JP2012530938A - 光制御フィルム - Google Patents

Abstract

光制御フィルム及び光制御フィルムの微細複製に用いられる工具の製造方法。
【選択図】図２

Description

本説明は、光制御フィルム及びかかるフィルムを微細複製するための工具に関する。具体的には、本説明は、改善された光透過率を有する光制御フィルム及びかかるフィルムの微細複製に用いられる工具に関する。

光コリメーティングフィルムとしても知られる光制御フィルム（ＬＣＦ）は、光透過率を調節するように構成されている光学フィルムである。各種のＬＣＦが周知であり、典型的には、光吸収材料で形成されている複数個の平行な溝を有する光透過性フィルムが挙げられる。

ＬＣＦは、表示面、像表面、又は見られる他の表面に近接して設置できる。典型的には、見る人が、フィルム表面に対して垂直な方向でＬＣＦを通して画像を見る垂直入射（即ち、視野角０°）では、画像を見ることができる。視野カットオフ角に達するまでは、視野角が増加するにつれてＬＣＦを通って透過される画像光の量が減少し、視野カットオフ角では実質的にすべての画像光が光吸収材料により遮断され、画像はもはや見られなくなる。これは、視野角の典型的範囲の外側にいる他者による観察を遮断することによって、見る人にプライバシーを提供することができる。

ＬＣＦは、ポリカーボネート基材上で重合性樹脂を成形し、紫外線硬化させることによって調製できる。このようなＬＣＦは、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名「３Ｍ（商標）Ｆｉｌｔｅｒｓ ｆｏｒ Ｎｏｔｅｂｏｏｋ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ａｎｄ ＬＣＤ Ｍｏｎｉｔｏｒｓ」で市販されている。

ディスプレイ技術の進歩により、消費者が欲する輝度、解像度、及びエネルギー効率の向上したディスプレイがもたらされた。セキュリティ又は他の目的でＬＣＦをディスプレイの前側に設置した場合、ディスプレイの輝度及び／又は解像度が低下する可能性がある。ディスプレイの輝度及び／又は解像度を低下させないＬＣＦを有することが望ましい場合がある。主視軸に沿ってより高い透過率及び低減されたピクセルモアレなど改善された性能、並びにより薄い形状を備えるＬＣＦを有することが更に望ましい場合がある。より薄い形状によってより多くの潜在的用途及び原価低減がもたらされる可能性がある。

１つの態様では、本説明は、光入射面、及び、光入射面に対向する光出射面を有する、光制御フィルムに関する。この光制御フィルムは、光入射面と光出射面との間に交互に配置された透過区域及び非透過区域を更に含む。各透過区域は、その最狭区域において幅Ｗ’を有し、連続する透過区域は０．０４０ｍｍ以下の平均ピッチＰを有する。この態様では、Ｗ’／Ｐは０．７５を超えてよい。

別の態様では、本説明は、光入射面、及び光入射面に対向する光出射面を有する、光制御フィルムに関する。光制御フィルムは、光入射面と光出射面との間に交互に配置された透過区域及び非透過区域を更に含む。連続する透過区域は、０．０４０ｍｍ以下の平均ピッチＰを有する。更に、光入射面に入射した光は、主視軸方向で６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）と、４５°以下の有効極視野角（ＥＰＶＡ）と、を有する光出射面を出射する。

更に別の態様では、本説明は、光入射面、及び光入射面に対向する光出射面を有する、光制御フィルムに関する。光制御フィルムは、光入射面と光出射面との間に交互に配置された透過区域及び非透過区域を更に含み、各透過区域は、出射面における第１幅Ｗ_Ｏと、入射面における第２幅Ｗ_Ｉと、を有し、出射面から入射面までの距離はＨであり、Ｈを［Ｗ_Ｏ−Ｗ_Ｉ］の絶対値で除した値は４０を超える。光入射面に入射した光は、主視軸方向で６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）と、４５°以下の有効極視野角（ＥＰＶＡ）と、を有する光出射面を出射する。

第４の態様では、本説明は、光入射面、及び光入射面に対向する光出射面を有する、光制御フィルムに関する。光制御フィルムは、光入射面と光出射面との間に交互に配置された透過区域及び非透過区域を更に含む。各透過区域と各非透過区域との間の第１境界面は、フィルム面に対して垂直の方向から測定した１°以下の第１境界角θ_Ｉを形成する。光入射面に入射した光は、主視軸方向で６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）と、４５°以下の有効極視野角（ＥＰＶＡ）と、を有する光出射面を出射する。

別の態様では、本発明は、光入射面、及び光入射面に対向する光出射面を有する、光制御フィルムに関する。光制御フィルムは、光入射面と光出射面との間に交互に配置された透過区域及び非透過区域を更に含み、０．０８０ｍｍ未満の光出射面から光入射面までの距離を有する。光入射面に入射した光は、主視軸方向で６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）と、４５°以下の有効極視野角（ＥＰＶＡ）と、を有する光出射面を出射する。

最後の態様では、本発明は工具の製造方法に関し、この方法は、Ｖ字形のダイヤモンドの上部をラッピングするか、研削して、所定の幅を有する平面を製造する工程と、Ｖ字形のダイヤモンドの両方の小平面を研削するか、スカイフ研磨して、平面の下に柱状構造体を製造する工程と、柱の縁部をイオンミリングして、滑らかな切端を製造する工程と、を有する。

