高分子光学フィルムの製造方法
光学フィルムの作製方法は、第１の方向にポリオレフィンフィルムを延伸するステップと、第１の方向と異なる第２の方向にポリオレフィンフィルムを延伸して二軸延伸ポリオレフィンフィルムを形成するステップと、を含む。第２の方向にポリオレフィンフィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、第１の方向にポリオレフィンフィルムを延伸するステップと同時に行われる。二軸延伸ポリオレフィンフィルムは、長さと幅を有し、そして少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性を有する。二軸延伸ポリオレフィンフィルムは、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ツイステッドネマティック（ＴＮ）液晶ディスプレイ、シングルドメイン垂直配向（ＶＡ）液晶ディスプレイ、光学補償複屈折（ＯＣＢ）液晶ディスプレイなどのような液晶ディスプレイは、本質的に狭く不均一な目視角特性を有する。そのような目視角特性により、少なくとも部分的にディスプレイの光学的性能を記述することができる。コントラスト、カラー、およびグレースケールの強度プロファイルのような特性は、非補償ディスプレイでは異なる目視角に対して実質的に変化しうる。目視者が水平方向、垂直方向、またはその両方に位置を変化させたときおよび目視者がさまざまな水平方向位置および垂直方向位置にいるとき、所望の一連の特性が提供されるように、非補償ディスプレイが呈するこれらの特性を変更したいという要望が存在する。たとえば、いくつかの用途では、ある範囲の水平方向位置または垂直方向位置にわたり目視特性がより均一になるようにしたいという要望が存在しうる。
【０００２】
重要な目視角範囲は、液晶ディスプレイの用途に依存しうる。たとえば、いくつかの用途では、広範囲の水平方向位置が望まれうるが、比較的狭い範囲の垂直方向位置で十分なこともある。他の用途では、狭範囲の水平角もしくは垂直角（またはその両方）から目視することが望ましいこともある。したがって、不均一な目視角特性に対する所望の光学補償は、目視位置の所望の範囲に依存しうる。
【０００３】
目視角特性の１つは、液晶ディスプレイの明状態と暗状態との間のコントラスト比である。コントラスト比は、さまざまな因子の影響を受ける可能性がある。
【０００４】
他の目視角特性は、目視角の変化に伴うディスプレイのカラーシフトである。カラーシフトとは、ディスプレイからの光の色座標（たとえば、ＣＩＥ１９３１標準に基づく色座標）が目視角の変化に伴って変化することを意味する。カラーシフトは、スクリーンを含む平面に垂直な角度のときの色度座標と任意の垂直でない目視角または一連の目視角のときの色度座標との差（たとえば、ΔｘまたはΔｙ）をとることにより、測定することができる。許容カラーシフトの定義は、用途により決められるが、ΔｘまたはΔｙの絶対値がある規定値を超えた場合（たとえば、０．０５または０．１０を超えた場合）として規定することができる。たとえば、所望の一連の目視角に対してカラーシフトが許容しうるかを決定することができる。カラーシフトは任意のピクセルまたは一連のピクセルに印加される電圧に依存しうるので、カラーシフトは理想的には１つ以上のピクセル駆動電圧で測定される。
【０００５】
観測可能なさらに他の目視角特性は、グレースケール変化の実質的不均一挙動さらにはグレースケール反転の発生である。液晶層の角度依存透過率が層に印加された電圧に単調に従わない場合、不均一挙動を生じる。任意の２つの隣接したグレイレベルの強度比が１の値に近づいたときに、グレースケール反転を生じ、その際、グレイレベルが区別できなくなるかまたは反転することさえも起こる。典型的には、グレースケール反転は、ある目視角でのみ生じる。
【０００６】
これらの問題に対処するために補償子が提案されている。１つの構想には、ディスコティック分子で作製される補償子フィルムが含まれる。現用のディスコティック補償子の欠点の１つは、比較的大きいカラーシフトが一般に発生することである。他の構想には、特定の組合せの複屈折層が含まれる。改善された目視角特性または所望の目視角特性を提供する新しい補償子構造体が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的には、本発明は、ディスプレイ（たとえば液晶ディスプレイ）用の光学補償子さらには光学補償子を含有するディスプレイおよび他のデバイスなどをはじめとするさまざまな用途に有用である高分子光学フィルムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態では、光学フィルムの作製方法は、第１の方向にポリオレフィンフィルムを延伸するステップと、第１の方向と異なる第２の方向にポリオレフィンフィルムを延伸して二軸延伸ポリオレフィンフィルムを形成するステップと、を含む。第２の方向にポリオレフィンフィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、第１の方向にポリオレフィンフィルムを延伸するステップと同時に行われる。二軸延伸ポリオレフィンフィルムは、長さと幅を有し、そして少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性を有する。二軸延伸ポリオレフィンフィルムは、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンス（ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ）は５０ｎｍ以上である。
【０００９】
さらなる実施形態では、光学フィルムの作製方法は、第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと、第１の方向と異なる第２の方向に高分子フィルムを延伸して二軸延伸高分子フィルムを形成するステップと、を含む。第２の方向に高分子フィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと同時に行われる。二軸延伸高分子フィルムは、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性である。二軸延伸高分子フィルムは、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率（ここで、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である）ならびに少なくとも０．６５メートルの長さおよび幅を有し、そして面内および面外リターダンスは長さおよび幅を横切って実質的に均一である。
【００１０】
他の実施形態では、光学フィルムの作製方法は、第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと、第１の方向と異なる第２の方向に高分子フィルムを延伸して二軸延伸高分子フィルムを形成するステップと、を含む。第２の方向に高分子フィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと同時に行われる。二軸延伸高分子フィルムは、長さと幅を有し、そして少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性である。二軸延伸高分子フィルムは、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率（ここで、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である）ならびに５ミクロン〜２００ミクロンの厚さを有する。
【００１１】
上記の発明の概要は、本発明のそれぞれの開示された実施形態またはすべての実施態様について記載することを意図したものではない。以下に記載の図面、詳細な説明、および実施例により、これらの実施形態についてより具体的に説明する。
【００１２】
本発明に係る種々の実施形態に関する以下の詳細な説明を添付の図面に関連させて検討すれば、本発明についてより完全な理解が得られるであろう。
【００１３】
本発明は種々の変更形態および代替形態に適用しうるが、図面ではそれらの特定例を例示的に示した。これらの特定例について詳細に説明する。しかしながら、当然のことではあるが、本発明を記載の特定の実施形態に限定しようとするものではない。そうではなく、本発明の精神および範囲に含まれる変更形態、等価形態、および代替形態はすべて、本発明に包含されるものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る光学フィルムの作製方法は、ディスプレイ（たとえば液晶ディスプレイ）用の光学補償子などをはじめとする高分子光学フィルムさらには光学補償子を含有するディスプレイおよび他のデバイスを必要とするさまざまな用途に適用可能であると考えられる。本発明はそのように限定されるものではないが、本発明の種々の態様の理解は、以下に提供されている実施例を検討することにより得られるであろう。
【００１５】
以下に定義されている用語に関して、特許請求の範囲または本明細書中の他のどこかに異なる定義が与えられていないかぎり、これらの定義が適用されるものとする。
【００１６】
「ｃプレート」とは、光学素子の選択された表面に実質的に垂直な主光軸（「異常軸」と呼ばれることも多い）を有する複屈折光学素子（たとえば、複屈折光学プレートまたは複屈折光学フィルムなど）を表す。主光軸は、複屈折光学素子が主光軸に垂直な方向に沿った実質的に均一な屈折率と異なる屈折率を有する軸に対応する。ｃプレートの一例としては、図１に示される軸系を用いて、ｎx＝ｎy≠ｎzが挙げられる。ここで、ｎx、ｎy、およびｎzは、それぞれ、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に沿った屈折率である。光学異方性は、Δｎzx＝ｎz−ｎxとして定義される。
【００１７】
「ｏプレート」とは、光学素子の表面に対して傾斜した主光軸を有する複屈折光学素子（たとえば、複屈折光学プレートまたは複屈折光学フィルム）を表す。
【００１８】
「ａプレート」とは、光学素子のｘ−ｙ平面内に主光軸を有する複屈折光学素子（たとえば、複屈折光学プレートまたは複屈折光学フィルム）を表す。正複屈折ａプレートは、たとえば、ポリビニルアルコールなどのようなポリマーの一軸延伸フィルムまたはネマティック正光学異方性ＬＣＰ材料の一軸アラインドフィルムを用いて作製することができる。負複屈折ａプレートは、ディスコティック化合物などを含む負光学異方性ネマティックＬＣＰ材料の一軸アラインドフィルムを用いて形成することができる。
【００１９】
「二軸リターダー」とは、３つのすべての軸に沿って異なる屈折率（すなわち、ｎx≠ｎy≠ｎz）を有する複屈折光学素子（たとえば、複屈折光学プレートまたは複屈折光学フィルム）を表す。二軸リターダーは、たとえば、プラスチックフィルムを二軸配向させることにより作製することができる。二軸リターダーの例は、米国特許第５，２４５，４５６号明細書（参照により本明細書に組み入れられるものとする）中で論じられている。好適なフィルムの例としては、日本国大阪の住友化学株式会社および日本国大阪の日東電工株式会社から入手可能なフィルムが挙げられる。面内リターデーションおよび面外リターデーションは、二軸リターダーを記述するために用いられるパラメーターである。面内リターデーションがゼロに近づくにつれて、二軸リターダー素子は、ｃプレートに類似した挙動を示すようになる。一般的には、本明細書中に定義されるような二軸リターダーは、５５０ｎｍの光に対して少なくとも３ｎｍの面内リターデーションを有する。より小さい面内リターデーションを有するリターダーは、ｃプレートであると考えられる。
【００２０】
「ポリマー」という用語は、ポリマー、コポリマー（たとえば、２種以上の異なるモノマーを用いて形成されるポリマー）、オリゴマー、およびそれらの組合せ、さらには、たとえば共押出または反応（エステル交換など）により混和性ブレンドの状態で形成されうるポリマー、オリゴマー、またはコポリマーを包含するものとする。ブロックコポリマーおよびランダムコポリマーは、いずれも、とくに明示されていないかぎり、包含される。
【００２１】
「偏光」という用語は、光線の電気ベクトルがランダムに方向を変えることなく一定方向に保持されるかまたは規則的に変化する平面偏光、円偏光、楕円偏光、または任意の他の非ランダム偏光の状態を意味する。平面偏光では、電気ベクトルは単一平面内に保持されるが、円偏光または楕円偏光では、光線の電気ベクトルは規則的に回転する。
【００２２】
「二軸延伸」という用語は、フィルムの平面内で第１の方向および第２の方向の２つの異なる方向にフィルムが延伸されたことを意味する。
【００２３】
「同時二軸延伸」という用語は、二方向のそれぞれでフィルムの延伸の少なくとも一部分が同時に行われることを意味する。
【００２４】
「配向する」、「伸長する」、および「延伸する」という用語は、本開示全体を通して同義的に用いられ、「配向された」、「伸長された」、および「延伸された」という用語、ならびに「配向すること」、「伸長すること」、および「延伸すること」という用語についても同様である。
【００２５】
「リターデーションまたはリターダンス」という用語は、光学素子の２つの直交方向屈折率の差×厚さを意味する。
【００２６】
「面内リターデーション」という用語は、光学素子の２つの直交方向面内屈折率の差と厚さとの積を意味する。
【００２７】
「面外リターデーション」という用語は、光学素子の厚さ方向（ｚ方向）に沿った屈折率−１つの面内屈折率の差と光学素子の厚さとの積を意味する。他の選択肢として、この用語は、光学素子の厚さ方向（ｚ方向）に沿った屈折率−面内屈折率の平均の差と光学素子の厚さとの積を意味する。
【００２８】
「実質的に非吸収性」という用語は、光学素子の透過レベルが少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して少なくとも８０パーセントの透過性であることを意味する。ただし、透過パーセントは、入射光（場合により入射偏光光）の強度で規格化される。
【００２９】
「実質的に非散乱性」という用語は、光学素子を透過する平行入射光または略平行入射光のレベルが３０度未満の円錐角の範囲内の少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して少なくとも８０パーセントの透過性であることを意味する。
【００３０】
「Ｊ−リターダー」という用語は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性であるフィルムまたはシートを意味する。ただし、３つの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターデーションは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターデーションは少なくとも５０ｎｍである。
【００３１】
数値はすべて、本明細書中では、明示されているかいないかにかかわらず「約」という用語で修飾されているものと仮定する。「約」という用語は、一般に、当業者により記載値と等価である（すなわち、同一の機能または結果を有する）と考えられる数の範囲を意味する。多くの場合、「約」という用語は、最も近い有効数字に丸められた数字を包含しうる。
【００３２】
重量百分率、重量パーセント、重量％などは、その物質の重量を組成の重量で割って１００を掛けた値として表される物質の濃度を意味する同義語である。
【００３３】
終点により数値範囲が記載されている場合、その範囲内に含まれるすべての数字が包含される（たとえば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を包含する）。
【００３４】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する場合、内容上明らかに異なる場合を除いて、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、複数形の指示対象を包含する。したがって、たとえば、「化合物」を含有する組成物が言及されている場合、２種以上の化合物の混合物が包含される。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する場合、「または」という用語は、内容上明らかに異なる場合を除いて、その意味に「および／または」を含めて一般に利用される。
【００３５】
図１は、光学素子を記述する際に使用される軸系を示している。一般的には、ディスプレイデバイスでは、ｘ軸およびｙ軸はディスプレイの幅および長さに対応し、ｚ軸は典型的にはディスプレイの厚さ方向に沿う。別段の記載がないかぎり、この条件を全体にわたって使用する。図１の軸系では、ｘ軸およびｙ軸は、光学素子１００の主要表面１０２に平行になるように定義され、正方形または長方形の表面の幅および長さの方向に対応しうる。ｚ軸は、その主要表面に垂直であり、典型的には、光学素子の厚さ方向に沿う。
【００３６】
さまざまな材料および方法を用いて、本発明に係る光学フィルム素子を作製することができる。たとえば、光学フィルムは、同時二軸延伸高分子フィルムの層を備えうる。この層は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性であり；さらにｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である。
【００３７】
二軸延伸が可能でありかつ本明細書に記載の光学的特性を有する任意の高分子材料を利用しうると考えられる。これらのポリマーを部分的に列挙すると、たとえば、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、フルオロポリマーなどが挙げられる。１種以上のポリマーを組み合わせて高分子光学フィルムを形成することができる。
【００３８】
