(57)【要約】  表示システムは、表示パネル及び表示パネルを照らすための光をもたらす少なくとも１つの光源を有する。偏光子フィルムは、表示パネルと光源との間に用いられてもよい。偏光繊維の少なくとも１つは、第１ポリマー材料と第２ポリマー材料との間に多重の内部複屈折境界面を有する。いくつかの実施形態では、偏光子は、少なくとも１０％のヘイズ値で第１偏光状態で垂直入射光を実質的に反射し、第１偏光状態に対して直交する第２偏光状態で垂直入射光を実質的に透過する。
2010503028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示パネルと、
前記表示パネルを照らすための光をもたらす少なくとも１つの光源と、
前記光源と前記表示パネルとの間に配置される１つ以上の光管理フィルムと、を含み、前記１つ以上の光管理フィルムが少なくとも偏光子フィルムを含み、前記偏光子フィルムがマトリックス内に組み込まれる偏光繊維を含み、前記偏光繊維の少なくとも１つが第１ポリマー材料と第２ポリマー材料との間に多重の内部複屈折境界面を含む、光学表示システム。
【請求項２】
前記表示パネルが、液晶表示パネル及び前記表示パネルにより表示される画像を制御するため前記表示パネルに連結されるコントローラを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記偏光子層が、第１偏光状態の光を実質的に拡散して透過し、前記第１偏光状態に対して直交する第２偏光状態の光を実質的に反射する、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記偏光子層が、第１偏光状態の光を実質的に正反射して透過し、前記第１偏光状態に対して直交する第２偏光状態の光を実質的に反射する、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
多重の内部複屈折境界面を含む前記偏光繊維の少なくとも１つが、多層繊維を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記多層繊維が、第１及び第２ポリマー材料の実質的に平面的な層並びに前記第１及び第２ポリマー材料の同心層の１つを含む、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
多重の内部複屈折境界面を含む前記偏光繊維の少なくとも１つが、らせん状に巻かれた繊維を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
多重の内部複屈折境界面を含む前記偏光繊維の少なくとも１つが、充填剤材料内に配置される第１ポリマー材料から形成される多重の散乱繊維を有する複合偏光繊維を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
多重の内部複屈折境界面を含む前記偏光繊維の少なくとも１つが、第２ポリマー材料内に配置される第１ポリマー材料の分散相を有する分散繊維を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記偏光繊維が、ポリマー繊維織り糸を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記ポリマーマトリックス内に配置される無機繊維を更に含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記ポリマーマトリックス内に配置される繊維織物及び繊維トウの少なくとも１つを更に含み、前記繊維織物及び前記繊維トウの少なくとも１つが前記偏光繊維を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
前記ポリマーマトリックス内に配置されるチョップト繊維マット及びチョップト繊維の少なくとも１つを更に含み、前記チョップト繊維マット及びチョップト繊維の少なくとも１つが前記偏光繊維を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
前記偏光繊維が、前記偏光子フィルムの表面に対して平行な方向に均一に離れて隔置されない、請求項１記載のシステム。
【請求項１５】
前記偏光子フィルム内の前記偏光繊維の密度が、前記光源に近接する前記偏光子フィルムの領域で比較的高い、請求項２０記載のシステム。
【請求項１６】
バックライトを更に備え、前記バックライトが少なくとも１つの光源を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項１７】
前記偏光子フィルムが、構造化表面を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１８】
前記偏光子の前記構造化表面が、輝度強化表面である、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
前記偏光繊維が、前記マトリックス内で第１方向に配向される第１組の偏光繊維及び前記マトリックス内で前記第１方向と異なる第２方向に配向される第２組の偏光繊維を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項２０】
前記偏光繊維が、第１波長に対して選択される反射率ピークを有する第１組の偏光繊維及び前記第１波長と異なる第２波長に対して選択される反射率ピークを有する第２組の偏光繊維を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの光源が、前記第１及び第２波長で光を生成する、請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの光源が、おおむね前記第１波長で第１強度ピーク及びおおむね前記第２波長で第２強度ピークを有する光を生成する、請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１及び第２組の偏光繊維が、少なくとも１つの光源によりもたらされる光の波長範囲に重なる波長範囲を有する光の１つの偏光状態に対して反射性である、請求項２０記載のシステム。
【請求項２４】
少なくとも第１偏光繊維が、少なくとも第２偏光繊維と異なる繊維光学特性を有し、前記繊維光学特性が拡散透過量、後方散乱量及び後方散乱スペクトルを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項２５】
前記偏光子フィルムが、少なくとも１０％のヘイズ値で第１偏光状態で垂直入射光を実質的に反射し、前記第１偏光状態に対して直交する第２偏光状態で垂直入射光を実質的に透過する、請求項１記載のシステム。
【請求項２６】
ポリマーマトリックス層と、
前記マトリックス層内に組み込まれる偏光繊維と、を含み、前記偏光繊維の少なくとも１つが第１ポリマー材料と第２ポリマー材料との間に多重の内部複屈折境界面を含み、
前記光学フィルムが、少なくとも１０％のヘイズ値で第１偏光状態で垂直入射光を実質的に反射し、前記第１偏光状態に対して直交する第２偏光状態で垂直入射光を実質的に透過する、光学フィルム。
【請求項２７】
多重の内部複屈折境界面を含む前記偏光繊維の少なくとも１つが、多層繊維を含む、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項２８】
前記多層繊維が、前記第１及び第２ポリマー材料の実質的に平面的な層並びに同心層の１つを含む、請求項２７記載の光学フィルム。
【請求項２９】
多重の内部複屈折境界面を含む前記偏光繊維の少なくとも１つが、らせん状に巻かれた繊維を含む、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項３０】
多重の内部複屈折境界面を含む前記偏光繊維の少なくとも１つが、充填剤材料内に配置される第１ポリマー材料から形成される多重の散乱繊維を有する複合偏光繊維を含む、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項３１】
多重の内部複屈折境界面を含む前記偏光繊維の少なくとも１つが、第２ポリマー材料内に配置される第１ポリマー材料の分散相を有する分散繊維を含む、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項３２】
前記偏光繊維が、ポリマー繊維織り糸を含む、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項３３】
前記ポリマーマトリックス層内に配置される無機繊維を更に含む、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項３４】
前記ポリマーマトリックス層内に配置される繊維織物及び繊維トウの少なくとも１つを更に含み、前記繊維織物及び繊維トウの少なくとも１つが前記偏光繊維を含む、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項３５】
前記ポリマーマトリックス層内に配置されるチョップト繊維マット及びチョップト繊維の少なくとも１つを更に含み、前記チョップト繊維マット及びチョップト繊維の少なくとも１つが前記偏光繊維を含む、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項３６】
前記偏光繊維が、前記偏光子フィルムの表面に対して平行な方向に均一に離れて隔置されない、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項３７】
