JP7117288B2 - 偏光子 - Google Patents
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Description
吸収型偏光子は、層中のポリビニルアルコール分子を整列させ、整列した層をヨウ素で染色するために、ポリビニルアルコール層を延伸することによって、調製することができる。そのような偏光子は、様々なディスプレイ用途に用いられてきた。
本明細書のいくつかの態様では、配向ポリマーの第１の層を含む偏光子が提供される。配向ポリマーの第１の層は、ポリビニルアルコール及び架橋剤の総重量に基づいて、５～４０重量％で混合物に架橋剤が含まれる、ポリビニルアルコール及び架橋剤を含有する混合物から調製可能である。配向ポリマーの第１の層は、Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ－１）／（ＴＤＤＲ１／２－１）に関してＵが少なくとも０．８５であるという点で、実質的に一軸延伸層であり、ここで式中、ＭＤＤＲは、機械方向延伸比であり、ＴＤＤＲは、横方向延伸比である。
本明細書のいくつかの態様では、配向ポリマーの第１の層を有する偏光子の製造方法が提供される。この方法は、ポリビニルアルコール及び架橋剤の混合物を溶媒中に形成することと、第２の層上に混合物をコーティングすることと、混合物を乾燥させて溶媒を除去し、それによって乾燥コーティングを形成することと、コーティングされた第２の層を延伸して乾燥コーティングを配向させ、それによって配向ポリマーの第１の層を形成することと、を含む。架橋剤の重量及びポリビニルアルコールの重量の合計で除した、混合物に含まれる架橋剤の重量は、０．０５～０．３の範囲内である。コーティングした第２の層を延伸することは、コーティングした第２の層の両側の縁部を保持しながら、コーティングした第２の層をストレッチャ内で機械方向に沿って搬送することと、広がる非線形経路に沿って両側の縁部を移動することにより、コーティングした第２の層をストレッチャ内で延伸することとを含む。
以下の説明では、本明細書の一部を構成し、様々な実施形態が実例として示される、添付図面が参照される。図面は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想定され、実施され得ることを理解されたい。したがって、以下の発明を実施するための形態は、限定的な意味では解釈されないものとする。
吸収型偏光子は、従来、層中のＰＶＡ分子を整列させるために、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ又はＰＶＯＨ）層を延伸し、整列した層をヨウ素で染色することによって、調製される。ヨウ素分子は、配向したＰＶＡ分子と整列している。整列方向に沿って偏光した（すなわち、偏光子の遮蔽軸に沿って偏光した）入射光は、ヨウ素によって吸収され又は部分的に吸収され、直交方向に沿って偏光した（すなわち、偏光子の透過軸に沿って偏光した）入射光は、偏光子を透過する又は部分的に透過する。
別のタイプの偏光子は、遮蔽軸に沿って偏光した光に対して反射を提供し、遮蔽軸に直交する透過軸に沿って偏光した光を透過するように構成された交互ポリマー層を含む、ポリマー多層光学フィルムである。そのようなフィルムは、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）に概ね記載されているように、交互の第１及び第２のタイプのポリマー層の積層体を押出し成形し、押出し成形した積層体を一軸又は略一軸に延伸して第１及び第２のタイプのポリマー層のうちの少なくとも１つを配向することにより、調製することができる。米国特許第６，９１６，４４０号（Ｊａｃｋｓｏｎら）に記載されたものなどの放物線ストレッチャ又はテンタ機が、複屈折層の一軸配向の度合いを向上するために使用されてきた。
いくつかの場合には、ディスプレイ用途において、吸収型偏光子及び反射偏光子の両方を含むことが望ましいことがある。反射偏光子は、例えば、液晶ディスプレイ用途における偏光リサイクルに用いることができ、吸収型偏光子は、反射偏光子に追加して消光効率を向上させることができる。吸収型偏光子を反射偏光子と一体化することは、米国特許第６，０９６，３７５号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）、同第６，６９７，１９５号（Ｗｅｂｅｒら）、同第７，８２６，００９号（Ｗｅｂｅｒら）、及び同６，１１１，６９７号（Ｋａｕｓｃｈら）に記載されており、それらの特許文献のそれぞれは、本明細書に矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書によれば、好適な架橋剤をＰＶＡに含めることにより製造された変性ＰＶＡ層を含む偏光子は、変性ＰＶＡ層が従来の線形テンタを用いて実現可能な配向より高度の一軸配向で配向される場合、向上した光学特性を与えることが見出されている。具体的には、好適な架橋剤をＰＶＡ層に含めること、及び広がる非線形経路に沿って両側の縁部を移動させる（例えば、層を実質的に一軸に配向するために放物線テンタを用いて）ことにより層を延伸し、吸収型偏光子を形成することの組合せは、対象の波長範囲の、かつ遮蔽軸に沿って偏光した垂直入射光の低い最小透過率（例えば、０．１パーセント未満）、及び対象の波長範囲の、かつ透過軸に沿って偏光した垂直入射光の高い最大透過率（例えば、７５パーセントより大きい）を同時に実現することが見出されている。対象の波長範囲は、例えば、可視範囲（４００ｎｍ～７００ｎｍ）とすることができる、又は５４０ｍ～６４０ｎｍとすることができる。いくつかの実施形態では、吸収型偏光子は、少なくとも９９．８パーセント又は少なくとも９９．９パーセントの偏光効率（polarization efficiency）（ＰＥ）を有する。偏光効率は、式１によって与えられる：
図１は、基材１２０上に配置された配向ポリマーの第１の層１１０を含む偏光子１００の概略断面図である。基材１２０は、第２の層１２２を含み、この第２の層１２２は、例えば、単一のポリマー層とすることができる、又は、例えば、ポリマー多層反射型偏光子とすることができるポリマー多層光学フィルムとすることができる。図示した実施形態では、基材１２０は、例えば、リターダ（例えば、四分の一波長リターダ）とすることができる追加の層１２４を更に含む。代替的実施形態では、追加の層１２４は、省略され、いくつかの場合では、第２の層１２２は、リターダである。任意選択的に省略することができるプライマ１２６は、配向ポリマーの第１の層１１０と第２の層１２２との間に配置される。プライマ１２６は、基材１２０の層と考えることができる、又は配向ポリマーの第１の層１１０と基材との間の層であると考えることができる。第３の層１３０は、第２の層１２２の反対側に配向ポリマーの第１の層１１０に隣接して配置される。いくつかの実施形態では、第３の層１３０は、保護層、接着剤層、リターダ、若しくはそれらの組合せである、又はそれらを含む。代替的実施形態では、第３の層１３０は、省略される。
いくつかの実施形態では、第２の層１２２及び第３の層１３０のうちの１つ又は両方は、光学的に透明なポリマー層、又は複数の光学的に透明なポリマー層である。好適なポリマー層としては、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate）（ＰＥＴ）、グリコール変性ＰＥＴ（glycol－modified PET）（ＰＥＴｇ）、ポリエチレンナフタレート（polyethylene naphthalate）（ＰＥＮ）、他のポリエステル又はコポリエステル、ポリカーボネート、及びそれらのコポリマーから製造されたものが挙げられる。
リターダが層として偏光子に含まれた実施形態では、リターダは、対象の波長の１／４におおよそ等しい面内遅延を有する四分の一波長リターダとすることができる。対象の波長は、例えば、可視範囲（４００ｎｍ～７００ｎｍ）内の任意の波長とすることができる、又は５５０ｎｍとすることができる。別途明記しない限り、四分の一波長リターダは、可視光波長の四分の一の面内遅延を有するリターダを指す。いくつかの実施形態では、１００ｎｍ～１７５ｎｍ、又は１２５ｎｍ～１５０ｎｍの面内遅延を有する四分の一波長リターダが、偏光子に使用される。いくつかの実施形態では、可視光波長の四分の一以外の面内遅延を有するリターダが使用される。例えば、半波長リターダ又は他のリターダを使用することができる。いくつかの実施形態では、１００ｎｍ～３５０ｎｍ、又は２００ｎｍ～３５０ｎｍの面内遅延を有するリターダが、偏光子に使用される。層の面内遅延は、対象の波長での２つの直交する面内屈折率の間の差の絶対値に層の厚さをかけたものを指す。
