(57)【要約】  多層反射偏光子の形成方法が記載されている。１つの方法は、複数の交互ポリマー光学層の対を有する多層ポリマーフィルムを提供する工程と、前記多層ポリマーフィルムを双方のポリマー層ガラス転移温度付近又はそれを超える温度まで加熱して加熱多層フィルムを形成する工程と、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向で延伸して多層反射偏光子を形成する工程とを含む。それぞれ第１ポリマー層は第１ポリエステル材料を含み、それぞれ第２ポリマーは、第１ポリマー層の組成とは異なるポリマー組成を有する第２ポリエステル材料を含む。この延伸は、一軸延伸を含む。
2009509179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の交互ポリマー光学層の対を有する多層ポリマーフィルムを提供する工程であって、各光学層の対は、第１ガラス転移温度を有する第１ポリエステル材料を含む第１ポリマー層、及び第２ガラス転移温度を有する第２ポリエステル材料を含む第２ポリマー層を含み、前記第２ポリマー層は前記第１ポリマー層とは異なるポリマー組成を有する工程と、
前記多層ポリマーフィルムを、前記第１及び第２ポリマー層ガラス転移温度のうち高い方の温度付近から前記第１及び第２ポリマー層ガラス転移温度のうち高い方の温度より約４０℃高い温度まで加熱し、加熱多層フィルムを形成する工程と、
前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向でその方向の非延伸寸法の５倍未満の寸法まで延伸して多層反射偏光子を形成し、ここで、該延伸工程は実質的に一軸延伸から成る工程と、
を含む多層反射偏光子の形成方法。
【請求項２】
提供工程が、それぞれ、第１ポリマー層が、ポリエチレンナフタレート又はそれらのコポリマーを含み、かつ第２ポリマー層がポリエチレンナフタレート又はそれらのコポリマーを含む第１ポリマー層及び第２ポリマー層を提供することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
提供工程が、それぞれ、第１ポリマー層が、ポリエチレンテレフタレート又はそれらのコポリマーを含み、かつ第２ポリマー層がポリエチレンテレフタレート又はそれらのコポリマーを含む第１ポリマー層及び第２ポリマー層を提供することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記延伸工程が、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向で延伸して光学層１対当たり１．２〜２．０の範囲内の光学パワーを有する多層反射偏光子を得ることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記提供工程が、交互に第１ポリマー層と第２ポリマー層を有する多層ポリマーフィルムを押出成形することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記延伸工程が、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向でその方向の非延伸寸法の２〜５倍の範囲内の寸法まで延伸して多層反射偏光子を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記延伸工程が、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向でその方向の非延伸寸法の３．５〜４．５倍の範囲内の寸法まで延伸して多層反射偏光子を形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記提供工程が、交互に第１ポリエチレンナフタレートホモポリマー層と第２ポリエチレンナフタレートコポリマー層を有する多層ポリマーフィルムを提供することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
複数の交互ポリマー光学層の対を有する多層ポリマーフィルムを提供する工程であって、各光学層の対は、第１ガラス転移温度を有する第１ポリエステル材料を含む第１ポリマー層、及び第２ガラス転移温度を有する第２ポリエステル材料を含む第２ポリマー層を含み、前記第２ポリマー層は前記第１ポリマー層とは異なるポリマー組成を有する工程と、
前記多層ポリマーフィルムを、前記第１及び第２ポリマー層ガラス転移温度のうち高い方の温度付近から前記第１及び前記第２ポリマー層ガラス転移温度のうち高い方の温度より約４０℃高い温度まで加熱し、加熱多層フィルムを形成する工程と、
前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向で延伸して光学層１対当たり１．２〜２．０の範囲内の光学パワーを有する多層反射偏光子を形成し、ここで、該延伸工程は実質的に一軸延伸から成る工程と、
を含む多層反射偏光子の形成方法。
【請求項１０】
提供工程が、それぞれ、第１ポリマー層が、ポリエチレンナフタレート又はそれらのコポリマーを含み、かつ第２ポリマー層がポリエチレンナフタレート又はそれらのコポリマーを含む第１ポリマー層及び第２ポリマー層を提供することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
提供工程が、それぞれ、第１ポリマー層が、ポリエチレンテレフタレート又はそれらのコポリマーを含み、かつ第２ポリマー層がポリエチレンテレフタレート又はそれらのコポリマーを含む第１ポリマー層及び第２ポリマー層を提供することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記延伸工程が、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向でその方向の非延伸寸法の５倍未満の範囲内の寸法まで延伸して多層反射偏光子を得ることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記延伸工程が、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向でその方向の非延伸寸法の２〜５倍の範囲内の寸法まで延伸して多層反射偏光子を形成することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記延伸工程が、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向でその方向の非延伸寸法の３．５〜４．５倍の範囲内の寸法まで延伸して多層反射偏光子を形成することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記延伸工程が、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向で延伸して光学層１対当たり１．４〜１．７の範囲内の光学パワーを有する多層反射偏光子を形成することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記提供工程が、交互に第１ポリエチレンナフタレートホモポリマー層と第２ポリエチレンナフタレートコポリマー層を有する多層ポリマーフィルムを提供することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
複数の交互ポリマー光学層の対を有する多層ポリマーフィルムを提供する工程であって、各光学層の対は、第１ガラス転移温度を有する第１ポリエステル材料を含む第１ポリマー層、及び第２ガラス転移温度を有する第２ポリエステル材料を含む第２ポリマー層を含み、前記第２ポリマー層は前記第１ポリマー層とは異なるポリマー組成を有する工程と、
前記多層ポリマーフィルムを、前記第１及び第２ポリマー層ガラス転移温度のうち高い方の温度付近あるいはその温度以上の温度まで加熱し、加熱多層フィルムを形成する工程と、
前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向でその方向の非延伸寸法の５倍未満の寸法まで延伸して光学層１対当たり１．２〜２．０の範囲内の光学パワーを有する多層反射偏光子を形成し、ここで、該延伸工程は実質的に一軸延伸から成る工程と、
を含む多層反射偏光子の形成方法。
