(57)【要約】この開示は、光学デバイスであって、改善された光学的性質を当該デバイスに与える非対称視野を有する光学デバイスを提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
非対称視野光学ディスプレイ・デバイスであって、少なくとも１つの熱可塑性マトリックスおよび少なくとも１つの分散相を包含する１ないしは複数の光散乱層を包含し、前記光散乱層の前記分散相は、前記光散乱層の体積において約０．２％から約５０％を構成する光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項２】
さらに、１ないしは複数の光吸収層、コントラスト・コントロール層、界面層、接着層、保護層、つや消し層、無反射層、防眩層、静電気防止層、エンボス表面層、集束層、反射層、および支持層を包含する、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項３】
見るための投影された光イメージの可視化が反射によって生じる、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項４】
見るための投影された光イメージの可視化が透過によって生じる、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項５】
前記散乱層のための前記熱可塑性マトリックスは、アルキルメタクリル高分子、スチレン高分子、メタクリル共重合体、スチレン共重合体、オレフィン高分子、オレフィン共重合体、ポリカーボネート、ポリスルホン、スルホン共重合体、環状ポリオレフィン、環状ポリオレフィン共重合体、ポリエステル、およびセルロースエステルからなるグループから選択される、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項６】
前記散乱層のための前記熱可塑性マトリックスは、メチルメタクリル／アルキルアクリラート共重合体、メチルメタクリル／スチレン共重合体、ノルボルネン−エチレン・アモルファス高分子、およびポリメチルペンテン高分子からなるグループから選択される、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項７】
前記分散相は、前記熱可塑性マトリックス内に細長いドメインを形成する不混和性高分子である、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項８】
前記分散相は、ポリオレフィン、オレフィン共重合体、スチレンのランダムおよびブロック共重合体、メタクリル高分子および共重合体、アクリラート高分子および共重合体、シリコン共重合体、セルロースエステル、およびカルボキシル化セルロース誘導体からなるグループから選択される、特許請求の範囲第７項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項９】
前記ポリオレフィンは、線形低密度ポリエチレン高分子を包含する、特許請求の範囲第８項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項１０】
前記オレフィン共重合体は、無水物または酸を伴うランダムまたはグラフト・エチレン共重合体を包含する、特許請求の範囲第８項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項１１】
前記スチレンのブロック共重合体は、ブタジエン、イソプレン、および水素化ブタジエン、および水素化イソプレンからなるグループから選択された単量体を伴うブロック共重合体を包含する、特許請求の範囲第８項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項１２】
前記シリコン共重合体は、熱可塑性尿素−シリコン共重合体を包含する、特許請求の範囲第８項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項１３】
前記セルロースエステルまたはセルロース誘導体は、セルロースプロピオナート、酪酸セルロース、およびカルボキシメチルセルロースからなるグループから選択される、特許請求の範囲第８項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項１４】
前記分散相は、予備成形済みの細長い、または変形可能な高分子粒子、架橋粒子、およびコア−シェル粒子からなるグループから選択される、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項１５】
前記分散相は、高縦横比のガラス粒子、鉱物粒子、およびセラミック粒子からなるグループから選択される、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項１６】
前記分散相は、ウォールアストナイト、炭酸ストロンチウム、およびクレイからなるグループから選択される、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項１７】
前記分散相は、さらに有機材料、無機材料、および高分子材料からなるグループから選択されるコーティングを包含する、特許請求の範囲第１６項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項１８】
前記分散相は、細長い散乱ドメインおよび球状ドメインの組み合わせを包含する、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項１９】
前記散乱層は、さらに高分子可溶性染料を包含する、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項２０】
前記高分子可溶性染料は、ブラック・アントラキノン染料を包含する、特許請求の範囲第１９項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項２１】
前記散乱層の前記熱可塑性マトリックス材料および前記散乱層の前記分散相は、屈折率において約０．００３単位から約０．１単位までの差を有する、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項２２】
前記散乱層の前記熱可塑性マトリックス材料および前記散乱層の前記分散相は、屈折率において約０．０１単位から約０．０３単位までの差を有する、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項２３】
前記光散乱層の前記分散相は、約０．２ミクロンから約２０ミクロンまでの短方向の平均直径を有する、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項２４】
前記光散乱層の前記分散相は、約１ミクロンから約２００ミクロンまでの主方向の平均長を有する、特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項２５】
特許請求の範囲第１項に記載の光散乱層を包含し、それにおいて前記光散乱層が押し出し成形によって作られる単層光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項２６】
特許請求の範囲第１項に記載の光散乱層を包含する多層光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項２７】
さらに、少なくとも１つの熱可塑性マトリックスを包含する吸収層を包含する、特許請求の範囲第２６項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項２８】
前記吸収層のための熱可塑性マトリックスは、前記光散乱層の前記熱可塑性マトリックスと同一であること、または異なることが許され、アルキルメタクリル高分子、スチレン高分子、メタクリル共重合体、スチレン共重合体、オレフィン高分子、オレフィン共重合体、ポリカーボネート、ポリスルホン、スルホン共重合体、環状ポリオレフィン、ポリエステル、およびセルロースエステルからなるグループから選択される、特許請求の範囲第２７項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項２９】
