▶ スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニーの特許一覧
(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】
(24)【登録日】2023-11-30
(45)【発行日】2023-12-08
(54)【発明の名称】光ガイド
(51)【国際特許分類】
F21S 2/00 20160101AFI20231201BHJP
G02B 6/00 20060101ALI20231201BHJP
【ＦＩ】
F21S2/00 433
F21S2/00 437
G02B6/00 331
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2019553814
(86)(22)【出願日】2018-03-12
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-05-28
(86)【国際出願番号】 IB2018051629
(87)【国際公開番号】W WO2018178790
(87)【国際公開日】2018-10-04
【審査請求日】2021-03-11
(31)【優先権主張番号】62/479,842
(32)【優先日】2017-03-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(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】100130339
【弁理士】
【氏名又は名称】藤井 憲
(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】100171701
【弁理士】
【氏名又は名称】浅村 敬一
(72)【発明者】
【氏名】エモンズ，ロバート エム．
(72)【発明者】
【氏名】ローゼン，デイヴィッド エー．
(72)【発明者】
【氏名】ジョンソン，ニコラス エー．
(72)【発明者】
【氏名】ボイド，ゲイリー ティー．
(72)【発明者】
【氏名】ストルバー，トレヴァー ダブリュ．
(72)【発明者】
【氏名】アンダーソン，オーウェン エム．
(72)【発明者】
【氏名】クラーク，グラハム エム．
(72)【発明者】
【氏名】クリスティ，シェリー エー．
(72)【発明者】
【氏名】ロバーツ，エドワード シー．
(72)【発明者】
【氏名】ジレット，クリスティ エー．
【審査官】河村 勝也
(56)【参考文献】
【文献】特開平０９－２９２５３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－００７３０８７（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０７５３０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０５４８２７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｓ ２／００
Ｇ０２Ｂ ６／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いの反対側にある第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面と前記第２の主面の間の厚さｔと、を有する光ガイドであって、前記第２の主面が構造化されておらず、前記第１の主面が、前記光ガイドの視認可能なエリアの全長Ｌの少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延びる複数の延長特徴部であって、Ｌは少なくともｔの１００倍であり、前記延長特徴部は前記視認可能なエリアの１０％～６０％をカバーする、複数の延長特徴部と、
前記延長特徴部同士の間のスペースに配置された離散特徴部であって、前記光ガイドの前記視認可能なエリアの前記長さＬに沿って、及びその幅Ｗに沿って、間隔を置いて配置された離散特徴部と、
を含み、
前記複数の離散特徴部の各離散特徴部が、楕円体の一部分の形状を有し、
前記第１の主面上の前記延長特徴部同士の間のスペースに配置された第２の複数の離散特徴部を更に含み、前記第２の複数の離散特徴部の各離散特徴部が、基部と、前記基部から延びる第１の面と、前記基部から延びる第２の面と、を含み、前記第２の面が前記第１の面と平行でなく、前記第１の面と前記第２の面が前記離散特徴部の縁部で接する、光ガイド。
【請求項2】
前記複数の延長特徴部と前記複数の離散特徴部が、共通の基底面を有する、請求項１に記載の光ガイド。
【請求項3】
前記第２の複数の離散特徴部の各離散特徴部について、前記第２の面と前記基部との間の角度は１°～２０°である、請求項１に記載の光ガイド。
【請求項4】
前記第１の面及び前記第２の面が矩形形状を有する、請求項３に記載の光ガイド。
【請求項5】
一体型ポリマーフィルムが、前記第１の主面及び前記第２の主面と、前記複数の延長特徴部と、前記複数の離散特徴部と、を含む、請求項１に記載の光ガイド。
【請求項6】
前記第２の複数の離散特徴部の各離散特徴部について、前記第１の面と前記第２の面は、互いに隣接する第１の延長特徴部と第２の延長特徴部との間に延び、両者を接続する、
請求項１に記載の光ガイド。
【請求項7】
前記第２の複数の離散特徴部のうちの少なくともいくつかの離散特徴部が、前記複数の延長特徴部の最大高さ以上の高さを有する、請求項６に記載の光ガイド。
【請求項8】
前記第２の複数の離散特徴部のうちの少なくともいくつかの離散特徴部について、前記第１の面が、前記光ガイドの入力縁部により近く、前記第２の面が、前記入力縁部からより遠い、請求項６に記載の光ガイド。
【請求項9】
前記第２の複数の離散特徴部のうちの少なくともいくつかの離散特徴部について、前記第１の面が、前記光ガイドの入力縁部からより遠く、前記第２の面が、前記入力縁部により近い、請求項６に記載の光ガイド。
【請求項10】
前記第２の複数の離散特徴部のうちの少なくとも１つの特徴部が、前記第２の延長特徴部とそれに隣接する第３の延長特徴部との間に延び、両者を接続する第３の面と、
前記第３の面に隣接し、前記第２の延長特徴部と前記第３の延長特徴部との間に延び、両者を接続する第４の面と、
を更に含む、請求項６に記載の光ガイド。
【請求項11】
前記第２の主面上に配置されたコーティングを更に含み、前記コーティングが耐衝撃性コーティングである、請求項１～１０のいずれか一項に記載の光ガイド。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
光ガイドは、ディスプレイのバックライトに使用して、光ガイドの縁部付近の光源から光を受け取り、受け取った光のうちの少なくとも一部をディスプレイの出力方向に沿って誘導することができる。
【発明の概要】
【0002】
本発明のいくつかの態様では、互いの反対側にある第１の主面及び第２の主面と、第１の主面と第２の主面との間の厚さｔと、を有する光ガイドが提供される。第１の主面は、複数の延長特徴部と複数の離散特徴部を含む。複数の延長特徴部は、光ガイドの視認可能なエリアの全長Ｌの少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延び、Ｌは、少なくともｔの１００倍であり、延長特徴部は、視認可能なエリアの１０％～６０％を覆う。複数の離散特徴部は、延長特徴部間のスペースに、光ガイドの視認可能なエリアの長さＬと幅Ｗに沿って、間隔を置いて配置される。
【0003】
本発明のいくつかの態様では、互いの反対側にある第１の主面及び第２の主面と、第１の主面と第２の主面との間の厚さｔと、を有する光ガイドが提供される。第１の主面は、複数の延長特徴部及び複数の離散特徴部を含む。複数の延長特徴部は、光ガイドの視認可能なエリアの全長Ｌの少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延び、Ｌは、少なくともｔの１００倍である。複数の離散特徴部は、光ガイドの視認可能なエリアの長さＬと幅Ｗに沿って、間隔を置いて配置される。複数の離散特徴部における各離散特徴部は、互いに隣接する第１の延長特徴部と第２の延長特徴部との間に延び、両者を接続する第１の面と、第１の面に隣接し、第１の延長特徴部と第２の延長特徴部の間に延び、両者を接続する第２の面とを含み、第１の面と第２の面は各離散特徴部の縁部で接する。
