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JPH04268505A - 複屈折干渉偏光子 - Google Patents

複屈折干渉偏光子

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JPH04268505A
JPH04268505A JP91295889A JP29588991A JPH04268505A JP H04268505 A JPH04268505 A JP H04268505A JP 91295889 A JP91295889 A JP 91295889A JP 29588991 A JP29588991 A JP 29588991A JP H04268505 A JPH04268505 A JP H04268505A
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polarizer
plane
birefringent interference
interference polarizer
refractive index
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ウォルター・ジェイ・シュレンク
A Wheatley John
ジョン・エイ・ウィートレイ
S Chang Victor
ビクター・エス・チャン
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Dow Chemical Co
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は多層複屈折干渉偏光子、より詳細
には強め合う光学干渉によって光の中の選択された波長
を偏光させるように設計することができる多層同時押出
高分子装置に関する。
【0002】複屈折偏光子は概して技術的に公知であり
、従来、光の中の選択された波長を偏光させ、フィルタ
ーするのに用いられている。たとえば、複屈折偏光子を
、入射光中の特定の偏光させた狭い波長範囲を拒否(反
射)させるが、入射光の残りは透過させ、他の光源から
のグレアを減少させ、かつビームスプリッターとして作
用させるのに使用することができる。
【0003】多くの天然の結晶質化合物が複屈折偏光子
としての役割を果している。たとえば、方解石(炭酸カ
ルシウム)の結晶は周知の複屈折性を有している。しか
し、単結晶は高価な材料であって、特定用途に必要な所
望の形状・構造に容易に成形することができない。たと
えばMakasの米国特許第3,438,691号とい
った技術的に他のものが、等方性マトリックスポリマー
に包含されるポリエチレンテレフタレートのような板状
またはシート状の複屈折性ポリマーから複屈折偏光子を
作り上げている。
【0004】多くの場合、Rogersらの米国特許第
4,525,413号が教示するように、ポリマーを分
子レベルで整列させるために、一軸延伸によってポリマ
ーを配向させることができる。Rogersらによって
高複屈折性ポリマーと等方性ポリマーとの屈折率不整合
の大きな交互層を含む多層光学装置が提案されている。 しかし、Rogersらの装置には高複屈折性ポリマー
類の分子構造および電子密度分布との間に或る数学的関
係を有する特定の高複屈折性ポリマーの使用が必要とさ
れる。
【0005】従って、技術的に、既存の技術および容易
に入手可能な物質を用いて容易に作ることができる複屈
折干渉偏光子に対する要望は残っている。さらに、技術
的に、光をほとんど吸収しない複屈折干渉偏光子に対す
る要望は依然として存在する。さらに、技術的に、必要
に応じて特定の波長の光を偏光させるように加工が可能
な複屈折偏光子に対する要望もある。
【0006】本発明は、確立されている同時押出技術を
用いて、容易に入手可能な物質から加工することができ
る多層レートまたはフィルム状の複屈折干渉偏光子を提
供することによって該要望を満足させる。本発明の偏光
子は光吸収のレベルがゼロに近く、かつ特定波長の光は
偏光させ、反射させるが、他の波長の光は透過させるよ
うに作ることができる。該偏光子は、また前記波長の透
過光を偏光させるが、透過光の残りを偏光させずに残す
【0007】本明細書で使用する偏光子、偏光(pol
