JP2013545247A - 照明アセンブリ及びその形成方法 - Google Patents

Abstract

光ガイドと、光が光ガイドの入光面を通過して光ガイドに入るように位置付けられた複数の光源と、を含む照明アセンブリを開示する。このアセンブリは、複数の光源と光ガイドの入光面との間に位置付けられた構造化面層を更に含む。構造化面層は、基材と、複数の光源に対向する基材の第１の表面上の複数の構造体と、を含む。複数の構造体は、光ガイドの屈折率ｎ_２とは異なる屈折率ｎ１を有する。

Description

（関連出願の相互参照）
共有及び同時係属中の米国特許仮出願第６１／４１９，８３３号、表題「ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＩＯＮ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＦＯＲＭＩＮＧ ＳＡＭＥ」は、参照により本明細書に組み込まれる。

（発明の分野）
本開示は、一般にバックライトと呼ばれる、ディスプレイ又はその他の図形を裏側から照明するのに好適な照明アセンブリに関する。本開示は、中実光ガイドを含むエッジライト型照明アセンブリに特に好適であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

歴史的に、バックライト装置など単純な照明アセンブリには、３つの主要構成要素（光源又はランプ、背面反射体、及び前面拡散体）のみが含まれた。係るシステムは、相変わらず汎用広告看板及び屋内照明用途に使用されている。

ここ数年、この基本的な設計に対して、他の構成要素を追加して光度を高めるか消費電力を削減し、均一性を高め、かつ／又は厚さを薄くすることにより改良が行われてきた。この改良は、高成長する家電業界において、コンピュータ・モニタ、テレビ・モニタ、携帯電話、デジタル・カメラ、ポケットサイズＭＰ３音楽プレーヤ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、及び他の携帯端末装置などの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を実装する製品の需要によって促進されてきた。本明細書では、極めて薄いバックライトの設計を可能にする中実光ガイドの使用や、軸上の光度（on-axis brightness）を高める直線的プリズムフィルムや反射偏光フィルムなどの光処理フィルムの使用などの改良の幾つかを、液晶表示装置に関する更に詳しい背景情報と関連して言及する。

上記の製品の幾つかは、通常の周囲光を使用して表示を見ることができるが、ほとんどの製品は、表示を目に見えるようにするバックライトを備える。これは、液晶表示装置の場合、液晶表示パネルがそれ自体で照明せず、したがって通常照明アセンブリ又はバックライトを使用して表示されるからである。バックライトは観察者からＬＣＤパネルの反対側に配置され、よってバックライトにより生成された光はＬＣＤを通過し、観察者に到達する。バックライトは、冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）などの１つ以上の光源を内蔵し、光源からの光をＬＣＤパネルの可視領域と一致する出光エリア、つまり出光面全体に分散させる。バックライトによって放射される光は、液晶表示パネルによって生成された画像を満足な状態でユーザに表示できるようにバックライトの出力領域全体にわたって十分な光度と十分な空間均一性を有することが望ましい。

液晶表示装置は、一般に、３つの分類のうちの１つの内部に入り、バックライトは、これらの分類のうちの２つに使用される。「透過型」として知られる第１の分類では、照射されたバックライトの支援によってしか液晶表示パネルを見ることができない。即ち、液晶表示パネルは、バックライトからの光が途中で液晶表示パネルを介して観察者まで透過されている状態の「透過状態」でのみ見えるように構成される。「反射型」として知られる第２の分類では、バックライトは除去され反射材料と置き換えられ、液晶表示パネルは、光源が液晶表示パネルの観察者側にある場合だけ見えるように構成される。外部光源（例えば、周囲の室内灯）からの光は、液晶表示パネルの前から後ろに通り、反射材料で反射し、再び途中で液晶表示を介して観察者まで進む。「半透過型（transflective-type）」として知られる第３の分類では、バックライトと部分的に反射する材料が両方とも液晶表示パネルの後ろに配置され、液晶表示パネルは、バックライトが点灯された場合には透過状態で見え、バックライトが消えて十分な周囲光がある場合には反射状態で見えるように構成される。

以降で詳述する照明アセンブリは、一般に、透過型液晶ディスプレイ及び半透過型液晶ディスプレイの両方で使用できる。

上記のＬＣＤディスプレイの３カテゴリーに加え、バックライトはまた、バックライトの出光エリア、つまり出光面に対する内部光源の配置場所によって２つのカテゴリーのうちの１つに入ると見なすことができ、バックライトの「出光エリア」とは、ディスプレイ装置の可視領域又は区域に対応する。本明細書で、このバックライトの「出力エリア」は時には、「出力領域」又は「出力表面」とも呼ばれ、その領域又は表面そのものと、その領域又は表面の面積、（平方メートル、平方ミリメートル、平方インチなどの単位を有する数量）と、を区別する。

「エッジリット（edge-lit）」バックライトでは、１つ以上の光源が、一般に出力領域に対応する領域又はゾーン外のバックライト構造の外側境界又は周囲に沿って、平面的に透視して、配置されている。光源はしばしば、バックライトの出力エリアの外縁となるフレーム又はベゼルによって隠される。光源は一般的に、「光ガイド」と呼ばれる構成要素に光を放射し、特にノート型コンピュータディスプレイなど、非常に薄い外形のバックライトが望ましい場合に用いられる。この光ガイドは透明、中実であり、長さ及び幅の寸法がバックライト出力エリアの大きさとほぼ同じ、比較的薄いプレートである。光ガイドは、全反射（ＴＩＲ）を用いて、光ガイドの全長又は全幅にわたって縁部に取り付けられた光源からの光をバックライトの反対側の縁部へと伝送させるか、又は誘導し、局所的な抽出機構の不均一パターンを光ガイドの表面に設けて、光ガイドから出たこの誘導光の一部を、バックライトの出光エリアに向け直すことができる。他の漸進的な抽出方法としては、テーパ形状の中実ガイドを用いることが挙げられ、この場合、光源から離れる方向に光が伝搬するにしたがって、概してより多くの数の光線がＴＩＲ角に達するようになるので、傾斜した上面が光の漸進的抽出を発生させる。そのようなバックライトは、通常、光ガイドの後ろ又は下に配置された反射材料、軸上の光度を高めるために光ガイドの前又は上に配置されている反射偏光フィルムとプリズム光度強化フィルム（ＢＥＦ）フィルムなどの光処理フィルムを含む。

「ダイレクトリット（direct-lit）」バックライトでは、１つ以上の光源が、実質的に出力領域に対応する領域又はゾーン内部に、通常はゾーン内部で規則的な配列又はパターンで配置されている（平面的に透視して）。あるいは、直下型バックライトの光源は、バックライトの出力エリアのすぐ裏側に配置されているとも言える。光源が出力領域を介して直接見える可能性があるので、出力領域の上で光を拡散させて光源を直接見えなくするために、通常、光源の上に強力な拡散板が取り付けられる。この場合も、拡散板の上に反射偏光子フィルムやプリズムＢＥＦフィルム等の光処理フィルムを配置して、軸上の光度と効率を改善することができる。

場合によっては、直下型バックライトではバックライトの周囲に１つ又は複数の光源を含むことができるか、又はエッジライト型バックライトでは出力エリアの裏側に直接１つ又は複数の光源を含むことができる。そのような場合、光の大半がバックライトの出力エリアの裏側から直接発せられる場合は、このバックライトは「直下型」と見なされ、光の大半がバックライトの出力エリアの周囲から発せられる場合は、このバックライトは「エッジライト型」と見なされる。

一態様では、本開示は、出光面及び実質的に出光面に直交する光ガイドの少なくとも１つの縁部に沿った入光面を含む光ガイドと、光が入光面を通過して光ガイドに入るように位置付けられた複数の光源と、を含む照明アセンブリを提供する。このアセンブリは、複数の光源と光ガイドの入光面との間に位置付けられた構造化面層を更に含み、構造化面層は、基材と、複数の光源に対向する基材の第１の表面上の複数の構造体と、を含む。複数の構造体は、光ガイドの屈折率ｎ_２とは異なる屈折率ｎ_１を有する。

別の態様では、本開示は、表示パネルと、表示パネルに光を供給するように配置された照明アセンブリと、を含む表示システムを提供する。このアセンブリは、出光面及び実質的に出光面に直交する光ガイドの縁部に沿った入光面を含む光ガイドと、光が入光面を通過して光ガイドに入るように位置付けられた複数の光源と、を含む光ガイドを含む。また、このアセンブリは、複数の光源と光ガイドの入光面との間に位置付けられた構造化面層を含み、構造化面層は、基材と、複数の光源に対向する基材の第１の表面上の複数の構造体と、を含む。複数の構造体は、光ガイドの屈折率ｎ_２よりも大きい屈折率ｎ_１を有する。

別の態様では、本開示は、出光面及び実質的に出光面に直交する光ガイドの少なくとも１つの縁部に沿った入光面を含む光ガイドを形成する工程と、光源からの光が入光面を通過して光ガイドに入るように機能するように入光面に近接して複数の光源を位置付ける工程と、構造化面層が複数の光源と入光面との間に存在するように、光ガイドの入光面に構造化面層を貼り付ける工程と、を含む、照明アセンブリの形成方法を提供する。構造化面層は、基材と、複数の光源に対向する基材の第１の表面上の複数の構造体と、を含み、複数の構造体は、光ガイドの屈折率ｎ_２よりも大きい屈折率ｎ_１を有する。

本明細書全体を通して、添付の図面を参照するが、同様の参照番号は同様の構成要素を示す。
構造化面層を含む照明アセンブリの一実施形態の概略断面図。 図１Ａの照明アセンブリの概略平面図。 構造化面層の様々な実施形態の概略断面図。 構造化面層の様々な実施形態の概略断面図。 構造化面層の様々な実施形態の概略断面図。 構造化面層の様々な実施形態の概略断面図。 構造化面層物品の一実施形態の概略断面図。 表示システムの一実施形態の概略断面図。 構造化面層を含まない照明アセンブリの別の実施形態の概略断面図。 図５の照明アセンブリの光ガイド内部の位置に対する輝度のグラフ。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内部の位置に対する輝度のグラフ。 照明アセンブリの別の実施形態の光ガイド内部の位置に対する輝度のグラフ。 照明アセンブリの別の実施形態の光ガイド内部の位置に対する。 照明アセンブリの様々な実施形態のＬＥＤピッチに対する均一性のグラフ。 照明アセンブリの様々な実施形態のＬＥＤピッチに対する均一性のグラフ。 ダイヤモンド旋盤で用いられるダイヤモンドの一実施形態の顕微鏡写真。 構造化面層の様々な実施形態の顕微鏡写真。 構造化面層の様々な実施形態の顕微鏡写真。 構造化面層を含まない照明アセンブリの一実施形態の、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック（prometric）画像。 構造化面層を含まない照明アセンブリの一実施形態の、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック（prometric）画像。 構造化面層を含まない照明アセンブリの一実施形態の、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック（prometric）画像。 構造化面層を含まない照明アセンブリの一実施形態の、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック（prometric）画像。 構造化面層を含まない照明アセンブリの一実施形態の、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック（prometric）画像。 構造化面層を含まない照明アセンブリの一実施形態の、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック（prometric）画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの一実施形態の光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ及びプロメトリック画像。 照明アセンブリの様々な実施形態の、ＬＥＤから光ガイドまでの距離に対する結合効率のグラフ。 図１６Ａの照明アセンブリの、ＬＥＤから光ガイドまでの距離に対する均一性のグラフ。 照明アセンブリの様々な実施形態の、ＬＥＤから光ガイドまでの距離に対する結合効率のグラフ。 図１６Ａの照明アセンブリの、ＬＥＤから光ガイドまでの距離に対する均一性のグラフ。 照明アセンブリの様々な実施形態の、角度に対する放射輝度のグラフ。 照明アセンブリの様々な実施形態の、光ガイドの屈折率に対するＴＩＲ錐（TIR cone）外の光の割合のグラフ。 構造化面層の構造体の一実施形態の、位置に対する高さのグラフ。 図２０Ａの構造体の面法線分布のグラフ。 図２０Ａの構造体の面法線確率分布のグラフ。 図２０Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。 図２０Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。 図２０Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。 構造化面層の構造体の別の実施形態の、位置に対汁高さのグラフ。 図２２Ａの構造体の面法線分布のグラフ。 図２２Ａの構造体の面法線確率分布のグラフ。 図２２Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。 図２２Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。 図２２Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。 構造化面層の構造体の別の実施形態の、位置に対する高さのグラフ。 図２４Ａの構造体の面法線分布のグラフ。 図２４Ａの構造体の面法線確率分布のグラフ。 図２４Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。 図２４Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。 図２４Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。 構造化面層の構造体の別の実施形態の、位置に対する高さのグラフ。 図２６Ａの構造体の面法線分布のグラフ。 図２６Ａの構造体の面法線確率分布のグラフ。 図２６Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。 図２６Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。 図２６Ａ〜Ｃに図示した構造体を有する構造化面層を含む照明アセンブリの、光ガイド内の位置に対する輝度のグラフ。

一般に、本開示は、対象用途に適切な光度の均一性及び空間の均一性をもたらす照明アセンブリについて述べる。かかるアセンブリは、任意の好適な照明用途、例えば、ディスプレイ、標識、一般の照明などに用いることができる。幾つかの実施形態では、上述の照明アセンブリは、光ガイドと、光が光ガイドに入るように機能する複数の光源と、光源と光ガイドとの間に位置付けられた構造化面層と、を含む。上述のアセンブリは、アセンブリの出光面において均一の出力光束分布をもたらすように構成されてよい。「均一」という用語は、観察者には不快となるであろう観察可能な光度特性又は不連続性を有さない光分布を意味する。例えば、一般の照明用途での均一な出力光束分布は、ディスプレイ用途では均一であるとは考慮され得ないといったように、出力光束分布の許容可能な均一性は、その用途によって決定されることが多いであろう。

本明細書で使用する「出力光束分布」という用語は、アセンブリ又は光ガイドの出光面にわたる光度の偏差を意味する。「光度」という用語は、単位立体角内への、単位面積当たりの光出力（ｃｄ／ｍ^２）を意味する。

ＬＥＤなどの光源及び光源の光を分配するための中実光ガイドを含む照明アセンブリは、多くの場合、光度の均一性に関する複数の課題に直面する。これらの課題のうちの１つは、広範囲での光の均一な分布である。これは、通常、光ガイドの表面又は光ガイド内部に形成される抽出機構の形状、パターン又は密度勾配を最適化することによって対処される。別の課題は、光ガイドの入射縁部付近の光度の均一性である。光ガイドの入光面における光度の不均一性を生じさせる要因は、（１）光が空気中から中実光ガイドへと入射するときに、例えば、１．４９の屈折率を有する光ガイドに対して約＋／−４２度の全内部反射（ＴＩＲ）錐内で屈折すること、及び（２）ＬＥＤが容易に線光源へと変換できない点光源であること、の２つである。その結果、個別の（discreet）点光源が約４２度（半角）の光錐を光ガイドに入射させ、光ガイドの入射縁部付近の光度の均一性は、隣接する光錐間の著しいオーバーラップが存在する、この縁部から光ガイドまで特定の距離離れた場所においてのみ達成できる。

例えば、図５は、１０ｍｍの中心間距離を有する３個のＬＥＤ ５２０から光ガイド５１０へと放射される、モデル化された幾つかの光線を示す。ＬＥＤは、光ガイド５１０の入光面５１４から１ｍｍの距離に位置付けた。光線は、標準的なモデリング技法を用いて生成されたモデリングデータを示す。光ガイドの屈折率は１．４９であった。隣接するＬＥＤ ５２０によって放射された光錐の著しいオーバーラップ（「ヘッドライティング」として知られる現象）に欠けるため、不均一領域５０２が形成された。

光ガイドの入光面付近のこの不均一領域の範囲は、次の式を用いて、ガイドの屈折率ｎ_ガイド（ガイド内のＴＩＲ角θ_ＴＩＲを決定する）及びＬＥＤ間隔Ｄ_ＬＥＤ（図１Ｂの距離ｅに相当する）によって決定される。

ＬＥＤ効率は絶えず向上しているため、アセンブリの目標平均光度値をもたらすために必要なＬＥＤの数は、減少し続けている。加えて、光ガイドの１つの縁部でより少ない数のＬＥＤを用いることは、コスト及び熱の面で著しい利点を有し得る。しかし、より少ないＬＥＤを用いることは、新たな問題が呈する。ＬＥＤの数が減少すると、ＬＥＤ同士の間隔Ｄ_ＬＥＤが増加し、不均一領域Ｌの範囲が大きくなり過ぎて、大部分の用途、例えば、ＬＥＤのＬＣＤでは許容不能である。これは、「均一性の制約」として知られる。

