JP2004133380A - 拡散反射体 - Google Patents

Abstract

【課題】所望のレベルの光反射および光拡散の両方を提供する画像照明光源の拡散光反射を改善すること。
【解決手段】可変拡散反射フィルムを光源およびディスプレイ用に設計できるようにした上で、拡散反射効率を、光源がフィルムに対して配置されている場所に基づいて反射をカスタマイズするように創出し、これにより、ディスプレイ領域のために調整された拡散反射効率および透過率を提供してディスプレイの輝度を最大にする。あわせて、微小空隙を有するポリマー反射体２６および複合レンズ面反射体３４は、プレ製造プロセスおよびポスト製造プロセスで容易に変更され、液晶装置および他の照明要件のための所望の可変拡散反射を達成できるようにした。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスペキュラー光を拡散するために役に立つマクロ反射効率変動を有する拡散反射体に関する。好ましい態様では、本発明は、透過タイプ、透過反射（ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｏｎ）タイプ、および反射タイプの背面投射液晶ディスプレイ装置の可変背面拡散反射体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射体は、光学ティスプレイ、例えば、液晶ディスプレイにおいて、ディスプレイ全体に照明を一様にするために、そしてバックライトからの光または周囲からディスプレイに入る光を拡散反射するために用いられることが多い。従来技術の反射体には、板状スペキュラー反射体および板状拡散反射体が含まれる。スペキュラー反射体には、反射性金属塗膜でカバーされた実質的な平面が含まれる。
スペキュラー反射体は、入射角が実質的に反射角と等しいことによって特徴付けられる。拡散反射体は典型的に、主として金属反射塗膜で被覆された粗面を有する。拡散反射体は入射光を反射しかつ散乱することで特徴付けられる。
【０００３】
透過型ＬＣＤは、バックライト、典型的には液晶パネルの裏面のところにある１つか２つの冷蛍光管を含む。バックライトは比較的大量の電力を消費する。拡散反射体は、ホット（より明るい）スポットを除くためにディスプレイ全体のバックライトの照明を一様にする。反射体が効率良く拡散するほど、より一様な光がディスプレイ全体にわたる。より効率の良い反射体は、透過および吸収に対する光損失の量を最小にし、より多くの光が液晶を通り、より明るいスクリーンを実現する。この効率の良い拡散反射体をより明るいディスプレイまたはバッテリー寿命を延ばすより小電力用途に使用することができる。
【０００４】
反射型ＬＣＤは、ＬＣＤの裏面のところにある反射光用反射体（これは、反射体上で周囲光をディスプレイ画像に反射する）を含む。拡散反射体は周囲光を反射拡散し、ディスプレイ全体を照明する周囲光の差によるホットスポットをマスクする。この反射体が効率良く反射拡散すればするほど、ディスプレイはより明るくなることができる。このディスプレイはバックライトを使用せず、必要な電力量を小さくするが、周囲光反射は、ビビッドなカラー画像には十分な明るさを生成できず、計算機および他のテキストディスプレイで用いられる。
【０００５】
透過反射型ディスプレイは、透過型ディスプレイと反射型ディスプレイの組合せである。携帯端末（ｃｅｌｌ　ｐｈｏｎｅ）およびＰＤＡ（携帯情報端末）がこのタイプの装置の例である。それらは、周囲光およびバックライトをどちらか用いて反射モードでも透過モードでも動作する。この用途では拡散反射体は、バックライトおよび周囲光を反射および拡散して、両方のモードで明るく一様なディスプレイを与える。透過反射体（ｔｒａｎｓｆｌｅｔｏｒ）は、視覚的表示用途において周囲照明および補助照明の両方の条件下で効率と明るさを高める。
【０００６】
上記反射型ディスプレイおよび透過型ディスプレイの欠点を克服しようとする試みにおいて、入手可能な場合は周囲光そして必要な時にだけバックライト照明を用いるように、いくつかの電子式ディスプレイが設計された。この反射および透過の二重機能を「透過反射」と呼ぶようにする。現行の入手可能な透過反射型ディスプレイの問題点は、それらが透過モードまたは反射モードのどちらか一方では良好な性能を有するが、両方同時にはそうではないということである。これはバックライト集成体が、純粋な反射型ディスプレイに伝統的に用いられる裏面反射体および拡散体と同様には効率が良くない拡散体／反射体であるということから生じる。従って、周囲光下で見るとディスプレイはあまり明るくないように見える。さらに、小ディスプレイスクリーンを備えた多くの装置（例えば、ポケットベル）は、低周囲光条件のために補助エレクトロルミネッセンスバックライトを備えた反射型ＬＣＤを使用する。
【０００７】
このＬＣＤは、部分的に反射し部分的に透過するプラスチックフィルムを背面に有している。透過反射型ディスプレイは、背面偏光子とバックライトとの間に透過反射フィルムを配置することによって作成することができる。透過反射フィルムは、周囲照明の場合の反射とバックライト操作の場合の透過との指定のトレードオフを提供する。
【０００８】
背面照明ディスプレイ全体にムラのない輝度を補償するために、拡散反射量が反射フィルムにわたって変わることが望ましい。フィルム全体わたって均一な拡散反射を有する反射体フィルムは、ディスプレイ全体にわたってディスプレイの最も強いスペキュラー領域を拡散する反射効率を有しなければならない。これらの反射体は、高レベルの反射効率を必要とし、フィルム全体にわたって高い角度で光散乱を生じる傾向がある。この場合、光はフィルムの端部付近で散乱され、失われる。可変反射効率を有する反射体を用いて、高スペキュラー光領域を低スペキュラー光領域よりも拡散反射させることができる。その結果、全体にわたって均一に拡散した光を有し、均一拡散フィルムと比較してより高い全体反射率を有し、より明るいディスプレイとなるであろう。
【０００９】
本発明の可変反射体は、ＬＣＤ内のライトガイド（ｌｉｇｈｔ　ｇｕｉｄｅ）上のドットプリントを置き換えることができる。一般的に、ライトガイドは、光源から垂直にディスプレイに光をガイドし、そして背面照明からの光をディスプレイ全体に均一にするように設計されている厚い（約０．５ｃｍ）アクリル片である。輝度の均一化はライトガイドの裏面（リフレクタに向いた側）に印刷されたドットパターンによってなされる。このドットパターンは、ディスプレイ全体にわたって大きさが変わる（より小さくかつより少ない数のドットが光源に向かい、そしてより大きくかつより多くの頻度のドットが光源から離れる）。このドットパターンは、光源から離れたところにライトガイドからの光を多く向け、そして光源の近くにはディスプレイからの光をより少なく向けるようにする。これによりディスプレイの輝度をより均一にする。この従来技術の照明均一化方法では、それぞれのライトガイドは別々にスクリーン印刷されるので、この印刷は非常にコストがかかり、また時間がかかる。本発明の可変反射体は、光源近くでより多くの拡散領域を有し、光源から遠いところはスペキュラー領域を有することによって、照明を均一化する同じ結果を得ることができる。さらに、本発明は、より安価かつより速く製造するロールツーロール法である。ライトガイドの後ろに拡散反射率勾配を有する可変反射体を有することにより、スクリーン印刷されるドットの必要性を省き、その結果、製造工程を省略しかつ製造時間とコストを節約する。
【００１０】
ライト用の拡散反射体は、多くの方法で製造されている。一般的に、拡散反射体は、反射面をとり、その表面を粗くすることによって製造される。製造方法の一つは、平面上に粉末をまき散らし、その粉末を表面に接着することを要する。
第二の方法は、赤外波長を拡散反射するために必要な粗さを実現するために金属またはガラス面を研摩またはブラスティングすることを要する。第三の方法は、約１／６４インチ径のホールの正六角アレイでアルミニウム表面をディンプル加工することである。
【００１１】
上述の反射面の粗面化の方法の主な欠点は、それらが、等方拡散反射体として表面を機能させるのに十分粗い表面を形成しないか、または粗さをランダムに形成しないかのいずれかである。表面が十分に粗く無い場合、反射は完全な拡散ではなく、より長い波長のところでより長くなるスペキュラー方向の増加またはピークを有するであろう。粗さが非ランダムの場合、この非ランダム性が特定のスペキュラーを離れた方向を好む回折効果を創出し拡散反射を非等方性にするであろう。粗面化の他の一般的な方法には、放電加工（ＥＤＭ）が含まれる。Ｂｉｌｌｓ等の米国特許第３，７５４，８７３号明細書には、シート面の視覚的外観が比較的一定であるような形状および配置の射出によって形成された粗面を有する冷却ロールシートを開示する。
【００１２】
米国特許第５，９７６，６８６号（Ｋａｙｔｏｒ等）は、熱誘導相分離法（ＴＩＰＳ）を用いて作成する多孔性ポリマーシート製の拡散反射体に関する。ＴＩＰＳ拡散反射体は、金属化面ほどには高い反射を提供することができない。金属化面を用いるバックライトと同様の明るさを達成するためには、ＴＩＰＳ拡散反射体を備えたディスプレイはバックライトの明るさを増大させねばならなく、バッテリーの寿命を短くするであろう。ＴＩＰＳ拡散反射体の光散乱領域は、光の波長といったところであって、拡散した光に色を付けるので、ディスプレイに好ましくない色を与える場合がある。
【００１３】
米国特許第５，９１７，５６７号（Ｋａｙｔｏｒ等）は、微細なスペーサーを均一に付着させることによって拡散体の表面が複数の凸部で形成されている拡散特性を有する反射体に関する。この反射体は、基体を用意し、基体上にビーズおよびポリマーからなる溶液の薄層を形成し、そしてこの薄層上に反射層を形成することによって製造される。このビーズは、本発明に用いる複合レンズと比較すると簡単な反射レンズを形成する。複合レンズは多数のレンズ面のためにより効率のよい拡散を提供し、それ故、簡単なレンズ拡散反射体を使って得ることができるものよりもより効率のよい拡散を提供する。
【００１４】
ディスプレイの反射体として使用される他の拡散反射体は二酸化チタンと共に微小空隙を有するポリマー構造を用いる。これは高い拡散を提供するが、高い反射は有しないので暗いディスプレイになる。
【００１５】
米国特許第６，２６１，９９４号（Ｂｏｕｒｄｅｌａｉｓ等）明細書には、最適な反射特性を提供するように調節された、微小空隙、二酸化チタンおよび着色剤を有する二軸延伸ポリオレフィンシートの層から作られた反射写真ベースが記載されている。二酸化チタンを含む微小空隙を有するフィルムは、典型的に、５００ｎｍのところで８５〜８８％の拡散反射率測定値を有するので、そのフィルムを、より効率のよい拡散反射率を有する、無機物を含有しない可変拡散反射体よりも悪くする。また、微小空隙を有するフィルムは厚くなる傾向があるので、ディスプレイ装置に質量を追加する。
【００１６】
米国特許第６，０１８，３７９号（Ｍｉｚｏｂａｔａ）明細書には、反射体の反射面のところに凸−凹を形成するように構成されている通常の反射型液晶ディスプレイが記載されている。凸−凹面を形成するためには、絶縁用フィルムを付着させ、付着させた絶縁用フィルムをパターン形成して凸−凹表面を形成することを要する。凸−凹傾斜角のような形状を微調整することは困難であり、結果として十分な光散乱を得ることができない。表面を研摩パウダーで摩耗または研摩し、さらにそれを必要に応じてフッ化水素酸でエッチングしても、凸−凹面を形成することができる。光散乱塗膜をスピンコーティングによって作成することができる。記載したこれらの方法は、人手と時間がかかり、有害な材料を使用し、ロールの代わりとしてシートに作成しなければならないので、ひどく高価なものになる。
【００１７】
表面テクスチャーを有する樹脂を、その片方の面に被覆したポリマーフィルムを製造することが知られている。この種のポリマーフィルムは、熱可塑性エンボス加工により作成され、ここで原料の（未被覆）ポリマーフィルムは溶融樹脂（例えば、ポリエチレン）で被覆される。上に溶融樹脂を有するポリマーフィルムを、表面パターンを有する冷却ローラーと接触させる。ローラーから冷却水をポンプで流して、樹脂から熱を除去して、固化させてポリマーフィルムに接着させる。この工程中、冷却ローラー表面上の表面テクスチャーは、ポリマーフィルムで被覆された樹脂中にエンボス加工される。従って、冷却ローラー上の表面パターンは、被覆されたポリマーフィルム上の樹脂中で生成される表面に対して非常に重要である。
【００１８】
冷却ローラーを調製するための１つの公知の従来技術の方法は、機械的彫刻工程を使用して、主要な表面パターンを作成することである。彫刻法は、表面に工具の線を付ける位置合わせ不良、高価、加工時間が長いなどの多くの欠点がある。従って、冷却ローラーを製造するのに機械的彫刻は使用しないことが好ましい。
【００１９】
米国特許第６，２８５，００１号（Ｆｌｅｍｉｎｇ等）は、アブレートされる基体上の繰り返し微細構造の均一性を改良するための、またはアブレートされる基体上に３次元微細構造を作成するための、基体のエキシマーレーザーアブレーションを使用する露光工程に関する。この方法は、複雑なランダム３次元構造物を製造するためのマスター冷却ローラーを作成するのに適用することが困難であり、またコストもかかる。
【００２０】
米国特許第６，１２４，９７４号（Ｂｕｒｇｅｒ等）では、リソグラフィを用いて基体を作成する。リソグラフィは、所望の小型レンズに対応する３次元レリーフ構造を作成するための連続的フォトマスクについて繰り返される。３次元的特徴をプラスチックフィルムに作成するためにマスターを形成するこの方法は、時間がかかり、費用がかかる。
【００２１】
米国特許第５，２２３，３８３号明細書には、反射性または拡散透過性支持体を含有する写真要素が開示されている。この特許明細書に開示されている材料および方法は、反射性写真用製品に適しているものの、光エネルギー透過率（４０％未満）は、液晶ディスプレイには適さない。それというのも、４０％未満の光透過率は、許容できないほどＬＣ装置の明るさを低下させるからである。
【００２２】
米国特許第６，２６６，４７６号（Ｓｈｉｅ等）明細書では、モノリシック要素は、基体本体と表面ミクロ構造によって生成されたマクロ光学特性とを有する。これらのミクロ構造は、一定のレンズ収差を最小限にするためにレンズが不均一となることができる。これらの不均一ミクロ構造はレンズ収差を減らすが、この光学体のマクロ光学特性を大きく変えることはできない。この発明では、拡散フィルム全体のマクロ拡散効率を変えるように、拡散構造が変わる。この拡散要素は、拡散領域の拡散特性の変化を、大部分の光を拡散させるから光をスペキュラー的に透過させるに変えることができる。
【００２３】
【特許文献１】
米国特許第５，９１７，５６７号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，２６６，４７６号明細書
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
