(57)【要約】連続相／分散相モルホロジーを有する光学フィルムの作製方法を開示する。この方法によれば、そのようなフィルム中の分散相の性質を制御して、向上された光学的性質を得ることができる。液晶ディスプレイなどで使用した場合、フィルムは、公知の連続相／分散相光学フィルムで達成しうるよりもスクリーン輝度を増大させることができる。
2006503733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２の層に引離し可能に結合された第１の表面層を含む第１のフィルムを共押出するステップであって、該第１の表面層は、第１の連続相内に配置された第１の分散相を含むステップと；
該第２の層から該第１の表面層を分離するステップと；
を含む、光学フィルムの作製方法。
【請求項２】
前記第１のフィルムが、第２の連続相内に配置された第２の分散相を含む第２の表面層をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の層が前記第１の表面層と前記第２の表面層との間に配置される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の分散相および前記第１の連続相が高分子である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の表面層を前記光学フィルムに組み込むステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の層が分割されて前記光学フィルムの複数の層に組み込まれる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記共押出ステップの後に前記第１のフィルムをキャスティング表面にキャスティングするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の表面層が前記キャスティングステップ時に前記キャスティング表面に接触する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの方向に沿って延伸することにより前記第１のフィルムを配向させるステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記分離ステップが前記配向ステップの後に行われる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の層の連続相および分散相が、前記配向ステップの後に第１の面内軸に沿って０．０５よりも小さくかつ第２の面内軸に沿って０．０５よりも大きく異なる屈折率を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記光学フィルムが少なくとも約１．５の利得を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の分散相および前記第１の連続相がブレンドを形成し、かつ該ブレンド中の分散相の体積パーセントが、該ブレンドの全体積を基準にして約３５％〜約５０％の範囲内にある、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の分散相の少なくとも一部分が前記共押出ステップ時にフィブリル化を受ける、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１および第２の表面層がそれぞれ前記第２の層から引離し可能であり、かつ前記分離ステップが、前記第２の表面層を前記第２の層から分離するステップを含み、前記方法が、少なくとも前記第１および第２の表面層を前記光学フィルム中に集成するステップ、
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１および第２の分散相が高分子である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の表面層が前記第１のフィルムの第１の表面を形成し、かつ前記第２の表面層が前記第１のフィルムの第２の表面を形成する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
第１の高分子材料を含む連続相と第２の高分子材料を含む分散相とを有する溶融体ストリームを提供するステップと；
該溶融体ストリームを複数のベーンに通すステップと；
ダイを介して該溶融体ストリームを押し出すステップと；
を含む、光学フィルムの作製方法。
【請求項１９】
前記押し出された溶融体ストリームをキャスティング表面にキャスティングしてキャストフィルムを形成するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの方向に沿って延伸することにより前記キャストフィルムを配向させるステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記溶融体ストリームが、第１の軸に沿った主流動方向を有し、かつ前記複数のベーンのそれぞれが、該第１の軸に本質的に垂直に配置された長手軸を有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数のベーンが前記ダイ中に配置される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記ダイがダイリップを含み、かつ前記複数のベーンが該ダイリップに隣接して配置される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記複数のベーンが前記ダイリップから離間して配置される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数のベーンが複数の狭いチャネルを画定し、かつ前記溶融体ストリームが該複数の狭いチャネル中を通過する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記溶融体ストリームが、前記複数の狭いチャネル中を通過した後に合流して単一の溶融体ストリームになる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記複数のベーンのそれぞれが、前記溶融体ストリームの流動方向に直交する方向に配置される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２８】
前記ダイが、マニホールド押出ダイ、ドロップダイ、およびキャスティングダイよりなる群から選択される、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、連続相／分散相モルホロジーを有する光学フィルムに関し、とくに、利得および他の光学的性質を改良するようにそのようなデバイス中の分散相の性質を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続マトリックス内に配置された分散相から構築される光学フィルムおよび非光学フィルムは、当技術分野で公知である。そのような連続相／分散相フィルムは、たとえば、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，８２５，５４３号明細書（アウダーカーク（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ）ら）、米国特許第５，７８３，１２０号明細書（アウダーカーク（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ）ら）、米国特許第５，８６７，３１６号明細書（カールソン（Ｃａｒｌｓｏｎ）ら）、米国特許第５，９９１，０７７号明細書（カールソン（Ｃａｒｌｓｏｎ）ら）、および米国特許第６，１７９，９４８号明細書（メリル（Ｍｅｒｒｉｌｌ）ら）、ならびに米国特許第６，０９０，８９８号明細書（恒川ら）に記載されている。
【０００３】
連続相／分散相フィルムは、拡散反射偏光子としてとくに有用である。そのような用途では、フィルムは、典型的には、２つの相の屈折率が第１の軸に沿って実質的に不一致でありかつ第２の軸に沿って実質的に一致するように構築される。その結果、第１の軸に沿って偏光された入射光は、実質的に反射または散乱され、一方、第２の軸に沿って偏光された入射光は、認知しうる散乱を伴うことなく透過される（すなわち、第２の軸に沿って偏光された入射光は、「正」透過される）。
【０００４】
連続相／分散相フィルムのモルホロジーは、特定の光学的性質に大きな影響を及ぼすことが明らかにされている。たとえば、米国特許第６，１７９，９４８号明細書（メリル（Ｍｅｒｒｉｌｌ）ら）には、コア層と第１の外層と第２の外層とよりなる三層フィルムが開示されている。コア層は、モノリシック組成物を有し、一方、各外層は、連続相／分散相モルホロジーを有する。これらのフィルム構造体は、分散相の一部分または全部がフィルムのコア層中に配置された類似のフィルムと比較して、偏光子の通過方向により高い透過率および阻止方向により高い反射率を与えることが判明している。この結果は、コア層中に配置された場合と対比してフィルムの外層中に配置された結果として押出時に分散相がより大きなフィブリル化を受けることに基づくと言われている。米国特許第５，８２５，５４３号明細書（アウダーカーク（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ）ら）にはまた、そこに開示されている連続相／分散相フィルムの外側層中の分散相がより大きなフィブリル化を受けると記されている。
【０００５】
拡散反射偏光子の重要な性能特性の１つは、利得である。偏光子に関連する光利得の概念については、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，７５１，３８８号明細書（ラーソン（Ｌａｒｓｏｎ））および米国特許第６，０５７，９６１号明細書（アレン（Ａｌｌｅｎ）ら）をはじめとする種々の参考文献中で論じられてきた。利得は、本質的には、偏光子により提供されるスクリーン輝度の増加の尺度である。したがって、高利得偏光子を備えたコンピューターモニターは、そのような偏光子を備えていない同一のモニターよりも特定の目視角度範囲にわたりより鮮やかにみえるであろう。このため、利得増強偏光子の作製に多くの関心が払われてきた。したがって、たとえば、米国特許第６，０５７，９６１号明細書（アレン（Ａｌｌｅｎ）ら）には、オフ角（たとえば６０°）で増大された利得を呈する連続相／分散相偏光子が記載されている。しかしながら、これらの偏光子は連続相／分散相偏光子技術において注目すべき改良を示すとはいえ、これらの偏光子を用いてオフ角で観察される利得の増加は、典型的には、法線入射で観察される光利得を少なくともある程度犠牲にして行われる。これは、いくつかの用途では望ましくない妥協策である。他のディスプレイ用途では、法線入射における利得増加が最も重要であり、一方、オフ角における利得増加は重要でない可能性があるうえに望ましくない可能性さえもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、少なくともいくつかの実施形態でとくに法線入射における改良された光利得を呈しうる連続相／分散相光学フィルムが当技術分野で必要とされている。これらのおよび他のニーズについては、以下に記載の本発明の実施形態に記載されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