ポリオレフィンとしては、たとえば、環状オレフィンポリマー（たとえば、ポリスチレン、ノルボルネンなど）；ポリプロピレン；ポリエチレン；ポリブチレン；ポリペンチレン；などが挙げられる。特定のポリブチレンはポリ（１−ブテン）である。特定のポリペンチレンはポリ（４−メチル−１−ペンテン）である。
【００３９】
ポリアクリレートとしては、たとえば、アクリレート、メタクリレートなどが挙げられる。特定のポリアクリレートの例としては、ポリ（メチルメタクリレート）およびポリ（ブチルメタクリレート）が挙げられる。
【００４０】
フルオロポリマーとしては、とくに、ポリ（ビニリデンフルオリド）が挙げられるが、これ限定されるものではない。
【００４１】
高分子光学フィルムの面内リターダンスは１００ｎｍ以下または０ｎｍ〜１００ｎｍでありうる。高分子光学フィルムの面内リターダンスは２０ｎｍ以下または０ｎｍ〜２０ｎｍでありうる。高分子光学フィルムの面内リターダンスは２０ｎｍ〜５０ｎｍでありうる。高分子光学フィルムの面内リターダンスは５０ｎｍ〜１００ｎｍでありうる。
【００４２】
高分子光学フィルムの面外リターダンスは５０ｎｍ以上１０００ｎｍまででありうる。高分子光学フィルムの面外リターダンスは７５ｎｍ以上または７５ｎｍ〜１０００ｎｍでありうる。高分子光学フィルムの面外リターダンスは１００ｎｍ以上または１００ｎｍ〜１０００ｎｍでありうる。高分子光学フィルムの面外リターダンスは１５０ｎｍ以上または１５０ｎｍ〜１０００ｎｍでありうる。
【００４３】
高分子光学フィルムは５マイクロメートル以上の厚さ（ｚ方向）を有しうる。高分子光学フィルムは５マイクロメートル〜２００マイクロメートルまたは５マイクロメートル〜１００マイクロメートルの厚さ（ｚ方向）を有しうる。高分子光学フィルムは７マイクロメートル〜７５マイクロメートルの厚さ（ｚ方向）を有しうる。高分子光学フィルムは１０マイクロメートル〜５０マイクロメートルの厚さ（ｚ方向）を有しうる。
【００４４】
高分子光学フィルムは少なくとも０．６５メートルの長さおよび幅を有しうる。高分子光学フィルムは少なくとも１．３メートルの長さおよび幅を有しうる。高分子光学フィルムは少なくとも１．５メートルの長さおよび幅を有しうる。面内および面外リターダンスは、高分子光学フィルムの長さおよび幅を横切って実質的に均一である。「リターダンスが高分子光学フィルムの長さおよび幅を横切って実質的に均一である」という表現は、リターダンス（面内および面外の両方）が二軸延伸ポリマーフィルムの層の幅および／または長さおよび幅に沿って４ｎｍ／ｃｍ未満または２ｎｍ／ｃｍ未満または１ｎｍ／ｃｍ未満変化することを意味する。均一性の定量的尺度の１つは、
【数１】
として定義される。式中、フィルムの幅ｗにわたって、
【数２】
は最大面内リターデーションであり、
【数３】
は最小面内リターデーションである。場合により、光学フィルムを形成するポリマーに任意の数の追加の添加剤を添加してもよい。添加剤を部分的に列挙すると、たとえば、安定化剤、プロセス助剤、結晶化調整剤、粘着付与剤、剛化剤、ナノ粒子などが挙げられる。
【００４５】
安定化剤としては、たとえば、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、帯電防止作用剤、ＵＶ吸収剤、および光安定化剤が挙げられる。プロセス助剤としては、たとえば、滑剤、押出助剤、ブロック化剤、および静電ピニング助剤が挙げられる。
【００４６】
結晶化調整剤としては、たとえば、透明化剤および核剤が挙げられる。結晶化調整剤は、二軸延伸高分子光学フィルムの「ヘイズ」の減少を促進する。結晶化調整剤は、「ヘイズ」を減少させるのに有効な任意の量、たとえば、１０ｐｐｍ〜５０００００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ〜４０００００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ〜３５００００ｐｐｍ、または２５０ｐｐｍ〜３０００００ｐｐｍのような量で存在させうる。
【００４７】
所望の目視角の範囲または立体円錐は、用途の正確な特質に応じて操作可能である。たとえば、いくつかの実施形態では、許容される目視の立体角は大きいことが望ましい。他の実施形態では、許容される目視の範囲を非補償ディスプレイで通常用いられるよりも狭い角度範囲に厳密に制御することが望ましい（たとえば、プライバシー保護のため）。
【００４８】
本発明に係る高分子光学フィルムは、現用の多くの光学体中に存在するセルローストリアセテート（ＴＡＣ）層と代替しうる。ＴＡＣは富士写真フィルム株式会社（日本国）から市販品として入手可能である。ＴＡＣフィルムは約４０マイクロメートルから１２０マイクロメートル超に及ぶ範囲の厚さで利用可能である。ＴＡＣは溶媒キャスティング法に作製され、略等方性の面内リターダンスを呈する。ＴＡＣは３０ｎｍ〜１２０ｎｍの面外リターダンスを呈する。
【００４９】
本発明に係る同時二軸延伸高分子光学フィルムを用いれば、ＴＡＣとは異なる広範囲の特性を提供しうる。たとえば、屈折率のばらつきの減少；本発明に係る高分子光学フィルムの任意の所与の厚さにおいてＴＡＣよりも高レベルの面外リターデーション；湿分バリヤーの耐性の改善；より低い製造コスト；環境にやさしい製造；実質的にｃプレートの光学特性から二軸リターダーの光学特性まで容易にカスタマイズする能力を提供しうる。本発明の高分子光学フィルムは、類似のさらにはより小さい負のｃプレートリターダンスを有するＴＡＣフィルムよりも薄くすることが可能であり、以下に記載の新規な一体化フィルムスタックの全厚さをより薄くすることができる。
【００５０】
高分子光学フィルムの新しい製造方法を開発した。これらの方法は、第１の方向にポリマーフィルムを延伸するステップと、第１の方向と異なる第２の方向にポリマーフィルムを延伸して二軸延伸高分子フィルムを形成するステップと、を含む。第２の方向の延伸の少なくとも一部分は、第１の方向の延伸と同時に行われる。この方法により、先に記載した特性および属性を有する高分子光学フィルムが形成される。
【００５１】
高分子フィルムを逐次的に二軸延伸してみたが、先に記載した特性および属性を有する理想的な高分子光学フィルムを得ることはできなかった。高分子光学フィルムを逐次的に二軸延伸すると（すなわち、第１の機械方向（ＭＤ）にフィルムを延伸してから第２の横方向（ＴＤ）にフィルムを延伸すると）、多くの場合、「ばらつきの大きい」光学特性および属性を有する高分子光学フィルムが得られる可能性がある。最終延伸方向が二軸延伸高分子光学フィルムの光学特性および属性により大きな影響を及ぼすことが観察された。しかしながら、この方法を最適化しようと試みたが、本発明の特性および属性を有する高分子光学フィルムを得ることはできなかった。
【００５２】
同時二軸延伸高分子光学フィルムは、同時二軸延伸高分子光学フィルムに特有の問題点に加えて、依然として逐次二軸延伸高分子光学フィルムが抱える問題点のいくつかを有する。高分子光学フィルムを同時二軸延伸した場合、「ばらつきの大きい」光学特性および属性を有する高分子光学フィルムが得られることはない。このほか、同時二軸延伸法を利用することにより、逐次二軸延伸法のときよりもフィルムの寸法安定性が改善され、厚さ変動が低減される。本明細書に記載の方法を用いれば、本発明に係る特性および属性を有する高分子光学フィルムが得られる。
【００５３】
図２は、本発明に係る方法を実施するためのテンター装置の上面概略図を示している。テンターは、米国特許第５，０５１，２２５号明細書に開示されているタイプのものであってよい。テンター装置１０は、駆動クリップ２２およびアイドラークリップ２４が運ばれる第１のサイドレール１２および第２のサイドレール１４を備える。駆動クリップ２２は「Ｘ」印の付されたボックスとして模式的に示され、一方、アイドラークリップ２４は白地のボックスとして模式的に示されている。所与のレール上の駆動クリップ対２２間に、１つ以上のアイドラークリップ２４が存在する。図示されるように、所与のレール上の各クリップ対２２間に２つのアイドラークリップ２４が存在していてもよい。１セットのクリップ２２、２４は、レールの端部の矢印により示された方向に第１のレール１２の周りで閉じたループを形成して移動する。同様に、他のセットのクリップ２２、２４は、レールの端部の矢印により示された方向に第２のレール１４の周りで閉じたループを形成して移動する。クリップ２２、２４は、フィルムの縁部を保持し、フィルムの中央に矢印により示された方向にフィルム２６を前進させる。レール１２、１４の端部で、クリップ２２および２４はフィルム２６を開放する。次に、クリップは、テンターのレールの外側に沿って入口に戻り、キャストウェブを掴持してテンターに通し前進させる（図を簡潔にするために、レールの外側で入口に戻るクリップは、図２から省かられている）。テンターから送出される延伸フィルム２６は、後続の加工または使用に供すように巻き取ってもよいし、またはさらなる加工に付してもよい。
【００５４】
ポリマーをシートの形態にキャストして延伸に好適なウェブを作製することにより、先に記載した光学フィルムを得ることができる。ポリマーは、安定な均一溶融体を生成するように温度調整される押出機バレルを備えた一軸スクリュー押出システム、二軸スクリュー押出システム、カスケード押出システム、または他の押出システムの供給ホッパーにポリマー樹脂を供給することにより、キャスト可能である。ポリマーをシートダイに通して回転冷却金属キャスティングホイール上に押し出すことができる。次に、本明細書に記載の方法に従ってウェブを二軸延伸する。押出ウェブを急冷し、再加熱し、そして第１および第２のレール１２、１４上のクリップ２２、２４に供給し、テンター装置１０に通して前進させることが可能である。オプションの加熱およびクリップ２２、２４による掴持は、任意の順序でまたは同時に行うことが可能である。
【００５５】
レール１２、１４は、３つの領域、前加熱領域１６；延伸領域１８；および延伸後処理領域２０を通過する。前加熱領域１６では、破壊せずに有意量の延伸が行えるように適切な温度範囲内にフィルムを加熱する。３つの機能領域１６、１８、および２０をさらにゾーンに分割することが可能である。たとえば、テンターの一実施形態では、前加熱領域１６は、ゾーンＺ１、Ｚ２、およびＺ３を備え、延伸領域１８は、ゾーンＺ４、Ｚ５、およびＺ６を備え、そして延伸後領域２０は、ゾーンＺ７、Ｚ８、およびＺ９を備えうる。当然のことながら、前加熱領域、延伸領域、および後処理領域は、それぞれ、示されているよりも少ないゾーンまたは多いゾーンを備えうる。さらに、延伸領域１８内において、ＴＤ（横方向）成分の延伸またはＭＤ（機械方向）成分の延伸を同一ゾーン内または異なるゾーン内で行うことが可能である。たとえば、ＭＤ方向およびＴＤ方向の延伸を、それぞれ、ゾーンＺ４、Ｚ５、およびＺ６のうちのいずれか１つ、２つ、または３つで行うことが可能である。さらに、一方の成分の延伸を行った後で他方の成分の延伸を行ってもよいし、または一方の成分の延伸を開始した後で他方の成分の延伸を開始してオーバーラップさせてもよい。さらにまた、いずれの成分の延伸についても、２工程以上の個別の工程で行うことも可能である。たとえば、Ｚ５ではＭＤ方向の延伸をまったく行わずに、Ｚ４およびＺ６でＭＤ方向の延伸を行うことが可能である。
【００５６】
また、ＭＤ方向および／またはＴＤ方向の延伸の一部分を前加熱領域または延伸後処理領域で行うことも可能である。たとえば、図示されている実施形態において、ゾーンＺ３で延伸を開始してもよい。ゾーンＺ７またはそれより先のゾーンまで延伸を継続させてもよい。ゾーンＺ３、Ｚ５、またはＺ６の後のゾーンのいずれにおいても、延伸の再開が可能である。
【００５７】
ＭＤ方向の延伸量はＴＤ方向の延伸量と異なっていてもよい。ＭＤ方向の延伸量は、ＴＤ方向の延伸量よりも１０％までまたは２５％までまたは５０％まで多くてもよい。ＴＤ方向の延伸量は、ＭＤ方向の延伸量よりも１０％までまたは２５％までまたは５０％まで多くてもよい。驚くべきことに、この「アンバランスな」延伸は、実質的に均一な面内リターダンスを有する光学フィルムを提供するのに役立つ。
【００５８】
フィルムを後処理領域２０に通して前進させることが可能である。この領域では、有意な延伸を行うことなくフィルム２６を所望の温度に保持することが可能である。この処理は、ヒートセットまたはアニールと呼ぶことができる。また、この処理は、寸法安定性のような最終フィルムの特性を改善するように行うことが可能である。さらに、後処理領域２０において、ＴＤ方向およびＭＤ方向の一方または両方で少量の緩和を行うことも可能である。緩和とは、本明細書中では、レールのＴＤ方向の収斂および／もしくは各レール上の駆動クリップのＭＤ方向の収斂、または単にフィルムに加わるＴＤ方向および／またはＭＤ方向の応力の減少を意味する。
【００５９】
フィルムの二軸延伸は、たとえば、限定されるものではないが、ポリマーまたは樹脂の組成、フィルムのキャスティングおよびクエンチングのパラメーター、延伸前にフィルムを前加熱する間の時間−温度履歴、使用される延伸温度、使用される延伸プロファイル、および延伸速度などの多くのプロセス条件に敏感である。本明細書に記載の教示の助けを得て、当業者であれば、これらのパラメーターのいずれかまたはすべてを調整して、所望の光学特性および特徴を備えたフィルムを得ることができよう。
【００６０】
二軸延伸光学フィルムの冷却は、延伸領域１８で延伸を開始する前または開始した後で開始することが可能である。冷却は「ゾーン」冷却であってもよい。「ゾーン」冷却とは、フィルムの縁部２８からフィルムの中央部３０を通る実質的に全幅すなわちウェブのＴＤ方向を冷却することを意味する。驚くべきことに、延伸ゾーンの直後でゾーン冷却を行うと、有効量で適用した場合、高分子光学フィルムの面内リターダンスの均一性が改善されることが判明した。冷却は、強制空気対流により提供しうる。
【００６１】
このほか、有効量のゾーン冷却を適用すると、面内リターデーションの横方向（ＴＤ）の変動が改善される。以下の実施例に示されるように、延伸ゾーンの直後でゾーン冷却を利用することにより、先に示したような面内リターデーションの横方向（ＴＤ）変動、すなわち、
【数４】
は、低減される。かなり広い幅（すなわち、０．６５メートルまたは１．３メートルまたは１．５メートル）で高分子光学フィルムを製造するという実用面を考慮した場合および規模の経済性および歩留りに関して得られる利点を考慮した場合、面内リターデーションの横方向（ＴＤ）の変動を能動制御する能力は有用である。以下の実施例には、本発明の高分子光学フィルムを得るためのさまざまなプロセスパラメーターが示されている。
【００６２】
多種多様な光学素子を用いて光学補償子を形成することができる。これらの光学素子の中には、ｏプレート、ｃプレート、ａプレート、二軸リターダー、ツイステッドｏプレート、ツイステッドａプレート、および他のリターダーが包含される。ｏプレート、ｃプレート、およびａプレートに関する情報は、イェー（Ｙｅｈ）ら、液晶ディスプレイの光学素子（Ｏｐｔｉｃｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ）、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ）、ニューヨーク（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）（１９９９年）、米国特許第５，５０４，６０３号明細書、同第５，５５７，４３４号明細書、同第５，６１２，８０１号明細書、同第５，６１９，３５２号明細書、同第５，６３８，１９７号明細書、同第５，９８６，７３３号明細書、および同第５，９８６，７３４号明細書、ならびにＰＣＴ特許出願公開国際公開第０１／２０３９３号パンフレットおよび国際公開第０１／２０３９４号パンフレット（いずれも参照により本明細書に組み入れられるものとする）の各明細書中に見いだすことができる。
【００６３】
以下に記載されているように光学素子を組み合わせて構成することにより、光学体または光学補償子スタックを形成する。先に記載した新規な高分子光学フィルム上に偏光子層またはコレステリック液晶材料を配設することにより、光学体または光学補償子スタックを形成することができる。
【００６４】
図３は、第１の液晶層３２０上に配設されたＪ−リターダー３１０を含む光学補償子スタック３００を示している。Ｊ−リターダー３１０は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性の同時二軸延伸高分子フィルムの層を含む。Ｊ−リターダー３１０は、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である。
【００６５】
第１の液晶層３２０は液晶材料を含む。第１の液晶層３２０は、ｏプレート、ａプレートなどでありうる。
【００６６】
図３は、光学補償子スタック３００がＪ−リターダー３１０上に配設された第２の液晶層３２５を含みうるかまたはＪ−リターダー３１０が第１の液晶層３２０と第２の液晶層３２５との間に配設されうることを示している。第２の液晶層３２５は、ｏプレート、ａプレートなどでありうる。光学補償子スタック３００は、第１の液晶層３２０上に配設された偏光子層３３０をさらに含みうるか、または第１の液晶層３２０は、偏光子層３３０とＪ−リターダー３１０との間に配設されうる。偏光子層３３０は、吸収偏光子であっても反射偏光子であってもよい。反射偏光子層３４０は、吸収偏光層３３０上に配設可能であるか、または吸収偏光層３３０は、反射偏光層３４０と第１の液晶層３２０との間に配設可能である。
【００６７】
図４は、偏光子層４３０上に配設されたＪ−リターダー４１０を含む光学補償子スタック４００を示している。Ｊ−リターダー４１０は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性の同時二軸延伸高分子フィルムの層を含む。Ｊ−リターダー４１０は、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である。
【００６８】
