KR100258401B1 - 가교결합된 액정 단량체로 이루어진 이방성 층이 배향층과 접촉하는 상태로 존재하는 층 구조물을 지지체 위에 포함하는 광학 소자 - Google Patents

가교결합된 액정 단량체로 이루어진 이방성 층이 배향층과 접촉하는 상태로 존재하는 층 구조물을 지지체 위에 포함하는 광학 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 배향측과 가교결합된 액정성 단량체 층으로 이루어진 복합 층을 반사판과 조합시키고 분자 배향을 적합하게 국부적으로 구성시킴으로써 통상적인 사진 복사기에서 복제할 수 없는 광학 패턴을 수득하는 것이다. 이러한 패턴은 문서, 은행권 등의 복제를 방지하는 수단으로서 유용하다.

Description

가교결합된 액정 단량체로 이루어진 이방성 층이 배향층과 접촉하는 상태로 존재하는 층 구조물을 지지체 위에 포함하는 광학 소자
제1도는 위조 방지용 지폐의 층 구조물의 개략도이다.
본 발명은 가교결합된 액정성 단량체로 이루어진 이방성 층이 배향층과 접촉하는 상태로 존재하는 층 구조물을 지지체 위에 포함하는 광학 소자에 관한 것이다. 본 발명은 또한 위에서 언급한 소자의 제조 방법과 이의 바람직한 용도에 관한 것이다.
균일하게 또는 하나 하나 예비 고정된 3차원적으로 배향된 광학 축을 갖는 이방성의 투명하거나 착색된 중합체 망상 층은 디스플레이 기술, 집적 광학 소자등의 다수 분야에서 매우 중요하다.
원칙적으로 이러한 특성을 보유하는 물질, 즉 특정의 가교 결합성 액정성 디아크릴레이트 및 디에폭사이드는 수 년전부터 공지되어 왔다. 단량체 형태의 당해 물질, 즉 가교결합 전의 당해 물질은 통상적인 배향층에 의해 또는 외부 장, 예를 들면, 자기장 또는 전기장의 작용하에 LC(액정)상으로 셀에서 배향시킬 수 있으며 통상적인 수단, 즉 단량체 상태로 고정된 배향을 상실하지 않고 비편극광으로 조사시킴으로써 제2 단계에서 광 가교결합시킬 수 있다.
이러한 종류의 층 구조물은 EP-A 제331 233호에 공지되어 있다. 이들은 단량체 층을 외부장에 배향시킨 다음, 마스크(mask)를 통해 이의 일부를 조사시킴으로써 제조된다. 가교결합은 조사된 영역에서만 개시된다. 이후에, 외부장의 방향을 변화시키고 지금까지 가교결합되지 않은 단량체 영역을 새로운 장 방향으로 재배향시킨다. 이어서, 당해 영역은 조명을 사용하여 가교결합시킨다. 분명히, 이러한 방법은, 마스크의 음영으로 인하여 라디칼 가교결합 반응이 명확하게 윤곽을 나타내지 않기 때문에 국부 해상력이 높은 배향 구조물을 생성할 수는 없다.
국부 변화가능한 배향 특성을 갖는 배향층을 생성하는 방법이 최근에 공지되었다. 예를 들면, 미합중국 특허 제4 974 941호에는 중합체에 혼입된 이색성 염료분자를 석판 인쇄술을 사용하여 배향시키는 방법이 기술되어 있다.
광 배향성 중합체 망상 구조(PPN)의 배향 층과 접촉하는 상대로 존재하는 가교결합 액정성 단량체의 막을 포함하는 층 구조물이 아직 공기뒤지 않은 스위스연방 특허원 제488/93호에 기술되어 있다. 이러한 층 구조물은 PPN 층과 상호작용시켜 액정성 단량체를 배향시키고 후속적인 가교결합 단계에서 배향을 고정시킴으로써 제조한다. 기타의 구체적인 사항은 스위스연방 특허원 제2016/94호에서 참조할 수 있다.
