(57)【要約】【課題】  従来のディフューザにおいて、拡散と相当量のＵＶ光のブロックとの両方に機能するディフューザを提供すること。【解決手段】  照明系用のディフューザが提供されている、ここで、ディフューザは相当量の紫外（ＵＶ）光をブロック可能である。本発明の所定の実施例において、ディフューザは、相当量のＵＶ光をブロックするＵＶ膜を支持するガラス基板を備え、もってディフューザを通過しうるＵＶ光の相当量を削減する。所定の実施例において、膜は、可視光を拡散すると共にＵＶ光をブロックしうるように、粒子を含むのでもよい。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも可視光と紫外（ＵＶ）光を含む光を放射する光源と、前記光源からの光を受光して可視光を拡散するディフューザとを備え、
前記ディフューザがＵＶブロック膜を支持するガラス基板を有し、その結果、前記ディフューザが約５％未満のＴuv（ＵＶ光の透過率）を有する、ことを特徴とする照明系。
【請求項２】
前記ディフューザが、約２％未満のＴuvを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
【請求項３】
前記ディフューザが、約１％未満のＴuvを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
【請求項４】
前記ＵＶブロック膜が、シリカを主成分とする母材内に無機のＵＶブロック物質を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
【請求項５】
前記ＵＶブロック物質が、２、２、４、４−テトラヒドロキシベンゾフェノンを含む、ことを特徴とする請求項４に記載の照明系。
【請求項６】
前記ＵＶブロック膜が、さらに前記光源からの入射可視光を拡散する粒子を前記マトリックス中に有する、ことを特徴とする請求項４に記載の照明系。
【請求項７】
前記粒子が、TiO2粒子とSiO2粒子によって構成されるグループから選択される、ことを特徴とする請求項６に記載の照明系。
【請求項８】
前記粒子が、重量比で前記ＵＶブロック膜の約０．１〜３５％をなす、ことを特徴とする請求項６に記載の照明系。
【請求項９】
前記ＵＶブロック膜が、前記ガラス基板と間接的に接触している、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
【請求項１０】
前記ガラス基板の少なくとも１つの広い面が、光を拡散するために粗くなっている、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
【請求項１１】
可視光を拡散する光学系用のディフューザであって、ＵＶブロック膜を支持するガラス基板を備え、その結果、前記ディフューザが約５％未満のＴuv（ＵＶ光の透過率）を有する、ことを特徴とする光学ディフューザ。
【請求項１２】
前記ディフューザが、約２％未満のＴuvを有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の光学ディフューザ。
【請求項１３】
前記ディフューザが、約１％未満のＴuvを有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の光学ディフューザ。
【請求項１４】
前記ＵＶブロック膜が、シリカを主成分とする母材内に無機のＵＶブロック物質を有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の光学ディフューザ。
【請求項１５】
前記ＵＶブロック物質が、２、２、４、４−テトラヒドロキシベンゾフェノンを含む、ことを特徴とする請求項１４に記載の光学ディフューザ。
【請求項１６】
前記ＵＶブロック膜が、さらに前記光源からの入射可視光を拡散する粒子を前記マトリックス中に有する、ことを特徴とする請求項１４に記載の光学ディフューザ。
【請求項１７】
前記粒子が、TiO2粒子とSiO2粒子によって構成されるグループから選択される、ことを特徴とする請求項１６に記載の光学ディフューザ。
【請求項１８】
前記粒子が、重量比で前記ＵＶブロック膜の約０．１〜３５％をなす、ことを特徴とする請求項１６に記載の光学ディフューザ。
【請求項１９】
前記ＵＶブロック膜が、前記ガラス基板と間接的に接触している、ことを特徴とする請求項１１に記載の光学ディフューザ。
【請求項２０】
