(57)【要約】  偏光フィルム（４）は、少なくとも０．０５の複屈折性を有する第１ポリマーから成る第１相（６）と、第１相（６）内に配置される第２ポリマーから成る第２相（８）とを含む。第１相（６）と第２相（８）との間の屈折率の差は、第１軸に沿って約０．０５より大きく、第１軸に直交する少なくとも１つの軸に沿って約０．０５より小さい。電磁放射線の少なくとも１つの偏光状態について少なくとも１つの軸に沿ってまとめられる第１相（６）と第２相（８）の拡散反射率は、少なくとも約３０％であってもよい。いくつかの代表的な実施形態において、第２相（８）は、約１．５３〜約１．５９の屈折率を有する。いくつかの代表的な実施形態において、第２ポリマーは、複屈折性第１ポリマーのＴｇより高いグラス転移温度を有する。
2008537794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポリマーから成る第１相（６）と、前記第１相（６）内に配置される第２ポリマーから成る第２相（８）とを含む偏光フィルム（４）であって、前記第１相（６）と前記第２相（８）との間の屈折率の差が第１軸に沿って約０．０５より大きく、前記第１軸に直交する少なくとも１つの軸に沿って約０．０５より小さく、電磁放射線の少なくとも１つの偏光状態について少なくとも１軸に沿ってまとめられた前記第１相（６）及び前記第２相（８）の拡散反射率が少なくとも約３０％であり、そして前記相（８）は、約１．５３〜約１．５９の屈折率を有する、偏光フィルム。
【請求項２】
前記第２相（８）が、約１．５６〜約１．５８の屈折率を有する、請求項１に記載の偏光フィルム（４）。
【請求項３】
前記第１相（６）と前記第２相（８）との間の屈折率の差が第１軸に沿って約０．０５より大きく、第２軸及び第３軸に沿って約０．０５より小さく、前記第２軸及び前記第３軸は前記第１軸に直交する、請求項１に記載の偏光フィルム（４）。
【請求項４】
前記第２ポリマーが、ポリカーボネート類（ＰＣ）と、コポリカーボネート類と、ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートコポリマー類（ＰＳ−ＰＭＭＡ）と、ＰＳ−ＰＭＭＡ−アクリレートコポリマー類と、ポリスチレン無水マレイン酸コポリマー類と、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）と、ＡＢＳ−ＰＭＡＡ、ポリウレタン類、ポリアミド類、スチレン−アクリロニトリルポリマー類（ＳＡＮ）と、ポリカーボネート／ポリエステル混合樹脂類、脂肪族コポリエステル類、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）と、ポリクロロプレンから成る群より選択される、請求項１に記載の偏光フィルム（４）。
【請求項５】
前記第２ポリマーが、ポリカーボネート／ポリエステル混合樹脂である、請求項１に記載の偏光フィルム（４）。
【請求項６】
前記第１ポリマーが、複屈折性ポリエステルを含む、請求項１に記載の偏光フィルム（４）。
【請求項７】
前記第１ポリマーが、ＰＥＮ、ＰＥＮとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とのコポリマー類、ＰＥＴ、ポリプロピレンテレフタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンナフタレートから成る群より選択される、請求項１に記載の偏光フィルム（４）。
【請求項８】
前記第１ポリマーが、ＰＥＮ又はｃｏＰＥＮを含み、前記第２ポリマーが、ポリカーボネート又はポリカーボネートのコポリマーを含む、請求項１に記載の偏光フィルム（４）。
【請求項９】
光学フィルム（８４）を形成する方法であって、
（ａ）第１ポリマーから成る第１相（６）と、第１相（６）内で分散された第２ポリマーから成る第２相（８）とを含むフィルム（３２）を形成する工程で、前記第２ポリマーが、約１．５３〜約１．５９の屈折率を有する工程と、
（ｂ）前記フィルム（３２）の対向する縁部を保持しながら、前記フィルム（３２）を機械方向に沿ってストレッチャー（５０）内へと搬送する工程と、
（ｃ）前記フィルムの対向する縁部を末広がりの経路（５４）に沿って移動させることによって前記ストレッチャー（５０）内で前記フィルム（３２）を実質的に一軸延伸する工程で、延伸後、第１相（６）と第２相（８）との間の屈折率の差が前記フィルム（３２）の表面に平行な平面内の第１軸に沿って約０．０５より大きく、第１軸に直交する少なくとも１つの軸に沿って約０．０５より小さい、工程とを含む方法。
【請求項１０】
前記対向する縁部が、末広がりの、実質的に放物線の経路（５４）に沿って移動させられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記フィルム（３２）を延伸する工程が、前記対向する縁部を末広がりの、実質的に放物線の経路（５４）に沿って移動させることによって前記ストレッチャー（５０）内の一定ではない張力下において前記フィルム（３２）を延伸して延伸フィルム（８４）を形成する工程を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記フィルム（３２）が、ストレッチャー（５０）内に搬送されたときの初期厚さと初期幅とを有し、前記延伸フィルム（８４）が、延伸厚さと延伸幅とを有し、そして前記フィルム（８４）をλと定義される延伸幅／初期幅比に延伸した後、延伸厚さ／初期厚さの比が約λ-1/2である、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記フィルム（３２）を延伸する工程が、末広がりの、実質的に放物線の経路（５４）に沿って前記対向する縁部を移動させることによって前記ストレッチャー（５０）内で前記フィルム（３２）を延伸する工程を含み、前記経路（５４）が同一平面内にある、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記フィルム（３２）を延伸する工程が、前記対向する縁部を末広がりの、実質的に放物線の経路（５４）に沿って移動させることによってストレッチャー（５０）内で前記フィルム（３２）を延伸する工程を含み、前記経路（５４）が、前記フィルム（３２）の中心軸に関してほぼ対称である、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
延伸後、第１相（６）と第２相（８）との間の屈折率の差が前記フィルム（３２）の表面に平行な平面内の第１軸に沿って約０．０５より大きく、前記第１軸に直交する第２軸に沿って約０．０５より小さく、前記第１軸及び前記第２軸に直交する第３軸に沿って約０．０５より小さい、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
第１複屈折性ポリマーから成る連続相（６）と、前記第１ポリマーと異なる第２ポリマーから成る分散相（８）とを含む、偏光フィルム（４）であって、前記連続相（６）と前記分散相（８）との間の屈折率の差が、前記フィルム（４）の表面に平行な平面内の第１軸に沿って約０．０５より大きく、第１軸に直交する第２軸に沿って約０．０５より小さく、そして前記第２ポリマーが、前記複屈折性第１ポリマーより高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する、偏光フィルム。
【請求項１７】
前記連続相（６）と前記分散相（８）との間の屈折率の差が第１軸に沿って約０．０５より大きく、第２軸及び第３軸に沿って約０．０５より小さく、前記第２軸及び前記第３軸は、前記第１軸に直交する、請求項１６に記載の偏光フィルム（４）。
【請求項１８】
吸収偏光子材料をさらに含む、請求項１に記載の偏光フィルム（４）。
【請求項１９】
前記光学フィルム（８４）内に吸収偏光子材料を組み込む工程を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項２０】
吸収偏光子材料をさらに含む、請求項１６に記載の偏光フィルム（４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００５年４月６日出願の発明の名称を「配向可能なポリマーブレンドを備えた拡散反射型偏光フィルム（Diffuse Reflective Polarizing Films with Orientable Polymer Blends）」とした米国仮出願第６０／６６８，９４４号より優先権を主張するものである。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、反射光又は透過光の特定偏光のような光学特性を制御するのに好適な構造を含有する光学フィルム、及びそのような光学フィルムを製造する方法に関する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
より具体的には、本発明は、反射型偏光フィルム構造に使用するためのポリマーブレンド及びそのような構造を処理する方法、特に実質的一軸配向プロセスに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様において、本発明は、第１ポリマーから成る第１相と、第１相内に配置された第２ポリマーから成る第２相とを含む偏光フィルムであって、前記第１相と前記第２相との間の屈折率差が第１軸に沿って約０．０５より大きく、前記第１軸に直交する少なくとも１軸に沿って約０．０５より小さい、偏光フィルムを対象とする。電磁放射線の少なくとも１偏光状態について、少なくとも１軸に沿ってまとめられる前記第１相及び第２軸相の拡散反射率は、少なくとも約３０％である。前記第２相は、約１．５３〜約１．５９の屈折率を有してもよい。
【０００５】
別の態様において、本発明は、光学フィルムを形成する方法であって、第１ポリマーから成る第１相と、前記第１相内で分散された第２ポリマーから成る第２相とを含むフィルムを形成する工程で、前記第２ポリマーは、約１．５３〜約１．５９の屈折率を有する工程と、前記フィルムの対向する縁部を保持しながら、前記フィルムを機械方向に沿ってストレッチャー内を搬送する工程と、（ｃ）末広がりの経路に沿って前記フィルムの対向する縁部を移動させることによって前記ストレッチャー内で前記フィルムを実質的に一軸延伸する工程で、延伸後、第１相と第２相との間の屈折率の差が前記フィルムの表面に平行な平面内の第１軸に沿って約０．０５より大きく、第１軸に直交する少なくとも１つの軸に沿って約０．０５より小さい、工程とを含む方法を対象とする。
【０００６】
さらに別の態様において、本発明は、第１ポリマーから成る連続相と、前記第１ポリマーと異なる第２ポリマーから成る分散相とを含む偏光フィルムであって、前記連続相と前記分散相との間の屈折率の差は、前記フィルムの表面に平行した平面内の第１軸に沿って約０．０５より大きく、第１軸に直交する第２軸に沿って約０．０５より小さく、偏光フィルムを対象とする。前記第２ポリマーは、前記複屈折性第１ポリマーより高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。
【０００７】
本発明の１つ以上の代表的な実施形態について、添付図面及び以下の記載において、さらに詳細に説明する。本発明のほかの特徴、目的、及び利点は、明細書及び図面、並びに請求項から明らかになるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
望ましい光学特性を有する高分子フィルムは、別のポリマーの連続マトリックス内に分散されたポリマーから成る含有物から作製することが可能である。含有物を形成するポリマーは、ある範囲の反射及び透過特性をフィルムに与えるよう選択されてもよい。これらの特性として、フィルム内の幅に対する含有物のサイズ、含有物の形状および配列、並びにフィルムの３つの直交する軸に沿った分散相と連続マトリックス間の屈折率の一致及びまたは不一致度などが挙げられる。
【０００９】
あるいは、粘度がほぼ等しい、ハイポリマーから成る二成分ブレンドについて体積分率が比較可能な場合、例えば、各々が約４０％より大きく５０％に近い場合、分散相と連続相の区別は、各相が空間的に連続的になるので、困難になる。選択する材料によっては、第１相が第２相内で分散されるように及び逆もまた同様である領域があってもよい。これらの材料は共連続相と呼ばれてもよく、以下にさらに詳細に論じる。
【００１０】
図１〜２を参照すると、例えば、米国特許第５，８２５，５４３号、第６，０５７，９６１号、第６，５９０，７０５号、及び第６，０５７，９６１号に記載されている拡散反射型偏光光学フィルムのある実施形態は、第１熱可塑性ポリマーから成る複屈折性マトリックス又は連続相６と、第２熱可塑性ポリマーから成る不連続又は分散相８とを備えた材料を包含し、参照により本明細書に組み込まれる。図１〜２に示されていない代替の実施形態において、第２熱可塑性ポリマーが連続相を作製し、複屈折材料が分散相を形成してもよい。
【００１１】
第１及び第２ポリマーは、光学フィルムの表面に平行な平面内の第１軸に沿って連続相と分散相との間の屈折率差が大きく、また光学フィルムの表面に平行な少なくとも１つの他の軸に沿って屈折率の差が小さくなるように選択される。より好ましくは、第１及び第２ポリマーは、光学フィルムの表面に平行な平面内の第１軸に沿っては連続相と分散相の屈折率の差が大きく、また他の２つの直交する軸に沿っては屈折率差が小さくなるよう選択される。
【００１２】
