(57)【要約】【課題】　画像照明光源の光拡散を向上させて拡散光透過率を向上させると同時にスペキュラー光源を拡散する光学素子を提供する。【解決手段】　微細層状微粒子およびミクロボイドの分散体を含有する熱可塑性ポリマーバインダフィルムを含んでなる光学素子。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
　微細層状微粒子およびミクロボイドの分散体を含有する熱可塑性ポリマーバインダフィルムを含んでなる光学素子。
【請求項２】
　前記熱可塑性ポリマー材料と前記ミクロボイドとの間の屈折率の差が、０．２超である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
　前記ミクロボイドが、光散乱性無機粒子を実質的に含有していない、請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
　前記ミクロボイドが、架橋ポリマービーズを含有してる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
　Ｒａが５マイクロメートル超である表面光学的特徴をさらに有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
　前記層状微粒子のアスペクト比が、１０：１〜１０００：１である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
　前記層状微粒子が、前記バインダに対して１〜１０質量％の量で存在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
　層状物質とバインダとの間の屈折率の差が、０．０８超である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、層状微粒子含有光学的光拡散素子に関する。好ましい態様によれば、本発明は、リアプロジェクション型液晶表示装置の照明光を制御するための光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
　光を拡散または分散させる光学構造体は、一般的に（ａ）表面粗さを利用して多数の方向に光を屈折または拡散させる表面ディフューザとしてか、（ｂ）平面および埋込まれた光拡散要素を備えたバルクディフューザとしての２つの方法のうちの一つで機能する。
【０００３】
　前者の種類のディフューザでは、通常空気に対して粗面を露出させて、ディフューザの材料と周囲媒体との間の屈折率の差をできるだけ大きくすることにより、入射光を最大の角度で広げるようにする。しかしながら、この種の従来技術による光ディフューザの一部のものは、空気との接触が必要であるという大きな欠点がある。粗面を空気と接触させて適切に動作させなければならないという要件のために、効率の低下を生じることがある。ディフューザの入射面と出射面を、両方とも接着剤等の別の材料の内部に埋め込んだ場合、例えば、ディフューザの光分散能が望ましくないレベルまで減少することがある。
【０００４】
　第２の種類のディフューザ（バルクディフューザ）の一つの型では、第２屈折率の小粒子または小球がディフューザの主要材料内に埋め込まれている。別の型のバルクディフューザでは、ディフューザの材料の屈折率が、ディフューザ本体にわたって異なっているので、この材料を通過する光は種々の点で屈折または拡散される。バルクディフューザにも、いくつかの実用上の問題がある。高角度出力分布が求められる場合、ディフューザは、同じ光学拡散力を有する表面ディフューザよりも一般的に厚い。しかしながら、バルクディフューザを薄くする場合、ほとんどの用途について所望の特性、すなわち、ディフューザの拡散能が、低くなりすぎることがある。
【０００５】
　前記の困難が伴うにもかかわらず、表面ディフューザが望ましいことがある用途、バルク型ディフューザが適当でないであろう用途がある。例えば、表面ディフューザは、既存のフィルムまたは基板に適用できるので、別個のフィルムの必要性を排除できる。ＬＣＤにおける光制御の場合、これにより、界面（反射を生じ、光損失が起きる）を除去することにより効率が増加する。
【０００６】
　米国特許第６，２７０６９７号（マイヤーズ（Ｍｅｙｅｒｓ）等）では、曇ったフィルムを使用して、凹凸形状の反復パターンを用いて特定波長帯の赤外エネルギーを透過させている。これは可視光を拡散するが、反復パターンは表示装置を通して見ることができるので、この形状の周期性はバックライトＬＣ装置には受け入れられない。
【０００７】
　米国特許第６，２６６，４７６号（シイェ（Ｓｈｉｅ）等）は、ポリマーシートの表面に光拡散用の微細構造を設けることを開示している。微細構造をフレネルレンズを基板の表面上に成形することにより形成することにより、光源から出力された光の方向を制御して出力光を所望の分布、パターンまたはエンベロープに形作る。米国特許第６，２６６，４７６号に開示されている材料は、光を仕立て上げて、平行にするので、特に液晶表示装置にとっては効率的な光ディフューザではない。
【０００８】
　表面テクスチャを有する樹脂が一方の表面に塗布された透明高分子フィルムを作製することが知られている。この種の透明高分子フィルムは、原料（未塗布）透明高分子フィルムに、ポリエチレン等の溶融樹脂を塗布する熱可塑性エンボス法により作製する。溶融樹脂を表面に設けた透明高分子フィルムを、表面パターンを有する冷却ローラと接触させる。冷却水を、ローラにポンプで供給して樹脂から熱を取り出すことにより、樹脂を固化させて透明高分子フィルムに接着させる。この方法の間に、冷却ローラの表面上の表面テクスチャを樹脂塗布透明高分子フィルムにエンボスさせる。したがって、冷却ローラの表面パターンは、塗布透明高分子フィルム上の樹脂で生成する表面にとって非常に重要である。
【０００９】
　冷却ローラを作製するための一つの公知の方法では、機械的型彫り法を使用して主面パターンを作製することが含まれている。型彫り法では、表面にツールラインを生じる心狂い、高価格および時間のかかる処理等の数多くの制限がある。したがって、冷却ローラを製造するのに機械的型彫りを使用しないことが望ましい。
【００１０】
　米国特許第６，２８５，００１号（フレミング（Ｆｌｅｍｉｎｇ）等）は、基板のエキシマレーザーアブレーションを用いて融除された基板上に反復微細構造の均一性を向上させるか、融除された基板上に三次元微細構造を作製する、露光法に関する。この方法は、マスター冷却ロールの作製に適用して複雑なランダム三次元構造を作製することは困難であり、またコストが高い。
【００１１】
　米国特許第６，１２４，９７４号（バーガー（Ｂｕｒｇｅｒ））では、リソグラフィ法を用いて基板を作製する。このリソグラフィ法を、順次フォトマスクについて反復して、所望の小レンズに相当する三次元レリーフ構造を形成する。マスターを形成してプラスチックフィルムに三次元形状を作製するこの方法は、時間がかかるとともに、コストが高い。
【００１２】
　米国特許第６，０９３，５２１号には、写真部材が記載されている。この写真部材は、前記部材の上面に少なくとも一層の感光性ハロゲン化銀層と前記部材の底面に少なくとも１層の感光性ハロゲン化銀層と、ボイド化ポリエステルポリマーからなる少なくとも１層と非ボイド化ポリエステルポリマーを含む少なくとも１層とを含むポリマーシートとを備え、前記画像形成部材の透過率が３８〜４２％である。米国特許第６，０９３，５２１号に記載されているボイド化層は、静止画像を照明するために従来技術のライトボックスに利用されているバック照明を拡散するが、透過率３８〜４２％は、液晶ディスプレイで、見る人の目に光が到達するのには十分ではない。典型的には、液晶表示装置では、バックライトディフューザは、ディフューザへの入射光の少なくとも６５％、好ましくは少なくとも８０％を透過できなければならない。
【００１３】
　米国特許第６，０３０，７５６号（ブルデレイ（Ｂｏｕｒｄｅｌａｉｓ）等）では、透明ポリマーシートと、２軸延伸ポリオレフィンシートからなる少なくとも１層と、少なくとも１層の画像層とを含む写真要素が開示されており、前記ポリマーシートの剛さは２０〜１００ミリニュートンであり、前記２軸延伸ポリオレフィンシートのスペクトル透過率は３５％〜９０％であり、２軸延伸ポリオレフィンシートの反射濃度は６５％未満である。米国特許第６，０３０，７５６号に記載の写真要素では、前面ハロゲン化銀が背面ハロゲン化銀像とは分離されており、ボイド化ポリオレフィン層は光を拡散しすぎて液晶表示画像が暗くなる。さらに、白色顔料をシートに添加すると、許容できない程度のバックライトの散乱が生じる。
【００１４】
　米国特許第５，２２３，３８３号では、反射または拡散透過性支持体を含む写真要素が開示されている。この特許に開示されている材料と方法は、反射型写真製品に好適であるが、光エネルギー透過率が４０％未満であり、この光透過率４０％未満ではＬＣ装置の輝度を許容できない程度に減少されるので、液晶ディスプレイには適していない。
【００１５】
　米国特許第４，９１２，３３３号に記載のＸ線増感紙は、ミクロボイド化ポリマー層を利用して反射型小レンズを作製することにより画像形成速度と鮮明度を向上させている。米国特許第４，９１２，３３３号に開示されている材料は、Ｘ線エネルギー透過性であるが、可視光エネルギー透過率が極めて低く、ＬＣ装置には許容できない。
【００１６】
　米国特許第６，１７７，１５３号では、液晶装置における光の視野角を拡大するための細孔を含有する延伸ポリマーフィルムが開示されている。米国特許第６，１７７，１５３号における細孔は、二次延伸中に溶媒流延ポリマーを応力破壊することにより形成される。入射光を形作るとともに視野角を拡大するこれらの材料のアスペクト比では、光が均一に拡散されず、液晶形成画像の照明が不均一となる。さらに、ここに開示されているボイド形成方法では、光拡散および光透過の最適化ができないボイドサイズおよびボイド分布となる。この特許の実施例１では、報告されている透過率９０％には、可視波長および非可視波長を積分した４００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長を含むが、５００ｎｍでの透過率は入射光の３０％未満でしかない。このような値は、液晶ディスプレイ等の画像表示に有用な拡散フィルムには受け入れられない。
【００１７】
　最近、スメクタイトクレーを用いて調製されるナノ複合微粒子が、それらの独特な物性について、自動車産業および包装産業等の産業部門からかなり注目されている。これらの物性には、向上した熱変形特性、バリヤー性および機械的性質が含まれる。これに関連した従来技術が、米国特許第４，７３９，００７号、第４，８１０，７３４号、第４，８９４，４１１号、第５，１０２，９４８号、第５，１６４，４４０号、第５，１６４，４６０号、第５，２４８，７２０号、第５，８５４，３２６号および第６，０３４，１６３号に説明されている。しかしながら、これらのナノ複合体画像形成材料をより剛く且つより薄い支持体のために使用することは、上記した特許では認識されていなかった。
【００１８】
　スメクタイトクレーを用いたより剛い高分子支持体を得るために、クレーは、ポリマーマトリックス中でインターカレート化または剥離される必要がある。スメクタイトクレーをインターカレート化した後、熱可塑性ポリマーと相溶化させる方法を開発するのにかなりの努力がなされてきた。これは、クレーホスト格子が親水性であり、化学的に変性して小板状表面を親有機性にすることによりポリマーに組み込むようにしなければならないからである。所望のポリマー特性の向上を得るためにいままで開発された全てのインターカレーション技術は、バッチ法であり、時間がかかり、且つ総製品コストの増加を生じた。
【００１９】
　一般的に使用されている２つの主要なインターカレーション手法、すなわち、好適なモノマーをインターカレーションした後重合する方法（現場重合として知られている；Ａ．Ｏｋａｄａ等，Ｐｏｌｙｍ　Ｐｒｅｐ．第２８巻、４４７（１９８７年））または溶液からのモノマー／ポリマーインターカレーション法がある。ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）およびポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）が、クレー小板をインターカレートするのに使用されたがわずかにうまくいっただけであった。Ｌｅｖｙ等、「Ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ　ｏｎ　ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ（モンモリロナイトへのポリビニルピロリドンの中間層吸着）」、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｌｌｏｉｄ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，第５０（３）巻、４４２（１９７５年）に記載されているように、無水エタノールで順次洗浄後、１％ＰＶＰ／エタノール／水溶液（種々の水量）と接触させることによりＰＶＰを収着させようとすることにより、ＰＶＰをを単イオン性モンモリロナイトクレー小板間に収着させる試みがなされた。Ｎａ−モンモリロナイトのみが、ＰＶＰ／エタノール／水溶液との接触後、基礎間隔を２０オングストローム以上に拡大した。Ｇｒｅｅｎｌａｎｄ、「Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　ａｌｃｏｈｏｌ　ｂｙ　ｍｏｎｔｍｏｒｒｉｌｏｎｉｔｅ　（モンモリロナイトによるポリビニルアルコールの吸着）」、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｌｌｏｉｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ、第１８巻、６４７−６６４（１９６３年）　には、モンモリロナイトへのＰＶＡの収着が溶液中のＰＶＡ濃度に依存するという研究が開示されている。収着はポリマー濃度が１質量％のオーダーでのみ効果があることが判明した。この方法は希薄インターカレートされた層状微粒子の乾燥により制限されるため、商業化についてはさらなる努力がなされなかった。最近の研究（Ｒｉｃｈａｒｄ　Ｖａｉａ等、「Ｎｅｗ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ　Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ：Ｍｅｌｔ　ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｏｘｉｄｅ　ｉｎ　ｍｉｃａ　ｔｙｐｅ　ｓｉｌｉｃａｔｅｓ（新規なポリマー電解質ナノ複合体：マイカ型シリケートにおけるポリエチレンオキシドの溶融インターカレーション）」，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，　７（２），１５４−１５６（１９９５年）では、ＰＥＯを、８０℃で２〜６時間加熱することにより、Ｎａ−モンモリロナイトおよびＬｉ−モンモリロナイトにインターカレートしてｄ間隔１７．７オングストロームが得られている。観察されたインターカレーションの程度は、溶液から得たものと同一であった（Ｖ．Ｍｅｈｒｏｔｒａ，Ｅ．Ｐ．　Ｇｉａｎｎｅｌｉｓ，Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｃｏｍｍｕｎ．，７７，１５５（１９９１年））。他の最近の研究（米国特許第５，８０４，６１３号）では、カルボン酸類およびそれらの塩、ポリカルボン酸類およびそれらの塩、アルデヒド類、ケトン類およびそれらの混合物からなる群から選択された少なくとも一種のカルボニル官能を有する単量体有機化合物の収着が取り扱われている。同様に、米国特許第５，８８０，１９７号では、アミン若しくはアミド官能またはそれらの混合物を含有しているインターカラントモノマーの使用について論じられている。同じ団体に発行されたこれらの特許および他の特許の両方において、インターカレーションは、水のようなインターカラントキャリア中で極めて希薄なクレー濃度でおこなわれている。これには、インターカラントをポリマーに分散する前に、コストのかかる乾燥工程が必要である。ＷＯ９３／０４１１８には、シランカップリング剤またはマトリックスポリマーと相溶である反応基を有する第４級アンモニウム化合物等のオニウムカチオンの吸着に基づくインターカレーション法が開示されている。
【００２０】
