KR101919292B1 - 공간 선택적 복굴절 감소를 갖는 확산 반사성 광학 필름 - Google Patents
공간 선택적 복굴절 감소를 갖는 확산 반사성 광학 필름 Download PDFInfo
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Abstract
확산 반사성 광학 필름은 필름의 제1 구역으로부터 제2 구역으로 연장되는 블렌드된 층을 포함한다. 블렌드된 층은 각각 개별 제1 및 제2 상으로 분리된 제1 및 제2 중합체 재료를 포함한다. 블렌드된 층은 각각 제1 및 제2 구역에서 동일한 조성물 및 두께를 가질 수 있지만 제1 및 제2 구역에서 상이한 제1 및 제2 확산 반사성 특성을 가질 수 있다. 제1 확산 반사성 특성과 제2 확산 반사성 특성 사이의 차이는 제1 구역과 제2 구역 사이에서 층의 조성물 또는 두께의 임의의 차이에 기인하지 않을 수 있다. 대신에, 제1 확산 반사성 특성과 제2 확산 반사성 특성 사이의 차이는 제1 구역과 제2 구역 사이의 제1 및/또는 제2 중합체 재료의 복굴절의 차이에 기인할 수 있다. 블렌드된 층의 블렌드 모폴로지는 제1 및 제2 구역에서 실질적으로 동일할 수 있다.
Description
본 발명은 일반적으로 광학 필름, 및 연계된 시스템 및 방법에 관한 것이다.
확산 반사성 중합체-기반 광학 필름은 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,825,543호(오우더키르크(Ouderkirk) 등) 및 제7,057,816호(알렌(Allen) 등)에는 특히 또 다른 중합체 재료의 연속 복굴절성 매트릭스 내에 배치된 중합체 입자의 분산 상을 갖는 광학 필름이 기재된다. 필름은 전형적으로 하나 이상의 방향으로 연신시킴으로써 배향된다. 분산 상 입자의 크기 및 형상, 분산 상의 부피율, 필름 두께, 및 배향의 크기는 생성된 필름 내에서 원하는 파장의 전자기 방사선의 총 투과 및 확산 반사의 원하는 정도를 수득하도록 선택된다. 특정 축을 따른 연속 상 중합체와 분산 상 중합체 간의 굴절률의 상당한 부정합은 상기 축을 따라 편광된 입사광이 실질적으로 산란되어 상당한 크기의 반사를 생성하는 효과를 갖는다. 이와 대조적으로, 연속 및 분산 상 중합체의 굴절률이 실질적으로 정합되는 축을 따라 편광된 입사광은 아주 적은 정도의 산란에 따라 경면 투과 또는 반사될 것이다. 이 효과는 확산 반사성 편광기와 확산 반사성 미러 모두를 포함하는 다양한 실시 형태에 관련하여 기재된다. 이들 실시 형태의 경우에, 굴절률 부정합은 산란을 촉진시키기 위해 의존되는 주요 인자이다. 이에 비해, 분산 상의 입자의 기하학적 형상은 단지 산란에 대한 이차 효과만을 갖는 것으로 알려졌다.
상기 제816호(알렌 등) 특허에는 또한 제1 및 제2 중합체 재료가 형태상 공-연속적인 실시 형태가 기재된다.
상기 제543호(오우더키르크 등) 특허에는 확산 반사성 중합체-기반 블렌드 광학 필름에 이색성 염료의 첨가가 기재된다. 소정의 중합체 시스템과 함께 이색성 염료는 다양한 정도로 광을 편광시키는 능력을 나타낸다. 이색성 염료들은 이들이 재료 내에 분자 정렬될 때 특정 편광의 광을 흡수할 수 있다. 더 높은 이색성 비율은 광을 편광시키기 위한 더 우수한 능력을 나타낸다.
미국 특허 제5,217,794호(쉬렌크(Schrenk) 등)에는 또 다른 중합체 재료의 연속 매트릭스 내에 배치된, 2개의 축을 따른 파장에 비해 큰 중합체 혼입물로 제조된 라멜라 중합체 필름이 기재된다. 따라서, 몸체는 중합체의 굴절률이 상이한 또 다른 중합체 재료의 매트릭스 내에 하나 이상의 중합체 재료의 불연속 층을 포함한다. 선택된 층 두께에 따라 생성된 다층형 라멜라 중합체 몸체는 실질적으로 백색 광을 반사할 수 있으며, 은색의 금속성 외관을 나타낼 수 있거나, 또는 무지개 빛깔 색상의 대역을 가질 수 있다.
미국 특허 제6,096,247호(울쉬(Ulsh) 등)에서는 상기 제543호(오우더키르크 등) 특허에 개시된 유형의 둘 이상의 중합체 재료의 블렌드로 구성된 필름을 포함하는, 다양한 유형의 광학 중합체 필름을 엠보싱하는 것이 논의된다. 울쉬 등에 의해 사용된 열원은 벌크 필름의 광학 특성의 상당한 변화를 야기하지 않고 필름 표면의 연화를 야기하기에 충분히 신속하게 광학 필름의 표면을 연화시키는 것으로 알려졌다. 이 방식으로, 울쉬 등의 엠보싱된 광학 필름은 엠보싱 전에 광학 필름에 의해 나타내진 것들과 실질적으로 동일한 벌크 상 내의 반사, 투과, 흡수, 및 굴절 특성을 나타낸다.
본 명세서에서는 특히 우선 패터닝을 달성하기 위해 선택적 압력 인가를 요하지 않고 필름의 선택적 박막화에 의존하지 않는 확산 반사성 광학 필름을 내부 패터닝 방법에 대해 설명한다. 따라서, 일부 경우에는 본 명세서에서 논의되는 내부 패터닝은 필름에 대한 임의의 선택적 압력 인가 없이 및/또는 임의의 상당한 필름의 박막화가 없이도 달성될 수 있다. 오히려, 개시된 방법들 중 적어도 일부는 이웃한 제1 구역이 아니라 제2 구역에서 광학 필름의 블렌드된 층 내에서 개별 제1 및 제2 상으로 분리되는 적어도 하나의 중합체 재료의 복굴절을 선택적으로 감소시킴으로써 패터닝을 달성한다. 다른 경우에, 내부 패터닝은 처리 조건에 따라서 더 두꺼워지거나 더 얇아지는 상당한 두께 변화에 의해 달성될 수 있다.
예시적인 확산 반사성 광학 필름은 제1 및 제2 상들 중 적어도 하나가 연속 상이며, 연속 상과 연계된 제1 및/또는 제2 중합체 재료가 제1 구역에서 복굴절성인 블렌드된 층을 사용한다.
선택적 복굴절 감소는 기존 광학 복굴절을 감소시키거나 또는 제거하는 이완(relaxation)을 재료 내에 생성하기에 충분히 높은 온도로 내부에서 하나 이상의 블렌드된 중합체 재료를 선택적으로 가열하기 위해 제2 구역에 적당한 양의 에너지를 적절히 전달함으로써 수행될 수 있다. 일부 경우에, 가열 중에 상승된 온도는 충분히 낮을 수 있고 및/또는 필름 내의 형태상 블렌드 구조물의 물리적 일체성을 유지시키기 위해 단시간의 충분한 기간 동안 지속될 수 있다. 이러한 경우에, 제2 구역의 블렌드 모폴로지는 심지어 복굴절이 감소될지라도 선택적 열 처리에 의해 실질적으로 변화하지 않는다. 복굴절의 감소는 부분적일 수 있거나, 또는 그것은 완전할 수 있으며, 이 경우 제1 구역에서 복굴절성인 하나 이상의 중합체 재료가 제2 구역에서 광학적으로 등방성으로 된다. 예시적인 실시 형태에서, 광 또는 다른 방사 에너지의 필름의 제2 구역에로의 선택적 전달에 의해 선택적 가열이 적어도 부분적으로 이루어진다. 광은 자외선, 가시광선 또는 적외선 파장, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 전달된 광의 적어도 일부는 필름에 흡수되어 원하는 가열을 제공하는데, 이때 광 흡수량은 전달된 광의 강도, 지속기간 및 파장 분포와 필름의 흡수성의 함수이다. 블렌드된 필름을 내부 패터닝하기 위한 이러한 기술은 공지된 고 강도 광원 및 전자적으로 처리가능한 빔 조향 시스템에 적합하여, 이미지-특정 엠보싱 플레이트 또는 포토마스크와 같은 전용 하드웨어를 필요로 하지 않고서, 간단히 광 빔을 적절히 조향시킴으로써 필름 내에 사실상 임의의 원하는 패턴 또는 이미지를 생성할 수 있게 한다.
또한, 원하는 파장 또는 파장 대역에서 방사 에너지를 선택적으로 포착하기 위하여 개시된 필름 내로 적합한 흡수성 염료 또는 안료와 같은 흡수제의 혼입이 논의되며, 이에 따라 방사 에너지는 필름을 선택적으로 가열하기 위해 전달된다. 필름이 다층의 공-압출에 의해 형성될 때, 이들 흡수제는 가열 공정, 이에 따라 복굴절의 관통-두께 감소를 제어하기 위하여 특정 층 내에 선택적으로 포함될 수 있다. 블렌드된 다층이 공-압출되는 경우, 적어도 하나는 흡수제를 포함할 수 있는 반면 적어도 하나는 흡수제를 포함하지 않을 수 있거나, 또는 실질적으로 모든 공-압출되고 블렌드된 층이 흡수제를 포함할 수 있다. 그 외의 다른 경우에, 예컨대, 내부 촉진 층 및 스킨 층과 같은 추가 층이 구성 내로 포함될 수 있다.
따라서, 본 출원은 특히 필름의 제1 구역으로부터 제2 구역으로 연장되는 블렌드된 층을 포함하는 광학 필름을 개시한다. 블렌드된 층은 각각 개별 제1 및 제2 상으로 분리된 제1 및 제2 중합체 재료를 포함할 수 있으며, 블렌드된 층은 제1 및 제2 구역에서 실질적으로 동일한 조성물 및 두께를 가질 수 있다. 제1 및 제2 상들 중 적어도 하나는 연속 상이며, 연속 상과 연계된 제1 및/또는 제2 중합체 재료는 제1 구역에서 복굴절성이며, 예를 들어, 이는 예컨대 633 ㎚와 같은 관심 있는 파장 또는 관심 있는 또 다른 파장에서 적어도 0.03, 또는 0.05, 또는 0.10의 복굴절을 가질 수 있다. 층은 제1 구역에서 제1 확산 반사성 특성, 그리고 제2 구역에서 상이한 제2 확산 반사성 특성을 가질 수 있다. 제1 확산 반사성 특성과 제2 확산 반사성 특성 간의 차이는 제1 구역과 제2 구역 간의 층의 조성 또는 두께의 임의의 차이를 실질적으로 기인하지 않을 수 있다. 대신에, 제1 확산 반사성 특성과 제2 확산 반사성 특성 간의 차이는 제1 구역과 제2 구역 간의 제1 중합체 재료와 제2 중합체 재료들 중 적어도 하나의 복굴절의 차이를 실질적으로 기인할 수 있다. 일부 경우에, 블렌드된 층은 제1 및 제2 구역에서 실질적으로 동일한 모폴로지를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 구역에서 비혼화성 블렌드 모폴로지(예를 들어, 블렌드된 층의 마이크로사진에서 볼 수 있는 바와 같이)는 제조 편차로 인해 제1 구역 내의 상이한 위치에서 비혼화성 블렌드 모폴로지의 표준 변동량을 넘지 않을 정도로 상이할 수 있다.
제1 확산 반사성 특성, 예를 들어, R1과 제2 확산 반사성 특성, 예를 들어, R2는 동일한 조사 및 관찰 조건 하에서 비교된다. 예를 들어, 조사 조건은 예를 들어 수직 입사 비편광된 가시광선, 또는 특정 평면내 방향을 따라 편광된 수직 입사 가시광선과 같은 입사광, 예를 들어, 특정된 방향, 편광, 및 파장을 특정할 수 있다. 관찰 조건은 예를 들어, 반구 반사율(hemispheric reflectivity)(필름의 입사광-측 상의 반구 내로 반사된 모든 광)을 특정할 수 있다. R1과 R2는 백분율로 표현되며, R2는 적어도 10%, 또는 적어도 20%, 또는 적어도 30%정도 R1과 상이할 수 있다. 명시 예로서, R1은 70%일 수 있고, R2는 60%, 50%, 40%, 또는 이 미만일 수 있다. 또는, R1은 10%, R2은 20%, 30%, 40%, 또는 그 이상일 수 있다. 또한, R1과 R2는 그들의 비로 비교될 수 있다. 예를 들어, R2/R1 또는 그 역은 적어도 2, 또는 적어도 3일 수 있다.
제1 상은 분산 상일 수 있는 반면 제2 상은 예를 들어, 제1 및 제2 구역의 일부를 통해 연장되는 연속 상일 수 있다. 대안으로, 제1 및 제2 상은 공-연속 상일 수 있다. 제1 중합체 재료는 제1 구역에서 복굴절성일 수 있고, 제2 구역에서 균일한(equally) 복굴절성, 덜한(less) 복굴절성, 또는 등방성일 수 있다. 대안으로, 제1 중합체 재료는 제1 및 제2 구역 모두에서 등방성일 수 있다. 제2 중합체 재료는 적어도 제1 구역에서 복굴절성일 수 있고, 적어도 제2 구역에서 균일한 복굴절성, 덜한 복굴절성, 또는 등방성일 수 있다. 임의의 경우에, 적어도 하나의 중합체가 바람직하게는 제1 구역에 대해 제2 구역에서 덜한 복굴절성(일부 경우에 등방성을 포함함)이다.
제1 및/또는 제2 확산 반사성 특성은 상이한 편광의 수직 입사광에 대해 실질적으로 상이한 반사에 의해 특징지어질 수 있고, 이 경우에 광학 필름은 제1 및/또는 제2 구역에서 확산 반사성 편광기일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 게다가, 제1 및/또는 제2 확산 반사성 특성은 상이한 편광의 수직 입사광에 대해 실질적으로 동일한 반사에 의해 특징지어질 수 있으며, 이 경우에 광학 필름은 제1 및/또는 제2 구역에서 확산 반사성 미러일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 게다가, 제1 및/또는 제2 확산 반사성 특성은 상이한 편광의 수직 입사광에 대해 높은 투과율과 낮은 탁도에 의해 특징지어질 수 있으며, 이 경우에 광학 필름은 제1 및/또는 제2 구역 내에서 윈도우-형 필름일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다.
또한, 내부 패터닝된 광학 필름을 제조하는 방법이 논의된다. 이러한 방법은 각각 개별 제1 및 제2 상으로 분리된 제1 및 제2 중합체 재료를 포함하는 블렌드된 층을 갖는 필름을 제공하는 단계를 포함할 수 있으며, 층은 필름의 제1 및 제2 구역 모두에 제1 확산 반사성 특성을 갖는다. 제1 및 제2 상들 중 적어도 하나는 연속 상일 수 있으며, 연속 상과 연계된 제1 및/또는 제2 중합체 재료는 제1 구역에서 복굴절성일 수 있고, 예를 들어, 이는 예컨대, 633 ㎚와 같은 관심 있는 파장 또는 관심 있는 또 다른 가시광선, 적외선, 또는 자외선 파장에서 적어도 0.03, 또는 0.05, 또는 0.10의 복굴절을 가질 수 있다. 또한, 방법은 제2 구역이 제1 확산 반사성 특성과 상이한 제2 확산 반사성 특성을 나타내기에 충분한 정도로 제2 구역에서 필름을 선택적으로 가열하는 단계를 포함할 수 있고, 선택적 가열은 블렌드된 층의 외부 표면에 대한 임의의 상당한 변경 없이 수행된다. 또한, 선택적 가열은 제2 구역에서 필름의 두께의 임의의 상당한 감소 없이 및/또는 제2 구역에서 블렌드된 층의 모폴로지의 임의의 상당한 변화 없이 수행될 수 있다. 제2 확산 반사성 특성은 제1 확산 반사성 특성 미만, 또는 초과의 편광 그리고 주어진 입사 방향의 광을 산란시킬 수 있다.
이러한 방법은 제1 확산 반사성 특성과 제2 확산 반사성 특성 간의 차이가 선택적 가열에 의해 야기되는 제1 및 제2 중합체 재료들 중 적어도 하나의 복굴절 변화를 실질적으로 기인할 수 있도록 수행될 수 있다. 제2 중합체 재료는 제1 구역에서 복굴절성일 수 있다. 또한, 제1 중합체 재료는 제1 구역에서 복굴절성일 수 있으며, 선택적 가열에 따라 제1 중합체 재료는 제2 구역에서 덜한 복굴절성 또는 등방성일 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 선택적 가열은 제2 중합체를 제1 구역에 대해 제2 구역에서 덜한 복굴절성 또는 등방성으로 형성할 수 있다. 선택적 가열은 예컨대, 필름의 제2 구역의 적어도 일부에서 레이저 광과 같은 방사 에너지를 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
관련 방법, 시스템 및 용품이 또한 논의된다.
본 출원의 이들 태양 및 다른 태양이 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도 상기의 개요는 청구된 기술적 요지를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니되며, 그 기술적 요지는 절차를 수행하는 동안 보정될 수도 있는 첨부된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.
도 1은 표지를 형성하기 위해 필름의 상이한 부분 또는 구역에 상이한 확산 반사성 특성을 제공하도록 내부 패터닝된 확산 반사성 광학 필름의 롤의 사시도.
도 2는 확산 광학 필름의 블렌드된 층의 일부의 개략 사시도.
도 2a 내지 도 2c는 블렌드된 층 내의 분산 상의 다양한 형상을 도시하는, 블렌드된 층의 일부의 개략 사시도.
도 2d는 블렌드된 층의 일부 실시 형태에서 존재할 수 있는 상호침입 중합체 망상(IPN)의 개략 다이어그램.
도 3은 도 1의 확산 반사성 필름의 일부에 대한 개략 단면도.
도 4는 내부 패터닝에 따른 또 다른 확산 반사성 필름의 일부의 개략 단면도.
도 5a 내지 도 5j는 다양한 내부 패터닝된 확산 반사성 광학 필름의 제조의 다양한 단계의 경우 블렌드된 층을 구성하는 2가지의 개별 중합체 재료 각각의 굴절률(nx, ny, nz)을 도시하는 이상적인 플롯.
도 6은 확산 반사성 광학 필름에 대해 본 명세서에 논의된 기술을 사용하여 달성될 수 있는 다양한 변환을 요약한 개략 다이어그램.
도 7은 내부 패터닝을 달성하기 위해 확산 반사성 광학 필름을 선택적으로 가열하기 위한 장치의 개략 측면도.
도 8a 내지 도 8c는 내부 패터닝된 광학 필름의 상이한 제2 구역, 및 그 상에 중첩된, 도시된 구역을 형성할 수 있는 필름에 대한 광 빔의 가능한 경로의 개략 상면도.
도 9a는 광 빔의 상대 강도를 광 빔이 필름 내로 전파하는 깊이의 함수로 보여주며, 3개의 상이한 광학 필름에 대해 제공된 3개의 곡선을 보여주는 이상적인 플롯.
도 9b는 필름 내의 깊이 또는 축방향 위치의 함수로서 국소 흡수 계수를 도시한 이상화된 플롯으로서, 3개의 곡선은 도 9a의 3개의 곡선에 해당함.
도 10 및 도 11은 다양한 확산 반사성 광학 필름의 측정된 투과율 스펙트럼.
도면에 있어서, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 2는 확산 광학 필름의 블렌드된 층의 일부의 개략 사시도.
도 2a 내지 도 2c는 블렌드된 층 내의 분산 상의 다양한 형상을 도시하는, 블렌드된 층의 일부의 개략 사시도.
도 2d는 블렌드된 층의 일부 실시 형태에서 존재할 수 있는 상호침입 중합체 망상(IPN)의 개략 다이어그램.
도 3은 도 1의 확산 반사성 필름의 일부에 대한 개략 단면도.
도 4는 내부 패터닝에 따른 또 다른 확산 반사성 필름의 일부의 개략 단면도.
도 5a 내지 도 5j는 다양한 내부 패터닝된 확산 반사성 광학 필름의 제조의 다양한 단계의 경우 블렌드된 층을 구성하는 2가지의 개별 중합체 재료 각각의 굴절률(nx, ny, nz)을 도시하는 이상적인 플롯.
도 6은 확산 반사성 광학 필름에 대해 본 명세서에 논의된 기술을 사용하여 달성될 수 있는 다양한 변환을 요약한 개략 다이어그램.
도 7은 내부 패터닝을 달성하기 위해 확산 반사성 광학 필름을 선택적으로 가열하기 위한 장치의 개략 측면도.
도 8a 내지 도 8c는 내부 패터닝된 광학 필름의 상이한 제2 구역, 및 그 상에 중첩된, 도시된 구역을 형성할 수 있는 필름에 대한 광 빔의 가능한 경로의 개략 상면도.
도 9a는 광 빔의 상대 강도를 광 빔이 필름 내로 전파하는 깊이의 함수로 보여주며, 3개의 상이한 광학 필름에 대해 제공된 3개의 곡선을 보여주는 이상적인 플롯.
도 9b는 필름 내의 깊이 또는 축방향 위치의 함수로서 국소 흡수 계수를 도시한 이상화된 플롯으로서, 3개의 곡선은 도 9a의 3개의 곡선에 해당함.
도 10 및 도 11은 다양한 확산 반사성 광학 필름의 측정된 투과율 스펙트럼.
도면에 있어서, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1에는 필름의 블렌드된 층(도 1에 도시되지 않음) 내에서 적어도 하나의 중합체 재료의 공간 선택적 복굴절 감소를 사용하여 내부 패터닝되거나 또는 공간적으로 맞춤구성된 확산 반사성 광학 필름(110)이 도시된다. 내부 패터닝은 도시된 바와 같은 표지 "3M"을 형성하도록 형상화된 개별 구역(112, 114, 116)을 한정한다. 필름(110)은, 여기서 설명된 방법이 대량 롤-투-롤 공정과 유리하게 양립할 수 있기 때문에, 롤로 감겨진 긴 가요성 재료로서 도시되어 있다. 그러나, 이 방법은 가요성 롤 용품에 한정되는 것은 아니며, 비가요성 필름 및 용품은 물론 작은 조각 부품이나 샘플에 대해서도 실시될 수 있다.
"3M" 표지는 상이한 구역(112, 114, 116)이 상이한 확산 반사성 특성을 갖기 때문에 가시가능하다. 도시된 실시 형태에서, 구역(112)은 제1 확산 반사성 특성을 갖고, 구역(114, 116)은 제1 확산 반사성 특성과는 상이한 제2 확산 반사성 특성을 갖는다. 반드시는 아니지만 전형적으로, 필름(110)은 적어도 부분적으로 광 투과성일 것이고, 이 경우 구역(112, 114, 116)은 또한 그 각각의 반사 특성에 해당하는 상이한 투과 특성을 가질 것이다. 물론, 일반적으로 투과율(T) 플러스 반사율(R) 플러스 흡수율(A) = 100%, 또는 T + R + A = 100%이다. 투과된 광 및/또는 반사된 광을 상당하게 확산 산란시킬 수 있는 필름을 취급할 때, T가 반구 투과율, 즉 2π의 입체각 내에서 이의 전파 방향을 고려하지 않고 광원과 마주보는 필름의 측면 상에서 필름을 빠져나가는 모든 광을 나타낼 수 있고, 게다가 R은 반구 반사율, 즉 상보적인 2π의 입체각 내에서 이의 전파 방향을 고려하지 않고 광원과 같이 필름의 동일한 측면 상에서 필름을 빠져나가는 모든 광을 나타낼 수 있는 것으로 여겨진다. 일부 실시 형태에서, 필름은 파장 스펙트럼의 적어도 일부에 걸쳐서 낮은 흡수율을 갖는 재료로만 구성된다. 이는 심지어는 열 전달을 촉진하는 흡수성 염료 또는 안료를 포함하는 필름을 위한 경우일 수 있는데, 이는 일부 흡수성 재료가 그들의 흡수성이 파장 특이적이기 때문이다. 예를 들어, 근 적외선 파장 영역에서는 선택적으로 흡수를 하나 가시광선 스펙트럼에서는 흡수가 거의 없는 적외선 염료가 이용될 수 있다. 스펙트럼의 그 외의 다른 단부에서, 광학 필름 문헌에서 낮은 손실로 간주되는 많은 중합체 재료는 가시광선 스펙트럼에 걸쳐 낮은 손실을 갖지만, 또한 소정 자외선 파장에서 상당한 흡수율을 갖는다. 따라서, 많은 경우에, 필름(110)은 가시광선 스펙트럼과 같은 파장 스펙트럼의 적어도 제한된 부분에 걸쳐 작거나 무시할만한 흡수율을 가질 수 있으며, 이 경우 그 제한된 영역에 걸친 반사율 및 투과율은 T + R = 100% - A이기 때문에 상보 관계를 취하고, A가 작기 때문에,
T + R ≒ 100%이다.
추가로 후술되는 바와 같이, 제1 및 제2 확산 반사성 특성은 각각 필름(110)의 내부의 구조적 특성에 따른 결과이지 필름의 표면에 도포된 코팅이나 다른 표면 특성에 따른 결과가 아니다. 개시된 필름의 이 양태는 내부 특성을 카피하거나 위조하기 어렵기 때문에 보안 응용 분야(예를 들어, 필름이 인증 표지로서 제품, 패키지 또는 문서에 응용되는 경우)에 유리하다.
제1 반사성 특성과 제2 확산 반사성 특성은 관측자 또는 기계에 의한 패턴의 검출을 가능하게 하는 적어도 일부 관측 조건 하에서 인지가능한 일부 방식에 있어 상이하다. 일부 경우에는 대부분의 관측 및 조명 조건에서 인간 관측자에게 패턴이 잘 보이도록 가시광선 파장에서 제1 반사성 특성과 제2 반사성 특성 간의 차이가 최대가 되게하는 것이 바람직할 수 있다. 그 외의 다른 경우에는 제1 확산 반사성 특성과 제2 확산 반사성 특성 간에 약간의 차이만을 제공하는 것, 또는 특정 관측 조건 하에서만 잘 보이는 차이를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 어느 경우든, 제1 확산 반사성 특성과 제2 확산 반사성 특성 간의 차이는 바람직하게는 필름의 상이한 이웃한 구역에서 광학 필름의 내부 특징부의 굴절률 특성의 차이에 주로 기인할 수 있고, 이웃한 구역들 사이의 두께의 차이에는 주로 기인하지 않을 수 있다.
굴절률의 구역간 차이는 광학 필름의 설계에 따라 제1 확산 반사성 특성과 제2 확산 반사성 특성 간의 다양한 차이를 생성할 수 있다. 일부 경우에는, 제1 특성은 가시광선 파장 범위에 걸쳐서 또는 관심이 있는 일부 그 외의 다른 파장 범위에 걸쳐서 예를 들어, 최소, 최대, 또는 평균 반사율(또는 투과율)일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있고, 여기서 반사율(또는 투과율)은 예를 들어, 필름의 입사 빔에 대해 반사된(또는 투과된) 방향의 특정된 입체각 내에서, 또는 필름의 입사광-측면(또는 마주보는 측면) 상에서의 반구(2π) 입체각 내에서 특정된 편광 상태의 입사 빔 및 반사된(또는 투과된) 광에 대해 측정될 수 있다. 제2 특성은 제1 특성과 동일한 특정된 입사광 및 측정 조건에 대해 실질적으로 상이한(더 크든 작든 간에) 최소, 최대 또는 평균 반사율 또는 투과율 값을 가짐으로써 제1 특성과 상이할 수 있다. 게다가, 제1 및 제2 확산 반사성 특성들 중 하나는 적어도, 하나의 편광 상태의 입사광에 대해 윈도우 필름의 경우와 같이 높은 투과성, 낮은 산란 외관에 실질적으로 해당될 수 있다.