本明細書を通して、添付の図面を参照し、ここで、同じ参照番号は同じ要素を示す。

ＬＣＦの微細複製に用いられた工具のダイヤモンドの角度対ＬＣＦの光透過率のプロット。 ＬＣＦの断面図。 ＬＣＦの微細複製に用いられるダイヤモンド工具の製造方法を説明する。

幾つかの実施形態では、本願は、明確な視野カットオフ角を維持しつつ、増加した輝度及び透過光の均一性を有するＬＣＦを目的とする。具体的には、幾つかの実施形態では、本願は、より小さい非透過区域又は透過区域のピッチ、単一により近い非透過区域の底部に対する上面のアスペクト比、全反射（ＴＩＲ）を低減又は排除するように選択される非透過区域及び透過区域の屈折率の選択、より小さい（又は更には排除された）モアレの出現に対するバイアス角、より高い軸上の輝度、及びより小さい透過区域に対する非透過区域のアスペクト比という特性の１つ以上の組み合わせを有するＬＣＦを提供する。

モアレの出現に対するバイアス角を低減又は排除することは、ＬＣＦの使用者又は設置者にとって非常に重要であり得る。例えば、ＬＣＦは、０°又は９０°のバイアス角で機能するように意図されることが多い。つまり、ルーバーの向きは、水平（したがって、垂直方向のプライバシーを提供する）又は垂直（したがって、水平方向のプライバシーを提供する）のいずれかであるように意図されることが多い。ゼロではない又は垂直ではないバイアス角の一部は、モアレ（例えば、ＬＣＤのピクセルピッチとＬＣＦのルーバーピッチとの間の干渉により生じることがある）を最小化又は排除するためにＬＣＦに求められることが多い。モアレの出現は、例えば、水平又は垂直のＬＣＦシートを、ルーバーに対する角度でシートを切断することによりバイアス角を有する（即ち、ルーバーが正四角形部分の縁部に対して平行でも垂直でもない）シートに交換することで排除されることがある。原因不明な場合、低下した画像品質はモアレによりもたらされることがある。モアレを排除しようとする試みは、ＬＣＦ部分を切断して０ではないバイアス角を供給することによりＬＣＦ部分を交換する点でかなりの無駄につながることがある。

本説明のために、主視軸は、ルーバーの主軸と平行して走る軸であると理解されたい。したがって、ルーバーがＬＣＦの入射面及び出射面に対して完全に垂直に走るほとんどの場合には、最大輝度軸も光出射面の主軸に対して垂直であろう。しかし、ルーバーがある角度で傾斜する場合には、最大輝度軸は、ＬＣＦの光入射面及び光出射面に対してこの角度で同様に傾斜するであろう。したがって、本明細書において透過率及び有効視野角は、多くの場合にＬＣＦに対して垂直について測定される、又はすべての場合に主視軸に対して測定されると理解されてよい。

本明細書に記載のＬＣＦは、非透過区域が可能な限り多くの不可視入射光線を確実に吸収するように設計される。これには、十分な吸収を可能にして光の漏れを最小化するように非透過区域に充填するのに十分小さい粒径を有する吸収媒質（例えば、カーボンブラック）を使用することが含まれる。高吸収非透過区域は、これらの区域から漏れる可能性のある光量を最小化する。したがって、ＬＣＦの指向性及びプライバシー機能を少なくとも部分的に制御する。

本明細書に記載のＬＣＦの非透過区域から反射される入射光線も最小化されて、かかる反射が原因で発生し得る疑似画像、つまり「ゴースト」画像が減少する。これは、確実に透過区域に対する非透過区域の屈折率が、かかる反射を最小化する（具体的には、ＴＩＲを最小化又は排除する）ように選択されることにより行われる。例えば、幾つかの実施形態では、非透過区域の屈折率Ｎ２は、透過区域の屈折率Ｎ１との関係が−０．００５＜Ｎ２−Ｎ１＜０．００５を満たすように選択される。

ＬＣＦは、見る人とディスプレイの画像面との間に設置され、画像の視野角を制限できる。画像面は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、画像ディスプレイ、及びインディシアディスプレイに含めることができる。

上述したように、本明細書に記載のＬＣＦについて非透過区域及び透過区域の相対屈折率を選択してもよい。この選択によって、ＬＣＦ内の反射によって生じるゴースト画像が減少することがある。透過区域の屈折率が非透過区域の屈折率よりも小さい場合、両者間の境界面への入射光線の一部は非透過区域に屈折されて吸収される（フレネルの関係により、入射角及び屈折率差に応じて吸収及び反射の量が決定され、最大量の反射はいわゆるグレージング角又はその付近で生じる）。非透過区域の屈折率が（等しくないとしても）透過区域よりも若干高く、反射が本質的に排除されるように、２つの区域の屈折率を本質的に「同等」にすることができる。更に具体的には、屈折率は、−０．００５＜Ｎ２−Ｎ１＜０の関係を満たす必要がある。