好ましくは、第１及び第２ポリマーの屈折率は、複屈折材料の平面内の第１軸に沿って実質的に不一致であり（差が約０．０５より大きい）、材料の平面内の少なくとも１つの他の軸に沿って実質的に一致する（差が約０．０５より小さい）。より好ましくは、屈折率は、材料の平面内の第１軸に沿って実質的に不一致であり（差が約０．０５より大きい）、他の２つの直交する軸に沿って実質的に一致する（差が約０．０５より小さい）。特定軸に沿った屈折率の不一致は、該軸に沿って偏光された入射光を実質的に散乱させ、著しい量の反射を生じさせることになる。対照的に、屈折率が一致する軸に沿って偏光された場合、入射光は、非常に低い散乱率で分光的に透過又は反射される。
【００１３】
フィルム内の連続相及び／又は分散相の少なくとも一方のために選択されるポリマーは、好ましくは、フィルムが配向されると屈折率に変化が生じる。フィルムは１つ以上の方向に配向されるので、屈折率の一致又は不一致は、１つ以上の軸に沿って生じる。配向パラメータ及び他の処理条件を注意深く操作することによって、マトリックス又は分散相の正あるいは負の複屈折性を用いると、所与の軸に沿って１つ又は両方の偏光を拡散反射若しくは透過を誘起することが可能である。好ましくは、電磁放射線の少なくとも１つの偏光状態について少なくとも１つの軸に沿ってまとめられた第１相及び第２相の拡散反射率は、少なくとも約３０％である。
【００１４】
本明細書に使用される、用語「正反射」及び「正反射率」は、反射角を中心に１６度の頂角を有する表面に出現した円錐（emergent cone）の中に光線が反射することを指す。用語「拡散反射」又は「拡散反射率」は、上で定義した正反射の円錐外で光線が反射することを指す。用語「全反射率」又は「全反射」は、表面からの全光線の統合反射を指す。したがって、全反射は、正反射と拡散反射の合計になる。
【００１５】
同様に、用語「正透過」及び「正透過率」は、正反射方向を中心に１６度の頂角を有する表面に出現した円錐（emergent cone）の中に光線が透過されることを指して本明細書において使用される。用語「拡散透過」及び「拡散透過率」は、上記で定義した正反射の円錐外で全光線が透過されることを指して本明細書において使用される。用語「全透過」又は「全透過率」は、光学体を経て全光線が透過される統合透過を指す。したがって全透過は、正透過と拡散透過の合計になる。
【００１６】
多種多様なプロセスによってフィルムが配向されてもよい。例えば、図３は、連続して送り込まれるフィルム１２をフィルムの移動方向１４を横切って延伸する、従来のテンター延伸プロセス１０を示す図である。フィルム１２は、両縁部１６で把持装置、典型的にはテンタークリップの装置（図示せず）によって把持される。テンタークリップは、線形に末広がりのテンタートラック又はレールに上に載置されたテンターチェーンに連結されてもよい。この装置は、フィルム１２をフィルム移動１４の機械方向（ＭＤ）に前進させ、横断方向又はテンター方向（ＴＤ）にフィルム１２を延伸する。したがって、一実施例においては、フィルムにおける初期の非配向部分１８が最終配向部分２０に延伸されてもよい。図４を参照すると、図１に示されたフィルム１２の未延伸部分１８は、寸法Ｔ、Ｗ、及びＬを有してもよい。フィルム１２が係数ラムダだけ延伸されると、フィルムの該部分の寸法は、部分２０に示された寸法に変化している。
【００１７】
図５を参照すると、従来のテンターの場合、延伸前のフィルムの厚さＴは、延伸後の厚さＴ’より大きいので、フィルムは、延伸後により薄くなる。厚さの比であるＴ’対Ｔは、（フィルム平面に対する）垂直（ｚ）方向延伸比（ＮＤＤＲ）として定義されてもよい。図６に示されるように、機械方向１４における、延伸後フィルムの一部分の長さＹ’を延伸前フィルムの一部分の長さＹで除算した値が機械方向延伸比（ＭＤＤＲ）と呼ばれる。横断方向延伸比（ＴＤＤＲ）は、延伸後のフィルムの一部の幅Ｘ’を該部分の初期幅Ｘで除算した値として定義されてもよい。例示としてのみ、図７のＸo／Ｘを参照のこと。
【００１８】
従来のテンターにおいては、ＮＤＤＲは、ＴＤＤＲのほぼ逆数であり、ＭＤＤＲは、実質的に変わらない。換言すると、フィルムは延伸されるのに従って機械方向（ＭＤ）に対して横断する方向に延び、垂直又はＺ方向においてより薄くなる。ＭＤＤＲ及びＮＤＤＲにおけるこの非対称性は、フィルムの多様な分子的、機械的、及び光学的特性に差が生じる原因となる。このような特性の例として、多様な波長における、結晶配向及び形態、熱及び吸湿性膨張、小歪異方性機械適合性、耐剪断性、耐クリープ性、収縮、並びに屈折率及び吸収率が挙げられる。
【００１９】
フィルム構造中の複屈折性成分の場合、一実施形態においては正の複屈折性を有する材料が好ましく、複屈折性ポリエステル類が特に好ましい。複屈折率性材料の特に好適な例は、ナフタレンジカルボキシレート官能性、特に２，６ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を含有する複屈折性ポリエステルである。例えば、フィルム構造用第１複屈折性ポリマーとしてＰＥＮが選択される場合、注型の非配向フィルムは、その互いに直交する軸の各々において同じ屈折率を有する（ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚ＝１．６４）。従来のテンターで配向された後、ポリマーは、横断方向に沿って延伸されてＴＤＤＲ（ｘ’／ｘ）が大きくなる。このＴＤＤＲの増加は、ｘ方向に沿って屈折率（ｎｘ）の約１．６４〜約１．８６までの増加を伴う。フィルムは、テンタークリップによって圧押されて、機械方向（ＭＤ）に沿って弛緩する可能性はないので、ＭＤＤＲは、非配向の注型フィルムとほぼ同じ状態のままであり、Ｙ方向に沿った屈折率（ｎｙ）は、元の１．６４から約１・６１に僅かに小さくなる。したがって配向されたフィルムは、面内屈折率差ｎｘ−ｎｙ＝約０．２２を有する。フィルムの質量は保存されなければならないので、ＮＤＤＲ（Ｔ’／Ｔ）は小さくなり、フィルムの平面に垂直なｚ方向に沿った屈折率は、約１．５１まで小さくなる（ｎｚ＝１．５１）。
【００２０】
連続相及び分散相の屈折率が互いに直交する３軸のうちの２軸に沿って実質的に一致する（すなわち、差が約０．０５より小さい）ように、また他の互いに直交する軸に沿って実質的に不一致である（差が約０．０５より大きい）ように、第１及び第２ポリマーが選択されてもよい。そのため、一実施形態において、フィルム構造の第２（すなわち、非複屈折性）ポリマーは、垂線入射時に最小ブロック状態透過率及び最大パス状態透過率を提供するよう選択された屈折率を有する。第２ポリマーを選択するのに考慮すべき他の事項として、熱溶解安定性、溶解粘度、ＵＶ安定性、費用等が挙げられる。
【００２１】
配向後、ｎｙ及びｎｚ方向においてＰＥＮ等の複屈折材料の屈折率に十分一致する屈折率を有する市販のポリマー類はわずかしかない。ＰＥＮが連続相として光学材料に使用される場合、他の相は、一実施形態において、適切なプロセス条件が図３〜４のテンタープロセスに与えられると、好ましくは、ポリスチレン（ｓＰＳ）のようなシンジオタクチックビニル芳香族ポリマー類より選択される。
【００２２】
フィルムが偏光子として使用されると、好ましくは、架橋断延伸面内方向に延伸され、多少の次元緩和を可能にすることによって該フィルムが配向される、その結果、連続相を作製する第１ポリマーと分散相を作製する第２ポリマー間の屈折率の差が材料の表面に平行な平面内の第１軸に沿って大きく、他の２つの直交する軸に沿って小さくなる。その結果、異なる配向の電磁放射線について光学異方性が大きくなる。
【００２３】
図８は、偏光子のように光学装置の構成要素として使用するのに適切な多層フィルムを延伸するための既知のバッチ技法２２を示した図である。初期フィルム２４は、矢印２６が示す方向に一軸延伸される。中心部分２８が狭まり、延伸プロセス後にはフィルム２４’の２つの縁部３０は平行ではなくなる。延伸されたフィルム２４’のほとんどが光学構成要素としては使用不可能である。フィルム２４の比較的小さな中心部２８のみが、偏光子のような光学構成要素に使用するのに適している。
【００２４】
同一人によって所有されている米国特許第６，９３６，２０９号、第６，９４９，２１２号、第６，９３９，４９９号、及び第６，９１６，４４０号は、本発明の代表的な実施形態を作製するのに適切なプロセス及び装置を記載しており、参照により本明細書に組み込まれる。例えば、本発明の代表的な実施形態を作製するのに使用されてもよいプロセスとして、多層光学フィルムのような光学フィルムを延伸するための、真一軸延伸と呼ばれる連続プロセスが挙げられ、フィルムは、フィルムの第１面内軸（ｘ方向）に沿って延伸されると同時にフィルムの第２面内軸（ｙ又は機械方向（ＭＤ））及び厚さ（ｚ又は垂直方向（ＮＤ））においてフィルムの収縮を可能する。該延伸処理は、フィルムの縁部分を把持して、フィルムの第２面内軸（ｙ）及び厚さ方向（ｚ）に実質的に同じ又は少なくとも類似した比例した寸法変化を生じるように広がる所定の経路に沿って該フィルムの縁部分を移動させることによって達成される。ある代表的な実施形態において、フィルムの縁部分は、ほぼ放物線状である末広がりの所定の経路に沿って移動させられる。
【００２５】
実質的に真の一軸配向プロセスにおける配向後のｎｘは、従来のテンターにおけるものと実質的に同じで、ｎｙはより小さくなるので、その結果得られるフィルムもまた従来のテンターによって延伸されたフィルムに比べると高い光学パワーを有することになる。例えば、ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚ＝１．６４であるＰＥＮのような複屈折性の第１ポリマーから成る注型フィルムから始まる、米国特許第６，９３６，２０９号、第６，９４９，２１２号、第６，９３９，４９９号、及び第６，９１６，４４０号に記載されているプロセスを用いた延伸によって得られた延伸フィルムはｎｘ＝１．８８及びｎｙ＝ｎｚ＝１．５７を有する。そのため、実質的に一軸延伸されたフィルムの面内光強度（ｎｘ−ｎｙ）は、従来のテンターで延伸された同一フィルムの０．２２に比べ、０．３１である。
【００２６】
一軸配向プロセスではＹ方向に沿った複屈折性第１ポリマーの屈折率ｎｙが従来のテンターのｎｙより小さくなるので、第１ポリマーに一致する屈折率をもたらして有効な偏光子を形成するよう、異なった高分子材料が実質的に一軸延伸されたフィルムの第２ポリマー用に選択されてもよい。さらに、実質的な一軸配向プロセスは、高い光学パワーをもたらすので、費用、環境安定性（例えば、ＵＶ安定性及び耐歪性等）、光学特性等のような他の重要なフィルム特性を最適化するのに正の複屈折材料にはより多種多様な材料選択が可能である。第２ポリマーの選択肢が広範囲であると、第１複屈折材料のＴｇより高いＴｇを有する材料の選択が可能になるので、改善された環境寸法安定性、耐クリープ性、及び耐歪性を提供する、第１材料のＴｇを上回る温度でフィルムを配向してもよい。
【００２７】
再び図１〜２を参照すると、一実施形態において、代表的な実施形態は、複屈折性マトリックス又は連続相６及び不連続相又は分散相８を含む拡散反射型偏光フィルム４又は他の光学体である。一実施形態において、複屈折性連続相６と分散相８間の屈折率の差は、フィルム４の表面９に平行な平面内の第１軸に沿って大きく（すなわち、不一致である）、他の２つの直交軸に沿って小さい（すなわち、一致する）。他の代表的な実施形態において、分散相８は、複屈折性であってもよい。好ましくは、連続相６及び分散相８の屈折率は、フィルム４の表面９に平行な平面内の第１軸に沿って、少なくとも約０．０７、又はより好ましくは少なくとも約０．１、及び最も好ましくは少なくとも約０．２だけ異なる。好ましくは、連続相６及び分散相８の屈折率は、一致する方向の各々において少なくとも約０．０３、より好ましくは約０．０２未満、及び最も好ましくは約０．０１未満だけ異なる。
【００２８】
連続相６又は分散相８の複屈折性は、典型的に少なくとも約０．０５、好ましくは少なくとも約０．１、さらに好ましくは約０．１５、及び最も好ましくは少なくとも約０．２である。
【００２９】
特定軸に沿った屈折率の不一致には、該軸に沿って偏光された入射光が実質的に散乱する効果があり、その結果著しい反射量を生じる。対照的に、屈折率が一致する軸に沿って偏光された入射光は、より小さい散乱率を有して分光的に透過又は反射される。この効果は、種々の光学装置、特に低損失及び高消光比を有する高利得反射型偏光子を作製するのに使用することが可能である。広範囲の材料は、分散相及び連続相に利用可能であり、一貫した予測可能な高性能の光学体の提供において高度な調整を考慮している。
【００３０】
連続／分散相用材料
本発明の光学体４内の連続相６又は分散相８として、光学体４が対象となる特定用途に応じて、多くの異なる材料を使用してもよい。そのような材料として、シリカ系ポリマー類のような無機材料、液晶のような有機材料、及びモノマー類、コポリマー類、グラフトポリマー類及びそれらの混合物又はブレンドを包含する高分子材料が挙げられる。所与の用途の材料の正確な選択は、特定軸に沿った連続相６及び分散相８の屈折率において得られる所望の一致及び不一致、並びに結果としての製品における所望の物理特性によって決定される。しかしながら、一実施形態において、連続相６の材料は、一般に、所望のスペクトル領域内で実質的に透過性であることを特徴とする。
【００３１】
材料選択上のさらに考慮すべき事項は、ある代表的な実施形態において、結果としての製品が少なくとも２つの個別の相を含有するということである。このことは、互いに不混和である２つ以上の材料から光学材料を注型にすることによって達成されてもよい。あるいは、互いに不混和ではない第１及び第２材料を備えた光学材料を作製するのが所望の場合、また第１材料が第２材料より高い融点を有する場合、第１材料の融点より低い温度で、第２材料の溶融したマトリックス内に第１材料から成る適切な寸法の粒子を埋め込むことが、場合によっては可能であってもよい。次に、その結果得られる混合物は、その後の配向の有無に拘らず、フィルム内に注型された光学装置を製造することが可能である。
【００３２】
