(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コポリエステル全体の単位を基準として、
４０〜５０モル％のナフタレート単位、
３５〜４９モル％のエチレン単位、及び
１〜８モル％の分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキル単位を含むコポリエステルを含む第１複屈折光学層を、少なくとも１つと、
該第１複屈折光学層よりも小さい複屈折を有する第２光学層を、少なくとも１つと、
を含む、多層光学フィルム。
【請求項２】
コポリエステル全体の単位を基準として、
４０〜５０モル％のナフタレート単位、
３５〜４９モル％のエチレン単位、及び
１〜８モル％の分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキル単位を含む複屈折コポリエステルフィルムであって、
該複屈折コポリエステルフィルムが、６３２．８ｎｍにて少なくとも０．１０の面外複屈折を有する、複屈折コポリエステルフィルム。
【請求項３】
前記第１複屈折光学層が、６３２．８ｎｍにて少なくとも０．１０の面外複屈折を有する、請求項１記載の多層光学フィルム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
高分子フィルムは、様々な用途に使用される。多層ポリマー光学フィルムは、ミラー及び偏光子を含む様々な目的のために広く使用されている。これらのフィルム類は、極めて高い反射率を有することが多く、同時に軽量でありかつ耐破損性を有する。多種多様な多層膜の例は、同一出願人による米国特許第５，８８２，７７４号（名称「光学フィルム」）に包含される。代表的な用途としては、コンパクトな電子ディスプレイがあり、それには携帯電話、携帯情報端末、コンピュータ、テレビ及び他のデバイスに設置される液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が挙げられる。
【０００２】
偏光子又はミラーフィルムの作製に有用な高分子の１つは、ポリエステルである。ポリエステル系偏光子の１つとしては、例えば、米国特許第６，６４１，９００号（ヘブリンク（Hebrink）ら）に記載されているような、異なる組成のポリエステル層の積層体が挙げられる。このような積層体は、一般に、多層反射フィルムとも呼ばれる。多層反射フィルムは更に、例えば処理中又は処理後に積層体が損傷することを防止するために、積層体の少なくとも１つの表面を被覆する、１種以上の追加の層を含んでもよい。
【０００３】
ポリエステルは、１種以上の異なるカルボキシレートモノマー（例えば、２種以上のカルボン酸又はエステル官能基との化合物）と１種以上の異なるグリコールモノマー（例えば、２種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。多層光学フィルムにおいて有用なポリエステルの一例は、例えば、ナフタレンジカルボン酸とエチレングリコールとの反応によって製造することができるポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）である。ポリエステルポリマー又はポリエステルフィルムの性質は、モノマー分子の種類及び量の特定の選択に伴って変化する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態では、４０〜５０モル％のナフタレート単位、３５〜４９モル％のエチレン単位、及び１〜８モル％の分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキル単位を含むコポリエステルを含む少なくとも１つの第１複屈折光学層；並びに、第１光学層よりも小さい複屈折を有する少なくとも１つの第２光学層を含む多層光学フィルムについて記載する。
【０００５】
別の実施形態では、４０〜５０モル％のナフタレート単位、３５〜４９モル％のエチレン単位、及び１〜８モル％の分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキル単位を含む複屈折コポリエステルフィルム（ここで当該コポリエステルフィルムは、６３２．８ｎｍにて少なくとも０．１０の面内複屈折を有する）について記載する。
【０００６】
更に別の実施形態では、コポリエステル高分子材料は、４０〜５０モル％のナフタレート単位、３５〜４８．９５モル％のエチレン単位、及び１〜８モル％の分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキル単位並びに０．０５〜１モル％のジメチルスルホナトリウムイソフタレートアイオノマー単位を含む（comprising）。
【０００７】
これらの実施形態のそれぞれにおいて、コポリエステルは、ネオペンチルグリコールから誘導されるような、分枝鎖Ｃ４〜Ｃ１０アルキル単位を２〜４モル％含んでよい。コポリエステルは、好ましくは、シクロヘキサンジメタノールから誘導されるような、環状Ｃ４〜Ｃ１０アルキル単位を２〜８モル％含む。コポリエステルは、所望により、８モル％以下のテレフタレート単位を更に含んでよい。幾つかの実施形態では、コポリエステルは、カルボキシレートサブユニット及びグリコールサブユニットを含み、８０〜１００モル％のカルボキシレート単位はナフタレートサブユニットを含み；７０〜９８モル％のグリコールサブユニットは、エチレングリコールから誘導され；２〜１６モル％のグリコールサブユニットは、１種以上の分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキルグリコールから誘導される。
【０００８】
更に、これらの実施形態のそれぞれにおいて、コポリエステルは、２２５℃〜２６０℃の範囲の融解温度を有することが好ましい。本明細書に記載するような好ましいコポリエステル高分子材料は、示差走査熱量計により、毎分２０℃の速度で加熱した場合に、２Ｊ／ｇ未満の第２走査融解熱を示すことができる。好ましいコポリエステル高分子材料は熱的に安定であるため、コポリエステルの溶融温度より高い温度にて、１００ｓ−１の剪断速度で測定した場合、窒素下にて１時間後に、コポリエステルは１５％未満の粘度変化を示す。
【０００９】
幾つかの実施形態では、多層の光学又は複屈折（例えば、モノリシック）フィルムの複屈折層は、偏光子に有用な比較的大きな面内複屈折を有する。その他の実施形態では、多層光学フィルム又は複屈折フィルムの複屈折層は、鏡に有用な比較的大きな面外複屈折を有する。幾つかの実施形態では、複屈折層又は複屈折フィルムは、比較的大きな面内及び面外複屈折を有する。
【００１０】
別の実施形態では、（ｎｘ１−ｎｙ１）／（ｎｙ１−ｎｚ１）で定義される複屈折対軸外屈折率不一致（index mismatch）率が少なくとも２．５である少なくとも１つの第１光学層（ここで、当該第１光学層が、示差走査熱量計により、毎分２０℃の速度で加熱した場合に、２Ｊ／ｇ未満の第２走査融解熱を示すようなコポリエステルを含む）、及び第１光学層よりも小さい複屈折を有する少なくとも１つの第２光学層を含む多層フィルムについて記載する。
【００１１】
更に別の実施形態では、（ｎｘ１−ｎｙ１）／（ｎｙ１−ｎｚ１）で定義される複屈折対軸外屈折率不一致率が少なくとも２．５である少なくとも１つの第１光学層（ここで、当該第１光学層が、２２５℃〜２６０℃の範囲の融解温度を有するコポリエステルを含む）及び第１光学層よりも小さい複屈折を有する少なくとも１つの第２光学層を含む多層フィルムについて記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】多層光学フィルムの一実施形態の横断面図。
【図２】表６にしたがって処理した際の各種延伸温度でのコポリエステル光学フィルム実施形態の面内複屈折を示す。
【図３】表６にしたがって処理した際の各種延伸温度でのコポリエステル光学フィルム実施形態の面内複屈折を示す。
【図４】表６にしたがって処理した際の各種延伸温度でのコポリエステル光学フィルム実施形態の面内複屈折を示す。
【図５】表６にしたがって処理した際の各種延伸温度でのコポリエステル光学フィルム実施形態の面内複屈折を示す。
【図６】代表的コポリエステル高分子材料の示差走査熱量測定特性を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、多層光学フィルム及び複屈折コポリエステルフィルムに関する。複屈折コポリエステル光学層又は複屈折コポリエステルフィルムは、多量のナフタレート単位、エチレン単位、及び微量の分枝鎖又は環状Ｃ４〜Ｃ１０アルキル単位を含む。ジメチルスルホナトリウムイソフタレート（isophthtalate）アイオノマーなどのフタレートアイオノマー単位を更に含むある種のコポリエステル高分子材料についても記載されている。
【００１４】
多層フィルム実施形態としては、２つ又はそれ以上の層を有するフィルムが挙げられる。例えば、多層光学フィルムは、高効率ミラー及び／又は偏光子として有用である。多層光学フィルムを本開示と併せて使用した場合、入射光線の比較的低い吸収及び軸外での通常光線の高反射率を示す。