前記ガラス基板の少なくとも１つの広い面が、光を拡散するために粗くなっている、ことを特徴とする請求項１１に記載の光学ディフューザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器内で使用するディフューザに関する。所定の実施例において、ディフューザは拡散機能と実質的に紫外（ＵＶ）光をブロックする膜とを有する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディフューザは、知られている。ディフューザは、光を広く散乱及び／又は広げるためのものであり、多くの異なる光学応用、例えば限定されない例としての、腕時計、投射システム、ディスプレイ（例えば、ＬＣＤ）、コンピュータ画面、外科装置、光学通信システム、光センサ、ファイバ光学システム、顕微鏡の照明系、光導波路等において使用されている。紫外（ＵＶ）光は、ディフューザが使用されうる１つ以上の上記の装置を故障させることがある。しかしながら、不幸にも、従来のディフューザは１つ以上の上記の光学装置を故障させることとなる紫外（ＵＶ）光を充分にブロックしない。
【特許文献１】米国特許第５３３２６１８号公報
【特許文献２】米国特許第５３７１１３８号公報
【特許文献３】米国特許第６６４９２１２号公報
【特許文献４】米国特許出願第１０／９２２２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、従来、ディフューザとして機能すると共に相当量のＵＶ光をブロックするディフューザに対して需要があることが判明していた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
相当量のＵＶ光をブロック可能な、照明系用のディフューザが提供されている。本発明の所定の実施例において、ディフューザはＵＶ膜を支持するガラス基板を有し、この膜は相当量のＵＶ光をブロックし、もってディフューザを通過するＵＶ光の量が削減される。
【０００５】
本発明の所定の実施例において、ディフューザは、一方の側面に形成されたＵＶ膜と他の側面に形成された拡散膜とを有するガラス基板を備える。本発明の他の実施例において、ディフューザは、光を拡散させる粗い面（例えば、エッチング等によって粗く加工される）と、ガラス基板の粗い面上に設けられたＵＶ膜とを有するガラス基板を備える。本発明の更なる他の実施例において、ディフューザは、光を拡散させる粗い面（例えば、エッチング等によって粗く加工される）と、ガラス基板の粗い面と対向する広い面上に設けられたＵＶ膜とを有するガラス基板を備える。ＵＶ膜は、ＵＶ光の相当量をブロック（吸収及び／又は反射）するように機能する。
【０００６】
本発明の所定の実施例に係るディフューザは、何れの適切な光学応用、例えば限定的でない例としての、腕時計、投射システム、ディスプレイのバックライト、コンピュータ画面、外科装置、光学通信システム、光センサ、ファイバ光学システム、顕微鏡の照明系、光導波路等における照明系に使用されるのでもよい。
【０００７】
本発明の所定の実施例において、少なくとも可視光と紫外（ＵＶ）光を含む光を放射する光源と、光源からの光を受光するように配置され光源から受光した可視光を拡散するディフューザとを備える照明系が提供される。ここで、ディフューザは、ＵＶブロック膜を支持するガラス基板を備え、その結果、ディフューザが約５％未満のＴuv（ＵＶ光の透過率）を有する。
【０００８】
本発明の他の実施例において、光学系において使用されるディフューザが提供される。ここで、可視光を拡散するディフューザは、ＵＶブロック膜を支持するガラス基板を備え、その結果、ディフューザが約５％未満、好ましくは約２％未満、最も好ましくは約１％未満のＴuv（ＵＶ光の透過率）を有する。所定の実施例において、ＵＶブロック膜は、シリカを主成分とする母材内に無機のＵＶブロック物質を有する。例えば、母材中のＵＶブロック物質は、所定の実施例において２、２、４、４−テトラヒドロキシルベンゾフェノンからなるのでも含むのでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、いくつかの図面にわたって同様の符号が同様の構成部を示す図面をより特別に参照する。
【００１０】
本発明は、光学装置／光学システム用の照明系に使用されるディフューザに関する。ディフューザとして機能すると共に相当量のＵＶ光をブロックするディフューザが提供されている。本発明の所定の実施例において、ディフューザは、相当量のＵＶ光をブロックする１つ以上のＵＶ膜を支持するガラス基板を備え、もってディフューザを通過しうるＵＶ光の相当量を削減する。ディフューザは相当量のＵＶ光をブロックするため、ディフューザを通過して光学装置の活性領域に入って行くＵＶ光の量は削減され、もってＵＶ光によって光学装置に加えられうる故障の程度が減少する。具体的には、ＵＶ光は所定の物質を劣化させやすく、もってここに言及した１種類又は複数種類の光学装置の寿命を縮める。
