JP2012513610A - 二段階内部パターン化に好適な多層光学フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2008年12月22日に出願された米国特許仮出願第61/139,736号「Internally Patterned Multilayer Optical Films Using Spatially Selective Birefringence Reduction」及び2009年3月6日に出願された米国特許仮出願第61/157,996号「Multilayer Optical Films Having Side−by−Side Mirror/Polarizer Zones」及び2009年3月6日に出願された米国特許仮出願第61/158,006号「Multilayer Optical Films Suitable for Bi−Level Internal Patterning」の利益を主張し、これらの開示は本明細書において参照によって組み込まれる。
本発明は一般的に、その反射特性が、フィルム内に、すなわちフィルムの内部に配置される層間の境界面から反射する光の建設的及び破壊的干渉によって大部分が決定されるようなフィルムに対する特定の用途を有する光学フィルムに関する。本発明はまた、関連するシステム及び方法に関連する。
上記で説明され、以下で更に説明されるように、第1、第2及び第3フィルム反射特性はそれぞれ、フィルムの表面又は他の表面機構に適用されるコーティングの結果ではなく、フィルム110の内部の構造的特徴の結果である。内側機構は複製又は偽造するのが困難であるため、開示されるフィルムのこの態様は、セキュリティ上の用途(例えば、フィルムが信頼性の指標として製品、パッケージ又は文書への適用を意図される場合)においてこれらを有益にする。
(IL,2/IU,1)>βB/(2−βB)
から得られる。遮蔽状態が強くなり、βBが0に近づくとこの拘束は、後部が、前部に衝突する遮蔽状態と完全に隔離されるために、理論上のものになる。偏光子が非効率になり、βBが1(unity)に近づくと、IL,2はIU,1に近づき別個の処理性を提供する。しかしながら、この制限において、前部パケットの後部においてフルーエンスがこのときIU,1よりも十分大きくなくてはならず、一方で後部パケットの前部において、IL,2よりも十分に小さくなくてはならないため、操作のウィンドーは非常に小さくなる。これは同様に、前部パケットを阻害することなく後部パケットを処理するため、透過状態条件における様々な条件の強さにより、第1近似:
(IU,2/IL,1)<βP/(2−βP)
から得られる。透過状態が完全に透過性となり、βPが1に近付くと、前部パケットIL,1書き込み下限は単に、後部パケットの書き込み上限IU,2を超える必要がある。透過状態が部分的に反射性になると、前部パケットの書き込み下限は、1よりも大きい因数(例えば、(2−βP)/βP)により後部パケットの書き込み上限を超えるべきである。最後に、各パケットの書き込み閾値は、このパケットの吸収率と緊密に関連することに留意するべきである。
用語「キャストウェブ」は、続く延伸及び配向の前、初期キャストプロセスの後の、キャスト及び形成された多層体を指す。第1多層ポリマーウェブ又はキャストウェブは、ナフタレート系コポリマーを使用して構成された。第1のこのようなコポリマーは、PEN−Gbと称され、第2のこのようなコポリマーはcoPEN 55/45 HDと称される。第1コポリマー、PEN−Gbは実施例7に記載される、米国特許出願公開第US2009/0273836号(Yustら)の、いわゆるPEN−CHDM10である。PEN−Gbはしたがって、参照される米国特許出願の表1により、38.9lbs(17.6kg)のNDC(例えば、BP Amoco(Naperville,Illinois)から入手可能なジメチル2,6−ナフタレンジカルボン酸)と20.8lbs(9.4kg)のEG(例えば、ME Global(Midland,Michigan)から入手可能なエチレングリコール)及び2.23lbs(1.01kg)のCHDM(例えば、Eastman Chemical(Kingsport,Tennessee)から入手可能なシクロヘキサンジメタノール)の比率の初期モノマー量で作製されコポリマーである。第2コポリマーcoPEN 55/45 HDは、米国特許第6,352,761号(Hebrinkら)の実施例10に記載されるように、55モル%ナフタレンジカルボキシレート、45モル%テレフタレートをカルボキシレートとして、並びに95.8モル%エチレングリコール、4モル%ヘキサンジオール及び0.2トリメチロールプロパンをグリコールとして含む、コポリエチレンナフタレートである。
