JP2000506991A - 共−連続相を有する光学薄膜 - Google Patents

共−連続相を有する光学薄膜

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Abstract

(57)【要約】 連続した複屈折率マトリックス中に配合されたポリマー粒子の分散相を含む光学薄膜を提供するものである。同薄膜は、一般に延伸によって、配向される。分散相粒子の大きさと形状、分散相の体積分率、薄膜厚さおよび配向の大きさを選択して、得られた薄膜の所望の拡散反射率および所望の波長の電磁放射線の全透過率を得る。

Description

【発明の詳細な説明】 共-連続相を有する光学薄膜 技術分野 本発明は、反射率や透過率のような光学特性を制御するのに好適な構造を有す る光学材料に関する。別の態様においては、それは反射光または透過光の特定の 偏光を制御することに関する。 背景技術 連続したマトリックス中に包含物を分散させて作製する光学薄膜は、従来技術 に周知である。 これらの包含物の特性を操作して、薄膜に広範囲の反射特性および透過特性を 提供することができる。 これらの特性は、薄膜中の包含物の波長に対する大きさ、包含物の形状および 配列、包含物の容量充てん率および、薄膜の直交3軸に沿って求めた連続マトリ ックスの屈折率の不整合度を含む。 従来の吸収(二色性)偏光子は、それらの包含物相として、ポリマーマトリッ クス中で整列させられる光吸収ヨウ素の棒状無機鎖を有する。このような薄膜は 、棒状ヨウ素鎖に平行に整列させられたその電界ベクトルによって偏光された光 を吸収し、棒状鎖に垂直に偏光された光を透過する傾向がある。 というのも、ヨウ素鎖は可視光の立方波長と比較して2次元以上が小さく、ま た光の立方波長当たりの鎖の数が大きいため、このような薄膜の光学特性は、主 として鏡面性であり、薄膜を介する拡散透過、薄膜表面からの拡散反射はきわめ てわずかである。 大部分の他の市販の偏光子のように、これらの偏光薄膜は、偏光- 選択吸収性である。 異なった特性を有する無機包含物を充填された薄膜は、他の光学透過および反 射特性を提供することができる。 例えば、可視波長と比較して2次元以上が大きい被覆雲母フレークをポリマー 薄膜中に、およびペイント中に組み入れ、金属光沢を付与する。 これらのフレークを薄膜面に存在するようにして使用し、これによって反射の 見えが方向に大きく左右されるようにすることができる。 このような効果を利用して、一定の視角に対して強く反射し、別の視角に対し て透過する安全スクリーンを製造することができる。 入射光に対して呈色(選択正反射)が配列に依存する大きいフレークを、薄膜 中に取り入れて、不当に手が加えられた場合はっきりわかるようにすることがで きる。この用途において、薄膜中のすべてのフレーク同士が同様に整列されるこ とが必要である。 しかし、無機の包含物を充填されたポリマーから作製された光学薄膜は、いろ いろな欠陥がある。 一般に、無機粒子とポリマーマトリックスとの間の接着は好ましくない。 従って、マトリックスと包含物との間の結合が損なわれると共に硬質の無機包 含物が破断される場合もあるので、応力または歪みがマトリックスに加えられる ときに薄膜の光学的性質は低下する。 さらに、無機包含物の配列には、製造を複雑にする工程ステップおよび問題点 がある。 米国特許第4,688,900号(ドアンら)に開示されるような他の薄膜は、光変調 液晶の小滴を分散させた光透過性の透明な連続ポリマーマトリックスからなる。 上記の物質を伸張すると、液晶の小滴が 球形から長軸が延伸方向に平行な楕円形状に歪むことが報告されている。 米国特許第5,301,041号(コヌマら)に同様の内容が開示されているが、加圧 によって液晶の小滴に歪みが生ずる。 A.アファニン著、『Optical Properties of Stretched Polymer Dispersed Liquid Crystal Films』、Angle-Dependent Polarized Light Scattering、Liqu id Crystals、Vol.19、No.4、469-480(1995年)には、液晶の 小滴をポリマーマトリックス中に配置した延伸薄膜の光学特性について論じられ ている。 上記の報告によれば、小滴を長軸が延伸方向に平行に楕円形状に伸長される ことにより、小滴を配向複屈折(小滴の次元軸の間の屈折率に差がある)を有す るものにし、その結果、特定の薄膜軸に沿って分散相と連続相との間の相対的な 屈折率の不整合を生じ、他の薄膜軸に沿って屈折率が相対的に整合する。 この液晶小滴は、薄膜内の可視波長と比較して小さくなく、このようにこの 薄膜の光学特性は、それらの反射および透過特性の本質的な拡散成分を有する。 アファニンは、偏光拡散体として、バックライト付きネマチックLCDにこれらの 物質を使用することを勧めている。 しかし、液晶を分散相として使用する光学薄膜は、マトリックス相と分散相 との間の屈折率の不整合の度合が本質的に限定されている。 さらに、このような薄膜の液晶成分の複屈折は一般に、温度敏感性である。 米国特許第5,268,225号(アイサエフ)は、複合材料がサーモトロピック液晶 ポリマーブレンドから作製された複合積層品について開示する。 同ブレンドは、互いに非混和性の2種の液晶ポリマーからなる。ブレンドを、 分散包含物相と連続相とからなる薄膜に流延することができる。 薄膜を延伸すると、分散相は、軸を延伸方向に整列した繊維の系列を形成する 。 上記の薄膜は機械的性質を改良することが述べられているが、薄膜の光学特性 については言及されていない。 しかし、それらの液晶の性質のために、この種の薄膜は上記の他の液晶物質の 欠陥を有する。 電界または磁界を印加することによって望ましい光学特性を示すさらに他の薄 膜が、作製されている。 例えば、米国特許第5,008,807号(ウォーターズら)は、液晶物質で満たすと 共に2つの電極間に配置された繊維層からなる液晶装置について記載している。 電極間に電圧を印加することにより、電界が生じて液晶材料の複屈折率特性を 変化させ、繊維と液晶との屈折率の間にいろいろな度合の不整合が生じる。 しかし、電界または磁界が必要とする条件は、多くの用途、特に既存の場が干 渉を生じる可能性がある用途においては、望ましくない。 他の光学薄膜は、第1のポリマーの包含物の分散系を第2のポリマーに取り入 れ、次に得られた複合材料を一方向または二方向に伸張することによって作製さ れた。 米国特許第4,871,784号(オトナリら)は、この技術についての具体例を示し ている。同ポリマーは、分散相と周囲のマトリックスポリマーとの間の接着が弱 くなるように選択され、その結果、薄膜が延伸される時に各々の包含物の周りに 楕円形のボイドが形成され る。このボイドの大きさは、可視波長のオーダーである。 これらの「微細なボイドの生じた」薄膜中のボイドとポリマーとの間の屈折率 の不整合は、一般に非常に大きく(約0.5)、本質的な拡散反射を生じる。 しかし、微細なボイドの生じた物質の光学特性は、界面の幾何学的形状が変化 するために制御することが難しく、偏光-感受性の光学特性に有用な、屈折率が 比較的整合する薄膜軸を生むことができない。 さらに、このような物質のボイドは、加熱および加圧によって容易に気泡が破 壊できる。 分散相が連続マトリックス内に規則的なパターンで確定的に配列される光学薄 膜もまた、作製されている。 米国特許第5,217,794号(シュレンク)はこのについて具体的に説明している 。そこにおいて、2軸で求めた波長よりも大きく、別のポリマー物質の連続マト リックス中に配置されたポリマー包含物から作製されているラメラポリマー薄膜 が開示されている。 積層体の1つ以上の軸に沿って求めた分散相と連続相との屈折率の差が著しく 大きく、他の軸に沿っては相対的によく整合する。分散相が規則的に配列される ために、この種の薄膜は、それらが本質的に反射性である場合、強い真珠光沢( すなわち、干渉による角度依存着色)を示す。 結果として、このような薄膜は、光学的拡散が望ましい光学用途での使用に限 られる。 このように、連続相と分散相とからなる光学材料において、物質の3次元軸に 沿って求めた2つの相の間の屈折率の不整合をよい具合に、かつ恒久的に操作し て、所望の拡散反射率および拡散透過率、正反射率および正透過率を得ると共に 、光学材料が応力、歪み、温 度差、電界および磁界に対して安定しており、光学材料がわずかに真珠光沢を有 する光学材料については、従来技術において依然として需要がある。 これらおよび他の要望に、本文に開示したように、本発明は応えようとするも のである。 図面の簡単な説明 図1は、内部に、分散相が本質的に円形断面を有する伸長された質量系列とし て配列される本発明に従って作製された光学体を示す略図である。 図2は、内部に、分散相が本質的に楕円断面を有する伸長された質量系列とし て配列される本発明に従って作製された光学体を示す略図である。 図3a-eは、本発明に従って作製される光学体内の分散相のいろいろな形状を 示す略図である。 図4aは、延伸方向に垂直な偏光に対して、本発明に従って延伸された薄膜の 散乱角の関数の二方向散乱分布のグラフである。 図4bは、延伸方向に平行な偏光に対して、本発明に従って延伸された薄膜の 散乱角の関数の二方向散乱分布のグラフである。 図5は、本発明に従って作製される多層薄膜の略図である。 図6aと6bは、本発明に従って作製された光学薄膜の電子顕微鏡写真である 。 発明の開示 態様の一つにおいて、本発明は、連続ポリマー複屈折相および前記の連続相内 に配置される本質的な非複屈折分散相とを含む拡散反射薄膜または他の光学体に 関する。前記の連続相と分散相との屈折 率は、3つの相互に直交した軸のうちの第1の軸に沿って本質的に不整合であり (すなわち、互いの差が約0.05を超える)、3つの相互に直交した軸のうち の第2の軸に沿って本質的に整合である(すなわち、互いの差が約0.05未満 である)。若干の実施例においては、連続相と分散相との屈折率は、3つの相互 に直交した軸のうちの第3の軸に沿って、またはこれに平行に本質的に整合また は不整合であり、ミラーまたは偏光子になる。不整合軸に沿って、またはこれに 平行に偏光された入射光は、散乱し、著しい拡散反射を生じる。整合軸に沿って 偏光された入射光の散乱の程度が減少し、有意に分光透過される。これらの特性 を利用して、有意に透過されない偏光が拡散反射される低損失(有意に非吸収性 )反射偏光子を含むいろいろな用途の光学薄膜を作製することができる。 関連の態様において、本発明は、連続ポリマー複屈折相と分散相とを含む光学 薄膜または他の光学体であって、光学体の表面に垂直な軸に沿って連続相と分散 相との屈折率が本質的に整合している(連続相と分散相との間の屈折率の差が約 0.05未満である)光学薄膜または他の光学体に関する。 別の態様において、本発明は、分散した第2の相がその内部で複屈折するが、 少なくとも2つの直交した方向の整合および不整合の度合が、主に第1の相の複 屈折率によって決まるポリマー連続複屈折相としての第1の相を含む複合光学体 に関する。 さらに別の態様において、本発明は、その複屈折率を寸法の延伸または電界の 印加によるような力の場を適用することによって変えることができ、その結果、 得られた樹脂材料が、少なくとも2つの直交した方向に対して、屈折率の差が約 0.05より大きい第1の樹脂を提供するステップと、第1の樹脂中に分散した 、第2の樹脂を提供するステップと、前記2種の樹脂の屈折率が、2つの方向の うちの一方において約0.05未満の範囲で整合し、2つの方向のうちの他方に おいて、第1および第2の樹脂の間の屈折率の差が約0.05を超えるように前 記力の場を両方の樹脂の複合材に適用するステップと、を含む拡散反射偏光子を 得るための方法に関する。 関連の実施例において、第2の樹脂は、力の場を加えてから第1の樹指の複屈 折率が変化した後に第1の樹指内に分散される。 さらに別の態様において、本発明は高い吸光比で反射偏光子として作用する光 学体に関する。この態様において、整合方向における屈折率の差は可能な限り小 さく選択され、不整合方向における差は最大にされる。異なった偏光の光学透過 と反射との相対的な重要性は、異なった用途で変化することがあるが、体積分率 、厚さおよび分散相の粒度と形状は、吸光度比を最大にするように選択すること ができる。 別の態様において、本発明は、連続相と、前記連続相の屈折率との差が第1の 軸に沿って約0.05大きく、前記第1の軸に直交した第2の軸に沿って約0.0 5より小さい屈折率を有する分散相と、二色性染料とを含む光学体に関する。光 学体は、少なくとも1つの軸に沿って延伸されるのが好ましい。二色性染料は、 散乱のほかに、延伸軸に平行に偏光された光を吸収することによって、光学体の 吸光係数を改良する。 本発明の更に別の態様において、少なくとも1つの軸に沿って共連続的である 少なくとも第1および第2の相を有する光学体が提供される。第1の相は、第2 の相の屈折率との差が第1の軸に沿って約0.05より大きく、前記第1の軸に 直交した第2の軸に沿って約0.05より小さい屈折率を有する。他の実施例に おいては、3つ以上の共-連続相を用いて、相互に垂直な軸に沿って同一または 同様の整合および不整合を得ることができる。 本発明の種々の態様において、入射光の少なくとも2つの直交した偏光の反射 および透過特性を、連続相および分散相の光学屈折率、分散相粒子の大きさおよ び形状、分散相の体積分率、入射光の一部分が通過する光学体の厚さ、該当する 電磁放射線の波長または波長帯を含む種々のパラメータを選択または操作して調 べた。 