(57)【要約】      （修正有）【課題】超低コストで以前のディフューザプレートの光学的平滑化機能を提供するために、光透過性自己支持基板に結合されずに、該基板に隣接して設置され得る、平面コリメートおよび／または指向性拡散を含む多機能性を有するボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムを提供すること。【解決手段】ボイド形成半結晶性ポリマー集積光学ディフューザフィルムは、表面ビーズを有する。このフィルムは、ＬＣＤなどのディスプレイ装置に組み込まれると有用である。【選択図】図２
2009109972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面ビーズを有するボイド形成半結晶性ポリマー集積光学ディフューザフィルム。
【請求項２】
光学的増白剤を含む、請求項１記載の表面ビーズを有する集積光学ディフューザフィルム。
【請求項３】
前記ボイド形成ポリマーとしてポリエステルを含む、請求項１記載の表面ビーズを有する集積光学ディフューザフィルム。
【請求項４】
前記ポリエステルが、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸またはそれらのコポリマーのいずれかを含む、請求項３記載の表面ビーズを有する集積光学ディフューザフィルム。
【請求項５】
前記ポリエステルが、９０．５％より大きい光透過率を有するポリエチレンテレフタレートポリマーまたはコポリマーを含む、請求項３記載の表面ビーズを有する集積光学ディフューザフィルム。
【請求項６】
ボイド開始剤としてポリオレフィン粒子を含む、請求項４記載の表面ビーズを有する集積光学ディフューザフィルム。
【請求項７】
前記ポリオレフィンが、ポリプロピレンを含む、請求項６記載の表面ビーズを有する集積光学ディフューザフィルム。
【請求項８】
前記ポリオレフィンが、３重量％から２５重量％の量で存在する、請求項６記載の表面ビーズを有する集積光学ディフューザフィルム。
【請求項９】
前記表面ビーズが、７０％より大きい光透過率を有する、請求項１記載の表面ビーズを有する集積光学ディフューザフィルム。
【請求項１０】
前記表面ビーズが、１，０００ｎｍから５，０００ｎｍの粒径範囲を有する、請求項１記載の表面ビーズを有する集積光学ディフューザフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスプレイに関し、より詳細には、ＬＣＤモニタおよびＬＣＤテレビジョンに使用され得る液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ラップトップコンピュータ、携帯計算機、デジタル腕時計およびテレビジョンなどの装置に使用される光ディスプレイである。一部のＬＣＤは、ディスプレイの側面に配置される光源と、ＬＣＤパネル裏面に光源からの光を導くように配置された光ガイドとを含む。他のＬＣＤ、たとえば、一部のＬＣＤモニタおよびＬＣＤテレビジョン（ＬＣＤ−ＴＶ）は、ＬＣＤパネルの背後に配置された複数の光源を使用して直接照射される。一定レベルのディスプレイ輝度を得るために必要とされる光パワーは、ディスプレイサイズの２乗に比例して増加するが、ディスプレイの側面に沿って光源を配置するための有効空間は、ディスプレイサイズに比例して増加するだけであるため、この配置は、大型ディスプレイで普及している。さらに、ＬＣＤ−ＴＶなどの一部のＬＣＤ用途では、ディスプレイが他の用途よりも遠くから十分に見える明るさであることが求められ、ＬＣＤ−ＴＶに必要とされる視野角は、ＬＣＤモニタおよび携帯装置に必要とされる視野角と一般に異なる。
【０００３】
一部のＬＣＤモニタおよび多くのＬＣＤ−ＴＶは、一般に、複数の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）によって背後から照射される。これらの光源は、ディスプレイの全幅にわたって直線状に伸びており、その結果、ディスプレイ裏面が、暗領域で隔てられた一連の明るい縞模様によって照射される。このような照明プロファイルは望ましいものではなく、したがって、ＬＣＤ装置裏面における照明プロファイルを滑らかにするためにディフューザプレートが使用される。
【０００４】
現在、ＬＣＤ−ＴＶのディフューザプレートには、ガラス、ポリスチレンビーズおよびＣａＣＯ３粒子を含む様々な分散相を有するポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のポリマーマトリクスが採用されている。これらのプレートは、ランプによって生じる高湿および高温に曝されて変形したり反ったりすることが多い。さらに、ディフューザプレートは、拡散粒子をポリマーマトリクス全体に均一に分布させるためにカスタマイズされた押出し配合を必要とし、これがコストをさらに上昇させる。
【０００５】
以前の開示、米国特許出願公開第２００６／００８２６９９号には、独立した層の自己支持基板と光学拡散フィルムとを積層することによって拡散プレートのコストを削減する１つの方法が記載されている。この解決策は、斬新ではあるが、これらの層を互いに積層するために接着剤を使用する必要があるため、光吸収材を加えることによるシステム効率の低下を招く。また、層を互いに積層するための追加の加工費が自滅的である。また、この以前の開示は、結合されていないディフューザフィルムの材料及び構造を教示していない。高レベルの光均一化を維持しつつ、寸法安定性および高い光透過性を有しなければならない、結合されていないディフューザフィルムを有することが望ましい。さらに、このようなディフューザでは、光源からディフューザ上方のＬＣ層までの熱利得を低減するための断熱値を増やすことが望ましい。ボイド形成は、ディフューザの光学的要件と断熱要件の両方を達成する周知の手段である。また、メーカーはＬＣＤ画面のプロファイルを薄くする手段を常に探しているので、薄いディフューザが望ましい。薄いボイド形成フィルムは、高温下できわめて収縮しやすいので、上記要件を満たす薄いボイド形成フィルムを製造することは、非常に難題である。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００８２６９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、超低コストで以前のディフューザプレートの光学的平滑化機能を提供するために、光透過性自己支持基板に結合されずに、該基板に隣接して設置され得る、平面コリメートおよび／または指向性拡散を含む多機能性を有するボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムを提供することが本発明の目的である。この光学ディフューザフィルムは、高レベルの光機能を備え、厚さが薄くても指定の加熱試験下で寸法安定性要件を満たすという点で独特である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態は、表面ビーズが備わっているボイド形成半結晶性ポリマー集積光学ディフューザフィルムである。このフィルムは、ＬＣディスプレイなどのディスプレイ装置に組み込まれるときに有用である。
【発明の効果】
【０００８】
このフィルムは、０〜９０℃の温度変化の結果として１％未満の収縮を有することが望ましい。このフィルムは、バックライトＬＣＤディスプレイで今日一般に使用されるディフューザプレートと上部ディフューザの光機能の代替に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、添付図面に関連した本発明の様々な実施形態の以下の詳細な説明を考慮するとより完全に理解されるであろう。
【００１０】
本発明は、様々な変更形態と代替形態が可能であり、これらの詳細は、図面に例として示され、詳しく説明される。ただし、本発明は、記載される特定の実施形態に本発明を限定するものではないことを理解されたい。一方、本発明は、特許請求の範囲で規定される本発明の精神と範囲に含まれるすべての変更形態、均等物および代替物をカバーするものである。
