(57)【要約】  光学フィルムは第１層および第２層を有する。第１および第２層の各々はそれぞれのポリマーマトリックス内に埋め込まれた繊維を備える。反射偏光層を有する第３層は、第１層および第２層の間に挿入される。
2009522602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれポリマーマトリックス内に埋め込まれた繊維を備えた、第１層および第２層と、
反射偏光層を備え、前記第１層と第２層の間に実装される第３層と、を備える光学フィルム。
【請求項２】
前記第３層が、前記第１層と第２層との間に接着剤で付着された、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記第３層が、前記第１層および第２層に直接に付着された、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記第３層が、前記第１層および第２層にプライマーを用いて直接に付着された、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項５】
前記光学フィルムが、前記フィルムを横切る第１方向に対する第１熱膨張率（ＣＴＥ）、および前記第１方向に直交して前記フィルムを横切る第２方向に対して第２ＣＴＥを有し、前記第２ＣＴＥに対する前記第１ＣＴＥの比率が１．５を超えない、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項６】
前記光学フィルムが、前記フィルムを横切る第１方向に対する第１弾性率および前記第１方向に直交して前記フィルムを横切る第２方向に対して第２弾性率を有し、前記第２弾性率に対する前記第１弾性率の比率が１．３を超えない、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項７】
前記光学フィルムが、前記フィルムを横切る第１方向に対する第１熱膨張率（ＣＴＥ）、および前記第１方向に直交して前記フィルムを横切る第２方向に対して第２ＣＴＥを有し、前記第２ＣＴＥに対する前記第１ＣＴＥの比率が１．５を超えず、かつ、前記光学フィルムが、第１方向に対する第１弾性率、および前記第２方向に対する第２弾性率を有し、前記第２弾性率に対する前記第１弾性率の比率が１．３を超えない、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項８】
前記第１層および第２層の少なくとも一方のポリマーマトリックスが、熱硬化性ポリマーマトリックスから成る、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項９】
前記第１層および第２層の少なくとも一方が、熱可塑性ポリマーマトリックスから成る、請求項８に記載の光学フィルム。
【請求項１０】
前記第１層および第２層の少なくとも一方において、前記無機繊維の屈折率が前記各ポリマーマトリックスの屈折率とほぼマッチする、請求項８に記載の光学フィルム。
【請求項１１】
前記反射偏光層が、交互の材料の複数層積み重ね体を含む、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１２】
前記反射偏光層が、拡散反射偏光子を含む、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１３】
前記第１層および第２層の一方における繊維の少なくともいくらかは、前記各ポリマーマトリックスの屈折率とほぼマッチした屈折率を有する、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１４】
前記第１層および第２層の一方における繊維の少なくともいくらかは、前記各ポリマーマトリックスの屈折率と実質的にマッチしていない屈折率を有する、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１５】
反射偏光層を準備する工程と、
第１繊維補強層を前記反射偏光層の第１面に付着させる工程であって、前記第１繊維層が、第１ポリマーマトリックス内に配置された無機繊維を含む、付着させる工程と、
を含む光学フィルムの製造方法。
【請求項１６】
前記第１繊維補強層を付着する工程が、前記反射偏光層および前記第１繊維補強層の少なくとも一方の上に接着層を配設する工程、および前記反射偏光層および前記第１繊維補強層を一体に押圧する工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記接着層を硬化させる工程を更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１繊維補強層を前記反射偏光層の第１側面に付着させる工程の前に、プライマー層を前記反射偏光層および前記第１繊維補強層の少なくとも一方の上に配設する工程を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記繊維補強層を付着する工程が、前記第１繊維補強層を前記反射偏光層に接触させる工程、およびその後前記繊維補強層に接触している状態で前記第１繊維補強層を硬化させる工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記繊維補強層を付着する工程が、前記第１繊維補強層を前記反射偏光層の上に押出成形する工程、およびその後前記第１繊維補強層を硬化させる工程を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１繊維補強層の上に剥離可能層を押出成形する工程を更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記剥離可能層の押出成形は、前記第１繊維補強層と剥離可能層の共押出成形を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
第２繊維補強層を前記反射偏光層の第２側面に付着させる工程を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２繊維補強層が、第２のポリマーマトリックス内に配設された無機繊維を含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学フィルムに関し、特に無機繊維を用いて補強された反射偏光フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
反射偏光フィルムのような光学フィルムは、しばしばディスプレイに用いられ、例えば、光源からの光のディスプレイパネルへの伝搬を制御する。特に、反射偏光フィルムは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルに入射する光の一方の偏光を大部分は透過し、また垂直な偏光の光を大部分は反射するために、しばしば用いられる。反射光は再利用され、光の少なくともいくらかがその偏光を、大部分が偏光子を透過するような状態に変化させた後に、反射偏光子の方に戻る。この再利用プロセスは、結果的にＬＣＤパネルに入射する偏光光の量を増加させる。
【０００３】
ディスプレイシステムが大型化するにつれて、フィルムの面積もまたより大きくなる。このような偏光フィルムは薄く、一般に数十または数百ミクロンであり、従って、特に大型の表示システムに用いられる場合は、手作業による組立および処理プロセスにおいて課題を生じる。光学的あるいは外観的特性を変えずに単に反射偏光子の厚さを変更することは実際的でないことが多い。しかし、反射偏光フィルムは比較的厚いポリマー基板にラミネートされ、大面積フィルムに必要な支持体を提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、厚い基板を用いることは、ディスプレイユニットの厚さを増し、また重量の増加、そして恐らく光学的吸収の増加をもたらす。より厚いポリマー基板を用いることは、断熱性を増加させ、ディスプレイからの放熱能力を低下させる。更に、輝度の高いディスプレイに対する要求は継続的にあり、それはより多くの熱がディスプレイ装置から発生することを意味する。これは、より高い発熱に付随する歪み影響、例えばフィルムの反りの増加をもたらす。厚さを付加したポリマー基板は、フィルムの熱膨張率（ＣＴＥ）を必ずしも低下させない、これは反りの減少に寄与する。更に、厚いポリマー基板へフィルムをラミネートしても装置がより厚く且つより重くなるだけで、ディスプレイの光学的機能は何も改善されない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態は、第１層と第２層を有する光学フィルムを目的とする。第１層および第２層の各々は、それぞれのポリマーマトリックス内に埋め込まれた繊維を備える。反射偏光層を有する第３層は、第１層と第２層の間に実装される。
【０００６】
本発明の別の実施形態は、反射偏光層を準備する工程と、反射偏光層の第１側面に第１繊維補強層を付着させる工程とを含む、光学フィルムを製造する方法を目的とする。第１繊維層は、第１のポリマーマトリックス内に配置された無機繊維を備える。
【０００７】
上記の発明が解決しようとする課題は、本発明の各々の例示された実施形態またはすべての実施を説明しようとするものではない。以下の図および発明を実施するための最良の形態は、これらの実施形態をより具体的に例証する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、光学システムに適用することができ、特に、１つ以上の光学フィルムを使用する光学ディスプレイシステムに適用することができる。光学ディスプレイ、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、より大きくまたより明るくなるにつれて、ディスプレイ内の光学フィルムへの要求がより大きくなる。大きなディスプレイは、反り、曲がり、弛みを防止するために、また、バックライトシステムの組み立てや製造プロセスを容易にするために、より堅いフィルムを要求する。しかしながら、フィルムの厚さをその長さおよび幅と共に拡大することは、フィルムがより厚くより重くなることにつながる。そのため、大きいディスプレイに使用できるように、光学フィルムが厚さの増加を同時に伴わずに、より堅くされることが望ましい。光学フィルムの剛さを増加するための１つの手法は、フィルム内に繊維を包含することである。幾つかの例示的な実施形態では、フィルムを通過する光の散乱がほとんどないか若しくは全くないように、繊維は屈折率についてフィルムの周囲の物質とマッチする。
【０００９】
反射偏光フィルムの幾つかの例示的な実施形態は、繊維補強フィルムに付着された反射偏光フィルムを含む。反射偏光子の組み合わせは、繊維補強層の有利な特性に加え、フィルム組み立て品の特性を改善する。補強繊維は、周囲のポリマーマトリックスより高い引っ張り係数を有することが好ましい。ガラス繊維のような、無機繊維は、均質なポリマーフィルムでは一般的に達成できないような、基本的に改善された材料特性群をもたらす。もし巧く配列すれば、無機繊維は複合材物品に高い剛性を付与することができる。場合によっては、繊維補強層は反射偏光子と比較して低い熱膨張率（ＣＴＥ）を有することができる。繊維補強層が反射偏光子と組み合わされば、システムの全体としてのＣＴＥは、偏光子のみで生じるであろう値より低下する。ＣＴＥの低下は、ディスプレイ装置の熱サイクリング中に生じる異収縮あるいは膨張のような、望ましくない熱影響を低下させることに寄与する。剛性の増加とＣＴＥの低下の双方の結果として、繊維補強層と反射偏光子の組み合わせは、大型ディスプレイシステムにおいて作動させた時に小さな反りや歪みを示すと思われる剛な形態を維持しながら、反射偏光子を面積的に大きくすることができる。加えて、もしある特定の製品の現状の反り性能が既に許容されているならば、組み立て品の厚さを低減しつつこの同一の反り性能をマッチさせることができる。この組み立て品の厚さ低減は、大型および小型のディスプレイシステムの双方に望ましい。
【００１０】
本発明を包含するディスプレイシステム１００の例示的な実施形態の概略分解図を図１に示す。このようなディスプレイシステム１００は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）あるいはＬＣＤ−ＴＶに用いられる。このディスプレイシステム１００は、一般にパネルプレート１０６の間に配置される液晶（ＬＣ）１０４の層を備える、ＬＣパネル１０２の使用に基づいている。プレート１０６はガラスで形成されることが多く、ＬＣ層１０４内の液晶の配向を制御するために、プレートの内部表面上に電極構造体および配向膜を備えてもよい。この電極構造体は、ＬＣパネルの画素、すなわち液晶の配向が隣接領域から独立して制御されるＬＣ層の領域を画定するように通常配列される。カラーフィルタはまた、表示された画像に色を付与するための１つ以上のプレート１０６に備えてもよい。
【００１１】
上方吸収偏光子１０８はＬＣ層１０４の上に配置され、下方吸収偏光子１１０はＬＣ層１０４の下に配置される。例示された実施形態では、上方と下方の吸収偏光子はＬＣパネル１０２の外部に位置する。吸収偏光子１０８、１１０およびＬＣパネル１０２は合同して、バックライト１１２から出てディスプレイ１００を通って観察者までの光の透過率を制御する。十分に高い消光率を持つ反射偏光子が用いられる場合は、システムから１つ以上の吸収偏光子を取り除くこと、例えば、吸収偏光子を反射偏光子で置き換えることも可能である。
【００１２】
バックライト１１２は、ＬＣパネル１０２を照射する光を発生させる１つ以上の光源１１６を備える。ＬＣＤ−ＴＶあるいはＬＣＤモニターに用いられる光源１１６は、ディスプレイ装置１００を横切って拡がる、線状の冷陰極蛍光灯であることが多い。しかしながら、他の種類の光源、例えば、フィラメントあるいはアークランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、薄型蛍光灯パネル、あるいは外部蛍光灯を使用してもよい。ここに挙げた光源は、限定的あるいは完全なものを意図するのではなく、単に典型的なものである。
【００１３】