arized  light)、および偏波(pola
rization)という意味は、光線の横振動が別の
平面では別の形をとる光の状態を指す。本明細書で用い
る偏光は直交平面内の光の不等反射を含み、かつ光のだ
円偏光および円偏光のみならず平面偏光をも包含する。 「光」という語は可視スペクトルの光だけでなく紫外線
および赤外線をも意味する。本明細書で、高分子物質の
配向面を論じる場合には、物質の偏光効果を規定するx
方向および/またはy方向の一軸または二軸延伸による
高分子物質の配向方向を指すつもりである。他の関係で
は、光が高分子物質の層に入るかまたは該層と衝突する
面という意味は、特に断らなければ、層(すなわちz方
向)の主面に垂直な面のことである。
【0008】本発明の1つの態様によれば、第1平面に
垂直な第2平面内の第1および第2高分子物質間の屈折
率不整合とは異なる第1平面内の第1および第2高分子
物質間の屈折率不整合を生ずるように、十分に相違する
それぞれゼロでない応力光学係数を有する少なくとも第
1および第2高分子物質の多重交互配向層を含む複屈折
干渉偏光子が提供される。
【0009】本発明の複屈折偏光子は、また、異なった
高分子物質の3つ以上の交互層を含むことができる。た
とえば、繰返し単位ABCBAの3層パターンは、B単
位がAおよびC繰返し単位のコポリマーまたはAおよび
C繰返し単位と混和可能な配合物である場合に使用する
ことができる。ある場合には、B層は、本発明の光偏光
特性に寄与するだけでなく、またA層とC層を結合させ
る接着層としての役割を果すこともできる。
【0010】また、第3ポリマー層はABABAB繰返
し本体の一方または両方の主外面の表層すなわち表皮層
として、または内部層として存在することができる。表
皮層は犠牲的なものであることができるか、または耐久
的で耐スクラッチ性または耐候性保護層として働くこと
ができる。さらに、該表皮層は同時押出の後で偏光子に
適用することができる。たとえば、表皮層は、偏光子の
表面を一様にして光学的性質を改善し、耐スクラッチ性
、耐薬品性および/または耐候性を付与するように働く
と思われる吹付コーティングとして適用することができ
る。表皮層は、また、多層偏光子に積層させることもで
きる。容易に同時押出が可能でないポリマーの場合には
積層法が望ましい。
【0011】本発明の1つの態様において、第1および
第2高分子物質は未配向時には実質的に等しい屈折率を
有している。該物質を延伸させると配向面に屈折率不整
合が生じる。別の態様においては、第1および第2高分
子物質は未配向時に屈折率が異なっている。延伸によっ
て該ポリマーを配向させると、1つの平面内のそれぞれ
の屈折率間の不整合が減少し、一方他の平面内の不整合
は持続されるかまたは増大する。偏光子は一軸または二
軸に配向させることができる。
【0012】本発明の好ましい形態においては、第1高
分子物質は正の応力光学係数を有し、一方、第2高分子
物質は負の応力光学係数を有している。第1平面内の屈
折率不整合は好ましくは少なくとも0.3で、もっとも
好ましくは0.05以上である。
【0013】各高分子層の光学的厚さは0.09マイク
ロメートルないし0.70マイクロメートルが好ましい
。光学的厚さ(nd)は層の物理的厚さ(d)とその屈
折率(n)との積と定義される。本発明の好ましい形態
においては、フィルムの厚さによって層は単調に厚さを
増し、光の広範囲の波長を反射させ、偏光させる層の厚
さ勾配を生じさせる。
【0014】2つの高分子物質は、該物質を配向させる
と、必要な屈折率不整合を与えるゼロでない応力光学係
数を有する任意の数の種々のポリマーであることができ
る。ゼロでない応力光学係数とは、ポリマーが配向する
と、ポリマーの屈折率が正かまたは負のいずれかの方向
に変化することを意味する。応力光学係数がゼロの等方
性物質は複屈折性を欠いている。
【0015】たとえば、第1高分子物質は、ビスフェノ
ールA系ポリカーボネートのようなポリカーボネートま
たはポリエチレンテレフタレートであることができ、両
者のいずれも正の応力光学係数を有している。第2高分
子物質は負の応力光学係数を有するポリスチレンである
ことができる。概して非品質のアタクチックポリスチレ
ン類かまたはより結晶質のシンジオタクチックポリスチ
レン類が適当である。第2高分子物質として適当な他の
ポリマーには、スチレンおよびアクリロニトリルのコポ