前記吸収層は、さらに高分子可溶性染料を包含する、特許請求の範囲第２７項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項３０】
前記熱可塑性マトリックスは、ポリメチルメタクリル／アルキルアクリラート共重合体を包含し、前記高分子可溶性染料は、ブラック・アントラキノン染料を包含する、特許請求の範囲第２７項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項３１】
さらに、少なくとも１つの不連続コントラスト・グリッド・パターンを包含するコントラスト・コントロール層を包含する、特許請求の範囲第２６項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項３２】
前記コントラスト・コントロール層は、独立した吸収層上に配置されるパターン、独立した吸収層内に組み込まれるパターン、前記デバイスの別の構造エレメント上に塗布されるパターン、および前記デバイスの別の構造エレメント内に組み込まれるパターンからなるグループから選択されるグリッド・パターンを包含する、特許請求の範囲第３１項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項３３】
前記別の構造エレメントは、集束プリズム、光角度変更構造、フレネル・レンズ型構造、およびレンティキュラ・レンズ型構造からなるグループから選択される、特許請求の範囲第３２項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項３４】
前記デバイスの前記層は、積層処理、溶剤溶接処理、接着剤結合処理、プラスティック溶接処理、成形処理、射出成形処理、共射出成形処理、共押し出し処理、またはその種の処理の組み合わせによって互いに結合される、特許請求の範囲第２６項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項３５】
前記光学ディスプレイ・デバイスは、共押し出しによって形成される多層構造を包含する、特許請求の範囲第２６項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項３６】
前記デバイスの前記層は、原位置重合、紫外線硬化、放射線硬化、および熱硬化によって生成される、特許請求の範囲第２６項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項３７】
前記デバイスの前記層は、成形処理、射出成形処理、共射出成形処理、共押し出し処理、原位置重合、紫外線硬化、放射線硬化、熱硬化、またはその種の処理の組み合わせによって互いに結合される、特許請求の範囲第２６項に記載の光学ディスプレイ・デバイス。
【請求項３８】
特許請求の範囲第１項に記載の光学ディスプレイ・デバイスを包含する液晶ディスプレイのためのバックライト拡散器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対するクロスリファレンス
本件出願は、２００４年７月２９日に出願された米国特許仮出願第６０／５９２，００８号に対する優先権を主張するものであり、その全開示内容は参照によりこれに援用される。
【背景技術】
【０００２】
投影型テレビジョン、インタラクティブ・ホワイトボード、ディジタル看板、液晶ディスプレイ、およびそのほかの表示テクノロジにおける最近の進歩は、透過型および反射型両モードでますます大型化するスクリーンの開発の必要性を導いた。高性能背面投影型スクリーンは、解像度、利得、コントラスト、および広い視角について平衡のとれた特性を必要とする。スクリーンは、ビデオおよびデータ表現の両方について鮮明なイメージの表示に充分な解像度を提供しなければならず、同時に広い視聴者角度を提供し、しかも高い輝度および高いコントラストを、特に周囲光の存在下において見るために提供する態様で光の拡散を生じさせなければならない。この必要なコントラストを提供するため、グレイまたはブラックの色調が単層拡散スクリーン内に組み込まれる。
【０００３】
しかしながら、これらの表示テクノロジが水平方向において広い視角を提供することが必要とされる一方、垂直方向においてはるかに小さい視角が望ましいこともしばしばであり、このための要件は特定の応用に依存する。たとえば、多くのディスプレイおよび投影型スクリーン応用においては、視聴者がスクリーンの横に位置することもあるため広い水平視角を有することが望ましいが、一般に視聴者は、目の高さまたはその近傍にスクリーンが来るように位置することから垂直視角がそれほど広い必要はない。したがって、比較的広い水平視角を伴うが、比較的狭い垂直視角を伴う非等方性または楕円ディスプレイを有することが望ましいとすることが可能である。この非対称または楕円視野は、スクリーンを介して伝達される総合的な光のエネルギが光学エンジンに応じて一定になることから、垂直方向の視野が切り詰められるか、またはそのほかの短縮が行われる場合には、水平視角の増加のために、またはスクリーンの利得（輝度）の増加もしくはそれらの組み合わせのためにより多くのエネルギが利用可能になるという利点を有する。
【０００４】
１次元レンズ構造がプラスティック基板上に成形されるレンティキュラ・レンズ設計を使用するシステムはこの分野で周知であり、この種の非対称視野を伴うスクリーンを提供する投影型テレビジョン・スクリーンテクノロジの主流となっている。光が円柱型のレンズ構造によって第２の拡散フィルムまたは層の上に集束され、非対称拡散を生じる。しかしながら、その種のレンティキュラ−ベースのスクリーンは、レンティキュラ・エンボス・ロールのサイズにおける実用上の制限から製造可能なサイズにおいて、また製造可能なレンティキュラ・ピッチによって制限を受ける解像度においてそれぞれ限界がある。それに加えてレンティキュラ型のレンズは、周波数として表すことのできる一連の溝を含み、この周波数が、液晶ベースの、およびそのほかのマイクロディスプレイ−ベースの投影型ディスプレイにおけるピクセル周波数と干渉し、モアレ・フリンジを生じる可能性がある。結果として現在のところ利用可能なレンティキュラ・スクリーンは、よりピクセル周波数が高い高品位イメージ・ディスプレイ用に限られる。
【０００５】
光散乱システムは、透明マトリックス材料内の分散相として非対称散乱粒子を採用し、非対称光散乱パターンを生み出す技術分野において周知である。これらのシステムは、２つの基本的なタイプに分けられ、一方は、不連続相粒子が処理時の剪断によって引き延ばされてその種の非対称粒子が提供される不相溶性高分子を使用し、他方は、予備成形済みの細長い有機または無機材料を使用し、処理中に配向されてそれと同じ効果を提供する。
【０００６】
結果として得られる非対称拡散体システムの光学的性質は、マトリックスと分散相の間における屈折率の差、および分散相の細長い構造のサイズ、位置、形状、縦横比、および配向によって決定される。これらの因子は、あらかじめ決定される光学的性質を伴った光学エレメントを提供するべく変更することが可能である。したがって、細長い拡散体構造の主軸に対して実質的に垂直な方向においてもっとも大きな散乱角が生じ、その逆に当該細長い構造の主軸に対して実質的に平行な方向においてもっとも小さい散乱角が生じる。この種の性質は、ディスプレイおよび投影型スクリーンにとって特に有用である。
【０００７】
不相溶性高分子を採用する非対称拡散体システム、すなわち処理中の剪断によって不連続相散乱材料が引き延ばされて細長い粒子が提供されるシステムに関して言えば、米国特許第５，９３２，３４２号および同第６，３４６，３１１号がその種のシステムを開示している。
【０００８】
同様に日本国特許出願の特願平４−３１４５２２は、透明マトリックス材料および透明拡散体粒子の分散相を含む、投影型テレビジョン・スクリーンに使用するための非等方性光散乱材料について述べている。米国特許第６，５８２，７８３号は、非等方性光散乱層および当該光散乱層の少なくとも１つの側面に積層された透明樹脂層を包含する積層フィルムを開示している。