バックライト１１２は、光源１１６から下向きに、すなわちＬＣパネル１０２から離れる方向に、伝播する光を反射する反射体１１８を備えてもよい。この反射体１１８は、以下に説明するように、ディスプレイ装置１００内で光を再利用するのに有用でもある。反射体１１８は、鏡面反射体あるいは拡散反射体であってもよい。反射体１１８として用いられる鏡面反射体の１例として、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニー社（3M Company）から入手可能であるビキュイティ（Vikuiti）（商標）高鏡面反射（ＥＳＲ）フィルムがある。好適な拡散反射体の例としては、二酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等のような拡散的に反射する粒子が充填されたポリマー、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン、ポリスチレン等が挙げられる。微孔質の材料や微細繊維を含有する材料を含む、他の拡散反射体の例は、共有の米国特許出願公開第２００３／０１１８８０５Ａ１号に論述されている。
【００１４】
バックライト１１２とＬＣパネル１０２の間には光管理層の配列体１２０が配置される。光管理層は、ディスプレイ装置１００の動作を改良するよう、バックライト１１２から伝播する光に影響を及ぼす。例えば、光管理層の配列体１２０は拡散層１２２を備えてもよい。拡散層１２２は光源から受けた光を拡散するために用いられ、このことはＬＣパネル１０２に入射する照射光の均一性を向上させる。その結果、観察者はより均一な明るさの画像が見られる。
【００１５】
光管理層の配列体１２０は反射偏光子１２４を備えてもよい。光源１１６は一般に非偏光の光を出射するが、下方吸収偏光子１１０は１つの偏光状態のみを透過させ、従って、光源１１６で生じた光の約半分はＬＣ層１０４の方に透過されない。しかし、反射偏光子１２４は、ともすると下方の吸収偏光子に吸収されてしまう光の多くを反射するために用いられ、それにより、この光は反射偏光子１２４と反射体１１８の間での反射によって再利用可能である。反射偏光子１２４で反射された光の少なくとも幾分かは無偏光になり、従ってＬＣ層１０４の方に反射偏光子１２４と下方吸収偏光子１１０を透過するような偏光状態で反射偏光子１２４に戻る。このように、反射偏光子１２４は、光源１１６から出射されＬＣパネル１０４に達する光の割合を増大させるために用いられ、よってディスプレイ装置１００が生成する画像はより明るくなる。
【００１６】
任意の好適な種類の反射偏光子、例えば、多層光学フィルム（ＭＯＦ）反射偏光子、すなわち連続／分散相偏光子あるいはコレステリック反射偏光子のような拡散反射偏光フィルム（ＤＲＰＦ）、が使用され得る。これらの中で、最も光学的に効率的なものは干渉型反射に依存する反射偏光子である。これらの干渉型反射偏光子は、第１の偏光状態には屈折率が周期的にあるいは疑似周期的に変化する機能（光学的周期単位と呼ぶことができる）を発揮する一方、第２の（一般には直交する）偏光状態は比較的均一な屈折率に出会う。このことは第１偏光状態は実質的に反射し第２偏光状態は透過する。４分の１波長ＭＯＦおよびコレステリック液晶偏光子の双方がこの分類に入る。この両方とも複屈折を示すポリマー材料から成る。これらはポリエステル、ＰＥＴ、ＰＥＮ、液晶ポリマー、コレステリック液晶ポリマー等のポリマーを用いている。
【００１７】
ＭＯＦおよび連続／分散相反射偏光子の双方は、直交する偏光状態にある光を透過させつつ、１つの偏光状態の光を選択的に反射するために、少なくとも２種の材料、通常はポリマー材料、間の屈折率の差に依存する。これらは一般に少なくとも１種の複屈折材料を含み、また１種の正の複屈折材料と１種の負の複屈折材料を含んでもよい。第１の偏光状態は、屈折率が変化する（必ずしも周期的ではない）機能に出会う一方、第２の偏光状態は比較的均一な屈折率と出会う。このことは第１偏光状態を実質的に散乱および反射し、第２偏光状態を透過させる。これらはポリエステル、ＰＥＴ、ＰＥＮ、液晶ポリマー、コレステリック液晶ポリマー等のポリマーを活用している。
【００１８】
ＭＯＦ反射偏光子の幾つかの例は、その幾つかのモデルはＤＢＥＦと呼ばれ、共有米国特許第５，８８２，７７４号に記載されている。市販されているＭＯＦ反射偏光子としては、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニー社（3M Company）から入手可能な、拡散性表面を含む多層反射偏光子であるビキュイティ（Vikuiti）（商標）ＤＢＥＦ−Ｄ２００およびＤＢＥＦ−Ｄ４００が挙げられる。
【００１９】
本発明に関連して有用なＤＲＰＦの例には、共有米国特許第５，８２５，５４３号に記載されている連続相／分散相反射偏光子、および共有米国特許第５，８６７，３１６号に記載されている拡散反射多層偏光子が挙げられる。他の適切なタイプのＤＲＰＦは、米国特許第５，７５１，３８８号に記載されている。
【００２０】
本発明に関連して有用なコレステリック偏光子のいくつかの例には、例えば、米国特許第５，７９３，４５６号および米国特許公開第２００２／０１５９０１９号に記載されたものがある。コレステリック偏光子は、コレステリック偏光子を透過する光が直線偏光に変えられるように、出力側の４分の１波長遅延層と共に提供されることが多い。
【００２１】
本明細書に記載された複合材は、吸収偏光子と反射偏光子と一緒に、複数の機能を果たす１つの物品に結合させることもできる。
【００２２】
光管理層の配列体１２０は、プリズム型輝度向上層１２８を備えてもよい。輝度向上層は、光軸からずれた光をディスプレイの光軸に近い方向に向きを変える表面構造体を含む層である。これはＬＣ層１０４を通って光軸に沿って伝搬する光の量を増加させ、従って、観察者が見る画像の輝度を向上させる。一例は、屈折と反射を経て照明光の向きを変える多くのプリズム型突起を有する、プリズム型輝度向上層である。ディスプレイ装置に使用され得るプリズム型輝度向上層の例としては、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニー社（3M Company）から入手可能な、ＢＥＦＩＩ  ９０／２４、ＢＥＦＩＩ  ９０／５０、ＢＥＦＩＩＩＭ  ９０／５０およびＢＥＦＩＩＩＴを含むプリズム・フィルムのビキュイティ（Vikuiti）（商標）ＢＥＦＩＩおよびＢＥＦＩＩＩファミリーが挙げられる。これらはプリズム型「偏向フィルム（turning film）」を備えてもよく、そのプリズム型表面は光源あるいは導光板の方に向けられる。
【００２３】
輝度向上以外の目的のために他の光管理層が含まれる場合もある。これらを用いることは、光の空間混合あるいは色の混合、光源を隠すこと、および均一性の向上を想定している。これらの目的に用いられるフィルムとしては、拡散フィルム、拡散プレート、部分的反射層、色混合ライトガイドまたはフィルム、および非ガウシアン拡散器（拡散光の最大輝度光線が入射光の最大輝度光線の方向とは平行ではない方向に伝搬する拡散システム）がある。構造化された拡散体の例としては、係属中の米国仮特許出願第６０／７２９，３７０号に記載された、表面に小さなカヌー状微細構造を持つフィルムがある。
【００２４】
補強偏光フィルム２００の例示的な実施形態は、図２Ａに模式的に示されている。補強フィルム２００は、偏光層２０８に付着した補強層２０２を備える。偏光層２０８は、反射偏光子１２４に関して前述した偏光層のいずれかを備えてよい。補強層２０２は、ポリマーマトリックス２０６内に配置された無機繊維２０４の複合配列体を含む。
【００２５】
無機繊維２０４は、ガラス、セラミック、あるいはガラス−セラミック材料で形成されてよく、そして１つ以上のタウ（収束糸）あるいは１つ以上の織布層になって、別々の繊維としてマトリックス２０６内に配列されてよい。繊維２０４は、規則的なパターンあるいは不規則なパターンに配列されてもよい。繊維２０４は、粉砕あるいは細かく切断されてよい。補強ポリマー層の数例の異なる実施形態は、米国特許出願整理番号第１１／１２５，５８０号により詳細に論述されている。
【００２６】
マトリックス２０６と繊維２０４の屈折率は、マッチするあるいはマッチしないように選択されてよい。幾つかの例示的な実施形態では、その結果得られた物品が光源からの光に殆ど、あるいは完全に透明であるように、屈折率をマッチさせることが望ましい場合がある。他の例示的な実施形態では、特定の色を散乱する効果を生じる、あるいはフィルムに入射する光を拡散的に透過または反射するように、意図的に異なる屈折率を有することも望ましい場合がある。屈折率のマッチは、樹脂マトリックス２０６の屈折率に近い屈折率を持つ適切な繊維２０４の補強材を選択することにより、あるいは繊維２０４の屈折率に近い、あるいは等しい、屈折率を持つ樹脂マトリックスを作り出すことにより達成される。
【００２７】
ポリマーマトリックス２０６を形成する物質について、ｘ、ｙ、およびｚ方向の屈折率は、本明細書では、ｎ１ｘ、ｎ１ｙ、およびｎ１ｚとして示される。ポリマーマトリックスが等方的である場合、ｘ、ｙ、およびｚ方向の屈折率は、すべて実質的にマッチする。マトリックス物質が複屈折性である場合、ｘ、ｙ、およびｚ方向の屈折率の少なくとも１つは、他のものと異なる。繊維マトリックスが等方的である場合、繊維を形成する材料の屈折率はｎ２として与えられる。しかしながら、補強繊維２０４は複屈折性であってもよい。
【００２８】
幾つかの実施形態では、ポリマーマトリックス２０６が等方性であることが望ましい場合もあり、即ちｎ１ｘ≒ｎ１ｙ≒ｎ１ｚ≒ｎ１である。２つの屈折率の差が０．０５未満ならば、好ましくは０．０２未満、およびより好ましくは０．０１未満ならば、２つの屈折率は実質的にマッチすると考えられる。このように、どの２つの屈折率にも０．０５を超える差がないならば。材料は等方性であると考えられる。更に、実施形態によっては、マトリックス２０６および繊維２０４の屈折率は実質的にマッチすることが望ましい。したがって、マトリックス２０６および繊維２０４の間の屈折率の差である、ｎ１およびｎ２の間の差は小さく、少なくとも０．０２未満、好ましくは０．０１未満、およびより好ましくは０．００２未満であるべきである。
【００２９】
他の実施形態では、ポリマーマトリックスが複屈折性であることが望ましい場合もあり、この場合、マトリックスの屈折率の少なくとも１つは繊維２０４の屈折率と異なる。繊維２０４が等方性である実施形態では、複屈折性のマトリックスは少なくとも１つの偏光状態にある光を補強層により散乱させる。散乱量は、散乱される偏光状態の屈折率差の大きさ、繊維２０４のサイズ、およびマトリックス２０６内の繊維２０４の密度を含む、数個の要因に依存する。更に、光は前方散乱（拡散透過）、後方散乱（拡散反射）、あるいは両方の組み合わせであってもよい。偏光選択性の散乱または反射は、等方性マトリックス内に埋め込まれた複屈折性の繊維によってもまたもたらされる。繊維補強層２０２による光の散乱は、米国特許出願整理番号第１１／１２５，５８０号により詳細に論述されている。
【００３０】
ポリマーマトリックス２０６に使用するのに適した物質には、光波長の所望の範囲にわたって透明である熱可塑性および熱硬化性高分子が挙げられる。実施形態によっては、ポリマーが水に溶けないことが特に有用である場合があり、ポリマーは疎水性でもよく、あるいは吸水率が低い傾向があってもよい。更に、好適なポリマー物質は、非晶質あるいは半結晶質であってもよく、およびホモポリマー、コポリマー、またはこれらのブレンドを含んでもよい。ポリマー物質の例には、ポリ（カーボネート）（ＰＣ）、シンジオタクチックおよびアイソタクチックポリ（スチレン）（ＰＳ）、Ｃ１〜Ｃ８アルキルスチレン、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）およびＰＭＭＡコポリマーを含む、アルキル、芳香族、および脂肪族環含有（メタ）アクリレート、スチレン−アクリレートコーポリマー、エトキシル化およびプロポキシル化（メタ）アクリレート、多官能性（メタ）アクリレート、アクリレート化エポキシ、エポキシ、および他のエチレン性不飽和物質、環状オレフィンおよび環状オレフィン性コポリマー、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、スチレンアクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）、エポキシ、ポリ（ビニルシクロヘキサン）、ＰＭＭＡ／ポリ（ビニルフロライド）ブレンド、ポリ（フェニレンオキシド）合金、スチレン系ブロックコポリマー、ポリイミド、ポリサルフォン、ポリ（ビニルクロライド）、ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）、ポリウレタン、飽和ポリエステル、低複屈折性ポリエチレンを含有するポリ（エチレン）、ポリ（プロピレン）（ＰＰ）、ポリ（アルカンテレフタレート）、例えばポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（アルカンナフタレート（alkane napthalates））、例えばポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）、ポリアミド；アイオノマー、ビニルアセテート／ポリエチレンコポリマー、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、フルオロポリマー、ポリ（スチレン）−ポリ（エチレン）コポリマー、ポリオレフィン性ＰＥＴおよびＰＥＮを包含するＰＥＴおよびＰＥＮコポリマー、並びにポリ（カーボネート）／環状−脂肪族コーポリエステルブレンドおよびポリカーボネート／ＰＥＴブレンドが挙げられるが、これらに限定されない。（メタ）アクリレートという用語は、対応するメタクリレートあるいはアクリレート化合物のいずれかであるとして定義される。シンジオタクチックＰＳを例外として、これらのポリマーは、光学的等方性の形態で使用されてもよい。
【００３１】
最も好ましいポリマーマトリックス材料は、処理条件や他の要因に強く依存して変わり得る。例えば、場合によっては、モノマーあるいはモノマーのブレンドを紫外線あるいは熱硬化することにより繊維補強層を形成することが望ましいこともある。他の場合では、溶けた熱可塑性ポリマーあるいは冷却と同時に固化するポリマーブレンドから補強複合層を形成することが望ましいこともある。両者の例は後述する。本明細書では様々な利点が記載されているが、その幾つかは全てのプロセスや物品の構成に適用されるが、またその幾つかは或る特定のプロセスや物品の構成のみに適用される。これらの区別は当該技術分野の当業者には認識されるべきである。
【００３２】
