JP4515682B2 - 複屈折ポリマーを使用して製造される光学体 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の分野
本発明は、少なくとも１つの偏光に対する反射界面を形成する少なくとも２種類の異なる材料を含有する多層光学体に関する。本発明は、複屈折性のポリエチレンナフタレートのコポリマーを含む光学フィルム（多層光学フィルムなど）にも関する。
【０００２】
発明の背景
ポリマーフィルムは様々な用途で使用されている。ポリマーフィルムの特殊な用途の１つとしては、所与の偏光および波長範囲を有する光を反射するミラーまたは偏光子における用途が挙げられる。このような反射フィルムは、例えば、ディスプレイの輝度を向上させグレアを減少させるために液晶ディスプレイのバックライトと組み合わせて使用される。利用者とバックライトとの間に偏光フィルムを配置して、利用者の方に光を向け、光を偏光させることによって、グレアを減少させることができる。ミラーフィルムをバックライトの後方に配置して、利用者の方向に光を反射させることによって、輝度を向上させることができる。別の用途として偏光フィルムは、光の強度およびまぶしさを減少させるためにサングラスなどの物品に使用される。
【０００３】
偏光子およびミラーフィルムの製造に有用なポリマーの種類の１つとしては、米国特許第５，８２５，５４３号および第５，８６７，３１６号、ならびにＰＣＴ公開ＷＯ９９／３６２６２号およびＷＯ９７／３２２２６号（これらの記載内容を本明細書に援用する）などに記載されるポリエステルが挙げられる。ポリエステル系偏光子の一例として、異なる組成のポリマー層を積重ねたスタックが挙げられる。この層のスタックの構成の１つは、複屈折を有する第１の層の組と、等方性屈折率を有する第２の層の組とを含む。第２の層の組が複屈折層と交互に配置され、光を反射する一連の界面が形成される。
【０００４】
所与のポリエステルの光学的性質は、少なくとも部分的には、ポリエステルの合成に使用されるモノマー材料によって決定されるが一般的である。ポリエステルは、１種類以上の異なるカルボキシレートモノマー（例えば、２つ以上のカルボン酸またはエステル官能基を有する化合物）と１種類以上の異なるグリコールモノマー（例えば、２つ以上のヒドロキシ官能基を有する化合物）との反応によって合成される。
【０００５】
発明の要約
一般に、本発明は、光学体とその製造、ならびに偏光子やミラーなどの光学装置における該光学体の使用に関する。実施態様の１つは、複屈折性の第１の光学層と、第１の光学層と交互に配置される第２の光学層とを含む多層光学フィルムである。第１の光学層のそれぞれは、カルボキシレートサブユニットの７０モル％未満がナフタレートサブユニットであるポリエチレンナフタレートのコポリマーを使用して形成される。６３２．８ｎｍの光の場合、第２の光学層の面内複屈折は、第１の光学層の面内複屈折よりも小さい。第１の光学層のコポリマーはランダムコポリマーであってもよいし、ブロックコポリマーであってもよい。本発明は、この光学フィルムの製造方法および使用方法、ならびにこの光学フィルムを備える装置も目的としている。
【０００６】
もう１つの実施態様は、複屈折性の第１の光学層と、第１の光学層と交互に配置される第２の光学層とを含む多層光学フィルムである。第１の光学層のそれぞれは、コポリマーのガラス転移温度より約５℃以下高温、あるいは必要に応じてコポリマーのガラス転移温度以下の温度でポリマーを配向した場合に、６３２．８ｎｍの光で少なくとも約０．１６の面内複屈折を得ることができるポリマー（例えばポリエチレンナフタレートのコポリマー）を使用して形成される。６３２．８ｎｍの光の場合、第２の光学層の面内複屈折は、第１の光学層の面内複屈折よりも小さい。好ましくは、このポリマーは、コポリマーのガラス転移温度より約５℃以下高温、あるいは必要に応じてコポリマーのガラス転移温度以下の温度でポリマーを配向した場合に、６３２．８ｎｍの光で少なくとも０．１８、より好ましくは少なくとも０．１９の面内複屈折を得ることができる。本発明は、この光学フィルムの製造方法および使用方法、ならびにこの光学フィルムを備える装置も目的としている。
【０００７】
さらに別の実施態様は、複屈折性の第１の光学層と、第１の光学層と交互に配置される第２の光学層とを含む多層光学フィルムである。第１の光学層のそれぞれは、示差走査熱量法で測定した結晶化度が約２０％以下であるポリエチレンナフタレートのコポリマーを使用して形成される。６３２．８ｎｍの光の場合、第２の光学層の面内複屈折は、第１の光学層の面内複屈折よりも小さい。本発明は、この光学フィルムの製造方法および使用方法、ならびにこの光学フィルムを備える装置も目的としている。
【０００８】
さらに別の実施態様は、多層光学フィルムの製造方法である。光学層のスタックが形成される。この光学層のスタックは、ポリエチレンナフタレートのコポリマーを使用して製造された第１の光学層と、第１の光学層と光学界面を形成する第２の光学層とを含む。第１の光学層の面内複屈折が少なくとも約０．１６、好ましくは少なくとも０．１８、より好ましくは少なくとも０．１９となるように、コポリマーのガラス転移温度より約５℃以下高温、あるいは必要に応じてコポリマーのガラス転移温度以下の温度で第１の光学層が配向される。
【０００９】
別の実施態様は、複屈折性の第１の光学層と、第１の光学層と交互に配置される第２の光学層とを含む多層光学フィルムである。第１の光学層のそれぞれは、少なくとも約０．１０の光学効率を得ることができるポリマー（例えばポリエチレンナフタレートのコポリマー）を使用して形成される。６３２．８ｎｍの光の場合、第２の光学層の面内複屈折は、第１の光学層の面内複屈折よりも小さい。光学効率（ｏｐｔｉｃａｌ ｅｆｆｉｃａｃｙ）は（ｎ_ｚ−ｎ_ｙ）^２／（ｎ_ｘ−ｎ_ｙ）^２で定義され、式中ｎ_ｘ、ｎ_ｙ、およびｎ_ｚは光学層の屈折率である。
【００１０】
本発明の上記の要約は、本発明のすべての実施態様またはすべての具現化について説明することを意図したものではない。以下の図面および詳細な説明によって、いくつかの実施態様について例証する。
【００１１】
好ましい実施態様の詳細な説明
本発明は、光学体（例えば光学フィルム）およびそれらの製造、ならびに偏光子やミラーなどの光学装置への光学体の使用に適用できると考えられる。本発明は、コポリエチレンナフタレート（ｃｏＰＥＮ）の複屈折層を有する光学体（例えば、多層光学フィルムなどの光学フィルム）、ならびにこれらの光学体の製造方法および使用方法、ならびに光学体が取り入れられた物品も目的としている。本発明を限定するものではないが、後出の実施例の説明によって本発明の種々の態様が理解できるであろう。
【００１２】
用語「複屈折」は、直交するｘ、ｙ、およびｚ方向の屈折率がすべて等しいということがないことを意味する。本明細書に記載されるポリマー層の場合は、ｘ軸とｙ軸は層の面内にあり、ｚ軸は層の厚さまたは高さに対応するように軸が選択される。
【００１３】
用語「面内複屈折」は、面内屈折率（ｎ_ｘとｎ_ｙ）の間の差の絶対値として理解することができる。
【００１４】
用語「ポリマー」は、ポリマーとコポリマーの両方を含み、さらに同時押出またはエステル交換などの反応などによって混和性混合物を形成可能なポリマーまたはコポリマーを含むものとして理解することができる。他に明記しない限りは、ブロックコポリマーとランダムコポリマーの両方が含まれる。
【００１５】
他に明記しない限りは、すべての複屈折および屈折率の値は６３２．８ｎｍの光の場合について記載している。
【００１６】
「ナフタレート含有率Ｘモル％」と記載される場合、ポリエステルのカルボキシレートサブユニットのＸモル％のみがナフタレートサブユニットであるポリエステルを意味している。
【００１７】
一般に、光学体は、少なくとも１つの偏光に対して反射界面を製造する少なくとも２種類のポリマー材料を使用して形成することができる。通常、これらのポリマー材料の中の少なくとも１種類は配向（例えば延伸）によって複屈折性となる。好適な光学体の１つは、交互に配置する各ポリマー材料層を含みこれによって複数の反射界面が形成される多層光学フィルムである。
【００１８】
多層光学フィルム
図１と２は、例えば光学偏光子またはミラーなどに使用することができる多層光学フィルム１０を示している。フィルム１０は、１層以上の第１の光学層１２と、１層以上の第２の光学層１４と、１層以上の非光学層１８とを含む。非光学層１８は、光学フィルムの表面上にスキン層として配置することができるし（図１）、あるいは光学層の間に配置することもできる（図２）。第１の光学層１２は、一軸配向または二軸配向した複屈折ポリマー層が好ましい。ある実施態様では、第２の光学層１４は、複屈折性であり一軸配向または二軸配向されたポリマー層である。別の実施態様では、第２の光学層１４は、第１の光学層１２の少なくとも１つの屈折率とは異なる等方性屈折率を有するポリマー層である。いずれの場合も、６３２．８ｎｍの光の場合に第１の光学層の面内複屈折より小さな面内複屈折を有するように第２の光学層が選択される。等方性屈折率を有する第２の光学層１４を含むフィルム１０を使用して本発明を例示しているが、本明細書に記載される原理および実施例は、複屈折性である第２の光学層１４を有する多層光学フィルムにも適用可能である。
【００１９】
光学層１２と１４、ならびに任意に１層以上の非光学層１８は、通常は交互に配置されて層のスタック１６が形成される。通常は、図１に示されるように光学層１２と１４は１つおきの組で配列し、異なる光学的性質を有する層の間で一連の界面を形成している。光学層１２と１４の厚さは１μｍ以下が一般的であり、４００ｎｍ以下の厚さである場合もある。
【００２０】
図１には光学層１２と１４が６層しか示されていないが、多層光学フィルム１０は多数の光学層を含むことができる。好適な多層光学フィルムの例として、約２〜５０００層の光学層を有するフィルムが挙げられる。一般に、多層光学フィルムは約２５〜２０００層の光学層を有し、通常は約５０〜１５００層の光学層または約７５〜１０００層の光学層を有する。図１には１つのスタック１６のみが示されているが、多層光学フィルム１０は、複数のスタックから製造することができ、これらのスタックを後で組み合わせてフィルム１０を形成することができるということは理解できるであろう。
【００２１】
第１および第２の光学層１２、１４と同様の別の光学層の組を多層光学フィルム１０に使用することもできる。第１および第２の光学層の組に関して本明細書に開示される設計の原則は、任意の別の光学層の組に適用可能である。
【００２２】
