になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0006】

本開示の様々な実施形態の以下の詳細な説明を、添付の図面と合せて考慮することで、本開示のより完全な理解が可能である。

【0007】

【図1】例示的ディスプレイの模式図側面図である。

【図2】有効透過率を測定するための光学システムの模式的な側面図である。

【図3】例示的非対称ディフューザーの光学顕微鏡写真の平面図である。

【図4】垂直極角の関数としてディスプレイの輝度（有効透過率）のグラフである。

【0008】

本明細書で提示される概略図は必ずしも縮尺通りではない。図面で用いた類似の番号は、類似の構成要素及び工程等を表す。しかしながら、特定の図中のある構成要素を示す数字の使用は、同じ数字によって示される別の図中のその構成要素を限定しようとするものではないことは理解されるであろう。加えて、構成要素について言及するための異なる数字の使用は、異なる番号が付された構成要素が同一又は同様であり得ないことを意図するものではない。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下の発明を実施するための形態では、その一部を構成する添付図面を参照し、図中には、装置、システム、及び方法のいくつかの特定の実施形態が実例として示されている。本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され、実施され得る点は理解されるはずである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではない。

【0010】

本明細書で使用するすべての科学用語及び専門用語は、特に断らないかぎり、当該技術分野において一般的に使用される意味を有する。本明細書において与えられる用語の定義は、本明細書において頻繁に使用される特定の用語の理解を容易にするためのものであって、本開示の範囲を限定しようとするものではない。

【0011】

本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用するところの単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容が明らかにそうでないことが示さないかぎりは複数の指示物を有する実施形態を包含する。

【0012】

本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用されるように、「又は」なる用語は、その内容によって明らかに示されないかぎり、「及び／又は」を含む意味で一般的に用いられる。

【0013】

本明細書で使用するとき、「有する（を有する）」、「有する（を有する）」、「含む（を含む）」、「含む（を含む）」、「備える（comprise）」、「備える（を含む）」等は、制限のない意味で使用されており、一般に、「含むが、それに限らない」ことを意味する。「からなる」及び「から本質的になる」という用語は、「含む（を含む）」等の用語に包含されることが理解されよう。

【0014】

本明細書において参照されるあらゆる方向、例えば「上部」、「底部」、「左」、「右」、「上側」、「下側」、「上方」、「下方」など並びにその他の方向及び向きは、図を参照して明確にするために本明細書において記載され、実際の装置若しくはシステム、又は該装置若しくはシステムの使用を限定するものではない。本明細書に記載される装置、物品、又はシステムの多くは、多くの方向及び向きで使用されてもよい。

【0015】

本開示は、とりわけ、非対称ディフューザーを含む光学スタックについて記載している。本明細書に記載されているように、光学スタック内に非対称ディフューザーを使用することによって、ディスプレイの光学ゲイン及び／又はコントラストを維持しながらディスプレイ内の望ましくない欠陥を低減させる。非対称ディフューザーは、関連光方向管理フィルムの線状に延在する構造体と平行である第１の方向に沿って余り拡散性でない。本開示はそのように限定されるものではないが、以下に示す例の考察を通じて本開示の様々な態様の認識が得られるであろう。

【0016】

図１は、視聴者１に情報を表示するための例示的ディスプレイ１０の模式図側面図である。ディスプレイ１０は、第２の光学スタック３０とバックライト４０との間に光学的に配設された第１の光学スタック２０を含む。第１の光学スタック２０及び第２の光学スタック３０は光学スタック２５を形成する。

【0017】

第１の光学スタック２０は光方向管理フィルム２１を含む。光方向管理フィルム２１は、第１の方向すなわちｙ軸に沿って延在する複数の線状構造体２４を有する構造化表面２２を含む。多くの実施形態では、線状構造体２４は第２の光学スタック３０に対面することができる。幾つかの実施形態では、線状構造体２４は第２の光学スタック３０から離れて対面することができるか、又はバックライト４０の方へ対面することができる。線状構造体２４は、第２の光学スタック３０から離間させることができるか、又は空気間隙は第２の光学スタック３０から線状構造体２４の少なくともの一部分を分離することができる。線状構造体２４は、７０〜１２０度の範囲、すなわち８０〜１１０度の範囲、８５〜９５度の範囲、８８〜９２度の範囲、８９〜９０度の範囲の頂点すなわちピーク角度を有するプリズム又はプリズム構造体とすることができる。