所望のレベルの光反射および光拡散の両方を提供する画像照明光源の拡散光反射を改善する要望が依然として存在する。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マクロ反射効率変動を含んでなる拡散反射体を提供する。本発明はまた、背面投射ディスプレイ、背面照明画像形成媒体、液晶ディスプレイ部品および装置のための拡散反射体も提供する。本発明は、反射効率が選択的に改善されている拡散反射体を提供する方法、および可変反射効率が拡散要素の変化によって生成される拡散反射体を提供する方法を提供する。
本発明は所望のレベルの光反射および光拡散の両方を提供する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明は、当該分野の従来技術に対して多くの利点を有する。本発明は、液晶ディスプレイ装置のような背面投射ディスプレイ装置で一般に使用されるような光源の拡散反射を与える。従来技術の反射フィルム（フィルム面全体にわたって均一な反射率）は、フィルム上の位置の関数として、光反射効率を調節することができない。可変拡散反射フィルムを光源およびディスプレイ用に設計することができる。拡散反射効率を、光源がフィルムに対して配置されている場所に基づいて反射をカスタマイズするように創出する。これにより、ディスプレイ領域のために調整された拡散反射効率および透過率を提供してディスプレイの輝度を最大にする。調整された拡散反射フィルムは、光源近くでより多く拡散性となって、電球の光強度を補償することができ、また、光源から離れたところでより小さく拡散性となって、ディスプレイ全体にわたって一様な強度を創出することができる。本発明は、ディスプレイの各領域における光が、必要なだけ多く拡散されねばならず、それ故、光をできるだけ多く反射させるので、液晶ディスプレイのような背面照明ディスプレイにおいてより効率の良い光使用を提供する。さらに、本発明は、光源に拡散反射を提供するが、高い光反射値を有する。
【００２７】
本発明は、光源に対し拡散性を提供するが、高光反射値を有する。拡散反射体の高い反射率は、液晶ディスプレイ装置にとって特に重要である。高い反射値は、液晶ディスプレイをより明るくすることができ、あるいは、明るさのレベルを同じに維持しながら、バックライトの電力消費を低下させ、従ってノートブックコンピューターに一般的な電池式の液晶ディスプレイの寿命を延長させることができる。本発明の拡散反射体は、容易に変更され、多くの液晶装置のための、所望の拡散および反射要件を達成するので、本発明の材料が、液晶ディスプレイ市場の急速に変化する製品要求に答えることを可能にする。
【００２８】
微小空隙を有するポリマー反射体および複合レンズ面反射体は、プレ製造プロセスおよびポスト製造プロセスで容易に変更され、液晶装置および他の照明要件のための所望の可変拡散反射を達成する。これらの技法は本発明の材料が、液晶ディスプレイ市場の急速に変化する製品要求に答えることを可能にする。
【００２９】
さらに、効率が変化する光反射体は、選択的に光を反射させて、スペキュラー反射領域、より多い拡散反射領域、および拡散反射領域を創出することによって、パターン、テキストおよびピクチャを創出することができる。本発明の反射フィルムを、ロールツーロール製造プロセスを用いて、高生産性で通常のフィルム製造設備で製造することができる。これらの利点は以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【００３０】
「ＬＣＤ」という用語は、画像を生成するのに液晶を使用する背面投射ディスプレイ装置を意味する。「拡散体」という用語は、スペキュラー光（一次方向を有する光）を拡散光（ランダムな方向を有する光）に拡散させることができる材料を意味する。「反射体」という用語は、光を反射することができる材料を意味する。「拡散反射体」という用語は、スペキュラー光（一次方向を有する光）を拡散光（ランダムな方向を有する光）に反射しそして拡散させることができる材料を意味する。「光」という用語は、可視光線を意味する。「拡散光透過」という用語は、光源の５００ｎｍのところでの光の総量と比較して、５００ｎｍのところで拡散して透過した光のパーセントを意味する。「全光透過」という用語は、光源の５００ｎｍのところでの光の総量と比較して、５００ｎｍのところで試料を透過した光のパーセントを意味する。これは、光の分光透過と拡散透過とを含む。「拡散反射光」という用語は、光源の５００ｎｍのところでの光の総量と比較して、５００ｎｍのところで拡散反射した光のパーセントを意味する。用語「反射効率」および「拡散反射光効率」という用語は、５００ｎｍのところでの拡散透過光のパーセントを、５００ｎｍのところでの全透過光のパーセントで割って１００を掛けたものを意味する。「ポリマーフィルム」という用語は、ポリマーを含むフィルムを意味する。「ポリマー」という用語は、ホモ−およびコ−ポリマーを意味する。レンズのサイズと度数について、「平均」という用語は全フィルム表面積についての算術平均を意味する。
【００３１】
「透明」とは、５００ｎｍでの全光透過率が６０％またはそれ以上であるフィルムを意味する。フィルム上の小型レンズの配置に関して「任意の方向に」とは、ｘ平面およびｙ平面の任意の方向を意味する。「パターン」という用語は、規則的またはランダムであれ、レンズのあらかじめ決められた配置を意味する。
【００３２】
「マクロ反射効率変動」とは、少なくとも２ｃｍ離れている２つの場所の間で５％を超える拡散反射効率変動を意味する。光学勾配とは、開始点からの距離の関数としての光学特性、例えば、透過、反射、光散乱方向の変化をいう。光学勾配の有用な例には、光透過勾配、光拡散勾配および光吸収勾配が含まれる。拡散で使用する「勾配」とは、開始点からの距離に対する拡散効率の漸進的な増加または減少を意味する。
【００３３】
バックライトのより良好な制御と管理は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の技術的進歩を推進している。ＬＣＤスクリーンおよび他の電子的ソフトディスプレイ媒体は、主にスペキュラー性（指向性の高い）蛍光管で背面照明される。背面反射フィルムは、全ディスプレイ領域にわたって光を均等に分配させ、スペキュラー光を拡散光に変えるのに使用される。本発明の可変反射体は、ＬＣＤのライトガイド上のドット印刷と置き換えることができる。ライトガイドの後ろに拡散反射率勾配を有する可変反射体を有することにより、スクリーン印刷されるドットの必要性を省き、その結果、製造工程を省略しかつ製造時間とコストを節約する。
【００３４】
本発明の一つの態様では、反射フィルムは、少なくとも１つの側に、複数のランダムマイクロレンズまたは小型レンズの形態の、テクスチャーのある表面を有する。「小型レンズ」という用語は、小さいレンズを意味するが、本発明の目的のために、レンズと小型レンズという用語は同じであると見なしてもよい。小型レンズは重なって、複合レンズを形成する。「複合レンズ」とは、その表面上に、複数の小さいレンズを有する大レンズを意味する。「大レンズ」とは、小レンズがその上部にランダムに形成されている、より大きな小型レンズを意味する。
「小レンズ」とは、大レンズ上に形成される、大レンズより小さいレンズを意味する。全て異なるサイズと形の複数のレンズが、互いの上に形成されて、カリフラワーに似た複合レンズの特徴を作り出す。小型レンズおよび小型レンズにより形成される複合レンズは、ポリマーフィルムの中に入る凹形でも、ベースから外に出る凸形でもよい。「凹形」という用語は、フィルムに最も近い球の外部表面である球の表面のように湾曲状のものを意味する。「凸形」という用語は、フィルムに最も近い球の内部表面である球の表面のように湾曲状のものを意味する。
「上部表面」という用語は、フィルムの表面が光源から遠いことを意味する。「底部表面」という用語は、フィルムの表面が光源に近いことを意味する。
【００３５】
本発明の１つの態様は、月のクレーター表面に例えられる。月に衝突する小惑星が、他のクレーターから離れたクレーターを形成し、これらは別のクレーターに重なるか、別のクレーター内に形成されるか、または別のクレーターをのみこむ。多くのクレーターが彫られると、月の表面は、ポリマーフィルム中に形成されたレンズの複合体のように、くぼみの複合体になる。
【００３６】
各小型レンズの表面は、局所的に球の弓形であり、これは、レンズを通過またはレンズから反射するエネルギーの光線経路を変化させるミニチュアレンズとして作用する。各小型レンズの形は「半球形状」であり、各小型レンズの表面は、球の扇形であるが、必ずしも半球形ではないことを意味する。この曲線形の表面は、ポリマーフィルムに平行な第１の軸（ｘ）に対して測定した曲率半径と、ポリマーフィルムに平行で第１の軸（ｘ）に直角の第２の軸（ｙ）に対する曲率半径を有する。任意の配列のフィルム中のレンズは、ｘとｙ方向に、同じ大きさを有する必要はない。レンズの大きさ（例えばｘまたはｙ方向の長さ）は、一般にフィルムの長さまたは幅より著しくに小さい。「高さ／直径比」は、複合レンズの高さ対複合レンズの直径の比を意味する。「直径」は、ｘおよびｙ平面中の複合レンズの最も大きい寸法を意味する。高さ／直径比の値は、各複合レンズが生成する光の分散または拡散の量の主要な原因の１つである。高さ／直径比が小さいことは、直径がレンズの高さよりはるかに大きいことを意味し、より平面的で広い複合レンズを形成する。高さ／直径値が大きいことは、より高い細い複合レンズを示す。複合レンズは、大きさ、形、光軸からの偏り、および焦点距離が異なることができる。
【００３７】
構成体の曲率、深さ、大きさ、間隔、材料（これは、ポリマーフィルムと基体の基礎的な屈折率を決定する）および小型レンズの配置が、拡散の程度を決定し、これらのパラメータは、本発明に従って製造中に確立される。
【００３８】
レンズからの光の発散は、「非対象」とも言い、これは、水平方向の発散が垂直方向の発散と異なることを意味する。発散曲線は非対象、即ち、光透過のピークは方向θ＝０°に沿ってはおらず、表面に直角ではない方向であることを意味する。光を小型レンズ拡散フィルムから非対象に分散するようにするために少なくとも３つのアプローチがあり、すなわち直角の方向に対して１つの方向にレンズの寸法を変化させ、レンズの中心からレンズの光軸を偏らせて、そして乱視用レンズを使用する。
【００３９】
光軸が各レンズの中心から偏るレンズを有する拡散フィルムを使用する結果は、非対象的にフィルムから光を分散させる。しかし、光軸がｘおよびｙ方向の両方において、レンズの中心から偏るように、レンズ表面を形成してもよいことは判るであろう。
【００４０】
小型レンズ構造体は、基体の反対側に製造することができる。支持体のいずれの側の小型レンズ構造体も、小型レンズの曲率、深さ、サイズ、間隔、および配置が変化してもよい。
【００４１】
「ポリマー」という用語は、ホモ−およびコ−ポリマーを意味する。ミクロビーズという用語は、典型的には限定凝集プロセスを用いて合成されたポリマー球を意味する。このようなミクロビーズ球の大きさは０．２〜３０μｍの範囲にあることができる。ミクロビーズ球の大きさは好ましくは０．５〜５．０μｍの範囲にある。「微小空隙」という用語は、延伸中の延伸ポリマーフィルムにおいて形成された微細孔を意味する。これらの微細孔は、無機粒子、有機粒子、またはミクロビーズによって誘導される。これらの空隙の大きさは、空隙を誘導するのに使用された粒子またはミクロビーズの大きさによって、また、延伸ポリマーフィルムを延伸させるのに用いられた延伸比によって決定される。微細孔は、フィルムのマシン方向およびマシン方向に対して横方向において、０．６〜１５０μｍの範囲にあることができる。微細孔の高さは０．２〜３０μｍの範囲にあることができる。好ましくはマシン方向およびマシン方向に対して横方向における微細孔の大きさは１．５〜２５μｍの範囲にある。好ましくは微細孔の高さは０．５〜５．０μｍの範囲にある。「実質的に円形」という用語は、長軸が短軸の二倍以下である幾何学的形状を示す。
【００４２】
マクロ反射効率変動を有する光反射体が好ましい。最も効率のよい反射フィルムは、光源近くでは、光源形状を壊すためにより大きな拡散反射値を有し、光源から離れるとより小さな拡散反射を有することが判った。光源に近い拡散反射率は最も強いスペキュラー光にさらされ、反射体がそれを拡散する。光源から離れると、より低い拡散反射領域は拡散のように光を反射せず、全体的な結果は反射フィルム全体にわたって均一な光強度となるであろう。マクロ反射効率を有す光反射体を用いると、反射体は、反射フィルム上の位置の関数として、拡散および反射特性を調整することができる。背面照明ディスプレイでは、背面反射フィルムを背面照明の必要性に合わせて作ると、より高い光反射効率を達成することができる。
【００４３】
さらに、マクロ効率変動を有する光反射体は、拡散フィルム上の端部印刷およびアクリルライトガイド上のドット印刷の必要性を省くことができる。これらの印刷装置は、光をＬＣＤの背面照明を通って液晶によってより効率良く使用されるようにガイドし、光源を観者から隠す。さらに、効率が変化する光反射体は、選択的に光を反射させて、スペキュラー反射領域、拡散反射領域、およびその間の任意量の拡散反射領域を創出することによって、パターン、テキストおよびピクチャを創出することができる。
【００４４】
反射体の２つの異なる位置で、反射効率が５％を超えて変化する拡散反射体が好ましい。変化が３％未満の反射効率は、製造プロセス変化によって生じる反射フィルムの変動によって生じるであろう。最も好ましいのは、反射体の２つの異なる位置で５０％超変化する反射効率である。反射体フィルムの２つの異なる位置での５０％超の変動が、背面照明の反射要求に対して調整可能であることがわかった。
【００４５】
反射効率変動が勾配を有する拡散反射体が好ましい。勾配をもたせると、一つの反射効率からもう一つの反射効率へのスムーズな移行を可能にする。例えば、その領域で光がより強くかつスペキュラーであるので、光源によってより大きな反射を有することが望ましいが、観者が反射フィルム内でスペキュラー領域から拡散領域への遷移を見ることは好ましくない。勾配は、その遷移を観者によって検出できないようにする。反射効率は次式の数学的偏差によって変わることができる。
【００４６】
反射効率＝ｅ^{１／ 距離}またはｅ^{−１／ 距離}
反射効率＝１／距離または−１／距離
反射効率＝距離×ｘまたは−距離×ｘ　（ｘは実数）
【００４７】
各特定の光反射用途が、必要な変動量および反射効率が距離に対して変わる比率を決定する。
【００４８】
拡散反射フィルムを拡散される光源に合うように作製する。典型的には、均一に照らされるディスプレイを製造するためには、光源近くではより拡散反射し、光源から遠くにはなれると小さくすることが必要である。光源がディスプレイに対して配置される場所が、どの程度およびどのタイプの可変反射体が必要なのかを決定する。形状が方形の対角線に沿う反射効率を有する光反射体が好ましい。
これは、方形の対角線上の照明変動を補償するのに好ましい。
【００４９】
