(57)【要約】【課題】ボイドを含む薄いフィルムが、高温下では非常に収縮しやすく、種々の要件に合致するボイドを含む薄いフィルムを製造することは非常に困難である。【解決手段】光源、光学的透過性の自己支持性基体、及び、基体と一体にされるが付着しておらず、熱収縮試験の結果として１％未満で収縮するボイドを含む高Ｔｇ半結晶ポリマー光学ディフューザーフィルムを備える光アセンブリ。【選択図】図２
2008250299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源；光学的透過性の自己支持性基体；及び前記基体と一体にされるが付着しておらず、熱収縮試験の結果として１％未満で収縮する、ボイドを含む高Ｔｇ半結晶ポリマー光学ディフューザーフィルム；を含む光アセンブリ。
【請求項２】
前記光学ディフューザーフィルムが、光学的増白剤を含む請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項３】
前記光学ディフューザーフィルムが、前記ボイドを含むポリマーとしてポリエステルを含む請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項４】
前記光学ディフューザーフィルムにおいて、前記ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸、又はそれらのコポリマーのいずれかを含む、請求項３記載の光アセンブリ。
【請求項５】
前記光学ディフューザーフィルムが、９０．５％よりも大きい光透過率値を有するポリエチレンテレフタレートを含む請求項３記載の光アセンブリ。
【請求項６】
前記光学ディフューザーフィルムが、ボイド開始粒子を含む請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項７】
前記光学ディフューザーフィルムにおいて、前記ボイド開始粒子がポリオレフィンである請求項６記載の光アセンブリ。
【請求項８】
前記光学ディフューザーフィルムが、ポリプロピレンを含む請求項７記載の光アセンブリ。
【請求項９】
前記ポリオレフィンが、３重量％〜２５重量％の間の量で存在する請求項７記載の光アセンブリ。
【請求項１０】
前記光学ディフューザーフィルムにおいて、前記ポリオレフィンが、１０重量％〜２０重量％の間の量で存在する請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項１１】
前記光学ディフューザーフィルムに関する、ボイド開始剤の重量％における量に、ボイドを含む層のμｍにおける厚さをかけた積が７５０〜１５００の間である請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項１２】
前記ボイド開始剤の重量％にける量に、前記ボイドを含む層のμｍにおける厚さをかけた積が９５０〜１３５０の間である請求項１１記載の光アセンブリ。
【請求項１３】
前記光学的増白剤が、ベンゾオキサゾリル−スチルベン化合物を含む請求項２記載の光アセンブリ。
【請求項１４】
前記光学的増白剤が、２，２’−（１，２−エテンジルジ−４，１−フェニレン）ビスベンゾオキサゾールを含む請求項２記載の光アセンブリ。
【請求項１５】
前記光学的増白剤が、０．０１〜０．１重量％の間の量で存在する請求項２記載の光アセンブリ。
【請求項１６】
前記光学的増白剤が、０．０２〜０．０５重量％の間の量で存在する請求項２記載の光アセンブリ。
【請求項１７】
前記光学ディフューザーフィルムが、二酸化チタンを含む請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項１８】
二酸化チタンが、０．２５〜５重量％の間の量で存在する請求項１７記載の光アセンブリ。
【請求項１９】
前記光学ディフューザーフィルムが、多層化されている請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項２０】
ボイドを含まないポリマー層が、前記ボイドを含むフィルムの少なくとも一方の側で前記光学ボイドを含むディフューザーフィルムと隣接する請求項１９記載の光アセンブリ。
【請求項２１】
前記フィルムを通って伝えられる光線の方向を制御するための構造化表面を含む請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項２２】
前記構造物が、限定された湾曲プリズム構造物である請求項２１記載の光アセンブリ。
【請求項２３】
透明なビーズが前記構造物にコーティングされる請求項２１記載の光アセンブリ。
【請求項２４】
光学修正層が前記構造物上にコーティングされる請求項２１記載の光アセンブリ。
【請求項２５】
軸上輝度利得が０．９０よりも大きく、局部的な均一性が０．９０よりも大きい請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項２６】
静電気防止コーティングをさらに含む請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項２７】
前記光学ディフューザーフィルムの厚さは、１〜１０ミルの間である請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項２８】
前記フィルムの厚さは、２〜６ミルの間である請求項１記載の光アセンブリ。
【請求項２９】
請求項１記載の光アセンブリを含む照明されるディスプレイ。
【請求項３０】
前記光源から前記光学ディフューザーフィルムの反対側に位置するＬＣセルを含む請求項２９記載のディスプレイ。
【請求項３１】
前記光学ディフューザーフィルムと前記ＬＣセルとの間に他の光学層をさらに含む請求項３０記載のディスプレイ。
【請求項３２】
請求項１記載のフィルムを通って光を伝えることを含む画像を表示するための方法。
【請求項３３】
熱収縮試験の結果として１％未満で収縮する、ボイドを含む高Ｔｇ半結晶ポリマー光学ディフューザーフィルムであって、ボイドを含むポリマーとして、９０．５％より大きい光透過率値を有するポリエチレンテレフタレートを含むフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ディスプレイに関し、より詳細には、ＬＣＤモニタ及びＬＣＤテレビに使用され得る液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ラップトップコンピュータ、携帯計算機、デジタル腕時計及びテレビ等の装置に使用される光学ディスプレイである。幾つかのＬＣＤは、ディスプレイの側面に位置する光源を含み、光源からＬＣＤパネルの背面へ光を導くように配置された光ガイドを含む。他のＬＣＤ、例えば、幾つかのＬＣＤモニタ及びＬＣＤテレビ（ＬＣＤ−ＴＶ）は、ＬＣＤパネルの背後に配置された多数の光源を使用して直接照明される。この配置は、より大きいディスプレイではますます一般的である。なぜなら、一定レベルのディスプレイ光度を達成するための光パワー要件がディスプレイサイズの二乗で増加する一方で、ディスプレイの側面に沿って光源を設置するために利用できる場所がディスプレイサイズに比例して増加するだけだからである。加えて、幾つかのＬＣＤの用途、例えば、ＬＣＤ−ＴＶは、ディスプレイが他の用途よりもかなり大きく離れた場所から見るのに十分なほど明るいことが必要であり、ＬＣＤ−ＴＶ用の視角要件は、ＬＣＤモニタ及び携帯装置用のものとは一般に異なる。
【０００３】
幾つかのＬＣＤモニタ及び殆どのＬＣＤ−ＴＶは、一般に、多数の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）によって背後から照明される。これらの光源は、線状であり、かつディスプレイの全幅にわたって伸びており、その結果、ディスプレイの背面が、より暗い領域によって分離された一連の明るいストライプによって照明されることになる。そのような照明プロファイルは望ましくなく、そのため、ディフューザープレートが、ＬＣＤ装置の背面において照明プロファイルを平滑にするために使用される。
【０００４】