第１の光学層１２は、第１の光学層１２を所望の１つ以上の方向に延伸することなどによって複屈折性にすることができる配向可能なフィルムである。第１の光学層１２は、１方向に層を延伸するなどの方法で一軸配向することができる。直交する第２の方向は、くびれ（例えば、長さ、幅、または厚さの減少）が生じて元の長さよりもある程度短くなる場合もある。延伸方向は面内軸のいずれか（例えばｘ軸またはｙ軸）に実質的に対応させることができるが、その他の方向を選択することもできる。複屈折性の一軸配向フィルムは、配向方向（すなわち延伸方向）と平行な偏光面を有する入射光線の透過および／または反射と、横断方向（すなわち延伸方向と直交する方向）と平行な偏光面を有する入射光線の透過および／または反射との間に差が生じるのが一般的である。例えば、配向可能なポリエステルフィルムをｘ軸に沿って延伸する場合、通常はｎ_ｘ≠ｎ_ｙ（式中ｎ_ｘとｎ_ｙは、それぞれｘ軸およびｙ軸と平行な面に偏光した光の屈折率である）となる。延伸方向に沿った屈折率の変化の程度は、例えば、延伸量、延伸速度、延伸中のフィルムの温度、フィルムの厚さ、フィルムの厚さのばらつき、およびフィルムの組成などの要因によって変動する。通常、配向後の第１の光学層１２の６３２．８ｎｍの光に対する面内複屈折（ｎ_ｘ−ｎ_ｙの絶対値）は０．１以上であり、一般には約０．１６以上である。好ましくは、６３２．８ｎｍの光に対する面内複屈折は約０．１８以上であり、より好ましくは約０．ｌ９以上であり、さらにより好ましくは約０．２０以上である。
【００２３】
偏光子は、一軸配向した第１の光学層１２を、延伸層の面内屈折率の一方とほぼ等しい等方性屈折率を有する第２の光学層１４と組み合わせることによって製造することができる。あるいは、光学層１２と１４の両方を複屈折ポリマーから形成し、１つの面内方向での屈折率がほぼ等しくなるように多重延伸工程によって配向する。いずれの場合も２つの光学層１２と１４の間の界面で光反射面が形成される。２つの層の屈折率がほぼ等しくなる方向と平行な面内に偏光した光は実質的に透過する。２つの層で異なる屈折率が得られる方向と平行な面内に偏光した光は少なくとも部分的に反射する。層の数を増加させるか、あるいは第１および第２の光学層１２と１４の間の屈折率差を増加させるかすることによって反射率を増加させることができる。
【００２４】
等方性屈折率または小さい面内複屈折（例えば約０．０７以下）を有する第２の光学層を有する偏光子の場合、第２の光学層の面内屈折率（ｎ_ｘおよびｎ_ｙ）は、第１の光学層の面内屈折率の１つ（例えばｎ_ｙ）とほぼ等しい。したがって、第１の光学層の面内複屈折は多層光学フィルムの反射率の指標となる。通常は面内複屈折が大きいと、多層光学フィルム反射率が良くなることが分かっている。第１および第２の光学層の面外反射率（ｎ_ｚ）が等しいかほぼ等しい（例えば、差が０．１以下、好ましくは差が０．０５以下）場合には、多層光学フィルムはオフアングル色（ｏｆｆ−ａｎｇｌｅ ｃｏｌｏｒ）も少なくなる。オフアングル色は、多層光学フィルムの面と垂直な方向以外の角度で光の透過が不均一となるために発生する。
【００２５】
通常、特定の界面の最大の反射率は、界面を形成する光学層１２と１４の組の全体の光学的厚さの２倍に相当する波長において得られる。光学的厚さは、光学層の組の上面および下面から反射する光線の光路差を表すものである。光学フィルムの面に対して９０°で入射する光（垂直入射光）の場合、２つの層の光学的厚さはｎ_１ｄ_１＋ｎ_２ｄ_２であり、式中のｎ_１とｎ_２は２つの層のｚ軸の屈折率であり、ｄ_１とｄ_２は対応する層の厚さである。各層の１つの面外屈折率（例えば、ｎ_ｚ）のみを使用すれば、この式を使用して垂直入射光に対する光学層の調整を行うことができる。その他の角度では光学距離は、層を通過して移動する距離（層の厚さよりも大きい）と、層の３つの光軸のうちの少なくとも２つにおける屈折率とに依存する。層１２および１４のそれぞれが四分の一波長の厚さであってもよいし、あるいは光学的厚さの合計が波長の半分（またはその倍数）であるかぎりは層１２および１４が異なる光学的厚さであってもよい。３層以上の光学層を有するフィルムは、ある波長範囲にわたってフィルムの反射率を増加させるために光学的厚さの異なる光学層を含むことができる。例えばフィルムは、特定の波長を有する垂直入射光の反射が最適となるようにそれぞれ調整される層の対または組を含むことができる。
【００２６】
別の実施態様では、２つの異なる方向に延伸することにより第１の光学層１２を二軸配向することができる。光学層１２を２つの方向に延伸する場合、選択した２つの直交する軸に関して全体的に対称的な延伸となる場合もあるし非対称的な延伸となる場合もある。ミラーの形成の一例として、二軸配向した光学層２２を、二軸配向層のいずれの面内屈折率とも異なる屈折率を有する第２の光学層２４と組み合わせる方法が挙げられる。２つの光学層１２と１４の間で屈折率が一致しないためにいずれの偏光を有する光も反射することによってこのミラーは機能する。面内屈折率が有意に異なる複数の一軸配向層を組み合わせて、ミラーを製造することもできる。ミラーおよび偏光子の両方の製造に関して既知であり使用可能なその他の方法および層の組み合わせも存在する。上述の個々の組み合わせは例として挙げたものである。
【００２７】
多層光学フィルム１０の光学層１２と１４および非光学層１８は、ポリエステルなどのポリマーで構成されるのが一般的である。偏光子またはミラーフィルムの製造には非ポリエステルポリマーも有用である。ポリエステルはカルボキシレートサブユニットとグリコールサブユニットを含み、例えば（ａ）カルボキシレートモノマー分子とグリコールモノマー分子の反応、または（ｂ）エステル交換反応によって合成することができる。各カルボキシレートモノマー分子は２つ以上のカルボン酸または官能基を有し、各グリコールモノマー分子は２つ以上のヒドロキシ官能基を有する。ポリエステルは、１種類のカルボキシレートモノマー分子を使用して形成することができるし、あるいは２種類以上の異なるカルボキシレートモノマー分子を使用して合成することもできる。グリコールモノマー分子に関しても同様のことが言える。用語「ポリエステル」には、グリコールモノマー分子と炭酸エステルの反応から誘導されるポリカーボネートも含まれる。
【００２８】
ポリマー層またはポリマーフィルムの性質は、個々のモノマー分子の選択によって変動する。ポリエステル層のカルボキシレートサブユニットの形成に好適なカルボキシレートモノマー分子としては、例えば、２，６−ナフタレンジカルボン酸およびその異性体、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロオクタンジカルボン酸、１，６−シクロヘキサンジカルボン酸およびその異性体、ｔ−ブチルイソフタル酸、トリメリット酸、スルホン化イソフタル酸ナトリウム、２，２’−ビフェニルジカルボン酸およびその異性体、ならびにこれらの酸の低級アルキルエステル、例えばメチルエステルやエチルエステルが挙げられる。この場合「低級アルキル」という用語はＣ１〜Ｃ１０直鎖または分岐鎖アルキル基を意味する。
【００２９】
ポリエステル層のグリコールサブユニットの形成に好適なグリコールモノマー分子としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオールおよびその異性体、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリシクロデカンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールおよびその異性体、ノルボルナンジオール、ビシクロオクタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、１，４−ベンゼンジメタノールおよびその異性体、ビスフェノールＡ、１，８−ジヒドロキシビフェニルおよびその異性体、ならびに１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンが挙げられる。
【００３０】
第１の光学層
第１の光学層１２は、配向可能なポリマー（例えばポリエチレンナフタレートのコポリマー（ｃｏＰＥＮ））のフィルムであり、第１の光学層１２を１つ以上の所望の方向に延伸するなどの方法で複屈折性にすることができる。通常、複屈折光学層は、結晶化度が比較的高い材料を使用して製造されてきた。これらの結晶性材料は、配向（例えば、第１の光学層のガラス転移温度よりも実質的に高い温度でのフィルムの延伸）によって複屈折性にすることができる。ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）は比較的高い結晶化度（約５０％）を有し、配向によって比較的大きな複屈折が得られる（例えば約０．２２〜０．２４の面内複屈折）。
【００３１】
一般にＰＥＮのコポリマー結晶化度がＰＥＮよりも低い。図３は、テレフタレートサブユニットを含有するＰＥＮのランダムコポリマーおよびブロックコポリマーの結晶化度のグラフである。結晶化度は、示差走査熱量法（ＤＳＣ）を使用して測定した。結晶化度の測定法の１つとして、ＡＳＴＭ Ｅ ７９３−９５に準拠したＤＳＣによる融解熱測定が挙げられる。続いてパーセント結晶化度（％Ｃ）は次式により計算され：
％Ｃ＝（Ｈ_{ｓａｍｐｌｅ}×（１＋Ｒ））／（Ｈ_１＋Ｒ×Ｈ_２）
式中、Ｈ_{ｓａｍｐｌｅ}は試料の融解熱であり、Ｈ_１は完全に結晶化したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の融解熱［約１２６Ｊ／ｇ］である、Ｈ_２は完全に結晶化したＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）の融解熱［約１０３Ｊ／ｇ］であり、Ｒはナフタレートサブユニットのテレフタレートサブユニットに対する比である。
【００３２】
図３に示されるランダムコポリマーは、適切なナフタレートモノマー材料、テレフタレートモノマー材料、およびエチレングリコールモノマー材料を要求される比率で反応させることによって合成した。図３に示されるブロックコポリマーは、ＰＥＮ（またはｃｏＰＥＮ）とＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）（またはｃｏＰＥＴ）を所望の比率で押出混合しエステル交換することによって合成した。エステル交換される量は、例えば加工温度、加工時間、押出機またはその他の加工設備中の滞留時間、および出発物質の組成（例えば、出発物質として使用されるＰＥＮ、ｃｏＰＥＮ、ＰＥＴ、またはｃｏＰＥＴの組成）などの種々の要因によって変動しうる。
【００３３】
