JPH09507308A - 光学偏光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 反射性偏光子と二色性偏光子を組み合わせて、改良された光学偏光装置が構成される。この二色性および反射性偏光子は、通常互に近接配置されており、好ましくは、これらの偏光子間に空気間隙がないように一体に結着される。２つの偏光子の組み合わせは、この組み合わされた偏光装置の反射性偏光子側において、一偏光に高い反射率をもたらし、それに直角をなす他の偏光に高い透過率をもたらし、また、その二色性偏光子側においては、互に直角をなして偏光された光の高い吸収率と透過率とをもたらす。この組み合わせは、また透過光にみられ、また二色性偏光子側からの反射光に見られる真珠光を減少させる。この光学偏光装置の増大した吸光比および低い反射性により、所定吸光比および高透過性を要求する用途において、低吸光比二色性偏光子の使用が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】 光学偏光装置技術分野 本発明は改良された光学偏光装置に係るものである。背景技術 光学的偏光性フイルムは、まぶしさを減少させるサングラス、光学的コントラ ストの増大手段などに、および液晶表示(LCD)中に広く用いられている。このよ うな応用分野に最も広く用いられているタイプの偏光子は、二色性偏光子である 。二色性偏光子は、一方向に延伸されたポリマーシート中に染料を含有させるこ とによって作製されている。また、このような二色性偏光子は、ポリビニルアル コールのような半結晶質ポリマーを一軸延伸し、次にこのポリマーをヨード錯体 又は二色性染料により着色するか、又はこのポリマーを配向した二色性染料によ り被覆することにより製造し得るものである。これらの偏光子は、通常、 500： １より大きな吸光比（延伸方向に直角に偏光された光の透過量の、前記延伸方向 に平行な偏光量に対する比）を有している。二色性偏光子は、通常、高い透光性 配向体において、偏光された光に対し若干の吸収度を有している。 この配向体における損失量は、通常、10〜20％である。 市販偏光子は、通常、染料に対するポリマーマトリックスとしてポリビニール アルコールを使用しているが、他のポリマーも使用することができる。米国特許 第 4,756,953号には、ポリマーマトリックスとして、ポリエチレンナフタレート の使用が記述されている。 低プロフィルのシート形状の反射性偏光子が利用可能であり、こ れは、光の偏光の一方を反射し、他方を透過するものである。これは、光を偏光 するために非吸収性誘電性積層体を使用することによるものである。これらの偏 光子は、シートに、そのいずれのサイドから照射される光に対しても等しい反射 率を示す傾向がある。これらのタイプの偏光子は、また、シートの局部域からの 光の漏れ、使用波長域にわたる高吸収偏光の不完全な反射性などのような若干の 穴点を有する傾向がある。このような光の漏れおよび不完全反射は、しばしば真 珠光と称される。 発明の開示 反射性偏光子と、二色性偏光子とが組み合わされて、改良された光学偏光装置 を構成する。この二色性偏光子および反射性偏光子は、一般に、互に近接して配 置されているものであり、かつ、好ましくは、これら偏光子の間の空気間隙を除 くように、一体に結着されている。これら２つの偏光子の組み合わせは、この光 学偏光装置の反射性偏光子サイドからの第１偏光された光の反射率を高くし、ま た第１偏光に対して直角をなす第２偏光された光の透過率を高くするものであり 、かつ、二色性偏光子サイドからの第１偏光された光の吸収率を高くし、また、 第１偏光に対して直角をなす第２偏光された光の透過率を高くするものである。 二色性偏光子サイドからの透過光においてみられ、かつ反射において認められる ような真珠光もまた、反射性偏光子のみのときにくらべて減少する。この真珠光 の減少は、光学的表示の美粧的外観、光学的偏光装置の吸光比および表示の光学 的均一性を改良するために有用である。 本光学的偏光装置の増大した吸光比および低反射率は、所定の吸光比を要求す る用途において、低吸光比二色性偏光子を使用することを可能にする。二色性偏 光子に要求される吸光比を低くすること により、透過光線の二色性偏光子における吸収損失を減少させることができる。 従って、本光学偏光装置は、本光学偏光装置のいずれのサイドから入って光線に 対しても、改良された透過吸光比と、二色性偏光子により部分的に透過され、反 射性偏光子により反射される光線に対する低い反射強度、および二色性偏光子の みの場合にくらべて、低い吸収損失を有する。 図面の簡単な説明 本発明の光学偏光装置の種々の目的、特性、および利点は、下記詳細な説明お よび添付図面を読み、理解することによりよりよく理解するであろう。 図１は、反射性偏光子と、それに近接して配置された二色性偏光子を含む、本 発明の光学偏光装置を示す。 図２は、結合された二色性偏光子を有する好ましい多層型反射偏光装置を示す 。 図３は、反射性偏光子と二色性偏光子とを合体している表示手段の一態様を示 す。 図４は、反射性偏光子と二色性偏光子とを合体している表示手段の他の態様を 示す。 図５は、組み合わされた２つの反射性偏光子と、２つの二色性偏光子とを合体 している表示手段の他の態様を示す。 図６は、反射性偏光子と二色性偏光子とを合体している液晶表示手段を示す。 図７は、単一界面を形成している、フイルムの２層積層体を示す。 図８および図９は屈折率が1.60の媒体中における単一軸複屈折系に対する反射 率と入射角度との関係曲線を示す。 図10は、屈折率が 1.0の媒体中における単一軸複屈折系に対する反射率と入射 角度との関係曲線を示す。 図11，12および13は単一軸複屈折系に対する面内屈折率と、ｚ屈折率との間の 種々の関係を示す。 図14は２つの異なる単一軸複屈折系に対する軸反射率と波長との関係曲線を示 す。 図15は、二軸複屈折フイルムにおける、ｙ−屈折率差の導入の効果を示す。 図16は、二軸複屈折フイルムにおける、ｚ−屈折率差の導入の効果を示す。 図17は、図10および11からの情報をまとめる等価線図を示す。 図18〜23は、反射鏡の実施例に示された多層反射鏡の光学的性能を示す。 図24〜28は、偏光装置の実施例に示された多層偏光装置の光学的性能を示す。詳細な説明 図１は、２種の一次的成分を有する光学偏光装置10を示す。これらの成分とは 、二色性偏光子11と反射性偏光子12である。これら２種の偏光子は、最大透過率 を示すように配置されている。この２種の偏光子の組み合わせは、この光学偏光 装置の反射性偏光子サイドからの第１偏光の光に対して高い反射性を示し、第１ 偏光に対し直角をなす第２偏光の光に対して高い透過性を示し、また、二色性偏 光子サイドからの第１偏光の光に対し高い吸収性を示し、かつ第１偏光に対し直 角をなす第２偏光の光に対して高い透過性を示す。 使用する際、この組み合わされた偏光子は、対向する外側表面の１方又は両方 において照明される。光線13は、反射性偏光子12によ り選択的に反射され、光線14を形成する偏光である。光線13の反射性偏光子12に より伝播された光は、光線15を形成し、これは二色性偏光子11により、減衰せし められる。光線13に対して直角に偏光された光線16は、反射性偏光子12により選 択的に伝播され、かつそれは、二色性偏光子11とよりわずかに減衰せしめられる 。光線17は、二色性偏光子11により選択的に吸収される偏光であり、かつそれは 光線13と同一偏光からなることが好ましい。光線17の二色性偏光子により伝播さ れた光部分は、反射性偏光子12よる反射によりさらに減衰して光線18を形成し、 これは二色性偏光子17によりさらに吸収される、光線19は光線17に対し直角に偏 光されたものであり、これは光線16と同一の偏光であり、二色性偏光子11および 反射性偏光子12の両方のそれぞれにより選択的に伝播される。 二色性偏光子11は、一般に反射性偏光子12に近く配置される。好ましくは、こ れらの偏光子は互に結合され、図２に示されているように、偏光子の間の空気間 隙が除去される。 図２に示された、好ましい、かつ説明的反射偏光子体12は、２種の異なるポリ マー材料を交互に積層（ABABA …）して作製される。これらは、本願明細書およ び図面において材料（Ａ）および材料（Ｂ）と記されている。この２種の材料は 、共押出しされ、得られた多層体（ABABA …）材料は一軸（ｘ）に沿って延伸（ ５：１）されるが、他の軸ｙに沿って、実質的に延伸（１：１）されることはな い。このｘ軸を延伸方向と記し、ｙ軸を横方向と記す。 前記（Ｂ）材料は、見掛け屈折率（例えば1.64）を有し、それは延伸プロセス により、実質的に変化しないものである。 前記材料（Ａ）は、延伸プロセスにより屈折率が変化するという性質を有する 。例えば、（Ａ）材料の一軸延伸されたシートは、延伸方向においては、一つの 屈折率（例えば1.88）を有し、横方向に おいては他の屈折率（例えば1.64）を有する。面内軸（フイルムの表面に平行な 軸）に係る屈折率は、面偏光された入射光に対する有効な屈折率であると定義さ れ、この偏光面は、前記面内軸に平行である。 よって、延伸後、材料の多層積層体（ABABA …）は、延伸方向における層間屈 折率差は大きく（1.88〜1.64）、しかし横方向においては層間屈折率は本質的に 同一例えば（1.64および1.64）である。このような光学的特徴は、この多層積層 体をして、入射光の偏光成分を伝播する反射性偏光子とに作用せしめ、この多層 積層体は、軸22に関して正しく配向している。軸22は伝播（透過）軸として定義 される。反射性偏光子12から出てくる光は、第１偏光配向を有するものとする。 反射偏光子体12を通過しない光は、第１配向に対して、直交する又は直角をな す偏光である。このような偏光配向を示す光は、屈折率差と遭遇し、この屈折率 差はこの光を反射させる。これを、所謂「吸光」軸24と定義する。このような態 様において、反射性偏光子体12は、選択された偏光を有する光を通過させる。 反射性偏光子体12の光学的特性は、部分的に、各種の層の光学的厚さに依存す る。厚いフイルム構造および薄いフイルム構造の両方が有用である。若し、これ らの層が多くの波長の光の波長で表される光学的厚さを有しているならば、この 光学的特性は固有的に広いバンドである。若し、これらの層が光の波長より小さ い光学的厚さを有するならば、構造的干渉を、選択された波長において、反射性 偏光子体12の光学的性能を改良するために利用することができる。 実施例に記載の製造方法により可視スペクトルの光の波長よりも小さな光学的 厚さを有する均一な層を作製することができる。対をなす層（Ａ，Ｂ）が入射光 の波長の１／２（Ａ＋Ｂ＝λ／２）より 大きいと、構造的干渉が発生する。この半波長条件により、所定波長において狭 いバンドの構造的干渉が生ずる。複数の狭域バンドの積層体を積層するか、又は 、結合することにより、広域バンドの光学性能を得ることができる。