本発明の別の態様では、形状が方形で、方形の幅または高さに沿う反射効率を有する光反射体が好ましい。別の用途の場合、好ましい光反射体は反射フィルムの中心から周辺部への反射効率変動を有する。好ましくは、光反射体は反射フィルムの周辺部に沿う反射効率変動を有する。好ましい光反射体は、等効率線が長円パターンを表すような反射効率変動を有する。好ましい光反射体はパターンを有する反射効率変動を有する。可変反射体フィルムは、光源およびディスプレイ構成に基づいていずれのこれらの変動も採用することができる。
【００５０】
例えば、液晶ディスプレイ装置の従来技術の光拡散体は光拡散体の端部または周辺印刷を用いて、光が典型的にＬＣＤフレームに吸収されるディスプレイの端部から遠くに光を向ける。ＬＣＤフレームに吸収された光は光エネルギーが失われ、吸収された照明光エネルギーは、ＬＣ画像を照明するのに用いることができない。
【００５１】
従来技術のＬＣＤ装置のための拡散体は、一般的に、白色または銀で印刷され、周辺光の一定部分が、その周辺からはなれた照明部品によって「リサイクル」可能なように、周辺光のスペキュラー反射を提供する周辺のまわりのドットを反射する。白色反射ドットの印刷がＬＣＤフレームによって吸収される光エネルギーの量を少なくするが、周辺印刷はそれが追加の印刷操作を必要とする点で高価である。光拡散体の周辺印刷は、端部吸収を３０％低下させることが判った。反射フィルムの周辺により少ない拡散領域（より多いスペキュラー領域）を用いると、より多くの光が、ディスプレイの端部に向けられて失われる代わりに、背面照明からディスプレイ上の利用可能な空間に直接向けられるであろう。従って、この可変反射体は光拡散フィルム上に反射領域を印刷する必要性を代替するであろう。
【００５２】
好ましくは、光反射体はスペキュラー成分を有する反射効率変動を有する。プレ製造プロセスまたはポスト製造プロセスを用いて、この反射フィルムを選択的に、「開ける（ｔｕｒｎ　ｏｎ）」または「閉める（ｔｕｒｎ　ｏｆｆ）」（当該領域を拡散とするか、またはスペキュラーとするかを意味する）となることができる。フィルムのスペキュラー領域は、パターンおよびテキストを形成することができる。また、スペキュラーおよび拡散光反射の領域を有するフィルムを、スペキュラーおよび拡散反射のパターンもしくは領域を有するディスプレイおよびミラーの装飾に用いることができる。
【００５３】
好ましい光反射体は反射フィルムの端部上で、フィルムの中心部よりも少なくとも１０％小さい反射効率の反射効率変動を有する。液晶ディスプレイの端部のところで、装置から遠くにかつ離れて方向付けされるので、拡散反射された光の一部は失われる。ディスプレイの端部を中心部よりもより多くスペキュラー反射性とすることによって、光はほとんどディスプレイから失われず、明るいディスプレイを生じる。これにより、拡散フィルム上の端部印刷の必要性を少なくまたは無くすことができる。
【００５４】
少なくとも一層の反射層および少なくとも１つのフィルムを有する拡散反射体が好ましい。これは複数の反射フィルムを多くの用途に適合させることができる。反射率の大きさは、拡散率とは無関係に調整できる。さらに、同じ厚みの単一の反射フィルムと比較して、フィルムの反射特性を低下させることなくコストを低下させることができる。
【００５５】
一つの態様では、ポリマーフィルムの底部に接着剤で接着された反射層を有する拡散反射体が好ましい。光が空気からポリマー複合レンズ通り、そして反射された後、光が複合レンズを通ってポリマーフィルムから空気に出るとき、反射体が光を反射するときに二回光が拡散されるからである。この態様もまた写真製造システムにおける製造に好適である。
【００５６】
別の態様では、反射層はポリマーフィルムの底部と一体化している。光が空気からポリマー複合レンズ通り、そして反射された後、光が複合レンズを通ってポリマーフィルムから空気に出るとき、反射体が光を反射するときに二回光が拡散されるのでこの態様は好ましい。反射層がポリマーベースと一体化しているので、接着工程を省略することができ、この反射層ポリマーフィルムとより光学的に接触することができる。
【００５７】
複合レンズの最上部面に反射層が一体化されている別の態様も好ましい。反射は複合レンズフィルムの表面で起こり、その表面の反射レンズによって拡散される。これは、光が多層ポリマー層を通らねばならない代わりにレンズの表面から離れて反射され、反射をより効率良くするので有利である。もう一つの利点は、反射率および拡散反射率の量を、複合レンズの面上にある反射層の厚みでコントロールすることができることである。
【００５８】
別の態様では、このポリマーフィルムは反射性である。これは、レンズを反射ベース上に直接適用でき、別個のポリマーフィルムおよび反射フィルムの必要が無いので好ましい。反射ベースに適用されるレンズの形状を変えると、反射の場合の拡散量を容易に変えることができる。
【００５９】
好ましくは、反射層は金属を含む。金属、例えば、金または銀は非常に効率の良い反射性を有し、反射体に使用すると、この反射体の効率を高める。また、金属は反射フィルムに強度、硬度および導電性も付与する。
【００６０】
別の態様では、反射層は合金を含む。合金を用いることは、反射率および機械特性を異なる性質を有する２種類以上の金属を使って調整することができるので、好ましい。
【００６１】
別の態様では、この反射層は酸化物を含む。酸化物はそれらが反射能と散乱特性を有するので、好ましい。散乱特性は、拡散反射体フィルムの拡散効率を増加する。
【００６２】
別の態様では、反射層は異なる屈折率を有するポリマーの層を有する。各層間の屈折率が異なると反射性フィルムを創出する。このフィルムは各層の厚みと屈折率によって調整できる着色を有する場合があり、ディスプレイに色を付ける場合がある。反射層が、０．０３〜０．１５屈折率の異なるポリマー層を３０層より多く含むことがさらに好ましい。この層の数および屈折率範囲がフィルムの反射性を最適化することが判った。
【００６３】
好ましくは、この反射層は０．５ｎｍ〜５０μｍの厚みを有する。０．５ｎｍ未満の厚みの層は、製造が困難でコストがかかる。５０μｍを超える厚みの層は追加の反射能を与えず、フィルムにより多くの材料が必要であるのでコストが増加する。この範囲が所望の反射能特性を与え、同時に材料および製造コストを最小にすることが判った。好ましくは、本発明の拡散反射体は０．５ｎｍ〜５０ｎｍの厚みの反射層を有する。この範囲で、この拡散反射体は、拡散透過反射体となる。金属化被膜は、入射光の一部を反射し、入射光の一部を透過するほど十分に薄い。この拡散透過反射体を、携帯端末またはＰＤＡディスプレイのような透過反射装置に用いることができる。
【００６４】
好ましくは、反射層は５００ｎｍのところで５０％以上の反射能を有する。４０％未満の反射能では、この反射層による光量損失（透過または吸収のため）が、透過型、透過反射型、または反射型液晶ディスプレイ等のディスプレイを、暗くし見るのを困難にする。高い反射能が明るいディスプレイを創出するので、５００ｎｍのところで９４％以上の反射能を有する反射層が最も好ましい。この高反射能は、透過型ディスプレイをより明るくすることもできるし、あるいは電池寿命を延ばすのに用いることもできる。この高反射能は、反射型ディスプレイをより明るくし、全ての照明条件下で読むことさらに容易にすることができる。
【００６５】
好ましくは、反射層は０．０３〜１８００Ω／□の抵抗率を有する。この範囲が、静電印刷に最適となることが判った。反射層が２０００Ω／□を超える抵抗率を有し、電荷がこの層の上に置かれると、電気移動が不十分なため熱くなるかもしれない。
【００６６】
ベース表面に複数の凸形または凹形の複合レンズを有する、最上部および底部を有する光反射フィルムが好ましい。湾曲した凹および凸形ポリマーレンズが、非常に効率の良い光拡散反射を提供することが判った。さらに、この複合レンズを、マクロ反射効率変動を達成するように、設計またはポスト製造法を変えることができる。
【００６７】
別の態様では、凸型または凹型レンズは反射性である。反射はこの複合レンズフィルムの表面で起き、表面にある反射性レンズによって拡散される。複数のポリマー層を通過する代わりに、レンズ面で光が反射され、反射性をより効率良くするので、これは利点である。別の利点は、反射および拡散反射の量を、レンズの配置および複合レンズ層の厚みによってコントロールできることである。
【００６８】
ポリマーフィルムの表面にある凹形または凸形複合レンズがランダムに配置されているのが好ましい。レンズのランダム配置により、本発明の材料の拡散効率が高まる。さらに、規則正しい凸形または凹形配置を避けることにより、好ましくない光学干渉パターンが防止される。
【００６９】
本発明の態様では、凹型または凸形レンズをベースの両側に配置する。ベースの両側にレンズ群を配置することにより、一方の側に本発明のレンズ群を置く場合と比較して、より効率の良い光拡散が見られる。さらに、ベースの両側にレンズを配置すると、ＬＣディスプレイ装置内の輝度増強フィルムから最も遠いレンズの焦点距離を長くする。さらに、反射効率および反射率変動を、反射フィルムの一方の面からもう一方の面に変えることができる。
【００７０】
好ましくは凹形または凸形レンズは、任意の方向に５〜２５０個複合レンズ／ｍｍの平均頻度数を有する。フィルムが平均２８５個複合レンズ／ｍｍを有するとき、レンズの幅は光の波長に近づく。このレンズは、レンズを通過する光に色を付与し、ディスプレイの色温度を変化させる。４レンズ／ｍｍ未満は大きすぎるレンズを生み出し、従ってあまり効率的に光を拡散させない。任意の方向に平均頻度数が２２〜６６個複合レンズ／ｍｍを有する凹形または凸形レンズが、さらに好ましい。平均頻度数２２〜６６個の複合レンズは、効率的な光拡散を提供し、ランダムパターンのローラーに対してキャストコートされたポリマーを使用して、効率的に製造することができる。
【００７１】
光反射体は、ｘおよびｙ方向に３〜６０μｍの平均幅で凹形または凸形レンズを有する。レンズが１μｍ未満である場合、レンズの大きさは光の波長のオーダーであるため、通過する光に色のシフトを付与する。レンズがｘまたはｙ方向に６８μｍ以上の平均幅を有する時、レンズは大きすぎて光を効率的に拡散できない。さらに好ましくは、ｘおよびｙ方向に平均幅が１５〜４０μｍの凹形または凸形レンズである。このサイズのレンズは、最も効率的な拡散を与えることが判った。
【００７２】
凹形または凸形複合レンズは小レンズを構成する（ここで、小さいレンズのｘおよびｙ方向の幅は、好ましくは２〜２０μｍである）。小レンズが１μｍ未満のサイズを有すると、レンズの大きさは光の波長のオーダーであるため、通過する光に色のシフトを付与する。小レンズが２５μｍより大きいサイズを有すると、レンズの複雑さが低下するため、拡散効率は低下する。さらに好ましいのは、ｘおよびｙ方向に３〜８μｍの幅を有する小レンズである。この範囲が最も効率的な拡散を与えることが判った。
【００７３】
凹形または凸形のレンズは好ましくは、０．０３〜１．０の高さ／直径比を有する。高さ／直径比が０．０１未満（非常に広くかつ薄いレンズ）は、光を効率的に広げるのに充分な曲率が無いため、拡散性が限定される。高さ／直径比が２．５より大きいと、レンズの側面と基体の間の角度の大きいレンズができる。これは、内部の反射を引き起こし、レンズの拡散能を制限する。凹形または凸形のレンズの高さ／直径比が０．２５〜０．４８が最も好ましい。最も効率的な拡散は、この範囲で起きることが判った。
【００７４】
大レンズ１つ当たりの小レンズの数は、好ましくは２〜６０である。大レンズが１つまたは０個の小レンズを有する場合は、その複雑さが低下し、従って効率的に拡散しない。大レンズが７０を超える小レンズを含有する場合、一部の小レンズの幅は、光の波長に近づき、透過される光に色を付与する。大レンズ１つ当たり５〜１８個の小レンズが最も好ましい。この範囲は、最も効率的な拡散を発生することが判った。
【００７５】
好ましくは凹形または凸形のレンズは、半球形状（各小型レンズの表面は球の扇形であるが、半球ではないことを意味する）である。これにより、ｘ−ｙ平面にわたって優れた均一の拡散が得られる。半球形状のレンズは、入射光を均一に分散させ、これは、ディスプレイ領域を均一に点灯しなければならない背面照明型または反射型ディスプレイへの適用に理想的である。
【００７６】
本発明の別の態様では、凹形または凸形のレンズは非球面であり、すなわちレンズの幅がｘ方向とｙ方向で異なることを意味する。これは、光をｘ−ｙ平面に選択的に分散させる。例えば、特定のｘ−ｙアスペクト比により、楕円分散パターンが得られる場合がある。これは、ＬＣ装置の前面では有用であり、光を垂直方向よりも水平方向により多く分散させ、視野角が増加する。
【００７７】
好ましくは、凹形または凸形複合レンズは、オレフィン反復単位を含む。ポリオレフィンは、安価で、光透過性が高い。さらにポリオレフィンポリマーは、効率的に溶融押出しでき、従ってロール形態で光反射体を生成するのに使用することができる。
【００７８】
本発明の別の態様において、凹形または凸形複合レンズは、カーボネート反復単位を含む。ポリカーボネートは、高い光学透過値を有し、高い光透過と拡散を可能にする。高光透過は、低光透過値を有する拡散材料より明るいＬＣ装置を提供する。
【００７９】
本発明の別の態様において、凹形または凸形複合レンズは、エステル反復単位を含む。ポリエステルは、安価で、良好な強度と表面特性を有する。さらにポリエステルポリマーは、８０〜２００℃の温度で大きさが安定しており、従ってディスプレイ光源が発生する熱に耐えることができる。
【００８０】
好ましくはポリマー支持体は、エステル反復単位を含む。ポリエステルは安価であり、充分な強度と表面特性を有する。さらにポリエステルポリマーフィルムは、密封ディスプレイ装置中で遭遇する現行の温度範囲にわたって寸法安定性である。ポリエステルポリマーは、破砕しやすく、ディスプレイ装置への挿入のための反射フィルムの打ち抜きが可能である。
【００８１】
ポリマーフィルムの別の態様では、ポリマー支持体はカーボネート反復単位を含む。ポリカーボネートは、ポリオレフィンポリマーと比較して高い光学透過値を有し、従ってディスプレイ装置の明るさを改良することができる。
【００８２】
本発明の別の態様では、ポリマー支持体は、オレフィン反復単位を含む。ポリオレフィンは安価あり、充分な強度と表面特性を有する。
【００８３】
本発明の別の態様では、ポリマー支持体は、酢酸セルロースを含む。トリアセチルセルロースは、高い光学透過と低い光学的複屈折を有し、本発明の反射体が、拡散光反射と好ましくない光学パターンの低下との両方を有することを可能にする。
【００８４】
光反射体の厚さは好ましくは、２５０μｍ未満であり、さらに好ましくは１２．５〜１００μｍである。ＬＣ装置の現在のデザインの流行は、より軽く薄い装置である。光反射体の厚さを２５０μｍ未満に薄くすることにより、ＬＣ装置をより軽くかつ薄くできる。さらに、光反射体の厚さを薄くすることにより、ＬＣ装置の明るさを、光透過を減らすことによって改善することができる。光反射体のさらに好ましい厚みは１２．５〜１００マイクロであり、この光反射体を、明度増大フィルムのようなＬＣ装置内の他の光学材料と都合よく組合せることができる。さらに光反射体の厚さを薄くすることにより、反射体の材料の含量が減少する。