ナフタレート残留量が約４０モル％となるまでは、ナフタレートサブユニットをテレフタレートサブユニットで置き換える量が増大すると、ＰＥＮコポリマーの結晶化度が減少することを図３は示している。さらに、ナフタレート含有率が約６０〜７５モル％の間のランダムコポリマーの場合は、結晶化度（実質的に３０％を超える値から１０％未満まで）が大きく減少しているのが分かる。ＰＥＮのランダムコポリマーの結晶化度の減少は、図４に示されるようにナフタレート含有率８５〜１００モル％の範囲にわたってこれらのポリマーの複屈折の減少が観察されるのに対応している。ナフタレート含有率が減少すると複屈折が減少するというこの傾向と、特に６０〜７５モル％の間のナフタレート含有率で結晶化度が大きく減少すること考えると、ナフタレート含有率が約７０モル％未満のランダムコポリマー（例えば低ナフタレート含有率ｃｏＰＥＮ）は第１の光学層への使用にあまり好適ではないと思われた。
【００３４】
さらにＰＥＮのブロックコポリマーに関しては、ＰＥＴを加えることによって全体の複屈折が実質的に低くなると考えた。ＰＥＴの屈折率は６３２．８ｎｍの光でわずか１．１１である。
【００３５】
驚くべきことに、結晶性の低いポリマーが形成される、および／または出発物質としてＰＥＴを使用するにもかかわらず、ナフタレート含有率が７０モル％未満のｃｏＰＥＮで約０．１８または０．１９あるいはそれを超える値の面内複屈折が実現可能であることを発見した。出発物質としてＰＥＴを使用しても、ブロックｃｏＰＥＮはなお十分な複屈折と結晶化度を維持することを発見した。さらに、ナフタレート含有率の減少に伴う複屈折の減少は、ナフタレート含有率が約２０〜７０モル％の間のランダムｃｏＰＥＮに予測される減少量よりも少ない。図５は、最もよい複屈折測定値が得られる温度および延伸比で延伸した種々のテレフタレート含有ランダムｃｏＰＥＮ（円形）およびブロック（三角形）ｃｏＰＥＮの複屈折のグラフである。
【００３６】
従来、多層光学フィルムの配向は、第１の光学層のポリマーのガラス転移温度よりも少なくとも約１０〜２０℃高い温度でポリマーを延伸することによって行うことが一般的であった。ガラス転移温度以下の温度などのより低い温度は、過剰なフィルムのひずみ硬化やポリマーの結晶化が起こることが少なくとも一部の原因で、延伸によってフィルムに空隙（例えばフィルムのクレージング）が形成されるので使用されなかった。このためフィルムをさらに延伸することができなかった。したがって、配向温度および材料の結晶化度によって延伸量が制限された。場合によっては、低温でフィルムを延伸すると亀裂が生じたり破断したりすることもあった。これらの温度では延伸によってポリマーフィルムの透明性が低下し、半透明または白色の領域が製造された。
【００３７】
対照的に、ナフタレート含有率が７０モル％未満であるランダムｃｏＰＥＮでは、ポリマーのガラス転移温度よりも５℃以下高温、あるいは必要に応じてガラス転移温度以下の温度における延伸中に、これらのポリマーフィルムの非晶質領域が配向すると考えられている。通常、より高温では、ポリマーの非晶質領域の配向度が低くなり複屈折率も低下する。低ナフタレート含有率ランダムコポリマーが結晶化度が比較的低いため（一般に約２５重量％以下、通常約２０重量％以下）、延伸中のフィルムの結晶化またはひずみ硬化がほとんどみられない。このため、厚さ約１２〜２５μｍのｃｏＰＥＮフィルムに関して以下の表に示されるように、ナフタレート含有率が７０モル％以上のｃｏＰＥＮフィルムよりも低温でより大きな延伸比でフィルムを延伸することができる。
【００３８】
【表１】
表１
配向ｃｏＰＥＮフィルムの性質

ａ−ナフタレートのモル％はＮＭＲにより測定した
ｂ−エステル交換パーセントは測定したＮＭＲデータから計算した
ｃ−延伸温度はテンター中の空気の温度である。フィルムを放射熱によって加熱したので、フィルム温度は延伸温度と異なる。
ｄ−結晶化度パーセントは融解熱のＤＳＣ測定から計算した
【００３９】
低ナフタレート含有率ｃｏＰＥＮを第１の光学層に使用することで、多層光学フィルムのその他の性質も向上させることができる。表１は、ｃｏＰＥＮフィルムに関する尺度Δｘ（｜ｎ_ｘ−ｎ_ｙ｜と定義される）およびΔｚ（｜ｎ_ｚ−ｎ_ｙ｜と定義される）を示している。Δｘは、ｃｏＰＥＮフィルムの面内複屈折に相当する。Δｚは、第１の光学層と第２の光学層の間のｚ軸屈折率の差の尺度であり、第２の光学層が等方性またはほぼ等方性でありことと、第１および第２の光学層のｙ軸屈折率が一致またはほぼ一致することとを仮定している。この尺度は、オフアングル色が減少した偏光子の製造に有用である。第１および第２の光学層のｚ軸屈折率を一致させると、フィルム面に対して９０°未満の角度で入射する光の多層光学フィルムの透過がより均一になる。
【００４０】
図６は、表１のテレフタレート含有ランダムｃｏＰＥＮフィルム（円形）およびブロックｃｏＰＥＮフィルム（三角形）の光学効率を示している。光学効率は（Δｚ）^２／（Δｘ）^２で表され、所与の量の複屈折におけるオフアングル色の相対量（例えば反射能）の推定値に相当する。このグラフは、ナフタレート含有率が７０モル％未満であるランダムｃｏＰＥＮおよびブロックｃｏＰＥＮの両方で、ナフタレート含有率のより高いｃｏＰＥＮよりも複屈折に対するオフアングル色が実質的に少なくなることを示している。好ましくは、光学効率（（Δｚ）^２／（Δｘ）^２）は約０．２０以下であり、より好ましくは光学効率は約０．１０以下であり、最も好ましくは約０．０８以下である。
【００４１】
さらに、低ナフタレート含有率のテレフタレート含有ｃｏＰＥＮのｚ軸屈折率は、例えばＰＥＴＧ（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ、テネシー州）のポリエチレンテレフタレート非晶質ポリマー）または７０モル％のテレフタレートと３０モル％のシクロヘキサネートサブユニットと、９９．５モル％のエチレングリコールと０．５モル％のトリメチロールプロパンとのグリコールサブユニットとを含有するポリエチレンテレフタレートコポリマー（ｃｏＰＥＴ）などの好適な第２の光学層材料のｚ軸屈折率とより良く一致する。従来使用されていた組み合わせの例では、ＰＥＮのｚ軸屈折率は約１．５１である。ＰＥＮと併用される第２の光学層は、ナフタレート含有率が７０モル％であるイソフタレート含有ｃｏＰＥＮであり、このｚ軸屈折率は約１．６２５である。この場合の差は約０．１１である。この組み合わせは、光を透過させるためにｙ軸屈折率を一致させる場合に選択される。
【００４２】
対照的に、ナフタレート含有率が４０モル％のテレフタレート含有ｃｏＰＥＮのｚ軸屈折率は約１．５３である。ＰＥＴＧのｚ軸屈折率は１．５７であり、上述のシクロヘキサネート含有ｃｏＰＥＴのｚ軸屈折率は約１．５５である。この場合の差はそれぞれ約０．０４および０．０２である。異なるｚ軸屈折率を有する別の材料を、適切な低ナフタレート含有率ｃｏＰＥＮと適合させることもできる。好ましくは第１および第２の光学層の間のｚ軸屈折率の差は約０．０７以下であり、より好ましくは約０．０５以下である。
【００４３】
さらに別の潜在的利点は、少なくとも一部の低ナフタレート含有率ｃｏＰＥＮは、ＰＥＮまたはナフタレート含有率のより高いｃｏＰＥＮよりもＵＶ劣化に対してより満足の行く安定性を得ることができることである。図７は、ＰＥＮ（太線）とナフタレート含有率が４０モル％であるテレフタレート含有ｃｏＰＥＮ（細線）の透過スペクトルを示している。これらのスペクトルは、ｃｏＰＥＮの吸収帯がＰＥＮの吸収帯よりも短い波長にシフトしていることを示している。これは、約３８０〜４００ｎｍの範囲内のＵＶ光を含む光による劣化はｃｏＰＥＮの方が少ないことを示している。さらにより低いナフタレート含有率のｃｏＰＥＮの吸収帯はさらに短い波長の方向にシフトする。このようにより短い波長に吸収帯がシフトすることによって可視領域までカバーする必要はないＵＶＡ（紫外線吸収性）保護層を使用することができ、これらの保護層の（青色光を吸収することによる）黄色の外観を減少させることができる。
【００４４】
本発明の多層光学フィルムの第１の光学層は一般にポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のコポリマーを含む。通常、第１の光学層への使用に好適なＰＥＮコポリマーは、面内複屈折が少なくとも約０．１９、好ましくは約０．２０となるように配向可能である。好適な低ナフタレート含有率コポリマーとしては、ナフタレート含有率が７０重量％未満、通常はナフタレート含有率が２０〜７０モル％であるコポリマーが挙げられる。好ましくは、これらのコポリマーはナフタレート含有率が約２５〜６５モル％であり、より好ましくはナフタレート含有率が約３０〜６０モル％である。好適なコポリマーとしては、ＤＳＣ測定を使用して測定した結晶度が約２０％以下であるＰＥＮのコポリマーも挙げられる。好適なコポリマーとしては、ガラス転移温度より約５℃以下高温、必要に応じてガラス転移温度以下の温度で配向して好適な面内複屈折を得ることができるコポリマーも挙げられる。ガラス転移温度はＡＳＴＭ Ｄ ３４１８−９７に準拠して測定することができる。ガラス転移温度は相対湿度の影響を受ける場合がある。好ましくは、ガラス転移温度は相対湿度約０％の試料で測定される。
【００４５】
第１の光学層のｃｏＰＥＮへの使用に好適なコモノマーとしては、例えば、テレフタレート、イソフタレート、ビフェニルビベンゾエート、およびシクロヘキサネートが挙げられる。前述したように、ポリエチレンナフタレートの低ナフタレート含有率コポリマーは複屈折性の第１の光学層として使用されるが、同様の性質（例えば、ガラス転移温度よりわずかに高温またはガラス転移温度以下における配向可能性、あるいは低結晶化度など）を有する他のポリマーも使用可能である。
【００４６】
第２の光学層
フィルム１０に望まれる作用に少なくとも一部は依存するが、種々の光学的性質を有するように第２の光学層１４を製造することができる。実施態様の１つでは、第１の光学層１２の配向に使用される条件で延伸した場合に検出可能な程度の光学的な配向が起らないポリマー材料から第２の光学層１４が製造される。このような層は反射偏光フィルムの形成の場合に特に有用であるが、その理由は、同時押出などによって層のスタック１６を形成し、次に第２の光学層１４が比較的等方性（例えば、面内複屈折が０．０５以下）を維持したまま第１の光学層１２を延伸して配向させることができるからである。通常、第２の光学層１４の屈折率は配向した第１の光学層１２の面内屈折率の１つとほぼ等しく、それによって屈折率が一致した方向と平行な面内に偏光した光が透過することができる。好ましくは、この実施態様では、２つのほぼ等しい屈折率の差は、６３２．８ｎｍの光の場合で約０．０５以下であり、より好ましくは約０．０２以下である。ある実施態様では、第２の光学層１４の屈折率は、延伸前の第１の光学層１２の屈折率とほぼ等しい。
【００４７】
別の実施態様では、第２の光学層１４は光学的に配向可能である。場合によっては、層１２と１４の２組の配向後に、第２の光学層１４の面内屈折率の一方は、第１の光学層１２の対応する屈折率と実質的に等しいが、もう一方の面内屈折率は第１の光学層１２の屈折率とは実質的に異なる。別の場合では、特にミラーの用途の場合であるが、配向後の光学層１２と１４の両方の面内屈折率が実質的に異なる。