【0018】

第２の光学スタック３０は、液晶パネル３２、液晶パネル３２上に配設された反射型偏光子３４及び反射型偏光子３４上に配設された非対称ディフューザー３６を含む。幾つかの実施形態では、接着剤層３８は液晶パネル３２を反射型偏光子３４に付着させる。多くの実施形態では、非対称ディフューザー３６は第１の光学スタック２０又は構造化表面２２に対面する。幾つかの実施形態では、空気間隙３８は反射型偏光子３４から液晶パネル３２を分離する。これらの実施形態では、非対称ディフューザー３６は第１の光学スタック２０又は構造化表面２２から離れて対面し、かつ液晶パネル３２に対面する。

【0019】

液晶パネル３２は、任意の有用なサイズを有することができ、かつ多くの実施形態ではテレビとして利用されている。多くの実施形態では、液晶パネル３２は少なくとも５０ｃｍ又は少なくとも７５ｃｍである横方向又は対角線寸法を有する。多くの実施形態では、第２の光学スタック３０内の２つの隣接した表面のそれぞれの相当な部分が互いに物理的に接触している。例えば、第２の光学スタック３０内の２つの隣接した表面のそれぞれの少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも８０％、又は少なくとも９０％が、互いに物理的に接触している。幾つかの実施形態では、第２の光学スタック３０内の各層は、第２の光学スタック内の隣接した層上に直接形成されるか、又は接着剤を介して隣接した層に付着するかのいずれかである。そこで、これらの実施形態では、第２の光学スタック内の隣接した層は互いから離間していないか又は空気間隙によって分離されている。

【0020】

例示的バックライト４０は、側面反射体４５内に収容されているランプ又は光源４４から導光板４２の周縁を通して受光する導光板４２を含む。後方反射体４１は、視聴者１の方へ後方反射体４１上に入射する光を反射し、かつ光学ディフューザー４３は導光板４２の放射面４７を出射する光４６を均一化する。他の実施形態では、バックライトは直接照明される（図示せず）。

【0021】

反射型偏光子３４は、第１の偏光状態を有する光を実質的に反射し、かつ第２の偏光状態を有する光を実質的に透過し、２つの偏光状態は互いにに対して相互に直交するか又は垂直である。例えば、反射型偏光子によって実質的に反射される偏光状態に対する、可視域における反射型偏光子３４の平均反射率は、少なくとも約５０％、又は少なくとも約６０％、又は少なくとも約７０％、又は少なくとも約８０％、又は少なくとも約９０％、又は少なくとも約９５％である。別の例として、反射型偏光子によって実質的に透過される偏光状態に対する、可視域における反射型偏光子３４の平均透過率は、少なくとも約５０％、又は少なくとも約６０％、又は少なくとも約７０％、又は少なくとも約８０％、又は少なくとも約９０％、又は少なくとも約９５％、又は少なくとも約９７％、又は少なくとも約９８％、又は少なくとも約９９％である。幾つかの場合において、反射型偏光子３４は、第１の線状偏光状態を有する光を（例えば、ｘ方向に沿って）実質的に反射し、第２の線状偏光状態を有する光を（例えば、ｙ方向に沿って）実質的に透過する。

【0022】

反射型偏光層３４には、任意の好適な種類の反射型偏光子、例えば、多層光学フィルム（ＭＯＦ）反射型偏光子、連続相及び分散相を有する拡散反射偏光フィルム（ＤＲＰＦ）（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能なＶｉｋｕｉｔｉ（商標）Ｄｉｆｆｕｓｅ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ Ｆｉｌｍ（「ＤＲＰＦ」）など）、例えば米国特許第６，７１９，４２６号に記載されるワイヤグリッド反射型偏光子、又はコレステリック反射型偏光子などを用いてもよい。

【0023】

例えば特定の場合では、反射型偏光板３４は、異なるポリマー材料の交互の層で形成されたＭＯＦ反射型偏光板であるか、又はこれを含んだものでよく、ただし、交互の層の組の１層は複屈折材料で形成され、異なる材料の屈折率が１つの線状偏光状態に偏光された光に対して整合させられ、直交する線状偏光状態の光に対しては整合させられない。そのような場合、整合した偏光状態の入射光線は、反射型偏光子３４を実質的に透過し、整合しない偏光状態の入射光線は、反射型偏光子３４によって実質的に反射される。幾つかの場合では、ＭＯＦ反射型偏光子３４は無機誘電体層のスタックを含むことができる。

【0024】

別の例として、反射型偏光子３４は、通過状態で中間の軸上平均反射率を有する部分反射層であるか、又はこれを含んでよい。例えば、部分反射層は、ｘｙ平面などの第１の平面にて偏光された可視光に対して、少なくとも約９０％の軸上平均反射率を、また第１の平面に垂直な、ｘｚ平面などの第２の平面にて偏光された可視光に対して、約２５％〜約９０％の範囲の軸上平均反射率を、有することができる。そのような部分反射層は、例えば、米国特許出願第２００８／０６４１３３号に記載されており、当該特許の開示は参照によりその全てが本明細書に組み込まれる。