本開示の照明アセンブリは、光ガイドの平面で光をより効率的に拡散させることにより、光ガイドの入光面付近の不均一領域の寸法を小さくするように設計される。その結果、本開示のアセンブリは、Ｄ_ＬＥＤを大幅に増加できる。

図１Ａ〜Ｂは、照明アセンブリ１００の一実施形態の概略断面図及び概略平面図である。照明アセンブリ１００は、出光面１１２及び実質的に出光面に直交する光ガイドの少なくとも１つの縁部に沿った入光面１１４を有する光ガイド１１０と、光が入光面を通過して光ガイドに入るように位置付けられた複数の光源１２０と、複数の光源と入光面との間に位置付けられた構造化面層１３０と、を含む。図示した実施形態では、入光面はｙ軸に沿って延在し、複数の光源は実質的にｙ軸に平行である軸に沿って配置されている。幾つかの実施形態では、光源１２０は、光が構造化面層１３０を通過して、入光面１１４を通過して光ガイド１１０に入るように機能する。

構造化面層１３０は、基材１３２と、複数の光源１２０に対向する基材の第１の表面１３３上の複数の構造体１３６と、を含む。入光面は、ｙ軸に沿って延在する。幾つかの実施形態では、複数の構造体１３６は、本明細書で詳述するように、光ガイド１１０の屈折率ｎ_２とは異なる屈折率ｎ_１を有する。

アセンブリ１００の光ガイド１１０は、任意の好適な光ガイド、例えば中空光ガイド又は中実光ガイドを含んでよい。光ガイド１１０は、平面形状として図示されているが、光ガイドは、例えば、楔形状、円筒形状、平面形状、円錐形状、複合成型形状など任意の好適な形状であってよい。また、光ガイド１１０は、ｘ−ｙ平面で任意の好適な形状、例えば、方形形状、多角形形状、湾曲形状などを有してよい。更に、光ガイド１１０の入光面１１４及び／又は出光面１１２は、任意の好適な形状、例えば光ガイド１１０の形状について上述した形状を含んでよい。光ガイド１１０は、光がその出光面１１２を通過するように構成される。

更に、光ガイド１１０は、任意の好適な材料を含んでよい。例えば、光ガイド１１０は、ガラス、アクリレート（ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、フルオロポリマーなど）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、及びＰＥＴ又はＰＥＮ又はその両方を含有するコポリマーなど）、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリノルボルネン（polynorborene）、アイソタクチック、アタクチック、及びシンジオタクチック立体異性体（sterioisomers）のポリオレフィン、並びにメタロセン重合によるポリオレフィン）を含んでよい。他の好適なポリマーには、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレンメタクリレートコポリマー（conpolymer）及びブレンド、シクロオレフィンポリマー（例えば、Ｚｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌ．Ｐ．（Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ，ＫＹ）から入手可能なＺＥＯＮＥＸ及びＺＥＯＮＯＲ）、ポリエチルエチルケトン、及びポリエーテルイミドが挙げられる。

複数の光源１２０は、光ガイド１１０の入光面１１４に近接して位置付けられる。光源１２０は、光が入光面１１４を通過して光ガイド１１０に入るように位置付けられる。１つ以上の光源１２０は、光ガイド１１０の一方の側部又は端部に沿って位置付けられるように図示されているが、光源は、光ガイドの２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の側部に沿って位置付けられてよい。例えば、方形形状の光ガイド１１０では、１つ以上の光源１２０が、光ガイドの４つの側部のそれぞれに沿って位置付けられてよい。図示した実施形態では、光源は、ｙ軸に沿って配置されている。

光源１２０を概略的に示す。ほとんどの場合、これらの光源１２０は小型の発光ダイオード（ＬＥＤ）である。この点で、「ＬＥＤ」は、可視、紫外線、又は赤外線にかかわらず、発光するダイオードを指す。これは、従来型か、超放射型かにかかわらず、「ＬＥＤ」として販売されているインコヒーレントな封入又は密閉型の半導体装置を含む。ＬＥＤが紫外線などの非可視光線を発する場合、及びＬＥＤが可視光線を発するある特定の場合、ＬＥＤは蛍光体を含むようにパッケージ化され（あるいは遠隔配置された蛍光体を照射することができ）、短波長の光を長波長の可視光線に変え、特定の場合には白色光を発する装置を提供する。

「ＬＥＤダイ」は、最も基本的な形態、すなわち半導体加工手順によって製造される個々の構成要素又はチップの形態のＬＥＤである。構成要素又はチップは、デバイスに電圧を加えるための電力の適用に好適な電気接点を含むことができる。構成要素又はチップの個々の層及びその他の機能的要素は、通常、ウェハスケールで形成された後、仕上がったウェハは個々の小片部に切られて、多数のＬＥＤダイとなることができる。

白色光の生成に用いられるかどうかに関わらず、多色光源はライトアセンブリにおいて様々な形態であってよく、光ガイドの出光エリア、つまり出光面の色及び光度の均一性に様々な影響を及ぼす。ある手法では、複数のＬＥＤダイ（例えば、赤、緑、及び青色を発光するダイ）がリード線フレーム又はその他の基材にすべて互いに隣接して実装され、１つのパッケージを形成するように１つの内包材で一緒に封入される。この場合、パッケージにはレンズ構成要素が１つだけ含まれていてもよい。このような光源は、いずれか１つの個別の色、又は同時にすべての色を発光するように制御可能である。別の手法では、１パッケージにつき１つのＬＥＤダイと１色の発光色を提供する、個別にパッケージ化されたＬＥＤを、所定のリサイクリングキャビティに一緒にまとめて配置してよく、この集合体には青／黄、赤／緑／青、赤／緑／青／白、又は赤／緑／青／シアン／黄などの異なる色を発光するパッケージ化ＬＥＤの組み合わせが含まれる。また、琥珀色ＬＥＤも用いてよい。また別の手法では、このような個別にパッケージ化された多色ＬＥＤを１つ以上の線、アレイ、又はその他のパターン内で位置決めされてもよい。

ＬＥＤ効率は、温度に依存し、一般に温度の上昇と共に低下する。この効率の低下は、ＬＥＤのタイプにより異なることがある。例えば、赤色ＬＥＤは、青色ＬＥＤ又は緑色ＬＥＤよりかなり大きい効率低下を示す。熱の影響を受けやすいＬＥＤが熱的に分離して、それらのＬＥＤが、ヒートシンク上でより低いワット密度を有するように及び／又は他のＬＥＤからの熱伝達を受けないようにする場合に、本開示の種々の実施形態を使用してこの影響を軽減することができる。従来のライティングアセンブリでは、１色のＬＥＤの集合体を配置すると、色の均一性が低下した。本開示では、例えば赤色ＬＥＤの集合体の色を緑色及び青色ＬＥＤとよく混合して白を作ることができる。

光センサとフィードバック・システムを使用して、ＬＥＤからの光の光度及び／又は色を検出し制御することができる。例えば、個別のＬＥＤ又はＬＥＤの集合体の近くにセンサを配置して、出力を監視し、白色点又は色温度を制御し、維持し、又は調整するためにフィードバックを提供することができる。混合光をサンプリングするための中空キャビティ内部又は縁に沿って１つ以上のセンサを配置することが有益なことがある。幾つかの例では、観察環境（例えば、表示装置が配置された部屋）で表示装置の外部の周囲光を検出するセンサを提供することが有益なことがある。そのような場合、制御論理を使用して、周囲の観察条件に基づいて表示光源出力を適切に調整することができる。多くのタイプのセンサは、テキサス州プラノ（Plano）のＴｅｘａｓ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓから入手可能な光−周波数又は光−電圧センサなどの多くのタイプのセンサを使用することができる。更に、熱センサを使用して、ＬＥＤの出力を監視し制御することができる。これらの手法をすべて用いて、動作条件及び経年劣化する構成要素の補整に基づいて、白色点又は色温度を調整できる。制御システムにフィードバック信号を送るために動的コントラスト又はフィールド・シーケンシャルシステムにセンサを使用することができる。

望ましい場合には、開示するバックライトの光源として、別個のＬＥＤ光源の代わりに、又はＬＥＤ光源に追加して、線形の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）又は熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）などの別の可視光線発光体を使用してもよい。更に、例えば冷白色及び温白色を含む（ＣＣＦＬ／ＬＥＤ）、ＣＣＦＬ／ＨＣＦＬ、例えば異なるスペクトルを放射するものなどの複合システムを使用することができる。発光体の組み合わせは、幅広く異なってもよく、ＬＥＤとＣＣＦＬ、及び例えば複数のＣＣＦＬ、異なる色の複数のＣＣＦＬ、及びＬＥＤとＣＣＦＬなどの多数を含むことが可能である。また光源には、レーザー、半導体レーザー、プラズマ光源、又は有機発光ダイオードが、単体又は他の種類の光源、例えばＬＥＤとの組み合わせで含まれてよい。

例えば、幾つかの用途では、個別の光源の列を、長い円筒形ＣＣＦＬのような異なる光源と置き換えるか、又は長さに沿って光を放射し離れた能動素子（ＬＥＤダイやハロゲン電球など）に結合された線形面発光導光体と置き換え、また同様に他の光源列と置き換えることが望ましいことがある。このような線状表面発光導光体の例は、米国特許第５，８４５，０３８号（Ｌｕｎｄｉｎら）及び同第６，３６７，９４１号（Ｌｅａら）に開示されている。また、ファイバ結合レーザ・ダイオードや他の半導体発光体も既知であり、そのような場合、光ファイバ導波路の出力端は、開示されたリサイクリングキャビティ内の場所又は他の状況ではバックライトの出力エリアの後の場所に対する光源であると考えることができる。電球やＬＥＤダイなどの活性成分から受け取った光を発する、レンズ、屈折体、狭い導光体などの小さな発光領域を有する他の受身の光学構成要素についても、同じことが言える。このような受身の構成要素の一例は、側面発光パッケージ化ＬＥＤの成型内包体又はレンズである。

１つ以上の光源には、任意の適切な側面発光ＬＥＤ、例えば、Ｌｕｘｅｏｎ（商標）ＬＥＤ（Ｌｕｍｉｌｅｄｓ，Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，ＣＡから入手可能）、又はＬＥＤ Ｐａｃｋａｇｅ ｗｉｔｈ Ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｍｅｎｔと題する米国特許出願第１１／３８１，３２４号（Ｌｅａｔｈｅｒｄａｌｅら）、及びＬＥＤ ＰＡＣＫＡＧＥ ＷＩＴＨ ＷＥＤＧＥ−ＳＨＡＰＥＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＥＬＥＭＥＮＴと題する同第１１／３８１，２９３号（Ｌｕら）に記載されるＬＥＤを使用することができる。本明細書に記載した様々な実施形態に他の放射パターンが望ましいことがある。例えば、「くさび形光学素子を有するＬＥＤパッケージ（LED Package with Wedge-shaped Optical Element）」と題する米国特許公開第２００７／０２５７２７０号（Ｌｕら）を参照されたい。

照明アセンブリが表示パネル（例えば、図４のパネル４９０）と組み合わせて用いられる幾つかの実施形態では、アセンブリ１００は、白色光を連続的に放射し、液晶パネルは、カラーフィルターマトリックスと組み合わされて、多色画素のグループ（黄／青（ＹＢ）画素、赤／緑／青（ＲＧＢ）画素、赤／緑／青／白（ＲＧＢＷ）画素、赤／黄／緑／青（ＲＹＧＢ）画素、赤／黄／緑／シアン／青（ＲＹＧＣＢ）画素など）が形成され、その結果、表示画像は多色性になる。あるいは、カラーシーケンシャル技術（color sequential technique）を用いて多色画像を表示することができ、この技術は、ＬＣパネルを白色光で連続的に後ろから照明し、ＬＣパネル内のグループの多色画素を変調して色を生成する代わりに、アセンブリ内部の個別に色付けされた光源（例えば、赤、オレンジ、琥珀、黄、緑、シアン、青（紺青を含む）、及び上述の色などの組み合わせの白から選択される）を変調して、アセンブリが、空間的に均一な有色光出力を高速で繰り返し連続的（例えば、赤、次に緑、次に青など）に点滅させるものである。次に、この色変調アセンブリは、（カラーフィルターマトリックスのない）１つの画素アレイのみを有するディスプレイモジュールと組み合わされ、この画素アレイは、変調が観察者の視覚システム内で時間的に色混合されるのに十分に高速であるという条件で、アセンブリと同期して変調されて、画素アレイ全体にわたってあらゆる達成可能な色（バックライトに光源が使用されている場合）が生成される。フィールド・シーケンシャル・ディスプレイとしても知られるカラー・シーケンシャル・ディスプレイの例は、米国特許第５，３３７，０６８号（ステワート（Stewart）ら）と同第６，７６２，７４３号（ヨシハラ（Yoshihara）ら）に記載されている。特定の場合には、単色のみのディスプレイを提供することが望ましい場合もある。このような場合、照明アセンブリは、フィルター、又は単一の可視波長、つまり色で優勢に発する特定の光源を含むことができる。

幾つかの実施形態では、光源１２０は、１つ以上の偏光源を含んでよい。かかる実施形態では、偏光源の偏光軸が、実質的に前面反射体の通過軸に平行であるように配向されることが好ましい場合がある。あるいは、光源偏光軸が実質的に前面反射体の通過軸に垂直であることが好ましい場合がある。他の実施形態では、偏光軸は、前面反射体の通過軸に対していずれの適切な角度をなすことができる。

光源１２０は、いずれの適切な配列で配置されてもよい。更に、光源１２０は、様々な波長又は色の光を放射する光源を含むことができる。例えば、光源は、第１の波長の光を放射する第１の光源と、第２の波長の光を放射する第２の光源と、を含んでよい。第１の波長は、第２の波長と同じでもよく、又は異なってもよい。光源１２０はまた、第３の波長の光を放射する第３の光源を含んでもよい。幾つかの実施形態では、様々な光源１２０は、混合されたときに、表示パネル又は他の装置に白色光を供給する光を生成してよい。他の実施形態では、光源２１０はそれぞれ白色光を生成してよい。

更に、いくつかの実施形態では、放射光を少なくとも部分的に平行にする光源が好ましいことがある。そのような光源は、開示されたバックライトの中空の光リサイクリングキャビティ内に所望の出力を提供するためのレンズ、エキストラクタ、成形封入材、又光学素子の組み合わせを含むことができる。更に、本開示の照明アセンブリは、当初リサイクリングキャビティに注入された光を部分的に平行にする、又は制限する注入光学素子を含んでよい。

光源１２０は、光ガイド１１０の入光面１１４から任意の好適な距離ｂに位置付けられてよい。例えば、幾つかの実施形態では、光源１２０は、入光面１１４から５ｍｍ以内、２ｍｍ以内、１ｍｍ以内、又は０．５ｍｍ以下以内に位置付けられてよい。更に、光源１２０は、構造化面層１３０の複数の構造体１３６から任意の好適な距離ｂ’、例えば５ｍｍ以内、２ｍｍ以内、１ｍｍ以内、又は０．５ｍｍ以下以内に位置付けられてよい。

光源１２０は、光ガイド１１０内部で 構造化面層１３０と組み合わせて任意の所望の配光をもたらすようにｙ軸に沿って任意の好適な距離で離隔配置されてよい。例えば、光源１２０は、本明細書で詳述するように、少なくとも５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、又は３０ｍｍ以上の中心間距離（即ち、ピッチ）を有してよい。光源１２０は、ある光源の主要放射面が、隣接する光源の主要放射面から任意の好適な距離ｅ、少なくとも５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、又は３０ｍｍ以上であるように位置付けられてよい。

構造化面層１３０は、複数の光源１２０と光ガイド１１０の入光面１１４との間に位置付けられる。図１Ａ〜Ｂに図示する実施形態では、構造化面層１３０は、光源１２０に対向する第１の表面１３３と、光ガイド１１０の入光面１１４に対向する第２の表面１３４と、を含む基材１３２を含む。また、層１３０は、複数の光源１２０に対向する基材１３２の第１の表面１３３上に位置付けられる複数の構造体１３６を含む。構造体１３６は、構造化面１３５を形成する。構造化面層１３０は、光ガイド１１０の１つの縁部に近接して位置付けられて図示されているが、構造化面層１３０は、追加の光源１２０と共に光ガイド１１０の２つ、３つ、又は４つ以上の縁部１１８に近接して位置付けられて、光ガイド１１０内部で所望の配光をもたらしてもよい。