リマー、スチレンおよびメチルメタクリレートのコポリ
マー、ならびにポリエチレンナフタレートがあり、いず
れも負の応力光学係数を有している。
【0016】本発明の偏光子は表面に入射する光の一部
を反射させ、偏光させるが残りの入射光は透過させる。 加工により、波長の狭い範囲のみを透過させ、一方広い
範囲の波長を反射させるか、またはその逆のように設計
することができる。本発明の偏波器は、また装置の一平
面に入射する実質的にすべての光を反射させ、偏光させ
一方前記平面に垂直な平面に入射する実質的にすべての
光を透過させるように設計することもできる。
【0017】本発明のある態様においては、複屈折偏光
子の個々の層の1つ以上に染料または顔料のような着色
剤を包含させることが好ましいであろう。これは、本体
の一方または両方の外層すなわち表皮層に行うことがで
きるか、もしくは、着色剤を偏光子中の1つ以上の内層
に包含させることができる。顔料または染料の使用は、
偏光子による光の中のある波長の選択吸収を可能にする
。無顔料または無染料の多層フィルムは入射光中の特定
偏光波長を反射させ、入射光の残りを透過させるけれど
も、顔料および染料は反射偏光のバンド幅および透過光
の波長範囲をさらに制御するのに用いることができる。 たとえば、複屈折偏光子の裏側に黒色層を同時押出する
ことによってすべての透過光を吸収させることができる
。さらに、選択された波長を吸収させることによって、
反射偏光および透過光の波長バンドを狭くするのに染料
を使用することができる。
【0018】選んだポリマーは屈折率不整合、それぞれ
の応力光学係数、およびガラス転移温度を調べる。層の
数、配向度、層の厚さ、および顔料または染料の使用は
すべて特定最終用途に所望の特性を有する偏光子とする
ように調整(制御)することができる。このことはデザ
インのみならず偏光特性においても限定される従来技術
の装置と対比される。
【0019】本発明の別の態様においては、同調可能な
複屈折干渉偏光子が提供され、かつ該偏光子は第1平面
に垂直な第2平面内の第1および第2弾性材料間の屈折
率不整合とは異なる第1平面内の第1および第2弾性材
料間の屈折率不整合を生じさせるために、十分に相違す
るそれぞれのゼロでない応力光学係数を有する第1およ
び第2弾性材料の多重交互層を含んでいる。偏光子を形
成する個々の層が弾性材料であるので、エラストマーの
伸びの程度によって偏光子は光の中の波長を可変的に偏
光させる。さらに、各層はエラストマーであるので、装
置を緩和状態に戻すと偏光子は同調可能かつ可逆的にな
る。
【0020】本発明は、また多重層中にそれぞれゼロで
ない応力光学係数を有する少なくとも第1および第2高
分子物質を同時押出する工程を含む複屈折干渉偏光子の
製造方法をも提供する。高分子物質を配向させて、第1
平面に垂直な第2平面内の第1および第2高分子物質間
の屈折率不整合とは異なる第1平面内の屈折率不整合を
生じさせるために、層を延伸させることができる。多く
のポリマーの組合せはポリマー類のガラス転移温度を上
回るが融点を下回る温度で延伸させることができるけれ
ども、二三のポリマーの組合せは「冷延伸」が可能、す
なわち1つ以上のポリマーをそのガラス転移温度を下回
る温度で延伸させることができる。
【0021】本発明の1つの態様においては、未配向の
場合には第1および第2高分子物質が実質的に等しい屈
折率を有し、配向させると、1つの平面内に屈折率不整
合が生じる。別の態様においては、配向させると、第1
および第2高分子物質は第1および第2平面の中の1つ
では実質的に等しい屈折率を有するが、他の平面では屈
折率不整合がある。高分子物質の配向は一軸または二軸
であることができる。第1平面内の屈折率不整合は好ま
しくは少なくとも約0.03で、もっとも好ましくは少
なくとも0.05以上であり、かつ各層の光学的厚さは
0.09マイクロメートルないし0.70マイクロメー
トルである。1つの態様においては、フィルムの厚さに
よって層は単調に厚さを増して広範囲の波長を反射させ
る偏光子を与える。本発明の好ましい形態においては、
第1高分子物質は正の応力光学係数を有し、第2高分子
物質は負の応力光学係数を有している。
【0022】このように、本発明の目的は、確立されて
いる同時押出技術を用いて、容易に入手可能な物質から
、光吸収のレベルをゼロに近くすることを含むようにつ