【0025】

幾つかの場合において、反射型偏光子３４は、円反射型偏光子であるか、円反射型偏光子を含んでよく、ある観点（時計回り又は反時計回りの観点であってもよく、右円偏光又は左円偏光とも呼ばれる）では、円偏光した光が、優先的に透過され、反対の観点で偏光された光は優先的に反射される。円偏光子の１つのタイプは、コレステリック液晶偏光子を含む。

【0026】

光学ディフューザー４３は、ランプ又は光源４４を隠すか又はマスキングすること及び光放射面４７において導光板４２によって出射される光４６を均一化するという、一次機能を有する。光学ディフューザー４３は、高いオプティカルヘイズ値及び／又は高い拡散光反射率を有する。多くの実施形態では、光学ディフューザー４３のオプティカルヘイズは、約４０％以上、又は約５０％以上、又は約６０％以上、又は約７０％以上、又は約８０％以上、又は約８５％以上、又は約９０％以上、又は約９５％以上である。別の例として、光学ディフューザーの拡散光反射率は、約３０％以上、又は約４０％以上、又は約５０％以上、又は約６０％以上である。光学ディフューザー４３は、ある用途で望ましくかつ／又は利用可能となり得る任意の光学ディフューザー拡散体であっても、又はそれを含むものであってもよい。例えば、光学ディフューザー４３は、表面拡散体、体積拡散体、又はこれらの組み合わせであっても、それらを含むものであってもよい。

【0027】

後方反射体４１は、負のｚ方向に沿って視聴者１から離れて導光板４２によって出射された光を受け、かつ視聴者１の方へ受光を反射する。導光板の辺縁に沿ってランプ又は光源４４が定置されるディスプレイシステム１０などのディスプレイシステムは、概ねエッジリット又はバックリットディスプレイ又は光学システムと称されている。後方反射体４１は、特定の用途において望ましく、かつ／又は実用的であり得る任意の種類の反射体であってよい。例えば、後方反射体は、鏡面反射体、準鏡面又は準拡散反射体、若しくは拡散反射体となることができる。例えば、反射体はアルミニウム処理したフィルム又は多層ポリマー反射型フィルム、例えば、強化鏡面性反射体（ＥＳＲ）フィルム（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能）であり得る。

【0028】

非対称ディフューザー３６は、体積光拡散体又は表面光拡散体となることができる。非対称ディフューザー３６は、第１の方向に沿って余り拡散性でなく、かつ第２の方向に沿ってより拡散性があり、第２の方向は第１の方向に直交する。多くの実施形態において、第１の方向は、第１の方向に、すなわち光方向管理フィルム２０の線状構造体２４のｙ軸に沿って、平行であるか又は整列されている。これらの実施形態において、光方向管理フィルム２０の線状構造体２４は、ｙ軸に沿って第１の方向に延在し、かつ非対称ディフューザー３６は、ｙ軸に沿った同一の第１の方向に沿って余り拡散性でない。この方法で非対称ディフューザー３６及び光方向管理フィルム２０の線状構造体２４を配向することによって、ディスプレイ内の望ましくない光学欠陥をマスキング又は除去しながらディスプレイの輝度及びコントラストが維持されることが判明されてきた。幾つかの実施形態では、プリズム構造体２４の線状に延在する方向と非対称ディフューザー３６の余り拡散性でない方向との間の幾つかの零でない角度が存在することが望ましい場合がある。

【0029】

多くの実施形態では、非対称光ディフューザー３６は、第１の視角で第１の方向に沿って及び第２の視角で第２の方向に沿って光を散乱させ、第２の視角と第１の視角との比は少なくとも１．５、又は少なくとも２、又は少なくとも２．５、又は少なくとも３である。

【0030】

液晶ディスプレイシステムにおいて使用される光方向管理フィルム２０は、ディスプレイの輝度を増大する又は改良することができる。これらの場合において、光方向管理フィルムは、１よりも大きい有効透過率（ＥＴ）又は相対ゲインを有する。本明細書で使用するとき、「有効透過率」は、フィルムがディスプレイシステム内の定位置にあるディスプレイシステムの輝度とフィルムが所定の位置にないディスプレイの輝度との比である。

【0031】

図２は、有効透過率を測定するための光学システム１００の模式的な側面図である。光学システム１００は、光軸１５０の中心に配置され、放射面、つまり出射面１１２を通ってランバート光１１５を放射する中空のランバートライトボックス１１０と、光吸収型線状偏光子１２０と、光検出器１３０と、を含む。ライトボックス１１０は、光ファイバー１７０を通ってライトボックスの内部１８０と接続された、安定化された広帯域光源１６０によって照明される。光学システムによってＥＴを測定しようとする試験試料は、ライトボックスと吸収型線状偏光子との間の場所１４０に置かれる。

