(57)【要約】  本発明は、ポリマー基層、複数の光学的特徴を有する上面を含む熱可塑性ポリマー光学層、及び基層と光学層との間の接着層を含み、接着層が基層と光学層とに結合する光学構造に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー基層、
複数の光学的特徴を有する上面を含む熱可塑性ポリマー光学層、及び
前記基層と前記光学層との間の接着層を含み、
前記接着層が、前記基層と前記光学層とに結合する光学構造。
【請求項２】
前記光学構造が、光方向転換層であり、前記光学的特徴が、可視光を実質的にコリメートする請求項１記載の光学構造。
【請求項３】
Ｔｇが、約１５０℃より高い請求項１記載の光学構造。
【請求項４】
前記基層が、約０．９０より大きい５５０ナノメートルにおける光透過性を有する請求項１記載の光学構造。
【請求項５】
前記基層の材料が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリスチレンである請求項１記載の光学構造。
【請求項６】
前記基層の材料が、ポリカーボネートである請求項１記載の光学構造。
【請求項７】
前記接着層が、アクリルポリマー又はポリウレタンである請求項１記載の光学構造。
【請求項８】
前記接着層が、ポリビニルアセテート−エチレンコポリマー又はポリアクリロニトリル−塩化ビニリデン−アクリル酸コポリマーである請求項１記載の光学構造。
【請求項９】
前記基層、前記接着層及び前記光学層のそれぞれが屈折率を有し、任意の２つの屈折率の差が０．１より大きくない請求項１記載の光学構造。
【請求項１０】
前記光学的特徴が、９０度の頂角を有する個別のポリカーボネート光学素子を含み、前記接着層が、ポリアクリロニトリル−塩化ビニリデン−アクリル酸コポリマーを含み、前記基層が、配向ＰＥＴを含み、前記光学的特徴の反対側に位置するポリカーボネートの連続層をさらに含む請求項１記載の光学構造。
【請求項１１】
ライトバルブ、
光源、及び
前記光源と前記ライトバルブとの間の光路に配置される光方向転換層を含み、
前記光方向転換層が、
ポリマー基層、
複数の光学的特徴を有する上面を含む熱可塑性ポリマー光学層、及び
前記基層と前記光学層との間の接着層をさらに含み、
前記接着層が、前記基層と前記光学層とに結合する光学ディスプレー。
【請求項１２】
前記ライトバルブが、液晶装置（ＬＣＤ）である請求項１１記載の光学ディスプレー。
【請求項１３】
前記基層が、約０．８８より大きい５５０ナノメートルにおける光透過性を有する請求項１１記載の光学ディスプレー。
【請求項１４】
前記接着層が、ポリビニルアセテート−エチレンコポリマー又はポリアクリロニトリル−塩化ビニリデン−アクリル酸コポリマーを含む請求項１１記載の光学ディスプレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光源からの光をフィルムの平面に垂直な方向に方向転換するための光方向転換フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光方向転換フィルムは、様々な用途で使用可能である。実例として、光方向転換フィルムは、表示装置又は照明装置の一部として使用可能である。表示装置及び照明装置は、様々な技術に基づいており、極めて異種の用途を持ち得る。技術基盤又は用途とは無関係に、光方向転換フィルムは、光源から出力に伝達される光の効率を改善するために使用可能である。
【０００３】
表示技術において注目されてきた１つの技術は、液晶（ＬＣ）技術である。ＬＣディスプレー（ＬＣＤ）は、ライトバルブ機能を与えるように調整された液晶材料を含む。多くのＬＣＤの用途では、パワー効率を改善することが有用である。ＬＣＤ（又は他の類似のディスプレー）のパワー効率を高めることは、他の利益の中でも特にディスプレーの画像品質を改善する際に有益であり得る。
【０００４】
ＬＣＤの効率を改善するための１つの方法は、（１つ又は複数の）光方向転換フィルムを使用して光を再利用することである。光方向転換フィルムの光学は、極めて特殊かつ詳細であり得る。光方向転換フィルムは、複数の光学素子を含み得る。これらの光学素子は、ＬＣＤにおいて光を方向転換するように成形されるとともに配置され、エネルギー効率の良いＬＣＤを製造可能にする。しかしながら、ディスプレーの品質を低下させる光方向転換フィルムの二次的効果（例えば、モアレ効果又はモアレ干渉パターン）が存する可能性がある。例えば、モアレ効果を示す光方向転換フィルムは、ＬＣＤスクリーン全面にわたって望ましくない不均一な明るさ持つ可能性がある。この不均一な明るさは、光方向転換フィルム内の光学素子の規則的な配置に起因する可能性がある。
【０００５】
光方向転換フィルムの二次的効果は、光学素子のランダムパターンを与えることによって対処されてきた。例えば、Ｗｉｌｓｏｎらの米国特許は、光学ディスプレーの画像品質を低下させ得る干渉及びその他の効果を有利に低減させる光学素子のランダムパターンを開示している。
【０００６】
ライトバルブベースの直接照明光学ディスプレーは、サイズと用途が増加し続けている。これは、より大きい光方向転換層を含む、より大きい光学フィルムを要求する。残念なことに、これらの光学フィルムは、比較的薄くて柔軟性があり、フィルムのサイズ（面積）を増加させることによって機械的歪みが光学フィルムの変形を引き起こす可能性がある。この機械的歪みは、次には、フィルムの光学特性を変化させる。
【０００７】
米国特許第５，９１９，５５１号（Ｃｏｂｂ，Ｊｒ．等）は、モアレ干渉パターンの視認性を低下させるために可変ピッチのピーク及び／又は溝を有する線状配列フィルムを主張している。ピッチ変化は、隣接するピーク及び／又は谷の群にわたって、又は隣接する一組のピーク及び／又は谷の間に存在し得る。この線状配列要素のピッチの変化は、モアレを低減するが、フィルムの線状要素は、依然として、バックライトの導光体及びディスプレーの液晶部内の電子回路の上のドットパターンと相互作用する。この相互作用を低減又は除去するために要素の線状配列を解体することが望ましいであろう。
【０００８】
米国特許第６，３５４，７０９号は、稜線に沿って高さが変化する線状配列を有するフィルムを開示しており、その稜線は、また、左右に移動する。このフィルムは、光を平行にし、稜線に沿って変化する高さはモアレを僅かに減らすが、適度に高い軸上利得を維持しながらシステム内で使用されるときに、フィルムのモアレを著しく減らすフィルムを持つことが望ましいであろう。
【０００９】
米国出願第２００１／００５３０７５号（Ｐａｒｋｅｒ等）は、光のコリメーションのための一体的特徴の使用を開示している。意外にも、一体的特徴の設計パラメータの慎重な選択は、Ｐａｒｋｅｒ等によって予期されなかった特定のディスプレー構造に関して軸上利得とモアレ低減との間に予想外のバランスを作り出すことが発見されている。
【００１０】