【0004】
本発明のいくつかの態様では、互いの反対側にある第１の主面及び第２の主面と、第１の主面と第２の主面との間の厚さｔと、を有する光ガイドが提供される。第１の主面は、複数の延長特徴部と複数の離散特徴部を含む。複数の延長特徴部は、光ガイドの視認可能なエリアの全長Ｌの少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延び、Ｌは、少なくともｔの１００倍である。複数の離散特徴部は、光ガイドの視認可能なエリアの長さＬと幅Ｗに沿って、間隔を置いて配置される。一体型のポリマーフィルムが、第１の主面及び第２の主面と、複数の延長特徴部と、複数の離散特徴部と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【図1A】光ガイドの概略上面図である。
【図2】光ガイドの一部分の斜視図である。
【図3】光ガイドの一部分の斜視図である。
【図4】離散特徴部の概略斜視図である。
【図5】離散特徴部の概略斜視図である。
【図6】光ガイドの概略上面図である。
【図7】離散特徴部の長さに沿った概略断面図である。
【図8】延長特徴部の長さに沿った概略断面図である。
【図9】ディスプレイの概略図である。
【図10】光ガイドの一部分の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
以下の説明において、本明細書の一部を構成し、さまざまな実施形態が例示として示される添付図面が参照される。図面は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され、実施可能である点を理解されたい。したがって、以下の発明を実施するための形態は、限定的な意味では解釈されないものとする。
【0007】
従来の光ガイドは、光ガイドの一方の側のレンチキュラー要素と、その反対の側の光取り出し特徴部とを含む。本明細書によれば、レンチキュラー要素と光取り出し特徴部の両方を第１の主面上に含む十分に薄い光ガイドが、レンチキュラー要素を一方の側に有し、光取り出し部をその反対の側に有する従来の光ガイドと同様の、光学性能（例えば、光出力の均一性、角度分布、及び光取り出し効率）を実現できることが発見された。そのような光ガイドは、例えば、光ガイドの互いに反対の側にある構造を位置合わせする必要をなくし、機能的コーティング（例えば、ハードコート、耐衝撃性コーティング、及び／又はウェットアウト防止コーティング）を受け入れるために使用可能な、追加の非構造化表面を提供することができる。
【0008】
いくつかの実施形態では、本発明の光ガイドは、互いの反対側にある第１の主面及び第２の主面を含み、第１の主面は、複数の延長特徴部と複数の離散特徴部を含む。延長特徴部は、例えば、レンチキュラーレンズ又はプリズムであってもよく、離散特徴部は、光取り出し特徴部であってもよい。いくつかの実施形態では、第２の主面は、非構造化面である。主面は、加工特徴を有さず、かつ、粗さＲａが１マイクロメートル未満である場合に、非構造化面と称してもよい。粗さパラメータＲａは、表面の粗さ特性を表すための標準的な測定尺度であり、平均表面高さからの表面変位の絶対値の算術平均として与えられる。いくつかの実施形態では、第２の主面の粗さＲａは、５００ｎｍ未満、又は４００ｎｍ未満、又は２００ｎｍ未満、又は１００ｎｍ未満、又は５０ｎｍ未満である。粗さ１００ｎｍ以下の非構造化面は、本明細書において、工学的に滑らかと記述される。
【0009】
いくつかの実施形態では、本発明の光ガイドは、一体型である。一体型の光ガイドは、材料からモノリシック構造に一体成形され、例えば、層同士の間に界面を有する層を有しない。いくつかの実施形態では、光ガイドは、一体型ポリマーフィルムである。一体型光学フィルム光ガイドは、例えば、一方のローラが光ガイドの第１の主面に対する所望のパターンのネガを有するニップローラの間に、溶融ポリマーを通し、この溶融ポリマーを冷却して、一体型光ガイドフィルムを形成することによって製作することができる。代替的に、所望のパターンは、一体型フィルムの第１の主面にエンボスすることもできる。他の実施例として、光ガイドは、紫外線（ＵＶ）硬化アクリレートなどのＵＶ硬化樹脂を基板上にキャストし、硬化することによって製作することができる。この基板は、一体型光ガイドを形成するために、後に除去される剥離ライナであってもよく、又は、この基板は、例えば、ポリカーボネートポリマー、アクリルポリマー、あるいはシクロオレフィンポリマー（例えば、Ｚｅｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｊａｐａｎ）社のＺＥＯＮＯＲ）のフィルムなどの、フィルムであってもよく、これは、光ガイドとともに保持されて、この場合は一体型でなくなる。連続キャスト及び硬化技術は、例えば、米国特許第５，９９５，６９０号（Ｋｏｔｚら）に記載されている。使用されるツール（例えば、構造化ニップローラ、又はキャスト及び硬化ツール）は、切削して所望のパターンをツールに与えるために、例えば、ダイヤモンド回転ツールを使用して製作することができる。ダイヤモンド回転技術は、例えば、米国特許第６，３２２，２３６号（Ｃａｍｐｂｅｌｌら）に記載されている。
【0010】
ニップローラ工程、又はキャスト及び硬化工程は、連続するロールからロールへの工程で実行することができる。次に、光ガイドフィルムは、例えば、ダイス又はレーザによって切断されて、例えば、ディスプレイへの適用のために、所望のサイズにすることができる。連続フィルムから所望の光ガイドに切断した後、光ガイドの縁部は、加工して滑らかにすることができる。
【0011】
特に光ガイドのために使用される特定の材料は変更することができるが、一般的には、この材料は、高い光透過を確保するために、実質的に透明（例えば、可視光（４００ｎｍ～７００ｎｍ）について透過率が少なくとも８０％）であることが好ましい。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、公称屈折率約１．４９３及び約１．５８６のアクリル及びポリカーボネートなど、市販されている（屈折率は、特に断らない限り、波長５８９ｎｍにおける屈折率を指す）。その他の有用なポリマーには、例えば、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、環状オレフィンコポリマーなどが挙げられる。
【0012】
いくつかの実施形態では、光ガイドは、コーティング（例えば、耐衝撃性コーティング、ハードコート、及び／又はウェットアウト防止コーティング）を含む。このコーティングは、典型的には、光ガイドに塗工される、別個の層である。光ガイドフィルムとコーティングの組み合わせは、一体型の組み合わせとはならない。ただし、光ガイドの互いの反対側にある第１の主面及び第２の主面、及び複数の延長特徴部と複数の離散特徴部を含む光ガイドフィルムは、一体型のポリマーフィルムとすることができる。
【0013】
図１Ａ及び図１Ｂは、互いの反対側にある第１の主面１３１と第２の主面１３３と、第１の主面１３１と第２の主面１３３との間の厚さｔと、を有する光ガイド１００の概略上面図及び断面図である。この厚さｔは、（ｘ－ｙ平面に平行な光ガイドの主平面に垂直な）ｚ方向の最大厚さであり、例えば、０．１ｍｍ～０．４ｍｍとすることができる。第１の主面１３１は、光ガイドの視認可能なエリア１３０の全長Ｌの少なくとも９０％にわたって第１面内方向（ｙ方向）に延びる複数の延長特徴部１１０を含む。図示した実施形態において、複数の延長特徴部１１０は、第１の主面全体を含む、視認可能なエリア１３０全体にわたって延びる。他の実施形態においては、光ガイド１００は、ディスプレイパネルを通じて光を出力することを目的としない領域であるので、視認可能なエリア１３０の一部ではない、光ガイドの周囲付近の領域を有してもよい。いくつかの実施形態では、複数の延長特徴部１１０は、例えば、視認可能なエリア１３０の縁部からの効果を低減するために、それらの縁部まで完全には延びていなくてもよい。いくつかの実施形態では、視認可能なエリアの長さＬは、光ガイドの長さの少なくとも９０％であり、視認可能なエリアの幅Ｗは、光ガイドの幅の少なくとも９０％である。
