(57)【要約】光偏光フィルム（１０）および同フィルムの製造方法が、偏光方向を有する、第１の表面および第２の表面を有する直線偏光子（１２）と、前記偏光方向に対して特定の角度に方向付けられた軸を有する、前記直線偏光子（１２）の前記第１の表面に隣接して配置された同時二軸配向ポリプロピレンフィルムを含む光遅延器（１４）と、１インチ当たり約２５グラムの最小接着強さを有する、前記直線偏光子（１２）の前記第１の表面と前記光遅延器（１４）との間に配置された接着剤層（１６）と、を備える。
2006514325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面および第２の表面を有し、且つ偏光方向を有する直線偏光子と、
前記直線偏光子の前記第１の表面に隣接して配置された同時二軸配向ポリプロピレンフィルムを含み、且つ前記偏光方向に対して特定の角度に方向付けられた軸を有する光遅延器と、
前記直線偏光子の前記第１の表面と前記光遅延器との間に配置され、且つ１インチ当たり約２５グラムの最小接着強さを有する接着剤層と、を含む光偏光フィルム。
【請求項２】
前記光遅延器の遅延が約２００ｎｍ〜約３０００ｎｍの範囲である、請求項１に記載の偏光フィルム。
【請求項３】
前記直線偏光子の前記第２の表面に隣接して配置された二軸配向ポリプロピレンフィルムを含む第２の光遅延器をさらに含む、請求項１に記載の偏光フィルム。
【請求項４】
前記直線偏光子の前記第２の表面と前記第２の光遅延器との間に配置され、且つ１インチ当たり約２５グラムの最小接着強さを有する接着剤層をさらに含む、請求項３に記載の偏光フィルム。
【請求項５】
前記角度が約４５度である、請求項１に記載の偏光フィルム。
【請求項６】
前記直線偏光子が合成二色偏光子である、請求項１に記載の偏光フィルム。
【請求項７】
前記合成二色偏光子がポリビニルアルコール−ヨウ素錯体偏光子または固有偏光子である、請求項６に記載の偏光フィルム。
【請求項８】
前記偏光方向が前記直線偏光子の縦方向に対して約４５度である、請求項１に記載の偏光フィルム。
【請求項９】
第１の表面および第２の表面を有し、且つ偏光方向を有する直線偏光子と、
前記直線偏光子の前記第１の表面に隣接して配置された同時二軸配向ポリマーフィルムを含み、且つ前記偏光方向に対して特定の角度に方向付けられた軸を有する光遅延器と、
前記直線偏光子の前記第１の表面と前記光遅延器との間に配置され、且つ１インチ当たり約２５グラムの最小接着強さを有する接着剤層と、を含む光偏光フィルム。
【請求項１０】
前記同時二軸配向ポリマーフィルムがポリエステルを含む、請求項９に記載の偏光フィルム。
【請求項１１】
第１の表面および第２の表面を有し、且つ偏光方向を有するポリビニルアルコールの配向シートを提供する工程と、
同時二軸配向ポリプロピレンフィルムを含む光遅延器を前記直線偏光子の前記第１の表面に隣接して配置する工程と、
前記光遅延器の軸を前記直線偏光子の前記偏光方向に対して特定の角度に方向付ける工程と、
１インチ当たり約２５グラムの最小接着強さを有する接着剤層を前記直線偏光子の前記第１の表面と前記光遅延器との間に配置する工程と、を含む、光偏光フィルムの製造方法。
【請求項１２】
ポリビニルアルコールの前記配向シートをヨウ素を含む光吸収材料で処理する工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記角度が約４５度である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
配置工程が、前記光遅延器をポリビニルアルコールの前記配向シートに積層することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記直線偏光子が、ポリビニルアルコール−ヨウ素錯体偏光子または固有偏光子を含む合成二色偏光子である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
ポリビニルアルコールの前記配向シートをホウ素化処理にかけることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
ポリビニルアルコールの前記配向シートを約５０℃〜約９０℃の範囲の温度にかけることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
同時二軸配向ポリプロピレンフィルムを含む第２の光遅延器を前記直線偏光子の前記第２の表面に隣接して配置する工程と、
前記第２の光遅延器の軸を前記直線偏光子の前記偏光方向に対して４５度の角度に方向付ける工程と、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
１インチ当たり約２５グラムの最小接着強さを有する接着剤層を前記直線偏光子の前記第２の表面と前記第２の光遅延器との間に配置する工程をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
第１の表面および第２の表面を有し、且つ偏光方向を有する直線偏光子を提供する工程と、
同時二軸配向ポリマーフィルムを含む光遅延器を前記直線偏光子の前記第１の表面に隣接して配置する工程と、
前記光遅延器の軸を前記直線偏光子の前記偏光方向に対して約４５度の角度に方向付ける工程と、