【００１５】
本出願にて使用する場合：
「屈折率」とは、特に指示がない限り、材料の平面内における、６３３ｎｍの光を法線入射させた場合の材料の屈折率を意味する。
【００１６】
「複屈折」とは、直交するｘ、ｙ、及びｚ方向における屈折率が、全て同じではないことを意味する。本明細書で記載されるポリマー層においては、軸は、ｘ及びｙ軸が、層平面内にあり、かつｚ軸が、層平面に対して直角でありかつ典型的には層の厚み又は高さに相当するように選択される。１面内方向での屈折率が、別の面内方向での屈折率より大きい場合、ｘ軸は、一般に、最大屈折率を持つ面内方向となるように選択され、これが場合により、光学フィルムが配向する（例えば、延伸する）方向の１つに相当する。複屈折値は、特に指示がない限り、６３３ｎｍの光及び法線入射に対して報告されている。
【００１７】
「高屈折率」及び「低屈折率」は、相対的な語句であり；２つの層を、関心のある少なくとも１つの方向で比較した場合、より大きな面内屈折率を有する層が高屈折率層であり、より小さな面内屈折率を有する層が低屈折率層である；
「ポリマー」とは、特に指示がない限り、ポリマー類及びコポリマー類（即ち、２種類又はそれ以上のモノマー類又はコモノマー類から形成されたポリマー類であり、例えば、ターポリマー類を包含する）を意味し、同様に例えば、共押出又は反応（例えば、エステル交換を包含する）による混和性ブレンドに形成可能なコポリマー類又はポリマー類を意味する。特に指示がない限り、ブロック、ランダム、グラフト、及び交互ポリマー類が包含され；
「拘束一軸延伸」とは、外部応力を適用して、主として２方向、面内延伸方向（即ち、ｘ）及び面内に対して直角方向（即ち、ｙ）に寸法変化を生じさせる、フィルム延伸加工を意味する。具体的には、それは、面内非延伸方向でフィルム幅を実質的に維持しながらの面内延伸方向での寸法伸びを意味する。その結果、フィルムの厚み減少は通常、フィルム延伸比に対応しており、構造は主に平面であり；かつ
「非拘束一軸延伸」とは、外部応力が適用されて３方向全てに寸法変化が生じる、フィルム延伸加工を意味する。フィルム幅は、延伸方向長さに比較して（compare to）、通常は小さい。具体的には、それは、フィルム厚及びフィルム幅の両方が減少しながらの、面内延伸方向での寸法伸びを意味する。その結果、フィルム厚の減少は、同一延伸比にて拘束一軸延伸フィルムより小さい。更に、フィルム構造はより円筒形かつ繊維様である。
【００１８】
図１は、例えば、光偏光器又はミラーとして使用できる多層ポリマーフィルム１０を示す。フィルム１０は、１つ以上の第１光学層１２、１つ以上の第２光学層１４、及び所望により、１つ以上の（例えば、非光学的な）追加の層１８を含む。フィルム１は、少なくとも２種の材料からなる交互層１２、１４を有する多層スタックを含む。一実施形態では、層１２及び１４の材料は、ポリマーである。一般的に、米国特許第６，８２７，８８６号（名称「多層光学フィルムの作製方法」）（参照として本明細書に援用する）は、多層膜１０の作製に適合可能な方法について記載する。加えて、フィルム１０及び層１２，１４は、平面を有するように図示されてはいるが、フィルム１０又は層１２，１４又は追加の層の少なくとも１つの表面が構造化されてよい。
【００１９】
高屈折率層１２の面内屈折率ｎ１は、低屈折率層１４の面内屈折率ｎ２より大きい。層１２，１４間の各境界での屈折率差によって、光線の一部が反射される。多層膜１０の透過特性及び反射特性は、層１２，１４間の屈折率差によって生じる光のコヒーレント干渉及び層１２，１４の層厚に依存する。等価屈折率（又は法線入射の場合の面内屈折率）が、層１２，１４間で異なる場合、隣接層１２，１４間の界面は、反射面を形成する。界面の反射能層は、層１２，１４の等価屈折率間の差の二乗（例、（ｎ１〜ｎ２）２）に依存する。層１２，１４間の屈折率差を増大させることによって、屈折力（より高い反射率）、より薄いフィルム（より薄い又はより少ない層）、及びより広い帯域幅性能を向上させることができる。したがって、多層膜１０は、例えば、反射偏光子又はミラーとして有用となり得る。代表的実施形態における屈折率差は、少なくとも約０．０５、好ましくは約０．１０超、より好ましくは約０．２０超、更により好ましくは約０．３０超である。
【００２０】
一実施形態では、層１２，１４の材料は本来的に異なった屈折率を有する。別の実施形態では、層１２，１４の材料の少なくとも１つが、応力誘発性複屈折の性質を有し、前記材料の屈折率（ｎ）が、延伸加工の影響を受けるようにする。多層膜１０を１軸方向乃至２軸方向の範囲に亘って延伸することによって、異なった配向をした面−偏光入射光に対して様々な反射率を持つフィルムを作製することができる。
【００２１】
代表的実施形態では、多層膜１０は、数十、数百又は数千の層を包含し、各層は多数の異なった材料のいずれかから作製することができる。特定スタックのための材料選択を決定する特性は、多層膜１０の望ましい光学性能による。多層膜１０は、前記スタック内の層が多くなればなる程、多くの材料を含有することができる。しかし、図示を容易にするために、光学薄膜スタックの代表的実施形態は、わずか２〜３種類の異なった材料を示す。
【００２２】
一実施形態では、多層膜１０内の層の数は、フィルム厚、柔軟性及び経済性の理由により、最小数の層を使用して所望の光学特性を達成するように選択する。偏光子及びミラーなどの反射フィルムの場合、層の数は、より好ましくは約２，０００未満、より好ましくは約１，０００未満、更により好ましくは約５００未満である。
【００２３】
幾つかの実施形態では、多層高分子フィルムは、任意の追加の非光学層又は光学層を更に含む。追加の層１８は、積層体１６内に配置されたポリマー層である。このような追加の層は、光学層１２，１４を損傷から保護し、共押出加工に役立ち、かつ／又は後工程の機械的特性を向上させ得る。追加の層１８は多くの場合、光学層１２，１４より厚い。追加の（例えば、皮膚）層１８の厚みは通常、個々の光学層１２，１４の厚みの少なくとも２倍、好ましくは少なくとも４倍、より好ましくは少なくとも１０倍である。付加層の厚み１８は、特定の厚みを有する多層高分子フィルム１０を作製するために変化し得る。典型的に、１種以上の追加の層１８は、光学層１２，１４によって透過、偏光及び／又は反射される光の少なくとも一部もまた、当該追加の層を通って伝わるように定置される（即ち、追加の層は、光学層１２，１４を通って伝わる又は光学層１２，１４によって反射される光路内に定置される）。
【００２４】
多層膜１０の一実施形態は、低屈折率／高屈折率フィルム層の複数ペアから成り、ここでは、各低屈折率／高屈折率層のペアが、反射するように設計された帯域の中心波長の１／２の光学的な結合厚さを有する。このようなフィルムの積層体は、通常、四分の一波長積層体と呼ばれている。可視波長及び近赤外波長に対応する多層光学フィルムの場合、４分の１波長積層の設計は、約０．５マイクロメートル以下の平均厚さを有する多層スタック内の各層１２，１４をもたらす。その他の代表的実施形態では、例えば、広帯域反射光学フィルムが所望される場合、異なる低屈折率／高屈折率層のペアは、異なる光学的な結合厚さを有してよい。
【００２５】
反射フィルム（例えば、ミラー又は偏光子）が所望されるような用途においては、各ポラライゼーション及び入射平面についての所望の平均光透過率は、一般に、反射フィルムの使用目的による。多層ミラーフィルムを作製するための１つの方法は、多層積層体を二軸延伸することである。高効率反射フィルムには、法線入射での可視スペクトル（約３８０ｎｍ〜７５０ｎｍ）にまたがる各延伸方向に沿った平均透過率は、望ましくは約１０％未満（約９０％超の反射率）、好ましくは約５％未満（約９５％超の反射率）、より好ましくは約２％未満（約９８％超の反射率）、更により好ましくは約１％未満（約９９％超の反射率）である。法線方向から約６０度での可視スペクトルに亘る平均透過率は、望ましくは約２０％未満（約８０％超の反射率）、好ましくは約１０％未満（約９０％超の反射率）、より好ましくは約５％未満（約９５％超の反射率）、更により好ましくは約２％未満（約９８％超の反射率）、更により好ましくは約１％未満（約９９％超の反射率）である。ミラーフィルムの幾つかの例は、共有米国特許第５，８８２，７７４号（ジョンザ（Jonza）ら）に、更に記載されている。
【００２６】
更に、非対称反射フィルム（不均衡二軸延伸から生じたフィルムなど）が、特定の応用には望ましい場合がある。その場合、例えば、可視スペクトル（約３８０ｎｍ〜７５０ｎｍ）の帯域幅に亘って、又は可視スペクトル及び近赤外（例えば、約３８０ｎｍ〜８５０ｎｍ）に亘って、１つの延伸方向に沿った平均透過率は、望ましくは、例えば、約５０％未満であってよく、一方で、その他の延伸方向に沿った平均透過率は、望ましくは、例えば、約２０％未満であってよい。
【００２７】
