(57)【要約】【課題】　画像照明用光源の光拡散を改良すること。【解決手段】　本発明は、バインダー中に層状の微小な粒子状物質の分散体を含んで成る光学要素であって、前記層状物質が、少なくとも５０％の光透過率を有する要素を提供するのに十分な層厚さ、バインダー中の粒子状物質濃度及び基底面間隔を有することを特徴とする光学要素に関する。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
　バインダー中に層状の微小な粒子状物質の分散体を含んで成る光学要素であって、前記層状物質が、少なくとも５０％の光透過率を有する要素を提供するのに十分な層厚さ、バインダー中の粒子状物質濃度及び基底面間隔を有することを特徴とする光学要素。
【請求項２】
　前記層状物質が１０：１〜２５０：１のアスペクト比を有する上記態様１記載の光学要素。
【請求項３】
　前記層状物質が前記バインダーの１質量％〜１０質量％の量で存在する上記態様１記載の光学要素。
【請求項４】
　前記透過率が少なくとも８５％である上記態様１記載の光学要素。
【請求項５】
　前記層状物質がスメクタイト粘土を含む上記態様１記載の光学要素。
【請求項６】
　前記層状物質が層状複水酸化物を含む上記態様１記載の光学要素。
【請求項７】
　前記層状物質がスメクタイト粘土中にインターカレートされたオキシル化アルコールを含む上記態様１記載の光学要素。
【請求項８】
　前記微小な層状物質が０．０１〜５μｍの横方向寸法及び０．５〜１０ｎｍの厚さを有する上記態様１記載の光学要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、バインダー中に層状の微小な粒子状物質の分散体を含むポリマー光ディフューザに関する。好ましい形態において、本発明は、背面投影型液晶ディスプレイ装置用のバックライトディフューザに関する。
【背景技術】
【０００２】
　光を散乱又は拡散する光学構造体は、概して、次の２通りの方式の１つで機能を発揮する：（ａ）多方向に光を屈折又は散乱させるのに表面粗さを利用する表面ディフューザとして；又は（ｂ）平坦な表面と埋め込まれた光散乱性要素を有するバルクディフューザとして。
【０００３】
　前述の種類のディフューザは、そのディフューザの材料と周囲の媒体との間に最大限可能な屈折率の差をもたらし、その結果、入射光の最大の角度広がりをもたらすように、その粗い表面が空気に露出した状態で通常使用される。しかしながら、この種の幾つかの従来技術の光ディフューザには、後方散乱の程度が高く空気との接触を必要とするという２つの主な欠点がある。後方散乱によって、光が適切にディフューザを通過したとき、光の大部分が出所元である光源に反射されて戻り、その光学系の効率は低下する。第２の欠点である、適切に機能を発揮するのに粗い表面が空気と接触しなくてはならないという要件も、低い効率をもたらすことがある。ディフューザの入力及び出力面が例えば接着剤等の別の材料の中に埋め込まれている場合に、ディフューザの光分散能が望ましくない程度まで低下することがある。
【０００４】
　第２のタイプのディフューザの１つの態様において、バルクディフューザ、すなわち第２の屈折率を有する小さな粒子又は球体をディフューザの主材料中に埋め込む。バルクディフューザの別の態様において、ディフューザの材料の屈折率が当該ディフューザ体中で変化すると、その材料中を通過する光が様々な点で屈折又は散乱される。バルクディフューザには、幾つかの実際上の問題もある。高角度出力分布を得ようとする場合に、ディフューザは、同じ光学散乱力を有する表面ディフューザよりも概して厚くなる。しかしながら、バルクディフューザが薄く作られた場合、ほとんどの用途にとって望ましい１つの特性であるディフューザの散乱能は小さくなりすぎることがある。
【０００５】
　前述の不都合にも関わらず、埋込み型ディフューザが望ましく、第１のタイプのディフューザが適当でないような用途がある。例えば、ディフューザを損傷から保護するために、液晶表示システムの出力偏光層と外側ハードコート層との間に、ディフューザ層を埋め込むこともできる。さらに、薄いプロファイルを有し、他の材料に埋め込まれたときに広い光散乱出力を維持し、また、低い光学後方散乱ひいては従来のディフューザよりも高い光学的効率を有するディフューザが非常に望ましいであろう。
【０００６】
　米国特許第６，０９３，５２１号明細書に記載された写真要素は、その要素の上面に設けられた少なくとも１つの感光性ハロゲン化銀層と、その要素の底面に設けられた少なくとも１つの感光性ハロゲン化銀層と、少なくとも１つのボイド化ポリエステルポリマー層から成るポリマーシートと、非ボイド化ポリエステルポリマーから成る少なくとも１つの層とを含み、この画像形成要素は３８〜４２％の透過率を有する。米国特許第６，０９３，５２１号明細書に記載されたボイド化層は、静止画像を照明するために用いられる従来のライトボックス内で利用される背面照明を拡散するものであるが、３８〜４２％の透過率では、液晶ディスプレイに用いられた場合、観察者の眼に充分な光は届かない。典型的には、液晶表示装置の場合、バックライトディフューザは、ディフューザに入射した光の少なくとも６５％、好ましくは少なくとも８０％を透過できるものでなければならない。
【０００７】
　米国特許第６，０３０，７５６号明細書（Bourdelais他）に記載されている写真要素は、透明ポリマーシートと、少なくとも１つの二軸延伸ポリオレフィンシート層と、少なくとも１つの画像層とを含み、ポリマーシートは２０〜１００ミリニュートンの剛性を有し、二軸延伸ポリオレフィンシートは３５％〜９０％の分光透過率を有し、二軸延伸ポリオレフィンシートは６５％未満の反射濃度を有する。米国特許第６，０３０，７５６号明細書に記載されている写真要素は、表側のハロゲン化銀を背面側のハロゲン化銀画像から分離するものの、ボイド化ポリオレフィン層は、過度に多くの光を拡散し、暗い液晶ディスプレイ画像を生じる。さらに、シートへの白色顔料の添加は、バックライトの許容できないほどの散乱を引き起こす。
【０００８】
　米国特許第４，９１２，３３３号明細書においては、エックス線増感紙が、画像形成スピード及び鮮鋭さの改善のために、ミクロボイド化ポリマー層を利用し、これにより反射性レンズレットを形成する。米国特許第４，９１２，３３３号明細書に開示されている材料は、エックス線エネルギーを透過することはできるが、この材料の可視光エネルギー透過性は、ＬＣ装置にとっては受け入れがたいほど極めて低い。
【０００９】
　米国特許第６，１７７，１５３号明細書には、液晶装置において光の視野角を拡張するために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号明細書に開示された細孔は、二次延伸中に溶液流延ポリマーを応力破壊することにより形成される。入射光を成形する一方で視野角を拡張するこのような材料のアスペクト比は、光を均一には拡散せず、また、液晶によって形成された画像を不均一に照明することになる。さらに、開示されたボイド形成方法は、光拡散及び光透過の最適化を可能にしないボイドの大きさ及びボイドの分布をもたらす。上記特許明細書の例１において、報告された９０％の透過率は、可視波長及び不可視波長を合わせた４００〜１５００ｎｍの波長を含む。しかし５００ｎｍにおける透過率は、入射光の３０％未満である。このような値は、液晶ディスプレイのような画像ディスプレイに役立ついかなる拡散フィルムにも受け入れられない。
【００１０】
　画像形成製品のためのより薄くより剛性の高いベースを得る必要性が十分に認識されている。費用優位性を提供することに加えて、より薄い支持体は多くの他の基準を満たすことができる。例えば、映画及び関連するエンターテイメント産業では、より薄いベースは同じサイズのリールでより長いフィルム長を可能にする。しかしながら、ベースの厚さの低減は、典型的には、剛性の低下をもたらし、この剛性の低下は、カール、搬送及び耐久性の点で有害な影響をもたらす恐れがある。液晶ディスプレイなどの電子ディスプレイ材料の場合、構成要素が軽量で可撓性のものであることが望ましい。
【００１１】
　最近、スメクタイト粘土を使用して製造されたナノ複合材料が、それらの他に類のない特性のために、自動車業界及び包装業界のような様々な産業界でかなり注目されている。これらの特性としては、高い熱変形温度、バリヤー特性及び機械的特性が挙げられる。関連する従来技術は、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号及び第６，０３４，１６３号に示されている。しかしながら、特異な光学的特性を有するより薄くより剛性の高いディスプレイ構成要素としてのそれらのナノ複合材料の使用はこれまで認識されていない。
【００１２】
　スメクタイト粘土を使用して、より剛性の高い高分子支持体を得るためには、ポリマーマトリックス中で粘土がインターカレートされるか、又はポリマーマトリックス中で粘土を膨潤させる必要がある。スメクタイト粘土にインターカレートし、次に熱可塑性ポリマーマトリックスと相溶化させるための方法を開発することに相当の努力が払われてきた。これは、粘土の格子が本質的に親水性であり、ポリマーマトリックス中に導入することを可能とするには、粘土の表面を化学的に変性させて親有機性にしなければならないためである。所望のポリマー特性の向上を得るために、これまでに開発されたすべてのインターカレーション技術は、いずれも、バッチ式であり、時間がかかり、総製品コストの増大につながる。
【００１３】