特定の軸に沿う屈折率の整合または不整合の大きさは、その軸に沿って偏光さ れた光の散乱度に直接に影響を及ぼす。一般に、散乱能は屈折率の不整合の2乗 として変化する。このように、特定の軸に沿う屈折率の不整合がより大きくなる と、それだけその軸に沿って偏光された光の散乱が大きくなる。逆に、特定の軸 に沿う不整合が小さい場合、その軸に沿って偏光された光は散乱の程度がより小 さくなり、それによってその光学体の容積を介して正透過される。 分散相の大きさもまた、散乱に著しい効果を及ぼすことができる。分散相粒子 が小さすぎ(すなわち、該当する媒体中の光の波長の約1/30未満)、かつ、 立方波長当たりの粒子が多い場合、光学体はいずれの所与の軸に沿っても2つの 相の屈折率間の効率的な屈折率の媒体として作用する。このような場合、光は極 めて少ししか散乱しない。粒子が大きすぎる場合、光は他の方向への拡散がほと んどなく、粒子表面から正反射される。粒子が少なくとも2つの直交した方向に おいて非常に大きい場合、望ましくない真珠光沢の効果も生じることがある。粒 子が大きくなるとき、光学体の厚さがより大きくなると共に望ましい機械的特性 が得られないという点で、実用上の限界も生じる。 分散相の粒子の形状もまた、光の散乱に効果を及ぼすことができる。屈折率の 整合および不整合方向の電界による粒子の偏光解消因子は、一定方向への散乱の 量を減少または増すことができる。この効果により、屈折率の不整合による散乱 量を増減できるが、一般に 本発明の特性の望ましい範囲内で散乱にわずかに影響を及ぼす。 粒子の形状もまた、粒子から散乱する光の拡散度に影響を与えることができる 。この形状による効果は一般に小さいが、光の入射方向に垂直な平面における粒 子の幾何学断面のアスペクト比が増すにつれ、および、粒子が相対的により大き くなるにつれて増す。一般に、本発明の作業において、正反射よりむしろ拡散反 射が好ましい場合、分散相粒子は、1つまたは2つの相互に直交した次元におい て光のいろいろな波長より大きさが小さくなければならない。 次元配列度もまた、分散相の散乱挙動に効果を及ぼすことがわかっている。特 に、本発明に従って作製された光学体において、配列された散乱体は、ランダム に配列された散乱体のように、正透過または正反射の方向を中心にして対称的に 光を散乱しないことが観察されている。特に、棒状になるように延伸によって伸 長された包含物は光を第一に、延伸方向の中心に位置すると共に正透過方向に沿 って縁部を有する円錐に沿って(またはその近くに)散乱させる。例えば、延伸 方向に垂直な方向に伸長したこのような棒状体上に光照射するために、散乱光は 、正反射方向を基準にして角度が増すにつれて強度を減じながら延伸方向に垂直 な平面に光の帯域としてあらわれる。包含物の幾何学的形状を調整することによ って、散乱光の分布を、透過半球および反射半球において若干制御できる。 分散相の体積分率はまた、本発明の光学体中の光の散乱に影響を与える。一定 限度内で、分散相の体積分率を増加させることは、偏光の整合および不整合方向 の両方について光線が光学体に入った後に生じる散乱の量を増す傾向がある。所 定の用途のために反射および透過特性を制御するうえで、この因子は重要である 。しかし、分散相の体積分率が非常に大きい場合、光の散乱が減少する。理論に とらわれずにみれば、これは光の波長の観点から、分散相粒子同士 がより緊密になり、その結果、その粒子がより少量の有効な大きい粒子として相 互に作用する傾向があるという事実のためであるように思われる。 光学体の厚さもまた、本発明において反射および透過特性に影響を与えるよう に操作することができる重要な制御パラメータである。光学体の厚さが増すと、 拡散反射も増し、正透過および拡散透過率は減少する。 本発明はしばしば、スペクトルの可視領域に関連して本文に記載されるが、本 発明の種々の実施例を用いて、光学体の成分の大きさを適切に調整することによ って電磁放射線の異なった波長(したがって周波数)において操作することがで きる。このように、波長が大きくなると、光学体構成要素の長さは、波長単位で 測定された寸法が、ほぼ一定のままになるように増加させられる。波長を変える 別の主要な効果は、該当するほとんどの物質について、屈折率と吸収率とが変化 するということである。しかし、屈折率の整合と不整合の原理は、該当する各々 の波長においても適用される。 発明を実施するための最良の形態 序論 本文に用いられる用語「正反射」および「正反射率」は、正反射角を中心とす る頂角16度の鋭錐体になる光線の反射率を指す。用語「拡散反射」または「拡 散反射率」は、上に規定した正反射錐体の外側にある光線の反射を指す。用語「 全反射率」または「全反射」は、表面からのすべての光の反射率の総計を指す。 このように、全反射は、正反射および拡散反射の合計である。 同様に、用語「正透過」および「正透過度」は、正反射方向を中心とする頂角 16度の鋭錐体になる光線の透過に関して本文におい て用いられる。用語「拡散透過」および「拡散透過率」は、上に規定した正反射 錐体の外側にあるすべての光線の透過に関して本文において用いられる。用語「 全透過」または「全透過率」は、光学体を通過するすべての光の透過の総計を指 す。このように、全透過は、正透過および拡散透過の合計である。 本文に用いられる用語「吸光比」は、1つの偏光において透過される全ての光 と、直交した偏光において透過される光との比を意味するものとして規定される 。 図1-2は、本発明の第1の実施例を示す。本発明に従って、複屈折率マトリ ックスまたは連続相12と不連続相または分散相14とからなる拡散反射光学薄 膜10または他の光学体を作製する。連続相の複屈折率は一般に、少なくとも約 0.05、好ましくは少なくとも約0.1、いっそう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。 ?連続相および分散相の屈折率は、3つの相互に直交した軸のうちの第1の軸に 沿って本質的に整合(すなわち、約0.05未満の差)であり、3つの相互に直 交した軸のうちの第2の軸に沿って本質的に不整合(すなわち、約0.05を超 える差)である。好ましくは、連続相および分散相の屈折率の差は整合方向にお いて約0.03未満、いっそう好ましくは約0.02未満、最も好ましくは約0. 01未満である。連続相および分散相の屈折率の差は不整合方向において少なく とも約0.07、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である。 特定の軸に沿っての屈折率の不整合は、その軸に沿って偏光された入射光が本 質的に散乱させられ、著しい反射を生じるという効果がある。それと対照して、 屈折率が整合される軸に沿って偏光された入射光は、散乱をずっと少なくして、 スペクトル透過または反射 される。この効果を利用して、反射偏光子およびミラーを含むいろいろな光学装 置を作製することができる。 本発明は、実用的かつ単純な光学体と、反射偏光子を作製するための方法を提 供するものであり、また、本文に記載された原理に従って一連の光学特性を得る ための手段を提供する。同様に、非常に効率的な低損失偏光子が、高い吸光比で 得られる。他の利点としては、連続相および分散相のための広範囲の実用的な材 料であり、高度に制御でき、一貫性がある予測可能な高品質性能の光学体を提供 する。 屈折率の整合/不整合の効果 好ましい実施例において、連続相と分散相のうちの少なくとも1つの材料は、 延伸時に屈折率が変化する種類である。従って、薄膜が1つ以上の方向に延伸さ れるとき、屈折率の整合または不整合が1つ以上の軸に沿って生じる。延伸パラ メータおよび他の処理条件を注意深く操作することによって、マトリックスの正 または負の複屈折率を用いて、所定の軸に沿って一方または両方の偏光の拡散反 射または拡散透過を誘導することができる。透過と拡散反射との間の相対的な比 率は、分散相包含物の濃度、薄膜の厚さ、連続相と分散相の間の屈折率における 差の2乗、分散相包含物の大きさと幾何学的形状、および入射線の波長または波 長帯域に依存している。 特定の軸に沿う屈折率の整合または不整合の大きさは、その軸に沿って偏光さ れた光の散乱度に直接に影響を与える。一般に、散乱能は屈折率の不整合の2乗 として変化する。このように、特定の軸に沿う屈折率の不整合が大きくなればな るほど、その軸に沿って偏光された光の散乱が大きくなる。逆に、特定の軸に沿 う不整合が小さいとき、その軸に沿って偏光された光の散乱の程度は小さくなり 、 光学体容積を介して正透過される。 図4a-bは、本発明の従って作製された延伸薄膜におけるこの効果を示す。そこ において、入射光が通常632.8nmの代表的な双方向性散乱分布関数(BSDF) 測定値を示す。BSDFはJ.ストーバー著、「Optical Scattering Measurement an d Analysis」(1990年)に記載されている。BSDFは、延伸軸に垂直および平 行している偏光の散乱角の関数として示される。散乱角ゼロは、非散乱(スペク トル透過する)光に対応する。図4aのような屈折率の整合方向に(すなわち、延 伸方向に垂直に)偏光された光については、かなり大きい拡散透過光成分(散乱 角が8〜80度)とわずかな拡散反射光成分(散乱角が100度を超える)とを 有するに著しい正透過ピークがある。図4bのような屈折率の不整合方向に(すな わち、延伸方向に平行に)偏光された光については、ごくわずかな正透過光と大 幅に減少した拡散透過光成分、およびかなり大きい拡散反射成分がある。これら のグラフによって示される散乱面は、これらの伸長包含物のために散乱光の大部 分が存在する延伸方向に垂直な平面であることに、注目するべきである。この平 面の外側の散乱光寄与率は、大幅に減少する。 包含物(すなわち、分散相)の屈折率が連続した母媒体の屈折率と整合する場 合、電界によってこの軸に平行に偏光された入射光は、包含物の大きさ、形状、 および濃度に係わりなく散乱せずに通過する。もし屈折率が成る軸に沿って整合 しない場合、包含物はこの軸に沿って偏光された光を散乱させる。大きさがλ/3 0(λは媒体内の光の波長である)を超える所定の断面積の散乱体については、 散乱の力は、主に屈折率の不整合によって求められる。不整合包含物の大きさ、 形状および配列は、どれぐらい光がその包含物から種々の方向に散乱するかを求 めるのに役立つ。多重散乱理論によれば、 散乱層の濃度と厚さとが十分であれば、入射光は反射または吸収されるが、散乱 体の大きさと形状の詳細にかかわらず、透過されない。 上記の物質を偏光子として用いる場合、それは、伸張して平面内の延伸の横方 向にいくらか寸法を緩和しておくなどして、連続相と分散相との間の屈折率の差 が、上記の材料の表面に平行な平面内の第1の軸に沿って大きく、他の2つの直 交した軸に沿って小さくなるように処理されるのが好ましい。これは、異なる偏 りの電磁放射線の光学異方性を大きくする。 本発明の範囲内の偏光子のなかには、楕円形偏光子もある。一般に、楕円形偏 光子は、伸張方向および伸張の横方向の両方に対して分散相と連続相との間の屈 折率における差がある。前方散乱と後方散乱との比率は、分散相と連続相との間 の屈折率における差、分散相の濃度、分散相の大きさと形状、および薄膜の全体 的な厚さに依存している。一般に、楕円拡散体は、分散相と連続相の粒子間の屈 折率の差が比較的小さい。複屈折率ポリマーを主成分とする拡散体を用いること によって、高度な楕円偏光感度(すなわち、拡散反射能が偏光に依存する)が得 られる。1つの軸上でポリマーの屈折率が整合する極値において、楕円偏光子は 拡散反射偏光子である。 屈折率の整合/不整合を得る方法 本発明に従って偏光子に用いるために選択される材料、およびこれらの材料の 配向度は、完成した偏光子内の相が、その相に対応する屈折率が本質的に等しい 少なくとも1つの軸を有するように選択されるのが好ましい。常にとはいえない が一般に延伸の方向に対して横方向である前記の軸に対応する屈折率が整合する ことにより、その偏光面に光の反射が本質的に生じない。 分散相はまた、伸張した後の延伸方向に対応する屈折率の減少を 示すことがある。母媒体の複屈折率が正である場合、分散相の歪みによる負の複 屈折率は、延伸方向に垂直なその偏光面での光の反射をごくわずかにしたまま、 延伸軸に対応する隣接する相の屈折率の差を増すという利点を有する。延伸方向 に直交した方向の隣接する相の屈折率間の差は、延伸後、約0.05未満であり 、好ましくは、約0.02未満であるべきである。 分散相はまた、歪みによる正の複屈折率を示すことができる。しかし、これは 、連続相の延伸方向に垂直な軸の屈折率と整合するように熱処理によって変える 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なるべき ではない。 分散相の大きさ 分散相の大きさもまた、散乱に著しい効果を及ぼしうる。分散相粒子が非常に 小さい(すなわち、該当する媒体内の光の波長の約1/30未満)場合、および 立方波長当たりの粒子が多い場合、光学体は、いずれかの所定の軸に沿って2つ の相の屈折率間の効率的な屈折率を有する媒体として作用する。この場合、極め て少ししか光は散乱されない。粒子が非常に大きい場合、他の方向に極めて少し しか拡散せず、光は粒子の表面から正反射される。粒子が少なくとも2つの直交 した方向において非常に大きい場合、望ましくない真珠光沢の効果も生じる。光 学体の厚さが大きくなって望ましい機械的特性が損なわれるという点で、粒子が 大きくなるときに実用的な限界が生じる可能性もある。 配列後の分散相の粒子の寸法は、光学材料の所望の使用によって変化すること ができる。