多層光学フィルムはまた、反射性偏光子として作用するように設計することもできる。多層反射性偏光子を作成する１つの方法は、多層積層体を単軸延伸することである。得られた反射偏光子は、光に対する高い反射率を有し、広範囲の入射角度に対して、第１面内軸線（通常は、延伸方向）と平行する偏光面を持ち、同時に、光に対する低い反射率及び高い透過率を有し、広範囲の入射角度に対して、前記第１面内軸線と直交する第２面内軸線（通常は、非延伸方向）と平行する偏光面を持つ。各フィルムの３つの屈性率ｎｘ、ｎｙ及びｎｚを制御することによって、所望の偏光子挙動を得ることができる。例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（ジョンザ（Jonza）ら）を参照のこと。
【００２８】
光学層１２，１４及び多層高分子フィルム１０の任意の追加の層１８は通常、ポリエステルなどのポリマーで構成されている。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とを反応させることによって生成される。各カルボキシレートモノマー分子は、２種又はそれ以上のカルボン酸又はエステル官能基を有し、かつ各グリコールモノマー分子は、２種又はそれ以上のヒドロキシ官能基を有する。前記カルボキシレートモノマー分子は、全て同一であってもよく、又は２種又はそれ以上の異なったタイプの分子であってもよい。グリコールモノマー分子についても同様である。ポリマー層又はフィルムの特性は、ポリエステルのモノマー分子における特定の選択によって異なる。
【００２９】
ここでは、１種以上の複屈折コポリエステル層、複屈折コポリエステルフィルム、及びある種のコポリエステル高分子材料を含む多層光学フィルムについて述べる。
【００３０】
コポリエステル高分子材料は、全組成物、即ち、５０モル％カルボキシレート単位及び５０モル％グリコール単位から誘導される１００モル％単位に関して、本明細書で記載される。コポリエステル高分子材料もまた、カルボキシレートサブユニットのモル％及びグリコールサブユニットのモル％（即ち、コポリエステルの調製において、１００モル％のカルボキシレートサブユニットは１００モル％のグリコールサブユニットと反応する）に関して、本明細書で記載される。
【００３１】
コポリエステルは一般に、ナフタレンジカルボン酸とエチレングリコール及び分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキル単位に寄与する少なくとも１種の追加の（例えば、グリコール）コモノマーとの反応によって製造される。
【００３２】
ポリエステル層のカルボキシレートサブユニットの形成に用いるのに好適なカルボキシレートモノマー分子としては、例えば、２，６−ナフタレンジカルボン酸モノマー及びその異性体などのナフタレンジカルボン酸が挙げられる。２，６−ナフタレンジカルボン酸モノマー及び／又はその異性体は、８０〜１００モル％のカルボキシレートサブユニット（又は４０〜５０モル％のコポリエステル）がナフタレートサブユニットを含むような濃度にて用いられる。好ましくは、カルボキシレートサブユニットの少なくとも８１，８２，８３，８４，又は８５モル％は、ナフタレートサブユニットを含む。
【００３３】
幾つかの実施形態では、コポリエステルは、２，６−ナフタレンジカルボン酸又はその異性体を、１種以上のその他の（即ち、ナフタレンジカルボン酸モノマー及びその異性体とは異なる）カルボキシレートモノマー分子と組み合わせて形成される。コポリエステルが複数タイプのカルボキシレートサブユニットを含有する実施形態の場合、コポリエステルはブロック又はランダムコポリエステルであってもよい。その他のカルボキシレートモノマー（類）の総量は、２０モル％以下（又はコポリエステルの１０モル％以下）の範囲であってよい。通常は、その他のカルボキシレートモノマーの総量は、１９，１８，１７，１６，又は１５モル％以下（又はコポリエステルの９．５，９，８．５，８，若しくは７．５モル％以下）である。
【００３４】
好適なその他カルボキシレートモノマーとしては、例えば、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；ビ−シクロオクタンジカルボン酸；ｔ−ブチルイソフタル酸、トリ−メリト酸、スルホン化イソフタル酸ナトリウム；４，４’−ビフェニルジカルボン酸及びその異性体；並びにこれらの酸の低級アルキルエステル（メチル又はエチルエステルなど）が挙げられる。この文脈において、「低級アルキル」という用語は、Ｃ１〜Ｃ１０の、好ましくはＣ１〜Ｃ４の、より好ましくはＣ１〜Ｃ２の直鎖又は分枝状アルキル基を指す。
【００３５】
幾つかの実施形態では、コポリエステルは、ジメチルテレフタル酸（ＤＭＴ）などのテレフタル酸から誘導されるカルボキシレートサブユニットを含む。コポリエステルは、共通のモノマー単位の存在ゆえに、テレフタレートを含有するコポリエステルから製造された第２光学層に対してより良好な接着性を示すことができる。本実施形態では、少なくとも１，２，３，４，又は５モル％の、典型的には、１５モル％以下の総カルボキシレートサブユニットが、テレフタル酸から誘導される。したがって、本実施形態では、コポリエステルは、０．５，１．０，１．５，２．０、又は２．５モル％の、典型的には、７．５モル％以下のテレフタレート単位を含む。幾つかの実施形態では、ジメチルテレフタル酸などのテレフタル酸から誘導されるカルボキシレートサブユニットの量は、１４，１３，又は１２モル％未満である。このため、コポリエステルは、７．０，６．５，又は６．０モル％未満のテレフタレート単位を含む。
【００３６】
幾つかの実施形態では、コポリエステルは、ナフタレンジカルボン酸及びその異性体によってもたらされたナフタレートサブユニットをより一層高濃度で含む。例えば、ナフタレートサブユニットの濃度は、少なくとも９０，９１，９２，９３，９４，９５，９６，９７，又は９８モル％であってよい。このような実施形態では、分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキル単位は一般に、分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキルグリコール（ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール又はこれらの混合物など）から誘導される。
【００３７】
しかし、特に、低濃度のナフタレート単位を用いる実施形態の場合、少なくとも部分的に、得られたコポリエステルにて、大きな複屈折及び／又は低下した熱加工温度などの所望の特性が得られる程度まで、好適なカルボキシレートモノマー分子によって、代替的に分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキル単位を提供することができる。例えば、シクロヘキサンジカルボン酸及びこの酸の低級アルキルエステル（メチル又はエチルエステルなど）によって、少なくとも部分的には、環状Ｃ４〜Ｃ１０アルキル単位が寄与し得る。
【００３８】
コポリエステルのグリコールサブユニットの形成に用いるのに好適なグリコールモノマー分子としては、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、及びこれらの混合物などの分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキルグリコールと組み合わされたエチレングリコールが挙げられる。エチレングリコールモノマーは通常、７０〜９８モル％のグリコールサブユニット（又は３５〜４９モル％のコポリエステル）がエチレンサブユニットを含むような濃度で用いられる。典型的には、少なくとも１又は２モル％及び１６モル％以下のグリコールサブユニットが、分枝鎖及び／又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキルグリコールから誘導される。したがって、コポリエステルは、少なくとも０．５〜１モル％及び８モル％以下の、分枝鎖及び／又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキル単位を含む。
【００３９】
幾つかの実施形態では、コポリエステルは、シクロヘキサンジメタノールなどの環状Ｃ４〜Ｃ１０アルキルグリコールの不存在下にて、エチレングリコール及びネオペンチルグリコールなどの分枝鎖Ｃ４〜Ｃ１０アルキルグリコール（類）から誘導されるグリコールサブユニットを含む。本実施形態では、コポリエステルは通常、５モル％未満（例えば、１０モル％のグリコールサブユニット）の分枝鎖Ｃ４〜Ｃ１０アルキル単位を含む。コポリエステルの分枝鎖Ｃ４〜Ｃ１０アルキル単位（例えば、ネオペンチルグリコール）の量は、好ましくは約２〜４モル％（例えば、４〜８モル％のグリコールサブユニット）の範囲である。
【００４０】