光学補償子スタック４００は、第１の偏光層４３０上に配設された第２の偏光子層４４０をさらに含みうるか、または第１の偏光層４３０は、第２の偏光層４４０とＪ−リターダー４１０との間に配設されうる。偏光子層４３０は、吸収偏光子であっても反射偏光子であってもよい。第１の偏光層４３０が吸収偏光子である場合、第２の偏光層４４０は反射偏光子層でありうる。
【００６９】
先に記載した光学補償スタック層にまたはその層間に追加層を付加することができる。追加の任意層としては、たとえば、アライメント層、ｏプレート、ａプレート、および／またはｃプレートなどが挙げられる。
【００７０】
従来の二色性偏光子をラミネートするときと同様な方法で、１つ以上の光学補償スタックをＬＣＤパネルの第１の主要面および第２の主要面にラミネートすることができる。以上に記載した光学補償スタックは、より広範にわたるリターダー（たとえば、二軸リターダーまたはｃプレート）を提供し、偏光子の厚さを劇的に増加させることなく光学補償スタックを作製するように複屈折を形成することができる。本明細書に記載の本発明の教示により、従来の偏光子よりも薄い偏光子を備えかつ追加の補償フィルムを含有しない光学補償スタックを作製することが可能性である。
【００７１】
以上に記載した光学体または光学補償子は、透過型（たとえば、背面照射型）、反射型、および透過反射型のディスプレイをはじめとするさまざまな光学ディスプレイおよび他の用途で使用することができる。たとえば、図５は、第１の液晶層５２０上に配設されたＪ−リターダー５１０を含む光学補償子スタック５０１上に配設された光変調子５５０を含む１つの例示的ディスプレイシステム５００の概略断面図を示している。Ｊ−リターダー５１０は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性の同時二軸延伸高分子フィルムの層を含む。Ｊ−リターダー５１０は、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である。第１の液晶層５２０は液晶材料を含む。第１の液晶層５２０は、ｏプレート、ａプレートなどでありうる。
【００７２】
光学補償子スタック５０１は、Ｊ−リターダー５１０上に配設された第２の液晶層５２５を含みうるか、またはＪ−リターダー５１０は、第２の液晶層５２５と第１の液晶層５２０との間に配設されうる。第２の液晶層５２５は、ｏプレート、ａプレートなどでありうる。光学補償子スタック５０１は、第１の液晶層５２０上に配設された偏光子層５３０をさらに含みうるか、または第１の液晶層５２０は、偏光子層５３０とＪ−リターダー５１０との間に配設されうる。偏光子層５３０は、吸収偏光子であっても反射偏光子であってもよい。反射偏光子層５４０は、偏光層５３０上に配設可能であるか、または偏光層５３０は、反射偏光層５４０と第１の液晶層５２０との間に配設可能である。
【００７３】
図６は、偏光子層６３０上に配設されたＪ−リターダー６１０を含む光学補償子スタック６０１上に配設された光変調子６５０を含む１つの例示的ディスプレイシステム６００の概略断面図を示している。Ｊ−リターダー６１０は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性の同時二軸延伸高分子フィルムの層を含む。Ｊ−リターダー６１０は、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である。
【００７４】
光学補償子スタック６０１は、第１の偏光層６３０上に配設された第２の偏光子層６４０をさらに含みうる、または第１の偏光層６３０は、第２の偏光子層６４０とＪ−リターダー６１０との間に配設されうる。反射偏光子層６４０は、偏光層６３０上に配設可能であるか、または第１の偏光層６３０は、第２の偏光層６４０とＪ−リターダー６１０との間に配設可能である。偏光子層６３０は、吸収偏光子であっても反射偏光子であってもよい。第１の偏光層６３０が吸収偏光子である場合、第２の偏光層６４０は反射偏光子層でありうる。
【００７５】
ディスプレイシステム５００、６００を目視するために使用される光を供給する光変調子５５０、６５０は、たとえば、光源および光導波路を含むが、他の照明システムを使用することもできる。図５および図６に示された光変調子５５０、６５０は略長方形の断面を有するが、任意の好適な形状を有する光導波路を光変調子５５０、６５０に使用することができる。たとえば、光導波路は、楔形導波路、チャネル形導波路、擬似楔形導波路などであってよい。主要な要件は、光導波路が光源からの光を受け取ってその光を放出できるということである。その結果、光導波路（ｌｉｇｈｔ）は、所望の機能を達成するために、バックリフレクター（たとえば、オプションのリフレクター）、抽出機構、および他の素子を含みうる。
【００７６】
表面反射を最小限に抑えるために、フロン（登録商標）ト表面の洗浄ができるように、引掻傷を防止するために、さらにはいくつかの他の特性が容易に得られるように、異なる層または材料の組合せを光学補償スタック５０１、６０１上に配設することができる。追加のフィルムにはタッチ素子も包含されうる。
【００７７】
得られるディスプレイの明るさを改善するために、いくつかの異なるタイプのフィルムをディスプレイの背面にまたはバックライトキャビティー中に付加することも可能である。これらのフィルムには、ディフューザー、保護シールド、ＥＭＩシールド、反射防止フィルム、プリズム構造化フィルム（３Ｍにより販売されているＢＥＦ）、または反射偏光子（３Ｍにより販売されているＤＢＥＦまたは日東電工により販売されているニポックス（Ｎｉｐｏｃｓ））が包含されうる。反射偏光子がニポックス（Ｎｉｐｏｃｓ）のように円偏光光を透過および反射することにより動作する場合、１／４波長板などのような追加のリターダーフィルムが必要である。
【００７８】
図５および図６は、光変調子上に配設された１つの光学補償スタックを示しているが、先に述べたように、従来の二色性偏光子をラミネートするときと同様な方法で、２つの光学補償スタックをＬＣＤパネルの第１の主要面および第２の主要面にラミネートすることができる。したがって、先に記載したような類似のまたは異なる光学補償スタック間にＬＣＤパネルを配設することが可能である。
【００７９】
光学フィルムの表面処理を行うとＬＣＤに通常使用される他の光学フィルムへのこれらのフィルムの接着性が改善されることが判明した。表面処理としては、たとえば、コロナ処理、火炎処理、またはプラズマ処理が挙げられる。これらの表面処理に使用したガスには、酸素、窒素、希ガス（たとえば、アルゴンおよびヘリウム）、塩素、アンモニア、メタン、プロパン、およびブタンが含まれていた。光学フィルムの接着性を向上させるために、コーティング（たとえば、塩素化ポリオレフィン（すなわちＰＶＤＣ））、化学エッチング、および加水分解処理を使用することもできる。
【００８０】
液晶ディスプレイでは、ディスプレイを構成する層のスタック中でさまざまな光学フィルムが利用される。ディスプレイに使用される光学フィルムの特質およびこれらのフィルムの表面処理がいかに性能および取扱いを改善するかについての説明に役立つように、２つの例を提供する。
【００８１】
第１の例では、偏光子は配向ＰＶＡフィルムを含む。このフィルムは、少なくともいくつかの実施形態では、光を効果的に偏光させるのに必要な二色性が得られるようにヨウ素で染色される。配向され染色されたＰＶＡは、２つのバリヤーフィルム間にそれを封入することにより環境から保護される。これらのバリヤーフィルムは、多くの場合、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）であり、配向され染色されたＰＶＡの２つの主要面にＴＡＣフィルムを接着させるために使用される材料は、水とＰＶＡを含む溶液であり、場合により、メタノールを含有する。ＴＡＣフィルムは水溶液で湿潤されないので、典型的には、ラミネーションプロセス前に苛性アルカリ溶液でＴＡＣフィルムを処理して表面を加水分解させる。
【００８２】
他の例では、液晶ディスプレイの目視角特性を改善するのに有用な補償フィルム（日本国の富士写真から入手可能なＷＶＦ（登録商標）など）は、基材、アライメント層、ＬＣＰ層、偏光子（場合により封入層を有する）、オプションのプライマーコーティング、および接着剤などのいくつかの異なる層を含む。ＴＡＣフィルムは、多くの場合、配向され染色されたＰＶＡの封入層としてもアライメント層の基材としても使用される。適切なレベルの接着性を提供すべく、多くの場合、先に記載したのと類似の方法でＴＡＣフィルムを加水分解させる。接着破壊を生じたとしても、接着剤：ガラス境界面でも破壊を生じるようにして、場合により行われる再加工プロセス時に高価で時間のかかるフィルム除去が回避されるように、特定レベルの接着性が必要とされる。
【００８３】
本発明では、複雑で費用のかかるおそれのあるプライマーコーティングまたは加水分解処理を行うことなく本明細書に記載の光学フィルムの接着性が改善されることを書面で実証する。一連の光学フィルムに対するさまざまな表面処理により該フィルムの接着性が改善されることが判明した。新規な表面処理としては、たとえば、コロナ処理、火炎処理、またはプラズマ処理が挙げられる。これらの表面処理に使用したガスには、酸素、窒素、希ガス（たとえば、アルゴンおよびヘリウム）、塩素、アンモニア、メタン、プロパン、およびブタンが含まれていた。
【００８４】
本明細書に記載されている高分子光学フィルムは、液晶ディスプレイの機能を強化したりまたは液晶ディスプレイに他の特性を付与したりするさまざまな他の素子およびフィルムと共に使用することができる。そのような素子およびフィルムとしては、たとえば、輝度増強フィルム、リターデーションプレート（１／４波長板や１／４波長フィルムなど）、多層または連続相／分散相反射偏光子、金属化バックリフレクター、プリズムバックリフレクター、拡散反射バックリフレクター、多層誘電体バックリフレクター、およびホログラフィックバックリフレクターが挙げられる。
【実施例】
【００８５】
実施例Ａ
この実施例では、等しい二軸配向を有する同時二軸配向ポリプロピレンフィルムの作製方法について具体的に説明する。
【００８６】
従来の溶融押出装置およびキャスティング装置を用いて、ホモポリマーのポリプロピレン（テキサス州デアーパークのアトフィナ（Ａｔｏｆｉｎａ，Ｄｅｅｒ Ｐａｒｋ，ＴＸ）から市販品として入手可能であるフィナ３３７６（Ｆｉｎａ ３３７６））を溶融押出しキャストした。２２５０マイクロメートルの厚さにフィルムをキャストした。ファン速度を８０％に設定して摂氏１７８度でフィルムを前加熱した。摂氏１６０度の温度でＭＤ方向に７．０倍およびＴＤ方向に７．０倍に同時配向させた。配向後、フィルムを摂氏１３５度の温度に冷却させた。最終フィルム厚さは、２５マイクロメートルであった。
【００８７】
パーキン・エルマー・ラムダ９００分光光度計（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ ９００ ｓｐｅｃｔｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）を用いて直交偏光子間の透過率を測定したところ、透過率の読みは０．０１５％であった。次に、透過率が最小になるまでフィルムの部片を回転させて、フィルムの部片を検光子に並置した。所定の位置にあるサンプルの最小透過率は、０．１５％であった。これ以降では、直交偏光子間にサンプルフィルムを入れたときの最小透過率を偏光解消と記す。次に、偏光子の透過軸を検光子の透過軸に平行にアライメントした状態で偏光子を９０度回転させた。平行偏光子の強度と直交偏光子の強度との比（これ以降では、コントラスト比（ＣＲ）と称する）は、５００：１であった。
【００８８】
摂氏８５度のオーブン中でフィルムを１０００時間懸垂させることにより、ＭＤ方向およびＴＤ方向の両方の収縮率値を測定した。実施例Ａの結果は、ＭＤ方向で３％、ＴＤ方向で１％であった。
【００８９】
１ポンド／線インチ（１８０ｇｍ／線ｃｍ）の負荷をかけて摂氏１００度で１分間にわたり、ＴＤ方向およびＭＤ方向の両方の耐クリープ性を測定した。ＭＤ方向およびＴＤ方向のクリープはいずれも、３．６％であった。
【００９０】
ナショナル・インストラメンツＲＰＡ２０００（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＲＰＡ２０００）を用いて面内リターダンスを測定した。面内リターダンス（Δin）は、２０ｎｍであった。メトリコン・モデル２０１０プリズム・カプラー（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ Ｍｏｄｅｌ ２０１０ Ｐｒｉｓｉｍ Ｃｏｕｐｌｅｒ）を用いて面内屈折率および面外屈折率を測定した。面外リターダンス（Δout）は、厚さと、厚さ方向（ｚ方向）の平均屈折率とフィルムの平面内の平均屈折率との差と、の積である。実施例Ａは、２６５ｎｍの｜Δout｜を有していた。
【００９１】
実施例１
実施例１では、不均等な二軸配向を有しかつ改善された熱安定性および低減されたΔinを示すアンバランスな同時二軸配向ポリプロピレンフィルムの作製方法について具体的に説明する。
【００９２】
キャストウェブが１０００マイクロメートルの厚さであったこと以外は実施例Ａに記載したのと類似した方法で、フィルムを作製した。最終フィルム厚さは、１５マイクロメートルであった。ＭＤ方向およびＴＤ方向の延伸比と共にテンターの種々の領域内の温度を以下の表１に列挙する。
【００９３】
【表１】
【００９４】
他の特性を表２に示す。
【００９５】
【表２】
【００９６】
｜Δin｜および｜Δout｜は、ＴＤ方向に沿ってウェブの少なくとも１５０ｃｍにわたり平均したものである。
【００９７】
実施例２および３
表１に列挙されているプロセス条件以外は実施例１と類似した方法で、実施例２および３を作製した。両実施例の最終フィルム厚さは、１６マイクロメートルであった。
【００９８】
実施例２および３では、テンター温度が
【数５】
および偏光解消に影響を及ぼすことが実証される。実施例２および３はまた、より大きい面外リターダンスおよび著しく低い面内リターダンスを呈する。
【００９９】
実施例４
実施例４では、透明化剤を添加する効果について具体的に説明する。透明化剤または核剤を含有する樹脂（アトフィナ３２８９ＭＺ（Ａｔｏｆｉｎａ ３２８９ＭＺ））を２５％の濃度で添加したこと以外は実施例３と類似した方法で、この実施例を作製した。実施例４で得られた透明化剤または核剤の濃度は、１０００ｐｐｍであった。
【０１００】
透明化剤の添加により、偏光解消は、実施例３ときの０．０５％から０．０３％に減少した。
【０１０１】
実施例５
実施例５では、テンターの前加熱領域内の温度低下の効果について具体的に説明する。ファン速度を５５％に減少させて前加熱温度を低下させたこと以外は実施例３と類似した方法で、この実施例を作製した。実施例５では、偏光解消は実施例３のときの０．０５％から０．０３％に減少した。
【０１０２】
実施例６
実施例６では、耐クリープ性を改善する手段について具体的に説明する。冷却およびアニーリングの温度をわずかに低下させたことおよび配向がアンバランスであったこと以外は実施例１と類似した方法で、この実施例を作製した。追加のプロセスステップを実施例６に付加することにより、延伸後ゾーンでフィルムをＭＤ方向にさらに５％配向させた。実施例６では、ＭＤ方向の耐クリープ性は、実施例Ａを基準にして５０％の減少を呈した。
【０１０３】
実施例７
実施例７〜１６では、光学フィルムの表面処理により光学フィルムの接着性が改善されることについて説明する。表面処理としては、たとえば、コロナ処理、火炎処理、および／またはプラズマ処理が挙げられる。これらの表面処理に使用されるガスとしては、酸素、窒素、希ガス、塩素、アンモニア、メタン、プロパン、およびブタンが挙げられる。コーティング、化学エッチング、および加水分解処理を用いて、光学フィルムの接着性を向上させることも可能である。
【０１０４】
実施例７は、実施例３と類似した方法で作製された１６マイクロメートルポリプロピレンフィルムであり、以下のようなさまざまなガス表面化学過程、
（ａ）約２５％の相対湿度（ＲＨ）で０．１５Ｊ／ｃｍ2の空気コロナ；
（ｂ）リボンバーナーに支持された層流予備混合天然ガス：空気火炎を０．９５の当量比（１０．１：１の空気：燃料比）、５３００Ｂｔｕ／ｈｒ・インチ（６１１Ｗ／ｃｍ）の火炎パワー、および１０ｍｍのバーナー／フィルムギャップで用いる火炎処理；
（ｃ）１．０Ｊ／ｃｍ2のＮ2コロナ（ここで、実施例の全体にわたり窒素コロナ処理はすべて、１０ｐｐｍ未満のコロナ中酸素濃度を有する）；
（ｄ）対照（無処理）；
を用いて処理されたものである。
【０１０５】
実施例８
実施例８では、代替的表面処理化学過程を用いるフィルムについて説明する。実施例７と類似した方法で、１６マイクロメートルフィルムを異なる化学過程により処理した。実施例８（ａ）および８（ｂ）は、ミルウォーキーのエネルコン・インダストリーズ（Ｅｎｅｒｃｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ｏｆ Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ）により開発されたＰｌａｓｍａ３ブランドハードウェアを用いて行われた大気圧プラズマ処理として記述される。実施例８（ｃ）では、異なる化学過程による標準的コロナタイプ処理を使用する。
（ａ）０．５Ｊ／ｃｍ2の８８％／１２％Ｈｅ／Ｎ2、
（ｂ）１．０Ｊ／ｃｍ2の８８％／１２％Ｈｅ／Ｎ2、
（ｃ）２．６Ｊ／ｃｍ2の９９％／１％Ｎ2／ＮＨ3。
【０１０６】
実施例９