ＬＣＦを組み込んだディスプレイの輝度は、入射光線が非透過区域と透過区域との間の境界面からＴＩＲを受ける場合に上昇し得るが、これは上述したようなゴースト画像を招くことがある。光線がＴＩＲを受けるかどうかは、境界面との入射角、並びに透過区域及び非透過区域で用いられた材料の屈折率の差によって決定できる。非透過区域の屈折率が透過区域の屈折率と同じくらいの場合、例えば、透過区域の屈折率が非透過区域の屈折率より約０．００５超だけ大きい場合、ＴＩＲが起きることがある。

図２はＬＣＦ １００の断面図であり、光出射面１２０及び光入射面１１８を含む。本明細書では参考として光入射面及び光出射面を記載しているが、使用する際には、本明細書に記載のＬＣＦは見る人又はディスプレイ源のいずれかに面する光出射面を有し得ること、及び光入射面はディスプレイ源又は見る人のいずれかに面し得ることが認識されるであろう。ＬＣＦ １００は、交互に配置された透過区域１０２及び吸収区域１０４を含む。

ＬＣＦフィルムを通る透過量に影響し得る幾何学的パラメーター及び材料特性は多数存在する。それらの中には、（対向する区域の壁に対して透過区域の）壁角１０６、連続する透過区域のピッチ１０８（「Ｐ」）、及び透過区域の底幅１１２（「Ｗ」）が含まれる。

透過区域は、光入射面１１８から光出射面１２０までの距離に等しい高さ１１６（「Ｈ」）によっても画定されてよい。ＬＣＦは、１０°以上など比較的大きい内包壁角１０６を有することができる。より大きい壁角は光吸収区域の幅を増加させ、それによって垂直入射での透過率を減少させる。垂直入射での光透過率をできる限り大きくできるように、１０°未満など、より小さい壁角が好ましい。本明細書に記載のＬＣＦの微細複製に用いられるマスターを作製するために使用可能な工具として、ダイヤモンド工具が想到される。ダイヤモンドの角度の値は、ＬＣＦの壁角にほぼ完全に一致するであろう。図１は、ＬＣＦの微細複製に用いられたダイヤモンド工具の壁角対そのダイヤモンド工具から作製されたＬＣＦの透過率のプロットを示す。図１によって明らかに示されるように、透過率のレベルはダイヤモンドの角度が最小のときに最高であり、ダイヤモンドの角度が増加するにつれて直線的に減少する。これは、透過区域のより小さい壁角（したがって非透過区域のより小さい壁角でもある）が、ＬＣＦからの増加した透過率をもたらすという関係に一致する。

幾つかの実施形態では、本明細書に記載のＬＣＦは、３°以下の内包壁角１０６を有する。他の実施形態では、内包壁角は、最大で１．５°、１．０°、０．５°、０．３°、０．１°など２°以下である。場合によっては、内包壁角は、実際に０°に等しくてよい。ＬＣＦは、連続する非透過区域との第１及び第２境界面をそれぞれ有する透過区域を有するものとして理解されてよい。例えば、図２は第１境界面１２４及び第２境界面１２６を示す。第１及び第２境界面は、主視軸からの第１境界角１２１（θ_Ｉ）及び第２境界角１２２（θ_Ｉ２）でそれぞれ光出射面１２０と交差するものとして理解されてよい。本明細書に記載するように、内包壁角１０６は、対称的及び非対称的な透過区域の境界角に関連してよい。対称的な区域では、第１境界角１２１（「θ_Ｉ」）及び第２境界角１２２（「θ_Ｉ２」）は、同一又はほぼ同一の値であろう。非対称的な透過区域では、第１境界角１２１及び第２境界角１２２は、異なる値からなるであろう。１つの態様では、１つ又は両方の境界角は、１．５°又は１．５°以下、例えば、１．０°以下、０．８°以下、０．５°以下、０．２５°以下、若しくは０．１°以下であってよい。境界角は、０°に等しくてもよい。第１境界角１２１と第２境界角１２２との合計は、壁角１０６の値に等しいと理解されるであろう。より小さい壁角は、より小さいピッチ「Ｐ」における、比較的高いアスペクト比（Ｈ／Ｗ）を有する溝を形成することができ、より低い視角において、より鮮明な画像カットオフを提供することができる。場合によっては、透過区域は、平均高さ１１６（「Ｈ」）及びその最大幅部分における平均幅１１２（「Ｗ」）を有し、Ｈ／Ｗは少なくとも２．０である。場合によっては、Ｈ／Ｗは、少なくとも２．５、３．０、又はそれ以上である。

透過レベルに顕著な悪影響を及ぼさずにプライバシー機能を強化するためには、連続する非透過区域１０４が高アスペクト比を有し、その一方で連続する透過区域のピッチ１０８が小さいことが望ましい場合がある。具体的に言うと、ピッチは、０．０４０ｍｍ以下であってよい。更により好ましくは、ピッチは、０．０３６ｍｍ以下であろう。

より小さい内包壁角１０６及びより小さいピッチ１０８により、より低い高さ１１６（即ち、光入射面から光出射面までのより短い距離）でより高い性能を実現できる。高さは、０．１０ｍｍ以下であってよい。更により好ましくは、高さは０．０８０ｍｍ未満であるか、０．０７０ｍｍ未満であり得る。

