JP2023545620A - 光学異方性ポリマー薄膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

光学異方性ポリマー薄膜の製造方法は、ポリマー薄膜と、そのポリマー薄膜の上に直接配設されている高ポアソン比ポリマー薄膜とを含む、複合薄膜を形成することと、複合薄膜の両縁部にクリップアレイを取り付けることであって、クリップアレイが、複合薄膜の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップと、複合薄膜の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップとを含む、ことと、第１のクリップと第２のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿って複合薄膜に正の面内歪みを印加することと、機械方向に沿って第１のクリップと第１のクリップとの間及び第２のクリップと第２のクリップとの間のクリップ相互間隔を減少させることであって、高ポアソン比ポリマー薄膜が、機械方向に沿ってポリマー薄膜に負の面内歪みを印加する、ことと、を含む。

Description

本開示は、全般的に、光学異方性ポリマー薄膜、及びそれらの製造方法を対象とする。

光学異方性を示すポリマー薄膜は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの偏光を使用するシステム用の、複屈折格子、反射偏光子、光学補償器、及び光学リターダを含む、様々なシステム及びデバイス内に組み込むことができる。複屈折格子は、例えば、拡張現実ディスプレイにおける光学コンバイナとして、並びに、導波路及び光ファイバシステム用の、入力カプラ及び出力カプラとして使用することができる。反射偏光子は、多くのディスプレイ関連用途において、特にパンケーキ光学システムにおいて、及び、偏光を使用するディスプレイシステム内での輝度向上のために使用することができる。直交偏光に関しては、パンケーキレンズは、透過光、反射光、又は透過光と反射光との双方に対して極めて高いコントラスト比を有する、反射偏光子を使用することができる。

しかしながら、従来の薄膜製造プロセスによって達成可能な光学異方性の程度は、典型的には限定的であり、多くの場合、平坦性、靭性、及び／又は膜強度などの、競合する薄膜特性と引き換えとなる。例えば、高度に異方性のポリマー薄膜は、多くの場合、１つ以上の面内方向において低い強度を示し、このことにより、製造可能性に課題が生じて、スループットが制限される恐れがある。それゆえ、人工現実用途のためのディスプレイシステムを含む、様々な光学システム内に組み込むことが可能な、機械的に堅牢な光学異方性ポリマー薄膜を提供することが望ましい。

本開示の第１の態様によれば、ポリマー薄膜と、そのポリマー薄膜の上に直接配設されている高ポアソン比ポリマー薄膜とを含む、複合薄膜を形成することと、複合薄膜の両縁部にクリップアレイを取り付けることであって、クリップアレイが、複合薄膜の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップと、複合薄膜の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップとを含む、取り付けることと、第１のクリップと第２のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿って複合薄膜に正の面内歪みを印加することと、機械方向に沿って第１のクリップ間及び第２のクリップ間のクリップ相互間隔を減少させることであって、高ポアソン比ポリマー薄膜が、機械方向に沿ってポリマー薄膜に負の面内歪みを印加して、光学異方性ポリマー薄膜を形成する、減少させることと、を含む、方法が提供される。

いくつかの実施形態では、複合薄膜は、ポリマー薄膜の主表面の上に高ポアソン比ポリマー薄膜を積層することによって形成され得る。
いくつかの実施形態では、高ポアソン比ポリマー薄膜は、横方向に沿って正の面内歪みが印加されている間、機械方向に沿って負の面内歪みを印加することができる。

いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜は、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、ポリブチレンナフタレート、及びポリブチレンテレフタレートからなる群から選択されるポリマーを含み得る。

いくつかの実施形態では、本方法は、正の面内歪みを印加している間、ポリマー薄膜の少なくとも１つの構成成分のガラス転移温度よりも高い温度まで、複合薄膜を加熱することを更に含み得る。

いくつかの実施形態では、機械方向に沿った第１のクリップ及び第２のクリップの並進速度は、正の面内歪みを印加している間に減少し得る。
いくつかの実施形態では、クリップ相互間隔の減少は、第１のクリップと第２のクリップとの間の間隔の増大に比例し得る。

いくつかの実施形態では、本方法は、正の面内歪みを印加した後に、ポリマー薄膜の少なくとも１つの構成成分のガラス転移温度よりも高い温度まで、複合薄膜を加熱することを更に含み得る。

いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜は、光学品質ポリマー薄膜を含み得る。
いくつかの実施形態では、本方法は、光学異方性ポリマー薄膜から高ポアソン比ポリマー薄膜を分離することを更に含み得る。

いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜の結晶含有量は、正の面内歪みを印加している間に増大し得る。
いくつかの実施形態では、光学異方性ポリマー薄膜は、少なくとも約１体積パーセントの結晶相を含み得る。

いくつかの実施形態では、複合薄膜は、約１マイクロメートル～約４００マイクロメートルの厚さを有し得る。
いくつかの実施形態では、光学異方性ポリマー薄膜は、横方向に沿った第１の面内屈折率（ｎｘ）と、機械方向に沿った第２の面内屈折率（ｎｙ）と、横方向及び機械方向の双方に実質的に直交する厚さ方向に沿った第３の屈折率（ｎｚ）とによって特徴付けることができ、ｎｘ＞ｎｚ≧ｎｙである。

いくつかの実施形態では、ｎｘは、約１．８０よりも大きいものとすることができる。
いくつかの実施形態では、（ｎｘ－ｎｙ）は、０．１５よりも大きいものとすることができる。

本開示の更なる態様によれば、ポリマー薄膜の両縁部に第１のクリップアレイを取り付けることであって、第１のクリップアレイが、ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップと、ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップとを含む、取り付けることと、第１のクリップと第２のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿ってポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、正の面内歪みを印加している間、機械方向に沿って第１のクリップ間及び第２のクリップ間のクリップ相互間隔を減少させて、延伸されたポリマー薄膜を形成することと、延伸されたポリマー薄膜の上に高ポアソン比ポリマー薄膜を直接形成することによって、複合ポリマー薄膜を形成することと、複合ポリマー薄膜の両縁部に第２のクリップアレイを取り付けることであって、第２のクリップアレイが、複合ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第３のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第３のクリップと、複合ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第４のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第４のクリップとを含む、取り付けることと、第３のクリップと第４のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿って複合ポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、機械方向に沿って第３のクリップ間及び第４のクリップ間のクリップ相互間隔を減少させることであって、高ポアソン比ポリマー薄膜が、機械方向に沿って、延伸されたポリマー薄膜に負の面内歪みを印加して、光学異方性ポリマー薄膜を形成する、減少させることと、を含む、方法が提供される。

いくつかの実施形態では、本方法は、光学異方性ポリマー薄膜から高ポアソン比ポリマー薄膜を分離することを更に含み得る。
本開示の更なる態様によれば、ポリマー薄膜の両縁部に第１のクリップアレイを取り付けることであって、第１のクリップアレイが、ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップと、ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップとを含む、取り付けることと、第１のクリップ間及び第２のクリップ間のクリップ相互間隔を増大させることによって、機械方向に沿ってポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、正の面内歪みを印加している間、横方向に沿って第１のクリップと第２のクリップとの間の距離を減少させて、高ポアソン比ポリマー薄膜を形成することと、高ポアソン比ポリマー薄膜の上に光学品質ポリマー薄膜を直接形成することによって、複合ポリマー薄膜を形成することと、複合ポリマー薄膜の両縁部に第２のクリップアレイを取り付けることであって、第２のクリップアレイが、複合ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第３のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第３のクリップと、複合ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第４のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第４のクリップとを含む、取り付けることと、第３のクリップと第４のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿って複合ポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、機械方向に沿って第３のクリップ間及び第４のクリップ間のクリップ相互間隔を減少させることであって、高ポアソン比ポリマー薄膜が、機械方向に沿って光学品質ポリマー薄膜に負の面内歪みを印加して、光学異方性の光学品質ポリマー薄膜を形成する、減少させることと、を含む、方法が提供される。

いくつかの実施形態では、本方法は、光学異方性の光学品質ポリマー薄膜から高ポアソン比ポリマー薄膜を分離することを更に含み得る。
本明細書で開示される実施形態は、単なる例示であって、本開示の範囲は、それらの実施形態に限定されるものではない。特定の実施形態は、本明細書で開示される実施形態の構成要素、要素、特徴、機能、動作、又はステップのうちの全て、一部を含む場合もあれば、いずれも含まない場合もある。本発明による実施形態は、特に、方法を対象とする添付の特許請求の範囲において開示されており、ある１つの方法に関連して言及されている任意の特徴を、別の方法に関連して同様に特許請求することができる。特許請求の範囲が方法を対象としている場合、その方法を実行するための任意のシステム、又は、その方法から得られる任意の生産物もまた、本明細書で説明されるような本開示の範囲内であることが意図されている。添付の特許請求の範囲における従属関係又は参照は、単に形式的な理由のみのために選択されている。しかしながら、いずれかの先行する特許請求の範囲への意図的な参照（特に、複数の従属関係）から生じるいずれの主題も、同様に特許請求することができ、それにより、添付の特許請求の範囲において選択されている従属関係に関わりなく、特許請求の範囲及びその特徴の任意の組み合わせが開示され、特許請求することができる。特許請求することが可能な主題は、添付の特許請求の範囲に記載されている特徴の組み合わせだけではなく、特許請求の範囲における特徴の任意の他の組み合わせもまた含み、特許請求の範囲において言及されている各特徴は、特許請求の範囲における任意の他の特徴、又は他の特徴の組み合わせと、組み合わせることができる。更には、本明細書で説明又は図示される実施形態及び特徴のいずれも、別個の請求項において、並びに／あるいは、本明細書で説明若しくは図示される任意の実施形態若しくは特徴との、又は添付の請求項の特徴のいずれかとの、任意の組み合わせにおいて特許請求することができる。

添付の図面は、いくつもの例示的実施形態を示しており、本明細書の一部である。以下の説明と共に、これらの図面は、本開示の様々な原理を実証及び説明している。
いくつかの実施形態による、光学異方性ポリマー薄膜を製造するための、単段式薄膜配向システムの概略図である。 いくつかの実施形態による、光学異方性ポリマー薄膜を製造するための、二段式薄膜配向システムの見下ろし平面図である。 更なる実施形態による、光学異方性ポリマー薄膜を製造するための、二段式薄膜配向システムの見下ろし概略図である。 特定の実施形態による、例示的なポリマー薄膜複合材を示す斜視図である。 いくつかの実施形態による、薄膜配向システムを使用して処理された例示的なポリマー薄膜複合材の、それぞれのポリマー層内での結晶の再配向を示す図である。 本開示の実施形態に関連して使用され得る、例示的な拡張現実眼鏡の図である。 本開示の実施形態に関連して使用され得る、例示的な仮想現実ヘッドセットの図である。

これらの図面の全体を通して、同一の参照文字及び説明は、同様の要素ではあるが、必ずしも同一ではない要素を示す。本明細書で説明される例示的実施形態には、様々な修正形態及び代替形態が適用可能であるが、特定の実施形態が、図面において例として示されており、本明細書で詳細に説明されることになる。しかしながら、本明細書で説明される例示的実施形態は、開示される特定の形態に限定されることを意図するものではない。むしろ、本開示は、添付の特許請求の範囲内に含まれる、全ての修正形態、等価物、及び代替形態を包含する。

光学異方性を示すポリマー薄膜は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などの偏光を使用するシステム用の、複屈折格子、反射偏光子、光学補償器、及び光学リターダを含む、様々なシステム及びデバイス内に組み込むことができる。複屈折格子は、例えば、拡張現実ディスプレイにおける光学コンバイナとして、並びに、導波路及び光ファイバシステム用の、入力カプラ及び出力カプラとして使用することができる。反射偏光子は、多くのディスプレイ関連用途において、特にパンケーキ光学システムにおいて、及び、偏光を使用するディスプレイシステム内での輝度向上のために使用することができる。直交偏光に関しては、パンケーキレンズは、透過光、反射光、又は透過光と反射光との双方に対して極めて高いコントラスト比を有する、反射偏光子を使用することができる。

しかしながら、従来の薄膜製造プロセスによって達成可能な光学異方性の程度は、典型的には限定的であり、多くの場合、平坦性、靭性、及び／又は膜強度などの、競合する薄膜特性と引き換えとなる。例えば、高度に異方性のポリマー薄膜は、多くの場合、１つ以上の面内方向において低い強度を示し、このことにより、製造可能性に課題が生じて、スループットが制限される恐れがある。近年の開発にもかかわらず、人工現実用途のためのディスプレイシステムを含む、様々な光学システム内に組み込むことが可能な、機械的に堅牢な光学異方性ポリマー薄膜を提供することが有利であろう。それゆえ、本開示は全般的に、光学異方性ポリマー薄膜、及びそれらの製造方法を対象とし、より具体的には、第１の方向に沿ってポリマー薄膜に引張応力を印加しつつ、第１の方向に実質的に直交する方向、すなわち第２の方向に沿って圧縮応力を印加することにより、ポリマー薄膜内での結晶の再配向を通じて、所望の面内光学異方性を誘起するための、システムを対象とする。

本明細書で使用されるとき、所与のパラメータ、特性、又は条件に関連する用語「実質的に」とは、その所与のパラメータ、特性、又は条件が、許容可能な製造公差内などの小さい分散度で満たされていることを、当業者が理解するであろう程度までを意味し、含み得るものである。例として、実質的に満たされている特定のパラメータ、特性、又は条件に応じて、そのパラメータ、特性、又は条件は、少なくとも約９０％満たされているか、少なくとも約９５％満たされているか、又は更に少なくとも約９９％満たされているものとすることができる。