このように、例えば、粒子の寸法は、可視光、紫外線、赤外線、およ び極超短波放射を反射または透過するために異なった寸法が必要とされる特定用 途で重要な電磁放射線の波 長によって変化することができる。しかし、一般に、粒子の長さは、その媒体に 重要な電磁放射線の波長の約1/30を超えるべきである。 好ましくは、光学体が低損失反射偏光子として用いられる用途において、粒子 の長さは、該当する波長範囲の電磁放射線の波長の約2倍を超える長さであり、 好ましくはその波長の4倍を超える。粒子の平均直径は、該当する波長範囲の電 磁放射線の波長と等しいか、またはより小さく、好ましくは所望の波長の0.5 未満である。分散相の寸法は、多くの用途において二次的な問題であるのに対し 、それらは、比較的に拡散反射がほとんどない薄膜用途においていっそう重要に なる。 分散相の幾何学的形状 屈折率が不整合であることは、本発明の薄膜における散乱を促すために依拠す る主な因子である(すなわち、本発明の従って作製された拡散鏡または偏光子が 、少なくとも1つの軸に沿って分散相および分散相の屈折率における本質的な不 整合を有する)のに対し、分散相の粒子の幾何学的形状は散乱に二次的な効果を もちうる。このように、屈折率の整合および不整合方向の電界による粒子の偏光 解消因子は、一定方向への散乱の量を減少または増すことができる。例えば、分 散相が延伸軸に垂直な平面に沿った断面が楕円形であるとき、分散相の断面の楕 円形状は、後方散乱光と前方散乱光の両方の不整拡散に寄与する。この効果によ り、屈折率の不整合による散乱量を増減できるが、一般に本発明の特性の望まし い範囲内で散乱にわずかに影響を及ぼす。 粒子の形状もまた、粒子から散乱する光の拡散度に影響を与えることができる 。この形状による効果は一般に小さいが、光の入射方 向に垂直な平面における粒子の幾何学断面のアスペクト比が増すにつれ、および 、粒子が相対的に大きくなるにつれて増す。一般に、本発明の作業において、正 反射よりむしろ拡散反射が好ましい場合、分散相粒子は、1つまたは2つの相互 に直交した次元において光のいろいろな波長より小さくなければならない。 好ましくは、低損失反射偏光子については、望ましい実施例は、延伸の結果と して、延伸方向に垂直な偏光に対してその偏光の散乱力と分散とを増すことによ って延伸方向に平行な偏光の反射を強めることができる高いアスペクト比を有す る棒状構造の系列として連続相内に配置される分散相からなる。しかし、図3a-e に示すように、分散相は多くの異なった幾何学的形状を提供することができる。 このように、分散相は、図3a-cのように円板形または伸長円板形であるか、図3d -eのように棒形、または球形であってもよい。分散相の断面がほぼ楕円形(円を 含む)、多角形、不定形、またはこれらの形状の1つ以上の組合せである他の実 施例が考えられている。分散相の粒子の断面の形状と大きさもまた、粒子毎に、 または薄膜の領域毎に(すなわち、表面からコアに至るまで)異なっていてもよ い。 若干の実施例においては、分散相はコアおよびシェル構造を有することができ るが、コアおよびシェルは同じまたは異なった物質から作製され、コアは中空で ある。このように、例えば、分散相は同じまたは任意の長さで均一、あるいは不 均一な断面の中空繊維からなっていてもよい。繊維の内部空間は空であるか、ま たは固体、液体、またはガスでありうる好適な媒体によって占められることがで き、有機または無機であってもよい。媒体の屈折率は、所望の光学効果(すなわ ち、所定の軸に沿った反射または偏光)を得るるように分散相と連続相との屈折 率を考慮して選択することができる。 分散相の幾何学的形状は、光学材料の好適な延伸または処理によって、特定の 幾何学的形状の粒子を使用することによって、またはこの2つの組合せによって 得られる。例えば、このように、本質的に棒状構造を有する分散相は、単一の軸 に沿ってほぼ球形の分散相粒子からなる薄膜を延伸することによって製作するこ とができる。棒状構造は、第1の方向に垂直な第2の方向に薄膜を延伸すること によって楕円断面を与えることができる。さらに別の例として、その内部で棒状 体の横断面が矩形である本質的棒状構造を有する分散相は、単一の方向に、一連 の本質的に矩形のフレークからなる分散相を有する薄膜を延伸することによって 製作することができる。 伸張することによっても物質内の屈折率の差を生じることができるので、これ は所望の幾何学的形状を得るための便利な方法の一つである。上記のように、本 発明に従った薄膜の延伸は、2つ以上の方向であってもよく、連続的または同時 であってもよい。 別の例において、連続相と分散相との成分は、分散相が非延伸薄膜の1つの軸 において棒状であるように、押し出すことができる。アスペクト比が高い棒状体 は、押出薄膜内の棒状体の主軸の方向に延伸することによって生成することがで きる。プレート状構造を、押出薄膜内の棒状体の主軸に直交した方向に延伸する ことによって生成することができる。 図2の構造は、連続マトリックス中の本質的に球形粒子のブレンドの不斉二軸 延伸によって作ることができる。または、上記の構造は、マトリックス材に複数 の繊維状組織を取り入れ、単一軸に沿って同構造を整列し、その軸に横方向に混 合物を延伸することによって得ることができる。この構造を得るためのさらに別 の方法は、ポリマーブレンドを薄膜に押し出すときに繊維分散相を生じるように 同ブレンドの成分の相対粘度、剪断、または表面張力を制御するこ とによる。一般に、押出し方向に剪断するときに最も良い結果が得られることが わかっている。 分散相の次元の配列度 次元の配列度もまた、分散相の散乱挙動に影響を及ぼすことがわかる。特に、 整列された散乱体はランダムに配列された散乱体のように正透過または正反射方 向を中心にして対称的に光を散乱しないことが、本発明の従って作製された光学 体において確認されている。特に、棒状体になるように延伸によって伸長された 包含物は、第1に、延伸方向の中心に位置する円錐の表面に沿って(またはその 近くに)および正透過方向に沿って光を散乱する。これにより、正反射および正 透過方向を中心にして散乱光の異方分布を生じる。例えば、延伸方向に垂直な方 向に伸長したこのような棒状体上に光照射するために、散乱光は、正反射方向を 基準にして角度が増すにつれて強度を減じながら延伸方向に垂直な平面に光の帯 域としてあらわれる。包含物の幾何学的形状を調整することによって、散乱光の 分布を、透過半球および反射半球において若干制御できる。 分散相の次元 光学体が低損失反射偏光子として用いられる用途において、分散相の構造はア スペクト比が大きいことが好ましく、すなわち、その構造は他のどの次元よりも 本質的に一次元がより大きい。アスペクト比は好ましくは、少なくとも2であり 、いっそう好ましくは少なくとも5である。最も大きい次元(すなわち、長さ) は、好ましくは該当する波長範囲の電磁放射線の波長の少なくとも2倍であり、 いっそう好ましくは所望の波長の少なくとも4倍である。他方、分散相の構造の より小さい次元(すなわち、横断面)は、該当する波 長以下であるのが好ましく、該当する波長の0.5倍未満であるのがいっそう好 ましい。 分散相の体積分率 分散相の体積分率もまた、本発明の光学体の光の散乱に影響を与える。一定限 度内で、分散相の体積分率を増加させることは、偏光の整合および不整合方向の 両方について光線が光学体に入った後に生じる散乱の量を増す傾向がある。所定 の用途のために反射および透過特性を制御するうえで、この因子は重要である。 分散相の所望の体積分率は、連続相および分散相のための物質の特定の選択を 含む多くの因子によって決まる。しかし、分散相の体積分率は一般に、連続相に 対して約1容積%、いっそう好ましくは約5〜15%の範囲内、最も好ましくは 約15〜約30%の範囲内である。 共-連続相 粘性が大体等しい高重合体の二成分から成るブレンドの体積分率が、50%に 近づくとき、分散相と連続相とが各々、空間において連続状態になるので、その 区別が難しくなる。選択した物質に依存して、第1の相が第2の相内で分散され 、およびその逆があるようにみえる領域もある。いろいろな共-連続モフォロジ ーの記述およびそれらを評価、分析、キャラクタリゼーションする方法について は、スパーリングの著作およびその本文に引用された参考文献を参照のこと(L.H .スパーリング著、『Microphase Structure』、Encyclopedia of Polymer Scie nce and Engineering、第2版、Vol.9、760−788、およびL.H.スパー リング著、『Interpenetrating Polymer Networks:An Overview』、第1章 Interpenetrating Polymer Networks)D.クレンプナー、L.H.スパーリング、L. A.ユトラッキ編、Advances in Chemistry Series #239、3-38、199 4年)。 共-連続相を有する物質は、本発明に従って多くの異なった方法によって作製 することができる。このように、例えば、ポリマーの第1の相の物質を、ポリマ ーの第2の相の物質と機械的にブレンドして共-連続系を得ることができる。ブ レンドによって得られた共-連続モフォロジーの例の記載としては、D.ブアリー とおよびB.D.ファビス共著、『Co-Continuity and Phase Inversion in HDPE/P S Blends:The Role of Interfacial Modification』、1995 Annual Technical C onference of the Society of Plastics Engineers ANTEC、Vol.53、No.2 、2001-2009(ポリスチレン/ポリエチレンブレンド)と、A.レクレア およびB.D.ファビス共著、『The role of interfacial contact in immiscible binary polymer blends and its influence on mechanical properties』、Pol ymer、Vol.37、No.21、4723-4728、1996年(ポリカーボネー ト/ポリエチレンブレンド)とがある。 共-連続相はまた、まず、米国特許第4,281,084号においてポリスチレンとポリ (メチルメタクリレート)とのブレンドとして開示されているような超臨界圧流 体抽出物からそれらを溶かし、次いで、N.メクヒレフ、B.D.ファビス、および P.J.カーロウ共著、『Stability of Polystyrene Polyethylene Blends』、199 5 Annual Technical Conference of the Society of Plastics Engineers ANTEC 、Vol.53、No.2、1572-1579)に記載されているように、加熱およ び/または機械的剪断の後でそれらを相分離させることによって、本発明に従っ て形成することができる。 本発明の従って共-連続相を作り出すさらに別の方法には、相互貫 入高分子網目(IPN)を生成することによる。より重要なIPNのなかには、同時IP N、連続IPN、勾配IPN、ラテックスIPN、熱可塑性IPNおよび半IPNが含まれる。こ れらとおよびの他の種類のIPN、それらの物理的な特性(例えば、位相図)およ びそれらの調製とキャラクタリゼーションのための方法についての記載は、例え ば、L.H.スパーリングおよびV.ミシュラ共著、『Current Status of Interpen etrating Polymer Networks』、Polymers for Advanced Technologies、Vol.7 、No.4、197−208、1996年4月、およびL.H.スパーリング著、『I nterpenetrating Polymer Networks:An Overview』、Interpenetrating Polymer Networks、D.クレンプナー、L.H.スパーリング、L.A.ユトラッキ編、Chemist ry Series#239、3-38、1994年にある。これらの系を調製するための 主要な方法のいくつかを、以下に要約した。 同時IPNは、架橋剤と活性剤とを加えた、2つ以上のポリマー網目構造物のそ れぞれのモノマーまたはプレポリマーを混ぜ合わせることによって作製すること ができる。次に、それぞれのモノマーまたはプレポリマーを同時に、しかし干渉 しない方法において反応させた。このように、例えば、反応の1つを連鎖重合速 度論によって進行させ、他の反応はステップ重合速度論によって進行させること ができる。 遂次IPNは、まず初期ポリマー網目構造物を形成することによって作製する。 次に、1つ以上の別の網目構造物のモノマー、架橋剤および活性剤を初期ポリマ ー網目構造物中に膨潤させるが、それらをin situ反応させ、追加ポリマー網目 構造物を生じさせる。 勾配IPNは、IPNの全組成物または架橋密度が、材料の場所ごとに変化するのが 肉眼でわかるように合成される。例えば、この系 は、組成物の勾配が薄膜の内部全体にあり、第1のポリマー網目構造物を主とし て薄膜の一つの表面上に形成し、第2のポリマー網目構造物を主として薄膜の別 の表面上に形成することによって作製する。 ラテックスIPNは、ラテックスの形(例えば、コアおよび殻構造を有する)で 作製される。若干の変型においては、2種以上のラテックスを混合し、薄膜に成 形し、ポリマーを架橋することができる。 熱可塑性物質IPNは、化学的架橋結合の代わりに物理的架橋結合を含むポリマ ーブレンドとIPNとの混成物である。