따라서, 예를 들어, 구역(112)에서 제1 확산 반사성 특성은 입사광의 특정 조건에 대해 관심이 있는 파장 범위 내에서 R1의 피크 또는 평균 반사율을 가질 수 있다(예를 들어, 수직 입사 비편광된 가시광선, 또는 특정 평면내 방향을 따라 편광된 수직 입사 가시광선과 같이 특정된 방향, 편광 및 파장). 구역(114, 116)에서 감소된 복굴절은 예컨대 입사광의 동일한 특정된 조건의 경우 관심이 있는 동일한 파장 범위에서 R2의 상이한 피크 또는 평균 반사율과 같은 제2 확산 반사성 특성을 산출한다. R1과 R2는 동일한 조사 및 관찰 조건 하에서 비교되고, 예를 들어, R1과 R2는 특정된 입사 조건의 경우 필름의 입사 광-측면 상에서 반구 반사율로서 측정될 수 있다. R1과 R2는 백분율로 표현되고, R2는 적어도 10%, 또는 적어도 20%, 또는 적어도 30% 정도 R1과 상이할 수 있다. 명시 예로서, R1은 70%일 수 있고, R2는 60%, 50%, 40%, 또는 그 미만일 수 있다. 대안적으로, R1은 10%, R2은 20%, 30%, 40%, 또는 그 초과일 수 있다. 또한, R1과 R2는 그들의 비로 비교될 수 있다. 예를 들어, R2/R1 또는 그 역은 적어도 2, 또는 적어도 3일 수 있다.
일부 경우에, 문헌[J. Stover, Optical Scattering: Measurement and Analysis, Second Edition (SPIE 1995)]에 기재된 바와 같이 필름의 평면 내에서 측정된 방위각(Φ)과 필름 평면에 수직인 극각(θ)의 함수인 2방향 산란 분포 함수(BSDF)와 함께 확산 반사성 특성을 기재하는 것이 알맞을 수 있다. 따라서, 극각은 필름 표면으로부터 발산각에 해당된다. 방위각은 필름 평면 내에서의 알려진 방향, 예를 들어, 연신에 의해 유도된 바와 같이 최소 또는 최대 배향의 평면내 방향, 측정에 의해 기능적으로 기재된 유전 텐서 또는 굴절률의 생성된 주 방향, 예를 들어, 수직 입사광의 경우 최대 또는 최소 수직 후방 산란(또는 확산 반사성 편광기의 최대 차단 또는 통과 상태)의 평면내 축에 대해 기재될 수 있다. BSDF는 또한 레이저와 같은 시준되고 편광된 광원의 경우 입사의 극각 및 방위각 그리고 입사광의 편광 상태의 함수이다. 입체각에 걸쳐서 적절히 포함 시에, 총 반사율(R)은 BSDF로부터 유도될 수 있다. 확산 반사성 블렌드 구성은 또한 부분적으로 투과성일 수 있기 때문에, 해당 BSDF는 또한 공급원과 마주보는 필름의 측면 상에서 측정될 수 있다. 입체각에 걸친 적절한 포함은 그 뒤에 총 투과율(T)로부터 유도될 수 있다. 총 흡수율 손실(A)은 그 뒤 전술한 논의에 따라 1에서 뺌으로써 추정될 수 있다.
일부 경우에, 제1 및 제2 확산 반사성 특성은 각도와 반사율 또는 투과율의 그들의 종속성이 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 특성은 필름 상에서 수직 입사하는 주어진 편광 상태의 광의 경우 주어진 최소, 최대, 또는 평균 반사율 또는 투과율을 가질 수 있으며, 제2 특성은 동일한 입사 조건의 광의 경우 동일하거나 또는 유사한 반사율 또는 투과율 값을 가질 수 있다. 입사 각도가 증가함에 따라, 그러나 값은 제1 특성의 경우 증가할 수 있으며 제2 특성의 경우 감소할 수 있거나 또는 역으로도 가능하거나, 또는 값은 일 특성의 경우 상대적으로 일정하게 유지될 수 있고 그 외의 다른 특성의 경우 실질적으로 증가하거나 또는 감소할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 확산 반사성 특성은 주어진 편광 상태의 수직 입사광의 경우 가시광선 파장에 걸쳐서 동일하거나 또는 유사한 평균 반사율을 나타낼 수 있지만 입사 각도가 증가함에 따라 제1 구역 내의 필름의 평균 반사율(제1 확산 반사성 특성에 해당됨)은 증가할 수 있는 반면 제2 구역 내의 필름의 평균 반사율(제2 확산 반사성 특성에 해당됨)은 예를 들어, 브루스터 각도(Brewster's angle)에 대해 수직 입사로부터의 범위 내에서 감소할 수 있다.
일부 경우에, 제1 및 제2 확산 반사성 특성은 적어도 일부 조사 조건 및 관찰 조건의 경우 가시광선 스펙트럼의 상이한 부분에 대해 상이하게 작용하는 확산 반사 또는 투과 특성을 가질 수 있으며, 이들 스펙트럼 차이는 필름의 제1 구역과 제2 구역 간의 색상 차이로서 인간 관측자에 의해 인지될 수 있다. 예를 들어, 라멜라 중합체 필름(lamellar polymeric film)은 제1 구역에서 복굴절성 연속 제2 상과 상이한 훈색(iridescence)을 갖는 제2 구역에서 등방성 연속 상을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 블렌드된 층의 상당한 결과로서 확산 반사율을 나타내는 광학 필름이 본 발명의 특정 관심이다. 블렌드된 층은 층의 내부 또는 부피에 걸쳐서 분포된 미소 구조를 형성하기 위하여 필름 형성 동안에 비혼화성으로(immiscibly) 섞이는 적어도 2개의 개별 광 투과성 중합체 재료로 구성된다. 일부 경우에, 제1 중합체 재료는 블렌드된 층 내에서 광 투과성 재료의 불연속 또는 분산 상을 형성할 수 있는 반면, 제2 중합체 재료는 블렌드된 층 내에서 광 투과성 재료의 연속 또는 매트릭스 상을 형성할 수 있다. 다른 경우에, 중합체 재료는 광 투과성 재료의 공-연속 상을 형성할 수 있다. 블렌드된 층의 분산 또는 공-연속 상이 "제1 상"으로 본 명세서에서 반복적으로 지칭될 수 있고, 블렌드된 층의 연속 상이 "제2 상"으로 반복적으로 지칭될 수 있을지라도, 호칭 "제1" 및 "제2"는 일반적으로 원하는 대로 임의의 주어진 상에 임의적으로 할당될 수 있음에 유의한다.
필름의 1차 반사율 및 투과율 특성은 블렌드된 층 내의 상이한 중합체 재료의 블렌드 모폴로지, 및 필름의 주 축을 따른 이들 재료의 상대 굴절률에 의해 결정된다. 예를 들어, 제1 및 제2 중합체 재료가 주어진 평면내 축을 따라 실질적으로 부정합 굴절률(예를 들어, 차이가 0.05 초과 또는 적어도 약 0.07, 또는 0.1 또는 0.2일 수 있음)을 갖는다면, 그 축을 따라 편광된 입사광은 실질적으로 산란될 수 있어서 상당한 크기의 확산 반사율이 야기된다. 대조적으로, 제1 및 제2 중합체 재료가 주어진 평면내 축을 따라 실질적으로 정합 굴절률(예를 들어, 차이가 0.05 또는 0.03, 또는 0.02 또는 0.01 미만일 수 있음)을 갖는다면, 그 축을 따라 편광된 입사광은 상당히 작은 정도의 산란에 따라 경면 투과될 수 있어서 일부 경우에 실질적으로 산란되지 않는다. 이들 원리는 예컨대, 확산 반사성 편광기, 확산 반사성 미러, 및 심지어 상당한 정도의 탁도를 가질 수 있거나 또는 거의 또는 전혀 탁도를 갖지 않을 수 있는 고 투명 필름, 즉 윈도우-형 외관을 갖는 필름과 같은 매우 다양한 광학 필름을 제작하기 위해 활용될 수 있다. 특정 축을 따른 굴절률의 정합 또는 부정합의 제어는 적합한 중합체 재료(이 중 하나, 일부, 또는 모두가 배향 또는 연신에 반응하여 굴절률의 변화를 겪음)의 선택, 및 필름 배향 또는 연신의 유형(예를 들어, 단축, 이축, 구속, 비구속, 동시, 또는 순차)과 같은 적합한 필름 처리 매개변수의 선택, 주어진 축을 따른 배향 또는 연신의 정도 및 배향 또는 연신 중에 공정 조건의 선택에 의해 달성된다. 일반적으로 확산 반사성 광학 필름의 설계, 제작 및 사용과 관련된 추가 정보가 미국 특허 제5,825,543호(오우더키르크 등), 제6,179,948호(멜릴(Merrill) 등), 제6,673,275호(알렌 등), 및 제7,057,816호(알렌 등), 및 미국 특허 출원 공보 제US 2004/0164434호(타바(Tabar) 등) 및 제US 2008/0020186호(헤브린크(Hebrink) 등)들 중 하나 이상에서 찾을 수 있다.
이제 도 2로 되돌아가서 보면, 층/필름의 비혼화성 블렌드 모폴로지 또는 내부 구조를 나타내는 개략 사시도에서 확산 반사성 광학 필름(210)의 블렌드된 층의 일부가 보인다. 심지어 필름이 거의 또는 전혀 탁도가 없는 고 투명도를 가질 수 있으며, 즉 이러한 필름이 본 명세서에 설명된 선택적 가열 기술에 따라 주어진 입사 방향 및 편광 상태의 광을 확산 반사 또는 확산 투과하는 필름으로부터 유도되거나 또는 이 필름으로 처리될 수 있는 한 필름이 윈도우-형 외관을 갖는 경우에도 필름을 확산 반사성 광학 필름으로 지칭한다. 필름(210)은 필름이 x- 및 y-축에 평행하게 연장되고 z-축이 필름의 두께 축에 평행하고 필름에 수직인 국소 x-y-z 직교 좌표계와 연관되어 도시된다. 필름(210)은 완전히 평평할 필요는 없으나, 구부러지거나 다르게는 평면으로부터 벗어나게 형성될 수 있으며, 심지어 그러한 경우에서도 필름의 임의적으로 작은 부분 또는 영역은 도시된 로컬 직교 좌표계와 연계될 수 있다. 필름(210)은 일반적으로 도 1의 필름(110)을 임의의 그 구역(112, 114, 116)에서 나타내는 것으로 간주될 수 있는데, 왜냐하면 필름(110)이 바람직하게는 각각의 이러한 구역으로부터 다음으로 연속적으로 연장되는 블렌드된 층을 포함하기 때문이다. 예시된 바와 같이, 필름(210)은 제1 광-투과성 중합체 또는 연속 또는 매트릭스 상(212)의 형태인 다른 재료, 및 제2 광-투과성 중합체 또는 불연속 또는 분산 상(214)의 형태인 그 외의 다른 재료를 포함한다.
광학 필름이 유도되는 특정 응용에 따라 개시된 광학 필름을 제작하기 위해 다수의 다양한 재료가 사용될 수 있다. 이러한 재료들은 무기 재료, 예컨대 규소-기반 중합체, 유기 재료, 예컨대 액정, 및 단량체, 공중합체, 그라프트(grafted) 중합체 및 그 혼합물 또는 블렌드를 포함하는 중합체 재료를 포함할 수 있다. 주어진 응용에 대한 재료의 정확한 선택은 생성된 생성물의 원하는 물리적 특성뿐만 아니라 특정 축을 따른 상이한 상의 굴절률로 얻어질 수 있는 원하는 정합 및/또는 부정합에 의해 이뤄질 것이다. 재료들 중 하나의 재료가 연속 상의 블렌드된 층 내에 존재하는 경우, 이러한 재료는 일반적으로 원하는 스펙트럼의 영역에서 실질적으로 투명인 것을 특징으로 할 것이며, 이러한 재료는 바람직하게 적어도 본 명세서에서 논의된 선택적 열 처리에 앞서 복굴절을 나타낸다.
본 명세서에 개시된 확산 반사성 필름의 적어도 일부, 및/또는 이의 블렌드된 층은 일부 경우에 비-중합체 재료가 또한 사용될 수 있을지라도 실질적으로 전적으로 중합체 재료로 구성될 수 있다. 일부 경우에, 단지 2개의 상이한 중합체 재료가 사용될 수 있지만 다른 경우에, 둘 초과의 이러한 중합체 재료가 사용될 수 있다.
일반적으로, 열가소성 수지의 공-압출가능한 블렌드로 형성된 광학 필름의 부류가 특정 관심이다. 이들 시스템에 따라, 필름은 하나 이상의 연신 공정에 의해 형성되고 배향될 수 있으며, 추후 사용을 위해 롤 스톡 내로 권취된다. 이에 따라서 연신 공정은 적어도 하나의 연속 상 내에 복굴절을 부여한다. 열가소성 수지는 롤 내로 권취되기에 앞서 경화되어야 하는 열경화성 수지를 포함한 시스템에 대해 개별 이점을 제공한다. 예를 들어, 열가소성 수지에 따라 예를 들어, 열성형 방법을 통해 사후-처리 쉐이핑(post-processing shaping)이 가능할 수 있다. 특정의 유용한 열가소성 수지에는 3-차원 정렬된 결정질 단위 셀의 미세결정질 도메인을 포함하는 반결정질 중합체가 포함된다. 비결정질 열가소성 수지도 또한 유용하다. 롤은 또한 공간 패터닝을 위해 추후에 처리될 수 있다. 사용을 위해 일부 적합한 재료가 예를 들어, 미국 특허 제5,882,774호(오우더키르크 등), 제6,179,948호(멜릴 등), 제6,673,275호(알렌 등), 제7,057,816호(알렌 등), 뿐만 아니라 미국 특허 출원 공보 제US 2004/0164434호(타바 등) 및 제US 2008/0020186호(헤브린크 등)에서 논의된다. 적어도 제1 구역에서 복굴절성인 연속 상에 관하여, 특히, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 및 PEN과 PET의 공중합체를 포함하는, 이들 참고에서 기재된 다양한 폴리에스테르 및 그들의 공-중합체, 구체적으로 소위 coPEN이 특히 유용하다. 분산되든지 또는 공-연속적이든지 적어도 하나의 그 외의 다른 상에 관하여, 이들 참고에서 기재된 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 및 폴리카보네이트가 특히 유용하다.
재료 선택의 추가 고려사항은 생성된 생성물이 바람직하게는 원하는 산란을 제공할 수 있는 블렌드된 층 내에서 미소 구조를 형성하기 위하여 적어도 2개의 개별 상을 포함하는 것이다. 이는 서로에 대해 비혼화성인 둘 이상의 재료로부터 광학 재료를 주조함으로써 달성될 수 있다. 대안으로, 서로에 대해 비혼화성이 아닌 제1 및 제2 재료로 광학 재료를 제조하기를 원하는 경우, 그리고 제1 재료가 제2 재료보다 더 높은 용융점을 갖는 경우, 일부 경우에 제1 재료의 용융점 미만의 온도에서 제2 재료의 용융된 매트릭스 내에서 제1 재료의 적절한 치수의 입자들을 매립할 수 있다. 생성된 혼합물은 그 뒤 후속 및/또는 동시 배향에 따라 필름 내로 주조될 수 있어서 배향된 광학 필름 또는 체가 형성된다. 또 다른 변형예에서, 예를 들어, 에스테르 교환반응(transesterfication)에 의해 반응하는 비혼화성 재료들은 압출 처리 시간이 충분히 짧고 온도가 비혼화성 블록을 유지하기에 충분히 낮은 경우 개별 상을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 변형예에서, 제3 구성요소, 예를 들어 블록 공중합체와 같은 또 다른 중합체, 또는 소위 상용화제(compatiblizer)가 계면 장력 또는 그 외의 다른 특성 그리고 이에 따라 또한 블렌드된 상의 크기 및 형상 분포의 제어를 돕기 위해 첨가될 수 있다.
개시된 필름 내에서 사용하기 위해 선택된 재료, 및 이들 재료의 배향 정도는 일부 경우에 완성된 필름의 블렌드된 층 내의 상이한 재료가 이의 열처리된 구역 또는 열 처리되지 않은 구역에서든지 연계된 굴절률이 실질적으로 동일한 적어도 하나의 축을 갖도록 선택될 수 있다. 전형적이지만 필수적이지는 않게 배향 방향에 대해 횡방향인 축이 되는 축과 연계된 굴절률의 정합은 그 편광 평면 내에서의 광의 반사를 사실상 일으키지 않는다.
적어도 제1 재료(예를 들어, 분산 상의 형태)는 연신 이후에 배향 방향과 연계된 굴절률의 감소를 나타낼 수 있다. 제2 재료(예를 들어, 연속 상의 형태)가 양이라면, 제1 재료의 음의 스트레인 유도 복굴절은 배향 방향에 대해 수직인 편광의 이의 평면과의 광의 반사율이 여전히 무시할만한 상태에서 배향 축과 연계된 접해 있는 상들의 굴절률들 간의 차이를 증가시키는 이점을 갖는다. 반사 편광기를 원하는 경우, 배향 방향에 대해 직교하는 평면내 방향으로 접해 있는 상들의 굴절률 간의 차이는 예컨대, 가시광선과 같은 관심이 있는 파장 대역에서 배향 이후 약 0.05 미만, 바람직하게는 약 0.02 미만이어야 한다.
분산 상의 형태인 재료는 또한 양의 스트레인-유도 복굴절을 나타낼 수 있다. 그러나, 이는 그 외의 다른 재료(예를 들어, 연속 상의 형태)의 배향 방향에 대해 수직인 축의 굴절률을 정합하기 위하여 열 처리에 의해 변경될 수 있다. 열 처리의 온도는 연속 상 내에서 복굴절을 이완할 정도로 너무 높아서는 안된다.
분산 상 내에서 구조물 또는 특징부의 크기는 또한 산란에 대해 상당한 효과를 가질 수 있다. 분산 상 입자들이 너무 작은 경우(예를 들어, 관심이 있는 매체 내에서 광의 파장의 약 1/30 미만) 그리고 입방 파장(cubic wavelength)당 많은 입자가 있는 경우 광학체는 임의의 주어진 축을 따라 2개의 상의 굴절률 간에 다소 유효 굴절률을 갖는 매체로서 거동할 수 있다. 이러한 경우에, 매우 적은 광이 산란된다. 입자가 매우 큰 경우에, 블렌드된 층의 단위 부피당 허용될 수 있는 입자의 개수는 적어질 것이며, 광은 그 외의 다른 방향으로 매우 적은 확산 또는 산란에 따라 입자의 표면으로부터 경면 반사될 수 있다. 이러한 매우 큰 입자가 x-방향 및 y-방향을 따라 디스크-형으로 되거나 또는 평평해지는 경우, 훈색 효과(원할 수 있거나 또는 원하지 않을 수 있음)가 발생될 수 있다. 또한 입자가 매우 커질 때 실제 한계에 도달될 수 있으며, 이때 광학체의 두께는 더 두꺼워지고 원하는 기계적 특성은 저하된다.
정렬 이후 분산 상의 입자의 치수는 광학 재료의 원하는 사용에 따라 맞춤구성될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 입자의 치수는 가시광선, 자외선, 적외선 및 마이크로파 방사선을 반사 또는 투과하기 위해 필요한 상이한 치수와, 특정 응용에서 관심이 있는 전자기 방사선의 파장에 따라 맞춤구성될 수 있다. 일반적으로, 그러나 입자의 길이는 이 길이가 30으로 나눈 매체 내의 관심이 있는 전자기 방사선의 파장보다 대략 크도록 형성되어야 한다.
광학체가 저 소실 반사 편광기로서 사용되는 응용에서, 입자는 관심이 있는 파장 범위에 걸쳐서 전자기 방사선의 파장의 약 2배 초과, 바람직하게는 파장의 4배에 걸친 길이를 가질 수 있다. 입자의 평균 치수는 관심이 있는 파장 범위에 걸쳐서 전자기 방사선의 파장과 동일하거나 또는 이보다 작을 수 있으며, 바람직하게는 원하는 파장의 0.5 미만일 수 있다. 분산 상의 치수가 대부분의 응용에서 이차적 고려사항일지라도, 이 치수는 비교적 작은 확산 반사율이 있는 얇은 필름 응용에서 더욱 중요하게 된다.
다수의 경우에 굴절률 부정합이 산란을 촉진시키기 위해 의존되는 주요한 인자일 수 있을지라도(예를 들어, 확산 미러 또는 편광기 필름이 하나 이상의 평면내 축을 따라 연속 및 분산 상의 굴절률의 상당한 부정합을 가질 수 있음) 분산 상의 입자의 기하학적 형상에 대한 변화는 또한 산란에 대한 효과(예를 들어, 이차적 효과)를 가질 수 있다. 따라서, 굴절률 정합 및 부정합 방향으로 전기장에 대한 입자의 편광해제 인자가 주어진 방향으로 산란의 정도를 감소 또는 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 분산 상이 배향 축에 수직인 평면을 따라 취한 단면에서 타원형일 때(예를 들어, 도 2에서의 분산 상(214) 참조), 분산 상의 타원형 단면 형상은 후방-산란 광 및 전방-산란 광 모두에서 비대칭 분산에 기인할 수 있다. 상기 효과는 굴절률 부정합에 의해 야기된 산란의 정도에 추가되거나 또는 이로부터 감소될 수 있지만 전형적으로 산란에 대한 상대적으로 작은 영향을 갖는다.
분산 상 입자의 형상은 또한 입자로부터 산란된 광의 분산 정도에 영향을 미칠 수 있다. 이 형상 효과는 전형적으로 작지만 광의 입사 방향에 수직인 평면 내에서 입자의 기하학적 단면의 종횡비가 증가하고 입자가 상대적으로 커짐에 따라 증가된다. 분산 상 입자는 경면 반사가 요구되기보다는 확산 시에 하나 또는 2개의 상호 직교하는 치수 내에서 광의 몇몇의 파장보다 작은 크기로 형성되는 것이 종종 요구될 수 있다.
저 소실 반사 편광기의 경우, 필름은 배향의 결과로서 배향 방향에 수직인 편광에 관한 편광에 대하여 산란 강도 및 분산을 증가시킴으로써 배향 방향에 평행한 편광에 대해 반사율을 증가시킬 수 있는 큰 종횡비를 갖는 일련의 로드-형 구조물로서 연속 상 내에 배치된 분산 상으로 구성될 수 있다. 그러나, 분산 상의 입자 또는 구조물은 많은 다양한 기하학적 형상이 제공될 수 있다. 따라서, 분산 상은 도 2a 내지 도 2c에서와 같이 디스크-형 또는 연신된 디스크-형일 수 있거나, 또는 로드-형, 구형일 수 있다. 도 2a에서, 예시된 분산 상 입자(214a)는 x-방향 및 y-방향 모두로 필름이 상당히 배향 또는 연신되는 결과로서 디스크이지만 디스크는 그 방향으로 배향의 정도가 더 크기 때문에 y-방향을 따라 연신된다. 도 2b에서, 예시된 분산 상 입자(214b)는 x-방향 및 y-방향 모두로 필름이 상당히 배향 또는 연신되는 결과로서 디스크이고, 디스크는 x-방향 및 y-방향으로 대략 동일한 배향 정도로 인해 실질적으로 대칭적이다. 도 2c에서, 예시된 분산 상 입자(214c)는 x-방향 및 y-방향 모두로 필름이 상당히 배향 또는 연신되는 결과로서 디스크이지만 디스크는 그 방향으로 배향의 정도가 더 크기 때문에 x-방향을 따라 연신된다. 분산 상이 대략 타원형(원형을 포함함), 다각형, 불규칙적인 형태, 또는 이들 형상들의 하나 이상의 조합인 단면을 갖는 다른 실시 형태가 고려된다. 분산 상의 입자의 단면 형상과 크기는 또한 하나의 입자로부터 또 다른 입자로, 또는 필름의 하나의 영역으로부터 또 다른 영역으로 변화할 수 있다(즉, 표면으로부터 코어까지의 깊이의 함수로서).
연속/분산 상 조합 이외에도, 확산 반사성 필름의 블렌드된 층으로 구성되는 상이한 중합체가 대안으로 공-연속 상 관계로 배열될 수 있다. 공-연속 상 구성의 추가 세부 사항은 예를 들어, 미국 특허 제7,057,816호(알렌 등)에서 찾을 수 있다. 도 2d에는 2개의 상(하나의 상은 실선으로 도시되고 그 외의 다른 상은 파선으로 도시됨)이 섬유성이며(fibrillar) 상호침입 중합체 망상(interpenetrating polymer network; IPN)을 형성하는 공-연속 상 구성이 도시된다. 섬유는 무작위 배향될 수 있거나 또는 주어진 축을 따라 배향될 수 있다. 그 외의 다른 공-연속 시스템은 제1 재료(제1 상)의 개방-셀형 매트릭스를 포함할 수 있고, 제2 재료(제2 상)는 매트릭스의 셀 내에 공-연속 방식으로 배열된다.
확산 반사성 광학 필름의 상이한 상 내에서 사용된 상이한 재료는 이의 열-처리된 구역 또는 열 처리되지 않은 구역에서든지 특정 방향 또는 축을 따라 상이한 굴절률을 가지며, 이에 따라 이러한 방향 또는 축을 따라 편광된 일부 광이 인접한 상들 간의 계면에서 반사되고 일괄하여 산란된다. 분산 효과로 인해, 재료의 굴절률(및 복굴절)은 각각 적외선 대역 또는 자외선 대역으로 처리 시에 적외선 파장 또는 자외선 파장, 또는 가시광선 파장 범위로 처리 시에 관심이 있는 파장 범위의 적절한 파장, 예를 들어 633 ㎚로 전형적으로 측정된다. 주 x-축, y-축, 및 z-축을 따라 편광된 광에 대한 블렌드된 층 내의 제1 재료(예를 들어, 도 2에서 연속 상(212)의 형태인 제1 광-투과성 중합체)의 굴절률을 각각 n1x, n1y, 및 n1z로 지칭할 수 있다. x-, y-, 및 z-축은 예를 들어, 재료의 유전 텐서의 주방향에 해당할 수 있다. 전형적으로, 그리고 논의 목적을 위해, 블렌드된 층 내의 상이한 재료의 주 방향은 일치하지만, 일반적으로 이러할 필요는 없다. 동일한 축을 따른 블렌드된 층 내의 제2 재료(제1 재료에 인접함)(예를 들어, 도 2에서, 불연속 또는 분산 상(214)의 형태인 제2 광-투과성 중합체 또는 그 외의 다른 재료)의 굴절률을 각각 n2x, n2y, n2z로 지칭한다. 그 뒤, 이들 재료들 및 상들 간의 굴절률 차이를 x-방향을 따른 Δnx ( = n1x - n2x), y-방향을 따른 Δny ( = n1y - n2y), 및 z-방향을 따른 Δnz ( = n1z - n2z)로 지칭한다. 이들 굴절률 차이의 속성은 두께, 조성물(예를 들어, 블렌드된 층 내의 제1 및 제2 재료의 부피 분율), 및 블렌드된 층의 비혼화성 블렌드 모폴로지(예를 들어, 블렌드된 층 내의 제1 중합체의 구조물 및 제2 중합체의 구조물의 크기, 형상 및 분포)와 함께 주어진 구역 내에서 이러한 층의 반사성 및 투과성 특성을 제어한다. 예를 들어, 인접 상들이 일 평면내 방향을 따라 큰 굴절률 부정합(큰 Δnx)을 가지며 직교하는 평면내 방향을 따라 작은 굴절률 부정합(Δny ≒ 0)을 갖는다면, 필름 또는 블렌드된 층은 수직 입사광에 대해 확산 반사성 편광기로서 거동할 수 있다. 이와 관련하여, 확산 반사성 편광기는 본 출원의 목적을 위해, 하나의 평면내 축("차단 축"으로 지칭됨)을 따라 편광된 수직 입사 광을 강하게 확산 반사하고 직교하는 평면내 축("통과 축"으로 지칭됨)을 따라 편광된 이러한 광을 강하게 투과시키는 광학체로 간주될 수 있다. "강하게 반사한다" 및 "강하게 투과시킨다"는 의도된 응용 또는 사용 분야에 따라 상이한 의미를 가질 수 있지만, 다수의 경우에 확산 반사성 편광기는 차단 축에 대해 적어도 70%, 85%, 90% 또는 95%의 반사율, 및 통과 축에 대해 적어도 70%, 80%, 또는 85%의 투과율을 가질 것이다. 이들 반사율 및 투과율 값은 필름의 외부 표면(공기/중합체 계면)에서 프레넬(Fresnel) 반사율의 효과를 포함하는 것으로 추정된다.