본 발명의 목적은 위에서 언급한 종류의 층 구조물을 사용하여 광학 및 전기광학 소자 및 장치에 대한 또 다른 가능성을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명에 따라, 지지체는 반사판을 포함한다. 반사판은 금속화된 차량용 페인트, 광택지 또는 유전 거울 등의 경우에서와 같이, 예를 들면, 안료를 포함하는, 확산 또는 정반사 금속 표면 또는 반사성 중합체일 수 있다. 반사핀은 적어도 부분적으로 입사광의 편광 상태를 보유해야 한다. 본 발명에 따르는 이러한 유형의 배열은 지폐 또는 증서의 위조 및 복제 방지용, 반사성 액정 디스플레이 제조용 또는 도파관, 회절발(grating), 비선형 광학(NLO) 활성 지지체 또는 젼기 광학 마하-젠더 변조기(electro-optical Mach-Zender modulator) 등과 같은 집적 광학 소자용 광학 소자 제조에 특히 적합하다.
고급 복제 기술의 이용에 따라, 일반 대중이 진위 여부를 분명하게 인지할 수 있는 지폐, 신용카드, 증서 등의 위조 방지용 안전 장치의 필요성과 요구 사항이 증가하고 있다. 현재 사용되고 있는 대부분의 안전 수단, 예를 들면, 홀로그램(hoiogram) 또는 키네그램(kinegram)[참조: J. F Moser, "Document Protection by Optically Variable Graphic", in "Optical Document Security", R. L. van Renesse(ed.), Artech House, Boston, London, page 169]은 회절발 상에서 빛의 회절에 근거한다. 이들의 신빙성을 검사하기 위하여, 이러한 안전 수단은 상이한 관측 해야한다. 이 결과 패턴에 특유한 규칙에 따라 살펴 보아야 하는 3차원 영상, 훈색 효과(iridescence effect) 또는 영화적 효과를 발생시킨다.
결과적으로, 일반 대중이 이러한 형태의 안전 수단으로 진위 여부를 육안으로 확인하기 위해서 이러한 다수의 복잡한 규칙을 알아야 할 필요가 있다는 난점이 있다.
회절을 기본으로 하는 안전 수단은 또한 특히 기계적인 검사가 매우 복잡하다. 개별 항목, 예를 들면 이러한 기술로 코드화한 상 또는 숫자를 수동으로 판독할 가능성은 사실상 없다.
EP-A 제435 029호에는, 예를 들면, 액정 온도계에서 공지된 종류의 콜레스테틱 액정 형태의 안전 수단이 기술되어 있다. 콜레스테릭 액정은, 기계적인 회절발과 같이, 반사광의 색상이 관측 각도에 따라 변하는 1888년 이래로 공지된 특성을 갖는 주기적 구조를 갖는다. 따라서, 관련된 훈색을 기본으로 하는 진위성 시험은 기계적인 회절발과 동일한 문제점이 수반된다.
본 발명의 양태를 첨부한 도면을 참조로 하여 기술한다.
위조 방지용 지폐의 층 구조물을 도시한 제1도에서, 층 구조의 기판 또는 지지체는 종이 층(1)인데, 이는 통상적인 지폐 전지와 동일하다. 수 많은 통상적인 지폐가 이미, 위조 방지를 위한 몇몇의 보호 수단을 제공할 목적으로, 금속 스트립 또는 필라멘트를 포함하고 있다. 따라서, 금속 층(2)은 종이(1) 표면의 일부에 피복되어 있다. 배향 층(3)은 금속층 위에 배열되어 있으며 이 위에서 리타더 층(retarder layer)(4)에 대한 배향 효과를 갖는다. 배향층(3)은 이의 가교결합 전에 리타더 층(4)으로 이동되는 패턴을 갖고 이후에 리타더 층에서 패턴(5)으로서 존재한다. 리타더 패턴으로 피복된 금속 스트립을 비편극광에서 관찰하는 경우, 정상적인 금속 필라멘트를 관측할 수 있다. 편광 필터를 통해 형태를 검사하는 경우, 패턴의 관측이 가능하다. 패턴은 편광 민감성 검출기를 이용하여 육안으로나 기계를 사용하여 인지할 수 있다.