幾つかの製品用途では、フィルム製品および構成成分が、不安定種（fugitive species）（低分子量の未反応あるいは未変換の分子、溶解水分子（dissolved water molecules）、または反応副生成物）の低濃度を示すことは重要である。不安定種（fugitive species）は、製品またはフィルムの最終使用環境から吸収されることができ、例えば水分子は、初期製品製造から製品またはフィルム中に存在することができ、あるいは例えば水は、化学反応（例えば、縮合重合反応）の結果として生成されることができる。縮合重合反応からの小さい分子の発生の例は、ジアミンおよび二塩基酸の反応からのポリアミドの形成中の水の分離である。不安定種（fugitive species）にはまた、低分子量有機物質、例えばモノマー、可塑剤などを挙げることができる。
【００３３】
不安定種（fugitive species）は一般に、その他の機能的製品またはフィルムを構成する物質の大半より分子量が低い。製品の使用条件は、例えば、製品またはフィルムの一面に、特異的により大きい熱応力を結果としてもたらす場合がある。これらの場合には、不安定種（fugitive species）はフィルムを通って移動する可能性があるか、あるいはフィルム若しくは製品の１つの表面から揮発して濃度勾配、全体の機械的変形、表面の変更、および時には、望ましくないガス発生を生じる可能性がある。ガス発生は、製品、フィルムまたはマトリックス中に空所若しくは泡、あるいは他のフィルムへの接着に関する問題をもたらす可能性がある。不安定種（fugitive species）は、潜在的に、溶媒和にする、食刻する、あるいは製品用途における他の構成成分に望ましくない影響を及ぼす可能性もまたある。
【００３４】
これらのポリマーの幾つかは、配向されたときに複屈折性になる場合がある。特に、ＰＥＴ、ＰＥＮ、及びこれらのコポリマー、並びに液晶ポリマーは、配向されたときに相対的に大きな値の複屈折性を表す。ポリマーは、押出成形および延伸を包含する異なる方法を使用して配向されてもよい。延伸は、それが高度な配向を可能にし、並びに幾つかの容易に制御可能な外部パラメータ、例えば温度および延伸比により制御されてもよいために、ポリマーを配向するために特に有用な方法である。
【００３５】
補強層のポリマーマトリックスを調製するのに押出成形が用いられる場合には、複合層のポリマー組成物は有利に選択され、押出成形ができて、高温のプロセスを経た後も透明のままで、また少なくとも−３０℃〜８５℃まで実質的に安定した状態になる。幾つかの実施形態では、複合層は、通常可撓性であるが、−３０℃〜８５℃までの温度範囲を超えて長さや幅が大幅に拡張することは無い。
【００３６】
複合層は一般に、主要成分として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が８５℃〜２００℃、より一般的には１００℃〜１６０℃、を示す高分子材料を含む。複合層の厚さは用途により変わり得る。しかしながら、複合層は一般に、およそ２μｍ（０．１ミル）〜３７５μｍ（１５ミル）、より一般的には１２μｍ（０．５ミル）〜２５０μｍ（１０ミル）、更により一般的には２５μｍ（１ミル）〜１８０μｍ（７ミル）の範囲の厚さを持つ。場合によっては、より厚い光学物品（ＬＣＤ−ＴＶに用いられる１〜２ｍｍ厚の拡散プレートのような）が望まれることがあり、本出願の目的のために、「光学フィルム」と言う用語はこれらのより厚い光学プレートや導光板を含むと考えるべきである。
【００３７】
複合層は、前述のポリマーガラス繊維複合材と混合された他の材料を含んでもよい。例えば、ｃｏＰＥＮ、またはｃｏＰＥＴを複合層に用いることができる。少なくとも幾つかの実施形態では、ｃｏＰＥＮまたはｃｏＰＥＴは、混合物内で相分離し、前述のスチレン系のポリマー／コポリマーあるいはコポリマー／コポリマーの混合物内でドメイン（domain）を形成する。ｃｏＰＥＮまたはｃｏＰＥＴとポリマーマトリックスの屈折率差に依って、そのドメイン（domain）はマトリックスを通過する光の拡散を生じ得る。更に、少なくとも幾つかの実施形態では、ｃｏＰＥＮまたはｃｏＰＥＴを付加することは、反射偏光子、あるいはｃｏＰＥＮまたはｃｏＰＥＴを含む他の光学フィルムに、その複合層を接着することを助ける。所望により、ｃｏＰＥＮおよびｃｏＰＥＴは、複合層とその複合層が付着する層の間に中間層としても用いることができ、拡散を増加させるとともにそれらの層をまとめて保持するのに役立つ。
【００３８】
一般に、ｃｏＰＥＮまたはｃｏＰＥＴは、複合層の材料のうち約１〜３０％の重量、より一般的には３〜２０％の重量で、実施形態によっては３〜１０％の重量の程度で、複合層の中に用いられる。驚くことに、ポリスチレンまたはポリスチレンコポリマーより低いＴｇおよびより低い弾性率をもつ、ｃｏＰＥＮまたはｃｏＰＥＴのような材料を混ぜ合わせることは、フィルムの恒久的な反りに対する耐性を改善することが分かった。例えば、より低い弾性率とより低いＴｇのＣｏＰＥＮをＳＡＮから成る複合層に混ぜることは、フィルムにおける反りの測定量の大幅な低下をもたらす。
【００３９】
ｃｏＰＥＮおよびｃｏＰＥＴコポリマーは、所望により、ノルボルネン（norbornene）あるいは三級ブチルイソフタル酸のようなガラス転移温度を増加するのに有用なコモノマーを含んでもよい。複合層にブレンドするのに有用な他の高Ｔｇ材料には、マサチューセッツ州ピッツフィールド（Pittsfiled, Massachusetts）のゼネラルエレクトリックプラスチック社（General Electric Plastics）から入手可能なウルテム（Ultem）（商標）のようなポリカーボネートやポリエーテルイミドがある。これらの高Ｔｇ材料はｃｏＰＥＮおよびｃｏＰＥＴと同様の程度で用いることができる。
【００４０】
複合層は、付加的な特性を付与するために付加的な１種以上のコーティング剤で被覆され得る。このようなコーティング剤の例には、帯電防止コーティング剤、難燃剤，紫外線安定剤、耐摩耗またはハードコート材料、光学コーティング剤、および、噴霧防止コーティング剤が挙げられる。
【００４１】
マトリックス２０６は、所望の性質をフィルム２００に付与するために、様々な添加剤を供給されてもよい。例えば、添加剤は、耐候剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、分散剤、潤滑剤、静電気防止剤、顔料又は染料、核剤、難燃剤、発泡剤、あるいはナノ粒子、の１つ以上を含有してもよい。幾つかの例示的な実施形態では、マトリックスは機能性ナノ粒子を充填剤として含んでもよい。そのようなナノ粒子はマトリックスとコポリマー化して、弾性率、耐スクラッチ性、および熱膨張率（ＣＴＥ）のような幾つかの機械的特性を改善できる。そのようなナノ粒子は、補強層のポリマー構成成分の屈折率を操作する方法を与えることもできる場合がある。
【００４２】
多くの場合は、ナノ粒子は剛性、耐スクラッチ性、あるいは屈折率修正のような特性を改善するために組み込まれ得る。ナノ粒子は、ナルコ（Nalco）２３２７のような多くの異なった寸法のシリカナノ粒子を販売している、オンデオナルコ（ONDEO Nalco）のような会社から入手できる。メタクリルオキシプロピルトリメソキシシランのような、シランとナノ粒子の反応は、コポリマー化する活性ナノ粒子をアクリル酸マトリックスに供給する。
【００４３】
場合によっては、補強層の上に１つ以上の表面向上層を塗布することは有利であり得る。これらの付加的な層は、表面保護、（ハードコートの場合には）耐久性向上、あるいは（低表面エネルギーコーティング剤の場合には）清浄容易さを含む多様な機能を供する。用いられるハードコートの例には、米国特許第５，１０４，９２９号に記載されているようなセラミックがある。そのようなハードコートは、耐久性や摩耗耐性を与えるために塗布されてよい。
【００４４】
他の実施形態では、付加的な層はフィルムの外部表面の方面あるいは両面に供給されてもよい。例えば、層の片面または両面に、耐久性をもたらす、例えば摩耗耐性若しくはハードコート層、あるいはフィルムの汚れ除去をし易くする層を施してもよい。用いられてもよい好適なハードコートの例には、米国特許第５，１０４，９２９号に記載されているようなセラミックがある。そのようなハードコートは、耐久性や摩耗耐性を与えるために塗布されてよい。
【００４５】
清浄容易な特性（時には防汚性と呼ばれる）を付与するには、特定の添加物がハードコート層の上部に分離表面層として塗布されてもよく、あるいは特殊な場合はハードコート層の中に加えられてもよい。一般に、低レベルの添加物が性能を発揮するように、添加物は表面を活性化する。清浄容易にする添加物にはシリコーンやフッ素分子があるが、後者は油や汚水への耐性のために好まれる。フッ素化化学物質の中では、（アクリレート、シラン、ビニルエーテル、およびエポキシドのような）活性体が、コポリマー化される能力および永続性が原因で望まれる。全フッ素化アクリレート、フッ素化アクリレート、全フッ素化ポリエーテルアクリレート、フッ素化および全フッ素化マルチアクリレート（１種以上のアクリレート）は全て、清浄容易フィルムの開発には有用である。多官能アクリレート（例えばＴＭＰＴＡ、トリメチロールプロパントリアクリレート）、セラミック、あるいはナノ粒子との混合物のような、反応性フッ化種と多官能架橋剤の結合は特に望ましい。代表的な１官能性全フッ素化ポリエーテルアクリレート化合物はＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ２ＣＨ２ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ２であり、ここでＨＦＰＯは好ましいＦ（ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２０）ａＣＦ（ＣＦ３）−の平均４〜１５の群を表す。ＨＦＰＯのマルチアクリレートの変種も有用である。
【００４６】
幾つかの好適な清浄容易な化学物質は、硬化された組成物に対して９０°を超える（水）あるいは５０°を超える（ヘキサデカン）接触角を示すものを含む。「清浄容易な」性能を評価する代替方法は、フェルトペンを用いることである。フェルトペンからのインキは、表面エネルギーが高くなるにつれてより盛り上がる傾向があり、インキを拭き易くなる。
【００４７】
清浄容易にする表面は、１種類の特別な化合物質に限定されず、フィルム構造全体にわたって光学的透過性の所望のレベルを維持する限りは、この目的のためにはむしろ多種多様な薬品が用いられるであろう。これらの付加的な表面改善層は、補強層の上に連続的に被覆あるいは接着されることによって、その複数表面向上層は、互いに別個の層になるか、あるいは、それらは１つの層に一体化されてもよいようになっている。更に、特別に設計されたシステムでは、表面向上機構が、付加的なプロセス工程を必要とせずに、補強層自体の１つの部分として作製されてもよい。
【００４８】
ハードコートの塗布および単独の清浄容易な表面向上並びに清浄容易な化学物質を有するハードコートは、整理番号第１０／８４１，１５９号、第１１／０２６，７００号、第１１／０８７，４１３号を有する米国特許出願、および米国特許第６，６６０，３８８号に記載されている。幾つかの好適なＨＦＰＯマルチアクリレートは、整理番号第１１／００９，１８１号および第１１／１２１，７４２号を有する米国特許出願に記載されている。
【００４９】
これらの付加的な表面層の例は、限定を意味するのではなく、むしろ単に例示するものである。他の表面層あるいは付加的な表面層は、ディスプレイにおける用途に向けてイメージすることができる。付加的な層には、静電気低下層、導電性または遮蔽層、ガスまたは防湿層、難燃剤、紫外線安定剤、反射防止または他の光学コーティング、および防曇性コーティングが挙げられる。様々な他の付加的なコーティングおよび付加されてもよい層は、米国特許第６，３６８，６９９号に記載されている。
【００５０】
１つ以上の剥離可能な表皮層は、下方にある光学フィルムを保存中や出荷中に保護するために複合層の上に供給されることもできる。剥離可能な表皮層は一般に、フィルム梱包を用いる前に取り除かれる。剥離可能な表皮層は、コーティング、押出成形、あるいは他の好適な方法で複合層の上に配置され、または、複合層と共に共押出成形若しくは他の好適な方法で形成され得る。剥離可能な表皮層は、いくつかの実施形態では、接着剤は必要ないが、接着剤を用いてフィルムに接着することができる。剥離可能な表皮層は、寸法安定層への充分な接着力（所望により接着剤を用いるかまたは用いない）を有する任意の保護ポリマー材料を使用して形成可能であり、それによって、剥離可能な表皮層は、その剥離可能な表皮層が手操作で若しくは機械的に除去されるまで所定位置に残存するようになっている。例えば、好適な材料には低溶解性且つ低結晶性のポリオレフィンがあり、例えば、シンジオタクチックポリプロピレンのコポリマー（例えば、テキサス州ヒューストン（Houston, Texas）のトータルペトロケミカル社（Total Petrochemcials）から発売されるフィナプラス（Finaplas）１５７１）、プロピレンとエチレンのコポリマー（例えば、ペンシルバニア州ペンシルバニア（Philadelphia, Pennsylvania）のアルケマ社（Arkema Inc.）から発売されるＰＰ８６５０）、あるいはエチレンオクテンコポリマー（例えば、ミシガン州キッドランド（Midland, Michigan）のダウ社（Dow）から発売される親和性ＰＴ１４５１）がある。所望により、ポリオレフィン材料の混合物は、剥離可能な表皮層のために利用可能である。好ましくは、剥離可能な表皮材料は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によると、８０℃〜１４５℃の融点、より好ましくは９０℃〜１３５℃の融点を有する。表皮層樹脂は、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８−９５により測定されるとおり（「可塑度計による熱可塑性物質の流量」）、２３０℃の温度かつ２１．６Ｎの力で、一般に７〜１８ｇ／１０分、好ましくは１０〜１４ｇ／１０分のメルトフローインデックスを有する。
【００５１】
幾つかの実施形態では、剥離可能な表皮層が取り除かれた後に、その剥離可能な表皮層からも、あるいはもし用いられたとすれば如何なる関連接着剤からも、何も残留物が無いことが望ましい。剥離可能な表皮層は、一般に少なくとも１２μｍの厚さを持つ。所望により、剥離可能な表皮層は色素、顔料あるいは他の染色材料を含んでもよく、それにより、ユーザーが剥離可能な表皮層がフィルム上にあるかどうかを決めるのがより容易となる。実施形態によれば、剥離可能な表皮層は、剥離可能表皮層をフィルムに加圧して下方にある複合層にエンボス加工するには十分な大きさで（例えば、少なくとも０．１μｍ）、剥離可能表皮層内に配置された粒子を含んでもよい。複合層への接着力を高めるために剥離可能な表皮層に他の材料をブレンドしてもよい。酢酸ビニルあるいは無水マレイン酸を含む改質ポリオレフィンは、複合層への剥離可能な表皮層の接着力を高めるために特に有用であり得る。