基材１３２として用いられてよい有用な高分子フィルム材料としては、例えば、スチレン−アクリロニトリル、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、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系コポリマー又はブレンド、ポリシクロオレフィン、及びポリイミドが挙げられる。任意に、基材材料は、これらの物質の混合物又は組み合わせを含んでよい。幾つかの実施形態では、基材は多層であってもよいし、又は連続相中に懸濁若しくは分散した分散成分を含有してもよい。

幾つかの実施形態では、基材材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリカーボネートを含んでよい。有用なＰＥＴフィルムの例としては、フォトグレードのポリエチレンテレフタレート及びＭＥＬＩＮＥＸ ＰＥＴ（ＤｕＰｏｎｔ Ｆｉｌｍｓ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．）から入手可能）が挙げられる。

一部の基材は、光学的に活性であってよく、偏光板として作用してよい。

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板として有用であることが既知である。フィルムを通る光の偏光は、例えば通過光を選択的に吸収する、フィルム材料内二色偏光子の包含により実現され得る。光の偏光はまた、配列雲母チップのような無機材料を組み込むことによって、又は、連続フィルム内部に分散している光変調液晶の液滴といった連続フィルム内部に分散している不連続相によって実現させることができる。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作製することができる。フィルム内部の偏光材料は、例えば、フィルムの延伸、電場又は磁場の印加、及び好適な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。

偏光フィルムの例としては、米国特許第５，８２５，５４３号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）及び同第５，７８３，１２０号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に記載されるものが挙げられる。これらの偏光フィルムと光度向上フィルムとの併用については、例えば、米国特許第６，１１１，６９６号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に記載されている。基部として用いることができる偏光フィルムの第２の例は、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）に記載されているフィルムである。市販のフィルムは、３Ｍから取引表記ＤＢＥＦ（デュアル光度上昇フィルム）のもとに販売された多層フィルムである。光度向上フィルムにおけるこのような多層偏光光学フィルムの使用については、例えば、米国特許第５，８２８，４８８号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に記載されている。他の実施形態では、基材は、米国特許第６，５３１，２３０号（Ｗｅｂｅｒら）に記載されるように、色選択性反射体として作用してよい。

基材１３２は、任意の好適な厚さ、例えば、少なくとも０．５ミル（０．０１３ｍｍ）、０．６ミル（０．０１５ｍｍ）、０．７ミル（０．０１８ｍｍ）、０．８ミル（０．０２０ｍｍ）、０．９ミル（０．０２３ｍｍ）、又はそれ以上を有してよい。幾つかの実施形態では、基材の厚さは、１ミル〜５ミル（０．０２５ｍｍ〜０．１３ｍｍ）の範囲である。

複数の構造体１３６は、基材１３２の第１の表面１３３の上又はその中に位置付けられる。構造体１３６は、光源１２０に対向する。構造体１３６は、光ガイド１１０内に所望の配光をもたらす任意の好適な構造体又は要素を含んでよい。幾つかの実施形態では、構造体１３６は、光ガイド１１０の平面（即ち、ｘ−ｙ平面）で光を拡散するように機能する。構造体１３６は、屈折構造体又は回折構造体を含んでよい。更に、構造体は、任意の好適な形状及び寸法であり、任意の好適なピッチを有してよい。

構造体１３６は、任意の好適な断面形状、例えば三角形、球形、非球面、多角形などであってよい。更に、幾つかの実施形態では、構造体１３６は、光ガイド１１０の厚さ方向、即ち、図１Ａ〜Ｂのｚ軸の方向に沿って延在してよい。例えば、構造体１３６は、三角形の断面を有し、ｚ軸に沿って延在して、プリズム構造体を形成してよい。他の実施形態では、構造体１３６は、ｚ軸及びｙ軸の両方に延在するレンズ状形状であってよい。

例えば、図２Ａ〜Ｄは、構造化面層の幾つかの実施形態の概略断面図である。図２Ａでは、構造化面層２３０ａは、実質的に三角形の断面をそれぞれ有する複数の構造体２３６ａを含む。図示されるように、層２３０ａは、すべてが実質的に同様の断面及び寸法を有する構造体２３６ａを含むが、構造体は様々な寸法及び形状を有してよい。構造体２３６ａは、実質的に図の平面に直交する軸（例えば、図１Ａ〜Ｂのｚ軸）に沿って延在して、プリズム構造体を形成してよい。構造体２３６ａは、好適な頂角αを有してよい。幾つかの実施形態では、頂角αは、少なくとも６０度であってよい。幾つかの実施形態では、頂角は少なくとも９０度であってよい。他の実施形態では、頂角は１４０度未満であってよい。また、これらの構造体は、本明細書で詳述するように、任意の好適なピッチｐを有してよい。

構造体２３６ａは、構造化パターンが層の長さにわたって（即ち、ｙ軸に沿って）並進不変であるように、構造化面層の基材上に位置付けられてよい。他の実施形態では、構造体は、構造化面層が層の長さに沿って変化するように、寸法、形状、及び／又はパターンが変化してよい。

一般に、構造化面層の構造体は、基材の第１の表面（例えば、図１Ａ〜Ｂの基材１３２の第１の表面１３３）にわたって連続的に位置付けられてよい。あるいは、構造体は、構造化面層の非構造化領域又は部分が存在するように形成されてよい。例えば、図２Ｂは構造化面層２３０ｂの別の実施形態の概略断面図であり、この層は、構造体２３６ｂと、構造体を含まない層の領域２３８ｂと、を含む。これらの非構造化領域は、周期的であっても、非周期的であってもよい。また、構造体２３６ｂは、非構造化領域２３８ｂと共に、任意の好適なパターン又は配列にグループ化されてよい。幾つかの実施形態では、非構造化領域２３８ｂは、光源の発光軸に沿った光が実質的に構造体と相互作用せずに光ガイドの入光面に入る、例えば、より多くの光が入光面から離れた光ガイドの領域に拡散されるように、構造化面の非構造化部分が光の拡散をほとんどもたらさらないか、全くもたらさないように、複数の光源（例えば、図１Ａ〜Ｂの光源１２０）の１つ以上と位置合わせされてよい。この光の伝搬は、光ガイドの出光面におけるより均一の光速分布をもたらし得る。幾つかの実施形態では、非構造化領域２３８ｂは、その上に位置付けられた反射材料を含んでよい。

本開示の構造化面層の構造体は、基材から延在するか、圧痕として基材の中へと延在するかのいずれかであってよい。あるいは、構造化面層は、基材から延在する及び基材の中へと延在する両方の組み合わせの基材を含んでよい。例えば、図２Ｃは、構造化面層２３０ｃの別の実施形態の概略断面図である。層２３０ｃは、基材２３２ｃの中へと延在し、湾曲した断面形状を有する、複数の構造体２３６ｃを含む。任意の好適な断面形状が基材の中で形成されて、光ガイド内で所望の配光をもたらしてよい。

本開示の構造化面層は、基材の第１の表面に位置付けられた構造体と同一の寸法及び形状を有してよい。あるいは、構造化面層は、２つ以上の構造体セットを含んでよい。例えば、図２Ｄは、構造化面層２３０ｄの別の実施形態の概略断面図である。層２３０ｄは、第１の構造体セット２３６ｄと、第１の構造体セットとは異なる第２の構造体セット２３７ｄと、を含む。第１の群の構造体２３６ｄは、湾曲した断面又は円形の断面を有する構造体を含む。第２の構造体セット２３７ｄの各構造体は、三角形の断面を有する。幾つかの実施形態では、第１の構造体セット及び第２の構造体セットは１つ以上の断面形状を含んでよく、第１の構造体セットの形状は第２の構造体セットとは異なる寸法及び／又はピッチを有してよい。

また、第１の構造体セット及び第２の構造体セットは、異なる配列又はパターンを含んでよい。例えば、第１の構造体セット及び第２の構造体セットのうちの１つ又は両方は、反復パターン又は非反復パターンを含んでよい。

幾つかの実施形態では、構造体は、構造体上の構造体の形態で２種類の寸法の構造体を有してよい。例えば、構造体は、屈折構造体の表面に、より小さい構造体を備えるレンズ状屈折構造体を含んでよい。このような構造体は、例えば、上に回折ナノ構造体が配置された屈折構造体、又は反射防止機能を提供する屈折構造体の表面にナノ構造体を備える屈折構造体を含んでよい。

本明細書に記載したように、構造化面層の構造体は、光ガイドの厚さ方向（即ち、ｚ軸）に沿って延在してよい。幾つかの実施形態では、構造体が沿って延在する軸は、ｚ軸に対して任意の好適な角度で配向されてよい。例えば、構造体は、ｚ軸と０度超の角度をなす軸に沿って延在してよい。他の実施形態では、構造体は、構造体がｙ軸内で延在するように、ｚ軸と９０度の角度をなす軸に沿って延在してよい。

本明細書に記載したように、構造化面層１３０は、屈折構造体又は回折構造体のいずれかを含んでよい。例示の回折構造体には、構造化された拡散体（例えば、Ｌｕｍｉｎｉｔ ＬＬＣ（Ｔｏｒｒａｎｃｅ，ＣＡ）から入手可能なＬＳＤ拡散フィルム）が挙げられる。

図１Ａ〜Ｂに戻ると、構造化面層１３０の構造体１３６は、任意の好適な材料から形成されてよい。これらの材料は、入光面に入る光の分布を更に調整できるように、任意の所望の屈折率値をもたらしてよい。例えば、構造体１３６は、構造体の屈折率と光ガイド１１０の屈折率ｎ_２と間の関係が任意の所望の関係を有し得るように選択され得る、屈折率ｎ_１を有してよい。例えば、ｎ_１は、ｎ_２と等しくても異なってもよい。幾つかの実施形態では、ｎ_１はｎ_２よりも大きくてよく、あるいは、ｎ_１はｎ_２よりも小さくてよい。幾つかの実施形態では、２つの屈折率の差（Δｎ＝│ｎ_１−ｎ_２│）は、少なくとも０．０１以上であってよい。

更に、構造体１３６の屈折率ｎ_１は、基材１３２の屈折率ｎ_４と任意の好適な関係を有してよい。例えば、ｎ_１はｎ_４と等しいか、これよりも小さいか、これよりも大きくてよい。

任意の好適な材料を用いて複数の構造体１３６を形成し、光ガイド１１０及びアセンブリ１００の他の要素とこれらの屈折率関係をもたらしてよい。例えば、構造体１３６は、高屈折率の有機樹脂又は無機樹脂で形成されてよい。幾つかの実施形態では、構造体は、米国特許第７，５４７，４７６号（Ｊｏｎｅｓら）に記載のナノ粒子（樹脂など）を含む高屈折率樹脂で形成されてよい。他の実施形態では、構造体は、例えば米国特許出願公開第２００９／００１７２５６ Ａ１号（Ｈｕｎｔら）及び国際公開第２０１０／０７４８６２号（Ｊｏｎｅｓら）に記載されている、紫外線硬化性アクリル樹脂で形成されてよい。

構造体１３６の形成に用いられてよい有用な材料としては、例えば、スチレン−アクリロニトリル、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、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系コポリマー又はブレンド、及びポリシクロオレフィンなどの熱可塑性材料が挙げられる。任意に、構造体１３６の形成に用いられる材料は、これらの材料の混合物又は組み合わせを含んでよい。幾つかの実施形態では、特に有用な材料には、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、スチレンメタクリレート、及びシクロオレフィンポリマー（例えば、ＺＥＯＮ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能なＺｅｏｎｏｒ及びＺｅｏｎｅｘ）が挙げられる。

また、構造体は、他の好適な硬化性材料、例えば、エポキシ、ポリウレタン、ポリジメチルシロキサン、ポリ（フェニルメチル）シロキサン、及び他のシリコーン系材料、例えば、シリコーンポリオキサミド及びシリコーンポリ尿素で形成されてよい。構造化面層は、短波長吸収材（例えば、紫外線吸収材）を含んでよい。

本明細書で詳述するように、構造化面層１３０は任意の好適な技法を用いて形成してよい。例えば、構造体１３６は、基材１３２上で鋳造され、硬化されてよい。あるいは、構造体は、基材１３２に型押しされてよい。又は、構造体及び基材は、国際公開第２０１０／１１７５６９号に記載のように押出し成形複製プロセスで単一の材料から作製されてよい。

幾つかの実施形態では、構造化面層１３０は、任意の好適な技法を用いて光ガイド１１０の入光面１１４に貼り付けられてよい。例えば、構造化面層１３０は、接着剤層１５０を用いて光ガイド１１０の入光面１１４に取り付けられていてよい。幾つかの実施形態では、接着剤層１５０は光学的に無色透明であり、光ガイド１１０への構造化面層１３０の光結合をもたらす。更に、接着剤層１５０は、好ましくは無黄変であり、熱及び湿度、熱衝撃などに耐性があってよい。

接着剤層１５０は、任意の好適な材料を用いて形成されてよい。幾つかの実施形態では、接着剤層１５０は任意の好適な再付着性接着剤又は感圧接着剤（ＰＳＡ）を含んでよい。

幾つかの実施形態では、有用なＰＳＡは、（Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄ．，Ｄ．Ｓａｔａｓ，ｅｄ．，Ｖａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８９に記載されるような）ダルキスト基準線に記載のＰＳＡを含む。

ＰＳＡは、特定の剥離力を有してよいか、少なくとも特定の範囲内の剥離力を呈してよい。例えば、ＰＳＡは、約５０〜約３０００ｇ／インチ（約０．１９Ｎ／ｃｍ〜約１１．６Ｎ／ｃｍ）、約３００〜約３０００ｇ／インチ（約１．１６Ｎ／ｃｍ〜約１１．６Ｎ／ｃｍ）、又は約５００〜約３０００ｇ／インチ（約１．９３Ｎ／ｃｍ〜約１１．６Ｎ／ｃｍ）の９０°剥離力を有してよい。剥離力は、ＩＭＡＳＳからの剥離試験機を用いて測定することができる。

幾つかの実施形態では、ＰＳＡは可視光スペクトル（約４００〜約７００ｎｍ）の少なくとも一部にわたって約８０〜約１００％、約９０〜約１００％、約９５〜約１００％、又は約９８〜約１００％の高光透過率を有する光学的に透明なＰＳＡを含む。幾つかの実施形態では、ＰＳＡは、約５％未満、約３％未満、又は約１％未満のヘイズ値を有する。幾つかの実施形態では、ＰＳＡは、約０．０１〜約５％未満、約０．０１〜約３％未満、又は約０．０１〜約１％未満のヘイズ値を有する。透過率におけるヘイズ値は、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従ってヘイズメータを用いて測定され得る。

幾つかの実施形態では、ＰＳＡは、高光透過率かつ低ヘイズ値を有する光学的に透明な接着剤を含む。高い光線透過率は、可視光スペクトルの少なくとも一部分（約４００〜約７００ｎｍ）にわたって、約９０〜約１００％、約９５〜約１００％、又は約９９〜約１００％であってもよく、ヘイズ値は、約０．０１〜約５％未満、約０．０１〜約３％未満、又は約０．０１〜約１％未満であってもよい。

幾つかの実施形態では、ＰＳＡは、曇っていて、光、特に可視光を拡散する。曇ったＰＳＡは、約５％超、約２０％超、又は約５０％超のヘイズ値を有し得る。曇ったＰＳＡは、約５〜約９０％、約５〜約５０％、又は約２０〜約５０％のヘイズ値を有し得る。幾つかの好ましい実施形態では、光を拡散するヘイズは、主として拡散を促進し、つまり、発光元の光源へと後方散乱する光がほとんどない。

ＰＳＡは、約１．３〜約２．６、１．４〜約１．７、又は約１．５〜約１．７の範囲の屈折率を有してよい。ＰＳＡに選択される特定の屈折率又は屈折率の範囲は、光学テープの全体的な設計に応じて異なってよい。

ＰＳＡは、一般に少なくとも１つのポリマーを含む。ＰＳＡは、被着体同士を接着するうえで有用であり、（１）強力かつ持続的な粘着性を有し、（２）指で押さえる程度で接着し、（３）被着体上に固定される充分な性能を有し、（４）被着体からきれいに取り除かれるように充分な凝集力を有する、といった性質を示す。感圧接着剤として充分な機能を有することが示されている材料は、粘着力、剥離接着力、及び剪断保持力の望ましいバランスを得るうえで必要な粘弾性を示すように設計及び配合されたポリマーである。異なる性質の適正なバランスを得ることは簡単なプロセスではない。ＰＳＡの定量的な説明は、本明細書に引用したダルキストの参照文献に見ることができる。