１インチ当たり約２５グラムの最小接着強さを有する接着剤層を前記直線偏光子の前記第１の表面と前記光遅延器との間に配置する工程と、を含む、光偏光フィルムの製造方法。
【請求項２１】
同時二軸配向ポリマーフィルムを含む第２の光遅延器を前記直線偏光子の前記第２の表面に隣接して配置する工程と、
前記第２の光遅延器の第２の軸を前記直線偏光子の前記偏光方向に対して約４５度の角度に方向付ける工程と、をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記直線偏光子が、ポリビニルアルコール−ヨウ素錯体偏光子または固有偏光子を含む合成二色偏光子である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記同時二軸配向ポリマーフィルムがポリエステルを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記偏光方向が前記直線偏光子の縦方向に対して約４５度である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
偏光源と、
第１の表面および第２の表面を有し、且つ偏光方向を有する直線偏光子を含む光偏光フィルムと、
前記直線偏光子の前記第１の表面に隣接して配置された同時二軸配向ポリプロピレンフィルムを含み、且つ前記偏光方向に対して特定の角度に方向付けられた軸を有する光遅延器と、
前記直線偏光子の前記第１の表面と前記光遅延器との間に配置され、且つ１インチ当たり約２５グラムの最小接着強さを有する接着剤層と、を含む光学系。
【請求項２６】
前記光偏光フィルムが、前記直線偏光子の前記第２の表面に隣接して配置された同時二軸配向ポリプロピレンフィルムを含み、且つ前記偏光方向に対して特定の角度に方向付けられた第２の軸を有する第２の光遅延器をさらに含む、請求項２５に記載の光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線偏光子と光遅延器とを備える光偏光フィルム、特に、同時二軸配向ポリマーフィルムの形の合成二色直線偏光子と光遅延器とを備える偏光フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非偏光波は、光線の軸を中心にして多数の面に振動する。光波が１つの平面にだけ振動する場合、光は面偏光されると言われる。様々な材料が或る程度、固有の偏光性質を有するが、薄いポリマーフィルムをベースとした合成偏光材料は、製造および取扱いが比較的簡単であり、特定の用途に合わせて調整でき、比較的簡単にそれらを望ましい最終製品に組み込むことができるので、望ましい。
【０００３】
直線偏光フィルムの製造は、当該技術分野において十分に記載されている。直線偏光フィルムは概して、所与の電磁放射線ベクトルに沿って振動する放射線を選択的に通過させ、第２の所与の電磁放射線ベクトルに沿って振動する電磁放射線を吸収するそれらの性質を、透過フィルム媒体の異方性の特性に依拠するものである。
【０００４】
二色偏光子は、それらの偏光能力を入射光波のそれらの吸収の方向異方性に依拠している様々な吸収性の直線偏光子である。用語「二色性」は、本明細書において、入射光線の成分の示差的な吸収の性質を指し、成分の振動方向に依存する。従って、二色フィルムに入る光は、異なった面に沿って振動する光波に作用する、１つは低く、１つは比較的高い２つの異なった吸収係数に接触する。出現する光は、主に低吸収の方向に振動する。合成二色シート偏光子の１つのタイプはポリビニルアルコール−ヨウ素錯体偏光子およびそれらの変種、例えば「Ｈ−シート」−タイプ偏光子または染色偏光子（ｓｔａｉｎｅｄ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）であり、第１のかかる偏光子は、ポラロイド・コーポレーション（Ｐｏｌａｒｏｉｄ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）のエドウィン．Ｈ．ランド（Ｅｄｗｉｎ  Ｈ．Ｌａｎｄ）によって発明されており、米国特許第２，４５４，５１５号明細書に記載されている。概して、ポリビニルアルコール−ヨウ素錯体偏光子は、ポリビニルアルコール母材中に含有された光吸収線状ポリヨウ化物を含む。ポリビニルアルコール−ヨウ素錯体偏光子は概して、例えば、ポリビニルアルコールまたはその誘導体のフィルムに光吸収ポリヨウ化物または同様な二色染料の水溶液を含浸させ、得られた高分子量分子が一方向に配向されるように前記フィルムをその長さの数倍に熱延伸することによって製造される。ポリビニルアルコール母材を一方向に配向することによって、光吸収ポリヨウ化物の遷移モーメントが相応して配向され、従って材料が明らかに二色になる。
【０００５】
合成二色シート偏光子の別のタイプは、Ｋ−タイプ偏光子などの固有偏光子である。固有偏光子は、染料添加剤、ステイン、または懸濁結晶性材料の光吸収性質からではなく、その母材の光吸収性質からその二色性を誘導する。典型的に固有偏光子は、ポリビニルアルコール（すなわち、ポリビニレン）の脱水生成物の配向された懸濁液を有する配向ポリ（ビニルアルコール）のシートを含む。この種の固有偏光子は、ポリマーシートを塩酸水溶液の蒸気など、脱水触媒の存在下で加熱して共役ポリビニレンブロックを製造し、脱水工程の前、後、または中にポリマーシートを一方向に延伸してポリ（ビニルアルコール）母材を整列させることによって形成される。ポリ（ビニルアルコール）母材を一方向に配向させることによって、共役ポリビニレンブロックまたは発色団の遷移モーメントもまた配向され、材料が明らかに二色になる。第２の配向工程または延伸工程が、米国特許第５，６６６，２２３号明細書（ベネット（Ｂｅｎｎｅｔｔ）ら）に記載されているように、脱水工程の後に使用されてもよい。
