ほぼ等方性の連続相を有する拡散反射偏光子を製造する方法
【課題】安価な材料であってかつ曇りを最小限にし、応力、歪み、温度差、水分、電場および磁場に対して望ましく安定な拡散反射偏光子の提供。
【解決手段】カオス的ミキサーおよびシーティングダイを通して第１のポリマー１４および第２のポリマー１２を共押出して、所望のブレンド形態のキャストシートを生じさせる工程、並びに前記キャストシートを延伸して複合体膜１０を生じさせる工程を含む拡散反射偏光子３０を製造する方法であって、前記第１のポリマー１４は０．０２未満の複屈折を有し、非晶質の物質であって、かつ連続相であり、前記第２のポリマー１２は分散相を形成しており、かつ前記分散相と前記連続相との屈折率の違いが第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さい。
【解決手段】カオス的ミキサーおよびシーティングダイを通して第１のポリマー１４および第２のポリマー１２を共押出して、所望のブレンド形態のキャストシートを生じさせる工程、並びに前記キャストシートを延伸して複合体膜１０を生じさせる工程を含む拡散反射偏光子３０を製造する方法であって、前記第１のポリマー１４は０．０２未満の複屈折を有し、非晶質の物質であって、かつ連続相であり、前記第２のポリマー１２は分散相を形成しており、かつ前記分散相と前記連続相との屈折率の違いが第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の連続相および第２の分散相を有する膜を含み、前記連続相が非晶質かつほぼ光学的に等方性である拡散反射偏光子（ｄｉｆｆｕｓｅｌｙ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）、並びにこの拡散反射偏光子を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射偏光膜は１つの偏光の光を伝達し、直交偏光の光を反射する。これはＬＣＤにおいて光効率を増大させるのに有用である。反射偏光膜の機能を達成するために様々な膜が開示されてきており、その中でも拡散反射偏光子はＬＣＤにディフューザーを必要としなくてよく、このためＬＣＤの複雑さを低減するのでより魅力的である。米国特許第５，７８３，１２０号および第５，８２５，５４３号は、第１の連続相（本明細書においては、メジャー相（すなわち、ブレンドの５０重量％超を構成する）とも称される）および第２の分散相（本明細書においてはマイナー相（すなわち、ブレンドの５０重量％未満を構成する）とも称される）を有し、この第１の相が少なくとも０．０５の複屈折を有する非混和性ブレンドを含む膜を含む拡散反射偏光膜を教示する。この膜は、典型的には延伸によって、１以上の方向に配向される。分散相粒子のサイズおよび形状、分散相の体積分率、膜厚さおよび配向の量は、得られる膜における所望の波長の電磁放射線の、所望の程度の全透過率および拡散反射を達成するように選択される。表１〜表４に示される１２４例中で、例番号６、８、１０、４２−４９を除くそのほとんどはメジャーおよび複屈折相としてポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）を、およびマイナー相としてポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）（例１）またはシンジオタクチックポリスチレン（ｓＰＳ）（他の例）を含み、例番号６、８、１０、４２−４９ではＰＥＮがマイナー相であり、ｓＰＳがメジャー相である。これら１２４例の全てにおいては、メジャー相は半結晶質ポリマーを含む。
【０００３】
表１における例６、８および１０は全透過率および反射率は満足できるものではなかったことを示した。ＦＯＭ＝Ｔｐｅｒｐ／（１−０．５＊（Ｒｐｅｒｐ＋Ｒｐａｒａ））として特定される性能指数（ＦＯＭ）は１．２７より小さかった。表２における例４２−４９はこの透過率および反射率データを有しておらず、かつ全く論じられていなかった。
【表１】
（米国特許第５，７８３，１２０号および第５，８２５，５４３号の表１）
【０００４】
異なる性質を有する無機含有物で満たされた膜は、光透過および反射特性を提供しうる。しかし、無機含有物で満たされたポリマーから製造された光学膜は様々な問題に悩まされる。典型的には、無機粒子とポリマーマトリックスとの間の接着が弱い。その結果、応力または歪みがマトリックスを横切って適用される場合には、このマトリックスと含有物との間の結合が破壊され、かつこの剛性の無機含有物が粉砕されうるので、この膜の光学特性は低下する。さらに、無機含有物の配置は、製造を複雑にするプロセス工程および考慮事項を必要とする。
【０００５】
他の膜ポリマーマトリックスは、その中に分散された光調節性液晶の液滴を含む。この材料の延伸は伝えられるところによると、結果的に、球から、引き延ばしの方向と平行な楕円の長軸を有する楕円体形状への液晶液滴の歪みをもたらす。Ａ．Ａｐｈｏｎｉｎ（アフォニン）「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｌｍｓ：Ａｎｇｌｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ（延伸されたポリマー分散液晶膜の光学特性：角度依存性偏光光散乱）」Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，第１９巻、第４号、４６９〜４８０（１９９５年）は、ポリマーマトリックス中に配置された液晶液滴からなる延伸膜の光学特性を論じる。彼は、液滴の楕円体形状（延伸方向に平行なその長軸を有する）への伸長が、配向した複屈折（液滴の次元軸間での屈折率差）をその液滴に付与し、結果的にある膜軸に沿った分散相と連続相との間の相対的な屈折率不適合、並びに別の膜軸に沿った相対的屈折率適合を生じさせることを報告する。この液晶液滴は膜内の可視波長と比べて小さくなく、よってこの膜の光学特性はその反射および透過特性に対する実質的な拡散性成分を有する。アフォニンはバックライトツイステッドネマチックＬＣＤのための偏光拡散体としてのこれら材料の使用を示唆する。しかし、分散相として液晶を使用する光学膜は、マトリックス相と分散相との間の屈折率不適合の程度に実質的に制限される。
【０００６】
さらに、この膜の液晶成分の複屈折は典型的には温度感受性である。先行技術はサーモトロピック液晶ポリマーブレンドから製造される複合積層物を開示する。このブレンドは互いに非混和性の２種類の液晶ポリマーからなる。このブレンドは、連続相と分散された含有物相とからなる膜にキャストされうる。この膜が引き延ばされる場合には、分散相は、軸が延伸の方向に整列した一連の繊維を形成する。この膜は改良された機械的特性を有するとして記載されるが、その膜の光学特性は言及されていない。しかし、その液晶特性のせいで、この種の膜は上述の他の液晶材料の欠点に悩まされるであろう。
【０００７】
電場もしくは磁場の適用を通じて望ましい光学特性を示すために、さらに他の膜が製造されてきた。例えば、先行技術は、２つの電極間に配置されかつ液晶材料が浸透した繊維の層からなる液晶デバイスを記載する。これら電極を横切る電圧は電場を造り出し、この電場は液晶材料の複屈折特性を変え、その結果その繊維と液晶との間の屈折率の様々な程度の不適合を生じさせる。しかし、電場もしくは磁場の要求は不便でありかつ多くの用途、特に、存在する場が干渉を生じさせる用途において望ましくない。
【０００８】
他の光学膜は第１のポリマーの包含物の分散物を第２のポリマーに組み込み、次いで得られた複合体を１もしくは２方向に引き延ばすことにより製造されてきた。例えば、ポリマーは分散相と周りのマトリックスポリマーとの間に弱い接着があって、その結果、膜が引き延ばされるときに各包含物の周りに楕円体の空隙が形成されるように選択される。この空隙は可視波長の程度の寸法を有する。この「マイクロ空隙化された」膜における空隙とポリマーとの間の屈折率の不適合は典型的にはかなり大きく（約０．５）、実質的な拡散反射を引き起こす。しかし、マイクロ空隙化された材料の光学特性は界面の形状のばらつきのせいで制御するのが困難であり、偏光感受性光学特性に有用であろうような屈折率が比較的適合した膜軸を生じさせることはできない。さらに、この材料における空隙は、熱および圧力への曝露によって容易に崩壊させられうる。
【０００９】
また、偏光感受性散乱エレメント（ＰＳＳＥ）が記載され、ここで、ＰＳＳＥは異なる複屈折を有する材料ドメインのマイクロ構造複合体であり、かつＰＳＳＥは１つの光軸に沿って偏光した光の大多数を透過し、一方で第２の光軸に沿って偏光した光の大多数をランダムに後方散乱する。
【００１０】
分散相が連続マトリックス内で秩序付けられたパターンで確定的に配列されている光学膜も製造されてきた。そこでは、別のポリマー材料の連続マトリックス内に配置された２つの軸上の波長と比べて大きいポリマー包含物から製造されているラメラポリマー膜が開示されている。積層物の軸の１以上に沿って、分散相の屈折率は連続相の屈折率とは有意に異なっており、かつ別のものに沿って比較的充分に適合している。分散相の秩序付けのせいで、この種の膜は強い虹色（すなわち、干渉に基づく角度依存性着色）を示し、例えば、それらは実質的に反射性である。結果的に、この膜には光拡散が望まれる光学用途について、限定された使用を認めてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第５，７８３，１２０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８２５，５４３号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ａ．Ａｐｈｏｎｉｎ（アフォニン）「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｌｍｓ：Ａｎｇｌｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ（延伸されたポリマー分散液晶膜の光学特性：角度依存性偏光光散乱）」Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，第１９巻、第４号、４６９〜４８０（１９９５年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
よって、従来技術の制限を回避する、連続相および分散相を有する膜を含む改良された拡散反射偏光子についての必要性が存在している。この改良された反射偏光子は比較的安価な材料であってかつ曇りを最小限にするために非晶質であり、結晶質もしくは半結晶質ではない連続相（メジャー相）を有すべきであり、その結果、この材料の三次元軸に沿ったこの２つの相間の屈折率不適合は簡単にかつ恒久的に操作されて、所望の程度の拡散および鏡面反射および透過を達成することができる。この膜は応力、歪み、温度差、水分、電場および磁場に対して望ましく安定でもあり、かつその膜は有意でない水準の虹色を有する。本明細書において以下に開示される様に、これらのおよび他の必要性が本発明によって満足させられる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、カオス的（ｃｈａｏｔｉｃ）ミキサーおよびシーティングダイを通して第１のおよび第２のポリマーを共押出して、所望のブレンド形態のキャストシートを生じさせる工程、並びに前記キャストシートを延伸して複合体膜を生じさせる工程を含む拡散反射偏光子を製造する方法であって；
前記複合体膜は第１のポリマーおよび第２のポリマーを含み；前記第１のポリマーは０．０２未満の複屈折を有し、非晶質の物質であって、かつ連続相であり；前記第２のポリマーは分散相を形成しており、かつ前記分散相と前記連続相との屈折率の違いが第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さく；一緒になった前記第１のポリマーおよび第２のポリマーは、電磁放射線の１つの偏光状態のための第１の軸に沿って、拡散反射率Ｒ１ｄ、正反射率Ｒ１ｓ、全反射率Ｒ１ｔ、拡散透過率Ｔ１ｄ、正透過率Ｔ１ｓ、および全透過率Ｔ１ｔを示し、電磁放射線の別の偏光状態のための第２の軸に沿って、拡散反射率Ｒ２ｄ、正反射率Ｒ２ｓ、全反射率Ｒ２ｔ、拡散透過率Ｔ２ｄ、正透過率Ｔ２ｓ、および全透過率Ｔ２ｔを示し；前記第１の軸および第２の軸は直交しており；当該方法についての組成、カオス的混合、延伸温度および延伸倍率、並びに前記第１のおよび第２のポリマーのＴｇおよび屈折率のパラメーターが式：
（１） Ｒ１ｄはＲ１ｓよりも大きい；かつ
（２） Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））＞１．３５
を満足するように選択される；
拡散反射偏光子を製造する方法を提供する。
【００１５】