結果として、これらの物質は、熱可塑性エ ラストマーに似た仕方で高温において流動させることができるが、架橋されて標 準的な使用温度においてIPNとして挙動する。 半IPNは、1種以上のポリマーが架橋されると共に1種以上のポリマーが線状 または分岐している、2種以上のポリマー組成物である。 上記のように、共同連続性は、多成分系ならびに2成分系において得られる。 例えば、3種以上の物質を配合して用いて、所望の光学的性質(例えば、透過率 と反射率)および/または改良された物理的性質を得ることができる。すべての 成分が非混和性であってもよく、または2種以上の成分が混和性であってもよい 。共-連続性を示す多数の三成分系についての記載が、例えば、L.H.スパーリン グ著、『Interpenetrating Polymer Networks:An Overvlew』、第1章、Interpe netrating Polymer Networks 、D.クレンプナー、L.H.スパーリング、L.A.ユ トラッキ編、Advances in Chemistry Serles #239、3-38、1994年に ある。 相構造の特有の大きさ、共-連続性が観察される体積分率の範囲、モフォロジ ーの安定性は全て、相溶化剤のような添加剤、グラフ トまたはブロック共重合体、あるいは無水マレイン酸またはグリシジルメタクリ レートのような反応性の成分によって影響を受けることがある。この効果につい ての記載は、例えば、ポリスチレンとポリ(エチレンテレフタレート)とのブレ ンドについて、H.Y.ザイおよびK.ミン共著、『Reactive Blends of Functional ized Polystyrene and Polyethylene Terephthalate』、1995 Annual Technical Conference of the Society of Plastics Engineers ANTEC、Vol.53、No. 2、1858-1865にある。しかし、特定の系については、位相図は日常実 験によって作図され、本発明に従って共-連続系を作り出すために用いることが できる。 本発明に従って作り出された共-連続系の微細構造は、調製の方法、相の混和 性、添加剤の存在、および当業者に周知の他の要因に依存して、有意に変化する ことができる。このように、例えば、共-連続系内の相の1つ以上がフィブリル 状であり、同繊維はランダムに配向されているか、または共通軸に沿って配向さ れている。他の共-連続系は、第1の相の連続気泡マトリックスを含むことがで き、第2相がそのマトリックスの気泡内に共-連続的に配置されている。これら の系内の相は、単一軸に沿って、二軸に沿って、または三軸に沿って共-連続す ることができる。 本発明に従って作製され、かつ、共-連続相(特にIPN)を有する光学体は、い ろいろな場合において、個々のポリマーおよびそれらを配合する方法に左右され るにしても、単一連続相だけで作製された同様な光学体の特性よりも好都合な特 性を有する。このように、例えば、本発明の共-連続系は、構造上異なったポリ マーの化学的および物理的な結合を予め考慮し、これによって光学体の特性を一 定の必要を満たすように改質できる便利な経路を提供する。さらに、共-連続系 はしばしば処理がいっそう容易であり、耐侯性があり、 引火性が低く、優れた耐衝撃性および引張強さ、可撓性の改良、および優れた耐 薬品性のような特性をもちうる。IPNは一般に溶媒中で膨潤し(しかし溶解しな い)、類似した非IPN系と比較してクリープおよび流動を抑えるので、特定の用 途において特に有利である(例えば、D.クレンパーおよびL.バーコウスキ共著 、『Interpenetrating Polymer Networks』、Encyclopedia of Polymer Science and Engineering、第2版、Vol.9、489-492を参照のこと)。 従来技術に周知の共-連続系の原理を本文に明かにした内容によって適用して 、固有の光学特性を有する共-連続モフォロジーを作り出すことができることは 、当業者には理解されよう。このように、例えば、周知の共-連続モフォロジー の屈折率を本文に教示されるように操作して、本発明の従って新しい光学薄膜を 製作することができる。同じく、本文に教示される原理を周知の光学系に適用し て、共-連続モフォロジーを作り出すことができる。 光学体の厚さ 光学体の厚さもまた、本発明において反射および透過特性に影響を及ぼすよう に操作することができる重要なパラメーターである。光学体の厚さが増すと、拡 散反射もまた増し、かつ、正透過率および拡散透過率の両方が減少する。このよ うに、光学体の厚さが一般に、完成製品の所望の機械的強度を得るように選択さ れるが、これによって反射および透過特性を直接に制御することもできる。 厚さはまた、光学体の反射および透過特性の最終の調整をするためにも利用で きる。このように、例えば、薄膜の用途において、薄膜を押し出すために用いる 装置は、押出薄膜の透過および反射値を測定すると共に、薄膜の厚さを変えて( すなわち、押出速度を調節 するか、または流延ホイールスピードを変えることによって)予め決定された範 囲内の反射および透過値を維持する下流の光学装置によって制御することができ る。 連続相/分散相のための物質 多くの異なった物質を、光学体が利用される特定の用途に依存して、本発明の 光学体において連続相または分散相として用いることができる。この物質には、 シリカを主成分とするポリマーのような無機物質、液晶のような有機物質、およ びモノマー、コーポリマ、グラフト化ポリマーを含むポリマー物質、およびそれ のらの混合物またはブレンドが含まれる。所定の用途のための物質を的確に選択 することにより、特定の軸に沿って連続相と分散相との屈折率において得られる 所望の整合および不整合、ならびに得られた製品の所望の物理特性が得られる。 しかし、連続相の物質は一般に、所望のスペクトル領域において本質的に透明で あるという特徴がある。 物質を選択する上でさらに別の問題点は、得られた製品が少なくとも2つの異 なった相を含有しなくてはならないということである。これは、お互いに非混和 性の2種以上の物質から光学材料を流延することによって達せられる。あるいは 、互いに非混和性でない第1および第2の物質によって光学材料を作製すること が望ましい場合、および、第1の物質の融解点が第2の物質よりも高い場合、あ る場合には第1の物質の融解点よりも低い温度において第1の物質の適切な大き さの粒子を第2の物質の溶融マトリックス内に埋め込むことが可能である。次に 、得られた混合物を、次に延伸するしないにかかわらず、薄膜に流延して光学装 置を製作することができる。 本発明において連続相または分散相として使用する好適なポリマー物質は、イ ソフタル酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、 二安息香酸、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(bibenzoic ac id)(4,4'-ビ安息香酸を含む)のようなカルボン酸を主成分とするモノマーか ら作製される物質や、あるいはそれに対応する前述の酸のエステル(すなわち、 ジメチルテレフタレート)から作製される物質を含む、非晶質、半結晶質、また は結晶性のポリマー物質であってもよい。これらについて、2,6-ポリエチレン ナフタレート(PEN)がその歪みによる複屈折のために、および伸張した後にも 恒久的に複屈折のままであることができるために、特に好ましい。PENの550n mの波長の偏光された入射光の屈折率が、偏光面が伸張軸に平行であるときに伸 張後に約1.64から最高約1.9に増加するが、他方伸張軸に垂直に偏光させら れた光の屈折率は減少する。PENの複屈折率(この場合、伸張方向に沿う屈折率 と伸張方向に垂直な屈折率との間の差)は、可視スペクトルにおいて0.25〜 0.40を示す。複屈折率は分子配向を増すことによって大きくすることができ る。PENは、薄膜の製造中に用いた処理条件に左右されるが、約155℃〜約2 30℃まで本質的に熱安定している。 ポリブチレンナフタレートも、好適な物質であると共に別の結晶性ナフタレン ジ カルボンポリエステルである。結晶性ナフタレンジカルボンポリエステルは 、平面内の異なった軸に対応する屈折率の差が少なくとも0.05であり、好ま しくは0.20を超える。 PENを本発明の光学材料において1つの相として用いるとき、もう一方の相は 好ましくはポリメタクリル酸メチル(PMMA)またはポリスチレン(sPS)のよう なシンジオタクチックビニル芳香族ポリマーである。PENと併用する他の好まし 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、シク ロヘキサ ンジカルボン酸またはこれらの物質の関連のアルキルエステルである。ナフタレ ン ジカルボン酸もまた、相間の付着力を改良するために少量を用いることがで きる。ジオール成分は、エチレングリコールまたは関連のジオールであってもよ い。好ましくは、選択されたポリマーの屈折率は、約1.65未満であり、いっ そう好ましくは、約1.55未満であるが、同様の結果は、屈折率差が同じであ れば、屈折率がより高いポリマーを用いることによって得ることができる。 本発明で有用なシンジオタクチックビニル芳香族ポリマーは、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(安息香酸ビニルエステル)、およびこれらの水素添加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ーポリマを含む。ポリ(アルキルスチレン) の例は、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)を含む。ポリ(スチ レンハリド)については、具体例としてポリ(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)が含まれる。ポリ(アルコキシスチレ ン)の例には、ポリ(メトキシスチレン)およびポリ(エトキシスチレン)が含 まれる。特に好ましいスチレン基ポリマーの例としては、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3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ーポリマが含まれる。 さらに、シンジオタクチックビニル−芳香族基コーポリマのコモ ノマーとして、上記のスチレン基ポリマーのモノマーの他、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と、ブタジ エン、イソプレンのようなジエンモノマーと、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 ノマーがありうる。 本発明のシンジオタクチックビニル芳香族ポリマーは、ブロック共重合体、ラ ンダム共重合体、または交互共重合体であってもよい。 本発明において言及される高レベルのシンジオタクチック構造を有するビニル 芳香族ポリマーは、カーボン13核磁気共鳴によって求めると75%を超えるシ ンジオタクチック度を有するポリスチレンを含む。好ましくは、シンジオタクチ ック度は85%を超えるラセミダイアドか、または30%を超えるラセミダイア ド、または、いっそう好ましくは、50%を超えるラセミペンタドである。 加えるに、このシンジオタクチックビニル芳香族基ポリマーの分子量に関して 特に制限はないけれども、好ましくは、重量平均分子量は10,000以上1,0 00,000未満であり、いっそう好ましくは、50,000以上800,000 未満である。 前記の他の樹指については、例えば、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、および混 和性であるすべてのポリマーを含むいろいろな種類を挙げることができる。例え 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よく混 和する。さらに、これらの混和性の樹脂成分の組成物は、好ましくは70〜1重 量%、またはいっそう好ましくは、50〜2重量%である。混和性の樹脂成分の 組成物が70重量%を超えるとき、耐熱性が低下することがあり、これは通常望 ましくない。 特定の相のために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。ビニルビニルナフタリン、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 れたビニルポリマーおよびコーポリマもまた、使用できる。ポリエステルおよび ポリカーボネートの他に、縮合重合体もまた利用できる。好適な縮合重合体は、 ポリスルホン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアミック酸およびポリイミドを 含む。ナフタレン基および塩素、臭素およびヨウ素のようなハロゲンは、PENが 母体である場合、本質的に屈折率が整合する必要があるなら、選択されたポリマ ーの屈折率を所望の大きさ(1.59〜1.69)に増やすのに有用である。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特に有用である。 少量のコモノマーを、延伸方向の屈折率の大きな差を本質的に損なわない限り 、ナフタレン ジカルボン酸ポリエステル中に置換することができる。