【0032】

光学スタック２５又は光方向管理フィルム２０のＥＴは、光検出器に対面する線状プリズム２２を用いて光学スタック２５又は光方向管理フィルム２０を場所１４０に定置することによって測定することができる。スペクトル的に重み付けされた軸上輝度Ｉ_１（光学軸２５０に沿った輝度）が光検出器により吸収型線状偏光子を通して測定される。光学スタック２５又は光方向管理フィルム２０は、取り外されて、スペクトル的に重み付けされた輝度Ｉ_２が光学スタック２５又は光方向管理フィルム２０を場所１４０に定置せずに測定される。ＥＴは、比Ｉ_１／Ｉ_２である。ＥＴ０は、線状プリズム２２が吸収型線状偏光子１２０の偏光軸に対して平行な方向に沿って延在する場合の有効透過率であり、ＥＴ９０は、線状プリズム２２が吸収型線状偏光子の偏光軸に対して垂直な方向に沿って延在する場合の有効透過率である。平均有効透過率（ＥＴＡ）は、ＥＴ０とＥＴ９０との平均である。

【0033】

本明細書に開示される測定有効透過率値は、光検出器１３０にＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ（商標）ＰＲ−６５０ ＳｐｅｃｔｒａＣｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ，Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，ＣＡから入手可能）を用いて測定した。ライトボックス１１０は、全反射率が約８５％であるテフロン製キューブであった。

【0034】

幾つかの場合において、輝度を増大させるため光方向管理フィルム２０がディスプレイシステム１０において使用されるとき、及び線状プリズムが約１．６より大きな屈折率を有するときなどは、光方向管理フィルムの平均有効透過率（ＥＴＡ）は、約１．３以上、又は約１．４以上、又は約１．５以上、又は約１．６以上、又は約１．６５以上、又は約１．７以上、又は約１．７５以上、又は約１．８以上である。

【0035】

実施例に例示されているように、光学スタック２５の平均有効透過率は視角が増大するにつれて滑らかに減少する。この光学特性によって、視聴者が視角を変化させるにつれて光学欠陥が低減又は除去される。多くの実施形態では、光学スタック２５の平均有効透過率は、視角が約３５度から約５５度まで、又は３０度から約６０度まで、又は２５度から約６５度まで、又は２０度から約７０度まで、又は１５度から約７５度まで、又は１０度から約８０度まで、又５度から約８５度まで増大するにつれて単調減少する。幾つかの実施形態では、光学スタック２５の平均有効透過率は、視角が約５度から約８５度まで増大するにつれて単調減少するか又は一定のままである。

【0036】

多くの実施形態では、光学スタック２５の平均有効透過率は、非対称光ディフューザーを備えないことを除いて同一の構成を有する光学スタックと比較して約１５％以下の差で、より多い又はより少ない。他の実施形態では、光学スタック２５の平均有効透過率は、非対称光ディフューザーを備えないことを除いて同一の構成を有する光学スタックと比較して約１０％以下の差で、より多いか又はより少ない。他の実施形態では、光学スタック２５の平均有効透過率は、非対称光ディフューザーを備えないことを除いて同一の構成を有する光学スタックと比較して約８％以下の差で、少なくないか又はより少ない。他の実施形態では、光学スタック２５の平均有効透過率は、非対称光ディフューザーを備えないことを除いて同一の構成を有する光学スタックと比較して約５％以下の差で、より多いか又はより少ない。

【実施例】

【0037】

（実施例１）
光学スタックは、以下の通り組み立てられた。ＬＣＤパネルは、Ｓｏｎｙ ＮＳＸ−３２ＧＴ１テレビセット（Ｓｏｎｙ ＵＳＡ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ＮＹから入手可能）から得られた。１枚のシートの反射型偏光子（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ ＭＮから入手可能なＤＢＥＦ−Ｑ）が、ＬＣＤパネルの水平方向に沿って配向された偏光子の通過軸を有して光学的に透明な接着剤（３Ｍ ＣｏｍｐａｎｙからＯＣＡ ８１７１として入手可能）を用いてパネルの下面へ積層された。ＬＣＤパネルから離れて対面する反射型偏光子シートの側面上に形成されたものは、以下により詳細に説明されている非対称ディフューザーであった。この非対称ディフューザーは、各構造体が細長い楕円の近似形状を有する、構造体の平行な組を有した。非対称ディフューザーは、楕円の長軸が反射型偏光子の通過軸に対して平行であるように配向された。このように配向されて、最大拡散の方向は透過軸に対して垂直であった。反射型偏光子シートの下にあって、かつ空気間隙によってそれから分離されたのは、プリズムフィルム（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能で、９０度の頂点角度及び５０マイクロメートルのピッチを有するＢＥＦ ＩＩＩ−１０Ｔ）であった。プリズムは、細長い楕円の長軸方向に対して概ね平行に配向された。プリズムフィルムの真下にあって、かつ空気間隙によってそれから分離されたのは、Ｓａｍｓｕｎｇ ＵＮ３２Ｃ４０００テレビセット（Ｓａｍｓｕｎｇ ＵＳＡ，Ｒｉｃｈｆｉｅｌｄ Ｐａｒｋ ＮＪから入手可能）から得られたマイクロレンズシート（ディフューザー）であった。マイクロレンズシートの直下にあって、かつ空気間隙によってそれから分離されたのは、やはりＳｏｎｙ ＮＳＸ−３２ＧＴ１テレビセットから取られた導光板であった。このセットからの導光板は、８０個の３ｍｍ×５ｍｍ ＬＥＤを用いて、上縁において照明された。