米国特許第６，５８３，９３６号（Ｋａｍｉｎｓｋｙ等）は、光ポリマー拡散レンズのマイクロ複写のためのパターン化ローラを開示している。このパターン化ローラは、初めに多様なサイズの粒子でローラをビーズブラストし、続いてマイクロノジュールを作り出すクローム処理をすることによって作られる。このローラの製造方法は、入射光エネルギーを拡散させるように意図された光拡散レンズによく適している。
【００１１】
更に、表示される画像の明るさを改善するために光源の数又は光源のパワーあるいは両方が増加し続けている。これは、光学ディスプレー、特に大型ディスプレーにおける動作温度の上昇という結果をもたらす。これらの比較的高い動作温度は、光方向転換フィルムを含む光学フィルムの膨張と変形という結果を生じる可能性がある。更に、より高い温度は、光方向転換フィルムの剛性の損失という結果をもたらす可能性がある。光方向転換フィルムの膨張又は剛性損失は、フィルムの光学特性を変える可能性があり、光学ディスプレーにおけるフィルムの性能に干渉する可能性がある。最終的には、これは、光学ディスプレーの性能に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１２】
１つの選択肢は、所望される光学的及び機械的特性の両方を有するフィルムを提供するために、比較的厚い材料からモノリシックに光学フィルムを製造することである。残念ながら、光学フィルムに適した材料の比較的厚い層から光学的特徴を形成することは望ましくない。１つの欠点は、この材料から形成される押し出された光学的特徴の複製不良である。もう１つの欠点は、層自体の製造に関する。周知のように、比較的厚い厚さを有する材料を押し出すことは、押出プロセスを遅くし、それによって製造時の運転速度を低下させる。他の考慮事項の中でも特に低下した運転速度は生産量を減らし、１個当たりのコストを増加させる。
【００１３】
周知の光学フィルムの欠点に加えて、改善された光学性能を提供する特定の材料から光学的特徴を製造することは有益であり得る。残念ながら、これらの材料の多くは比較的高価である。サイズと温度安定性の要求を満たすために、比較的厚い光学フィルムを製造することは、法外なコストを要する可能性がある。したがって、特定の光学材料は、望ましい光学特性を提供するものの、最終製品のコストによって考慮から除外される。
【特許文献１】米国特許第５，９１９，５５１号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３５４，７０９号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００１／００５３０７５号明細書
【特許文献４】米国特許第６，５８３，９３６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって必要とされるのは、少なくとも上記した周知のフィルムに関連する欠点を克服する光方向転換フィルム及びその製造方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
一例示的実施形態によれば、光学構造は、基層と、複数の光学的特徴を有する上面を含む光学層と、基層と光学層との間にあって、基層と光学層とに結合する接着層とを含む。
【００１６】
もう１つの例示的実施形態によれば、光学ディスプレーは、ライトバルブと、光源と、光源とライトバルブとの間の光路に配置される光方向転換層とを含む。光方向転換層は、基層と、複数の光学的特徴を有する上面を含む光学層と、基層と光学層との間にあって、基層と光学層とに結合する接着層とを含む。
【００１７】
更に他の例示的実施形態によれば、光学構造を製造する方法は、基層を提供し、基層の上に接着層を配置し、接着層の上に光学層を形成し、光学層に複数の光学的特徴を形成することを含む。
【００１８】
本発明は、添付図面の図とともに読まれるとき、以下の詳細な説明から最もよく理解される。様々な特徴が必ずしも原寸に比例して描かれていないことは強調される。実際にこれらの寸法は、議論の明瞭さのために任意に拡大又は縮小され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下の詳細な説明において、本教示の完全な理解を与えるために、限定ではなく説明目的で特定の詳細事項を開示する例示的実施形態が説明される。しかしながら、他の実施形態がここに説明される特定の詳細事項から逸脱することは、本開示の利益を受けた当業者にとって明らかであろう。更に周知の装置、方法、システム及び材料の説明は、例示的実施形態の説明を不明確にしないために、省略されるか、ごく簡単に説明され得る。それでもなお、当業者の範囲内の装置、方法、システム及び材料は、例示的実施形態に従って使用するために考えられる。最後に、どこでも実際上同様の符号は同様の特徴を示す。
【００２０】
例示的実施形態の光方向転換フィルムは、フィルムを出る光の分布がフィルムの面により垂直に向くように、フィルムを通過する光を再配分する。これらの光方向転換フィルムは、フィルムを出て行く光線のフィルム／空気境界面の角度を変え、溝の屈折面に垂直な平面内を進行する入射光分布の成分をフィルムの面により垂直な方向に再配分させるフィルムの光出射面上に規則的なプリズム溝、レンズ溝又はピラミッドが備わっている。このような光方向転換フィルムは、ディスプレーがより明るく見えるようにするため、例えば、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）、ラップトップコンピュータ、ワードプロセッサ、航空機搭載表示装置、携帯電話、ＰＤＡなどの明るさを改善するために使用される。
【００２１】
本発明は、２つの異なるポリマー材料が１つの構造に接合されることを可能にする接着層を提供する。異なる材料の使用は、例えば、光学構造が広範囲の動作温度にわたって機械的に安定であって、しかも高い光透過性、低い着色性及び高い表面平滑性といった所望の光学特性を有することを可能にする。本発明の接着層は、予め形成されたポリマーシートと溶融成型ポリマーとの間の優れた接着を提供する。従来技術の接着層は、典型的に、室温被覆ポリマーと配向シートとの間の接着を促進し、本発明の接着層は、ポリマーのＴｇより実質的に高い温度を有するポリカーボネートなどの溶融成型ポリマーと予め形成された配向ポリマーシートとの間に優れた接着をもたらす。本発明の接着層は、ポリマー成型時に溶融成型ポリマー層の接着をもたらし、溶融成型ポリマーがウェブベース製造プロセスを通って効率的に搬送されることを可能にし、かつ、十分な接着を提供して、ＬＣＤ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）及びフレキシブル・エレクトロ−ウェッティング・ディスプレーなどの要求の厳しい電子ディスプレー用途における使用を可能にする。
【００２２】