現在、ＬＣＤ−ＴＶディフューザープレートは、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備えたポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のポリマーマトリクスを使用する。これらのプレートは、ランプによって生じた高湿度及び高温に曝された後に変形するか又は歪むことが多い。加えて、ディフューザープレートは、ポリマーマトリクス全体に拡散粒子を均一に分布させるために専用押出配合を必要とし、それがコストをさらに増加させる。
【０００５】
先行の開示である米国特許出願第２００６／００８２６９９号には、自己支持性基体と光学拡散フィルムの別個の層をラミネートすることによって拡散プレートのコストを減少する１つの手法が記載されている。この解決法は新規であるが、これらの層を一緒にラミネートするために接着剤を使用する必要性が、結果として光吸収材料を加えることによるシステムの効率の低下をもたらす。層を一緒にラミネートするための追加処理費用も自滅的である。また、この先行の開示は、付着していないディフューザーフィルムのための材料及び構造物を教示していない。付着していないディフューザーフィルムを有することが望ましく、これは、高レベルの光均一性を維持しながら、寸法安定性及び高い光透過率を有さなければならない。さらに、そのようなディフューザーは、光源からディフューザーより上のＬＣ層への熱利得を減少するためにさらなる断熱値を有することが望ましい。ボイド形成は、ディフューザーの光学要件及び断熱要件の両方を達成するための周知の手段である。製造業者は絶えずＬＣＤスクリーンのプロファイルを薄くする手段を探しているため、薄いディフューザーもまた望ましい。これらの要件に合致するボイドを含む薄いフィルムを製造することは、ボイドを含む薄いフィルムが高温下では非常に収縮しやすいので、非常に困難である。
【特許文献１】米国特許出願第２００６／００８２６９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、光学的透過性の自己支持性基体と隣接して配置することができ、上記基体に付着しておらず、非常に低いコストで先行するプレートディフューザーの光学平滑化機能を提供する、ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムを提供することである。該光学ディフューザーフィルムは薄い厚さでさえ、高レベルの光学機能をもたらし、かつ特定の熱試験下で寸法安定性要件に合致するという点で独特である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの実施形態は、熱収縮試験の結果として１％未満の収縮を有する、ボイドを含むた高Ｔｇ半結晶ポリマー光学ディフューザーフィルムを含む光アセンブリである。このフィルムは、今日、バックライトＬＣＤディスプレイに典型的に使用されるディフューザープレートの光学機能を取り替えるのに有用である。
【０００８】
本発明の別の実施形態は、光源およびＬＣＤパネルを有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ユニットに関するものであり、ＬＣＤパネルは、上部プレート、下部プレート、および、上部プレートと下部プレートとの間に配置された液晶層を含む。下部プレートは光源に面し、かつ吸収偏光子を含む。光管理層の配列は、光源とＬＣＤパネルとの間に配置され、そのため、光源は、光管理層の配列を通ってＬＣＤパネルを照明する。光管理層の配列は、光管理フィルムの配列及び光学的透過性の自己支持性基体を含む。光管理フィルムの配列は、少なくとも第１のボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムを含む。光管理フィルムの配列は、任意に他の光学層を含む。他の光学層は、ビーズコーティングされたコリメートフィルム、光方向づけフィルム、及び、反射偏光子を含み得る。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、光源及びＬＣＤパネルを有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に関し、ＬＣＤパネルは、上部プレート、下部プレート、及び、上部プレートと下部プレートとの間に配置された液晶層を含む。下部プレートは光源に面し、吸収偏光子を含む。光管理層の配列は、光源とＬＣＤパネルとの間に配置され、そのため、光源は、光管理層の配列を通ってＬＣＤパネルを照明する。光管理層の配列は、光管理フィルムの配列及び光学的透過性の自己支持性基体を含む。光管理フィルムの配列は、少なくとも第１のボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムを含み、かつフィルムを通って伝えられる光線の方向を制御するために構造化表面を含んでいる。光管理フィルムの配列は、任意に他の光学層を含む。他の光学層は、光方向づけフィルム、及び、反射偏光子を含んでもよい。
【００１０】
本発明は、添付の図面に関連した本発明の様々な実施形態の下記の詳細な説明を考慮すると、より完全に理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、光アセンブリ、特に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ又はＬＣディスプレイ）に適用可能であり、特に、背後から直接照明されるＬＣＤ、例えば、ＬＣＤモニタ及びＬＣＤテレビ（ＬＣＤ−ＴＶ）に使用されるものに適用可能である。
【００１２】
ＬＣＤ−ＴＶに現在使用されるディフューザープレートは、ポリマーマトリクス、例えば、硬質シートとして形成される、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、又はシクロ−オレフィンに基づいている。シートは、拡散粒子、例えば、有機粒子、無機粒子又はボイド（気泡）を含む。これらのプレートは、ディスプレイを照明するために使用される光源の高温に曝された後に、変形するか又は歪むことが多い。またこれらのプレートは、製造し、かつ最終ディスプレイ装置に組み立てるには、より高価なものとなる。
【００１３】
本発明は、ＬＣＤパネル自体と光源との間に配置された光管理層の配列を有する直接的に照明されるＬＣＤ装置に関する。光管理層の配列は、光学的透過性の自己支持性の有機又は無機の基体と、基体の一方の面に直接隣接して置かれるが前記基体には付着しない、特定の透過及びヘイズ（ｈａｚｅ）レベルを有するボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムとを含む。各構成要素の透過レベル及びヘイズレベルは、光度がディスプレイ全体にわたって比較的均一である直接照明ＬＣディスプレイを提供するように設計される。
【００１４】
本発明の光学的透過性の自己支持性の有機又は無機の基体Ｓは、製造が簡単であり、かつ商品として商業的に利用可能である。本発明のボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムは、製造が簡単であり、かつ製造に使用される材料及びプロセスに高度の自由度を提供する。本発明において、構造要件と光学要件とは別個である。すなわち、基体は構造的性能を提供し、および付着されていないディフューザー層が光学性能を提供する。これらの機能を分離することによって、共通の透明材料及び共通のディフューザーシートを使用するコスト的利点を生かすことができ、全体的コストを減少できる。基体とディフューザーフィルムを付着させないことによって、高レベルの光学性能及び低製造コストが実現される。これはまた、耐歪性プレート（例えばガラスプレート）を低コストで導入するのを可能にする。加えて、ディフューザーが基体ではなくフィルムに含まれる場合、拡散特性をより正確に制御することがより容易である。ボイドを含むディフューザーフィルムを使用することによって、より高レベルの断熱をディフューザーの任意の所与の厚さで提供することができる。しかしながら、付着されていないことによって、ディフューザーは、配列の他の光学フィルムの熱収縮要件を満たす必要がある。
【００１５】
