二色性偏光子と多層光学フィルムとを備える光学装置
光学装置には、二色性偏光子と、反射性偏光子すなわち反射鏡のような多層光学フィルムとが包含される。この多層光学フィルムは、この二色性偏光子と反射性偏光子とを同時配向させることができるポリマーを用いて作製される。この多層光学フィルムには、一式の複屈折性第１層と、等方性屈折率を有することもある一式の第２層とが含有されることが多い。この二色性偏光子は、二色染料と光学第２ポリマーとを含むポリビニルアルコールフィルムである。この多層光学フィルムと二色性偏光子は、１６０℃以下の温度で延伸することによって、この二色性偏光子に実質的に亀裂を入らせずに配向することができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の技術分野 本発明は、二色性偏光子と多層光学フィルムとを含む多層光学装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、二色性偏光子と、コポリエステル光学層を有する多層光学フィルムとを有する光学偏光子に関する。
【０００２】
発明の背景 光学偏光フィルムは、ギラツキを抑えるために、およびサングラスや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような製品の光学コントラストを高めるために広く利用されている。これらの用途に対して最も一般的に用いられる種類の偏光子の1つとして、特定の偏光の光は吸収するが、その他の偏光の光は透過する二色性偏光子が挙げられる。二色性偏光子のうちの１つは、少なくとも1方向に延伸されているポリマーマトリックスに染料を混入することによって作製される。また、二色性偏光子は、ポリマーマトリックスを一軸配向し、延伸されたマトリックスを二色染料で着色することによって作製してもよい。あるいは、ポリマーマトリックスを配向された二色染料で染色してもよい。二色染料としては、アントラキノン染料、アゾ染料、およびヨウ素が挙げられる。市販されている二色性偏光子の多くは、染色用のポリマーマトリックスとしてポリビニルアルコールを使用している。
【０００３】
別の種類の偏光子としては、特定の偏光の光は反射するが、別の直交偏光の光は透過させる反射性偏光子が挙げられる。反射性偏光子のうちの１つは、二式のポリマー層が交互にいくつも積み重ねられたスタックを形成することによって作製されるが、そのうちの一式は複屈折性であり、スタックの間に反射インターフェースを形成する。通常、その二式の層の屈折率はある方向においてはほぼ同じであるため、その方向に対して平行な平面内で偏光される光は透過される。もう1つの、直交方向における屈折率は通常異なるため、この直交方向に対して平行な平面内で偏光される光は反射される。
【０００４】
偏光子の性能の目安の1つとして、消光比が挙げられる。消光比とは、ａ）選択透過偏光状態において偏光子によって透過される光のｂ）直交偏光状態において透過される光に対する比のことである。これらの２種類の直交状態は、２種類の直線偏光に関わることが多い。しかしながら、左旋および右旋円偏光または２種類の直交楕円偏光のような他の種類の直交状態を使用してもよい。二色性偏光子の消光比は、それらの特定の構造および目的用途によって広い範囲にわたって変動する。例えば、二色性偏光子は５：１〜３，０００：１の範囲の消光比を有していてもよい。一般に、ディスプレイ装置に用いられる二色性偏光子の消光比は、１００：１よりも大きいことが好ましく、５００：１よりも大きいことがさらに好ましい。
【０００５】
一般に、二色性偏光子は非透過偏光の光を吸収する。しかしながら、二色性偏光子は、透過偏光の高い一部の光も吸収する。この吸収の量は、偏光子の構造の詳細および意図される消光比に依存する。ＬＣＤディスプレイに用いられるような高性能ディスプレイ偏光子の場合、この吸収損は、通常約５％〜１５％である。吸収（すなわち抵透過）偏光を有する光に対するこれらの偏光子の反射率は低くなりやすい。表面反射を含めたとしても、この反射率は、一般に１０％よりも低く、通常は５％よりも低い。
【０００６】
一般に、反射性偏光子は、特定の偏光を有する光は反射し、直交偏光を有する光は透過する。反射性偏光子は、対象となる波長帯全体にわたって高い消光偏光の不完全な反射率を有することが多い。一般に、その反射率は５０％よりも高く、９０％または９５％よりも高いことが多い。一般に、反射性偏光子は、高い透過偏光を有する光もある程度吸収する。通常、この吸収は約５〜１５％よりも低い。
【０００７】
上記２種類の偏光子を組み合わせて、両者の有用な特性を取り入れた別の光学偏光子を作製することができる。これらの偏光子は、一緒に作製および、任意に、配向されてもよい。残念ながら、多くの二色性偏光子に利用されているポリビニルアルコールフィルムは、例えばポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）光学層またはｃｏＰＥＮ光学層を使用するもののような一部の反射性偏光子を作製するのに必要な加工条件下においては、亀裂が入りやすい。これらの反射性偏光子は、ポリマーフィルムを１３５〜１８０℃のような加工温度で２：１〜１０：１の延伸比で延伸することによって作製することができる。
【０００８】
また、二色性偏光子は、別の種類の反射性偏光子および反射鏡のような他の光学装置と一緒に用いられてもよい。二色性偏光子と赤外線鏡の併用は、ギラツキを抑えるのに有効であることがある。この鏡を組み合わせた二色性偏光子を作製しても、特にこの鏡が配向ポリエステル層から作られている場合、前述の加工における問題点は残ったままである。従って、二色性偏光子フィルムを亀裂させずに二色性偏光子と同時配向することのできる改良型反射性偏光子と他の光学装置が必要とされている。
【０００９】
発明の開示 従って、本発明は、二色性偏光子と、コポリエステル材料を用いて形成される多層ポリマーフィルムとを包含する光学装置に関する。１つの実施態様として、二色性偏光子と、この二色性偏光子と同じ光路に位置する多層光学フィルムとを有する光学装置が挙げられる。この多層光学フィルムには、複数の第１光学層と、複数の第２光学層とが包含される。この第１光学層は、第１コポリエステルを用いて作られる。この第１コポリエステルは、カルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを有し、このカルボキシレートサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１カルボキシレートサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーカルボキシレートサブユニットであり、このグリコールサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１グリコールサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーグリコールサブユニットであり、そして第１コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはこれらを組み合わせたものである。第２光学層は第２ポリマーから作られる。
【００１０】
もう１つの実施態様として、二色性偏光子と、この二色性偏光子と同じ光路に位置する反射性偏光子とを有する光学装置が挙げられる。この反射性偏光子には、複数の第１光学層と、複数の第２光学層とが包含される。この第１光学層は、複屈折性であり半晶質である第１コポリエステルを用いて作られる。この第１コポリエステルは、カルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを有し、このカルボキシレートサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１カルボキシレートサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーカルボキシレートサブユニットであり、このグリコールサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１グリコールサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーグリコールサブユニットであり、そして第１コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはこれらを組み合わせたものである。第２光学層は、上記反射性偏光子が形成された後に、６３２．８ｎｍにおける面内複屈折が約０．０４以下である第２ポリマーから作られる。
【００１１】
さらにもう１つの実施態様として、光学偏光子の作製方法が挙げられる。この方法には、反射性偏光子を形成する工程が包含される。この反射性偏光子には、複数の第１光学層と、複数の第２光学層とが包含される。この第１光学層は、複屈折性であり半晶質である第１コポリエステルを用いて作られる。この第１コポリエステルは、カルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを有し、このカルボキシレートサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１カルボキシレートサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーカルボキシレートサブユニットであり、このグリコールサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１グリコールサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーグリコールサブユニットであり、そして第１コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはこれらを組み合わせたものである。第２光学層は、上記反射性偏光子が形成された後に、６３２．８ｎｍにおける面内複屈折が約０．０４以下である第２ポリマーから作られる。二色性偏光子は、この反射性偏光子の上に形成される。この二色性偏光子には、ポリビニルアルコールと二色染色材料とが包含される。この二色性偏光子と反射性偏光子は、二色性偏光子を亀裂させずに、延伸されて約１６０℃以下の温度で配向される。
【００１２】
上記本発明の開示は、本発明のすべての典型的な実施態様またはそのすべての実施を説明することを意図するものではない。以下の各図および詳細な説明によって、これらの実施態様がさらに詳しく例示される。
【００１３】
発明の実施態様の詳細な説明 本発明は、二色性偏光子と、多層光学フィルムと前記二色性偏光子の同時配向を可能にするポリマーを用いて形成される多層光学フィルムとを用いる光学装置の形成に関するものである。この多層光学フィルムは、反射性偏光子、反射鏡、赤外線鏡、あるいは他の光学形態のいずれでもよい。以下の実施例の多くは多層光学フィルムの反射性偏光子としての使用に関するものであるが、他の光学特性を有する同等の多層光学フィルムを使用してもよいことは理解できよう。
【００１４】
図１は、典型的な装置、すなわち二色性偏光子１１と反射性偏光子１２とを包含する光学偏光子１０を示している。この異なる２種類の偏光子の組み合わせによって、特定の偏光の光の反射／吸収が高く、かつもう１つの直交偏光を有する光の透過が高い光学偏光子を作製することができる。一般に、これらの２種類の偏光子は、特定の偏光を有する光の最大透過率が得られるように、互いに対して配列されている。
【００１５】
一般に、二色性偏光子１１は反射性偏光子１２に近接しているが、これは必要ではない。これらの２種類の偏光子１１および１２が互いに接着されて、エアギャップを完全に排除することが好ましい。
【００１６】
反射性偏光子１２は、通常、第１の偏光を有する光のかなりの部分を反射し、第２の、直交偏光を有する光のほとんどを透過する。一般に、二色性偏光子１１は、第３の偏光を有する光のほとんどを吸収し、第４の、直交偏光を有する光のかなりの部分を透過する。多くの場合、光学偏光子１０は、反射性偏光子１２と二色性偏光子１１とが特定の偏光（すなわち、第２偏光と第４偏光は同じである）の光を透過し、かつ直交偏光（すなわち、第１偏光と第３偏光は同じである）の光を反射／吸収するように、反射性偏光子１２と二色性偏光子１１とを配向することによって形成される。本発明をこの特定の構成に関して説明する。しかしながら、反射性偏光子１２と二色性偏光子１１とが互いに対して異なる手段で配向される他の構成も適当であり、本発明の範囲に包含される。
【００１７】
使用の際に、この複合偏光子は、図１に示されるように、その外面の一方または両方が照光される。光線１３は、反射性偏光子１２に選択的に反射されることによって光線１４を形成する偏光を有する光である。光線１５は、反射性偏光子１２によって透過される光線１３からの光である。一般に、光線１５は光線１４よりもかなり輝度が低い。さらに、光線１５は、通常、二色性偏光子１１によって弱められる。光線１３に対して垂直に偏光される光線１６は、反射性偏光子１２によって選択的に透過され、かつ、通常は、二色性偏光子１１によってほんのわずかだけ弱められる。
【００１８】
光線１７は、二色性偏光子１１によって選択的に吸収される偏光を有し、かつ好ましくは光線１３と同じ偏光を有する光である。光線１７の、二色性偏光子１１によって透過される部分が、反射性偏光子１２の反射によってさらに弱められることによって、光線１８が形成される。光線１９は、光線１７に対して垂直に偏光され、光線１６と同じ偏光を有するのが好ましいとされる。光線１９は、二色性偏光子１１と反射性偏光子１２の両方によって選択的に透過される。
【００１９】
二色性偏光子１１を反射性偏光子１２と組み合わせると、二色性偏光子のみの場合よりも透過光の消光比が高い光学偏光子１０になる。これにより、消光比の低い二色性偏光子の利用が考慮される。一般に、二色性偏光子は透過されるはずの光の一部を吸収するため、これは有用であることがあり得る。光学偏光子１０よりも消光比の低い二色性偏光子を用いることによって、透過される所望の偏光の光の量が増加することがある。消光軸に沿って偏光される光の場合、この二色性偏光子に対する好ましい消光率は１０％以上、さらに好ましくは５５％以上、そして最も好ましくは７０％以上である。二色性偏光子と反射性偏光子の最適な選択は、フィルムの二色性偏光子側の許容反射率、反射性偏光子の消光比、および所望の最終偏光子コントラストのような設定目標に依存する。
【００２０】
反射性偏光子と二色性偏光子との組み合わせには他にも利点がある。例えば、この組み合わせでは、特定の偏光に対するフィルムの片側の反射率が高く、フィルムのもう一方の側の反射率が低い。これらの２つの性質の組み合わせは、ＬＣＤ直視型ディスプレイをはじめとする数多くの装置において有用であることがある。例えば、ＬＣＤ直視型ディスプレイは、１％の裏面反射率を有することがあり、また１，０００：１を上回る最終消光比を必要とすることもある。約１００％の反射率を有する反射性偏光子と組み合わせたときに１％の反射率を実現するには、二色性偏光子が、消光方向に偏光された光の１０％以下を透過する必要がある。もし反射性偏光子の消光比が５０：１である場合、１，０００：１の最終消光比を実現するためには、二色性偏光子には少なくとも２０：１の消光比が通常必要とされる。
【００２１】
反射性偏光子１２は、屈折率が適切な方向と正確に一致していないという異なる材料間の境界面、または他の散乱中心のような内部構造を含んでいてもよい。これらの種類の内部構造は、共に、通常は上記偏光子を透過する光と干渉することがある。一般に、反射性偏光子１２による透過偏光を有する光の反射率は、約３０％以下であるのが好ましく、約２０％以下であるのがさらに好ましく、そして約１５％以下であるのが最も好ましい。さらに、反射性偏光子の反射率は、入射光の波長帯と角度に依存する。反射偏光を有し、かつ対象となる波長帯内にある光に対する反射性偏光子１２による好ましい反射率は２０％以上であり、さらに好ましくは５０％以上であり、最も好ましくは９０％以上である。
【００２２】
多層光学フィルムが反射鏡または赤外線鏡である場合には、同等な設計特性およびパラメーターが使用されてもよい。可視であるか赤外であるかに関わらず、対象となる波長帯を有する光に対する反射鏡による好ましい反射率は２０％以上であり、さらに好ましくは約５０％以上であり、最も好ましくは約９０％以上である。
【００２３】
多層光学フィルム 有用な多層光学フィルム２０の一例が図２に示されている。この多層光学フィルム２０は、反射性偏光子、反射鏡および他の光学装置を作製するのに用いられてもよい。多層光学フィルム２０には、1層以上の第1光学層２２、1層以上の第２光学層２４、および1層以上の非光学層２８が包含される。第1光学層２２は、一軸または二軸配向されている複屈折ポリマー層であることが多い。一部の実施態様では、第1光学層２２は複屈折性ではない。第２光学層２４は、複屈折性であり、かつ一軸または二軸配向されているポリマー層であってもよい。しかしながら、さらに一般的には、第２光学層２４は、配向後の第1光学層２２の屈折率のうちの少なくとも1つと異なる等方性屈折率を有する。多層光学フィルム２０の製造方法、利用用途、および設計における考慮点は、「多層光学フィルム」という表題のついた米国特許出願第０８／４０２，０４１、「改質コポリエステルおよび改良型多層反射性フィルム」という表題のついた米国特許出願第０９／００６，６０１、および米国特許出願第０９／００６，２８８に詳しく説明されている。本発明は、等方性屈折率を有する第２光学層２４を有する多層光学フィルム２０によって主に例示されるが、本願明細書に記載される趣旨および実施例は、例えば「光学フィルムおよびその製造方法」という表題のついた米国特許出願第０９／００６，４５５に記載されるような、複屈折性である第２光学層２４を有する多層光学フィルム２０に適用することもできる。
【００２４】
また、第1光学層２２および第２光学層２４と同様の別の光学層の集まりを多層光学フィルム２０に使用してもよい。本願明細書に開示される第1光学層および第２光学層の集まりに対する設計原理は、あらゆる他の光学層の集まりに適用することができる。さらに、図２には１つのスタック２６しか示されていないが、多層光学フィルム２０は、後に組み合わされてフィルム２０を形成する複数のスタックから作成されてもよい。
【００２５】
光学層２２、２４および、任意に、１層以上の非光学層２８は、一般に、互いに重ね合わされて、層のスタック２６を形成する。通常、光学層２２および２４は、図２に示されるように、対で用いられて互い違いになるように配設されて、異なる光学特性を有する層の間に一連の境界面を形成する。通常、光学層２２および２４の厚さは1Ｔｍよりも小さいが、これよりも厚さの大きい層を用いてもよい。さらに、図２には光学層２２および２４が合わせて６層しか示されていないが、多層光学フィルム２０の多くは、多数の光学層を含んでいる。一般的な多層光学フィルム２０は、約２〜５，０００の光学層、好ましくは約２５〜２，０００の光学層、さらに好ましくは約５０〜１，５００の光学層、そして最も好ましくは約７５〜１，０００の光学層を含んでいる。
【００２６】
非光学層２８は、スタック２６の内部（図３参照）および／または最上部（図２R>２参照）に配設されるポリマー層であり、光学層２２および２４を損傷から保護し、同時押出処理を補助し、および／または後処理機械的性質を向上させる。非光学層２８は、光学層２２および２４よりも厚みがあることが多い。非光学層２８の厚さは、通常、光学層２２および２４の個々の厚さの少なくとも２倍、好ましくは少なくとも４倍、さらに好ましくは少なくとも１０倍である。この非光学層の厚さを変えて特定の厚さの光学フィルム２０を得ることもできる。一般に、光学層２２および２４によって透過、偏光、および／または反射される光の少なくとも一部が非光学層２８も通過するように、少なくとも１層の非光学層２８が配設される（すなわち、非光学層は、光学層２２および２４を通過する又は光学層２２および２４によって反射される光の光路に配設される）。
【００２７】
非制限的な例として、多層光学フィルム２０の光学層２２、２４および非光学層２８は、ポリエステルのようなポリマーを用いて作製してもよい。「ポリマー」という用語には、ポリマーやコポリマーだけでなく、例えば同時押出しによって、または、例えばエステル交換反応などの反応によって、ミシブルブレンド中で形成されることがあるポリマーおよび／またはコポリマーも含まれる。ポリエステルは、カルボキシレートモノマー分子とグリコールモノマー分子との反応によって生成されるカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを有する。各々のカルボキシレートモノマー分子は２つ以上のカルボン酸またはカルボン酸エステル官能基を有し、各々のグリコールモノマー分子は２つ以上のヒドロキシ官能基を有する。カルボキシレートモノマー分子は、すべて同じでもよいし、あるいは２種類以上の異なる分子が混在していてもよい。同じことがグリコールモノマー分子にも該当する。
【００２８】
ポリマー層またはフィルムの特性は、特定のモノマー分子を選択することによって変化する。多層光学フィルムに有用なポリエステルの一例として、例えばナフタレンジカルボン酸とエチレングリコールとの反応によって生成することができるポリエチレンナフタレン（ＰＥＮ）が挙げられる。
【００２９】
ポリエステル層のカルボキシレートサブユニットを形成するのに用いられる好適なカルボキシレートモノマー分子としては、例えば、２，６−ナフタレンジカルボン酸およびその異性体、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロオクタンジカルボン酸、１、ｂ−シクロヘキサンジカルボン酸およびその異性体、ｔ−ブチルイソフタル酸、トリメリト酸、スルホン化イソフタル酸ナトリウム、２，２’−ビフェニルジカルボン酸およびその異性体、およびメチルエステルまたはエチルエステルのようなこれらの酸の低級アルキルエステルが挙げられる。「低級アルキル」という用語は、この文脈においては、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖状または分岐鎖状アルキル基を意味する。さらに、「ポリエステル」という用語には、グリコールモノマー分子と炭酸のエステルとの反応から得られるポリカーボネートも含まれる。
【００３０】
ポリエステル層のグリコールサブユニットを形成するのに用いられる好適なグリコールモノマー分子としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオールおよびその異性体、１、６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリシクロデカンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールおよびその異性体、ノルボルナンジオール、ビシクロオクタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、１，４−ベンゼンジメタノールおよびその異性体、ビスフェノールＡ、１，８−ジヒドロキシビフェニルおよびその異性体、および１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンが挙げられる。
【００３１】
非ポリエステルポリマーも偏光子フィルムまたは反射鏡フィルムを作製するのに有用である。例えば、ポリエチレンナフタレートのようなポリエステルから作られる層をアクリルポリマーから作られる層と組み合わせて、高反射性反射鏡フィルムを作成してもよい。さらに、ポリエーテルイミドをＰＥＮおよびｃｏＰＥＮのようなポリエステルと併用して多層光学フィルム２０を作製してもよい。また、ポリブチレンテレフタレートおよびポリ塩化ビニルのような、他のポリエステル／非ポリエステルの組み合わせを使用してもよい。
【００３２】
また、多層光学フィルムを非ポリエステルのみを用いて作製してもよい。例えば、ポリ（メチルメタクリレート）とポリフッ化ビニリデンを用いて多層光学フィルム２０のための層を作製してもよい。他の非ポリエステルの組み合わせとしては、アタクチックまたはシンジオタクチックポリスチレンとポリフェニレンオキサイドとの組み合わせが挙げられる。他の組み合わせを使用してもよい。
【００３３】
一般に、第１光学層２２は、例えば第１光学層２２を所望の方向に延伸することによって複屈折性にされることもある、ポリエステルフィルムのような配向性ポリマーフィルムである。「複屈折性」という用語は、直交するｘ、ｙおよびｚ方向の屈折率がすべて同じではないことを意味する。図２には、ｘ軸とｙ軸がこのフィルムまたは層の長さおよび幅に対応し、ｚ軸がこのフィルムまたは層の厚さに対応するという、フィルム中のフィルムまたは層にとって都合のよい選択であるｘ軸、ｙ軸およびｚ軸が示されている。図２に示される実施態様においては、多層光学フィルム２０は、ｚ軸方向に互い違いに重ね合わされている複数の光学層２２および２４を有している。
【００３４】
第１光学層２２は、例えば一方向に延伸することにより一軸配向されてもよい。第２の直交方向は、その元の長さよりも少ない任意の値にされてもよい。ある実施態様においては、延伸方向は、図２に示されるｘ軸かｙ軸のどちらかに実質的に対応している。しかしながら、他の方向が選択されてもよい。一般に、複屈折性の一軸配向層は、配向方向（すなわち延伸方向）に対して平行な偏光面を有する入射光線の透過および／または反射と、横方向（すなわち延伸方向と直交する方向）に対して平行な偏光面を有する光線との間の差を示す。例えば、配向性ポリエステルをｘ軸に沿って延伸すると、ｎxとｎyが、それぞれ「ｘ」軸と「ｙ」軸に対して平行な平面内で偏光される光の屈折率を表す場合、その一般的な結果はｎx≠ｎyである。延伸方向に沿った屈折率の変化の度合は、延伸の量、延伸速度、延伸中のフィルムの温度、フィルムの厚さ、フィルムの厚みの変化、およびフィルムの組成のような要素に依存する。第1光学層２２の配向後の面内複屈折（ｎx−ｎyの絶対値）は、６３２．８ｎｍにおいて０．０４以上、好ましくは約０．１以上、さらに好ましくは約０．２以上である。すべての複屈折および屈折率の値は、特に断わらない限り、６３２．８ｎｍの光に対して報告される。
【００３５】
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）は、延伸後に高い複屈折性を示すため、第１光学層２２を形成するのに有用な材料の1つの例として挙げられる。延伸方向に対して平行な面内で偏光された６３２．８ｎｍの光に対するＰＥＮの屈折率は、約１．６２から最大約１．８７まで増加する。可視スペクトル内では、ＰＥＮは、一般的な高配向延伸（すなわち、材料が１３０℃の温度および２０％／分の初期歪速度で元の長さの５倍以上に延伸される）の場合、４００〜７００ｎｍの波長帯全体にわたって０．２０〜０．４０の複屈折を示す。
【００３６】
材料の複屈折は、分子配向を高めることによって向上させることができる。多くの複屈折材料は、結晶質または半晶質である。本願明細書で用いられる「結晶質」という用語は、結晶質材料および半晶質材料の両方を意味する。ＰＥＮおよびポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のような他の結晶質材料は、第1光学層２２の場合によくあるような複屈折フィルム層の構築に有用な結晶質材料の例として挙げられる。さらに、ＰＥＮ、ＰＢＮ、ＰＥＴ、およびＰＢＴのコポリマーの一部も結晶質または半晶質である。コモノマーをＰＥＮ、ＰＢＮ、ＰＥＴ、またはＰＢＴに添加すると、例えば第２光学層２４または非光学層２８に対する接着性および／または運転温度（すなわち、押出しおよび／またはフィルムの延伸のための温度）の低下のような材料の他の特性が向上することがある。運転温度を低下させると、二色性偏光子の亀裂の数および／または大きさが減ることがあるという点で、多層光学フィルム２０とポリビニルアルコールから作られる二色性偏光子の間の適合性が向上することがある。
【００３７】
ｃｏＰＥＮを初めとする多くのコポリマーの運転温度を決定することが多いガラス転移温度は、ガラス転移温度（単位：ケルビン）の逆数が、各成分のガラス転移温度の逆数の組成的重み付き平均であるというフォックス方程式によって概算することができる。例えば、７０％のナフタレートサブユニットと３０％のテレフタレートサブユニットとを含有する低融点ＰＥＮの場合、１／Ｔg(低融点PEN)＝ ０．７０（１／Ｔg(PEN)）＋０．３０（１／Ｔg(PET)）ＰＥＮのＴgは約１２３℃（３９６Ｋ）であり、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のＴgは約７６℃（３４９Ｋ）である。この例の場合、Ｔgは約１０８℃（３８１Ｋ）であると推測されるので、このｃｏＰＥＮのガラス転移温度は、この方法により、ＰＥＮのガラス転移温度よりも約１５℃ほど低いと推測される。一般に、加工温度は、これとほぼ同じ分量だけ下げることができる。この方法を用いたガラス転移温度の推量は、一般に非常に大まかであり、主にコポリマーのガラス転移温度の推定範囲を求める際に役に立つ。
【００３８】
図４Ａおよび４Ｂは、３〜９ｍｏｌ％の（ジメチルイソフタレート（ＤＭＩ）から誘導される）イソフタレートサブユニットまたは（ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）から誘導される）テレフタレートサブユニットを添加した場合のガラス転移温度および凍結点温度の低下を示している。一般に、凍結点の低下は、所定量の置換サブユニットに対するガラス転移温度の変化よりも大きい。これらの測定値は、これらの測定値および計算方法が精度に欠けるため、前述のように、フォックス方程式を用いて推定されたガラス転移温度と完全には一致しない。
【００３９】
図５は、０〜９ｍｏｌ％のテレフタレートサブユニットとイソフタレートサブユニットとを有する低融点ｃｏＰＥＮの平均複屈折を示している。また、一般にこの低融点ｃｏＰＥＮは、共通のモノマーサブユニットの存在により、テレフタレートサブユニットおよび／またはイソフタレートサブユニットを含有するｃｏＰＥＮから作られる第２光学層に対してより高い接着性を有する。