前記マトリックス層が、構造化表面を有する、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項３８】
前記偏光繊維が、前記マトリックス内で第１方向に配向される第１組の偏光繊維及び前記マトリックス内で前記第１方向と異なる第２方向に配向される第２組の偏光繊維を含む、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項３９】
前記偏光繊維が、第１波長に対して選択される反射率ピークを有する第１組の偏光繊維及び前記第１波長と異なる第２波長に対して選択される反射率ピークを有する第２組の繊維を含む、請求項２６記載の光学フィルム。
【請求項４０】
少なくとも第１偏光繊維が、少なくとも第２偏光繊維と異なる繊維光学特性を有し、前記繊維光学特性が、拡散透過量、後方散乱量及び後方散乱スペクトルを含む、請求項２６記載の光学フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学表示システム、特に偏光フィルムを包含する光学表示フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示（ＬＣＤ）装置は、典型的に液晶パネルの後方に配置され照明光を生成するバックライトとともに組み立てられる。液晶パネルは均一に照らされることが重要であるため、多くの場合、ディフューザープレート（diffuser plate）が使用され照明光を拡散する。光源、ＬＣＤに対して延伸する従来の細長い蛍光ランプが表示パネルの後方に配置されることは特に重要である。ディフューザープレートは、多くの場合、数ミリメートルの厚さであり、ランプに戻る大半の入射光のかなりの部分を後方散乱させる。ランプの後方に配置される反射器は、後方散乱された光を表示パネルに向けて方向を変えるために使用される。したがって、「空洞」がディフューザープレートと反射器との間に形成され、それが多重反射（multiple reflection）／散乱事象（scattering event）を可能にし、そのため光がランプ間に広がることができる。ディフューザープレートは、反射又は拡散インクを使用する印刷機能を包含し、光の均一性を増加させてもよい。典型的なディフューザープレートは、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、メチルスチレン、ポリスチレンポリマー類又はそのようなポリマー類のブレンドなどの非常に透明なプラスチックから作製され、拡散粒子が充填される。これらのプラスチックは、優れた光学特性を有するが、それは多くの場合、機械的及び熱的特性に欠けている。それらは、高熱負荷のもとで歪み、ランプからの強力な光（可視又は紫外線）を受けて黄変しがちで、異なる湿度及び温度の条件下で曲がる場合がある。これらの作用の全てが、表示画像に望ましくない影響をもたらす。したがって、改善された熱的、機械的、及び寸法安定性機能を有するＬＣＤ成分に対する必要性がある。第２のディフューザー材料の薄いシートが、光出力を更に成形するため典型的に拡散板上に定置される。
【０００３】
ディフューザープレートと光パネルとの間に多数の異なる光管理フィルムを使用することが一般的である。１つのそのようなフィルムは、プリズム型輝度強化フィルムであり、法線から遠い方向に伝搬する光を法線に近接した方向に向きを変える。したがって、より多くの光がビューアにより見られる角空間に視準され、画像はより明るく見える。反射偏光フィルムは、典型的に輝度強化フィルム上で使用される。この反射偏光子は、表示パネルにより使用される偏光状態の光だけを透過し、直交する偏光状態の光をランプに向かって反射して戻す。反射された光は、反射器により再利用され、少なくとも部分的に変更されている偏光状態の反射偏光子に戻り、そのため最初に反射された光の一部は、表示パネルに進むことができる。反射偏光フィルムは、高温及び照明条件下で不安定であってもよいが、それは高温のバックライトシステムに定置されると著しく曲がる場合がある。大きい寸法では、バックライト内に緩んだシートとして定置されると反射偏光子は平坦なままであるために十分な剛性がなく、ディスプレイでの目に見える不均一性につながる。増加された剛性はまた、処理の容易さにつながり、組立時のフィルムの損傷の可能性が少ない。反射偏光子を作製するために使用される材料は、紫外線の影響を受けやすくてもよい。これらの基本的な課題を克服する試みとして、偏光フィルムは、多くの場合、１２５〜２５０μの厚さである重い光学プラスチック、典型的にポリカーボネートの２つのシート間に積層される。この積層工程は、作成物に追加のコスト及び重量を付加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表示システムに使用されるフィルムの数を減少させ、操作時ディスプレイにより受ける熱及び湿度の条件下でより操作可能な表示システムのフィルムを作製することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの実施形態は、表示パネル及び表示パネルを照らすための光をもたらす少なくとも１つの光源を有する光学表示システムを目的とする。１つ以上の光管理フィルムは、光源と表示パネルとの間に配置される。１つのそのようなフィルムは、マトリックス内に組み込まれる偏光繊維を有する偏光子フィルムである。偏光繊維の少なくとも１つは、第１ポリマー材料と第２ポリマー材料との間に多重の内部複屈折境界面を有する。
【０００６】
本発明の別の実施形態は、ポリマーマトリックス層及びマトリックス層内に組み込まれる偏光繊維を有する光学フィルムを目的とする。偏光繊維の少なくとも１つは、第１ポリマー材料と第２ポリマー材料との間に多重の内部複屈折境界面を有する。光学フィルムは、少なくとも１０％のヘイズ値（haze value）で第１偏光状態で垂直入射光を実質的に反射し、第１偏光状態に対して直交する第２偏光状態で垂直入射光を実質的に透過する。
【０００７】
本発明の上記の概要は、本発明の各図示された実施形態又は全ての実施を説明しようと意図されるものではない。図及び以下の詳細な説明がこれらの実施形態をより具体的に例示する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
添付の図面と関連して本発明の様々な実施形態の以下の「発明を実施するための形態」を検討することで、本発明はより完全に理解され得る。
【図１Ａ】偏光子フィルムの操作を概略的に示す図。
【図１Ｂ】偏光子フィルムの操作を概略的に示す図。
【図２】本発明の原理によるポリマー層の実施形態の切欠図を概略的に示す図。
【図３Ａ】本発明の原理による偏光子を使用することができる表示システムを概略的に示す図。
【図３Ｂ】本発明の原理による偏光子を使用することができる表示システムを概略的に示す図。
【図４Ａ】本発明の原理による偏光子フィルムの別の実施形態の断面図を概略的に示す図。
【図４Ｂ】本発明の原理による偏光子フィルムの別の実施形態の断面図を概略的に示す図。
【図４Ｃ】本発明の原理による偏光子フィルムの別の実施形態の断面図を概略的に示す図。
【図４Ｄ】本発明の原理による偏光子フィルムの別の実施形態の断面図を概略的に示す図。
【図４Ｅ】本発明の原理による偏光子フィルムの別の実施形態の断面図を概略的に示す図。
【図４Ｆ】本発明の原理による偏光子フィルムの別の実施形態の断面図を概略的に示す図。
【図４Ｇ】本発明の原理による偏光子フィルムの別の実施形態の断面図を概略的に示す図。
【図５Ａ】本発明の原理による偏光子フィルムに使用できる偏光繊維の別の例示の実施形態の断面図を概略的に示す図。
【図５Ｂ】本発明の原理による偏光子フィルムに使用できる偏光繊維の別の例示の実施形態の断面図を概略的に示す図。
【図５Ｃ】本発明の原理による偏光子フィルムに使用できる偏光繊維の別の例示の実施形態の断面図を概略的に示す図。
【図５Ｄ】本発明の原理による偏光子フィルムに使用できる偏光繊維の別の例示の実施形態の断面図を概略的に示す図。
【図５Ｅ】本発明の原理による偏光子フィルムに使用できる偏光繊維の追加の例示の実施形態を概略的に示す図。
【図５Ｆ】本発明の原理による偏光子フィルムに使用できる偏光繊維の追加の例示の実施形態を概略的に示す図。
【図６】織り糸（yarn）形態の偏光繊維の実施形態を概略的に示す図。
【図７】ケーブル形態の偏光繊維の実施形態を概略的に示す図。
【図８】偏光繊維のトウの実施形態を概略的に示す図。
【図９】偏光繊維を含む織布の実施形態を概略的に示す図。
【０００９】
本発明は様々な変更例及び代替形態に柔軟に従うことができるが、それらの細目は図面で例を用いてこれまでに示され、また詳細に記述されるであろう。しかしながら、その意図は、記述された特定の実施形態に本発明を限定することではないことを理解するべきである。反対に、その意図は、添付された特許請求の範囲により規定されるように、本発明の趣旨及び範囲内にある全ての変更例、同等の方法、及び代替方法を網羅しようとするものである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、光学システムに適用可能であり、より具体的には偏光された光学システムに適用可能である。
【００１１】
本明細書で使用するとき、用語「正反射」及び「正反射率」とは、反射角が実質的に入射角と等しく、角度が本体表面の法線に対して測定される本体からの光線の反射率を指す。換言すれば、光が特定の角度分布で本体上に入射するとき、反射光は実質的に同じ角度分布を有する。用語「拡散反射」又は「拡散反射率」とは、一部の反射光の角度が入射角と等しくない光線の反射を指す。したがって、光が特定の角度分布で本体上に入射するとき、反射光の角度分布は入射光とは異なる。用語「全反射率」又は「全反射」とは、全ての光、すなわち正反射光及び拡散光の組み合わされた反射率を指す。