　スメクタイトクレーを熱可塑性ポリマー中でインターカレートおよび分散することは困難である。本発明によれば、この問題を克服する方法が提供される。また、本発明によれば、ウェブに組み込まれることができる改善されたスメクタイトクレーの分散体を有する物品も提供される。光ディフューザ、光ディレクター、光ガイド、輝度増強フィルムおよび偏光フィルムを含む従来技術の光学素子は、典型的には反復配向幾何学的パターンまたはランダム幾何学的パターンを含む。幾何学的パターンは、典型的には意図する光学機能を得るために単一サイズ分布を有している。一例として、正確なミクロプリズムを利用したＬＣディスプレイ用輝度増強フィルムがある。ミクロプリズムの形状大きさは、シート断面で単一のサイズ分布を有しており、偏光シートとともに使用すると、ミクロプリズムの上面が偏光シートと接触する。これらの従来技術の光学素子を、液晶ディスプレイの場合のようなシステムとして使用すると、光学素子は、典型的には光学接触状態となる。他の光学素子と組合せた従来技術の光学素子の焦点距離は、一般的にその光学素子の厚さを構成する。
【００２１】
【特許文献１】米国特許第５，９８１，１２６号明細書
【特許文献２】米国特許第６，０３４，１６３号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０９３，５２１号明細書
【特許文献４】米国特許第６，１７７，１５３号明細書
【特許文献５】米国特許第６，２６６，４７６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
　画像照明光源の光拡散を向上させて拡散光透過率を向上させると同時にスペキュラー光源を拡散する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
　本発明によれば、微細な層状微粒子およびミクロボイドの分散体を含有するポリマーフィルムを含む光学素子が提供される。また、本発明によれば、リアプロジェクション型ディスプレイ、バックライト像形成媒体、液晶表示部品および装置に用いられる、光ディフューザならびに層状微粒子含有ボイド化ポリマー支持体の形成方法が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
　本発明によれば、光透過率を向上するとともに、ＬＣＤバックライトに利用される蛍光灯またはＬＥＤライト等の可視光源の拡散が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
　本発明には、従来技術に対して多数の利点がある。本発明によれば、液晶表示装置等のリアプロジェクション型表示装置に一般的に使用されるスペキュラー光源の拡散がなされる。さらに、本発明によれば、光源の拡散とともに、高光透過率が得られる。光ディフューザの高透過率が、高透過率値により、液晶表示の輝度がより高くなるか、同じ輝度レベルを保持することができ、バックライトの電力消費量が減少して、ノートブックコンピュータでは一般的であるバッテリー駆動液晶装置の寿命を延ばすことができるので、液晶表示装置には特に重要である。本発明は、層状微粒子、例えば、スメクタイトクレー、好ましくは親水性成分、より好ましくはさらなる親油性成分を有する有機材料をインターカレートしたスメクタイトクレーを使用する物品である。上記有機材料は、界面活性剤、エトキシ化アルコールおよび／またはブロックコポリマーを含むことができる。インターカレート化クレーは、いくつかの屈折率変化を生じ、ボイド化ポリマーシートとの組合せにより可視光を十分に拡散する。ナノ複合材料をボイド化ポリマーシートに添加することにより、ポリマー要素の機械的強度を向上させ、それによりシートの耐擦過性を増加し且つシートの剛さを向上させてより薄く、より軽量の材料を使用することができるようになる。材料がより薄く、より軽量であると、表示装置の質量およびサイズが減少でき、装置をより小さく且つより軽量にできる。また、本発明に有用なインターカレート化クレー材料は、ベースポリマーの熱的性質を向上し、本発明の材料を、熱条件下の自動車または戦車等の軍事車両で遭遇する温度で熱的および光学的により安定とすることができる。熱的および光学的に安定であると、表示装置を利用できる環境範囲を大きくできる。
【００２６】
　本発明において有用なボイド化ポリマー層は、数多くの液晶装置の所望の拡散および光透過要件を達成するように容易に変更して、本発明の材料を液晶表示マーケットにおける急速に変化する製品要件に対応できるようにすることができる。
【００２７】
　本発明により、液晶表示装置に使用される粗面を含む従来技術の光ディフューザと輝度増強フィルムとの間のエアーギャップの必要性が少なくなる。レンズを、ボイド化ポリマーベースの一方の面に適用できるので、さらなる表皮層を設けて、輝度増強フィルムと光ディフューザとの間のエアーギャップの必要性を排除できる。エアーギャップを無くすことにより、ディフューザ材料を液晶ディスプレイにおける他のフィルム成分に付着接着できることにより、装置をより軽量およびコストをより低くできる。さらに、ベースの大部分におけるエアーボイド化ポリマー拡散表面と表面のレンズの組合せにより、エアーボイドおよびレンズの形状大きさを異ならせて別個の光拡散をおこなうことができるので、ディフューザを使用して光の成形および拡散の両方をおこなうことができる。例えば、エアーボイド化ポリマーは大きなスケールの拡散をおこなうことができ、レンズは、高光拡散％および小さな拡散コーン傾斜角を有する光ディフューザが得られるより小さなコーン傾斜角で拡散できる。
【００２８】
　本発明に有用なボイド化ポリマー層は、層状微粒子の添加により熱流に対する耐性が高まり、したがって、極限の周囲条件で使用できるか、または例えば、ポータブルＬＣ装置に含まれる熱光源に対する耐性を高めることができる。本発明の材料は、バックライト源の望ましくない散乱を生じ且つ液晶表示装置の透過効率を減少する、従来技術のボイド化ポリマーフィルムでは典型的である無機粒子を含有しない。さらに、ディフューザの弾性率および耐擦過性を、従来技術のキャスト塗布ポリマーディフューザよりも向上させ、液晶装置のアセンブリ操作中ディフューザをより強固できる。これらおよび他の利点は、以下の詳細な説明から明らかであろう。
【００２９】
　「微細な」微粒子は、粒子の少なくとも一つの寸法、典型的には層厚さが、数平均基準で０．１〜１００ｎｍの範囲である、スメクタイトクレー等の無機相を意味する。「基礎面」は、Ｘ線結晶学で一般的に定義される層状材料の（００１）面を意味し、「基礎面間隔」は、最隣接同等基礎面間の数平均基準の層間距離を意味する。
【００３０】
　用語「ＬＣＤ」は、液晶を利用して画像を形成するリアプロジェクション型表示装置を意味する。用語「ディフューザ」は、スペキュラー光（一次方向の光）を拡散して拡散光（ランダムな光方向の光）とすることができる材料を意味する。用語「光」は、可視光を意味する。用語「拡散光透過率」は、光源の５００ｎｍの総光量に対する、５００ｎｍでの拡散透過光％を意味する。用語「総光透過率」は、光源の５００ｎｍの総光量に対する、５００ｎｍでの試料を透過した光の百分率を意味する。これは、スペキュラー光と拡散光の両方の透過率を含む。用語「拡散光透過効率」は、５００ｎｍでの総透過光％に対する５００ｎｍでの拡散透過光％の比に１００をかけた値を意味する。用語「高分子フィルム」は、ポリマーを含むフィルムを意味する。用語「ポリマー」は、ホモポリマーおよびコポリマーを意味する。レンズサイズおよび頻度について用語「平均」は、全フィルム表面積についての算術平均を意味する。
【００３１】
　「透明」は、５００ｎｍでの総光透過率が５０％以上であるフィルムを意味する。フィルム上の小レンズ配置についての「いずれの方向」は、ｘ面とｙ面におけるいずれの方向を意味する。用語「パターン」は、規則的であるか、ランダムであるかとは無関係に、レンズの所定の配置を意味する。
【００３２】
　バックライトのよりよい制御および管理は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の技術的進歩をもたらしている。ＬＣＤスクリーンおよび他の電子ソフト表示媒体は、主に平行（高度に指向性の）蛍光管でバックライト照明される。拡散フィルムを使用して、光を全表示領域にわたって均一に分布させ、光をスペキュラーから拡散に変化させる。ディスプレイスタックの液晶部を出る光は、狭い柱状であるので、再拡散されなければならない。ディスプレイのこの部分にディフューザを使用して、光を選択的に水平に広げて視野角を高める。
【００３３】
　光は異なる屈折率で材料を通過する光散乱により拡散がなされる。この散乱により、光エネルギー用拡散媒体が得られる。光の透過と拡散との間に逆の関係があり、各用途ごとにこれらの２つのパラメータを最適に組合せる。
【００３４】
　バックディフューザを、光源の前に直接配置し、これを使用してスペキュラー光を拡散光に変化させることによりディスプレイ全体を通じて光を均一に出光する。拡散フィルムは、ウェブ材料上に複数の小レンズから構成して入射光を広げ且つ拡散する。ＬＣＤバックライトを拡散するための従来法として、異なる屈折率のポリマーフィルム、ミクロボイド化ポリマーフィルムを積層するか、フィルムに艶消し樹脂またはビーズを塗布すること等がある。フロントディフューザの役割は、指向選択性を有する液晶（ＬＣ）から出る光を広げることである。光は密な光線に圧縮されて最高効率でＬＣに入り、ＬＣから出るときには、狭い柱状光の形態で出る。ディフューザは、光学構造体を使用して光を選択的に広げる。ほとんどの会社では、楕円形ミクロレンズを形成して一つの軸に沿って光を選択的に伸ばす。化学的または物理的手段により形成されるポリマーマトリックスにおける楕円形状ポリマーおよび表面ミクロレンズでも、この指向性が得られる。本発明の拡散フィルムは、通常のフィルム製造施設を用いて高生産性で製造できる。
【００３５】
　高分子拡散フィルムは、複数のランダムミクロレンズ、すなわち、小レンズの形態のテクスチャ加工面を少なくとも一方の面に有している。用語「小レンズ」は、小さなレンズのことであるが、本発明の説明の目的においては、用語「レンズ」と用語「小レンズ」は、同じ意味にとることができる。小レンズが重なって複合レンズを形成する。「複合レンズ」は、表面に複数の副レンズを有する主レンズを意味する。「主レンズ」は、上に副レンズがランダムに形成されたより大きな小レンズを意味する。「副レンズ」は、主レンズ上に形成される主レンズよりも小さなレンズを意味する。サイズと形状が全て互いに異なる複数のレンズを積層して、カリフラワーに似た形状の複合レンズを形成する。小レンズおよび小レンズにより形成される複合レンズは、透明高分子フィルムに窪んだ凹状でもよいし、透明高分子フィルムから突出した凸状でもよい。用語「凹」は、球の外面がフィルムの表面に最も近い球の表面のように湾曲していることを意味する。用語「凸」は、球の内面がフィルムの表面に最も近い球の表面のように湾曲していることを意味する。用語「上面」は、光源から遠いほうのフィルムの表面を意味する。用語「底面」は、光源に近い方のフィルムの表面を意味する。
【００３６】
　用語「ポリマー」は、ホモポリマーおよびコポリマーを意味する。用語「ミクロビーズ」は、典型的には限定された凝集法を用いて合成した高分子球を意味する。これらのミクロビーズ球のサイズは、０．２〜３０マイクロメートルの範囲であることができる。ミクロビーズ球のサイズは、好ましくは０．５〜５．０マイクロメートルの範囲である。用語「ミクロボイド」は、延伸中に配向高分子フィルム中に形成された細孔を意味する。これらの細孔の形成は、無機粒子、有機粒子またはミクロビーズにより誘導される。これらのボイドのサイズは、ボイドの形成を誘導するのに使用される粒子またはミクロビーズのサイズおよび配向高分子フィルムを延伸するのに使用される延伸比により決定される。細孔は、フィルムの縦方向および幅方向が０．６〜１５０マイクロメートルの範囲である。細孔は、高さが０．２〜３０マイクロメートルである。好ましくは、縦方向と幅方向の細孔サイズは、１．５〜２５マイクロメートルの範囲である。好ましくは、細孔の高さは、０．５〜５．０マイクロメートルの範囲である。用語「実質的に円形」とは、長軸径が短軸径よりも２倍以下である幾何学的形状を示す。
【００３７】
　「ナノ複合体」とは、少なくとも一つの成分が、少なくとも一つの寸法が０．１〜１００ナノメートルの範囲であるスメクタイトクレー等の無機相を含む、複合材料を意味することとする。「板」とは、同じサイズスケールの２つの寸法を有し、第三寸法よりも顕著に大きい粒子を意味するものとする。ここでは、粒子の長さおよび幅は、類似のサイズを有するが、粒子の厚さを超える大きさの程度である。
【００３８】
　「層状材料」とは、複数の隣接する層が結合した形態のスメクタイトクレー等の無機材料を意味するものとする。「小板」とは、層状材料の個々の層を意味することとする。「インターカレーション」とは、米国特許第５，８９１，６１１号（第５欄第１０行〜第７欄第２３行）に説明されている通常Ｘ線回折法により検出される、一つ以上の外来分子または外来分子の一部分を層状材料の小板間にインターカレートすることを意味することとする。
【００３９】
　「インターカラント」とは、上記層状材料の小板間にインターカレートされた上記した外来分子を意味することとする。「剥離」または「層剥離」とは、積層順序なく無秩序構造に個々の小板が分離することを意味するものとする。「インターカレートされた」とは、少なくとも部分的にインターカレーションおよび／または剥離を受けた層状材料を意味することとする。「オルガノクレー」とは、有機分子により変性されたクレー材料を意味することとする。
【００４０】
　本発明の一実施態様は、月のクレータ表面に例えることができる。月にあたった小惑星により、他のクレータとは別にクレータが形成され、別の１個のクレータに重なるか、別のクレータ内に形成されるか、別のクレータを飲み込む。多くのクレータが造られるほど、月の表面が透明高分子フィルムに形成された複雑なレンズのように複雑な凹状物となる。
【００４１】
　各小レンズの表面は、局部的に球状な部分であり、レンズを通過するエネルギー光線の通路を変更するミニチュアレンズとして作用する。各小レンズの形状は、各小レンズの表面が球の部分であるが必ずしも半球状である必要がないことを意味する「半球状」である。その曲面は、透明高分子フィルムに平行な第一軸（ｘ）に対して測定した曲率半径、ならびに透明高分子フィルムに平行および第一軸（ｘ）に直交する第二軸（ｙ）に対する曲率半径を有する。アレイフィルムにおけるレンズは、ｘ方向とｙ方向において等しい寸法を有する必要はない。レンズの寸法、例えば、ｘ方向またはｙ方向における長さは、一般的にフィルムの長さまたは幅よりも顕著に小さい。「高さ／直径比」は、複合レンズの直径に対する複合レンズの高さの比を意味する。「直径」は、ｘ面およびｙ面における複合レンズの最大寸法を意味する。高さ／直径比は、各複合レンズにより生じる光の広がり、すなわち、拡散の量を決定する主原因の一つである。高さ／直径比が小さいことは、直径がより平らでより広い複合レンズを形成するレンズの高さよるもはるかに大きいことを示している。より大きな高さ／直径値は、より高くてより幅小の複合レンズであることを示している。複合レンズは、サイズ、形状、光学軸からのオフセットおよび焦点距離が異なっていてもよい。
【００４２】
　小レンズの曲率、深さ、サイズ、間隔、構成材料（ポリマーフィルムおよび基板の基本的屈折率を決定する）および位置により拡散の程度が決定され、これらのパラメータは本発明による製造中に確定される。
【００４３】
　レンズによる光の拡散は、水平方向の拡散が垂直方向の拡散と異なることを意味する「非対称」と称することができる。拡散曲線は非対称であり、このことは、ピーク光透過の方向は方向θ＝０°に沿っていないが、表面に対して非直角方向であることを意味する。光を小レンズ拡散フィルムから非対称に拡散させるのに少なくとも３つの方法、すなわち、直交方向に対する一方向におけるレンズの寸法を変更すること、レンズの光学軸をレンズの中心からオフセットすること、および乱視レンズを用いることが有効である。
【００４４】
　光学軸がそれぞれのレンズの中心から片寄っているレンズを備えた拡散フィルムを用いると、フィルムからの光が非対称に拡散される。しかしながら、レンズ表面は、光学軸がｘ方向およびｙ方向の両方においてレンズの中心から片寄っているように形成されていてもよいことが理解できるであろう。
【００４５】
　小レンズ構造体は、基板の反対側に作製できる。支持体のどちらかの側の小レンズ構造体の小レンズは、曲率、深さ、サイズ、間隔および位置が異なっていてよい。
【００４６】