実施例９では、ＬＣＰコーティングを有する表面処理されたフィルムについて説明する。溶媒としてＭＥＫを用いてスターアライン２１１０（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ ２１１０）（スイス国バーゼルのバンティコ・アーゲー（Ｖａｎｔｉｃｏ ＡＧ，Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から入手可能）を実施例のフィルム７ａ、７ｂ、７ｃ、および７ｄにコーティングすることにより、実施例９ａ、９ｂ、９ｃ、および９ｄを形成した。乾燥スターアライン（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ）層の厚さは、５０ｎｍであった。次に、オプトアライン（ＯｐｔｏＡｌｉｇｎ）（デラウェア州ニューアークのエルシコン・インコーポレーテッド（Ｅｌｓｉｃｏｎ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗａｒｋ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能）を用いて４５度の入射角で１５ｍＪ／ｃｍ2の照射量を提供するようにスターアライン（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ）材料に偏光ＵＶ光を照射した。
【０１０７】
次に、レザーを用いてスターアライン（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ）コーティングしたフィルムに切込みを入れてから接着テープとラミネートし、その後、接着テープを除去した。ＡＳＴＭ Ｄ３３５９に準拠して接着テープ試験を行った。ポリプロピレンフィルムへのスターアライン（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ）コーティングの接着不良が存在するのであれば、テープによりアライメント材料は除去される。続いてコーティングされた液晶ポリマー層は、ランダムなアライメントを呈するであろう。
【０１０８】
次に、パリオカラーＬＣ２４２（Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ ＬＣ２４２）（これ以降では単にＬＣＰと記す。独国ルートヴィヒスハーフェンのバスフ・アーゲー（ＢＡＳＦ ＡＧ，Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能）と１．２６重量パーセントのダロキュア１１７３（Ｄａｒｏｃｕｒ １１７３）（スイス国バーゼルのチバ（Ｃｉｂａ，Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から入手可能）とを有するＭＥＫ中の固形分１８重量パーセントの混合物をサンプルにコーティングした。次に、摂氏８０度でコーティングを乾燥させ、そして嫌気的雰囲気中で１００パーセントのパワーでＵＶランプを用いてキュアさせた。
【０１０９】
コーティングしたサンプルを直交偏光子下で目視し、とくに、接着テープ試験によりアライメント材料が除去された領域を評価した。品質の低下する順に、表面処理の相対的性能は、９ｃ、９ｂ、および９ａの順であった。対照フィルム（実施例のフィルム９ｄ）は、全基材中で最悪の性能を呈した。
【０１１０】
ＬＣＰコーティングしたポリプロピレンフィルムをガラスにラミネートし、次に、摂氏８０度および摂氏６０度／９０％ＲＨにそれぞれ設定された温度を有する２つのオーブン中にガラスを配置することにより、環境安定性についても評価した。温度および湿度への暴露後、フィルムが離層したときに損傷を生じた。性能の相対的順序は、低下する順に、９ｃ、９ｂ、９ａ、および９ｄの順であった。
【０１１１】
実施例１０
実施例１０では、ＬＣＰコーティングを有するコロナ処理されたポリプロピレンフィルムについて説明する。実施例９と類似した方法で実施例のフィルム８ａ、８ｂ、および８ｃにスターアライン２１１０（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ ２１１０）をコーティングし、光アライメントし、続いてＬＣＰをコーティングすることにより、それぞれ、実施例１０ａ、１０ｂ、および１０ｃを形成した。実施例１０ａ、１０ｂ、および１０ｃについて、ポリプロピレンフィルムとＬＣＰとの間の剥離力は、それぞれ、ＡＳＴＭ Ｄ３３３０に準拠した方法で試験したとき、約５０オンス／インチ（５６０ｇ／ｃｍ）であった。
【０１１２】
実施例１１
実施例１１では、表面処理されたポリプロピレンフィルムと配向ＰＶＡとのラミネートについて説明する。表面処理されたフィルムの実施例７ａ、７ｂ、７ｃ、および７ｄを、配向されヨウ素染色されたＰＶＡフィルムにラミネートすることにより、それぞれ、実施例１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、および１１ｄを形成した。
【０１１３】
いずれの場合においても、配向され染色されたＰＶＡは、実際には、２つのフィルム、すなわち、６６．５％／２７．９％／５．６％のＭｅＯＨ／水／エアボルＰＶＡグレード２０５（ＡＩＲＶＯＬ ＰＶＡ Ｇｒａｄｅ ２０５）（米国ペンシルバニア州アレンタウンのエア・プロダクツ・アンド・ケミカル・インコーポレーテッド（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．，Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ，ＵＳＡ）から入手可能）を含む溶液を用いて接着されたＰＶＡ層と加水分解ＴＡＣ層とを含んでいた。「配向され染色されたＰＶＡ」という表現は、追加のラミネーションが行われる主要面を明確にするのに役立つように意図されたものである。
【０１１４】
配向され染色されたＰＶＡに実施例７ａ、７ｂ、７ｃ、および７ｄをラミネートするために使用した接着剤は、６６．５％／２７．９％／５．６％のＭｅＯＨ／水／エアボルＰＶＡグレード２０５（ＡＩＲＶＯＬ ＰＶＡ Ｇｒａｄｅ ２０５）を含有する溶液を含んでいた。ラミネーション後、摂氏６０度、１時間、１気圧の圧力、空気雰囲気中の条件で、すべてのサンプルをオートクレーブ処理に付した。
【０１１５】
次に、ＡＳＴＭ Ｄ３３３０に準拠した方法により、ラミネートフィルムを摂氏６５度／９０％ＲＨの環境エージングに付し、剥離力を試験した。剥離力は次のとおりであった。実施例のフィルム１１ｄでは＜０．４オンス／インチ（２．９ｇ／ｃｍ）、実施例のフィルム１１ａでは１５オンス／インチ（１７０ｇ／ｃｍ）、実施例のフィルム１１ｂでは２０オンス／インチ（２２５ｇ／ｃｍ）、実施例のフィルム１１ｃでは２２オンス／インチ（２５０ｇ／ｃｍ）。
【０１１６】
実施例１２
実施例１２では、表面処理されたポリプロピレンと配向ＰＶＡとのラミネートについて説明する。実施例１１と類似した方法で、表面処理されたフィルム実施例８ａ、８ｂ、８ｃ、および８ｄを、配向されヨウ素染色されたＰＶＡフィルムにラミネートした。実施例１２のフィルムはすべて、剥離力が実施例のフィルム１１ｃに類似していることが判明した。
【０１１７】
実施例１３
実施例１３では、ガラスにラミネートされた表面処理ポリプロピレン：配向ＰＶＡについて説明する。実施例のフィルム１１ｃのポリプロピレンフィルムを含む対向主要面にＮ2コロナ処理（１．０Ｊ／ｃｍ2）を施した。次に、得られた表面処理フィルム（１３ａと記す）を光学用転写接着剤ソウケン２２６３（Ｓｏｋｅｎ ２２６３）（日本国の綜研化学株式会社から入手可能）にラミネートすることにより、実施例のフィルム１３ｂを形成し、その後、これをガラス部片に接着させることにより、実施例のフィルム１３ｃを形成した。
【０１１８】
実施例のフィルム１３ｃのソウケン２２６３（Ｓｏｋｅｎ ２２６３）接着剤／ガラス境界面の剥離力を測定したところ、２２オンス／インチ（２５０ｇ／ｃｍ）であった。
【０１１９】
実施例１４
実施例１４では、ＬＣＰコーティングしたポリプロピレンのコロナ処理について説明する。ＬＣＰを含む実施例のフィルム９ｃの主要面に表面処理を施すことにより、実施例のフィルム１４ａ、１４ｂ、および１４ｃを形成した。種々の表面処理は次のとおりであった。
ａ． ０．５Ｊ／ｃｍ2のＮ2コロナ；
ｂ． １．０Ｊ／ｃｍ2のＮ2コロナ；
ｃ． ２．０Ｊ／ｃｍ2のＮ2コロナ；
ｄ． 対照（実施例のフィルム１１ｃと同一）。
【０１２０】
実施例１５
実施例１５では、ＰＶＡにラミネートされたコロナ処理「ＬＣＰコーティングしたポリプロピレン」について説明する。実施例１１に記載したのと類似した方法で、実施例のフィルム１４を、配向されヨウ素染色されたＰＶＡにラミネートすることにより、実施例のフィルム１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、および１５ｄを形成した。剥離力を測定した。結果は、実施例のフィルム１５ｄでは＜０．９オンス／インチ幅（９．８ｇ／ｃｍ）ならびに実施例のフィルム１５ａ、１５ｂ、および１５ｃでは１９オンス／インチ幅（２２０ｇ／ｃｍ）であった。
【０１２１】
実施例１６
実施例１６では、ガラスに接着された「コロナ処理ＬＣＰコーティングしたポリプロピレン」：ＰＶＡラミネートについて説明する。その際、実施例１３に記載したのと類似した方法で、ソウケン２２６３（Ｓｏｋｅｎ ２２６３）接着剤を用いて、実施例のフィルム１５ａ、１５ｂ、および１５ｃをガラスにラミネートした。接着剤／ガラス境界面の剥離力は、いずれの場合においても、ポリプロピレン／ＰＶＡ境界面よりも大きかった。
【０１２２】
ＤＢＥＦ（米国ミネソタ州セントポールのスリーエム（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ ＵＳＡ）から入手可能）およびニポックス（Ｎｉｐｏｃｓ）（日本国の日東電工から入手可能）のような他の光学フィルムを同様に表面処理し、配向され染色されたＰＶＡに接着できると想定される。
【０１２３】
本発明は、上記の特定の実施例に限定されるとみなされるべきものではなく、添付の特許請求の範囲に公正に記載されている本発明のすべての態様を包含するものであると理解しなければならない。本発明の適用対象となりうる種々の変更、等価な方法、および多数の構成は、本発明が関係する技術分野の当業者であれば、本明細書を調べることにより自明なものとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】光学フィルム素子に関連する座標系の概略図である。
【図２】光学フィルム素子の形成に用いられるテンター装置の上面概略図である。
【図３】本発明に係る光学補償子スタックの概略断面図である。
【図４】本発明に係る光学補償子スタックの概略断面図である。
【図５】本発明に係る液晶ディスプレイの概略断面図である。
【図６】本発明に係る液晶ディスプレイの概略断面図である。
【背景技術】
【０００１】
ツイステッドネマティック（ＴＮ）液晶ディスプレイ、シングルドメイン垂直配向（ＶＡ）液晶ディスプレイ、光学補償複屈折（ＯＣＢ）液晶ディスプレイなどのような液晶ディスプレイは、本質的に狭く不均一な目視角特性を有する。そのような目視角特性により、少なくとも部分的にディスプレイの光学的性能を記述することができる。コントラスト、カラー、およびグレースケールの強度プロファイルのような特性は、非補償ディスプレイでは異なる目視角に対して実質的に変化しうる。目視者が水平方向、垂直方向、またはその両方に位置を変化させたときおよび目視者がさまざまな水平方向位置および垂直方向位置にいるとき、所望の一連の特性が提供されるように、非補償ディスプレイが呈するこれらの特性を変更したいという要望が存在する。たとえば、いくつかの用途では、ある範囲の水平方向位置または垂直方向位置にわたり目視特性がより均一になるようにしたいという要望が存在しうる。
【０００２】
重要な目視角範囲は、液晶ディスプレイの用途に依存しうる。たとえば、いくつかの用途では、広範囲の水平方向位置が望まれうるが、比較的狭い範囲の垂直方向位置で十分なこともある。他の用途では、狭範囲の水平角もしくは垂直角（またはその両方）から目視することが望ましいこともある。したがって、不均一な目視角特性に対する所望の光学補償は、目視位置の所望の範囲に依存しうる。
【０００３】
目視角特性の１つは、液晶ディスプレイの明状態と暗状態との間のコントラスト比である。コントラスト比は、さまざまな因子の影響を受ける可能性がある。
【０００４】
他の目視角特性は、目視角の変化に伴うディスプレイのカラーシフトである。カラーシフトとは、ディスプレイからの光の色座標（たとえば、ＣＩＥ１９３１標準に基づく色座標）が目視角の変化に伴って変化することを意味する。カラーシフトは、スクリーンを含む平面に垂直な角度のときの色度座標と任意の垂直でない目視角または一連の目視角のときの色度座標との差（たとえば、ΔｘまたはΔｙ）をとることにより、測定することができる。許容カラーシフトの定義は、用途により決められるが、ΔｘまたはΔｙの絶対値がある規定値を超えた場合（たとえば、０．０５または０．１０を超えた場合）として規定することができる。たとえば、所望の一連の目視角に対してカラーシフトが許容しうるかを決定することができる。カラーシフトは任意のピクセルまたは一連のピクセルに印加される電圧に依存しうるので、カラーシフトは理想的には１つ以上のピクセル駆動電圧で測定される。
【０００５】
観測可能なさらに他の目視角特性は、グレースケール変化の実質的不均一挙動さらにはグレースケール反転の発生である。液晶層の角度依存透過率が層に印加された電圧に単調に従わない場合、不均一挙動を生じる。任意の２つの隣接したグレイレベルの強度比が１の値に近づいたときに、グレースケール反転を生じ、その際、グレイレベルが区別できなくなるかまたは反転することさえも起こる。典型的には、グレースケール反転は、ある目視角でのみ生じる。
【０００６】
これらの問題に対処するために補償子が提案されている。１つの構想には、ディスコティック分子で作製される補償子フィルムが含まれる。現用のディスコティック補償子の欠点の１つは、比較的大きいカラーシフトが一般に発生することである。他の構想には、特定の組合せの複屈折層が含まれる。改善された目視角特性または所望の目視角特性を提供する新しい補償子構造体が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的には、本発明は、ディスプレイ（たとえば液晶ディスプレイ）用の光学補償子さらには光学補償子を含有するディスプレイおよび他のデバイスなどをはじめとするさまざまな用途に有用である高分子光学フィルムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態では、光学フィルムの作製方法は、第１の方向にポリオレフィンフィルムを延伸するステップと、第１の方向と異なる第２の方向にポリオレフィンフィルムを延伸して二軸延伸ポリオレフィンフィルムを形成するステップと、を含む。第２の方向にポリオレフィンフィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、第１の方向にポリオレフィンフィルムを延伸するステップと同時に行われる。二軸延伸ポリオレフィンフィルムは、長さと幅を有し、そして少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性を有する。二軸延伸ポリオレフィンフィルムは、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンス（ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ）は５０ｎｍ以上である。
【０００９】
さらなる実施形態では、光学フィルムの作製方法は、第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと、第１の方向と異なる第２の方向に高分子フィルムを延伸して二軸延伸高分子フィルムを形成するステップと、を含む。第２の方向に高分子フィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと同時に行われる。二軸延伸高分子フィルムは、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性である。二軸延伸高分子フィルムは、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率（ここで、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である）ならびに少なくとも０．６５メートルの長さおよび幅を有し、そして面内および面外リターダンスは長さおよび幅を横切って実質的に均一である。
【００１０】
他の実施形態では、光学フィルムの作製方法は、第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと、第１の方向と異なる第２の方向に高分子フィルムを延伸して二軸延伸高分子フィルムを形成するステップと、を含む。第２の方向に高分子フィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと同時に行われる。二軸延伸高分子フィルムは、長さと幅を有し、そして少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性である。二軸延伸高分子フィルムは、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率（ここで、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である）ならびに５ミクロン〜２００ミクロンの厚さを有する。
【００１１】
上記の発明の概要は、本発明のそれぞれの開示された実施形態またはすべての実施態様について記載することを意図したものではない。以下に記載の図面、詳細な説明、および実施例により、これらの実施形態についてより具体的に説明する。
【００１２】
本発明に係る種々の実施形態に関する以下の詳細な説明を添付の図面に関連させて検討すれば、本発明についてより完全な理解が得られるであろう。
【００１３】