【0014】
いくつかの実施形態では、長さＬは、少なくともｔの１００倍、又は少なくともｔの２００倍である。いくつかの実施形態では、長さＬは、ｔの１００００倍以下、又はｔの３０００倍以下である。延長特徴部１１０は、例えば、レンチキュラーレンズ又はプリズムであってもよい。この技術分野において既に知られているように、レンチキュラー特徴部は、交差方向（ｘ方向）における角出力範囲の改善を可能にし、交差ガイド混合を改善するために、光ガイドの表面に含まれることができる。薄い光ガイド（例えば、Ｌ／ｔが少なくとも１００）について、延長特徴部１１０は、視認可能なエリア全体をカバーする必要はないが、離散光取り出し特徴部が含まれ得るスペースを含むことができることが発見された。いくつかの実施形態では、延長特徴部１１０は、視認可能なエリア１３０の少なくとも１０％、又は少なくとも１５％、又は少なくとも２０％、かつ、視認可能なエリア１３０の６０％以下、又は５５％以下、又は５０％以下をカバーする。例えば、いくつかの実施形態において、延長特徴部１１０は、視認可能なエリア１３０の１０％～６０％、又は１５％～５５％、又は２０％～５０％をカバーする。そのような範囲は、延長特徴部１１０の光学的有用性の多く、又はほとんどを、可能にするとともに、他の特徴部のためのスペースを残す。他の実施形態では、延長特徴部は、視認可能なエリアの、より大きな割合（例えば、少なくとも８０％又は少なくとも９０％）、又は、実質的にすべてをカバーし、後者は少なくとも９５％を意味するものと理解される（図２～図３参照）。複数の離散特徴部１２０は、延長特徴部１１０同士の間に間隔を置いて配置される。いくつかの実施形態では、離散特徴部１２０は、光取り出し特徴部である。離散特徴部１２０は、光ガイド１００の視認可能なエリア１３０の長さＬ及び幅Ｗに沿って、間隔を置いて配置される。
【0015】
いくつかの実施形態では、複数の延長特徴部１１０と複数の離散特徴部１２０は、共通の基底面１０５を有し、離散特徴部１２０と延長特徴部１１０は、各々、共通の基底面１０５に内包される基部を有してもよい。離散特徴部１２０は、例えば、楕円体あるいは球体の一部の形状を有してもよく、又は、本明細書の他の所に更に記述されるように、複数の異なる面を有してもよい。離散特徴部が複数の異なる面を有する実施形態においては、離散特徴部は、延長特徴部の上に、それらを重なり合って、配置されてもよい。そのとき、延長特徴部は、視認可能なエリアの少なくとも８０％あるいは少なくとも９０％をカバーしてもよく、又は、視認可能なエリアの全部（１００％）をカバーしてもよい。
【0016】
複数の離散特徴部１２０は、離散特徴部１２１、１２３、及び１２７を含む。離散特徴部１２３は、高さｈ１、幅Ｗ１、及び長さＬ１を有する。離散特徴部１２１は、高さｈ２を有する。離散特徴部１２７は、幅Ｗ２及び長さＬ２を有する。図示した実施形態において、各延長特徴部１１０は、長さＬ３、幅Ｗ３、及び高さｈ３を有する。いくつかの実施形態では、複数の離散特徴部１２０のうちの少なくともいくつかの離散特徴部（例えば、離散特徴部１２３）は、複数の延長特徴部１１０の最大高さ（例えば、ｈ３）以上の高さ（例えば、ｈ２）を有する。いくつかの実施形態では、複数の離散特徴部１２０のうちの少なくともいくつかの離散特徴部は、複数の延長特徴部の最大高さ以下の高さを有する。いくつかの実施形態では、複数の延長特徴部は、共通の高さを有し、いくつかの実施形態では、複数の延長特徴部は、異なる高さを有する特徴部を含む。いくつかの実施形態では、光ガイド１００の入力縁部１４０に、より近い複数の離散特徴部１２０のうちの第１の離散特徴部（例えば、離散特徴部１２３）は、入力縁部１４０から、より遠い複数の離散特徴部１２０のうちの第２の離散特徴部（例えば、離散特徴部１２７）よりも、小さい高さ、及び／又は、小さい幅を有する。これは、入力縁部からより遠い離散特徴部の相対的光取り出し効率を上げて、光出力がより均一になるようになされるものである。また、光出力の均一性を向上させるために、第１の面内方向に沿って、離散特徴部１２０の密度を変化させてもよい。いくつかの実施形態では、複数の離散特徴部１２０の各離散特徴部は、高さ１～１２マイクロメートルを有する。いくつかの実施形態では、複数の延長特徴部１１０の各延長特徴部は、高さ１０～２０マイクロメートルを有する。
【0017】
いくつかの実施形態では、延長特徴部１１０の長さＬ３は、延長特徴部の幅Ｗ３の少なくとも５００倍、又は少なくとも８００倍、又は少なくとも１０００倍である。いくつかの実施形態では、延長特徴部１１０の長さＬ３は、離散特徴部１２０の最大横方向寸法（例えばＬ２）の少なくとも１００倍、又は少なくとも５００倍、又は少なくとも８００倍である。
【0018】
いくつかの実施形態では、複数の離散特徴部１２０において、複数の離散特徴部１２０の各離散特徴部、又は、少なくともその大多数の離散特徴部の各離散特徴部は、第１の面内方向（ｙ方向）に沿った長さ、及びそれに直交する第２の面内方向（ｘ方向）に沿った幅を有し、離散特徴部の長さが、離散特徴部の幅の少なくとも１倍、又は少なくとも１．１倍、又は少なくとも１．３倍である。いくつかの実施形態では、離散特徴部の長さは、離散特徴部の幅の５０倍以下、又は１０倍以下、又は４倍以下、又は３倍以下である。いくつかの実施形態では、複数の離散特徴部１２０の各離散特徴部、又は、複数の離散特徴部１２０のうちの少なくとも大多数の離散特徴部の各離散特徴部は、第１の面内方向に沿った長さ、及びそれに直交する第２の面内方向に沿った幅を有し、離散特徴部の長さが、離散特徴部の幅の１～５０倍、又は１～２０倍、又は１～１０倍、又は１～４倍である。他の実施形態では、離散特徴部のうちの少なくともいくつかは、幅の方が長さよりも大きい。例えば、いくつかの実施形態では、幅は、入力縁部１４０により近いと、長さよりも小さく、入力縁部１４０からより遠いと、長さよりも大きい。いくつかの実施形態では、複数の離散特徴部１２０のうちの少なくとも１つの離散特徴部は、第１の面内方向に沿った長さ、及びそれに直交する第２の面内方向に沿った幅を有し、離散特徴部の幅は、離散特徴部の長さの１～５０倍、又は１～２０倍、又は１～１０倍、又は１～４倍である。
【0019】
光ガイド１００は、入力縁部１４０を有し、これは、第１の主面１３１と第２の主面１３３の間に延びる。入力縁部１４０に注入された光は、主として第１の面内方向（ｙ方向）に沿って、光ガイド１００に伝播し、そこを通って、光ガイドにおいて、ｘ方向及びｚ方向にも、一部拡散する。離散特徴部１２０は、主として負のｚ方向に光を取り出すように構成された光取り出し特徴部であってもよい。他の実施形態では、離散特徴部は、主として正のｚ方向に光を取り出すように構成された光取り出し特徴部であってもよい。光ガイド１００は、ディスプレイにおいて、構造化表面がディスプレイの光出力方向に向かう、又はそこから離れる方向を向くような方位に位置付けることができ、後部反射部は、後部反射部に向けて取り出された光を光出力方向に向けて反射するように、光ガイド１００の背後に位置付けることができる。
【0020】
「上部」及び「後部」を含むがこれらに限定されない空間に関する用語は、ある要素の、別の要素との空間的な関係を記述するための記述の容易さのために用いられる。そのような空間に関する用語は、図に描かれ、本明細書に記述された特定の向きに加えて、使用中又は動作中の物品の異なる向きを包含する。例えば、図に描かれた体が裏返された、又は反転された場合、他の要素の下、又は下方として描かれた部分は、それらの他の要素の上にあることになる。
【0021】