複屈折相として使用するのに適切な高分子材料として、正の複屈折性を有する材料、詳細には複屈折性ポリエステル、及びさらに詳細にはナフタレンカルボキシレート官能性を有する複屈折性ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。連続相６に適切な材料（ある構造おいて分散相８内に使用されてもよい）は、イソフタル酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ジ安息香酸、テレフタル酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、及び（４，４’ ビベンゾイック酸を包含する）ビベンゾイック酸のようなカルボン酸系モノマー類から成る非晶質、半晶質、又は結晶質の高分子材料、若しくは上述の酸（すなわち、ジメチルテレフタレート）に相当するするエステル類から成る材料であってもよい。
【００３３】
これらのうち、２，６−ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＮのコポリマー類及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＴ、ポリプロピレンテレフタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンナフタレート、及び他の結晶質のナフタレンジカルボキシルポリエステル類が特に適している。ＰＥＮ及びＰＥＴは、それらの歪誘起による複屈折のため、また延伸後、永久的に複屈折性を維持するそれらの能力のため、特に適している。ＰＥＮは、約１．６４から高くても約１．９までの延伸の軸に対して偏光平面が平行である場合、該延伸軸に垂直に偏光された光線の屈折率は低下するが、延伸後増加する５５０ｎｍの波長の偏光入射光の屈折率を有する。ＰＥＮは、可視スペクトルにおいて複屈折性が０．２５〜０．４０を示す（この場合、延伸方向に沿った屈折率と延伸方向に垂直な屈折率の差である）。該複屈折性は、分子配向を向上することによって高めることが可能である。ＰＥＮは、フィルム製造中に用いられる処理条件に応じて、約１５５℃〜約２３０℃まで実質的に熱安定であってもよい。
【００３４】
先に言及したように、連続相及び分散相が３つの互いに直交する軸のうちの２つに沿って実質的に一致し（すなわち、差が約０．０５より小さく）、他の互いに直交する軸に沿って実質的に不一致になる（つまり差が約０．０５より大きい）よう、第１及び第２ポリマーが選択される。したがって、一実施形態において、フィルム構造内の第２（つまり、非複屈折性）ポリマーは、垂線入射時に最小ブロック状態透過率及び最大パス状態透過率を提供するよう選択される屈折率を有する。第２ポリマーを選択するために考慮すべき他の事項として、熱溶解安定性、溶解粘度、ＵＶ安定性、費用等が挙げられる。一実施例において、ＰＥＮが本発明の一軸延伸された光学材料内において一相として使用される場合、他方の相は、約１．５３〜約１．５９、好ましくは約１．５６〜約１．５８、及びより好ましくは約１．５７の屈折率を有する実質的に非複屈折性の熱可塑性高分子材料より選択される。
【００３５】
フィルム構造内の第２ポリマーに適切な材料として、第１高分子材料に適切な水準の複屈折を発生させるのに用いられる条件下で配向されると実質的に正ではない複屈折性となる材料が挙げられる。適切な例として、ポリカーボネート類（ＰＣ）及びコポリマーボネート類、ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートコポリマー類（ＰＳ−ＰＭＭＡ）、例えば、商品名「ＭＳ６００」（アクリレート含有率５０％）として京都市の三洋化成工業より入手可能な材料、「ＮＡＳ２１」（アクリレート含有率２０％）及び「ＮＡＳ３０」（アクリレート含有率３０％）としてペンシルバニア州ムーンタウンシップのノバケミカル（Nova Chemical）より入手可能な材料のようなＰＳ−ＰＭＭＡ−アクリレートコポリマー類、例えば、商品名「ＤＹＬＡＲＫ」としてノバケミカルより入手可能な材料のようなポリスチレン無水マレイン酸コポリマー類、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）及びＡＢＳ−ＰＭＭＡ、ポリウレタン類、ポリアミド類、詳細には、ナイロン６、ナイロン６，６及びナイロン６，１０のような脂肪族ポリアミド類、ミシガン州ミッドランドのダウケミカルより入手可能な「ＴＹＲＩＬ」のようなスチレン−アクリロニトリルポリマー類（ＳＡＮ）、及び例えば商品名「Ｍａｋｒｏｂｌｅｎｄ」としてバイエルプラスチックス（Bayer Plastics）より入手可能なポリエステル／ポリカーボネート混合物、商品名「Ｘｙｌｅｘ」としてＧＥプラスチックス（GE Plastics）より入手可能なポリエステル／ポリカーボネート混合物、商品名「ＳＡ１００」及び「ＳＡ１１５」としてイーストマンケミカル（Eastman Chemical）より入手可能な材料のようなポリカーボネート／ポリエステル混合樹脂、並びに、例えばｃｏＰＥＴ及びｃｏＰＥＮを包含する脂肪族コポリエステル類、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、及びポリクロロピレンの材料のようなポリエステル類が挙げられる。
【００３６】
さらに、これらのポリマー類の分子量に関しては特に制限はないが、重量平均分子量は、８，０００より大きく１，０００，０００未満、より好ましくは１０，０００より大きく８００，０００未満である。
【００３７】
分散相の体積分率
分散相の体積分率もまた本発明の光学体における光線の散乱に影響を与える。ある制限内で、分散相の体積分率を上げると、偏光の一致方向及び不一致方向の両方で光学体に入射後、光線が受ける拡散量が増すことになる。この要因は、所与の用途の反射及び透過特性を制御するのに重要である。
【００３８】
分散相の所望の体積分率は、連続相及び分散相用材料の特定の選択を包含する多くの要因に依存する。但し、典型的には、分散相の体積分率は、体積を単位にして連続相に対し少なくとも約１％、より好ましくは約５〜約５０％の範囲内、及び最も好ましくは約２５〜約４５％の範囲内である。尚、他の代表的な実施形態において、分散相の体積分率は、光学フィルムの特定材料及び所望の特性に応じて異なってもよい。
【００３９】
共連続相（co-continous phase）
ほぼ粘度が等価なハイポリマーの二元ブレンドの体積分率が約４０％より大きく５０％に近い場合、分散相と連続相との間の区別は、各相が空間的に連続的になるので、困難になる。また、選択材料に応じて、第１相が第２相内で分散されるように及び逆もまた同様に出現する領域があってもよい。種々の共連続的な形態に関する説明、及びそれらの評価、分析、特徴付ける方法については、スパーリング（Sperling）及びその中に引用されている参考文献（「ポリマー科学技術百科事典」第２版、第９巻、７６０〜７８８頁、Ｌ．Ｈ．スパーリング（Sperling）著"ミクロ相構造（Microphase Structure）"、及びＤ．クレンプナー（Klempner）、Ｌ．Ｈ．スパーリング及びＬ．Ａ．ユトラッキ（Utracki）編「化学の進歩シリーズ（Advances in Chemistry Series）」＃２３９、３〜３８頁（１９９４年）、Ｌ．Ｈ．スパーリング著「相互浸入高分子網状組織（Interpenetrating Polymer Networks）」の第１章"相互浸入高分子網状組織：概要（Interpenetrating Polymer Networks: An Overview）"）を参照されたい。
【００４０】
共連続相を有する材料は、本発明に従って多くの異なる方法により作製されてもよい。したがって、例えば、共連続系（co-continous system）を実現するのに、ポリマー第１相材料がポリマー第２相材料と機械的にブレンドされてもよい。ブレンドすることによって実現される共連続的な形態の例は、例えば、プラスチック工学会の１９９５年次技術会議ＡＮＴＥＣ、第５３巻、Ｎｏ．２、２００１〜２００９頁に掲載、Ｄ．ブリー（Bourry）及びＢ．Ｄ．ファブス（Favis）の「ＨＤＰＥ／ＰＳブレンドの共連続性と位相反転：界面変性の役割（Co-Continuity and Phase Inversion in HDPE/PS Blends: The Role of Interfacial Modification）」（ポリスチレン／ポリエチレンブレンド）、及びポリマー、第３７巻、Ｎｏ．２１、４７２３〜４７２８頁（１９９６）に掲載、Ａ．ルクレア（Leclair）及びＢ．Ｄ．ファブス（Favis）の「不混和性二成分ポリマーブレンドの役割とその機械的特性に与える影響（The role of interfacial contact in immiscible binary polymer blends and its influence on mechanical properties）」（ポリカーボネート／ポリエチレンブレンド）に記載されている。
【００４１】
例えば、ＰＥＮ及びＰＣが７０：３０〜５５：４５の範囲の比で押出混合される場合、共連続相が形成されて、示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって測定（下記例２参照）すると単一のガラス転移温度を示すのに十分にエステル転移化される。通常、ブレンドの非複屈折性成分のＴｇは、複屈折性成分のＴｇより低く、非複屈折性成分のＴｇは、フィルムを処理及びフィルムの最終用途に対する制限要因となる。しかしながら、ＰＣ／ＰＥＮブレンドにおいて、ブレンド中の非複屈折性成分ＰＣは、複屈折性成分ＰＥＮのＴｇよりさらに高いＴｇを有する。このことは、クリープ及び歪みに対してより耐性のあるより高い弾性率をフィルムに与え、この高い寸法安定性によって、広範囲の最終使用用途に適したフィルムに作製する。ＰＥＮをＰＥＴと合わせたコポリマーもまた、このブレンドに使用してよい。
【００４２】
また、共連続相は、本発明に従い、まず米国特許第４，２８１，０８４号にポリスチレン及びポリ（メチルメタクリレート）のブレンドのために開示された発明のように、超臨界流体抽出からそれら（材料）を溶解させ、次に、プラスチック工学会の年次技術会議ＡＮＴＥＣ１９９５、第５３巻、Ｎｏ．２、１５７２〜１５７９頁に掲載、「ポリスチレンポリエチレンブレンドの形態安定性」において、Ｎ．メキレフ（Mekhilef）、Ｂ．Ｄ．ファブス（Favis）及びＰ．Ｊ．カロー（Carreua）が記載しているように、それらを熱暴露及び／又は機械剪断を行った後で相分離を可能にすることによって、形成されてもよい。
【００４３】
さらなる本発明による共連続相を製造方法は、相互浸入高分子網状組織（ＩＰＮ）の生成によるものである。いくつかのより重要なＩＰＮとして、同時ＩＰＮ、逐次ＩＰＮ、勾配ＩＰＮ、ラテックスＩＰＮ、熱可塑性ＩＰＮｓ、及びセミＩＰＮが挙げられる。これら及び他の種類のＩＰＮ、それらの物理特性（例、相平衡状態図）、及びそれらの調製及び特性評価の方法は、例えば、「先端技術のためのポリマー」第７巻、Ｎｏ．４、１９７〜２０８頁（１９９６年４月）、Ｌ．Ｈ．スパーリング（Sperling）及びＶ．ミシュラ（Mishra）の「相互浸入高分子網状組織の現状（Current Status of Interpenetrating Polymer Networks）」、及びＤ．クレンプナー（Klempner）、Ｌ．Ｈ．スパーリング及びＬ．Ａ．ユトラッキ（Utracki）編「化学の進歩（Advances in Chemistry Series）」＃２３９、３〜３８頁（１９９４年）、Ｌ．Ｈ．スパーリング著「相互浸入高分子網状組織（Interpenetrating Polymer Networks）」の"相互浸入高分子網状組織：概要（Interpenetrating Polymer Networks: An Overview）"）に記載されている。これらの系を調製するための主要な方法のいくつかを以下にまとめる。
【００４４】
同時ＩＰＮは、２つ以上のポリマーネットワークのそれぞれのモノマー類又はプレポリマー類に架橋剤類及び活性剤類を一緒に混合することによって作製されてもよい。次に、それぞれのモノマー類又はプレポリマーは、同時ではあるが非干渉的方法で反応させる。したがって、例えば、一方の反応が連鎖重合反応速度を手段として進行させられ、他方の反応が逐次重合反応速度によって進行させられてもよい。
【００４５】
逐次ＩＰＮは、まず、初期ポリマーネットワークを形成することによって作製される。次に、１つ以上の追加ネットワークのモノマー類、架橋剤類、及び活性化剤類を初期ポリマーネットワーク内で膨張させて、それらがその状態で反応して追加ポリマーネットワークを生成する。
【００４６】
勾配ＩＰＮは、ＩＰＮの組成物全体又は架橋密度が巨視的に材料内である位置から別の位置へ変化するような方法で、合成される。このような系は、例えば、フィルム内部全体にわたって組成物に勾配を持たせて、フィルムの一方の表面上に主として第１ポリマーネットワークを、フィルムの他方の表面上に主として第２ポリマーネットワークを形成することによって作製されてもよい。
【００４７】
ラテックスＩＰＮは、ラテックスの形で（例えば、コア及びシェル構造を有する）作製される。いくつかの変形においては、２つ以上のラテックスが混合されてフィルムに形成され、ポリマーを架橋してもよい。
【００４８】
熱可塑性ＩＰＮは、化学的架橋の代わりに物理的架橋を含むポリマーブレンドとＩＰＮ間のハイブリッドである。結果として、これらの材料は、高温では熱可塑性エラストマーの方法と同様な方法で、で流動状態になり、通常使用温度では架橋状態になり、ＩＰＮとして作用する。
【００４９】
セミ−ＩＰＮは、ポリマーのうちの１つ以上が架橋され、またポリマーのうちの１つ以上が直鎖状又は分枝鎖状である２つ以上のポリマーから成る組成物である。
【００５０】