【００８５】
本発明の熱可塑性光反射体は典型的に他の光学的ウェブ材料と組合せて用いられるので、５００ＭＰａを超える弾性率を有する光反射体が好ましい。５００ＭＰａを超える弾性率により、他の光学的ウェブ材料と組合せるために、この光反射体を感圧接着剤で積層することが可能となる。さらに、この光反射体は機械的に強靱であるので、華奢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、この光反射体は組立てプロセスでの苛酷さ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反射体が好ましい。衝撃抵抗が０．６ＧＰａを超えると、光反射体は引掻きおよ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。
【００８６】
本発明の光反射体は、従来のフィルム製造設備を用いて高生産性で作製することができる。本発明は、微小空隙を含有する、空隙を有する熱可塑性樹脂層を利用する。ポリマーマトリックス中に空気から成る微小空隙が設けられていることが好ましく、このような微小空隙が、ＬＣＤ装置の光拡散および拡散反射を創出するためにポリマーシート上の表面粗さに依存する反射体中の従来の拡散体材料と比べて、極めて効率的な光拡散体であることが判った。空気を含有する微小空隙を有する層は、空隙内に含有された空気（ｎ＝１）とポリマーマトリックス（ｎ＝１．２〜１．８）との間に大きな屈折率差を有する。このように大きな屈折率差は、優れた拡散と高い光透過とを提供し、ＬＣＤ画像をより明るくし、かつ／または、光のための電力所要量を低減し、従って電池寿命を延ばすことができる。さらに、微小空隙を有する反射体フィルムは、プレ製造またはポスト製造を変えてマクロ反射効率変動を実現することができる。
【００８７】
本発明の微小空隙は実質的には空気なので、空気含有空隙の屈折率は１である。空気含有空隙と熱可塑性マトリックスとの間の屈折率差は０．２を超えることが好ましい。屈折率差が０．２を超えると、ＬＣＤ背面光源の優れた拡散が可能になり、また、屈折率差が０．２を超えると、薄膜内でのバルク拡散が可能になることが判った。このバルク拡散により、ＬＣＤ製造者はＬＣスクリーンの厚みを低減することができる。熱可塑性樹脂層は好ましくは、垂直方向において、０．２を超える少なくとも４つの屈折率変化を有している。４つを超える屈折率変化は、大抵のＬＣ装置に充分な拡散を提供することが判った。垂直方向における屈折率差が３０個以上あると、秀でた拡散が可能になる一方で、透過光量が著しく低減され、ＬＣ装置の明るさが著しく低下する。
【００８８】
実質的に円形の空隙、即ち、副軸に対して主軸が２．０〜０．５である空隙が好ましい。なぜなら、実質的に円形の空隙が効率の良い光エネルギーの拡散および光エネルギーの不均一な拡散の低下を提供するからである。レンズの副軸径に対する主軸径の比が２．０未満であるのが好ましい。この比が２．０未満であると、ＬＣ光源の優れた拡散を提供することが判った。さらに、この比が３．０を超えると球である空隙を生成し、球形の空隙が光を不均一に分散することが判った。光拡散および光透過が最適化されるので、１．０〜１．６の比が最も好ましい。
【００８９】
光反射体は好ましくは表面拡散体を含む。表面反射体は、プレ製造プロセスおよびポスト製造プロセスで容易に変わり、マクロ拡散効率および反射効率変動を実現する。さらに、表面拡散体は空気に暴露したその粗面を用いて、拡散体の材料と取り囲む媒体との間の屈折率差を可能なかぎり最大にし、入射光の最大角拡がりおよび非常に効率の良い入射光の広がりを与える。
【００９０】
本発明の別の態様では、拡散反射体を創出するためにバルク拡散が好ましい。
バルク拡散体はマクロ反射効率変動を伴って製造でき、または変動を生成するためにポスト製造プロセスにかけることができる。さらに、バルク拡散体はフィルムを通る屈折率変化に頼っており、効率良くはたらく空気界面を必要としない。
【００９１】
表面微小構造を有する光反射体が好ましい。表面微小構造はその表面構造設計で容易に変えられ、そしてマクロ反射効率変動を実現するポスト製造プロセスで変えられる。微小構造を異なる拡散反射効率およびどの程度光を広げるかに向けることができる。微小構造の例は、単純または複雑な、レンズ、プリズム、錐体、および立方体である。微小構造の形状、配置、および大きさを変えて所望の拡散反射を達成することができる。表面拡散体は空気に暴露したその粗面を用いて、反射体の材料と取り囲む媒体との間の屈折率差を可能なかぎり最大にし、入射光の最大角拡がりおよび非常に効率の良い拡散反射を与える。
【００９２】
着色要素を含んでなる拡散反射体が好ましい。この着色要素は、着色される反射を生成することができ、または光源の色を補正することができる。あるいは、例えば、ディスプレイは中性着色光を必要とし、使用される光源が青色である場合、拡散反射体の反射が中性となり、そしてディスプレイにより合うように、イエロー着色要素を拡散反射体に追加することができる。「着色要素」とは、着色材料を意味する。例えば、これらの着色材料は、例えば、色素、顔料、または材料の薄層となることができる。
【００９３】
着色反射要素を創出する例は、着色色素または顔料を含むキャリアシートと一緒にサーマルプリントヘッドを用いることである。プリンターヘッドがポリマーシートを加熱し、圧力を提供して着色要素を転写する。
【００９４】
マクロ反射効率変動が着色反射を構成する拡散反射体が好ましい。着色反射を得るために、白色光を構成する種々の波長は、反射によって異なる影響を受ける。例えば、赤輻射線（さらに長い波長を伴う）は、あまり偏向されないが、紫輻射線はそれらの最初の方向からより多く偏向し、そして着色反射を創出する。
【００９５】
着色反射が５７０〜６２０ｎｍところのイエロー光を構成する拡散反射体が好ましい。本発明の別の態様では、着色反射が６３０〜６９０ｎｍおよび４２５〜４８０ｎｍところのマゼンタ光を構成することが好ましい。好ましくは、着色反射は、４８０〜５２０ｎｍところのシアン光を構成する。本発明の別の態様では、着色反射は、６３０〜６９０ｎｍところの赤光を構成する。好ましい拡散反射体は、５２５〜５９０ｎｍのところの緑光を構成する。別の用途では、好ましい拡散反射体は、４２５〜４８０ｎｍところの青光を構成する。所望の着色反射色は、その適用および用途に依存する。
【００９６】
可変拡散フィルムを製造するために、プレ製造プロセス工程またはポスト製造プロセス工程の２つの方法がある。反射の全体量（９０％または５０％かどうか）は、拡散反射効率を変えない。反射効率は全体反射が拡散される比率に依存し、全体反射の量よりはむしろ反射体の拡散要素によって設定される。
【００９７】
選択的に変更された光反射効率を有する拡散反射体を提供するポスト製造法が好ましい。ポスト製造では、複合レンズ、空隙ポリマー、または表面テクスチャーを、熱および／または圧力をかけて変えることができる。熱および／もしくは圧力勾配またはパターンのプロセスが、可変反射フィルムを製造するのに好ましい。熱をポリマーフィルムに加えると、このポリマー拡散要素が部分的にまたは完全に溶融し、そして新しい構造を形成するまで冷却される。複合レンズ表面の場合、熱がポリマーレンズを溶融し、そして形を変えて新しい形状のレンズを形成するか、または平滑なポリマー表面を形成する（拡散要素中または国産要素の最上部上に反射要素がある場合は、拡散要素の再成形の後）。この平滑ポリマーフィルムおよび反射層は光をスペキュラーに反射することができる。加熱は反射体シートの一部を選択的に、部分的に拡散またはスペキュラー反射体に変える方法であり、非常に正確な方法で適用して、スペキュラードット、ライン、パターン、およびテキストを創出することができる。空隙を有するポリマーに加える熱が、ポリマーを溶融し、熱を加えた範囲で空隙を閉じる。空隙を部分的に溶融して拡散反射を小さくするか、または完全に溶融して、バルク空隙ポリマーにスペキュラー反射領域を創出する。
【００９８】
また、圧力を用いて拡散反射フィルムの選択した領域の反射特性を変えることができる。ポスト製造では、複合レンズ、バルク空隙ポリマー、または表面テクスチャーを、圧力をかけて変えることができる。圧力勾配またはパターン適用するプロセスが、可変拡散反射フィルムを製造するのに好ましい。圧力をポリマーフィルムに加えると、このポリマー拡散要素が部分的にまたは完全に圧縮され、そして新しい構造を形成する。複合レンズ表面の場合、圧力によりレンズが圧縮され（拡散要素中または国産要素の最上部上に反射要素がある場合は、拡散要素の再成形の後）、そして形を変えて新しい平らなレンズ（部分的に拡散する）を形成するか、または平滑なポリマー表面（スペキュラー）を形成する。この平滑ポリマーフィルムおよび反射層はほとんど全部スペキュラーである。拡散要素を変えるのに必要な加圧量は、使用する材料（ポリマー）および反射体の厚みによる。加圧は拡散反射シートの一部を選択的にスペキュラー反射シートに変える方法であり、非常に正確な方法で適用して、スペキュラードット、ライン、パターン、およびテキストを創出することができる。空隙を有するポリマーに加える圧力が、ポリマーを圧縮し、圧力を加えた程度に従って空隙を閉じる。空隙を部分的に閉じて拡散を小さくするか、または完全に閉じて、バルク空隙拡散反射体にスペキュラー領域を創出する。ポスト製造では、加熱と加圧を一緒に、または別々に行って、拡散フィルムの反射特性を拡散からスペキュラーへと選択的に変えることができる。
【００９９】
ポスト製造プロセスの例は、複合レンズ拡散反射体の低Ｔｇ複合レンズを溶融させるために、サーマルプリントヘッド（熱および圧力）を用いることである。
着色色素または顔料を有しない単なるキャリアシートを用いて、プリンターが印刷するとき、プリンターヘッドが、このポリマーシートを加熱し、圧力を与えて複合レンズを変形させるか、完全に溶融する。拡散、半拡散およびスペキュラー反射領域の解像度は、プリントヘッドの解像度に従う。
【０１００】
拡散要素（例えば、複合レンズ、バルク空隙ポリマー、または表面テクスチャー）を変えることによって位置に対して選択的に反射フィルムの拡散反射特性を変えることができるプレ製造プロセスが好ましい。複合レンズの反射効率を変えるプレ製造プロセスは、複合レンズの大きさ、アスペクト比、周波数および複雑性を変更することである。これは、マスター冷却ロールの複合レンズパターンを変えることによって達成される。冷却ロールは、ビーズまたは粒子ブラスティング、およびその後のクロムメッキによって製造される。ビーズまたは粒子ブラスティングを変える（大きさ、粒子の数、粒子の速度等）か、または冷却ロール面上のクロムメッキプロセスを選択的に変えることによって、マクロ反射効率変動を有するマスターロールを作製する。これにより、最も拡散反射するから拡散反射しない（フィルムのスペキュラー反射領域が生成される）まで様々な変化を形成することができる（フィルムにスペキュラー領域を生成するためには、冷却ロールが平らになるか、それに表面構造をもたせない）。このプレ製造プロセスは、拡散勾配、パターンまたは一様なテキストを創出することができる。
【０１０１】
プレ製造プロセスは、バルク空隙ポリマーの拡散要素を変えることによって位置に対して選択的に空隙を有する拡散反射フィルムの反射特性を変えることができる。空隙層の厚みおよび空隙特性は、距離に対して、空隙を有するポリマーの拡散反射効率を変化させる２つのパラメータである。空隙層厚を反射シート全体にわたって厚みを変えて押し出すことができる。または、空隙層厚を他よりも選択領域内でより延伸することができる。これらの厚みの違いがマクロ反射効率変動を生じる。反射効率変動を発達させるために、空隙特性もまたプレ製造プロセスでかえることができる。例えば、空隙誘導ビーズの大きさを、場所によって変えて異なる大きさの空隙を生じさせることができる。空隙誘導ビーズの濃度も、反射シートのまわりに合わせて他の領域よりもある一定領域の空隙を多くすることもできる。
【０１０２】
別の表面反射体では、マスターロールのパターンを、選択領域内ではより拡散そしてよりスペキュラー反射領域を創出するように調整することができる。マトリクスに塗布されたビーズの場合、塗布されたビーズをサイズまたは濃度に関して変えることができる。例えば、塗布時に、より大きなビーズをコーティング段階にポンプ注入することができ、あるいは、ビーズのサイズまたは濃度の勾配を、ウェブ全体に塗布して反射効率勾配を創出することができる。
【０１０３】
図１は、液晶ディスプレイ装置での使用に適した、可変光反射フィルムの断面を例示する。可変光反射フィルム８は、透明ポリマーベース２０を有し、その上に、大レンズ２２が、透明ポリマーベース２６の表面に適用される。小レンズ２４は、大レンズ２２の上にある。複雑な複合レンズ３０は、幅に対する高さの高い比を有し、簡単な複合レンズ３２よりも大レンズ１個当たりより多くの小レンズを有し、この簡単な複合レンズは幅に対する高さの小さい比を有し、大レンズ１個当たりより少ない小レンズを有する。１つの大レンズ当たりの小レンズの位置および数の変動、ならびに複合レンズの周波数がマクロ拡散効率変動を生成する。アルミニウム塗膜３４が複合レンズの表面に適用されている。本発明は大レンズ２２の表面上に複数の小レンズ２４を含む。本発明の光反射体は大レンズ２２および小レンズ２４に由来する多くの拡散面を有する。
【０１０４】
図２は、可変光反射フィルム８を有する液晶ディスプレイ装置を例示する。可視光線源１８は、照明され、光は、ライトガイド２中に誘導される。ランプ反射体４は、光エネルギーをライトガイド２（アクリル箱で示される）に向けるのに使用される。反射テープ６、反射テープ１０および反射フィルム８は、光エネルギーがライトガイド２から好ましくない方向に出るのを防ぐのに使用される。光拡散フィルム１２は、ライトガイドから出る光エネルギーを、光拡散フィルムと垂直の方向に拡散させるために使用される。明度増強フィルム１４は、光エネルギーを偏光フィルム１６に向けるのに使用される。光拡散フィルム１２は、明度増強フィルム１４と接触している。
【０１０５】
