KR20000017521A

KR20000017521A - 반사 필름

Info

Publication number: KR20000017521A
Application number: KR1019990035352A
Authority: KR
Inventors: 코트스데이비드; 베랄마크앤드류
Original assignee: 플레믹 크리스티안; 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2000-03-25
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: US20020045676A1; TW394852B; JP2000095883A; KR100629999B1; US6319963B1; US6420001B1

Abstract

본 발명은 나선형으로 비틀린 구조(이때 나선축은 필름면에 대해 수직이다)를 갖는 중합된 메조게닉 물질층을 포함하고 가변적인 나선 피치를 갖는 영역을 함유하는 반사 필름의 제조 방법, 이러한 방법에 의해 수득할 수 있는 반사 필름, 반사 광대역 또는 노취 편광자로서, 또는 액정 디스플레이에서 다색 필름 또는 다색 영상으로서, 컬러 필터로서, 효과 안료에, 장식용 또는 보안용으로서의 이러한 반사 필름의 용도, 및 상기 및 이후에 개시되는 반사 편광자 및 액정 쎌을 포함하고 선택적으로 하나이상의 보정층 또는 편광자를 추가로 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.

Description

반사 필름{REFLECTIVE FILM}

본 발명은 나선형으로 비틀린 배향(이때 나선 축은 필름에 대해 수직이다)을 갖는 중합된 메조게닉 물질층을 포함하고 가변 나선 피치 영역을 함유하는 반사 필름에 관한 것이다. 본 발명은 또한 피치 변화의 조절이 허용되는 상기와 같은 반사 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 광학적, 전광학적 용도, 정보 저장용, 장식용 및 보안용으로서의 상기와 같은 반사 필름의 용도, 및 이와 같은 반사 필름을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.

콜레스테릭 액정 물질을 포함하는 반사 필름은 종래 기술에서 다양한 용도로, 특히 광대역 또는 노취 편광자로서, 디스플레이 또는 영상 시스템에서의 컬러 필터로서, 및 장식용 목적으로, 예를 들어 컬러 영상 필름 또는 콜레스테릭 안료 박편의 제조를 위한 용도로 제안되어 왔다.

이들 필름은 대개 나선형으로 비틀린 배향(이때 나선축은 필름면에 대해 수직이다)을 갖는 하나이상의 콜레스테릭 액정 물질층을 포함하며 선택적인 광반사를 나타낸다.

상술한 반사 필름에 의해 반사되는 주파대의 대폭 Δλ는 식 Δλ = Δn x p에 따라 메조게닉 물질의 복굴절 Δn 과 분자 나선 p의 피치에 좌우된다. 따라서, 다른 인자들중에서도 대폭은 물질의 복굴절에 따라 결정된다.

용도에 대해서, 예를들어 액정 디스플레이에서 광대역 반사 편광자로서 반사 필름의 대폭은 상당 부분의 가시 파장 범위를 포함해야 하는 것이 바람직한 반면, 노취 편광자로서 또는 착색된 반사 필름, 예를들어 장식용 또는 보안용 용도에 대해서 필름은 종종 특정한 반사색을 갖는 것이 바람직하다.

특히, 가시 스펙트럼 대부분에 걸친 넓은 파장 대역의 환상으로 편광된 빛을 투과시키는 광대역 반사 편광자(환상 편광자로서도 알려짐)는 역광 액정 디스플레이의 편광자로서 적합하다.

비편광된 빛이 이러한 반사 편광자에 입사하는 경우, 상기 광도의 50%가 분자 나선의 감도와 동일한 비틀림 감도를 갖는 환상으로 편광된 빛으로서 반사되는 반면, 나머지 50%는 그대로 투과된다. 반사된 빛은 디스플레이의 역광에서 탈편광되고(또는 그의 편광 감도가 역전되고) 편광자상으로 다시 향하게 된다. 이러한 방식으로 반사 편광자상에 입사된 주어진 주파대의 비편광된 빛의 100%(이론상)가 환상으로 편광된 빛으로 전환될 수 있다.

환상으로 편광된 빛을 1/4 파동 광학 지연제 및 임의로 또한 보정 필름을 사용하여 선형으로 편광된 빛으로 전환시킬 수 있다.

간단한, 그러나 그다지 효과적이지도 않고 경제적이지도 않은 광대역 반사 편광자의 제공 방법은 서로의 상단에 상이한 반사 주파대를 갖는 다수의 반사 필름을 적층시키는 것이다. 최근에, 나선형으로 비틀린 구조 및 평면 배향을 갖는 액정 물질을 포함하고, 분자 나선의 피치가 상기 액정 물질층에 수직인 방향으로 변화하여 넓은 대폭의 반사된 파장 대역을 생성시킴을 추가의 특징으로 하는 반사 편광자가 개발되었다.

지금까지 액정 전구체로부터 광대역 반사 편광자를 제조하기 위해 개시된 방법들은 여러 가지 단점들을 갖고 있다. EP 0 606 940(브로어(Broer) 등)에는 400 nm 이하의 대폭을 갖는 환상 반사 편광자 및 그의 제조 방법이 개시되어 있다. 이는 문헌[Broer et al., Nature, Vol. 378, pp. 467(1995)]에 개시된 바와 같이 콜레스테릭 피치를 크게 변화시키는 상이한 반응성과 키랄성을 갖는 반응성 메조겐들의 확산을 이용하여 실현된다. 그러나, 이 방법은 다소 느리고, 심지어 몇몇 경우에는 완료하는데 수분이 걸리기 까지 한다. 이는 플라스틱 필름과 같이 연속적으로 이동하는 기판상에서 편광자를 조립하는 대부분의 방법에 부적합하다.

플라스틱 기판상에서 반사 필름을 제작하는 방법은 WO 97/35219에 개시되어 있다. 이 공정은 15 내지 30 초 정도로 완료되고 따라서 브로어 등에 의해 사용된 방법보다는 빠르지만, 그럼에도 불구하고, 생성된 반사 편광자의 반사 파장 및 대폭의 조절면에서 여전히 비교적 어려움이 있다.

더욱이, EP 0 606 940 및 WO 97/35219에 개시된 방법들은 단지 반사 필름의 공간적으로 균일한 특성들만을 생성시킬 수 있다. 즉, 상기 필름을 가로질러 측방향으로는 피치의 변화가 나타나지 않는다. 한편으로, 필름위에서 공간적으로 변화하는 반사 특징들을 갖는, 예를 들어 필름의 상이한 영역들에서 상이한 반사색들이 나타나는 반사 필름을 갖는 것이 요구되는 용도도 또한 있다. 이들 필름은 예를들어 정보 저장용으로 또는 다색 영상으로서 유용하다.

GB 2,315,760-A에는 열호변성, 즉 온도 변화시 반사색의 변화가 나타나는 중합성 메조게닉 조성물이 개시되어 있으며, 상기 조성물을 기판상에 얇은 배향층으로서 코팅시키고, 상기 층의 상이한 영역들을 상이한 온도로 선택적으로 가열(예를 들어 레이저에 의해)하여 상이한 반사색들을 발색시키고, 상기 상이한 영역들을 경화시켜 각각의 색상들을 고착시킴으로써 다색 반사 필름을 제조하는 방법도 또한 개시되어 있다.

그러나, GB 2,315,760-A에 개시된 방법은 여러번의 가열 및 경화 단계들을 필요로 하기 때문에 여전히 비교적 복잡하며 시간-소모적이다.

결과적으로, 필름의 반사 파장과 대폭이 보다 양호하고 이들 모두를 보다 쉽게 조절할 수 있는 반사 필름의 제조 방법 뿐아니라, 공간적으로 가변적인 반사 파장을 갖는 반사 필름을 제조하는 방법이 요구되며, 이때 이들 필름은 반사 편광자, 컬러 필터로서, 또는 정보 저장용, 또는 장식 또는 보안용의 착색된 필름으로서 사용될 수 있을 것이다.

도 1은 콜레스테릭 상(Ch)과 하부의 스멕틱 상(S)을 갖는 종래 기술의 저 몰 질량 액정에서 나선 피치 p 대 온도 T의 변화를 도식적으로 나타낸다.

도 2는 본 발명의 방법에 따라 콜레스테릭 중합체 전구체를 중합하는 동안 스멕틱(S) 콜레스테릭(Ch) 및 등방성(I) 상의 온도 범위(T) 변화를 도식적으로 나타낸다.

도 3은 실시예 1에 따라 상이한 양의 쇄 전달제를 사용하여 제조된 필름의 반사 대역의 중심 파장과 반사된 파장 대역의 테두리를 도시한다.

도 4는 경화 전력의 함수로서 실시예 3에 따른 반사 필름의 반사 대역의 중심 파장을 도시한다.

도 5 내지 8은 각각 실시예 4 내지 7에 따른 광대역 반사 편광자의 투과 스펙트럼을 도시하며, (a)는 투과광을 (b)는 반사광을 가리킨다.

용어의 정의

본 원에 개시된 반사 필름 및 광학적 편광, 보정 및 지연 필름과 관련하여, 하기 용어의 정의가 제공된다.

본 원에 개시된 "반사 필름"이란 용어는 다소 현저한 기계적 안정성 및 가요성을 나타내는 자기-지지, 즉 자유-직립 필름 뿐아니라 지지 기판상 또는 2 개의 기판사이의 코팅 또는 층을 포함한다.

"필름면에 수직인 나선축"이란 용어는 나선축이 필름면에 대해 실질적으로 수직인, 즉 필름 법선에 대해 실질적으로 평행한 것을 의미한다. 이 정의에는 또한 나선축이 필름 법선에 대해 2°이하의 각으로 경사진 배향들도 포함된다.

"열역학적으로 안정한 메조상"이란 용어는 중합성 메조게닉 물질의 중합시 얻어지는 상태를 의미하는 것으로, 중합하는 동안 상기 시스템은 이완되기에 충분한 시간을 갖게 되어 중합된 물질의 열역학적으로 안정하고, 고도로 정렬된 평형상태의 메조상을 제공한다. 상기 중합된 물질의 열역학적으로 안정한 평형 메조상은 예를 들어 메조게닉 물질을 액상으로 또는 저 중합 속도에서 또는 저 분자량으로 중합시킴으로써 얻어질 수 있다.

"호메오트로픽 배향"이란 용어는 필름의 광학축이 필름면에 대해 실질적으로 수직인, 즉 필름의 법선에 대해 실질적으로 평행한 것을 의미한다. 이 정의에는 또한 광학축이 필름 법선에 대해 2° 이하의 각으로 약간 경사지고 광학축이 필름 법선에 정확히 평행한 필름과 동일한 광학적 성질들을 나타내는 필름들이 포함된다.

"경사진 구조" 또는 "경사진 배향"이란 용어는 필름의 광학축이 필름면에 대해 0 내지 90 도의 각으로 기울어진 것을 의미한다.

"벌어진 구조" 또는 "벌어진 배향"이란 용어는 상기 정의한 바와 같은 경사진 배향을 의미하는 것으로, 이때 경사각은 필름면에 대해 수직인 방향으로 단조롭게는 0 내지 90°범위, 바람직하게는 최소 값에서 최대 값으로 추가로 변화된다.

"평면 배향"이란 용어는 필름의 광학축이 필름면에 대해 실질적으로 평행한 것을 의미한다. 이 정의에는 또한 광학축이 필름면에 대해 약간 경사진, 평균적으로 필름 전체를 통해 1° 이하의 각으로 경사지고 광학축이 필름면에 정확히 평행인 필름과 동일한 광학적 성질들을 나타내는 필름들이 포함된다.

상기 정의된 바와 같은 반사 편광자 및 호메오트로픽, 경사지고, 벌어지고, 평면이고, 비틀린 지연 및 보정 필름들이 균일한 배향을 갖는 단일축의 포지티브 복굴절 액정 물질을 포함하는 경우, 광학축의 각각의 배향은 액정 물질의 메조겐들의 주 분자축의 배향 방향에 상응한다.

본 원에서, 본 발명의 반사 필름에 의해 반사된 주파대의 최소 및 최대 파장, 즉 상기 대역의 테두리들은 대역들의 최대 값의 반에 대한 값으로서 나타내지 않는다. 실용적인 이유로, 최소 및 최대 파장은, 도 5 내지 8을 참고로, 곡선이 절대값으로 가장 가파른 경사를 갖는 주어진 접선상의 파장들로서 정의한다. 대폭은 간단히 최소 및 최대 파장간의 차로서 나타낸다. 중심 반사 파장(또한 단 반사 파장 또는 반사 파장으로서도 불린다)은 최소 및 최대 파장의 수학적 평균으로서 나타낸다.

본 발명의 한가지 목적은 대량 생산에 특히 적합한 효율적이고 비용 효과적인 방식으로 상기 언급한 결점들이 없는 반사 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적들은 하기의 설명으로부터 당해분야의 숙련가들에게 자명해질 것이다.

본 발명자들은 플라스틱 기판상에서 반사 필름을 제조할 수 있고 또한 대량 생산에도 적합한 기술을 개발하였다. 이 방법은 키랄 네마틱 또는 콜레스테릭 상을 갖는 중합성 액정 물질을 박층 형태로 기판상에 또는 2 개의 기판사이에 코팅시키고, 상기 물질을 콜레스테릭 나선축이 상기 물질 층의 면에 수직이 되도록 정렬시키고, 상기 물질을 중합시켜 나선형으로 비틀린 평면 액정 상 구조로 고정시키는 단계들을 포함한다.