図１Ｂに図示した実施形態において、コーティング１５０は、第２の主面１３３上に配置される。コーティング１５０は、所与の適用に好適の任意のタイプのコーティングとすることができる。例えば、コーティング１５０は、耐衝撃性コーティングであってもよく、光ガイド１００の本体１０１の形成に使用される材料のそれよりも、高い靭性及び／又は破壊靭性を有してもよい。好適な耐衝撃性コーティングとしては、例えば、米国特許出願公開第２００３／０１５７３４４号（Ｓｈｏｕｐら）に記載のものなどが挙げられる。別の例として、コーティング１５０は、ハードコートであってもよく、光ガイド１００の本体１０１の形成に使用される材料のそれよりも、高い硬度を有していてもよい。従来の光学フィルムに使用されるハードコートが使用されてもよい。好適なハードコートとしては、例えば、米国特許出願公開第２０１３／０３０２５９４号（Ｓｕｇｉｙａｍａら）に記載のものなどが挙げられる。いくつかの実施形態では、コーティングは、ハードコートと耐衝撃性コーティングの両方であってもよい。他の例のコーティングとしては、低インデックス接着材である低インデックス層、又はウェットアウト防止コーティングなどが挙げられる。そのようなコーティングは、隣接する層が第２の主面１３３からの全内部反射（ＴＩＲ）に干渉することを防止するために用いることができる。
【0022】
ウェットアウト防止コーティングは、例えば、米国特許第６，２６８，９６１号（Ｎｅｖｉｔｔら）に記載されているように、ポリマー層に粒子を含んでもよく、粒子は、第２の主面１３３が隣接層と連続的に接触又はウェットアウトすることを妨げる粗さを与え、それにより、光ガイドから光が隣接層へ漏出する可能性が生じることを防ぐ。
【0023】
低屈折率接着材コーティング（５８９ｎｍで１．４５以下の屈折率を有する接着材コーティング）は、光ガイドを隣接層（例えば、後部反射部）に取り付けるために使用することができる。この配置は、低屈折率接着材の屈折率が、光ガイド１００の本体１０１の材料のそれよりも十分に低ければ（例えば、少なくとも０．０５又は少なくとも０．１低い）、ＴＩＲが第２の主面１３３に生じることを可能にする。好適な低屈折率接着材としては、例えば、Ｎｏｒｌａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．（Ｃｒａｎｂｕｒｙ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）より販売されているものなどが挙げられる。
【0024】
いくつかの実施形態では、（本体１０１に対応する）一体型ポリマーフィルムは、第１の主面１３１及び第２の主面１３３と、複数の延長特徴部１１０と、複数の離散特徴部１２０と、を含む。いくつかの実施形態では、第２の主面１３３は、非構造化面であり、いくつかの実施形態では、第２の主面１３３は、光学的に滑らかである。
【0025】
図２は、光ガイド２００の一部の斜視図である。光ガイド２００は、第１の主面２３１と、その反対側の第２の主面を有する。第１の主面２３１は、光ガイド２００の視認可能なエリアの全長の少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延びる複数の延長特徴部２１０を含む。視認可能なエリアの長さは、光ガイドの厚さの少なくとも１００倍である。第１の主面２３１は、光ガイド２００の視認可能なエリアの長さと幅に沿って間隔を置いて配置された複数の離散特徴部２２０を更に含む。光ガイド２００の視認可能なエリアの長さ、幅、及び厚さは、光ガイド１００について記載したものと同様であってもよい。複数の離散特徴部２２０の各離散特徴部は、複数の延長特徴部２１０のうちの互いに隣接する第１の延長特徴部２１１と第２の延長特徴部２１２との間に延び、両者を接続する、第１の面２２６と、第１の面２２６に隣接し、第１の延長特徴部２１１と第２の延長特徴部２１２の間に延び、両者を接続する、第２の面２２８とを含む。いくつかの実施形態では、第１の面２２６と第２の面２２８は、離散特徴部の縁部２２７で接する。図示した実施形態において、離散特徴部２２１は、第２の延長特徴部２１２と、隣接する第３の延長特徴部２１３との間に延び、両者を接続する、第３の面２３６と、第３の面２３６に隣接し、第２の延長特徴部２１２と第３の延長特徴部２１３の間に延び、両者を接続する、第４の面２３８と、を更に含む。図示した実施形態におけるその他の離散特徴部は、そのような第３及び第４の面を含まない。図示した実施形態において、離散特徴部２２１は、追加の延長特徴部同士の間に延び、両者を接続する追加の面を更に含む。いくつかの実施形態では、離散特徴部の幅が離散特徴部の長さよりも大きくなるように、十分な数の追加面が含まれる。いくつかの実施形態では、長さが幅よりも大きい。
【0026】
図示した実施形態では、第１の面２２６と第２の面２２８は、三角形である。三角形の面は、公称三角形であるが、例えば通常の製造における変形のゆえに、完全な三角形から逸脱している面を含むことは理解されるであろう。図示した実施形態において、延長特徴部２１０は、三角形の横方向断面を有する。三角形の断面は、公称三角形であるが、例えば、通常の製造における変形のゆえに、完全な三角形から逸脱している断面を含むことは理解されるであろう。
【0027】
図２に図示した実施形態では、延長特徴部２１０は、線形プリズムである。いくつかの実施形態では、プリズムの頂点は、８５～１１５°、又は９０～１１０°の頂角を有する。いくつかの実施形態では、プリズムの頂点は、０．０１～２０マイクロメートル、又は０．１～１５マイクロメートルの曲率半径を有する。いくつかの実施形態では、延長特徴部２１０は、１０～４０マイクロメートル、又は１５～３０マイクロメートル、又は１５～２０マイクロメートルの幅を有する。プリズムの幅に匹敵するまでにプリズムの曲率半径を大きくすることは、レンチキュラーレンズと記述し得るほど、丸みを帯びた延長特徴部を得ることになる。いくつかの実施形態では、延長特徴部２１０は、円筒形又は楕円体形状である。いくつかの実施形態では、延長特徴部２１０は、光ガイド２００の視認可能なエリア全体をカバーする。
【0028】
図３は、光ガイド３００の一部の斜視図である。光ガイド３００は、第１の主面３３１と、その反対側の第２の主面とを有する。第１の主面３３１は、光ガイド３００の視認可能なエリアの全長の少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延びる複数の延長特徴部３１０を含む。延長特徴部３１０は、図４に図示した実施形態において、円筒形のレンチキュラーレンズである。視認可能なエリアの長さは、光ガイドの厚さの少なくとも１００倍である。第１の主面３３１は、光ガイド３００の視認可能なエリアの長さと幅に沿って、間隔を置いて配置された、複数の離散特徴部３２０を更に含む。光ガイド２００の視認可能なエリアの長さ、幅、及び厚さは、光ガイド１００について記載されたものと同様であってもよい。複数の離散特徴部３２０の各離散特徴部は、複数の延長特徴部３１０のうちの互いに隣接する第１の延長特徴部３１１と第２の延長特徴部３１２との間に延び、両者を接続する、第１の面３２６と、第１の面３２６に隣接し、第１の延長特徴部３１１と第２の延長特徴部３１２の間に延び、両者を接続する、第２の面３２８とを含む。いくつかの実施形態では、第１の面３２６と第２の面３２８は、離散特徴部の縁部３２７で接する。図示した実施形態において、離散特徴部３２１は、第２の延長特徴部３１２と、隣接する第３の延長特徴部３１３との間に延び、両者を接続する、第３の面３３６と、第３の面３３６に隣接し、第２の延長特徴部３１２と第３の延長特徴部３１３の間に延び、両者を接続する、第４の面３３８と、を更に含む。図示した実施形態におけるその他の離散特徴部は、そのような第３及び第４の面を含まない。いくつかの実施形態では、延長特徴部３１０は、光ガイド３００の視認可能なエリア全体をカバーする。
【0029】
図４は、縁部４２７で接する第１の面４２６と第２の面４２８とを含む、離散特徴部４２０の概略斜視図である。離散特徴部４２０は、離散特徴部４２０の底部である基部４０６を有する。面４２２と面４２４は、図２に図示したように、隣接する延長特徴部と重なり合ってもよい。
【0030】
図５は、第１の面５２６、第２の面５２８、第３の面５３６、及び第４の面５３８を含む、離散特徴部５２０の概略斜視図である。第１の面５２６と第２の面５２８、及び第３の面５３６と第４の面５３８は、図示した実施形態において、離散特徴部５２０の共通縁部５２７で接する。離散特徴部５２０は、離散特徴部５２０の底部縁部を含む基部５０６を有する。面５２２、面５２４、面５３２、及び面５３４は、図２に示すように、隣接する延長特徴部と重なり合ってもよい。
【0031】
面４２２、面４２４、面５２２、面５２４、面５３２、又は面５３４は、図３に示すように、交互に湾曲していてもよい。