【００１１】
本発明の所定の実施例に係るディフューザは、何れの適切な光学応用、例えば限定的でない例としての、腕時計、投射システム、ディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ）のバックライト、コンピュータ画面、外科装置、光学通信システム、光センサ、ファイバ光学システム、顕微鏡の照明系、光導波路等において使用されるのでもよい。本発明の所定の実施例において、ディフューザは相当量のＵＶ光をブロック（反射及び／又は吸収）できると共に一方又は両方の面からの照り返しを削減できる、ガラスが主成分の製品である。所定の実施例においては、ディフューザはランバート型又は偽ランバート型のディフューザとして作用するのでもよい。
【００１２】
従来、プラスチック製のディフューザが知られている。しかしながら、プラスチックを主成分とするディフューザは、上記の１種類又は複数種類の光学装置に伴う高温（例えば高い動作温度）によって劣化しやすい。それゆえ、本発明の限定的でない所定の実施例において、ディフューザは、より丈夫で高温応用に耐えＵＶ光の照射によって劣化しないガラス基板を有する。
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係るディフューザＤの断面図である。図１に示された実施例のディフューザＤは、ガラス基板１、ＵＶブロック膜１０及び拡散膜２０を備える。ガラス基板１は、本発明の実施例によれば、苛性ソーダ−消石灰−シリカ系を母材とするガラス基板であってもよく、熱処理（例えば、熱強化処理）は施されていてもいなくともよい。本発明の他の実施例において、各膜１０、２０は一層又は複数層を含むのでもよい。図１に示された実施例において、ＵＶブロック膜１０は１つ以上の光源からの入射光中に含まれるＵＶ光の相当量をブロックするように機能し、その一方、拡散膜２０はガラス基板１を通過する入射光を実質的に広げ又は散乱する。ＵＶブロック膜１０と拡散膜２０とのそれぞれは、ディフューザによって可視光の透過率が保持及び／又は確保されるように、可視光を大幅にはブロックしない（例えば、それぞれ、約１０％未満、好ましくは約５％未満）。所定の例において、拡散膜２０は、拡散のためのフリット成分を有する膜であっても、又は固体又は樹脂内に分散し可視光を拡散する複数の粒子（例えば、TiO2、Al2O3、SiO2等）を有する膜であってもよい。図１に示された実施例において、ＵＶ膜１０と拡散膜２０は、ガラス基板１の対向する両方の広い面上にある。
【００１４】
図２は、本発明の他の実施例に係るディフューザＤの断面図である。図１に示された実施例と同様に、図２に示された実施例は、ガラス基板１とＵＶブロック膜１０を備える。しかしながら、図２に示された実施例において、ガラス基板１の少なくとも１つの広い面は、光の散乱−拡散効果を奏するようにするために粗く加工されている。図２に示された実施例において、ＵＶブロック膜１０の下のガラス基板１の表面は、製品がディフューザとして機能できるように可視光を散乱し又は広げるための粗い表面Ｒをなすように粗く加工された。ガラス基板１の表面を粗くする加工は、何れの適切な方法、例えば限定的でない例としての、フッ酸を主成分とする溶液を用いたガラスのエッチング（フッ酸でエッチングされたガラス）、研磨剤によるガラスの擦傷、又はガラス面を削るための何れの他の技術等を用いて実行されるのでもよい。入射光は、粗く加工された面Ｒによって、ガラスとその上の膜及び空気との粗い面に沿った屈折率の相違によって拡散される。本実施例において、ガラス１の粗い面Ｒ及び／又は膜１０は可視光の散乱機能を提供し、その一方、ＵＶ膜１０は相当量のＵＶ光をブロックする機能を提供する。
【００１５】
