KR100287070B1 - 초광역 편광반사재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초광역 원형 편광필름재료 및 이들을 이용한 신규 제조 및 이용방법을 개시하고 있다. 이러한 원형편광재는 네마틱(nematic) 액정재료와 같은 액정재료가 CLC 고분자내 복수의 액정-풍부 및 액정-결핍 사이트에 필름두께 내내 비선형분포를 나타내는, 콜레스테릭 배열을 갖는 CLC 고분자와 같은 필름재료로 이루어져 있다. 중합된 CLC재내 CLC 분자의 헬리스 피치는 그들의 깊이(가령, 표면의 횡단면)에 따라 비선형(예를 들면, 지수분포) 형태로 다양하게 변화한다. 그 결과, 원형 편광재는 2000㎚에 이르는 진행상의 반사 및 전송 특성을 지니게 된다. 또한, CLC 원형 편광재는 사용한 재료의 최종 나사선 구조에 따라 왼쪽 또는 오른쪽 방향의 원형편광 현상을 나타낸다.

Description

초광역 편광반사재
오늘날, 광역 반사 및 전송 특성을 갖는 원형편광재(circularly polarizing material)는 여러분야에 응용되고 있다. 그러한 예로 광학시스템에서 사용되는 편광 필터로부터 CLC-계 페인트 및 잉크 제조시에 사용될 수 있는 고도의 반사도료에까지 응용할 수 있다.
선행기술문헌으로 유럽특허출원 제 94200026.6 호["콜레스테릭 편광기 및 그 제조방법"이란 제목으로 1994년 7월 20일 공개되었으며, 네덜란드, 아인트호벤의 N.V. 필립스 전자에 양도되었음; 이하, "필립스 참증"이라 함]는 가장 관련있는 선행기술로서 광역 반사 및 전송 특성을 갖는 단층의 CLC 필름재료를 제조하는 몇가지 방법이 개시되어 있다. 이 필립스 참증에 따르면, CLC 필름재의 피치값이 한 필름표면에서의 최대값으로부터 다른 필름표면에서의 최소값으로, 최대 및 최소 피치값사이의 차이가 100㎚이상이 되도록 선형적으로 변화하도록 CLC 혼합물에 UV 염료를 첨가함으로써, 약 400㎚로 제한된 광역 반사 및 전송 특성을 지닌 단층의 CLC 필름재료를 얻을 수 있는 방법이 개시되어 있다.
필립스 참증에 개시되어 있는 첫 번째 제조방법에 따라 제조한 선행의 편광재는 각각 반응성이 상이한 두 개의 중합 키랄(chiral) 및 네마토제닉(nematogenic) 단량체들로 이루어져 있다. 이들 두 단량체에 대해 활성광선을 조사(照射)하여 중합반응을 진행하는 동안, 초기혼합물에 자외선-흡수 염료를 첨가함으로써, 필름의 광학활성층에 걸쳐 활성광선의 조사강도에 있어서 선형변화(예를 들면, 선형의 자외선 조사강도 구배)가 나타난다. 이러한 선형의 자외선 조사강도 구배로 인해 최대 강도로 조사하는 경우에 가장 반응성이 강한 단량체는 반응성이 최소인 단량체와 우선적으로 결합하게 된다. 그 결과, 중합과정에서 적어도 자유단량체의 농도구배가 형성되어 그로 인해 단량체가 확산되어 단량체는 저농도에서 고농도로 결과된다. 높은 반응성을 갖는 단량체는 조사강도가 가장 높은 곳까지 확산되며, 중합반응시 이러한 확산 공정으로 인해 조사강도가 가장 높은 기형성 고분자재의 영역에 반응성 단량체의 양이 증가하게 된다. 그 결과, 재료조성은 분자 헬리스의 피치가 선형으로 변화함에 따라 고분자 층을 형성할 수 있도록 필름 표면층의 횡단면 방향으로 변화한다. 액정재료는 필름 두께를 가로질러 선형으로 분포한다. 이러한 피치내의 변화로 인해 광학활성층은 분자 헬리스의 피치 변화에 비례하여 주파수대역폭도 변화하게 된다. 박막의 CLC 필름 구조내에서, 이러한 선행 제조기술을 이용하여 얻을 수 있는 최대 주파수대역의 변화는 약 400㎚이다.
필립스 참증에 개시된 두 번째 제조방법은 UV 중합 후, 단량체가 중합 CLC 필름내로 자발적으로 확산하여 들어가도록 하는 것이다. 이러한 제조방법은 CLC재의 중합필름 표면상에 활성 단량체 필름을 침적시키는 방법을 이용한 것이다. 상기와 같이, CLC 필름층내로 단량체를 확산시키면 확산이 멈추기전에 층내에 농도구배가 발생하게 된다. 그 결과, 초기 CLC 층은 약간 팽창되어 분자 헬리스의 피치가 증가하게 된다. 그리고, 상기의 농도구배로 인해 차례로, 필름층을 가로질러 피치가 선형으로 변화하게 된다. 활성광선을 조사하여 필름층을 중합하면, 박막의 CLC 필름구조에서 400㎚에 이르는 반사특성을 갖는 광역 편광기를 얻을 수 있는 확산이 멈추게 된다.
주목할 점은 상술한 필립스 참증에 개시된 제조방법에서, 개시혼합물내에 포함시킨 두 가지의 주요성분은 각각 상이한 반응성을 갖고 있는 단량체들이다. 게다가, 필립스 참증에 따른 제조공정에서 염료를 사용하지 않으면, 확산구배는 일어나지 않게되며 상기 두 가지의 주요 재료는 중합되어 협역의 편광기를 얻게 된다.
상기에서 기술한 필립스 참증은 박막의 필름구조내에서 400㎚에 이르는 반사특성을 지닌 CLC-계 원형 편광필름을 제조하는 몇 가지의 방법을 개시하고 있는 반면, 그러한 주파수대역을 수많은 분야에 응용하는 경우 부적절하며, 실제 경우 5배 이상의 주파수대역을 필요로 한다. 또한, 이러한 선행의 제조방법은 이들 제조시 사용되는 구성성분으로 둘 다 중합할 수 있는 것들이어야 할 필요가 있으며, 이는 제조시 이미 상업화된 재료의 사용을 제한하게 되는 문제점이 있게 된다.
이와 같이, 종래의 모든 선행하는 원형 편광재가 갖는 주파수대역보다 훨씬 광역의 주파수대역을 나타내는 반사 및 전송 특성을 갖는 원형 편광필름재료에 대한 필요성이 크게 대두되어 있다.
본 발명은 편광반사재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2000㎚에 이르는 "초" 광역 반사 및 전송 특성을 갖는 단층의 콜레스테릭 지질 결정(Cholesteric Liquid Crystal; 이하, "CLC"라 함) 필름재를 이용하여 제조한 원형의 편광반사재와 이들의 제조 및 이용방법에 관한 것이다.
첨부된 도면과 관련하여 보다 상세한 설명을 덧붙임으로써, 본 발명의 목적 및 특징에 대한 보다 충분한 이해를 돕고자 한다.
도 1에서 점선은 본 발명에 따른 초광역 편광기 내부의 액정재료 헬리스 피치의 지수변화를 감소거리에 대한 함수로써 나타낸 그래프이며, 실선은 종래 기술에 따른 광역 편광기 내부의 액정재료 헬리스 피치의 선형변화를 감소거리에 대한 함수로써 나타낸 그래프이다.
도 2에서 실선은 본 발명에 따른 초광역 편광기의 광반사성을 파장에 대한 함수로써 나타낸 그래프이며, 점선은 종래 기술에 따른 광역 편광기의 광반사성을 파장에 대한 함수로써 나타낸 그래프이다.
도 3은 CLC층 내부에 강도(Io)와 CLC층 내부의 "X" 위치상에서의 강도(Ix)로 활성광선(가령, 자외선)을 표면에 조사하여 중합하는 공정중에 중합가능한 CLC, 액정재료(네마틱상) 및 광개시제의 혼합물을 함유하고 있는 CLC재의 층 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 중합된 CLC 필름의 액정재료 헬리스의 피치분포를 측정할 수 있는 원자현미경을 이용하여 얻은 중합된 필름 상에 대해 CLC 피치의 반을 표시하는 검은 선사이의 거리로서 계통표현을 나타낸 것이다.
도 5는 중합된 CLC 필름층을 가로지른 피치변화를 검은 사각형 점으로 나타내고 있으며, 또한 동일한 CLC 필름층을 가로지른 정상 UV 강도결손을 실선으로 나타낸 그래프이다.
도 6은 92℃에서 강도 0.047 ㎽/㎠의 UV를 이용하여 큐어링처리한 네마틱(nematic) E31 농도에 대한 함수로써 20㎛ 원형 편광필름의 반사 주파수대역을 나타낸 그래프이다.