【００４０】
一部の実施態様においては、第１光学層２２は、７０〜９９ｍｏｌ％の第１カルボキシレートサブユニットと、１〜３０ｍｏｌ％、好ましくは５〜１５ｍｏｌ％のコモノマーカルボキシレートサブユニットとを含有する半晶質の複屈折コポリエステルから作られる。このコモノマーカルボキシレートサブユニットは、前述のサブユニットの１種類以上であってもよい。好ましい第１カルボキシレートサブユニットとして、ナフタレートおよびテレフタレートが挙げられる。
【００４１】
第１光学層２２のポリエステル材料が１種類以上のカルボキシレートサブユニットを含有する場合、このポリエステルは、同様のブロックを有するブロックコポリマーから作られる他の層（すなわち、第２光学層２４または非光学層２８）に対する接着性を高めるために、ブロックコポリエステルであってもよい。また、ランダムコポリエステルを使用してもよい。
【００４２】
他の実施態様においては、第１光学層２２は、７０〜９９ｍｏｌ％の第１グリコールサブユニットと、１〜３０ｍｏｌ％、好ましくは５〜３０ｍｏｌ％のコモノマーグリコールサブユニットとを含有する半晶質の複屈折コポリエステルから作られる。このコモノマーグリコールサブユニットは、前述のサブユニットの１種類以上であってもよい。好ましい第１グリコールサブユニットは、Ｃ２〜Ｃ８ジオールから誘導される。さらに好ましい第１グリコールサブユニットは、エチレングリコールまたは１，４−ブタンジオールから誘導される。
【００４３】
さらに他の実施態様には、カルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの両方が混ぜ合わされている第１光学層２２が包含される。これらの実施態様の場合、混在するカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの一般に少なくとも０．５ｍｏｌ％、好ましくは少なくとも２．５ｍｏｌ％が、コモノマーカルボキシレートサブユニット、コモノマーグリコールサブユニット、またはこれらを組み合わせたものである。
【００４４】
コモノマーカルボキシレートサブユニットおよび／またはコモノマーグリコールサブユニットの添加量を増やすと、配向方向の屈折率、通常は最大屈折率、が低下することが多い。このような所見に基づくと、これによって第１光学層の複屈折が比例して影響を受けるという結果が導かれる可能性がある。しかしながら、コモノマーサブユニットの添加によって横方向の屈折率も低下することが分かっている。このため、実質的な複屈折が維持されることになる。
【００４５】
多くの場合、多層光学フィルム２０は、所定の延伸比（すなわち、延伸後と延伸前の延伸方向のフィルムの長さの比）に対して、第１光学層用のＰＥＮを用いて形成された同様な多層フィルムと同じ面内複屈折を有するｃｏＰＥＮから作られる第１光学層２２を用いて形成することができる。複屈折値の整合は、加工温度または延伸温度のような加工パラメータを調整することによって達成されることができる。ｃｏＰＥＮ光学層は、ＰＥＮ光学層の延伸方向の屈折率よりも少なくとも０．０２ユニット小さい延伸方向の屈折率を有することが多い。非延伸方向の屈折率が低下するため、複屈折が維持される。
【００４６】
多層光学フィルム２０の一部の実施態様において、第１光学層２２は、６３２．８ｎｍの光を用いて測定した場合に、１．８３以下、好ましくは１．８０以下であり、かつその差（すなわち、|ｎx−ｎy|）が０．１５ユニット以上、好ましくは０．２ユニット以上である面内屈折率（すなわち、ｎxとｎy）を有するｃｏＰＥＮから作られる。ＰＥＮは、６３２．８ｎｍの光を用いて測定した場合に、１．８４以上の面内屈折率を有することが多く、２つの面内屈折率の差は約０．２２〜０．２４である。第１光学層２２がＰＥＮであってもｃｏＰＥＮであっても、その面内屈折率の差、すなわち複屈折を、層間接着のような特性を向上させるために、０．２よりも小さい値まで低減してもよい。第１層にとって好適であるｃｏＰＢＮポリマーとｃｏＰＥＮポリマーの間の同様な比較はＰＢＮとＰＥＴを用いて行うことができる。
【００４７】
第２光学層２４は、様々なポリマーから作製することができる。好適なポリマーの例としては、ビニルナフタレン、スチレン、無水マレイン酸、アクリレート、およびメタクリレートのようなモノマーから生成されるビニルポリマーおよびビニルコポリマーが挙げられる。そのようなポリマーの例としては、ポリアクリレート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）のようなポリメタクリレート、およびアイソタクチックまたはシンジオタクチックポリスチレンが挙げられる。他のポリマーとしては、ポリスルホン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアミド酸、およびポリイミドが挙げられる。さらに、第２光学層２４は、ポリエステルやポリカーボネートのようなポリマーおよびコポリマーから形成されてもよい。第２光学層２４は、ポリエステルのコポリマーによって以下に例示される。しかしながら、前述の他のポリマーを用いてもよいことは理解できよう。コポリエステルの光学特性に関する同じ考慮点が、後述のように、他のポリマーおよびコポリマーにも通常該当する。
【００４８】
一部の実施態様において、第２光学層２４は一軸または二軸配向が可能である。しかしながら、さらに一般的には、第２光学層２４は、第１光学層２２を配向するのに用いられる加工条件下では配向されない。一般に、これらの第２光学層２４は、延伸された場合にも、比較的等方性の屈折率を維持する。第２光学層は、６３２．８ｎｍにおいて約０．０４を下回る複屈折を有するのが好ましく、約０．０２を下回る複屈折を有するのがさらに好ましい。
【００４９】
第２光学層２４にとって好適な材料の例としては、ＰＥＮ、ＰＢＮ、ＰＥＴ、またはＰＢＴのコポリマーが挙げられる。一般に、これらのコポリマーには、２０〜１００ｍｏｌ％の、例えば（ｃｏＰＥＮまたはｃｏＰＢＮのための）ナフタレートサブユニットまたは（ｃｏＰＥＴまたはｃｏＰＢＴのための）テレフタレートサブユニットのような第２カルボキシレートサブユニットと、０〜８０ｍｏｌ％の第２コモノマーカルボキシレートサブユニットとからなるカルボキシレートサブユニットが含有される。また、これらのコポリマーには、４０〜１００ｍｏｌ％の、例えば（ｃｏＰＥＮまたはｃｏＰＥＴのための）エチレンまたは（ｃｏＰＢＮまたはｃｏＰＢＴのための）ブチレンのような第２グリコールサブユニットと、０〜６０ｍｏｌ％の第２コモノマーグリコールサブユニットとからなるカルボキシレートサブユニットが含有される。この混在するカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの少なくとも約１０ｍｏｌ％が第２コモノマーカルボキシレートサブユニットまたは第２コモノマーグリコールサブユニットである。
【００５０】
第２光学層２４に用いられるポリエステルの一例として、廉価ｃｏＰＥＮが挙げられる。現在使用されているｃｏＰＥＮの１つは、約７０ｍｏｌ％がナフタレートであり、約３０ｍｏｌ％がイソフタレートであるカルボキシレートサブユニットを有する。廉価ｃｏＰＥＮは、イソフタレートサブユニットの一部あるいは全部をテレフタレートサブユニットで置き換える。このポリマーの価格は、イソフタレートサブユニットの一般的な供給源であるジメチルイソフタレートがテレフタレートサブユニットの供給源であるジメチルテレフタレートよりも現在はるかに高価なので、下げられる。さらに、図６に示されるように、テレフタレートサブユニットを有するｃｏＰＥＮは、イソフタレートサブユニットを有するｃｏＰＥＮよりも高い熱安定度を有する傾向がある。
【００５１】
しかしながら、イソフタレートをテレフタレートで置換するとｃｏＰＥＮ層の複屈折を高めてしまうこともあり得るので、テレフタレートとイソフタレートを組み合わせることが望ましいこともある。一般に、廉価ｃｏＰＥＮは、２０〜８０ｍｏｌ％がナフタレートサブユニットであり、１０〜６０ｍｏｌ％がテレフタレートサブユニットであり、そして０〜５０ｍｏｌ％がイソフタレートサブユニットであるカルボキシレートサブユニットを有する。このカルボキシレートサブユニットの２０〜６０ｍｏｌ％がテレフタレートであり、０〜２０ｍｏｌ％がイソフタレートであることが好ましい。このカルボキシレートサブユニットの５０〜７０ｍｏｌ％がナフタレートサブユニットであり、２０〜５０ｍｏｌ％がテレフタレートサブユニットであり、０〜１０ｍｏｌ％がイソフタレートサブユニットであることがさらに好ましい。
【００５２】
ｃｏＰＥＮは、延伸されたときにわずかに複屈折性を示し、配向することがあるので、この複屈折が低減された第２光学層２４に用いられるポリエステル組成物を生成することが望ましい。低複屈折ｃｏＰＥＮは、コモノマー材料を添加することによって合成してもよい。ジオールサブユニットとして用いられる好適な複屈折低減コモノマー材料の例としては、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、およびネオペンチルグリコールから誘導されるものが挙げられる。カルボキシレートサブユニットとして用いられる好適な複屈折低減コモノマー材料の例としては、ｔ−ブチルイソフタル酸、フタル酸、およびこれらの低級アルキルエステルから誘導されるものが挙げられる。図７は、これらの材料を添加したことによるｃｏＰＥＮの複屈折の減少を示すグラフである。この減少は、第２光学層２４が高ひずみ条件下（すなわち、５：１以上の延伸比）または低延伸温度において延伸されたときに、６３２．８ｎｍにおいて０．０７以上であることもある。また、ｃｏＰＥＮにコモノマーを添加すると、光学偏光子の垂直角度利得が増加する。垂直角度利得とは、反射性偏光子が吸収ポリマーと組み合わせて用いられるときにＬＣＤから発せられる光の増加の目安である。
【００５３】
好ましい複屈折低減コモノマー材料は、ｔ−ブチルイソフタル酸、その低級アルキルエステル、および１，６−ヘキサンジオールから誘導される。他の好ましいコモノマー材料としては、他のポリマーとの分岐すなわち架橋を形成するための分岐剤としても作用することがあるトリメチロールプロパンとペンタエリスリトールが挙げられる。これらのコモノマーは、ｃｏＰＥＮポリエステル中にランダムに分散されてもよいし、あるいはブロックコポリマー中で１つ以上のブロックを形成してもよい。
【００５４】
低複屈折ｃｏＰＥＮの例には、７０〜１００ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと、１、６−ヘキサンジオールまたはその異性体、トリメチロールプロパン、またはネオペンチルグリコールから誘導される約０〜３０ｍｏｌ％のコモノマージオールサブユニットとから誘導されるグリコールサブユニット、および２０〜１００ｍｏｌ％のナフタレートと、０〜８０ｍｏｌ％のテレフタレートサブユニット、イソフタレートサブユニットまたはこれらの混合物と、フタル酸、ｔ−ブチルイソフタル酸、またはこれらの低級アルキルエステルから誘導される０〜３０ｍｏｌ％のコモノマーカルボキシレートサブユニットとからなるカルボキシサブユニットが含有される。さらに、この低複屈折ｃｏＰＥＮは、コモノマーカルボキシレートサブユニットまたはコモノマーグリコールサブユニットであるカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを合わせたものの少なくとも０．５〜５ｍｏｌ％を有する。
【００５５】
また、３種類以上のカルボキシレート官能基、エステル官能基、またはヒドロキシ官能基を有する化合物から誘導されるコモノマーサブユニットを添加しても、第２層のコポリエステルの複屈折を低下させることができる。これらの化合物は、他のポリマー分子と分岐すなわち架橋を形成する分岐剤として作用する。本発明の一部の実施態様では、第２層のコポリエステルにこれらの分岐剤が０．０１〜５ｍｏｌ％、好ましくは０．１〜２．５ｍｏｌ％含有されている。
【００５６】
ある特定のポリマーは、７０〜９９ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと、１、６−ヘキサンジオールから誘導される約１〜３０ｍｏｌ％のコモノマーサブユニットとから誘導されるグリコールサブユニット、および５〜９９ｍｏｌ％のナフタレートと、１〜９５ｍｏｌ％のテレフタレート、イソフタレートまたはこれらの混合物と、フタル酸、ｔ−ブチルイソフタル酸、またはこれらの低級アルキルエステルの１種類以上から誘導される０〜３０ｍｏｌ％のコモノマーカルボキシレートサブユニットとからなるカルボキシレートサブユニットを有する。さらに、このコポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを合わせたものの少なくとも０．０１〜２．５ｍｏｌ％が分岐剤である。
【００５７】
一般に、複屈折は分子量とともに低下するので、他の有用なポリエステルとして、低分子量ｃｏＰＥＮを挙げることができる。この低分子量ｃｏＰＥＮは、０．４〜０．５ｄＬ／ｇの固有粘度を有する。このポリマーの固有粘度は、３種類以上のカルボキシレート基、エステル基、および／またはヒドロキシ基を有するモノマーを約０．５〜５ｍｏｌ％添加することによって維持される。これらのモノマーは分岐剤として作用することが多い。このポリマーの分子量は、例えば、反応器撹拌機の消費電力、攪拌機速度、および溶融温度によって決定される規定溶融粘度において重合を終了させることによって設定される。一般に、０．５ｄＬ／ｇ以上の固有粘度を有する非光学層が、構造支持を与えるために、この低分子量ｃｏＰＥＮと併用される。
【００５８】
低分子量ｃｏＰＥＮの溶融粘度を高める際に分岐剤として用いられる好適なモノマーとして、２種類より多いヒドロキシ官能基を有するアルコールだけでなく、２種類より多いカルボン酸官能基を有するカルボン酸およびその低級アルキルエステルが挙げられる。好適な分岐モノマーの例としては、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、またはトリメリト酸が挙げられる。図８は、（固有粘度の低下によって測定される）分子量の低下に伴う複屈折の低下を示している。
【００５９】
別の種類の有用なコポリエステルには、シクロヘキサンジカルボキシレートサブユニットが含有される。これらのコポリエステルは、第１光学層２２のポリエチレンナフタレートとの安定した多層同時押出を可能にする粘弾性を有するので、低屈折率ポリマーとして特に有用である。対照的に、低い屈折率を有する一部の他の脂肪酸コポリエステルには、ポリエチレンナフタレンと一緒に多層メルトマニホールドに同時押出しされる際に安定したメルトメルトフローを供給するのに必要な流動学的性質がない。また、シクロヘキサンジカルボキシレートは、同時押出しの際に他の低屈折率コポリエステルよりも高い熱安定性を供給することがある。
【００６０】
ｔ−ブチルイソフタレートは、実質的に屈折率を高めずに、コポリエステルのガラス転移温度とモジュラスとを効果的に向上させる際にシクロヘキサンジカルボキシレートと併用される好ましいカルボキシレートサブユニットである。ｔ−ブチルイソフタレートによって、シクロヘキサンジカルボキシレートのコポリエステルは、６３２．８ｎｍにおける屈折率を１．５１ほどの低い値に維持したままで室温よりも高いガラス転移温度を有することができる。トリメチロールプロパンのような分岐モノマーを利用することによって、合成されるポリマーの色および透明度を向上させる多量の触媒または長い反応時間を必要とせずに、これらのモノマーから高粘度ポリマーを合成することができる。したがって、屈折率の低い非複屈折コポリエステルを、カルボキシレートサブユニットを供給するシクロヘキサンジカルボキシレートおよびｔ−ブチルイソフタレートと、グリコールサブユニットを供給するエチレングリコールおよびトリメチロールプロパンとを用いて製造してもよい。これらのコポリエステルは、室温で物理特性を維持する多層光学フィルムを作製するのに有用である。
【００６１】
カルボキシレートとしてナフタレンジカルボキシレートとシクロヘキサンジカルボキシレートとを用いて作られるコポリエステルは、ポリエチレンナフタレートと一緒に同時押出しされて、層間接着の良好な多層光学フィルムを形成することができる。この多層光学フィルムからの屑をフレーク状に粉砕してから二軸スクリュー押出機に押出し、この押出機の中で十分に混合してエステル交換反応させて、ナフタレート含有量が増加した新しいコポリエステルを形成してもよい。この屑は再利用されてもよい。
【００６２】
本発明の実施態様の１つには、シクロヘキサンジカルボキシレートから誘導されるカルボキシレートサブユニットを有するポリエステルから作られる第２光学層が包含される。好ましくは、このポリエステルは、５〜９５ｍｏｌ％のジメチルシクロヘキサンジカルボキシレートと５〜９５ｍｏｌ％のジメチルｔ−ブチルイソフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、８５〜９９．９９ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと０．０１〜５ｍｏｌ％のトリメチロールプロパンとから誘導されるグリコールサブユニットとを有する。さらに好ましくは、このポリエステルは、５０〜８５ｍｏｌ％のジメチルシクロヘキサンジカルボキシレートと１５〜５０ｍｏｌ％のジメチルｔ−ブチルイソフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、９８〜９９．９９ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと０．０１〜２ｍｏｌ％のトリメチロールプロパンとから誘導されるグリコールサブユニットとを有する。
【００６３】
また、非光学層２８も、同様の材料を同様の分量用いて、第２光学層２４と同様なコポリエステルから作製されてもよい。さらに、第２光学層２４に関して前述されたような他のポリマーを使用してもよい。（図２に示されるように）スキン層にｃｏＰＥＮ（すなわち、ＰＥＮのコポリマー）または他のコポリマー材料を使用することによって、多層光学フィルムの割れ（すなわち、配向方向のポリマー分子の大部分の、ひずみによって誘発される結晶化度と配列によるフィルムの分断）が低減されるが、これはスキン層のｃｏＰＥＮが第１光学層２２を配向するのに用いる条件下で延伸されたときに非常にわずかしか配向しないためであることが分かっている。
【００６４】
第１光学層２２のポリエステル、第２光学層２４のポリエステル、および非光学層２８のポリエステルは、同時押出しできるようにするために、同等の流動学的性質（すなわち、溶融粘度）を有するように選択されるのが好ましい。一般に、第２光学層２４と非光学層２８は、第１光学層２２のガラス転移温度よりも約４０℃高い温度を超えない温度であるガラス転移温度Ｔgを有する。第２光学層２４と非光学層２８のガラス転移温度が第１光学層２２のガラス転移温度よりも低いことが好ましい。
【００６５】
偏光子は、一軸配向された第１光学層２２を、この配向された層の面内屈折率の１つとほぼ等しい等方性屈折率を有する第２光学層２４と組み合わせることによって作製されてもよい。あるいは、光学層２２と２４の両方が複屈折ポリマーから形成され、１つの面内方向における屈折率がほぼ等しくなるように、多段延伸法において配向される。２つの光学層２２と２４の間の境界面は、どちらの場合でも、光反射面を形成する。これらの２つの層の屈折率がほぼ等しい方向に対して平行である平面内で偏光される光は、実質的に透過される。これらの２つの層が異なる屈折率を有する方向に対して平行である平面内で偏光される光は、少なくとも部分的に反射される。反射率は、層の数を増やすことによって、または第１層２２と第２層２４の間の屈折率の差を大きくすることによって高めることができる。
【００６６】
一般に、特定の境界面に対する最高反射率は、この境界面を形成する一組の光学層２２と２４の光学的厚さを合わせたものの２倍に相当する波長において起こる。これらの２つの層の光学的厚さはｎ1ｄ1＋ｎ2ｄ2で表され、ｎ1とｎ2はこれらの２つの層の屈折率を表し、ｄ1とｄ2はこれらの層の厚さを表す。光学層２２と２４は、それぞれ４分の１波長の厚さを有していてもよく、あるいは光学層２２と２４は、それらの光学的厚さの合計が２分の１波長（またはその倍数）であるならば、互いに異なる光学的厚さを有していてもよい。複数の層を有する多層光学フィルムには、特定の波長帯全体にわたるフィルムの屈折率を高めるために、互いに異なる光学的厚さを有する層が含まれていてもよい。例えば、多層光学フィルムには、特定の波長を有する光の反射が最適になるように各々が調整される複数の対となる層が含まれていてもよい。
【００６７】
あるいは、第１光学層２２を２つの異なる方向に延伸することによって二軸配向してもよい。この２つの異なる方向に光学層２２を延伸すると、選択された２つの直交する軸における正味対称または非対称延伸になることがある。
【００６８】
反射鏡の形成の１つの例として、二軸配向光学層２２と、この二軸配向層の両方の面内屈折率と異なる屈折率を有する第２光学層２４との組み合わせが挙げられる。この反射鏡は、２つの光学層２２と光学層２４の間の屈折率の不整合のため、どちらかの偏光を有する光を反射することによって機能する。また、反射鏡は、相互の面内屈折率が著しく異なる一軸配向層同士の組み合わせを用いて作製されてもよい。他の実施態様においては、第１光学層２２は複屈折性ではなく、反射鏡は、相互の面内屈折率が著しく異なる第１光学層２２と第２光学層２４とを組み合わせることによって形成される。反射は、これらの層の配向なしで起こる。反射鏡と偏光子の両方を製造することで知られており、かつ使用されてもよい方法と層の組み合わせは他にも存在する。前述のそれらの特定の組み合わせは単に一例に過ぎない。
【００６９】
第２光学層２４は、多層光学フィルム２０の所望の動作に、少なくとも部分的に、依存する様々な光学特性を用いて作製されてもよい。ある実施態様においては、第２光学層２４は、第１光学層２２を配向するのに用いる条件下で延伸した場合にはっきりと分かる程度に光学的に配向しないポリマー材料から作られる。そのような層は、第２光学層２４を比較的等方性の状態に維持したままで第１光学層２２を配向するために延伸されることのできる層のスタック２６を、例えば、同時押出しによって形成させることができるので、反射偏光フィルムの形成に特に有用である。一般に、第２光学層２４の屈折率は、屈折率が一致する方向に対して平行な平面内に偏光を有する光を透過させるために、配向された第１光学層２２の屈折率の１つとほぼ等しい。この２つのほぼ等しい屈折率の差は、６３２．８ｎｍにおいて、好ましくは約０．０５以下、さらに好ましくは約０．０２以下である。ある実施態様においては、第２光学層２４の屈折率は、延伸前の第１光学層２２の屈折率とほぼ等しい。
【００７０】
他の実施態様においては、第２光学層２４は配向可能である。場合によっては、第２光学層２４の有する面内屈折率の一方が、２組の層２２と層２４を配向した後の第２光学層２２の対応する屈折率と実質的に同じであるのに対し、そのもう一方の面内屈折率は、第２光学層２２の対応する屈折率と実質的に異なる。他の場合、特に反射鏡用途の場合には、光学層２２と２４の両方の面内屈折率は、配向後には実質的に異なっている。
【００７１】
もう一度図２と図３を参照すると、例えば加工中および／または加工後に光学層２２と２４を物理的損傷から保護するために、１層以上の非光学層２８が、図２R>２に示されるようにスタック２６の少なくとも一方の表面上にスキン層として形成されてもよい。さらに、例えばスタック２６に機械的強度を与えるために、又は加工中にこのスタックを保護するために、１層以上の非光学層２８が、図３に示されるようにスタック２６の層の間に形成されてもよい。
【００７２】
理想としては、非光学層２８が、少なくとも対象となる波長帯においては、多層光学フィルム２０の光学特性の決定に大きく関わらない方がよい。一般に、非光学層２８は複屈折性でもなく配向可能でもないが、場合によっては、これは真実ではない。一般に、非光学層２８がスキン層として用いられる場合、少なくともある程度の表面反射が見込まれる。多層光学フィルム２０を偏光子とする場合、この非光学層が比較的低い屈折率を有することが好ましい。これによって表面反射量が低下する。多層光学フィルム２０を反射鏡とする場合、光の反射を向上させるために、非光学層２８が高い屈折率を有するのが好ましい。
【００７３】
非光学層２８がスタック２６の内部に存在する場合、非光学層２８に隣接する光学層２２および２４とこの非光学層２８とによって少なくともある程度の光の偏光または反射が通常存在する。しかしながら、一般に、非光学層２８は、スタック２６内の非光学層２８によって反射される光が赤外帯の波長を有することを示す厚さを有する。
【００７４】
様々な機能層または機能被膜を本発明の光学フィルムおよび光学装置、特にそれらの表面に沿って付与することによって、それらの物理的または化学的性質を変更または改良してもよい。そのような層または被膜としては、例えば、スリップ剤、低接着性裏面材料、導電層、帯電防止被膜またはフィルム、障壁層、難燃剤、紫外線安定剤、耐摩耗材料、光学被膜、補正フィルム、リターデイションフィルム、拡散接着剤、および／または上記フィルムまたは装置の機械的結着性または機械的強度を向上させるために設計された支持体が挙げられる。
【００７５】
また、スキン層またはスキン被膜は、得られたフィルムまたは装置に所望の遮断性を付与するために添加されてもよい。従って、例えば、水または有機溶剤のような液体、あるいは酸素または二酸化炭素のような気体に対する上記フィルムまたは装置の透過性を変えるために、障壁フィルムまたは障壁被膜をスキン層として、またはスキン層の１成分として付与してもよい。
【００７６】
さらに、スキン層またはスキン被膜は、得られた物品の耐磨耗性を付与または改善するために添加されてもよい。従って、例えば、ポリマーマトリックスに埋め込まれたシリカ粒子を含むスキン層を本発明に従って製造された光学フィルムに付与することによって、このフィルムに耐磨耗性を付与してもよいが、もちろんこれは、そのような層がこのフィルムが利用される用途において必要とされる光学特性を過度に損なうことがないという前提で行われる。
【００７７】
さらに、スキン層またはスキン被膜は、得られた物品の耐破壊性および／または耐引裂性を付与または改善するために添加されてもよい。耐引裂性層の材料を選択する際に考慮される要素としては、破断伸び率、ヤング率、引裂強度、内部層に対する接着性、対象となる電磁帯域幅における透過率および吸収率、光学的透明度すなわち曇り度、周波数の関数としての屈折率、きめおよび粗度、溶融熱安定性、分子量分布、溶融流動学および同時押出性、スキン層の材料と光学層の材料の間の混和性および相互拡散率、粘弾性反応、延伸条件下における弛緩および結晶化動作、使用温度における熱安定性、耐候性、被膜に対する接着力、および各種気体および溶剤に対する透過性が挙げられる。耐破壊性層または耐引裂性層は、製造工程の間に付与されてもよいし、あるいは製造工程後に多層光学フィルムの上に被覆または積層されてもよい。製造工程の間に、例えば同時押出法によってこれらの層をフィルムに接着することによって、このフィルムが製造工程の間保護されるという利点が得られる。一部の実施態様においては、１層以上の耐破壊性層または耐引裂性層を、単独であるいは耐破壊性スキン層または耐引裂性スキン層と組み合わせて、このフィルムの内部に形成してもよい。
【００７８】
本発明のフィルムおよび光学装置を、その表面に被覆されるポリマービーズのような低摩擦被膜またはスリップ剤で処理することによって、良好なスリップ性を付与してもよい。あるいは、これらの材料の表面の形態学を、例えば押出条件を操作することによって変更することによって、フィルムの表面を滑りやすくしてもよい。表面形態学をそのように変更することができる方法は、米国特許出願第０８／６１２，７１０号に記載されている。
【００７９】
本発明の光学フィルムが接着テープの１成分として用いられるような一部の用途においては、ウレタン化学、シリコーン化学またはフルオロカーボン化学に基づくもののような低接着性裏面（ＬＡＢ）被膜またはフィルムで、この光学フィルムを処理することが望ましいこともある。このように処理されたフィルムは、感圧接着剤（ＰＳＡ）に対して適当な剥離性示すので、接着剤で処理してからロール状に巻くことができる。このようにして作製されたフィルムは装飾用途、またはテープの表面が拡散的に反射性または透過性であることが望ましいとされるすべての用途に用いることができる。
【００８０】
本発明のフィルムおよび光学装置に、１層以上の導電層を付与してもよい。そのような導電層には、銀、金、銅、アルミニウム、クロム、ニッケル、スズおよびチタンのような金属、銀合金、ステンレススチールおよびインコネルのような合金、およびドープおよび非ドープ酸化スズ、酸化亜鉛および酸化スズインジウム（ＩＴＯ）のような半導体酸化金属が含まれていてもよい。
【００８１】
また、本発明のフィルムおよび光学装置に、帯電防止被膜またはフィルムを付与してもよい。そのような被膜またはフィルムとしては、例えば、五酸化バナジウムおよびスルホン酸ポリマー、炭素または他の導電性金属層の塩が挙げられる。
【００８２】
また、本発明のフィルムおよび装置に、特定の液体または気体に対してフィルムの透過性を変える１層以上の障壁フィルムまたは被膜を付与してもよい。従って、例えば、本発明の装置およびフィルムに、水蒸気、有機溶剤、酸素、または二酸化炭素が前記フィルムを透過するのを抑制するフィルムまたは被膜を付与してもよい。障壁被膜は、本発明のフィルムおよび装置の成分が水分透過に起因するひずみを受ける可能性がある高湿度環境において特に望ましいことがある。
【００８３】
また、本発明のフィルムおよび光学装置は、特に、例えば飛行機上のような厳しい防火規則によって規制される環境において使用される場合に、難燃剤によって処理されてもよい。好適な難燃剤としては、アルミニウム三水和物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、および難燃性有機リン酸塩化合物が挙げられる。
【００８４】