【０００９】
米国特許第６，７２７，３１３号ならびに同第６，８１９，４６８号、および米国特許出願第２００５００３６１９９号もまた正面および背面投影型スクリーンを含む光をマネージするためのスクリーンを開示しており、基板層、および基板の上に配置される細長い構造の分散相を含む接着性マトリックス材料の高分子組成を含んでいる。
【００１０】
上記のシステムの使用に伴う困難には、それらが硬質の拡散体層エレメントを組み込む硬質のスクリーンの製造に適用できないこと、または不相溶性高分子システムが、結果として得られるデバイスに所望の光学的、物理的、および温度的な性質を提供するために精密にコントロールされた形態、構造、および厚さを伴う広い押し出しまたは共押し出しシートを作成する必要があり、実用的処理環境において極めてコントロール困難であることのいずれかが含まれる。さらに、設計された光学的、物理的、および温度的な性質の望ましくない低下または減少をもたらすシートの押し出しの間における拡散体粒子のあらゆる変化もしくは再凝集、または表面もしくは界面への移動が防止されるように安定したコロイド・システムを提供することが困難である。それに加えてこれらのシステムは、輝度（利得）、水平ならびに垂直方向の散乱角度、コントラスト、および解像度といった光学的性質の最適組み合わせを呈さない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
結局、上記の光の散乱および透過の性質を伴った、特に、意図された応用にとって重要な方向において輝度、コントラスト、解像度、および広い視角の組み合わせといった利点を提供し、かつその種の広い視角が必要でない別の方向においてより狭い視角を提供するコントロールされた光散乱の非対称性を伴う改善された廉価かつ効率的な正面ならびに背面投影型スクリーンおよびディスプレイの開発に対する必要性が今もって存在する。以下、この開示の非対称視野光学ディスプレイ・デバイスは、これらの必要性に取り組む。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この開示は、少なくとも１つの熱可塑性マトリックスおよび少なくとも１つの分散相を含む１ないしは複数の光散乱層を有する非対称視野光学ディスプレイ・デバイスを提供し、それにおいて光散乱層の分散相が、光散乱層の体積において約０．２％から約５０％を包含する。
【００１３】
この開示の非対称視野光学ディスプレイ・デバイスは、いくつかの実施態様において、好ましくは可視スペクトルとする１ないしは複数の放射線散乱層を含み、かつオプションとして１ないしは複数の放射線吸収層、コントラスト・コントロール層、界面層、接着層、保護層、防眩層、反射防止層、静電気防止層、光集束または光角度変更層、反射層、および／または支持層を含む。
【００１４】
その種の光散乱層を有する単層および多層デバイスが提供される。
【００１５】
いくつかの実施態様においては、光学デバイスの追加の層が吸収層を含む。別の実施態様においては、光学デバイスの追加の層がコントラスト・コントロール層を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この開示は、透過または反射による投影光のイメージの表示のための非対称または楕円視野の単層または多層光学デバイスを含む。この光学デバイスは、熱可塑性または熱硬化性マトリックスを有する１ないしは複数の光散乱層、およびオプションとして１ないしは複数の光吸収またはコントラスト・コントロール層を含み、その種の光散乱、吸収、およびコントラスト・コントロール層のそれぞれは熱可塑性または熱硬化性マトリックスを有し、またこのデバイスが反射モードで使用されるときには反射層を有する。
【００１７】
この開示はさらに、高いコントラスト、高い解像度、および水平方向における広い視角とともに垂直方向におけるより小さく、かつコントロール可能な視角を伴う高い伝達利得（または輝度）の組み合わせが同時に獲得できる非対称または楕円視野の光学デバイスに関連する。この視角は、光散乱半値角、すなわち伝達度がその表面に対する法線の角度におけるそれの半分になる当該法線の角度からの角度として測定される。
【００１８】
『水平』および『垂直』という表現は、便宜上、このデバイスの１つの特定の応用、すなわち投影型テレビジョンを参照して使用している。しかしながらこれらの表現は、第１の方向における視角が、その第１の方向と直角の第２の方向における視角より大きくなるようにコントロールされて非対称または楕円視野が作られることを単に言及しているに過ぎず、所望の視角が垂直方向においてより大きく、かつ水平方向においてより小さいか、またはその種の視角における差異が直交する任意の２つの方向の間において、それらが水平および垂直の方向であるか否かにかかわらず望まれるこのほかの任意の応用におけるこの開示の光学デバイスの使用を排除する意図ではない。
【００１９】
この開示のデバイスの光散乱層の形成に使用される高分子材料は、いくつかの実施態様において、多層光学デバイス内に組み込まれたときに所望の光散乱または拡散の性質を提供する光散乱ドメインまたは粒子を含有するアモルファス熱可塑性マトリックス樹脂を含むことができる。
【００２０】
適切な熱可塑性樹脂は、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８の方法に従い、６６ｐｓｉにおいて測定したときに少なくとも約６０℃、一般的には少なくとも約８０℃、より一般的には少なくとも約１００℃の加熱撓み温度を有するべきとする。適切な熱可塑性樹脂は高い透明度を伴い、例を挙げるとポリアルキルおよびメタクリル酸アラルキル高分子、たとえばポリメチルメタクリルおよびメタクリル共重合体、ポリメチルメタクリル／アルキルアクリラート共重合体、スチレン高分子、たとえばポリスチレン、ポリアルキルスチレンおよびスチレン共重合体、たとえばスチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−メチルメタクリル共重合体、およびスチレン−メチルメタクリル共重合体、ポリカーボネートおよびポリカーボネート共重合体、ポリスルホン、ポリオレフィン、オレフィン共重合体、環状ポリオレフィン、セルロースエステル、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、たとえばポリエチレンまたはポリプロピレン、エチレンおよびプロピレンを包含する共重合体、ポリオレフィンのランダム、ブロック、およびグラフト共重合体、たとえば無水グラフトまたはイミド変性共重合体およびオレフィン−酢酸ビニル共重合体、たとえばエチレン−酢酸ビニル、オレフィン−アクリル酸およびオレフィン−メタクリル酸共重合体、シリコン高分子および共重合体、たとえばシリコン−尿素およびシリコン−ウレタン共重合体、ポリメチルペンテン高分子、ポリエーテルイミド、ポリエーテルイミドスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテルスルホン、ポリ（アリレンエーテル）、ポリグルタルイミド、ポリカーボネート、ポリエステルカルボナート、ポリアリレート、およびこの類、およびこれらの混合物を含む。
【００２１】
要求される衝撃耐性を提供するために必要な場合には、その種のマトリックス高分子に対して、ラバー強化等の耐衝撃性改良の方法が有害な影響を与えることなく、かつ高分子の光学的透過特性に望ましくない低下をもたらさない限り、望ましければ耐衝撃性改良または強化を施すことができる。これらの熱可塑性物質およびそれらの準備のための方法は当業者の範囲内である。
【００２２】
散乱層は、通常、光散乱をコントロールし、この開示の光学デバイスの非対称視野の楕円または非対称散乱特性を提供する分散相ドメインまたは粒子を含む。この種のドメインまたは粒子は、不混和性高分子配合物の光散乱層のための組成の使用の結果として熱可塑性マトリックス内において不混和性の高分子ドメインとすることができる。その後、その種のドメインまたは粒子は、処理の間の剪断力または流れ場内における配向の結果として、または処理の後に続くシートまたはそのほかの所望の形状を形成するための当初形成されたシートの引き伸ばしまたは配向の結果として細長いまたは非対称形状を形成する。これらの不混和性配合物は、その種の高分子ドメインを好適に提供するべく選択することができる。