본 출원의 목적을 위해, 재료가 관심 있는 파장 범위, 예를 들어 스펙트럼의 UV, 가시광선, 및/또는 적외선 부분의 선택된 파장 또는 대역에 걸쳐 이방성 유전 텐서를 가지면 상기 재료는 "복굴절성"인 것으로 간주된다. 달리 말하자면, 재료의 주 굴절률(예를 들어, n1x, n1y, n1z)이 모두 동일하지 않다면 재료는 "복굴절성"인 것으로 간주된다. 주어진 재료 또는 층의 "복굴절"은 그 뒤에 달리 지시되지 않는 한 이의 최대 주 굴절률과 이의 최소 주 굴절률 간의 차이로 지칭될 수 있다. 무시할만한 크기의 복굴절이 일반적으로 무시될 수 있다. 확산 반사성 필름에 대한 블렌드된 층의 경우에, 연속 상의 구성 재료는 바람직하게는 적어도 0.03, 또는 0.05, 또는 0.10의 복굴절을 나타낸다. 일부 경우에, 임의의 주어진 재료 또는 층의 복굴절은 예를 들어, 적어도 0.02, 또는 0.03, 또는 0.05인 것으로 명시될 수 있다.
또 다른 예로서, 인접한 상들은 평면내 축 모두를 따른 큰 굴절률 부정합(큰 Δnx 및 큰 Δny)을 가질 수 있으며, 그 경우에 필름 또는 블렌드된 층은 축상(on-axis) 확산 미러로서 거동할 수 있다. 이와 관련하여, 확산 미러 또는 미러-형 필름은 본 출원의 목적을 위해, 임의의 편광의 수직 입사 광을 강하게 확산 반사하는 광학체인 것으로 간주될 수 있다. 역시, "강하게 확산 반사하는"은 의도된 응용 또는 사용 분야에 따라 상이한 의미를 가질 수 있지만 많은 경우에 확산 미러는 관심 있는 파장에서 임의의 편광의 수직 입사광에 대해 적어도 70%, 80%, 또는 90%의 반사율을 가질 것이다.
전술한 실시 형태의 변형예로서, 인접한 상들은 z-축을 따른 굴절률 정합 또는 부정합(Δnz ≒ 0 또는 큰 Δnz )을 보여줄 수 있으며, 부정합은 평면내 굴절률 부정합(들)과 동일한 또는 반대의 극성 또는 부호일 수 있다. 이러한 Δnz 맞춤은 경사 입사광의 p-편광 성분의 반사율이 입사각 증가에 따라 증가되거나, 감소되거나, 또는 그대로 유지되는지에서 주요한 역할을 한다. 또 다른 예로서, 인접한 상들은 평면내 축 모두를 따라 상당한 굴절률 정합(Δnx ≒ Δny ≒ 0)을 가질 수 있지만 z-축을 따라서는 굴절률 부정합(큰 Δnz)을 가질 수 있으며, 그 경우에 필름 또는 층은 임의의 편광의 수직 입사광을 강하게 투과시키거나 증가하는 입사각의 p-편광된 광을 증가 반사시키는 소위 "p-편광기"로서 거동할 수 있다.
상이한 축을 따른 인접한 상들 간의 가능한 굴절률 차이, 블렌드된 층의 가능한 두께, 블렌드된 층의 가능한 조성물, 및 블렌드된 층의 가능한 모폴로지의 많은 순열 수가 있다. 따라서, 가능한 확산 반사성 필름 및 이의 블렌드된 층의 다양성은 매우 크다. 적어도 하나의 블렌드된 층을 포함하는 예시적인 확산 반사성 광학 필름이 미국 특허 제5,825,543호(오우더키르크 등), 제6,179,948호(멜릴 등), 및 제7,057,816호(알렌 등)에 개시된다.
광학 필름의 블렌드된 층 내에 상들 중 하나의 상을 형성하는 재료들 중 적어도 하나는 필름의 적어도 하나의 구역(예를 들어, 도 1의 구역(112, 114, 116))에서 복굴절성이다. 따라서, 블렌드된 층 내의 제1 상이 복굴절성일 수 있거나(즉, n1x ≠ n1y, 또는 n1x ≠ n1z, 또는 n1y ≠ n1z), 또는 블렌드된 층 내의 제2 상이 복굴절성일 수 있거나(즉, n2x ≠ n2y, 또는 n2x ≠ n2z, 또는 n2y ≠ n2z), 또는 제1 및 제2 상 둘 모두가 복굴절성일 수 있다. 더욱이, 하나 이상의 이러한 상(들)의 복굴절은 이웃한 구역에 대한 적어도 하나의 구역에서 감소된다. 일부 경우에, 이들 상(들)의 복굴절은 그 또는 그들이 하나의 구역에서는 광학적으로 등방성이지만(즉, n1x = n1y = n1z, 또는 n2x = n2y = n2z) 이웃한 구역에서는 복굴절성이도록 0으로 감소될 수 있다. 양 상들이 초기에 복굴절성인 경우에는, 재료 선택과 처리 조건에 따라서, 이들 상은 상들 중 오직 하나의 상만의 복굴절이 실질적으로 감소되거나, 또는 양 상들의 복굴절이 감소될 수 있도록 처리될 수 있다.
예시적인 확산 반사성 광학 필름은 열가소성 중합체 재료로 구성되고, 공-압출, 필름 주조, 및 필름 연신 또는 인발 공정을 포함하는 다양한 유동 공정을 사용하여 제작될 수 있다. 전형적으로, 복굴절은 하나 이상의 이들 다양한 유동 공정을 통하여 이들 재료의 적어도 하나의 연속 상 내에서 나타난다. 미국 특허 제6,179,949호(멜릴 등) "광학 필름 및 이의 제조를 위한 방법"가 참고된다. 광학 필름은 임의의 전술된 참고에 기재된 바와 같이 중합체의 공-압출에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 중합체는 열화를 감소시키기 위해 처리 전에 건조될 수 있고, 요구시에 적합한 필터를 갖는 용융 트레인을 통하여 측정된 비율로 (인가된 진공이 있거나 없는 상태에서 단일 스크류 또는 트윈 스크류 구성의) 압출기 내로 동시에 공급될 수 있고, 다이 매니폴드 내에 펼쳐질 수 있고, 켄치 휠(quench wheel) 상으로 또는 켄칭 닙 롤 시스템(quenching nip roll system) 내로 다이 오리피스를 통하여 빠져나갈 수 있다. 다양한 층의 중합체가 유동 특성, 예를 들어 용융 점성을 갖도록 선택될 수 있으며, 이에 따라 상들의 등급(scale)이 유동의 작용을 통하여 알맞게 형성된다. 예를 들어, 분산 상 점성에 대한 연속 상 점성의 비가 증가됨에 따라 더 작은 액적으로 분산 상의 연신 또는 파쇄가 증가될 수 있다. 추가 상용화제 또는 안정화 구성요소가 각 상들 간의 계면 장력을 감소시키기 위해 첨가될 수 있으며, 이에 따라 액적의 표면 장력 발생 경향이 감소되어 더욱 구형의 형상으로 되돌아가거나(snap back) 또는 더 큰 입자로 재응집 또는 응집된다(flocculate). 온도, 스크류 속도, 기어 펌프 속도 등을 포함하는 압출 조건이 연속 및 안정적인 방식으로 중합체를 적절히 공급, 용융, 혼합 및 펌핑하도록 선택된다. 용융 스트림 형성하고 유지시키는 데 사용되는 온도는, 온도 범위의 하한(low end)에서 동결, 결정화, 또는 과도하게 높은 압력 강하를 방지하고 그 범위의 상한(high end)에서 재료 열화를 방지하는 범위 내이도록 선택될 수 있다. 고 전단율은 미세-등급 상 구조물을 생성하기 위한 처리에 있어서 특히 유리하다는 것으로 밝혀질 수 있다. 다수의 경우에, 상 구조물의 등급에서 증가하는 기울기는 예를 들어, 유동 스트림 중심에 대한 다이, 벽과 같이 용융 스트림으로부터의 감소하는 전단장으로 인해 블렌드 층의 두께를 통하여 밝혀질 수 있다. 연신 유동은 상 크기 및 형상(블렌드 모폴로지)에 영향을 미칠 수 있다.
다수의 경우에, 다층의 공-압출이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 광학적으로 투명한, 내부 촉진 층(예를 들어, 코어 층, 또는 일련의 층) 또는 외부 스킨 층이 예를 들어, 미국 특허 제6,179,948호(멜릴 등)에 기재된 바와 같이 사용될 수 있다. 블렌드 층은 또한 예를 들어 미국 특허 제6,830,713호(헤브린크 등)에 기재된 처리 방법을 사용하여 형성된 다층 구성의 층을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 다양한 교번 층이 유사한 블렌드 재료를 포함할 수 있다. 그 외의 다른 경우에, 촉진 및 블렌드 층은 교번할 수 있다.
필름은 그 뒤에 필름을 형성하기 위하여 예를 들어, 정전기 피닝(electro-static pinning)으로 또는 켄칭된 닙 롤 사이에서, 등으로 드롭 다이(drop die)로부터 켄칭 휠(quenching wheel) 상으로 주조에 의해 형성될 수 있거나 또는 필름은 슬롯 다이로 벨트 상에 형성될 수 있고 켄칭될 수 있다. 미국 특허 출원 공보 제US 2008/0020186호(헤브린크 등)에 기재된 바와 같이, 필름은 예를 들어, 필름 형성 공정에서 캘린더링(calendering)에 의해 부분적으로 배향될 수 있다. 일부 경우에, 롤링 뱅크 구성(rolling bank configuration)이 상 크기 및 형상에 추가로 작용하도록 캘린더링 공정과 함께 사용될 수 있다. 일반적으로, 외부 필름 표면으로부터 열 전달의 속성 및 켄칭의 속도가 형성된 필름의 생성된 블렌드 모폴로지에 영향을 미칠 수 있다.
냉각 이후에, 웨브는 거의 완성된 광학 필름을 제조하기 위해 인발(draw) 또는 연신(stretch)될 수 있으며, 이에 대해 상세사항은 상기 인용된 참고에서 찾을 수 있다. 이 인발 또는 연신은 2가지 목표, 즉, 블렌드의 상들을 추가로 배향 및 연신시키고, 적어도 하나의 블렌드된 층 내에서 적어도 하나의 상에 복굴절을 부여하고 이를 배향하는 것이다. 전형적으로, 복굴절이 또한 일부 경우에 전술된 바와 같이 필름 형성 단계 동안에 부여될 수 있을지라도, 적어도 하나의 연속 상은 이 방식으로 복굴절을 획득한다. 배향 또는 연신은 (예를 들어, 텐터(tenter)를 통한) 교차 웨브 방향을 따라, (예를 들어, 길이 배향기(length orienter)를 통한) 다운-웨브 방향을 따라, 또는 이들의 임의의 조합에 따라서 (동시적이든 순차적이든 상관없이) 달성될 수 있다. 한 방향만을 따라 연신된다면, 연신은 "비구속적(unconstrained)"(필름이 연신 방향에 수직인 평면내 방향에서 치수적으로 이완될 수 있는 것)이거나 또는 "구속적"(필름이 구속되어 연신 방향에 수직인 평면내 방향에서 치수적으로 이완될 수 없는 것)일 수 있다. 평면내 방향 모두를 따라 연신된다면, 연신은 대칭적이거나, 즉, 직교 평면내 방향을 따라 동일하거나, 또는 비대칭적일 수 있다. 다양한 연신 단계가 또한 예를 들어, 미국 특허 제6,179,948호(멜릴 등)에 추가로 기재된 바와 같이 상들에 상이하게 작용할 수 있다. 대안적으로, 필름은 일관 공정으로 연신될 수 있다. 임의의 경우에, 후속되는 또는 동시에 실시되는 드로우 리덕션(draw reduction), 응력 또는 변형 평형(stress or strain equilibration), 열 고정(heat setting), 및 그 외의 다른 처리 작업도 또한 필름에 적용될 수 있다.
확산 반사성 광학 필름 및 필름 몸체는 또한 그들의 광학적, 기계적 및/또는 화학적 특성을 위해 선택된 추가 층 및 코팅을 포함할 수 있다. 예를 들어, UV 광에 의해 야기되는 장기적인 열화로부터 필름을 보호하기 위하여 필름의 주 외부 표면들 중 하나 또는 둘 모두에 UV 흡수성 층이 추가될 수 있다. 추가 층 및 코팅은 또한 긁힘 방지층, 인열 방지층 및 경화제(stiffening agent)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제6,368,699호(길버트(Gilbert) 등)를 참조한다.
일부 경우에, 확산 반사성 광학 필름을 구성하는 구성 중합체 재료들 중 하나, 일부 또는 모두의 자연 또는 고유 흡수율이 흡수 가열 공정에 대해 이용될 수 있다. 예를 들어, 가시광선 영역에 걸쳐 손실이 적은 많은 중합체는 특정 자외선 파장보다 실질적으로 더 높은 흡수율을 갖는다. 필름의 일부를 이와 같은 파장의 광에 노출시키는 것은 이와 같은 필름의 일부를 선택적으로 가열하는데 이용될 수 있다. 그 외의 다른 경우에, 흡수성 염료, 안료, 또는 그 외의 다른 제제가 전술된 바와 같이 흡수 가열을 촉진시키기 위해 광학 필름의 개별 층의 일부 또는 모두 내에 포함될 수 있다. 일부 경우에, 이러한 흡수제는 스펙트럼이 선택적이며, 그에 따라서 제제는 한 파장 영역에서는 흡수되나 다른 파장 영역에서는 흡수되지 않는다. 예를 들어, 개시된 필름의 일부는 예컨대 위조-방지 보안 라벨과 함께 또는 액정 디스플레이(LCD) 장치 또는 다른 디스플레이 장치의 구성요소로서, 가시 영역에 사용하도록 의도될 수 있으며, 이 경우 적외선 또는 자외선 파장에서는 흡수하지만 실질적으로 가시 파장에서는 그렇지 않은 흡수제가 사용될 수 있다. 추가로, 흡수제는 필름의 하나 이상의 선택된 층 또는 재료에 포함될 수 있다. 예를 들어, 필름은 예컨대, 라미네이팅 접착제 층, 하나 이상의 스킨 층 등과 같은 광학적으로 두꺼운 중간 층에 의해 분리되는 2개의 개별 블렌드된 층을 포함할 수 있고, 흡수제는 블렌드된 층들 중 하나 내에는 포함될 수 있지만 그 외의 다른 블렌드된 층 내에는 포함되지 않을 수 있거나, 또는 블렌드된 층 모두 내에 포함될 수 있지만 다른 하나에 대해 하나에서 보다 높은 농도로 포함될 수 있다. 또 다른 변형예에서, 블렌드된 층은 다층 피드블록을 통해 공-압출될 수 있다. 하나의 블렌드 용융 스트림은 흡수제를 포함할 수 있는 반면, 그 외의 다른 블렌드 용융 스트림은 흡수제가 없는 것을 제외하고 동일할 수 있다. 일 특정 경우에, 피드블록 내의 외부 층, 소위 PBL은 흡수제 없이 용융 스트림에 의해 공급된다.
다양한 흡수제가 사용될 수 있다. 가시광선 스펙트럼에서 작용하는 광학 필름에 대해서는 자외선 및 적외선(근적외선 포함) 영역에서 흡수되는 염료, 안료 또는 그 외의 다른 첨가제가 사용될 수 있다. 일부 경우에는 필름의 중합체 재료가 실질적으로 낮은 흡수성을 갖는 스펙트럼 범위에서 흡수되는 제제를 선택하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 흡수제를 확산 반사성 광학 필름의 선택된 층 또는 재료에 포함시킴으로써, 유도 방사선이 필름의 전체 두께에 걸쳐서가 아니라 선택된 층에만 우선적으로 열을 전달할 수 있다. 전형적인 흡수제들은 관심이 있는 선택된 재료 또는 상 내에 매립될 수 있도록 용융 압출될 수 있다. 이를 위해서, 흡수제들은 바람직하게는 압출에 필요한 처리 온도와 체류 시간에서 상당히 안정되어 있다.
다양한 공급원으로부터 다양한 용융-압출 흡수성 첨가제를 입수할 수 있다. 첨가제는 유기성, 무기성 또는 이들의 혼합성일 수 있다. 이들은 염료, 안료, 나노 입자 등일 수 있다. 가능한 일부 IR 염료로는 니켈, 팔라듐 및 백금-기재 염료(제조사: Epolin, Inc(에포린 인코포레이티드), 상표명: Epolight(에포라이트)™) 중 임의의 것이 포함된다. 다른 적당한 후보물질로는 Amaplast(아마플라스트)™(브랜드 염료, 제조사: ColorChem International Corp(컬러쳄 인터내셔널 코포레이션, 미국 조지아 애틀랜타 소재)가 포함된다. 선형 및 비선형 흡수성 첨가제 모두를 고려할 수 있다. 그 외의 다른 가능한 흡수제의 경우, 미국 특허 제6,207,260호(휘틀리(Wheatley) 등)의 "다구성요소 광학체(Multicomponent Optical Body)"가 참고된다. 많은 경우에, 이색성(dichroism)은 흡수제의 사용을 저해할 수 있다. 확산 반사성 광학 필름이 최대 투과율의 축을 가질 때, 그 축을 따라 편광된 광으로 필름을 방사 처리하는 것이 유용할 수 있다. 이색성이 배향 축을 따라 흡수율 축을 정렬하고 그 배향 축이 최대 반사율의 축인 경우에, 그 뒤에 이색성은 흡수제의 흡수율 강도를 감소시킨다. 비-이색성, 또는 약-이색성 흡수제가 그 뒤에 요구된다. 다른 한편, 최대 투과율의 축을 따라 흡수율을 향상시키는 이색성, 예를 들어, 확산 반사성 편광기의 통과 상태는 흡수제의 효과를 증가시킬 수 있다.
이제, 구역(112) 및 구역(116)의 경계에 있는 영역(118)의 부근에서 도 1의 확산 반사성 광학 필름(110)의 일부의 개략적인 단면도를 도시한 도 3을 참조한다. 필름(110)의 이 확대도에서, 구역(112)을 이웃한 구역(116)으로부터 분리하는 좁은 전이 구역(115)을 볼 수 있다. 이러한 전이 구역은 처리 세부 사항에 따라 존재할 수 있거나 그렇지 않을 수 있고, 그것이 존재하지 않으면, 그 뒤 구역(116)은 상당한 개재 특징부 없이 구역(112)에 바로 인접할 수 있다. 필름(110)의 구성 세부 사항을 또한 볼 수 있으며: 필름은 그 마주보는 측면에 임의의 광-투과성 층(316, 318)을 포함하고, 이 층(316, 318)들 사이에 블렌드된 층(311)이 배열된다. 블렌드된 층(311)의 모든 부분은 외부 층의 덕택으로 필름(110)의 내부에 있다. 그러나, 층(316, 318)들 중 하나 또는 둘 모두가 생략되는 경우, 블렌드된 층(311)(즉, 층(311)의 외부 주 표면들 중 하나 또는 둘 모두가 배제됨)의 모든 내부 부분은 여전히 필름(110)의 내부에 있을 것이다. 임의의 경우에, 블렌드된 층(311)은 바람직하게는 층의 부피에 걸쳐서 적어도 2개의 개별 상 내로 배열된 적어도 2개의(및 일부 경우에 정확히 2개) 상이한 중합체 재료를 포함하고, 심지어 주어진 상의 입자 또는 그 외의 다른 구획된 부분이 구역들 중 단지 하나의 구역 내에서만 국소화될 수 있으며 하나의 구역으로부터 다음의 구역으로 연장되지 않을 수 있을지라도 도시된 바와 같이 구역(112)으로부터 이웃한 구역(116)으로 측방 또는 횡단 방식으로 연속적으로 연장된다. 따라서, 층(311)은 연속 또는 매트릭스 상(312)의 형태인 제1 광-투과성 중합체 또는 그 외의 다른 재료, 및 불연속 또는 분산 상(314)의 형태인 제2 광-투과성 중합체 또는 그 외의 다른 재료를 포함한다. 제1 및 제2 재료들 중 적어도 하나의 재료가 구역(112)에서 복굴절성이다. 그들의 각각의 제1 및 제2 상 내에서 제1 및 제2 재료의 조합은 다양한 상의 경계에서 광의 산란에 의해 구역(112) 내에 제1 확산 반사성 특성을 제공한다. 구역(115, 116)은 이전에 구역(112)과 동일한 확산 반사성 특성을 가졌을 수 있지만, 구역(112)에서 제1 및 제2 재료의 또는 제1 및 제2 재료들의 복굴절을 유지시키면서 구역(116)에서 제1 및 제2 재료들 중 적어도 하나의 복굴절을 감소시키거나 또는 제거하기에 충분한 양으로 그에 열을 선택적으로 가함으로써 처리되었다. 일부 경우에, 열은 또한 블렌드된 층, 즉 처리 구역(116)에서 블렌드된 층의 부피에 걸쳐서 제1 및 제2 재료의 블렌드 모폴로지의 구조적 일체성을 유지시키기에 충분히 낮을 수 있다. 구역(116)에서 재료(들)의 감소된 복굴절은 구역(112)에 대한 제1 확산 반사성 특성과는 상이한, 구역(116)에 대한 제2 확산 반사성 특성을 주로 유발할 수 있다.
필름(110)은 도면에 도시된 바와 같이 구역(112)에서 특성 두께(d1, d2)를 갖고 있고, 구역(116)에서 특성 두께(d1', d2')를 갖고 있다. 두께(d1, d1')는 각각의 구역에서 필름의 전방 외부 표면부터 필름의 후방 외부 표면까지 측정된 물리적 두께이다. 두께(d2, d2')는 필름의 전방 표면에 가장 가깝게 배치된 블렌드된 층(311)의 외부 주 표면으로부터 필름의 후방 표면에 가장 가깝게 배치된 블렌드된 층(311)의 마주보는 주 표면까지 측정된 물리적 두께이다. 따라서, 구역(112) 내의 필름(110)의 두께를 구역(116) 내의 필름의 두께와 비교하고자 한다면, 어느 측정이 더 편리한지에 따라서 d1을 d1 과 비교하거나 d2를 d2 와 비교하는 것을 선택할 수 있다. 대부분의 경우에, d1과 d1' 사이의 비교는 d2와 d2' 사이의 비교와 실질적으로 동일한 결과(비례적으로)를 적절히 산출할 수 있다. (물론, 외부 층(316, 318)이 생략되는 경우, d1과 d2는 동일해진다.) 그러나, 예컨대 하나 또는 양 층(316, 318)이 하나의 장소로부터 또 다른 장소로 상당한 두께 변화를 경험하지만 아래의 블렌드된 층에는 해당하는 두께 변화가 존재하지 않거나, 또는 그 역인 경우와 같은, 상당한 차이가 존재하는 경우에, 그 뒤에 특히 외부 층(316, 318)이 블렌드된 층에 비해 필름의 확산 반사성 특성에 작은 효과를 갖는 경우에, 상이한 구역에서 전체 필름 두께를 더욱 대표하는 것으로서 d2와 d2' 매개변수를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
물론, 2개 이상의 개별 블렌드된 층을 포함하는 광학 필름의 경우, 임의의 주어진 블렌드된 층의 두께는 또한 이러한 층의 후방으로부터 전방 주 표면까지 z-축을 따른 거리로서 측정되고 특징지어질 수 있다. 이 정보는 상이한 구역(112, 116)에서의 필름(110)의 물리적 특성들을 비교하는 심층 분석에서는 중요할 수 있다.
언급된 바와 같이, 구역(116)은 구역(116)이 구역(112)의 확산 반사성 특성과 상이한 블렌드된 층의 상이한 상들 간의 계면에서 광 산란으로부터 기인하는, 확산 반사성 특성을 나타내도록 블렌드된 층(311) 내에 하나 이상의 재료 또는 상을 형성하여 이웃한 구역(112)에서 그 복굴절에 대해 그 복굴절의 일부 또는 모두를 잃게 하기 위해 열을 선택적으로 가하여 처리되었다. 선택적 가열 공정은 구역(116)에 대한 압력의 선택적 인가를 수반하지 않을 수 있고, 이는 필름의 두께 변화가 실질적으로 없는 결과(매개변수 d1/d1'를 사용하든지 매개변수 d2/d2'를 사용하든지 간에)를 야기할 수 있다. 예를 들어, 필름(110)은 구역(112)의 평균 두께와는 구역(112)에서 또는 미처리 필름에서 관측되는 통상의 두께 변동량 이하만큼 차이가 나는 구역(116)의 평균 두께를 나타낼 수 있다. 따라서, 필름(110)은 구역(112)에서 또는 구역(116)의 열처리 전의 구역(112, 116)의 일부를 포함하는 필름 영역에 걸쳐 (d1이든 d2이든 간에) Δd의 두께 가변성을 나타낼 수 있으며, 구역(116)은 Δd 이하만큼 구역(112)의 공간적 평균 두께(d1, d2)와 (각각) 차이가 있는 공간적 평균 두께(d1', d2')를 가질 수 있다. 매개변수 Δd는 예를 들어 두께 d1 또는 d2의 공간 분포에서 표준 편차가 1, 2 또는 3일 수 있다.
일부 경우에, 구역(116)의 열처리는 구역(116)에서 필름의 두께에 소정 변화를 발생시킬 수 있다. 이들 두께 변화는 예를 들어 광학 필름(110)을 구성하는 상이한 재료의 국소 수축 및/또는 팽창으로부터 기인될 수 있거나, 일부 그 외의 다른 열-유도 현상에 기인될 수 있다. 그러나, 이러한 두께 변화는 이들이 발생하는 경우, 처리 구역에서 복굴절의 감소 또는 제거에 의해 행해지는 일차 역할에 비해 처리 구역(116)의 확산 반사성 특성에 대한 그 영향에서 단지 이차 역할만을 한다. 또한, 많은 경우에, 필름에 주름이 생기는 것을 방지하기 위해 또는 그 외의 다른 이유로, 내부 패터닝을 달성하는 선택적 열처리 중에 필름의 에지 부분들에 장력을 유지시키는 것이 바람직할 수 있음에 유의한다. 또한 인가된 장력 및 세부적인 열처리에 따라 처리 구역들의 두께 변화가 어느 정도는 있을 수 있다.