例えば、同 一の厚さ（Ａ＋Ｂ＝λ／２）を有する第１層群38を、それとは異なる厚さ（Ａ＋ Ｂ＝λ′／２）を有する第２層群の層41に積層することができる。図２において は、説明のために少ない数の層のみが示されているが、通常数百の層（ABAB…） を、一体に積層し、有効な広域バンドの応答を得る。反射性偏光子体12は、光を 所望のあらゆる入射角度において、かつ、あらゆる全波長において、反射するよ うに設計されることが好ましい。 多層フイルム積層体の作製において、しばしばこの多層積層体を取り囲む「ス キン」層を合体する。通常、このスキン層は、ポリマーＡおよびポリマーＢのい ずれかより形成され、光の波長よりも厚いものである。 反射性偏光子の光学的性能および均一性は、二色性偏光子を、多層積層体の少 なくとも一サイドに近く添付するか、或は二色性偏光子を前記多層積層体中の層 の少なくとも一つに合体することにより改良することができる。このような配設 において、二色性偏光子11の透過軸27は、反射性偏光子12の透過軸22と平行して いる（aligne）ことが好ましい。図１に示されているように、二色性偏光子11が 、反射性偏光子12の片側にある場合、光線17の二色性偏光子面上における反射は 、二色性偏光子11により反射された光線18の減衰によって、二色性偏光子11がな いときの、反射性偏光子12上の反射光線17にくらべて、減少する。反射性偏光子 12上の反射光13の反射率は、二色性偏光子11により実質上影響されない。このこ とにより、少なくとも一面上において反射性を示さない光学的偏光装置10が作成 される。光学的偏光装置の一面の非反射性は、表示手段、特に、バックリフト（ 背面照明型）表示装置に有用なものである。このバックリフト表示装置において 、反射性偏光子を表示の鮮明性を向上させるために用いることができるが、この 偏光子の他の面、観察面は、光を反射してはならないものである。いずれかの方 向の透光においてみられる真珠光および二色性偏光子側からの反射において認め られ真珠光は二色性偏光子11の添加により減少する。このような真珠光の減少は 、表示の美粧的外観、偏光装置の吸光比および表示の光学的均一性を改良すると きに有用である。 図１に示されている二色性偏光子および反射性偏光子の配設により、高効率の 光学偏光装置を創り出される。二色性偏光子11を反射性偏光子に組み合わせると 、二色性偏光子のみを用いて得られる透過光に対する吸光比よりも高い透過光吸 光比を有する光学偏光装置が得られる。また、上記配設は、二色性偏光子11によ り反射された光線18の減衰により、二色性偏光子サイドからの光線17に対する反 射率を減少させる。所定の吸光比および高い透過率が要求される用途に対しては 、光学偏光装置10の吸光比を増大し、反射率を低くすると、二色性偏光子11の使 用が可能になる。この二色性偏光子11は、他の方法で使用されたときよりも低い 第１偏光の吸光比を有する。二色性偏光子11の所要吸光を低くすることにより、 透過光16および19に対する偏光子11中の吸収損失を減少させることができる。よ って、光学偏光装置10は、１対の光線17および19並びに１対の光13および16に対 して、改良された透過吸光比を有し、反射性偏光子12の反射された光線18に対し て低い反射光度を有し、かつ、二色性偏光子のみを用いて得られるものよりも低 い吸収損失を有する。液晶表示用二色性偏光子11に対する好ましい吸光比は、10 〜99.99％であり、より好ましくは50〜99％であり、さらに上り好ましくは60〜 97％であり、最も好ましくは70〜95％である。反射性偏光子に対する好ましい吸 光比は20〜99.99％であり、より好ましくは50〜99.9％であり、最も好ましくは9 0〜99.9％である。 反射性偏光子は、直角のおよびそれ以外の入射角のいずれか、又は両方の入射 角において、第２偏光中に若干の誘電干渉を有していてもよい。この反射は、反 射されたまぶしい光、および第２偏光の透過光の減衰に起因する問題を生ずるこ とがある。図１に示されているように配設された有効な二色性偏光子は、この反 射を弱く減衰するだけである。或る用途においては、この反射は許容されるであ ろう。しかし、一般には、この反射性偏光子は、第２偏光においてその装置によ り使用された光学入射角度範囲(TFT又はSTN 液晶表示装置に対し、各目上＋45度 〜−45度)にわたり、最小の反射を有することが好ましい。一般に、第２偏光の 直線状に偏光された光の反射偏光子による反射率は、20％未満であることが好ま しく、より好ましくは10％未満であり、最も好ましくは５％未満である。この反 射率は、特定の又は一般の用途に対して所望の波長域および入射角度域について の平均値である。第１偏光の直線状に偏光された光に対する反射性偏光子の反射 率は、直角入射方向に関連する吸光軸に直角をなす角度にわたり維持されること が好ましい。第１偏光の反射率が、所望の最大入射角度において、30％以上であ ることが好ましく、より好ましくは60％であり、所望入射角度範囲にわたり、非 直角において、当該反射率が維持され、又は増大することが最も好ましい。 反射性および二色性偏光子は、広域バンドの偏光子と狭域バンドの偏光子の種 々の組み合わせであってもよい。例えば、狭域バンドの反射性偏光子が、同一バ ンド範囲にわたり吸光を有する二色性偏光子と組み合わされてもよい。この組み 合わせは、着色された二色 性偏光子にくらべて、より高い吸光度およびすぐれた色鮮明度を有するレッド、 グリーン、ブルー、シアン、マジェンタ又はイエローバンドの偏光子を作製する ために用いることができる。他の組み合わせは、広域バンドの反射性偏光子を、 可視スペクトルにおいて、不均一な吸光度を有する二色性偏光子とともに用いる ことを包含する。例えば、或る種のポリビニルアルコール／ヨード偏光子は、ス ペクトルのグリーンおよびレッド部において、優れた吸光性を有し、ブルー部に おいて低い吸光性を有する。この偏光子は、ブルー波長における良好な吸光性を 得るために、広域バンドの反射性偏光子と組み合わせることができる。不均一な 光学吸光は、組み合わされた偏光子の光学的性能を向上させるために有用なこと がある。例えば、反射性偏光子と二色性偏光子の組み合わせからの最大輻射線透 過率は、グリーンにおいて比較的高い吸収性を有し、かつブルーおよびレッドに おいて、低い吸収性を有する二色性偏光子を用いることにより、最小光反射率と ともに得ることができる。反射性偏光子における直角および非直角における不十 分な吸光を、二色性偏光子の必要スペクトル域における吸光を増大することによ り、補償してもよい。例えば、非直角入射角において、第２偏光のレッド光に対 して不十分な吸光を有する反射性偏光子を、比較的高いレッド吸光度を有する二 色性偏光子を用いることによって、補償してもよい。 二色性偏光子11は、反射性偏光子および二色性偏光子を同一光学通路に配置す るか、又は、これらを接着剤により、一緒に積層することにより、光学偏光装置 10中に合体することができる。二色性偏光子を延伸配向前に、二色性偏光子とポ リマーとの混合物の少なくとも１層を多層成形フイルム上に押出し、又は積層す ることにより、又は、二色性染料を、多層反射性偏光子のスキン層の１層以上の ポリマー樹脂に添加することにより、或は、この多層積層体の１以 上の層に樹脂を添加することにより、反射性偏光子に合体することができる。多 層押出し技法を用いると、光学的積層体を構成している個々の層中における二色 性染料の分布を、適宜に変えることが可能になる。この技法により、染料を最も 大きな利用性を有する部分域に分布させることが可能になる。例えば、染料を光 学的積層体中の最大又は最小“Ｅ”一界強度を有する部分域において、濃縮する ことが好ましい。二色性染料およびポリマーマトリックスの適当な選択により、 得られたフイルムを延伸すると、同時に適当な配向を有する二色性偏光子および 反射性偏光子が製造される。 アンソラキノンおよびアゾ染料を二色性染料として使用してもよいし、また、 他の二色性染料材料を用いてもよい。いくつかの用途においては、染料は延伸配 向されたときに高度に二色性であることを要しない。両偏光の比較的高い吸収を 要求する用途、例えば、まぶしさを減少させることを要求するサングラス又は表 示装置は、二色性の低い染料、又は非二色性染料を用いることができる。 二色性偏光子11を、反射性偏光子の一方のサイド又は両サイドに合体するとき 、ポリビニルアルコールの溶液を成形（未配向）多層フイルム上に被覆し、多層 反射性偏光子と二色性偏光子とを同時に形成してもよい。この成形フイルムに対 し、無機又はポリマー基層上に溶液皮膜をコートする前に、接着性向上のための コロナ処理又は物理的処理を施すことができる。この用途のために適切な溶液用 主成分は、米国特許第 4,659,523号に記載されているような、ポリエチレンテレ フタレートフイルムをプリントするために、一般に用いられている水溶性エステ ル共重合体である。前記ポリビニルアルコール被覆用溶液は、水中にポリマーを ２〜20重量％の濃度で含むべきであり、好ましい濃度は、５〜15重量％である。 ポリビニルアルコールは95〜100％の好ましくは97〜99.5％の加水分解度を有す るべきである。被覆重量は、１平方メートル当り、２〜80ｇの範囲内にあるべき である。ポリビニルアルコールにより被覆された成形フイルムは、次に高温にお いて延伸され、ポリビニルアルコールの配向度を高め、多層反射性偏光子を作製 する。上記温度は、多層反射性偏光子の成分の少なくとも一つのガラス転移温度 よりも高いことが好ましい。一般に、延伸温度は80−160℃であり、好ましくは 100−160℃である。前記フイルムをもとの寸法の２〜10倍に延伸する。好ましく は、このフイルムをもとの寸法の３〜６倍に延伸する。このフイルムを延伸方向 に直交する横方向に、この横方法における自然寸法減少（延伸率の平行根に等し い）から、寸法的に緩和（リラックス）させて、寸法固定（すなわち、延伸方向 に対し横の方向の寸法に変化なし）してもよい。このフイルムは、テンターを用 いたときの幅で機械方向に延伸して、長さ方向の配向度を高め、又は対角線方向 に延伸されてもよい。この延伸されたポリビニールアルコール皮膜を次に、ヨー ドを主成分とする着色溶液、染料を主成分とする着色溶液、又は、上記２種の溶 液の組み合わせのいずれかにより着色し、必要により、ほう酸およびボラックス の水溶液のような適宜の溶液により安定化される。このような着色および固着の 技法は、当業者に既知である。このフイルムを乾燥した後に、この二色性偏光子 をセルロースを主成分とするポリマー、アクリレートポリマー、ポリカーボネー トポリマー、溶液主体の又は、放射線硬化された、アクリレート主体の接着性又 は非接着性皮膜、ポリエチレンテレフタレート又は他のポリエステルを主成分と するフイルム、又は反射性偏光子フイルムの追加シート、などのような保護フイ ルム上に接着積層することにより、この二色性偏光子を保護することができる。 