多くの用途では、ポリマー薄膜の主表面に垂直な方向に沿って、すなわちｚ軸に沿って、又は実質的に沿って伝搬する光が利用される。ポリマー薄膜の光学効率は、主に面内複屈折によって決定することができるため、ポリマー薄膜を、ｎ_ｘ＞＞ｎ_ｙとなるように構成することが有益な場合があり、ここでｎ_ｘ及びｎ_ｙは、ポリマー薄膜の相互に直交する面内屈折率である。この点に関して、比較としての一軸配向ポリマー薄膜は、ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ≧ｎ_ｚによって特徴付けることができ、ここで、面内複屈折（すなわち、ｎ_ｘ－ｎ_ｙ）は、典型的には、０．１５未満の値、例えば、０．０１、０．０５、又は０．１に制限されていることが理解されるであろう。

結晶性ポリマー薄膜の屈折率は、その化学組成、ポリマー繰り返し単位の化学構造、その密度及び結晶化度、並びに、結晶及び／又はポリマー鎖の配列によって決定することができる。これらの要因の中では、結晶配列が支配的であり得る。結晶性又は半結晶性の光学ポリマー薄膜では、光学異方性は、結晶配列の程度又は範囲に相関し得るが、その一方で、非晶性ポリマー薄膜では、鎖の絡み合いの程度又は範囲により、同等の光学異方性を作り出すことができる。

印加される応力を使用して、ポリマー薄膜内に結晶の好ましい配列を作り出し、その膜の種々の方向に沿って、対応する屈折率の修正を誘起することができる。本明細書で更に開示されるように、本出願人らは、ポリマー薄膜がある１つの面内方向に沿って延伸されている処理中に、その引張方向に直交するか又は実質的に直交する方向に沿って、同時に面内圧縮応力を印加することによって、光学異方性材料を形成することができる点を明らかにした。いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜は、高ポアソン比ポリマー薄膜を更に含む複合材へと形成することができ、この場合、薄膜配向システムを使用して、面内引張応力を印加することができ、それに付随する高ポアソン比ポリマー薄膜の変形が、面内圧縮応力を誘起し得る。高ポアソン比ポリマー薄膜は、ポリマー薄膜を延伸させて、そのポリマー薄膜から光学異方性ポリマー薄膜を形成するために、薄膜配向システムに関連して使用される、犠牲層とすることができる。

特定の実施形態によれば、高ポアソン比ポリマー薄膜を使用して、応力状態を操作し、それに応じて光学品質ポリマー薄膜内に光学異方性を誘起することができる。すなわち、高ポアソン比を有するポリマー薄膜を、光学品質ポリマー薄膜に積層して、複合ポリマー薄膜を形成することができ、その複合ポリマー薄膜を、第１の面内方向に沿って延伸させることができ、それにより、第１の面内方向に直交する第２の面内方向に沿った、高ポアソン比薄膜の関連する収縮に起因して、光学品質ポリマー薄膜を、第１の方向に沿って延伸させ、かつ第２の方向に沿って圧縮させることができる。光学品質ポリマー薄膜に印加される、この二軸応力状態は、光学品質ポリマー薄膜内での結晶の再配向と、それに付随する、その薄膜内での異常複屈折の具現化とを誘起し得る。次いで、光学品質ポリマー薄膜は、高ポアソン比ポリマー薄膜から分離され得る。

いくつかの実施形態では、光学品質ポリマー薄膜は、結晶性薄膜とすることができ、この場合、印加される応力が、元来の結晶を再配向させることにより、ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ≧ｎ_ｙを有する光学品質ポリマー薄膜を生成することができ、ここでｎ_ｘ及びｎ_ｙは、相互に直交する面内屈折率である。いくつかの実施形態では、光学品質ポリマー薄膜は、結晶化可能ポリマー薄膜とすることができ、この場合、光学品質ポリマー薄膜内の結晶は、延伸の作用中に形成され得るものであり、そのような発生期の結晶を再配向させることにより、ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ≧ｎ_ｙである光学品質ポリマー薄膜を生成することができる。

いくつかの実施形態では、光学品質ポリマー薄膜は、単一のポリマー層を含み得る。単層の光学品質ポリマー薄膜は、延伸する前に、最初は光学的に等方性（ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ＝ｎ_ｚ）の場合もあれば、又は異方性（ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ＞ｎ_ｚ）の場合もある。更なる実施形態では、光学品質ポリマー薄膜は、ＡＢＡＢＡＢ多層内での「Ａ」層のように、多層構造体内に組み込むことができる。延伸する前に、各Ａ層は、光学的に等方性（ｎ_ｘ＝ｎ_ｙ＝ｎ_ｚ）の場合もあれば、又は異方性（ｎ_ｘ＞ｎ_ｙ＞ｎ_ｚ）の場合もある。延伸の後に、各Ａ層は、異常複屈折、すなわちｎ_ｘ＞ｎ_ｚ≧ｎ_ｙによって特徴付けることができる一方で、各Ｂ層は、光学的に等方性のままであり得る。

特定の実施形態によれば、本出願人らは、面内屈折率（ｎ_ｘ及びｎ_ｙ）と厚さ方向屈折率（ｎ_ｚ）とによって特徴付けられ、ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ＞ｎ_ｙである複屈折ポリマー薄膜を形成するための、ポリマー薄膜製造方法を開発した。いくつかの実施形態では、面内屈折率の差（すなわち、ｎ_ｘ－ｎ_ｙ）は、０．１５よりも大きいものとすることができ、高い面内屈折率（すなわち、ｎ_ｘ）は、約１．８よりも大きいものとすることができる。特定の実施形態では、５５０ｎｍにおいて測定される面内屈折率の差（すなわち、ｎ_ｘ－ｎ_ｙ）は、０．１５よりも大きいものとすることができ、５５０ｎｍにおいて測定される高い面内屈折率（すなわち、ｎ_ｘ）は、約１．８よりも大きいものとすることができる。

光学異方性ポリマー薄膜の形成には、高ポアソン比薄膜を活用することができる。本明細書で使用されるとき、「高ポアソン比」を有するポリマー薄膜とは、特定の実施例では、約０．５よりも大きい、例えば、約０．６、約０．６５、約０．７、約０．７５、約０．８、約０．８５、又は約０．９の（上述の値のいずれかの間の範囲を含む）ポアソン比を有する、ポリマー薄膜を指す場合がある。ポアソン比は、複屈折などの光学特性を含む、材料の異方特性を説明し得る。ポアソン比（ν）は、印加された応力の結果としての、単位長さ当たりの材料の長さの変化に対する、その材料の単位幅当たりの幅の変化の比として定義される。引張変形を正と見なし、圧縮変形を負と見なす場合、ポアソン比は、ν＝－ε_ｔ／ε_ｎとして表すことができ、ここでε_ｔは横歪みであり、ε_ｎは縦歪みである。

ポリマー薄膜のポアソン比は、膜形成プロセスによって大きく左右される。等方性の弾性材料に関しては、ポアソン比は、熱力学的に－１≦ν≦０．５の範囲に制約される。更には、殆どのポリマーは、約０．２～約０．３の範囲内のポアソン比を示す。本明細書で開示されるように、光学異方性ポリマー薄膜は、０．５よりも大きいポアソン比によって特徴付けることができ、このことにより、そのような薄膜を組み込む回折格子、リターダ、補償器、反射偏光子などに関する、性能の改善が可能となり得る。

本開示の光学異方性ポリマー薄膜は、光学品質ポリマー薄膜として特徴付けることができ、複屈折格子、光学リターダ、光学補償器、反射偏光子などの光学素子を形成するか、又はそれらの光学素子内に組み込むことができる。そのような光学素子は、仮想現実（ＶＲ）眼鏡及びヘッドセット、並びに拡張現実（ＡＲ）眼鏡及びヘッドセットなどの、様々なディスプレイデバイス内で使用することができる。これらの光学素子及び他の光学素子の効率は、面内複屈折の程度に依存し得る。

様々な実施形態によれば、「光学品質ポリマー薄膜」又は「光学薄膜」などは、いくつかの実施例では、少なくとも約２０％、例えば、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、又は９５％の（上述の値のいずれかの間の範囲を含む）可視光スペクトル範囲内での透過率と、約１０％未満のバルクヘイズ、例えば、０、１、２、４、６、又は８％の（上述の値のいずれかの間の範囲を含む）バルクヘイズとによって特徴付けることができる。

様々な実施形態によれば、反射偏光子は、交互（すなわち、一次及び二次）ポリマー層の、多層構造を含み得る。特定の態様では、一次ポリマー層と二次ポリマー層とは、（ａ）第１の偏光状態の光を実質的に反射するために十分に異なる、第１の面内方向に沿った（例えば、ｘ軸に沿った）屈折率と、（ｂ）第２の偏光状態の光を実質的に透過するために十分に一致する、第１の面内方向に直交する第２の面内方向に沿った（例えば、ｙ軸に沿った）屈折率とを有するように、構成することができる。すなわち、反射偏光子は、第１の偏光状態の光を反射して、第１の偏光状態に直交する第２の偏光状態の光を透過することができる。本明細書で使用されるとき、「直交」状態とは、いくつかの実施例では、９０°の幾何学的配置によって関連付けられる場合もあれば、又は関連付けられない場合もある、相補的状態を指す場合がある。例えば、ポリマー薄膜の長さ、幅、及び厚さ寸法を説明するために使用される「直交」方向は、その薄膜における不均一性の結果として、正確に直交している場合もあれば、又は正確に直交していない場合もある。

多層構造体では、ポリマー層のうちの１つ以上、すなわち、１つ以上の一次ポリマー層及び／又は１つ以上の二次ポリマー層は、方向依存性の屈折率によって特徴付けることができる。例として、一次ポリマー層（又は、二次ポリマー層）は、第１の面内屈折率（ｎ_ｘ）と、第１の面内屈折率に直交し、かつ第１の面内屈折率よりも小さい、第２の面内屈折率（ｎ_ｙ）と、一次（又は、二次）ポリマー層の主表面に直交する方向に沿った（すなわち、第１の面内屈折率及び第２の面内屈折率の双方に直交する）第３の屈折率（ｎ_ｚ）とを有し得るものであり、ここで、第３の屈折率は、第１の屈折率よりも小さく、かつ第２の屈折率以上であり、すなわち、ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ≧ｎ_ｙである。ポリマー層のうちの１つ以上、すなわち、１つ以上の一次ポリマー層及び／又は１つ以上の二次ポリマー層は、光学品質ポリマー薄膜として特徴付けることができる。

交互ポリマー層の多層構造では、各一次ポリマー層及び各二次ポリマー層は、独立して、約１０ｎｍ～約２００ｎｍの範囲、例えば、１０、２０、５０、１００、１５０、又は２００ｎｍの（上述の値のいずれかの間の範囲を含む）厚さを有し得る。多層積み重ね体の全体の厚さは、約１マイクロメートル～約４００マイクロメートルの範囲、例えば、１、２、５、１０、２０、５０、１００、２００、３００、又は４００マイクロメートル（上述の値のいずれかの間の範囲を含むもの）とすることができる。

いくつかの実施形態によれば、光学異方性ポリマー薄膜の面積寸法（すなわち、長さ及び幅）は、独立して、約５ｃｍ～約５０ｃｍ以上の範囲、例えば、５、１０、２０、３０、４０、又は５０ｃｍ（上述の値のいずれかの間の範囲を含むもの）とすることができる。例示的な光学異方性ポリマー薄膜は、約５ｃｍ×５ｃｍ、１０ｃｍ×１０ｃｍ、２０ｃｍ×２０ｃｍ、５０ｃｍ×５０ｃｍ、５ｃｍ×１０ｃｍ、１０ｃｍ×２０ｃｍ、１０ｃｍ×５０ｃｍなどの面積寸法を有し得る。

いくつかの実施形態では、多層構造体は、個別の各一次ポリマー層及び二次ポリマー層、並びに／又は、一次ポリマー層と二次ポリマー層との各対の、厚さの漸進的変化によって特徴付けることができる。すなわち、多層構造は、連続する各対内の個別の一次ポリマー層及び二次ポリマー層の厚さが、その積み重ね体の全体にわたって連続的に変化する、内部厚さ勾配によって特徴付けることができる。

様々な態様では、また例として、多層積み重ね体は、それぞれが第１の厚さを有する一次ポリマー層と二次ポリマー層との第１の対、第１の対に隣接する、それぞれが第１の厚さよりも小さい第２の厚さを有する一次ポリマー層と二次ポリマー層との第２の対、第２の対に隣接する、それぞれが第２の厚さよりも小さい第３の厚さを有する一次ポリマー層と二次ポリマー層との第３の対、などを含み得る。特定の実施形態によれば、反射偏光子を形成するために好適な、そのような多層積み重ね体に関する厚さステップは、約１ｎｍ～約３０ｎｍ、例えば、２、５、１０、２０、又は３０ｎｍ（上述の値のいずれかの間の範囲を含むもの）とすることができる。例として、１０ｎｍの厚さステップを伴う厚さ勾配を有する、多層積み重ね体は、それぞれが約８５ｎｍの厚さを有する一次ポリマー層と二次ポリマー層との第１の対、第１の対に隣接する、それぞれが約７５ｎｍの厚さを有する一次ポリマー層と二次ポリマー層との第２の対、第２の対に隣接する、それぞれが約６５ｎｍの厚さを有する一次ポリマー層と二次ポリマー層との第３の対、第３の対に隣接する、それぞれが約５５ｎｍの厚さを有する一次ポリマー層と二次ポリマー層との第４の対、などを含み得る。

更なる実施形態によれば、多層積み重ね体は、個別の各層の厚さが、その積み重ね体の全体にわたって連続的に変化する、交互の一次ポリマー層と二次ポリマー層とを含み得る。例えば、多層積み重ね体は、一次ポリマー層と二次ポリマー層との第１の対、第１の対に隣接する、一次ポリマー層と二次ポリマー層との第２の対、第２の対に隣接する、一次ポリマー層と二次ポリマー層との第３の対、などを含み得るものであり、この場合、第１の一次層の厚さは、第１の二次層の厚さよりも大きく、第１の二次層の厚さは、第２の一次層の厚さよりも大きく、第２の一次層の厚さは、第２の二次層の厚さよりも大きく、第２の二次層の厚さは、第３の一次層の厚さよりも大きく、第３の一次層の厚さは、第３の二次層の厚さよりも大きい、といった具合である。