【００１１】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤまたはＬＣディスプレイ）に適用可能であり、特に、たとえば、ＬＣＤモニタおよびＬＣＤテレビジョン（ＬＣＤ−ＴＶ）で使用されるような、背後から直接照射されるＬＣＤに適用可能である。
【００１２】
本発明の実施形態は、光源と、上部プレート、下部プレートおよび上部プレートと下部プレートとの間に配置される液晶層を含むＬＣＤパネルとを有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ユニットを対象とする。下部プレートは、光源に面し、吸収偏光子を含む。光源が照明管理層の配列を介してＬＣＤパネルを照射するように、照明管理層の配列は、光源とＬＣＤパネルとの間に配置される。照明管理層の配列は、照明管理フィルムの配列および光透過性自己支持基板を含む。照明管理フィルムの配列は、表面拡散および／またはコリメーション特性を有する第１のボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムを少なくとも備える。照明管理フィルムの配列は、他の光学層を備えてもよい。他の光学層としては、ビーズコーティングされたコリメーションフィルム、光配向フィルムおよび反射偏光子が挙げられる。
【００１３】
本発明の他の実施形態は、光源と、上部プレート、下部プレートおよび上部プレートと下部プレートとの間に配置される液晶層を含むＬＣＤパネルとを有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ユニットを対象とする。下部プレートは、光源に面し、吸収偏光子を含む。光源が照明管理層の配列を介してＬＣＤパネルを照射するように、照明管理層の配列は、光源とＬＣＤパネルとの間に配置される。照明管理層の配列は、照明管理フィルムの配列および光透過性自己支持基板を含む。照明管理フィルムの配列は、表面拡散および／またはコリメーション特性を有する第１のボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムを少なくとも備え、かつフィルムを透過する光線の方向を制御する構造面を備える。照明管理フィルムの配列は、他の光学層を備えてもよい。他の光学層としては、光配向フィルムおよび反射偏光子が挙げられる。
【００１４】
ＬＣＤ−ＴＶで現在使用されているディフューザプレートは、たとえば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはシクロ−オレフィンなどのポリマーマトリクスに基づいて、硬質シートとして形成される。このシートは、たとえば、有機粒子、無機粒子またはボイド（気泡）などの拡散粒子を含む。これらのプレートは、ディスプレイの照明に使用される光源の高温に曝されると変形したり反ったりすることが多い。また、これらのプレートは、最終ディスプレイ装置に製造し組み立てるのに高い費用がかかる。
【００１５】
本発明は、ＬＣＤパネルそのものと光源との間に設置される照明管理層の配列を有する直接照射されるＬＣＤ装置を対象とする。照明管理層の配列は、光透過性自己支持有機または無機基板、および基板の一面に直接隣接しているが、前記基板に結合されずに設置され、固有の透過レベルおよびヘイズレベルを持ち、表面拡散および／またはコリメーション特性を有するボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムを含む。各部品の透過レベルおよびヘイズレベルは、ディスプレイ全面の輝度が比較的均一な直接照明ＬＣディスプレイを提供するように設計される。
【００１６】
本発明の光透過性自己支持有機または無機基板は、製造が簡単で、一品目として市販される。本発明の表面拡散および／またはコリメーション特性を有するボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムは、製造が簡単で、製造で使用される材料およびプロセスに高度の柔軟性を提供する。本発明では、構造要件と光学的要件が分離されており、基板は、構造性能と結合されていない拡散層とを備え、光学性能を備える。これらの機能の分離によって、一般的な透明材料と一般的なディフューザシートを使用することによるコスト優位性が生かされ、総費用が削減される。基板とディフューザフィルムを結合しないことによって、高レベルの光学性能と低コストの製造が実現される。また、これによって、低コストで、たとえば、ガラス板などの反りにくいプレートを導入することが可能になる。さらに、ディフューザが基板でなくフィルムに含まれているときは、拡散特性のより的確な管理が容易である。ボイド形成ディフューザフィルムを使用することによって、高レベルの断熱が任意の厚さのディフューザで提供され得る。しかしながら、結合されないことによって、ディフューザは、配列内の他の光学フィルムの熱収縮要件を満たさなければならない。表面拡散および／またはコリメーション特性を有するボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムは、ビーズの表面コーティングとポリマー接着剤（マトリクス）を有する、本明細書に記載されるようなボイド形成フィルムを備えてもよい。本発明の一実施形態では、ビーズは、ボイド形成ディフューザフィルムの少なくとも１つの主要面上にある。ＬＣＤディスプレイでの使用に望まれるコリメーション効果を提供するために、好ましい実施形態では、光源から最も離れた表面にビーズを備える。このような配置は、フィルムのボイド形成部分から出る拡散光をある程度予めコリメートする。本発明に有用なビーズは、実質的に透明である（７０％より大きい光透過率）。ビーズは、ガラス、有機ポリマーまたは無機コーティングを施したポリマービーズであってもよい。本発明に有用な有機ポリマービーズは、ビーズ内またはビーズの表面に無機材料をさらに含んでもよい。ボイド形成表面に存在するビーズは、それらの最も厚い部分が１，０００〜５０，０００ｎｍの範囲の寸法を有していてもよい。一実施形態では、ビーズの粒径範囲は、８，０００〜３０，０００ｎｍであってもよく、さらに他の実施形態では、粒径範囲は、１，５００〜３０，０００ｎｍであってもよい。ビーズが存在するボイド形成フィルムは、一実施形態では、ビーズの寸法および／または形状が実質的に単分散されていてもよく、他の実施形態では、ビーズがフィルム上に不規則に分布する様々な寸法と形状がある。様々な寸法を有する実施形態は、照明管理フィルムスタックにおいて隣のフィルム（観察者に向かって）との接触が最小限の表面を提供する。一部のフィルムスタックでは、ビーズコーティング面と、表面構造を有する光配向フィルムとを有する上部ディフューザがある。最適な光学性能の場合、光配向フィルムは、最適または所望の方向と反対の方向に向かう反射光をフィルムに戻すのに役立つ空隙を入射光側に必要とする。様々な寸法を有する、本発明で説明されるようなボイド形成ディフューザにビーズコーティング面を設けることによって、結果的に得られるフィルムスタックは、ＬＣＤディスプレイで必要とされるような優れた光学系を提供することになる。さらに、様々なビーズ寸法を有することによって、ビーズをフィルム表面に保持するために使用されるポリマー接着剤の粘着力が良くなり、表面の摩耗や摩擦によるビーズの損失を防止することができる。ポリマー接着剤へのビーズ埋め込み量を調整することによって、気体（空気）に包囲されるビーズの表面積が最大にされ、フィルムスタックの光学系がさらに最適化される。本発明に有用な他の実施形態は、他のフィルムの表面が、粗い表面、すなわち凹凸のある表面に置かれたとき、空気を含む空間が２つのフィルムの間に形成されるような、起伏のある表面を作り出す表面粗さ、すなわち凹凸を有するボイド形成フィルムを提供するものである。このような粗さ、すなわち凹凸は、表面にエンボス加工されてもよく、または押出しロール成形されてもよい。このようなプロセスは、上記のボイド形成フィルムを延伸する前またはそれが延伸された後に実行されてもよい。
【００１７】