偏光装置の二色性偏光子側から入射する、又は出射する偏光された光線の状態が 決定的に重要ではない場合には、２軸 延伸されたポリエチレンテレフタレートのような複屈折性ポリマーを保護層とし て用いてもよい。 本発明を使用するのに好適な二色性偏光子は、米国特許第 4,895,769号および 第 4,659,523号に記載されている。これらの米国特許に記載された偏光子は、反 射性偏光子と組み合わされてもよく、この反射性偏光子は、それに接着剤接合さ れた、ポリビニルアルコールによる偏光子サイドを有することが好ましい。この 二色性偏光子は、比較的薄いポリビニールアルコール皮膜（すなわち、１平方メ ートル当り 4.5グラム未満）により作製されていてもよい。この薄い皮膜は、延 伸方向に対し直角をなす偏光の吸収が低いものであるが、その高透過軸が反射性 偏光子の高透過軸と平行なときは、第１偏光に対し良好な吸光性を有する。この 皮膜は、工程を迅速にするものである。 特定用途用偏光装置10の光学通路に、他の光学フイルムを添加してもよく、又 はそれに用いてもよい。このような光学フイルムの具体例としては、偏光を保護 し、又はランダム化する円形又はだ円形の拡散子、硬質被覆されたフイルム、非 反射性フイルム、粗面化された（textured）まぶしくないフイルム、補償フイル ム又は構造体（例えば液晶表示装置に使用されるもの）、および、直線状光をだ 円状又は円形状に偏光された光に変換するために一般に用いられる光学的リター ダー、などを包含する。 多層反射性偏光子の好ましい“Ａ”層は、ポリエチレンナフタレート(PEN)の ような結晶性ナフタレンジカルボン酸ポリエステルであり、また好ましい“Ｂ” 層は、ナフタレンジカルボン酸と、テレフタール酸とのコポリエステル(CoPEN) である。PEN および70部のナフタレートと30部のテレフタレートとのコポリエス テル(CoPEN)は、ジオールとしてエチレングリコールを用いる標準的ポリエステ ル樹脂反応器中で合成することができる。満足できる204層偏光子は、51個のス ロットを有するフィードブロック中で、PEN と、CoPEN を押出し、次に、押出し において直列の２層合体多層化装置を用いることにより製造される。この多層化 装置は、フィードブロックを出る押出された材料を、２つの半幅の液流に分割し 、次に、この半幅液流を互いの上に積層する。このような多層化装置は、当業者 に既知である。 前記押出しはほぼ 295℃において行われる。PENは、0.50dl／ｇの固有粘度を 有し、CoPEN は、0.60dl／ｇの固有粘度を有する。PEN 材料に対する押出し速度 は22.5ポンド／時であり、CoPEN の押出し速度は16.5ポンド／時である。成形さ れたウエブは、約0.0038インチの厚さを有し、長手方向に５：１の延伸率で一軸 延伸され、そのサイド部は、この延伸中に 140℃の空気温度で抑制される。すべ てのPEN/CoPEN 層の対は、外側スキン層を除き、所定波長 550nmに対して１／２ 波長の光学厚さを有するように設計された。 上記のようにして作製された２個の 204層偏光を次に、接着剤を用いて、手動 により積層した。この接着剤の屈折率は、等方性CoPEN 層の屈折率に適合（一致 ）すべきである。 本発明の偏光装置は（図１に示されているような）少なくとも１個の二色性偏 光子部と１個の反射性偏光子部とを有するものである。また、二色性／反射性／ 二色性部、又は反射性／二色性／反射性部を有する偏光装置を包含する他の組み 合わせも適切である。 図３は、透過性表示装置に使用されるような反射性偏光子12と二色性偏光子11 との組み合わせを示している。液晶モジュール52が、バックライト54により、従 来の二色性偏光子54を介して供給された透過光の偏光をスイッチ断続する。この 方式において、反射性偏光子は、液晶モジュール52により通過した第１偏光の光 の少なくとも 一部分をバックライトに戻す。この光は、バックライトによりリサイクルされて もよく、そして、表示装置の鮮明度を向上させるために使用されてもよい。 図４は、透過性表示装置中の背面偏光装置として、偏光子11と12との組み合わ せの使用を示している。このモードにおいて、反射性偏光子は、従来の表示装置 においては、通常、背面二色性偏光子により吸収されていた第１偏光の光を戻す ことにより表示装置の明度を向上させる。 図５は、表示装置において、前面および背面偏光装置とに用いられた偏光子11 と12との組み合わせを示している。図３，４および５に示された表示装置は、バ ックライトと背面偏光装置との間に部分的反射子を挿入することにより、透過反 射モードに使用できるものであり、また、バックライトを反射性フイルムにより 置き換えることにより、反射性表示装置として使用することができる。 図３，４および５に示されているような液晶モジュール52の大多数は、一般に ２枚のガラス層の間に挟まれた液晶材料の薄い層を含んでいる。視差（purallax ）を最少にするため図６に示されている配列のものを用いることができる。図６ において、偏光子11および12の組み合わせが、液晶モジュール52の液晶56並びに ガラス層58および59の間に配置されている。この方式により組み合わされた偏光 子を配置することにより、ガラス層の厚さに依存して種々の程度に導入される視 差が除去される。実施例１ 二色性偏光性フイルム、すなわちポラロイド社モデル番号；HN−38を上述のよ うにして形成された多層反射性装置に対向して配置した。これらの偏光子は一方 の偏光が最大透過するように配置された。この二色性偏光子と反射性偏光子との 組み合わせは、反射性偏光 フイルムのいずれかの方向における透光に認められる可視真珠光を除去する。ま た二色性偏光子は、二色性偏光子を介して見られる、反射性偏光子からの反射し た可視真珠光を除去する。この実施例は、二色性偏光子と反射性偏光子の組み合 わせは、反射性偏光子の美粧的均一性を改良することを示している。実施例２ 実施例１の光学的偏光装置の反射率および透過率を、Lambda ９分光光度計に より、550nmにおいて、Melles-griot 二色偏光子モデル番号03-FPG-009により 偏光されたサンプルビームを用いて測定した。反射率測定は積分球（integratin g sphere）を用いて行った。個々の反射率測定を最初に白色拡散反射器により、 次に、黒色裏打ち層により裏打ちされたサンプルについて行った。組み合わされ た偏光子の透過率は、分光光度計中に配置して、最大透過が得られるようにした ときは、65.64％であり、最小透過が得られるようにしたときは、0.05％であっ た。前記二色性偏光子が前記積分球に対向しており、かつ、吸収性裏打ち層が用 いられたとき、組み合わされた偏光子の反射率は、最大反射を示すように配置さ れたときは 13.26％であり、最小反射が得られるように配置されたときは、4.37 ％であった。この組み合わされた偏光子の最大および最小反射率は、この反射性 偏光子が積分球に対向しているときは、それぞれ 99.22％、および 16.58％であ った。上記測定は、サンプルの背面に白色反射標準体を配置して繰り返された。 積分球に対向している二色性偏光子を有する組み合わされた偏光子の反射率は、 それが最大反射を示すように配置されたときは 47.47％であり、最小反射を示す ように配置されたときは4.41％であった。反射性偏光子が積分球に対向している ときの組み合わされた偏光子の最大および最小反射率は、それぞれ 99.32％およ び 36.73％であった。この実施例は、２ 種の偏光子の組み合わせが、反射性偏光子の片側を、この反射性偏光子の反対面 の反射性に影響することなく、非反射性にすることを示している。実施例３ Polaroid Corporationの二色性偏光フイルムモデルNH38および実施例１の反射 性偏光子の透過率を実施例２に記載の方法を用い、430nmにおいて測定した。こ の二色性偏光子のサンプルビームに対して直交して偏光されたサンプルの透過率 は、0.63％であった。同一条件下における反射性偏光子の透過率は48％であった 。最小透過率を示すように配置された２つの偏光子の組み合わせの透過率は0.31 ％であった。この実施例は、光学通路中に反射性偏光子を含めることにより、二 色性偏光子の吸光を増大させることができることを示すものである。 好ましい反射性偏光子体12は、ポリマー材料の多層積層体であると述べたが、 本発明の範囲から逸脱することなく、その代りに他の反射性偏光子を置き換え得 るということを理解すべきである。前記他の反射性偏光子とは、反射性偏光子と 二色性偏光子との間に配置された光学リターダーを用いているコレステリック液 晶偏光子、傾斜した光学プリズム状および非プリズム状多層偏光子、および一次 回折性偏光子などを包含する。多層積層体の光学的挙動 上述のような多層積層体の光学的挙動を、より一般的に説明する。この多層積 層体は、数百又は数千の層を含むことができ、また各層は、多数の互に異なる材 料から作製することができる。特定積層体のための材料の選択を定める特性は、 当該積層体の所望の光学的性能に依存する。 前記積層体は、この積層体中に存在する多数の層と同様の多数の 材料を含むことができる。製造を容易にするためには、薄い光学的フイルム積層 体が少数の異なる材料のみを含んでいることが好ましい。 説明のために、本明細書においては、２種の材料を含む多層積層体について記 述する。 材料、又は化学的には同一であるが物理的性質において異なる材料の間の境界 は、急激であってもよく、或は緩徐であってもよい。解析解法の単純な若干のケ ースを除き、連続的に変化している屈折率(index)を有する後者のタイプの層を なしているメディアの解析は、通常、急激な境界を有し、しかし、隣り合う層の 間の特性がわずかに変化するのみのきわめて多数のより薄い均一層として処理さ れている。 あらゆる方位角方向からの入射角における反射挙動は、フイルム積層体の各フ イルム層における屈折率により定められる。いまだ、フイルム積層体中のすべて の層が同一の工程条件を受けていると仮定するならば、２つの成分積層体の一個 の界面のみを検討し、入射角の関数として全積層体の挙動を理解することが必要 である。 議論を単純にするために単一界面の光学的挙動を説明する。しかし、ここに述 べられた原理に従う実際の多層積層体は、数百又は数千の層から作られてもよい ということを理解すべきである。図７に示されているような、単一の境界面の光 学的挙動を説明するために、ｚ−軸および１個の面内光学軸を含む入射平面に対 して、ｓおよびｐ偏光された光に対する入射角の関数としての反射率をプロット する。 図７は、単一の界面を形成する２つの材料フイルム層を示し、これらの層はと もに屈折率noの等方性媒体中に浸漬されている。説明を単純化するためにこの議 論を、配置された２つの材料の光学軸に 直角をなし、かつフイルムの面に直角をなす一つの光学軸（ｚ）およびｘおよび ｙ軸に平行な他の光学軸を有する多層複屈折系について行うことにする。しかし 、前記光学軸は、直交する必要がなく、また、非直交系も、本発明の要旨および 範囲内にあると理解すべきである。