好ましい実施形態では、コポリエステルは、ネオペンチルグリコールなどの環状Ｃ４〜Ｃ１０アルキルグリコールの不存在下にて、エチレングリコール及びシクロヘキサンジメタノールなどの環状Ｃ４〜Ｃ１０アルキルグリコール（類）から誘導されるグリコールサブユニットを含む。本実施形態では、コポリエステルは、シクロヘキサンジメタノール単位などの環状Ｃ４〜Ｃ１０アルキル単位を２〜８モル％含むことが好ましい。
【００４１】
コポリエステルは所望により、１種以上のその他グリコールモノマー分子から形成されてよい。好適なグリコールモノマー分子としては、例えば、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；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；並びにこれらの異性体；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−ブタンジオ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；並びに１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンが挙げられる。通常は、その他グリコールモノマー（即ち、エチレングリコール及びネオペンチルグリコール、又はシクロヘキサングリコールなどのＣ４〜Ｃ１０アルキルグリコール（類）と異なる）から誘導されたユニットの量は、５モル％以下である。幾つかの実施形態では、その他のグリコールモノマーから誘導されたユニットは、１又は２モル％以下である。合成においてその他グリコールモノマーが存在しない場合、コポリエステルポリマーは通常、副反応副生成物として、約０．５〜３モル％のジエチレングリコールを含有する。
【００４２】
複屈折第１光学層の製造に使用するコポリエステルは、加工性を向上させるために、硫酸ナトリウムイソフタレート（ＳＳＩＰ）などのフタレートアイオノマーを少濃度で更に含んでよい。イオン性コモノマーは通常、フタレート、イソフタレート、テレフタレート、及び／又はナフタレートから誘導される、１つ以上のジカルボン酸部分を含む。対イオンは、Ｈ＋又はカリウム、リチウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、コバルト、鉄、及び／若しくはアンチモンなどのその他の金属イオンであり得る。アイオノマーの濃度は一般に、約０．００５モル％〜２モル％の範囲である。幾つかの実施形態では、コポリエステルアイオノマーの濃度は、１モル％以下である。その他の実施形態では、コポリエステルアイオノマーの濃度は、０．５モル％以下である。
【００４３】
好ましい実施形態では、本明細書で記載されるコポリエステルは、ＰＥＮに匹敵する複屈折性を有する。好ましい実施形態では、本明細書で記載されるコポリエステルは、より低融点の（lower melting）複屈折コポリエステル（本明細書においては、「９０／１０ｃｏＰＥＮ」と称する）よりも大きな複屈折を有する。９０／１０ｃｏＰＥＮは、約１０％のカルボキシレート単位がテレフタレートサブユニットであるという点で、ＰＥＮとは異なる。
【００４４】
前述したように、面内複屈折性は、偏光子として利用される多層光学フィルムなどの多くのタイプの多層光学フィルムにとって重要である。図２〜５に示すように、本明細書で記載される複屈折コポリエステルから製造される高屈折率層１２は、６３２．８ｎｍにて０．０５以上配向後、面内複屈折（ｎｘ−ｎｙの絶対値）を有する。好ましくは、面内複屈折は、約０．１０以上である。延伸方向に平行な平面内で偏光した６３２．８ｎｍの光でのコポリエステルの屈折率は、約１．６２から約１．８７の大きさまで増大することが可能である。可視スペクトル内では、コポリエステルは、典型的な高い配向延伸（orientation stretch）（例えば、材料は、１００〜１５０℃の温度及び５〜１５０％／秒の初期ひずみ速度にて、その原寸の５倍以上まで伸ばされる）について、４００〜７００ｎｍの波長帯にわたって０．２０〜０．４０の複屈折を示す。
【００４５】
複屈折を表す別の方法は、フィルム形成（即ち、１２５〜１５０℃の範囲の温度範囲のガラス転移温度近傍で延伸された）後の、平均面内複屈折（拘束一軸又は非拘束一軸）に関してである。複屈折コポリエステルの第２走査ガラス転移温度（Ｔｇ）は通常、実施例にて記載した試験方法にしたがって示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって決定されるように、少なくとも１０５℃であり、一般に約１２５℃以下である。
【００４６】
表６及び７に示すように、本明細書で記載されるコポリエステルから形成された光学層は、少なくとも０．１０，０．１５，又は０．２０の平均面内（例えば、拘束）一軸複屈折を示すことができる。幾つかの実施形態では、平均面内拘束一軸複屈折は、少なくとも０．２１又は少なくとも０．２２である。更に、平均面内非拘束一軸複屈折は、少なくとも０．２５，０．３０，０．３１，又は０．３１であり得る。
【００４７】
ミラーフィルムとして利用されるものなどの他のタイプの多層光学フィルムについては、面外複屈折性が重要である。表５に示すように、本明細書で記載されるコポリエステルから形成された光学層は、少なくとも０．１０の平均面外複屈折を示すことができる。幾つかの実施形態では、平均面外複屈折は、少なくとも０．１８又は少なくとも０．２０である。更に、平均面外複屈折は、少なくとも０．１６又は０．１７であり得る。
【００４８】
反射偏光子などの多層光学フィルムのスペクトル特性を測定して、複屈折（ｎｘ１，ｎｙ１，ｎｚ１）及び第２（例えば、等方性）層（ｎｘ２，ｎｙ２，ｎｚ２）の実効屈折率を推定するのに使用できる。第２（例えば、等方性）層の好ましい実効屈折率は通常、ｎｙ１，ｎｚ１又はその両方（Ｘ方向に延伸されたフィルムに関して）にほぼ等しくなるように選択される。本明細書で記載するコポリエステルから製造されたフィルム層の屈折率成分は、ＰＥＮと比較して、屈折率の減少したｎｙ１及び増加したｎｚ１成分と共に、増加したｎｘ１成分を提供することができる。これら両特性は、反射偏光子がＬＣＤディスプレイにて使用される場合には非常に望ましいが、それは（ｎｘ１−ｎｙ１）が偏光子の輝度量増大又は効率に多大な貢献をするためであり（即ち、（ｎｘ１−ｎｙ１）の値が大きいほうが望ましい）、かつ（ｎｙ１−ｎｚ１）が、多層反射偏光子が、通過状態の光にオフアングル（off angle）反射率を有する傾向と関係し、したがってディスプレイが好ましくない色特性（即ち、（ｎｙ１−ｎｚ１）が低い値であることが望ましい）を有する傾向があることと関係しているためである。（即ち、（ｎｙ１−ｎｚ１）が低い値であることが望ましい）を有する傾向があることと関係しているためである。この特性は、式（ｎｘ１−ｎｙ１）／（ｎｙ１−ｎｚ１）で定義される複屈折対軸外屈折率不一致率を使用して定量化できる。好ましい実施形態では、（ｎｘ１−ｎｙ１）／（ｎｙ１−ｎｚ１）で定義される複屈折対軸外屈折率不一致率は、少なくとも２．５である。より好ましい実施形態では、（ｎｘ１−ｎｙ１）／（ｎｙ１−ｎｚ１）で定義される複屈折対軸外屈折率不一致率は、少なくとも２．７である。
【００４９】
第２光学層の第１高分子材料のコポリエステルの、並びに任意の共押出可能な追加の（例えば、皮膚）層の固有粘度は、ポリマーの分子量（分岐モノマーは存在しない）に関係している。通常は、ポリエステルは、約０．４ｄＬ／ｇより大きい固有粘度を有する。好ましくは、固有粘度は約０．４〜０．９ｄＬ／ｇである。本開示では、固有粘度は、特に指示がない限り、６０／４０重量％・フェノール／ｏ−ジクロロベンゼン溶媒中、３０℃にて測定する。
【００５０】
更に、第１光学層、第２光学層、及び共押出可能な追加の層は、類似した流動学的性質（例えば、溶融粘度）を有するように選択される。通常は、第２光学層及び共押出可能な追加の層は、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℃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。好ましくは、第２光学層及び任意の追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】
しかし、ちょうど今述べた複屈折性に代えて又はそれに加えて、本明細書に記載されるコポリエステルは、ＰＥＮと比較して、低温（reduced temperatures）でのコポリエステル加工の影響を受けやすい各種熱的特性を有する。
【００５２】
図６を参照すると、本明細書で記載する代表的複屈折コポリエステルをＰＥＮとの比較でＤＳＣ走査すると、本明細書で記載されるコポリエステル材料の好ましい実施形態は、第２走査結晶化ピークを示さず、したがって相当な（substanial amounts of）結晶性を含有しない。熱誘導結晶化の不存在にもかかわらず、第１走査によって明らかなように、非常に強い発熱ピークが高配向性サンプルにて観察された。これは、高複屈折を示す、本明細書に記載されるコポリエステルのひずみ硬化性を示す。融解熱は、このようなヒンダード結晶化（hindered crystallization）を定量するための１つの方法である。表３を参照すると、コポリエステルは、実施例にて更に詳細に説明する試験方法にしたがって測定した場合、毎分２０℃の速度で加熱する示差走査熱量計によれば、２Ｊ／ｇ未満の第２走査融解熱を示す。