直接照明ＬＣディスプレイ装置１００の例示的実施形態の概略組立分解図が図１に示される。このようなディスプレイ装置１００は、たとえば、ＬＣＤモニタまたはＬＣＤ−ＴＶに使用され得る。ディスプレイ装置１００は、典型的に、パネルプレート１３４間に配置されるＬＣの層１３６を備えるＬＣパネル１４０を備えるフロントパネルアセンブリ１３０の使用に基づいている。プレート１３４は、ガラスから形成されることが多く、ＬＣ層１３６において液晶の配向を調整するために、それらの内面に電極構造と配列層を含んでもよい。電極構造は、一般に、ＬＣパネル画素、液晶の配向が隣接領域と独立に調整されうるＬＣ層の領域を規定するために配置される。また、表示される画像に色を与えるために１つまたは複数のプレート１３４を有するカラーフィルタが含まれてもよい。
【００１８】
ＬＣ層１３６の上方には上側吸収偏光子１３８が配置され、ＬＣ層１３６の下方には下側吸収偏光子１３２が配置される。吸収偏光子１３８、１３２とＬＣパネル１４０は、組み合わせられて、バックライト１１０からディスプレイ１００を介して観察者までの光の透過を調整する。一部のＬＣディスプレイでは、吸収偏光子１３８、１３２は、これらの透過軸を垂直にして配置され得る。ＬＣ層１３６の画素がアクティブでない場合、画素はＬＣ層を通過する光の偏光が変化しなくてもよい。したがって、吸収偏光子１３８、１３２が垂直に配列されているとき、下側吸収偏光子１３２を通過する光は、上側吸収偏光子１３８によって吸収される。他方、画素がアクティブになると、画素を通過する偏光は回転されるため、下側吸収偏光子１３２を透過される光の少なくとも一部は上側吸収偏光子１３８をやはり透過される。たとえば、コントローラ１５０によってＬＣ層１３６の様々な画素を選択的にアクティブにすると、光は特定の所望位置でディスプレイから出て、観察者に見える画像を形成することになる。コントローラは、たとえば、コンピュータ、またはテレビジョン画像を受信して表示するテレビジョンコントローラを含んでもよい。たとえば、ディスプレイ表面を機械的および／または環境的に保護するために、上側吸収偏光子１３８の上には１つまたは複数のオプション層１３９が備えられてもよい。例示的な一実施形態では、層１３９は、吸収偏光子１３８上にハードコートを含んでもよい。
【００１９】
ＬＣディスプレイの一部のタイプは、前述と異なる動作をするものもあることは理解されよう。たとえば、吸収偏光子は平行に配置されてもよく、ＬＣパネルは非アクティブ状態にあるときに光の偏光を回転してもよい。いずれにせよ、このようなディスプレイの基本構造は前述のものと同様である。
【００２０】
バックライト１１０は、ＬＣパネル１２０を照射する光を発生する複数の光源１１４を含む。ＬＣＤ−ＴＶまたはＬＣＤモニタに使用される光源１１４は、一般に、ディスプレイ装置１００全体に広がる直線状の冷陰極蛍光管である。ただし、白熱電球またはアーク灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、平面蛍光パネルまたは外部の蛍光灯など、他のタイプの光源が使用されてもよい。ここに挙げた光源は、限定的でも網羅的でもなく、例示に過ぎない。
【００２１】
また、バックライト１１０は、ＬＣパネル１４０から離れる方向に、光源１１４から下方に伝播する光を反射するための反射体１１２を含んでもよい。また、反射体１１２は、以下に説明されるように、ディスプレイ装置１００の内部での光の再生利用に有用であってもよい。反射体１１２は、鏡面反射鏡であってもよく、拡散反射鏡であってもよい。反射体１１２として使用され得る鏡面反射鏡の一例は、ミネソタ州セントポール市の３Ｍ社から入手可能なＶｉｋｕｉｔｉ（登録商標）Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ（ＥＳＲ）フィルムである。適切な拡散反射面の例は、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどの拡散反射粒子が含有された、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのポリマーを含む。
【００２２】
照明管理層の配列１２０は、バックライト１１０とフロントパネルアセンブリ１３０との間に配置される。照明管理層は、ディスプレイ装置１００の動作が改善するようバックライト１１０から伝播する光に影響を与える。たとえば、照明管理層の配列１２０は、ディフューザプレート１２２を含んでもよい。ディフューザプレート１２２は、光源から受ける光を拡散するために使用され、これによってＬＣパネル１４０に入射する照明光の均一性が増す。その結果、ディフューザプレート１２２は、より均一な明るさであると観察者が認識する画像をもたらす。
【００２３】
また、照明管理層の配列１２０は、反射偏光子１２８を含んでもよい。光源１１４は、通常、非偏光を放出するが、下側吸収偏光子１３２は、単一の偏光状態を透過するだけであり、したがって光源１１４が発生する光の約半分はＬＣ層１３６に達しない。しかしながら、反射偏光子１２８は、普通なら下側吸収偏光子で吸収されるはずの光を反射するために使用されてもよく、したがってこの光は反射偏光子１２８と反射体１１２との間の反射によって再生利用され得る。反射偏光子１２８によって反射された光の少なくとも一部は偏光解消されてもよく、その後、反射偏光子１２８と下側吸収偏光子１３２を介してＬＣ層１３６に達する偏光状態において反射偏光子１２８に戻ってもよい。このように、反射偏光子１２８は、光源１４４が放射する光のうちのＬＣ層１３６に達する一部分を増加させてディスプレイ装置１００によって生成される画像が明るくなるように使用されてもよい。
【００２４】
適切なタイプの反射偏光子として、たとえば、多層光学フィルム（ＭＯＦ）反射偏光子、連続または分散相偏光子、ワイヤグリッド反射偏光子またはコレステリック反射偏光子などの拡散反射偏光フィルム（ＤＲＰＦ）が使用されてもよい。
【００２５】
また、照明管理層の配列１２０は、光配向フィルム１２６を含んでもよい。光配向フィルムは、ディスプレイの軸により近い方向に軸外光の方向を変える表面構造を含むものである。光配向フィルムは、ＬＣ層１３６を通って軸上を伝播する光の量を増し、これによって観察者が見える画像の明るさを増す。一例は、プリズム状の光配向フィルムであり、これは屈折と反射によって照明光の方向を変える複数のプリズムリッジを有する。
【００２６】
従来のＬＣＤ−ＴＶに使用されるディフューザプレートとは異なり、本発明では個別の構造部材と拡散部材を有する照明管理層の配列を使用する。光透過性自己支持基板および結合されていないボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムがこれらの機能をそれぞれ実行する。本発明の例示的な一実施形態が図式的に図２に示される。照明管理層の配列２００は、光透過性自己支持基板２１２と、該基板に隣接しているが結合されていないボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム２１４とを含む。ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム２１４の上方にある照明管理層の配列には、他の光学フィルムが追加されうる。これら他の光学フィルムとしては、ビーズコーティングされた光コリメーションフィルム２１５、プリズム状の光配向フィルム２１６および反射偏光子２１８が挙げられる。
【００２７】
基板２１２は、従来のバックライトにおけるプレートディフューザの基板と同様に、自己支持であり、照明管理配列の上方の層を支持するために使用される板材である。この場合、自己支持は、配列に他の層の重量が加えられても自重でほとんど曲らない（その最大寸法の１／１８０未満）と定義される。基板２１２は、たとえば、ディスプレイの寸法に応じて厚さが最大数ｍｍであってもよい。たとえば、例示的な一実施形態では、３０インチのＬＣＤ−ＴＶは、厚さが２ｍｍのバルクディフューザプレートを有する。例示的な他の実施形態では、４０インチのＬＣＤ−ＴＶは、厚さが３ｍｍのバルクディフューザプレートを有する。
【００２８】
基板２１２は、可視光に対してほぼ透明な任意の材料、たとえば、ガラスおよびポリマーなどの有機または無機材料で作られてもよい。適切なガラスとして、フロートガラス、すなわち、フロート法を使用して作られるガラス、ＬＣＤガラスと呼ばれるＬＣＤ用高品質ガラスが挙げられ、厚さと純度などの特性はフロートガラスよりもより良く管理される。ＬＣＤガラスを形成する１つの方法はガラスをロール成形することである。
【００２９】