【0038】

反射型偏光子の下面上の非対称ディフューザーは、以下の通り準備された。例えば、ＰＣＴ公開出願第ＷＯ ００／４８０３７号及び米国特許第７，３５０，４４２号及び同第７，３２８，６３８号に記載されているファストツールサーボ（ＦＴＳ）を備えたダイヤモンド旋削システムが、円筒形の微細複製ツールを生成するために使用された。円筒がその中心軸に沿って回転されるにつれて、円筒形ロールの周りのネジ経路を切削するためにダイヤモンドカッターが円筒形の表面に対して直角に移動した。ロール材料を切削するためにカッターがロール表面に対して直角な方向に沿って移動するにつれて、カッターによって切削される材料の幅は、カッターが移動する即ち中に及び外に突っ込むにつれて変化した。微細複製ツールを生成するためのプロセスについては、ＰＣＴ公開出願第ＷＯ２０１０／０４１２６１号及び係属中の米国特許出願第６１／２３６７７２号に更に記載されている。円筒形ツールにおいて生成された構造体は、次いで米国特許第５，１７５，０３０号（Ｌｕ）及び同第５，１８３，５９７号（Ｌｕ）に記載されている方法を用いて反射型偏光子の下面上で複製された。図３は、非対称ディフューザーの光学顕微鏡写真の平面図である。

【0039】

図３に示された細長い構造体は、約１６０マイクロメートルの平均長さ及び約１０マイクロメートルの最大幅部分における平均幅を有する。構造体の平均最大高さは、約２マイクロメートルであった。

【0040】

ディスプレイの輝度（有効透過率）は、Ｅｌｄｉｍ ＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ８８ＬＷ（Ｍａｒｋｅｔ Ｔｅｃｈ Ｉｎｃ．，Ｓｃｏｔｔｓ Ｖａｌｌｅｙ ＣＡから入手可能）を用いて垂直極角の関数として測定された。その結果得られたデータは、図４のプロットに示されている。

【0041】

（実施例２）
光学スタックは、非対称ディフューザー構造体がその例においてそれらの方向に対して垂直に形成されたことを除き、実施例１のように組み立てられ、それによってそれらがプリズムに対しておおよそ垂直になった。この配向において、最大拡散の方向は水平であった。

【0042】

ディスプレイの輝度（有効透過率）は、実施例１に記載されるように垂直極角の関数として測定された。その結果得られたデータは、図４のプロットに示されている。

【0043】

（実施例３）
光学スタックは、非対称ディフューザーを備えた反射型偏光子フィルムがディフューザー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、ＤＢＥＦ−Ｑ）のない反射型偏光子によって置き換えられたことを除いて、実施例１のように組み立てられた。

【0044】

垂直極角の関数としてのディスプレイの輝度（有効透過率）は、実施例１に記載されるように測定された。その結果得られたデータは、図４のプロットに示されている。

【0045】

（実施例４）
視角は、実施例１の非対称ディフューザーを備えた反射型偏光子から成る単一フィルムについて測定された。水平視角（輝度がそのピーク値の半分まで低下する角度）は、１．５度であり、かつ垂直視角は１７．１度であると決定された。これらは視準光源及び放射撮像球体（radiant imaging sphere）（Ｒａｄｉａｎｔ ＺＥＭＡＸ，ＬＬＣ，Ｒｅｄｍｏｎｄ ＷＡからＩＳ−Ｓａ Ｓｃａｔｔｅｒ ａｎｄ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍとして入手可能）で測定された。

【0046】

（実施例５）
視角は、ＤＢＥＦ−Ｄ２−４００（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、従来の対称ディフューザーを備えた反射型偏光子から成る単一フィルムで測定された。視角は、実施例４のように測定され、水平で１１．３度及び垂直で１２．８度であると決定された。