【００５２】
実施形態によっては、剥離可能な表皮層は、剥離されたときに露出する層に粗さを付与する、粗い剥離可能表皮層を含んでもよく、これは米国特許出願整理番号第１０／９７７，２１１号において論述されている。
【００５３】
幾つかの例示的な実施形態は、経時的な黄ばみおよび曇りに耐性があるポリマーマトリックス材料を使用する場合がある。例えば、芳香族ウレタンのような幾つかの材料は、長期間紫外線に曝されるとき不安定になり、また時間と共に変色する。長期間同じ色を維持することが重要であるときには、こうした材料を避けることが望ましい場合もある。
【００５４】
その他の添加剤がマトリックス２０６に、ポリマーの屈折率を変えるために、あるいは材料強度を増加するために提供されてもよい。こうした添加剤には、例えば、ポリマーのビーズあるいは粒子、およびポリマーのナノ粒子のような有機添加剤を挙げてもよい。実施形態によれば、マトリックスは２種以上の異なるモノマーの特定比率を用いて形成され、ここで各々のモノマーは重合されたときの異なる最終屈折率に関連づけられている。異なるモノマーの比率は、最終の樹脂２０６の屈折率を決定する。
【００５５】
他の実施形態では、無機添加剤が、マトリックス２０６の屈折率を調整するために、あるいは材料強度および／または剛性を増加させるために、マトリックス２０６に添加されてもよい。例えば、無機物質は、ガラス、セラミック、ガラスセラミック、あるいは金属酸化物であってもよい。無機繊維に関して以下に論じられる、任意の好適な種類のガラス、セラミック、あるいはガラスセラミックが使用されてもよい。金属酸化物の好適な種類には、例えばチタニア、アルミナ、酸化スズ、酸化アンチモン、ジルコニア、シリカ、これらの混合物あるいはこれらの混合酸化物が挙げられる。金属酸化物ナノ粒子は改善され、その表面に有機変性剤を付着させ得る。これらの表面変性剤には、硬化プロセス中に反応してマトリックス樹脂内に混ざり合う活性剤がある。そのような無機材料は、例えば粉砕された、粉末化された、ビーズ、フレーク、あるいは粒子状物質の形態で、またマトリックス内に分配された、ナノ粒子として提供される。金属酸化物ナノ粒子は表面が有機変性剤を付着させる様に改善され得る。これらの表面変性剤には硬化プロセス中に反応してマトリックス樹脂内に混ざり合う活性剤がある。粒子のサイズは、マトリックス２０６を通過する光の散乱を減らすために、好ましくは約２００ｎｍより低く、および１００ｎｍ、あるいは更には５０ｎｍ未満でもよい。添加剤の使用は、米国特許出願整理番号第１１／１２５，５８０号により詳しく述べられている。
【００５６】
フィルムは所望に応じて反射偏光層および複合層に加えて１つ以上の層、すなわち幾つかの層、を含んでもよい。その様な付加的な層は一般に複合光学体の一体性を改善する機能を果たす。特に、付加的な層は反射偏光層を複合層に結合することに役に立つ。ある特定の実施では、複合層と反射偏光層は互いに直接には強い結合を形成しない。このような実施では、中間層が有利に複合層を反射偏光層に接着させる。
【００５７】
中間層の組成は、一般に複合層と反射偏光層に適合するように選択される。中間層は、光学フィルムと寸法安定層の両方によく結合し得る。従って、中間層に用いられる材料の選択は、複合層と反射偏光層の組成に応じて変わることが多い。
【００５８】
ある特定の実施では、中間層は押し出し可能な透明ホットメルト接着剤であってもよい。そのような層は、ナフタレンジカルボン酸（ＮＤＣ）、ジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）、ヘキサンジオール（ＨＤ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、およびエチレングリコール（ＥＧ）の内の１種以上を含有するＣｏＰＥＮを含んでよい。ＮＤＣを含有する層は、複合層をＰＥＮ若しくはｃｏＰＥＮ、あるいはそれらの両方を含有する反射偏光層に接着させるのに特によく適合している。そのような実施では、中間層のＣｏＰＥＮは一般に、ｃｏＰＥＮのカルボキシレート成分が１００に対して、２０〜８０のＮＤＣ、好ましくは３０〜７０のＮＤＣ、より好ましくは４０〜６０のＮＤＣを含有する。
【００５９】
前に挙げたコモノマーを含む、様々な付加的な化合物が添加され得る。加工および他の層への接着性を改善するために、可塑剤および潤滑材のような押出助剤も添加されてもよい。また、接着剤ポリマーとは異なる屈折率を有する無機球体またはポリマービーズのような粒子も使用可能である。
【００６０】
中間層に用いられる他の材料には、デュポン社（Dupont）から手に入るエルバックス（Elvax）（商標）ポリマーのようなビニルアセテートで改善されたポリオレフィン、および、デュポン社（Dupont）から手に入るビネル（Bynel）（商標）ポリマーやニューヨーク州ホワイトプレインズ（White Plains, New York）の三井化学から手に入るアドマー（Admer）（商標）ポリマーのような無水マレイン酸で改善されたポリオレフィンがある。
【００６１】
ある特定の実施では、中間層は反射偏光層、複合層、あるいはそれらの両方と一体に形成される。中間層は、反射偏光層の露出表面上に表皮を被覆されることにより、光学フィルムと一体に形成される。表皮被覆は一般に、反射偏光層と共に共押出成形で形成され、これらの層を一体形成しかつ結合する。そのような表皮被覆は、後続層を反射偏光層に結合する能力を改善するように選択される。表皮被覆は、反射偏光層がともすれば使用されつつある特定の複合層との親和性が非常に低い場合には、特に有用である。同様に、中間層は反射偏光層上に、同時に共押出成形、あるいは連続的に押出成形されることで、複合層と一体に形成される。本発明のさらに他の実施では、表皮層は反射偏光層の上に形成され、他の中間層は複合層の上に形成されてもよい。
【００６２】
押出成形プロセスが用いられる場合は、中間層すなわち複数の層は２５０℃より上の溶融相で熱的に安定であることが好ましい。したがって、中間層は、２５０℃より高い温度で押出する間、実質的に劣化しない。中間層は、フィルムの光学特性の低下を防ぐために、通常は透明、あるいは実質的に透明である。中間層は一般に５０μｍ（２ミル）未満の厚さで、より一般的には２５μｍ（１ミル）厚未満、更により一般的には１２μｍ（０．５ミル）未満の厚さである。中間層の厚さは、フィルム梱包を維持するために最小化されることが好ましい。
【００６３】
中間層は、偏光層と補強（あるいは他の）層の間の接着を促進する、当該技術分野の当業者にはよく知られた、プライマーから成ることもあり得る。
【００６４】
中間接着層および繊維複合層に加え、上部の表皮被覆層は、ガラス繊維をよく被覆あるいは隠すために繊維複合層の上部に、共押出成形、ラミネート、さもなくば他の方法で固着される。この上部表皮被覆層は繊維複合層内のポリマーと同じポリマー、あるいは異なるポリマーであり得る。幾つかの実施形態では、上部表皮被覆層は、その下方のポリマーマトリックスと類似の屈折率を有することが望まれることもある。
【００６５】
図２Ｂに模式的に図示される、補強偏光フィルム２２０の他の例示的な実施形態では、接着層２２２は反射偏光層２０８と繊維補強層２０２の間に設けられる。接着剤２２２は、光重合可能なラミネート接着剤、あるいは感圧性接着剤のような任意の好適な種類の接着剤でもよい。多くの接着剤の選択肢が利用でき、当該技術分野の当業者にはよく知られている。ＤＢＥＦまたはＡＰＦの上に、繊維複合物を共押出成型コーティングするための連結層として用いるのに好適な幾つかの種類の接着剤には、非晶質コポリエステル、特にＮＤＣ（ナフタレートディカルボキシレート）を含むコポリエステルが挙げられる。ＡＰＦは単軸的に延ばされた複数層反射偏光子であり、その製造会社は米国特許出願整理番号第１０／９３３，８９５号に述べられている。ＡＰＦはミネソタ州セントポール（St. Paul, Minnesota）のスリーエム・カンパニー社（3M Company）から入手できる。
【００６６】
図２Ｂに模式的に図示される、補強偏光フィルム２２０の他の例示的な実施形態では、接着層２２２は反射偏光層２０８と繊維補強層２０２の間に設けられる。
【００６７】
無機材料の任意の好適な種類も繊維２０４に用いられてもよい。繊維２０４は、フィルムを通過する光に対して実質的に透明であるガラスから形成されてもよい。好適なガラスの例には、Ｅ、Ｃ、Ａ、Ｓ、Ｒ、およびＤガラスのようなガラス繊維複合材によく使用されるガラスが挙げられる。例えば、溶融シリカおよびＢＫ７ガラスの繊維を包含する、より高品質のガラス繊維もまた使用されてもよい。好適なより高品質のガラスは、ニューヨーク州エルムスフォード（Elmsford, New York）のスコット・ノース・アメリカ社（Schott North America Inc.）のような幾つかの供給元から入手可能である。これらのより高品質のガラスから製造された繊維を使用することは、それらがより純度が高く、それ故により均一な屈折率を有し、またより少ない混在物を有し、それは散乱を小さくしおよび透過性を向上させるので、望ましい場合がある。また、繊維の機械的性質が均一になる可能性がより高い。より高品質のガラス繊維は、水分を吸収する可能性がより低く、ひいてはフィルムは、長期間の使用において、より安定する。更に、ガラス中のアルカリ含有率は水の吸収を増やすため、低アルカリガラスを使用することが望ましい場合がある。
【００６８】
繊維２０４に使用されてもよい別の種類の無機材料は、ガラスセラミックである。ガラスセラミックは一般に、９５体積％〜９８体積％の、１ミクロンより小さいサイズを有する非常に小さい結晶を含む。幾つかのガラスセラミックは５０ｎｍほどの小さい結晶サイズを有し、結晶サイズが可視光線の波長よりずっと小さく、実質上何らの散乱も起こらないので、ガラスセラミックが可視波長において効果的に透明になる。これらのガラスセラミックはまた、ガラス領域および結晶領域の屈折率の間に有効な差はほとんど若しくは全く無く、ガラスセラミックを視覚的に透明にする。透明性に加えて、ガラスセラミックは、ガラスの破裂強度以上の破裂強度を有することができ、およびゼロまたは負の値でさえある熱膨張率を有することがよく知られている。関心のあるガラスセラミックは、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ−ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、及びＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２、及びＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２が挙げられるが、有する組成はこれらに限定されない。
【００６９】
幾つかのセラミックは、また、それらが適切にマッチする屈折率を有するマトリックスポリマーの中に埋め込まれる場合には、十分に小さい結晶サイズを持ち、透明に見えるようになる。ミネソタ州セントポール（St. Paul, MN）のスリーエム・カンパニー社（3M Company）から入手可能なネクステル（The Nextel）（商標）セラミック繊維は、この種類の材料の例であり、また糸、撚糸、および織ったマットとして入手可能である。好適なセラミック、あるいはガラスセラミック材料は、更にＡ．ポール（A. Paul）著「ガラスの化学、第２版（Chemistry of Glasses, 2nd Edition）」（チャップマン・アンド・ホール社（Chapman and Hall）、１９９０）およびＷ．Ｄ．キングリー（W.D. Kingery）著「セラミック入門、第２版（Introduction to Ceramics, 2nd Edition）」（、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ社（John Wiley and Sons）、１９７６）に述べられている。
【００７０】
幾つかの例示的な実施形態では、光の少なくとも幾らかは繊維２０４により拡散されるように、マトリックス２０６および繊維２０４の間で完全にマッチする屈折率を有しないことが望ましい。その様な実施形態では、マトリックス２０６と繊維２０４のどちらか若しくは両方が複屈折性でもよく、あるいはマトリックスと繊維の両方が等方的でもよい。繊維２０４のサイズに依存して、拡散は、散乱からあるいは単純な屈折から生じる。繊維による拡散は非等方性である。光は繊維の軸に対して横方向に拡散されてもよいが、繊維に対して軸方向には拡散されない。それ故に、拡散の性質は、マトリックス内の繊維の配向に依存する。繊維が、例えば、その長さ方向がｘ軸に平行に配置されれば、光は一般にｙ軸に平行な方向に拡散される。
【００７１】
加えて、マトリックス２０６は、光を等方的に散乱する拡散粒子を充填されていてもよい。拡散粒子は、マトリックスとは異なる屈折率の、多くの場合より高い屈折率の粒子であり、約１０μｍまでの直径を有する。拡散粒子は、例えば、マトリックスの屈折率を調整するためのナノ粒子として用いられる、前述の金属酸化物でもよい。拡散粒子の他の好適な種類には、ポリスチレン若しくはポリシロキサン粒子のようなポリマー粒子、あるいはこれらの組み合わせが挙げられる。拡散粒子は光を拡散するために単独で使用されてもよいし、光を拡散するための屈折率がマッチしない繊維と共に使用されてもよい。
【００７２】
マトリックス２０６内の繊維２０４の幾つかの代表的な配置には、糸、タウ（tows）すなわちポリマーマトリックス内の１つの方向に配置された糸、繊維網、不織布、細かく刻まれた繊維、粉砕された繊維、（ランダム若しくは規則的な形式の）細かく刻まれた繊維マット、あるいはこれらの形式の組み合わせが挙げられる。細かく刻まれた繊維マットあるいは不織布は、繊維のランダム配置を有するのではなく、不織布若しくは細かく刻まれた繊維マット内に繊維の何らかの配列を提供するように、延伸、加圧、または配向されてもよい。更に、マトリックス２０６は繊維２０４の多くの層を含み、例えば、マトリックス２０６は異なるタウや網などの状態になった繊維のより多くの層を備える。図２Ａで図示された特定の実施形態では、繊維２０４は２層状態に配列される。多くの場合は、連続的なあるいは編まれた繊維強化材は、連続的な繊維の高い耐力のために、高い剛性を完成品にもたらす。
【００７３】