다른 곳에서 논의된 바와 같이, 일부 경우에 처리 구역(116)에서 필름(110)의 두께, 즉 d1' 또는 d2'는 열처리 중에 구역(116)에 실제로 선택적 압력이 인가되지 않았더라도, 미처리 구역(112)의 필름 두께와 약간 차이가 있을 수 있다. 이 요인으로, 도 3에는 d1과 다소 상이한 바와 같은 d1', 및 d2와 다소 상이한 바와 같은 d2'가 도시된다. 또한 전이 구역(115)은 일반적으로 선택적 열처리의 결과로서 "범프(bump)" 또는 그 외의 다른 검출가능한 인공물(artifact)이 필름의 외부 표면에 존재할 수 있음을 보여주는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 일부 경우에 열처리는 이웃한 처리 구역과 미처리 구역 간에 검출가능한 인공물이 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에는 구역들 간 경계에서 손가락을 미끄러지듯 움직이는 관측자는 구역들 간의 범프, 릿지 또는 그 외의 다른 물리적 인공물을 검출하지 못할 수 있다.
일부 상황 하에서, 처리 구역과 미처리 구역 간의 두께 차이가 광학 필름의 두께 전반에 걸쳐 비-비례적인 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 외부 스킨 층이 처리 구역과 미처리 구역 사이에서, 백분율 변화로 표현되는, 비교적 작은 두께 차이를 갖는 것이 가능한 반면, 하나 이상의 내부 블렌드된 층은 동일한 구역들 사이에서, 또한 백분율 변화로 표현되는, 더 큰 두께 차이를 가질 수 있다.
도 4에는 내부 패터닝을 포함하는 또 다른 확산 반사성 광학 필름(410)의 일부의 개략 단면도가 도시된다. 필름(410)은 광학적으로 두꺼운 외부 스킨 층(416, 418) 및 스킨 층들 사이에 개재된 중심 블렌드된 층(411)을 포함한다. 블렌드된 층의 모든 부분은 필름(410)의 내부에 있다. (대안의 실시 형태에서, 스킨 층들 중 하나 또는 둘 모두가 생략될 수 있으며, 이 경우에 블렌드된 층 중 하나 또는 둘 모두의 주 표면이 공기 매체에 노출될 수 있다.) 블렌드된 층(411)은 개별 제1 및 제2 상(예를 들어, 연속 및 분산 상, 또는 공-연속 상) 내에서 층(411)에 걸쳐서 분포된 적어도 제1 및 제2 개별 재료를 포함하고, 제1 및 제2 재료 또는 상들 중 적어도 하나는 필름의 적어도 일부 구역 또는 영역에서 복굴절성이다. 블렌드된 층 내의 개별 상은 적어도 필름의 제1 미처리 구역(422) 내에서 제1 확산 반사성 특성을 제공한다. 필름(410)은 또한 블렌드된 층의 내부에서 개별 상으로부터 산란된 광과 연계되지만 제1 확산 반사성 특성과 상이한 제2 확산 반사성 특성을 제공하기 위하여 이들 구역에 임의의 압력을 선택적으로 인가하지 않고 이웃한 구역(420, 424) 내에서 선택적으로 가열된다. 확산 반사성 특성의 이들 차이는 반사된 및/또는 투과된 광 내의 처리 구역과 미처리 구역 간의 훈색, 휘도 및/또는 확산도 또는 탁도의 차이로서 관측자에게 명시될 수 있으며, 이들 차이는 또한 광의 편광 상태, 예를 들어, 경사 입사광의 s-편광된 구성요소 대 p 편광된 구성요소에 좌우될 수 있다. 이들 특성들 간의 차이는 또한 관측된 광 및/또는 입사 광이 편광 상태와 관측 각도 및/또는 입사 각도에 따라 변화할 수 있거나 또는 편이될 수 있다. 필름(410)은 구역(420, 422, 424)에서 실질적으로 동일한 필름 두께를 가질 수 있거나, 또는 필름 두께는 이들 구역 사이에서 다소 변할 수 있지만, 구역들 사이의 필름 두께의 임의의 차이가 제1 확산 반사성 특성과 제2 확산 반사성 특성 사이의 차이의 주된 유발 요인이 아니다. 구역(420, 422, 424)은 스트레이텀(stratum) 또는 층(416) 내의 크로스해칭(crosshatching)에 의해 지시되는 바와 같이, 필름 내부에 또는 필름 내에 있는 패턴을 형성한다. 크로스해칭은 블렌드된 층(411)의 이들 구역 내에서 재료들 또는 상들 중 적어도 하나가 구역(422) 또는 그 외의 다른 미처리 구역에서의 그 또는 그들의 복굴절에 비해 감소된 복굴절(0의 복굴절을 포함)을 갖는 것을 나타낸다.
이제 도 5a 내지 도 5j의 이상적인 그래프를 주목해라. 이들 그래프는 확산 반사성 광학 필름을 패터닝하는 공정의 설명을 돕는다. 또한, 이들 그래프는 미처리 구역과 처리 구역의 제1 및 제2 확산 반사성 특성의 다양한 가능한 조합 중 일부와 이들을 달성하는 방법의 설명을 돕는다. 설명 목적을 위해, 광학 필름의 미처리 구역과 처리 구역 모두의 확산 반사성 특성을 다음의 3가지 유형들 중 하나의 유형: 즉, 미러-형 확산 반사성 특성, 윈도우-형 확산 반사성 특성 및 편광기-형 확산 반사성 특성들 중 하나로 분류할 수 있다. 미러-형 확산 반사성 특성은 수직 입사광의 모든 편광 상태에 대해 고 확산 반사율(예를 들어, 일부 경우에 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 또는 99% 초과)을 나타내고, 윈도우-형 확산 반사성 특성은 수직 입사 광의 모든 편광 상태에 대해 저 반사율(예를 들어, 일부 경우에 20%, 10%, 5%, 3%, 또는 1% 미만)을 나타내고, 편광기-형 확산 반사성 특성은 하나의 편광 상태의 수직 입사광에 대해 고 확산 반사율(예를 들어, 일부 경우에 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 또는 99% 초과)을 나타내며 상이한 편광 상태의 수직 입사광에 대해서는 저 확산 반사율(예를 들어, 일부 경우에 30%, 20%, 10%, 5%, 3%, 또는 1% 미만)을 나타낸다. (확산 반사성 편광기-형 특성은 대안으로 일 편광 상태에 대한 그 외의 다른 편광 상태의 반사율의 차이로 표현될 수 있다.) 독자는 확산 반사성 광학 필름 또는 블렌드된 층과 연계된 본 명세서에서 논의되는 반사율 값이 외부 공기/중합체 계면에서의 프레넬 반사(Fresnel reflection)를 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수 있는 것으로 기억할 것이다. 예를 들어, 고 반사율의 일부 경우에, 이들 값은 표면 기여도(surface contribution)를 포함할 수 있지만, 저 반사율의 일부 경우에 이들 값은 표면 반사율이 배제될 수 있다. 외부 공기/중합체 표면 기여도를 포함하는 반사율이 공기 중에 넣어진 베어 필름(bare film)을 사용하여 종래의 방식으로 측정될 수 있는 반면, 공기/중합체 표면 기여도를 포함하지 않는 반사율은 측정치로부터 알려진 반사율을 빼고 알려진 반사율의 커버 층으로 굴절률 정합 유체를 사용하여 측정될 수 있다.
이들 상이한 특성의 경계 또는 한계 -- 예를 들어, "고" 확산 반사율인 것으로 간주되는 것과 "저" 확산 반사율인 것으로 간주되는 것 -- 와 그들 간의 구별은 최종 사용 응용 및/또는 시스템 요건에 좌우될 수 있다. 예를 들어, 모든 편광 상태에 대해 적당한 수준의 확산 반사율을 나타내는 확산 반사성 광학 필름, 또는 이의 블렌드된 층은 일부 응용에 대해서는 확산 미러로서 그리고 그 외의 다른 응용에 대해서는 윈도우로서 간주될 수 있다. 유사하게, 수직 입사광의 상이한 편광 상태에 대해 적당히 상이한 수준의 확산 반사율을 제공하는 확산 반사성 광학 필름, 또는 이의 블렌드된 층은 정확한 반사율 값과, 상이한 편광 상태에 대한 반사율의 차이에 대한 주어진 최종 사용 응용의 민감도에 따라서 일부 응용에 대해서는 확산 편광기로서, 그 외의 다른 응용에 대해서는 확산 미러로서, 그 외의 또 다른 응용에 대해서는 윈도우로서 간주될 수 있다. 달리 지시하지 않는 한, 미러, 윈도우 및 편광기 분류는 수직 입사광에 대해서 특정된다. 독자는, 경사-각 특성이 수직 입사 시의 광학 필름의 특성과 일부 경우에는 동일하거나 또는 유사하고, 그 외의 다른 경우에는 크게 상이할 수 있음을 이해할 것이다.
도 5a 내지 도 5j의 그래프 각각에서, 상대 굴절률 "n"이 수직축 상에 플롯된다. 수평축 상에는 2-상 블렌드된 층을 특징짓는 6개 굴절률 각각에 대해 위치 또는 마크가 제공된다: "1x", "1y" 및 "1z" 는 위에서 n1x, n1y 및 n1z라 지칭된 x-, y-, 및 z-축을 따른 제1 재료 또는 상의 굴절률들을 나타낸다. 게다가, "2x", "2y" 및 "2z"는 위에서 n2x, n2y 및 n2z라 지칭된 x-, y-, 및 z-축을 따른 제2 재료 또는 상의 굴절률을 나타낸다. 적어도 블렌드된 층의 재료 또는 상에 대한 용어 "제1" 및 "제2"는 일반적으로 원하는 대로 임의의 주어진 재료 또는 상에 임의적으로 할당될 수 있음을 상기한다. 따라서, 도 5a 내지 도 5j 각각은 적어도 두 가지의 상이한 방식으로 해석될 수 있으며, 예를 들어, 굴절률(n1x, n1y, n1z)과 연계된 제1 재료 및 제1 상은 연속 상일 수 있으며, 굴절률(n2x, n2y, n2z)과 연계된 제2 재료 및 제2 상은 분산 상 또는 공-연속 상일 수 있고, 또는 굴절률(n1x, n1y, n1z)과 연계된 제1 재료 및 제1 상은 분산 상 또는 공-연속 상일 수 있고, 굴절률(n2x, n2y, n2z)과 연계된 제2 재료 및 제2 상은 연속 상일 수 있다. 따라서, 도 5a 내지 도 5j의 하기 논의에서, 제1 및 제2 재료를 사용하는 설명은 단지 예시의 목적이고 상반된 상황이 이 논의에 내포된다.
도면들에서 다이아몬드-형 기호(◇)는 제1 처리 단계에서의 재료의 굴절률을 나타낸다. 이 제1 단계는 예를 들어, 주조 휠로 압출, 켄칭 또는 주조되었으나 연신 또는 이와는 달리 배향은 아직 되지 않은 중합체 층에 해당할 수 있다. 도면에서 개방(속빈) 원-형 기호(○)는 제1 단계 뒤의 제2 처리 단계에서의 재료의 굴절률을 나타낸다. 제2 단계는 블렌드된 층 내의 제1 및 제2 상들 간의 계면으로부터 광의 산란에 의해 광을 확산 반사하는 광학 필름 내로 연신 또는 이와는 달리 배향되는 블렌드된 층에 해당할 수 있다. 도면에서 작은 속찬 원-형 기호 또는 점(●)은 제1 및 2 단계 뒤의 제3 처리 단계에서의 재료의 굴절률을 나타낸다. 제3 단계는 압출되고 배향된 후, 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 선택적으로 열처리된 광학 필름에 해당될 수 있다. 이러한 열 처리는 전형적으로 처리 구역으로 지칭되는 필름의 하나 이상의 특정 부분 또는 구역에만 한정된다.
주어진 도면에서 여러 가지 기호의 수직 좌표들을 비교해 보면, 독자는 광학 필름에 대한 많은 정보, 그 제조 방법, 및 그 처리 및 미처리 부분의 광학 특성을 쉽사리 확인할 수 있다. 예를 들어, 독자는 다음과 같은 것들, 즉, 재료들 또는 상들 중 하나 또는 둘 모두가 선택적 열처리 전 또는 후에 복굴절성이거나 또는 이었는지 여부, 복굴절이 단축적인지 또는 이축적인지, 그리고 복굴절이 큰지 또는 작은지를 확인할 수 있다. 독자는 또한 도 5a 내지 도 5j로부터, 3가지의 처리 단계(주조된 상태, 연신된 상태, 및 처리 상태) 각각에 대해, 2개의 층들 간의 굴절률 차이(Δnx, Δny, Δnz) 각각의 상대 크기를 확인할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 완성된, 내부 패터닝된 확산 반사성 광학 필름에 대한 전구체 용품(precursor article)은 중합체 재료의 주조 웨브일 수 있다. 주조 웨브는 적어도 하나의 두꺼운 블렌드된 층을 포함한 완성된 필름과 동일한 수의 층을 가질 수 있으며, 층들은 완성된 필름에 사용된 것들과 동일한 중합체 재료로 구성될 수 있으나 주조 웨브가 더 두껍고, 두꺼운 블렌드된 층의 상이한 상들을 포함하는 그의 층은 통상적으로 모두가 등방성이다. 그러나, 일부 경우에, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 주조 공정 자체가 재료들 중 하나 이상에 일정 수준의 배향과 복굴절을 부여할 수 있다. 도 5a 내지 도 5j에서 다이아몬드-형 기호는, 후속 연신 절차 후에 확산 반사성 광학 필름의 블렌드된 층에서 제1 및 제2 상이 되는 주조 웨브 내의 2개의 중합체 재료의 굴절률을 나타낸다. 연신 후에는, 재료들 중 적어도 하나의 재료가 배향되고 복굴절성을 갖게 되고, 배향된(그러나 아직 패터닝은 되지 않은) 확산 반사성 광학 필름이 형성된다. 이는 도 5a 내지 도 5j에서 다이아몬드-형 기호로 나타내어진 그들의 각각의 원래 값으로부터 수직으로 변위될 수 있는 빈 원에 의해 예시된다. 예를 들어, 도 5a에서, 연신 절차는 x-축을 따른 제2 재료 또는 상의 굴절률을 상승시키지만, y-축 및 z-축을 따른 그의 굴절률을 낮춘다. 이러한 굴절률 편이는, 필름이 y-축 및 z-축을 따라 치수적으로 이완될 수 있게 하면서 양의 복굴절성 중합체 재료를 x-축을 따라 적절하게 단축 연신시킴으로써 얻어질 수 있다. 도 5b 내지 도 5d에서, 연신 절차는 x-축 및 y-축을 따른 제1 재료 또는 상의 굴절률을 상승시키지만, z-축을 따른 그 굴절률을 낮춘다. 이러한 굴절률 편이는 양의 복굴절성 중합체 재료를 x-축 및 y-축을 따라 적절하게 이축 연신시킴으로써 얻어질 수 있다. 도 5e에서, 연신 절차는 제1 중합체 재료 또는 상의 굴절률을 x-축을 따라서는 상승시키고, z-축을 따라서는 이의 굴절률을 낮추고, y-축을 따라서는 거의 동일한 굴절률을 유지한다. 일부 경우에, 이 굴절률 편이는 y-축에 비해 x-축을 따른 더 높은 정도의 연신을 이용하여 양의 복굴절성 중합체 재료를 x-축과 y-축을 따라 비대칭적으로 이축 연신함으로써 얻어질 수 있다. 다른 경우에, 이는 필름을 y-축으로 구속시키면서 x-축을 따라 단축 연신시킴으로써 대략적으로 얻어질 수 있다(구속된 단축 연신). 도 5b 내지 도 5e 각각에서, 배향되었지만 미처리된 상태(빈 원)의 제1 재료는, n1x, n1y, 및 n1z에 대한 빈 원들 중 적어도 2개가 굴절률 n의 값이 서로 다르기 때문에 복굴절성이라는 점에 유의한다. 이들 예시된 실시 형태에서, 제2 중합체 재료는 주조된 상태 및 배향되었지만 미처리된 상태에 대한 동일한 굴절률 값(n2x = n2y = n2z)에 의해 지시되는 바와 같이 연신 이후에 등방성으로 유지된다.
제1 확산 반사성 특성을 제공하기 위해 블렌드된 층의 제1 및 제2 상 내에 배열된 제1 및 제2 재료를 갖는 적어도 부분적으로 복굴절성 확산 반사성 광학 필름의 형성 후, 필름은 위에서 논의된 선택적 가열 준비가 된다. 가열은 광학 필름의 제1 구역에 이웃한 제2 구역에서 선택적으로 수행되며, 제1 (미처리) 구역에서 그들의 복굴절을 그대로 유지하면서 제1 및 제2 상들 중 적어도 하나에서 복굴절을 감소시키거나 또는 제거하기 위하여 블렌드된 층 내에서 적어도 하나의 복굴절성 재료를 부분적으로 또는 전체적으로 선택적으로 용융 및 배향해제시키도록 맞춤구성된다. 일부 경우에, 선택적 가열은 또한 제2 구역에서 제1 및 제2 상의 구조적 일체성 또는 블렌드 모폴리지를 유지시키도록 수행될 수 있다. 처리된 제2 구역의 복굴절성 상이 전체적으로, 즉 완전히 배향해제되면, 그 뒤에 복굴절성 상은 (예를 들어, 주조 웨브의) 등방성 상태로 복귀된다. 이는 도 5b 내지 도 5d에서 볼 수 있으며, 여기에서 열처리가 제1 재료 또는 상의 굴절률(n1x, n1y, 및 n1z와 연계된 작은 검은 점 참조)을 주조 웨브 상태에서 그들의 값(동일한 굴절률(n1x, n1y, n1z)에 대한 다이아몬드-형 기호 참조)으로 복귀되게 한다. 다이아몬드-형 기호가 등방성 상태에서 재료 또는 상(예를 들어, 주조 웨브)의 굴절률을 나타내고, 작은 검은 점이 완성되고 내부 패터닝된 필름 내의 처리된 또는 선택적으로 가열된 구역의 재료 또는 상의 굴절률을 나타내며, 빈 원이 완성된, 내부 패터닝된 필름의 미처리 구역의 재료 또는 상의 굴절률을 나타내는 것을 상기하라.
처리된 제2 구역의 복굴절성 재료가 단지 부분적으로, 즉 불완전하게 배향해제되면, 그 뒤 복굴절성 상은 가열 전 복굴절성 상보다 작지만 등방성이지 않은 복굴절 상태로 이완된다. 이 경우에, 처리된 제2 구역의 복굴절성 상의 굴절률은 도 5a 내지 도 5j에 도시된 다이아몬드-형 기호와 빈 원 사이의 어딘가에서 값을 획득한다. 이러한 불완전한 복굴절성 이완의 일부 예가 본 명세서에 참고로 인용되는, 공동 양도된 PCT 공보 제WO 2010/075363호(멜릴 등) "다수의 복굴절성 층을 구비한 내부 패터닝된 다층 광학 필름(Internally Patterned Multilayer Optical Films With Multiple Birefringent Layers)"에 더욱 상세히 설명된다.
도 5a에서, 비교적 작은 굴절률을 갖는 제1 중합체 재료가 선택되고, 더 큰 굴절률을 갖지며 양의 응력-광 계수(stress-optic coefficient)를 갖는 제2 중합체 재료가 선택된다. 재료는 다이아몬드-형 기호로 도시된 굴절률을 갖는 주조 웨브를 형성하기 위해 블렌드된 층의 제1 및 제2 상과 같이 비혼화성(immiscibly) 조합된다. 주조 웨브는 그 뒤 제1 재료 또는 상이 등방성으로 유지되는 상태에서 제2 재료 또는 상의 복굴절을 유도하기 위해 적합한 조건 하에서 x-축을 따라 단축 연신된다. 굴절률 값 n2x는 더욱 증가되어 n1x와 큰 굴절률 차이 Δnx를 형성한다. 굴절률 값 n2y 및 n2z는 감소되어 각각 n1y 및 n1z와 작은 굴절률 차이 Δny 및 Δnz를 형성한다. 값 Δny 및 Δnz는 예를 들어 0일 수 있다. 이 세트의 굴절률은 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층 내에 구현된 때, x-축이 차단 축이고 y-축이 통과 축인 확산 반사성 편광기를 제공할 수 있다. 반사 편광기는 광대역일 수 있고 실질적으로 백색 광을 반사할 수 있거나, 또는 라멜라 블렌드 모폴로지의 경우 무지개 빛깔 색상의 대역을 가질 수 있다.
이 확산 반사성 편광 필름은 그 뒤 편광 필름을 제1 구역에서 그대로 두면서, 전술된 바와 같이 제2 구역에서 내부 패터닝될 수 있다. 방사 에너지의 제2 구역에로의 선택적 전달에 의한 선택적 가열에 따라서 복굴절성 제2 상은 그 원래의 등방성 상태로, 또는 배향해제가 불완전하면 중간 복굴절성 상태로 이완된다. 이완이 완전하면, 제2 구역은 Δnx ≒ Δny ≒ Δnz를 갖는 확산 미러-형 필름이 될 수 있다(블렌드된 층이 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 경우). 따라서, 완성된 필름은 단일 필름 내에 하나의 구역의 확산 반사성 편광기 및 이웃한 구역의 확산 미러-형 필름을 하나의 구역으로부터 다음 구역으로 연속적으로 연장되는 블렌드된 층과 조합시킨다. 이 도 5a의 경우, 선택적 열처리 공정은 확산 반사성 편광기 필름을 확산 반사성 미러 필름으로, 즉 편광기 → 미러로 변화시킬 수 있다.
도 5b에서, 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 제1 및 제2 중합체 재료가 선택되지만, 여기에서 제1 중합체 재료는 양의 응력-광 계수를 갖는다. 재료는 다이아몬드-형 기호로 도시된 굴절률을 갖는 주조 웨브를 형성하기 위해 블렌드된 층의 제1 및 제2 상과 같이 비혼화성 조합된다. 주조 웨브는 그 뒤 제2 재료 또는 상을 등방성으로 유지하면서 제1 재료 또는 상의 복굴절을 유도하기 위하여 적합한 조건 하에서 x-축 및 y-축을 따라 이축 연신된다. 굴절률 값 n1x, n1y는 증가되어 각각 n2x, n2y와 상당한 굴절률 차이 Δnx, Δny를 형성한다. 굴절률 값 n1z는 감소되어, 극성 또는 부호가 Δnx 및 Δny와 반대인, n2z와 상당한 굴절률 차이 Δnz를 형성한다. 이 세트의 굴절률은 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층 내에 구현된 때, 확산 미러-형 필름을 제공할 수 있다. 필름에 의해 제공되는 반사율은 광대역일 수 있고 실질적으로 백색 광을 반사할 수 있거나, 또는 라멜라 블렌드 모폴로지의 경우 무지개 빛깔 색상의 대역을 가질 수 있다.
이 확산 미러-형 필름은 그 뒤 확산 미러-형 필름을 제1 구역에 그대로 두면서, 전술된 바와 같이 제2 구역에서 내부 패터닝될 수 있다. 방사 에너지의 제2 구역에로의 선택적 전달에 의한 선택적 가열에 따라서 복굴절성 제1 상은 그 원래의 등방성 상태로, 또는 배향해제가 불완전하면 중간 복굴절성 상태로 이완된다. 이완이 완전하면, 제2 구역은 Δnx ≒ Δny ≒ Δnz ≒ 0을 갖는 윈도우-형 필름이 된다. 필름의 이 부분에 대한 확산 반사성 특성은 블렌드된 층의 구조 또는 블렌드 모폴로지가 보존될 수 있을지라도 실질적으로 반사율 또는 산란이 아니거나 또는 탁도이고, 실질적으로 완전 투과율 (2개의 외부 표면에서 프레넬 반사율이 배제됨)이다(일부 실제적인 실시 형태에서, 굴절률 정합은 완전하지 않을 수 있고, 작은 확산 반사율은 유리하게는 예를 들어, 적어도 하나의 편광 상태에서 보존되고 블렌드된 층 모폴로지의 세부 사항을 확인하고 나타내는 분광 광도계로 검출될 수 있음). 따라서, 완성된 필름은 단일 필름 내에 하나의 구역의 확산 미러-형 반사기 및 이웃한 구역의 실질적인 윈도우를 하나의 구역으로부터 다음 구역으로 연속적으로 연장되는 블렌드된 층과 조합시킨다. 이 도 5b의 경우, 선택적 열처리 공정은 확산 반사성 미러 필름을 윈도우 필름으로 변화시킬 수 있다(미러 → 윈도우).
도 5b의 실시 형태에 대한 간단한 대안이 도 5c에 도시되며, 여기에서 제2 (등방성) 재료는 제1 (복굴절성) 재료를 변화되지 않은 상태로 두면서 그리고 동일한 연신 조건을 사용하여, 배향된 조건(빈 원)에서 굴절률이 실질적으로 n1x 및 n1y와 정합되는 상이한 등방성 재료로 대체된다. 이 경우에, 연신된 필름은 내부 패터닝 전에, 수직 입사시 매우 낮은 확산 반사율 및 높은 투과율 - 윈도우-형 외관에 대해 - 을 가질 수 있다. 윈도우-형 필름을 제1 구역에서 그대로 두면서, 제2 구역으로의 방사 에너지의 선택적 전달에 의해 이 필름이 내부 패터닝될 때, 선택적 가열은 복굴절성 제 1 재료 또는 상이 그 원래의 등방성 상태로, 또는 배향해제가 불완전한 경우 중간 복굴절성 상태로 이완되게 한다. 이완이 완전하면, 제2 구역은 Δnx ≒ Δny ≒ Δnz에 대해 큰 값을 갖는 확산 미러-형 필름이 된다. 따라서, 완성된 필름은 단일 필름 내에 하나의 구역의 실질적인 윈도우-형 필름 및 이웃한 구역의 실질적인 확산 미러-형 필름을 하나의 구역으로부터 다음 구역으로 연속적으로 연장되는 블렌드된 층과 조합시킨다. 이 도 5c의 경우, 선택적 열처리 공정은 윈도우 필름을 확산 반사성 미러 필름으로 변화시킬 수 있다(윈도우 → 미러).
도 5d에서, 비교적 작은 굴절률을 갖는 제2 재료 또는 상이 선택되고, 더 큰 굴절률을 가지며 양의 응력-광 계수를 갖는 제1 재료 또는 상이 선택된다. 재료는 다이아몬드-형 기호로 도시된 굴절률을 갖는 주조 웨브를 형성하기 위해 블렌드된 층의 제1 및 제2 상과 같이 비혼화성 조합된다. 주조 웨브는 그 뒤 제2 재료 또는 상이 등방성으로 유지되는 상태에서 제1 재료 또는 상의 복굴절을 유도하기 위해 적합한 조건 하에서 x-축 및 y-축을 따라 이축 연신된다. 굴절률 값 n1x, n1y는 더욱 증가되어 각각 n2x, n2y와 상당한 굴절률 차이 Δnx, Δny를 형성한다. 굴절률 값 n1z는 감소되어 n2z와 실질적인 굴절률 정합(Δnz ≒ 0)을 형성한다. 이 세트의 굴절률은 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층 내에 구현된 때, 제1 확산 미러-형 필름을 제공할 수 있다. 이 제1 확산 미러-형 필름은 상당한 z-굴절률 정합 Δnz ≒ 0으로 인해 입사 각이 증가됨에 따라 s- 및 p-편광된 반사율의 제1 각도 의존성을 나타낸다.