くることができ、かつ特定波長の光を反射させ、偏光さ
せるが、他の波長の光は透過させるようにつくることが
できる複屈折干渉偏光子およびその製造方法を提供する
ことである。本発明の前記および他の目的ならびに利点
は以下の詳細な説明、付図および添付クレームから明か
となろう。
【0023】本発明は、光の中の選択された波長を偏光
させるように装置を適合させる能力を含む多くの望まし
い性質を有する多層フィルム状の改良光学干渉偏光子を
提供する。本発明に含まれる基本的な光学原理は、異な
る屈折率を有する薄いフィルム層による光の反射に関す
るものである。該原理は個々の層の厚さのみならず屈折
率に及ぼす物質の影響の依存性を示すものである。たと
えば、Radfordらの「Reflectivity
  of  Iridescent  Coextru
ded  Multilayered  Plasti
c  Films」,13Polymer  Engi
neering  and  Science  21
6(1973)を参照されたい。
【0024】文献では、薄いフィルムとは厚さ(d)が
約0.5マイクロメートル未満か、または光学的厚さ(
nd)(式中、nは物質の屈折率)が約0.7マイクロ
メートル未満であるものと言われる(Vasicek,
Optics  of  Thin  Films(1
960)100頁および139頁)。
【0025】電磁スペクトル中の可視光、紫外光、また
は赤外光部分の強烈な反射光を生じさせるために光の強
め合う光学干渉に依存する干渉フィルムが先行技術に記
載されている。たとえば、Alfrey,Jr.らの米
国特許第3,711,176号を参照されたい。該干渉
フィルムは次式に従って作用する。
【0026】
【数1】
【0027】λm =(2/m)(N1 D1 +N2
 D2 )式中、λm はナノメートル単位の反射波長
、N1 およびN2 は交互ポリマーの屈折率、D1 
およびD2 はナノメートル単位のそれぞれのポリマー
層の厚さ、かつmは反射次数(m=1,2,3,4,5
)である。これはフィルム表面に垂直に入射する光の式
である。他の入射角の場合には、技術的に公知のように
角度を考慮に入れるように式を修正する。本発明の偏光
子はあらゆる角度の入射光に対して動作可能である。そ
れぞれの式の解は周囲の領域に対して強烈な反射が期待
される波長を決定する。反射の強度は下記「f比」の関
数である。
【0028】
【数2】
【0029】f比を適当に選ぶことにより、種々の高次
の反射の反射強度に対してある程度の支配力を行使する
ことができる。たとえば、青紫色(波長約0.38μ)
ないし赤色(波長約0.68μ)の一次可視光反射は0
.075ないし0.25マイクロメートルの光学的厚さ
の層を用いて得ることができる。
【0030】しかし、先行技術の薄層干渉フィルムから
反射した光は偏光しない。本発明の交互高分子層から反
射した光は主にフィルムの複屈折性によって偏光する。 このように、好適な形態においては、本発明の複屈折干
渉偏光子は、第1平面に垂直な第2平面内の第1および
第2高分子物質間の屈折率不整合とは異なる第1平面内
の第1および第2高分子物質間の屈折率不整合を生成さ
せるために十分に相違するそれぞれゼロでない応力光学
係数を有する少なくとも第1および第2高分子物質の多
重交互配向層を含んでいる。この屈折率不整合は好まし
くは少なくとも約0.03で、もっとも好ましくは少な
くとも0.05以上である。この構成は、第1平面、た
とえば配向面内に光学干渉、および該平面に垂直な第2
平面内にゼロに近い光学干渉を有する偏光子をもたらす
【0031】各高分子層の光学的厚さは0.09ないし
0.70マイクロメートルの範囲にあるのが好ましい。 本発明の実施に用いるのに適当なポリマーには、ポリマ
ーを配向させると、少なくとも1つの平面内で必要な屈
折率不整合を与える応力光学係数を有する概して透明な
熱可塑性ポリマーがある。さらに、加工の立場からはポ
リマーが同時押出に適合性のあることが望ましい。
【0032】適当なポリマー対の1例はポリカーボネー
トおよびポリスチレンである。シンジオタクチックポリ
スチレンが特に適切と思われる。ポリカーボネートは正
の応力光学係数を有するが、ポリスチレンは負の応力光
学係数を有している。両者とも屈折率(未配向時)は約
1.6である。本発明に用いるのに適当な他の概して透