【００２３】
使用する高分子材料は、処理の間もしくはいずれかの下流の処理、たとえば引き伸ばしまたは熱成形等の結果として細長いドメインまたは粒子が提供されるべく組成、分散相とマトリックス材料の物理的ならびに化学的性質、および処理条件が選択される不混和性配合物とすることができる。また粒子を、すでに非対称であるか、または処理の間もしくはその後に続く成形ステップにおいて細長い、または非対称ドメインを提供するべく変形を受けることの可能な予備成形高分子粒子、架橋高分子粒子、またはコア−シェル粒子とすることも可能である。
【００２４】
適切な不混和性ドメインまたは粒子は、一例を挙げれば、熱可塑性または弾性樹脂、たとえばポリアルキルおよびアルキルアクリラートおよびメタクリル高分子、たとえばポリブチルアクリラートおよびポリメチルメタクリル、メタクリル高分子および共重合体、アクリラート高分子および共重合体、スチレン高分子および共重合体、たとえばポリスチレン、ポリアルキルスチレン、およびスチレンのランダムおよびブロック共重合体、たとえばスチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−メチルメタクリル共重合体、スチレン−メチルメタクリル共重合体、スチレン−アクリラート共重合体、スチレン−ブタジエンおよびスチレン−イソプレン共重合体またはそれらの水素化または共重合体化バージョン、ポリカーボネートおよびポリカーボネート共重合体、ポリスルホン、環状ポリオレフィン、セルロースエステル、カルボキシレートセルロース誘導体、ポリアミド、ポリエステル、たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタラート、ポリブチレンテレフタレート、液晶高分子、ブロック共重合体およびブロックコーポリエステルエラストマー、ポリオレフィン、たとえばポリエチレンまたはポリプロピレン、エチレンおよびプロピレンを包含するオレフィン共重合体、ポリオレフィンのランダム、ブロック、およびグラフト共重合体、たとえば無水グラフトまたはイミド変性共重合体、酸の共重合体およびイオノマ、オレフィン−酢酸ビニル共重合体、シリコン高分子および共重合体、たとえばシリコン−尿素およびシリコン−ウレタン共重合体、ポリメチルペンテン高分子、ポリエーテルイミド、ポリエーテルイミドスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテルスルホン、ポリ（アリレンエーテル）、ポリグルタルイミド、ポリエステルカルボナート、ポリアリレート、熱可塑性ウレタン高分子、ブロック共重合体エラストマおよびその類、およびこれらの混合物を含むことができる。これらの熱可塑性物質およびそれらの準備のための方法は当業者の範囲内である。
【００２５】
光散乱層の不混和性ドメインまたは粒子はまた、同様に処理の間、またはその後に続く成形ステップにおいて配向が可能な予備成形済みの離散的な細長い針状、ロッド状、楕円体状、プリズム状もしくは板状の不混和性ガラス、鉱物、またはセラミック粒子、たとえば縦横比の高いガラス粒子、ウォールアストナイト、炭酸ストロンチウム、またはクレイを含むことができる。
【００２６】
本件デバイスの非対称または楕円視野を生み出し、コントロールする、上に開示した細長いドメインまたは粒子に加えて、そのほかの、それ自体は非対称または楕円散乱を作らないが、対称または円形パターンを作ることによって特徴記述される散乱成分もまた、光散乱層内に組み込むことができる。それらそのほかの成分は、視野の形状の変更およびコントロールを可能にするべく細長いドメインまたは粒子によって生み出される非対称または楕円散乱特性を変更するために使用することができる。
【００２７】
その種の追加の散乱成分は、予備成形粒子構造を含み、熱可塑性または熱硬化性樹脂の粒子、たとえばアルキル（メタ）アクリラート型樹脂、スチレン型樹脂、カルボン酸ビニル樹脂、およびポリシロキサン型樹脂が含まれる。これらの成分は、単独重合体、共重合体、または混合物をはじめ、架橋物質、コア−シェル、または多段構成の高分子材料、または任意のそのほかの適切な球状有機粒子とすることができる。
【００２８】
またその種の追加の散乱成分は、鉱物、ガラス、またはセラミック粒子、たとえばガラス・ビーズ、無機酸化物、たとえばシリカ、アルミナ、二酸化チタン、酸化アンチモン、酸化亜鉛、ジルコニア、および酸化タングステン、ケイ酸塩ベースならびにアルミノケイ酸塩ベースの鉱物または無機炭酸塩、たとえば炭酸カルシウムまたは炭酸バリウム、または任意のそのほかの適切な球状無機粒子を含むこともできる。
【００２９】
また光散乱ドメインまたは粒子は、予備成形済みの離散的な細長い針状、ロッド状、楕円体状、プリズム状もしくは板状の不混和性ガラス、鉱物、またはセラミック粒子、たとえばウォールアストナイトまたはクレイとすることができる。いくつかの実施態様においては、その種の予備成形済みの離散的な粒子が、それらのマトリックス材料との相互作用を変更するため、および／または分散された粒子の屈折率の累進的変更を提供するためにほかの有機もしくは無機材料または高分子材料がコーティングされているか、その中にカプセル化されているガラス、セラミック、または無機粒子を含むことができる。
【００３０】
１ないしは複数の散乱層は、１ないしは複数の型の熱可塑性フィルムまたはシートを含むことがあり、また散乱層内の散乱の程度および型は、それらの層を形成する熱可塑性フィルムまたはシートの組成、厚さ、および処理方法によってコントロールすることができる。
【００３１】
いずれの型の散乱ドメインまたは粒子が選択された場合においても、細長いドメインまたは粒子および球状のドメインまたは粒子をはじめ、マトリックス材料の型の組み合わせおよび濃度は、光学的性質の所望の組み合わせがもたらされるべく選択される必要がある。所望の光学的性質には、散乱特性およびその非対称性、解像度、コントラスト、伝達および輝度特性が含まれ、それらは、使用のための特定の応用に応じて調整されることがある。種々の拡散体のドメインおよび粒子の最適濃度は、必要とされる散乱特性および種々の拡散体の粒子とマトリックスの間の屈折率の差に依存することになる。
【００３２】
この開示の光散乱成分は、マトリックス分散媒内における分散相の分散をより安定化するために相溶化剤、高分子界面活性剤、または結合剤を組み込むこともできる。これらの材料が、処理および形成操作の間または後における分散相の再凝集、ブルーミング、界面への移動、またはシート構造からのプレーティング・アウトを防止することもあり、またより安定した処理特性を提供することができる。その種の相溶化剤には、ブロック共重合体、たとえばスチレン−ブタジエンまたはスチレン−イソプレン・ブロック共重合体またはそれらの水素化または共重合体化バージョンが含まれる。そのほかの相溶化剤には、イオン化共単量体を伴うエチレンおよび／またはプロピレンのランダム、ブロック、またはグラフト共重合体、たとえばアクリル酸エステル、無水マレイン酸等の無水物、メタクリルエステル、アクリル酸およびメタクリル酸等の酸、酸のイオノマ、および一酸化炭素、および安定性および加工性を付与する類似のイオン化化合物が含まれる。適切な結合剤には、オルガノシラン、オルガノチタニウム、オルガノジルコニウム、およびオルガノアルミニウム化合物およびこれらの類が含まれる。
【００３３】