【００５３】
表３を参照すると、コポリエステルは通常、ＰＥＮより低く、２７０℃未満の融解温度（Ｔｍ、ＤＳＣにて決定）を有する。融解温度は通常、少なくとも２２５℃であり、好ましくは２６０℃以下である。本明細書に記載されるコポリエステルの熱特性の観点から、低温加工温度にてコポリエステルをフィルムへと成形することができる。例えば、次表は、ＰＥＮ、９０／１０ｃｏＰＥＮ、並びに本明細書で記載される複屈折コポリエステルの典型的加工条件について示す。
【００５４】
【表１】
0005684701.tif 000002
【００５５】
本明細書で記載されるコポリエステルは、２５０℃〜２８０℃の範囲のプロセス温度にて熱的に安定である。表４に示すように、本明細書で記載されるコポリエステルは、わずかな融解粘度上昇を示す場合がある。理論に束縛されるものではないが、粘度上昇は、溶解物中での追加の重合に起因すると思われる。通常は、コポリエステルは、実施例にて更に記載されている試験方法にしたがって、１００ｓ−１の剪断速度で測定した場合、２５０℃、２５５℃、２６０℃、２６５℃、２７０℃、２７５℃、又は２８０℃にて、窒素下、１時間後１５％未満の粘度変化を示す。
【００５６】
本明細書に記載されるコポリエステルの加工温度を下げることは、多層光学フィルムの第２層又はスキン層などのその他の隣接層の熱劣化を低減するために特に有利である。例えば、多層光学フィルムの第２層として用いるのに適した１つの代表的コポリエステルは、イーストマン・ケミカル社（テネシー州キングズポート）から「ＳＡ１１５」の商標名で市販されている。２８０℃、６０分の持続時間にて、ＳＡ１１５は６６．３％の粘度減少・（初期粘度−最終粘度）／初期粘度×１００％を示す。しかし、この同一材料は、２５０℃の温度にて、１３．１％の粘度減少を示す。したがって、ＳＡ１１５の熱分解は、低い加工温度に晒した場合には、大幅に少ない。同様に、多層光学フィルムの第２層として用いる別の代表的なコポリエステルである、イーストマン（Eastman）から「ＰＥＴＧ  ６７６３」の商標名で市販されているコポリエステルは、２８０℃で５２％、２５０℃で６．４％の粘度減少を示す。したがって、第１光学層及び第２光学層の組み合わせは、２５０℃の温度で窒素下１時間後１００ｓ−１の剪断速度で測定した場合に、１５％未満の粘度変化を示すことができる。フィルム欠陥の主要な原因の１つが分解であるため、熱安定性を向上させると、フィルム欠陥が減少しかつ製造歩留まりが向上しやすい。
【００５７】
上記の有利な複屈折及び減少した加工温度属性に加えて、本明細書に記載されるコポリエステルは更に、第２等方性光学層（特に、ネオペンチルグリコール又はシクロヘキサンジメタノールなどの、分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキル単位）に対する接着性を向上させ、ＰＥＮ又は９０／１０ｃｏＰＥＮに対する層間剥離性能を向上させると推測される。
【００５８】
幾つかの実施形態では、第２光学層１４は、一軸又は二軸配向可能である。しかし、より典型的には、第２光学層１４は、延伸される場合であっても、比較的等方性の屈折率を維持する。第２光学層は、６３２．８ｎｍにて、約０．０４未満の、より好ましくは約０．０２未満の複屈折を有する。
【００５９】
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などのモノマーから生成されるビニルポリマー及びコポリマーが挙げられる。好適なポリマーの例としては、ポリアクリレート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）などのポリメタクリレート、及びアイソタクチック又はシンジオタクチックポリスチレンが挙げられる。その他のポリマーとしては、ポリスルホン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアミック酸、ポリイミドなどの縮合ポリマー、及び米国特許公開公報第２００７／０１７７２７２号に記載されているようなポリジオルガノシロキサンポリアミドブロックコ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、ポリエステル類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考察は、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。
【００６０】
第２光学層１４において好適な材料の例は、ＰＥＮ、ＰＢＮ、ＰＥＴ、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。コポリマーは更に、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）ブチレンである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２０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、複屈折低減コモノマーから誘導される第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。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。
【００６１】
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。複屈折コポリエステルは、１５モル％以下のテレフタレートサブユニットを含有してよいけれども、等方性コポリエステルは通常、少なくとも２５，３０，３５，４０，４５若しくは５０モル％のテレフタレート及び／又はイソフタレートサブユニットを含有する。
【００６２】
典型的には複屈折低減カルボキシレートサブユニットと組み合わされて使用され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低減コモノマー材料の例は、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、及び分枝鎖又は環状のＣ４〜Ｃ１０アルキルジオールから誘導される。幾つかの実施形態では、等方性層のコポリエステルは、２〜４６モル％の、好ましくは４〜１５モル％の、これら複屈折低減ジオールを含む。
【００６３】
３個以上の、カルボキシレート、エステル、又はヒドロキシ官能基を有する化合物から誘導さ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また低減し得る。好適なコモノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールが挙げられる。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。幾つかの実施形態では、第２層のコポリエステルは、０．０１〜５モル％の、好ましくは０．１〜２．５モル％のこれら分岐剤を含む。
【００６４】
図１を再度参照すると、多層フィルムは、図１に示すように、積層体１６の少なくとも１つの表面上へと積層され又はスキン層として形成された１つ以上の追加の層１８を任意に含んでもよい。同一又は異なった材料からなる層を、スタック並びに１つ又は２つの主表面内に分配してよい。
【００６５】
幾つかの実施形態では、追加の層１８は典型的には、少なくとも関心のある波長領域内では、多層高分子フィルム１０の光学特性の決定において決定的な要因とはならない。追加の層１８は典型的には、複屈折でも配向可能でもない。このような追加の層は、光学層を損傷から保護し、共押出加工に役立ち、かつ／又は後工程の機械的特性を向上させ、かつ／又はより大きな機械的強度を積層体に付与し得る。
【００６６】
あるいは、多層膜の外観及び／又は性能は、主表面上のスキン層又はフィルム層積層体内のスキン層と接触しているアンダースキン層などの追加の層を包含させることによって変更してもよい。
【００６７】
通常は、追加の層１８がスキン層として使用される場合、少なくとも若干の表面反射があり得る。多層高分子フィルム１０が偏光子となる場合、追加の層が、比較的小さい屈折率を有することが好ましい。これにより、表面反射量が減少する。多層高分子フィルム１０がミラーとなる場合、追加の層１８は、光反射を増大させるために、大きな屈折率を有することが好ましい。
【００６８】
追加の層１８が積層体１６内に見出される場合、追加の層１８に隣接した光学層１２，１４と組み合わされた追加の層１８によって、通常、光の偏光又は反射が少なくとも若干存在し得る。しかし、通常は、追加の層１８は、積層体１６内の追加の層１８によって反射された光が、関心のある領域の外側の波長、例えば、可視光偏光子又はミラーのための赤外線領域となるような厚みを有する。