발명을 실시하기 위한 가장 양호한 형태
놀랍게도, 2000㎚에 이르는 초광역 편광반사 및 전송특성을 지닌 CLC 필름재료를 얻기 위해서는 CLC 필름재료내의 CLC 분자 헬리스의 피치가 그들의 깊이에 따라 비선형적으로 변화하여야만 한다는 사실이 알려졌다.
기대한 바와는 달리, 출원인들은 역시 본 발명의 초광역 원형편광재가: (1) 천연의 CLC 개시 혼합물에서 자외선 염료를 사용하지 않으며; (2) 이미 기존의 중합과정에서 적용한 입사 활성광선 양에 더하여, 중합가능한 CLC가 액정재료의 분리속도보다 더 빠른 속도로 중합할 수 있을 만큼의 중합가능한 CLC재, 비가교성 액정재료(네마틱 상태), 그리고 적당한 광개시제에 의해 얻을 수 있음을 알게 되었다.
이러한 상기 조건을 충족시킴으로써, 본 발명의 범위내에서 초광역 반사특성을 지니고 있는 원형 편광필름재를 다양하게 얻을 수 있다. 또한, 이들의 신규한 제조방법을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이들 CLC 편광 필름재료에 대한 일반적인 제조방법
본 발명에 따른 초광역 원형편광재를 제조하는 일반적인 방법은 다음과 같은 성분, 즉: (ⅰ) 콜레스테릭 배열(가령, 곁사슬 사이클릭 액정 폴리실록산)을 갖는 중합가능한 액정재료; (ⅱ) 네마틱(nematic) 상태의 액정재료; 그리고 상술한 제조 제한요건을 충족시키는 적절한 일정량의 광개시제를 함께 혼합하는 것과 관련되어 있다
실시예 1 ∼ 13에 설명된 본 발명에 따른 바람직한 구현예에서, 제조공정상 사용한 중합가능한 CLC재는 독일의 웨커 GmbH에서 이미 상업화한 것으로 중합가능한 CLC재를 광개시제 존재하에서 자외선을 조사하는 양성자성 중합방법에 의해 중합할 수 있다. 이때, 중합가능한 CLC재는 블루화합물(CC4039L) 및 레드화합물(CC4070L)을 사용할 수 있으며, 이들 둘다 왼방향의 나선구조를 갖는다. 이들을 70℃에서 UV로 큐어링(curing)처리하면, 블루화합물은 390㎚에서 편극 않된 광선을 반사시키며, 또한 레드화합물은 690㎚에서 편극 않된 광선을 반사시킨다. 또한, 중합가능한 CLC재로는 역시 CLC 폴리실록산(CC4039R) 블루화합물과 같은 오른방향의 나선구조도 이용할 수 있다. 이러한 화합물(CC4039R)을 왼방향 나선구조의 CC4039L과 같은 중합가능한 CLC와 적절한 비율로 혼합하면, 결과하는 CLC 필름은 70℃에서 큐어링(curing)시키는 경우 오른방향의 원형 편광을 반사시킨다. 큐어링처리전, 천연의 CLC재는 상온에서 고무줄같은 탄성 상태를 나타내며 70℃ 주변에서는 액체로 변화한다.
상기의 중합가능한 CLC재로 사용할 네마틱 액정재료는 독일의 EM 인더스트리사에 의해 이미 E31LV 및 E7이라는 이름으로 상용화되어 있는 것을 사용한다.
이하에서 더욱 상세히 설명될 바람직한 구현예로서, 다음의 실시예에서는 중합가능한 CLC, 네마틱 액정재료, 광개시제(한 실시예에서는 키랄 부가물)를 바람직한 비율로 칭량한 후 핫플레이트에서 함께 혼합하였다. 각각의 실시예에서, 보다 나은 분자배치용 완충 폴리이미드코팅재를 지닌 유리 셀내에 상기 CLC 혼합물을 첨가한다. 마지막으로, 일정 선택온도하에서 혼합물을 활성광선에 충분히 노출시켜 중합반응이 완전하게 일어나도록 큐어링(가령, 중합처리)처리하였다.
CLC 필름재료를 중합하는데 사용되는 UV와 같은 활성광선의 강도는 종래의 제조방법의 경우 선형분포을 나타내지만, 큐어링처리된 CLC 필름 또는 CLC 층내부에서는 비선형(가령, 지수분포)의 분포를 나타낸다. 이러한 비선형분포는 CLC 혼합물층을 만드는 데 사용되는 재료에 의해 광감쇠현상이 유발되기 때문이다. 상기와는 별도로, 액정재료 또는 CLC재는 최종적으로 형성된 편광기에서 액체 상태로 존재할 수도 있다.
재료들을 액체상태로 유지할 수 있는 온도에서 혼합한 후, 중합전에 네마틱 액정재료를 중합가능한 CLC재에 약하게 결합시킨다. 활성광선을 조사하여 이에 노출시키면, 약하게 결합된 액정이 중합반응으로 인해 중합가능한 CLC로부터 분리되어 확산되기 시작한다. 이러한 네마틱 액정재료는 중합가능한 CLC 형성 액정이 풍부한 팽윤지역으로 확산되어 들어간다. 이렇게, 중합가능한 CLC의 다른 지역으로부터 액정을 이탈시키면, 액정이 결핍된 사이트만이 남게 된다. 조사강도는 배지내 전체를 통해 비선형(특히, 지수분포) 특성을 나타내며, 중합가능한 CLC의 보다 높은 강도를 나타내는 지역이 낮은 강도를 나타내는 지역보다 더 팽윤되기 때문에, 네마틱 액정재료는 보다 높은 조사강도를 나타내는 사이트로 우선적으로 확산해 들어가며 고분자 CLC재내에서 비선형분포를 나타낸다.
따라서, 본 발명에 따른 초광역 편광기는 중합될 재료의 중합속도보다 더 빠른 속도로 액정이 분리되도록 전제된, 상업적으로 이용가능한 재료를 이용하여 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 CLC 원형 편광필름의 슈퍼광역 반사특성
이 시점에서, 종래의 편광기술에 비하여 경험적으로 모은 주파수대역의 우수성을 지지하는 자료들을 재검토할 뿐만 아니라, CLC 편광재료를 가로지른 비선형적인 피치분포로 인해 초광역 특성에 미치는 영향에 대하여 간단히 고찰해 보는 것이 적절할 것이다. 도면의 도 1 ∼ 5과 관련하여 이러한 토론에 관한 참고사항이 제시될 것이다.
도 1에서는 감소거리(y')에 대한 함수로 표현된 선형피치분포(Pl(y'))와 지수피치분포(Pe(y'))사이를 비교하였다. 이때, 선형분포는 다음 식 1a로 정의된다:
Pl(y') = 1 + y' = 1 + y/d, (1a)
반면에, 지수분포는 다음 식 1b로 표현된다:
Pe(y') = exp[y'], (1b)
여기서, d는 필름 두께를 의미한다.
이러한 특징적인 도면으로부터, 지수함수에서 피치변화속도가 선형함수의 피치변화속도보다 훨씬 급경사임을 알 수 있다. 동일한 두께의 경우, 지수분포의 피치를 나타내는 편광기의 주파수대역은 선형분포의 피치를 갖는 편광기의 주파수대역보다 훨씬 더 넓다. 도 2에서, 종래의 CLC 편광기 기술에 따른 주파수대역과 본 발명에 따른 바람직한 구현예의 전형적인 주파수대역을 비교함으로써 상기와 같은 사실을 알 수 있다.
도 2에서, 편광기의 헬리칼 센스(helical sense)에 맞는 용이성을 갖는 원형 편광빔을 이용하여 종래 편광기의 반사스펙트럼(점선으로 표시)을 얻었다. 그러나, 본 발명에 따른 원형 편광기는 편극되지 않은 빔을 이용하여 그 스펙트럼(실선으로 표시)을 얻었다. 도 2의 관찰결과로부터 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 원형 편광기의 주파수대역은 비록 그 두께가 동일하다 할 지라도 종래 원형 편광기의 주파수대역보다 2배 이상이다.
도 3 내지 도 5에서는 본 발명의 초광역특성이 CLC 편광재내 피치분포가 비선형이기 때문이라는 사실을 뒷받침해주고 있다. 도 3은 자외선 또는 활성광선과 같은 전자기선을 조사(Io)한 중합가능한 CLC 필름 또는 이들 층의 단면도를 나타낸 것이다. 중합가능한 CLC 필름 1은 역시 네마틱(nematic) 액정 및 광개시제를 함유하고 있다. 2로 표시된, 자외선의 조사는 CLC 층 1 내부의 "x" 위치에서 I(x)의 조사강도를 갖는다. 자외선 흡수상수를 고려할 때, 다음 식 2를 잘 알려진 방법으로 유추할 수 있다.