散乱層は、通常、１より大きい適切な縦横比の細長い楕円体状、ロッド状、針状、プリズム状もしくは板状の形状を伴うドメインまたは粒子を含むかまたは包含し、それが散乱をコントロールする。これらのドメインまたは粒子は、処理の間の剪断力または配向、またはその後に続く、フィルムまたはシートの引き伸ばしまたは配向を含むドメインまたは粒子を変形するための操作の結果として不混和性高分子配合物から形成することができる。いくつかの実施態様においてはそれらのドメインまたは粒子が、すでに細長い形状を有するか、または処理中の変形が可能か、またはその後に続く操作が細長い形状を提供する予備成形済みの熱可塑性または熱硬化性粒子、架橋粒子、またはコア−シェル粒子、または離散的な不混和性の高い縦横比のガラス粒子、鉱物、またはセラミック粒子、たとえばウォールアストナイトとすることが可能であり、それらが散乱をコントロールする。散乱層（１ないしは複数）内に組み込むこと、または１ないしは複数の独立した層またはコントラスト・コントロール・グリッド内に存在することのできる光吸収性材料は、カーボン・ブラックまたはそのほかの着色顔料、または可溶性ブラック染料、たとえばアントラキノン染料等の可溶性染料を含むことができる。
【００３４】
散乱層の熱可塑性マトリックス材料と、散乱層のマトリックス内に分散される、光の散乱をコントロールする熱可塑性、熱硬化性、ガラス、鉱物、またはセラミックの光散乱ドメインまたは粒子は、屈折率において、約０．００２単位から約０．１単位まで、一般的には約０．０１単位から約０．０３単位まで、より一般的には約０．０１単位から０．０２単位までの範囲内の差を有する。光散乱ドメインまたは粒子は、短方向の平均直径が約０．２ミクロンから約２０ミクロンまで、一般的には約０．５ミクロンから１０ミクロンまでの範囲内にあり、主方向の長さが、約１ミクロンから約２００ミクロンまでの範囲内にある。
【００３５】
散乱層の光学的性質および散乱特性をコントロールし、同時にその層による適切な物理的、機械的、および温度的な性質の維持を可能にするため、散乱層のマトリックス内に分散される、光散乱をコントロールするが、物理的、機械的、および温度的な性質にも影響を与え得る熱可塑性、熱硬化性、ガラス、鉱物、またはセラミックの光散乱ドメインまたは粒子の体積率を、概して約０．２％から約５０％までの範囲内とする。言い換えると光散乱層の分散相は、光散乱層の体積率で約０．２％から約５０％までを構成する。これらのドメインまたは粒子は、当該マトリックス材料内における安定した分散を形成し、多層光学デバイスの散乱層の処理および製造の間において実質的に凝集することはない。
【００３６】
使用する分散相およびマトリックスの組成、物理的ならびに化学的な性質、および処理条件は、処理の間もしくはいずれかの下流の操作、たとえば引き伸ばしまたは熱成形等の結果として細長いドメインまたは粒子が提供されるべく選択することができる。それに加えて、分散相となるドメインまたは粒子は、すでに非対称であるか、または処理の間もしくはその後に続くいずれかの成形ステップにおいて細長い、または非対称ドメインを提供するべく変形を受けることの可能な予備成形済みの高分子粒子、架橋高分子粒子、またはコア−シェル粒子とすることができる。
【００３７】
いくつかの実施態様においては、この開示のデバイスがオプションとして、光吸収または不連続コントラスト・グリッド層、反射モードにおける使用のための反射層、界面層、接着層、保護層、つや消し、反射防止、防眩、静電気防止またはエンボス付き表面の層、フレネル等の光集束または光角度変更層、レンティキュラまたはそのほかのプリズム構造、および支持層を含めた１ないしは複数の吸収層、たとえばコントラスト・コントロールまたはコントラスト・グリッド層を含むことができる。
【００３８】
存在する場合には１ないしは複数の吸収層が、１ないしは複数の型の熱可塑性マトリックスを含むことができ、また吸収層内の吸収の程度および型は、それらの層を形成する熱可塑性フィルムまたはシートの組成、厚さ、および処理方法によってコントロールすることができる。この１ないしは複数の吸収層の形成に使用される熱可塑性マトリックスは、光散乱層の形成に使用される熱可塑性マトリックスと同一としてもよく、または異なるものとしてもよい。
【００３９】
この光吸収またはコントラスト層は、連続吸収層ではなく、不連続なコントラスト・グリッド・パターンを含むことができる。その種のグリッド・パターンは、独立した吸収剤の層の中または上に塗布される適切な吸収体を含むこと、または集束プリズム、光角度変更構造、フレネル・レンズ型構造、およびレンティキュラ・レンズ型構造といったほかの構造エレメント上またはその中に組み込むことができる。グリッド・パターンを適用するために使用される処理は、限定の意図ではないが、プリント、スクライブ、エンボス、レーザ・マーキング、光重合、光マスキング・テクニック、またはそのほかの適切な手段を含む。コントラスト・グリッドが使用される場合には、コントラスト・グリッド層内における吸収の程度および型は、使用する染料または顔料の型ならびに量の選択、およびグリッド・パターン、寸法、場所、間隔、および位置によってコントロールすることができる。
【００４０】
放射線散乱層システム内またはオプションの吸収層（１ないしは複数）内における吸収性材料（１ないしは複数）の吸収の大きさおよび周波数特性は、組成および使用される処理方法によってコントロールでき、オプションのコントラスト・コントロール層内の吸収の程度および型は、それらがコントラスト・グリッドまたはルーバーの形状のとき、使用する染料または顔料の型ならびに量、およびグリッドまたはルーバーのパターン、寸法、間隔、場所、および位置によってコントロールされる。なおここで使用する場合に『グリッド』という表現は、間隔および実成分、たとえば交差、湾曲、または平行な線を有する系統化された幾何学パターンを含み、ルーバー等の設計または形状を含めることができる。いくつかの実施態様においては、この開示のグリッドがパターンを有し、ここでそれが『ルーバー』と呼ばれることもある。
【００４１】
この開示のいくつかの実施態様においては、希望に応じてその層を通る光の透過ならびに周波数、結果として得られる非対称または楕円散乱光学デバイスのカラーおよびコントラストをコントロールするべく少なくとも１つの散乱層内に光を吸収する材料または色調またはコントラスト剤を組み込むことができる。この光を吸収する材料は、着色すること、またはブラックの染料または顔料、たとえばカーボン・ブラック顔料またはそのほかの顔料とすることが可能な可溶性または不溶性カラーまたはコントラスト剤を含むことができる。別の実施態様においては、この光を吸収する材料を可溶性染料、たとえば高分子可溶性ブラック・アントラキノン染料とすることができる。これらの光を吸収する材料はすべて商業的に入手可能である。
【００４２】
この開示の別の実施態様においては、光を吸収する材料が散乱層（１ないしは複数）内に組み込まれずに独立した光吸収またはコントラスト・コントロール層内に含められることがある。この光吸収層は、この開示の非対称または楕円散乱視野光学デバイス内に使用されるとき、この層を通る光の透過および結果として得られる多層構造のカラーおよびコントラスト特性を希望に応じてコントロールする光吸収体を含む高分子材料、通常はアモルファス熱可塑性樹脂を含むことができる。適切なアモルファス熱可塑性樹脂は、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８の方法に従い、６６ｐｓｉにおいて測定したときに少なくとも約６０℃、一般的には少なくとも約８０℃、より一般的には少なくとも約１００℃の加熱撓み温度を有するべきとする。
【００４３】