이 제1 확산 미러-형 필름은 그 뒤 제1 확산 미러-형 필름을 제1 구역에 그대로 두면서, 전술된 바와 같이 제2 구역에서 내부 패터닝될 수 있다. 방사 에너지의 제2 구역에로의 선택적 전달에 의한 선택적 가열에 따라서 복굴절성 제1 상은 그 원래의 등방성 상태로, 또는 배향해제가 불완전하면 중간 복굴절성 상태로 이완된다. 이완이 완전하면, 제2 구역은 제1 구역에 대한 제2 구역에서의 Δnx, Δny, Δnz의 보다 작은 값으로 인해 다소 감소된 반사율을 갖는 제2 확산 미러-형 필름이 된다. 제2 확산 미러-형 필름은 또한 제1 구역에 비해 상이한 각도-의존적 특성을 나타낸다. 즉, 제2 확산 미러-형 필름은 제2 구역에서 브루스터 효과와 상대적으로 큰 Δnz로 인해 제1 각도 의존성과 실질적으로 상이한 입사각의 증가에 따라 s- 및 p-편광된 반사율의 제2 각도 의존성을 나타낸다. 따라서, 완성된 필름은 단일 필름 내에 하나의 구역의 제1 확산 미러-형 반사기 및 이웃한 구역의 제2 확산 미러-형 반사기를 하나의 구역으로부터 다음 구역으로 연속적으로 연장되는 블렌드된 층과 조합시킨다. 이 도 5d의 경우, 선택적 열처리 공정은 확산 반사성 미러 필름을 상이한 확산 반사성 미러 필름으로 변화시킬 수 있다(미러 1 → 미러 2).
도 5e는 도 5b의 그것에 대안적인 실시 형태를 도시하며, 여기에서 도 5b의 그것과 동일한 제1 및 제2 중합체 재료가 사용될 수 있고, 동일한 또는 유사한 주조 웨브가 제조되지만, 주조 웨브는 확산 미러 필름 대신에 확산 편광 필름을 제조하기 위해 상이한 배향 조건 하에서 처리된다. 도 5b의 그것과 동일한 중합체 재료가 압출되고 주조 휠 상으로 주조되어 주조 웨브를 생성한다. 도 5b의 절차에 대한 한가지 차이는 두 실시 형태 사이의 연신 조건의 차이에도 불구하고, 완성된 연신된 필름이 도 5b의 그것과 동일한 공칭 두께이도록 주조 웨브의 전체 두께를 조절하는 것일 수 있다. 도 5e의 실시 형태에서, 주조 웨브는 제2 재료 또는 상이 등방성으로 유지되는 상태에서 제1 재료 또는 상에 복굴절을 유도하기 위해 적합한 조건 하에서 구속된 단축 연신 - x-축을 따라 연신되고 y-축을 따라 구속됨 - 으로 배향된다. 생성된 확산 편광 필름은 그 뒤 확산 편광 필름을 제1 구역에서 그대로 두면서, 전술된 바와 같이 제2 구역에서 내부 패터닝될 수 있다. 방사 에너지의 제2 구역에로의 전달에 의한 선택적 가열에 따라서 복굴절성 재료 또는 상은 그 원래의 등방성 상태로, 또는 배향해제가 불완전하면 중간 복굴절성 상태로 이완된다. 이완이 완전하면, 제2 구역은 Δnx ≒ Δny ≒ Δnz ≒ 0을 갖는 윈도우-형 필름이 된다. 따라서, 완성된 필름은 단일 필름 내에 하나의 구역의 확산 반사성 편광기 및 이웃한 구역의 실질적인 윈도우를 하나의 구역으로부터 다음 구역으로 연속적으로 연장되는 블렌드된 층과 조합시킨다. 이 도 5e의 경우, 선택적 열처리 공정은 확산 반사성 편광기 필름을 윈도우 필름으로 변화시킬 수 있다(편광기 → 윈도우).
도 5c의 그것에 대한 대안적인 실시 형태를 도시한 도 5f는 제1 재료 또는 상을 위해 양의 복굴절성 재료보다는 음의 복굴절성 재료를 사용함으로써 윈도우로부터 미러로의 필름(window-to-mirror film)을 제공한다. 도 5c에서와 마찬가지로, 배향된 조건(빈 원)에서 제1 재료의 평면내 굴절률(n1x 및 n1y)과 실질적으로 정합되는 등방성 굴절률을 갖는 제2 재료 또는 상이 5f의 실시 형태를 위해 선택된다. 도 5c에서와 같이, 제1 및 제2 재료는 블렌드된 층 내에서 압출되고 주조 휠 상으로 주조되어 주조 웨브를 형성한다. 주조 웨브는 그 뒤 제2 재료 또는 상을 등방성으로 유지하면서 제1 재료 또는 상의 복굴절을 유도하기 위하여 적합한 조건 하에서 x-축 및 y-축을 따라 이축 연신된다. 굴절률 값(n1x, n1y)은 Δnx ≒ Δny ≒ 0이도록 제2 재료의 등방성 굴절률을 실질적으로 정합시키기 위해 감소된다. 굴절률 값 n1x는 증가되어 n2z와 상당한 굴절률 차이 Δnz를 형성한다. 이 세트의 굴절률은 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층 내에 구현된 때, 윈도우 필름을 제공할 수 있으며, p-편광된 경사 입사광에 대한 윈도우 필름의 확산 반사율은 입사 각이 증가함에 따라 증가된다.
이 윈도우 필름은 그 뒤 윈도우 필름을 제1 구역에서 그대로 두면서, 전술된 바와 같이 제2 구역에서 내부 패터닝될 수 있다. 방사 에너지의 제2 구역에로의 전달에 의한 선택적 가열에 따라서 복굴절성 재료 또는 상은 그 원래의 등방성 상태로, 또는 배향해제가 불완전하면 중간 복굴절성 상태로 이완된다. 이완이 완전하면, 제2 구역은 Δnx ≒ Δny ≒ Δnz ≠ 0을 갖는 확산 미러-형 필름이 된다. 따라서, 완성된 필름은 단일 필름 내에 하나의 구역의 윈도우 필름과 인접한 구역의 확산 미러 필름을 하나의 구역으로부터 다음 구역으로 연속적으로 연장되는 블렌드된 층과 조합시킨다. 이 도 5f의 경우, 선택적 열처리 공정은 윈도우 필름을 확산 미러 필름으로 변화시킬 수 있다(윈도우 → 미러).
도 5a 내지 도 5f 각각에서, 블렌드된 층의 광학 재료들 또는 상들 중 하나는 연신 이후(그리고 선택적 열처리 이후) 등방성으로 유지된다. 그러나, 일반적으로 이러할 필요는 없으며, 본 명세서에 개시된 선택적 열처리 기술을 사용하여 내부 패터닝된 광학 필름으로 변환될 수 있는 많은 흥미롭고 유용한 확산 반사성 광학 필름 설계는 블렌드된 층을 위해 2개의 상이한 광학 재료 또는 상을 포함하고, 이들 구성요소 재료 또는 상 둘 모두는(단지 하나보다는) 주조 웨브가 연신되거나 또는 이와는 달리 배향된 때 복굴절성이 된다. 이러한 광학 필름은 본 명세서에서 "이중 복굴절성(doubly birefringent)" 광학 필름으로 지칭되는데, 이는 이러한 필름 내의 블렌드된 층(들) 각각이 연신 이후 복굴절성인 적어도 2개의 개별 재료 또는 상을 포함하기 때문이다. 이러한 이중 복굴절성 광학 필름이 선택적 열처리에 노출된 때, 재료 특성 및 가열 조건에 따라, 처리된 구역에서 다수의 상이한 반응이 가능하며: 예를 들어, 양 재료 또는 상이 등방성이 되도록 완전히 이완될 수 있거나, 또는 하나의 재료가 완전히 또는 부분적으로 이완될 수 있는 반면, 그 외의 다른 하나의 재료는 그 복굴절을 유지시키거나, 또는 양 재료는 상이한 양만큼 이완될 수 있다(예를 들어, 하나의 재료 또는 상이 등방성이 되도록 완전히 이완될 수 있는 반면, 그 외의 다른 재료 또는 상은 단지 그 복굴절의 일부분만을 유지시키도록 부분적으로 이완됨). 임의의 경우, 블렌드된 층 내의 하나 또는 양 개별 재료의 복굴절의 변화는 필름의 제1 (미처리) 구역의 확산 반사성 특성과 실질적으로 상이한 광학 필름의 제2 (처리) 구역에서의 확산 반사성 특성을 형성한다. 이중 복굴절성 광학 필름 및 이들을 내부 패터닝하는데 사용되는 선택적 가열 기술의 추가 세부적인 사항은, 본 명세서에 참고로 인용되는 다음의 공동 양도된 PCT 공보에 제공된다: 제WO 2010/075363호(멜릴 등), "다수의 복굴절성 층을 구비한 내부 패터닝된 다층 광학 필름"; 및 제WO 2010/075383호(멜릴 등), "병치된 편광기/편광기 구역을 갖는 다층 광학 필름". 선택적 열 처리에 의해 내부 패터닝을 위해 적합한 이중 복굴절성 광학 필름의 일부 예가 도 5g 내지 도 5j에서 본 출원에 도시된다.
도 5g에서, 동일한 또는 유사한 등방성 굴절률을 갖고, 동일한 또는 유사한 응력-광 계수(음의 계수가 또한 사용될 수 있지만 도 5g에 양으로 도시됨)를 갖지만, 상이한 용융 또는 연화 온도를 갖는 제1 및 제2 재료 또는 상이 선택된다. 재료는 다이아몬드-형 기호로 도시된 굴절률을 갖는 주조 웨브를 형성하기 위해 적합한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층의 제1 및 제2 상과 같이 비혼화성 혼합 및 압출된다. 주조 웨브는 그 뒤 제1 및 제2 재료 둘 모두에 복굴절을 유도하기 위해 적합한 조건 하에서 x-축 및 y-축을 따라 이축 연신된다. 연신은 각각의 재료 또는 상이 강한 단축 복굴절성일지라도 두 재료 또는 상의 굴절률이 모든 3가지 주 방향을 따라 실질적으로 정합되도록(Δnx ≒ 0, Δny ≒ 0, and Δnz ≒ 0), 제1 재료 또는 상의 굴절률 값(n1x, n1y)이 증가되게 하고, 또한 제2 재료 또는 상의 값(n2x, n2y)이 유사하게 증가되게 하는 반면, 또한 n1z 및 n2z가 도시된 바와 같이 서로 유사한 양만큼 감소되게 한다. 이 굴절률 세트는, 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지로 블렌드된 층 내에 구현된 때, 수직 입사 및 경사 입사광에 대해 반사율이 거의 또는 전혀 없는 윈도우-형 필름을 제공할 수 있다.
이 윈도우 필름은 그 뒤 윈도우 필름을 제1 구역에서 그대로 두면서, 전술된 바와 같이 제2 구역에서 내부 패터닝될 수 있다. 제2 구역으로의 방사 에너지의 선택적 전달에 의한 선택적 가열은 복굴절성 재료들 또는 상들 중 적어도 하나가 이완되게 하여 덜 복굴절성이 되게 한다(이는 등방성이 되게 하는 것을 포함함). 도 5g의 경우에, 가열은, 제1 재료의 용융점 또는 연화점을 초과하지만 제2 재료의 용융점 또는 연화점 미만인 온도로 신중하게 제어된다. 이 방식으로, 선택적 가열은 제2 구역의 제1 재료 또는 상이 그 원래의 등방성 상태로, 또는 배향해제가 불완전한 경우 중간 복굴절성 상태로 이완되게 하는 반면, 제2 구역의 제2 복굴절성 재료 또는 상이 그 복굴절을 실질적으로 유지시키게 한다. 제1 재료의 이완이 완전하면, 제2 구역은 비교적 큰 평면내 굴절률 차이(Δnx 및 Δny)와 Δnx 및 Δny에 비해 반대 극성 또는 부호의 비교적 큰 평면외 굴절률 차이 Δnz에 의해 특징지어진다. 이들 굴절률 관계는 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층 내에서 구현된 때, 제2 구역에 확산 미러-형 필름을 제공할 수 있다. 이 미러 필름의 확산 반사율은 Δnz의 반대 극성으로 인해 입사각의 증가에 따라 증가한다. 따라서, 완성된 필름은 단일 필름 내에 하나의 구역의 윈도우 필름 및 이웃한 구역의 확산 미러-형 반사기를 하나의 구역으로부터 다음 구역으로 연속적으로 연장되는 블렌드된 층과 조합시킨다. 이 도 5c의 경우, 선택적 열처리 공정은 윈도우 필름을 확산 반사성 미러 필름으로 변화시킬 수 있다(윈도우 → 미러).
도 5h는 도 5g의 그것과 유사한 실시 형태를 도시한다. 역시, 동일한 또는 유사한 등방성 굴절률을 갖고, 동일한 또는 유사한 응력-광 계수(음의 계수가 또한 사용될 수 있지만 도 5h에 양으로 도시됨)를 가지며, 상이한 용융 또는 연화 온도를 갖는 제1 및 제2 재료가 선택된다. 재료는 다이아몬드-형 기호로 도시된 굴절률을 갖는 주조 웨브를 형성하기 위해 적합한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층의 제1 및 제2 상과 같이 비혼화성 혼합 및 압출된다. 이축 인발되기 보다는, 도 5h의 주조 웨브가 그 뒤 제1 및 제2 재료 또는 상 모두 내의 복굴절을 유도하기 위해 적합한 조건 하에서 x-축을 따라 (동시에 y-축을 따라 필름을 구속하면서) 단축 연신된다. 연신은 유사한 양만큼 굴절률 값(n1x 및 n2x)이 증가하도록 하는 반면 n1z 및 n2z가 유사한 양만큼 감소되도록 하고, n1y 및 n2y가 상대적으로 일정하게 유지되도록 한다. 이는 각각의 재료 또는 상이 강한 이축 복굴절성이라 하더라도, 모든 3가지 주 방향을 따라 실질적으로 정합되는(Δnx ≒ 0, Δny ≒ 0, 및 Δnz ≒ 0) 두 재료 또는 상의 굴절률을 형성한다. 이 굴절률 세트는, 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지로 블렌드된 층 내에서 수행된 때, 수직 입사 및 경사 입사광에 대해 반사율이 거의 또는 전혀 없는 윈도우-형 필름을 제공할 수 있다.
이 윈도우 필름은 그 뒤 윈도우 필름을 제1 구역에서 그대로 두면서, 전술된 바와 같이 제2 구역에서 내부 패터닝될 수 있다. 제2 구역으로의 방사 에너지의 선택적 전달에 의한 선택적 가열은 복굴절성 재료들 또는 상들 중 적어도 하나가 이완되게 하여 덜 복굴절성이 되게 한다. 도 5h의 경우에, 재차, 가열은, 제1 재료의 용융점 또는 연화점을 초과하지만 제2 재료의 용융점 또는 연화점 미만인 온도로 신중하게 제어된다. 이 방식으로, 선택적 가열은 제2 구역의 제1 재료 또는 상이 그 원래의 등방성 상태로, 또는 배향해제가 불완전한 경우 중간 복굴절성 상태로 이완되게 하는 반면, 제2 구역의 제2 재료 또는 상이 그 복굴절을 실질적으로 유지시키게 한다. 제1 재료의 이완이 완전하면, 제2 구역은 하나의 평면내 방향으로 비교적 큰 굴절률 차이(Δnx), 다른 하나의 평면내 방향으로 0 또는 거의 0인 굴절률 차이(Δny), 및 Δnx에 비해 반대 극성 또는 부호의 비교적 큰 평면외 굴절률 차이(Δnz)에 의해 특징지어진다. 이들 굴절률 관계는 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층 내에서 구현된 때, 제2 구역에 확산 반사성 편광기를 제공할 수 있다. 이러한 편광기 필름은 y-방향에 평행한 통과 축과 x-방향에 평행한 차단 축을 가진다. 차단-상태 편광된 광(s-편광된 컴포넌트 및 p-편광된 컴포넌트에 대해)에 대해 편광기 필름의 확산 반사는 Δnz의 반대 극성에 기인하여 입사각을 증가시킴으로써 증가한다. 따라서, 완성된 필름은 단일 필름 내에 하나의 구역의 윈도우 필름 및 이웃한 구역의 확산 반사성 편광기 필름을 하나의 구역으로부터 다음 구역으로 연속적으로 연장되는 블렌드된 층과 조합시킨다. 이 도 5h의 경우, 선택적 열처리 공정은 윈도우 필름을 확산 반사성 편광기 필름으로 변화시킬 수 있다(윈도우 → 편광기).
도 5i는 도 5g의 그것과 몇 가지 점에서 또한 유사하지만 도 5h와는 상이한 실시 형태를 도시한다. 역시, 동일한 또는 유사한 등방성 굴절률을 갖고, 둘 모두 인발 이후 복굴절성이 되는 제1 및 제2 재료가 선택된다. 제1 및 제2 재료는 상이한 용융 또는 연화 온도를 가질 수 있거나, 또는 그것들은 실질적으로 동일할 수 있다. 그러나, 중요하게도, 도 5i의 재료는 상이한 극성 또는 부호의 응력-광 계수를 갖도록 선택된다. 도시된 실시 형태에서, 제1 재료는 양의 응력-광 계수를 갖고, 제2 재료는 음의 응력-광 계수를 갖지만, 반대 선택도 또한 이루어질 수 있다. 재료는 다이아몬드-형 기호로 도시된 굴절률을 갖는 주조 웨브를 형성하기 위해 적합한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층의 제1 및 제2 상과 같이 비혼화성 혼합 및 압출된다. 도 5g와 유사하게, 도 5i의 주조 웨브는 그 뒤 제1 및 제2 재료 또는 상 둘 모두에 복굴절을 유도하기 위해 적합한 조건 하에서 x-축 및 y-축을 따라 이축 연신된다. 연신은 굴절률 값 n1x 및 n1y가 유사한 양만큼 증가되게 하는 반면, n1z의 보다 큰 감소를 유발한다. 연신은 또한 굴절률 값 n2x 및 n2y가 유사한 양만큼 감소되게 하는 반면, n2z의 보다 큰 증가를 유발한다. 이는 실질적으로 동일한 평면내 굴절률 부정합(Δnx≒ Δny) 및 반대 극성 또는 부호의 심지어 더 큰 평면외 굴절률 부정합(Δnz)을 갖는 두 재료 또는 상의 굴절률을 형성한다. 이 세트의 굴절률은 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층 내에 구현된 때, 확산 미러-형 필름을 제공할 수 있다. 이 미러 필름의 확산 반사율은 Δnz의 반대 극성으로 인해 입사각의 증가에 따라 증가한다.
이 확산 미러 필름은 그 뒤 미러 필름을 제1 구역에서 그대로 두면서, 전술된 바와 같이 제2 구역에서 내부 패터닝될 수 있다. 제2 구역으로의 방사 에너지의 선택적 전달에 의한 선택적 가열은 복굴절성 재료들 또는 상들 중 적어도 하나가 이완되게 하여 덜 복굴절성이 되게 한다. 도 5i의 경우에, 가열은, 제1 및 제2 재료 둘 모두의 용융점 또는 연화점 초과의 온도로 제어된다. 따라서, 이 가열은 제2 구역의 제1 및 제2 복굴절성 재료 또는 상 둘 모두가 그 원래 등방성 상태로, 또는 배향해제가 불완전한 경우 중간 복굴절성 상태로 이완되게 한다. 재료들의 이완이 완전하면, 제2 구역은 모두 3가지의 주 방향, 즉 Δnx ≒ Δny ≒ Δnz ≒ 0을 따라 굴절률의 상당한 정합에 의해 특징지어진다. 이들 굴절률 관계는 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층 내에서 구현된 때, 제2 구역에 윈도우 필름을 제공할 수 있다. 따라서, 완성된 필름은 단일 필름 내에 하나의 구역의 확산 미러 필름과 이웃한 구역의 윈도우 필름을 하나의 구역으로부터 다음 구역으로 연속적으로 연장되는 블렌드된 층과 조합시킨다. 이 도 5i의 경우, 선택적 열처리 공정은 확산 미러 필름을 윈도우 필름으로 변화시킬 수 있다(미러 → 윈도우).
도 5j의 실시 형태는 미국 특허 제6,179,948호(멜릴 등)에 기재된 2-단계 인발 공정을 사용한다. 이 공정에서, 주조 필름의 연신 또는 배향은 하나의 재료 또는 상(예를 들어, 블렌드된 층의 제1 재료 또는 상)이 양 인발 단계 중에 실질적으로 배향되는 반면에 그 외의 다른 재료 또는 상(예를 들어, 블렌드된 층의 제2 재료 또는 상)이 하나의 인발 단계 중에만 실질적으로 배향되도록 신중하게 제어된 2-단계 인발 공정을 이용하여 수행된다. 그 결과 확산 반사성 광학 필름이 인발 이후 실질적으로 이축 배향된 하나의 재료 또는 상을 가지며 인발 이후 실질적으로 단축 배향된 또 다른 재료 또는 상을 갖는다. 이 2 공정 인발 단계에 대한 온도, 변형율 및 변형량과 같은 하나 이상의 적당히 상이한 공정 조건을 이용함으로써 두 재료의 상이한 점탄성 및 결정화 특성에 영향을 줌으로써 차별화가 달성된다. 따라서, 예를 들어, 제1 인발 단계는 제1 방향을 따라 제1 재료를 실질적으로 배향하고 이 방향을 따라 제2 재료를 아주 약간만 배향할 수 있다. 제1 인발 단계 후, 하나 이상의 공정 조건은 제2 인발 단계에서, 제1 및 제2 재료 둘 모두가 제2 방향을 따라 실질적으로 배향되도록 적합하게 변화된다. 이 방법을 통해서 제1 재료는 본질적으로 이축 배향된 특성(예를 들어, 굴절률은 관계 n1x ≒ n1y ≠ n1z를 만족시킬 수 있으며, 때로는 단축 복굴절성 재료라 함)을 가질 수 있고, 매우 동일한 블렌드된 층의 제2 재료는 본질적으로 단축 배향된 특성(예를 들어, 굴절률은 관계 n2x ≠ n2y ≠ n2z ≠ n2x를 만족시킬 수 있으며, 때로는 이축 복굴절성 재료라 함)을 가질 수 있다.
이러한 배경에서, 도 5j는 제1 및 제2 재료가 동일하거나 또는 유사한 등방성 굴절률을 가지도록, 그리고 양자가 인발 후에 복굴절성이 되도록, 그리고 동일한 극성의 응력-광 계수를 갖도록(도면에서 이들 모두는 양으로 나타내나 이들은 대신에 모두 음일 수 있음) 선택되는 실시 형태를 나타낸다. 제1 재료와 제2 재료는 상이한 용융 또는 연화 온도를 가지며, 전술한 2-단계 인발 공정이 실시될 수 있도록 상이한 점탄성 및/또는 결정화 특성을 갖는다. 재료는 다이아몬드-형 기호로 도시된 굴절률을 갖는 주조 웨브를 형성하기 위해 적합한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층의 제1 및 제2 상과 같이 비혼화성 혼합 및 압출된다. 주조 웨브는 그 뒤 제1 재료 또는 상이 x-축 및 y-축 둘 모두를 따라 동등하게 배향되는 반면 제2 재료 또는 상은 x-축을 따라서 거의 또는 전혀 배향이 없는 상태에서 우선적으로 y-축을 따라 배향되도록 전술된 2-단계 인발 공정을 사용하여 x-축 및 y-축을 따라 이축 연신된다. 최종 결과는, 제1 및 제2 재료 또는 상이 둘 모두 복굴절성이지만, 제1 재료는 실질적으로 이축-배향된 특성을 갖는 반면, 제2 재료는 실질적으로 단축-배향된 특성을 갖는 광학 필름이다. 도시된 바와 같이, 재료와 공정 조건은 연신에 의해서 굴절률 값(n1x, n1y)이 유사한 양만큼 증가되게 하는 반면, n1z는 더 큰 양만큼 감소되게 하도록 선택된다. 이러한 연신은 또한 굴절률 값 n2y가 n1x 및 n1y의 그것과 동일하거나 그에 근사한 값으로 증가되게 하고, 굴절률 n2z가 감소되게 하며, 굴절률 n2x가 대략 동일하게 유지되게 한다(제2 재료가 x-축 배향 단계 중 약간 배향되면, n2x는 도면에 도시된 바와 같이 약간 증가될 수 있음). 이는 하나의 큰 평면내 굴절률 부정합(Δnx), 하나의 상당히 더 작은 평면내 굴절률 부정합(Δny ≒ 0), 및 Δnx와 반대 극성의 중간 평면외 굴절률 부정합(Δnz)을 갖는 2 가지의 재료 또는 상의 굴절률을 형성한다. 이 세트의 굴절률은 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층 내에서 구현된 때, x-방향을 따라 차단 축 및 y-방향을 따라 통과 축을 제1 확산 반사성 편광 필름에 제공할 수 있다.
이 제1 확산 반사성 편광기 필름은 그 뒤 편광기 필름을 제1 구역에서 그대로 두면서, 전술된 바와 같이 제2 구역에서 내부 패터닝될 수 있다. 제2 구역으로의 방사 에너지의 선택적 전달에 의한 선택적 가열은 복굴절성 재료들 또는 상들 중 적어도 하나가 이완되게 하여 덜 복굴절성이 되게 한다. 본 경우에, 가열은, 제1 재료 또는 상의 용융점 또는 연화점을 초과하지만 제2 재료 또는 상의 용융점 또는 연화점 미만인 온도로 신중하게 제어된다. 이 방식으로, 선택적 가열은 제2 구역의 제1 재료 또는 상이 그 원래의 등방성 상태로, 또는 배향해제가 불완전한 경우 중간 복굴절성 상태로 이완되게 하는 반면, 제2 구역의 제2 재료 또는 상이 그 복굴절을 실질적으로 유지시키게 한다. 제1 재료의 이완이 완전하면, 제2 구역은 일 평면내 방향에서의 비교적 큰 굴절률 차이(Δny), 그 외의 다른 평면내 방향에서의 0 또는 거의 0인 굴절률 차이(Δnx), 및 Δny에 비해 반대 극성 또는 부호의 비교적 큰 평면외 굴절률 차이(Δnz)에 의해 특징지어진다. 이들 굴절률 관계는 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층 내에서 구현된 때, 제2 구역에 제2 확산 반사성 편광기 필름을 제공할 수 있다. 특히, 이 제2 확산 편광기는 x-방향에 평행한 통과 축 및 y-방향에 평행한 차단 축을 가지며, 즉 그것은 제1 확산 반사성 편광기에 대해 수직하게 배향된다. 차단-상태 편광된 광(s-편광된 구성요소 및 p-편광된 구성요소 둘 모두의 경우)에 대해 제2 편광기 필름의 확산 반사율은 제2 구역에서 Δnz의 반대 극성으로 인해 입사 각이 증가함에 따라 증가한다. 따라서, 완성된 필름은 단일 필름 내에 하나의 구역의 제1 확산 반사성 편광기 필름 및 이웃한 구역의 제2 확산 반사성 편광기 필름을 하나의 구역으로부터 다음 구역으로 연속적으로 연장되는 블렌드된 층과 조합시키며, 제2 편광기 필름은 제1 편광기 필름에 수직하게 배향된다. 이 도 5j의 경우, 선택적 열처리 공정은 제1 확산 반사성 편광기 필름을 제2 확산 반사성 편광기 필름으로 변화시킬 수 있다(편광기 1 → 편광기 2).