　シートの大部分において光を効率的に拡散させる光学素子を提供するために、微細な層状微粒子およびミクロボイドの分散体を有するポリマーフィルムを含む光学素子が好ましい。透過光が曲面に遭遇して屈折率が空気ボイドの屈折率から変化するので、ボイド化層により、可視透過光の方向を変化させることにより光拡散が生じる。ボイド化層に隣接する層における層状材料、ボイド化層における層状材料、またはボイド化層に隣接する層とボイド化層との両方における層状材料により、いくつかの屈折率の変化がおこり、光学素子のヘイズがさらに増加する。さらに、層状材料を添加すると、ポリマーバインダの熱的性質が向上し、光学素子の温度および温度変化に対する耐性を高まることが判明した。また、本発明に有用な層状材料の添加により、配向ポリマーシートの機械的性質を向上させることができ、層状材料を２質量％という少量添加しただけで機械的弾性率が１８％も増加する。
【００４７】
　また、層状材料をボイド化層に添加することにより、ボイド化層の機械的性質が向上し、曲げおよび圧縮力に対する機械的耐性を５〜２０％向上させることができる。層状材料により、ボイド化層におけるバインダネットワークを強化し、曲げ耐性および圧縮耐性が付与される。また、ボイド化層に対して層状材料を添加しても、ボイド化層の耐熱性が向上し、本発明に有用なボイド化層のバックライトにより発生する熱およびディスプレイ、特に航空機、戦車または戦艦等の軍事用途を有するディスプレイの寿命中に遭遇する周囲熱に対する耐性を高めることができる。
【００４８】
　好ましくは、光学素子は、オレフィン反復単位を含む。ポリオレフィンは、コストが低く且つ光透過率が高い。さらに、ポリオレフィンポリマーは、効率的に溶融押出されることができ、したがって、これを使用してロール状の光ディフューザを形成できる。
【００４９】
　本発明の別の実施態様によれば、光学素子は、カーボネート反復単位を含む。ポリカーボネートは、高光透過率値を有し、高光透過率および拡散が可能となる。高光透過率により、低光透過率値を有する拡散材料よりも高い輝度のＬＣ装置が提供できる。また、ポリカーボネートは、オレフィンやポリエステルよりも高い屈折率を有するので、オレフィンやポリエステルと比較して光の広がりが増加する。
【００５０】
　本発明の別の実施態様によれば、光学素子は、エステル反復単位を含む。ポリエステルは、コストが低く、且つ良好な強度および表面特性を有する。さらに、ポリエステルポリマーは、８０〜２００℃の温度で寸法が安定であり、したがって、ディスプレイ光源により発生される熱に耐えることができる。
【００５１】
　本発明において有用なディフューザ材料の拡散光透過率は、好ましくは５０％超である。ディフューザ光透過率が４５％未満であると、十分な量の光をディフューザを通過させることができず、したがって、ディフューザが非効率的となる。小レンズフィルムの拡散光透過率は、より好ましくは少なくとも８０％、典型的には８０〜９５％である。拡散透過率が８０％であると、ＬＣ装置のバッテリー寿命が向上し、スクリーン輝度が増加する。透明高分子フィルムの拡散透過率は、最も好ましくは少なくとも９２％である。拡散透過率が９２％であると、バックライト源の拡散が可能であり、ＬＣ装置の輝度を最大とし、ＬＣスクリーンが自然太陽光と競合しなければならない屋外使用のＬＣ装置の画像品質を顕著に向上できる。
【００５２】
本発明において有用な微細粒子または層厚さの寸法は、０．１〜１００ｎｍの範囲、典型的には０．５〜１０ｎｍの範囲である。平均基礎面分離距離は、望ましくは０．５〜１０ｎｍの範囲、好ましくは１〜９ｎｍ、典型的には２〜５ｎｍの範囲である。
【００５３】
　本発明の光学素子の微粒子層状材料のアスペクト比は、好ましくは１０：１〜１０００：１である。横寸法（すなわち、長さまたは幅）と粒子の厚さとの間の比として定義される層状材料のアスペクト比は、光拡散量において重要な因子である。８：１よりはるかに小さいアスペクト比では、十分な光拡散が得られない。１０００：１をはるかに超えるアスペクト比では、処理が困難である。
【００５４】
　層状材料は、好ましくはバインダに対して１〜１０質量％の量で存在する。層状材料の存在量がバインダに対して０．９質量％未満である場合には、光拡散レベルが極めて低いことが判明した。層状材料の量が１１％超である場合、光拡散の増加がほとんどないとともに、バインダが着色してしまい、透過光が着色することが判明した。層状材料の存在量がバインダに対して１．５〜５質量％であると、可視光拡散レベルが高いとともに望ましくない着色および追加の材料にかかる出費を回避できるので、最も好ましい。さらに、層状材料の存在量が１．５〜５％であると、液晶ディスプレイに見られる平行バックライトアセンブリについて優れた光拡散が得られることが判明した。
【００５５】
　本発明の別の好ましい実施態様によれば、層状材料の存在量は、前記バインダに対して０．１〜１質量％である。層状材料の量を０．１〜１質量％とすることにより、高光透過率（９０％超）および低ヘイズ（１０％未満）の光学素子が得られ、光学素子を防眩性を有する外光ディフューザとして使用できる。防眩光学素子は、透過像の品質の低下を生じる太陽光等の周囲光により生じる眩しさを減少する。
【００５６】
　本発明の別の好ましい実施態様によれば、光学素子は、２層以上の層を含む。追加の層を光学素子に設けることにより、追加の層において、静電防止性および光濾過性等の向上が光学素子に付与される。複数の層状光学素子を設けることにより、本発明において有用な層状材料を、特定位置に加えて拡散光の焦点距離を制御できる。本発明において有用な層状材料を光学素子の異なる層に加えることにより、視野角との関係で光強度を変化させることができ、したがって、本発明の材料を光学システムを最適化するようにカストマイズできることが判明した。例えば、本発明に有用な層状材料を２質量％加えるとすると、これを１２５マイクロメートルの光学素子の最外層に組み込むことができる。層状材料を含有する最外層が光源の方向に配向する場合、角度との関係における拡散光強度は、最外層が光源から離れて配向する場合と比較して、通常小さい。光学素子は、好ましくは本発明に有用な層状材料を異なる質量％で添加したいくつかの層を有することができる。この場合、光進行方向において光拡散勾配を設けることができる。
【００５７】
　透明高分子フィルムの厚さは、好ましくは２５０マイクロメートル以下、より好ましくは１２．５〜５０マイクロメートルである。ＬＣ装置についての現在の設計傾向は、より軽量且つより薄い装置である。光ディフューザの厚さを２５０マイクロメートル以下に減少させることにより、ＬＣ装置をより軽量且つより薄くすることができる。さらに、光ディフューザの厚さを減少させることにより、ＬＣ装置の輝度を光透過率の減少により向上させることができる。光ディフューザの厚さは、より好ましくは１２．５〜５０マイクロメートルである。この厚さでは、さらに光ディフューザを輝度増強フィルム等のＬＣ装置における他の光学材料と都合良く組合せることができる。さらに、光ディフューザの厚さを減少することにより、ディフューザの材料含量を減少できる。
【００５８】
　本発明によれば、入射光を均一に散乱するフィルムが提供される。本発明の配向フィルムは、通常のフィルム製造設備により高生産性で製造できる。本発明では、ミクロボイド含有ボイド化熱可塑性層を利用する。ポリマーマトリックス中に空気のミクロボイドを設けたものが好ましく、これが、ＬＣＤ装置の光拡散を生じさせるのにポリマーシート上の表面粗さに依存する従来技術のディフューザ材料と比較して、極めて効率的な光ディフューザであることが判明した。空気を含有するミクロボイド化層では、ボイドに含有される空気（ｎ＝１）とポリマーマトリックス（ｎ＝１．２〜１．８）との屈折率差が、大きい。この大きな屈折率差により、優れた拡散と高光透過率が得られ、これによりＬＣＤ像がより明るくおよび／または光についての電力要件が減少するので、バッテリーの寿命が延びる。本発明において有用なディフューザ材料の好ましい拡散光透過率は、６５％超である。拡散光透過率が６０％未満では、十分な量の光がディフューザを通過しないので、ディフューザの効率が低い。ミクロボイド化熱可塑性ボイド化層のより好ましい拡散光透過率は、８０％超である。拡散透過率が８０％であると、ＬＣ装置のバッテリー寿命が向上し且つスクリーン輝度が増加する。ボイド化熱可塑性層の最も好ましい拡散透過率は、８７％超である。拡散透過率が８７％であると、バックライト源の拡散が可能であり、且つＬＣ装置の輝度を最大とすることができるので、ＬＣスクリーンを自然太陽光と競合させなければならない屋外使用のＬＣ装置の像品質を顕著に向上できる。
【００５９】
　本発明において有用であるミクロボイドは実質的に空気であるので、空気含有ボイドの屈折率は、１である。空気ボイドと熱可塑性マトリックスとの間の屈折率差は、好ましくは０．２超である。屈折率差が０．２超であると、ＬＣＤバックライト源の拡散が優れたものとなることが判明した。屈折率差が０．２超では、薄フィルムでのバルク拡散が可能となり、ＬＣＤ製造業者がＬＣスクリーンの厚さを減少できる。好ましくは、熱可塑性拡散層は、垂直方向に、０．２超の屈折率変化を少なくとも４つ有する。屈折率変化が４を超えると、ほとんどのＬＣ装置において十分な拡散がなされることが判明した。優れた拡散がなされながら垂直方向に３０以上の屈折率差があると、透過光量が顕著に減少するので、ＬＣ装置の輝度が顕著に減少する。
【００６０】
　本発明の光学素子は典型的には他の光学ウェブ材料と組合せて使用するので、弾性率が８００ＭＰａ超である光ディフューザが好ましい。弾性率が８００ＭＰａ超である場合には、光ディフューザを感圧接着剤と積層して、他の光学ウェブ材料と組合せて使用できる。さらに、光ディフューザは機械的に強靱であるので、デリケートで組立が困難である従来技術のキャスト拡散フィルムよりも、アセンブリプロセスの苛酷な条件に耐えることができる。耐衝撃性が０．９ＧＰａ超である光ディフューザが好ましい。耐衝撃性が０．９ＧＰａ超であると、光ディフューザが、望ましくない不均一な光の拡散を生じてＬＣ装置に「ホット」スポットを生じる擦過および機械的変形に耐えることができる。
【００６１】
　ディフューザ全体の光ディフューザの厚さの均一性は、好ましくは０．１０マイクロメートル未満である。厚みの均一性は、最大ディフューザ厚さと最小ディフューザ厚さとの間のディフューザ厚さ差として定義される。本発明において有用である光ディフューザを配向することにより、ディフューザの厚みの均一性は、０．１０マイクロメートル未満となり、キャスト塗布ディフューザよりもＬＣ装置全体の光の拡散が均一となる。ＬＣ市場がより大きなサイズ（対角線で４０ｃｍ以上）へと移行しているので、光拡散の均一性は、重要な像品質パラメータとなる。拡散ウェブ全体の厚み均一性が０．１０マイクロメートル未満であるボイド化光ディフューザを設けることにより、像品質が維持できる。
【００６２】
　本発明において有用である光ディフューザにおいては、ミクロボイド化複合２軸延伸ポリオレフィンシートが好ましく、このシートは、コアと表面層（単一または複数）の共押出後２軸延伸することにより、ボイドがコア層に含有されるボイド形成誘導材料の周囲に形成されることにより、製造される。２軸延伸層では、好ましい複合シートの２軸延伸シート用の好適な種類の熱可塑性ポリマーおよびコアマトリックスポリマーは、ポリオレフィンを含む。好適なポリオレフィンには、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリブチレンおよびそれらの混合物等が含まれる。また、プロピレンとエチレン、例えば、ヘキセン、ブテンおよびオクテンのコポリマーを含むポリオレフィンコポリマーも、有用である。コストが低く且つ所望の強度特性を有することから、ポリエチレンが好ましい。このような複合シートは、例えば、米国特許第４，３７７，６１６号、第４，７５８，４６２号および第４，６３２，８６９号に開示されており、引用することにより本明細書の内容とする。光ディフューザフィルムは、少なくとも１層のボイド化ポリマー層を有するポリマーシートを含み、且つ非ボイド化ポリエステルポリマー層（単一または複数）を有することができる。ボイドスペースが、前記ポリマーシートのボイド化層の約２〜６０容積％であるのが好ましい。このようなボイド濃度は、透過特性および反射特性を最適化し且つバックライトおよびフィラメントを見えないようにするのに十分な拡散力を得るのに望ましい。本発明のミクロボイド含有配向フィルムの厚さは、好ましくは約１マイクロメートル〜４００マイクロメートル、より好ましくは５マイクロメートル〜２００マイクロメートルである。
【００６３】
　本発明の熱可塑性ディフューザは、好ましくはミクロボイド化層に隣接して１層以上の非ボイド化表皮層を備えている。複合シートの非ボイド化表皮層は、上記でコアマトリックスについて挙げたのと同じ高分子材料で形成できる。複合シートは、コアマトリックスと同じ高分子材料の表皮（単一または複数）で作製してもよいし、コアマトリックスとは異なる高分子組成の表皮（単一または複数）で作製してもよい。適合性の面から、補助層を使用して、表皮層のコアに対する接着を促進することができる。いずれかの好適なポリエステルシートを、配向される部材に利用できる。配向することにより多層構造にさらなる強度が付与され、ディスプレイを組み立てるときの取扱性が向上する。ボイドによりＴｉＯ2を使用しなくても不透明とできることから、ミクロボイド化配向シートが好ましい。ミクロボイド化層は、コアと薄層とを共押出後２軸延伸することにより、薄層に含有されるボイド形成誘導材料の周囲にボイドを形成することにより製造するのが都合がよい。
【００６４】
　また、配向ポリエステルが優れた強度、耐衝撃性および耐薬品性を有していることから、ポリエステルミクロボイド化光ディフューザも好ましい。本発明で利用されるポリエステルは、ガラス転移温度が約５０℃〜約１５０℃、好ましくは約６０〜１００℃でなければならず、配向可能であるべきであり、且つ固有粘度が少なくとも０．５０、好ましくは０．６〜０．９である。好適なポリエステルには、炭素数４〜２０個の芳香族、脂肪族または脂環式ジカルボン酸と、炭素数２〜２４個の脂肪族または脂環式グリコール類とから製造されるものなどがある。好適なジカルボン酸として、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ソジオスフホイソフタル酸およびそれらの混合物が例示される。好適なグリコール類として、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサン−ジメタンオール、ジエチレングリコール、他のポリエチレングリコール類およびそれらの混合物が例示される。このようなポリエステル類は、当該技術分野において周知であり、周知の方法、例えば、米国特許第２，４６５，３１９号および第２，９０１，４６６号に記載の方法により製造できる。好ましい連続マトリックスポリマーは、テレフタル酸またはナフタレンジカルボン酸と、エチレングリコールと１，４−ブタンジオールと１，４−シクロヘキサンジメタンオールとから選択される少なくとも一種のグリコールから得られる反復単位を有するものである。少量の他のモノマーにより変性できるポリエチレンテレフタレートが、とりわけ好ましい。また、ポリプロピレンも有用である。他の好適なポリエステルには、スチルベンジカルボン酸等の共酸成分を適量配合することにより液晶コポリエステルなどがある。このような液晶コポリエステルとしては、例えば、米国特許第４，４２０，６０７号、第４，４５９，４０２号および第４，４６８，５１０号に開示されているものが挙げられる。
【００６５】
　ポリエステルディフューザシートの共押出、急冷、配向および熱固定を、延伸シートを製造するのに当該技術分野において公知である方法、例えば、フラットシート法またはバブル若しくはチューブラー法によりおこなうことができる。フラットシート法では、配合物をスリットダイを通して押出し、押出したウェブを冷却キャスティングドラム上で急冷してシートのコアマトリックスポリマー成分と表皮成分（単一または複数）をそれらのガラス固化温度より低く急冷することがおこなわれる。次に、急冷したシートを、相互に垂直な方向に、ガラス転移温度を超える温度、マトリックスポリマーの溶融温度より低い温度で延伸することにより、２軸延伸する。シートを、一方向に延伸後第二の方向に延伸してもよいし、両方向に同時に延伸してもよい。シートを延伸後、延伸の両方向においてシートが収縮することをある程度抑えながらポリマーを結晶化またはアニールするのに十分な温度に加熱することにより熱固定される。
【００６６】