【請求項１８】
提供工程が、それぞれ、第１ポリマー層が、ポリエチレンナフタレート又はそれらのコポリマーを含み、かつ第２ポリマー層がポリエチレンナフタレート又はそれらのコポリマーを含む第１ポリマー層及び第２ポリマー層を提供することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
提供工程が、それぞれ、第１ポリマー層が、ポリエチレンテレフタレート又はそれらのコポリマーを含み、かつ第２ポリマー層がポリエチレンテレフタレート又はそれらのコポリマーを含む第１ポリマー層及び第２ポリマー層を提供することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記延伸工程が、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向でその方向の非延伸寸法の２〜５倍の範囲内の寸法まで延伸して多層反射偏光子を形成することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記延伸工程が、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向でその方向の非延伸寸法の３．５〜４．５倍の範囲内の寸法まで延伸して多層反射偏光子を形成することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記延伸工程が、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向で延伸して光学層１対当たり１．４〜１．７の範囲の光学パワーを有する多層反射偏光子を形成することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記提供工程が、第１ポリマー層が、ポリエチレンナフタレートのホモポリマーを含み、かつ第２ポリマー層が、ポリエチレンナフタレートのコポリマー含む交互に第１層及び第２層を有する多層ポリマーフィルムを提供することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記提供工程が、交互に第１ポリエチレンナフタレートホモポリマー層と第２ポリエチレンナフタレートコポリマー層を有する多層ポリマーフィルムを提供することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記延伸工程の前に、前記多層ポリマーフィルムに５００％以下の伸長制限を示すコーティング層を配置することをさらに含む、請求項１、９又は１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記延伸工程の前に、前記多層ポリマーフィルムに、静電防止材料を含み、かつ該静電気防止材料が延伸工程の後までその静電特性を保持するコーティング層を配置することをさらに含む、請求項１、９又は１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記加熱工程が、前記多層ポリマーフィルムを前記第１及び第２ポリマー層ガラス転移温度のうち高い方の温度より５〜４０℃高い範囲の温度まで加熱することを含む、請求項１、９又は１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、多層反射偏光子及び多層反射偏光子の作製方法に関する。
【０００２】
ポリマー光学フィルムは、反射偏光子等の幅広い用途に使用されている。例えば、液晶ディスプレイのバックライトと連動して、このような反射偏光フィルムが使用される。反射偏光フィルムは、他で吸収される偏光を再利用するために、ユーザーとバックライトとの間に配置可能であり、それにより輝度が増す。これらのポリマー光学フィルムは、高い反射率を有する一方で、軽量で破損に対して耐性を有する。したがってフィルムは、例えば携帯電話に配置される液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、個人データ・アシスタント、ポータブルコンピュータ、デスクトップ・モニタ及びテレビのような小型電子表示装置における反射体及び偏光子としての使用に適している。
【０００３】
偏光フィルムの作製に有用なポリマーの種類の１つは、ポリエステルである。ポリエステルベースの偏光子の１つの実施例は、異なる組成の多くのポリエステル層を含む。この多くの層の１つの形状としては、複屈折層の第１セット及び等方性の屈折率を有する層の第２セットを含む。第２層のセットは、光を反射するための一連の界面を形成するための複屈折層と交互に配置される。
【０００４】
既知のポリエステルの特性は、典型的にはポリエステルの調製に利用されるモノマー材料によって決定される。ポリエステルは、しばしば、１つ以上の異なるカルボキシレートモノマー（例えば、２つ以上のカルボン酸又はエステル官能基との化合物）と１つ以上の異なるグリコールモノマー（例えば、２つ以上のヒドロキシ官能基との化合物）との反応によって調製される。多くのポリエステル層における各セットは、典型的に、各層の種類において所望の特性を作り出すために異なるモノマーの組み合わせを有する。物理的特性、光学的特性を含む特性が改善され、及び／又は製造がより容易、及び／又は製造がより安価である、反射偏光子の開発が望まれている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、多層反射偏光子及び多層反射偏光子の作製方法を目的とする。ある実施において、本開示は、所望の光学パワーを得るために、引延率及び引延温度を低下させるのに使用するポリエステルベースの反射偏光子の作製方法を目的とする。
【０００６】
１つの例示的な実施形態は、反射偏光子の形成方法を含む。１つの方法は、複数の交互ポリマー光学層の対を有する多層ポリマーフィルムを提供する工程と、前記多層ポリマーフィルムを、両ポリマー層のガラス転移温度付近あるいはその温度以上の温度であって、両ポリマー層ガラス転移温度を約４０℃超える温度まで加熱して加熱多層フィルムを形成する工程と、加熱多層ポリマーフィルムを面内方向でその方向の非延伸寸法の５倍未満の寸法まで延伸して多層反射偏光子を形成する工程とを含む。各光学層の対は、第１ポリマー層及び第２ポリマー層を含む。それぞれ第１ポリマー層は、第１ガラス転移温度を有する第１ポリエステル材料を含む。第２ポリマー層は、第２ガラス転移温度を有し、第１ポリマー層組成物とは異なるポリマー組成物である、第２ポリエステル材料を含む。この延伸は、一軸延伸を含む。
【０００７】
他の例示的な実施形態は、複数の交互ポリマー光学層の対を有する多層ポリマーフィルムを提供する工程と、前記多層ポリマーフィルムを、両ポリマー層ガラス転移温度付近あるいはその温度以上の温度であって、両ポリマー層ガラス転移温度を約４０℃超える温度まで加熱して加熱多層フィルムを形成する工程と、加熱多層ポリマーフィルムを面内方向に延伸して光学層１対当たり１．２〜２．０の範囲内の光学パワーを有する多層反射偏光子を形成する工程とを含む、多層反射偏光子の作製方法を含む。各光学層の対は、第１ポリマー層及び第２ポリマー層を含む。それぞれ第１ポリマー層は、第１ガラス転移温度を有する第１ポリエステル材料を含む。第２ポリマー層は、第２ガラス転移温度を有し、第１ポリマー層組成物とは異なるポリマー組成物である、第２ポリエステル材料を含む。この延伸は、一軸延伸を含む。
【０００８】
さらなる実施形態は、複数の交互ポリマー光学層の対を有する多層ポリマーフィルムを提供しする工程と、前記多層ポリマーフィルムを、両ポリマー層のガラス転移温度付近あるいはその温度以上の温度まで加熱して加熱多層フィルムを形成する工程と、前記加熱多層ポリマーフィルムを面内方向で延伸して光学層１対当たり１．２〜２．０の範囲内の光学パワーを有する多層反射偏光子を形成することを含む、多層反射偏光子の作製方法を含む。各光学層の対は、第１ポリマー層及び第２ポリマー層を含む。それぞれ第１ポリマー層は、第１ガラス転移温度を有する第１ポリエステル材料を含む。第２ポリマー層は、第２ガラス転移温度を有し、第１ポリマー層組成物とは異なるポリマー組成物である、第２ポリエステル材料を含む。この延伸は、一軸延伸を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