配向ポリマーの第１の層１１０は、波長範囲内の吸収を提供する、ヨウ素又は他の染料若しくは顔料などの、二色性材料を含む。波長範囲は、使用される染料及び／又は顔料のタイプに依存する。ディスプレイ用途では、波長範囲が可視範囲（４００ｎｍ～７００ｎｍ）又は可視範囲の少なくとも実質的部分（例えば、４５０ｎｍ～６５０ｎｍ）を含むことが典型的に望まれる。例えば、ヨウ素分子は、配向ポリマーの第１の層１１０内のポリビニルアルコール分子と整列し、したがって、直交する偏光の光に対して透過を可能にしながら配向方向に沿って偏光した光に対して強い吸収を提供する。例えば、図１のｘ－ｙ－ｚ座標を参照して、ｘ軸は、配向ポリマーの第１の層１１０に対して遮蔽軸とすることができ、第２の層１２２が反射偏光子である実施形態では、第２の層１２２の遮蔽軸とすることもできる。同様に、ｙ軸は、配向ポリマーの第１の層１１０に対して透過軸とすることができ、第２の層１２２が反射偏光子である実施形態では、第２の層１２２の透過軸とすることもできる。
配向ポリマーの第１の層１１０は、ポリビニルアルコール及び架橋剤を含む混合物から調製可能である。いくつかの実施形態では、架橋剤は、ポリビニルアルコール及び架橋剤の総重量に基づいて５～４０重量パーセントで、又は５～３０重量パーセントで混合物に含まれる。いくつかの実施形態では、ポリビニルアルコール及び架橋剤の混合物は、溶媒中で形成され、これは、第２の層上にコーティングされる。いくつかの実施形態では、ポリビニルアルコールの混合物は、溶媒中で固体の１０～２０重量パーセントに希釈される。いくつかの実施形態では、架橋剤の重量及びポリビニルアルコールの重量の合計で除した、混合物に含まれる架橋剤の重量は、０．０５～０．３の範囲内である。いくつかの実施形態では、架橋剤は、メラミンホルムアルデヒド及び尿素ホルムアルデヒドなどの、１種又は複数種のホルムアルデヒド付加物を含む。
図２は、配向ポリマーの第１の層２１０ｃを形成するためのプロセスを示す。配向ポリマーの第１の層２１０ｃは、混合物２１０ａを第２の層２２０ａ上にコーティングすることと、混合物を乾燥して溶媒を除去し、それによって乾燥コーティング２１０ｂを第２の層２２２ｂ（第２の層２２２ａと同じとすることができる、又は乾燥プロセスによって変質させる（例えば、熱的に緩和させる）ことができる）上に形成すること（工程２４２）と、コーティングされた第２の層２２２ｂを実質的に一軸に延伸して乾燥コーティング２１０ｂを配向し、それによって配向ポリマーの第１の層２１０ｃを第２の層２２２ｃ（延伸プロセスによって一般的に低減されることになる層の厚さ以外は第２の層２２２ｂと同じとすることができる、又は延伸プロセスによって変質させる（例えば、配向させる）ことができる）上に形成すること（工程２４４）と、により調製可能である。
いくつかの実施形態では、混合物は、例えば、スライドダイコータを用いて単一の工程でプライマでコーティングされる。他の実施形態では、プライマは、第２の層２２０ａの主面２２５上にコーティングされ、その後、混合物は、第２の層２２０ａの下塗りされた表面上にコーティングされる。更に他の実施形態では、プライマは、使用されない。いくつかの実施形態では、第２の層２２０ａの主面２２５は、プライマをコーティングする前に表面処理され、いくつかの実施形態では、第２の層２２０ａの主面２２５は、表面処理され、混合物は、表面処理された表面上に直接コーティングされる。好適な表面処理としては、例えば、プラズマ処理又はコロナ処理が挙げられる。
乾燥する工程２４２は、例えば、２５℃～１８０℃、又は５０℃～１５０℃、又は７０℃～１２０℃、又は２５℃～１８０℃の範囲内の温度で行うことができる。いくつかの実施形態では、混合物は、延伸する前に５分以下の間１５０℃を上回る温度である。いくつかの実施形態では、乾燥ポリビニルアルコール層は、延伸する前に１．５～１５マイクロメートルの厚さを有する。いくつかの実施形態では、プライマ層は、延伸する前に０．４５～３マイクロメートルの厚さを有する。延伸する工程２４４は、例えば、２５℃～１８０℃、又は５０℃～１８０℃、又は１１０℃～１８０℃の範囲内の温度で行うことができる。いくつかの実施形態では、ポリビニルアルコール層は、延伸する工程の後で０．５～５マイクロメートルの厚さを有する。いくつかの実施形態では、プライマ層は、延伸する工程の後で０．１５～１マイクロメートルの厚さを有する。
配向ポリマーの第１の層１１０又は２１０ｃは、ヨウ素などの吸収性染料で染色して、吸収型偏光子を提供することができる。配向ポリビニルアルコール層をヨウ素で染色して、吸収型偏光子を製造することは、当該技術分野で公知であり、例えば、米国特許第４，１６６，８７１号（Ｓｈｕｌｅｒ）に概ね記載されている。配向層を染色することの代替として、コーティング及び延伸する前に、ポリビニルアルコール鎖と整列することができる染料又は顔料を混合物に添加して、配向層を形成することができる。いくつかの実施形態では、二色性染料を混合物に添加して、所望の波長範囲の吸収を提供する。
図３は、コーティングされた第２の層３００の両側の縁部３００ａ及び３００ｂを保持して、広がる非線形経路３５２ａ及び３５２ｂに沿って両側の縁部３００ａ及び３００ｂを移動することによりストレッチャ３５０内でコーティングされた第２の層３００を延伸しながら、機械方向（図３のｘ－ｙ－ｚ座標を参照してｙ方向）に沿ってストレッチャ内でコーティングされた第２の層３００を搬送するための、ストレッチャ３５０の概略図である。いくつかの実施形態では、配向ポリマーの第１の層１１０は、Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ－１）／（ＴＤＤＲ１／２－１）に関してＵが少なくとも０．８５であるという点で、実質的に一軸延伸層であり、ここで式中、ＭＤＤＲは、機械方向（ｙ方向）延伸比であり、ＴＤＤＲは、横方向（ｘ方向）延伸比である。いくつかの実施形態では、非線形経路３５２ａ及び３５２ｂは、放物線である。フィルムを実質的に一軸に延伸するように適応されたストレッチャに関する更なる詳細は、米国特許第６，９１６，４４０号（Ｊａｃｋｓｏｎら）に記載されている。同特許文献は、参照により、本明細書に矛盾しない範囲で本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態では、層は、１１０℃～１８０℃又は１３０℃～１７０℃の範囲内の温度で、３～８又は４～７の範囲内のＭＤＤＲで延伸される。
本明細書の偏光子は、様々なディスプレイ用途において有用である。図４は、第１の偏光子４００とディスプレイパネル４８０とを含むディスプレイ４９０の概略断面図である。ディスプレイ４９０は、本明細書の他のところで更に説明するように、追加の偏光子を含むことができる。ディスプレイ４９０は、図４のｘ－ｙ－ｚ座標を参照してディスプレイ４９０のｚ方向に概ね配置された観察者に光を提供するように構成される。ディスプレイパネル４８０は、光出力面４８２を有し、第１の偏光子４００は、光出力面４８２に隣接し、かつそれに面して配置される。いくつかの実施形態では、ディスプレイパネル４８０は、有機発光ダイオード（organic light emitting diode）（ＯＬＥＤ）ディスプレイパネルであり、いくつかの実施形態では、ディスプレイパネル４８０は、液晶ディスプレイ（liquid crystal display）（ＬＣＤ）パネルである。
偏光子１００に相当することができる第１の偏光子４００は、例えば、配向ポリマーの第１の層４１０と、反射偏光子とすることができる第２の層４２２とを含み、例えば、リターダ（例えば、四分の一波長リターダ）とすることができる追加の層４２４を更に含む。代替的実施形態では、追加の層４２４は、省略され、いくつかの場合では、第２の層４２２は、リターダである。任意選択のプライマ４２６は、配向ポリマーの第１の層４１０と第２の層４２２との間に配置される。第３の層４３０は、第２の層４２２の反対側に配向ポリマーの第１の層４１０に隣接して配置される。任意選択のプライマ４３６は、配向ポリマーの第１の層４１０と第３の層４３０との間に配置される。いくつかの実施形態では、第３の層４３０は、保護層、接着剤層、リターダ、若しくはそれらの組合せである、又はそれらを含む。代替的実施形態では、第３の層４３０は、省略される。