본 발명자들은 이러한 방법으로 제조된 반사 필름의 광학적 성질들이 이 방법에 사용된 물질의 유형 및 편광자의 제조 방법에 민감함을 밝혀냈다. 특히, 본 발명자들은 반사 필름의 나선 피치 및 반사 파장, 즉 반사 대역의 중심을, 중합된 물질이 보다 고도로 정렬되고 열역학적으로 안정한 메조상을 갖는 온도에서 덜 정렬된 메조상을 갖는 중합성 물질을 사용함으로써 조절할 수 있음을 밝혀냈다. 또한, 본 발명의 신규한 제조 방법에 의해 중합성 전구체 혼합물의 조성을 적절하게 선택하고/하거나 조사 전력을 변화시킴으로써 필름의 반사 파장을 측정하고 조절할 수 있게 되었다.

상기 언급한 목적들은 본 발명에 따른 방법에 의해 수득할 수 있는 반사 필름을 사용하여 성취할 수 있으며 종래 기술의 단점들도 극복할 수 있다.

본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 광대역 반사 편광자는 액정 디스플레이에 사용하는 경우 통상적인 선형 편광자(예: 이색성 편광자)에 비해 넓은 시각에 이르기까지 높은 휘도와 상당한 광도의 증가를 나타낸다는 것이 특히 잇점이다. 더욱이, 상기 편광자는 기계적 및 광학적 성질의 고온 안정성을 나타낸다.

또한, 본 발명의 방법에 의해 반사 파장의 공간적(즉, 측면) 분포를 갖는 중합체 콜레스테릭 액정 필름을 제조할 수 있다. 따라서, 상기 필름을 단순히 상이한 영역들을 상이한 조사 전력에 노출시킴으로써 이들 상이한 영역에서 상이한 색상들이 반사되도록 패턴화시킬 수 있다. 한가지 간단한 방법은 벨트상에서 이동하는 중합성 메조게닉 물질의 층을 조사원, 예를들어 UV 램프(이는 다양한 정도로, 예를 들어 등급화된 유형의 광학 렌즈 또는 등급화된 마스크에 의해 어둑하게 된다)의 빛에 노출시킴으로써 줄무늬 패턴을 만드는 것이다.

본 발명의 한가지 목적은 중합성 메조게닉 물질을 나선형으로 비틀린 메조상으로 중합시킴으로써, 나선형으로 비틀린 구조를 갖는 중합된 메조게닉 물질을 포함하고 나선 피치가 변하는 반사 필름을 제조하는 방법으로, 이때 상기 피치의 변화를

-중합성 물질이 덜 정렬된 메조상을 갖고 중합된 물질이 보다 고도로 정렬된 열역학적으로 안정한 메조상을 갖는 온도에서 중합시키고/시키거나

a) 하나이상의 중합성 키랄 또는 비키랄 메조게닉 화합물,

b) 하나이상의 키랄 화합물(또한 성분 a), d), e) 또는 f)의 화합물일 수도 있다),

c) 하나이상의 중합 개시제,

d) 선택적으로 하나이상의 가교결합제,

e) 선택적으로 하나이상의 쇄 종결제 또는 쇄 전달제,

f) 선택적으로 하나이상의 염료를 포함하는 염료 성분

을 포함하는 중합성 메조게닉 물질을 중합시키고, 상기 성분 c) 및/또는 d) 및/또는 e) 및/또는 f)의 양 및 유형을 변화시킴으로써 수행함을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 및 이후에 개시되는 바와 같은 방법에 의해 제조할 수 있는 반사 필름이다.

본 발명의 또다른 목적은 반사 광대역 또는 노취 편광자로서, 또는 액정 디스플레이에서 다색 필름 또는 다색 영상으로서, 컬러 필터, 효과 안료로서, 장식용 또는 보안용으로서의 본 발명의 반사 필름의 용도이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 및 이후에 개시되는 바와 같은 반사 편광자 및 액정 쎌을 포함하고, 선택적으로 하나이상의 하기 요소들을 추가로 포함하는 액정 디스플레이다:

I) 반사 편광자에 의해 반사된 스펙트럼의 중심 파장의 대략 0.25 배를 지연시키는 광학적 지연 필름,

II) 선형 편광자,

III) 호메오트로픽 배향을 갖는 이방성 중합체 물질층을 포함하는 보정 필름,

IV) 경사지거나 벌어진 배향을 갖는 이방성 중합체 물질층을 포함하는 보정 필름,

V) 평면 배향을 갖는 이방성 중합체 물질층을 포함하는 보정 필름,

VI) 나선형으로 비틀린 구조(이때 나선축은 필름면에 수직이다)를 갖는 이방성 중합체 물질층을 포함하는 보정 필름.

중합성 메조게닉 물질은 하나이상의 키랄 화합물 b)를 포함한다. 이 키랄 화합물은 상기 성분 a) 및 c)와 함께 상기 물질중에 존재할 수 있다. 그러나, 키랄 화합물 b)는 성분 a)의 키랄 중합성 화합물, 키랄 가교결합제 d), 키랄 쇄 종결제 또는 쇄 전달제 d) 또는 키랄 염료 f)일 수도 있다.

바람직하게는, 반사 필름은 상기 정의된 바와 같이 나선축이 필름면에 대해 수직인 나선형으로 비틀린 구조를 나타낸다.

그러나, 나선축은 또한 필름의 상이한 국소 영역들 또는 필름 전체를 통해 필름면에 대해 2° 이상의 각으로 경사질 수도 있다.

반사 필름은 바람직하게는 중합성 메조게닉 물질을 층의 형태로 기판상에 또는 2 개의 기판사이에 코팅시키고, 선택적으로 상기 물질을 분자 나선의 축이 상기 층의 면에 수직이 되도록 정렬시키고, 상기 물질을 화학선에 노출시킴으로써 중합시키고, 선택적으로 상기 기판, 또는 2 개의 기판이 존재하는 경우 상기 기판들중 하나 또는 2 개를 중합된 물질로부터 제거함으로써 제조한다.

본 발명의 바람직한 실시태양은 상술한 바와 같은 반사 필름을 제조하는 방법에 관한 것으로, 이때 필름의 피치 변화는 상기 물질 층의 상이한 영역들에서 화학선의 조사 전력을 변화시킴으로써 성취된다.

바람직하게는 중합성 메조게닉 물질은 2 개 이상의 화합물들(이들 중 하나이상은 키랄이고 이들 중 하나이상은 중합성이다)의 혼합물이다.

바람직하게는 중합된 물질은 중합성 메조게닉 물질이 덜 정렬된 메조상을 갖는 온도에서 보다 고도로 정렬되고 열역학적으로 안정한 메조상을 갖는다.

더욱 바람직한 실시태양은

ㆍ 중합된 물질이, 중합성 메조게닉 물질이 나선형으로 비틀린 메조상을 갖는 온도에서 비틀리지 않은 열역학적으로 안정한 메조상을 갖고,

ㆍ 중합성 메조게닉 물질이 콜레스테릭 상 미만의 온도에서 키랄 네마틱(콜레스테릭) 상, 및 가장 바람직하게는 추가로 스멕틱상, 바람직하게는 스멕틱 A 상을 갖고,

ㆍ 중합성 혼합물이 하나이상의 가교결합제 d)를 포함하고,

ㆍ 가교결합제 d)가 메조게닉 화합물이고,

ㆍ 중합성 혼합물이 하나이상의 쇄 종결제 또는 쇄 전달제 e)를 포함하고,

ㆍ 중합성 혼합물이 하나이상의 염료 f)를 포함하고,

ㆍ 중합성 메조게닉 물질을 중합시키는 동안 필름의 영역에 걸쳐 조사량을 변화시키고,

ㆍ 기판들중 하나이상이 플라스틱 필름이고,

ㆍ 반사 필름을 단일 기판상에 제조하고,

ㆍ 반사된 스펙트럼의 중심 파장, 형상 및 대폭과 같은 반사 필름의 반사 특징 및 이들 반사 특징의 시각 의존성을, 중합성 메조게닉 물질의 중합 과정동안 조사 전력을 변화시킴으로써 조절하고,

ㆍ 중합성 메조게닉 물질이 하나이상의 비키랄 중합성 메조게닉 화합물을 함유하고,

ㆍ 중합성 메조게닉 물질이 하나이상의 중합성 그룹을 갖는 키랄 중합성 메조게닉 화합물을 함유하지 않고, 특히 바람직하게는 키랄 중합성 메조게닉 화합물을 전혀 함유하지 않고,

ㆍ 중합성 메조게닉 물질이 하나이상의 비-중합성 키랄 화합물(바람직하게는 메조게닉이다) 및 하나의 중합성 그룹을 갖는 2 개 이상의 비키랄 중합성 메조게닉 화합물을 함유하고,

ㆍ 중합성 메조게닉 물질이 하나이상의 비-중합성 키랄 화합물(바람직하게는 메조게닉이다) 및 2 개 이상, 바람직하게는 2 개의 중합성 그룹을 갖는 하나이상의 비키랄 중합성 메조게닉 화합물을 함유하고,

ㆍ 중합성 메조게닉 물질이 하나의 중합성 그룹을 갖는 하나이상의 키랄 중합성 메조게닉 화합물 및 하나의 중합성 그룹을 갖는 하나이상의 비키랄 중합성 메조게닉 화합물을 함유하고,

ㆍ 중합성 메조게닉 물질이 하나의 중합성 그룹을 갖는 하나이상의 키랄 중합성 메조게닉 화합물 및 2 개 이상, 바람직하게는 2 개의 중합성 그룹을 갖는 하나이상의 비키랄 중합성 메조게닉 화합물을 함유하는 방법에 관한 것이다.

더욱 바람직한 실시태양은

ㆍ 나선 피치가 필름면에 수직인 방향으로 비대칭적으로 변화하고,

ㆍ 중합된 물질이 3-차원 네트워크를 형성하고,

ㆍ 반사된 파장 대역의 대폭이 220 nm 이상, 특히 바람직하게는 320 nm 이상, 매우 특히 바람직하게는 420 nm 이상인 반사 필름에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시태양은 나선 피치가 층의 면에 수직인 방향으로 비대칭적으로 변하는, 즉 피치가 필름의 한쪽 면에서 보다 작은 값으로부터 필름의 대향 면에서 보다 큰 값으로 실질적으로 증가하는 반사 필름에 관한 것이다. 이러한 필름은 광학 디스플레이에서 광대역 반사 편광자로서 특히 유용하다.

또다른 바람직한 실시태양은 나선 피치가 필름상에서 공간적으로 변하는, 즉 필름면을 가로질러 측방향으로 변하는 반사 필름에 관한 것이다. 이러한 필름은 예를들어 장식적 용도, 정보 저장용 또는 보안 표시 또는 장치용으로 패턴화된 영상 또는 다색 영상으로서 특히 유용하다.

본 발명의 방법은 반사 필름의 광학적 성능을 쉽게 조절하고 측정하게 한다. 따라서, 반사 필름의 반사 특징들, 특히 반사 파장 및 대폭을 중합에 사용된 화학선의 조사 전력을 변화시키고/시키거나 중합성 메조게닉 혼합물을 적합하게 선택함으로써, 특히 특정량의 가교결합제 d) 및/또는 쇄 전달제 e) 및/또는 염료 성분 f)를 가함으로써 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 반사 필름의 제조는 나선형으로 비틀린 배향(이때 나선축은 필름면에 대해 수직으로 배향된다)을 갖는 중합성 메조게닉 물질층을 화학선에 노출시킴으로써 중합시켜 수행한다. 중합 과정동안, 성형 중합체의 나선 피치 및 반사 파장을 층 전체를 통해 상이한 위치에서 중합 속도 및 정도, 즉 중합도를 변화시켜 조절한다.

중합은 층의 중합 반응을 개시시키는 화학선의 상이한 흡수에 의해 상기 층의 두께 전체를 통해 점진적으로 진행된다. 흡수 차는 필름의 전체 두께를 통해 상이한 영역에서 상이한 중합 속도를 발생시킨다.

이러한 효과는 특히 광대역 반사 필름의 제조시 중합성 물질에 중합에 사용되는 화학선을 흡수하는 가교결합 성분 d) 및/또는 쇄 전달제 또는 쇄 종결제 e) 및/또는 염료 성분 f)를 첨가함으로써 더욱 향상시킬 수 있다.

몇몇 경우에, 상기 성분 a) 내지 e)를 포함하는 중합성 혼합물의 화학선의 상이한 흡수, 특히 중합 개시제 c)의 흡수는 이미 점진적인 중합을 일으키기에 충분하며 염료는 필요하지 않다.

상기 개시된 점진적인 중합으로, 중합시 고정된 층의 두께 전체를 통해 피치 구배가 발생되며 따라서 필름의 상부에서 기부에 이르는 상기 필름내의 상이한 위치에서 상이한 반사 파장이 나타나는 중합체 필름이 생성된다.