本発明は種々の変更形態および代替形態に適用しうるが、図面ではそれらの特定例を例示的に示した。これらの特定例について詳細に説明する。しかしながら、当然のことではあるが、本発明を記載の特定の実施形態に限定しようとするものではない。そうではなく、本発明の精神および範囲に含まれる変更形態、等価形態、および代替形態はすべて、本発明に包含されるものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る光学フィルムの作製方法は、ディスプレイ（たとえば液晶ディスプレイ）用の光学補償子などをはじめとする高分子光学フィルムさらには光学補償子を含有するディスプレイおよび他のデバイスを必要とするさまざまな用途に適用可能であると考えられる。本発明はそのように限定されるものではないが、本発明の種々の態様の理解は、以下に提供されている実施例を検討することにより得られるであろう。
【００１５】
以下に定義されている用語に関して、特許請求の範囲または本明細書中の他のどこかに異なる定義が与えられていないかぎり、これらの定義が適用されるものとする。
【００１６】
「ｃプレート」とは、光学素子の選択された表面に実質的に垂直な主光軸（「異常軸」と呼ばれることも多い）を有する複屈折光学素子（たとえば、複屈折光学プレートまたは複屈折光学フィルムなど）を表す。主光軸は、複屈折光学素子が主光軸に垂直な方向に沿った実質的に均一な屈折率と異なる屈折率を有する軸に対応する。ｃプレートの一例としては、図１に示される軸系を用いて、ｎx＝ｎy≠ｎzが挙げられる。ここで、ｎx、ｎy、およびｎzは、それぞれ、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に沿った屈折率である。光学異方性は、Δｎzx＝ｎz−ｎxとして定義される。
【００１７】
「ｏプレート」とは、光学素子の表面に対して傾斜した主光軸を有する複屈折光学素子（たとえば、複屈折光学プレートまたは複屈折光学フィルム）を表す。
【００１８】
「ａプレート」とは、光学素子のｘ−ｙ平面内に主光軸を有する複屈折光学素子（たとえば、複屈折光学プレートまたは複屈折光学フィルム）を表す。正複屈折ａプレートは、たとえば、ポリビニルアルコールなどのようなポリマーの一軸延伸フィルムまたはネマティック正光学異方性ＬＣＰ材料の一軸アラインドフィルムを用いて作製することができる。負複屈折ａプレートは、ディスコティック化合物などを含む負光学異方性ネマティックＬＣＰ材料の一軸アラインドフィルムを用いて形成することができる。
【００１９】
「二軸リターダー」とは、３つのすべての軸に沿って異なる屈折率（すなわち、ｎx≠ｎy≠ｎz）を有する複屈折光学素子（たとえば、複屈折光学プレートまたは複屈折光学フィルム）を表す。二軸リターダーは、たとえば、プラスチックフィルムを二軸配向させることにより作製することができる。二軸リターダーの例は、米国特許第５，２４５，４５６号明細書（参照により本明細書に組み入れられるものとする）中で論じられている。好適なフィルムの例としては、日本国大阪の住友化学株式会社および日本国大阪の日東電工株式会社から入手可能なフィルムが挙げられる。面内リターデーションおよび面外リターデーションは、二軸リターダーを記述するために用いられるパラメーターである。面内リターデーションがゼロに近づくにつれて、二軸リターダー素子は、ｃプレートに類似した挙動を示すようになる。一般的には、本明細書中に定義されるような二軸リターダーは、５５０ｎｍの光に対して少なくとも３ｎｍの面内リターデーションを有する。より小さい面内リターデーションを有するリターダーは、ｃプレートであると考えられる。
【００２０】
「ポリマー」という用語は、ポリマー、コポリマー（たとえば、２種以上の異なるモノマーを用いて形成されるポリマー）、オリゴマー、およびそれらの組合せ、さらには、たとえば共押出または反応（エステル交換など）により混和性ブレンドの状態で形成されうるポリマー、オリゴマー、またはコポリマーを包含するものとする。ブロックコポリマーおよびランダムコポリマーは、いずれも、とくに明示されていないかぎり、包含される。
【００２１】
「偏光」という用語は、光線の電気ベクトルがランダムに方向を変えることなく一定方向に保持されるかまたは規則的に変化する平面偏光、円偏光、楕円偏光、または任意の他の非ランダム偏光の状態を意味する。平面偏光では、電気ベクトルは単一平面内に保持されるが、円偏光または楕円偏光では、光線の電気ベクトルは規則的に回転する。
【００２２】
「二軸延伸」という用語は、フィルムの平面内で第１の方向および第２の方向の２つの異なる方向にフィルムが延伸されたことを意味する。
【００２３】
「同時二軸延伸」という用語は、二方向のそれぞれでフィルムの延伸の少なくとも一部分が同時に行われることを意味する。
【００２４】
「配向する」、「伸長する」、および「延伸する」という用語は、本開示全体を通して同義的に用いられ、「配向された」、「伸長された」、および「延伸された」という用語、ならびに「配向すること」、「伸長すること」、および「延伸すること」という用語についても同様である。
【００２５】
「リターデーションまたはリターダンス」という用語は、光学素子の２つの直交方向屈折率の差×厚さを意味する。
【００２６】
「面内リターデーション」という用語は、光学素子の２つの直交方向面内屈折率の差と厚さとの積を意味する。
【００２７】
「面外リターデーション」という用語は、光学素子の厚さ方向（ｚ方向）に沿った屈折率−１つの面内屈折率の差と光学素子の厚さとの積を意味する。他の選択肢として、この用語は、光学素子の厚さ方向（ｚ方向）に沿った屈折率−面内屈折率の平均の差と光学素子の厚さとの積を意味する。
【００２８】
「実質的に非吸収性」という用語は、光学素子の透過レベルが少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して少なくとも８０パーセントの透過性であることを意味する。ただし、透過パーセントは、入射光（場合により入射偏光光）の強度で規格化される。
【００２９】
「実質的に非散乱性」という用語は、光学素子を透過する平行入射光または略平行入射光のレベルが３０度未満の円錐角の範囲内の少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して少なくとも８０パーセントの透過性であることを意味する。
【００３０】
「Ｊ−リターダー」という用語は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性であるフィルムまたはシートを意味する。ただし、３つの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターデーションは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターデーションは少なくとも５０ｎｍである。
【００３１】
数値はすべて、本明細書中では、明示されているかいないかにかかわらず「約」という用語で修飾されているものと仮定する。「約」という用語は、一般に、当業者により記載値と等価である（すなわち、同一の機能または結果を有する）と考えられる数の範囲を意味する。多くの場合、「約」という用語は、最も近い有効数字に丸められた数字を包含しうる。
【００３２】
重量百分率、重量パーセント、重量％などは、その物質の重量を組成の重量で割って１００を掛けた値として表される物質の濃度を意味する同義語である。
【００３３】
終点により数値範囲が記載されている場合、その範囲内に含まれるすべての数字が包含される（たとえば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を包含する）。
【００３４】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する場合、内容上明らかに異なる場合を除いて、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、複数形の指示対象を包含する。したがって、たとえば、「化合物」を含有する組成物が言及されている場合、２種以上の化合物の混合物が包含される。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する場合、「または」という用語は、内容上明らかに異なる場合を除いて、その意味に「および／または」を含めて一般に利用される。
【００３５】
図１は、光学素子を記述する際に使用される軸系を示している。一般的には、ディスプレイデバイスでは、ｘ軸およびｙ軸はディスプレイの幅および長さに対応し、ｚ軸は典型的にはディスプレイの厚さ方向に沿う。別段の記載がないかぎり、この条件を全体にわたって使用する。図１の軸系では、ｘ軸およびｙ軸は、光学素子１００の主要表面１０２に平行になるように定義され、正方形または長方形の表面の幅および長さの方向に対応しうる。ｚ軸は、その主要表面に垂直であり、典型的には、光学素子の厚さ方向に沿う。
【００３６】
さまざまな材料および方法を用いて、本発明に係る光学フィルム素子を作製することができる。たとえば、光学フィルムは、同時二軸延伸高分子フィルムの層を備えうる。この層は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性であり；さらにｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である。
【００３７】
二軸延伸が可能でありかつ本明細書に記載の光学的特性を有する任意の高分子材料を利用しうると考えられる。これらのポリマーを部分的に列挙すると、たとえば、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、フルオロポリマーなどが挙げられる。１種以上のポリマーを組み合わせて高分子光学フィルムを形成することができる。
【００３８】
ポリオレフィンとしては、たとえば、環状オレフィンポリマー（たとえば、ポリスチレン、ノルボルネンなど）；ポリプロピレン；ポリエチレン；ポリブチレン；ポリペンチレン；などが挙げられる。特定のポリブチレンはポリ（１−ブテン）である。特定のポリペンチレンはポリ（４−メチル−１−ペンテン）である。
【００３９】
ポリアクリレートとしては、たとえば、アクリレート、メタクリレートなどが挙げられる。特定のポリアクリレートの例としては、ポリ（メチルメタクリレート）およびポリ（ブチルメタクリレート）が挙げられる。
【００４０】
フルオロポリマーとしては、とくに、ポリ（ビニリデンフルオリド）が挙げられるが、これ限定されるものではない。
【００４１】
高分子光学フィルムの面内リターダンスは１００ｎｍ以下または０ｎｍ〜１００ｎｍでありうる。高分子光学フィルムの面内リターダンスは２０ｎｍ以下または０ｎｍ〜２０ｎｍでありうる。高分子光学フィルムの面内リターダンスは２０ｎｍ〜５０ｎｍでありうる。高分子光学フィルムの面内リターダンスは５０ｎｍ〜１００ｎｍでありうる。
【００４２】
高分子光学フィルムの面外リターダンスは５０ｎｍ以上１０００ｎｍまででありうる。高分子光学フィルムの面外リターダンスは７５ｎｍ以上または７５ｎｍ〜１０００ｎｍでありうる。高分子光学フィルムの面外リターダンスは１００ｎｍ以上または１００ｎｍ〜１０００ｎｍでありうる。高分子光学フィルムの面外リターダンスは１５０ｎｍ以上または１５０ｎｍ〜１０００ｎｍでありうる。
【００４３】
高分子光学フィルムは５マイクロメートル以上の厚さ（ｚ方向）を有しうる。高分子光学フィルムは５マイクロメートル〜２００マイクロメートルまたは５マイクロメートル〜１００マイクロメートルの厚さ（ｚ方向）を有しうる。高分子光学フィルムは７マイクロメートル〜７５マイクロメートルの厚さ（ｚ方向）を有しうる。高分子光学フィルムは１０マイクロメートル〜５０マイクロメートルの厚さ（ｚ方向）を有しうる。
【００４４】
高分子光学フィルムは少なくとも０．６５メートルの長さおよび幅を有しうる。高分子光学フィルムは少なくとも１．３メートルの長さおよび幅を有しうる。高分子光学フィルムは少なくとも１．５メートルの長さおよび幅を有しうる。面内および面外リターダンスは、高分子光学フィルムの長さおよび幅を横切って実質的に均一である。「リターダンスが高分子光学フィルムの長さおよび幅を横切って実質的に均一である」という表現は、リターダンス（面内および面外の両方）が二軸延伸ポリマーフィルムの層の幅および／または長さおよび幅に沿って４ｎｍ／ｃｍ未満または２ｎｍ／ｃｍ未満または１ｎｍ／ｃｍ未満変化することを意味する。均一性の定量的尺度の１つは、
【数１】
として定義される。式中、フィルムの幅ｗにわたって、
【数２】
は最大面内リターデーションであり、
【数３】
は最小面内リターデーションである。場合により、光学フィルムを形成するポリマーに任意の数の追加の添加剤を添加してもよい。添加剤を部分的に列挙すると、たとえば、安定化剤、プロセス助剤、結晶化調整剤、粘着付与剤、剛化剤、ナノ粒子などが挙げられる。
【００４５】
安定化剤としては、たとえば、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、帯電防止作用剤、ＵＶ吸収剤、および光安定化剤が挙げられる。プロセス助剤としては、たとえば、滑剤、押出助剤、ブロック化剤、および静電ピニング助剤が挙げられる。
【００４６】
結晶化調整剤としては、たとえば、透明化剤および核剤が挙げられる。結晶化調整剤は、二軸延伸高分子光学フィルムの「ヘイズ」の減少を促進する。結晶化調整剤は、「ヘイズ」を減少させるのに有効な任意の量、たとえば、１０ｐｐｍ〜５０００００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ〜４０００００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ〜３５００００ｐｐｍ、または２５０ｐｐｍ〜３０００００ｐｐｍのような量で存在させうる。
【００４７】
所望の目視角の範囲または立体円錐は、用途の正確な特質に応じて操作可能である。たとえば、いくつかの実施形態では、許容される目視の立体角は大きいことが望ましい。他の実施形態では、許容される目視の範囲を非補償ディスプレイで通常用いられるよりも狭い角度範囲に厳密に制御することが望ましい（たとえば、プライバシー保護のため）。
【００４８】
本発明に係る高分子光学フィルムは、現用の多くの光学体中に存在するセルローストリアセテート（ＴＡＣ）層と代替しうる。ＴＡＣは富士写真フィルム株式会社（日本国）から市販品として入手可能である。ＴＡＣフィルムは約４０マイクロメートルから１２０マイクロメートル超に及ぶ範囲の厚さで利用可能である。ＴＡＣは溶媒キャスティング法に作製され、略等方性の面内リターダンスを呈する。ＴＡＣは３０ｎｍ〜１２０ｎｍの面外リターダンスを呈する。
【００４９】
本発明に係る同時二軸延伸高分子光学フィルムを用いれば、ＴＡＣとは異なる広範囲の特性を提供しうる。たとえば、屈折率のばらつきの減少；本発明に係る高分子光学フィルムの任意の所与の厚さにおいてＴＡＣよりも高レベルの面外リターデーション；湿分バリヤーの耐性の改善；より低い製造コスト；環境にやさしい製造；実質的にｃプレートの光学特性から二軸リターダーの光学特性まで容易にカスタマイズする能力を提供しうる。本発明の高分子光学フィルムは、類似のさらにはより小さい負のｃプレートリターダンスを有するＴＡＣフィルムよりも薄くすることが可能であり、以下に記載の新規な一体化フィルムスタックの全厚さをより薄くすることができる。
【００５０】
高分子光学フィルムの新しい製造方法を開発した。これらの方法は、第１の方向にポリマーフィルムを延伸するステップと、第１の方向と異なる第２の方向にポリマーフィルムを延伸して二軸延伸高分子フィルムを形成するステップと、を含む。第２の方向の延伸の少なくとも一部分は、第１の方向の延伸と同時に行われる。この方法により、先に記載した特性および属性を有する高分子光学フィルムが形成される。
【００５１】
高分子フィルムを逐次的に二軸延伸してみたが、先に記載した特性および属性を有する理想的な高分子光学フィルムを得ることはできなかった。高分子光学フィルムを逐次的に二軸延伸すると（すなわち、第１の機械方向（ＭＤ）にフィルムを延伸してから第２の横方向（ＴＤ）にフィルムを延伸すると）、多くの場合、「ばらつきの大きい」光学特性および属性を有する高分子光学フィルムが得られる可能性がある。最終延伸方向が二軸延伸高分子光学フィルムの光学特性および属性により大きな影響を及ぼすことが観察された。しかしながら、この方法を最適化しようと試みたが、本発明の特性および属性を有する高分子光学フィルムを得ることはできなかった。
【００５２】
同時二軸延伸高分子光学フィルムは、同時二軸延伸高分子光学フィルムに特有の問題点に加えて、依然として逐次二軸延伸高分子光学フィルムが抱える問題点のいくつかを有する。高分子光学フィルムを同時二軸延伸した場合、「ばらつきの大きい」光学特性および属性を有する高分子光学フィルムが得られることはない。このほか、同時二軸延伸法を利用することにより、逐次二軸延伸法のときよりもフィルムの寸法安定性が改善され、厚さ変動が低減される。本明細書に記載の方法を用いれば、本発明に係る特性および属性を有する高分子光学フィルムが得られる。
【００５３】
図２は、本発明に係る方法を実施するためのテンター装置の上面概略図を示している。テンターは、米国特許第５，０５１，２２５号明細書に開示されているタイプのものであってよい。テンター装置１０は、駆動クリップ２２およびアイドラークリップ２４が運ばれる第１のサイドレール１２および第２のサイドレール１４を備える。駆動クリップ２２は「Ｘ」印の付されたボックスとして模式的に示され、一方、アイドラークリップ２４は白地のボックスとして模式的に示されている。所与のレール上の駆動クリップ対２２間に、１つ以上のアイドラークリップ２４が存在する。図示されるように、所与のレール上の各クリップ対２２間に２つのアイドラークリップ２４が存在していてもよい。１セットのクリップ２２、２４は、レールの端部の矢印により示された方向に第１のレール１２の周りで閉じたループを形成して移動する。同様に、他のセットのクリップ２２、２４は、レールの端部の矢印により示された方向に第２のレール１４の周りで閉じたループを形成して移動する。クリップ２２、２４は、フィルムの縁部を保持し、フィルムの中央に矢印により示された方向にフィルム２６を前進させる。レール１２、１４の端部で、クリップ２２および２４はフィルム２６を開放する。次に、クリップは、テンターのレールの外側に沿って入口に戻り、キャストウェブを掴持してテンターに通し前進させる（図を簡潔にするために、レールの外側で入口に戻るクリップは、図２から省かられている）。テンターから送出される延伸フィルム２６は、後続の加工または使用に供すように巻き取ってもよいし、またはさらなる加工に付してもよい。