図３は、本発明の更なる他の実施例に係るディフューザＤの断面図である。図１に示された実施例と同様に、図３に示されたディフューザは、ガラス基板１とＵＶブロック膜１０を備える。しかしながら、図３に示された実施例において、ガラス基板１の少なくとも１つの広い面は光の散乱−拡散効果を奏するように粗く加工されている。図３に示された実施例において、ガラス基板１の前方の面（即ち、照明系の１つ以上の光源から最も遠い面）は、製品がディフューザとして機能できるように可視光を散乱／拡散するための粗い表面Ｒをなすように粗く加工された。ガラス基板１の表面を粗くする加工は、何れの適切な方法、例えば限定的でない例としての、フッ酸を主成分とする溶液を用いたガラスのエッチング（フッ酸でエッチングされたガラス）、研磨剤によるガラスの擦傷、又はガラス面を削るための何れの他の技術等を用いて実行されるのでもよい。入射光は、粗く加工された面Ｒによって、ガラスとその上の膜及び空気との粗い面に沿った屈折率の相違によって拡散される。図３に示されたこの実施例において、ＵＶ膜１０はガラス基板上の粗い面Ｒに対向する面上に作製されている。本実施例において、ガラス基板１の粗い面Ｒは可視光を拡散する機能を提供し、その一方、ＵＶ膜１０は相当量のＵＶ光をブロックする機能を提供する。図３に示された実施例においては、ガラス基板の前面が粗く加工され背面がその上にＵＶブロック膜１０を有するが、本発明の他の実施例においてＵＶブロック膜１０の位置と粗い面Ｒの位置とが反転可能であるように、本発明はそのようには限定されない。換言すれば、他の実施例において、ガラス基板１の背面が粗く加工され前面にＵＶ膜１０が作製されるのでもよい。例９は図２に示された実施例に関し、その一方、例１０は図３に示された実施例に関する（例えば、図１３を参照。）。
【００１６】
図５は、本発明の更なる他の実施例に係るディフューザＤの断面図である。図５に示された実施例において、膜１０はＵＶ光のブロック機能と可視光の拡散機能との両方を奏する。換言すれば、本実施例において、拡散機能とＵＶ光のブロック機能は、同一の膜１０によって実現されている。別の言い方をすれば、本実施例におけるＵＶ膜１０は、ＵＶ膜がディフューザとしても機能するように変更された。これは、シリカ、アルミナ及び／又はチタニア等の充填用の粒子状物質をＵＶ膜１０内に、反射するように作用する充填用の粒子状物質と共に供給し、もって膜１０を通過する可視光を広げ／散乱するようにすることによって実現されるのでもよい。所定の実施例において、シリカ、チタニア、アルミナ若しくはジルコニアのうちの１種類又は複数種類の粒子が、ＵＶ光ブロッカ及び／又はＩＲ（赤外）光ブロッカ等の電磁波を吸収する添加物と共に適合するバインダ母材物質内に混合され、得られた膜に、可視光の有効な散乱体と有害なＵＶ光及び／又はＩＲ光のブロッカとが付与されるのでもよい。拡散膜に代えて又は付加的に、照り返し阻止膜として機能させるために、透明な膜１０上に微細パターンを印刷するのでもよい。
【００１７】
異なる種類のＵＶブロック／拡散膜１０が、図５に示された実施例において使用されるのでもよい。可視光の拡散とＵＶ光のブロックとの両方で機能するように、本実施例と組み合わせて使用されうる以下の例示的な種類の膜１０を考えよう。第１に、チタニア粒子を含有し、Ｄ５０が化学的に添加されたシリカ母材からなる膜又はこれを含む膜が、膜１０として使用されるのでもよい。第２に、酸化亜鉛粒子を含有するＤ−５０／ポリウレタンシルからなる膜又はこれを含む膜が、膜１０として使用されるのでもよい。第３に、内部にそのような粒子がないＵＶ膜がその表面を粗くするように微細機械印刷が施され、そのような粗さによって光の拡散機能及び／又は照り返し阻止機能が達成されるのでもよい。第４に、シリカとアルミナを含有するｇｌｙｍｏ／Ｄ−５０からなる膜又はこれを含む膜が、膜１０として使用されるのでもよい。
【００１８】
図５に示された実施例の、ディフューザとＵＶ光ブロッカとの両方として機能するこの膜１０は、所定の実施例において、ここで記載された何れの他の実施例と組み合わされて使用されるのでもよい（図１〜図４を参照。）。
【００１９】
所定の実施例において、ここに記載の何れの実施例のＵＶ膜１０に１種類以上の蛍光物質を添加するのでもよい。これらは、ＵＶ光を吸収して可視光を再放出するように選択され、もって照明系の効率を高めるのでもよい。
【００２０】
以下に、上記の例示的なＵＶブロック膜１０に加え、本発明の他の実施例に係る他のＵＶ膜の例が記載される。以下に記載の何れのＵＶブロック膜が、本発明の各実施例においてＵＶブロック膜１０用に使用されるのでもよい（例えば、図１〜図５を参照。）。
【００２１】
ＵＶブロック膜１０は、何れかの入手可能な市販の適切なＵＶブロック膜、例えば限定的でない例として、ミシガン州オバーン・ヒルズ所在のガーディアン・インダストリーズ・コープ．社から入手可能なＵＶブロック膜、シカゴ１１１所在のトリュ−ビュー，インク．社から入手可能なシリカを主成分とするＵＶブロック膜であってもよい。ＵＶブロック膜１０は、少なくとも１層を有し、少なくとも幾分かのＵＶ光をブロックする。限定的でない例として、特許文献１又は特許文献２（引用によって、ここに両方が取り込まれた。）の何れかに記載及び／又は図示された何れの膜が、本発明の所定の実施例においてＵＶブロック膜１０として使用されるのでもよい。