屈折率の 差を小さくする(従ってまた、反射率を小さくする)かわりに、連続相と分散相 との間の付着力の改良、押し出し温度の低下、溶融粘度のすぐれた整合といった 利点のいずれかを得ることもできる。 スペクトル領域 本発明はしばしば、スペクトルの可視領域に関して本文に記載されるが、本発 明の種々の実施例を用いて、光学体の成分の大きさを適切に調整することによっ て電磁放射線について異なった波長(従って周波数)において操作することがで きる。このように、波長が増すにつれて、光学体成分の長さは、波長単位で測定 されたこれらの成分の寸法がだいたい一定になるように大きくすることができる 。 もちろん、波長を変える主要な効果の一つは、該当する多くの物 質について、屈折率と吸収率とが変化するということである。しかし、屈折率の 整合と不整合の原理は該当する各々の波長になお適用され、スペクトルの特定の 領域にわたって機能する光学装置のための物質を選択するのに利用できる。この ように、例えば、寸法を適切に調整することにより、スペクトルの赤外線、近紫 外および紫外領域における操作が可能になる。これらの場合、その屈折率はこれ らの操作時の波長における値に関係し、分散相の散乱成分の体厚と大きさもまた 、波長によってだいたいの大きさを調整するべきである。非常に高い周波数、超 高周波、極超短波およびミリ波の周波数を含むさらに多くの電磁スペクトルも用 いることができる。偏光および拡散の効果は波長に合わせて適切に大きさを調整 することによって生じ、屈折率は(実部および虚部を含む)常誘電体関数の平方 根によって得られる。これらのより長い波長帯域での有用な製品は、拡散反射偏 光子および部分偏光子であり得る。 本発明の実施例において、光学体の光学特性は該当する波長帯域にわたって変 化するものもある。これらの実施例において、屈折率が1つ以上の軸に沿って1 つの波長領域から別の波長領域まで変化する連続相および/または分散相のため の物質を利用することができる。連続相および分散相の物質の選択、および物質 の一定の選択から得られる光学特性(すなわち、拡散および分散反射または正透 過)は、該当する波長帯域によって決まる。 表皮層 分散相を本質的に含まない物質の層は、薄膜、すなわち、分散相と連続相との 押し出しされたブレンドの1つまたは両方の主表面に、同一の延長を有するよう に配置することができる。表皮層と呼ばれる層の組成物を選択して、例えば、押 し出しされたブレンド内の分 散相の集結度を保護し、最終薄膜に機械的または物理的な性質を与え、または光 学機能性を与えることができる。選択された好適な物質は、連続相の物質または 分散相の物質を含むことができる。押し出しされたブレンドに類似した溶融粘度 の他の物質もまた、有用でありうる。 表皮層は、押し出しされたブレンドが押し出しプロセス内において、特にダイ において受ける可能性のある広範囲の剪断強度を抑える。高い剪断環境により、 表面に望ましくないボイドが生じ、皺模様が表面にできる。薄膜厚さ全体の剪断 値の範囲が広いことも、分散相がブレンド中で所望の粒度を形成するのを妨げる ことがある。 表皮層もまた、得られた複合材料に物理的強度を与え、または、処理時の諸問 題、例えば、薄膜が延伸プロセス中に割れる傾向を抑えたりもできる。表皮層物 質が非晶質のままであると、靭性がより大きい薄膜ができる傾向があるが、他方 表皮層物質が半結晶質であると、引張り剛性がより高い薄膜ができる傾向がある 。帯電防止剤、UV吸収体、染料、酸化防止剤および顔料のような他の機能成分 を、それらが本質的に得られた製品の所望の光学特性を妨げないなら、表皮層に 加えることができる。 表皮層を、押し出しプロセス中のある時点に、すなわち、押し出しされたブレ ンドと表皮層とが押出ダイを出る前に押し出しされたブレンドの1つまたは2つ の側面に適用することができる。これは、3層の共有押出し成形ダイの使用が含 まれる従来の共有押出し成形技術を用いて行なうことができる。押し出しされた ブレンドから前もって成形した薄膜へ表皮層をはり合わせることも可能である。 表皮層の厚さがブレンド/表皮層の全厚の約2%〜約50%の範囲であってもよ い。 いろいろなポリマーが、表皮層に適している。主として非晶質の ポリマーは、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、およ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の1種以上を主成分とするコポリエステルを含む 。半結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、およびナイロン物質である。 反射防止層 本発明に従って作製された薄膜および他の光学装置はまた、1つ以上の反射防 止層を含むことができる。偏光感受性であってもなくても、この層は透過を増し たり、反射のまぶしい光を抑えるのに役立つ。反射防止層を、被膜またはスパッ タエッチングのような適切な表面処理を介して本発明の薄膜と光装置とに加えて もよい。 本発明の実施例において、特定の偏光について透過を最大にし、および/また は正反射を最小に抑えることが望ましいものもある。これらの実施例において、 上記の光学体は、少なくとも1つの層が、連続相と分散相とを提供する相によく 接触した反射防止系を含む2つ以上の層を含むことができる。このような反射防 止系は、入射光の正反射を抑えると共に連続相と分散相とを含む光学体部分に入 る入射光の量を増やすように作用する。このような機能は、従来技術に周知のい ろいろな手段によって生むことができる。具体例としては、1/4波長反射防止 層、2つ以上の層の反射防止積層、段階付けた屈折率の層と段階付けた濃度層が ある。この反射防止機能はまた、望むならば、光学体の透過光側に用いて透過光 を増やすことができる。 微細なボイドの発生 若干の実施例において、連続相および分散相の物質は、2つの相の間の界面が 、薄膜が延伸されるときにボイドを生ずるほど十分に弱く選択することができる 。ボイドの平均の寸法は、処理パラメーターおよび伸張率を注意深く操作するこ とによって、または相溶化剤を選択的に用いることによって制御できる。ボイド は、液体、ガス、または固体を完成製品に埋め戻しすることができる。ボイドを 連続相と分散相とのアスペクト比および屈折率と関連させて発生させ、得られた 薄膜に望ましい光学特性を生むことができる。 3つ以上の相 本発明に従って作製された光学体はまた、3つ以上の相からなっていてもよい 。このように、例えば、本発明に従って作製された光学材料は、連続相内の2つ の異なった分散相からなっていてもよい。第2の分散相は連続相全体にランダム に、または非ランダムに分散することができ、共通軸に沿ってランダムに配列、 または整列することができる。 本発明に従って作製された光学体はまた、2つ以上の連続相からなっていても よい。このように、若干の実施例において、光学体は、第1の連続相と分散相の ほかに、第1の連続相と少なくとも1次元において共-連続的である第2の相を 含むことができる。1つの特定の実施例において、第2の連続相は、第1の連続 相と同一の延長を有する多孔性の海綿状物質である(すなわち、水が湿潤海綿内 の溝の網目を介して広がるように、第1の連続相が第2の連続相中に延在する溝 または隙間の網目を介して広がる)。関連の実施例において、第2の連続相は、 第1の連続相と少なくとも1次元において同一の延長を有する樹枝状組織の形で ある。 多層の組合せ 望むならば、本発明に従って作製された1枚以上の連続相/分散相の薄膜を、 多層薄膜と併用、またはその一構成要素として用いることができる(すなわち、 反射率を大きくするために)。好適な多層薄膜には、国際公開第95/17303号(オ ーダーカークら)に記載される種類のものが含まれる。このような構造において 、個々のシートは積層されるか、さもなければ相互に付着させるか、またはまた は間隔をあけて配置することができる。シート内の相の光学厚さが本質的に等し い場合(すなわち、2枚のシートが所定の軸に沿って、多数の本質的に同数の散 乱体を入射光に与える場合)、その複合材料は、幾分、効率が高くなって、個々 のシートと本質的に同じ帯域幅および反射率のスペクトル範囲(すなわち、「帯 域」)を反射する。シート内の相の光学厚さが本質的に等しくない場合、複合材 料は個々の相より広い帯域幅にわたって反射する。偏光子シートとミラーシート とを結合する複合材料は、透過光を偏光させたまま全反射率を大きくするのに有 用である。または、単一シートを不斉または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薄膜を製作する。 図5は、本発明の実施例の1つを示す。そこでは、光学体は、層がPEN22の 層とco-PEN24との層を交互に繰り返す多層薄膜20からなる。それぞれのPEN 層は、PENのマトリックス内にシンジオタクチックポリスチレン(sPS)の分散相 を含む。この種類の構造は、それが色が角度によって生じるのを抑えるという点 で、望ましい。さらに、散乱体の積層または包含物が、光の漏れを平均化するの で、層の厚さを制御することはそれほど重要ではなく、薄膜は処理パラメーター の変動について許容度がさらに大きくなる。 先に指摘した物質のいずれも、この実施例の層のいずれにも用いることができ 、あるいは特定の層内の連続相または分散相として用 いることができる。しかし、PENおよびco-PENは、これらの物質が層の付着力を 十分に高めるので、隣接層の主要成分として特に望ましい。 同様に、層の配置において多くの変型が可能である。このように、例えば、上 記の層に構造の一部分または全体を通して反復序列を形成させることができる。 これの例の1つは、層パターンの構造が...ABCABC...である(A、BおよびCは 異なった物質あるいは同一またはさまざまの物質の異なったブレンドまたは混合 物であり、A、BまたはCのうちの1つ以上が少なくとも1つの分散相と少なく とも1つの連続相とを含有する)。表皮層は好ましくは同一または化学的に類似 した物質である。 添加剤 本発明のの光学材料はまた、従来技術に周知の他の物質または添加剤を含むこ とができる。この物質には、顔料、染料、接着剤、コーティング、充填剤、相溶 化剤、酸化防止剤(立体障害フェノール類を含む)、界面活性剤、抗微生物薬品、 静電防止剤、難燃剤、起ほう材、潤滑剤、補強剤、光安定剤(紫外線安定剤また は遮断薬を含む)、熱安定剤、強化剤、可塑剤、粘性改質剤および他のこのよう な物質が含まれる。さらに、本発明に従って作製された薄膜および他の光装置は 、装置を摩滅、衝撃、または他の損害から守るのに役立ち、または装置の加工性 または耐久性を高める1つ以上の外層を含むことができる。 本発明に使用するための好適な滑剤は、ステアリン酸カルシウム(calcium ste rate)、ステアリン酸亜鉛(zinc sterate)、ステアリン酸銅(copper sterate)、 ステアリン酸コバルト(cobalt sterate)、ネオドデカン酸モリブデン(molybden um neodocanoate) とルテニウム(III)アセチルアセトネートを含む。 本発明に有用な酸化防止剤は、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-(4-メチル-6-t-ブチル-ブチルフェノール)、オ クタデシル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナマート、ビス-(2 ,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリトリトール ジホスファイト 、Irganox TM 1093(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)、IrganoxTM1098 (N,N'-1,6-ヘキサンジイルビス(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)、NaugaardTM445(アリールアミン)、IrganoxT M L57(アルキル化ジフェニルアミン)、Irganox TML115(ビスフェノールを 含有している硫黄)、Irganox TM LO6(アルキル化フェニル-デルタ-ナフチルア ミン)、Ethanox 398の(フルオロホスホニト),および2,2'-エチリデンビ ス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)フルオロホスニトを含む。 特に好ましい酸化防止剤の群は、ブチル化水酸化トルエン(BHT)、ビタミンE( ジ-アルファ-トコフェロール)、IrganoxTM 1425WL(カルシウムビスー(O- エチル(3,5-ジ-t-ブチル-4−ヒドロキシベンジル))ホスホナート)、IrganoxTM 1010(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 ナマート))メタン)、IrganoxTM1076(オクタデシル3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒ ドロキシヒドロシアナマート)、Ethanox TM702(障害ビスフェノール)、Etano x 330(高分子量の障害フェノール)、およびEthanoxTM703(障害フェノー ルアミン)である。 二色性染料は、本発明の光学材料内に分子配列されるときに特定 の偏光を吸収することができることから、上記の材料にとっては若干の用途にお いて特に有用な添加剤である。