물론, 제1 구역을 위한 확산 반사기 유형 및 제2 구역을 위한 확산 반사기 유형의 다수의 가능한 조합이 선택될 수 있으며, 도 5a 내지 도 5j와 관련하여 기재된 실시 형태는 단지 일부 이러한 조합만을 보여주고, 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다. 양의 복굴절성 뿐만 아니라 음의 복굴절성을 가진 재료와 이들의 조합도 이용될 수 있음에 유의한다. 또한, 복굴절성 및 등방성 중합체의 조합이 사용되는 경우에, 복굴절성 중합체는 등방성 중합체의 굴절률보다 작거나, 그보다 크거나, 또는 그와 동일한 사전-연신(pre-stretch) 등방성 굴절률을 가질 수 있음에 주목하라. 실제로, 사용된 재료의 유형에 상관없이, 재료의 사전-연신 등방성 굴절률이, 완성된 필름의 바람직한 반사성 특성을 생성하기 위해 필요에 따라 정합되거나 실질적으로 정합되거나 실질적으로 부정합될 수 있다.
도 6은 확산 반사성 광학 필름에 대해 본 명세서에서 논의된 복굴절성-이완 기술을 사용하여 달성될 수 있는 다양한 변환을 요약한 개략도이다. 이와 같이, 도면은 또한 내부 패터닝된 광학 필름의 제1(미처리된) 구역 및 제2 (열 처리된) 구역의 반사기 유형의 다양한 조합을 또한 요약하고, 이 광학 필름의 확산 반사율은 적어도 하나의 블렌드된 층의 상당한 결과이다. 도면의 화살표는 제1 확산 반사성 특성과 실질적으로 상이한 제2 확산 반사성 특성으로 제1 확산 반사성 특성의 변환을 나타낸다. 재차, 논의 용이를 위해, "확산 반사성 특성"은 윈도우-형 필름과 연계된 고 투명도, 저 탁도(탁도 또는 산란을 포함하지 않음) 특성을 포함하는 것으로 유의하고, 제공된 이러한 필름이 적어도 하나의 입사 방향과 편광 상태의 광의 상당한 탁도 또는 광 산란 특성을 갖는 필름으로부터 변환되었거나 또는 이로 변환될 수 있다. 또한, 도 6의 도면은 예시적인 목적으로 제공되고, 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다.
화살표(610a)는 예를 들어, 도 5b 및 도 5i와 관련하여 기재된 바와 같이, 확산 미러 필름으로부터 윈도우 필름으로의 변환을 나타낸다. 이러한 변환은 확산 미러 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제1(미처리된) 구역 및 윈도우 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제2(처리된) 구역을 내부 패터닝된 광학 필름에 제공하도록 사용될 수 있다. 화살표(610b)는 예를 들어, 도 5c, 도 5f, 및 도 5g와 관련하여 기재된 바와 같이, 윈도우 필름으로부터 확산 미러 필름으로의 역 변환을 나타낸다. 이러한 변환은 윈도우 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제1(미처리된) 구역 및 확산 미러 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제2(처리된) 구역을 내부 패터닝된 광학 필름에 제공하도록 사용될 수 있다.
화살표(612a)는 예를 들어, 도 5h와 관련하여 기재된 바와 같이, 윈도우 필름으로부터 확산 편광기 필름으로의 변환을 나타낸다. 이러한 변환은 윈도우 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제1(미처리된) 구역 및 확산 편광기 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제2(처리된) 구역을 내부 패터닝된 광학 필름에 제공하도록 사용될 수 있다. 화살표(612b)는 예를 들어, 도 5e와 관련하여 기재된 바와 같이, 확산 편광기 필름으로부터 윈도우 필름으로의 역 변환을 나타낸다. 이러한 변환은 확산 편광기 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제1(미처리된) 구역 및 윈도우 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제2(처리된) 구역을 내부 패터닝된 광학 필름에 제공하도록 사용될 수 있다.
많은 확산 반사성 편광 필름이 통과 축에 평행하게 편광된 수직 입사광에 대해 반사율을 거의 또는 전혀 갖지 않도록 설계되지만, 일부 응용에서, 확산 반사성 편광 필름이 이러한 광에 대해 작은 또는 심지어 상당한 반사율을 나타내는 것이 바람직하다. 이러한 필름은 인발된(연신된) 필름에서 평면내 굴절률 차이 Δnx 및 Δny 둘 모두에 대해 상당한 값을 갖는 그 블렌드된 층 내에 제1 및 제2 재료 또는 상을 가질 수 있지만, 이들 굴절률 차이 중 하나는 차단 축 및 통과 축을 제공하기 위해 그 외의 다른 하나보다 상당히 크다. 이들 굴절률 관계가 적당한 두께, 조성물, 및 블렌드 모폴로지를 갖는 블렌드된 층에서 구현되면, 그 결과는 본 명세서에서 부분 확산 편광기로 지칭되는 비대칭 확산 반사 필름일 수 있다. 이러한 필름은 하나의 편광의 수직 입사 광에 대해 고도의 확산 반사율을, 그리고 반대 편광의 수직 입사광에 대해 훨씬 더 작지만 상당한 정도의 확산 반사율을 제공한다 이러한 편광 필름은 예를 들어, 특정의 고효율 저손실 디스플레이 응용, 및 광 재생 및 공간 균질화 시스템, 및 기타 다른 응용에 특히 유용할 수 있다. 이러한 필름 및 이러한 필름의 응용에 대한 추가의 개시를 위해 PCT 공보 제WO 2008/144656호(웨버 등), "백라이트 및 이를 사용한 디스플레이 시스템(Backlight and Display System Using Same)"이 참고되며, 이러한 필름은 그 공보에서 비대칭 반사 필름(Asymmetric Reflecting Film, ARF)으로 지칭된다.
화살표(614a)는 예를 들어, 도 5a와 관련하여 기재된 바와 같이, 확산 편광기 필름으로부터 확산 미러 필름으로의 변환을 나타낸다. 이러한 변환은 확산 편광기 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제1(미처리된) 구역 및 확산 미러 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제2(처리된) 구역을 내부 패터닝된 광학 필름에 제공하도록 사용될 수 있다. 화살표(614b)는 확산 미러 필름으로부터 확산 편광기 필름으로의 역 변환을 나타낸다. 이러한 변환은 확산 미러 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제1(미처리된) 구역 및 확산 편광기 필름에 의해 특징지어지는 하나 이상의 제2(처리된) 구역을 내부 패터닝된 광학 필름에 제공하도록 사용될 수 있다.
화살표(616, 618, 620)는 하나의 유형의 확산 미러로부터 또 다른 유형의 확산 미러로의 변환(예를 들어, 도 5d 참조), 하나의 유형의 윈도우로부터 또 다른 유형의 윈도우로의 변환, 및 하나의 유형의 확산 편광기로부터 또 다른 유형의 확산 편광기로의 변환(예를 들어, 도 5j 참조)을 나타낸다. 윈도우간(window-to-window) 유형 변환(윈도우 1 -> 윈도우 2)은 위에서 논의된 임의의 굴절률 변환(도 5a 내지 도 5j에 도시된 것들을 이에 제한됨이 없이 포함함)을 사용하여 달성될 수 있지만, 여기서 블렌드된 층의 두께, 조성물, 및/또는 블렌드 모폴로지는 임의의 주어진 상간(phase-to-phase) 굴절률 차이에 대해, 블렌드된 층이 윈도우-형 반사성 특성으로 간주되기에 충분히 낮은 확산 반사율을 제공하도록 맞춤구성된다. 위의 논의로부터, 필름이 통상의 관측자에게 실질적으로 깨끗하게 또는 투명하게 보이는 경우에도, 아주 약한 반사율이 분광광도계와 같은 기구로 검출될 수 있음을 상기하라. 독자는 다시, 도 6의 도면이 설명을 목적으로 제공되는 것이며 제한 방식으로 이해해서는 안된다는 것을 상기해야 한다.
이 시점에서, 도 5a 내지 도 5j 및 도 6을 검토한 후에, 독자는 광학 필름의 블렌드된 층 내의 적어도 하나의 재료 또는 상의 복굴절을 감소시키기 위해 본 명세서에서 논의된 선택적 열 처리가 광학 필름을 "턴 온(turn on)"시키도록, 즉 그것을 비교적 낮을 수 있는 초기 확산 반사율(적어도 하나의 편광 상태에 대해)로부터 실질적으로 더 높은 확산 반사율로 변화시키도록 사용될 수 있거나, 또는 선택적 열 처리는 광학 필름을 "턴 오프(turn off)"시키도록, 즉 그것을 비교적 높을 수 있는 초기 확산 반사율(적어도 하나의 편광 상태에 대해)로부터 실질적으로 더 낮은 확산 반사율로 변화시키도록 사용될 수 있는 것을 인식할 것이다. 달리 말하면, 선택적 열 처리는 블렌드된 층 내의 상들 사이의 하나 이상의 축을 따른 굴절률 부정합을 증가시키도록 사용될 수 있거나, 또는 선택적 열 처리는 굴절률 부정합을 감소시키도록 사용될 수 있다.
STOF 필름의 반사성 특성의 변화가 주요하게 STOF 필름의 재료 또는 층의 복굴절의 열-유도 이완과 연계되는 사실은 STOF 필름을 패터닝하기 위해 사용된 선택적 처리 공정이 주요하게 1-방향이거나 또는 비가역적일 수 있음을 의미한다. 예를 들어, STOF 필름의 주어진 영역 또는 구역이 처리되며(방사 에너지의 흡수에 의해 선택적으로 열 처리됨) 이에 따라 그 후에 제2 반사 특성으로 변화되는 이의 초기 제1 반사 특성은 그 원래의 제1 반사 특성을 재-수득하기 위해 또 다른 방사 빔으로 처리되지 않을 수 있다. 사실상, 초기 열 처리가 구역에서 복굴절을 실질적으로 제거한다면, 그 뒤 동일한 또는 유사한 방사 빔으로의 추가 방사 처리는 구역의 반사성 특성에 거의 또는 전혀 추가 영향을 미치지 않을 수 있다. STOF 필름 패터닝의 이 1-방향 또는 비가역적 양태는 예를 들어, 템퍼-저항(tamper-resistance) 중요한 보안 응용에서, 또는 예를 들어 그 외의 다른 구성요소를 스위칭하기 위해 사용된 광학 또는 전자 필드에 대한 안정성이 요구되는 디스플레이 또는 광-전자 응용에서 특히 유리할 수 있다. 그 외의 다른 응용에서, 연속 상 내에서 STOF 필름 패터닝의 이 1-방향 또는 비가역적 양태는 예를 들어, 제1 구역에서 복굴절을 가지며 제2 구역에서 전혀 또는 거의 복굴절을 갖지 않는 안정적이고 패터닝된 연속 상이 요구되는 광-전자 장치 내에서와 같이 또 다른 상 내에서 스위칭가능한 요소와 조합될 수 있다.
도 7에서는, 개시된 내부 패터닝된 필름을 제공하기 위해 확산 반사성 광학 필름의 제2 구역을 선택적으로 가열하도록 사용될 수 있는 하나의 장치(700)를 보여준다. 간단히 말해서, 필름 전반에 걸쳐, 또는 적어도 그의 제1 구역으로부터 제2 구역으로 연장되는 적어도 하나의 블렌드된 층을 포함하는 광학 필름(710)이 제공된다. 블렌드된 층의 개별 제1 및 제2 상은 필름의 내부에 있고, 필름에 제1 확산 반사성 특성을 제공한다. 고 레디언스(high radiance) 광원(720)은 입사광의 일부를 흡수에 의해 열로 변환함으로써 필름의 조사 부분(724)을 선택적으로 가열하기 위해 적합한 파장, 강도 및 빔 크기의 유도 빔(722)을 제공한다. 바람직하게는, 필름의 흡수율은 알맞게-동력공급된 광원에 의해 충분한 가열을 제공하기에 충분히 크지만, 과도한 양의 광이 필름의 초기 표면에서 흡수되어 표면 손상을 초래할 수 있을 정도로 높지 않다. 이는 하기에서 추가로 논의된다. 일부 경우에, 경사지게 위치된 광원(720a), 유도 빔(722a), 및 조명된 부분(724a)에 의해 도시된 바와 같이, 광원을 경사 극각θ로 배향시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경사 조사는, 광학 필름(710)의 확산 반사율이 입사각 및/또는 편광 상태에 따라 변화하는 경우에 바람직할 수 있다. 반사 편광기와 같은 비대칭 확산 반사기의 경우에, 또한 제어된 방위각(φ)으로 광원을 배향하는 것이 바람직할 수 있다. 하나의 입사 방향(예를 들어, 주어진 (θ,φ) 좌표 쌍에 의해 한정됨) 및 편광 상태에서, 예를 들어, 필름은 제2 구역에서 블렌드된 층의 원하는 크기의 흡수율 및 부수적인 가열을 방지하는 방식으로 유도 빔(722/722a)을 상당한 정도로 산란할 수 있다. 상이한 입사 방향(θ,φ) 및/또는 편광 상태에서, 산란은 제2 구역에서 블렌드된 층의 원하는 크기의 흡수율 및 부수적인 가열이 가능하여 앞에서 논의된 복굴절 이완 및 반사율 변환을 생성하도록 실질적으로 감소될 수 있다. 따라서, 유도 빔(722/722a)의 입사 방향(θ,φ) 및 편광 상태는 블렌드된 층을 통하여 과도한 산란을 방지하도록 선택될 수 있으며, 예를 들어, 이들은 블렌드된 층 또는 광학 필름의 최소 산란과 일치되거나 또는 언급된 것과는 달리 블렌드된 층을 통한 최대 경면 투과율과 일치되도록 선택될 수 있다. 확산 반사성 필름이 반사 편광기인 경우, 편광 상태는 바람직하게는 편광기의 통과 상태일 수 있다.
유사 다층과는 달리 블렌드 구성은 처리를 위해 사용된 전형적인 파장에서 적어도 잔여 산란을 갖는 경향이 있기 때문에, 제2 구역의 충실도(fidelity) 및 정확도, 예를 들어, 제2 구역의 최소 크기와 구역들 간의 전이의 폭은 또한 유도 빔의 파장 대역에 걸쳐서 측정된 바와 같이 유도 빔에 대해 선택된 각도와 편광에 대한 제1 및 제2 확산 반사의 조건에 영향을 받을 수 있다. 전형적으로, 유도 빔에 의한 처리 동안에 산란을 최소화함에 따라 충실도 및 정확도가 향상되는 경향이 있을 것이다.
일 유용한 측정 방법에서, 최소 산란은 투과율 반구의 총 2π 입체각에 거친 적분으로부터의 총 투과율(T)이기보다는 입사/발산 축 주위에서 고정된 입체각에 걸쳐(총 15도 각도의 원뿔, 즉 입체각의 약 0.82 스테라디안 또는 발산의 경면 각으로부터 +/- 7.5 도) 적분된 투과율(예를 들어, 측정된 투과율 BSDF에 의해)에 의해 정해질 수 있다. 이 양은 블렌드된 층을 통한 경면 투과율을 나타내는 것으로서 취해질 수 있다. 이 경면 투과율은 입사 빔의 방향(θ,φ) 및 편광 상태에 따라 변화할 수 있으며, 이 경우에 비교할 수 있을 정도로 유사하게 큰 값의 영역 또는 최대 값이 찾아질 수 있다. 산란이 파장에 따라 상당한 변화를 나타낼 때, 측정 동안에 처리를 방지하기에 충분히 낮은 강도에서 기록 파장(writing wavelength)을 사용하여 제1 구역에 대해 BSDF를 측정하는 것이 유리할 수 있다. 확산 반사성 편광기의 경우에, 수직 입사 시 통과 상태를 따라 편광된 광으로 필름을 방사 처리하는 것이 유리할 수 있다. 시스템이 적어도 제1 또는 제2 구역에서 브루스터의 각도를 보여줄 때, 그 뒤 비-수직 각도에서 유도 빔으로 처리하기 위해 p-편광 상태를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 브루스터의 각도를 갖는 확산 반사성 편광기의 경우, 방위각 통과 상태 평면에서 이 브루스터의 (편)각을 따라 편광된 광으로 필름을 처리하는 것이 유리할 수 있다.
시스템이 제1 구역과 제2 구역 사이에서 최대 경면 투과율을 위한 실질적으로 상이한 극좌표 및 방위각 좌표를 나타낼 때, 중간 좌표는 처리를 위한 최적의 조건을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제1 구역에 대한 최대 경면 투과율이 입사 방향(θ1,φ1)으로 찾아지고, 제2 구역에 대한 최대 경면 투과율이 입사 방향(θ2,φ2)으로 찾아지는 경우, 그 뒤에 중간 극각(θ3)이θ1과 θ2 사이에 있으며 중간 방위각(φ3)이φ1 과 φ2 사이에 있도록 최적의 값이 중간 방향(θ3,φ3에서 종종 찾아질 수 있다.
시스템이 처리 또는 기록 빔의 조건에 대해 제1 구역으로부터 제2 구역으로 증가된 산란을 나타낼 때, 빔은 처리의 진행에 따라 더욱 확산될 수 있다. 이들 경우에 예를 들어, 공정 중에 더 이르게 블렌드된 층의 후방 부분의 변환을 돕기 위해, 필름 평면 뒤에 빔 초점을 두는 것이 유리할 수 있다. 심지어 제2 구역에서 산란이 감소될 때, 또한 필름에 의한 빔 에너지의 일부의 흡수로 인해 필름의 전방으로부터 후방으로의 강도의 균형을 잡기 위해 필름 평면 뒤에 빔 초점을 두는 것이 유리할 수 있다. 많은 경우에, 빔 초점은 느려야 하며, 예를 들어, 빔 폭이 느리게 변화해야 하고, 이에 따라 필름을 배치하는데 있어서의 변화는 덜 중요하다. 초점의 속도는 또한 제1 구역과 제2 구역 사이의 전이의 폭에 영향을 미칠 수 있다.
일부 경우에는, 유도 빔(722 또는 722a)은 조사 부분(724 또는 724a)이 완성된 제2 구역의 원하는 형상을 갖도록 성형될 수 있다. 그 외의 다른 경우에, 유도 빔은 원하는 제2 구역보다 크기가 더 작은 형상을 가질 수 있다. 후자의 상황에서, 빔 조향 설비가 처리될 구역의 원하는 형상을 찾아내기 위해 광학 필름의 표면에 걸쳐 유도 빔을 스캐닝하도록 사용될 수 있다. 또한 유도 빔의 시공 변조는 빔 스플리터, 렌즈 어레이, 포켓 셀, 음향-광 변조기, 당업자에게 공지된 그 외의 다른 기술과 장치와 같은 장치를 가지고 이용될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 패터닝된 확산 반사성 필름의 상이한 제2 구역과, 도시된 구역들을 형성할 수 있는 필름에 대해 유도 광 빔의 중첩된 가능한 경로를 보여주는 개략 상면도를 제공한다. 도 8a에서, 광 빔은 광학 필름(810)으로 유도되고, 임의 형상의 구역(814)에서 필름을 선택적으로 가열하여 이 구역을 제1 구역(812)과 구별하기 위하여 경로(816)를 따라 출발점(816a)에서 종료점(816b)으로 제어된 속도로 스캐닝된다. 도 8b 및 8c도 유사하다. 도 8b에서, 광 빔은 광학 필름(820)으로 유도되고, 직사각형-형 구역(824)에서 필름을 선택적으로 가열하여 이 구역을 이웃한 제1 구역(822)과 구별하기 위하여 경로(826)를 따라 출발점(826a)으로부터 제어된 속도로 스캐닝된다. 도 8c에서, 광 빔은 광학 필름(830)으로 유도되고, 직사각형-형 구역(834)에서 필름을 선택적으로 가열하여 이 구역을 이웃한 제1 구역(832)과 구별하기 위하여 불연속 경로(836-842) 등을 따라 제어된 속도로 스캐닝된다. 도 8a 내지 도 8c 각각에서, 가열은 제1 구역에서의 재료 또는 상의 복굴절을 유지하면서 제2 구역에서 블렌드된 층의 적어도 하나의 내부 재료 또는 상의 복굴절을 감소 또는 제거하기에 충분하다. 일부 경우에, 가열은 또한 제2 구역에 대한 임의의 선택적 압력 인가 없이 제2 구역에서 블렌드된 층의 개별 상의 구조적 일체성(블렌드 모폴로지)를 유지하면서 달성될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 어떻게 광학 필름의 흡수율이 최적의 국소화된 가열을 제공하도록 맞추어질 수 있거나 또는 맞춤구성되어야 하는지에 대한 주제를 다룬다. 도 9a 및 9b의 그래프는 방사 광 빔이 필름을 통과함에 따라 광 빔의 깊이 또는 위치를 나타내는 동일 수평 스케일 상에 플롯된다. 깊이 0%는 필름의 전방 표면에 해당하고 깊이100%는 필름의 후방 표면에 해당한다. 도 9a는 방사 빔의 상대 강도 I/I0을 수직 축을 따라 플롯한 것이다. 도 9b는 필름 내의 각각의 깊이에서 (방사 빔의 선택된 파장 또는 파장 대역에서의) 국소 흡수 계수를 플롯한 것이다.
각각의 도에는 3개의 상이한 광학 필름 실시 형태에 대한 3개의 곡선이 플롯되어 있다. 실시 형태 각각은 중간 층(영역(915b)에 해당됨)이 적어도 제1 및 제2 개별 상을 갖는 블렌드된 특성을 가지며 외부 층(영역(915a, 915c)에 해당됨)이 균일한 조성물, 예를 들어, 저 탁도 광 투과성 중합체 재료로 구성되는 3-층 구성을 가정한다. 제1 실시 형태에서, 필름은 유도 광 빔의 파장에서 그 두께 전체에 걸쳐 흡수가 실질적으로 균일하고 적다. 이 실시 형태는 도 9a에서 곡선(910)으로, 도 9b에서 곡선(920)으로 플롯되어 있다. 제2 실시 형태에서, 필름은 그 두께 전체에 걸쳐 흡수가 실질적으로 균일하고 많다. 이 실시 형태는 도 9a에서 곡선(912)으로, 도 9b에서 곡선(922)으로 플롯되어 있다. 제3 실시 형태에서, 필름은 그 두께의 영역 (915a, 915c)에 걸쳐서는 흡수가 비교적 적으나 그 두께의 영역(915b)에서는 흡수가 더 크거나 중간 정도이다.
제1 실시 형태는 많은 상황에서 너무 작은 흡수 계수를 갖는다. 유도 광 빔은 곡선(910)의 일정한 기울기로 나타낸 바와 같이 깊이 함수로 균일하게 흡수되지만(이는 일부 경우에는 바람직할 수 있음), 깊이 100%에서 곡선(910)의 높은 값으로 나타낸 바와 같이 실제로는 광이 거의 흡수되지 않으며, 이는 유도 광 빔의 상당 부분이 낭비된다는 것을 의미한다. 그럼에도 불구하고, 일부 경우에는 이 제1 실시 형태가 일부 필름의 처리에 여전히 아주 유용할 수 있다. 제2 실시 형태는 많은 상황에서 너무 큰 흡수 계수를 갖는다. 유도 광 빔은 거의 전부 흡수되어 낭비되는 것이 없지만, 흡수율이 높기 때문에 필름의 전방 표면에 흡수되는 광량이 지나치게 많아져서 필름의 표면이 손상을 입을 수가 있다. 흡수율이 너무 높으면, 필름의 전방 표면 또는 그 가까이에 있는 블렌드된 층의 일부에 손상을 입히지 않고 블렌드된 층의 내부 부분에 적당한 양의 열이 전달될 수 없다. 제3 실시 형태는 예를 들어, 필름의 블렌드된 층에, 예를 들어, 블렌드된 층의 단지 제1 상(예를 들어, 연속 상), 또는 블렌드된 층의 단지 제2 상(예를 들어, 분산 상), 또는 제1 및 제2 상 모두에 선택적으로 흡수제를 포함시킴으로써 달성될 수 있는 불균일 흡수율 프로파일을 이용한다. (국소 흡수 계수에 따라 제어되는) 흡수율의 레벨은 바람직하게는, 유도 광 빔 중 적당 양이 필름의 조정된 흡수 영역(915b)에 흡수될 수 있을 정도의 적당한 레벨로 설정되나, 이 흡수율은 영역(915b)의 입사 단부에 그 마주보는 단부에 비해 지나치게 많은 양의 열이 전달될 정도로는 높지 않다. 많은 경우에, 흡수 영역(915b)에서의 흡수율은 여전히 상당히 작으며, 예를 들어, 그 영역에서의 상대 강도 프로파일(914)은 다른 영역(915a, 915c)들보다 더 가파른 기울기를 가진 직선으로 보일 수 있다. 추가로 후술하겠지만, 흡수의 적정 여부는 원하는 효과를 달성하기 위해 입력 유도 광빔의 출력 세기 및 지속 기간과 흡수율 간에 균형을 맞추는 것에 따라 결정된다.
제3 실시 형태의 예시적인 예에서, 광학 필름은 2개의 두꺼운 스킨 층과 이들 사이에 하나의 블렌드된 층을 갖는 구성을 가질 수 있으며, 블렌드된 층은 제1 및 제2 개별 상으로 구성되는 단지 2개의 중합체 재료(A, B)만으로 구성될 수 있다. 중합체 재료(A)에는 그 흡수율을 적당한 수준으로 증가시키는 흡수제가 포함되지만 중합체 재료(B)에는 흡수제가 포함되지 않는다. 양 재료(A, B)는 블렌드된 층 내의 개별 상으로서 제공되지만, 스킨층은 단지 중합체(B)로만 구성된다. 이러한 구성은 약한 흡수성 재료(B)를 사용하기 때문에 필름의 외부 표면, 즉, 스킨 층의 흡수율이 작을 것이다. 이 구성은 (더 약한 흡수성 재료(B)와 함께) 그 층 내에 더 강한 흡수성 재료(A)를 사용하기 때문에 블렌드된 층의 흡수율이 더 클 것이다. 이러한 배열은 외부 표면 층이 아닌 필름의 내부 층에, 특히 내부 블렌드된 층에 우선적으로 열을 전달하기 위하여 사용할 수 있다. 특히, 내부 층이 적어도 하나의 상 내에서 복굴절의 감소에 의해 변경되면서 적어도 이들 층의 외부 표면이 본질적으로 변화하지 않은 상태로 유지하는 조건이 존재할 수 있다. 게다가, 이들 외부 층은 전체 필름 일체성을 유지시킬 수 있으며, 방사 가열 공정 동안에 내부 층 또는 층들의 드루핑(drooping), 링클링(wrinkling), 또는 박막화를 견딜 수 있거나(예를 들어, 수축을 견딤으로써), 또는 표면의 조화(roughening)를 견딜 수 있다. 부차적 변형예에서, 흡수제는 블렌드 층 내에 공급된 주어진 중합체(예를 들어, 중합체 "A")에 포함될 수 있지만 스킨 층에 공급된 매우 동일한 중합체에는 포함되지 않을 수 있다. 적당하게 설비를 이용하면 블렌드된 층은 셋 이상의 상이한 유형의 중합체 재료(A, B, C,...)를 포함할 수 있으며, 필름의 선택된 내부 부분에 열을 전달하기 위해 매우 다양한 상이한 흡수율 프로파일을 제공하도록 재료들 중 하나, 일부 또는 모두에 흡수제가 포함될 수 있음에 유의한다.