I(x) = Io·exp(-αx) (2)
이 식에서, 흡수상수 α는 흡수, 분산과 같은 모든 광손실의 경우를 포함한다. 상기 식 2는 중합가능한 CLC 층 또는 필름 1의 전면에서 후면에까지 지수적인 강도손실을 보여주고 있다.
도 4는 도 3의 층 1과 같은 중합된 CLC 층 또는 필름에서 피치분포를 측정할 수 있는 원자현미경상에 대한 도면이다. 이러한 도 4에서 도면의 오른쪽편에 CLC 필름 또는 층 1의 전면을 노출시킨다. 피치변화는 0 ∼ 10m의 임의범위내에서 관련된 값의 크기를 나타내고 있다. 중합가능한 CLC 층 1의 단면을 이용하여, 샘플 두께를 가로질러 프로브(probe)를 스캐닝하고, 그 결과 상기 프로브에서 필름 1을 활성광선 또는 자외선에 노출시키는 동안 분리 확산된 액정의 양과 관련된 피치변화로써 전류변화를 얻는다. 필름 1의 오른쪽에 가장 강력한 강도로 활성광선을 조사시키기 때문에, 그러한 보다 높은 조사강도 지역은 액정재료를 보다 많이 확산 및 축적시킬 수 있어 CLC재가 보다 팽윤된 현상을 나타낸다. 결과적으로, 보다 긴 피치가 형성된다. 물론, 보다 낮은 조사강도 지역에서는 팽윤현상이 보다 낮은 현상을 나타내며, 액정의 확산축적이 감소하게 되며, 그 결과 보다 짧은 피치가 형성된다. 중합반응이 완성되게 되면, 필름 1은 비선형의 피치변화를 나타내며, 차례로 매우 큰 주파수대역의 입사광선을 전반사하게 된다. 물론, 보다 큰 피치를 갖는 지역은 보다 많은 주파수의 광선을 반사하는 좁은 피치를 갖는 지역보다 더 적은 주파수의 광선을 반사한다. 이들, 즉 반사된 최대 주파수와 최소 주파수사이의 차이는 편광기의 주파수대역이다.
도 5로부터 알 수 있듯이, CLC 중합 필름구조내 피치변화는 정말로 비선형(즉, 지수분포)이다. 이 도면에서는 도 3의 필름 또는 층을 가로지른 도 4에서의 피치변화대비 식 1에서 나타낸 자외선 강도결손을 그래프로 나타내고 있다. 도 5에서의 실선은 층 또는 필름 1에 대하여 독립적으로 측정한 UV 흡수상수를 이용한 식 2에 대한 곡선을 나타낸 것이다. 이때, 곡선의 크기는 임의적으로 정상화되었다. 도 4에서 결정된 바와 같은 피치변화는 역시 도 5에 나타내었다. 어느 지점에서라도, CLC 필름 1에서의 피치의 반은 도 4에서의 검은선과 흰선사이의 거리로 결정한다. 나노미터(㎚)로서의 피치는 마이크로미터(㎛)로서의 위치대비로서 나타내어지며, 사각형의 점은 도 5에서 선택된 점에서의 피치값을 나타낸다. 도 5에서, 중합된 CLC 필름 1의 내부를 가로지른 비선형 CLC 피치변화는 중합공정중에 광결손에 의해 유발된, 다음 실선곡선의 UV 강도에 대한 지수적 결손에 따르고 있다.
이러한 사실로부터 중합된 CLC 필름 1의 피치가 필름 내부두께의 어느 지점에서라도 그 지점에서의 조사강도에 정비례하며, 층 1을 가로지른 총 피치변화는 지수적인 특성을 나타낸다는 것을 알 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 본 발명은 종래 원형편광 CLC재가 갖는 반사 및 전송 특성보다 더 큰 반사 및 전송 특성을 지닌 원형편광재를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 2000㎚에 이르는 반사 및 전송 특성을 지닌 원형편광재를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 향상된 스펙트럼 및 주파수대역 특성을 갖는 원형편광재를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 CLC 분자의 헬리스 피치가 CLC 필름구조의 층(표면의 횡단면)에 따라 비선형적으로 변화하는 특성을 갖는 CLC재로 이루어진 단층박막의 필름과 상기와 같은 주파수대역의 특성을 갖는 원형편광재를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 극히 광역의 편광잉크 및/또는 페인트용으로서의 상기와 같은 원형편광재를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 페인팅, 인쇄 및 그와 유사분야를 포함하는 다양한 색분야에 응용할 수 있는, CLC-계 칼라 페인트 및/또는 잉크용 물감(Palette)을 제공하는데 그 목적이 있다.
또다른 본 발명은 칼라여과 및 분배에 적절한 노치(notch)-특성을 나타내며, CLC 필름구조상에 구현된 초광역의 원형(또는 선형) 편광기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또다른 본 발명은 종래의 동일한 두께를 지닌 CLC 편광필름보다 두 배 이상의 반사 및 전송 주파수대역을 갖는 초광역 CLC 편광필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 편광기의 액정성분이 편광기층내에 비선형분포를 나타내는 것을 특징으로 하는 극히 광역의 단층 편광기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 액정재료가 중합할 수 없거나 또는 저분자량인 것을 특징으로 하는 원형편광재를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 극히 광역의 스펙트럼 반사 및 전송 특성, 광학적 저손실특성, 고효율의 편광특성 및 낮은 제조원가 특성을 지닌 원형편광재의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 극히 광역의 스펙트럼 대역 특성, 광학적 저손실특성, 고효율의 편광특성, 단순화된 제조공정 및 낮은 제조원가 특성을 지닌 원형편광재의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 중합 CLC의 중합공정동안에 액정재료의 분리속도가 중합될 CLC의 중합속도보다도 더 빠른 것을 특징으로 하는 중합 CLC, 액정재료 및 광개시제를 이용하여 극히 광역의 편광기를 제조하는 방법을 제공하는데 그 특징이 있다.
본 발명은 자외선 염료를 사용하지 않은채 극히 광역의 편광기를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 비선형의 조사강도 구배를 갖는 활성광선(예, 자외선)에 중합될 CLC를 노출시킴으로써, 중합될 CLC배지내에서 광손실이 일어나기 때문에 그로인해 그들내부에 존재하는 CLC분자의 헬리스 피치상에 비선형변화가 유발되는 것을 특징으로 하는 초광역의 원형편광재 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상업적으로 이용가능한 구성 CLC고분자 및 액정재료를 이용한 초광역 원형편광재의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 2000㎚에 이르는 초광역의 반사 및 전송특성을 갖는 프리스탠딩(free standing) 원형 편광필름의 제조방법을 제공하는데 또다른 목적이 있다.
본 발명은 이하 및 본 발명에 따른 청구범위에서 더욱 명확해질 것이다.
본 발명과 관련된 첫 번째 측면으로는 신규한 구성을 갖는 원형편광재를 개시하고 있다는 사실이다. 종래의 어떠한 반사 원형편광기와도 달리, 본 발명에 따른 원형편광재는 초광역 파장을 초과하는(약, 2000㎚에 이르는) 반사 및 전송대역 특성을 지니고 있다. 본 발명에 따른 원형편광재는 콜레스테릭 배열(cholesteric order)의 중합가능한 재료로 이루어진 필름(가령, 중합가능한 CLC 필름)으로 제조되어 있으며, 이는 비가교성 액정분자(예, 네마틱 상태)가 비선형형태, 중합가능한 CLC 필름층을 가로질러 복수의 액정-풍부 및 액정-결핍 사이트가 분포되어 있다. 결과된 본 발명에 따른 원형 편광필름은, 사용한 중합가능 CLC재의 최종 나선구조에 따라 상기한 초광역의 전자기파 스펙트럼내의 파장을 지닌 원형편광을 왼나사 또는 오른나사 방향으로 변화하며 반사한다.
본 발명에 따른 초광역, 원형 편광반사재는 수많은 종류의 산물, 즉 초광역 원형편광 패널; 초광역 칼라필터; 잉크 및/또는 페인트내에서 착색제로 사용되는 초광역 원형편광 안료 플레이크; 방현(防炫) 선유리; SMI-계 입체 3-D 디스플레이 및 조망에 사용되는 미세편광 패널 및 편광 보안기; 그리고, 이들의 유사체를 제조하는 데에 사용할 수 있다.
본 발명과 관련된 두 번째 측면으로는 본 발명에 따른 초광역 원형편광재를 제조하는 신규한 방법을 개시하고 있다는 사실이다.