【００６９】
追加の層は、ｃｏＰＥＮなどのポリエステルから調製してよい。追加の層は更に、第２低屈折率層として使用する、先に記載した高分子材料のいずれかから調製されてよい。
【００７０】
スキン層及び内部層は、フィルム形成時（共押出により、又は別個のコーティング又は押出工程のいずれかで）に一体化されてよく、あるいは、それらは後になって、完成フィルムへ適用してよく、例えばスキン層をコーティング又はラミネーションによって、予め形成されたフィルムへと適用してよい。追加の層の総厚は通常、多層膜の総厚の約２％〜約５０％の範囲である。
【００７１】
追加の層又はコーティングの例は、米国特許第６，３６８，６９９号及び同第６，４５９，５１４号（共に、名称「追加のコーティング又は層を備えた多層高分子フィルム（Multilayer Polymer Film with Additional Coatings or Layers）」）、並びに米国特許第６，７８３，３４９号（ニーヴィン（Neavin）ら）（名称「「多層光学フィルムの作製装置（Apparatus for Making Multilayer Optical Films）」」）に記載されている。
【００７２】
追加の層の組成物は、例えば、加工中又は加工後において、層１２，１４の一体性を保護するため、多層膜１０へ機械的性質又は物理的性質を加えるため、又は多層膜１０へ光学的機能を加えるため選択されてよい。機能性構成成分、例えば、帯電防止剤、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）、ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）、染料、着色剤、色素、酸化防止剤、スリップ剤、低接着性材料、導電性材料、耐摩耗性材料、光学素子、寸法安定剤、接着剤、粘着付与剤、難燃剤、燐光材料、蛍光材料、ナノ粒子、落書き防止剤、結露防止剤、耐荷重剤、シリケート樹脂、光拡散材料、光吸収材料及び蛍光増白剤が、これらの層内に包含されてもよく、それらが、得られた生成物の所望の光学的性質又はその他の性質を実質的に妨害しないことが好ましい。幾つかの代表的実施形態では、１つ以上の追加の層は、ディフューザ、例えば、粗い、光沢が無い又は構造化された表面、数珠状ディフューザ又は有機粒子及び／若しくは無機粒子を包含するディフューザ、又はこれらのうちの任意の数の組み合わせであってもよく、あるいはそれらを包含してもよい。
【００７３】
１つの代表的スキン層は、（例えば、約２〜３重量％の）２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−（ヘキシルオキシ−フェノール）などの紫外線吸収剤（チバ（Ciba）から「チヌビン１５７７」の商標名で市販されている）；（例えば、約０．５重量％の）ヒンダードアミン光安定剤、例えば、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノール中１０重量％のジメチルサクシネートポリマー、９０重量％のＮ，Ｎ’’’−［１，２−エタンジイルビス［［［４，６−ビス［ブチル（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）アミノ］−１，３，５−トライジン（traizin）−２−イル］イミノ］−３，１−プロパンジイル］］ビス［Ｎ’Ｎ’’−ジブチル−Ｎ’Ｎ’’−ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）］−１（チバ（Ciba）から「チムソルブ（Chimmasorb）１１９  ＦＬ」の商標名で市販されている）及び（例えば、約０．１重量％の）酸化防止剤、例えば、ベンゼンプロパン酸、３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシ−２，２−ビス［３−［３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル］−１−オキソプロポキシ］ｍ（3,5-bis（1,1-dimethylethyl）-4-hydroxy-,2,2-bis[[3-[3,5-bis（1,1-dimethylethyl）-4-hydroxyphenyl]-1-oxopropoxy]m）（チバ（Ciba）から「イルガノックス（Irganox）１０１０  ＦＦ」の商標名で市販されている）又はビス（２，４−ジ−３級−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト（ケムチュラ（Chemtura Corporation）から「ウルトラノックス（Ultranox）６２６」の商標名で市販されている）と組み合わされた、ＰＭＭＡ又はポリカーボネート／コポリエステルブレンドポリマー（ＳＡ１１５）を含む。
【００７４】
一実施例では、スキン層は、押出後加工に役立てるために使用され、例えば、フィルムが熱ローラー又はテンタークリップに粘着するのを防ぐのに役立つ。別の実施形態では、所望のバリア性を多層膜へ付与するために、スキン層が加えられる。例えば、バリア膜又はコーティング材は、スキン層として又はスキン層の構成成分として追加してもよく、これにより多層膜の透過性を、液体例えば水若しくは有機溶媒、又は気体例えば酸素若しくは二酸化炭素へと変更する。
【００７５】
得られた多層膜の磨耗耐性を付与し又は改善するために、スキン層を追加してもよい。例えば、ポリマーマトリックス内に埋め込まれたシリカ粒子などの無機粒子を含むスキン層を使用してもよい。別の実施形態では、スキン層は、米国特許第５，６７７，０５０号に記載されているような耐摩耗性コーティングを含んでよい。得られた多層膜に耐破壊性及び／又は引裂き抵抗を付与し又は向上させるために、スキン層を追加してもよい。耐破壊性又は耐引裂性スキン層を製造工程中に適用するか、その後に、多層膜１０上にコーティングするか又は積層してよい。製造工程中に、同時押出プロセスなどによって、これらの層を多層膜１０へ接着することで、多層膜１０が、製造工程中に保護されるという利点を提供する。
【００７６】
一実施例では、追加の層は、１つ以上のスペクトル選択領域で吸光する染料又は色素を含む。スペクトルの代表的選択領域としては、紫外線及び赤外と同様に可視スペクトルの一部又は全部を挙げることができる。可視スペクトルの全てが吸収される場合、当該層は不透明に見える。層のための材料は、多層膜により透過又は反射された光の見かけの色を変えるために選択できる。特に、フィルムが幾つかの光周波数を透過させ、一方で他を反射する場合に、当該フィルムの性質を補うためにそれらを使用することもできる。別の実施形態では、紫外線吸収材料をスキンカバー層内で使用することは特に望ましい。というのも、それが紫外線にさらされた場合にしばしば不安定となる内層を保護するために使用してもよいからである。一実施形態では、蛍光材料が、追加の層中に組み込まれる。蛍光材料は、紫外線スペクトル領域で電磁エネルギーを吸収し、可視スペクトル領域で再放射する。
【００７７】
感圧性接着剤を包含する接着剤類は、スキン層として多層スタックへ適用してよい、別の望ましい一群の材料を形成する。一般に、感圧性接着剤は、多層膜が後でガラス又は金属基材などの別の材料へ積層されることが意図されている場合に、適用される。
【００７８】
スキン層内に組み込まれてよい別の材料は、スリップ剤である。スリップ剤は、製造工程中に多層膜をより扱い易くする。通常、スリップ剤は、フィルムに照射される光の一部を透過することを目的としているフィルムというよりむしろ、ミラーフィルムとともに使用される。前記スリップ剤を包含する側面は、前記スリップ剤が、反射と関係したかすみを増大させるのを防止するために、通常、支持基材へ積層されることを目的としている側面である。
【００７９】
スキン層に由来する多くの利点は、類似の内部層にも由来し得る。このため、スキン層に関する前述の説明は、内部層にもまたあてはまる。
【００８０】
その他の追加の層は、ホログラフィー像、ホログラフィーディフューザ、又はその他の拡散層を含有する層を包含する。上の記述においては、多層膜スタックに適用して、その性質を変更することができる様々な層の例を記載した。一般的に、任意の追加の層を追加してもよく、通常、層１２，１４のそれとは異なった機械的、化学的、又は光学特性を提供してよい。
【００８１】
代表的実施形態では、追加の層は、例えば、米国特許第６，０９６，３７５号（アウダーカーク（Ouderkirk）ら）（名称「光学的偏光子（Optical Polarizer）」）に記載されているような、吸収層又はダイクロイック偏光子層であってよい。幾つかのこのような構成においては、ダイクロイック偏光子の透過軸は、反射偏光子の透過軸と位置を合わせる。
【００８２】
多層高分子フィルム形成のためのプロセス条件及び問題点についての説明は、米国特許出願シリアル番号第０９／００６，２８８号（名称「多層光学フィルムの製造方法（Process for Making Multilayer Optical Film）」）内に見出される。