たとえばディスプレイ用途またはバックライト用途で使用したときにとりわけ高い利得特性を呈しうる比較的薄い連続相／分散相光学フィルムの製造を可能にする方法を本明細書に開示する。本方法を用いれば、他の従来の公知の製造技術を用いて同一の全厚さの完成フィルムを作製したときよりも広範な完成光学フィルム厚さにわたり分散相材料の望ましいモルホロジー（より大きなフィブリル化）が得られると考えられる。一方法では、少なくとも第１の表面層と第２の層とを有する第１のフィルムを押し出す。ここで、少なくとも第１の表面層は、連続相／分散相モルホロジーを有する。第１の表面層内の分散相材料は、第１のフィルムの外表面のごく近傍にあるため比較的高いフィブリル化を受ける。そのフィブリル化は、キャスティングホイールまたは他の表面への第１のフィルムのキャスティング時および延伸などによる第１のフィルムの配向時に少なくとも部分的に保持される。第１の表面層を第２の層から分離し、次に、完成光学フィルムの１層または好ましくは多層に組み込む。第２の層は廃棄しうる。いくつかの実施形態では、第１のフィルムは、第２の表面層をも含みうる。この場合、第１および第２の表面層は、第２の層の対向面上に配置される。次に、第１のフィルムのキャスティング後、好ましくは配向後、第２の表面層もまた第２の層から分離し、完成光学フィルムに組み込むことができる。他の選択肢として、第１のおよび場合により第２の表面層を中間ラミネーテッドフィルムに組み込んで、配向時、完成フィルムを構成するようにできる。他の方法では、ダイに近接して複数のベーンを利用し、キャストフィルムの厚さ全体にわたり分散相材料のフィブリル化を促進する。分散相と連続相とを含む溶融体ストリームは、複数のベーンを通過し、ダイを介して押し出される。押出物をキャスティング表面にキャスティングし、そして配向させ、完成フィルムを提供することができる。
【０００８】
一面において、改良された利得特性を呈する連続相／分散相光学フィルムまたはデバイスの作製方法を開示する。本方法に従って作製されるフィルムおよびデバイスをも開示する。本方法によれば、一方または両方の表面層が連続相と分散相とを含む多層フィルムまたは複合体が、共押出によりまたは他の好適な方法により作製される。次に、連続相と分散相とを含む表面層をフィルムから取り出し、ラミネーションにより一体化し、２層以上が連続相／分散相モルホロジーを有する新しい多層フィルムまたは複合体を形成する。
【０００９】
いくつかの実施形態では、樹脂ストリームの第１の表面層が連続相／分散相モルホロジーを有する多層樹脂ストリームを押し出し、第１の表面層がキャスティングホイールまたは表面に当接して配置されるように樹脂ストリームをキャスティングすることにより、最初のフィルムまたは複合体が作製される。次に、第１の表面層をストリッピングによりまたは他の好適な方法によりフィルムまたは複合体から取り出し、これを用いて新しい多層フィルムまたは複合体を作製する。この方法を容易に行えるようにするために、いくつかの実施形態では、一方または両方の表面層とフィルムまたは複合体の残りの部分との境界面を十分に弱くして第１の表面層の取出しが容易に行えるように最初のフィルムまたは複合体を設計する。新しいフィルムまたは複合体中の分散相は最初のフィルムまたは複合体の平均粒度よりも小さい平均粒度を有することが判明している。この特徴により、最初のフィルムまたは複合体の利得特性と比較して新しいフィルムまたは複合体で改良された利得特性が得られることが判明している。
【００１０】
理論により拘束されることを望むものではないが、樹脂ストリームがキャスティング表面に接触した時に樹脂ストリームのほぼ完全なクエンチングが行われるように樹脂ストリームまたは表面層が十分に薄い場合に利得特性の改良が行われうると考えられる。これにより、さらに、分散相粒子の平均面内寸法が低減されると考えられる。なぜなら、完全にクエンチングされたウェブでは、部分的にクエンチングされたにすぎないウェブの場合よりも少ない緩和が延伸分散相粒子で起こりうるからである。次に、得られたフィルム層を偏光子またはディフューザーとして単独で使用しうるか、または同一のもしくは類似の目的のために多層構造体として集成しうる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、剥離表面が樹脂ストリームの空気側に配置されるように樹脂ストリームを剥離ライナー上または類似の剥離表面上に押し出すことが可能である。他の選択肢として、樹脂ストリームを剥離ライナーと共に押し出すことが可能である。所望により、樹脂ストリームから作製されて得られた物品またはフィルムを剥離ライナーから取り出して基材に容易に固定しうるように、または多層構造体として便利に集成しうるように、タイ層または接着剤層を剥離表面と樹脂ストリームとの間に提供することが可能である。
【００１２】
別の面において、改良された利得特性を有する連続相／分散相偏光子の作製方法を本明細書に開示する。この方法では、分散相とキャスティング表面との間の距離を制御することにより、分散相の平均粒度および形状を操作する。一実施形態では、これは、少なくとも一方が連続相と分散相とを含む第１および第２の樹脂ストリームを提供することにより達成される。次に、第１および第２の主面を有する多層複合体として第１および第２の樹脂ストリームを押し出す。多層複合体は、複合体中の層の少なくとも一部分が第１の樹脂ストリームの材料を含みかつ複合体中の層の少なくとも一部分が第２の樹脂ストリームの材料を含むように、しかも連続相と分散相とを有しかつ第１の表面から７５ミクロン以内に配置された複合体中の層の数が、連続相と分散相とを有しかつ第２の表面から７５ミクロン以内に配置された層の数よりも多くなるように、作製される。次に、第１の表面がキャスティング表面に接触するように、樹脂ストリームをキャスティング表面にキャスティングする。この方法によれば、第１の表面が樹脂ストリームの空気側に配置されたフィルムと比較して改良された利得特性を呈する多層フィルムおよび他の複合体を作製することができる。この結果は、キャスティング表面に近接させて配置された分散相が急速にクエンチングされることに基づく。
【００１３】
さらに別の面において、第１の表面から７５ミクロン以内に配置された分散相の量または体積分率が第２の表面から７５ミクロン以内に配置された分散相の量または体積分率を超える連続相／分散相偏光子の作製方法を本明細書に開示する。好ましくは、この方法では、本質的にすべての分散相を第１の表面から７５ミクロン以内に配置する。
【００１４】
さらに別の面において、バックライトとスクリーンとを含みかつバックライトとスクリーンとの間に配置された偏光子を有するディスプレイを本明細書に開示する。偏光子は、好ましくは、連続相／分散相偏光子である。偏光子は、法線入射において、少なくとも約１．４６、好ましくは少なくとも約１．５、より好ましくは少なくとも約１．５７、最も好ましくは少なくとも約１．５８の利得を提供する。
【００１５】
さらに別の面において、第１の高分子材料を含む連続相と第２の高分子材料を含む分散相とを有する溶融体ストリームを提供するステップと、溶融体ストリームを複数のベーンに通すステップとを含む光学フィルムの作製方法を本明細書に開示する。ベーンは、実質的に平行にすることが可能であり、かつ溶融体ストリームがベーンを通過した後に分散相が少なくとも１つの軸に沿って実質的に伸長されるように十分に小さい距離離間して配置することが可能である。溶融体ストリームは、典型的には、第１の軸に沿った主流動方向を有するであろう。また、複数の各ベーンは、好ましくは、第１の軸に本質的に垂直に配置された長手軸を有する。ベーンは、ダイ中に配置することが可能であるか、またはダイリップに隣接して配置することが可能である。ベーンをダイリップに隣接して配置する場合、ダイリップから所望の距離離間して配置することが可能である。複数のベーンは、好ましくは、複数の狭い平行チャネルを画定し、溶融体ストリームは、好ましくは、これらのチャネル中を通過した後、合流して単一の溶融体ストリームになりうる。
【００１６】
以上に記載した種々の面において、本明細書に開示される光学フィルムの連続相および分散相の屈折率は、光学フィルムが効果的に偏光子として機能しうるように、配向ステップ後、典型的には、第１の面内軸に沿って十分に不一致でありかつ第２の面内軸に沿って十分に一致するであろう。不一致方向の屈折率差は、好ましくは少なくとも０．０５、より好ましくは少なくとも約０．１０、最も好ましくは少なくとも約０．１５であり、一方、一致方向の屈折率差は、典型的には０．０５未満、より好ましくは約０．０３未満、最も好ましくは約０．０２未満または０．０１未満である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
Ａ．定義
本明細書で使用する場合、「コア層」という用語は、連続相／分散相構造を有する層が剥離可能に接合されるフィルム中の層に関連付けられる。フィルムが３層以上を有する場合、コア層は、典型的には、フィルム構成体中の内側層であろう。「コア層」という用語は、主として輸送中または取扱い中に連続相／分散相層を保護する目的で連続相／分散相層の外側表面に剥離可能に接合される層を包含しないものとする。
【００１８】
本明細書で使用する場合、連続相／分散相構造を有する層に関連して使用される「剥離可能に接合される」という用語は、接合された層からこの層を凝集性塊として取り出すことができることを意味する。
【００１９】
本明細書で使用する場合、「正反射」および「正反射率」という用語は、正反射角を中心として１６度の頂角を有する出現円錐中に含まれる光線の反射率に関連付けられる。「拡散反射」または「拡散反射率」という用語は、以上に定義した正反射円錐の外側にある光線の反射に関連付けられる。「全反射率」または「全反射」という用語は、表面からのすべての光の組合せ反射率に関連付けられる。したがって、全反射は、正反射と拡散反射の合計である。
【００２０】
同様に、「正透過」および「正透過率」という用語は、本明細書では、正反射方向を中心に１６度の頂角を有する出現円錐中に含まれる光線の透過率に関連して使用される。「拡散透過」および「拡散透過率」という用語は、本明細書中では、以上に定義した正反射円錐の外側にあるすべての光線の透過に関連して使用される。「全透過」および「全透過率」という用語は、光学体を貫通するすべての光の組合せ透過に関連付けられる。したがって、全透過は、正透過と拡散透過の合計である。
【００２１】
本明細書で使用する場合、「連続相／分散相フィルム」という用語は、連続マトリックス中に分散された不連続相を有するフィルムに関連付けられる。
【００２２】
本明細書で使用する場合、「アスペクト比」という用語は、分散相の最大平均寸法と分散相の最小平均寸法との比に関連付けられる。したがって、分散相が高アスペクト比を有すると言われているフィルムは、１つの軸に沿って測定したときに他の軸に沿って測定したときよりも有意に長い分散相により特性付けられるであろう。
【００２３】
本明細書で使用する場合、「利得」および「全強度」という用語は、それぞれ、以下のＺの節の「実験手順」に記載されているそれぞれの測定値に関連付けられる。
【００２４】
Ｂ．概観
本出願は、バックライトディスプレイで高い光利得を呈しうる連続相／分散相光学フィルムを開示する。そのようなフィルムは、さまざまな用途に有用であるが、単独または他のフィルムとの組合せのいずれにおいても、液晶ディスプレイの輝度増強フィルムとしてとくに有用である。好ましくは、フィルム中の連続相および分散相は、さまざまな高分子材料であるが、一方または両方の相が非高分子である実施形態も考えられる。また、少なくとも連続相は複屈折性であることが好ましいが、分散相だけが複屈折性であるかまたは両方の相が複屈折性である実施形態も考えられる。
【００２５】
Ｃ．高利得フィルムの作製方法
本明細書の教示に従って高利得連続相／分散相フィルムを得るために利用しうる多数のアプローチが存在する。典型的には、これらのアプローチでは、分散相が少なくとも一方向に延伸または伸長された状態になるように、好ましくは軟化状態または溶融状態にあるときに、フィルム内の分散相のほとんどまたはすべてを十分な剪断または力に暴露する。好ましくは、分散相の粒子は、共通軸に沿って延伸または伸長される。次に、たとえば適切なクエンチング操作および後延伸操作により、分散相をこの配向状態に保持することが可能である。
【００２６】