特定の実施形態では、多層構造体は、交互の一次ポリマー層と二次ポリマー層との積み重ね体を含み得るものであり、この場合、一次ポリマー層は、二次ポリマー層よりも高い程度の面内光学異方性を示し得る。例えば、一次ポリマー層は、少なくとも０．１５で異なる面内屈折率を有し得る一方で、二次ポリマー層は、０．１５未満で異なる面内屈折率を有し得る。そのような実施形態では、例として、一次（より高い光学異方性の）ポリマー層は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、又はポリエチレンイソフタレートを含み得るものであり、二次（より低い光学異方性の）ポリマー層は、上述のうちの任意の２つのコポリマー、例えば、ＰＥＮ－ＰＥＴコポリマーを含み得るが、一次ポリマー層及び二次ポリマー層に関する更なる組成も想到される。

例として、パンケーキレンズなどのパンケーキ光学システムは、反射面を有する光学素子と、反射偏光子とを含み得る。パンケーキレンズは、透過性又は反射性のいずれかとすることができる。いくつかの実施形態によれば、透過システムは、部分的に透明な鏡面と、円偏光の一方の掌性を反射して、円偏光の他方の掌性を透過するように構成されている、反射偏光子とを含み得る。その一方で、反射システムは、光の、ある１つの偏光を透過するように構成されている反射偏光子と、反射器と、直線偏光を円偏光に変換するための四分の一波長板とを含み得る。それゆえ、反射偏光子は、例えばコレステリック反射偏光子などの、円偏光素子、又は四分の一波長板と共に使用するように適合されている直線偏光素子とすることができる。

様々な実施形態によれば、光学異方性ポリマー薄膜は、ポリマー薄膜に所望の応力状態を適用することによって形成することができる。結晶性ポリマー組成物、又は結晶化が可能なポリマー組成物を、当業者には周知の適切な押出成形及び注型操作を使用して、単層へと形成することができる。例えば、光学的及び機械的に異方性の膜を形成するように、ＰＥＮを単層として押出成形して配向させることができる。更なる実施形態によれば、ポリマーを、結晶性、結晶化可能のいずれかであるか、又は配向後にも非晶性のままである、他のポリマー材料と共押出成形することにより、多層構造体を形成することができる。更なる実施例では、ＰＥＮは、エチレングリコールと重合されている、テレフタル酸及びイソフタル酸混合物のコポリマーと、共押出成形することができる。また更なる実施例では、１つ以上の結晶性又は結晶化可能ＰＥＮ層を、高ポアソン比を有するポリマー層に積層することにより、複合ポリマー薄膜を形成することができる。

単層及び多層の実施例では、それぞれの対応のポリマー層の厚さは、機械的及び光学的用途の範囲に関しては、独立して、約５ｎｍ～約１ｍｍ以上の範囲、例えば、５、１０、２０、５０、１００、２００、５００、又は１０００ｎｍ（上述の値のいずれかの間の範囲を含むもの）とすることができる。本明細書で使用されるとき、用語「ポリマー薄膜」及び「ポリマー層」は、互換的に使用することができる。更には、「ポリマー薄膜」又は「ポリマー層」への言及は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、「多層ポリマー薄膜」などへの言及を含み得る。

例示的なポリマーとしては、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、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、脂肪族又は半芳香族ポリアミド、エチレンビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、アイソタクチックポリプロピレン、ポリエチレンなどのうちの１つ以上、並びに、これらの異性体及びコポリマーを含む組み合わせを挙げることができる。更なる例示的なポリマーを、フタル酸、アゼライン酸、ノルボルネンジカルボン酸、及び他のジカルボン酸から誘導することができる。好適なカルボン酸塩を、エチレングリコール、プロピレングリコール、及び他のグリコールを含むグリコール、並びに二水素化有機化合物と重合させることができる。

いくつかの実施形態では、結晶性含有物は、例えば、ポリエチレンナフタレート又はポリエチレンテレフタレートを含み得るが、更なる結晶性ポリマー材料も想到され、この場合、「結晶性」又は「半結晶性」ポリマー薄膜中の結晶相は、いくつかの実施例では、そのポリマー薄膜の少なくとも約１体積％を構成し得る。これらのポリマー及び他のポリマーを使用して、ポリマー薄膜及び高ポアソン比ポリマー薄膜を形成することができる。高ポアソン比ポリマー薄膜は、非晶性の場合もあれば、又は結晶性の場合もある。

光学異方性ポリマー薄膜は、薄膜配向システムを使用して形成することができ、薄膜配向システムは、その１つ以上の別個の領域において、ポリマー薄膜複合材（例えば、ポリマー積層体）を加熱して、少なくとも１つの面内方向で延伸するように構成されている。ポリマー薄膜複合材は、ポリマー薄膜と、そのポリマー薄膜の上に直接配設されている高ポアソン比ポリマー薄膜とを含み得る。いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜の結晶含有量は、延伸の作用中に増大し得る。いくつかの実施形態では、延伸は、結晶含有量を実質的に変化させることなく、ポリマー薄膜内での結晶の配向を変更することができる。

いくつかの実施形態では、薄膜配向システムは、１つの面内方向のみに沿って、ポリマー薄膜複合材に引張応力を印加すると同時に、第１の面内方向に直交する第２の面内方向に沿って、ポリマー薄膜にその場圧縮力が印加されるように構成することができる。例えば、薄膜配向システムは、横方向（例えば、ｘ方向）に沿ってポリマー薄膜に面内圧縮応力を印加して、機械方向に沿ってポリマー薄膜が弛緩することを可能にすると同時に、高ポアソン比ポリマー薄膜が、機械方向に沿って（例えば、ｙ方向に沿って）ポリマー薄膜に面内圧縮応力を印加するように構成することができる。

高ポアソン比ポリマー薄膜は、印加された引張応力に直交するか又は実質的に直交する方向に沿って、所望の圧縮応力を提供するように構成することができる。それゆえ、高ポアソン比ポリマー薄膜の組成、厚さ、配向などのうちの１つ以上を制御することができる。例えば、高ポアソン比ポリマー薄膜の面内ポアソン比は、具現化される圧縮応力が、ポリマー薄膜に対する高ポアソン比ポリマー薄膜の向きに依存しないように、等方性とすることができる。その一方で、高ポアソン比ポリマー薄膜の面内ポアソン比が異方性である実施例では、ポリマー薄膜に対する高ポアソン比ポリマー薄膜の向きは、所望の面内圧縮応力を提供するように配置することができる。いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜に対する異方性高ポアソン比ポリマー薄膜の向きは、所与の引張応力に応答して最大の面内変形（圧縮応力）を提供するように構成することができる。

いくつかの実施形態によれば、例示的なシステム内では、ポリマー薄膜を加熱して、そのシステムを通過する膜の移動方向に対して横方向に延伸させることができる。そのような実施形態では、ポリマー薄膜は、散開型トラックシステムに沿って摺動可能に配設されている複数の可動式クリップによって、両縁部に沿って保持することができ、それにより、ポリマー薄膜は、薄膜配向システムの加熱及び変形ゾーンを通って機械方向（ＭＤ）に沿って移動する際に、横方向（ＴＤ）に延伸される。横方向に沿った面内引張応力に応答して、高ポアソン比ポリマー薄膜は、ポリマー薄膜内の結晶の配向を操作するために有効な、面内圧縮応力を誘起し得る。いくつかの実施形態では、横方向に沿った延伸と、機械方向に沿った弛緩／圧縮とは、同時に生じ得るものであり、独立して、かつ局所的に制御することができる。特定の実施形態では、例えば、ロールツーロール製造プラットフォームを使用して、大規模生産を可能にすることができる。

いくつかの実施形態では、本明細書で更に詳細に説明されるように、いずれかのトラック又は双方のトラックに沿ったクリップ相互間隔を、薄膜配向システム内での場所の関数として変化させることができる。例えば、いずれかのトラックに沿ったクリップ相互間隔は、システムの入力ゾーンからシステムの出力ゾーンまで、クリップが移動してポリマー薄膜を案内する際に、独立して増大（又は、減少）し得る。そのような構成は、横方向の引張応力を印加している間の、機械方向に沿ったポリマー薄膜の並進速度を、効果的に増大（又は、減少）させることができる。

特定の態様では、引張応力は、ポリマー薄膜の長さ方向若しくは幅方向の寸法に沿って、均一又は不均一に印加することができる。ポリマー薄膜の加熱は、引張応力の印加に伴い得る。例えば、半結晶性ポリマー薄膜を、そのガラス転移温度（Ｔ_ｇ）よりも高い温度、例えば、Ｔ_ｇ＋１０℃、Ｔ_ｇ＋２０℃、Ｔ_ｇ＋３０℃、Ｔ_ｇ＋４０℃、Ｔ_ｇ＋５０℃、Ｔ_ｇ＋６０℃、Ｔ_ｇ＋７０℃、Ｔ_ｇ＋８０℃、Ｔ_ｇ＋９０℃、又はＴ_ｇ＋１００℃（上述の値のいずれかの間の範囲を含む温度）まで加熱することにより、薄膜の変形と、その薄膜内での結晶の形成及び再配列とを円滑にすることができる。

ポリマー薄膜の温度は、非加熱のポリマー薄膜と比較して、そのポリマー薄膜の変形能を改善するために、延伸の作用の前、作用中、及び／又は作用の後に、すなわち、予熱ゾーン内又は予熱ゾーンの下流の変形ゾーン内で、所望の値に、又は所望の範囲内に維持することができる。変形ゾーン内でのポリマー薄膜の温度は、予熱ゾーン内でのポリマー薄膜の温度よりも低いか、等しいか、又は高いものとすることができる。

いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜は、延伸の作用の全体を通して、一定の温度に加熱することができる。いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜のある領域を、一時的に、すなわち、引張応力の印加中及び印加の後に、異なる温度に加熱することができる。いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜の異なる領域を、異なる温度に加熱することができる。特定の実施形態は、印加された引張応力に応答して具現化される歪みは、少なくとも約２０％、例えば、約２０％、約５０％、約１００％、約１５０％、約２００％、約３００％、約４００％、若しくは約５００％、又はそれより大きい（上述の値のいずれかの間の範囲を含む）ものとすることができる。

ポリマー薄膜の変形の後に、所定の時間にわたって加熱を維持して、その後、ポリマー薄膜を冷却することができる。冷却の作用は、ポリマー薄膜を、自然に冷却させること、設定された冷却速度で冷却させること、又は、ポリマー薄膜を熱的に安定化させ得る低温ガスでパージすることなどによる急冷によって冷却させることを含み得る。

特定の実施形態によれば、二軸応力（例えば、横方向に沿った引張応力、及び機械方向に沿った圧縮応力）の印加により、ポリマー薄膜（例えば、光学品質ポリマー薄膜）内での結晶の再配向を誘起することができる。変形及び結晶再配列の後に、それらの結晶は、印加された引張応力の方向に合わせて少なくとも部分的に整列され、かつポリマー薄膜の面外に配向されることにより、光学異方性の層を形成することができ、この場合、ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ≧ｎ_ｙ（すなわち、ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ＝ｎ_ｙ及び／又はｎ_ｘ＞ｎ_ｚ＞ｎ_ｙ）である。いくつかの実施形態では、面内複屈折（ｎ_ｘ－ｎ_ｙ）は、約０．１５よりも大きいものとすることができ、ここでｎ_ｘは、約１．８よりも大きく、例えば、約１．８１、約１．８３、約１．８５、約１．８７、約１．８９、又はそれより大きいものとすることができる。

様々な実施形態によれば、光学異方性ポリマー薄膜は、繊維性、非晶性、部分的に結晶性、又は完全に結晶性の材料を含み得る。そのような材料はまた、機械的に異方性とすることもでき、この場合、限定するものではないが、圧縮強度、引張強度、剪断強度、降伏強度、剛性、硬度、靭性、延性、機械加工性、熱膨張、平坦性、及びクリープ挙動を含む、１つ以上の特性を方向依存性とすることができる。

本明細書で開示される光学異方性ポリマー薄膜を使用して、様々な用途において実装することが可能な多層反射偏光子を形成することができる。例えば、多層反射偏光子は、単色画素、着色画素、若しくはＩＲ画素の発光アレイを含む、ＬＥＤ又はＯＬＥＤベースのディスプレイグリッドによって出力される、偏光を増大させるために使用することができる。いくつかの実施形態では、反射偏光子薄膜を発光画素アレイに適用することにより、１つ以上の偏光状態に関する光再利用及び出力増大をもたらすことができる。更には、高度に光学異方性のポリマー薄膜は、そのような用途における画素のぼやけを減少させることができる。

例示的な反射偏光子は、約２～約１０００層の、例えば、２、１０、２０、５０、１００、２５０、５００、１０００層、またはそれより多く（前述の値のいずれかの間の範囲を含む）の、交互の第１のポリマーと第２のポリマーとを有する、多層構造体として特徴付けることができる。第１のポリマーは、光学複屈折ポリマー薄膜を形成し得る。第１のポリマーの層は、それぞれが５５０ｎｍで測定される高い面内屈折率と低い面内屈折率との、少なくとも約０．１５の差、及び、それぞれが５５０ｎｍで測定される面外屈折率と低い面内屈折率との、約０．１未満、例えば、約０．０５未満、又は更に約０．０２５未満の差を示し得る。第２のポリマーは、光学等方性ポリマー薄膜を形成し得る。