透過区域は、最狭区域において平均幅１１０（「Ｗ’」）によっても画定される。ＬＣＦが、性能を低下させずにより小さいピッチ及びより小さい壁角を有することが望ましい場合、Ｗ’は、Ｗ’／Ｐが０．７５を超えるようなピッチＰとの関係にあるであろう。更により好ましくは、Ｗ’／Ｐは０．８０を超えるか、更には０．０９０を超え得る。単独で測定されたＷ’は、好ましくは０．０３０ｍｍ未満であろう。

本明細書に記載の本発明は、所望のＬＣＦの特性に応じて、光入射面又は光出射面のいずれかにおいて、最狭区域において幅１１０（Ｗ’）を有してよい。それに応じて、最大区域における幅Ｗは、光入射面又は光出射面（Ｗ’の対向面にあるかどうかにかかわらず）のいずれかに同様に配置されてよい。したがって、光出射面における幅Ｗ_Ｏ（例えば、１１０）及び光入射面における幅Ｗ_Ｉ（例えば、１１２）を画定することが望ましい場合がある。２つの面における幅が、［Ｗ_Ｏ−Ｗ_Ｉ］の絶対値でＨを除した値が４０を超えるように、透過区域の高さ（つまり、一般にＬＣＦの高さ）との関係を満たすことが望ましい。更に好ましくは、Ｈ／［Ｗ_Ｏ−Ｗ_Ｉ］の絶対値は５０を超える、又は更により好ましくは６０を超えるであろう。

本明細書に記載のＬＣＦは、任意の望ましい極視野カットオフ角を有するように作製され得る。１つの態様では、極視野カットオフ角は、３０°〜９０°の範囲、又はそれ以上である。極視野カットオフ角Φ_Ｐは、同一所有者の出願ＰＣＴ／ＵＳ０８／８５８８９号に記載されるように、内部視野カットオフ角「θ_Ｉｎｔ」、「Ｈ」、「Ｗ」、「Ｐ」のパラメーター、及びＬＣＦ材料の屈折率を使用して決定できる。

場合によっては、極視野カットオフ角よりも大きい角度でＬＣＦを通って透過される光を含む「有効極視野角」（ＥＰＶＡ）を画定することも有用であり得る。例えば、内部視野カットオフ角Φ_Ｉｎｔよりも若干大きい角度で非透過区域を遮断する光は、非透過区域の最も薄い部分から「漏れ出す」（即ち、非透過区域の上部及び下部を通って部分的に透過する）可能性がある。更に、ＬＣＦの平面に垂直に進む光は、散乱する及び有効極視野角の外側にそれることがある。本明細書で使用するとき、有効極視野角は、相対輝度比が５％以下まで低下する角度として定義される。相対輝度比は、ＬＣＦを通して測定した場合の拡散光源の輝度の、ＬＣＦなしで測定した場合の同じ拡散光源の輝度に対する比である（パーセンテージとして表される）。本明細書に記載のＬＣＦについては、光は、主視軸方向で６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）を有する光出射面を出射する。ＬＣＦは、４５°以下のＥＰＶＡも有する。より好ましくは、ＬＣＦは、３５°以下のＥＰＶＡを有する。

「機能的極視野角」という用語も当該技術分野において使用されており、同様に極視野カットオフよりも大きい角度でＬＣＦを通って透過される光を含む。機能的極視野角は、ＬＣＦを備えるディスプレイの輝度が、ＬＣＦを備えるディスプレイの軸輝度の小さなパーセンテージ（例えば、１０％、５％、又はそれ以下）まで低下する角度として定義される。しかしながら、このような視野角の定義は、ディスプレイに左右されることがある。

ＬＣＦの非透過区域の光吸収材料は、少なくとも可視スペクトルの一部で光を吸収又は遮断するように機能する任意の好適な材料であってよい。幾つかの実施形態では、光吸収材料は、光透過性フィルムの溝又はくぼみにコーティングされるか、ないしは別の方法で提供されて、非透過区域を形成することができる。更なる実施形態では、光吸収材料は、カーボンブラックなどの黒色着色剤を含むことができる。カーボンブラックは、１０マイクロメートル未満、例えば１マイクロメートル以下の粒径を有する粒状カーボンブラックであってよい。カーボンブラックは、いくつかの実施形態では、１マイクロメートル未満の平均粒径を有してよい。更に別の実施形態では、吸収材料（例えば、カーボンブラック、別の顔料若しくは染料又はこれらの組み合わせ）は、好適な結合剤に分散され得る。光吸収材料には、光が非透過区域を通って透過されるのを遮断するように機能することができる粒子又は他の散乱要素も挙げられる。

光透過区域／非透過区域の境界面における反射は、スペクトル、例えば人間の可視スペクトルの少なくとも一部における光透過性材料の相対屈折率及び非透過材料の屈折率によって制御できる。場合によっては、矯正後の透過区域の屈折率（Ｎ１）は、非透過区域の屈折率（Ｎ２）よりも約０．００５未満だけ大きい。このような場合、屈折率差（Ｎ２−Ｎ１）は−０．００５未満ではない。つまり、（Ｎ２−Ｎ１）は−０．００５以上である。別の場合では、一致しない透過区域の屈折率Ｎ１及び非透過区域の屈折率Ｎ２を有することが望ましいことがある。これは、例えば、非画像光がフィルムを通過する時など全反射が望まれる場合に望ましいことがある。かかる用途の例には、透過型ＬＣＤのバックライトコンポーネントとして本明細書に記載のＬＣＦを提供することが挙げられ、この場合ＬＣＦは、光が撮像透過型ＬＣＤを通過する前に光源光をコリメートするように機能する。