【００５４】
ポリマーをシートの形態にキャストして延伸に好適なウェブを作製することにより、先に記載した光学フィルムを得ることができる。ポリマーは、安定な均一溶融体を生成するように温度調整される押出機バレルを備えた一軸スクリュー押出システム、二軸スクリュー押出システム、カスケード押出システム、または他の押出システムの供給ホッパーにポリマー樹脂を供給することにより、キャスト可能である。ポリマーをシートダイに通して回転冷却金属キャスティングホイール上に押し出すことができる。次に、本明細書に記載の方法に従ってウェブを二軸延伸する。押出ウェブを急冷し、再加熱し、そして第１および第２のレール１２、１４上のクリップ２２、２４に供給し、テンター装置１０に通して前進させることが可能である。オプションの加熱およびクリップ２２、２４による掴持は、任意の順序でまたは同時に行うことが可能である。
【００５５】
レール１２、１４は、３つの領域、前加熱領域１６；延伸領域１８；および延伸後処理領域２０を通過する。前加熱領域１６では、破壊せずに有意量の延伸が行えるように適切な温度範囲内にフィルムを加熱する。３つの機能領域１６、１８、および２０をさらにゾーンに分割することが可能である。たとえば、テンターの一実施形態では、前加熱領域１６は、ゾーンＺ１、Ｚ２、およびＺ３を備え、延伸領域１８は、ゾーンＺ４、Ｚ５、およびＺ６を備え、そして延伸後領域２０は、ゾーンＺ７、Ｚ８、およびＺ９を備えうる。当然のことながら、前加熱領域、延伸領域、および後処理領域は、それぞれ、示されているよりも少ないゾーンまたは多いゾーンを備えうる。さらに、延伸領域１８内において、ＴＤ（横方向）成分の延伸またはＭＤ（機械方向）成分の延伸を同一ゾーン内または異なるゾーン内で行うことが可能である。たとえば、ＭＤ方向およびＴＤ方向の延伸を、それぞれ、ゾーンＺ４、Ｚ５、およびＺ６のうちのいずれか１つ、２つ、または３つで行うことが可能である。さらに、一方の成分の延伸を行った後で他方の成分の延伸を行ってもよいし、または一方の成分の延伸を開始した後で他方の成分の延伸を開始してオーバーラップさせてもよい。さらにまた、いずれの成分の延伸についても、２工程以上の個別の工程で行うことも可能である。たとえば、Ｚ５ではＭＤ方向の延伸をまったく行わずに、Ｚ４およびＺ６でＭＤ方向の延伸を行うことが可能である。
【００５６】
また、ＭＤ方向および／またはＴＤ方向の延伸の一部分を前加熱領域または延伸後処理領域で行うことも可能である。たとえば、図示されている実施形態において、ゾーンＺ３で延伸を開始してもよい。ゾーンＺ７またはそれより先のゾーンまで延伸を継続させてもよい。ゾーンＺ３、Ｚ５、またはＺ６の後のゾーンのいずれにおいても、延伸の再開が可能である。
【００５７】
ＭＤ方向の延伸量はＴＤ方向の延伸量と異なっていてもよい。ＭＤ方向の延伸量は、ＴＤ方向の延伸量よりも１０％までまたは２５％までまたは５０％まで多くてもよい。ＴＤ方向の延伸量は、ＭＤ方向の延伸量よりも１０％までまたは２５％までまたは５０％まで多くてもよい。驚くべきことに、この「アンバランスな」延伸は、実質的に均一な面内リターダンスを有する光学フィルムを提供するのに役立つ。
【００５８】
フィルムを後処理領域２０に通して前進させることが可能である。この領域では、有意な延伸を行うことなくフィルム２６を所望の温度に保持することが可能である。この処理は、ヒートセットまたはアニールと呼ぶことができる。また、この処理は、寸法安定性のような最終フィルムの特性を改善するように行うことが可能である。さらに、後処理領域２０において、ＴＤ方向およびＭＤ方向の一方または両方で少量の緩和を行うことも可能である。緩和とは、本明細書中では、レールのＴＤ方向の収斂および／もしくは各レール上の駆動クリップのＭＤ方向の収斂、または単にフィルムに加わるＴＤ方向および／またはＭＤ方向の応力の減少を意味する。
【００５９】
フィルムの二軸延伸は、たとえば、限定されるものではないが、ポリマーまたは樹脂の組成、フィルムのキャスティングおよびクエンチングのパラメーター、延伸前にフィルムを前加熱する間の時間−温度履歴、使用される延伸温度、使用される延伸プロファイル、および延伸速度などの多くのプロセス条件に敏感である。本明細書に記載の教示の助けを得て、当業者であれば、これらのパラメーターのいずれかまたはすべてを調整して、所望の光学特性および特徴を備えたフィルムを得ることができよう。
【００６０】
二軸延伸光学フィルムの冷却は、延伸領域１８で延伸を開始する前または開始した後で開始することが可能である。冷却は「ゾーン」冷却であってもよい。「ゾーン」冷却とは、フィルムの縁部２８からフィルムの中央部３０を通る実質的に全幅すなわちウェブのＴＤ方向を冷却することを意味する。驚くべきことに、延伸ゾーンの直後でゾーン冷却を行うと、有効量で適用した場合、高分子光学フィルムの面内リターダンスの均一性が改善されることが判明した。冷却は、強制空気対流により提供しうる。
【００６１】
このほか、有効量のゾーン冷却を適用すると、面内リターデーションの横方向（ＴＤ）の変動が改善される。以下の実施例に示されるように、延伸ゾーンの直後でゾーン冷却を利用することにより、先に示したような面内リターデーションの横方向（ＴＤ）変動、すなわち、
【数４】
は、低減される。かなり広い幅（すなわち、０．６５メートルまたは１．３メートルまたは１．５メートル）で高分子光学フィルムを製造するという実用面を考慮した場合および規模の経済性および歩留りに関して得られる利点を考慮した場合、面内リターデーションの横方向（ＴＤ）の変動を能動制御する能力は有用である。以下の実施例には、本発明の高分子光学フィルムを得るためのさまざまなプロセスパラメーターが示されている。
【００６２】
多種多様な光学素子を用いて光学補償子を形成することができる。これらの光学素子の中には、ｏプレート、ｃプレート、ａプレート、二軸リターダー、ツイステッドｏプレート、ツイステッドａプレート、および他のリターダーが包含される。ｏプレート、ｃプレート、およびａプレートに関する情報は、イェー（Ｙｅｈ）ら、液晶ディスプレイの光学素子（Ｏｐｔｉｃｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ）、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ）、ニューヨーク（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）（１９９９年）、米国特許第５，５０４，６０３号明細書、同第５，５５７，４３４号明細書、同第５，６１２，８０１号明細書、同第５，６１９，３５２号明細書、同第５，６３８，１９７号明細書、同第５，９８６，７３３号明細書、および同第５，９８６，７３４号明細書、ならびにＰＣＴ特許出願公開国際公開第０１／２０３９３号パンフレットおよび国際公開第０１／２０３９４号パンフレット（いずれも参照により本明細書に組み入れられるものとする）の各明細書中に見いだすことができる。
【００６３】
以下に記載されているように光学素子を組み合わせて構成することにより、光学体または光学補償子スタックを形成する。先に記載した新規な高分子光学フィルム上に偏光子層またはコレステリック液晶材料を配設することにより、光学体または光学補償子スタックを形成することができる。
【００６４】
図３は、第１の液晶層３２０上に配設されたＪ−リターダー３１０を含む光学補償子スタック３００を示している。Ｊ−リターダー３１０は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性の同時二軸延伸高分子フィルムの層を含む。Ｊ−リターダー３１０は、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である。
【００６５】
第１の液晶層３２０は液晶材料を含む。第１の液晶層３２０は、ｏプレート、ａプレートなどでありうる。
【００６６】
図３は、光学補償子スタック３００がＪ−リターダー３１０上に配設された第２の液晶層３２５を含みうるかまたはＪ−リターダー３１０が第１の液晶層３２０と第２の液晶層３２５との間に配設されうることを示している。第２の液晶層３２５は、ｏプレート、ａプレートなどでありうる。光学補償子スタック３００は、第１の液晶層３２０上に配設された偏光子層３３０をさらに含みうるか、または第１の液晶層３２０は、偏光子層３３０とＪ−リターダー３１０との間に配設されうる。偏光子層３３０は、吸収偏光子であっても反射偏光子であってもよい。反射偏光子層３４０は、吸収偏光層３３０上に配設可能であるか、または吸収偏光層３３０は、反射偏光層３４０と第１の液晶層３２０との間に配設可能である。
【００６７】
図４は、偏光子層４３０上に配設されたＪ−リターダー４１０を含む光学補償子スタック４００を示している。Ｊ−リターダー４１０は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性の同時二軸延伸高分子フィルムの層を含む。Ｊ−リターダー４１０は、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である。
【００６８】
光学補償子スタック４００は、第１の偏光層４３０上に配設された第２の偏光子層４４０をさらに含みうるか、または第１の偏光層４３０は、第２の偏光層４４０とＪ−リターダー４１０との間に配設されうる。偏光子層４３０は、吸収偏光子であっても反射偏光子であってもよい。第１の偏光層４３０が吸収偏光子である場合、第２の偏光層４４０は反射偏光子層でありうる。
【００６９】
先に記載した光学補償スタック層にまたはその層間に追加層を付加することができる。追加の任意層としては、たとえば、アライメント層、ｏプレート、ａプレート、および／またはｃプレートなどが挙げられる。
【００７０】
従来の二色性偏光子をラミネートするときと同様な方法で、１つ以上の光学補償スタックをＬＣＤパネルの第１の主要面および第２の主要面にラミネートすることができる。以上に記載した光学補償スタックは、より広範にわたるリターダー（たとえば、二軸リターダーまたはｃプレート）を提供し、偏光子の厚さを劇的に増加させることなく光学補償スタックを作製するように複屈折を形成することができる。本明細書に記載の本発明の教示により、従来の偏光子よりも薄い偏光子を備えかつ追加の補償フィルムを含有しない光学補償スタックを作製することが可能性である。
【００７１】
以上に記載した光学体または光学補償子は、透過型（たとえば、背面照射型）、反射型、および透過反射型のディスプレイをはじめとするさまざまな光学ディスプレイおよび他の用途で使用することができる。たとえば、図５は、第１の液晶層５２０上に配設されたＪ−リターダー５１０を含む光学補償子スタック５０１上に配設された光変調子５５０を含む１つの例示的ディスプレイシステム５００の概略断面図を示している。Ｊ−リターダー５１０は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性の同時二軸延伸高分子フィルムの層を含む。Ｊ−リターダー５１０は、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である。第１の液晶層５２０は液晶材料を含む。第１の液晶層５２０は、ｏプレート、ａプレートなどでありうる。
【００７２】
光学補償子スタック５０１は、Ｊ−リターダー５１０上に配設された第２の液晶層５２５を含みうるか、またはＪ−リターダー５１０は、第２の液晶層５２５と第１の液晶層５２０との間に配設されうる。第２の液晶層５２５は、ｏプレート、ａプレートなどでありうる。光学補償子スタック５０１は、第１の液晶層５２０上に配設された偏光子層５３０をさらに含みうるか、または第１の液晶層５２０は、偏光子層５３０とＪ−リターダー５１０との間に配設されうる。偏光子層５３０は、吸収偏光子であっても反射偏光子であってもよい。反射偏光子層５４０は、偏光層５３０上に配設可能であるか、または偏光層５３０は、反射偏光層５４０と第１の液晶層５２０との間に配設可能である。
【００７３】
図６は、偏光子層６３０上に配設されたＪ−リターダー６１０を含む光学補償子スタック６０１上に配設された光変調子６５０を含む１つの例示的ディスプレイシステム６００の概略断面図を示している。Ｊ−リターダー６１０は、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性の同時二軸延伸高分子フィルムの層を含む。Ｊ−リターダー６１０は、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、これらの直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である。
【００７４】
光学補償子スタック６０１は、第１の偏光層６３０上に配設された第２の偏光子層６４０をさらに含みうる、または第１の偏光層６３０は、第２の偏光子層６４０とＪ−リターダー６１０との間に配設されうる。反射偏光子層６４０は、偏光層６３０上に配設可能であるか、または第１の偏光層６３０は、第２の偏光層６４０とＪ−リターダー６１０との間に配設可能である。偏光子層６３０は、吸収偏光子であっても反射偏光子であってもよい。第１の偏光層６３０が吸収偏光子である場合、第２の偏光層６４０は反射偏光子層でありうる。
【００７５】
ディスプレイシステム５００、６００を目視するために使用される光を供給する光変調子５５０、６５０は、たとえば、光源および光導波路を含むが、他の照明システムを使用することもできる。図５および図６に示された光変調子５５０、６５０は略長方形の断面を有するが、任意の好適な形状を有する光導波路を光変調子５５０、６５０に使用することができる。たとえば、光導波路は、楔形導波路、チャネル形導波路、擬似楔形導波路などであってよい。主要な要件は、光導波路が光源からの光を受け取ってその光を放出できるということである。その結果、光導波路（ｌｉｇｈｔ）は、所望の機能を達成するために、バックリフレクター（たとえば、オプションのリフレクター）、抽出機構、および他の素子を含みうる。
【００７６】
表面反射を最小限に抑えるために、フロン（登録商標）ト表面の洗浄ができるように、引掻傷を防止するために、さらにはいくつかの他の特性が容易に得られるように、異なる層または材料の組合せを光学補償スタック５０１、６０１上に配設することができる。追加のフィルムにはタッチ素子も包含されうる。
【００７７】
得られるディスプレイの明るさを改善するために、いくつかの異なるタイプのフィルムをディスプレイの背面にまたはバックライトキャビティー中に付加することも可能である。これらのフィルムには、ディフューザー、保護シールド、ＥＭＩシールド、反射防止フィルム、プリズム構造化フィルム（３Ｍにより販売されているＢＥＦ）、または反射偏光子（３Ｍにより販売されているＤＢＥＦまたは日東電工により販売されているニポックス（Ｎｉｐｏｃｓ））が包含されうる。反射偏光子がニポックス（Ｎｉｐｏｃｓ）のように円偏光光を透過および反射することにより動作する場合、１／４波長板などのような追加のリターダーフィルムが必要である。
【００７８】
図５および図６は、光変調子上に配設された１つの光学補償スタックを示しているが、先に述べたように、従来の二色性偏光子をラミネートするときと同様な方法で、２つの光学補償スタックをＬＣＤパネルの第１の主要面および第２の主要面にラミネートすることができる。したがって、先に記載したような類似のまたは異なる光学補償スタック間にＬＣＤパネルを配設することが可能である。
【００７９】
光学フィルムの表面処理を行うとＬＣＤに通常使用される他の光学フィルムへのこれらのフィルムの接着性が改善されることが判明した。表面処理としては、たとえば、コロナ処理、火炎処理、またはプラズマ処理が挙げられる。これらの表面処理に使用したガスには、酸素、窒素、希ガス（たとえば、アルゴンおよびヘリウム）、塩素、アンモニア、メタン、プロパン、およびブタンが含まれていた。光学フィルムの接着性を向上させるために、コーティング（たとえば、塩素化ポリオレフィン（すなわちＰＶＤＣ））、化学エッチング、および加水分解処理を使用することもできる。
【００８０】
液晶ディスプレイでは、ディスプレイを構成する層のスタック中でさまざまな光学フィルムが利用される。ディスプレイに使用される光学フィルムの特質およびこれらのフィルムの表面処理がいかに性能および取扱いを改善するかについての説明に役立つように、２つの例を提供する。
【００８１】
第１の例では、偏光子は配向ＰＶＡフィルムを含む。このフィルムは、少なくともいくつかの実施形態では、光を効果的に偏光させるのに必要な二色性が得られるようにヨウ素で染色される。配向され染色されたＰＶＡは、２つのバリヤーフィルム間にそれを封入することにより環境から保護される。これらのバリヤーフィルムは、多くの場合、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）であり、配向され染色されたＰＶＡの２つの主要面にＴＡＣフィルムを接着させるために使用される材料は、水とＰＶＡを含む溶液であり、場合により、メタノールを含有する。ＴＡＣフィルムは水溶液で湿潤されないので、典型的には、ラミネーションプロセス前に苛性アルカリ溶液でＴＡＣフィルムを処理して表面を加水分解させる。
【００８２】
他の例では、液晶ディスプレイの目視角特性を改善するのに有用な補償フィルム（日本国の富士写真から入手可能なＷＶＦ（登録商標）など）は、基材、アライメント層、ＬＣＰ層、偏光子（場合により封入層を有する）、オプションのプライマーコーティング、および接着剤などのいくつかの異なる層を含む。ＴＡＣフィルムは、多くの場合、配向され染色されたＰＶＡの封入層としてもアライメント層の基材としても使用される。適切なレベルの接着性を提供すべく、多くの場合、先に記載したのと類似の方法でＴＡＣフィルムを加水分解させる。接着破壊を生じたとしても、接着剤：ガラス境界面でも破壊を生じるようにして、場合により行われる再加工プロセス時に高価で時間のかかるフィルム除去が回避されるように、特定レベルの接着性が必要とされる。