【００４８】
第２の光学層１４は、種々のポリマーを使用して製造することができる。好適なポリマーの例としては、ビニルナフタレン、スチレン、無水マレイン酸、アクリレート、およびメタクリレートなどのモノマーから合成されるビニルポリマーおよびコポリマーが挙げられる。このようなポリマーの例としては、ポリアクリレート、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）などのポリメタクリレート、およびイソタクチックまたはシンジオタクチックポリスチレンが挙げられる。その他のポリマーとしては、ポリスルホン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアミド酸、およびポリイミドなどの縮合ポリマーが挙げられる。さらに、第２の光学層１４はポリエステルやポリカーボネートなどのポリマーから形成することができる。以下の第２の光学層１４ではコポリマーを例として挙げている。しかしながら、前述の他のポリマーも使用可能であることは理解できるであろう。通常は、後述するコポリエステルの光学的性質に関する考慮と同様のことが、他のポリマーおよびコポリマーにも適用可能である。
【００４９】
第２の光学層１４に好適な材料の例としては、ＰＥＮ、ＰＢＮ（ポリブチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、およびＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などのコポリマーが挙げられる。複屈折性が低い好適なポリエステルの例は、例えばＰＣＴ公開ＷＯ９９／３６２６２号およびＷＯ９９／３６８１２号に記載されており、これらの記載内容を本明細書に援用する。好適なポリマーとしては非晶質コポリマーも挙げられ、特に、第１の光学層の光学的に配向に使用される条件下において実質的に光学的に配向せず複屈折性とはならない非晶質ポリマーが挙げられる。第１の光学層の配向により得られる複屈折性が低い好適なポリエステルの市販されている例としては、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ、テネシー州）のＰＥＴＧおよびＰＣＴＧなどの改質ｃｏＰＥＴが挙げられる。
【００５０】
低複屈折ポリエステルは、コモノマー材料を加えることによって合成することができる。ジオールサブユニットとして使用するために好適な複屈折低下性コモノマー材料の例は、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、シクロヘキサンジメタノール、１，４−ブタンジオール、およびネオペンチルグリコールなどの脂肪族ジオールから誘導される。カルボキシレートサブユニットとして使用するために好適な複屈折低減性コモノマー材料の例は、誘導されるシクロヘキサンジカルボン酸などの脂肪族二酸、およびｔ−ブチル−イソフタル酸、フタル酸、およびそれらの低級アルキルエステルなどの芳香族二酸から誘導される。
【００５１】
非光学層
図１および２を再び参照すると、図１に示すように、加工中および／または加工後の物理的損傷から光学層１２および１４を保護するなどの目的で、スタック１６の少なくとも１つの表面上のスキン層またはスキン層として１層以上の非光学層１８を形成することができる。これに加えて、あるいは別の方法として、図２に示すように、スタックの機械的強度を増大させるため、あるいは加工中のスタックを保護するために、１層以上の非光学層１８を層のスタック１６の内部に形成することができる。
【００５２】
非光学層１８は、少なくとも対象となる波長領域において多層光学フィルム１０の光学的性質の決定に有意に関与しないことが理想的である。通常は非光学層１８は複屈折性でも配向可能でもないが、場合によってはそうでないこともありうる。通常、非光学層１８がスキン層として使用される場合は、少なくともある程度の表面反射が起こる。多層光学フィルム１０が偏光子となる場合は、非光学層 が比較的低い屈折率を有することがこのましい。これによって表面反射量が減少する。多層光学フィルム１０がミラーとなる場合は、光の反射量を増加させるために非光学層１８の屈折率が高いことが好ましい。
【００５３】
非光学層１８がスタック１６の内部にある場合は、非光学層１８に隣接する光学層１２や１４と非光学層１８とによって、少なくとも一部の光の偏光または反射が起こるのが一般的である。しかしながら少なくとも一部の場合では、スタック１６内部にある非光学層１８によって反射される光が、可視光の偏光子またはミラーの場合の赤外領域などの対象となる領域から外れた波長を有するような厚さを有するように、非光学層１８が選択される。非光学層１８の厚さは、それぞれの光学層１２および１４の１層の厚さの、少なくとも２倍、通常は少なくとも４倍、多くの場合は少なくとも１０倍の厚さを有することができる。非光学層１８の厚さは、特定の厚さの多層光学フィルム１０を製造するために変動させることができる。光学層１２および１４によって透過、偏光、および／または反射が起こる光の少なくとも一部が非光学層も透過する（すなわち、光学層１２および１４を透過するかこれらによって反射する光の光路内に非光学層が配置される）ように１層以上の非光学層１８が配置されるのが一般的である。
【００５４】
非光学層１８は、第１および第２の光学層に使用するポリマーとして前述した任意のものを含むポリマー（例えばポリエステル）から形成される。ある実施態様では、非光学層１８として選択される材料は、第２の光学層１４として選択される材料と同様または同一である。ｃｏＰＥＮ、ｃｏＰＥＴ、またはその他のコポリマー材料をスキン層に使用すると、多層光学フィルムの裂け（すなわち、ひずみよって誘発される結晶化および配向方向への大部分のポリマー分子の整列のためのフィルムの剥離）が減少する。一般に、ｃｏＰＥＮの非光学層は、第１の光学層１２の配向に使用される条件下で延伸した場合に配向が非常に少なく、そのためひずみによって誘発される結晶化がほとんどない。
【００５５】
その他の層およびコーティング層
特にフィルムおよび光学装置の表面に沿った物理的性質または化学的性質を変化または向上させるために、種々の機能性層およびコーティング層を本発明のフィルムおよび光学装置に加えることができる。このような層またはコーティング層としては、例えば、スリップ剤、低接着性裏材料、導電性層、帯電防止コーティング層またはフィルム、バリア層、難燃剤、ＵＶ安定剤、耐摩耗性材料、光学コーティング層、および／またはフィルムまたは装置の機械的完全性または強度を向上させるために設計された基材を挙げることができる。また、ＷＯ９５／１７６９１号、ＷＯ９９／３６８１３号、およびＷＯ９９／３６８１４号（これらすべての記載内容を本明細書に援用する）などに記載されるように、二色性偏光フィルムを多層光学フィルム上にコーティングするかあるいはこれらを同時押出することもできる。
【００５６】
得られるフィルムまたは装置に所望のバリア特性を付与するために、スキン層またはコーティング層を加えることもできる。したがって例えば、水や有機溶剤などの液体、または酸素や二酸化炭素などの気体に対するフィルムまたは装置の透過特性を変化させるために、バリアフィルムコーティング層をスキン層として、あるいはスキン層中の一成分として加えることができる。したがって、例えば水蒸気、有機溶剤、Ｏ_２、またはＣＯ_２がフィルムを透過するのを防止するフィルムまたはコーティング層を有する装置およびフィルムを提供することができる。水分の透過によってフィルムまたは装置の構成要素にひずみが生じうる高湿度環境において、バリアコーティング層が特に望ましくなりうる。
【００５７】
スキン層またはコーティング層は、得られる物品に耐摩耗性を付与するかこれを向上させるために加えることもできる。したがって、例えば、例えばシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ混合物、または非晶質ポリマーなどの粒子をポリマーマトリックスに埋め込まれた状態で含有するスキン層を光学フィルムに加えることによってフィルムに耐摩耗性を付与することができ、当然ながら、フィルムの意図する用途に要求される光学的性質がこのような層によって必要以上に損なわれることがないことが条件である。スキン層またはコーティング層中の粒子は、多層光学フィルムが別のフィルムまたは表面と隣接して配置される場合にウェットアウト（ｗｅｔ−ｏｕｔ）またはニュートン環を防止または軽減するために使用することができ、これらの粒子はＷＯ−Ａ−０１／２２１２９号（この記載内容を本明細書に援用する）に記載されるように拡散体としても作用しうる。
【００５８】
スキン層またはコーティング層は、得られる物品の貫入抵抗性および／または引裂き抵抗性を付与または向上させるために加えることもできる。引裂き抵抗性層の材料の選択に考慮すべき要素としては、パーセント破断時伸び、ヤング率、引裂き強さ、内部層への接着性、対象となる電磁波帯域におけるパーセント透過率および吸光度、光学的透明度またはヘイズ、周波数の関数としての屈折率、テクスチャーおよび粗さ、溶融物の熱安定性、分子量分布、溶融物のレオロジーおよび同時押出性、スキン層と光学層の材料間の混和性および相互拡散速度、粘弾性応答、延伸条件における緩和および結晶化挙動、使用温度における熱安定性、耐候性、コーティング層への接着能力、および種々の気体および溶剤の浸透性が挙げられる。貫入抵抗性または引裂き抵抗性スキン層は、製造工程中に適用することができるし、あるいは後に多層光学フィルム上にコーティングまたは積層することもできる。同時押出工程などによって製造工程中にこれらの層をフィルムに接着すると、製造工程中にフィルムが保護されるという利点が得られる。ある実施態様では、１層以上の貫入抵抗性または引裂き抵抗性層がフィルム内部に単独で製造されるか、あるいは貫入抵抗性または引裂き抵抗性スキン層と組み合わせて製造される。
【００５９】
低摩擦性コーティング層あるいはポリマービーズなどのスリップ剤を表面にコーティングしてフィルムを処理することによって、多層光学フィルムに良好なスリップ性を付与することができる。あるいは、フィルムの表面を滑りやすくするために、押出条件を操作することによってこれらの材料の表面の形態を変えることができ、このように表面の形態を変える方法は米国特許第５，７５９，４６７号およびＷＯ−Ａ−０１／２２１２９号に記載されており、これらの記載内容を本明細書に援用する。
【００６０】