適切な熱可塑性樹脂は、散乱層内における使用について前述したものを含み、高い透明度を伴うものとする。その種の樹脂には、例を挙げるとポリアルキルおよびアルキルメタクリル高分子、たとえばポリメチルメタクリルおよびメタクリル共重合体、スチレン高分子、たとえばポリスチレン、ポリアルキルスチレンおよびスチレン共重合体、たとえばスチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−メチルメタクリル共重合体、およびスチレン−メチルメタクリル共重合体、ポリカーボネートおよびポリカーボネート共重合体、ポリスルホン、環状ポリオレフィン、セルロースエステル、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、たとえばポリエチレンまたはポリプロピレン、およびエチレンおよびプロピレンを包含し、ポリオレフィンのランダム、ブロック、およびグラフト共重合体を含む共重合体、たとえば無水グラフトまたはイミド変性共重合体、オレフィン−酢酸ビニル共重合体、オレフィン−アクリル酸共重合体、オレフィン−メタクリル酸共重合体、シリコン高分子および共重合体、たとえばシリコン−尿素およびシリコン−ウレタン共重合体、ポリメチルペンテン高分子、ポリエーテルイミド、ポリエーテルイミドスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテルスルホン、ポリ（アリレンエーテル）、ポリグルタルイミド、ポリエステルカルボナート、ポリアリレート、およびこの類、およびこれらの混合物が含まれる。要求される衝撃耐性を提供するために必要な場合には、その種のマトリックス高分子に対して、ラバー強化等の耐衝撃性改良の方法が有害な影響を与えることなく、かつ高分子の光学的透過特性に望ましくない低下をもたらさない限り、耐衝撃性改良または強化を施すことができる。これらの熱可塑性物質およびそれらの準備のための方法は当業者の範囲内において周知である。
【００４４】
連続吸収層は、１ないしは複数の型の熱可塑性フィルムまたはシートを含むことがあり、吸収層内における吸収の程度および型は、それらの層を形成する熱可塑性フィルムまたはシートの組成、厚さ、および処理方法によってコントロールすることができる。
【００４５】
拡散体層および連続吸収層のマトリックス材料は、単一の材料または２もしくはそれを超える数の材料の組み合わせとすることが可能であり、種々の異なる材料をこの開示の高分子組成に使用することができる。拡散体層内の分散相材料の細長い構造は、マトリックス材料内に分散され、マトリックスおよび分散相の材料の選択は、所望の光学的、物理的、および温度的な性質およびマトリックスならびに分散相の材料の相溶性を基礎とすることができる。概して言えば、組み合わせが所望の光学的、物理的、および温度的な性質を提供する限り適切な光学的性質を伴う任意の高分子材料をマトリックスおよび分散相の材料として使用することが可能である。
【００４６】
不連続コントラスト・グリッド層は、染料または顔料の型ならびに量の選択、およびグリッド・パターン、寸法、間隔、場所、および位置によって形成することができる。存在する場合には、コントラスト・グリッド層をプリント、スクライブ、エンボス、レーザ・マーキング、光重合、光マスキング・テクニック、またはそのほかの適切な手段によって独立した層内に含めること、またはこのデバイスのほかの、集束プリズムおよびレンズ構造といったエレメントの上または中に組み込むことができる。いくつかの実施態様においては、米国特許第５，５４３，８７０号の中に開示されている構造に類似する構造を使用することができる。
【００４７】
支持層は、１ないしは複数の型の熱可塑性または熱硬化性フィルムまたはシート、または適切な光学的性質を有するガラス等の無機材料を含むことができる。
【００４８】
この開示の多層の実施態様においては、それらの層を、積層処理、共押し出し処理、溶剤溶接処理等の溶剤結合処理、プラスティック溶接処理、接着剤結合処理、成形処理、共成形処理、射出成形処理、共射出成形処理、重合キャスティング処理、このほかの様式の紫外線、放射線、または熱硬化テクニックを含む原位置重合処理、またはこのほかの多層構造を作る任意の処理、またはこれらの処理の任意の組み合わせによって互いに結合することができる。散乱および吸収層、およびオプションのほかの層もまた、多層構造を形成するべく共押し出しを行うことができる。散乱および吸収層、およびオプションのほかの層を、重合キャスティングまたはほかの様式の原位置重合によって、紫外線もしくは放射線硬化、または熱硬化によって作り出し、この開示の光学デバイスのための多層構造を形成することも可能である。これらの処理のいずれかまたはすべてを組み合わせて使用し、この開示の光学デバイスのための多層構造を形成することもできる。
【００４９】
独立した１ないしは複数の散乱層の組み込み等のように１を超える数の層を有するこの開示のデバイスについては、この光学デバイスの構造を構成する種々の層のそれぞれの間に界面層が存在することがあり、積層、共押し出し、溶剤結合、接着剤結合、溶接、またはそのほかの組み立て方法による多層システムの製造から結果的にもたらされる前述の層の間に別々の接着層または遷移ゾーンを含むことができる。
【００５０】
この開示の単層の実施態様は、シート押し出し、トランスファ成形、圧縮成型、射出成型、熱成形、重合キャスティング、またはそのほかの様式の、紫外線もしくはほかの放射線硬化または熱硬化テクニック等による原位置重合、またはそのほかの適切な単層構造を提供する適切な製造方法によって作ることができる。
【００５１】
この開示の単層の実施態様においては、カーボン・ブラック顔料もしくはそのほかの顔料、または可溶性ブラック染料等の可溶性染料、たとえばアントラキノン染料を散乱層内に組み込むことが可能である。多層の実施態様においては、オプションの吸収体層がカーボン・ブラック顔料もしくはそのほかの顔料、または可溶性ブラック染料等の可溶性染料、たとえばアントラキノン染料を含むこと、またはその種の適切な顔料または染料のコントラスト・グリッド・パターンを独立した吸収体層の上に塗布するか、またはその中に組み込むか、フレネルまたはレンティキュラ・レンズ構造を含む集束プリズムおよびレンズ構造等のそのほかの構造エレメントに塗布するか、またはその中に組み込むことが可能である。顔料または染料は、プリント、スクライブ、エンボス、レーザ・マーキング、光重合、光マスキング・テクニック、またはそのほかの適切な手段によってそれらのエレメント上に塗布し、またはそれらの中に組み込むことができる。
【００５２】
当初作成される単層または多層構造の形状は、その後に続く熱成形等の標準成型方法によって、および／またはそれを特定の形状に保持する枠内にマウントすることによって変更および拘束が可能である。
【００５３】
この開示のデバイスは、掻き傷または彫り傷等の物理的損傷から散乱層および吸収層を保護する１ないしは複数の保護層を含むこと、またはつや消し、無反射、防眩、静電気防止、またはエンボス付き表面を提供してこのデバイスの光学的またはそのほかの用途の性質を強化することができる。またこの構造は、フレネル、レンティキュラ、またはそのほかのプリズム構造等の、光が拡散体層に入射する前に光線の集束またはそれらの角度方向の変更を行う１ないしは複数の層を含むこともできる。それに加えてこの構造は、物理的な強度、剛性、機械的ひずみ耐性、温度耐性、またはそのほかの性質をこの光学デバイスに提供する１ないしは複数の支持層を含むことができる。拡散層および色調層に使用される支持材料ならびに厚さおよびマトリックス材料ならびに厚さは、要求される物理的性質、たとえば大型スクリーン（たとえば、３〜４メートル四方）のための剛性を提供する高い係数を提供する組み合わせにおいて選択される。必要とされる性質に応じて、支持層は、１ないしは複数の型の熱可塑性または熱硬化性フィルムまたはシート、または適切な光学特性を有するガラス等の無機材料を含むことができる。
【００５４】
この開示のデバイスは、透過型または反射型のいずれかのモードで投影される光のイメージを表示するために使用することができる。散乱層（１ないしは複数）内における散乱の程度および型は、使用される高分子材料の組成および処理によってコントロールされる。
【００５５】
したがっていくつかの実施態様においては、この開示のデバイスを、透過による投影された光イメージの可視化に使用することができる。その種のデバイスは、通常、少なくとも１つの散乱層および少なくとも１つの吸収層またはコントラスト・コントロール層、およびオプションとして１ないしは複数の界面層、接着層、保護層、防眩層、反射防止層、静電気防止層、光の集束または光の角度修正層、および支持層を含む。その種のコントラスト・コントロール層は、顔料または染料を含有する吸収層、またはそれに代えて適切な顔料または染料を含む不連続コントラスト・グリッド・パターンを含むことができる。顔料もしくは染料またはグリッド・パターンは、プリント、スクライブ、エンボス、レーザ・マーキング、光重合、光マスキング・テクニック、またはそのほかの適切な手段によって独立した吸収体層上に塗布し、もしくはその中に組み込むこと、またはフレネルおよびレンティキュラ・レンズ構造を含む集束プリズムまたはレンズ構造等の別の構造エレメント上もしくはその中に組み込むことができる。