先に示したように、共連続性は、二成分系内と同様に多成分系内で実現することが可能である。例えば、所望の光学特性（例えば、透過率及び反射率）及び／又は改善された物理特性を与えるのに３つ以上の材料を組み合わせて使用してもよい。全ての構成成分が不混和性であってもよく、あるいは２つ以上の成分が混和性を示してもよい。共連続性を示す多くの三成分系は、例えば、Ｌ．Ｈ．スパーリング及びＬ．Ａ．ユトラッキ（Utracki）編「化学の進歩（Advances in Chemistry Series）」＃２３９、３〜３８頁（１９９４年）、Ｌ．Ｈ．スパーリング著「相互浸入高分子網状組織（Interpenetrating Polymer Networks）」の第１章「相互浸入高分子網状組織：概要（Interpenetrating Polymer Networks: An Overview）」に記載されている。
【００５１】
相構造の特性サイズ、共連続性が観察されてもよい体積分率の範囲、及び形態の安定性は何れも、相溶剤、グラフト又はブロックコポリマーのような添加剤、若しくは無水マレイン酸又はグリシジルメタクリレートなどの反応成分によって影響されてもよい。このような効果は、ポリスチレン及びポリ（エチレンテレフタレート）のブレンドについて、例えば、プラスチック工学会の１９９５年次技術会議ＡＮＴＥＣ、第５３巻、Ｎｏ．２、１８５８〜１８６５頁に掲載、Ｈ．Ｙ．ツァイ（Tsai）及びＫ．ミン（Min）の「官能化されたポリスチレンおよびポリエチレンテレフタレートの反応ブレンド（Reactive Blends of Functionalized Polystyrene and Polyethylene Terephthalate）」に記載されている。さらに、特定の系については、相平衡状態図が通常の実験によって作成され、本発明による共連続系を製造するのに用いられてもよい。
【００５２】
本発明により作製される共連続系の微視的な構造は、調製方法、相の混和性、添加剤の存在、及び当該技術分野において既知である他の要因に応じて、著しく変化可能である。したがって、例えば、共連続系における相のうちの１つ以上が、繊維が不規則な配向又は共通の軸に沿った配向状態の一方である微細繊維（例えば、図９参照）であってもよい。他の共連続系は、第１相から成る開放セル型マトリックスを含んでもよく、このとき第２相は、該マトリックスのセル内に共連続的な方法で配置された状態である。これらの系内の相は、単一軸に、２軸に、又は３軸に沿った共連続であってもよい。
【００５３】
当然個別ポリマーの特性及びそれらが結合される方法によっては、本発明により作製され、共連続相（特にＩＰＮ）を有する光学体は、幾つかの例において、単一の連続相のみで作製される類似の光学体の比べ有利な特性を有する。したがって、例えば、本発明の共連続系は、構造的に異種ポリマーの化学的及び物理的結合を可能にし、それによって光学体の特性が特定のニーズを満たすよう改造されてもよい便利な手段を提供する。さらに、共連続系は、頻繁により処理し易くして、かつ、耐候性、低可燃性、より優れた耐衝撃性及び引っ張り強度、向上した可撓性、及び優れた耐化学性などの特性を付与してもよい。ＩＰＮは、典型的に溶媒内で膨張し（しかし、溶解はしない）、相似の非ＩＰＮ系に比べて低減されたクリープ及び流量を示すのである用途において特に有利である（例えば、ポリマー科学技術百科事典（Encyclopedia of Polymer Science and Engineering）第２版、第８巻、２７８〜３４１頁、Ｄ．クレンプナー（Klempner）及びＬ．バーコウスキ（Berkowski）の「相互浸入高分子網状組織（Interpenetrating Polymer Networks）」を参照）。
【００５４】
当業者であれば、本明細書に示されている教示の観点から、既知である共連続系の原理が特有の光学特性を有する共連続形態を製造するのに適用されてもよいことを理解するであろう。したがって、例えば、既知の共連続形態の屈折率は、本発明により新たな光学フィルムを製造するのに、本明細書に教示されているように操作されてもよい。同様に、本明細書で教示されている原理は、共連続形態を製造するのに、既知の光学システムに適用されてもよい。
【００５５】
分散相のサイズ
分散相のサイズもまた、拡散に対して著しい効果を有する。分散相粒子が小さすぎる（つまり、重要な媒質において光の波長の約１／３０未満である）場合、また波長の３乗あたり多くの粒子がある場合、光学体は、任意の所与の軸に沿って２つの相間に幾分有効な屈折率を備えた媒質として作用する。このような場合、ほとんど光が拡散されない。粒子が大きすぎる場合、光は、他の方向にはほとんど拡散されない状態で、粒子表面から正反射される。粒子が少なくとも２つの直交する方向において大きすぎるときは、望ましくない虹彩効果が生じる可能性もある。また、光学体の厚さがより厚くなり、所望の機械特性が満足される状態で、粒子が大きくなるとき、実際的な限界に到達している可能性がある。
【００５６】
整列後の分散相の粒子の寸法は、光学材料の所望の使用に応じて変化可能である。したがって、例えば、粒子の寸法は、可視光線、紫外線、赤外線、及びマイクロ波放射線を反射又は透過させるのに必要な寸法が異なる特定の用途において、対象となる電磁放射線の波長に応じて変化可能である。一実施形態において、粒子の長さは、媒質において対象とする電磁放射線の波長を３０で除算した値をほぼ超えるようにするのがよい。
【００５７】
好ましくは、光学体が低損失反射型偏光子として使用される用途では、粒子は、対象となる波長範囲に渡って電磁放射線波長の約２倍を超え、好ましくは該波長の４倍を超える長さを有する。粒子の平均直径は、好ましくは、対象となる波長範囲に渡って電磁放射線の波長より小さく、また好ましくは所望の波長の０．５（倍）未満である。分散相の寸法は、ほとんどの用途において二次的な考慮事項であるが、比較的ほとんど拡散反射がない薄膜用途においてより重要になる。
【００５８】
分散相の形状
屈折率の不適合が、本発明のフィルムのいくつかの実施形態において散乱を促進する根拠となる支配要因であるが（つまり、本発明により作製された拡散偏光子では、１つの軸に沿った連続相と分散相の屈折率は実質的な不一致である）、分散相の粒子の形状は、散乱に対して二次的な効果を有することが可能である。したがって、屈折率の一致及び不一致の方向における電界に対する粒子の偏光解消度は、所与の方向における散乱量を減少又は増大させることが可能である。例えば、分散相が、配向軸に垂直な平面に沿った断面において楕円形であるとき、分散相の楕円形の断面形状が後方散乱光及び前方散乱光の非対称拡散の一因となる。この効果は、屈折率の不一致による散乱量に加える又は散乱量から減ずることが可能であるが、一般に、本発明の特性の好適な範囲では散乱に対しわずかな影響しかない。
【００５９】
また、分散相の粒子形状は、粒子から散乱された光線の拡散度を左右することが可能である。こうした形状効果は、一般に小さいが、光線の入射方向に垂直な平面にある粒子の幾何学的な断面のアスペクト比（縦横比）が大きくなり、かつ粒子が相対的に大きくなるに従って、大きくなる。一般に、本発明の実施において、分散相の粒子は、正反射より拡散反射が好ましい場合、１つ又は２つの互いに直交する面における光線の幾つかの波長より小さくするのがよい。
【００６０】
低損失反射型偏光子の一実施形態は、配向の結果として、散乱強度を高めることによって配向方向に平行に偏光するための反射を向上させ、かつ配向方向に垂直な偏光に相対的な偏光のために分散を向上させることが可能な高いアスペクト比を有する、一連の棒状構造として連続相内に配置された分散相から成る。しかしながら、図１０（ａ〜ｅ）に示されるように、分散相８は、配向方向３１に対して多くの異なる形状及び配置提供してもよい。したがって、分散相８は、例えば、図１０（ａ〜ｃ）のようにディスクまたは細長いディスク形状、図１０（ｄ〜ｅ）のように棒形状、又は球形状に近似していてもよい。分散相８がほぼ楕円形（円形を含む）、多角形、変則的な形状、又はこれら形状のうちの１つ以上の組み合わせである断面を有する、他の実施形態が考えられる。また、分散相８の粒子の断面形状及びサイズが、ある粒子から別の粒子へ、フィルム４のある領域からと別の領域へ（つまり、表面からコアへ）変化してもよい。
【００６１】
いくつかの実施形態において、分散相８は、芯部及び外殻部は、同一又は異なる材料から作製される、若しくは、芯部は中空である、芯部及び外殻構造を有してもよい。したがって、例えば、分散相８は、等しい又はランダムな長さの、及び均一又は不均一な断面の中空繊維から成るのもよい。繊維の内部空間は、空洞であっても、若しくは固体、液体、又はガス、あるいは、有機物又は無機物である適切な媒質によって占有されてもよい。媒質の屈折率は、分散相８及び連続相６の屈折率を考慮して、所望の光学効果（つまり、所与の軸に沿った反射又は偏光）を達成するように選択されてもよい。
【００６２】
分散相の寸法合わせ
寸法合わせもまた、分散相の散乱の挙動に影響することが分かっている。特に、本発明により作製された光学体において、整列させられた散乱体は、ランダムに配列された散乱体のようには、正透過又は正反射方向を中心に光線を対称的に散乱しないことが確認された。特に、棒の形状に類似させるために配向によって細長くされた含有物は、主に配向方向を中心とする円錐の表面に沿って（又は表面付近に）、かつ正透過方向に沿って光線を散乱する。この結果、正反射方向及び正透過方向を中心に散乱光の異方性分布を生じてもよい。例えば、配向方向に垂直な方向に細長くされたこのような棒状の入射光の場合、散乱光は、正方向から離れる方向に角度を増すにつれて強度が減少する、ある光帯として配向方向に垂直な平面内に現れる。含有物の幾何学的形状を調整することによって、散乱光の分布に対するある水準の制御が透過半球体及び反射半球体の両方で実現することが可能である。
【００６３】
分散相の寸法
光学体が低損失反射型偏光子として使用される用途において、分散相８の構造は、好ましくは、高いアスペクト比を有する、つまり、該構造は、一寸法において任意のほかの寸法より実質的に大きい。アスペクト比は、好ましくは、少なくとも２、及びより好ましくは少なくとも５である。最大寸法（つまり長さ）は、好ましくは、対象となる波長範囲に渡って電磁放射線の波長の少なくとも２倍、及びさらに好ましくは望ましい波長の少なくとも４倍である。他方、好ましくは、分散相構造のより小さな（つまり断面）寸法は、対象となる波長以下、及びより好ましくは対象となる波長の０．５倍未満である。
【００６４】
光学体の厚さ
光学体の厚さ４もまた、本発明の反射及び透過特性に影響を与えるよう操作可能な重要なパラメータである。光学体４の厚さが増すに従って、拡散反射もまた増大し、透過は正及び拡散のどちらも減少する。したがって光学体４の厚さは、典型的に完成製品の所望の機械強度を達成するように選択される一方、反射及び透過特性を直接制御するのにも使用することが可能である。
【００６５】
スペクトルの領域
本発明は、本明細書において頻繁にスペクトルの可視領域を基準にして記載されているが、本発明の多様な実施形態は、光学体４の構成成分の適切なスケーリングによって他の電磁放射腺の波長と共に使用するのに適している。したがって、波長が増大するに従って、光学体４の構成成分の直鎖のサイズは、これら構成成分の寸法が波長単位で測定してほぼ一定のままであるように、増大されてもよい。
【００６６】
波長を変化させる主要な効果の１つは、対象となるほとんどの材料について屈折率及び吸収係数が変化する点にある。しかしながら、屈折率の一致及び不一致の原理はなおも対象となる各波長において適用され、またスペクトラムの特定領域に渡って動作する光学装置用の材料を選択する際に利用されてもよい。したがって、例えば、寸法を適切にスケーリングすることは、スペクトラムの赤外線、紫外線近傍、及び紫外線領域での動作を可能にする。これらの場合、屈折率は、これらの動作波長における値を指し、光学体の厚さおよび分散相の拡散成分のサイズもまた、波長に合わせて適切にスケーリングされるのがよい。高周波数、超高域周波数、マイクロ波周波数、ミリ波周波数を含む、さらに多くの電磁スペクトラムが使用可能である。偏光及び拡散効果は、波長の適切なスケーリングと共に存在し、屈折率は、（実部と虚部とを含む）誘電体関数の平方根から得ることが可能である。これらのより長い波長帯域において有用な製品として、拡散反射型偏光子及び部分偏光子が挙げられる。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態において、光学体の光学特性は、対象となる波長帯域全体で変化する。これらの実施形態において、材料は、屈折率が１つ以上の軸に沿ってある波長領域から別の波長領域に変化する連続相及び／又は分散相用に利用されてもよい。連続相及び分散相の材料選択、及び特定の材料選択に起因する光学特性（つまり、拡散及び分散反射又は正透過）は、対象となる波長帯域に依存する。
【００６８】
微小空洞加工
いくつかの実施形態において、連続相及び分散相の材料は、フィルムが配向されると２つの相間の境界面が結果として空洞になるほど十分に弱くなるように選択されてもよい。この空洞の平均寸法は、処理パラメータ及び延伸比を注意深く操作することによって、又は相溶剤の選択的使用によって制御されてもよい。空洞は、完成した製品において、液体、ガス、又は固体を用いて埋め戻されてもよい。空洞化することは、アスペクト比及び分散相及び連続相の屈折率と共に、生成された結果としてのフィルムにおいて所望の光学特性をもたらすために使用されてもよい。
【００６９】
３相以上の相
本発明により作製された光学体４はまた、２つの相６、８より多い相から成るのであってもよい。したがって、例えば、本発明により作製された光学材料は、連続相６内において２つの異なる分散相８から成ることが可能である。第２分散相８は、連続相６全体に渡ってランダム又は非ランダムに分散されてもよく、ランダムに整列することも、共通の軸にそって整列することも可能である。