また、本発明のフィルムおよび光学装置に、スキン層として用いられてもよい耐摩耗被膜またはハードコートを付与してもよい。これらとしては、ペンシルバニア州のフィラデルフィアにあるローム＆ハース（Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ）社から入手できるアクリロイドＡ−１１（Ａｃｒｙｌｏｉｄ Ａ−１１）やパラロイドＫ−１２０Ｎ（Ｐａｒａｌｏｉｄ Ｋ−１２０Ｎ）のようなアクリルハードコート、米国特許第４，２４９，０１１号に記載されるものやペンシルバニア州のウェストチェスターにあるサルトマー社（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｒｐ．）から入手できるようなウレタンアクリラート、および脂肪族ポリイソシアネート（すなわち、ペンシルバニア州のピッツバーグにあるマイルズ社（Ｍｉｌｅｓ，Ｉｎｃ．）から入手できるデスモジュールＮ−３３００（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ−３３００））とポリエステル（すなわち、テキサス州のヒューストンにあるユニオンカーバイド（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ）社から入手できるトーンポリオール０３０５（Ｔｏｎｅ Ｐｏｌｙｏｌ ０３０５））との反応から得られるウレタンハードコートが挙げられる。
【００８５】
さらに、本発明のフィルムおよび光学装置を、構造剛性や耐候性を付与するため、または扱いやすさを向上させるために、例えばガラス、金属、アクリル、ポリエステル、および他のポリマー裏材料のような剛性または半剛性支持体に貼り合せてもよい。例えば、多層光学フィルム２０を、所望の形状にスタンプさもなければ形成して維持できるように、薄いアクリルまたは金属裏材に貼り合せてもよい。このフィルムを他の壊れやすい裏材に貼付するような用途の場合には、ＰＥＴフィルムまたは耐破壊−引裂性フィルムを含む層をさらに用いてもよい。
【００８６】
また、本発明のフィルムおよび光学装置に、耐破砕性フィルムおよび被膜を付与してもよい。この用途に好適なフィルムおよび被膜は、例えば、特許公報ＥＰ５９２，２８４およびＥＰ５９１，０５５に記載されており、ミネソタ州のセントポールにあるスリーエムカンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）社から商業的に入手できる。
【００８７】
また、様々な光学層、光学材料および光学装置を、特定の用途の場合に、本発明のフィルムよび装置に対して、または本発明のフィルムよび装置と組み合わせて使用してもよい。これらとしては、限定されるわけではないが、磁気または光磁気被膜またはフィルム、ディスプレイパネルやプライバシーウィンドウに用いられるような液晶パネル、写真乳剤、織物、線形フレネルレンズのようなプリズムフィルム、輝度増強フィルム、ホログラフィーフィルムまたはイメージ、エンボス性フィルム、タンパー防止フィルムまたは被膜、低放射率用途のための赤外線透過フィルム、剥離フィルムまたは剥離コート紙、補正フィルム、リターデーションフィルム、拡散接着剤、および偏光子または反射鏡が挙げられる。
【００８８】
多層光学フィルム２０の一方または両方の主要な面に複数の層をさらに設けることが考慮されるが、それらは前述の被膜またはフィルムの如何なる組み合わせでもよい。例えば、接着剤を多層光学フィルム２０に用いる場合、その接着剤は全体の反射率を高めるために二酸化チタンのような白色顔料を含有していてもよいし、あるいは支持体の屈折率を多層光学フィルム２０の屈折率に加算することができるようにするために光学的に透明でもよい。
【００８９】
フィルムのロール形成および加工性を向上させるために、本発明の多層光学フィルムは、フィルムに混入されるか又は独立した被膜として付加されるスリップ剤をさらに含んでいてもよい。ほとんどの用途では、スリップ剤は、曇りを最小限に抑えるために、フィルムの片側のみ、理想としては剛性支持体に面している側に添加される。
【００９０】
本発明に従って作製されたフィルムおよび他の光学装置は、例えば慣用の真空めっきされた誘電酸化金属または金属／酸化金属光学フィルム、シリカゾルゲル被膜、および３Ｍ社（ミネソタ州、セントポール）から入手できる押出し可能なフルオロポリマーであるＴＨＶのような低屈折率フルオロポリマーから誘導されるような被覆された又は同時押出しされた非反射層のような非反射層または被膜の１層以上さらに含有する。そのようなフィルムまたは被膜は、感偏光性であってもなくてもよいが、透過性を高め、かつ反射によるギラツキを低下させる役割を果たし、そして塗装またはスパッタエッチングのような適当な表面処理を施すことによって本発明のフィルムおよび光学装置に付与されてもよい。
【００９１】
本発明に従って作製されたフィルムおよび他の光学装置に、防曇性を付与するフィルムまたは被膜を付与してもよい。場合によって、前述の非反射層は、前記フィルムまたは装置に非反射性と防曇性の両方を付与するという２つの役割を果たす。様々な防曇剤が当該技術分野において公知である。しかしながら、一般に、これらの材料には、フィルム表面に疎水性を付与し、かつ連続した、不透明度の低い水の膜の形成を促進させる脂肪酸エステルのような物質が含まれている。
【００９２】
表面が「曇る」傾向を低減する被膜が、数人の発明者によって報告されている。例えば、レイ（Ｌｅｉｇｈ）に対する米国特許第３，２１２，９０９号には、防曇性組成物を調製するために、アルキルアンモニウムカルボキシレートを硫酸化またはスルホン化脂肪材料である界面活性剤と混ぜ合わせたアンモニウムセッケンを使用することが記載されている。エリアス（Ｅｌｉａｓ）に対する米国特許第３，０７５，２２８号には、各種表面を浄化し、かつその表面に防曇性を付与するのに有用である防曇性物品を製造するために、硫酸化アルキルアリールオキシポリアルコキシアルコールの塩とアルキルベンゼンスルホン酸塩を使用することが記載されている。ズモダ（Ｚｍｏｄａ）に対する米国特許第３，８１９，５２２号には、デシンジオールの誘導体を含む界面活性剤の組み合わせの使用だけでなく、防曇性ウィンドウクリーナー界面活性剤混合物中にエトキシ化アルキル硫酸塩を含む界面活性剤混合物の使用も記載されている。特開平０６−４１３３５号には、コロイドアルミニウムと、コロイドシリカと、アニオン界面活性剤とを含む防曇および防滴性組成物が記載されている。米国特許第４，４７８，９０９号（タニグチら）には、ポリビニルアルコールと、超微粒子状シリカと、有機シリコン化合物とを含み、炭素／シリコン重量比が報告されるフィルムの防曇性にとって明らかに重要であるという硬化防曇性塗膜が記載されている。フッ素含有界面活性剤を初めとする様々な表面活性剤は、被膜の表面の滑らかさを向上させるために用いられてもよい。界面活性剤を取り入れた他の防曇性被膜は、米国特許第２，８０３，５２２号、３，０２２，１７８号、および３，８９７，３５６号に記載されている。ＰＣＴ９６／１８，６９１（ショルツ（Ｓｃｈｏｌｔｚ）ら）には、被膜が防曇性と非反射性の両方を付与することがある方法が記載されている。
【００９３】
本発明のフィルムおよび光学装置は、紫外線安定化フィルムまたは被膜を用いることによって紫外線から保護されてもよい。好適な紫外線安定化フィルムまたは被膜としては、ベンゾトリアゾールまたはニューヨーク州のホーソーンにあるチバガイギー社（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐ．）からチニュヴィン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）という商品名で入手できるようなヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）を含有するものが挙げられる。他の好適な紫外線安定化フィルムおよび被膜としては、ニュージャージー州のパルシーパニー（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）にあるＢＡＳＦ社（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．）から商業的に入手できるベンゾフェノンまたはジフェニルアクリレートを含有するものが挙げられる。そのようなフィルムまたは被膜は、本発明のフィルムおよび光学装置が屋外用途、もしくは光源がかなりの量の紫外線域のスペクトルの光を発する照明器具に用いられる場合に特に望ましいこともある。
【００９４】
本発明のフィルムおよび光学装置は、外観を変えるために、もしくは特定の用途に合うように変更するために、インク、染料、または顔料で処理されてもよい。従って、例えば、前記フィルムは、インクまたは製品識別、宣伝、警告、装飾、または他の情報を表示するために利用されるようなインクまたは他の印刷証印によって処理されてもよい。スクリーン印刷、凸版印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、点描印刷、レーザー印刷などの様々な技法がフィルムに印刷するのに使用されてもよく、そして１および２成分インク、酸化乾燥インクおよび紫外線乾燥インク、溶解インク、分散インクおよび１００％インク系のような様々な種類のインクを用いることができる。さらに、染料または顔料は、加工中の任意の時点でポリマーに混入されてもよい。
【００９５】
多層光学フィルムの外観を、この多層光学フィルムに染色フィルムを貼り合わせたり、この光学フィルムの表面に着色被膜を貼り付けたり、あるいはこの光学フィルムを作製するのに用いる材料の１種類以上に顔料を含ませることによってフィルムを着色することによって変えてもよい。
【００９６】
可視と近赤外の両方の染料および顔料が本発明において考慮され、例として、可視域の色スペクトルにおいて紫外線および蛍光を吸収する染料のような蛍光増白剤が挙げられる。光学フィルムの外観を変えるために添加してもよい他の層としては、例えば、不透明化（黒色）層、拡散層、ホログラフィーイメージまたはホログラフィーディフューザ、および金属層を挙げることができる。これらのそれぞれは、フィルムの片面または両面に直接貼りあわされてもよいし、あるいはこのフィルムに貼り合わされる第２フィルムまたはフォィル構造物の１成分でもよい。あるいは、不透明または拡散剤、または着色顔料のような一部の成分は、フィルムを別の面に張り合わせるのに用いられる接着剤層に含まれていてもよい。
【００９７】
また、本発明のフィルムおよび装置には、金属被膜が付与されてもよい。従って、例えば、金属層は、熱分解、粉体被覆、蒸着、陰極スパッタリング、イオンめっきなどによって、光学フィルムに直接貼り合わされてもよい。また、金属箔または剛性金属板を光学層に貼りあわせてもよいし、あるいは、まず独立したポリマーフィルムもしくはガラスシートまたはプラスチックシートを前述の技法を用いて金属被覆してから本発明のフィルムまたは光学装置に貼り合せてもよい。
【００９８】
多層ポリマーフィルムを形成する方法の１つを簡単に説明する。加工条件および加工における考慮点は、米国特許出願第０９／００６，２８８にさらに詳しく説明されている。多層ポリマーフィルムは、第１および第２光学層だけでなく非光学層にも用いられるポリマーを押出成形することによって形成される。押出成形の条件は、ポリマー樹脂の供給流れが連続かつ安定した状態で十分に供給、溶融、混合および注入されるように選択される。最終メルトストリーム温度は、その下限値において凍結、結晶化または過度の高圧力降下を低減させ、かつその上限値において劣化を低減させる範囲に納まるように選択される。冷却ロール上へのフィルム流延まで、およびその工程を含む１種類以上のポリマーのメルトストリーム作業全体を同時押出と呼ぶことが多い。
【００９９】
押出成形後、各メルトストリームはネックチューブを介して、ポリマーフローの連続かつ一定した速度を規制するのに用いられるギアポンプに運ばれる。静的混合装置をネックチューブの末端に設置することによって、ギアポンプからのポリマーメルトストリームを、メルトストリーム温度を一定に維持したままで、多層フィードブロックに運んでもよい。一般に、メルトストリーム全体をできるだけ均一加熱することによって、メルトストリームの一定の流れが向上され、かつ溶融加工中の劣化も低減される。
【０１００】
多層フィードブロックは、２つ以上のポリマーメルトストリームの各々を複数の層に分割し、これらの層を交互に配置し、それらの複数の層を組み合わせて１つの多層ストリームにする。任意の所定のメルトストリームからの層は、そのストリームの一部を主要流路から逐次的に抜き出し、フィードブロックマニホールドの層スロットに続いている副流路管に供給することによって作製される。この層の流れは、装置の選択だけでなく、各々の副流路管および層スロットの形状および物理的寸法によっても制御されることが多い。
【０１０１】
多くの場合、この２つ以上のメルトストリームの副流路管および層スロットは交互に配置されて、例えば、交互配置層を形成する。フィードブロックの下流側のマニホールドは、組み合わされた多層スタックを圧縮し、かつ横方向に均一に広げるような形状をとることが多い。保護境界層（ＰＢＬｓ）として知られる、厚みのある非光学層は、光学多層スタックのメルトストリームによって、あるいは別のメルトストリームによってマニホールドの壁面の近くに供給されてもよい。前述のように、これらの非光学層は、壁圧および結果として起こり得る不安定な流れの影響から、非光学層よりも薄い光学層を保護するために用いられてもよい。
【０１０２】
フィードブロックマニホールドから排出された多層スタックは、次に、ダイのような最終整形装置に供給されてもよい。あるいは、このストリームを、好ましくはスタックの層に対して垂直に、分割して２つ以上の多層ストリームを形成し、積み重ねることによって再度組み合わせてもよい。このストリームは、層に対して垂直以外の角度で分割されてもよい。ストリームを分割して積み重ねるフローチャネリング装置は倍増器（ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）と呼ばれる。分割されたストリームの幅（すなわち、各層の厚さの合計）は同じあってもなくてもよい。倍増器比は、ストリームの広い方の幅の狭い方の幅に対する比として定義される。異なるストリーム幅（すなわち、均一よりも大きな倍増器比）は、層厚勾配を作成するのに役に立つことがある。ストリームの幅が異なる場合、倍増器は、積み重ねる際に層の幅が一致するように、厚さ方向および流動方向に対して、横方向に幅の狭いストリームを広げてもよいし、および／または幅の広いストリームを圧縮してもよい。
【０１０３】
倍増化の前に、多層スタックに非光学層をさらに加えてもよい。これらの非光学層は、倍増器内でＰＢＬｓとして機能してもよい。倍増化と積層の後に、これらの層の一部が光学層の間に内部境界層を形成する一方で、他の層がスキン層を形成してもよい。
【０１０４】
倍増化の後に、得られたウェブは最終整形装置に送られる。そして、このウェブは、時には鋳造ホイールまたは鋳造ドラムと呼ばれることもある冷却ロール上に流延される。この流延は、その詳細がポリマーフィルム製造の技術分野において周知である静電ピンによって支持されることが多い。このウェブは、ウェブ全体が均一の厚みになるように流延されてもよいし、またはダイリップを制御することによって意図的なウェブの厚み分布を引き起こしてもよい。
【０１０５】
次に、この多層ウェブを延伸して最終多層光学フィルムを作製する。多層光学偏光子を作製する典型的な方法の１つにおいては、一段延伸工程が利用される。この工程は、テンターあるいは縦配向機内で実施されてもよい。一般的なテンターは、ウェブ経路に対して横方向（ＴＤ）に延伸するが、特定のテンターは、フィルムをウェブ経路すなわち縦方向（ＭＤ）に特定の寸法に延伸または弛緩（収縮）させる仕組みを備えている。従って、この典型的な方法においては、フィルムは１つの面内方向に延伸される。第２の面内寸法は、慣用のテンターの場合のように一定に保たれるか、あるいは縦配向機の場合のようにより小さな幅に合わせて縮小されてもよい。そのような縮小は重要であり、延伸比と共に増加する。
【０１０６】
多層反射鏡を作製する典型的な方法の１つにおいては、二段式延伸法を用いて、両方の面内方向に複屈折材料を配向する。この延伸方法は、２つの面内方向に延伸ができる一段式方法の組み合わせであればどれでもよい。さらに、縦方向に延伸できるテンター、すなわち２つの方向に逐次的または同時に延伸できる二軸テンターが用いられてもよい。この後者の場合、単一の二軸配向方法が用いられてもよい。
【０１０７】
多層偏光子を作製するさらに別の方法においては、各延伸工程に対する様々な材料の異なる働きを利用することによって、１つの同時押出しされた多層フィルム内の、異なる材料を含む異なる層が、互いに異なる度合いおよび種類の配向を有するようにする多段式延伸法が用いられる。
【０１０８】
これらの層およびフィルムに用いられるポリエステルの固有粘度は、このポリマーの（分岐モノマーの非存在下における）分子量に関係する。一般に、ポリエステルの固有粘度は約０．４ｄＬ／ｇよりも高い。この固有粘度が約０．４〜０．７ｄＬ／ｇであるのが好ましい。この開示目的においては、固有粘度は、特に断わらない限り、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン溶媒において３０℃で測定される。
【０１０９】
二色性偏光フィルム 様々な二色性偏光子が存在する。特に有用な二色性偏光子１１の１つとして、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムが挙げられる。これらのフィルムは、染色材料を混入した際に、当該技術分野において公知であり、二色性偏光子としてうまく利用されている。二色性偏光子として機能するために、このポリビニルアルコールフィルムは通常延伸された配向される。着色されたときに、このフィルムの配向によって、このフィルムの光学特性（すなわち、消光軸）が決まる。
【０１１０】
前記フィルムは、様々な手法によって作製することができる。このフィルムを作製する方法の１つには、ポリビニルアルコールを溶剤、通常は水、に混入して、約５〜３０％の固体を含有する溶液を調製する工程が包含される。次に、この溶液を支持体に塗布し、約１００℃〜約１２０℃の温度で乾燥させる。得られたフィルムを延伸してポリビニルアルコールを配向させる。
【０１１１】
本発明は光学偏光子、特に二色性偏光子に関するものである。さらに、本発明は、これらの偏光子の形成、および反射性偏光子、反射鏡および赤外線鏡のような他の光学素子との併用に関するものである。
【０１１２】
慣用の二色性偏光子１１はポリビニルアルコールフィルムから作られることが多い。これらのフィルムは当該技術分野において公知であり、染色材料を混入した際に、二色性偏光子として利用される。二色性偏光子として機能するために、このポリビニルアルコールフィルムは通常延伸されて配向される。着色されたときに、このフィルムの配向によって、このフィルムの光学特性（すなわち、消光軸）が決まる。これらのフィルムの利用法の１つとして、延伸されて１層以上が配向されることが多い前述の多層光学層との併用が挙げられる。
【０１１３】
残念なことに、ポリビニルアルコールフィルムは、例えば多層ポリエステルフィルムから作られるもの、および特にＰＥＮのようなナフタレートサブユニットを含有するポリエステルフィルムのような多くの多層光学フィルムの形成に用いられる延伸条件下では亀裂が生じやすい。本発明に対して特定の推測は全く必要でないが、ポリビニルアルコールが、その構造の完全性を維持したままでこれらの条件下では延伸ができないという水素結合網状組織を形成すると考えられている。この水素結合網状組織がひずみ、そして、最終的に何度かスリップを起こして、亀裂が入る。実験によって、小分子偏光子ではこの問題は解決されないことが示されている。
【０１１４】
ポリビニルアルコールの形成に用いられる溶媒に分散可能な第２のポリマーを添加すると亀裂の発生が減少することが分かっている。この第２ポリマーは、水がポリビニルアルコールにとって一般的な溶媒であるので、水溶性であることが好ましい。この第２ポリマーが極性ポリマーであることがさらに好ましい。好適な第２ポリマーとしては、例えば、ポリビニルピロリドンおよびポリビニルアルコールの溶媒に分散可能なポリエステルが挙げられる。水溶性ポリエステルの例としては、米国特許第５，４２７，８３５号に記載されているようなスルホン化ポリエステルが挙げられる。好適な助溶剤としては、例えば、Ｃ１〜Ｃ４アルコールのような極性溶剤が挙げられる。
【０１１５】
一般に、このポリビニルアルコールと第２ポリマーは５：１〜１００：１の重量比、好ましくは８：１〜２０：１の重量比で混合される。この溶液は、一般に１〜５０重量％が固体、好ましくは５〜２５重量％が固体である。本発明に対して特定の推測は全く必要でないが、この第２ポリマーを添加することによって水素結合網状組織が多数の領域に分割され、ひずんだ際にこれらの領域が互いに向かって動くことによって、ひずみが緩和され、かつ亀裂の量を減少させることがあると考えられている。
【０１１６】
ポリビニルアルコールフィルムは様々な手法で作製できる。このフィルムを作製する典型的な方法の１つには、ポリビニルアルコールと第２ポリマーとを前述の割合および重量パーセントで溶媒に分散させる工程が包含される。次に、これらの２種類のポリマーの分散液を支持体の表面に塗布する。この支持体は、別のフィルム、多層スタック、プラスチック性の物体、あるいはポリビニルアルコールフィルムを延伸できる任意の他の表面でもよい。この溶液の塗布は、例えばシューコーティング、押出コーティング、ロールコーティング、カーテンコーティング、または均一の被膜を形成することができるあらゆる他の被覆方法のような手法を用いて支持体を被覆するような様々な公知の方法によって実施されてもよい。この支持体を下塗剤または接着剤で被覆してもよいし、あるいはポリビニルアルコールフィルムがこの支持体に固定されるのを補助するために、この支持体をコロナ放電処理してもよい。一般に、この被膜の厚さは、未乾燥状態で２５〜５００μm、好ましくは５０〜１２５μmである。被覆後、このポリビニルアルコールフィルムを通常１００℃〜１５０℃の温度で乾燥させる。次に、このフィルムを、例えば縦配向機またはテンタークリップを用いて延伸させて配向させる。一部の実施態様では、このフィルムは支持体から剥離される。その後、所望であれば、このフィルムを他の表面に接着してもよい。そして、得られたポリビニルアルコールフィルムは、二色性偏光子として利用することができる。しかしながら、このポリビニルアルコールフィルムを他の用途に用いてもよいことは理解できよう。
【０１１７】
一般に、完成したポリビニルアルコールフィルムには、二色性偏光子を形成するための二色染色材料が含まれている。この二色染色材料としては、染料、顔料などが挙げられる。二色性偏光子フィルムに用いられる好適な染色材料としては、例えば、ヨウ素だけでなく、コンゴーレッド（ジフェニル‐ビス‐α‐ナフチルアミンスルホン酸ナトリウム）、メチレンブルー、スチルベン染料（カラーインデックス（ＣＩ）＝６２０）、および１，１’−ジエチル−２，２’−シアニンクロライド（ＣＩ＝３７４（橙）またはＣＩ＝５１８（青））のようなアントラキノン染料およびアゾ染料が挙げられる。これらの染料の特性およびそれらの製造方法はイー.エイチ.ランド（Ｅ．Ｈ．Ｌａｎｄ）、コロイド化学（１９４６）に記載されている。さらに他の二色染料およびそれらの製造方法が、カークオスマー化学技術百科事典（Ｋｉｒｋ Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、第８巻の６５２〜６６１ページ（第４版、１９９３）、およびそこに援用されている参考文献において論じられている。
【０１１８】
この二色染色材料を、被覆前のポリビニルアルコールと第２ポリマーとの分散液に添加してもよい。あるいは、ポリビニルアルコールフィルムを、例えばヨウ素含有溶液のような着色組成物を用いて着色してもよい。ポリビニルアルコールフィルムの着色は、フィルムの延伸前または延伸後に行われてもよい。場合によっては、この二色染色材料は延伸条件に耐えられないこともあるので、延伸後にポリビニルアルコールフィルムに塗布されるべきである。
【０１１９】
好適な着色組成物の１つの例として、ヨウ素含有溶液が挙げられる。ヨウ素で着色されたフィルムは、例えばホウ酸／ホウ砂溶液のようなホウ素含有組成物を用いて安定化されてもよい。他の着色には異なる安定剤が必要になることがある。着色組成物または安定化組成物の濃度だけでなく、着色または安定化の起こる温度、および各溶液との接触時間は、着色を損なわない範囲で大幅に変化する。
【０１２０】
様々な他の成分を、ポリビニルアルコールと第２ポリマーとの溶液に添加してもよい。例えば、支持体の濡れを促進するために界面活性剤を添加してもよい。例えば、コネチカット州のダンビュリーにあるユニオンカーバイドケミカルズアンドプラスチックスカンパニー社（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ａｎｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｉｎｃ．）からトリトンＸ−１００（Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００）の商品名で入手できるような各種界面活性剤が使用できる。一般に、界面活性剤はこの溶液の約１％以下、好ましくは約０．５％以下である。ポリマーの極性基と干渉しないようにするために、界面活性剤は非イオン系であることが好ましい。
【０１２１】
他の光学添加剤として、乾燥の際のフィルム形成を促進する乾燥助剤を挙げることができる。好適な乾燥助剤の例としては、Ｎ−メチル−ピロリドンおよびブチルカルビトールが挙げられる。一般に、乾燥助剤は溶液の約１０％以下、好ましくは約５％以下である。
【０１２２】
さらに、ポリビニルアルコールフィルムを支持体に接着するために、前記フィルムに接着剤を塗布してもよい。これは、ポリビニルアルコールフィルムを第１支持体から剥離して第２支持体に添付する場合に特に有用であることがある。例えば、樹脂および感圧接着剤（ＰＳＡ）のような各種接着剤を用いることができる。好適な接着剤を選択する際に、接着剤の光学特性が通常考慮される。また、例えば、環境的な損傷からフィルムを保護するハードコート、剥離ライナー、および支持体に対する接着性を高めるための下塗のような他の被覆物を用いてもよい。
【０１２３】
第２ポリマーをこのポリビニルアルコールフィルムに加えることによって、ポリビニルアルコールフィルムと、反射性偏光子すなわち反射鏡フィルムのような多層光学フィルムとの同時配向と適合性のある改良型二色性偏光子が得られる。この改良型二色性偏光子を用いることの利点とは、この二色フィルムと多層光学フィルムとを一緒に配向することによって、例えば、さらに完璧に配列される二色性要素および反射性要素を有することがある光学偏光子が形成されることがあるという点である。さらに、第２ポリマーをこのポリビニルアルコールフィルムに加えることによって、フィルムの支持体に対する接着性が向上することが多い。
【０１２４】
光学装置を作製するための典型的な方法には、前述のように、まず多層光学フィルムを形成する工程が包含される。この多層光学フィルムは、例えば、シューコーティング、押出コーティング、ロールコーティング、カーテンコーティング、または均一の被膜を形成することができるあらゆる他の被覆方法のような公知の光学手段を用いて、ポリビニルアルコールに、またはポリビニルアルコールと第２ポリマーとに被覆または積層される。
【０１２５】
次に、この多層光学フィルムとポリビニルアルコールフィルムとを同時に延伸して、配向多層光学フィルムと配向ポリビニルアルコールフィルムとを形成する。一部の実施態様では、この多層光学フィルムは数回延伸される。これらの実施態様において、ポリビニルアルコールフィルムは、最終延伸の前に多層光学フィルムに被覆または積層されることが多い。別の実施態様では、この２つのフィルムが別々に延伸および配向されることもある。この２つのフィルムを、例えば、テンターまたは縦配向機のような公知の装置を用いて延伸してもよい。一般に、このポリビニルアルコールフィルムと多層光学フィルムとを一緒に延伸すると、ポリビニルアルコール層の配向軸が、偏光子フィルムでも反射鏡フィルムでもよい多層光学フィルムの最終配向の軸と一致することになる。二色染色材料は、これらのフィルムの延伸の前に添加されてもよいし、または、例えば、前述のように、ポリビニルアルコールフィルムを着色することによって後から混入されてもよい。
【０１２６】
二色性偏光子と多層ポリマーフィルムとのかなりの数の異なる組み合わせを形成することができる。例えば、中でも、可視帯二色性偏光子および反射性偏光子の組み合わせ、赤外帯反射鏡および二色性偏光子の組み合わせ、赤外帯偏光子および二色性偏光子の組み合わせを形成することができる。
【０１２７】
実施例 これらの実施例のためのポリマーを製造するのに用いられるモノマー、触媒、および安定剤は下記の製造業者、すなわち、アモコ（Ａｍｏｃｏ）社（デカター（Ｄｅｃａｔｕｒ）、アラバマ州）のジメチルナフタレンジカルボキシレートとテレフタル酸、ヘキストセラニーズ（Ｈｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ）社（ダラス、テキサス州）のジメチルテレフタレート、モルフレックス社（Ｍｏｒｆｌｅｘ Ｉｎｃ．）（グリーンズボロ、ノースキャロライナ州）のジメチルイソフタレートとジメチルｔ−ブチルイソフタレート、ユニオンカーバイド（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ）社（チャールストン、ウェストバージニア州）のエチレングリコール、ＢＡＳＦ社（シャーロット、ノースキャロライナ州）の１，６−ヘキサンジオール、ユニオンキャンプ（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｍｐ）社（ドーバー、オハイオ州）のセバシン酸、エルフアトケム（Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ）社（フィラデルフィア、ペンシルバニア州）の三酢酸アンチモン、ホールケミカル（Ｈａｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社（ウィックリフ、オハイオ州）の酢酸コバルトと酢酸マンガン、アルブライト＆ウィルソン（Ａｌｂｒｉｇｈｔ ＆ Ｗｉｌｓｏｎ）社（グレンアレン、バージニア州）のトリエチルホスホノアセテート、イーストマンケミカル社（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）（キングズポート、テネシー州）のジメチルシクロヘキサンジカルボキシレート、およびエアプロダクツ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）（フィリップスバーグ、ニュージャージー州）社のトリエチルアミン、から商業的に入手可能である。