例示のポリ（メタ）アクリレートＰＳＡは、ＰＳＡの可撓性と粘着性に寄与する、モノエチレン的に不飽和の少なくとも１つのアルキル（メタ）アクリレートモノマーを含むモノマーＡ、及びＰＳＡのＴｇを引き上げ、ＰＳＡの貼着強度に寄与する、モノエチレン的に不飽和で遊離基によって共重合可能な少なくとも１つの補強モノマーを含むモノマーＢから得られる。モノマーＢは、モノマーＡよりも高いホモポリマーガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。本明細書で用いるとき、（メタ）アクリル系とは、アクリル系及びメタクリル系分子種の両方を指し、同様に（メタ）アクリレートに関する。

好ましくは、モノマーＡは約０℃以下のホモポリマーＴｇを有する。好ましくは、（メタ）アクリレートのアルキル基が、平均約４から２０の炭素原子を有する。モノマーＡの例として、２−メチルブチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、４−メチル−２−ペンチルアクリレート、イソアミルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソデシルメタクリレート、及びイソノニルアクリレートが挙げられる。アルキル基は、エーテル、アルコキシエーテル、エトキシル化又はプロポキシル化メトキシ（メタ）アクリレートを含むことができる。モノマーＡは、ベンジルアクリレートを含み得る。

好ましくは、モノマーＢは少なくとも約１０℃、例えば、約１０〜約５０℃のホモポリマーＴｇを有する。モノマーＢは、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアミド及びＮ−モノアルキル又はそのＮ−ジアルキル誘導体、又は（メタ）アクリレートを含み得る。モノマーＢの例には、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−アミノエチルアクリルアミド、Ｎ−エチル−Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジヒドロキシエチルアクリルアミド、ｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、及びＮ−オクチルアクリルアミドが挙げられる。モノマーＢの他の例としては、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、２，２−（ジエトキシ）エチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート又はメタクリレート、３−ヒドロキシプロピルアクリレート又はメタクリレート、メチルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、２−（フェノキシ）エチルアクリレート又はメタクリレート、ビフェニルアクリレート、ｔ−ブチルフェニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジメチルアダマンチルアクリレート、２−ナフチルアクリレート、フェニルアクリレート、Ｎ−ビニールホルムアミド、Ｎ−ビニールアセトアミド、Ｎ−ビニールピロリドン、及びＮ−ビニールカプロラクタムが挙げられる。

一部の実施形態では、（メタ）アクリレートＰＳＡは、約０℃未満及びより好ましくは約−１０℃未満のＴｇが得られるように形成される。そのような（メタ）アクリレートＰＳＡは、両方とも（メタ）アクリレートＰＳＡコポリマーの総重量と比較して、少なくとも１つのモノマーＡの重量で約６０〜約９８％及び少なくとも１つのモノマーＢの重量で約２〜約４０％を含む。

実用的なＰＳＡは、天然ゴム系及び合成ゴム系のＰＳＡを含む。ゴム系ＰＳＡには、ブチルゴム、イソブチレンとイソプレンのコポリマー、ポリイソブチレン、イソプレンのホモポリマー、ポリブタジエン、及びスチレン／ブタジエンゴムが挙げられる。これらのＰＳＡは、本質的にべとついているか、又はこれらは、粘着付与剤を必要とし得る。粘着付与剤は、ロジン及び炭化水素樹脂を含む。

実用的なＰＳＡは、熱可塑性エラストマーを含む。これらのＰＳＡには、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリ（エチレン／ブチレン）、ポリ（エチレンプロピレン）の弾性のあるブロックをともなうスチレンブロックコポリマーが挙げられる。エラストマー自体が十分に粘着性でない場合は、ゴム相に関連する樹脂を熱可塑性エラストマーＰＳＡと共に使用してもよい。樹脂に関連するゴム相の例には、脂肪族オレフィン由来の樹脂、水素添加樹脂、及びテルペンフェノール樹脂が挙げられる。エラストマーが十分に硬くない場合は、熱可塑性相に関連する樹脂を熱可塑性エラストマーＰＳＡと共に使用してもよい。樹脂と関連する熱可塑性相には、多環芳香族、クマロンインデン樹脂、コールタール又は石油由来の樹脂が挙げられる。

実用的なＰＳＡには、米国特許第７，００５，３９４号（Ｙｌｉｔａｌｏら）に記載されるような、粘着力を高めた熱可塑性エポキシ感圧接着剤が挙げられる。これらのＰＳＡは、熱可塑性ポリマー、粘着付与剤、及びエポキシコンポーネントを含む。

実用的なＰＳＡには、米国特許第３，７１８，７１２号（Ｔｕｓｈａｕｓ）に記載されるような、ポリウレタン感圧接着剤が挙げられる。これらのＰＳＡは、架橋されたポリウレタン及び粘着付与剤を含む。

有用なＰＳＡには、米国特許出願公開第２００６／０２１６５２３号（Ｓｈｕｓｕｋｅ）に記載されるような、ポリウレタンアクリレートが挙げられる。これらのＰＳＡは、ウレタンアクリレートオリゴマー、可塑剤及び反応開始剤を含む。

実用的なＰＳＡには、例えば、米国特許第５，２１４，１１９号（Ｌｅｉｒら）に記載された、ポリジオルガノシロキサン、ポリジオルガノシロキサンポリオキサミド、シリコーン尿素ブロックコポリマー等のシリコーンＰＳＡが挙げられる。シリコーンＰＳＡは、シリコーン結合した水素と不飽和の脂肪族との間のヒドロシリル化反応から形成され得る。シリコーンＰＳＡは、ポリマー又はゴム及び任意の粘着付与樹脂を含み得る。粘着付与樹脂は、トリアルキルシロキシ基でエンドキャップされる三次元ケイ酸塩構造を含み得る。

また、有用なシリコーンＰＳＡには、ポリジオルガノシロキサンポリオキサミド及び参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，３６１，４７４号（Ｓｈｅｒｍａｎら）に記載されるような任意の粘着付与剤が挙げられる。有用な粘着付与剤としては、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，０９０，９２２ Ｂ２号（Ｚｈｏｕら）に記載されるようなシリコーン粘着付与樹脂が挙げられる。

ＰＳＡは、ＰＳＡの分子量及び強度を築くため、架橋され得る。架橋剤は、化学架橋、物理架橋又はそれらの組み合わせを形成するために使用されてよく、熱、紫外線等によって活性化され得る。

いくつかの実施形態では、ＰＳＡは、米国特許第７，２５５，９２０ Ｂ２号（Ｅｖｅｒａｅｒｔｓら）に記載されるような（メタ）アクリレートブロックコポリマーから形成される。一般に、これらの（メタ）アクリレートブロックコポリマーは、アルキルメタクリレート、アラルキルメタクリレート、アリールメタクリレート、又はこれらの組み合わせを含む第１のモノマー組成物の反応生成物である少なくとも２つのＡブロックポリマー単位であって、各Ａブロックが少なくとも５０℃のＴｇを有し、メタクリレートブロックコポリマーがＡブロックを２０〜５０重量％含む、少なくとも２つのＡブロックポリマー単位と、アルキル（メタ）アクリレート、ヘテロアルキル（メタ）アクリレート、ビニルエステル、又はこれらの組み合わせを含む第２のモノマー組成物の反応生成物である少なくとも１つのＢブロックポリマー単位であって、Ｂブロックが２０℃以下のＴｇを有し、（メタ）アクリレートブロックコポリマーがＢブロックを５０〜８０重量％含む、少なくとも１つのＢブロックポリマー単位と、を含み、Ａブロックポリマー単位は、Ｂブロックポリマー単位のマトリックス中に、約１５０ｎｍ未満の平均寸法を有する微小領域として存在する。

幾つかの実施形態では、接着剤は透明なアクリルＰＳＡ、例えば、３Ｍ ＣｏｍｐａｎｙからのＶＨＢ（商標）Ａｃｒｙｌｉｃ Ｔａｐｅ ４９１０Ｆなどの転写テープ、及び国際公開第２００４／０２０２８７９号に記載されている３Ｍ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ貼合せ用接着剤（８１４０及び８１８０シリーズ）、３Ｍ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ貼合せ用接着剤（８１７１ ＣＬ及び８１７２ ＣＬ）を含む。他の例示の接着剤は、件名番号第６３５３４ＵＳ００２号に記載されている。

幾つかの実施形態では、接着剤は、米国特許第６，６６３，９７８ Ｂ１号（Ｏｌｓｏｎら）に記載されるような置換又は非置換の芳香族部分を含有する少なくとも１つのモノマーから形成されたＰＳＡを含む。

幾つかの実施形態では、ＰＳＡは、（ａ）ペンダントビフェニル基を有するモノマー単位と、（ｂ）アルキル（メタ）アクリレートモノマー単位と、を含む米国特許出願第１１／８７５１９４号（６３６５６ＵＳ００２、Ｄｅｔｅｒｍａｎら）に記載されるようなコポリマーを含む。

幾つかの実施形態では、ＰＳＡは、（ａ）ペンダントカルバゾール基を有するモノマー単位と、（ｂ）アルキル（メタ）アクリレートモノマー単位と、を含む米国特許仮出願第６０／９８３７３５号（６３７６０ＵＳ００２、Ｄｅｔｅｒｍａｎら）に記載されるようなコポリマーを含む。

幾つかの実施形態では、接着剤は、接着剤マトリックス中に分散されてルイス酸／塩基のペアを形成するブロックコポリマーを含む米国特許仮出願第６０／９８６２９８号（６３１０８ＵＳ００２、Ｓｃｈａｆｆｅｒら）に記載されるような接着剤を含む。ブロックコポリマーはＡＢブロックコポリマーを含み、Ａブロック相は分離して、Ｂブロック／接着剤マトリックス内部に微小領域を形成する。例えば、接着剤マトリックスは、ペンダント酸官能基を有するアルキル（メタ）アクリレートとの（メタ）アクリレートのコポリマーを含んでもよく、ブロックコポリマーは、スチレン−アクリレートコポリマーを含んでもよい。微小領域は散乱入射光線を前方に進めるほど十分に大きいが、入射光線を後方散乱するほど大きくなくてもよい。通常、これらのマイクロドメインは可視光の波長（約４００〜約７００ｎｍ）よりも大きい。いくつかの実施形態では、微小領域のサイズは約１．０〜約１０μｍである。

接着剤は、ストレッチリリースＰＳＡを含んでよい。ストレッチリリースＰＳＡは、０度角で又はほぼ０度角で延伸されると基材から除去することができるＰＳＡである。幾つかの実施形態では、接着剤又は光学テープで用いられたストレッチリリースＰＳＡは、１ラジアン／秒及び−１７℃で測定された場合、約１０ＭＰａ未満の剪断力貯蔵弾性率を有する、又は１ラジアン／秒及び−１７℃で測定された場合、約０．０３〜約１０ＭＰａを有する。ストレッチリリースＰＳＡは、分解、再加工、又は再生利用が望ましい場合に使用してもよい。

幾つかの実施形態では、ストレッチリリースＰＳＡは、米国特許第６，５６９，５２１ Ｂ１号（Ｓｈｅｒｉｄａｎら）又は米国特許仮出願第６１／０２０４２３号（６３９３４ＵＳ００２、Ｓｈｅｒｍａｎら）及び同第６１／０３６５０１号（６４１５１ＵＳ００２、Ｄｅｔｅｒｍａｎら）に記載されるようなシリコーン系ＰＳＡを含んでよい。このようなシリコーン系ＰＳＡは、ＭＱ粘着付与樹脂及びシリコーンポリマーの組成物を含む。例えば、ストレッチリリースＰＳＡは、ＭＱ粘着付与樹脂と、尿素系シリコーンコポリマー、オキサミド系シリコーンコポリマー、アミド系シリコーンコポリマー、ウレタン系シリコーンコポリマー、及びこれらの混合物からなる群から選択されるエラストマーシリコーンポリマーとを含んでもよい。

ある実施形態では、ストレッチ解放式のＰＳＡは、米国仮出願第６１／１４１７６７号（６４４１８ＵＳ００２、Ｙａｍａｎａｋａら）及び同第６１／１４１８２７号（６４９３５ＵＳ００２、Ｔｒａｎら）に記載があるように、アクリレート系のＰＳＡを含む。このようなアクリレート系のＰＳＡには、アクリレート、無機粒子及び架橋剤の組成物が挙げられる。これらのＰＳＡは、単層又は多層であることができる。

ＰＳＡ及び／又は構造化面層は、充填剤、粒子、可塑剤、連鎖移動剤、反応開始剤、酸化防止剤、安定剤、粘度調整剤、帯電防止剤、蛍光染料及び顔料、リン光染料及び顔料、量子ドット、並びに繊維強化剤など１つ以上の添加剤を任意に含んでよい。

接着剤は、ナノ粒子（直径約１μｍ未満）などの粒子、微小球（直径１μｍ以上）又は繊維を含むことによって、曇ったように、かつ／又は拡散性に作製されてもよい。代表的なナノ粒子にはＴｉＯ_２が挙げられる。幾つかの実施形態では、粘弾性光ガイドは、光学的に透明なＰＳＡ及びＰＳＡの屈折率より小さい屈折率を有するシリコーン樹脂粒子を含み、本明細書に参照によって組み込まれている、米国特許仮出願第６１／０９７６８５号（代理人整理番号６４７４０ＵＳ００２）に記載されるように、ＰＳＡマトリックス及び粒子を含んでよい。

幾つかの実施形態では、ＰＳＡが微細構造化された接着面を有して、光ガイドの縁部への塗布時に抽気できることが望ましい場合がある。抽気穴を有する光学ＰＳＡの付加方法は、米国特許出願公開第２００７／０２１２５３５号に記載されている。

接着剤層は、米国特許出願公開第２００７／００５５０１９ Ａ１号（Ｓｈｅｒｍａｎら、代理人整理番号６０９４０ＵＳ００２）及び同第２００７／００５４１３３ Ａ１号（Ｓｈｅｒｍａｎら、代理人整理番号６１１６６ＵＳ００２）に記載されているような多官能性エチレン性不飽和シロキサンポリマーと１つ以上のビニルモノマーとの硬化反応生成物を含んでよい。

接着剤層は、加圧がほとんどない、又は全くない場合に層が強力な接着性を示すようにＰＳＡを含んでよい。ＰＳＡは、（Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄ．，Ｄ．Ｓａｔａｓ，ｅｄ．，Ｖａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８９に記載されるような）ダルキスト基準線に記載のＰＳＡである。有用なＰＳＡには、天然ゴム、合成ゴム、スチレンブロックコポリマー、（メタ）アクリルブロックコポリマー、ポリビニルエーテル、ポリオレフィン、及びポリ（メタ）アクリレートに基づくものが挙げられる。本明細書で用いるとき、（メタ）アクリル系とは、アクリル系及びメタクリル系分子種の両方を指し、同様に（メタ）アクリレートに関する。

例示のＰＳＡは、ポリエーテルセグメントを含むオリゴマー及び／又はモノマーから誘導されるポリマーを含み、そのポリマーの３５〜８５重量％がそれらのポリエーテルセグメントを含むものである。これらの接着剤は、米国特許出願公開第２００７／００８２９６９ Ａ１号（Ｍａｌｉｋら）に記載されている。別の例示のＰＳＡは、遊離基によって共重合可能なウレタン系又は尿素系オリゴマー及び遊離基によって共重合可能なセグメント化シロキサン系コポリマーの反応生成物を含むみ、これらの接着剤は、米国特許仮出願第６１／４１０５１０号（代理人整理番号６７０１５ＵＳ００２）に記載されている。

場合によっては、接着剤層はシリコーンを含有しない接着剤を含む。シリコーンは、Ｓｉ−Ｏ及び／又はＳｉ−Ｃ結合を有する化合物を含む。例示の接着剤は、国際公開第２００９／０８５６６２号（代理人整理番号６３７０４ＷＯ００３）に記載されるような硬化性非シリコーン尿素系オリゴマーから調製される非シリコーン尿素系接着剤を含む。好適な非シリコーン尿素系接着剤は、Ｘ−Ｂ−Ｘ反応性オリゴマー及びエチレン性不飽和モノマーを含んでもよい。このＸ−Ｂ−Ｘ反応性オリゴマーは、エチレン性不飽和基としてＸを含み、少なくとも１つの尿素基を有する非シリコーンセグメント化尿素系単位としてＢを含む。幾つかの実施形態では、接着剤層は微細構造化されていない。