【００７０】
また、本発明により作製された光学体４は、２つ以上の連続相６から成るのもよい。したがって、いくつかの実施形態において、光学体４は、第１連続相６及び分散相８に加えて、第１連続相６と少なくともある寸法において共連続性である第２相６を含んでもよい。一特定の実施形態において、第２連続相６は、第１連続相６と同一広がりをもつ多孔質のスポンジ状の材料である（つまり、水が濡れたスポンジ内網状組織の流路を経由して広がるように、第１連続相６は、網状組織の流路を経由して広がり、あるいは、空間部分は第２連続相６を経由して広がる）。ある関連した実施形態において、第２連続相６は、第１連続相６と少なくとも１つの寸法において同一の広がりをもつ樹枝状構造の形態である。
【００７１】
添加剤
本発明の光学材料もまた、当該技術分野において既知である他の材料又は添加剤を含んでもよい。このような材料として、顔料、染料、結合剤、コーティング、充填剤、相溶剤、酸化防止剤（立体障害フェノールを含む）、界面活性剤、抗菌剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤、滑沢剤、強化剤、光安定剤（ＵＶ安定剤又は遮断剤を含む）、熱安定剤、衝撃変性剤、可塑剤、粘性変性剤、及びほかの類似材料が挙げられる。さらに、本発明により作製されたフィルム及び光学装置は、装置を表皮剥離、衝撃、又は他の損傷から保護するのに役に立つ、若しくは装置の処理可能性又は耐久性を高める１つ以上の外側層を含んでもよい。
【００７２】
本発明に使用するのに適切な滑沢剤として、例えば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸銅、ステアリン酸コバルト、ネオドカン酸モリブデン、及びアセチルアセトン酸ルテニウム（ＩＩＩ）が挙げられる。
【００７３】
本発明に有用な酸化防止剤として、例えば、４，４’−チオビス−（６−ｔ−ブチル−ｍ−クレゾール）、２，２’−メチレンビスー（４−メチルー６−ｔ−ｔ−ブチルーブチルフェノール）、オクタデシルオクタデシル−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジ亜リン酸塩、ビス−（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトール  ジフォスファイト、Ｉｒｇａｎｏｘ１０９３（１９７９）（３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル）メチル）−ジオクタデシルエステルホスホン酸、Ｉｒｇａｎｏｘ１０９８（Ｎ，Ｎ'−１，６−ヘキサンエジルビス（hexanediylbis）（３，５−ビス（１，１−ジメチル）−４−ヒドロキシ−ベンゼンプロパンアミド、Ｎａｕｇａａｒｄ４４５（アリルアミン）、ＩｒｇａｎｏｘＬ５７（アルキル化ジフェニルアミン）、ＩｒｇａｎｏｘＬ１１５（ビスフェノールを含む硫黄）、ＩｒｇａｎｏｘＬＯ６（アルキル化フェニル−デルタ−ナフチルアミン）、Ｅｔｈａｎｏｘ３９８（フルオロホスホナイト（fluorophosphonite））、及び２，２'エチリデンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニル）フルオロホスホナイト（fluorophosnite）が挙げられる。
【００７４】
特に好適な類酸化防止剤群は、立体障害フェノール類であって、例えば、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、ビタミンＥ（ジ−アルファトコフェロール）、Ｉｒｇａｎｏｘ１４２５ＷＬ（カルシウムビス−（Ｏ−エチル（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル））ホスホネート）、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０（テトラキス（メチレン（３，５，ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナメート））メタン）、Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６（オクタデシル３，５−ジ−第三−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシンナメート）、Ｅｔｈａｎｏｘ７０２（ヒンダードビスフェノールの）、Ｅｔｈａｎｏｘ３３０（高分子量ヒンダードフェノールの）、及びＥｔｈａｎｏｘ７３０（ヒンダードフェノールのアミン）が挙げられる。
【００７５】
二色性染料は、材料内で分子整列されると特定の偏光を吸収する能力があるため、特に、本発明の光学材料が対象となるいくつかの用途において有用な添加剤である。主として一偏光のみを散乱するフィルム又は他の材料に使用すると、二色性染料は、該材料に他の光を上回る一偏光を吸収させる。本発明に使用するのに好適な二色性染料として、例えば、コンゴレッド（ナトリウムジフェニル−ビス−α−ナフチルアミンスルホン酸）、メチレンブルー、スチルベン染料（カラーインデックス（ＣＩ）＝６２０）、及び１，１’−ジエチル−２，’−シアニンクロライド（ＣＩ＝３７４（橙色）又はＣＩ＝５１８（青色））が挙げられる。これらの染料の特性及びそれらの作製方法は、Ｅ．Ｈ．ランド（Ｌａｎｄ）の「コロイド化学（Colloid Chemistry）」（１９４６）に記載されている。これらの染料は、ポリビニルアルコール中で顕著な二色性を、セルロース中でより少ない二色性を示す。ＰＥＮ中では、コンゴレッドと合わせてわずかな二色性が観察される。
【００７６】
これらの染料の特性、及びそれらの作製方法は、工業化学百科事典、第８巻、６５２〜６６１頁（１９９３年第４版）のカークオスマー（Kirk Othmer）、及びその中に引用されている参考文献に記載されている。
【００７７】
二色性染料が本発明の光学体に使用されるとき、連続相又は分散相のいずれか、若しくは場合によっては連続相及び分散相の両方に組み込まれてもよい。ある代表的な実施形態において、二色性染料は、分散相８に混合される。他の代表的な実施形態においては、二色性染料材料又は別の吸収偏光材料が本発明による偏光フィルムの１つ以上の表面上に１つ以上の追加層として配向前に配置されてもよく、若しくは１つ以上の吸収偏光層が配向後に本発明の偏光フィルムに対して装着、例えば積層されてもよい。
【００７８】
二色性染料は、あるポリマー系と組み合わせると、多様な水準に偏光させる能力を示す。ポリビニルアルコール及びある二色性染料は、偏光能力を備えたフィルムを作製するのに使用してもよい。テレフタル酸ポリエチレンのような他のポリマー又はナイロン−６のようなポリアミドは、二色性染料と組み合わせると、光線を偏光させるほど強い能力を示さない。ポリビニルアルコールと二色性染料の組み合わせは、例えば、他のフィルム形成ポリマー系中の同一染料より高い二色性比を有すると言われている。二色性比が高ければ、その分より高い偏光能力があることを示す。
【００７９】
本発明により作製された光学体内部の二色性染料の分子整列は、一実施形態において、染料又は別の吸収偏光子材料が光学体に組み込まれた後、光学体を延伸することによって実現される。尚、他の方法もまた分子整列を実現するのに用いられてもよい。したがって、一方法において、光学体が延伸される前又は延伸された後、二色性染料が昇華によって又は溶液から結晶化されることによって、フィルム又は光学体の表面において切り取られ、エッチングされ、又は他の方法で形成された一連の細長い切欠き部になる。次に、処理された表面は、１つ以上の表面層を用いて塗布されても、ポリマーマトリックス内に組み込まれる又は多層構造に使用されてもよく、若しくは別の光学体の構成要素として利用されてもよい。切欠き部は、望ましい光学特性を実現するために、所定のパターンあるいは図に従って、また切欠き部同士間の所定の間隔量に従って作製されてもよい。
【００８０】
ある関連した実施形態において、二色性染料は、光学体内において、１つ以上の中空繊維又は他の管路内に、中空繊維又は管路が光学体内に配置される前か配置された後に配置されてもよい。中空繊維又は管路は、光学体の周辺材料と同じ又は異なる材料から作製されてもよい。
【００８１】
さらに別の実施形態において、二色性染料は、多層構造内へと組み入れられる前に、層の表面上へと昇華させることによって多層組織の界面層に沿って配置される。さらに他の実施形態において、二色性染料を使用して、本発明により作製された微小空洞フィルム内の空洞を少なくとも部分的に埋め戻す。
【００８２】
染料又は顔料のような染色材料もまた、いくつかの偏光フィルムの色の視覚的知覚を調節するのに望みどおりに添加されてもよい。いくつかの代表的な実施形態において、追加の染色材料が色補償フィルムの外観を調節するのに使用されてもよい。さらに、分散相に使用可能なポリマーが広範囲に及ぶため、より似た分散曲線を有する材料の選択が可能になる。このことは、より広い範囲の波長に渡って屈折率を一致させるのを可能にするため、色がより中性である偏光子を提供してもよい。
【００８３】
屈折率の一致／不一致の効果
ある代表的な実施形態において、連続相及び分散相のうち少なくとも一方は、配向すると屈折率に変化が生じる種類である。したがって、フィルムが１つ以上の方向に延伸されるに従って、屈折率の一致又は不一致は１つ以上の軸に沿って生じる。配向パラメータ及び他の処理条件を注意深く操作することによって、所与の軸に沿って１つ又は両方の偏光の拡散反射又は透過を誘起するのにマトリックスの正又は負の複屈折が使用可能である。透過と拡散反射の相対比は、分散相の含有物の濃度、フィルムの厚さ、連続相と分散相間の屈折率差の二乗、分散相の含有物のサイズ及び形状、並びに入射光の波長又は帯域に依存する。
【００８４】
特定の軸に沿った屈折率の一致又は不一致の程度は、該軸に沿って偏光される光線の散乱量に直接影響を与える。一般に、散乱出力は、屈折率の不一致の二乗として変化する。したがって、特定の軸に沿った屈折率の不一致の程度が大きければ大きいほど、該軸に沿って偏光される光線の散乱は強くなる。逆に、特定の軸に沿った不一致が小さい場合、該軸に沿って偏光される光線はより小さな程度で散乱されて、それにより光学体の嵩を通って正透過される。
【００８５】
図９Ａ〜図９Ｂは１つまたは複数の集光器８８０を有する照明システム８００の一実施形態を概略的に図示する。図１１（ａ〜ｂ）は、本発明により作製された配向フィルムにおけるこの効果を示す。ここで、典型的な双方向散乱分布関数（ＢＳＤＦ）を垂直入射光について６３２．８ｎｍで測定した結果が示されている。ＢＳＤＦについては、Ｊ．ストーバー（Stover）の「光学散乱測定及び分析」（１９９０）に記載されている。ＢＳＤＦは、配向軸に垂直及び平行な光線を偏光するための散乱角の関数として表わされる。散乱角ゼロは、非散乱（分光透過）光線に該当する。図１１（ａ）のように屈折率一致方向（つまり、配向方向に垂直）に光線を偏光した場合、拡散透過光（散乱角８〜８０度）のかなり大きな成分、及び拡散反射光（散乱１００度超過）のわずかな成分を備えた、有意な正透過ピークがある。図１１（ｂ）のように屈折率不一致方向（つまり、配向方向に平行）に光線を偏光した場合、ごくわずかな正透過光及び拡散透過光の大いに減少した成分、並びにかなり大きな拡散反射成分がある。これらのグラフによって示される拡散の平面が、これらの細長い含有物に対して拡散光のほとんどが存在する配向方向に垂直な平面であることに留意すべきである。この平面の外部での散乱光の影響は大いに減少される。
【００８６】
含有物（つまり分散相）の屈折率がある軸に沿って連続ホスト媒質の屈折率に一致する場合、該軸に平行する電界によって偏光された入射光は、含有物のサイズ、形状、及び密度に関係なく、非散乱によって通過する。屈折率がある軸に沿って一致しない場合、含有物は該軸に沿って偏光された光線を散乱する。約λ／３０より大きな寸法を有する所与の断面積の散乱体の場合（ここでλは、媒質における光線の波長を示す）、散乱強度は、屈折率の不一致によって殆ど決定される。不一致である含有物の正確なサイズ、形状及び整列は、該含有物から多様な方向へとどれだけ光が散乱されるかを決定するのに役割を果たす。散乱層の密度及び厚さが十分であれば、多層散乱理論により、入射光は、反射又は吸収されるが、散乱体のサイズ及び形状の細目に係わらず、透過されない。
【００８７】
本発明の配向フィルムを作製する
本発明による偏光子に使用するために選択される材料、及びこれらの材料の配向程度は、完成した偏光子の相が、一実施形態においては、関連している屈折率が十分近くなる、また代表的な実施形態においては、実質的に等しくなる、少なくとも１つの軸を有するよう決められる。必ずというわけではないが、典型的に配向方向を横切る軸である、該軸に関連して屈折率が一致すると、偏光平面にほとんど又は実質的に全く光反射がない、若しくはそうした偏光を有する光の散乱が生じる結果となる。
【００８８】
また、第１相は、延伸後の配向方向と関連している屈折率の減少を示す。第１又は第２相の複屈折が正の場合、負の歪みによって誘起される第２又は第１相の複屈折は、配向軸と関連のある隣接相同士の屈折率の差を増大させるという利点を有する一方、配向方向に垂直なその偏光平面による光の反射はなおも無視できるほど小さい。代表的な実施形態において、配向方向に直交する方向において隣接する相同士の屈折率の差は、配向後約０．０５未満、及び好ましくは約０．０２未満である。
【００８９】
いくつかの代表的な実施形態において、分散相は、正の歪みによって誘起される複屈折を示す。尚、このことは、連続相の配向方向３１に垂直な軸の屈折率に一致させる熱処理によって変更可能である。代表的な実施形態において、熱処理の温度は、それが複屈折性の連続相において複屈折性を緩和するほど高くはない。