【０００６】
光遅延器は、光の直交成分の一方の光路長を他方の直交成分に対して遅延させることによって偏光を改良する。光が光遅延器または位相遅延器から出現するとき、直線偏光の２つの直交成分の間に位相差がある。光遅延器が直線偏光子と組合わせて用いられる時に円偏光子または楕円偏光子を製造することができる。円偏光は、直線偏光の２つの直交成分が互いにλ／４位相シフトされる時に形成され、λは光の波長を表す。楕円偏光は、入射光の２つの直交成分の間の任意の位相シフトから生じる。例えば、直線偏光子を通過する非偏光の光線は、直線偏光子の偏光方向に偏光される。光の偏光方向が遅延器の光軸に対して４５度に方向付けられるとき、得られた光は円偏光または楕円偏光され、遅延器を通過した後の偏光線の振動方向は、螺旋パターンで移動すると思われる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
概して、１つの態様において、本発明は、光偏光フィルムを特徴とする。前記光偏光フィルムは、偏光方向を有する、第１の表面および第２の表面を有する直線偏光子と、前記偏光方向に対して特定の角度に方向付けられた軸を有する、前記直線偏光子の前記第１の表面に隣接して配置された同時二軸配向ポリプロピレンフィルムを備える光遅延器と、を備える。
【０００８】
概して、別の態様において、本発明は、光偏光フィルムの製造方法を特徴とする。偏光方向を有する、第１の表面および第２の表面を有するポリビニルアルコールの配向シートが提供される。同時二軸配向ポリプロピレンフィルムを備える光遅延器が、前記直線偏光子の前記第１の表面に隣接して配置される。前記光遅延器の軸が、前記直線偏光子の前記偏光方向に対して特定の角度に方向付けられる。ポリビニルアルコールの前記配向シートが光吸収材料で処理される。
【０００９】
概して、別の態様において、本発明は、偏光源と光偏光フィルムとを備える光学系を特徴とする。光偏光フィルムは、偏光方向を有する、第１の表面および第２の表面を有する直線偏光子と、前記偏光方向に対して特定の角度に方向付けられた軸を有する、前記直線偏光子の前記第１の表面に隣接して配置された同時二軸配向ポリプロピレンフィルムを備える光遅延器と、を備える。
【００１０】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細が、添付した図面および以下の説明において示される。本発明の他の特徴、目的、および利点は、説明および図面、特許請求の範囲から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明による光偏光フィルム１０の略側面図を示す。光偏光フィルム１０は、第１の表面１２ａおよび第２の表面１２ｂを有する直線偏光子１２と、直線偏光子１２の第１の表面１２ａに隣接して配置された同時二軸配向ポリマーフィルムを含む光遅延器１４とを備える。直線偏光子１２と光遅延器１４との組合せが、楕円偏光子または円偏光子として機能する光偏光フィルム１０である。典型的に、直線偏光子１２は光遅延器１４に十分に近接しているが、この配列は必要とされない。好ましくは、２つの層１２、１４は、接着剤１６の層によって互いに接着される。
【００１２】
図２に示すように、直線偏光子１２は、直線偏光子１２の偏光軸または方向２０が光遅延器１４の光軸２２に対して約１度〜約９０度、好ましくは約４５度の絶対角度の偏差θを有するように光偏光フィルム１０内に構成または方向付けられる。偏光方向２０は、直線偏光がそれに沿って直線偏光子１２から出現する面を示す。偏光方向２０は、ほとんどの場合、偏光子の延伸方向、すなわち、ポリマーおよび／または発色団の配向の方向と一致する。
【００１３】
光偏光フィルム１０は、直線偏光子１２のいずれのタイプを用いて製造されてもよいが、好ましくは、固有偏光子またはポリビニルアルコール−ヨウ素錯体偏光子およびそれらの変種などの合成二色偏光子を用いて製造される。典型的に、固有偏光子またはポリビニルアルコール−ヨウ素錯体偏光子を加工するとき、前記フィルムは、長さ配向装置（ｌｅｎｇｔｈ  ｏｒｉｅｎｔｅｒ）などで縦方向に、テンタを用いて幅にわたってかまたは縦方向に横断して、および／または縦方向に斜めに延伸されてもよい。ポリマーシートが１つより多い方向に延伸されるとき、得られた偏光子の偏光方向は典型的に、延伸の最も大きい度合の方向によって決定される。
【００１４】
光遅延器１４は典型的に、ポリプロピレンまたはポリエステルフィルムなどの配向可能なポリマーフィルムから製造され、それは、例えば、所望の方向にポリマーフィルムを延伸することによって複屈折性にされてもよい。用語「複屈折性（ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ）」は、直交したｘ、ｙ、およびｚ方向の屈折率がすべて同じであるわけではないことを意味する。フィルムまたはフィルム中の層について、ｘ、ｙ、およびｚ軸の便宜的な選択が図２に示されるが、そこにおいて、ｘおよびｙ軸がフィルムまたは層の長さおよび幅にそれぞれ相応し、ｚ軸が層またはフィルムの厚さに相応する。例えば図２に示されるように、縦方向がｘ軸に相応する。