添付図面と共に以下の本開示の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本開示をより完全に理解することができる。
【００１０】
以下の説明は、図面を参照に読み取られるべきであり、その場合、異なる図面における類似の要素には類似の様式で番号がふられる。図面は、必ずしも一定の縮尺とは限らないが、選択された例証的な実施形態を表しており、また本開示の範囲を制限しようとするものではない。様々な要素について、構造、寸法、及び材料の例を説明するが、当業者は、提供される多くの実施例が利用され得る好適な代替物を有することを理解するだろう。
【００１１】
特に明記しない限り、本明細書と特許請求で使用される特徴的なサイズ、量及び物理的性質を表す全ての数は、全ての場合において「約」という用語によって変更されることを理解されたい。したがって、特に記載されない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数のパラメータは、本願明細書において開示される教示を利用している当業者によって得られようとしている所望の性質によって変化可能である近似値である。
【００１２】
重量パーセント（weight percent）、重量基準パーセント（percent by weight）、重量％（% by weight）、ｗｔ％などは、その物質の重量をその組成物の重量で除して１００を乗じたものとして、物質の濃度を指す同義語である。
【００１３】
端点による数値範囲の列挙には、その範囲内に含まれるすべての数（例えば１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）並びにその範囲内のあらゆる範囲が含まれる。
【００１４】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるとき、単数形「或る（a及びan）」及び「その（the）」は、その内容について別段のはっきりした指示がない限り、複数の指示対象を有する実施形態を含む。例えば、「層」は、１つ又は２つ又はそれ以上の層を有する実施形態を包含する。本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるとき、用語「又は」は、その内容について別段のはっきりした指示がない限り、一般的に「及び／又は」を包含する意味で用いられる。
【００１５】
用語「複屈折」は、直交ｘ、ｙ、ｚ方向における屈折率の全てが同じではないことを意味する。本明細書に記載のポリマー層において、軸は、ｘ及びｙ軸が層平面中にあり、ｚ軸が層の厚さ又は高さに対応するように選択される。用語「面内複屈折」は、面内の屈折率（ｎｘ及びｎｙ）間の差の絶対値であることが理解される。全複屈折率及び屈折率値は、指示がない限り６３２．８ｎｍにおいて報告される。
【００１６】
本開示は、多層反射偏光子及び多層反射偏光子の作製方法を目的とする。さらに具体的には、本開示は、所望の光学パワーを得るために、延伸比及び延伸温度を低下させるのに使用するポリエステルベースの反射偏光子の作製方法を目的とする。多くの実施形態では、多層反射偏光子は、例えば、ポリエチレンナフタレートのホモポリマー又はコポリマーを含むナフタレレートサブユニットを有するポリエステルから作製されるポリマー層から形成される。
【００１７】
図１は、１つ以上の第１ポリマー層１２、１つ以上の第２ポリマー層１４、及び任意で１つ以上のポリマースキン（非光学層）層１８を含む多層反射偏光子１０を示す。１つ以上のポリマー境界層及び／又は他の非光学層（図示なし）は、所望であれば、多層反射偏光子内に配置され得る。ある例示的な実施形態において、第１ポリマー層１２は、配向されるか又は延伸されると複屈折となることができる光学層であるが、第２ポリマー層１４は延伸される際に複屈折とならない光学ポリマー層でもある。かかる例示的な実施形態において、配向又は延伸後の１つの面内方向において、第２ポリマー層１４は等方性の屈折率を有し、通常、この屈折率は第１ポリマー層１２の屈折率とは異なるように選択され、同時に他の面内方向において第１ポリマー層１２の屈折率と実質的に適合する。他の例示的な実施形態において、第２ポリマー層１４は、他の等方性屈折率を有するか、又は負、又は正の複屈折率であり得る。
【００１８】
したがって、以下でさらに説明されるように、第１ポリマー層１２は第２ポリマー層１４とは異なる。多くの実施形態において、以下でもさらに説明されるように第１ポリマー層１２は第２ポリマー層１４の組成とは異なるポリマー組成を有する。層１２、１４、１８は、図１に示すものとは異なる相対的な厚さを有するように構成することができる。多層反射偏光子１０の作製方法と共に、これらの多くの構成成分は以下で記載される。
【００１９】
光学層１２、１４及び任意で１つ以上の非光学層は、典型的に多くの層を形成するために、図１に示すように一方が他方の上に載置される。光学層１２、１４は、異なる光学特性を有する層の間に一連の境界面を形成するために、図１に示すように、各光学層の対が第１ポリマー層１２及び第２ポリマー層１４を含む光学層の対が交互に配列される。例えば、ｘ、ｙ、及びｚ方向のうちの少なくとも１方向において、第１及び第２ポリマー層の屈折率が異なる場合、２つの異なる光学層（例えば、第１及び第２層）間の境界面は光反射平面を形成する。２つの層の屈折率がほぼ等しい方向と平行の平面で偏向した光は、実質的に透過する。２つの層が異なる率を有する方向と平行の平面で偏向した光は、少なくとも一部反射される。反射率は、層数を増やすことによって、又は、第１層と第２層との間の屈折率の差を大きくすることによって増大させることが可能である。通常、多層光学フィルムは、２〜５０００の光学層、又は２５〜２０００の光学層、又は５０〜１５００の光学層、又は７５〜１０００の光学層を有することが可能である。複数の層を有するフィルムは、波長の範囲を超えるフィルムの反射率を高めるために、異なる光学的厚さを有する層を含むことができる。例えば、フィルムは、特定の波長を有する光の最適な反射を得るために、（例えば、通常、入射光のために）個々に調整される層の対を含むことができる。単一の多層の積層のみが記載されているが、多層光学フィルムは、この多層光学フィルムを形成するために、その後結合される多数の積層から作製可能であることをさらに理解されたい。反射偏光子の作製に関する他の検討は、例えば、ジョンザ（Jonza）らへの米国特許第５，８８２，７７４号に記載され、この開示は、本開示とある程度一致しない範囲で参照として本明細書に組み込まれる。
【００２０】
多くの実施形態において、多層光学フィルムは、５００〜８００又は６００〜７００の範囲内の光学パワーを示す。光学パワーは、５０％伝送帯域端間で暗状態の軸上透過測定（％Ｔ）を取得し（例えば、ラムダ（Lambda）１９分光分析装置のような分光分析装置を用いて）、以下の等式によって光学［密度（ＯＤ）単位に変換することで計算される：
【００２１】
ＯＤ＝ＬＯＧ［％Ｔ／１００］
【００２２】
このＯＤ単位曲線未満の領域が光学パワーである。
【００２３】
２つのポリマー層の指数が非延伸面内方向で一致する、及び延伸方向で一致しない偏光子の実施形態において、光学パワーは、延伸方向における第１ポリマー層材料及び第２ポリマー層材料間の屈折率の差に比例する指標である。第１ポリマー層材料と第２ポリマー層材料間で効果的に屈折率の差を測定するのは容易ではないので、光学パワー計算は、層の対の数と、使用される材料が既知であるという条件で、多層光学フィルムにおいて、層間の相対複屈折を決定するのに便利な手段である。光学パワーは、特定の多層光学フィルムにおける光学層の対の数に比例するので、光学層の１対当たりの（平均）光学パワーを得るためには、特定のフィルムの光学パワーを光学層の対の数で割ることが可能である。多くの実施形態において、多層光学フィルムは光学層１対当たり１．２〜２．０、又は１．４〜１．７の範囲の光学パワーを有する。したがって、８２５の層又は約４１１層の対を有する１つの例示的な多層光学フィルムは、５００〜８００、又は６００〜７００の範囲内の光学パワーを有する。
【００２４】
ある実施形態において、多層反射偏光子１０は、非常に大きいか、又は存在しないブリュースター角（ｐ偏光の反射率がゼロになる角度）を有するポリマー層を多数含む。多くの実施形態において、多層反射偏光子１０は、入射角と共に徐々に減少し、入射角から独立している、又は、定位から離れた入射角と共に上昇するｐ偏光の反射率を有する。このような多層反射偏光子の市販の形態は、３Ｍ社（ミネソタ州、セントポール（St. Paul））によって二重輝度上昇フィルム（ＤＢＥＦ）として入手可能である。