本明細書に記載のＬＣＦは、複数個の非透過区域を含む。いくつかの実施形態では、非透過区域は、本明細書の他の部分に示されるように複数個のチャネルであり得る。場合によっては、本明細書に記載のＬＣＦは、米国特許第６，３９８，３７０号（Ｃｈｉｕら）に記載されているように、第２ ＬＣＦと組み合わせることができる。

重合性樹脂は、（メタ）アクリレートモノマー、（メタ）アクリレートオリゴマー、及びこれらの混合物から選択される第１重合性成分及び第２重合性成分の組み合わせを含んでよい。本明細書で使用するとき、「モノマー」又は「オリゴマー」は、ポリマーに変換できる任意の物質である。用語「（メタ）アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレート化合物の両方を指す。場合によっては、重合性組成物は、（メタ）アクリレート化ウレタンオリゴマー、（メタ）アクリレート化エポキシオリゴマー、（メタ）アクリレート化ポリエステルオリゴマー、（メタ）アクリレート化フェノールオリゴマー、（メタ）アクリレート化アクリルオリゴマー、及びこれらの混合物を含んでよい。重合性樹脂は、紫外線硬化性樹脂などの放射線硬化性ポリマー樹脂であってよい。場合によっては、本説明のＬＣＦに有用な重合性樹脂組成物は、米国特許出願公開第２００７／０１６０８１１号（Ｇａｉｄｅｓら）に記載されている重合性樹脂組成物などの重合性樹脂組成物をこれらの組成物が本明細書に記載の屈折率及び吸収特性を満たす程度まで含んでよい。

微細構造保有物品は、（ａ）重合性組成物を調製する工程と、（ｂ）マスターのキャビティを満たすためにかろうじて十分な量でマスターネガ微細構造成型表面上に重合性組成物を付着させる工程と、（ｃ）予成形させたベースとマスター（少なくとも一方は可撓性である）との間で重合性組成物のビードを移動させることによりキャビティを満たす工程と、（ｄ）組成物を硬化させる工程と、が含まれる方法によって調製できる。その付着温度は、周囲温度〜約１８０°Ｆ（８２℃）の範囲であり得る。マスターは、ニッケル、クロムメッキ銅、ニッケルメッキ銅、若しくは黄銅のような金属製であってよく、又は重合条件下で安定であり、かつマスターから重合材料をきれいに取り出すことができる表面エネルギーを有する熱可塑性材料であってもよい。ベースへの光学層の接着を促進するために、ベースフィルムの１つ以上の表面に、任意に下地処理又は他の処理を施すことができる。

マスターネガは、高アスペクト比のダイヤモンド工具を用いて形成されてよい。例えば、ダイヤモンド工具は、ねじ研削プロセスによるマスターの切削又は形成に用いられてよい。らせんチャネルを切るために、マスターを回転させながらダイヤモンド工具を水平方向に前進させるねじ切削プロセスは、短時間で切削できるために、ダイヤモンドがマスター材料の隣接区画に連続して挿入されるプランジ切削よりも好ましい場合がある。より薄い製品構造、原価低減、及び正確な寸法を可能にする、ＬＣＦの所望の小さい区域角及び低ピッチを達成するために、ＬＣＦの複製に用いられるマスターは、高アスペクト比及び正確な寸法を備える工具によって形成される必要がある。かかる工具の使用は、最終的に向上したＬＣＦの寸法の精度をもたらす。更に、工具は、成形された溝及び工具自体の両方のより低い変形性をもたらす滑らかな仕上がりを有する。１つの実施形態では、工具はダイヤモンド工具であろう。

所望のアスペクト比、寸法、及び平滑度を備えるダイヤモンド工具を製造するためには、好ましくは特定のプロセスが用いられるであろう。図３は、かかるプロセスを説明するフローチャートを提供する。このプロセスは、２つの小平面を有するＶ字形のダイヤモンドを使用して開始する。典型的な角度は１５〜９０°の範囲であってよい。次に、ダイヤモンドの頂点をラッピングして、大きい逃げ角（例えば、３０°）を有する平面を作製する。この平面は、完成時の最終工具先端幅の目標値よりも若干大きい寸法（１０〜２０ｕｍ）であるべきである。あるいは、このプロセスは、２つの頂点の上に形成された平面を既に有するダイヤモンドを使用して開始してもよい。次に、砥石車又はスカイフの縁部を用いて、ダイヤモンドの第１小平面を研削することにより迅速に材料を除去する。この工程に続いて、研削又はスカイフ研磨によりダイヤモンドのもう一方の小平面から材料を除去する。研削工程に好適な工具の１つは、精密ラッピング／研削機械へと改良した、Ｎａｎｏｆｏｒｍ ２００ダイヤモンド旋盤である。回転ラップは、平面の下に柱状構造体が形成されるまで各小平面を平行に突き進む。この工程の後に、平面は、完了時の最終目標平面幅（即ち、１〜５ｕｍの範囲）に更に近付くべきである。最終的に、柱状構造体は、集束イオンビームミリングプロセスでミリング加工する。イオンミリングプロセスは構造体を完成させて、切端に滑らかな仕上がりをもたらす。完成した柱は、高アスペクト比と、側壁間の小さい角度と、を有するであろう。ダイヤモンド工具で切削した任意のマスターネガ及びマスターネガによって微細複製されたＬＣＦも、小さい壁角、高アスペクト比、及び滑らかな仕上がりを示すべきである。