バックライトとＬＣＤパネルとの間に配置される照明管理配列には、基板２１２、ディフューザフィルム２１４および１つまたは複数の他の照明管理層が含まれてもよい。基板２１２は、照明管理配列を支持する安定な構造を備える。基板２１２は、特に支持基板２１２がガラスなどの反りにくい材料で形成される場合、従来のディフューザプレートシステムよりも反りにくい。
【００３０】
基板２１２の製作に使用される適切なポリマー材料は、非結晶性または半結晶性であってもよく、ホモポリマー、コポリマーまたはこれらの混合物を含んでもよい。ポリマー材料の例として、以下のものが挙げられるが、これらに限定されない。すなわち、ポリ（カーボネート）（ＰＣ）などの非結晶性ポリマー、ポリ（スチレン）（ＰＳ）、Ｃｙｒｏ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｒｏｃｋａｗａｙ  Ｎ．Ｊ．からＡＣＲＹＬＩＴＥ（商標）で提供されるアクリル板などのアクリレート、イソオクチルアクリレート／アクリル酸などのコポリマー、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）、ＰＭＭＡコポリマー、シクロオレフィン、シクロオレフィンコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）、エポキシ、ポリ（ビニルシクロヘキサン）、ＰＭＭＡ／ポリ（フッ化ビニル）混合物、アタクチックポリ（プロピレン）、ポリ（フェニレンオキサイド）アロイ、スチレン系ブロック共重合体、ポリイミド、ポリサルフォン、ポリ（塩化ビニル）、ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）、ポリウレタン、ポリ（カーボネート）／脂肪族化合物ＰＥＴ混合物、およびポリ（エチレン）、ポリ（プロピレン）、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）、ポリアミド、アイオノマー、酢酸ビニル／ポリエチレンコポリマー、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、フッ化ポリマー、ポリ（スチレン）−ポリ（エチレン）コポリマー、ならびにＰＥＴおよびＰＥＮのコポリマーなどの半結晶性ポリマーである。
【００３１】
ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム２１４と、表面拡散および／またはコリメーション特性を有するボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム３１４の例示的実施形態は、ボイドおよびボイド開始粒子を含有する半結晶性ポリマーマトリクスを含む。半結晶性ポリマーマトリクスは、可視光に対してほぼ透明である可能性があるので好ましく、延伸ボイドが形成され、最高８５℃（これは直接バックライト型ＬＣＤのフィルムに一般に要求される条件である）の高温で試験された後の収縮が１．０％未満の寸法安定性を有しうる。これらすべての基準を満たす好ましいポリマーは、ポリエステルとそれらのコポリマーである。最も好ましいのは、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）ポリエステル、およびこれらのコポリマーのいずかである。ＰＥＴは、ＰＥＮよりもはるかに低コストであるため最も適している。図５は、いくつかの市販ＰＥＴ樹脂の光透過率を示す。透過率は、方法ＡＳＴＭ  Ｄ−１００３に従って測定される。一部の等級は９０．５％以下の透過率を有する。ディフューザフィルムによる光吸収量を制限するために、９０．５％以上の光透過率のＰＥＴ等級が採用されることが好ましい。表面拡散および／またはコリメーション特性を有するボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムの例示的実施形態は、ポリマー接着剤を使用して表面に接着される無機、有機およびハイブリッド（無機材料と有機材料の両方を含有する）ポリマービーズを含んでもよいが、これらに限定されない。製造のための材料と手段の一部としては、以下の特許文献が参照によって組み込まれる。米国特許第６，９０６，１５７号はポリマービーズを製造する重合（標準懸濁）手段のいくつかを網羅している一方、米国特許第５，３７８，５７７号はラテックス限定融合（無機微粒子安定剤）を網羅しており、米国特許第５，２７９，９３４号はラテックス限定融合（有機微粒子安定剤）を網羅している。
【００３２】
本発明に有用であるビーズを提供する複数の手段は、米国特許第６，９０６，１５７号、米国特許第５，３７８，５７７号が参照によって組み込まれる。米国特許第６，９０６，１５７号は疎水的にキャップされたオリゴマーアクリルアミド分散剤または不均一法によって安定化される水和ポリマー粒子を提供し、不均一法は連続水相に分散された少なくとも１つの単量体を備える水不混和性有機相と疎水的にキャップされたオリゴマーアクリルアミドを提供することと、疎水的にキャップされたオリゴマーアクリルアミドで安定化されたポリマー粒子を製造するために有機相を重合することとを備えるポリマー粒子を形成する。ポリマー粒子を形成する不均一法は、連続水相に分散された水不混和性有機相を提供することと、有機相を重合することと、疎水的にキャップされたオリゴマーアクリルアミドによって安定化されたポリマー粒子を製造するために疎水的にキャップされたオリゴマーアクリルアミドを追加することとを備える。このプロセスによって作られる粒子（ビーズ）は、従来の技術に比べていくつかの利点を備える。第一に、疎水的にキャップされたオリゴマーアクリルアミドによって安定化されたポリマー粒子は、他の一般的な界面活性剤によって安定化された同様のポリマー粒子に比べて優れたコロイド安定性を示す。水分散性ポリマービーズは、不均一重合から作られるか、もしくは疎水的にキャップされたオリゴマーアクリルアミド分散剤の存在下で実施される溶剤蒸発プロセスまたは溶剤沈殿プロセスによって作られる。疎水的にキャップされたオリゴマーアクリルアミド分散剤は、望ましい結果をもたらすのであれば本発明において使用されてもよい。本発明の好ましい実施形態において、疎水的にキャップされたオリゴマーアクリルアミド分散剤は、一般式（Ｉ）、または一般式（ＩＩ）、または一般式（ＩＩＩ）を有し、Ｒ１とＲ２のそれぞれは、オクチル、２−エチルヘキシル、デシル、ドデシル、オクタデシル、オクタデセニル、３−フェニルプロピル、３−フェニル−２，２−ジメチルプロピルなどの１個〜約３０個の炭素原子を有する直鎖または分枝アリキル、アルケニルまたはアリールアルキル基を独立に表わし、Ｒ１とＲ２の合計は約８個〜約５０個の炭素原子を備え、各Ｒ３は水素またはメチル基を独立に表わし、各Ｘはメチル、エチルまたはイソプロピルなどの最大約４個の炭素原子を含有する水素またはアルキル基を独立に表わし、各Ｙはメチル、エチルまたはイソプロピルなどの最大約４個の炭素原子を含有する水素またはアルキル基もしくはトリス（ヒドロキシメチル）メチル、ジエタノールアンモニウム−２，２−ジメチルエチルスルホン酸または２，２−ジメチルエチルスルホン酸などの最大約４個の炭素原子を含有する水酸化または硫酸化アルキル基を独立に表わし、硫酸化アルキル基はナトリウム、もしくはアンモミウムまたはアルキル化アンモニウム対イオンなどの関連アルカリ金属を含有してもよい。好ましくは、ＸおよびＹを備える炭素の総数は０個〜３個となり、ＸまたはＹはスルホン酸基を備える。Ｙは最大約４個の炭素原子を含有するアルキル基、または最大約４個の炭素原子を含有する水酸化またはスルホン酸化アルキル基を表わし、各Ｚは酸素、ＮＨ、ＮＲ１またはＳを独立に表わし、ｍは約２〜約８０の整数であり、ｎは０〜約８０の整数であり、ｐは約１〜約６、好ましくは約１〜２の整数である。
【００３３】