　好ましくは、追加の層を、ミクロボイド化ポリエステル拡散シートに追加して異なる効果を得ることができる。このような層に、色材、帯電防止材または異なるボイド形成材料を含有させてユニークな性質を有するシートを製造してもよい。接着性が向上した表面層を有する２軸延伸シートを形成できる。ある種の特定の所望の性質を得ることが所望であるならば、１０層もの多数の層を２軸延伸押出できる。
【００６７】
　好ましくは、添加物を、ポリエステル表皮層に添加して像形成要素の色の変化させる。表皮層の共押出には３２０℃を超える温度が必要であるので、３２０℃を超える押出温度に耐えることができる色付き顔料が好ましい。
【００６８】
　添加することのできる本発明の添加物は、蛍光増白剤である。蛍光増白剤は、紫外光を吸収し、それを可視青色光として放出する、実質的に無色の蛍光放出有機化合物である。蛍光増白剤としては、４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸の誘導体、クマリン誘導体、例えば、４−メチル−７−ジエチルアミノクマリン、１−４−ビス（ｏ−シアノスチリル）ベンゾールおよび２−アミノ−４−メチルフェノールが例示されるが、これらには限定されない。蛍光増白剤が、効率的に使用されるという予想外の所望の特徴が得られる。透過ディスプレイ材料用紫外光源が像の反対側にあるので、紫外光強度は、像形成層に共通の紫外フィルタによっては減少されない。その結果、所望の背景色を得るのに必要とする蛍光増白剤の量を減少できる。
【００６９】
　ポリエステルディフューザシートを、共押出および延伸工程後、またはキャスティングと全延伸との間に、印刷適性を含むシートの性質を向上させるか、防湿層を設けるか、ヒートシール可能とするか、接着性を向上させるのに使用することができるいずれの塗布回数でも塗布または処理に付することができる。この例としては、印刷適性用アクリルコーティング、ヒートシール性用ポリ塩化ビニリデンコーティングがある。さらなる例として、火炎処理、プラズマまたはコロナ放電処理を施して印刷適性または接着性を向上させる処理がある。ミクロボイド化コア上に少なくとも１層の非ボイド化表皮を有することにより、シートの引っ張り強度が増加し、より製造し易くなる。この場合、シートの全ての層をボイド化するときよりも、シートをより大きな幅およびより大きな延伸倍率で作製できる。非ボイド化層（単一または複数）は、フィルムの製造後剥離できる。層を共押出することにより、製造法がさらに簡略になる。
【００７０】
　本発明の光学素子は、光学補償フィルム、偏光フィルムおよび基板構成液晶層から選択される１層以上の層と組合せて使用できる。本発明の延伸フィルムは、好ましくは延伸フィルム／偏光フィルム／光学補償フィルムをこの順序で組合せて使用される。上記フィルムを組合せて液晶表示装置に使用する場合には、フィルムは、好ましくは互いに、例えば、粘着剤を介して接着して反射損失を最小限とする。粘着剤は、好ましくは、光の界面反射損失を抑制するために、延伸フィルムの屈折率に近い屈折率を有するものである。
【００７１】
　本発明の光学素子は、透明ポリマー製のフィルムまたはシートと組合せて使用してもよい。このようなポリマーとして、ポリエステル類、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレート、アクリルポリマー、例えば、ポリメチルメタクリレート、ならびにポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアリーレートおよびトリアセチルセルロースが例示される。
【００７２】
　本発明の光学素子に、例えば、添加物またはシリカ等の滑剤を配合して、入射角で光散乱特性が変化するほどに光学特性を劣化させない範囲内でフィルムの延伸性および表面スリップ性を向上させることができる。このような添加物として、有機溶媒、例えば、キシレン、アルコール類若しくはケトン類、アクリル樹脂の微粒子、シリコーン樹脂または金属酸化物若しくはフィラーが例示される。
【００７３】
　本発明のミクロボイド含有延伸フィルムは、通常光学的異方性を有している。熱可塑性ポリマーの２軸延伸フィルムは、一般的に延伸方向において光学軸を有する光学的異方性を示す光学的異方性材料である。光学的異方性は、フィルム厚さｄと、フィルム面におけるスロー光学軸方向における屈折率とファースト光学軸方向における屈折率との間の差である複屈折Δｎの積（すなわち、Δｎ×ｄ）（リターデーション）によって表される。延伸方向は、本発明のフィルムにおける延伸軸と一致する。延伸軸は、正の固有複屈折を有する熱可塑性ポリマーの場合におけるスロー光学軸の方向であり、負の固有複屈折を有する熱可塑性ポリマーについてのファースト光学軸の方向である。Δｎ×ｄ値のレベルはフィルムの用途によって異なるので、Δｎ×ｄ値の必要レベルの明確な要件がないが、好ましくは５０ｎｍ以上である。
【００７４】
　本発明のミクロボイド含有延伸フィルムは、光拡散機能を有する。これらの多数のミクロボイドおよびミクロボイド化により形成されたミクロレンズにより形成される周期的に変化する屈折率分布により、回折格子のような構造を形成して、光を散乱する光学的性質に寄与する。ボイド化熱可塑性ディフューザシートにより、高光透過率％を有しながら優れた光散乱が得られる。ここで、「ボイド」はガスを含有しているように思われるが、ここでの「ボイド」は、添加した固体および液体がないことを意味するのに使用される。完成した包装シートコアに残存するボイド形成誘導粒子は、直径０．１〜１０マイクロメートルで好ましくは球状であり、所望の形状およびサイズのボイドを生成する。このサイズの誘導粒子を使用することにより得られるボイドは、ここでは「ミクロボイド」と称する。ボイドは、層の未延伸厚さまたはＺ方向の寸法は１０マイクロメートル以下である。また、ボイドのサイズは、縦方向および幅方向における延伸率にも依存する。理想的には、ボイドは、２つの対向且つエッジ接触凹ディスクにより形成される形状をとる。換言すれば、ボイドは、光エネルギーに対して垂直（鉛直方向とも称される）な面において実質的に円形の断面を有する傾向がある。ボイドは、２つの主要寸法（長軸径および短軸径）がシートの縦方向および幅方向に配向するように延伸される。Ｚ方向軸は、小寸法であり、ボイド形成粒子のほぼ横直径の大きさである。ボイドは、一般的に独立気泡である傾向があり、したがって、ガスまたは液体が通過することができる、ボイド化コアの一方の側から他の側に開放する経路はほとんどない。
【００７５】
　有機球から形成されるミクロボイドが、光散乱率が低く、実質的に円形のボイドを形成されることが判明し、且つ容易にポリエステルに分散されるので、好ましい。さらに、ボイド化ディフューザ層のサイズおよび形状は、有機球のサイズおよび量を適切に選択することにより変化させることができる。無機粒子の散乱が実質的にないミクロボイドも、好ましい。クレー、ＴｉＯ2およびシリカ等の無機粒子を使用する従来技術のボイド化ポリマー層は、可視光エネルギーを許容できない程度に散乱することが判明した。バックライト源からの光エネルギーを散乱することは、ＬＣおよび背面から光源の方へ光エネルギーを散乱することによりディスプレイ装置の効率が減少する。無機ミクロボイド形成粒子により、透過光エネルギーが８％も損失することがあることが判明した。
【００７６】
　実質的に円形のボイドは光エネルギーを効率的に拡散し且つ光エネルギーの不均一な拡散を減少することが判明したので、短軸径に対する長軸径が２．０〜０．５である実質的に円形のボイドが好ましい。短軸径に対する長軸径の比は、２．０未満であることが好ましい。この比が２．０未満であると、ＬＣ光源の拡散が優れていることが判明した。さらに、この比が３．０超であると、球状であるボイドが生じ、球状ボイドは光の拡散が不均一であることが判明した。この比が１．０〜１．６であることが、光拡散および光透過率が最適化であることから最も好ましい。
【００７７】
　ミクロボイドは、容積が１００立方マイクロメートル未満であるディフューザのポリマー層におけるボイドである。１００立方マイクロメートルより大きなミクロボイドは可視光を拡散できるけれども、ボイドサイズが大きいので、光の不均一拡散が生じて表示装置の照明が不均一となる。８〜４２立方マイクロメートルの容積の熱可塑性ミクロボイドが好ましい。６立方マイクロメートルに必要とするボイド化剤が典型的なポリエステルの３×３延伸でボイド化するのに小さすぎるので、６立方マイクロメートル未満のミクロボイド容積は得るのが困難である。拡散を得ながら５０立方マイクロメートルを超えるミクロボイド容積とするには、拡散層が厚くなり、余分な材料とコストを要する。熱可塑性ディフューザの最も好ましいボイド容積は、１０〜２０立方マイクロメートルである。１０〜２０立方マイクロメートルであると優れた拡散性および透過特性が得られることが判明した。
【００７８】
　有機ボイド形成誘導材料を、種々の材料から選択でき、コアマトリックスポリマーの質量基準で約５〜５０質量％の量で存在するのが好ましい。好ましくは、ボイド形成誘導材料は、高分子材料を含む。高分子材料を使用するとき、コアマトリックスが作製され、懸濁液を冷却すると分散球状粒子を形成できるポリマーと溶融混合できるポリマーであることができる。このようなポリマーとして、ポリプロピレンに分散されたナイロン、ポリプロピレンに分散されたポリブチレンテレフタレートまたはポリエチレンテレフタレートに分散されたポリプロピレンが例示される。ポリマーを予備形成してマトリックスポリマーにブレンドする場合、重要な特性は、粒子のサイズと形状である。球形が好ましく、これらは中空または中実であることができる。これらの球は以下の化合物からなる群から選択された化合物および架橋剤を原料とする架橋ポリマーから形成できる：一般式Ａｒ−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ2（Ａｒは芳香族炭化水素基、またはベンゼン系列の芳香族ハロ炭化水素基を表し、Ｒは水素またはメチル基である）で表されるアルケニル芳香族化合物；アクリレート型モノマーは、式ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ’）Ｃ（Ｏ）（ＯＲ）（式中、Ｒは水素および炭素数約１〜１２個のアルキル基からなる群から選択され、Ｒ’は水素およびメチルからなる群から選択される）で表されるモノマーを含む；塩化ビニルと塩化ビニリデン、アクリロニトリルと塩化ビニル、臭化ビニル、式ＣＨ2＝ＣＨ（Ｏ）ＣＯＲ（式中、Ｒは炭素数２〜１８個のアルキル基である）で表されるビニルエステル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸、オレイン酸、ビニル安息香酸のコポリマー；テレフタル酸およびジアルキルテレフタル化合物またはそのエステル形成誘導体と、系列ＨＯ（ＣＨ2）nＯＨ（式中、ｎは２〜１０の範囲内の整数である）のグリコールとを反応させることにより調製された合成ポリエステル樹脂であって、反応性オレフィン結合をポリマー分子内に有するもの；反応性オレフィン不飽和を有する第二酸またはそのエステルおよびそれらの混合物を２０質量％以下を共重合させた上記ポリエステル類、ならびにジビニルベンゼン、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフマレート、ジアリルフタレートおよびそれらの混合物からなる群から選択された架橋剤。
【００７９】
　好ましい架橋ポリマービーズは、平均粒子サイズが２．０マイクロメートル未満、より好ましくは０．３〜１．７マイクロメートルである。架橋ポリマービーズの平均粒子サイズが０．３マイクロメートルより小さいと、非常に高価となる。架橋ポリマービーズが１．７マイクロメートルよりも大きいと、ボイドが大きくて光散乱が効率的でない。シートの形成中のボイド形成に使用されるミクロビーズに好適な架橋ポリマーは、以下のものから選択される化合物および架橋剤を原料とする重合性有機材料である。一般式：
【化１】
2004133460.tif 000002
　（式中、Ａｒは芳香族炭化水素基、またはベンゼン系列の芳香族ハロ炭化水素基を表し、Ｒは水素またはメチル基である）で表されるアルケニル芳香族化合物；式：
【化２】
2004133460.tif 000003
　（式中、Ｒは水素と炭素数約１〜１２個のアルキル基からなる群から選択されたものであり、Ｒ’は水素とメチルからなる群から選択されたものである）で表されるモノマーを含むアクリレート型モノマー；塩化ビニルと塩化ビニリデン、アクリロニトリルと塩化ビニル、臭化ビニル、式：
【化３】
2004133460.tif 000004
　（Ｒは炭素数２〜１８個のアルキル基である）で表されるビニルエステル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸、オレイン酸、ビニル安息香酸のコポリマー；テレフタル酸およびジアルキルテレフタル化合物またはそのエステル形成誘導体と、系列ＨＯ（ＣＨ2）nＯＨ（式中、ｎは２〜１０の範囲内の整数である）のグリコールとを反応させることにより調製された合成ポリエステル樹脂であってポリマー分子内に反応性オレフィン結合を有するもの；反応性オレフィン不飽和を有する第二酸またはそのエステルおよびそれらの混合物を２０質量％以下を共重合させた上記ポリエステル類、ならびにジビニルベンゼン、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフマレート、ジアリルフタレートおよびそれらの混合物からなる群から選択された架橋剤。
【００８０】
　架橋ポリマーを製造するための典型的なモノマーとして、スチレン、ブチルアクリレート、アクリルアミド、アクリロニトリル、メチルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ビニルピリジン、酢酸ビニル、メチルアクリレート、塩化ビニルベンジル、塩化ビニリデン、アクリル酸、ジビニルベンゼン、アリールアミドメチル−プロパンスルホン酸、ビニルおよびトルエンが例示される。好ましくは、架橋ポリマーは、ポリスチレンまたはポリ（メチルメタクリレート）である。最も好ましくは、架橋ポリマーはポリスチレンであり、架橋剤はジビニルベンゼンである。
【００８１】
　当該技術分野において周知の方法では、粒径分布が広いことを特徴とするサイズが不均一の粒子が生じる。得られるビーズは、篩い分けにより分級して最初のサイズ分布範囲のビーズとする。懸濁重合および限定された凝集等の他の方法では、極めて均一なサイズの粒子が直接に得られる（米国特許第６，０７４，７８８号；開示内容は、引用することにより本明細書の内容とする）。塗布架橋ポリマーミクロビーズを製造するには、「限定凝集」法を使用することが好ましい。この方法は、米国特許第３，６１５，９７２号に詳細に記載されている。しかしながら、本発明に使用される塗布ミクロビーズの調製では、この特許に記載されているような発泡剤を利用しない。好適なスリップ剤または滑剤には、コロイド状シリカ、コロイド状アルミナならびに金属酸化物、例えば、酸化錫および酸化アルミニウムなどがある。好ましいスリップ剤は、コロイド状シリカおよびアルミナであり、最も好ましくはシリカである。スリップ剤の塗膜を有する架橋ポリマーは、当該技術分野において周知の方法により調製できる。例えば、スリップ剤を懸濁液に添加する通常の懸濁重合法が好ましい。スリップ剤として、コロイド状シリカが好ましい。
【００８２】
　架橋ポリマーのミクロビーズのサイズは、０．１〜５０マイクロメートルの範囲であり、ポリエステルの質量基準で５〜５０質量％の量で存在する。ポリスチレンのミクロビーズのＴｇは、連続マトリックスポリマーのＴｇよりも少なくとも２０℃高くなければならず、連続マトリックスポリマーと比較して硬い。
【００８３】
　ミクロビーズの弾性とレジリエンスにより、一般的にボイド化率が増加する。ミクロビーズのＴｇがマトリックスポリマーのＴｇよりもできるだけ大きいことが、延伸中の変形を避ける面から好ましい。ミクロビーズのレジリエンスおよび弾性の点を超える架橋は実用的な利点があるとは思われない。架橋ポリマーのミクロビーズは、少なくとも部分的にボイドに隣接している。支持体のボイドスペースは、フィルム支持体の容積の２〜６０％、好ましくは３０〜５０％を占めるのが好ましい。支持体を製造する方法に応じて、ボイドはミクロビーズを完全に包囲していてもよい。例えば、ボイドは、ミクロビーズを包囲しているドーナッツ（または平坦ドーナッツ）の形状でもよく、またはボイドは、一部分のみがミクロビーズに隣接していてもよい。例えば、１対のボイドが反対側のミクロビーズに隣接していてもよい。
【００８４】