別の例示の接着剤は、国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３１６８９号（代理人整理番号６５４１２ＷＯ００３）に記載されているような非シリコーンウレタン系接着剤を含む。好適な非シリコーンウレタン系接着剤は、Ｘ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｘ反応性オリゴマー及びエチレン性不飽和モノマーを含んでもよい。Ｘ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｘ反応性オリゴマーは、エチレン性不飽和基としてＸを含み、数平均分子量が５，０００グラム／モル以上の非シリコーン単位としてＢを含み、ウレタン結合基としてＡを含む。

更に、気泡が接着剤層１５０と入光面１１４との間に閉じ込められにくいように、接着剤層１５０が入光縁部１１４に対向する第２の表面１３４上に微細構造化表面を含んで、空気が微細構造化表面を通過できるようにしてよい。

幾つかの実施形態では、接着剤層１５０は、この境界面において光の拡散がほとんど発生しないか、全く発生しないように、光ガイド１１０の入光面１１４を平坦化する作用を行うように選択されてよい。これらの実施形態では、構造化面層１３０の貼り付け前に必ずしも入光面１１４を研磨する必要がないため、光ガイド１１０の製造を単純化できる。

接着剤層１５０は任意の所望の屈折率ｎ_３を有してよい。例えば、ｎ_３は、構造化面層１３０の複数の構造体１３６の屈折率ｎ_１よりも小さいか、これと等しいか、これよりも大きくてよい。また、ｎ_３は、光ガイド１１０の屈折率ｎ_２よりも小さいか、これと等しいか、これよりも大きくてよい。

構造化面層１３０は、光ガイド１１０のＴＩＲ角よりも大きい、光ガイドの平面（即ち、ｘ−ｙ平面）の入光面の法線に対する角度で光が光ガイド１１０に入るため、一部の入射光は、ＴＩＲ角よりも小さい角度で光ガイドの１つ以上の縁部１１８に入射でき、したがって光ガイドを離れることができる。この漏光は、出光面１１２を通過するように方向付けられている光の均一性（即ち、出力光束分布）を減少させ得、これは、望ましくない量の光が入光面１１４から離れて光ガイド内で伝搬されないことがあり得るためである。また、漏光は、照明アセンブリ１００の効率性の低下をもたらし得る。

この漏光の防止を促進するために、１つ以上の側面反射体１４０が光ガイド１１０の１つ以上の縁部１１８に近接して位置付けられて、漏光を反射して光ガイド１１０内に戻してよい。側面反射体１４０は、任意の好適な種類の反射体を含んでよい。例えば、側面反射体１４０は、鏡面反射性、半鏡面反射性、又は拡散反射性であってよい。幾つかの実施形態では、側面反射体は少なくとも１つの偏光を反射する誘電性多層光学フィルム、例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な強化鏡面反射体フィルム（ＥＳＲフィルム）を含んでよい。側面反射体は、背面反射体１５２について本明細書に記載したものと同じ反射体を含んでよく、光ガイドに対して取り付けられたり、外したりできる。

幾つかの実施形態では、側面反射体１４０は、任意の好適な技法を用いて光ガイド１１０の１つ以上の縁部１１８に取り付けられていてよい。例えば、側面反射体１４０は、本明細書に記載の接着剤層１５０に類似の接着剤層（図示せず）を用いて１つ以上の縁部１１８に取り付けられていてよい。接着剤層は、縁部１１８を平坦化するように選択されてよく、それによって、縁部を研磨しないままにできることにより、光ガイド１１０の製造化を単純化する。側面反射体１４０が多層光学フィルム反射体を含む実施形態では、例えば、米国特許出願第６１／４０５，１４１号（代理人整理番号６６１５３ＵＳ００２）に記載のように、反射体の表面と光ガイド１１２の縁部１１８との間に低屈折率層を配置することが反射体にとって有利な場合がある。

また、照明アセンブリ１１０は背面反射体１５２を含んでよい。背面反射体１５２は、高反射性であることが好ましい。例えば、背面反射体１５２は、光源によって放射された可視光に関して、いずれの偏光の可視光の少なくとも９０％、９５％、９８％、９９％、又はそれ以上の軸上の平均反射率を有することができる。そのような反射率値は、また、高リサイクリングキャビティ内の損失量を減少させることができる。そのような反射率の値は、半球内に反射される全ての可視光を含み、すなわち、かかる値は、鏡面反射と拡散反射の両方を含む。

背面反射体１５２は、空間的に均一又はパターン付きであるにかかわらず、主として鏡面反射体、拡散反射体、又は鏡面／拡散反射体の組み合わせであり得る。幾つかの実施形態では、背面反射体１５２は、国際公開第２００８／１４４６４４号、表題「ＲＥＣＹＣＬＩＮＧ ＢＡＣＫＬＩＧＨＴＳ ＷＩＴＨ ＢＥＮＥＦＩＣＩＡＬ ＤＥＳＩＧＮ ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳ」及び米国特許出願第１１／４６７，３２６号（Ｍａら）、表題「ＢＡＣＫＬＩＧＨＴ ＳＵＩＴＡＢＬＥ ＦＯＲ ＤＩＳＰＬＡＹ ＤＥＶＩＣＥＳ」に記載のように半鏡面反射性反射体であってよい。

いくつかの実施形態では、背面反射体１５２は高反射率コーティングを有する硬い金属基材、又は支持基材に積層された高反射率フィルムから作製され得る。好適な高反射率材料としては、強化鏡面反射体（ＥＳＲ）多層高分子フィルム、厚さ０．４ミル（０．０１０ｍｍ）のイソオクチルアクリレートアクリル酸感圧接着剤を使用して硫酸バリウム混合ポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ２ミル（０．０５ｍｍ））をＥＳＲフィルムに積層することによって作製されるフィルム（得られた積層体フィルムは本明細書で「ＥＤＲ ＩＩ」フィルムと称する）、Ｔｏｒａｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＥ−６０シリーズＬｕｍｉｒｒｏｒ（商標）ポリエステルフィルム、Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ ＆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なものなどの多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルム、Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳｐｅｃｔｒａｌｏｎ（商標）反射材料、Ａｌａｎｏｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ−Ｖｅｒｅｄｌｕｎｇ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．から入手可能なＭｉｒｏ（商標）陽極酸化アルミニウムフィルム（Ｍｉｒｏ（商標）２フィルムを含む）、Ｆｕｒｕｋａｗａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能なＭＣＰＥＴ高反射発泡シート材、Ｍｉｔｓｕｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＷｈｉｔｅ Ｒｅｆｓｔａｒ（商標）フィルム及びＭＴフィルム、並びに２ｘＴＩＰＳ（説明は実施例を参照のこと）が挙げられる。

背面反射体１５２は、実質的に平らで滑らかでもよく、あるいは光の散乱又は混合を高めるために構造化面が付随していてもよい。そのような構造化面は、（ａ）背面反射体１５２の表面上に与えることもでき、又は（ｂ）表面に塗布された透明なコーティング上に与えられてもよい。前者の場合では、高反射フィルムは、構造化面が予め形成された基板に積層されてよいか、高反射フィルムは、平坦な基板（例えば３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な耐久性強化鏡面反射体金属（ＤＥＳＲ−Ｍ）などの薄型金属シート）に積層され、その後で刻印操作などにより構造化表面が形成されてよい。後者の場合、構造化面を有する透明フィルムを平らな反射面に貼り付けてもよいし、透明フィルムを反射体に貼り付け、その後で透明フィルムの上に構造化面を設けてもよい。幾つかの実施形態では、背面反射体は、光ガイドの下面に取り付けられていてよい。更に、幾つかの実施形態では、米国特許出願第６１／２６７，６３１号（代理人整理番号６５７９６ＵＳ００２）及び国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５３６５５号（代理人整理番号６５９００ＷＯ００４）に記載されているように、光ガイドの出光面１１２に取り付けられた光学フィルム（例えば、反射偏光フィルム）がそこに存在することが有利又は有益であり得る。

更に、本開示のバックライトは、複数の光源１２０からの光を光ガイド１１０の入光面１１４へと方向付けることができる注入光学素子（図示せず）を含んでよい。幾つかの実施形態では、注入光学素子は、当初光ガイド１１０に注入された光を部分的に平行にするか、横断面（アセンブリの出光面１１０に配光な横断面）に近い伝搬方向に制限するように機能できる。適切な注入器形状には、くさび、放物線、複合放物線などがある。

また、照明アセンブリ１００は、複数の抽出機構１６０を含んでよい。光ガイド１１０の背面１５２に近接して位置付けられたものとして図示されているが、抽出機構は、あるいは、光ガイド１１０の出光面１１２に近接して位置付けられてよい。又は、抽出機構１６０は、出光面１１２及び背面１１６の両方に近接して位置付けられてよい。あるいは、抽出機構１６０は、光ガイド１１０の内部に位置付けられてよい。

一般に、光抽出機構は光ガイドから光を抽出し、光ガイドの表面全体で出光の均一性を向上するように構成されてよい。光ガイドからの光抽出を制御するなんらかのプロセスがないと、光源により近い光ガイドの領域は、光源から遠い領域より明るく見えることがある。光抽出機構は、光源の近くではより少ない光を抽出し、光源から遠いところではより多くの光を抽出するように配置されている。分散した光抽出特徴を使用する実装では、光抽出器のパターンは面密度に関して不均一であってもよく、面密度は単位面積内部の抽出器の数又は単位面積内部の抽出器の寸法によって決定されてもよい。

抽出機構１６０は、光ガイド１１０からの光が出光面１１２を通過するように方向付けるために、任意の好適な形状及び寸法を含んでよい。例えば、抽出機構１６０は、様々な寸法、幾何学的形状、及び表面形状（例えば、凸型及び凹型構造体の両方を含む）に形成されてよい。機構１６０は、高さ及び／又は傾斜角などの少なくとも１つの形状因子の変化が、機構の光抽出効率を制御するように形成されてよい。

構造化面層１３０の光学特性に加えて、抽出機構１６０の寸法、形状、パターン、及び位置は、所望の出力光束分布をもたらすように調整されてよい。例えば、抽出機構のパターンは、１つ以上の抽出機構が光ガイド１１２の入光面から任意の好適な距離に、例えば、１０ｍｍ以内、５ｍｍ以内、３ｍｍ以内、又は１ｍｍ以下以内に位置付けられるように位置付けられてよい。更に、抽出機構１６０のパターンの開始位置は、１つ以上の抽出機構が複数の光源１２０の任意の好適な距離（即ち、図１Ａの距離ｃ）以内、例えば、１０ｍｍ以内、５ｍｍ以内、３ｍｍ以内、又は１ｍｍ以下以内に位置付けられるように位置付けられてよい。更に、抽出機構１６０は、任意の好適なパターン、例えば、均一、不均一、勾配などで位置付けられてよい。

図示されていないが、反射防止コーティング（即ち、ＡＲコーティング）は、構造化面層１３０の複数の構造体１３６の少なくとも１つ又は光ガイド１１０の入光面１１４に塗布されてよい。任意の好適な反射防止コーティング、例えば、４分の１波長フィルム、ナノ粒子コーティング、又は出願済みの米国特許出願第６１／３３０５９２号（代理人整理番号６６１９２ＵＳ００２）に記載されるように反応性イオンエッチングによって作製されたナノメートルサイズの微細複製機構若しくはナノ構造表面が用いられてよい。反射防止コーティングは、構造体１３６及び／又は入光面１１４の表面におけるフレネル反射の防止を促進することにより、光源１２０から放射されて光ガイド１１０の入光面１１４の中に入る光の結合効率を向上できる。

また、照明アセンブリ１００は、光ガイド１１０の１つ以上の縁部に近接して位置付けられ得る任意のベゼル１５４を含んでよい。ベゼル１５４は、通常、ＬＣディスプレイなどのディスプレイ内に設けられ、光源１２０、パネル、及びバックライト装置、並びに光ガイド１１０を囲む他の素子を観察者から隠す。ベゼル１５４は、任意の好適な寸法及び形状であってよい。幾つかの実施形態では、出光面１１２に最も近いベゼル１５４の縁部から入光面の法線に沿った複数の光源１２０の１つ以上の光源の主要放射面までの距離ｄは、２０ｍｍ未満、１５ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、７ｍｍ未満、又は５ｍｍ以下未満であってよい。本明細書に記載の構造化面層を用いると距離ｄを低減しやすくなるので、ベゼルの寸法が小さくなり、光源１２０及び光ガイド１１０の縁部に近接する他の素子が占める空間が小さくなり、それによってアセンブリ１００の周囲の不可視エリアが小さくなる。

本明細書に記載したように、構造化面層の構造体の特徴は、１つ以上の入光面を通過して光ガイド内に入る光の所望の配光をもたらすように選択されてよい。幾つかの実施形態では、これらの特徴は、光ガイドの平面（例えば、図１Ａ〜Ｂのｘ−ｙ平面）で光を拡散することにより、本明細書に記載のヘッドライティングを排除する配光をもたらすように選択されてよい。幾つかの実施形態では、距離ｃは距離ｄよりも小さい。

任意の好適な技法を用いて、本開示の照明アセンブリを形成してよい。例えば、図１Ａ〜Ｂを参照すると、光ガイド１１０は本明細書に記載の任意の好適な技法を用いて形成されてよい。次に、複数の光源１２０は、光ガイド１１０の入光面１１４に近接して位置付けられてよく、入光面は、実質的に光ガイドの出光面１１２に直交する。光源１２０は、少なくとも１部の光が入光面１１４を通過して光ガイド１１０に入るように操作できる。構造化面層１３０は、構造化面層が複数の光源１２０と入光面との間に存在するように、光ガイド１１０の入光面１１４に取り付けられていてよい。構造化面層１３０は、光源１２０に対向する基材１３２の第１の表面１３３上に複数の構造体１３６を含んでよい。

所望の出力光束分布、例えば、均一の出力光束分布が選択されてよい。構造化面層１３０の特徴は、光ガイド１１０の入光面１１４に入るように方向付けられる光の所望の配光をもたらすように選択されてよい。

また、光抽出機構１６０は、光ガイド１１０の出光面１１２又は背面１５２のうちの少なくとも１つに近接して形成されてよい。抽出機構１６０は、光源１２０及び構造化面層１３０によって光ガイド内に配光がもたらされるように設計されて、光ガイド１１０からの光が出光面１１２を通過するようにして所望の出力光束分布をもたらしてよい。

構造化面層１３０は、任意の好適な技法を用いて製造されてよい。例えば、層１３０は、第１の主表面及び第２の主表面を有するキャリアフィルム、例えば、下塗りされたＰＥＴを設けることによって形成されてよく、プリズム構造体又は微細構造体がキャリアフィルムの第１の主表面に配置されており、接着剤がキャリアフィルムの第２の主表面に配置されている。光ガイド上で組み立てる前のテープ物品は、接着剤上のライナー及びプリズム又は微細構造体の表面上の任意の保護用プレマスクを有する。

例えば、図３は、構造化面層３３０を含む構造化面層物品３８０の一実施形態の概略断面図である。層３３０は、基材３３２と、基材の第１の表面３３３上の複数の構造体３３６と、を含む。構造化面層３３０は、本明細書に記載の任意の構造化面層を含んでよい。また、物品３８０は、基材３３２の第２の表面３３４上に位置付けられた接着剤層３５０を含む。ライナー３８２は接着剤層３５０上に設けられて、構造化面層３３０が光ガイドに取り付けられるまで接着剤層を保護してよい。また、物品３８０は、構造体３３６上に位置付けられた任意のプレマスク３８４を含んで、光ガイドへの層の貼り付け前に構造体が損傷しないように保護してよい。

あるいは、構造化面層３３０は、押出し成形複製によって形成されてよい。例えば、接着剤は、熱可塑性樹脂の非構造化面に塗布されてよい。構造化面層は、接着剤上のライナーと、構造化面フィルムの構造化面上の任意の保護用プレマスクと、を含んでよい。

また、構造化面層３３０は、裏側にライナーを備える接着剤の上にプリズムが直接鋳造され、したがって、基材を排除し、著しくコストを削減する、連続鋳造及び硬化プロセスによって作製されてよい。