直接照明ＬＣディスプレイ装置１００の例示的な実施形態の概略分解図が図１に示される。そのようなディスプレイ装置１００は、例えば、ＬＣＤモニタ又はＬＣＤ−ＴＶに使用することができる。ディスプレイ装置１００は、典型的にパネルプレート１３４の間に配置されるＬＣ層１３６を包含するＬＣパネル１４０を含むフロントパネルアセンブリ１３０の使用に基づいている。プレート１３４は、ガラスから形成されることが多く、ＬＣ層１３６における液晶の配向を制御するために、それらの内面に電極構造及び配向層を含んでもよい。電極構造は、一般に、ＬＣパネルピクセル（隣接する領域と無関係に液晶の配向を制御することができるＬＣ層の領域）を画定するように配列さる。カラーフィルタが、表示される画像に色を与えるために、プレート１３４の１つ以上に含まれていてもよい。
【００１６】
上部吸収偏光子１３８は、ＬＣ層１３６よりも上に配置され、下部吸収偏光子１３２は、ＬＣ層１３６よりも下に配置される。吸収偏光子１３８，１３２及びＬＣパネル１４０は、バックライト１１０からディスプレイ１００を介して見る人への光の透過を組み合わせで制御する。幾つかのＬＣディスプレイにおいて、吸収偏光子１３８，１３２は、それらの透過軸を直交して並べられ得る。ＬＣ層１３６のピクセルは、それが作動していないときに、そこを通過する光の偏光を変えることができない。したがって、吸収偏光子１３８，１３２が垂直に配列されているときには、下部吸収偏光子１３２を通過する光は上部吸収偏光子１３８によって吸収される。その一方で、ピクセルが活性化しているときには、そこを通過する光の偏光が回転し、その結果、下部吸収偏光子１３２を透過した光の少なくとも一部が、上部吸収偏光子１３８も透過する。ＬＣ層１３６の様々なピクセルを、例えばコントローラ１５０によって選択的に作動させることにより、光はディスプレイの特定の所望の位置から消え去り、したがって、観察者によって見られる画像を形成することになる。コントローラは、例えば、コンピュータ、又はテレビ画像を受け取り表示するテレビコントローラを含んでもよい。１つ以上の任意の層１３９が、例えばディスプレイ表面を機械的および／または環境的に保護するために、上部吸収偏光子１３８を覆うように設けられてもよい。１つの例示的な実施形態において、層１３９は、吸収偏光子１３８上にハードコートを含んでもよい。
【００１７】
ＬＣディスプレイの幾つかのタイプは、上述のものとは異なった方法で動作し得ることが十分理解される。例えば、吸収偏光子が平行に配列されてもよいし、非活性状態のときに、ＬＣパネルが光の偏光を回転してもよい。とにかく、そのようなディスプレイの基本的構造は、依然として上述したものと同様である。
【００１８】
バックライト１１０は、ＬＣパネル１４０を照明する光を生成する多数の光源１１４を含む。ＬＣＤ−ＴＶ又はＬＣＤモニタに使用される光源１１４は、ディスプレイ装置１００にわたって伸びるリニアチューブ、冷陰極管、蛍光灯であることが多い。しかしながら、光源の他のタイプ、例えば、フィラメント又はアーク灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、平面蛍光表示パネル又は外付けの蛍光灯などが使用されてもよい。光源のこのリストは、限定的又は網羅的であると意図されるものではなく、単なる例示である。
【００１９】
バックライト１１０は、また、ＬＣパネル１４０から離れる方向に、光源１１４から下方へ伝搬する光を反射するための反射体１１２を含んでもよい。反射体１１２は、また、下記に説明されるように、ディスプレイ装置１００内で光を再循環させるために有用であり得る。反射体１１２は、鏡面反射体であってもよいし、又は拡散反射体であってもよい。反射体１１２として使用され得る鏡面反射体の一例は、ミネソタ州セントポールの３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手できるＶｉｋｕｉｔｉ（登録商標）Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ（ＥＳＲ）（改良された正反射）フィルムである。適切な拡散反射体の例は、ポリマー、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン、ポリスチレン等を含み、拡散反射する粒子、例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等を装填している。
【００２０】
光管理層１２０の配列は、バックライト１１０とフロントパネルアセンブリ１３０との間に配置される。光管理層は、ディスプレイ装置１００の操作を改良するように、バックライト１１０から伝搬する光に作用する。例えば、光管理層の配列１２０は、ディフューザープレート１２２を含んでもよい。ディフューザープレート１２２は、光源から受けた光を拡散するために使用され、それは結果として、ＬＣパネル１４０に入射する照明光の均一性の増加をもたらす。したがって、これは結果として、見る人によって知覚される、より均一に明るい画像をもたらす。
【００２１】
光管理層の配列１２０は、また、反射偏光子１２８を含んでもよい。光源１１４は典型的に非偏光を作り出すが、下部吸収偏光子１３２は単一偏光状態を透過させるだけであるため、光源１１４によって生成された光の約半分はＬＣ層１３６まで伝わらない。しかしながら、反射偏光子１２８は、そうしなければ下部吸収偏光子に吸収されることになる光を反射するために用いることができ、そのためこの光は反射偏光子１２８と反射体１１２との間の反射によって再循環され得る。反射偏光子１２８によって反射される光の少なくとも幾つかは偏光解消されることがあり、その後に、偏光状態で反射偏光子１２８に戻され、それは、反射偏光子１２８及び下部吸収偏光子１３２を介してＬＣ層１３６に伝えられる。このように、反射偏光子１２８は、光源１１４から放出され、ＬＣ層１３６に達する光の一部を増加させるために用いることができ、それにより、ディスプレイ装置１００によって生成される画像がより明るくなる。
【００２２】
任意の好適なタイプの反射偏光子を用いることができ、例えば、多層光学フィルム（ＭＯＦ）反射偏光子；拡散反射偏光フィルム（ＤＲＰＦ）、例えば、連続／分散相偏光子、ワイヤグリッド反射偏光子又はコレステリック反射偏光子などを用いることができる。
【００２３】
光管理層の配列１２０はまた、光方向づけフィルム１２６を含んでもよい。光方向づけフィルムは、軸外の光をディスプレイの軸に、より近付ける方向に向け直す表面構造を含むものである。これは、ＬＣ層１３６を介して軸上を伝搬する光の量を増加させ、従って、見る人によって見られる画像の明るさを増加させる。一例は、屈折及び反射によって照明光の向きを変える多数のプリズムリッジを有するプリズム光方向づけフィルムである。
【００２４】
光管理層１２０の配列はまた、光コリメートディフューザーフィルム（ｌｉｇｈｔ  ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ  ｄｉｆｆｕｓｅｒ  ｆｉｌｍ）１２４を含んでもよい。光コリメートディフューザーフィルムは、典型的には、ポリマーマイクロビーズとバインダがコーティングされたポリエステルシートであり、軸外光をディスプレイの軸により近い方向に向け直すのも助ける。
【００２５】
従来のＬＣＤ−ＴＶに使用されるディフューザープレートとは異なり、本発明は、別個の構造部材と拡散部材とを有する光管理層の配列を使用する。光学的透過性の自己支持性基体、及び付着していないボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムが、それぞれ、これらの機能を果す。本発明の１つの例示的な実施形態が、図２に概略的に例示される。光管理層２００の配列は、光学的透過性の自己支持性基体２１２、及び、基体に隣接するが付着していないボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム２１４を含む。他の光学フィルムを、ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム２１４より上の光管理層の配列に加えることができる。これらの他の光学フィルムは、ビーズコーティングされた光拡散フィルム２１５、プリズム光方向づけフィルム２１６、及び、反射偏光子２１８を含み得る。
【００２６】