図５は、第１の偏光子５００ａと、第２の偏光子５００ｂと、ディスプレイパネル５８０とを含む、ディスプレイ５９０の概略断面図である。ディスプレイ５９０は、図５のｘ－ｙ－ｚ座標を参照してディスプレイ５９０のｚ方向に概ね配置された観察者に光を提供するように構成される。ディスプレイパネル５８０は、光出力面５８２を有し、第１の偏光子５００ａは、光出力面５８２に隣接し、かつそれに面して配置される。ディスプレイパネル５８０はまた、光入力面５８４を有し、第２の偏光子５００ｂは、光入力面５８４に隣接し、かつそれに面して配置される。第１の偏光子５００ａは、配向ポリマーの第１の層５１０ａと、第２の層５２２ａと、第３の層５３０ａとを含む。第２の偏光子５００ｂは、配向ポリマーの第１の層５１０ｂと、第２の層５２２ｂと、第３の層５３０ｂと、第４の層５２８ｂとを含む。層５２２ａ、５３０、５２２ｂ、５３０ｂ、及び５２８ｂのうちの１つ又は複数は、任意選択的に省略することができる。プライマ層は、図５に示す任意の２つの直接隣接する層の間に配置することができる。いくつかの実施形態では、第３の層５３０ａ及び／又は５３０ｂは、保護層、接着剤層、リターダ、又はそれらの組合せである。いくつかの実施形態では、第２の層５２２ａは、反射偏光子又はリターダである。いくつかの実施形態では、第２の層５２２ａは、四分の一波長リターダである。いくつかの実施形態では、第２の層５２２ａは、反射偏光子及びリターダの両方を含む。いくつかの実施形態では、第２の層５２２ｂは、反射偏光子であり、第４の層５２８ｂは、四分の一波長リターダとすることができるリターダである。いくつかの実施形態では、ディスプレイパネル５８０は、ＬＣＤパネルなどの透過型空間光変調器である。
配向ポリマーの第１の層は、ポリマー多層光学フィルムとすることができる第２の層上に配置することができる。図６は、複数の第２の層６５９と複数の交互する第１の層６５７を含むポリマー多層光学フィルム６１３の断面図である。いくつかの実施形態では、ポリマー多層光学フィルム６１３は、少なくとも１つの二色性層６５５を含み、この少なくとも１つの二色性層６５５は、図６に示すように外層とすることができる、又は交互層６５７及び６５９のうちの１つとすることができる。１つ又は複数の二色性層を含むポリマー多層光学フィルムは、米国特許第６，０９６，３７５号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）、同第６，６９７，１９５号（Ｗｅｂｅｒら）、同第７，８２６，００９号（Ｗｅｂｅｒら）、及び同第６，１１１，６９７号（Ｋａｕｓｃｈら）に更に記載されている。
以下は、本明細書の例示的な実施形態の列挙である。
実施形態１は、配向ポリマーの第１の層を含む偏光子であって、配向ポリマーの第１の層が、ポリビニルアルコール及び架橋剤の混合物から調製可能であり、架橋剤が、ポリビニルアルコール及び架橋剤の総重量に基づいて５～４０重量パーセントで混合物に含まれ、配向ポリマーの第１の層が、Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ－１）／（ＴＤＤＲ１／２－１）に関してＵが少なくとも０．８５であるという点で、実質的に一軸延伸層であり、ここで式中、ＭＤＤＲは、機械方向延伸比であり、ＴＤＤＲは、横方向延伸比である。
実施形態２は、配向ポリマーの第１の層が、二色性材料を含む、実施形態１に記載の偏光子である。
実施形態３は、二色性材料が、ヨウ素を含む、実施形態２に記載の偏光子である。
実施形態４は、第２の層を更に含み、配向ポリマーの第１の層が、第２の層上に配置された、実施形態１に記載の偏光子である。
実施形態５は、第３の層を更に含み、第３の層が、第２の層の反対側に配向ポリマーの第１の層に隣接した、実施形態４に記載の偏光子である。
実施形態６は、第３の層が、保護層、接着剤層、リターダ、又はそれらの組合せを含む、実施形態５に記載の偏光子である。
実施形態７は、第２の層が、ポリマー多層光学フィルムを含む、実施形態５に記載の偏光子である。
実施形態８は、第２の層が、ポリマー多層光学フィルムを含む、実施形態４に記載の偏光子である。
実施形態９は、ポリマー多層光学フィルムが、反射偏光子を含む、実施形態８に記載の偏光子である。
実施形態１０は、配向ポリマーの第１の層の遮蔽軸が、反射偏光子の遮蔽軸と整列した、実施形態９に記載の偏光子である。
実施形態１１は、ポリマー多層光学フィルムが、少なくとも１つの二色性層を含む、実施形態８に記載の偏光子である。
実施形態１２は、リターダが、配向ポリマーの第１の層の反対側のポリマー多層光学フィルム上に配置された、実施形態８に記載の偏光子である。
実施形態１３は、リターダが、四分の一波長リターダである、実施形態１２に記載の偏光子である。
実施形態１４は、リターダが、ポリマー多層光学フィルムの反対側の配向ポリマーの第１の層上に配置された、実施形態８に記載の偏光子である。
実施形態１５は、リターダが、配向ポリマーの第１の層とポリマー多層光学フィルムとの間に配置された、実施形態８に記載の偏光子である。
実施形態１６は、配向ポリマーの第１の層と第２の層との間に配置されたプライマを更に含む、実施形態４に記載の偏光子である。
実施形態１７は、リターダが、配向ポリマーの第１の層上に配置された、実施形態１に記載の偏光子である。
実施形態１８は、リターダが、四分の一波長リターダである、実施形態１７に記載の偏光子である。
実施形態１９ａは、実施形態１～１８のいずれか一項に記載の第１の偏光子を含むディスプレイである。
実施形態１９は、実施形態１に記載の第１の偏光子を含むディスプレイである。
実施形態２０は、光出力面を有するディスプレイパネルを更に含み、第１の偏光子が、光出力面に隣接して、かつそれに面して配置された、実施形態１９に記載のディスプレイである。
実施形態２１は、第１の偏光子が、配向ポリマーの第１の層とディスプレイパネルとの間に配置されたリターダを更に含む、実施形態２０に記載のディスプレイである。
実施形態２２は、リターダが、四分の一波長リターダである、実施形態２１に記載のディスプレイである。
実施形態２３は、ディスプレイパネルが、有機発光ディスプレイパネルである、実施形態２１に記載のディスプレイである。
実施形態２４は、第１の偏光子が、配向ポリマーの第１の層とディスプレイパネルとの間に配置された第２の層を含む、実施形態２０に記載のディスプレイである。
実施形態２５は、第２の層が、ポリマー多層光学フィルムを含む、実施形態２４に記載のディスプレイである。
実施形態２６は、ポリマー多層光学フィルムが、反射偏光子を含む、実施形態２５に記載のディスプレイである。
実施形態２７は、第１の偏光子が、リターダを更に含む、実施形態２５に記載のディスプレイである。
実施形態２８は、ポリマー多層光学フィルムが、配向ポリマーの第１の層とリターダとの間に配置された、実施形態２７に記載のディスプレイである。
実施形態２９は、リターダが、ポリマー多層光学フィルムと配向ポリマーの第１の層との間に配置された、実施形態２７に記載のディスプレイである。
実施形態３０は、配向ポリマーの第１の層が、ポリマー多層光学フィルムとリターダとの間に配置された、実施形態２７に記載のディスプレイである。
実施形態３１は、リターダが、四分の一波長リターダである、実施形態２７に記載のディスプレイである。
実施形態３２は、第１の偏光子が、第３の層を更に含み、配向ポリマーの第１の層が、第３の層とディスプレイパネルとの間に配置された、実施形態２０に記載のディスプレイである。
実施形態３３は、ディスプレイパネルの光入力面に隣接して、かつそれに面して配置された実施形態１に記載の第２の偏光子を更に含む、実施形態２０のディスプレイである。
実施形態３４は、第２の偏光子が、第２の層、及び第２の層とディスプレイパネルとの間に配置された第３の層を含み、第２の偏光子の配向ポリマーの第１の層が、第２の偏光子の第２の層と第３の層との間に配置された、実施形態３３に記載のディスプレイである。
実施形態３５は、第２の偏光子の第２の層が、ポリマー多層光学フィルムを含む、実施形態３４に記載のディスプレイである。
実施形態３６は、ポリマー多層光学フィルムが、反射偏光子を含む、実施形態３５に記載のディスプレイである。
実施形態３７は、第２の偏光子の第３の層が、保護層、接着剤層、リターダ、又はそれらの組合せを含む、実施形態３４に記載のディスプレイである。
実施形態３８は、第２の偏光子が、ポリマー多層光学フィルムを含み、第２の偏光子の配向ポリマーの第１の層が、ディスプレイパネルとポリマー多層光学フィルムとの間に配置された、実施形態３３に記載のディスプレイである。
実施形態３９は、第２の偏光子が、第２の偏光子の配向ポリマーの第１の層の反対側のポリマー多層光学フィルム上に配置されたリターダを更に含む、実施形態３８に記載のディスプレイである。
実施形態４０は、リターダが、四分の一波長リターダである、実施形態３９に記載のディスプレイである。