【０１２８】
以下の各々の実施例では、８３６層フィルムが形成される。この８３６光学層構造体には、多層フィードブロックからの２０９層構造体の二重倍増化によって得られるような、層厚が少しずつ異なる４つの多層光学スタックが含まれている。これらの光学層は、この構造体の厚みの約５０％を占めている。これらのスタックの各々は、それぞれが全厚の約２％を占めるという３つの非光学内部保護境界層のうちの１層によって分けられている。最後に、このフィルムの両面には、それぞれがその厚さの約２２％を占めるという外部非光学スキン層が存在する。静電ピンによって補助されながら、このフィルムは約１５℃の冷却ロールに流延される。延伸前は、このフィルムは「流延ウェブ」と呼ばれる。
【０１２９】
いくつかの試験および測定量が、以下の実施例に共通している。コントラストは、偏光子の「パス」状態（すなわち、透過偏光）の光の透過の、「ブロック」状態（すなわち、消光偏光）の光の透過に対する比として定義される。オリエル分光光度計が使用された。透過率は可視スペクトル全体にわたってそのまま（すなわち、加重値を全く与えないで）平均化された。コントラストは、二色性／反射性偏光子複合構造体に基づいて測定された。
【０１３０】
二色比は二色性偏光子の性能の目安である。それは、ＰＶＡで被覆された多層フィルムのパス透過率およびブロック透過率を、ヨウ素で着色してからホウ酸で定着することによって二色性偏光子を形成する前と後に測定することによって推量される。同一試料の着色前と着色後ではなく、同等の着色された試料と未着色の試料とを測定するので、ある程度の誤差が生ずる。正規化パス透過率とは、着色された試料のパス透過の、被覆されてはいるが着色されてはいない試料のパス透過に対する比のことである。正規化ブロック透過率とは、着色された試料のブロック透過の、被覆されてはいるが着色されてはいない試料のブロック透過に対する比のことである。二色比とは、正規化パス透過率の対数で除算した正規化ブロック透過率の対数のことである。
【０１３１】
二色性偏光子層と反射性偏光子層の間の接着性は、クロスハッチテープ引張接着試験を用いて特徴付けられる。試料を、汚れのない硬い表面の上に設置する。１／４’’間隔で１／８’’スロットを有するテンプレートを用いて、この試料に罫書工具で罫書きを施して網目模様を作る。この罫書きは支持体の被膜に及ぶが、支持体にまで届いてはならない。スコッチブランド＃６１０テープ（３Ｍ社、セントポール、ミネソタ州）の１’’幅の４’’ストリップを、この網目模様に対して斜めに配置する。このテンプレートを用いて、このテープを試料から剥離する。このテープは試料の表面に対して小さな角度で剥離されるべきである。この手順を、新しいテープストリップを用いて繰り返す。得られた試料を被膜の剥離について検査する。被膜が全く剥離していない場合、試料はこの試験に合格したということになる。さもなければ、その試料は不合格ということである。
【０１３２】
比較例 ＰＥＮ／ｃｏＰＥＮ（７０／０／３０）を含む偏光フィルム 比較例として、ポリエチレンナフタレートから形成される第１光学層と、７０ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと３０ｍｏｌ％のジメチルイソフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと１００ｍｏｌ％のエチレングリコールから誘導されるグリコールサブユニットとを含むコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される第２光学層とを用いて、多層反射性偏光子フィルムを構築した。
【０１３３】
第１光学層を形成するために用いられたポリエチレンナフタレートは、以下の原料、すなわち１３６ｋｇのジメチルナフタレンジカルボキシレート、７３ｋｇのエチレングリコール、２７ｇの酢酸マンガン、２７ｇの酢酸コバルト、および４８ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、メタノール（エステル交換反応の副生成物）を除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。３５ｋｇのメタノールを除去した後に、４９ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．４８ｄＬ／ｇであるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１３４】
第２光学層を形成するために用いられたコ（ポリエチレンナフタレート）は、以下の原料、すなわち１０９ｋｇのジメチルナフタレンジカルボキシレート、３７ｋｇのジメチルイソフタレート、７９ｋｇのエチレングリコール、２９ｇの酢酸マンガン、２９ｇの酢酸コバルト、および５８ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、メタノールを除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。４１ｋｇのメタノールを除去した後に、５２ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．５７ｄＬ／ｇであるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１３５】
次に、前述のＰＥＮおよびｃｏＰＥＮを多層メルトマニホールドを介して同時押出し、８３６の第１光学層と第２光学層とが交互に積層されている多層フィルムを作製した。この多層反射性フィルムには、第２光学層に使用されたものと同じコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される内部保護層と外部保護層とがさらに含まれる。これらの保護層は、特別のメルトポートを介して導入された。このフィルムを冷却ロールに流延した。
【０１３６】
１０重量％のエアボル１０７（Ａｉｒｖｏｌ １０７）ポリビニルアルコール（エアプロダクツ、アレンタウン、ペンシルバニア州）と、０．１重量％のトリトンＸ−１００（ユニオンカーバイド、ダンビュリー、コネチカット州）とを含有する水溶液を、シューコーターを用いてこの多層流延ウェブに被覆して、厚さが６４Ｔｍ（２．５０ｍｉｌｓ）であるこの溶液の未乾燥被膜を得た。この被膜を１０５℃で１分間乾燥させた。
【０１３７】
この多層流延ウェブとポリビニルアルコールフィルムとを、１６０℃で充填された熱気によって加熱されたテンターオーブンに投入した。約１分間ほど予熱した後に、この複合構造体を、１５０℃で充填された熱気によって加熱されたテンターオーブン区域内で、６：１になるまで３５秒以上同時一軸配向した。次に、これらのフィルムを急冷する前に８５秒間加熱して、厚さが約１２５Ｔｍである光学偏光子を作製した。
【０１３８】
この被膜は、得られたフィルムを白くする重大な亀裂欠陥を示した。この構造体は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格しなかった。
【０１３９】
実施例１ ｃｏＰＥＮ（８５／１５／０）層／ｃｏＰＥＮ（５０／０／５０）層を含む偏光フィルム ８５ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと１５ｍｏｌ％のジメチルテレフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと１００ｍｏｌ％のエチレングリコールから誘導されるグリコールサブユニットとを含むコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される第１光学層と、５０ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと５０ｍｏｌ％のジメチルイソフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと１００ｍｏｌ％のエチレングリコールから誘導されるグリコールサブユニットとを含むコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される第２光学層とを用いて、多層反射性偏光子フィルムを構築した。
【０１４０】
第１光学層を形成するために用いられたコ（ポリエチレンナフタレート）は、以下の原料、すなわち１２３ｋｇのジメチルナフタレンジカルボキシレート、１７ｋｇのジメチルテレフタレート、７６ｋｇのエチレングリコール、２７ｇの酢酸マンガン、２７ｇの酢酸コバルト、および４８ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、メタノールを除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。３６ｋｇのメタノールを除去した後に、４９ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．５１ｄＬ／ｇであるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１４１】
第２光学層を形成するために用いられたコ（ポリエチレンナフタレート）は、以下の原料、すなわち７７ｋｇのジメチルナフタレンジカルボキシレート、６１ｋｇのジメチルイソフタレート、８２ｋｇのエチレングリコール、２７ｇの酢酸マンガン、２７ｇの酢酸コバルト、および４８ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、メタノールを除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。３９．６ｋｇのメタノールを除去した後に、４９ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．６０ｄＬ／ｇであるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１４２】
そして、上記両ｃｏＰＥＮを前述のように同時押出して、８３６多層流延ウェブを形成した。
【０１４３】
１４重量％のエアボル１０７ポリビニルアルコール（エアプロダクツ、アレンタウン、ペンシルバニア州）と、０．１重量％のトリトンＸ−１００（ユニオンカーバイド、ダンビュリー、コネチカット州）とを含有する水溶液を、シューコーターを用いてこの多層流延ウェブに被覆して、厚さが６４Ｔｍ（２．５ｍｉｌｓ）であるこの溶液の未乾燥被膜を得た。この被膜を１０５℃で１分間乾燥させた。
【０１４４】
この多層流延ウェブとポリビニルアルコールフィルムとを、１３０℃で充填された熱気によって加熱されたテンターオーブンに投入した。約１分間ほど予熱した後に、この複合構造体を、６：１になるまで３５秒以上同時一軸配向した。次に、これらのフィルムを急冷する前に８５秒間加熱して、厚さが約１２５Ｔｍである光学偏光子を作製した。この構造体は、テンターから排出される際にわずかな孤立した非特異的欠陥を示した。これらの欠陥は、フィルムに混入した異物または気泡が原因であった可能性がある。
【０１４５】
ポリビニルアルコール被膜で被覆された構造体を、３５℃のヨウ素／ヨウ化カリウム水溶液中で２０秒間着色した。この着色溶液には、０．４重量％のヨウ素と２１重量％のヨウ化カリウムとが含有されていた。なされた着色を６５℃のホウ酸／ホウ砂浴で２５秒間定着させた。この定着溶液には４．５重量％のホウ酸が含有されていた。
【０１４６】
偏光子のパス状態における平均透過率は約８４％であった。最終構造体のコントラストは約３００であった。二色比は約３０であった。この構造体は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格しなかった。
【０１４７】
実施例２ ８０ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと２０ｍｏｌ％のジメチルテレフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと１００ｍｏｌ％のエチレングリコールから誘導されるグリコールサブユニットとを含むコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される第１光学層と、５５ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと４５ｍｏｌ％のジメチルテレフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、９６．８ｍｏｌ％のエチレングリコールと、３．０ｍｏｌ％のヘキサンジオールと、０．２ｍｏｌ％のトリメチロールプロパンとから誘導されるグリコールサブユニットとを含むコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される第２光学層とを用いて、多層反射性偏光子フィルムを構築した。
【０１４８】
第１光学層を形成するために用いられたコ（ポリエチレンナフタレート）は、２種類のポリマー、すなわちＰＥＴ（４．８重量％）とｃｏＰＥＮ（９５．２重量％）のブレンドとして調製された。このブレンドに用いられたＰＥＴは、以下の原料、すなわち１３８ｋｇのジメチルテレフタレート、９３ｋｇのエチレングリコール、２７ｇの酢酸亜鉛、２７ｇの酢酸コバルト、および４８ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、エステル交換反応の副生成物であるメタノールを除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。４５ｋｇのメタノールを除去した後に、５２ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．６０であるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１４９】
第１光学層を形成するためのブレンドに用いられたｃｏＰＥＮには、８５ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと１５ｍｏｌ％のジメチルテレフタレートとから誘導されたカルボキシレートサブユニットと、１００ｍｏｌ％のエチレングリコールから誘導されたグリコールサブユニットとが含有されていた。このｃｏＰＥＮは、実施例１に記載されるような手順で合成された。
【０１５０】
第２光学層を形成するために用いられたコ（ポリエチレンナフタレート）は、以下の原料、すなわち８８．５ｋｇのジメチルナフタレンジカルボキシレート、５７．５ｋｇのジメチルテレフタレート、８１ｋｇのエチレングリコール、４．７ｋｇのヘキサンジオール、１５ｇの酢酸マンガン、２２ｇの酢酸コバルト、１５ｇの酢酸亜鉛、２３９ｇのトリメチロールプロパン、および５１ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、メタノールを除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。３９．６ｋｇのメタノールを除去した後に、４７ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．５６ｄＬ／ｇであるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１５１】
次に、前述の両方のｃｏＰＥＮを多層メルトマニホールドを介して同時押出して、８３６の第１光学層と第２光学層とが交互に積層されている多層流延ウェブを形成した。また、この特定の多層反射性フィルムには、第２光学層に用いられたものと同じコ（ポリエチレンナフタレート）から作られる内部保護層と外部保護層とが含まれる。
【０１５２】
１０重量％のエアボル１０７ポリビニルアルコール（エアプロダクツ、アレンタウン、ペンシルバニア州）と、０．１重量％のトリトンＸ−１００（ユニオンカーバイド、ダンビュリー、コネチカット州）とを含有する水溶液を、シューコーターを用いてこの多層フィルムに被覆して、厚さが６４Ｔｍ（２．５０ｍｉｌｓ）であるこの溶液の未乾燥被膜を得た。この被膜を１０５℃で１分間乾燥させた。
【０１５３】
この多層フィルムとポリビニルアルコールフィルムとを、１３０℃で充填された熱気によって加熱されたテンターオーブンに投入した。約１分間ほど予熱した後に、この複合構造体を、６：１になるまで３５秒以上同時一軸配向した。次に、これらのフィルムを急冷する前に８５秒間加熱して、厚さが約１２５Ｔｍである光学偏光子を作製した。この二色性偏光子は透明であったが、わずかに孤立した非特異的欠陥が見られた。
【０１５４】
このフィルムを、３５℃のヨウ素／ヨウ化カリウム水溶液中で２０秒間着色した。この着色溶液には、０．４重量％のヨウ素と２１重量％のヨウ化カリウムとが含有されていた。なされた着色を６５℃のホウ酸／ホウ砂浴で２５秒間定着させた。この定着溶液には４．５重量％のホウ砂と１４．５重量％のホウ酸が含有されていた。
【０１５５】
パス状態における平均透過率は約８４％であった。最終構造体のコントラストは約１００であった。二色比は約２８であった。この構造体は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格しなかった。
【０１５６】
実施例３ 多層光学ウェブを実施例１と同様に流延した。９重量％のエアボル１０７ポリビニルアルコール（エアプロダクツ、アレンタウン、ペンシルバニア州）と、１重量％のＷＢ５４（ミネソタ州、セントポールにある３Ｍ社のスルホン化ポリエステル）、３重量％のＮ−メチルピロリドン（ウィスコンシン州、ミルウォーキーのアルドリック(Ａｌｄｒｉｃｈ)社製）および０．１重量％のトリトンＸ−１００（ユニオンカーバイド、ダンビュリー、コネチカット州）とを含有する水溶液を、シューコーターを用いて、それぞれが２０９の光学層からなる４つのスタックを有する未配向多層ポリエステル流延ウェブに被覆して、厚さが６４Ｔｍ（２．５０）ｍｉｌｓであるこのポリビニルアルコール溶液の未乾燥被膜を得た。この被膜を１０５℃で１分間乾燥させた。
【０１５７】
この多層反射性偏光子フィルムとポリビニルアルコールフィルムとを、１３０℃で充填された熱気によって加熱されたテンターオーブンに投入した。約１分間ほど予熱した後に、この複合構造体を、６：１になるまで３５秒以上同時一軸配向した。次に、これらのフィルムを急冷する前に８５秒間加熱して、厚さが約１２５Ｔｍである光学偏光子を作製した。
【０１５８】
この構造体にはわずかに曇りが見られ、わずかに孤立した非特異的欠陥が見られた。ポリビニルアルコールフィルムで被覆された構造体を、３５℃のヨウ素／ヨウ化カリウム水溶液中で２０秒間着色した。この着色溶液には、０．４重量％のヨウ素と２１重量％のヨウ化カリウムとが含有されていた。なされた着色を６５℃のホウ酸／ホウ砂浴で２５秒間定着させた。この定着溶液には４．５重量％のホウ砂と１４．５重量％のホウ酸とが含有されていた。
【０１５９】
最終構造体のコントラストは約１７０であった。二色比は約２２であった。この構造体は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格した。
【０１６０】
本実施例の一部を変更したものには、構造体を６：１ではなく７：１に延伸する工程が含まれる。この場合にも、この構造体にはわずかに曇りが見られ、わずかに孤立した非特異的欠陥も見られた。この構造体は着色されており、その着色は定着されていた。パス状態の透過率は約７２％であり、コントラストは約１，０００であった。二色比は約２２であった。この試料は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格した。
【０１６１】
実施例４ 比較例に従って多層光学ウェブを流延した。この流延ウェブを実施例３に従って被覆した。そして、この複合構造体を、比較例に従って延伸し、着色し、定着させた。
【０１６２】
被覆後、この構造体にはわずかな曇りが見られ、わずかに孤立した非特異的欠陥も見られた。パス状態の透過率は約７８％であった。コントラストは約２００であり、二色比は約２２であった。この試料は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格した。
【０１６３】
本発明は、前述の特定の実施例に限定されると考えられるべきではなく、むしろ添付されている請求の範囲に十分に詳述されている本発明のすべての態様を包括するものであると理解されるべきである。様々な修正、同等の製法、および本発明を適用できる各種構造体は、本願明細書の評価の際に、本発明が宛てられた当業者らにとって容易に明らかとなるであろう。添付の請求の範囲は、そのような修正および手段を包括するものである。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付図面に関連して、本発明の様々な実施態様についての以下の詳細な説明を考慮することにより、さらに徹底して理解を深めることができる。
【図１】 本発明による光学装置の１つの実施態様の側面図である。
【図２】 図１の光学装置に用いられる多層光学フィルムの１つの実施態様の側面図である。
【図３】 図１の光学装置に用いられる多層光学フィルムのもう１つの実施態様の側面図である。
【図４Ａ】 テレフタレート（ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）を使用）サブユニットとイソフタレート（ジメチルイソフタレート（ＤＭＩ）を使用）サブユニットとを、ジメチルナフタレンジカルボキシレートから誘導されるポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）に添加した場合のガラス転移温度の低下を示すグラフである。
【図４Ｂ】 テレフタレート（ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）を使用）サブユニットとイソフタレート（ジメチルイソフタレート（ＤＭＩ）を使用）サブユニットとを、ジメチルナフタレンジカルボキシレートから誘導されるポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）に添加した場合の凍結温度の低下を示すグラフである。
【図５】 テレフタレートサブユニットとイソフタレートサブユニットとを含有し、かつ比較的低い温度で配向されたｃｏＰＥＮの６３２．８ｎｍにおける平均面内複屈折のグラフである。
【図６】 テレフタレートサブユニットとイソフタレートサブユニットとを含有するｃｏＰＥＮの熱安定度のグラフである。
【図７】 コモノマーサブユニットをｃｏＰＥＮへの添加した場合の６３２．８ｎｍにおける面内複屈折の低下を示すグラフである。
【図８】 ６３２．８ｎｍにおける面内複屈折の分子量に対する依存度を示すグラフである。
本発明は様々な修正や他の形態に適しているが、その詳細は図面に例として示されており、以下に詳しく説明される。しかしながら、その意図は、本発明を以下に説明される特定の実施態様に対して限定することではないことは理解されるべきである。これに反して、その意図は、添付の請求の範囲によって規定されるような本発明の趣旨および範囲に納まるすべての修正、同等物および代案を包括するということである。
【０００１】
発明の技術分野 本発明は、二色性偏光子と多層光学フィルムとを含む多層光学装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、二色性偏光子と、コポリエステル光学層を有する多層光学フィルムとを有する光学偏光子に関する。
【０００２】
発明の背景 光学偏光フィルムは、ギラツキを抑えるために、およびサングラスや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような製品の光学コントラストを高めるために広く利用されている。これらの用途に対して最も一般的に用いられる種類の偏光子の1つとして、特定の偏光の光は吸収するが、その他の偏光の光は透過する二色性偏光子が挙げられる。二色性偏光子のうちの１つは、少なくとも1方向に延伸されているポリマーマトリックスに染料を混入することによって作製される。また、二色性偏光子は、ポリマーマトリックスを一軸配向し、延伸されたマトリックスを二色染料で着色することによって作製してもよい。あるいは、ポリマーマトリックスを配向された二色染料で染色してもよい。二色染料としては、アントラキノン染料、アゾ染料、およびヨウ素が挙げられる。市販されている二色性偏光子の多くは、染色用のポリマーマトリックスとしてポリビニルアルコールを使用している。
【０００３】
別の種類の偏光子としては、特定の偏光の光は反射するが、別の直交偏光の光は透過させる反射性偏光子が挙げられる。反射性偏光子のうちの１つは、二式のポリマー層が交互にいくつも積み重ねられたスタックを形成することによって作製されるが、そのうちの一式は複屈折性であり、スタックの間に反射インターフェースを形成する。通常、その二式の層の屈折率はある方向においてはほぼ同じであるため、その方向に対して平行な平面内で偏光される光は透過される。もう1つの、直交方向における屈折率は通常異なるため、この直交方向に対して平行な平面内で偏光される光は反射される。
【０００４】
偏光子の性能の目安の1つとして、消光比が挙げられる。消光比とは、ａ）選択透過偏光状態において偏光子によって透過される光のｂ）直交偏光状態において透過される光に対する比のことである。これらの２種類の直交状態は、２種類の直線偏光に関わることが多い。しかしながら、左旋および右旋円偏光または２種類の直交楕円偏光のような他の種類の直交状態を使用してもよい。二色性偏光子の消光比は、それらの特定の構造および目的用途によって広い範囲にわたって変動する。例えば、二色性偏光子は５：１〜３，０００：１の範囲の消光比を有していてもよい。一般に、ディスプレイ装置に用いられる二色性偏光子の消光比は、１００：１よりも大きいことが好ましく、５００：１よりも大きいことがさらに好ましい。
【０００５】
一般に、二色性偏光子は非透過偏光の光を吸収する。しかしながら、二色性偏光子は、透過偏光の高い一部の光も吸収する。この吸収の量は、偏光子の構造の詳細および意図される消光比に依存する。ＬＣＤディスプレイに用いられるような高性能ディスプレイ偏光子の場合、この吸収損は、通常約５％〜１５％である。吸収（すなわち抵透過）偏光を有する光に対するこれらの偏光子の反射率は低くなりやすい。表面反射を含めたとしても、この反射率は、一般に１０％よりも低く、通常は５％よりも低い。
【０００６】
一般に、反射性偏光子は、特定の偏光を有する光は反射し、直交偏光を有する光は透過する。反射性偏光子は、対象となる波長帯全体にわたって高い消光偏光の不完全な反射率を有することが多い。一般に、その反射率は５０％よりも高く、９０％または９５％よりも高いことが多い。一般に、反射性偏光子は、高い透過偏光を有する光もある程度吸収する。通常、この吸収は約５〜１５％よりも低い。
【０００７】
上記２種類の偏光子を組み合わせて、両者の有用な特性を取り入れた別の光学偏光子を作製することができる。これらの偏光子は、一緒に作製および、任意に、配向されてもよい。残念ながら、多くの二色性偏光子に利用されているポリビニルアルコールフィルムは、例えばポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）光学層またはｃｏＰＥＮ光学層を使用するもののような一部の反射性偏光子を作製するのに必要な加工条件下においては、亀裂が入りやすい。これらの反射性偏光子は、ポリマーフィルムを１３５〜１８０℃のような加工温度で２：１〜１０：１の延伸比で延伸することによって作製することができる。
【０００８】
また、二色性偏光子は、別の種類の反射性偏光子および反射鏡のような他の光学装置と一緒に用いられてもよい。二色性偏光子と赤外線鏡の併用は、ギラツキを抑えるのに有効であることがある。この鏡を組み合わせた二色性偏光子を作製しても、特にこの鏡が配向ポリエステル層から作られている場合、前述の加工における問題点は残ったままである。従って、二色性偏光子フィルムを亀裂させずに二色性偏光子と同時配向することのできる改良型反射性偏光子と他の光学装置が必要とされている。
【０００９】
発明の開示 従って、本発明は、二色性偏光子と、コポリエステル材料を用いて形成される多層ポリマーフィルムとを包含する光学装置に関する。１つの実施態様として、二色性偏光子と、この二色性偏光子と同じ光路に位置する多層光学フィルムとを有する光学装置が挙げられる。この多層光学フィルムには、複数の第１光学層と、複数の第２光学層とが包含される。この第１光学層は、第１コポリエステルを用いて作られる。この第１コポリエステルは、カルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを有し、このカルボキシレートサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１カルボキシレートサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーカルボキシレートサブユニットであり、このグリコールサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１グリコールサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーグリコールサブユニットであり、そして第１コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはこれらを組み合わせたものである。第２光学層は第２ポリマーから作られる。