加えて、本発明の接着層は、２つの異なる材料を有するポリマーフィルム上での静電荷の蓄積を低減する帯電防止層を与えるために利用することができる。光学フィルム上での静電荷の蓄積は、ディスプレー装置に欠陥を作り出す可能性がある望ましくない浮遊微粒子を引き付けることが知られている。さらに、本発明の接着層は、ポリマー光学素子に入射する可視光の拡散を可能にする光拡散手段を与えるために利用することができる。接着層に光拡散のための手段を加えることによって、フィルムは、二重機能を持つことができ、別の光拡散フィルムの必要性を排除する。
【００２３】
説明を明瞭にするために、例示的実施形態の光方向転換フィルムは、液晶（ＬＣ）システムに関連してよく説明されることが注目される。しかしながら、これは、単に例示的実施形態の光方向転換フィルムの説明に役立つ実施形態であることが強調される。実際に、一例を挙げると、例示的実施形態の光方向転換フィルムは、ライトバルブベースのディスプレー及び照明用途などの他の用途に使用可能である。本説明の利益を受けた当業者に明らかであるように、光方向転換フィルムは、他の多様な技術において実施される可能性がある。
【００２４】
本明細書で使用される用語「透明な」は、著しい偏向又は吸収なしに放射線を通過させる能力を意味する。本発明に関して「透明な」材料は、８８％より大きいスペクトル透過性を有する材料と定義される。用語「光」は可視光を意味する。用語「ポリマーフィルム」は、ポリマーから成る薄い柔軟なフィルムを意味する。用語「光学ポリマー」は、一般に透明であるホモポリマー、コポリマー及びポリマーブレンドを意味する。用語「光学的特徴」は、色を変化させ又は反射光、透過光若しくは入射光を拡散させ、回転させ、コリメートさせるウェブ材料の表面上に、又は表面付近に位置する幾何学的物体を意味する。用語「接着層」は、２つの隣接する層の間での接着を容易にするように機能する独特な連続的又はパターン化された層である。用語「光学利得」、「軸上利得」又は「利得」は、出力光強度が入力光強度で除された比率を意味する。利得は、コリメーティングフィルムの効率の尺度として使用され、また、異なる光コリメーティングフィルムの性能を比較するために利用することができる。
【００２５】
光学フィルムに関連して、個別の光学素子は、光学フィルムにおける突起又は窪みである明確な形状の要素を意味する。個別の光学素子は、光学フィルムの長さ及び幅と比較して小さい。用語「湾曲面」は、少なくとも１つの面において湾曲を有するフィルム上の三次元特徴を示すために使用される。「楔形特徴」は、１つ以上の傾斜面を含む要素を示すために使用され、これらの面は平面と湾曲面との組み合わせであってもよい。
【００２６】
用語「光学フィルム」は、透過した入射光の性質を変える薄いポリマーフィルムを示すために使用される。例えば、コリメーティング光学フィルムは、１．０より大きい光学利得（出力／入力）を提供する。用語「偏光」は、振動が単一面において発生するように、振動を横波に制限することを意味する。用語「偏光子」は、入射可視光を偏光する材料を意味する。
【００２７】
本明細書で使用される用語「平面複屈折」と「複屈折」は、フィルム面における平均屈折率と厚さ方向の屈折率との差である。すなわち、流れ方向と横方向の屈折率の合計が２で除され、次いでこの値から厚さ方向の屈折率が減じられて平面複屈折の値が得られる。屈折率は、Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＆  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｉｌｅｙ，Ｎ．Ｙ．，１９８８，ｐｇ．２６１に述べられている手順を使用するＡｂｂｅ−３Ｌ屈折計を使用して測定される。用語「低複屈折」は、光の偏光状態の僅かな変化を作り出し、かつ０．０１未満の複屈折を有する光学ポリマーウェブ材料に限定された材料を意味する。
【００２８】
非晶質ポリマーは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法によって生成された標準サーモグラムにおいて溶解転移を示さないポリマーである。この方法（当業者に周知）によれば、ポリマーの小さいサンプル（５〜２０ｍｇ）が小さいアルミニウム製の皿に密閉される。次いでその皿はＤＳＣ装置（例えば、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  ７  Ｓｅｒｉｅｓ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）内に置かれ、それの熱応答は、室温から３００℃まで１０〜２０℃／分の速度で走査することによって記録される。明確な吸熱ピークは溶融を明示する。このようなピークの不在は、試験ポリマーが機能的に非晶質であることを示す。サーモグラムにおける段階的変化は、ポリマーのガラス転移温度を表す。
【００２９】
図１は、一例示的実施形態による光学構造の断面図である。この光学構造は、前述のように照明及びディスプレー用途で有用な光方向転換層であり得る。更にこの光学構造は、拡散し、回転し、又は部分的に反射することが可能である。この光学構造は、基層１０１、接着層１０３及び光学層１０５を含む。
【００３０】
基層１０１は、構造的剛性と熱的安定性とを光学構造にもたらし、また、光学構造が比較的大きな寸法を有するとき、又は光学構造が長時間にわたって高い動作温度を受けるとき、あるいはその両方であるとき、光学構造の変形を防止するのに有効である。したがって、基層１０１は、圧力と熱による変形を防止するために有用な厚さを有する材料で作られる。更に、基層１０１は、一般に、実質的に透過性であり、ほとんど着色がない。
【００３１】
一例示的実施形態では、基層１０１は、約７０℃より高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する材料で作られ、約１５０℃より高いＴｇを持ち得る。比較的高いＴｇを有する材料を選択することによって、光学構造は、ディスプレー及び照明装置の動作温度に曝されたときに、反りや収縮が実質的にない。その結果、光学的特徴は、依然として設計通りに機能するように適切に配向されたままである。更に、７０℃より高いＴｇを有する基層を設けることによって、基層は、溶融成型ポリマーが接着層１０３上に成型されるときに反ったり変形したりする可能性がほとんどない。
【００３２】
基層１０１は、また、その寸法のせいで、圧力による歪みに対して実質的に影響を受けないものでなければならない。前述のようにディスプレーは表示面積が増加し続けるので、光方向転換層の寸法も増加する。増加したサイズによって、光学構造にかかる圧力は増加し、光学構造は収縮したり曲がったりする可能性がある。これは光学構造の光学特性を変化させ、画像の光学的品質又は光源の性能に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、基層は、厚さを有するように選択され、かつ光学構造のその他の層に剛性を与える材料で作られる。一例示的実施形態では、基層１０１は、約２５０μｍの厚さ及び約２ＧＰａの弾性係数を有する。