더욱또한, 화학선의 조사 전력을 변화시킴으로써 필름 전체를 통해 측방향 및 두께 방향 모두에서 점진적인 중합 효과 및 생성된 나선 피치의 변화를 향상시킬 수 있다. 조사 전력의 측방향 변화는 예를들어 중합성 층을 포토마스크로 도포시킴으로써 이루어질 수 있다.

피치 구배의 형성 및 이러한 형성을 조절하는 방법을 이후에 상세히 설명할 것이다.

일작용성 중합성 메조게닉 화합물(또한 일반응성 메조겐이라고도 칭함), 예를들어 모노아크릴레이트는 중합시 측쇄 액정 중합체를 생성시킨다. 전형적인 일반응성 메조겐에서 가요성 이격자는 중합성 그룹을 메조게닉 코어로부터 분리시킨다. 대부분의 전형적인 일반응성 메조겐들은 반응성 메조겐과 비교시 현저히 증가된 상 전이 온도를 갖는 측 그룹 중합체를 생성시킨다.

예를 들어 하기 화학식 1a의 화합물은 S 30 ℃ Ch 128 ℃ I (S=스멕틱, Ch=콜레스테릭, I=등방성)의 상 순서를 갖는 반면 상응하는 측쇄 중합체는 S 145 ℃ Ch 190 ℃ I의 상 순서를 갖고, 하기 화학식 1b의 화합물은 C 35 ℃ Ch -1 ℃ I의 상 순서를 갖는 반면 상응하는 측쇄 중합체는 S 50 ℃ Ch 65 ℃ I의 상 순서를 갖는다:

이러한 보다 고온으로의 전이 온도의 이동에 의해 단작용성 반응성 메조겐 또는 하나이상의 일반응성 메조겐을 포함하는 메조게닉 또는 액정 중합체 전구체 혼합물이, 덜 정렬된 상, 예를들어 네마틱상을 나타내고 중합되어 액정 측쇄 중합체를 제공하는 소정의 온도에서 중합되며, 이 중합체는 상기 소정의 중합 온도에서 상이한, 보다 고도로 정렬된 상, 예를들어 스멕틱 상을 나타낸다.

하기에서, 본 발명을, 단량체 또는 전구체 혼합물 및 중합체 모두가 콜레스테릭 상 및 하부의 스멕틱 상(즉, 콜레스테릭 상 아래의 온도에서 스멕틱 상)을 나타내지만 중합체중의 스멕틱 상의 온도 범위는 증가하는 경우에 대해 예시적으로 개시할 것이다. 이를 하기 도식에 예시적으로 도시하는데, 이 도식은 단량체와 그의 상응하는 중합체의 액정 상 순서를 나타내며, 이때 단량체와 중합체는 모두 스멕틱 상과 콜레스테릭 상을 갖는다. 도식에서 S는 스멕틱 상을 나타내고, Ch는 콜레스테릭(=키랄 네마틱) 상을 나타내며, I는 등방성 상을 나타낸다. 화살표는 증가하는 온도 T의 방향을 가리킨다:

그러나, 중합체가 예를 들어 콜레스테릭 및 하부의 스멕틱 상을 나타내고, 반면에 단량체 또는 전구체 혼합물이 예를 들어 상기 화학식 1b 화합물의 경우에서와 같이 단지 콜레스테릭 상만을 나타내거나 또는 심지어는 단방성 콜레스테릭 상만을 나타내는 것도 또한 가능하다.

하부의 스멕틱 상을 갖는 비중합된 콜레스테릭 액정 단량체 또는 전구체 혼합물에서, 콜레스테릭 나선의 나선 피치는 전형적으로 온도가 스멕틱 상을 향해 감소됨에 따라 풀리기 되어 보다 긴 반사 파장을 제공한다. 이러한 효과는 열호변성 효과로서 알려져 있으며 도 1에 도식적으로 나타낸다. 도 1은 상술한 바와 같이 저 몰 질량 콜레스테릭 액정에 대한 나선 피치 p 대 온도 T의 변화를 나타낸다.

상술한 바와 같은 액정 단량체 또는 전구체 혼합물의 샘플을 일정한 온도에서 중합하는 경우, 상기 샘플의 스멕틱-콜레스테릭 전이 온도는 중합 과정 동안 효과적으로 상승할 것이다. 중합 및 비중합된 물질의 완전한 혼합이 중합 과정동안 이루어졌다고 가정하는 경우, 이러한 샘플의 상 도표는 도 2에 예시적으로 도시한 바와 같이 나타날 것이며, 이때 도 2는 중합된 물질의 비 R에 대한 상 전이 온도 T의 변화를 나타낸다. 도 2가 단지 상술한 효과를 도식적으로 예시하는 것이며, 따라서 예를 들어 2상 영역은 생략된 간략화된 상 도표이며, 중합체는 일분산 분자량 분포를 갖는 것으로 가정되었음을 유의해야 한다.

본 발명에 이르러 상술한 샘플의 중합 온도를 전구체의 중합 과정 동안 성형 중합체의 콜레스테릭-스멕틱 상 경계가 중합 온도 T_p에 대해 도 2에 예시적으로 나타낸 바와 같이 교차 되도록 선택할 수 있다. 그 결과, 콜레스테릭 나선의 피치는 도 1에 예시된 바와 같이(그러나, 이제는 일정한 온도에서) 분기될 것이며, 콜레스테릭 나선은 스멕틱 상에 접근함에 따라 풀리게 될 것이다.

그러나, 상술한 양상은 단지 반응성 메조겐들이 비배향된 상태, 예를 들어 액상으로, 비교적 저속 및/또는 적은 최종 분자량으로 중합되는 경우에만 이상적으로 관찰된다. 단지 이 경우에만 중합된 물질은 평형상태, 즉 열역학적으로 안정한 메조상을 나타낼 것이다.

그러나, 일작용성 반응성 메조겐을 배향된 상태, 예를 들어 기판(예: 유리 기판)상에 또는 2 개의 기판사이에 박막으로서 중합시키고 고분자량으로 고속 중합시키는 경우, 상기 시스템은 상기 중합체의 열역학적으로 안정한 고도로 정렬된 상을 제공하도록 이완되는 것이 아니라, 대신에 경화전에 나타난 반응성 메조겐이 연장된 기간동안 고정되어 동결된 채로 있게 된다.

예를 들어 상기 화학식 1a의 화합물은 상술한 바와 같이 145 ℃ 이하의 스멕틱 상을 갖는 측쇄 중합체로 중합된다. 그러나, 상기 중합체를 0.5%의 광개시제 TPO(2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥사이드)와 혼합하고, 서로 5 ㎛ 분리된 2 개의 유리 기판 사이에서 유지시키고, 80 ℃로 가열하고, 상기 기판들을 약간 전단시킴으로써 키랄 네마틱 액정 상을 정렬시키는 경우 청색을 선택적으로 반사하는 콜레스테릭 조직이 관찰된다. 상기 80 ℃의 온도에서 5 mW/cm²의 UV 조사(예:수은 램프에 의해)에 노출시킨 후 상기 샘플은 심지어 중합후에도 그의 외관을 유지한다. 심지어 20 ℃의 주변 온도로 냉각시킨 후에도 상기 샘플은 변하지 않고 청색광을 반사한다.

따라서, 콜레스테릭 상 및 하부의 스멕틱 상을 갖는 중합성 메조게닉 물질의 샘플을 나선을 푸는데 요구되는 시간보다 훨씬 빠른 속도로 중합시키는 경우, 상기 샘플은 형성된 중합체의 높은 점도(이는 열역학적으로 보다 안정한 스멕틱 상으로의 이완을 막는다)로 인해 콜레스테릭 상태로 고정된 채 유지된다.

성형 중합체의 분자량을 중합 과정 동안 감소시키거나 또는 작게 유지시키는 경우, 상기 중합체의 점도도 또한 감소될 것이다. 이는 중합이 완료되기 전에 나선을 약간 풀리게할 것이며, 따라서 피치를 증가시키게 되어 반사 파장을 보다 높은 파장으로 이동시키게 된다.

본 발명의 방법으로 성형 중합체의 분자량을 조절할 수 있으며, 이에 의해 반사 중합체 필름의 피치 및 반사 파장의 이동을 조절할 수 있다.

본 발명의 첫 번째 바람직한 실시태양에 따라 성형 중합체의 분자량을, 소정량의 쇄 종결제 또는 쇄 전달제 성분 e)를 중합성 혼합물에 가함으로써 조절하거나 감소시킨다. 성분 e)의 양을 증가시킴으로써 반사 필름의 반사 파장을 증가시킨다.

쇄 전달제를 중합성 혼합물에 가하는 경우, 본 발명의 중합체 필름에서 유리 중합체 쇄의 길이 및/또는 2 개의 가교결합간의 중합체 쇄의 길이를 조절할 수 있다. 쇄 전달제의 양을 증가시키는 경우, 중합체 쇄 길이가 감소되는 중합체 필름이 수득된다.

본 발명의 바람직한 실시태양에서, 중합성 혼합물은 0.01 내지 15%, 특히 0.1 내지 10%, 매우 바람직하게는 0.5 내지 5%의 쇄 전달제를 포함한다. 쇄 전달제를 포함하는 중합성 메조게닉 혼합물을 사용함으로써 대폭이 증가된 반사 편광자를 수득할 수 있다. 이 바람직한 실시태양에 따른 중합체 필름의 또다른 잇점은 기판, 특히 플라스틱 필름, 예를들어 TAC 필름에 대한 그의 특히 우수한 접착력이다.

중합체 제조용 쇄 전달제 또는 종결제는 전문가에게 공지되어 있다. 이들중 다수는 상업적으로 입수할 수 있다. 쇄 전달제로서 전문가에게 공지된 임의의 화합물을 사용할 수 있다. 바람직하게는 티올 화합물, 예를 들어 일작용성 티올 화합물, 예를 들어 도데칸 티올 CH₃(CH₂)₁₁SH 또는 다작용성 티올 화합물, 예를들어 트리메틸프로판 트리(3-머캅토프로피오네이트)를 쇄 종결제로서 사용한다.

중합체의 분자량을 머캅탄 또는 티올 화합물, 전형적으로 도데칸 티올과 같은 쇄 전달제를 사용하여 효과적으로 감소시킬 수 있다. 그러나, 도데칸 티올 자체는 액정이 아니고 심지어 메조게닉도 아니기 때문에, 이는 단지 액정 호스트에 적은 농도로 가용성일 뿐이다. 전형적으로 이미 약 0.5%의 농도에서 상 분리가 관찰된다.

따라서, 바람직하게는 액정 또는 적어도 메조게닉인 티올 화합물이 액정 호스트에 대한 그의 우수한 용해도로 인해 사용된다. 본 발명에 적합한 쇄 전달제는 다른 것들중에서도 특히 WO 96/12209 및 WO 96/25470(본 발명에 참고로 인용되어 있다)에 개시된 것들이다.

적합한 액정 티올 화합물은 예를 들어 하기 화학식 3a 및 3b의 화합물들이다:

쇄 전달제, 예를 들어 화학식 3a 및 3b 화합물의 농도를 증가시키면 생성된 경화된 액정 중합체의 분자량이 감소된다. 상기 언급한 바와 같이, 이는 성형 중합체의 점도를 감소시키며 따라서 중합 과정 동안 중합체성 전구체의 이완을 보다 빠르게 하여 콜레스테릭 나선을 풀리게 한다. 따라서, 반사 대역의 파장은 쇄 전달제의 농도 증가에 따라 증가한다. 이는 쇄 전달제의 농도를 최소한 총 0 내지 10%로 적게 유지시킨다.

상기 언급한 시약 및 첨가제와는 별도로, 산소가 또한 쇄 종결제로서 작용할 수 있다. 따라서, 성형 중합체의 분자량을 예를 들어 중합 과정 동안 기판을 통한 중합성 물질내로의 조절된 산소 침투에 의해 변화시킬 수 있다. 그러나, 조절된 산소 침투는 실제로 실행하기 어렵기 때문에, 바람직하게는 중합 과정 동안 산소를 중합성 물질로부터 제거시킨다. 산소 제거는 예를 들어 불활성 기체 분위기하에서 경화시키거나 또는 예를 들어 PVA의 산소 차단층을 기판상에 도포시켜 기판을 통한 조절되지 않은 산소의 침투를 방지함으로써 성취될 수 있다.

한편으로, 또는 쇄 종결제 또는 쇄 전달제 이외에, 중합 지연 또는 억제 첨가제, 예를 들어 억제제, 안정제 등을 가함으로써 분자량을 또한 조절할 수 있다. 상기 중합성 물질은 바람직하게는 예를 들어 조성물을 보관하는 동안 바람직하지 않은 자발적 중합을 방지하기 위해 안정제로서 중합 억제제를 포함한다. 그러나, 이와는 별도로 상기 억제제는 또한 본 발명의 방법에서 중합체의 분자량을 조절하는 작용을 할 수도 있다.

억제제는 다양하게 상업적으로 입수할 수 있다. 본 발명에 사용되는 억제제는 바람직하게는 하이드로-, 벤조- 또는 안트라퀴논, 일-, 이- 또는 삼작용성 페놀, 니트로- 또는 아미노벤젠, 페나진, 페녹사진, 페노티아진 및 티안트렌의 치환되거나 비치환된 유도체들중에서 선택된다. 특히 바람직한 억제제는 치환되거나 또는 비치환된 하이드로퀴논, 안트라퀴논 및 벤조퀴논을 포함하는 그룹중에서 선택된다.