あるアプローチでは、そのような高利得フィルムは、第１の高分子材料を含む連続相と第２の高分子材料を含む分散相とを有する溶融体ストリームを提供することにより作製可能である。次に、溶融体ストリームが孔を通過した後に分散相が少なくとも１つの軸に沿って実質的に伸長されるように、溶融体ストリームを十分に狭い複数の孔に通す。孔は、溶融体ストリームが流動障害物またはベーンの中または傍を通過した後に分散相が少なくとも１つの軸に沿って実質的に伸長されるように、たとえば、十分に小さい距離離間して配置された複数の流動障害物またはベーンにより画定しうる。このタイプの構成を有しかつこの方法に好適である装置の一例が、米国特許第４，５３３，３０８号明細書（クローレン（Ｃｌｏｅｒｅｎ））に記載されている。
【００２７】
複数の流動障害物またはベーンはダイ中に配置可能であるか、または１組のダイリップに隣接して配置可能である。複数のベーンをダイ中に配置する場合、それらは、好ましくは、複数の狭窄化チャネルを画定し、溶融体ストリームは、好ましくは、複数の狭窄化チャネルを通過した後、合流して単一の溶融体ストリームになりうる。ベーンを１組のダイリップに隣接して配置する場合、ダイリップから所望の距離離間して配置することが可能であり、ダイは、たとえばキャスティングダイまたはドロップダイとして作製可能である。
【００２８】
好適な装置２０を図２に模式的に示す。また、その一部分を図３の斜視図で模式的に示す。その実施形態では、溶融された連続相／分散相押出物（図示せず）は、フィードブロック入口部２２およびフィードブロックスロットプレート２４（この中に複数のベーン２６が固定されている）に通すことができる。ベーン２６は、一般的には、平面状かつ平行であり、それぞれ、押出物の流動に平行な一寸法に沿ってかつその流動に垂直な他の寸法に沿って延在する。ベーン２６は、押出物を貫通流動させる複数の孔またはスロットをそれらの間に画定する。スロットプレート２４は、ダイリップ３０を有する従来のダイ２８中に押出物を供給する。ダイ２８から送出された押出物は、回転キャスティングホイールの一部分であってもよいキャスティング表面３２に当接させてクエンチングされる。
【００２９】
他のタイプのアプローチでは、高分子連続相と分散相とを含むブレンドを提供し、次に、分散相のほとんどまたはすべてが押出物の表面に十分に接近して配置されるようにブレンドを押し出して、押出プロセス時に受ける剪断力および伸長力の結果として、分散相が延伸、伸長、またはフィブリル化を受けるようにすることにより、高利得フィルムを作製することが可能である（このアプローチでは、押出後に押出物を急速にクエンチングしてその配向が確実に保持されるようにすることが好ましい）。この結果は、いくつかの方法で達成可能である。
【００３０】
たとえば、多層フィルムの一方または両方の外層としてブレンドを押し出すことが可能であり、次に、これらの外層を取り出すか、またはフィルムからデラミネーションさせて新しい多層フィルムまたは構築体に再集成することが可能である。フィルムキャスティング時にキャスティング表面（または複数の表面）に接触した最初のフィルムの外層から新しい多層フィルムまたは構築体を形成することがとくに好ましい。そのような層は、典型的には、フィルムの一方の側にのみ存在するであろうが、キャスティング表面として有利には対向ローラーまたは他のそのようなデバイスを用いることにより、最初のフィルムの両方の表面をキャスティング表面に暴露することができる。いくつかの場合には、キャスティング表面を冷却状態にすることが可能である。新しいフィルムまたは構築体の集成を容易に行えるようにするために、最初の多層フィルムは、外層とフィルムの残りの部分との間の接着が不十分であるようにまたはフィルムの適切な処理により容易に不十分にできるように、特別に作製可能である。
【００３１】
いくつかの実施形態では、ブレンドを単一の薄いフィルムとして押し出すことも可能であり、次に、それを多層構成体に集成することが可能である。この場合、フィルムは、典型的には、分散相のほとんどまたはすべてが押出物の表面に十分に接近して配置されるように十分に薄く、剪断を受けた結果として分散相が延伸、伸長、またはフィブリル化を受けるようにする。また、押出後に分散相が急速にクエンチングされるようにフィルムは十分に薄いことが好ましい。
【００３２】
１枚以上の最初のフィルムから得られる連続相／分散相層により新しい多層フィルムを構築する本明細書に記載の実施形態のいくつかでは、接着剤層またはボンディング層を備えた最初のフィルムを構築することにより、取り出された層を新しいフィルムに容易に集成できるようにすることが可能である。そのような実施形態では、フィルムは、所望の層の取出しを容易に行えるように剥離ライナーまたは剥離表面をさらに備えることも可能である。接着剤層またはボンディング層を備えた新しい多層フィルムを構築して構成層を保持一体化させることもできる。
【００３３】
本明細書の教示に従って高利得フィルムを作製するための以上に記載したアプローチおよび手順についてのあるものは、実施例を参照することでさらに理解しうるであろう。
【００３４】
Ｄ．複屈折率
先に述べたように、開示されたフィルムの連続相は、好ましくは複屈折性であるが、必ずしもそうである必要はない。連続相が複屈折性である実施形態では、連続相の複屈折率は、典型的には少なくとも約０．０５、好ましくは少なくとも約０．１、より好ましくは少なくとも約０．１５、最も好ましくは少なくとも約０．２である。
【００３５】
Ｅ．屈折率差
偏光フィルム用途では、連続相および分散相の屈折率は、３つの互いに直交する軸のうちの第１の軸に沿って実質的に一致し（すなわち、約０．０５未満の差）、３つの互いに直交する軸のうちの第２の軸に沿って実質的に不一致である（すなわち、約０．０５超の差）ことが好ましい。好ましくは、連続相および分散相の屈折率は、一致方向で約０．０３未満、より好ましくは約０．０２未満、最も好ましくは約０．０１未満異なる。連続相および分散相の屈折率は、好ましくは、不一致方向で少なくとも約０．０５、より好ましくは少なくとも約０．１、最も好ましくは少なくとも約０．２異なる。
【００３６】
特定の軸に沿った屈折率の不一致は、その軸に沿って偏光された入射光が実質的に散乱されて有意量の反射を生じるという効果を有する。これとは対照的に、屈折率が一致する軸に沿って偏光された入射光は、より少ない散乱度で分光透過または分光反射されるであろう。この効果は、反射偏光子およびミラーをはじめとするさまざまな光デバイスの作製に利用することができる。
【００３７】
Ｆ．屈折率の一致／不一致の効果
連続相および分散相のうちの少なくとも一方の材料は、好ましくは、配向時に屈折率変化を受けるタイプである。したがって、１つ以上の方向にフィルムを配向させると、１つ以上の軸に沿って屈折率の一致または不一致を生じる。そのような配向は、一軸性であっても二軸性であってもよい。配向が二軸性である場合、２つ以上の軸に沿って同時に配向を行ってもよいし、２つ以上の軸に沿って逐次的にフィルムを配向させてもよい。最も典型的には、フィルムは、１つ以上の方向に機械的に延伸することにより配向されるであろう。フィルムを特定の方向に延伸する際、横方向に拘束してもよいし、拘束せずに寸法緩和させてもよい。フィルムはまた、対称に配向させてもよいし、非対称に配向させてもよい。
【００３８】
配向パラメーターおよび他の加工条件を注意深く操作することにより、マトリックスの正または負の複屈折率を用いて、所与の軸に沿って一方または両方の偏光光の拡散反射または透過を引き起こすことができる。透過と拡散反射との相対比は、分散相含有物の濃度、フィルムの厚さ、連続相と分散相との屈折率差の二乗、分散相含有物のサイズおよび幾何学形状、ならびに入射放射線の波長または波長帯域に依存する。
【００３９】
特定の軸に沿った屈折率の一致または不一致の大きさは、その軸に沿って偏光された光の散乱度に直接影響を及ぼす。一般的には、散乱能は、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が大きいほど、その軸に沿って偏光された光の散乱は強くなる。逆に、特定の軸に沿った不一致が小さい場合、その軸に沿って偏光された光は、より少ない散乱を受けるので、物体全体を貫通して正透過される。
【００４０】
ある軸に沿って含有物（すなわち、分散相）の屈折率が連続ホスト媒質の屈折率に一致する場合、この軸に平行な電界を有するように偏光された入射光は、含有物のサイズ、形状、および密度にかかわらず散乱されずに透過するであろう。ある軸に沿って屈折率が一致しなければ、含有物は、この軸に沿って偏光された光を散乱するであろう。約λ／３０（ここで、λは媒質中の光の波長である）よりも大きい寸法を有する所与の断面積の散乱体では、散乱強度は、屈折率の不一致によりほぼ決定される。不一致含有物の正確なサイズ、形状、およびアライメントは、どれだけ多くの光がその含有物から種々の方向に散乱されるかを決定する役割を果たす。散乱層の密度および厚さが十分であれば、多重散乱理論に基づいて、入射光は、散乱体のサイズおよび形状の詳細にかかわらず、反射または吸収されるであろうが、透過されることはないであろう。
【００４１】
材料を偏光子として用いる場合、好ましくは、たとえば、延伸して横延伸面内方向でいくらかの寸法緩和を行うことにより、連続相と分散相との屈折率差が材料の表面に平行な平面内の第１の軸に沿って大きくかつ他の２つの直交軸に沿って小さくなるようにする。この結果として、さまざまな偏光の電磁放射線に対して大きい光学的異方性が得られる。本明細書に記載された方法によれば、フィードブロック／ダイ装置に通してキャスティング表面上でクエンチングさせる結果として分散相材料のフィブリル化または伸長をうまく行うことができる。そのような伸長は、一般的には、ウェブの移動方向に平行な方向、すなわち、いわゆる縦方向（ＭＤ）である。偏光子を作製する目的でキャストフィルムを実質的に一軸延伸する場合、そのような延伸は、ＭＤ方向に沿って行うこともできるし、フィルムの横方向（ＴＤ）に沿って行うこともできる。ＴＤに沿って延伸すると完成フィルムの幅が増大されるので、大面積用途に使用できるようになる。しかしながら、いくつかの用途では、アンバランス拡散フィルム（すなわち、直交偏光が異なる量で散乱されるフィルム）またはバランス拡散フィルムもしくはミラー（すなわち、直交偏光が等量で散乱されるフィルム）を作製するために、第１の軸に垂直な第２の面内軸に沿って実質的な屈折率差をもたせることが望ましい場合もある。
【００４２】
Ｇ．屈折率の一致／不一致の取得方法
偏光子に使用すべく選択される材料およびこれらの材料の配向度は、好ましくは、関連する屈折率が実質的に等しい少なくとも１つの軸を完成偏光子中の相が有するように、選択される。その軸（典型的には、配向方向を横切る軸であるが、必ずしもそうする必要はない）に関連付けられる屈折率を一致させると、その偏光面の光は実質的に散乱されなくなる。
【００４３】
分散相はまた、配向方向に関連付けられる屈折率の減少を呈しうる。ホストの複屈折率が正である場合、負の歪み誘起複屈折率の分散相を用いれば、配向軸に関連付けられる隣接相の屈折率差が増大されるとともに配向方向に垂直な偏光面を有する光の反射が依然として無視できるという利点が得られる。配向方向に直交する方向における隣接相の屈折率差は、配向後、約０．０５未満、好ましくは約０．０２未満でなければならない。最小許容屈折率差は、最終用途、フィルムの厚さ、ならびに分散相のサイズ、形状、および濃度をはじめとするいくつかの因子に依存するであろう。
【００４４】
分散相はまた、正の歪み誘起複屈折率を呈する可能性もある。しかしながら、これは、連続相の配向方向に垂直な軸の屈折率に一致させるように熱処理することにより、変化させることができる。熱処理の温度は、連続相の複屈折率を緩和するほど高くしてはならない。
【００４５】
Ｈ．分散相のサイズ
分散相のサイズもまた、散乱に有意な影響を及ぼしうる。分散相粒子がきわめて小さい場合（すなわち、対象となる媒質中の光の波長の約１／３０未満である場合）かつ波長の三乗あたり多くの粒子が存在する場合、光学体は、任意の所与の軸に沿って２つの相の屈折率のほぼ間の実効屈折率を有する均一媒質として作用する。そのような場合、ごくわずかの光が散乱される。粒子がきわめて大きい場合、光は、粒子の表面から正反射され、ごくわずかの拡散が他の方向に生じる。粒子が少なくとも２つの直交する方向に過度に大きい場合、望ましくない真珠光沢効果が起こる可能性もある。光学体の厚さが増すと望ましい機械的性質が損なわれる可能性があるという意味で、粒子が大きくなると実用限界に到達する可能性もある。
