(57)【要約】  多層重合体フィルムは、光学スタック中の層のものと異なる機械的、光学的又は化学的特性を有する表面薄層をもった複数の交互重合体層を含む光学スタックを有する。一実施形態において、該多層重合体フィルムは、魅力的でかつ有用な光学的効果を提供する１以上のホログラムを有する。
2005509179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．５ミクロン以下の平均厚みを有する半結晶重合体の層及び０．５ミクロン以下の平均厚みを有する第２の重合体の層を含む光学スタックを含む多層フィルムであって、前記光学スタックが少なくとも１つの方向で、その方向への未延伸寸法の少なくとも２倍まで延伸されており、前記光学スタックが第１及び第２の主表面を有し、前記層の各々が、前記層の平面内でｎx及びｎy及び前記層の平面に対し垂直にｎzという屈折率を有し、前記屈折率は全て、所望の光学特性を提供するように選択されており、前記フィルムはさらに、前記第１の主表面に接着された第１の追加の層を含み、前記追加の層がその機械的特性を理由として選択された材料からなり、該機械的特性は、前記光学スタックの前記層の機械的特性と異なる、多層フィルム。
【請求項２】
前記第２の主表面に接着された第２の追加の層をさらに含む、請求項１に記載の多層フィルム。
【請求項３】
第１及び第２の重合体の層を有する多層光学フィルムであって、前記第１及び第２の重合体の組成が異なり、前記層の各々が０．５ミクロン以下の厚みを有し、前記第１の重合体の前記層が前記第１の重合体の前記層の平面内でｎ1x及びｎ1y、前記第１の重合体の前記層の前記平面に対して垂直にｎ1zという屈折率を有し、前記第２の重合体の前記層が、前記第２の重合体の前記層の平面内でｎ2x及びｎ2y、前記第２の重合体の前記層に対し垂直にｎ2zという屈折率を有し、前記屈折率は全て、所望の光学特性を提供するように選択され、前記光学スタックは第１及び第２の主表面を有し、前記第１の主表面には第１の引裂き抵抗層が接着されている、多層光学フィルム。
【請求項４】
前記第２の主表面には第２の引裂き抵抗層が接着されている、請求項３に記載の多層光学フィルム。
【請求項５】
前記引裂き抵抗層の各々が、前記光学スタックの厚みの５パーセントよりも大きい厚みを有する、請求項４に記載の多層光学フィルム。
【請求項６】
前記引裂き抵抗層の各々が、前記光学スタックの厚みの５パーセント〜６０パーセントの範囲内の厚みを有する、請求項５に記載の多層光学フィルム。
【請求項７】
前記引裂き抵抗層の各々が、前記光学スタックの厚みの３０パーセント〜５０パーセントの範囲内の厚みを有する、請求項６に記載の多層光学フィルム。
【請求項８】
前記引裂き抵抗層が前記第２の重合体の組成と実質的に同じ組成を有する、請求項５に記載の多層光学フィルム。
【請求項９】
前記第１の重合体がポリエチレンナフタレートであり、前記第２の重合体がナフタレート及びテレフタレート単位を含むコポリエステルである、請求項８に記載の多層光学フィルム。
【請求項１０】
前記第１の重合体が正の応力係数を有する、請求項３に記載の多層光学フィルム。
【請求項１１】
０．５ミクロン以下の平均厚みを有する半結晶重合体の層及び０．５ミクロン以下の平均厚みを有する第２の重合体の層を含む光学スタックを含む多層フィルムであって、前記光学スタックが少なくとも１つの方向で、その方向の未延伸寸法の少なくとも２倍まで延伸されており、前記光学スタックが第１及び第２の主表面を有し、前記層の各々が、前記層の平面内でｎx及びｎy及び前記層の平面に対し垂直にｎzという屈折率を有し、前記屈折率は全て、所望の光学特性を提供するように選択されており、前記フィルムはさらに、前記第１の主表面に接着された第１の追加の層を含み、前記追加の層がその化学的特性のために選択された材料でできており、前記化学的特性は、前記光学スタックの前記層の化学的特性と異なる、多層フィルム。
【請求項１２】
接着された第２の追加の層をさらに含む、請求項１１に記載の多層フィルム。
【請求項１３】
０．５ミクロン以下の平均厚みを有する半結晶重合体の層及び０．５ミクロン以下の平均厚みを有する第２の重合体の層を含む光学スタックを含む多層フィルムであって、前記光学スタックが少なくとも１つの方向で、その方向の未延伸寸法の少なくとも２倍まで延伸されており、前記光学スタックが第１及び第２の主表面を有し、前記層の各々が、前記層の平面内でｎx及びｎy及び前記層の平面に対し垂直にｎzという屈折率を有し、前記屈折率は全て、所望の光学特性を提供するように選択されており、前記フィルムはさらに、前記第１の主表面に接着された第１の追加の層を含み、前記追加の層がその光学的特性のために選択された材料でできており、前記光学的特性は、前記光学スタックの前記層の光学的特性と異なる、多層フィルム。
【請求項１４】
接着された第２の追加の層をさらに含む、請求項１３に記載の多層フィルム。
【請求項１５】
前記第１の追加の層に接着された第２の追加の層をさらに有し、前記第２の追加の層が前記光学スタックの前記層の機械的特性及び前記第１の追加の層の機械的特性とは異なる機械的特性を有する、請求項１に記載の多層フィルム。
【請求項１６】
前記第１の追加の層が引裂き抵抗層であり、前記第２の追加の層が耐摩耗性層である、請求項１５に記載の多層フィルム。
【請求項１７】
前記第２の追加の層が耐摩耗性層である、請求項１に記載の多層フィルム。
【請求項１８】
前記第１の追加の層がスリップ剤を含む、請求項１に記載の多層フィルム。
【請求項１９】
前記第１の追加の層が電磁気吸収材料を含む、請求項１３に記載の多層フィルム。
【請求項２０】
前記電磁気吸収材料が紫外線を吸収する、請求項１９に記載の多層フィルム。
【請求項２１】
前記第１の追加の層が螢光材料を含む、請求項１３に記載の多層フィルム。
【請求項２２】
前記第１の追加の層がホログラフィック画像を含む、請求項１３に記載の多層フィルム。
【請求項２３】
前記第１の追加の層がホログラフィックディフューザを含む、請求項１３に記載の多層フィルム。
【請求項２４】
０．５ミクロン以下の平均厚みを有する半結晶重合体の層及び０．５ミクロン以下の平均厚みを有する第２の重合体の層を含む光学スタックを含む多層フィルムであって、前記光学スタックが少なくとも１つの方向で、その方向の未延伸寸法の少なくとも２倍まで延伸されており、前記光学スタックが第１及び第２の主表面を有し、前記層の各々が、前記層の平面内でｎx及びｎy及び前記層の平面に対し垂直にｎzという屈折率を有し、前記屈折率は全て、所望の光学特性を提供するように選択されており、前記フィルムはさらに、前記第１の主表面に接着された第１の追加の層を含み、前記追加の層が感圧接着剤の層である、多層フィルム。
【請求項２５】
０．５ミクロン以下の平均厚みを有する半結晶重合体の層及び０．５ミクロン以下の平均厚みを有する第２の重合体の層を含む光学スタックを含む多層フィルムであって、前記光学スタックが少なくとも１つの方向で、その方向の未延伸寸法の少なくとも２倍まで延伸されており、前記光学スタックが第１及び第２の主表面を有し、前記層の各々が、前記層の平面内でｎx及びｎy及び前記層の平面に対し垂直にｎzという屈折率を有し、前記屈折率は全て、所望の光学特性を提供するように選択されており、前記フィルムはさらに、前記第１の主表面に接着された第１の追加の層を含み、前記追加の層がその機械的特性のために選択された材料でできており、前記機械的特性は、前記光学スタックの前記層の機械的特性と異なり、前記追加の層が前記光学スタックの厚みの５パーセントから６０パーセントの範囲内の引裂き抵抗層であり、前記第２の重合体の組成と実質的に同じ組成を有する、多層フィルム。
【請求項２６】
前記第１の重合体がポリエチレンナフタレートであり、前記第２の重合体がナフタレート及びテレフタレート単位を含むコポリエステルである、請求項２５に記載の多層光学フィルム。
【請求項２７】
０．５ミクロン以下の平均厚みを有する半結晶重合体の層及び０．５ミクロン以下の平均厚みを有する第２の重合体の層を含む光学スタックを含む多層フィルムであって、前記光学スタックが少なくとも１つの方向で、その方向の未延伸寸法の少なくとも２倍まで延伸されており、前記光学スタックが第１及び第２の主表面を有し、前記層の各々が、前記層の平面内でｎx及びｎy及び前記層の平面に対し垂直にｎzという屈折率を有し、前記屈折率は全て、所望の光学特性を提供するように選択されており、前記フィルムはさらに、前記第１の主表面に接着された第１の追加の層を含み、前記追加の層がその機械的特性のために選択された材料でできており、前記機械的特性は、前記光学スタックの前記層の機械的特性と異なり、前記追加の層がガラスである、多層フィルム。
【請求項２８】
（ａ）少なくとも第１の重合体及び第２の重合体の交互層を含む光学スタック；及び
（ｂ）ホログラフィック画像
を含む多層光学フィルム。
【請求項２９】
ホログラフィック画像が光学スタックの層のうちの１層の中に提供されている、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項３０】
ホログラフィック画像が表面薄層の中に提供されている、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項３１】
ホログラフィック画像が硬質重合体内に提供されている、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項３２】
ホログラフィック画像が接着剤の中に提供されている、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項３３】
ホログラフィック画像層が、フィルムの最も外側の層である、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項３４】
ホログラフィック画像層がフィルムの最も外側の層ではない、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項３５】
反射性を有する、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項３６】
偏光子である、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項３７】
確認用偏光子と組合わせた、請求項３６に記載の多層光学フィルム。
【請求項３８】
カラーシフトフィルムである、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項３９】
透明−発色フィルムである、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項４０】
ホログラフィック画像が、多層フィルムの表面に熱及び圧力で貼付されるホログラフィックホットスタンピング箔である、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項４１】
ホログラフィック画像が、多層フィルムの外部表面に接着剤で貼付されるホログラフィックフィルムである、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項４２】