【００３３】
望ましい機械的及び熱的特性に加えて、基層は、比較的無色で実質的に透明であり得る。一例示的実施形態では、基層１０１は、約０．８５より高い透過率を有する。特定の実施形態では、基層の透過率は、約０．８８より高く、そして、約０．９５より高い可能性もある。更に一例示的実施形態では、基層１０１は、国際照明委員会（ＣＩＥ）スケールで測定された約−２．０〜約＋２．０というｂ＊値を有する。青−黄軸に沿って光学素子の色を調整するために、染料及び顔料などの青色着色剤が使用され得る。ＬＣＤディスプレー装置で利用される光学フィルムが青がかった色を有する場合、ＬＣＤ表示された画像における「白色」は青がかった色を有する傾向があるので、僅かに青がかった色を有する光学素子は黄色の光学素子より消費者に知覚的に好まれる。
【００３４】
透明な基層１０１は、光透過モードで利用される光学構造に有用である。他の例示的実施形態では、基層１０１は、実質的に不透明であることが有益であることもある。不透明な層は、ＴｉＯ２やＢａＳＯ４といった白色顔料の高い重量パーセントを有する基盤材料の場合、又は空気の細孔を含む基層の場合、若しくはアルミニウムや銀といった反射性金属を含む又は有する基層の場合に、高い反射率を与えることができるであろう。不透明な基層は、ＬＣＤディスプレー、拡散性ミラー又は半透過性素子のための背面反射体に利用することができる。
【００３５】
一例示的実施形態では、基層１０１は、熱可塑性材料である。特定の実施形態では、基層１０１は、ポリカーボネート、ポリスチレン、配向ポリエステル又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であり得る。これらの材料は、単なる例示である。すなわち、基層材料は、前述の材料特性を与える他の材料でもよい。これらの材料は、セルローストリアセテート、ポリプロピレン、ＰＥＮ又はＰＭＭＡを含むが、これらに限定されない。
【００３６】
光学層１０５は、光学的用途で有用な非晶質又は半結晶質の熱可塑性材料であってもよい。光学層１０５は、比較的薄く、約２５．０μｍのオーダーの厚さを有する。実例として、この熱可塑性材料はポリカーボネートであり得る。特定の実施形態では、光学層１０５は、ＰＥＴ又はＰＭＭＡで作ることができる。光学層１０５のために、例えば金属酸化物のナノ微粒子を含むポリマーが利用され得る。これらの材料はやや高価であり、それによって構造的安定性のために適当な厚さを有する光方向転換層又はモノリシック構造に類似の構造の製造を妨げている。しかしながら、実質的に剛性の基層１０１を有する多層構造のため、光学層１０５は比較的薄く、また、これらの比較的高価な光学材料は適度なコストで実現され得る。
【００３７】
特定の実施形態では、光学層は、ランダムな方向に複数の光学的特徴（図１には図示せず）を含む。光学的特徴及びそれらの製造は、２００４年６月１５日に出願された「Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ  ｗｉｔｈ  Ｈｉｇｈ  Ａｐｅｘ  Ｓｈａｒｐｎｅｓｓ」と題するＢｒｉｃｋｅｙの米国特許出願第１０／８６８，０８３号と、２００４年９月１３日に出願された「Ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄ  Ｐａｔｔｅｒｎｓ  ｏｆ  Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ」と題するＷｉｌｓｏｎの米国特許出願第１０／９３９，７６９号に記載の通りであり得る。これらの参照される米国特許出願は本譲受人に譲渡されており、参照によって本明細書に特に組み込まれる。これらの光学的特徴は、参照される出願に記載されたもの以外であってもよいことが強調される。
【００３８】
所望の機械的及び熱的特性のために基層１０１に有用である材料の多くは、それらの光学特性で選択される光学層として有用である特定の材料に固執しないであろう。したがって、それらの個別の材料の非混和性と潜在的に低い表面エネルギーとによって、単に基層１０１と光学層１０５とからなる光学構造は、多くの材料では実現不可能である。
【００３９】
接着層１０３は、基層１０１と光学層１０５とに有効に接着し、それによって基層１０１の有益な機械的及び熱的品質と、光学層１０５の有益な光学的品質とを有する一体的光学層を提供する。
【００４０】
一例示的実施形態では、接着層１０３は、基層１０１の上に配置され、接着層１０１内のポリマーチェーンが基層１０１内のポリマーチェーンと混ざり合う。同様に、接着層１０３のポリマーチェーンは、光学層１０５のポリマーチェーンと混ざり合う。この相互作用は、接着層を介して光学層１０５を基層１０１に接着させるために十分な力を作り出す。
【００４１】
好適な接着層は、基層１０１と光学層１０５の両方に対して３５ｍｍ幅当たり少なくとも４００グラムの接着力を有する。基層と接着層との間又は光学層と接着層との間の接着強度は、標準の１８０度剥離試験を使用して、２３℃、５０％ＲＨでインストロンゲージ上で測定される。サンプル幅は３５ｍｍであり、剥離長さは１０ｃｍである。少なくとも４００グラム／３５ｍｍの接着強度を与えることは、温度、温度勾配及び湿度が装置の耐用期間中にいつも循環するＬＣＤディスプレーの使用寿命の間に、基層１０１からの光学層１０５の望ましくない層間剥離を防止することが見出されているので、少なくとも４００グラム／３５ｍｍの接着強度が好適である。更に、４００グラム／３５ｍｍの接着強度は、基層１０１と光学層１０５との間に熱膨張係数（ＣＴＥ）差が存在するときに、基層からの光学層１０５の層間剥離を防止するために十分な接着力である。ＣＴＥ差の大きさは、層の層間剥離という結果を引き起こす望ましくない層間力を増加させる傾向がある。層間に十分な接着力を与えることによって、層間剥離力は克服される。
【００４２】
接着層１０３の選択は、基層１０１と光学層１０５のために選択される材料に依存する。一例示的実施形態では、接着層１０３は、基層１０１と光学層１０５とは異なるクラスの熱可塑性プラスチックの熱可塑性材料である。実例として、接着層は、アクリル、ポリウレタン、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）又はポリ（ビニルアルコール）ＰＶＡであり得る。より好適には、基層が配向ＰＥＴからなり、光学層がポリカーボネートからなるとき、接着層はポリビニルアセテート−エチレンコポリマー又は１５／７９／６のモノマー比を有するポリアクリロニトリル−塩化ビニリデン−アクリル酸コポリマーである。
【００４３】