【００２５】
多層光学フィルムの第１光学層及び第２光学層及びいかなる任意の非光学層は、例えば、ポリエステルのようなポリマーからなり得る。ポリエステルは、カルボキシレート及びグリコールサブユニットを含み、カルボキシレートモノマー分子とグリコールモノマー分子を反応させることで作り出される。各々のカルボキシレートモノマー分子は、２つ以上のカルボン酸又はエステル官能基を有し、各グリコールモノマー分子は、２つ以上のヒドロキシ官能基を有する。カルボキシレートモノマー分子は全て同じでもよいし、２つ以上種類の異なる分子でもよい。グリコールモノマー分子にも同じことが言える。
【００２６】
「ポリマー」という用語は、混和性のブレンドに形成され得るポリマー又はコポリマーと同様に、ホモポリマー及びコポリマーを含むと理解される。ポリマー層又はフィルムの特性は、通常、モノマー分子における特定の選択によって異なる。例示的な多層光学フィルムに有用なポリエステルの１つの例は、例えば、ナフタレンジカルボン酸とエチレングリコールの反応によって作製することができるポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）である。例示的な多層光学フィルムに有用なポリエステルの他の例は、例えば、テレフタル酸とエチレングリコールの反応によって作製することができるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。
【００２７】
ポリエステル層のカルボキシレートのサブユニットを形成するのに使用される好適なカルボキシレートモノマー分子は、例えば、２，６−ナフタレンジカルボン酸及びその異性体、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ノルボルネン・ジカルボン酸、バイシクロオクタン・ジカルボン酸、１，６−シクロヘキサン・ジカルボン酸及びその異性体、ｔ−ブチル・イソフタル酸、トリメリト酸、ナトリウム・スルホン化イソフタル酸、２，２’−ビフェニル・ジカルボン酸及びその異性体、及び、メチル又はエチルエステル等のこれらの酸の低アルキルエステルが挙げられる。この文脈において、「低アルキル基」という用語は、Ｃ１〜Ｃ１０の直鎖又は分岐アルキル基を指す。炭酸のエステルによるグリコールモノマー分子の反作用に由来するポリカーボネートは、「ポリエステル」という用語の範囲内に含まれる。
【００２８】
ポリエステル層のグリコールサブユニットを形成するのに用いられる適切なグリコールモノマー分子は、エチレングリコール、プロピレン・グリコール、１，４−ブタンジオール及びその異性体、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリシクロデカンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール及びその異性体、ノルボルナンジオール、ビシクロ−オクタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、１，４−ベンゼンジメタノール及びその異性体、ビスフェノールＡ、１，８−ジヒドロキシ・ビフェニル及びその異性体、及び、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンを含む。
【００２９】
上述のように、第１光学層１２は、例えば所望な方向での第１光学層１２の延伸によって複屈折となる配向可能なポリマー層であり得る。用語「複屈折」は、直交ｘ、ｙ、ｚ方向における屈折率の全てが同じではないことを意味する。フィルム又はフィルム中の層において、ｘ、ｙ、ｚ軸の適当な選択は、ｘ及びｙ軸（面内軸）はフィルム又は層の長さ及び幅に相当し、ｚ軸（面外軸）は層又はフィルムの厚みに相当するというものである。ある実施形態においては、ｘ軸は横断方向（ＴＤ）又はクロスウェブ方向を指し、ｙ軸は機械方向（ＭＤ）又はダウンウェブ方向、及びｚ軸は垂直方向（ＮＤ）又は厚み方向を指す。図１に示される実施形態において、フィルム１０はｚ方向において一方が他方の上部に積み重ねられるいくつかの光学層１２、１４を有する。
【００３０】
多くの実施形態において、第１光学層１２は、例えば、実質的には単一方向における延伸（つまり、引延）による一軸配向であり得る。所望であれば、第２直交方向は、原長よりも低いある値に短縮され得る。ある例示的な実施形態において、第１光学層は、完璧な一軸引延からは逸れるが、所望の光学パワーを有する反射偏光子をもたらす方法で配向又は延伸（つまり、引延）され得る。このようなほぼ一軸延伸は、「実質的に一軸」延伸であると呼ばれることがある。用語「一軸」又は「実質的に一軸」延伸は、フィルム１０のｘ又はｙ軸（面内軸又は方向）のどちらかに実質的に対応する延伸方向を指す。本開示の目的において、用語「一軸延伸」は、完璧に「一軸」及び「実質的に一軸」延伸の双方を指すのに使用されるべきである。しかしながら、他の延伸方向の表記が選択され得る。多くの実施形態において、反射偏光子は、機械方向（ＭＤ）並びに垂直方向（ＮＤ）での弛緩を可能としながら、横断方向（ＴＤ）に一軸又は実質的に一軸引延される。本開示及び定義のかかる例示的な実施形態を表すのに使用することのできる好適な装置、及び本開示及び定義のかかる例示的な実施形態を表すのに使用することのできる一軸又は実質的に一軸延伸（引延）の定義は、米国特許第６，９１６，４４０号、米国特許２００２／０１９４０６号、米国特許２００２／０１８０１０７号、米国特許２００４／００９９９９２号及び米国特許２００４／００９９９９３号に記載され、これらの開示は参照として本明細書に組み込まれる。表現「本質的に一軸延伸から成る」は、第１延伸方向、及び任意で、第１延伸方向とは異なる第２延伸方向でのフィルムの一軸的な延伸を指し、ここで存在すれば、第２方向での延伸は複屈折を目に見えて変化させない。
【００３１】
ある実施形態において、フィルムは第１延伸方向とは異なる第２方向で延伸されるこるが可能であり、ここで第２方向での延伸は複屈折を変化させるが、当業者には理解されるであろう所望の光学パワーを有する反射偏光子をもたらす。第２方向での延伸は、第１方向での延伸と同時に行われるか、又は所望であれば、第１方向での延伸に続いて行われることができる。
【００３２】
複屈折を有する配向層は、典型的に、配向方向（つまり、延伸方向）に平行な偏光平面を有する光線、及び横断方向（つまり、延伸方向に直交する方向）に平行な偏光平面を有する光線の透過及び／又は反射間に違いを示す。例えば、配向可能なポリエステルフィルムはｘ軸に沿って延伸される際、典型的な結果は、ｎｘ≠ｎｙであり、式中、ｎｘ及びｎｙは、「ｘ」及び「ｙ」の各々の軸に対して平行な平面で偏光した光の屈折率である。延伸方向に沿った屈折率の変化の程度は、延伸量、延伸速度、延伸中のフィルム温度、フィルム厚、フィルム厚の変動、フィルムの組成などの要因による。多くの実施形態において、第１光学層１２は、６３２．８ｎｍにおいて０．０４以上、又は約０．０５以上、又は約０．１以上、又は約０．２以上の配向後の面内複屈折（例えば、ｎｘ−ｎｙの絶対値）を有する。
【００３３】
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）は、延伸後に高い複屈折を有するために、第１光学層１２を形成するのに有用な材料の一例である。延伸方向に平行な平面で、６３２．８ｎｍにおけるＰＥＮ屈折率は、約１．６２〜約１．８７の高さまで上昇することが可能である。
【００３４】
分子配向を増加することで、特定のポリマー材料の複屈折を増加することが可能である。多くの複屈折材料は、結晶性又は半結晶性である。用語「結晶性」は、本明細書において結晶性材料及び半結晶性材料の双方を表すために用いられる。ＰＥＮ、及びポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のような他の結晶性ポリエステルは、しばしば第１光学層１２における場合のような複屈折フィルム層の構成に有用である結晶性材料の例である。さらにＰＥＮ、ＰＰＮ、ＰＢＮ、ＰＨＮ、ＰＥＴ、ＰＰＴ、ＰＨＴ及びＰＢＴのいくつかは結晶性材料又は半結晶性材料である。ＰＥＮ、ＰＰＮ、ＰＢＮ、ＰＨＮ、ＰＥＴ、ＰＰＴ、ＰＨＴ、又はＰＢＴへのコモノマーの付加によって、例えば、第２光学層１４又は非光学層への付着、及び／又は作動温度（つまり、押出成形の温度及び／又はフィルムの延伸）の低下を含む材料の他の特性を向上し得る。