ダイヤモンドの一般的形状は、レーザー切断など他の方法によって余分なダイヤモンド材料を切除することにより達成され得ることを理解されたい。

本明細書に記載の重合性樹脂組成物は、例えば、輝度上昇フィルムなどが挙げられる他の光透過性物品及び／又は微細構造物品の製造に用いるのに好適である。「微細構造」という用語は、米国特許第４，５７６，８５０号（Ｍａｒｔｅｎｓ）に定義及び説明されたように、本明細書で使用される。微細構造は、例えば中心線の上の表面輪郭により包囲された面積の合計が線の下の面積の合計と等しくなるように、微細構造を通って引かれた平均中心線から輪郭がずれている物品表面内の突起及びくぼみのように、一般に不連続であり、線は物品の名目表面（微細構造を有する）に本質的に平行である。例えば１〜３０ｃｍの表面の典型的な代表長さを通って、光学又は電子顕微鏡により測定したとき、ずれの高さは典型的には、約±０．００５〜±７５０マイクロメートルである。平均中心線は、平面、凹部、凸部、非球面、又はこれらの組み合わせであることができる。ずれが低位、例えば、±０．００５、±０．１又は±０．０５マイクロメートルであり、かつ、ずれがめったに起こらないか又は最小限に抑えられている、即ち、表面が任意の著しい不連続を含まない物品は、本質的に「平坦な」又は「滑らかな」表面を有すると見なすことができる。他の物品は、例えば、±０．１〜±７５０マイクロメートルの高位であり、並びに同じ又は異なる、及び、ランダム若しくは規則正しい方式により相隔たる又は連続する複数個の実利的不連続を含む微細構造に起因するずれを有する。

本明細書に記載の光制御フィルムは、ベース基材層、偏光若しくは非偏光フィルム、ポリカーボネートフィルム若しくは基材、及び相互作用する光の光学特性、又はフィルムの材料若しくは機械的特性に望ましい影響を及ぼす任意の他の種類のフィルムと共に用いられてよいことを理解されたい。薄層及び接着剤も、かかるフィルム積層体の一部を形成してよい。例えば、光学カバーフィルムは、光制御フィルム（ＬＣＦの光出力側）に貼り付けられてよい。この光学カバーフィルムは、ベース基材層と同一の材料であっても、異なる材料であってもよい。光学カバーフィルム又はベース基材層の材料には、例えば、市販のポリカーボネートフィルムが挙げられてよい。無光沢仕上げ又は光沢仕上げを提供するように、特定のポリカーボネート材料を選択してもよい。任意のカバーフィルムは、接着剤で微細構造表面に接着できる。かかる接着剤は、紫外線硬化性アクリル酸系接着剤、転写接着剤などの光学的に透明な任意の接着剤でよい。

本明細書の目的では、光入射面から光出射面までの距離、つまり高さＨは、ＬＣＦ自体の両面からの距離であることを理解されたい。使用され得るフィルム積層体の高さはＨを超えてよいが、本説明の目的ではＬＣＦの高さの一部とは見なされない。この理解によると、ＬＣＦの光入射面は、ＬＣＦと接触する任意の他の基材又はフィルムではなく、ＬＣＦ自体に光が入射する場所である。光出射面は、ＬＣＦと接触する任意の他の基材又はフィルムではなく、ＬＣＦ自体から光が出射する場所である。

化学組成及びベース材料の厚みは、構築している製品の要件によって異なり得る。つまり、強度、透明性、光遅延特性、耐温度性、表面エネルギー、光学層などへの接着性に対するニーズのバランスを取る。場合によっては、ベース層の厚みは、少なくとも約０．０２５ミリメートル（ｍｍ）であり、約０．１ｍｍ〜約０．５ｍｍであってよい。

有用なベース材料には、例えばスチレン−アクリロニトリル、酢酸セルロースブチレート、酢酸セルロースプロピオネート、セルローストリアセテート、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ナフタレンジカルボン酸に基づくコポリマー又はブレンド、ポリオレフィン系材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン及びポリクロロオレフィンのキャスト又は配向フィルム、ポリイミド、並びにガラスが挙げられる。所望により、ベース材料には、これらの材料の混合物又は組み合わせを含有させることができる。ある場合には、ベースは多層であってもよいし、又は連続相の中に懸濁又は分散した分散成分を含有してもよい。

１つの態様では、ベース材料の例には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリカーボネート（ＰＣ）が挙げられる。有用なＰＥＴフィルムの例には、商品名「Ｍｅｌｉｎｅｘ ６１８」でＤｕＰｏｎｔ Ｆｉｌｍｓ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能なフォトグレードポリエチレンテレフタレートが挙げられる。光学グレードポリカーボネートフィルムの例には、ＧＥ Ｐｏｌｙｍｅｒｓｈａｐｅｓ（Ｓｅａｔｔｌｅ，ＷＡ）から入手可能なＬＥＸＡＮ（登録商標）ポリカーボネートフィルム８０１０、Ｔｅｉｊｉｎ Ｋａｓｅｉ（Ａｌｐｈａｒｅｔｔａ，ＧＡ）から入手可能なＰａｎｌｉｔｅ １１５１が挙げられる。