ホログラフィック画像が、型押可能な樹脂層内に提供される、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項４３】
ホログラフィック画像がメタライゼーション層を含む、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項４４】
ホログラフィック画像が、高屈折率の反射体を含む、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項４５】
さらに保護層を含む、請求項２８に記載の多層光学フィルム。
【請求項４６】
ラベルの１構成要素である、請求項２８〜４５のいずれか一項に記載の多層光学フィルム。
【請求項４７】
貨幣の１構成要素である、請求項２８〜４５のいずれか一項に記載の多層光学フィルム。
【請求項４８】
有価証券と組合わされた、請求項２８〜４５のいずれか一項に記載の多層光学フィルム。
【請求項４９】
カードの１構成要素である、請求項２８〜４５のいずれか一項に記載の多層光学フィルム。
【請求項５０】
消費者製品の１構成要素である、請求項２８〜４５のいずれか一項に記載の多層光学フィルム。
【請求項５１】
（ａ）少なくとも第１の重合体及び第２の重合体の交互層を含む光学スタックを提供する工程、及び
（ｂ）光学フィルムと結びつけられた重合体層上にホログラフィック画像を提供する工程、
を含む、光学フィルムを提供する方法。
【請求項５２】
光学スタック又は表面薄層上に型押し可能な樹脂をコーティングする工程（ｃ）を含み、工程（ｂ）が型押し可能な樹脂内にホログラフィック画像を型押しする工程を含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
工程（ｂ）が、樹脂を流込み成形し硬化させてホログラフィック画像を形成する工程を含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
工程（ｂ）が、ホログラフィック画像を重合体層内に型押しする工程を含む、請求項５１に記載の方法。
【請求項５５】
ホログラフィック画像上に高屈折率層を提供する工程をさらに含む、請求項５１〜５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５６】
高屈折率層が硫化亜鉛を含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
ホログラフィック画像上にメタライゼーション層を提供する工程をさらに含む、請求項５１〜５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５８】
ホログラフィック画像上に保護層を提供する工程をさらに含む、請求項５１〜５４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５９】
保護層が、硬化されるコーティングである、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
保護層が熱可塑性層である、請求項５８に記載の方法。
【請求項６１】
保護層が、ホログラムと接触状態にある感圧層及び感圧接着剤の上に存在する重合体層を含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６２】
（ａ）少なくとも第１の重合体及び第２の重合体の交互層及びホログラフィック画像を有し、印刷された画像の上に存在する多層重合体フィルム；及び
（ｂ）確認用偏光子フィルムであって、それによって２枚の偏光子フィルムが少なくとも１つの方向に整列された時点で、印刷された画像が実質的に認識不可能となり、かつホログラフィック画像が認識可能となる確認用偏光子フィルム；
の組合せ体。
【請求項６３】
（ａ）少なくとも第１の重合体及び第２の交互層を含み、重合体のうちの少なくとも１つが応力誘発形複屈折を有する光学スタック；及び
（ｂ）ホログラフィック画像；
を含む多層光学フィルム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
多層光学スタックは、広範な光学特性を提供するために周知のものである。かかる多層スタックは、全ての偏光の光を反射する反射型偏光子又はミラーとして作用することができる。これらは又、可視光を反射するものの赤外線を透過する「コールドミラー」又は可視光を透過し赤外線を反射する「ホットミラー」といったような波長選択的反射体としても機能し得る。構築可能な多種多様な多層スタックの例は、米国特許第５，８８２，７７４号の中に含まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
当該技術分野において既知の多層スタックに付随する１つの問題は、スタック自体が所望の物理的、化学的又は光学的特性全てを持ってはいない可能性があるという点にある。従って、その他の形でこれらの所望の特性を供給する何らかの方法があれば有用であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の一実施形態によれば、多層フィルムは、光学スタックの層の材料の特性とは異なる機械的、化学的又は光学的特性のために選択された少なくとも１つの追加の層を、その主要平面の一方又両方に接着された形で有している。
【０００４】
本発明のもう１つの実施形態によれば、多層フィルムは、多層光学スタックを保護することになる追加の層を、その表面の一方又は両方に接着された形で有している。
【０００５】
本発明のもう１つの実施形態によれば、ホログラフィック画像（「ホログラム」としても知られている）及び多層光学フィルムを含むいくつかの構成が記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
多層光学フィルム
多層光学フィルムの利点、特徴及び製造については、上述の米国特許第５，８８２，７７４号明細書の中で最も完全に記述されている。多層光学フィルムは、例えば、高効率のミラー及び／又は偏光子として有用である。多層光学フィルムの特性及び特徴の比較的簡単な記述そしてそれに続いて本発明による多層光学フィルムを用いたバックライトシステムの実施例についての記述を、以下で提示する。
【０００７】
本発明に結びつけて使用される多層光学フィルムは、入射光吸収が比較的低く、軸外光線及び垂直光線に対する高い反射能を示す。これらの特性は、フィルムが光の純粋な反射又は反射型偏光のいずれのために用いられるかに関わらず、一般的に有効である。多層光学フィルムの独特な特性及び利点は、既知のバックライトシステムに比べて吸収損失が低い極めて効率の良いバックライトシステムを設計する機会を提供してくれる。
【０００８】
図１Ａ及び図１Ｂで例示されているような本発明の多層光学フィルムの例には、少なくとも２つの材料１２及び１４の交互層を有する多層スタック１０が含まれる。材料のうち少なくとも１つは、応力誘発形複屈折という特性を有し、そのため材料の屈折率（ｎ）は延伸プロセスによる影響を受ける。図１Ａは、両方の材料が同じ屈折率を有する延伸プロセス前の多層スタックの一例を示している。光線１３は、比較的わずかな屈折率変化しか受けず、スタックの中を通過する。図１Ｂにおいては、同じスタックが延伸された状態にあり、かくして材料１２の屈折率は増大している。層間の各境界における屈折率の差は、光線の一部１５を反射させることになる。１軸から２軸の方向性範囲にわたり多層スタックを延伸させることにより、異なる方向性を有する平面偏光された入射光について一つの反射能範囲を有するフィルムが作り出される。かくして、多層スタックを反射型偏光子又はミラーとして有用なものにすることができる。
【０００９】
本発明に従って構築された多層光学フィルムは、きわめて広いか又は重合体層界面については存在しないブルースター角（層界面のいずれかにおいて入射する光について反射率がゼロとなる角度）を示す。これとは対照的に、既知の多層重合体フィルムは、層界面で比較的小さいブルースター角度を示し、その結果光の透過及び／又は望ましくない虹色がもたらされる。しかしながら、本発明による多層光学フィルムは、ｐ偏光された光についてその反射能が入射角と共にゆっくりと減少する偏光子及びミラーの構築を可能にし、入射角とは独立しているか、又は入射角が垂直から離れるにつれて増大する。その結果、広い帯域幅にわたる及び広い角度範囲にわたるｓ及びｐ偏光の両方の光について高い反射能を有する多層スタックを達成することができる。
【００１０】
図２は、多層スタックの２層を示し、各層についての３次元屈折率を表示する。各層についての屈折率は、層１０２についてｎ1x、ｎ1y及びｎ1zであり、層１０４についてｎ2x、ｎ2y及びｎ2zである。各フィルム層内の屈折率同士の及びフィルムスタック内のその他の層の屈折率に対する関係は、任意の方位角方向からの任意の入射角での多層スタックの反射率挙動を決定する。米国特許第５，８８２，７７４号明細書内で記述された原理及び設計上の考慮事項は、多種多様な状況及び利用分野のための所望の光学的効果を有する多層スタックを作り上げる目的で適用することができる。多層スタック内の層の屈折率は、所望の光学的特性を生み出すために操作し調整することができる。
【００１１】
再び図１Ｂを参照すると、多層スタック１０は、数十、数百又は数千の層を含むことができ、各層は、数多くの異なる材料のうちのいずれを用いても作ることができる。特定のスタックのための材料の選択を決定する特性は、スタックに望まれる光学的性能によって左右される。スタックは、その中の層の数と同じ数の材料を含むことができる。製造を容易にするためには、好ましい薄い光学フィルムスタックは、わずかな異なる材料しか含まない。
【００１２】
材料間の境界又は異なる物理的特性を有する化学的に同一の材料は、急激であっても漸進的であってもよい。解析的解法を伴ういくつかの単純なケースを除いて、連続的に変動する屈折率を有する後者のタイプの層状化された媒質の分析は、通常、急激な境界を有するものの隣接する層間の特性変化がわずかしかないはるかに多数のより薄い均等な層として、処理される。
【００１３】
好ましい多層スタックは、低い／高い屈折率のフィルム層対で構成されており、ここで各々の低／高屈折率フィルム層対は、それが設計上反射すべき帯域の中心波長の２分の１の組合せ光学厚みを有している。かかるフィルムのスタックは、一般に４分の１波長スタックと呼ばれる。可視光及び近赤外線波長が関与する多層光学フィルムについては、４分の１波長スタックの設計の結果として、多層スタック内の層の各々は、０．５ミクロン以下の平均厚みを有することになる。
【００１４】