補強偏光子フィルムを製造する１つの代表的な方法を図３を参照して説明する。一般に、この方法には、前もって準備された反射偏光層にマトリックス樹脂を直接に設ける方法がある。製造装置３００は、マトリックス樹脂３０６を入れた含浸槽３０４を通過する、繊維強化材３０２のロールを備える。樹脂３０６は、任意の好適な方法を用いて、例えば繊維強化材３０２を一連のローラー３０８に通すことで、繊維強化材３０２に含浸される。
【００７４】
一旦、含浸された強化材３１０が槽３０４から引き抜かれれば、それに反射偏光層３１２が着けられ、付加的な樹脂３１４が必要ならば追加されてもよい。含浸された繊維強化材３１０および反射偏光層３１２は、２つの層３１０と３１２の間の高い物理的接触を確実にするために、ピンチローラー３１６の中で一緒に圧搾される。所望により、追加的な樹脂３１８は、例えばコーター３２０を用いて、補強層３１０の上に着けられてもよい。コーター３２０は、例えば、ナイフエッジコーター、（図示された）コンマコーター、バーコーター、ダイコーター、スプレーコーター、カーテンコーター、高圧射出、あるいは同様なもの等、任意の好適な種類のコーターであってもよい。他の考察すべきことの中でも、適用条件における樹脂の粘度が、適切なコーティング方法あるいはその他の方法を決定する。コーティング方法および樹脂粘度は、強化材はマトリックス樹脂に含浸される工程中に強化材から空気泡が除かれる割合や範囲に影響することもある。
【００７５】
完成フィルムが低い散乱性を有することが望ましい場合、この段階で、樹脂が繊維間の空間を完全に充填するのを確実にすることが重要である。それは樹脂中に残された隙間若しくは泡は、散乱の中心として作用する場合があるからである。泡の発生を減らすために様々な手法が、別々にあるいは組み合わされて使用されてもよい。例えば、フィルムは、補強層３１０全体へ樹脂３０６がゆきわたることを促すために、機械的に振動されてもよい。機械的振動は、例えば超音波源を使用して適用されてもよい。加えて、フィルムは、樹脂３０６から泡を取り出す真空に曝されてもよい。これは、コーティングと同時に、あるいはその後に、例えば任意の脱気装置３２２内で行なわれてもよい。
【００７６】
フィルム中の樹脂３０６は次に、固化ステーション３２４で固化され得る。固化は、硬化、冷却、架橋、およびポリマーマトリックスが固体状態に達する結果となる任意の他のプロセスを包含する。図示された実施形態では、放射線源３２４は樹脂３０６に放射線を照射するために用いられる。他の実施形態では、樹脂３０６を硬化させるために、熱および圧力、紫外線、化学放射線、電子ビームなどが挙げられるが、これらに限定されず、異なる形態のエネルギーが樹脂３０６に印加されてもよい。他の実施形態では、樹脂３０６は、冷却あるいは架橋により固化されてもよい。幾つかの実施形態では、固化したフィルム３２６は、巻き取りロール３２８上に収集され貯蔵されるために十分なほど柔軟である。他の実施形態では、固化したフィルム３２６は巻き取るには堅過ぎる場合があり、その場合それは何らかの他の方法により貯蔵され、例えばフィルム３２６は貯蔵のためシートに切断されてもよい。
【００７７】
追加的なあるいは代替の方法が、本発明の複合フィルム梱包を形成するために用いられてもよい。フィルム梱包は色々な構成を取り、従って、その方法は完成フィルム梱包の構成により異なる。
【００７８】
複合フィルム梱包を形成方法のすべてに共通な工程は、複合層（単数又は複数）に反射偏光子を接着する工程である。この工程は、含浸槽、被覆方法、および前述の接着に加えて、例えば複合層および中間層が反射偏光子の上に同時に共押出される場合は、色々な層の共押出、押出コーティング、共押出コーティングのような、様々な方法で行われる。
【００７９】
図３Ｂは、本発明の１つの実施に従って、光学フィルムを形成するシステムの平面図を示す。反射偏光層３３２を収容したスプール（spool）３３０は、巻きが戻されて、赤外加熱部３３４で加熱される。反射偏光層３３２は通常、５０℃より上の温度に、より一般にはおよそ７５℃の温度に上げられる。複合層を形成する第１組成物３３６、および中間接着層を形成する第２組成物３３８は、供給ブロック３４０を経て供給され、予め加熱された光学フィルム３３２の上に押出コーティングされる。第１組成物３３６は、繊維、例えば細かく刻まれた繊維、で埋め込まれたマトリックスを形成するポリマーを含有する。その後、被覆フィルムはロール３４２と３４４の間で加圧される。ロール３４２、ロール３４４、あるいはそれらの両方は、複合層に僅かな拡散面を付与するために、所望によりつや消し仕上げされる。冷却後、補強偏光フィルム３４６は引き続き、シートに切られるなどのプロセスを経て、巻き取り器３４８に巻かれた完成フィルム梱包の形になる。
【００８０】
繊維補強偏光子を作る他の方法は、先ずキャリアフィルム上に複合層を作り、その後複合層が分離されることである。複合層は引き続き、ラミネート接着剤若しくは感圧性接着剤を用いたラミネート工程に供給され、それが望ましい光学フィルムになる。この方法は図４に模式的に図示される。この製造システム４００では、接着剤４０４の層が反射偏光フィルム４０２の上に設けられる。接着剤４０４は２つのフィルムを一緒にラミネートするのに有用な任意の好適な種類の接着剤でよい。例えば、接着剤は前述の種類でよい。図示された実施形態では、接着剤４０４は、コーター４０６を用いて薄い層に拡げられる液体として供給される。
【００８１】
予め調製された繊維補強型の複合層４０８は、その後接着剤４０６の上に置かれ、繊維補強層４０８は、例えば加圧ロール４１０を用いて、反射偏光層４０２と一緒に圧搾されて、補強ラミネート体４１２を形成する。もし必要ならば、接着剤４０４は、例えば放射線４１４を印加して、硬化されてもよい。硬化されたラミネート体４１６は、その後ロール４１８の上に収集され、あるいはシートに切られて保存される。
【００８２】
この方法の変形では、接着剤４０４は先ず繊維補強層に塗布され、反射偏光子がその後接着剤４０４に押しつけられる。
【００８３】
光開始結合あるいは結合共重合は、複合層を反射偏光子または他の表面に付着させるのに有用な表面形成／付着方法である。
【００８４】
繊維補強層が反射偏光層の各々の面に付着されることは好ましいことであろう。図５は、２つの繊維補強層５０４、５０６の間に挟まれた反射偏光層５０２を持つ補強反射偏光子５００の例示的な実施形態を示す。繊維補強層５０４、５０６は、接着剤を用いて付着されてもよく、反射偏光層５０２に補強層５０４、５０６のマトリックスを硬化してもよい。場合によっては、補強層のマトリックスと偏光フィルムの間の十分な接着を確実にするために、プライマーを必要とするであろう。
【００８５】
反射偏光層５０２が、繊維補強層５０４、５０６の間に配置されるようなこの構成は、反射偏光子の温度が著しい変化を受ける用途に用いられる場合に、反りを減らすのに用いられてよい。繊維補強層５０４の熱膨張率は一般に、無機繊維に起因して、反射偏光層５０２の熱膨張率より小さい。フィルムが、繊維補強層が１つだけ付着された反射偏光層を持つ場合は、相当な温度変化が、２つの層の熱膨張率の間の差に起因してフィルムの曲がりを生じる。第２の繊維補強層を用いることが、フィルム内の熱誘起応力をより対称的にして、従って、温度依存変形を減少させる。２つの繊維補強層５０４、５０６の熱膨張率は、実質的に同じで、例えば、互いの２０％以内であってよい。
【００８６】
他の層はまた、補強反射偏光子に付着、例えば、反射偏光層に直接に付着、あるいは反射偏光層に直接に付着された繊維補強層に付着されてもよい。補強反射偏光子は、１つ以上の繊維補強層を含有する。追加的な光学フィルムを含有する補強偏光子６００の層の一般例は、図６に模式的に図示される。図示された実施形態では、補強偏光子６００は繊維補強層６０４に付着された反射偏光層６０２を有する。追加的な光学層６０６は反射偏光層６０２に付着される。光学層６０６は、補強反射偏光子６００に付着することが求められる、任意の他の光学層でもよい。例えば、光学層６０６には、透過的、拡散的、あるいは反射的である光学フィルムがある。拡散層は、例えば、マトリックス内に分散された光学的に拡散する粒子を含む。反射層は鏡面反射層、例えばポリマーあるいは他の誘電材料で形成された多層フィルムであってよい。幾つかの例示的な実施形態では、光学層６０６は他の偏光層、例えば反射偏光子あるいは吸収偏光子であってよい。
【００８７】
他の例示的な実施形態では、光学層６０６は光学的な機能表面を含有する光学層であってよい。光学的な機能表面を持つ光学層の様々な代表的な種類には、プリズム型表面を持つフィルム、レンズを施された表面を持つフィルム、回折表面、拡散表面を持つフィルム、および光学的に集中する表面を持つフィルムが挙げられる。
【００８８】
プリズム型表面を持つフィルムには、光がプリズム型表面を経てフィルムから出て行くようなプリズム型輝度向上フィルム、光がプリズム型表面を経てフィルムに入るような偏向フィルム（turning films）、光がプリズム型表面と対向する面を経てフィルムに入り、プリズムで逆反射されるような逆反射フィルムが挙げられる。
【００８９】
プリズム型フィルムに付着された補強偏光フィルム７００の例示的な実施形態は図７Ａに模式的に図示される。補強層７００は、繊維補強層７０４に付着された反射偏光層７０２を含有する。この例示的な実施形態では、プリズム型輝度向上層７０８のプリズム型表面７０６は、反射偏光子７０２の下面７１０に、例えば表面７１０上に薄い接着剤層を用いることにより付着される。プリズム型輝度向上層を他の光学層に付着させることは、米国特許第６，８４６，０８９号により詳しく述べられている。図は、プリズム型輝度向上フィルムにより軸７１４とほぼ一直線になる方向に向きを変える、１つの代表的な光線７１２も示す。
【００９０】
図７Ｂに図示されるような他の例示的な実施形態では、フィルム７２０は、光７１２が輝度向上層７０８に入る前に反射偏光層７０２に入射するように配置される。この実施形態では、繊維補強層７０４は、図示されるように、反射偏光層７０２と輝度向上層７０８の間にあってもよく、あるいは反射偏光層７０２が繊維補強層７０４と輝度向上層７０８の間にあってもよい。
【００９１】
幾つかの実施形態では、例えば繊維配向角、繊維厚さ、繊維ピッチを制御することで、或る光学欠陥を減少あるいは消滅させるように、繊維を配列させることが望まれる場合もある。取り除くことが可能と思われる光学的欠陥の１例は、ディスプレイあるいはバックライトの部品内のプリズム型構造体あるいは画素構造体のような他の構造体と、繊維との間に形成される場合がある、不要なモアレパターンである。
【００９２】
偏向フィルム７３２に付着された補強偏光フィルム７３０の例示的な実施形態は図７Ｃに模式的に図示される。補強層７３０は、繊維補強層７０４に付着された反射偏光層７０２を含有する。偏向フィルム７３２は、例えば偏向フィルム７３２と偏光層７０２の間の（図示されていない）接着剤層を用いて、任意の好適な方法を用いて反射偏光層７０２に付着されてもよい。
【００９３】
この例示的な実施形態では、偏向フィルム７３２のプリズム型表面７３４は、光７３６がそこから補強フィルム７３０の方に向かう領域の方角へ向けて、外側へ向けられる。光７３６の少なくとも幾分かは、プリズム型表面７３４に入り、内部で反射され、その結果として光は反射偏光層７０２まで向かう。光７３６が、偏光層７０２の行路偏光状態に偏光されている場合は、光７３６は図示されるように透過される。
【００９４】
逆反射フィルム７５２に付着された補強偏光フィルム７５０の例示的な実施形態は図７Ｄに模式的に図示される。補強層７５０は、繊維補強層７０４に付着された反射偏光層７０２を含有する。逆反射フィルム７５２は、例えば逆反射フィルム７５２と偏光層７０２の間の接着剤層（図示されていない）を用いて、任意の好適な方法を用いて反射偏光層７０２に付着されてもよい。
【００９５】
この代表的な実施形態では、逆反射フィルム７５２のプリズム型表面７５４は、補強層７５０の側面上でその面から離れる方を向き、その表面から光が入射する。光７５６の少なくとも幾分かは、反射偏光子７０２を透過し、その構造体で全反射され、入射方向と略平行な方向に逆反射フィルム７５２から離れる。そのような配置では、反射偏光フィルム７０２に依存して、偏光フィルム７０２の透過軸と平行に偏光する光が逆反射される一方、偏光フィルムのブロック軸と平行に偏光する光７５８は正反射的にあるいは拡散的に反射される。
【００９６】
もう１つの例示的な実施形態では、透過光に光パワーを与える構造体の表面を持つ光学層が、補強偏光子に付着される。光パワーを与える光学素子の例には、従来の曲面屈折レンズ、すなわちフレネルレンズ、および回折レンズが挙げられる。光パワーを与える層を含有する補強偏光フィルム８００の例示的な実施形態は図８Ａに模式的に図示される。補強層８００は、繊維補強層８０４に付着された反射偏光層８０２を含有する。光パワーフィルム８０６は、例えば光パワーフィルム８０６と偏光層８０２の間の接着剤層（図示されていない）を用いて、任意の好適な方法を用いて反射偏光層８０２に付着され得る。
【００９７】
この例示的な実施形態では、光パワーフィルム８０６は、多くの屈折レンズ８１０を規定する表面８０８を含む。レンズ８１０を透過する光８１２はレンズ８１０の光パワーに影響される。図示された実施形態では、レンズ８１０は正のレンズであるが、１つ以上のレンズが負のレンズでもよい。図示された実施形態では、光８１２は偏光フィルム８０２の行路軸と平行に偏光する。
【００９８】
光パワーを提供する層を含有する補強偏光フィルム８２０のもう１つの例示的な実施形態は図８Ｂに模式的に図示される。補強層８２０は、繊維補強層８０４に付着された反射偏光層８０２を含有する。光パワーフィルム８２２は、例えば光パワーフィルム８２２と偏光層８０２の間の接着層（図示されていない）を用いて、任意の好適な方法を用いて反射偏光層８０２に付着されてもよい。
【００９９】
この例示的な実施形態では、光パワーフィルム８２２はフレネルレンズ表面８２４を含む。フレネルレンズ８２４を透過する光８２６は光パワーフィルム８２２の光パワーにより影響される。図示された実施形態では、フレネルレンズ８２４で絞られた光８２６は偏光フィルム８０２の通過軸と平行に偏光する。
【０１００】
補強偏光フィルムには回折的光学素子層、言い換えれば回折的光学素子（ＤＯＥ）を明示する層が与えられてもよい。回折的光学素子は、表面回折、体積回折、あるいは体積回折と表面回折の組み合わせを用いてもよい。表面ＤＯＥ層の例示的な実施形態の１例は図８Ｃに模式的に図示される。補強層８４０は、繊維補強層８０４に付着された反射偏光層８０２を含有する。ＤＯＥ層８４２は望ましい方法で通過する光８４６を回折する回折表面８４４を有する。例示的な実施形態では、ＤＯＥ層８４２は光８４６に光パワーを与え、１つ以上のレンズのように機能する。ＤＯＥ層８４２は、例えばＤＯＥフィルム８４２と偏光層８０２の間の接着層（図示されていない）を用いて、任意の好適な方法を用いて反射偏光層８０２に付着されてもよい。