基体２１２は、従来のバックライトのプレートディフューザーのもののように、自己支持性である材料のシートであり、かつこれを使用して光管理配列の上の層に支持を提供する。したがって、自己支持性は、自己の重量に配列の他の層の重量さえも加えた下で、わずかに曲がる（その最も長い寸法の１８０分の１未満）として規定される。基体２１２は、ディスプレイのサイズに応じ、例えば、数ｍｍ厚までであり得る。例えば、１つの例示的な実施形態において、３０”ＬＣＤ−ＴＶは、２ｍｍ厚のバルクディフューザープレートを有する。別の例示的な実施形態において、４０”ＬＣＤ−ＴＶは、３ｍｍ厚のバルクディフューザープレートを有する。
【００２７】
基体２１２は、可視光に対して実質的に透明である任意の材料から作られてもよく、例えば、有機又は無機の材料であり、ガラス及びポリマーが挙げられる。好適なガラスは、フロートガラス、すなわちフロートプロセスを使用して作られたガラス、又は、ＬＣＤガラスと称されるＬＣＤ品質ガラスであり、これの特徴的特性（例えば厚さ及び純度）は、フロートガラスよりも良好に制御される。ＬＣＤガラスを形成する１つの手法は、ローラーの間でガラスを形成することである。
【００２８】
基体２１２、ディフューザーフィルム２１４及び１以上の他の光管理層が、バックライトとＬＣＤパネルとの間に配置された光管理配列に含まれてもよい。基体２１２は、光管理配列を支持するために安定した構造物を提供する。基体２１２は、従来のディフューザープレートシステムよりも歪む傾向は少なく、特に、支持基体２１２がガラス等の耐歪性材料から形成される場合は歪む傾向が少ない。
【００２９】
基体２１２を作るのに使用される好適なポリマーは、アモルファス又は半結晶であってもよく、ホモポリマー、コポリマー又はそれらの混合物を含んでもよい。ポリマー材料の例として、これらに限定されるものではないが、アモルファスポリマー、例えば、ポリ（カーボネート）（ＰＣ）；ポリ（スチレン）（ＰＳ）；アクリレート、例えば、ニュージャージー州ロックアウェイのＣｙｒｏ  ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓによるＡＣＲＹＬＩＴＥ（登録商標）の銘柄で供給されるようなアクリルシート；アクリルコポリマー、例えば、イソオクチルアクリレート／アクリル酸；ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）；ＰＭＭＡコポリマー；シクロオレフィン；シクロオレフィンコポリマー；アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）；スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）；エポキシ；ポリ（ビニルシクロヘキサン）；ＰＭＭＡ／ポリ（ビニルフルオリド）混合物；アタクチックポリ（プロピレン）；ポリ（フェニレンオキシド）アロイ；スチレンブロックコポリマー；ポリイミド；ポリスルホン；ポリ（塩化ビニル）；ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）；ポリウレタン；ポリ（カーボネート）／脂肪族ＰＥＴ混合物；及び、半結晶ポリマー、例えば、ポリ（エチレン）；ポリ（プロピレン）；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）；ポリアミド；イオノマー；ビニルアセテート／ポリエチレンコポリマー；セルロースアセテート；セルロースアセテートブチレート；フルオロポリマー；ポリ（スチレン）−ポリ（エチレン）コポリマー；及び、ＰＥＴ及びＰＥＮコポリマーが挙げられる。
【００３０】
ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム２１４の例示的な実施形態は、ボイドを含む高Ｔｇ（８０℃より上のガラス転移温度）半結晶ポリマーマトリクス及びボイド開始粒子を含む。高Ｔｇ半結晶ポリマーマトリクスは、可視光に対して実質的に透明であり得、容易に延伸してボイド形成することができ、且つ、８５℃までの高温で試験した後に１．０％未満の縮小を有する寸法安定性（これは、直接バックライトＬＣＤにおけるフィルムに典型的に要求される条件である）を有することができるので、高Ｔｇ半結晶ポリマーマトリクスが好適である。これらすべての基準に合致する好ましいポリマーは、ポリエステル類及びそれらのコポリマーである。最も好適なものは、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）ポリエステル、及び、それらのコポリマーの任意のものである。ＰＥＴはＰＥＮよりもコストがかなり低いため、ＰＥＴが最も適切である。図５は、数種類の商業的に入手可能なＰＥＴ樹脂の光透過を示す。透過率は、方法ＡＳＴＭ  Ｄ−１００３によって測定される。いくつかのグレードは、９０．５％未満の透過率を有する。９０．５％より上の光学透過率を有するＰＥＴグレードを使用して、ディフューザーフィルムによる光吸収の量を制限することが好適である。
【００３１】
ボイド開始粒子は、マトリクスポリマーに非混合性の粒子の任意のタイプであり得る。これらの粒子は、無機または有機であり得る。無機粒子は、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタンのいずれか、または、ポリマーに溶融ブレンドされることができる他の任意の無機化合物を含むことができる。典型的な有機ボイド開始粒子は、マトリクスポリマーと混合しないポリマーである。これらの非混合ポリマーの樹脂ペレットは、マトリクスポリマーの樹脂ペレットと単に乾式混合され一緒に押し出されてキャストフィルムを形成することができるため、これらが好適である。無機粒子は、予混合するかまたは溶融配合する必要があり、これは処理コストを上げる。好適な有機ボイド開始粒子は、ポリオレフィンである。最も好適なものは、ポリプロピレンである。ボイド開始粒子は、ＬＤＣディスプレイの光学輝度が顕著に減少されるほど不透明ではないディフューザーとして機能するのに十分な拡散性を生成するように、加えられるべきである。ボイド開始粒子の好適な装填は、フィルム全体の３〜２５重量％である。最も好適な装填は、１０〜２０重量％である。最適なディフューザー光学性能のためには、前記ボイド開始剤装填に、延伸後のボイドを含む層のμｍにおける厚さをかけたものが、７５０〜１５００の範囲に維持される。好ましくは、この範囲は、９５０〜１３５０の間である。
【００３２】
ボイドを含むポリマー光学ディフューザー２１４は、マトリクスポリマーと非混合ポリマー添加剤とを乾燥混合する方法によって生成されることが好ましい。混合は、例えば、粉末状又は粒状に細かく分割されたマトリクスポリマーとポリマー添加剤とを混ぜ合わせ、例えば、タンブリングによって、それらを一緒に十分に混合することにより達成されてもよい。得られる混合物は、その後、フィルム形成押出機に供給される。押し出されて、例えば、粒状の形に縮小されて混合されたマトリクスポリマーと非混合ポリマー添加剤は、ボイドを含むポリマー光学ディフューザー内にうまく再押出されることができる。したがって、上記方法により、スクラップフィルムを、例えば、エッジトリミングとして、再供給することが可能である。もう一つの方法として、混合は、押出直前に、マトリクスポリマーの溶融ストリームと非混合ポリマー添加剤とを混ぜ合わせることによって行われてもよい。マトリクスポリマーが生成される重合容器にポリマー添加剤が加えられる場合には、ボイド形成及びそれに由来する拡散性は、延伸過程において発現しないことがわかった。これは、熱処理過程において添加剤とマトリクスポリマーとの間に現れ得る化学的又は物理的結合の何らかの形のためであると考えられる。
【００３３】
ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムの押出、急冷及び延伸は、配向フィルムを生成するための当技術分野で周知の任意の方法によって、例えば、フラットフィルムプロセス又はバブル若しくはチューブラープロセスによって、行われてもよい。フラットフィルムプロセスは、本発明に従ってボイドを含むポリマー光学ディフューザーを作るのに好適であり、スリットダイにより混合物を押し出し、かつフィルムのマトリクスポリマー成分がアモルファス状態に急冷されるように、押し出されたウェブを冷却されたキャスティングドラム上で即座に急冷することを含む。フィルムベースは、その後、マトリクスポリマーのガラス−ゴム転移温度より上の温度で相互に垂直方向に延伸することによって、２軸配向される。通常、フィルムは、まず一方向に延伸され、その後、第２の方向に延伸されるが、延伸は、所望により、同時に両方向にもたらされてもよい。典型的な方法において、フィルムは、まず、一組の回転ローラー上に又は二組のニップローラーの間に押出の方向に延伸され、その後、テンター装置を用いて、それを横断する方向に延伸される。フィルムは、延伸の各方向において、各方向へ元の寸法の２．５から５．０倍に延伸されてもよい。延伸時に、ボイド形成が、ボイド開始粒子のまわりで開始する。ボイド開始粒子の濃度が高ければ高いほど、生成されるボイド容量の程度が高くなる。また、延伸はフィルムの高Ｔｇポリマーマトリクスの結晶性の程度を高め、したがって、フィルムを試験条件下において収縮する傾向を少なくする。フィルムの最終延伸厚さは、好ましくは、１．０〜１０．０ミルの厚さ範囲である。最も好適な厚さ範囲は２．０〜６．０ミルの間である。これは、光学的透過性の自己支持性基体よりも顕著に薄く、かつそれらの合計厚さを、現在使用されているプレートディフューザーのものの範囲に維持することができる。
【００３４】
フィルムが延伸され、ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムが形成された後に、マトリクスポリマーを結晶化するのに十分な温度に加熱することによって熱処理され、その間に、延伸の両方向への収縮に対してボイドを含むポリマー光学ディフューザーを抑制する。この方法は、８０℃までの温度で試験したときに、１．０％未満の収縮要件に適合するフィルムを可能にする。ボイドは、熱処理温度が上昇するにつれて崩壊する傾向があり、温度上昇につれて崩壊の程度は増大する。したがって、反射光透過率は、熱処理温度の上昇につれて増加する。約２３０℃までの熱処理温度は、ボイドを破壊せずに使用することができるが、通常、１５０℃から２００℃の間の温度が、結果として、より大きなボイド形成及びより効率的な拡散をもたらすと同時に、熱試験後の低い収縮をもたらす。
【００３５】
ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム２１４は、また、増白剤を含んでもよい。典型的に、増白剤は、ボイド開始剤よりも非常に低いレベルで加えられ、従って、ボイド形成に寄与しないが、白色度を改良し、フィルムの拡散性をある程度改良する。増白剤は、典型的に無機化合物であり、ＴｉＯ２が最も好適である。これらの光学的増白剤は、樹脂ブレンドプロセス過程においてフィルムに加えることができ、適切な比率でマスターバッチペレットを介して加えることができる。適切な比率は、マトリクス樹脂の残り及びボイド開始樹脂を備えたマスターバッチペレットの濃度を、好ましくは０．２５から５．０重量％の間の濃度に下げるものである。
【００３６】
ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム２１４は、また、ＵＶ光を可視光に変換する光学的増白剤を含んでもよい。そのような光学的増白剤は、熱的に安定しており、かつボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムを製造するために使用される押出温度に耐えることができるものから選択されなければならない。好ましい光学的増白剤は、ベンゾオキサゾリル−スチルベン化合物を含む。最も好ましい光学的増白剤は、２，２’−（１，２−エテンジルジ−４，１−フェニレン）ビスベンゾオキサゾールを含む。これらの光学的増白剤は、樹脂ブレンドプロセス中にフィルムに加えることができ、適切な比率でマスターバッチペレットを介して加えることができる。適切な比率は、マトリクス樹脂の残り及びボイド開始樹脂を備えたマスターバッチペレットの濃度を、好ましくは０．０１から０．１重量％の間の濃度に下げるものである。最も好ましい実施形態では、光学的増白剤は、０．０２から０．０５重量％の間の濃度を達成するように加えられる。
【００３７】
ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム２１４は、また、吸塵を防止するために、静電気防止コーティングを含んでもよい。周知の静電気防止コーティングのいずれも使用することができる。
【００３８】
ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム２１４は、また、多層フィルム又は共押出フィルムとして製造されてもよい。そうすることの利点は、非常に薄いフィルムの使用によってもなお、依然として、光学および熱の両方の安定性または収縮要件に合致させることができることである。薄いフィルムは、プレートディフューザーの光拡散性能を達成するために、ボイド開始剤の高い装填を必要とし、従って、高いボイド形成を必要とする。これらの高レベルのボイド形成で、フィルムは、高温においてほとんど寸法安定性がない。ボイドを含む層の一方又は両方の側面に隣接してボイドを含なない層を備えたフィルムを設けることによって、高温での寸法的安定性を改良することができる。そのような多層フィルムは、ニートマトリクスポリマーを溶融しポンプで注入するために第２の押出機が使用されることを除き、前述と同様に形成される。このニートポリマーの押し出し流れは、前述のように、ボイドを含む層の押し出し流れと一緒に、共押出金型内に供給される。多層キャストフィルムは、その後、ボイドを含む層の一方又は両方の側面にニートポリマーの層を備えて形成される。このキャストフィルムは、その後、前述のように急冷され延伸される。
【００３９】
光学的透過性の自己支持性基体２１２又は光学ディフューザーフィルム２１４には、例えば、ＵＶ吸収材料又はＵＶ光の影響に対して抵抗する材料を層の１つに含むことによって、紫外線（ＵＶ）光からの保護が設けられてもよい。適切なＵＶ吸収化合物は商業的に入手可能であり、例えば、デラウェア州ウィルミントンのＣｙｔｅｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＣｙａｂｏｒｂ（登録商標）ＵＶ−１１６４、及び、ニューヨーク州タリータウンのＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能なＴｉｎｕｖｉｎ（登録商標）１５７７が挙げられる。
【００４０】
ＵＶ光の有害な効果を減少するために、他の材料が光学的透過性の自己支持性基体２１２又は光学ディフューザーフィルム２１４中に含まれてもよい。そのような材料の１つの例は、ヒンダードアミン光安定組成物（ＨＡＬＳ）である。一般に、最も有用なＨＡＬＳは、テトラメチルピペリジンから誘導されたもの、および、高分子第三級アミン類とみなすことができるものである。適切なＨＡＬＳ組成物は、例えば、ニューヨーク州タリータウンのＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからＴｉｎｕｖｉｎという商標名の下で商業的に入手可能である。そのような有用なＨＡＬＳ組成物の１つは、Ｔｉｎｕｖｉｎ  ６２２である。
【００４１】
本発明の別の例示的な実施形態が、図３に概略的に例示される。光管理層３００の配列は、光学的透過性の自己支持性基体３１２、及び、基体に隣接するが付着していない、ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム３１４を含む。他の光学フィルムを、ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム３１４より上の光管理層の配列に加えることができる。これらの他の光学フィルムは、プリズム光方向づけフィルム３１６及び反射偏光子３１８を含み得る。
【００４２】