【００１２】
同様に、用語「正透過」及び「正透過性」とは、本明細書では本体を通った光透過率を指すのに使用され、ここで、透過光の角度分布は実質的に入射光のそれと同じである。用語「拡散透過」及び「拡散透過性」を用いて、光透過率が入射光の角度分布と異なる角度分布を有する、本体を通過する透過光を説明する。用語「全透過」又は「全透過性」とは、全ての光、すなわち正反射光及び拡散光の組み合わされた透過率を指す。
【００１３】
反射偏光子フィルム１００が、図１Ａ及び１Ｂに概略的に示される。本明細書で採用した従来法では、フィルムの厚さ方向をｚ軸とし、ｘ−ｙ平面はフィルムの平面に対して平行である。非偏光光１０２が偏光子フィルム１００に入射すると、偏光子フィルム１００の透過軸と平行に偏光される光１０４は透過されるが、偏光子フィルム１００の反射軸と平行に偏光される光１０６は反射される。反射光の角度分布を、偏光子１００の様々な特性に応じて決定する。例えば、光１０６は、図１Ａに概略的に示されたように、拡散して反射されてもよい。偏光子フィルム１００が偏光繊維を包含する場合、拡散して反射された光は、一般に繊維の軸と垂直である方向に非対称に散乱される。
【００１４】
図１Ａに示された実施形態では、偏光子の透過軸はｘ軸に平行であり、偏光子１００の反射軸はｙ軸に平行である。他の実施形態では、これらは逆であってもよい。透過光１０４は、例えば図１Ａに概略的に示されたように正反射して透過されてよく、例えば図１Ｂに概略的に示されたように拡散して反射されてもよく、又は正反射性及び拡散性成分の組み合わせで透過されてもよい。偏光子は、透過光の半分以上が拡散して透過されるとき、実質的に拡散して光を透過させ、透過光の半分以上が正反射して透過されるとき、実質的に正反射して光を透過させる。
【００１５】
本発明の例示の実施形態による反射偏光子本体の切欠図が図２に概略的に示される。本体２００は、連続相とも呼ばれるポリマーマトリックス２０２を含む。ポリマーマトリックスは、所望により光学的等方性であってよく、又は光学的複屈折性であってもよい。例えば、ポリマーマトリックスは、単軸又は双軸的に複屈折性であってよく、これはポリマーの屈折率が１方向に沿って異なってよく、２つの直交する方向で同様（単軸）であってもよい又は３つの直交する方向全てで異なってもよい（双軸）ことを意味する。
【００１６】
偏光繊維２０４は、マトリックス２０２内に配置される。偏光繊維２０４は、少なくとも２つのポリマー材料を含み、そのうち少なくとも１つは複屈折性である。いくつかの例示の実施形態では、材料の１つは複屈折性であるが、他の材料は等方性である。他の実施形態では、繊維を形成する材料の２つ以上が複屈折性である。いくつかの実施形態では、等方性材料で形成された繊維もまた、マトリックス２０２内に存在してよい。
【００１７】
偏光繊維２０４は、図示されたような単一繊維として又は多くの他の配置でマトリックス２０２内に構成されてもよい。いくつかの例示の配置としては、織り糸、ポリマーマトリックス内で１方向に配置される（繊維又は織り糸の）トウ、織物、不織布、チョップト繊維（chopped fiber）、（不規則な又は規則正しいフォーマットを有する）チョップト繊維マット（chopped fiber mat）、又はこれらの形式の組み合わせが挙げられる。チョップト繊維マット又は不織布は、繊維の不規則な配列を有するのではなく、不織布又はチョップト繊維マット内に繊維の何らかの整列を提供するように、延伸され、圧力をかけられ、又は配向されてよい。マトリックスによる偏光繊維の配置を有する偏光子の形成が、米国特許出願公開第２００６／１９３５７７により十分に記載されている。
【００１８】
第１繊維材料のｘ、ｙ及びｚ方向の屈折率は、ｎ１ｘ、ｎ１ｙ及びｎ１ｚと呼ばれることがあり、第２繊維材料のｘ、ｙ及びｚ方向の屈折率は、ｎ２ｘ、ｎ２ｙ及びｎ２ｚと呼ばれることがある。材料が等方性である場合、ｘ、ｙ及びｚ屈折率は、全て実質的に整合されている。第１繊維材料が複屈折性である場合、ｘ、ｙ及びｚ屈折率の少なくとも１つは他とは異なる。
【００１９】
各繊維２０４内には、第１繊維材料と第２繊維材料との間に形成される多重の境界面が存在する。第１及び第２繊維材料の少なくとも１つが複屈折性の時、境界面は複屈折境界面と呼ばれてもよい。例えば、２つの材料が、境界面でｘ−及びｙ−屈折率、並びにｎ１ｘ≠ｎ１ｙを示す場合、すなわち、第１材料は複屈折であり、そして境界面は複屈折であってもよい。複屈折境界面を包含するポリマー繊維の別の例示の実施形態は、以下に記述される。
【００２０】
繊維２０４は、図中にｘ軸として示されたように、概して軸に平行に配置される。ｘ軸に平行に偏光された光についての繊維２０４内の複屈折境界面における屈折率の差ｎ１ｘ−ｎ２ｘは、ｙ軸に平行に偏光された光についての屈折率の差ｎ１ｙ−ｎ２ｙとは異なる場合がある。境界面は、境界面における屈折率の差が方向により異なるとき、複屈折性であると言われる。したがって、複屈折境界面の場合、Δｎｘ≠Δｎｙであり、この場合Δｎｘ＝｜ｎ１ｘ−ｎ２ｘ｜及びΔｎｙ＝｜ｎ１ｙ−ｎ２ｙ｜である。
【００２１】
１つの偏光状態では、繊維２０４の複屈折境界面における屈折率の差は、比較的小さい場合がある。いくつかの例示の事例では、屈折率の差は０．０５未満であってよい。この条件は、実質的に屈折率が整合していると考えられる。この屈折率の差は、０．０３未満、０．０２未満又は０．０１未満であってよい。この偏光方向がｘ軸に平行である場合、ｘ偏光光はわずかに反射し、又は全く反射せず、本体２００を通過する。換言すれば、ｘ偏光光は本体２００をほとんど透過する。
【００２２】
繊維内の複屈折境界面における屈折率の差は、直交する偏光状態の光に対して比較的大きな場合がある。いくつかの例示の例では、屈折率の差は、少なくとも０．０５であってよく、例えば０．１若しくは０．１５のようにそれより大きくてもよく、又は０．２であってもよい。この偏光方向がｙ軸に平行である場合、ｙ偏光光は複屈折境界面において反射される。したがって、ｙ偏光光は本体２００により反射される。繊維２０４内の複屈折境界面が実質的に互いに平行である場合、反射は実質的に正反射性であってよい。他方、繊維２０４内の複屈折境界面が実質的に互いに平行ではない場合、反射は実質的に拡散性であってよい。複屈折境界面のいくつかは平行であってよく、他の境界面は非平行であってもよく、これは正反射性及び拡散性成分の両方を包含する反射光を導く場合がある。また、複屈折境界面は湾曲していてよく、又は比較的小さくてもよく、換言すれば、入射光の波長の桁内で、これは拡散性散乱を導く場合がある。
【００２３】
ここで記載されたばかりの例示の実施形態は、ｙ方向に比較的大きな屈折率の差を有する、ｘ方向の屈折率の整合を目的とし、他の例示の実施形態は、ｘ方向に比較的大きな屈折率の差を有する、ｙ方向の屈折率の整合を含む。
【００２４】
ポリマーマトリックス２０２は、例えば約０．０５未満、好ましくは０．０１未満の複屈折性ｎ３ｘ−ｎ３ｙを有する、実質的に光学的等方性であってよく、ここでｘ及びｙ方向のマトリックス内の屈折率はそれぞれｎ３ｘ及びｎ３ｙである。他の実施形態では、ポリマーマトリックス２０２は複屈折性であってよい。したがって、いくつかの実施形態では、ポリマーマトリックスと繊維材料との間の屈折率の差は、方向により異なる場合がある。例えば、ｘ屈折率の差ｎ１ｘ−ｎ３ｘは、ｙ屈折率の差ｎ１ｙ−ｎ３ｙとは異なってよい。いくつかの実施形態では、これらの屈折率の差のうち１つが、他の屈折率の差の少なくとも２倍であってよい。
【００２５】
屈折率の差の大きさ、複屈折境界面の程度及び形状、複屈折境界面の相対位置並びに複屈折境界面の密度の全てが散乱に影響を及ぼして、散乱が主に前方、後方又はこの２つの組み合わせのいずれであるかを決める。第１偏光状態での屈折率の差が第２偏光状態と比較して小さい場合、第１偏光状態での光は、主に正反射して又は拡散して（前方散乱）透過されてもよいが、第２偏光状態での光は、主に拡散して反射される（後方散乱）。
【００２６】
ポリマーマトリックス及び／又は繊維で用いるのに好適な材料としては、所望の範囲の光波長の間で透明である熱可塑性及び熱硬化性ポリマーが挙げられる。いくつかの実施形態では、非水溶性であるポリマーが特に有用である場合がある。更に、好適なポリマー材料は、非晶質又は半結晶性であってよく、ホモポリマー、コポリマー、又はこれらのブレンドを含んでもよい。ポリマー材料の例としては、ポリ（カーボネート）（ＰＣ）；シンジオタクチック及びアイソタクチックポリ（スチレン）（ＰＳ）；Ｃ１〜Ｃ８アルキルスチレン；ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）及びＰＭＭＡコポリマーを含む、アルキル、芳香族、及び脂肪族環含有（メタ）アクリレート；エトキシル化及びプロポキシル化（メタ）アクリレート；多官能性（メタ）アクリレート；アクリレート化エポキシ；エポキシ；及び他のエチレン性不飽和物質；環状オレフィン及び環状オレフィン性コポリマー；アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）；スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）；エポキシ；ポリ（ビニルシクロヘキサン）；ＰＭＭＡ／ポリ（ビニルフロライド）ブレンド；ポリ（フェニレンオキシド）合金；スチレン系ブロックコポリマー；ポリイミド；ポリスルホン；ポリ（ビニルクロライド）；ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）；ポリウレタン；不飽和ポリエステル；低複屈折性ポリエチレンを含むポリ（エチレン）；ポリ（プロピレン）（ＰＰ）；ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）のようなポリ（アルカンテレフタレート）；ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）のようなポリ（アルカンナフタレート（alkane napthalates））；ポリアミド；アイオノマー；ビニルアセテート／ポリエチレンコポリマー；セルロースアセテート；セルロースアセテートブチレート；フルオロポリマー；ポリ（スチレン）−ポリ（エチレン）コポリマー；ポリオレフィン性ＰＥＴ及びＰＥＮを含むＰＥＴ及びＰＥＮコポリマー；並びにポリ（カーボネート）／脂肪族ＰＥＴブレンドが挙げられるが、これらに限定されない。用語（メタ）アクリレートは、対応するメタクリレート又はアクリレート化合物のいずれかであるとして定義される。シンジオタクチックＰＳを例外として、これらのポリマーは、光学的等方性の形態で使用されてもよい。