【0047】

（実施例６）
軸上輝度は、ＰＲ７０５ ＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ分光放射計（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｃ．，Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ ＣＡから入手可能）を用いて実施例１、２及び３の光学スタックについて測定された。実施例１及び２の光学組立体は、実施例３の光学組立体の軸上輝度の９１％を有することが判明した。

【0048】

そこで、「非対称ディフューザーを備えた光学スタック」の実施形態が開示される。当業者は、本明細書に記載される光学フィルム及びフィルム物品は、開示の実施形態以外の実施形態と共に実施され得ることを認識するであろう。開示された実施形態は、例証するために提示されるもので、制限するためのものではない。

【0049】

代表的な実施形態は、以下を含む。
項目１．
第１の光学スタックと、前記第１の光学スタックに配設された第２の光学スタックと、を備えた光学スタックであって、
前記第１の光学スタックが、少なくとも１．３の平均有効透過率を有しかつ第１の方向に沿って延在する複数の線状構造体を備える構造化された第１の主面を備える光方向管理フィルムを備え、
前記第２の光学スタックが、
液晶パネルと、
前記液晶パネル上に配設された反射型偏光子であって、前記反射型偏光子が第１の偏光状態を有する光を実質的に反射しかつ前記第１の偏光状態に対して垂直である第２の偏光状態を有する光を実質的に透過する、反射型偏光子と、
前記反射型偏光子上に配設されかつ前記第１の方向に沿って余り拡散性でなくかつ前記第１の方向に直交する第２の方向に沿ってより拡散性である非対称光ディフューザーと、を備え、前記第２の光学スタック内の２つの隣接した主面のそれぞれの相当な部分が互いに物理的に接触していて、前記光学スタックの平均有効透過率が、前記視角が約３５度から約５５度まで増大するにつれて視角の関数として単調非増加を示す、光学スタック。

【0050】

項目２．前記光方向管理フィルムが、少なくとも１．４の平均有効透過率を有する、項目１に記載の光学スタック。

【0051】

項目３．前記光方向管理フィルムが、少なくとも１．５の平均有効透過率を有する、項目１に記載の光学スタック。

【0052】

項目４．前記光方向管理フィルムが、少なくとも１．６の平均有効透過率を有する、項目１に記載の光学スタック。

【0053】

項目５．前記光方向管理フィルムの前記第１の主面内の前記複数の線状構造体が、前記第１の方向に沿って延在する複数の線状プリズム構造体を備える、項目１に記載の光学スタック。

【0054】

項目６．各線状プリズム構造体が、ピーク及びピーク角度を有し、前記ピーク角度が７０度〜１２０度の範囲にある、項目５に記載の光学スタック。

【0055】

項目７．各線状プリズム構造体が、ピーク及びピーク角度を有し、前記ピーク角度が８０度〜１１０度の範囲にある、項目５に記載の光学スタック。

【0056】

項目８．各線状プリズム構造体が、ピーク及びピーク角度を有し、前記ピーク角度が８５度〜９５度の範囲にある、項目５に記載の光学スタック。

【0057】

項目９．各線状プリズム構造体が、ピーク及びピーク角度を有し、前記ピーク角度が８８度〜９２度の範囲にある、項目５に記載の光学スタック。

【0058】

項目１０．前記光方向管理フィルムの前記構造化された第１の主面が、前記第２の光学スタックに対面する、項目１に記載の光学スタック。

【0059】

項目１１．前記光方向管理フィルムの前記構造化された第１の主面が、前記第２の光学スタックから離れて対面する、項目１に記載の光学スタック。

【0060】

項目１２．前記光方向管理フィルムが、前記構造化された第１の主面の反対側に第２の主面を備え、前記第２の主面が構造化されている、項目１に記載の光学スタック。

【0061】

項目１３．前記光方向管理フィルムが、前記構造化された第１の主面の反対側に第２の主面を備え、前記第２の主面が構造化されていない、項目１に記載の光学スタック。

【0062】

項目１４．前記液晶パネルの主面が、少なくとも５０ｃｍである対角線を有する、項目１に記載の光学スタック。

【0063】

項目１５．前記液晶パネルの主面が、少なくとも７５ｃｍである対角線を有する、項目１に記載の光学スタック。

【0064】

項目１６．前記反射型偏光子が、前記第１の偏光状態を有する光の少なくとも６０％を反射し、かつ前記第２の偏光状態を有する光の少なくとも６０％を透過する、項目１に記載の光学スタック。

【0065】

項目１７．前記反射型偏光子が、前記第１の偏光状態を有する光の少なくとも７０％を反射し、かつ前記第２の偏光状態を有する光の少なくとも７０％を透過する、項目１に記載の光学スタック。