多層光学フィルムが接着テープの構成要素として使用されるような一部の用途では、ウレタン、シリコーン、またはフルオロカーボン化合物などを主成分とする低接着性バックサイズ（ＬＡＢ）コーティング層またはフィルムで多層光学フィルムを処理することが望ましいこともある。この方法で処理したフィルムは、感圧接着剤（ＰＳＡ）に対して適切な剥離特性を示すことができ、そのためこのフィルムを接着剤で処理してロールに巻取ることが可能となる。この方法で製造した接着テープは、装飾用途、あるいはテープ表面が拡散反射性または透過性であることが望ましい任意の用途に使用することができる。
【００６１】
多層光学フィルムには、１層以上の導電性層を設けることもできる。このような導電性層としては、例えば、金属（銀、金、銅、アルミニウム、クロム、ニッケル、スズ、およびチタンなど）、合金（銀合金、ステンレス鋼、およびインコネルなど）、および半導体金属酸化物（ドープ処理または未ドープ処理酸化スズ、酸化亜鉛、および酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）など）を挙げることができる。
【００６２】
多層光学フィルムには、帯電防止コーティング層またはフィルムを設けることもできる。このようなコーティング層またはフィルムとしては、例えばＶ_２Ｏ_５とスルホン酸ポリマー塩、炭素、またはその他の導電性金属層が挙げられる。
【００６３】
特に、厳格な消防規則に従う飛行機などの環境で使用される場合に、多層光学フィルムを難燃剤で処理することもできる。好適な難燃剤としては、例えばアルミニウム三水和物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、および難燃性有機リン酸塩化合物が挙げられる。
【００６４】
多層光学フィルムには、耐摩耗性コーティング層または硬質コーティング層を設けることもでき、これらはスキン層として適用することができる。このようなものとしては、Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、ペンシルバニア州）より入手可能なＡｃｒｙｌｏｉｄ Ａ−１１およびＰａｒａｌｏｉｄ Ｋ−１２０Ｎなどのアクリル系ハードコート、米国特許第４，２４９，０１１号に記載されるものやＳａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｒｐ．（Ｗｅｓｔｃｈｅｓｔｅｒ、ペンシルバニア州）より入手可能なものなどのウレタンアクリレート、および脂肪族ポリイソシアネート（例えばＭｉｌｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ、ペンシルバニア州）より入手可能なＤｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ−３３００）とポリエステル（例えばＵｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ（Ｈｏｕｓｔｏｎ、テキサス州）より入手可能なＴｏｎｅ Ｐｏｌｙｏｌ ０３０５）の反応によって得られるウレタンハードコートなどが挙げられる。
【００６５】
構造剛性や耐候性を得たり取り扱いを容易にしたりするために、多層光学フィルムを、例えばガラス、金属、アクリル樹脂、ポリエステル、およびその他のポリマーバッキングなどの剛性または半剛性基材に積層することができる。例えば、所望の形状に型押またはその他の方法で形成してその形状を維持できるように、多層光学フィルムを薄いアクリル樹脂製または金属製のバッキングに積層することができる。他の破壊されやすいバッキングに適用される場合などの一部の用途では、例えばＰＥＴフィルムや貫入抵抗性−引裂き抵抗性フィルムなどのさらに別の層を使用することもできる。
【００６６】
多層光学フィルムには、破砕抵抗性フィルムおよびコーティング層を設けることができる。この目的に好適なフィルムおよびコーティング層は、欧州特許第５９２２８４号および欧州特許第５９１０５５号（これらの記載内容を本明細書に援用する）などの刊行物に記載されており、３Ｍ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ミネソタ州）より市販されている。
【００６７】
特定の用途において、種々の光学層、材料、および装置を、本発明のフィルムおよび装置に使用したりあるいはこれらと併用したりすることもできる。このようなものとしては、限定するわけではないが、磁気または光磁気コーティング層またはフィルム、ディスプレイパネルやプライバシー保護窓などに使用される液晶パネル、写真乳剤、織物、リニアフレネルレンズなどのプリズムフィルム、輝度向上フィルム、ホログラフィックフィルムまたは画像、エンボス加工可能なフィルム、改ざん防止フィルムまたはコーティング層、低放射性用途のＩＲ透過性フィルム、剥離フィルムまたは剥離剤コーティング紙、ならびに偏光子またはミラーが挙げられる。
【００６８】
多層光学フィルムの両方の主面上に 複数の別の層を使用することも考慮しており、上述のコーティング層またはフィルムの任意の組み合わせを使用することができる。例えば多層光学フィルムに接着剤を適用する場合、全体の反射率を増加させるために二酸化チタンなどの白色顔料を接着剤が含むことができ、あるいは接着剤を光学的に透明にすることによって、基材による反射を多層光学フィルムの反射に追加することができる。
【００６９】
本発明の多層光学フィルムは、例えば、従来の誘電性金属酸化物または金属／金属酸化物を真空めっきした光学フィルム、シリカゾルゲルコーティング層、およびＤｙｎｅｏｎ ＴＨＶ（Ｄｙｎｅｏｎ ＬＬＣ（Ｏａｋｄａｌｅ、ミネソタ州）より入手可能な押出可能フルオロポリマー）などの低屈折率フルオロポリマーから誘導される層などのコーティングまたは同時押出した反射防止層などの１層以上の反射防止層またはコーティング層も含むことができる。このような層またはコーティング層は、偏光に敏感である場合も敏感ではない場合もあり、透過性を増大させ反射によるグレアを減少させるのに有用であり、コーティングやスパッタエッチングなどの適当な表面処理によって多層光学フィルムに適用することができる。
【００７０】
多層光学フィルムには、防曇性を付与するフィルムまたはコーティング層を設けることができる。場合によっては、前述の反射防止層によって、反射防止性と防曇性の両方をフィルムまたは装置に付与する二重の効果が得られる。種々の防曇剤が当技術分野において公知である。しかし、通常このような材料としては、疎水性をフィルム表面に付与しそれによって連続的で不透明性が低い水の薄膜の形成が促進される脂肪酸エステルなどの物質が挙げられる。
【００７１】
表面が「くもる」傾向を減少させるコーティング剤が複数の発明者らによって報告されている。例えば、Ｌｅｉｇｈに付与された米国特許第３，２１２，９０９号には、防曇性組成物を得るための、カルボン酸アルキルアンモニウムなどのアンモニウムセッケンと、硫酸化またはスルホン化脂肪質である界面活性剤との混合物の使用が開示されている。Ｅｌｉａｓに付与された米国特許第３，０７５，２２８号には、種々の表面を清浄にし防曇性を付与するのに有用な防曇性物品を得るための、硫酸化アルキルアリールオキシポリアルコキシアルコールの塩、ならびにアルキルベンゼンスルホン酸塩の使用が開示されている。Ｚｍｏｄａに付与された米国特許第３，８１９，５２２号には、デシンジオール誘導体を含む界面活性剤の組み合わせ、ならびにエトキシルアルキル硫酸塩を含む界面活性剤混合物の防曇性窓拭き用界面活性剤混合物への使用が開示されている。特開平６−４１３３５号にはコロイドアルミナ、コロイドシリカ、および陰イオン性界面活性剤を含む防曇防滴性組成物が開示されている。米国特許第４，４７８，９０９号（Ｔａｎｉｇｕｃｈｉら）には、ポリビニルアルコール、微粉砕シリカ、および有機ケイ素化合物を含む硬化防曇性コーティングフィルムが開示されており、開示されるようなフィルム防曇性には炭素／ケイ素重量比が重要なようである。コーティング剤に表面平滑性を付与するために、フッ素含有界面活性剤などの種々の界面活性剤を使用することができる。その他の界面活性剤を含有する防曇コーティング剤が、米国特許第２，８０３，５５２号、第３，０２２，１７８号、および第３，８９７，３５６号に開示されている。ＰＣＴ公開番号ＷＯ９６／１８，６９１号（Ｓｃｈｏｌｔｚら）には、コーティング剤によって防曇性と反射防止性の両方を付与することができる方法が開示されている。
【００７２】
本発明の多層光学フィルムは、ＵＶ安定化フィルムまたはコーティング剤を使用することによってＵＶ放射線から保護することができる。好適なＵＶ安定化フィルムおよびコーティング剤としては、ベンゾトリアゾール類またはヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）を含有するものが挙げられ、例えば、Ｔｉｎｕｖｉｎ^ＴＭ ２９２、３２６、および３２７（すべてＣｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｒｐ．（Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ、ニューヨーク州）より市販される）が挙げられる。その他の好適なＵＶ安定化フィルムおよびコーティング層としては、ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ、ニュージャージー州）より市販されているベンゾフェノン類またはジフェニルアクリレート類を含むものが挙げられる。このようなフィルムまたはコーティング剤は、光源がスペクトルのＵＶ領域で有意量の光を放出する屋外用途または照明器具に多層光学フィルムが使用される場合に特に望ましくなりうる。
【００７３】
多層光学フィルムは、インク、染料、または顔料などで処理して、外観を変化させたり特定の用途に適合させたりすることがでいる。したがって、例えばフィルムをインクで処理したり、あるいは製品識別表示、公告、警告、装飾、またはその他の情報などを示すために使用されるその他の印刷表示でフィルムを処理したりすることができる。スクリーン印刷、凸版印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、点描印刷、レーザー印刷などの種々の技術を使用してフィルムに印刷することができ、一成分系および二成分系インク、酸化乾燥型およびＵＶ乾燥型インク、溶解インク、分散インク、および１００％インク系などのさまざまな種類のインクを使用することができる。ポリマーを使用する層の形成前または後のいずれかにおいてポリマー中に染料または顔料を混合することもできる。
【００７４】
染色フィルムの多層光学フィルムへの積層、顔料添加コーティング剤のフィルム表面への適用、またはフィルムの製造に使用される１種類以上の材料への顔料の混入などによってフィルムを着色することによって、多層光学フィルム１０の外観を変化させることもできる。可視染料および近赤外染料の両方を使用することができ、例えば、蛍光増白剤、ならびにＵＶおよび色彩スペクトルの可視領域の蛍光を吸収する染料が挙げられる。