　一般的に使用されている主なインターカレーション方法には、好適なモノマーのインターカレートに続いて重合を行う方法（現場（in-situ）重合として知られている。A. Okada他のPolym. Prep., Vol. 28, 447, 1987参照）、又は溶液からのモノマー／ポリマーインターカレーション方法の２種類がある。ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）及びポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）を使用して、粘土小板状体にインターカレートしたけれども、成果は極めて小さい。Levy他によって"Interlayer adsorption of polyvinylpyrrolidone on montmorillonite", Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 50 (3), 442,1975に記載されているように、モノイオン性モンモリロナイト粘土小板状体を無水エタノールで逐次的に洗浄し、次に、水の量を変えながら、１％のＰＶＰ／エタノール／水の溶液と接触させることによりＰＶＰを吸着させようと試みることによって、モノイオン性モンモリロナイト粘土小板の間にＰＶＰを吸着させようとする試みがなされた。ＰＶＰ／エタノール／水の溶液との接触後に２０Åの基底面間隔を超えて広がっていたのは、Ｎａ−モンモリロナイトのみであった。Greenland による研究、"Adsorption of polyvinyl alcohol by montmorillonite", Journal of Colloid Science, Vol. 18, 647-664 (1963) において、モンモリロナイト上へのＰＶＡの吸着が溶液中のＰＶＡの濃度に依存したことが開示されている。１質量％程度のポリマー濃度においてのみ吸着が有効であったことが見出された。これらの希薄なインターカレートされた層状物質の乾燥によって制限されるであろうことから、商業化のためのさらなる努力は払われなかった。Richard Vaia他による最近の研究、"New Polymer Electrolyte Nanocomposites: Melt intercalation of polyethyleneoxide in mica type silicates", Adv.Materials, 7(2), 154-156, 1995 において、８０℃で２〜６時間加熱することによってＮａ−モンモリロナイト及びＬｉ−モンモリロナイト中にＰＥＯをインターカレートして、１７．７Åの格子面間隔（d-spacing）が達成された。認められたインターカレーションの程度は、溶液から得られるもの（V. Mehrotra, E.P. Giannelis, Solid State Commun., 77, 155, 1991 ）と同一であった。他の最近の研究（米国特許第５，８０４，６１３号）は、カルボン酸及びそれらの塩、ポリカルボン酸及びそれらの塩、アルデヒド、ケトン、並びにそれらの混合物からなる群より選ばれるカルボニル官能基を少なくとも１個有するモノマー有機化合物の吸着を扱っている。同様に、米国特許第５，８８０，１９７号明細書においては、アミン官能基もしくはアミド官能基又はそれらの混合物を含有している挿入剤モノマーの使用が考察されている。同じグループに対して発行されたこれらの特許及び他の特許のいずれにおいても、水などのインターカラントキャリヤー中での非常に希薄な粘土濃度においてインターカレーションが行われている。このことは、層間物質をポリマー中に分散させる前に、必要でコストのかかる乾燥工程につながる。国際公開第９３／０４１１８号には、マトリックスポリマーと相溶性の反応性基を有するシランカップリング剤又はオニウムカチオン（例えば第四級アンモニウム化合物）の吸着に基づくインターカレーション方法が開示されている。
【００１４】
　熱可塑性ポリマーにおけるスメクタイト粘土のインターカレート及び分散には困難がある。本発明は、この問題を克服するための技術を提供する。本発明は、ウェブに導入することができる、スメクタイト粘土の改良された分散体を有する物品も提供する。
【００１５】
【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】
【００１６】
　拡散光透過効率の向上をもたらすと同時にスペキュラー光源を拡散させる画像照明用光源の光拡散の改良が依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
　本発明は、バインダー中に層状の微小な粒子状物質の分散体を含んで成る光学要素であって、前記層状物質が、少なくとも５０％の光透過率を有する要素を提供するのに十分な層厚さ、バインダー中の粒子状物質濃度及び基底面間隔を有することを特徴とする光学要素を提供する。本発明は、バックライト型画像形成媒体、液晶ディスプレイ構成要素及び装置も提供する。
【００１８】
　本発明は、光透過の向上とともにスペキュラー光源の拡散を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
　本発明は、当該技術分野の慣行を上回る多くの利点を有する。本発明は、液晶ディスプレイ装置等の背面投影型ディスプレイ装置において通常使用されているスペキュラー光源の拡散を提供する。さらに、本発明は、光源の拡散を提供する一方で、高い光透過率を有する。光ディフューザーの高い透過率は、液晶ディスプレイ装置にとって特に重要である。なぜなら、高い透過率によって、液晶ディスプレイをより明るく見えるようにしたり、同じ輝度レベルを保ったままバックライトの消費電力を減少させることを可能にし、ノートブックコンピュータに一般的なバッテリー電源型液晶装置の寿命が長くなるからである。本発明において有用なナノ複合材料ポリマー層は、多くの液晶装置にとって望ましい拡散及び光透過要件を達成するように容易に変更できるものであるため、本発明の材料は、液晶ディスプレイ市場での急激に変化する製品要求に応答できる。
【００２０】
　本発明は、液晶表示装置において使用される粗い表面を有する従来の光ディフューザと輝度向上フィルムとの間のエアギャップの必要性を無くす。エアギャップを排除することによって、ディフューザ材料を液晶ディスプレイ内の他のフィルム構成要素に接着結合することができるので、ユニットの質量は軽くなり、コストが軽減される。
【００２１】
　本発明は、従来技術のボイド化ポリマーフィルムに典型的な無機粒子を含有しない。無機粒子は、バックライトの望ましくない散乱を引き起こし、液晶表示装置の透過効率を減少させる。さらに、従来のキャストコーティングされたポリマーディフューザよりもディフューザの弾性率及び引掻き抵抗性が改善されて、液晶装置の組み立て作業中に堅牢（robust）なディフューザをもたらす。
【００２２】
　本発明は、好ましくは親水性成分、より好ましくはさらに親油性成分を有する有機物質をインターカレートした層状物質、例えばスメクタイト粘土を使用する物品である。前述の有機物質は、界面活性剤、エトキシル化アルコール及び／又はブロックコポリマーを含むことができる。このインターカレートされた粘土は、可視光を拡散させる数回の屈折率変化を生じる。バルクポリマー層へのインターカレートされた粘土物質の添加は、ポリマーシートの機械的強度を高め、それにより、シートの耐引掻き性を高めるとともにシートの剛性を向上させ、使用すべき材料がより薄くより軽量になる。より薄くより軽量な材料は、ディスプレイ装置の質量及びサイズを低減し、装置をより小さくより軽量にすることを可能にする。本発明において有用なインターカレートされた粘土物質は、ベースポリマーの熱的特性の向上ももたらし、本発明の材料を、熱い自動車内又は戦車などの軍用車両で遭遇する温度でより熱的及び光学的に安定なものにする。熱的及び工学的安定性は、ディスプレイ装置を使用できる環境範囲を広げる。
【００２３】
　さらに、本発明において有用な層状物質又は粒子状物質の添加は、光学要素のインク印刷適性も改良し、透過光学用途で有用であろう反射ドット、文字又はグラフィックス等のインクをベースにした光学パターンの印刷を可能にする。層状粒子状物質は、インクの化学成分のための結合部位として機能し、優れたインク保持性を有する高品質の印刷画像を生じる。これら及び他の利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００２４】
　「微小な」粒子状物質とは、粒子の少なくとも１つの寸法、典型的には層の厚さが、数平均基準で０．１〜１００ｎｍの範囲内にある無機相、例えばスメクタイト粘土を意味する。「基底面（basal plane）」とは、Ｘ線結晶学で通常定義される層状物質の（００１）面を意味し、「基底面間隔（basal plane spacing）」とは、数平均基準で、望ましくは０．５〜１０ｎｍの範囲内にある最も近い等価な基底面間の層間距離を意味する。
【００２５】
　「ＬＣＤ」なる用語は、画像を形成するのに液晶を利用する任意の背面投影型ディスプレイ装置を意味する。「ディフューザ」なる用語は、スペキュラー光（主方向を有する光）を拡散させて拡散光（ランダムな光方向を有する光）にすることのできる任意の材料を意味する。「光」なる用語は可視光を意味する。「拡散光透過率」なる用語は、５００ｎｍの全透過光に対する５００ｎｍの拡散透過光の比に１００の係数をかけた値を意味する。「ポリマーフィルム」なる用語は、ポリマーを含んで成るフィルムを意味する。「ポリマー」なる用語は、ホモ−及びコ−ポリマーを意味する。
【００２６】
　「ナノ複合材料」とは、少なくとも１種の成分が、０．１〜１００ナノメートルの範囲内の少なくとも１つの寸法を有する無機相、例えばスメクタイト粘土を含む複合材料を意味する。「平板状体（plates）」とは、第３の寸法よりもかなり大きい２つの同等な寸法を有する粒子を意味する。例えば、粒子の長さと幅が同等な大きさを持つが、それらの大きさは粒子の厚さよりも桁違いに大きい場合をいう。
【００２７】
　「層状物質」とは、複数の隣接して結合した層の形態にあるスメクタイト粘土のような無機物質を意味する。「小板状体（platelets）」とは、層状物質の個々の層を意味する。「インターカレーション」とは、層状物質の小板状体間に１つ以上の異物分子又は異物分子の一部が挿入することを意味し、米国特許第５，８９１，６１１号明細書（第５欄第１０行〜第７欄第２３行）に示されているようにＸ線回折法によって通常検出される。
【００２８】
　「インターカラント」とは、前記層状物質の小板状体間に装入される前述の異物分子を意味する。「膨潤（exfoliation）」又は「層間剥離（delamination）」とは、個々の小板が分離して、積層秩序のない無秩序な構造になることを意味する。「インターカレートした」とは、少なくとも部分的にインターカレーション及び／又は膨潤を経験した層状物質を意味する。「有機粘土」とは、有機分子により変性された粘土物質を意味する。
【００２９】
　バックライトのより良好な制御及び管理は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の技術的進歩をもたらす。ＬＣＤスクリーン及び他の電子ソフトディスプレイ媒体は、スペキュラー（高度に指向性の）蛍光管を主に用いてバックライトされる。ディスプレイ領域全体に均一に光を分配するとともに、光をスペキュラー光から拡散光に変えるために、拡散フィルムが使用される。ディスプレイ積層体の液晶セクションから出ていく光は細い柱状のままであり、再分散されねばならない。高い視野角が得られるように光を水平方向に選択的に拡げるために、ディスプレイのこのセクションにディフューザが使用される。