明な熱可塑性ポリマーには、1990年6月26日発光
の「Elastomerie  Optical  I
nterference  Films」という名称の
本願出願人の米国特許第4,937,134号に記載さ
れているようなエラストマーがある。
【0033】さらに、ポリエチレン2,6ナフタレート
、1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート系
のコポリマー(PCTG)、およびグルタルイミドおよ
びメチルメタクリレートのコポリマー(KAMAX樹脂
,Rohm  &  Haas社から販売)のような他
のポリマーおよびコポリマーが本発明の実施に有用であ
る。さらに、偏光子中に用いられる層の屈折率、応力光
学係数およびガラス転移温度を調整するためにポリマー
の混和可能な配合物を使用することができる。本発明の
実施に使用できる他の典型的な熱可塑性樹脂には、これ
に限定されるものではないが、代表的な屈折率とともに
記すと、ペルフルオロアルコキシ樹脂(屈折率=1.3
5)、ポリテトラフルオロエチレン(1.35)、フッ
素化エチレン−プロピレンコポリマー(1.34)、シ
リコーン樹脂(1.41)、フッ化ポリビニリデン(1
.42)、ポリクロロトリフルオロエチレン(1.42
)、エポキシ樹脂(1.45)、ポリ(ブチルアクリレ
ート)(1.46)、ポリ(4−メチルペンテン−1)
(1.46)、ポリ(酢酸ビニル)(1.47)、エチ
ルセルロース(1.47)、ポリホルムアルデヒド(1
.48)、ポリイソブチルメタクリレート(1.48)
、ポリメチルアクリレート(1.48)、ポリプロピル
メタクリレート(1.48)、ポリエチルメタクリレー
ト(1.48)、ポリエーテルブロックアミド(1.4
9)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、セルロ
ースアセテート(1.49)、セルロースプロピオネー
ト(1.49)、セルロースアセテートブチレート(1
.49)、セルロースニトレート(1.49)、ポリビ
ニルブチラール(1.49)、ポリプロピレン(1.4
9)、ポリブチレン(1.50)、イオノマー樹脂、た
とえばサーリン(商標)(1.51)、低密度ポリエチ
レン(1.51)、ポリアクリロニトリル(1.51)
、ポリイソブチレン(1.51)、熱可塑性ポリエステ
ル類たとえばEcdel(商標)(1.52)、天然ゴ
ム(1.52)、ペルブナン(1.52)、ポリブタジ
エン(1.52)、ナイロン(1.53)、ポリアクリ
ルイミド類(1.53)、ポリ(ビニルクロロアセテー
ト)(1.54)、ポリ塩化ビニル(1.54)、高密
度ポリエチレン(1.54)、メチルメタクリレートお
よびスチレンのコポリマー(1.54)、アクリロニト
リル−ブタジエン−スチレン透明ターポリマー(1.5
4)、アリルジグリコール樹脂(1.55)、ポリビニ
リデンクロリドおよびポリビニルクロリドの配合物たと
えばサラン樹脂(商標)(1.55)、ポリアルファメ
チルスチレン(1.56)、スチレン−ブタジエンラテ
ックス、たとえばDow512−K(商標)(1.56
)、ポリウレタン(1.56)、ネオプレン(1.56
)、スチレンおよびアクリロニトリルのコポリマーたと
えばTyril樹脂(商標)(1.57)、スチレンお
よびブタジエンのコポリマー(1.57)、他の熱可塑
性ポリエステル類たとえばポリエチレンテレフタレート
およびポリエチレンテレフタレートグリコール(1.6
0)、ポリイミド(1.61)、ポリビニリデンクロリ
ド(1.61)、ポリジクロロスチレン(1.62)、
ポリスルホン(1.63)、ポリエーテルスルホン(1
.65)、およびポリエーテルイミド(1.66)があ
る。
【0034】コポリマーおよび前記ポリマーの混和可能
な配合物も本発明の実施に用いることができる。該コポ
リマーおよび配合物は最適の偏光効果を与えるように適
合させることができる極めてさまざまな種々の屈折率を
与えるのに使用することができる。さらに、コポリマー
およびポリマーの混和可能な配合物の使用は同時押出お
よび配向中交互層の加工性を高めるのに用いることがで
きる。さらに、コポリマーおよび混和可能な配合物の使
用はポリマーの応力光学係数およびガラス転移温度の調
整を可能にする。
【0035】本発明による多層複屈折干渉偏光フィルム