反射型フィルム（例えばミラー）が望まれる利用分野においては、各偏光の光及び入射平面についての所望の平均透過率は、一般に反射型フィルムの意図された用途によって左右される。多層ミラーフィルムを製造する１つの方法は、多層スタックを２軸延伸することにある。高効率の反射型フィルムについては、可視スペクトル（３８０〜７５０ｎｍ）全体にわたる垂直入射での各延伸方向に沿った平均的透過率は、望ましくは、１０パーセント未満（９０パーセントを超える反射率）、好ましくは５パーセント未満（９５パーセントを超える反射率）、より好ましくは２パーセント未満（９８パーセントを超える反射率）そしてさらに一層好ましくは１パーセント未満（９９パーセントを超える反射率）である。３８０〜７５０ｎｍの垂直から６０度における平均透過率は、望ましくは２０パーセント未満（８０パーセントを超える反射率）、好ましくは１０パーセント未満（９０パーセントを超える反射率）、より好ましくは５パーセント未満（９５パーセントを超える反射率）；さらに一層好ましくは２パーセント未満（９８パーセントを超える反射率）、そしてさらに一層好ましくは１パーセント未満（９９パーセントを超える反射率）である。
【００１５】
さらに、或る種の利用分野については、非対称反射型フィルムが望ましいものであり得る。その場合、１つの延伸方向に沿った平均的透過は、望ましくは例えば５０パーセント未満であり得、一方、もう１つの延伸方向に沿った平均的透過率は、望ましくは、例えば可視スペクトル（３８０〜７５０ｎｍ）の帯域幅全体にわたり、又は可視スペクトル全体と近赤外内（３８０〜８５０ｎｍ）にわたり、例えば２０パーセント未満であり得る。
【００１６】
多層光学フィルムは同様に、反射型偏光子として動作するように設計することができる。多層反射型偏光子を製造する１つの方法は、多層スタックを１軸延伸することにある。得られた反射型偏光子は、広範囲の入射角について、（延伸方向で）その偏光平面が一方の軸に平行である状態で光に対する高い反射能を有するのと同時に、広範囲の入射角について、（非延伸方向で）その偏光平面が他方の軸に平行である状態で光に対する高い透過率及び低い反射能を有する。各フィルムの３つの屈折率、ｎx、ｎy及びｎzを制御することにより、所望の偏光子挙動を得ることができる。
【００１７】
数多くの利用分野について、理想的な反射型偏光子は、全ての入射角で１本の軸（いわゆる消光軸）に沿って高い反射率を有し、もう１本の軸（いわゆる透過軸）に沿ってゼロの反射率を有する。偏光子の透過軸については、一般に、問題の帯域幅全体にわたってと同様問題の角度範囲全体にわたり透過軸の方向で偏光された光の透過を最大にすることが望ましい。
【００１８】
可視スペクトル（３００ｎｍの帯域幅については３８０〜７５０ｎｍ）を横断した透過軸内での偏光子についての垂直入射における平均的透過率は、望ましくは少なくとも５０パーセント、好ましくは少なくとも７０パーセント、より好ましくは少なくとも８０パーセント、そしてさらに一層好ましくは少なくとも９０パーセントである。３８０〜７５０ｎｍの偏光子についての垂直から６０度（ｐ偏光された光について透過軸に沿って測定されたもの）での平均的透過率は、望ましくは少なくとも５０パーセント、好ましくは少なくとも７０パーセント、より好ましくは少なくとも８０パーセント、さらに一層好ましくは少なくとも９０パーセントである。
【００１９】
可視スペクトル（３００ｎｍの帯域幅について３８０〜７５０ｎｍ）を横断した消光軸の方向で偏光された光についての垂直入射での多層反射型偏光子についての平均的透過率は、望ましくは５０パーセント未満、好ましくは３０パーセント未満、より好ましくは１５パーセント未満、そしてさらに一層好ましくは５パーセント未満である。３８０〜７５０ｎｍの消光軸の方向で偏光された光のための偏光子についての垂直から６０度（ｐ偏光された光について透過軸に沿って測定された角度）での平均的透過率は、望ましくは５０パーセント未満、好ましくは３０パーセント未満、より好ましくは１５パーセント未満、そしてさらに一層好ましくは５パーセント未満である。
【００２０】
或る種の利用分野においては、その偏光平面がオフノルマル角度での透過軸に平行である状態でｐ−偏光された光についての高い反射能が好まれる。透過軸に沿って偏光された光についての平均反射能は、垂直から少なくとも２０度の角度で２０パーセントを超えているべきである。
【００２１】
さらに、本明細書では反射型偏光フィルム及び非対称反射型フィルムが別々に論述されていいるが、（それらが互いとの関係においてその目的で適正に配向されていることを条件として）それらの上に入射する実質的に全ての光を反射するようにかかるフィルムを２枚以上具備することも可能であるということを理解すべきである。この構成は、標準的に多層光学フィルムが本発明によるバックライトシステム内で反射体として使用される場合に望まれる。
【００２２】
透過軸に沿って幾分かの反射能が発生する場合には、オフノルマル角度での偏光子の効率を低減させることができる。透過軸に沿った反射能がさまざまな波長について異なる場合、透過光の中に色を導入することもできる。色を測定するための１つの方法は、問題の波長範囲全体にわたる選択された角度（単複）における透過率の二乗平均平方根（ＲＭＳ）値を決定することである。ＲＭＳ色の百分率は、以下の等式に従って決定することができる。
【数１】
2005509179.tif 000003
なお、式中、範囲λ１〜λ２は問題の波長範囲又は帯域幅であり、Ｔは透過軸に沿った透過率、そしてＴは、問題の波長範囲内の透過軸に沿った平均透過率である。低色偏光子が望ましい利用分野については、ＲＭＳ色百分率は、垂直から少なくとも３０度好ましくは垂直から少なくとも４５度、さらに一層好ましくは垂直から少なくとも６０度の角度で、１０パーセント未満、好ましくは８パーセント未満、より好ましくは３．５パーセント未満、そしてさらに一層好ましくは２パーセント未満であるべきである。
【００２３】
好ましくは、反射型偏光子は、特定の利用分野のための透過軸に沿った所望のＲＭＳ色百分率と、問題の帯域幅を横断した消光軸に沿った所望の反射能の量を組合せる。可視範囲内の帯域幅（４００〜７００ｎｍ又は３００ｎｍの帯域幅）を有する偏光子については、垂直入射での消光軸に沿った平均的透過は望ましくは、４０パーセント、より望ましくは２５パーセント未満、好ましくは１５パーセント未満、より好ましくは５パーセント未満そしてさらに一層好ましくは３パーセント未満である。
【００２４】
材料の選択及び処理
前述の米国特許第５，８８２，７７４号明細書で記述されている設計上の考慮事項を用いて、当業者であれば、所望の屈折率関係を生み出すように選択された条件下で処理した場合に発明に従った多層反射型フィルム又は偏光子を形成するのに多種多様な材料を使用することができるということを容易に認識することだろう。所望の屈折率関係は、フィルム形成中又は後の延伸（例えば有機重合体の場合）、押出し加工（例えば液晶材料の場合）又はコーティングを含めたさまざまな方法で達成できる。さらに、２つの材料が、同時押出し成形できるよう類似のレオロジー特性（例えば融解粘度）を有することが好ましい。
【００２５】
一般的に、第１の材料として、結晶質又は半結晶質又は液晶材料、好ましくは重合体を選択することによって適切な組合せを達成することができる。一方第２の材料は、結晶質、半結晶質又は非晶質であってよい。第２の材料は、第１の材料と反対の又は同じ複屈折を有することができる。ところが第２の材料は、全く複屈折をもたなくてもよい。重合体技術では、重合体が標準的に完全に結晶質でないことが一般に認められており、従って本発明においては結晶質又は半結晶質重合体という語が、非晶質でない重合体を意味し一般的に結晶質、部分的に結晶質、半結晶質などと呼ばれる材料のうちの任意のものを含むということを理解すべきである。第２の材料は、第１の材料と反対の又は同じ複屈折を有することができる。ところが第２の材料は全く複屈折をもたなくてもよい。
【００２６】
適切な材料の特定的例としてはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及びそれらの異性体（例えば、２，６−、１，４−、１，５−、２，７−及び２，３−ＰＥＮ）、ポリアルキレンテレフタレート（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）ポリイミド（例えばポリアクリル酸イミド）、ポリエーテルイミド、アタクチック・ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリレート（例えばポリイソブチルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート及びポリメチルメタクリレート）、ポリアクリレート（例えばポリブチルアクリレート及びポリメチルアクリレート）シンジオタクチック・ポリスチレン（ｓＰＳ）、シンジオタクチック・ポリ−アルファ−メチルスチレン、シンジオタクチック・ポリジクロロスチレン、共重合体及びこれらポリスチレンのいずれかの共重合体及び配合物、セルロース誘導体（例えばエチルセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸セルロースブチレート、及び硝酸セルロース）、ポリアルキレン重合体（例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチレン及びポリ（４−メチル）ペンテン）、フッ素化重合体（例えばペルフルオロアルコキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレン−プロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン及びポリクロロトリフルオロエチレン）、塩素化重合体（例えばポリ塩化ビニリデン及びポリ塩化ビニル）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリエーテルアミド、アイオノマー樹脂、エラストマ（例えばポリブタジエン、ポリイソプレン及びネオプレン）及びポリウレタンが含まれる。同様に適切であるのは、例えばＰＥＮの共重合体（ｃｏＰＥＮ）（例えば２，６−、１，４−、１，５−、２，７−及び／又は２，３−ナフタレンジカルボン酸又はそれらのエステルと（ａ）テレフタル酸又はそれらのエステル；（ｂ）イソフタル酸又はそれらのエステル；（ｃ）フタル酸又はそれらのエステル；（ｄ）アルカングリコール；（ｅ）シクロアルカングリコール（例えばシクレキサンジメタンジオール）；（ｆ）ジカルボン酸アルカン；及び／又は（ｇ）ジカルボン酸シクロアルカン（例えばジカルボン酸シクロヘキサン）との共重合体）、ポリアルキレンテレフタレートの共重合体（例えばテレフタル酸又はそれらのエステルと（ａ）ジカルボン酸ナフタレン又はそれらのエステル；（ｂ）イソフタル酸又はそれらのエステル；（ｃ）フタル酸又はそれらのエステル；（ｄ）アルカングリコール；（ｅ）シクロアルカングリコール（例えばシクロヘキサンジメタンネルジオール）；（ｆ）ジカルボン酸アルカン及び／又は（ｇ）ジカルボン酸シクロアルカン（例えばジカルボン酸シクロヘキサン）との共重合体）、及びスチレン共重合体（例えばスチレン−ブタジエン共重合体及びスチレン−アクリロニトリル共重合体）、４，４’−二安息香酸及びエチレングリコールといった共重合体である。さらに、各々の個別層は、上述の重合体又は共重合体のうちの２つ以上のものの配合物をも含みうる（例えば、ｓＰＳとアタクチック・ポリスチレンの配合物）を含むことができる。記述されているｃｏＰＥＮは、少なくとも１つの成分がナフタレンジカルボン酸に基づく重合体でありその他の成分がＰＥＴ、ＰＥＮ、ｃｏＰＥＮといったようなその他のポリエステル又はポリカーボネートであるペレットの配合物であってもよい。