物品３３０は、最大６０インチ以上の幅を有するフィルムロールとして作製され、光ガイドの縁部の上に位置付けられてよい薄型ストリップに加工されてよい。接着剤ライナー３８２は接着剤層３５０から取り外され、次に構造化面層３３０は光ガイドの縁部に貼り付けられる。

構造化面層は、スリッティング、回転打抜き、及びレーザー加工を含む幾つかの技法を用いて、フィルムの大型ロールから加工されてよい。構造化面層は、製品を、リールに巻かれた薄型テープの巻きロール状にする方法で更に加工され得るか、幅広コアの上で水平巻きにされ得るか、ライナー上のテープシートに加工され得る。また、構造化面層テープは、個別の独立したフィルム片として調製されてよい。

構造化面層フィルムのロールは、フィルム片が本質的にライナー上の長い薄型ラベルである、シート状製品として調製されてよい。これらの片は、一般に知られているキスカット法によって調製されるか、ライナーがレーザーカット止めとして選択されるレーザー加工によって調製されてよい。テープは、光ガイドの縁部に貼付するために、事前に薄型ストリップに切断されてよい。

用いることのできる１つの別の技法は、構造化面層のより大きい片を加工し、典型的な光ガイドの製造プロセス下での処理中に研磨された光ガイドの積層体の上に層を取り付けることである。構造化面層フィルムは、光ガイドプレートの積層体に貼り付けられることができ、次にフィルムは、スリッティング又はレーザー加工などのプロセスによって連続的な工程でプレートを分離するように加工されてよい。このプロセスは、テープを光ガイドに貼り付けて大量生産する、効率的かつ低コストの技法を示す。

図１Ａ〜Ｂに戻ると、構造化面層１３０は、任意の好適な技法を用いて入光面１１４に近接して位置付けられてよい。例えば、構造化面層１３０は、接着剤層１５０上に取り外し可能なライナー（例えば、図３の物品３３０）を有する個別のテープとして設けられてよい。ライナーは取り外し可能であり、層１３０は入光面１１４に取り付けられていてよい。製造中に層１３０の構造化面に貼り付け可能なプレマスク層は、層を光ガイド１１０に取り付けられた後に取り外してよい。

あるいは、構造化面層１３０のストリップは、テープ状に巻かれてよい。テープの一部をテープロールから引き出し、接着剤層からライナーを取り外してよい。次に、層１３０を入光面１１４に貼り付け、寸法に合わせてカットする。テープロールをテープガンに挿入して、層１３０を光ガイド１１０に貼り付けやすくしてよい。

別の実施形態では、転写接着剤ガンと、構造化面層テープロールと、を含む２点キットが提供されてよい。接着剤ガンを用いて最初に入光面１１４に接着剤を塗布し、次に、層１３０を接着剤に貼り付けて寸法に合わせてカットしてよい。

構造化面層１３０は、複数の光源１２０から入光面１１４を通過して光ガイド１１０に入るように方向付けられる光の所望の配光をもたらしてよい。例えば、光線１７０は光源１２０から放射され、構造化面層１３０上に入射する。層１３０は、光ガイドの平面（即ち、ｘ−ｙ平面）内で入光面１１４の法線１７２と角度αをなすように、（例えば、屈折又は回折によって）光線１７０が光ガイド１１０に入るように方向転換する。この光線１７０は、光ガイド１１０のＴＩＲ角θよりも大きい角度で光ガイド１１０に注入される。図１Ｂに示すように、したがって光源１２０からの光は、光ガイドの平面内部で拡散し、それによってヘッドライティング効果を低減させるように、光ガイド１１０内に入るように方向付けられてよい。

これは、図１Ｂでも概略的に図示される。光源１２０の１つから光ガイド１１２に入る光の円錐角は、エリア１７６及び１７８の組み合わせとして図示される。エリア１７８は、光源と光ガイドの入光面との間に構造化面層が位置付けられていないと仮定して、光ガイドの屈折率によって画定される円錐角を示す光錐である。エリア１７８の両側のエリア１７６は、構造化面層１３０によって、光ガイド１１２のＴＩＲ円錐角よりも大きい円錐角に入れられる光を定める。理想的には、構造化面層１３０は、ＴＩＲ円錐角を超える角度で十分な光を供給して、光源１２０の２つの隣接する放射面の間のエリアを満たす。

光ガイド１１２に入る光の割合、例えば、１０％は、光ガイドのＴＩＲ円錐角外であるため、ＴＩＲによる反射で光ガイドに戻されない、光ガイド１１２の隣接する縁部１１８に達する光の部分が存在する。このため、幾つかの実施形態では、光ガイドの１つ以上の縁部１１８に近接するか、取り付けられている側面反射体１４０を有することが有用である。幾つかの実施形態では、反射体１４０は、光ガイド１１２の縁部１１８から空隙によって分離されてよい。この場合、反射体は、バックライトフレームと光ガイド１１２の縁部１１８との間を浮動してよいか、反射体は、バックライトフレームに貼付されて支持されてよい。幾つかの実施形態では、反射体１４０は、光ガイド１１２の縁部１１８に取り付けられていてよく、これについては、本明細書で詳述する。

反射体１４０が光ガイドの縁部１１８に取り付けられているか、これから分離されているかに関わらず、側面反射体１４０は、光が反射体に入射する場合、この反射体が少なくとも９０％の光を戻し、戻した光の大部分が面外ＴＩＲ領域内部に存在するように位置付けられ、このような特性を有する必要がある。反射体１４０が、面内ＴＩＲ領域外である光ガイド１１２内に光を戻すことが望ましい場合もあり、そうでない場合、面外ＴＩＲ領域外に存在するように、光は厚さ方向（即ち、ｚ方向）に著しくそれることなく光ガイドから漏れるであろう。側面反射体１４０によって反射される光を面外ＴＩＲ領域内部に維持することが望ましいため、側面反射体１４０は、本明細書で詳述するように鏡面性又は半鏡面性であることが好ましい場合がある。

ＬＥＤを取り外し、各ＬＥＤの間隔を増してコストを低減するという目標は、照明アセンブリの性能が悪影響を受けないようにすべてのパラメーターを慎重に検討する必要がある。図１Ａ〜Ｂは、アセンブリの性能、具体的には、アセンブリがアセンブリの出光面１１２の可視エリアの縁部において許容可能な均一性をもたらすかどうかに影響を与え得る幾つかの関係を示す。例えば、距離ａは光源１２０の中心間距離であり、ｂは光源１２０の放射面から光ガイド１１２の入光面１１４までの距離であり、ｂ’は光源の放射面と構造化面層１３０の構造体１３６との間の距離であり、ｃは光源１２０の放射面と抽出パターン１６０との間の距離であり、ｄは光源１２０の放射面と出光面１１２の中心に最も近いベゼル１５４の端部との間の距離であり、ｅは光源１２０の主要放射面間の距離である。これらの距離は、光ガイド１１２の出光面１１２を通過するように方向付けられる光の所望の均一性をもたらす、任意の好適な寸法を含んでよい。例えば、これらの距離は、それぞれ１５ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、５ｍｍ未満、１ｍｍ以下未満であってよい。

本開示の照明アセンブリを用いて、任意の好適な用途に対して照明光を供給できる。例えば、上述の照明アセンブリは、ＬＣディスプレイのバックライトとして、及び能動又は受動標識として用いられてよい。また、上述のアセンブリは、建物照明又は一般的な照明、作業灯などの照明装置又は照明設備に用いられてよい。

例えば、図４には、直下型表示システム４９０の一実施形態の概略断面図が図示される。かかる表示システム４９０は、例えば、ＬＣＤモニタ、ＬＣＤタブレット装置、又はＬＣＤ−ＴＶで用いられてよい。表示システム４９０は、表示パネル４９２と、表示パネル４９２に光を供給するように位置付けられた照明アセンブリ４００と、を含む。表示パネル４９２は、任意の好適な種類のディスプレイを含んでよい。表示パネル４９２は、ＬＣパネルを含んでよい。ＬＣパネル４９２は、通常、パネルプレート間に配置されたＬＣの層を含む。プレートは多くの場合ガラスから形成され、ＬＣ層中の液晶の配向を制御するために、プレートの内面上に電極構造体及びアラインメント層を含んでよい。これら電極構造体は、液晶パネル画素、即ち隣接する領域とは独立して液晶の配向を制御できる液晶層の領域を画定するように一般的に配置されている。また、１つ以上のプレートと共に、ＬＣパネル４９２によって表示された画像に色付けするためのカラーフィルターが含まれてもよい。

ＬＣパネル４９２は、通常、上方吸収偏光子と下方吸収偏光子との間に位置付けられる。上方吸収偏光子及び下方吸収偏光子は、ＬＣパネル４９２の外側に位置する。吸収型偏光子及びＬＣパネル４９２は共同して、表示システム４９０を通過してバックライト４００から観察者まで達する光の透過を制御する。例えば、吸収偏光子は、その透過軸が互いに垂直な状態で配列されてもよい。活性化されていない状態では、ＬＣ層の画素は、そこを通過する光の偏光を変えることはない。したがって、下方吸収偏光子を通過する光は、上方吸収偏光子によって吸収される。一方、画素が活性化されると、その画素を通過する光の偏光は回転されて、下方吸収偏光子を透過した光の少なくとも一部は上方吸収偏光子も透過する。例えば、制御装置４９６によって、ＬＣ層の異なる画素を選択起動すると、光が特定の所望の位置から表示システム４９０を出て、それにより観察者に見られる画像を形成する。制御装置４９６は、例えば、コンピュータ、又はテレビ画像を受信して表示するテレビ制御装置を含み得る。

例えば、表示面の機械的保護及び／又は環境的保護を提供するために、上方吸収偏光子に近接して１つ以上の任意の層が設けられてよい。ある例示の実施形態において、この層は上方吸収偏光子上にハードコートを含んでよい。

いくつかのＬＣディスプレイは上記の方式とは異なった方式で作動できることは理解されよう。例えば、吸収偏光子は平行に整列されてもよく、ＬＣパネルは非活性化状態にあるときに光の偏光を回転させてもよい。これと関係なく、そのような表示装置の基本構造は、本明細書での基本構造と類似したまま残存する。

システム４９０は、バックライト４００と、任意に、バックライト４００とＬＣパネル４９２との間に位置付けられた１つ以上の光管理フィルム４９４と、を含む。バックライト４００は、本明細書に記載の任意の照明アセンブリ、例えば、図１Ａ〜Ｂの照明アセンブリ１００を含んでよい。

光制御ユニットとも呼ばれる場合がある光制御フィルム４９４の配列は、バックライト４００とＬＣパネル４９２との間に位置決めされる。光管理フィルム４９４は、バックライト４００から伝播する照明光に影響を及ぼす。例えば、光管理フィルム４９４の配列は、拡散体を含んでよい。拡散体はバックライト４９０から受けた光を拡散するのに用いられる。

拡散層は、任意の好適な拡散フィルム又はプレートであってよい。例えば、拡散層は、任意の好適な拡散材（単数又は複数）を含んでいてもよい。幾つかの実施形態では、拡散層は、ガラス、ポリスチレンビーズ、及びＣａＣＯ３粒子を含む様々な分散相を有するポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の高分子マトリックスを含んでよい。代表的なディフューザーには、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａから入手可能な３Ｍ（商標）Ｓｃｏｔｃｈｃａｌ（商標）Ｄｉｆｆｕｓｅｒ Ｆｉｌｍ、タイプ３６３５−３０、３６３５−７０及び３６３５−１００を挙げることができる。

また、任意の光管理ユニット４９４は反射性偏光子を含んでよい。任意の好適な種類の反射性偏光子、例えば、多層光学フィルム（ＭＯＦ）反射性偏光子；ファイバ偏光子、ワイヤグリッド反射性偏光子、又はコレステリック反射性偏光子を含む連続／分散相偏光子のような拡散反射性偏光フィルム（ＤＲＰＦ）が、反射性偏光子に用いられてよい。

ＭＯＦと連続／分散相反射偏光子の両方が、少なくとも２種類の材料、通常は高分子材料の間における屈折率の差異を利用して、１つの偏光状態の光を選択的に反射し、一方で直交する偏光状態にある光を透過させる。ＭＯＦ反射性偏光子の幾つかの例は共有の米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）に記載されており、反射性偏光子は国際公開第２００８／１４４６５６号（Ｗｅｂｅｒら）に記載されている。ＭＯＦ反射性偏光子の市販の例には、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、拡散面を含むＤＢＥＦ−Ｄ２００及びＤＢＥＦ−Ｄ４４０多層反射性偏光子が挙げられる。

本開示と関連した有用なＤＲＰＦの例には、例えば同一出願人に所有された米国特許第５，８２５，５４３号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に記載された連続／分散相反射偏光子と、例えば同一出願人に所有された米国特許第５，８６７，３１６号（Ｃａｒｌｓｏｎら）に記載された拡散反射多層偏光子がある。他の好適なタイプのＤＲＰＦが、米国特許第５，７５１，３８８号（Ｌａｒｓｏｎ）に記載される。

本開示と関連して使用できるワイヤグリッド偏光子のいくつかの例には、例えば米国特許第６，１２２，１０３号（Ｐｅｒｋｉｎｓら）に記載されたものがある。ワイヤグリッド偏光子は、とりわけユタ州オレムのＭｏｘｔｅｋ Ｉｎｃ．から市販されている。

本開示と関連して役立つコレステリック偏光子の幾つかの例には、例えば米国特許第５，７９３，４５６号（Ｂｒｏｅｒら）と米国特許出願公開第２００２／０１５９０１９号（Ｐｏｋｏｒｎｙら）に記載されたものがある。コレステリックの偏光子は多くの場合に、コレステリックの偏光子を透過する光が直線偏光に変換されるように、出力側に４分の１波長遅延層を伴って提供される。

幾つかの実施形態では、偏光制御層を拡散プレートと反射性偏光子との間に設けてよい。偏光制御層の例には、４分の１波長遅延層、及び液晶偏光回転層のような偏光回転層が挙げられる。偏光制御層は、再利用される光が反射偏光子を透過する割合が増加するように、反射偏光子から反射された光の偏光を変化させるために使用してもよい。

光処理フィルム４９４の選択的な配列は、１つ以上の光度向上層を含んでもよい。光度強化層は、軸から外れた光の向きをディスプレイの軸に近い方向に変化させることができる。これは、軸上でＬＣ層を伝搬する光の量を増加させ、したがって、観察者が見る画像の光度を向上させる。光度向上層の一例は、照明光を屈折と反射で変化させるいくつかのプリズム隆起部を有するプリズム光度向上層である。表示システム４９０で用いられてよいプリズム光度向上層の例には、ＢＥＦ ＩＩ ９０／２４、ＢＥＦ ＩＩ ９０／５０、ＢＥＦ ＩＩＩＭ ９０／５０、及びＢＥＦ ＩＩＩＴを含む、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＢＥＦ ＩＩ及びＢＥＦ ＩＩＩ系のプリズムフィルムが挙げられる。光度向上は、本明細書で更に詳しく説明される前方反射体の実施形態のいくつかによって提供され得る。

比較実施例１：参照用照明アセンブリ
参照用照明アセンブリは、標準的なモデリング技法を用いてモデル化した。このアセンブリは、入光面を有する光ガイドと、光が光ガイドに入るように位置付けられた光源と、を含んだ（例えば、図１Ａ〜Ｂの照明アセンブリ１００）。光ガイドは、１．５１の屈折率を有した。このモデル化例及び他のモデル化例では、結合効率は、入光面から最遠の光ガイドの縁部に達した、光源が発した光線の割合として定めた。光ガイドの平面で結合した光線の角拡散の特性を評価するために、モデル内の、入光面から１．５ｍｍ離れた距離に検出器を配置した。検出器は、光ガイドの幅（１０ｍｍ）を占めた。この検出器は、入光面と平行な平面において、光ガイド全体の光度プロファイルを測定した。均一性は、Ｌ_Ｍｉｎ／Ｌ_Ｍａｘ×１００％として定義し、式中、Ｌは輝度である。図６は、ｙ軸に沿った入光面と平行な平面（図１Ｂを参照）における光ガイドの位置（ｍｍ）に対する、輝度（ｃｄ／ｍ^２）のグラフである。