【０１０１】
補強偏光子に付着され得るフィルムの他の種類は拡散フィルムである。拡散フィルムは、バルク拡散フィルム、表面拡散フィルム、あるいはバルクと表面の両方の拡散をもたらすフィルムでも良い。この拡散フィルムは、入射光を拡散すると共に、或る程度の平行光をもたらす、所謂「利得拡散（gain diffusion）」でもよい。補強偏光フィルム９００の例示的な実施形態は図９に模式的に示されている。補強偏光フィルム９００は、１つ以上の繊維補強層９０４に付着された偏光層９０２を有する。拡散層９０６は、偏光層９０２あるいは補強層９０４のどちらかに付着される。拡散層９０６は任意の好適な方法で付着されてもよく、例えば接着層（図示されない）を用いることである。例示的な実施形態では、光９０８は反射偏光層９０２を透過する前に拡散層９０６で拡散される。実施形態によれば、拡散層９０６は、補強層とポリマーマトリックスの間に屈折率がマッチしない繊維補強層であってもよい。
【０１０２】
補強偏光子に付着され得るもう１つのフィルムは集光フィルムである。集光体は、光を大きい面積からより小さい面積に集光させる、反射要素、一般に非画像（non-imaging）要素である。集光体の例は、放物線状反射体、複合的放物線状反射体などを含む。図示された実施形態では、前述したように、反射偏光層１００２は繊維補強層１００４に付着される。集光層１００６は反射偏光層１００２あるいは繊維補強層１００４のどちらかに付着される。集光フィルム１００６は反射側壁１０１０を持つ多くの反射集光体１００８を含有する。光１０１２は集光フィルム１００６の外部開口１０１４に集光される。反対方向に照射される場合は、集光体は、ディスプレイのバックライトに有用な、光平行化フィルムとしての役目を果たし、これはディスプレイバックライティングに有用である場合がある。
【０１０３】
反射偏光層に追加され得る異なる光学フィルムの多くが、光学的機能と繊維補強性の両方を与えることは評価されるであろう。例えば、図７Ａ、７Ｂ、および７Ｃで各々示されたプリズム型フィルム７０８、７３２、および７５２、図８Ａ、８Ｂ、および８Ｃに各々示されるレンズフィルム８０６、８２２、および８４２のような、光学機能表面を有する層は、米国特許出願整理番号第１１／１２５，５８０号に詳しく記載されているように、無機繊維で補強され得る。更に、拡散層９０６あるいは集光層１００６のどちらかは無機繊維で補強されてもよい。
【０１０４】
図６〜１０で図示された補強偏光フィルムの異なる実施形態では、異なる層の順序と向きが図示された物と異なるかも知れないことを、正しく評価することは重要である。例えば、図７Ａに模式的に図示されたフィルム７００の実施形態では、プリズム型輝度向上層７０８が補強層の下面に付着されるように、反射偏光層７０２と補強層７０４は交換されてもよい。また、もう１つの光学フィルムを示す例の全てで、図示された単一層の代わりに、１つ以上の補強層があってもよい。
【実施例】
【０１０５】
本発明に関する抜粋した実施形態が以下に記載される。これらの実施例は、制限することを意味せず、本発明の態様の幾つかを例示するだけである。表Ｉは、異なる実施例に用いられる異なる無機繊維試料に関係する情報の概要を収録する。
【０１０６】
【表１】
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【０１０７】
繊維材料Ａは、生繊維材料（greige）の形態（表面仕上げ無しで）にガラス繊維織物である一方、材料Ａ＊は材料Ａと同じであるが、ＣＳ−７６７シラン仕上げである。ヘキセル・リインフォースメンツ社（Hexcel Reinforcements Corp.）はサウスカロライナ州アンダーソン（Anderson, SC.）にある。繊維材料Ｂは、約１６μｍの直径と約５ｍｍの長さを持つ、オハイオ州トレド（Toledo, Ohio）にあるオーウェンズ・コーニング社（Owens Corning）により作られた粉砕ガラス繊維である。材料Ａ繊維は、繊維を覆うサイズ剤（sizing）を伴って供給元から納入された。サイズ剤は、繊維上の１種の層であり、多くの場合、デンプン、潤滑剤、あるいはポリビニルアルコールのような水溶性ポリマーから形成され、それは繊維の加工または製織を促進するために使用される。材料Ａ繊維を用いた後述の例では、ポリマーマトリックス内に繊維を埋め込む前に、繊維上のサイズ剤は除かれた。その結果として、繊維は、繊維およびポリマーマトリックス間を結合するためのカップリング剤なしに、複合材試料の中に含まれた。材料Ａ＊繊維は、サイズ剤は、ＣＳ−７６７シラン仕上げを施す前に製造業者で取り除かれた。
【０１０８】
表Ｉに記載された繊維試料の屈折率（ＲＩ）は、２０ｘ／０．５０対物レンズによる透過単一偏光光（Transmitted Single Polarized Light）（ＴＳＰ）、および２０ｘ／０．５０対物レンズによる透過位相差ゼルニケ（Transmitted Phase Contrast Zernike）（ＰＣＺ）を用いて測定された。繊維試料は、かみそりの刃を使用して繊維の部分を切断することにより、屈折率測定のために用意された。繊維は、スライドガラス上の様々なＲＩ油の中に設置され、およびガラスカバースリップによりカバーされた。試料は、ツァイス・アクシオプラン（Zeiss Axioplan）（カール・ツァイス（Carl Zeiss）、ドイツ（Germany））を使用して分析された。ＲＩ油の較正は、ニューヨーク州ロチェスター（Rochester, New York）のミルトン・ロイ社（Milton Roy Inc.）により製造されたＡＢＢＥ−３Ｌ屈折計で行なわれ、測定値はそれに従って調整された。位相差を伴うベッケ・ライン法（Becke Line Method）が、試料のＲＩを決定するために使用された。ｎＤの値についての公称ＲＩの結果、すなわち５８９ｎｍのナトリウムＤ線の波長での屈折率は、各試料について±０．００２の精度を有した。
【０１０９】
実施例１〜５に用いられた様々な熱硬化性樹脂の概略情報は表ＩＩに示される。
【０１１０】
【表２】
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【０１１１】
ダロクア１１７３（光開始剤）を例外として、表ＩＩの構成成分のすべては、硬化の際に架橋する光重合可能な樹脂である。ＣＮ９６３Ａ８０は、トリプロピレングリコールジアクリレートとブレンドされたウレタンアクリレートオリゴマーである。エベクリル６００（Ebecryl 600）は、ビスフェノール−Ａエポキシジアクリレートオリゴマーである。ＳＲ６０１およびＳＲ３４９は、エトキシル化ビスフェノール−Ａジアクリレートである。ＳＲ３５１はトリメチロールプロパントリアクリレートである。サルトマー社（Sartomer Company）により製造された構成成分の屈折率は製品文献から採用した。他の構成成分の屈折率はアッベ屈折計を用いて２０℃で測定された。屈折率の値は液体状態の構成成分に対して与えられている。サイテック・サーフェス・スペシャリティーズ（Cytec Surface Specialties）はベルギー、ブラッセル（Brussels, Belgium）にあり、サルトマー社（Sartomer Company, Inc.）はペンシルベニア州エクストン（Exton, Pennsylvania）にあり、チバ・スペシャリティー社（Ciba Specialty Chemicals Corp.）はニュージャージー州タリータウン（Tarrytown, New Jersey）にある。
【０１１２】
幾つかの以下の例では、反射偏光層は複合層に直接に付着されると表現されている。このことは、反射偏光層と複合層の間には干渉層を配置しないことを意味するが、ただし、プライマーがそれらの２層の付着を助けるために必要に応じて用いられる。
【０１１３】
（実施例１）複合層に直接付着されたＤＢＥＦ
この実施例では、繊維補強層は、スリーエム・カンパニー社（3M Company）により製造された多層ポリマー反射偏光子である、ＤＢＥＦの前もって存在する層の上に形成された。この偏光子は、ＤＢＥＦ−Ｐ２としてスリーエム・カンパニー社（3M Company）により市販された偏光子によく似ているが、薄い表皮層を持つ。繊維は、表Ｉに挙げられた繊維材料Ａであった。樹脂混合物、すなわち混合樹脂１は、異なる樹脂成分を次の重量％を用いて作られた。
【０１１４】
【表３】
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【０１１５】
混合樹脂１は、硬化後、バッチに応じて１．５４７０または１．５４６２の屈折率の測定値を持った。この例では、ＤＢＥＦの４つの別々のシートがプライマーで下塗りされ、編まれたガラス繊維と樹脂の層が設けられ、脱気され、ＤＢＥＦフィルムの各小片の各面上に硬化された。プライマーはＤＢＥＦフィルムへのアクリレート樹脂の接着を向上するために設けられた。１つのプライマーは、ヘキサンジオール・ジアクリレート９７％（ｗ／ｗ）とベンゾフェノン３％（ｗ／ｗ）から成る。２２．９ｃｍ×３０．５ｃｍ（９”×１２”）シートのフィルムに下塗りするために、プライマー溶液の３滴がフィルムの１つの表面に滴下され、ティッシュペーパーで拭いて被覆された。余分のプライマーは清潔なティッシュで拭いて除かれた。プライマーコーティングは、窒素雰囲気中で、２４０Ｗ／ｃｍ（６００Ｗ／ｉｎ）で、２５ｃｍ・ｓ−１（５０ｆｐｍ）の線速度で作動するフュージョン「Ｈ」ランプを用いて硬化された。プライマーコーティングは、空気中でも、１２．５ｃｍ・ｓ−１（〜２５ｆｐｍ）より遅い線速度で硬化できた。ＤＢＥＦの下塗りされたシートは、続いて補強ＤＢＥＦ複合材を調製するのに用いられた。
【０１１６】
ＰＥＴシートの主要端がアルミニウム・シートの主要端にテープで貼り合わされた。下塗りされたＤＢＥＦシートはＰＥＴの上に置かれた。ガラス布地シートがＤＢＥＦの上に置かれた。ガラス布地は第２のＰＥＴシートで覆われた。第２のＰＥＴシートの主要端がアルミニウム板の主要端にテープで貼り合わされた。アルミニウム板の主要端は手動ラミネート機に設置された。ＰＥＴのトップシートとガラス布地はＤＢＥＦシートを利用できるように剥がされた。樹脂ビーズがラミネート・ロールに最も近いＤＢＥＦの端部に設けられた。このサンドイッチ構造が一定割合でラミネート機に導かれ、樹脂をガラス布地を通して押さえ、そしてＤＢＥＦを被覆した。
【０１１７】
ラミネート体は、未だアルミニウム板に付着しているが、６０°と６５°の間に加熱されたオーブンの中に置かれた。オーブンは０．２３ＭＰａ（水銀柱２７インチ（６８．６ｃｍ））まで減圧され、ラミネート体は４分間脱気された。その真空はオーブン中に窒素を導入して破られた。ラミネート体はラミネート機にもう１度通された。樹脂は、ラミネート体を、２４０Ｗ／ｃｍ（６００Ｗ／ｉｎ）で、１５ｃｍ・ｓ−１の線速度で作動するフュージョン「Ｄ」の下を通して硬化された。
【０１１８】
補強材の第２層は次のような方法でＤＢＥＦフィルムの反対側に供給された。ＰＥＴの底部シートはＤＢＥＦフィルムから慎重に剥がされた。上部のＰＥＴシートは、ＤＢＥＦの上にガラス布地で覆われる、アルミニウム板に向かって置かれ、その主要端は前述したように、テープで貼られた。ガラス布地の第２シートは、ＤＢＥＦの第２面の上に置かれ、主要端がアルミニウム板にテープで貼られた、もう１つのＰＥＴシートで覆われた。アルミニウム板の主要端は手動ラミネート機に置かれた。ＰＥＴのトップシートとガラス布地が剥がされてＤＢＥＦシートを露出した。樹脂ビーズがラミネート・ロールに最も近いＤＢＥＦの端部に設けられた。このサンドイッチ構造が一定速度でラミネート機に供給され、ガラス布地を通して樹脂を押さえつけ、そしてＤＢＥＦの第２面を被覆した。
【０１１９】
ラミネート体は、ＤＢＥＦの第１面の上の樹脂層を脱気するために、前述と同じ方法で脱気された。ラミネート体はラミネート機にもう１度通された。樹脂は、ラミネート体を、２４０Ｗ／ｃｍ（６００Ｗ／ｉｎ）で、１５ｃｍ・ｓ−１の線速度で作動するフュージョン「Ｄ」の下を通して硬化された。
【０１２０】
ＰＥＴの両シートが繊維補強ＤＢＥＦ複合材から取り除かれた。実施例１の結果としてできたＤＢＥＦ複合材は、反り試験および光学測定を経て、目視で特性評価された。
【０１２１】
ＤＢＥＦ−Ｄ４００、すなわち、ミネソタ州セントポール（St. Paul, Minnesota）のスリーエム・カンパニー社（3M Company）から手に入る、２つのポリカーボネート層の間にサンドイッチされたＤＢＥＦ層を用いる反射偏光子、と比較すれば、目視検査ではＤＢＥＦの定性的な透過性と偏光効率は繊維補強サンプルに似ている。
【０１２２】
実施例１の試料の光学特性と反り特性は検査され、その結果は表ＩＩＩとＶＩで後述される。
【０１２３】
（実施例２）複合層に直接付着されたＤＢＥＦ
実施例２は補強材として繊維材料Ａを用いたが、ガラス繊維の上で反応性シラン系ＣＳ７６７仕上げされていた。これは、製造業者がエポキシ、ポリアミドおよびシアン酸エステル樹脂へのガラス繊維の接着を改善すると主張する、表面仕上げである。樹脂混合物、すなわち樹脂混合物３は、異なる樹脂成分から、次の重量％を用いて作られた。
【０１２４】
【表４】
2009522602.tif 000006
【０１２５】
硬化後は、樹脂混合物２は１．５５１７の屈折率の測定値を持った。編まれた繊維布地のガラスおよび樹脂の層が、実施例１で前述されたように、下塗りされたＤＢＥＦフィルムの小片の各面に設けられ、脱気され、硬化された。
【０１２６】
実施例２で作られた試料の光学特性の要約は表ＩＩＩに掲げられ、機械的特性は表ＩＶとＶにまとめられている。
【０１２７】
（実施例３）複合層に直接付着されたＤＢＥＦ
実施例３は、反射偏光子が、ＤＲＰＦの名前でミネソタ州セントポール（St. Paul, Minnesota）のスリーエム・カンパニー社（3M Company）により供給される、拡散反射偏光フィルムのシートである点以外は、実施例２と同じであった。実施例３のサンプルの光学的特性は表ＩＩＩに要約される。
【０１２８】
（実施例４）複合層に直接付着されたＡＰＦ
実施例４は実施例３と同じガラス繊維布地と樹脂を用いた。反射偏光フィルムは、ミネソタ州セントポール（St. Paul, Minnesota）のスリーエム・カンパニー社（3M Company）から手に入る単軸的に伸張された多層反射偏光子である、ＡＰＦ（Advanced Polarizer Film）シートであった。このフィルムでは、複屈折層内のｎｚ値は複屈折層のｎｘ値にマッチする。
【０１２９】