【００３０】
　屈折率が異なる物質中を光が透過する際に光が散乱することによって拡散が実現される。この散乱は、光エネルギーのための拡散手段をもたらす。光の透過と拡散の間には逆の相関があり、これらの２つのパラメータの最適な組み合わせは各用途にとって望ましい。
【００３１】
　後側ディフューザは、光源の前方に直接配置され、スペキュラー光を拡散光に変えることによりディスプレイ全体に光を均一に分配するために使用される。拡散フィルムは、光を全ての方向に拡げるための単純な光学的構造から構成される。ＬＣＤバックライトを拡散するための従来技術の方法としては、屈折率が異なるポリマーフィルムを積層するか、フィルムに所定のパターンを型押しするか、又はフィルムに艶消し樹脂又はビーズをコーティングすることが挙げられる。前側ディフューザの役割は、液晶（ＬＣ）から出てきた光を方向選択的に拡げることである。光は、最高の効率を得るために密なビームに圧縮されてＬＣに入り、そしてその光がＬＣから出てくる際には細い柱状の光として出てくる。ディフューザは、光を選択的に拡げるための光学的構造を使用する。たいていの企業は、光を１つの軸に沿って選択的に引き伸ばす楕円形のミクロレンズを形成している。ポリマーマトリックス中の楕円形のポリマー及び化学的又は物理的手段によって形成された表面ミクロレンズもこの方向性を実現する。本発明の拡散フィルムは、従来のフィルム生産設備を使用して高い生産性で製造できる。
【００３２】
　本発明は、入射光を均一に散乱するフィルムを提供する。バインダー中に微小な粒子状の層状物質の分散体を含み、それらの粒子が、少なくとも５０％の光透過率を有する要素を提供するのに十分な厚さ、バインダー中濃度及び基底面間隔を有する光学要素が好ましい。バインダー中のこの粒子状の層状物質は、優れた可視光の拡散を提供することが見出された。層状物質は、透過した可視光エネルギーを拡散させる数回の屈折率変化を生じる。バインダー中の層状物質が好ましく、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頼る従来技術のディフューザ材料と比較して光の非常に有効なディフューザであることが見出された。層状物質とバインダーとの間には、屈折率差がある。好ましい態様において、そのような屈折率差は少なくとも０．０１であり、より好ましくは０．１であり、非常に好ましくは０．２である。この屈折率差は、優れた拡散及び高い光透過率をもたらし、ＬＣＤ画像を、より明るくすることができ、及び／又は光の電力必要量を減らすことができ、バッテリーの寿命を長くすることができる。
【００３３】
　層状物質の濃度及びそれらの基底面間隔は、光拡散量を制御する。本発明は、透過の著しい変化を生じずに、光拡散量を増加させることができるという予想外の特徴を有する。従来技術の可視光ディフューザシートは、概して、光拡散量の増加を伴う光透過の減少を示す。
【００３４】
　本発明において有用な微小な粒子又は層の厚さは、０．１〜１００ｎｍ、典型的には０．５〜１０ｎｍの範囲内の大きさを有する。平均の基底面の分離は、望ましくは０．５〜１０ｎｍの範囲内、好ましくは１〜９ｎｍ、典型的には２〜５ｎｍの範囲内である。
【００３５】
　本発明の光学要素は、１０：１〜１０００：１のアスペクト比を有する粒子状の層状物質を好ましくは有する。粒子の横方向寸法（すなわち、長さ又は幅）と厚さの比として定義される層状物質のアスペクト比は、光拡散量の重要な因子である。８：１よりもかなり小さいアスペクト比は十分な光拡散をもたらさない。１０００：１を大きく超えるアスペクト比では、加工が困難である。
【００３６】
　層状物質は、バインダーの１〜１０質量％の量で存在することが好ましい。バインダーの０．９質量％未満の量で存在する層状物質は、非常に低いレベルの光拡散をもたらすことが判った。１１％を超える量の層状物質は、光拡散がほとんど増加せず、望ましくない色をバインダーに加え、透過光を着色してしまう。バインダーの２〜５質量％の量で存在する層状物質は、可視光の拡散が高いことに加えて望ましくない着色及び余計な材料にかかる余計な費用がないため、非常に好ましい。さらに、２〜５％の量で存在する層状物質は、液晶ディスプレイ中に見られるものなどのスペキュラーバックライトアセンブリの優れた光拡散を提供することが判った。
【００３７】
　本発明の別の好ましい態様において、層状物質は、前記バインダーの０．１〜１質量％の量で存在する。層状物質を０．１〜１質量％とすることによって、高い光透過率（９０％超）及び低い曇り度（１０％未満）を有する光学要素が得られ、光学要素を、グレア防止（anti-glare）特性を有する外部光ディフューザとして使用することができる。グレア防止光学要素は、透過画像の品質を低下させる太陽光等の周囲光により生じるグレアを減少させる。
【００３８】
　本発明の別の好ましい態様において、光学要素は２つ以上の層を含む。光学要素に付加的な層を設けることによって、帯電防止特性及び光フィルター特性等の光学要素の改良を、その付加的な層で達成することができる。多層光学要素とすることで、本発明において有用な層状物質を、拡散光の焦点距離を調節するために、特定の位置に加えることができる。本発明において有用な層状物質を光学要素中の異なる複数の層に加えることによって、観察角の関数としての光の強度を変化させることができ、本発明の材料をカスタマイズして光学系を最適化することが可能である。例えば、本発明において有用な層状物質を１２５μｍ光学要素の最外層に２質量％添加することができる。層状物質を含む最外層が光源側に配置された場合には、角度の関数としての拡散光の強度は、最外層が光源から離れた側に配置された場合よりも法線方向で小さいであろう。光学要素は、好ましくは、光が伝搬する方向で光拡散勾配が生じるように、本発明において有用な層状粒子を異なる質量％添加量で含む幾つかの層を有することができる。
【００３９】
　本発明の光学要素の好ましい光透過率は少なくとも８５％である。高いレベルの光透過率は、バックライト型ディスプレイの輝度の向上とともにバックライト光源の拡散をもたらす。少なくとも８５％の光透過率では、バックライト光源の拡散を可能にするとともにＬＣ装置の輝度を最大限に高め、ＬＣスクリーンが自然の太陽光と太刀打ちできなくてはならない屋外での使用に適する画像品質の著しい向上をもたらす。
【００４０】
　本発明の光学要素の好ましい曇り度は８０％を超える。８０％を超える曇り度は、液晶ディスプレイにおいて見られるもののようなスペキュラー光源の優れた光拡散を提供する。本発明の別の好ましい態様において、前記光学要素の曇り度は２０〜６０％である。２０〜６０％の曇り度を有する光ディフューザは、２種類の規則的な複数の線の組が重なった場合に生じる望ましくないモアレ縞を減らすのに良好な高レベルの光透過と低レベルの光拡散をもたらす。ＬＣＤにおいて、モアレ縞は、偏光シートの直前で光をコリメートするために２枚のプリズムフィルムを重ねた場合に生じる。本発明のさらなる態様において、本発明の光学要素の曇り度は１０％未満である。１０％未満の曇り度の値は、多くの携帯用ディスプレイ装置の外側に見られる保護用の光ディフューザシートに現在求められているような可視光の外部ディフューザに必要とされる。光ディフューザの要件は、望ましくないピキシリゼーション（pixilization）を除き、指紋及び引掻きからデリケートな光学フィルムを保護するために、低い曇り度である。
【００４１】
　本発明に好適な層状物質は、いかなる無機相からなっていてもよく、かなり高いアスペクト比を有する平板状の層状物質を好ましくは含む。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対して有利であろう。本発明に好適な層状物質としては、フィロシリケート（phyllosilicates）類、例えば、モンモリロナイト（montmorillonite）、特にナトリウムモンモリロナイト、マグネシウムモンモリロナイト及び／又はカルシウムモンモリロナイト、ノントロナイト（nontronite）、バイデライト（beidellite）、ボルコンスコアイト（volkonskoite）、ヘクトライト（hectorite ）、サポナイト（saponite）、ソーコナイト（sauconite）、ソボカイト（sobockite）、スティーブンサイト（stevensite）、スビンフォルダイト（svinfordite ）、バーミキュライト（vermiculite）、マガディアイト（magadiite）、ケニヤアイト（kenyaite）、タルク（talc）、マイカ（mica）、カオリナイト（kaolinite ）及びこれらの混合物が挙げられる。層状物質としては、イライト（illite）、混合層状イライト／スメクタイト鉱物、例えばレディカイト（ledikite）、及びイライトと上に列挙した粘土鉱物との混合物が挙げられる。アニオンマトリックスポリマーとの使用に特に有用な他の有用な他の有用な層状物質は、層状複水酸化物又はハイドロタルサイト類、例えば、正の電荷を帯びた層と交換可能なアニオンを層間空間内に有するＭｇ6Ａｌ3.4（ＯＨ）18.8（ＣＯ3）1.7Ｈ2Ｏ である。層上に電荷をほとんど又は全く持たない他の層状物質が有用なことがあるが、当該層状物質に、その層間距離を広げる膨潤剤（swelling agent）をインターカレートできることを条件とする。そのような物質としては、塩化物、例えばＦｅＣｌ3、ＦｅＯＣｌ、カルコゲナイド類、例えばＴｉＳ2、ＭｏＳ2及びＭｏＳ3、シアン化物類、例えばＮｉ（ＣＮ）2、並びに酸化物類、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、Ａｇ6Ｍｏ10Ｏ33等が挙げられる。好ましい粘土物質は、他の物質、通常は有機イオン又は分子が層状物質にインターカレートし、及び／又は層状物質を膨潤させて、無機相の望ましい分散体をもたらすことができるものである。これらの膨潤可能な層状物質としては、粘土に関する文献に定義されているような２：１型のフィロシリケート類である（例えば、H. van OlphenのAn Introduction to Clay Colloid Chemistry, John Wiley & Sons Publishers, 1977参照）。１００ｇ当たり５０〜３００ミリ当量のイオン交換能を有する典型的なフィロシリケート類が好ましい。本発明に好ましい層状物質としては、スメクタイト粘土、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、ソボカイト、スティーブンサイト、スビンフォルダイト、ハロイサイト、マガディアイト、ケニヤアイト及びバーミキュライト、並びに層状複水酸化物又はハイドロタルサイト類が挙げられる。最も好ましいスメクタイト粘土としては、本発明におけるそれらの有効性及び／又はそれらの材料の商業的入手性から、モンモリロナイト、ヘクトライト及びハイドロタルサイト類が挙げられる。