もう１つの好適な実施形態では、接着層は導電性ポリマーからなる。幾つかの導電性ポリマーが接着層として機能し得ることも見出されている。基層１０１と光学層１０５との間の接着性を両方向上させることができる１つの層を与えることによって、導電性材料は、複合構造から生じる望ましくない静電気を減らし、ＬＣＤモニターなどのディスプレー装置における望ましくない電界を減らすことができる。本発明の導電性材料は、好適には、共役ポリマー骨格成分及びポリマーポリアニオン成分を有する導電性ポリチオフェンを含むポリチオフェン／ポリアニオン組成物からなるコーティング組成物で被覆される。本発明に従って用いる好適なポリチオフェン成分は、少なくとも１つのアルコキシ基、例えば、Ｃ１−Ｃ１２アルコキシ基又はｎが１から４の整数である−Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＣＨ３基で置換されたチオフェン核を含み、あるいはチオフェン核が置換型の前記の基を含むアルキレン基によって２個の酸素原子上で閉環しているチオフェン核を含む。本発明に従って用いる好適なポリチオフェンは、下記の一般式（Ｉ）に対応する構造単位から構成され得る：
【化１】
2009514709.tif 000003
ここで、Ｒ１とＲ２の各々は、独立に水素又はＣ１−４アルキル基を表し、あるいは共に任意に置換されたＣ１−４アルキレン基、好ましくは、エチレン基、任意にアルキル置換されたメチレン基、任意にＣ１−１２アルキル又はフェニル置換された１，２−エチレン基、１，３−プロピレン基、又は１，２−シクロヘキシレン基を表す。導電性ポリチオフェン／ポリアニオン組成物の調製及びポリアニオンの存在下で合成されたポリチオフェンの水性分散液の調製、並びに前記分散液からの静電防止被覆の製造は、欧州特許第０４４０９５７号（及び対応する米国特許第５，３００，５７５号）、及び例えば米国特許第５，３１２，６８１号；第５，３５４，６１３号；第５，３７０，９８１号；第５，３７２，９２４号；第５，３９１，４７２号；第５，４０３，４６７号；第５，４４３，９４４号；及び第５，５７５，８９８号に記載されており、これらの開示内容は本明細書に参照によって組み込まれる。
【００４４】
ポリマーポリアニオン化合物の存在下での導電性ポリチオフェンの調製は、例えば、ピロールの酸化重合のために典型的に使用される酸化剤による、及び／又は好適には、０℃〜１０００℃の温度で任意に一定量の有機溶媒を含む水性媒体中の、ポリ酸の存在下での酸素又は空気による、下記の一般式（ＩＩ）に従う３，４−ジアルコキシチオフェン又は３，４−アルキレンジオキシチオフェンの酸化重合によって開始する：
【化２】
2009514709.tif 000004
ここで、Ｒ１及びＲ２は、一般式（Ｉ）で定義されたものである。ポリチオフェンは、酸化重合によって正電荷を取得するが、正電荷の位置及び数は確実に決定できないため、それらはポリチオフェンポリマーの繰り返し単位の一般式には記載されない。酸化剤として空気又は酸素を使用するとき、これらの導入は、重合が完了するまで、チオフェン、ポリ酸及び任意に金属塩の触媒量を含む溶液に進む。ピロールの酸化重合に適した酸化剤は、例えば、Ｊ．Ａｍ．Ｓｏｃ．８５，４５４（１９６３）に記載されている。安価で扱い易い酸化剤、例えば、ＦｅＣｌ３、Ｆｅ（ＣｌＯ４）３などの鉄（ＩＩＩ）塩や、Ｈ２Ｏ２、Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７、アルカリ又はアンモニウム過硫酸塩、アルカリ過ホウ酸塩、カリウム過マンガン酸塩及び銅テトラフルオロホウ酸塩などの銅塩のような有機残留物を含む、有機酸と無機酸との鉄（ＩＩＩ）塩などが好適である。理論的には、チオフェンの酸化重合のために、チオフェン１モル当たり酸化剤２．２５当量が必要とされる（Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｐａｒｔ  Ａ，Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．２６，ｐ．１２８７（１９８８）参照）。
【００４５】
重合のために、上記の一般式（ＩＩ）に対応するチオフェン、ポリ酸及び酸化剤は、有機溶媒又は好ましくは水に溶かされ、あるいは乳化され、その結果得られた溶液又は乳液は、重合反応が完了するまで、想定される重合温度で攪拌される。本発明で用いられるポリチオフェン／ポリアニオン組成物中のポリチオフェンポリマー成分対ポリマーポリアニオン成分の重量比は、例えば、好ましくは約５０／５０から１５／８５まで幅広く変化し得る。この技法によって、０．５〜５５重量％、好ましくは１〜１０重量％の固形分を有する安定な水性ポリチオフェン／ポリアニオン分散液が得られる。重合時間は、バッチのサイズ、重合温度及び酸化剤の種類に依存し、数分から３０時間の間であり得る。得られたポリチオフェン／ポリアニオン組成物分散液の安定性は、分散剤、例えば、米国特許第３，５２５，６２１号に記載されたスルホン酸ドデシル、スルホン酸アルキルアリルポリエーテルなどのアニオン界面活性剤などの添加によって、重合中及び／又は重合後に改善することができる。分散液中のポリマー粒子のサイズは、典型的には５ｎｍから１μｍの範囲、好ましくは４０〜４００ｎｍの範囲内である。
【００４６】
これらの導電性ポリマーの合成に使用されるポリアニオンは、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸又はポリマレイン酸などのポリマーカルボキシル酸、及びポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸などのポリマースルホン酸のアニオンであり、ポリマースルホン酸は、本発明のために好適なものである。これらのポリカルボキシル酸及びポリスルホン酸は、また、アクリル酸とスチレンのエステルといった他の重合可能なモノマーを有するビニルカルボキシル酸とビニルスルホン酸とのコポリマーであってもよい。分散ポリチオフェンポリマーと併せて使用されるアニオン（酸性）ポリマーは、好適には、分散の十分な安定性を確保するために、上記のポリマー化合物に対して２重量％より多いアニオン基の含有量を有する。ポリアニオンを与えるポリ酸の分子量は、好適には１，０００〜２，０００，０００であり、特に好適には２，０００〜５００，０００である。ポリ酸又はそのアルカリ塩は、一般に利用可能な、例えば、ポリスチレンスルホン酸及びポリアクリル酸であり、又はそれらは周知の方法に基づいて製造することができる。導電性ポリマー及びポリアニオンの形成に必要とされる遊離酸の代わりに、ポリ酸のアルカリ塩と適量の一酸との混合物を使用することも可能である。
【００４７】