光学異方性ポリマー薄膜を含む反射偏光子は、熱的に安定なものとすることができ、４５°の角度で入射して、その反射偏光子の透過軸に沿って方向付けされている直線ｐ偏光に対しては、約１０％未満、例えば、約５％未満、約２％未満、又は約１％未満の反射率を有し得る。この反射偏光子は、約９５℃で少なくとも４０分間加熱された場合、約５％未満の歪み（例えば、約５％未満の収縮、約２％未満の収縮、約１％未満の収縮、又は約０．５％未満の収縮）を示し得る。

それゆえ、本開示の態様は、改善された機械的特性及び光学特性を有し、１つ以上の光学異方性ポリマー薄膜を含む、多層反射偏光子の形成に関する。改善された機械的特性としては、改善された寸法安定性と、複合曲面に適合する際の改善された順応性とを挙げることができる。改善された光学特性としては、複合曲面に適合させた場合の、より高いコントラスト比と、低減された偏光角分散とを挙げることができる。

本明細書で説明される実施形態のいずれかからの特徴は、本明細書で説明される一般的原理に従って、互いに組み合わせて使用することができる。これらの実施形態、特徴、及び利点、並びに他の実施形態、特徴、及び利点は、添付の図面及び特許請求の範囲と併せて以下の詳細な説明を読むことにより、より完全に理解されるであろう。

以下では、図１～図７を参照して、光学異方性ポリマー薄膜を製造するための方法及びシステムの、詳細な説明が提供される。図１～図５に関連する論考は、例示的な薄膜処理システム及び方法に関する。図６及び図７に関連する論考は、本明細書で開示されるような１つ以上の光学異方性ポリマー薄膜を含み得る、例示的な仮想現実デバイス及び拡張現実デバイスに関する。

様々な実施形態に関連して、薄膜配向システムの機械方向（ＭＤ）、横方向（ＴＤ）、及び法線方向（ＮＤ）と整列されており、それぞれ、ポリマー薄膜の長さ、幅、及び厚さ寸法に対応し得る、相互に直交する３つの軸を参照して、ポリマー薄膜が説明される場合がある。本開示の様々な実施形態及び実施例の全体を通して、機械方向は、ポリマー薄膜のｙ方向に対応し得るものであり、横方向は、ポリマー薄膜のｘ方向に対応し得るものであり、法線方向は、ポリマー薄膜のｚ方向に対応し得る。

様々な実施形態によれば、ポリマー薄膜（例えば、光学品質ポリマー薄膜）は、「結晶性」ポリマー薄膜、すなわち、少なくとも約１％の結晶含有量を有するものとして、特徴付けることができる。理解されるように、そのようなポリマー薄膜の処理中に、結晶含有量を操作することにより、所望の光学異方性を達成することができる。更なる実施形態によれば、ポリマー薄膜（例えば、光学品質ポリマー薄膜）は、「結晶化可能」ポリマー薄膜として特徴付けることができる。そのようなポリマー薄膜は、最初に結晶性の場合もあれば、又は非晶性の場合もある。結晶化可能ポリマー薄膜の処理中に、結晶含有量を増大させることができ、既存の結晶及び／又は発生期の結晶を操作することにより、所望の光学異方性を達成することができる。

光学異方性ポリマー薄膜を形成するための単段式薄膜配向システムが、図１に概略的に示される。システム１００は、ポリマー薄膜１０５の結晶化可能部分１１０を受け入れて予熱するための、薄膜入力ゾーン１３０と、ポリマー薄膜１０５の、結晶化され配向された部分１１５を出力するための、薄膜出力ゾーン１４７と、入力ゾーン１３０と出力ゾーン１４７との間に延びており、システム１００を通して、すなわち入力ゾーン１３０から出力ゾーン１４７まで、ポリマー薄膜１０５を把持して案内するように構成されている、クリップアレイ１２０とを含み得る。クリップアレイ１２０は、第１のトラック１２５上に摺動可能に配設されている、複数の第１の可動式クリップ１２４と、第２のトラック１２７上に摺動可能に配設されている、複数の第２の可動式クリップ１２６とを含み得る。

本明細書で更に開示されるように、ポリマー薄膜１０５は、単一のポリマー層、又は、多層ＡＢＡＢ．．．構造体などの、第１のポリマーと第２のポリマーとの複数の（例えば、交互の）層を含み得る。あるいは、ポリマー薄膜１０５は、ポリマー薄膜（例えば、光学品質ポリマー薄膜）と、そのポリマー薄膜の上に直接重ねられている高ポアソン比ポリマー薄膜（別個には示さず）とを有する、複合構造を含み得る。いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜複合材は、単一のポリマー薄膜又は多層ポリマー薄膜に可逆的に積層されているか又は印刷されている、高ポアソン比ポリマー薄膜を含み得る。

動作中、入力ゾーン１３０に近接して、クリップ１２４、１２６を、ポリマー薄膜１０５の対応する縁部部分に取り付けることができ、この場合、所与のトラック１２５、１２７上に位置している隣接するクリップを、クリップ相互間隔１５０で配設することができる。簡略化のために、示されている図では、入力ゾーン１３０内での第１のトラック１２５に沿ったクリップ相互間隔１５０は、入力ゾーン１３０内での第２のトラック１２７に沿ったクリップ相互間隔１５０と同等であるか、又は実質的に同等とすることができる。理解されるように、代替的実施形態では、入力ゾーン１３０内では、第１のトラック１２５に沿ったクリップ相互間隔１５０は、第２のトラック１２７に沿ったクリップ相互間隔１５０とは異なるものとすることができる。

入力ゾーン１３０及び出力ゾーン１４７に加えて、システム１００は、１つ以上の追加的ゾーン１３５、１４０、１４５などを含み得るものであり、これらのゾーンでは、（ｉ）ポリマー薄膜１０５の並進速度、（ｉｉ）第１のトラック１２５及び第２のトラック１２７の形状、（ｉｉｉ）第１のトラック１２５と第２のトラック１２７との間隔、（ｉｖ）クリップ相互間隔１５０、１５２、１５５、１５７、１５９、及び（ｖ）ポリマー薄膜１０５の局所温度などのそれぞれを、独立して制御することができる。

例示的プロセスでは、ポリマー薄膜１０５は、クリップ１２４、１２６によってシステム１００を通って案内される際に、ゾーン１３０、１３５、１４０、１４５、１４７のそれぞれの中で、選択された温度まで加熱することができる。より少ない数又はより多い数の熱制御ゾーンを使用することもできる。図示のように、ゾーン１３５内で、第１のトラック１２５と第２のトラック１２７とが、横方向に沿って散開し得ることにより、ポリマー薄膜１０５は、例えば、そのガラス転移温度よりも高い温度まで加熱されている間に、横方向に延伸させることができる。

図１を更に参照すると、ゾーン１３５内では、第１のトラック１２５上の隣接する第１のクリップ１２４間の間隔１５２と、第２のトラック１２７上の隣接する第２のクリップ１２６間の間隔１５７とが、入力ゾーン１３０内でのクリップ相互間隔１５０に対して減少し得る。特定の実施形態では、初期の間隔１５０からの、クリップ間隔１５２、１５７の減少は、横方向延伸比のほぼ平方根として比例し得る。実際の比率は、ポリマー薄膜のポアソン比、並びに、平坦性、厚さ、結晶含有量などを含む、延伸薄膜に関する要件に依存し得る。

いくつかの実施形態では、延伸されたポリマー薄膜１０５がゾーン１４０に入る際に、ポリマー薄膜１０５の温度を低下させることができる。ゾーン１３５内での延伸の作用の後に、温度を急速に低下させること（すなわち、熱急冷）により、ポリマー薄膜１０５の適合性を向上させることができる。いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜１０５を熱的に安定化させることができ、この場合、ポリマー薄膜１０５の温度を、延伸後ゾーン１４０、１４５、１４７のそれぞれの中で制御することができる。ポリマー薄膜の温度は、強制熱対流によって、若しくは放射、例えばＩＲ放射によって、又は、それらの組み合わせによって制御することができる。

延伸ゾーン１３５の下流では、いくつかの実施形態によれば、第１のトラック１２５と第２のトラック１２７との間の横方向距離は、一定のままとすることができ、又は、図示のように、（例えば、出力ゾーン１４７内で）一定の分離距離を呈する前に、（例えば、ゾーン１４０及びゾーン１４５内で）最初に減少させることもできる。これに関連して、延伸ゾーン１３５の下流でのクリップ相互間隔は、第１のトラック１２５に沿ったクリップ相互間隔１５２、及び第２のトラック１２７に沿ったクリップ相互間隔１５７に対して、増大させるか又は減少させることができる。例えば、出力ゾーン１４７内での第１のトラック１２５に沿ったクリップ相互間隔１５５は、延伸ゾーン１３５内でのクリップ相互間隔１５２よりも小さいものとすることができ、出力ゾーン１４７内での第２のトラック１２７に沿ったクリップ相互間隔１５９は、延伸ゾーン１３５内でのクリップ相互間隔１５７よりも小さいものとすることができる。いくつかの実施形態によれば、クリップ間の間隔は、線形ステッピングモータライン上でのクリップの局所速度を変更することによって、あるいは、クリップを対応するトラックに接続する、取り付け及び可変クリップ間隔機構を使用することによって、制御することができる。

様々な実施形態によれば、横方向に沿ってポリマー薄膜に引張応力が印加されると、延伸ゾーン内での動的なクリップ相互間隔により、そのポリマー膜は、機械方向に沿って弛緩することが可能となり得る。いくつかの実施形態では、延伸ゾーン１３５の下流での熱安定化は、ポリマー薄膜の追加的な結晶化を含む場合もあれば、又は含まない場合もある。延伸ゾーン１３５の下流の、例えばゾーン１４０内及びゾーン１４５内のトラックに沿って、クリップ相互間隔を減少させ続けることによって、例えば追加的な結晶成長の間の、機械方向に沿ったポリマー薄膜の弛緩が、ポリマー薄膜の機械方向に沿って圧縮応力が課されることと、それに付随する、新たに形成された結晶の好ましい配向、すなわち機械方向に沿った配向の具現化とを可能にし得る。

ポリマー薄膜が高ポアソン比ポリマー薄膜に積層されている実施形態では、高ポアソン比ポリマー薄膜が、機械方向に沿ってポリマー薄膜に対して面内圧縮歪みを課すことができる。そのような実施形態では、機械方向に沿って誘起歪みを提供することによって、ポリマー薄膜内の結晶は、それらの結晶が異方性配向を示すような、横方向及び機械方向の双方に沿った好ましい配向を有し得ることにより、ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ≧ｎ_ｙである光学異方性ポリマー薄膜１１５がもたらされる。

薄膜配向システム１００の歪みの影響が、単位セグメント１６０、１６５を参照して概略的に示されており、これらはそれぞれ、ポリマー薄膜１０５の選択された領域に関する延伸前の寸法と、対応する延伸後の寸法とを示している。図示の実施形態では、ポリマー薄膜１０５は、（例えば、横方向に沿った）延伸前の幅と、（例えば、機械方向に沿った）延伸前の長さとを有する。理解されるように、延伸後の幅は、延伸前の幅よりも大きいものとすることができ、延伸後の長さは、延伸前の長さよりも小さいものとすることができる。延伸の後、高ポアソン比ポリマー薄膜は、光学異方性ポリマー薄膜から分離（例えば、層間剥離）され得る。

図１に示されている単段式薄膜配向システム１００の代替として、更なる実施形態によれば、光学異方性ポリマー薄膜は、有利には連続（例えば、ロールツーロール）動作用に構成することが可能な、二段式システムを使用して形成することができる。二段式システムでは、ポリマー薄膜複合材を、一次薄膜配向サブシステムと二次薄膜配向サブシステムとの中間で形成することができる。一次薄膜配向サブシステムを使用して、延伸されたポリマー薄膜を形成することができ、その延伸されたポリマー薄膜上に更なるポリマー薄膜が形成されて、複合ポリマー薄膜が作り出される。次いで、二次薄膜配向サブシステムを使用して、その複合材を延伸することにより、光学異方性ポリマー薄膜を形成することができる。

例示的な二段式薄膜配向システムが、図２に概略的に示されており、この場合、一次薄膜配向サブシステム（サブシステムＡ）を使用してポリマー薄膜を処理し、延伸されたポリマー薄膜を形成することができ、この延伸されたポリマー薄膜が、高ポアソン比ポリマー薄膜に接合されてポリマー薄膜複合材が形成される（サブシステムＢ）。次いで、この複合材を、二次薄膜配向サブシステム（サブシステムＣ）を使用して処理することができる。延伸の後、高ポアソン比ポリマー薄膜は、光学異方性ポリマー薄膜から分離（例えば、層間剥離）され得る（サブシステムＤ）。理解されるように、一次薄膜配向サブシステム及び二次薄膜配向サブシステムの、サイズ及び寸法は、処理されるポリマー薄膜の寸法に適応するように、容易に調節することができる。いくつかの実施形態では、２つ以上の薄膜配向サブシステムの動作モードは、実質的に同等のものとすることができる。

図２のサブシステムＡ内の薄膜配向サブシステム２００を参照すると、例示的方法は、入力ゾーン２３０内で、ポリマー薄膜１０５の結晶化可能部分１１０の両縁部に、第１のクリップアレイ２２０を取り付けることを含み得る。第１のクリップアレイ２２０は、ポリマー薄膜１０５の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック２２５上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップ２２４と、ポリマー薄膜１０５の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック２２７上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップ２２６とを含み得る。

延伸ゾーン２３５内で、第１のクリップ２２４と第２のクリップ２２６との間の距離を増大させることによって、横方向に沿ってポリマー薄膜１０５に正の面内歪みを印加することができる。また図１の薄膜配向システム１００にも関連して開示されているように、面内の引張応力を印加している間に、第１のクリップ２２４間のクリップ相互間隔２５２、及び第２のクリップ２２６間のクリップ相互間隔２５７を、入力ゾーン２３０内でのクリップ相互間隔２５０に対して、延伸ゾーン２３５内で機械方向に沿って減少させて、延伸され配向されたポリマー薄膜１１５を形成することができる。