さらに、この光学軸は、フイルムの軸と平行 であることは必要でなく、この場合も本発明の所望範囲内にあると理解すべきで ある。 任意の厚さのフイルムの任意の積層体の光学特性を計算するための数学的基本 構成因子（basic mathematical building blocks）は個々のフイルム界面のよく 知られたFresnel 反射および透過係数である。前記Fresnel 係数は任意の入射角 における与えられた界面の反射率の値を、ｓ−およびｐ−偏光された光に対して 、別々の数式で、予示するものである。 誘電性界面の反射率は、入射角の関数として変化し、また、等方形材料の場合 には、ｐ−およびｓ−偏光された光に対し、著るしく異っている。ｐ−偏光した 光に対し最小の反射率は、所謂ブルースター効果によるものであり、反射率がゼ ロになる入射角は、ブルースター角度と称されている。 任意のフイルム積層体の任意の入射角における反射挙動は、包含されているす べてのフイルムの誘電テンソルにより定まる。この事項の一時的理論的処理法は 、North-Holland により1987年に頒布されたR．M．A．Azzam and N．M．Bashara ，“Ellipsometry and Polarized Light”のテキスト中に記載されている。その 結果は、広く知られているMaxwell の方程式から直接に処理される。 一つの系の単一界面の反射率は、下記式１および２により与えられた、ｐ−お よびｓ−偏光された光の反射係数の絶対値を二乗することにより算出される。式 １および２は、配置された２つの成分の 軸を有する単軸直交系に対し有効なものである。 １） ２） 上式中、θは、等方性媒体中で測定されたものである。 単軸複屈折系において、n1x＝ n1y＝ n1o、および n2x＝ n2y＝ n2oである。 二軸複屈折系に対しては、上記式１および２は、図７に示されているように偏 光面がｘ−ｚ面又はｙ−ｚ面に平行な光に対してのみ有効である。すなわち、二 軸系においては、ｘ−ｚ面に入射した光に対し、式１（ｐ−偏光された光用）に おいては、n1o＝n1x、および n2o＝n2x であり、式２（ｓ−偏光された光用）に おいては、n1o＝n1y、および n2o＝n2yである。また、ｙ−ｚ面に入射した光に 対して、式１（ｐ−偏光された光用）においては、n1o＝n1y、および n2o＝n2y であり、式２（ｓ−偏光された光用）においては、n1o＝n1x、および n2o＝n2x である。 式１および２は、反射率が、積層体中の各材料のｘ，ｙおよびｚ方向における 屈折率に依存することを示している。等方性材料においては、３つの屈折率は等 しく、すなわちnx＝ny＝nzである。nx，nyおよびnzの間の関係は、その材料の光 学的特性を定めるものである。これら３つの屈折率の間の異なる関係により、材 料は、三つの一般的カテゴリー、すなわち等方性、単軸複屈折性および二軸複屈 折性に分けられる。 単軸複屈折性材料は、一方向の屈折率が、他の二方向の屈折率と 異なる材料として定義される。この議論の目的のために、単軸複屈折系の説明の 便宜上、条件をnx＝ny≠nzとする。ｘ軸およびｙ軸は、面内軸として定義され、 それぞれの屈折率、すなわちnxおよびnyは、面内屈折率と称される。 単軸複屈折系を作製する方法はポリマー多層積層体を２軸延伸すること（例え ば、２方向延伸）である。多層積層体の二軸延伸により、両軸に平行な面のため の結合層の屈折率の間に差違を生じさせ、従って両偏光面において、光の反射を 生ずる。 単軸複屈折材料は、正の又は負の単軸複屈折のいすれかを有することができる 。正の単軸複屈折は、ｚ−屈折率が面内屈折率より大きい（nz＞nx，nz＞ny）と きに生ずる。負の単軸複屈折は、ｚ−屈折率が面内屈折率より小さい（nz＜nx， nz＜ny）ときに生ずる。 二軸複屈折材料は、３軸のすべてにおける屈折率が異なる材料と定義される。 すなわちnx≠ny≠nz、前記と同様に、nxおよびny屈折率は、面内屈折率と称され る。二軸複屈折系は、多層積層体を一方向に延伸することにより作製することが できる。換言すれば、積層体は一軸延伸される。この議論の目的のためにｘ方向 を、二軸複屈折積層体の延伸方向と称することにする。単軸複屈折系（反射鏡系） 単軸複屈折系の光学的性質について下記に検討する。上述のように、単軸複屈 折材料の一般的条件はnx＝ny≠nzである。よって、図７における層102 および10 4 の各々が単軸複屈折性の場合、n1x＝n1y であり、かつ n2x＝n2y である。こ の議論の目的のために、層102 が、層104 よりも大きな面内屈折率を有するもの とし、よってｘおよびｙ方向の両方において、nl＞n2であるとする。単軸複屈折 性多層系の光学的挙動は、n1z およびn2z の値を変動させることにより規定する ことができ、それによって、異なるレベルの正又は負 の複屈折性を導入することができる。 上記式１は、図７に示されているような２層からなる単軸複屈折系中の単一界 面の反射率を定めるために使用することができる。式２は、偏光した光に対し、 単純なケースの等方性フイルムの場合と同一（nx＝ny＝nz）であることが明らか に示されているから、式１の検討のみが必要である。説明の目的のために、フイ ルムの屈折率に対し、若干の特定の（包括的なものであるが）値を与えることに する。すなわち、n1x＝ n1y＝1.75， n1z＝可変、n2x＝ n2y＝1.50， n2z＝可変 とする。この系における、種々のあり得るブルースター角度を示すために、周囲 の等方性媒体の屈折率をno＝1.60とする。 図８は、等方性媒体から複屈折性層中に入射されたｐ−偏光した光の反射率対 入射角関係曲線を示し、二つでは、n1z は数値上、n2z より大きいか、等しい(n 1z≧n2z)。図８に示された曲線は、下記ｚ屈折率値に対するものである。 ａ） n1z＝1.75， n2z＝1.50； ｂ） n1z＝1.75， n2z＝1.57； ｃ） n1z＝1.70， n2z＝1.60； ｄ） n1z＝1.65， n2z＝1.60； ｅ） n1z＝1.61， n2z＝1.60； ｆ） n1z＝1.60＝n2z n1z が n2zに近づくと、ブルースター角度（すなわち、反射率がゼロになる入射 角）が増大する。曲線ａ−ｅは、入射角に強く依存している。しかし、n1z−n2z （曲線ｆ）においては、反射率は、入射角に全く依存していない。換言すれば、 曲線ｆの反射率は、あらゆる入射角に対して一定である。この点において、式１ は、入射角から独立な形；(n2o−n1o)／(n2o＋n1o)に変換する。n1z−n2z であ る場合、ブルースター効果はなく、全入射角に対して、反射率は一定である。 図９は、n1z の数値がn2z より小さいか又は等しい場合の反射率対入射角曲線 を示す。光が等方性媒体から複屈折性層に入射される。これらの場合、反射率は 、入射角とともに単調に増大する。これはｓ−偏光された光に対して観察される 挙動である。図９中の曲線ａは、ｓ−偏光された光に対する一つのケースを示し ている。曲線ｂ〜ｅは、下記に示す種々のnzの値に対するｐ−偏光された光に対 する場合である。 ｂ） n1z＝1.50， n2z＝1.60； ｃ） n1z＝1.55， n2z＝1.60； ｄ） n1z＝1.59， n2z＝1.60； ｅ） n1z＝1.60＝n2z 前記と同様に、n1z＝n2z（曲線ｅ）の場合、ブルースター効果は全くなく、すべ ての入射角における反射率は一定である。 図10は、入射媒体の屈折率がno＝1.0（空気）である場合の図８および図９と 同様な関係曲線を示す。 図10における曲線は、屈折率： n2x＝n2y＝1.50，n2z＝1.60を有する正の単 軸材料、および屈折率：n1x＝n1y＝1.75、およびn1z の値が、図上、上から下に 、ａ）1.50；ｂ）1.55；ｃ）1.59；ｄ）1.60；ｆ）1.61；ｇ）1.65；ｈ）1.70お よびｉ）1.75、の負の単軸複屈折性材料の単一界面におけるｐ−偏光された光に ついてプロットしたものである。 図８および９に示されているように、n1z とn2z が均衡しているとき（曲線ｄ ）、反射率に、入射角依存性はない。 図８，９および10は、一つのタイプの挙動から、他への転換は、一つのフイル ムのｚ軸屈折率が、他のフイルムのｚ軸屈折率と等し いときに発生することを示している。 このことは正および負の単軸屈折性材料のいくつかの組み合わせ、および等方 性材料において正しい。他の場合においては、ブルースター角度がより大きな、 又はより小さな角度に変化する。 面内屈折率およびｚ軸屈折率の間の種々のあり得る関係を、図11，12、および 13に示す。これらの図において、縦軸は、相対的屈折率を示し、水平軸は、種々 の状態を単に分けて示すために用いられている。各図は、左端部において、２個 の等方性フイルムから始まり、この左端部においてｚ屈折率は、面内屈折率と等 しい。各図において右方に移行すると、面内屈折率は一定に保持され、種々のｚ 軸屈折率は増大又は減少し、正又は負の複屈折率の相対量を示す。 図８，９および10に関する上述のケースが図11に示されている。材料（１）の 面内屈折率は、材料（２）の面内屈折率より大きく、材料（１）は、負の複屈折 率(n1zが面内屈折率より小さい)を有し、材料（２）は正の複屈折率(n2zが面内 屈折率より大きい)を有する。ブルースター角度が消失し、反射率が全入射角に 対して一定となる点は、２つのｚ軸屈折率が等しくなる点である。この点は、図 ８の曲線ｆ、図９の曲線ｅ又は図10の曲線ｄに相当する。 図８において、材料（１）は材料（２）よりも高い面内屈折率を有し、しかし 、材料（１）は正の複屈折率を有し、材料（２）は負の複屈折率を有している。 この場合、ブルースター効果の最小値は、より低い入射角値に移行できるだけで ある。 図11および12の両者は、二枚のフイルムの一つが、等方性である限定されたケ ースに有効である。この二つのケースは、材料（１）が等方性であり、材料（２ ）が正の複屈折率を有するか、又は材料（２）が等方性であって、材料（１）が 負の複屈折率を有する場合である。ブルースター効果が消失する点は、複屈折性 材料のｚ軸屈 折率が等方性フイルムの屈折率に等しい点である。 他の場合として、両フイルムが同一タイプのものである場合、すなわち両方が 負の、又は両方が正の複屈折率を有する場合がある。図13は、両フイルムか、負 の複屈折率を有する場合を示す。しかしながら、二つの正複屈折性層のケースは 、図13に示されているような二つの負複屈折性層のケースと類似している。前述 のように最小ブルースター効果は、１つのフイルムのｚ軸屈折率が他のフイルム のｚ軸屈折率に等しいか、又はそれを超える場合にのみ、消去される。 更に他の場合として、２つの材料の面内屈折率が等しく、しかし、ｚ軸屈折率 が異なる場合がある。この場合において（これは、図11〜13に示された３つのケ ースのすべての一部である）、すべての入射角においてｓ−偏光された光の反射 は生ぜず、また、ｐ−偏光された光の反射率は、入射角の増大とともに単調に増 大する。