이는 지폐, 신용 카드, 증서 등의 복제 또는 위조를 방지하기 위한 매우 정교한 수단을 혼입시키는 방법이다. 이러한 리타더 패턴은, 예를 들면, 상(image) 또는 텍스트(text)일 수 있다. 이를 사용하여 예를 들면, 편광 필터를 통해 관찰하는 경우에만 보이고 정상적으로는 볼 수 없는 암호를 만들 수 있다.
비편극광을 사용하여 관찰하는 경우의 리타더 패턴의 비가시성 때문에, 층 구조를 이의 특성에 영향을 미치지 않고 기타의 안전 수단 위에 배치할 수도 있다.
기타 복제 방지 방법과 조합 적용하는 경우, 위조에 대한 보호성이 더 증가할 수 있다.
또한, 광학 축이 표면에 대해 각을 이루고 있는 리타더 층을 안전 부재 속에 혼입시킬 수 있다. 이후에, 층에 구배를 주어 이전의 위치에 비하여 비대칭인 색상 또는 광 및 음영(dark) 효과를 수득할 수 있다.
공지된 안전 수단에 비하여, 본 발명은, 복잡한 훈색 효과 또는 영화적 효과를 인지하는 것을 먼저 습득할 필요가 없기 때문에, 안전 수단의 진위를 공중이 용이하게 검사할 수 있다는 것이 특징이다.
본 발명의 기타의 상세한 사항은 하기 실시예로부터 명백해진다.
[실시예 1]
PPN 물질은, 예를 들면, 신남산 유도체일 수 있다. 유리전이온도가 높은 PPN 물질(Tg = 133 ℃)로는, 예를 들면, 중합체
을 선택한다.
유리판은 NMP 중의 PPN 물질의 5% 용액을 사용하여 2000rpm의 속도로 1분 동안 회전 피복시킨다. 이후에, 층을 가열 벤취(heating bench) 위에서 130℃로 2시간 동안 건조시키고 진공속에서 130℃로 추가로 4시간 동안 건조시킨다. 이후에, 층을 실온에서 5분 동안 20OW Hg의 초고압 램프로 선형 편광으로 조명한다.
이후에, 층을 액정에 대한 배향층으로서 사용할 수 있다. 그러나, 배향층의 열 안정성은 많은 적용에서 너무 작다. 예를 들면, 배향능은 예를 들면, 120℃에서 15분 후에, 상실된다.
[실시예 2]
[LCP 층에 대한 가요결합성 LC 단량체의 혼합물]
하기 디아크릴레이트 성분을 본 실시예에서의 가교결합성 LC 단량체로서 사용한다.
단량체 1
단량체 2
단량체 3
이러한 성분을 사용하여 특히 융점이 낮은(Tm35℃) 초냉각가능한 네마틱 혼합물 MLP를 개발하여 LCP 층이 실온에서 제조될 수 있도록 한다.
디아크릴레이트 단량체는 혼합물 중에 하기 비율로 존재한다.
단량체 1: 80%
단량체 2: 15%
단량체 3: 5%
가교결합 공정을 촉진시키기 위하여, 시바-가이기(Ciba- Geigy)에서 시판하는 광개시제인 IRGACURE 369 2%를 가한다. 혼합물 MLCP를 아니졸에 용해시키고 PPN 지지체에 도포한다. LCP 층의 두께는 아니졸 중의 MLCP의 농도를 사용하여 광범위하게 조정할 수 있다.
LC 단량체의 광 유도된 가교결합을 목적으로 하여, 배향 후의 층들을 150W 크세논 램프로부터의 등방성 빛을 사용하여 약 30분 동안 조사시켜 배향을 고정시킨다.