【００３５】
ある実施形態において、第１光学層１２は、２５〜１００モル％の第１カルボキシレートサブユニット及び０〜７５モル％のコモノマーカルボキシレートサブユニットを含む半結晶性の複屈折コポリエステルから作製される。コモノマーカルボキシレートサブユニットは、上述で示される１つ以上のサブユニットであり得る。ある実施形態において、第１カルボキシレートサブユニットはナフタレート又はテレフタレートを含む。第１光学層１２は、７０〜１００モル％の第１グリコールサブユニット及び０〜３０モル％、又は５〜３０モル％のコモノマーグリコールサブユニットを含む半結晶性の複屈折コポリエステルから作製される。コモノマーグリコールサブユニットは、上述で示される１つ以上のサブユニットであってもよい。ある実施形態において、第１グリコールサブユニットは、Ｃ２〜Ｃ８ジオールから得られる。他の実施形態において、第１グリコールサブユニットは、エチレングリコール、ヘキサンジオール、又は１，４−ブタンジオールから得られる。ナフタレート又はテレフタレートを含む７０〜１００モル％の第１カルボキシレートサブユニットで製造されるフィルムの例は、米国特許第６，３５２，７６１号に記載され、参照として本明細書に組み込まれ、本開示とある程度一致する。ナフタレート又はテレフタレートを含む２５〜７０モル％の第１カルボキシレートサブユニットで製造されるフィルムの例は、米国特許第６，４４９，０９３号に記載され、ある程度一致する範囲で参照として本明細書に組み込まれる。
【００３６】
コモノマーカルボキシレート及び／又はグリコールサブユニットの付加が増加すると、典型的には最大屈折率である配向方向での屈折率はしばしば減少する。このような観測結果に基づいて、これは、第１光学層の複屈折は比例して影響を受けるという結果になることがある。しかしながら、横断方向での屈折率もコモノマーサブユニットの付加と共に減少することが分かっている。これは、複屈折の実質的な維持をもたらす。
【００３７】
多くの場合において、多層ポリマーフィルム１０は、所定の引延率（つまり、延伸後及び延伸前の延伸方向でのフィルムの長さの割合）における同一面内複屈折を有するｃｏＰＥＮから作製される第１光学層１２を使用して形成されてよく、同一多層ポリマーフィルムは第１光学層１２のためにＰＥＮを使用して形成される。複屈折値の一致は、加工又は延伸温度のような加工パラメータの調節によって達成され得る。ｃｏＰＥＮ光学層は、引延方向でのＰＥＮ光学層の屈折率よりも少ない、少なくとも０．０２ユニットである引延方向での屈折率を有する。非引延方向での屈折率において減少があるので、複屈折は維持される。
【００３８】
多層ポリマーフィルムのある実施形態において、第１光学層１２は、６３２．８ｎｍ光を使用して測定される際、１．８３以下、又は１．８０以下の面内屈折率（つまり、ｎｘ及びｎｙ）を有し、０．１５ユニット以上、又は０．２ユニット以上（つまり、│ｎｘ−ｎｙ│）異なるｃｏＰＥＮから作製される。ＰＥＮはしばしば、６３２．８ｎｍ光を使用して測定される際、１．８４以上の面内屈折率及び０．２２〜０．２４以上の面内屈折率間差を有する。ＰＥＮ又はｃｏＰＥＮに関わらず、第１光学層の面内屈折率差又は複屈折は、境界面の接着のような特性を向上するために０．２未満に削減され得る。
【００３９】
第２光学層１４は、様々なポリマーから作製され得る。好適なポリマーの例としては、ビニルナフタレン、スチレン、無水マレイン酸、アクリレート、及びメタクリレートのようなモノマーから作製されるビニルポリマー及びコポリマーが挙げられる。そのようなポリマーの例には、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）などのポリアクリレート、ポリメタクリレート、及びアイソタクチックポリスチレン又はシンジオタクチックポリスチレンが挙げられる。他のポリマーには、ポリスルホン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアミン酸、及びポリイミドなどの縮合ポリマーが挙げられる。加えて、第２光学層１４は、ポリエステル及びポリカーボネートなどのポリマー及びコポリマーから形成され得る。第２光学層１４は、ポリエステルのコポリマーによって以下で例示される。しかしながら、上述で記載される他のポリマーも使用し得ることが理解されるであろう。以下で記載されるようなコポリエステルにおける光学特性に関する同様の検討は、典型的には他のポリマー及びコポリマーにも当てはまるであろう。
【００４０】
ある実施形態において、第２光学層１４は配向可能である。しかしながら、より典型的な第２光学層１４は、第１光学層１２を配向するために使用される加工条件のもとでは配向しない。後者の場合、第２光学層１４は、典型的に、延伸される際においても比較的等方性である屈折率を保持する。多くの実施形態において、第２光学層１４は、６３２．８ｎｍにおいて約０．０４未満、又は約０．０２未満の複屈折を有する。しかしながら、ある例示的な実施形態は、複屈折光学層を使用し得る。
【００４１】
第２光学層１４において好適な材料の例は、ＰＥＮ、ＰＰＮ、ＰＢＮ、ＰＨＮ、ＰＥＴ、ＰＰＴ、ＰＨＴ、又はＰＢＴのコポリマーである。典型的には、これらのコポリマーは、２０〜１００モル％の（ｃｏＰＥＮ又はｃｏＰＢＮのための）ナフタレートサブユニット又は（ｃｏＰＥＴ又はｃｏＰＢＴのための）テレフタレートサブユニットのような第２カルボキシレートサブユニット、及び、０〜８０モル％の第２コモノマーカルボキシレートサブユニットであるカルボキシレートサブユニットを含む。コポリマーも、４０〜１００モル％の（ｃｏＰＥＮ又はｃｏＰＥＴのための）エチレン又は（ｃｏＰＢＮ又はｃｏＰＢＴのための）等の第２グリコールサブユニット及び０〜６０モル％の第２コモノマーグリコールサブユニットであるグリコールサブユニットを含む。少なくとも約１０モル％のカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットとの結合体は、第２コモノマーカルボキシレートサブユニット又はグリコールサブユニットである。
【００４２】
第２光学層１４に使用するポリエステルの１つの例は、低価格なｃｏＰＥＮである。現在使用されているｃｏＰＥＮの１つは、約７０モル％のナフタレート及び約３０モル％のイソフタレートであるカルボキシレートサブユニットを有する。低価格なｃｏＰＥＮは、イソフタレートサブユニットのいくらか又は全てをテレフタレートサブユニットに置き換える。イソフタレートサブユニットの典型的な源であるジメチルイソフタレートが、テレフタレートサブユニットの源であるジメチルテレフタレートの現行価格よりもかなり高いために、このポリマー価格が削減される。さらには、テレフタレートサブユニットを有するｃｏＰＥＮは、イソフタレートサブユニットを有するｃｏＰＥＮよりも優れた熱安定性を有する傾向がある。
【００４３】
しかしながら、イソフタレートをテレフタレートで置換することで、ｃｏＰＥＮ層の複屈折が増加するため、テレフタレート及びイソフタレートの組み合わせが望ましい場合がある。低価格なｃｏＰＥＮは、典型的にカルボキシレートサブユニットを有し、そのカルボキシレートサブユニットの２０〜８０モル％がナフタレートであり、１０〜６０モル％がテレフタレートであり、０〜５０モル％がイソフタレートサブユニットである。ある実施形態において、カルボキシレートサブユニットの２０〜６０モル％はテレフタレートであって、０〜２０モル％はイソフタレートである。他の実施形態において、カルボキシレートの５０〜７０モル％はナフタレートあって、２０〜５０モル％はテレフタレートであって、０〜１０モル％はイソフタレートサブユニットである。
【００４４】
延伸の際、ｃｏＰＥＮはわずかに複屈折及び配向するので、複屈折が削減される第２光学層１４と共に使用されるポリエステル組成物を製造することが望ましいことがある。低複屈折ｃｏＰＥＮは、コモノマー材料の付加によって合成され得る。ジオールサブユニットとして使用するのに好適な複屈折を削減するコモノマー材料の例は、１，６−ヘキサンジオール、トリメチルロールプロパン、及びネオペンチルグリコールから得られる。カルボキシレートサブユニットとして使用するのに好適な複屈折を削減するコモノマー材料の例は、ｔ−ブチル−イソフタル酸、フタル酸、及びそれらの低級アルキルエステルから得られる。