サブシステムＢ内で、高ポアソン比ポリマー薄膜２０５を、延伸されたポリマー薄膜１１５の上に直接形成して、ポリマー薄膜複合材２１０を形成することができる。サブシステムＣ内の薄膜配向サブシステム２００を参照すると、本方法は、ポリマー薄膜複合材２１０の両縁部に、第２のクリップアレイ２２０を取り付けることを更に含み得る。第２のクリップアレイは、複合材２１０の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック２２５上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップ２２４と、複合材２１０の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック２２７上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップ２２６とを含み得る。

変形ゾーン２３５内で、第１のクリップ２２４と第２のクリップ２２６との間の距離を増大させることによって、横方向に沿ってポリマー薄膜複合材２１０に正の面内応力を印加することができる。また変形ゾーン２３５内でも、入力ゾーン２３０内でのクリップ相互間隔２５０に対して、第１のクリップ２２４間のクリップ相互間隔２５２、及び第２のクリップ２２６間のクリップ相互間隔２５７を、機械方向に沿って減少させることができ、このことにより、高ポアソン比ポリマー薄膜２０５は、機械方向に沿って、延伸されたポリマー薄膜１１５に負の面内歪みを印加して、光学異方性ポリマー薄膜２１５を形成することが可能となる。延伸の作用の後に、高ポアソン比ポリマー薄膜２０５は、サブシステムＤに示されるように、光学異方性ポリマー薄膜２１５から分離され得る。

入力ゾーン２３０及び延伸ゾーン２３５に加えて、サブシステムＡ内の薄膜配向システム２００、及びサブシステムＢ内の薄膜配向システム２００は、それぞれ１つ以上の追加的ゾーン２４０、２４５、２４７を含み得るものであり、これらのゾーン内では、処理されているポリマー層の温度及び応力状態を、独立して制御することができる。例として、延伸ゾーン２３５の下流でのクリップ相互間隔は、第１のトラック２２５に沿ったクリップ相互間隔２５２、及び第２のトラック２２７に沿ったクリップ相互間隔２５７に対して、増大又は減少させることができる。例えば、サブシステムＡ及びサブシステムＣのいずれか若しくは双方内では、出力ゾーン２４７内での第１のトラック２２５に沿ったクリップ相互間隔２５５は、延伸ゾーン２３５内でのクリップ相互間隔２５２よりも小さいものとすることができ、出力ゾーン２４７内での第２のトラック２２７に沿ったクリップ相互間隔２５９は、延伸ゾーン２３５内でのクリップ相互間隔２５７よりも小さいものとすることができる。

更なる例示的な二段式薄膜配向システムでは、高ポアソン比ポリマー薄膜を、最初に一次薄膜配向サブシステムを通して処理することにより、延伸された高ポアソン比ポリマー薄膜を形成することができ、次いで、この延伸された高ポアソン比ポリマー薄膜が、ポリマー薄膜に接合されて、ポリマー薄膜複合材が形成される。先行の実施形態と同様に、次いで、そのポリマー薄膜複合材を、二次薄膜配向サブシステムを使用して処理することにより、光学異方性ポリマー薄膜を形成することができる。そのような例示的な二段式薄膜配向システム、及びその動作が、図３を参照して説明される。

図３を参照すると、薄膜配向システムは、高ポアソン比ポリマー薄膜を形成するための、一次薄膜配向サブシステム３００（サブシステムＡ）と、サブシステムＡから出力された高ポアソン比ポリマー薄膜、及び光学品質ポリマー薄膜から、ポリマー薄膜複合材を形成するための、中間ステーション（サブシステムＢ）と、ポリマー薄膜複合材を延伸させるための、二次薄膜配向サブシステム１００（サブシステムＣ）と、光学異方性の光学品質ポリマー薄膜を高ポアソン比ポリマー薄膜から分離するための、層間剥離ステーション（サブシステムＤ）とを含み得る。

一次サブシステム３００は、ポリマー薄膜３０５の結晶化可能部分３１０を受け入れて予熱するための、薄膜入力ゾーン３３０と、結晶化可能ポリマー薄膜３０５の、少なくとも部分的に結晶化され配向された部分３１５を出力するための、薄膜出力ゾーン３４７と、入力ゾーン３３０と出力ゾーン３４７との間に延びており、システム３００を通してポリマー薄膜３０５を把持して案内するように構成されている、クリップアレイ３２０とを含み得る。クリップアレイ３２０は、第１のトラック３２５上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップ３２４と、第２のトラック３２７上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップ３２６とを含み得る。サブシステムＡを使用して、高ポアソン比ポリマー薄膜３１５を形成することができる。

例示的プロセスでは、入力ゾーン３３０に近接して、第１のクリップ３２４及び第２のクリップ３２６を、ポリマー薄膜３０５の縁部部分に取り付けることができ、この場合、所与のトラック３２５、３２７上に位置している隣接するクリップを、入力ゾーン３３０内の双方のトラックに沿って実質的に一定又は可変とすることが可能な、初期のクリップ相互間隔３５０で配設することができる。

システム３００の動力学により、（ｉ）ポリマー薄膜３０５の並進速度、（ｉｉ）第１のトラック３２５及び第２のトラック３２７の形状、（ｉｉｉ）横方向に沿った第１のトラック３２５と第２のトラック３２７との間隔、（ｉｖ）入力ゾーン３３０内でのクリップ相互間隔３５０、並びに入力ゾーンの下流でのクリップ相互間隔（例えば、クリップ相互間隔３５２、３５５、３５７、３５９）、及び（ｖ）ポリマー薄膜の局所温度などに対する、独立制御が可能となる。

例示的プロセスでは、ポリマー薄膜３０５は、クリップ３２４、３２６によってシステム３００を通って案内される際に、ゾーン３３０、３３５、３４７のそれぞれの中で、選択された温度に加熱されてもよい。ポリマー薄膜３０５の構成成分のガラス転移温度よりも高い温度を、変形中に（すなわち、ゾーン３３５内で）使用することができ、その一方で、より低い温度、同等の温度、又はより高い温度を、１つ以上の下流ゾーンのそれぞれの中で使用することができる。

更に図３を参照すると、変形ゾーン３３５内では、入力ゾーン３３０内でのクリップ相互間隔３５０に対して、第１のクリップ３２４間のクリップ相互間隔３５２、及び第２のクリップ３２６間のクリップ相互間隔３５７を、機械方向に沿って増大させることができ、それにより、正の面内応力が、機械方向に沿ってポリマー薄膜３０５に印加される。更には、図示のように、ゾーン３３５内では、第１のトラック３２５と第２のトラック３２７とが、横方向に沿って収束し得ることにより、ポリマー薄膜３０５は、機械方向で延伸されている間に、横方向で弛緩し得る。

いくつかの実施形態では、延伸されたポリマー薄膜がゾーン３３５を出る際に、ポリマー薄膜３０５の温度を低下させることができる。いくつかの実施形態では、結晶化可能ポリマー薄膜３０５を熱的に安定化させることができ、この場合、結晶化可能ポリマー薄膜３０５の温度を、変形後ゾーン３４７内で制御することができる。結晶化可能ポリマー薄膜の温度は、強制熱対流によって、又は放射、例えばＩＲ放射によって、あるいは、それらの組み合わせによって制御することができる。

変形ゾーン３３５の下流では、クリップ相互間隔は、第１のトラック３２５に沿ったクリップ相互間隔３５２、及び第２のトラック３２７に沿ったクリップ相互間隔３５７に対して、増大させるか、減少させるか、又は実質的に一定のままとすることができる。例えば、出力ゾーン３４７内での第１のトラック３２５に沿ったクリップ相互間隔３５５は、クリップがゾーン３３５を出る際のクリップ相互間隔３５２と実質的に等しいか、又はそれよりも大きいものとすることができ、出力ゾーン３４７内での第２のトラック３２７に沿ったクリップ相互間隔３５９は、クリップがゾーン３３５を出る際のクリップ相互間隔３５７と実質的に等しいか、又はそれよりも大きいものとすることができる。

図３のサブシステムＢ内で、ポリマー薄膜１１５（例えば、光学品質ポリマー薄膜）を、高ポアソン比ポリマー薄膜３１５の上に直接形成して、ポリマー薄膜複合材２１０を形成することができる。その後、ポリマー薄膜複合材２１０を、図２のサブシステムＣ内でのポリマー薄膜複合材の延伸に関して上記で開示された方式で、図３のサブシステムＣ内で延伸させて、光学異方性ポリマー薄膜２１５を形成することができる。

図３のサブシステムＣ内での薄膜配向システム１００の動力学により、（ｉ）ポリマー薄膜複合材２１０の局所並進速度、（ｉｉ）第１のトラック１２５及び第２のトラック１２７の形状、（ｉｉｉ）第１のトラック１２５と第２のトラック１２７との間隔、（ｉｖ）クリップ相互間隔１５０、１５２、１５５、１５７、１５９、及び（ｖ）複合材２１０の局所温度のそれぞれに対する、独立制御が可能となる。延伸の後、サブシステムＤ内で、光学異方性ポリマー薄膜２１５は高ポアソン比ポリマー薄膜３１５から分離（例えば、層間剥離）され得る。

図４を参照すると、ポリマー薄膜複合材（例えば、ポリマー薄膜複合材２１０）内では、高ポアソン比ポリマー薄膜を、結晶化可能光学ポリマー薄膜の、一方又は双方の主表面の上に配設することができる。いくつかの実施形態では、ポリマー薄膜複合材は、積層によって、又は直接印刷によって形成することができる。積層体は、例えば、超強力接合（ＶＨＢ）接着テープ又は感圧接着剤を使用する、接着接合によって形成することができる。

図４のＡに示されるように、ポリマー薄膜複合材４１０Ａは、結晶性又は結晶化可能光学ポリマー薄膜４１５Ａと、その結晶性又は結晶化可能光学ポリマー薄膜４１５Ａの、一方の主表面の上に配設されている、高ポアソン比ポリマー薄膜４０５Ａとを含み得る。図４のＢを参照すると、ポリマー薄膜複合材４１０Ｂは、結晶性又は結晶化可能光学ポリマー薄膜４１５Ａと、その結晶性又は結晶化可能光学ポリマー薄膜４１５Ａの、各主表面の上にそれぞれ配設されている、一対の高ポアソン比ポリマー薄膜４０５Ａ、４０５Ｂとを含み得る。ポリマー薄膜複合材の処理（すなわち、延伸）の後に、その複合材の異なる層に異なる剪断歪みを印加すること、ＵＶ放射に曝露することによって、及び／又は、その複合材の温度を上昇若しくは低下させることによって、高ポアソン比ポリマー薄膜を光学ポリマー薄膜から剥離することができる。

本明細書で開示されるように、ポリマー薄膜は、犠牲高ポアソン比ポリマー薄膜に積層することができ、この場合、後者の異方性の機械的特性を使用して、少なくとも１つの方向に沿ってポリマー薄膜を変形させる（すなわち、圧縮する）ことができる。いくつかの実施形態では、変形の作用中に、ポリマー薄膜内の結晶子を再配向させることができ、このことにより、高度の光学異方性を示すポリマー薄膜をもたらすことができる。

特定の実施形態では、一軸方向で適用された張力の状態に応答して、高ポアソン比ポリマー薄膜は、ポリマー薄膜内に、印加された応力に直交する面内圧縮歪みを誘起することができ、すなわち、この場合、複合材における圧縮歪みは、ポリマー薄膜の圧縮歪みよりも大きい。そのような圧縮歪みは、ポリマー薄膜内の結晶子又はポリマー鎖の再配向と、より大きい面内複屈折の具現化とを引き起こし得る。この応答が、図５に概略的に示される。

図５のＡを参照すると、方法５００は、結晶化可能光学ポリマー薄膜５１５に接合されている高ポアソン比ポリマー薄膜５０５を含む、複合材５１０を形成することを含み得る。いくつかの実施形態では、高ポアソン比ポリマー薄膜５０５と光学ポリマー薄膜５１５とは、同時に、又は連続して形成することができる。

形成されたままの複合材５１０では、高ポアソン比ポリマー薄膜５０５のポアソン比は、光学ポリマー薄膜５１５のポアソン比よりも大きく、例えば、約１０％大きい、約２０％大きい、約５０％大きい、約１００％大きい、又は約１５０％以上大きい（上述の値のいずれかの間の範囲を含む）ものとすることができる。

図５のＢを参照すると、例えばｘ軸に沿って、複合材５１０に一軸応力を印加することによって、それに付随する、高ポアソン比ポリマー薄膜５０５におけるｙ軸に沿った横方向収縮が、高ポアソン比ポリマー薄膜５０５内の結晶子５０７を、薄膜５０５の面内で回転させ、隣接する光学ポリマー薄膜５１５における寸法変化及び結晶子再配列を誘起し得る。光学ポリマー薄膜５１５のポアソン比が、高ポアソン比ポリマー薄膜５０５のポアソン比よりも小さい実施例では、光学ポリマー薄膜５１５内に誘起された歪みは、光学ポリマー薄膜５１５における横方向圧縮と、光学ポリマー薄膜５１５内の結晶子５１７の、光学ポリマー薄膜５１５の面外への回転と、異常複屈折の生成とを引き起こし得る。例えば、光学ポリマー薄膜５１５内の結晶子５１７の、面外回転の程度は、約１０°～約９０°の範囲、例えば、約１０°、約２０°、約３０°、約４０°、約４５°、約５０°、約６０°、約７０°、約８０°、又は約９０°（上述の値のいずれかの間の範囲を含むもの）とすることができる。いくつかの実施形態では、延伸及び結晶子再配列の作用中に、複合材５１０を加熱することができる。