【００２７】
偏光子の場合における層の特に好ましい組合せには、ＰＥＮ／ｃｏＰＥＮ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／ｃｏＰＥＮ、ＰＥＮ／ｓＰＳ、ＰＥＴ／ｓＲＳ、ＰＥＮ／Ｅｓｔａｒ、及びＰＥＴ／Ｅｓｔａｒが含まれ、ここで「ｃｏＰＥＮ」はナフタレンジカルボン酸（上述の通り）を意味し、Ｅｓｔａｒは、Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から市販されているポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートである。
【００２８】
反射型フィルムの場合における特に好ましい層組合せには、ＰＥＴ／Ｅｃｄｅｌ、ＰＥＮ／Ｅｃｄｅｌ、ＰＥＮ／ｓＰＳ、ＰＥＮ／ＴＨＶ、ＰＥＮ／ｃｏ−ＰＥＴ及びＰＥＴ／ｓＰＳが内含され、ここで「ｃｏ−ＰＥＴ」は、テレフタル酸に基づく共重合体又は配合物（上述の通り）を意味し、エクデル（Ｅｃｄｅｌ）は、イーストマン・ケミカル・カンパニー（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）から市販されている熱可塑性ポリエステルであり、ＴＨＶは、ミネソタ州サンポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｓｔ．  Ｐａｕｌ，  Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から市販されているフッ素重合体である。
【００２９】
フィルム内の層の数は、フィルム厚み、可とう性及び経済性を理由として最小数の層を用いて所望の光学的特性を達成するように選択される。偏光子及び反射型フィルムの両方の場合において、層の数は好ましくは１０，０００未満、より好ましくは５０００未満、さらに一層好ましくは２０００未満である。
【００３０】
上述のように、さまざまな屈折率（ひいては多層フィルムの光学的特性）の間の所望の関係を達成する能力は、多層フィルムを調製するために使用される処理条件により影響される。延伸によって配向されうる有機重合体の場合、フィルムは一般に、個々の重合体を同時押出しして多層フィルムを形成し次に、選択された温度での延伸とそれに続く選択された温度での任意の熱硬化によりフィルムを配向することによって調製される。代替的には、押出し及び配向工程を同時に行なうこともできる。偏光子の場合には、フィルムは、実質的に一方向に延伸され（一軸方向性）、一方反射型フィルムの場合には、フィルムは実質的に二方向に延伸される（２軸方向性）。
【００３１】
（延伸比の平方根に等しい）交叉延伸の自然の減少から交叉延伸方向にフィルムを寸法的に緩めることができ；又交叉延伸次元の実質的な変化をことごとく制限するように、これを単純に制約することもでき；又交叉延伸次元で積極的に延伸させることもできる。フィルムは、例えば長さオリエンターで機械方向に、又はテンターを用いて幅方向に延伸することもできる。
【００３２】
予備延伸温度、延伸温度、延伸速度、延伸比、ヒートセット温度、ヒートセット時間、ヒートセットリラクゼーション及び交叉延伸リラクゼーションは、所望の屈折率関係を有する多層フィルムを生み出すように選択される。これらの変数は相互に依存している。かくして、例えば、比較的低い延伸温度と組合わせた場合、比較的低い延伸速度を使用することができる。当業者にとっては、所望の多層フィルムを達成するためにこれらの変数の適切な組合せをいかに選択するかは明白となろう。しかしながら、一般的には、延伸方向に１：２〜１：１０（より好ましくは１：３〜１：７）そして延伸方向に直交して１：０．２〜１：１０（より好ましくは１：０．２〜１：７）の範囲内の延伸比が好ましい。
【００３３】
複屈折ポリイミドのためのスピンコーティング（例えばボーズら、Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．：Ｐａｒｔ  Ｂ、  ３０：１３２１（１９９２）に記述されているようなもの）及び結晶質有機化合物のための真空蒸着（例えばザングら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ，５９：８２３（１９９１）に記述されているようなもの）といったような技術を用いて、適切な多層フィルムを調製することもできる；後者の技術は、結晶質有機化合物及び無機材料の或る種の組合せのために特に有用である。
【実施例】
【００３４】
ここで以下の実施例において、多層反射型ミラーフィルム及び多層反射型偏光子の例について記述する。
【００３５】
実施例１
（ＰＥＮ：ＴＨＶ５００、４４９、ミラー）
一回の作業でキャストウェブを押出し成形し、後に実験室フィルム延伸器具の中でフィルムを配向することにより、４４９層を含む同時押出し成形フィルムを作製した。固有粘度が０．５３ｄｌ／ｇ（６０重量パーセントのフェノール／４０重量パーセントのジクロロベンゼンの溶液中で測定されたもの）のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を１時間５６ポンドの速度で１つの押出し機により送出し、ＴＨＶ５００（ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー［Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ］から入手可能なフッ素重合体）を１時間１１ポンドの速度でもう１台の押出し機によって送出した。ＰＥＮは、表面薄層上にあり、５０パーセントのＰＥＮは２つの表面薄層内に存在した。フィードブロック方法を用いて５７層を生成し、これらを３基の倍増装置に通過させて４４９層の押出品を製造した。キャストウェブの厚みは２０ミル、幅は３０．４ｃｍであった。ウェブはその後、フィルムの方形区分を把持し同時に均等な速度でそれを両方向に延伸させるのにパンダグラフを用いる実験室用延伸装置を使用して、２軸配向された。７．４６平方ｃｍのウェブを約１００℃で延伸機内に投入し、６０秒で１４０℃まで加熱した。その後、標本が約３．５×３．５まで延伸されるまで、１０パーセント／秒（当初の寸法に基づく）で延伸を開始した。延伸の直後に、室温の空気を吹きつけることにより、標本を冷却した。
【００３６】
図３は、この多層フィルムの透過を示している。曲線（ａ）は、透過方向において偏光された光についての垂直入射での応答を示し、一方曲線（ｂ）は、透過方向で偏光されたｐ偏光についての６０度での応答を示す。
【００３７】
実施例２
（ＰＥＮ：ＰＭＭＡ、６０１、ミラー）
同時押出しプロセスを介して逐次的フラットフィルム製造ライン上で、６０１層を含む同時押出し成形フィルムを作製した。固有粘度が０．５７ｄｌ／ｇ（６０重量パーセントのフェノール／４０重量パーセントのジクロロベンゼンの溶液中で測定されたもの）のポリエチレンナフタレート（ＰＥＭ）を１時間１１４ポンドの速度で押出し機Ａにより送出し、１時間あたり６４ポンドはフィードブロックに進み、残りは、以下に記述する表面薄層に進んだ。１時間６１ポンドの速度で押出し機ＢによりＰＭＭＡ（アメリカのＩＣＩ社からの構成要素−８２）を送出し、その全てがフィードブロックへと進んだ。ＰＥＮはフィードブロックの表面薄層上にあった。米国特許第３，８０１，４２９号明細書内に記述されているものといったようなフィードブロックを用いて、フィードブロック方法を使用して１５１層を生成し、フィードブロックの後、押出し機Ａによって送出された同じタイプのＰＥＮを一時間に約３０ポンド計量する押出し機Ｃを用いて２つの対称な表面薄層を同時押出し成形した。この押出品は２基の倍増装置の中を通過し、約６０１層の押出品を生成した。米国特許第３，５６５，９８５号明細書は、類似の同時押出し倍増装置について記述している。押出品は、押出し機Ａから１時間に５０ポンドのＰＥＮという合計速度で表面薄層を同時押出しするもう１つの装置の中を通過した。ウェブは、約１３８℃のウェブ温度で、約３．２の圧伸比まで長さ配向された。フィルムをその後、約３８秒で約１５４℃まで予備加熱し、一秒に約１１パーセントの割合で約４．５の圧伸比まで横方向に圧伸した。その後、いかなるリラクゼーションも許さずに２２７℃でフィルムをヒートセットした。完成したフィルムの厚みは約３ミルであった。
【００３８】
図４、曲線（ａ）を見ればわかるように、垂直入射における帯域幅は、９９パーセント以上の平均帯域内消光度で約３５０ｎｍである。光吸収量は、その値が低いために測定が困難であるが、１パーセント未満である。Ｓ（曲線（ｂ））及びｐ偏光（曲線（ｃ））された光の両方が、垂直から５０パーセントの入射角度で類似の消光度を示し、帯域は予想通りより短かい波長へとシフトした。ｓ偏光された光についての赤色帯域縁部は、ｓ偏光についての予想された帯域幅がより大きいものであること及びＰＥＮ層内でｐ偏光により見られる屈折率がさらに低いことに起因して、ｐ偏光の場合ほど青色へとシフトしない。
【００３９】
実施例３
（ＰＥＮ：ＰＣＴＧ、４４９、偏光子）
一回の作業でキャストウェブを押出し成形し、後に実験室フィルム延伸器具の中でフィルムを配向することにより、４８１層を含む同時押出し成形フィルムを作製した。６１層のフィードブロック及び３（２×）基の倍増装置を用いてフィードブロック方法を使用した。厚い表面薄層を最終倍増装置とダイの間に付加した。押出し成形フィルムを作製した。固有粘度が０．４７ｄｌ／ｇ（６０重量パーセントのフェノール／４０重量パーセントのジクロロベンゼンの溶液中で測定されたもの）のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を１時間２５．０ポンドの速度で１つの押出し機によりフィードブロックに送出した。一時間２５．０ポンドの速度でもう１つの押出し機により、グリコール改質されたポリエチレンジメチルシクロヘキサンテレフタレート（イーストマン（Ｅａｓｔｍａｎ）社製のＰＣＴＧ５４４５）を送出した。上述の押出し機からのＰＥＮのもう１つの流れを、１時間２５．０ポンドの速度で倍増装置の後に表面薄層として付加した。キャストウェブの厚みは約０．１８ｍｍ、幅は３０．５ｃｍであった。ウェブはその後、フィルムの１区分を把持し均等な速度でそれを一方向に延伸させその間もう一方の方向では自由に緩むことができるようにするべくパンタグラフを用いる実験室用延伸装置を使用して、１軸配向された。投入されたウェブの標本は、幅約５．４０ｃｍ（無拘束方向）で、パンタグラフのグリッパ間の長さが７．４５ｃｍであった。ウェブを、約１００℃で延伸機内に投入し、４５秒間１３５℃まで加熱した。その後、標本が約６：１（グリッパ対グリッパの測定に基づく）まで延伸されるまで、２０パーセント／秒（当初の寸法に基づく）で延伸を開始した。延伸の直後に、室温の空気を吹きつけることにより、標本を冷却した。中央で標本は２．０の割合でリラクゼーションを起こしていることがわかった。
【００４０】