【００４５】
ある実施形態において、複屈折を削減するコモノマー材料は、ｔ−ブチル−イソフタル酸、低級アルキルエステル、及び１，６−ヘキサンジオールから得られる。他の実施形態において、コモノマー材料は、分岐剤としても機能し得るトリメチルプロパン及びペンタエリスリトールである。コモノマーは、ｃｏＰＥＮポリエステル中でランダムに分布するか、又はブロックコポリマー中で１つ以上のブロックを形成することがある。
【００４６】
低複屈折ｃｏＰＥＮの例は、７０〜１００モル％のＣ２〜Ｃ４ジオール及び１，６−ヘキサンジオール又はそれらの異性体、トリメチロールプロパン、又はネオペンチルグリコールから得られる約０〜３０モル％のコモノマージオールサブユニットから得られるグリコールサブユニット、及び２０〜１００モル％のナフタレート、０〜８０モル％テレフタレート又はイソフタレートサブユニット又はそれらの混合物であるカルボキシレートサブユニット、及びフタル酸、ｔ−ブチル−イソフタル酸、又はそれらの低級アルキルエステルから得られる０〜３０モル％のコモノマーカルボキシレートサブユニットを含む。ある実施形態において、低複屈折ｃｏＰＥＮは、コモノマーカルボキシレート又はグリコールサブユニットである少なくとも０．５〜５モル％の複合カルボキシレート及びグリコールサブユニットを有する。
【００４７】
３つ以上のカルボキシレート、エステル、又はヒドロキシ官能性を有する化合物から得られるコモノマーサブユニットの付加によって、第２層のコポリエステルの複屈折も削減し得る。これらの化合物は、他のポリマー分子と分岐又は架橋を形成するために、分岐剤として機能する。本発明のある実施形態において、第２層のコポリエステルはこれらの分岐剤を０．０１〜５モル％、又は０．１〜２．５モル％含む。
【００４８】
１つの特定のポリマーは、７０〜９９モル％のＣ２〜Ｃ４ジオール、及び１，６−ヘキサンジオールから得られる約１〜３０モル％のコモノマーサブユニットから得られるグリコールサブユニット、及び５〜９９モル％のナフタレート、１〜９５モル％テレフタレート又はイソフタレート、又はこれらの混合物であるカルボキシレートサブユニット、及びフタル酸、ｔ−ブチル−イソフタル酸、又はそれらの低級アルキルエステルのうち少なくとも１つ以上から得られる０〜３０モル％のコモノマーカルボキシレートサブユニットを有する。ある実施形態において、このコポリエステルの少なくとも０．０１〜２．５モル％の複合カルボキシレート及びグリコールサブユニットは分岐剤である。
【００４９】
多くの実施形態において、光学フィルムは薄い。好適なフィルムは、様々な厚さのフィルムを含むが、特に、約３８０マイクロメートル（１５ミル）未満の厚さ、又は、約２５０マイクロメートル（１０ミル）未満の厚さ、又は、約１８０マイクロメートル（７ミル）未満のフィルムである。
【００５０】
第１及び第２層に加えて、多層光学フィルムは、任意で１つ以上の付加光学及び／又は非光学層、例えば、光学層のパケット間の保護境界層等の１つ以上の内部非光学層を含む。非光学層は多層フィルム構造を付与するか、又は、処理中又は処理後の損害又は損傷から保護するために使用可能である。非光学層はあらゆる適当な材料から成り、光学スタックに使用される材料の１つと同様であり得る。もちろん、付加層として選択される材料が光学スタックに対して有害な光学特性を有さないことが重要である。多くの実施形態において、第１光学層、第２光学層、及び付加層のポリマーは、同様の流体力学的特性（例えば融解粘度）を有するよう選択され、それにより、それらは流障害なく共押出されることが可能となる。ある実施形態において、第２光学層及び他の付加層は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、それは、第１光学層のガラス転移温度を約４０℃超える温度、ガラス転移温度を約４０℃未満で超える温度、又はガラス転移温度を約４０℃以下で超える温度のいずれかであってよい。ある実施形態において、第２光学層及び付加層のガラス転移温度は、第１光学層のガラス転移温度より低い。
【００５１】
付加層の厚さは、個々の第１光学層及び第２光学層の少なくとも１つの厚さの少なくとも４倍又は少なくとも１０倍であってよく、少なくとも１００倍であってよい。付加層の厚さは、特定の厚さを有する多層光学フィルムを作製するために選択可能である。
【００５２】
上記の通りに、多層光学スタックが有意かつ望ましい光学的性質を提供可能である一方、機械的性質、光学的性質又は化学的性質等の他の性質を、光学スタックの性能を劣化することなくこの光学スタック自体の中で提供するのは困難である。このような性質は、光学スタックの主な光学機能に貢献せずに、これらの性質を提供する光学スタックを有する１つ以上の層を含むことによって提供され得る。例えばコーティングによって、これらの層は、典型的に光学層の主表面に提供され、それらはしばしば「スキン層」１８として既知である。スキン層１８の厚さは、塗布によって変化することが可能である。多くの実施形態において、スキン層１８は、約２マイクロメートル〜２５０マイクロメートル（０．１ミル〜１０ミル）の厚さ、又は約１２マイクロメートル〜２００マイクロメートル（０．５ミル〜８ミル）の厚さ、又は約２５マイクロメートル〜１８０マイクロメートル（１ミル〜７ミル）の厚さを有する。
【００５３】
本開示の例示的な光学フィルムを形成するために様々な方法を使用してもよい。上記のように、光学フィルムは様々な外形を有することが可能であり、したがって、この方法は最終的な実施形態の特定の外形に応じて変化する。
【００５４】
図２は、本開示による反射偏光子を形成するための事例的なシステムの概略平面図を示す。上述のように、第１ポリマー材料１００及び第２ポリマー材料１０２は、溶解温度及び／又はガラス転移温度を超える温度で加熱され、多層フィードブロック１０４に流し込まれる。多くの実施形態において、溶解及び初期供給は、各材料に押出成形機を使用して達成される。例えば、第２ポリマー材料１０２が押出成形機１０３に流し込まれる一方で、第１ポリマー材料１００が押出成形機１０１に流し込まれることが可能である。多層流１０５がフィードバックブロック１０４から出る。ある実施形態において、層増幅器１０６は多層流を分割し、次に、押出される層の数まで増幅するために、１つの流れを第２の流れの上に向き直させて積み重ねる。スタックを通した層の厚さ変動を導く押出成形装置が使用される際、多層フィルムが光の可視スペクトルにおける所望の部分に対応するポリマー光学層の対を有し、所望であれば、所望の層の厚さ勾配を提供することを可能にするように、非対称な増幅器は層の厚さの分配を広げ得る。ある実施形態において、スキン層樹脂１０８をスキン層フィードブロック１１０に供給することで、スキン層１１１は多層光学フィルムに導入される。
【００５５】
フィードブロック１１０はフィルム押出しダイ１１２を供給する。本発明の製造に有用なフィードブロックは、例えば、米国特許第３，７７３，８８２号（シュレンク（Schrenk））及び米国特許第３，８８４，６０６号（シュレンク（Schrenk））に記載され、これらの内容は本開示と一致する範囲で本明細書に参照として組み込まれる。多くの実施形態において、スキン層１１１は、フィードブロック及びダイを通過するようにフィルムの上面及び下面に流れる。これらの層は、壁付近に見られる大きな応力勾配を消散するのに役立ち、光学層の滑らかな押出しを導く。スキン材料は、光学層の１つと同じ材料、又は異なる材料であることが可能である。ダイから離れた押出しフィルム１１６は、典型的には溶融形態である。ある例示的な実施形態において、スキン層１１１のうちの１つ又は双方は、フィルムスタックの残りから取り外しが可能であり得る。
【００５６】
コーティング層（図示なし）は、所望であれば、フィルム押出しダイ１１２から出たフィルム１１６上に配置されることが可能である。コーティング層は、続くテンターオーブン１２０における延伸において損なわれないように選択され、テンターオーブン１２０中で得られる延伸又は引延の割合量に依存する。次に、フィルム１１６は所望の光学及び機械的特性によって決定される割合で延伸することで配向される。多くの実施形態において、テンターオーブン１２０中で横断延伸が行われる。次に、フィルムは所望であれば巻取りロール１２４に集められる。多くの実施形態において、フィルムは延伸に続くヒートセットではない。
【００５７】