바람직한 억제제 화합물에 대한 전형적인 예로서 하이드로퀴논, 메톡시 메틸 하이드로퀴논, 모노-3급-부틸 하이드로퀴논, 2,5-디-3급-부틸 하이드로퀴논, p-벤조퀴논, 2,5-p-디메틸-p-벤조퀴논, 안트라퀴논, 카테콜, p-3급-부틸 카테콜, 페노티아진, 4-에톡시페놀 및 부틸화된 하이드록시톨루엔(BHT)이 있다.

억제제를 바람직하지 않은 자발적 중합을 방지하기 위한 안정제로서 가하는 경우, 중합성 혼합물중의 안정제의 양은 바람직하게는 1 내지 1000 ppm, 특히 바람직하게는 10 내지 500 ppm이다.

억제제를 본 발명의 방법에서 분자량의 조절 및 이에 의한 피치 길이의 변화를 위해 사용하는 경우, 바람직하게는 보다 많은 양, 특히 1 내지 5 중량%의 양으로 가한다. 그러나, 쇄 종결제 또는 쇄 전달제에 비해 억제제의 사용은 덜 바람직하다.

두 번째 바람직한 실시태양에 따라 소정량의 가교결합제 d)를 중합성 혼합물에 가한다. 이에 의해 중합체의 분자량 및 가교결합도가 증가되며, 또한 이에 의해 중합체의 점도가 보다 빨리 증가된다. 이는 분자 나선의 풀림을 억제하여 보다 작은 반사 파장을 갖는 반사 필름을 생성시킨다. 따라서, 가교결합제 d)의 양을 증가시킴으로써 반사 필름의 반사 파장을 감소시킨다.

그러나, 가교결합제 d)의 양을 너무 늘려서는 안되는데, 그 이유는 다량의 가교결합제는 성형 중합체의 구조를 너무 급속히 고정시켜 반사 필름의 대폭을 감소시키기 때문이다.

반사 파장을 조절하는 가능성과는 별도로, 가교결합제 d)의 사용은 대개 경화된 중합체 필름의 성능에 대한 온도의 영향을 감소시키기 위해 권장되는데, 그 이유는 가교결합된 중합체가 선형 중합체보다 온도 변화에 대해 보다 안정성을 나타내기 때문이다. 가교결합된 필름은 또한 이들이 고형의 자기지지 필름일 때 많은 용도에 유리하다.

따라서, 특정량의 가교결합제 d)를 가함으로써 본 발명의 필름 자체의 반사 파장 뿐아니라 상기 필름의 다른 물리적 성질들, 예를 들어 유리 온도(이는 예를 들어 반사 필름의 광학적 성질들의 온도 의존성에 대해 중요하다)를 조절할 수 있다.

이반응성 화합물 또는 훨씬 많은 반응성 부위를 갖는 화합물인 가교결합제는 전문가에게 공지되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시태양에서, 중합성 메조게닉 혼합물은 가교결합제 d)로서 하나이상의 이반응성 또는 다반응성 중합성 화합물을 함유한다. 액정 혼합물에 대한 이들의 우수한 용해도로 인해 본 발명에서는 특히 메조게닉 또는 심지어 액정인 이- 또는 다반응성 화합물이 바람직하다.

가교결합제 d)로서 사용하기에 특히 바람직한 것은 메조게닉 디아크릴레이트, 예를들어 하기 화학식 2a 및 2b의 화합물이다:

중합성 메조게닉 물질중의 가교결합제 성분 d)의 농도는 바람직하게는 0 내지 35%, 특히 2 내지 25%, 매우 바람직하게는 15 내지 25%이다.

중합체의 가교결합을 증가시키기 위해서, 상기 중합체의 가교결합을 증가시키기 위한 이- 또는 다작용성 중합성 메조게닉 화합물과 별도로, 2 개 이상의 중합성 작용기를 갖는 20% 이하의 비 메조게닉 화합물을 가하는 것도 또한 가능하다.

이작용성 비 메조게닉 단량체의 전형적인 예로는 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹을 갖는 알킬디아크릴레이트, 알킬디메타크릴레이트, 알킬디비닐에테르 또는 알킬디비닐에폭사이드가 있다. 2 개 이상의 중합성 그룹을 갖는 비 메조게닉 단량체의 전형적인 예로는 트리메틸프로판트리메타크릴레이트 또는 펜타에리쓰리톨테트라아크릴레이트가 있다.

세 번째 바람직한 실시태양에 따라, 중합성 혼합물은 하나이상의 염료를 함유하는 염료 성분 f)를 포함한다. 중합에 사용되는 화학선을 흡수하는 염료를 가하는 경우, 조사원과 이격되어 대향하는 필름 표면의 혼합물은 상기 조사원에 면한 필름 표면의 혼합물에 비해 상이하게 중합될 것이며, 따라서 피치 구배가 매우 급속히, 이상적으로는 수분 또는 그 이상 빠르게 생성될 것이다.

따라서, 염료의 사용, 특히 보다 두꺼운 필름에서 염료의 사용은 반사 필름에 의해 반사된 빛의 대폭을 증가시킨다. 따라서 조절된 구배의 나선 피치(조절된 대폭을 생성시킴)와 반사 대역의 조절된 중심 파장을 모두 갖는 광대역 반사 편광자를 얻을 수 있다. 이러한 광대역 반사기가 본 발명에 특히 바람직하다.

바람직한 실시태양에서, 중합성 혼합물은 중합에 사용된 화학선의 파장으로 조절된 최대 흡수값을 갖는 염료 성분 f)를 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%, 특히 0.5 내지 5 중량% 함유한다. 상기 염료는 바람직하게는 중합 개시제와 동일한 파장 범위의 최대 흡수값을 가져야 한다. 바람직하게는 필름을 사용하는 동안 원치 않는 흡수를 배제시키기 위해서 최대 흡수가 반사 필름의 반사 파장 범위 밖에 있는 염료를 사용한다.

적합한 염료의 예로서 하기 구조식의 4,4'-아족시 아니솔 또는 상업적으로 입수할 수 있는 머크 페이즈(Merck Phase) 5(Merck Ltd., Poole, UK)를 사용할 수 있다:

더욱 또한, 티누빈(Tinuvin)(Ciba Geigy, Switzerland)과 같은 상업적으로 입수할 수 있는 UV 염료를 사용할 수 있다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시태양에서, 중합성 혼합물은 염료를 함유하지 않는다.

네 번째 바람직한 실시태양에 따라, 반사 대폭 및 중심 반사 파장을 중합에 사용된 화학선의 조사 전력을 변화시켜 조절한다. 예를들어 콜레스테릭 및 스멕틱, 또는 스멕토제닉, 중합성 메조게닉 혼합물을 UV 광, 예를들어 UV 램프로 조사하여 중합시키는 경우, 램프 전력을 감소시키면 보다 느린 중합 속도가 얻어질 것이다. 이에 의해 중합체의 스멕틱 상이 얻어짐에 따라 나선이 풀리는데 보다 많은 시간이 들것이고 따라서 나선 피치와 반사 파장이 증가하게 된다.

경화 전력은 본 발명의 방법에 대해서 반사광의 파장에 반비례한다. 예를 들어, 고 전력으로 경화시키면 청색 광을 반사하는 필름이 생성되는 반면, 전력을 감소시키면 반사광의 색상을 녹색, 황색 및 적색으로 이동시킬 수 있다.

따라서, 중합성 메조게닉 물질의 동일 층을 단일의 주어진 온도에서 가변 램프 전력을 사용하여 경화시켜 상이한 색상의 반사를 얻을 수 있다.

더욱 또한, 필름에서 상이한 공간적 위치들에 대해 경화 전력을 변화시킴으로써 상이한 반사색을 갖는 영역들을 하나의 필름에서 얻을 수 있다. 필름내의 상단에서 하단에 이르는 상이한 위치에서 조사 전력을 변화시켜 상기 필름의 두께 전체를 통해 피치 구배를 형성시키는 것과 같이, 필름의 상이한 부분들, 즉 필름을 가로질러 측방향으로 상이한 영역들에 대해 조사 전력을 변화시키면 피치에 차이가 발생하고 따라서 필름의 이들 상이한 영역들간에 반사색의 차이가 발생한다.

따라서, 본 발명의 방법은 특히 예를 들어 단일 온도에서 경화시키는 동안 점진적인 포토마스크를 사용함으로써 넓은 반사 주파대를 갖는 필름을 제조할 뿐아니라 반사 필름에 다색상을 영상화할 수 있다. 상기 방법에 의해 얻을 수 있는 공간적으로 상이한 반사색을 갖는 콜레스테릭 필름을 다양한 여러 가지 용도, 예를 들어 컬러 필터, 정보 저장, 장식용 영상 또는 보안용 영상에 사용할 수 있다.

바람직하게는 UV 광을 사용하여 필름을 경화시킨다.

특히 바람직하게는 조사 전력의 변화를 상기 세 번째 바람직한 실시태양에 개시한 바와 같이 중합성 메조게닉 물질에 염료를 첨가하는 것과 함께 이용한다. 염료의 사용은 특히 필름의 두께 방향 구배의 형성을 향상시킨다.

본 발명의 다섯 번째 바람직한 실시태양에 따라, 중합 속도 및 정도를 중합 개시제 c)의 양 및 유형을 변화시킴으로써 조절한다.

보다 많은 양의 개시제, 또는 보다 효율이 높거나 또는 화학선에 대해 보다 민감한 개시제를 사용함으로써, 보다 많은 중합 반응들이 중합성 혼합물에서 동시에 개시되고, 성장하는 쇄의 평균 분자량이 감소하게 되어 점도가 감소될 것이며, 따라서 중합과정 동안 중합체성 전구체의 이완이 보다 빨라지고 콜레스테릭 나선이 풀리게 될 것이다.

따라서, 개시제 c)의 양 또는 효율을 증가시킴으로써 반사 필름의 반사 파장이 증가된다.

라디칼 중합용 중합 개시제로서, 예를 들어 상업적으로 입수할 수 있는 이르가큐어(등록상표)(Irgacure) 또는 다로큐어(등록상표)(Darocure) 광개시제(Ciba Geigy, Basle, Switzerland), 예를 들어 이르가큐어 651, 이르가큐어 184, 다로큐어 1173 또는 다로큐어 4205, 또는 TPO[루시린(등록상표)(Lucirin) TPO의 상표명, BASF, Ludwigshafen, Germany]를 사용할 수 있는 반면, 양이온성 광중합의 경우에는 상업적으로 입수할 수 있는 UVI 6974(Union Carbide, USA)를 사용할 수 있다.

중합성 메조게닉 물질은 바람직하게는 0.01 내지 10%, 매우 바람직하게는 0.05 내지 5%, 특히 0.1 내지 3%의 중합 개시제 c)를 포함한다. UV 광개시제가 바람직하며, 특히 라디칼성 UV 광개시제가 바람직하다.

상술한 방법 이외에, 반사 필름의 반사 파장을 또한 중합성 메조게닉 물질중의 비키랄 화합물과 키랄 화합물의 비 및/또는 나선 비틀림력(HTP)을 변화시킴으로써 조절할 수 있다.

따라서, 피치가 중합과정동안 실질적으로 변화하지 않고 그대로 있는 필름 부분의 반사 파장은 중합성 혼합물의 초기 반사 파장과 대략적으로 동일할 것이며, 주로 중합성 혼합물중의 키랄 화합물의 비 및 비틀림력에 의해 조절될 것이다.

따라서, 출발 중합성 물질을 적절히 선택함으로써, 특히 비키랄 화합물과 키랄 화합물의 비를 변화시키고/시키거나 키랄 화합물의 나선 비틀림력(HTP)을 변화시킴으로써 최소 반사 파장을 조절할 수 있으며, 또한 이에 의해 본 발명의 반사 필름의 스펙트럼의 중심 반사 파장을 조절할 수 있다.

광대역 반사 편광자의 경우에, 바람직하게는 출발 혼합물중의 키랄 및 비키랄 메조게닉 화합물의 비를 생성된 중합체 필름의 반사 스펙트럼이 가시광 스펙트럼의 상당 부분을 포함하도록 선택한다.

본 발명의 방법에 의해 제조된 광대역 반사 편광자의 경우에, 편광자에 의해 반사된 주파대는 이상적으로는 전체 가시 스펙트럼을 포함하며, 바람직하게는 400 내지 900 nm의 파장 범위내에 있다. 대부분의 용도에 대해서, 450 내지 800 nm 범위내의 반사 주파대가 허용가능하다. 특정 실시태양에서, 480 내지 700 nm 범위의 반사 주파대도 여전히 적합하다. 파장 대역의 대폭은 바람직하게는 220 nm 이상, 특히 바람직하게는 320 nm 이상, 매우 특히 바람직하게는 420 nm 이상이다.

필름 두께는 또한 반사 필름의 대폭을 반영한다. 대역 위치 및 대폭에 따라, 두께는 바람직하게는 5 내지 30 ㎛이다. 약 300 nm 이상의 대폭에 대해서, 10 내지 20 ㎛의 두께가 특히 바람직하다. 보다 좁은 대폭, 예를들어 100 내지 200 nm 범위의 폭을 갖는 반사 필름에 대해서 1.5 내지 10 ㎛의 두께가 바람직하다.