【００４２】
　上記の無機粒子は、天然物であっても合成物、例えばスメクタイト粘土であることができる。この違いは、粒度及び／又は付随する不純物のレベルに影響を及ぼす。典型的には、合成粘土は、横方向の寸法が小さく、そのためより小さいアスペクト比を有する。しかしながら、合成粘土は天然粘土と比較して、より純粋で、より狭い粒度分布を有するものであり、さらなる精製や分離を必要としないことがある。本発明の場合、粒子は０．０１μｍ〜５μｍ、好ましくは０．０５μｍ〜２μｍ、より好ましくは０．１μｍ〜１μｍの横方向の寸法を有するのがよい。粒子の厚さ又は垂直方向の寸法は、０．５ｎｍ〜１０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜５ｎｍで様々な値をとりうる。粒子の最大寸法と最小寸法の比であるアスペクト比は、本発明の場合に、１０：１〜１０００：１であるべきである。粒子のサイズ及び形状に関する上記の限界値は、ナノ複合材料の幾つかの特性を、他の特性に悪影響を及ぼさずに適切に改良するものである。例えば、大きな横方向寸法は、機械的特性及びバリヤー特性の向上にとって望ましい１つの尺度であるアスペクト比の増加をもたらすことがある。しかしながら、非常に大きな粒子は、有害な光散乱による光学的欠陥をもたらすことがあり、また、処理、搬送及び仕上げ装置並びに他の構成要素に対して研磨作用を生じることがある。
【００４３】
　本発明の光学要素中の粒子の濃度は、必要に応じて様々な値をとることができるが、バインダーの質量の１０質量％未満であることが好ましい。著しく多量の粘土は、光学要素を脆くし、また加工を困難にするという点で光学要素の物理的特性を低下させる。一方、粘土の濃度が低すぎると、所望の光学的効果を達成することができない。粘土の濃度が１〜１０％に保たれることが好ましく、最適な結果を得るには１．５〜５％であることがより好ましい。
【００４４】
　粒子状物質は、必要とされる層間膨潤及び／又はマトリックスポリマーとの相溶性を提供するためには、１種以上のインターカラントによる処理を一般的に必要とする。得られる層間距離は、本発明の実施におけるインターカレートされる層状物質の性能にとって重要である。本明細書において使用する場合に、「層間距離」とは、層間剥離（又は膨潤）が起こる前のインターカレートされた材料として集合しているときの、層の面間の距離を指す。好ましい粘土物質は、一般的に、例えばＮａ+ 、Ｃａ2+、Ｋ+ 及びＭｇ2+などの層間カチオン又は交換可能なカチオンを含んでいる。この状態においては、これらの材料は、混合にかかわらず、ホストポリマー溶融物中で層間剥離しない。これは、それらの層間距離が通常は非常に小さく（概して約０．４ｎｍ以下）、その結果、層間凝集エネルギーが比較的大きいからである。そのうえ、上記金属カチオンは、層とポリマー溶融物との間の相溶性の助けにはならない。
【００４５】
　本発明において、層間距離を所望の程度に増大するために、粒子に、膨潤剤（１種以上）又はインターカラント（１種以上）をインターカレートすることが好ましい。一般的に、上記層間距離は、Ｘ線回折によって求めた場合、少なくとも約０．５ｎｍ、好ましく波２ｎｍであるべきである。膨潤剤又はインターカラントに対する粘土の質量比は、０．１：９９．９〜９９．９：０．１で様々な値をとることができるが、好ましくは１：９９〜９０：１０、より好ましくは２０：８０から８０：２０である。
【００４６】
　膨潤剤又はインターカラントは有機物質であることができ、好ましくは親水性成分を含む有機物質であり、より好ましくは親油性成分も含む有機物質である。親水性成分はインターカレーションに関与し、親油性成分はスメクタイト粘土の相溶化に関与すると考えられる。上記の有機物質は、界面活性剤、ブロックコポリマー及び／又はエトキシル化アルコールを含むことができる。非常に好ましい態様において、上記の有機物質は、代理人事件番号８２，８５９；８２，８５７；及び８２，０５６に開示されているものに類似するブロックコポリマー又はエトキシル化アルコールである。
【００４７】
　本発明において好ましいブロックコポリマーは、両親媒性であることができ、親水性及び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、すなわち「Ａ−Ｂ」型（Ａは親水性成分を表し、Ｂは親油性成分を表す）のものであるか、３ブロック型、すなわち「Ａ−Ｂ−Ａ」型のもの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、そのコポリマーの少なくとも１つのブロックと相溶性であるコポリマー又は複数のポリマーのブレンドを含むことができる。また、マトリックスが複数のポリマーのブレンドである場合、そのブレンド中の個々のポリマーはコポリマーの別のブロックと相溶性であってもよい。親水性成分として有用な目下のところ好ましい種類のポリマー成分の１つの種類は、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。「ポリ（アルキレンオキシド）」なる用語は、本明細書で使用する場合、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの混合物などを包含する、ポリ（エチレンオキシド）等のアルキレンオキシドから誘導されたポリマーを包含する。本発明におけるその有効性、水素結合及びイオン相互作用を通じて粘土格子にインターカレートするそれらの良く知られた能力や、それらの熱加工性及び潤滑性から、ポリ（エチレンオキシド）が最も好ましい。「ポリ（アルキレンオキシド）」なる用語は、本明細書で使用する場合、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの混合物などを包含する、ポリ（エチレンオキシド）等のアルキレンオキシドから誘導されたポリマーを包含する。主に、本発明におけるその有効性、各種の分子量で商業的に入手できることから、及びブロックコポリマーの合成における広い寛容度から、ポリ（エチレンオキシド）が最も好ましい。
【００４８】
　ポリ（エチレンオキシド）は、当該技術分野でよく知られたものであり、例えば米国特許第３，３１２，７５３号明細書の第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、一連の相互に連結したエチレンオキシ単位を含み、式：
　　　［ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ］n
　により表される。ただし、ある１つの単位のオキシ基はその系の隣の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結合している。
【００４９】
　他の有用な親水性成分としては、ポリ６，（２−エチルオキサゾリン）、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、ポリアクリロニトリル、ポリサッカライド及びデキストランが挙げられる。
【００５０】
　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も多くの一般的に良く知られた成分から選択することができる。親油性成分は、本発明において使用されるマトリックスポリマー中に少なくとも部分的に混和性であり、及び／又はバインダーポリマーと、例えばエステル交換を通じて相互作用することを特徴とする。ポリエステルバインダーの場合、親油性ブロックはポリエステルを含んで成る。具体例として、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；及びグルタミン酸誘導体等のモノマーから誘導することができる。
【００５１】
　他の有用な親油性成分は、α，β−エチレン性不飽和モノマー、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誘導できる。ポリマーの形態のものとしては、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；ポリリシンの誘導体；ポリグルタミン酸の誘導体、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアクリレート、並びにα，β−エチレン性不飽和モノマー、例えばオレフィン類、スチレン類及びアクリレート類のポリマーが挙げられる。好ましい英文は、本発明におけるそれらの有効性及び広範囲のエンジニアリングプラスチックとの相溶性から、ポリエステル、ポリカプロラクトン、ポリアミド及びポリスチレンを含む。
【００５２】
　親水性成分及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に相溶性のブロックは、マトリックスポリマーがポリエステルである場合に、５０〜５００個のカプロラクトンであるモノマー反復単位を含む。別の好ましいマトリックスに相溶性のブロックは、マトリックスポリマーがポリエチレンである場合に、２５〜１００個のエチレンであるモノマー反復単位を含む。好ましい分子量範囲は、様々な条件下での合成及び加工が容易であるように選ばれる。
【００５３】
　エトキシル化アルコールは、分子鎖が非常に長い線状の合成アルコールから誘導される非イオン性界面活性剤の１種である。これらのアルコールは、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。これらは、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドと反応すると、オキシル化アルコールとして知られる縮合生成物を生ずる。炭化水素部分の平均鎖長は炭素数で１２〜１０６であることができるけれども、これに限定されるものではない。炭化水素部分の平均鎖長は、好ましくは炭素数で２６〜５０の範囲にある。