【００１０】
もう１つの実施態様として、二色性偏光子と、この二色性偏光子と同じ光路に位置する反射性偏光子とを有する光学装置が挙げられる。この反射性偏光子には、複数の第１光学層と、複数の第２光学層とが包含される。この第１光学層は、複屈折性であり半晶質である第１コポリエステルを用いて作られる。この第１コポリエステルは、カルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを有し、このカルボキシレートサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１カルボキシレートサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーカルボキシレートサブユニットであり、このグリコールサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１グリコールサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーグリコールサブユニットであり、そして第１コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはこれらを組み合わせたものである。第２光学層は、上記反射性偏光子が形成された後に、６３２．８ｎｍにおける面内複屈折が約０．０４以下である第２ポリマーから作られる。
【００１１】
さらにもう１つの実施態様として、光学偏光子の作製方法が挙げられる。この方法には、反射性偏光子を形成する工程が包含される。この反射性偏光子には、複数の第１光学層と、複数の第２光学層とが包含される。この第１光学層は、複屈折性であり半晶質である第１コポリエステルを用いて作られる。この第１コポリエステルは、カルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを有し、このカルボキシレートサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１カルボキシレートサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーカルボキシレートサブユニットであり、このグリコールサブユニットの７０〜１００ｍｏｌ％は第１グリコールサブユニットであり、その０〜３０ｍｏｌ％は第１コモノマーグリコールサブユニットであり、そして第１コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはこれらを組み合わせたものである。第２光学層は、上記反射性偏光子が形成された後に、６３２．８ｎｍにおける面内複屈折が約０．０４以下である第２ポリマーから作られる。二色性偏光子は、この反射性偏光子の上に形成される。この二色性偏光子には、ポリビニルアルコールと二色染色材料とが包含される。この二色性偏光子と反射性偏光子は、二色性偏光子を亀裂させずに、延伸されて約１６０℃以下の温度で配向される。
【００１２】
上記本発明の開示は、本発明のすべての典型的な実施態様またはそのすべての実施を説明することを意図するものではない。以下の各図および詳細な説明によって、これらの実施態様がさらに詳しく例示される。
【００１３】
発明の実施態様の詳細な説明 本発明は、二色性偏光子と、多層光学フィルムと前記二色性偏光子の同時配向を可能にするポリマーを用いて形成される多層光学フィルムとを用いる光学装置の形成に関するものである。この多層光学フィルムは、反射性偏光子、反射鏡、赤外線鏡、あるいは他の光学形態のいずれでもよい。以下の実施例の多くは多層光学フィルムの反射性偏光子としての使用に関するものであるが、他の光学特性を有する同等の多層光学フィルムを使用してもよいことは理解できよう。
【００１４】
図１は、典型的な装置、すなわち二色性偏光子１１と反射性偏光子１２とを包含する光学偏光子１０を示している。この異なる２種類の偏光子の組み合わせによって、特定の偏光の光の反射／吸収が高く、かつもう１つの直交偏光を有する光の透過が高い光学偏光子を作製することができる。一般に、これらの２種類の偏光子は、特定の偏光を有する光の最大透過率が得られるように、互いに対して配列されている。
【００１５】
一般に、二色性偏光子１１は反射性偏光子１２に近接しているが、これは必要ではない。これらの２種類の偏光子１１および１２が互いに接着されて、エアギャップを完全に排除することが好ましい。
【００１６】
反射性偏光子１２は、通常、第１の偏光を有する光のかなりの部分を反射し、第２の、直交偏光を有する光のほとんどを透過する。一般に、二色性偏光子１１は、第３の偏光を有する光のほとんどを吸収し、第４の、直交偏光を有する光のかなりの部分を透過する。多くの場合、光学偏光子１０は、反射性偏光子１２と二色性偏光子１１とが特定の偏光（すなわち、第２偏光と第４偏光は同じである）の光を透過し、かつ直交偏光（すなわち、第１偏光と第３偏光は同じである）の光を反射／吸収するように、反射性偏光子１２と二色性偏光子１１とを配向することによって形成される。本発明をこの特定の構成に関して説明する。しかしながら、反射性偏光子１２と二色性偏光子１１とが互いに対して異なる手段で配向される他の構成も適当であり、本発明の範囲に包含される。
【００１７】
使用の際に、この複合偏光子は、図１に示されるように、その外面の一方または両方が照光される。光線１３は、反射性偏光子１２に選択的に反射されることによって光線１４を形成する偏光を有する光である。光線１５は、反射性偏光子１２によって透過される光線１３からの光である。一般に、光線１５は光線１４よりもかなり輝度が低い。さらに、光線１５は、通常、二色性偏光子１１によって弱められる。光線１３に対して垂直に偏光される光線１６は、反射性偏光子１２によって選択的に透過され、かつ、通常は、二色性偏光子１１によってほんのわずかだけ弱められる。
【００１８】
光線１７は、二色性偏光子１１によって選択的に吸収される偏光を有し、かつ好ましくは光線１３と同じ偏光を有する光である。光線１７の、二色性偏光子１１によって透過される部分が、反射性偏光子１２の反射によってさらに弱められることによって、光線１８が形成される。光線１９は、光線１７に対して垂直に偏光され、光線１６と同じ偏光を有するのが好ましいとされる。光線１９は、二色性偏光子１１と反射性偏光子１２の両方によって選択的に透過される。
【００１９】
二色性偏光子１１を反射性偏光子１２と組み合わせると、二色性偏光子のみの場合よりも透過光の消光比が高い光学偏光子１０になる。これにより、消光比の低い二色性偏光子の利用が考慮される。一般に、二色性偏光子は透過されるはずの光の一部を吸収するため、これは有用であることがあり得る。光学偏光子１０よりも消光比の低い二色性偏光子を用いることによって、透過される所望の偏光の光の量が増加することがある。消光軸に沿って偏光される光の場合、この二色性偏光子に対する好ましい消光率は１０％以上、さらに好ましくは５５％以上、そして最も好ましくは７０％以上である。二色性偏光子と反射性偏光子の最適な選択は、フィルムの二色性偏光子側の許容反射率、反射性偏光子の消光比、および所望の最終偏光子コントラストのような設定目標に依存する。
【００２０】
反射性偏光子と二色性偏光子との組み合わせには他にも利点がある。例えば、この組み合わせでは、特定の偏光に対するフィルムの片側の反射率が高く、フィルムのもう一方の側の反射率が低い。これらの２つの性質の組み合わせは、ＬＣＤ直視型ディスプレイをはじめとする数多くの装置において有用であることがある。例えば、ＬＣＤ直視型ディスプレイは、１％の裏面反射率を有することがあり、また１，０００：１を上回る最終消光比を必要とすることもある。約１００％の反射率を有する反射性偏光子と組み合わせたときに１％の反射率を実現するには、二色性偏光子が、消光方向に偏光された光の１０％以下を透過する必要がある。もし反射性偏光子の消光比が５０：１である場合、１，０００：１の最終消光比を実現するためには、二色性偏光子には少なくとも２０：１の消光比が通常必要とされる。
【００２１】
反射性偏光子１２は、屈折率が適切な方向と正確に一致していないという異なる材料間の境界面、または他の散乱中心のような内部構造を含んでいてもよい。これらの種類の内部構造は、共に、通常は上記偏光子を透過する光と干渉することがある。一般に、反射性偏光子１２による透過偏光を有する光の反射率は、約３０％以下であるのが好ましく、約２０％以下であるのがさらに好ましく、そして約１５％以下であるのが最も好ましい。さらに、反射性偏光子の反射率は、入射光の波長帯と角度に依存する。反射偏光を有し、かつ対象となる波長帯内にある光に対する反射性偏光子１２による好ましい反射率は２０％以上であり、さらに好ましくは５０％以上であり、最も好ましくは９０％以上である。
【００２２】
多層光学フィルムが反射鏡または赤外線鏡である場合には、同等な設計特性およびパラメーターが使用されてもよい。可視であるか赤外であるかに関わらず、対象となる波長帯を有する光に対する反射鏡による好ましい反射率は２０％以上であり、さらに好ましくは約５０％以上であり、最も好ましくは約９０％以上である。
【００２３】
多層光学フィルム 有用な多層光学フィルム２０の一例が図２に示されている。この多層光学フィルム２０は、反射性偏光子、反射鏡および他の光学装置を作製するのに用いられてもよい。多層光学フィルム２０には、1層以上の第1光学層２２、1層以上の第２光学層２４、および1層以上の非光学層２８が包含される。第1光学層２２は、一軸または二軸配向されている複屈折ポリマー層であることが多い。一部の実施態様では、第1光学層２２は複屈折性ではない。第２光学層２４は、複屈折性であり、かつ一軸または二軸配向されているポリマー層であってもよい。しかしながら、さらに一般的には、第２光学層２４は、配向後の第1光学層２２の屈折率のうちの少なくとも1つと異なる等方性屈折率を有する。多層光学フィルム２０の製造方法、利用用途、および設計における考慮点は、「多層光学フィルム」という表題のついた米国特許出願第０８／４０２，０４１、「改質コポリエステルおよび改良型多層反射性フィルム」という表題のついた米国特許出願第０９／００６，６０１、および米国特許出願第０９／００６，２８８に詳しく説明されている。本発明は、等方性屈折率を有する第２光学層２４を有する多層光学フィルム２０によって主に例示されるが、本願明細書に記載される趣旨および実施例は、例えば「光学フィルムおよびその製造方法」という表題のついた米国特許出願第０９／００６，４５５に記載されるような、複屈折性である第２光学層２４を有する多層光学フィルム２０に適用することもできる。
【００２４】
また、第1光学層２２および第２光学層２４と同様の別の光学層の集まりを多層光学フィルム２０に使用してもよい。本願明細書に開示される第1光学層および第２光学層の集まりに対する設計原理は、あらゆる他の光学層の集まりに適用することができる。さらに、図２には１つのスタック２６しか示されていないが、多層光学フィルム２０は、後に組み合わされてフィルム２０を形成する複数のスタックから作成されてもよい。
【００２５】
光学層２２、２４および、任意に、１層以上の非光学層２８は、一般に、互いに重ね合わされて、層のスタック２６を形成する。通常、光学層２２および２４は、図２に示されるように、対で用いられて互い違いになるように配設されて、異なる光学特性を有する層の間に一連の境界面を形成する。通常、光学層２２および２４の厚さは1Ｔｍよりも小さいが、これよりも厚さの大きい層を用いてもよい。さらに、図２には光学層２２および２４が合わせて６層しか示されていないが、多層光学フィルム２０の多くは、多数の光学層を含んでいる。一般的な多層光学フィルム２０は、約２〜５，０００の光学層、好ましくは約２５〜２，０００の光学層、さらに好ましくは約５０〜１，５００の光学層、そして最も好ましくは約７５〜１，０００の光学層を含んでいる。
【００２６】
非光学層２８は、スタック２６の内部（図３参照）および／または最上部（図２R>２参照）に配設されるポリマー層であり、光学層２２および２４を損傷から保護し、同時押出処理を補助し、および／または後処理機械的性質を向上させる。非光学層２８は、光学層２２および２４よりも厚みがあることが多い。非光学層２８の厚さは、通常、光学層２２および２４の個々の厚さの少なくとも２倍、好ましくは少なくとも４倍、さらに好ましくは少なくとも１０倍である。この非光学層の厚さを変えて特定の厚さの光学フィルム２０を得ることもできる。一般に、光学層２２および２４によって透過、偏光、および／または反射される光の少なくとも一部が非光学層２８も通過するように、少なくとも１層の非光学層２８が配設される（すなわち、非光学層は、光学層２２および２４を通過する又は光学層２２および２４によって反射される光の光路に配設される）。
【００２７】
非制限的な例として、多層光学フィルム２０の光学層２２、２４および非光学層２８は、ポリエステルのようなポリマーを用いて作製してもよい。「ポリマー」という用語には、ポリマーやコポリマーだけでなく、例えば同時押出しによって、または、例えばエステル交換反応などの反応によって、ミシブルブレンド中で形成されることがあるポリマーおよび／またはコポリマーも含まれる。ポリエステルは、カルボキシレートモノマー分子とグリコールモノマー分子との反応によって生成されるカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを有する。各々のカルボキシレートモノマー分子は２つ以上のカルボン酸またはカルボン酸エステル官能基を有し、各々のグリコールモノマー分子は２つ以上のヒドロキシ官能基を有する。カルボキシレートモノマー分子は、すべて同じでもよいし、あるいは２種類以上の異なる分子が混在していてもよい。同じことがグリコールモノマー分子にも該当する。
【００２８】
ポリマー層またはフィルムの特性は、特定のモノマー分子を選択することによって変化する。多層光学フィルムに有用なポリエステルの一例として、例えばナフタレンジカルボン酸とエチレングリコールとの反応によって生成することができるポリエチレンナフタレン（ＰＥＮ）が挙げられる。
【００２９】
ポリエステル層のカルボキシレートサブユニットを形成するのに用いられる好適なカルボキシレートモノマー分子としては、例えば、２，６−ナフタレンジカルボン酸およびその異性体、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロオクタンジカルボン酸、１、ｂ−シクロヘキサンジカルボン酸およびその異性体、ｔ−ブチルイソフタル酸、トリメリト酸、スルホン化イソフタル酸ナトリウム、２，２’−ビフェニルジカルボン酸およびその異性体、およびメチルエステルまたはエチルエステルのようなこれらの酸の低級アルキルエステルが挙げられる。「低級アルキル」という用語は、この文脈においては、Ｃ１〜Ｃ１０直鎖状または分岐鎖状アルキル基を意味する。さらに、「ポリエステル」という用語には、グリコールモノマー分子と炭酸のエステルとの反応から得られるポリカーボネートも含まれる。
【００３０】
ポリエステル層のグリコールサブユニットを形成するのに用いられる好適なグリコールモノマー分子としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオールおよびその異性体、１、６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリシクロデカンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールおよびその異性体、ノルボルナンジオール、ビシクロオクタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、１，４−ベンゼンジメタノールおよびその異性体、ビスフェノールＡ、１，８−ジヒドロキシビフェニルおよびその異性体、および１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンが挙げられる。
【００３１】
非ポリエステルポリマーも偏光子フィルムまたは反射鏡フィルムを作製するのに有用である。例えば、ポリエチレンナフタレートのようなポリエステルから作られる層をアクリルポリマーから作られる層と組み合わせて、高反射性反射鏡フィルムを作成してもよい。さらに、ポリエーテルイミドをＰＥＮおよびｃｏＰＥＮのようなポリエステルと併用して多層光学フィルム２０を作製してもよい。また、ポリブチレンテレフタレートおよびポリ塩化ビニルのような、他のポリエステル／非ポリエステルの組み合わせを使用してもよい。
【００３２】
また、多層光学フィルムを非ポリエステルのみを用いて作製してもよい。例えば、ポリ（メチルメタクリレート）とポリフッ化ビニリデンを用いて多層光学フィルム２０のための層を作製してもよい。他の非ポリエステルの組み合わせとしては、アタクチックまたはシンジオタクチックポリスチレンとポリフェニレンオキサイドとの組み合わせが挙げられる。他の組み合わせを使用してもよい。
【００３３】
一般に、第１光学層２２は、例えば第１光学層２２を所望の方向に延伸することによって複屈折性にされることもある、ポリエステルフィルムのような配向性ポリマーフィルムである。「複屈折性」という用語は、直交するｘ、ｙおよびｚ方向の屈折率がすべて同じではないことを意味する。図２には、ｘ軸とｙ軸がこのフィルムまたは層の長さおよび幅に対応し、ｚ軸がこのフィルムまたは層の厚さに対応するという、フィルム中のフィルムまたは層にとって都合のよい選択であるｘ軸、ｙ軸およびｚ軸が示されている。図２に示される実施態様においては、多層光学フィルム２０は、ｚ軸方向に互い違いに重ね合わされている複数の光学層２２および２４を有している。
【００３４】
第１光学層２２は、例えば一方向に延伸することにより一軸配向されてもよい。第２の直交方向は、その元の長さよりも少ない任意の値にされてもよい。ある実施態様においては、延伸方向は、図２に示されるｘ軸かｙ軸のどちらかに実質的に対応している。しかしながら、他の方向が選択されてもよい。一般に、複屈折性の一軸配向層は、配向方向（すなわち延伸方向）に対して平行な偏光面を有する入射光線の透過および／または反射と、横方向（すなわち延伸方向と直交する方向）に対して平行な偏光面を有する光線との間の差を示す。例えば、配向性ポリエステルをｘ軸に沿って延伸すると、ｎxとｎyが、それぞれ「ｘ」軸と「ｙ」軸に対して平行な平面内で偏光される光の屈折率を表す場合、その一般的な結果はｎx≠ｎyである。延伸方向に沿った屈折率の変化の度合は、延伸の量、延伸速度、延伸中のフィルムの温度、フィルムの厚さ、フィルムの厚みの変化、およびフィルムの組成のような要素に依存する。第1光学層２２の配向後の面内複屈折（ｎx−ｎyの絶対値）は、６３２．８ｎｍにおいて０．０４以上、好ましくは約０．１以上、さらに好ましくは約０．２以上である。すべての複屈折および屈折率の値は、特に断わらない限り、６３２．８ｎｍの光に対して報告される。
【００３５】
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）は、延伸後に高い複屈折性を示すため、第１光学層２２を形成するのに有用な材料の1つの例として挙げられる。延伸方向に対して平行な面内で偏光された６３２．８ｎｍの光に対するＰＥＮの屈折率は、約１．６２から最大約１．８７まで増加する。可視スペクトル内では、ＰＥＮは、一般的な高配向延伸（すなわち、材料が１３０℃の温度および２０％／分の初期歪速度で元の長さの５倍以上に延伸される）の場合、４００〜７００ｎｍの波長帯全体にわたって０．２０〜０．４０の複屈折を示す。
【００３６】
材料の複屈折は、分子配向を高めることによって向上させることができる。多くの複屈折材料は、結晶質または半晶質である。本願明細書で用いられる「結晶質」という用語は、結晶質材料および半晶質材料の両方を意味する。ＰＥＮおよびポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のような他の結晶質材料は、第1光学層２２の場合によくあるような複屈折フィルム層の構築に有用な結晶質材料の例として挙げられる。さらに、ＰＥＮ、ＰＢＮ、ＰＥＴ、およびＰＢＴのコポリマーの一部も結晶質または半晶質である。コモノマーをＰＥＮ、ＰＢＮ、ＰＥＴ、またはＰＢＴに添加すると、例えば第２光学層２４または非光学層２８に対する接着性および／または運転温度（すなわち、押出しおよび／またはフィルムの延伸のための温度）の低下のような材料の他の特性が向上することがある。運転温度を低下させると、二色性偏光子の亀裂の数および／または大きさが減ることがあるという点で、多層光学フィルム２０とポリビニルアルコールから作られる二色性偏光子の間の適合性が向上することがある。
【００３７】
ｃｏＰＥＮを初めとする多くのコポリマーの運転温度を決定することが多いガラス転移温度は、ガラス転移温度（単位：ケルビン）の逆数が、各成分のガラス転移温度の逆数の組成的重み付き平均であるというフォックス方程式によって概算することができる。例えば、７０％のナフタレートサブユニットと３０％のテレフタレートサブユニットとを含有する低融点ＰＥＮの場合、１／Ｔg(低融点PEN)＝ ０．７０（１／Ｔg(PEN)）＋０．３０（１／Ｔg(PET)）ＰＥＮのＴgは約１２３℃（３９６Ｋ）であり、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のＴgは約７６℃（３４９Ｋ）である。この例の場合、Ｔgは約１０８℃（３８１Ｋ）であると推測されるので、このｃｏＰＥＮのガラス転移温度は、この方法により、ＰＥＮのガラス転移温度よりも約１５℃ほど低いと推測される。一般に、加工温度は、これとほぼ同じ分量だけ下げることができる。この方法を用いたガラス転移温度の推量は、一般に非常に大まかであり、主にコポリマーのガラス転移温度の推定範囲を求める際に役に立つ。
【００３８】
図４Ａおよび４Ｂは、３〜９ｍｏｌ％の（ジメチルイソフタレート（ＤＭＩ）から誘導される）イソフタレートサブユニットまたは（ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）から誘導される）テレフタレートサブユニットを添加した場合のガラス転移温度および凍結点温度の低下を示している。一般に、凍結点の低下は、所定量の置換サブユニットに対するガラス転移温度の変化よりも大きい。これらの測定値は、これらの測定値および計算方法が精度に欠けるため、前述のように、フォックス方程式を用いて推定されたガラス転移温度と完全には一致しない。
【００３９】
図５は、０〜９ｍｏｌ％のテレフタレートサブユニットとイソフタレートサブユニットとを有する低融点ｃｏＰＥＮの平均複屈折を示している。また、一般にこの低融点ｃｏＰＥＮは、共通のモノマーサブユニットの存在により、テレフタレートサブユニットおよび／またはイソフタレートサブユニットを含有するｃｏＰＥＮから作られる第２光学層に対してより高い接着性を有する。
【００４０】
一部の実施態様においては、第１光学層２２は、７０〜９９ｍｏｌ％の第１カルボキシレートサブユニットと、１〜３０ｍｏｌ％、好ましくは５〜１５ｍｏｌ％のコモノマーカルボキシレートサブユニットとを含有する半晶質の複屈折コポリエステルから作られる。このコモノマーカルボキシレートサブユニットは、前述のサブユニットの１種類以上であってもよい。好ましい第１カルボキシレートサブユニットとして、ナフタレートおよびテレフタレートが挙げられる。
【００４１】
第１光学層２２のポリエステル材料が１種類以上のカルボキシレートサブユニットを含有する場合、このポリエステルは、同様のブロックを有するブロックコポリマーから作られる他の層（すなわち、第２光学層２４または非光学層２８）に対する接着性を高めるために、ブロックコポリエステルであってもよい。また、ランダムコポリエステルを使用してもよい。
【００４２】
他の実施態様においては、第１光学層２２は、７０〜９９ｍｏｌ％の第１グリコールサブユニットと、１〜３０ｍｏｌ％、好ましくは５〜３０ｍｏｌ％のコモノマーグリコールサブユニットとを含有する半晶質の複屈折コポリエステルから作られる。このコモノマーグリコールサブユニットは、前述のサブユニットの１種類以上であってもよい。好ましい第１グリコールサブユニットは、Ｃ２〜Ｃ８ジオールから誘導される。さらに好ましい第１グリコールサブユニットは、エチレングリコールまたは１，４−ブタンジオールから誘導される。
【００４３】
さらに他の実施態様には、カルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの両方が混ぜ合わされている第１光学層２２が包含される。これらの実施態様の場合、混在するカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの一般に少なくとも０．５ｍｏｌ％、好ましくは少なくとも２．５ｍｏｌ％が、コモノマーカルボキシレートサブユニット、コモノマーグリコールサブユニット、またはこれらを組み合わせたものである。
【００４４】
コモノマーカルボキシレートサブユニットおよび／またはコモノマーグリコールサブユニットの添加量を増やすと、配向方向の屈折率、通常は最大屈折率、が低下することが多い。このような所見に基づくと、これによって第１光学層の複屈折が比例して影響を受けるという結果が導かれる可能性がある。しかしながら、コモノマーサブユニットの添加によって横方向の屈折率も低下することが分かっている。このため、実質的な複屈折が維持されることになる。
【００４５】
多くの場合、多層光学フィルム２０は、所定の延伸比（すなわち、延伸後と延伸前の延伸方向のフィルムの長さの比）に対して、第１光学層用のＰＥＮを用いて形成された同様な多層フィルムと同じ面内複屈折を有するｃｏＰＥＮから作られる第１光学層２２を用いて形成することができる。複屈折値の整合は、加工温度または延伸温度のような加工パラメータを調整することによって達成されることができる。ｃｏＰＥＮ光学層は、ＰＥＮ光学層の延伸方向の屈折率よりも少なくとも０．０２ユニット小さい延伸方向の屈折率を有することが多い。非延伸方向の屈折率が低下するため、複屈折が維持される。
【００４６】
多層光学フィルム２０の一部の実施態様において、第１光学層２２は、６３２．８ｎｍの光を用いて測定した場合に、１．８３以下、好ましくは１．８０以下であり、かつその差（すなわち、|ｎx−ｎy|）が０．１５ユニット以上、好ましくは０．２ユニット以上である面内屈折率（すなわち、ｎxとｎy）を有するｃｏＰＥＮから作られる。ＰＥＮは、６３２．８ｎｍの光を用いて測定した場合に、１．８４以上の面内屈折率を有することが多く、２つの面内屈折率の差は約０．２２〜０．２４である。第１光学層２２がＰＥＮであってもｃｏＰＥＮであっても、その面内屈折率の差、すなわち複屈折を、層間接着のような特性を向上させるために、０．２よりも小さい値まで低減してもよい。第１層にとって好適であるｃｏＰＢＮポリマーとｃｏＰＥＮポリマーの間の同様な比較はＰＢＮとＰＥＴを用いて行うことができる。
【００４７】
第２光学層２４は、様々なポリマーから作製することができる。好適なポリマーの例としては、ビニルナフタレン、スチレン、無水マレイン酸、アクリレート、およびメタクリレートのようなモノマーから生成されるビニルポリマーおよびビニルコポリマーが挙げられる。そのようなポリマーの例としては、ポリアクリレート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）のようなポリメタクリレート、およびアイソタクチックまたはシンジオタクチックポリスチレンが挙げられる。他のポリマーとしては、ポリスルホン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアミド酸、およびポリイミドが挙げられる。さらに、第２光学層２４は、ポリエステルやポリカーボネートのようなポリマーおよびコポリマーから形成されてもよい。第２光学層２４は、ポリエステルのコポリマーによって以下に例示される。しかしながら、前述の他のポリマーを用いてもよいことは理解できよう。コポリエステルの光学特性に関する同じ考慮点が、後述のように、他のポリマーおよびコポリマーにも通常該当する。
【００４８】
一部の実施態様において、第２光学層２４は一軸または二軸配向が可能である。しかしながら、さらに一般的には、第２光学層２４は、第１光学層２２を配向するのに用いられる加工条件下では配向されない。一般に、これらの第２光学層２４は、延伸された場合にも、比較的等方性の屈折率を維持する。第２光学層は、６３２．８ｎｍにおいて約０．０４を下回る複屈折を有するのが好ましく、約０．０２を下回る複屈折を有するのがさらに好ましい。
【００４９】
第２光学層２４にとって好適な材料の例としては、ＰＥＮ、ＰＢＮ、ＰＥＴ、またはＰＢＴのコポリマーが挙げられる。一般に、これらのコポリマーには、２０〜１００ｍｏｌ％の、例えば（ｃｏＰＥＮまたはｃｏＰＢＮのための）ナフタレートサブユニットまたは（ｃｏＰＥＴまたはｃｏＰＢＴのための）テレフタレートサブユニットのような第２カルボキシレートサブユニットと、０〜８０ｍｏｌ％の第２コモノマーカルボキシレートサブユニットとからなるカルボキシレートサブユニットが含有される。また、これらのコポリマーには、４０〜１００ｍｏｌ％の、例えば（ｃｏＰＥＮまたはｃｏＰＥＴのための）エチレンまたは（ｃｏＰＢＮまたはｃｏＰＢＴのための）ブチレンのような第２グリコールサブユニットと、０〜６０ｍｏｌ％の第２コモノマーグリコールサブユニットとからなるカルボキシレートサブユニットが含有される。この混在するカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの少なくとも約１０ｍｏｌ％が第２コモノマーカルボキシレートサブユニットまたは第２コモノマーグリコールサブユニットである。
【００５０】
第２光学層２４に用いられるポリエステルの一例として、廉価ｃｏＰＥＮが挙げられる。現在使用されているｃｏＰＥＮの１つは、約７０ｍｏｌ％がナフタレートであり、約３０ｍｏｌ％がイソフタレートであるカルボキシレートサブユニットを有する。廉価ｃｏＰＥＮは、イソフタレートサブユニットの一部あるいは全部をテレフタレートサブユニットで置き換える。このポリマーの価格は、イソフタレートサブユニットの一般的な供給源であるジメチルイソフタレートがテレフタレートサブユニットの供給源であるジメチルテレフタレートよりも現在はるかに高価なので、下げられる。さらに、図６に示されるように、テレフタレートサブユニットを有するｃｏＰＥＮは、イソフタレートサブユニットを有するｃｏＰＥＮよりも高い熱安定度を有する傾向がある。