本発明の光反射体の場合、微小空隙を有する複合体二軸延伸ポリオレフィンシートが好ましく、これらのシートはコア層と表面層（複数可）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。これにより、コア層に含有された空隙誘導材の周りに空隙が形成される。二軸延伸層の場合、二軸延伸シートに適したクラスの熱可塑性ポリマー、および、好ましい複合シートのコアマトリックス−ポリマーはポリオレフィンから成る。適切なポリオレフィンの例としては、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、ポリブチレンおよびこれらの混合物が挙げられる。ヘキセン、ブテンおよびオクテンのような、プロピレンおよ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。ポリエチレンはこれが低コストで望ましい強度特性を有するので好ましい。このような複合シートは例えば米国特許第４，３７７，６１６号明細書；同第４，７５８，４６２号明細書および同第４，６３２，８６９号明細書に開示されている。これらの開示内容を参考のため引用する。光反射体フィルムは、少なくとも１つの空隙を有するポリマー層を備えたポリマーシートを含んで成り、空隙を有していないポリエステルポリマー層（複数可）を含有してもよい。光反射体フィルムは、前記ポリマーシートの前記空隙を有する層の約２〜６０容量％の空隙スペースを有するのがよい。このような空隙濃度は、透過率および反射特性を最適化する一方、背面照明およびフィラメントを隠すのに充分な拡散出力を提供するのに望ましい。本発明の微小空隙含有延伸フィルムの厚みは約１μｍ〜４００μｍであるのが好ましく、５μｍ〜２００μｍであることがより好ましい。
【０１０６】
本発明の光反射体は、微小空隙を有する層に隣接して、空隙を有していない１つまたは複数のスキン層を備えることが好ましい。この複合シートの、空隙を有していないスキン層は、コアマトリックスに関して上に挙げたものと同じポリマー材料から形成することができる。複合シートは、コアマトリックスと同じポリマー材料から成るスキン（複数可）と共に形成することができる。あるいは複合シートは、コアマトリックスとは異なるポリマー組成物から成るスキン（複数可）と共に形成することができる。適合性のために、コアに対するスキン層の接着を促進するために、補助層を使用することができる。この部材には、任意の適切なポリエステルシートを、これが延伸されるならば利用することができる。延伸は多層構造に追加の強度を提供し、この追加の強度は、ディスプレイが組み立てられるときに取り扱い特性を向上させる。微小空隙延伸シートは、空隙がＴｉＯ_２を使用することなしに、不透明性を提供するので好ましい。微小空隙を有する層は、コアと薄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ので便利である。これにより空隙が、薄層中に含有された空隙誘導材の周りに形成される。
【０１０７】
ポリエステル製の微小空隙を有する光反射体も好ましい。なぜなら延伸ポリエステルは優れた強度、耐衝撃性、耐化学性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、約５０℃〜約１５０℃、好ましくは約６０℃〜１００℃のガラス転移温度を有するのがよく、延伸可能であるのがよく、最小０．５０、好ましくは０．６〜０．９の固有粘度を有するのがよい。好適なポリエステルの例としては、４〜２０個の炭素原子を有する芳香族、脂肪族または脂環式のジカルボン酸、および２〜２４個の炭素原子を有する脂肪族または脂環式のグリコールから生成されたポリエステルが挙げられる。好適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、ナトリウムスルホイソ−フタル酸、およびこれらの混合物が挙げられる。好適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およ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、良く知られた技法、例えば米国特許第２，４６５，３１９号明細書および同第２，９０１，４６６号明細書に記載された技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、テレフタル酸また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、および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できるポリ（エチレンテレフタレート）が特に好ましい。ポリプロピレンもまた有用である。他の好適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は、米国特許第４，４２０，６０７号明細書、同第４，４５９，４０２号明細書および同第４，４６８，５１０号明細書に開示されたコポリエステルである。
【０１０８】
ポリエステル反射体シートの同時押出し、急冷、延伸、およびヒートセットは、技術的に良く知られた、延伸シート製造法によって、例えば平板（ｆｌａｔ　ｓｈｅｅｔ）法、バブル法またはチューブラ法によって行うことができる。平板法は、スリットダイを通して配合物を押出し、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、スキン成分（複数可）とをガラス凝固温度よりも低温に急冷することを必要とする。急冷されたシートは次いで、ガラス転移温度より上でかつマトリックスポリマーの溶融温度より下の温度で互いに直角方向に延伸することにより、二軸延伸される。シートは一方の方向に、次いで第二の方向に延伸されることができ、あるいは、同時に両方向に延伸してもよい。シートが延伸された後、ポリマーを結晶化するかまたはアニールし、一方、両延伸方向でシートが収縮するのをある程度まで抑制するのに充分な温度にシートを加熱することにより、シートをヒートセッティングする。
【０１０９】
反射フィルムには、異なる効果を達成することができる追加の層を加えることが好ましい。このような層は固有の特性を有するシートを製造するために、色味剤、帯電防止材または異なる空隙形成材を含有してもよい。二軸延伸シートは、接着力を改善する表面層と共に形成されてもよい。二軸延伸押出しは、或る特定の所望の特性を達成したい場合には、１０層もの多くの層と共に行うこともできる。
【０１１０】
画像要素の色を変えるために、ポリエステルスキン層には、添加物を加えることが好ましい。３２０℃を超える押出し温度に耐えることが可能な着色顔料が好ましい。それというのも、３２０℃を超える温度が、スキン層の同時押出しに必要だからである。
【０１１１】
加えることができる本発明の添加物は、蛍光増白剤である。蛍光増白剤は、実質的に無色の蛍光性の有機化合物であり、紫外線を吸収し、これを青い可視光線として放出する。例としては、特に限定されないが、４，４’−ジアミノスティルベン−２，２’−ジスルホン酸、４−メチル−７−ジエチルアミノクマリンのようなクマリン誘導体、１−４−ビス（Ｏ−シアノスチリル）ベンゾール、および２−アミノ−４−メチルフェノールがある。これの予想外に好ましい特徴は、蛍光増白剤の効率的な使用である。透過ディスプレイ材料の紫外線源は、画像の反対側にあり、紫外線強度は、画像形成層に一般的な紫外線フィルターによっては低下しない。結果は、蛍光増白剤をほとんど使用しないで、所望のバックグランド色を達成することが必要である。
【０１１２】
ポリエステル光反射体を、同時押出しプロセスおよび延伸プロセス後、または、キャスティングと完全延伸との間に、任意の数の塗膜でコーティングまたは処理することができる。このような塗膜は、シートの特性、例えば印刷性を改善するために、または防湿層を形成するために、または拡散体シートをヒートシール可能にするために、または接着力を改善するために使用することができる。例えば、印刷性のためにはアクリル塗膜が使用され、ヒートシール特性のためには、ポリ塩化ビニリデンから成る塗膜が使用される。さらなる例としては、印刷性または接着力を改善するためのフレーム処理、プラズマまたはコロナ放電処理が挙げられる。微小空隙を有するコア上に空隙を有していない少なくとも１つのスキンを有することにより、シートの引張り強さが増大され、シートをより製造し易くする。このことにより、空隙を施された全ての層と共に形成される場合よりも、シートはより広い幅で、より高い延伸速度で形成可能になる。空隙を有していない層（複数可）は、フィルム製造後、剥離することができる。さらに、層を同時押出しすることにより、製造プロセスがシンプルになる。
【０１１３】
本発明の光反射体は、光学的補償フィルム、偏光フィルムおよび液晶層の基板構造から選択される１つまたは複数の層との組合せで使用することができる。本発明の延伸フィルムは、延伸フィルム／偏光フィルム／光学的補償フィルムの順での組合せによって使用されることが好ましい。液晶表示装置との組合せにおいて上記フィルムを使用する場合、フィルムは互いに、例えば反射損の最小化などのために接着剤を介して接着されることが好ましい。接着剤は、光の界面反射損を抑制するように、延伸フィルムの屈折率に近似した屈折率を有する接着剤であることが好ましい。感圧または感熱性接着剤をこの反射体に適用してもよい。
【０１１４】
本発明の光反射は、透明ポリマーから形成されたフィルムまたはシートとの組合せで使用することができる。このようなポリマーの例は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン、テレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレート、アクリルポリマー、例えばポリメチルメタクリレート、およびポリエチレン、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、ポリアリーレートおよびトリアセチルセルロースである。光反射体を支持体用のガラスシートに取り付けることができる。
【０１１５】
本発明の光反射体には、入射角に伴って光散乱特性を変化させる光学特性を悪化させない範囲で、フィルムの延伸性および表面滑性を改善するために、例えばシリカのような添加剤また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、アルコールまたはケトン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂またはデルタ金属酸化物の微粒子または充填剤である。
【０１１６】
本発明の光反射体は通常、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、光学的異方性材料から成る。この材料は、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Δｎとの積、すなわち、Δｎ×ｄ（位相遅れ）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。Δｎ×ｄレベル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。
【０１１７】
本発明の微小空隙含有延伸フィルムは、光を拡散的に反射させる機能を有する。これらの多数の微小空隙と、微小空隙により形成されるミクロレンズとにより形成される周期的に変化する屈折率分布は、回折格子のような構造を形成し、これにより、光を散乱させる光学特性に寄与する。空隙を有する熱可塑性拡散体シートは優れた光散乱を可能にする一方、高い光透過率（％）を有する。「空隙」は本明細書中において、添加される固体状および液状の物質の欠如を意味するが、「空隙」が気体を有することもあり得る。完成したパッケージングシートコア中に残る空隙誘導粒子の直径は０．１〜１０μｍであるのがよく、好ましくは丸い形状を有し、これにより所望の形状および大きさの空隙を形成する。この大きさの誘導粒子を使用した結果として生じる空隙を、本明細書中では「微小空隙」と呼ぶ。空隙は、層の延伸されていない厚み方向、即ちＺ方向において、１０μｍ以下の寸法を示す。空隙の大きさはまた、マシン方向およびマシン方向に対して横方向における延伸度に依存する。理想的には、空隙は、縁部が接する、凹状の互いに対向する２つのディスクによって画定される形状を呈することになる。
換言すれば、空隙は光エネルギー方向（本明細書中では垂直方向とも呼ばれる）に対して直角の平面内で、実質的に円形断面を有する傾向にある。空隙は、２つの主次元（長軸および短軸）がシートのマシン方向およびマシン方向に対して横方向と整列するように配向される。Ｚ方向軸は副次元であり、おおざっぱに言って、空隙形成粒子の断面直径の大きさを有する。空隙は一般的に、閉じたセルである傾向にあり、従って、気体または液体が横切ることのできるような、空隙を有するコアの一方の側から他方の側へ開く通路は事実上ない。
【０１１８】
有機性球から形成された微小空隙が好ましい。なぜならば、このような有機性球は光散乱が低く、実質的に円形の空隙を形成することが判っており、またポリエステル中に簡単に分散させられるからである。さらに、空隙を有する拡散体層の大きさおよび形状は、有機性球の大きさおよび量を適性に選択することにより変えることができる。散乱無機粒子を実質的に含まない微小空隙も好ましい。粘土、ＴｉＯ_２およびシリカのような無機粒子を使用する従来技術の空隙を有するポリマー層は、可視光エネルギーを許容できないほど散乱させてしまうことが判った。背面光源からの光エネルギーを散乱させることにより、ＬＣおよび背面から光源に向かって光エネルギーが散乱させられるので、表示ユニットの効率が低下する。無機微小空隙形成粒子は、透過された光エネルギーの８％もの損失を招くおそれがあることが判った。
【０１１９】
微小空隙は、拡散反射体のポリマー層中で１００μｍ未満の容積を有する空隙である。１００μｍを上回る微小空隙は、可視光線を拡散させることはできるものの、空隙のサイズが大型なので、光の不均一な拡散が、表示装置の照明を不均一にしてしまう。８〜４２μｍ^３の熱可塑性微小空隙の容積が好ましい。６μｍ^３未満の微小空隙容積は得るのが困難である。それというのも、６μｍ^３に必要となる空隙形成剤は、ポリエステルの典型的な３×３延伸と共に空隙形成するには余りにも少量であるからである。５０μｍ^３を上回る微小空隙容積は、拡散を提供する一方、余計な材料やコストのかかる厚い拡散層を形成する。熱可塑性反射体に最も好ましい空隙容積は、１０〜２０μｍ^３である。１０〜２０μｍ^３の空隙容積は、優れた拡散および拡散反射特性を提供することが判った。
【０１２０】