【００５６】
透過モードにおいては、好ましくは光が散乱層に、直接またはオプションのコントラスト・コントロール層、界面層、接着層、保護層、防眩層、反射防止層、静電気防止層、光の集束または光の角度修正層、および支持層を介して入射する。続いてその光が前方に散乱されて、伝達利得（または輝度）、解像度、および散乱半値角、すなわち伝達度がその表面に対する法線の角度におけるそれの半分になる当該法線の角度からの角度の組み合わせを提供するが、これは散乱層の作成に使用される組成ならびに処理方法およびその厚さによってコントロールされる。独立した吸収層が、散乱層の光が入射する側と反対側に存在する場合には、その後その光がその散乱層を通過し、そこで光の周波数特性の修正が可能になる。たとえば、イメージの輝度およびコントラストは、連続吸収層内に組み込まれる染料または顔料の型および量の選択によって、またはコントラスト・グリッドが使用される場合には染料または顔料の型および量の選択、およびグリッド・パターン、間隔、ならびに位置によってコントロールできる。光は、吸収層またはグリッドを通過する前または後に界面層、接着層、保護層、防眩層、反射防止層、静電気防止層、および支持層を通過することもある。その後、結果として得られる所望のイメージを、このデバイスに光が入射する側とは反対側から見ることができる。
【００５７】
別の実施態様においては、この開示が、液晶ディスプレイ用のバックライト拡散器として使用するための少なくとも１つの散乱層を包含する非対称または楕円視野の光学デバイスを提供する。その種の光学デバイスは、現在採用されている対称バックライト拡散器と比較して改善された光学的効率を提供することができる。
【００５８】
別の実施態様においては、この開示が、反射による投影された光イメージの可視化のための非対称または楕円視野光学デバイスを提供し、反射層、少なくとも１つの散乱層、およびオプションとして１ないしは複数の吸収層、コントラスト・コントロール層、界面層、接着層、保護層、防眩層、反射防止層、静電気防止層、光の集束または光の角度修正層、および支持層を含む。いくつかの実施態様においては、反射層の形成に使用される材料が、金属化された層（１ないしは複数）またはそのほかの反射材料（１ないしは複数）、たとえばスパッタリングまたはそのほかの適切な処理によって銀等の反射材料がコーティングされたフィルム等の金属化されたミラー様式の層を含むことができる。
【００５９】
反射モードにおいては、通常、独立した吸収層またはコントラスト・グリッドが存在する場合には光が吸収層またはコントラスト・グリッド側から入射し、その後散乱層を通過して、散乱層の直後に配置されるか、または反射層の取り付けのための平らな表面を提供する薄い透明層もしくは吸収層によって隔てられた反射層から反射される。その後この光は、散乱層を通って戻り、そこでさらに散乱を受け、続いて独立した吸収層またはコントラスト・グリッドが存在する場合には再びそれを通過し、それにおいて周波数、カラー、またはコントラストの特性の最終的な修正を受けて最終的な所望のイメージを提供する。デバイスに界面層、接着層、保護層、防眩層、反射防止層、静電気防止層、および支持層が組み込まれているときには、この光がそれらを通過することがある。
【００６０】
連続色調層またはコントラスト・グリッド構造が存在する場合において、通常、色調層は拡散体層の観察側（すなわち、光の入射がない側）に存在するが、コントラスト・グリッド構造は、通常、拡散体層の光入射側に、たとえばフレネル・レンズまたはそのほかの構造と拡散体層の間に存在する。別の実施態様においては、コントラスト・グリッド構造が、拡散体層の光入射側の支持層もしくはそのほかの層内に組み込まれ、またはフレネル・レンズもしくはそのほかの、フレネル・レンズの光入射側にある構造内に組み込まれることがある。
【００６１】
またこの開示は、実質的に粒子がなく、ほとんどまたはまったくシンチレーションを示さず、ホット・スポットまたは過剰明度の領域が実質的にない、伝達された光を水平方向においては広い面積にわたる一方、垂直方向においてはより小さい、コントロール可能な面積で拡散する、上に述べたとおりの非対称または楕円視野光学デバイスを提供する。
【００６２】
以下の例は、この開示の態様およびその達成を可能にする方法のいくつかを例示することが意図されている。この開示を達成するほかの方法は、この開示が与えられた当業者によって認識されることになろう。以下の例は、例示のみが意図されており、この開示を制限する意図ではない。
【実施例１】
【００６３】
散乱種を含有する半透明熱可塑性組成が押し出され、多色性の光を散乱し、散乱層として作用するフィルムまたはシートが作られた。この散乱層は、マトリックス材料として少量の共重合アルキルアクリラートを含有するメチルメタクリル高分子であり、かつＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８の条件１の下における測定時に約１．６ｇ／１０分の溶融流れ率を有する市販アクリル成形樹脂の混合物であるアトグラス（Ａｔｏｇｌａｓ）Ｖ−８２６（アルケマ（Ａｒｋｅｍａ））を、分散相として線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）（エクソン（Ｅｘｘｏｎ）ＬＬ１００１．０９）を含む。これら２つの成分がドライ・ブレンドされ、その後ツイン−スクリュ押し出し成形機内において混合され、約２４０℃の溶融温度でストランド・ダイを使用してペレットが作られた。その後、これらのペレットが乾燥され、シングル−スクリュ押し出し成形機を用いて約２３０℃の溶融温度で約６６インチ幅のフラット・シート・ダイを介して押し出され、散乱フィルムまたはシートが作られた。
【００６４】
５／９５８から３０／７０にわたる種々の比のＬＬＤＰＥ／アトグラス（Ａｔｏｇｌａｓ）Ｖ−８２６の組成が準備され、それらの光学的性質が決定された。結果として得られたフィルムまたはシートの光学的性質は、透過および反射モードにおける光の散乱を含め、ヨコガワ（Ｙｏｋｏｇａｗａ）またはミノルタ（Ｍｉｎｏｌｔａ）照度計およびフォトン・インク（Ｐｈｏｔｏｎ  Ｉｎｃ．）のゴニオメータ放射計、およびオリンパス（Ｏｌｙｍｐｕｓ）顕微鏡を使用していくつかの異なる方法によって決定された。屈折率は、アッベ（Ａｂｂｅ）屈折率計を用いて決定された。測定された光学的性質には、ピーク利得、種々の方向における視角、解像度、表面反射、および拡散透過率が含まれる。
【００６５】
非対称視野単層光学デバイスの光学的性質を次の表１に示す。
【００６６】
【表１】
2008508557.tif 000002
【実施例２】
【００６７】
光吸収体を含む透明または半透明の熱可塑性が押し出し成形されて、多色性の光を吸収し、吸収体または色調層として作用するフィルムまたはシートが作られた。この吸収体フィルムは、少量の共重合アルキルアクリラートを含有する耐衝撃性改良されたメチルメタクリル高分子であり、かつＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８の条件１の下において測定された約１ｇ／１０分の溶融流れ率を有するアクリル成形樹脂のアトグラス（Ａｔｏｇｌａｓ）ＤＲ−１０１（ローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ））、および０．００３％から０．０７％までの範囲にわたる濃度で高分子可溶性ブラック・アントラキノン染料（ラムダプラスト・ブラック（Ｌａｍｂｄａｐｌａｓｔ  Ｂｌａｃｋ）ＬＮ、バックアイ・カラー・アンド・ケミカル（Ｂｕｃｋｅｙｅ  Ｃｏｌｏｒ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）ＬＬＣ）を包含する。これらの成分がドライ・ブレンドされ、その後ツイン−スクリュ押し出し成形機内において混合され、約２４０℃の溶融温度でストランド・ダイを使用してペレットが作られた。その後、これらのペレットが乾燥され、約２３０℃の溶融温度で約６６インチ幅のフラット・シート・ダイを介して押し出され、吸収体フィルムまたはシートが作られた。結果として得られたフィルムまたはシートの光学的性質は、実施例１と同様に決定された。