さらに好ましくは、本発明の分散剤は、２つの構造、構造１と構造２によって表わされてもよく、以下の構造中、ｚ、反復単位数は５〜９０であり、Ｒ４、Ｒ５およびＲ６は４個〜３０個の炭素原子を含有する飽和または非飽和、分枝または非分枝、炭化水素鎖であり、ｑは０または１でありうる。Ｌは−Ｏ２ＣＣＨ２−または−ＮＨＣＯＣＨ２−でありうる任意の連結基である。疎水的にキャップされたオリゴマーアクリルアミド分散剤によって安定化される水和ポリマー粒子はいくつもの不均一調整技法によっていずれのポリマーからも製造されてよく、メジアン直径が０．０１〜１００μｍの粒子が得られる。本発明に有用である一部の代表的な種類のポリマーは、ポリエステルおよびα、β−エチレン非飽和を含む単量体の付加ポリマーを含むが、これらに必ずしも限定されない。好ましい実施形態では、これらはスチレン系、アクリル系またはポリエステル−付加ポリマーハイブリッドであってもよい。スチレン系とは、ビニル芳香族単量体、およびビニル芳香族単量体とスチレン、ｔ−ブチルスチレン、エチルビニルベンゼン、クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、スチレンスルホン酸塩化物などとの混合物から合成されることを表わす。アクリル系とは、アクリル単量体、およびアクリル単量体とアクリル酸、またはメタクリル酸などとの混合物、およびメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ノニル、メタクリル酸ベンジルなどのアクリル酸エステル、アクリル酸２−ヒドリキシエチル、メタクリル酸２−ヒドリキシエチル、およびメタクリル酸２−ヒドロキシプロピルなどの同じ酸類のヒドリキシアルキルエステルから合成されることを表わす。ポリエステル−付加ポリマーハイブリッドとは、α、β−エチレン系不飽和を含有する単量体（スチレン、アクリル、ビニルエステルまたはビニルエーテルなど）と側鎖またはその主鎖のいずれかに不飽和単位を含有するポリエステルマクロモノマーとのフリーラジカル付加反応生成物を表わす。
【００３４】
米国特許第５，３７８，５７７号には、本発明に有用な他のビーズ（粒子）が開示されている。本発明によるマットビーズは、コロイド無機粒子の層によって包囲されたポリマーコア材料を含む。ポリマーコアに微粒子層を形成するために、たとえば、シリカ、アルミナ、アルミナ−シリカ、酸化スズ、二酸化チタン、これらの酸化亜鉛混合物など、適切なコロイド無機粒子が使用されうる。プロセス中にポリマー粒子のコーティングの調製が容易であり、フォトグラフィック要素へのマット粒子の付着が改善されることなどのいくつかの理由で、コロイド状シリカは好ましい。本発明の提示を簡単にするために、本明細書の以後の説明では、コロイド状シリカは、ポリマーコア材料を包囲する「コロイド無機粒子」として使用されることになるが、コロイド無機粒子のいずれが使用されてもよいことを理解されたい。所望の寸法を有する粒子に形成されうる適切なポリマー材料またはポリマー材料の混合物であれば、いずれもが本発明の実施において使用されてもよく、フォトグラフィック要素に使用されるマット粒子の調製には、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリイソペンチレンなどの、オレフィンホモポリマーおよびコポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライドなどのポリフルオロオレフィン、ポリヘキサメチレン、アジポアミド、ポリヘキサメチレンセバクアミド、およびポリカプロラクタムなどのポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリメチルアクリレート、ポリエチルメタクリレート、およびスチレンメチルメタクリレートまたはエチレン−メチルアクリレートコポリマー、エチレン−エチルアクリレートコポリマー、エチレン−エチルメタクリレートコポリマー、下記の非飽和単量体を有するポリスチレンおよびスチレンのコポリマーなどのアクリル樹脂、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、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートプロピオネート、およびエチルセルロースなどのポリビニルトルエンセルロース誘導体、ポリビニルクロライド、ビニルクロライドおよびビニルアセテートおよびポリビニルブチラルのコポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタル、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、エチレンビニルアルコールコポリマーなどのポリビニル樹脂、ならびにエチレンアリルアルコールコポリマー、エチレンアリルアセトンコポリマー、エチレンアリルベンゼンコポリマー、エチレンアリルエーテルコポリマー、エチレンアクリルコポリマー、およびポリオキシメチレンなどのエチレン−アリルコポリマー、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、ポリウレタン、およびポリカーボネートを含むポリエステルなどの重縮合ポリマーが使用されてもよい。フォトグラフィック要素用の一部の用途において、コーティングされる層の材料の屈折率にほぼ一致する屈折率を有するポリマーまたはコポリマーを選択することが望ましい。コロイドシリカの層によって包囲されるポリマー粒子の適切な調製方法は、本発明によって使用されるマットビーズ粒子の調製に使用されてもよい。たとえば、適切な寸法のポリマー粒子は流動床、すなわち、加熱されて運動または回転するコロイドシリカ粒子の流動床を通過させられ、流動床の温度によってポリマー粒子の表面が柔らかくなるようにしてコロイドシリカ粒子をポリマー粒子表面に付着せしめてもよい。コロイドシリカの層によって包囲されるポリマー粒子の調製に適した別の方法は、適切な溶剤中のポリマー材料の溶液から粒子を噴霧乾燥した後、ポリマー粒子が完全に固化する前にコロイドシリカの区域を通過させてコロイドシリカの層による粒子のコーティングを行うものである。コロイドシリカの層によってポリマー粒子をコーティングする別の方法は、Ｍｅｃｈａｎｏ  Ｆｕｓｉｏｎによるものである。
【００３５】
本発明によるマット粒子を調製するさらの他の方法は、限定融合法によるものである。この方法は、「懸濁重合」法と「ポリマー懸濁」法を含む。「懸濁重合」法においては、重付加重合性単量体または単量体がコロイドシリカの粒子懸濁液を含有する水媒体に加えられて連続（水）相の中に不連続（油滴）相を形成する。この混合物は、攪拌によるせん断力、均質化などを受けて液滴の大きさが縮小する。せん断が停止されると、液滴の表面をコーティングする際にコロイドシリカ安定剤の安定化作用の結果として液滴の大きさが平衡に達し、重合化が終了して、コロイドシリカの均一層を有する水相中にポリマー粒子の水性懸濁液を形成する。このプロセスは、米国特許第２，９３２，６２９号および米国特許第４，２４８，７４１号に記載されており、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００３６】
コーティング分散液の結合剤として使用される適切なポリマー材料は、ホモポリマー、コポリマー、またはこれらの混合物を含んでもよい。ポリマー材料の例として、ポリ（カーボネート）（ＰＣ）、ポリ（スチレン）（ＰＳ）、アクリレート、イソオクチルアクリレート／アクリル酸などのアクリルコポリマー、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ＰＭＭＡコポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）、エポキシ、ポリ（ビニルシクロヘキサン）、ＰＭＭＡ／ポリ（ビニルフルオライド）混合物、スチレンブロックコポリマー、ポリイミド、ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）、ポリウレタン、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が挙げられるが、これらに限定されない。本発明に有用な結合剤は、水または溶剤ベースの媒体からコーティングされてもよい。
【００３７】