有機空隙誘導材は種々の材料から選択されてよく、コアマトリックスポリマーの質量に基づいて、約５〜５０質量％の量で存在するのがよい。空隙誘導材がポリマー材料から成ることが好ましい。ポリマー材料を使用する場合、この材料は、コアマトリックスを形成するポリマーと溶融混合可能であり、しかも懸濁液が冷却されるにつれて、分散させられた球状粒子を形成することができるポリマーとなることができる。その例としては、ポリプロピレン中に分散させられたポリアミド系高分子（ナイロン）、ポリプロピレン中に分散させられたポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート中に分散させられたポリプロピレンが挙げられる。ポリマーが予備成形されており、マトリックスポリマー中にブレンドされる場合、重要な特性は粒子の大きさおよび形状である。粒子は球体であることが好ましく、これらの球体は中空でも中実でもよい。球体は、以下の群すなわち、一般式Ａｒ−Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ_２を有するアルケニル芳香族化合物（この一般式において、Ａｒは芳香族炭化水素基、または、ベンゼン系の芳香族ハロゲン炭化水素基を表し、Ｒは水素またはメチル基である）；式ＣＨ_２＝Ｃ（Ｒ’）Ｃ（Ｏ）（ＯＲ）から成るモノマーを含むアクリレートタイプのモノマー（この式において、Ｒは、水素および約１〜１２個の炭素原子を含有するアルキル基から成る群から選択され、Ｒ’は、水素およびメチルから成る群から選択される）；塩化ビニルと塩化ビニリデンとのコポリマー、アクリロニトリルおよび塩化ビニルとのコポリマー、臭化ビニル、式ＣＨ_２＝ＣＨ（Ｏ）ＣＯＲを有するビニルエステル（この式において、Ｒは２〜１８個の炭素原子を含有するアルキル基である）；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、フマル酸、オレイン酸、ビニル安息香酸；テレフタル酸およびジアルキルテレフタル酸またはそのエステル形成誘導体と、ＨＯ（ＣＨ_２）_ｎＯＨ系グリコール（この式においてｎは２〜１０の範囲内での整数であり、ポリマー分子中の反応性オレフィン結合を有する）と反応させることにより調製される合成ポリエステル樹脂、反応性オレフィン不飽和を有する共重合される最大２０質量％の第二酸またはそのエステルおよびそれらの混合物、ならびにジビニルベンゼン、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジアリルフマレート、ジアリルフタレートおよびこれらの混合物の群から選択された架橋剤を含む前記ポリエステルである。
【０１２１】
好ましい架橋ポリマービーズは２．０μｍ未満、より好ましくは０．３〜１．７μｍの平均粒度を有する。０．３μｍ未満の架橋ポリマービーズはひどく高価である。１．７μｍを上回る架橋ポリマービーズが形成する空隙は大きく、光を効率的に散乱させない。
【０１２２】
架橋ポリマーを形成する典型的なモノマーの例としては、スチレン、アクリル酸ブチル、アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリル酸メチル、エチレングリコールジメタクリレート、ビニルピリジン、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、ビニルベンジルクロリド、塩化ビニリデン、アクリル酸、ジビニルベンゼン、アリールアミドメチル−プロパンスルホン酸、ビニルトルエンなどが挙げられる。好ましくは、架橋ポリマーは、ポリスチレンまたはポリ（メチルメタクリレート）である。最も好ましくは、架橋ポリマーはポリスチレンであり、架橋剤はジビニルベンゼンである。
【０１２３】
技術的に良く知られているプロセスは、幅広い粒度分布によって特徴付けられる不均一な大きさの粒子をもたらす。その結果生じるビーズは、スクリーニングによって分類することにより、本来の粒度分布の範囲にわたるビーズを製造することができる。懸濁重合や限定凝集ような別のプロセスは、極めて均一な粒度を直接にもたらす。米国特許第６，０７４，７８８号明細書の開示内容を参考のため引用する。塗布される架橋ポリマーミクロビーズを製造するためには、「限定凝集」技法を用いることが好ましい。このプロセスは、米国特許第３，６１５，９７２号明細書に詳細に説明されている。しかし本発明に使用するための塗布されるミクロビーズの調製は、前記特許明細書に記載されている発泡剤を利用しない。適切な滑剤または滑剤の例としては、コロイドシリカ、コロイドアルミニウム、および金属酸化物、例えば酸化錫および酸化アルミニウムが挙げられる。好ましい滑剤は、コロイドシリカおよびコロイドアルミニウムであり、最も好ましいのはシリカである。滑剤の塗膜を有する架橋ポリマーは、技術的に良く知られた手順により調製することができる。例えば、滑剤を懸濁液に添加するような、従来の懸濁重合が好ましい。滑剤としては、コロイドシリカが好ましい。
【０１２４】
架橋ポリマーのミクロビーズは０．１〜５０μｍの大きさの範囲にあり、ポリエステルの質量に基づいて、５〜５０質量％の量で存在する。ポリスチレンのミクロビーズは、連続マトリックスポリマーのＴｇよりも少なくとも２０℃高いＴｇを有するのがよく、連続マトリックスポリマーと比較して硬質である。
【０１２５】
ミクロビーズの弾性およびレジリエンスは一般的に、空隙の増大をもたらし、ミクロビーズのＴｇは、延伸中の変形を回避可能にするように、マトリックスポリマーのＴｇを上回る高さにあることが好ましい。ミクロビーズのレジリエンスおよび弾性点を上回るように架橋する実際的な利点はないと思われる。
【０１２６】
架橋ポリマーから成るミクロビーズは、少なくとも部分的に空隙によって仕切られる。支持体中の空隙スペースは、フィルム支持体の２〜６０容量％、好ましくは３０〜５０容量％を占めることになる。支持体が形成される形式いかんでは、空隙はミクロビーズを完全に包囲してよく、例えば空隙はミクロビーズを包囲するドーナツ（または扁平にされたドーナツ）の形状を有してよく、あるいは、空隙は部分的にのみミクロビーズを仕切ってよく、例えば一対の空隙が互いに対向する側でミクロビーズを仕切ってよい。
【０１２７】
延伸中、空隙は、フィルムの均衡の取れた二軸延伸から、微小空隙を有するフィルムの一軸延伸まで、特徴的な形状を呈する。均衡の取れた微小空隙は、延伸平面内で概ね円形である。微小空隙の大きさおよび最終的な物理特性は、配向の度合いおよびバランス、延伸の温度および速度、結晶化の動力学的特性、ミクロビーズの粒度分布などに依存する。本発明によるフィルム支持体は、以下の（ａ）（ｂ）（ｃ）によって調製される：（ａ）溶融された連続マトリックスポリマーと架橋ポリマーとの混合物を形成し、この場合、架橋ポリマーは、マトリックスポリマー全体にわたって均一に分散させられた多数のミクロビーズであり、マトリックスポリマーは本明細書中に記載した通りのものであり、架橋ポリマーミクロビーズは本明細書中に記載した通りのものである、（ｂ）押出しまたはキャスティングにより、混合物からフィルム支持体を形成する、（ｃ）この物品を延伸させることにより配向し、これにより、物品全体にわたって均一に分配された状態で架橋ポリマーのミクロビーズを形成し、また、これらのミクロビーズを延伸方向の側で少なくとも部分的に仕切る空隙を形成する。
【０１２８】
シートまたはフィルム材料の二軸延伸法は技術的に良く知られている。基本的には、このような方法は、シートまたはフィルムをキャスティングまたは押し出したあと、そのシートまたはフィルムを、その本来の寸法の約１．５〜１０倍の量で、少なくともマシン方向すなわち長手方向に延伸することから成る。このようなシートまたはフィルムは、当業者に良く知られた装置および方法により、その本来の寸法の約１．５〜１０倍（通常、ポリエステルの場合３〜４倍、ポリプロピレンの場合６〜１０倍）の量で、横方向すなわちマシン方向に対して横方向に延伸されてもよい。このような装置および方法は当業者に良く知られており、米国特許第３，９０３，２３４号明細書に記載されている。
【０１２９】
本明細書中でミクロビーズを包囲すると言及されている空隙、または空隙スペースは、連続マトリックスポリマーがマトリックスポリマーのＴｇを上回る温度で延伸させられるにつれて形成される。架橋ポリマーのミクロビーズは、連続マトリックスポリマーと比べて、比較的硬質である。ミクロビーズとマトリックスポリマーとの間の不相容性および不混和性のために、連続マトリックスポリマーはこれが延伸されるにつれて、ミクロビーズ上をスライドし、これにより、延伸方向の側に空隙が形成されることになる。マトリックスポリマーが延伸され続けると共に、空隙は伸長する。従って空隙の最終的な大きさおよび形状は、延伸の方向および量に依存する。延伸が一方向だけで行われる場合、微小空隙は、ミクロビーズの延伸方向の側に形成されることになる。延伸が２つの方向で行われる場合（二方向延伸）、実質的にこのような延伸は、あらゆる所与の位置から半径方向に延びるベクトル成分を有し、これにより、それぞれのミクロビーズを包囲するドーナツ状の空隙が生じることになる。
【０１３０】
好ましい予備成形延伸操作は同時に、微小空隙を開き、マトリックス材料を配向する。最終的な製品特性は、延伸時間−温度の関係に依存し、この関係により制御することができ、さらに、延伸のタイプおよび度合いにも依存する。最大の不透明性およびテクスチャーを得るために、延伸はマトリックスポリマーのガラス転移温度を僅かに上回る温度で行われる。延伸がより高いガラス転移温度の近傍で行われると、両相は一緒に延伸し、不透明性が低下する。前者の場合、材料が別々に引張られる機械的相容化抑止プロセスである。
【０１３１】
一般に、空隙形成はマトリックスポリマーの結晶配向とは無関係に発生し、また、このような結晶配向を必要としない。完全に非晶質の非結晶化コポリエステルをマトリックス相として使用して、本発明の方法により、不透明な微小空隙を有するフィルムが形成された。引張り強さおよび気体透過バリヤのような或る一定の特性にとっては、結晶化可能／配向可能な（歪み硬化性）マトリックス材料が好ましい。他方において、非晶質材料は、引裂き抵抗やヒートシール可能性のような他の領域にも特定の有用性を有する。数多くの製品ニーズを満たすように、特定のマトリックス組成物を調整することができる。結晶質マトリックスポリマーから非晶質マトリックスポリマーまでの全種類のポリマーは、本発明の一部である。
【０１３２】
本発明の複合レンズは、好ましくはポリマーを含む。ポリマーは、従来技術のガラスレンズと比較して一般的に安価であり、優れた光学的性質を有し、公知の方法（例えば、溶融押出し、真空形成および射出成形）を使用して、効率的にレンズに成形することができる。複合レンズの形成のための好適なポリマーには、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、セルロースエステル、ポリスチレン、ポリビニル樹脂、ポリスルホンアミド、ポリエーテル、ポリイミド、フッ化ポリビニリデン、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアセタール、ポリスルホネート、ポリエステルイオノマー、およびポリオレフィンイオノマーがある。機械的または光学的性質を改良するために、これらのポリマーのコポリマーおよび／または混合物を使用することができる。
【０１３３】
透明の複合レンズのための好適なポリアミドには、ナイロン６（商標）、ナイロン６６（商標）、およびこれらの混合物がある。ポリアミドのコポリマーもまた、好適な連続相ポリマーである。有用なポリカーボネートの例は、ビスフェノール−Ａポリカーボネートである。複合レンズの連続相ポリマーとしての使用に適したセルロースエステルには、硝酸セルロース、三酢酸セルロース、二酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、およびこれらの混合物またはコポリマーがある。好適なポリビニル樹脂には、塩化ポリビニル、ポリ（ビニルアセタール）、およびこれらの混合物がある。ビニル樹脂のコポリマーもまた使用することができる。本発明の複合レンズのための好適なポリエステルには、４〜２０個の炭素原子の芳香族、脂肪族または脂環式ジカルボン酸、および２〜２４個の炭素原子を有する脂肪族または脂環式グリコールから製造されるものがある。適当なジカルボン酸の例には、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、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ソディオスルホイソフタル酸およびこれらの混合物がある。適当なグリコールの例には、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およびこれらの混合物がある。
【０１３４】
反射シートは、印刷性を含むシートの特性を改良するために、蒸気バリヤを提供するために、ヒートシール可能にするために、または接着性を改良するために、使用することができる任意の数の塗膜で、熱可塑性小型レンズキャスティング前後に、被覆または処理することができる。これの例は、印刷性のためのアクリル塗膜、ヒートシール性のための塩化ポリビニリデン塗膜であろう。さらなる例は、印刷性または接着性を改良するための、フレーム、プラズマまたはコロナ放電処理が含まれる。
【０１３５】
本発明の光反射体はまた、光拡散体、例えばバルク拡散体、レンチキュラー層、ビーズを有する層、表面拡散体、ホログラフィック拡散体、ミクロ構造拡散体、別のレンズ配列、またはこれらの種々の組合せとともに使用することができる。小型レンズ拡散反射フィルムは、光を分散し、または拡散させるので、規則的な周期的レンズ配列の付加により発生する回折パターンを破壊する。小型レンズ拡散反射体フィルムは、拡散体またはレンズ配列の前または後に配置することができる。
【０１３６】
本発明のベースはまた、別の態様において、１つ以上の光学塗膜を含んで１つ以上の小型レンズチャネルを通る光学透過性を改良することができる。反射体または透過反射体の効率を高めるために、拡散反射体を反射防止（ＡＲ）塗膜の層で被覆することが好ましいことが多い。
【０１３７】
本発明の複合レンズ光反射体フィルムの製造プロセスにおいて、好適なレンズポリマーは、スリットダイから溶融押し出しされる。一般に、好ましくはＴダイまたはコートハンガーダイが使用される。このプロセスでは、スリットダイを通してポリマーまたはポリマーブレンドが押し出され、好適なレンズの形を有する冷却キャスティングドラム上で、押出しウェブが急速に冷却されて、その結果、透明シートのレンズポリマー成分は、そのガラス固化温度以下に冷却され、複合レンズの形を保持する。
【０１３８】
拡散フィルム集成体を作成する方法を開発した。好適な方法は、複数の複合レンズを有する正のマスター冷却ローラーを提供する工程を含む。拡散フィルムは、溶融ポリマー材料を冷却ローラーの面にキャストし、小型レンズ構造を有するポリマー材料をポリマーフィルムに移すことによりマスター冷却ローラーから複製される。
【０１３９】
冷却ローラーは、銅の層をローラーの表面に電気メッキし、次に銅層の表面をビーズ（例えば、ガラスまたは二酸化ケイ素）で研磨するようにブラストして、半球構造を有する表面テクスチャーを作成する工程を含むプロセスにより製造される。得られたブラスト表面を、ローラー中へ凹形でまたはローラーから外へ凸形の特徴を有する表面テクスチャーが得られる深さまで、光沢ニッケル電気メッキするかまたはクロムメッキする。冷却ローラー表面の剥離特性のために、樹脂はローラーの表面には接着しない。
【０１４０】
ビーズブラスティング操作は、自動直接加圧装置を使用して行われ、ここでノズル供給速度、ローラー表面からのノズル距離、ブラスティング操作中のローラー回転速度、および粒子の速度は正確に制御されて、所望の小型レンズ構造を生み出す。
単位面積当たりの冷却ローラー中の特徴の数は、ビーズのサイズとパターンの深さにより決定される。ビーズ直径が大きくなるほど、そしてパターンが深くなるほど、所与の領域中での特徴の数は少なくなる。従って特徴の数は、ビーズサイズとパターンの深さにより本質的に決定される。