実施例４で用いられた硬化と付着工程は、プライマーが９７％のトリプロピレングリコールジアクリルレート（サルトマー社（Sartomer）の製品コードＳＲ３０６）と３％のベンゾフェノンである以外は、実施例２で用いられたものと同じであった。また、プライマーに対する光照射が０．２５ｍｓ−１（毎分５０フィート）で行われた。
【０１３０】
表ＩＩＩは実施例４のフィルムの光学的特性を要約する一方、表ＩＶおよびＶは、複合層が付着された場合とされない場合の双方の偏光フィルムに対する機械的特性を示す。
【０１３１】
（実施例５）キシレックス（Xylex）ガラス繊維複合材でラミネートしたＤＢＥＦ
ＤＢＥＦとして前述された反射偏光フィルムは、ＵＶ硬化型ＵＶＸ１９６２アクリレート接着剤を用いて１７５μｍ（７ミル）のキシレックスポリマーガラス繊維複合構造体にラミネートされた。キシレックス（Xylex）ガラス繊維複合構造層は、２５ｍｍ共回転双スクリュー押出成形機を用いてゼネラル・エレクトリック・プラスチックスで作られたコポリエステル／ポリカーボネート・ブレンドである、キシレックス７２００と、１０重量％の粉砕ガラス繊維を混合して作られた。１２５μｍ（５ミル）のキシレックスガラス繊維複合層は、２つの２５μｍ（１ミル）のキシレックス表皮層と共に２７１℃で共押出され、厚さ１７５μｍ（７ミル）の複合構造層が作られた。厚さ２５μｍ（１ミル）のＵＶ１９６２接着剤の層は、キシレックスガラス繊維複合構造体でラミネートする前に、ＤＢＥＦの上に被覆された。ＵＶ１９６２アクリレート接着剤の硬化は、ラミネート構造体を、１６０Ｗ／ｃｍ（４００ワット／インチ）の光強度を持つ２つの紫外線Ｄ灯の下を、１０ｃｍ／ｓ（２０ｆｐｍ）の線速度で通すことにより行われた。ＤＢＥＦ反射偏光子を、ＵＶ硬化接着剤でキシレックスポリマーガラス繊維複合構造体にラミネートした後は、完成フィルム構造体は厚さ３００μｍ（１２ミル）であった。有効透過度検査機で測定された、この複合フィルムにより輝度向上は１．６５であった。
【０１３２】
（実施例６）ＰＭＭＡで被覆されたＤＢＥＦ共押出−ガラス繊維複合表皮
最初の反射偏光フィルムは実施例５で記載されたＰＥＮ／ＣｏＰＥＮ複数層積み重ね体であった。反射偏光フィルムは、赤外ヒーターを用いて６５℃の温度まで予熱され、その後、ＰＭＭＡトップコート層、ＰＭＭＡガラス繊維補強構造層、およびＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨタイ（tie）層で同時に共押出コーティングされる間に、３．８ｃｍ・ｓ−１（７．５ｆｐｍ）でニップ（nip）に導入された。
【０１３３】
ＰＭＭＡガラス繊維複合ポリマーは、２０重量％のガラス繊維を含有し、ＰＭＭＡ−２０ＦＧの商標名の、オハイオ州エイボンレイク（Avon Lake, Ohio）のポリーワン（PolyOne）社により供給された。ＰＭＭＡトップコート層、ＰＭＭＡガラス複合層、およびＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨタイ（tie）層は、２７１℃で多層反射偏光子の上に共押出されて、厚さ２５μｍ（１．０ミル）のＰＭＭＡトップコート層、厚さ１００μｍ（４ミル）のＰＭＭＡ繊維ガラス複合構造層、および厚さ２５μｍ（１ミル）のタイ（tie）層を作った。多層偏光子は、押出コーティング層と共に、ゴムのニップロールを使って１５０ｎｍ・ｒｍｓの表面粗さを持つキャスト車で、８３℃で押圧され、トップ表皮被覆の上につや消し仕上げをもたらした。多層反射偏光子と共押出コーティングＰＭＭＡガラス複合材の組み合わせは、厚さ２５０μｍ（１０ミル）の完成フィルム構造体を形成した。有効透過度検査器で測定された、この複合フィルムからの輝度向上は１．６７であった。
【０１３４】
（実施例７）ＳＡＮガラス繊維複合表皮を持つＤＢＥＦ
ＤＢＥＦとして前述された反射偏光フィルムは、赤外ヒーターを用いて６５℃の温度まで予備加熱され、その後、ＳＡＮガラス繊維ポリマー複合構造層およびＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨタイ（tie）層で同時に共押出コーティングされる間に、３．７ｃｍ／ｓ（７．５ｆｐｍ）でニップに導入された。ＳＡＮガラス繊維複合構造層は、オーウェンズ・コーニング社（Owens Corning）から手に入る１０重量％の粉砕ガラス繊維と、ミシガン州ミッドランド（Midland Michigan）のダウ社（Dow）から手に入るＳＡＮ・チリル（Tyril）８８０スチレンアクリルニトリルを混合して作られた。７５μｍ（３ミル）厚さのＳＡＮガラス繊維複合層、１３μｍ（０．５ミル）厚さのＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨタイ（tie）層、および１００μｍ（４ミル）厚さの多層反射偏光子の組み合わせは、１８８μｍ（７．５ミル）の全体厚さを持った。多層偏光子は、共押出コーティング層と共に、１５０ｎｍのｒｍｓ表面粗さのキャスト車輪に対して、８３℃でニップロールで押圧され、ＳＡＮ表面の上につや消し仕上げをもたらした。多層反射偏光子の反対側に、もう１つのＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨタイ（tie）層およびもう１つの複合構造層を設けるために同じ工程が繰り返され、２７９μｍ（１１ミル）厚さの完成フィルム構造体が作られた。
【０１３５】
（実施例８）ＮＡＳ３０製編繊維ガラスポリマー複合材でラミネートされたＤＢＥＦ
ガラス繊維補強ポリマー複合材は、ノバ・ケミカルズ社（Nova Chemicals）（ペンシルバニア州ムーンタウンシップ（Moon Township, PA）のスチレンアクリレートコポリマーのような屈折率をマッチしたポリマーを、ヘキサル・リインフォースメント社（Hexcel Reinforcements Corp）で作られたガラス繊維織布に押出成形コーティングされ、続いて紫外線硬化接着剤でＤＢＥＦにラミネートされる。例えば、ＮＡＳ３０は２７０℃で押出成形され、同時にガラス繊維織布と一緒に高圧ニップ内に導かれ、図３Ｂに示されたキャスティング車輪で冷却され、結果として約１２５μｍ（５ミル）の厚さを持つガラス繊維織物ポリマー複合材を作った。キャスティング車輪の表面は非平滑化され、例えば１５０ｎｍのｒｍｓ表面粗さを持ち、編まれたガラス繊維ポリマーにつや消し仕上げを施す。
【０１３６】
以前に作られたＤＢＥＦは、次に、約２５μｍ（１ミル）厚さのＵＶＸ１９６２接着剤で被覆され、続いて、スチレン−アクリレート製ガラス繊維織物複合構造体にラミネートされる。ＵＶＸ１９６２接着剤を硬化することは、例えば図５に示された、好適な量のＵＶ照射光を生じる光源下をラミネートされた構造体を通すことにより達成される。反射偏光子を、ＵＶ硬化接着剤でスチレンアクリレートコポリマー製ガラス繊維織物複合構造体にラミネートした後は、完成フィルムは厚さ２５０μｍ（１０ミル厚）である。
【０１３７】
（実施例９）キシレックスおよびガラス繊維織布で被覆されたＤＢＥＦ
ＤＢＥＦのような、多層反射偏光子は、キシレックス７２００のような屈折率マッチポリマー、およびヘキセル・リインフォースメンツ社（Hexcel Reinforcements Corp.）で作られるようガラス繊維織布で共押出コーティングされる。例えば、キシレックス７２００は２７０℃で押出成型され、同時にガラス繊維織布とＤＢＥＦと共に高圧ニップに導かれ、図３Ｂに示されたキャスティング車輪で冷却され、結果として約２００μｍ（８ミル）の厚さを持つガラス繊維織物ポリマー複合材を作る。ＤＢＥＦとガラス繊維織布は赤外ヒーターを用いて８５℃の温度まで予熱される。キャスティング車輪の表面は非平滑化され、例えば約１５０ｎｍのｒｍｓ表面粗さを持ち、ガラス繊維織物ポリマーにつや消し仕上げを施す。
【０１３８】
（実施例１０）キシレックスおよびガラス繊維織布で共押出コーティングされたＤＢＥＦ
ＤＢＥＦのような、多層反射偏光子はキシレックス７２００のような屈折率マッチポリマー、およびヘキセル・リインフォースメンツ社（Hexcel Reinforcements Corp.）で作られるようなガラス繊維織布で共押出コーティングされる。例えば、キシレックス７２００は２７０℃で押出成型され、同時にガラス繊維織布とＤＢＥＦと共に高圧ニップに導かれ、図３Ｂに示されたキャスティング車輪で冷却され、結果として約２００μｍ（８ミル）の厚さを持つガラス繊維織物ポリマー複合材を作る。ＤＢＥＦとガラス繊維織布は赤外ヒーターを用いて８５℃の温度まで予熱される。キャスティング車輪の表面は非平滑化され、例えば約１５０ｎｍ・ｒｍｓの表面粗さを持ち、ガラス繊維織物ポリマーにつや消し仕上げを施す。同じポリマーガラス繊維布地の共押出コーティング工程は、ＤＢＥＦ層の反対側で繰り返され、約３００μｍ（１２ミル）の全体厚さを持つポリマーガラス繊維複合材を作る。
【０１３９】
（実施例１１）比較例、ＰＭＭＡ層で共押出コーティングされたＤＢＥＦ
この例では、ＤＢＥＦについて前述した多層反射偏光子は、ＰＭＭＡとＣｏＰＥＮ接着タイ（tie）層と共に共押出コーティングされた。反射偏光フィルムは、赤外ヒーターを用いて６５℃の温度まで予熱され、ＰＭＭＡトップ表皮被覆層、ＰＭＭＡ構造層、およびＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨタイ（tie）層と共に同時に共押出コーティングされる間に、３．８ｃｍ・ｓ−１（７．５ｆｐｍ）の速度でニップに導入された。構造層として用いられるＰＭＭＡおよびトップコート層は商標名ＶＯ４４でアトフィナ（Atofina）により供給された。ＰＭＭＡトップコート層、ＰＭＭＡ構造層、およびＣｏＰＥＮ５０５０ＨＨタイ（tie）層は、２７１℃で多層反射偏光子の上に共押出されて、厚さ２５ミクロン（１．０ミル）のトップコートＰＭＭＡ層、厚さ１００μｍ（４ミル）のＰＭＭＡ構造層、および厚さ２５μｍ（１ミル）のタイ（tie）層が作られた。押出成形被覆層は、ゴムのニップロールで、１５０ｎｍのｒｍｓ表面粗さを持つキャスト車輪で、８３℃で押圧され、トップ表皮被覆の上につや消し仕上げをもたらした。多層反射偏光子と共押出被覆層の組み合わせは、２５０μｍ（１０ミル）の全体厚さを持った。
【０１４０】
ＰＭＭＡ共押出被覆偏光層は反り試験にかけられ、後述されるが、許容できない程度の反りをこうむることが見られた。
【０１４１】
光学特性
様々な実施例の複合材が、光の透過、反射、かすみ、および色について試験された。透過率（Ｔ）、かすみ度（Ｈ）および透明度（Ｃ）が、メリーランド州シルバースプリング（Silver Spring, Maryland）のＢＹＫガードナー社（BYK Gardner）から供給される、カタログ番号４７２３の、ＢＹＫガードナー・ヘイズ−ガード・プラス装置（BYK Gardner Haze-Gard Plus instrument）により、測定された。透過率およびかすみ度は、ＡＳＴＭ−Ｄ１００３−００、名称「透明プラスチックのかすみ度および視感透過率についての標準試験方法（Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance for Transparent Plastics）」にしたがって定義される。機器は、測定中、空気を参照した。光透過率（Ｔ）の測定値は、透過率の百分率として提供される。かすみ度は、それを通して見られる物体のコントラストの減少の原因となる、試験片による光の散乱である。かすみ度、Ｈは、透過光の方向が、入射光線の方向から指定された角度を超えてそれて散乱される、透過光の百分率として提示される。透明度は、環状検出器（ring detector）を用い、鏡面透過光成分に対する小さな角度の散乱光成分を比較して、評価される。散乱の正確な角度範囲と結果データは、これらの測定に用いられる装置構成により決定される。
【０１４２】
１９７６ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間の中の色が、ＢＹＫガードナー・カラースフィア（BYK Gardner Colorsphere）（カタログ番号６４６５）を使用して測定された。試験手順は、「ＡＳＴＭ  Ｅ１１６４：オブジェクトカラー評価のための分光分析データの取得（Obtaining Spectrometric Data for Object-Color Evaluation）」に記載されるものに類似していた。機器は、空気からの試料の色ずれを計算するように較正された。
【０１４３】
光透過率（％Ｔ）および反射率（％Ｒ）の測定が、４００〜７００ｎｍの範囲にわたって、ＰＥＬＡ−１０００積分球付属品装備パーキン・エルマー・ラムダ９００分光光度計（Perkin-Elmer Lambda 900 Spectrophotometer）（モデル：ＢＶ９００ＮＤ０）を使用して行われた。この球は、直径が１５０ｍｍ（６インチ）であり、また、「色および外観の測定におけるＡＳＴＭ標準（ASTM Standards on Color and Appearance Measurement）」、第３版、ＡＳＴＭ、１９９１年に公開されているように、ＡＳＴＭ方法Ｅ９０３、Ｄ１００３、Ｅ３０８などに準拠している。機器は、測定中、空気を参照した。分光光度計の走査速度は、１２０ｍｓ／ｐｔの紫外線−可視積分（UV-Visible integration）を伴って、約１２５０ｎｍ／分であった。データ間隔および解像度は５ｎｍであった。透過および反射データは、５５０ｎｍで測定される場合の百分率として提示される。反射データは、既知の鏡面反射標準に対して較正された。
【０１４４】
各試料の厚さが、４つの異なる点で測定された。（ｔ）印を付けられた縦列下のデータは、ミクロン単位で測定された厚さの平均を示す。
【０１４５】
有効透過率（effective transmission）とも呼ばれる相対的利得（Relative gain）は、安定化された広帯域の光源を用いて照射された中空の拡散透過光箱（a diffusely transmissive hollow light box）の上に試料フィルムを置いて測定された。軸上照度（フィルム表面に垂直）は、カリフォルニア州チャットワース（Chatsworth, CA.）のフォトリサーチ社（Photo Research, Inc）から手に入るスペクトラスキャン（SpectraScan）（商標）ＰＲ−６５０分光測色計（Spectracolorimeter）を用いて、吸収偏光子を通して測定された。相対的利得（Relative gain）は、照度測定値にスペクトル加重を適用し、試料フィルムを設置して測定された照度を、試料フィルムを置かずに（光箱のみ）測定した照度で割って計算された。この測定は、異なるフィルム試料間で、安定で再現可能な比較できる利得値（gain value）を与えた。