多層キャストウェブはその後、複屈折性ミクロ層を含む多層光学フィルムを形成するように延伸又は伸張された。KARO IV(Brueknerから入手可能)などの実験用伸張機が本実施例に使用された。キャストウェブが一般的に予備加熱され(予備加熱時間及び温度で)、その後初期歪み速度(%歪み速度により提供される)に対応する把持部の均一な分離速度で公称延伸比率まで(最初の把持部の分離と最後の把持部の分離の比率)まで、2つの垂直な面内方向(「x」方向及び「y」方向と称される)で伸張された。規定の持続時間(ヒートセット時間)にわたり高温(ヒートセット温度)で延伸した後、フィルムのいくつかがその後ヒートセットされた。キャストウェブ1、2及び3を伸張するために使用されたプロセス条件が選択され、その結果、生じる多層光学フィルム(以下で多層光学フィルム1、2、3、4、5、6及び7と称される)において、PENGbミクロ層は正の複屈折性であり、coPEN 55/45 HDミクロ層は、約1.610の屈折率で実質的に等方性に留まった。
二段階パターン化フィルム1
3つのフィルム積層された積み重ね体が、連続的にフィルム5をフィルム2に手で積層し、次にフィルム6をフィルム2の反対側に積層することによって形成され、各場合において3M Company(St.Paul,Minnesota)から入手可能な3M(商標)8141 Optically Clear Adhesiveを使用する。生じる多層フィルム(フィルム5、2及び6の複合体)は、透過光においてオレンジ色の外観を有した。このフィルムは2つの内側書き込み可能ミクロ層パケット、すなわちフィルム5及び6のパケットをそれぞれ含み、またその間に配置される遮蔽層、すなわちフィルム2を含んだ。この場合における遮蔽層(フィルム2)は、垂直入射において赤外線領域に配置されるが、斜角においてより短い波長にシフトする反射帯域を有するミクロ層パケットを含んだ。
多層ポリマーウェブが、キャストウェブ1〜3と同様の方法で形成されたが、275交互層フィードブロックが使用された。多層構成体がダイからキャストされ、急冷され、静電気的にキャストホイールに固定されて、中央部分の上の幅寸法における所望のおよその厚さ(又はキャリパー)を有するキャスト多層光学ウェブを形成した。本明細書においてキャストウェブ4、5及び6と称されるこれらのウェブの構成体の他の詳細が以下の表Eに提供される。先行のキャストウェブ実施例において使用されたPEN、CoPEN 55/45 HD及びPENBB20に加え、90/10 CoPENが使用された。この90/10 CoPENは、米国特許第6352761号(Hebrinkら)「Modified Copolyesters and Improved Multilayer Reflective Films」に一般的に記載されるように、10モル%のDMT(ジメチルテレフタレート)のNDC(ジメチル2,6−ナフタレンジカルボキシレート)との置換を含む。スキンに使用されるSA115BはEastman(Kingsport,TN)から入手可能である。
多層キャストウェブがその後フィルムライン上で連続的に延伸されて、フィルムの連続的なロールに巻かれた。キャストウェブが一般的に予備加熱されてキャストウェブ材料のガラス転移より高い温度で機械方向(x方向)に沿ってLength Orienter(L.O.)を約3.8の延伸比率へと伸張された。フィルムが次に予備加熱されて、従来的な幅出し機において、130℃で、約4.2の延伸比率へと横方向(y方向)で延伸された。キャストウェブ4から作製される最終的な多層光学フィルム9は透明でありおよそ22マイクロメートルの厚さであった。このフィルムは、潜在的な青色反射帯域を有するいわゆる「二重複屈折性」フィルムを表す。レーザー処理された際フィルムは青色反射体となり、白色背景から透過光を見た際に黄色く見えた。キャストウェブ5から作製した最終的な多層光学フィルム10は、約735nmの反射左帯域端及び約44マイクロメートルの最終的な厚さを有する、いわゆる透明−シアンフィルムであった。このフィルムは白い背景から透過光で見た際にわずかなバラ色の色相を有して透明に見えた。斜めから見た際に、このフィルムは白い背景からの透過光でシアンに見えた。キャストウェブ6から作製した最終的な多層光学フィルム11は、白い背景から透過光で見た際にシアンに見える赤色反射体であった。
多層光学フィルム9は、感圧性接着剤を使用して、フィルム10に、及びその後フィルム11に積層された。この実施例において構成体のフィルム9の側が光源に最も近く定置された。この方法において、反射性帯域シフト遮蔽層によって分離されるより低い吸収性の第1パケット加えてより大きい吸収性の第2パケットを含む構成体が形成された。
図7のものと同様であるが、キャストウェブ3よりも厚い初期キャストウェブを使用するIR偏光子が作製され得る。キャストウェブはキャストウェブ3よりも約2倍厚く、すなわちキャストウェブ2と3の中間の厚さである。キャストウェブ自体は、IR吸収剤の存在を含まず、それによって遮蔽層として使用される生じるIR偏光子は、書き込み波長による処理に比較的影響されない。この予測的IR偏光子は本明細書においてフィルム8と称される。
Claims (29)
- 強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように配置されて第1反射特性を提供する第1群の内側層であって、前記第1群の層はまた、書き込み波長を含む光に曝露された際に、前記第1群の層の構造的一体性を維持する一方で前記第1反射特性を第3反射特性に変えるのに十分な量で前記第1群の層を吸収加熱するのに好適な第1吸収特性を有する、第1群の内側層と、