【００９０】
分散相の幾何学形状は、光学材料の配向などの処理によって；特定の幾何学形状を有する粒子を使用することによって；又はそれら２つを組み合わせることによって、実現されてもよい。したがって、例えば、実質的に棒状の構造を有する分散相は、ほぼ球状の分散相粒子から成るフィルムを単一軸に沿って延伸することによって生成することが可能である。棒状の構造は、第１方向に垂直な第２方向にフィルムを延伸することによってほぼ楕円形の断面が与えられることが可能である。さらなる例として、棒が断面においてほぼ矩形である実質的に棒状の構造を有する分散相が、一連の本質的に矩形フレークから成る分散相を有するフィルムを単一方向に延伸することによって生成することが可能である。
【００９１】
延伸は、材料内で屈折率の差を誘発するのに使用可能なので、望ましい形状を得るための便利な方法である。先に示したように、本発明によるフィルムの配向は、２以上の方向であってもよく、また逐次であっても同時であってもよい。
【００９２】
偏光フィルム及び光学体のような、本発明の光学体は、フィルムの表面に平行な平面で第１軸に沿って連続相と分散相との間の大きな屈折率差を、また他の２つの直交する軸に沿っては連続相と分散相との間の小さな屈折率差を提供するのに任意の処理によって作製されてもよい。
【００９３】
図８に記載されたバッチプロセスが好適な特性を提供する場合もあるが、同一人によって所有されている米国特許第６，９３６，２０９号、第６，９４９，２１２号、第６，９３９，４９９号、及び第６，９１６，４４０号に記載されている、一軸又は実質的一軸配向プロセスと呼ばれるプロセスが特に適している。
【００９４】
本発明のプロセスは、機械方向（ＭＤ）、横断方向（ＴＤ）、及び垂直方向（ＮＤ）に対応する３つの互いに直交する軸を基準に説明することが可能な、光学体の延伸工程を含んでもよい。これらの軸は、図１２に示されている光学体３２の幅、長さ、及び厚さに該当する。延伸プロセスでは、初期構成３４から最終構成３６まで光学体３２を延伸する。機械方向（ＭＤ）は、フィルム３２が延伸装置、例えば、図１３に示されている装置を経由して移動する一般的な方向である。横断方向（ＴＤ）は、フィルム３２の平面内にある第２軸であり、機械方向（ＭＤ）に直交する。垂直方向（ＮＤ）は、ＭＤ及びＴＤの両方に直交しており、ポリマーフィルム３２の厚さの寸法に概ね該当する。
【００９５】
図１３は、本発明の延伸装置５０及び方法の一実施形態を示す図である。光学体３２を、任意の望ましい方法によって延伸装置５０に対して提供することが可能である。例えば、光学体３２は、ロール又は他の形態で生成されて、次いで延伸装置５０に提供されることが可能である。別の例として、延伸装置５０は、（例えば、光学体３２が押出成形によって生成されて、押出成形後に延伸する準備ができている場合）押出成形機から、又は（例えば、光学体３２がコーティングによって生成されるか、又は１つ以上のコーティングされた層を受け取った後に延伸する準備ができている場合）塗工機から、又は（例えば、光学体３２がコーティングによって生成されるか、又は１つ以上のコーティングされた層を受け取った後に延伸する準備ができている場合）成層機から光学体３２を受け取るように構成することが可能である。
【００９６】
一般に、光学体３２は、光学体３２の対向する縁部を把持して所定の経路を規定する対向するトラック５４に沿って光学体３２を搬送するように構成されて配置される１つ以上の把持部材に対して領域５２内で提供される。把持部材（図示せず）は、典型的には、光学体を光学体の縁部で又は縁部近傍で把持する。光学体３２の把持部によって把持される部分は、しばしば、延伸後の使用には適さず、そのため、把持部材の部分の位置は、典型的には、プロセスによって生成される廃棄材料の量を制御しながら延伸することを可能にするように、フィルム３２上の十分な把持部をもたらすように選択される。
【００９７】
クリップ等の把持部材を、例えば、把持部材をチェーンに連結させた状態でチェーンをトラック５４に沿って回転させるローラー５６によって、トラック５４に沿って送ることが可能である。ローラー５６は、フィルム３２が延伸装置５０を通って搬送されるときにフィルム３２の速度及び方向を制御するドライバ機構に連結される。ローラー５６を使用して、ベルト型把持部材を回転させ且つ該把持部材の速度を制御することも可能である。
【００９８】
装置５０は、所望により、延伸に備えて光学体３２を加熱する炉６０又は他の装置若しくは配列によって典型的には囲まれた前調整領域５８を含む。前調整領域５８は、予熱領域６２、加熱領域６４、又はそれら両方を含むことが可能である。
【００９９】
一実施形態において、光学体３２は、主延伸領域６６内で延伸される。典型的には、主延伸領域６６内で、光学体３２が、光学体３２のポリマーのガラス転移温度を上回る加熱環境で加熱され又は維持される。主延伸領域６６内で、把持部材は、概ね末広がりのトラック５４に従って進み、所望の量だけ光学体３２を延伸する。主延伸領域６６及び該装置の他の領域内のトラック５４は、多様な構造及び材料を用いて形成することが可能である。主延伸領域６６の外部でトラック５４は、典型的には、実質的に線形である。対向する線形トラック５４は、平行であるか、若しくは先細り又は末広がりであるように配列することが可能である。主延伸領域６６内でトラック５４は、一般的に末広がりで、好ましくは曲線状であるか、若しくは曲線状のトラック形状に近付けた線形セグメントから形成される。
【０１００】
延伸装置５０の全ての領域において、トラック５４を、任意に互いに連結される一連の線形又は曲線状のセグメントを用いて形成することが可能である。代替として、若しくは特定領域又は領域群において、トラック５４を、単一の連続構造として形成することか可能である。少なくともいくつかの実施形態において、主延伸領域６６のトラック５４は、先行する領域５２、５８のトラック５４に連結されるが、トラック５４から分離可能である。いくつかの実施形態において、後続の後調整又は除去領域７０、８０のトラックは、典型的には主延伸領域６６のトラック５４から分離される。いくつかの実施形態において、トラックセグメントのうち１つ以上の位置、好ましくは全ての位置が調整可能である（例えば、軸を中心に回転可能である）ため、トラック５４の全体形状は望ましければ調整することが可能である。連続したトラック５４もまた領域の各一を通して使用可能である。このような代表的な実施形態において、トラックの全体形状もまた、所望の場合、主延伸領域にある各トラックに連結された１つ以上のトラック形状コントローラを用いて調整することが可能である。
【０１０１】
一実施例において、装置５０は典型的に後調整領域７０を含む。例えば、フィルム３２は、領域７２内でヒートセットされて領域５０内で急冷されてもよい。いくつかの他の実施形態において、急冷処理は、延伸装置５０外において実施される。
【０１０２】
いくつかの実施形態において、主延伸領域６６中に光学体３２の把持部材によって把持されていた部分は、除去される。一実施形態において、横断方向延伸が終了した時点で、一軸延伸履歴の実質的に全てに渡って実質的に一軸延伸を保持するよう、スリット処理部７８で、急速末広がり縁部７６が延伸された光学体６８から分離される。切断部が位置７８で作製され得て、バリ又は使用不能部分７６が廃棄され得る。
【０１０３】
連続した把持機構からの耳部７６の解放を連続して行うことは可能だが、テンタークリップのような個別の把持機構からの解放は、好ましくは、任意の所与のクリップ下にある材料全てが一度に開放されるように行われるのがよい。個別の解放機構は、応力上の、上流でウェブを延伸することにより感じることができる歪よりも大きな歪を生じさせる恐れがある。分離されている取り出し装置の動作を支援するため、一実施形態においては、例えば、耳部７６を加熱された延伸フィルムの中心部から耳部７６を「熱」スリット処理するように、装置内で連続耳部分離機構を使用するのが好ましい。
【０１０４】
一実施形態において、スリット処理位置７８は、好ましくは「把持線」、例えば取り出しシステム１５０の把持部材による第１有効接触の分離されている取り出し地点に十分近くに配置されて、該地点の上流に生じる応力歪みを最小化若しくは低減する。フィルムが取り出しシステム１５０によって把持される前にスリット加工される場合、結果として、例えばフィルムのＴＤに沿った「スナップバック」によって不安定な取り出しが生じ得る。したがって、フィルムは、好ましくは把持線のところ又は把持線の下流でスリット加工される。スリット処理は、破断プロセスであり、そういうものとして典型的に空間配置において小さいながらも自然なバラツキを有する。したがって、把持線のわずか下流でスリット処理して、把持線の上流にスリット処理におけるいかなる時間的バラツキをも生じないようにしてもよい。フィルムが把持線より実質的に下流においてスリット処理される場合、取り出しと境界軌道との間のフィルムは、ＴＤに沿って延伸され続けることになる。現時点でフィルムのこの部分が延びているので、境界軌道に対して増幅された延伸比で延び、例えば機械方向の張力が上流に伝播するという望ましくないレベルにまで、上流に伝播する恐れのある応力のさらなる歪みを生成する。
【０１０５】
スリット処理は、好ましくは、可変の最終横断延伸方向比又は取り出しシステムの位置の調整に対応する必要のある取り出し地点の変化に応じて変化できるように移動及び再配置可能である。この種のスリット処理システムの利点は、取り出しスリット処理位置７８を単に移動させることによって延伸プロファイルを維持しながら、延伸比が調整可能であるという点である。多様なスリット処理技術が使用可能であり、例としてヒートレザー、ホットワイヤ、レーザ、強力な赤外線放射線の集束ビーム、又は加熱空気の集中ジェットが挙げられる。
【０１０６】
角度を成す取り出しシステム１５０を使用するいくつかの実施形態において、２つの対向するトラック１５２、１５４は、図２５に示されているように、同じ又は実質的に似たＴＤＤＲを有するフィルム３２を受け取るよう配置される（図中、点線１６０は同じＴＤＤＲにおけるフィルム３２を示す）。他の実施形態において、２つの対向するトラック１５２、１５４は、図２６に示されているように、ＴＤＤＲが２つの対向するトラック１５２、１５４に対して異なるよう配置される（図２６の点線１６０は、同じＴＤＤＲにおけるフィルム３２を示す）。後者の構成は、フィルム３２にフィルム３２のＴＤ寸法に渡って変化する特性を与える。
【０１０７】
図１３に示されている装置は、後調整領域７０を任意に含んでもよい。例えば、光学体３２は、領域７２内に設定されて領域７４内で急冷されてもよい。取り出しシステムは、主延伸領域６６から光学体３２を取り去るのに使用されてもよい。取り出しシステムは、例えば、対向するベルト又はテンタークリップのセットのような把持部材を備えたトラックといった任意のフィルム搬送構造をも使用することが可能である。
【０１０８】
図１４は、本発明による延伸装置のための取り出しシステム１５０の一実施形態を示した略図である。いくつかの実施形態において、ＴＤ収縮制御は、（平行なトラック１５６、１５８と比較して）互いに対して角度を成すトラック１５２、１５４を用いて達成することが可能である。例えば、取り出しシステム１５０のトラック１５２、１５４は、後調整領域７０の少なくとも一部を経由して低速末広がり経路（一実施形態においては約５℃未満の角度を成す）に従って進み、冷却によってフィルム３２のＴＤ収縮を可能にするように配置することが可能である。θ他の実施形態において２つの対向するトラック１５２、１５４は、より広い角度がいくつかの実施形態で使用される場合もあるが、典型的に約３℃未満の角度で広がっていくことが可能である。このことは、主延伸領域６６においてフィルム３２のＭＤ張力を高め、例えば、フィルム３２に渡って屈折率の主軸が変動するといった特性の不均一性を低減するのに有用であり得る。
【０１０９】
いくつかの代表的な実施形態において、フィルムが主延伸領域６６のトラック５４によって搬送されるので、中心線の取り出しシステムは、フィルムの中心線に対して角度を成す。
【０１１０】
図１５は、延伸装置のための角度を成す取り出しシステム１５０を示す略図である。角度を成す取り出しシステム１５０、主延伸領域６６、又は両方は、フィルム３２の主軸又は屈折率軸又は切断軸のような特性軸がフィルム３２に対して角度を成すフィルムを提供するのに有用であり得る。いくつかの実施形態において、取り出しシステムが主延伸領域６６に対して成す角度は、手動か、若しくはコンピュータ制御のドライバ又は他の制御機構又は両方を用いて機械的に調整可能である。
【０１１１】
図１３の代表的なプロセスはまた、領域８０内に除去部を含む。任意に、ローラー８２は、フィルム３２を前進させるのに使用されるが、該要素は省略されてもよい。一実施形態において、別の切断８６が成され、不使用部分８８が廃棄されてもよい。取り出しシステム１５０を離れるフィルム３２は、典型的に後の使用のためロールに巻き取られる。別の実施形態において、取り出しの後、最終製品への直接変換が行われてもよい。
【０１１２】
図１２に戻って参照すると、対向するトラックによって規定された経路は、ＭＤ、ＴＤ、及びＮＤ方向のフィルムの延伸に影響を与える。延伸変形は、１組の延伸比：機械方向延伸比（ＭＤＤＲ）、横断方向延伸比（ＴＤＤＲ）、及び垂直方向延伸比（ＮＤＤＲ）として表わすことが可能である。フィルムに対して決定するなら、特定の延伸比は、一般に所望方向（例えば、ＴＤ、ＭＤ、又はＮＤ）におけるフィルムの現サイズ（例えば、長さ、幅、又は厚さ）と、同方向における最初のサイズ（例えば、長さ、幅、又は厚さ）の比として定義される。延伸プロセス内の任意の所与の点において、ＴＤＤＲは、境界軌道の現在の分離距離Ｌと、延伸開始時における境界軌道の最初の分離距離Ｌ0の比に相当する。換言すれば、ＴＤＤＲ＝Ｌ／Ｌ0＝λ。ＴＤＤＲのいくつかの有用な値は、約１．５から約７以上を含む。ＴＤＤＲの代表的な有用な値は、約２、４、５及び６を含む。ＴＤＤＲの他の代表的な有用な値は、約４〜約２０、約４〜約１２、約４〜８及び約１２〜約２０の範囲にある。