본 발명에 따른 광대역 반사 편광자의 투과 스펙트럼의 투과율 대 파장 곡선(예를 들어 도 3 및 4에 도시된 바와 같은)은 대칭 또는 비대칭 형상을 가질 수 있다. 이는 단봉, 쌍봉 형태이거나 또는 여러개의 정점 분포를 나타낼 수 있으며, 이는 반사의 최대치가 하나, 둘 또는 둘 이상을 나타낼 수 있음을 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시태양은 스펙트럼이 단일 정점 분포를 가짐을 특징으로 한다.

중합성 메조게닉 물질중의 키랄 화합물은 중합성이거나 또는 중합성이 아닐 수 있다. 이들은 또한 메조게닉이거나 또는 심지어 액정일 수도 있다. 이- 또는 다반응성 중합성 화합물인 키랄 화합물을 사용하는 경우에, 이들 화합물은 또한 가교결합제 d)로서 작용할 수 있다. 키랄 화합물이 쇄 전달제 e) 또는 염료 f)일 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시태양에서, 키랄 화합물은 중합성 키랄 화합물, 바람직하게는 중합성 키랄 메조게닉 화합물, 특히 중합성 액정 화합물이다.

또다른 바람직한 실시태양에서, 중합성 메조게닉 물질은 키랄 중합성 메조게닉 화합물과는 별도로 하나이상의 비-중합성 키랄 도판트를 포함한다.

높은 나선 비틀림력(HTP)을 갖는 키랄 도판트, 특히 WO 98/00428에 개시된 것들이 특히 바람직하다. 추가의 전형적으로 사용되는 키랄 도판트는 예를 들어 상업적으로 입수할 수 있는 S 1011, R 811 또는 CB 15(Merck KGaA, Darmstadt, Germany)이다.

특히 바람직한 것은 하기 화학식 4a 및 4b(도시되지는 않았지만 (R,S), (S,R), (R,R) 및 (S,S) 에난티오머를 포함한다)중에서 선택된 키랄 비-중합성 도판트이다:

상기식에서,

E 및 F는 각각 독립적으로 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 임의로 불소화된 1,4-페닐렌이고,

v는 0 또는 1 이고,

Z⁰는 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂- 또는 단일 결합이고,

R은 탄소수 1 내지 12의 알킬, 알콕시 또는 알카노일이다.

화학식 4a의 화합물 및 그의 합성 방법은 국제 출원 WO 98/00428에 개시되어 있으며, 화학식 4b의 화합물 및 그의 합성 방법은 GB 2,328,207에 개시되어 있으며, 이들 문헌들은 본 발명에 참고로 인용되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시태양에서, 중합성 메조게닉 물질은 중합성 키랄 화합물을 포함하지 않으며, 성분 b)로서 하나이상의 키랄 도판트, 특히 화학식 4a 및 4b중에서 선택된 하나이상의 키랄 도판트를 포함한다. 상기 바람직한 실시태양에 따른 키랄 도판트의 양은 바람직하게는 전체 혼합물의 15 중량% 미만, 특히 0.01 내지 10 중량%, 매우 바람직하게는 0.01 내지 5 중량%이다.

높은 나선 비틀림력(HTP)을 갖는 키랄 도판트가 바람직한데, 그 이유는 이들 도판트는 적은 양으로도 이미 짧은 나선 피치를 유도하기에 충분하기 때문이다. 상기 화학식 4a 및 4b의 키랄 화합물들은 매우 높은 HTP를 나타내며, 따라서 특히 바람직하다.

상기 설명한 바와 같이, 성형 중합체에서 피치를 조절하는 방법은 특히 중합성 혼합물과 중합체의 액정 상 순서에 따라 좌우되며, 따라서 이들 물질을 조심스럽게 선택해야 한다. 특히 바람직한 방법은 중합체가, 중합성 메조게닉 물질이 덜 정렬된 메조상을 갖는 온도에서 보다 고도로 정렬된 메조상을 갖고, 특히 중합체가, 중합성 메조게닉 물질이 나선형으로 비틀린 메조상을 갖는 온도에서 비틀리지 않은 메조상을 갖는 방법이다.

특히 바람직하게는 중합된 물질 및 중합성 물질 모두가, 덜 정렬된 나선형으로 비틀린 메조상의 온도 범위 아래의 온도에서, 덜 정렬된 나선형으로 비틀린 메조상, 특히 콜레스테릭 상, 및 보다 고도로 정렬된 비틀리지 않은 메조상, 특히 스멕틱 상을 갖는다.

목적하는 분자 배향을 갖는 반사 필름을 얻기 위해서, 중합 반응을 중합성 메조게닉 혼합물의 액정 상으로 수행해야 한다. 따라서, 바람직하게는 저 융점 및 넓은 액정 상 범위를 갖는 중합성 메조게닉 화합물 또는 혼합물을 사용한다. 이러한 물질을 사용하면 중합 온도가 예를 들어 실온으로 감소되며, 이는 중합 공정을 보다 용이하게 만들고 이는 특히 대량 생산에 상당한 잇점이 된다.

적합한 중합 온도의 선택은 주로 중합성 메조게닉 혼합물의 상 전이 온도, 특히 기판의 연화점에 따라 좌우된다. 바람직하게 중합 온도는 중합성 메조게닉 혼합물의 등명점보다 30 ℃ 이상 낮다.

바람직하게는 중합성 메조게닉 혼합물은 콜레스테릭 상 및 특히 바람직하게는 S-Ch(또는 N^*)-I의 상 순서, 특히 S_A-Ch-I의 상 순서를 갖고, 생성 중합체는 중합성 혼합물에 비해 보다 높은 온도로 이동하는 스멕틱 상을 갖는 평형상 순서를 갖는다. 중합 온도는 중합성 혼합물이 콜레스테릭 상에 있도록 선택한다.

바람직하게는 중합 온도는 상기 온도가 중합성 혼합물의 스멕틱-콜레스테릭 상 전이 온도 이상에 근접하도록, 특히 중합성 혼합물의 스멕틱-콜레스테릭 상 전이 온도 이상에서 5 내지 100 ℃, 특히 바람직하게는 10 내지 60 ℃, 매우 바람직하게는 20 내지 35 ℃ 범위가 되도록 선택한다.

한편으로, 중합 온도를 생성 중합체의 스멕틱 상내에 있도록, 즉 각각 스멕틱-콜레스테릭 또는 스멕틱-등방성 상 전이 온도 아래에 있도록 선택한다. 바람직하게는 중합 온도는 생성 중합체의 스멕틱-콜레스테릭 또는 스멕틱-등방성 상 전이 온도 아래에서 10 내지 110 ℃, 특히 25 내지 75 ℃이다.

또한 중합 온도를 대략적으로 중합성 혼합물의 콜레스테릭 상의 온도 하한치와 생성 중합체의 스멕틱상의 온도 상한치의 수학적 평균에 근접하도록 선택할 수도 있다.

상기 중합 온도의 바람직한 범위 및 선택 법칙은 단지 선형(즉 가교결합되지 않은) 중합체에 대해서만 엄격하게 유지되거나 또는 약간 가교결합된 중합체에 대해서만 엄격하게 유지된다. 그러나, 고도로 가교결합된 중합체의 경우에, 상 전이 온도는 더 이상 관찰되거나 측정되지 않으며(예를 들어, 중합체가 그의 상 전이 전에 가열시 분해됨으로 인해), 이들 중합체의 상 전이 온도에 대한 양호한 접근은 가교결합도를 전이 온도를 측정하기에 꼭 충분한 정도로만 감소시킴으로써 얻을 수 있다.

120 ℃ 미만의 중합 온도가 일반적으로 바람직하다. 90 ℃ 미만, 특히 60 ℃ 이하의 온도가 특히 바람직하다.

중합성 메조게닉 물질에 사용될 수 있는 중합성 메조게닉 화합물들은 전문가에게 공지되어 있다.

상기 및 이후에 사용되는 중합성 메조겐, 중합성 메조게닉 화합물 또는 중합성 액정 또는 액정 화합물이란 용어는 봉상, 브로드한 상 또는 디스크상 메조게닉 그룹(즉, 상기 그룹을 포함하는 화합물에 메조상 양상을 유발시키는 능력을 갖는 그룹)을 갖는 화합물들을 포함한다. 이들 화합물은 반드시 스스로 메조상 양상을 나타낼 필요는 없다. 본 발명의 바람직한 실시태양에서, 이들은 단지 다른 화합물과 혼합시 또는 중합성 메조게닉 화합물 또는 이를 포함하는 혼합물의 중합시에만 메조상 양상을 나타낸다.

바람직하게는 중합성 메조게닉 화합물은 스스로 메조상 양상을 나타낸다.

본 발명에 사용된 비키랄 및 키랄 중합성 메조게닉 일- 및 이- 또는 다반응성 화합물은 그 자체로서 공지되고, 예를 들어 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart]과 같은 표준 유기 화학 연구서에 개시된 방법에 의해 제조할 수 있다. 전형적인 예들이 예를 들어 WO 93/22397; EP 0 261 712; DE 19504224; DE 4408171; DE 4405316 및 GB 2 280 445에 개시되어 있다. 그러나, 이들 문헌에 개시된 화합물들은 단지 예로서 간주될 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

특히 유용한 일반응성 키랄 및 비키랄 중합성 메조게닉 화합물을 나타내는 예를 하기에 나타내나, 이들은 단지 예시적일 뿐이며, 본 발명을 제한하는 것이 아니라 설명하는 것으로 간주해야 한다:

유용한 이반응성 키랄 및 비키랄 중합성 메조게닉 화합물(가교결합제로서 사용될 수 있다)의 예를 하기에 나타내나, 이들은 단지 예시적일 뿐이며, 본 발명을 제한하는 것이 아니라 설명하는 것으로 간주해야 한다:

상기식들에서,

P는 중합성 그룹, 바람직하게는 아크릴, 메타크릴, 비닐, 비닐옥시, 프로페닐 에테르, 에폭시 또는 스티릴 그룹이고,

x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12이고,

A는 L¹으로 임의로 일-, 이- 또는 삼치환된 1,4-페닐렌 또는 1,4-사이클로헥실렌이고,

v는 0 또는 1이고,

Z⁰는 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂- 또는 단일 결합이고,

Y는 극성 그룹이고,

R⁰는 비극성 알킬 또는 알콕시 그룹이고,

Ter은 예를 들어 멘틸과 같은 테르페노이드 라디칼이고,

Chol은 콜레스테릴 그룹이고,

L¹및 L²는 각각 독립적으로 H, F, Cl, CN 또는 임의로 할로겐화된 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐 또는 알콕시카보닐옥시 그룹이다.

상기와 관련하여 "극성 그룹"이란 용어는 F, Cl, CN, NO₂, OH, OCH₃, OCN, SCN, 임의로 불소화된 탄소수 4 이하의 카보닐 또는 카복실 그룹 또는 일-, 올리고- 또는 다불소화된 탄소수 1 내지 4의 알킬 또는 알콕시 그룹중에서 선택된 그룹을 의미한다.

"비극성 그룹"이란 용어는 탄소수 1 이상, 바람직하게는 1 내지 12의 알킬 그룹 또는 탄소수 2 이상, 바람직하게는 2 내지 12의 알콕시 그룹을 의미한다.

중합성 혼합물의 일반응성 화합물은 바람직하게는 상기 화학식 5a 내지 1o중에서 선택된다.

일반응성 화합물은 생성된 중합성 혼합물이 상기 화학식 1a 및 1b 화합물에 대해 개시된 바와 같이 적합한 스멕틱-콜레스테릭 상 전이 온도를 갖고 중합되어 스멕토제닉이거나 또는 바람직하게는 스멕틱상을 나타내는 중합체를 제공하도록 선택해야 한다. 따라서 네마틱 상을 갖고 또한 스멕틱 상 양상을 나타내거나 유도하는 메조게닉 일반응성 화합물이 바람직하다.

특히 바람직한 것은 네마틱 상 및 하부의 스멕틱 상, 특히 스멕틱 A 상을 갖는 일반응성 화합물이며, 이때 상기 스멕틱-네마틱 상 전이는 일반응성 화합물의 중합시 50 내지 100 ℃까지 증가한다.

특정의 용도를 위해서, 높은 복굴절율을 갖는 물질이 바람직한데, 그 이유는 이들이 대폭을 증가시키고 반사 편광자의 광도 증가의 개선을 돕기 때문이다. 이를 위해서 특히 화학식 5f의 화합물과 같이 톨란 그룹을 함유하는 반응성 화합물이 바람직하다.

중합성 물질은 적어도 기판이 연화되는 온도 미만의 등명점, 즉 콜레스테릭-등방성 상 전이 온도를 나타내는 것으로 선택해야 한다. 100 ℃ 미만의 등명점을 갖는 물질이 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 중합성 메조게닉 조성물은 바람직하게는 균일한 평면 배향, 즉 분자 나선 축들이 층의 면에 실질적으로 수직으로 연장되게 정렬된다. 이러한 배향은 하나 또는 2 개의 기판상에 배향층들을 사용하고/하거나 기판들을 전단시킴으로써 이루어질 수 있다.