【００１５】
配向可能なポリプロピレンまたはポリエステルフィルムがｘ軸に沿って延伸されるとき、典型的な結果は、それぞれ「ｘ」および「ｙ」軸に平行な面に偏光された光の屈折率ｎxおよびｎyが、等しくないことである。延伸方向に沿う屈折率の変化の度合は、延伸量、延伸速度、延伸する間のフィルムの温度、フィルムの厚さ、フィルムの厚さの変化、およびフィルムの組成物などの因子に依存する。
【００１６】
光遅延器１４を製造するとき、二軸延伸プロセス、例えば、フラットフィルムテンタ延伸プロセスを好ましくは用いて、複屈折性を有する材料をフィルムの面に配向する。フィルムについて記載するために本明細書中で用いられるとき二軸延伸された（ｂｉａｘｉａｌｌｙ  ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ）は、フィルムが２つの異なった方向に延伸されたことを意味する。２つの異なった方向のフィルムの二軸延伸は、２つの選択された軸において正味対称的または非対称的な延伸をもたらす場合がある。典型的に、必ずではないが、２つの方向はほとんど直交し、フィルムの縦方向およびフィルムの横断方向にある。好ましくは、光遅延器１４は、縦方向にその光軸を有する。二軸延伸フィルムは、２つの方向に連続的に、同時に、または連続的および同時の特定の組合せで延伸されてもよい。本明細書中で用いられるとき同時二軸配向フィルムは、２つの方向の各々に相当な延伸が同時に行なわれることを示す。同時二軸配向ポリプロピレンは、安価で製造が簡単であり、直線偏光子１２に機械的強度を与えるので、光遅延器１４を形成するために特に好ましい材料である。同時二軸配向フィルムの例は、米国特許第３，２４１，６６２号明細書、米国特許第３，３２４，２１８号明細書、米国特許第６，３０３，０６７号明細書および米国特許第６，３５８，４５７号明細書に記載されている。
【００１７】
接着剤層１６は典型的に、感圧接着剤から製造される。感圧接着剤は、例えば、１つ以上の熱可塑性ポリマーの多量を含む組成物から調製されてもよく、場合により、紫外線吸収剤、帯電防止組成物、光学光沢剤、不活性充填剤、および可塑剤などの他の所望の成分を含有してもよい。感圧接着剤は、２つのフィルムの劣化を実質的に防ぐために光偏光子材料および光遅延器材料と十分に相溶性であるのがよい。感圧接着剤はまた、偏光解消、および他の同様な光学歪みを実質的に防ぐために十分な度合の光学透明性および透明度を有するのがよい。接着剤層１６の接着力または粘着強度は典型的に、９０インチ／分の剥離速度、１８０度の剥離で操作された剥離試験機を用いて測定された時に約２５グラム／インチより大きい。感圧接着剤などの接着剤の同伴層を有する適した同時二軸配向ポリプロピレンフィルムの例は、３Ｍ社（ミネソタ州、セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））から例えば製品名３７０１テープおよび３７５０テープとして市販されている。３７０１テープは約０．００２インチ（０．０５１ｍｍ）の厚さを有し、３７５０テープは約０．００３５インチ（０．０８９ｍｍ）の厚さを有する。
【００１８】
光偏光フィルム１０の大量生産を容易にするために、本発明はまた、予め決められた角度、例えば、直線偏光子１２の縦方向に対して±４５度の偏光方向２０を有する直線偏光子１２が、予め決められた角度、例えば、光遅延器１４の縦方向に平行な光軸２２を有する光遅延器１４上にロールツーロール積層される（あるいは他の仕方で付着される）製造方法を提供する。本発明の光偏光フィルム１０は、直線偏光子１２と光遅延器１４とを後で位置あわせする工程が必要でないので、製造がより簡単で、より安価である。直線偏光子１２の偏光方向２０の、光遅延器１４の光軸２２に対する相対的な方向付けが好ましくは４５度であるので、直線偏光子１２は好ましくは、縦方向に対して４５度の角度で延伸されるかまたは最大の延伸度を有する。ポリマーシートを対角線に沿って延伸する１つの方法が、米国特許第２，５０５，１４６号明細書（その内容を参照によって本願明細書に援用するものとする）に記載されている。
【００１９】
光偏光フィルム１０の使用の１つは、図２に示されるように光遅延器１４を偏光１８で照明することを必要とする。入射する偏光１８は好ましくは、直線偏光子１２の偏光方向２０に平行または垂直に方向付けられる。本発明はこの構成に関して記載されるが、直線偏光子１２、光遅延器１４、および入射する偏光１８が互いに対して異なった仕方で方向付けられる他の構成もまた、可能である。
【００２０】
入射する偏光１８が光遅延器１４を通過した後、光が楕円偏光または円偏光される。光遅延器１４の遅延が偏光の２つの直交成分の間で位相がシフトされる量を決定し、従って、光が楕円偏光になるかまたは円偏光になるかを決定する。光が楕円偏光される場合、楕円の偏心が、位相シフトされる量によって変化する。好ましくは、位相が２００ｎｍまたはその倍数にシフトされ、可視範囲にわたって様々な楕円偏光および円偏光の形を生じる。典型的に、光遅延器１４は、約２００ｎｍ〜約３０００ｎｍの範囲の遅延を有する。
【００２１】