ポリマー薄膜５１５内での、そのような結晶相の再配向は、ｚ軸に沿った、すなわち、光学ポリマー薄膜５１５の厚さ寸法に沿った屈折率を増大させて、ｙ軸に沿った屈折率を減少させることができ、ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ＞ｎ_ｙである光学ポリマー薄膜を作り出すことができる。図示されていないが、延伸の後、光学ポリマー薄膜５１５は、高ポアソン比ポリマー薄膜５０５から剥離され得るか、又は他の方式で分離され得る。

本明細書で開示されるように、単層又は多層積み重ね体として、光学異方性ポリマー薄膜を、複屈折格子、光学リターダ、光学補償器、反射偏光子などの、様々な光学素子内に組み込むことができる。これらの光学素子及び他の光学素子の効率は、ポリマー薄膜によって示される面内複屈折の程度に依存し得る。

ポリマー薄膜は、面内屈折率（ｎ_ｘ及びｎ_ｙ）と厚さ方向屈折率（ｎ_ｚ）とによって特徴付けることができる。本出願人らは、半結晶性又は結晶性ポリマー薄膜の変形と、それに付随する、ポリマー内での結晶の歪み誘起再配列とにより、ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ＞ｎ_ｙである異方性の光学複屈折材料を生成することができる点を実証した。特定の実施形態では、ｎ_ｘ＞１．８であり、面内複屈折（ｎ_ｘ－ｎ_ｙ）は、０．１５よりも大きいものとすることができる。例示的なポリマー組成物としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を挙げることができるが、しかしながら、更なるポリマー組成物も想到される。

様々な実施形態によれば、光学異方性ポリマー薄膜は、ポリマー薄膜から形成することができ、ポリマー薄膜は、複合材内に組み込まれて、その複合材を加熱及び延伸するように構成されている薄膜配向システムを使用して処理されるものである。複合材は、ポリマー薄膜と、そのポリマー薄膜の上に直接重ねられている高ポアソン比ポリマー薄膜とを含み得る。薄膜配向システムは、ある１つの面内方向に沿って複合材に面内引張応力を印加するように構成することができ、それにより、高ポアソン比ポリマー薄膜の変形に起因する、その場圧縮応力が、直交する面内方向に沿ってポリマー薄膜に印加される。

特定の実施形態では、ポリマー薄膜積層体は、散開型トラックシステムに沿って摺動可能に配設されている複数の可動式クリップによって、両縁部に沿って保持することができ、それにより、ポリマー薄膜は、薄膜配向システムの加熱及び変形ゾーンを通って機械方向（ＭＤ）に沿って移動する際に、横方向（ＴＤ）に延伸される。いくつかの実施形態では、いずれかのトラック又は双方のトラックに沿ったクリップ相互間隔を、薄膜配向システム内での場所の関数として変化させることができる。そのような動的構成を使用して、機械方向に沿ったポリマー薄膜の並進速度を効果的に減少させることができ、このことにより、機械方向に沿った圧縮応力の印加と、それに付随する結晶の再配列とが可能となり得る。

例示的実施形態
実施例１：方法は、ポリマー薄膜と、そのポリマー薄膜の上に直接配設されている高ポアソン比ポリマー薄膜とを有する、複合薄膜を形成することと、複合薄膜の両縁部にクリップアレイを取り付けることであって、クリップアレイが、複合薄膜の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップと、複合薄膜の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップとを含む、取り付けることと、第１のクリップと第２のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿って複合薄膜に正の面内歪みを印加することと、機械方向に沿って第１のクリップ間及び第２のクリップ間のクリップ相互間隔を減少させることであって、高ポアソン比ポリマー薄膜が、機械方向に沿ってポリマー薄膜に負の面内歪みを印加して、光学異方性ポリマー薄膜を形成する、減少させることと、を含む。

実施例２：複合薄膜が、ポリマー薄膜の主表面の上に高ポアソン比ポリマー薄膜を積層することによって形成される、実施例１の方法。
実施例３：高ポアソン比ポリマー薄膜が、横方向に沿って正の面内歪みが印加されている間、機械方向に沿って負の面内歪みを印加する、実施例１及び実施例２のいずれかの方法。

実施例４：ポリマー薄膜が、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、ポリブチレンナフタレート、及びポリブチレンテレフタレートから選択されるポリマーを含む、実施例１～３のいずれかの方法。

実施例５：正の面内歪みを印加している間、ポリマー薄膜の少なくとも１つの構成成分のガラス転移温度よりも高い温度まで、複合薄膜を加熱することを更に含む、実施例１～４のいずれかの方法。

実施例６：機械方向に沿った第１のクリップ及び第２のクリップの並進速度が、正の面内歪みを印加している間に減少する、実施例１～５のいずれかの方法。
実施例７：クリップ相互間隔の減少が、第１のクリップと第２のクリップとの間の間隔の増大に比例する、実施例１～６のいずれかの方法。

実施例８：正の面内歪みを印加した後に、ポリマー薄膜の少なくとも１つの構成成分のガラス転移温度よりも高い温度まで、複合薄膜を加熱することを更に含む、実施例１～７のいずれかの方法。

実施例９：ポリマー薄膜が、光学品質ポリマー薄膜である、実施例１～８のいずれかの方法。
実施例１０：光学異方性ポリマー薄膜から高ポアソン比ポリマー薄膜を分離することを更に含む、実施例１～９のいずれかの方法。

実施例１１：ポリマー薄膜の結晶含有量が、正の面内歪みを印加している間に増大する、実施例１～１０のいずれかの方法。
実施例１２：光学異方性ポリマー薄膜が、少なくとも約１体積パーセントの結晶相を含む、実施例１～１１のいずれかの方法。

実施例１３：複合薄膜が、約１マイクロメートル～約４００マイクロメートルの厚さを有する、実施例１～１２のいずれかの方法。
実施例１４：光学異方性ポリマー薄膜が、（ａ）横方向に沿った第１の面内屈折率（ｎ_ｘ）と、（ｂ）機械方向に沿った第２の面内屈折率（ｎ_ｙ）と、（ｃ）横方向及び機械方向の双方に実質的に直交する厚さ方向に沿った第３の屈折率（ｎ_ｚ）とによって特徴付けられ、ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ≧ｎ_ｙである、実施例１～１３のいずれかの方法。

実施例１５：ｎ_ｘが約１．８よりも大きい、実施例１４の方法。
実施例１６：（ｎ_ｘ－ｎ_ｙ）が０．１５よりも大きい、実施例１４及び実施例１５のいずれかの方法。

実施例１７：方法は、ポリマー薄膜の両縁部に第１のクリップアレイを取り付けることであって、第１のクリップアレイが、ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップと、ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップとを含む、取り付けることと、第１のクリップと第２のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿ってポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、正の面内歪みを印加している間、機械方向に沿って第１のクリップ間及び第２のクリップ間のクリップ相互間隔を減少させて、延伸されたポリマー薄膜を形成することと、延伸されたポリマー薄膜の上に高ポアソン比ポリマー薄膜を直接形成することによって、複合ポリマー薄膜を形成することと、複合ポリマー薄膜の両縁部に第２のクリップアレイを取り付けることであって、第２のクリップアレイが、複合ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第３のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第３のクリップと、複合ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第４のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第４のクリップとを含む、取り付けることと、第３のクリップと第４のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿って複合ポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、機械方向に沿って第３のクリップ間及び第４のクリップ間のクリップ相互間隔を減少させることであって、高ポアソン比ポリマー薄膜が、機械方向に沿って、延伸されたポリマー薄膜に負の面内歪みを印加して、光学異方性ポリマー薄膜を形成する、減少させることと、を含む。

実施例１８：光学異方性ポリマー薄膜から高ポアソン比ポリマー薄膜を分離することを更に含む、実施例１７の方法。
実施例１９：方法は、ポリマー薄膜の両縁部に第１のクリップアレイを取り付けることであって、第１のクリップアレイが、ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップと、ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップとを含む、取り付けることと、第１のクリップ間及び第２のクリップ間のクリップ相互間隔を増大させることによって、機械方向に沿ってポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、正の面内歪みを印加している間、横方向に沿って第１のクリップと第２のクリップとの間の距離を減少させて、高ポアソン比ポリマー薄膜を形成することと、高ポアソン比ポリマー薄膜の上に光学品質ポリマー薄膜を直接形成することによって、複合ポリマー薄膜を形成することと、複合ポリマー薄膜の両縁部に第２のクリップアレイを取り付けることであって、第２のクリップアレイが、複合ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第３のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第３のクリップと、複合ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第４のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第４のクリップとを含む、取り付けることと、第３のクリップと第４のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿って複合ポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、機械方向に沿って第３のクリップ間及び第４のクリップ間のクリップ相互間隔を減少させることであって、高ポアソン比ポリマー薄膜が、機械方向に沿って光学品質ポリマー薄膜に負の面内歪みを印加して、光学異方性の光学品質ポリマー薄膜を形成する、減少させることと、を含む。

実施例２０：光学異方性の光学品質ポリマー薄膜から高ポアソン比ポリマー薄膜を分離することを更に含む、実施例１９の方法。
本開示の実施形態は、様々なタイプの人工現実システムを含み得るか、又は、様々なタイプの人工現実システムに関連して実装することができる。人工現実は、ユーザに提示される前に何らか方式で調節されている現実の形態であり、例えば、仮想現実、拡張現実、複合現実、ハイブリッド現実、あるいは、それらの何らかの組み合わせ及び／又は派生物を含み得る。人工現実のコンテンツは、完全にコンピュータで生成されたコンテンツ、又は、キャプチャした（例えば、現実世界の）コンテンツと組み合わせた、コンピュータで生成されたコンテンツを含み得る。人工現実のコンテンツは、映像、音声、触覚フィードバック、又はそれらの何らかの組み合わせを含み得るものであり、それらのいずれも、単一のチャネル又は複数のチャネル（観察者に対して３次元（３Ｄ）効果を生じさせる、ステレオ映像など）で提示することができる。更には、いくつかの実施形態では、人工現実はまた、例えば人工現実内でコンテンツを作成するために使用され、かつ／又は人工現実内で（例えば、活動を実行するために）他の方式で使用される、アプリケーション、製品、アクセサリ、サービス、若しくはそれらの何らかの組み合わせにも関連付けることができる。

人工現実システムは、多種多様なフォームファクタ及び構成で実装することができる。いくつかの人工現実システムは、ニアアイディスプレイ（ＮＥＤ）を使用することなく機能するように設計することができる。他の人工現実システムは、現実世界内への視界もまた提供するＮＥＤ（例えば、図６の拡張現実システム６００）、又は、ユーザを人工現実内に視覚的に没入させるＮＥＤ（例えば、図７の仮想現実システム７００）を含み得る。いくつかの人工現実デバイスは、自己完結型システムとすることができるが、他の人工現実デバイスは、外部デバイスと通信及び／又は協調して、ユーザに人工現実体験を提供することができる。そのような外部デバイスの例としては、ハンドヘルドコントローラ、モバイルデバイス、デスクトップコンピュータ、ユーザによって装着されるデバイス、１人以上の他のユーザによって装着されるデバイス、及び／又は任意の他の好適な外部システムが挙げられる。

図６を参照すると、拡張現実システム６００は、ユーザの眼の前に左ディスプレイデバイス６１５（Ａ）と右ディスプレイデバイス６１５（Ｂ）とを保持するように構成されているフレーム６１０を有する、アイウェアデバイス６０２を含み得る。ディスプレイデバイス６１５（Ａ）とディスプレイデバイス６１５（Ｂ）とは、一体となって、又は独立して作動し、ユーザに画像若しくは一連の画像を提示することができる。拡張現実システム６００は、２つのディスプレイを含むが、本開示の実施形態は、単一のＮＥＤ又は２つより多いＮＥＤを有する拡張現実システムにおいても実装することができる。

いくつかの実施形態では、拡張現実システム６００は、センサ６４０などの、１つ以上のセンサを含み得る。センサ６４０は、拡張現実システム６００の動きに応答して、測定信号を生成することができ、フレーム６１０の実質的に任意の部分上に配置することができる。センサ６４０は、位置センサ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、深度カメラアセンブリ、構造化光エミッタ及び／若しくは検出器、又はそれらの任意の組み合わせを表し得る。いくつかの実施形態では、拡張現実システム６００は、センサ６４０を含む場合もあれば、又は含まない場合もあり、あるいは、２つ以上のセンサを含む場合もある。センサ６４０がＩＭＵを含む実施形態では、ＩＭＵは、センサ６４０からの測定信号に基づいて較正データを生成することができる。センサ６４０の例としては、限定するものではないが、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、動きを検出する他の好適なタイプのセンサ、ＩＭＵの誤差補正のために使用されるセンサ、又はそれらの何らかの組み合わせを挙げることができる。

拡張現実システム６００はまた、音響変換器６２０として総称される、複数の音響変換器６２０（Ａ）～６２０（Ｊ）を有する、マイクロフォンアレイも含み得る。音響変換器６２０は、音波によって誘起される空気圧変動を検出する、変換器とすることができる。各音響変換器６２０は、音を検出して、検出された音を電子フォーマット（例えば、アナログフォーマット又はデジタルフォーマット）へと変換するように構成することができる。図６のマイクロフォンアレイは、例えば１０個の音響変換器、すなわち、ユーザの対応する耳の中に配置されるように設計することが可能な６２０（Ａ）及び６２０（Ｂ）、フレーム６１０上の様々な場所に位置決めすることが可能な音響変換器６２０（Ｃ）、６２０（Ｄ）、６２０（Ｅ）、６２０（Ｆ）、６２０（Ｇ）、及び６２０（Ｈ）、並びに／又は、対応するネックバンド６０５上に位置決めすることが可能な音響変換器６２０（Ｉ）及び６２０（Ｊ）を含み得る。