ビーズとそれらのコーティング結合剤は、当技術分野で周知の様々な手段でボイド形成フィルムの表面に適用されてもよい。これは、スロットホッパー、エアナイフ、ローラー、グラビアコーティング、直接またはオフセットロール転写を用いてビーズの分散液をコーティングすることを含むが、これに限定されない。表面のぬれを改善するとともに乾燥したコーティング分散液の付着を改善するために、ボイド形成フィルムの表面はビーズの適用前に処理されてもよい。このような処理は、ＣＤＴまたはコロナなどの大気圧プラズマを含んでもよいが、これに限定されない。コーティング分散液を含有するビーズの結合剤により適した化学結合部位を整えるために、プラズマは、大気中、もしくは窒素、アルゴン、酸素、およびその他のガス、またはガスの混合物などの他のガス中で発生されてもよい。また、コーティング分散液の付着とぬれを改善する他の手段は、プライマーまたは副層の適用を含んでもよい。プライマーは、通常、非常に薄い層であり、その一部はフィルムの延伸中または配向中に生じるボイドの形成前にボイド形成ウェブに適用されてもよい。
【００３８】
また、コーティング分散液は、フィルムと液体コーティングとの間のぬれを改善する界面活性剤などの添加物を含有してもよい。このような材料は、コーティングプロセス中に生じる塗液撥水などの動的欠陥の防止にも役立つ。
【００３９】
ボイド開始粒子は、マトリクスポリマーと相容れないいかなるタイプの粒子であってもよい。これらの粒子は無機でも有機でもありうる。無機粒子は、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、またはポリマーに配合されて溶けうるその他の無機化合物のいずれも含みうる。代表的なボイド開始有機粒子は、マトリクスポリマーと相容れないポリマーである。これらの非混和性ポリマーの樹脂ペレットがマトリクスポリマーの樹脂ペレットと簡単に乾式配合されともに押し出されてキャスト膜を形成するので、これらのポリマーは好ましいものである。無機粒子は予混合または溶融配合を必要とし、それによって加工費が嵩む。好ましい有機ボイド開始粒子はポリオレフィンである。最も好ましいのはポリプロピレンである。ボイド開始粒子は、ＬＣＤディスプレイの光の輝度が著しく低下するほど不透明ではなく、ディフューザとして機能する十分な拡散率を実現するように添加されるべきである。ボイド開始粒子の好ましい充填量は、フィルム全体の３〜２５重量％である。最も好ましい充填量は１０〜２０重量％である。
【００４０】
ボイド形成ポリマー光学ディフューザ２１４は、マトリクスポリマーと非混合ポリマー添加剤を乾式配合するプロセスによって実現されることが好ましい。配合は、微粉化された、たとえば粉末または粒状のマトリクスポリマーおよびポリマー添加物を混合し、回転ドラムに掛けるなどして十分に混ぜ合わせることによって達成されてもよい。次いで、得られた混合物はフィルム形成押出機に供給される。押し出されて、たとえば、粒状に変形された配合済みのマトリクスポリマーおよび非混合ポリマー添加剤は、ボイド形成ポリマー光学ディフューザに適切に再び押し出されうる。したがって、プロセスを通じて、スクラップフィルムを、たとえば、エッジトリミングとして再供給することが可能である。あるいは、混合は、押出直前にマトリクスポリマーの溶融流れと非混合ポリマー添加剤とを組み合わせることによって実行されてもよい。マトリクスポリマーが製造される重合容器にポリマー添加剤が添加される場合は、延伸中のボイド形成、すなわち拡散の進行がないことが判明している。これは、熱処理中に添加剤とマトリクスポリマーとの間で、ある形態の化学結合または物理結合が生じるためであると考えられる。
【００４１】
ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムの押出し、冷却および延伸は、フラットフィルムプロセス、またはバブルプロセス、またはチューブラプロセスなどによる配向フィルムの製造に関する当技術分野で周知の任意のプロセスで実行されてもよい。フラットフィルムプロセスは、本発明によるボイド形成ポリマー光学ディフューザの製造に好ましく、スリットダイを通して配合物を押出し、そしてフィルムのマトリクスポリマー成分が冷却されて非晶質状態になるように、押し出されたウェブを冷却されたキャスティングドラムの上で急冷する必要がある。次いで、フィルム基材は、マトリクスポリマーのガラス−ゴム遷移温度を超える温度で互いに垂直な方向に延伸して２軸配向される。一般に、フィルムは、まず１つの方向に延伸されてからもう１つの方向に延伸されるが、必要に応じて両方向に同時に延伸されてもよい。通常のプロセスにおいて、フィルムは一組の回転ローラーまたはニップローラーでまず押出し方向に延伸され、さらに幅出し機によってローラーに対して直角方向に延伸される。フィルムは、各延伸方向に原寸の２．５〜５．０倍まで延伸されてもよい。延伸時に、ボイド開始粒子の周囲にボイドが作られる。ボイド開始粒子の濃度が高くなると、生成されるボイド量の割合が高くなる。最終的に延伸されるフィルムの厚さは、１．０〜１０．０ｍｉｌの範囲にあることが好ましい。最も好ましい厚さ範囲は２．０〜６．０ｍｉｌである。これは光透過性自己支持基板よりも著しく薄く、同時に全厚さが現在使用されているプレートディフューザの厚さ範囲に維持されうる。
【００４２】
フィルムは、延伸されてボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムが形成された後、ボイド形成ポリマー光学ディフューザの両延伸方向の収縮を抑制しながらマトリクスポリマーを結晶化させるために十分な温度に加熱することによって熱処理される。このプロセスによって、フィルムは、最高温度８０℃で試験されたとき、１．０％未満の収縮条件を満たすことができる。ボイド形成は、熱処理温度が高くなると低下する傾向があり、低下の度合いは温度の上昇とともに増す。したがって、反射光の透過は熱処理温度の上昇とともに増す。最高約２３０℃までの熱処理温度がボイドを破壊することなく使用されうるが、１５０℃〜２００℃の温度では一般にかなりのボイドが形成されてより効率よく拡散性が得られと同時に、加熱試験後の収縮が少なくなる。
【００４３】
また、ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム２１４は、増白剤を含んでもよい。通常、増白剤は、ボイド開始剤よりもはるかに低いレベルで添加され、そのため、ボイド形成に影響を与えずに白色度を確実に改善し、フィルムの拡散度をある程度まで改善する。増白剤は、一般に無機化合物であり、ＴｉＯ２が最も好ましい。これらの光学的増白剤は、樹脂配合プロセス中に適切な割合でマスタバッチペレットによってフィルムに添加されうる。適切な割合は、マスタバッチペレットの濃度が残りのマトリクス樹脂とボイド開始樹脂によって好ましい０．２５〜５．０重量％の濃度まで下がることになる割合である。
【００４４】
また、ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム２１４は、ＵＶ光を可視光に変換する光学的増白剤を含んでもよい。このような光学的増白剤は、熱的に安定で、ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムの製作に使用される押出し温度に耐えうるものから選定されなければならない。好ましい光学的増白剤は、ベンゾキサゾリル−スチルベン化合物を含む。最も好ましい光学的増白剤は、２，２ −（１，２−エテネジルジ−４，１−フェニレン）ビスベンゾキサゾールを含む。これらの光学的増白剤は、樹脂配合プロセス中に適切な割合でマスタバッチペレットによってフィルムに添加されうる。適切な割合は、マスタバッチペレットの濃度が残りのマトリクス樹脂とボイド開始樹脂によって好ましい０．０１〜０．１重量％の濃度まで下がることになる割合である。最も好ましい実施形態では、光学的増白剤は、０．０２〜０．０５重量％の濃度を達成するために添加されることになる。
【００４５】
また、ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム２１４は、吸塵を防止する帯電防止塗料を含んでもよい。周知の帯電防止塗料のいずれも使用されうる。
【００４６】