【００２７】
これらのポリマーのいくつかは、配向されたときに複屈折性になることがある。特に、ＰＥＴ、ＰＥＮ、及びこれらのコポリマー、並びに液晶ポリマーは、配向されたときに比較的大きな値の複屈折性を表す。ポリマーは、押出成形及び延伸を含む様々な方法を用いて配向されてよい。延伸は、それが高度な配向を可能にし、温度及び延伸比のような多くの容易に制御可能な外部パラメーターにより制御され得るため、ポリマーを配向するのに特に有用な方法である。配向された及び配向されていない、多くの例示のポリマーの屈折率が以下の表Ｉに示される。
【００２８】
【表１】
2010503028.tif 000003
【００２９】
ＰＣＴＧ及びＰＥＴＧ（グリコール修飾ポリエチレンテレフタレート）は、例えば、イーストマン・ケミカル社（Eastman Chemical Co.）（テネシー州キングスポート（Kingsport）から商品名イーストマン（商標）として入手可能なコポリエステルのタイプである。ＴＨＶは、３Ｍ社（ミネソタ州セントポール（St. Paul））から商品名ダイネオン（Dyneon）（商標）として入手可能な、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン及びフッ化ビニリデンのポリマーである。ＰＳ／ＰＭＭＡコポリマーは、コポリマー中の構成モノマーの比が変化することによりその屈折率が「同調」され、所望の値の屈折率を得ることがあるコポリマーの例である。「Ｓ．Ｒ．」と表示されている列は延伸比を包含する。延伸比１は、材料が延伸しておらず、かつ配向されていないことを意味する。延伸比６は、試料が元の長さの６倍に延伸されていたことを意味する。正確な温度条件下で延伸した場合、ポリマー分子は配向され、材料は複屈折性になる。しかしながら、分子を配向することなく材料を延伸することが可能である。「Ｔ」と表示された列は、試料が延伸した温度を示す。延伸した試料は、シート状に延伸した。ｎｘ、ｎｙ及びｎｚと表示された列は、材料の屈折率を指す。ｎｙ及びｎｚの値が表中に列挙されていない場合、ｎｙ及びｎｚの値はｎｘと同じである。
【００３０】
繊維の延伸下での屈折率の挙動も、同様の結果が得られると予想されるが、必ずしもシートを延伸するときと同じではない。ポリマー繊維は、所望の値の屈折率が生じる任意の所望の値に延伸されてよい。例えば、いくつかのポリマー繊維を延伸し、少なくとも３、恐らく少なくとも６の延伸比を生じさせ得る。いくつかの実施形態では、ポリマー繊維は、例えば２０以下、又はそれ以上の延伸比にさえ延伸される場合がある。
【００３１】
複屈折性を実現するために延伸に好適な温度は、ケルビン（Kelvin）で表されるポリマーの融点のおよそ８０％である。複屈折性はまた、押出成形及びフィルム形成プロセス中経験されるポリマー溶融物の流動により誘導される応力によっても誘導される場合もある。複屈折性はまた、フィルム物品中の繊維のような隣接する表面と整列することによって生じる場合もある。複屈折は、正又は負のいずれかであってよい。正の複屈折は、直線偏光光の電界軸の方向が、ポリマーの配向に対して平行である又は表面と整列するとき最も高い屈折率を受ける場合として定義される。負の複屈折は、直線偏光光の電界軸の方向が、ポリマーの配向に対して平行である又は表面と整列するとき最も低い屈折率を受ける場合として定義される。正の複屈折性ポリマーの例としては、ＰＥＮ及びＰＥＴが挙げられる。負の複屈折性ポリマーの例としては、シンジオタクチックポリスチレンが挙げられる。
【００３２】
マトリックス２０２及び／又はポリマー繊維２０４は、本体２００に所望の特性を提供するために種々の添加剤を備えられていてよい。例えば、添加剤は、耐候剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、分散剤、潤滑剤、静電気防止剤、顔料又は染料、成核剤、難燃剤、及び発泡剤のうちの１つ以上を含んでよい。他の添加剤は、ポリマーの屈折率を変化させる又は材料の強度を増大させるために提供されてよい。そのような添加剤としては、例えば、ポリマービーズ若しくは粒子及びポリマーナノ粒子のような有機添加剤、又はガラス、セラミック若しくは金属酸化物ナノ粒子又は粉砕、粉末、ビーズ、フレーク若しくは粒子状ガラス、セラミック若しくはガラスセラミックのような無機添加剤を挙げてよい。これらの添加剤の表面は、ポリマーに結合するための結合剤を備えられていてよい。例えば、シランカップリング剤をガラス添加剤とともに用いて、ガラス添加剤をポリマーに結合させる場合がある。
【００３３】
いくつかの実施形態では、マトリックス２０２又は繊維２０４の成分は非可溶性、又は少なくとも溶媒抵抗性であることが好ましい場合がある。溶媒抵抗性である好適な材料の例としては、ポリプロピレン、ＰＥＴ及びＰＥＮが挙げられる。他の実施形態では、マトリックス２０２又はポリマー繊維２０４の成分は有機溶媒に可溶性であることが好ましい場合がある。例えば、マトリックス２０２又はポリスチレンで形成された繊維成分は、アセトンのような有機溶媒に可溶性である。他の実施形態では、マトリックスは水溶性であることが好ましい場合がある。例えば、マトリックス２０２又はポリビニルアセテートで形成された繊維成分は、水溶性である。
【００３４】
光学素子のいくつかの実施形態では、材料の屈折率は、ｘ方向の繊維の長さに沿って変化する場合がある。例えば、素子は均一に延伸されなくてよいが、一部の領域では他の領域より大きく延伸されてよい。したがって、配向可能な材料の配向の程度は、素子に沿って均一ではなく、そのため複屈折性は素子に沿って空間的に変化する場合がある。
【００３５】
更に、マトリックス内に繊維を組み込むと、光学素子の機械的特性を向上させる場合がある。具体的には、ポリエステルのような一部のポリマー材料は、フィルム形態より繊維形態の方が強く、よって繊維を含有する光学素子は繊維を含有しない同様の寸法のものより強いことがあり得る。
【００３６】
繊維２０４は直線であってよいが、直線である必要はなく、例えば繊維２０４はねじれていてよく、らせん状でもよく、又は縮れていてもよい。
【００３７】
正反射される、拡散される又は両方のいずれかである１つの偏光の光を透過し、偏光状態に対して直交する光を反射する偏光子層は、様々なタイプの表示システムに使用され得る。そのような偏光子を使用し得る１つのタイプの表示システム３００は、概略的に図３Ａに示された直接照明表示システムである。そのような表示システム３００は、例えばＬＣＤモニタ又はＬＣＤ−ＴＶに使用されてもよい。表示システム３００は、ＬＣパネル３０２の使用に基づいていてよく、それは、典型的にパネルプレート３０６の間に配置されるＬＣ層３０４を含む。プレート３０６は、多くの場合ガラスから形成され、ＬＣ層３０４内の液晶の配向を制御するためそれらの内部表面に電極構造と位置合わせ層（alignment layer）を含んでよい。その電極構造は、ＬＣパネル画素と、隣接する領域とは独立して液晶の配向が制御されることができるＬＣ層の領域とを画定するように、一般に配置されている。また、カラーフィルタには、表示された画像に色を課すために１つ以上のプレート３０６が含まれていてもよい。
【００３８】
上層の吸収偏光子３０８はＬＣ層３０４上に位置決めされ、下部の吸収偏光子３１０はＬＣ層３０４下に位置決めされる。例えば取り付けられたコントローラ３１４によるＬＣ層３０４の異なる画素の選択起動は、ある所望の位置で表示システム３００からの光を通過し、それによりビューアにより見られる画像を形成する。コントローラ３１４としては、例えばコンピューター又はテレビジョン画像を受信し表示するテレビジョンコントローラが挙げられてよい。１つ以上の任意の層３０９が、例えば表示表面に機械的及び／又は環境保護をもたらすため上部の吸収偏光子３０８上に備えられていてよい。１つの例示の実施形態では、層３０９は、吸収偏光子３０８上にハードコートを含む場合がある。
【００３９】
バックライト３１２は、ＬＣパネル３０２の後の表示システム３００に光を供給する。この実施形態では、バックライト３１２は、ＬＣパネル３０２の後に配置される、いわゆる「直接照明」構成の多数の光源３１６を含む。多くの場合、ＬＣＤ−ＴＶ又はＬＣＤモニタに使用される光源３１６は、表示システムの高さに沿って延在する線状冷陰極蛍光チューブ（linear, cold cathode, fluorescent tube）である。しかし、他のタイプの光源が用いられてもよく、例えば、長繊維若しくはアークランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、平面蛍光パネル、又は外部蛍光ランプなどである。ここに挙げた光源は、限定的なもの又は網羅的なものを意図するものではなく、単に例示的なものであることが意図される。