【００５１】
しかしながら、イソフタレートをテレフタレートで置換するとｃｏＰＥＮ層の複屈折を高めてしまうこともあり得るので、テレフタレートとイソフタレートを組み合わせることが望ましいこともある。一般に、廉価ｃｏＰＥＮは、２０〜８０ｍｏｌ％がナフタレートサブユニットであり、１０〜６０ｍｏｌ％がテレフタレートサブユニットであり、そして０〜５０ｍｏｌ％がイソフタレートサブユニットであるカルボキシレートサブユニットを有する。このカルボキシレートサブユニットの２０〜６０ｍｏｌ％がテレフタレートであり、０〜２０ｍｏｌ％がイソフタレートであることが好ましい。このカルボキシレートサブユニットの５０〜７０ｍｏｌ％がナフタレートサブユニットであり、２０〜５０ｍｏｌ％がテレフタレートサブユニットであり、０〜１０ｍｏｌ％がイソフタレートサブユニットであることがさらに好ましい。
【００５２】
ｃｏＰＥＮは、延伸されたときにわずかに複屈折性を示し、配向することがあるので、この複屈折が低減された第２光学層２４に用いられるポリエステル組成物を生成することが望ましい。低複屈折ｃｏＰＥＮは、コモノマー材料を添加することによって合成してもよい。ジオールサブユニットとして用いられる好適な複屈折低減コモノマー材料の例としては、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、およびネオペンチルグリコールから誘導されるものが挙げられる。カルボキシレートサブユニットとして用いられる好適な複屈折低減コモノマー材料の例としては、ｔ−ブチルイソフタル酸、フタル酸、およびこれらの低級アルキルエステルから誘導されるものが挙げられる。図７は、これらの材料を添加したことによるｃｏＰＥＮの複屈折の減少を示すグラフである。この減少は、第２光学層２４が高ひずみ条件下（すなわち、５：１以上の延伸比）または低延伸温度において延伸されたときに、６３２．８ｎｍにおいて０．０７以上であることもある。また、ｃｏＰＥＮにコモノマーを添加すると、光学偏光子の垂直角度利得が増加する。垂直角度利得とは、反射性偏光子が吸収ポリマーと組み合わせて用いられるときにＬＣＤから発せられる光の増加の目安である。
【００５３】
好ましい複屈折低減コモノマー材料は、ｔ−ブチルイソフタル酸、その低級アルキルエステル、および１，６−ヘキサンジオールから誘導される。他の好ましいコモノマー材料としては、他のポリマーとの分岐すなわち架橋を形成するための分岐剤としても作用することがあるトリメチロールプロパンとペンタエリスリトールが挙げられる。これらのコモノマーは、ｃｏＰＥＮポリエステル中にランダムに分散されてもよいし、あるいはブロックコポリマー中で１つ以上のブロックを形成してもよい。
【００５４】
低複屈折ｃｏＰＥＮの例には、７０〜１００ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと、１、６−ヘキサンジオールまたはその異性体、トリメチロールプロパン、またはネオペンチルグリコールから誘導される約０〜３０ｍｏｌ％のコモノマージオールサブユニットとから誘導されるグリコールサブユニット、および２０〜１００ｍｏｌ％のナフタレートと、０〜８０ｍｏｌ％のテレフタレートサブユニット、イソフタレートサブユニットまたはこれらの混合物と、フタル酸、ｔ−ブチルイソフタル酸、またはこれらの低級アルキルエステルから誘導される０〜３０ｍｏｌ％のコモノマーカルボキシレートサブユニットとからなるカルボキシサブユニットが含有される。さらに、この低複屈折ｃｏＰＥＮは、コモノマーカルボキシレートサブユニットまたはコモノマーグリコールサブユニットであるカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを合わせたものの少なくとも０．５〜５ｍｏｌ％を有する。
【００５５】
また、３種類以上のカルボキシレート官能基、エステル官能基、またはヒドロキシ官能基を有する化合物から誘導されるコモノマーサブユニットを添加しても、第２層のコポリエステルの複屈折を低下させることができる。これらの化合物は、他のポリマー分子と分岐すなわち架橋を形成する分岐剤として作用する。本発明の一部の実施態様では、第２層のコポリエステルにこれらの分岐剤が０．０１〜５ｍｏｌ％、好ましくは０．１〜２．５ｍｏｌ％含有されている。
【００５６】
ある特定のポリマーは、７０〜９９ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと、１、６−ヘキサンジオールから誘導される約１〜３０ｍｏｌ％のコモノマーサブユニットとから誘導されるグリコールサブユニット、および５〜９９ｍｏｌ％のナフタレートと、１〜９５ｍｏｌ％のテレフタレート、イソフタレートまたはこれらの混合物と、フタル酸、ｔ−ブチルイソフタル酸、またはこれらの低級アルキルエステルの１種類以上から誘導される０〜３０ｍｏｌ％のコモノマーカルボキシレートサブユニットとからなるカルボキシレートサブユニットを有する。さらに、このコポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとを合わせたものの少なくとも０．０１〜２．５ｍｏｌ％が分岐剤である。
【００５７】
一般に、複屈折は分子量とともに低下するので、他の有用なポリエステルとして、低分子量ｃｏＰＥＮを挙げることができる。この低分子量ｃｏＰＥＮは、０．４〜０．５ｄＬ／ｇの固有粘度を有する。このポリマーの固有粘度は、３種類以上のカルボキシレート基、エステル基、および／またはヒドロキシ基を有するモノマーを約０．５〜５ｍｏｌ％添加することによって維持される。これらのモノマーは分岐剤として作用することが多い。このポリマーの分子量は、例えば、反応器撹拌機の消費電力、攪拌機速度、および溶融温度によって決定される規定溶融粘度において重合を終了させることによって設定される。一般に、０．５ｄＬ／ｇ以上の固有粘度を有する非光学層が、構造支持を与えるために、この低分子量ｃｏＰＥＮと併用される。
【００５８】
低分子量ｃｏＰＥＮの溶融粘度を高める際に分岐剤として用いられる好適なモノマーとして、２種類より多いヒドロキシ官能基を有するアルコールだけでなく、２種類より多いカルボン酸官能基を有するカルボン酸およびその低級アルキルエステルが挙げられる。好適な分岐モノマーの例としては、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、またはトリメリト酸が挙げられる。図８は、（固有粘度の低下によって測定される）分子量の低下に伴う複屈折の低下を示している。
【００５９】
別の種類の有用なコポリエステルには、シクロヘキサンジカルボキシレートサブユニットが含有される。これらのコポリエステルは、第１光学層２２のポリエチレンナフタレートとの安定した多層同時押出を可能にする粘弾性を有するので、低屈折率ポリマーとして特に有用である。対照的に、低い屈折率を有する一部の他の脂肪酸コポリエステルには、ポリエチレンナフタレンと一緒に多層メルトマニホールドに同時押出しされる際に安定したメルトメルトフローを供給するのに必要な流動学的性質がない。また、シクロヘキサンジカルボキシレートは、同時押出しの際に他の低屈折率コポリエステルよりも高い熱安定性を供給することがある。
【００６０】
ｔ−ブチルイソフタレートは、実質的に屈折率を高めずに、コポリエステルのガラス転移温度とモジュラスとを効果的に向上させる際にシクロヘキサンジカルボキシレートと併用される好ましいカルボキシレートサブユニットである。ｔ−ブチルイソフタレートによって、シクロヘキサンジカルボキシレートのコポリエステルは、６３２．８ｎｍにおける屈折率を１．５１ほどの低い値に維持したままで室温よりも高いガラス転移温度を有することができる。トリメチロールプロパンのような分岐モノマーを利用することによって、合成されるポリマーの色および透明度を向上させる多量の触媒または長い反応時間を必要とせずに、これらのモノマーから高粘度ポリマーを合成することができる。したがって、屈折率の低い非複屈折コポリエステルを、カルボキシレートサブユニットを供給するシクロヘキサンジカルボキシレートおよびｔ−ブチルイソフタレートと、グリコールサブユニットを供給するエチレングリコールおよびトリメチロールプロパンとを用いて製造してもよい。これらのコポリエステルは、室温で物理特性を維持する多層光学フィルムを作製するのに有用である。
【００６１】
カルボキシレートとしてナフタレンジカルボキシレートとシクロヘキサンジカルボキシレートとを用いて作られるコポリエステルは、ポリエチレンナフタレートと一緒に同時押出しされて、層間接着の良好な多層光学フィルムを形成することができる。この多層光学フィルムからの屑をフレーク状に粉砕してから二軸スクリュー押出機に押出し、この押出機の中で十分に混合してエステル交換反応させて、ナフタレート含有量が増加した新しいコポリエステルを形成してもよい。この屑は再利用されてもよい。
【００６２】
本発明の実施態様の１つには、シクロヘキサンジカルボキシレートから誘導されるカルボキシレートサブユニットを有するポリエステルから作られる第２光学層が包含される。好ましくは、このポリエステルは、５〜９５ｍｏｌ％のジメチルシクロヘキサンジカルボキシレートと５〜９５ｍｏｌ％のジメチルｔ−ブチルイソフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、８５〜９９．９９ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと０．０１〜５ｍｏｌ％のトリメチロールプロパンとから誘導されるグリコールサブユニットとを有する。さらに好ましくは、このポリエステルは、５０〜８５ｍｏｌ％のジメチルシクロヘキサンジカルボキシレートと１５〜５０ｍｏｌ％のジメチルｔ−ブチルイソフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、９８〜９９．９９ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと０．０１〜２ｍｏｌ％のトリメチロールプロパンとから誘導されるグリコールサブユニットとを有する。
【００６３】
また、非光学層２８も、同様の材料を同様の分量用いて、第２光学層２４と同様なコポリエステルから作製されてもよい。さらに、第２光学層２４に関して前述されたような他のポリマーを使用してもよい。（図２に示されるように）スキン層にｃｏＰＥＮ（すなわち、ＰＥＮのコポリマー）または他のコポリマー材料を使用することによって、多層光学フィルムの割れ（すなわち、配向方向のポリマー分子の大部分の、ひずみによって誘発される結晶化度と配列によるフィルムの分断）が低減されるが、これはスキン層のｃｏＰＥＮが第１光学層２２を配向するのに用いる条件下で延伸されたときに非常にわずかしか配向しないためであることが分かっている。
【００６４】
第１光学層２２のポリエステル、第２光学層２４のポリエステル、および非光学層２８のポリエステルは、同時押出しできるようにするために、同等の流動学的性質（すなわち、溶融粘度）を有するように選択されるのが好ましい。一般に、第２光学層２４と非光学層２８は、第１光学層２２のガラス転移温度よりも約４０℃高い温度を超えない温度であるガラス転移温度Ｔgを有する。第２光学層２４と非光学層２８のガラス転移温度が第１光学層２２のガラス転移温度よりも低いことが好ましい。
【００６５】
偏光子は、一軸配向された第１光学層２２を、この配向された層の面内屈折率の１つとほぼ等しい等方性屈折率を有する第２光学層２４と組み合わせることによって作製されてもよい。あるいは、光学層２２と２４の両方が複屈折ポリマーから形成され、１つの面内方向における屈折率がほぼ等しくなるように、多段延伸法において配向される。２つの光学層２２と２４の間の境界面は、どちらの場合でも、光反射面を形成する。これらの２つの層の屈折率がほぼ等しい方向に対して平行である平面内で偏光される光は、実質的に透過される。これらの２つの層が異なる屈折率を有する方向に対して平行である平面内で偏光される光は、少なくとも部分的に反射される。反射率は、層の数を増やすことによって、または第１層２２と第２層２４の間の屈折率の差を大きくすることによって高めることができる。
【００６６】
一般に、特定の境界面に対する最高反射率は、この境界面を形成する一組の光学層２２と２４の光学的厚さを合わせたものの２倍に相当する波長において起こる。これらの２つの層の光学的厚さはｎ1ｄ1＋ｎ2ｄ2で表され、ｎ1とｎ2はこれらの２つの層の屈折率を表し、ｄ1とｄ2はこれらの層の厚さを表す。光学層２２と２４は、それぞれ４分の１波長の厚さを有していてもよく、あるいは光学層２２と２４は、それらの光学的厚さの合計が２分の１波長（またはその倍数）であるならば、互いに異なる光学的厚さを有していてもよい。複数の層を有する多層光学フィルムには、特定の波長帯全体にわたるフィルムの屈折率を高めるために、互いに異なる光学的厚さを有する層が含まれていてもよい。例えば、多層光学フィルムには、特定の波長を有する光の反射が最適になるように各々が調整される複数の対となる層が含まれていてもよい。
【００６７】
あるいは、第１光学層２２を２つの異なる方向に延伸することによって二軸配向してもよい。この２つの異なる方向に光学層２２を延伸すると、選択された２つの直交する軸における正味対称または非対称延伸になることがある。
【００６８】
反射鏡の形成の１つの例として、二軸配向光学層２２と、この二軸配向層の両方の面内屈折率と異なる屈折率を有する第２光学層２４との組み合わせが挙げられる。この反射鏡は、２つの光学層２２と光学層２４の間の屈折率の不整合のため、どちらかの偏光を有する光を反射することによって機能する。また、反射鏡は、相互の面内屈折率が著しく異なる一軸配向層同士の組み合わせを用いて作製されてもよい。他の実施態様においては、第１光学層２２は複屈折性ではなく、反射鏡は、相互の面内屈折率が著しく異なる第１光学層２２と第２光学層２４とを組み合わせることによって形成される。反射は、これらの層の配向なしで起こる。反射鏡と偏光子の両方を製造することで知られており、かつ使用されてもよい方法と層の組み合わせは他にも存在する。前述のそれらの特定の組み合わせは単に一例に過ぎない。
【００６９】
第２光学層２４は、多層光学フィルム２０の所望の動作に、少なくとも部分的に、依存する様々な光学特性を用いて作製されてもよい。ある実施態様においては、第２光学層２４は、第１光学層２２を配向するのに用いる条件下で延伸した場合にはっきりと分かる程度に光学的に配向しないポリマー材料から作られる。そのような層は、第２光学層２４を比較的等方性の状態に維持したままで第１光学層２２を配向するために延伸されることのできる層のスタック２６を、例えば、同時押出しによって形成させることができるので、反射偏光フィルムの形成に特に有用である。一般に、第２光学層２４の屈折率は、屈折率が一致する方向に対して平行な平面内に偏光を有する光を透過させるために、配向された第１光学層２２の屈折率の１つとほぼ等しい。この２つのほぼ等しい屈折率の差は、６３２．８ｎｍにおいて、好ましくは約０．０５以下、さらに好ましくは約０．０２以下である。ある実施態様においては、第２光学層２４の屈折率は、延伸前の第１光学層２２の屈折率とほぼ等しい。
【００７０】
他の実施態様においては、第２光学層２４は配向可能である。場合によっては、第２光学層２４の有する面内屈折率の一方が、２組の層２２と層２４を配向した後の第２光学層２２の対応する屈折率と実質的に同じであるのに対し、そのもう一方の面内屈折率は、第２光学層２２の対応する屈折率と実質的に異なる。他の場合、特に反射鏡用途の場合には、光学層２２と２４の両方の面内屈折率は、配向後には実質的に異なっている。
【００７１】
もう一度図２と図３を参照すると、例えば加工中および／または加工後に光学層２２と２４を物理的損傷から保護するために、１層以上の非光学層２８が、図２R>２に示されるようにスタック２６の少なくとも一方の表面上にスキン層として形成されてもよい。さらに、例えばスタック２６に機械的強度を与えるために、又は加工中にこのスタックを保護するために、１層以上の非光学層２８が、図３に示されるようにスタック２６の層の間に形成されてもよい。
【００７２】
理想としては、非光学層２８が、少なくとも対象となる波長帯においては、多層光学フィルム２０の光学特性の決定に大きく関わらない方がよい。一般に、非光学層２８は複屈折性でもなく配向可能でもないが、場合によっては、これは真実ではない。一般に、非光学層２８がスキン層として用いられる場合、少なくともある程度の表面反射が見込まれる。多層光学フィルム２０を偏光子とする場合、この非光学層が比較的低い屈折率を有することが好ましい。これによって表面反射量が低下する。多層光学フィルム２０を反射鏡とする場合、光の反射を向上させるために、非光学層２８が高い屈折率を有するのが好ましい。
【００７３】
非光学層２８がスタック２６の内部に存在する場合、非光学層２８に隣接する光学層２２および２４とこの非光学層２８とによって少なくともある程度の光の偏光または反射が通常存在する。しかしながら、一般に、非光学層２８は、スタック２６内の非光学層２８によって反射される光が赤外帯の波長を有することを示す厚さを有する。
【００７４】
様々な機能層または機能被膜を本発明の光学フィルムおよび光学装置、特にそれらの表面に沿って付与することによって、それらの物理的または化学的性質を変更または改良してもよい。そのような層または被膜としては、例えば、スリップ剤、低接着性裏面材料、導電層、帯電防止被膜またはフィルム、障壁層、難燃剤、紫外線安定剤、耐摩耗材料、光学被膜、補正フィルム、リターデイションフィルム、拡散接着剤、および／または上記フィルムまたは装置の機械的結着性または機械的強度を向上させるために設計された支持体が挙げられる。
【００７５】
また、スキン層またはスキン被膜は、得られたフィルムまたは装置に所望の遮断性を付与するために添加されてもよい。従って、例えば、水または有機溶剤のような液体、あるいは酸素または二酸化炭素のような気体に対する上記フィルムまたは装置の透過性を変えるために、障壁フィルムまたは障壁被膜をスキン層として、またはスキン層の１成分として付与してもよい。
【００７６】
さらに、スキン層またはスキン被膜は、得られた物品の耐磨耗性を付与または改善するために添加されてもよい。従って、例えば、ポリマーマトリックスに埋め込まれたシリカ粒子を含むスキン層を本発明に従って製造された光学フィルムに付与することによって、このフィルムに耐磨耗性を付与してもよいが、もちろんこれは、そのような層がこのフィルムが利用される用途において必要とされる光学特性を過度に損なうことがないという前提で行われる。
【００７７】
さらに、スキン層またはスキン被膜は、得られた物品の耐破壊性および／または耐引裂性を付与または改善するために添加されてもよい。耐引裂性層の材料を選択する際に考慮される要素としては、破断伸び率、ヤング率、引裂強度、内部層に対する接着性、対象となる電磁帯域幅における透過率および吸収率、光学的透明度すなわち曇り度、周波数の関数としての屈折率、きめおよび粗度、溶融熱安定性、分子量分布、溶融流動学および同時押出性、スキン層の材料と光学層の材料の間の混和性および相互拡散率、粘弾性反応、延伸条件下における弛緩および結晶化動作、使用温度における熱安定性、耐候性、被膜に対する接着力、および各種気体および溶剤に対する透過性が挙げられる。耐破壊性層または耐引裂性層は、製造工程の間に付与されてもよいし、あるいは製造工程後に多層光学フィルムの上に被覆または積層されてもよい。製造工程の間に、例えば同時押出法によってこれらの層をフィルムに接着することによって、このフィルムが製造工程の間保護されるという利点が得られる。一部の実施態様においては、１層以上の耐破壊性層または耐引裂性層を、単独であるいは耐破壊性スキン層または耐引裂性スキン層と組み合わせて、このフィルムの内部に形成してもよい。
【００７８】
本発明のフィルムおよび光学装置を、その表面に被覆されるポリマービーズのような低摩擦被膜またはスリップ剤で処理することによって、良好なスリップ性を付与してもよい。あるいは、これらの材料の表面の形態学を、例えば押出条件を操作することによって変更することによって、フィルムの表面を滑りやすくしてもよい。表面形態学をそのように変更することができる方法は、米国特許出願第０８／６１２，７１０号に記載されている。
【００７９】
本発明の光学フィルムが接着テープの１成分として用いられるような一部の用途においては、ウレタン化学、シリコーン化学またはフルオロカーボン化学に基づくもののような低接着性裏面（ＬＡＢ）被膜またはフィルムで、この光学フィルムを処理することが望ましいこともある。このように処理されたフィルムは、感圧接着剤（ＰＳＡ）に対して適当な剥離性示すので、接着剤で処理してからロール状に巻くことができる。このようにして作製されたフィルムは装飾用途、またはテープの表面が拡散的に反射性または透過性であることが望ましいとされるすべての用途に用いることができる。
【００８０】
本発明のフィルムおよび光学装置に、１層以上の導電層を付与してもよい。そのような導電層には、銀、金、銅、アルミニウム、クロム、ニッケル、スズおよびチタンのような金属、銀合金、ステンレススチールおよびインコネルのような合金、およびドープおよび非ドープ酸化スズ、酸化亜鉛および酸化スズインジウム（ＩＴＯ）のような半導体酸化金属が含まれていてもよい。
【００８１】
また、本発明のフィルムおよび光学装置に、帯電防止被膜またはフィルムを付与してもよい。そのような被膜またはフィルムとしては、例えば、五酸化バナジウムおよびスルホン酸ポリマー、炭素または他の導電性金属層の塩が挙げられる。
【００８２】
また、本発明のフィルムおよび装置に、特定の液体または気体に対してフィルムの透過性を変える１層以上の障壁フィルムまたは被膜を付与してもよい。従って、例えば、本発明の装置およびフィルムに、水蒸気、有機溶剤、酸素、または二酸化炭素が前記フィルムを透過するのを抑制するフィルムまたは被膜を付与してもよい。障壁被膜は、本発明のフィルムおよび装置の成分が水分透過に起因するひずみを受ける可能性がある高湿度環境において特に望ましいことがある。
【００８３】
また、本発明のフィルムおよび光学装置は、特に、例えば飛行機上のような厳しい防火規則によって規制される環境において使用される場合に、難燃剤によって処理されてもよい。好適な難燃剤としては、アルミニウム三水和物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、および難燃性有機リン酸塩化合物が挙げられる。
【００８４】
また、本発明のフィルムおよび光学装置に、スキン層として用いられてもよい耐摩耗被膜またはハードコートを付与してもよい。これらとしては、ペンシルバニア州のフィラデルフィアにあるローム＆ハース（Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ）社から入手できるアクリロイドＡ−１１（Ａｃｒｙｌｏｉｄ Ａ−１１）やパラロイドＫ−１２０Ｎ（Ｐａｒａｌｏｉｄ Ｋ−１２０Ｎ）のようなアクリルハードコート、米国特許第４，２４９，０１１号に記載されるものやペンシルバニア州のウェストチェスターにあるサルトマー社（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｒｐ．）から入手できるようなウレタンアクリラート、および脂肪族ポリイソシアネート（すなわち、ペンシルバニア州のピッツバーグにあるマイルズ社（Ｍｉｌｅｓ，Ｉｎｃ．）から入手できるデスモジュールＮ−３３００（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ−３３００））とポリエステル（すなわち、テキサス州のヒューストンにあるユニオンカーバイド（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ）社から入手できるトーンポリオール０３０５（Ｔｏｎｅ Ｐｏｌｙｏｌ ０３０５））との反応から得られるウレタンハードコートが挙げられる。
【００８５】
さらに、本発明のフィルムおよび光学装置を、構造剛性や耐候性を付与するため、または扱いやすさを向上させるために、例えばガラス、金属、アクリル、ポリエステル、および他のポリマー裏材料のような剛性または半剛性支持体に貼り合せてもよい。例えば、多層光学フィルム２０を、所望の形状にスタンプさもなければ形成して維持できるように、薄いアクリルまたは金属裏材に貼り合せてもよい。このフィルムを他の壊れやすい裏材に貼付するような用途の場合には、ＰＥＴフィルムまたは耐破壊−引裂性フィルムを含む層をさらに用いてもよい。
【００８６】
また、本発明のフィルムおよび光学装置に、耐破砕性フィルムおよび被膜を付与してもよい。この用途に好適なフィルムおよび被膜は、例えば、特許公報ＥＰ５９２，２８４およびＥＰ５９１，０５５に記載されており、ミネソタ州のセントポールにあるスリーエムカンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）社から商業的に入手できる。
【００８７】
また、様々な光学層、光学材料および光学装置を、特定の用途の場合に、本発明のフィルムよび装置に対して、または本発明のフィルムよび装置と組み合わせて使用してもよい。これらとしては、限定されるわけではないが、磁気または光磁気被膜またはフィルム、ディスプレイパネルやプライバシーウィンドウに用いられるような液晶パネル、写真乳剤、織物、線形フレネルレンズのようなプリズムフィルム、輝度増強フィルム、ホログラフィーフィルムまたはイメージ、エンボス性フィルム、タンパー防止フィルムまたは被膜、低放射率用途のための赤外線透過フィルム、剥離フィルムまたは剥離コート紙、補正フィルム、リターデーションフィルム、拡散接着剤、および偏光子または反射鏡が挙げられる。
【００８８】
多層光学フィルム２０の一方または両方の主要な面に複数の層をさらに設けることが考慮されるが、それらは前述の被膜またはフィルムの如何なる組み合わせでもよい。例えば、接着剤を多層光学フィルム２０に用いる場合、その接着剤は全体の反射率を高めるために二酸化チタンのような白色顔料を含有していてもよいし、あるいは支持体の屈折率を多層光学フィルム２０の屈折率に加算することができるようにするために光学的に透明でもよい。
【００８９】
フィルムのロール形成および加工性を向上させるために、本発明の多層光学フィルムは、フィルムに混入されるか又は独立した被膜として付加されるスリップ剤をさらに含んでいてもよい。ほとんどの用途では、スリップ剤は、曇りを最小限に抑えるために、フィルムの片側のみ、理想としては剛性支持体に面している側に添加される。
【００９０】
本発明に従って作製されたフィルムおよび他の光学装置は、例えば慣用の真空めっきされた誘電酸化金属または金属／酸化金属光学フィルム、シリカゾルゲル被膜、および３Ｍ社（ミネソタ州、セントポール）から入手できる押出し可能なフルオロポリマーであるＴＨＶのような低屈折率フルオロポリマーから誘導されるような被覆された又は同時押出しされた非反射層のような非反射層または被膜の１層以上さらに含有する。そのようなフィルムまたは被膜は、感偏光性であってもなくてもよいが、透過性を高め、かつ反射によるギラツキを低下させる役割を果たし、そして塗装またはスパッタエッチングのような適当な表面処理を施すことによって本発明のフィルムおよび光学装置に付与されてもよい。
【００９１】
本発明に従って作製されたフィルムおよび他の光学装置に、防曇性を付与するフィルムまたは被膜を付与してもよい。場合によって、前述の非反射層は、前記フィルムまたは装置に非反射性と防曇性の両方を付与するという２つの役割を果たす。様々な防曇剤が当該技術分野において公知である。しかしながら、一般に、これらの材料には、フィルム表面に疎水性を付与し、かつ連続した、不透明度の低い水の膜の形成を促進させる脂肪酸エステルのような物質が含まれている。
【００９２】
表面が「曇る」傾向を低減する被膜が、数人の発明者によって報告されている。例えば、レイ（Ｌｅｉｇｈ）に対する米国特許第３，２１２，９０９号には、防曇性組成物を調製するために、アルキルアンモニウムカルボキシレートを硫酸化またはスルホン化脂肪材料である界面活性剤と混ぜ合わせたアンモニウムセッケンを使用することが記載されている。エリアス（Ｅｌｉａｓ）に対する米国特許第３，０７５，２２８号には、各種表面を浄化し、かつその表面に防曇性を付与するのに有用である防曇性物品を製造するために、硫酸化アルキルアリールオキシポリアルコキシアルコールの塩とアルキルベンゼンスルホン酸塩を使用することが記載されている。ズモダ（Ｚｍｏｄａ）に対する米国特許第３，８１９，５２２号には、デシンジオールの誘導体を含む界面活性剤の組み合わせの使用だけでなく、防曇性ウィンドウクリーナー界面活性剤混合物中にエトキシ化アルキル硫酸塩を含む界面活性剤混合物の使用も記載されている。特開平０６−４１３３５号には、コロイドアルミニウムと、コロイドシリカと、アニオン界面活性剤とを含む防曇および防滴性組成物が記載されている。米国特許第４，４７８，９０９号（タニグチら）には、ポリビニルアルコールと、超微粒子状シリカと、有機シリコン化合物とを含み、炭素／シリコン重量比が報告されるフィルムの防曇性にとって明らかに重要であるという硬化防曇性塗膜が記載されている。フッ素含有界面活性剤を初めとする様々な表面活性剤は、被膜の表面の滑らかさを向上させるために用いられてもよい。界面活性剤を取り入れた他の防曇性被膜は、米国特許第２，８０３，５２２号、３，０２２，１７８号、および３，８９７，３５６号に記載されている。ＰＣＴ９６／１８，６９１（ショルツ（Ｓｃｈｏｌｔｚ）ら）には、被膜が防曇性と非反射性の両方を付与することがある方法が記載されている。
【００９３】