このタイプの物品においては、入射角が増大すると、ｐ−偏光された光 の反射率が増大し、かつこの物品はｓ−偏光された光に対して透明である。この ような物品は“ｐ−偏光子”と称することができる。 当業者は、単軸複屈折系の挙動を説明する上述の原理は、広く種々の環境にお ける所望の光学的効果を作り出すために応用し得るものであるということを容易 に認識できる。多層積層体中の層の屈折率は、所望の光学的性質を有する装置を 作製するために調整し、適宜に変えることができるものである。多数の負および 正の単軸複屈折系を、面内およびｚ軸屈折率を種々に変化させて作り出すことが でき、また、多数の有用な装置を、上述の原理を用いてデザインしかつ作製する ことができる。二軸複屈折系（偏光装置） 再度図７を参照して、２成分直角二軸複屈折系を下記に説明する 。前述のようにこの系は多数の層を有することができるが、しかし、積層体の光 学的挙動の理解のために、１つの界面における光学的挙動を検討する。 二軸複屈折系を、あらゆる入射角において、その一軸に平行な偏光面における 光に高い反射率を与え、同時に他の軸に平行な偏光面における光に低い反射率を 与えるようにデザインすることができる。その結果、この二軸複屈折系は、偏光 装置として作用し、一つの偏光の光を透過し、他の偏光の光を反射する。各フイ ルムの３つの屈折率nx，nyおよびnzをコントロールすることにより、所望の偏光 子挙動を得ることができる。 上述のPEN/CoPEN 多層反射性偏光装置は、二軸性複屈折系の一例である。しか し、一般に、多層積層体を構成するために用いられる材料はポリマー製であるこ とを必要としないことを理解すべきである。上述の一般的原理内のすべての材料 は、多層積層体を構成するために用いることができる。 図７を再度参照し、説明の目的のために、フイルムの屈折率に、下記の値を与 える。n1x＝1.88，n1y＝1.64，n1z＝可変、n2x＝1.65，n2y＝可変、およびn2z＝ 可変。ｘ方向を吸光方向と称し、ｙ方向を透過方向と称する。 延伸又は非延伸方向のいずれかの入射面における、２つの重要なケースの光に 対する二軸複屈折系の入射角挙動を予示するために式１を使用することができる 。この偏光装置は一つの偏光方向においては反射鏡であり、他の方向においては 窓である。延伸方向においては、数百の層を有する多層積層体中において、屈折 率の差が、1.88−1.65＝0.23のように大きな場合それによりｓ−偏光された光に 対して、きわめて高い反射率が得られる。ｐ−偏光された光の種々の入射角にお ける反射性は、n1z およびn2z 屈折率の差に依存する 。 多くの用途において、典型的反射性偏光子は、あらゆる入射角において、一つ の軸に沿う高い反射率と、他の軸に沿うゼロの反射率を有している。若し、透過 軸に沿って、若干の反射が生じたならば、また、若しそれが種々の波長において 異なっているならば、当該偏光子の効率は低下し、透過光に色が導入される。こ れらの両効果は望ましくないものである。このことは、面内ｙ屈折率が均衡して いても、ｚ−屈折率が大きく均衡から外れていることにより生ずる。このような 系は、ｐ−偏光した光に対しては大きな反射率を有し、ｓ−偏光された光に対し ては高い透明性を示す。反射鏡ケースの前記解析において述べたように、このよ うなケースを、ｐ偏光装置と称する。 図14は、ｐ−偏光された光の入射角75度における、800層からなるPEN/CoPEN 積層体の非延伸方向の入射の面における、反射率（−Log〔１−Ｒ〕としてプロ ットされた）を示すものである。この反射率は、可視スペクトル(400〜700nm)内 の波長の関数としてプロットされたものである。550nm の場合の曲線ａに対する 適切な屈折率は、n1y＝1.64，n1z＝1.52，n2y＝1.64、および n2z＝1.63である 。モデル積層体のデザイン物は、クオーターウェーブペア用単純直線状厚さグレ ード物であり、このクオーターウェーブペアにおいて、各ペアは、その前のペア より、0.3％だけ厚い。すべての層は、ガラス分布と、５％標準偏差を有するラ ンダム厚さ誤差を有しているものとする。 曲線ａは、可視スペクトルにわたり、透過軸（ｙ−軸）に沿う高いオフアクシ ス（off-axis）反射率を示し、かつ波長が異なれば、反射率のレベルも異なるこ とを示している。このスペクトルは、フイルムのカリパス(caliper)のように、 層の厚さの誤差および空間 的不均一性に敏感であるから、これはきわめて不均一かつ着色された外観を有す る二軸複屈折系を与える。高度の着色は、或る用途に対しては望ましいが、LCD 表示装置又は他のタイプの表示装置のような、均一で着色の少ない外観を要求す る用途に対しては、オフアクシス色の程度をコントロールし、着色を最小にする ことが望ましい。 フイルム積層体がすべての可視波長に対して、同一の反射率を示すようにデザ インされたならば、均一な中性グレー反射が得られる。しかしながら、それには 厚さのほぼ完全なコントロールが要求される。その代りに、ｓ−偏光反射率を最 小に保持しながら、オフアクシスブルースター状態を作り出すような、非延伸方 向面内屈折率(n1yおよびn2y)と均衡しない屈折率を導入することにより、オフア クシス反射率およびオフアクシス色を最少化することができる。 図15は、二軸複屈折系の透過軸に沿うオフアクシス反射率を低下させるのに適 合しないｙ−屈折率の導入効果をしらべたものである。n1z＝1.52および n2x＝1 .63（Δnz＝0.11）として、下記条件をｐ−偏光された光に対してプロットした 。 ａ） n1y＝ n2y＝1.64； ｂ） n1y＝1.64， n2y＝1.62； ｃ） n1y＝1.64， n2y＝1.66 曲線ａは、面内屈折率n1y とn2y が等しいときの反射率を示す。曲線ａは、入射 角０度において最小反射を示し、20度以上で急激に上昇する。曲線ｂにおいては 、n1y＞n2y であり、反射率は急速に増大する。曲線ｃにおいては、n1y＜n2y で あり、入射角38度において、反射は最小になり、それ以上で急激に上昇する。曲 線ｄにより示されているように、ｓ−偏光された光に対してもn1y≠n2y のとき 、かなりの反射が生ずる。図15の曲線ａ〜ｄは、ブルースター効 果が最小で存在するとき、ｙ−屈折率(n1y−n2y)が等しくないときの徴候は、ｚ −屈折率が等しくないときと同一であることを示している。n1y＝n2yの場合には 、ｓ−偏光された光の反射率はあらゆる入射角においてゼロである。 層間のｚ−軸屈折率差を減少することにより、オフアクシス反射率をさらに減 少することができる。若し、n1z がn2z に等しいならば、図10は、入射角が直角 のとき、吸光軸は高い反射オフアングルを有し、また、両屈折率が均衡している (例えば n1y−n2y および n1z＝n2z)ので、すべての入射角において、非延伸軸 に沿う反射は生じないことを示している。 二つのｙ−屈折率および二つのｚ−屈折率を正確に一致させることは、若干の ポリマー系においては不可能なことがある。若しｚ−軸屈折率が一つの偏光装置 構造に適合しないときは、面内屈折率n1y およびn2y に対し、わずかな不均衡が 要求されることがある。他の例が図６に示されており、ここでは、n1z−1.56，n 2z＝1.60（Δnz＝0.04）と仮定され、ｙ屈折率は下記のように仮定されている。 ａ）n1y＝1.64， n2y＝1.65； ｂ）n1y＝1.64， n2y＝1.63 曲線ｃは、上記のケースのいずれかのｓ−偏光された光に対するものである。曲 線ａにおいては、ｙ−屈折率の不均衡の徴候は、ｚ−屈折率の不均衡の場合と同 一であり、ここでは、最低のオフアングル反射率を生じている。 800層のフイルム積層体の図16の曲線ａの条件による、75度の入射角における 算出オフアクシス反射率が、図14において曲線ｂとしてプロットされている。図 14における曲線ｂを曲線ａに対比すると、曲線ｂにおいてプロットされた条件に おいて、オフアクシス反射 率がはるかに小さくなっており、従って認識できる色はより淡くなっている。曲 線ｂの550nm における好適な屈折率は、n1y−1.64，n1z＝1.56，n2y＝1.65、お よび n2z＝1.60である。 図17は、式１の等価線プロットを示すものであり、式１は、ｐ−偏光された光 の図７に関連して検討されたオフアクシス反射率を要約したものである。非延伸 方向に含まれる４つの独立屈折率を二つの屈折率差、Δnz，Δnyを生ずるように 減少させた。このプロットは、０度から75度まで種々の入射角において15度きざ みの６プロットの平均である。反射率範囲は、等価線ａに対する 0.4×10^-4から 、等価線ｊに対する 4.0×10^-4までであり、線間隔は 0.4×10^-4の一定値である 。この図は、一つの光学軸に沿う屈折率差に起因する高い反射率が、他の軸に沿 う屈折率差によりいかに相殺され得るかを示している。 よって、二軸複屈折系の層の間のｚ−屈折率差を減少させ、および／又は、ｙ −屈折率差を導入して、ブルースター効果を生ずることにより、オフアクシス反 射率および、従ってオフアクシス色が、多層反射偏光装置の透過軸に沿って最小 にされる。 また、狭い波長域にわたって操作されている狭域バンドの偏光装置をここに記 載の原理を用いてデザインし得るということを認識すべきである。これらの原理 は、例えば、レッド、グリーン、ブルー、シアン、マゼンタ、又はイエローバン ドにおける偏光装置を作製できるものである。材料の選択および加工方法 上述の確立されたデザインを考慮すると、当業者は所望の屈折率関係を得るた めに選択された条件下に行われたときに、本発明に係る多層反射鏡又は偏光装置 を形成するために、広く種々の材料を使用し得るということを容易に認識するで あろう。一般的に要求され ていることは、すべて材料の一つが、他の材料に比して、選択された方向におい て異なる屈折率を有するということである。このような差異は、種々の方法によ って達成することができるが、この方法は、フイルム形成（例えば有機ポリマー の場合）中又はその後の延伸、又は被覆（コーティング）を包含する。さらに上 記２つの材料が同様の流動特性（例えば、溶融粘度）を有し、これらを一緒に押 出しできることが好ましい。 一般に、第１材料として、結晶質又は半結晶質有機ポリマーを用い、同様に第 ２ポリマーとして、有機ポリマーを選択することにより、適当な組み合わせを得 ることができる。第２材料は、結晶質、半結晶質又はアモルファス（非結晶）で あってもよく、又は第１材料の複屈折性とは反対の複屈折性を有していてもよい 。 