[실시예 3]
[정반사 또는 확산 반사 금속 표면에서의 리타더]
PPN 층을 알루미늄으로 증기 피복시킨 유리 판에 도포한 다음, 선형 편광화 된 UV 광을 사용하여 조사한다. 판의 ½을 조명하는 동안의 편광 방향은 나머지 반을 조명하는 경우의 편광 방향에 대하여 45°로 회전시킨다. 아니졸 중의 MLCP의 30% 용액을 회전 피복(200Orpm의 속도로 2분간)시킴으로써 조명된 PPN 층에 도포시킨다. 이러한 조건하에서는 가교결합 후에 약 140nm의 굉학 리타데이션(retardation) 층을 생성시킨다. 그러나, 금속 층에 의해 반사된 광은 2배의 광학적 리타데이션 즉 280nm을 나타낸다. 이는 대략 스펙트럼의 가시부에서의 평균 파장에 대하여 λ/2 판에 상응한다.
편광자를 사용하지 않고 반사광을 관찰하는 경우, 광학적으로 구성되지 않은 반사판만이 보인다. 그러나, 편광자를 판의 전면에 유지시켜 전달 방향이 조명에 의해 측정된 2개의 방향 중의 하나와 일치하도록 하는 경우, 판의 상응하는 반은 밝게 보이는 반면, 나머지 반은 짙은 청색으로 보인다.
따라서, 편광자를 사용해서만 판독할 수 있는 반사 표면에 정보를 기록할 수 있다. 이러한 리타더 패턴을, 예를 들면, 증서, 지폐 등의 진위를 검사하고 복제를 방지하기 위해 사용할 수 있다.

Claims (13)

  1. 가교 결합된 액정성 단량체로 이루어진 이방성 층이 배향층과 접촉하는 상태로 존재하는 층 구조물을 정반사판 또는 확산 반사판을 포함하는 지지체 위에 포함하는 광학 소자.
  2. 제1항에 있어서, 지지체가 반사판으로 이루어진 광학 소자.
  3. 제1항에 있어서, 지지체가 투명 물질로 이루어진 광학 소자.
  4. 제3항에 있어서, 반사판이 배향층의 반대편에 위치하는 지지체의 측면에 배열되어 있는 광학 소자.
  5. 제3항에 있어서, 반사판이 LCP 층 위에 배열되어 있고, LCP 층에서의 광학정보가 지지체를 통해 관측되는 광학 소자.
  6. 제3항에 있어서, 가교결합된 액정성 단량체로 이루어진 이방성 층을 배향층과 접촉하는 상태로 포함하는 층 구조물이 투명 지지체 양면에 제공되어 있는 광학 소자.
  7. 제3항에 있어서, 지지체 표면의 한쪽 면이 배향층과 접촉하는, 가교결합된 액정성 단량체로 이루어진 이방성 층을 포함하는 층 구조물을 지니며, 지지체 표면의 다른 한 면이 광 구조화되지 않은 리타더 층(retarder layer) 또는 리타더 호일(retarder foil)을 갖는 광학 소자.
  8. 제3항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 지지체가 광학 이방성인 광학 소자.
  9. 제1항 또는 제7항에 있어서, 배향층이 LCP 층에 경사각을 유도하여, 이의 광학 축이 지지체 표면에 대해 각을 이루도록 하는 광학 소자.
  10. 제1항 또는 제7항에 있어서, 배향층과 액정이, 국부 변화가능한 분자 배열 패턴을 갖는 광학 소자.
  11. 제1항 또는 제7항에 있어서, LCP 층이 이색성 염료 분자를 포함하는 광학 소자.
  12. 제1항 또는 제7항에 있어서, 반사판이 금속성 필라멘트 형태의 금속인 광학 소자.
  13. 제1항 또는 제7항에 있어서, 가교결합된 액정성 단량체와 배향층을 포함하는 층 구조물이 기타의 안전 수단 위에 배열되어 있는 광학 소자.
KR1019950017003A 1994-06-24 1995-06-23 가교결합된 액정 단량체로 이루어진 이방성 층이 배향층과 접촉하는 상태로 존재하는 층 구조물을 지지체 위에 포함하는 광학 소자 KR100258401B1 (ko)

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