【0066】

項目１８．前記反射型偏光子が、前記第１の偏光状態を有する光の少なくとも８０％を反射し、かつ前記第２の偏光状態を有する光の少なくとも８０％を透過する、項目１に記載の光学スタック。

【0067】

項目１９．前記反射型偏光子が、前記第１の偏光状態を有する光の少なくとも９０％を反射し、かつ前記第２の偏光状態を有する光の少なくとも９０％を透過する、項目１に記載の光学スタック。

【0068】

項目２０．前記非対称光ディフューザーが、体積光ディフューザーを備える、項目１に記載の光学スタック。

【0069】

項目２１．前記非対称光ディフューザーが、表面光ディフューザーを備える、項目１に記載の光学スタック。

【0070】

項目２２．前記非対称光ディフューザーが、第１の視角で前記第１の方向に沿って及び第２の視角で前記第２の方向に沿って光を散乱させ、前記第２の視角と前記第１の視角との比は少なくとも１．５である、項目１に記載の光学スタック。

【0071】

項目２３．前記非対称光ディフューザーが、第１の視角で前記第１の方向に沿って及び第２の視角で前記第２の方向に沿って光を散乱させ、前記第２の視角と前記第１の視角との比は少なくとも２である、項目１に記載の光学スタック。

【0072】

項目２４．前記非対称光ディフューザーが、第１の視角で前記第１の方向に沿って及び第２の視角で前記第２の方向に沿って光を散乱させ、前記第２の視角と前記第１の視角との比は少なくとも２．５である、項目１に記載の光学スタック。

【0073】

項目２５．前記非対称光ディフューザーが、第１の視角で前記第１の方向に沿って及び第２の視角で前記第２の方向に沿って光を散乱させ、前記第２の視角と前記第１の視角との比が少なくとも３である、項目１に記載の光学スタック。

【0074】

項目２６．前記第２の光学スタック内の２つの隣接した主面のそれぞれの少なくとも５０％が、互いに物理的に接触している、項目１に記載の光学スタック。

【0075】

項目２７．前記第２の光学スタック内の２つの隣接した主面のそれぞれの少なくとも６０％が、互いに物理的に接触している、項目１に記載の光学スタック。

【0076】

項目２８．前記第２の光学スタック内の２つの隣接した主面のそれぞれの少なくとも７０％が、互いに物理的に接触している、項目１に記載の光学スタック。

【0077】

項目２９．前記第２の光学スタック内の２つの隣接した主面のそれぞれの少なくとも８０％が、互いに物理的に接触している、項目１に記載の光学スタック。

【0078】

項目３０．前記第２の光学スタック内の２つの隣接した主面のそれぞれの少なくとも９０％が、互いに物理的に接触している、項目１に記載の光学スタック。

【0079】

項目３１．前記第２の光学スタック内の各層が、前記第２の光学スタック内の隣接した層上に直接形成されるか又は接着剤を介して前記隣接した層へ付着されるかのいずれかである、項目１に記載の光学スタック。

【0080】

項目３２．前記光学スタックの前記平均有効透過率が、視角が約３０度から約６０度まで増大するにつれて単調減少する、項目１に記載の光学スタック。

【0081】

項目３３．前記光学スタックの前記平均有効透過率が、視角が約２５度から約６５度まで増大するにつれて単調減少する、項目１に記載の光学スタック。

【0082】

項目３４．前記光学スタックの前記平均有効透過率が、視角が約２０度から約７０度まで増大するにつれて単調減少する、項目１に記載の光学スタック。

【0083】

項目３５．前記光学スタックの前記平均有効透過率が、視角が約１５度から約７５度まで増大するにつれて単調減少する、項目１に記載の光学スタック。

【0084】

項目３６．前記光学スタックの前記平均有効透過率が、視角が約１０度から約８０度まで増大するにつれて単調減少する、項目１に記載の光学スタック。

【0085】

項目３７．前記光学スタックの前記平均有効透過率が、視角が約５度から約８５度まで増大するにつれて単調減少する、項目１に記載の光学スタック。

【0086】

項目３８．前記視角が５度〜８５度の前記視角範囲の一部分の中で増大するときは、前記光学スタックの前記平均有効透過率が、一定のままである、項目３７に記載の光学スタック。

【0087】

項目３９．前記第１の光学スタックと前記第２の光学スタックとの間に空気間隙を備える、項目１に記載の光学スタック。

【0088】

項目４０．前記光学スタックの前記平均有効透過率が、前記非対称光ディフューザーを備えないことを除いて前記同一の構成を有する光学スタックと比較して約１５％の差で、より高いか又はより低い、項目１に記載の光学スタック。