主としてただ1つだけの偏光を散乱する薄膜また は他の物質に用いるとき、二色性染料によって、上記の物質は他の偏光よりも1 つの偏光をよく吸収する。本発明において使用するのに好適な二色性染料は、コ ンゴー赤(ナトリウム ジフェニル-ビス-α-ナフチルアミンスルホナート)、メチ レンブルー、スチルベン染料(色素指数(CI)=620)および1,1'-ジエチ ル-2,2'-シアニンクロライド(CI=374(オレンジ)またはCI=518(ブ ルー))を含む。これらの染料の特性およびそれらを作製する方法は、E.H.ラン ド著、『Colloid Chemistry)』(1946年)に記載されている。これらの染料 の二色性は、ポリビニルアルコール中で著しく、セルロース中でより小さい。PE N中のコンゴー赤の二色性が、わずかに観察されている。他の好適な染料は、下 記の物質を含む: これらの染料の特性およびそれらを作製する方法は、『Kirk Othmer Encyclop edla of Chemical Technology』、Vol.8、652-661(第4版、1993年 )、および同書に引用された文献に論じられている。 二色性染料を本発明の光学体に用いるとき、これを連続相または分散相のいず れかにに取り入れることができる。しかし、二色性染料を分散相に取り入れるこ とが好ましい。 特定のポリマー系と配合した二色性染料は、いろいろな度合で光を偏光させる ことができる。ポリビニルアルコールおよび特定の二色性染料を用いて、その偏 光させる能力によって薄膜を作製することができる。ポリエチレンテレフタレー トまたはナイロン-6などのポリアミドのような他のポリマーは、二色性染料が 配合されるとき同じ程度に強い偏光能力を示さない。ポリビニルアルコールと二 色性染料とを組合せると、例えば、ポリマー系を形成する他の薄膜において同じ 染料を用いた場合よりも、二色性比が高いと言われている。二色性比が高くなる と、より高い偏光能力を示す。 二色性染料を本発明に従って作製された光学体内に分子配列することは、染料 を光学体に取り入れた後、光学体を伸張することによって行なうのが好ましい。 しかし、他の方法を用いて分子配列を行なってもよい。このように、1つの方法 において、二色性染料は、光学体が延伸される前または後のいずれかに、薄膜ま たは他の光学体の表面において切り分け、エッチング、または他の方法で形成さ れる一連の伸長ノッチ内に昇華または溶液からの晶出によって結晶させられる。 次に、処理された表面を、1つ以上の表面層によって製膜することができ、ポリ マーマトリックスに取り入れるか、または多層構造において用いてもよく、また は別の光学体の成分として利用できる。ノッチは、望ましい光学特性を得るよう に、予め決めたパターンまたは図に従って、および予め決めた量だけ隔置して、 作製する。 関連の実施例において、二色性染料を、中空繊維またはコンジットを光学体内 に配置する前または後のいずれかに、1つ以上の中空 繊維または他のコンジット内に配置することができる。中空繊維またはコンジッ トを、光学体の周囲物質と同一または異なっている物質から作製してもよい。 さらに別の実施例において、二色性染料は、昇華によって層の表面に結晶化さ せたように、多層構造に取り入れる前に、多層構造の層界面に沿って配置される 。さらに別の実施例において、二色性染料を用いて、本発明の従って作製された 微細なボイドの生じた薄膜中のボイドを少なくとも部分的に埋め戻すことができ る。 本発明の用途 本発明の光学体は、拡散偏光子として特に有用である。しかし、反射偏光子ま たは拡散鏡として作用する光学体はまた、本発明に従って作製することができる 。これらの用途において、光学材料の構造は上記の拡散体の用途における構造と 同様である。しかし、これらの反射体は一般に、少なくとも1つの軸に沿った屈 折率における差が非常に大きくなる。この屈折率の差は一般に、少なくとも約0 .1であり、いっそう好ましくは約0.15であり、最も好ましくは約0.2であ る。 反射偏光子は、1つの軸に沿って屈折率に差があり、別の軸に沿って本質的に 整合した屈折率を有する。他方、反射薄膜は、薄膜の面内の少なくとも2つの直 交した軸に沿った屈折率が異なる。しかし、これらの実施例の反射特性は、もっ ぱら屈折率の不整合によって決まる必要がない。このように、例えば、薄膜の厚 さを調整して、所望の反射率を得ることができる。ある場合には、薄膜の厚さを 調整することにより、薄膜は透過拡散体から拡散反射面にまで及ぶ。 本発明の反射偏光子は、多くの異なった用途があり、特に液晶デ ィスプレイパネルに有用である。加えるに、偏光子は良い紫外フィルターである と共に可視スペクトルの端まで効率的に紫外光を吸収するPENまたは類似の物質 から作製することができる。反射偏光子はまた、赤外線薄シート偏光子として用 いることができる。 産業上の利用可能性 以下の例は、本発明に従った種々の光学材料の製造、これらの物質のスペクト ルの特性について説明する。特に指示しない限り、組成の百分率は、重量%によ る。用いたポリエチレンナフタレート樹指は、シカゴ、イリノイ州のアモココー ポレーション製のエチレングリコールおよびジメチル-2,6-ナフタレンジカル ボキシレートを用いてこれらの試料用に作製された。これらの試薬は、従来のポ リエステル樹脂重合技術を用いて重合させ、いろいろな固有粘度(IV)にした。 シンジオタクチックポリスチレン(sPS)は、米国特許第4,680,353号(イシハラ ら)に開示された方法に従って作製することができる。その例には、以下に論じ る種々のポリマー対、連続相と分散相との種々の割合、および他の添加剤または 工程の変更が含まれる。 ポリエステル薄膜を作製するために用いた従来の延伸装置または実験室用回分 延伸機を用いて、試料を伸張または延伸した。用いた回分延伸機は、押し出され た流延ウエブから切り分けられ、方形に配列された24個のグリッパ(それぞれ の側面に6個)によって保持された小片の流延物質(7.5cm×7.5cm)を用いるよ うに設計された。試料の延伸温度を熱送風機で制御し、薄膜試料を制御した速度 において一方向または両方向にグリッパ間の距離を増す機械装置によって延伸し た。両方向に伸張される試料は、連続的または同時に延伸することができる。拘 束方式(C)で延伸される試料 については、すべてのグリッパがウエブを保持し、グリッパは一次元にのみ移動 する。それに対し、非拘束方式(U)において、伸張方向に垂直な固定次元にお いて薄膜を保持するグリッパは未使用であり、薄膜はその次元において緩和また は局部絞りさせておく。 偏光拡散透過および反射を、Perkin Elmer Labsphere S900-100015 0ミリメートル積分球付属品とグラン-トンプソン立方体偏光子とを備えたPerki n Elmer Lambda 19紫外/可視光/近赤外分光光度計を用いて測定した。平行 および交差した透過および反射値を、薄膜の伸張方向に、それぞれ、平行または 垂直な偏光のe-ベクトルで測定した。すべての走査は、毎分480ナノメート ルの走査速度および2ナノメートルのスリット幅で連続して行なった。反射は「 V-反射」方式で行われた。透過および反射率値は400〜700ナノメートルの すべての波長の平均である。 分散相の性質を調べるために、縦方向に垂直な平面において横断した完成した 薄膜の透過電子顕微鏡写真を撮った。3層構造の外側の層を延伸された薄膜から 取り除き、ただブレンド層だけを埋め込みのために残しておく。試料を、室温に おいて硬化される3M ScotchcastTM 5 Electrical Resinに埋め込んだ。埋め込ま れた試料を、室温においてRelchert UltracutTMミクロトーム上に、ダイヤモン ドナイフを用いて毎秒0.2ミリメートルの切断速度において、約90nm厚の薄切 片にミクロトーム処理した。上記の薄切片を蒸留した脱イオン水に浮かべ、炭素 /ホルムバール(formvor)基材で強化した200メッシュ銅グリッドについて 透過型電子顕微鏡評価するために採取した。顕微鏡写真を、JEOL 200CX透過電子 顕微鏡を用いて撮った。 走査型電子顕微鏡による評価を、分散相の性質を求めるために薄膜を延伸する 前に流延ウエブ上で行なった。ウエブ片を破断し、液 体窒素に浸漬したまま、縦方向に垂直な平面を露出させた。次に、試料をトリミ ングし、アルミニウムスタブ上に取り付けた後、金パラジウムでスパッタ製膜し た。顕微鏡写真を、日立S530走査電子顕微鏡を用いて撮った。 実施例1 実施例1において、光学薄膜を本発明に従って、従来の押し出しおよび流延技 術を用いて、連続相または大きい相としての75%のポリエチレン ナフタレー ト(PEN)と、分散相または小さい相としての25%のポリメタクリル酸メチル (PMMA)とのブレンドを約380ミクロン厚の流延薄膜またはシートに押し出す ことによって、作製した。PENの固有粘度(IV)は、0.52であった(60%の フェノール、40%のジクロロベンゼンを測定)。PMMAはデラウェア州、ウィル ミントンのICIアメリカ.インク製の製品名CP82であった。用いた押し出し機は 、チューブ1本が60μmのTegraフィルターを備えた3.15cm(1.24イン チ)Brabenderであった。ダイは30.4cm(12インチ)のEDI Ultraflex TM4 0であった。 薄膜を押し出してから約24時間後に、流延薄膜をポリエステル薄膜幅出し装 置上に幅または横方向(TD)に延伸した。伸張については、約160℃(320 °F)の伸張温度において押出し幅が約140cm(55インチ)で毎分約9.1m (30フィート/分)において実施した。伸張した試料の全反射率は、Glan-Tho mpson立方体偏光子で偏光された試料光束によってLambda 19分光光度計に乗せ た積分球付加装置で測定した。試料は、75%の平行反射率(すなわち、反射率 を、偏光のe-ベクトルに平行した薄膜の伸張方向によって測定した)、および5 2%の交差反射率(すなわち、反射 率を伸張方向に垂直な偏光のe-ベクトルによって測定した)を有した。 実施例2 実施例2において、光学薄膜を実施例1と同様の方法で作製して評価した。た だし、75%のPENと、25%のシンジオタクチックポリスチレン(sPS)と、0 .2%のポリスチレングリシジルメタクリレート相溶化剤と、それぞれ0.25% のIrganoxTM1010およびUltranox TM626とのブレンドを用いた。ポリスチ レングリシジルメタクリレートの合成については、Polymer Processes、『Chemi cal Technology of Plastics, Resins, Rubbers, Adhesives and Fibers』、Vol .10、第3章、69-109(1956年)(カルヴィン.E.シルドネット編) に記載がある。 ?PENは60%のフェノール、40%のジクロロベンゼンで測定すると固有粘度 が0.52であった。sPSは、ダウ.ケミカル.カンパニー製であり、重量平均分子 量が約200,000であり、以下sPS-200-0として示名する。伸張された薄 膜試料の平行反射率を求めると、73.3%であり、交差反射率は35%であっ た。 実施例 3 実施例3において、光学薄膜は、相溶化剤の量を0.6%に上げたことを除き 、実施例 2と同様の方法で評価した。得られた平行反射率は81%であり、交 差反射率は35.6%であった。 実施例 4 実施例4において、3層の光学薄膜を、従来の3層共有押出し成形技術を利用 して本発明に従って作製した。薄膜は、コア層と、コア層の各側の表皮層とを有 した。コア層は、75%のPENと25%のsPS 200-4(示名sPS-200−4は 、4モル%のパラ-メチルスチレン含有シンジオタクチックポリスチレンのコー ポリマを 指す)とのブレンドからなり、各表皮層は、60%のフェノール、40%のジク ロロベンゼンで測定した固有粘度が0.56である100%のPENからなった。 得られた3層の流延薄膜は、コア層厚さが約415ミクロンであり、各表皮層 は、約635ミクロンの全厚に対して約110ミクロンであった。実験室用回分 伸張機を用いて、得られた3層の流延薄膜を約129℃の温度において縦方向( MD)において6対1に伸張した。伸張方向に平行な薄膜試料の端を研究室用伸張 機によって掴めないので、試料は横方向(TD)が拘束されず、伸張手続の結果と してTDにおいて約50%局部絞りされた。 光学性能を、実施例 1と同様の方法で評価した。平行反射率を求めると、8 0.1%であり、交差反射率は15%であった。これらの結果は、薄膜が低吸収 性のエネルギー節約系として機能することを示している。 実施例 5〜29 実施例5〜29において、一連の光学薄膜を、実施例4と同様の方法で作製し た。ただし、コア層のsPSの率と、用いたPEN樹指のIVとを表1に示すように変え た。コア層および表皮層中のPEN樹脂のIVは、所定の試料について同じであった 。流延シートの全厚は、約625ミクロンであり、このコア層の合計の約の3分 の2で、厚さがほぼ等しい表皮層との釣合をとっている。コア層内のPENとsPSと の種々のブレンドを、表1で示すように作った。薄膜は、表1に示すように種々 の温度において縦方向(MD)または横方向(TD)のいずれかに約6対1の延伸比 まで伸張した。試料は、伸張する間に試料が局部絞りされるのを妨ぐために伸張 方向に垂直な方向に拘束した(C)。表1で「U」と表示した試料は拘束されず、 拘束されない次元を局部絞りさせておいた。透過率、反射および吸 収を含む伸張した試料の特定の光学的性質を、伸張方向に平行および交差または 垂直な軸に沿って測定した。結果は表1まとめた。 