本発明に用いられる好適な導電性ポリチオフェン／ポリアニオンポリマー組成物は、Ｂａｙｔｒｏｎ  ＰとしてＢａｙｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商業的に入手可能であるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸塩）である最も好適な導電性ポリチオフェン／ポリアニオンポリマー組成物による３，４−ジアルコキシ置換ポリチオフェン／ポリ（スチレンスルホン酸塩）を含む。他の好適な導電性ポリマーは、米国特許第５，６７４，６５４号及び第５，６６５，４９８号にそれぞれ開示されているポリ（ピロールスチレンスルホン酸塩）及びポリ（３，４−エチレンジオキシピロール・スチレンスルホン酸塩）を含む。
【００４８】
基層１０１に対する接着層１０３の接着力を更に増強するために、接着層１０３に接触する基層１０１の表面は、ランダムなパターン又は規則的パターンのいずれかの引っかき傷又は溝を持つように粗面化され得る。この粗面は、基層１０１と接着層１０３との間に追加の接触面積をもたらし、それによって光学的に平滑な基層１０１と比較して接着力を増強する。０．８から４．０マイクロメートルの平均粗さを有する粗面は、基層１０１に対する接着層１０３の接着力の増加をもたらすことが見出された。５．０マイクロメートルより大きい表面粗さでは、接着層は、小さい空気の細孔を作り出して、粗さ特徴を完全に満たす困難さを持ち始める。溝又は引っかき傷は、回折及び屈折などの光学的作用が実質的に回避されるように、比較的小さいことが重要であることは勿論である。一例示的実施形態では、基層１０１の上に接着層１０３を置く前に、基層の表面が、プラズマを使用して、ブラッシング、サンドブラスト又はエッチングされ得る。ここで説明されるように、この粗面化は、押出し及び特徴形成プロセス時に実行され得る。代替として、粗面化は、光学構造を形成する更なる処理の前に粗面化される基層１０１に対して、押出し特徴形成プロセスの前に実行され得る。
【００４９】
よく分かるように、多層光学構造は、各層間に光学境界面を含む。したがって、光学構造の機能を損なう可能性がある反射及び屈折効果を避けるために、基層１０１、接着層１０２及び光学層１０３の屈折率の差は、僅かでなくても小さいことが有益である。例えば、光学構造が光方向転換層である場合、各層の境界面における反射と屈折は光方向転換層の光出力を減らす可能性がある。特定の実施形態では、屈折率の差（Δｎ）は、約０．１より小さいことが好ましい。
【００５０】
本発明のもう１つの好適な実施形態では、接着層は、好ましくは光を拡散させる手段を含む。光を拡散させる手段を設けることによって、光学構造は、光コリメータとディフューザの両方として機能でき、それによって、単一部品に２つの機能を取り入れることができる。更に、欠陥を検出するために、ディスプレーの消費者の能力を著しく低下させる光学素子における高くて小さい欠陥に対して、１０から３０の低いヘイズ値を有する接着層１０３が示されている。例えば、ＴｉＯ２などの反射性微粒子、ナノサイズの粘土、ガラスビーズ、空気細孔、非混和性ポリマー及び異なる屈折率を有する層状ポリマーなど、光拡散のための好適な手段は、接着層１０３の大部分にある。
【００５１】
光学構造からの望ましくない反射を減らす目的で高い屈折率と低い屈折率とを交互に有する材料が交互に重なった層から成る反射防止コーティングも、接着層１０３の表面に塗布され得る。もう１つの好適な実施形態では、基層１０１に隣接する又は光学層１０５に隣接する接着層１０３の表面が半透過性（ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖｅ）であってもよい。半透過性表面は、透過特性と反射特性の両方を有する表面である。半透過性素子の一例は、可視光に対して約５０％透過性かつ５０％反射性であるアルミニウムの４００〜５００オングストローム堆積であろう。半透過性コーティングは、屋外照明状態で利用され、ＬＣＤディスプレーを部分的に又は全体的に照明するために、反射する日光を使用するディスプレーに有用である。
【００５２】
図２は、図１に関連して説明されたような光学構造を製造するための装置の簡略化された概略図である。本装置は、材料２０３を押し出す押出機２０１を含む。特定の実施形態では、材料２０３は、図１で前述された光学層１０５を形成する。本装置は、また、光学層２１３に光学的特徴を形成するパターン化ローラ２０５を含む。更に、本装置は、パターン化ローラ２０５に材料２０３を押し付けるための圧力を与える圧力ローラ２０７と、パターン化ローラ２０５からの材料２０３の除去を助ける剥離ローラ２１１とを含む。
【００５３】
動作時において、基層２０９は、押し出された材料２０３とともに、圧力ローラ２０７とパターン化ローラ２０５との間に押し入れられる。一例示的実施形態では、基層２０９は、その上に形成される接着層１０３を有する前述の基層１０１である。更に、材料２０３は、パターン化ローラ２０５と圧力ローラ２０７との間を通過した後に、光学的特徴を含む光学層２０５を形成する。代替として、接着層は、押出機２０１で材料２０３とともに同時押出しされ得る。同時押出しは、２つ以上の層という利益を提供する。同時押出しされた接着層は、基層１０１と光学層１０５とに最適の接着力を与えて、単層より高い接着性を作り出すように選択されることが可能である。したがって、同時押出しされた接着層と光学層は、圧力ローラ２０７とパターン化ローラ２０５との間に基層とともに押し入れられる。これは、基層１０１と接着層１０３と光学層１０５の接着、及び光学層１０５における光学的特徴の形成という結果をもたらす。圧力ローラ２０７とパターン化ローラ２０５との間を通過した後に、層２１３は、ローラ２１１に沿って進む。特定の実施形態では、層２１３は、図１に関して詳細に説明された実施形態の光学構造である。
【００５４】
一例示的実施形態では、接着層は、光学フィルムの押出しと光学的特徴の形成の前に基層に接着される。特定の実施形態では、接着層１０３は、基層１０１の表面上にコーティングされ得る。このコーティングプロセスは、周知の溶液コーティング方法によって、又は周知の水性コーティング方法によって実施され得る。コーティングが完了した後に、コーティングされた基層は、光学構造の形成のために層２０９として導入される。
【００５５】
もう１つの好適な実施形態では、接着層１０３は、パターン化される。パターン化された接着層は、光学層の形成時に結合強度を増加させることが見出されており、この光学層ポリマーは、パターン化された接着層との間を流れることができ、それによって、結合のための表面積を効果的に増加させることができる。パターン化された接着層の一例は、５０マイクロメートルの周期と５マイクロメートルの振幅とを有する単純な反復正弦波関数であろう。更に、接着層１０３をパターン化し、接着層１０３と基層１０１との間に少なくとも０．０２という屈折率差を与えることによって、パターン化された接着層の形状は、光拡散又は光コリメーションなどの有益な光学機能を提供するように機能し得る。例えば、９０度プリズム形状にパターン化された接着層は、光が光学層を通過する機会を持つ前に、入射光のいくらかのコリメーションを与えるであろう。
【００５６】