好適な材料の具体例としてポリエチレンナフタレート(PEN)およびその異性体 類(例えば２，６−，１，４−，１，５−，２，７−および２，３−PEN)、ポリ アルキレンテレフタレート類（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ レンテレフタレート、およびポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタ レート）、ポリイミド類（例えばポリアクリルイミド類）、ポリエーテルイミド 類、アタクチックポリスチレン、ポリカーボネート類、ポリメタクリレート類（ 例えば、ポリイソブチルメタクリレート、ポリプロピルメタクリレート、ポリエ チルメタクリレートおよびポリメチルメタクリレート）、ポリアクリレート類（ 例えば、ポリブチルアクリレートおよびポリメチルアクリレート）、セルロース 誘導体類（例えばエチルセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース 、セルロースアセテートブチレート、および硝酸セルロース）、ポリアルキレン ポリマー類（例えばポリエチレンポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチ レン、およびポリ（４−メチルノペンテ ン）、ふっ素化ポリマー類（例えば、パーフルオロアルコキシ樹脂、ポリテトラ フルオロエチレン、ふっ素化エチレン−プロピレン共重合体、ポリふっ化ビニリ デンおよびポリクロロトリフルオロエチレン）、塩素化ポリマー類（例えば、ポ リ塩化ビニリデンおよびポリ塩化ビニル）、ポリスルホン類、ポリエーテルスル ホン類、ポリアクリロニトリル、ポリアミド類、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂 、ポリ酢酸ビニル、ポリエーテル−アミド類、アイオノマー樹脂、エラストマー 類（例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、およびネオプレン）、並びにポ リウレタンなどがある。また、好適なものとしては、共重合体、例えば、PEN の 共重合体（例えば、２，６−，１，４−，１，５−，２，７−、および／又は２ ，３−ナフタレンジカルボン酸、又はそのエステルと、（ａ）テレフタル酸又は そのエステル；（ｂ）イソフタール酸又はそのエステル類；（ｃ）フタール酸又 はそのエステル類、（ｄ）アルカングリコール類；（ｅ）シクロアルカングリコ ール類（例えばシクロヘキサンジメタノールジオール）；（ｆ）アルカンジカル ボン酸、および／又は、（ｇ）シクロアルカンジカルボン酸（例えば、シクロヘ キサンジカルボン酸）との共重合体類；ポリアルキレンテレフタレートの共重合 体（例えばテレフタール酸又はそのエステル類と、（ａ）ナフタレンジカルボン 酸又はそのエステル類、（ｂ）イソフタール類又はそのエステル類、（ｃ）フタ ール酸又はそのエステル類、（ｄ）アルカングリコール類、（ｅ）シクロアルカ ングリコール類（例えばシクロヘキサンジメタノールジオール）、（ｆ）アルカ ンジカルボン酸類、および／又は、（ｇ）シクロアルカンジカルボン酸（例えば 、シクロヘキサンジカルボン酸）との共重合体；並びにスチレン共重合体（例え ばスチレン−ブタジエン共重合体類、およびスチレン−アクリロニトリル共重合 体類）、４，４′−ビ安息香酸およびエ チレングリコール、などがある。さらに、各個々の層は、上記ポリマー又は共重 合体の２種以上のブレンド（例えばSPS とアタクチックポリスチレンとのブレン ド）を包含してもよい。 偏光装置のケースにおける層の特に好ましい組み合わせは、PEN/CO-PEN、ポリ エチレンテレフタレート(PET)／CO-PEN，PEN/SPS，PET/SPS，PEN/Eastair およ びPET/Eastair などを包含し、上記中CO-PENは、ナフタレンジカルボン酸（上述 のようなもの）と、Eastair を主成分とする共重合体又はブレンドを意味し、Ea stair はEastman Chemical Co.より商業的に入手可能なポリシクロヘキサンジメ チレンテレフタレートである。 反射鏡の場合、層の特に好ましい組み合わせは、PET/Ecdel，PEN/Ecdel，PEN/ SPS，PEN/THV，PEN/CO-PET、およびPET/SPSなどを包含し、上記中、Co-PETは、 テレフタル酸（上述のようなもの）を基本とする共重合体又はブレンドであり、 Ecdel は、Eastman Chemical Co.より商業的に入手可能な熱可塑性ポリエステル であり、THVは、３Ｍ社より商業的に入手可能なフルオロポリマーである。 装置中の層の数は、経路的理由により最少数の層を用いて、所望の光学特性を 得るように選択される。偏光装置および反射鏡の両者において、層の数は 10000 未満であり、より好ましくは5000未満であり、さらに好ましくは、2000未満であ る。 上記において検討したように、種々の屈折率（および多層装置の光学的特性） の間の所望の関係を得る可能性は、この多層装置の作製に用いられた工程条件に より影響を受ける。延伸により配向させ得る有機ポリマーの場合、この装置は一 般にそれぞれのポリマーを一緒に押出して、多層フイルムを形成し、次にこのフ イルムを選択された温度において延伸して配向し、必要により次に選択された温 度において、ヒートセットすることにより作製される。別の方法と しては、押出し工程および配向工程を同時に行ってもよい。偏光装置の場合、上 記フイルムを実質的に一方向に延伸（単一配向）するが、反射鏡の場合には、前 記フイルムを実質上２方向に延伸（２軸配向）する。 フイルムは、延伸方向に対し横方向の自然収縮（延伸率の平方根に等しい）か ら、延伸方向に対し横方向に寸法緩和して寸法固定（すなわち延伸方向に対し横 方向の寸法に変化なし）されてもよい。フイルムは、テンターを使用し、その幅 において、機械方向に延伸され、長さ方向に一層配向されてもよく、又は対角線 に延伸されてもよい。 予備延伸温度、延伸温度、延伸速度、延伸倍率、ヒートセット温度、ヒートセ ット時間、ヒートセット緩和、および延伸方向に対し横方向の緩和は、所望の屈 折率関係を有する多層装置が得られるように選択される。これらの変数は、相互 に依存し、従って、例えば比較的低い延伸速度を、例えば比較的低い延伸温度と 組み合わせることにより、利用し得るようになる。当業者にとって、所望の多層 装置が得られるように、上記の変数の適宜の組み合わせをいかに選択するかは明 らかなことである。しかし、一般に、偏光子の場合には１：２〜10の延伸倍率が 好ましく、よく好ましくは１：３〜７である。反射鏡の場合には、第１の軸に沿 う延伸比は１：２〜10であることが好ましく、１：２〜８であることがより好ま しく、また、第２の軸に沿う延伸比は１：−0.5〜10であることが好ましく、１ ：１〜７であることがより好ましく、１：３〜６であることがさらに好ましい。 好適な多層装置は、スピンコーティング（例えばBoese et a1.，J．Polym，Sc i．：Part B，30：1321（1992）に記載されているもの）および真空蒸着のよう な技法を用いて作製されてもよい。後者 の技法は、結晶質ポリマー性有機材料および無機材料の場合に特に有用である。 本発明を下記実施例により説明する。これらの実施例において、光学的吸収は 無視できるので、反射率は１−透過率（Ｒ＝１−Ｔ）である。反射鏡の実施例 PET：Ecdel，601 601層を含む共押出しフイルムを、共押出し方法により連続フラット−フイル ム製造ライン上で作製した。0.6dl／ｇの固有粘度（60重量％のフェノールと40 重量％のジクロロベンゼンとの混合溶媒使用）を有するポリエチレンテレフタレ ート(PET)を押出機から75ポンド／時の速度で押出し、Ecdel 9966（Eastman Che micalより市販の熱可塑性エラストマー）を、他の押出機から、65ポンド／時の 速度で押出した。PET は、スキン層上にあった。フィードブロック法（米国特許 第 3,801,429号に記載されている方法など）を、151層を形成するために使用し それを、601 層の押出し体を製造する２個の多層化装置を通した。米国特許第 3 ,565,985号は、共押出多層化試験装置を開示している。このウエブを長さ方向に 約3.6 の延伸倍率で、約 210°Ｆのウエブ温度で延伸配向した。次に、このフイ ルムを 235°Ｆの温度に約50秒間予備加熱し、横（幅）方向に、約4.0 の延伸倍 率で、１秒当り約６％の速度で延伸した。次に、このフイルムを、ヒートセット オーブンセット中において 400°Ｆの温度で、その最大幅の約５％を収縮緩和さ せた。仕上がりフイルムの厚さは2.5milであった。 上記のように製造した成形ウエブは、その空気側表面組織において粗であり、 図18に示されているような透過率を有していた。ｐ−偏光された光に対する入射 角60度における透過率（％）（曲線ｂ） は、入射角が直角のとき（曲線ａ）の値にほぼ等しい（波長のシフトあり）。 比較のために、Mearl Corporation 製造のフイルム（図19参照）は、等方性材 料であると推測されるが、これは、入射角60度におけるｐ−偏光された光に対す る反射率にかなりの損失があることを示している（曲線ｂ、入射角が直角のとき の曲線ａに対比）。 PET：Ecdel，151 151層を含む共押出しフイルムを、共押出し方法により連続フラット−フイル ム製造ライン上で作製した。0.6dl／ｇの固有粘度（60重量％のフェノールと40 重量％のジクロロベンゼンとの混合溶媒使用）を有するポリエチレンテレフタレ ート(PET)を押出機から75ポンド／時の速度で押出し、Ecdel 9966（Eastman Che micalより市販の熱可塑性エラストマー）を、他の押出機から、65ポンド／時の 速度で押出した。PETは、スキン層上にあった。フィードブロック法（米国特許 第 3,801,429号に記載されている方法など）を、151層を形成するために使用し た。このウエブを長さ方向に約3.5 の延伸倍率で、約210°Ｆのウエブ温度で延 伸配向した。次に、このフイルムを 215°Ｆの温度に約12秒間予備加熱し、横（ 幅）方向に、約4.0 の延伸倍率で、１秒当り約25％の速度で延伸した。次に、こ のフイルムを、ヒートセットオーブンセット中において400°Ｆの温度で、約６ 秒間その最大幅の約５％を収縮緩和させた。仕上がりフイルムの厚さは約0.6mil であった。 このフイルムの透過率を図20に示す。ｐ−偏光された光に対する入射角60度に おける透過率（％）（曲線ｂ）は、入射角が直角のとき（曲線ａ）の値に近似（ 波長のシフトあり）していた。同じ押出条件下において、約0.8milの厚さを有す る赤外線反射性フイルムを製造するために、ウエブの速度を下げた。その透過率 を図21に示す （曲線ａ：入射角直角曲線ｂ：入射角60度）。 PEN：Ecdel，225 225 層を含む共押出しフイルムを、先ず押出しにより成形ウエブを作製し、次 にこのフイルムを実験用フイルム延伸装置により延伸配向することにより製造し た。0.5dl／ｇの固有粘度（60重量％のフェノールと40重量％のジクロロベンゼ ンとの混合溶媒使用）を有するポリエチレンテレフタレート(PET)を押出機によ り、18ポンド／時の速度で押出し、Ecdel 9966（Eastman Chemicalより市販の熱 可塑性エラストマー）を、他の押出機により、17ポンド／時の速度で押出した。 