【００４６】
アライメント後の分散相粒子の理想的な寸法は、光学材料の所望の用途に依存する。したがって、たとえば、粒子寸法は、特定用途で対象となる電磁線の波長の関数として選択または制御することが可能であり、可視線、紫外線、赤外線、およびマイクロ波線を反射または透過させるには、異なる寸法が必要とされる。しかしながら、一般的には、フィルムの厚さ方向の粒子寸法は、近似的に媒質中における対象となる電磁線の波長を３０で割った値を超えるように設定されるであろう。
【００４７】
好ましくは、光学体が低損失反射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わたり電磁線の波長の約２倍を超える、好ましくは波長の４倍を超える縦方向の長さ有するであろう。横方向の粒子の平均直径は、好ましくは、対象となる波長範囲にわたり電磁線の波長に等しいかまたはそれよりも小さく、好ましくは所望の波長の半分未満である。ほとんどの用途において分散相の寸法は二次的要件であるが、拡散反射が比較的ごくわずかである薄いフィルム用途では重要性が大きくなる。
【００４８】
Ｉ．分散相の幾何学形状
高利得フィルムでは、分散相は、典型的には、フィブリル状であるかまたは細長いだろう。したがって、フィルムは、高い平均アスペクト比をもつ分散相を有する。本明細書に示されているように、そのようなフィルムは、分散相がより小さい平均アスペクト比を有する類似のフィルムと比較して改良された利得を呈する。しかしながら、この関係が保たれる範囲内で、分散相は、さまざまな形状をとりうる。
【００４９】
本発明のフィルムでは屈折率差は散乱の促進に寄与する主要な因子であるが、分散相の粒子の幾何学形状もまた、散乱に影響を及ぼしうる。したがって、屈折率の一致方向および不一致方向の電界に対する粒子の減極率により、所与の方向における散乱量を減少させたりまたは増大させたりすることができる。たとえば、配向軸に垂直な平面に沿って切り出した分散相の断面が楕円である場合、分散相の楕円断面形状は、後方散乱光および前方散乱光のいずれにおいても非対称拡散に寄与する。この効果により屈折率の不一致による散乱量に上乗せしたりそれを削減したりできるが、一般的には、本明細書に開示されている性質の好ましい範囲内の散乱に及ぼす影響は小さい。
【００５０】
分散相粒子の形状はまた、粒子から散乱される光の拡散度に影響を及ぼしうる。この形状効果は、一般的には小さいが、光の入射方向に垂直な平面内の粒子の幾何学断面のアスペクト比が増加するにつれておよび粒子が比較的大きくになるにつれて、増加する。正反射ではなく拡散反射が好ましい場合、一般的には、分散相粒子は、互いに直交する１つまたは２つの寸法をいくつかの光の波長未満のサイズに設定しなければならない。
【００５１】
低損失反射偏光子は、配向の結果として高アスペクト比を有する一連のロッド状構造体として連続相内に配置された分散相より本質的に構成することができる。このため、配向方向に平行な偏光に対する反射を増強できる。これは、その偏光に対する散乱強度および分散を配向方向に垂直な偏光と対比して増加させることにより行われる。しかしながら、多くの異なる幾何学形状を有する分散相を提供可能である。したがって、分散相は、ほぼ楕円形（円形を含む）、多角形、不規則形、またはこれらの形状の１つ以上の組合せである断面を有しうる。分散相粒子の断面の形状およびサイズはまた、粒子ごとに異なっていてもよいし、フィルムの領域ごとに（たとえば、表面から内部方向に）異なっていてもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、分散相は、コアおよびシェルが同一のもしくは異なる材料から作製されるかまたはコアが中空であるコア・シェル構成をとりうる。したがって、たとえば、分散相は、等しいもしくはランダムな長さおよび均一もしくは不均一な断面の中空繊維または楕円体から構成しうる。繊維の内部空間は、空にすることも可能であるし、または固体、液体、もしくは気体であっても有機もしくは無機であってもよい好適な媒質により占有することも可能である。媒質の屈折率は、所望の光学効果（たとえば、所与の軸に沿った反射または偏光）を達成するように分散相および連続相の屈折率を考慮して選択しうる。
【００５３】
分散相の幾何学形状は、光学材料の好適な配向もしくは加工により、特定の幾何学形状を有する粒子を用いることにより、または２つの組合せにより、達成しうる。したがって、たとえば、実質的にロッド状構造を有する分散相は、ほぼ球状の分散相粒子よりなるフィルムを単一の軸に沿って配向させることにより作製することができる。第１の方向に垂直な第２の方向にフィルムを配向させることにより、ロッド状構造体に楕円断面を付与することができる。さらなる例として、本質的に長方形のフレークの集まりよりなる分散相を有するフィルムを単一方向に配向させることにより、ロッドの断面が長方形である実質的にロッド状構造を有する分散相を作製することができる。
【００５４】
延伸は、所望の幾何学形状を達成するための１つの便利な方法である。なぜなら、延伸を用いることにより、材料内の屈折率差を誘起することもできるからである。先に述べたように、本明細書に開示されているフィルムの配向は、２つ以上の方向に行うことが可能であり、逐次的にもしくは同時に行うことも可能である。
【００５５】
他の例では、未延伸フィルムの１つの軸で分散相がロッド状であるように、連続相および分散相の成分を押し出しうる。押出フィルム中のロッドの主軸の方向に延伸することにより、高アスペクト比を有するロッドを生成させうる。
【００５６】
フィブリル化分散相を有するフィルムは、連続マトリックス内の本質的に球状の粒子のブレンドを非対称二軸延伸することにより作製することができる。他の選択肢として、複数の繊維状構造体をマトリックス材料中に組み込み、単一の軸に沿って構造体をアライメントし、そしてその軸を横切る方向に混合物を延伸することにより、この構造を取得することも可能である。この構造を取得するためのさらに他の方法は、ブレンドを押し出してフィルムにするときに繊維状分散相を生じるようにポリマーブレンドの成分の相対粘度、剪断力、または表面張力を制御する方法である。この後者の場合には、押出方向に剪断力を加えることが好ましい。
【００５７】
Ｊ．分散相の寸法アライメント
寸法アライメントもまた、分散相の散乱挙動に影響を及ぼすことが判明している。とくに、アライメントされた散乱体は、ランダムにアライメントされた散乱体のように正透過または正反射の方向に関して対称的に光を散乱することはないことが観測された。したがって、ロッドに類似するように延伸することにより伸長された含有物は、配向方向および正透過方向を中心とする角度円錐内に主として光を散乱する。この結果、正反射方向および正透過方向に関して散乱光（透過光であっても反射光であってもよい）の異方性分布を生じうる。たとえば、配向方向に垂直な方向でそのような細長いロッドに入射した平行光ビームの場合、散乱光は、配向方向に垂直な平面内の光束として現われ、その強度は、正反射方向からの角度が増大するにつれて減少する。含有物の幾何学形状を調整することにより、たとえば、未延伸状態で特定の幾何学形状（たとえば、球形、立方体形など）を有する分散相を選択することにより、透過半球および反射半球の両方で散乱光の分布に対するいくらかの制御を達成することができる。
【００５８】
Ｋ．分散相の寸法
光学体が低損失反射偏光子として用いられる用途では、分散相の構造体は、好ましくは高アスペクト比を有する。すなわち、構造体は、１つの軸に沿った方向に、任意の直交軸に沿った方向よりも実質的に大きい。アスペクト比は、好ましくは少なくとも２、より好ましくは少なくとも５である。最大寸法（すなわち、長さ）は、対象となる波長範囲にわたり、好ましくは電磁線の波長の少なくとも２倍、より好ましくは所望の波長の少なくとも４倍である。一方、分散相の構造体のより小さい（すなわち、断面）寸法は、好ましくは対象となる波長よりも小さいかまたはそれに等しく、より好ましくは対象となる波長の約０．５倍未満である。
【００５９】
Ｌ．分散相の体積分率
分散相の体積分率（すなわち体積充填率）もまた、光学体の光の散乱に影響を及ぼす。特定の限度内で、分散相の体積分率を増大させると、一致方向および不一致方向の偏光光のいずれについても物体に進入した後に光線が受ける散乱の量が増大される傾向がある。この因子は、所与の用途で反射特性および透過特性を制御するうえで重要である。
【００６０】
分散相の所望の体積分率は、連続相および分散相の材料の特定の選択ならびにフィルムの所望の光学的性質をはじめとする多くの因子に依存するであろう。しかしながら、分散相の体積分率は、連続相を基準にして典型的には少なくとも約１体積％、より好ましくは約１０〜約５０％の範囲内、最も好ましくは約３５〜約４５％の範囲内である。
【００６１】
Ｍ．フィルム厚さ
フィルムおよび他の光学体の厚さもまた、反射特性および透過特性を変化させるべく操作することのできる重要なパラメーターである。フィルムの厚さを増加させるにつれて（充填率は一定であると仮定する）、拡散反射もまた増加し、透過は、正透過および拡散透過のいずれについても、減少する。したがって、フィルムの厚さは、典型的には、完成品の所望の機械的強度を達成するように選択されるが、厚さにより反射特性および透過特性を直接制御することもできる。一般に、ディスプレイおよびバックライトの用途で使用される偏光子に関しては、利得特性を最大化すると同時にフィルムの厚さを最小限に抑えることが望ましい。したがって、同一の利得を有するが異なる厚さを有する２つの偏光フィルムを比較した場合、一般的には、薄い方のフィルムが好ましい。同様に、同一の厚さを有するが異なる利得を有する２つの偏光フィルムでは、一般的には、高い利得を有するフィルムの方が好ましい。
【００６２】
厚さを制御することにより、フィルムの反射特性および透過特性の最終調整を行うこともできる。したがって、たとえば、押出フィルムの透過特性および／または反射特性を測定して、押出速度、キャスティングホイール速度、および／またはフィルム厚さ、反射、および／または透過の値をあらかじめ決められた範囲内に保持するために必要とされる他のパラメーターを調整する下流側の光学装置により、フィルムの押出に用いられる装置を制御することができる。
【００６３】
Ｎ．連続相／分散相の材料-
光学体の対象となる特定の用途に応じて、多くの異なる材料を、開示された光学体中の連続相または分散相として使用することが可能である。そのような材料としては、シリカ系ポリマーのような無機材料、液晶のような有機材料、ならびにモノマー、コポリマー、グラフトポリマー、およびそれらの混合物またはブレンドを含む高分子材料が挙げられる。所与の用途向けの材料の正確な選択は、特定の軸に沿った連続相および分散相の屈折率の取得可能な所望の一致および不一致により、さらには得られるフィルムの所望の物理的性質および光学的性質により、ある程度決定されるであろう。しかしながら、連続相の材料は、フィルムまたはデバイスを動作させる必要のあるスペクトル領域にわたり、典型的には十分に透明であろう。
【００６４】
材料の選択におけるさらなる要件は、得られる生成品が少なくとも２つの異なる相またはドメインを含有しなければならないということである。これは、互いに非混和性の２種以上の材料からフィルムまたはデバイスを形成することにより、達成しうる。他の選択肢として、互いに非混和性でない第１および第２の材料からフィルムまたはデバイスを作製することが望まれるのであれば、かつ第１の材料が第２の材料よりも高い融点を有するのであれば、いくつかの場合には、第１の材料の融点未満の温度で第２の材料の溶融マトリックス内に第１の材料よりなる適切な寸法の粒子を埋め込むことが可能であろう。次に、得られた混合物をフィルムまたは他の生成品の形態にして、後続の配向を行ってまたは行わずに、光デバイスを作製することができる。
【００６５】