　延伸中に、ボイドが、フィルムのバランス２軸延伸からミクロボイド化フィルムの１軸延伸まで特徴的な形状をとる。バランスミクロボイドは、延伸面において主として円形である。ミクロボイドのサイズおよび最終の物性は、延伸率および延伸バランス、延伸の温度および速度、結晶化速度ならびにミクロビーズのサイズ分布に依存する。本発明のフィルム支持体は、好ましくは（ａ）溶融連続マトリックスポリマーと架橋ポリマーとの混合物を形成し（ここで、架橋ポリマーは、マトリックスポリマー全体に多数のミクロビーズを均一に分散したものであり、マトリックスポリマーは、上記で説明したものであり、架橋ポリマーミクロビーズは上記したようなものである）、（ｂ）フィルム支持体を上記混合物から押出または注型により成形し、（ｃ）得られた物品を延伸により配向させて、物品全体に均一に分布した架橋ポリマーのミクロビーズと、延伸方向（単一または複数）においてミクロビーズの側面に少なくとも部分的に隣接しているボイドとを形成することにより作製される。
【００８５】
　シートまたはフィルム材料を双方向延伸する方法は、当該技術分野において周知である。基本的には、このような方法では、シートまたはフィルムを、注型または押出後、少なくとも縦方向、すなわち、長手方向に、原寸の約１．５〜１０倍だけ延伸する。また、このようなシートまたはフィルムは、当該技術分野において周知の装置および方法により、横断方向、すなわち、横方向に、一般的に原寸の１．５〜１０倍（通常ポリエステルの場合３〜４倍であり、ポリプロピレンの場合６〜１０倍）に延伸することもできる。このような装置および方法は、当該技術分野において周知であり、米国特許第３，９０３，２３４号に記載されている。
【００８６】
　ミクロビーズを包囲しているここで言及するボイドまたはボイドスペースは、連続するマトリックスポリマーをマトリックスポリマーのＴｇを超える温度で延伸すると形成される。架橋ポリマーのミクロビーズは、連続するマトリックスポリマーに比較して相対的に硬い。また、ミクロビーズとマトリックスポリマーとの間の非相溶性および不混和性のため、連続するマトリックスポリマーは、延伸されるとミクロビーズ上を滑り、延伸方向（単一または複数）の側でボイドが形成され、マトリックスポリマーが延伸し続けられるとボイドが細長く伸びる。したがって、ボイドの最終的なサイズおよび形状は、延伸の方向（単一または複数）および量に依存する。延伸が一方向のみである場合には、延伸の方向においてミクロビーズの側でミクロボイドが形成する。延伸が２方向（双方向延伸）の場合には、実際において、このような延伸は、いずれかの一定の位置から放射状に延びるベクトル成分を有して、各ミクロビーズを包囲したドーナッツ状のボイドが得られる。
【００８７】
　好ましいプリフォーム延伸操作により、ミクロボイドが開口すると同時にマトリックス材料が延伸される。最終製品の性質は、延伸時間−温度の関係に依存し、制御されることができ、且つ延伸の種類および延伸率に依存する。最大の不透明度および質感を得るには、延伸を、マトリックスポリマーのガラス転移温度のすぐ上の温度でおこなう。延伸を、より高いガラス転移温度付近でおこなうと、両方の相が一緒に延伸し、不透明度が減少することがある。前者の場合、材料が引き離され、機械的抗相溶化プロセスが生じる。
【００８８】
　一般的に、ボイド形成は、マトリックスポリマーの結晶配列とは無関係に生じ、これを必要としない。不透明ミクロボイド化フィルムは、マトリックス相として完全に非晶質の非結晶性コポリエステルを用いて本発明の方法により作製した。結晶性／延伸性（加工硬化）マトリックス材料が、引張強度のようなある性質およびガス透過遮断層にとって好ましい。一方、非晶質マトリックス材料は、引裂き抵抗およびヒートシール性のような他の面で特殊な効用がある。特定のマトリックス組成を、数多くの製品の必要性を満たすように設計できる。結晶性マトリックスポリマーから非晶質マトリックスポリマーまでの全範囲が、本発明の一部分を構成する。
【００８９】
　 本発明の別の実施態様によれば、本発明の熱可塑性拡散層は、好ましくはポリマーフォーム法により形成される。ポリマーフォーム法により、ポリマーマトリックスにエアーボイドを形成して、エアーボイドとポリマーマトリックスとの間の屈折率差を０．２超とすることができる。ポリマーエアー形成法により、ボイド形成剤を使用することなくエアーボイドが形成されるので、光エネルギー散乱が観察されない。これらのポリマーの発泡は、いくつかの機械的、化学的または物理的手段により実施できる。機械的方法には、ガスをポリマー溶融物、溶液または懸濁液にホイッピングした後、触媒作用若しくは熱またはこれらの両方により硬化することにより、気泡をマトリックス内に閉じ込める方法などがある。化学的方法には、熱を加えることによるか、重合中の反応の発熱による熱により窒素または二酸化炭素等のガスを発生する化学発泡剤の熱分解等の方法がある。物理的な方法には、系の圧力の減少によるポリマー塊に溶解したガスの膨脹；フルオロカーボンまたは塩化メチレン等の低沸点液体の揮発、またはポリマーマトリックスに中空微小球を含有させることなどの方法がある。どの発泡法を選択するかは、所望の発泡密度の減少、所望の性質および製造方法により決まる。層状微粒子をポリマーフォームマトリックスに添加することにより、発泡ボイド化層の強度が増加し、層状微粒子なしでポリマーを発泡した場合に比較して、高温耐性および曲げ耐性が向上することが分かった。
【００９０】
　本発明の好ましい実施態様によれば、ポリエチレンおよびポリプロピレン等のポリオレフィン、それらの配合物ならびにそれらのコポリマーを、マトリックスポリマーとして、化学発泡剤、例えば、重炭酸ナトリウムおよびそれとクエン酸との混合物、有機酸塩、アゾジカルボンアミド、アゾビスホルムアミド、アゾビスイソブチロールニトリル、ジアゾアミノベンゼン、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチルテトラミン（ＤＮＰＡ）、水素化ホウ素ナトリウムならびに当該技術分野において周知の他の発泡剤とともに、フォームコアに使用する。好ましい化学発泡剤には重炭酸ナトリウム／クエン酸混合物、アゾジカルボンアミドがあるが、他のものも使用できる。必要ならば、これらの発泡剤を、補助発泡剤、核形成剤および架橋剤と一緒に使用できる。
【００９１】
　本発明に有用なバインダは、好ましくはポリマーを含む。ポリマーは、一般的に従来技術のガラスレンズと比較してコストが低く、優れた光学的性質を有し、公知の方法、例えば、溶融押出、真空成形および射出成形を用いてレンズに効率的に成形できるので好ましい。複合レンズの形成に好ましいポリマーには、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、セルロースエステル、ポリスチレン、ポリビニル樹脂、ポリスルホンアミド、ポリエーテル、ポリイミド、ポリビニリデンフロリド、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアセタール、ポリスルホネート、ポリエステルアイオノマーおよびポリオレフィンアイオノマーなどがある。機械的性質または光学的性質を向上させるために、これらのポリマーのコポリマーおよび／または混合物を使用できる。透明複合レンズに好ましいポリアミドには、ナイロン６、ナイロン６６およびそれらの混合物などがある。また、ポリアミドのコポリマーも、好適な連続相ポリマーである。有用なポリカーボネートの一例として、ビスフェノール−Ａポリカーボネートが挙げられる。複合レンズの連続相ポリマーとして使用するのに好適であるセルロースエステルには、セルロースニトレート、セルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートおよびそれらの混合物またはコポリマーなどがある。好ましいポリビニル樹脂には、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタールおよびそれらの混合物などがある。ビニル樹脂のコポリマーも、利用できる。本発明において有用である複合レンズに好ましいポリエステルには、炭素数４〜２０個の芳香族、脂肪族または脂環式ジカルボン酸と炭素数２〜２４個の脂肪族または脂環式グリコールとから製造されたもの等がある。好適なジカルボン酸として、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ソジオスフホイソフタル酸およびそれらの混合物が例示される。好適なグリコール類として、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタンオール、ジエチレングリコール、他のポリエチレングリコール類およびそれらの混合物が例示される。
【００９２】
　好ましくは、添加物を、ポリエステル表皮層に添加して像形成要素の色の変化させる。添加することのできる本発明の添加物に、蛍光増白剤がある。蛍光増白剤は、紫外光を吸収し、それを可視青色光として放出する、実質的に無色の蛍光放出有機化合物である。蛍光増白剤としては、４，４’−ジアミノスチルベン−２，２’−ジスルホン酸の誘導体、クマリン誘導体、例えば、４−メチル−７−ジエチルアミノクマリン、１−４−ビス（ｏ−シアノスチリル）ベンゾールおよび２−アミノ−４−メチルフェノールが例示されるが、これらには限定されない。本発明の予想外の望ましい特徴は、蛍光増白剤が、効率的に使用されるということにある。透過ディスプレイ材料用紫外光源が像の反対側にあるので、紫外光強度は、像形成層に共通の紫外フィルタによっては減少されない。その結果、所望の背景色を得るのに必要とする蛍光増白剤の量を減少できる。
【００９３】
　光学素子は、熱可塑性小レンズキャスティングの前または後に、印刷適性を含むシートの性質を向上させるか、防湿層を設けるか、ヒートシール可能とするか、接着性を向上させるのに使用することができるいずれの塗膜数で塗布または処理することができる。この例としては、印刷適性用アクリルコーティング、ヒートシール性用ポリ塩化ビニリデンコーティングがある。さらなる例として、火炎処理、プラズマまたはコロナ放電処理を施して印刷適性または接着性を向上させる処理がある。
【００９４】
　本発明の光学素子は、光学補償フィルム、偏光フィルムおよび基板構成液晶層から選択される１層以上の層と組合せて使用できる。本発明の拡散フィルムは、好ましくは拡散フィルム／偏光フィルム／光学補償フィルムをこの順序で組合せて使用される。上記フィルムを組合せて液晶表示装置に使用する場合には、フィルムは、互いに、例えば、粘着剤を介して接着して反射損失を最小限とすることができる。粘着剤は、好ましくは、光の界面反射損失を抑制するために、延伸フィルムの屈折率に近い屈折率を有するものである。
【００９５】
　本発明において好適である層状材料は、望ましくは顕著に大きなアスペクト比を有する板形状の層状材料を含有する無機相を含むことができる。しかしながら、高アスペクト比を有する他の形状も本発明には有利である。本発明に好適な層状材料には、層状シリケート、例えば、モンモリロナイト、特にソジウムモンモリロナイト、マグネシウムモンモリロナイトおよび／またはカルシウムモンモリロナイト、ノントロナイト、バイデライト、ボルコンスコアイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、ソボクカイト、スチーブンサイト、スビンフォーダイト、バーミキュライト、マガディアイト、ケニヤアイト、タルク、マイカ、カオリナイトおよびそれらの混合物などがある。他の有用な層状材料には、イライト、混合層状イライト／スメクタイト鉱物、例えば、レジカイトおよびイライトと上記した粘土鉱物との混合物などがある。他の有用な層状材料、特にアニオンポリマーと使用するのに有用な層状材料は、層状複水酸化物またはハイドロタルサイト、例えば、Ｍｇ6Ａｌ3.4（ＯＨ）18.8（ＣＯ3）1.7Ｈ2Ｏ（正に帯電した層、および層間スペースに交換可能なアニオンを有する）である。層にほとんどと言っていいほど電荷がない他の層状材料は、層間間隔を拡大する膨潤剤でインターカレートされることができれば、有用なことがある。このような材料には、塩化物、例えば、ＦｅＣｌ3およびＦｅＯＣｌ、カルコゲナイド、例えば、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2およびＭｏＳ3、シアン化物、例えば、Ｎｉ（ＣＮ）2、ならびに酸化物、例えば、Ｈ2Ｓｉ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＨＴｉＮｂＯ5、Ｃｒ0.5Ｖ0.5Ｓ2、Ｖ2Ｏ5、ＡｇドープＶ2Ｏ5、Ｗ0.2Ｖ2.8Ｏ7、Ｃｒ3Ｏ8、ＭｏＯ3（ＯＨ）2、ＶＯＰＯ4−２Ｈ2Ｏ、ＣａＰＯ4ＣＨ3−Ｈ2Ｏ、ＭｎＨＡｓＯ4−Ｈ2ＯおよびＡｇ6Ｍｏ10Ｏ33などがある。層状物質は、他の薬剤、通常、有機イオンまたは分子が層状材料をインターカレートおよび／または剥離して所望の無機相の分散が得られるようにするために、膨潤性であるのが好ましい。これらの膨潤性層状材料には、粘土に関する文献（例えば、Ｈ．ｖａｎ　Ｏｌｐｈｅｎ，「Ａｎ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ｃｌａｙ　ｃｏｌｌｏｉｄ　ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（粘土コロイド化学の基礎）」，Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ　Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ参照）に定義されている２：１型層状シリケートなどがある。１００ｇあたりのイオン交換容量が５０〜３００ミリ当量である典型的な層状シリケートが好ましい。本発明の好ましい層状材料には、スメクタイトクレー、例えば、モンモリロナイト、ノントロナイト、バイデライト、ボルコンスコアイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、ソボクカイト、スチーブンサイト、スビンフォーダイト、ハロイサイト、マガディアイト、ケニヤアイトおよびバーミキュライト、さらには層状複水酸化物またはハイドロタルサイトなどがある。最も好ましいスメクタイトクレーには、これらの材料の商業的入手性の面から、モンモリロナイト、ヘクトライトおよびヒドロタルサイトなどがある。
【００９６】
　上記した粒子は、スメクタイトクレー等の天然または合成粒子であることができる。この特質は、粒径および／または関連する不純物のレベルに影響することがある。典型的には、合成クレーは、横寸法がより小さく、したがって、アスペクト比がより小さい、しかしながら、合成クレーは、天然クレーよりも純粋で且つサイズ分布が狭く、さらなる精製または分離を必要としないであろう。本発明においては、粒子の横寸法は、０．０１マイクロメートル〜５マイクロメートルであるのが好ましく、好ましくは０．０５マイクロメートル〜２マイクロメートル、より好ましくは０．１マイクロメートル〜１マイクロメートルである。粒子の厚みまたは垂直寸法は、０．５ｎｍ〜１０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜５ｎｍの範囲で異なることができる。本発明においては、粒子の最大寸法と最小寸法との比であるアスペクト比は、１０：１〜１０００：１でなければならない。粒子のサイズおよび形状についての上記した限度は、ナノ複合体のある性質を他の性質に悪影響を及ぼすことなく十分に向上させる観点から定められている。例えば、横寸法が大きいと、機械的性質およびバリヤー性の向上の所望の基準であるアスペクト比が増加することがある。しかしながら、粒子が極めて大きいと、有害な光散乱のため光学的欠陥を生じることがあり、さらには処理装置、運搬装置および仕上げ装置だけでなく他の部品を磨耗をすることがある。
【００９７】
　本発明の光学部品における粒子濃度は、必要に応じて変更できるが、好ましくは、バインダの１０質量％未満である。クレー量が顕著に多いと、脆くなって光学部品の物性を損なったり、処理するのが困難となる。一方、クレー濃度が低すぎると、所望の光学効果を得ることができない場合がある。クレー濃度は、１〜１０％に維持するのが好ましく、最適な結果を得るには１．５〜５％がより好ましい。
【００９８】
　粒状材料は、一般的に一種以上のインターカラントで処理して必要とする層間膨潤性および／またはマトリックスポリマーとの適合性が得られるようにする必要がある。得られる層間間隔は、本発明の実施においてインターカレートされた層状材料の性能に極めて重要である。ここで、「層間間隔」とは、層間剥離（または剥離）が生じる前に、インターカレートされた材料に組み付けられたときの層の面間の距離を意味する。好ましいクレー材料には、一般的に層間または交換可能なカチオン、例えば、Ｎａ+、Ｃａ+2、Ｋ+およびＭｇ＋２を含む。この状態では、これらの材料は、層間間隔は通常極めて小さく（典型的には約０．４ｎｍ以下）、その結果層間凝集エネルギーが比較的強いので、混合とは無関係にホストポリマー溶融物において層間剥離をしない。さらに、金属カチオンは、層とポリマー溶融物との間の適合性を向上しない。