【００２２】
本発明の所定の実施例において、ＵＶブロック膜１０は、これに到達して通過していくＵＶ光（３００〜３８０ｎｍ）の少なくとも約５０％、好ましくは少なくとも約７０％をブロックし、より好ましくはこれに到達して通過していくＵＶ光の約８０％をブロックし、最も好ましくはこれに到達して通過していくＵＶ光の約９０％（又は少なくとも約９５％）をブロックする。換言すれば、ＵＶブロック膜１０は、好ましくはＵＶ光（３００〜３８０ｎｍ）の少なくとも約５０％、より好ましくはＵＶ光の少なくとも約７０％、更に好ましくは少なくとも約８０％、更に好ましくはＵＶ光の少なくとも約９０％、そして最も好ましくはＵＶ光の少なくとも約９５％（例えば、図７〜図１２を参照。）をブロックする。ＵＶブロック膜１０は、ＵＶ光（３００〜３８０ｎｍ）を、例えば限定的な例として、このようなＵＶ光の反射、このようなＵＶ光の吸収、及び／又は、このようなＵＶ光の所定量の他の輻射（例えば、ＩＲ）への変換、等によってブロックする。膜１０は上記の膜にのみ限定されないことを指摘しておく、何故ならば、何れのＵＶブロック膜も本発明の異なる実施例において膜１０として使用しうるからである。本発明の他の実施例に係るＵＶブロック膜１０は、適切な如何なる方法（例えば、スパッタ法、蒸発法、真空吹き付け法、ローラコーティング法、これらの組み合わせ等）で形成されるのでもよい。所定の実施例において、ディフューザＤは、少なくとも約４０％、好ましくは少なくとも約６０％、より好ましくは少なくとも約７０％、そして時々少なくとも約７５％の、可視光の透過率を有する。
【００２３】
本発明の所定の実施例において、ＵＶブロック膜１０は、赤外（ＩＲ）光と紫外（ＵＶ）光との両方をブロックする特性を有するコロイド状導電性酸化物の固溶体からなるのでも又は有するのでもよい。本発明の所定の実施例において、ＵＶブロック膜１０として、シリカ母材、亜鉛アンチモン化合物及びＵＶブロック物質を含有する実質的に透明な酸化物膜が作製され、もって（例えば、ゾル法による成膜を介した）形成後に膜がＩＲ光とＵＶ光との両方を相当量ブロック可能となる。本発明の所定の実施例において、ＵＶ光とＩＲ光のブロック膜は、それぞれナノ粒子状のセリウム酸化物及び亜鉛アンチモン化合物と、シリコン酸化物（例えば、SiO2）と、を含有する。驚くことに、そのような膜は、ＵＶ光とＩＲ光との両方のブロックに効果的であり、また、所定の実施例において、１時間若しくは２時間の実質的な加熱（例えば、約４００度又は４５０度への）後に、応答スペクトルが実質的に保持されるような耐熱性を有することが分かった。所定の実施例において、成膜物は、波長２３００ｎｍで１０％未満の透過率を有する。本発明の所定の実施例において、ゾル法で形成された膜は、約１５〜５０％（より好ましくは約２０〜４５％、そして最も好ましくは約３０〜４０％）のセリウム酸化物、約３０〜７０％（より好ましくは約３５〜６５％、そして最も好ましくは約４０〜５５％）の亜鉛アンチモン化合物、及び、約５〜３５％（より好ましくは約１０〜３０％、そして最も好ましくは約１２〜２５％）の酸化珪素を含有する。ゾル法で形成された膜内のそのような物質のこれらの分量が、ＵＶ光とＩＲ光との両方のブロックに有効な膜であってかつ耐熱性をも有するものを提供することが、分かった。コロイド状のアンチモン酸化物の代わりにアンチモン酸化物のゾルが使用される場合、所定の実施例に係る導電性の無水亜鉛アンチモン化合物を含む膜の作製方法は、まずアンチモン酸化物のゾルと亜鉛化合物とを混合し、次にその混合物を乾燥し、その後に３００〜６８０℃で焼成することによって提供可能である。所定の実施例において使用可能な亜鉛化合物は、水酸化亜鉛、酸化亜鉛、亜鉛の無機酸塩、及び亜鉛の有機塩からなるグループのうちから選択された少なくとも１種類の亜鉛化合物である。亜鉛の無機酸塩には、炭酸亜鉛、ベーシック炭酸亜鉛（ZnCO3・2Zn(OH)2・H2O）、窒化亜鉛、塩化亜鉛、硫化亜鉛等が含まれる。亜鉛の有機酸塩には、蟻酸亜鉛、酢酸亜鉛、シュウ酸亜鉛等が含まれる。これらの亜鉛化合物は、工業薬品として市販されているのものあってもよい。水酸化亜鉛と酸化亜鉛とが使用されるとき、これらは平均粒径が１００ｎｍ以下のものであることが好ましい。特に、焼成において蒸発する酸を含む塩、例えば炭酸塩、有機酸塩等が、好ましい。これらは、単独で又はこれらの２つ以上の混合で使用されるのでもよい。使用可能なコロイド状のアンチモン酸化物は、平均粒径が１００ｎｍ以下を有するアンチモン酸化物であり、５酸化２アンチモンのゾル、１３酸化６アンチモンのゾル、４酸化２アンチモン水和物のゾル、コロイド状の３酸化２アンチモン等を含む。