【０１１３】
米国特許第６，９３９，４９９号、第６，９１６，４４０号、第６，９４９，２１２号、及び第６，９３６，２０９号において説明されるように、実質的一軸延伸条件は、材料密度は一定であると仮定すると、横断方向に寸法が増大するに従って、結果的にＴＤＤＲ、ＭＤＤＲ、及びＮＤＤＲがそれぞれλ、（λ）-1/2、及び（λ）-1/2に近づく。完全に一軸配向されたフィルムは、延伸全体を通してＭＤＤＲ＝（ＮＤＤＲ）−１／＝（ＴＤＤＲ）−１／２である。
【０１１４】
一軸特性の程度を表わす有用な尺度Ｕは、次のように定義することができる。
【０１１５】
【数１】
2008537794.tif 000003
【０１１６】
完全一軸延伸の場合、Ｕは、延伸全体を通して１である。Ｕが１未満である場合、延伸条件は「半一軸（subuniaxial）」とみなされる。Ｕが１より大きい場合、延伸条件は「超一軸（super-uniaxial）」とみなされる。Ｕが１より大きい状態であることは、様々な程度で緩和が過剰であることを表わす。これらの緩和過剰状態は、境界縁部からＭＤ圧縮を生じさせる。Ｕを密度の変化に対して補正して、次の式に従ってＵfを与えることが可能である。
【０１１７】
【数２】
2008537794.tif 000004
【０１１８】
尚、ρが延伸の現地点におけるフィルム材料密度であり、ρ0が延伸開始時におけるフィルム材料の最初の密度であるとき、ρf＝ρ0／ρとなる。
【０１１９】
いくつかの代表的な実施形態において、フィルムは、図１３に示されるように平面において延伸される（つまり、境界軌道及びトラックが同一平面内にある）が、非同一平面内の延伸軌道もまた、本発明の範囲内にある。面内境界軌道によって、完全一軸配向の一結果は、面内ＭＤ中心線から離れて広がっていく一対の鏡対称な面内放物線軌道である。
【０１２０】
一軸延伸は、中心点の速度が、対向する境界軌道上での対応する、対向する点同士の間で測定される瞬間ＴＤＤＲの逆数の平方根の係数によってその最初の速度から中心トレースに沿って各点で減少する限り、延伸履歴全体に従って保持されてもよい。
【０１２１】
例えば、ポリマーフィルムの厚さが不均一である、延伸期間のポリマーフィルムの加熱が不均一である、及び例えば装置のダウンウェブ領域から付加的な張力（例えば、機械方向張力）が印加される等、様々な要因が一軸配向を実現する能力に影響を及ぼすことがある。しかしながら、多くの場合、完全一軸配向を達成することが必ずしも必要なわけではない。本発明のいくつかの代表的な実施例において、Ｕ＞０の任意の値が有用である場合がある。したがって、最小又は閾値Ｕ値、若しくは延伸全体に渡って又は延伸の特定部分の間に維持される平均Ｕ値を定義することが可能である。例えば、いくつかの代表的な実施形態において、許容できる最小／閾値又は平均Ｕ値は、要望に応じて、又は特定用途の必要に応じて、０．２、０．５、０．７、０．７５、０．９、０．８５、０．９、又は０．９５にすることが可能である。特定のＵ値が選ばれると、上述の式より、考慮すべき他の関連事項と組み合わせて、Ｕが１に近づくための放物線軌道を含むより広い部類の境界軌道を特定する、ＭＤＤＲとＴＤＤＲ間の特定関係が得られる。少なくとも延伸の最終部分において１を下回るＵ値を示す軌道は、本明細書において半放物線軌道（sub-parabolic trajectories）と呼ばれる。
【０１２２】
上述の軌道部類は、例示であって限定するものとして解釈されるべきではない。多くの軌道部類が本発明の範囲内にあるとみなされる。主延伸領域６６は、異なる延伸条件を備えた２つ以上の異なる領域を含有することが可能である。例えば、第１部類の軌道から一軌道を、最初の延伸領域のために選択され、同第１部類の軌道から又は異なる部類の軌道から別の軌道を、続く延伸領域の各々のために選択することが可能である。
【０１２３】
本発明の代表的な実施形態は、最小Ｕ値＞０を含む境界軌道を包含する。本発明は、約０．２、好ましくは約０．５、さらに好ましくは約０．７、さらに好ましくは約０．７５、さらに好ましくは約０．８及びさらに好ましくは約０．８５である最小Ｕ値を含む実質的一軸境界軌道を包含する。最小Ｕの制約は、好ましくは約２．５、さらに好ましくは約２．０、及びさらに好ましくは約１．５である臨界ＴＤＤＲによって規定される延伸の最終部分に渡って適用されてもよい。いくつかの実施形態において、臨界ＴＤＤＲは、約４．５以上であってもよい。臨界ＴＤＤＲを上回ると、ある材料、例えば配向可能な複屈折性ポリエステルを含むあるモノリシックなフィルム及び多層フィルムは、例えば、歪みによって誘起される結晶化等の構造を成長させるので、それらの弾性又は回復能力を失いはじめる恐れがある。
【０１２４】
許容できる実質的一軸用途の例として、ＴＤが主な単一軸延伸方向であるとき、反射型偏光子のオフ角特性がＭＤ屈折率とＮＤ屈折率の差によって強く影響される。０．０８というＭＤとＮＤの屈折率の差は、いくつかの用途において許容できる。他の用途においては、０．０４の差が許容できる。さらに厳しい用途においては、０．０２未満の差が好ましい。例えば、単一軸横断方向延伸フィルムの場合、６３３ｎｍにおいて、０．０２未満の、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）又はＰＥＮのコポリマーを含有するポリエステル系におけるＭＤ方向とＮＤ方向の屈折率の差をもたらすのに、０．８５の一軸特性の程度は、多くの場合に十分である。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のいくつかのポリエステル系の場合、非実質的一軸延伸フィルムの屈折率差がより小さくなるので、より低いＵ値０．８０又はさらに０．７５が許容できることがある。
【０１２５】
半一軸延伸の場合、真に一軸の特性の最終程度を用いて、次の式によって、ｙ（ＭＤ）方向とｚ（ＮＤ）方向の屈折率が一致するレベルを推定することが可能である。
【０１２６】
Δｎyz＝Δｎyz（Ｕ＝０）ｘ（１−Ｕ）
式中、Δｎyzは、Ｕ値に対するＭＤ方向（すなわちｙ方向）とＮＤ方向（すなわちｚ方向）の屈折率の差であり、Δｎyz（Ｕ＝０）は、ＭＤＤＲが延伸全体を通して１であることを除いて全て同様に延伸されるフィルムの屈折率の差である。この関係は、多様な光学フィルムに使用されるポリエステル系（ＰＥＮ、ＰＥＴ、及びＰＥＮ又はＰＥＴのコポリマーを含む）の場合に合理的に予測可能であることが分かっている。これらのポリエステル系では、Δｎyz（Ｕ＝０）は、典型的には、２つの面内方向ＭＤ（ｙ軸）とＴＤ（ｘ軸）の屈折率の差である、差Δｎxy（Ｕ＝０）の約１／２以上である。Δｎxy（Ｕ＝０）の典型値は、６３３ｎｍにおいて約０．２６までである。Δｎyz（Ｕ＝０）の典型値は、６３３ｎｍにおいて約０．１５までである。例えば、９０／１０ｃｏＰＥＮ、すなわち約９０％のＰＥＮ状繰り返しユニットと、１０％のＰＥＴ状繰り返しユニットとを含むコポリエステルは、６３３ｎｍにおいて高延伸時典型値約０．１４を有する。実際の延伸比によって測定されたＵ値０．７５、０．８８、及び０．９７であり、対応するΔｎyzの値が６３３ｎｍにおいて０．０２、０．０１、及び０．００３である、該９０／１０ｃｏＰＥＮを含むフィルムが、本発明の方法によって作製された。
【０１２７】
Ｕが延伸期間の終了時に半一軸であるとき、多様な他の境界軌道が利用可能である。特に、有用な境界軌道として、ＴＤＤＲが少なくとも５であり、ＴＤＤＲが２．５に達した後に延伸の最終部分に渡ってＵが少なくとも０．７であり、また延伸の終了時にＵが１未満である、同一平面内の軌道が挙げられる。他の有用な軌道として、ＴＤＤＲが少なくとも７で、ＴＤＤＲが２．５に達した後に延伸の最終部分に渡ってＵが少なくとも０．７であり、また延伸の終了時にＵが１未満である、同一平面内の及び非同一平面内の軌道が挙げられる。また有用な軌道として、ＴＤＤＲが少なくとも６．５であり、ＴＤＤＲが２．５に達した後に延伸の最終部分に渡ってＵが少なくとも６．５であり、またＵが延伸の終了時にＵが１未満である、同一平面内の及び非同一平面内の軌道も挙げられる。有用な軌道として、ＴＤＤＲが少なくとも６であり、ＴＤＤＲが２．５に達した後に延伸の最終部分に渡ってＵが少なくとも０．９であり、またＵが延伸の終了時にＵが１未満である、同一平面内の及び非同一平面内の軌道が挙げられる。また有用な軌道として、ＴＤＤＲが少なくとも７であり、ＴＤＤＲが２．５に達した後に延伸の最終部分に渡ってＵが少なくとも０．８５である、同一平面内の及び非同一平面内の軌道も挙げられる。
【０１２８】
一般に、本発明の光学体を形成して処理するために多様な方法が使用されてもよく、該方法は、押出ブレンド、共押出成形、フィルムの注型処理及び急冷処理、一軸及び二軸（平衡又は不均衡）延伸のような、積層及び配向を含んでもよい。上述のように、光学体は、多様な構成を帯びることが可能で、そのため最終光学体の構成及び望ましい特性によって方法は変わる。
【０１２９】
図１２は、プロセスが「フィルムの第２面内軸及びフィルムの厚さ方向に実質的に比例した寸法変化を生じさせる」といわれるとき、この用途において意味するところを説明するのに役立つ。三次元要素３４は、寸法Ｔ、Ｗ及びＬを有するフィルムの未延伸部分（図１２〜１３参照）を表わしている。三次元要素３６は、要素３４が長さラムダだけ延伸された後の様子を表わしている。図１２に示されているように、厚さ及び幅は、同じ比例した寸法変化によって減少された。図１２は、例えば、図４に示されている非一軸延伸に対して、対向する一軸延伸を表わしている。
【０１３０】
上述のように、本発明は、完全な一軸延伸に限定されるものではない。代わりに、本発明は、「実質的に」一軸延伸された又は一軸延伸にある程度まで近付けたプロセス、装置及びフィルムを含む。本発明の範囲内にあるものを定義するため以下の解説及び考察を提供する。
【０１３１】
（複数の層を含むフィルムは、それ自体、フィルム合成物の積層された性質があるので、繊維対称性を有さなくてもよいので）「実質的」に一軸延伸されたフィルムは、好ましくは、ＭＤ及びＮＤにおける特性が所与の材料層内において類似の繊維対称性を有する。繊維対称性は、延伸比のうちの２つが等しい場合、弾性材中に存在してもよい。方向のうちの１つ、例えばＴＤ、が延伸されると、残りの２つの方向、例えばＭＤ及びＮＤ、は好ましくは等しい延伸比を有する。体積保存を考慮すると、ＭＤＤＲ及びＮＤＤＲの両方は、ＴＤＤＲの逆数の平方根に近づくのがよい。従来のテンター内で延伸されたフィルムは、プロセスの境界制約条件がＭＤＤＲとＮＤＤＲの差を付与するので、一方向にのみ物理的に延伸（所謂「単一軸」延伸）されたとしても、実質的に単一延伸は行なわれない。
【０１３２】
本発明はまた、延伸履歴全体に渡って、一軸条件下において、フィルムを延伸するそれらのプロセスに限定されない。ある好ましい実施形態において、本発明は、機械方向延伸比（ＭＤＤＲ）及び横断方向延伸比（ＴＤＤＲ）に対して延伸履歴全体に渡って実質的一軸制約条件をもたらすように従来技術のプロセス（例えば、ディスクオリエンター）の欠点に対処している。従来技術が延伸全体を通して一軸条件を提供できなかったことは、最終フィルムにおける皺及び他の面外（アウトオブプレーン）欠陥の原因となる。
【０１３３】
ある代表的な実施形態において、本発明は、実質的一軸延伸が境界軌道によって延伸工程全体を通してもたらされる、プロセスを提供する。さらに好ましくは、該プロセスは、フィルム面内を維持しながらこうした延伸履歴依存性を提供する。しかしながら、延伸工程は、（図１３に示されているように）必ずしも実質的に平面領域内において実施されるとは限らない。３次元の実質的に、非平面のフィルムの境界軌道を設けることは本発明の範囲内である。
【０１３４】
好ましくは、本発明は、延伸工程の多様な部分を経由して一軸延伸からの偏りを許容範囲内に維持する。所望により、本発明は、延伸の初期の部分において面外のフィルム部分を変形させると同時にこれらの条件を維持してもよい。
【０１３５】
多様な光学フィルムが本発明により延伸されてもよい。フィルムは、以下に記載する単一層フィルム又は多層フィルムを含んでもよい。
【０１３６】
多層組み合わせ
所望の場合、本発明により作製された連続／分散相の１以上のシートを（例えば、反射性を高めるため）多層フィルムと組み合わせて、又は構成要素として多層フィルム内に使用してもよい。適切な多層フィルムとして、ＷＯ９５／１７３０３（オーダカーク（Ouderkirk）ら）に記載されている種類のフィルムが挙げられる。そのような構成において、個別シートを、積層又は他の方法で連続して接着するか、若しくは間隔を空けて配置してもよい。シート内の相の光学的厚さが実質的に等しい場合（つまり、多層シートの各々が所与の軸に沿って入射光に対して実質的に等しい多数の散乱体を提供する場合）、該合成物は、幾分より良い効率で、個別シートと実質的に同じ帯域幅及び反射の分光範囲（すなわち「帯域」）を反射する。シート内の相の光学的厚さが実質的に等しくない場合、該合成物は、個別相より広い帯域に渡って反射する。ミラーシートと偏光子シートとを組み合わせた合成物は、依然として透過光を偏光すると同時に全反射率を上げるのに有用である。あるいは、単一シートを非対称且つ二軸配向をして、選択的反射性特性及び偏光特性を有するフィルムを製造してもよい。
【０１３７】
図１６は、本発明のこの実施形態の一例を示した図である。ここで、光学体は、層がＰＥＮ１６４系層とｃｏＰＥＮ系層と交互に成る多層フィルム１６２を含む。各ＰＥＮ層１６４は、ＰＥＮのマトリックス６内に、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）等の非複屈折性ポリマーから成る適切な分散相８を含む。この種の構成は、より低いオフ角色を促進する点で望ましい。さらに、散乱体の積層又は含有が光の漏れを平均化するので、層の厚さ制御がより重要でなくなり、フィルム１６２が処理パラメータにおける変動をより許容できるようになるのを可能にする。