図５は、この多層フィルムの透過を示しており、ここで曲線ａは、垂直入射での非延伸方向において偏光された光の透過を示し、一方曲線ｂは、６０度入射での非延伸方向で偏光されたｐ偏光の透過を示し、曲線ｃは、垂直入射での延伸方向で偏向された光の透過を示す。４００〜７００ｎｍの曲線ａの平均透過は８９．７パーセントであり、４００〜７００ｎｍの曲線ｂについての平均透過は９６．９パーセントであり、４００〜７００ｎｍの曲線ｃについての平均透過は４．０パーセントである。曲線ａのＲＭＳ色百分率は１．０５パーセント、曲線ｂについてのＲＭＳ色百分率は１．４４パーセントである。
【００４１】
実施例４
（ＰＥＮ：ｃｏＰＥＮ、６０１、偏光子）
同時押出しプロセスを介して逐次的フラットフィルム製造ライン上で、６０１層を含む同時押出し成形フィルムを作製した。固有粘度が０．５４ｄｌ／ｇ（６０重量パーセントのフェノール／４０重量パーセントのジクロロベンゼンの溶液中で測定されたもの）のポリエチレンナフタレート（ＰＥＭ）を１時間７５ポンドの速度で押出し機により送出し、ｃｏＰＥＮを１時間６５ポンドでもう１つの押出し機により送出した。ｃｏＰＥＮは、７０モルパーセントの２，６ナフタレンジカルボキシレートメチルエステル、１５パーセントのジメチルイソフタレート及び１５パーセントのジメチルテレフタレートとエチレングリコールの共重合体であった。フィードブロック方法を用いて１５１層を生成した。フィードブロックは、最も薄い層から最も厚い層まで１．２２の厚み比で、上面から底面までの厚み勾配を有するフィルムスタックを生成するように設計された。ＰＥＮ表面薄層を、同時押出しされた層の８パーセントの合計厚みで光学スタックの外側で同時押出し成形した。光学スタックを、２基の逐次的倍増装置によって増倍させた。倍増装置の公称増倍比は、それぞれ１．２と１．２７であった。その後フィルムを約４０秒で１５４℃まで予熱し、秒あたり６パーセントの速度で約５．０の圧伸比まで横方向に圧伸した。完成したフィルムの厚みは約２ミルであった。
【００４２】
図６は、この多層フィルムについての透過率を示している。曲線ａは、垂直入射での非延伸方向において偏光された光の透過率を示し、曲線ｂは６０度の入射でのｐ偏光の透過率を示し、曲線ｃは、垂直入射での延伸方向で偏向された光の透過率を示す。垂直及び６０度の両方の入射において非延伸方向でのｐ偏光の透過率が非常に高い（８０〜１００パーセント）ことに留意されたい。同様に、曲線Ｃにより示されている可視範囲（４００〜７００ｎｍ）内の延伸された方向で偏光された光の反射率が非常に高いことにも留意されたい。反射率は５００〜６５０ｎｍの間でほぼ１００パーセントである。
【００４３】
実施例５
（ＰＥＮ：ｓＰＳ、４８１、偏光子）
イーストマン・ケミカルズ（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から購入した０．５６ｄｌ／ｇという固有粘度（６０重量パーセントのフェノール／４０重量パーセントのジクロロベンゼンの溶液中で測定されたもの）を有するポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及びシンジオタクチック・ポリスチレン（ｓＰＳ）単独重合体（重量平均分子量＝２００，０００ダルトン、ダウ・コーポレーション（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から見本として入手したもの）から４８１層の多層フィルムを作製した。ＰＥＮは、外部層上にあり、１時間あたり２６ポンドで押出し成形され、ｓＰＳは１時間２３ポンドで押出し成形された。使用したフィードブロックは、６１層を生成し、６１の各々がほぼ同じ厚みを有していた。フィードブロックの後、３つの（２×）倍増装置を使用した。フィードブロックに供給された同じＰＥＮを含む等しい厚みの表面薄層を、１時間２２ポンドの合計速度で最終倍増装置の後に付加した。ウェブを、３０．５ｃｍ幅のダイを通して約０．２７６ｍｍの厚みまで押出し成形した。押出し温度は２９０℃であった。
【００４４】
このウェブを９日間周囲条件下で保管し、その後、テンター上で１軸配向した。フィルムを約２５秒内で約１６０℃まで予熱し、１秒あたり約２８パーセントの速度で約６：１の圧伸比まで横方向に圧伸した。延伸方向のリラクゼーションは、全く不可能であった。完成したフィルムの厚みは約０．０４６ｍｍであった。
【００４５】
図７は、４８１層を含有するこのＰＥＮ：ｓＰＳ反射型偏光子の光学的特性を示している。曲線ａは、垂直入射での非延伸方向において偏光された光の透過率を示し、曲線ｂは、６０度の入射でのｐ偏光の透過率を示し、曲線ｃは垂直入射での延伸方向において偏光された光の透過率を示す。垂直及び６０度入射の両方においてｐ偏光の透過率が非常に高いことに留意されたい。４００〜７００ｎｍにわたる曲線ａについての平均透過率は８６．２パーセントであり、４００〜７００ｎｍにわたる曲線ｂについての平均透過率は７９．７パーセントである。同様に、曲線ｃによって示される可視範囲（４００〜７００ｎｍ）内の延伸された方向で偏光された光の反射率が非常に高いことにも留意されたい。フィルムは、４００〜７００ｎｍの間で、曲線ｃについて１．６パーセントの平均透過率を有している。曲線ａについてのＲＭＣ色百分率は３．２パーセントであり、一方、曲線ｂについてのＲＭＣ色百分率は１８．２パーセントである。
【００４６】
実施例６
（ＰＥＮ：ｃｏＰＥＮ、６０３、偏光子）
６０３層を含む反射型偏光子を、押出し成形プロセスを介して逐次的フラットフィルム製造ライン上で作製した。０．４７ｄｌ／ｇの固有粘度（６０重量パーセントのフェノール／４０重量パーセントのジクロロベンゼンの溶液中で測定されたもの）を有するポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を１時間８３ポンド（３８ｋｇ）の速度で１基の押出し機により送出し、もう１つの押出し機により１時間７５ポンド（３４ｋｇ）でｃｏＰＥＮを送出した。ｃｏＰＥＮは、７０モルパーセントの２，６ナフタレンジカルボキシレートメチルエステル、１５モルパーセントのジメチルイソフタレート及び１５モルパーセントのジメチルテレフタレートとエチレングリコールの共重合体であった。フィードブロック方法を用いて１５１層を生成した。フィードブロックは、最も薄い層から最も厚い層まで１．２２の厚み比で、上面から底面までの厚み勾配を有するフィルムスタックを生成するように設計された。この光学スタックを、２基の逐次的倍増装置によって増倍させた。倍増装置の公称増倍比は、それぞれ１．２と１．４であった。最終倍増装置とダイの間に、１時間１０６ポンド（４８ｋｇ）の合計速度で第３の押出し機により送出される、上述の同じｃｏＰＥＮから成る表面薄層を付加した。その後フィルムを約３０秒で１５０℃まで予熱し、秒あたり２０パーセントの速度で約６という圧伸比まで横方向に圧伸した。完成したフィルムの厚みは約０．０８９ｍｍであった。
【００４７】
図８は、実施例６の偏光子の光学的性能を示している。曲線ａは、垂直入射での非延伸方向において偏光された光の透過率を示し、曲線ｂは、５０度の入射角での非延伸方向でのｐ偏光の透過率を示し、曲線ｃは垂直入射での延伸方向において偏光された光の透過率を示す。非延伸方向で偏光された光の透過率が非常に高いことに留意されたい。４００〜７００ｎｍにわたる曲線ａについての平均透過率は８７パーセントである。同様に、曲線ｂによって示される可視範囲（４００〜７００ｎｍ）内の延伸された方向で偏光された光の反射率が非常に高いことにも留意されたい。フィルムは、４００〜７００ｎｍの間で、曲線ｂについて２．５パーセントの平均透過率を有している。さらに、この偏光子のＲＭＣ色百分率は非常に低い。曲線ｂについてのＲＭＣ色百分率は５パーセントである。
【００４８】
上述のような多層光学スタックは有意かつ望ましい光学特性を提供できるものの、機械的、光学的又は化学的でありうるその他の特性は、光学スタックの性能を劣化させることなく光学スタック自体の中に提供するのが困難なものである可能性がある。かかる特性は、光学スタック自体の主たる光学的機能に寄与しないもののこれらの特性を提供する１以上の層を光学スタックと共に含むことによって提供することができる。これらの層は、標準的に光学スタックの主要平面上に提供されているため、しばしば「表面薄層（スキン層）」として知られている。
【００４９】
フィードブロック及びダイの壁に沿った高いせん断から多層スタックを保護するため、その製造中に多層スタックの一方又は両方の主要平面上に表面薄層を同時押出し成形することができ、また、しばしば、表面薄層を構成する重合体メルトの中に例えばＵＶ安定剤などの添加剤を混合し、改変された特性を有する表面薄層を製造中に多層光学スタックの片面又は両面上で同時押出し成形することによって、所望の化学的又は物理的特性を有する外部層を得ることができる。代替的には、多層フィルムの製造中に表面薄層の外側に追加の層を同時押出し成形することもできる。これらは、別のコーティング作業で多層フィルム上にコーティングすることができる：そうでなければ、別のポリエステル（ＰＥＴ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、金属又はガラスといったような剛性又は半剛性の補強用基板又は、フィルム、ホイルとして多層フィルムに積層してもよい。多層重合体フィルムをもう１つの表面に積層するのに有用な接着剤としては、光学的に透明な接着剤及び乱反射性接着剤の両方が含まれ、又、感圧接着剤及び非感圧接着剤の両方が含まれる。感圧接着剤は、通常室温で接着性があり、軽く指で圧力を加える程度で１つの表面に接着され得るが、一方、非感圧接着剤には、溶剤、熱又は放射線で活性化される接着剤システムが含まれる。本発明で有用な接着剤の例としては、ポリアクリレート；ポリビニルエーテル；天然ゴム、ポリイソプレン及びポリイソブチレンといったジエン含有ゴム；ポリクロロプレン；ブチルゴム；ブタジエン−アクリロニトリル重合体；熱可塑性エラストマ；スチレン−イソプレン及びスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン重合体及びスチレン−ブタジエン重合体といったブロック共重合体；ポリ−アルファ−オレフィン；非晶質ポリオレフィン；シリコーン；酢酸ビニルエチレン、エチルアクリレート及びエチルメタクリレートといったエチレン含有共重合体；ポリウレタン；ポリアミド；エポキシ；ポリビニルピロリドン及びビニルピロリドン共重合体；ポリエステル；及び上述のものの混合物の一般的組成物に基づくものがある。さらに、接着剤は、接着付与剤、可塑化剤、充てん材、酸化防止剤、安定剤、顔料、拡散粒子、硬化剤、殺生剤及び溶剤を含有する可能性がある。本発明で有用な好ましい接着剤としては、ＶＩＴＥＬ３３００（オハイオ州アクロンのシェル・ケミカル・カンパニー（Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，（Ａｋｒｏｎ，  ＯＨ））から入手可能なホットメルト接着剤）、又はミネソタ州サンポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．  Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）製の９０／１０  ＩＯＡ／ＡＡアクリル接着剤といったようなアクリル感圧接着剤がある。多層フィルムをもう１つの表面に接着させるために積層接着剤が使用される場合には、接着剤の組成及び厚みは、好ましくは、多層スタックの光学特性と干渉しないように選択される。例えば、高い透過率が望まれる多層重合体偏光子又はミラーに対し追加の層を積層する場合には、積層用接着剤は、偏光子又はミラーの設計上透明であるべき波長領域内で、光学的に透明でなくてはならない。