【００８３】
フィルムは一般に、個別のポリマーを共押出して、多層フィルムを形成し、次いで選択された温度で延伸することによってフィルムを配向させ、所望により選択された温度でヒートセットすることによって作製される。この代わりに、押出成形及び配向工程を同時に行ってもよい。偏光子の場合、フィルムは実質的に一方向に延伸されるが（１軸配向）、ミラーフィルムの場合には、フィルムは実質的に２方向に延伸され（二軸配向）、それは、同時に又は連続的に実施してよい。
【００８４】
異なる加工実施形態では、多層膜は、延伸方向と交差する方向での寸法的緩和をさせてもよく、結果として、延伸交差方向での自然減をもたらし（延伸比の平方根に相当する）、多層膜を制約して、延伸交差寸法の大幅な変化をいかなる場合も制限してよく、あるいは多層膜の延伸交差寸法を動的に延伸させてもよい。例えば、多層膜は、長さ方向配向機を使用して機械方向に延伸させても、あるいは幅出し機を使用して幅方向に延伸させてもよい。
【００８５】
所望の屈折率相互関係及び物理的寸法を有する多層膜を作製するために、延伸工程前の温度、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、ヒートセット緩和、及び延伸交差緩和が選択される。これらの変数は、相互依存性であり、したがって、例えば、比較的低い延伸温度で連結される場合、例えば、比較的低い延伸温度が使用可能である。一般的に、延伸方向での約１：２〜約１：１０（より好ましくは、約１：３〜約１：７）の範囲の延伸比及び延伸方向に直交する方向での約１：０．２〜約１：１０（より好ましくは、約１：０．５〜約１：７）の範囲の延伸比が、代表的実施形態において選択される。
【００８６】
適した多層フィルムは、複屈折性ポリイミド類についてはスピンコーティング（例えば、Ｂｏｅｓｅら、Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．：Ｐａｒｔ  Ｂ，３０：１３２１（１９９２）に記載されている）及び結晶構造有機化合物については真空蒸着（例えば、Ｚａｎｇら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔｅｒｓ，５９：８２３（１９９１）に記載されている）のような技法を用いて作成してもよい。後者の技法は、結晶構造有機化合物と無機材料の特定の組み合わせに特に有用である。
【００８７】
試験方法
示差走査熱量計（ＤＳＣ）：
ＤＳＣ（Ｑ２０００、ティー・エイ・インスツルメンツ（TA Instruments）（デラウェア州ニューカッスル）から市販されている）を使用して、材料を試験した。各組成物について、約５〜１０ｍｇのサンプルを使用した。試験では、３０〜２９０℃の温度範囲にて、３段階・加熱−冷却−加熱の温度傾斜を使用した。第１加熱後、サンプルは２９０℃にて３分間維持した。加熱及び冷却の両方について、傾斜率は２０℃／分であった。第１加熱走査及び第２加熱走査の両方を分析した。
【００８８】
屈折率（ＲＩ）測定：
種々のサンプルの屈折率を、メトリコン・プリズム・カプラー（Metricon Prism coupler）（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，Ｎ．Ｊ．）を用いて、ＭＤ、ＴＤ、及びＴＭ方向において測定した。ＭＤ及びＴＤは面内方向であり、ＴＭは膜表面に対して垂直である。ＭＤ、ＴＤ及びＴＭの屈折率は、それぞれｎｘ、ｎｙ、及びｎｚと表記する。
【００８９】
面内複屈折、Δｎｉｎ：
一軸延伸フィルムの複屈折性を測定するために、面内複屈折が使用される。
【００９０】
面内複屈折は、直交面内方向での屈折率（ｎｘ及びｎｙ）の差に関する。一軸延伸フィルムについてより具体的にいうと、面内複屈折とは、延伸方向と非延伸方向との間の差を意味する。例えば、フィルムがＭＤ方向に一軸延伸すると仮定すれば、面内複屈折は次のように表現される。
【００９１】
【数１】
0005684701.tif 000003
【００９２】
ここで、ｎｘは延伸方向（この場合、ＭＤ）での屈折率であり、ｎｙは非延伸方向（この場合、ＴＤ）での屈折率である。
【００９３】
二軸延伸フィルムの場合、面内複屈折は比較的小さく、バランスがとれている時にはほぼゼロの場合もある。その代わりに、面外複屈折は延伸フィルムの複屈折性をより明確に示す。
【００９４】
面外複屈折、Δｎｏｕｔ：
二軸配向フィルムの複屈折性を測定するために、面外複屈折が使用される。
【００９５】
面外複屈折は、面内屈折率（ＭＤ及びＴＤ）の平均とフィルム（ＴＭ）に対して直角方向の屈折率との差に関する。面外複屈折は、次のように表現することができる。
【００９６】
【数２】
0005684701.tif 000004
【００９７】
ここで、ｎｘはＭＤのＲＩであり、ｎｙはＴＤのＲＩであり、ｎｚはＴＭのＲＩである。
【００９８】
面外複屈折は、一軸延伸フィルムの複屈折性を測定するために使用することもできる。結果は、表５〜７に要約されている。
【００９９】
熱安定性：
熱劣化は、溶融温度を超える温度にて（at a temperature above melt）、時間関数としての粘度降下をモニタリングすることによって測定した。これは、レオメーター（ＡＲＥＳ、ティー・エイ・インスツルメンツ（TA Instruments）（デラウェア州ニューカッスル）から市販されている）を使用し、時間掃引走査によって達成された。温度は、それぞれ２５０℃及び２８０℃であった。粘度を測定した（振動モード）剪断速度は、１００ｓ−１であった。試験前に、７０℃にて４８時間、材料を真空乾燥させた。窒素を使用して試験用器具をパージして、全ての酸素を置換した。
【０１００】
化学組成を決定するためのＮＭＲ
材料サンプルは、重水素化クロロホルム及びトリフルオロ酢酸の１：１混合物中に溶解させた。デュアルチャンネル・バリアン（Varian）チリ（Chili）プローブを装備した５００ＭＨｚ装置にて、１Ｄ  ＮＭＲスペクトルを収集した。一体化されたモノマー組成物が、既知の特定のケミカルシフト及びピーク面積に基づいて抽出される。フェージング及びベースライン補正後、インテグレーションを実施した。
【０１０１】
モノマー略称−一般的な化学的記載−供給元（所在地）
ＮＤＣ−ナフタレンジカルボン酸−ＢＰアモコ（BP Amoco）（イリノイ州ネーパービル（Naperville））
ＤＭＴ−ジメチルテレフタレート−インヴィスタ（Invista）（カンザス州ウィチタ（Wichita））
ＤＭＳＳＩＰ−ジメチルスルホナトリウムイソフタレート（アイオノマー）−デュポン（DuPont）（デラウェア州ウィルミントン）
ＥＧ−エチレングリコール−ＭＥグローバル（ミシガン州ミッドランド）
ＮＰＧ−ネオペンチルグリコール−イーストマン（Eastman）（テネシー州キングズポート）
ＣＨＤＭ−シクロヘキサンジメタノール−イーストマン（Eastman）（テネシー州キングズポート）
触媒＆安定剤
ＴＥＰＡ−トリエチルホスホノアセテート−ローディア（Rhodia）（ニュージャージー州クランベリー（Cranbury））
ＮａＯＡｃ−酢酸ナトリウム−アルファ・エイサー（マサチューセッツ州ワードヒル（Ward Hill））
Ｃｏ（ＯＡｃ）２−酢酸コバルト−シェパード・ケミカル（Shepherd Chemical）（オハイオ州シンシナティ）
Ｚｎ（ＯＡｃ）２−酢酸亜鉛−マリンクロット・ベーカー（Mallinckrodt Baker）（ニュージャージー州フィリップスバーグ）
Ｓｂ（ＯＡｃ）３−三酢酸アンチモン−アルケマ（Arkema）（ペンシルベニア州フィラデルフィア）
複屈折コポリマー材料の合成：
実施例中の全てのコポリマーは、以下の手順にしたがって合成された。
【０１０２】
各組成物について、ステンレス鋼、オイルジャケット付回分反応器に、表１に示したモノマー量及び以下の触媒：２ｇのＣｏ（ＯＡｃ）２、１．６ｇのＺｎ（ＯＡｃ）２、８．９ｇのＳｂ（ＯＡｃ）３、及び３．６ｇのトリエチルホスホノアセテート（ＴＥＰＡ）を充填した。圧力下（２３９．２ｋＰａ）で、混合物を約２５７℃に加熱し、７〜８ｋｇのエステル化反応副生成物であるメタノールを除去した。メタノールが完全に除去された後、３．６ｇのＴＥＰＡを反応器に充填し、次いで２７７℃まで加熱しながら圧力を徐々に５００Ｐａ未満まで低下させた。６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中にて３０℃で測定した場合に、固有粘度が約０．５０ｄＬ／ｇの樹脂が生成されるまで、縮合反応副生成物であるエチレングリコールを継続的に除去した。
【０１０３】
【表２】
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【０１０４】
【表３】
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【０１０５】
【表４】