実施例24〜27に示すように、ヒートセットは、伸張方向に垂直な伸張した 試料の2つの端縁を、適切に大きさを定めた剛性フレームに締め付け、締め付け た試料を1分間表示温度において炉内に置くことによって、手作業で拘束して行 なった。伸張の方向に平行な2つの試料側面は拘束されず(U)、または締め付け ないで局部絞りさせておいた。伸張した試料の4つの端縁を全て拘束または締め 付けたことを除いて、実施例 24のヒートセットを同様に行なった。実施例 28はヒートセットされなかった。 上記の試料のすべては、薄膜試料体中で分散相の位置によって決まる分散相の さまざまな形状を含有するのがわかった。試料の表面に近いほうにある分散相包 含物は、ほぼ球形に近いというよりむしろ伸長形状であることがわかった。試料 表面の間の中央近くにある包含物は、ほぼ球形に近いといえる。これは表皮層を 有する試料についても当てはまるが、その効果は表皮層では減少する。表皮層を 付加することにより、伸張操作の間に割れが生じる傾向が抑えられ、薄膜の処理 が改良される。 理論に囚われることなくみるならば、流延薄膜のコア層中の包含物(分散相) が伸長されるのは、それがダイを介して移動するときにブレンドに生じる剪断の 結果であると思われる。この伸びの特性は、ダイのさまざまな物理的な寸法、押 し出し温度、押し出し物の流動速度、並びにそれらの相対的な溶融粘度を変える 連続相および分散相物質の化学的面によって変化することができる。特定の用途 または使用においては、押出しの間に分散相に若干の伸びを提供することに利点 があるかもしれない。後に縦方向に伸張するそれらの用途については、押出しの 間に伸長された分散相が生じることは、得られた分散相がより高いアスペクト比 になることを可能にする。 別の顕著な特徴としては、性能の著しい改良が、同じ試料を拘束せずに伸張す るときに観察されるという事実がある。このように、実施例 9においては、透 過率は平行な方向および垂直な方向でそれぞれ、79.5%、20.3%であった 。それと対照して、実施例 16の透過率は平行な方向および垂直な方向でそれ ぞれ、75.8%、28.7%だけであった。試料を拘束せずに伸張するとき、拘 束して伸張するのに対して厚さが増すが、透過率と吸光度の両方が良くなるので 、屈折率の整合は恐らく改善されている。 屈折率を制御する別の方法としては、物質の化学的性質を改質す ることがある。例えば、テレフタル酸から誘導された共重合単位の30重量%と 、2,6-ナフタル酸から誘導された共重合単位の70重量%とのコーポリマの屈 折率が、100%のPENポリマーより0.02単位低い。他のモノマーまたは比率 から、やや異なった結果になるかもしれない。この種の変更によって、屈折率の 差が大きいことが望ましい軸においてその減少を抑えたまま、1つの軸において 屈折率をいっそうよく整合させることができる。換言すれば、1つの軸において 屈折率値をよりよく整合させることによって得られる利点は、差が大きいことが 望ましい直交した軸における減少を十二分に埋め合わせる。第二に、伸張がおき る温度域を変えるために化学変化することが望ましいことがある。sPSといろい ろな比率のパラメチルスチレンモノマーとのコーポリマによって、最適な伸張- 温度域を変えることができる。これらの技術を組合せることは、処理と得られた 屈折率の整合および差のために最も効率的に全ての系を最適化するために必要で あることがある。このように、最終性能の制御は、伸張条件に関して工程と化学 的性質を最適化して、さらに物質の化学的性質を調整して少なくとも1つの軸に おける屈折率の差を最大にし、少なくとも1つの直交した軸においてその差を最 小にすることによって改良できる。 これらの試料は、TD方向ではなくMDに延伸するといっそう良い光学性能を示し た(実施例 14〜15と比較せよ)。理論にとらわれずにみるならば、異なった 幾何学的形状の包含物がMDへの延伸よりもTDへの延伸によって生じると共に、こ れらの包含物はアスペクト比が大きく、非理想的な終端効果を小さくすると考え られている。非理想的な終端効果とは、伸長粒子のそれぞれの端部の先端におけ る複雑な幾何学的形状/屈折率の関係を指す。粒子の内部または非端部は、望ま しいと考えられる均一な幾何学的形状と屈折率 とを有すると思われる。このように、均一な伸長粒子のパーセンテージが大きく なると、光学性能も良くなる。 これらの物質の吸光比は、伸張方向に垂直な偏光の透過と伸張方向に平行な透 過との比率である。表1に挙げた例については、吸光比は、約2〜約5の範囲で あるが、吸光比を最適化しようとしなければ、最大7までの吸光比が本発明に従 って作製された光学体に確認された。薄膜厚さ、包含物の体積分率、粒度、およ び屈折率の整合・不整合度を調整することによって、またはヨウ素あるいは他の 染料を使用することによって、吸光比をもっと大きく(例えば、100を超える )することができる。 実施例30〜100 実施例 30〜100で、本発明の試料は、表2に一覧した種々の物質を用い て作製した。PEN42、PEN47、PEN53、PEN56およびPEN60は、60%の フェノール、40%のジクロロベンゼンで測定された、0.42、0.47、0. 53、0.56、および0.60の固有粘度(IV)をそれぞれ有するポリエチレン ナフタレートを指す。用いた特定のsPS-200-4は、ダウ.ケミカル.カンパニ ー製である。EcdelTM9967およびEastarTMは、ニューヨーク州、ロチェスタ ーのイーストマン ケミカル.カンパニー製のコポリエステルである。Surlyn TM 1706は、デラウェア州、ウィルミントンのイー.アイ.デュポン.ドゥ.ヌム ール.アンドカンパニー製のアイオノマー樹指である。添加剤1または2として 掲げた物質は、ポリスチレングリシジルメタクリレートを含む。示名GMAPS2、GM APS5とおよびGMAPS8は、全コーポリマ中のグリシジルメタクリレートが、それぞ れ、2、5、および8重量%であるグリシジルメタクリレートを指す。ETPBは、 架橋剤エチルトリフェニルホスホニウム臭化物を指す。PMMA V044は、アトハー スノ ースアメリカインク製のポリメタクリル酸メチルを指す。 光学薄膜試料を、表2に示した下記の論じた相違を除けば、実施例 4と同様 の方法で作った。連続相とその合計比を、大きい相として記録する。分散相とそ の合計比は、小さい相として記録する。ブレンド厚さとして記録した値は、ミク ロン単位のコア層の約の厚さを表す。表皮層の厚さは、コア層の厚さが変化する とき変わるが、一定の比率に保たれ、すなわち、表皮層はだいたい等しく、2つ の表皮層の合計は全厚の約3分の1であった。分散相の大きさは、走査電子顕微 鏡(SEM)または透過電子顕微鏡(TEM)によっていくつかの試料について求めた 。実験室用回分延伸機を用いて後に伸張されるそれらの例は、「伸張したバッチ 」と表示した欄の「X」によって示す。 種々の相溶化剤を存在させると、包含された相すなわち分散相のサイズは減少 することが分かった。 実施例101 実施例101において、光学薄膜は、得られたコア厚さが約420ミクロン、 各々の表皮層の厚さが約105ミクロンであることを除き、実施例4と同様の方 法で作製した。PENは0.56IVであった。流延薄膜は、伸張温度が165℃であ り、流延と伸張との間に15日間の遅れがあったことを除き、実施例 1と同様 に延伸した。透過率は、平行および垂直に偏光された光について、それぞれ87 .1%および39.7%であった。 実施例102〜121 実施例 102〜121において、光学薄膜を実施例 101と同様に作製した 。ただし、延伸条件を変え、および/または表3に一覧するように、sPS-200 -0をパラ-メチルスチレンの4または8モル%を含むsPSのコーポリマか、また はアタクチック形スチレン、すなわち、Styron 663(ミシガン州、ミッドラ ンドのダウケミカルカンパニー製)と取り替えた。透過特性の評価もまた記録す る。透過性の値は、450〜700nmの間の全ての波長にわたって平均した。 これらの例は、含まれる相の粒子が低IV PENよりも高IV PENにおいていっそう 縦方向に伸長されることを表す。これは、低IV PENにおいては、薄膜の内部の場 所におけるよりも薄膜の表面付近が非常に伸張されることが一致して観察されて おり、結果として、フィブリル構造が表面近くに形成され、球形の構造が中心に 向かって 形成される。 これらの実施例のいくつかは、延伸温度と配向度とが所望の効果を得るための 重要な変数であることを示唆する。実施例109〜114は、不活性な結晶化が 、好ましい偏光透過が得られない唯一の理由である必要がないことを示唆する。 実施例122〜124 実施例122において、多層光学薄膜を、209層フィードブロックによって 本発明に従って作製した。フィードブロックに下記の2つの物質を送り込んだ。 (1)1時間毎に38.6キログラムのPEN(0.48の固有粘度)、(2)95%のCo PENと5重量%のsPSホモポリマー(分子量が200,000)とのブレンド。CoP ENは、70モル%のナフタレンジカルボキシレートと、エチレングリコールと重 合させて0.59の固有粘度にした30モル%ジメチルイソフタレートとを主成 分とするコーポリマである。CoPEN/sPSブレンドを、1時間毎に34.1キログ ラムの速度においてフィードブロックに送り込んだ。 CoPENブレンド物質は押出物の外側に担持され、得られた層のスタック層の組 成は、2つの物質が交互に並んだ。層の厚さは、最も薄い層から最も厚い層まで の比が1.3であり、線状こう配の4分の1波長のスタックが得られるよう作ら れている。次いで、sPSを欠いたCoPENのより厚い表皮層(CoPEN/sPSブレンドを 作製するように上記の方法に従って作製した。ただし、モル比は、ナフタレンジ カルボキシレート/ジメチルテレフタレート/ジメチルイソフタレート が70/ 15/15であった)を、209層の複合材料の各側面に加えた。全表皮層を、 1時間当たり29.5kgの速度において、スタックの各々の側面または表面にこ の量の約2分の1が担持されるように添加した。 得られた表皮層を被着した多層複合材料を、マルチプライアーを介して押し出 して、421層の多層の複合材料を得た。次に、得られた多層の複合材料に、各 側面にこの量の約の2分の1が担持されるように1時間当たり29.5キログラ ムの全速度において、それぞれの表面に70/15/15のCoPENの別の表皮層を 被着させた。この第2の表皮層は、既存の表皮層から別々に検出可能ではない場 合もある(物質が同じであるとき)ので、この論議の目的のために、得られた特 別に厚い表皮層を単一層とみなす。 得られた421層の複合材料を、1.40の比率の不整マルチプライアーによ って再び押し出して841層の薄膜を得て、次に、ダイを介して押し出し急冷し て厚さ約30ミルのシートに流延した。次いで、得られた流延シートは従来の薄 膜作製幅出し装置を用いて幅方向に延伸した。そのシートを、約300(149 ℃)の温度において約6:1の延伸比に毎秒約20%の伸張速度において伸張し た。得られた伸張された薄膜は、厚さが約5ミルであった。 実施例123において、多層の光学薄膜を、CoPEN/sPSブレンド中のsPSの量 が5%ではなく20%であったことを除き、実施例122と同様に作製した。 実施例124において、多層の光学薄膜を、sPSを薄膜に加えなかったことを 除き、実施例122と同様に作製した。 表4で記録した結果は、薄膜の光学ゲインの評価を含む。薄膜の光学ゲインは 、バックライトからLCDパネルを介して両者の間に薄膜を挿入して透過される光 と、薄膜を配置せずに透過される光との比率である。光学薄膜環境での光学ゲイ ンの意味は、国際公開第95/17692号においてその文献の図2に関連して記載され ている。ゲイン値が高くなることが、一般に望ましい。透過値は、光源が伸張方 向に平行に偏光させられたとき(T)、および伸張方向に垂直 色(OAC)を、400〜700nmの波長の50度の入射光において、p-偏光され た透過の平方自乗平均偏差としてオリエル分光光度計を用いて測定した。 角度によって生じる色(OAC)の値は、本発明に関連した多層膜構造を用いる利 点について示す。特に、このような構造を用いて、ゲインの低下を適度におさえ たままOACを本質的に減らすことができる。こうした妥協策は、若干の用途にお いては利点があるかもしれない。本発明の実施例のTの値は、sPS分散相によっ て散乱させられた光が検出器によって感知されないかもしれないので、予想以上 に低い場合がある。 実施例125 3層の薄膜を、実施例4に従って作製した。コア層は、60%のフェノール、 40%のジクロロベンゼン、70%のsPS 200-7、更に2%のDylark332- 80(NOVAケミカル製)を加えて測定すると、固有粘度が0.55の70%のCoP ENからなった。それぞれの表皮は、塩化メチレンで測定すると固有粘度が0.6 5である100%のCoPETからなった。 CoPENは、62モル%のナフタレンジカルボキシレートと38モル%のジメチ ルテレフタレートとを主成分とするコーポリマであった。CoPETは、80モル% のジメチルカルボキシル酸と20モル% のジメチルイソフタレートとを主成分とするコーポリマであった。 流延薄膜を、実施例1と同じ方法で延伸した。147cm(58インチ)の押出 し幅で毎分5.8m(毎分19フィート)において伸張した。伸張温度は124℃で あった。ヒートセット温度は163℃であった。垂直方向の透過は85.3%で あり、平行方向の透過は21.7%であった。 実施例 126〜130 以下の例は、本発明の光学系において共-連続したモフォロジーの生成につい て説明する。 