【００５０】
図１０及び図１１は、それぞれ１つ及び２つの追加の層を有する多層スタックを例示している。以下では図１０及び図１１を用い、適用可能なさまざまな追加の層について記述する。
【００５１】
異なる機械的特性を有する表面薄層が望まれる１つの分野は、反射型偏光子といったような１軸配向の多層光学スタックに関係する。かかるスタックは往々にして、主圧伸方向で低い引裂き抵抗を示す傾向にある。このため、製造プロセス中に収量が減少するか又はその後の取扱い中にフィルムが破損する可能性がある。これに耐えるため、引裂き抵抗層を、光学スタックの外部主要平面に接着させることができる。これらの強靱な層は、任意の適切な材料でできていてよく、光学スタック内で使用される材料の１つと同じにすることさえ可能である。引裂き抵抗層のための材料を選択する上で考慮されるべき要因としては、破断伸び百分率、ヤング率、引裂き強度、内部層に対する接着力、問題の電磁帯域幅内での分光透過度及び吸収百分率、光学的透明度、又は曇り度、周波数、テクスチュア及び粗度の一関数としての屈折率、メルト熱安定性、分子量分布、メルトレオロジー及び同時押出可能性、強靱な光学層内の材料間の相互拡散速度及び混和性、圧伸条件下でのリラクゼーション及び結晶化挙動、粘強性応答、使用温度での熱安定性、耐候性、コーティングに対する接着能力及びさまざまな気体及び溶剤に対する透過性が含まれる。当然のことながら、前述のように、選択された材料が光学スタックの特性にとって有害な光学的特性を有していないことが重要である。これらは、製造プロセス中に塗布されてもよいし、又は後に光学スタックにコーティング又は積層されてもよい。同時押出し成形プロセスなどにより製造プロセス中に光学スタックに対しこれらの層を接着させることは、光学スタックが製造プロセス中、保護されるという利点を提供する。
【００５２】
本発明のこの態様を例示するべく図１０を用いると、引裂き抵抗層４００を有する多層光学スタックが示されている。フィルム４００は、光学スタック４１０を含む。光学スタック４１０は、異なる光学的特性を有する２つの重合体の交互層４１２及び４１４を含む。光学スタック４１０の主要平面に付着されているのは、引裂き抵抗層４１６及び４１８である。層４１６及び４１８は、図１０中に層４１２及び４１４よりも厚いものとして示されているが、図１０は、一般に好ましい実施形態について評価するためのものではないということに留意すべきである。一般に、層４１６及び４１８の各々が光学スタックの厚みの５パーセントより大きい厚みを有することが望ましい。使用される材料の量を不必要に増加させることなく引裂き抵抗を提供するためには、層４１６及び４１８の各々が、光学スタックの厚みの５〜６０パーセントの範囲内の厚みを有することが好ましい。かくして、光学スタックが６００層を有する場合、このような好ましい実施形態においては、引裂き抵抗層４１６及び４１８の各々の厚みは、スタックの層のうちの３０〜３６０の厚みに等しくなる。より好ましい実施形態においては、引裂き抵抗層４１６及び４１８の各々は、光学スタックの厚みの３０パーセントから５０パーセントの範囲内の厚みを有することになる。
【００５３】
特に望ましい実施形態においては、引裂き抵抗性外部層は、交互層４１２及び４１４内で使用される同じ材料のうちの１つでできていてよい。特に、ＰＥＮ及びｃｏＰＥＮの交互層を含む反射型偏光子の中では、ｃｏＰＥＮの引裂抵抗性外部層を製造プロセス中に同時押出し成形することができる、ということが発見されてきた。
【００５４】
実施例７
反射型偏光子を形成するためのＰＥＮ及びｃｏＰＥＮの交互層の多層複合材を、ｃｏＰＥＮの厚い表面薄層と共に同時押出し成形して、引裂き抵抗性のある反射型偏光子を形成した。逐次的フラットフィルム押出し成形機上で、６０３層を含む同時押出し成形フィルムを作製した。０．４７ｄｌ／ｇの固有粘度（６０重量パーセントのフェノール／４０重量パーセントのジクロロベンゼンの溶液中で測定されたもの）を有するポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を１時間８６ポンドの速度で１つの押出し機により送出し、もう１つの押出し機により１時間７８ポンドでｃｏＰＥＮを送出した。ｃｏＰＥＮは、７０モルパーセントの２，６ナフタレンジカルボキシレートメチルエステル及び３０パーセントのジメチルテレフタレートとエチレングリコールの共重合体であった。フィードブロックは、１５１層を押出し成形した。フィードブロックは、最も薄い層から最も厚い層まで１．２２の厚み比で、上面から底面までの厚み勾配を有するフィルムスタックを生成するように設計された。この光学スタックを、２基の逐次的倍増装置によって増倍させた。倍増装置の公称増倍比は、それぞれ１．２と１．２７であった。最終倍増装置とダイの間に、上述の通りのｃｏＰＥＮで構成された状態で、層を付加した。これらの層を、１時間１８７ポンドの合計速度で第３の押出し機により投入、送出した。追加のｃｏＰＥＮ外部層を伴うフィルムを約４０秒で１６０℃まで予熱し、毎秒約２０パーセントの初期速度で約６という圧伸比まで横方向に圧伸した。完成したフィルムの厚みは、厚み約５０μｍの内部光学スタック及び各々厚み約２５μｍの２つの外側外部層（フィルムの各面に１つずつ）を含めて、約１００μｍであった。引裂き抵抗は、表皮材のない場合に比べ改善され、強靱な反射型偏光子の巻きロールを作り上げることが可能になった。特定的に言うと、引裂き抵抗は、ＡＳＴＭ  Ｄ−１９３８に従って主要圧伸方向に沿ってズボン引裂き試験を用いて、この実施例に従って作られたフィルムについて及び類似の条件下ではあるもののｃｏＰＥＮの表面薄層の無いフィルムについて測定された。平均フィルム厚はそれぞれ１００μｍ及び４８μｍであった。平均引裂き力の値は、それぞれ４．４４及び０．５７グラム重量の標準偏差で、６０．２及び２．９グラム重量であった。ｃｏＰＥＮの表面薄層の分析は、６３３ｎｍで１．６３、１．６２及び１．６１の屈折率での低い配向を示した。構造をきれいに分離させることが困難であることによって、優れた層間接着性が実証された。さらなる比較のため、ＰＥＮの３．８μｍの外部層を有する４８μｍの光学スタックをテストし、１．０７の標準偏差で２．８グラムの平均引裂き力を有することがわかった。
【００５５】
フィルムの外観及び／又は性能は、スペクトルの１以上の選択された領域を吸収する染料及び顔料を有する表面薄層を内含させることによって改変することができる。これには、可視スペクトルの一部分又は全てならびに紫外線及び赤外線が含まれる可能性がある。当然のことながら、全可視スペクトルが吸収される場合、層は不透明になるはずである。これらは、フィルムにより透過又は反射された光の見かけの色を変更するように選択され得、螢光特性を有する染料及び顔料を含むことができる。往々にしてスペクトルの紫外線領域内の電磁エネルギーを吸収し可視光を再発出するように、螢光材料が選択される。これらは又、特にフィルムが一部の周波数を透過しその他を反射する場合に、フィルムの特性を補完する。かくして、図９は、電磁吸収材料を含有する層を表わす層３１６を伴う、このようなフィルムを例示している。
【００５６】
カバー層内のＵＶ吸収又は保護材料の使用は、ＵＶ放射にさらされた場合に不安定でありうる内部層を保護するためにそれを使用できることから、特に望ましい。望ましい保護材料としては、図９の層３１６の中又は図９の層４１６及び４１８の一方又は両方の中に内含され得るヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）が含まれ、これについては米国特許第５，６０５，７６１号明細書の中でさらに詳細に記述されている。
【００５７】
感圧接着剤は、図９の層３１６又は図１０の層４１６又は４１８の１つといったような多層スタックに対し適用可能なもう１つの望ましい材料クラスを成しているものである。一般に、光学スタックがガラス又は金属基板といったようなもう１つの材料に対するその後の積層向けに意図されている場合、感圧接着剤を塗布することができる。
【００５８】
層３１６又は層４１６又は４１８のうちの１つの中に内含され得るもう１つの材料としては、スリップ剤が考えられる。スリップ剤は、フィルムを製造プロセス中にさらに容易に取扱うことができるようにする。標準的には、スリップ剤は、ぶつかってくる光の一部分を透過することを意図したフィルムではなくむしろミラーフィルムについて使用されることになる。スリップ剤を含む面は標準的には、反射に付随する曇りをスリップ剤が増大させないようにするため支持用基板に対し積層されるよう意図された面となる。
【００５９】
使用可能なもう１つのタイプの追加の層は、保護層である。このような層は、耐摩耗性であるか又は、耐候性及び／又は化学作用に対する耐性を有するものでありうる。かかるコーティングは、多層フィルムが過酷な又は腐食性の環境に露呈される予定であるような状況において特に有用であると思われる。耐摩耗性又は硬質コーティングの例としては、ローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ  ＆  Ｈａａｓ）から入手可能であるアクロイド（Ａｃｒｙｌｏｉｄ）Ａ−１１及びポラロイド（Ｐａｒａｌｏｉｄ）ｋ−１２０Ｎといったアクリルハードコート；米国特許第４，２４９，０１１号明細書に記述されているような、及びサートマー・コーポレーション（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｒｐ）から入手可能なウレタンアクリレート；及びマイル・インク（Ｍｉｌｅｓ，  Ｉｎｃ）から入手可能なデスモジュール（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ）−Ｎ−３３００といったような脂肪族ポリイソシアネートとユニオン・カーバイド（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ）から入手可能なトーン・ポリオール（Ｔｏｎｅ  Ｐｏｌｙｏｌ）０３０５といったようなポリエステルを反応させて得られるもののようなウレタンハードコートが含まれる。かかる層は同様に、フィルムを通した酸素又は二酸化炭素又は水蒸気といったような気体の透過に対する保護も提供することができる。ここでも又、これは図９に示されているような単一層又は図１０に示されているような両面の層であり得る。
【００６０】
図１１は、保護層５１６、５１８及び５２０を伴う交互層５１２及び５１４を有する代替的な多層フィルム５００を示している。かくして、多層光学スタックの単一の主表面に隣接して、多数の追加の層を提供することができる。図１１に示されているタイプの構造についての用途の一例としては、保護層５１６及び５１８が上述のような引裂き抵抗性構造であり層５２０が耐摩耗性有していた例があるだろう。
【００６１】