【００８３】
本発明では、複雑で費用のかかるおそれのあるプライマーコーティングまたは加水分解処理を行うことなく本明細書に記載の光学フィルムの接着性が改善されることを書面で実証する。一連の光学フィルムに対するさまざまな表面処理により該フィルムの接着性が改善されることが判明した。新規な表面処理としては、たとえば、コロナ処理、火炎処理、またはプラズマ処理が挙げられる。これらの表面処理に使用したガスには、酸素、窒素、希ガス（たとえば、アルゴンおよびヘリウム）、塩素、アンモニア、メタン、プロパン、およびブタンが含まれていた。
【００８４】
本明細書に記載されている高分子光学フィルムは、液晶ディスプレイの機能を強化したりまたは液晶ディスプレイに他の特性を付与したりするさまざまな他の素子およびフィルムと共に使用することができる。そのような素子およびフィルムとしては、たとえば、輝度増強フィルム、リターデーションプレート（１／４波長板や１／４波長フィルムなど）、多層または連続相／分散相反射偏光子、金属化バックリフレクター、プリズムバックリフレクター、拡散反射バックリフレクター、多層誘電体バックリフレクター、およびホログラフィックバックリフレクターが挙げられる。
【実施例】
【００８５】
実施例Ａ
この実施例では、等しい二軸配向を有する同時二軸配向ポリプロピレンフィルムの作製方法について具体的に説明する。
【００８６】
従来の溶融押出装置およびキャスティング装置を用いて、ホモポリマーのポリプロピレン（テキサス州デアーパークのアトフィナ（Ａｔｏｆｉｎａ，Ｄｅｅｒ Ｐａｒｋ，ＴＸ）から市販品として入手可能であるフィナ３３７６（Ｆｉｎａ ３３７６））を溶融押出しキャストした。２２５０マイクロメートルの厚さにフィルムをキャストした。ファン速度を８０％に設定して摂氏１７８度でフィルムを前加熱した。摂氏１６０度の温度でＭＤ方向に７．０倍およびＴＤ方向に７．０倍に同時配向させた。配向後、フィルムを摂氏１３５度の温度に冷却させた。最終フィルム厚さは、２５マイクロメートルであった。
【００８７】
パーキン・エルマー・ラムダ９００分光光度計（Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ ９００ ｓｐｅｃｔｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）を用いて直交偏光子間の透過率を測定したところ、透過率の読みは０．０１５％であった。次に、透過率が最小になるまでフィルムの部片を回転させて、フィルムの部片を検光子に並置した。所定の位置にあるサンプルの最小透過率は、０．１５％であった。これ以降では、直交偏光子間にサンプルフィルムを入れたときの最小透過率を偏光解消と記す。次に、偏光子の透過軸を検光子の透過軸に平行にアライメントした状態で偏光子を９０度回転させた。平行偏光子の強度と直交偏光子の強度との比（これ以降では、コントラスト比（ＣＲ）と称する）は、５００：１であった。
【００８８】
摂氏８５度のオーブン中でフィルムを１０００時間懸垂させることにより、ＭＤ方向およびＴＤ方向の両方の収縮率値を測定した。実施例Ａの結果は、ＭＤ方向で３％、ＴＤ方向で１％であった。
【００８９】
１ポンド／線インチ（１８０ｇｍ／線ｃｍ）の負荷をかけて摂氏１００度で１分間にわたり、ＴＤ方向およびＭＤ方向の両方の耐クリープ性を測定した。ＭＤ方向およびＴＤ方向のクリープはいずれも、３．６％であった。
【００９０】
ナショナル・インストラメンツＲＰＡ２０００（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＲＰＡ２０００）を用いて面内リターダンスを測定した。面内リターダンス（Δin）は、２０ｎｍであった。メトリコン・モデル２０１０プリズム・カプラー（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ Ｍｏｄｅｌ ２０１０ Ｐｒｉｓｉｍ Ｃｏｕｐｌｅｒ）を用いて面内屈折率および面外屈折率を測定した。面外リターダンス（Δout）は、厚さと、厚さ方向（ｚ方向）の平均屈折率とフィルムの平面内の平均屈折率との差と、の積である。実施例Ａは、２６５ｎｍの｜Δout｜を有していた。
【００９１】
実施例１
実施例１では、不均等な二軸配向を有しかつ改善された熱安定性および低減されたΔinを示すアンバランスな同時二軸配向ポリプロピレンフィルムの作製方法について具体的に説明する。
【００９２】
キャストウェブが１０００マイクロメートルの厚さであったこと以外は実施例Ａに記載したのと類似した方法で、フィルムを作製した。最終フィルム厚さは、１５マイクロメートルであった。ＭＤ方向およびＴＤ方向の延伸比と共にテンターの種々の領域内の温度を以下の表１に列挙する。
【００９３】
【表１】
【００９４】
他の特性を表２に示す。
【００９５】
【表２】
【００９６】
｜Δin｜および｜Δout｜は、ＴＤ方向に沿ってウェブの少なくとも１５０ｃｍにわたり平均したものである。
【００９７】
実施例２および３
表１に列挙されているプロセス条件以外は実施例１と類似した方法で、実施例２および３を作製した。両実施例の最終フィルム厚さは、１６マイクロメートルであった。
【００９８】
実施例２および３では、テンター温度が
【数５】
および偏光解消に影響を及ぼすことが実証される。実施例２および３はまた、より大きい面外リターダンスおよび著しく低い面内リターダンスを呈する。
【００９９】
実施例４
実施例４では、透明化剤を添加する効果について具体的に説明する。透明化剤または核剤を含有する樹脂（アトフィナ３２８９ＭＺ（Ａｔｏｆｉｎａ ３２８９ＭＺ））を２５％の濃度で添加したこと以外は実施例３と類似した方法で、この実施例を作製した。実施例４で得られた透明化剤または核剤の濃度は、１０００ｐｐｍであった。
【０１００】
透明化剤の添加により、偏光解消は、実施例３ときの０．０５％から０．０３％に減少した。
【０１０１】
実施例５
実施例５では、テンターの前加熱領域内の温度低下の効果について具体的に説明する。ファン速度を５５％に減少させて前加熱温度を低下させたこと以外は実施例３と類似した方法で、この実施例を作製した。実施例５では、偏光解消は実施例３のときの０．０５％から０．０３％に減少した。
【０１０２】
実施例６
実施例６では、耐クリープ性を改善する手段について具体的に説明する。冷却およびアニーリングの温度をわずかに低下させたことおよび配向がアンバランスであったこと以外は実施例１と類似した方法で、この実施例を作製した。追加のプロセスステップを実施例６に付加することにより、延伸後ゾーンでフィルムをＭＤ方向にさらに５％配向させた。実施例６では、ＭＤ方向の耐クリープ性は、実施例Ａを基準にして５０％の減少を呈した。
【０１０３】
実施例７
実施例７〜１６では、光学フィルムの表面処理により光学フィルムの接着性が改善されることについて説明する。表面処理としては、たとえば、コロナ処理、火炎処理、および／またはプラズマ処理が挙げられる。これらの表面処理に使用されるガスとしては、酸素、窒素、希ガス、塩素、アンモニア、メタン、プロパン、およびブタンが挙げられる。コーティング、化学エッチング、および加水分解処理を用いて、光学フィルムの接着性を向上させることも可能である。
【０１０４】
実施例７は、実施例３と類似した方法で作製された１６マイクロメートルポリプロピレンフィルムであり、以下のようなさまざまなガス表面化学過程、
（ａ）約２５％の相対湿度（ＲＨ）で０．１５Ｊ／ｃｍ2の空気コロナ；
（ｂ）リボンバーナーに支持された層流予備混合天然ガス：空気火炎を０．９５の当量比（１０．１：１の空気：燃料比）、５３００Ｂｔｕ／ｈｒ・インチ（６１１Ｗ／ｃｍ）の火炎パワー、および１０ｍｍのバーナー／フィルムギャップで用いる火炎処理；
（ｃ）１．０Ｊ／ｃｍ2のＮ2コロナ（ここで、実施例の全体にわたり窒素コロナ処理はすべて、１０ｐｐｍ未満のコロナ中酸素濃度を有する）；
（ｄ）対照（無処理）；
を用いて処理されたものである。
【０１０５】
実施例８
実施例８では、代替的表面処理化学過程を用いるフィルムについて説明する。実施例７と類似した方法で、１６マイクロメートルフィルムを異なる化学過程により処理した。実施例８（ａ）および８（ｂ）は、ミルウォーキーのエネルコン・インダストリーズ（Ｅｎｅｒｃｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ｏｆ Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ）により開発されたＰｌａｓｍａ３ブランドハードウェアを用いて行われた大気圧プラズマ処理として記述される。実施例８（ｃ）では、異なる化学過程による標準的コロナタイプ処理を使用する。
（ａ）０．５Ｊ／ｃｍ2の８８％／１２％Ｈｅ／Ｎ2、
（ｂ）１．０Ｊ／ｃｍ2の８８％／１２％Ｈｅ／Ｎ2、
（ｃ）２．６Ｊ／ｃｍ2の９９％／１％Ｎ2／ＮＨ3。
【０１０６】
実施例９
実施例９では、ＬＣＰコーティングを有する表面処理されたフィルムについて説明する。溶媒としてＭＥＫを用いてスターアライン２１１０（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ ２１１０）（スイス国バーゼルのバンティコ・アーゲー（Ｖａｎｔｉｃｏ ＡＧ，Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から入手可能）を実施例のフィルム７ａ、７ｂ、７ｃ、および７ｄにコーティングすることにより、実施例９ａ、９ｂ、９ｃ、および９ｄを形成した。乾燥スターアライン（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ）層の厚さは、５０ｎｍであった。次に、オプトアライン（ＯｐｔｏＡｌｉｇｎ）（デラウェア州ニューアークのエルシコン・インコーポレーテッド（Ｅｌｓｉｃｏｎ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗａｒｋ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能）を用いて４５度の入射角で１５ｍＪ／ｃｍ2の照射量を提供するようにスターアライン（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ）材料に偏光ＵＶ光を照射した。
【０１０７】
次に、レザーを用いてスターアライン（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ）コーティングしたフィルムに切込みを入れてから接着テープとラミネートし、その後、接着テープを除去した。ＡＳＴＭ Ｄ３３５９に準拠して接着テープ試験を行った。ポリプロピレンフィルムへのスターアライン（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ）コーティングの接着不良が存在するのであれば、テープによりアライメント材料は除去される。続いてコーティングされた液晶ポリマー層は、ランダムなアライメントを呈するであろう。
【０１０８】
次に、パリオカラーＬＣ２４２（Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ ＬＣ２４２）（これ以降では単にＬＣＰと記す。独国ルートヴィヒスハーフェンのバスフ・アーゲー（ＢＡＳＦ ＡＧ，Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能）と１．２６重量パーセントのダロキュア１１７３（Ｄａｒｏｃｕｒ １１７３）（スイス国バーゼルのチバ（Ｃｉｂａ，Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から入手可能）とを有するＭＥＫ中の固形分１８重量パーセントの混合物をサンプルにコーティングした。次に、摂氏８０度でコーティングを乾燥させ、そして嫌気的雰囲気中で１００パーセントのパワーでＵＶランプを用いてキュアさせた。
【０１０９】
コーティングしたサンプルを直交偏光子下で目視し、とくに、接着テープ試験によりアライメント材料が除去された領域を評価した。品質の低下する順に、表面処理の相対的性能は、９ｃ、９ｂ、および９ａの順であった。対照フィルム（実施例のフィルム９ｄ）は、全基材中で最悪の性能を呈した。
【０１１０】
ＬＣＰコーティングしたポリプロピレンフィルムをガラスにラミネートし、次に、摂氏８０度および摂氏６０度／９０％ＲＨにそれぞれ設定された温度を有する２つのオーブン中にガラスを配置することにより、環境安定性についても評価した。温度および湿度への暴露後、フィルムが離層したときに損傷を生じた。性能の相対的順序は、低下する順に、９ｃ、９ｂ、９ａ、および９ｄの順であった。
【０１１１】
実施例１０
実施例１０では、ＬＣＰコーティングを有するコロナ処理されたポリプロピレンフィルムについて説明する。実施例９と類似した方法で実施例のフィルム８ａ、８ｂ、および８ｃにスターアライン２１１０（Ｓｔａｒａｌｉｇｎ ２１１０）をコーティングし、光アライメントし、続いてＬＣＰをコーティングすることにより、それぞれ、実施例１０ａ、１０ｂ、および１０ｃを形成した。実施例１０ａ、１０ｂ、および１０ｃについて、ポリプロピレンフィルムとＬＣＰとの間の剥離力は、それぞれ、ＡＳＴＭ Ｄ３３３０に準拠した方法で試験したとき、約５０オンス／インチ（５６０ｇ／ｃｍ）であった。
【０１１２】
実施例１１
実施例１１では、表面処理されたポリプロピレンフィルムと配向ＰＶＡとのラミネートについて説明する。表面処理されたフィルムの実施例７ａ、７ｂ、７ｃ、および７ｄを、配向されヨウ素染色されたＰＶＡフィルムにラミネートすることにより、それぞれ、実施例１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、および１１ｄを形成した。
【０１１３】
いずれの場合においても、配向され染色されたＰＶＡは、実際には、２つのフィルム、すなわち、６６．５％／２７．９％／５．６％のＭｅＯＨ／水／エアボルＰＶＡグレード２０５（ＡＩＲＶＯＬ ＰＶＡ Ｇｒａｄｅ ２０５）（米国ペンシルバニア州アレンタウンのエア・プロダクツ・アンド・ケミカル・インコーポレーテッド（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．，Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ，ＵＳＡ）から入手可能）を含む溶液を用いて接着されたＰＶＡ層と加水分解ＴＡＣ層とを含んでいた。「配向され染色されたＰＶＡ」という表現は、追加のラミネーションが行われる主要面を明確にするのに役立つように意図されたものである。
【０１１４】
配向され染色されたＰＶＡに実施例７ａ、７ｂ、７ｃ、および７ｄをラミネートするために使用した接着剤は、６６．５％／２７．９％／５．６％のＭｅＯＨ／水／エアボルＰＶＡグレード２０５（ＡＩＲＶＯＬ ＰＶＡ Ｇｒａｄｅ ２０５）を含有する溶液を含んでいた。ラミネーション後、摂氏６０度、１時間、１気圧の圧力、空気雰囲気中の条件で、すべてのサンプルをオートクレーブ処理に付した。
【０１１５】
次に、ＡＳＴＭ Ｄ３３３０に準拠した方法により、ラミネートフィルムを摂氏６５度／９０％ＲＨの環境エージングに付し、剥離力を試験した。剥離力は次のとおりであった。実施例のフィルム１１ｄでは＜０．４オンス／インチ（２．９ｇ／ｃｍ）、実施例のフィルム１１ａでは１５オンス／インチ（１７０ｇ／ｃｍ）、実施例のフィルム１１ｂでは２０オンス／インチ（２２５ｇ／ｃｍ）、実施例のフィルム１１ｃでは２２オンス／インチ（２５０ｇ／ｃｍ）。
【０１１６】
実施例１２
実施例１２では、表面処理されたポリプロピレンと配向ＰＶＡとのラミネートについて説明する。実施例１１と類似した方法で、表面処理されたフィルム実施例８ａ、８ｂ、８ｃ、および８ｄを、配向されヨウ素染色されたＰＶＡフィルムにラミネートした。実施例１２のフィルムはすべて、剥離力が実施例のフィルム１１ｃに類似していることが判明した。
【０１１７】
実施例１３
実施例１３では、ガラスにラミネートされた表面処理ポリプロピレン：配向ＰＶＡについて説明する。実施例のフィルム１１ｃのポリプロピレンフィルムを含む対向主要面にＮ2コロナ処理（１．０Ｊ／ｃｍ2）を施した。次に、得られた表面処理フィルム（１３ａと記す）を光学用転写接着剤ソウケン２２６３（Ｓｏｋｅｎ ２２６３）（日本国の綜研化学株式会社から入手可能）にラミネートすることにより、実施例のフィルム１３ｂを形成し、その後、これをガラス部片に接着させることにより、実施例のフィルム１３ｃを形成した。
【０１１８】
実施例のフィルム１３ｃのソウケン２２６３（Ｓｏｋｅｎ ２２６３）接着剤／ガラス境界面の剥離力を測定したところ、２２オンス／インチ（２５０ｇ／ｃｍ）であった。
【０１１９】
実施例１４
実施例１４では、ＬＣＰコーティングしたポリプロピレンのコロナ処理について説明する。ＬＣＰを含む実施例のフィルム９ｃの主要面に表面処理を施すことにより、実施例のフィルム１４ａ、１４ｂ、および１４ｃを形成した。種々の表面処理は次のとおりであった。
ａ． ０．５Ｊ／ｃｍ2のＮ2コロナ；
ｂ． １．０Ｊ／ｃｍ2のＮ2コロナ；
ｃ． ２．０Ｊ／ｃｍ2のＮ2コロナ；
ｄ． 対照（実施例のフィルム１１ｃと同一）。
【０１２０】
実施例１５
実施例１５では、ＰＶＡにラミネートされたコロナ処理「ＬＣＰコーティングしたポリプロピレン」について説明する。実施例１１に記載したのと類似した方法で、実施例のフィルム１４を、配向されヨウ素染色されたＰＶＡにラミネートすることにより、実施例のフィルム１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、および１５ｄを形成した。剥離力を測定した。結果は、実施例のフィルム１５ｄでは＜０．９オンス／インチ幅（９．８ｇ／ｃｍ）ならびに実施例のフィルム１５ａ、１５ｂ、および１５ｃでは１９オンス／インチ幅（２２０ｇ／ｃｍ）であった。