【００４０】
バックライト３１２は、光源３１６から下方に伝搬する光をＬＣパネル３０２から離れた方向に反射する反射器３１８を含んでよい。反射器３１８はまた、以下に説明するように表示システム３００内の光を再生利用するのに有用である場合がある。反射器３１８は、正反射性反射器であってもよく、又は拡散性反射器であってもよい。正反射性反射器の１つの例は、３Ｍ社（ミネソタ州セントポール）から入手可能なビキュイティ（Vikuiti）（商標）強化正反射（Enhanced Specular Reflection）（ＥＳＲ）フィルムである。好適な拡散性反射器の例としては、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどの拡散して反射する粒子を充填されたＰＥＴ、ＰＣ、ＰＰ、ＰＳなどのポリマーが挙げられる。
【００４１】
光管理ユニットとも呼ばれる場合がある光管理フィルムの配置３２０は、バックライト３１２とＬＣパネル３０２との間に位置される。光管理フィルムは、バックライト３１２から伝搬する光に影響を及ぼし表示システム３００の操作を改善する。例えば、光管理フィルムの配置３２０は、ディフューザープレート３２２を含む。ディフューザープレート３２２は、光源から受容した光を拡散するために使用され、それは、ＬＣパネル３０２に入射する照明光の均一性の増加をもたらす。
【００４２】
光管理ユニット３２０はまた、反射偏光子層３２４を含んでもよい。光源３１６は典型的に非偏光光をもたらすが、低吸収偏光子３１０は単一偏光状態のみを透過する、それゆえ、光源３１６により生成される光の半分はＬＣ層３０４を透過しない。しかし、反射偏光子３２４は、さもなければ低吸収偏光子に吸収されることになる光を反射するために使用されてよく、それゆえ、この光は反射偏光子３２４と反射器３１８との間での反射により再利用され得る。反射偏光子３２４により反射された光の少なくとも一部は偏光され、その後偏光状態で反射偏光子３２４に戻され、ＬＣ層３０４に向かって反射偏光子３２４及び下部の吸収偏光子３１０を透過される場合がある。このように、反射偏光子３２４は、ＬＣ層３０４に到達する光源３１６により放射される光の一部を増加させるために使用されてよく、それゆえ、表示システム３００によりもたらされる画像はより明るくなる。反射偏光子層は、図１Ａ又は１Ｂに示されたような層であってよく、光を正反射してか、拡散してか、又は正反射性及び拡散性成分の両方で透過し得る。
【００４３】
いくつかの例示の実施形態では、偏光制御層３２６は、例えばディフューザー層３２２と反射偏光子３２４との間に設けられていてよい。偏光制御層３２６の例としては、４分の１波長（quarter wave）遅延層及び液晶偏光回転層などの偏光回転層が挙げられる。偏光制御層３２６は、反射偏光子３２４から反射される光の偏光を変えるために使用されてよく、そのため、再利用された光の増加された一部は反射偏光子３２４を通して透過される。
【００４４】
光管理層の配置３２０はまた、１つ以上の輝度強化層を含んでもよい。輝度強化層は、軸からずれた光をディスプレイの軸により近い方向に方向変換する表面構造を含む層である。これが、ＬＣ層３０４を通って軸上に伝播する光量を増加させ、それによりビューアにより見られる画像の輝度を増加させる。一例は、屈折及び反射を通して、照明光の方向を変える多くのプリズム状突起を有するプリズム状輝度強化層である。ディスプレイ装置に使用され得るプリズム状輝度強化層の例としては、例えば、３Ｍ社（ミネソタ州セントポール）から入手可能な、ＢＥＦＩＩ  ９０／２４、ＢＥＦＩＩ  ９０／５０、ＢＥＦＩＩＩＭ  ９０／５０、及びＢＥＦＩＩＩＴを含むプリズムフィルムのビキュイティ（商標）ＢＥＦＩＩ及びＢＥＦＩＩＩファミリー（family）が挙げられる。
【００４５】
例示の実施形態は、反射偏光子３２４とＬＣパネル３０２との間に配置される第１輝度強化層３２８ａを示す。プリズム型輝度強化層は、典型的に１次元の光学利得をもたらす。第２輝度強化層３２８ｂはまた、第１輝度強化層３２８ａのプリズム型構造に対して直交して配向されたそのプリズム型構造体を有する光管理層の配置３２０内に含まれてもよい。そのような構成は、２次元の表示ユニットの光学利得の増加をもたらす。他の例示の実施形態では、輝度強化層３２８ａ、３２８ｂは、バックライト３１２と反射偏光子３２４との間に位置されてよい。
【００４６】
別の表示システム３５０が図３Ｂに概略的に示される。この表示システムでは、バックライト３５２はディスプレイの縁部に位置された光源３５６を含み、ライトガイド３５８は光源３５６からの光をＬＣパネル３０２の後の位置に届ける。このバックライトの構成は、多くの場合「縁部照明（edge-lit）」構成と呼ばれる。反射器３５７は、ライトガイド３５８に結合される光源３５７により生成される光量を増加させるために使用されてよい。例えば、ライトガイド３５８上の拡散パッチの形態である抽出器は、ライトガイド３５８からの光を抽出するために備えられていてよい。光は、ＬＣパネル３０２に向かって直接抽出されるか、又は反射器３１８によりＬＣパネル３０２に向かって反射されるように下方に向けられるかのいずれかであってよい。
【００４７】
光管理フィルムの配置３５４は、いくつかの層が省略され得るが直接照明構成に使用されるもののような層を含んでよい。例えば、単一輝度強化層３２８だけが使用される場合がある。ディフューザー層３２２もまた省略されてよい。更に、縁部照明ディスプレイ３５０は、ライトガイド３５８により放射される光をＬＣパネル３０２に向けるターンフィルム（turning film）３６０を含んでよい。
【００４８】
偏光子層は、多くの異なる方法でマトリックス内に配置される繊維を含んでよい。例えば、繊維は、図２に示されたマトリックス２０２内の繊維２０４に示されるようにマトリックスの断面積に対して不規則に位置されてよい。他の断面配置が使用されてよい。例えば、反射偏光子４００の断面を示す図４に概略的に示された例示の実施形態では、繊維４０４は、隣接する繊維４０４間に規則的な間隔を有するマトリックス４０２内に１次元の配列で配置される。この実施形態のいくつかの変形では、隣接する繊維４０４間の間隔は、全ての繊維４０４に対して同じである必要はない。例示の実施形態では、繊維４０４の単一層は、素子４００の２つの面４０６、４０８間の中間に位置される。こうでなければならないというわけではなく、繊維４０４の層は、面４０６、４０８のいずれかに近接して位置されてよい。
【００４９】
図４Ｂに概略的に示された別の例示の実施形態では、繊維４１４の２層は、マトリックス４１２内に位置される。繊維の上層４１４ａは上部の表面４１６に近接して位置され、一方繊維の下層４１４ｂは下部の表面４１８に近接して位置される。この特定の実施形態では、ｙ−方向の隣接する繊維４１４間の中心間離隔距離ｈｙは、ｚ−方向の隣接する繊維４１４間の中心間離隔距離ｈｚとは異なる。こうでなければならないというわけではなく、ｚ−方向、ｈｚの離隔距離は、ｙ−方向、ｈｙの離隔距離と同じであってよい。
【００５０】
図４Ｃに概略的に示された光学素子４２０の別の実施形態では、繊維４２４の３層は、マトリックス４２２内に組み込まれて示されている。異なる数の繊維層が使用されてよい。更に、異なる層の繊維４２４は、例えば図４Ｂに示されたように、ｚ−方向に整列されてもよく、又はｚ−方向に整列されなくてもよい。ｚ−方向に整列されない繊維４２４の１つの例は素子４２０であり、それは、１層の繊維４２４が隣接する層の繊維４２４からｙ−方向に片寄っていることを示している。
【００５１】
繊維は全て実質的にｘ−軸と平行であってよいが、このようである必要はなく、一部の繊維は、ｘ−軸に対してより大きい又はより小さい角度で位置してよい。例えば、図４Ｄに示された光学素子４３０の例では、繊維４３４はマトリックス４３２内に組み込まれる。繊維４３４の第１列４３６ａは、繊維４３４がｙ−ｚ平面と平行な平面で互いに平行に位置するが、ｘ−軸に対して第１角度θ１で位置するように配向されてよい。第２列４３６ｂの繊維４３４はまた、ｙ−ｚ平面と平行な平面内で互いに平行に位置してもよいが、ｘ−軸に対して第２角度θ２で位置してもよく、第１角度と等しくなる必要はない。第３列４３６ｃの繊維４３４はまた、ｙ−ｚ軸と平行な平面内で互いに平行に位置してもよいが、ｘ−軸に対して第３角度θ３で位置してもよい。第３角度は、第１角度又は第２角度のいずれかと等しくてもよく、又は等しくなくてもよい。例示された実施形態では、θ３の値はゼロと等しく、第３列４１６ｃの繊維４３４はｘ−軸と平行である。しかし、θ１、θ２及びθ３の異なる値は９０°まで達してよい。
【００５２】
そのような配置は、１つの列の繊維が第１波長帯域の光に効果的であり、別の列の繊維が第１波長帯域と異なる第２波長帯域の光に効果的である場合に有用であり得る。第１列４３６ａの繊維４３４が赤色帯域幅の反射偏光光で有効であり、第２列４３６ｂの繊維４３４が青色帯域幅の反射偏光光で有効である場合の例示の例を考察する。したがって、光学素子４３０が赤色及び青色光の混合で照らされる場合、繊維４３４の第１列４３６ａは、角度θ１で偏光された赤色光を透過する一方、全ての青色光を通過させる。繊維４３４の第２列４３６ａは、角度θ１で偏光された赤色光を透過するが、角度θ２に対して平行に偏光された青色光も透過することになる。角度θ１及び角度θ２が９０°だけ隔てられている場合、素子４３０は１つの偏光状態で赤色光を透過し、直交する偏光状態で青色光を透過する。同様に、反射された青色光は、反射された赤色光に対して直交して偏光される。異なる数の繊維４３４の列がそれぞれの角度で整列され、色帯域毎に使用されてもよいことは理解されよう。