付加できるその他の層としては、ホログラフィック画像、ホログラフィックデフィフーザ又はその他の拡散性層を含む層が含まれる。かかる層は、硬質重合体内又は接着剤内にある可能性がある。ホログラフィックホットスタンピングホイル又はホログラフィックラミネートフィルムといったような予備成形されたホログラフィック材料を、多層フィルムの外部表面に付着させることができる。ホログラフィック材料は、メタライゼーションされた不透明効果用のアルミニウム反射体又は基本的に透明な効果のための高屈折率の反射体のいずれかを含むことができる。ホログラフィックホットスタンピングホイルは、熱及び圧力を用いて多層フィルムの表面に適用できる。ＶＣ５５−１０１Ｇという呼称の標準的な透明ホログラムホットスタンピングホイル及びＢＤ６８−１００Ｆという呼称の標準的な不透明ホログラフィックホットスタンピングホイルが、現在、ニュージャージー州のクラウン・ロール・リーフ・オブ・パターソン（Ｃｒｏｗｎ  Ｒｏｌｌ  Ｌｅａｆ  ｏｆ  Ｐａｔｅｒｓｏｎ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）から入手可能である。代替的には、ホットメルト又は感圧接着剤を用いて多層フィルムに対しホログラフィックフィルムを付着させることができる。標準的な透明ホログラフィックフィルムが現在クラウン・ロール・リーフ（Ｃｒｏｗｎ  Ｒｏｌｌ  Ｌｅａｆ）からＸＬＴ−１０１Ｗの呼称で入手可能である。９４５８の呼称でライナー上の標準的な感圧トランスファ接着剤が、現在ミネソタ州サンポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）（３Ｍ）から入手可能である。ホログラフィック画像は、多層フィルムの表面上で見ることができるし又、多層フィルムを通して見ることもできる。
【００６２】
当業者にとっては、「ホログラフィック画像」という語には、ホログラフィック構造、回折格子、電子ビームにより生成される構造、立体リトグラフィにより生成される構造、レーザー干渉分光法により生成される構造、ホログラフィック光学素子及び感光性重合体体積ホログラムが含まれる可能性がある。
【００６３】
かかるホログラフィック画像は、フィルムの外部層の中に直接ホログラフィック構造を型押しすることによって又は、まず最初にフィルム上に型押し可能な樹脂をコーティングすることによって多層光学フィルム内に取込むことができる。さらに、ホログラフィック構造を有する表面の可視性及び耐久性は、この構造上に高屈折率材料をコーティングすることによって増強させることができる。さらに、フィルムを製品に付着させるか又はホログラフィック構造を指紋及びかき傷から保護するために、高屈折率コーティングのほどこされた構造上に、光学的保護層又は接着剤を付加することができる。ホログラフィック画像を取込むための代替的手段としては、多層光学フィルム上に適切な感光性重合体をコーティングし、次に感光性重合体コーティング内に体積ホログラムを記録することがある。
【００６４】
同様に、偏光子、ミラー及びカラーシフトミラーフィルムは、ホログラフィック構造に標準的に添加される追加の反射型層に対するニーズを無くすることができる。従って、本発明のもう１つの態様は、ホログラフィック構造を多層光学フィルム内に直接型押しし追加の層をフィルム上に直接コーティングしてホログラフィック画像を増強するための費用効果性の高い方法を提供することにある。図１２〜図２０は、本発明のこれらの態様のさまざまな実施形態を例示し実施例８〜１７がそれを記述している。図１２〜図１８の各々においては、少数の層のみが光学スタック（第１の重合体及び第２の重合体の交互層）の中にあるものとして例示されているが、これは単に便宜上のものである。本明細書で記述されているように多数の層を使用することが可能である。
【００６５】
図１２は、交互の重合体層６０２及び６０４及び重合体表面薄層６０６及び６０８を有する多層光学フィルム６００を例示している。ホログラフィック画像を提供するホログラフィック構造６１０が、１つの表面薄層内に提供されている。図１３に例示されている実施形態においては、ホログラフィック構造６１０には、真空蒸着を含めたあらゆる適切な方法によって適用可能な高屈折率層６１２が備わっている。図１４に例示されている実施形態においては、高屈折率層６１２上に任意の保護層６１４が塗布され、これはホログラフィック構造を損傷、汚染物質及びホログラフィック画像の品質を劣化させる可能性のあるその他の環境因子を保護する一助となる。
【００６６】
図１５は、ホログラフィック構造６１０が樹脂層の中に型押しされている、（好ましくはコーティングによって、ただし可能な場合は積層又はその他の方法によって）フィルムに適用される樹脂層６１６を有する多層光学フィルムの一実施形態を例示している。図１６は、樹脂層６１８が多層フィルム上に流込まれ次に硬化され（「流込み及び硬化」プロセス）、流込みされ硬化された層の中にホログラフィック構造６１０が具備される、１つの実施形態を例示している。
【００６７】
図１７では、それ以外の多層フィルム部分にホログラフィック層６２０を貼付するための接着剤層６２６、高屈折率反射体層６２４及びホログラフィック構造を有する樹脂層６２２により、ホログラフィック層６２０が提供されている。接着剤層６２６は、感圧接着剤、ホットメルト接着剤又はそれ以外の適当な接着剤でありうる。
【００６８】
図１８は、ラベルベースフィルム６３４、印刷された画像６３６（例えば英数字又は図形／及びラベルを基板にボンディングするための接着剤層６３８を含むラベルストック６３２が例えば接着剤６３１によりボンディングされているような、図１２に示されたタイプの多層フィルムを含むホログラフィック偏光ラベル６３０を例示している。このタイプのラベル又はその他のラミネートは、例えばソフトウェア、箱又はカートン、有価証券、パスポート、電子部品やコンピュータなどの消費者製品及びその他のかかる品目に対しボンディングさせることができる。図１９及び図２０は、図１８に例示されているタイプのホログラフィック偏光ラベルの使用について例示している。観察者が１つの方向に保持された確認用偏光子６４０を通してラベルを見た場合、ホログラフィック構造により提供される画像及び印刷された画像６３６の両方が目に見える。確認用偏光子６４０がラベルとの関係において回転させられた時点で（確認用偏光子にラベルが「交叉している」）、印刷された画像は消滅し、ホログラフィック画像は可視状態にとどまる。こうしてユーザーは、偏光レベルの真正性を確認し、ひいてはそれが付着されている品目の真正性を確認することができるようになる。このことについては、以下で実施例９を参考にしてさらに記述する。
【００６９】
実施例８
ｃｏＰＥＮ／ＰＥＮ重合体の交互層から作られた偏光子フィルムは、半銀反射型ミラーの外観を有していた（「二重輝度向上フィルム（Ｄｕａｌ  Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｆｉｌｍ）＃９８−０４４０−００３７−４」という呼称でミネソタ州サンポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ｏｆ  Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）（３Ｍ）から入手可能）。フィルムの外部ｃｏＰＥＮ層は、図１２に示されている種類の多層フィルムを提供するべく、以下の方法によりホログラフィック構造で型押しされた。ホログラムマスター上でニッケルエンボスプレートを電鋳し、ホログラフィック型押し業界で標準的に行なわれるように、会社のロゴの画像の中にホログラフィック構造を作り上げた。このプレートは、現在バージニア州リッチモンドのジームス・リバー・ホログラフィックス（Ｊａｍｅｓ  Ｒｉｖｅｒ  Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｓ）から入手可能である機械といったような型押し機上のシリンダに取付けられた。エンボスプレートの備わったシリンダを９３℃まで加熱した。偏光子フィルムのロールをエンボスシリンダと４９℃まで加熱された金属バックアップシリンダの間に差し込んだ。シリンダに圧力を加えて偏光子フィルムをエンボスプレートと接触させ、ホログラフィック構造を偏光子フィルムの表面に型押しした。かくして偏光子フィルムのロールを経済的な形で連続的に型押しした。
【００７０】
偏光子フィルムの正面内に型押しされた会社のロゴの形をしたホログラフィック構造は、フィルムが反射型ミラーの外観を有することに起因してフィルムの前方から見たとき非常によく見えた。フィルムを裏返したとき、ホログラフィックロゴは、フィルムの表面に入射する光の半分を偏光性フィルムが反射したことから、フィルムの裏面を通して見たとき、あまりよく見えなかった。
【００７１】
実施例９
接着剤を用いてラベルにフィルムの裏面を適用することにより実施例８からのホログラフィで型押しされた偏光子フィルムを、印刷された白色ラベルに適用し、かくして図１８に一般的に示されているように、ホログラフィック構造を露呈させた。ラベル上の印刷は、半銀偏光子フィルムを通して見えた。
【００７２】
ホログラフィック画像の真正性を確認するために、確認用偏光子と呼ばれるもう１片の偏光子フィルム（ホログラム無し）を検分する人物とホログラフィック画像を伴う偏光性ラベルの間に設置した。確認用偏光子が、ホログラフィック画像を伴う偏光子と交叉するまで回転させた時点で、ラベル上で下に存在する印刷は、２枚の交叉した偏光子フィルムの高い反射能に起因して、実質的に感知できず、図２０に示されているようにホログラフィック画像は目に見えた。確認用偏光子を、ホログラフィック画像を伴う偏光子に対し平行になるように９０度回転させた時点で、ラベル上で下に存在する印刷は再び目に見えるようになり、ホログラフィック画像は図１９に示されているようにかすかに見えるだけであった。従って、ホログラフィック画像の真正性は、確認用偏光子を使用することによって確認することができた。代替的には、少なくとも２つの垂直な偏光状態の光を透過する能力を有する光源を伴うホログラフィック偏光性ラベルを検分することにより、同じ確認効果を作り出すことができるだろう。
【００７３】
実施例１０
ｃｏＰＥＮ／ＰＥＮ重合体の６０１の交互層から作られた５９０ナノメートルの上方バンドエッジを有するカラーシフト偏光子は、漸増的観察角度で見たときオレンジ色から黄色へとカラーシフトしていた。フィルムのｃｏＰＥＮ表面を、実施例８で記述したプロセスを用いてホログラフィで型押しした。ホログラフィック構造が順方向に面している状態で、実施例９に記述されているような印刷された白色ラベルに、フィルムを適用した。
【００７４】
ラベルの真正性を確認するために確認用偏光子を使用し、外観は、確認用偏光子を回転させてホログラフィック画像を伴う偏光子と交叉させた時点で、垂直入射で白色から暗いオレンジ色に変化した。確認用偏光子の下の独特の検出可能な色変化がラベルの安全性を追加した。
【００７５】
実施例１１