【０１４１】
本発明の複合レンズはまた、パターンの周りの真空形成、レンズの射出成形、およびポリマーウェブ中のレンズのエンボス加工により製造される。これらの製造法は、光を効率的に拡散することができる容認されるレンズを与えるが、ポリマーをパターンローラーに溶融キャストコーティングし、次に透明のポリマーウェブに移すと、本発明のレンズをローラー内に形成することが可能であり、拡散レンズの製造コストを低下させる。さらにキャストコーティングポリマーは、エンボス加工および真空形成と比較して、所望の複合レンズの形を、より効率的に複製することが判った。
【０１４２】
本発明は、任意の液晶ディスプレイ装置とともに使用することができ、その典型的な配置を以下に記載する。液晶（ＬＣ）は、電子ディスプレイに広く使用されている。これらのディスプレイシステムにおいて、ＬＣ層は、偏光層とアナライザー層の間に位置し、垂線軸に対して、層を通る方位ねじれを示すディレクタを有する。アナライザーは、その吸収軸が偏光子と垂直になるように配向される。偏光子により偏光された入射光は、液晶セルを通過し、液晶中の分子配向により影響を受け、これは、セルに電圧をかけることにより変化させることができる。この原理を利用することにより、外部電源からの光（周囲光を含む）の透過が制御される。この制御を達成するのに必要なエネルギーは一般に、他のタイプのディスプレイ（例えばブラウン管）で使用される発光材料に必要なものよりはるかに小さい。従って、ＬＣ技術は、軽量で低電圧消費かつ長い操作寿命が重要な特徴である多くの応用（特に限定されないが、デジタル時計、計算器、ポータブルコンピューター、電子ゲーム機）に使用される。
【０１４３】
アクティブマトリックス液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、各液晶画素を駆動するためのスイッチ装置として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用する。これらのＬＣＤは、個々の液晶画素が選択的に駆動されるため、クロストークの無い高解像度画像を表示する。光学的モード干渉（ＯＭＩ）ディスプレイは、液晶ディスプレイであり、「通常は白く」、すなわち光は、オフ状態でディスプレイ層を透過する。ツイストネマチック液晶のＬＣＤの操作モードは、ほぼ複屈折モードと光学回転モードに分けられる。「フィルム補正スーパーツイストネマティック」（ＦＳＴＮ）ＬＣＤは通常黒であり、すなわち電圧が適用されない時、光透過は、オフ状態で阻止される。ＯＭＩディスプレイは、より速い応答時間とより広い操作温度範囲を有すると報告されている。
【０１４４】
白熱灯または太陽からの通常の光は、ランダム偏光しており、すなわちすべての可能な方向に配向した波を含む。偏光子は、ダイクロイック材料で、これは、入射光線から２つの垂直平面−偏光成分の１つの選択的除去により、ランダムに偏光（「非偏光」）した光線を偏光光線に変換するように機能する。直線偏光子は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の主要な構成要素である。
【０１４５】
ＬＣＤ装置で使用するために充分な光学的性能を有するいくつかのタイプの高ダイクロイック比偏光子がある。これらの偏光子は、１つの偏光成分を透過する材料の薄いシートからできて、他の互いに直角の成分を吸収する（この作用は光二色性として知られている）。最も一般的に使用されるプラスチックシート偏光子は、薄い一軸延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムからなり、これは、ＰＶＡポリマー鎖を大体平行に整列させる。整列したＰＶＡは次に、ヨード分子または着色ダイクロイック色素（例えば、ＥＰ０１８２６３２Ａ２、住友化学、を参照）（これは、ＰＶＡに吸着して、ＰＶＡにより一軸的に配向されて、中性の灰色の高度に異方性マトリックスを生成する）の組合せと混合される。もろいＰＶＡフィルムを機械的に支持するために、次に、トリアセチル酢酸（ＴＡＣ）の硬い層または同様の支持体で両側が積層される。
【０１４６】
コントラスト、カラー再生、および安定なグレイスケール強度は、液晶技術を用いる電子ディスプレイの重要な特質である。液晶ディスプレイのコントラストを制限する重要な要因は、光が液晶要素またはセルを通過して「漏れる」傾向であり、それは暗いかまたは「黒」画素状態にある。さらに、液晶ディスプレイの漏れおよびコントラストはまた、ディスプレイスクリーンが見る角度に依存する。典型的には、最適コントラストは、ディスプレイに対して垂直入射の周りであり、視野角が大きくなると急速に落ちる。カラーディスプレイでは、漏れ問題は、コントラストを低下させるのみでなく、カラー再生の悪化とともに色または色相のシフトを引き起こす。黒状態の光の漏れ加えて、典型的なツイストネマチック液晶ディスプレイの狭い視野角の問題は、液晶材料の光学的異方性にために、視野角の関数としての輝度−電圧曲線のシフトにより悪化する。
【０１４７】
本発明の拡散反射フィルムは、このフィルムを背面照明システム中で背面反射フィルムとして使用すると、輝度を均等に広げることができる。背面照明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、比較的局在化した光源（例えば、蛍光灯）を有するか、または、光源に対応する個々の「ホットスポット」が検出できるように、比較的局在化した光源の配列が、ＬＣＤスクリーンの比較的近くに配置される。背面反射体フィルムは、ディスプレイ全体に輝度を均一にするようにはたらく。液晶ディスプレイ装置は、アクティブマトリックス駆動とシンプルマトリックス駆動から選択される駆動法と、ツイストネマチック、スーパーツイストネマティック、強誘電性液晶および反強誘電性液晶から選択される液晶様式との組合せを有するディスプレイ装置を含むが、本発明は、上記組合せに限定されない。液晶ディスプレイ装置において、本発明の反射フィルムは、背面照明の後ろに配置されることが必要である。
【０１４８】
この反射フィルムを反射型ディスプレイに用いることも可能である。光が周囲からディスプレイに入り、反射フィルムによって反射され、液晶を照明する。この反射フィルムを、ディスプレイを反射状態および透過状態の両方で操作する透過反射型ディスプレイにおいても用いることが出きる。この例は携帯端末およびＰＤＡで、多くの場合はバックライトを止め、反射モードでディスプレイを操作するが、透過モードではたらくバックライトを有することもできる。本発明の反射フィルムは、反射フィルムが光を広げる優れた光散乱特性を有して全ての方向において優れた視認性を与えるために、ディスプレイ全体にわたって液晶ディスプレイ装置の光を均一にすることができる。本発明は光源再構成装置として重要な用途を有する。
【０１４９】
本発明の拡散反射体は、バックライトディスプレイに焦点を合わせて説明しているが、光を拡散反射することが必要とされるいずれの場合においても用いることができる。本発明の拡散反射体を写真用のバウンスライト照明の拡散ミラーとして用いることができる。
【０１５０】
また、この拡散反射フィルムを前面投影ディスプレイ用のスクリーンのために用いることもできる。この反射体は、明るい、ハイゲインで見るのに役に立つ光を最大化する。それは、高周囲光条件下で非常に良好な見え方を提供し、入手可能な光を最大に利用可能とする正確な分散角度を用いる。
【０１５１】
本発明の反射フィルムを、信号機の再帰反射部材として用いることができる。それを、車、自転車、人間等に貼り付けた状態で用いることができる。
【０１５２】
本発明の反射体はまた、大きな建築用途を有しており、例えば作業空間や生活空間に適切な光を提供する。この複合レンズ反射体は、反射するとより均一な光を提供し、その結果光が室内全体に一様に全ての角度でホットスポットなしに拡散される。
【０１５３】
さらに、本発明の反射体は、光学装置、例えば表示装置の一部として幅広く使用することができる。例えば、これは、反射型液晶ディスプレイ装置内で使用することができ、または、金属フィルムを装置の背面（観察者の反対側）に配置する場合、フィルムを前面（観察者側）に向けることにより、前面散乱フィルムとして使用することもできる。本発明の小型レンズ反射体フィルムは、ＩＴＯフィルムによって代表されるインジウム酸化物から成る透明導体層を張り合わせることにより、電極として使用することができる。
【０１５４】
反射体フィルムの別の応用は、前面投射スクリーンであり、ここでは、一般に光源から大きな面積全体のスクリーン上に画像を投射することが好ましい。テレビの視野角は一般に、水平方向より垂直方向に小さい。反射体は、光を広げて視野角を大きくする。
【０１５５】
本発明の可変反射体は、ＬＣＤ内のライトガイド上にドットプリントを置き換えることができる。一般的に、ライトガイドは、光源（ライトガイドの少なくとも一方の端部に配置されている）から垂直にディスプレイに光をガイドし、そして光源からの照明をディスプレイ全体に均一にするように設計されている厚い（約０．５ｃｍ）アクリル片である。照明の均一化はライトガイドの裏面（リフレクタに向いた側）に印刷されたドットパターンによってなされる。このドットパターンは、ディスプレイ全体にわたって大きさが変わる（より小さくかつより少ない数のドットが光源に向かい、そしてより大きくかつより多くの頻度のドットが光源から離れる）。ドットパターンの目的は、光源から離れたところにライトガイドからの光を多く向け、そして光源の近くにはディスプレイからの光をより少なく向けるようにすることである。これにより、ディスプレイの輝度をより均一にする。この従来技術の照明均一化法は、それぞれのライトガイドを別々にスクリーン印刷されるので、この印刷は非常にコストがかかり、また時間がかかる。本発明の可変反射体は、光源近くでより多くのスペキュラー領域を有し、光源から遠いところはより多くの拡散領域を有することによって、照明を均一化する同じ結果を得ることができる。さらに、本発明は、より安価かつより速く製造するロールツーロール法である。ライトガイドの後ろに拡散反射率勾配を有する可変反射体を有することにより、スクリーン印刷されるドットの必要性を省き、その結果、製造工程を省略しかつ製造時間とコストを節約する。
【０１５６】
可変反射体は、テキストの拡散またはスペキュラー反射領域の量を変えてテキストを表示することができる。これらのテキスト反射体を、テキストおよびデザインと共にディスプレイに使用することができる。可変反射体シートは、拡散およびスペキュラー領域を用いてテキストを生成する能力と共に、特別のディスプレイ効果を生じる、装飾、メディアディスプレイ、および製品包装として用いることができる。拡散反射体の他の用途は、グラフィックディスプレイ、包装、およびラベルである。
【０１５７】
本発明は、光源再編成装置として重要な用途を有する。多くの用途において、光源の出力自体からフィラメント構造を排除することが望ましい。フィラメント構造はある特定の用途において、問題をはらむおそれがある。なぜならば、試料全体に分配された光が変化することになり、このことは望ましくないからである。また、光源交換後の光源のフィラメントまたはアークの配向の変動が、誤解を招くおそれのある誤った読みを発生させることがある。光源の後ろに配置された本発明の可変反射体フィルムは、光源の出力の反射から、フィラメント構造のあらゆる痕跡を排除することができ、従って、均質化された出力を可能にする。
【０１５８】
本発明の可変拡散体フィルムはまた、警察当局およびセキュリティ・システムの分野に使用することができ、レーザダイオード（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）の出力を警備区域全体にわたって均質化することにより、赤外線（ＩＲ）検出器により高いコントラストを提供する。本発明のフィルムは、紙幣読取り器またはスキントリートメント装置のような、ＬＥＤまたはＬＤ源を使用する装置から構造物を取り出すのに使用することができる。このことにより、より高い精度が得られる。可変反射フィルムを用いて光源、例えば、ＬＥＤ、ＬＤ、蛍光灯、白熱灯およびハロゲンの照明を均一にすることができる。
【０１５９】
本発明の可変反射体フィルムはまた、美術品を拡散照明するのに使用してもよい。可変反射体は、妥当な大きさと方向を有する開口を提供して、美術品を最も望ましいように表現する。
【０１６０】
本発明の態様は、改良された光反射および拡散反射のみでなく、厚みの薄い反射フィルムも提供することができる。
本明細書で引用した特許明細書および他の刊行物の内容は全て、引用することにより本明細書の内容とする。
【０１６１】
【実施例】
この例では、本発明の複合レンズ拡散反射体を、種々の複合レンズ形状を有するパターン付けされた冷却ローラーに対して、押し出しグレードのポリオレフィンポリマーを押し出しキャストすることによって作製した。パターン付け（複合レンズの形態）されたポリオレフィンポリマーを、ポリエステルウェブ上に移動した。金属蒸着塗膜を適用し、それにより複合表面レンズを有する拡散光反射体を作製した。この例は、透明ポリマーウェブ上に形成された、種々の大きさ、形状、および複雑さの複合表面レンズが、反射フィルム全体にわたって可変拡散反射を生成して、優れた光反射体を提供することを示す。さらに、この光反射体が安価であり、ＬＣ装置への挿入を可能にする機械特性を有することは、明らかであろう。
【０１６２】
銅の層をローラーの表面に電気メッキし、次に銅層の表面をガラスビーズで研磨ブラストして、半球構造を有する表面テクスチャーを作成する工程を含むプロセスにより、パターンを付けた冷却ローラー（可変位置複合レンズ）を製造した。得られたブラストされた表面を、ローラー中へ凹形でまたはローラーから外へ凸形の特徴を有する表面テクスチャーが得られる深さまで、光沢ニッケル電気メッキした。ビーズブラスティング操作は、自動直接加圧装置を使用して行い、ここでノズル供給速度、ローラー表面からのノズル距離、ブラスティング操作中のローラー回転速度、および粒子の速度は、所望の複合レンズ構造を生み出すように正確に制御される。ビーズ径およびビーズブラスティング操作を変えて、ローラーの中心と比較して、より少数の、より大きく、より少ない複合レンズを、ローラーの周辺部に向けて創出させる。単位面積当たりの冷却ローラー中の特徴の数は、ビーズのサイズとパターンの深さにより決定される。ビーズ直径が大きくなるほど、そしてパターンが深くなるほど、所与の領域中での特徴の数は少なくなる。
【０１６３】
複合レンズパターンを有するローラーを、スチールローラーブランクからはじめて、ローラーの中心では、サイズ１４グリットで４４７ＭＰａの圧力でグリットブラストして、そしてローラーの端部に沿ってしだいに４４７ＭＰａの圧力でサイズ１０グリットまでグリットを大きくして製造した。次にローラーをクロムメッキした。クロムメッキ法をローラー全体に同様にした。ローラーの表面上に生じた複合レンズは凸形であり、ローラーの中心にはより小さなより多くの複合レンズ、そしてローラーの端部のところにはより大きなより簡単なレンズを生じた。