いくつかのベース材料は、光学的に活性であり得、偏光材料として機能することができる。多くのベースはまた、本明細書においてフィルム又は基材とも呼ばれ、光学製品分野において、偏光材料として有用であることが既知である。フィルムを通過する光の偏光は、例えば、通過光を選択的に吸収するフィルム材料中に二色偏光子を含ませることによって実現することができる。光の偏光はまた、配列雲母チップのような無機材料を含ませることによって、又は、連続フィルム中に分散する光変調液晶の液滴のような、連続フィルム中に分散する不連続相によって実現することができる。代替手段として、異なる材料のマイクロファイン層からフィルムを調製することができる。フィルム内の偏光材料は、例えば、フィルムの延伸、電場又は磁場の印加、及び、コーティング技術のような方法を利用することによって、偏光配向に揃えることができる。

本明細書に記載のベース材料は排他的なものではない。また、当業者に理解されるように、他の偏光フィルム及び非偏光フィルムもまた、本説明の光学製品用ベースとして有用であり得る。これらのベース材料は、多層構造体を形成するために、例えば偏光フィルムが挙げられる任意の数の他のフィルムと組み合わせることができる。特定のベースの厚さはまた、光学製品の所望の特性によって異なり得る。

全体を通して記載するように、本明細書に記載のＬＣＦは、非透過区域の方向に対して垂直な方向でプライバシー機能を提供できる視野カットオフ角を提供する。このことは、プライバシー用途において有益であり得るが、例えば、プラズマディスプレイパネルのコントラスト促進及び自動車用途の光コリメーティング特性においても有用であり得る。具体的には、多くの自動車の計器パネルは、照光ディスプレイ、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を提供する。しかしながら、このようなディスプレイからの光は、フロントガラスから反射して、運転者又は同乗者の気を散らすか、あるいは視界を遮ることがある。本明細書に記載のＬＣＦの一部は、垂直方向の光を遮断することで、このようなフロントガラスの反射を軽減させることがある。

場合によっては、非透過区域の方向に平行な方向でより多くの光を感知できることは有益である。例えば、上述した自動車用途では、フロントガラスから反射する光量を制限しながら、運転者及び同乗者にディスプレイパネルを読む際に最大輝度を提供することは有益であり得る。本説明の幾つかの実施形態では、本明細書に記載のＬＣＦは、より多くの光をルーバーの方向にＬＣＦを通して透過することができる（ルーバーの方向とは、設置時にこれが垂直方向又は水平方向を表すのかにかかわらず、非透過区域の方向に平行な方向を意味する）。これは、垂線から±２０°の範囲にわたって、ルーバー（非透過区域）に平行な方向で測定される最小ＲＢＲ値として表すことができる（以降はＭＢ２０と呼ぶ）。本明細書に記載のＬＣＦの幾つかの実施形態では、ＬＣＦは、６０以上、例えば、６２以上、更には６４以上のＭＢ２０を有する。

ピクセルモアレ
一般に、プライバシーフィルタはバイアス角で変換されて、目に見えるモアレを低減又は排除する。この方法の１つの欠点は、ウェブ方向に対してある角度をなす切断部は収量を減少させ、その部分がディスプレイで用いられると、見る人に不均一な輝度プロファイルを与え得ることである。本発明における連続する透過区域のより低いピッチは、著しいバイアス角を必要とせずにより少ないモアレをもたらすか、全くモアレをもたらさない。より小さいバイアス角により、見る人により高い輝度が向けられることができる。これは、例えば、ディスプレイを見る運転者により高い輝度をもたらすことが望ましいが、フロントガラスのグレアを生じさせる軸外光の量を低減させることも望ましい、上述した自動車の例において有益である。本明細書に記載の光制御フィルムの効果の１つは、より小さい、又は更には０°であり得るバイアス角を使用して、モアレを低減又は排除できることである。

記載のＬＣＦのピクセルモアレ低減機能の測定を行った。測定は、様々なピクセルピッチを有する様々な異なるディスプレイ（モニタ、ノートパソコン、及び携帯型）を使用したときのモアレパターンを人が定性的に観察することによって行った。ＬＣＦをディスプレイ上に配置し、バイアス角０°から、モアレ効果が目で見て分からなくなるバイアスまで回転させた。モアレ干渉レベルの強度は、ＬＣＦをバイアス角０°からモアレが消滅するバイアス角まで回転させるにつれて異なったが、この角度を超えるとモアレは観察されなかった。

表内のＬＣＦに付随する値は、連続する透過区域のピッチを表す。最小ピッチを有するＬＣＦ試料により、モアレを消滅させるための最小バイアス角を実現できた。

本説明は、本明細書に記載の特定の実施例に限定されると考えるべきではなく、更に適切に言えば添付の「特許請求の範囲」に相当する本説明の全態様を包含すると理解されるべきである。本明細書を検討すると様々な修正形態、等価の方法、及び本説明を適用できる非常に多くの構造が、本説明が対象とする当業界の技術者には容易に明らかなはずである。