【0032】
光ガイド６００は、第１の複数の離散特徴部６２０ａと第２の複数の離散特徴部６２０ｂを含む。第１の複数の離散特徴部６２０ａの各特徴部は、複数の異なる面を含み、第２の複数の離散特徴部６２０ｂの各特徴部は、楕円体の一部である。そのような光ガイドは、代替的に、複数の離散特徴部を有し、その一部は、楕円体の一部分であり、また一部は、複数の異なる面を含むものと記述することができる。他の実施形態では、光ガイド６００の離散特徴部は、各々、離散特徴部６２１について図示したような、複数の面を有し、他の実施形態では、光ガイド６００の離散特徴部は、各々、離散特徴部６２０ｂについて図示したような、楕円体の一部の形状を有する。
【0033】
光ガイド６００は、互いの反対側にある縁部６４１と６４３を含み、それらのいずれか、又は両方は、光入力縁部であり得る。
【0034】
離散特徴部６２１は、縁部６２７で接する、第１の面６２６と第２の面６２８を含む。離散特徴部６２１は、図示した実施形態では、基底面６０５と重なり合う矩形の表面である基部を更に含む。図示した実施形態では、第１の面６２６と第２の面６２８は矩形である。矩形面は、公称矩形であるが、例えば、通常の製造における変形のゆえに、完全な矩形から逸脱している面を含むことは理解されるであろう。
【0035】
図７は、例えば、離散特徴部４２０又は６２１に対応してもよい離散特徴部７２０の長さに沿った概略断面図である。離散特徴部７２０は、光ガイドの主面の隣接する延長特徴部の基底面７０５から延びる第１の面７２６と第２の面７２８を含む。離散特徴部７２０は、基底面７０５に重なり合う基部７０６を含む。基部７０６は、（例えば、基部４０６に対応する）離散特徴部７２０の底部縁部であってもよく、又は、（例えば、離散特徴部６２１の基部に対応する）離散特徴部７２０の底部表面であってもよい。第１の面７２６と基部７０６との間の角度は、θ１であり、第２の面７２８と基部７０６との間の角度は、θ２である。図示した実施形態において、θ１は、離散特徴部７２０を含む光ガイドの隣接する延長特徴部の第１の面７２６と基底面７０５との間の角度でもある。同様に、図示した実施形態において、θ２は、離散特徴部７２０を含む光ガイドの隣接する延長特徴部の第２の面７２８と基底面７０５との間の角度でもある。いくつかの実施形態では、θ１は、５°以上、又は１０°以上、かつ、７０°以下、又は８０°以下である。例えば、いくつかの実施形態では、θ１は、１０～７０°である。いくつかの実施形態では、θ２は、１°以上、又は２°以上、かつ、２０°以下、又は１５°以下、又は７°以下である。例えば、いくつかの実施形態では、θ２は、１～２０°、又は１～１５°、又は１～７°である。
【0036】
図８は、第１の主面８３１と第２の主面８３３を有する光ガイドの延長特徴部８１１の長さに沿った概略断面図である。延長特徴部８１１は、基底面８０５から延び、ｈｍｉｎ～ｈｍａｘの範囲で変化する、基底面８０５からの高さを有する。いくつかの実施形態では、延長特徴部の高さは、第１の方向（ｙ方向）において、実質的に一定であり、したがって、ｈｍｉｎがｈｍａｘに近似する。実質的に一定の高さとは、本明細書においては、平均高さから±５％以内で変化する高さを意味する。いくつかの実施形態では、実質的に一定の高さは、平均高さから±３％の範囲で変化する。いくつかの実施形態では、ｈｍｉｎは、ｈｍａｘの少なくとも０．５倍、又は少なくとも０．７倍、又は少なくとも０．９倍、又は少なくとも０．９５倍である。いくつかのケースでは、ｈｍｉｎは、延長特徴部を作る方法に起因して、ｈｍａｘ未満である。例えば、レンチキュラーレンズは、レンチキュラーレンズと光取り出し部の両方を作るために、単一パスで切削されるツールを用いて、製作することができる。このケースでは、レンチキュラーレンズは、光取り出し部と同じ基本的形状を重ね合わせることによって形成することができ、その結果、高さの変化を有するセグメント化されたレンチキュラーレンズが得られる。
【0037】
図９は、互いの反対側にある主面９３７と９３９、及び入力縁部９４０を有する光ガイド９００と、入力縁部９４０に隣接する光源９４５と、後部反射部９６０と、１つ以上の層９７０と、視聴者９８０に面するように構成された出力面９７５を有するディスプレイパネル９７２とを含む、ディスプレイ９０００の概略図である。いくつかの実施形態では、主面９３９は、延長特徴部と離散特徴部を含む、光ガイド９００の第１の主面であり、主面９３７は、光ガイド９００の非構造化面である第２の主面である。他の実施形態では、主面９３７は、延長特徴部と離散特徴部を含む、光ガイド９００の第１の主面であり、主面９３９は、光ガイド９００の非構造化面である第２の主面である。いくつかの実施形態では、後部反射部９６０は、例えば、ウェットアウト防止コーティングであってもよいコーティング９６１を含む。ウェットアウト防止コーティングは、例えば、主面９３９が非構造化面であるとき、後部反射部９６０に適用されてもよい。代替的に、又は追加として、ウェットアウト防止コーティングは、本明細書の他の箇所に記載したように、主面９３９が非構造化面であるとき、それに適用してもよい。いくつかの実施形態では、主面９３９が構造化面である場合、後部反射部９６０と光ガイド９００の間のウェットアウト防止コーティングは、排除される。いくつかの実施形態では、コーティングは、ウェットアウト防止コーティング、かつ／又はハードコート、かつ／又は耐衝撃性コーティングであってもよく、１つ以上の層９７０とのウェットアウトを防止するため、及び／又は、１つ以上の層９７０による潜在的損害から、光ガイド９００を保護するために、主面９３７に適用される。
【0038】
光ガイド２００、３００、６００、及び９００は、光ガイド１００について記載したものと同じ範囲に、長さの程度（例えば、長さ、幅、厚さ）を有してもよい。光ガイドの延長特徴部と離散特徴部は、例えば、光ガイド１００について記載したような高さ及び幅を有してもよい。
【0039】
以下は、本明細書の例示的な実施形態の列挙である。
【0040】
実施形態１は、互いの反対側にある第１の主面及び第２の主面と、第１の主面と第２の主面との間の厚さｔと、を有する光ガイドであり、第１の主面は、
光ガイドの視認可能なエリアの全長Ｌの少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延びる複数の延長特徴部であって、Ｌは、少なくともｔの１００倍であり、延長特徴部は視認可能なエリアの１０％～６０％をカバーする、複数の延長特徴部と、
延長特徴部同士の間のスペースに配置された離散特徴部と、を含み、離散特徴部は、光ガイドの視認可能なエリアの長さＬに沿って、及びその幅Ｗに沿って、間隔を置いて配置される。
光ガイドの視認可能なエリアの全長Ｌの少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延びる複数の延長特徴部であって、Ｌは、少なくともｔの１００倍であり、延長特徴部は視認可能なエリアの１０％～６０％をカバーする、複数の延長特徴部と、
延長特徴部同士の間のスペースに配置された離散特徴部と、を含み、離散特徴部は、光ガイドの視認可能なエリアの長さＬに沿って、及びその幅Ｗに沿って、間隔を置いて配置される。
【0041】
実施形態２は、延長特徴部が視認可能なエリアの１５％～５５％をカバーする実施形態１の光ガイドである。
【0042】
実施形態３は、延長特徴部が視認可能なエリアの２０％～５０％をカバーする実施形態１の光ガイドである。
【0043】
実施形態４は、複数の延長特徴部と複数の離散特徴部が共通の基底面を有する、実施形態１の光ガイドである。
【0044】
実施形態５は、複数の離散特徴部の各離散特徴部が、基部と、基部から延びる第１の面と、基部から延びる第２の面とを含み、第２の面が第１の面と平行ではなく、第１の面と第２の面が離散特徴部の縁部で接し、第２の面と基部との間の角度が１～２０°である、実施形態１の光ガイドである。
【0045】
実施形態６は、第２の面と基部との間の角度が、１～１５°である、実施形態５の光ガイドである。
【0046】
実施形態７は、第２の面と基部との間の角度が、１～７°である、実施形態５の光ガイドである。
【0047】
実施形態８は、第１の面及び第２の面が矩形形状である、実施形態５の光ガイドである。