また、ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム２１４は、多層フィルムまたは共押出しフィルムとして製造されてもよい。そうすることによる利点は、非常に薄いフィルムを使用して、なお光学的および熱的な安定性と収縮の要件の両方を満たすことができるようになることである。薄膜は、プレートディフューザの光拡散性能を達成するために多量のボイド開始剤の充填、したがって多量にボイド形成を必要とする。これらの高レベルのボイド形成では、フィルムは高温での寸法安定性がかなり低い。ボイド形成層の一面または両面に隣接して非ボイド形成層を有するフィルムを作ることによって、高温での寸法安定性が改善されうる。このような多層フィルムは、第２の押出機が整列したマトリクスポリマーの溶融とポンプ輸送に使われることを除いて、前述と同様に製造される。この整列したポリマーの押出し流れは、前述されたボイド形成層の押出し流れともに共押出しダイアセンブリに供給される。次いで、ボイド形成層の一面または両面に整列したポリマーの層を有する多層キャストフィルムが製造される。その後、このキャストフィルムは、前述されたように冷却されて延伸される。
【００４７】
光透過性自己支持基板２１２または光学ディフューザフィルム２１４は、たとえば、紫外線（ＵＶ）吸収材、または紫外光の影響に対する耐性を示す材料を層の１つに含めることによってＵＶ光から保護されてもよい。適切な紫外線吸収化合物として、たとえば、Ｃｙａｓｏｂ（登録商標）ＵＶ−１１６４がＣｙｔｅｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ．から入手可能で、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）１５７７がＣｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  ｏｆ  Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎ．Ｙ．から入手可能である。
【００４８】
光透過性自己支持基板２１２または光学ディフューザフィルム２１４には、ＵＶ光の悪影響を軽減するために他の材料が含まれてもよい。このような材料の一例は、ヒンダードアミン系光安定化組成物（ＨＡＬＳ）である。一般に、最も有用なＨＡＬＳは、テトラメチルピペリジンからの誘導されるもので、ポリマー第３アミンと考えられるものである。適切なＨＡＬＳ組成物は、たとえば、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎ．Ｙ．から「Ｔｉｎｕｖｉｎ」の商品名で市販されている。このような有用なＨＡＬＳ組成物の１つはＴｉｎｕｖｉｎ  ６２２である。
【００４９】
図３には、本発明の他の例示的実施形態が図式的に示される。照明管理層の配列３００は、光透過性自己支持基板３１２と、該基板に隣接しているが結合されていないボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム３１４とを含む。ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム３１４の上方にある照明管理層の配列には、他の光学フィルムが加えられてもよい。これらの他の光学フィルムとしては、プリズム光配向フィルム３１６および反射偏光子３１８が挙げられる。
【００５０】
この配列のボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム３１４は、前の配列における図２のボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム２１４のディフューザフィルムとしてこれまでに十分に説明されている。しかしながら、ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム３１４は、接着剤層３２０と、部分的に接着剤層に埋め込まれる透明なマイクロビーズ３２６をさらに備える。ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム３１４のこの表面に部分的に埋め込まれるマイクロビーズ機能は、フィルムを透過する光線をフィルム表面に対してより垂直な方向に導くことである。このような層は、ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムを透過する光の方向をさらに制御することができる。
【００５１】
本発明の他の実施形態では、図４は、光透過性自己支持基板４１２とともにボイド形成ポリマーディフューザ４１４を備える。透明支持体４２４の上には薄い接着剤層４２０とこの接着剤層に一部分のみが埋め込まれたビーズ４２６があり、透明支持体４２４には接着剤層４２２が積層されている。接着剤層にビーズの一部分のみを埋め込むことによって、光は層ビーズを出るとき予めコリメートされる。空気界面に遭遇する光は、散乱され、下の層を通ってボイド形成ディフューザに戻された後、ビーズの方向に再び導かれてビーズによってコリメートされる機会をさらに得ることになる。
【実施例】
【００５２】
ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムのサンプルは、ポリマー接着剤の分散液とビーズが調製されコーティングされ、それらの性能が光透過性自己支持基板と一緒にボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムのサンプルと比較された。
【００５３】
サンプルＥＸ１（対照）ビーズがないボイド形成ディフューザ
ＰＥＴ（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製＃７３５２）が、５重量％のポリプロピレン（「ＰＰ」、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｐ４Ｇ２Ｚ−１５９）、および０．５重量％で、１対１のＰＥＴとＴｉＯ２の濃縮物（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製ＰＥＴ  ９６６３  Ｅ０００２）と乾式配合された。その後、この配合物は６５℃の乾燥機内で１２時間乾燥された。
【００５４】
ＰＥＴ／ＰＰ／ＴｉＯ２の混合物を押し出すために、２−１／２押出機を使用してキャストシートが押し出された。２７５℃の溶融流れがやはり２７５℃で加熱された７インチのフィルム押出しダイスに供給された。ダイスから出てきた押出しシートは、５５℃に設定された冷却ロールに掛けられた。ＰＥＴマトリクスのＰＰは、押出し中に１０〜３０μｍの大きさの小球に分散した。連続キャストシートの最終寸法は、幅が１８ｃｍで厚さが１１４０μｍであった。次いで、キャストシートは、１１０℃でまずＸ方向に３．２倍に延伸されてからＹ方向に３．４倍に延伸された。延伸されたシートはその後１５０℃で熱処理された。
【００５５】
延伸中に、キャストシートに分散されたＰＰの粒子の周辺でボイドが開始された。これらのボイドは延伸中に成長して有意なボイド量となった。得られた厚さは１４０μｍであった。このフィルムは、結合されていないディフューザフィルムとして２ｍｍ厚のフロートガラス板とともに光学的に評価された。
【００５６】
サンプルＥＸ２（本発明）ビーズがあるボイド形成ディフューザ
実施例１に記載のボイド形成ポリエステルのシートは、ポリマービーズを有する水性分散液がコーティングされ、その光学的性能と機械的性能が対照と比較された。
【００５７】
分散液
１ｋｇの分散液が以下のように調製された。すなわち、９３３．５ｇの水、４０．１ｇのポリビニルピロリドンと、ポリビニルピロリドンおよびマットビーズ（約１０重量％）を含有する２６．３の分散液とが、コーティングプロセスに役立つ少量の界面活性剤と一緒に加えられた。分散液は、良質の分散混合物とするために混合された。この実施例のビーズは、コロイド無機粒子の層で包囲されたポリマーコアを備えるポリマーマット粒子である。ポリビニルピロリドンは、１０，０００ＭＷであり、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社から入手された。この全分散液は、室温で保管され、コーティング前に約１時間攪拌された。
【００５８】
ポリビニルピロリドン、水およびマットビーズ分散液は、３８．１ｃｍ３／ｍ２の湿潤範囲でマイクロボイド形成支持体にスロットダイによってコーティングされた。
【００５９】