は、米国特許第3,773,882号および同第3,8
84,606号に記載されているような多層同時押出装
置を用いて調製するのがもっとも好都合である。該装置
は、いずれも実質的に均一の層厚さを有する多層同時押
出熱可塑性物質を調製する方法を与える。好ましくは、
米国特許第3,759,647号に記載されているよう
な一連の層多層化手段を使用することができる。
【0036】同時押出装置のフィードブロックは加熱可
塑化押出機のような源からの種々の熱可塑性高分子物質
流を受け入れる。樹脂状物質流はフィードブロック内の
機械操作区画(mechanical  manipu
lating  section)に送られる。この区
画は当初の流を、最終本体に必要とされる層の数を有す
る多層流に再配列させるのに役立つ。場合により、この
多層流は、最終本体中の層の数をさらに増すために、こ
とによると次に一連の層多層化手段に通されるかもしれ
ない。
【0037】次に多層流は、層流が保持されるように作
られ、配列されている押出ダイに移送される。該押出装
置は米国特許第3,557,265号に記載されている
。得られた生成物を押出して、各層が隣接層の主面に概
ね平行な多層本体を形成させる。
【0038】押出ダイの構造は変えることができ、かつ
各層の厚さおよび寸法を低減させるようなものであるこ
とができる。機械式配向区画から送出される層の正確な
厚さの減少度、ダイの構造、および押出後本体の機械的
活動量はすべて最終本体中の個々の層の厚さに影響を及
ぼす要因である。
【0039】同時押出、および層多重化の後に、得られ
た多層フィルムを、ポリマーのそれぞれのガラス転移温
度を上回るがポリマーのそれぞれの融点を下回る温度で
、一軸かまたは二軸に延伸させる。もしくは、多層フィ
ルムを、フィルム中の少なくとも1つのポリマーのガラ
ス転移温度に達しない温度で冷延伸・緊張させることが
できる。このことはポリマーに配向を生じさせ、ポリマ
ー間の応力光学係数および/または屈折率の相違による
偏光子の少なくとも1つの平面内の屈折率不整合を生じ
させる。
【0040】偏光子の少なくとも1つの平面内の屈折率
不整合にもとずく強めあう光学干渉によって光の中の選
択された波長の偏光が得られる。必要に応じて異なる波
長を偏光させるように偏光子をつくることができる。屈
折率不整合、フィルム内の相対的な層の厚さ、およびフ
ィルムに誘起された配向の量の制御がどの波長を偏光さ
せるかを決定する。他の干渉フィルムと同様に、光の中
の偏光させる波長は偏光子表面に対して入ってくる光の
入射角にもよる。
【0041】本発明の複屈折干渉偏光子は、表面に入射
する光の一部分を反射させ、偏光させるが、入射光の残
りは透過させる。偏光子によって光は実質的に全く吸収
されない。加工中、交互ポリマー層の層の厚さを、偏光
子がごく狭い範囲の波長のみを透過させるが広範囲の波
長は反射させ、偏光させるように制御することができる
。たとえば、多層フィルム中の層を、フィルムの厚さに
よって層の厚さが単調に増加して層の厚さ勾配を生じさ
せるように配列させることができる。このことによって
幅広いバンド幅の反射性能が偏光子に付与される。該偏
光子はごく狭い範囲の波長のみを透過させるバンドパス
フィルターとして用いることができる。もしくは、ごく
狭い波長範囲のみ偏光させ、反射させるが、入射光の残
りの部分に対しては透過性を保っているようにフィルム
をつくることができる。光源として白光を使用する場合
には、本発明の偏光子は、層の光学的厚さによって1つ
の平面内の特定波長の偏光を反射させるが、残りの光は
透過させる。
【0042】本発明の偏光子の最終用途の1つは、「ヘ
ッド・アップ」表示が投影される航空機または車輌の風
防ガラスを取付けることである。偏光子は航空機もしく
は車輌外部からグレア成分、または投影されるヘッド・
アップ画像と同じ角度を有する航空機もしくは車輌自体
の中からのグレア成分を減少させる。本発明の採用は入
射光の少なくとも若干を吸収する通常の偏光子を用いた
場合に可能と思われる以上に他の入射光の著しい透過を
もたらす。本発明の偏光子の別の用途はビームスプリッ
ターとしての用途である。
【0043】本発明をさらによく理解させるために、下
記の実施例について述べるが、これは本発明を説明する
ためのものであって、その範囲を限定しようとするもの
ではない。