【0089】

項目４１．前記光学スタックの前記平均有効透過率が、前記非対称光ディフューザーを備えないことを除いて前記同一の構成を有する光学スタックと比較して約１０％以下の差で、より高いか又はより低い、項目１に記載の光学スタック。

【0090】

項目４２．前記光学スタックの前記平均有効透過率が、前記非対称光ディフューザーを備えないことを除いて前記同一の構成を有する光学スタックと比較して約８％以下の差で、より高いか又はより低い、項目１に記載の光学スタック。

【0091】

項目４３．前記光学スタックの前記平均有効透過率が、前記非対称光ディフューザーを備えないことを除いて前記同一の構成を有する光学スタックと比較して約５％以下の差で、より高いか又はより低い、項目１に記載の光学スタック。

【0092】

項目４４．前記非対称光ディフューザーが、前記光方向管理フィルムの前記構造化された第１の主面と対面する、項目１に記載の光学スタック。

【0093】

項目４５．前記非対称光ディフューザーが、前記光方向管理フィルムの前記構造化された第１の主面から離れて対面する、項目１に記載の光学スタック。

【0094】

項目４６．前記反射型偏光子層が、交互層を備え、前記交互層の少なくとも１つが複屈折材料を備える、項目１に記載の光学スタック。

【0095】

項目４７．前記反射型偏光子層が、ワイヤグリッド反射型偏光子を備える、項目１に記載の光学スタック。

【0096】

項目４８．前記反射型偏光子層が、コレステリック反射型偏光子を備える、項目１に記載の光学スタック。

【0097】

項目４９．前記反射型偏光子層が、複数の実質的に平行繊維を備え、前記繊維が複屈折材料を備える、項目１に記載の光学スタック。

【0098】

項目５０．前記反射型偏光子層が、拡散反射偏光フィルム（ＤＲＰＦ）を備える、項目１に記載の光学スタック。
本発明の実施態様の一部を以下の態様［１］−［１０］に記載する。
［態様１］
第１の光学スタックと、前記第１の光学スタックに配設された第２の光学スタックと、を備えた光学スタックであって、
前記第１の光学スタックが、
少なくとも１．３の平均有効透過率を有しかつ第１の方向に沿って延在する複数の線状構造体を備える構造化された第１の主面を備える光方向管理フィルムを備え、
前記第２の光学スタックが、
液晶パネルと、
前記液晶パネル上に配設された反射型偏光子であって、前記反射型偏光子が第１の偏光状態を有する光を実質的に反射しかつ前記第１の偏光状態に対して垂直である第２の偏光状態を有する光を実質的に透過する、反射型偏光子と、
前記反射型偏光子上に配設されかつ前記第１の方向に沿って余り拡散性でなくかつ前記第１の方向に直交する第２の方向に沿ってより拡散性である非対称光ディフューザーと、を備え、
前記第２の光学スタック内の２つの隣接した主面のそれぞれの相当な部分が互いに物理的に接触していて、前記光学スタックの平均有効透過率が、前記視角が約３５度から約５５度まで増大するにつれて視角の関数として単調非増加を示す、光学スタック。
［態様２］
前記光方向管理フィルムが、少なくとも１．４の平均有効透過率を有する、態様１に記載の光学スタック。
［態様３］
前記光方向管理フィルムが、前記構造化された第１の主面と反対側の第２の主面を備え、前記第２の主面が構造化されている、態様１に記載の光学スタック。
［態様４］
前記光方向管理フィルムが、前記構造化された第１の主面と反対側の第２の主面を備え、前記第２の主面が構造化されていない、態様１に記載の光学スタック。
［態様５］
前記液晶パネルの主面が、少なくとも５０ｃｍである対角線を有する、態様１に記載の光学スタック。
［態様６］
前記非対称光ディフューザーが、第１の視角で前記第１の方向に沿って及び第２の視角で前記第２の方向に沿って光を散乱させ、前記第２の視角と前記第１の視角との比が少なくとも１．５である、態様１に記載の光学スタック。
［態様７］
前記第２の光学スタック内の２つの隣接した主面のそれぞれの少なくとも５０％が、互いに物理的に接触している、態様１に記載の光学スタック。
［態様８］
前記光学スタックの前記平均有効透過率が、視角が約３０度から約６０度まで増大するにつれて単調減少する、態様１に記載の光学スタック。
［態様９］
前記第１の光学スタックと第２の光学スタックとの間に空気間隙を備える、態様１に記載の光学スタック。
［態様１０］
前記光学スタックの前記平均有効透過率が、前記非対称光ディフューザーを備えないことを除いて前記同一の構成を有する光学スタックと比較して約１５％以下の差で、より高いか又はより低い、態様１に記載の光学スタック。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】