実施形態４１は、ポリマー多層光学フィルムが、反射偏光子を含む、実施形態３９に記載のディスプレイである。
実施形態４２は、第１の偏光子が、ディスプレイパネルと第１の偏光子の配向ポリマーの第１の層との間に配置された第２の層を含む、実施形態３３に記載のディスプレイである。
実施形態４３は、第１の偏光子の第２の層が、ポリマー多層光学フィルム及びリターダのうちの少なくとも１つを含む、実施形態４２に記載のディスプレイである。
実施形態４４は、ディスプレイパネルが、液晶ディスプレイパネルである、実施形態３３に記載のディスプレイである。
実施形態４５は、光入力面を有するディスプレイパネルを更に含み、第１の偏光子が、光入力面に隣接して、かつそれに面して配置された、実施形態１９に記載のディスプレイである。
実施形態４６は、架橋剤が、１種又は複数種のホルムアルデヒド付加物を含む、実施形態１に記載の偏光子である。
実施形態４７は、架橋剤が、メラミンホルムアルデヒドを含み、かつ５～３０重量パーセントで混合物に含まれた、実施形態１に記載の偏光子である。
実施形態４８は、架橋剤が、尿素ホルムアルデヒドを含み、かつ５～３０重量パーセントで混合物に含まれた、実施形態１に記載の偏光子である。
実施形態４９は、配向ポリマーの第１の層が、遮蔽軸に沿って偏光した垂直入射光に対して５４０ｎｍ～６４０ｎｍの波長範囲で０．１パーセント未満の最小透過率、及び遮蔽軸に直交する透過軸に沿って偏光した垂直入射光に対して５４０ｎｍ～６４０ｎｍの波長範囲で少なくとも７５パーセントの最大透過率を有する、実施形態１に記載の偏光子である。
実施形態４９ｂは、実施形態４６～４８のいずれか一項に記載の第１の偏光子を含むディスプレイである。
実施形態５０は、配向ポリマーの第１の層を含む偏光子の製造方法であって、
ポリビニルアルコール及び架橋剤の混合物を溶媒中に形成することであって、架橋剤の重量及びポリビニルアルコールの重量の合計で除した、混合物に含まれる架橋剤の重量が、０．０５～０．３の範囲内である、混合物を溶媒中に形成することと、
混合物を第２の層上にコーティングすることと、
混合物を乾燥して溶媒を除去し、それによって乾燥コーティングを形成することと、
コーティングした第２の層を延伸して乾燥コーティングを配向し、それによって配向ポリマーの第１の層を形成することと、を含み、
コーティングした第２の層を延伸することが、コーティングした第２の層の両側の縁部を保持しながら、コーティングした第２の層をストレッチャ内で機械方向に沿って搬送することと、両側の縁部を広がる非線形経路に沿って移動することにより、コーティングした第２の層をストレッチャ内で延伸することとを含む。
ポリビニルアルコール及び架橋剤の混合物を溶媒中に形成することであって、架橋剤の重量及びポリビニルアルコールの重量の合計で除した、混合物に含まれる架橋剤の重量が、０．０５～０．３の範囲内である、混合物を溶媒中に形成することと、
混合物を第２の層上にコーティングすることと、
混合物を乾燥して溶媒を除去し、それによって乾燥コーティングを形成することと、
コーティングした第２の層を延伸して乾燥コーティングを配向し、それによって配向ポリマーの第１の層を形成することと、を含み、
コーティングした第２の層を延伸することが、コーティングした第２の層の両側の縁部を保持しながら、コーティングした第２の層をストレッチャ内で機械方向に沿って搬送することと、両側の縁部を広がる非線形経路に沿って移動することにより、コーティングした第２の層をストレッチャ内で延伸することとを含む。
実施形態５１は、非線形経路が、放物線経路である、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態５２は、延伸することが、コーティングした第２の層を機械方向にＭＤＤＲの延伸比で延伸することと、コーティングした第２の層を横方向にＴＤＤＲの延伸比で延伸することとを含み、Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ－１）／（ＴＤＤＲ１／２－１）が少なくとも０．８５である、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態５３は、混合物が、二色性染料を更に含む、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態５４は、乾燥コーティングを染色することを更に含む、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態５５は、乾燥することが、２５℃～１８０℃の範囲内の温度で行われる、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態５６は、乾燥することが、５０℃～１５０℃の範囲内の温度で行われる、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態５７は、乾燥することが、７０℃～１２０℃の範囲内の温度で行われる、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態５８は、延伸することが、２５℃～１８０℃の範囲内の温度で行われる、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態５９は、延伸することが、５０℃～１８０℃の範囲内の温度で行われる、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態６０は、延伸することが、１１０℃～１８０℃の範囲内の温度で行われる、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態６１は、混合物が、延伸する前に５分以下の間１５０℃を上回る温度である、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態６２は、架橋剤が、１種又は複数種のホルムアルデヒド付加物を含む、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態６３は、架橋剤が、メラミンホルムアルデヒドを含む、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態６４は、架橋剤が、尿素ホルムアルデヒドを含む、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態６５は、第２の層が、複数の交互ポリマー層を含む、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態６６は、延伸することの後で、第２の層が、反射偏光子を含む、実施形態６５に記載の方法である。
実施形態６７は、コーティングすることが、プライマを第２の層の主面上に直接コーティングすることと、混合物をプライマ上にコーティングすることとを含む、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態６８は、プライマ及び混合物が、単一の工程でコーティングされる、実施形態６７に記載の方法である。
実施形態６９は、プライマをコーティングする前に、第２の層の主面を表面処理することを更に含む、実施形態６７に記載の方法である。
実施形態７０は、コーティングする前に、第２の層の主面を表面処理することを更に含み、コーティングすることが、混合物を主面上にコーティングすることを含む、実施形態５０に記載の方法である。
実施形態７１は、配向ポリマーの第１の層が、遮蔽軸に沿って偏光した垂直入射光に対して５４０ｎｍ～６４０ｎｍの波長範囲で０．１パーセント未満の最小透過率、及び遮蔽軸に直交する透過軸に沿って偏光した垂直入射光に対して５４０ｎｍ～６４０ｎｍの波長範囲で少なくとも７５パーセントの最大透過率を有する、実施形態５０に記載の方法である。
実施例中の全ての部、百分率、比などは、別途断りのない限り、重量による。実施例で使用した材料を表１に記載する。使用した他の溶媒及び他の試薬は、別途明記しない限り、Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手することができる。
ＰＶＯＨコーティング溶液
最初に温度制御ケトルを室温の水で充填することにより、ＰＯＶＡＬ ２８－９９グレードのポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ又はＰＶＡ）の１０％固形物溶液を水中で調製した。攪拌下で、ＰＶＯＨ樹脂を添加した。混合物を９０～１０５℃まで加熱し、一定攪拌下で３時間、この温度で維持した。溶液を冷却させ、ケトルから排出した。冷却した溶液に、界面活性剤を溶液の０．１％添加した。ホルムアルデヒド付加物型架橋剤を、ＰＶＯＨ樹脂固形物を基準として５～４０％濃度で混合しながら添加した。いくつかの試料では、イソプロピルアルコール（isopropyl alcohol）（ＩＰＡ）を、ＰＶＯＨ溶解プロセスに最大１５％の濃度で混合した。ＰＶＯＨ溶液は、表２及び表３に要約した。