本発明において連続相または分散相として使用するのに好適な高分子材料は、アモルファス材料、半結晶性材料、または結晶性材料のいずれでもよく、たとえば、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、およびビ安息香酸（４，４’−ビ安息香酸など）のようなカルボン酸をベースにしたモノマーから作製される材料、または前述の酸の対応するエステル（すなわち、ジメチルテレフタレート）から作製される材料である。これらのうちで、２，６−ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）がとくに好ましい。なぜなら、それは、歪み誘起複屈折率を有し、かつ延伸後に永久的複屈折性を保持する能力を有するからである。５５０ｎｍの波長の偏光された入射光に対するＰＥＮの屈折率は、偏光面が延伸軸に平行な場合、延伸後に約１．６４から約１．９程度の高さまで増加し、一方、延伸軸に垂直に偏光された光に対する屈折率は減少する。ＰＥＮは、可視スペクトルにおいて０．２５〜０．４０の複屈折率（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との差）を呈する。複屈折率は、分子配向を増大させることにより増大させることができる。フィルムの製造時に利用される加工条件にもよるが、ＰＥＮは、約１５５℃〜約２３０℃で実質的に熱安定性でありうる。
【００６６】
ポリブチレンナフタレートもまた、他の結晶性ナフタレンジカルボン酸ポリエステルと同様に好適な材料である。結晶性ナフタレンジカルボン酸ポリエステルは、少なくとも０．０５、好ましくは０．２０超の異なる面内軸に関連付けられる屈折率差を呈する。
【００６７】
ＰＥＮを光学材料中の１つの相として使用する場合、他の相は、好ましくは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはシンジオタクチックポリスチレン（ｓＰＳ）のようなシンジオタクチックビニル芳香族ポリマーである。ＰＥＮと併用するための他の好ましいポリマーは、テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、アゼライン酸、もしくはシクロヘキサンジカルボン酸、またはこれらの材料の関連アルキルエステルをベースにしたものである。相間の接着力を改良するために、ナフタレンジカルボン酸を副次量で利用することも可能である。ジオール成分は、エチレングリコールであっても関連ジオールであってもよい。好ましくは、選択されるポリマーの屈折率は、約１．６５未満、より好ましくは約１．５５未満であるが、類似の屈折率差を達成することができるのであれば、より高い屈折率を有するポリマーを用いて類似の結果を得ることも可能である。
【００６８】
開示された光学体に有用なシンジオタクチックビニル芳香族ポリマーとしては、ポリ（スチレン）、ポリ（アルキルスチレン）、ポリ（スチレンハリド）、ポリ（アルキルスチレン）、ポリ（ビニルエステルベンゾエート）、ならびにこれらの水素化ポリマーおよび混合物、またはこれらの構造単位を含むコポリマーが挙げられる。ポリ（アルキルスチレン）の例としては、ポリ（メチルスチレン）、ポリ（エチルスチレン）、ポリ（プロピルスチレン）、ポリ（ブチルスチレン）、ポリ（フェニルスチレン）、ポリ（ビニルナフタレン）、ポリ（ビニルスチレン）、およびポリ（アセナフタレン）が挙げられる。ポリ（スチレンハリド）に関しては、たとえば、ポリ（クロロスチレン）、ポリ（ブロモスチレン）、およびポリ（フルオロスチレン）が挙げられる。ポリ（アルコキシスチレン）の例としては、ポリ（メトキシスチレン）およびポリ（エトキシスチレン）が挙げられる。これらの例のうちで、とくに好ましいスチレン基ポリマーとしては、ポリスチレン、ポリ（ｐ−メチルスチレン）、ポリ（ｍ−メチルスチレン）、ポリ（ｐ−第三級ブチルスチレン）、ポリ（ｐ−クロロスチレン）、ポリ（ｍ−クロロスチレン）、ポリ（ｐ−フルオロスチレン）、およびスチレンとｐ−メチルスチレンとのコポリマーが挙げられる。
【００６９】
さらに、シンジオタクチックビニル芳香族基コポリマーのコモノマーとして、先に説明したスチレン基ポリマーのモノマーのほかに、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、またはオクテンのようなオレフィンモノマー；ブタジエン、イソプレンのようなジエンモノマー；環状ジエンモノマー、メチルメタクリレート、マレイン酸無水物、またはアクリロニトリルのような極性ビニルモノマーを利用しうる。
【００７０】
シンジオタクチックビニル芳香族ポリマーは、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、または交互コポリマーであってもよい。
【００７１】
本明細書に記載のシンジオタクチックビニル芳香族ポリマーは、一般的には、炭素１３核磁気共鳴により決定したときに、７５％を超えるシンジオタクチシティー度を有する。好ましくは、シンジオタクチシティー度は、８５％超のラセミダイアド、または３０％超もしくはより好ましくは５０％超のラセミペンタドである。
【００７２】
このほか、開示された実施形態に有用なシンジオタクチックビニル芳香族ポリマーの分子量に関して特定の制約があるわけではないが、好ましくは、重量平均分子量は、１０，０００超かつ１，０００，０００未満、より好ましくは５０，０００超かつ８００，０００未満である。
【００７３】
シンジオタクチックビニル芳香族ポリマーと組み合わせて、種々の他の樹脂を利用しうる。これらとしては、たとえば、アタクチック構造を有するビニル芳香族基ポリマー、アイソタクチック構造を有するビニル芳香族基ポリマー、およびシンジオタクチックビニル芳香族ポリマーに混和性の他のポリマーが挙げられる。たとえば、ポリフェニレンエーテルは、先に説明したビニル芳香族基ポリマーとの良好な混和性を示す。さらに、これらの混和性樹脂成分の割合は、好ましくは７０〜１重量％、より好ましくは５０〜２重量％である。混和性樹脂成分の割合が７０重量％を超えた場合、耐熱性の劣化が起こる可能性があり、通常は望ましくない。
【００７４】
特定の相に供すべく選択されるポリマーはコポリエステルまたはコポリカーボネートである必要はない。ビニルポリマーならびにビニルナフタレン、スチレン、エチレン、無水マレイン酸、アクリレート、およびメタクリレートのようなモノマーから作製されるコポリマーを利用することも可能である。ポリエステルおよびポリカーボネート以外の縮合ポリマーを利用することもできる。好適な縮合ポリマーとしては、ポリスルホン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアミド酸、およびポリイミドが挙げられる。ナフタレン基ならびに塩素、臭素、およびヨウ素のようなハロゲンは、ＰＥＮがホストであるときに屈折率を実質的に一致させる必要がある場合、選択されたポリマーの屈折率を所望のレベルに（１．５９から１．６９に）増大させるのに有用である。アクリレート基およびフッ素は、屈折率を減少させるのにとくに有用である。
【００７５】
配向方向における大きい屈折率差が実質的に損なわれないかぎり、副次量のコモノマーをナフタレンジカルボン酸ポリエステル中に置換可能である。より小さい屈折率差（したがって、反射率は低減される）は、次のいずれかの利点、すなわち、連続相と分散相との間の改良された接着力、低減された押出温度、および溶融粘度のより良好な一致により相殺されうる。
【００７６】
Ｏ．スペクトルの領域
スペクトルの可視領域が利用されることが多いが、光学体の成分を適切に調整することにより、種々の実施形態をさまざまな波長の電磁線で動作させるようにできる。したがって、波長を増加させる場合、波長単位で測定されるこれらの成分の寸法がほぼ一定に保持されるように、光学体の成分の線サイズを増大させることが可能である。
【００７７】
当然ながら、波長変化の主要な効果の１つは、対象となるほとんどの材料で、屈折率および吸収係数が変化することである。しかしながら、屈折率の一致および不一致の原理は、対象となる各波長で依然として適用されるので、スペクトルの特定領域にわたり動作させる光デバイスに供される材料の選択に利用しうる。したがって、たとえば、寸法を適切に調整すれば、スペクトルの赤外領域および紫外領域の帯域で動作させるようにできるであろう。これらの場合、屈折率は動作帯域における値に関連付けられるので、分散相散乱成分の物体の厚さおよびサイズもまた、波長により近似的に調整しなければならない。極高周波数、超高周波数、マイクロ波周波数、およびミリメートル波周波数をはじめとするさらに多くの電磁スペクトルを用いることができる。波長に合わせて適切に調整すれば、偏光効果および拡散効果が得られるであろう。また、誘電関数（実部および虚部を含む）の平方根から屈折率を得ることができる。これらのより長波長帯域で有用な生成品は、拡散反射偏光子および部分偏光子でありうる。
【００７８】
いくつかの実施形態では、光学体の光学的性質は、対象となる波長帯域にわたり変化する。これらの実施形態では、屈折率が１つ以上の軸に沿って波長の関数として有意に変化する材料を、連続相および／または分散相に利用しうる。連続相および分散相の材料の選択ならびに材料の特定の選択から得られる光学的性質（すなわち、拡散反射および分散反射または正透過）は、対象となる波長帯域に依存するであろう。
【００７９】
Ｐ．スキン層
分散相を実質的に含まない材料の層は、フィルム（すなわち、分散相および連続相の押出ブレンド）の一方または両方の主面上に同延に配置可能である。スキン層とも呼ばれるそのような層の組成物は、たとえば、押出ブレンド内の分散相の一体性を保護するように、最終フィルムに機械的もしくは物理的性質を付与するように、または最終フィルムに光学的機能を付与するように、選択可能である。スキン層に使用すべく選択される好適な材料には、連続相の材料または分散相の材料が包含されうる。押出ブレンドに類似した溶融粘度を有する他の物質もまた有用であろう。
【００８０】
スキン層により、得られる複合体に物理的強度を付与したり、または加工時の問題を低減させたり、たとえば、延伸プロセス時にフィルムがスプリッティングする傾向を低減させたりすることも可能である。アモルファス状態で残存するスキン層材料は、より高い靭性を有するフィルムを形成する傾向があろう。一方、半結晶性のスキン層材料は、より高い引張モジュラスを有するフィルムを形成する傾向があろう。帯電防止剤、ＵＶ吸収剤、染料、酸化防止剤、および顔料のような他の機能性成分を、スキン層に添加してもよいが、それらは、好ましくは、得られる生成品の所望の光学的性質を実質的に損ねたり、悪影響を及ぼしたりしない。
【００８１】
スキン層またはコーティングを付加することにより、得られるフィルムまたはデバイスに所望のバリヤー性を付与すことも可能である。したがって、たとえば、バリヤー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添加することにより、水もしくは有機溶媒のような液体または酸素もしくは二酸化炭素のような気体に対するフィルムまたはデバイスの透過性を変化させることが可能である。
【００８２】
スキン層またはコーティングを付加することにより、得られる物品に耐摩耗性を付与したり、その耐摩耗性を改良したりすることも可能である。したがって、たとえば、ポリマーマトリックス中に埋め込まれたシリカ粒子を含むスキン層を、本発明に従って作製された光学フィルムに付加することにより、フィルムに耐摩耗性を付与することが可能である。ただし、当然ながら、そのような層は、フィルムの対象となる用途に必要とされる光学的性質を過度に損なうものであってはならない。
【００８３】