이 제3 실시 형태의 추가 예에서, 스킨 층은 블렌드 층을 포함할 수 있고, 코어 층은 광 투과성인 촉진 층일 수 있다. 촉진 층은 또한 흡수제가 로딩될 수 있다. 일부 조건 하에서, 방사 빔으로 촉진 층을 가열할 수 있으며, 그 뒤 선택된 가열을 달성하기 위해 촉진 층으로부터 블렌드 층으로 열 확산을 허용할 수 있다. 촉진 층이 너무 많이 가열되지 않는 경우, 열 확산의 온도 전선(temperature front)은 일부 경우에 블렌드 층의 외부 표면에 상당한 영향을 미치기 전에 유효 임계값(effective threshold) 미만으로 떨어질 수 있다. 일부 경우에, 촉진 층은 블렌드 층의 적어도 하나의 연속 상보다 상당히 높은 용융점을 가질 수 있다. 이 경우에, 촉진 층의 재료를 용융시키지 않고 빔으로 촉진 층을 가열시킬 수 있으며, 그 뒤 블렌드 층의 적어도 일부에서 복굴절의 감소 및 선택적 가열을 달성하기 위해 촉진 층으로부터 블렌드 층으로 열 확산이 허용될 수 있다. 이 방식으로, 촉진 층은 전체 필름 일체성을 유지시킬 수 있으며, 선택적 가열 공정 동안에 필름의 드루핑, 링클링, 및/또는 박막화를 견딜 수 있다. 게다가, 표면 조화가 선택적 가열 동안에 최외부 표면을 충분히 냉각된 상태로 유지시킴으로써 최소화될 수 있거나 또는 제거될 수 있다.
제3 실시 형태의 추가 상술에서, 교번 블렌드 및 촉진 층을 갖는 다층 구성이 사용될 수 있다. 촉진 층은 흡수제가 로딩될 수 있다. 블렌드 층은 또한 흡수제로 로딩될 수 있으며, 일부 경우에 촉진 층보다 작은 농도 또는 중량 퍼센트로 로딩될 수 있다. 최외부 스킨 층은 흡수제가 없는 블렌드 층 또는 비-광학 스킨 층일 수 있다. 스킨 층은 이 경우에 임의의 개별 내부 블렌드 층보다 더 두꺼울 수 있다. 촉진 층이 제1 상태로부터 제2 상태로 블렌드의 변환을 위해 온도 임계치를 가로지르기에 적절히 충분하게 가열될 때, 그 뒤 이는 열 확산 전선이 이 임계치 초과로 외부 블렌드 스킨 층의 표면을 상승시키기에 불충분할 것임을 따른다. 필름의 두께를 통한 선택적 가열을 달성하기 위해 촉진 층으로부터 열 전선의 사용은 또한 산란이 제1 구역으로부터 제2 구역으로 증가될 때 특히 유리할 수 있다. 층이 충분히 두껍고 에너지가 신속히 충분하게 유입되는 경우, 열 증가는 방사 빔의 실제 인가 동안에 촉진 층 내에 더욱 포함될 수 있다. 열 확산은 그 뒤 방사 에너지의 인가가 선택된 평면내 위치에서 완료된 이후에 선택적 가열을 달성한다. 물론, 열 확산은 또한 평면을 가로질러 제1 구역과 제2 구역 사이에서 전이를 펼칠 것이다. 일부 경우에, 평면내 전이 길이의 증가는 구성 내에서 개별 블렌드 층의 두께와 대략 동일한 치수로 유지될 수 있다.
이들 다양한 예에서, 구성 및 처리 설계 특징부는 인가된 방사 빔의 강도, 빔 형상 및 지속기간뿐만 아니라 내부 흡수성 층에 대한 외부 층의 두께, 다양한 층 내에서 흡수제의 상대 밀도, 열 용량, 열 확산도, 농도 및 흡수 계수를 포함한다. 예를 들어, 흡수성 촉진 층을 사용하는 계획에서, 이들은 열 전선 내에서 필요한 에너지를 전달하기 위해 충분한 열 용량을 가져야 한다. 게다가, 필름에 전달된 에너지의 총 양은 필름의 최외부 표면에서 원하는 효과를 달성하기 위하여 충분히 작아야 한다. 흡수제의 상이한 로딩(농도)을 갖는 다수 및 인접한 촉진 층은 또한 방사 에너지의 인가 동안에 그리고 인가 이후에 열 확산 전선을 조종하기 위하여 사용될 수 있다.
블렌드 층 내에서 흡수제 자체의 분산 및 배치가 또한 간주되어야 한다. 많은 경우에, 복굴절이 감소되는 상 내로 흡수제를 로딩하는 것이 선호될 수 있다. 이 방식으로, 열 분포는 더욱 균일할 수 있으며, 복굴절 감소를 위한 임계치가 더욱 명확히 정해진다. 다른 한편, 상 내에서 분산의 질도 또한 중요할 수 있다. 흡수제와 같은 혼화성 염료의 경우에, 상이 충분히 작다면 더 큰 혼화성을 갖는 재료 내로 흡수제를 로딩하는 것이 선호될 수 있다. 흡수제는 또한 하나의 상으로부터 그 외의 다른 상으로 또는 상 경계 내로 블렌드의 유동 공정에서 적어도 일부가 이동할 수 있다. 물리적 분산이 또한 하나 또는 그 외의 다른 상 재료 내에 더 적절하게 형성될 수 있다. 흡수제가 입자 또는 응집물과 같이 적어도 일부 존재할 때, 일반적으로 더 작은 입자 크기를 갖는 것이 선호되며 이에 따라 흡수제는 주변 중합체 재료에 대해 과열되지 않아서 중합체의 열화 또는 그 외의 다른 암화(darkening) 또는 소위 "마킹"이 야기된다. 5 미크론, 2 미크론, 1 미크론, 0.5 미크론 또는 0.5 미크론 미만의 평균 입자 크기가 선호될 수 있다. 예를 들어, 재료를 압출기 내로 유입하기 전에 소위 "마스터배치(masterbatch)"를 형성하기 위하여 원하는 중합체 재료 내로 흡수제를 사전-혼합하는 것이 대개 유리하다. 흡수제는 밀링될 수 있거나 또는 이와는 달리 첨가 전에 그라인딩될 수 있다. 일부 경우에, 흡수제는 흡수제가 중합됨에 따라 수지 내로 포함될 수 있다.
광학 필름에 사용되는 다양한 천연 재료의 고유 흡수 특성을 사용하여 전술한 실시 형태의 그것과 유사한 흡수 프로파일이 얻어질 수 있다. 따라서, 필름 구성은 필름의 다양한 층들 또는 상들 간에 상이한 흡수 특성을 갖는 상이한 재료를 포함할 수 있고, 이들 다양한 층들 또는 상들은 필름 형성(즉, 압출 및 배향 기계에 의한) 중에 함께 형성될 수 있거나, 또는 예를 들어 라미네이션에 의해 후에 결합된 개별 전구체 필름으로 형성될 수 있다.
이제 전술한 교시 및 개시의 양태를 반복하고 윤색한다.
전술한 개시는 특히 그 초기 제조 후에 비접촉, 방사 수단에 의해 변화될 수 있는 "기록가능한(write-able)" 확산 반사성 광학 필름을 기재하는 것으로 간주될 수 있다. 확산 반사성 광학 필름은 블렌드된 층의 개별 제1 및 제2 상을 형성하는 적어도 두 재료를 포함할 수 있고, 뿐만 아니라 본 논의의 목적을 위해 그 외의 다른 2개의 재료들 중 어느 하나 또는 둘 모두에 분산된 제3 재료로서 언급될 수 있는 흡수제를 선택적으로 포함한다. 또한, 이들 재료 내의 복굴절을 감소시키거나 또는 제거하기 위해 부분 또는 전체적으로 제1 및 제2 상들 중 적어도 하나(흡수제를 함유할 수 있는 하나 또는 둘 모두)를 선택적으로 용융하고 배향해제시키도록 특정화된 스펙트럼 대역의 유도 방사선 에너지 처리를 사용하는 공정을 개시한다. 처리는 필름 평면을 가로질러 선택된 공간 위치에 적용된다. 또한, 처리 후에 공간적으로 맞춤구성된 광학적 변동이 생긴 최종 완성된 광학 필름 그 자체도 개시된다. 개시된 필름은 원래 균일하게 주조 및 인발된 광학체가 주어진 응용의 개별 요건에 부합하도록 공간적으로 맞춤구성되는 비지니스 공정에 이용될 수 있다.
특별한 관심 있는 일 양태는 펄스식 IR 레이저원 또는 그 외의 다른 적합한 고 방사 광원에 의한 후속 처리에 의해 그 외의 다른 내부 또는 표면 층을 비교적 변화되지 않은 상태로 두면서 선택된 내부 광학 재료(예를 들어, 블렌드된 층의 주어진 상)의 복굴절을 선택적으로 제거함으로써, 예를 들어 근-IR 흡수 염료 또는 그 외의 다른 흡수제를 함유한 확산 반사성 광학 필름의 제어된 공간 패터닝이다.
초기 또는 제1 확산 반사성 특성과 다른 제2 확산 반사성 특성을 제공하기 위해 필름 중 하나 이상의 구역에서 필름의 내부 재료들 중 적어도 일부의 복굴절성이 감소될 수 있는, 여기서 개시된 필름(선택적 열처리 전의 필름과 선택적 열처리 후의 필름 모두 해당)은 STOF(Spatially Tailored Optical Films)라고 부를 수 있다.
이러한 필름, 방법 및 비지니스 공정은 공간적으로 조절된 레벨의 배향을 필요로 하는 응용에 일반적으로 이용될 수 있다. 관심 대상 분야의 예로는 디스플레이, 장식 및 보안 응용 분야를 들 수 있다. 복수의 분야에 중복되는 응용도 있을 수 있다. 예를 들어, 일부 용품은 여기서 개시된 내부 패터닝된 필름을 예컨대 표지 형태의 종래의 패터닝을 포함하는 필름, 기판 또는 다른 층과 조합하여 포함할 수 있다. 생성된 용품은 보안 응용에 이용될 수 있으나, 그 변형은 장식용으로 생각할 수도 있다. 선택적으로 이러한 용품을 열처리하면 내부 패터닝된 필름의 설계에 따라서 다른 필름의 종래의 패터닝 부분을 (반사율을 증가시킴으로써) 선택적으로 차단하거나 (반사율을 감소시킴으로써) 노출시키는 내부 패터닝된 필름 내의 구역들을 생성할 수 있다.
STOF 필름 및 용품은 매우 다양한 디스플레이 및 예컨대, 백라이트, 신호, 조명 기구, 채널 레터(channel letter), 광 유도 및 광 파이핑 시스템 등과 같은 그 외의 다른 연장된 영역 광전자 장치에서 사용될 수 있다. 이러한 장치는 편광되거나 또는 비편광된 광을 방출할 수 있다. 이러한 장치는 백색 광, 즉 통상의 관측자가 명목상 백색으로 인식하는 광, 또는 백색 이외의 특정 색상의 광을 방출할 수 있다. 이러한 장치는 예를 들어, 액정의 어레이, 유기 발광 장치(OLED), 및/또는 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 이러한 장치는 3-차원 디스플레이, 예를 들어, 스테레오스코픽 디스플레이(stereoscopic display)일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 이러한 장치는 투과형 디스플레이, 반사형 디스플레이 및/또는 반투과형 디스플레이일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 이러한 장치는 에지-형 디스플레이(edge-lit display) 및/또는 직하-형 디스플레이(direct-lit display)를 포함할 수 있다.
더욱이 보안 응용과 관련해서는, 개시된 필름은 신분증, 운전 면허증, 여권, 출입증, 금융 거래 카드(신용카드, 직불카드, 선불카드 등), 브랜드 보호 또는 식별 라벨 등을 포함한 다양한 보안 구성에 이용될 수 있다. 필름은 보안 구성의 그 외의 다른 층 또는 부분들에 내부 또는 외부 층으로서 박층 또는 접착될 수 있다. 필름이 패치로서 포함될 때, 이는 카드, 페이지 또는 라벨의 주 표면의 일부만을 덮을 수 있다. 일부 경우에는, 필름을 보안 구성의 베이스 기판 또는 전용요소로서 이용할 수 있다. 필름은 홀로그램, 프린트된 이미지(음각, 오프셋, 바코드 등), 역반사 피처, UV 또는 IR 활성 이미지 등과 같이 보안 구성에서 다양한 피처들 중 하나로서 포함될 수 있다. 일부 경우에는, 개시된 필름은 이들 다른 본안 피처들과 조합하여 적층될 수 있다. 필름은 보안 구성에 대해 개인화 피처, 예를 들어, 서명, 이미지, 개별 코드 번호 등을 제공하는데 이용될 수 있다. 개인화 피처는 제조업자 태그, 로트 검증 태그, 조작 방지 코딩 등의 경우에서와 같이 개인 서류 소지자나 특정 제품 실체에 관계될 수 있다. 개인화 피처는 라인 또는 도트 패턴을 포함하는 다양한 스캐닝 패턴으로 만들어질 수 있다.
기록가능한 필름은 보안 구성에 대해 명백한(예를 들어, 통상의 관측자에게 선명하게 보일 수 있음) 그리고 은밀한 보안 특징부 모두를 제공할 수 있다. 예를 들어, 기록가능한 확산 반사성 편광기 층은 편광 분석기를 통해 볼 수 있는 은밀한 특징부, 예를 들어, 분석기의 편광 상태에 따라 사라지는 특징부를 제공할 수 있다.
개시된 기록가능한 확산 반사성 필름을 사용하여 제조할 수 있는 추가 유용한 용품은 매우 다양한 신원확인 문서(ID 문서)를 포함한다. 용어 "ID 문서"는 폭 넓게 정의되고, 여권, 운전 면허증, 주민등록증, 사회 보장 카드, 선거인 등록 및/또는 신원확인 카드, 출생 증명서, 경찰 ID 카드, 국경 통과 카드, 비밀 취급 배지(security clearance badge), 보안 카드, 비자, 이민 문서 및 카드, 총기 허가증, 멤버쉽 카드, 폰 카드, 가액 저장 카드(stored value card), 피고용자 배지, 직불 카드, 신용 카드, 및 상품권 및 카드를 포함하지만 이로 한정되지 않는 것으로 의도된다. ID 문서는 또한 종종 "보안 문서"로 지칭된다. 본 개시의 용품은 ID 문서일 수 있거나 또는 ID 문서의 일부일 수 있다. 개시된 패터닝가능한 필름을 사용하여 제조할 수 있는 그 외의 다른 유용한 용품에는 예를 들어, 통화, 은행권, 수표, 및 주권(여기서 아이템의 진본성이 위조 또는 사기 행위를 방지하기 위해 중요함)과 같은 가치의 아이템 및 색상 이미지를 포함하는 용품뿐만 아니라 제품 태그, 제품 패키징, 라벨, 차트, 맵 등에 정보적, 장식적, 또는 인식가능한 마크 또는 표지를 생성하기 위해 사용될 수 있는 용품이 포함된다.
개시된 기록가능한 확산 반사성 필름을 이용할 수 있는 더 유용한 용품에는 여권, ID 배지, 업무 통과증, 어퍼니티 카드(affinity card), 확인 및 인증을 위한 제품 확인 포맷 및 광고 촉진, 브랜드 향상 이미지, 경찰, 소방차 또는 그 외의 다른 비상 차량용 문양과 같은 그래픽 응용에서 확인 표시 이미지; 키오스크(kiosk), 야간 신호 및 자동차 대시보드 디스플레이와 같은 그래픽 응용의 정보 표시 이미지; 및 명함, 행-택(hang-tag), 예술품, 신발 및 병 제품과 같은 제품에 대한 복합 이미지의 이용을 통한 신규성 개선이 포함된다.
게다가, 보안 응용을 위해 본 명세서에 기재된 많은 특징부들이 장식적 응용을 위해서도 마찬가지로 유용하다. 예를 들어, 개인화된 로고가 따라서 소비 용품에 내장될 수 있다.
위에서 라미네이트 구성이 언급되었지만, 이것들, 및 상이한 광학 특성을 갖는 또 다른 필름 또는 기재와 일부 방식으로 결합되거나 또는 조합되는 본 명세서에 개시된 바와 같은 확산 STOF-유형 필름을 포함한 그 외의 다른 유형의 광학체가 추가로 논의될 만하다. 일부 경우에, "또 다른 필름 또는 기재"는 예컨대, 흡수성 편광기, 유색 광 투과성 필름(예를 들어, 염색된 단일 층 중합체), 지연 필름, 유리 플레이트, 백색 또는 유색 카드스톡 등 및 이의 조합과 같은, 다른 종래의 광학 필름 또는 기재일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 일부 경우에, "또 다른 필름 또는 기재"는 또한 또는 대안으로, 전자기 스펙트럼의 선택된 부분에 걸쳐서 광을 반사하기 위해 조정된 마이크로층의 하나 이상의 패킷을 갖는, 편광기, 미러, 윈도우, 또는 이들의 조합이든 간에, 다층 광학 필름일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다.
개시된 필름 및 광학체는 관심 있는 선택된 응용에 대해 광학체에 의해 통상적으로 변환된 스펙트럼 대역 밖에 있을 수 있는 선택된 스펙트럼 범위에서 방사 처리될 수 있다. 방사 처리는 선택된 스펙트럼 대역의 충분한 강도를 가진 광을 필름의 선택된 위치에 집중시킬 수 있는 임의의 여러 가지 수단에 의해 달성될 수 있다. 방사 처리에 특히 적당한 수단은 펄스형 레이저이다. 이는 증폭 펄스형 레이저일 수 있다. 일부 상황에서는 이 레이저는 파장 조정이 가능하다. 예를 들어, 가시광선 대역에서 반사성을 갖는 광학 필름은 근 IR에서, 또는 중합체가 거기에서 특별히 흡수성을 갖는 경우가 아니라면 근 UV에서 흡수제를 가질 수 있다. 바람직하게는, 그 필릉은 반사가 충분히 작다면 처리가 가능할 수는 있지만 유도 방사선 에너지에 대해 선택된 입사각에 대한 유도 방사선 에너지를 반사하지 않아야 한다. 레이저로부터의 방사 에너지는 빈번히 실질적으로 편광된다. 전술된 바와 같이, 에너지 손실을 최소화하고 필름의 내부 부분에 에너지 전달을 최대화하기 위하여 광학 필름의 확산 반사율의 최소와 일치되는 편광 및 각도로 충돌하는 빔을 배향하는 것이 유용할 수 있다.
필름의 두께를 통한 흡수 방사 에너지와 그 두께를 통한 도출된 열 펄스의 관리는 본 발명의 내용의 일 양태이다. 블렌드된 층 내의 하나 이상의 재료 또는 상의 감소된 또는 제거된 복굴절을 유발하는 제어된 용융은 균일한 효과를 보장하기 위해 유도 방사선의 알맞게 낮은 수준의 흡수를 요구한다. 처리된 층(들)의 재료는 타임 펄스나 열 견지에서 지나친 이온화나 열 분해가 생길 수 있는 과열이 일어나지 말아야 한다. 예를 들어, 순수 열용량 구동 상황을 고려한다면, 섭씨 25도에서 원하는 섭씨 300도로 되는 재료는 섭씨 275도까지 가열된다. 만일 선택된 층이 유도 방사선의 10%를 흡수한다면, 그 뒤 유도 방사선 소스에 가장 가까운 전방 부분은 후방 부분이 원하는 섭씨 300도까지 가열되도록 섭씨 약 330도까지 가열될 필요가 있다. 필름 중 가장 고온 부분과 해로운 온도 또는 이온화 상태 간에는 충분한 헤드룸이 유지되어야 한다. 두께를 통한 온도 제어는 예를 들어, 과열 방지를 위해 하나의 재료만으로부터 복굴절성을 선택적으로 제거하는 것이 중요할 수 있다. 일부 경우에는 예열이 필요할 수 있다. 이 처리의 효율은 레이저 에너지 관점에서 보면 레이저 노광 전과 도중에 필름을 예열함으로써 증가될 수 있다. 필름의 예열 온도는 실온 위이어야 하지만, 블렌드된 층에 사용되는 중합체에 대한 용융 온도 아래이어야 한다. 통상적으로, 필름이 그 두께 전체에 걸쳐 예열되면, 동일 레벨의 열 헤드룸에 대해 더 많은 양의 유도 방사선이 흡수될 수 있다. 예를 들어, 섭씨 200도의 선택된 필름의 후방 표면부가 섭씨 100도 차이가 나는 섭씨 300도로 가열되면, 빔의 입사 에너지의 약 10%가 흡수된다면 전방 표면부는 오직 섭씨 310도로 과열될 것이다. 이 경우에, 선택된 영역은 유도 방사선의 약 23%까지 흡수하게 되고, 따라서 다시 전방 표면부에 대해서는 온도가 섭씨 130도 상승하여 섭씨 약 330도로 가열되고 후방 표면부에 대해서는 섭씨 100도 상승하여 다시 원하는 섭씨 300도에 도달하게 된다. 예열량은 냉각 중에 선택된 영역을 넘어서 심각한 용융을 초래할 수 있은 열 펄스의 유실(wash-out)을 방지하도록 제어될 필요가 있을 수 있다. 일반적으로 예열 온도가 높을수록 필름 두께의 나머지는 더 용융되기 쉽다. 이들 비선택 부분은 열 펄스가 확산됨에 따라 용용되기 쉬워질 수 있다. 유도 방사선에 의해 유도되는 최대 온도, 다양한 층 두께를 가진 필름 구성의 측면성(sideness), 필름을 통한 예열 경사, 및 유도 방사선의 경로는 모두 함께 필름 및 공정을 최적화하는데 고려될 필요가 있다. 실제에 있어서 열 관리는 훨씬 더 복잡한데, 그 이유는 충분한 에너지가 바람직하게는 재료를 그 용융 범위 내로 상승시키는 것 뿐만 아니라 실제로 그 용융을 일으키도록 흡수되기 때문이다. 유도 방사선의 에너지 펄스(들)의 관리는, 용융이 실제로 일어날 수 있는 것과, 예컨대 광학 필름의 또 다른 블렌드된 층 내에서 복굴절성 재료 또는 상을 용융시키지 않고 하나의 블렌드된 층 내에서 복굴절성 재료 또는 상을 용융시키기 위해, 원하지 않는 용융을 막도록 열파(thermal wave)가 두께-축 또는 z-축을 따라 적절히 포함되는 것을 보장하기 위해서 시간 인자를 포함하여야 한다. 특히, 펄스 계열과 지속기간은 주의깊게 조절되어야 할 필요가 있을 수 있다.
(레이저 공급원이 선택적 가열에 이용되는 경우에) 레이저 공급원의 출력, 스캔 속도 및 빔 형상과 염료 첨가(또는 실제로 흡수제가 사용되는 경우에는 다른 흡수제의 첨가)는 조합되어서 단열 상태에서 필름의 처리 영역에 전달되는 유효 에너지를 제공한다. 열 상태는 일반적으로 실제로는 단열적이지 않지만, 필름 구성의 사양, 배경 온도, 그리고 관련 재료의 다양한 열용량, 용해열 및 용융점에 대한 지식을 갖고서 단열 상태를 가정하여 변환에 필요한 에너지를 결정함으로써 대략적인 레이저 처리 상태를 추정할 수 있다. IR 흡수제 또는 다른 흡수제의 분산은 염료 용해도 한계 및 용해 메커니즘과 함께 중요한 고려사항일 수 있다. 미용해 염료와 안료의 경우에는 입자 크기와 형상 분포가 중요할 수 있다. 예를 들어, 흡수 입자의 크기가 지나치게 크면 그 주변 필름 매트릭스에 비해 과열되어 분해, 주름, 부풀음(blistering), 탈층 또는 기타 손상과 같은 필름 결함을 야기할 수 있다. 또한 표면, 묻혀진 먼지 및 그와 유사한 입자 물질도 임의의 또는 예상치 못한 결함을 야기할 수 있기 때문에 필름 청결도 중요할 수 있다. 다른 고려사항은 레이저 공급원의 빔 형상 및 주파수(펄스형 소스가 사용되는 경우에), 스캐닝 패턴, 필름의 적층(예를 들면, 접착제 또는 다른 수단을 이용하는 것과 같이 라미네이션에 의해 카드나 다른 기판의 상부에), 및 열 전달(예를 들면 필름으로부터 열 전달 계수 및 내부에서 다양한 열 전도성에 의해 제어됨으로서 등)을 포함한다.
필름 면에 걸친 흡수된 방사 에너지의 관리도 원하는 공간적 피처를 보장하는데 중요할 수 있다. 빔 크기와 초점도 중요한 공정 제어 요소일 수 있다. 일부 경우에는, 필름을 그 최소 크기에 빔 초점이 맞추어지는 위치에 배치하는 것이 바람직할 수 있고, 다른 일부 경우에는 필름이 의도적으로 빔 초점이 원하는 량만큼 벗어나는 위치에 배치될 수 있다. 필름 스캐닝 방식과 영역의 처리 중에 유도 광 빔 경로가 얼마나 빠르게 겹치거나 스스로 턴온할 수 있는지에 따라서 표면 조도, 평탄도, 탁도, 주름, 및 기타 다른 현상을 변경할 수 있다. 전술한 필름 예열과 관련하여, 현재 조사되고 있는 필름의 일부가 최근 조사되었던 필름의 일부에 가까이 있어 레이저 자체에 의해 제공된 열이 현재 조사되고 있는 필름의 일부를 예열하는 것으로 생각될 수 있도록 빔이 제어될 수 있다. 이는 예를 들어, 빔이 제1 경로를 따라 스캐닝되고, 그 후 곧 바로(제1 경로를 따라 이 경로에 가까이에 있는 필름의 일부가 계속 상승된 온도에 유지되고 있는 동안에) 제1 경로에 인접하거나 이에 약간 중첩된 제2 경로를 따라 스캐닝되는 경우에 발생할 수 있다.
유도 방사선의 지속기간과 같은 시간 관련 양태도 중요할 수 있다. 비교적 짧은 펄스 동작이 종종 유리하다는 것을 알았다. 예를 들어, 일부 통상적인 경우에, 레이저 노광의 지속기간에 따라 결정되는 가열 시간은 10 나노초 내지 10 밀리초의 범위에 있는 것이 바람직하다는 것을 알았다. 상부 노광 지속기간은 주어진 응용에 대해 용인될 수 있는 두께를 통한 필름의 다른 부분으로의 열 확산량의 함수이다. 지속기간이 짧을수록 대상의 원하는 필름 영역으로의 에너지 전달 밀도가 더 높다. 예를 들어, 원하는 패킷 내에 대부분 포함된 순간적인 열 펄스를 설정하는 것이 가능할 수 있다. 열 확산의 세부 사항은 재료, 특정 재료 배향 상태에서의 이방성 열전도율, 밀도, 열용량, 대상 영역의 두께, 빔 지속기간 등의 함수이다. 예시적인 실시 형태에서, 블렌드된 층에 의해 흡수되는 에너지의 강도와 지속기간은 블렌드된 층 내의 적어도 하나의 개별 상을 용융시키기에는 충분하지만 필름의 구성요소들을 증발, 상당한 화학적 변경, 또는 용제시키기에는 충분치 않다.
레이저 노출이 제2 구역의 재료 상의 복굴절을 변경시키게 하기 위해, 높은 강도(높은 출력/단위 면적) 및 높은 에너지 밀도 둘 모두가 바람직하지만, 반드시 필요하지는 않다. 이들 특성들에 따라서 블렌드된 층의 재료에 의한 유도 방사선의 흡수에 의해 발생된 상당량의 열이 처리에 필요한 시간을 줄임으로써 블렌드된 층에 머무르게 될 수 있다. 열 확산은 층의 에너지 농도를 감소시키며, 따라서 공정의 효율을 감소시킬 수 있다. 이와 관련하여, 단지 소량의 열만이 제1 (미처리된) 구역으로 측방향으로 또는 (처리된) 제2 구역 내에서 필름의 그 외의 다른 층으로 블렌드된 층의 외부로 소산되는 것이 종종 바람직하다. 열이 제2 구역의 흡수 층 또는 층들 외부로 더욱 많이 소산될수록, 단지 제2 구역의 필름의 두께의 일부만을 가열하기를 원하는 이들 경우에 공정의 효율이 저하된다.