いくつかの実施形態では、音響変換器６２０（Ａ）～６２０（Ｆ）のうちの１つ以上を、出力変換器（例えば、スピーカ）として使用することができる。例えば、音響変換器６２０（Ａ）及び／又は音響変換器６２０（Ｂ）は、イヤホン、又は任意の他の好適なタイプのヘッドホン若しくはスピーカとすることができる。

マイクロフォンアレイの音響変換器６２０の構成は、異なる場合もある。拡張現実システム６００は、１０個の音響変換器６２０を有するものとして図６に示されているが、音響変換器６２０の数は、１０個よりも多い場合もあれば、又は少ない場合もある。いくつかの実施形態では、より多くの数の音響変換器６２０を使用することにより、収集される音声情報の量、並びに／又は、音声情報の感度及び精度を増大させることができる。対照的に、より少ない数の音響変換器６２０を使用することは、収集された音声情報を処理するために、関連するコントローラ６５０によって必要とされる、計算能力を低下させる可能性がある。更には、マイクロフォンアレイの各音響変換器６２０の位置が、異なる場合もある。例えば、音響変換器６２０の位置は、ユーザ上の定義された位置、フレーム６１０上の定義された座標、各音響変換器６２０に関連付けられている向き、又はそれらの何らかの組み合わせを含み得る。

音響変換器６２０（Ａ）及び音響変換器６２０（Ｂ）は、耳介の後ろ、耳珠の後ろ、及び／又は外耳若しくは窩の中などの、ユーザの耳の種々の部分上に位置決めすることができる。又は、外耳道内の音響変換器６２０に加えて、耳上若しくは耳の周囲に、追加的な音響変換器６２０が存在してもよい。ユーザの外耳道の隣に位置決めされている音響変換器６２０を有することにより、マイクロフォンアレイは、外耳道に音がどのように到達するかについての情報を収集することが可能となり得る。音響変換器６２０のうちの少なくとも２つを（例えば、バイノーラルマイクロフォンとして）ユーザの頭部の両側に位置決めすることによって、拡張現実デバイス６００は、両耳聴をシミュレートして、ユーザの頭部を中心とする周囲の３Ｄステレオ音場をキャプチャすることができる。いくつかの実施形態では、音響変換器６２０（Ａ）及び音響変換器６２０（Ｂ）は、有線接続６３０を介して拡張現実システム６００に接続することができ、他の実施形態では、音響変換器６２０（Ａ）及び音響変換器６２０（Ｂ）は、無線接続（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続）を介して拡張現実システム６００に接続することができる。更に他の実施形態では、音響変換器６２０（Ａ）及び音響変換器６２０（Ｂ）は、拡張現実システム６００に関連して一切使用されない場合もある。

フレーム６１０上の音響変換器６２０は、テンプルの長さに沿って、ブリッジを横切って、ディスプレイデバイス６１５（Ａ）及びディスプレイデバイス６１５（Ｂ）の上方若しくは下方に、又は、それらの何らかの組み合わせで位置決めすることができる。音響変換器６２０は、拡張現実システム６００を装着しているユーザの周囲の広範囲の方向の音を、マイクロフォンアレイが検出することが可能となるように、方向付けることができる。いくつかの実施形態では、マイクロフォンアレイ内の各音響変換器６２０の相対的な位置決めを決定するために、拡張現実システム６００の製造中に、最適化プロセスを実行することができる。

いくつかの実施例では、拡張現実システム６００は、ネックバンド６０５などの外部デバイス（例えば、ペアリングされているデバイス）を含み得る、又はそのような外部デバイスに接続することができる。ネックバンド６０５は全般的に、任意のタイプ又は形態の、ペアリングされているデバイスを表している。それゆえ、ネックバンド６０５についての以下の論考はまた、充電ケース、スマートウォッチ、スマートフォン、リストバンド、他のウェアラブルデバイス、ハンドヘルドコントローラ、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、他の外部計算デバイスなどの、様々な他のペアリングされているデバイスにも適用することができる。

図示のように、ネックバンド６０５は、１つ以上のコネクタを介して、アイウェアデバイス６０２に結合させることができる。コネクタは、有線又は無線とすることができ、電気的及び／又は非電気的（例えば、構造的）構成要素を含み得る。場合によっては、アイウェアデバイス６０２とネックバンド６０５とは、それらの間の有線接続又は無線接続を一切使用することなく、独立して動作することもできる。図６は、アイウェアデバイス６０２及びネックバンド６０５の構成要素を、アイウェアデバイス６０２及びネックバンド６０５上の例示的な場所で示しているが、それらの構成要素は、アイウェアデバイス６０２及び／又はネックバンド６０５上で、他の場所に配置することもでき、かつ／又は異なる方式で分布させることもできる。いくつかの実施形態では、アイウェアデバイス６０２及びネックバンド６０５の構成要素は、アイウェアデバイス６０２、ネックバンド６０５、又はそれらの何らかの組み合わせとペアリングされている、１つ以上の追加的な周辺デバイス上に配置することができる。

ネックバンド６０５などの外部デバイスを、拡張現実アイウェアデバイスとペアリングすることにより、アイウェアデバイスは、眼鏡のフォームファクタを実現しつつ、拡張機能のための十分なバッテリ電力及び計算能力を依然として提供することが可能となり得る。拡張現実システム６００のバッテリ電力、計算リソース、及び／又は追加的機能の一部若しくは全てを、ペアリングされているデバイスによって提供するか、あるいはペアリングされているデバイスとアイウェアデバイスとの間で共有することにより、アイウェアデバイスの重量、熱プロファイル、及びフォームファクタを全体的に低減しつつ、所望の機能性を依然として保持することができる。例えば、ユーザは、頭部上で許容し得る重量負荷よりも重い重量負荷を、肩上で許容することができるため、ネックバンド６０５は、他の方式ではアイウェアデバイス上に含まれるであろう構成要素を、ネックバンド６０５内に含めることを可能にし得る。ネックバンド６０５はまた、周囲環境に熱を拡散及び分散させるための、より大きい表面積も有し得る。それゆえ、ネックバンド６０５は、他の方式で独立型アイウェアデバイス上で可能であった場合よりも、大きいバッテリ容量及び計算能力を可能にし得る。ネックバンド６０５内で支持されている重量は、アイウェアデバイス６０２内で支持されている重量よりも、ユーザに対して侵襲性が低い可能性があるため、ユーザは、重い独立型アイウェアデバイスを装着することをユーザが許容する場合よりも長時間にわたって、より軽いアイウェアデバイスを装着して、ペアリングされているデバイスを支持又は装着することを許容することができ、それにより、ユーザは、自身の日常の活動内に、より完全に人工現実環境を組み込むことが可能となる。

ネックバンド６０５は、アイウェアデバイス６０２及び／又は他のデバイスと、通信可能に結合させることができる。これらの他のデバイスは、拡張現実システム６００に、特定の機能（例えば、追跡、位置特定、深度マッピング、処理、記憶など）を提供することができる。図６の実施形態では、ネックバンド６０５は、マイクロフォンアレイの一部である（又は潜在的に、それ自体のマイクロフォンサブアレイを形成する）２つの音響変換器（例えば、６２０（Ｉ）及び６２０（Ｊ））を含み得る。ネックバンド６０５はまた、コントローラ６２５及び電源６３５も含み得る。

ネックバンド６０５の音響変換器６２０（Ｉ）及び音響変換器６２０（Ｊ）は、音を検出して、検出された音を電子フォーマット（アナログ又はデジタル）へと変換するように構成することができる。図６の実施形態では、音響変換器６２０（Ｉ）及び音響変換器６２０（Ｊ）を、ネックバンド６０５上に位置決めすることにより、ネックバンドの音響変換器６２０（Ｉ）及び音響変換器６２０（Ｊ）と、アイウェアデバイス６０２上に位置決めされている他の音響変換器６２０との間の距離を増大させることができる。場合によっては、マイクロフォンアレイの音響変換器６２０間の距離を増大させることにより、マイクロフォンアレイを介して実行されるビームフォーミングの精度を改善することができる。例えば、音響変換器６２０（Ｃ）及び音響変換器６２０（Ｄ）によって音が検出され、音響変換器６２０（Ｃ）と音響変換器６２０（Ｄ）との間の距離が、例えば音響変換器６２０（Ｄ）と音響変換器６２０（Ｅ）との間の距離よりも大きい場合には、検出された音の音源位置の決定は、音響変換器６２０（Ｄ）及び音響変換器６２０（Ｅ）によって音が検出された場合よりも正確である可能性がある。

ネックバンド６０５のコントローラ６２５は、ネックバンド６０５及び／又は拡張現実システム６００上のセンサによって生成された情報を処理することができる。例えば、コントローラ６２５は、マイクロフォンアレイによって検出された音を説明している、マイクロフォンアレイからの情報を処理することができる。それぞれの検出された音に対して、コントローラ６２５は、到来方向（ＤＯＡ）推定を実行して、その検出された音が、いずれの方向からマイクロフォンアレイに到達したかを推定することができる。マイクロフォンアレイが音を検出すると、コントローラ６２５は、その情報を音声データセットに追加投入することができる。拡張現実システム６００が慣性測定ユニットを含む実施形態では、コントローラ６２５は、アイウェアデバイス６０２上に配置されているＩＭＵから、全ての慣性演算及び空間演算を計算することができる。コネクタが、拡張現実システム６００とネックバンド６０５との間、及び拡張現実システム６００とコントローラ６２５との間で、情報を伝達することができる。情報は、光データ、電気データ、無線データ、又は任意の他の伝送可能なデータ形式の形態とすることができる。拡張現実システム６００によって生成された情報の処理を、ネックバンド６０５に移すことにより、アイウェアデバイス６０２の重量及び熱を低減して、そのアイウェアデバイスを、ユーザにとってより快適なものにすることができる。

ネックバンド６０５内の電源６３５は、アイウェアデバイス６０２及び／又はネックバンド６０５に電力を供給することができる。電源６３５としては、限定するものではないが、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、一次リチウム電池、アルカリ電池、又は任意の他の形態の蓄電装置を挙げることができる。場合によっては、電源６３５は、有線電源とすることもできる。アイウェアデバイス６０２上にではなく、ネックバンド６０５上に電源６３５を含めることは、重量と電源６３５によって生成される熱とを、より良好に分散させるために役立ち得る。

前述のように、いくつかの人工現実システムは、人工現実を実際の現実と融合させるのではなく、現実世界のユーザの感覚認知のうちの１つ以上を、仮想体験に実質的に置き換えることができる。このタイプのシステムの一実施例は、図７の仮想現実システム７００などの、ユーザの視界を殆ど又は完全に覆う、頭部装着型ディスプレイシステムである。仮想現実システム７００は、前方の剛性本体７０２と、ユーザの頭部の周りに適合するように成形されているバンド７０４とを含み得る。仮想現実システム７００はまた、出力音声変換器７０６（Ａ）及び出力音声変換器７０６（Ｂ）も含み得る。更には、図７には示されていないが、前方の剛性本体７０２は、１つ以上の電子ディスプレイ、１つ以上の慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、１つ以上の追跡エミッタ若しくは検出器、及び／又は、人工現実体験を作り出すための任意の他の好適なデバイス若しくはシステムを含む、１つ以上の電子要素を含み得る。

人工現実システムは、様々なタイプの視覚フィードバック機構を含み得る。例えば、拡張現実システム６００及び／又は仮想現実システム７００内のディスプレイデバイスは、１つ以上の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、デジタルライトプロジェクト（ＤＬＰ）マイクロディスプレイ、液晶オンシリコン（ＬＣｏＳ）マイクロディスプレイ、及び／又は任意の他の好適なタイプのディスプレイ画面を含み得る。人工現実システムは、両眼に対する単一のディスプレイ画面を含む場合もあれば、又は、各眼に対するディスプレイ画面を設けている場合もあり、各眼に対するディスプレイ画面は、可変焦点調節のための、又はユーザの屈折異常を補正するための、追加的な柔軟性を可能にし得る。いくつかの人工現実システムはまた、１つ以上のレンズ（例えば、従来の凹レンズ又は凸レンズ、フレネルレンズ、調節可能な液体レンズなど）を有する、光学サブシステムも含み得るものであり、ユーザは、それらを通してディスプレイ画面を視認することができる。これらの光学サブシステムは、光をコリメートすること（例えば、対象物を、その物理的距離よりも遠距離に見せること）、光を拡大すること（例えば、対象物を、その実際のサイズよりも大きく見せること）、及び／又は、光を（例えば、観察者の眼に）中継することを含む、様々な目的に役立ち得る。これらの光学サブシステムは、非瞳形成構造（光を直接コリメートするが、いわゆる糸巻き形歪みをもたらす、単レンズ構成など）及び／又は瞳形成構造（いわゆる樽形歪みを生成することにより、糸巻き形歪みを無効にする、マルチレンズ構成など）で使用することができる。

ディスプレイ画面を使用することに加えて、又はその代わりに、いくつかの人工現実システムは、１つ以上の投影システムを含み得る。例えば、拡張現実システム６００及び／又は仮想現実システム７００内のディスプレイデバイスは、周囲光が通過することを可能にする透明コンバイナレンズなどの、ディスプレイデバイス内に（例えば導波路を使用して）光を投影する、マイクロＬＥＤプロジェクタを含み得る。ディスプレイデバイスは、投影された光をユーザの瞳に向けて屈折させることができ、人工現実コンテンツ及び現実世界の双方を、ユーザが同時に視認することを可能にし得る。ディスプレイデバイスは、このことを、導波路構成要素（例えば、ホログラフィック導波路素子、平面導波路素子、回折導波路素子、偏光導波路素子、及び／又は反射導波路素子）、光操作表面及び光操作素子（回折素子及び回折格子、反射素子及び反射格子、並びに屈折素子及び屈折格子など）、結合素子などを含む、多種多様な光学構成要素のうちのいずれかを使用して達成することができる。人工現実システムはまた、仮想網膜ディスプレイにおいて使用される網膜プロジェクタなどの、任意の他の好適なタイプ又は形態の画像投影システムを使用して構成することもできる。