最初に温度制御ケトルを室温の水で充填することにより、ＰＯＶＡＬ ２８－９９グレードのポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ又はＰＶＡ）の１０％固形物溶液を水中で調製した。攪拌下で、ＰＶＯＨ樹脂を添加した。混合物を９０～１０５℃まで加熱し、一定攪拌下で３時間、この温度で維持した。溶液を冷却させ、ケトルから排出した。冷却した溶液に、界面活性剤を溶液の０．１％添加した。ホルムアルデヒド付加物型架橋剤を、ＰＶＯＨ樹脂固形物を基準として５～４０％濃度で混合しながら添加した。いくつかの試料では、イソプロピルアルコール（isopropyl alcohol）（ＩＰＡ）を、ＰＶＯＨ溶解プロセスに最大１５％の濃度で混合した。ＰＶＯＨ溶液は、表２及び表３に要約した。
プライマコーティング溶液
表４に要約したようなプライマ溶液を調製した。溶液は、スルホン化ポリエステル溶液、コポリエステル分散体、及び架橋剤のブレンドを７２．５：１０．８：１６．７の比で含んだ。樹脂ブレンドは、表４に示すように水で希釈し、界面活性剤を溶液の０．１％添加した。
表４に要約したようなプライマ溶液を調製した。溶液は、スルホン化ポリエステル溶液、コポリエステル分散体、及び架橋剤のブレンドを７２．５：１０．８：１６．７の比で含んだ。樹脂ブレンドは、表４に示すように水で希釈し、界面活性剤を溶液の０．１％添加した。
実施例１：ＰＯＶＡＬ ２８－９９＋２０％ＣＹＭＥＬ ３２７
吸収型偏光子フィルムを以下のように調製した。３層キャストフィルムを、ポリエステルフィルムに関する従来の方法でフィルムダイを通してチルロール上に材料の押出し成形によって最初に製造し、急冷した。２つの外層を、９０／１０ ｃｏＰＥＮ、９０モル％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０モル％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるポリマーから形成し、中心層を、ポリカーボネート及びコポリエステルのブレンド（ＰＣ：ｃｏＰＥＴ）から形成した。ＰＣ：ｃｏＰＥＴのモル比は、約４２．５モル％のＰＣ及び５７．５モル％のｃｏＰＥＴであり、摂氏１０５度のＴｇを有した。キャストフィルムを急冷した後で、コロナ処理を適用し、続いて、プライマコーティング溶液、その後ＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに直接塗布した。
吸収型偏光子フィルムを以下のように調製した。３層キャストフィルムを、ポリエステルフィルムに関する従来の方法でフィルムダイを通してチルロール上に材料の押出し成形によって最初に製造し、急冷した。２つの外層を、９０／１０ ｃｏＰＥＮ、９０モル％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０モル％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるポリマーから形成し、中心層を、ポリカーボネート及びコポリエステルのブレンド（ＰＣ：ｃｏＰＥＴ）から形成した。ＰＣ：ｃｏＰＥＴのモル比は、約４２．５モル％のＰＣ及び５７．５モル％のｃｏＰＥＴであり、摂氏１０５度のＴｇを有した。キャストフィルムを急冷した後で、コロナ処理を適用し、続いて、プライマコーティング溶液、その後ＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに直接塗布した。
２０重量％のＣＹＭＥＬ ３２７（ＰＶＯＨ樹脂固形物に対して）、１０％のＩＰＡ、及び０．１％の界面活性剤（合計溶液に対して）を含有するＰＶＯＨコーティング溶液を調製し、キャストウェブに塗布した。高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、流量から計算されるように、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ６．５マイクロメートル及び１．９５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングされたキャストを、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号（Ｓｔｏｖｅｒら）の実施例２Ａに記載されているのと同様の温度及び延伸比で、米国特許第６，９１６，４４０号（Ｊａｃｋｓｏｎら）に記載されているように放物線テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、約２マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約４０マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。染色プロセスは、以下のように行った。前駆体フィルムを、最初に、３０℃で３４秒の滞留時間の間、水中で６０：１ｗ／ｗの比のヨウ化カリウム及びヨウ素の染色浴に通した。染色浴の後で、前駆体フィルムを、６０℃で７０：３０ｗ／ｗの比のホウ酸及びホウ砂の水性ホウ素化浴を通した。フィルムを、この浴に４２秒間晒した。最後に、前駆体フィルムを、室温に保持した水浴で２４秒間洗滌し、あらゆる余分な塩を除去した。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＬＡＭＢＤＡ １０５０ ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
偏光子の遮蔽状態の透過率は、架橋剤を含まない比較例５と比較して、約１から０．１％Ｔに抑制され、広げられ、その結果、偏光効率の向上をもたらした。
実施例２：ＰＯＶＡＬ ２８－９９＋２０％ＣＹＭＥＬ ３２８
以下に示すこと以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
以下に示すこと以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
２０重量％のＣＹＭＥＬ ３２８（ＰＶＯＨ樹脂固形物に対して）、１０％のＩＰＡ、及び０．１％の界面活性剤（合計溶液に対して）を含有するＰＶＯＨ溶液を調製し、キャストウェブにコーティングした。高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ６．５マイクロメートル及び１．９５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングされたキャストを、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号（Ｓｔｏｖｅｒら）の実施例２Ａに記載されているのと同様の温度及び延伸比で、米国特許第６，９１６，４４０号（Ｊａｃｋｓｏｎら）に記載されているように放物線テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、約２マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約４０マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＬＡＭＢＤＡ １０５０ ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
偏光子の遮蔽状態の透過率は、架橋剤を含まない比較例５と比較して、約１から０．１％Ｔ未満に抑制され、広げられ、その結果、偏光効率の向上をもたらした。
実施例３：ＰＯＶＡＬ ２８－９９＋１０％ＧＰ４８６４
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