【0048】
実施形態９は、複数の離散特徴部の各離散特徴部が、楕円体の一部形状を有する、実施形態１の光ガイドである。
【0049】
実施形態１０は、第１の主面上の延長特徴部同士の間のスペースに配置された第２の複数の離散特徴部を更に含む実施形態９の光ガイドであって、第２の複数の離散特徴部の各離散特徴部が、基部と、基部から延びる第１の面と、基部から延びる第２の面とを含み、第２の面は第１の面と平行ではなく、第１の面と第２の面が離散特徴部の縁部で接する。
【0050】
実施形態１１は、一体型ポリマーフィルムが、第１の主面及び第２の主面と、複数の延長特徴部と、複数の離散特徴部と、を含む、実施形態１の光ガイドである。
【0051】
実施形態１２は、複数の離散特徴部の各離散特徴部が１～１２マイクロメートルの範囲の高さを有する、実施形態１の光ガイドである。
【0052】
実施形態１３は、複数の離散特徴部のうち、光ガイドの入力縁部により近い第１の離散特徴部が、複数の離散特徴部のうち、入力縁部からより遠い第２の離散特徴部よりも、小さい高さを有する、実施形態１の光ガイドである。
【0053】
実施形態１４は、複数の延長特徴部の各延長特徴部が１０～２０マイクロメートルの高さを有する、実施形態１の光ガイドである。
【0054】
実施形態１５は、互いの反対側にある第１の主面及び第２の主面と、第１の主面と第２の主面との間の厚さｔと、を有する光ガイドであり、第１の主面は、
光ガイドの視認可能なエリアの全長Ｌの少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延びる複数の延長特徴部であって、Ｌは少なくともｔの１００倍である、複数の延長特徴部と、
光ガイドの視認可能なエリアの長さＬに沿って、及びその幅Ｗに沿って、間隔を置いて配置された複数の離散特徴部と、を含み、複数の離散特徴部の各離散特徴部は、
互いに隣接する第１の延長特徴部と第２の延長特徴部との間に延び、両者を接続する第１の面と、
第１の面に隣接し、第１の延長特徴部と第２の延長特徴部との間に延び、両者を接続する第２の面とを含み、第１の面と第２の面は、離散特徴部の縁部で接する。
光ガイドの視認可能なエリアの全長Ｌの少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延びる複数の延長特徴部であって、Ｌは少なくともｔの１００倍である、複数の延長特徴部と、
光ガイドの視認可能なエリアの長さＬに沿って、及びその幅Ｗに沿って、間隔を置いて配置された複数の離散特徴部と、を含み、複数の離散特徴部の各離散特徴部は、
互いに隣接する第１の延長特徴部と第２の延長特徴部との間に延び、両者を接続する第１の面と、
第１の面に隣接し、第１の延長特徴部と第２の延長特徴部との間に延び、両者を接続する第２の面とを含み、第１の面と第２の面は、離散特徴部の縁部で接する。
【0055】
実施形態１６は、複数の離散特徴部のうちの少なくともいくつかの離散特徴部が、複数の延長特徴部のうちの最大高さ以上の高さを有する、実施形態１５の光ガイドである。
【0056】
実施形態１７は、複数の離散特徴部のうちの少なくともいくつかの離散特徴部について、第１の面が、光ガイドの入力縁部により近く、第２の面が、入力縁部からより遠い、実施形態１５の光ガイドである。
【0057】
実施形態１８は、複数の離散特徴部のうちの少なくともいくつかについて、第１の面が、光ガイドの入力縁部からより遠く、第２の面が、入力縁部により近い、実施形態１５の光ガイドである。
【0058】
実施形態１９は、複数の延長特徴部と複数の離散特徴部が、共通の基底面から延びる、実施形態１５の光ガイドである。
【0059】
実施形態２０は、実施形態１５の光ガイドであって、複数の延長特徴部のうちの少なくとも１つの延長特徴部が、
第２の延長特徴部とそれに隣接する第３の延長特徴部の間に延び、両者を接続する第３の面と、
第３の面に隣接し、第２と第３の延長特徴部の間に延び、両者を接続する第４の面と、を更に含む。
第２の延長特徴部とそれに隣接する第３の延長特徴部の間に延び、両者を接続する第３の面と、
第３の面に隣接し、第２と第３の延長特徴部の間に延び、両者を接続する第４の面と、を更に含む。
【0060】
実施形態２１は、第２の面と、第１の延長特徴部と第２の延長特徴部の基底面との間の角度が、１～２０°である、実施形態１５の光ガイドである。
【0061】
実施形態２２は、第２の面と基底面との間の角度が１～１５°である、実施形態２１の光ガイドである。
【0062】
実施形態２３は、第２の面と基底面との間の角度が１～７°である、実施形態２１の光ガイドである。
【0063】
実施形態２４は、第１の面と、第１の延長特徴部及び第２の延長特徴部の基底面との間の角度が１０～７０°である、実施形態１５の光ガイドである。
【0064】
実施形態２５は、第１の面及び第２の面が各々矩形である、実施形態１５の光ガイドである。
【0065】
実施形態２６は、第１の面と第２の面が離散特徴部の縁部で接する、実施形態１５の光ガイドである。
【0066】
実施形態２７は、一体型ポリマーフィルムが、第１の主面及び第２の主面と、複数の延長特徴部と、複数の離散特徴部と、を含む、実施形態１５の光ガイドである。
【0067】
実施形態２８は、互いの反対側にある第１の主面及び第２の主面と、第１の主面と第２の主面との間の厚さｔと、を有する光ガイドであり、第１の主面は、
光ガイドの視認可能なエリアの全長Ｌの少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延びる複数の延長特徴部であって、Ｌは少なくともｔの１００倍である、複数の延長特徴部と、
光ガイドの視認可能なエリアの長さＬに沿って、及びその幅Ｌに沿って、間隔を置いて配置された複数の離散特徴部とを含み、
一体型ポリマーフィルムが、第１の主面及び第２の主面と、複数の延長特徴部と、複数の離散特徴部と、を含む。
光ガイドの視認可能なエリアの全長Ｌの少なくとも９０％にわたって第１の面内方向に延びる複数の延長特徴部であって、Ｌは少なくともｔの１００倍である、複数の延長特徴部と、
光ガイドの視認可能なエリアの長さＬに沿って、及びその幅Ｌに沿って、間隔を置いて配置された複数の離散特徴部とを含み、
一体型ポリマーフィルムが、第１の主面及び第２の主面と、複数の延長特徴部と、複数の離散特徴部と、を含む。
【0068】
実施形態２９は、実施形態２８の光ガイドであって、複数の離散特徴部の各離散特徴部が、
複数の延長特徴部のうちの第１の延長特徴部の主面の一部分と重なり合う第１の面と、
複数の延長特徴部のうちの第２の延長特徴部の主面の一部分と重なり合う第２の面とを含み、第２の延長特徴部は第１の延長特徴部に隣接する。
複数の延長特徴部のうちの第１の延長特徴部の主面の一部分と重なり合う第１の面と、
複数の延長特徴部のうちの第２の延長特徴部の主面の一部分と重なり合う第２の面とを含み、第２の延長特徴部は第１の延長特徴部に隣接する。
【0069】
実施形態３０は、複数の離散特徴部の各離散特徴部が、複数の延長特徴部のうちの隣接する延長特徴部同士の間のスペースに配置された、実施形態２８の光ガイドである。
【0070】
実施形態３１は、複数の延長特徴部が複数のレンチキュラーレンズを含む、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0071】
実施形態３２は、複数の延長特徴部の各特徴部が、三角形の横方向断面を有する、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0072】
実施形態３３は、第１の主面に配置され、第１の面内方向に延びる第２の複数の延長特徴部を更に含み、第２の複数の延長特徴部が複数のレンチキュラーレンズを含む、実施形態３２の光ガイドである。
【0073】
実施形態３４は、複数の延長特徴部の各特徴部が第１の面内方向に沿って変化する高さを有する、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0074】
実施形態３５は、複数の延長特徴部の各特徴部が第１の面内方向に沿って実質的に一定の高さを有する、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0075】