この配列のボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム３１４は、先の配列の図２のボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム２１４のものとして、上記で充分に説明されている。しかしながら、ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム３１４は、光学的透過性の自己支持性基体３１２と反対の側に構造化表面をさらに含む。ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム３１４のこの面上の構造物の機能は、フィルムを通って伝わる光線を、フィルム表面に対しより垂直な方向に方向づけることである。この表面の構造物は、好ましくは、限定された湾曲プリズム構造物である。そのような構造物は、米国特許出願公開第２００６／００９２４９０号に充分に記載されており、これは参照により本明細書に組み込まれる。光学的に透明のマイクロビーズ又は光学修正層を任意にこれらの構造物にコーティングすることができ、フィルムを通って伝わる光線の方向を制御するのをさらに助ける。そのようなコーティングは先に出願された米国特許出願第６０／８３３，７１３号に充分に記載されており、これは、（ａ）光学素子と、（ｂ）光学素子上に配置されたマイクロビーズ及びバインダを含む光学修正層とを有する光出射面を含む光方向変換フィルムを提供し、上記光方向変換フィルムは、少なくとも１．２０の光学利得を有する。光学素子の表面に適用された光学修正層は、先行技術の光方向変換フィルムと比較して、より多くの入射光が光方向変換フィルムを通って進むのを可能にする。光学素子の表面に適用された光学修正層は、光方向変換フィルムの全内部反射の量を「妨げる」か、又は、減少することがわかった。光方向変換フィルムの全内部反射の量の妨げは、結果として、光学修正層のない同一の再方向づけフィルムと比較して、５〜１４％高い光出力になる。
【００４３】
そのような層は、ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムを通って伝わる光の方向をさらに制御することができる。
【実施例】
【００４４】
ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムの様々なサンプルが調製され、光学的透過性の自己支持性基体と組み合わせにおけるそれらの性能は、商業的に入手可能なディフューザーフィルム、並びに商業的に入手可能なＬＣＤ−ＴＶに使用されるディフューザープレートのものと比較された。ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム及び光学的透過性の自己支持性基体は一緒に、光度及び光学均一性が試験された。ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムは、熱収縮もまた個別に試験された。また、ディフューザー層候補として認識されている商業的に入手可能な発泡フィルム又はボイドを含むフィルムも、光学的透過性の自己支持性基体との組み合わせにおいて、光度及び光学均一性が試験され、かつ、付着していないフィルムとして評価する場合は、個別に熱収縮も試験された。
【００４５】
サンプル実施例−１
ＰＥＴ（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの＃７３５２）が、２２重量％のポリプロピレン（「ＰＰ」、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｐ４Ｇ２Ｚ−１５９）と乾式混合され、及びＰＥＴ１部に対し１部のＴｉＯ２１．７重量％濃縮物（Ｅａｓｔｍａｎ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからのＰＥＴ  ９６６３  Ｅ０００２）と乾式混合された。この混合物は、次いで、１２時間の間、６５℃で乾燥剤乾燥器内で乾燥された。
【００４６】
キャストシートは、２−１／２”押出機を使用して押し出され、ＰＥＴ／ＰＰ／ＴｉＯ２混合物を押し出した。２７５℃溶融ストリームが、７インチフィルム押出ダイ内に供給され、これもまた２７５℃で加熱された。押し出されたシートがダイから現れると、５５℃に設定された急冷ロール上でキャストされた。ＰＥＴマトリクス中のＰＰは、押出過程において１０〜３０μｍのサイズの小球に分散した。連続キャストシートの最終寸法は、幅１８ｃｍ、厚さ３０５μｍであった。このキャストシートは、１１０℃でまずＸ方向に３．２倍に延伸され、次いでＹ方向に３．４倍に延伸された。延伸されたシートは、次いで、１５０℃で熱処理された。
【００４７】
延伸過程において、キャストシート中に分散されたＰＰの粒子のまわりにボイド形成が開始された。これらのボイドは、延伸過程において成長し、結果として、有意なボイド容量になった。結果として得られた厚さは、６１μｍであった。このフィルムは、フロートガラスの２ｍｍ厚のプレートとの組み合わせにおいて、付着していないディフューザーフィルムとして光学的に評価された。
【００４８】
サンプル実施例−２
ＰＥＴ（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの＃７３５２）が、２０重量％のポリプロピレン（「ＰＰ」、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｐ４Ｇ２Ｚ−１５９）と乾式混合され、及びＰＥＴ１部に対して１部のＴｉＯ２２．０重量％濃縮物（Ｅａｓｔｍａｎ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからのＰＥＴ  ９６６３  Ｅ０００２）と乾式混合された。このブレンドは、次いで、１２時間の間、６５℃で乾燥剤乾燥器内で乾燥された。
【００４９】
キャストシートは、１−１／４”押出機を使用して押し出され、ＰＥＴ／ＰＰ／ＴｉＯ２混合物を押し出した。２７５℃溶融ストリームが、７インチフィルム押出ダイ内に供給され、これもまた２７５℃で加熱された。押し出されたシートがダイから現れると、５５℃に設定された急冷ロール上でキャストされた。ＰＥＴマトリクス中のＰＰは、押出過程において１０〜３０μｍのサイズの小球に分散した。連続キャストシートの最終寸法は、幅１８ｃｍ、厚さ３００μｍであった。このキャストシートは、１１０℃でまずＸ方向に３．２倍に延伸され、次いでＹ方向に３．４倍に延伸された。延伸されたシートは、次いで、１５０℃で加熱処理された。
【００５０】
延伸過程において、キャストシート中に分散されたＰＰの粒子のまわりにボイド形成が開始した。これらのボイドは、延伸過程において成長し、結果として、有意なボイド容量になった。結果として得られた厚さは、５３μｍであった。このフィルムは、フロートガラスの２ｍｍ厚のプレートとの組み合わせにおいて、付着していないディフューザーフィルムとして光学的に評価された。
【００５１】
サンプル実施例−３
ＰＥＴ（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの＃７３５２）が、２０重量％のポリプロピレン（「ＰＰ」、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｐ４Ｇ２Ｚ−１５９）と乾式混合され、及びＰＥＴ１部に対して１部のＴｉＯ２２．０重量％濃縮物（Ｅａｓｔｍａｎ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからのＰＥＴ  ９６６３  Ｅ０００２）と乾式混合された。このブレンドは、次いで、１２時間の間、６５℃で乾燥剤乾燥器内で乾燥された。
【００５２】
また、ニートＰＥＴ（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの＃７３５２）が、１２時間の間、１４０℃で乾燥剤乾燥器内で乾燥された。
【００５３】
共押出キャストシートは、２−１／２”押出機を使用して押し出され、ＰＥＴ／ＰＰ／ＴｉＯ２混合物を押し出し、および１−１／２”押出機を使用してニートＰＥＴを押し出した。２７５℃溶融ストリームが、７インチフィルム共押出ダイ内に供給され、これもまた２７５℃で加熱された。ニートＰＥＴ「Ａ」層と「Ｂ」層としての前記混合物とを有するＡＢＡフィルム構造物が、共押出ダイにおいて形成された。押し出されたシートがダイから現れると、５５℃に設定された急冷ロール上でキャストされた。ＰＥＴマトリクス中のＰＰは、押出過程において１０〜３０μｍのサイズの小球に分散した。連続キャストシートの最終寸法は、幅１８ｃｍ、厚さ１０１６μｍであった。ニートＰＥＴの「Ａ」層は、各々、厚さ３５６μｍであったが、コア「Ｂ」層は厚さ３０４μｍであった。次いで、キャストシートは、１１０℃でまずＸ方向に３．２倍に延伸され、次いでＹ方向に３．４倍に延伸された。延伸されたシートは、次いで、１５０℃で加熱処理された。