５酸化２アンチモンのゾルは、既知の方法、例えば３酸化２アンチモンが酸化される方法、アルカリアンチモン���合物（MSbOx、Mはアリカリ金属。）がイオン交換樹脂でアルカリ金属が除去される方法、ナトリウムアンチモン化合物が酸で処理される方法等によって作製されるのでもよい。１３酸化６アンチモンのゾルが、３酸化２アンチモンが酸化される方法で形成され、そして、４酸化２アンチモン水和物のゾルが、３酸化２アンチモンが酸化される方法によって形成されるのでもよい。コロイド状の３酸化２アンチモンは、所定の実施例において気相法によって作製されるのでもよい。
【００２４】
本発明の更なる実施例において、ＵＶ膜１０は特許文献３において言及された何れかの膜であっても又は有するのでもよい、ここにおいて、この特許文献３の開示内容は引用によりもってここに取り込まれる。例えば、ＵＶブロック膜は、以下に示すＵＶ光を吸収する化合物を有するのでもよい。即ち、この化合物は、交互に繰り返される、一般式「(CH2OCHCH2)-Rz-[(Ra(OR)b-Si-0-Si-Ra(OR)b)]c-Rz-(CH2OCHCH2)」で表される化合物から誘導される第１のモノマー（１）と、第１のモノマーのエポキシグループと反応可能な、水酸基を有する少なくとも２つの芳香族化合物のグループを有しＵＶ光を吸収する芳香族化合物から誘導される第２のモノマー（２）と、を含む。ここにおいて、(CH2OCHCH2)はエポキシグループであり、Rzはシロキサンのシリコン原子とエポキシグループとに結合する有機物グループであり、Rａはシリコン原子に結合し１〜６個の炭素原子を有する有機物グループであり、(OR)bはアルコキシのグループである。なお、Rは１〜６個の炭素原子を有する有機物のラジカルであり、ａとｂとは少なくとも１以上かつそれらの和が３に等しい数である、ｃは繰り返されるSi-O-Siユニットの数であり少なくとも１である。所定の実施例において、第２のモノマーは、２価、３価、又は４価のヒドロキシベンゾフェノンであってもよい。
【００２５】
本発明の更なる他の実施例において、ＵＶブロック膜１０は、特許文献４に記載された何れの種類の膜であってもよい、ここにおいて、この特許文献４の開示は引用によりもってここに取り込まれる。例えば、ＵＶ光を吸収する化合物とエポキシ系アルコシランとの架橋反応を比較的低温で可能とするＵＶブロック膜が提供可能となるのでもよい。より詳細には、透明基板上のＵＶ光吸収膜は、ヒドロキシベンゾフェノン、エポキシアルコキシラン及び有機触媒を基本とする混合物を、以下のようにして予備重合する（prepolymerize）ことによって作製される。即ち、約４０℃〜約１３０℃の間の昇温下で、エポキシアルコキシランの分解物の約３０％〜約７０％が開裂したオリゴマーを形成して約２〜約２０００の重合度、より好ましくは約２〜約２００の重合度のポリマーを形成する程度の時間に亘って、予備重合が行われる。そのよう予備重合された混合物は、次に、透明基板上に塗布（coat）されるのでもよい。最も好ましくは、予備重合された混合物が基板上に塗布される前にアルコール−酸系の溶液内で加水分解される。例えば、ＵＶ光を吸収する化合物として、テトラヒドロキシベンゾフェノンが使用可能である。例示的なエポキシアルコキシシランとして、３−グリシドキシ−トリメトキシシラン（以下、しばしば単に「ｇｌｙｍｏ」という。）がある。予備重合はトリエチルアミン（ＴＥＡ）等の第三級アミンが有機触媒として存在する中で効果的に行われるのでもよく、この触媒は従来常用されていると認められるアミンの触媒の多くの候補のうちのほんの１つである。さらに、基本的なアルコキシドであるROMが使用されるのでもよい。ここで、Mはアルカリ金属又はアルカリ土類金属であり、ROは適切に溶解してｇｌｙｍｏエポキシ環又はRSi(OR)3のグループと反応する各有機物である。同様に、ｇｌｙｍｏのエポキシグループを開裂してオリゴマー化又は重合するための触媒として、R4NOH及びR4POH等の薬品が使用可能である。
【００２６】