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【０１０６】
【表５】
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【０１０７】
【表６】
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【０１０８】
多層フィルム製造手順：
実施例１２〜３４の３層共押出フィルムは、以下の手順で作製した。
【０１０９】
３層収容共押出フィルムは、３つの層・ＡＢＡ（スキン／コア／スキン）フィードブロックを使用して、パイロット押出成形ラインで作製された。Ａ層ポリマーは、エクソン（Exxon）からエスコレン（Escorene）ＰＰ１０２４の商標名（grade name）にて市販されているポリプロピレンであり、一軸スクリュー押出機にてこれをフィードブロックのスキンチャネルへと供給した。Ｂ層ポリマーは、各サンプルの複屈折コポリエステルであり、二軸押し出し機によりフィードブロックのコアチャネルへと供給した。スキン／コア／スキンの供給比は１：１：１（容量）であった。総押し出し速度は、毎時１３ｋｇ（３０ポンド）であった。押出品は、フィルムダイを使用して冷却ロール上で鋳造し、鋳造ウェブを作製した。次に、キャストウェブの検査用サンプルを、ＫＡＲＯ  ＩＶバッチ延伸機（ブルックナー・マシネンゲヴァウ（Bruckner Maschinengebau）（ドイツ、ジーグスドルフ（Siegsdorff）））にて、延伸した。延伸条件は、各フィルムサンプルについて表中に示している。
【０１１０】
コポリエステルの複屈折を評価するために、延伸後、ポリプロピレンスキン層をはがして、コア複屈折層を露出させる。コア層の屈折率を、メトリコン・プリズム・カプラー（Metricon Prism coupler）（メトリコン（Metricon Corporation）（ニュージャージー州ペニントン（Pennington）））を用いて、ＭＤ、ＴＤ、及びＴＭ方向において測定する。試験方法セクションに記載された式に基づいて、面内及び面外複屈折を計算した。
【０１１１】
【表７】
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【０１１２】
【表８】
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【０１１３】
【表９】
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【０１１４】
重合反応において、等方性ｃｏＰＥＮ１は、コポリエステルであったが、ナフタレンジカルボン酸又はそのエステル類を使用することによって５５モル％の二塩基酸部分が生じ、テレフタル酸又はそのエステル類を使用することによって４５モル％の二塩基酸部分が生じ、１，６−ヘキサンジオールを含むジオールの混合物を使用することによってジオール部分が生じる。等方性ｃｏＰＥＮ１は、以下のように生成された。バッチ反応器に８８．５ｋｇのジメチル２，６−ナフタレンジカルボキシレート、５７．５ｋｇのジメチルテレフタレート、８１ｋｇのエチレングリコール、４．７ｋｇの１，６−ヘキサンジオール、２３９ｇのトリメチロールプロパン、２２ｇの亜鉛（ＩＩ）アセテート、１５ｇのコバルト（ＩＩ）アセテート、及び５１ｇのアンチモン（ＩＩＩ）アセテートを充填した。１３７ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）の圧力下でこの混合物を２５４℃まで加熱し、エステル化反応副生成物であるメタノールを除去した。３９．６ｋｇのメタノールを除去後、反応器に３７ｇのトリエチルホスホノアセテートを充填し、次いで２９０℃まで加熱しながら、圧力を徐々に１３１Ｎ／ｍ２（１トール）まで下げた。６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン内にて２３℃で測定した場合に、固有粘度が０．５６ｄｌ／ｇのポリマーが生成されるまで、縮合反応副生成物であるエチレングリコールを継続的に除去した。この方法によって生成されたコポリエステルポリマーは、温度ランプ速度２０℃／分で示差走査熱量測定したところ、９４℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有した。
【０１１５】
重合反応において、等方性ｃｏＰＥＮ２は、コポリエステルであったが、ナフタレンジカルボン酸又はそのエステル類を使用することによって５０モル％の二塩基酸部分が生じ、テレフタル酸又はそのエステル類を使用することによって５０モル％の二塩基酸部分が生じ、１，６−ヘキサンジオールを含むジオールの混合物を使用することによってジオール部分が生じる。等方性ｃｏＰＥＮ２は、以下の原材料を充填することにより製造することができる。ジメチル２，６−ナフタレンジカルボキシレート（８０．０ｋｇ）、ジメチルテレフタレート（６３．６ｋｇ）、１，６−ヘキサンジオール（１５．５ｋｇ）、エチレングリコール（８５．０ｋｇ）、トリメチロールプロパン（８８０ｇ）、コバルト（ＩＩ）アセテート（２９ｇ）、酢酸亜鉛（３３ｇ）、及びアンチモン（ＩＩＩ）アセテート（５９ｇ）。混合物を２５４℃の温度まで１３７ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）の圧力にて加熱し、メタノール反応生成物を除去しながら、混合物を反応させた。反応完了後及びメタノール（約４２ｋｇ）除去後、反応槽にトリエチルホスホノアセテート（５６ｇ）を充填し、２９０℃まで加熱しながら、圧力を１３１Ｎ／ｍ２（１トール）まで下げた。フェノール及びｏ−ジクロロベンゼンの６０／４０重量％混合物中で測定して、約０．５ｄＬ／ｇの固有粘度を持つポリマーが生成するまで、縮合副生成物であるエチレングリコールを連続的に除去した。
【０１１６】
等方性ｃｏＰＥＮ３は、イーストマン・ケミカル（Eastman Chemical Company）から「ＰＥＴＧ  ６７６３」の商標名で市販されている非晶質ポリエステル樹脂と等方性ｃｏＰＥＮ２との溶融ブレンドであり、両樹脂を２５／７５の重量比で押出成形機へ供給したものである。
【０１１７】
等方性ｃｏＰＥＮ４は、ＰＥＴｇ  ６７６３及び等方性ｃｏＰＥＮ２の溶融ブレンドであり、両樹脂を３７／６３の重量比で押出成形機内へと供給したものである。
【０１１８】
反射偏光子比較実施例（ＲＰＡ）：ＰＥＮをベースにした多層光学フィルム
反射偏光子は、第１複屈折層としてのＰＥＮ及び第２層としての等方性ｃｏＰＥＮ１を、層を交互に配置させて全体で約９００層を持つように同時押出成形することにより、次にフィルムを横断方向に、標準的幅出し機フレーム内で延伸することにより作製した。
【０１１９】
反射偏光子比較実施例（ＲＰＢ）：
反射偏光子は、第１複屈折層としての９０／１０ｃｏＰＥＮ及び第２層としての等方性ｃｏＰＥＮ３を、層を交互に配置させて全体で２７５層を持つように同時押出成形することにより、次に、横断方向に標準的幅出し機フレームプロセスにて、毎秒約１００％の平均速度、約６：１の延伸比、及び１４８℃（３００°Ｆ）の温度にて、フィルムを延伸することにより作製した。
【０１２０】
反射偏光子（Relective Polarizer）多層実施例（ＲＰ１）
反射偏光子は、第１複屈折層としてのＰＥＮ−ＣＨＤＭ１０及び第２層としての等方性ｃｏＰＥＮ３を、層を交互に配置させて全体で２７５層を持つように同時押出成形することにより、次に、横断方向に標準的幅出し機フレームプロセスにて、毎秒約１００％の平均速度、約６：１の延伸比、及び１４０℃（２８５°Ｆ）の温度にて、フィルムを延伸することにより作製した。
【０１２１】
反射偏光子（Relective Polarizer）多層実施例（ＲＰ２）
反射偏光子は、第１複屈折層としてのＰＥＮ−ＣＨＤＭ５及び第２層としての等方性ｃｏＰＥＮ４を、層を交互に配置させて全体で２７５層を持つように同時押出成形することにより、次に、横断方向に標準的幅出し機フレームプロセスにて、毎秒約１００％の平均速度、約６：１の延伸比、及び１４０℃（２８５°Ｆ）の温度にて、フィルムを延伸することにより作製した。
【０１２２】
多層反射偏光子フィルムのスペクトル特性（spectral characteristics the multilayer reflective polarizer film）を測定し、以下の表８にて報告するように、複屈折（ｎｘ１，ｎｙ１，ｎｚ１）及び等方性層（ｎｘ２，ｎｙ２，ｎｚ２）の実効屈折率並びに（ｎｘ１−ｎｙ１）／（ｎｙ１−ｎｚ１）で定義される複屈折（birefringen）対軸外屈折率不一致率を推定するのに使用した。
【０１２３】
【表１０】
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【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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