【００５３】
いくつかの実施形態では、繊維の密度は光学素子内で一定であってもよく、又は光学素子内で変化してもよい。例えば、繊維の密度は光学素子の一方の側から減少する場合があり、又は何らかの他の方法で変化する場合もある。偏光子素子４４０がマトリックス４４２内に組み込まれる偏光繊維４４４を有する図４Ｅに概略的に示された実施形態では、ｙ−方向の隣接する繊維４４４間の中心間の間隔は、どちらか一方の側の隣接領域に対して、図の中心の１つの領域内で減少される。したがって、充填率（fill factor）、すなわち繊維４４４により取られる素子４４０の断面積の一部は、その領域で増加される。繊維の密度はまた、ｙ−方向で変化してもよい。例えば、偏光子素子４４０では、偏光繊維４４４は、偏光子素子４４０の上部の表面よりも光源４４６に対向する偏光子４４０の下部の表面に近接してより密に詰め込まれる。
【００５４】
充填率のそのような変形は、例えば光源４４６から素子４４０を透過する光の均一性を改善するのに有用であり得る。このことは、例えば素子４４０が別の光源により照明される直視スクリーンに含まれる場合に重要である場合があり、そのような装置では、均一照明の画像をビューアに示すことが重要である。光源が均一のディフューザーの後に定置される場合、ディフューザーを透過する光の輝度は、光源の上方で最高になる。図４Ｅに示された充填率の変形は、光源４４６の丁度上方の拡散量を増加させるのに使用されてよく、それにより、透過光の強度の不均一性を減少させる。
【００５５】
他の実施形態では、一部の繊維光学特性は、光学素子に対して変化する場合がある。したがって、光学素子に対して変化する繊維密度の代わりに又はそれに加えて、繊維の一部の他の特性が変化させられる場合がある。例えば、拡散して光をより多く透過する偏光繊維が光学素子の一部の領域に使用されてよく、一方拡散して光をより少なく透過する偏光繊維が光学素子の他の部分に使用されてよい。他の例では、光学要素の１つの位置で繊維により後方散乱される光の量又は繊維により後方散乱される光のスペクトルは、光学素子の別の位置で繊維の１つ以上のこれらの特性と異なっていてよい。したがって、光学素子に対して変化され得る繊維光学特性としては、拡散透過量、後方散乱量及び後方散乱スペクトルが挙げられる。
【００５６】
光学素子は、平坦な表面、例えば図１Ａ及び１Ｂに示されたようなｘ−ｙ平面に対して平行な平坦な表面を有してよい。素子はまた、偏光子を透過されるか、又は偏光子により反射される光に所望の光学効果をもたらすように構成される１つ以上の表面を含んでもよい。例えば、図４Ｆに概略的に示された例示の実施形態では、ポリマー繊維４５４を包含するマトリックス４５２内で形成される光学素子４５０には、輝度強化表面と呼ばれるプリズム型構造化表面４５６が備えられていてよい。明るさ強化表面は、例えばバックリット（backlit）液晶ディスプレイ中に、ディスプレイパネルを照らす光の円錐角を減らし、ひいてはビューアのために軸上の明るさを増加するため、一般的に使用される。図は、素子４５０に非垂直に入射する２つの光線４５８及び４５９の例を示す。光線４５８は、素子４５０により透過され、構造化表面４５６によりｚ−軸に向かって進路が変えられもする偏光状態にある。光線４５９は、素子４５０により拡散して反射される偏光状態にある。輝度強化表面は、プリズム型構造が繊維４５４に平行であるように配置されてよく、それは例示されたようにｘ−軸に対しても平行である。他の実施形態では、プリズム型構造は繊維の方向に対してある他の角度で位置する場合がある。例えば、リブ（rib）は、ｙ−軸と平行で、繊維と垂直で、又はｘ−軸とｙ−軸との間にある角度で位置してよい。
【００５７】
構造化表面は、任意の好適な方法を用いて、マトリックス上に形成されてよい。例えば、マトリックスは、その表面がミクロ複製ツールなどのツールの表面と接触すると同時に硬化されてよく、そのツール表面がポリマーマトリックスの表面に所望の形状をもたらす。更に、偏光繊維４５４は、プリズム型表面構造４５７内に位置されてよい。
【００５８】
発明の別の例示の実施形態が図４Ｇに概略的に示されており、素子４６０は、マトリックス４６２に組み込まれるポリマー繊維４６４を有する。この特定の実施形態では、一部の貫層素子（penetrating element）４６６がマトリックス４６２の上部の表面４６８を貫層する。いくつかの実施形態では、貫層素子４６６は、繊維であってもよく、又は球体などの他の形状を想定してもよい。貫層素子４６６は、素子４６０の軸４６９に向かって光４６７を向ける場合があり、それにより軸上の輝度を増加させる。
【００５９】
偏光子の別の実施形態では、偏光子内の異なる繊維は、異なる波長範囲の１つの偏光状態で優先的に光を反射するように設計されていてよい。例えば、偏光子内の第１組の偏光繊維は、第１波長で反射率ピークを有する光を反射してよく、一方偏光子内の第２組の繊維は、第１波長と異なる第２波長で反射率ピークを有する光を反射する。例えば、第１組の繊維は、青色及び／又は緑色波長に対して広い反射率ピークを有してよく、一方別の組の繊維は、緑色及び／又は赤色波長に対して広い反射率ピークを有する。そのような場合、２組の繊維はともに広い波長範囲にわたって偏光反射をもたらす場合がある。
【００６０】
更に、別の組の繊維の反射スペクトルは、表示システムに使用される光源によりもたらされる光のスペクトルの別の強度ピークで光を反射するように設定される場合がある。例えば、光源が２つの異なる波長で強度ピークを有する光を生成する場合、１つの組の繊維の反射率スペクトルは第１強度ピークと整合されてもよく、一方別の組の繊維の反射率スペクトルは第２強度ピークと整合される。
【００６１】
上述した偏光子の別の実施形態及び本発明により包含される他の実施形態では、偏光子層内に存在する繊維の一部又は全てがポリマー偏光繊維であってよい。他の実施形態では、繊維の一部は、等方性ポリマーなどの等方性材料、又はガラス、セラミックス若しくはガラス−セラミックスなどの無機材料から形成されてよい。フィルムでの無機繊維の使用が、米国特許出願公開第２００６／０２５７６７８号でより詳細に論じられている。無機繊維は、偏光子層に更に剛性を付与し、様々な湿度及び／又は温度条件下で湾曲及び形状変化に対する耐性を付与する。
【００６２】
いくつかの実施形態では、無機繊維材料は、マトリックスの屈折率に整合する屈折率を有し、他の実施形態では、無機繊維はマトリックスの屈折率とは異なる屈折率を有する。Ｅ−ガラス、Ｓ−ガラス、ＢＫ７、ＳＫ１０などのような高品質ガラスを含む、任意の透明なタイプのガラスが用いられてよい。一部のセラミックはまた、適切に整合する屈折率を有するマトリックスポリマー中にそれらが埋め込まれた場合に透明に見えるように、十分に小さい結晶寸法をも有する。ミネソタ州セントポールの３Ｍ社から入手可能なネクステル（Nextel）（商標）セラミック繊維は、このタイプの材料の例であり、既に糸、織り糸、及び織布マットとして入手可能である。関心のあるガラスセラミックは、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ−ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、及びＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、及びＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２を含む組成を有するが、これらに限定されない。
【００６３】
１つの例示の実施形態では、複屈折性材料は、配向時屈折率が変化するタイプのものである。したがって、繊維が配向されるとき、屈折率の整合又は不整合は、配向の方向に沿ってもたらされる。配向パラメーター及び他の処理条件の慎重な操作により、複屈折性材料の正又は負の複屈折が用いられて、所与の軸に沿った光の一方若しくは両方の偏光の拡散反射又は透過を誘導することができる。透過及び拡散反射の間の相対比は、繊維中の複屈折境界面の濃度、繊維の寸法、複屈折境界面における屈折率の差の二乗、複屈折境界面の寸法及び形状、並びに入射光の波長又は波長範囲などであるが、これらに限定されない多くの要因に依存する。
【００６４】
特定の軸に沿った屈折率の整合又は不整合の大きさは、その軸に沿って偏光された光の錯乱の程度に影響を与える。一般に、散乱能は、屈折率不整合の二乗につれて変化する。したがって、特定の軸に沿った屈折率の不整合が大きくなるにつれて、その軸に沿って偏光された光の散乱が強くなる。逆に、特定の軸に沿った不整合が小さいとき、その軸に沿って偏光された光が散乱される程度は小さく、本体の体積を通る透過は次第に正反射性になる。拡散透過率は、ヘイズと関連があり、それは、多くの市販のヘイズ計により測定されることができ、ＡＳＴＭ  Ｄ１００３により定義される。ヘイズを測定する一般的なツールは、ＢＹＫガードナーヘイズ−ガードプラス（BYK Gardner Haze-Gard Plus）（カタログ番号４７２５）であり、ヘイズを透過された全光量で除した８°円錐の外部に散乱される透過された光の一部として定義する。本発明による偏光子フィルムの一部では、ヘイズは少なくとも１０％であり、少なくとも３０％又は少なくとも５０％であってもよい。
【００６５】