本発明は、また、カオス的ミキサーおよびシーティングダイを通して第１のおよび第２のポリマーを共押出して、所望のブレンド形態のキャストシートを生じさせる工程、並びに前記キャストシートを延伸して複合体膜を生じさせる工程を含む拡散反射偏光子を製造する方法であって；
前記複合体膜は第１のポリマーおよび第２のポリマーを含み；前記第１のポリマーは０．０１未満の複屈折を有し、非晶質の物質であって、かつ連続相であり；前記第２のポリマーは分散相を形成しており、かつ前記分散相と前記連続相との屈折率の違いが第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さく；一緒になった前記第１のポリマーおよび第２のポリマーは、電磁放射線の１つの偏光状態のための第１の軸に沿って、拡散反射率Ｒ１ｄ、正反射率Ｒ１ｓ、全反射率Ｒ１ｔ、拡散透過率Ｔ１ｄ、正透過率Ｔ１ｓ、および全透過率Ｔ１ｔを示し、電磁放射線の別の偏光状態のための第２の軸に沿って、拡散反射率Ｒ２ｄ、正反射率Ｒ２ｓ、全反射率Ｒ２ｔ、拡散透過率Ｔ２ｄ、正透過率Ｔ２ｓ、および全透過率Ｔ２ｔを示し；前記第１の軸および第２の軸は直交しており；当該方法についての組成、カオス的混合、延伸温度および延伸倍率、並びに前記第１のおよび第２のポリマーのＴｇおよび屈折率のパラメーターが式：
（１） Ｒ１ｄはＲ１ｓよりも大きい；かつ
（２） Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））＞１．３０
を満足するように選択される；
拡散反射偏光子を製造する方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に従って製造された拡散反射偏光子を図示する概略透視図であって、この図においては、偏光子はコア層を有し、このコア層は、高度に複屈折である分散相と、ほぼまたは完全に光学的等方性である連続相とを含み、このコア層は２つの外側（保護）層の間に配置されている。
【図２】図２は、２つの保護層が除去されている、図１に示された拡散反射偏光子を図示する概略透視図である。
【図３】図３は、連続相物質でも分散相物質でもない物質から形成された２つの保護層を有する拡散反射偏光子を図示する概略透視図である。
【図４】図４は、連続フローカオス的ミキサーによって造られるプレートレット状ブレンド形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
定義：
用語「正反射率」Ｒｓとは、正反射角を中心とした周りの１６度の頂角を有して現れる錐体への光線の反射率をいう。用語「拡散反射率」Ｒｄとは上記特定された正反射錐体の外側にある光線の反射率をいう。用語「全反射率」Ｒｔとは、表面からの全ての光の反射率を合わせたものをいう。よって、全反射は正反射および拡散反射の合計である。
【００１８】
同様に、用語「正透過率（ｓｐｅｃｕｌａｒ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）」Ｔｓは、本明細書においては、正（ｓｐｅｃｕｌａｒ）方向を中心とした周りの１６度の頂角を有して現れる錐体への光線の透過率に関して使用される。用語「拡散透過率」Ｔｄは、本明細書においては、上記特定された正（ｓｐｅｃｕｌａｒ）錐体の外側にある全ての光線の透過率に関して使用される。用語「全透過率」Ｔｔとは、光学体を通る全ての光の透過率をあわせたものをいう。よって、全透過は正透過および拡散透過の合計である。一般に、それぞれの拡散反射偏光子は、電磁放射線の１つの偏光状態についての第１の軸に沿った拡散反射率Ｒ１ｄ、正反射率Ｒ１ｓ、全反射率Ｒ１ｔ、拡散透過率Ｔ１ｄ、正透過率Ｔ１ｓおよび全透過率Ｔ１ｔ、並びに電磁放射線の別の１つの偏光状態についての第２の軸に沿った拡散反射率Ｒ２ｄ、正反射率Ｒ２ｓ、全反射率Ｒ２ｔ、拡散透過率Ｔ２ｄ、正透過率Ｔ２ｓおよび全透過率Ｔ２ｔによって特徴づけられる。第１の軸および第２の軸は互いに直交しており、かつそれぞれは拡散反射偏光子の厚み方向に対して垂直である。一般性を失うことなしに、第１の軸に沿った全反射率が第２の軸に沿ったものよりも大きくなる（すなわち、Ｒ１ｔ＞Ｒ２ｔ）ように、および第１の軸に沿った全透過率が第２の軸に沿ったものよりも小さくなる（すなわち、Ｔ１ｔ＜Ｔ２ｔ）ように、第１の軸および第２の軸は選択される。
【００１９】
拡散反射率、正反射率、全反射率、拡散透過率、正透過率、全透過率は、本明細書において使用される場合、一般的に、米国特許第５，７８３，１２０号および第５，８２５，５４３号において定義されるのと同じ意味を有する。
【００２０】
性能指数（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ；ＦＯＭ）
本発明に従って製造された拡散反射偏光子は全て、
Ｒ１ｄ＞Ｒ１ｓ 式（Ｉ）
ＦＯＭ≡Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））＞１．３５ 式（２）
を満足する。
【００２１】
式（１）は、本発明の反射偏光子は、反射においては、正反射性よりも拡散反射性であることを示す。ワイヤグリッド偏光子（例えば、ユタ州、オレムのＭｏｘｔｅｋ，Ｉｎｃ．，から入手可能なもの）、複数層干渉ベースの偏光子、例えば、ミネソタ州、セントポールの３Ｍによって製造される、ビキュイティ（Ｖｉｋｕｉｔｉ商標）二重輝度上昇フィルム、またはコレステリック液晶ベースの反射偏光子は、拡散性よりも鏡面性（ｓｐｅｃｕｌａｒ）であることに留意されるべきである。
【００２２】
式（２）は拡散反射偏光子についての性能指数ＦＯＭ≡Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））を定義し、この式は、その性能指数ＦＯＭが１．３５より大きいことを示す。偏光リサイクリングのために、重要なのは全反射率および全透過率であり、よって、様々な反射偏光子をランク付けする目的のためにＦＯＭを計算するために、全反射率および全透過率だけが使用される。この性能指数は反射偏光子およびＬＣＤにおいて使用される背面偏光子のような吸収偏光子の全光スループットを説明し、そして、拡散リフレクタまたはその等価物を用いて光リサイクリングがもたらされるＬＣＤシステムに適用する、米国特許出願公開第２００６／００６１８６２号において論じられている式（１）
【数１】
と本質的に同じである。Ｒはリサイクリング反射膜の反射率、または各光リサイクリングに関連する効率を説明することに留意されたい。理想の場合には、Ｒは１に等しく、このことは、光リサイクリングにおいて光の損失がないことを意味する。Ｒが１未満の場合には、光リサイクリング径路において幾分かの光の損失がある。他の形態の性能指数が使用されうるが、反射偏光子の相対的なランキングは同じままであることにも留意されたい。反射偏光子の性能を定量化しランク付けする目的のために、ＦＯＭ≡Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））が本出願において使用されうる。減光比（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ）Ｔ２ｔ／Ｔ１ｔまたはＲ１ｔ／Ｒ２ｔは反射偏光子を説明するのに適切であるとは限らない、というのは、より高いＴ２ｔ／Ｔ１ｔまたはＲ１ｔ／Ｒ２ｔを有する反射偏光子は、より低い減光比を有するものよりも良好に必ずしも機能するとは限らないからである。理想的な従来の吸収偏光子については、Ｔ２ｔ＝１、Ｒ１ｔ＝Ｒ２ｔ＝０、よってＦＯＭ＝１である。理想的な反射偏光子については、Ｔ２ｔ＝１、Ｒ１ｔ＝１、およびＲ２ｔ＝０、よってＦＯＭ＝２である。メジャー相としてｓＰＳを有する米国特許第５，７８３，１２０号および第５，８２５，５４３号の例番号６、８、１０に開示されるような拡散反射偏光子はＦＯＭ＜１．２７を有していたが、これは満足できるものではなかった。本明細書において以下に示されるように、本発明に従う拡散反射偏光子は１．３５より大きい、より好ましくは１．５より大きいＦＯＭを有する。米国特許第５，７８３，１２０号および第５，８２５，５４３号に開示される様ないくつかの拡散反射偏光子は１．３５より大きいＦＯＭを有していたが、それらは０．０５より大きい複屈折の連続相とより小さな複屈折の分散相とから構成されていた。
【００２３】
非晶質および半結晶質ポリマー
そのガラス転移温度（Ｔｇ）未満からＴｇ＋２５０℃までの範囲の温度にわたる示差走査熱量測定（ＤＳＣ）試験中に結晶化（発熱）または溶融（吸熱）ピークを生じさせないポリマーは非晶質であると称される。逆に、ＤＳＣ試験中にこのようなピークが記録される場合には、そのポリマー物質は半結晶質である。このＤＳＣ試験は当業者に周知である。本発明においては、半結晶質ポリマーは、高温での延伸の際に熱的に結晶化し、よって望ましくない水準の曇りを生じさせるその特性のせいで、連続相には充分に適していない。
【００２４】
非混和性で適合性のポリマーブレンド
溶融状態で一緒に混合されるときに熱力学的に非適合性であるポリマーは非混和性であると称される。このようなポリマーは粗い形態を有する区別できる相に分離し、不均一なブレンドを作り出し、それぞれの相はポリマー成分の区別できる特徴を維持し、相間での劣った接着性を示す。一方、適合性のブレンドは、微細な相形態およびこのブレンドを構成するポリマー間の良好な接着性を示す。
【００２５】
複屈折、弱い複屈折、およびほぼ光学等方性
量（ｎｘ−ｎｙ）は面内複屈折「Δｎｉｎ」と称され、ここでｎｘおよびｎｙは方向ｘおよびｙにおける屈折率であり；ｘはｘ−ｙ面における最大屈折率の方向として採用され、ｙ方向はそれに対して垂直にとられ；このｘ−ｙ面はこの層の表面に対して平行であり；ｄはｚ方向でのこの層の厚みである。Δｎｉｎの値は典型的には、波長λ＝５５０ｎｍで与えられる。
【００２６】
量［ｎｚ−（ｎｘ＋ｎｙ）／２］は面外複屈折「Δｎｔｈ」と称され、ここでｎｚはｚ方向における屈折率である。ｎｚ＞（ｎｘ＋ｎｙ）／２の場合には、Δｎｔｈは正（正の複屈折）であり、ｎｚ＜（ｎｘ＋ｎｙ）／２の場合には、Δｎｔｈは負（負の複屈折）である。Δｎｔｈの値は典型的には、λ＝５５０ｎｍで与えられる。
【００２７】
本明細書において使用される場合、「ほぼ光学等方性」または「弱い複屈折」とは延伸後、その物質が０．０２未満の複屈折を有することを意味する。
【００２８】
連続相がほぼ等方性である連続相と分散相とを含む拡散反射偏光子、並びにこの拡散反射偏光子を製造する方法に関する本発明が、本明細書において以下におよび図面を参照して記載される。本発明の拡散反射偏光子はＬＣＤのようなディスプレイ装置に効果的に使用され、光効率を増大させる。
【００２９】
ここで、図１を参照すると、本発明の拡散反射偏光子３０は膜１０を含み、この膜は、連続相である第１のポリマー相１４と分散相である第２のポリマー相１２とを有する非混和性ブレンドを含み；前記連続相は非晶質であってかつ約０．０２未満の複屈折を有し；前記分散相は典型的には半結晶質であり；前記分散相１２と前記連続相１４との屈折率の違いが、第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さく；電磁放射線の少なくとも１つの偏光状態について少なくとも１つの軸に沿って、一緒にされた前記第１の相および第２の相の拡散反射率は少なくとも約５０％である。場合によっては、偏光子３０は追加の層（保護層または「表面」層２０Ａおよび２０Ｂが、例えば、図１において例示されている）を含むことができ、これら追加の層は、複数層膜の延伸を容易にするために、または反射偏光子の１以上の物理的、化学的もしくは熱的特性を向上させるために、またはコア層の物理的保護を提供するために使用されうる。
【００３０】
連続相の濃度は、膜１０中の全物質の少なくとも５０重量％であるが、一方、分散相の濃度は５０重量％未満である。好ましくは、連続相は少なくとも６０重量％であり、分散相は４０重量％未満である。
【００３１】
連続相である第１のポリマー相は、単一種のポリマーまたは２種以上の混和性ポリマーを含むことができる。分散相である第２のポリマー相は単一種のポリマーまたは２種以上の混和性ポリマーを含むこともできる。典型的には、この２相のそれぞれは単一種のポリマーのみを含む。しかし、溶融粘度、Ｔｇ、物理的特性、熱的特性、屈折率などの様々な特性を最適化しまたは変更するために、２種以上の混和性ポリマーのブレンドがどちらの相においても効果的に使用されることができる。
【００３２】