コーティング層はしばしば、伸長制限を超えた際、コーティングに例えば、亀裂、ひび、剥離、物理的特性の損失、又は他の欠点をもたらす伸長制限を示す。したがって、５：１以下の比率（つまり５００％以下の伸長）、４．５：１以下の比率（つまり、４００％以下の伸長）、４：１以下の比率におけるフィルムの延伸は、例えば、６：１の比率（つまり、６００％伸長）におけるフィルムの延伸よりも非延伸フィルムに塗布されることが可能であるコーティングの範囲を広げる効果がある。４００％、４５０％、又は５００％までの伸長制限を示すコーティング層のいくつかの例はプライマー材料及び静電気防止材料である。
【００５８】
本開示にしたがって構成される反射偏光子は、本質的に一軸延伸（例えば、機械方向に沿って、又は機械方向に実質的に直交する方向に沿って）から成る方法によって延伸又は引延される。上述のように、表現「本質的に一軸延伸から成る」は、第１延伸方向、及び、第２延伸方向に延伸されている場合、第１延伸方向とは異なる第２延伸方向で延伸されているフィルムを指し、第２延伸方向での目に見える複屈折を引き起こさない。多くの実施形態において、反射偏光子は、機械方向（ＭＤ）並びに垂直方向（ＮＤ）での弛緩を可能としながら、横断方向（ＴＤ）に一軸的に引延される。本開示のかかる例示的な実施形態を表すのに使用することのできる好適な装置、及び本開示のかかる例示的な実施形態を表すのに使用することのできる一軸又は実質的に一軸延伸（引延）の定義は、米国特許第６，９１６，４４０号、米国特許２００２／０１９４０６号、米国特許２００２／０１８０１０７号、米国特許２００４／００９９９９２号及び米国特許２００４／００９９９９３号に記載され、これらの開示は参照として本明細書に組み込まれる。
【００５９】
本開示の例示的な多層フィルムは、ポリエステル分子ユニットから形成される光学層の対を含み、上述のように、５：１未満又は２〜５：１未満又は３〜４．５：１の比率で一軸配向される。本開示の例示的な多層フィルムは、第１及び第２光学層のポリマーのガラス転移温度のうち高い方の温度付近又はほぼ等しいかそれ以上の温度で延伸され得る。多くの場合、配向を目的として、ポリマーフィルムを延伸するのが可能である最低温度は、ガラス転移温度、Ｔｇである。Ｔｇ未満であると、多くのポリマーはガラス状であって、非常に低い延伸比率において、延伸されずに破壊される。当該技術分野において、ガラス転移温度は非平衡現象であって、任意のポリマー試料のＴｇの正確な値は、試験方法及び試験によってポリマー試料に課される変化の割合に依存することが理解される。例えば、Ｔｇが示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定される際、温度走査速度に依存し、Ｔｇが動的機械分析によって測定される際、採用される振動周波数に依存するであろう。したがって、Ｔｇにおける任意の引用値は近似値である。つまり、本発明における延伸温度の下限は、ポリマー層の１つのおおよそ（又は「約」）Ｔｇ、又は約Ｔｇであると考えられる。
【００６０】
ある例示的な実施形態において、本開示の例示的な多層フィルムは、第１及び第２光学層のポリマーのガラス転移温度のうち高い方の温度付近又はほぼ等しいかそれ以上の温度、つまり、第１光学層のポリマーのガラス転移温度及び第２光学層のポリマーの第２ガラス転移温度のうち高い方の温度を有するポリエステルのガラス転移温度を５〜４０℃、又は５〜３０℃、又は５〜２５℃超える温度で延伸され得る。
【００６１】
さらに、本開示の例示的な多層フィルムは、所定の光学パワーにおいて５：１を超える比率で延伸される同様のフィルムと比較して、製品及び加工において多くの利点を有する反射偏光子を提供することが可能である。例えば、これらの「低引延」多層ポリエステル偏光フィルムは、ダウンウェブ（ＭＤ）及び／又はクロスウェブ（ＴＤ）方向において、５：１又は６：１を超える比率で延伸される同様のフィルムと比較して、驚くほど改善された引延及び／又は厚さ均一性；改善された層間剥離抵抗性；改善されたフィルム寸法安定性；及び／又は拡大された引延温度加工ウィンドウを示すことが可能である。
【実施例】
【００６２】
実施例１
多層光学フィルム偏光子におけるいくつかのキャストウェブ前駆体を、工業規模のフィルムライン上で作製した。２つのポリマーを光学層に使用した。第１ポリマー（第１光学層）は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）ホモポリマー（１００モル％のエチレングリコールを有する１００モル％のナフタレンジカルボキシレート）であった。第２ポリマー（第２光学層）は、カルボキシレートとして５５モル％のナフタレート及び４５モル％のテレフタレート、及びグリコールとして９５．８モル％のエチレングリコール、４モル％のヘキサンジオール、及び０．２モル％のトリメチロールプロパンを有する第１ポリエチレンナフタレートコポリマー（ｃｏＰＥＮ）であった。スキン層に使用されるポリマーは、カルボキシレートとして７５モル％のナフタレート及び２５モル％のテレフタレート、及びグリコールとして９５．８モル％のエチレングリコール、４モル％のヘキサンジオール、及び０．２モル％のトリメチロールプロパンを有する第２ｏＰＥＮであった。これらのポリエステルは、例えば、米国特許第６，３５２，７６１号に記載されるように形成することが可能である。
【００６３】
ＰＥＮ及び第１ｃｏＰＥＮポリマーを分離押出成形機から多層共押出しフィードブロックまで供給し、２７５の交互光学層のパケット、及びその両側にｃｏＰＥＮのより厚い保護境界層を加えて全部で２７７層に組み立てた。多層溶解物をフィードブロックから３倍の層増幅器を通して運び、８２９層を有する構造とした。第２ｃｏＰＥＮのスキン層をその特別な目的のためのマニホールド中でこの構造に加え、８３１層を有する最終構造とした。次に、ポリエステルフィルムにおいて従来の方法でこの多層溶解物をフィルムダイを通して冷却ロール上に流し込み、冷却ロール上で急冷した。鋳造ホイールの速度は、約５８０、５３０、４８０、４３０ミクロンである４種の異なる厚さのキャストウェブを提供するように調整した。キャストウェブの４つのロールの作製中、ＰＥＮ及びｃｏＰＥＮの押出し成形における当該技術分野において典型的な条件として周知である、スループット率、温度、及びダイボルト設定を含む押出成形の他の全条件を一定に保った。４つのキャストウェブの各々を、さらなる加工を一切せずに巻き上げた。
【００６４】
キャストウェブロールを９０ｍｍ角試験片に切断し、これらの試験片をカロ（KARO）ＩＶ実験室用バッチフィルム延伸機（ドイツ、ジーグスドルフ（Siegsdorf）のブルックナー・マシーネンバウ・ゲーエムベーハー（Brueckner Maschinenbau GmbH））を使用して延伸した。延伸が行われる際の温度及び用いる延伸率を除いては、各試験片は同様に扱った。試験片を積載し、グリップし、予熱して、所望の延伸温度にした。次に、試験片を１００％／秒の定率で所望の公称の延伸率まで一方向にのみ延伸した。延伸機への積載前に、各試験片に一定間隔の基準印を準備した。延伸された各試験片を延伸機から除去した後に、基準印の変位を測定し、この間隔と延伸前の間隔とを比較することで真の延伸率を計算した。
【００６５】
試験片を８つの異なる温度：１２６℃、１３０℃、１３４℃、１３８℃、１４２℃、１４５℃、１４９℃及び１５２℃で延伸（つまり、引延）した。３．６〜６．６の範囲の、多くの異なる延伸率を使用した。約５．０以上の公称の延伸率において、得られた真の延伸率（つまり、真の引延率）は、平均で約０．４ユニット未満であって；約４．０〜約５．０の公称の延伸率において、得られた真の延伸率は、平均で約０．３ユニット未満；及び約４．０未満の公称の延伸率において、得られた真の延伸率が、平均で約０．２ユニット未満であることが分かった。延伸された試験片上の光学パワーを測定するために、全反射バンドが機器の範囲内にあり、測定が可能であるように、延伸された層において個別の層の厚さは適切な光学範囲にあるべきである。したがって、対象の真の延伸率が約５．０を超える際、５８０ミクロンのキャストウェブを使用し、対象の真の延伸率が約４．７〜約５．０である際、５３０ミクロンのキャストウェブを使用し、対象の真の延伸率が約４．４〜約４．６である際、４８０ミクロンのキャストウェブを使用し、対象の真の延伸率が約４．４未満である際、４３０ミクロンのキャストウェブを使用した。延伸温度及び公称の延伸率の各組み合わせにおいて多層試験片を試験した。延伸中に破壊された試験片、又は延伸後に目に見えて厚さが非均一であった試験片を破棄した。他の全ての延伸された試験片の光学パワーを測定した。試験結果を調べた際に、試験片のバンド端が測定機器の検出範囲外にあった場合、その試験片のデータも破棄した。