PET は、スキン層上にあった。フィードブロック法を、57層を形成するために用 いられ、それを225 層の押出し体を製造する２個の多層化装置に通した。この成 形ウエブの厚さは12mil であり、幅は12インチであった。このウエブを次に、実 験用延伸装置を用いて二軸延伸した。この延伸装置において、フイルムの四辺を 把持し、フイルムを両方向に、均一な速度で同時に延伸するためのパンタグラフ が用いられた。7.46cm平方のウエブを約 100℃において延伸機にかけ、130℃ま で60秒間加熱した。次に、100％／秒（原寸法基準）の速度で延伸を開始し、サ ンプルが 約3.5×3.5 倍に延伸されるまで延伸した。延伸後直ちに、このサンプ ルに室温の空気を吹きつけてこれを冷却した。 図22は、この多層フイルムの光学的性質を示す（曲線ａ：入射角直角、曲線ｂ ：入射角60度）。入射角60度におけるｐ−偏光された光に対する透過率（％）は 、直角入射のときのそれに近似（若干の波長にシフトあり）しているという点が 注目される。 PEN：THV 500，449 449 層を含む共押出しされたフイルムを、先ず押出しにより成形ウエブを作製 し、次にこのフイルムを実験用フイルム延伸装置によ り延伸することにより製造した。0.53dl／ｇの固有粘度（60重量％のフェノール と40重量％のジクロロベンゼンとの混合溶媒使用）を有するポリエチレンテレフ タレート(PEN)を押出機により、56ポンド／時の速度で押出し、また、THV 500（ Minnesota Mining and Mannfacturing Company から市販のフルオロポリマー） を、他の押出機により、11ポンド／時の速度で押出した。PETは、スキン層上に あり、PEN の50％が２つのスキン層中に存在していた。フィードブロック法を57 層の形成に使用し、これを449 層の押出し体を製造する３つの多層化装置に通し た。この成形ウエブは、20mil の厚さを有し、12インチの幅を有していた。次に 、このウエブを実験用延伸装置を用いて二軸延伸した。この延伸装置には、フイ ルムの四辺を把持し、フイルムを両方向に、均一な速度で同時に延伸するための パンタグラフが用いられた。7.46cm平方のウエブを100℃において延伸機にかけ 、140℃まで60秒間加熱した。10％／秒（原寸法基準）の速度で延伸を開始し、 サンプルが3.5×3.5 倍になるまで延伸した。延伸の直後に、室温の空気を吹き つけることによりサンプルを冷却した。 図23は、この多層フイルムの透過性を示すものである。前述のように曲線ａは 、入射角が直角のときの性質を示し、曲線ｂは、入射角が60度のときの性質を示 す。偏光装置の実施例 PEN：CoPEN，449−淡色 449 層を含む共押出しフイルムを、先ず、成形ウエブを押出し、次に、このフ イルムを実験用フイルム延伸装置により延伸することにより製造した。0.56dl／ ｇの固有粘度（60重量％のフェノール／40重量％のジクロロベンゼン）を有する ポリエチレンナフタレートを押出機により、43ポンド／時の速度で押出し、そし て、0.52dl／ ｇの固有粘度（60重量％フェノール／40重量％ジクロロベンゼン）を有する CoP EN(70モル％の２，６−NDC と30モル％のDMT)を、他の押出機により、25ポンド ／時の速度で押出した。PEN がスキン層上にあり、このPEN の40％が２つのスキ ン層内に存在していた。57層を形成するためにフィードブロック法を用い、それ を449 層の押出し体を製造する３つの多層化装置に通した。この成形ウエブは10 mil の厚さと12インチの幅を有していた。次に、このウエブを、実験用延伸装置 を用いて二軸延伸した。この延伸装置には、フイルムの四辺を把持し、一方向に 一定速度で延伸し、他方向には延伸しないパンタグラフが用いられた。7.46cm平 方のウエブを約 100℃において延伸機にかけ、140℃まで60秒間加熱した。この サンプルの延伸を10％／秒（原寸法基準）で開始し、サンプルが 5.5×１倍にな るまで延伸した。延伸の後直ちに、サンプルを室温の空気を吹きつけることによ り冷却した。 図24は、この多層フイルムの透過性を示す。曲線ａはｐ−偏光された光の入射 角が直角のときの透過率を示し、曲線ｂは、ｐ−偏光された光の入射角60度のと きの透過率を示し、また、曲線ｃは、ｓ−偏光された光の、入射角が直角のとき の透過率を示す。ｐ−偏光された光の透過率は、入射角が直角のときも、60度の ときもともに非常に高い（85〜100％）点が注目される。このとき、ｐ−偏光さ れた光の透過率は、人射角が60度のときにより高く、これは空気とPEN の界面が 60度に近いブルースター角度を有し、そのため入射角60度のときの透過率が、ほ ぼ 100％になるからである。また、可視範囲(400〜700nm)内のｓ−偏光された光 の吸光が曲線ｃに示されているように高いという点が注目される。 PEN：CoPEN，601−濃色 601 層を含む共押出しフイルムを、押出しによりウエブを作成し 、その２日後に、このフイルムを、他のすべての実施例に記載されたものとは異 なるテンターにより延伸して作製した。0.5dl／ｇの固有粘度（60重量％のフェ ノール／40重量％ジクロロベンゼン）を有するポリエチレンナフタレート(PEN) を、押出機により、75ポンド／時の速度で押出し、0.55dl／ｇの固有粘度（60重 量％のフェノール／40重量％のジクロロベンゼン）を有するCoPEN(70モル％の２ ，６−NDC および30モル％のDMT)を他の押出機により、65ポンド／時で押出した 。PEN はスキン層上にあった。フィードブロック法を151 層を形成するために用 い、これを601 層の押出し体を製造する２つの多層化装置に通した。米国特許第 3,565,985号は同様の共押出し多層化装置を開示している。すべての延伸はテン ターによりなされた。このフイルムを、約 280°Ｆに約20秒間予備加熱し、横方 法に、約 4.4の延伸倍率で、約６％／秒の速度で延伸した。次に、このフイルム をヒートセットオーブンセット内で、460°Ｆにおいて最大幅の約２％だけ収縮 緩和した。 この仕上りフイルムの厚さは1.8milであった。 このフイルムの透過率を図25に示す。曲線ａ入射角が直角のときのｐ−偏光さ れた光の透過率を示し、曲線ｂは、入射角が60度のときのｐ−偏光された光の透 過率を示し、また、曲線ｃは、入射角が直角のときのｓ−偏光された光の透過率 を示す。ｐ−偏光された光の透過率が、入射角が直角および60度の両方において 、不均一な点が注目される。また、曲線ｃに示されているように、可視域(400〜 700nm)におけるｓ−偏光された光の吸光が、不均一である点が注目される。 PET：CoPEN，449 449 層を含む共押出しフイルムを、先ず押出しにより成形ウエブを形成し、次 にこのフイルムを実験用フイルム延伸装置により延伸 することにより作製した。0.60dl／ｇの固有粘度（40重量％のフェノール／40重 量％のジクロロベンゼン）を有するポリエチレンナフタレート(PET)を、押出機 により、26ポンド／時の速度で押出し、また、0.53dl／ｇの固有粘度（60重量％ のフェノール／40重量％のジクロロベンゼン）を有するCoPEN(70モル％の２，６ −NDC および30モル％のDMT)を他の押出機により、24ポンド／時の速度で押出し た。PET はスキン層上にあった。フィードブロック法を57層を形成するために用 い、これを449 層の押出し体を製造する３つの多層化装置を通した。米国特許第 3,565,985号は同様の共押出し多層化装置を記述している。この成形ウエブは7. 5milの厚さと12インチの幅を有していた。次に、このウエブを、実験用延伸装置 を用いて二軸延伸した。この延伸装置には、フイルムの四辺を把持し、一定速度 で一方向に延伸し、他方向には延伸しないパンタグラフが用いられた。7.46cm平 方のウエブを約 100℃において延伸機にかけ、120℃まで60秒間加熱した。次に 、このサンプルを、10％／秒（原寸法基準）の速度で延伸を開始し、サンプルが 約 5.0×１倍になるまで延伸した。延伸後直ちにサンプルを、室温の空気を吹き あてることにより冷却した。仕上りフイルムの厚さは、約1.4milであった。この フイルムは、剥離なしに延伸工程を継続するのに十分な接着強度を有していた。 図26は、この多層フイルムの透過率を示している。曲線ａは、入射角が直角の ときのｐ−偏光された光の透過率を示し、曲線ｂは入射角が60度のときのｐ−偏 光された光の透過率を示し、曲線ｂは、入射角が直角のときのｓ−偏光された光 の透過率を示す。直角および60度で入射したときの両方において、ｐ−偏光され た光の透過率がきわめて高い（80〜100％）点が注目される。 PEN：CoPEN，601 601 層を含む共押出しフイルムを、共押出し法により、連続フラットフイルム 製造ラインにおいて作製した。0.54dl／ｇの固有粘度（60重量％のフェノール＋ 40重量％のジクロロベンゼン）を有するポリエチレンナフタレート(PEN)を、押 出機により、75ポンド／時の速度で押出し、また、他の押出機によりCoPEN を65 ポンド／時の速度で押出した。このCoPEN は、70モル％の２，６−ナフタレンジ カルボン酸メチルエステル、15モル％のジメチルイソフタレート、および15モル ％のジメチルテレフタレートと、エチレングリコールとの共重合体であった。フ ィードブロック法を151 層を形成するために用いた。このフィードブロックは、 層が傾斜した分布になるように、光学層の厚さの比が、PEN に対しては1.22に、 CoPEN に対しては1.22になるようにデザインされた。 PEN スキン層は、光学積層体の外側上に共押出しされた層の８％の合計厚さを もって共押出しされた。この光学積層体は、２つの連続多層化装置により多層化 された。二つの多層化装置の名目多層化比は、それぞれ1.2 および1.22であった 。次に、このフイルムを 310°Ｆまで40秒間予備加熱し、横方向に約5.0 の延伸 倍率で６％／秒の速度で延伸した。仕上りフイルムの厚さは約２milであった。 図27は、この多層フイルムの透過率を示す。曲線ａは、直角に入射されたｐ− 偏光された光の透過率を示し、曲線ｂは60℃で入射されたｐ−偏光された光の透 過率を示し、また曲線ｃは、直角に入射されたｓ−偏光された光の透過率を示す 。直角および60℃の入射角のｐ−偏光された光の透過率が両方ともきわめて高い こと（80〜100％）が注目される。また、曲線ｃにより示されているように、可 視域(400〜700nm)におけるｓ−偏光された光の吸収がきわめて高いことが注目さ れる。この吸光率は、500〜650nm 域において 100％に近いものである。 57層のフィードブロックを用いるこれらの実施例において、全層は、一定の光 学的厚さ（550nmの１／４）のみを有するようにデザインされたが、この押出し 装置は、かなり広いバンドの光学特性を有する積層体の全体にわたり、層の厚さ に偏差を生じた。