連続相を構成する１種以上のポリマーは非晶質で、透過性で、かつ弱い複屈折である。分散相を構成する１種以上のポリマーは半結晶質であり、透過性であり、かつ高度に複屈折である。低い複屈折値は、非常に低い応力−光学係数を有するポリマーを選択することにより、および／または連続相を構成するポリマーのガラス転移温度を充分上回る温度（Ｔｓ）、Ｔｓ＞Ｔｇ，１＋３０℃（Ｔｇ，１は連続相のＴｇである）で膜を延伸することにより達成され、その結果、延伸後この物質が固化する場合に、面内複屈折の水準を０．０２未満、好ましくは０．０１未満、より好ましくは０．００５未満まで低下させるのに充分に、光配向（ｏｐｔｉｃａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）が緩和させられうる。連続相において使用するためのポリマーの例には、シクロオレフィンポリマー、アクリル系ポリマー、スチレン系ポリマー、コポリエステル、および他の非晶質ポリマーが挙げられる。具体的には、非限定的な例としては、環式オレフィンコポリマー、例えば、Ｔｏｐａｓ（登録商標）ポリマーのファミリー（トパスアドバンストポリマーズＧｍｂＨから入手可能）およびＡｐｅｌ（登録商標）ポリマー（三井化学株式会社から入手可能）、ＰＭＭＡおよびポリ（ＭＭＡ−コ−スチレン）、並びに非晶質コポリエステル、例えば、ＰＥＴＧ６７６３、ＳＡ１００、ＳＡ１１５およびＰＣＴＧ５４４５（イーストマンケミカルから入手可能）が挙げられる。特に好ましいポリマーは１種以上のノルボルネン単位を含む環式オレフィンコポリマー、例えば、米国特許第５，８３３，８７８号における一般式Ｉ〜Ｖに開示されるポリマーである。
【００３３】
これら環式オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）は珍しいことにガラス状の有機材料である。ＣＯＣ材料は可視領域で９１％の視感透過率を有する。その高い透過率およびアッベ数（５８）に加えて、ＣＯＣ樹脂は非常に低い曇りおよび黄色度を有し、散乱もしくは吸収による光損失を最小限にすることを可能にする。低い光学異方性を有する非晶質ポリマーの場合、それらは本質的に低い複屈折および非常に低い応力光学係数（ＰＭＭＡのと同じくらいまたはそれよりも低い）も有し、その結果それらは荷重下で低い複屈折を保持する。いくつかの等級のＣＯＣ樹脂は１７０℃（３３８°Ｆ）の高さの熱たわみ温度で利用可能であり、それらを非常に高い温度への短期間曝露に耐性にする。ＣＯＣ樹脂は優れた水分制御を提供する。それは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のおよそ２倍の水分バリア、および低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）の５倍の水分バリアを有する。ＣＯＣ樹脂は環境に優しく、かつ簡単な廃棄を可能にする。燃焼の際に、それは毒性ガスを形成せず、水と二酸化炭素とを形成するだけである。
【００３４】
分散相における複屈折の高い値は、相対的に高い応力光学係数を有する物質を利用することにより、およびＴｇ，２＜Ｔｓ＜Ｔｇ，２＋３０℃（ここで、Ｔｇ，２は分散相のＴｇである）となる温度Ｔｓで膜を延伸することにより達成される。分散相において使用するのに好適なポリマーの例には、ポリエステル、ポリアミド、およびポリエステルアミド、並びに他の種類の半結晶質ポリマーが挙げられる。具体的な非限定的な例には、ポリ（エチレンテレフタラート）（ＰＥＴ）、ポリ（エチレンナフタラート）（ＰＥＮ）およびシクロヘキシルジメチレン部分を含むポリエステルが挙げられる。高い複屈折に加えて、透過率および反射率の全体的な水準は、分散相のドメイン形態によって非常に影響される。概して、図４に示されるようなプレートレット状形態はブレンドの方向性反射率（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）を増大させるが、他のブレンド形態も有利であり得る。よって、この形態を制御することは本発明の拡散反射偏光子の性能を向上させるのに非常に望ましい。
【００３５】
本発明のある実施形態においては、連続相および分散相の少なくとも一方は、適合性ポリエステルブレンドおよびエステル交換反応を実質的に阻害する手段を含む。このポリエステルブレンドは１種以上のポリエステルまたは少なくとも１種のポリエステルおよびポリカルボナートを含むことができる。エステル交換阻害剤はポリマー加工産業界において周知であり、一般的にリン化合物を含む。本発明において使用するのに好適なエステル交換阻害剤には、有機亜リン酸エステル、例えば、亜リン酸トリフェニル、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスフィット、ジ−ｎ−オクタデシルホスフィット、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスフィット、トリス（モノノニルフェニル）ホスフィット、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチルなどが挙げられる。
【００３６】
本発明の拡散反射偏光子は、ＬＣＤのようなディスプレイ装置において典型的に使用される１種以上の他の光学膜、例えば、反射防止、周囲光抑制、照明増大、光コリメーション、光方向変換、光拡散、光スプレッディング、視認角増大、偏光などの機能を提供する膜、との組み合わせで使用されうる。
【００３７】
本発明の拡散反射偏光子は複数工程プロセスによって製造される。最初に、第１のポリマーおよび第２のポリマーが２以上の押出機によって、連続フローカオス的混合エレメントおよびシーティングダイに共押出され、このカオス的混合エレメントは所望のブレンド形態のキャストシートを造り出すように操作される。このカオス的混合方法は、様々な充分に制御されたブレンド形態の多成分ブレンドを生じさせる方法として当該技術分野において知られている。バリア用途にほとんど焦点を当てているＺｕｍｂｒｕｎｅｎ（ザンバルネン）らによる検討（例えば、Ｙ．Ｈ．ＬｉｕおよびＤ．Ａ．Ｚｕｍｂｒｕｎｅｎ、Ｊ．Ｍａｔ．Ｓｃｉ．，３４、１９２１（１９９９）、Ｏ．ＫｗｏｎおよびＤ．Ａ．Ｚｕｍｂｒｕｎｅｎ、Ｐｏｌｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．，４３，１４４３（２００３）；米国特許第６，７７０，３４０号および第６，９０２，８０５号も参照）は、カオス的ミキサーの操作パラメータを調節することにより多相ポリマーシステムにおいて造り出されうる様々な形態を記載し、それにより多相ポリマーシステムの形態はブレンド成分の熱力学によるだけでなく、カオス的混合プロセスの動力学によっても制御される。本発明の拡散反射偏光子の場合において、（図４において示されるような）プレートレット状形態が特に望ましく、かつこのカオス的ミキサーの操作パラメータおよびポリマー成分のレオロジーを制御することにより造り出されうるが、このカオス的混合プロセスによって造り出される他のブレンド形態も有利であり得る。拡散反射偏光子の光学性能を向上させることに加えて、カオス的混合方法は材料選択の自由度も広げ、広範囲のレオロジーおよび表面特性を有する材料のペアの使用を可能にする。
【００３８】
膜の分散相における所望の複屈折を誘導するために、所望のブレンド形態を有するキャストシートは延伸工程をさらに受けなければならない。全ての場合において、シートは最初に、Ｔｇ，１＜Ｔｓ＜Ｔｇ，２＋３０℃であるような温度Ｔｓに加熱され、そして次いで、機械方向に沿ってもしくは機械横断方向に沿って一軸的に、またはその双方で延伸されて、分散相における所望の水準の面内複屈折を生じさせる。よって、この延伸温度は次の条件を満たさなければならない：
Ｔｇ，１＜Ｔｓ
Ｔｇ，２＜Ｔｓ＜Ｔｇ，２＋３０℃
ここで、Ｔｇ，１およびＴｇ，２は、それぞれ、第１の（連続）相および第２の（分散）相のＴｇである。
【００３９】
連続相が高い応力光学係数を有する場合には、連続相において低い複屈折を達成するために（すなわち、連続相の複屈折は延伸および固化後に０．０２未満である）、Ｔｓ−Ｔｇ，１＞３０℃、すなわち、温度間隔は比較的大きくなければならない。
【００４０】
典型的な伸長または延伸倍率は３倍〜７倍の範囲であるが、より広範囲の延伸倍率が考慮されうる。延伸は当業者に周知の多くの方法を用いて行われうる。いくつかの場合においては、延伸された膜の端は延伸工程中に拘束されうるが、拘束されない延伸が好ましい。米国特許第５，７８３，１２０号および米国特許第５，８２５，５４３号の試みと比較して、本発明は、先行技術に特定される制限なしに、より低コストおよびよりすぐれた光学性能の可能性を有する広範囲の選択肢および物質を提供する。
【００４１】
延伸後、本発明の反射偏光子の全厚みは、約２５〜１０００ミクロンの厚みである。典型的には、所望の程度の偏光リサイクリングおよび寸法安定性を達成するように、全厚みは約１００〜５００ミクロンの厚みである。
【００４２】
前述のように、本発明のある実施形態においては、反射偏光子３０は、膜１０のそれぞれの面上に保護層２０Ａおよび２０Ｂを伴って製造される（図１を参照）。この保護層は膜１０と共に共押出されかつ共延伸されて、分散相の組成と類似するおよび場合によっては同じ物質を含む。延伸されたシートは最終的に冷却されてロールに巻き取られる。保護層２０Ａおよび２０Ｂは膜１０に永続的に取り付けられたままであることができ、または反射偏光子がＬＣディスプレイに組み込まれる前の何らかの時点で剥ぎ取られても良い。この保護層の剥ぎ取りは図２に示されており、この保護層は膜１０に対する弱い接着力によって保持されることを必要とする。接着のこのレベルは好適な相溶化剤、ポリマー界面活性剤、可塑剤および様々な他の追加物の添加によって制御されうる。あるいは、保護層と膜１０との間の接着は、図４に示されるような結合層（ｔｉｅ ｌａｙｅｒ）の追加によって増強されることができ、図４においては、層２２Ａおよび２２Ｂは、膜１０と対応する保護層２１Ａおよび２１Ｂとの間に配置された結合層を表す。結合層において使用するのに好適な物質は、保護層２１Ａおよび２１Ｂ並びに膜１０に使用される連続ポリマー相に対して幾分かの適合性または親和性を有するべきである。連続相が環式オレフィンコポリマーを含み保護層がポリエステルを含むある実施形態においては、好適な結合層物質には、エチレン−酢酸ビニルポリマーおよびエチレン−アクリラートポリマーが挙げられる。
【実施例】
【００４３】
拡散反射偏光子は第１のポリマー相と第２のポリマー相とのブレンドを押出すことによって本発明に従って製造された。成分の乾燥混合物は所望の組成で一軸押出機に供給された。このブレンドはマルチマニホルドダイを通して、これら相を含む混和性ブレンド膜のそれぞれの面上の保護相と共に共押出された。ダイを出た後、キャストシートはカレンダーロールのペアを含む３つのロールスタックを通され、その表面品質を向上させた。キャスト後、全シート厚さは約８００ミクロンであり、保護相は全シート厚さの約１／４の合計厚さを有していた。次いで、３層のキャストシートは機械方向に沿って延伸されて、複屈折分散相に複屈折を誘発させた。
【００４４】
このシートは名目延伸温度Ｔｓに加熱され、次いで３倍〜５倍の倍率で一軸非拘束（ｕｎｉａｘｉａｌ ｕｎｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ）モードで機械方向に沿って延伸された。分散相がＰＥＴであった場合には、延伸温度は９０℃、９５℃、９８℃、１０１℃、１０４℃および１０７℃で変えられた。分散相がＰＥＮであった場合には、延伸温度は１２５℃、１２８℃、１３２℃、１３５℃、１３９℃、および１４８℃で変えられた。延伸温度は下記条件を満足させるように選択された：
Ｔｇ，２＋３０℃＞Ｔｓ＞Ｔｇ，２
Ｔｓ＞Ｔｇ，１
【００４５】
延伸されたシートは冷却され、そして保護層は剥ぎ取られて、最終的な拡散反射偏光子膜を生じさせた。次いで、この配向されたサンプルは切断され、パーキンエルマー６５０ＵＶ−ＶＩＳ分光光度計を用いて試験された。この延伸膜サンプルの全透過率および反射率（反射性）が５５０ｎｍで測定され、表され、性能指数（ＦＯＭ）は式３に基づいて計算された。拡散反射率は、正反射角を中心とした周りの１６度の頂角を有して現れる錐体に入る光線を除いて、全ての反射光を捕捉する積分球を用いて測定された。正反射率は測定された全反射率から測定された拡散反射率を引くことにより決定された。
【００４６】
全ての材料、組成、延伸条件および対応する延伸膜サンプルのＦＯＭ値のリストが以下の表に示される。
【表２】
【００４７】
連続相および分散相の複屈折
実施例１：
純粋な連続相ポリマーＴｏｐａｓ（トパス）８００７、ＳＢ、Ｚｙｌａｒ（ザイラー）６３１、ＰＥＴＧ６７６３、およびＰＣＴＧ５４４５が保護層ＰＥＴもしくはＰＥＮと共に共押出され、連続相および分散相を含むブレンドと同じ条件下で（すなわち、同じ延伸温度および同じ延伸倍率で）延伸された。次いで、この表層が剥ぎ取られた。次いで、メトリコンコーポレーションからのメトリコンプリズムカップラー２０１０を用いて、６３３ｎｍの波長で決定される、純粋な非晶質ポリマーからなる各コア層の屈折率ｎｐａｒａ、ｎｐｅｒｐおよびｎｚが測定された。屈折率ｎｐａｒａ、ｎｐｅｒｐおよびｎｚは、それぞれ、延伸方向に平行な方向、延伸方向に直交する方向、およびシート厚み方向に沿った方向に対応する。これら３つの屈折率の全てｎｐｅｒｐおよびｎｚは互いに非常に近く、これらのいずれか２つの間の違いは０．０２未満であり、ほとんどの場合におけるこの違いは０．００５よりも小さい。ＰＥＴもしくはＰＥＮである表層の屈折率ｎｐａｒａ、ｎｐｅｒｐおよびｎｚも６３３ｎｍの波長で決定されるメトリコンコーポレーションからのメトリコンプリズムカップラー２０１０を用いて測定された。ｎｐａｒａとｎｐｅｒｐとの間の差は０．０５より大きい。この測定値のセットは連続相（メジャー相）がほぼ等方性であり、一方、分散相（マイナー相）が高度に複屈折であることを確認した。この結論はＪ．Ａ．ウーラムカンパニー（Ｗｏｏｌｌａｍ Ｃｏ．）（ネブラスカ州、リンカーン）からのＭ−２０００Ｖ分光エリプソメータを用いる複屈折測定でも確認された。