特定の実施形態では、層２１３は、ローラ２０５及び２０７を通過した後に、超音波エネルギーを受ける可能性がある。超音波溶接は、接着層１０３と、基層１０１及び光学層１０５の両方との間の結合を増強することが示されている。特に、超音波エネルギー源（図示せず）は、押出機２０１の端部付近又は押出し及び特徴形成の経路に沿った他の点に配置され得る。超音波エネルギーは、典型的には、２０から６０ｋＨｚの周波数を有する超音波ホーンから発生する。基層１０１に隣接して位置するアンビル表面は、超音波エネルギーが基層１０１と接着層１０３との間の結合強度を更に増強するために熱エネルギーに変換されることを可能にする。
【００５７】
他の例示的実施形態では、圧力ローラ２０７とパターン化層２０９との間に導入される前に、層２１３は、基層１０１と接着層１０３と光学層１０５の接着力を増強するために、コロナ放電処理、プラズマ照射処理又は赤外線放射処理を受けることがあり得る。放電処理とプラズマは、表面粗さを増加させて、材料２０３に対する層２０９の接着力を増強する。特定の実施形態では、層２０９は、基層１０１であり、材料２０２は、接着層１０３と光学層１０５の同時押出しである。この表面粗さは、接着層１０３と基層１０１との接着を改善する。もう１つの特定の実施形態では、層２０９は、基層１０１とその上に配置された接着層１０３とを含んでおり、材料２０３は、光学層１０５の材料である。この場合、接着層の粗面化は、接着層１０３と光学層１０５との間の接着力を増強する。
【００５８】
ＩＲ処理は、ローラ２０５と２０７との間に層２０９を導入する前に、層２０９に適用できる。この層は、基層１０１又はその上に配置される接着層１０３を有する基層１０１である。層２０９の加熱は、接着層１０３と光学層１０５の、及び接着層１０３と基層１０１のポリマー鎖の混ざり合いを増加させる。
【００５９】
もう１つの例示的実施形態では、基層１０１と接着層は、同時押出しされ、層２０９を形成する。その後、層２０９は、光学構造の形成のために、材料２０３（光学層）とともに押し出される。
【００６０】
光学的特徴を製造する方法及び材料の層を押し出す方法は周知である。光学的特徴の形成の詳細及び押出しの詳細は、ＢｒｉｃｋｅｙとＷｉｌｓｏｎの上記出願で見ることができる。
【００６１】
図３は、光学構造の両面に光学的特徴を有する光学構造の断面図である。この構造は、光方向転換層として、光学ディスプレー及び照明用途に有用である。
【００６２】
光学構造は、光学的特徴３０５及び３０１を有する基層３０３を含む。基層３０３は、前述のものであり、有利な機械的及び熱的特性を備える。光学構造は、また、前述のような接着層３０７及び３０９を含む。光学的特徴３０５及び３０１は、接着層３０７及び３０９の上に配置される。光学的特徴３０５及び３０１は、光コリメーションなどの機能において相補的であり、又は光コリメーション及び光拡散などの２つの異なる機能を持ち得る。光学的特徴３０５及び３０１は、互いに対して光学的に位置合わせされることも、ランダムに位置決めされることもあり得る。
【００６３】
本発明の接着層は、接着層と基層との間及び接着層と光学層との間に十分な接着力を与えるように選択されるが、本発明のもう１つの好適な実施形態では、基層１０１と接着層１０３との間の結合強度は、基層１０１と接着層１０３の容易な分離を可能にするために十分に低い。接着層及び光学層からの基層の分離は、接着層と基層が異なる基層に適用されることを可能にする。最終的に選択される基層材料は、ポリマー溶融押出し及び圧力形成に容易に適応できず、したがって、接着層からの基層の分離によって、基層へのその後の再適用を可能にする。再適用を必要とする可能性のある繊細な基層材料の例は、硬質ガラス基層、５０℃未満のＴｇを有するポリマー基層及び精密な微細パターン化基層を含む。
【００６４】
様々な光学層、材料及び装置が、また、特定用途の本発明のフィルム及び装置に適用され、又は特定用途の本発明のフィルム及び装置とともに使用され得る。これらは、磁気又は磁気光学コーティング又はフィルム；例えばディスプレーパネル及びプライバシーウィンドウで使用される液晶パネル；写真乳剤；ファブリック；線状フレネルレンズなどのプリズムフィルム；輝度増強フィルム；ホログラフィックフィルム又は画像；エンボス可能フィルム；改ざん防止フィルム又はコーティング；低放射率用途のＩＲ透明フィルム；剥離フィルム又は剥離コート紙；及び偏光子又はミラーを含むが、これらに限定されない。
【００６５】
本発明は、液晶ディスプレー装置とともに使用でき、その典型的な配置が以下で説明される。液晶（ＬＣ）は、電子ディスプレーに広く使用されている。これらのディスプレーシステムにおいて、ＬＣ層は、偏光子層とアナライザー層との間に位置し、垂直軸に対してこの層を介して方位ねじれを示すディレクタを有する。アナライザーは、その吸収軸が、偏光子の吸収軸に対して垂直となるように方向付けられる。液晶セルを通過する、偏光子により偏光された入射光は、セルに電圧を印加することにより偏光できる液晶の分子配向によって影響される。この原理を用いることにより、周囲光を含む外部光源からの光の透過を制御できる。この制御を行うのに必要とするエネルギーは、一般にブラウン管などの他のタイプのディスプレーにおいて使用される発光材料で必要とするエネルギーよりも遙かに小さい。したがって、ＬＣ技術は、軽量、低消費電力及び長い動作寿命が重要な特徴である、デジタル時計、計算機、ポータブルコンピュータ、電子ゲームを含むがこれらには限定されない多数の用途に使用されている。
【００６６】
アクティブマトリックス液晶ディスプレー（ＬＣＤ）は、各液晶ピクセルを駆動するためのスイッチング装置として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用する。これらのＬＣＤは、個々の液晶ピクセルを選択的に駆動できるので、クロストークなしに高画質映像を表示できる。光学モード干渉（ＯＭＩ）ディスプレーは、「通常白色である」、すなわち、オフ状態で光がディスプレイ層を通って透過する、液晶ディスプレーである。ツイステッドネマチック液晶を用いたＬＣＤの動作モードは、複屈折モードと光学回転モードとに大別される。「フィルム補償超ねじれネマチック」（ＦＳＴＮ）ＬＣＤは、通常黒色である、すなわち、電圧を印加しないオフ状態で光透過が抑制される。ＯＭＩディスプレーは、応答時間がより速く、動作温度範囲がより広いことが報告されている。
【００６７】
更に、本発明の材料は、ＯＬＥＤ及び背面投射型システムなどの他のディスプレー装置で利用することができる。更に、本発明の材料は、商業用及び住宅用照明システム、レトロ反射システム、太陽電池、自動車用照明、交通信号灯、及びグラフィックアート用途の出力を改善するために有用であるが、これらに限定されない。
【００６８】