또한, 냉각 방식도 주의깊게 고려될 필요가 있을 수 있다. 일부 경우에는 급속 냉각이 유용할 수 있다. 예를 들어, 급속 냉각은 예를 들어, 냉각 공정 동안에 하나 이상의 상의 재-결정화에 의해 필름의 헤이징(hazing)을 방지할 수 있다. 필름의 일 측면 또는 양 측면으로부터의 냉각이 바람직할 수 있다. 또 다른 중요한 양태는 블렌드 층으로 공-압출되거나, 또는 예를 들어, 처리 동안에 그리고 바로 직후에 열 확산 전선을 위한 열 싱크로서 그리고 효과적인 지지부를 제공하기 위하여 압력 및/또는 접착성 라미네이션에 의해 필름 구성에 추후에 첨가되는 추가 층의 사용일 수 있다. 일부 경우에, 이들 추가 층은 중합체 카드의 일부, 예를 들어, 보안 용품의 일부일 수 있다. 게다가, 이들 추가 층은 전체 필름 일체성을 유지시키는데 도움이 될 수 있으며, 방사 가열 공정 동안 그리고 이후에 블렌드 층 또는 층들의 드루핑, 링클링, 또는 박막화를 견딜 수 있거나(예를 들어, 수축을 견딤으로써), 또는 외부 표면의 조화를 견딜 수 있다.
또한 유도 방사선의 적당히 낮은 수준의 흡수가 최종 수요자 응용에 중요할 수 있다. 환경적 노광이 필름을 과도하게 과열시키지 않는 것이 바람직하다. 특히, 근 IR 흡수는 직사 일광에 노출시 필름 가열을 초래할 수 있다. 바람직하게는, 예상 플럭스는 필름 온도를 과도하게 증가시키지 않는다. 예를 들어, 시스템 온도를 정상 사용 중인 필름의 유리 전이 온도 미만으로 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 에너지 흡수량은 주어진 예열량과의 필요한 온도차를 얻기 위해 펄스로부터 포착되어야 하는 에너지량에 어느 정도 관계가 있다.
따라서 시스템에서 원하는 흡수는 색상, 계조 또는 환경적 방사 흡수와 같은 최종 수요자의 우려를 최소화하면서 플럭스 레벨, 열 확산(유실), 예열 및 냉각 간의 균형을 맞추면서 최적화될 수 있다.
필름의 기능층들 또는 영역들 사이에 에너지 흡수 버퍼층들 또는 영역들을 구비하는 것이 유용할 수 있다. 이들 버퍼 영역은 필름의 다른 기능 영역이 열 확산(유실)을 통해 가열되는 것을 방지하면서 가열되고 심지어는 부분적으로 또는 그 전부가 용융될 수 있다. 일 예에서, 이 버퍼 영역은 블렌드된 층에 사용된 것과 유사하거나 또는 이와 상이한 재료의 블렌드된 층들 간의 층일 수 있다. 또 다른 예로서, 저용융 온도 재료는 고용융 온도 재료의 기능 층들 간의 "열속도 범프"로서 사용될 수 있다.
중합체 필름 내의 재료의 용융점 및/또는 연화점(예를 들어, 유리 전이 온도)이 시차 주사 열량계(differential scanning calorimeter) (DSC) 기술을 사용하여 측정 및 분석될 수 있다. 이러한 기술에서, 필름 샘플이 테스트 전에 먼저 예를 들어, 26.7Pa(200mTorr) 미만의 진공 하에서 섭씨 60도에서 약 48시간 동안 적당히 건조될 수 있다. 이어서 약 5 ㎎의 샘플을 칭량하고, 밀폐형 알루미늄 티제로(Tzero) 팬(pan) 안에 밀봉한다. 이어서, 가열-냉각-가열 램프(ramp)가 적당한 온도 범위, 예를 들어 섭씨 30-290도에서 실시될 수 있다. 이 램프를 위해서는 분당 섭씨 20도의 일정한 가열 속도 또는 다른 적당한 가열 속도가 이용될 수 있다. 스캔 후에는 연화 단계 변경과 융용 피크에 대한 제1 가열 열 트레이스가 분석될 수 있다. 이러한 분석에 의해서 용융 온도와 이 용융 온도와 연계된 반폭치(peak width at half height (PWHH))라 불리는 특성 대역폭을 알 수 있다. PWHH의 유한값은 재료가 단일의 정확한 온도에서가 아니라 유한 온도 범위에 걸쳐 용융될 수 있다는 사실을 반영한다. PWHH는 상이한 재료들이 서로 비슷한 (피크) 용융 온도를 갖는 용품에 중요할 수 있다. DSC 기술은 확산 반사성 광학 필름에 이용하기에 적합한 3가지 예시적인 재료, 즉, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN); 미국 특허 출원 공보 제US 2009/0273836호(유스트(Yust) 등)의 소위 PEN-CHDM10인 PEN의 나프탈레이트-계 공중합체(여기에서는 "PEN-Gb"라 지칭됨); 및 20%의 다이메틸 2,6-나프탈렌 다이카복실레이트(NDC)가 4,4'바이페닐다이카복실산 다이메틸 에스테르로 치환된 PEN-계 중합체(여기서는 "PENBB20"이라 지칭함)에 대한 용융 온도와 PWHH를 측정하는데 이용하였다. 이들 재료의 샘플을 측정하였고, PEN, PEN-Gb, 및 PENBB20 샘플 각각에 대해 261도, 248도, 및 239도의 용융점을 나타냈다. 샘플들의 PWHH도 측정되었다. PEN 샘플의 PWHH는 섭씨 7도이었지만, 중합체의 처리 조건에 따라서는 이는 섭씨 5도에서 10도의 범위를 가질 수 있다. PEN-Gb 샘플의 PWHH는 섭씨 6도이었지만, 처리 조건에 따라서는 이는 섭씨 5도에서 15도의 범위를 가질 수 있다. PENBB20 샘플의 PWHH는 섭씨 10.4도이었지만, 처리 조건에 따라서는 이는 섭씨 5도에서 15도의 범위를 가질 수 있다. 일반적으로 중합체 필름의 PWHH는 적당한 시간 동안 용융점 미만의 적당한 온도에서 필름을 열경화시킴으로써 감소될 수 있다.
일반적으로, 유도 방사선의 임의의 특정 파장 대역에 대해서는 두께 방향을 따른 필름의 나머지 부분의 흡수력은 이들 비선택 부분의 원치 않는 과열과 원치 않는 변경을 방지하기 위해 이 방사에 대한 필름의 선택된 부분에 비해 충분히 작도록 맞춤구성될 수 있다. 필름 압출 공정은 필름의 선택된 부분의 능동적 흡수 재료의 그 부분으로부터 필름의 다른 기능 부분으로의 이동이 그다지 크게 일어나지는 않도록 설계될 수 있다. 또한, 예를 들어 화학적 비친화성을 통해 이러한 이동을 차단하는 버퍼층이 이용될 수 있다. 또한, 층 접촉을 위한 체류 시간 등을 포함한 처리 방법도 이용될 수 있다.
유도 방사선 처리는 필름 제조 후 또는 그 도중에라도 바로, 롤 형태로는 별도로, 판금화 후에, 또는 유리 플레이트나 플라스틱 또는 종이 용지와 같은 다른 기판으로의 탑재 후에 달성될 수 있다. 정밀도는 처리 편차와 균형을 이루어야 한다. 예를 들어, 롤 공정을 위해서는 웨브 플러터(web flutter)가 충분히 조정되어야 한다. 유도 방사선 처리는 필름이 아마도 닙(nip)들 사이에서 장력을 받고 있는 동안 롤러를 통해 움직임에 따라서 달성될 수 있다. 보호 필름은 롤러를 계속적으로 깨끗하게 하기 위해 또는 스크래치와 같은 표면 결함을 방지하기 위하여 필름과 롤러 사이에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 필름은 판금화 후에 고정 기판 상에 탑재되거나 세미배치(semibatch) 방식으로 임시 배킹(backing) 위에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 필름 롤 부분들은 보호 필름과 연속적으로 접촉하고 플레이트 상에서 미끄러질 수 있다. 필름 롤 이송은 중지될 수 있고, 플레이트 상의 지정된 부분은 필요에 따라 약간 팽팽하게 될 수 있고, 그런 다음에 플레이트에 의해 지지된 지정된 부분에 유도 방사선 처리가 실시되었다. 그런 다음에, 최종 완성된 롤 부분은 롤 전체가 처리될 때까지 롤의 연속한 부분이 처리될 수 있는 연속 이송에 의해 플레이트 처리 구역으로부터 이동될 수 있다.
또한 여기서 설명된 내부 패터닝 방법은 예를 들어, 융제, 표면 비정질화 기법, 포커싱 방법, 엠보싱, 열성형 등과 같은 공지의 기술과 조합될 수 있다.
조합 시 몇 가지 인자는 본 출원에 특히 적합한 염료를 만들 수 있다. 압출 공정을 통한 열적 안정성은 특히 필요하다. 일반적으로, 압출 공정은 바람직하게는 적절히 관리가능한 압력 저하에서 용융 스트림을 용융시켜 이송하기에 충분히 고온이다. 예를 들어, 폴리에스테르 기재 시스템은 섭씨 약 280도까지 매우 높은 안정성을 필요로 할 수 있다. 이러한 요건은 예를 들어, 섭씨 약 250도 부근에서 처리되는 coPEN과 같은, 다양한 중합체의 공중합체를 이용하여 이완될 수 있다. 폴리프로필렌과 폴리스티렌과 같은 올레핀 기재 시스템은 통상적으로 그러한 요건이 덜 까다롭다. 특정 확산 반사성 광학 필름 구성의 수지 선택은 염료 이동 경향, 원하는 재료 층에 균질하게 분산될 능력, 염료와 각종 재료와의 화학적 친화력 등을 가질 수 있는 가능한 흡수제 후보의 선택 범위를 좁힐 수 있다.
이 출원의 교시는 본 명세서에 참고로 인용되는 다음의 공동 양도된 출원들 중 임의의 것 또는 그 모두의 교시와 함께 사용될 수 있다: PCT 공보 제WO 2010/075357호(멜릴 등), "공간 선택적 복굴절 감소를 사용하여 내부 패터닝된 다층 광학 필름"; PCT 공보 제WO 2010/075340호(멜릴 등), "병치된 미러/편광기 구역을 갖는 다층 광학 필름"; PCT 공보 제WO 2010/075373호(멜릴 등), "2-레벨 내부 패터닝에 적합한 다층 광학 필름"; PCT 공보 제WO 2010/075363호(멜릴 등), "다수의 복굴절성 층을 구비한 내부 패터닝된 다층 광학 필름"; 및 PCT 공보 제WO 2010/075383호(멜릴 등), "병치된 편광기/편광기 구역을 갖는 다층 광학 필름"; 및 2010년 6월 30일자에 출원된 하기 출원들: 미국 출원 번호 제61/360,127호(대리인 문서 번호 66473US002), "공간 선택적 복굴절 감소를 사용한 지연 필름 조합물"; 미국 출원 번호 제61/360,129호(대리인 문서 번호 66474US002), "공간 선택적 복굴절 감소를 갖는 필름을 사용한 마스크 처리"; 미국 출원 번호 제61/360,022호(대리인 문서 번호 66267US002), "색상 이미지를 형성할 수 있는 다층 용품 및 색상 이미지를 형성하는 방법"; 및 미국 출원 번호 제61/360,032호(대리인 문서 번호 66498US002), "색상 이미지를 형성할 수 있는 다층 용품 및 색상 이미지를 형성하는 방법".
많은 경우에, 재료 층 또는 상은 재료의 분자 구성의 결과로서 복굴절을 나타낼 것이다. 일부 경우에, 그러나, 매체(종종, 유효 매체로 지칭됨)는 광의 파장에 비해 작지만 분자 거리에 비해 큰 치수를 갖는 미소 구조의 결과로서 복굴절을 나타낼 수 있다. 이러한 매체의 기본적인 예는 상이한 광-투과성 재료의 초박층의 스택이다. 예를 들어, 미국 특허 제6,590,707호(웨버) 참조. 따라서, 복굴절성 재료의 유효 매체는 예를 들어, 각각의 층의 광학 두께가 파 두께(예를 들어, 150 ㎚ 미만, 100 ㎚ 미만, 또는 50 ㎚ 미만의 두께)의 ¼ 미만, 및 바람직하게는 1/8 미만인 예를 들어, 교번 중합체 재료의 초박 층의 스택일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 이러한 매체는 일반적으로 개시된 실시 형태에서 사용될 수 있다.
실시 형태
실시 형태 1
내부 코어(광학 패킷) 및 2개의 외부, 확산-반사성 스킨 층을 포함하는 다층 광학 필름을 공-압출하였다. 내부 코어는 더 크고 그리고 더 작은 굴절률 폴리에스테르의 151개의 교번 층을 포함하였다. 광학 코어의 2개의 외부 층은 더 두꺼워서 2개의 보호 경계 층(PBL)을 형성하였다. PBL은 더 작은 굴절률 재료를 포함하였다. 더 큰 굴절률 재료는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)의 공중합체이었고, 미국 특허 제6,352,761호(헤브린크 등)의 실시 형태 1에 기재된 바와 같이 카르복실레이트와 같은 10 몰%의 테레프탈레이트 및 90 몰%의 나프탈렌 다이카르복시레이트를 포함하였고(이 공중합체는 PEN 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 하위-단위 모두를 함유함), 90/10 coPEN으로서 본 명세서에서 지칭되었다. 더 작은 굴절률 재료는 미국 특허 제6,352,761호(헤브린크 등)의 실시 형태 10에 기재된 바와 같이 PEN의 또 다른 공중합체(즉, 또 다른 coPEN)이었고, 이 더 작은 굴절률 재료는 본 명세서에서 55/45 HD coPEN으로 지칭되었다. 다층 광학 필름의 스킨 층은 90/10 coPEN, 신디오탁틱 폴리스티렌(미국 미시건 미들랜드 소재의 다우 케미컬 컴퍼니로부터의 상표명 "퀘스트라(QUESTRA) NA 405"로 입수됨), 약 0.8 고유 점성도의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(ICI 어메리카스, 인코포레이티드(Americas, Inc)로부터 상표명 "메리나(MELINAR)"로 입수됨) 및 스티렌 공중합체(미국 펜실베니아 문 타운십 소재의 노바 케이컬 컴퍼니(Nova Chemical Company)로부터 상표명 "다이라(DYLAR) 332-80"으로 입수됨) 각각을 9:5:2:1 중량 혼합물을 포함하였다. 혼합물은 약 0.13 중량%의 적외선(IR) 흡수성 염료(미국 뉴저지 뉴어크 소재의 에포린(Epolin)으로부터의 상표명 "에포라이트(EPOLITE) 4121"으로 입수됨)를 추가로 포함하였다. 각각의 스킨 및 광학 패킷은 두께가 약 1 ㎜로 측정된 주조 웨브 구성에서 대략 동일한 중량이었다.
주조 웨브를 대략 2x2의 인발 비율로 50%/초의 초기 속도에서 약 125℃에서 이축으로 그리고 동시에 인발하였다. 필름을 약 5.5x1.8의 최종 인발 비율로 약 25%/초의 초기 속도에서 추가로 단축 인발하였다. 생성된 필름은 고도의 확산 반사율을 갖는, 약 100 마이크로미터 두께의 반투명 편광기이었다.
대형 적분 구가 장착된 분광광도계(미국 코네티컷 노르워크 소재의 퍼킨-엘머(Perkin-Elmer)로부터의 상표명 "람브다(LAMBDA) 950"으로 입수됨)를 사용하여, 반투명 편광기 필름을 통한 투과 스펙트럼을 수직 평면내 통과 상태(도 10에서 곡선(1002) 참조) 및 인발 방향을 따른 편광을 이용한 차단 상태(도 10에서 곡선(1001) 참조)에서 측정하였다. 스펙트럼은 근적외선(2000 ㎚ 까지)을 통하고 그리고 가시광선 대역(400 ㎚-700 ㎚)을 가로질러 차단 상태에 대한 통과 상태에서 필름의 더 높은 투과율을 나타낸다. 스펙트럼은 또한 약 1300 ㎚로부터 1900 ㎚까지 연장된 대역을 갖는 IR 반사 광학 코어의 작용을 나타낸다. 약 1670 ㎚에서 투과율의 급락은 재료의 흡수율 피크 특성이고, 유사한 구성이지만 다층 광학 패킷 코어가 없는 필름에 존재한다. 최종적으로, 대략 812 ㎚에서 IR 염료("에포라이트 4121")의 흡수율 피크가 뚜렷하다.
반투명 편광기 필름을 그 뒤에 상부 및 하부 폴리카보네이트 커버 층을 갖는 구성의 중심 내로 박층하였고, 각각의 커버 층은 약 100 마이크로미터의 두께이었다. 각각의 폴리카보네이트 커버 층은 약 50 마이크로미터 두께의 투명 폴리카보네이트 보안 필름(미국 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니로부터 상표명 "3M™ PC 시큐리티 필름즈(Security Films)"로 입수가능함)의 두 조각을 포함하였다. 두 조각을 동일한 시트로부터 각각 절단하였고 수직으로 교차하여 폴리카보네이트 커버 층 내의 임의의 잔여 복굴절 및 광학 지연을 제거하였다. 상부 투명 시트, 확산 반사성 편광 필름 및 투명 하부 시트를 이 순서로 적층하였고, 약 30분 동안 165℃ 및 약 4.1 × 107 Pa(약 6000 psi) 압력을 사용하여 프레스 내에서 박층하였다. 생성된 필름 라미네이트를 통한 투과 스펙트럼을 수직 평면내 통과 상태(도 10에서 곡선(1004) 참조) 그리고 인발 방향을 따라 편광을 이용하는 차단 상태(도 10에서 곡선(1003) 참조)에서 측정하였다. 각각의 경우, 스펙트럼은 라미네이션 이전에 확산 반사성 편광 필름과 유사하였다.
박층된 구성을 그 뒤 808 ㎚ 레이저 다이오드에 의해 제공된 방사 에너지를 사용하여 처리하였다. 필름 라미네이트를 약 30 마이크로미터의 선 분리 및 848 mW의 평균 전력을 사용하여 1 ㎝ × 1 ㎝ 영역에 걸쳐서 175 ㎜/초로 선형 스캐닝하였다. 레이저의 편광 상태가 확산 편광 필름의 통과 상태와 대략 일치되도록 편광 광학을 사용하였다. 확산 편광 필름의 처리된 영역은 상당히 더 투명해졌고 약한 확산 특성을 가졌다. 외부 폴리카보네이트 커버 층은 처리된 영역에서 촉감이 매끄럽게 남겨졌다. 필름 라미네이트의 처리된 영역을 통한 투과 스펙트럼을 수직 평면내 통과 상태(도 11에서 곡선(1104) 참조) 그리고 인발 방향을 따라 편광을 이용하는 원래의 차단 상태(도 11에서 곡선(1103) 참조)로 측정하였다. 비교 목적으로, 곡선(1101)(도 10에서 곡선(1003)과 동일함)과 곡선(1102)(도 10에서 곡선(1004)과 동일함)이 또한 제공된다. 결과는 가시광선 대역에 걸쳐서 더 낮은 확산 반사성 특성을 갖는 더 약한 편광기에 대한 처리된 영역의 변환을 확실히 보여준다. 적외선 내에서, 광학 패킷은 약 1300 ㎚ 내지 1900 ㎚의 범위에서 대역의 상당한 부분에서 이의 광학 반사율이 실질적으로 유지되었다. 이 방식으로, 라미네이트의 내부에서의 확산 반사성 편광 필름은 처리되었고 반면 내부 코어 다층 광학 패킷 및 외부 박층된 폴리카보네이트 커버 층은 그대로 유지되었다.
제2 처리에서, 박층된 구성의 상이한 영역을 약 30 마이크로미터의 선 분리 및 848 mW의 평균 전력을 사용하여 2 ㎜ × 2 ㎜ 영역에 걸쳐서 290 ㎜/초로 선형 스캐닝된 808 ㎚ 레이저 다이오드를 사용하여 처리하였다. 레이저의 편광 상태가 확산 편광기의 통과 상태와 대략 일치되도록 편광 광학을 사용하였다. 필름의 처리된 영역은 이전의 처리에 비해 여전히 더 투명해졌다. 필름 라미네이트의 처리된 영역을 통한 투과 스펙트럼을 수직 평면내 통과 상태(도 11에서 곡선(1106) 참조) 그리고 인발 방향을 따라 편광을 이용하는 원래의 차단 상태(도 11에서 곡선(1105) 참조)에서 측정하였다. 결과는 더 약한 편광기에 대한 처리된 영역의 변환을 확실히 보여준다. 더욱이, 적외선 내에서, 광학 패킷은 이제 약 1300 ㎚ 내지 1900 ㎚의 범위에서 이의 광학 반사율이 실질적으로 손실된다. 1670 ㎚에서 재료 흡수율 피크가 여전히 존재하였다. 이 방식으로, 확산 반사성 내부 층과 광학 코어 층 패킷은 반사율이 실질적으로 감소한다.
추가 적외선 흡수성 염료(예를 들어, 미국 조지아 애틀랜타 소재의 컬러쳄(ColorChem)으로부터의 상표명 "아마플라스트(AMAPLAST) IR-1050"으로 입수가능한 것들과 같음)가 확산 반사성 블렌드 층에 대해 광학 패킷 층의 개별 처리를 허용하도록 광학 코어 재료 스트림 내로 유입될 수 있는 것을 제외하고 전술된 실시 형태 1을 반복할 수 있었다. 이에 따라 1064 nm의 레이저를 사용하여 광학 패킷을 처리할 수 있었다.
예컨대, 90/10 coPEN과 같은 단일의 재료가 초기 필름 내에서 확산 반사성 외부 층을 갖는 3-층 구성을 형성하기 위해 코어 내로 압출될 수 있는 것을 제외하고 또한 전술된 실시 형태 1을 반복할 수 있었다. 이러한 필름은 또한 그 후에 라미네이트 내에 포함될 수 있다.
달리 언급하지 않는 한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용되는 양, 특성의 측정치 등을 표현하는 모든 숫자는 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 그에 따라, 달리 언급하지 않는 한, 명세서 및 특허청구범위에 기술되는 숫자 매개변수는 본 출원의 개시 내용을 이용하여 당업자가 달성하고자 하는 원하는 특성에 따라 다를 수 있는 근사치이다. 특허청구범위의 범주에 대한 등가물의 원칙의 적용을 제한하려고 시도함이 없이, 각각의 수치적 매개변수는 적어도 보고된 유효 숫자의 수의 관점에서 그리고 통상의 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다. 본 발명의 넓은 범주를 기술하는 수치 범위 및 매개변수가 근사치임에도 불구하고, 임의의 수치 값이 본 명세서에 설명된 특정 예에 기술되는 한, 이들은 가능한 한 합리적으로 정확히 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 시험 또는 측정 한계와 연계된 오차를 분명히 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 수정 및 변경이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 기술 분야의 당업자에게는 명백할 것이며, 본 발명이 본 명세서에 기술된 예시적인 실시 형태로 제한되지 않는다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 읽는 사람은, 달리 언급하지 않는 한, 하나의 개시된 실시 형태의 특징이 또한 모든 다른 개시된 실시 형태에도 적용될 수 있는 것으로 가정해야 한다. 또한, 본 명세서에서 언급된 모든 미국 특허, 특허 출원 공개, 및 기타 특허와 비특허 문서가, 이상의 개시 내용과 모순되지 않는 한, 참고로서 포함된다는 것을 잘 알 것이다.
Claims (15)
- 내부 패터닝된 광학 필름을 제조하는 방법으로서,
각각 개별 제1 및 제2 상으로 분리된 제1 및 제2 중합체 재료를 포함하는 하나 이상의 코어 블렌드 층을 포함하는 필름을 제공하는 단계 - 하나 이상의 코어 블렌드 층은 필름의 제1 및 제2 구역 모두에 제1 확산 반사성 특성을 가지며, 제1 및 제2 상들 중 하나 이상은 연속 상이고, 연속 상과 연계된 제1 및/또는 제2 중합체 재료는 제1 구역에서 복굴절성이며, 필름은 외부 스킨 층과, 코어 블렌드 층에 인접한 열 싱크 층을 더 포함함 -, 및
제2 구역이 제1 확산 반사성 특성과는 상이한 제2 확산 반사성 특성을 나타내기에 충분한 정도로 그리고 하나 이상의 코어 블렌드 층이 외부 스킨 층보다 더 가열되도록, 제2 구역에서 필름의 하나 이상의 코어 블렌드 층을 선택적으로 가열하는 단계 - 를 포함하는 방법. - 제1항에 따른 방법에 의해 제공된 필름을 포함하는 제품.
- 제2항에 있어서, 제품은 ID 문서, 보안 용품, 디스플레이, 백라이트 및 광-전자 장치의 군으로부터 선택되는 제품.
- 제1항에 있어서, 선택적으로 가열하는 단계는 제2 구역에서 블렌드 층의 두께의 감소 없이 수행되는 방법.
- 제1항에 있어서, 선택적으로 가열하는 단계는 제2 구역에서 블렌드 층의 블렌드 모폴로지의 변경 없이 수행되는 방법.
- 제1항에 있어서, 선택적으로 가열하는 단계는 제2 확산 반사성 특성이 제1 확산 반사성 특성에 비해 편광 및 주어진 입사 방향의 광을 보다 적게 산란시키도록 수행되는 방법.
- 제1항에 있어서, 선택적으로 가열하는 단계는 제2 확산 반사성 특성이 제1 확산 반사성 특성에 비해 편광 및 주어진 입사 방향의 광을 보다 많이 산란시키도록 수행되는 방법.
- 제1항에 있어서, 제1 확산 반사성 특성과 제2 확산 반사성 특성 사이의 차이는 실질적으로, 선택적으로 가열하는 단계에 의해 발생하는 하나 이상의 제1 및 제2 중합체 재료의 복굴절 변화에 기인하는 방법.
- 제1항에 있어서, 제1 중합체 재료는 제1 구역에서 복굴절성이고, 선택적으로 가열하는 단계에 의해 제1 중합체 재료가 제2구역에서 덜한 복굴절성이 되거나 또는 등방성이 되는 방법.
- 제1항에 있어서, 선택적으로 가열하는 단계는 필름의 제2 구역의 적어도 일부를 향하여 방사 에너지를 유도하는 단계를 포함하는 방법.
- 제10항에 있어서, 방사 에너지는 레이저 광을 포함하는 방법.
- 제10항에 있어서, 방사 에너지는 시준되는 또는 편광되는 방법.
- 제10항에 있어서, 방사 에너지는 제1 확산 반사성 특성에 대한 광학 필름의 블렌드 층을 통하여 광의 최대 경면 투과율과 대략 일치되는 축을 따라 유도되는 방법.
- 제10항에 있어서, 방사 에너지는 제1 확산 반사성 특성에 대한 광학 필름의 블렌드 층을 통하여 광의 최대 경면 투과율의 제1 방향과, 제2 확산 반사성 특성에 대한 광학 필름의 블렌드 층을 통하여 광의 최대 경면 투과율의 제2 방향의 중간의 축을 따라 유도되는 방법.
- 제10항에 있어서, 연속 상과 연계된 제1 및/또는 제2 중합체 재료는 제1 구역에서 0.03 이상, 또는 0.05 이상, 또는 0.10 이상의 복굴절을 갖는 방법.
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