【００４８】
実施例２：
連続相ポリマーとしての７０重量％のＺｙｌａｒ６３１、分散ポリマーとしての３０重量％のＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、１２５℃の温度で押出される膜方向の５倍延伸。このサンプルは１．６６のＦＯＭ値を有しており、かつ８３％の全反射率、７１％の拡散反射率および１２％の正反射率（全て５５０ｎｍで測定）を有していた。
【００４９】
実施例３：
連続相ポリマーとしての６０重量％のＰＥＴＧ６７６３、および分散ポリマーとしての４０重量％のＰＥＮ、１３２℃の温度で押出される膜方向に直交する方向の５倍延伸。このサンプルは１．４３のＦＯＭ値を有しており、かつ７３％の全反射率、６２％の拡散反射率および１１％の正反射率（全て５５０ｎｍで測定）を有していた。
【００５０】
実施例４：
連続相ポリマーとしての６０重量％のＰＥＴＧ６７６３、分散ポリマーとしての４０重量％のＰＥＮ、および１００部あたり０．０３２部の安定化剤として添加されるリン酸（エステル交換阻害剤）、１２９℃の温度で押出される膜方向に垂直な方向の５倍延伸。このサンプルは１．３７のＦＯＭ値を有しており、かつ７６％の全反射率、６１％の拡散反射率および１５％の正反射率（全て５５０ｎｍで測定）を有していた。
【００５１】
実施例２〜４は本発明の反射偏光子が事実上主として拡散性である反射率を提供し、かつ拡散反射率が５０％を超え、およびＦＯＭが１．３５より大きい条件を満足させることを示す。
【００５２】
分散ポリマー重量パーセントの影響
連続相ポリマーＴｏｐａｓ８００７、分散ポリマーＥａｓｔａｒ７３５２、保護層Ｅａｓｔａｒ７３５２、３分間の浸漬時間で、温度９５℃での延伸倍率４倍。
【表３】
【００５３】
連続相ポリマーＴｏｐａｓ８００７、分散ポリマーＰＥＴ（Ｅａｓｔａｒ７３５２）、保護層ＰＥＴ、３分間の浸漬時間で、温度９８℃での延伸倍率５倍。
【表４】
【００５４】
連続相ポリマーＳＢ、分散ポリマーＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、３分間の浸漬時間で、温度１３２℃での延伸倍率４倍。
【表５】
【００５５】
連続相ポリマーＺｙｌａｒ、分散ポリマーＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、３分間の浸漬時間で、温度１２８℃での延伸倍率４倍。
【表６】
【００５６】
表１−１〜１−４は、他の条件が固定された場合に、拡散反射偏光子が１．３０を超えるＦＯＭを有するのを可能にするように好適な分散ポリマー重量パーセントが選択されうることを示す。好適な分散ポリマー重量パーセント範囲は４５％〜５％であった。
【００５７】
延伸倍率の影響
７０重量％の連続相ポリマーＴｏｐａｓ８００７、３０重量％の分散ポリマーＰＥＴ、保護層ＰＥＴ、３分間の浸漬時間で、温度９５℃での延伸。
【表７】
【００５８】
７０重量％の連続相ポリマーＴｏｐａｓ８００７、３０重量％の分散ポリマーＥａｓｔａｒ７３５２、３分間の浸漬時間で、温度１０１℃での延伸。
【表８】
【００５９】
表２−１および２−２は、他の条件が固定された場合に、拡散反射偏光子が１．３０を超えるＦＯＭを有するのを可能にするように好適な延伸倍率が選択されうることを示す。好適な延伸倍率は少なくとも３倍であり、望まれる延伸倍率は５倍以上であった。
【００６０】
延伸温度の影響
７０重量％の連続相ポリマーＴｏｐａｓ８００７、３０重量％の分散ポリマーＰＥＴ、保護層ＰＥＴ、３分間の浸漬時間で、４倍の延伸。
【表９】
【００６１】
６０重量％の連続相ポリマーＳ／Ｂ、４０重量％の分散ポリマーＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、３分間の浸漬時間で、４倍の延伸。
【表１０】
【００６２】
表３−１および３−２は、他の条件が固定された場合に、拡散反射偏光子が１．３０を超えるＦＯＭを有するのを可能にするように好適な延伸温度が選択されうることを示す。
【００６３】
連続相ポリマーおよびその濃度の影響
実施例３４〜３７：
８０重量％の連続相ポリマー、２０重量％の分散ポリマーＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、３分間の浸漬時間で、１２５℃の温度での４倍の延伸。
実施例３７：７０重量％の連続相ポリマー、３０重量％の分散ポリマー、保護層ＰＥＮ、３分間の浸漬時間で、１２８℃の温度での４．５倍の延伸。
【表１１】
【００６４】
表４−１は、他の条件が固定された場合に、連続相ポリマーの選択が拡散反射偏光子のＦＯＭに対する影響を有することを示す。
【００６５】
拡散透過反射偏光子
実施例３８：連続相ポリマーとしての７０重量％のＺｙｌａｒ６３１、分散ポリマーとしての３０重量％のＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、１２５℃の温度で５倍の延伸（延伸前に３分間の浸漬時間を使用）。このサンプルは１．６６のＦＯＭ値を有しており、６４％の拡散透過率および１６％の正透過率を有していた（全て５５０ｎｍで測定）。よって、このサンプルについては、拡散透過率は全透過率の８０％を構成していたが、正当化率は全透過率のわずか２０％を構成していただけであった。
【００６６】
表面層の影響
サンプル番号５〜１５および２２〜３０の全てについて、測定はＰＥＴ表面層の取り付けたものおよびＰＥＴ表面層の除去したものの両方を用いて行われた。表面層のないサンプルは粗い表面を有していた。この表面層のない（粗い表面の）サンプルはほぼ４５％の拡散透過率を有しており、一方、この取り付けられた表面層を有するサンプルは約１０％の拡散透過率を有していた。表面層のないサンプルは表面層を有する同じサンプルと比較してＦＯＭのわずかな低下があった。表面層をなくすることと共に、粗い拡散性の表面を得るための他の方法には、永続的な表面層をエンボス加工もしくは他の表面パターン形成することが挙げられ、または散乱粒子を含む層がコーティングもしくは積層方法によって反射偏光子表面上に適用されうる。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 膜
１２ 第２のポリマー相
１４ 第１のポリマー相
２０Ａ、２０Ｂ、２１Ａ、２１Ｂ 保護層
２２Ａ、２２Ｂ 結合層
３０ 拡散反射偏光子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の連続相および第２の分散相を有する膜を含み、前記連続相が非晶質かつほぼ光学的に等方性である拡散反射偏光子（ｄｉｆｆｕｓｅｌｙ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）、並びにこの拡散反射偏光子を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射偏光膜は１つの偏光の光を伝達し、直交偏光の光を反射する。これはＬＣＤにおいて光効率を増大させるのに有用である。反射偏光膜の機能を達成するために様々な膜が開示されてきており、その中でも拡散反射偏光子はＬＣＤにディフューザーを必要としなくてよく、このためＬＣＤの複雑さを低減するのでより魅力的である。米国特許第５，７８３，１２０号および第５，８２５，５４３号は、第１の連続相（本明細書においては、メジャー相（すなわち、ブレンドの５０重量％超を構成する）とも称される）および第２の分散相（本明細書においてはマイナー相（すなわち、ブレンドの５０重量％未満を構成する）とも称される）を有し、この第１の相が少なくとも０．０５の複屈折を有する非混和性ブレンドを含む膜を含む拡散反射偏光膜を教示する。この膜は、典型的には延伸によって、１以上の方向に配向される。分散相粒子のサイズおよび形状、分散相の体積分率、膜厚さおよび配向の量は、得られる膜における所望の波長の電磁放射線の、所望の程度の全透過率および拡散反射を達成するように選択される。表１〜表４に示される１２４例中で、例番号６、８、１０、４２−４９を除くそのほとんどはメジャーおよび複屈折相としてポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）を、およびマイナー相としてポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）（例１）またはシンジオタクチックポリスチレン（ｓＰＳ）（他の例）を含み、例番号６、８、１０、４２−４９ではＰＥＮがマイナー相であり、ｓＰＳがメジャー相である。これら１２４例の全てにおいては、メジャー相は半結晶質ポリマーを含む。
【０００３】
表１における例６、８および１０は全透過率および反射率は満足できるものではなかったことを示した。ＦＯＭ＝Ｔｐｅｒｐ／（１−０．５＊（Ｒｐｅｒｐ＋Ｒｐａｒａ））として特定される性能指数（ＦＯＭ）は１．２７より小さかった。表２における例４２−４９はこの透過率および反射率データを有しておらず、かつ全く論じられていなかった。
【表１】
（米国特許第５，７８３，１２０号および第５，８２５，５４３号の表１）
【０００４】
異なる性質を有する無機含有物で満たされた膜は、光透過および反射特性を提供しうる。しかし、無機含有物で満たされたポリマーから製造された光学膜は様々な問題に悩まされる。典型的には、無機粒子とポリマーマトリックスとの間の接着が弱い。その結果、応力または歪みがマトリックスを横切って適用される場合には、このマトリックスと含有物との間の結合が破壊され、かつこの剛性の無機含有物が粉砕されうるので、この膜の光学特性は低下する。さらに、無機含有物の配置は、製造を複雑にするプロセス工程および考慮事項を必要とする。
【０００５】
他の膜ポリマーマトリックスは、その中に分散された光調節性液晶の液滴を含む。この材料の延伸は伝えられるところによると、結果的に、球から、引き延ばしの方向と平行な楕円の長軸を有する楕円体形状への液晶液滴の歪みをもたらす。Ａ．Ａｐｈｏｎｉｎ（アフォニン）「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｌｍｓ：Ａｎｇｌｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ（延伸されたポリマー分散液晶膜の光学特性：角度依存性偏光光散乱）」Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，第１９巻、第４号、４６９〜４８０（１９９５年）は、ポリマーマトリックス中に配置された液晶液滴からなる延伸膜の光学特性を論じる。彼は、液滴の楕円体形状（延伸方向に平行なその長軸を有する）への伸長が、配向した複屈折（液滴の次元軸間での屈折率差）をその液滴に付与し、結果的にある膜軸に沿った分散相と連続相との間の相対的な屈折率不適合、並びに別の膜軸に沿った相対的屈折率適合を生じさせることを報告する。この液晶液滴は膜内の可視波長と比べて小さくなく、よってこの膜の光学特性はその反射および透過特性に対する実質的な拡散性成分を有する。アフォニンはバックライトツイステッドネマチックＬＣＤのための偏光拡散体としてのこれら材料の使用を示唆する。しかし、分散相として液晶を使用する光学膜は、マトリックス相と分散相との間の屈折率不適合の程度に実質的に制限される。
【０００６】
さらに、この膜の液晶成分の複屈折は典型的には温度感受性である。先行技術はサーモトロピック液晶ポリマーブレンドから製造される複合積層物を開示する。このブレンドは互いに非混和性の２種類の液晶ポリマーからなる。このブレンドは、連続相と分散された含有物相とからなる膜にキャストされうる。この膜が引き延ばされる場合には、分散相は、軸が延伸の方向に整列した一連の繊維を形成する。この膜は改良された機械的特性を有するとして記載されるが、その膜の光学特性は言及されていない。しかし、その液晶特性のせいで、この種の膜は上述の他の液晶材料の欠点に悩まされるであろう。
【０００７】