【００７５】
多層光学フィルムの外観を変化させるために加えることができるその他の層としては、例えば、不透明（黒色）層、拡散層、ホログラフィー画像またはホログラフィー拡散体、および金属層が挙げられる。これらの層のそれぞれは、フィルムの一面または両面に直接適用することができるし、あるいはフィルムに積層される第２のフィルムまたは箔構造体の成分であってもよい。あるいは、乳白剤または拡散剤、あるいは有色顔料などの成分を、フィルムを別の面に積層するために使用する接着剤層に混入することができる。
【００７６】
多層光学フィルムには、金属コーティング層を設けることもできる。例えば、熱分解、粉末コーティング、蒸着、陰極スパッタリング、イオンめっきなどによって、光学フィルムに直接金属層を適用することができる。金属箔または剛性金属板を光学フィルムに積層することもできる。単独のポリマーフィルムまたはガラス板またはプラスチックシートを最初に金属化してから、多層光学フィルムに積層することもできる。
【００７７】
製造
多層光学フィルムの形成方法の１つを簡潔に説明する。工程条件および考慮すべき事項のより詳細な説明は、ＰＣＴ公開番号ＷＯ９９／３６２４８号、ＷＯ９９／０６２０３号、およびＷＯ９９／３６８１２号に見ることができ、これらすべての記載内容を本明細書に援用する。
【００７８】
多層光学フィルムの製造の最初の工程は、第１および第２の光学層、ならびに非光学層の形成に使用するポリマーの合成である（これらのポリマーが市販されていない場合）。通常、これらのポリマーは押出によって形成されるが、ポリマー形成のその他の方法も使用することができる。押出条件は、ポリマー樹脂供給流を連続かつ安全な方法で適切に供給、溶融、混合、および圧送が行えるように選択される。最終溶融物流温度は、温度範囲の下限での凍結、結晶化、または過度の圧力低下が軽減され、温度範囲の上限での劣化が軽減される範囲内となるように選択される。冷却ロール上でのフィルムキャスティングまでを含む２種類以上のポリマーの全体溶融物流の加工は同時押出と呼ばれることが多い。
【００７９】
好ましくは、第１の光学層、第２の光学層、および非光学層のポリマーは、同時押出が可能となるように同様のレオロジー特性（例えば溶融粘度）を有するように選択される。通常、第２の光学層と非光学層のガラス転移温度Ｔ_ｇは、第１の光学層のガラス転移温度より低温であるか約４０℃以下高温であるかのいずれかである。好ましくは、第２の光学層と非光学層のガラス転移温度は第１の光学層のガラス転移温度よりも低温である。
【００８０】
押出後、ポリマー流を連続的かつ均一な速度に制御するために使用されるギヤポンプに各溶融物流が送られる。静的混合装置を使用して、均一な溶融物流温度でギヤポンプから多層フィードブロックにポリマー溶融物流を送ることができる。通常は、溶融物流の流れをより均一にし、溶融加工中の劣化を軽減するために溶融物流全体はできるかぎり均一に加熱される。
【００８１】
多層フィードブロックによって２つ以上のポリマー溶融物流のそれぞれが多数の層に分割され、これらの層が交互に配置され、これらの多数の層が１つの多層流に重ね合わされる。任意の所与の溶融物流からの層は、主流路からの流れの一部が連続的に取り出され、側流路からフィードブロックマニホールド内の層スロットに送られることによって製造される。層の流れは、層の製造に使用される装置、ならびに側流路管および層スロットのそれぞれの形状および物理的寸法を選択することによって制御することができる。
【００８２】
多くの場合、２つ以上の溶融物流の側流路管および層スロットは、互い違いの層を形成するために交互に配置している。一般にフィードブロック下流側のマニホールドは、組み合わせられた多層スタックの層を横方向に圧縮して均一に広げるような形状をしている。光学多層スタックの溶融物流を使用するか、あるいは単独の溶融物流によって、保護境界層（ＰＢＬ）として知られる厚い非光学層をマニホールド壁近傍に供給することができる。前述したように、これらの非光学層は、より薄い光学層を壁面の応力作用を防止し、さらにその結果生じる流れの不安定化を防止するために使用することができる。
【００８３】
フィードブロックマニホールドから出た多層スタックは、ダイなどの最終成形装置に入る。あるいは、流れを分割（好ましくはスタック中の層と直交方向）し、２つ以上の多層流を形成し、これを積重ねることによって再度合流させる。流れは層と垂直方向以外の角度で分割することもできる。流れを分割し重ね合わせる流路調節システムはマルチプライヤーと呼ばれる。分割した流れの幅（すなわち、個々の層の厚さの和）は等しい場合も等しくない場合もある。流れのより広い幅とより狭いの比としてマルチプライヤー比が定義される。流れの幅が等しくない（すなわちマルチプライヤー比が１より大きい）場合は、層の厚さに勾配をつけるために有用となりうる。流れの幅が等しくない場合は、マルチプライヤーによって、厚さと流れの方向に対して横断する方向により狭い流れを広げ、および／またはより広い流れを圧縮して、積層した場合の層の厚さを一致させることができる。
【００８４】
倍増化の前に、別の非光学層を多層スタックに加えることができる。これらの非光学層は、マルチプライヤー内部でＰＢＬとして作用する場合もある。倍増化および積層の後、これらの層の一部は光学層環の内部境界層を形成し、他の層がスキン層を形成することができる。
【００８５】
多層化の後で、得られたウェブは最終成形装置に送られる。次にウェブは、キャスティングホイールまたはキャスティングドラム戸も呼ばれる冷却ロール上にキャストされる。このキャスティングは静電ピンニングが補助的に使用されることが多く、これに関する詳細はポリマーフィルム製造技術分野においては公知である。ウェブは前多の厚さが均一になるようにキャストすることができるし、ダイリップ制御によってウェブ厚さの意図的な分布を生じさせることもできる。
【００８６】
次に、多層ウェブが延伸され、最終多層光学フィルムが軽視される。多層光学偏光子の製造の代表的な方法の１つでは、１つの延伸工程が使用される。この工程は、テンターまたは長さ方向延伸装置によって行うことができる。通常のテンターはウェブ経路に対する横断方向（ＴＤ）に延伸するが、一部のテンターは、ウェブ経路方向すなわち機械方向（ＭＤ）にフィルム寸法を延伸または緩和（収縮）する機構を備えている。したがって、この例の方法では、フィルムは１つの面内方向で延伸される。第２の面内方向は、従来のテンターのように一定に維持されるか、あるいは長さ方向延伸装置などのようにくびれを生じさせるかのいずれかである。このようなくびれは大きくすることができ、延伸比によって増大させることもできる。
【００８７】
多層ミラーの製造の代表的な方法の１つでは、複屈折性材料を両方の面内方向に配向するために２段階の延伸工程が使用される。この延伸工程は、２つの面内方向に延伸を行う前述の１段階の工程の任意の組み合わせであってよい。さらに、機械方向に沿って延伸可能なテンター、例えば連続的または同時に２方向に延伸可能な二軸テンターを使用することができる。この後者の場合では、１段階の二軸延伸工程を使用することができる。
【００８８】
多層偏光子を製造するためのさらに別の方法では、種々の材料の異なる挙動を個々の延伸工程に利用して、１つの同時押出多層フィルム内の異なる材料の異なる層が互いに異なる配向の程度および種類を有するようにする多重延伸工程が使用される。ミラーもこの方法で形成することができる。
【００８９】
これらの層およびフィルムに使用されるポリエステルの固有粘度はポリマーの分子量（分岐モノマーは存在しない場合）と関連がある。通常、ポリエステルの固有粘度は約０．４ｄＬ／ｇ以上である。好ましくは固有粘度は約０．４〜０．７ｄＬ／ｇの間である。本発明の開示内容の目的では、他に明記しない限り固有粘度は６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン溶媒中３０℃で測定している。
【００９０】
以下の実施例によって、本発明の多層光学フィルムの製造および使用について説明する。これらの実施例は単に説明的なものであり、本発明の範囲を限定するものとして解釈するべきものでは決してないことを理解されたい。
【００９１】
実施例
これらの実施例のポリマーの合成に使用したモノマー、触媒、および安定剤は以下の供給元から市販されている。ナフタレンジカルボン酸ジメチルはＡｍｏｃｏ（Ｄｅｃａｔｕｒ、アラバマ州）製、テレフタル酸ジメチルはＨｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ（Ｄａｌｌａｓ、テキサス州）製、エチレングリコールはＵｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ（Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ、ウエストバージニア州）製、１，６−ヘキサンジオール ＢＡＳＦ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ、ノースカロライナ州）製、三酢酸アンチモンはＥｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍ（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ、ペンシルバニア州）製、酢酸コバルトはＨａｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ、オハイオ州製）、酢酸亜鉛はＧ．Ｔ．Ｂａｋｅｒ（Ｐｈｉｌｌｉｐｓｂｅｒｇ、ニュージャージー州）製、トリメチロールプロパンはＨｏｅｃｈｓｔ−Ｃｅｌａｎｅｓｅ（Ｂｉｓｈｏｐ、テキサス州）製、ｔｒａｎｓ−シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルはＥａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ、テネシー州）、ホスホノ酢酸トリエチル Ａｌｂｒｉｇｈｔ ＆ Ｗｉｌｓｏｎ（Ｇｌｅｎ Ａｌｌｅｎ、バージニア）製である。
【００９２】
後述の各実施例では、８３６層のフィルムが形成される。８３６層の光学層構造体は、多層フィードブロックで得られる２０９層の構造体を２回倍増化させることによって層厚さを徐々に増加させた４つの多層光学スタックを含む。光学層は、この構造体の厚さの約５０％を占める。各スタックは、それぞれが全体厚さの約２％を占める３つの非光学内部保護境界層のうちの１層で分離される。最後に、フィルムの両側には、それぞれが厚さの約１１％を占める外部非光学スキン層が設けられる。
【００９３】