非複屈折性材料の屈折率がいくつかの軸に沿った複屈折性材料の屈折率と整合する場合、この軸に平行な電界で偏光された入射光は、複屈折性材料の一部の寸法、形状及び密度にかかわらず、散乱していない繊維を通過する。更に、その軸に沿った屈折率もまた偏光子本体のポリマーマトリックスの屈折率に整合する場合、光は実質的に散乱していない本体を通過する。この開示の目的のため、２つの屈折率間の実質的な整合は、屈折率間の差が最大０．０５未満、好ましくは０．０３、０．０２又は０．０１未満であるときに生じる。
【００６６】
複屈折性材料と非複屈折性材料との間の屈折率がある軸に沿って整合されない場合、繊維は、この軸に沿って偏光された光を散乱又は反射する。散乱の強度は、約λ／３０より大きい寸法の所与の断面積を有する散乱の屈折率不整合の大きさにより少なくとも部分的に決定され、ここでλは偏光子中の入射光の波長である。不整合境界面の正確な寸法、形状及び整列は、どの程度の光が境界面から種々の方向に散乱又は反射されるのかを決定する役割を果たす。散乱層の密度及び厚さが十分である場合、複数の散乱理論により散乱寸法及び形状の詳細にかかわらず、入射光は反射されるか又は吸収されるかのいずれかであるが、透過はされない。
【００６７】
偏光子に使用される前に、繊維は好ましくは延伸により処理され、交差延伸面内方向へのいくらかの寸法弛緩を可能にし、それにより複屈折性材料と非複屈折性材料との間の屈折率の差は、第１軸に沿って比較的大きく他の２つの直交する軸に沿って小さくなる。これは、異なる偏光の電磁放射線に対して、大きな光学異方性を生じさせる。
【００６８】
本発明の範囲内の偏光子のいくつかは、楕円形の拡散偏光子である。一般に、楕円形の拡散偏光子は、延伸と非延伸方向の両方に沿った複屈折性材料と非複屈折性材料との間に屈折率の差を有する繊維を使用し、１つの偏光の光を拡散して透過するか又は反射してもよい。繊維内の複屈折性材料はまた、ポリマーマトリックス材料とともに複屈折境界面を形成してもよいが、その場合はまた、これらの境界面は、延伸及び交差延伸方向の両方に対する屈折率不整合を含んでもよい。
【００６９】
前方散乱の後方散乱に対する比は、複屈折性材料と非複屈折性材料との間の屈折率の差、複屈折境界面の濃度、複屈折境界面の寸法及び形状、並びに繊維の全体厚さに依存する。一般に、楕円形のディフューザーは、複屈折性材料と非複屈折性材料との間の屈折率の差が比較的小さい。
【００７０】
本発明にしたがって繊維で用いるために選択された材料及びこれらの材料の配向の程度は、好ましくは、最終繊維中の複屈折性材料及び非複屈折性材料が、少なくとも１本の軸を有し、そのために関連する屈折率が実質的に等しいように選択される。その軸に関連する屈折率の整合は、配向の方向に対して横方向の軸であり、これは典型的ではあるが必ずしもその偏光平面内の内部繊維境界面では実質的に光の反射をもたらさない。しかし、この平面に対する屈折率の意図的な不整合の程度は、どこかで記載たようにある程度の光拡散をもたらすために使用されてよい。
【００７１】
内部複屈折境界面を有し、上記された偏光子のいくつかの実施形態に使用され得る偏光繊維の１つの例示の実施形態は、多層偏光繊維である。多層繊維は、異なるポリマー材料の複数の層を包含し、そのうち１つが複屈折性である繊維である。いくつかの例示の実施形態では、多層繊維は第１材料と第２材料が交互に重なった一連の層を包含し、材料の少なくとも１つは複屈折性である。いくつかの実施形態では、第１材料は、第２材料と大体同じ１本の軸に沿った屈折率と、第２材料とは異なる直交する軸に沿った屈折率とを有する。そのような構造が、例えば米国特許第５，８８２，７７４号に詳細に論じられている。
【００７２】
多層偏光繊維５００の１つの例示の実施形態による断面が図５Ａに概略的に示されている。繊維５００は、第１材料５０２と第２材料５０４とが交互に重なった層を包含する。第１材料は複屈折性であり、第２材料は実質的に等方性である、そのため隣接する層間の境界面５０６は複屈折性である。この特定の実施形態において、境界面５０６は、実質的に平面であり、繊維５００の長さに沿って延在する。
【００７３】
繊維５００は、クラッド（cladding）層５０８に取り囲まれていてよい。クラッド層５０８は、第１材料、第２材料、繊維が組み込まれているポリマーマトリックス材料、又はいくつかの他の材料で作製されてよい。クラッドは、装置全体の機能性に対して機能的に寄与する場合があるか、又はクラッドは機能しない場合もある。クラッドは、例えば繊維及びマトリックスの境界面で光の偏光解消（depolarization）を最小限に抑えることにより、反射偏光子の光学を機能的に改善する場合がある。所望により、クラッドは、例えば繊維と連続相材料との間の所望の水準の接着を提供することにより、偏光子を機械的に強化し得る。いくつかの実施形態では、クラッド５０８は、例えば繊維４００と取り囲むポリマーマトリックスとの間にある程度の屈折率の整合をもたらすことにより、反射防止機能を付与するために使用されてもよい。
【００７４】
繊維５００は、繊維５００の所望の光学特性に応じて、様々な数の層で、様々な大きさで形成されてよい。例えば、繊維５００は、厚さの関連する範囲を有する、約１０層から数百層までで形成される場合がある。幅の好ましい値は、５μｍ〜約５，０００μｍの範囲に入る場合もあるが、繊維の幅はまた、この範囲の外に入る場合もあり、繊維５００の幅には制限がない。
【００７５】
多層繊維５００は、材料の多重の層を多層フィルムに共押出しし、続いて複屈折性材料を配向させ、複屈折境界面をもたらすように延伸することにより、作製され得る。多層繊維は、多層シートを薄く切ることにより得られ得る。複屈折境界面を包含する多層シートを製造するいくつかの方法が、例えば米国特許第５，２６９，９９５号、同第５，３８９，３２４号、及び同第５，６１２，８２０号に更に記載されている。
【００７６】
複屈折性材料として使用され得る好適なポリマー材料のいくつかの例としては、上述のように、ＰＥＴ、ＰＥＮ及びこれらの種々のコポリマーが挙げられる。非複屈折性材料として使用され得る好適なポリマー材料のいくつかの例としては、上述のような光学的等方性材料が挙げられる。
【００７７】
多層繊維のその他の構成が使用されてもよい。例えば、多層繊維５２０の別の例示の実施形態は、第１材料５２２及び第２材料５２４が交互になる同心層（concentric layer）から形成されてもよく、ここで第１材料５２２は複屈折性であり、第２材料５２４は等方性又は複屈折性のいずれかであってよい。この例示の実施形態では、繊維５２０は、繊維５２０に沿って延在する交互層５２２、５２４の間に同心複屈折境界面５２６を含む。
【００７８】
繊維５２０の外側層５２８は、第１及び第２材料、偏光子のポリマーマトリックスに使用されるのと同じポリマー材料又はいくつかの他の材料の１つから形成されてよい。
【００７９】
繊維５２０は、反射率及び波長依存性などの所望の光学特性をもたらすため任意の好適な数の層及び層厚さで形成されてよい。例えば、同心繊維５２０は、約１０層から数百層を包含してよい。同心繊維５２０は、多層形態を共押出しすることにより形成され、その後延伸し、複屈折性材料を配向してよい。平坦な多層繊維５００に使用される上記で列挙された任意の材料がまた、同心繊維５２０に使用されてもよい。
【００８０】
異なるタイプの断面を有する多層繊維がまた用いられてよい。例えば、同心繊維は、形状が円形である必要はなく、楕円形などのある他の形状を有していてもよい。
【００８１】
多層偏光繊維の別の例示の実施形態は、らせん状に巻かれた繊維であり、米国特許出願第１１／２７８，３４８号により詳細に記載されている。らせん状に巻かれた繊維の例示の実施形態が図５Ｃに概略的に示されている。この実施形態では、繊維５３０は、らせんを形成するためにそれ自体の周りに巻かれた２層のシート５３２のように形成される。２層のシートは、複屈折性である第１ポリマー材料及び等方性又は複屈折性であり得る第２材料を含有する。複屈折性ポリマー材料は、繊維が形成される前又は後に配向されてよい。隣接する層の間の境界面５３４は、複屈折性材料と別の材料との間の境界面であり、よって複屈折境界面であると考えられる。他の実施形態では、２層より多い層がらせん状に形成されていてもよい。そのような繊維は、多層シートの巻き付け及び共押出成形を含む、いくつかの異なる方法を使用して形成されてよい。
【００８２】
内部複屈折境界面を有する偏光繊維の別の例示の実施形態は、複合偏光繊維であり、それは、ポリマー充填剤で浸潤された多重の散乱繊維を包含している。例示の複合偏光繊維５４０による断面の例が、図５Ｄに概略的に示されている。複合偏光繊維５４０は、散乱繊維５４２間に充填剤５４４を有する多重の散乱繊維５４２を含む。いくつかの実施形態では、散乱繊維５４２又は充填剤５４４の少なくとも１つは、複屈折性である。例えば、いくつかの例示の実施形態では、散乱繊維５４２の少なくとも一部は複屈折性材料から形成されてよく、充填剤材料５４４は非複屈折性であってよい。他の例示の実施形態では、散乱繊維５４２は非複屈折性であり、一方充填剤材料５４４は複屈折性である。他の実施形態では、散乱繊維５４２及び充填剤５４４の両方が複屈折性であってよい。これらの異なる変形では、散乱繊維５４２の材料と充填剤材料５４４との間の各境界面５４６は、複屈折性材料と別の材料との間の境界面である、すなわち、複屈折境界面であり、選択された偏光状態で光の優先的な反射又は散乱に寄与することができる。
【００８３】
複合偏光繊維が米国特許出願公開第２００６／０１９３５７７に更に記載されている。複合偏光繊維は、異なる断面形状を取ることができ、例えば、図５Ｄに示されたような円形であってもよく、又は楕円形、正方形、矩形若しくは何か他の形状であってもよい。更に、散乱繊維５４２は、断面が円形である必要はない。複合繊維は、所望により上述のような理由のため使用され得る外側層５４８が備えられていてよい。