強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように配置されて第2反射特性を提供する第2群の内側層であって、前記第2群の層はまた、前記書き込み波長を含む光に曝露された際に、前記第2群の層の構造的一体性を維持する一方で前記第2反射特性を前記第4反射特性に変えるのに十分な量で前記第2群の層を吸収加熱するのに好適な第2吸収特性を有する、第2群の内側層と、
前記第1群の内側層と前記第2群の内側層との間に配置された第1遮蔽層であって、前記第1遮蔽層が前記書き込み波長の光を少なくとも部分的に遮蔽するように適合された第1遮蔽層とを含む、多層光学フィルム。 - 前記第1遮蔽層は、前記書き込み波長を含む第1光線が前記フィルムにおいて方向付けられて、前記第2反射特性を実質的に変えることなく前記第1反射特性を前記第3反射特性に変え得るように前記書き込み波長の光を遮蔽する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記第1遮蔽層は、前記書き込み波長を含む第2光線が前記フィルムにおいて方向付けられて、前記第1反射特性を実質的に変えることなく前記第2反射特性を前記第4反射特性に変え得るように前記書き込み波長の光を遮蔽する、請求項2に記載のフィルム。
- 前記第1遮蔽層が前記書き込み波長において光を実質的に吸収する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記第1遮蔽層が、前記書き込み波長において光を選択的に吸収する吸収剤を含む、請求項1に記載のフィルム。
- 前記第1反射特性は、垂直入射光に関して第1波長において配置される第1反射帯域を含み、前記吸収剤は前記第1波長において光を実質的に透過させる、請求項5に記載のフィルム。
- 前記第1遮蔽層が前記書き込み波長において光を実質的に反射する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記第1遮蔽層は前記書き込み波長を含む第1光線を実質的に反射し、前記書き込み波長を含む第2光線を実質的に透過させ、前記第1及び第2光線は異なる入射角を有する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記第1吸収特性は、第1エネルギー閾値を含み、前記第2吸収特性は前記第1エネルギー閾値とは異なる第2エネルギー閾値を含む、請求項1に記載のフィルム。
- 前記第1及び第3反射特性は、可視光において異なる外観を提供し、前記書き込み波長は700nmを超える、請求項1に記載のフィルム。
- 強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように配置されて第5反射特性を提供する第3群の内側層であって、前記第3群の層はまた、前記書き込み波長を含む光に曝露された際に、前記第3群の層の構造的一体性を維持する一方で前記第5反射特性を前記第6反射特性に変えるのに十分な量で前記第3群の層を吸収加熱するのに好適な第3吸収特性を有する、第3群の内側層と、
前記第3群の内側層と前記第1群の内側層及び前記第2群の内側層の少なくとも一方との間に配置される第2遮蔽層であって、前記第2遮蔽層は、前記書き込み波長の光を少なくとも部分的に遮蔽するように適合される、第2遮蔽層とを更に含む、請求項1に記載のフィルム。 - 前記第1遮蔽層は回転非対称である、請求項1に記載のフィルム。
- 強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように配置された第1群の内側層であって、前記第1群の層は複屈折性である少なくともいくらかの第1層を含み、前記第1群の層はまた、書き込み波長を含む光に曝露された際に、前記第1群の層の構造的一体性を維持する一方で前記少なくともいくらかの第1層の前記複屈折性を低減又は排除するのに十分な量で前記第1群の層を吸収加熱するのに好適な第1吸収特性を有する第1群の内側層と、
強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように配置された第2群の内側層であって、前記第2群の層はまた複屈折性である少なくともいくらかの第2層を含み、前記第2群の層はまた、前記書き込み波長を含む光に曝露された際に、前記第2群の層の構造的一体性を維持する一方で前記少なくともいくらかの第2層の前記複屈折性を低減又は排除するのに十分な量で前記第2群の層を吸収加熱するのに好適な第2吸収特性を有する第2群の内側層と、
前記第1群の内側層と前記第2群の内側層との間に配置された第1遮蔽層であって、前記遮蔽層が前記書き込み波長の光を少なくとも部分的に遮蔽するように適合された第1遮蔽層とを含む、多層光学フィルム。 - 前記第1遮蔽層は、前記書き込み波長を含む前記第1光線が前記フィルムにおいて方向付けられて、前記少なくともいくらかの第2層の前記複屈折性を実質的に低減することなく、前記少なくともいくらかの第1層の前記複屈折性を低減又は排除し得るように前記書き込み波長の光を遮蔽する、請求項13に記載のフィルム。