【００９９】
　本発明においては、粒子は、膨潤剤（単一または複数）またはインターカラント（単一または複数）によりインターカレートされて所望程度に層間距離を増加することが好ましい。一般的に、層間距離は、Ｘ線回折で測定したとき、少なくとも約０．５ｎｍであるのが好ましく、好ましくは少なくとも２ｎｍである。膨潤剤またはインターカラントに対するクレーの質量比は、０．１：９９．９〜９９．９：０．１の範囲で異なることができるが、好ましくは１：９９〜９０：１０、より好ましくは２０：８０〜８０：２０である。
【０１００】
　膨潤剤またはインターカラントは、有機材料であることができ、好ましくは親水性成分を含み、より好ましくは親油性成分も含有する有機材料である。親水性成分はインターカレーションに関与し、親油性成分は好適なマトリックスまたはバインダポリマーへのスメクタイトクレーの相溶化に関与すると思われる。上記した有機材料は、界面活性剤、ブロックコポリマーおよび／またはエトキシル化アルコールを含むことができる。最も好ましい実施態様によれば、上記した有機材料は、ドケット番号８２，８５９、８２，８５７および８２，０５６（引用することにより本明細書の内容とする）に開示されているものと同様のブロックコポリマーまたはエトキシル化アルコールである。
【０１０１】
　本発明において有用な好ましいブロックコポリマーは、両親媒性であり、親水性成分と親油性成分を有する。さらに、本発明において有用なブロックコポリマーは、２ブロック型若しくは「Ａ−Ｂ」型（ここで、Ａは親水性成分を表し、Ｂは親油性成分を表す）または３ブロック型若しくは「Ａ−Ｂ−Ａ」型であることができる。例えば、ブロックコポリマーは、３つのブロックを含んでいてよく、マトリックスはコポリマーの少なくとも１つのブロックと適合性であるコポリマー、またはポリマーのブレンドを含むことができる。また、マトリックスが、ポリマーのブレンドである場合、ブレンドの個々のポリマーは、コポリマーの別個のブロックと適合性であってもよい。本発明において親水性成分に有用である現時点で好ましい種類の高分子成分の一つは、ポリエチレンオキシド等のポリアルキレンオキシドである。ここで、用語「ポリアルキレンオキシド」とは、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの混合物を含むアルキレンオキシドから得られるポリマー、例えば、ポリエチレンオキシドなどである。本発明におけるその有効性、水素結合およびイオン相互作用によりクレー格子をインターカレートするその周知の能力、さらにはその熱加工性および滑性の面から、ポリエチレンオキシドが最も好ましい。ここで、用語「ポリアルキレンオキシド」とは、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの混合物を含むアルキレンオキシドから得られるポリマー、例えば、ポリエチレンオキシドなどである。主に本発明におけるその有効性、ブロックコポリマーの合成において広範な寛容度が得られる分子量範囲および化学的性質の面でのその商業的入手可能性の面から、ポリエチレンオキシドが最も好ましい。
【０１０２】
　ポリエチレンオキシドは当該技術分野において周知であり、例えば、米国特許第３，３１２，７５３号第４欄に記載されている。有用な（アルキレンオキシド）ブロックは、一連の連続エチレンオキシ単位を含有し、式：
　［ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ］n
　（式中、一つの単位のオキシ基は、一連の連続エチレンオキシ単位の隣接するエチレンオキシ単位の隣接するエチレンオキシド基のエチレン基に接続している）で表すことができる。
【０１０３】
　他の有用な親水性成分には、ポリ６，（２−エチルオキサゾリン類）、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド類、ポリアクリロニトリル、多糖類およびデキストラン類などがある。
【０１０４】
　また、本発明において有用なポリマーのブロックの親油性成分は、数多くの一般的な成分から選択することができる。親油性成分は、本発明において有用なバインダポリマーに少なくとも部分的に混和および／またはバインダポリマーと、例えば、エステル交換により相互作用することを特徴としている。ポリエステルバインダの場合、親油性ブロックは、ポリエステルを含む。典型的な親油性成分は、カプロラクトン、プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクタム、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、リシンの誘導体ならびにグルタミン酸の誘導体等のモノマーから得ることができる。
【０１０５】
　他の有用な親油性成分は、α，β−エチレン系不飽和モノマー、例えば、オレフィン類、スチレン類およびアクリレート類から得ることができる。高分子の形態は、ポリカプロラクトン、ポリプロピオラクトン、ポリ−β−ブチロラクトン、ポリ−δ−バレロラクトン、ポリ−ε−カプロラクタム、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリリシンの誘導体およびポリグルタミン酸の誘導体、ポリオレフィン類、ポリスチレン、ポリアクリレート類ならびにα，β−エチレン系不飽和モノマー、例えば、オレフィン類、スチレン類およびアクリレート類、のポリマーなどがある。好ましい成分は、本発明における有効性および広範囲のエンジニアリングサーモプラスチックとの適合性の面からポリエステル、ポリカプロラクトン、ポリアミドおよびポリスチレンを含む。
【０１０６】
　親水性成分および親油性成分の分子量は、重要ではない。親水性成分の分子量の有用な範囲は、約３００〜５０，０００、好ましくは１，０００〜２５，０００である。親油性成分の分子量は、約１，０００〜１００，０００、好ましくは２，０００〜５０，０００である。好ましいマトリックス適合性ブロックは、ポリエステルからなるマトリックスポリマーの場合、カプロラクトンからなるモノマー反復単位５０〜５００個を含む。別の好ましいマトリックス適合性ブロックは、ポリエチレンからなるマトリックスポリマーの場合、エチレンからなるモノマー反復単位２５〜１００個を含む。好ましい分子量範囲は、種々の条件下での合成および処理の容易性を確保する面から選択される。
【０１０７】
　別の好ましい種類のインターカラントであるエトキシ化アルコール類は、極めて長鎖の線状合成アルコールから得られる一種の非イオン界面活性剤である。これらのアルコール類は、低分子量エチレンホモポリマーの官能性誘導体として製造される。酸化エチレンまたは酸化プロピレンと反応するとこれらのアルコール類は、オキシル化アルコールとして知られている縮合生成物を生成する。炭化水素部分の平均鎖長は、炭素数で１２〜１０６個であることができるが、これには限定されない。平均鎖長は、好ましくは炭素数で２６〜５０個の範囲である。
【０１０８】
　エトキシ化アルコール分子の親水性および親油性部分の相対効率は、出発アルコールを変化すること、酸化エチレンの量を変化すること、または酸化プロピレンを用いることにより制御される。酸化エチレン含量または酸化プロピレン含量は、１〜９９質量％、好ましくは１０〜９０質量％であることができる。したがって、界面活性剤の化学的性質は、広範囲の用途にあわせて広範に設計できる。典型的には、界面活性剤は、ペンキ、塗料およびインクにおける顔料用分散助剤として使用されてきた。また、界面活性剤は、プラスチック用離型成分、非イオン乳化剤、織物処理および仕上げ用乳化剤／滑剤として使用されてきた。本発明では、オキシル化アルコール類、とりわけエトキシル化アルコール類は、スメクタイトクレーのインターカレーションに使用できることを見出した。これらのインターカレートされたクレーは、工業用ポリオレフィンポリマーに容易に分散され、エトキシル化アルコール類により生じたインターカレーションの度合いは、分散後でも減少しないことが分かった。
【０１０９】
　本発明において有用なスメクタイトクレーとインターカラント、好ましくはブロックコポリマーおよび／またはエトキシル化アルコールとを、ナノ複合体を製造する際の当該技術分野において公知の好適な手段により相互作用させてインターカレーションする。例えば、クレーを、好適なモノマーまたはオリゴマーに分散し、続いて重合させることができる。別法として、クレーを、ブロックコポリマー、オリゴマーまたはそれらの混合物と、好ましくはそれらの融点またはそれ以上の温度で溶融ブレンドし、剪断することができる。別の方法では、クレーとブロックコポリマーを溶媒相中で混ぜてインターカレーションした後、乾燥して溶媒を除去することができる。上記した方法のうち、処理が容易であることから溶融ブレンドを含む方法が好ましい。
【０１１０】
　本発明の好ましい実施態様では、任意の添加物とともにクレーを、好適な２軸配合機により本発明において有用なインターカラントと溶融ブレンドして混合を適切におこなう。以下で詳細に述べる実験に使用される２軸配合機の一例として、Ｌｅｉｓｔｒｉｔｚ　Ｍｉｃｒｏ２７が挙げられる。２軸押出機は、建築用ブロックの原理に基づいて作製する。すなわち、添加物の混合、樹脂の滞留時間、さらには添加物の添加時点は、スクリューの設計、バレルの設計および処理パラメータを変更することにより容易に変更できる。Ｌｅｉｓｔｒｉｔｚ機は、このような汎用性のある機械である。また、共回転モードまたは二重反転モードで動作できる同様な機械が、ＷｅｒｎｅｒおよびＰｆｌｅｉｄｅｒｒｅｒ等の他の２軸配合機製造業者ならびにＢｅｒｓｔｏｒｆｆによっても提供される。Ｌｅｉｓｔｒｉｔｚ　Ｍｉｃｒｏ２７配合機は、共回転モードまたは二重反転モードで動作できる。
【０１１１】
　Ｌｅｉｓｔｒｉｔｚ配合機のスクリューは直径２７ｍｍであり、作用長さが４０直径である。この配合機のバレル帯域の最大数は、１０である。この配合機の最大スクリュー回転速度は、５００ｒｐｍである。この２軸配合機は、樹脂を供給するメインフィーダを備えている。この場合、添加物は、メインフィーダのうちの一つを用いるか、２つのサイドラム押出機を用いて供給する。サイドラム押出機を添加物を供給するのに使用するとき、スクリュー設計を適切に構成する必要がある。ブロックコポリマーにクレーを添加する好ましい態様では、サイドラム押出機を用いておこなうことにより適切な粘性混合によりクレーを確実にインターカレーションし、フィラーを高分子相を介して確実に分散するとともに、添加物の熱履歴を制御する。この態様では、インターカラントを、メイン樹脂フィーダを用いて供給した後、下流のサイドラム押出機からクレーを添加する。別法として、クレーとインターカラントを、同じ位置からメインフィーダを用いて供給できる。
【０１１２】
　本発明のさらに別の実施態様では、クレーと、インターカラントと、マトリックスポリマーまたはバインダポリマーとを、任意の添加物とともに、好適な２軸配合機で溶融ブレンドする。クレーとインターカラントとをポリマーに添加するのに好ましい態様の一つは、サイドラム押出機を使用して適切な粘性混合によりクレーを確実にインターカレーションすることである。この場合、最初にインターカラントを供給後クレーを下流のサイドラム押出機から添加するか、あるいはその逆の手順でおこなう。添加の態様は、インターカラントの特徴により決定される。別法として、クレーとインターカラントとを、予備混合し、単一のサイドラム押出機から供給する。この方法は、サイドラム押出機ポートが一つしか使用できない場合およびスクリュー設計に制限がある場合に特に好適である。また、クレーとインターカラントとを、メインフィーダを用いてバインダ樹脂と同じ位置で供給する方法も、好ましい。
【０１１３】
　本発明の別の好ましい態様によれば、クレーを任意の添加物とともに、本発明において有用なインターカラントと、好適な混合装置、例えば、１軸配合機、ブレンダー、ミキサー、スパチュラ、プレス、押出機または成型機を用いて溶融ブレンドする。
【０１１４】
　本発明において有用なインターカレート化されたクレーを含む物品を形成する際、上記で挙げた方法を含む当該技術分野において公知の方法を利用できる。クレーと、インターカラントと、バインダポリマーとを任意の添加物とともに含む本発明の最終製品は、いずれかの好適な方法、例えば、押出、共押出（１軸または２軸同時若しくは連続延伸による延伸を実施または実施せずに）、ブロー成形、射出成形、ラミネーション、溶液流延、コーティング、引き抜き、紡糸またはカレンダリングにより形成できる。
【０１１５】
　 また、本発明の光学素子を、別の光ディフューザ、例えば、バルクディフューザ、レンチキュラー層、ビード層、表面ディフューザ、ホログラフィックディフューザ、微細構造ディフューザ、別のレンズアレイまたは種々のそれらの組合せとともに使用できる。小レンズディフューザフィルムは、光を分散または拡散するので、秩序周期的レンズアレイの追加から生じることのある回折パターンを無くす。小レンズディフューザフィルムを、いずれかのディフューザまたはレンズアレイの前または後に配置することができる。
【０１１６】
　本発明の光学素子を、透明ポリマー製のフィルムまたはシートと組合せて使用できる。このようなポリマーとしては、ポリエステル、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレート、アクリルポリマー、例えば、ポリメチルメタクリレート、ならびにポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアクリレートおよびトリアセチルセルロースが例示される。バルクディフューザ層は、支持体用ガラスシートに取り付けることができる。
【０１１７】
　また、別の態様によれば、本発明の光学素子は、一つ以上の小レンズチャンネルを通る光の透過率を向上させるために、１層以上の光学コーティングを設けてもよい。ディフューザの効率を高めるために、ディフューザに反射防止（ＡＲ）コーティングからなる層を塗布するのが望ましいこともしばしばある。
【０１１８】
　本発明の光学素子に、例えば、添加物またはシリカ等の滑剤を、光学特性を低下させて入射角での光散乱性を変化させることのない範囲で配合して、フィルムの表面滑り性を向上させることもできる。このような添加剤として、有機溶媒、例えば、キシレン、アルコール類若しくはケトン類、アクリル樹脂、シリコーン樹脂若しくは金属酸化物の微粒子またはフィラーが挙げられる。
【０１１９】
　本発明の製造方法において、好ましいレンズポリマーを、スリットダイから溶融押し出しする。一般的に、好ましくは、Ｔダイまたはコートハンガーダイを使用する。この方法では、ポリマーまたはポリマーブレンドをスリットダイを通して押し出し、押し出されたウェブを、好ましいレンズ形状大きさを有する冷却キャスティングドラム上で急冷して、透明シートのレンズポリマー成分を、それらのガラス固化温度より低い温度に冷やし、拡散レンズの形状を保持する。
【０１２０】
　層状物質を含有するボイド化ポリマーシートに表面形状を加えることで、光方向、光ガイドまたは光収束等の光学的効果をさらに増加することができるので好ましい。本発明の好ましい実施態様によれば、光学素子の上面と底面の両方に表面形状を設ける。光学素子の上面と底面に表面形状を設けることにより、いくつかの異なる光学的機能を、一つのシートを利用して設けることができる。例えば、光学素子の上面がプリズム構造を有し、底面側がディフューザ形状を有して、フィルムにより透過光エネルギーを指向させるとともに拡散できる。
【０１２１】
　より好ましい形態によれば、本発明の光学素子の表面粗さは、５〜５０マイクロメートルである。この範囲の表面粗さは、光指向および光拡散等の数多くの顕著な光学的機能が得られることが分かった。
【０１２２】
　好ましい実施態様によれば、本発明の表面形状は、プリズムを含む。プリズム構造は周知であり、表面に対して斜めに入射する光エネルギーを除去することにより透過光の輝度を効率的に増加する。プリズム表面形状物に微細な層状材料を添加することにより、輝度とヘイズの両方が増加するので、プリズムの線状配向により生じるモアレパターンを減少できる。
【０１２３】