【０１６４】
このパターンを有する冷却ローラーを使用して、コ−トハンガースロットダイから、９７．２％のａ％光透過を有する１００μｍの透明延伸ウェブポリエステルウェブ上に、実質的に９６．５％ＬＤＰＥ（Ｅａｓｔｍａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　グレード、Ｄ４００２Ｐ）、３％酸化亜鉛、および０．５％のステアリン酸カルシウムを含むポリオレフィンポリマーを押出しコーティングして拡散反射体シートを作成した。ポリオレフィンキャストコーティング被覆量は２５．８８ｇ／ｍ^２であった。そして、このポリマーを、複合レンズを有するウェブの側に、真空蒸着されたアルミニウムの０．１μｍ層を被覆した。
【０１６５】
真空蒸着は金属蒸気流を生成するためにるつぼに入れた高純度アルミニウムワイヤを用いる。この蒸気をポリマー基体上に凝縮させる。スパッタコーティングもまた用いることができ、アルミニウム以外にも例えば銅、銀、またはステンレス鋼等の他の材料も堆積可能である。
【０１６６】
ローラーの中心上に複合レンズを含有する本発明の材料は、平均直径２７．１μｍを有する大レンズと、大レンズの上の平均直径６．７μｍの小レンズを含む、ランダムに配分されたレンズを有した。平均小レンズ対大レンズ比は、１７．２対１であった。ローラーの端部上の複合レンズは、平均直径５０μｍを有する大レンズと、大レンズの表面上の平均直径１５μｍの小レンズを含む、ランダムに配分されたレンズを有した。平均小レンズ対大レンズ比は、５．６対１であった。
キャストコートされた反射シートの構造は以下の通りである：
【０１６７】
アルミニウム被膜
形成されたポリオレフィンレンズ
透明ポリエステルベース　　　　　　　
【０１６８】
アルミニウムで被覆された上記由来の可変サイズポリマーレンズを有する拡散シートを、拡散反射率（％）、全反射率、および全光透過率（％）に関して５００ｎｍのところで測定した。
【０１６９】
これらの反射フィルム試料を、積分球を備えたＨｉｔａｃｈｉ　Ｕ４００１　ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ分光光度計で測定した。試料を、複合レンズを有する前表面を積分球に向けた状態でビームポートに置くことにより、全透過スペクトルを測定した。基準試料ポートには、較正した９９％拡散反射標準（ＮＩＳＴ−追跡可能）を置いた。同様に、しかし９９百分位数は除去して、拡散透過スペクトルを測定した。試料を、そのコーティング側を積分球に向けた状態で試料ポートに置くことにより、拡散反射スペクトルを測定した。試料を、そのコーティング側を積分球および一定角度での入射光に向けた状態で試料ポートに置くことにより、全反射スペクトルを測定した。試料の背面からの反射を排除するために、試料の背後には何も置かなかった。全てのスペクトルを３５０〜８００ｎｍで獲得した。反射結果は９９百分位数に対して見積もられるので、その値は絶対的なものではなく、９９百分位数の較正報告により修正される必要がある。全透過率および全反射（加えた場合）値は試料の吸収性および被測定試料における僅かな変化に基づき、加算して１００％になることはない。
【０１７０】
全透過光百分率は、すべての角度で試料を透過する光の百分率を意味する。拡散透過率は、光源からの光量と比較して、入射光角度から２．５°の角度を除いて試料を通過する光の百分率と定義付けされる。拡散光透過率は、拡散透過によって試料を通過した光の百分率である。拡散反射率は試料によって反射され、そして２．５°より上に反射された光の百分率と定義付けされる。全反射光率は、試料および全ての角度で反射された光の率をいう。拡散反射効率は、拡散反射光を全反射光で割って１００倍した百分率と定義する。例中で引用された百分率は５００ｎｍで測定されたものである。
本発明例の測定値を、下記表１に示す。
【０１７１】
【表１】

【０１７２】
データが明らかに示すように、アルミニウム被膜を有する透明ポリマーの表面上に形成された可変拡散ポリマー複合レンズは、より明るくかつより均一に照明された液晶ディスプレイ装置を考慮して調整された可変光反射を提供する。フィルムの中心から端部へと、全反射は３．８％変化し、拡散反射率は６７．９％変化し、そして拡散反射効率は７６．２％変化した。この例の可変反射フィルムは、光源がディスプレイの中心に配置されている背面照明ディスプレイに用いることができるであろう。この例では、ロールの中心からロールの端部へと、全光反射率は増加し、拡散光反射率は減少した。このフィルムは、光をより外に広げることにより、電球の光強度を補償するために、光源が配置されているディスプレイの中心では、より拡散性であり、あまり反射性ではない。フィルムおよびディスプレイの端部に向かって光源から離れると、より多くの光がスペキュラー反射して、ディスプレイ全体にわたって均一な光強度を創出する。背面照明に対するこのように反射フィルムを調整すると、より明るくかつより均一に照明されたディスプレイを可能にする。ロール全体にわたって拡散反射を調整した反射体は、観者により高い光強度を提供でき、またより均一な光を提供できる。
【０１７３】
均一反射体に関しては、反射レベルおよび対応する拡散反射レベルは、最も拡散反射を必要とするディスプレイ領域によって決定される。ディスプレイのいくつかの領域でより低い反射レベルで十分であっても、シート全体のために拡散反射レベルおよびスペキュラー反射レベルが設定される。均一光反射体は、光源によって変わることができるフィルムの中心部特性、９０．２％全反射および８８．０％拡散反射率を必要とするであろう。なぜなら、光源を十分に拡散するためにはこれらの値が必要だからである。この反射体は可変反射体と比較するとよりより一様でないディスプレイを生じるであろう。また、ディスプレイの端部付近で高角度で散乱される光が失われるので、この反射体はより暗いディスプレイ生じるであろう。可変反射体を用いるとディスプレイの輝度を高める（即ち、バッテリー寿命を延ばす）。複合レンズ、空隙を有するポリマー、バルク、および表面反射体は、この調製された可変反射を得るために、プレ製造またはポスト製造いずれの作製においても適している。
【０１７４】
本発明の可変反射体は、ＬＣＤ内のライトガイド上のドットプリントを置き換えることができる。一般的に、ライトガイドは、光源（ライトガイドの少なくとも一端に配置されている）から垂直にディスプレイに光をガイドし、そして光源からの照明をディスプレイ全体に一様にをするように設計されている厚い（約０．５ｃｍ）アクリル片である。照明の一様化はライトガイドの裏面（リフレクタに向いた側）に印刷されたドットパターンによってなされる。このドットパターンは、ディスプレイ全体にわたって大きさが変わる（より小さくかつより少ない数のドットが光源に向かい、そしてより大きくかつより多くの頻度のドットが光源から離れる）。ドットパターンの目的は、光源から離れたところにライトガイドからの光を多く向け、そして光源の近くにはディスプレイからの光をより少なく向けるようにすることである。これにより、ディスプレイの輝度をより均一にする。この従来技術の照明均一化法は、それぞれのライトガイドを別々にスクリーン印刷されるので、この印刷は非常にコストがかかり、また時間がかかる。本発明の可変反射体は、光源近くでより多くのスペキュラー領域を有し、光源から遠いところはより多くの拡散領域を有することによって、照明を均一化する同じ結果を得ることができる。さらに、本発明は、より安価かつより速く製造するロールツーロール法である。ライトガイドの後ろに拡散反射率勾配を有する可変反射体を有することにより、スクリーン印刷されるドットの必要性を省き、その結果、製造工程を省略しかつ製造時間とコストを節約する。
【０１７５】
さらに、本発明の材料は延伸ポリエステルベース上に構成されているので、この材料はよりキャスト反射体フィルムと比較すると高い弾性率を有する。従来技術の材料と比較して本例の材料量が少なくなるので、この例の延伸ポリマーベースはこの光反射体をより薄くし、それ故コストおよび光を効率よくすることができる。
【０１７６】
本例は主に、ＬＣ装置のための光反射材料の使用に関するが、本発明の材料は、他の反射用途（例えば、バックライトディスプレイ、反射層を有する画像形成要素、スペキュラー光家庭照明用反射体、メディアディスプレイ）にも有用である。
【０１７７】
追加の態様
（態様１）　マクロ反射効率変動を含む拡散反射体。
（態様２）　前記反射効率が前記拡散反射体の２つの異なる場所で５％を超えて変動する態様１に記載の光拡散体。
（態様３）　前記反射効率が前記拡散反射体の２つの異なる場所で５０％を超えて変動する態様１に記載の拡散反射体。
（態様４）　前記反射効率変動が勾配を有する態様１に記載の拡散反射体。（態様５）　形状が方形であり、当該方形の対角線に沿って反射効率変動が存在する態様１に記載の拡散反射体。
【０１７８】
（態様６）　形状が方形であり、当該方形の幅または高さに沿って反射効率変動が存在する態様１に記載の拡散反射体。
（態様７）　中心から周辺部へと反射効率変動が存在する態様１に記載の拡散反射体。
（態様８）　前記周辺部に沿って反射効率変動が存在する態様１に記載の拡散反射体。
（態様９）　前記反射効率変動が、等効率線が楕円パターンを示すようなものである態様１に記載の拡散反射体。
【０１７９】
（態様１０）　前記反射効率変動が反復パターンを有する態様１に記載の拡散反射体。
（態様１１）　前記反射効率変動がスペキュラー反射成分を有する態様１に記載の拡散反射体。
（態様１２）　前記反射効率変動が前記拡散反射体の中心部よりも端部で少なくとも１０％小さい値を提供する態様１に記載の拡散反射体。
【０１８０】
（態様１３）　前記拡散反射体が少なくとも一層の反射層を含む態様１に記載の拡散反射体。
（態様１４）　前記反射層が前記フィルムに接着結合されている態様１３に記載の拡散反射体。
（態様１５）　前記反射層が前記フィルムの底部層と一体である態様１３に記載の拡散反射体。
【０１８１】
（態様１６）　前記反射層が前記フィルムの最上部表面と一体である態様１３に記載の拡散反射体。
（態様１７）　前記フィルムが反射性である態様１３に記載の拡散反射体。
（態様１８）　前記反射層が金属を含む態様１３に記載の拡散反射体。
【０１８２】
（態様１９）　前記反射層が合金を含む態様１３に記載の拡散反射体。
（態様２０）　前記反射層が酸化物を含む態様１３に記載の拡散反射体。
（態様２１）　前記反射層が異なる屈折率を有するポリマー層を含む態様１３に記載の拡散反射体。
（態様２２）　前記反射層が、少なくとも２つの隣接層間で０．０３〜０．１５異なる屈折率を有する３０層より多いポリマー層を含む態様１３に記載の拡散反射体。
（態様２３）　前記反射層厚が０．５ｎｍ〜５０μｍである態様１３に記載の拡散反射体。
（態様２４）　前記反射層厚が０．２５ｎｍ〜５０ｎｍである態様１３に記載の拡散反射体。
（態様２５）　前記反射層厚が０．５０ｎｍ〜５０．０ｎｍである態様１３に記載の拡散反射体。
【０１８３】
（態様２６）　前記反射層厚が５００ｎｍのところで５０％を超える反射率を有する態様１３に記載の拡散反射体。
（態様２７）　前記反射層厚が５００ｎｍのところで９４％を超える反射率を有する態様１３に記載の拡散反射体。
【０１８４】
（態様２８）　前記反射層厚が０．０３〜１８００Ω／□の抵抗率を有する態様１３に記載の拡散反射体。
（態様２９）　ベースおよび前記ベースの面の複数の凸型または凹型複合レンズをさらに含んでなる態様１に記載の拡散反射体。
【０１８５】
（態様３０）　前記複合レンズ反射性である態様２９に記載の拡散反射体。（態様３１）　前記凸型または凹型複合レンズが、前記面にランダムに分配されている態様２９に記載の拡散反射体。
（態様３２）　前記凸型または凹型複合レンズが、３〜６０μｍのｘ方向およびｙ方向の平均幅を有する態様２９に記載の拡散反射体。
（態様３３）　前記凸型または凹型複合レンズが、０．０３対１．０の高さ／直径比を有する態様２９に記載の拡散反射体。
【０１８６】
（態様３４）　前記凸型または凹型複合レンズが複数の小レンズを含み、当該小レンズが、２〜２０μｍのｘ方向およびｙ方向の幅を有する態様２９に記載の拡散反射体。
（態様３５）　微小空隙を有するポリマーシートをさらに含んでなる態様１に記載の拡散反射体。
（態様３６）　前記微小空隙を有するポリマーシートが実質的に円形の空隙を含んでなる態様３５に記載の拡散反射体。
（態様３７）　前記拡散反射体が表面拡散体を含んでなる態様１に記載の拡散反射体。
（態様３８）　前記拡散反射体がバルク拡散体を含んでなる態様１に記載の拡散反射体。
（態様３９）　前記拡散反射体が表面微小構造を含むベースを含んでなる態様１に記載の拡散反射体。
（態様４０）　前記拡散反射体が着色要素を含んでなる態様１に記載の拡散反射体。
（態様４１）　マクロ反射効率変動が着色反射を含む態様１に記載の拡散反射体。
【０１８７】
（態様４２）　拡散反射体を提供することを含んでなる方法であって、光反射効率が選択的に変更される方法。
（態様４３）　前記光拡散体に熱勾配またはパターンを適用する態様４２に記載の方法。
（態様４４）　前記光拡散体に圧力勾配またはパターンを適用する態様４２に記載の方法。
（態様４５）　光源および態様１記載のマクロ反射効率変動有する拡散反射体を含んでなる背面照明画像形成媒体。
【０１８８】
（態様４６）　光源および態様１記載のマクロ反射効率変動有する拡散反射体を含んでなる液晶装置であって、前記拡散反射体が前記光源と偏光フィルムとの間に配置されている液晶装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、液晶ディスプレイ装置の用途に好適なベース材料の上に形成された複合レンズを有する可変反射効率反射体の断面を表す。
【図２】図２は、可変反射効率光反射体を備えた液晶ディスプレイ装置を表す。
【符号の説明】
２…ライトガイド
４…ランプ反射器
６…反射テープ
８…可変光反射フィルム
１０…反射テープ
１２…光拡散フィルム
１４…明るさ増強フィルム
１６…偏光フィルム
１８…可視光源
２０…透明ポリマーベース
２２…大レンズ
２４…小レンズ
２６…透明ポリマーベースの表面
３０…複合レンズ
３２…簡単な複合レンズ
３４…アルミニウム被覆

Claims (6)

1. マクロ反射効率変動を含む拡散反射体。
2. 前記反射効率が前記拡散反射体の２つの異なる場所で５％を超えて変動する請求項１に記載の光拡散体。
3. 前記反射効率が前記拡散反射体の２つの異なる場所で５０％を超えて変動する請求項１に記載の拡散反射体。
4. 前記拡散反射体が少なくとも一層の反射層を含む請求項１に記載の拡散反射体。
5. 前記反射層が異なる屈折率を有するポリマー層を含む請求項４に記載の拡散反射体。
6. 前記反射層が、少なくとも２つの隣接層間で０．０３〜０．１５異なる屈折率を有する３０層より多いポリマー層を含む請求項５に記載の拡散反射体。

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