人工現実システムはまた、様々なタイプのコンピュータビジョン構成要素及びサブシステムも含み得る。例えば、拡張現実システム６００及び／又は仮想現実システム７００は、２次元（２Ｄ）カメラ又は３Ｄカメラ、構造化光送信器及び検出器、飛行時間型深度センサ、単一ビーム又は掃引レーザ距離計、３ＤＬｉＤＡＲセンサ、並びに／あるいは任意の他の好適なタイプ又は形態の光学センサなどの、１つ以上の光学センサを含み得る。人工現実システムは、これらのセンサのうちの１つ以上からのデータを処理することにより、ユーザの場所を特定し、現実世界をマッピングし、ユーザに現実世界の環境についてのコンテキストを提供し、かつ／又は様々な他の機能を実行することができる。

人工現実システムはまた、１つ以上の入力音声変換器及び／又は出力音声変換器も含み得る。図７に示されている実施例では、出力音声変換器７０６（Ａ）及び出力音声変換器７０６（Ｂ）は、ボイスコイルスピーカ、リボンスピーカ、静電型スピーカ、圧電型スピーカ、骨伝導変換器、軟骨伝導変換器、耳珠振動変換器、及び／又は任意の他の好適なタイプ若しくは形態の音声変換器を含み得る。同様に、入力音声変換器は、コンデンサマイクロフォン、ダイナミックマイクロフォン、リボンマイクロフォン、及び／又は任意他のタイプ若しくは形態の入力変換器を含み得る。いくつかの実施形態では、単一の変換器を、音声入力及び音声出力の双方に関して使用することができる。

図６には示されていないが、人工現実システムは、ヘッドウェア、手袋、ボディースーツ、ハンドヘルドコントローラ、環境デバイス（例えば、椅子、フロアマットなど）、及び／又は任意の他のタイプのデバイス若しくはシステム内に組み込むことが可能な、触知（すなわち、触覚）フィードバックシステムを含み得る。触覚フィードバックシステムは、振動、力、静止摩擦、テクスチャ、及び／又は温度を含む、様々なタイプの皮膚フィードバックを提供することができる。触覚フィードバックシステムはまた、動き及び順応性などの、様々なタイプの運動感覚フィードバックも提供することができる。触覚フィードバックは、モータ、圧電アクチュエータ、流体システム、及び／又は様々な他のタイプのフィードバック機構を使用して実装することができる。触覚フィードバックシステムは、他の人工現実デバイスとは独立して、他の人工現実デバイス内に、及び／又は他の人工現実デバイスに関連して実装することができる。

触力覚、可聴コンテンツ、及び／又は視覚コンテンツを提供することによって、人工現実システムは、様々なコンテキスト及び環境において、完全な仮想体験を作り出すか、又はユーザの現実世界の体験を強化することができる。例えば、人工現実システムは、特定の環境内での、ユーザの知覚、記憶、又は認知を、支援又は拡張することができる。いくつかのシステムは、現実世界における他の人々との、ユーザの相互作用を強化することができ、又は、仮想世界における他の人々との、より没入型の相互作用を可能にすることもできる。人工現実システムはまた、教育目的のために（例えば、学校、病院、政府機関、軍事組織、企業などにおける教育又は訓練のために）、娯楽目的のために（例えば、ビデオゲームを再生する、音楽を聴く、映像コンテンツを見るためなどに）、及び／又はアクセシビリティの目的のために（例えば、補聴器、視覚補助器などとして）使用することもできる。本明細書で開示される実施形態は、これらのコンテキスト及び環境のうちの１つ以上において、並びに／又は他のコンテキスト及び環境において、ユーザの人工現実体験を可能にするか又は強化することができる。

本明細書で説明及び／又は図示されているステップの、プロセスパラメータ及び順序は、例としてのみ与えられており、必要に応じて変更することができる。例えば、本明細書で図示及び／又は説明されているステップは、特定の順序で示されているか又は論じられている場合があるが、これらのステップは、必ずしも図示又は論じられている順序で実行する必要はない。本明細書で説明及び／又は図示されている様々な例示的方法はまた、本明細書で説明又は図示されているステップのうちの１つ以上を省略する場合もあり、又は、開示されているステップに加えて追加的なステップを含む場合もある。

前述の説明は、本明細書で開示されている例示的実施形態の様々な態様を、当業者が最良に利用することを可能にするために提供されている。この例示的説明は、網羅的であること、又は、開示されているいずれかの厳密な形態に限定されることを意図するものではない。特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの修正形態及び変形形態が可能である。本明細書で開示されている実施形態は、全ての点で例示的なものであり、制限的なものではないと見なされるべきである。本開示の範囲を決定する際には、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物を参照するべきである。

別段の記載のない限り、用語「～に接続されている（connected to）」及び「～に結合されている（coupled to）」（及び、それらの派生語）は、本明細書及び特許請求の範囲で使用されるとき、直接的な接続及び間接的な（すなわち、他の要素又は構成要素を介した）接続の双方を許容するものとして解釈されるべきである。更には、用語「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、本明細書及び特許請求の範囲で使用されるとき、「～のうちの少なくとも１つ」を意味するものとして解釈されるべきである。最後に、使用を容易にするために、用語「含む（including）」及び「有する（having）」（及び、それらの派生語）は、本明細書及び特許請求の範囲で使用されるとき、用語「備える（comprising）」と互換性があり、同じ意味を有する。

層又は領域などの要素が、別の要素上に形成されている、別の要素の上に堆積されている、又は別の要素「上に（on）」若しくは別の要素「の上に（over）」配設されているとして言及される場合、その要素は、その別の要素の少なくとも一部分上に直接位置し得るか、又は１つ以上の介在要素もまた存在し得る点が理解されるであろう。対照的に、要素が、別の要素「上に直接（directly on）」又は別の要素「の上に直接（directly over）」存在しているとして言及される場合、その要素は、介在要素が存在することなく、その別の要素の少なくとも一部分上に位置し得る。

特定の実施形態の様々な特徴、要素、又はステップが、移行句「含む（comprising）」を使用して開示されている場合があるが、移行句「からなる（consisting）」又は「から本質的になる（consisting essentially of）」を使用して説明することが可能なものを含む、代替的実施形態が暗示されている点を理解されたい。それゆえ、例えば、ポリエチレンナフタレートを含むポリマー薄膜に対して暗示されている代替的実施形態は、ポリマー薄膜がポリエチレンナフタレートから本質的になる実施形態、及びポリマー薄膜がポリエチレンナフタレートからなる実施形態を含む。

Claims (15)

1. 方法であって、
   複合薄膜を形成することであって、前記複合薄膜は、ポリマー薄膜と、前記ポリマー薄膜の上に直接配設されている、高ポアソン比ポリマー薄膜とを含む、ことと、
   前記複合薄膜の両縁部にクリップアレイを取り付けることであって、前記クリップアレイが、前記複合薄膜の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップと、前記複合薄膜の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップとを含む、ことと、
   前記第１のクリップと前記第２のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿って前記複合薄膜に正の面内歪みを印加することと、
   機械方向に沿って前記第１のクリップと前記第１のクリップとの間及び前記第２のクリップと前記第２のクリップとの間のクリップ相互間隔を減少させることであって、前記高ポアソン比ポリマー薄膜が前記機械方向に沿って前記ポリマー薄膜に負の面内歪みを印加して光学異方性ポリマー薄膜を形成する、ことと、
   を含む、方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記複合薄膜は、前記ポリマー薄膜の主表面の上に前記高ポアソン比ポリマー薄膜を積層することによって形成される、方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、
   前記高ポアソン比ポリマー薄膜は、横方向に沿って正の面内歪みが印加されている間、前記機械方向に沿って負の面内歪みを印加する、方法。
4. 請求項１～３のうちいずれか一項に記載の方法において、
   前記ポリマー薄膜は、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、ポリブチレンナフタレート、及びポリブチレンテレフタレートからなる群から選択されるポリマーを含み、及び又は、好ましくは、
   前記方法は、更に、正の面内歪みを印加している間、前記ポリマー薄膜の少なくとも１つの構成成分のガラス転移温度よりも高い温度まで、前記複合薄膜を加熱することを含む、方法。
5. 請求項１～４のうちいずれか一項に記載の方法において、
   前記機械方向に沿った前記第１のクリップ及び前記第２のクリップの並進速度は、正の面内歪みを印加している間に減少し、及び又は、好ましくは、
   クリップ相互間隔の減少は、前記第１のクリップと前記第２のクリップとの間の間隔の増大に比例する、方法。
6. 請求項１～５のうちいずれか一項に記載の方法は、更に、
   正の面内歪みを印加した後に、前記ポリマー薄膜の少なくとも１つの構成成分のガラス転移温度よりも高い温度まで、前記複合薄膜を加熱することを含む、方法。
7. 請求項１～６のうちいずれか一項に記載の方法において、
   前記ポリマー薄膜は、光学品質ポリマー薄膜を含む、方法。
8. 請求項１～７のうちいずれか一項に記載の方法は、更に、
   前記光学異方性ポリマー薄膜から前記高ポアソン比ポリマー薄膜を分離することを含む、方法。
9. 請求項１～８のうちいずれか一項に記載の方法において、
   前記ポリマー薄膜の結晶含有量は、正の面内歪みを印加している間に増大し、及び又は、好ましくは、
   前記光学異方性ポリマー薄膜は、少なくとも約１体積パーセントの結晶相を含み、及び又は、好ましくは、
   前記複合薄膜は、約１マイクロメートル～約４００マイクロメートルの厚さを有する、方法。
10. 請求項１～９のうちいずれか一項に記載の方法において、
    前記光学異方性ポリマー薄膜は、
    横方向に沿った第１の面内屈折率（ｎ_ｘ）と、
    機械方向に沿った第２の面内屈折率（ｎ_ｙ）と、
    横方向及び機械方向の双方に実質的に直交する厚さ方向に沿った第３の屈折率（ｎ_ｚ）と
    によって特徴付けられ、ｎ_ｘ＞ｎ_ｚ≧ｎ_ｙである、方法。
11. 請求項１０に記載の方法において、
    ｎ_ｘは、約１．８０よりも大きく、及び又は、好ましくは、
    （ｎ_ｘ－ｎ_ｙ）は、０．１５よりも大きい、方法。
12. 方法であって、
    ポリマー薄膜の両縁部に第１のクリップアレイを取り付けることであって、前記第１のクリップアレイが、前記ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップと、ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップとを含む、ことと、
    前記第１のクリップと前記第２のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿って前記ポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、
    正の面内歪みを印加している間、機械方向に沿って前記第１のクリップと前記第１のクリップとの間及び前記第２のクリップと前記第２のクリップとの間のクリップ相互間隔を減少させて、延伸されたポリマー薄膜を形成することと、
    前記延伸されたポリマー薄膜の上に高ポアソン比ポリマー薄膜を直接形成することによって、複合ポリマー薄膜を形成することと、
    前記複合ポリマー薄膜の両縁部に第２のクリップアレイを取り付けることであって、前記第２のクリップアレイが、前記複合ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第３のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第３のクリップと、前記複合ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第４のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第４のクリップとを含む、ことと、
    前記第３のクリップと前記第４のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿って前記複合ポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、
    機械方向に沿って前記第３のクリップと前記第３のクリップとの間及び前記第４のクリップと前記第４のクリップとの間のクリップ相互間隔を減少させることであって、前記高ポアソン比ポリマー薄膜が、機械方向に沿って、前記延伸されたポリマー薄膜に負の面内歪みを印加して、光学異方性ポリマー薄膜を形成する、ことと、
    を含む、方法。
13. 請求項１２に記載の方法は、更に、
    前記光学異方性ポリマー薄膜から前記高ポアソン比ポリマー薄膜を分離することを含む、方法。
14. 方法であって、
    ポリマー薄膜の両縁部に第１のクリップアレイを取り付けることであって、前記第１のクリップアレイが、前記ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第１のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第１のクリップと、ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第２のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第２のクリップとを含む、ことと、
    前記第１のクリップと前記第１のクリップとの間及び前記第２のクリップと前記第２のクリップとの間のクリップ相互間隔を増大させることによって、機械方向に沿って前記ポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、
    正の面内歪みを印加している間、横方向に沿って前記第１のクリップと前記第２のクリップとの間の距離を減少させて、高ポアソン比ポリマー薄膜を形成することと、
    前記高ポアソン比ポリマー薄膜の上に光学品質ポリマー薄膜を直接形成することによって、複合ポリマー薄膜を形成することと、
    前記複合ポリマー薄膜の両縁部に第２のクリップアレイを取り付けることであって、前記第２のクリップアレイが、複合ポリマー薄膜の第１の縁部に近接して位置している第３のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第３のクリップと、複合ポリマー薄膜の第２の縁部に近接して位置している第４のトラック上に摺動可能に配設されている、複数の第４のクリップとを含む、ことと、
    前記第３のクリップと前記第４のクリップとの間の距離を増大させることによって、横方向に沿って前記複合ポリマー薄膜に正の面内歪みを印加することと、
    機械方向に沿って前記第３のクリップと前記第３のクリップとの間及び前記第４のクリップと前記第４のクリップとの間のクリップ相互間隔を減少させることであって、前記高ポアソン比ポリマー薄膜が、前記機械方向に沿って前記光学品質ポリマー薄膜に負の面内歪みを印加して、光学異方性の光学品質ポリマー薄膜を形成する、ことと、
    を含む、方法。
15. 請求項１４に記載の方法は、更に、
    光学異方性の前記光学品質ポリマー薄膜から前記高ポアソン比ポリマー薄膜を分離することを含む、方法。

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