１０重量％のＧＰ４８６４（ＰＶＯＨ樹脂固形物に対して）、１０％のＩＰＡ、及び０．１％の界面活性剤（合計溶液に対して）を含有するＰＶＯＨ溶液を調製し、キャストウェブにコーティングした。高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ６．５マイクロメートル及び１．９５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングされたキャストを、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号（Ｓｔｏｖｅｒら）の実施例２Ａに記載されているのと同様の温度及び延伸比で、米国特許第６，９１６，４４０号（Ｊａｃｋｓｏｎら）に記載されているように放物線テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、約２マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約４０マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＬＡＭＢＤＡ １０５０ ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
偏光子の遮蔽状態の透過率は、架橋剤を含まない比較例５と比較して、約１から０．０５％Ｔ未満に抑制され、広げられ、その結果、偏光効率の向上をもたらした。
実施例４：ＰＯＶＡＬ ２８－９９＋３０％ＧＰ４８６４
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
３０重量％のＧＰ４８６４（ＰＶＯＨ樹脂固形物に対して）、１０％のＩＰＡ、及び０．１％の界面活性剤（合計溶液に対して）を含有するＰＶＯＨ溶液を調製し、キャストウェブにコーティングした。高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ６．５マイクロメートル及び１．９５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングされたキャストを、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号（Ｓｔｏｖｅｒら）の実施例２Ａに記載されているのと同様の温度及び延伸比で、米国特許第６，９１６，４４０号（Ｊａｃｋｓｏｎら）に記載されているように放物線テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、約２マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約４０マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＬＡＭＢＤＡ １０５０ ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
偏光子の遮蔽状態の透過率は、架橋剤を含まない比較例５と比較して、約１から０．０１％Ｔ未満に抑制され、広げられ、その結果、偏光効率の向上をもたらした。
比較例１：ＰＯＶＡＬ ２８－９９＋２０％ＣＹＭＥＬ ３２７、標準テンタ
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
２０重量％のＣＹＭＥＬ ３２７（ＰＶＯＨ樹脂固形物に対して）、１０％のＩＰＡ、及び０．１％の界面活性剤（合計溶液に対して）を含有するＰＶＯＨ溶液を調製し、キャストウェブにコーティングした。高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ６．５マイクロメートル及び１．９５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングしたキャストを、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）に記載されているように標準テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、約１マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約４０マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＬＡＭＢＤＡ １０５０ ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
結果として得られた偏光子の遮蔽状態の透過率は、わずかにより高い遮蔽状態及びスペクトル幅の狭まりを有する比較例６に対して利点を示さなかった。計算した偏光効率は、架橋剤を有さない比較例６のものより低かった。
比較例２：ＰＯＶＡＬ ２８－９９＋２０％ＣＹＭＥＬ ３２８、標準テンタ
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
２０重量％のＣＹＭＥＬ ３２８（ＰＶＯＨ樹脂固形物に対して）、１０％のＩＰＡ、及び０．１％の界面活性剤（合計溶液に対して）を含有するＰＶＯＨ溶液を調製し、キャストウェブにコーティングした。高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ６．５マイクロメートル及び１．９５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングしたキャストを、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）に記載されているように標準テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、約１マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約４０マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＬＡＭＢＤＡ １０５０ ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
結果として得られた偏光子の遮蔽状態の透過率は、わずかにより高い遮蔽状態及びスペクトル幅の狭まりを有する比較例６に対して利点を示さなかった。計算した偏光効率は、架橋剤を有さない比較例６のものより低かった。
比較例３：ＰＯＶＡＬ ２８－９９＋１０％ＧＰ４８６４、標準テンタ
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
１０重量％のＧＰ４８６４（ＰＶＯＨ樹脂固形物に対して）、１０％のＩＰＡ、及び０．１％の界面活性剤（合計溶液に対して）を含有するＰＶＯＨ溶液を調製し、キャストウェブにコーティングした。高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ６．５マイクロメートル及び１．９５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングしたキャストを、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）に記載されているように標準テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、１マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約４０マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
結果として得られた偏光子の遮蔽状態の透過率は、わずかにより高い遮蔽状態を有する比較例６に対して利点を示さなかった。計算した偏光効率は、架橋剤を有さない比較例６のものより低かった。
比較例４：ＰＯＶＡＬ ２８－９９＋３０％ＧＰ４８６４、標準テンタ
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
以下に示すような以外は実施例１におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
３０重量％のＧＰ４８６４（ＰＶＯＨ樹脂固形物に対して）、１０％のＩＰＡ、及び０．１％の界面活性剤（合計溶液に対して）を含有するＰＶＯＨ溶液を調製し、キャストウェブにコーティングした。高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ６．５マイクロメートル及び１．９５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングしたキャストを、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）に記載されているように標準テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、約１マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約４０マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＬＡＭＢＤＡ １０５０ ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