【0044】実施例1 概ね米国特許第3,773,882号および同第3,7
59,647号に記載されているような装置を用いて、
複屈折干渉偏光フィルムのシートを調製した。該シート
は厚さが約0.008cm(0.003インチ)で、ポ
リカーボネート(Calibre  300−15,D
ow  Chemical  Companyの商標)
およびポリスチレン(Styron  685D,Do
w  Chemical  Companyの商標)の
385交互層(ABABAB)を有していた。
【0045】該フィルムの2.54cm(1インチ)×
2.54cm(1インチ)×0.008cm(0.00
3インチ)の試料を160℃(両ポリマーのガラス転移
温度を上回る温度)および448N/cm2 (650
lb2 /in2 )で、初めの長さ2.54cm(1
インチ)から最終長さ7.6cm(3インチ)に一軸後
延伸させ、次いで水で急冷してポリマーを配向させた。 最終試料の厚さは平均0.004cm(0.0015イ
ンチ)で、試料の最小幅は1.27cm(0.50イン
チ)であった。
【0046】後延伸条件は、最終の層の平均の厚さがポ
リカーボネート層は856.8オングストロームで、ポ
リスチレン層は873.1オングストロームになるよう
に制御した。これらの層の厚さは、可視スペクトルの中
間の光(λ=5500オングストローム)を偏光させる
偏光フィルムにf比(前記)が0.5となるように計算
した。
【0047】両方のポリマーは未配向状態では屈折率の
測定値が約1.6であった。しかし、ポリカーボネート
を測定すると約+5,000ブルースターという正の応
力光学係数を示し、一方ポリスチレンを測定すると約−
5,000ブルースターという負の応力光学係数を示し
た。後延伸の場合は配向面内の両ポリマーの屈折率不整
合が0.03となるように制御した。
【0048】フィルムが偏光子として働らくかどうかを
試みるために、2枚の385層フィルムを積層した後に
、一軸延伸して、フィルム中のポリマーを配向させた。 一軸延伸と平行な面および一軸延伸面に垂直な面に沿い
一定波長で反射率を測定した。図1のグラフからわかる
ように、広範囲の波長にわたる平行面と垂直面との屈折
率の差はフィルムが光を偏光させるように作用している
ことを示す。
【0049】本発明を具体的に示すために、ある代表的
な態様および細部を示したけれども、添付クレームに定
められる本発明の範囲から逸脱せずに、本明細書に開示
する方法および装置に種々の変更を行いうることは当業
者には明かであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によって作った多層光学干渉偏光子の反
射率対光の波長のグラフである。

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  多重交互配向層を含む複屈折干渉偏光
    子において、第1平面に垂直な第2平面内の第1および
    第2高分子物質間の屈折率不整合とは異なる前記第1平
    面内の前記第1および第2高分子物質間の屈折率不整合
    を生じさせるために、少なくとも第1および第2高分子
    物質が十分に相違するそれぞれゼロでない応力光学係数
    を有することを特徴とする複屈折干渉偏光子。
  2. 【請求項2】  前記第1および第2高分子物質が、未
    配向時には実質的に等しい屈折率を有する請求項1の複
    屈折干渉偏光子。
  3. 【請求項3】  前記配向した第1および第2高分子物
    質が前記平面の1つにおいて実質的に等しい屈折率を有
    する請求項1の複屈折干渉偏光子。
  4. 【請求項4】  前記第1および第2高分子物質が一軸
    に配向されている請求項1の複屈折干渉偏光子。
  5. 【請求項5】  前記第1高分子物質が正の応力光学係
    数を有し、前記第2高分子物質が負の応力光学係数を有
    する請求項1の複屈折干渉偏光子。
  6. 【請求項6】  前記第1平面内の前記屈折率不整合が
    少なくとも0.03である請求項1の複屈折干渉偏光子
  7. 【請求項7】  各層の光学的厚さが0.09マイクロ
    メートルないし0.70マイクロメートルである請求項
    1の複屈折干渉偏光子。
  8. 【請求項8】  前記層が厚さを単調に増大して、層の