実施形態３６は、Ｌがｔの２００倍～ｔの１００００倍の範囲である、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0076】
実施形態３７は、Ｌがｔの２００倍～ｔの３０００倍の範囲である、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0077】
実施形態３８は、複数の離散特徴部のうちの少なくとも大多数の離散特徴部の各々が、第１の面内方向に沿って長さを、それに直交する第２の面内方向に沿って幅を有し、離散特徴部の長さは離散特徴部の幅の１～５０倍である、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0078】
実施形態３９は、離散特徴部の長さが離散特徴部の幅の１．１～３５倍である、実施形態３８の光ガイドである。
【0079】
実施形態４０は、離散特徴部の長さが離散特徴部の幅の１．１～１０倍である、実施形態３８の光ガイドである。
【0080】
実施形態４１は、離散特徴部の長さが離散特徴部の幅の１．１～３倍である、実施形態３８の光ガイドである。
【0081】
実施形態４２は、離散特徴部の長さが離散特徴部の幅の少なくとも１．３倍である、実施形態３８～４１のいずれか１つの光ガイドである。
【0082】
実施形態４３は、複数の離散特徴部のうちの少なくとも１つの離散特徴部が、第１の面内方向に沿って長さを、それに直交する第２の面内方向に沿って幅を有し、離散特徴部の幅は、離散特徴部の長さの１～５０倍である、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0083】
実施形態４４は、離散特徴部が光取り出し特徴部である、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0084】
実施形態４５は、延長特徴部が光ガイドの視認可能なエリアの全長にわたって延びる、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0085】
実施形態４６は、視認可能なエリアの長さＬが光ガイドの長さの少なくとも９０％であり、視認可能なエリアの幅Ｗが光ガイドの幅の少なくとも９０％である、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0086】
実施形態４７は、複数の延長特徴部の各延長特徴部が第１の面内方向に沿って長さを、それに直交する面内方向に沿って幅を有し、延長特徴部の長さが延長特徴部の幅の少なくとも８００倍である、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0087】
実施形態４８は、一体型である実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0088】
実施形態４９は、一体型ポリマーフィルムである、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0089】
実施形態５０は、厚さｔが０．１ｍｍ～０．４ｍｍの範囲にある、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0090】
実施形態５１は、第２の主面が非構造化面である、実施形態１～３０のいずれか１つの光ガイドである。
【0091】
実施形態５２は、第２の主面が光学的に滑らかである、実施形態５１の光ガイドである。
【0092】
実施形態５３は、第２の主面上に配置されたコーティングを更に含む実施形態１～５２のいずれか１つの光ガイドである。
【0093】
実施形態５４は、コーティングが耐衝撃性コーティングである、実施形態５３の光ガイドである。
【0094】
実施形態５５は、コーティングがハードコートである、実施形態５３の光ガイドである。
【0095】
実施形態５６は、コーティングが低屈折率接着材である、実施形態５３の光ガイドである。
【0096】
実施形態５７は、コーティングがウェットアウト防止コーティングである、実施形態５３の光ガイドである。
【0097】
実施形態５８は、実施形態１～５７のいずれか１つの光ガイドを含むディスプレイである。
【0098】
実施形態５９は、視聴者に面するように構成された出力面を含む実施形態５８のディスプレイであって、光ガイドは、第１の主面が出力面から離れる方を向くように配置される。
【0099】
実施形態６０は、視聴者に面するように構成された出力面を含む実施形態５８のディスプレイであって、光ガイドは、第１の主面が出力面の方を向くように配置される。
【0100】
実施形態６１は、光を、主として第１の面内方向に沿って、光ガイドの入力縁部に注入するように配置された１つ以上の光源を更に含む実施形態５８～６０のいずれか１つのディスプレイである。
【0101】
実施形態６２は、第２の主面上に配置された１つ以上の光学フィルムを更に含む実施形態５８～６０のいずれか１つのディスプレイである。
【0102】
実施形態６３は、光ガイドの第２の主面上に配置されたウェットアウト防止コーティングを更に含む実施形態５８～６０のいずれか１つのディスプレイである。
【0103】
実施形態６４は、光ガイドに隣接して、出力面の反対側に後部反射部を更に含む実施形態５９～６０のいずれか１つのディスプレイである。
【0104】
実施形態６５は、後部反射部上にウェットアウト防止コーティングを更に含む実施形態６４のディスプレイである。
【実施例】
【0105】
実施例１
長さ対幅のアスペクト比２：１、及び長さ対厚さの比５００：１を有する光ガイドが、モデル化された。光ガイドの１つの主面が構造化され、反対側の主面及び縁部は、光学的に滑らかにされた。光学的に滑らかな主面は、光出力面とされた。光ガイドは、ポリカーボネートとしてモデル化された。光ガイドの視認可能領域は、光ガイドの前側（出力側）の９５％超をカバーする矩形領域としてモデル化された。効率は、光源から発射された元の光に対する、視認可能なエリアにおいて光ガイドから出る出力の割合として決定された。リサイクルの可能性を考慮して、後部反射部は、光ガイドの背後に置かれ、フレームは、光ガイドの縁部とフレームの間の距離が光ガイドの厚さの４５％となるように、光ガイドの周囲に配置された。フレームは、黒（０％反射率）又は白（８５％反射率）としてモデル化された。均一性は、視認可能なエリアの各線形寸法の１／６～５／６をカバーするエリアにわたる照度分布の最小値対最大値の比として決定された。光源は、主として、光ガイドの長さ方向に沿って光を注入する、光ガイドの入力縁部に沿った発光ダイオード（ＬＥＤ）の配列としてモデル化された。ＬＥＤは、ランバート出力を有すると仮定された。
長さ対幅のアスペクト比２：１、及び長さ対厚さの比５００：１を有する光ガイドが、モデル化された。光ガイドの１つの主面が構造化され、反対側の主面及び縁部は、光学的に滑らかにされた。光学的に滑らかな主面は、光出力面とされた。光ガイドは、ポリカーボネートとしてモデル化された。光ガイドの視認可能領域は、光ガイドの前側（出力側）の９５％超をカバーする矩形領域としてモデル化された。効率は、光源から発射された元の光に対する、視認可能なエリアにおいて光ガイドから出る出力の割合として決定された。リサイクルの可能性を考慮して、後部反射部は、光ガイドの背後に置かれ、フレームは、光ガイドの縁部とフレームの間の距離が光ガイドの厚さの４５％となるように、光ガイドの周囲に配置された。フレームは、黒（０％反射率）又は白（８５％反射率）としてモデル化された。均一性は、視認可能なエリアの各線形寸法の１／６～５／６をカバーするエリアにわたる照度分布の最小値対最大値の比として決定された。光源は、主として、光ガイドの長さ方向に沿って光を注入する、光ガイドの入力縁部に沿った発光ダイオード（ＬＥＤ）の配列としてモデル化された。ＬＥＤは、ランバート出力を有すると仮定された。
【0106】
効率は、６角形パターンで表面に配置された楕円体形状の光取り出し部のさまざまな（光ガイドの長さ方向に沿った光取り出し部の寸法を、光ガイドの幅方向に沿った光取り出し部の寸法で除した）アスペクト比について決定された。この特定の計算にはレンチキュラーレンズはまったく含まれなかった。黒フレーム（０％反射率）を用いた、さまざまな光取り出し部アスペクト比を有する光ガイドの効率を、下の表に示す。