【０１２１】
実施例１６
実施例１６では、ガラスに接着された「コロナ処理ＬＣＰコーティングしたポリプロピレン」：ＰＶＡラミネートについて説明する。その際、実施例１３に記載したのと類似した方法で、ソウケン２２６３（Ｓｏｋｅｎ ２２６３）接着剤を用いて、実施例のフィルム１５ａ、１５ｂ、および１５ｃをガラスにラミネートした。接着剤／ガラス境界面の剥離力は、いずれの場合においても、ポリプロピレン／ＰＶＡ境界面よりも大きかった。
【０１２２】
ＤＢＥＦ（米国ミネソタ州セントポールのスリーエム（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ ＵＳＡ）から入手可能）およびニポックス（Ｎｉｐｏｃｓ）（日本国の日東電工から入手可能）のような他の光学フィルムを同様に表面処理し、配向され染色されたＰＶＡに接着できると想定される。
【０１２３】
本発明は、上記の特定の実施例に限定されるとみなされるべきものではなく、添付の特許請求の範囲に公正に記載されている本発明のすべての態様を包含するものであると理解しなければならない。本発明の適用対象となりうる種々の変更、等価な方法、および多数の構成は、本発明が関係する技術分野の当業者であれば、本明細書を調べることにより自明なものとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】光学フィルム素子に関連する座標系の概略図である。
【図２】光学フィルム素子の形成に用いられるテンター装置の上面概略図である。
【図３】本発明に係る光学補償子スタックの概略断面図である。
【図４】本発明に係る光学補償子スタックの概略断面図である。
【図５】本発明に係る液晶ディスプレイの概略断面図である。
【図６】本発明に係る液晶ディスプレイの概略断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）第１の方向にポリオレフィンフィルムを延伸するステップと；
ｂ）該第１の方向と異なる第２の方向に該ポリオレフィンフィルムを延伸して二軸延伸ポリオレフィンフィルムを形成するステップであって、該第２の方向に該ポリオレフィンフィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、該第１の方向に該ポリオレフィンフィルムを延伸するステップと同時に行われるステップと；
を含む、光学フィルムの作製方法であって、
該二軸延伸ポリオレフィンフィルムが、長さと幅を有し、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性であり；さらにｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、該直交方向屈折率の少なくとも２つが等しくなく、面内リターダンスが１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスが５０ｎｍ以上である方法。
【請求項２】
前記ポリオレフィンフィルムが核剤または透明化剤をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ポリオレフィンフィルムが粘着付与剤をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記二軸延伸ポリオレフィンフィルムの長さおよび幅を横切って面内リターダンスの実質的均一性を提供するのに有効な量で前記二軸延伸ポリオレフィンフィルムの全幅を冷却するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記面内リターダンスが前記二軸延伸ポリオレフィンフィルムの層の幅および長さに沿って４ｎｍ／ｃｍ未満変化する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記二軸延伸ポリオレフィンフィルムの長さおよび幅が少なくとも０．６５メートルである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸に等しくない、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の方向の延伸が前記第１の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ａ）第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと；
ｂ）該第１の方向と異なる第２の方向に該高分子フィルムを延伸して二軸延伸高分子フィルムを形成するステップであって、該第２の方向に該高分子フィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、該第１の方向に該高分子フィルムを延伸するステップと同時に行われるステップと；
を含む、光学フィルムの作製方法であって、
該二軸延伸高分子フィルムが、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性であり；さらに、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率（ここで、該直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である）ならびに少なくとも０．６５メートルの長さおよび幅を有し、そして該面内リターダンスおよび該面外リターダンスが、該長さおよび該幅を横切って実質的に均一である方法。
【請求項１１】
前記高分子フィルムが透明化剤または核剤をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポリオレフィンフィルムが粘着付与剤をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記二軸延伸高分子フィルムの長さおよび幅を横切って面内リターダンスの実質的均一性を提供するのに有効な量で前記二軸延伸高分子フィルムの全幅を冷却するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記面内リターダンスが二軸延伸高分子フィルムの層の長さおよび幅に沿って４ｎｍ／ｃｍ未満変化する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸に等しくない、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の方向の延伸が前記第１の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記高分子がポリオレフィンを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
ａ）第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと；
ｂ）該第１の方向と異なる第２の方向に該高分子フィルムを延伸して二軸延伸高分子フィルムを形成するステップであって、該第２の方向に該高分子フィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、該第１の方向に該高分子フィルムを延伸するステップと同時に行われるステップと；
を含む、光学フィルムの作製方法であって、
該二軸延伸高分子フィルムが、長さと幅を有し、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性であり；さらに、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率（ここで、該直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である）ならびに５ミクロン〜２００ミクロンの厚さを有する方法。
【請求項２０】
前記高分子フィルムが核剤または透明化剤をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ポリオレフィンフィルムが粘着付与剤をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記二軸延伸高分子フィルムの長さおよび幅を横切って面内リターダンスの実質的均一性を提供するのに有効な量で前記二軸延伸高分子フィルムの全幅を冷却するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記面内リターダンスが二軸延伸高分子フィルムの層の幅および長さに沿って４ｎｍ／ｃｍ未満変化する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記二軸延伸高分子フィルムの長さおよび幅が少なくとも０．６５メートルである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸に等しくない、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２の方向の延伸が前記第１の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
前記高分子がポリオレフィンを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項１】
ａ）第１の方向にポリオレフィンフィルムを延伸するステップと；
ｂ）該第１の方向と異なる第２の方向に該ポリオレフィンフィルムを延伸して二軸延伸ポリオレフィンフィルムを形成するステップであって、該第２の方向に該ポリオレフィンフィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、該第１の方向に該ポリオレフィンフィルムを延伸するステップと同時に行われるステップと；
を含む、光学フィルムの作製方法であって、
該二軸延伸ポリオレフィンフィルムが、長さと幅を有し、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性であり；さらにｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率を有し、該直交方向屈折率の少なくとも２つが等しくなく、面内リターダンスが１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスが５０ｎｍ以上である方法。
【請求項２】
前記ポリオレフィンフィルムが核剤または透明化剤をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ポリオレフィンフィルムが粘着付与剤をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記二軸延伸ポリオレフィンフィルムの長さおよび幅を横切って面内リターダンスの実質的均一性を提供するのに有効な量で前記二軸延伸ポリオレフィンフィルムの全幅を冷却するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記面内リターダンスが前記二軸延伸ポリオレフィンフィルムの層の幅および長さに沿って４ｎｍ／ｃｍ未満変化する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記二軸延伸ポリオレフィンフィルムの長さおよび幅が少なくとも０．６５メートルである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸に等しくない、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の方向の延伸が前記第１の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ａ）第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと；
ｂ）該第１の方向と異なる第２の方向に該高分子フィルムを延伸して二軸延伸高分子フィルムを形成するステップであって、該第２の方向に該高分子フィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、該第１の方向に該高分子フィルムを延伸するステップと同時に行われるステップと；
を含む、光学フィルムの作製方法であって、
該二軸延伸高分子フィルムが、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性であり；さらに、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率（ここで、該直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である）ならびに少なくとも０．６５メートルの長さおよび幅を有し、そして該面内リターダンスおよび該面外リターダンスが、該長さおよび該幅を横切って実質的に均一である方法。
【請求項１１】
前記高分子フィルムが透明化剤または核剤をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポリオレフィンフィルムが粘着付与剤をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記二軸延伸高分子フィルムの長さおよび幅を横切って面内リターダンスの実質的均一性を提供するのに有効な量で前記二軸延伸高分子フィルムの全幅を冷却するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記面内リターダンスが二軸延伸高分子フィルムの層の長さおよび幅に沿って４ｎｍ／ｃｍ未満変化する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸に等しくない、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の方向の延伸が前記第１の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記高分子がポリオレフィンを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
ａ）第１の方向に高分子フィルムを延伸するステップと；
ｂ）該第１の方向と異なる第２の方向に該高分子フィルムを延伸して二軸延伸高分子フィルムを形成するステップであって、該第２の方向に該高分子フィルムを延伸するステップの少なくとも一部分は、該第１の方向に該高分子フィルムを延伸するステップと同時に行われるステップと；
を含む、光学フィルムの作製方法であって、
該二軸延伸高分子フィルムが、長さと幅を有し、少なくとも１つの偏光状態の可視光に対して実質的に非吸収性かつ非散乱性であり；さらに、ｘ、ｙ、およびｚ直交方向屈折率（ここで、該直交方向屈折率の少なくとも２つは等しくなく、面内リターダンスは１００ｎｍ以下であり、そして面外リターダンスは５０ｎｍ以上である）ならびに５ミクロン〜２００ミクロンの厚さを有する方法。
【請求項２０】
前記高分子フィルムが核剤または透明化剤をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ポリオレフィンフィルムが粘着付与剤をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記二軸延伸高分子フィルムの長さおよび幅を横切って面内リターダンスの実質的均一性を提供するのに有効な量で前記二軸延伸高分子フィルムの全幅を冷却するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記面内リターダンスが二軸延伸高分子フィルムの層の幅および長さに沿って４ｎｍ／ｃｍ未満変化する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記二軸延伸高分子フィルムの長さおよび幅が少なくとも０．６５メートルである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸に等しくない、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の方向の延伸が前記第２の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２の方向の延伸が前記第１の方向の延伸よりも５０％まで大きい、請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
前記高分子がポリオレフィンを含む、請求項１９に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００６−５１７４８６（Ｐ２００６−５１７４８６Ａ）
【公表日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０３１３８（Ｐ２００６−５０３１３８）
【出願日】平成１６年１月２９日（２００４．１．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／００２５０５
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７２７１２
【国際公開日】平成１６年８月２６日（２００４．８．２６）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１月２９日（２００４．１．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／００２５０５
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７２７１２
【国際公開日】平成１６年８月２６日（２００４．８．２６）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]