【００５４】
　エトキシル化アルコール分子の親水性部分及び親油性部分の相対的効率は、出発原料であるアルコールの変更、エチレンオキシドの量の変更、又はプロピレンオキシドの使用によって制御される。エチレンオキシド又はプロピレンオキシドの含有率は、１〜９９質量％、好ましくは１０〜９０質量％の範囲にわたることができる。従って、界面活性剤の化学的性質を、広範な用途における使用に合わせて、幅広く調整することができる。典型的には、それらは、ペイント、コーティング及びインクにおける顔料のための分散助剤として使用されてきた。それらは、熱可塑性材料のための離型成分、非イオン性乳化剤、繊維製品の加工及び仕上げのための乳化剤／潤滑剤として使用されてきた。本発明は、オキシル化アルコール（とりわけエトキシル化アルコール）をスメクタイト粘土のインターカレーションに使用することが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粘土は、市販のポリオレフィンポリマー中に容易に分散し、エトキシル化アルコールによって生ずるインターカレーションの程度は、分散後も減少しないことが見出された。
【００５５】
　本発明において有用なスメクタイト粘土及びインターカラント、好ましくはブロックコポリマー及び／又はエトキシル化アルコールは、ナノ複合材料の製造に関して当該技術分野で周知の任意の好適な手段によりインターカレーションのためにインターカレートすることができる。例えば、粘土を好適なモノマー又はオリゴマー中に分散させることができ、モノマー又はオリゴマーは、その後、重合させる。代わりに、粘土を、ブロックコポリマー、オリゴマー又はそれらの混合物と、好ましくはそれらの融点以上に相当する温度で溶融ブレンドしせん断することができる。別の方法において、粘土及びブロックコポリマーを溶媒相中で組み合わせ、インターカレーションを達成し、その後、乾燥によって溶媒を除去してもよい。前述の方法のうち、溶融ブレンドを伴う方法が、加工の容易さから好ましい。
【００５６】
　本発明の好ましい態様において、適切に混合されるように好適な二軸スクリューコンパウンダーにより任意の添加剤とともに粘土を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する。後に詳述する実験で使用した二軸スクリューコンパウンダーの一例は、Leistritz Micro 27である。二軸スクリュー押出機は基本的原理に基づいて構築される。すなわち、添加剤、樹脂の滞留時間及び添加剤の添加位置は、スクリューの設計、バレルの設計及びプロセスパラメーターを変更することにより容易に変えることができる。Leistritz 装置は、そのような融通がきく装置である。同様な装置は、同方向又は異方向回転モードで動作できるWerner and Pfleiderrer, Berstorffのような他の二軸スクリューコンパウンダー製造業者からも提供されている。Leistritz Micro 27コンパウンダーは、同方向回転又は異方向回転モードで動作できる。
【００５７】
　Leistritz コンパウンダーのスクリューは、直径２７ｍｍのものであることができ、それらは直径４０のファンクショナリー長（functionary length）を有する。このコンパウンダーの最大バレル帯域数は１０である。このコンパウンダーの最大スクリュー回転速度は５００ｒｐｍである。この二軸スクリューコンパウンダーは、樹脂を供給するメインフィーダーを備えていてもよいが、メインフィーダーのうちの１基を使用して又は２基のサイド・ラム押出機を使用して添加剤を供給してもよい。添加剤を供給するためにサイド・ラム押出機を使用する場合には、スクリューの設計は、適切に構成されたものである必要がある。ブロックコポリマーに粘土を添加する好ましいモードは、適切な粘性混合により粘土のインターカレーションを達成するため、ポリマーマトリックス中への充填剤の分散を達成するため、及び添加剤の熱履歴を制御するために、サイド・ラム押出機を使用するものであることができる。このモードでは、メイン樹脂フィーダーを使用してインターカラントを供給し、その後、ダウンストリーム・サイド・ラム押出機により粘土を添加してもよい。代わりに、同じ位置にメインフィーダーを使用して粘土及びインターカラントを供給してもよい。
【００５８】
　本発明のさらに別の態様において、好適な二軸スクリューコンパウンダー内で粘土、インターカラント及びバインダーを任意の添加剤と共に溶融ブレンドすることができる。マトリックスポリマーへの粘土及びインターカラントの好ましい添加モードの１つは、適切な粘性混合により粘土のインターカレーション及び／又は膨潤が達成されるようにサイド・ラム押出機を使用することによるものであることができ、まずインターカラントを添加し、その後、下流のサイド・ラム押出機により粘土を添加しても、その逆であってもよい。添加モードは、インターカラントの特性により決定される。代わりに、粘土とインターカラントを予め混合し、１基のサイド・ラム押出機を通じて供給することができる。この方法は、１つのサイド・ラム押出機ポートだけが利用できる場合に特に好適な場合があり、スクリューの設計に制限があることがある。また、メイン供給機を使用して、粘土及びインターカラントをバインダー樹脂と同じ位置で供給する方法も好ましい。
【００５９】
　本発明の好ましい態様において、一軸スクリューコンパウンダー、ブレンダー、ミキサー、スパチュラ、プレス、押出機又はモルダー等の任意の好適の混合装置を使用して、粘土を、いずれの任意添加剤とともに、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することができる。
【００６０】
　好適なバインダーポリマーと本発明において有用なインターカレートされた粘土を含む物品の形成において、先に述べた方法を含む当該技術分野で周知のいかなる方法も使用できる。
【００６１】
　粘土、インターカラント及びバインダーポリマーと任意添加剤を含む本発明の最終製品は、任意の好適な方法、例えば押出、一軸又は二軸の同時又は逐次延伸による配向を伴う又は伴わない共押出、吹込み成形、射出成形、ラミネーション、溶剤キャスティング、コーティング、圧伸成形、スピニング又はカレンダリングにより形成できる。
【００６２】
　本発明の光学要素は典型的には他の光学的ウェブ材料と組み合わせて使用されるが、５００ＭＰａを超える弾性率を有する光ディフューザが好ましい。５００ＭＰａを超える弾性率では、光ディフューザを感圧接着剤により他の光学的ウェブ材料と貼り合わせることが可能である。さらに、光ディフューザは機械的に強靱であるため、光ディフューザは、デリケートで組立てが困難な従来技術のキャスト拡散フィルムと比較して組立てプロセスの厳しい条件により耐えることができる。０．６ＧＰａを超える耐衝撃性を有する光ディフューザが好ましい。衝撃抵抗が０．６ＧＰａを超えると、光ディフューザは引掻き及び機械的変形に抵抗することができる。このような機械的変形は望ましくない不均一な光拡散を引き起こすおそれがあり、これによりＬＣ装置に「ホット」スポットを生じさせる。
【００６３】
　光学要素の厚みは好ましくは２５０μｍ未満であり、より好ましくは１２．５〜５０μｍである。ＬＣ装置の目下のデザイン動向としては、より軽量でより薄い装置が好まれる。光ディフューザの厚みを２５０μｍに低減することにより、ＬＣ装置をより軽量により薄く製造することができる。さらに、光ディフューザの厚みを低減することにより、光透過を低減することによってＬＣ装置の輝度を改善することができる。光ディフューザのより好ましい厚さは、１２．５〜５０μｍである。このような厚さにより、光ディフューザをＬＣ装置内の他の光学材料、例えば輝度向上フィルムと都合良く組み合わせることができる。さらに、光ディフューザの厚さを低減することにより、ディフューザの材料含有量が低減される。本発明の別の好ましい態様において、光学要素の厚さは０．５〜５μｍである。この厚さは、バインダー中の本発明において有用な層状粒子状物質の補足的なウェブ材料又はさらなる光学要素、例えばカバーシート又は輝度向上フィルム上へのコーティングを可能にし、秩序的なプリズムパターンに由来するモアレ縞を低減する。
【００６４】
　ディフューザ全体にわたる光学要素の厚み均一性が０．１０μｍ未満であることが好ましい。厚み均一性は、ディフューザの最大厚みとディフューザの最小厚みとの間のディフューザ厚み差として定義付けされる。本発明の光ディフューザを延伸することにより、ディフューザの厚み均一性は０．１０μｍ未満であり、キャストコーティングされたディフューザと比べて、ＬＣ装置全体にわたってより均一な光拡散が可能になる。ＬＣ市場がより大きなサイズ（４０ｃｍ以上の対角線）に移行するのに伴って、光拡散の均一性は重要な画像品質パラメータとなる。拡散ウェブ全体にわたって０．１０μｍ未満の厚み均一性を備えたボイドを有する光学要素を提供することにより、画像の品質が維持される。
【００６５】
　本発明の光学要素の場合、複合材料二軸延伸ポリマーシートが好ましく、これらのシートはコア層と表面層とを同時押出しし、次いで二軸延伸することにより製造される。二軸延伸層の場合、二軸延伸シートに適する種類の熱可塑性ポリマー、及び、好ましい複合材料シートのコアマトリックス−ポリマーはポリオレフィンを含んで成る。適切なポリオレフィンとしては、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、ポリブチレン及びこれらの混合物が挙げられる。ヘキセン、ブテン及びオクテンのような、プロピレン及びエチレンのコポリマーを含めたポリオレフィンコポリマーも有用である。本発明の光学要素は、１つ以上の非ボイド化表皮層を供えることが好ましい。複合材料シートは、コアマトリックスと同じ材料で作られた表皮（複数でもよい）を持たせて製造しても、又はコアマトリックスと異なるポリマー組成物で作られた表皮（複数でもよい）を持たせて製造してもよい。適合性から、コア層に対する表皮層の接着を促進するために補助層を使用できる。いかなる適切なポリエステルシートも、それが配向することを条件として、利用できる。配向によって、多層構造体の強度が増し、ディスプレイを組み立てるときの取り扱い特性の向上をもたらす。
【００６６】