본 발명의 제조방법에 따르면, 우선 CLC 고분자(콜레스테릭 배열)를 혼합물이 콜레스테릭 배열을 지닌 액상을 유지할 수 있는 온도에서 비가교성 액정재료(가령, 네마틱 배열), 광개시제, 그리고 상기 고분자와 결합 또는 결합되지 않은 키랄 부가물과 혼합한다. 보다 바람직하게는, 액정재료 및 키랄 부가물과 화학적으로 결합한 중합가능 CLC가 중량비 1 : 2로 존재하며, 또는 관련 조건에 따라 중량비 3 : 1 내지 1 : 6의 비율로 존재한다. 여기서, 광개시제는 혼합물내에 0.6 중량%만큼 포함되는 것이 바람직하지만, 중합가능한 CLC재의 중합반응을 개시하는 데 충분하기만 하다면 이보다 약간의 다량 또는 소량을 포함시킬 수도 있다. 일반적으로, 혼합물이 활성광선에 노출되는 경우 중합가능한 CLC가 액정재료의 분리속도보다 더 늦은 속도로 중합될 수 있게끔 광개시제의 양을 조절하여 혼합물내에 투입하여야 한다.
그러한 혼합물을 가령, 92℃로 가열하는 경우, 그 혼합물은 중합가능한 CLC, 또는 액정재료, 또는 이들 둘다를 중합하기에 충분한 시간 및 강도로 활성광선(예를 들면, 자외선)을 조사시켜 콜레스테릭 배열을 유지케 한다. 왜냐하면, 활성광선은 가령, 광흡수 및/또는 광분산과 같은 광선감쇠현상에 의하여 지수분포를 나타내기 때문에, 비선형적인 중합현상이 일어나게 되며, 결과적으로 필름층내에 고분자 및 액정재료가 비선형적으로 분포하게 된다. 중합공정중에, 상분리현상이 나타난다. 그리고, 이러한 액정재료의 분리속도가 중합될 중합가능한 CLC의 중합속도보다 더 빠르도록 디자인한다. 이와 같이, 액정은 분리되어 중합가능한 CLC재의 수축된 피치 사이트에서 확대된 피치 사이트로 확산한다. 결과적으로, 중합가능한 한 표면에서 다른 표면에까지 지수분포를 나타내는 피치가 형성된다. 이러한 원형편광반사재의 신규 조성은 현저하게 개선된 초광역 반사 및 전송 특성을 나타낸다는 것이 증명되었다.
액정재료의 헬리스 피치가 비선형분포를 나타내게 되면, 본 발명과 관련한 초광역의 원형편광재를 얻을 수 있다고 믿어지는 반면, 여기서 각각이 개시하고 있는 바람직한 구현예는 편광필름의 한쪽 표면에서 다른쪽 표면까지 확장된 지수분포의 피치를 갖는 것이다.
실시예 1
본 실시예에서는 우선, 상기에서 언급한 CLC 폴리실록산의 레드화합물(CC4070L)을 역시 상기에서 언급한 E31 네마틱 액정과 혼합하였다. 이때, CC4070L은 왼방향 꼬임구조를 하고 있으며, 70℃에서 큐어링처리시 690㎚에서 반사한다. 이 혼합물은 0.6 중량%의 광개시제(IG184, 시바가이기사, 허썬, 뉴욕)와 함께 각각 중량비 1 : 2의 E31과 CC4070L을 함유하고 있다. 다음, 이 혼합물을 20개의 유리 셀에 넣고, 핫플레이트에 의한 92℃의 온도에서 강도 0.047 ㎽/㎠의 자외선을 이용하여 큐어링처리하였다. 본 실시예에서는 네마틱 액정은 액상을 유지하고 있는 반면, 단지 CLC 필록산 재료만 중합한다. 이러한 중합반응 후, 결과된 원형 편광필름재료에 대하여 분광기(Perkin-Elmer Lambda 19)를 이용하여 스펙트럼분석을 수행하였다. 이러한 스펙트럼분석은 왼방향, 오른방향 및 편극되지 않은 광선을 이용하여 전송 및 반사 스펙트럼분석을 수행하였다. 결과된 편광기는 1600㎚의 주파수대역을 지닌 초광역 편광기로서 560㎚에서 2160㎚에 이르는 통과주파수대역을 갖는다.
실시예 2
본 실시예에서, 0.6 중량%의 광개시제(IG184, 시바 가이기사, 허썬, 뉴욕)와 함께, CLC 폴리실록산의 블루화합물(CC4039L)을 네마틱 액정(E31)과 2 : 1의 중량비로 혼합하였다. 결과된 혼합물을 20개의 유리 셀에 넣어 필름을 제조하였다. 그리고, 92℃에서 강도 0.047 ㎽/㎠의 자외선을 이용하여 큐어링처리하였다. 결과된 편광층은 830㎚의 주차수대역을 가진 초광역 편광기로서 370㎚에서 1200㎚에 이르는 스펙트럼 주파수대역, 즉 가시광선 영역 전체 및 근적외선 스펙트럼 대역을 차지하고 있다. 실시예 1에서와 마찬가지로, 액정재료(E31)는 큐어링처리후 액상을 유지하고 있다. 중합(가령, 큐어링처리)반응 후, 결과된 원형 편광 필름재료에 대하여 분광기(Perkin-Elmer Lambda 19)를 이용하여 스펙트럼분석을 수행하였다. 이러한 스펙트럼분석은 왼방향, 오른방향 및 편극되지 않은 광선을 이용하여 전송 및 반사 스펙트럼분석을 수행하였다.
실시예 3
상기한 두 실시예는 왼방향 꼬임구조의 CLC 폴리실록산을 이용하였다. 그러나, 세 번째 실시예에서는 오른방향 나선(꼬임)구조를 갖는 CLC 폴리실록산을 이용하였다. 이러한 꼬임구조를 지닌 블루화합물(CC4070R; 웨커, GmbH, 독일)은 70℃에서 큐어링처리시 390㎚에서 오른방향의 원형광선을 반사시킨다. 1중량%의 IG184 광개시제와 함께, 네마틱 액정재료(M15; EM 인더스트리, 독일)를 CLC 폴리실록산 재료(CC4039R)와 1 : 2의 중량비로 혼합하였다. 이러한 혼합물을 20개의 유리 셀 플레이트 사이에 포개고, 122℃에서 강도 0.047 ㎽/㎠의 자외선을 이용하여 큐어링처리하였다. 결과된 오른방향의 편광을 반사시키는 원형 편광 필름재료는 400㎚의 주차수대역을 가진 초광역 편광기로서 520㎚에서 920㎚에 이르는 스펙트럼 주파수대역을 차지한다. 큐어링(가령, 중합반응)처리 후, 중합되지 않은 액정(M-15)은 상온에서 고체상태이다. 중합반응 후, 결과된 샘플에 대하여 분광기(Perkin-Elmer Lambda 19)를 이용하여 스펙트럼분석을 수행하였다. 이러한 스펙트럼분석은 왼방향, 오른방향 및 편극되지 않은 광선을 이용하여 전송 및 반사 스펙트럼분석을 수행하였다.
실시예 4
본 실시예에서, 초광역 편광재로서의 네마틱 액정은 중합가능한 것인 반면, CLC재는 불중합물로서, 이 CLC는 큐어링처리후 액정상태로 존재한다. 액정재료 E31을 또다른 액정재료인 ZLI-2309 및 키랄 부가물인 S1011과 혼합하여 적절한 불중합 CLC재를 얻었다. 이때, 이들 모두는 독일의 EM 인더스트리사가 상업화한 것을 사용하였다. 결과되는 불중합 CLC재는 저분자량을 지니고 있으며, 또한 키랄 부가물은 혼합물내에서 왼방향의 나선구조를 유도하게끔 한다. 이때, 이들 E31/ZLI-2309/S1011은 각각 1/1/0.2의 중량비로하여 혼합하였다. 그런 다음, CLC재를 중합가능한 네마틱 액정 고분자 재료인 CN4000(웨커, GmbH, 독일)과 1 : 2의 중량비로 혼합하였다. 0.6 중량%의 광개시제 IG184와 함께, 상기 혼합물을 두 조각의 고무 폴리이미드로 코팅처리된 유리기질 20개의 별도로 형성된 셀에 도입한 후, 70℃에서 강도 0.047 ㎽/㎠의 자외선을 이용하여 큐어링처리하였다. 여기서, 저분자량의 CLC재가 액상에 존재하는 반면에, 이러한 네마틱 액정재료 CN4000은 중합반응을 진행한다. 상기의 모든 실시예와 마찬가지로, 액정재료의 분리속도는 중합가능한 CLC재의 중합속도보다 더 빠르다. 그 결과, 결과되는 원형 편광필름재료는 왼방향의 원형편광을 반사시키며, 620㎚의 주차수대역을 가진 초광역 편광기로서 430㎚에서 1050㎚에 이르는 스펙트럼 주파수대역을 차지한다. 중합반응 수행후, 결과된 원형 편광 필름재료에 대하여 분광기(Perkin-Elmer Lambda 19)를 이용하여 스펙트럼분석을 수행하였다. 이러한 스펙트럼분석은 왼방향, 오른방향 및 편극되지 않은 광선을 이용하여 전송 및 반사 스펙트럼분석을 수행하였다.