【０１３８】
これまでに言及されてきた材料のいずれかを、本実施形態における層１６４、１６６のいずれかとして、若しくは特定層１６４、１６６内の連続相６又は分散相８として使用してもよい。しかしながら、ＰＥＮ及びｃｏＰＥＮは、これらの材料が良好な積層接着を助長するため、隣接する層１６４、１６６の主要構成成分として特に望ましい。
【０１３９】
また、層１６４、１６６の配列においては多くの変更が可能である。したがって、例えば、層１６４、１６６を、構造１６２の一部又は全体を通して、ある繰り返し順序に従うように作製することが可能である。この一例が層パターンを有する構造 . . ＡＢＣＡＢＣ. . であり、ここでＡ、Ｂ、Ｃは、個別の材料若しくは同じか又は異なる材料から成る個別のブレンド又は混合物であり、またＡ、Ｂ、又はＣのうちの１つ以上が少なくとも１つの分散相８と少なくとも１つの連続相６とを含有する。
【０１４０】
スキン層
いくつかの代表的な実施形態において実質的に分散相のない材料から成る保護層が、単一の層構造、すなわち、分散相及び連続相から成る押出成形ブレンド又は図１６に示されるように交互に成る層の多層構造の、１つの又は両方の主要面上に同一広がりを持つように配置されてもよい。保護層の組成物は、時にスキン層とも呼ばれ、例えば、押出成形ブレンド内において分散相の一体性を保護するよう、最終フィルムに対して機械特性又は物理特性を付加するよう、あるいは最終フィルムに光学的機能性を付加するように選択されてもよい。選択される適切な材料は、連続相の材料又は分散相の材料を含んでもよい。押出成形ブレンドに類似した溶解粘度を備えた他の材料もまた有用である場合がある。
【０１４１】
スキン層（単数又は複数）は、押出成形ブレンドが押出成形プロセス内において、特に金型処理において経験する広範囲な剪断強度を低減する場合がある。高剪断環境は、有害な表面空洞化を生じさせ、テクスチャ表面を生む結果となる恐れがある。フィルムの厚さ全体を通して剪断値の範囲が広いと、分散相がブレンド内において所望の粒径を形成するのを妨げてしまう。
【０１４２】
またスキン層（単数又は複数）は、結果としての合成物に物理的な強度を付加しても、あるいは処理中の問題を緩和する、例えば、配向プロセス中にフィルムが裂ける傾向を低減してもよい。非晶質なままであるスキン層材料は、より高い強靱性を備えたフィルムを作製するのに役立ち、半晶質であるスキン層材料は、より高い引張係数を備えたフィルムを作製するのに役立つ。帯電防止添加剤、ＵＶ吸収材、染料、酸化防止剤、顔料等の他の官能性成分を、それらは、実質的に、結果としての製品の所望光学特性に干渉しないという条件で、スキン層に添加してもよい。
【０１４３】
ある代表的な実施形態において、押出成形ブレンド及びスキン層（単数又は複数）が押出成形金型から押し出される前である押出成形プロセス中のある時点において、押出成形ブレンドの一側面又は二側面に、スキン層が貼られる。このことは、従来の共押出成形技術を用いて遂行されてもよく、該技術として、三層共押出金型を用いることが挙げられる。押出成形ブレンドの予め形成されたフィルムに対してスキン層（単数又は複数）を積層することも可能である。全スキン層の厚さは、全ブレンド／スキン層厚さの約２％〜約５０％の範囲であってよい。
【０１４４】
広範囲のポリマー類がスキン層に適している。主として非晶質なポリマー類として、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸フタル酸、又はそれらのアルキルエステル相当、及びエチレングリコールのようなアルキレンジオールのうち１つ以上を基剤とするコポリエステル類が挙げられる。半晶質ポリマーの例は、２，６−ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、及びナイロン材である。
【０１４５】
反射防止層
本発明により作製されるフィルム及び他の光学装置は、１つ以上の反射防止層も含んでよい。そのような層は、偏光され易くてもされ難くてもよく、透過を増加させて反射グレアを抑えるのに役立つ。反射防止層は、コーティング又はスパッタエッチング等の適切な表面処理によって本発明のフィルム及び光学装置に付与されてもよい。
【０１４６】
本発明のいくつかの実施形態において、ある偏光について透過を最大化し及び／又は正反射を最小化するのが望ましい。これらの実施形態において、光学体は、少なくとも１つの層が連続相及び分散相を設けている層に密着して反射防止システムを含む、２つ以上の層を含んでもよい。このような反射防止システムは、入射光の正反射を抑えて、光学体の連続層と分散層を含む部分に入る入射光の量を増加するように作用する。このような機能は、当該技術分野において周知である多様な手段によって遂行可能である。例として、４分の１波長反射防止層、２つ以上の層から成る反射防止スタック、階級インデックス層、及び階級密度層がある。このような反射防止機能を、光学体の透過光側において使用して、所望の場合、透過光を増加させることが可能である。
【０１４７】
本発明の用途
本発明の光学体は、拡散反射型偏光子として特に有用である。反射偏光子は、液晶表示パネルにおいて特に有用である。
【実施例】
【０１４８】
ここで、以下の非限定的な実施例を基に本発明について説明する。
【０１４９】
（実施例１）
多様な複屈折材料及び非複屈折材料を、同一人によって所有されている米国特許第６，９３６，２０９号、第６，９４９，２１２号、第６，９３９，４９９号、及び第６，９１６，４４０号に記載され、図１３に示されているプロセスによって単層フィルムとして注型し、実質的に一軸配向した。試料の屈折率を測定し、下の表１にまとめた。
【０１５０】
【表１】
2008537794.tif 000005
【０１５１】
複屈折材料と非複屈折材料の組み合わせを、これらのブレンドを配向すると拡散反射型偏光子が生成される、非一次配向において屈折率を一致させるという目的に合わせてブレンドするために選択した。配向された材料の屈折率をラムダ１９計測器を用いて測定した。
【０１５２】
図１７は、ＰＥＮ（ＳＡＮブレンド比５５：４５、約１ｘ５一軸配向）のパス及びブロックスペクトルを示す。
【０１５３】
図１８ａ及び１８ｂは、ＬｍＰＥＮ（９０％ＰＥＮ：１０％ＰＥＴ）とＳＡ１１５を５０：５０の割合で混合したブレンドから成る一軸配向フィルムの、パス及びブロック状態のスペクトルを示す。結果としての偏光子の測定した利得（ゲイン）は、１．４７であった。
【０１５４】
フィルムの光学ゲインは、ＬＣＤパネルとバックライトの間にフィルムが挿入された状態で、バックライトからＬＣＤパネルを通って透過された光と、該フィルムが同一場所にない状態で透過された光の割合である。
【０１５５】
図１９は、５５：４５の割合の８０％ＰＥＴ／２０％ＰＥＴ：Ｘｙｌｅｘ７２００から作製され、約１ｘ６で一軸配向されたフィルムのパス及びブロックスペクトルを示す。
【０１５６】
（実施例２）
２５ｍｍ二軸押出機を用いて、表２に示すように多様な比率でＰＥＮ及びポリカーボネート（ＰＣ）を押出成形混合したブレンドから拡散反射型偏光子を作製して、押出成形金型を用いて２０ｍＬ厚さの注型ウェブへと形成した。該ブレンドを、真に一軸バッチ配向プロセスを用いて表２に示された条件で配向した。試料１、２、４、６、８及び９を、押出成形及び注型する際に同一機械方向１４に配向した。
【０１５７】
【表２】
2008537794.tif 000006
【０１５８】
試料の光学的解析は、分散相（ＰＣ）が高いアスペクト比の円筒形状を有していたことを示した。下表３の試料４と３、試料６と５、及び試料８と７で光学特性を比較した結果、機械方向配向によって液晶ディスプレイにおけるより良好なゲイン又は光学パワーを得ることが可能であることが確認された。
【０１５９】
【表３】
2008537794.tif 000007
【０１６０】
ＢＹＫ−ガードナー（Gardner）製の濁度計（曇り度計）「ヘイズガードプラス（Haze-Guard Plus）」を用いてＡＳＴＭ  Ｄ２００３−００に記載されている典型的な手順に従って、曇り度を測定した。本発明の目的のため、用語「ゲイン」又は「光学ゲイン」は、本発明により作製された光学フィルムを備えた光学系の軸方向の出力輝度の、そのような光学フィルムを有さない同光学系の軸方向の出力輝度に対する比を指す。
【０１６１】
透明度は、物体においてどれだけよく精密な細部が解像されるかを示すもので、同じくＢＹＫ−ガードナー（Gardner）製の濁度計（曇り度計）「ヘイズガードプラス（Haze-Guard Plus）」を用いて測定した。ブレンドのグラス転移温度（Ｔｇ）を、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定し、結果のグラフを図２０に示す。
【０１６２】
本明細書において参照又は引用された全ての特許、特許出願、分割出願、及び公報は、全ての図及び表を含む全体が、参照により、それらが本明細書の明示的な教示と矛盾しない程度に組み込まれる。
【０１６３】
本明細書に記載されている実施例及び実施形態は、例示目的のみであるということに加えて、それらに照らして多様な修正又は変更が当業者に連想され、本願の意図及び範囲内に含まれるものであるということを理解すべきである。
【０１６４】
先に挙げた図面は、本発明の複数の代表的な実施形態を明らかにするが、他の実施形態も考えられる。本開示は、本発明の例示的実施形態を、実例として提示しており、限定するものとしてではない。本発明の原理の範囲及び意図内に入る、多くの他の改変例または実施形態が、当業者によって考案され得る。図面は、一律の縮尺に従って描かれていない。
【０１６５】
さらに、実施形態及び構成要素は、「第１」、「第２」、「第３」等の表記によって言及されているが、これらの記載は参照の便宜を図るために与えられており、優先順位を示唆するものではない。該表記は、理解し易いように異なる実施形態を区別するためにのみ提示される。
【０１６６】
他に指示がない限り、本明細書で使用されている特徴寸法、量、及び物理的特を表わす全ての数字は、用語「約」によって全ての例において修飾されるものとして理解される。よって、特に指示がない限り、該数字は、本明細書において開示される教示によって所望特性に応じて変化可能な近似値を示す。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】本発明により作製された光学体であって、分散相が本質的に円形の断面を有する一連の細長い塊として配列される光学体を示す概略図。
【図２】本発明により作製された光学体であって、分散相が本質的に楕円形の断面を有する一連の細長い塊として配列される光学体を示す概略図。
【図３】フィルムを延伸するのに使用される従来技術のテンター装置を上から見た平面図。
【図４】図３に示された従来技術のプロセスにおける延伸前後のフィルム部分を図示した斜視図。
【図５】延伸後のフィルムを図示した側面図で、初期の厚さＴ、最終の厚さＴ’、及び垂直方向ＮＤを示す。
【図６】延伸後のフィルムを図示した概略図で、機械方向（ＭＤ）、垂直方向（ＮＤ）、横断方向（ＴＤ）、初期の長さＹ、及び延伸後の長さＹ’を示す座標軸系を描いている。
【図７】延伸後のフィルムを図示した概略図で、機械方向（ＭＤ）、垂直方向（ＮＤ）、横断方向（ＴＤ）、初期の幅Ｘ、及び延伸後の幅Ｘ0を示す座標軸を描いている。
【図８】光学フィルムを延伸するための従来技術のバッチプロセスを示す概略図で、延伸前後のフィルムの様子を示している。
【図９】相互浸入高分子網状組織（ＩＰＮ）を示す概略図。
【図１０ａ】本発明の代表的な実施形態によって作製された光学体における分散相の多様な形状を示した概略図。
【図１０ｂ】本発明の代表的な実施形態によって作製された光学体における分散相の多様な形状を示した概略図。
【図１０ｃ】本発明の代表的な実施形態によって作製された光学体における分散相の多様な形状を示した概略図。
【図１０ｄ】本発明の代表的な実施形態によって作製された光学体における分散相の多様な形状を示した概略図。
【図１０ｅ】本発明の代表的な実施形態によって作製された光学体における分散相の多様な形状を示した概略図。
【図１１ａ】配向方向に垂直に偏光した場合の、本発明による配向フィルムの双方向散乱分布を散乱角の関数として表わしたグラフ。
【図１１ｂ】配向方向に平行に偏光した場合の、本発明による配向フィルムの双方向散乱分布を散乱角の関数として表わしたグラフ。
【図１２】図１３に示されたプロセスにおけるフィルムの一部分の延伸プロセス前後を示した斜視図。
【図１３】本発明の代表的な実施形態による延伸プロセスを示した概略図。
【図１４】本発明の延伸装置のための取り出しシステムの一実施形態を示す概略図。
【図１５】延伸装置のための取り出しシステムの別の実施形態を示す略式図。
【図１６】本発明により作製された多層フィルムを示す略図。
【図１７】本発明のフィルムのある実施形態のためのパス及びブロック状態のスペクトルを示すグラフ。
【図１８ａ】本発明のフィルムのある実施形態のためのパス及びブロックスペクトルをそれぞれ示す。
【図１８ｂ】本発明のフィルムのある実施形態のためのパス及びブロックスペクトルをそれぞれ示す。
【図１９】本発明のフィルムのある実施形態のためのパス及びブロック状態のスペクトルを示すグラフ。
【図２０】示差走査熱量計（ＤＳＣＯ）を用いて作成したグラフで、本発明のある実施形態によるＰＥＮ：ＰＣブレンドのグラス転移温度（Ｔｇ）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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