　ポリエステルを含んで成る光学要素も好ましい。それというのも延伸ポリエステルは優れた強度と、耐衝撃性と、耐薬品性とを有するからである。本発明において利用されるポリエステルは、５０℃〜１５０℃、好ましくは６０℃〜１００℃のガラス転移温度を有するべきであり、延伸可能でなければならず、少なくとも０．５０、好ましくは０．６〜０．９の固有粘度（intrinsic viscosity）を有するべきである。適切なポリエステルとしては、４〜２０個の炭素原子を有する芳香族、脂肪族又は脂環式のジカルボン酸と、２〜２４個の炭素原子を有する脂肪族又は脂環式のグリコールから生成されるものが挙げられる。適切なジカルボン酸の例としては、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、琥珀酸、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、ナトリオスルホイソフタル酸、及びこれらの混合物が挙げられる。適切なグリコールの例としては、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−ジメタノール、ジエチレングリコール、他のポリエチレングリコール及びこれらの混合物が挙げられる。このようなポリエステルは当業者には良く知られており、良く知られた方法、例えば米国特許第２，４６５，３１９号明細書及び同第２，９０１，４６６号明細書に記載された方法により製造することができる。好ましい連続マトリックスポリマーは、テレフタル酸又はナフタレンジカルボン酸と、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、及び１，４−シクロヘキサンジメタノールから選択された少なくとも１つのグリコールとから成る反復単位を有するポリマーである。少量の他のモノマーによって改質可能なポリ（エチレンテレフタレート）が特に好ましい。ポリプロピレンも有用である。他の適切なポリエステルの例としては、適量の共酸成分、例えばスチルベンジカルボン酸を含めることにより形成される液晶コポリエステルが挙げられる。このような液晶コポリエステルの例には、米国特許第４，４２０，６０７号、第４，４５９，４０２号及び第４，４６８，５１０号明細書に開示されているものがある。
【００６７】
　ポリエステル製ディフューザシートの同時押出し、急冷、延伸、及びヒートセットは、延伸シートを製造するための当該技術分野でよく知られた方法によって、例えばフラットシート法、バブル法又はチューブラ法によって行うことができる。フラットシート法は、スリットダイを通してブレンドを押出し、押出されたウェブを冷却された流延用ドラム上で急冷し、これによりシートのコアマトリックス・ポリマー成分と表皮成分とをガラス凝固温度よりも低温に急冷することを伴う。急冷したシートを、次いで、ガラス転移温度よりも高くマトリックスポリマーの溶融温度よりも低い温度で互いに垂直な方向で延伸することにより、二軸延伸する。シートを一方向で延伸し、次いで第二の方向で延伸してよく、あるいは、同時に両方向で延伸を行ってもよい。シートを延伸後、両延伸方向でシートが収縮するのに対抗してシートをある程度拘束しながら、ポリマーを結晶化又はアニールするのに充分な温度にシートを加熱することによって、シートをヒートセットする。
【００６８】
　前述の任意添加剤としては、成核剤、充填剤、可塑剤、耐衝撃性改良剤、連鎖延長剤、着色剤、滑剤、帯電防止剤、顔料（例えば酸化チタン、酸化亜鉛、タルク、炭酸カルシウム）、分散剤（例えば脂肪アミド（例えばステアラミド）、脂肪酸の金属塩（例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム））、着色剤又は染料（例えばウルトラマリンブルー若しくはコバルトバイオレット）、酸化防止剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、難燃剤、粗面化剤及び架橋剤が挙げられる。これらの任意添加剤及びそれらの対応する量は、必要に応じて選ぶことができる。
【００６９】
　光学要素のポリエステル表皮層用の、色を変えるための好ましい添加剤としては、３２０℃を上回る押出温度に耐えることが可能な着色顔料が挙げられる。これは、着色剤の分解なしにポリエステルの高温共押出を可能にする。
【００７０】
　添加可能な本発明の別の好ましい添加剤は蛍光増白剤である。蛍光増白剤は実質的に無色の蛍光性有機化合物である。この化合物は紫外線を吸収して、可視青色光として放出する。例としては、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）ベンゾール及び２−アミノ−４−メチルフェノールが挙げられるが、これらに限定されない。蛍光増白剤のこのような効率的な使用には、思いがけない望ましい特徴がある。透過ディスプレイ材料のための紫外線源は画像の反対側にあるので、紫外線強度は、画像形成層に共通の紫外線フィルターによって低減されることはない。その結果、所望の背景色を達成するのに必要とされる蛍光増白剤は少なくなる。
【００７１】
　本発明の延伸熱可塑性ディフューザシートは、光学補償フィルム、偏光フィルム及び基材の一構成要素である液晶層から選ばれる１つ以上の層と組み合わせて使用できる。本発明の延伸フィルムは、延伸フィルム／偏光フィルム／光学補償フィルムという組み合わせでこの順序の通りで使用されるのが好ましい。液晶ディスプレイ装置において上記フィルムを組み合わせて使用する場合に、例えば反射損などを最低限に抑えるように粘着性接着剤により上記フィルムを互いに結合することができる。粘着性接着剤は、光の界面反射損を抑えるために、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ことが好ましい。
【００７２】
　本発明の延伸熱可塑性拡散シートは、透明ポリマーから形成されたフィルム又はシートとの組み合わせで使用することができる。そのようなポリマーの例は、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及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、及びポリエチレン、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、ポリアリーレート及びトリアセチルセルロースである。
【００７３】
　本発明の延伸熱可塑性ディフューザ・シートには、光学特性が悪化して入射角によって光散乱特性を変化させない範囲で、フィルムの延伸性及び表面スリップ性を改善するために、例えばシリカのような添加剤又は滑剤を混和させることができる。このような添加剤の例は、有機溶剤、例えばキシレン、アルコール又はケトン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂又はデルタ金属酸化物の微粒子又は充填剤である。
【００７４】
　本発明の光学要素は通常、光学的異方性を有する。熱可塑性ポリマーの二軸延伸フィルムは一般的に、延伸方向に光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ｄと、フィルム平面内の遅光軸方向における屈折率と速光軸方向における屈折率との差である複屈折率Δｎとの積、すなわち、Δｎ×ｄ（リターデーション）によって表される。配向方向は、本発明のフィルムにおける延伸軸と符合する。延伸軸は、熱可塑性ポリマーが正の固有複屈折率（intrinsic birefringence）を有する場合には、遅光軸方向であり、熱可塑性ポリマーが負の固有複屈折を有する場合には、速光軸方向である。必要なレベルのΔｎ×ｄの値はフィルムの用途に依存するので、このレベルに対する明確な要求はないが、５０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００７５】
　本発明は、いかなる液晶ディスプレイ装置とともに使用できる。典型的な構成は、以下で説明する。液晶（ＬＣ）は、電子ディスプレイとして広く使用されている。これらのディスプレイ装置において、ＬＣ層は偏光子層と検光子層の間に位置し、層内で法線軸に対して旋光ねじれを示すディレクターを有する。検光子は、その吸収軸が偏光子の吸収軸に対して垂直であるように配向される。偏光子により偏光された入射光は、液晶セルを通って液晶の分子配向の影響を受ける。この液晶の分子配向は、セルに電圧を印加することにより変えることができる。この原理を用いることによって、周囲光を含む外部光源からの光の透過を制御できる。この制御を達成するのに必要なエネルギーは、陰極線管等の他のディスプレイタイプで使用されている発光材料に対して必要とされるものよりもかなり少ない。従って、ＬＣ技術は、軽量で、低電力消費量で、長動作寿命であること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ー、電子ゲーム等（これらに限られない）の多くの用途で使用されている。
【００７６】
　アクティブマトリックス液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を各液晶画素を駆動するためのスイッチ素子として使用する。これらのＬＣＤは、個々の液晶画素を選択的に駆動できるため、クロストークなしにより高い鮮明度の画像を表示することができる。光学モード干渉（ＯＭＩ）ディスプレイは、「ノーマリーホワイト」である液晶ディスプレイ、すなわちオフ状態のときに光がディスプレイ層を透過する液晶ディスプレイである。ツイストネマチック液晶を使用するＬＣＤの動作モードは、複屈折モードと光学回転モードに大きく分けられる。「フィルム補償型スーパーツイストネマチック」（ＦＳＴＮ）ＬＣＤはノーマリーブラックである。すなわちＦＳＴＮ　ＬＣＤは、電圧が印加されていないオフ状態のときに光の透過が阻止される。ＯＭＩディスプレイは、報告されているところでは、応答時間が速く動作温度範囲が広い。
【００７７】
　白熱電球又は太陽からの常光（ordinary light）は、ランダムに偏光している。すなわち白熱電球又は太陽からの光は、あらゆる可能な方向に向いた波を含む。偏光子は、光のランダム偏光（非偏光）ビームを、直交する面に偏光した２つの成分のうちの１つを選択的に除去することにより偏光した光に変換する二色性材料である。線形偏光子は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の重要な構成要素である。
【００７８】