電場もしくは磁場の適用を通じて望ましい光学特性を示すために、さらに他の膜が製造されてきた。例えば、先行技術は、２つの電極間に配置されかつ液晶材料が浸透した繊維の層からなる液晶デバイスを記載する。これら電極を横切る電圧は電場を造り出し、この電場は液晶材料の複屈折特性を変え、その結果その繊維と液晶との間の屈折率の様々な程度の不適合を生じさせる。しかし、電場もしくは磁場の要求は不便でありかつ多くの用途、特に、存在する場が干渉を生じさせる用途において望ましくない。
【０００８】
他の光学膜は第１のポリマーの包含物の分散物を第２のポリマーに組み込み、次いで得られた複合体を１もしくは２方向に引き延ばすことにより製造されてきた。例えば、ポリマーは分散相と周りのマトリックスポリマーとの間に弱い接着があって、その結果、膜が引き延ばされるときに各包含物の周りに楕円体の空隙が形成されるように選択される。この空隙は可視波長の程度の寸法を有する。この「マイクロ空隙化された」膜における空隙とポリマーとの間の屈折率の不適合は典型的にはかなり大きく（約０．５）、実質的な拡散反射を引き起こす。しかし、マイクロ空隙化された材料の光学特性は界面の形状のばらつきのせいで制御するのが困難であり、偏光感受性光学特性に有用であろうような屈折率が比較的適合した膜軸を生じさせることはできない。さらに、この材料における空隙は、熱および圧力への曝露によって容易に崩壊させられうる。
【０００９】
また、偏光感受性散乱エレメント（ＰＳＳＥ）が記載され、ここで、ＰＳＳＥは異なる複屈折を有する材料ドメインのマイクロ構造複合体であり、かつＰＳＳＥは１つの光軸に沿って偏光した光の大多数を透過し、一方で第２の光軸に沿って偏光した光の大多数をランダムに後方散乱する。
【００１０】
分散相が連続マトリックス内で秩序付けられたパターンで確定的に配列されている光学膜も製造されてきた。そこでは、別のポリマー材料の連続マトリックス内に配置された２つの軸上の波長と比べて大きいポリマー包含物から製造されているラメラポリマー膜が開示されている。積層物の軸の１以上に沿って、分散相の屈折率は連続相の屈折率とは有意に異なっており、かつ別のものに沿って比較的充分に適合している。分散相の秩序付けのせいで、この種の膜は強い虹色（すなわち、干渉に基づく角度依存性着色）を示し、例えば、それらは実質的に反射性である。結果的に、この膜には光拡散が望まれる光学用途について、限定された使用を認めてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第５，７８３，１２０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８２５，５４３号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ａ．Ａｐｈｏｎｉｎ（アフォニン）「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｌｍｓ：Ａｎｇｌｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ（延伸されたポリマー分散液晶膜の光学特性：角度依存性偏光光散乱）」Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ，第１９巻、第４号、４６９〜４８０（１９９５年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
よって、従来技術の制限を回避する、連続相および分散相を有する膜を含む改良された拡散反射偏光子についての必要性が存在している。この改良された反射偏光子は比較的安価な材料であってかつ曇りを最小限にするために非晶質であり、結晶質もしくは半結晶質ではない連続相（メジャー相）を有すべきであり、その結果、この材料の三次元軸に沿ったこの２つの相間の屈折率不適合は簡単にかつ恒久的に操作されて、所望の程度の拡散および鏡面反射および透過を達成することができる。この膜は応力、歪み、温度差、水分、電場および磁場に対して望ましく安定でもあり、かつその膜は有意でない水準の虹色を有する。本明細書において以下に開示される様に、これらのおよび他の必要性が本発明によって満足させられる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、カオス的（ｃｈａｏｔｉｃ）ミキサーおよびシーティングダイを通して第１のおよび第２のポリマーを共押出して、所望のブレンド形態のキャストシートを生じさせる工程、並びに前記キャストシートを延伸して複合体膜を生じさせる工程を含む拡散反射偏光子を製造する方法であって；
前記複合体膜は第１のポリマーおよび第２のポリマーを含み；前記第１のポリマーは０．０２未満の複屈折を有し、非晶質の物質であって、かつ連続相であり；前記第２のポリマーは分散相を形成しており、かつ前記分散相と前記連続相との屈折率の違いが第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さく；一緒になった前記第１のポリマーおよび第２のポリマーは、電磁放射線の１つの偏光状態のための第１の軸に沿って、拡散反射率Ｒ１ｄ、正反射率Ｒ１ｓ、全反射率Ｒ１ｔ、拡散透過率Ｔ１ｄ、正透過率Ｔ１ｓ、および全透過率Ｔ１ｔを示し、電磁放射線の別の偏光状態のための第２の軸に沿って、拡散反射率Ｒ２ｄ、正反射率Ｒ２ｓ、全反射率Ｒ２ｔ、拡散透過率Ｔ２ｄ、正透過率Ｔ２ｓ、および全透過率Ｔ２ｔを示し；前記第１の軸および第２の軸は直交しており；当該方法についての組成、カオス的混合、延伸温度および延伸倍率、並びに前記第１のおよび第２のポリマーのＴｇおよび屈折率のパラメーターが式：
（１） Ｒ１ｄはＲ１ｓよりも大きい；かつ
（２） Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））＞１．３５
を満足するように選択される；
拡散反射偏光子を製造する方法を提供する。
【００１５】
本発明は、また、カオス的ミキサーおよびシーティングダイを通して第１のおよび第２のポリマーを共押出して、所望のブレンド形態のキャストシートを生じさせる工程、並びに前記キャストシートを延伸して複合体膜を生じさせる工程を含む拡散反射偏光子を製造する方法であって；
前記複合体膜は第１のポリマーおよび第２のポリマーを含み；前記第１のポリマーは０．０１未満の複屈折を有し、非晶質の物質であって、かつ連続相であり；前記第２のポリマーは分散相を形成しており、かつ前記分散相と前記連続相との屈折率の違いが第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さく；一緒になった前記第１のポリマーおよび第２のポリマーは、電磁放射線の１つの偏光状態のための第１の軸に沿って、拡散反射率Ｒ１ｄ、正反射率Ｒ１ｓ、全反射率Ｒ１ｔ、拡散透過率Ｔ１ｄ、正透過率Ｔ１ｓ、および全透過率Ｔ１ｔを示し、電磁放射線の別の偏光状態のための第２の軸に沿って、拡散反射率Ｒ２ｄ、正反射率Ｒ２ｓ、全反射率Ｒ２ｔ、拡散透過率Ｔ２ｄ、正透過率Ｔ２ｓ、および全透過率Ｔ２ｔを示し；前記第１の軸および第２の軸は直交しており；当該方法についての組成、カオス的混合、延伸温度および延伸倍率、並びに前記第１のおよび第２のポリマーのＴｇおよび屈折率のパラメーターが式：
（１） Ｒ１ｄはＲ１ｓよりも大きい；かつ
（２） Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））＞１．３０
を満足するように選択される；
拡散反射偏光子を製造する方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明に従って製造された拡散反射偏光子を図示する概略透視図であって、この図においては、偏光子はコア層を有し、このコア層は、高度に複屈折である分散相と、ほぼまたは完全に光学的等方性である連続相とを含み、このコア層は２つの外側（保護）層の間に配置されている。
【図２】図２は、２つの保護層が除去されている、図１に示された拡散反射偏光子を図示する概略透視図である。
【図３】図３は、連続相物質でも分散相物質でもない物質から形成された２つの保護層を有する拡散反射偏光子を図示する概略透視図である。
【図４】図４は、連続フローカオス的ミキサーによって造られるプレートレット状ブレンド形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
定義：
用語「正反射率」Ｒｓとは、正反射角を中心とした周りの１６度の頂角を有して現れる錐体への光線の反射率をいう。用語「拡散反射率」Ｒｄとは上記特定された正反射錐体の外側にある光線の反射率をいう。用語「全反射率」Ｒｔとは、表面からの全ての光の反射率を合わせたものをいう。よって、全反射は正反射および拡散反射の合計である。
【００１８】
同様に、用語「正透過率（ｓｐｅｃｕｌａｒ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）」Ｔｓは、本明細書においては、正（ｓｐｅｃｕｌａｒ）方向を中心とした周りの１６度の頂角を有して現れる錐体への光線の透過率に関して使用される。用語「拡散透過率」Ｔｄは、本明細書においては、上記特定された正（ｓｐｅｃｕｌａｒ）錐体の外側にある全ての光線の透過率に関して使用される。用語「全透過率」Ｔｔとは、光学体を通る全ての光の透過率をあわせたものをいう。よって、全透過は正透過および拡散透過の合計である。一般に、それぞれの拡散反射偏光子は、電磁放射線の１つの偏光状態についての第１の軸に沿った拡散反射率Ｒ１ｄ、正反射率Ｒ１ｓ、全反射率Ｒ１ｔ、拡散透過率Ｔ１ｄ、正透過率Ｔ１ｓおよび全透過率Ｔ１ｔ、並びに電磁放射線の別の１つの偏光状態についての第２の軸に沿った拡散反射率Ｒ２ｄ、正反射率Ｒ２ｓ、全反射率Ｒ２ｔ、拡散透過率Ｔ２ｄ、正透過率Ｔ２ｓおよび全透過率Ｔ２ｔによって特徴づけられる。第１の軸および第２の軸は互いに直交しており、かつそれぞれは拡散反射偏光子の厚み方向に対して垂直である。一般性を失うことなしに、第１の軸に沿った全反射率が第２の軸に沿ったものよりも大きくなる（すなわち、Ｒ１ｔ＞Ｒ２ｔ）ように、および第１の軸に沿った全透過率が第２の軸に沿ったものよりも小さくなる（すなわち、Ｔ１ｔ＜Ｔ２ｔ）ように、第１の軸および第２の軸は選択される。
【００１９】
拡散反射率、正反射率、全反射率、拡散透過率、正透過率、全透過率は、本明細書において使用される場合、一般的に、米国特許第５，７８３，１２０号および第５，８２５，５４３号において定義されるのと同じ意味を有する。
【００２０】
性能指数（Ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｒｉｔ；ＦＯＭ）
本発明に従って製造された拡散反射偏光子は全て、
Ｒ１ｄ＞Ｒ１ｓ 式（Ｉ）
ＦＯＭ≡Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））＞１．３５ 式（２）
を満足する。
【００２１】
式（１）は、本発明の反射偏光子は、反射においては、正反射性よりも拡散反射性であることを示す。ワイヤグリッド偏光子（例えば、ユタ州、オレムのＭｏｘｔｅｋ，Ｉｎｃ．，から入手可能なもの）、複数層干渉ベースの偏光子、例えば、ミネソタ州、セントポールの３Ｍによって製造される、ビキュイティ（Ｖｉｋｕｉｔｉ商標）二重輝度上昇フィルム、またはコレステリック液晶ベースの反射偏光子は、拡散性よりも鏡面性（ｓｐｅｃｕｌａｒ）であることに留意されるべきである。
【００２２】
式（２）は拡散反射偏光子についての性能指数ＦＯＭ≡Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））を定義し、この式は、その性能指数ＦＯＭが１．３５より大きいことを示す。偏光リサイクリングのために、重要なのは全反射率および全透過率であり、よって、様々な反射偏光子をランク付けする目的のためにＦＯＭを計算するために、全反射率および全透過率だけが使用される。この性能指数は反射偏光子およびＬＣＤにおいて使用される背面偏光子のような吸収偏光子の全光スループットを説明し、そして、拡散リフレクタまたはその等価物を用いて光リサイクリングがもたらされるＬＣＤシステムに適用する、米国特許出願公開第２００６／００６１８６２号において論じられている式（１）
【数１】