楕円偏光または円偏光が直線偏光子１２を通過するとき、偏光子１２が、光遅延器１４から出現する光成分の一部を吸収する。さらに、光遅延器１４は光の異なった波長の位相を異なった大きさにシフトするので、偏光子１２は異なった波長を選択的に吸収し、従って出現する光は実質的に着色される。例えば、光遅延器１４が約３００ｎｍの遅延を有する場合、出現する光は、偏光１８の最初の向きに応じて、青色または黄色を有することがある。出現する光の色または波長はまた、視角の方向に依存して変化することがある。
【００２２】
図３は、光偏光フィルム１０の別の実施形態の略側面図を示す。光偏光フィルム１０は、直線偏光子１２の第２の表面１２ｂに隣接して配置された同時二軸配向ポリマーフィルムを含む第２の光遅延器２４と共に、図１に図示および前述した直線偏光子１２および光遅延器１４を備える。典型的に、直線偏光子１２は第２の光遅延器２４に十分に近接しているが、この配列は必要とされない。好ましくは、２つの層１２、２４が、接着剤１６の層によって互いに接着される。第２の光遅延器２４は光偏光フィルム１０に付加的な構造支持を提供するが、図２に示された光学系に関して前述したように、出現する光の強度を変化させない。さらに、第２の光遅延器２４は、偏光１８が光偏光フィルム１０のどちらの面をも照明することを可能にし、なおかつ似た光学効果をもたらすのを可能にする。
【００２３】
図４は、直線偏光子１２と光遅延器１４とを有する第２の光偏光フィルム１０と共に、図１に図示および前述した直線偏光子１２と光遅延器１４とを有する光偏光フィルム１０の略側面図を示す。第２の光遅延器２４は、光偏光フィルム１０のどちら側で用いられてもよい。図４は２つの光偏光フィルムの積層体３０を示すが、様々な厚さおよび層を有する任意の数の光偏光フィルムが用いられてもよい。多数の光偏光フィルムを用いて、様々な光学効果をもたらすことができる。
【００２４】
直線偏光子を製造するために用いられたポリマーシートは概して、０．０００５インチ（０．０１３ｍｍ）〜０．００４インチ（０．１０２ｍｍ）程度の厚さを有する。ポリマーシートは典型的に、シートの元の長さの約３．５倍〜約６．０倍に延伸される。延伸工程は、ポリマー材料のガラス転移温度よりも高い温度で行なわれる。延伸は、発熱要素、迅速なローラー、および緩慢なローラーを提供することによって達成されてもよい。例えば、ローラー間の回転速度の差を利用して、それらの間に移動されたシートの領域に相応する引張応力を生じさせてもよい。発熱要素がシートを加熱するとき、延伸が容易になり、より望ましく達成される。温度制御は、当該技術分野に公知であるように、加熱ロールの温度を制御することによって、または輻射エネルギーの付加を制御することによって、例えば、赤外ランプによって行なわれてもよい。温度制御方法の組合せを利用してもよい。
【００２５】
配向ビニルアルコールポリマーの比較的弱い曲げ強さのために、配向した後に前記ビニルアルコールフィルムを支持フィルム層、加熱ローラー、またはキャリアウェブなどの基材上にキャスト、積層または他の仕方で付着させることが有利である場合がある。支持層は、ポリマーフィルムに接着または他の仕方で付着されるとき、それをより容易に取扱いおよびさらに加工するために物品に機械的強度および支持を提供する。
【００２６】
ポリビニルアルコール−ヨウ素錯体偏光子の場合、ポリマーシートは配向される前かまたは後のどちらかに処理されるか、またはヨウ素溶液中に浸漬される。固有偏光子の場合、配向ポリマーシートは脱水工程にかけられ、そこにおいて、配向シートを処理してその一部をポリ（ビニレン−ｃｏ−ビニルアルコール）のブロックコポリマーからなる偏光分子に「変換」する。ポリビニルアルコール−ヨウ素錯体偏光子および固有偏光子の製造方法は、米国特許第４，１６６，８７１号明細書（シューラー（Ｓｃｈｕｌｅｒ））、米国特許第４，５９１，５１２号明細書（ラシチ（Ｒａｃｉｃｈ）ら）、および米国特許第５，６６６，２２３号明細書（ベネットら）に記載されている。
【００２７】
固有偏光子の場合、ポリマーシートは、配向偏光子が２回目に第１の延伸において得られた配向偏光子の約０％〜約７０％延伸される第２の配向工程または伸長工程にかけられてもよい。偏光子フィルムのいずれのタイプについても、ポリマーシートはまた、配向シートをホウ酸およびホウ砂の水溶液で処理して緩和および架橋を起こすホウ素化工程にかけられてもよい。伸長工程は、ポリマーシートがホウ素化溶液中に入れられる前、中、後に行なわれてもよい。例えば、ポリマーシートをホウ素化溶液中に浸漬し、軟化および／または膨潤させ（すなわち、緩和させ）、次いで除去し、次に伸長させることができる。あるいは、ポリマーシートが、ホウ酸溶液中に浸漬されている時に伸長されてもよい。
【００２８】
ホウ素化工程が２つ以上の槽を使用してもよい。例えば、２槽ホウ素化処理において、第１の槽が水を保有し、第２の槽がホウ酸イオン寄与種を保有してもよい。あるいは、順序を逆にすることができ、または両方の槽が、ホウ酸イオン寄与種の様々な濃度および／または混合物を保有してもよい。伸長が、これらの槽のいずれか１つにおいて行なわれてもよい。
【００２９】
ポリマーシートがホウ素化される時に、ホウ素化溶液は概して、ホウ酸および水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムのどちらか、またはホウ酸ナトリウムおよびホウ酸カリウムからなるクラスの物質、好ましくはホウ砂を含む。配向偏光シートが接触される溶液中のホウ酸およびホウ砂または他のホウ酸塩の濃度は、重要ではない。好ましくは、ホウ酸は、ホウ砂または他のホウ酸塩よりも高い濃度で存在し、好ましい濃度範囲は、ホウ酸９重量％〜１２重量％およびホウ砂３重量％を含む。好ましくは、溶液がホウ砂約１重量％〜約７重量％およびホウ酸約５重量％〜約２０重量％を含有するのがよい。