【００８４】
複合繊維の断面内の散乱繊維５４２の位置は、不規則であってよいが、散乱繊維５４２の他の断面配置が使用されてもよい。例えば、散乱繊維５４２は、例えば米国特許出願公開第２００６／０１９３５７７号及び同第２００６／０１９３５８９号に記述されたような複合偏光繊維５４０の断面内に規則的に配置されてよい。いくつかの実施形態では、散乱繊維５４２は、偏光子に入射する光に対して光子結晶を形成するように配置されてよい。更に、散乱繊維５４２及び／又は複合繊維５４０は、全てが同じ寸法である必要はなく、それらの長さに沿って寸法が変化してもよい。
【００８５】
繊維内にポリマー複屈折境界面を包含する所望の内部構造を生成する別の方法は、相溶性でない２つのポリマーを使用することであり、ここでポリマーの少なくとも１つは複屈折性である。ポリマーは、共押出しされてもよく、ないしは別の方法で繊維に形成されてもよい。処理と同時に連続相及び分散相が生成される。それに続く処理又は配向により、分散相は、ポリマー繊維の内部構造にもよるが棒状又は層構造を呈することができる。更に、ポリマー材料は、１つの偏光方向に対する２つの材料間での実質的な屈折率の整合及び他の偏光に対する比較的大きい屈折率不整合が存在するように配向されてよい。フィルムマトリックス内の分散相の生成が、米国特許第６，１４１，１４９号により詳細に記載されている。
【００８６】
このタイプの複屈折性ポリマー繊維は、分散相偏光繊維と呼ばれる場合がある。分散相偏光繊維５５０の例が、図５Ｅに概略的に示されており、分散相５５２は連続相５５４内に位置されている。断面図は、繊維５５０の断面に対する分散相部分５５２の不規則な分布を示す。マトリックス５５４と分散相５５２との間の境界面は複屈折境界面であり、そのため偏光の影響を受けやすい反射又は散乱が境界面で発生する。
【００８７】
分散相はまた、液晶液滴、液晶ポリマーから形成されてもよい。別の方法としては、分散相は、空気（微小空隙（microvoid））から構成され得る。いずれの場合でも、分散相繊維内の分散相と連続相との間の境界面は、反射偏光を含む所望の光学特性を誘導することができる。
【００８８】
複屈折性ポリマー繊維を形成する別の方法では、繊維は、第１ポリマーが充填剤として使用され、第２及び第３ポリマーが散乱繊維に使用された状態の複合繊維と同様の方法で形成される場合がある。いくつかの実施形態では、第２及び第３ポリマーは互いに相溶せず、第２及び第３ポリマーの少なくとも１つは複屈折性である。第２及び第３ポリマーは、複合繊維内で散乱繊維として押出成形されるときに混合されてよい。処理と同時に、第１ポリマーは複合繊維の充填剤部分を形成し、散乱繊維は第２及び第３ポリマーからの連続相及び分散相の両方をそれぞれ包含する。このタイプの繊維は、分散相複合繊維と呼ばれる。分散相複合繊維５６０の例が図５Ｆに概略的に示されており、それは、分散相５６４を含む散乱繊維５６２を示す。散乱繊維５６２は、充填剤５６６により取り囲まれている。他の実施形態では、散乱繊維は、第２ポリマー及び第３材料から形成されてよく、ここで第３材料は、液晶材料、液晶ポリマー又はポリマーである。
【００８９】
同様に、同心多層繊維及び非同心多層繊維は、第１ポリマーから構成されるタイプの層の１つ及び２つのポリマーの混合物又は相溶性でない材料から構成されるタイプの第２層の交互層から作製されてよい。これらの場合の処理と同時に、交互層は、第１ポリマーを含むいくつかの層及び分散相と連続相との両方を含むいくつかの他の層によりもたらされる。連続相及び分散相の１つ又は両方が複屈折性であることが好ましい。それに続く処理又は配向により、第２のタイプの層の分散相は、棒状又は層構造を呈することができる。
【００９０】
散乱繊維の寸法基準値又は層繊維の複屈折性領域は、全ての種々の実施形態の間で同様である。多層装置における繊維の寸法又は層の厚さは、所望の操作波長又は波長範囲にもよるが適切にスケールアップ又はスケールダウンされ、連続及び分散相を包含する層又は繊維を含むシステムに対して所望の寸法大きさを達成することができる。４分の１波長の多層繊維を含むいくつかの実施形態では、反射率及び波長の基準値は、繊維の断面寸法から求めてもよい。
【００９１】
本発明の偏光子に使用され得る別のタイプのポリマー繊維について、ここで図６を参照して記載する。繊維は、織り糸６００として形成される。織り糸６００のいくつかの実施形態では、繊維は、例えば多数の多層繊維、分散相繊維、複合繊維、分散相複合繊維及び／又は無機繊維を緊密に撚り合わせることにより緊密に撚り合わされる多数の繊維６０２から形成される。織り糸６００は、１つ以上の配向された繊維を撚り合わせ織り糸を形成することにより形成されてよく、又は等方性ポリマー繊維を緊密に撚り合わせることにより形成されてもよく、ここで繊維は配向性材料から作製され、その後織り糸６００を延伸し、配向性材料を配向する。
【００９２】
織り糸６００は、織り糸の全長を超えて延在しない通常短繊維と呼ばれる繊維長を含んでよい。織り糸６００は、マトリックスが織り糸６００を含む繊維６０２間の空間を充填した状態でポリマーマトリックス内に封入されてよい。他の実施形態では、織り糸６００は、繊維６０２間に充填剤を有してよい。
【００９３】
一般に、ポリマー繊維の複屈折境界面は、細長く、繊維に沿った方向に延びる。いくつかの例示の実施形態では、複屈折性繊維はｘ−軸と平行に位置し、それゆえ、拡散して反射された光はほとんど繊維と垂直の平面ｙ−ｚ平面内に散乱され、ｘ−ｚ平面内ではほとんど散乱されない。
【００９４】
図７に概略的に示された織り糸７００の別の実施形態は、中央繊維コア７０４の周りに巻き付けられた多数のポリマー繊維７０２を特徴とする。中央繊維７０４は、無機繊維であってもよいし、又は有機繊維であってもよい。無機及びポリマー繊維の両方を含む織り糸７００などの織り糸は、ポリマー繊維７０２に関連する特定の光学特性をもたらし、同時に無機中央繊維７０４の強度ももたらすために使用されてもよい。例えば、ポリマー繊維は、偏光繊維であってよい。
【００９５】
繊維は、トウ、繊維の平行式配置又は分離性である織り糸の形態でポリマーマトリックス内に含まれていてよい。トウ内の繊維は、複合繊維、多層繊維、繊維織り糸、任意の他の好適なタイプの繊維、無機繊維、又はこれらの組み合わせであることができる。特に、トウは、実質的に互いに平行である１組の繊維又は織り糸を形成する場合がある。繊維トウ８００の実施形態が図８に概略的に示される。架橋部材８０４が存在し、繊維８０２に対する支持を提供し、マトリックス内に組み込まれる前にそれらの近傍に対して所望の間隔で繊維８０２を保持する。架橋部材８０４は、他の繊維、接着剤のビーズなどを使用して形成されてよい。
【００９６】
繊維はまた、１つ以上の繊維織物の形態でマトリックス内に含まれてもよい。織物９００が図９に概略的に示される。偏光繊維が、縦糸９０２の一部及び／又は横糸９０４の一部を形成してよい。無機繊維が織物に含まれていてよく、また縦糸９０２及び／又は横糸９０４の一部を形成してもよい。更に、縦糸９０２及び／又は横糸９０４の繊維の一部が等方性ポリマー繊維であってよい。織物９００は、５ハーネス（five-harness）の繻子織（satin weave）を使用するが、異なるタイプの織物、例えばその他のタイプの繻子織物、平織物などが用いられてもよい。
【００９７】
いくつかの実施形態では、１つ以上の織物がマトリックス内に含まれる場合がある。例えば、偏光子フィルムは、偏光繊維を含有する１つ以上の織物と、無機繊維のみを含有する１つ以上の織物とを含む場合がある。他の実施形態では、異なる織物が偏光繊維と無機繊維との両方を含む場合がある。
【００９８】
本発明は、上に記載した特定の実施例に限られるとみなされるべきではなく、添付の特許請求の範囲で明確に提示されているとおり、本発明のあらゆる態様を網羅していると理解されるべきである。種々の変更例、同等のプロセス、並びに本発明を適用することができる多数の構造は、本明細書を検討すれば、本発明に関連する当業者には容易にはっきりと理解されるであろう。特許請求の範囲は、そのような修正及び装置を網羅することを意図されるものである。
【図１Ａ】
2010503028.tif 000004
【図１Ｂ】
2010503028.tif 000005
【図２】
2010503028.tif 000006
【図３Ａ】
2010503028.tif 000007
【図３Ｂ】
2010503028.tif 000008
【図４Ａ】
2010503028.tif 000009
【図４Ｂ】
2010503028.tif 000010
【図４Ｃ】
2010503028.tif 000011
【図４Ｄ】
2010503028.tif 000012
【図４Ｅ】
2010503028.tif 000013
【図４Ｆ】
2010503028.tif 000014
【図４Ｇ】
2010503028.tif 000015
【図５Ａ】
2010503028.tif 000016
【図５Ｂ】
2010503028.tif 000017
【図５Ｃ】
2010503028.tif 000018
【図５Ｄ】
2010503028.tif 000019
【図５Ｅ】
2010503028.tif 000020
【図５Ｆ】
2010503028.tif 000021
【図６】
2010503028.tif 000022
【図７】
2010503028.tif 000023
【図８】
2010503028.tif 000024
【図９】
2010503028.tif 000025
【国際調査報告】
2010503028.tif 000026
2010503028.tif 000027
2010503028.tif 000028