- 前記第1遮蔽層は、前記書き込み波長を含む前記第2光線が前記フィルムにおいて方向付けられて、前記少なくともいくらかの第1層の前記複屈折性を実質的に低減することなく、前記少なくともいくらかの第2層の前記複屈折性を低減又は排除し得るように前記書き込み波長の光を遮蔽する、請求項14に記載のフィルム。
- 前記第1遮蔽層は回転非対称である、請求項13に記載のフィルム。
- 強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように配置されて第1反射特性を提供する第1群の内側層を有し、強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように配置されて第2反射特性を提供する第2群の内部層を有する多層光学フィルムを提供する工程と、
書き込み波長を含む第1光線を前記フィルムにおいて方向付けて、前記第2反射特性を実質的に変えることなく前記第1反射特性を第3反射特性に変える工程と、
前記書き込み波長を含む第2光線を前記フィルムにおいて方向付けて、前記第1反射特性を実質的に変えることなく前記第2反射特性を第4反射特性に変える工程とを含む、パターン化フィルムの作製方法。 - 前記第1光線は前記フィルムの第1主表面において方向付けられ、前記第2光線は前記第1主表面の反対側の前記フィルムの第2主表面において方向付けられる、請求項17に記載の方法。
- 前記第1光線が前記フィルムの第1主表面において方向付けられ、前記第2光線が前記フィルムの同じ第1主表面において方向付けられる、請求項17に記載の方法。
- 前記第1光線が第1入射角において方向付けられ、前記第2光線が前記第1入射角とは異なる第2入射角において方向付けられる、請求項17に記載の方法。
- 前記第1光線を前記フィルムにおいて方向付ける工程が、第1ゾーンにおいて前記フィルムを選択的に加熱して前記第1ゾーンにおいて前記第1反射特性を前記第3反射特性に変え、前記第2光線を前記フィルムにおいて方向付ける工程が前記第1ゾーンとは異なる第2ゾーンにおいてフィルムを選択的に加熱し、前記第2ゾーンにおいて前記第2反射特性を前記第4反射特性に変える、請求項17に記載の方法。
- 前記第1反射特性が第1ピーク反射率を有する第1反射帯域を含み、前記第3反射特性が前記第1ピーク反射率よりも低い第3ピーク反射率を有する第3反射帯域を含む、請求項17に記載の方法。
- 前記第1反射特性が第1ピーク反射率を有する第1反射帯域を含み、前記第3反射特性が前記第1ピーク反射率よりも高い第3ピーク反射率を有する第3反射帯域を含む、請求項17に記載の方法。
- 前記多層光学フィルムが、強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように配置されて第5反射特性を提供する第3群の層を更に含み、
前記書き込み波長を含む第3光線を前記フィルムにおいて方向付けて、前記第1又は第2反射特性を実質的に変えることなく前記第5反射特性を第6反射特性に変える工程を含む、請求項17に記載の方法。 - 前記第1、第2及び第3光線が全て、前記多層光学フィルムの同じ側において方向付けられる、請求項24に記載の方法。
- 強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように配置された第1群の内側層であって、前記第1群の前記層は前記フィルムの第1ゾーンから第2ゾーンまで延びる、第1群の内側層と、
強め合う又は弱め合う干渉によって光を選択的に反射するように配置された第2群の内側層であって、前記第2群の層は前記フィルムの第1ゾーンから第3ゾーンまで延びる、第2群の内側層とを含む、パターン化多層光学フィルムであって、
前記第1群の層は前記第1ゾーンにおける第1反射特性及び前記第2ゾーンにおける前記第1反射特性とは異なる第3反射特性を提供し、
前記第2群の層は前記第1ゾーンにおける第2反射特性及び前記第3ゾーンにおける前記第2反射特性とは異なる第4反射特性を提供し、
前記第2群の層は、前記第2ゾーンの少なくとも一部において前記第2反射特性を提供する、パターン化多層光学フィルム。 - 前記第1群の層は、前記第3ゾーンの少なくとも一部における前記第1反射特性を提供する、請求項26に記載のフィルム。
- 前記フィルムが前記第1ゾーンにおいて第1厚さを有し、前記フィルムは前記第2ゾーンにおいて第2厚さを有し、前記第1反射特性と前記第3反射特性との間の差は、前記第1厚さと前記第2厚さとの間のいかなる差にも実質的に起因しない、請求項26に記載のフィルム。
- 前記フィルムは前記第3ゾーンにおいて第3厚さを有し、前記第2反射特性と前記第4反射特性との間の差は、前記第1厚さと前記第3厚さとの間のいかなる差にも実質的に起因しない、請求項27に記載のフィルム。
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