실시예 5
본 실시예에서, 혼합물은 네마틱 배열의 가교성 실록산 고분자와 키랄 부가물 및 광개시제(IG184)로 이루어져 있다. 주목할 점은 아무런 비가교성 액정(가령, E31)도 첨가되지 않았다. 여기서, 실록산 네마틱 고분자(CN4000)는 웨커사(독일)로부터 구입한 것을 사용하였다. 그리고, 키랄 부가물은 R1011, CB15 및 CE1(이들 모두는 머크사, EMI으로부터 구입)으로 구성되어 있다. 이들 혼합물은 CN4000/R1011/CB15/CE1/IG184이 각각 0.75 : 0.03 : 0.11 : 0.11 : 0.017의 중량비로 혼합되어 있다. 다음으로, 이 혼합물을 고무 폴리이미드 코팅처리한 20개의 유리 셀에 도입하였다. 80℃에서 충분한 시간동안 강도 0.2 ㎽/㎠의 자외선에 노출시킨 후, 약 360㎚에서 750㎚에 이르는 광역 반사편광기를 얻었다. 키랄 부가물은 오른방향의 구조를 지니고 있기 때문에, 이러한 편광기는 오른 방향의 원형 편광을 반사시킨다. 본 실시예에서 특히 중요한 점은 본 발명에 따라 초광역 원형 편광필름재료를 만드는 데에, 비가교성 저분자량의 네마틱 액정을 반드시 필요로 하는 것은 아니다. 키랄 부가물과 단순히 혼합된 네마틱 액정 고분자를 이용하여서도 유사한 초광역 편광기를 제조할 수 있다. 본 실시예에서, 가령 중합반응이 분자재배열을 유도하는 것과 같은, 동일한 메카니즘은 여전히 유효하다. 키랄 부가물(가령, R1011, CB15, CE1)의 모든 성분들은 비가교성이며, 따라서 이러한 키랄 분자는 중합공정중에 상분리 및 네마틱 고분자 네트워크로부터 분리되는 현상을 일으킨다. 이렇게 분리된 키랄분자들은 UV 침투방향에 따라 확산하여 들어가기 시작하며, 그 결과 CLC 피치가 각각 더 짧아지거나, 또는 더 늘어나는 사이트상에 상기 키랄분자가 축적 또는 결핍되는 현상을 유발한다. 최종적으로, 피치 구배현상이 일어난다. 여기서, 주목할 점은 키랄 부가물이 복수의 화합물형태라는 사실이다. 분리실험에 의해 증명된 바와 같이, 두 개의 키랄 화합물(가령, CB15 및 CE1)은 중합공정중에 액정 고분자 네트워크로부터 상분리되어 UV 침투방향에 따라 확산하여 들어간다. 그러나, 세 번째의 키랄 화합물인 R1011은 상분리 및 확산에 대한 명백한 증거가 나타나지는 않았다. 중합반응 수행후, 결과된 원형 편광 필름재료에 대하여 분광기(Perkin-Elmer Lambda 19)를 이용하여 스펙트럼분석을 수행하였다. 이러한 스펙트럼분석은 왼방향, 오른방향 및 편극되지 않은 광선을 이용하여 전송 및 반사 스펙트럼분석을 수행하였다.
실시예 6
본 실시예에서는 플라스틱 기질(표면에 기질이 없을 수도 있다)로 초광역 CLC 원형 편광재료를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 본 실시예에서 사용한 액정 혼합물은 본 출원을 통해 개시했던 것들 중의 어느 하나일 수도 있다. 사용된 전형적인 플라스틱 기질은 PET이다. 이 PET의 표면은 반드시 고무 폴리이미드로 코팅처리를 한 것은 아니다. 만일, 아무런 폴리이미드 코팅처리도 필요로 하지 않는다면, 전체 제조공정은 훨씬 단순해질 것이다. PET 기질의 드러난 표면을 기계적으로 마찰시키는 것이 PET 기질에 대해 필요한 유일한 처리이다. 하나의 플라스틱 기질상에 CLC 혼합물을 적용시킨 다음, 2차 PET 시트로 덮었다. 그런 다음, 적절한 온도에서 상기 전체 패키지를 라미네이터(laminator)에 넣어 박판으로 만들었다. 이와 같이, 박판화시킨 후 두 조각의 플라스틱 시트재 사이에서 단일의 CLC 필름을 얻었다. 다음으로, 그 필름을 80℃에서 충분한 장시간동안 적절한 강도의 UV에 노출시켰다. 그 결과, 플라스틱 시트사이에서 초광역 CLC 편광기를 얻었다. 소광비율을 포함한 이들의 광학 특성은 고무 폴리이미드를 함유한 두 개의 유리기질 사이에서의 특성과 유사하였다. 최종적으로, 플라스틱 기질중의 하나는 이탈될 수 있어서 하나의 표면에는 기질이 없을 수 있다. 상기에서 개시한 방법은 다음과 같은 장점을 지니고 있다: (1) 전체 편광기 두께를 매우 얇은 플라스틱 시트을 이용함으로써 0.25㎜까지 극적으로 감소시킬 수 있다; (2) 편광기는 기계적으로 유연하다; (3) 제조공정이 단순하다; (4) 큰 사이즈의 편광기를 제조할 수 있다; (5) 구체적으로 가격을 감소시킬 수 있다. 그리고, 중합반응을 수행한 후, 결과된 원형 편광 필름재료에 대하여 분광기(Perkin-Elmer Lambda 19)를 이용하여 스펙트럼분석을 수행하였다. 이러한 스펙트럼분석은 왼방향, 오른방향 및 편극되지 않은 광선을 이용하여 전송 및 반사 스펙트럼분석을 수행하였다.
실시예 7
본 실시예에서는 새롭게 개발된 짧은 피치의 CLC 액정 고분자를 이용하여 광역 CLC 원형 편광필름재료를 제조하였다. 이러한 재료(코드명은 CLM001CC, 웨커사, 독일)는 선택적인 반사파장인 309㎚에서 왼방향의 원형편광을 반사시킨다. 일단 적절한 양의 광개시제(IG184, 시바가이기사)와 혼합된 CLC재는 UV에 의해 중합될 수도 있다. 짧은 피치의 중합가능한 CLC재를 저분자량의 비가교성 네마틱 재료인 E7(EMI사)과 혼합하여 광역 편광 필름재료를 제조하였다. 결과된 광역 편광기의 재료조성은 CLM001CC/E7/IG184가 각각 0.157/0.065/0.0047의 중량비로 이루어져 있다. 이들 혼합물을 고무 폴리이미드로 코팅처리된 20개의 유리 셀에 도입하였다. 그리고, 70℃에서 적절한 강도의 UV로 충분한 시간동안 노출시킨 후, 370㎚에서 850㎚에 이르는 편극되지 않은 광선을 거의 50%까지 반사할 수 있는 광역 편광기를 얻었다. M15(머크사)와 같은 다른 비가교성 네마틱 액정을 혼합함으로써 유사한 결과를 얻었다. 중합반응 후, 결과된 샘플에 대하여 분광기(Perkin-Elmer Lambda 19)를 이용하여 스펙트럼분석을 수행하였다. 이러한 스펙트럼분석은 왼방향, 오른방향 및 편극되지 않은 광선을 이용하여 전송 및 반사 스펙트럼분석을 수행하였다.
실시예 8
본 실시예에서는 프리스탠딩 광역 CLC 원형편광필름재료를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 이 재료혼합물은 CLM001CC/M15/IG184을 각각 2/1/0.06의 중량비로 함유하고 있다. 이 혼합물을 고무 폴리이미드로 처리된 20개의 유리 셀에 충진시켰다. 그리고, 이 샘플을 80℃에서 0.011 ㎽/㎠ 강도의 자외선을 이용하여 큐어링처리하였다. 결과된 필름은 370㎚에서 770㎚에 이르는 광선을 반사한다. 중합반응 후, 유리기질상에 고착된, 결과된 원형 편광 필름재료에 대하여 분광기(Perkin-Elmer Lambda 19)를 이용하여 스펙트럼분석을 수행하였다. 이러한 스펙트럼분석은 왼방향, 오른방향 및 편극되지 않은 광선을 이용하여 전송 및 반사 스펙트럼분석을 수행하였다. 그런 다음, 하나의 유리기질을 기계적으로 제거하였다. 다음으로, 잔여 유리기질상에서 광역 필름을 벗겨내었다. 그 결과, 프리스탠딩 광역 편광필름을 얻었다. 벗김전후의 필름스펙트럼 결과, 프리스탠딩 광역 편광필름의 광학특성에 아무런 변화가 없음을 알 수 있었다. 그리고, 결과된 광역 원형편광필름은 매우 유연하며 어느 각도로도 임의적으로 구부릴 수 있다. 또한, 어느 기질상에라도 박막화할 수 있다.