【0107】
【表1】
【0108】
次に、レンチキュラーレンズが、カバーエリア割合（「レンチキュラー・デューティサイクル」）０～０．６６（６６％）で、付加された。レンチキュラーレンズは、円形断面を有し、高さ対基部幅のアスペクト比が０．２であった。光取り出し部は、レンチキュラーレンズ同士の間に配置され、平面外の軸と、光ガイドの幅に沿った軸の１．５倍の、光ガイドの長さ方向の軸を有する楕円体の一部分の形状を有するものであった。０％反射率フレームと８５％反射率フレームを用いた、さまざまなレンチキュラー・デューティサイクルを有する光ガイドの効率を、下の表に示す。
【0109】
【表2】
【0110】
次に、上述の光取り出し部を有し、セグメント化されたレンチキュラーレンズを有する光ガイドが、モデル化された。セグメント化されたレンチキュラーレンズは、単一パスで、光取り出し部といっしょに、切削されてツールとされ得るレンチキュラーレンズとしてモデル化された。したがって、セグメント化されたレンチキュラーレンズは、レンチキュラースレッドピッチ乗数によって特性づけられる異なるダウンガイドピッチで、レンチキュラーレンズを形成するように、光取り出し部と同じ基本形状を重ね合わせることによって製作された。図１０は、セグメント化されたレンチキュラーレンズ１０１０と光取り出し部１０２０を備える、モデル化された光ガイド１０００を図示する。セグメント化されたレンチキュラーレンズ１０１０は、レンチキュラースレッドピッチ乗数４を有する。レンチキュラースレッドピッチ乗数が大きいほど、滑らかなセグメント化されたレンチキュラーレンズとなるが、光ガイド製作のためのツールを切削するために、より多くのパスを要する。レンチキュラーレンズの断面は、長軸が短軸の１．５倍であり、長軸が面外にある楕円の一部分の形状を有する。０％反射率フレームを用いた効率と均一性を、下の表に報告する。
【0111】
【表3】
【0112】
次に、上述の光取り出し部を有するとともに、レンチキュラーレンズの断面が、長軸が短軸の１．５倍であり、長軸が面外にある楕円の一部分の形状を有する、光ガイドがモデル化された。０％反射率フレームを用いた効率と均一性を、下の表に報告する。
【0113】
【表4】
【0114】
実施例２
長さ１９０ｍｍ、幅７０ｍｍ、及び厚さ０．６５ｍｍを有する光ガイドがモデル化された。光ガイドの１つの主面は、構造化され、その反対側の主面及び縁部は、光学的に滑らかにされた。光学的に滑らかな主面は、光出力面とされた。光ガイドは、ポリカーボネートとしてモデル化された。後部反射部は、光ガイドの背後に置かれ、フレームは用いられなかった。基部幅２０マイクロメートル及び先端角度９９．６°を有し、先端の曲率半径がさまざまである、レンチキュラーレンズがモデル化された。先端の曲率半径が０であるレンチキュラーレンズはプリズムであり、一方、曲率半径１５マイクロメートルを用いたレンチキュラーレンズは丸みを帯びたレンズであった。離散特徴部６２０ａに類似した矩形の光取り出し部は、対をなすレンチキュラーレンズ同士の間に配置された。光取り出し部の長さに沿った断面は、図７に示すものと同様の幾何形状を有し、θ１は４５．８°であり、θ２は４．８°であった。光取り出し部は、ピッチ４０マイクロメートルの正方形の格子上に配置された。光出力は、ｘ’、ｙ’、ｚ’座標系に対する球体座標のための標準的な方法（すなわち、θは、半径方向ベクトルとｚ’－軸との間の角度であり、φは、半径方向ベクトルのｘ’－ｙ’平面への投射とｘ’－軸との間の角度である）で定義される、極及び方位角、θ及びφ、の関数として決定され、ここで、ｚ’－軸はｙ－軸に平行であり、ｙ’－軸はｚ－軸に平行であり、ｘ’－軸は－ｘ－軸に平行であり、ｘ－軸、ｙ－軸、及びｚ－軸は、例えば、図１に示すとおりとされた。光源は、ランバート出力を有するものとしてモデル化され、主としてｚ’方向に沿って光を注入するために、光ガイドの縁部に配置された複数のＬＥＤであった。出力強度が最大であった場合の光出力の角θｍ及びφｍ、並びに、それらの角度と、出力強度が最大値の半分であった場合の角度の差±θ、±φを下の表に報告する。
長さ１９０ｍｍ、幅７０ｍｍ、及び厚さ０．６５ｍｍを有する光ガイドがモデル化された。光ガイドの１つの主面は、構造化され、その反対側の主面及び縁部は、光学的に滑らかにされた。光学的に滑らかな主面は、光出力面とされた。光ガイドは、ポリカーボネートとしてモデル化された。後部反射部は、光ガイドの背後に置かれ、フレームは用いられなかった。基部幅２０マイクロメートル及び先端角度９９．６°を有し、先端の曲率半径がさまざまである、レンチキュラーレンズがモデル化された。先端の曲率半径が０であるレンチキュラーレンズはプリズムであり、一方、曲率半径１５マイクロメートルを用いたレンチキュラーレンズは丸みを帯びたレンズであった。離散特徴部６２０ａに類似した矩形の光取り出し部は、対をなすレンチキュラーレンズ同士の間に配置された。光取り出し部の長さに沿った断面は、図７に示すものと同様の幾何形状を有し、θ１は４５．８°であり、θ２は４．８°であった。光取り出し部は、ピッチ４０マイクロメートルの正方形の格子上に配置された。光出力は、ｘ’、ｙ’、ｚ’座標系に対する球体座標のための標準的な方法（すなわち、θは、半径方向ベクトルとｚ’－軸との間の角度であり、φは、半径方向ベクトルのｘ’－ｙ’平面への投射とｘ’－軸との間の角度である）で定義される、極及び方位角、θ及びφ、の関数として決定され、ここで、ｚ’－軸はｙ－軸に平行であり、ｙ’－軸はｚ－軸に平行であり、ｘ’－軸は－ｘ－軸に平行であり、ｘ－軸、ｙ－軸、及びｚ－軸は、例えば、図１に示すとおりとされた。光源は、ランバート出力を有するものとしてモデル化され、主としてｚ’方向に沿って光を注入するために、光ガイドの縁部に配置された複数のＬＥＤであった。出力強度が最大であった場合の光出力の角θｍ及びφｍ、並びに、それらの角度と、出力強度が最大値の半分であった場合の角度の差±θ、±φを下の表に報告する。
【0115】
【表5】
【0116】
比較のために、レンチキュラーのない光ガイドについては、θｍ＝６７°、＋θ＝１６°、－θ＝５°、φｍ＝９°、＋φ＝３２°、及び－φ＝３４°であった。
【0117】
実施例３
光ガイドは、実施例２と同様にモデル化されたが、レンチキュラーレンズが光取り出し部のためのスペースを含まず、光取り出し部の外観が図２のとおりである点が異なる。光取り出し部の長さに沿った断面は、実施例２に記載したとおりであった。光取り出し部の最大長さは、１０９．９マイクロメートルであった。出力強度が最大の場合の光出力の角度θｍ及びφｍ、並びに、それらの角度と、出力強度が最大の半分である場合の角度（例えば、θｍ＋（＋θ）と、θｍ－（－θ）で、出力強度が、最大値の半分であった）の差±θ、±φを、下の表に報告する。
光ガイドは、実施例２と同様にモデル化されたが、レンチキュラーレンズが光取り出し部のためのスペースを含まず、光取り出し部の外観が図２のとおりである点が異なる。光取り出し部の長さに沿った断面は、実施例２に記載したとおりであった。光取り出し部の最大長さは、１０９．９マイクロメートルであった。出力強度が最大の場合の光出力の角度θｍ及びφｍ、並びに、それらの角度と、出力強度が最大の半分である場合の角度（例えば、θｍ＋（＋θ）と、θｍ－（－θ）で、出力強度が、最大値の半分であった）の差±θ、±φを、下の表に報告する。
【0118】
【表6】
【0119】
図中の要素の説明は、別段の指示がない限り、他の図中の対応する要素に等しく適用されるものと理解されたい。具体的な実施形態を本明細書において例示し記述したが、さまざまな代替及び／又は同等の実施により、図示及び記載した具体的な実施形態を、本開示の範囲を逸脱することなく置き換え可能であることが、当業者には理解されるであろう。本出願は、本明細書において説明した具体的な実施形態のあらゆる適合例又は変形例を包含することを意図する。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ限定されるものとする。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】