【００６６】
このような方法によって、６．２及び６．３を除く３．７〜６．６の真の延伸率値における全個別０．１ユニットのうちの少なくとも１つを含む、多くのデータ点を得た。フィルム破壊及び非均一のために、各延伸温度において全ての延伸率が表わされているわけではない。より高い延伸率は、破壊が原因で、より低い延伸温度においてアクセスできない傾向があり、より低い延伸率は、が低いほど延伸率は低くなり、非均一な延伸が原因で、より高い延伸温度においてアクセスできない傾向にあった。データを表１に列挙する。
【００６７】
【表１】
2009509179.tif 000003
【００６８】
【表２】
2009509179.tif 000004
【００６９】
得られたデータ（延伸温度及び真の延伸率の関数としての光学パワー）を以下のように分析した。各温度において、従属変数として光学パワー［ＯＰ］及び独立変数としての真の延伸率［ＲＳＲ］を用いて線形回帰を行った。
【００７０】
［ＯＰ］＝ｍ［ＲＳＲ］＋ｂ              等式１
【００７１】
各データセットは、良好な線状一致を示した。８つのデータ回帰を比較すると、得られたｍ及びｂ定数は延伸温度と共に滑らかに変化するが、非線形であることが観察される。したがって、パラメータｍは、延伸温度（Ｔ）の逆関数と共に線形回帰した。
【００７２】
ｍ＝ｍ’（１／Ｔ）＋ｂ’                等式２
【００７３】
加えて、パラメータｂの逆数は、延伸温度（Ｔ）の逆関数と共に線形回帰した。
【００７４】
（１／ｂ）＝ｍ’（１／Ｔ）＋ｂ”        等式３
【００７５】
これらの回帰の双方は、良好な一致を示した。等式２及び等式３を等式１に代入することで、真の延伸率及び延伸温度の双方の関数として、光学パワーを求める以下の等式を得る。
【００７６】
［ＯＰ］＝（ｍ’（１／Ｔ）＋ｂ’）［ＲＳＲ］＋１／（ｍ”（１／Ｔ）＋ｂ”
等式４
【００７７】
上述の方法によって得られた定数の値は以下である。
【００７８】
ｍ’＝１４５４２２．０
ｂ’＝−７９８．９２３０
ｍ”＝１．３４４３７８
ｂ”＝−０．０１１７８８８８
【００７９】
等式４を、表３に示すように、輪郭プロットの形態でグラフ化した。図３において、水平軸は真の延伸率であって、垂直軸は延伸温度である。輪郭は、より高い光学パワーの輪郭を図の右側に有する、等しい光学パワーの曲線である。
【００８０】
光学パワーが約７００〜８００を超えるまで上昇する際、このＰＥＮベースの多層光学フィルム系において、フィルムがしばしば層構造から層間剥離（剥脱）する傾向があることが他の場所で観察される。したがって、より高い光学パワーに有用なフィルムは、６００、７００及び８００の光学パワーでの曲線間におけるバンド付近のいかなる場所においても発見することが可能である。図３の各曲線は、真の延伸率において最小値を有する。最小値に対応する延伸温度が臨界温度であることが観測された。その延伸率における、この臨界温度未満の温度でのフィルムの光学的透明度は、より高い延伸温度で作製されたフィルムと比較して低下するのが観察された。したがって、ほとんどの有用なフィルムは、より高い延伸温度（図３の曲線の折れ曲がる点を超える）で作製されるものである。
【００８１】
図３において、６００〜７００間のバンドに注意を向けると、５．９〜６．２の真の延伸率であって、ＰＥＮベースの多層光学フィルムでの当該技術分野において典型的な延伸率は、延伸温度における加工ウィンドウは小さい（バンドが狭い）と思われる。驚くべきことに、予想外に低い約４．３の真の延伸率において、より高い光学パワーを同様に得ることができるだけでなく、延伸温度における加工ウィンドウも非常に大きい（バンドが広い）。上述の段落に引用される理由によって、これは、臨界温度より高いバンドの部分のみが最適とみなされる場合であっても適用される。
【００８２】
実施例２Ａ〜２Ｄ
実施例１と同様の方法によって、フィルムライン上でキャストウェブを調製した。オフライン実験用に巻き上げるのではなく、横断方向に延伸するためにフィルムをテンターに運んだ。実施例２Ｃ及び２Ｄにおいて、まずフィルムをコーティングステーションに運び、テンターに入れる前に被覆した。実施例２Ａ及び２Ｂのフィルムは被覆されていない。
【００８３】
フィルムコーティングは、以下のように調製した。ロプレックス（Rhoplex）３２０８（ペンシルベニア州フィラデルフィア（Philadelphia）のローム＆ハース社（Rohm & Haas Co.））のメラミン架橋剤官能性を有するアクリル酸エマルションポリマーを、８質量％のコーティング固体含量を有する混合物を作製するために脱イオン水に加えた。パラトルエンスルホン酸、又はＰＴＳＡ（ウィスコンシン州ミルウォーキー（Milwaukee）のシグマ・アルドリッチ社（Sigma-Aldrich））を滴定することでＮＨ４−ＰＴＳＡに中和した。脱イオン水中で１０質量％溶液を得た。０．５ｇのこの溶液を各５０ｇのコーティング混合物に加え、架橋触媒として提供した。テルギトール（Tergitol）ＴＭＮ６（ミネソタ州、ミッドランド（Midland）のダウケミカル社（Dow Chemical Co.）の子会社であるユニオンカーバイド社（Union Carbide Corp.））の、非イオン性分岐二級アルコールエトキシレート界面活性剤も脱イオン水中で１０質量％装入で得た。これもコーティング混合物５０ｇ当たり０．５ｇでコーティング混合物に加えた。
【００８４】
このコーティングは、それに続く多層光学フィルムへのコーティング又は接着のためのプライマーであるので、機械的理由から連続的であって、光学的理由から非常に透明であることが好ましい。典型的に、フィルム延伸中のコーティングの破壊はかすみ発生を伴い、実際には、２つの条件はしばしば関連している。
【００８５】
実施例２Ａ及び２Ｃにおいて、約６．０の延伸率まで、フィルムを横断方向で約１５０℃の温度でテンター延伸した。実施例２Ｂ及び２Ｄにおいて、約４．５の延伸率まで、フィルムを横断方向で約１３８℃の温度でテンター延伸した。
【００８６】
４つのフィルムにおいて、製造者の指示にしたがって、ＢＹＫ−ガードナーヘイズプラス（Gardner Haze Gard Plus）（メリーランド州コロンビア（Columbia）のＢＹＫ−ガードナー（Gardner）ＵＳＡ社）を使用してかすみ及び透明度を測定した。表２は、これらの試験結果を含む。
【００８７】
【表３】
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【００８８】
実施例２Ｄにおけるデータは、テンター前に塗布され、より低い温度及び延伸率で延伸される際、コーティングが実際にフィルムの光学を改善することを示した。しかしながら、実施例２Ｃのデータは、より高い延伸温度及び延伸率において、コーティングが破壊され、透明度に乏しいかすんだフィルムをもたらすことを示している。したがって、驚くべき低い延伸温度及び延伸率におけるフィルムの延伸は、伝統的なフィルム延伸条件において、うまくテンター前被覆することができない特定のコーティングのテンター前塗布を可能とする。
【００８９】
本明細書で引用された全ての参考文献及び公報は、参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる。本開示の例示的実施形態を検討すると共に本開示の範囲内の可能な変形例を参照してきた。本開示におけるこれらのあるいは他の変形及び修正は、当業者にとって本開示の範囲内において自明であり、本開示は、本願明細書に記載の事例的な実施形態に限定されないことを理解されたい。したがって本開示は冒頭に提示した特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本開示にしたがって構成及び配列された多層反射偏光子の１つの実施形態の概略斜視図である。
【図２】本開示による反射偏光子を形成するための事例的なシステムの平面図である。
【図３】実施例１のいくつかの結果を表す等高線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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