151 層フィードブロックを用いてなされた実施例において、こ のフィードブロックは、スペクトルの可視部をカバーするための層厚さ分布が得 られるようにデザインされた。そこで、非対称型多層化装置が用いられ、米国特 許第 5,094,788号および第 5,094,793号に記載されているように、スペクトルの 可視部の大部分をカバーするように、層厚さ分布が拡大された。 本発明の光学的偏光装置は、好ましい態様を参照して説明されたが、当業者は 他の態様も利用できること、および本発明の要旨および範囲から逸脱することな く、形状および細部について変更がなされることを容易に認識するであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１２月１１日 【補正内容】 明細書差し換えられた原文明細書第２頁 図18〜23は、反射鏡の実施例に示された多層反射鏡の光学的性能を示す。 図24〜28は、偏光装置の実施例に示された多層偏光装置の光学的性能を示す。詳細な説明 図１は、２種の一次的成分を有する光学偏光装置10を示す。これらの成分は、 二色性偏光子11と反射性偏光子12である。これら２種の偏光子は、最大透過率を 示すように配置されている。この２種の偏光子の組み合わせは、この光学偏光装 置の反射性偏光子サイドからの第１偏光の光に対して高い透過性を示し、第１偏 光に対し直角をなす第２偏光の光に対して高い反射性を示し、また、前記二色性 偏光子サイドからの第１偏光の光に対し高い透過性を示し、かつ第１偏光に対し て直角をなす第２偏光の光に対して高い吸収性を示す。 使用する際、この組み合わされた偏光子は、対向する外側表面の１方又は両方 において照明される。光線13は、反射性偏光子12により選択的に反射され、光線 14を形成する偏光である。光線13の反射性偏光子12により伝播された光は、光線 15を形成し、これは二色性偏光子11により、減衰せしめられる。光線13に対して 直角に偏光された光線16は、反射性偏光子12により選択的に伝播され、かつそれ は、二色性偏光子11によりわずかに減衰せしめられる。光線17は、二色性偏光子 11により選択的に吸収される偏光であり、かつそれは 光線13と同一偏光からなることが好ましい。光線17の二色性偏光子により伝播さ れた光部分は、反射性偏光子12よる反射によりさらに減衰して光線18を形成し、 これは二色性偏光子17によりさらに吸収される、光線19は光線17に対し直角に偏 光されたものであり、これは光線16と同一の偏光であり、二色性偏光子11および 反射性偏光子12の両方のそれぞれにより選択的に伝播される。 二色性偏光子11は、一般に反射性偏光子12に近く配置される。好ましくは、こ れらの偏光子は互に結合され、図２に示されているように、偏光子の間の空気間 隙が除去される。差し換えられた原文明細書第４頁 これらのタイプの偏光子は、また、シートの局部域からの光の漏れ、使用波長 域にわたる高吸収偏光の不完全反射性などのような若干の欠点を有する傾向があ る。このような光の漏れおよび不完全反射は、しばしば真珠光と称される。 発明の開示 反射性偏光子と、二色性偏光子とが組み合わされて、改良された光学偏光装置 を構成する。この二色性偏光子および反射性偏光子は、一般に、互に近接して配 置されているものであり、かつ、好ましくは、これら偏光子の間の空気間隙を除 くように、一体に結着されている。これら２つの偏光子の組み合わせは、この光 学偏光装置の反射性偏光子サイドからの第１偏光された光の透光率を高くし、ま た第１偏光に対して直角をなす第２偏光された光の反射率を高くするものであり 、かつ、二色性偏光子サイドからの第１偏光された光の透過率を高くし、また、 第１偏光に対して直角をなす第２偏光された光の吸収率を高くするものである。 二色性偏光子サイドからの透過光においてみられ、かつ反射において認められる ような真珠光もまた、反射性偏光子のみのときにくらべて減少する。この真珠光 の減少は、光学的表示の美粧的外観、光学偏光装置の吸光比および表示の光学的 均一性を改良するために有用である。 本光学偏光装置の増大した吸光比および低反射率は、所定の吸光比を要求する 用途において、低吸光比二色性偏光子を使用することを可能にする。二色性偏光 子に要求される吸光比を低くすることにより、透過光線の二色性偏光子における 吸収損失を減少させることができる。従って、本光学偏光装置は、本光学偏光装 置のいずれの サイドから入って光線に対しても、改良された透過吸光比と、二色性偏光子によ り部分的に透過され、反射性偏光子により反射される光線に対する低い反射強度 、および二色性偏光子のみの場合にくらべて、低い吸収損失を有する。 請求の範囲 １．第１偏光を有する光（16，19）を透過し、第１偏光に対して直角をなす偏 光を有する光（13，17）を反射する反射性偏光子シート（12）；および 前記反射性偏光子シート（12）により透過された光（16，19）を透過するよう に位置し、かつ第１偏光に直角をなす偏光を有する光（15，17，18）を吸収する ように配置されている二色性偏光子、を含む光学偏光装置。 ２．前記反射性偏光子（12）が第１透光軸を有し、また前記二色性偏光子（11 ）が第２透光軸を有し、さらに前記第１透光軸が前記第２透光軸と平行である、 請求の範囲第１項に記載の光学偏光装置。 ３．前記二色性偏光子（11）が前記反射性偏光子（12）の少なくとも一方のサ イドにおいて反射防止をなすように位置している、請求の範囲第１項に記載の光 学偏光装置。 ４．前記反射性偏光子（12）が少なくとも２種の材料の多層積層体を含み、そ の少なくとも１層が複屈折性である、請求の範囲第１項に記載の光学偏光装置。 ５．前記二色性偏光子（11）が前記多層積層体中の層の少なくとも一つに合体 している、請求の範囲第４項に記載の光学偏光装置。 ６．前記材料の少なくとも１つがポリマーからなる、請求の範囲第４項に記載 の光学偏光装置。 ７．前記複屈折性ポリマー材料がポリ（エチレンナフタレート）である、請求 の範囲第６項に記載の光学偏光装置。 ８．前記多層積層体が、交互に積層された２種のポリマー材料層を含む、請求 の範囲第５項に記載の光学偏光装置。 ９．前記２種のポリマー材料が第１偏光の光（16，19）に対して屈折率差を有 しておらず、また、それが前記第１偏光に直角をなす偏光を有する光（13，17） に対して屈折率差を有する、請求の範囲第８項に記載の光学偏光装置。 10．前記多層積層体が、交互に積層されたポリ（エチレンナフタレート）およ びナフタレンジカルボン酸ポリエステルの共重合体の層を含む、請求の範囲第９ 項に記載の光学偏光装置。 11．前記二色性偏光子（11）が、前記反射性偏光子（12）に結着されている、 請求の範囲第１項に記載の光学偏光装置。 12．請求の範囲第１〜11項のいずれか１項に記載の光学偏光装置（10）と、こ の光学偏光装置（10）の表面に対向している少なくとも１方の外側を照明するよ うに配置された光源とを含む表示装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェバー，マイケル エフ. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427, セント ポール，ポスト オフィス ボッ クス 33427（番地なし) (72)発明者 ジョンザ，ジェームス エム. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427, セント ポール，ポスト オフィス ボッ クス 33427（番地なし) (72)発明者 ストバー，カール エー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427, セント ポール，ポスト オフィス ボッ クス 33427（番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１偏光を有する光を透過し、第１偏光を有していない光を反射する反射 性偏光子、および前記反射性偏光子と同一光学通路に位置している二色性偏光子 、 を有する光学偏光装置。 ２．前記反射性偏光子が、第１透光軸を有し、前記二色性偏光子が、第２透光 軸を有し、さらに、前記第１透光軸が前記２透光軸と平行である、請求の範囲第 １項に記載の光学偏光装置。 ３．前記二色性偏光子が前記反射性偏光子の少なくとも１面側上において非反 射性を示すように位置している、請求の範囲第１項に記載の光学偏光装置。 ４．前記反射性偏光子が少なくとも２種の材料の多層積層体を含み、かつ、そ の少なくとも１つが、複屈折性である、請求の範囲第１項に記載の光学偏光装置 。 ５．前記二色性偏光子が、前記多層積層体においてこれらの層の少なくとも１ 層中に、合体されている、請求の範囲第４項に記載の光学偏光装置。 ６．前記材料の少なくとも一つが、ポリマー性のものである、請求の範囲第６ 項に記載の光学偏光装置。 ７．前記複屈折性ポリマー材料が、PNE である、請求の範囲第６項に記載の光 学偏光装置。 ８．前記多層積層体が、２種のポリマー材料の交互配置層を含む、請求の範囲 第５項に記載の光学偏光装置。 ９．前記２種のポリマー材料が、第１偏光による光に対し、反射屈折率差を示 さず、かつ、第１偏光を有していない光に対して、反射屈折率差を示す、請求の 範囲第８項に記載の光学偏光装置。 10．前記多層積層体が、PEN およびCoPEN の交互配置層をさらに含む、請求の 範囲第９項に記載の光学偏光装置。 11．前記二色性偏光子が、前記反射性偏光子に結着されている、請求の範囲第 １項に記載の光学偏光装置。 12．第１偏光の光を、第１透過軸に沿って透過させ、かつ他の偏光の光を反射 する反射性偏光子と、および 前記第１透過軸とほぼ平行な第２偏光軸を有する二色性偏光子とを有する光学 偏光装置。 13．前記二色性偏光子が、前記反射性偏光子の少なくとも１面上に、反射性を 示さない位置にある、請求の範囲第12項に記載の光学偏光装置。 14．前記反射性偏光子が、少なくとも一つの複屈折性材料を含む多層積層体を 含む、請求の範囲第13項に記載の光学偏光装置。 15．前記二色性偏光子が、前記多層積層体中の少なくとも１層に合体されてい る、請求の範囲第14項に記載の光学偏光装置。 16．反射性−二色性偏光子を含み、この反射性−二色性偏光装置は、 第１偏光の光を透過し、かつ、第２偏光の光を反射する反射性偏光子、および 前記反射性偏光子の光学的通路中にある二色性偏光子 を含み、 前記反射性−二色性偏光装置が少なくとも１個の外側対向面から照明される表 示装置。 17．前記二色性偏光子が、前記表示装置の観察サイドからの反射を防止するよ うに配置されている、請求の範囲第16項に記載の表示装置。 18．前記反射性偏光子が、第１透光軸を有し、前記二色性偏光子 が第２透過軸を有し、かつさらに、前記第１透過軸が、前記第２透過軸に平行に 配置されている請求の範囲第16項に記載の表示装置。