본 발명의 환상 편광자의 등방성 및 이방성 층들의 상술한 제조 방법에 따라, 중합성 메조게닉 물질의 혼합물을 기판상에 또는 2 개의 기판 사이에 코팅시키고, 균일한 평면 배향으로 정렬시키고, 개시제의 존재하에서 열 또는 화학선에 노출시킴으로써 경화시킨다. 이 방법에 대한 상세한 설명은 예를 들어 문헌[D.J. Broer et al., Makromol. Chem. 190, 2255 ff. ＆ 3202 ff.(1989)]에 개시되어 있다.

기판으로서, 예를 들어 유리 또는 석영 시이트 뿐아니라 플라스틱 필름 또는 시이트를 사용할 수 있다. 등방성 또는 복굴절성 기판을 사용할 수 있다. 기판을 중합 후에 중합된 필름으로부터 제거하지 않는 경우에는 등방성 기판을 사용하는 것이 바람직하다.

특히 대량 생산을 위해서, 기판으로서 플라스틱 필름, 예를 들어 폴리에틸렌-테레프탈레이트(PET), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리카보네이트(PC), 디- 또는 트리아세틸셀룰로즈(DAC/TAC)와 같은 폴리에스테르 필름을 사용하는 것이 적합하다. 복굴절성 기판으로서, 예를 들어 단일축으로 신장된 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 바람직하게는 하나 이상의 기판은 플라스틱 기판, 특히 바람직하게는 PVA, PET 또는 TAC 필름이다. PET 필름은 예를 들어 ICI 코포레이션으로 부터 상표명 멜리넥스(등록상표)(Melinex)로 상업적으로 입수할 수 있다. PVA 기판이 특히 바람직하다. 더욱 바람직한 것은 산소 차단층이 도포된 PET 기판이다.

기판들을 중합 후에 제거하거나 또는 제거하지 않을 수 있다. 적어도 하나의 기판은 중합에 사용된 화학선에 대해 투과성이어야 한다.

중합성 메조게닉 물질을 기판상에 또는 기판들사이에 박층의 형태로 코팅시킨다. 이는 당해분야의 숙련가에게 공지된 통상적인 기법으로 수행할 수 있다.

또한 중합성 메조게닉 물질을 적합한 용매에 용해시킬 수도 있다. 이어서 상기 용액을 기판상에 코팅시키고 용매를 경화전에 증발시킨다. 이를 위해서, 예를 들어 표준 유기 용매, 예를 들어 메틸 에틸 케톤 또는 사이클로헥사논과 같은 케톤, 예를 들어 톨루엔 또는 크실렌과 같은 방향족 용매, 예를 들어 디- 또는 트리클로로메탄과 같은 할로겐화된 탄화수소, 또는 예를 들어 메탄올, 에탄올 또는 이소프로필 알콜과 같은 알콜을 사용할 수 있다. 또한, 상기 용매들의 이원, 삼원 또는 다원의 혼합물을 사용할 수도 있다.

중합성 메조게닉 물질로 코팅된 층을 평면 배향, 즉, 분자 나선의 축이 상기 층에 대해 수직인 배향으로 정렬시킨다. 평면 배향은 예를 들어 상기 물질을 닥터 블레이드를 사용하여 전단시킴으로써 이룰 수 있다. 정렬은 또한 전장 또는 자장을 상기 코팅된 물질에 인가시킴으로써 유발시키거나 개선시킬 수 있다.

또한 중합성 메조게닉 물질은 예를 들어 기판상에 코팅시 또는 두 번째 기판이 씌어 질 때 전단력으로 인해, 기판들의 상단에 정렬층들의 존재로 인해 및/또는 상기 물질이 중합전에 어닐링될 때 자발적으로 정렬될 수도 있다. 이 경우에는 별도의 정렬 단계가 불필요하다.

따라서, 정렬층, 예를 들어 기판들중 하나이상의 상단에 예를 들어 마찰된 폴리이미드 또는 스퍼터링된 SiO_x층을 도포하고/하거나 기판들중 하나이상에 마찰 처리를 수행하는 것도 가능하다.

예를 들어 마찰은 마찰 천, 예를 들어 벨벳 천을 사용하거나, 또는 마찰 천으로 코팅된 편평한 봉을 사용하여 수행할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시태양에서, 마찰은 하나이상의 마찰 롤러, 예를 들어 기판을 가로질러 브러싱하는 고속 회전 롤러를 사용하거나, 또는 기판을 2 개 이상의 롤러사이에 놓아 수행하는데, 이때 각각의 경우 상기 롤러들중 하나이상은 선택적으로 마찰 천이 피복되어 있다. 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양에서, 마찰은 기판을 바람직하게는 마찰 천이 피복된 롤러 주위에서 한정된 각도로 적어도 부분적으로 둘러쌈으로써 수행한다.

더욱 또한, 균일한 배향을 갖는 평면 정렬을 중합성 메조게닉 물질에 하나이상의 계면활성제를 가함으로써 개선시킬 수 있다. 또다른 바람직한 실시태양에서, 2 개의 기판들을 함께 놓아 야기된 전단이면 양호한 평면 정렬을 제공하기에 충분하다.

본 발명에 따른 중합성 조성물은 또한 평면 정렬을 개선시키기 위해 하나이상의 계면활성제를 포함할 수도 있다. 적합한 계면활성제들이 예를 들어 문헌[J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1, 1-77(1981)]에 개시되어 있다. 특히 바람직한 것은 비-이온성 계면활성제, 예를 들어 상업적으로 입수할 수 있는 플루오로카본 계면활성제인 플루오래드(Fluorad) 171(3M Co.) 또는 조닐(Zonyl) FSN(DuPont)이다. 바람직하게는 중합성 혼합물은 0.01 내지 5 중량%, 특히 0.1 내지 3 중량%, 매우 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%의 계면활성제를 포함한다.

중합성 메조게닉 물질의 중합은 상기 물질을 열 또는 화학선에 노출시킴으로써 일어난다. 화학선이란 UV 광, IR 광 또는 가시광과 같은 빛을 이용한 조사, X-선 또는 감마선을 이용한 조사, 또는 고 에너지 입자, 예를 들어 이온 또는 전자를 이용한 조사를 의미한다. 바람직하게는 중합을 UV 조사에 의해 수행한다.

화학선의 조사원으로서, 예를 들어 단일의 UV 램프 또는 UV 램프 셋트를 사용할 수 있다. 화학선으로서 가능한 또다른 조사원은 예를 들어 UV 레이저, IR 레이저 또는 가시 레이저와 같은 레이저이다. 조사 전력은 바람직하게는 0.2 내지 12 mW/cm², 특히 0.5 내지 8.5 mW/cm², 매우 바람직하게는 0.6 내지 2.5 mW/cm²이다.

대량 생산을 위해서, 단 중합 시간은 3 분 이하, 매우 바람직하게는 1 분 이하, 특히 30 초 이하가 바람직하다.

중합은 화학선의 파장에서 흡수하는 중합 개시제 c)의 존재하에서 수행한다. 예를 들어, UV 광을 사용하여 중합시, UV 조사하에서 분해하여 중합 반응을 개시시키는 자유 라디칼 또는 이온을 생산하는 광개시제를 사용할 수 있다.

중합성 메조겐을 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 그룹으로 경화시키는 경우, 바람직하게는 라디칼 광개시제를 사용하고, 중합성 메조겐을 비닐 및 에폭사이드 그룹으로 경화시키는 경우에는 바람직하게는 양이온성 광개시제를 사용한다.

몇몇 경우에, 중합성 조성물의 정렬을 도울 뿐아니라 중합을 억제할 수도 있는 산소를 제거시키는 제 2의 기판을 사용한다. 한편으로, 경화는 불활성 기체의 분위기하에서 수행할 수 있다. 그러나, 적합한 광개시제 및 고 전력의 램프를 사용하는 공기중의 경화도 또한 가능하다. 양이온성 광개시제를 사용하는 경우 흔히 산소의 제거는 불필요하나, 물은 제거해야만 한다. 본 발명의 바람직한 실시태양에서, 중합성 메조게닉 물질의 중합을 불활성 기체의 분위기하에서, 바람직하게는 질소 분위기하에서 수행한다.

특히 바람직한 실시태양에 따라 반응성 필름을, 중합성 혼합물 층을 바람직하게는 유기 용매중에 용해되거나 분산된 단일 기판상에, 즉 상기 층의 상단에 제 2의 기판없이 코팅시킴으로써 제조한다. 이어서 상기 용매를 증발시키고 중합성 혼합물을 단시간 동안, 예를 들어 약 1 분간 적합한 온도에서 화학선에 노출시키기 전에 콜레스테릭 상으로 어닐링시킨다. 이어서 바람직하게는 질소 분위기하에서 경화를 수행한다.

상기 언급한 중합 개시제 이외에, 중합성 물질은 또한 하나이상의 다른 적합한 성분들, 예를 들어 촉매, 안정제, 쇄 전달제, 보조-반응 단량체 또는 표면-활성 화합물을 포함할 수도 있다.

또한, 예를 들어 20 중량% 이하의 비 중합성 액정 화합물을 가하여 본 발명의 광학적 지연 필름의 광학 성질들을 적합하게 순응시키는 것도 또한 가능하다.

또다른 바람직한 실시태양에서, 중합성 혼합물은 하나의 중합성 작용기를 갖는 비 메조게닉 화합물을 70% 이하, 바람직하게는 3 내지 50% 포함한다. 일작용성 비 메조게닉 단량체의 전형적인 예는 알킬아크릴레이트 또는 알킬메타크릴레이트이다.

본 발명의 반사 필름은 광대역 또는 노취 편광자로서, 특히 액정 디스플레이에서 광대역 반사 편광자로서, 디스플레이 또는 영상 시스템에서 광학 또는 컬러 필터로서, 장식용 영상으로서, 액정 또는 효과 안료의 제조를 위해서, 및 특히 공간적으로 변하는 반사색을 갖는 반사 필름으로서, 예를들어 장식용, 정보 저장용 또는 보안용, 예를 들어 신분 카드 또는 크레디트 카드, 지폐 등과 같은 문서의 다색 영상으로서 유용하다.

바람직하게는 본 발명의 광대역 반사 편광자는 필름의 한쪽 테두리에서 보다 작은, 바람직하게는 최소의 값으로부터 필름의 반대 테두리에서 보다 큰, 바람직하게는 최대값으로 층에 수직인 방향으로 실질적으로 증가하는 나선 피치의 비대칭 구조를 나타낸다.

특히 바람직하게는 반사 편광자는 한쪽 표면에서 청색 가시 부분에 반사 파장을 갖고 반대쪽 표면에서 적색 가시 부분에 반사 파장을 갖는다.

예를 들어 필름 두께 전체를 통해 피치의 대칭적인 변화 및 반사 파장, 예를 들어 청색-적색-청색을 갖는 필름에 비해, 비대칭적인 피치 변화를 갖는 본 발명의 편광자는 보정하기가 보다 용이하고, 축 밝기가 보다 양호하고, 색 변화가 적기 때문에 유리하다.

더욱 또한, 비대칭적인 피치 변화를 갖는 편광자를 동일한 대폭 및 대칭적인 피치 변화를 갖는 편광자에 비해 보다 얇은 필름으로 제조할 수 있는데, 그 이유는 전자가 필름 두께내에서 단지 하나의 완전한 피치 구배(예: 청색-적색)를 나타내는 반면, 후자는 2 개의 구배(예: 청색-적색-청색)를 나타내기 때문이다. 예를 들어 비대칭 필름의 경우 약 10 ㎛의 두께를 갖는 반면, 대략적으로 동일한 대폭을 갖는 대칭 필름은 15 내지 20 ㎛의 두께를 나타낸다. 그러나, 보다 얇은 필름이 편평한 평면 디스플레이에 사용하기에 일반적으로 바람직하며 또한 재료를 적게 필요로 하기 때문에 보다 값이 저렴하다.

선형의 편광된 빛을 발생시키기 위해서, 예를 들어 액정 디스플레이에 사용하는 경우, 본 발명의 반사 편광자를 바람직하게는 광학 지연 필름과 함께 사용한다. 상기 광학 지연 필름은 그의 광학적 지연이 광대역 반사 편광자에 의해 반사된 대폭의 중심 파장의 약 0.25 배가 되도록 선택된 복굴절 물질 층을 포함한다. 그 결과, 상기 지연 필름은 환상으로 편광된 빛을 선형으로 편광된 빛으로 전환시키는 1/4 파동 플레이트 또는 호일(QWF)로서 작용한다.

QWF로서 예를 들어 신장된 플라스틱 필름, 예를 들어 신장된 PET, PVA, PC 또는 TAC를 사용할 수 있다. 또한 배향된 중합된 액정 물질 층을 사용하는 것도 가능하다.

QWF를 별도의 광학 소자로서 반사 편광자에 접속시킬 수도 있다. 바람직하게는 반사 편광자 및 QWF는 이들이 개별적인 광학 소자를 형성하도록 통합된다. 이는 예를 들어 상기 QWF와 반사 편광자를 상기 편광자의 제조 후에 함께 적층시킴으로써 수행할 수 있다.

또다른 바람직한 실시태양에서, 중합성 메조게닉 물질을 기판으로서 작용하는 QWF상에 직접 코팅 및 경화시켜 생산 공정을 간략화시킨다.