実施例８からのホログラフィック偏光子の構造表面は、一部の取扱い条件中にかき傷を受ける可能性があった。さらに、指紋由来の脂がホログラフィック構造に充満して、ホログラフィック画像の可視性を低減させる可能性もあった。指の脂及び標準的重合体は、表面のｃｏＰＥＮ重合体と類似の屈折率（およそ１．６）を有し、従ってこれらは、フィルムの屈折率に密に一致し、ホログラフィック画像を抹消する傾向を有する。この効果を回避するため、図１３に一般に示されているように、構造を保護するために異なる屈折率を有する材料を使用した。２．３４の屈折率を有する硫化亜鉛の高屈折率薄膜を、連結するロールツーロール方式で実施例８にある偏光子材料のホログラフィック構造上に真空蒸着を用いて蒸気コーティングした。
【００７６】
ホログラフィック画像の可視性は、実施例８のものに比較した。指紋由来の脂は、高屈折率コーティングが構造の表面を保護しているため、ホログラフィック画像の可視性を著しく低減しなかった。このような利用分野のためには、米国特許第４，８５６，８５７号明細書（タケウチら）の中で開示されている種類のその他の高屈折率層も使用できた。
【００７７】
実施例１２
実施例１１からのホログラフィック偏光子フィルムを、実施例１４に示された一般的タイプの構成を提供するべく高屈折率コーティングを有する構造全体にわたり追加の保護重合体層でコーティングした。約１．５の屈折率を有する透明なＵＶ硬化したアクリルワニス（現在、ペンシルバニア州ラングホーンのアクゾ・ノーベル・インク・コーポレーション（Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ  Ｉｎｋｓ  Ｃｏｒｐ．，Ｌａｎｇｈｏｒｎｅ，ＰＡ）からフレキソグラフィックＵＶキューラブル・バニッシュ（Ｆｌｅｘｏｇｒａｐｈｉｃ  ＵＶ  Ｃｕｒａｂｌｅ  Ｖａｎｉｓｈ）という呼称で入手可能）を、フレキソ印刷機を用いてコーティングし硬化させた。
【００７８】
ワニスは、構造をかき傷から有効に保護した。ホログラフィック画像の可視性は、この実施例１２の中のワニス（１．５）と硫化亜鉛（２．３４）の屈折率の差が、実施例１１の空気（１．０）と硫化亜鉛（２．３４）の屈折率の差よりも小さいことから、実施例１１のものに比べわずかに低いものであった。しかしながら、この実施例１２のホログラフィック画像の可視性は、実施例９で記述したような確認用偏光子を用いて見た場合、受容できるものであった。
【００７９】
実施例１３
ＰＥＴ／ｃｏＰＭＭＡ重合体の２２４の交互層で作られたカラーシフトミラーフィルム（ＣＭ５９０ラジアント・ライト・フィルム（Ｒａｄｉａｎｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｆｉｌｍ），＃７０−４０００−００４９−６という呼称で３Ｍから入手可能なもの）は、フィルムを漸増する観察角度で見るにつれて青緑色から青そして赤紫色へと色変化し、反射型ミラーの外観を有していた。このフィルムは、「カラーシフトフィルム」という題のＰＣＴ公報ＷＯ９９／３６２５８明細書の中で記述されている通りに作製された。カラーシフトフィルムは、視角の関数として色変化により特徴づけされる。外部ＰＥＴ層は、実施例８の偏光子フィルムの外部ｃｏＰＥＮ層ほど直接的ホログラフィック型押し作業の熱及び圧力に対して受容性をもたなかった。従って、透明なＰＭＭＡ樹脂がまず最初にカラーシフトフィルムの正面上に溶剤コーティングされ、乾燥させられた。その後、図１５に一般的に示されているタイプの構造を提供するべく装飾的回折格子と共に実施例８からのプロセスを用いてフィルムをホログラフィック型押した。
【００８０】
回折格子ホログラムは、フィルムの正面から見たとききわめて可視性が高く、フィルムの反射能により増強された。フィルムの色は、漸増的観察角度で見たとき青緑色から青そして赤紫色まで変化し、ホログラフィック画像に対し独特の効果を与えた。この効果は、ホログラフィック画像を正真正銘のものとして認証するために有用であると思われる。
【００８１】
実施例１４
ＰＥＮ及びＰＭＭＡの交互層からの可視ミラーフィルム（ＶＭ２０００ラジアント・ミラー・フィルム（Ｒａｄｉａｎｔ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｆｉｌｍ）＃７０−４０００−００６９−４の呼称で３Ｍから入手可能なもの）をトルエン中の１０％ｗ／ｖのＰＭＭＡ（現在エルバサイト（Ｅｌｖａｃｉｔｅ）２０４１）という呼称の下でデラウェア州ウィルミントンのデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）社から入手可能）溶液でコーティングした。湿潤厚みは１７５ミクロンで、９５℃で一晩乾燥し、ミラーフィルム上でＰＭＭＡの１７〜２０ミクロンのフィルムを生み出した。３０秒間、７０トンの圧力そして１１５℃で、米国２５セント硬貨の画像を伴うニッケルのエンボスシムを使用した。画像は、アルミニウム蒸気コーティングの９５％の反射能に比べさらに高い多層重合体フィルムの反射能（＞９９％）のため、非常に明るいものであった。
【００８２】
実施例１５
実施例１３からのカラーシフトミラーフィルムを、構造を保護する目的で実施例１１内に記述されたプロセスを用いて硫化亜鉛で蒸気コーティングした。実施例１３の場合のように、ホログラフィック画像はなおきわめて可視性の高いものであった。その後実施例１２にあるように、構造をかき傷から保護するため、アクリルワニスでフィルムをコーティングすることができた。このような構成のためには、米国特許第４，８５６，８５７号明細書（タケウチら）の中で記述されているものといったようなその他の高屈折率反射体を使用することもできた。
【００８３】
実施例１６
「透明乃至カラーの安全用フィルム」という題の米国特許第６，０４５，８９４号明細書（ジョンザら）に記述されているように、漸増的観察角度でフィルムを見たとき、７４０ナノメートルの下方バンドエッジを有するＰＥＮ／ＰＭＭＡ重合体の２２４の交互層から作られたカラーシフトフィルムは、透明から青緑色までの変化を示すはずであった（包括的に「透明−発色」フィルム）。もう１つのフィルム例を提供するため、実施例１３にあるように、フィルムの正面上に透明のＰＭＭＡ樹脂をコーティングすることができ、そうでなければ、外部層としてＰＭＭＡでフィルムを生成することもできた。その後、フィルムを実施例８からのプロセスを用いてホログラフィで型押しすることができた。
【００８４】
ホログラフィック画像はフィルムの正面上で目に見えると、予想されることになった。画像は、構造がフィルムの裏側に面している状態で、フィルムを通して見たとき可視的であるものと予想されることになった。フィルムの観察角度を増大させ、透明から青緑色へのカラーシフトを見ることによってホログラフィック画像の真正性を確認することが予想されることとなった。実施例１１に記述されているタイプの硫化亜鉛又はその他の高屈折率コーティングを、構造化された面に加えることができた。次に、実施例１２に記述されているタイプの保護ワニス又は接着剤を構造全体にわたって付加することができ、従って、ホログラフィックカラーシフトフィルムをオーバーラミネートとして使用することができた。
【００８５】
実施例１７
その他の構造例を作り上げるため、ホログラフィ技術において既知であり例えば米国特許第５，９４８，１９９号明細書（マグロー）中で記述されている要領でフィルムの表面上に直接ホログラフィック構造を流込み硬化することにより、上述の多層光学フィルムに対しホログラフィック構造を付加することができた。この一般的タイプの構成は、図１６に例示されている。型押されたホログラムに関して以上で記述したとおり、追加の高屈折率の保護用接着剤層を提供することができた。
【００８６】
本書に記述された多層光学フィルム、特にホログラフィック画像を伴う多層光学フィルは、ラベルとして、重合体貨幣として、（パスポート、権利証書、真正性証明書などの）有価証券の構成要素として、（身分証明書、運転免許証、クレジットカードなどの）カードの構成要素として、又は（玩具、別の製品のための包装材料、又は店舗内で消費者が入手できるその他のあらゆる製品といった）消費者製品の１構成要素としての用途を含め、さまざまな用途のうちの１以上のもののために使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１Ａ】好ましい多層光学フィルムを示す。
【図１Ｂ】好ましい多層光学フィルムを示す。
【図２】好ましい多層光学フィルムを示す。
【図３】実施例１の多層光学フィルムについての透過スペクトルを示す。
【図４】実施例２の多層光学フィルムについての透過スペクトルを示す。
【図５】実施例３の多層光学フィルムについての透過スペクトルを示す。
【図６】実施例４の多層光学フィルムについての透過スペクトルを示す。
【図７】実施例５の多層光学フィルムについての透過スペクトルを示す。
【図８】実施例６の多層光学フィルムについての透過スペクトルを示す。
【図９】その主表面の１つに接着された追加の層を有する本発明の多層フィルムを示す。
【図１０】その主表面の両方に接着された追加の層を有する本発明による多層フィルムを示す。
【図１１】その主表面の１つに接着された１つの追加の層及びそのもう一方の主表面に接着された２つの追加の層を有する多層フィルムを示す。
【図１２】多層フィルム及びホログラムを含む本発明の実施形態を示す。
【図１３】多層フィルム及びホログラムを含む本発明の実施形態を示す。
【図１４】多層フィルム及びホログラムを含む本発明の実施形態を示す。
【図１５】多層フィルム及びホログラムを含む本発明の実施形態を示す。
【図１６】多層フィルム及びホログラムを含む本発明の実施形態を示す。
【図１７】多層フィルム及びホログラムを含む本発明の実施形態を示す。
【図１８】多層フィルム及びホログラムを含む本発明の実施形態を示す。
【図１９】確認用偏光子と共に使用されるホログラムを含む、本発明の実施形態を例示する。
【図２０】確認用偏光子と共に使用されるホログラムを含む、本発明の実施形態を例示する。
【図１ａ】
2005509179.tif 000004
【図１ｂ】
2005509179.tif 000005
【図２】
2005509179.tif 000006
【図３】
2005509179.tif 000007
【図４】
2005509179.tif 000008
【図５】
2005509179.tif 000009
【図６】
2005509179.tif 000010
【図７】
2005509179.tif 000011
【図８】
2005509179.tif 000012
【図９】
2005509179.tif 000013
【図１０】
2005509179.tif 000014
【図１１】
2005509179.tif 000015
【図１２】
2005509179.tif 000016
【図１３】
2005509179.tif 000017
【図１４】
2005509179.tif 000018
【図１５】
2005509179.tif 000019
【図１６】
2005509179.tif 000020
【図１７】
2005509179.tif 000021
【図１８】
2005509179.tif 000022
【図１９】
2005509179.tif 000023
【図２０】
2005509179.tif 000024
【国際調査報告】
2005509179.tif 000025
2005509179.tif 000026
2005509179.tif 000027