【００５４】
延伸過程において、キャストシート中に分散されたＰＰの粒子のまわりにボイド形成が開始した。これらのボイドは、延伸過程において成長し、結果として、有意なボイド容量になった。結果として得られた厚さは、１１２μｍであり、ボイドを含む「Ｂ」層は５０μｍ厚であった。このフィルムは、フロートガラスの２ｍｍ厚のプレートとの組み合わせにおいて、付着していないディフューザーフィルムとして光学的に評価された。
サンプル実施例−４
【００５５】
ＰＥＴ（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの＃７３５２）が、７重量％のポリプロピレン（「ＰＰ」、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｐ４Ｇ２Ｚ−１５９）と乾式混合され、及び
ＰＥＴ１部に対して１部のＴｉＯ２０．５重量％濃縮物（Ｅａｓｔｍａｎ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓからのＰＥＴ  ９６６３  Ｅ０００２）と乾式混合された。この混合物は、次いで、１２時間の間、６５℃で乾燥剤乾燥器内で乾燥された。
【００５６】
キャストシートは、２−１／２”押出機を使用して押し出され、ＰＥＴ／ＰＰ／ＴｉＯ２混合物を押し出した。２７５℃溶融ストリームが、７インチフィルム押出ダイ内に供給され、これもまた２７５℃で加熱された。押し出されたシートがダイから現れると、５５℃に設定された急冷ロール上でキャストされた。ＰＥＴマトリクス中のＰＰは、押出過程において１０〜３０μｍのサイズの小球に分散した。連続キャストシートの最終寸法は、幅１８ｃｍ、厚さ１１４０μｍであった。次いで、キャストシートは、１１０℃でまずＸ方向に３．２倍に延伸され、次いでＹ方向に３．４倍に延伸された。延伸されたシートは、次いで、１５０℃で加熱処理された。
【００５７】
延伸過程において、キャストシート中に分散されたＰＰの粒子のまわりにボイド形成が開始された。これらのボイドは、延伸過程において成長し、結果として、有意なボイド容量になった。結果として得られた厚さは、１４０μｍであった。このフィルムは、フロートガラスの２ｍｍ厚のプレートとの組み合わせにおいて、付着していないディフューザーフィルムとして光学的に評価された。
【００５８】
サンプル実施例−５
ＰＥＴ（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからの＃７３５２）が、２０重量％のポリプロピレン（「ＰＰ」、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｐ４Ｇ２Ｚ−１５９）と乾式混合されたが、ＴｉＯ２濃縮物は加えられなかった。この混合物は、次いで、１２時間の間、６５℃で乾燥剤乾燥器内で乾燥された。
【００５９】
キャストシートは、１−１／４”押出機を使用して押し出され、ＰＥＴ／ＰＰ／ＴｉＯ２混合物を押し出した。２７５℃溶融ストリームが、７インチフィルム押出ダイ内に供給され、これもまた２７５℃で加熱された。押し出されたシートがダイから現れると、５５℃に設定された急冷ロール上でキャストされた。ＰＥＴマトリクス中のＰＰは、押出過程において１０〜３０μｍのサイズの小球に分散した。連続キャストシートの最終寸法は、幅１８ｃｍ、厚さ３００μｍであった。キャストシートは、１１０℃でまずＸ方向に３．２倍に延伸され、次いでＹ方向に３．４倍に延伸された。延伸されたシートは、次いで、１５０℃で加熱処理された。
【００６０】
延伸過程において、キャストシート内に分散されたＰＰの粒子のまわりにボイド形成が開始された。これらのボイドは、延伸過程において成長し、結果として、有意なボイド容量になった。結果として得られた厚さは、５１μｍであった。このフィルムは、フロートガラスの２ｍｍ厚のプレートとの組み合わせにおいて、付着していないディフューザーフィルムとして光学的に評価された。
【００６１】
対照サンプルＣ１
この比較サンプルは、すべての光学測定に対する試験台として使用された市販のＴＶに供給された２．０３ｍｍ厚のネイティブプレートディフューザーであった。Ｓｈａｒｐ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによるＡｑｕｏｓ２０”ＤＢＬ  ＴＶが使用された。
【００６２】
対照サンプルＣ２
このサンプルは、市販の発泡フィルム１００μｍ厚であった。これは、化学発泡剤によって発泡されるポリオレフィンを含んでいた。この材料は、ペンシルベニア州ベリックのＢｅｒｗｉｃｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓによって製造されている。
【００６３】
このフィルムは、フロートガラスの２ｍｍ厚のプレートとの組み合わせにおいて、付着していないディフューザーフィルムとして光学的に評価された。
【００６４】
対照サンプルＣ３
このサンプルは、市販の二軸延伸されたボイドを含むポリプロピレン８１μｍ厚であった。製品名は、ＧｒａｎｗｅｌｌによるＰｏｌｙｌｉｔｈ  ＧＣ−１である。
【００６５】
このフィルムは、フロートガラスの２ｍｍ厚のプレートとの組み合わせにおいて、付着していないディフューザーフィルムとして光学的に評価された。
【００６６】
対照サンプルＣ４
このサンプルは、３８０μｍの市販のアクリル発泡テープであった。製品名は、３Ｍ（商標）によるＶＨＢ（商標）Ｎｏ．４９２０である。このフィルムは、自己支持性基体に付着される素質のあるディフューザーフィルムとして開示されている。このフィルムは、フロートガラスの２ｍｍプレートへ自己ラミネートされることによって光学的に評価された。
【００６７】
対照サンプルＣ５
このサンプルは、実施例−５のディフューザーフィルムを、透明接着剤転写テープを使用してフロートガラスの２ｍｍプレートへ積層化することによって作られた。使用されたテープは、３Ｍ（商標）による５０μｍ厚テープＮｏ．８１４２であった。このテープが、前記ガラスに適用され、次いで前記ディフューザーフィルムが該テープへ適用された。
【００６８】
光度の測定は、軸上輝度測定及び軸上輝度利得計算を含んでいた。光学均一性を伴うこれら（例えばサンプル実施例１〜実施例５及び対照サンプルＣ１〜Ｃ５）の測定は、特別に設計されたＬＣＤ−ＴＶ実験試験台上で実行された。図４に概略的に示された試験台装置４００は、市販のバックライトユニット４１０を使用し、サンプルを装着し照明した。ディフューザープレート４０２か、又は、光学的透過性の自己支持性基体と、ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム４０２との組み合わせか、のいずれかがバックライトに置かれた。サンプルは、次いで、２つの測定装置４２０及び４３０のいずれかを使用して光学的に測定された。バックライトユニット及び測定機器の説明は、下記の通りである。
バックライトユニット：
・Ｓｈａｒｐ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによるＡｑｕｏｓ２０”ＤＢＬ  ＴＶ（図４の４１０）
・２ｍｍ厚のディフューザープレート（図４の４０２）を備えた１０個のＣＣＦＬ  
（ガラス上に置かれた、付着していないディフューザーフィルムを測定するときに光学的透過性の自己支持性基体としてディフューザープレートの代わりに２ｍｍ片のガラスが使用された、図４の４０２）
測定器具：
１）ＥＬＤＩＭ  １６０Ｒ  ＥＺ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｃｏｎｓｃｏｐｅ（コントラストコンスコープ）
サンプルから１．２ｍｍ距離の２ｍｍスポットサイズ（図４の４２０）
２）ＴｏｐＣｏｎ  ＢＭ７ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ（比色計）