と本質的に同じである。Ｒはリサイクリング反射膜の反射率、または各光リサイクリングに関連する効率を説明することに留意されたい。理想の場合には、Ｒは１に等しく、このことは、光リサイクリングにおいて光の損失がないことを意味する。Ｒが１未満の場合には、光リサイクリング径路において幾分かの光の損失がある。他の形態の性能指数が使用されうるが、反射偏光子の相対的なランキングは同じままであることにも留意されたい。反射偏光子の性能を定量化しランク付けする目的のために、ＦＯＭ≡Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））が本出願において使用されうる。減光比（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ）Ｔ２ｔ／Ｔ１ｔまたはＲ１ｔ／Ｒ２ｔは反射偏光子を説明するのに適切であるとは限らない、というのは、より高いＴ２ｔ／Ｔ１ｔまたはＲ１ｔ／Ｒ２ｔを有する反射偏光子は、より低い減光比を有するものよりも良好に必ずしも機能するとは限らないからである。理想的な従来の吸収偏光子については、Ｔ２ｔ＝１、Ｒ１ｔ＝Ｒ２ｔ＝０、よってＦＯＭ＝１である。理想的な反射偏光子については、Ｔ２ｔ＝１、Ｒ１ｔ＝１、およびＲ２ｔ＝０、よってＦＯＭ＝２である。メジャー相としてｓＰＳを有する米国特許第５，７８３，１２０号および第５，８２５，５４３号の例番号６、８、１０に開示されるような拡散反射偏光子はＦＯＭ＜１．２７を有していたが、これは満足できるものではなかった。本明細書において以下に示されるように、本発明に従う拡散反射偏光子は１．３５より大きい、より好ましくは１．５より大きいＦＯＭを有する。米国特許第５，７８３，１２０号および第５，８２５，５４３号に開示される様ないくつかの拡散反射偏光子は１．３５より大きいＦＯＭを有していたが、それらは０．０５より大きい複屈折の連続相とより小さな複屈折の分散相とから構成されていた。
【００２３】
非晶質および半結晶質ポリマー
そのガラス転移温度（Ｔｇ）未満からＴｇ＋２５０℃までの範囲の温度にわたる示差走査熱量測定（ＤＳＣ）試験中に結晶化（発熱）または溶融（吸熱）ピークを生じさせないポリマーは非晶質であると称される。逆に、ＤＳＣ試験中にこのようなピークが記録される場合には、そのポリマー物質は半結晶質である。このＤＳＣ試験は当業者に周知である。本発明においては、半結晶質ポリマーは、高温での延伸の際に熱的に結晶化し、よって望ましくない水準の曇りを生じさせるその特性のせいで、連続相には充分に適していない。
【００２４】
非混和性で適合性のポリマーブレンド
溶融状態で一緒に混合されるときに熱力学的に非適合性であるポリマーは非混和性であると称される。このようなポリマーは粗い形態を有する区別できる相に分離し、不均一なブレンドを作り出し、それぞれの相はポリマー成分の区別できる特徴を維持し、相間での劣った接着性を示す。一方、適合性のブレンドは、微細な相形態およびこのブレンドを構成するポリマー間の良好な接着性を示す。
【００２５】
複屈折、弱い複屈折、およびほぼ光学等方性
量（ｎｘ−ｎｙ）は面内複屈折「Δｎｉｎ」と称され、ここでｎｘおよびｎｙは方向ｘおよびｙにおける屈折率であり；ｘはｘ−ｙ面における最大屈折率の方向として採用され、ｙ方向はそれに対して垂直にとられ；このｘ−ｙ面はこの層の表面に対して平行であり；ｄはｚ方向でのこの層の厚みである。Δｎｉｎの値は典型的には、波長λ＝５５０ｎｍで与えられる。
【００２６】
量［ｎｚ−（ｎｘ＋ｎｙ）／２］は面外複屈折「Δｎｔｈ」と称され、ここでｎｚはｚ方向における屈折率である。ｎｚ＞（ｎｘ＋ｎｙ）／２の場合には、Δｎｔｈは正（正の複屈折）であり、ｎｚ＜（ｎｘ＋ｎｙ）／２の場合には、Δｎｔｈは負（負の複屈折）である。Δｎｔｈの値は典型的には、λ＝５５０ｎｍで与えられる。
【００２７】
本明細書において使用される場合、「ほぼ光学等方性」または「弱い複屈折」とは延伸後、その物質が０．０２未満の複屈折を有することを意味する。
【００２８】
連続相がほぼ等方性である連続相と分散相とを含む拡散反射偏光子、並びにこの拡散反射偏光子を製造する方法に関する本発明が、本明細書において以下におよび図面を参照して記載される。本発明の拡散反射偏光子はＬＣＤのようなディスプレイ装置に効果的に使用され、光効率を増大させる。
【００２９】
ここで、図１を参照すると、本発明の拡散反射偏光子３０は膜１０を含み、この膜は、連続相である第１のポリマー相１４と分散相である第２のポリマー相１２とを有する非混和性ブレンドを含み；前記連続相は非晶質であってかつ約０．０２未満の複屈折を有し；前記分散相は典型的には半結晶質であり；前記分散相１２と前記連続相１４との屈折率の違いが、第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さく；電磁放射線の少なくとも１つの偏光状態について少なくとも１つの軸に沿って、一緒にされた前記第１の相および第２の相の拡散反射率は少なくとも約５０％である。場合によっては、偏光子３０は追加の層（保護層または「表面」層２０Ａおよび２０Ｂが、例えば、図１において例示されている）を含むことができ、これら追加の層は、複数層膜の延伸を容易にするために、または反射偏光子の１以上の物理的、化学的もしくは熱的特性を向上させるために、またはコア層の物理的保護を提供するために使用されうる。
【００３０】
連続相の濃度は、膜１０中の全物質の少なくとも５０重量％であるが、一方、分散相の濃度は５０重量％未満である。好ましくは、連続相は少なくとも６０重量％であり、分散相は４０重量％未満である。
【００３１】
連続相である第１のポリマー相は、単一種のポリマーまたは２種以上の混和性ポリマーを含むことができる。分散相である第２のポリマー相は単一種のポリマーまたは２種以上の混和性ポリマーを含むこともできる。典型的には、この２相のそれぞれは単一種のポリマーのみを含む。しかし、溶融粘度、Ｔｇ、物理的特性、熱的特性、屈折率などの様々な特性を最適化しまたは変更するために、２種以上の混和性ポリマーのブレンドがどちらの相においても効果的に使用されることができる。
【００３２】
連続相を構成する１種以上のポリマーは非晶質で、透過性で、かつ弱い複屈折である。分散相を構成する１種以上のポリマーは半結晶質であり、透過性であり、かつ高度に複屈折である。低い複屈折値は、非常に低い応力−光学係数を有するポリマーを選択することにより、および／または連続相を構成するポリマーのガラス転移温度を充分上回る温度（Ｔｓ）、Ｔｓ＞Ｔｇ，１＋３０℃（Ｔｇ，１は連続相のＴｇである）で膜を延伸することにより達成され、その結果、延伸後この物質が固化する場合に、面内複屈折の水準を０．０２未満、好ましくは０．０１未満、より好ましくは０．００５未満まで低下させるのに充分に、光配向（ｏｐｔｉｃａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）が緩和させられうる。連続相において使用するためのポリマーの例には、シクロオレフィンポリマー、アクリル系ポリマー、スチレン系ポリマー、コポリエステル、および他の非晶質ポリマーが挙げられる。具体的には、非限定的な例としては、環式オレフィンコポリマー、例えば、Ｔｏｐａｓ（登録商標）ポリマーのファミリー（トパスアドバンストポリマーズＧｍｂＨから入手可能）およびＡｐｅｌ（登録商標）ポリマー（三井化学株式会社から入手可能）、ＰＭＭＡおよびポリ（ＭＭＡ−コ−スチレン）、並びに非晶質コポリエステル、例えば、ＰＥＴＧ６７６３、ＳＡ１００、ＳＡ１１５およびＰＣＴＧ５４４５（イーストマンケミカルから入手可能）が挙げられる。特に好ましいポリマーは１種以上のノルボルネン単位を含む環式オレフィンコポリマー、例えば、米国特許第５，８３３，８７８号における一般式Ｉ〜Ｖに開示されるポリマーである。
【００３３】
これら環式オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）は珍しいことにガラス状の有機材料である。ＣＯＣ材料は可視領域で９１％の視感透過率を有する。その高い透過率およびアッベ数（５８）に加えて、ＣＯＣ樹脂は非常に低い曇りおよび黄色度を有し、散乱もしくは吸収による光損失を最小限にすることを可能にする。低い光学異方性を有する非晶質ポリマーの場合、それらは本質的に低い複屈折および非常に低い応力光学係数（ＰＭＭＡのと同じくらいまたはそれよりも低い）も有し、その結果それらは荷重下で低い複屈折を保持する。いくつかの等級のＣＯＣ樹脂は１７０℃（３３８°Ｆ）の高さの熱たわみ温度で利用可能であり、それらを非常に高い温度への短期間曝露に耐性にする。ＣＯＣ樹脂は優れた水分制御を提供する。それは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のおよそ２倍の水分バリア、および低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）の５倍の水分バリアを有する。ＣＯＣ樹脂は環境に優しく、かつ簡単な廃棄を可能にする。燃焼の際に、それは毒性ガスを形成せず、水と二酸化炭素とを形成するだけである。
【００３４】
分散相における複屈折の高い値は、相対的に高い応力光学係数を有する物質を利用することにより、およびＴｇ，２＜Ｔｓ＜Ｔｇ，２＋３０℃（ここで、Ｔｇ，２は分散相のＴｇである）となる温度Ｔｓで膜を延伸することにより達成される。分散相において使用するのに好適なポリマーの例には、ポリエステル、ポリアミド、およびポリエステルアミド、並びに他の種類の半結晶質ポリマーが挙げられる。具体的な非限定的な例には、ポリ（エチレンテレフタラート）（ＰＥＴ）、ポリ（エチレンナフタラート）（ＰＥＮ）およびシクロヘキシルジメチレン部分を含むポリエステルが挙げられる。高い複屈折に加えて、透過率および反射率の全体的な水準は、分散相のドメイン形態によって非常に影響される。概して、図４に示されるようなプレートレット状形態はブレンドの方向性反射率（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）を増大させるが、他のブレンド形態も有利であり得る。よって、この形態を制御することは本発明の拡散反射偏光子の性能を向上させるのに非常に望ましい。
【００３５】
本発明のある実施形態においては、連続相および分散相の少なくとも一方は、適合性ポリエステルブレンドおよびエステル交換反応を実質的に阻害する手段を含む。このポリエステルブレンドは１種以上のポリエステルまたは少なくとも１種のポリエステルおよびポリカルボナートを含むことができる。エステル交換阻害剤はポリマー加工産業界において周知であり、一般的にリン化合物を含む。本発明において使用するのに好適なエステル交換阻害剤には、有機亜リン酸エステル、例えば、亜リン酸トリフェニル、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスフィット、ジ−ｎ−オクタデシルホスフィット、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスフィット、トリス（モノノニルフェニル）ホスフィット、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチルなどが挙げられる。
【００３６】
本発明の拡散反射偏光子は、ＬＣＤのようなディスプレイ装置において典型的に使用される１種以上の他の光学膜、例えば、反射防止、周囲光抑制、照明増大、光コリメーション、光方向変換、光拡散、光スプレッディング、視認角増大、偏光などの機能を提供する膜、との組み合わせで使用されうる。
【００３７】
本発明の拡散反射偏光子は複数工程プロセスによって製造される。最初に、第１のポリマーおよび第２のポリマーが２以上の押出機によって、連続フローカオス的混合エレメントおよびシーティングダイに共押出され、このカオス的混合エレメントは所望のブレンド形態のキャストシートを造り出すように操作される。このカオス的混合方法は、様々な充分に制御されたブレンド形態の多成分ブレンドを生じさせる方法として当該技術分野において知られている。バリア用途にほとんど焦点を当てているＺｕｍｂｒｕｎｅｎ（ザンバルネン）らによる検討（例えば、Ｙ．Ｈ．ＬｉｕおよびＤ．Ａ．Ｚｕｍｂｒｕｎｅｎ、Ｊ．Ｍａｔ．Ｓｃｉ．，３４、１９２１（１９９９）、Ｏ．ＫｗｏｎおよびＤ．Ａ．Ｚｕｍｂｒｕｎｅｎ、Ｐｏｌｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．，４３，１４４３（２００３）；米国特許第６，７７０，３４０号および第６，９０２，８０５号も参照）は、カオス的ミキサーの操作パラメータを調節することにより多相ポリマーシステムにおいて造り出されうる様々な形態を記載し、それにより多相ポリマーシステムの形態はブレンド成分の熱力学によるだけでなく、カオス的混合プロセスの動力学によっても制御される。本発明の拡散反射偏光子の場合において、（図４において示されるような）プレートレット状形態が特に望ましく、かつこのカオス的ミキサーの操作パラメータおよびポリマー成分のレオロジーを制御することにより造り出されうるが、このカオス的混合プロセスによって造り出される他のブレンド形態も有利であり得る。拡散反射偏光子の光学性能を向上させることに加えて、カオス的混合方法は材料選択の自由度も広げ、広範囲のレオロジーおよび表面特性を有する材料のペアの使用を可能にする。
【００３８】
膜の分散相における所望の複屈折を誘導するために、所望のブレンド形態を有するキャストシートは延伸工程をさらに受けなければならない。全ての場合において、シートは最初に、Ｔｇ，１＜Ｔｓ＜Ｔｇ，２＋３０℃であるような温度Ｔｓに加熱され、そして次いで、機械方向に沿ってもしくは機械横断方向に沿って一軸的に、またはその双方で延伸されて、分散相における所望の水準の面内複屈折を生じさせる。よって、この延伸温度は次の条件を満たさなければならない：