結果として得られた偏光子の遮蔽状態の透過率は、わずかにより高い遮蔽状態を有する比較例６に対して利点を示さなかった。計算した偏光効率は、架橋剤を有さない比較例６のものより低かった。
比較例５：ＰＯＶＡＬ ２８－９９（放物線テンタでの基準）
以下のように基材を調製した。３層キャストフィルムを、ポリエステルフィルムに関する従来の方法でフィルムダイを通してチルロール上に材料の押出し成形によって最初に製造し、急冷した。キャストフィルムの２つの外層を、９０／１０ ｃｏＰＥＮ、９０モル％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０モル％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるポリマーから形成し、中心層を、ポリカーボネート及びコポリエステルのブレンド（ＰＣ：ｃｏＰＥＴ）から形成した。ＰＣ：ｃｏＰＥＴのモル比は、約４２．５モル％のＰＣ及び５７．５モル％のｃｏＰＥＴであり、摂氏１０５度のＴｇを有した。キャストフィルムを急冷した後で、コロナ処理を適用し、続いて、プライマコーティング溶液、その後、１０％のＩＰＡ及び０．１％の界面活性剤（合計溶液に対して）を含有するＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに直接塗布した。
以下のように基材を調製した。３層キャストフィルムを、ポリエステルフィルムに関する従来の方法でフィルムダイを通してチルロール上に材料の押出し成形によって最初に製造し、急冷した。キャストフィルムの２つの外層を、９０／１０ ｃｏＰＥＮ、９０モル％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０モル％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるポリマーから形成し、中心層を、ポリカーボネート及びコポリエステルのブレンド（ＰＣ：ｃｏＰＥＴ）から形成した。ＰＣ：ｃｏＰＥＴのモル比は、約４２．５モル％のＰＣ及び５７．５モル％のｃｏＰＥＴであり、摂氏１０５度のＴｇを有した。キャストフィルムを急冷した後で、コロナ処理を適用し、続いて、プライマコーティング溶液、その後、１０％のＩＰＡ及び０．１％の界面活性剤（合計溶液に対して）を含有するＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに直接塗布した。
高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ６．５マイクロメートル及び１．９５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングされたキャストを、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号（Ｓｔｏｖｅｒら）の実施例２Ａに記載されているのと同様の温度及び延伸比で、米国特許第６，９１６，４４０号（Ｊａｃｋｓｏｎら）に記載されているように放物線テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、約２マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約４０マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
比較例６：ＰＯＶＡＬ ２８－９９制御、（標準テンタに対する基準）
以下に示すような以外は比較例５におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
以下に示すような以外は比較例５におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストウェブに塗布することにより、吸収型偏光子を製造した。
コーティングの前に、キャストフィルムを、コロナ処理し、接着性を向上した。高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ６．５マイクロメートル及び１．９５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングしたキャストを、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）に記載されているように標準テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、約１マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約４０マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＬＡＭＢＤＡ １０５０ ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
比較例７：ＲＰ上のＰＯＶＡＬ ２８－９９制御
統合型吸収－反射型偏光子を、以下のとおり調製した。単一の多層光学パケットを、共押出し成形し、９０／１０ ｃｏＰＥＮ、９０モル％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０モル％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるポリマー、及び、屈折率が約１．５７であり、かつ一軸配向の際に実質的に等方性のままであるようにポリカーボネート及びコポリエステルのブレンド（ＰＣ：ｃｏＰＥＴ）で製造された、低屈折率等方性層の２７５の交互層を含めた。ＰＣ：ｃｏＰＥＴのモル比は、約４２．５モル％のＰＣ及び５７．５モル％のｃｏＰＥＴであり、摂氏１０５度のＴｇを有した。９０／１０ ＰＥＮ及びＰＣ：ｃｏＰＥＴのポリマーは、別個の押出機から多層共押出フィードブロックに供給し、２７５の交互光学層のパケットにＰＣ：ｃｏＰＥＴの保護境界層をそれぞれの面上に加えた合計２７７層に組み立てた。この多層溶融物は次に、ポリエステルフィルムに関する従来の方法で、フィルムダイを通してチルロール上にキャスティングし、急冷した。キャストウェブに対して、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）コーティングを付着した。
統合型吸収－反射型偏光子を、以下のとおり調製した。単一の多層光学パケットを、共押出し成形し、９０／１０ ｃｏＰＥＮ、９０モル％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０モル％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるポリマー、及び、屈折率が約１．５７であり、かつ一軸配向の際に実質的に等方性のままであるようにポリカーボネート及びコポリエステルのブレンド（ＰＣ：ｃｏＰＥＴ）で製造された、低屈折率等方性層の２７５の交互層を含めた。ＰＣ：ｃｏＰＥＴのモル比は、約４２．５モル％のＰＣ及び５７．５モル％のｃｏＰＥＴであり、摂氏１０５度のＴｇを有した。９０／１０ ＰＥＮ及びＰＣ：ｃｏＰＥＴのポリマーは、別個の押出機から多層共押出フィードブロックに供給し、２７５の交互光学層のパケットにＰＣ：ｃｏＰＥＴの保護境界層をそれぞれの面上に加えた合計２７７層に組み立てた。この多層溶融物は次に、ポリエステルフィルムに関する従来の方法で、フィルムダイを通してチルロール上にキャスティングし、急冷した。キャストウェブに対して、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）コーティングを付着した。