スキン層またはコーティングを付加することにより、得られる物品に耐穿刺性および／または耐引裂性を付与したり、その耐穿刺性および／または耐引裂性を改良したりすることも可能である。したがって、たとえば、光学フィルムの外層が主要相としてｃｏＰＥＮを含有する実施形態では、均一ｃｏＰＥＮのスキン層を光学層に付加するかまたは（その厚さに応じて）光学層と共に押し出すことにより、得られるフィルムに良好な耐引裂性を付与することが可能である。耐引裂性層の材料を選択する際に考慮すべき因子としては、破断伸びパーセント、ヤング率、引裂強度、内側層への接着力、対象となる電磁帯域幅における透過および吸光のパーセント、光学的透明度またはヘイズ、振動数の関数としての屈折率、テクスチャーおよび粗さ、溶融熱安定性、分子量分布、溶融レオロジーおよび共押出性、スキン層および光学層の材料間の混和性および相互拡散の速度、粘弾性応答、延伸条件下における緩和および結晶化の挙動、使用温度における熱安定性、耐候性、コーティングへの接着能力、ならびに種々のガスおよび溶媒に対する浸透性が挙げられる。耐穿刺性または耐引裂性スキン層は、製造プロセス時に適用したり、または後で光学フィルムにコーティングもしくはラミネーションしたりすることが可能である。製造プロセス時、たとえば共押出法により、これらの層を光学フィルムに接着させると、光学フィルムが製造プロセス時に保護されるという利点が得られる。いくつかの実施形態では、１層以上の耐穿刺性もしくは耐引裂性層を、単独でまたは耐穿刺性もしくは耐引裂性スキン層との組合せで、光学フィルム内に提供しうる。
【００８４】
スキン層は、製造プロセス時の任意の便利な時点で押出ブレンドの１つまたは２つの面に適用することが可能である。好ましくは、連続相／分散相層を押し出して、これらの層中の分散相にフィブリル化を受ける機会を与えるようにした後、スキン層を付加する。しかしながら、プロセスの他の時点でスキン層を付加することもできる。たとえば、プロセス条件下でスキン層が十分に薄く分散相がフィブリル化を受ける状況では、スキン層を連続相／分散相層と共に押し出すことが可能である。押出ブレンドのあらかじめ形成されたフィルムにスキン層をラミネーションすることも可能である。完スキン層厚さは、完ブレンド／スキン層厚さの約２％〜約５０％の範囲にしうる。
【００８５】
いくつかの用途では、光学フィルムの製造時、スキン層の外側に追加の層を共押出したり、接着させたりすることが可能である。また、そのような追加の層は、光学フィルム上に押し出すかまたは独立したコーティング操作でコーティングすることが可能であり、あるいは独立したフィルム、フォイル、または剛性もしくは半剛性基材、たとえば、ポリエステル（ＰＥＴ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、金属、またはガラスとして光学フィルムにラミネーションすることが可能である。
【００８６】
広範にわたるポリマーがスキン層に好適である。主にアモルファスであるポリマーの中で、好適な例としては、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、またはそれらのアルキルエステル対応物のうちの１種以上と、エチレングリコールのようなアルキレンジオールと、をベースにしたコポリエステルが挙げられる。スキン層に使用するのに好適な半結晶性ポリマーの例としては、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、およびナイロン材料が挙げられる。光学フィルムの靭性を増大させるべく使用しうるスキン層としては、エクデル（Ｅｃｄｅｌ）TMおよびＰＣＴＧ  ５４４５（ニューヨーク州ロチェスターのイーストマン・ケミカル・カンパニー（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ，Ｎ．Ｙ．）から市販品として入手可能）のような高伸長ポリエステルおよびポリカーボネートをベースにしたものが挙げられる。とくに相溶化剤を有する光学フィルムに接着させる場合、ポリプロピレンおよびポリエチレンのようなポリオレフィンをこの目的のために使用することが可能である。
【００８７】
Ｑ．マイクロボイド形成
いくつかの実施形態では、２つの相の境界が十分に弱くフィルムの延伸時にボイドが形成されるように、連続相および分散相の材料を選択しうる。ボイドの平均寸法は、プロセスパラメーターおよび延伸比を注意深く操作することにより、または相溶化剤を選択的に使用することにより、制御可能である。完成品中のボイドに、液体、気体、または固体を埋め戻してもよい。ボイド形成を分散相および連続相のアスペクト比および屈折率と組み合わせることにより、形成されるフィルムの望ましい光学的性質を得ることが可能である。
【００８８】
Ｒ．３つ以上の相
開示された光学体はまた、３つ以上の相を含みうる。したがって、たとえば、光学材料は、連続相内の２つの異なる分散相より本質的に構成することができる。第２の分散相は、連続相全体にわたりランダムにまたは非ランダムに分散させることができ、さらにランダムにアライメントするかまたは共通軸に沿ってアライメントすることができる。
【００８９】
開示された光学体は、２つ以上の連続相をも含みうる。したがって、いくつかの実施形態では、光学体は、第１の連続相および分散相に加えて、第１の連続相に少なくとも１つの寸法で共連続である第２の連続相を含みうる。特定の一実施形態では、第２の連続相は、第１の連続相と同延のポーラスなスポンジ状材料である（すなわち、第１の連続相は、水が湿潤スポンジ中の網状構造のチャネルを貫通して延在するときとほぼ同じように、第２の連続相を貫通して延在する網状構造のチャネルまたは間隙を貫通して延在する）。関連実施形態では、第２の連続相は、第１の連続相に少なくとも１つの寸法で同延の樹枝状構造の形態である。
【００９０】
Ｓ．共連続相
いくつかの実施形態では、利用されるブレンドは、連続相／分散相構造を有するのではなく、共連続相を含みうる。これは、たとえば、フィルムの２つの相に使用される材料が類似の粘度を有しかつ類似の体積分率で用いられる場合に起こりうるが、他の方法で共連続モルホロジーを生成させることも可能である。これらの条件に近づくにつれて、各相は空間内で連続的になるので、分散相と連続相とを識別することが困難になるであろう。選択される材料に依存して、第１の相が第２の相内に分散されているかまたはその逆になっている領域またはドメインが存在しうる。
【００９１】
共連続相を有するフィルムは、多数の異なる方法により作製可能である。したがって、たとえば、高分子の第１の相材料を高分子の第２の相材料と機械的にブレンディングすることにより、共連続系を達成することが可能である。共連続相はまた、超臨界流体抽出により最初にそれらを溶解させ、次に、熱および／または機械的剪断力に暴露してから相分離させることにより、形成可能である。共連続相はまた、同時ＩＰＮ、逐次ＩＰＮ、勾配ＩＰＮ、ラテックスＩＰＮ、熱可塑性ＩＰＮ、および半ＩＰＮをはじめとする相互侵入ポリマー網状構造（ＩＰＮ）を形成することにより作製可能である。
【００９２】
共連続性は、二成分系だけでなく多成分系でも達成することができる。たとえば、３種以上の材料を組み合わせて使用することにより、所望の光学的性質（たとえば、透過性および反射性）および／または改良された物理的性質を与えることが可能である。すべての成分が非混和性であってよいし、２つ以上の成分が混和性を呈してもよい。
【００９３】
相構造の特性サイズ、共連続性を観測しうる体積分率の範囲、およびモルホロジーの安定性はすべて、添加剤により、たとえば、相溶化剤、グラフトコポリマーもしくはブロックコポリマー、または無水マレイン酸もしくはグリシジルメタクリレートのような反応性成分により、影響を受ける可能性がある。しかしながら、特定の系については、通常の実験により相図を作成し、それを用いて共連続系を生成させることが可能である。
【００９４】
本明細書の記載に従って作製される共連続系の微視的構造は、調製法、相の混和性、添加剤の存在、および当技術分野で公知の他の因子に依存して、有意に変化しうる。したがって、たとえば、共連続系の１つ以上の相は、繊維がランダムに配向された状態または共通軸に沿って配向された状態でフィブリル状になりうる。他の共連続系は、第２の相がマトリックスの気泡内に共連続的に配置された状態で第１の相の連続気泡マトリックスを含みうる。これらの系の相は、単一の軸に沿って、２つの軸に沿って、または３つの軸に沿って共連続でありうる。
【００９５】
本明細書の記載に従って作製されかつ共連続相（とくにＩＰＮ）を有する光学体は、いくつかの場合には、単一の連続相だけで作製される類似の光学体の性質よりも有利な性質を有するであろう。当然ながら、このことは、個々のポリマーの性質およびそれらの組合せ方法に依存する。したがって、たとえば、共連続系を用いれば、構造の異なるポリマーを化学的および物理的に組み合わせることができるので、特定のニーズを満たすように光学体の性質を改変しうる便利な手段が提供される。さらに、共連続系は、多くの場合、処理がより容易であろう。また、共連続系により、耐候性、低減された易燃性、より大きな耐衝撃性および引張強度、改良された可撓性、ならびに優れた耐薬品性のような性質を付与しうる。ＩＰＮは、特定の用途にとくに有利である。なぜなら、ＩＰＮは、典型的には、溶剤中で膨潤し（ただし、溶解しない）、類似の非ＩＰＮ系と比較して抑制されたクリープ性および流動性を呈するからである。
【００９６】
当業者であれば、本明細書に記載されている教示内容に照らして、当技術分野で公知の共連続系の原理を適用することにより、特有の光学的性質を有する共連続モルホロジーを生成させうることはわかるであろう。したがって、たとえば、本明細書に教示されるように、公知の共連続モルホロジーの屈折率を操作して、本発明に係る新しい光学フィルムを作製しうる。同様に、本明細書中に教示された原理を公知の光学系に適用して、共連続モルホロジーを生成させうる。
【００９７】
Ｔ．多層の組合せ
所望により、本明細書の教示に従って作製された連続相／分散相フィルムの１層以上の層を、ラミネーションにより一体化させて多層フィルムを形成したり、または多層フィルムと組み合わせてもしくはその成分として使用したりすることが可能である（たとえば、反射率を増大させるために）。好適な多層フィルムとしては、国際公開第９５／１７３０３号パンフレット（アウダーカーク（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ）ら）に記載されているタイプのものが挙げられる。そのような構築体では、個々のシートをラミネーションによりもしくは他の方法により接着一体化したり、または離間して配置したりすることが可能である。シート内の相の光学的厚さが実質的に等しければ（すなわち、２枚のシートが所与の軸に沿った入射光に対して実質的に同数かつ多数の散乱体を提供するのであれば）、複合体は、個々のシートと実質的に同一の帯域幅にわたりいくらか大きな効率で反射を生じるであろう。シート内の相の光学的厚さが実質的に等しくない場合、複合体は、個々のシートよりも広い帯域幅にわたり反射を生じるであろう。ミラーシートを偏光子シートと組み合わせた複合体は、全反射率を増大させるのに有用であるうえに、依然として透過光を偏光させる。他の選択肢として、単一シートを非対称的に二軸配向させて、選択的な反射特性および偏光特性を有するフィルムを作製することも可能である。
【００９８】
以上に記した材料はいずれも、この実施形態のいずれかの層としてまたは特定の層内の連続相もしくは分散相として使用しうる。しかしながら、ＰＥＮおよびｃｏ−ＰＥＮは、隣接層の主要成分としてとくに望ましい。なぜなら、これらの材料を用いれば、良好な層接着力が確保されるからである。
【００９９】
連続相／分散相フィルムの２層以上の層をラミネーションして多層フィルムを形成する場合、光学的透明接着剤が好ましく、標準的方法を用いてそのコーティングおよびラミネーションが行われる。接着剤の選択肢の中には、転写接着剤、ＵＶキュアー接着剤、または化学キュアー接着剤が包含される。接着剤は、剛性のような物理的および機械的性質への寄与、完成ラミネートへの寄与に基づいて、選択することができる。典型的には、ラミネート内の個々のフィルム層は、押出軸が平行になるようにかつ個々の層のキャスティングホイール表面がすべてラミネートの同一主面の方向を向くように、アライメントされる。
【０１００】