例示的実施形態は、現在の光方向転換フィルムと比較して多数の利点を有する。この開示を考慮すれば、ここに説明される種々の方法と装置はハードウエアとソフトウエアに実現できることが分かる。更に、これらの種々の方法とパラメータは如何なる限定の意味でもなく、単に例として含まれる。この開示を考慮すれば、当業者は、添付の特許請求の範囲内に留まりながら、それら特有の技術とこれらの技術に影響を及ぼすために必要な装置とを決定する際に本教えを実現できる。
【００６９】
下記の例は、本発明の実施を示す。これらは、本発明のすべての可能なバリエーションを網羅的に示すようには意図されていない。特に指示がなければ、部分及びパーセンテージは重量による。
【実施例】
【００７０】
本実施例では、非晶質パターン化ポリカーボネートポリマー層と、典型的配向ＰＥＴ基層及び典型的溶融成型ポリカーボネート基層の両方との間に接着を与えるために、幾つかのポリマー接着層が用いられた。パターン化ポリカーボネート層は、ＬＣＤ装置の明るさを改善するためにＬＣＤ装置で典型的に用いられる入射光をコリメートするように設計された個別の光学素子を含んでいた。本実施例は、幾つかの異なる接着層形成の有用性と機能とを明示するであろう。更に、本実施例は、機能性接着層の独特の特性を明示するであろう。
基層：
１．典型的に透明な１７５マイクロメートル厚さの２軸配向（ストレッチ比３ｘ×３ｘ）ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基層
２．典型的に透明な１７５マイクロメートル厚さのポリカーボネート（ＰＣ）基層（Ｌｅｘａｎ  ＴＦ２ＯＱ）
接着層：
１．ポリマー１：７℃のＴｇを有し界面活性剤を含まないＡｉｒｆｌｅｘ１００ＨＳ（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）ポリビニルアセテート−エチレンコポリマーラテックス乳剤
２．ポリマー２：２９℃のＴｇを有するＡｉｒｆｌｅｘ４５３０（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）、エチレン塩化ビニルポリマー
３．ポリマー３：３０℃のＴｇを有するポリビニルアセテート
４．ポリマー４：ポリアクリロニトリル−塩化ビニリデン−アクリル酸コポリマー（１５／７９／６）
上記の接着層は、Ｘホッパーコーティング技術を用いて両基層（配向ＰＥＴ及び成型ポリカーボネート）に適用され、ロールに巻き取られる前に機械乾燥された。下記の表１は組み合わせの要約を示す。
【００７１】
【表１】
2009514709.tif 000005
【００７２】
上記の表１に記載されている接着層を含む上記の基層は、可視の入射光のコリメーションのために有用な押出し溶融成型ポリカーボネート光学レンズのための基層として用いられた。接着層を含む上記の基層は、片側の裏当てローラと反対側の加熱された（１４２℃）パターン化ニッケルめっきローラとから構成される高圧ニップを通って搬送される。ニッケルめっきパターン化ローラは、深さ３５マイクロメートル、長さ１２００マイクロメートル及び頂角９０度という形状寸法を有する個々の湾曲空洞を含んでいた。接着層がコーティングされた基層とニッケルめっきパターン化ローラとの間に、溶融されたＴｅｉｊｉｎ  ＡＤ−５５０３ポリカーボネート（３１６℃）が塗布された。ポリカーボネート溶融層の厚さは、約１００マイクロメートルであった。接着層がコーティングされた基層は、１５メートル／分で高圧ニップを通って搬送されたので、ポリカーボネートレンズがパターン化ローラ上の空洞に形成され、接着層表面に接着された。図４の断面は本実施例の基本構造を示す。
【００７３】
溶融成型ポリカーボネートレンズと基層との接着力は、標準の１８０度剥離接着試験を利用して測定された。剥離力は、３５ｍｍ幅の剥離サンプルを使用して２３℃、５０％ＲＨで測定された。測定された剥離力は、３５ｍｍ幅当たりのグラム重量単位で表されている。剥離接着試験は、２３℃、５０％ＲＨで、２４時間の定温放置後に実行された。下記の表２は、本実施例における１３個のサンプルに関する剥離力結果を含む。
【００７４】
【表２】
2009514709.tif 000006
【００７５】
上記のデータが明らかに示すように、ＰＥＴ基層又はポリカーボネート基層のいずれかの表面に接着層を与えることによって、ポリカーボネート光コリメーションレンズの接着力は、他のサンプルと比較して、実験サンプル２、３及び１３の場合のように著しく改善された。特にポリマー１は、ＰＣ基層と溶融押出しＰＣレンズとの間に優れた結合を作り出した。ポリマー４は、ＰＥＴ基層と溶融押出しＰＣレンズとの間に優れた接着を作り出した。更に、溶融押出しポリカーボネートレンズは、コーティングされない配向ＰＥＴ及び成型ＰＣ基層に極めて低い接着力を持っていた。基層に対するポリカーボネートレンズの接着力は、光学構造が、多くの意図する使用、特にＬＣＤディスプレーなどのディスプレーシステムへの組み込みのために機械的完全性を必要とする点で重要である。ＬＣＤディスプレーシステムは、複合ポリマー光学フィルムの望ましくない層間剥離を引き起こす可能性のある温度及び湿度に関する幅広い範囲の動作条件に課題がある。更に、多くのＬＣＤ装置に含まれるバックライトは、複合多層光学構造に機械的に更に圧力を加える高い温度及び温度勾配を発生させる。接着層と基層及び光学構造層の両方との間に４００グラム／３５ｍｍより大きい接着力を与えることによって、本発明の光学構造は、光学素子としての完全性と機能の両方を維持することができる。
【００７６】
本実施例は、ＬＣＤディスプレー装置と光コリメーションとに向けられたが、本発明の材料は、ＯＬＥＤ、エレクトロ−ウェッティング、ＣＲＴ、投影スクリーン及びインク印刷ディスプレーシステムを含む他のディスプレー装置でも利用可能である。更に、光学構造も可視の又は不可視の光エネルギーを拡散、半透過、屈折、回折又は吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】一例示的実施形態による光学フィルムの断面図である。
【図２】一例示的実施形態による光学フィルムを製造するための装置の簡略化された概略図である。
【図３】他の例示的実施形態による光学フィルムの断面図である。
【図４】実施例の基本構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０１  基層
１０３  接着層
１０５  光学層
２０１  押出機
２０３  押し出された材料
２０５  パターン化ローラ
２０７  圧力ローラ
２０９  基層
２１１  剥離ローラ
２１３  光学層
３０１  光学的特徴
３０７  接着層
３０９  接着層
【図１】
2009514709.tif 000007
【図２】
2009514709.tif 000008
【図３】
2009514709.tif 000009
【図４】
2009514709.tif 000010
【国際調査報告】
2009514709.tif 000011
2009514709.tif 000012