コーティングの前に、キャストフィルムをコロナ処理した。高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ９マイクロメートル及び０．７５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングされたキャストを、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号（Ｓｔｏｖｅｒら）の実施例２Ａに記載されているのと同様の温度及び延伸比で、米国特許第６，９１６，４４０号（Ｊａｃｋｓｏｎら）に記載されているように放物線テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、約３マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約３７マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＬＡＭＢＤＡ １０５０ ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
実施例５：ＲＰ上の２８－９９＋２０％ＣＹＭＥＬ ３２７
以下に示すような以外は比較例７におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストフィルムに塗布することにより、統合型吸収－反射型偏光子を製造した。
以下に示すような以外は比較例７におけるようにＰＶＯＨコーティング溶液をキャストフィルムに塗布することにより、統合型吸収－反射型偏光子を製造した。
単一の多層光学パケットを、共押出し成形し、９０／１０ ｃｏＰＥＮ、９０モル％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０モル％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるポリマー、及び、屈折率が約１．５７であり、かつ一軸配向の際に実質的に等方性のままであるようにポリカーボネート及びコポリエステルのブレンド（ＰＣ：ｃｏＰＥＴ）で製造された、低屈折率等方性層の２７５の交互層を含めた。ＰＣ：ｃｏＰＥＴのモル比は、約４２．５モル％のＰＣ及び５７．５モル％のｃｏＰＥＴであり、摂氏１０５度のＴｇを有した。９０／１０ ＰＥＮ及びＰＣ：ｃｏＰＥＴのポリマーは、別個の押出機から多層共押出フィードブロックに供給し、２７５の交互光学層のパケットにＰＣ：ｃｏＰＥＴの保護境界層をそれぞれの面上に加えた合計２７７層に組み立てた。この多層溶融物は次に、ポリエステルフィルムに関する従来の方法で、フィルムダイを通してチルロール上にキャスティングし、急冷した。キャストウェブに対して、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）コーティングを付着した。
２０重量％のＣＹＭＥＬ ３２７（ＰＶＯＨ樹脂固形物に対して）を含有するＰＶＯＨ溶液を調製し、キャストウェブにコーティングした。高温（４５秒間、８５℃）で溶媒を除去し、ＰＶＯＨ及びプライマ層に対してそれぞれ９マイクロメートル及び０．７５マイクロメートルの乾燥コーティング厚さを得た。コーティングの後で、コーティングされたキャストを、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号（Ｓｔｏｖｅｒら）の実施例２Ａに記載されているのと同様の温度及び延伸比で、米国特許第６，９１６，４４０号（Ｊａｃｋｓｏｎら）に記載されているように放物線テンタ内で延伸した。結果として得られた一体化した偏光子前駆体フィルムは、ＳｏｌｖｅＴｅｃｈによる静電容量式計器モデルＰＲ２０００によって測定されたように、約３マイクロメートルのＰＶＯＨ層厚さを含めて約３７マイクロメートルの物理的厚さを有した。
前駆体フィルムを、水性ヨウ素染色浴プロセスにかけ、吸収型偏光子を得た。遮蔽状態及び透過状態の両方に対して、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒからのＬＡＭＢＤＡ １０５０ ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して、透過スペクトルを収集し、式１に従って偏光効率を計算した。
偏光子の遮蔽状態の透過率は、架橋剤を含まない比較例７と比較して、抑制され、広げられ、その結果、偏光効率の向上をもたらした。
標準テンタ、放物線テンタ、及び多層に対する架橋剤を有する及び有さない偏光子性能を比較する透過スペクトルは、それぞれ図７、図８、及び図９で比較されている。標準テンタプロセスに対する透過スペクトル（比較例１～４対比較例６）を、図７に示す。この図から、架橋剤の添加で結果として得られるスペクトルに対してほとんど差がないことに気付く。放物線テンタプロセスに対する架橋剤を有する及び有さない偏光子性能を比較する透過スペクトル（実施例１～４対比較例５）を、図８に示す。放物線テンタプロセスで製造されたこれらの試料に関して、配合物への架橋剤の添加で明確な対比が存在した。多層フィルムの場合に対する架橋剤を有する及び有さない偏光子性能を比較する透過スペクトル（実施例５対比較例７）を、図９に示す。
実施例に対する光学性能特性を、表５に要約する。比較例１～４からの結果を比較例６と比較すると、標準／従来の延伸するプロセスを用いた場合、架橋剤の添加での相違はほとんど示されていない。対照的に、実施例１～４の結果を比較例５と比較すると、架橋剤の添加で遮蔽状態の透過率（最小Ｔｂ％）及び偏光効率（最大ＰＥ％）に著しい影響を示している。
図中の要素の説明は、特に指示がない限り、他の図中の対応する要素に等しく適用されるものと理解されたい。具体的な実施形態を本明細書において例示し記述したが、様々な代替及び／又は同等の実施により、図示及び記載した具体的な実施形態を、本開示の範囲を逸脱することなく置き換え可能であることが、当業者には理解されるであろう。本出願は、本明細書において説明した具体的な実施形態のいかなる適合例又は変形例であっても包含することを意図する。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ限定されるものとする。
Claims (8)
- 配向ポリマーの第１の層を含む偏光子の製造方法であって、前記配向ポリマーの第１の層が、ポリビニルアルコール及びホルムアルデヒド付加物型架橋剤を含む混合物から調製される吸収型偏光子であり、
ポリビニルアルコール及びホルムアルデヒド付加物型架橋剤の混合物を溶媒中に形成することであって、前記ホルムアルデヒド付加物型架橋剤の重量及び前記ポリビニルアルコールの重量の合計で除した、前記混合物に含まれる前記ホルムアルデヒド付加物型架橋剤の重量が、０．０５～０．３の範囲内である、ことと、
前記混合物を第２の層上にコーティングすることと、
前記混合物を乾燥して前記溶媒を除去し、それによって乾燥コーティングを形成することと、
前記コーティングした第２の層を延伸して前記乾燥コーティングを配向し、それによって前記第２の層上に配置された前記配向ポリマーの第１の層を形成することと、を含み、
前記コーティングの後にホルムアルデヒド付加物型架橋剤が前記混合物に添加されず、
前記コーティングした第２の層を延伸することが、前記コーティングした第２の層の両側の縁部を保持しながら、前記コーティングした第２の層をストレッチャ内で機械方向に沿って搬送することと、広がる非線形経路に沿って前記両側の縁部を移動することにより、前記コーティングした第２の層を前記ストレッチャ内で延伸することを含み、Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ－１）／（ＴＤＤＲ１／２－１）に関してＵが少なくとも０．８５であり、ここで式中、ＭＤＤＲは、機械方向延伸比であり、ＴＤＤＲは、横方向延伸比である、製造方法。 - 前記延伸の後に、前記第２の層上の前記延伸された乾燥コーティングを吸収性染料で染色することを含む、請求項１に記載の製造方法。
- 前記配向ポリマーの第１の層が、二色性材料を含む、請求項１または２に記載の製造方法。
- 前記第２の層が、ポリマー多層光学フィルムを含む、請求項１または２に記載の製造方法。
- 前記延伸の後に、前記ポリマー多層光学フィルムが、反射偏光子を含む、請求項４に記載の製造方法。
- 前記ポリマー多層光学フィルムが、少なくとも１つの二色性層を含む、請求項５に記載の製造方法。
- リターダが、前記配向ポリマーの第１の層の反対側の前記ポリマー多層光学フィルム上に配置される、請求項５に記載の製造方法。
- 前記配向ポリマーの第１の層が、遮蔽軸に沿って偏光した垂直入射光に対して５４０ｎｍ～６４０ｎｍの波長範囲で０．１パーセント未満の最小透過率、及び前記遮蔽軸に直交する透過軸に沿って偏光した垂直入射光に対して５４０ｎｍ～６４０ｎｍの前記波長範囲で少なくとも７５パーセントの最大透過率を有する、請求項１に記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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