本発明のフィルムおよび光学装置は、紫外線安定化フィルムまたは被膜を用いることによって紫外線から保護されてもよい。好適な紫外線安定化フィルムまたは被膜としては、ベンゾトリアゾールまたはニューヨーク州のホーソーンにあるチバガイギー社（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐ．）からチニュヴィン（Ｔｉｎｕｖｉｎ）という商品名で入手できるようなヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）を含有するものが挙げられる。他の好適な紫外線安定化フィルムおよび被膜としては、ニュージャージー州のパルシーパニー（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ）にあるＢＡＳＦ社（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．）から商業的に入手できるベンゾフェノンまたはジフェニルアクリレートを含有するものが挙げられる。そのようなフィルムまたは被膜は、本発明のフィルムおよび光学装置が屋外用途、もしくは光源がかなりの量の紫外線域のスペクトルの光を発する照明器具に用いられる場合に特に望ましいこともある。
【００９４】
本発明のフィルムおよび光学装置は、外観を変えるために、もしくは特定の用途に合うように変更するために、インク、染料、または顔料で処理されてもよい。従って、例えば、前記フィルムは、インクまたは製品識別、宣伝、警告、装飾、または他の情報を表示するために利用されるようなインクまたは他の印刷証印によって処理されてもよい。スクリーン印刷、凸版印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、点描印刷、レーザー印刷などの様々な技法がフィルムに印刷するのに使用されてもよく、そして１および２成分インク、酸化乾燥インクおよび紫外線乾燥インク、溶解インク、分散インクおよび１００％インク系のような様々な種類のインクを用いることができる。さらに、染料または顔料は、加工中の任意の時点でポリマーに混入されてもよい。
【００９５】
多層光学フィルムの外観を、この多層光学フィルムに染色フィルムを貼り合わせたり、この光学フィルムの表面に着色被膜を貼り付けたり、あるいはこの光学フィルムを作製するのに用いる材料の１種類以上に顔料を含ませることによってフィルムを着色することによって変えてもよい。
【００９６】
可視と近赤外の両方の染料および顔料が本発明において考慮され、例として、可視域の色スペクトルにおいて紫外線および蛍光を吸収する染料のような蛍光増白剤が挙げられる。光学フィルムの外観を変えるために添加してもよい他の層としては、例えば、不透明化（黒色）層、拡散層、ホログラフィーイメージまたはホログラフィーディフューザ、および金属層を挙げることができる。これらのそれぞれは、フィルムの片面または両面に直接貼りあわされてもよいし、あるいはこのフィルムに貼り合わされる第２フィルムまたはフォィル構造物の１成分でもよい。あるいは、不透明または拡散剤、または着色顔料のような一部の成分は、フィルムを別の面に張り合わせるのに用いられる接着剤層に含まれていてもよい。
【００９７】
また、本発明のフィルムおよび装置には、金属被膜が付与されてもよい。従って、例えば、金属層は、熱分解、粉体被覆、蒸着、陰極スパッタリング、イオンめっきなどによって、光学フィルムに直接貼り合わされてもよい。また、金属箔または剛性金属板を光学層に貼りあわせてもよいし、あるいは、まず独立したポリマーフィルムもしくはガラスシートまたはプラスチックシートを前述の技法を用いて金属被覆してから本発明のフィルムまたは光学装置に貼り合せてもよい。
【００９８】
多層ポリマーフィルムを形成する方法の１つを簡単に説明する。加工条件および加工における考慮点は、米国特許出願第０９／００６，２８８にさらに詳しく説明されている。多層ポリマーフィルムは、第１および第２光学層だけでなく非光学層にも用いられるポリマーを押出成形することによって形成される。押出成形の条件は、ポリマー樹脂の供給流れが連続かつ安定した状態で十分に供給、溶融、混合および注入されるように選択される。最終メルトストリーム温度は、その下限値において凍結、結晶化または過度の高圧力降下を低減させ、かつその上限値において劣化を低減させる範囲に納まるように選択される。冷却ロール上へのフィルム流延まで、およびその工程を含む１種類以上のポリマーのメルトストリーム作業全体を同時押出と呼ぶことが多い。
【００９９】
押出成形後、各メルトストリームはネックチューブを介して、ポリマーフローの連続かつ一定した速度を規制するのに用いられるギアポンプに運ばれる。静的混合装置をネックチューブの末端に設置することによって、ギアポンプからのポリマーメルトストリームを、メルトストリーム温度を一定に維持したままで、多層フィードブロックに運んでもよい。一般に、メルトストリーム全体をできるだけ均一加熱することによって、メルトストリームの一定の流れが向上され、かつ溶融加工中の劣化も低減される。
【０１００】
多層フィードブロックは、２つ以上のポリマーメルトストリームの各々を複数の層に分割し、これらの層を交互に配置し、それらの複数の層を組み合わせて１つの多層ストリームにする。任意の所定のメルトストリームからの層は、そのストリームの一部を主要流路から逐次的に抜き出し、フィードブロックマニホールドの層スロットに続いている副流路管に供給することによって作製される。この層の流れは、装置の選択だけでなく、各々の副流路管および層スロットの形状および物理的寸法によっても制御されることが多い。
【０１０１】
多くの場合、この２つ以上のメルトストリームの副流路管および層スロットは交互に配置されて、例えば、交互配置層を形成する。フィードブロックの下流側のマニホールドは、組み合わされた多層スタックを圧縮し、かつ横方向に均一に広げるような形状をとることが多い。保護境界層（ＰＢＬｓ）として知られる、厚みのある非光学層は、光学多層スタックのメルトストリームによって、あるいは別のメルトストリームによってマニホールドの壁面の近くに供給されてもよい。前述のように、これらの非光学層は、壁圧および結果として起こり得る不安定な流れの影響から、非光学層よりも薄い光学層を保護するために用いられてもよい。
【０１０２】
フィードブロックマニホールドから排出された多層スタックは、次に、ダイのような最終整形装置に供給されてもよい。あるいは、このストリームを、好ましくはスタックの層に対して垂直に、分割して２つ以上の多層ストリームを形成し、積み重ねることによって再度組み合わせてもよい。このストリームは、層に対して垂直以外の角度で分割されてもよい。ストリームを分割して積み重ねるフローチャネリング装置は倍増器（ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）と呼ばれる。分割されたストリームの幅（すなわち、各層の厚さの合計）は同じあってもなくてもよい。倍増器比は、ストリームの広い方の幅の狭い方の幅に対する比として定義される。異なるストリーム幅（すなわち、均一よりも大きな倍増器比）は、層厚勾配を作成するのに役に立つことがある。ストリームの幅が異なる場合、倍増器は、積み重ねる際に層の幅が一致するように、厚さ方向および流動方向に対して、横方向に幅の狭いストリームを広げてもよいし、および／または幅の広いストリームを圧縮してもよい。
【０１０３】
倍増化の前に、多層スタックに非光学層をさらに加えてもよい。これらの非光学層は、倍増器内でＰＢＬｓとして機能してもよい。倍増化と積層の後に、これらの層の一部が光学層の間に内部境界層を形成する一方で、他の層がスキン層を形成してもよい。
【０１０４】
倍増化の後に、得られたウェブは最終整形装置に送られる。そして、このウェブは、時には鋳造ホイールまたは鋳造ドラムと呼ばれることもある冷却ロール上に流延される。この流延は、その詳細がポリマーフィルム製造の技術分野において周知である静電ピンによって支持されることが多い。このウェブは、ウェブ全体が均一の厚みになるように流延されてもよいし、またはダイリップを制御することによって意図的なウェブの厚み分布を引き起こしてもよい。
【０１０５】
次に、この多層ウェブを延伸して最終多層光学フィルムを作製する。多層光学偏光子を作製する典型的な方法の１つにおいては、一段延伸工程が利用される。この工程は、テンターあるいは縦配向機内で実施されてもよい。一般的なテンターは、ウェブ経路に対して横方向（ＴＤ）に延伸するが、特定のテンターは、フィルムをウェブ経路すなわち縦方向（ＭＤ）に特定の寸法に延伸または弛緩（収縮）させる仕組みを備えている。従って、この典型的な方法においては、フィルムは１つの面内方向に延伸される。第２の面内寸法は、慣用のテンターの場合のように一定に保たれるか、あるいは縦配向機の場合のようにより小さな幅に合わせて縮小されてもよい。そのような縮小は重要であり、延伸比と共に増加する。
【０１０６】
多層反射鏡を作製する典型的な方法の１つにおいては、二段式延伸法を用いて、両方の面内方向に複屈折材料を配向する。この延伸方法は、２つの面内方向に延伸ができる一段式方法の組み合わせであればどれでもよい。さらに、縦方向に延伸できるテンター、すなわち２つの方向に逐次的または同時に延伸できる二軸テンターが用いられてもよい。この後者の場合、単一の二軸配向方法が用いられてもよい。
【０１０７】
多層偏光子を作製するさらに別の方法においては、各延伸工程に対する様々な材料の異なる働きを利用することによって、１つの同時押出しされた多層フィルム内の、異なる材料を含む異なる層が、互いに異なる度合いおよび種類の配向を有するようにする多段式延伸法が用いられる。
【０１０８】
これらの層およびフィルムに用いられるポリエステルの固有粘度は、このポリマーの（分岐モノマーの非存在下における）分子量に関係する。一般に、ポリエステルの固有粘度は約０．４ｄＬ／ｇよりも高い。この固有粘度が約０．４〜０．７ｄＬ／ｇであるのが好ましい。この開示目的においては、固有粘度は、特に断わらない限り、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン溶媒において３０℃で測定される。
【０１０９】
二色性偏光フィルム 様々な二色性偏光子が存在する。特に有用な二色性偏光子１１の１つとして、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムが挙げられる。これらのフィルムは、染色材料を混入した際に、当該技術分野において公知であり、二色性偏光子としてうまく利用されている。二色性偏光子として機能するために、このポリビニルアルコールフィルムは通常延伸された配向される。着色されたときに、このフィルムの配向によって、このフィルムの光学特性（すなわち、消光軸）が決まる。
【０１１０】
前記フィルムは、様々な手法によって作製することができる。このフィルムを作製する方法の１つには、ポリビニルアルコールを溶剤、通常は水、に混入して、約５〜３０％の固体を含有する溶液を調製する工程が包含される。次に、この溶液を支持体に塗布し、約１００℃〜約１２０℃の温度で乾燥させる。得られたフィルムを延伸してポリビニルアルコールを配向させる。
【０１１１】
本発明は光学偏光子、特に二色性偏光子に関するものである。さらに、本発明は、これらの偏光子の形成、および反射性偏光子、反射鏡および赤外線鏡のような他の光学素子との併用に関するものである。
【０１１２】
慣用の二色性偏光子１１はポリビニルアルコールフィルムから作られることが多い。これらのフィルムは当該技術分野において公知であり、染色材料を混入した際に、二色性偏光子として利用される。二色性偏光子として機能するために、このポリビニルアルコールフィルムは通常延伸されて配向される。着色されたときに、このフィルムの配向によって、このフィルムの光学特性（すなわち、消光軸）が決まる。これらのフィルムの利用法の１つとして、延伸されて１層以上が配向されることが多い前述の多層光学層との併用が挙げられる。
【０１１３】
残念なことに、ポリビニルアルコールフィルムは、例えば多層ポリエステルフィルムから作られるもの、および特にＰＥＮのようなナフタレートサブユニットを含有するポリエステルフィルムのような多くの多層光学フィルムの形成に用いられる延伸条件下では亀裂が生じやすい。本発明に対して特定の推測は全く必要でないが、ポリビニルアルコールが、その構造の完全性を維持したままでこれらの条件下では延伸ができないという水素結合網状組織を形成すると考えられている。この水素結合網状組織がひずみ、そして、最終的に何度かスリップを起こして、亀裂が入る。実験によって、小分子偏光子ではこの問題は解決されないことが示されている。
【０１１４】
ポリビニルアルコールの形成に用いられる溶媒に分散可能な第２のポリマーを添加すると亀裂の発生が減少することが分かっている。この第２ポリマーは、水がポリビニルアルコールにとって一般的な溶媒であるので、水溶性であることが好ましい。この第２ポリマーが極性ポリマーであることがさらに好ましい。好適な第２ポリマーとしては、例えば、ポリビニルピロリドンおよびポリビニルアルコールの溶媒に分散可能なポリエステルが挙げられる。水溶性ポリエステルの例としては、米国特許第５，４２７，８３５号に記載されているようなスルホン化ポリエステルが挙げられる。好適な助溶剤としては、例えば、Ｃ１〜Ｃ４アルコールのような極性溶剤が挙げられる。
【０１１５】
一般に、このポリビニルアルコールと第２ポリマーは５：１〜１００：１の重量比、好ましくは８：１〜２０：１の重量比で混合される。この溶液は、一般に１〜５０重量％が固体、好ましくは５〜２５重量％が固体である。本発明に対して特定の推測は全く必要でないが、この第２ポリマーを添加することによって水素結合網状組織が多数の領域に分割され、ひずんだ際にこれらの領域が互いに向かって動くことによって、ひずみが緩和され、かつ亀裂の量を減少させることがあると考えられている。
【０１１６】
ポリビニルアルコールフィルムは様々な手法で作製できる。このフィルムを作製する典型的な方法の１つには、ポリビニルアルコールと第２ポリマーとを前述の割合および重量パーセントで溶媒に分散させる工程が包含される。次に、これらの２種類のポリマーの分散液を支持体の表面に塗布する。この支持体は、別のフィルム、多層スタック、プラスチック性の物体、あるいはポリビニルアルコールフィルムを延伸できる任意の他の表面でもよい。この溶液の塗布は、例えばシューコーティング、押出コーティング、ロールコーティング、カーテンコーティング、または均一の被膜を形成することができるあらゆる他の被覆方法のような手法を用いて支持体を被覆するような様々な公知の方法によって実施されてもよい。この支持体を下塗剤または接着剤で被覆してもよいし、あるいはポリビニルアルコールフィルムがこの支持体に固定されるのを補助するために、この支持体をコロナ放電処理してもよい。一般に、この被膜の厚さは、未乾燥状態で２５〜５００μm、好ましくは５０〜１２５μmである。被覆後、このポリビニルアルコールフィルムを通常１００℃〜１５０℃の温度で乾燥させる。次に、このフィルムを、例えば縦配向機またはテンタークリップを用いて延伸させて配向させる。一部の実施態様では、このフィルムは支持体から剥離される。その後、所望であれば、このフィルムを他の表面に接着してもよい。そして、得られたポリビニルアルコールフィルムは、二色性偏光子として利用することができる。しかしながら、このポリビニルアルコールフィルムを他の用途に用いてもよいことは理解できよう。
【０１１７】
一般に、完成したポリビニルアルコールフィルムには、二色性偏光子を形成するための二色染色材料が含まれている。この二色染色材料としては、染料、顔料などが挙げられる。二色性偏光子フィルムに用いられる好適な染色材料としては、例えば、ヨウ素だけでなく、コンゴーレッド（ジフェニル‐ビス‐α‐ナフチルアミンスルホン酸ナトリウム）、メチレンブルー、スチルベン染料（カラーインデックス（ＣＩ）＝６２０）、および１，１’−ジエチル−２，２’−シアニンクロライド（ＣＩ＝３７４（橙）またはＣＩ＝５１８（青））のようなアントラキノン染料およびアゾ染料が挙げられる。これらの染料の特性およびそれらの製造方法はイー.エイチ.ランド（Ｅ．Ｈ．Ｌａｎｄ）、コロイド化学（１９４６）に記載されている。さらに他の二色染料およびそれらの製造方法が、カークオスマー化学技術百科事典（Ｋｉｒｋ Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）、第８巻の６５２〜６６１ページ（第４版、１９９３）、およびそこに援用されている参考文献において論じられている。
【０１１８】
この二色染色材料を、被覆前のポリビニルアルコールと第２ポリマーとの分散液に添加してもよい。あるいは、ポリビニルアルコールフィルムを、例えばヨウ素含有溶液のような着色組成物を用いて着色してもよい。ポリビニルアルコールフィルムの着色は、フィルムの延伸前または延伸後に行われてもよい。場合によっては、この二色染色材料は延伸条件に耐えられないこともあるので、延伸後にポリビニルアルコールフィルムに塗布されるべきである。
【０１１９】
好適な着色組成物の１つの例として、ヨウ素含有溶液が挙げられる。ヨウ素で着色されたフィルムは、例えばホウ酸／ホウ砂溶液のようなホウ素含有組成物を用いて安定化されてもよい。他の着色には異なる安定剤が必要になることがある。着色組成物または安定化組成物の濃度だけでなく、着色または安定化の起こる温度、および各溶液との接触時間は、着色を損なわない範囲で大幅に変化する。
【０１２０】
様々な他の成分を、ポリビニルアルコールと第２ポリマーとの溶液に添加してもよい。例えば、支持体の濡れを促進するために界面活性剤を添加してもよい。例えば、コネチカット州のダンビュリーにあるユニオンカーバイドケミカルズアンドプラスチックスカンパニー社（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ ａｎｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｉｎｃ．）からトリトンＸ−１００（Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００）の商品名で入手できるような各種界面活性剤が使用できる。一般に、界面活性剤はこの溶液の約１％以下、好ましくは約０．５％以下である。ポリマーの極性基と干渉しないようにするために、界面活性剤は非イオン系であることが好ましい。
【０１２１】
他の光学添加剤として、乾燥の際のフィルム形成を促進する乾燥助剤を挙げることができる。好適な乾燥助剤の例としては、Ｎ−メチル−ピロリドンおよびブチルカルビトールが挙げられる。一般に、乾燥助剤は溶液の約１０％以下、好ましくは約５％以下である。
【０１２２】
さらに、ポリビニルアルコールフィルムを支持体に接着するために、前記フィルムに接着剤を塗布してもよい。これは、ポリビニルアルコールフィルムを第１支持体から剥離して第２支持体に添付する場合に特に有用であることがある。例えば、樹脂および感圧接着剤（ＰＳＡ）のような各種接着剤を用いることができる。好適な接着剤を選択する際に、接着剤の光学特性が通常考慮される。また、例えば、環境的な損傷からフィルムを保護するハードコート、剥離ライナー、および支持体に対する接着性を高めるための下塗のような他の被覆物を用いてもよい。
【０１２３】
第２ポリマーをこのポリビニルアルコールフィルムに加えることによって、ポリビニルアルコールフィルムと、反射性偏光子すなわち反射鏡フィルムのような多層光学フィルムとの同時配向と適合性のある改良型二色性偏光子が得られる。この改良型二色性偏光子を用いることの利点とは、この二色フィルムと多層光学フィルムとを一緒に配向することによって、例えば、さらに完璧に配列される二色性要素および反射性要素を有することがある光学偏光子が形成されることがあるという点である。さらに、第２ポリマーをこのポリビニルアルコールフィルムに加えることによって、フィルムの支持体に対する接着性が向上することが多い。
【０１２４】
光学装置を作製するための典型的な方法には、前述のように、まず多層光学フィルムを形成する工程が包含される。この多層光学フィルムは、例えば、シューコーティング、押出コーティング、ロールコーティング、カーテンコーティング、または均一の被膜を形成することができるあらゆる他の被覆方法のような公知の光学手段を用いて、ポリビニルアルコールに、またはポリビニルアルコールと第２ポリマーとに被覆または積層される。
【０１２５】
次に、この多層光学フィルムとポリビニルアルコールフィルムとを同時に延伸して、配向多層光学フィルムと配向ポリビニルアルコールフィルムとを形成する。一部の実施態様では、この多層光学フィルムは数回延伸される。これらの実施態様において、ポリビニルアルコールフィルムは、最終延伸の前に多層光学フィルムに被覆または積層されることが多い。別の実施態様では、この２つのフィルムが別々に延伸および配向されることもある。この２つのフィルムを、例えば、テンターまたは縦配向機のような公知の装置を用いて延伸してもよい。一般に、このポリビニルアルコールフィルムと多層光学フィルムとを一緒に延伸すると、ポリビニルアルコール層の配向軸が、偏光子フィルムでも反射鏡フィルムでもよい多層光学フィルムの最終配向の軸と一致することになる。二色染色材料は、これらのフィルムの延伸の前に添加されてもよいし、または、例えば、前述のように、ポリビニルアルコールフィルムを着色することによって後から混入されてもよい。
【０１２６】
二色性偏光子と多層ポリマーフィルムとのかなりの数の異なる組み合わせを形成することができる。例えば、中でも、可視帯二色性偏光子および反射性偏光子の組み合わせ、赤外帯反射鏡および二色性偏光子の組み合わせ、赤外帯偏光子および二色性偏光子の組み合わせを形成することができる。
【０１２７】
実施例 これらの実施例のためのポリマーを製造するのに用いられるモノマー、触媒、および安定剤は下記の製造業者、すなわち、アモコ（Ａｍｏｃｏ）社（デカター（Ｄｅｃａｔｕｒ）、アラバマ州）のジメチルナフタレンジカルボキシレートとテレフタル酸、ヘキストセラニーズ（Ｈｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ）社（ダラス、テキサス州）のジメチルテレフタレート、モルフレックス社（Ｍｏｒｆｌｅｘ Ｉｎｃ．）（グリーンズボロ、ノースキャロライナ州）のジメチルイソフタレートとジメチルｔ−ブチルイソフタレート、ユニオンカーバイド（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ）社（チャールストン、ウェストバージニア州）のエチレングリコール、ＢＡＳＦ社（シャーロット、ノースキャロライナ州）の１，６−ヘキサンジオール、ユニオンキャンプ（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｍｐ）社（ドーバー、オハイオ州）のセバシン酸、エルフアトケム（Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ）社（フィラデルフィア、ペンシルバニア州）の三酢酸アンチモン、ホールケミカル（Ｈａｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社（ウィックリフ、オハイオ州）の酢酸コバルトと酢酸マンガン、アルブライト＆ウィルソン（Ａｌｂｒｉｇｈｔ ＆ Ｗｉｌｓｏｎ）社（グレンアレン、バージニア州）のトリエチルホスホノアセテート、イーストマンケミカル社（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）（キングズポート、テネシー州）のジメチルシクロヘキサンジカルボキシレート、およびエアプロダクツ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）（フィリップスバーグ、ニュージャージー州）社のトリエチルアミン、から商業的に入手可能である。
【０１２８】
以下の各々の実施例では、８３６層フィルムが形成される。この８３６光学層構造体には、多層フィードブロックからの２０９層構造体の二重倍増化によって得られるような、層厚が少しずつ異なる４つの多層光学スタックが含まれている。これらの光学層は、この構造体の厚みの約５０％を占めている。これらのスタックの各々は、それぞれが全厚の約２％を占めるという３つの非光学内部保護境界層のうちの１層によって分けられている。最後に、このフィルムの両面には、それぞれがその厚さの約２２％を占めるという外部非光学スキン層が存在する。静電ピンによって補助されながら、このフィルムは約１５℃の冷却ロールに流延される。延伸前は、このフィルムは「流延ウェブ」と呼ばれる。
【０１２９】
いくつかの試験および測定量が、以下の実施例に共通している。コントラストは、偏光子の「パス」状態（すなわち、透過偏光）の光の透過の、「ブロック」状態（すなわち、消光偏光）の光の透過に対する比として定義される。オリエル分光光度計が使用された。透過率は可視スペクトル全体にわたってそのまま（すなわち、加重値を全く与えないで）平均化された。コントラストは、二色性／反射性偏光子複合構造体に基づいて測定された。
【０１３０】
二色比は二色性偏光子の性能の目安である。それは、ＰＶＡで被覆された多層フィルムのパス透過率およびブロック透過率を、ヨウ素で着色してからホウ酸で定着することによって二色性偏光子を形成する前と後に測定することによって推量される。同一試料の着色前と着色後ではなく、同等の着色された試料と未着色の試料とを測定するので、ある程度の誤差が生ずる。正規化パス透過率とは、着色された試料のパス透過の、被覆されてはいるが着色されてはいない試料のパス透過に対する比のことである。正規化ブロック透過率とは、着色された試料のブロック透過の、被覆されてはいるが着色されてはいない試料のブロック透過に対する比のことである。二色比とは、正規化パス透過率の対数で除算した正規化ブロック透過率の対数のことである。
【０１３１】
二色性偏光子層と反射性偏光子層の間の接着性は、クロスハッチテープ引張接着試験を用いて特徴付けられる。試料を、汚れのない硬い表面の上に設置する。１／４’’間隔で１／８’’スロットを有するテンプレートを用いて、この試料に罫書工具で罫書きを施して網目模様を作る。この罫書きは支持体の被膜に及ぶが、支持体にまで届いてはならない。スコッチブランド＃６１０テープ（３Ｍ社、セントポール、ミネソタ州）の１’’幅の４’’ストリップを、この網目模様に対して斜めに配置する。このテンプレートを用いて、このテープを試料から剥離する。このテープは試料の表面に対して小さな角度で剥離されるべきである。この手順を、新しいテープストリップを用いて繰り返す。得られた試料を被膜の剥離について検査する。被膜が全く剥離していない場合、試料はこの試験に合格したということになる。さもなければ、その試料は不合格ということである。
【０１３２】
比較例 ＰＥＮ／ｃｏＰＥＮ（７０／０／３０）を含む偏光フィルム 比較例として、ポリエチレンナフタレートから形成される第１光学層と、７０ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと３０ｍｏｌ％のジメチルイソフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと１００ｍｏｌ％のエチレングリコールから誘導されるグリコールサブユニットとを含むコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される第２光学層とを用いて、多層反射性偏光子フィルムを構築した。
【０１３３】
第１光学層を形成するために用いられたポリエチレンナフタレートは、以下の原料、すなわち１３６ｋｇのジメチルナフタレンジカルボキシレート、７３ｋｇのエチレングリコール、２７ｇの酢酸マンガン、２７ｇの酢酸コバルト、および４８ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、メタノール（エステル交換反応の副生成物）を除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。３５ｋｇのメタノールを除去した後に、４９ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．４８ｄＬ／ｇであるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１３４】
第２光学層を形成するために用いられたコ（ポリエチレンナフタレート）は、以下の原料、すなわち１０９ｋｇのジメチルナフタレンジカルボキシレート、３７ｋｇのジメチルイソフタレート、７９ｋｇのエチレングリコール、２９ｇの酢酸マンガン、２９ｇの酢酸コバルト、および５８ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、メタノールを除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。４１ｋｇのメタノールを除去した後に、５２ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．５７ｄＬ／ｇであるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１３５】
次に、前述のＰＥＮおよびｃｏＰＥＮを多層メルトマニホールドを介して同時押出し、８３６の第１光学層と第２光学層とが交互に積層されている多層フィルムを作製した。この多層反射性フィルムには、第２光学層に使用されたものと同じコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される内部保護層と外部保護層とがさらに含まれる。これらの保護層は、特別のメルトポートを介して導入された。このフィルムを冷却ロールに流延した。
【０１３６】
１０重量％のエアボル１０７（Ａｉｒｖｏｌ １０７）ポリビニルアルコール（エアプロダクツ、アレンタウン、ペンシルバニア州）と、０．１重量％のトリトンＸ−１００（ユニオンカーバイド、ダンビュリー、コネチカット州）とを含有する水溶液を、シューコーターを用いてこの多層流延ウェブに被覆して、厚さが６４Ｔｍ（２．５０ｍｉｌｓ）であるこの溶液の未乾燥被膜を得た。この被膜を１０５℃で１分間乾燥させた。
【０１３７】
この多層流延ウェブとポリビニルアルコールフィルムとを、１６０℃で充填された熱気によって加熱されたテンターオーブンに投入した。約１分間ほど予熱した後に、この複合構造体を、１５０℃で充填された熱気によって加熱されたテンターオーブン区域内で、６：１になるまで３５秒以上同時一軸配向した。次に、これらのフィルムを急冷する前に８５秒間加熱して、厚さが約１２５Ｔｍである光学偏光子を作製した。
【０１３８】