この参照用アセンブリは構造化面層を含まなかった。結合効率は９３．２％に等しく、均一性は３４％に等しかった。

実施例１：拡張プリズム構造体を備える構造化面層を有する照明アセンブリ
光ガイドの入光面に位置付けられた構造化面層を使用して、比較実施例１の参照用照明アセンブリを再度モデル化した。この構造化面層は、プリズム方向が光ガイドの平面に直交するように配向された線形プリズムを含む複数の構造体を含んだ。プリズムは、９０度の頂角を有した。プリズムは、光ガイドの反対側を向いており、ＬＥＤ光源に対向するプリズム先端部を備えていた。また、プリズムの表面は、ＡＲコーティングを含んでいた。図７は、ｙ軸に沿った入光面と平行な平面における光ガイドの、位置（ｍｍ）に対する輝度（ｃｄ／ｍ^２）のグラフである。

ＬＥＤ光源から放射される光の結合効率は、比較実施例１の結合効率９３．２％から９７％へと増加した。構造化面層は、グレージング角で入光面に入射した光線の数を最小化するのに役立った。均一性は、比較実施例１の均一性３４％から６９％へと向上した。

比較実施例２：参照用照明アセンブリ
標準的なモデリング技法を用いて、屈折率１．４９の標準的なＰＭＭＡ光ガイドを含む参照用照明アセンブリの光度均一性シミュレーションを実行した。ＬＥＤは、光ガイドの入光面から１ｍｍに位置付けた。ＬＥＤ放射面の寸法は１ｍｍ×２ｍｍであり、ＬＥＤ間隔は１０ｍｍに等しく、光ガイドの厚さは４ｍｍであった。図８は、入光面と平行な平面において測定した入光面と平行な方向（例えば、図１Ｂのｙ軸）における光ガイドの、位置に対する輝度（ｃｄ／ｍ^２）のグラフである。

光度の均一性は４．１％に等しく、結合効率は９４．５％に等しかった。

実施例２：構造化面層を含む照明アセンブリ
標準的なモデリング技法を用いて、ＬＥＤ光源と光ガイドの入光面との間に位置付けられた構造化面層を備える、比較実施例２の照明アセンブリのシミュレーションを実行した。構造化面層の屈折率は、光ガイドの屈折率（ｎ＝１．４９）に一致していた。構造化面層の平面側は、光ガイドに光学的に結合された。光ガイド内部の入光面と平行な平面において測定された光度プロファイルを図９に示す。

光ガイドの平面において、屈折誘起性光錐は実質的に拡大しており、検出器において、隣接するＬＥＤからの光線とのオーバーラップが著しく増加する。このモデル化された実施例の光度の均一性は、比較実施例２の４．１％から１７．３％へと増加した一方、結合効率は９５．５％でほぼ同一であった。

実施例２の構造化面層の複数の構造体の形状をベジエ曲線として図２０Ａに示す。この構造体は、光ガイドの平面に垂直に（即ち、ｚ軸に沿って）整列させた非球面プリズムであった。構造化面層は並進不変であり、層と光源の位置合わせを行う必要はなかった。図２０Ａの形状の面法線の分布を図２０Ｂに示す。この分布は、構造体の法線に対して＋６５度〜−６５度の間のすべての角度を含み、光ガイドに入る光に対して、光ガイドの平面での光の広範囲への拡散をもたらすことができる。

構造化面層によってもたらされる更なる光拡散を利用して、光ガイド設計においてＬＥＤ間隔を増加できる。用途に応じて、所望の均一性閾値は、光源と光ガイドの入光面との間の所与の距離に対して決定してよい。例えば、図１０Ａは、標準的なモデリング技法を用いてモデル化した照明アセンブリの、光源ピッチに対する均一性のグラフである。この照明アセンブリは、光ガイド（例えば、光ガイド１１０）の入光面（例えば、入光面１１４）から１ｍｍの距離に位置付けられた複数の光源（例えば、図１Ａ〜Ｂの光源１２０）を含む。様々な光源ピッチに対してこのアセンブリをモデル化した。曲線１００２ａは構造化面層を含まない照明アセンブリを示し、曲線１００４ａは本明細書に記載の構造化面層（例えば、構造化面層１３０）を含む照明アセンブリを示す。

更に、図１０Ｂは、構造化面層を含まない照明アセンブリの、光源ピッチに対する均一性のグラフ（即ち、曲線１００２ｂ）及び構造化面層を含む照明アセンブリの、光源ピッチに対する均一性のグラフ（即ち、曲線１００４ｂ）である。様々な光源ピッチをモデル化した。このモデルでは、光ガイドの入光面から５ｍｍの距離に光源を位置付けた。

図１０Ｂに示すように、所望の出力光束分布を得るために、構造化面層は２倍を超えるＬＥＤ間隔を実現でき、したがって、システム設計上の自由が得られる。例えば、開示した構造化面層を用いると、より低コストのＬＥＤ、例えば、大型ダイＬＥＤを用いることができる。また、この設計上の自由は、ＬＥＤ間隔を大きくして熱管理を向上できることにより、システム効率の向上に役立つことができる。最終的には、上述の構造化面層によって実現する光拡散は、片側照明構造と同数のＬＥＤを備える両側照明構造を実現し、したがって、アセンブリの有効アスペクト比を低減することにより、高アスペクト比（薄型）システムにおける光度の均一性の問題の解決に役立つことができる。

実施例３：線状非球面プリズム構造化面層の微細複製
微細複製ツールを用いて、図２０Ａ〜Ｂを参照して記載したように、線状プリズム構造体を有する構造化面層を作製した。層の作製に用いたツールは、図１１に示すダイヤモンドを含む精密ダイヤモンド旋盤を用いてツールの銅表面に切削した、改質ダイヤモンド旋削の金属製円筒形ツールパターンであった。ダイヤモンドは、ラフカットダイヤモンドを取得し、ダイヤモンドの形状が図２０Ａに示す構造プロファイル（図１１の点線で示す）に一致するように集束イオンビームミリングを用いて成形することによって作製した。得られた精密切削機構を備える銅円筒にニッケルめっきを施し、米国特許第５，１８３，５９７号（Ｌｕ）に記載のプロセスを用いて取り外し処理を行った。

構造化面層は、下塗りされたＰＥＴ支持フィルム（厚さ２ミル（０．０５ｍｍ））上で鋳造してから、紫外線を用いて精密円筒形ツールで硬化した、アクリレートモノマー及び光開始剤を含む一連のアクリル樹脂を用いて作製した。第１の樹脂は、ＣＮ１２０（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から入手可能なエポキシアクリレートオリゴマー）及びフェノキシエチルアクリレート（ＳＲ３３３９という名前でＳａｒｔｏｍｅｒから入手可能）の重量比７５／２５の混合物に０．２５重量％のＤａｒｏｃｕｒ １１７３及び０．１重量％のＤａｒｏｃｕｒ ＴＰＯ（どちらもＣｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．から入手可能）からなる光開始剤パッケージを加えたものであった。第１の樹脂が硬化すると、屈折率１．５７の中実の高分子物質になる。第２の樹脂は、国際公開第２０１０／０７４８６２号の実施例２に記載のとおりに調製した光硬化性アクリレート処方物であった。第２の樹脂が硬化すると、屈折率１．６５の中実の高分子物質になる。微細構造体を備える物品を調製するための鋳造及び硬化技法は、米国特許第５，１８３，５９７号（Ｌｕ）及び同第５，１７５，０３０号（Ｌｕら）に記載されている。

フィルム微細複製装置を用いて、連続フィルム基材上に線状非球面構造体を作製した。この装置は、コーティング溶液を塗布するための一連のニードルダイ及びギアポンプと、円筒形の微細複製ツール、ツールと接触するゴムニップロールと、微細複製ツールの表面に隣接して配置され、最大出力の６０％で動作するＦｕｓｉｏｎ ＵＶ硬化光源と、連続フィルムの供給、伸張、及び巻き取りを行うウェブ処理システムと、を含んでいた。装置は、ツール温度、ツール回転、ウェブ速度、ゴムニップロール／ツール圧力、塗料溶液流量、及びＵＶ放射照度など、幾つかのコーティングパラメーターを制御するように構成した。構造化面層は、アクリレートモノマー及び光開始剤を含む一連のアクリレート樹脂を用いて作製した。光硬化性アクリル樹脂は、下塗りされたＰＥＴ支持フィルム（厚さ２ミル（０．０５ｍｍ））上で鋳造してから、紫外線を用いてＰＥＴ支持フィルムと精密円筒形ツールとの間で硬化した。２種類の樹脂のうちの第１の樹脂（１．５７の硬化後屈折率を有する樹脂）については、ライン速度７０フィート／分（０．３６ｍ／秒）、ツール温度華氏１３５度、ニップ圧１５〜５０ｐｓｉ（０．１０〜０．３４ＭＰａ）の範囲、最大出力の６０％で動作するＦｕｓｉｏｎ ＵＶ硬化光源という条件を用いて鋳造及び硬化プロセスを実行した。２種類の樹脂のうちの第２の樹脂、即ち、１．６５の硬化後屈折率を有する樹脂については、ライン速度５０フィート／分（０．２５ｍ／秒）、ツール温度華氏１２５度、ニップ圧１５ｐｓｉ（０．１０ＭＰａ）、最大出力の６０％で動作するＦｕｓｉｏｎ ＵＶ硬化光源という条件を用いて鋳造及び硬化プロセスを実行した。

得られた微細複製フィルムの特性を評価するために、屈折率の異なるプリズム構造体を備える２枚のフィルム片をＳｃｏｔｃｈｃａｓｔ ５（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）に埋め込み、断面が線状非球面プリズムの方向に直交するように断面を切断した。図１２Ａは、１．５７の硬化後屈折率を有するアクリル樹脂で作製した微細複製層の断面を示し、図１２Ｂは、１．６５の屈折率を有する、ジルコニア充填硬化アクリル樹脂の断面を示す。

光学的に透明な感圧接着剤８１７２−ＣＬ（２つのライナー間が２ミル（０．０５ｍｍ）の感圧接着剤（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能））を使用して、両方の微細複製フィルム（ｎ＝１．５７の線状非球面及びｎ＝１．６５の線状非球面）を積層させた。次に、構造化面層が３ｍｍ長の繰り返し線状非球面微細構造体を含み、テープの長さが５４インチになるように、線状非球面方向に直交するフィルムストリップを３ｍｍ幅に切断して、積層フィルムを被覆した。

構造化面層の性能を評価するために、ディスプレイ試験台を選択した。ディスプレイは、１６：９のアスペクト比を有するＬｅｎｏｖｏ ＴｈｉｎｋＶｉｓｉｏｎ Ｌ２２５１ｘｗＤ ２２”対角モニタを選択した。このモニタは、白色反射体を有するバックライトキャビティと、バックライトキャビティ内に配置され、白色反射体をその後ろに備え、その表面に勾配抽出ドットパターンが印刷されたアクリル光ガイドと、光ガイド／ディスプレイの底縁部から導波路を照らす１列のＬＥＤと、拡散フィルム、マイクロレンズフィルム、及びＤＢＥＦ Ｄ−２８０を含む光度向上フィルムの標準的な積層体と、ＬＣＤパネルと、ＬＣＤパネルの上にあるベゼルと、を含んだ。

ＬＥＤ光バーは、電力が直列で供給される９個のＬＥＤで各ストリングが構成される、６個の独立したストリングとして動作する、５４個のＬＥＤで構成した。ＬＥＤストリングは、インターレース方式になるように、つまり、ＬＥＤが６個おきに同一のストリングになるように光バーに配置した（ストリングは、ｓ１−ｓ２−ｓ３−ｓ４−ｓ５−ｓ６−ｓ１−ｓ２−ｓ３−ｓ４−ｓ５−ｓ６などの反復方法で編成した）。この配列のおかげで簡単に再配線でき、各ＬＥＤストリングを個別に制御することによってバックライト内の様々なＬＥＤ間隔（中心間ピッチ）を実現できる。配線の変更は、すべてのＬＥＤが（９ｍｍのＬＥＤ中心間距離）、１個おきのＬＥＤが（１８ｍｍの中心間距離）、３個おきのＬＥＤが（２７ｍｍの中心間距離）、６個おきのＬＥＤが（５４ｍｍの中心間距離）という構成で可能であった。ＬＥＤ間隔を２倍にするには、１個おきのＬＥＤストリング（ｓ１＋ｓ３＋ｓ５、又はｓ２＋ｓ４＋ｓ６）を作動できる。ＬＥＤ間隔を３倍にするには、３個おきのＬＥＤストリング（ｓ１＋ｓ４、又はｓ２＋ｓ５、又はｓ３＋ｓ６）を作動できる。そして最終的に間隔を６倍にするには、ＬＥＤストリングの１個だけを作動できる。

ディスプレイは、当初９ｍｍのＬＥＤ中心間距離（すべてのＬＥＤ）、０．２５ｍｍ未満のＬＥＤ表面から光ガイドの入光面までの距離、約２ｍｍのＬＥＤから抽出パターンの開始位置までの距離、約５ｍｍの完全に組み立てたディスプレイ内でのＬＥＤ表面からベゼル縁部までの距離という、限界寸法を有した。ＬＥＤは、単一のパッケージに２個のダイを含む蛍光体変換白色ＬＥＤであり、約２ｍｍ×４．５ｍｍの放射面を有する。ＬＥＤの寸法を所与とすると、隣接するＬＥＤの発光領域の間隔（図１Ｂの距離ｅ）は、９ｍｍ、１８ｍｍ、２７ｍｍ、及び５４ｍｍの対応するＬＥＤ中心間距離に対して、それぞれ５ｍｍ、１４ｍｍ、２３ｍｍ、及び５０ｍｍに一致する。注意すべき特徴の１つは、光ガイド抽出パターンが、光ガイドの入光面の縁部において様々な寸法又は密度を有したことである。この特徴は、当初９ｍｍのＬＥＤピッチ構成に向上した均一性をもたらすために設計した。

構造化面層の効率性を評価するために、手動積層プロセスによって層又はテープのストリップを光ガイドの入光面に貼り付けた。光学的に透明な接着剤は、接着剤と入光面との間に空気が閉じ込められずに、微細構造化層が入光面と光学的に結合するように、塗布時に湿潤し、光ガイドの入光面の表面粗さに適合した。

図１３Ａ−１、Ｂ−１、及びＣ−１は、構造化面層を有さない、ＬＥＤ中心間距離が２７ｍｍであるディスプレイのプロメトリック画像からの輝度のライン走査を示す。図１３Ａ−２、Ｂ−２、及びＣ−２は照明アセンブリのプロメトリック画像を示し、黒線は、図１３Ａ−１、Ｂ−１、及びＣ−１に示したライン走査の位置を示す。図１４Ａ〜Ｃは、１．５７の屈折率及び２７ｍｍのアセンブリのＬＥＤ中心間距離を有する構造化面層フィルムを備えるディスプレイのプロメトリック画像からの輝度のライン走査及び照明アセンブリ画像を示す。図１５Ａ〜Ｃは、１．６５の屈折率及び２７ｍｍのアセンブリのＬＥＤ中心間距離を有する構造化面を備えるディスプレイの照明アセンブリの輝度のライン走査及びプロメトリック画像を示す。各パラメトリック（parametric）画像では、ライン走査は、ディスプレイの左下隅にある３個のＬＥＤの同一の範囲のすべてを対象とした。各ケースのライン走査は、ベゼルから５画素、つまり２．４ｍｍの距離、ベゼルから１６画素、つまり７．６ｍｍの距離、及びベゼルから３０画素、つまり１４．３ｍｍの距離で実施された。光ガイドの縁部からの各ライン走査の距離は、７．４ｍｍ、１２．６ｍｍ、及び１９．３ｍｍであった。

各ケースの均一性データの概要を表１にまとめ、構造化面層を含むアセンブリは、２７ｍｍの中心間距離（隣接するＬＥＤの発光領域の間隔は２３ｍｍ）において、構造化面層を含まないアセンブリよりも均一性が高いことを確認する。

実施例４：光ガイドの入光面からの光源の距離
次の実施例は、Ｂｒｅａｕｌｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．（Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＲ）から市販されている光線追跡プログラムであるＡＳＡＰを用いて実行した。これらの実施例では、光ガイドの屈折率を１．５１に設定し、図２０Ａ〜Ｂの線状非球面プリズム形状を用い、構造化面層の構造体の屈折率を１．６２に設定し、ＬＥＤ放射面は２ｍｍ×３．５ｍｍであり、光ガイドの厚さは３ｍｍであり、均一性を測定するために光ガイドの入光面から５ｍｍの位置に検出器を配置した、という仮定を用いた。