    厚さ勾配を生じさせる請求項1の複屈折干渉偏光子。
  9. 【請求項9】  前記第1高分子物質がポリカーボネー
    ト類およびポリエチレンテレフタレート類より成る群か
    ら選ばれる請求項1の複屈折干渉偏光子。
  10. 【請求項10】  前記第2高分子物質がポリスチレン
    、スチレンおよびアクリロニトリルのコポリマー、スチ
    レンおよびメチルメタクリレートのコポリマー、ならび
    にポリエチレンナフタレートより成る群から選ばれる請
    求項1の複屈折干渉偏光子。
  11. 【請求項11】  前記第2高分子物質がシンジオタク
    チックポリスチレンである請求項1の複屈折干渉偏光子
  12. 【請求項12】  前記偏光子が表面に入射する光の一
    部を反射させ、偏光させるが前記入射光の残りは透過さ
    せる請求項1の複屈折干渉偏光子。
  13. 【請求項13】  前記偏光子が前記第1平面に入射す
    る実質的にすべての光を反射させ、偏光させ、一方前記
    第2平面に入射する実質的にすべての光を透過させ、偏
    光させる請求項1の複屈折干渉偏光子。
  14. 【請求項14】  前記第1および第2高分子物質は、
    該高分子物質のそれぞれの屈折率、応力光学係数および
    ガラス転移温度を調節するためにコポリマーまたはポリ
    マーの混和可能な配合物である請求項1の複屈折干渉偏
    光子。
  15. 【請求項15】  着色剤が前記複屈折干渉偏光子の少
    なくとも1つの層に含有される請求項1の複屈折干渉偏
    光子。
  16. 【請求項16】  前記着色剤が顔料および染料より成
    る群から選ばれる請求項1の複屈折干渉偏光子。
  17. 【請求項17】  前記エラストマーの伸びの程度に応
    じて光の中の波長を可変的に偏光させることによって前
    記偏光子が同調可能である請求項1の複屈折干渉偏光子
  18. 【請求項18】  それぞれゼロでない応力光学係数を
    有する少なくとも第1および第2高分子物質を同時押出
    して多重交互層とし、かつ該層を延伸して前記高分子物
    質を配向させて、第1平面に垂直の第2平面内の前記第
    1および第2高分子物質間の屈折率不整合とは異なる第
    1平面内の屈折率不整合を生じさせる工程を含む複屈折
    干渉偏光子の製造方法。
  19. 【請求項19】  前記延伸工程を前記高分子物質のガ
    ラス転移温度を上回るが融点よりは低い温度で行なう請
    求項18の方法。
  20. 【請求項20】  前記第1および第2高分子物質が未
    配向時には実質的に等しい屈折率を有する請求項18の
    方法。
  21. 【請求項21】  前記配向された第1および第2高分
    子物質が前記平面の1つにおいて実質的に等しい屈折率
    を有する請求項18の方法。
  22. 【請求項22】  前記第1および第2高分子物質が一
    軸に配向される請求項18の方法。
  23. 【請求項23】  前記第1高分子物質が正の応力光学
    係数を有し、前記第2高分子物質が負の応力光学係数を
    有する請求項18の方法。
  24. 【請求項24】  配向面内の前記屈折率不整合が少な
    くとも0.03である請求項18の方法。
  25. 【請求項25】  各層の光学的厚さが0.09マイク
    ロメートルないし0.70マイクロメートルである請求
    項18の方法。
  26. 【請求項26】  前記層が単調に厚さを増して、層の
    厚さ勾配を生じさせる請求項18の方法。
  27. 【請求項27】  前記第1高分子物質がポリカーボネ
    ート類およびポリエチレンテレフタレート類より成る群
    から選ばれる請求項18の方法。
  28. 【請求項28】  前記第2高分子物質が、ポリスチレ
    ン、スチレンおよびアクリロニトリルのコポリマー、ス
    チレンおよびメチルメタクリレートのコポリマー、なら
    びにポリエチレンナフタレートより成る群から選ばれる
    請求項18の方法。
  29. 【請求項29】  前記第2高分子物質がシンジオタク
    チックポリスチレンである請求項18の方法。
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