また、層の配置に関して、いくつかの変更形態が可能である。したがって、たとえば、構造体の一部分または全部で反復手順に従って層を作製することができる。この１つの例は、層パターン．．．ＡＢＣＡＢＣ．．．を有する構築体である。ここで、Ａ、Ｂ、およびＣは、別個の材料であるかまたは同一のもしくは異なる材料よりなる別個のブレンドもしくは混合物であり、Ａ、Ｂ、またはＣのうちの１つ以上は、少なくとも１つの分散相と少なくとも１つの連続相とを含む。
【０１０１】
Ｕ．機能層、コーティング、および添加剤
種々の機能層、コーティング、および添加剤を、開示された光学フィルムおよびデバイスに添加することにより、とくにフィルムまたはデバイスの表面に沿って、それらの物理的または化学的性質を変化させたり改良したりすることが可能である。そのような層またはコーティングは、たとえば、スリップ剤、接着剤、低接着性バック面材料、導電性層、金属層もしくは金属化層、帯電防止コーティングもしくは帯電防止フィルム、反射防止層、防曇層、バリヤー層（たとえば、湿分バリヤー層もしくは薬品バリヤー層）、難燃剤、ＵＶ安定化剤、吸収剤、もしくは反射剤（具体的には、たとえば、ヒンダードアミン安定化剤およびベンゾフェノンもしくはベンゾトリアゾール官能化モノマーもしくはポリマー）、酸化防止剤（たとえば、立体障害フェノール類、アミン類、アミド類、リン酸類、ホスホン酸類、ホスフィット類、およびホスホニット類）、スリップ剤、染料（具体的には、たとえば、二色性染料）、顔料、インク、画像形成層、耐摩耗性材料、不透明化剤もしくは拡散剤、光学コーティング、強化剤、バインダー、充填剤、熱安定化剤、衝撃調整剤、可塑剤、粘度調整剤、および／またはフィルムもしくはデバイスの機械的一体性もしくは強度を改良するように設計された基材を含みうる。
【０１０２】
特定用途向けに、種々の光学層、材料、およびデバイスを、開示されたフィルムに適用したり、それと組み合わせて使用したりすることも可能である。これらとしては、磁気または磁気光学コーティングまたはフィルム；液晶パネル、たとえば、ディスプレイパネルおよびプライバシーウィンドウ；写真乳剤；布；プリズムフィルム、たとえば、線形フレネルレンズ；輝度増強フィルム；ホログラフィックフィルムまたは画像；エンボス加工可能なフィルム；タンパー防止フィルムまたはコーティング；低放射率用途向けのＩＲ透過性フィルム；剥離フィルムまたは剥離コーテッド紙；および偏光子またはミラーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。光学フィルムの一方または両方の主面上に複数の追加層を配設することが考えられる。これは、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りうる。
【０１０３】
本明細書に開示されているフィルムはまた、その作製または加工を容易にするために、種々の薬剤または材料で処理することも可能である。したがって、たとえば、押出プロセスを容易にするために、好適な滑剤を押出溶融体に添加することが可能である。
【０１０４】
Ｖ．表面処理
本明細書に開示されているフィルムおよび他の光デバイスは、たとえば、コーティング、ダイ加工、金属化、またはラミネーションのような後続処理の助けになるようにこれらの材料の表面またはその任意の一部分を改質する種々の処理に付すことが可能である。これは、ＰＶＤＣ、ＰＭＭＡ、エポキシ類、およびアジリジン類のようなプライマーで処理することにより、またはコロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、フラッシュランプ処理、スパッターエッチング処理、ｅビーム処理、もしくは結晶性を除去するための表面層のアモルファス化処理（たとえば、ホットキャンによる処理）のような物理プライミング処理により、達成しうる。
【０１０５】
Ｗ．一般用途
光学フィルムは、ディスプレイの拡散反射偏光子としてとくに有用である。この場合、当該フィルムを用いて達成しうる利得増加により、スクリーン輝度の増大ならびに他の望ましい特性および特徴の提供を行うことができる。しかしながら、前方散乱ディフューザーとしてまたは拡散反射ミラーとして動作する光学フィルムおよびデバイスを作製することも可能である。これらの用途では、フィルムの構成は、先に記載した拡散反射偏光子のときと類似しているであろうが、一般的には、連続相中の分散相の濃度、連続相／分散相層の厚さ、および／または種々の軸に沿った屈折率差のような特徴は異なるであろう。
【０１０６】
Ｘ．最終用途
光学フィルムおよびデバイスは、いくつかの用途に使用するのに好適である。これらとしては、採光用開口、照明器具、煙検出器、光抽出器、光指向性材料または物品、導光路、方向制御偏光子、液晶パネル、およびコンピューターまたはラップトップディスプレイにおける使用またはそれらとの併用が挙げられるが、これらに限定されるものではない。後者の用途は、とくに望ましい。なぜなら、これらのフィルムを用いて達成可能な利得増加に基づいて、スクリーン輝度を増大させることができるからである。
【０１０７】
Ｙ．剥離力
いくつかの実施形態では、光学フィルムまたは複合フィルムは、フィルムの１層以上の外層が連続相／分散相構造を有する最初の多層フィルムから作製される。次に、これらの外層をストリッピングして新しいフィルム中の層として組み込む。したがって、たとえば、これらの外層をスタッキングして新しい多層フィルムを形成しうる。新しいフィルム中の層の数および最初のフィルムの外層の厚さは、利得または強度のような所望の光学的性質を最適化するように選択しうる。
【０１０８】
これらの実施形態では、最初のフィルムの外層は凝集性塊として容易に取り出せることが望ましい。典型的には、このことは、これらの外層が隣接層に対して比較的不十分な層接着力を有するように好適な材料から最初のフィルムを構築することにより達成される。極端な場合、隣接する外層に対する剥離ライナーとして機能するように、隣接層を設計しうる。しかしながら、いくつかの実施形態では、外層を容易にストリッピングできるように、そのような外層とフィルムの隣接層（タイ層は含まれない）との間に、脆弱なタイ層を設けることが可能である。
【０１０９】
隣接層に対する連続相／分散相外層の層接着力は、隣接層から外層を取り出すのに必要な剥離力を調べることにより定量化しうる。これらの特定の実施形態では、この剥離力は、典型的には３０Ｎ／ｃｍ未満、好ましくは２０Ｎ／ｃｍ未満、より好ましくは１０Ｎ／ｃｍ未満、最も好ましくは約０．１Ｎ／ｃｍ〜約３Ｎ／ｃｍの範囲内である。ここで、剥離力は、９０インチ／分（２２９ｃｍ／分）の剥離速度において１８０度で測定される。
【０１１０】
Ｚ．実験手順
以下の実験手順およびデバイスは、本明細書に含まれる実施例で参照されている。
【０１１１】
利得試験：
次の手順を用いて、本明細書に記載の利得結果を測定した。利得試験機は、これらの測定を行うために特注したものであった。水平なプラットフォームを配設し、その上に、ラップトップコンピューターの液晶ディスプレイスクリーンから取り出した全バックライトアセンブリーを配置した。このアセンブリーは、白色フィルムリフレクターシートバッキングと、両側蛍光バルブアセンブリーと、アクリル系ディフューザーシートと、備えていた。ディフューザーシートを上向きにして拡散光がほぼ垂直方向に方向付けられるようにした状態で、このアセンブリーをプラットフォーム上に配置した。垂直軸のまわりを回転するように偏光子アセンブリーを適合化させた状態で、バックライトアセンブリーの上に偏光子アセンブリーを懸架した。偏光子アセンブリーを通過したバックライトからの光を受け取るように、偏光子アセンブリー上にミノルタ・ルミネセンス・メーターＬＳ−１００（Ｍｉｎｏｌｔａ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｍｅｔｅｒ  ＬＳ−１００）（日本国ミノルタカメラ株式会社）を懸架した。全光学アセンブリー（バックライト、偏光子、およびルミネセンス計）を周囲光遮断シュラウド中に密閉した。蛍光バルブアセンブリーをＤＣ電源に接続し、それにより電力供給した。
【０１１２】
蛍光バルブアセンブリーを点灯し、シュラウドを閉状態にし、平衡化たせるために３分間待ち、次に、ルミネセンス計の読取り値を最大化するように偏光子アセンブリーの回転角を調整することにより使用すべく、利得計を準備した。
【０１１３】
利得測定を行うために、試験対象のフィルム試料をバックライトアセンブリーの上に直接配置した。蛍光バルブアセンブリーを再び点灯し、再び正確に３分間平衡化させた。ルミネセンス値の読取りを行い、素早くサンプルを取り出し、所定の位置に試料を配置することなくただちにもう一度読取りを行った。試料のあるときの読取り値と試料のないときの読取り値との比が利得である。
【０１１４】
バックライトディスプレイ上における利得測定に伴う厄介な問題の１つは、利得が角依存性をもつことである。以上で測定される「利得」は、全強度の増加を表さない可能性がある。なぜなら、観測される利得増加は、真の垂直方向のオフ角から再方向付けされた光から生じる可能性があるからである。実施例においてこの可能性を明らかにすべく、サンプルの全強度（ＩT）および規格化全強度（ＩTN）を、以下に記載の全強度測定手順に従って決定した。
【０１１５】
全強度測定手順：
バックライト（およびオプションの試料）の上かつ偏光子アセンブリーの下で光路にリムーバブルプリズムアセンブリーを追加することにより、利得試験機を改変した。垂直から４０°の角度でバックライトおよび／または試験試料から出た光を再方向付けしてミネセンス計の入口に当たるように、プリズムアセンブリーを構築した。所定の位置にプリズムアセンブリーを配置することなく先に記載したように１セットの測定を行い、さらに所定の位置にプリズムを配置して類似の測定を行うことにより、真の垂直（０°）および垂直から４０°の角度において、試験試料のあるときおよびないときの強度を得ることができた。
【０１１６】
目視角度にわたり強度の線形変化近似を用いて、０°および４０°の測定から、４０°にわたり積分した全強度を推定した。バックライト単独および試料のあるときの両方に対するこの全強度（ＩT）を、式１により推定した。ここで、Ｋは任意定数である。規格化全強度（ＩTN）の計算では、Ｋの値は重要でない。なぜなら、試料強度とバックライト強度との比をとった場合、それは消えてしまうからである。
ＩT＝Ｋ*（０．５*（Ｉ（０°）−Ｉ（４０°））＋Ｉ（４０°））  （式１）
この式は、次のようにより簡単な形に書き直しうる。
ＩT＝Ｋ’*（Ｉ（０°）＋Ｉ（４０°））  （式２）
この場合にも、Ｋ’は任意定数である。
【０１１７】
上記の線形近似を用いた場合、推定式は、Ｉ（０°）からＩ（４０°）にわたる線分の下側面積により曲線（角度の関数としての強度の曲線）の下側面積を近似することに依拠する。規格化全強度（ＩTN）は、次の式３を用いて算出した。
ＩTN＝ＩT（サンプルあり）／ＩT（サンプルなし）  （式３）
式３の意味を説明するために、ＩTN＝１．３５とすれば、これは、所定の位置にサンプルフィルムを配置した場合にサンプルフィルムを取り出した場合よりも３５％多い光が検出器に達することを意味する。
【実施例】
【０１１８】
以下の実施例（そのいくつかは、参照または比較の目的で提供されている）では、フィルムサンプルは、対応する実施例に関連付けて用いられる。したがって、たとえば、Ｅ−２８は、実施例２８で作製したフィルムに関連付けられる。括弧内の数字（たとえば、１、２、３、および４）は、使用されている場合、図１に示されるような得られたフィルムの表面に関連付けられる。これらの数字の順序は、利得試験および全強度測定手順に付されるフィルムの向きを示す。したがって、たとえば、Ｅ−１（１，２）は、フィルムを形成した時にキャスティングホイールに当接させて配置した実施例１の三層フィルムの表面層に関連付けられ；フィルムは、表面１（図１参照）がバックライトの方向を向き、表面２が光度計の方向を向くように配置される。一方、Ｅ−１（２，１）は、逆方向の同一フィルムに関連付けられる（この場合、表面２がバックライトの方向を向き、表面１が光度計の方向を向く）。Ｅ−１（１，４）は、全Ｅ−１フィルムに関連付けられ、Ｅ−１として単純に略記される。Ｅ−１（４，３）は、最初のフィルムのコア層と、フィルムを形成した時にキャスティングホイールから離して配置した最初のフィルムの外側層とを含むＥ−１から得られた二層フィルムに関連付けられ；フィルムは、表面４がバックライトの方向を向き、表面３が光度計の方向を向くように方向付けられる。