検討する最初のパラメーターは、光源と光ガイドとの間の距離である。この距離と構造化面との組み合わせは、照明アセンブリの性能に影響を与え得る。図１６Ａ〜Ｂは、ＬＥＤから光ガイドの入光面までの距離に応じた結合効率及び均一性に関するデータを示す。このモデルでは、光源は光ガイドの入光面に位置付け、光ガイドの直交縁部を吸収性にした。曲線１６０１及び１６０２は、構造化面層を含まない照明アセンブリの曲線であり、曲線１６０３及び１６０４は、光ガイドの入光面に取り付けられた構造化面層を含む照明アセンブリを示し、曲線１６０５及び１６０６は、光ガイドの入光面から離隔配置された構造化面層を有する照明アセンブリを示し、曲線１６０７及び１６０８は、構造体上に形成されたＡＲコーティングを有する、取り付けられた構造化面層を含む照明アセンブリを示す。図１６Ａ〜Ｂに示すように、構造化面層を用いたケースでは、著しい光損失が存在する。このシステム効率の低下は、面内ＴＩＲ領域外に光の大部分を方向付ける構造化面層が原因であり、これらの光はガイドの隣接する直交縁部において光ガイドから漏れる。更に、ＬＥＤと光ガイドの入光面との間の距離を増加させると、光混合の距離を増加でき、これは均一性を向上させるが、光ガイドに達する前により多くの光線が吸収されるために、光ガイドに結合され得る光の量を減少させることにもなる。

図１７Ａ〜Ｂは、この場合では光ガイドの直交縁部が高反射性である（例えば、この面に取り付けられた強化鏡面反射体を有する）点を除いて、同一の実験を示す。隣接かつ直交する光ガイドの縁部に反射体を用いると、構造化面層を含まない場合よりも効率性を向上できる。構造化面層はそれでも面内ＴＩＲ領域外に光を送るが、側面反射体が光をアセンブリに戻し、その結果、システム効率を維持する。比較のために、分離した構造化面層は光ガイドの均一性を向上できるが、アセンブリの効率性は減少し得る。

実施例５：光ガイドの屈折率
図１８は、ＴＩＲ円錐角外で光ガイドに入る光の割合に対する光ガイドの屈折率の関係を示す。これらすべての場合について、線状非球面プリズム構造化面層は１．６２の屈折率を有した。グラフに示すように、光ガイドの屈折率が増加すると、ＴＩＲ円錐角は減少し、ＴＩＲ円錐角外で光ガイドに入る光の割合は増加する。これは、図１９にもグラフ表示されており、ガイド内の４０〜５０％の光がガイドの平面内でＴＩＲ円錐角外である。直交縁部上に側面反射体が存在すると、相当量の光がシステムに戻される。

実施例６：構造化面層の構造体の最適形状
３次ベジエ関数を用いて構造化面層の構造体の様々な形状をモデル化し、４つの異なる屈折率（ｎ＝１．４９、ｎ＝１．５４５、ｎ＝１．６２、及びｎ＝１．６５）に対して最適化した。３次ベジエ曲線の式は、次のように求める。つまり、２個の端点（ｘ_０，ｙ_０）及び（ｘ_３，ｙ_３）並びに２個の制御点（ｘ_１，ｙ_１）及び（ｘ_２，ｙ_２）を所与とすると、２個の端点を結ぶベジエ曲線は、次のように求める：
ｘ（ｔ）＝ａ_ｘｔ^３＋ｂ_ｘｔ^２＋ｃ_ｘｔ＋ｘ_０、ｙ（ｔ）＝ａ_ｙｔ^３＋ｂ_ｙｔ^２＋ｃ_ｙｔ＋ｙ_０（ｔ∈［０ １］の場合）
式中、
ｃ_ｘ＝３（ｘ_１−ｘ_０）
ｂ_ｘ＝３（ｘ_２−ｘ_１）−ｃ_ｘ
ａ_ｘ＝ｘ_３−ｘ_０−ｃ_ｘ−ｂ_ｘ
ｃ_ｙ＝３（ｙ_１−ｙ_０）
ｂ_ｙ＝３（ｙ_２−ｙ_１）−ｃ_ｙ
ａ_ｙ＝ｙ_３−ｙ_０−ｃ_ｙ−ｂ_ｙ。

物理的には、各制御点の位置が対応端点におけるベジエ曲線の傾斜を決定する。これらの実施例について、ｘ_０＝０及びｘ_３＝１に設定して構造体の半値幅を１に固定し、ｙ_３＝０に設定して第２の端点を直交方向の０参照点に選択した。構造体の形状の頂点における接線は、ｙ_１＝ｙ_０に設定してゼロに固定した。次に、残りの自由パラメーターは、ｙ_０（構造体の高さ）、ｘ_１（構造体の頂角の先鋭度）、ｘ_２、及びｙ_２であった。

以下の表は、３種類の屈折率に対して最適化されたパラメーターを示す。

ｙ_０が０．７５より大きく１．２５未満の範囲であり、ｘ_１が０．１より大きく０．６未満の範囲であり、ｘ_２が０．１より大きく０．６未満の範囲であり、ｙ_２が０．５より大きく１．０未満の範囲を選択した。これは、平滑な球面及び様々な高さのやや円形のプリズムを含む。

構造体の屈折率に対して最適化された各形状の感度を表３に示す。これらのモデル化結果では、光ガイドプレートの屈折率を１．４９に設定し、光源の中心間距離は２５ｍｍであり、光源から光ガイドの入光面までの距離は０．２５ｍｍであった。

図２０Ａ〜Ｃ、２２Ａ〜Ｃ、２４Ａ〜Ｃ、及び２６Ａ〜Ｃは、それぞれ１．４９、１．５４５、１．６２、及び１．６５の屈折率を有する構造体の最適化された構造形状のベジエ曲線、面法線分布、及び面法線確率分布のグラフである。また、図２１Ａ〜Ｃ、２３Ａ〜Ｃ、２５Ａ〜Ｃ、及び２７Ａ〜Ｃは、図２０Ａ〜Ｃ、２２Ａ〜Ｃ、２４Ａ〜Ｃ、及び２６Ａ〜Ｃに示す構造体の、位置に対する輝度を示す。図２０Ａ、２２Ａ、２４Ａ、及び２６Ａは、幾つかの実施形態において、結合光の最適な角度分布はコウモリの翼のような分布を有し、許容可能な均一性は、軸上（即ち、光ガイドの入光面に直交する）を伝搬する光と軸外の光との釣り合いを取ることによって達成できることを図示する。

テープの所与の屈折率では、この特定の屈折率に合わせて最適化された形状が別の形状よりも優れたシステムの均一性をもたらす。しかし所与の形状では、形状がどの屈折率に合わせて最適化されたか関わらず、屈折率が高いテープがより優れた均一性をもたらす。所望の均一性は、（平坦な境界面の屈折最大値を大幅に超える）構造化面層自体で広範囲の面内角度を効果的に結合する構造体の形状と、構造化面層からガイドへの屈折による光の拡散量を決定する構造体の高屈折率と、を組み合わせることにより達成できる。

面法線分布は、位置に応じた構造化面の局所面法線の方向（光ガイドの入光面の面法線に対して度単位で測定される）として定義する。次に、面法線確率分布は、角度に応じた、特定の角度範囲（本明細書では、＋／−５度）内部にあるべき構造化面上の無作為位置における面法線方向の確率として定義する。

構造化面層の構造体の形状は、主として、光ガイドの屈折錐内部の角度に応じて配光を制御する。最適な形状は、（１）ガイドの厚さ方向でＴＩＲ角を超えて光をガイドに結合させず、（２）ガイドに結合される光の量をガイドの平面のＴＩＲ錐内部とＴＩＲ錐外とで釣り合わせ、ガイドの縁部付近に良好な光度の均一性をもたらす必要がある。ＴＩＲ錐内部の光が多すぎると、ＬＥＤ間に薄暗いスポットが生じ（テープのないケース）、一方ではＴＩＲ錐外の光が多すぎると、ＬＥＤの位置に薄暗いスポットが生じる（ＢＥＦの場合）。例えば、図２１Ａ〜Ｃを参照されたい。

幾つかの実施形態では、光ガイドの入光面から５ｍｍ離れた検出器の場合、大きい角度広がりに寄与しない浅面（面法線は１０度未満）の割合は、５０％未満、３０％未満、１０％未満だが、５％以上であってよい。高結合効率を維持するためには、高反射率かつ小衝撃係数（最初の反発相互作用が非常に小さい）を有する急傾斜面（７０度より大きい）の割合は小さい、即ち、１５％未満、好ましくは５％未満であってよい。最終的に、ガイド面での光の拡散に最も寄与し、コウモリの翼のような好ましい角度分布（即ち、１５度〜６５度）をもたらす表面の割合は、４０％以上であるべきである。

本明細書に引用したすべての参照文献及び刊行物は、本開示と直接矛盾しうる場合を除いて、それらの全容を本開示に明確に援用するものである。本開示の例示的実施形態を検討すると共に本開示の範囲内の可能な変形例を参照してきた。本開示のこれらの及び他の変形例及び変更例は開示の範囲から逸脱することなく当業者には明らかであろうと共に、本開示は本明細書に記載された例示的実施形態に限定されないことは理解されよう。したがって本開示は、冒頭に提示した特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (33)

1. 照明アセンブリであって、
   出光面及び実質的に前記出光面に直交する光ガイドの少なくとも１つの縁部に沿った入光面を含む光ガイドと、
   光が前記入光面を通過して前記光ガイドに入るように位置付けられた複数の光源と、
   前記複数の光源と前記光ガイドの入光面との間に位置付けられ、基材及び前記複数の光源に対向する前記基材の第１の表面上の複数の構造体を含む、構造化面層と、
   を含み、前記複数の構造体が前記光ガイドの屈折率ｎ_２とは異なる屈折率ｎ_１を有する、照明アセンブリ。
2. │ｎ_１−ｎ_２│が０．０１よりも大きい、請求項１に記載のアセンブリ。
3. ｎ_１がｎ_２よりも大きい、請求項１に記載のアセンブリ。
4. 前記構造化面層が接着剤層で前記光ガイドの入光面に取り付けられている、請求項１に記載のアセンブリ。
5. 前記接着剤層が感圧接着剤を含む、請求項４に記載のアセンブリ。
6. 前記接着剤層がｎ_１よりも小さい屈折率ｎ_３を有する、請求項４に記載のアセンブリ。
7. 前記構造化面層の複数の構造体の１つ以上の構造体が、実質的に前記光ガイドの出光面に垂直である軸に沿って延在する、請求項１に記載のアセンブリ。
8. 前記複数の構造体がプリズム構造体を含む、請求項７に記載のアセンブリ。
9. 前記複数の構造体が非球面構造体を含む、請求項７に記載のアセンブリ。
10. 前記複数の構造体がレンズ状構造体を含む、請求項７に記載のアセンブリ。
11. 前記複数の構造体が第１の構造体セットと、前記第１の構造体セットとは異なる第２の構造体セットと、を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
12. 前記光ガイドが、前記光ガイドからの光が前記光ガイドの出光面を通過するように機能する複数の抽出機構を更に含む、請求項１に記載のアセンブリ。
13. 前記複数の抽出機構が、実質的に前記出光面に平行である前記光ガイドの背面に近接して配置されている、請求項１２に記載のアセンブリ。
14. 前記光ガイドが、実質的に前記出光面に平行である前記光ガイドの背面に近接して配置された背面反射体を更に含む、請求項１に記載のアセンブリ。
15. 前記光ガイドの１つ以上の縁部に近接して配置された１つ以上の側面反射体を更に含み、前記１つ以上の縁部が実質的に前記出光面に直交する、請求項１に記載のアセンブリ。
16. 前記１つ以上の側面反射体が鏡面反射性である、請求項１５に記載のアセンブリ。
17. 前記１つ以上の側面反射体が半鏡面反射性である、請求項１５に記載のアセンブリ。
18. 前記複数の光源が実質的に前記入光面及び前記出光面に平行であるｙ軸に沿って配置され、前記複数の光源の少なくとも１つの光源の主要放射面からの距離が、前記複数の光源の隣接する光源の主要放射面から少なくとも１５ｍｍである、請求項１に記載のアセンブリ。
19. 前記複数の光源の少なくとも１つの光源の主要放射面から前記光ガイドの入光面までの距離が５ｍｍ未満である、請求項１に記載のアセンブリ。
20. 前記光ガイドが、前記光ガイドからの光が前記出光面を通過するように機能する複数の抽出機構を更に含み、１つ以上の前記抽出機構が前記光ガイドの入光面から１０ｍｍ未満の距離に位置付けられている、請求項１９に記載のアセンブリ。
21. 前記光ガイドの厚さ方向ｚに沿って前記入光面に平行であり、前記入光面から前記光ガイド内部に約５ｍｍである平面上の配光が、５０％を超える均一性（（Ｌ_ｍｉｎ／Ｌ_ｍａｘ）×１００％）を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
22. 前記複数の光源からの光の少なくとも８０％が前記入光面を通過して前記光ガイドに入る、請求項１に記載のアセンブリ。
23. 前記構造化面層の基材が、ｎ_１よりも小さい屈折率ｎ_４を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
24. 前記複数の光源及び前記構造化面層が、前記光ガイドの平面において前記入光面の法線に対して少なくとも４５度の角度で、光の少なくとも一部が前記入光面を通過して前記光ガイドに入るように機能する、請求項１に記載のアセンブリ。
25. 前記構造化面層が前記基材の第１の表面の非構造化部分を更に含む、請求項１に記載のアセンブリ。
26. 前記構造化面層が前記光ガイドの入光面に取り付けられた複数のセグメント化部分を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
27. 実質的に前記出光面に直交する前記光ガイドの第２の入光面に沿って、光が前記第２の入光面を通過して前記光ガイドに入るように位置付けられた複数の光源と、
    前記複数の光源と前記光ガイドの第２の入光面との間に位置付けられ、基材及び前記複数の光源に対向する前記基材の第１の表面上の複数の構造体を含む、構造化面層と、
    を更に含み、前記複数の構造体が前記光ガイドの屈折率ｎ_２よりも大きい屈折率ｎ_１を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
28. 前記アセンブリの周囲に配置されたベゼルを更に含み、前記複数の光源の少なくとも１つの光源の主要放射面が、前記入光面の法線に沿って前記光ガイドの出光面に最も近い前記ベゼルの縁部の１５ｍｍ以内に位置付けられている、請求項１に記載のアセンブリ。
29. 前記ベゼルから前記出光面まで約１ｍｍの位置において測定される前記アセンブリの出力光束分布の均一性が４０％を超える、請求項２８に記載のアセンブリ。
30. 表示システムであって、
    表示パネル、及び
    前記表示パネルに光を供給するように配置された照明アセンブリであって、
    出光面及び実質的に前記出光面に直交する光ガイドの縁部に沿った入光面を含む光ガイドと、
    光が前記入光面を通過して前記光ガイドに入るように位置付けられた複数の光源と、
    前記複数の光源と前記光ガイドの入光面との間に位置付けられ、基材及び前記複数の光源に対向する前記基材の第１の表面上の複数の構造体を備える、構造化面層と、を備える、照明アセンブリを含み、
    前記複数の構造体が前記光ガイドの屈折率ｎ_２よりも大きい屈折率ｎ_１を有する、表示システム。
31. 前記光ガイドが、前記光ガイドからの光が前記光ガイドの出光面を通過するように機能する複数の抽出機構を更に含む、請求項３０に記載のシステム。
32. 照明アセンブリを形成する方法であって、
    出光面及び実質的に前記出光面に直交する光ガイドの少なくとも１つの縁部に沿った入光面を含む光ガイドを形成する工程と、
    光が前記入光面を通過して前記光ガイドに入るように光源が機能するように、前記入光面に近接して複数の光源を位置付ける工程と、
    構造化面層が前記複数の光源と前記入光面との間に存在するように、前記光ガイドの入光面に構造化面層を取り付ける工程であって、前記構造化面層が基材及び前記複数の光源に対向する前記基材の第１の表面上の複数の構造体を含む、工程と、を含み、前記複数の構造体が前記光ガイドの屈折率ｎ_２よりも大きい屈折率ｎ_１を有する、方法。
33. 所望の出力光束分布を選択する工程と、
    実質的に前記出光面に平行である前記光ガイドの背面に複数の光抽出機構を形成する工程であって、前記光抽出機構が、前記光ガイドからの光が前記出光面を通過して前記所望の出力光束分布をもたらすように設計される、工程と、を更に含む、請求項３２に記載の方法。

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