本発明の他の実施例において、ＵＶブロック膜１０がシラノール、コロイド状シリカ、紫外線を吸収する物質、及び必要に応じて顔料を含む混合物を含有する樹脂成分からなる又は含有するのでもよい。シラノールに、化学式「RwSi(OH)x」又は「RySi(OR')z」で表されるグループのうちの何れかが含まれるのでもよい。ここで、ｗとｘの和又はｙとｚの和は４であり、RとR’とは、できれば架橋サイトのない有機ラジカルであり、シラノールは化学式「R"Si(OR'")3」で表されるグループから選ばれる。ここで、R”は水素原子又は有機ラジカルであり、R’’’は架橋サイトを有する有機ラジカルである。ＵＶ吸収物質は、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、及び／又はベンゾチアゾールであってもよい。ＵＶ膜用の樹脂成分の形成工程は、攪拌下でシラノールとＵＶ吸収物質とを長時間に亘って反応させる工程を含むのでもよい。このようなＵＶ膜についての更なる例示的な詳細については、特許文献３において見出させるであろう、この特許文献３の開示は引用によりもってここに取り込まれる。
【００２７】
図４は本発明の実施例を示す、ここにおいて上記の何れかのディフューザＤ（例えば、図１〜図３及び図５を参照。）が液晶ディスプレイ等のディスプレイの照明系に使用されている。照明系は、ディフューザＤに向けてコリメート（平行光化）された又はされていない光を放射するための１つ以上の光源５０を備える。光源５０からの光は、ディフューザＤへの入射光と考えられる。光源５０からの光は、可視光とＵＶ光を含み、おそらく赤外線をも含む。ディフューザＤ（例えば、図１〜図３及び図５を参照。）は、光源５０からの可視光を散乱又は広げ、光源５０からのＵＶ光の相当量をブロックする。それゆえ、ディフューザＤを通過してディスプレイパネル５２に向かっていく光は、そのなかにより少ないＵＶ光を有し、事実上拡散している。
[例１〜例１０]
【００２８】
例１〜例８は、例示のためのみのものであり限定するものではない。例１〜例８のそれぞれにおいて、ＵＶ膜１０はガラス基板１上に形成された。例１〜例６において、ＵＶ膜１０はガラス基板上に直接形成された、一方、例７と例８においては、図示されているように他の膜がガラス基板とＵＶブロック膜１０との間に形成され、膜１０がガラス基板上に間接的に形成された（ここで、「上」という言葉は、直上のみに限定されず、その間に他の物を挟んでの間接的な上をも含むことを指摘しておく。）。
【００２９】
図６は、例１〜例８を示す表である。これらの例は、図５に示された実施例に基づいている。これらの例のそれぞれにおいて、シランを主成分とする有機母材が、ガラス基板上のＵＶブロック膜１０用に使用された。例１において、例えば、TiO2粒子（例１において重量比で１６％）が可視光を拡散する機能を達成し、一方、Ｄ５０が混入したシリカ母材はＵＶブロック機能を実現する。Ｄ５０は有機物のＵＶ光ブロッカであり、２、２、４、４−テトラヒドロキシベンゾフェノンからなることを指摘しておく。図６の各例において、厚さは膜１０の厚さを示し、TvisはディフューザＤの可視光の透過率を示し、TuvはディフューザＤのＵＶ光の透過率を示し、そして、ＴIRはディフューザＤの赤外（ＩＲ）光の透過率を示す。
【００３０】
図８及び図９は、例１〜例３における膜の透過率−波長特性を示すグラフである。図８は主にＵＶ光と可視光の波長帯での波長特性を示し、一方、図９は可視光を含むＵＶ光からＩＲ光までの広い波長帯での波長特性を示す。特に、図８及び図９において、（ａ）が付された曲線は例１を示し、（ｂ）が付された曲線は例２を示し、そして（ｃ）が付された曲線は例３を示す。それゆえ、これらの図は、チタニアが重量比で１６％（ａ）、２０％（ｂ）及び２４％（ｃ）分散した有機母材を有するＵＶ領域の波長特性を図示する。Ｄ５０は、母材中の有機物のＵＶ光ブロッカである。チタニアの量が最小のディフューザ（ａ）が最も高い透過率を有していたが、しかし全てがＵＶ領域（３００〜３８０ｎｍ）で良好なＵＶブロック特性を有していたことを指摘しておく。
【００３１】
図１０及び図１１は、例４〜例６における膜の透過率−波長特性を示すグラフである。図１０は主にＵＶ光と可視光の波長帯での波長特性を示し、一方、図１１は可視光を含むＵＶ光からＩＲ光までの広い波長帯での波長特性を示す。特に、図１０及び図１１において、（ａ）が付された曲線は例４（拡散用の粒子として０．５％のSiO2）を示し、（ｂ）が付された曲線は例５（拡散用の粒子として１．０％のSiO2）を示し、そして（ｃ）が付された曲線は例６（拡散用の粒子として０．５％のSiO2と１６％のTiO2）を示す。再び、Ｄ５０は、母材中の有機物のＵＶ光ブロッカである。図１０及び図１１において、ＵＶ波長帯（３００〜３８０ｎｍ）用に良好なＵＶ光のブロックが達成されたことが理解できる。
【００３２】