실시예 9
본 실시예에서는 프리스탠딩 CLC 원형 편광필름상에 기초하여 준광역 선형편광기를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 이러한 선형편광기는 상기한 프리스탠딩 CLC 편광필름을 폴리비닐알콜(PVA)의 팽팽한 시트와 같은, 1/4 파장의 플레이트 또는 시트상에 직접 박막화함으로써 얻었다. 이때, 상기의 박막화는 라미네이터(laminator)를 이용하여 수행하였다. 이러한 박막화 공정수행후에도 아무런 광학특성도 저하되지 않았다. 박막공정 후, 결과된 준광역 편광기에 대하여 분광기(Perkin-Elmer Lambda 19)를 이용하여 스펙트럼분석을 수행하였다. 이때, 전송 및 반사 스펙트럼분석 둘다를 수행하였다.
또한, 선택적으로 본 발명에 따른 프리스탠딩 CLC 원형 편광필름을 바람직하거나 또는 필요한대로 다른 형태의 상-지연 플레이트상에 박막화시켜 원형 또는 선형 편광필름구조를 제조할 수 있다. 이와 관련하여 참고문헌으로는 미국특허 제5,221,982호가 있으며, 여기에는 편극상태전이의 원리에 대한 훌륭한 개관(가령, 선형에서 원형으로, 원형에서 선형으로, 선형에서 선형으로, 원형에서 원형으로, 비편극에서 원형으로, 그리고 비편극에서 원형으로)을 개시하고 있다.
실시예 10
본 실시예에서는 본 발명의 초광역의 원형편광재를 기초로 하여 특별광역 편광잉크를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법에 따르면, 프리스탠딩 광역 원형편광필름은 상기한 바와 동일한 방법으로 제조하였다. 다음으로, 프리스탠딩 필름을 본 발명 출원인의 선행특허인 "콜레스테릭 액정 잉크"라는 명칭의 미국특허 제5,364,557호에 개시한 방법에 따라 기계적으로 파쇄하여 미세크기의 플레이크로 만들었다. 그런 다음, CLC 플레이크를 광학적으로 선명하고 열역학적으로 큐어링처리 가능한 래커(예를 들면, PUL Varnish, Marabu, 독일)와 같은 액체담체와 혼합하였다. 이렇게 제조된 CLC 잉크를 조사 흡수기질(가령, 검은색 배경)상에 스크린-인쇄하여 광역 CLC-계 잉크의 광학특성을 테스트하였다. 그러나, 궁극적으로 2-D 또는 3-D의 표면특징을 지닌 조사 흡수표면에 이들 CLC 잉크를 적용할 수 있다. 이때, CLC 잉크의 흡광비율은 한 쌍의 직각의 원형편광기를 이용하여 측정하였다. CLC 플레이크는 여전히 왼방향의 편광특성(가령, 왼방향의 원형 편광을 반사)을 유지하고 있기 때문에, 페인트용 잉크로 덮힌 왼방향의 편광기를 통해 잉크로부터 밝은 광선이 반사되는 것으로 보여졌다. 그렇지 않으면, 마치 잉크가 오른방향의 원형편광기로 덮혀있는 것처럼 검은색 배경이 보여진다. 결과된 CLC 잉크에 대하여 분광기(Perkin-Elmer Lambda 19)를 이용하여 스펙트럼분석을 수행하였다. 이러한 스펙트럼분석은 왼방향, 오른방향 및 편극되지 않은 광선을 이용하여 전송 및 반사 스펙트럼분석을 수행하였다.
본 발명에 따른 초광역 원형편광재는 본 발명 출원인의 선행특허인 미국특허 제5,364,557호에 개시한 방법을 이용하여 CLC 페인트를 제조하는 데 이용할 수 있다. CLC 안료(가령, 잉크 및/또는 페인트)에 대한 색특성을 알아보기 위하여는 아래의 "본 발명의 원형 편광재의 주파수대역 및 스펙트럼 위치 조절"이라는 명칭의 섹션에서 개시한 기술을 이용함으로써 우수한 결과를 얻을 수 있다.
실시예 11
본 실시예에서 CLC재는 중합되지않는 네마틱 E7(EMI사, 독일)과 키랄 부가물 R1011(EMI사, 독일)과 혼합된 왼방향의 중합가능한 폴리실록산 CLC(CC4039L; 웨커사, GbmH, 독일)를 사용하였다. 중합가능한 CLC재(CC4039L)는 키랄 부가물(R1011)이 오른방향의 꼬임구조를 지니고 있는 반면에, 왼방향의 꼬임구조를 지니고 있다. 이들 E7/CC4039L/R1011/IG184 재료를 각각 1/2/0.1/0.012의 중량비로하여 혼합물을 제조하였다. 이때, IG184는 광개시제이다. 그리고, 이들 혼합물을 고무 폴리이미드로 코팅처리된 20개의 두꺼운 유리 셀에 도입하고, 82℃에서 강도 0.047 ㎽/㎠의 자외선으로 큐어링처리하였다. 본 실시예에서 상기와 같은 큐어링처리를 하면, 네마틱재(E7)는 액상을 유지하는 반면에 CLC재는 중합반응을 수행한다. 다른 실시예와 마찬가지로, 중합되지 않는 액정의 분리속도는 폴리실록산이 중합하는 속도보다 더 빠르다. 그리고, 중합반응을 수행한 후, 결과된 샘플에 대하여 분광기(Perkin-Elmer Lambda 19)를 이용하여 스펙트럼분석을 수행하였다. 이러한 스펙트럼분석은 왼방향, 오른방향 및 편극되지 않은 광선을 이용하여 전송 및 반사 스펙트럼분석 둘다를 수행하였다. 결과된 CLC 원형 편광필름은 왼방향의 원형 편광조사를 반사시키며, 전자기 스펙트럼의 근적외선 지역인 600㎚ 이상의 초광역 편광기로서 800 ∼ 1428㎚에 이르는 스펙트럼 통과주파수대역을 갖는다. 본 실시예에서는 주파수 대역의 위치를 조절하기 위하여 키랄 부가물을 이용하였으며, 또한 그 농도를 달리함으로써 통과가능한 주파수 대역을 조절할 수 있다.
실시예 12
본 실시예에서는 비가교성 네마틱 액정과 혼합된 콜레스테릭 배열의 아크릴레이트 액정화합물을 기초로하여 광역 CLC 편광기를 제조하였다. 여기서는, 각각 블루 및 레드 파장에서 오른방향의 원형편광을 반사시키는, 두 개의 중합가능한 아크릴레이트 CLC 화합물인 CM 95와 CM 94(바스프, 악티엔게젤샤프트, 루드비히샤펜, 독일)를 사용하였다. 블루화합물인 CM95와 비가교성 네마틱 M15(EMI사) 및 광개시제인 IG184(시바가이기사)를 각각 중량비 2 : 1 : 0.06로 혼합하였다. 다음으로, 상기 혼합물을 고무 폴리이미드로 코팅처리한 20개의 유리 셀에 넣고 35℃에서 적절한 자외선을 장시간동안 충분히 조사하여 큐어링처리를 하였다. 결과된 광역 편광기는 약 310㎚의 주파수대역으로 590 ∼ 900㎚에 이르는 오른방향의 광선을 반사시킨다. E7 등과 같은 다른 네마틱재는 아크릴레이트 CLC와 혼합하고 UV에 노출시키는 경우, 그 편광주파수대역을 더 넓힐 수 있다.
본 발명의 원형 편광재의 주파수대역 및 스펙트럼 위치 조절
본 출원에 따른 CLC 원형 편광필름재료의 주파수대역 및 스펙트럼 위치(예를 들면, "튜닝")는 다양한 목적(예를 들면, CLC 안료(가령, 잉크 및/또는 페인트)에 대한 색특성을 알아내거나, 또는 편광기의 여과특성을 계획하는 등)을 위해 여러 가지 방법으로 조절할 수가 있다. 이하, 본 발명에 따른 CLC 원형 편광재의 바람직한 구현예를 이용하여 상기 기능을 수행할 여러 가지 방법들이 개시되어 있다.
첫 번째 접근 방법은 필름두께를 조절하여 원형 편광필름재료의 스펙트럼 대역을 조절하는 것이다. 예를 들면, 0.6%의 IG184와 함께 중량비 1 : 2의 E31과 CC4039L을 사용하여 필름두께를 5에서 20으로 변화시킴으로써 편광기 주파수대역을 580㎚에서 800㎚로 증가시켰다. 그런 다음, 편광기 필름을 92℃에서 강도 0.047 ㎽/㎠의 자외선으로 큐어링처리하였다.