輝度の測定は、軸上の輝度測定および軸上の輝度利得の計算からなるものであった。これらの測定値は、光学的均一性、たとえば、ＥＸ１〜ＥＸ５および対照サンプルＣ１〜Ｃ５とともに、特別に設計されたＬＣＤ−ＴＶ実験台で実施された。図５に図式的に示された実験台装置５００には、サンプルを取り付けて照射するための市販のバックライトユニット５１０を使用した。ディフューザプレート５０２、または光透過性自己支持基板およびボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム５０２のいずれかがバックライトの中に設置された。その後、サンプルは、２台の測定装置５２０および５３０のいずれかを使って光学測定された。バックライトユニットと測定装置を以下に説明する。
【００６０】
バックライトユニット：
Ａｑｕｏｓ  ２０インチ   ＤＢＬ  ＴＶ、Ｓｈａｒｐ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製（図５の５１０）
ＣＣＦＬ  １０本
厚さ２ｍｍのディフューザプレート（図５の５０２）
（図５のガラス５０２の上に置かれた、結合されていないディフューザフィルムを測定するとき、光透過性自己支持基板として２ｍｍの一片のガラスがプレートディフューザの代りに使用された。）
【００６１】
測定装置：
１）ＥＬＤＩＭ  １６０Ｒ  ＥＺコントラストコンスコープ−スポットサイズ２ｍｍ、サンプルから１．２ｍｍの距離（図５の５２０）
２）ＴｏｐＣｏｎ  ＢＭ７カラーメータ−１°の円錐、スポットサイズ５ｍｍ、サンプルから０．５ｍの距離（図５の５３０）
【００６２】
ＥＬＤＩＭ  １６０Ｒ  ＥＺコントラストコンスコープは、結合されていないディフューザフィルムと組み合わせてディフューザプレートまたは光透過性自己支持基板から放射する軸上輝度の測定に使用された。軸上輝度は、ディフューザプレートまたはディフューザフィルム表面に垂直に放射する光の強度である。データは、平方メートル当りのカンデラ単位（ｃｄ／ｍ２）の輝度として報告された。全サンプルの軸上輝度の値は、軸上輝度利得の値を測定するために、バックライトの２ｍｍ厚の固有のディフューザプレートに対する軸上輝度の値で割られた。
【００６３】
ＴｏｐＣｏｎ  ＢＭ７カラーメータは、全サンプルの光学的均一性を測定するために使用された。輝度を測定するために、この計器の５ｍｍのスポットサイズは、バックライトユニットの中にある１０本のＣＣＦＬの＃５（名目上３０ｍｍ間隔の）に中心が置かれた。これと同じ測定は、ＣＣＦＬ＃５の真上位置両側の５ｍｍ間隔の４箇所で行なわれ、名目上ＣＣＦＬ＃５を中心とする９つの異なる測定値が得られた。図６は、ディフューザプレートまたはディフューザフィルムがない場合のＣＣＦＬにおけるこれら測定の結果を示す。ＣＣＦＬ＃５真上のピーク輝度は明らかに最大値であるが、輝度の最小値は一方がＣＣＦＬ＃５とＣＣＦＬ＃４の中間に近い位置に、またもう一方がＣＣＦＬ＃６に近い位置に現れている。これらの最小値は、図６の位置３および位置８の近くにある。光学的均一性は、この測定の輝度の最小値とＣＣＦＬ＃５の真上で得られた輝度の最大値の比を計算することによって求められる。
【００６４】
収縮試験は、フロートガラス自己支持基板に結合されていないモードで設定された全ディフューザフィルムサンプルに対して行なわれた。熱収縮測定値は、幅約３５ｍｍと最小長さ約６インチの寸法のサンプルを使用して実施された。各試験片は、事前に設定された６インチのゲージ長を得るためにパンチに設置される。実際のゲージ長は、６インチサンプルを測定するために事前に設定された６インチのインバール棒で較正された装置を使用して測定される。この長さは、デジタルマイクロメータを使って０．０００１インチまで記録される。一旦初期長が測定されたサンプルは、所定温度のオーブンに所要時間入れられる（この場合、試験条件は８５℃、２４時間）。その後、サンプルは、オーブンから取り出され、２３℃、相対湿度５０％に設定された制御環境に少なくとも約２時間、ただし、一般には約２４時間置かれる。最終サンプルの長さは、初期長の測定に使われたものと同じ設定を使用して再測定される。収縮は、次式を使用してパーセント単位で報告される。
【００６５】
パーセント長さ変化＝（最終値−初期値）×１００／初期値
【００６６】
収縮に関連する負（−）符号は、寸法変化の方向を示す。
【００６７】
実験サンプルおよび対照サンプルの各々の厚さ、光学特性および収縮の試験結果が下の表１に要約される。表１において、各列は、１個のサンプルに関するデータを示し、サンプルに関して光透過性自己支持基板およびディフューザフィルムの両方が組み合わせて使用される場合のディフューザフィルムのみの厚さが示される。
【００６８】
【表１】
2009109972.tif 000003
【００６９】
表１のデータは、本発明ＥＸ−２のディフューザフィルム（ビーズを有するマイクロボイド形成ディフューザ）は、対照サンプル（ビーズなしのマイクロボイド形成ディフューザ）よりも良好な輝度特性を有することを示す。データは、本発明によるサンプルが対照サンプルに対して軸上輝度が約７％改善されることを示す。また、データは、ビーズありおよびビーズなしの発泡またはボイド形成フィルムは同じ収縮特性を有することを示す。
【００７０】
本発明は、特定の好ましい実施形態に特に関連して説明されてきたが、本発明の精神と範囲内で変形形態と変更形態が実施されうることは理解されよう。本説明において言及された特許およびその他の出版物は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】ディフューザプレートを使用する典型的なバックライト液晶ディスプレイ装置を図式的に示す図である。
【図２】本発明の原理による、光透過性自己支持基板とボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムとを使用することが可能な照明管理層の配列を図式的に示す図である。
【図３】本発明の原理による、フィルムを透過する光線の方向の表面拡散および／またはコリメーション特性を有する光透過性自己支持基板およびボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルムを使用することが可能な照明管理層の配列を図式的に示す図である。
【図４】接着剤層を採用した本発明の実施形態を図式的に示す図である。
【図５】試験装置を示す図である。
【図６】ディフューザプレートまたはフィルムなしの場合と対比した本発明のディフューザを使用した光学的均一性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１００  直接照明ＬＣディスプレイ装置
１１０  バックライト
１１２  反射体
１１４  光源
１２０  ＬＣパネル
１２２  ディフューザプレート
１２６  光配向フィルム
１２８  反射偏光子
１３０  フロントパネルアセンブリ
１３２  下側吸収偏光子
１３４  パネルプレート
１３６  ＬＣの層
１３８  上側吸収偏光子
１３９  オプション層
１４０  ＬＣパネル
１５０  コントローラ
２００  照明管理層の配列
２１２  光透過性自己支持基板
２１４  ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム
２１５  光コリメーションフィルム
２１６  プリズム状光配向フィルム
２１８  反射偏光子
３００  照明管理層の配列
３１２  光透過性自己支持基板
３１４  ボイド形成ポリマー光学ディフューザフィルム
３１６  プリズム光配向フィルム
３１８  反射偏光子
３２０  接着剤層
３２６  マイクロビーズ
４１２  光透過性自己支持基板
４１４  ボイド形成ポリマーディフューザ
４２０  接着剤層
４２２  接着剤層
４２４  透明支持体
５００  実験台装置
５０２  ディフューザプレート
５１０  バックライトユニット
５２０，５３０  測定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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2009109972000002.pdf
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