Ｔｇ，１＜Ｔｓ
Ｔｇ，２＜Ｔｓ＜Ｔｇ，２＋３０℃
ここで、Ｔｇ，１およびＴｇ，２は、それぞれ、第１の（連続）相および第２の（分散）相のＴｇである。
【００３９】
連続相が高い応力光学係数を有する場合には、連続相において低い複屈折を達成するために（すなわち、連続相の複屈折は延伸および固化後に０．０２未満である）、Ｔｓ−Ｔｇ，１＞３０℃、すなわち、温度間隔は比較的大きくなければならない。
【００４０】
典型的な伸長または延伸倍率は３倍〜７倍の範囲であるが、より広範囲の延伸倍率が考慮されうる。延伸は当業者に周知の多くの方法を用いて行われうる。いくつかの場合においては、延伸された膜の端は延伸工程中に拘束されうるが、拘束されない延伸が好ましい。米国特許第５，７８３，１２０号および米国特許第５，８２５，５４３号の試みと比較して、本発明は、先行技術に特定される制限なしに、より低コストおよびよりすぐれた光学性能の可能性を有する広範囲の選択肢および物質を提供する。
【００４１】
延伸後、本発明の反射偏光子の全厚みは、約２５〜１０００ミクロンの厚みである。典型的には、所望の程度の偏光リサイクリングおよび寸法安定性を達成するように、全厚みは約１００〜５００ミクロンの厚みである。
【００４２】
前述のように、本発明のある実施形態においては、反射偏光子３０は、膜１０のそれぞれの面上に保護層２０Ａおよび２０Ｂを伴って製造される（図１を参照）。この保護層は膜１０と共に共押出されかつ共延伸されて、分散相の組成と類似するおよび場合によっては同じ物質を含む。延伸されたシートは最終的に冷却されてロールに巻き取られる。保護層２０Ａおよび２０Ｂは膜１０に永続的に取り付けられたままであることができ、または反射偏光子がＬＣディスプレイに組み込まれる前の何らかの時点で剥ぎ取られても良い。この保護層の剥ぎ取りは図２に示されており、この保護層は膜１０に対する弱い接着力によって保持されることを必要とする。接着のこのレベルは好適な相溶化剤、ポリマー界面活性剤、可塑剤および様々な他の追加物の添加によって制御されうる。あるいは、保護層と膜１０との間の接着は、図４に示されるような結合層（ｔｉｅ ｌａｙｅｒ）の追加によって増強されることができ、図４においては、層２２Ａおよび２２Ｂは、膜１０と対応する保護層２１Ａおよび２１Ｂとの間に配置された結合層を表す。結合層において使用するのに好適な物質は、保護層２１Ａおよび２１Ｂ並びに膜１０に使用される連続ポリマー相に対して幾分かの適合性または親和性を有するべきである。連続相が環式オレフィンコポリマーを含み保護層がポリエステルを含むある実施形態においては、好適な結合層物質には、エチレン−酢酸ビニルポリマーおよびエチレン−アクリラートポリマーが挙げられる。
【実施例】
【００４３】
拡散反射偏光子は第１のポリマー相と第２のポリマー相とのブレンドを押出すことによって本発明に従って製造された。成分の乾燥混合物は所望の組成で一軸押出機に供給された。このブレンドはマルチマニホルドダイを通して、これら相を含む混和性ブレンド膜のそれぞれの面上の保護相と共に共押出された。ダイを出た後、キャストシートはカレンダーロールのペアを含む３つのロールスタックを通され、その表面品質を向上させた。キャスト後、全シート厚さは約８００ミクロンであり、保護相は全シート厚さの約１／４の合計厚さを有していた。次いで、３層のキャストシートは機械方向に沿って延伸されて、複屈折分散相に複屈折を誘発させた。
【００４４】
このシートは名目延伸温度Ｔｓに加熱され、次いで３倍〜５倍の倍率で一軸非拘束（ｕｎｉａｘｉａｌ ｕｎｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ）モードで機械方向に沿って延伸された。分散相がＰＥＴであった場合には、延伸温度は９０℃、９５℃、９８℃、１０１℃、１０４℃および１０７℃で変えられた。分散相がＰＥＮであった場合には、延伸温度は１２５℃、１２８℃、１３２℃、１３５℃、１３９℃、および１４８℃で変えられた。延伸温度は下記条件を満足させるように選択された：
Ｔｇ，２＋３０℃＞Ｔｓ＞Ｔｇ，２
Ｔｓ＞Ｔｇ，１
【００４５】
延伸されたシートは冷却され、そして保護層は剥ぎ取られて、最終的な拡散反射偏光子膜を生じさせた。次いで、この配向されたサンプルは切断され、パーキンエルマー６５０ＵＶ−ＶＩＳ分光光度計を用いて試験された。この延伸膜サンプルの全透過率および反射率（反射性）が５５０ｎｍで測定され、表され、性能指数（ＦＯＭ）は式３に基づいて計算された。拡散反射率は、正反射角を中心とした周りの１６度の頂角を有して現れる錐体に入る光線を除いて、全ての反射光を捕捉する積分球を用いて測定された。正反射率は測定された全反射率から測定された拡散反射率を引くことにより決定された。
【００４６】
全ての材料、組成、延伸条件および対応する延伸膜サンプルのＦＯＭ値のリストが以下の表に示される。
【表２】
【００４７】
連続相および分散相の複屈折
実施例１：
純粋な連続相ポリマーＴｏｐａｓ（トパス）８００７、ＳＢ、Ｚｙｌａｒ（ザイラー）６３１、ＰＥＴＧ６７６３、およびＰＣＴＧ５４４５が保護層ＰＥＴもしくはＰＥＮと共に共押出され、連続相および分散相を含むブレンドと同じ条件下で（すなわち、同じ延伸温度および同じ延伸倍率で）延伸された。次いで、この表層が剥ぎ取られた。次いで、メトリコンコーポレーションからのメトリコンプリズムカップラー２０１０を用いて、６３３ｎｍの波長で決定される、純粋な非晶質ポリマーからなる各コア層の屈折率ｎｐａｒａ、ｎｐｅｒｐおよびｎｚが測定された。屈折率ｎｐａｒａ、ｎｐｅｒｐおよびｎｚは、それぞれ、延伸方向に平行な方向、延伸方向に直交する方向、およびシート厚み方向に沿った方向に対応する。これら３つの屈折率の全てｎｐｅｒｐおよびｎｚは互いに非常に近く、これらのいずれか２つの間の違いは０．０２未満であり、ほとんどの場合におけるこの違いは０．００５よりも小さい。ＰＥＴもしくはＰＥＮである表層の屈折率ｎｐａｒａ、ｎｐｅｒｐおよびｎｚも６３３ｎｍの波長で決定されるメトリコンコーポレーションからのメトリコンプリズムカップラー２０１０を用いて測定された。ｎｐａｒａとｎｐｅｒｐとの間の差は０．０５より大きい。この測定値のセットは連続相（メジャー相）がほぼ等方性であり、一方、分散相（マイナー相）が高度に複屈折であることを確認した。この結論はＪ．Ａ．ウーラムカンパニー（Ｗｏｏｌｌａｍ Ｃｏ．）（ネブラスカ州、リンカーン）からのＭ−２０００Ｖ分光エリプソメータを用いる複屈折測定でも確認された。
【００４８】
実施例２：
連続相ポリマーとしての７０重量％のＺｙｌａｒ６３１、分散ポリマーとしての３０重量％のＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、１２５℃の温度で押出される膜方向の５倍延伸。このサンプルは１．６６のＦＯＭ値を有しており、かつ８３％の全反射率、７１％の拡散反射率および１２％の正反射率（全て５５０ｎｍで測定）を有していた。
【００４９】
実施例３：
連続相ポリマーとしての６０重量％のＰＥＴＧ６７６３、および分散ポリマーとしての４０重量％のＰＥＮ、１３２℃の温度で押出される膜方向に直交する方向の５倍延伸。このサンプルは１．４３のＦＯＭ値を有しており、かつ７３％の全反射率、６２％の拡散反射率および１１％の正反射率（全て５５０ｎｍで測定）を有していた。
【００５０】
実施例４：
連続相ポリマーとしての６０重量％のＰＥＴＧ６７６３、分散ポリマーとしての４０重量％のＰＥＮ、および１００部あたり０．０３２部の安定化剤として添加されるリン酸（エステル交換阻害剤）、１２９℃の温度で押出される膜方向に垂直な方向の５倍延伸。このサンプルは１．３７のＦＯＭ値を有しており、かつ７６％の全反射率、６１％の拡散反射率および１５％の正反射率（全て５５０ｎｍで測定）を有していた。
【００５１】
実施例２〜４は本発明の反射偏光子が事実上主として拡散性である反射率を提供し、かつ拡散反射率が５０％を超え、およびＦＯＭが１．３５より大きい条件を満足させることを示す。
【００５２】
分散ポリマー重量パーセントの影響
連続相ポリマーＴｏｐａｓ８００７、分散ポリマーＥａｓｔａｒ７３５２、保護層Ｅａｓｔａｒ７３５２、３分間の浸漬時間で、温度９５℃での延伸倍率４倍。
【表３】
【００５３】
連続相ポリマーＴｏｐａｓ８００７、分散ポリマーＰＥＴ（Ｅａｓｔａｒ７３５２）、保護層ＰＥＴ、３分間の浸漬時間で、温度９８℃での延伸倍率５倍。
【表４】
【００５４】
連続相ポリマーＳＢ、分散ポリマーＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、３分間の浸漬時間で、温度１３２℃での延伸倍率４倍。
【表５】
【００５５】
連続相ポリマーＺｙｌａｒ、分散ポリマーＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、３分間の浸漬時間で、温度１２８℃での延伸倍率４倍。
【表６】
【００５６】
表１−１〜１−４は、他の条件が固定された場合に、拡散反射偏光子が１．３０を超えるＦＯＭを有するのを可能にするように好適な分散ポリマー重量パーセントが選択されうることを示す。好適な分散ポリマー重量パーセント範囲は４５％〜５％であった。
【００５７】
延伸倍率の影響
７０重量％の連続相ポリマーＴｏｐａｓ８００７、３０重量％の分散ポリマーＰＥＴ、保護層ＰＥＴ、３分間の浸漬時間で、温度９５℃での延伸。
【表７】
【００５８】
７０重量％の連続相ポリマーＴｏｐａｓ８００７、３０重量％の分散ポリマーＥａｓｔａｒ７３５２、３分間の浸漬時間で、温度１０１℃での延伸。
【表８】
【００５９】
表２−１および２−２は、他の条件が固定された場合に、拡散反射偏光子が１．３０を超えるＦＯＭを有するのを可能にするように好適な延伸倍率が選択されうることを示す。好適な延伸倍率は少なくとも３倍であり、望まれる延伸倍率は５倍以上であった。
【００６０】
延伸温度の影響
７０重量％の連続相ポリマーＴｏｐａｓ８００７、３０重量％の分散ポリマーＰＥＴ、保護層ＰＥＴ、３分間の浸漬時間で、４倍の延伸。
【表９】
【００６１】
６０重量％の連続相ポリマーＳ／Ｂ、４０重量％の分散ポリマーＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、３分間の浸漬時間で、４倍の延伸。
【表１０】
【００６２】
表３−１および３−２は、他の条件が固定された場合に、拡散反射偏光子が１．３０を超えるＦＯＭを有するのを可能にするように好適な延伸温度が選択されうることを示す。
【００６３】
連続相ポリマーおよびその濃度の影響
実施例３４〜３７：
８０重量％の連続相ポリマー、２０重量％の分散ポリマーＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、３分間の浸漬時間で、１２５℃の温度での４倍の延伸。
実施例３７：７０重量％の連続相ポリマー、３０重量％の分散ポリマー、保護層ＰＥＮ、３分間の浸漬時間で、１２８℃の温度での４．５倍の延伸。
【表１１】
【００６４】
表４−１は、他の条件が固定された場合に、連続相ポリマーの選択が拡散反射偏光子のＦＯＭに対する影響を有することを示す。
【００６５】
拡散透過反射偏光子
実施例３８：連続相ポリマーとしての７０重量％のＺｙｌａｒ６３１、分散ポリマーとしての３０重量％のＰＥＮ、保護層ＰＥＮ、１２５℃の温度で５倍の延伸（延伸前に３分間の浸漬時間を使用）。このサンプルは１．６６のＦＯＭ値を有しており、６４％の拡散透過率および１６％の正透過率を有していた（全て５５０ｎｍで測定）。よって、このサンプルについては、拡散透過率は全透過率の８０％を構成していたが、正当化率は全透過率のわずか２０％を構成していただけであった。
【００６６】
表面層の影響
サンプル番号５〜１５および２２〜３０の全てについて、測定はＰＥＴ表面層の取り付けたものおよびＰＥＴ表面層の除去したものの両方を用いて行われた。表面層のないサンプルは粗い表面を有していた。この表面層のない（粗い表面の）サンプルはほぼ４５％の拡散透過率を有しており、一方、この取り付けられた表面層を有するサンプルは約１０％の拡散透過率を有していた。表面層のないサンプルは表面層を有する同じサンプルと比較してＦＯＭのわずかな低下があった。表面層をなくすることと共に、粗い拡散性の表面を得るための他の方法には、永続的な表面層をエンボス加工もしくは他の表面パターン形成することが挙げられ、または散乱粒子を含む層がコーティングもしくは積層方法によって反射偏光子表面上に適用されうる。
【符号の説明】
【００６７】
１０ 膜
１２ 第２のポリマー相
１４ 第１のポリマー相
２０Ａ、２０Ｂ、２１Ａ、２１Ｂ 保護層
２２Ａ、２２Ｂ 結合層
３０ 拡散反射偏光子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カオス的ミキサーおよびシーティングダイを通して第１のおよび第２のポリマーを共押出して、所望のブレンド形態のキャストシートを生じさせる工程、並びに前記キャストシートを延伸して複合体膜を生じさせる工程を含む拡散反射偏光子を製造する方法であって；