【実施例３】
【００６８】
実施例１および２において準備された２つの熱可塑性組成の共押し出しが行われて、１つの層が多色性の光を散乱し、第２の層が光を吸収してコントラストを提供する２層シート構造が作られた。結果として得られた構造の光学的性質は、実施例１と同様に決定された。結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
2008508557.tif 000003
【実施例４】
【００７０】
実施例１および２において準備された２つのフィルムまたはシートが積層処理によって互いに結合され、結果として得られた構造の光学的性質が実施例１と同様に決定された。結果として得られた構造は、実施例３と事実上区別がつかない光学的性質を有していた。
【実施例５】
【００７１】
実施例１および２において準備された２つのフィルムまたはシートが溶剤結合処理によって互いに結合され、結果として得られた構造の光学的性質が実施例１と同様に決定された。結果として得られた構造は、実施例３と事実上区別がつかない光学的性質を有していた。
【実施例６】
【００７２】
実施例１のフィルムまたはシートが作られたが、マトリックス材料としてＶ−８２６に代えて、６０％のメチルメタクリルおよび４０％のスチレンからなる高分子樹脂（ＭＳ樹脂ＴＸ−４００  Ｓナチュラル（Ｎａｔｕｒａｌ）、デンキカガクＫ．Ｋ．（Ｄｅｎｋｉ  Ｋａｇａｋｕ  Ｋ．Ｋ．））が含められた。結果として得られた単層構造の光学的性質が実施例１と同様に決定された。結果を下の表３に示す。
【００７３】
【表３】
2008508557.tif 000004
【実施例７】
【００７４】
実施例１のフィルムまたはシートが作られたが、マトリックス材料としてＶ−８２６に代えてアトグラス（Ａｔｏｇｌａｓ）ＤＲ−１０１耐衝撃性改良メチルメタクリル高分子（アルケマ（Ａｒｋｅｍａ））が含められ、分散相としてベクター（Ｖｅｃｔｏｒ）４４６１スチレン／ブタジエン／スチレン線形トリブロック共重合体（デクスコ（Ｄｅｘｃｏ））が組み込まれた。結果として得られた単層構造の光学的性質が実施例１と同様に決定された。結果を下の表４に示す。
【００７５】
【表４】
2008508557.tif 000005
【実施例８】
【００７６】
実施例７が準備されたが、組成に４．５％のベクター（Ｖｅｃｔｏｒ）４４６１および２．４％のパラロイド（Ｐａｒａｌｏｉｄ）５１３６コア−シェル添加剤（ローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ））が組み込まれた点が異なる。パラロイド（Ｐａｒａｌｏｉｄ）５１３６は、外側層のメチルメタクリル共重合体によって包み込まれたアルキルアクリラート共重合体の内側コアを有する球状粒子である。この粒子のサイズは約２ミクロンから約１０ミクロンまでの範囲である。結果として得られた単層構造の光学的性質が実施例１と同様に決定された。結果を下の表５に示す。
【００７７】
【表５】
2008508557.tif 000006
【実施例９】
【００７８】
実施例１のフィルムまたはシートが作られたが、マトリックス材料としてＶ−８２６に代えてトパーズ（Ｔｏｐａｓ）８００７ノルボルネン−エチレン・ベースのアモルファス環状ポリオレフィン高分子（チコナ（Ｔｉｃｏｎａ））が含められ、分散相としてＬＬ１００１．０９線形低密度ポリエチレン高分子およびパラロイド（Ｐａｒａｌｏｉｄ）５１３６コア−シェル添加剤（ローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ））が組み込まれた。結果として得られた単層構造の光学的性質が実施例１と同様に決定された。結果を下の表６に示す。
【００７９】
【表６】
2008508557.tif 000007
【実施例１０】
【００８０】
実施例１のフィルムまたはシートが作られたが、マトリックス材料としてＶ−８２６に代えてアトグラス（Ａｔｏｇｌａｓ）ＭＩ７Ｅ−１０１耐衝撃性改良メチルメタクリル共重合体（アルケマ（Ａｒｋｅｍａ））が含められ、フサボンド（Ｆｕｓａｂｏｎｄ）ＥＭＢ２２６Ｄ無水マレイン酸グラフト・エチレン共重合体（デュポン（ＤｕＰｏｎｔ））および分散相としてパラロイド（Ｐａｒａｌｏｉｄ）５１３６コア−シェル添加剤（ローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ））が組み込まれた。結果として得られた単層構造の光学的性質が実施例１と同様に決定された。結果を下の表７に示す。
【００８１】
【表７】
2008508557.tif 000008
【実施例１１】
【００８２】
実施例１０が反復されたが、マトリックス高分子に対する０．０２％のラムダプラスト・ブラック（Ｌａｍｂｄａｐｌａｓｔ  Ｂｌａｃｋ）ＬＮ高分子可溶性ブラック・アントラキノン染料（バックアイ・カラー・アンド・ケミカル（Ｂｕｃｋｅｙｅ  Ｃｏｌｏｒ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）ＬＬＣ）の添加を伴って行われた。結果として得られた単層構造の光学的性質が実施例１と同様に決定された。結果を下の表８に示す。
【００８３】
【表８】
2008508557.tif 000009
【実施例１２】
【００８４】
実施例１０が反復されたが、フサボンド（Ｆｕｓａｂｏｎｄ）ＥＭＢ２２６Ｄに代えて２％のジェニオマー（Ｇｅｎｉｏｍｅｒ）１４０熱可塑性尿素−シリコン共重合体（ワッカー（Ｗａｃｋｅｒ））および５％のパラロイド（Ｐａｒａｌｏｉｄ）５１３６が使用された。結果として得られた単層構造の光学的性質が実施例１と同様に決定された。結果を下の表９に示す。
【００８５】
【表９】
2008508557.tif 000010
【実施例１３】
【００８６】
マトリックス高分子としてカリバー（Ｃａｌｉｂｒｅ）Ｖ３０２０６ポリカーボネート（ダウ・ケミカル（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ））を、予備成形済み針状散乱材料としてナイグロス（Ｎｙｇｌｏｓ）４Ｗウォールアストナイト（ナイコ・ミネラルズ（Ｎｙｃｏ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ））を使用して実施例１が反復されたが、組成のドライ・ブレンドが行われずに、押し出し成形機の出口に向かうマトリックス高分子溶融物へのウォールアストナイト鉱物の導入を可能にするべく装備されたツイン−スクリュ押し出し成形機内において配合され、ウォールアストナイトのフラクチャリングおよびその縦横比の減少が最小化された。その後、結果として得られた配合物が屈曲リップ・ダイを伴うシングル−スクリュ押し出し成形機を介して押し出されてシートが作られた。結果として得られた単層構造の光学的性質が実施例１と同様に決定された。結果を下の表１０に示す。
【００８７】
【表１０】
2008508557.tif 000011
【実施例１４】
【００８８】
ナイグロス（Ｎｙｇｌｏｓ）４Ｗに対する追加の拡散体として０．５％のパラロイド（Ｐａｒａｌｏｉｄ）５１３６コア−シェル添加剤の追加を伴って実施例１３が反復された。結果として得られた単層構造の光学的性質が実施例１と同様に決定された。結果を下の表１１に示す。
【００８９】
【表１１】
2008508557.tif 000012
【００９０】
以上の記述は限定としてではなく、単なる例示として解釈される必要がある。ここに開示されている実施態様に対して種々の修正を行い得ることは理解されるであろう。たとえば、当業者であれば認識することになろうが、ここに記述されている特定の材料および量は、この開示のデバイスの機能に必ずしも不都合な影響を与えることなくわずかに変更することは可能である。したがって、以上の記述は限定ではなく、単なる有用な実施態様の例示として解釈されるべきである。当業者は、この開示の範囲および精神の中でほかの修正を描くことになろう。