【０１４６】
アスタリスク印を付けられた％反射率値は、偏光子の通過軸が垂直位置のみの場合に、試料から得られた測定値を示した。他の全ての％反射率値は、偏光子の通過軸が垂直の場合と、偏光子の通過軸が水平の場合に測定された、％反射率値の平均値として計算された。更に、全てのアスタリスクの無い反射と透過の測定値には、測定用の減偏光光を作り出すために、ラムダ（Lamda）９００内にビーム減偏光子が用いられた。減偏光が完全ではないので、「＊」印を付けれた物を除く全ての試料に対しては、２つのアラインメント状態にある透過と反射の測定値の平均値が示される。
【０１４７】
偏光子に付着された複合フィルムの厚さは、ＤＢＥＦ試料（実施例１と２）では４１ミクロン、ＤＲＰＦ試料（実施例３）では３９ミクロン、そしてＡＰＦ試料（実施例４）では４６ミクロンであった。
【０１４８】
ゲイン測定値は、一般に、基板偏光フィルムが複合材と組み合わされれば、ゲインに小さな減少があることを示す。ゲインの損失は、汚染物質からの散乱光、樹脂のＨ−１０６ガラス繊維に対する屈折率の不完全マッチ、あるいは、樹脂系により不完全にずれるが、未だ複合材内に留まる泡によると思われる。
【０１４９】
ラムダ（Lambda）９００で測定された透過率と反射率の値は、「裸の」偏光フィルムと、各面に複合層を持つ偏光フィルムの間で非常に似ている。
【０１５０】
Ｌ＊、ａ＊およびｂ＊の測定値の僅かな違いは、偏光フィルムとそれに相当する複合材の間で注目される。ＤＲＰＦとＡＰＦの場合は、複合材はｂ＊の値の僅かな増加に寄与する。しかしながら、ＤＢＥＦの場合は、ＤＢＥＦ複合材のｂ＊値はそれに相当するＤＢＥＦフィルムより僅かに小さい。
【０１５１】
ＢＹＫかすみ−ガードで測定されたＴ、Ｈ、およびＣの結果は混合される。ある場合は、複合材は減少する透明度と増加するかすみを示し、他の場合は、複合材は増加する透明度と減少するかすみ（元のフィルムと比較して）を示す。結果は、実施例２〜４に相当するが繊維強化材を持たない対照試料と一緒に、表ＩＩＩに要約され、これらの対照試料は表中でガラス材料に対する縦列の「なし」で識別される。
【０１５２】
【表５】
2009522602.tif 000007
【０１５３】
機械的特性
実施例２と４の熱膨張率（ＣＴＥ）は、フィルム張力ジオメトリ（film tension geometry）によりパーキンエルマーＴＭＡ７（Perkin Elmer TMA 7）の標準熱−機械分析を用いて測定された。標準ＴＭＡに関する用語はＡＳＴＭ  Ｅ−４７３およびＡＳＴＭ  Ｅ−１１３５９−１に従って定義される。ＣＴＥ試験は、先ず残存応力を除去するために試料を１１０℃まで徐々に加熱し（第一加熱）、試料を冷却して緩和させ、最後に試料を再度２０℃〜１１０℃まで加熱した（第二加熱ＣＴＥ）。殆どの試料は、ＣＴＥは、３０〜１１０℃の線膨張領域を用いて計算されるが、少数の試料に対しては、高温領域の非線形挙動により、この計算領域は３０〜１００℃あるい３０〜８０℃に縮小された。測定は２つの方向、すなわち偏光子の行路軸に平行と偏光子のブロック軸に平行の、ＣＴＥに対して行われた。
【０１５４】
ＣＴＥの測定値を表ＩＶに要約する。表は試料番号を載せ、またどの試料が対照例の測定であったかを示す。対照例測定は、補強複合層に付着されていないＤＢＥＦおよびＡＰＦについて行われた。表は試料の簡単な説明も載せ、１℃当たりｐｐｍの精度で平均第二加熱ＣＴＥを与えている。ＣＴＥ測定は、偏光子の行路軸に平行と偏光子のブロック軸に平行の、２つの異なる方向に対して独立に行われた。
【０１５５】
【表６】
2009522602.tif 000008
【０１５６】
これらの複合偏光子試料に対するＣＴＥの減少の多くは（対照例と比較して）、行路軸（非伸張）方向に生じ、一方、ブロック方向のＣＴＥは殆ど変化せず、測定誤差に似た量だけ変化すると考えられることは注目に値する。これは、延伸方向における高い結晶化度とともにその方向に生じる幾分かの遅い残留収縮に起因する場合がある。行路軸方向は、ディスプレイの熱膨張誘起の反りに対して、主要な関心事である。行路軸のＣＴＥは一般にブロック軸よりも高い。これは、行路およびブロック方向の対照試料のＣＴＥ値を比較することで分かる。ＤＢＥＦ対照試料では、行路軸方向のＣＴＥは９２．４ｐｐｍ／℃であり、ブロック方向は３７．０５ｐｐｍ／℃であり、２．５に近い比率である。ＡＰＦ対照試料では、この比率は殆ど３．９である。偏光子の熱膨張の差は、偏光子の温度が上がった場合に厳しい反りをもたらし、従って、たとえＣＴＥがブロック方向には同じままでも、行路軸方向のＣＴＥの減少は有意に重要である。比較すれば、反射偏光子を持つ複合層を用いることは、その比率がかなり減少する（ＤＢＥＦ試料では約１．２６で、ＡＰＦ試料では約０．９４）。両方の例では、行路軸ＣＴＥのブロック軸ＣＴＥに対する比率は１．５未満である。複合層を用いて行路軸ＣＴＥを抑制することにより、行路軸ＣＴＥはブロック軸ＣＴＥに殆ど同じになる。このほぼ同値のＣＴＥは、複合層が熱応力にさらされるような応用商品において材料の等方性を増すために、望ましいことである。
【０１５７】
貯蔵弾性率（storage modulus）および剛性（張力）は、フィルム張力ジオメトリ（film tension geometry）を備えたＴＡ計測装置モデル番号Ｑ８００ＤＭＡを用いて、動的機械分析（ＤＭＡ）で測定される。ＤＭＡに関する用語は、ＡＳＴＭ  Ｄ−４０６５およびＡＳＴＭ  Ｄ−４０９２に従って定義される。報告値は室温（２４℃）におけるものである。剛性の結果は表Ｖに要約される。測定は２４℃〜２８℃の温度範囲で行われた。表は、複合材料、特に連続補強材織物を含む複合材を用いて得られる貯蔵弾性率の注目すべき増加を示す。引張弾性率（tensile modulus）および剛性のこれらの高い値は、完成品構成と幾何形状に依存して、潜在的な曲げ剛性に相当すると考えられ、高い弾性率の層を適切に配置することは高い曲げ剛性を持つ物品を産み出す。完成品の剛性は他層の特性にも依存し、例えば、堅い硬化性ラミネート接着剤は、一般に、接着剤を必要とする物品の剛性を向上するための感圧性接着剤が好ましいであろう。
【０１５８】
表ＩＶのように、表Ｖは試料の簡単な説明に加えて、試料番号を挙げる。表は偏光子の行路あるいはブロック軸に対する測定の方位も挙げ、平均貯蔵弾性率（storage modulus）および平均剛性を挙げる。最後の縦列は、補強偏光子と非補強偏光子の間の貯蔵弾性率（storage modulus）の増加を示す。表は、如何なる補強複合層も付着せずに測定された様々なＤＢＥＦおよびＡＰＦ対照試料に加え、実施例２、４、５および６の結果を示す。
【０１５９】
ＣＴＥに対して前述されたように、幾つかの実施形態では、様々な試料方位、例えば偏光子の行路およびブロック軸において、類似の弾性率値を持つことが望ましい。このことは、材料等方性の増加をもたらし、熱応力を受けた場合の異方的な材料応答の衝撃を減少させる。比率、Ｒｍは、行路方向の弾性率に対するブロック方向の弾性率の比率として定義される。ＤＢＥＦ対照試料に対しては、Ｒｍの値は約１．６で、ＡＰＦ対照試料に対しては、Ｒｍの値は約２．４である。複合層の追加により、Ｒｍの値は、ＤＢＥＦ複合材に対しては０．９に、ＡＰＦ複合材に対しては１．１に減少する。ＤＢＥＦ共押出試料では、Ｒｍの値は、実施例５および６に対して、それぞれ１．１および０．８であった。これらの試料の全てで、複合補強偏光子の弾性率の比率は１．３未満である。これらの場合の全てで、偏光子に複合材を適用することは、偏光構造体の弾性率の等方性を増加した。場合によっては、ＣＴＥおよび弾性率の両方がほぼ等方的である、擬似的にバランスの取れた製品構成であることが望ましい。
【０１６０】
【表７】
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【０１６１】
様々な試料が反りに対して検査された。選択された方法は、試料を温度が繰り返される条件に曝し、次にその結果得られたフィルムを手作業で調べることであった。対照試料は、反り試験後に、目立った波形と影ができ、高度反り可視性（high warp visibility）と呼ばれた。実施例のフィルムに、対照試料と比べて、認識できる影が殆ど見えないあるいは存在しないならば、低度反り可視性（low warp visibility）を持つと見なされた。
【０１６２】
温度サイクルに用いる方法は以下のとおりであった。イソプロピルアルコールで、２倍の強度を有するガラスの、２４．１×３１．８ｃｍ（９．５”×１２．５”）の平らな２つの小片を洗浄する。２２．９×３０．５ｃｍ（９”×１２”）の検査されるフィルム小片は、２つの短側部および１つの長側部が１つのガラス小片に取り付けられ、残りの長い側部を拘束しないままにしておく。フィルムは、両面接着テープ（ミネソタ州セントポール（St. Paul, Minnesota）のスリーエム・カンパニー社（3M Company）から手に入る）でガラス小片に貼り付けられ、テープは、そのガラスの３つの辺から１．３ｃｍ（０．５”）にあり、正確にフィルムの３辺で覆われた。テープの端部は重なり合わなかった。フィルムは、テープ全体に伸張され、テープ（約０．１ｍｍ）の厚さでガラス面の上に保持されるように、テープ上に置かれた。２ｋｇ（４．５ｌｂ）のローラーが、余分な力をかけずに、フィルムとテープの上を各方向に一度転がされ、テープにフィルムを接着した。
【０１６３】
０．１ｍｍ厚さで１．３ｃｍ（０．５”）幅の、３つのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシムがローラーで伸ばされたフィルム上に置かれ、このシムはテープと同じ長さで、正確にテープの上に、しかし、フィルム対向側に載せられた。フィルムは重なり合わなかった。ガラス小片がシムの上で、かつ、正確にガラスの底部小片に沿って配置された。
【０１６４】
このガラス／フィルム／ガラスのサンドイッチ構造は、３辺で拘束され、中央は実質的に浮いているフィルムを収容している。サンドイッチ構造は４つの結合クリップで一緒に付着されている。クリップは、テープの中心（ガラスの端から約１．９ｃｍ（０．７５”）に圧力をかけるように適当なサイズに選択され、フィルムの底部および頂部からそれぞれ約１．９ｃｍ（０．７５”）の間隔に、構造の２つの各短側部に配置された。
【０１６５】
完成した構造は、熱衝撃チャンバ（ＳＶ４−２−２−１５モデル環境試験チャンバ、ミシガン州グランドラピッズ（Grand Rapids, MI）のエンバイロトロニクス社（Envirotronics, Inc.））の中に置かれ、８５℃で１時間、続いて−３５℃で１時間から成るサイクルを９６サイクル行われた。その後、このフィルムをチャンバから取り出し、しわの検査がされた。実施例のフィルムに、対照試料と比べて、認識できる影が殆ど見えないあるいは存在しないならば、低度反り可視性（low warp visibility）を持つと見なされた。
【０１６６】
下記の表ＶＩは、繊維強化材無しで試験されたＤＢＥＦの対照フィルム（例１１）に対して、様々な試料の反り検査結果を示す。
【０１６７】
【表８】
2009522602.tif 000010
【０１６８】
本発明は、上記の特定の実施例に限られるとみなすべきではなく、添付の請求項で明確に提示されているとおり、本発明のあらゆる態様を網羅していると理解すべきである。本明細書を検討すれば、本発明を適用可能な様々な変更例、同等なプロセス、並びに多数の構造は、本発明の当該技術分野の当業者には容易に明らかになろう。特許請求の範囲はこのような修正および装置を網羅しようとするものである。
【０１６９】
添付の図面と共に本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解され得る。
【０１７０】
本発明は様々な変更および代替形態が可能であるが、その具体例を一例として図面に示すとともに詳細に説明する。しかしながら、本発明を、記載される特定の実施形態に限定することを意図しないことは理解されるべきである。反対に、添付の特許請求の範囲により規定される様に本発明の精神および範囲内にあるすべての変更例、等価物および代替物を網羅しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】本発明における、反射偏光子を用いるディスプレイシステムを模式的に図示する。
【図２Ａ】本発明における、偏光層に直接付着された補強層を有する繊維補強偏光フィルムの例示的な実施形態を模式的に図示する。
【図２Ｂ】本発明における、接着層を経て偏光層に付着された補強層を有する繊維補強偏光フィルムの例示的な実施形態を模式的に図示する。
【図３Ａ】本発明における、繊維補強偏光フィルムを製造するシステムの実施形態を模式的に図示する。
【図３Ｂ】本発明における、繊維補強偏光フィルムを製造するシステムの実施形態を模式的に図示する。
【図４】本発明における、繊維補強偏光フィルムを製造するシステムの他の実施形態を模式的に図示する。
【図５】本発明における、２つの補強層を有する補強偏光フィルムの実施形態を模式的に図示する。
【図６】本発明における、他の付着光学フィルムを有する補強偏光子の実施形態を模式的に図示する。
【図７Ａ】本発明における、プリズム型表面を有する付着光学フィルムを備える補強偏光フィルムの実施形態を模式的に図示する。
【図７Ｂ】本発明における、プリズム型表面を有する付着光学フィルムを備える補強偏光フィルムの実施形態を模式的に図示する。
【図７Ｃ】本発明における、プリズム型表面を有する付着光学フィルムを備える補強偏光フィルムの実施形態を模式的に図示する。
【図７Ｄ】本発明における、プリズム型表面を有する付着光学フィルムを備える補強偏光フィルムの実施形態を模式的に図示する。
【図８Ａ】本発明における、光学倍率を与える表面を有する付着光学フィルムを備える補強偏光フィルムの実施形態を模式的に図示する。
【図８Ｂ】本発明における、光学倍率を与える表面を有する付着光学フィルムを備える補強偏光フィルムの実施形態を模式的に図示する。
【図８Ｃ】本発明における、回折光学素子として形成された表面を有する付着光学層を備える補強偏光フィルムの実施形態を模式的に図示する。
【図９】本発明における、付着拡散フィルムを備える補強偏光フィルムの実施形態を模式的に図示する。
【図１０】本発明における、付着集光層を備える補強偏光フィルムの実施形態を模式的に図示する。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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