前記複合体膜は第１のポリマーおよび第２のポリマーを含み；前記第１のポリマーは０．０２未満の複屈折を有し、非晶質の物質であって、かつ連続相であり；前記第２のポリマーは分散相を形成しており、かつ前記分散相と前記連続相との屈折率の違いが第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さく；一緒になった前記第１のポリマーおよび第２のポリマーは、電磁放射線の１つの偏光状態のための第１の軸に沿って、拡散反射率Ｒ１ｄ、正反射率Ｒ１ｓ、全反射率Ｒ１ｔ、拡散透過率Ｔ１ｄ、正透過率Ｔ１ｓ、および全透過率Ｔ１ｔを示し、電磁放射線の別の偏光状態のための第２の軸に沿って、拡散反射率Ｒ２ｄ、正反射率Ｒ２ｓ、全反射率Ｒ２ｔ、拡散透過率Ｔ２ｄ、正透過率Ｔ２ｓ、および全透過率Ｔ２ｔを示し；前記第１の軸および第２の軸は直交しており；当該方法についての組成、カオス的混合、延伸温度および延伸倍率、並びに前記第１のおよび第２のポリマーのＴｇおよび屈折率のパラメーターが式：
（１） Ｒ１ｄはＲ１ｓよりも大きい；かつ
（２） Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））＞１．３５
を満足するように選択される；
拡散反射偏光子を製造する方法。
【請求項２】
プレートレット状ブレンド形態を生じさせるようにカオス的混合パラメータが選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
延伸温度Ｔｓが条件：
（１）Ｔｇ，１＜Ｔｓ
（２）Ｔｇ，２＜Ｔｓ＜Ｔｇ，２＋３０℃
（ここで、Ｔｇ，１は第１のポリマーのガラス転移温度であり、およびＴｇ，２は第２のポリマーのガラス転移温度である）
を満足する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
膜が２５〜１０００ミクロンの全厚さに、一軸的にもしくは二軸的に延伸される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第１のポリマーがオレフィンポリマー、環式オレフィンポリマー、ノルボルネン含有ポリマー、２種以上のポリマーの適合性ポリエステルブレンドおよびエステル交換反応を実質的に阻害する手段を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第２のポリマーがポリエステル、ＰＥＴもしくはＰＥＮ、２種以上のポリマーの混和性ポリエステルブレンドおよびエステル交換阻害剤を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第２のポリマーの重量割合が層の５％〜４５％の範囲である請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第２のポリマーが半結晶質である請求項１に記載の方法。
【請求項９】
保護層が共押出によって反射偏光子膜の両面上に配置される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
カオス的ミキサーおよびシーティングダイを通して第１のおよび第２のポリマーを共押出して、所望のブレンド形態のキャストシートを生じさせる工程、並びに前記キャストシートを延伸して複合体膜を生じさせる工程を含む拡散反射偏光子を製造する方法であって；
前記複合体膜は第１のポリマーおよび第２のポリマーを含み；前記第１のポリマーは０．０１未満の複屈折を有し、非晶質の物質であって、かつ連続相であり；前記第２のポリマーは分散相を形成しており、かつ前記分散相と前記連続相との屈折率の違いが第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さく；一緒になった前記第１のポリマーおよび第２のポリマーは、電磁放射線の１つの偏光状態のための第１の軸に沿って、拡散反射率Ｒ１ｄ、正反射率Ｒ１ｓ、全反射率Ｒ１ｔ、拡散透過率Ｔ１ｄ、正透過率Ｔ１ｓ、および全透過率Ｔ１ｔを示し、電磁放射線の別の偏光状態のための第２の軸に沿って、拡散反射率Ｒ２ｄ、正反射率Ｒ２ｓ、全反射率Ｒ２ｔ、拡散透過率Ｔ２ｄ、正透過率Ｔ２ｓ、および全透過率Ｔ２ｔを示し；前記第１の軸および第２の軸は直交しており；当該方法についての組成、カオス的混合、延伸温度および延伸倍率、並びに前記第１のおよび第２のポリマーのＴｇおよび屈折率のパラメーターが式：
（１） Ｒ１ｄはＲ１ｓよりも大きい；かつ
（２） Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））＞１．３０
を満足するように選択される；
拡散反射偏光子を製造する方法。
【請求項１１】
Ｔ２ｄ，＞Ｔ２ｓである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
プレートレット状ブレンド形態を生じさせるようにカオス的混合パラメータが選択される請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
延伸温度Ｔｓが条件：
（１）Ｔｇ，１＜Ｔｓ
（２）Ｔｇ，２＜Ｔｓ＜Ｔｇ，２＋３０℃
（ここで、Ｔｇ，１は第１のポリマーのガラス転移温度であり、およびＴｇ，２は第２のポリマーのガラス転移温度である）
を満足する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
膜が２５〜１０００ミクロンの全厚さに、一軸的にもしくは二軸的に延伸される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１】
カオス的ミキサーおよびシーティングダイを通して第１のおよび第２のポリマーを共押出して、所望のブレンド形態のキャストシートを生じさせる工程、並びに前記キャストシートを延伸して複合体膜を生じさせる工程を含む拡散反射偏光子を製造する方法であって；
前記複合体膜は第１のポリマーおよび第２のポリマーを含み；前記第１のポリマーは０．０２未満の複屈折を有し、非晶質の物質であって、かつ連続相であり；前記第２のポリマーは分散相を形成しており、かつ前記分散相と前記連続相との屈折率の違いが第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さく；一緒になった前記第１のポリマーおよび第２のポリマーは、電磁放射線の１つの偏光状態のための第１の軸に沿って、拡散反射率Ｒ１ｄ、正反射率Ｒ１ｓ、全反射率Ｒ１ｔ、拡散透過率Ｔ１ｄ、正透過率Ｔ１ｓ、および全透過率Ｔ１ｔを示し、電磁放射線の別の偏光状態のための第２の軸に沿って、拡散反射率Ｒ２ｄ、正反射率Ｒ２ｓ、全反射率Ｒ２ｔ、拡散透過率Ｔ２ｄ、正透過率Ｔ２ｓ、および全透過率Ｔ２ｔを示し；前記第１の軸および第２の軸は直交しており；当該方法についての組成、カオス的混合、延伸温度および延伸倍率、並びに前記第１のおよび第２のポリマーのＴｇおよび屈折率のパラメーターが式：
（１） Ｒ１ｄはＲ１ｓよりも大きい；かつ
（２） Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））＞１．３５
を満足するように選択される；
拡散反射偏光子を製造する方法。
【請求項２】
プレートレット状ブレンド形態を生じさせるようにカオス的混合パラメータが選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
延伸温度Ｔｓが条件：
（１）Ｔｇ，１＜Ｔｓ
（２）Ｔｇ，２＜Ｔｓ＜Ｔｇ，２＋３０℃
（ここで、Ｔｇ，１は第１のポリマーのガラス転移温度であり、およびＴｇ，２は第２のポリマーのガラス転移温度である）
を満足する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
膜が２５〜１０００ミクロンの全厚さに、一軸的にもしくは二軸的に延伸される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第１のポリマーがオレフィンポリマー、環式オレフィンポリマー、ノルボルネン含有ポリマー、２種以上のポリマーの適合性ポリエステルブレンドおよびエステル交換反応を実質的に阻害する手段を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第２のポリマーがポリエステル、ＰＥＴもしくはＰＥＮ、２種以上のポリマーの混和性ポリエステルブレンドおよびエステル交換阻害剤を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第２のポリマーの重量割合が層の５％〜４５％の範囲である請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第２のポリマーが半結晶質である請求項１に記載の方法。
【請求項９】
保護層が共押出によって反射偏光子膜の両面上に配置される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
カオス的ミキサーおよびシーティングダイを通して第１のおよび第２のポリマーを共押出して、所望のブレンド形態のキャストシートを生じさせる工程、並びに前記キャストシートを延伸して複合体膜を生じさせる工程を含む拡散反射偏光子を製造する方法であって；
前記複合体膜は第１のポリマーおよび第２のポリマーを含み；前記第１のポリマーは０．０１未満の複屈折を有し、非晶質の物質であって、かつ連続相であり；前記第２のポリマーは分散相を形成しており、かつ前記分散相と前記連続相との屈折率の違いが第１の軸に沿って約０．０５より大きく、および前記第１の軸に対して直交する第２の軸に沿って約０．０５より小さく；一緒になった前記第１のポリマーおよび第２のポリマーは、電磁放射線の１つの偏光状態のための第１の軸に沿って、拡散反射率Ｒ１ｄ、正反射率Ｒ１ｓ、全反射率Ｒ１ｔ、拡散透過率Ｔ１ｄ、正透過率Ｔ１ｓ、および全透過率Ｔ１ｔを示し、電磁放射線の別の偏光状態のための第２の軸に沿って、拡散反射率Ｒ２ｄ、正反射率Ｒ２ｓ、全反射率Ｒ２ｔ、拡散透過率Ｔ２ｄ、正透過率Ｔ２ｓ、および全透過率Ｔ２ｔを示し；前記第１の軸および第２の軸は直交しており；当該方法についての組成、カオス的混合、延伸温度および延伸倍率、並びに前記第１のおよび第２のポリマーのＴｇおよび屈折率のパラメーターが式：
（１） Ｒ１ｄはＲ１ｓよりも大きい；かつ
（２） Ｔ２ｔ／（１−０．５（Ｒ１ｔ＋Ｒ２ｔ））＞１．３０
を満足するように選択される；
拡散反射偏光子を製造する方法。
【請求項１１】
Ｔ２ｄ，＞Ｔ２ｓである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
プレートレット状ブレンド形態を生じさせるようにカオス的混合パラメータが選択される請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
延伸温度Ｔｓが条件：
（１）Ｔｇ，１＜Ｔｓ
（２）Ｔｇ，２＜Ｔｓ＜Ｔｇ，２＋３０℃
（ここで、Ｔｇ，１は第１のポリマーのガラス転移温度であり、およびＴｇ，２は第２のポリマーのガラス転移温度である）
を満足する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
膜が２５〜１０００ミクロンの全厚さに、一軸的にもしくは二軸的に延伸される、請求項１０に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１３７７５９（Ｐ２０１２−１３７７５９Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２８０７７５（Ｐ２０１１−２８０７７５）
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【出願人】（５０８３３０８７０）エスケーシー・ハース・ディスプレイ・フィルムズ・カンパニー，リミテッド (31)
【出願人】（５０２１４１０５０）ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー (1,383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８０７７５（Ｐ２０１１−２８０７７５）
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【出願人】（５０８３３０８７０）エスケーシー・ハース・ディスプレイ・フィルムズ・カンパニー，リミテッド (31)
【出願人】（５０２１４１０５０）ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー (1,383)
【Ｆターム（参考）】
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