実施例の数種類のフィルムの試験に「利得試験機」を使用した。「利得試験機」は、バックライトからの一方の偏光が光度計で測定されるようにするため、スポット光度計と好適なバックライトの間に偏光子を配置することによって製造することができる。好適なスポット光度計としてはＭｉｎｏｌｔａ ＬＳ−１００およびＬＳ−１１０（Ｍｉｎｏｌｔａ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｒａｍｓｅｙ、ニュージャージー州））が挙げられる。測定した利得の絶対値は、使用したバックライト、バックライトに対する試料の方向、ならびに試料の大きさによって少なくともある程度は変動する。実施例で使用したバックライトはＬａｎｄｍａｒｋから入手したものであり、偏光子は、偏光子の通過軸がバックライトの長軸と重なるように配置したハイコントラストディスプレイ偏光子であった。試料の通過軸がハイコントラスト偏光子の通過軸と重なるように試験機に試料を挿入した。試料は、バックライト全体を覆うのに十分な大きさとなるように製造した。
【００９４】
透過率測定は、Ｏｒｉｅｌ １２７ｉ分光器およびＯｒｉｅｌ Ｉｎｓｔａｓｐｅｃ ＩＩ ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ Ａｒｒａｙ（Ｏｒｉｅｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｓｔｒａｔｆｏｒｔ、コネティカット州））を備えた分光計と、球形照明装置とタングステンハロゲン光源とを使用して行った。透過率測定は、ＡＳＴＭ Ｅ２７５−９３と実質的に同様の結果が得られる方法に従って実施した。
【００９５】
実施例１
ｃｏＰＥＮ（４０／６０）／ｃｏＰＥＴ層を有する偏光フィルム。４０モル％のナフタレンジカルボン酸ジメチルと６０モル％のテレフタル酸ジメチルとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、１００モル％のエチレングリコールサブユニットから誘導されるグリコールサブユニットとを有するコポリエチレンナフタレートから製造される第１の光学層と、７０モル％のテレフタレートジカルボキシレートと３０モル％のｔｒａｎｓ−シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、９９．５モル％のエチレングリコールと０．５モル％のトリメチロールプロパンとから誘導されるグリコールサブユニットを有するコポリエチレンテレフタレートから製造される第２の光学層とを使用して、多層反射偏光フィルムを製造した。
【００９６】
第１の光学層の形成に使用したコポリエチレンナフタレートは、以下の原材料装入量でバッチ反応器中で合成した。６７．７ｐｂｗ（ｐａｒｔｓ ｂｙ ｗｅｉｇｈｔ（重量部））のナフタレンジカルボン酸ジメチル、８０．５ｐｂｗのテレフタル酸ジメチル、７５ｐｂｗのエチレングリコール、０．０２７ｐｂｗの酢酸亜鉛、０．０２７ｐｂｗの酢酸コバルト、および０．０４８ｐｂｗの三酢酸アンチモン。２気圧の圧力下、メタノールが除去されるまでこの混合物を２５４℃に加熱した。３６ｐｂｗのメタノールが除去された後で、５１ｐｂｗのホスホノ酢酸トリエチルを反応器に装入し、続いて２９０℃に加熱しながら圧力を徐々に１ｔｏｒｒまで減圧した。６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定した固有粘度が０．５５ｄＬ／ｇとなるポリマーが生成するまで縮合反応副産物のエチレングリコールを連続的に除去した。
【００９７】
第２の光学層の形成に使用したコポリエチレンテレフタレートは、以下の原材料装入量でバッチ反応器中で合成した。１０２ｐｂｗのテレフタル酸ジメチル、４４ｐｂｗのｔｒａｎｓ−シクロヘキサンジカルボン酸ジメチル、９９ｐｂｗのエチレングリコール、０．３６３ｐｂｗのトリメチロールプロパン、０．０３６ｐｂｗの酢酸亜鉛、０．０３６ｐｂｗの酢酸コバルト、および０．０６５ｐｂｗの三酢酸アンチモン。２気圧の圧力下、メタノールが除去されるまでこの混合物を２５４℃に加熱した。４８ｐｂｗのメタノールが除去された後で、０．０７０ｐｂｗのホスホノ酢酸トリエチルを反応器に装入し、続いて２９０℃に加熱しながら圧力を徐々に１ｔｏｒｒまで減圧した。６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定した固有粘度が０．７０ｄＬ／ｇとなるポリマーが生成するまで縮合反応副産物のエチレングリコールを連続的に除去した。
【００９８】
次に、上記コポリマーを多層溶融物マニホールドから同時押出して、第１および第２の光学層が交互に８３６層配置する多層フィルムを製造した。この個々の多層反射フィルムは、第２の光学層と同じコ（ポリエチレンテレフタレート）で製造した内部および外部保護層も含んだ。得られたキャストフィルムを９３℃に設定した熱風が送り込まれるオーブン中で加熱し、次に６：１の延伸比で一軸配向し、厚さ約１２５μｍの反射偏光子を得た。第１の光学層のｃｏＰＥＮのガラス転移温度は約９５℃である。
【００９９】
製造した多層反射偏光フィルムを液晶コンピューターディスプレイ内部に配置した。ディスプレイの輝度は５５％増加し、これは輝度利得１．５５に対応する。垂直入射光の場合、透過偏光を有する光の８１％と、別の（非透過）偏光を有する光の３．９％とがこの多層反射偏光フィルムを透過した。オフアングル光（垂直方向から６０°）の場合は、透過偏光の８１％が多層反射偏光フィルムを透過した。
【０１００】
実施例２
ｃｏＰＥＮ（４０／６０）／ｃｏＰＥＴ層を有する偏光フィルム。多層反射偏光子を８８℃の温度で一軸配向したことを除けば、実施例１に記載のようにして多層反射偏光フィルムを製造した。第１の光学層のｃｏＰＥＮのガラス転移温度は約９５℃である。
【０１０１】
製造した多層反射偏光フィルムを液晶コンピューターディスプレイ内部に配置した。ディスプレイの輝度は５４％増加し、これは輝度利得１．５４に対応する。垂直入射光の場合、透過偏光を有する光の８８％と、別の（非透過）偏光を有する光の１．９％とがこの多層反射偏光フィルムを透過した。オフアングル光（垂直方向から６０°）の場合は、透過偏光の８５％が多層反射偏光フィルムを透過した。
【０１０２】
実施例３
ｃｏＰＥＮ（４０／６０）／ｃｏＰＥＴ層を有する偏光フィルム。多層反射偏光子を８２℃の温度で一軸配向したことを除けば、実施例１に記載のようにして多層反射偏光フィルムを製造した。第１の光学層のｃｏＰＥＮのガラス転移温度は約９５℃である。
【０１０３】
製造した多層反射偏光フィルムを液晶コンピューターディスプレイ内部に配置した。ディスプレイの輝度は５４％増加し、これは輝度利得１．５４に対応する。垂直入射光の場合、透過偏光を有する光の８７％と、別の（非透過）偏光を有する光の２．５％とがこの多層反射偏光フィルムを透過した。オフアングル光（垂直方向から６０°）の場合は、透過偏光の８７％が多層反射偏光フィルムを透過した。
【０１０４】
実施例４
ブロックｃｏＰＥＮ（４０／６０）／ｃｏＰＥＴ層を有する偏光フィルム。４０モル％のナフタレンジカルボン酸ジメチルと６０モル％のテレフタル酸ジメチルとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、１００モル％のエチレングリコールサブユニットから誘導されるグリコールサブユニットとを有するコポリエチレンナフタレートから製造される第１の光学層と、８５モル％のテレフタレートジカルボキシレートと１５モル％のｔｒａｎｓ−シクロヘキサンジカルボン酸ジメチルとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、９９．５モル％のエチレングリコールと０．５モル％のトリメチロールプロパンとから誘導されるグリコールサブユニットとを有するコポリエチレンテレフタレートから製造される第２の光学層とを使用して、多層反射偏光フィルムを製造した。
【０１０５】
第１の光学層の形成に使用したコポリエチレンナフタレートは、５５重量％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＴ）と、４５重量％のｃｏＰＥＮ（９２モル％のナフタレンジカルボン酸ジメチルと８モル％のテレフタル酸ジメチルとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、１００モル％のエチレングリコールサブユニットから誘導されるグリコールサブユニットとを有する）との混合物から調製した。
【０１０６】
第１の光学層の形成のための混合物に使用したＰＥＴは、以下の原材料装入量でバッチ反応器中で合成した。１３８ｐｂｗのテレフタル酸ジメチル、９３ｐｂｗのエチレングリコール、０．０２７ｐｂｗの酢酸亜鉛、０．０２７ｐｂｗの酢酸コバルト、および０．０４８ｐｂｗの三酢酸アンチモン。２気圧の圧力下、メタノールが除去されるまでこの混合物を２５４℃に加熱した。４５ｐｂｗのメタノールが除去された後で、０．０５２ｐｂｗのホスホノ酢酸トリエチルを反応器に装入し、続いて２９０℃に加熱しながら圧力を徐々に１ｔｏｒｒまで減圧した。６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定した固有粘度が０．６０ｄＬ／ｇとなるポリマーが生成するまで縮合反応副産物のエチレングリコールを連続的に除去した。
【０１０７】
第１の光学層の形成のための混合物に使用したｃｏＰＥＮは、以下の原材料装入量でバッチ反応器中で合成した。１２６ｐｂｗのナフタレンジカルボン酸ジメチル、１１ｐｂｗのテレフタル酸ジメチル、７５ｐｂｗのエチレングリコール、０．０２７ｐｂｗの酢酸亜鉛、０．０２７ｐｂｗの酢酸コバルト、および０．０４８ｐｂｗの三酢酸アンチモン。２気圧の圧力下、メタノールが除去されるまでこの混合物を２５４℃に加熱した。３６ｐｂｗのメタノールが除去された後で、０．０４９ｐｂｗのホスホノ酢酸トリエチルを反応器に装入し、続いて２９０℃に加熱しながら圧力を徐々に１ｔｏｒｒまで減圧した。６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定した固有粘度が０．５０ｄＬ／ｇとなるポリマーが生成するまで縮合反応副産物のエチレングリコールを連続的に除去した。
【０１０８】
第２の光学層の形成に使用するコポリエチレンテレフタレートは、以下の原材料装入量でバッチ反応器中で合成した。１２５ｐｂｗのテレフタル酸ジメチル、２２ｐｂｗのｔｒａｎｓ−シクロヘキサンジカルボン酸ジメチル、９４ｐｂｗのエチレングリコール、０．３６３ｐｂｗのトリメチロールプロパン、０．０３６ｐｂｗの酢酸亜鉛、０．０３６ｐｂｗの酢酸コバルト、および０．０６５ｐｂｗの三酢酸アンチモン。２気圧の圧力下、メタノールが除去されるまでこの混合物を２５４℃に加熱した。４８ｐｂｗのメタノールが除去された後で、０．０７０ｐｂｗのホスホノ酢酸トリエチルを反応器に装入し、続いて２９０℃に加熱しながら圧力を徐々に１ｔｏｒｒまで減圧した。６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定した固有粘度が０．７０ｄＬ／ｇとなるポリマーが生成するまで縮合反応副産物のエチレングリコールを連続的に除去した。