この被膜は、得られたフィルムを白くする重大な亀裂欠陥を示した。この構造体は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格しなかった。
【０１３９】
実施例１ ｃｏＰＥＮ（８５／１５／０）層／ｃｏＰＥＮ（５０／０／５０）層を含む偏光フィルム ８５ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと１５ｍｏｌ％のジメチルテレフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと１００ｍｏｌ％のエチレングリコールから誘導されるグリコールサブユニットとを含むコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される第１光学層と、５０ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと５０ｍｏｌ％のジメチルイソフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと１００ｍｏｌ％のエチレングリコールから誘導されるグリコールサブユニットとを含むコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される第２光学層とを用いて、多層反射性偏光子フィルムを構築した。
【０１４０】
第１光学層を形成するために用いられたコ（ポリエチレンナフタレート）は、以下の原料、すなわち１２３ｋｇのジメチルナフタレンジカルボキシレート、１７ｋｇのジメチルテレフタレート、７６ｋｇのエチレングリコール、２７ｇの酢酸マンガン、２７ｇの酢酸コバルト、および４８ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、メタノールを除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。３６ｋｇのメタノールを除去した後に、４９ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．５１ｄＬ／ｇであるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１４１】
第２光学層を形成するために用いられたコ（ポリエチレンナフタレート）は、以下の原料、すなわち７７ｋｇのジメチルナフタレンジカルボキシレート、６１ｋｇのジメチルイソフタレート、８２ｋｇのエチレングリコール、２７ｇの酢酸マンガン、２７ｇの酢酸コバルト、および４８ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、メタノールを除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。３９．６ｋｇのメタノールを除去した後に、４９ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．６０ｄＬ／ｇであるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１４２】
そして、上記両ｃｏＰＥＮを前述のように同時押出して、８３６多層流延ウェブを形成した。
【０１４３】
１４重量％のエアボル１０７ポリビニルアルコール（エアプロダクツ、アレンタウン、ペンシルバニア州）と、０．１重量％のトリトンＸ−１００（ユニオンカーバイド、ダンビュリー、コネチカット州）とを含有する水溶液を、シューコーターを用いてこの多層流延ウェブに被覆して、厚さが６４Ｔｍ（２．５ｍｉｌｓ）であるこの溶液の未乾燥被膜を得た。この被膜を１０５℃で１分間乾燥させた。
【０１４４】
この多層流延ウェブとポリビニルアルコールフィルムとを、１３０℃で充填された熱気によって加熱されたテンターオーブンに投入した。約１分間ほど予熱した後に、この複合構造体を、６：１になるまで３５秒以上同時一軸配向した。次に、これらのフィルムを急冷する前に８５秒間加熱して、厚さが約１２５Ｔｍである光学偏光子を作製した。この構造体は、テンターから排出される際にわずかな孤立した非特異的欠陥を示した。これらの欠陥は、フィルムに混入した異物または気泡が原因であった可能性がある。
【０１４５】
ポリビニルアルコール被膜で被覆された構造体を、３５℃のヨウ素／ヨウ化カリウム水溶液中で２０秒間着色した。この着色溶液には、０．４重量％のヨウ素と２１重量％のヨウ化カリウムとが含有されていた。なされた着色を６５℃のホウ酸／ホウ砂浴で２５秒間定着させた。この定着溶液には４．５重量％のホウ酸が含有されていた。
【０１４６】
偏光子のパス状態における平均透過率は約８４％であった。最終構造体のコントラストは約３００であった。二色比は約３０であった。この構造体は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格しなかった。
【０１４７】
実施例２ ８０ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと２０ｍｏｌ％のジメチルテレフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと１００ｍｏｌ％のエチレングリコールから誘導されるグリコールサブユニットとを含むコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される第１光学層と、５５ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと４５ｍｏｌ％のジメチルテレフタレートとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、９６．８ｍｏｌ％のエチレングリコールと、３．０ｍｏｌ％のヘキサンジオールと、０．２ｍｏｌ％のトリメチロールプロパンとから誘導されるグリコールサブユニットとを含むコ（ポリエチレンナフタレート）から形成される第２光学層とを用いて、多層反射性偏光子フィルムを構築した。
【０１４８】
第１光学層を形成するために用いられたコ（ポリエチレンナフタレート）は、２種類のポリマー、すなわちＰＥＴ（４．８重量％）とｃｏＰＥＮ（９５．２重量％）のブレンドとして調製された。このブレンドに用いられたＰＥＴは、以下の原料、すなわち１３８ｋｇのジメチルテレフタレート、９３ｋｇのエチレングリコール、２７ｇの酢酸亜鉛、２７ｇの酢酸コバルト、および４８ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、エステル交換反応の副生成物であるメタノールを除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。４５ｋｇのメタノールを除去した後に、５２ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．６０であるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１４９】
第１光学層を形成するためのブレンドに用いられたｃｏＰＥＮには、８５ｍｏｌ％のジメチルナフタレンジカルボキシレートと１５ｍｏｌ％のジメチルテレフタレートとから誘導されたカルボキシレートサブユニットと、１００ｍｏｌ％のエチレングリコールから誘導されたグリコールサブユニットとが含有されていた。このｃｏＰＥＮは、実施例１に記載されるような手順で合成された。
【０１５０】
第２光学層を形成するために用いられたコ（ポリエチレンナフタレート）は、以下の原料、すなわち８８．５ｋｇのジメチルナフタレンジカルボキシレート、５７．５ｋｇのジメチルテレフタレート、８１ｋｇのエチレングリコール、４．７ｋｇのヘキサンジオール、１５ｇの酢酸マンガン、２２ｇの酢酸コバルト、１５ｇの酢酸亜鉛、２３９ｇのトリメチロールプロパン、および５１ｇの三酢酸アンチモンを投入したバッチ反応器で合成した。２気圧下で、メタノールを除去しながら、この混合物を２５４℃まで加熱した。３９．６ｋｇのメタノールを除去した後に、４７ｇのトリエチルホスホノアセテートをこの反応器に投入し、２９０℃まで加熱しながら１ｔｏｒｒまで圧力を徐々に下げた。この縮合反応の副生成物であるエチレングリコールを、６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定したときの固有粘度が０．５６ｄＬ／ｇであるポリマーが得られるまで、連続して除去した。
【０１５１】
次に、前述の両方のｃｏＰＥＮを多層メルトマニホールドを介して同時押出して、８３６の第１光学層と第２光学層とが交互に積層されている多層流延ウェブを形成した。また、この特定の多層反射性フィルムには、第２光学層に用いられたものと同じコ（ポリエチレンナフタレート）から作られる内部保護層と外部保護層とが含まれる。
【０１５２】
１０重量％のエアボル１０７ポリビニルアルコール（エアプロダクツ、アレンタウン、ペンシルバニア州）と、０．１重量％のトリトンＸ−１００（ユニオンカーバイド、ダンビュリー、コネチカット州）とを含有する水溶液を、シューコーターを用いてこの多層フィルムに被覆して、厚さが６４Ｔｍ（２．５０ｍｉｌｓ）であるこの溶液の未乾燥被膜を得た。この被膜を１０５℃で１分間乾燥させた。
【０１５３】
この多層フィルムとポリビニルアルコールフィルムとを、１３０℃で充填された熱気によって加熱されたテンターオーブンに投入した。約１分間ほど予熱した後に、この複合構造体を、６：１になるまで３５秒以上同時一軸配向した。次に、これらのフィルムを急冷する前に８５秒間加熱して、厚さが約１２５Ｔｍである光学偏光子を作製した。この二色性偏光子は透明であったが、わずかに孤立した非特異的欠陥が見られた。
【０１５４】
このフィルムを、３５℃のヨウ素／ヨウ化カリウム水溶液中で２０秒間着色した。この着色溶液には、０．４重量％のヨウ素と２１重量％のヨウ化カリウムとが含有されていた。なされた着色を６５℃のホウ酸／ホウ砂浴で２５秒間定着させた。この定着溶液には４．５重量％のホウ砂と１４．５重量％のホウ酸が含有されていた。
【０１５５】
パス状態における平均透過率は約８４％であった。最終構造体のコントラストは約１００であった。二色比は約２８であった。この構造体は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格しなかった。
【０１５６】
実施例３ 多層光学ウェブを実施例１と同様に流延した。９重量％のエアボル１０７ポリビニルアルコール（エアプロダクツ、アレンタウン、ペンシルバニア州）と、１重量％のＷＢ５４（ミネソタ州、セントポールにある３Ｍ社のスルホン化ポリエステル）、３重量％のＮ−メチルピロリドン（ウィスコンシン州、ミルウォーキーのアルドリック(Ａｌｄｒｉｃｈ)社製）および０．１重量％のトリトンＸ−１００（ユニオンカーバイド、ダンビュリー、コネチカット州）とを含有する水溶液を、シューコーターを用いて、それぞれが２０９の光学層からなる４つのスタックを有する未配向多層ポリエステル流延ウェブに被覆して、厚さが６４Ｔｍ（２．５０）ｍｉｌｓであるこのポリビニルアルコール溶液の未乾燥被膜を得た。この被膜を１０５℃で１分間乾燥させた。
【０１５７】
この多層反射性偏光子フィルムとポリビニルアルコールフィルムとを、１３０℃で充填された熱気によって加熱されたテンターオーブンに投入した。約１分間ほど予熱した後に、この複合構造体を、６：１になるまで３５秒以上同時一軸配向した。次に、これらのフィルムを急冷する前に８５秒間加熱して、厚さが約１２５Ｔｍである光学偏光子を作製した。
【０１５８】
この構造体にはわずかに曇りが見られ、わずかに孤立した非特異的欠陥が見られた。ポリビニルアルコールフィルムで被覆された構造体を、３５℃のヨウ素／ヨウ化カリウム水溶液中で２０秒間着色した。この着色溶液には、０．４重量％のヨウ素と２１重量％のヨウ化カリウムとが含有されていた。なされた着色を６５℃のホウ酸／ホウ砂浴で２５秒間定着させた。この定着溶液には４．５重量％のホウ砂と１４．５重量％のホウ酸とが含有されていた。
【０１５９】
最終構造体のコントラストは約１７０であった。二色比は約２２であった。この構造体は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格した。
【０１６０】
本実施例の一部を変更したものには、構造体を６：１ではなく７：１に延伸する工程が含まれる。この場合にも、この構造体にはわずかに曇りが見られ、わずかに孤立した非特異的欠陥も見られた。この構造体は着色されており、その着色は定着されていた。パス状態の透過率は約７２％であり、コントラストは約１，０００であった。二色比は約２２であった。この試料は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格した。
【０１６１】
実施例４ 比較例に従って多層光学ウェブを流延した。この流延ウェブを実施例３に従って被覆した。そして、この複合構造体を、比較例に従って延伸し、着色し、定着させた。
【０１６２】
被覆後、この構造体にはわずかな曇りが見られ、わずかに孤立した非特異的欠陥も見られた。パス状態の透過率は約７８％であった。コントラストは約２００であり、二色比は約２２であった。この試料は、クロスハッチテープ引張接着試験に合格した。
【０１６３】
本発明は、前述の特定の実施例に限定されると考えられるべきではなく、むしろ添付されている請求の範囲に十分に詳述されている本発明のすべての態様を包括するものであると理解されるべきである。様々な修正、同等の製法、および本発明を適用できる各種構造体は、本願明細書の評価の際に、本発明が宛てられた当業者らにとって容易に明らかとなるであろう。添付の請求の範囲は、そのような修正および手段を包括するものである。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付図面に関連して、本発明の様々な実施態様についての以下の詳細な説明を考慮することにより、さらに徹底して理解を深めることができる。
【図１】 本発明による光学装置の１つの実施態様の側面図である。
【図２】 図１の光学装置に用いられる多層光学フィルムの１つの実施態様の側面図である。
【図３】 図１の光学装置に用いられる多層光学フィルムのもう１つの実施態様の側面図である。
【図４Ａ】 テレフタレート（ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）を使用）サブユニットとイソフタレート（ジメチルイソフタレート（ＤＭＩ）を使用）サブユニットとを、ジメチルナフタレンジカルボキシレートから誘導されるポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）に添加した場合のガラス転移温度の低下を示すグラフである。
【図４Ｂ】 テレフタレート（ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）を使用）サブユニットとイソフタレート（ジメチルイソフタレート（ＤＭＩ）を使用）サブユニットとを、ジメチルナフタレンジカルボキシレートから誘導されるポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）に添加した場合の凍結温度の低下を示すグラフである。
【図５】 テレフタレートサブユニットとイソフタレートサブユニットとを含有し、かつ比較的低い温度で配向されたｃｏＰＥＮの６３２．８ｎｍにおける平均面内複屈折のグラフである。
【図６】 テレフタレートサブユニットとイソフタレートサブユニットとを含有するｃｏＰＥＮの熱安定度のグラフである。
【図７】 コモノマーサブユニットをｃｏＰＥＮへの添加した場合の６３２．８ｎｍにおける面内複屈折の低下を示すグラフである。
【図８】 ６３２．８ｎｍにおける面内複屈折の分子量に対する依存度を示すグラフである。
本発明は様々な修正や他の形態に適しているが、その詳細は図面に例として示されており、以下に詳しく説明される。しかしながら、その意図は、本発明を以下に説明される特定の実施態様に対して限定することではないことは理解されるべきである。これに反して、その意図は、添付の請求の範囲によって規定されるような本発明の趣旨および範囲に納まるすべての修正、同等物および代案を包括するということである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 二色性偏光子と、該二色性偏光子と同じ光路に位置する反射性偏光子とを含む光学偏光子であって、該反射性偏光子が、 ７０〜１００ｍｏｌ％が第１カルボキシレートサブユニットであり、０〜３０ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニットであるカルボキシレートサブユニットと、７０〜１００ｍｏｌ％が第１グリコールサブユニットであり、０〜３０ｍｏｌ％が第１コモノマーグリコールサブユニットであるグリコールサブユニットとを有し、かつ第１コポリエステルの該カルボキシレートサブユニットと該グリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである半晶質で複屈折性である該第１コポリエステルを含む複数の第１光学層と、 該反射性偏光子が形成された後の６３２．８ｎｍにおける面内複屈折が約０．０４以下である第２ポリマーを含む複数の第２光学層と、を含むことを特徴とする光学偏光子。
【請求項２】 前記第１コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の少なくとも２．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである、請求項１に記載の光学偏光子。
【請求項３】 前記第２ポリマーが第２コポリエステルを含む、請求項１に記載の光学偏光子。
【請求項４】 前記第２コポリエステルが、２０〜１００ｍｏｌ％が第２カルボキシレートサブユニットであり、０〜８０ｍｏｌ％が第２コモノマーカルボキシレートサブユニットであるカルボキシレートサブユニットと、４０〜１００ｍｏｌ％が第２グリコールサブユニットであり、０〜６０ｍｏｌ％が第２コモノマーグリコールサブユニットであるグリコールサブユニットとを含み、該第２コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の１０ｍｏｌ％以上が第２コモノマーカルボキシレートサブユニット、第２コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである、請求項３に記載の光学偏光子。
【請求項５】 前記第２コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の０．０１〜２．５ｍｏｌ％が、３種類以上のカルボキシレート官能基またはエステル官能基を有する化合物から誘導される第２コモノマーカルボキシレートサブユニット、３種類以上のヒドロキシ官能基を有する化合物から誘導される第２コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである、請求項４に記載の光学偏光子。
【請求項６】 前記グリコールサブユニットが、７０〜１００ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、またはこれらを組み合わせたものの１種類以上から誘導される０〜３０ｍｏｌ％の第２コモノマーグリコールサブユニットとから誘導され、そして前記カルボキシレートサブユニットが、２０〜１００ｍｏｌ％のナフタレートサブユニットと、０〜８０ｍｏｌ％のテレフタレートサブユニット、イソフタレートサブユニットまたはこれらの混合物と、フタル酸、ｔ−ブチルイソフタル酸、これらの酸の低級アルキルエステル、またはこれらを組み合わせたものから誘導される０〜３０ｍｏｌ％の第２コモノマーカルボキシレートサブユニットとからなり、 前記第２コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第２コモノマーカルボキシレートサブユニット、第２コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである、請求項４に記載の光学偏光子。
【請求項７】 前記第２コポリエステルが、８５〜９９．９９ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと０．０１〜５ｍｏｌ％の分岐モノマー分子とから誘導されるグリコールサブユニットと、５〜９５ｍｏｌ％のシクロヘキサンジカルボン酸またはその低級アルキルエステルと５〜９５ｍｏｌ％のｔ−ブチルイソフタル酸またはその低級アルキルエステルとから誘導されるカルボキシレートサブユニットとを含む、請求項４に記載の光学偏光子。
【請求項８】 前記第１カルボキシレートサブユニットと前記第２カルボキシレートサブユニットは同じものである、請求項４に記載の光学偏光子。
【請求項９】 前記多層反射性偏光子が形成された後に、前記第１コポリエステルが６３２．８ｎｍにおいて０．１以上の面内複屈折を有する、請求項１に記載の光学偏光子。
【請求項１０】 前記第１カルボキシレートサブユニットが、ナフタレートサブユニットまたはテレフタレートサブユニットである、請求項１に記載の光学偏光子。
【請求項１１】 １層以上の非光学層をさらに含む、請求項１に記載の光学偏光子。
【請求項１２】 光学偏光子の製造方法であって、 ７０〜１００ｍｏｌ％が第１カルボキシレートサブユニットであり、０〜３０ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニットであるカルボキシレートサブユニットと、７０〜１００ｍｏｌ％が第１グリコールサブユニットであり、０〜３０ｍｏｌ％が第１コモノマーグリコールサブユニットであるグリコールサブユニットとを含有し、かつ第１コポリエステルの該カルボキシレートサブユニットと該グリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである半晶質で複屈折性である該第１コポリエステルを含む複数の第１光学層と、反射性偏光子フィルムが形成された後の６３２．８ｎｍにおける面内複屈折が約０．０４以下である第２ポリマーを含む複数の第２光学層とを含む反射性偏光子を形成する工程と、 ポリビニルアルコールと二色染色材料とを含む二色性偏光子を該反射性偏光子の上に形成する工程と、 該二色性偏光子を実質的に亀裂させずに、約１６０℃以下の温度で該二色性偏光子と該反射性偏光子とを延伸して配向させる工程と、を含む光学偏光子の製造方法。
【請求項１】 二色性偏光子と、該二色性偏光子と同じ光路に位置する反射性偏光子とを含む光学偏光子であって、該反射性偏光子が、 ７０〜１００ｍｏｌ％が第１カルボキシレートサブユニットであり、０〜３０ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニットであるカルボキシレートサブユニットと、７０〜１００ｍｏｌ％が第１グリコールサブユニットであり、０〜３０ｍｏｌ％が第１コモノマーグリコールサブユニットであるグリコールサブユニットとを有し、かつ第１コポリエステルの該カルボキシレートサブユニットと該グリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである半晶質で複屈折性である該第１コポリエステルを含む複数の第１光学層と、 該反射性偏光子が形成された後の６３２．８ｎｍにおける面内複屈折が約０．０４以下である第２ポリマーを含む複数の第２光学層と、を含むことを特徴とする光学偏光子。
【請求項２】 前記第１コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の少なくとも２．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである、請求項１に記載の光学偏光子。
【請求項３】 前記第２ポリマーが第２コポリエステルを含む、請求項１に記載の光学偏光子。
【請求項４】 前記第２コポリエステルが、２０〜１００ｍｏｌ％が第２カルボキシレートサブユニットであり、０〜８０ｍｏｌ％が第２コモノマーカルボキシレートサブユニットであるカルボキシレートサブユニットと、４０〜１００ｍｏｌ％が第２グリコールサブユニットであり、０〜６０ｍｏｌ％が第２コモノマーグリコールサブユニットであるグリコールサブユニットとを含み、該第２コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の１０ｍｏｌ％以上が第２コモノマーカルボキシレートサブユニット、第２コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである、請求項３に記載の光学偏光子。
【請求項５】 前記第２コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の０．０１〜２．５ｍｏｌ％が、３種類以上のカルボキシレート官能基またはエステル官能基を有する化合物から誘導される第２コモノマーカルボキシレートサブユニット、３種類以上のヒドロキシ官能基を有する化合物から誘導される第２コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである、請求項４に記載の光学偏光子。
【請求項６】 前記グリコールサブユニットが、７０〜１００ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ネオペンチルグリコール、またはこれらを組み合わせたものの１種類以上から誘導される０〜３０ｍｏｌ％の第２コモノマーグリコールサブユニットとから誘導され、そして前記カルボキシレートサブユニットが、２０〜１００ｍｏｌ％のナフタレートサブユニットと、０〜８０ｍｏｌ％のテレフタレートサブユニット、イソフタレートサブユニットまたはこれらの混合物と、フタル酸、ｔ−ブチルイソフタル酸、これらの酸の低級アルキルエステル、またはこれらを組み合わせたものから誘導される０〜３０ｍｏｌ％の第２コモノマーカルボキシレートサブユニットとからなり、 前記第２コポリエステルのカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第２コモノマーカルボキシレートサブユニット、第２コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである、請求項４に記載の光学偏光子。
【請求項７】 前記第２コポリエステルが、８５〜９９．９９ｍｏｌ％のＣ２〜Ｃ４ジオールと０．０１〜５ｍｏｌ％の分岐モノマー分子とから誘導されるグリコールサブユニットと、５〜９５ｍｏｌ％のシクロヘキサンジカルボン酸またはその低級アルキルエステルと５〜９５ｍｏｌ％のｔ−ブチルイソフタル酸またはその低級アルキルエステルとから誘導されるカルボキシレートサブユニットとを含む、請求項４に記載の光学偏光子。
【請求項８】 前記第１カルボキシレートサブユニットと前記第２カルボキシレートサブユニットは同じものである、請求項４に記載の光学偏光子。
【請求項９】 前記多層反射性偏光子が形成された後に、前記第１コポリエステルが６３２．８ｎｍにおいて０．１以上の面内複屈折を有する、請求項１に記載の光学偏光子。
【請求項１０】 前記第１カルボキシレートサブユニットが、ナフタレートサブユニットまたはテレフタレートサブユニットである、請求項１に記載の光学偏光子。
【請求項１１】 １層以上の非光学層をさらに含む、請求項１に記載の光学偏光子。
【請求項１２】 光学偏光子の製造方法であって、 ７０〜１００ｍｏｌ％が第１カルボキシレートサブユニットであり、０〜３０ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニットであるカルボキシレートサブユニットと、７０〜１００ｍｏｌ％が第１グリコールサブユニットであり、０〜３０ｍｏｌ％が第１コモノマーグリコールサブユニットであるグリコールサブユニットとを含有し、かつ第１コポリエステルの該カルボキシレートサブユニットと該グリコールサブユニットの合計の少なくとも０．５ｍｏｌ％が第１コモノマーカルボキシレートサブユニット、第１コモノマーグリコールサブユニット、またはそれらを組み合わせたものである半晶質で複屈折性である該第１コポリエステルを含む複数の第１光学層と、反射性偏光子フィルムが形成された後の６３２．８ｎｍにおける面内複屈折が約０．０４以下である第２ポリマーを含む複数の第２光学層とを含む反射性偏光子を形成する工程と、 ポリビニルアルコールと二色染色材料とを含む二色性偏光子を該反射性偏光子の上に形成する工程と、 該二色性偏光子を実質的に亀裂させずに、約１６０℃以下の温度で該二色性偏光子と該反射性偏光子とを延伸して配向させる工程と、を含む光学偏光子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２００２−５０９２８２（Ｐ２００２−５０９２８２Ａ）
【公表日】平成１４年３月２６日（２００２．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−５４０４６７（Ｐ２０００−５４０４６７）
【出願日】平成１１年１月８日（１９９９．１．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ９９／００４５８
【国際公開番号】ＷＯ９９／３６８１３
【国際公開日】平成１１年７月２２日（１９９９．７．２２）
【出願人】
【氏名又は名称】ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１４年３月２６日（２００２．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年１月８日（１９９９．１．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ９９／００４５８
【国際公開番号】ＷＯ９９／３６８１３
【国際公開日】平成１１年７月２２日（１９９９．７．２２）
【出願人】
【氏名又は名称】ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー
【Ｆターム（参考）】
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