　別の好ましい実施態様によれば、本発明の表面形状は、コーナーキューブを含む。コーナーキューブ表面形状は周知であり、望ましくない周囲光の眩しさを減少させる。コーナーキューブ形状物に微細層状材料を添加することにより、さらに眩しさを減少するとともに、コーナーキューブの硬度を増加させて耐擦過性を増加することが分かった。
【０１２４】
　本発明の別の好ましい実施態様によれば、表面形状は、曲面の直線状アレイを含む。曲面は、透過光を収束および方向を変化することが知られている。曲面の直線状アレイに微細層状材料を添加することにより、曲面の硬度を増加するとともに光を拡散し、直線状アレイが拡散光を収束できる。
【０１２５】
　本発明の別の好ましい実施態様によれば、表面形状は、複合レンズを含む。複合レンズは、複数の湾曲を有するランダム表面を有するレンズ構造であり、極めて効率的な光ディフューザであることが分かった。複合レンズに微細層状材料を添加することにより、レンズの硬度、夏の期間中の自動車内の温度に対する耐性およびヘイズを増加する。また、複合レンズに微細層状材料を添加すると、光の広がりをさらに増加して、本発明の材料がＬＣＤテレビ等の広視野角条件で効率的に透過光を拡散できることが分かった。
【０１２６】
　好ましくは、複合レンズの平均頻度は、いずれの方向においても複合レンズ４〜２５０個／ｍｍである。フィルムの平均複合レンズ頻度が２８５個／ｍｍであると、レンズの幅が光の波長に近づく。レンズは、レンズを通過する光に色を付与し、ディスプレイの色温度を変化させる。レンズが４個未満／ｍｍであると、レンズが大きすぎ、したがって、光拡散効率が低下する。いずれの方向においても、凹レンズまたは凸レンズの平均頻度が複合レンズ２２〜６６個／ｍｍであることが、最も好ましい。平均頻度が複合レンズ２２〜６個であると、効率的に光が拡散され、且つランダムにパターン化したロールに対してキャストコートポリマーを用いて効率的に製造できることが分かった。
【０１２７】
　本発明の別の好ましい実施態様によれば、表面形状は、少なくとも一つの曲面と一つの平面を有するミクロレンズを含む。少なくとも一つの曲面と一つの平面を有するミクロレンズは、表面に対して斜めに入射した光エネルギーを除去することにより透過光の輝度を効率的に増加することが分かった。レンズ形状物に微細層状材料を添加すると、輝度とヘイズの両方が増加するのでモアレパターンを減少できる。
【０１２８】
　本発明は、液晶表示装置とともに使用でき、その典型的な配置は、以下で説明する。液晶（ＬＣ）は、電子ディスプレイに広く使用されている。これらのディスプレイシステムでは、ＬＣ層を、偏光子層とアナライザー層との間に位置させ、垂直軸についてこの層を介して方位ねじれを示すデイレクターを備えている。アナライザーは、その吸収軸が、偏光子の吸収軸に対して垂直となるように合わせる。液晶セルを通過する偏光子により偏光された入射光は、セルに電圧を印加することにより偏光できる液晶の分子配向により影響される。この原理を用いることにより、周囲光を含む外部源からの光の透過を制御できる。この制御をおこなうのに必要とするエネルギーは、一般的にブラウン管等の他の型のディスプレイにおいて使用される発光材料で必要とするエネルギーよりもはるかに小さい。したがって、軽量、低消費電力および長い動作寿命が重要な特徴である、デジタル時計、計算機、ポータブルコンピュータ、エレクトロニックゲームを含むがこれらには限定されない多数の用途にＬＣ技術が使用されている。
【０１２９】
　アクティブマトリックス液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を各液晶ピクセルを駆動するためのスイッチ装置として使用する。これらのＬＣＤは、個々の液晶ピクセルを選択的に駆動できるので、クロストークなしにより高精細像を表示できる。光学モード干渉（ＯＭＩ）ディスプレイは、「通常白色である」、すなわち、オフ状態でディスプレイ層を通って光が透過する、液晶ディスプレイである。ツイステッドネマチック液晶を用いたＬＣＤの動作モードは、複屈折モードと旋光モードとに大別される。「フィルム補償超ねじれネマチック」（ＦＳＴＮ）ＬＣＤは、通常黒色、すなわち、電圧を印加しないオフ状態で光透過が妨げられる。ＯＭＩディスプレイは、応答時間がより早く、動作温度範囲がより広いことが報告されている。
【０１３０】
　白熱電球や太陽からの通常の光は、ランダムに偏光される。すなわち、これらの光は、全ての可能な方向に配向する波を含んでいる。偏光子は、入射光線から２つの垂直面偏光成分のうちの一つを選択的に除去することにより、ランダムに偏光された（「未偏光の」）光線を偏光された光に変換する機能を有する二色材料である。直線偏光子は、液晶表示（ＬＣＤ）装置の重要な構成要素である。
【０１３１】
　ＬＣＤ装置に使用するのに十分な光学性能を有するいくつかの種類の高二色比偏光子がある。これらの偏光子は、一つの偏光成分を透過し、他の互いに直交する成分を吸収する（この効果は、二色性として知られている）材料の薄シートから作製されている。最も一般的に使用されているプラスチックシート偏光子は、多少なりとも平行にＰＶＡポリマー鎖を整列させた薄１軸延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムから構成されている。次に、整列させたＰＶＡに、ＰＶＡに吸着しそれにより１軸延伸されるヨウ素分子または着色二色性色素（例えば、ＥＰ０１８２６３２Ａ２（住友化学工業株式会社）参照）の組合せをドープして、ニュートラルグレーに着色された高度に異方性のマトリックスを生成する。次に、脆いＰＶＡフィルムを機械的に支持するために、このＰＶＡフィルムの両面に、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）の硬質層または同様な支持体を積層する。
【０１３２】
　コントラスト、色再現性および安定なグレースケール強度が、液晶技術を用いる電子ディスプレイの重要な品質属性である。液晶ディスプレイのコントラストを制限する主要な要因は、暗、すなわち、「黒」ピクセル状態にある液晶素子またはセルを通って光が「漏れる」傾向にある。さらに、液晶ディスプレイの漏れおよびしたがってコントラストは、表示スクリーンを見る角度にも依存している。典型的には、最適なコントラストは、ディスプレイに垂直入射を中心とした狭い視野角内でのみ観察され、視野角が増加するにつれて急激に低下する。カラー表示において、漏れの問題は、コントラストを低下するだけでなく、色シフトまたは色相シフトを生じ、これに伴って色再現性が劣化する。黒状態の光漏れに加えて、典型的なツイステッドネマチック液晶ディスプレイにおける狭い視野角の問題は、液晶材料の光学的異方性のため、視野角との関係で輝度−電圧曲線のシフトにより悪化する。
【０１３３】
　本発明の透明高分子フィルムは、バックライトシステムにおいてこのフィルムを光散乱フィルムとして使用すると、輝度をならすことができる。ポータブルコンピュータに利用されるようなバックライトＬＣＤディスプレイスクリーンは、ＬＣＤスクリーンに相対的に近接して、光源（例えば、蛍光）を相対的に局在させるか、または光源を相対的に局在化させたアレイを設けて、光源に対応する個々の「ホットスポット」を検出可能とすることができる。ディフューザフィルムは、ディスプレイ全体の輝度をならす役割を果たす。液晶表示装置は、例えば、アクティブマトリックス駆動および単純マトリックス駆動から選択された駆動方法と、例えば、ツイストネマチックモード、スーパーツイストネマチックモード、強誘電性液晶モードおよび反強誘電性液晶モードから選択された液晶モードとを組合せて有する表示装置を含む。しかしながら、本発明は、上記組合せには限定されない。液晶表示装置において、本発明の延伸フィルムは、バックライトの前に位置させる必要がある。本発明の小レンズディフューザフィルムは、フィルムが優れた光散乱性を有していて光を広げて全方向に優れた可視性を付与するので、ディスプレイ全体の液晶表示装置の明度をならすことができる。上記効果は、このような小レンズディフューザフィルムを単独で使用することによっても得ることができるが、複数のフィルムを組合せて使用することもできる。この均質小レンズディフューザフィルムは、透過モードでＬＣＤ材料の前に配置して光を分散させ、はるかにより均一にすることができる。本発明は、光源デストラクト装置として有意に使用できる。数多くの用途において、光源自体の出力から、試料全体に分布する光が変化し望ましくないことから、用途によっては問題となることがあるフィラメントの構造を排除することが望ましい。また、光源を交換した後の光源フィラメントまたはアークの配向のばらつきが、誤ったり紛らわしい表示を生じることがある。本発明の均一化小レンズディフューザフィルムを光源と検出器との間に配置することにより、光源の出力からわずかなフィラメント構造をも排除することができるので、光源間で同一である均一化された出力とすることができる。
【０１３４】
　小レンズディフューザフィルムを使用して、必要に応じて指向させた好ましい均一化光とすることにより、舞台の照明を制御することができる。舞台およびテレビ製作では、多種多様なステージライトを使用して適切な照明に必要な全ての異なる効果を得る必要がある。これには、数多くの異なるランプを使用することが必要であり、不便且つ高価である。本発明のフィルムをランプ上に配置することにより、必要に応じてほとんど無制限に柔軟に光を分散できる。その結果、物体が、動いていても静止していても、いずれの形状をしていても、ほとんどどのような物体でも、正確に照明できる。
【０１３５】
　例えば、金属フィルムからなる反射層を本発明の小レンズディフューザフィルムに貼り付けることにより形成した反射フィルムを、例えば、交通標識用の再帰反射部材として利用できる。また、これを、例えば、自動車、自転車、人に貼り付けて使用することもできる。
【０１３６】
　また、本発明の小レンズディフューザフィルムは、法の施行およびセキュリティシステムの領域で使用することもできる。この場合、レーザダイオード（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）からの出力を、警備領域全体にわたって均一化して赤外（ＩＲ）検出器に対してコントラストをより高くすることができる。また、本発明のフィルムは、紙幣読取機または皮膚処理装置におけるようなＬＥＤまたはＬＤ源を用いた装置から構造体を除去するのに使用することもできる。これにより、精度が大きく向上する。
【０１３７】
　外科医のヘッドピースに取り付けた光繊維光アセンブリは、光繊維要素の一つが手術中に破損した場合、外科手術領域上に散乱強度のばらつきが生じる。本発明の小レンズディフューザフィルムをファイバー束の末端に配置すると、残った繊維から出る光を均一化し、患者に投射される光から破損した繊維のいずれの痕跡をも排除できる。標準的なすりガラスディフューザは、スループット損失を生じる顕著なバック散乱のため、これに使用するのは効果的ではない。
【０１３８】
　また、本発明の小レンズディフューザフィルムは、源のフィラメントまたはアークをデストラクトすることにより顕微鏡下でサンプルを均一に照明し、均一に照明された視野を得るのにも使用できる。また、フィルムは、繊維を通って伝搬する種々のモード、例えば、らせん形態の繊維から出力される光を均一化するのにも使用できる。
【０１３９】
　また、本発明の小レンズディフューザフィルムには、作業空間および居住空間に適切な光を提供する等の顕著な建築上の用途がある。典型的な商業用途では、安価な透明高分子ディフューザフィルムを使用して、部屋に光を拡散し易くするのにも使用される。これらの通常のディフューザのうちの一つに取って代わる本発明のホモジナイザーにより、より均一な光出力が得られ、光が部屋全体に全ての角度に均一にホットスポットを生じることなく拡散される。
【０１４０】
　また、本発明の小レンズディフューザフィルムは、アートワークを照らす光を拡散するのにも使用できる。透明高分子フィルムディフューザにより、最も所望の方法でアートワークを描写するための好適な適切な大きさと向きの開口を設けることができる。
【０１４１】
　さらに、本発明の小レンズディフューザフィルムを、表示装置等の光学装置の一部分として広く使用することができる。例えば、本発明の小レンズディフューザフィルムは、液晶表示装置のバックライトシステムの上記した光散乱プレートの他に、例えば、反射型液晶表示装置における金属フィルム等の反射フィルムを積層するか、または金属フィルムを装置の背面（観察者の反対側）に配置する場合には、フロント散乱フィルムを積層した光反射プレートとして使用することができる。この際、前記フィルムは、前面（観察者側）に向けて積層する。本発明の小レンズディフューザフィルムは、インジウム酸化物からなる透明導電性層（代表的にはＩＴＯフィルム）を積層することにより、電極として使用することができる。この材料を反射スクリーン、例えば、反射投影スクリーンを形成するのに使用する場合、光反射層を、透明高分子フィルムディフューザに貼り付ける。
【０１４２】
　透明高分子ディフューザフィルムの別の用途は、一般的に像を光源からスクリーンに大面積で投射するのが望ましい、透過投影スクリーンである。テレビ用の視野角は、典型的には水平方向よりは垂直方向のほうが小さい。
【０１４３】
　拡散フィルム試料を、積分球を備えた日立U４００１UＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ分光光度計を用いて測定した。総透過率スペクトルを、試料をビームポートに、複合レンズを有する前面を、積分球の方に向けて配置することにより測定した。較正９９％拡散反射標準（ＮＩＳＴトレーサブル）を、垂直試料ポートに配置した。拡散透過率スペクトルを、同様の方法で測定したが、９９％タイルを除去した。試料を、試料ポートに、コーティング側を積分球の方向に向けて配置することにより、拡散反射率スペクトルを測定した。試料背面からの反射を排除するために、試料の後ろには何も置かなかった。全てのスペクトルは、３５０〜８００ｎｍで得られた。拡散反射率の結果を９９％タイルについて示すとき、値は、絶対値ではなく、９９％タイルの較正データにより補正する必要があろう。
【０１４４】
　総透過光率は、全角で試料を透過した光の百分率を意味する。拡散透過率は、入射光角から２度角を除外した試料を通過する光の百分率として定義される。拡散光透過率は、拡散透過により試料を通過した光の百分率である。拡散反射率は、試料により反射された光の百分率として定義される。実施例での百分率は、５００ｎｍで測定した値である。これらの値の和は、測定試料の吸光性または測定試料のわずかなばらつきのため、１００％にならないことがある。
【０１４５】
　本発明の実施態様によれば、光拡散および透過の向上だけでなく、厚さの減少および光散乱性の減少した拡散フィルムを提供できる。
【０１４６】
　本明細書で言及する特許および他の刊行物の内容全体は、引用することにより本明細書の内容とする。
【実施例】
【０１４７】
　本例では、本発明を光学素子において、共押出を利用して、典型的にはＬＣＤ用の蛍光バックライト源の拡散に好適な、クレー含有ミクロボイド化光ディフューザを形成した。このディフューザを、クレー含有かミクロボイド化である同じ組成の単一拡散フィルムと比較した。この例から、クレーとミクロボイド化ポリマーの共押出が、一緒に試験した２つの単一フィルム（クレー含有またはミクロボイド化の拡散材料単一フィルム）よりも予想外にも透過率とヘイズが高かったので、クレー含有またはミクロボイド化の拡散材料単一層よりも有利であることが分かる。さらに、ディフューザフィルムは、コストが低く且つディスプレイシステムに使用することができる機械的性質を有することがことが明らかである。
【０１４８】
　本例では、光拡散フィルム（本発明材料および対照材料）を、積分球を備えたＨｉｔａｃｈｉ　Ｕ４００１　ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ（日立分光光度計（紫外−可視−近赤外））を用いて測定した。総透過率スペクトルを、試料をビームポートに、複合レンズを有する前面を、積分球の方に向けて配置することにより測定した。較正９９％拡散反射標準（ＮＩＳＴトレーサブル）を、垂直試料ポートに配置した。拡散透過率スペクトルを、同様の方法で測定したが、９９％タイルを除去した。全てのスペクトルは、３５０〜８００ｎｍで得られた。結果を９９％タイルについて示すとき、値は、絶対値ではなく、９９％タイルの較正データにより補正する必要があろう。
【０１４９】
　総透過光率は、全角で試料を透過した光の百分率を意味する。拡散透過率は、入射光角から２．５度角を除外した試料を通過する光の百分率として定義される。用語「ヘイズ」は、総透過光％に対する拡散透過光％の比に１００をかけて得られた値を意味する。