단일의 QWF를 본 발명의 반사 편광자와 함께 사용하는 경우, 그의 지연은 전형적으로 파장의 감소에 따라 증가하는데, 그 이유는 복굴절이 보다 낮은 파장을 향해 증가할 것이기 때문이다. 이러한 복굴절의 분산은 일부 물질, 예를 들어 PVA에 대해 낮지만, 다른 물질들, 예를 들어 PC 및 PET에 대해서는 높다. 이에 의해 QWF의 지연과 반사 편광자에 의해 반사된 파장간에 부정합이 발생한다. 그 결과, 환상으로 편광된 빛으로부터 선형으로 편광된 빛으로의 전환은 편광자의 전체 대폭에 걸쳐 최적이지 않다. 이는 특히 광대역 편광자에 대해 단점일 수 있다.

그러므로, 또다른 바람직한 실시태양에서, 본 발명의 액정 디스플레이 장치는 2 개 이상의 광학 지연 층들의 조합을 포함하며, 이들 층의 지연은 층들의 지연차로 인해, 편광자의 반사된 대폭의 상당 부분에 걸쳐 상기 조합의 전체 지연이 편광자에 의해 반사된 빛의 파장의 대략 0.25 배가 되는 방식으로 선택한다. 이어서 이러한 층들의 조합을 본 발명의 반사 편광자와 함께 QWF로서 사용한다.

또다른 바람직한 실시태양에서, 본 발명의 반사 편광자 및 QWF를, 반사 편광자 및/또는 QWF에 의해 투과된 빛의 상 지연의 시각 의존성을 보정하기 위해서 보정 필름과 함께 사용한다. 보정 필름을 상기 QWF의 어느 한 쪽에 인접하여 배치시킬 수 있다.

바람직하게는 상 지연이 표시는 반대이고 크기는 광범위한 시각에 걸쳐 반사 편광자의 상 지연과 실질적으로 동일한 보정 필름을 사용한다.

바람직한 실시태양에 따라, 본 발명의 광대역 반사 편광자를 호메오트로픽 배향을 갖는 보정 필름, 예를 들어 호메오트로픽 구조를 갖는 이방성 중합체 물질 층을 포함하는 보정 필름과 함께 사용한다. 특히 바람직한 것은 WO 98/00475에 개시된 호메오트로픽 보정 필름이며, 상기 문헌은 본 발명에 참고로 인용되어 있다.

추가의 바람직한 실시태양에 따라, 본 발명의 광대역 반사 편광자를 평면 배향을 갖는 하나이상의 지연 필름과 함께 사용한다. 특히 바람직한 것은 WO 98/04651에 개시된 평면 지연 필름이며, 상기 문헌은 본 발명에 참고로 인용되어 있다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시태양에 따라, 본 발명의 광대역 반사 편광자를 경사지거나 벌어진 배향을 나타내는 하나 이상, 바람직하게는 2 개 이상의 보정 필름과 함께 사용한다.

적합한 경사진 보정 필름 및 벌어진 보정 필름이 US 5,619,352, WO 97/44409, WO 97/44702, WO 97/44703 및 WO 98/12584에 개시되어 있으며, 상기 문헌들은 그 내용 전체가 본 발명에 참고로 인용되어 있다.

특히 바람직하게는 본 발명의 광대역 반사 편광자를 WO 98/12584의 도 1b에 도시된 바와 같이, 서로에 대해 180°로 회전하는 2 개의 벌어진 보정 필름의 쌍 또는 하나이상의 2 층과 함께 사용한다. 이러한 벌어진 필름의 쌍은 1/4 파동 호일 및 호메오트로픽 보정층과 유사한 지연 프로파일을 가지며, 따라서 이들 소자들모두를 액정 디스플레이 장치를 보정하는데 대체 사용할 수 있다.

본 발명의 광대역 반사 편광자를 하나이상의 경사지거나 벌어진 지연 필름 및 평면 배향을 갖는 하나이상의 지연 필름을 포함하는 보정층과 함께 사용하는 것이 또한 바람직하다.

본 발명의 광대역 반사 편광자를 하나이상의 경사지거나 벌어진 지연 필름 및 하나이상의 비틀린 지연 필름, 즉 광학 축이 필름 면에 평행하고 상기 필름에 수직인 축 둘레에서 비틀린 필름을 포함하는 보정층과 함께 사용하는 것이 또한 바람직하다. 이와 관련하여 특히 바람직한 것은 고도로 비틀린 필름, 예를 들어 UV 영역에서 반사 파장을 갖는 중합된 콜레스테릭 액정 물질층을 포함하는 필름을 사용하는 것이다. 이러한 고도로 비틀린 필름은 광학적으로 단일축의 네가티브 평면 지연 필름 또는 네가티브 C 플레이트의 성질들을 갖는다. 특히 바람직한 것은 GB 2,315,072(내용 전체가 본 발명에 참고로 인용되어 있다)에 개시된 고도로 비틀린 필름이다.

상기 바람직한 실시태양에 사용된 지연 및 보정 필름은 배향되고 중합된 액정 물질을 포함하는 필름일 수 있다. 한편으로, 단일축 또는 이축 신장되거나 압축되어 이방성 광학 성질들을 제공하는 등방성 중합체의 필름, 예를 들어 PVA, PC 또는 폴리에스테르와 같은 신장된 수지 필름을 사용하는 것도 가능하다. 특히 바람직한 것은 본 발명의 반사 필름을 하나이상의 네가티브 복굴절성 TAC 또는 DAC 지연 필름과 함께 사용하는 것이다.

바람직하게는 액정 중합체 필름을 지연 필름으로서 사용하는데, 그 이유는 이들 필름이 이미 수 ㎛, 예를 들어 1 또는 2 ㎛의 필름 두께에서 적합한 목적하는 지연 값을 나타내는 반면, 신장된 수지 필름의 경우에는 동일한 지연 값을 얻는데 수십 ㎛, 예를 들어 80 내지 100 ㎛의 두께가 요구되기 때문이다.

반사 편광자상에 입사된 빛은 환상으로 편광된 빛으로 전환된다. 그러나, 이는 단지 편광자의 대폭에 상응하는 파장을 갖는 빛과 수직 입사된 빛, 즉 분자 나선의 축에 평행한 빛에만 적용되는 반면, 예를 들어 법선에 대해 일정한 각도로 반사 편광자를 통과한 빛은 타원으로 편광될 것이다. 이러한 빛은 QWF에 의해 단일 편광면의 선형의 편광된 빛으로 완전히 전환되지 않을 것이다.

특히 액정 디스플레이 쎌의 조명을 위해 본 발명의 반사 편광자를 사용하는 경우, 상기 타원으로 편광된 빛의 성분은 상기 디스플레이의 바람직하지 못한 콘트라스트 감소를 야기시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시태양에서, 이상적으로 환상 편광되지 않은 반사 편광자로부터 방출된 빛의 성분을 차단하기 위해서 QWF 뒤의 디스플레이의 광학 경로에 선형 편광자를 제공한다.

상기 개시된 선형 편광자는 바람직하게는 그의 광학 축과 QWF의 주 광학 축간의 각이 30 내지 60 도, 특히 바람직하게는 40 내지 50 도의 범위가 되도록 제공된다.

본 발명의 반사 편광자 및 액정 디스플레이는 다른 필름 또는 시이트 요소, 예를 들어 확산자, 결합층, 보호 또는 이형층을 추가로 포함할 수 있다.

액정 디스플레이에 통상적인 선형 편광자 대신에 본 발명에 따른 광대역 반사 편광자를 사용하는 경우 광도의 증가는 바람직하게는 30% 이상, 특히 50% 이상, 매우 바람직하게는 70% 이상이다.

이와 관련하여 광도의 증가는

a) LCD 역광, 본 발명의 반사 편광자, QWF, 보정 필름 및 선형 편광자로 구성된 조립체를 통과한 후에 투과되는 빛의 강도와,

b) 단지 상술한 장치의 역광과 선형 편광자로만 구성된 조립체에 의해 투과된 빛의 강도의 비를 의미한다.

광도의 증가는 빛의 재-반사 선에 대한 광원의 효율에 따라 좌우된다. 상기 제공된 바람직한 값은 통상적인 측면광 또는 미로 유형의 역광과 같은 효율적인 광원과 관련된다.

측정된 광도의 증가는 또한 역광의 전체 면적을 가리는 반사 편광자의 샘플 크기에 따라 좌우된다. 역광이 단지 부분적으로만 가려진 경우, 광도의 증가는 편광자로부터 역 반사되어 후속적으로 시스템으로부터 이탈되는 일부의 빛으로 인해 감소된다.

본 발명의 광대역 반사 편광자를 포함하는 디스플레이의 교차 각은 바람직하게는 40° 이상, 특히 바람직하게는 50 ° 이상이다. 시각의 60° 원추이내에서 교차 각이 관찰되지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 반사 광대역 편광자를 포함하는 디스플레이의 색차[ΔE^* _uv(CIE 1976에서, L^*u^*v^*는 색 구역이다)]는 바람직하게는 0 내지 90°의 시각에 대해, 즉 모든 가능한 시각에 대해 당해분야의 광대역 편광자의 상태를 포함하는 디스플레이의 색차보다 작다.

역광 디스플레이와는 별도로, 본 발명에 따른 반사 편광자 및 편광자 조합을 또한 반사 디스플레이에 적용할 수 있으며, 상기 반사 디스플레이는 전기 광원 대신에 상기 디스플레이 밖에서 발생된 빛을 반사하는 반사기를 사용한다. 따라서 본 발명은 또한 본 발명의 반사 편광자를 포함하는 반사 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.

추가의 노력없이도, 당해분야의 숙련가들은 선행의 설명으로부터 본 발명을 최대한 이용할 수 있을 것으로 여겨진다. 따라서, 하기 실시예들은 단지 예시적인 것이며, 본 명세서의 나머지 내용을 어떠한 방식으로도 제한하는 것으로 간주해서는 안된다.

상기 및 하기 실시예에서, 모든 온도는 보정되지 않은 섭씨 온도로 나타내며, 달리 지적하지 않는 한 모든 부 및 퍼센트는 중량 기준이다. 주어진 모든 물리적 성질들은 달리 나타내지 않는 한 20 ℃의 온도를 기준으로 제공된다. 상기 및 하기의 약어들은 화합물들의 액정 상 양상을 예시하는데 사용된다: C=결정성; N=네마틱; S=스멕틱; Ch=콜레스테릭; I=등방성. 이들 기호들사이의 숫자는 섭씨로 나타내는 상 전이 온도를 가리킨다.

실시예

실시예 1

화학식 1a의 반응성 메소젠을 하기 구조식의 광개시제 TPO(루시린(등록상표) TPO, BASF, Ludwigshafen, Germany) 0.5%, 및 0.5 내지 3% 범위의 다양한 농도(0.5 절대%씩 단계적으로)의 화학식 3a의 티올 화합물과 혼합하였다:

티올이 없는 원래의 혼합물을 혼합물 A라 칭하고, 생성된 혼합물을 혼합물 B 내지 G라 표시한다. 7 개 혼합물들의 조성을 하기 표 1에 나타낸다.

혼합물의 조성

화합물: 혼합물	화학식 1a의 화합물 c/%	화학식 3a의 화합물 c/%	TPO c/%
A	99.5	0.0	0.5
B	99.0	0.5	0.5
C	98.5	1.0	0.5
D	98.0	1.5	0.5
E	97.5	2.0	0.5
F	97.0	2.5	0.5
G	96.5	3.0	0.5

7 개의 혼합물은 모두 80 ℃의 온도에서 5 ㎛ 이격된 유리 기판들사이에서 전단시킴으로써 배향후에 청색광을 선택적으로 반사함을 나타낸다. 샘플들은 모두 1.6 mW/cm²UV 조사하에서 중합하였다. 생성된 샘플들을 그들의 빛의 반사에 관해 조사하였다. 특히, 반사된 파장 대역의 하한 및 상한을 측정하였다. 반사된 최소 및 최대 파장에 대한 값을 최대 반사광의 1/2로 취하였다. 또한 반사 대역의 중심 파장을 개별적인 샘플들 각각의 상한 및 하한치의 평균으로서 측정하였다.

도 3은 티올 화학식 3a 화합물의 농도의 함수로서 최소(a), 최대(b) 및 평균(c) 파장을 도시한다. 반사 필름에 의해 반사된 빛의 파장이 티올 화합물의 농도가 증가함에 따라 증가함을 알 수 있다. 반사된 중심 파장은 혼합물 A의 샘플에서 460 nm로부터 혼합물 G의 샘플에 대해 900 nm까지 변화한다. 또한, 반사된 파장의 대폭은 티올이 없는 샘플에 비해 티올이 첨가된 샘플에서 약간 더 넓다.

그러나, 혼합물 G를 사용하는 샘플이 약간의 광 산란을 나타냈으며, 이는 스멕틱 조직의 외관을 가리키는 것일 수도 있음을 추가해야한다.

실시예 2

실시예 1의 혼합물 G와 유사한 샘플을 제조하였다. 그러나, 본 실시예에서는 중합체를 가교결합제로서 화학식 2a의 비스아크릴레이트를 1 내지 5% 범위의 다양한 양으로 첨가함으로써 다양한 정도로 가교결합시켰다.