【００３０】
特定の二色偏光子のいわゆる「ブルーリーク（ｂｌｕｅ−ｌｅａｋ）」および／または「レッドリーク（ｒｅｄ−ｌｅａｋ）」を中和するために１つ以上の二色染料をポリマーシートにさらに添加してもよい。様々な二色染料のいずれを用いてもよい。適した染料には、ジアゾ、トリアゾまたはポリアゾ染料のいずれか、またはセンシエント・テクニカル・カラーズ（Ｓｅｎｓｉｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｌｏｒｓ）（ニュージャージー州、エルムウッドパーク（Ｅｌｍｗｏｏｄ  Ｐａｒｋ，ＮＪ））から入手可能な「イントラジェット・イエロー（Ｉｎｔｒａｊｅｔ  Ｙｅｌｌｏｗ）ＤＧ」およびシグマ・アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手可能な「エバンスブルー（Ｅｖａｎｓ  Ｂｌｕｅ）」などの他の直接染料または酸染料がある。プロセスのどの段階で二色染料をポリマーシートに添加してもよい。例えば、最初の延伸の前に染料をポリマーシートにキャストするかまたはコートしてもよく、あるいは脱水、ヨウ素染色、ホウ素化、または伸長工程の間にそれを添加してもよい。様々な時間、温度、および濃度が、必要とされる染色の量に依存して用いられてもよい。より高い温度および／またはより高い濃度が、ポリマーシートの、より短い滞留時間を必要とする場合がある。
【００３１】
ホウ素化工程および／または伸長工程の後に、配向ポリマーフィルムが、約５０℃〜約９０℃の範囲の焼付け温度にかけられてもよい。また、得られた偏光子を支持層に接着または積層することができ、支持層は、その伸長の前にストリッピングされ、発煙され、ヨウ素染色され、および／または配向された層と同じか異なっている。
【００３２】
キャリアウェブまたは支持層のために任意の様々な材料を用いてもよい。適した材料には、セルロースエステル（例えば、ニトロセルロース、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース）、ポリエステル、ポリカーボネート、アクリルなどのビニルポリマー、およびシート状の、光透過性の形で提供され得る他の支持材料などの公知のポリマーシート材料がある。ポリエステルは、それらの特定の適用および要求条件に応じて、特に有用である。好ましいポリエステルは、商品名マイラー（Ｍｙｌａｒ）およびエスター（Ｅｓｔａｒ）として入手可能なポリエチレンテレフタレートであるが、他のポリエチレンテレフタレート材料を使用することができる。支持体材料の厚さは、特定の適用によって変化する。概して、製造の問題の観点から、約０．０００５インチ（０．０１３ｍｍ）〜約０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）の厚さを有する支持体を便利に使用することができる。
【００３３】
ポリマーフィルムを加工する間、ポリビニルアルコール−ヨウ素錯体偏光子の場合、ヨウ素染色の前または後に、固有偏光子の場合、脱水の前または後に光遅延器１４を配向ポリマーフィルムに接着してもよい。次いで、光遅延器１４をホウ素化、伸長、および／または熱処理工程にかけてもよい。あるいは、偏光子を製造するための全ての加工工程が終了した後に光遅延器１４を二色偏光子に接着または積層してもよい。
【００３４】
本発明の光偏光フィルムをガラスのシートまたは他の有機プラスチック材料のシートなど、支持シートまたはフィルムの間に、またはそれらに積層してもよく、又、光偏光プラスチック材料の他の形を例えば、液晶ディスプレイパネル、または他のディスプレイデバイスと共に用いてもよい場合には、積層されるかまたは積層されない形のどちらの本発明の光偏光フィルムを使用してもよいことは、当業者には明らかであろう。
【００３５】
ポリビニルアルコール接着剤およびポリウレタン接着材料などの様々な接着剤のいずれかを使用して光偏光フィルムを他の層または基材上に積層することができる。光偏光フィルムは通常、光学用途に使用されるので、光偏光フィルムの光透過性質に好ましくない効果を有さない接着材料が概して使用される。接着材料の厚さは、特定の適用によって変化する。概して、約０．０００２インチ（０．００５ｍｍ）〜約０．００２インチ（０．０５１ｍｍ）の厚さが好ましい。
【００３６】
様々な機能性層またはコーティングを本発明の光偏光フィルムに付加して特にフィルムの表面に沿ってその物理的または化学的性質を変更または改良することができる。かかる層またはコーティングには、例えば、スリップ剤、低接着性バックサイド材料、導電性層、帯電防止コーティングまたはフィルム、バリア層、難燃剤、紫外線安定剤、耐磨耗材料、光学コーティング、補償フィルム、拡散層、拡散接着剤、および／またはフィルムの機械的結着性または強度を改良するために設計された基材などが挙げられる。
【００３７】
又、スキン層またはコーティングを付加して、所望のバリア性質を得られたフィルムまたはデバイスに付与することができる。このように、例えば、バリアフィルムまたはコーティングをスキン層として、またはスキン層中の成分として付加して、水または有機溶剤などの液体、または酸素または二酸化炭素などの気体に対するフィルムの透過性質を変えてもよい。