【０１５０】
　フィルム共押出工程の前に、ポリエステル樹脂と配合ペレットの全てを、別個に乾燥器中１５０℃で１２時間乾燥した。押し出し時、２７５℃の溶融流を、これも２７５℃に加熱した１７．８ｃｍマルチマニホールドダイに供給した。ダイから出た各押出シートを、６０〜７０℃に設定した急冷ロール上にキャストした。
【０１５１】
　比較−押出クレー含有層
　クレー含有拡散フィルムを、単一層押出工程により製造した。まず、クレーを、ストランドダイを通過させて押出し、水浴で冷却し、ペレット化してクレー含有ペレットを形成することにより配合した。クレー含有ペレットの組成は、Ｐｅｂａｘ（アトフィナ（Ａｔｏｆｉｎａ）製ポリエーテルブロックコポリアミドポリマー）をインターカレートしたＣｌｏｉｓｉｔｅ　Ｎａ（サザンクレープロダクツ（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ　Ｃｌａｙ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）製天然モンモリロナイトクレー）を４質量％含有するＰＥＴ７３５２（イーストマンケミカル社（Ｅａｓｔｍａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ）製結晶性ポリエステル）であった。ペレットにおけるＣｌｏｉｓｉｔｅ　Ｎａ：Ｐｅｂａｘ質量比は、７０：３０に保持した。クレー複合体（ＰＥＴ、Ｃｌｏｉｓｉｔｅ　ＮａおよびＰｅｂａｘ）とＰＥＴＧ（イーストマンケミカル社製完全非晶質グレードのポリエステル）との１：１混合物を押し出すことにより、キャストシートを厚さ約２５０マイクロメートルで形成した。
【０１５２】
　キャストシートを、１３ｃｍ×１３ｃｍ角に切断後、標準実験室を用いてＸ方向およびＹ方向に同時且つ対称に、シートの原寸の約３倍に延伸した。延伸中のシート温度は、１０３℃であった。
【０１５３】
　比較−押出ミクロボイド化フィルム
　透明ポリエステル層とミクロボイド化層とを含む拡散フィルムを、共押出工程により製造した。第一層は、固有粘度が０．７４であるＰＥＴ７３５２から構成されるものであった。この層は、厚さ約２４８マイクロメートルで押し出した。この透明ポリエステル層は、ディフューザフィルムの光学性能に影響しなかった。これを、ディフューザフィルムの寸法安定性と加工性のために追加した。
【０１５４】
　第二層は、ボイド形成を生じさせるためにポリスチレンビーズを含浸させたＰＥＴ９９２１（イーストマンケミカル社から市販されているＥａｓｔａｐａｋ＃９９２１）から構成されるものであった。２７５℃に加熱した２７ｍｍ２軸配合押出機を使用して、ジビニルベンゼンで架橋したポリスチレンビーズとＰＥＴ９９２１とを混合した。ボイド形成誘導ビーズの平均粒子径は、２マイクロメートルであった。ビーズを、２０質量％の配合量でポリエステル９９２１マトリックスに添加した。成分を、配合機に計量供給した。ビーズをポリエステルマトリックスに分散するには、ワンパスで十分であった。配合した材料を、ストランドダイを通過させて押出し、水浴で冷却し、ペレット化した。ポリスチレンビーズ含有ＰＥＴ９９２１樹脂の固有粘度は、０．８０であった。この層は、厚さ約２５マイクロメートルであった。
【０１５５】
　キャストシートを、１３ｃｍ×１３ｃｍ角に切断後、標準実験室を用いてＸ方向およびＹ方向に同時且つ対称に、シートの原寸の約３倍に延伸した。延伸中のシート温度は、１０３℃であった。
【０１５６】
　共押出クレー含有層およびミクロボイド化層
　クレー含有層とミクロボイド化層とから構成されるディフューザフィルムを、共押出工程により製造した。まず、第一層で使用したクレーを、ストランドダイを通過させて押出し、水浴で冷却し、ペレット化してナノクレーペレットを形成することにより配合した。クレー含有ペレットの組成は、ＰｅｂａｘをインターカレートしたＣｌｏｉｓｉｔｅ　Ｎａを４質量％含有するＰＥＴであった。ここでのＣｌｏｉｓｉｔｅ：Ｐｅｂａｘ比は、７０：３０であった。微細層状微粒子。Ｃｌｏｉｓｉｔｅ　Ｎａクレーは、サザンクレープロダクツ製天然モンモリロナイトである。粒子の最小寸法または層厚さ数平均値は１〜５ｎｍであり、平均基礎面間隔は１〜５ｎｍの範囲であった。
【０１５７】
　ポリエステルバインダ：
　２種類のポリエステル樹脂のブレンドを、微細層状微粒子の分散体用のバインダとして使用した。このクレー含有第一層は、クレー複合体（ＰＥＴ、Ｃｌｏｉｓｉｔｅ　ＮａおよびＰｅｂａｘ）とＰＥＴＧとの１：１混合物を押し出すことにより、厚さ約２５０マイクロメートルで形成した。
【０１５８】
　ミクロボイド化第二層は、ポリスチレンビーズを含浸させたＰＥＴ９９２１から構成されるものであった。２７５℃に加熱した２７ｍｍ２軸配合押出機を使用して、ジビニルベンゼンで架橋したポリスチレンビーズとＰＥＴ９９２１とを混合した。ボイド形成誘導ビーズの平均粒子径は、２マイクロメートルであった。ビーズを、２０質量％の配合量でポリエステル９９２１マトリックスに添加した。成分を、配合機に計量供給した。ビーズをポリエステルマトリックスに分散するには、ワンパスで十分であった。配合した材料を、ストランドダイを通過させて押出し、水浴で冷却し、ペレット化した。ポリスチレンビーズ含有ポリエステル９９２１樹脂の固有粘度は、０．８０であった。第二ミクロボイド化層は、厚さ約２５マイクロメートルでキャストした。
【０１５９】
　本例では、共押出を使用して２つの層（１つの層はクレー含有層、もう一つはミクロボイド化ポリマー層）を形成したが、クレーとミクロボイド化ポリマーは、一緒に１層に押し出すことができた。さらに、複数のミクロボイド化ポリマー層またはクレー含有層を使用して、異なる光学的性質を生じさせることができた。延伸前の共押出クレー含有ディフューザおよびミクロボイド化ディフューザは、以下の構造を有するものであった：
　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
　　　　４％ナノクレー含有ポリエステル層（２５０マイクロメートル）
　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
　　　　ポリエステルミクロボイド化層（２５マイクロメートル）
　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【０１６０】
　キャストシートを、１３ｃｍ×１３ｃｍ角に切断後、標準実験室を用いてＸ方向およびＹ方向に同時且つ対称に、シートの原寸の約３倍に延伸した。延伸中のシート温度は、１０３℃であった。処理条件を、表１に示す。
【０１６１】
【表１】
2004133460.tif 000005
【０１６２】
　上記データから明らかなように、クレーを含有するとともにミクロボイド化されたポリマーディフューザは、クレー含有ディフューザまたはミクロボイド化ディフューザよりも、ヘイズおよび総透過率がはるかに高かった。予想外にも、ミクロボイド化層とクレー含有層とを組合せたディフューザは、２つの単一のフィルムを一緒にしたよりも性能がよかった。クレー含有ディフューザとミクロボイド化ディフューザとを合わせた結果は、総透過率７２．２％、ヘイズ７７．６％である。光は、最初にクレー含有ディフューザを通過し、それからミクロボイド化ディフューザを通過した。ミクロボイド化フィルムは、クレー含有ディフューザを通過した透過光の８４．４％を透過した（８５．６％）。ミクロボイド化ディフューザは、クレー含有ディフューザを通過した光の４１．３％を拡散した。実際の共押出したクレーを含有するとともにミクロボイド化したディフューザは、総透過率８３．９％、ヘイズ８２．２％であり、２つの別個のフィルムを一緒に試験した場合（総透過率７２．２％、ヘイズ７７．６％）よりも高かった。総透過率とヘイズが、別個のフィルムを一緒に試験した場合よりも大きく、ＬＣＤディスプレイのバックライトをより効率的に拡散し、より明るいディスプレイが提供できる。明度のより高いＬＣ装置は、明度がより高い像では、バッテリーの電力を減少でき、且つＬＣ装置が屋外太陽光条件での使用が要求される場合によりよく使用できる点で商業的な価値が高い。
【０１６３】
　さらに、実施例材料は、微粒子の層状材料を含有する延伸ポリエステルから構成したので、これらの材料は、キャストディフューザシートよりも高い弾性率を有している。実施例材料を延伸したので、耐衝撃性も、キャストディフューザシートよりも改善され、実施例材料はより耐擦過性がある。最後に、実施例の延伸したポリマーディフューザ層では、ボイド化層が薄く且つしたがって、実施例材料の材料含量を従来技術材料よりも減少できるので、経済的である。
【０１６４】
　さらに、本発明材料は層状材料を含有するので、材料は、層状材料を含有しない複合レンズよりも弾性率が高い（１４％）。光拡散表面形状物は、層状材料を含有しているので、層状材料を含有しないポリエステル光拡散レンズよりもＴｇが９．１℃増加し、本発明の材料は、夏期中の自動車内または戦場での戦車内のＬＣＤディスプレイが遭遇するような高温度で、より熱安定性がよい状態でいることができる。
【０１６５】
　本例は、主にＬＣ装置用の熱可塑性光拡散材料の使用についてであるが、本発明で有用な材料は、他の拡散用途、例えば、バックライトディスプレイ、拡散層を有する像形成要素、スペキュラーホームライティングおよびプライバシースクリーン用ディフューザ、イメージキャプチャー拡散レンズならびに温室光拡散等においても有用である。さらに、機械的性質の向上およびシートのＴｇの増加により、本発明に有用な材料は、ラベル用フィルム、像形成支持体、合成紙および装飾用包装材料としても有用である。
【０１６６】
　本発明の他の好ましい態様を次に記載する。
　［態様１］　微細層状微粒子およびミクロボイドの分散体を含有する熱可塑性ポリマーバインダフィルムを含んでなる光学素子。
　［態様２］　前記ポリマーフィルムが、エステル反復単位を含む、態様１に記載の光学素子。
　［態様３］　前記ポリマーフィルムが、カーボネート反復単位を含む、態様１に記載の光学素子。
　［態様４］　前記ポリマーフィルムが、オレフィン反復単位を含む、態様１に記載の光学素子。
　［態様５］　光透過率が、５０％超である、態様１に記載の光学素子。
【０１６７】
　［態様６］　ヘイズが、少なくとも８０％である、態様１に記載の光学素子。
　［態様７］　前記フィルムの弾性率が、８００ＭＰａ超である、態様１に記載の光学素子。
　［態様８］　前記熱可塑性ポリマー材料と前記ミクロボイドとの間の屈折率の差が、０．２超である、態様１に記載の光学素子。
　［態様９］　前記ミクロボイドが、有機微小球を含有する、態様１に記載の光学素子。
　［態様１０］　前記ミクロボイドが、光散乱性無機粒子を実質的に含有していない、態様１に記載の光学素子。
【０１６８】
　［態様１１］　前記ミクロボイドが、架橋ポリマービーズを含有してる、態様１に記載の光学素子。
　［態様１２］　前記ミクロボイドが、気体を含有してる、態様１に記載の光学素子。
　［態様１３］　前記ミクロボイドが、フィルムの平面の断面において実質的に円形である、態様１に記載の光学素子。
　［態様１４］　前記ミクロボイドの長軸径／短軸径比が、２．０未満である、態様１に記載の光学素子。
　［態様１５］　前記ミクロボイドの長軸径／短軸径比が、１．６〜１．０である、態様１に記載の光学素子。
【０１６９】
　［態様１６］　前記熱可塑性層が、光の進行方向に対して平行に０．２０より大きいの屈折率変化を、平均で４を超える種類有する、態様１に記載の光学素子。
　［態様１７］　前記ミクロボイドの平均容積が、１ｃｍ2の面積に対して８〜４２μｍ3である、態様１に記載の光学素子。
　［態様１８］　前記架橋ポリマービーズの平均粒径が、２．０マイクロメートル未満である、態様１１に記載の光学素子。
　［態様１９］　前記層状微粒子が、ミクロボイドを含有する層内に配置されている、態様１に記載の光学素子。
　［態様２０］　前記層状微粒子が、ミクロボイド化層に隣接した層内に配置されている、態様１に記載の光学素子。
【０１７０】
　［態様２１］　ポリマー表皮層をさらに含んでなる、態様１に記載の光学素子。
　［態様２２］　Ｒａが５マイクロメートル超である表面光学的特徴をさらに有する、態様１に記載の光学素子。
　［態様２３］　前記層状微粒子のアスペクト比が、１０：１〜１０００：１である、態様１に記載の光学素子。
　［態様２４］　前記層状微粒子のアスペクト比が、１０：１〜２５０：１である、態様１に記載の光学素子。
　［態様２５］　前記層状微粒子が、前記バインダに対して１〜１０質量％の量で存在する、態様１に記載の光学素子。
【０１７１】
　［態様２６］　前記層状物質が、スメクタイトクレーを含む、態様１に記載の光学素子。
　［態様２７］　前記層状物質が、層状複水酸化物を含む、態様１に記載の光学素子。
　［態様２８］　前記層状物質が、インターカレート化スメクタイトクレーを含む、態様１に記載の光学素子。
　［態様２９］　前記インターカレート化クレーが、オキシル化アルコールをインターカレートしたクレーを含む、態様２８に記載の光学素子。
　［態様３０］　前記オキシル化アルコールが、エトキシル化アルコールを含む、態様２８に記載の光学素子。
【０１７２】
　［態様３１］　前記エトキシル化アルコールの炭化水素鎖長が、１２〜１０６個の炭素である、態様２８に記載の光学素子。
　［態様３２］　前記エトキシル化アルコールの炭化水素鎖長が、２６〜５０個の炭素である、態様２８に記載の光学素子。
　［態様３３］　前記層状物質が、合成クレーである、態様１に記載の光学素子。
　［態様３４］　前記層状物質が、有機変性されている、態様１に記載の光学素子。
　［態様３５］　前記スメクタイトクレーにインターカレートされているエトキシル化アルコールが、ポリオレフィンポリマーに分散されている、態様２８に記載の光学素子。
【０１７３】
　［態様３６］　前記ポリマーフィルムが、ポリエステル層を少なくとも１層有している、態様１に記載の光学素子。
　［態様３７］　前記ポリマーフィルムが、ポリオレフィン層を少なくとも１層有している、態様１に記載の光学素子。
　［態様３８］　前記スメクタイトクレーにインターカレートされているエトキシル化アルコールがポリオレフィンポリマーに分散されており、且つインターカレート化スメクタイトを含有しないポリマーの少なくとも１層が同時押出時に一体的に接続された、態様２８に記載の光学素子。
　［態様３９］　層状物質とバインダとの間の屈折率の差が、０．０８超である、態様１に記載の光学素子。
　［態様４０］　前記層状微粒子が、前記バインダに対して０．１〜１質量％の量で存在する、態様１に記載の光学素子。
【０１７４】
　［態様４１］　２層以上の層を含む、態様１に記載の光学素子。
　［態様４２］　前記インターカレート化スメクタイトクレーが、スメクタイトクレーにインターカレートされたブロックコポリマーを含む、態様２７に記載の光学素子。
　［態様４３］　クレーをインターカレート化する親水性ブロックをさらに含む、態様４０に記載のブロックコポリマー。
　［態様４４］　親油性ブロックをさらに含む、態様４０に記載のブロックコポリマー。
　［態様４５］　前記親水性ブロックが、ポリアルキレンオキシド、ポリ６，（２−エチルオキサゾリン類）、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド類、ポリアクリロニトリル、多糖類およびデキストラン類からなる群から選択された少なくとも一つを含む、態様４１に記載のブロックコポリマー。
【０１７５】
　［態様４６］　前記親水性ブロックが、ポリエチレンオキシドを含む、態様４１に記載のブロックコポリマー。
　［態様４７］　前記親水性ブロックが、多糖類を含む、態様４１に記載のブロックコポリマー。
　［態様４８］　前記親水性ブロックが、ポリビニルピロリドンを含む、態様４１に記載のブロックコポリマー。
　［態様４９］　前記親油性ブロックが、ポリカプロラクトン、ポリプロピオラクトン、ポリ−β−ブチロラクトン、ポリ−δ−バレロラクトン、ポリ−ε−カプロラクタム、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリグリシンの誘導体ならびにポリグルタミン酸の誘導体、α，β−エチレン系不飽和モノマーのポリマーからなる群から選択された少なくとも一つを含む、態様４２に記載のブロックコポリマー。
　［態様５０］　前記微細層状微粒子が、０．０１〜５マイクロメートルの横方向寸法であり、０．５〜１０ｎｍの厚さを有する、態様１に記載の光学素子。
　［態様５１］　前記微細層状微粒子の基礎面間隔が、１〜９ｎｍである、態様１に記載の光学素子。
　本明細書で言及した特許および他の刊行物の内容全体は、引用することにより本明細書の内容とする。