【０１０９】
次に、上記コポリマーを多層溶融物マニホールドから同時押出して、第１および第２の光学層が交互に８３６層配置する多層フィルムを製造した。この個々の多層反射フィルムは、第２の光学層と同じコ（ポリエチレンテレフタレート）で製造した内部および外部保護層も含んだ。得られたキャストフィルムを９９℃に設定した熱風が送り込まれるオーブン中で加熱し、次に６：１の延伸比で一軸配向し、厚さ約１２５μｍの反射偏光子を得た。第１の光学層のｃｏＰＥＮのガラス転移温度は約９５℃である。
【０１１０】
製造した多層反射偏光フィルムを液晶コンピューターディスプレイ内部に配置した。ディスプレイの輝度は５１％増加し、これは輝度利得１．５１に対応する。垂直入射光の場合、透過偏光を有する光の８９％と、別の（非透過）偏光を有する光の８．５％とがこの多層反射偏光フィルムを透過した。オフアングル光（垂直方向から６０°）の場合は、透過偏光の８６％が多層反射偏光フィルムを透過した。
【０１１１】
実施例５
ブロックｃｏＰＥＮ（４０／６０）／ｃｏＰＥＴ層を有する偏光フィルム。多層反射偏光子を９３℃の温度で一軸配向したことを除けば、実施例４に記載のようにして多層反射偏光フィルムを製造した。第１の光学層のｃｏＰＥＮのガラス転移温度は約９５℃である。
【０１１２】
製造した多層反射偏光フィルムを液晶コンピューターディスプレイ内部に配置した。ディスプレイの輝度は５５％増加し、これは輝度利得１．５５に対応する。垂直入射光の場合、透過偏光を有する光の８９％と、別の（非透過）偏光を有する光の４．８％とがこの多層反射偏光フィルムを透過した。オフアングル光（垂直方向から６０°）の場合は、透過偏光の８７％が多層反射偏光フィルムを透過した。
【０１１３】
実施例６
ｃｏＰＥＮ（５０／５０）／ＰＥＴＧ層を有する偏光フィルム。５０モル％のナフタレンジカルボン酸ジメチルと５０モル％のテレフタル酸ジメチルとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、１００モル％のエチレングリコールサブユニットから誘導されるグリコールサブユニットとを有するコポリエチレンナフタレートから製造される第１の光学層と、１００モル％のテレフタレートジカルボキシレートから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、エチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールとから誘導されるグリコールサブユニットとを有するコポリエチレンテレフタレート（ｃｏＰＥＴ）から製造される第２の光学層とを使用して、多層反射偏光フィルムを製造することができる。このｃｏＰＥＴは、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ、テネシー州）よりＰＥＴＧとして入手可能である。
【０１１４】
第１の光学層の形成に使用されるコポリエチレンナフタレートは、以下の原材料装入量でバッチ反応器中で合成することができる。８３ｐｂｗのナフタレンジカルボン酸ジメチル、６６ｐｂｗのテレフタル酸ジメチル、８７ｐｂｗのエチレングリコール、０．０２７ｐｂｗの酢酸亜鉛、０．０２７ｐｂｗの酢酸コバルト、および０．０４８ｐｂｗの三酢酸アンチモン。２気圧の圧力下、メタノールが除去されるまでこの混合物を２５４℃に加熱する。４３ｐｂｗのメタノールが除去された後で、０．０５１ｐｂｗのホスホノ酢酸トリエチルを反応器に装入し、続いて２９０℃に加熱しながら圧力を徐々に１ｔｏｒｒまで減圧する。６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定した固有粘度が０．５５ｄＬ／ｇとなるポリマーが生成するまで縮合反応副産物のエチレングリコールを連続的に除去する。
【０１１５】
次に、上記コポリマーを多層溶融物マニホールドから同時押出して、第１および第２の光学層が交互に８３６層配置する多層フィルムを製造する。この多層反射フィルムは、第２の光学層と同じコ（ポリエチレンテレフタレート）で製造した内部および外部保護層を含むこともできる。得られるキャストフィルムを約１１０℃に設定した熱風が送り込まれるオーブン中で加熱し、次に６：１の延伸比で一軸配向し、厚さ約１２５μｍの反射偏光子を得る。
【０１１６】
実施例７
ｃｏＰＥＮ（６０／４０）／ＰＥＴＧ層を有する偏光フィルム。６０モル％のナフタレンジカルボン酸ジメチルと４０モル％のテレフタル酸ジメチルとから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、１００モル％のエチレングリコールサブユニットから誘導されるグリコールサブユニットとを有するコポリエチレンナフタレートから製造される第１の光学層と、１００モル％のテレフタレートジカルボキシレートから誘導されるカルボキシレートサブユニットと、エチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールとから誘導されるグリコールサブユニットとを有するコポリエチレンテレフタレート（ｃｏＰＥＴ）から製造される第２の光学層とを使用して、多層反射偏光フィルムを製造することができる。このｃｏＰＥＴは、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ、テネシー州）よりＰＥＴＧとして入手可能である。
【０１１７】
第１の光学層の形成に使用されるコポリエチレンナフタレートは、以下の原材料装入量でバッチ反応器中で合成することができる。９８ｐｂｗのナフタレンジカルボン酸ジメチル、５２ｐｂｗのテレフタル酸ジメチル、８７ｐｂｗのエチレングリコール、０．０２７ｐｂｗの酢酸亜鉛、０．０２７ｐｂｗの酢酸コバルト、および０．０４８ｐｂｗの三酢酸アンチモン。２気圧の圧力下、メタノールが除去されるまでこの混合物を２５４℃に加熱する。４１ｐｂｗのメタノールが除去された後で、０．０５１ｐｂｗのホスホノ酢酸トリエチルを反応器に装入し、続いて２９０℃に加熱しながら圧力を徐々に１ｔｏｒｒまで減圧する。６０／４０重量％のフェノール／ｏ−ジクロロベンゼン中で測定した固有粘度が０．５３ｄＬ／ｇとなるポリマーが生成するまで縮合反応副産物のエチレングリコールを連続的に除去する。
【０１１８】
次に、上記コポリマーを多層溶融物マニホールドから同時押出して、第１および第２の光学層が交互に８３６層配置する多層フィルムを製造する。この多層反射フィルムは、第２の光学層と同じコ（ポリエチレンテレフタレート）で製造した内部および外部保護層を含むこともできる。得られるキャストフィルムを約１１５℃に設定した熱風が送り込まれるオーブン中で加熱し、次に６：１の延伸比で一軸配向し、厚さ約１２５μｍの反射偏光子を得る。
【０１１９】
本発明は、以上の特定の実施例に限定されると見なすべきではなく、添付の請求項によって完全に記載される本発明のすべての態様を包含するものであると理解するべきである。本発明を適用可能な種々の変形、同等の工程、ならびに多数の構造は、本明細書を研究する際に本発明に向けられている当業者には容易に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
本発明の種々の実施態様の詳細な説明を添付の図面と関連させて考察することによって本発明をより十分に理解できるであろう。
【図１】 本発明による多層光学フィルムの一実施態様の断面図である。
【図２】 本発明による多層光学フィルムの別の実施態様の断面図である。
【図３】 テレフタレート含有ポリエチレンナフタレートのランダムコポリマー（正方形）およびテレフタレート含有ポリエチレンナフタレートのブロックコポリマー（ひし形）のパーセント結晶化度のグラフである。
【図４】 テレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）（ひし形−１３０℃で配向、×−１３５℃で配向）およびイソフタル酸ジメチル（ＤＭＩ）（三角形−１３０℃で配向、アスタリスク−１３５℃で配向）を使用し異なるナフタレート含有率（モル％ＮＤＣ）を使用して形成したポリエチレンナフタレートのコポリマーの複屈折のグラフである。
【図５】 テレフタレート含有ポリエチレンナフタレートのランダムコポリマー（円形）およびテレフタレート含有ポリエチレンナフタレートのブロックコポリマー（三角形）の複屈折のグラフである。
【図６】 テレフタレート含有ポリエチレンナフタレートのランダムコポリマー（円形、実線）およびテレフタレート含有ポリエチレンナフタレートのブロックコポリマー（三角形、点線）の光学パラメーターのグラフである。
【図７】 ポリエチレンナフタレートの透過スペクトル（太線）をナフタレート含有率４０モル％のテレフタレート含有ポリエチレンナフタレートのランダムコポリマーの透過スペクトル（細線）と比較しているグラフである。
本発明は種々の修正および代替形態が可能であるが、その具体例を図面に示し、詳細に説明している。しかしながら、記載される特定の実施態様に本発明が限定されることを意図するものではないことを理解されたい。逆に、本発明の意図および範囲内にあるすべての修正、同等物、および代案を包含することを意図している。

Claims (3)

1. 複数の複屈折性の第１の光学層であって、各第１の光学層がポリエチレンナフタレートのコポリマーを含み、前記コポリマーのカルボキシレートサブユニットの７０モル％未満がナフタレートサブユニットである第１の光学層と、
   前記第１の光学層と交互に配置される複数の第２の光学層とを含み、６３２．８ｎｍの光の場合に、前記第２の光学層が、前記第１の光学層よりも小さい面内複屈折を有する多層光学体。
2. 示差走査熱量法を使用して測定した結晶化度が２０％以下であるポリエチレンナフタレートのコポリマーをそれぞれが含む複数の複屈折性の第１の光学層と、
   前記第１の光学層と交互に配置される複数の第２の光学層とを含み、６３２．８ｎｍの光の場合に、前記第２の光学層が、前記第１の光学層よりも小さい面内複屈折を有する多層光学体。
3. 示差走査熱量法を使用して測定した結晶化度が２０％以下であるポリマーを各々が含む複数の第１の光学層と、
   前記第１の光学層と複数の光学界面を形成する複数の第２の光学層と、
   を含むポリマー光学層のスタックを形成する工程と、
   前記第１の光学層の前記ポリマーのガラス転移温度付近またはそれより低温で前記第１の光学層を配向して、前記第１の光学層の面内複屈折を少なくとも０．１６にする工程と、
   を含む多層光学体の製造方法。

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