두 번째 접근방법으로는 키랄 부가물의 농도를 조절하여 원형 편광필름재료의 스펙트럼 대역을 조절하는 것이다. 예를 들면, 0.6%의 IG184와 함께 중량비 1 : 2의 E31과 CC4039L을 사용하여 필름두께 20으로 제조한 편광기 필름을 70℃에서 강도 0.047 ㎽/㎠의 자외선으로 큐어링처리하였다. 이때, S1011 키랄 부가물의 농도를 0에서 6.6%까지 증가시키면, 편광기의 주파수대역을 980㎚에서 460㎚로 감소현상이 일어났다. 또한, 키랄 농도를 증가시킴에 따라 중심파장이 보다 짧은 파장대인 블루쪽으로 이동하였다.
세 번째 접근방법으로서 큐어링 온도를 조절하여 편광기의 스펙트럼을 조절하는 방법이다. 예를 들면, 0.6%의 IG184와 함께 중량비 1 : 2의 E31과 CC4039L을 사용하여 필름두께 20으로 제조한 샘플을 강도 0.047 ㎽/㎠의 자외선으로 큐어링처리하였다. 이때, 만일 큐어링 온도가 92℃에서 70℃로 저하되면, 중심파장은 보다 긴 파장대인 레드쪽으로 이동하였다.
네 번째 접근방법으로는 광개시제의 농도를 조절하므로써, 편광기의 스펙트럼을 조절하는 방법이다. 예를 들면, 중량비 1 : 2의 E31과 CC4039L을 사용하여 필름두께 20으로 제조한 샘플을 92℃에서 강도 0.047 ㎽/㎠의 자외선으로 큐어링처리하였다. 일반적으로, 광개시제(IG184)의 농도를 증가시키면, 편광기의 주파수대역을 감소시킨다.
다섯 번째 접근방법으로는 네마틱 액정의 농도를 조절하여 편광기의 스펙트럼을 조절하는 방법이다. 예를 들면, 0.6%의 IG184와 함께 E31과 CC4039L으로 구성된 액정 혼합물을 이용하여, CC4039L에 관해 각기 상이한 혼합물을 고무 폴리이미드 코팅처리한 20개의 유리 셀에 도입하였다. 그리고, 제조한 샘플들을 92℃에서 강도 0.047 ㎽/㎠의 자외선으로 큐어링처리하였다. 도 6에서 명확히 알 수 있듯이, 천연의 개시 혼합물내에 네마틱 액정(E31)의 농도를 조절함으로써 주파수대역을 증가시킬 수 있다.
상술한 대부분의 실시예로부터 초광역 편광필름구조를 제조하는데 이미 상업화된 중합가능한 CLC 및 액정재료를 사용할 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 본 발명의 제조방법은 역시 아크릴레이트 등과 같은 다른 액정고분자들 뿐만 아니라, 히드로실릴레이션(hydrosilylation)에 의해 실록산 주쇄에 메소제닉 그룹이 결합된 사이클릭 액정 실록산을 이용할 수 있다.
이와 유사하게, 상기 실시예에서 이용된 네마틱 액정재료 모두를 상업적으로 이용할 수 있는 한, 역시 저분자량의 중합되지 않는 네마틱 액정재료도 본 발명의 실제 사용할 경우에 적용할 수 있다. 실시예 4에서와 같이, 중합가능한 네마틱스(nematics)는 자신들의 상대적인 확산속도가 그 중합속도보다 더 빠른 한 이용할 수 있다.
여기서, 네마틱스(nematics)는 이미 상업화된 K15, K24 및 M15(EMI사, 독일)와 같은 단일 화합물 액정을 사용하였다. 그러나, 본 발명에서는 실제 E31 및 E7과 ZLI-2309 및 ZLI-5800-100(EMI사, 독일)과 같은 다수 화합물로 이루어진 액정재료 혼합물을 사용하였다. 상온에서 스메틱(smectic) 상태로 존재하는 K24를 제외하고는 나머지 모든 액정은 상온에서 네마틱 상태로 존재한다. 이러한 액정은 중합가능한 CLC재와 광개시제를 결합한 경우, 적어도 700㎚의 초광역 주파수를 지닌 편광기를 제조할 수 있다. 최종적으로, 중량비로 1/6 보다 적은 중합가능한 CLC재중 저농도의 액정재료에서, 저농도의 네마틱 재료가 한계요인이라는 사실을 말해주듯이 결과하는 주파수의 대역은 급격히 감소한다. CLC대비 네마틱의 농도가 2/3의 비율처럼 고농도인 경우, 이들 혼합물이 적절히 낮은 온도에서 중합만 된다면, 높은 반사율을 갖는 편광기를 얻을 수 있으며; 반면에, 상기 혼합물을 적절치 못한 고온에서 큐어링처리를 한다면 광분산 현상이 유발된다.
상기 실시예에서, 광역 편광기를 얻기 위하여 특정 강도의 자외선을 조사시켰다. E7과 같은 네마틱을 CC4039L과 같은 CLC재와 1 : 2의 비율로 함께 사용하는 경우, 중합속도가 입사 UV조사강도와 견련된 정도까지 결과된 편광기의 주파수대역은 UV 강도가 증가함에 따라 감소한다. 예를 들면, 자외선 강도가 0.047 ㎽/㎠인 경우 결과되는 주파수대역은 980㎚이다. 또한, 92℃에서 강도 0.97 ㎽/㎠의 자외선으로 큐어링처리한 경우, 결과되는 주파수대역은 700㎚이다. 그리고, 92℃에서 강도 0.97 ㎽/㎠의 자외선으로 큐어링처리한 경우, 결과되는 주파수대역은 280㎚이다. 이러한 사실은 UV의 조사강도를 조절하여 주파수대역을 조절할 수 있음을 의미한다.
본 발명은 CLC 헬리스의 피치가 지수분포를 나타내는 것이 가장 바람직한 구현예이지만, 정확한 지수분포로부터 일탈하는 경우도 본 발명의 범위에 포함되는 것은 당연하다. 이와 같이, 결과된 편광기의 두께를 가로지른 액정분포는 재료내의 불순물, 조사에너지의 변화 및 중합공정의 변화로 인해 이상적인 지수분포가 아닌 단지 비선형의 특성을 갖게 된다. 이와 같이, 액정분포가 이상적인 지수함수로부터 벗어나는 경우, 지수분포시에 결과된 주파수대역을 강화시키는데 아무런 영향을 미치지 못한다.
또한, 본 발명은 가시광선, 적외선 및 자외선 범위를 포함한 광역의 전자기 스펙트럼을 차지하는 단층의 편광기를 제조할 수 있다. 이상의 전술한 내용으로부터, 중합가능한 CLC재에서 염료 또는 확산구배를 전혀 이용하지 않은 채, 본 출원발명의 기술을 이용하여 초광역 편광기를 얻을 수 있음을 알았다.