생성된 혼합물 H 내지 K의 조성을 실시예 1의 혼합물 G의 조성과 함께 하기 표 2에 나타낸다.

혼합물의 조성

화합물: 혼합물	화학식 1a의 화합물 c/%	화학식 3a의 화합물 c/%	TPO c/%	화학식 2a의 화합물 c/%
G	96.5	3.0	0.5	-
H	95.5	3.0	0.5	1.0
I	94.5	3.0	0.5	2.0
J	93.5	3.0	0.5	3.0
K	91.5	3.0	0.5	5.0

유리 기판 사이에서 이들 혼합물의 5 ㎛ 두께 필름을 각각 조사 전력 1.6, 0.7 및 0.2 mW/cm²의 3 개의 별도의 UV 광에 노출시켜 중합시켰다. 각각의 샘플에 의해 반사된 색상은 하기 표 3에 개략된 바와 같이 가교결합제의 양과 사용된 경화 전력 모두에 따라 좌우되는 것으로 밝혀졌다.

반사광의 색상

혼합물	화학식 3a의 화합물 c/%	전력/mW/cm ²
혼합물	화학식 3a의 화합물 c/%	1.6	0.7	0.2
G	-	적색	짙은 적색	산란
H	1.0%	오렌지색	적색	짙은 적색
I	2.0%	녹색	황색	적색
J	3.0%	청색	청/녹색	녹/황색
K	5.0%	청색	청색	청/녹색

경화가 모든 샘플에 대해 신속히 일어났다. 최저 경화 전력에 대해서 조차도 15 초 이내에 완료되었다.

실시예 3

반응성 메조겐 혼합물 L을 제조하였다.

혼합물 L의 조성

화합물	c/%
화학식 1a의 화합물	82.96
화학식 2a의 화합물	15.00
화학식 3a의 화합물	3.00
TPO	0.04

상기 혼합물의 얇은 샘플(5 ㎛)을 유리 기판들 사이에서 제조하고, 전단시킴으로써 배향시키고, 90 ℃에서 30 초간 일정한 온도에서 다양한 전력의 UV 조사에 의해 중합시켰다.

생성된 샘플들은 사용된 경화 전력에 의해 측정된 파장 범위를 갖는 일련의 좁은 파동 대역 층들을 나타낸다. 이는 도 4에 도시되어 있으며, 이때 도 4는 중합에 사용된 조사 전력의 함수로서 혼합물 L로부터 제조된 상이한 샘플들의 중심 반사 파장을 도시한다.

실시예 4

본 실시예에서는 상기 실시예들과 대조적으로 보다 넓은 대폭을 갖는 반사 필름들을 하기와 같이 제조하였다: 실시예 3의 반응성 메조겐 혼합물 샘플인 혼합물 L을 3%의 UV 흡수 염료 티누빈 400(Ciba Geigy, Switzerland)으로 도핑시켰다. 생성된 혼합물인 혼합물 M을 2 개의 유리 기판사이에 15 ㎛ 두께의 필름으로서 충전시키고 전단시킴으로써 배향시켰다. 경화는 90 ℃의 항온에서 30 초간 5 mW/cm²에 노출시킴으로써 수행하였다.

반사 필름의 광대역 편광 성질들을 특성화하기 위해서, 상기 필름의 투과 스펙트럼을 좌현 및 우현의 환상으로 편광된 빛을 사용하여 연속 측정하였다. 스펙트럼을 도 5에 나타내며, 도 5에서 (a)는 투과된 빛을, (b)는 반사된 빛을 가리킨다.

실시예 5

실시예 4와 유사하게, 광대역 반사 편광자를 하기와 같이 제조하였다: 반응성 메조겐 혼합물인 혼합물 N을 제조하였다.

혼합물 N의 조성

화합물	c/%
화학식 1a의 화합물	84.1
화학식 2b의 화합물	11.00
화학식 3a의 화합물	4.5
TPO	0.4

티누빈 400 1.5%를 상기 혼합물 N에 가하고 생성된 혼합물 O의 15 ㎛ 두께의 필름을 유리 슬라이드 사이에서 제조하고, 이를 전단에 의해 배향시켰다. 상기 필름을 90 ℃의 항온에서 30 초간 5 mW/cm²에서 조사시켰다. 투과 스펙트럼을 좌현 및 우현의 환상으로 편광된 빛에 대해서 실시예 4에 개시된 바와 같이 측정하고, 이를 도 6에 나타내었다. 도 6에서 (a)는 투과된 빛을 (b)는 반사된 빛을 가리킨다.

실시예 6

중합성 혼합물, 즉 화학식 1a의 화합물 52.0%, 화학식 1c의 화합물 17.9%, 화학식 2a의 화합물 22.0%, 화학식 3b의 화합물 5.0%, 화학식 7a의 화합물 1.5%, AZX 1.0%, TPO 0.3%, 이르가큐어 651(등록상표) 0.3%를 배합하였다:

화학식 1c의 화합물 및 그의 제조 방법이 GB 2,280,445에 개시되어 있다. 키랄 도판트 7a 및 그의 제조 방법은 WO 98/00428에 개시되어 있다. AZX(4,4'-아족시아니솔)는 상업적으로 입수할 수 있는 UV 염료이다. TPO(2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥사이드) 및 이르가큐어 651(등록상표)은 상업적으로 입수할 수 있는 광개시제이다.

혼합물을 톨루엔(고형물 50%)에 용해시키고 PVA 산소 차단층으로 피복된 PET 기판에 코팅시키고 용매를 증발시킨 후에 10 ㎛의 필름을 제조하였다. 제 2의 PET/PVA 기판을 상기 층의 상단에 놓았다. 상기 필름을 90 ℃의 항온에서 1 분간 0.8 mW/cm²에서 조사하여 광대역 반사 중합체 필름을 얻었다.

상기 필름의 광학적 성능을 40°의 시각에서 125 nm의 지연층을 갖는 호메오트로픽 보정층(WO 98/00475에 개시되어 있음), 140 nm의 지연층을 갖는 PVA 1/4 파동 호일 및 표준형의 선형 편광자를 갖는 테두리-광 역광(12.1 in)상에서 측정하였다.

생성된 필름의 좌현 및 우현의 환상으로 편광된 빛을 사용하여 측정한 투과 스펙트럼을 도 7에 도시하며, 도 7에서 (a)는 투과된 빛을 (b)는 반사된 빛을 가리킨다.

35 mm의 사각형 샘플에 대한 광도 증가가 0°의 시각에서 31%이고, 시각의 60° 원추내에는 교차 각이 없는 것으로 측정되었다. CIE 1976 도표상에서 측정시 45°의 수평 방향 채도는 5.3이고 축상의 색상은 0.0026이었다.

실시예 7

중합성 혼합물, 즉 화학식 1d의 화합물 66.4%, 화학식 2a의 화합물 22.0%, 화학식 3b의 화합물 5.0%, 화학식 7a의 화합물 3.0%, 화학식 7b의 화합물 2.0%, AZX 1.0%, TPO 0.3%, 이르가큐어 651(등록상표) 0.3%를 배합하였다:

화학식 1d의 화합물을 GB 2,280,445에 개시된 바와 같이 제조할 수 있다.

광대역 반사 중합체 필름을 제조하고 그의 광학 성능을 실시예 6에 개시된 바와 같이 측정하였다.

생성된 필름의 좌현 및 우현의 환상으로 편광된 빛을 사용하여 측정한 투과 스펙트럼을 도 8에 도시하며, 도 8에서 (a)는 투과된 빛을 (b)는 반사된 빛을 가리킨다.

광도 증가가 0°의 시각에서 31%이고, 시각의 60° 원추내에는 교차 각이 없는 것으로 측정되었다. CIE 1976 도표상에서 측정시 45°의 수평 방향 채도는 6.1이고 축상의 색상은 0.0064이었다.

선행의 실시예들을 상기 실시예들에 사용된 것 대신에 일반적으로 또는 구체적으로 개시한 반응물을 사용하고/하거나 본 발명의 조건을 수행함으로써 반복 실시하여 유사하게 성공할 수 있다.

상기의 설명으로부터, 당해분야의 숙련가들은 본 발명의 필수적인 특징들을 본 발명의 진의 및 범위로부터 이탈됨없이 쉽게 확인할 수 있으며, 이를 다양한 조건 및 용도에 적용시켜 본 발명의 다양한 변화 및 변경을 수행할 수 있다.

본 발명에 의해, 필름의 반사 파장과 대폭 모두가 보다 우수하고 이들을 보다 쉽게 조절할 수 있는 반사 필름을 제조할 수 있을 뿐아니라, 공간적으로 가변적인 반사 파장을 갖는 반사 필름을 제조할 수 있다. 이들 필름을 반사 편광자, 컬러 필터로서, 또는 정보 저장용, 또는 장식 또는 보안용의 착색된 필름으로서 성공적으로 사용할 수 있다.

Claims

중합성 메조게닉 물질을 나선형으로 비틀린 메조상으로 중합시킴으로써, 나선형으로 비틀린 구조를 갖는 중합된 메조게닉 물질을 포함하고 나선 피치가 변하는 반사 필름을 제조하는 방법으로서, 이때 상기 피치의 변화를

-중합성 메조게닉 물질이 덜 정렬된 메조상을 갖고 중합된 물질이 보다 고도로 정렬된 열역학적으로 안정한 메조상을 갖는 온도에서 중합시키고/시키거나

a) 하나이상의 키랄 또는 비키랄 중합성 메조게닉 화합물,

b) 하나이상의 키랄 화합물(또한 성분 a), d), e) 및 f)의 화합물들중 하나일 수도 있다),

c) 하나이상의 중합 개시제,

d) 선택적으로 하나이상의 가교결합제,

e) 선택적으로 하나이상의 쇄 종결제 또는 쇄 전달제,

f) 선택적으로 하나이상의 염료를 포함하는 염료 성분

을 포함하는 중합성 메조게닉 물질을 중합시키고, 상기 성분 c) 및/또는 d) 및/또는 e) 및/또는 f)의 양 및 유형을 변화시킴으로써 수행함을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,

중합성 메조게닉 물질을 층의 형태로 기판상에 또는 2 개의 기판사이에 코팅시키는 단계, 상기 물질을 화학선에 노출시킴으로써 중합시키는 단계, 및 선택적으로 상기 기판, 또는 2 개의 기판이 존재하는 경우 상기 기판들중 하나 또는 2 개를 중합된 물질로부터 제거하는 단계를 포함하고, 필름의 피치 변화를 상기 중합성 물질층의 상이한 영역들에서 화학선의 조사 전력을 변화시킴으로써 수행함을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 또는 2 항에 있어서,

중합을 중합성 메조게닉 물질이 나선형으로 비틀린 메조상을 갖고 중합된 물질이 비틀리지 않은 열역학적으로 안정한 메조상을 갖는 온도에서 수행함을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 3 항중 어느 한 항에 있어서,

중합성 메조게닉 물질이 콜레스테릭 상과, 상기 콜레스테릭 상 미만의 온도에서 스멕틱 상을 가짐을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 4 항중 어느 한 항에 있어서,

중합성 메조게닉 물질이 하나이상의 쇄 종결제 또는 쇄 전달제 e)를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 5 항중 어느 한 항에 있어서,

중합성 메조게닉 물질이 하나이상의 가교결합제 d)를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 6 항중 어느 한 항에 있어서,

중합성 메조게닉 물질이 염료 성분 f)를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 7 항중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득할 수 있는 반사 필름.
제 8 항에 있어서,

나선형으로 비틀린 구조를 갖고, 나선축이 필름면에 수직임을 특징으로 하는 반사 필름.
제 8 항 또는 9 항에 있어서,

나선 피치가 필름면에 수직인 방향으로 비대칭적으로 변함을 특징으로 하는 반사 필름.
제 8 항 내지 10 항중 어느 한 항에 있어서,

220 nm 이상의 반사 대폭을 가짐을 특징으로 하는 반사 필름.
제 8 항 내지 11 항중 어느 한 항에 있어서,

필름을 가로질러 측방향으로 빛의 가시 범위에서 상이한 반사 파장을 갖는 2 개 이상의 상이한 영역들을 나타냄을 특징으로 하는 반사 필름.
반사 편광자, 광학 또는 컬러 필터, 장식용 영상으로서, 콜레스테릭 안료의 제조, 정보 저장 또는 보안 용도로서의 제 8 항 내지 12 항중 어느 한 항에 따른 반사 필름의 용도.
제 8 항 내지 12 항중 어느 한 항에 따른 반사 필름을 포함하고,

I) 반사 편광자에 의해 반사된 스펙트럼의 중심 파장의 대략 0.25 배를 지연시키는 광학적 지연 필름,

II) 선형 편광자,

III) 호메오트로픽 배향을 갖는 이방성 중합체 물질층을 포함하는 보정 필름,

IV) 경사지거나 벌어진 배향을 갖는 이방성 중합체 물질층을 포함하는 보정 필름,

V) 평면 배향을 갖는 이방성 중합체 물질층을 포함하는 보정 필름,

VI) 나선형으로 비틀린 구조(이때 나선축은 필름면에 수직이다)를 갖는 이방성 중합체 물질층을 포함하는 보정 필름

중 하나이상의 요소를 추가로 포함하는 액정 디스플레이 장치.