【００３８】
又、スキン層またはコーティングを付加して、得られた物品の耐磨耗性を付与または改良することができる。このように、例えば、ポリマー母材に埋め込まれたシリカの粒子を含むスキン層を本発明によって製造された光学フィルムに付加してフィルムに耐磨耗性を付与してもよいが、ただし、もちろん、かかる層は、フィルムが目的とする適用のために必要とされた光学性質を不当に損なわない。
【００３９】
又、スキン層またはコーティングを付加して、得られたフィルムの耐破壊性および／または耐引き裂き性を付与または改良することができる。耐引き裂き性層の材料を選択する時に考慮される要因には、破断までの伸びのパーセント、ヤング弾性率、引裂強さ、内部層に対する接着力、目的の電磁波の帯域幅の透過率のパーセントおよび吸光度、光学透明度または曇り、周波数、テキスチャーおよび粗さの関数としての屈折率、溶融熱安定性、分子量分布、溶融レオロジーおよび同時押出性、混和性およびスキン層および偏光フィルム層の材料間の間拡散速度、粘弾性応答、延伸条件下での緩和および結晶化挙動、使用温度における熱安定性、耐候性、コーティングに付着する能力、および様々な気体および溶剤に対する透過性などがある。
【００４０】
耐破壊性または耐引き裂き性スキン層は製造プロセスの間に適用されるか、または後で偏光フィルム上にコートまたは積層されてもよい。同時押出プロセスなどによって、製造プロセスの間にこれらの層をフィルムに付着させることは、フィルムが製造プロセスの間に保護される利点を提供する。いくつかの実施形態において、１つ以上の耐破壊性または耐引き裂き性層が、単独でまたは耐破壊性または耐引き裂き性スキン層と組合わせてフィルム中に設けられてもよい。
【００４１】
本発明の光偏光フィルムは、表面にコートされたポリマービードなど、低摩擦コーティングまたはスリップ剤でそれを処理することによって、十分なスリップ性を与えられてもよい。代わりに、これらの材料の表面のモルフォロジーを押出条件の操作などによって改良し、滑りやすい表面をフィルムに付与してもよい。
【００４２】
いくつかの適用において、光偏光フィルム、光遅延器、または直線偏光子を、ウレタン、シリコーンまたはフルオロカーボン化学をベースとした低接着性バックサイズ（ＬＡＢ）コーティングまたはフィルムなどの低接着性バックサイズ（ＬＡＢ）コーティングまたはフィルムで処理することが望ましいことがある。このように処理されたフィルムは、感圧接着剤に対する適切な剥離性質を示し、それによって、それらを接着剤で処理し、ロールに捲回することを可能にする。
【００４３】
又、本発明の光偏光フィルムが１つ以上の導電性層を設けられてもよい。かかる導電性層には、銀、金、銅、アルミニウム、クロム、ニッケル、スズ、およびチタンなどの金属、銀合金、ステンレス鋼、およびインコネルなどの金属合金、およびドープトおよびアンドープトスズ酸化物、酸化亜鉛、およびインジウムスズ酸化物などの半導体金属酸化物などが挙げられる。
【００４４】
又、本発明の光偏光フィルムが帯電防止コーティングまたはフィルムを設けられてもよい。かかるコーティングまたはフィルムには、例えば、Ｖ2Ｏ5、およびスルホン酸ポリマーの塩、炭素または他の導電性金属層などがある。
【００４５】
又、本発明の光偏光フィルムが、耐磨耗性または硬質コーティングを設けられてもよく、それらがスキン層として適用されてもよい。これらには、ペンシルベニア州、フィラデルフィアのローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ＆Ｈａａｓ  Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）から入手可能なアクリロイド（Ａｃｒｙｌｏｉｄ）Ａ−１１およびパラロイド（Ｐａｒａｌｏｉｄ）Ｋ−１２０Ｎなどのアクリルハードコート、米国特許第４，２４９，０１１号明細書に記載されたウレタンアクリレートおよびペンシルベニア州、ウエストチェスターのサートマー・コーポレーション（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｒｐ．，Ｗｅｓｔｃｈｅｓｔｅｒ，Ｐａ）から入手可能なウレタンアクリレートなどのウレタンアクリレート、脂肪族ポリイソシアネート（例えば、ペンシルベニア州、ピッツバーグのマイルズ社（Ｍｉｌｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，Ｐａ）から入手可能なデスモジュール（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ）Ｎ−３３００）とポリエステル（例えば、テキサス州、ヒューストンのユニオン・カーバイド（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘ．）から入手可能なトーン・ポリオール（Ｔｏｎｅ  Ｐｏｌｙｏｌ）０３０５）との反応から得られたウレタンハードコートなどがある。
【００４６】
先述の非光学層の１つ以上が、光偏光フィルム１０または光偏光積層体３０の少なくとも１つの表面の上にスキン層として形成され、例えば加工する間および／または後に直線偏光子１２を物理的損傷から保護することができる。さらに、非光学層の１つ以上が、光偏光フィルム１０または光偏光積層体３０内に形成され、例えば、より大きな機械的強度を提供するか、または加工する間にフィルムまたは積層体を保護することができる。