　ＬＣＤ装置での使用に十分な光学的性能を有する幾つかの種類の高二色比偏光子がある。これらの偏光子は、１つの偏光成分を透過し、互いに直交する他の成分を吸収する（この効果は、二色性として知られている）材料の薄いシートから作られる。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、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）ポリマー鎖がおおよそ平行に配列している薄い一軸延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムから構成される。配列したＰＶＡに、ヨウ素分子をドープするか又は着色二色性色素の組み合わせ（例えば、欧州特許第０　１８２　６３２　Ａ２号、Sumitomo Chemical Company, Limited参照）をドープする。ヨウ素分子又は着色二色性色素の組み合わせはＰＶＡに吸着されるか又は一軸配向して、ニュートラルグレー色の高異方性マトリックスを生じる。脆いＰＶＡフィルムを機械的に支えるために、両面に剛いトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）層又は同様な支持体を貼り合わせる。
【００７９】
　コントラスト、色再現及び安定なグレースケール強度は、液晶技術を用いる電子ディスプレイの重要な品質特性である。液晶ディスプレイのコントラストを制限する主な因子は、液晶素子又はセルを通って光が「漏れる」傾向である。この場合に、液晶素子又はセルは、暗い又は「黒い」画素状態になる。さらに、漏れや、それによる液晶ディスプレイのコントラストは、ディスプレイスクリーンを観察する角度にも依存する。典型的には、最適なコントラストは、ディスプレイに対する法線入射を中心としてある狭い視野角内でのみ観察され、視野角がそれよりも高いと急速にコントラストが低下する。カラーディスプレイにおいて、漏れの問題はコントラストを低下させるだけでなく、色又は色相シフトももたらし、それに伴って色再現が低下する。黒状態の漏光に加えて、典型的なツイスト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、液晶材料の光学異方性のために視野角の関数として輝度−電圧曲線でのシフトによって悪影響を受ける。
【００８０】
　本発明の光学要素フィルムは、バックライトシステムで光散乱フィルムとして使用された場合に、輝度を一様にすることができる。バックライト型ＬＣＤディスプレイスクリーン、例えばポータブルコンピューターで使用されるものは、比較的局所的な光源（例えば、蛍光灯）又はＬＣＤスクリーンの比較的近くに配置された比較的局所的な光源を備えていることがあるため、光源に対応する個々の「ホットスポット」が見える場合がある。光学要素は、ディスプレイ全体にわたって照明を一様にする役割を果たす。液晶ディスプレイ装置としては、例えばアクティブマトリックス駆動及び単純マトリックス駆動から選ばれる駆動方法と、例えばツイストネマチック、スーパーツイストネマチック、強誘電性液晶及び反強誘電性液晶モードから選ばれる液晶モードとの組み合わせを有するディスプレイ装置が挙げられるが、本発明は、上記の組み合わせに限定されない。液晶ディスプレイ装置において、本発明の配向フィルムは、バックライトの前方に位置することが必要である。本発明の光学要素は、光を拡げてあらゆる方向での優れた可視度を与えるという優れた光散乱特性を有するために、本発明の光学要素は、ディスプレイ全体にわたって液晶ディスプレイ装置の明るさを一様にすることができる。上記の効果は、そのような延伸フィルムを１つ使用しても達成できるが、複数のフィルムを組み合わせて使用してもよい。光を分散させて光をより一層均一にするために、均一化光学要素を透過モードでＬＣＤ材料の前方に配置することができる。本発明には、光源隠蔽装置としての重要な用途がある。多くの用途において、フィラメントの構造は、試料全体に分配される光を変化させ、これは望ましくないため、光源自体の出力から、用途によっては問題となりうるフィラメントの構造をなくすことが望ましい。また、光源を再配置した後の光源フィラメント又はアークの向きの不一致は、誤りのある及び誤解を招きやすい読取りをもたらすことがある。光源と検出子の間に配置される本発明の均一化光学要素は、光源の出力からフィラメント構造のいかなる跡もなくすことができ、そのため、光源から光源までの間で一様な均一な出力をもたらす。
【００８１】
　望みの場所に向けられる感じの良い均一な光を提供することによって、演劇の照明を制御することに光学要素を使用できる。演劇及びテレビ制作物において、適切な照明に必要なあらゆる様々な効果を達成するために、様々なステージライトを使用しなくてはならない。これには、多くの様々なランプを使用することを必要とし、これは不便であるとともに費用がかかる。ランプの上に重ねられた本発明のフィルムは、必要とされる場合に、融通性にほとんど制限がない分散光を与えることができる。その結果、動いているか動いていない、任意の形状のほとんどあらゆる対象を、正確に照明することができる。
【００８２】
　金属フィルムなどから構成される反射層を本発明の延伸フィルムに適用することにより形成される反射フィルムを、例えば交通標識用の再帰反射要素として使用することができる。この反射フィルムは、自動車、自転車、人などに適用された状態で使用できる。
【００８３】
　本発明の光学要素は、警察及び警備システムの分野でも使用でき、レーザーダイオード（ＬＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）からの出力を警備している領域全体で均一にしてより高いコントラストを赤外（ＩＲ）検出器に与える。本発明のフィルムは、紙幣読取機又は表皮トリートメント装置におけるように、ＬＥＤ又はＬＤ光源を使用する装置から構造をなくすためにも使用できる。これは、より高い正確性をもたらす。
【００８４】
　外科医の頭部に取り付けられる光ファイバー光アセンブリーは、ある１つの光ファイバー要素が手術の間に故障したならばその手術している領域の強度変動を抑える光を当てることができる。ファイバー束の端に取り付けられた本発明の光学要素は、残りのファイバーに由来する光を均一化し、故障したファイバーの跡が患者に影を落とすことがなくなる。標準的な粉末ガラスディフューザは、スループットの損失をもたらす著しい後方散乱のために、この用途では有効でないであろう。
【００８５】
　本発明の光学要素は、光源のフィラメント又はアークの構造をなくし、均一に照明された観察領域をもたらすことによって、顕微鏡で試料を均一に照明することに使用することもできる。このフィルムは、ファイバーを伝搬する様々なモード、例えばヘリカルモードファイバーからの光出力を均一化することにも使用できる。
【００８６】
　本発明の光学要素には、労働及び居住空間に適切な光を提供すること等の重要な建築用途もある。典型的な商業的用途では、室内に光を拡散させるのを促進するために、費用のかからない透明な光学要素が使用される。これらの従来のディフューザの１つと置き換わる本発明のホモジナイザーは、光が室内に均一にあらゆる角度に拡散してホットスポットを生じさせないというより均一な光出力を提供する。
【００８７】
　芸術品を照明する光を拡散させるために、本発明の光学要素も使用できる。この光学要素は、非常に望ましい様式で芸術品を表現するための適切なサイズ及び向きにされた適切なアパーチャを備える。
【００８８】
　さらに、本発明の延伸フィルムは、表示装置等の光学機器の一構成要素として広く使用できる。例えば、本発明の延伸フィルムは、液晶ディスプレイ装置のバックライトシステムに関する前述の光散乱板に加えて、反射型液晶ディスプレイ装置においては金属フィルム等の反射フィルムを貼り合わせた光反射板として、又はその装置の背面側（観察者に対して反対側）に金属フィルムを配置する場合には本発明のフィルムを前側（観察者側）に向けて前方散乱フィルムとして使用できる。本発明の光学要素は、ＩＴＯフィルムに代表される酸化インジウムから構成される透明導電性層を積層することにより電極として使用できる。この材料を反射スクリーンを形成するために使用する場合（例えば、反射投影スクリーン）には、光反射層を光学要素ポリマー表面に適用する。
【実施例】
【００８９】
　この一連の実施例において、市販のポリエステルポリマーをNa Cloisiteと溶融押出した。以下の例において、ポリエステルへの粘土質量％添加量、ポリエステルへの相溶化剤質量％添加量、及び厚さを変えて、一連のＬＣディフューザシートを作製した。以下の実施例から、微小な層状の粒子状物質の分散体をバインダー中に含むポリエステルポリマーディフューザシートが優れた光拡散及び高い光透過（これらの特性は両方とも可視光拡散シートに必要とされる）をもたらすことが判る。
【００９０】
　本発明の実施例の作製に以下の材料を使用した。
　微小な層状の粒子状物質：
　Na　Cloisite粘土、これはSouthern Clay Productsにより供給されている天然モンモリロナイトである。その粒子は、１〜５ｎｍの微小な寸法又は厚さの数平均値と、１〜５ｎｍの範囲内の平均基底面間隔を有する。
【００９１】
　ポリエステルバインダー：
　２種のポリエステル樹脂のブレンドを、微小な層状粒子状物質の分散体のためのバインダーとして使用した。微小な層状粒子状物質は、バインダー中に１〜３質量％で存在した。
　（ｉ）ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）７３５２、
　（ii）ＰＥＴＧ（ポリエチレンテレフタレート−グリコレート）、完全にアモルファスなポリエステル、両方ともEastman Chemicalsから供給されている。
【００９２】
　インターカラント：
　使用したインターカラントは、粘土にインターカレートすることが知られている２種のコポリマーのうちのいずれかであった。
　（ｉ）ＰＥＯ−ｂ−ＰＣＬ、ブロックコポリマーであるポリ（エチレンオキシド−ｂ−カプロラクトン）（ＰＥＯ：ＰＣＬ分子量比５０００：２００００）、
　（ii）Pebax 1074、ブロックコポリマーであるポリ（エーテル−ｂ−アミド）、かつてElf Atochemから供給されたもの。
【００９３】
　試料の作製及び試験：
　ポリエステル、粘土及びインターカラントを、様々な割合で、直径４０のファンクショナリー長（functionary length）を有する直径２７ｍｍの二軸スクリューLeistritz コンパウンダー内で配合する。この配合は、２６０℃で４００ｒｐｍで行う。配合した材料を、ポリエステルとさらにブレンドし、約２７０℃でキャストシートに押し出す。キャストシートを、その後、３．３×３．３倍に二軸延伸して本発明の実施例を形成する。