１度の円錐状、５ｍｍスポットサイズ、サンプルから０．５メートルの距離（図４の４３０）
【００６９】
ＥＬＤＩＭ  １６０Ｒ  ＥＺ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｃｏｎｓｃｏｐｅを使用して、ディフューザープレートから発する軸上輝度、又は付着していないディフューザーフィルムと組み合わせた光学的透過性の自己支持性基体から発する軸上輝度を決定した。軸上輝度は、ディフューザープレート又はディフューザーフィルム表面に直角に発する光の強度である。データは、１平方メートル当たりのカンデラ（ｃｄ／ｍ２）の輝度として報告された。軸上輝度利得値を決定するために、すべてのサンプルの軸上輝度値を、バックライト用の２ｍｍ厚ネイティブディフューザープレートの軸上輝度値で割った。
【００７０】
ＴｏｐＣｏｎ  ＢＭ７ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒを使用して、すべてのサンプルの光学均一性を測定した。器具の５ｍｍスポットサイズは、輝度を測定するために、バックライトユニットの１０個のＣＣＦＬ（公称３０ｍｍ離れた間隔をおかれた）の＃５上に中心を置いた。この同一の測定は、直接ＣＣＦＬ＃５上の位置のどちら側も４つの異なる位置で５ｍｍ間隔で行われ、結果として、名目上ＣＣＦＬ＃５に中心を置いた９つの異なる測定になった。図６は、ディフューザープレート又はディフューザーフィルムがないＣＣＦＬ上のこれらの測定の結果を示す。ＣＣＦＬ＃５の真上のピーク輝度は、明らかに最大であり、これに対し最小輝度は、一方の側ではＣＣＦＬ＃５とＣＣＦＬ＃４との間のほぼ中間の位置、他方の側ではＣＣＦＬ＃６との間のほぼ中間の位置で発生する。これらの最小値は、およそ、それぞれ図６の位置３及び８にある。光学均一性は、ＣＣＦＬ＃５の真上で生じた輝度の最大値によりこの測定の輝度の最も小さい最小値の比率を計算することによって決定される。
【００７１】
収縮試験は、フロートガラス自己支持性基体に付着していない態様で構成されたすべてのディフューザーフィルムサンプルに行われた。熱収縮測定は、およそ３５ｍｍ幅、最小およそ６インチ長さの寸法を有するサンプルを使用して実行された。各ストリップは、パンチに置かれ、予め設定された６インチゲージ長さを得る。実際のゲージ長さは、６インチサンプルを測定するために予め設定された６インチのインバールバー（ｉｎｖａｒ  ｂａｒ）でキャリブレートされた装置を使用して測定される。この長さは、デジタルマイクロメータを使用して、０．０００１インチまで記録される。ひとたび初期長さが決定されると、サンプルは、必要な時間インターバルの間、所定の温度で炉に入れられる（この場合では、２４時間の間８５℃の試験条件）。サンプルは次いで炉から取り出され、最小およそ２時間であるが一般におよそ２４時間の間、２３℃及び５０％の相対湿度に設定された制御された環境に置かれる。最終サンプル長さは、初期長さを決定するために使用された同一の設定を使用して再測定される。収縮は、下記式を使用してパーセントで報告される。
パーセント線状変化＝（最終値−初期値）×１００／（初期値）
（収縮に関連した負（−）の符号は、変化の方向を示すことに注意されたい。）
【００７２】
実験サンプル及び対照サンプルの各々の厚さ、光学特性及び収縮試験結果は、下記表１にまとめられる。表１では、各行は、単一のサンプルのデータを表し、並びにそのサンプルに光学的透過性の自己支持性基体とディフューザーフィルムの両方が組み合わせて使用される場合ディフューザーフィルムのみの厚さが示される。
【００７３】
【表１】
2008250299.tif 000003
【００７４】
表１のデータは、本発明の実施例−１〜実施例−５のディフューザーフィルムが市販のプレートディフューザーＣ１に非常に類似した光学特性を有し得ることを示す。データはまた、自己支持性基体に非付着でありえる対照Ｃ２及びＣ３として評価された発泡フィルム又はボイドを含むフィルムが、本発明のフィルム実施例−１〜実施例−５よりもかなり多く収縮することを示す。これらのフィルムは、過度な寸法不安定性のため、この用途では適切ではない。データはまた、ガラス基体に接着したアクリル発泡テープＣ４は、あまり光学的にはよく働かず、チェックプレートディフューザーＣ１よりもかなり低い軸上輝度及び低い均一性を有することを示す。対照サンプルＣ５は、ガラス基体にラミネートされた実施例−５のディフューザーフィルムであって、実施例−５と比較してた場合にＣ５の軸上輝度のかなりの低下によって示されるように、接着剤層を加えることによって光学特性がひどく劣化され得るような基体への積層化を必要としない利益を示している。
【００７５】
本発明は、様々な修正例および代替例に従うが、その詳細は、図面に例として示されており、詳細に説明される。しかし、その意図は、記述された特定の実施形態に本発明を限定することではないことを理解すべきである。それどころか、その意図は、特許請求の範囲によって規定された本発明の精神および範囲内に入るすべての修正例、均等物および代替例をカバーすることである。
【００７６】
本明細書に参照された特許及び他の刊行物のすべての内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】ディフューザープレートを使用する典型的なバックライト液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。
【図２】本発明の原理にしたがって、光学的透過性の自己支持性基体及びボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムを使用することができる光管理層の配列を示す概略図である。
【図３】本発明の原理にしたがって、光学的透過性の自己支持性基体と、フィルムを通って伝えられる光線の方向を制御するために構造化表面を備えたボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルムとを使用することができる光管理層の配列を示す概略図である。
【図４】本発明に有用な試験機器を示す図である。
【図５】試験されたサンプルの透過率を示すグラフ形態である。
【図６】サンプルの１つの光学均一性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７８】
１００  直接照明ＬＣディスプレイ装置
１１０  バックライト
１１２  反射体
１１４  光源
１２０  光管理層
１２２  ディフューザープレート
１２４  コリメートディフューザーフィルム
１２６  光方向づけフィルム
１２８  反射偏光子
１３０  フロントＬＣパネルアセンブリ
１３２  下部吸収偏光子
１３４  パネルプレート
１３６  ＬＣ層
１３８  上部吸収偏光子
１３９  任意の層（単／複）
１４０  ＬＣパネル
１５０  コントローラ
２００  光管理層
２１２  自己支持性基体
２１４  ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム
２１５  ビーズコーティングされた光拡散フィルム
２１６  プリズム光方向づけフィルム
２１８  反射偏光子
３００  光管理層
３１２  光学的透過性の自己支持性基体
３１４  ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム
３１６  プリズム光方向づけフィルム
３１８  反射偏光子
４００  試験台機器
４０２  ボイドを含むポリマー光学ディフューザーフィルム又はディフューザープレートのいずれか
４１０  バックライトユニット
４２０  測定装置
４３０  測定装置
【図１】
2008250299.tif 000004
【図２】
2008250299.tif 000005
【図３】
2008250299.tif 000006
【図４】
2008250299.tif 000007
【図５】
2008250299.tif 000008
【図６】
2008250299.tif 000009
【外国語明細書】
2008250299000001.pdf
2008250299000002.pdf
2008250299000003.pdf
2008250299000004.pdf