【００４７】
接着剤層１６などの非光学層は理想的には、少なくとも、目的の波長領域、可視スペクトルにわたって光偏光フィルム１０の光学性質の決定に有意に関与しない。非光学層は典型的には複屈折性または配向可能でないが、これは必要とされない。典型的に、非光学層がスキン層として用いられるとき、若干の表面反射があってもよい。非光学層が光偏光フィルム１０内にあるとき、典型的には、非光学層に隣接した光学層１２、１４、および２４と組合わせた非光学層によって少なくとも若干の偏光または光の反射がある。
【００４８】
本発明の光偏光フィルムをさらに、例えば、ガラス、金属、アクリル、ポリエステル、および他のポリマー裏材などの硬質または半硬質基材に積層して構造剛性、耐候性、またはより簡単な取扱いを提供することができる。例えば、偏光フィルム１０は、それをスタンプするかまたは他の仕方で形成して所望の形状に維持するために薄いアクリルまたは金属裏材に積層されてもよい。フィルムを他の破断可能な裏材に適用するときなど、いくつかの適用については、同時二軸配向ポリマーフィルムまたは耐破壊性−耐引き裂き性フィルムを含む付加的な層を用いてもよい。
【００４９】
又、様々な光学層、材料、およびデバイスを、特定の適用のために本発明の光偏光フィルムに適用するか、またはそれと共に用いてもよい。これらには、磁気または磁気光学コーティングまたはフィルム、ディスプレイパネルおよびプライバシーウィンドウにおいて用いられる液晶パネルなどの液晶パネル、写真乳剤、ファブリック、リニアフレネルレンズなどのプリズムフィルム、輝度増強フィルム、ホログラフィーフィルムまたは画像、エンボス加工可能なフィルム、不正開梱防止フィルムまたはコーティング、低輻射率の適用のための赤外線透明フィルム、剥離フィルムまたは剥離コーティングペーパー、補償フィルム、拡散接着剤、および偏光子または鏡などがあるがそれらに制限されない。
【００５０】
又、本発明によって製造された光偏光フィルムには、１つ以上の反射防止層またはコーティング、例えば、通常の真空コーティングされた誘電金属酸化物または金属／金属酸化物光学フィルム、シリカゾルゲルコーティング、およびコーティングまたは同時押出された反射防止層、例えばＴＨＶ、３Ｍ社（３ＭＣｏｍｐａｎｙ）（ミネソタ州、セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎ．））から入手可能な押出可能なフルオロポリマーなどの低屈折率フルオロポリマーから誘導されたコーティングまたは同時押出された反射防止層などが挙げられる。偏光感受性であってもなくてもよいかかる層またはコーティングは、透過性を増加させ、反射グレアを低減するのに役立ち、コーティングまたはスパッタエッチングなどの適切な表面処理によって本発明のフィルムおよび光デバイスに与えられてもよい。
【００５１】
光偏光フィルム１０、直線偏光子１２、および光遅延器１４の一方または両方の表面の多数の付加的な層が予想され、前述のコーティングまたはフィルムの任意の組合せであってもよい。
【００５２】
本発明の光偏光フィルムをインク、染料、または顔料で処理してその外観を変化させるか、またはそれを特定の適用のために特化してもよい。１つおよび２つの成分インク、酸化乾燥および紫外線乾燥インク、溶解インク、分散インク、および１００％のインク系など、インクの様々なタイプを使用することができる。さらに、染料または顔料は、加工のどの部分の間にポリマーとブレンドされてもよい。
【００５３】
又、染色フィルムを偏光フィルムに積層すること、着色コーティングをフィルムの表面に適用すること、またはフィルムを製造するために用いられた材料の１つ以上に顔料を含有することなどによって、フィルムを着色することによって光偏光フィルムの外観が変えられてもよい。
【００５４】
可視線および近赤外線染料および顔料の両方が本発明において予想され、例えば、色スペクトル可視領域の紫外および螢光で吸収する染料などの光学光沢剤がある。偏光フィルムの外観を変えるために付加されてもよい他の付加的な層には、例えば、不透明（黒色）層、拡散層、ホログラフィー画像またはホログラフィー拡散体、および金属層などがある。これらの各々はフィルムの一方または両方の表面に直接に適用されてもよく、または第２のフィルムまたは前記フィルムに積層される箔構造の成分であってもよい。代わりに、拡散剤、または有色顔料などのいくつかの成分が、フィルムを別の表面に積層するために用いられる接着剤層中に含有されてもよい。
【００５５】
本発明の範囲および精神から逸脱せずに本発明の様々な改良および変更を実施できることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態による光偏光フィルムの略側面図である。
【図２】本発明の実施形態による光偏光フィルムの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態による光偏光フィルムの略側面図である。
【図４】本発明の実施形態による光偏光フィルムの略側面図である。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【国際調査報告】
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