이상에서 개시한 예는 단지 실시예에 지나지 않으며, 통상의 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있는 이들로부터의 변형은 모두 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (96)

  1. 필름의 두께를 가로지른 내내 콜레스테릭 배열과 비선형의 다양한 피치사이트를 지닌 적어도 하나의 재료와 필름의 두께를 가로지른 내내 비선형에 유사하게 분포되어 상기 사이트에 노출된 적어도 하나의 액정재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 비선형적인 피치의 분포는 지수분포를 하는 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 지닌 재료는 고분자(polymer)인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 지닌 재료는 단량체(monomer)인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 지닌 재료는 소중합체(oligomer)인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정은 네마틱(nematic) 액정인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정은 스메틱(smectic) 액정인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 광중합성인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정은 광중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료 및 상기 적어도 하나의 액정은 중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정재료의 분리속도가 상기 재료중 어느 것의 중합속도보다 더 빠른 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정재료의 분리속도는 콜레스테릭 배열을 지닌 상기 적어도 하나의 재료 중합속도보다 더 빠른 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정재료의 분리속도는 콜레스테릭 배열을 지닌 상기 재료의 중합속도보다 더 빠른 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 지닌 적어도 하나의 재료는 콜레스테릭 액정인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 지닌 적어도 하나의 재료는 사이클릭 액정 실록산인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 지닌 적어도 하나의 재료는 양이온성 중합반응에 의해 중합된 재료임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정은 양이온성 중합반응에 의해 중합된 재료임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정은 저분자량의 재료인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 필름은 입사된 원형편광 전자기 조사(incident circularly polarized electromagnetic radiation)를 완전히 반사하기에 충분한 두께를 지닌 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 필름은 가시 스펙트럼내에서 입사된 원형편광 전자기 조사(incident circularly polarized electromagnetic radiation)를 반사하는 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 필름은 전자기 스펙트럼의 적외선 영역에서 입사된 원형편광 전자기 조사(incident circularly polarized electromagnetic radiation)를 반사하는 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 필름은 전자기 스펙트럼의 자외선 영역에서 입사된 원형편광 전자기 조사(incident circularly polarized electromagnetic radiation)를 반사하는 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  23. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료 또는 상기 적어도 하나의 액정재료중의 적어도 하나는 액체상태인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  24. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료 또는 상기 적어도 하나의 액정재료중의 적어도 하나는 고체상태인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  25. 콜레스테릭 배열과 적어도 일정한 피치를 지닌 적어도 하나의 재료 및 적어도 하나의 액정재료로 이루어진 필름을 제조하는 방법에 있어서, 상기한 적어도 하나의 액정재료는 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료의 일정한 피치보다 더 큰 복수의 비선형분포 피치 사이트에서 필름두께에 걸쳐서 비선형적으로 분포하도록 필름을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 고분자인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  27. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 단량체인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  28. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 소중합체(oligomer)인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  29. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 저분자량의 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  30. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정은 네마틱(nematic) 액정인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  31. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정은 스매틱(smectic) 액정인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  32. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 광중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  33. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정은 광중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  34. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료 또는 적어도 하나의 액정재료중의 적어도 하나는 중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  35. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정재료의 분리속도가 상기 재료중 어느 것의 중합속도보다 더 빠른 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  36. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정재료의 분리속도는 콜레스테릭 배열을 지닌 상기 적어도 하나의 재료 중합속도보다 더 빠른 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  37. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정재료의 분리속도는 자신의 중합속도보다 더 빠른 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  38. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 콜레스테릭 액정인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  39. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 사이클릭 액정인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  40. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 양이온성 중합방법에 의해 중합된 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  41. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정은 양이온성 중합방법에 의해 중합된 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  42. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정은 저분자량의 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  43. 제 25 항에 있어서, 상기 필름은 입사된 원형편광 전자기 조사(incident circularly polarized electromagnetic radiation)를 완전히 반사하기에 충분한 두께를 지닌 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  44. 제 25 항에 있어서, 상기 필름은 가시 스펙트럼내에서 입사된 원형편광 전자기 조사(incident circularly polarized electromagnetic radiation)를 반사하는 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  45. 제 25 항에 있어서, 상기 필름은 전자기 스펙트럼의 적외선영역내에서 입사된 원형편광 전자기 조사(incident circularly polarized electromagnetic radiation)를 반사하는 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  46. 제 25 항에 있어서, 상기 필름은 전자기 스펙트럼의 자외선영역내에서 입사된 원형편광 전자기 조사(incident circularly polarized electromagnetic radiation)를 반사하는 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  47. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료 또는 상기 적어도 하나의 액정재료중의 적어도 하나는 액체상태인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  48. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료 또는 상기 적어도 하나의 액정재료중의 적어도 하나는 고체상태인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  49. 제 25 항에 있어서, 상기 방법은 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료와 상기 적어도 하나의 액정재료를 일정한 중량비로 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  50. 제 44 항에 있어서, 상기 일정한 중량비는 2 : 1인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  51. 제 48 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료와 적어도 하나의 액정재료의 일정 중량비는 1 : 3 ∼ 6 : 1의 범위내인 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  52. 제 48 항에 있어서, 상기 방법은 광개시제를 상기 혼합물에 추가적으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  53. 제 48 항에 있어서, 상기 방법은 키랄 부가물을 상기 혼합물에 추가적으로 첨가하는 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  54. 제 51 항에 있어서, 상기 방법은 혼합물이 액체상태를 유지할 수 있을 만큼 충분한 온도로 상기 혼합물을 가열하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  55. 제 53 항에 있어서, 상기 방법은 혼합물에 전자기 광선을 조사하여 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료 또는 적어도 하나의 액정재료중의 적어도 하나를 중합하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  56. 제 54 항에 있어서, 상기 혼합물에 조사하는 단계는 활성광선을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  57. 첫 번째 액정재료 및 두 번째 액정재료로부터 필름을 제조하는 단계에 있어서, 상기 재료중의 하나는 상기한 재료의 다른 것에 배치되어 있는 거의 비선형적으로 분포된 사이트에서 상기 필름의 필름두께에 걸쳐서 비선형분포를 갖는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 단층 편광기의 제조방법.
  58. 첫 번째 액정재료 및 두 번째 액정재료로부터 필름을 제조하는 단계에 있어서, 상기 재료중의 하나는 상기한 재료의 다른 것에 배치되어 있는 거의 비선형적으로 분포된 사이트에서 상기 필름의 필름두께에 걸쳐서 비선형분포를 갖는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 단층 편광기의 제조방법.
  59. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 재료는 비가교결합된 저분자량 액정화합물인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  60. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 재료는 키랄 그룹이 화학적으로 결합된 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  61. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 재료는 적어도 하나의 키랄 부가물과 네마틱 혼합된 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  62. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 열역학적으로 중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  63. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 양성자 흡수를 통한 유도방법에 의해 열역학적으로 중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  64. 제 1 항에 있어서, 상기 액정인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  65. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정은 양성자 흡수를 통한 유도방법에 의해 열역학적으로 중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  66. 제 1 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 아크릴레이트인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  67. 단지 하나의 액정재료와 필름내 내부두께 내내 비선형의 다양한 피치 사이트 및 적어도 하나의 키랄재료로 이루어진 콜레스테릭 배열의 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  68. 제 67 항에 있어서, 상기 액정재료는 고분자인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  69. 제 67 항에 있어서, 상기 액정재료는 단량체인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  70. 제 67 항에 있어서, 상기 액정재료는 소중합체(oligomer)인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  71. 제 67 항에 있어서, 상기 액정재료는 비가교성 액정인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  72. 제 67 항에 있어서, 상기 액정재료는 네마틱(nematic)인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  73. 제 67 항에 있어서, 상기 액정재료는 영구적으로 결합된 키랄 그룹을 적어도 하나이상 지니고 있는 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  74. 제 67 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 키랄 재료는 비가교성인 것을 특징으로 하는 광역 편광기.
  75. 제 67 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 키랄 재료는 중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  76. 제 67 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 키랄 재료는 메소제닉(mesogenic) 그룹을 지니지 않는 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  77. 제 67 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 키랄 재료는 메소제닉(mesogenic) 그룹을 지닌 것임을 특징으로 하는 광역 편광기.
  78. 단지 하나의 액정재료 및 적어도 하나의 키랄재료로부터 필름을 제조하는 방법에 있어서, 상기한 단지 하나의 액정재료는 단지 하나의 액정재료에서의 일정한 피치보다 더 큰 복수의 비선형분포 피치 사이트에서 필름두께에 걸쳐서 비선형적으로 분포하도록 필름을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  79. 제 78 항에 있어서, 상기 단지 하나의 액정재료는 고분자인 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  80. 제 78 항에 있어서, 상기 단지 하나의 액정재료는 단량체인 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  81. 제 78 항에 있어서, 상기 단지 하나의 액정재료는 소중합체(oligomer)인 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  82. 제 78 항에 있어서, 상기 단지 하나의 액정재료는 비가교성 액정인 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  83. 제 78 항에 있어서, 상기 단지 하나의 액정재료는 네마틱(nematic)인 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  84. 제 78 항에 있어서, 상기 단지 하나의 액정재료는 적어도 하나의 영구적으로 결합된 키랄 그룹인 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  85. 제 78 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 키랄재료는 비가교성인 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  86. 제 78 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 키랄재료는 중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  87. 제 78 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 키랄재료는 메소제닉(mesogenic) 그룹을 지니지 않는 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  88. 제 78 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 키랄재료는 메소제닉(mesogenic) 그룹을 지니고 있는 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  89. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 열역학적으로 중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  90. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 양성자 흡수를 통하여 열역학적으로 중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  91. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정재료는 열역학적으로 중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  92. 제 25 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 액정재료는 양성자흡수를 통하여 열역학적으로 중합가능한 것임을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  93. 제 25 항에 있어서, 상기 콜레스테릭 배열을 갖는 적어도 하나의 재료는 아크릴레이트 액정인 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  94. 제 78 항에 있어서, 상기 방법은 단지 하나의 액정재료와 상기 적어도 하나의 키랄재료을 일정한 중량비로 혼합하여 혼합물을 만드는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 광역 편광기의 제조방법.
  95. 액정재료와 키랄재료로 이루어진 필름에 있어서, 상기 재료중의 하나는 상기한 재료의 다른 것에 배치된 거의 비선형적으로 분포된 사이트에서 상기한 필름의 두께에 걸쳐서 비선형분포로 이루어진 것을 특징으로 하는 단층 편광기.
  96. 액정재료와 키랄재료로부터 필름을 이루어진 필름을 제조하는 방법에 있어서, 상기 재료중의 하나는 상기한 재료의 다른 것에 배치된 거의 비선형적으로 분포된 사이트에서 상기한 필름의 두께에 걸쳐서 비선형분포로 이루어진 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단층 편광기의 제조방법.
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