【００９４】
　拡散フィルム試料を、積分球を備えたHitachi U4001 UV/Vis/NIR分光光度計を用いて評価した。試料を積分球の方に向けてビームポートに置き、全透過スペクトルを測定した。標準試料ポートに較正済みの９９％拡散反射標準（ＮＩＳＴトレース可能）を置いた。同様であるが９９％のタイルを除いて、拡散透過スペクトルを測定した。被覆された側を積分球の方に向けて試料ポートに試料を置き、拡散反射スペクトルを測定した。試料バッキングからの反射を除くために、試料の後方にはなにも設置しなかった。全てのスペクトルを３５０〜８００ｎｍで得た。拡散反射の結果は、９９％タイルで求められたものであるためにそれらの値は絶対値でないが、９９％タイルの較正報告値で補正する必要があるであろう。
【００９５】
　全透過光百分率とは、全角度での試料を透過した光の百分率である。拡散透過率は、入射光角度から２度の角度を除く試料を透過した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透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。試料で求めたこれらの百分率は、５００ｎｍで測定したものである。これらの値は、試料の吸収性又は測定した試料のわずかな違いのために合計しても１００％にならない場合がある。試料について、光透過率（％）及び曇り度を求め、結果を下記表１に示す。
【００９６】
【表１】
2004133416.tif 000002
【００９７】
　上記データからはっきりと判るように、ポリマーバインダー（ポリエステル）中の微小な層状物質（Na Cloisite粘土）の少量添加は、可視光エネルギーの優れた光拡散をもたらす。Na Cloisite粘土の少量（質量）添加は、透過率（％）を著しく変化させずに曇り度の大幅な増加をもたらす。これによって、透過率（％）を著しく変化させずに曇り度を独立に制御することが可能となり、光学系の設計者は、輝度の低下を生じずに曇り度を増加又は減少させることによってディスプレイ系の出力を最適化することができる。さらに、４１の曇り度の値（試料Ｋ０２−６−７）は、規則的に配列された輝度向上フィルムにより生じる干渉縞を防止するのに高い透過率及び低い曇り度が必要とされるＬＣＤ光学積層体中の上部ディフューザとしての有用性がある。７９の曇り度の値（試料Ｋ０２−６−１３ｂ）は、ＬＣＤ導光器からのいかなるスペキュラー光も拡散させるのに高い透過率及び低い曇り度が必要とされるＬＣＤ光学積層体中の底部ディフューザとしての有用性がある。高い透過率を維持したまま５０％を超える曇り度を提供することによって、ディスプレイ装置の輝度を改善することができる。より高輝度の画像はバッテリー電力の減少を可能にするとともにディスプレイ装置を要求の多い屋外の太陽光条件で使用することを可能にする点で、より高輝度のディスプレイ装置は著しい商業的価値がある。
【００９８】
　さらに、ポリエステルシートのバルク中で起こる光の拡散によって、本発明の材料は、光の拡散を生じさせるのに表面粗さを利用する従来技術の光拡散材料のようなエアギャップを必要としないために、本発明の材料を他の光学要素と光学的に接触させることができる。本発明の材料は、薄い（４０マイクロメートル未満）ため、本発明の材料を、質量及び空間が重要な携帯電話及び時計などのディスプレイ用途で使用することができる。
【００９９】
　この実施例は、主として、ＬＣ装置用の熱可塑性材料の使用に関するものであるが、本発明の材料はバックライトディスプレイ、拡散層を含む画像形成要素、家庭用のスペキュラー照明、バックライトサイン及びプライバシースクリーン等の他の拡散用途で有用である。
　本明細書で引用した特許文献及び他の刊行物の全内容は、引用により本明細書に含まれていることにする。
【０１００】
　本発明のさらなる態様を特許請求の範囲に記載の態様とともに以下に示す。
　［態様１］　バインダー中に層状の微小な粒子状物質の分散体を含んで成る光学要素であって、前記層状物質が、少なくとも５０％の光透過率を有する要素を提供するのに十分な層厚さ、バインダー中の粒子状物質濃度及び基底面間隔を有することを特徴とする光学要素。
　［態様２］　前記層状物質が１０：１〜２５０：１のアスペクト比を有する上記態様１記載の光学要素。
　［態様３］　前記層状物質が前記バインダーの１質量％〜１０質量％の量で存在する上記態様１記載の光学要素。
　［態様４］　前記層状物質が前記バインダーの１．５質量％〜５質量％の量で存在する上記態様１記載の光学要素。
　［態様５］　前記透過率が少なくとも８５％である上記態様１記載の光学要素。
　［態様６］　前記光学要素が可視透過光エネルギーを拡散させる上記態様１記載の光学要素。
　［態様７］　前記光学要素の曇り度が８０％を超える上記態様６記載の光学要素。
　［態様８］　前記光学要素の曇り度が２０％〜６０％である上記態様６記載の光学要素。
　［態様９］　前記光学要素の曇り度が１０％未満である上記態様６記載の光学要素。
　［態様１０］　前記層状物質がスメクタイト粘土を含む上記態様１記載の光学要素。
【０１０１】
　［態様１１］　前記層状物質が層状複水酸化物を含む上記態様１記載の光学要素。
　［態様１２］　前記層状物質がスメクタイト粘土中にインターカレートされたオキシル化アルコールを含む上記態様１記載の光学要素。
　［態様１３］　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上記態様１０記載の光学要素。
　［態様１４］　前記エトキシル化アルコールが炭素数１２〜１０６の炭化水素鎖長を有する上記態様１１記載の光学要素。
　［態様１５］　前記エトキシル化アルコールが炭素数２６〜５０の炭化水素鎖長を有する上記態様１１記載の光学要素。
　［態様１６］　前記層状物質が合成粘土である上記態様１記載の光学要素。
　［態様１７］　前記層状物質が有機変性されたものである上記態様１記載の光学要素。
　［態様１８］　スメクタイト粘土中にインターカレートされた前記エトキシル化アルコールがポリオレフィンポリマー中に分散されている上記態様１０記載の光学要素。
　［態様１９］　前記バインダーがポリエステルの少なくとも１つの層を成している上記態様１記載の光学要素。
　［態様２０］　前記バインダーがポリオレフィンの少なくとも１つの層を成している上記態様１記載の光学要素。
【０１０２】
　［態様２１］　スメクタイト粘土中にインターカレートされた前記エトキシル化アルコールがポリオレフィンポリマー中に分散されており、インターカレートされたスメクタイトを含まないポリマーの少なくとも１つの層が同時押出中に一体的に結合された上記態様１０記載の光学要素。
　［態様２２］　層状物質とバインダーとの間の屈折率の差が０．０８を超える上記態様１記載の光学要素。
　［態様２３］　前記光学要素の弾性率が５００ＭＰａを超える上記態様１記載の光学要素。
　［態様２４］　前記光学要素の衝撃抵抗値が０．６ＧＰａを超える上記態様１記載の光学要素。
　［態様２５］　前記層状の粒子状物質が前記バインダーの０．１〜１質量％の量で存在する上記態様１記載の光学要素。
　［態様２６］　前記光学要素が２つ以上の層を含む上記態様１記載の光学要素。
　［態様２７］　前記微小な層状の粒子状物質が少なくとも１つの層中に存在する上記態様２６記載の光学要素。
　［態様２８］　前記層状物質がスメクタイト粘土中にインターカレートされたブロックコポリマーを含む上記態様１記載の光学要素。
　［態様２９］　粘土にインターカレートする親水性ブロックをさらに含む上記態様２８記載の光学要素。
　［態様３０］　前記ブロックコポリマーが親油性ブロックをさらに含む上記態様２８記載の光学要素。
【０１０３】
　［態様３１］　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）、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、ポリアクリロニトリル、ポリサッカライド及びデキストランからなる群から選ばれる少なくとも１つを含む上記態様２９記載の光学要素。
　［態様３２］　前記親水性ブロックがポリ（エチレンオキシド）を含む上記態様２９記載の光学要素。
　［態様３３］　前記親水性ブロックがポリサッカライドを含む上記態様２９記載の光学要素。
　［態様３４］　前記親水性ブロックがポリビニルピロリドンを含む上記態様２９記載の光学要素。
　［態様３５］　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；ポリリシンの誘導体；及びポリグルタミン酸の誘導体、α，β−エチレン性不飽和モノマーのポリマーからなる群から選ばれる少なくとも１種を含む上記態様３０記載の光学要素。
　［態様３６］　前記親油性ブロックがポリエステルを含む上記態様３０記載の光学要素。
　［態様３７］　前記親油性ブロックがポリカプロラクトンを含む上記態様３０記載の光学要素。
　［態様３８］　前記親油性ブロックがポリアミドを含む上記態様３０記載の光学要素。
　［態様３９］　前記親油性ブロックがポリスチレンを含む上記態様３０記載の光学要素。
　［態様４０］　前記微小な粒子状物質が０．０１〜５μｍの横方向寸法及び０．５〜１０ｎｍの厚さを有する上記態様１記載の光学要素。
【０１０４】
　［態様４１］　前記層状の微小な粒子状物質が１〜９ｎｍの基底面間距離を有する上記態様１記載の光学要素。
　［態様４２］　バインダー中に微小な層状の粒子状物質の分散体を含む光学要素を含んで成るバックライト形画像形成媒体であって、前記粒子状物質が、少なくとも５０％の光透過率を有する要素を提供するのに十分な層厚さ、バインダー中の粒子状物質濃度及び基底面間隔を有することを特徴とするバックライト型画像形成媒体。
　［態様４３］　光源と偏光フィルムの間に配置された、バインダー中に微小な層状の粒子状物質の分散体を含む光学要素を含んで成る液晶装置であって、前記粒子状物質が、少なくとも５０％の光透過率を有する要素を提供するのに十分な層厚さ、バインダー中の粒子状物質濃度及び基底面間隔を有することを特徴とする液晶装置。
　［態様４４］　前記微小な層状物質が０．０１〜５μｍの横方向寸法及び０．５〜１０ｎｍの厚さを有する上記態様１記載の光学要素。
　［態様４５］　前記層状の微小な層状物質が１〜９ｎｍの基底面間隔を有する上記態様１記載の光学要素。
【外国語明細書】
2004133416000001.pdf