図１２及び図７は、例７及び例８における膜の透過率−波長特性を示すグラフである。図１２はＵＶ光と可視光の波長帯での波長特性を示し、そして、図７はＩＲ光までの広い波長帯での波長特性を示す。例１において、ガラス基板には、先ずフッ素ドープ酸化錫膜が形成された。その後、ＵＶブロック膜１０が、例７の基板のフッ素ドープ酸化錫膜上に形成された。例８において、ガラス基板には、２つの銀の層を有する低放射率（Low-E）膜が形成された。その後、ＵＶブロック膜１０が例８においてガラス基板の低放射率膜上に形成された。例７及び例８におけるＵＶブロック膜は、同一であり、図６に示すように、有機物のＵＶ光ブロッカＤ５０を含有するシリカ母材中に、可視光拡散用のSiO2粒子を５％含有するものであった。例７と例８のディフューザＤの可視光の透過率（それぞれ４７．８％、４２％）は、例７における酸化錫の層と、例８における低放射率膜とのために、例１〜例６についての可視光の透過率よりも低かった。
【００３３】
本発明の所定の実施例において、ディフューザＤが約５０％、好ましくは約３０％、より好ましくは約２０％、更に好ましくは約１０％、更に好ましくは約５％（又は２％）、そして最も好ましくは約１％未満のＴuv（ＵＶ光の透過率、すなわち３００〜３８０ｎｍ）を有することが理解される。これは、例えば図６〜図１２に示されている。更に、本発明の所定の実施例において、ディフューザＤ（又は、ＵＶブロック膜１０）は、少なくとも約４０％、好ましくは少なくとも約６０％、より好ましくは少なくとも約７０％、そして時々少なくとも約７５％の可視光の透過率（Ｔvis）を有する。これは、例えば図６〜図１２に示されている。本発明の所定の実施例において、ディフューザＤは、約５０％未満の、より好ましくは約４５％未満のＩＲ光の透過率を有する。
【００３４】
本発明の所定の実施例において、粒子は、重量比で、ＵＶブロック膜の約０．１〜３５％、好ましくはＵＶブロック膜の約０．５〜２５％、そしてより好ましくはＵＶブロック膜の約１〜２０％をなす。例えば、図６を参照されたい。
【００３５】
例９は図２に示された実施例に関し、一方、例１０は図３に示された実施例（例えば、図１３を参照。）に関する。図１３は本発明の異なる実施例に係る例９及び例１０のＵＶブロック膜の作製条件等について示す、ここにおいて、ＵＶブロック膜はエッチングされた（粗く加工された）ガラス基板上に形成された（例９においてＵＶブロック膜はガラス基板のエッチングされた表面上に直接形成され、一方、例１０において、ＵＶブロック膜はガラス基板のエッチングされた面と対向しエッチングされていない面上に形成された。）。
【００３６】
本発明は、現在、最も現実的で好ましいと考えられる実施例との関連において記載されてきたが、本発明は開示された実施例に限定されるものではなくむしろ反対に、付随の特許請求の範囲に記載の発明の概念及び範囲内に含まれる種々の改良と同様の構成とを含むことが意図されていると、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例に係るディフューザの断面図である。
【図２】本発明の他の実施例に係るディフューザの断面図である。
【図３】本発明の更なる他の実施例に係るディフューザの断面図である。
【図４】例示的なディスプレイ応用においてここに使用された各ディフューザの模式的な断面図である。
【図５】本発明の他の実施例に係るディフューザの断面図である。
【図６】本発明の異なる実施例に係る、例１〜例８のＵＶブロック膜の作製条件等について示す。
【図７】例７及び例８の膜の透過率−波長特性を示すグラフである。
【図８】例１〜例３の膜の透過率−波長特性を示すグラフである。
【図９】例１〜例３の膜の透過率−波長特性を示すグラフである。
【図１０】例４〜例６の膜の透過率−波長特性を示すグラフである。
【図１１】例４〜例６の膜の透過率−波長特性を示すグラフである。
【図１２】例７及び例８の膜の透過率−波長特性を示すグラフである。
【図１３】本発明の他の実施例に係る例９及び例１０のＵＶブロック膜の作製条件等について示す、ここにおいて、ＵＶブロック膜はエッチングされた（粗く加工された）ガラス基板上に形成された（例９においてＵＶブロック膜はガラス基板のエッチングされた表面上に直接形成され、一方、例１０において、ＵＶブロック膜はガラス基板のエッチングされた面と対向しエッチングされていない面上に形成された。）。
【符号の説明】
【００３８】
１  ガラス基板
１０  ＵＶブロック膜
２０  光拡散膜
５０  光源
５２  ディスプレイパネル
Ｄ  ディフューザ
Ｒ  粗い表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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