実施例126〜130において、コア層中のsPSの率と伸張温度を表5に示す ように変えたことを除き、一連の光学薄膜を実施例 125と同様の方法で作製 して評価した。 実施例125〜130の平行方向、および垂直方向の透過値は、良好な光学性 能を示す。実施例 130の透過率の垂直方向の透過値が高いのは、伸張方向に 垂直な方向に整列された偏光に対する両方の相の屈折率が有効に整合することを 示す。 実施例126および127については、流延ウエブの破断面の走 査型電子顕微鏡写真を撮った。実施例 125のように、異なった仕方で連続マ トリックス内に分散された球形または楕円形の粒子の明確な証拠があった。透過 電子顕微鏡写真を、実施例129および130について撮った。これらはそれぞ れ、図6aおよび6bに示す。図6aは、共-連続相のモフォロジーを示す。顕微鏡写 真検査により、coPENおよびsPS相の両方の包含物、並びにそれぞれが連続相であ るように思われる領域を示す。それと対照して、図6bは、sPSマトリックス中に 分散したcoPENを示す。 本発明の前述の記述は、ただ説明上のものであり、制限を加えようとするもの ではない。それ故に、本発明の範囲は、添付したクレームを参照することによっ てよってのみ、解釈されるべきである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 25/00 C08L 25/00 B29K 25:00 67:00 B29L 7:00 11:00 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN, CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV, MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,VN, YU (72)発明者 カールソン,ロックウッド ダブリュ. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133―3427, セント ポール,ポスト オフィス ボッ クス 33427 (72)発明者 ネビット,ティモシー ジェイ. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133―3427, セント ポール,ポスト オフィス ボッ クス 33427 (72)発明者 オーダーカーク,アンドリュー ジェイ. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133―3427, セント ポール,ポスト オフィス ボッ クス 33427 (72)発明者 ストバー,カール エー. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133―3427, セント ポール,ポスト オフィス ボッ クス 33427 (72)発明者 ウェバー,マイケル エフ. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133―3427, セント ポール,ポスト オフィス ボッ クス 33427 (72)発明者 マジャムダー,ビスワロップ アメリカ合衆国,ミネソタ 55133―3427, セント ポール,ポスト オフィス ボッ クス 33427

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.第1の相と、少なくとも1つの軸に沿って該第1の相と共-連続的である 第2の相と、を含む光学体において、該第1の相と第2の相とがポリマーであり 、該第1の相と第2の相との間の屈折率の差が、第1の軸に沿って少なくとも約 0.05であり、第2の軸に沿って約0.05未満である光学体。 2.前記第2の相が、少なくとも2つの相互に直交した軸に沿って前記第1の 相と共-連続的である請求項1に記載の光学体。 3.前記第2の相が、3つの相互に直交した軸に沿って前記第1の相と共-連 続的である請求項1に記載の光学体。 4.前記光学体が薄膜であり、前記第2の軸が、該薄膜の面に垂直である請求 項1に記載の光学体。 5.前記第1の相と第2の相とが、第1および第2の相互に直交した軸によっ て規定される平面内で共-連続的であり、前記第1の相と第2の相とが、前記第 1の軸と第2の軸とに沿って共-連続的である請求項1に記載の光学体。 6.前記第1の相と第2の相のうちの一方の複屈折率が、少なくとも約0.0 5であり、前記第1の相と第2の相とのうちの他方の複屈折率が、約0.05未 満である請求項1に記載の光学体。 7.前記第1の相の複屈折率が少なくとも約0.1であり、前記第2の相の複 屈折率が約0.05未満である請求項1に記載の光学体。 8.前記第1の相の複屈折率が少なくとも約0.2であり、前記第2の相の複 屈折率が約0.05未満である請求項1に記載の光学体。 9.前記第1の相の複屈折率が少なくとも約0.05であり、前記第2の相の 複屈折率が約0.02未満である請求項1に記載の光学体。 10.前記第1の相の複屈折率が少なくとも0.05であり、前記第1の相と 第2の相とのうちの他方の複屈折率が、約0.01未満である請求項1に記載の 光学体。 11.前記第1の相が、前記第1の軸に沿って、前記第2の相の屈折率との差 が約0.1より大きい屈折率を有する、請求項1に記載の光学体。 12.前記第1の相が、前記第1の軸に沿って、前記第2の相の屈折率との差 が約0.15より大きい屈折率を有する、請求項1に記載の光学体。 13.前記第1の相が、前記第1の軸に沿って、前記第2の相の屈折率との差 が約0.2より大きい屈折率を有する、請求項1に記載の光学体。 14.前記第1の相が、前記第2の軸に沿って、前記第2の相の屈折率との差 が約0.03より小さい屈折率を有する、請求項1に記載の光学体。 15.前記第1の相が、前記第2の軸に沿って、前記第2の相の屈折率との差 が約0.01より小さい屈折率を有する、請求項1に記載の光学体。 16.前記第1の相と第2の相が全体として、電磁放射線の両方の偏光に対し て、前記少なくとも1つの軸に沿って少なくとも約50%の拡散反射率を有する 請求項1に記載の光学体。 17.電磁放射線の第1の偏光に対する前記光学体の全反射率が、約50%を 超えると共に、該第1の偏光に直交した電磁放射線の第2の偏光に対する全透過 率が約50%を超える請求項1に記載の光学体。 18.前記電磁放射線の第1の偏光に対する前記光学体の全反射率が、約60 %を超える請求項17に記載の光学体。 19.前記電磁放射線の第1の偏光に対する前記光学体の全反射率が、約70 %を超える請求項17に記載の光学体。 20.前記電磁放射線の第2の偏光に対する前記光学体の全反射率が、約60 %を超える請求項17に記載の光学体。 21.前記電磁放射線の第2の偏光に対する前記光学体の全反射率が、約70 %を超える請求項17に記載の光学体。 22.第1の偏光が本質的に拡散反射され、かつ、該第1の偏光に直交して偏 光された第2の偏光の少なくとも約40%が、前記光学体を介して約8°未満の 偏向角において透過させられる請求項1に記載の光学体。 23.前記第2の偏光の少なくとも約60%が、前記光学体を介して約8°未 満の偏向角において透過させられる請求項22に記載の光学体。 24.前記第2の偏光の少なくとも約70%が、前記光学体を介して約8°未 満の偏向角において透過させられる請求項22に記載の光学体。 25.前記第1の相と第2の相のうちの少なくとも1つが、熱可塑性樹脂を含 む請求項1に記載の光学体。 26.前記熱可塑性樹脂が、ビニル芳香族モノマーから誘導されるシンジオタ クチックビニル芳香族ポリマーである請求項25に記載の光学体。 27.前記熱可塑性樹脂が、シンジオタクチックポリスチレンの共重合単位を 含む請求項25に記載の光学体。 28.前記熱可塑性樹脂がポリエチレンナフタレートを含む請求項25に記載 の光学体。 29.前記第1の相と第2の相のうちの一方が、シンジオタクチックポリスチ レンを含み、前記第1の相と第2の相のうちの他方が、 ポリエチレンナフタレートを含む請求項25に記載の光学体。 30.前記第1の相と第2の相との両方が、熱可塑性ポリマーを含む請求項2 5に記載の光学体。 31.前記光学体が、少なくとも約2の延伸比まで延伸される請求項1に記載 の光学体。 32.前記光学体が、少なくとも約4の延伸比まで延伸される請求項1に記載 の光学体。 33.前記光学体が、少なくとも約6の延伸比まで延伸される請求項1に記載 の光学体。 34.前記第1の相と第2の相とが、非混和性である請求項1に記載の光学体 。 35.前記第1の相が連続気泡材料であり、該第1の相の気泡が、少なくとも 1つの共通軸に沿って本質的に整列される請求項1に記載の光学体。 36.前記第2の相が、前記第1の相の気泡中に分散される請求項35に記載 の光学体。 37.前記気泡のアスペクト比が、少なくとも約2である請求項35に記載の 光学体。 38.前記気泡のアスペクト比が、少なくとも約5である請求項35に記載の 光学体。 39.前記気泡の横断面が本質的に楕円形である請求項35に記載の光学体。 40.前記光学体が、少なくとも2つの方向に延伸される請求項1に記載の光 学体。 41.前記光学体が、複数の層を有する請求項1に記載の光学体。 42.前記光学体の吸光比が、約3を超える請求項1に記載の光学体。 43.前記光学体の吸光比が、約5を超える請求項1に記載の光学体。 44.前記光学体の吸光比が、約10を超える請求項1に記載の光学体。 45.前記光学体が薄膜であり、前記第1の相と第2の相との間の屈折率の差 が、前記薄膜の表面に垂直な軸に沿って約0.05未満である請求項1に記載の 光学体。 46.可視、紫外、または赤外の電磁放射線のうちの少なくとも1つの偏光に 対して、前記第1の相と第2の相の全体としての少なくとも1つの軸に沿う拡散 反射率が、少なくとも約30%である請求項1に記載の光学体。 47.前記光学体が、正反射軸を有し、前記電磁放射線が該正反射軸を中心に して異方的に分配される請求項46に記載の光学体。 48.前記光学体が、少なくとも1つの方向に延伸されると共に正反射軸を有 し、電磁放射線の前記少なくとも1つの偏光の拡散反射部分が、主として、前記 延伸方向を中心軸とし正反射方向を含む表面を有する円錐の表面に沿ってまたは その近くに分配される請求項46に記載の光学体。 49.前記第1の相と第2の相とが共通軸に沿って整列され、前記光学体が少 なくとも1つの方向に延伸され、かつ、電磁放射線の前記少なくとも1つの偏光 の拡散反射部分が、主として、前記第1の相と第2の相との整列軸を中心軸とし 正反射方向を含む表面を有する円錐の表面に沿って、またはその近くに分配され る請求項47に記載の光学体。 50.前記光学体が正透過軸を有し、前記電磁放射線が該正透過軸を中心にし て異方的に分配される請求項49に記載の光学体。 51.前記光学体が少なくとも1つの方向に延伸されると共に少 なくとも1つの方向に光を分光透過し、第1の偏光に直交して偏光された光の少 なくとも約40%が、前記光学体を介して拡散透過させられ、かつ、拡散透過光 線が、主として、前記延伸方向を中心軸とし正透過方向を含む表面を有する円錐 の表面に沿ってまたはその近くに分配される請求項1に記栽の光学体。 52.前記第2の相が、伸長軸が共通方向に整列させられる伸長された包含物 を含み、前記光学体が少なくとも1つの方向に延伸され、かつ、電磁放射線の前 記少なくとも1つの偏光の拡散透過部分が、主として、前記伸長軸を中心軸とし 拡散透過方向を含む表面を有する円錐の表面に沿ってまたはその近くに分配され る請求項1に記載の光学体。 53.前記第1の相と第2の相との間の屈折率の差が、前記薄膜の表面に垂直 な軸に沿って約0.02未満である請求項1に記載の光学体。 54.二色性染料をさらに含む、請求項1に記載の光学体。 55.第1のポリマーと第2のポリマーとの相互貫入網目構造物物を含む光学 体において、該第1のポリマーと第2のポリマーとの間の屈折率の差が、第1の 軸に沿って少なくとも約0.05であり、第2の軸に沿って約0.05未満である 光学体。 56.前記第1の相と第2の相との屈折率の差の絶対値が、第1の軸に沿って Δn1であり、該第1の軸に直交した第2の軸に沿ってΔn2であり、かつ、Δn1と Δn2との差の絶対値が少なくとも約0.05である請求項55に記載の光学体。 57.連続気泡ポリマーの第1の相と、該第1の相の気泡中に存在する第2の 相とを含む光学体において、前記第1の相と第2の相との屈折率の差の絶対値が 、第1の軸に沿ってΔn1であり、該第1の軸に直交した第2の軸に沿ってΔn2で あり、かつ、Δn1とΔn2との 差の絶対値が少なくとも約0.05である光学体。 58.電磁放射線の少なくとも1つの偏光に対して少なくとも1つの軸に沿う 前記第1の相と第2の相との拡散反射率が全体として、少なくとも約30%であ る請求項57に記載の光学体。 59.Δn1とΔn2との差の絶対値が、少なくとも約0.1である請求項57に 記載の光学体。 60.前記第1の相が、前記第2の相よりも複屈折率が大きい請求項57に記 載の光学体。 61.前記第1の相の複屈折率が、前記第2の相の複屈折率よりも少なくとも 0.02大きい請求項57に記載の光学体。 62.前記第1の相の複屈折率が、前記第2の相の複屈折率よりも少なくとも 0.05大きい請求項57に記載の光学体。 63.前記第1の相が、相互に結合した気孔の網目構造物物を含み、かつ、前 記第2の相が前記網目構造物物内に配置される請求項57に記載の光学体。
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