Claims (19)

1. 光入射面、及び、前記光入射面に対向する光出射面と、
   前記光入射面と前記光出射面との間に交互に配置された透過区域及び非透過区域であって、各透過区域がその最狭区域において幅Ｗ’を有する、透過区域及び非透過区域と、を含み、
   連続する透過区域の平均ピッチＰが０．０４０ｍｍ以下であり、
   Ｗ’／Ｐ＞０．７５である、光制御フィルム。
2. Ｗ’／Ｐ＞０．８０である、請求項１に記載の光制御フィルム。
3. 前記光入射面に入射した光が、主視軸方向で６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）と、４５°以下の有効極視野角（ＥＰＶＡ）と、を有する前記光出射面を出射する、請求項１に記載の光制御フィルム。
4. 前記光入射面に入射した光が、３５°以下の有効極視野角（ＥＰＶＡ）を有する前記光出射面を出射する、請求項３に記載の光制御フィルム。
5. 各透過区域が屈折率Ｎ１を有し、各非透過区域が屈折率Ｎ２を有し、−０．００５＜Ｎ１−Ｎ２＜０である、請求項１に記載の光制御フィルム。
6. 各非透過区域が、顔料、染料、又はこれらの混合物から選択される光学的に吸収性の材料を含む、請求項１に記載の光制御フィルム。
7. Ｗ’が０．０３０ｍｍ以下である、請求項１に記載の光制御フィルム。
8. 前記透過区域がその最大区域における幅Ｗを更に含み、Ｗ−Ｗ’が５μｍ未満である、請求項１に記載の光制御フィルム。
9. 光入射面、及び前記光入射面に対向する光出射面と、
   前記光入射面と前記光出射面との間に交互に配置された透過区域及び非透過区域と、を含み、
   連続する透過区域の平均ピッチが０．０４０ｍｍ以下であり、
   前記光入射面に入射した光が、主視軸方向で６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）と、４５°以下の有効極視野角（ＥＰＶＡ）と、を有する前記光出射面を出射する、光制御フィルム。
10. 前記光入射面から前記光出射面までの距離が０．０８０ｍｍ未満である、請求項９に記載の光制御フィルム。
11. 光入射面、及び前記光入射面に対向する光出射面と、
    前記光入射面と前記光出射面との間に交互に配置された透過区域及び非透過区域であって、各透過区域が前記出射面における第１幅Ｗ_Ｏと、前記入射面における第２幅Ｗ_Ｉと、を有し、各透過区域が前記光入射面から前記光出射面までの距離Ｈを延在する、透過区域及び非透過区域と、を含み、
    （Ｈ／│Ｗ_Ｏ−Ｗ_Ｉ│）＞４０であり、
    前記光入射面に入射した光が、主視軸方向で６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）と、４５°以下の有効極視野角（ＥＰＶＡ）と、を有する前記光出射面を出射する、光制御フィルム。
12. 光制御フィルムであって、
    光入射面、及び前記光入射面に対向する光出射面と、
    前記光入射面と前記光出射面との間に交互に配置された透過区域及び非透過区域と、を含み、
    各透過区域と各非透過区域との間の第１境界面が、該フィルムの主視軸から測定した第１境界角θ_Ｉを形成し、前記第１境界角θ_Ｉが１°以下であり、
    前記光入射面に入射した光が、主視軸方向で６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）と、４５°以下の有効極視野角（ＥＰＶＡ）と、を有する前記光出射面を出射する、光制御フィルム。
13. 前記第１境界角θ_Ｉが０．８°以下である、請求項１２に記載の光制御フィルム。
14. 前記第１境界角θ_Ｉが０．５°以下である、請求項１２に記載の光制御フィルム。
15. 透過区域と非透過区域との間の第２境界面を更に含み、前記第２境界面が前記第１境界面からの前記透過区域に対向し、前記第２境界面がθ_Ｉにほぼ等しい、主視軸からの角度θ_{Ｉ２を形成する、請求項１２に記載の光制御フィルム。}
16. 各連続する透過区域の平均ピッチが０．０４０ｍｍ未満である、請求項１２に記載の光制御フィルム。
17. 光入射面、及び前記光入射面に対向する光出射面と、
    前記光入射面と前記光出射面との間に交互に配置された透過区域及び非透過区域と、を含み、
    前記光入射面から前記光出射面までの距離が０．０８０ｍｍ未満であり、
    前記光入射面に入射した光が、主視軸方向で６５以上の最大相対輝度比（ＲＢＲ）と、４５°以下の有効極視野角（ＥＰＶＡ）と、を有する前記光出射面を出射する、光制御フィルム。
18. 連続する透過区域のピッチが０．０４０ｍｍ未満である、請求項１７に記載の光制御フィルム。
19. 工具の製造方法であって、
    Ｖ字形のダイヤモンドの上部をラッピングするか、研削して、所定の幅を有する平面を製造する工程と、
    前記Ｖ字形のダイヤモンドの両方の小平面を研削するか、スカイフ研磨して、前記平面の下に柱状構造体を製造する工程と、
    前記柱の縁部をイオンミリングして、滑らかな切端を製造する工程と、を含む、方法。

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