【０１１９】
実施例１
この実施例では、フィルムの作製について具体的に説明する。このフィルムから、その個々の層のうちの１層を含むラミネートを作製することが可能である。
【０１２０】
高分子ブレンドと共にコポリマーを共押出することにより、三層フィルムを作製した。コポリマー（ｃｏ−ＰＥＴ）は、８０モル％のジメチルテレフタレートおよび２０モル％のジメチルイソフタレートとエチレングリコールとの重合に基づくものであった。これをフィルムの中心層として共押出した。フィルムの外側の２層として共押出された高分子ブレンドは、重量基準で、連続相を提供する５２．３パーセントのｃｏＰＥＮ（７０モル％のナフタレンジカルボキシレートおよび３０モル％のジメチルテレフタレートとエチレングリコールとの重合に基づくコポリマー）と、分散相を提供する４５％のｓＰＳ（ダウ・ケミカル・カンパニー（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能なクエストラＭＡ４０５（Ｑｕｅｓｔｒａ  ＭＡ４０５））と、２．７％のダイラーク３３２−８０（Ｄｙｌａｒｋ  ３３２−８０）相溶化剤（ノバ・ケミカル・カンパニー（Ｎｏｖａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）から入手可能）と、からなるものであった。３層の比は、重量基準で約１：１：１であった。
【０１２１】
フィードブロックおよびフィルムドロップダイを用いて材料を冷却キャスティングホイール上に共押出することによりウェブを形成した。縦方向（すなわち、長手方向）に約１．２５：１の延伸比でウェブを配向させた。続いて、横方向に約４．８：１でウェブを配向させ、厚さ約１７５マイクロメートルの偏光フィルム（これ以降ではＥ−１と記す）を作製した。フィルムの通過軸は、縦方向と平行であった。
【０１２２】
実施例２〜７
これらの実施例では、全フィルムの光学的性能への実施例１の三層フィルムの各成分層の寄与について具体的に説明する。
【０１２３】
フィルムの全光学的性能へのＥ−１のような３層ブレンド偏光子フィルムの各成分の寄与を評価するために、フィルムサンプルの一方の表面をガラス基材に接着させ、接着テープの一部分を用いて他方の表面層を取り出すことにより、Ｅ−１のサンプルをその成分層にデラミネーションした。
【０１２４】
フィルムＥ−１（１２）は、約６０マイクロメートルの厚さであり、キャスティング時に冷却ホイールに隣接させたブレンド層（「ホイール側層」）で構成されている。フィルムＥ−１（３４）は、約１１５マイクロメートルの厚さであり、中心層と、キャスティング時に冷却ホイールの反対側に配置したブレンド層（「空気側層」）と、で構成されている。全フィルムは、Ｅ−１（１４）または単純にＥ−１として関連付けることができる。
【０１２５】
フィルムＥ−１（１４）、Ｅ−１（１２）、およびＥ−１（３４）を、２２９ｍｍ×２１６ｍｍの寸法を有するシートに裁断した。ここで、第１の寸法は縦方向であり、第２の寸法は横方向にある。先に記載した利得試験手順に従って、シートの利得（輝度利得とも呼ばれる）を試験した。利得試験の結果を第１表に示す。
【０１２６】
【表１】
2006503733.tif 000003
【０１２７】
利得試験機を用いて測定される利得は装置ごとに異なる可能性があり、さらに同一利得試験機を用いても日によって変化する可能性もあるので、どの利得試験機を用いたかおよびどの日に測定を行ったかを利得結果に付記した。
【０１２８】
第１表のデータから示唆されるように、全フィルムから得られる利得の大部分はホイール側層Ｅ−１（２１）に帰属しうるようにみえる。実際に、後続の実験から、ｃｏ−ＰＥＴコア層は光学的結果に有意な影響を及ぼさないことが判明した。また、どの表面をバックライトの方向に向けるかによって利得が変化することも明らかである。これらのサンプルでは、ホイール側または空気側を光度計の方向に向けて配置したときに利得が高くなる。
【０１２９】
実施例８〜３８
これらの実施例では、個々の偏光シートをラミネーションして多層偏光子を形成することについて具体的に説明する。
【０１３０】
実施例２〜７で形成されたシートの種々の組合せをラミネーションにより一体化し、複合体を形成した。内側層／空気境界からの反射を回避するために、シート間に少量の鉱油を配置した。ローラーを用いて複合体中の鉱油から気泡を徐々に除去した。シート間で少なくとも直径１２５ｍｍの円全体にわたり鉱油を拡げた。次に、サンプルの利得試験を行った。それらの結果を第２表に示す。先の実施例に記載したプロトコールに従ってサンプルを識別する。バックライトの方向を向く表面を最初に挙げて、複合体を構成する層を順に列挙した。
【０１３１】
【表２】
2006503733.tif 000004
【０１３２】
単層サンプルでは、ホイール側層の利得が空気側層の利得よりも大きいという点で、さらにホイール側または空気側を光度計の方向に向けて配置したときに利得が高くなるという点で、結果は、第１表の結果に類似している。Ｅ−１（１４）の利得が近似的にＥ−１（１２，３４）の利得に等しいことおよびＥ−１（４１）の利得が近似的にＥ−１（４３，２１）の利得に等しいことは、注目に値する。このことから、デラミネーションおよび鉱油再ラミネーションのプロセスは結果をそれほど変化させないことが示唆される。
【０１３３】
ブレンド偏光子フィルムを適切に集成することにより１．５８さえも超える非常に高い利得値が得られることおよびこれらの利得値がＥ−１ブレンド偏光子フィルム自体の利得値をはるかに超えることは、第２表から明らかである。したがって、第２Ａ表および第２Ｂ表に示されるように、Ｅ−１のようなフィルムの外層から多層フィルムを構築することにより、改良された利得を有するフィルムを作製することができる。さらに、各追加層を用いた場合、検査範囲にわたり、集成フィルムの利得の増加が観測された。ここでは、利得を最適化するフィルム中の層の数を決定する試みはなされなかったが、当業者であれば、任意の特定のフィルム試料に対してこの数値を容易に決定しうることはわかるであろう。多層複合フィルムの構築時、スタッキングにより一体化して多層複合体を形成するときに、タイ層、プライマー、および／または接着剤層を用いて、個々のブレンド層（連続相材料と分散相材料とを含む）を接合することができる。
【０１３４】
【表３】
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【０１３５】
【表４】
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【０１３６】
第２表、第２Ａ表、および第２Ｂ表の他の観察結果から、同等のサンプルに対して、次の点が示唆される：
・複合体の外側にホイール表面（１）または空気表面（４）を有するサンプルでは、コア表面（２または３）が外側にあるサンプルと比較して、利得が高い。
・ホイール表面または空気表面が複合体の外側にある場合、その表面を光度計の方向に向けて配置すると利得が高くなる。
・空気側層をベースにした複合フィルムと比較して、ホイール側層をベースにした複合フィルムの方が利得が高い。
【０１３７】
Ｅ−１の作製に使用したのと同一の一般的な共押出／キャスティング手順に従って作製した種々のフィルムを用いて、さらなる試験を行った。種々の追加のフィルムについて、次に概要を記す：いくつかのフィルムは３層の共押出層を有し、他のものは１層のみの共押出層を有していた；フィルムは分散相としてｓＰＳを有し、ｓＰＳの充填率は３０重量％〜４５重量％の範囲であった；いくつかのフィルムは一軸延伸され、他のものは二軸延伸された；フィルムは、１３．２５、１４、および１８インチのダイ幅を有する種々のダイから作製された；フィルムは、約２．５ミル（６３ミクロン）〜約５ミル（１２７ミクロン）の範囲のブレンド層の厚さ（延伸後に測定）を有していた。これらのさらなる試験の結果から、次のような点が示唆された。
【０１３８】
（１）実施例１に記載されているタイプの３層フィルムの外側連続相／分散相層をデラミネーションすることにより得られる単層フィルムでは、次の場合に利得が増加する：
・分散相の重量％を一定に保持しながら厚さを増加させた場合；
・厚さを一定に保持しながらｓＰＳの重量％を増加させた場合；
・横方向（ＴＤ）の延伸比を増加させた場合；
・フィルムを一軸延伸した場合（二軸延伸と対比して）。
【０１３９】
（２）実施例１に記載されているタイプの３層フィルムの外側連続相／分散相層をデラミネーションすることにより得られる単層フィルムでは、次の場合に規格化全強度が増加する：
・分散相の重量％を一定に保持しながら厚さを増加させた場合；
・厚さを一定に保持しながらｓＰＳの重量％を減少させた場合；
・ＴＤ延伸比を増加させた場合；
・フィルムを一軸延伸した場合（二軸延伸と対比して）。
【０１４０】
（３）フィルム複合体では、次の場合に層の数の関数として最大利得が増加する：
・分散相の重量％を一定に保持しながら厚さを減少させた場合；
・厚さを一定に保持しながらｓＰＳの重量％を増加させた場合；
・フィルムを二軸延伸した場合（一軸延伸と対比して）。
【０１４１】
（４）フィルム複合体では、次の場合に層の数の関数として規格化全強度が増加する：
・分散相の重量％を一定に保持しながら厚さを減少させた場合；
・厚さを一定に保持しながらｓＰＳの重量％を減少させた場合；
・ＴＤ延伸比を増加させた場合；
・フィルムを一軸延伸した場合（二軸延伸と対比して）（効果は小さい）。
【０１４２】
多層ブレンド偏光子（第２表参照）のホイール側層のデラミネーションおよび再ラミネーションにより高利得複合フィルムを取得しうることが判明した。最も薄い単層ブレンド偏光子フィルムのラミネーションにより同等の利得を達成することもできる。押し出された薄いブレンド層のデラミネーションおよび再ラミネーションを行って複合フィルムを形成することにより、利得および／または全強度を変化させうることがこれらの結果からわかる。複合フィルムの所望の光学特性に基づいて、層の数と最初のブレンド偏光子を作製するためのプロセスパラメーターとにより性能を制御しうることもわかる。たとえば、高い法線角利得が望まれる場合、厚い厚さ（ただし厚すぎないこと）を有する高重量％の分散相を有する個別のブレンド層を選択するか、または薄い厚さ（たとえば、約１３０ミクロン未満）のフィルムの複合体を選択することができる。広い目視角度が望まれる場合、０°および４０°の利得が高くかつほぼ等しくなるように設計することができる。そのようなフィルムでは、それぞれより低い重量％の分散相を含む薄いフィルムの複合体を選択することができる。同じようにして他の光学的目標を達成することができる。
【０１４３】
薄い単層フィルムを押し出し、続いてそれらのフィルムを多層複合体にスタッキングすることに関して、さらなる観察を行うことができる。所与の厚さの多層複合体では、多くの場合、少数のより厚い層を用いるのではなく多数の比較的薄い層を用いれば、より高い利得が得られる。
【０１４４】
本発明に関する以上の説明は、例示的なものにすぎず、本発明を限定しようとするものではない。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することによってのみ、解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本明細書に記載の複合ラミネーテッドフィルムの作製に利用しうるフィルムの模式図である。
【図２】押出物中の剪断力を増大させるために複数のベーンが組み込まれたフィードブロック・ダイ装置の一部分の断面図である。
【図３】図２の装置の一部破断斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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