KR20010034063A - 변형된 코폴리에스테르 및 개선된 다층 반사성 필름 - Google Patents

변형된 코폴리에스테르 및 개선된 다층 반사성 필름 Download PDF

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KR20010034063A
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티모시 제이. 헤브린크
윌리암 더블유. 메릴
칼 에이. 스토버
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스프레이그 로버트 월터
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

제1 광학 층과 제2 광학 층을 포함하는 다층 폴리머 필름이 제공된다. 제1 광학 층은 종종 복굴절성을 갖는 폴리에스테르로 만들어진다. 제1 광학 층의 폴리에스테르는 일반적으로 카르복실레이트 서브유닛의 70 내지 100몰%가 제1 카르복실레이트 서브유닛이고 그 0 내지 30몰%는 코모노머 카르복실레이트 서브유닛이며 글리콜 서브유닛의 70 내지 100몰%는 제1 글리콜 서브유닛이고 그 0 내지 30몰%는 코모노머 글리콜 서브유닛으로 된 조성을 갖는다(여기서, 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 모두의 0.5몰% 이상은 코모노머 카르복실레이틀 또는 코모노머 글리콜 서브유닛임). 이 다층 폴리머 필름은 반사 편광기 또는 거울과 같은 데에 사용될 수 있다.

Description

변형된 코폴리에스테르 및 개선된 다층 반사성 필름{Modified Copolyesters and Improved Multilayer Reflective Films}
중합성 필름은 다양한 용도를 가지고 있다. 이들 여러 용도 중에서 특기할만한 한 용도는 거울과 일정한 편광과 파장 범위에 있는 빛을 반사하는 편광기에 사용되는 것이다. 이러한 반사 필름은 예를 들어 액정 표시 장치의 후광과 함께 사용되어 밝기를 증강시키고 표시 장치의 눈부심 현상(glare)을 줄인다. 편광 필름은 사용자와 후광 사이에 위치되어 빛을 사용자에게 직접 전달하고 빛을 편광시켜 눈부심 현상을 줄인다. 또한 거울 필름은 후광 뒤에 위치되어 사용자에게로 빛을 반사시켜 밝기를 증대시킨다. 편광 필름은 선글라스와 같은 물품에 사용되어 빛의 세기 및 눈부심 현상을 줄인다.
편광기 또는 거울 필름을 만드는 데에 사용되는 한 중합체가 폴리에스테르이다. 폴리에스테르가 사용되는 편광기의 예로는 다른 조성을 갖는 폴리에스테르 층들을 적층한 것을 들 수 있다. 이러한 적층체의 배열 형태의 예로는 복굴절성 층으로 된 제1 세트와 등방성 층으로 된 제2 세트로 이루어진 것을 들 수 있다. 상기 제2 세트는 반사광에 대한 일련의 인터페이스를 만들기 위하여 복굴절성 층으로 대체시킬 수 있다. 또한 편광기는 1 이상의 비광학 층을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 비광학 층은 가공 중 또는 가공 후에 적층체가 손상을 입지 않도록 적층체 표면의 1 이상에 피복될 수 있다. 복굴절성 및/또는 등방성 층으로 된 2 이상의 다른 세트로 이루어진 적층체를 포함하는 편광기/거울 필름에 사용될 수 있는 다른 배열도 있을 수 있다.
폴리에스테르의 성질은 통상적으로 폴리에스테를를 제조하는 데에 사용된 모노머 물질에 따라 달라진다. 폴리에스테르는 종종 1 이상의 다른 카르복실레이트 모노머(예컨대, 2 이상의 카르복실산 또는 에스테르 작용기를 갖는 화합물)와 1 이상의 다른 글리콜 모노머(예컨대, 2 이상의 하이드록시 작용기를 갖는 화합물)간의 반응에 의하여 제조된다. 전형적으로는 적층을 이루고 있는 폴리에스테르 층들의 각 세트는 각 층 마다에서 요구되는 성질에 맞도록 그 모노머들의 조합이 다르다. 물리적 성질, 광학적 성질 및 제조 비용면에서 개선된 편광기 및 거울용 폴리에스테르 필름에 대한 개발이 요구된다.
발명의 요약
일반적으로, 본 발명은 다층 폴리머 필름에 관한 것이다. 이 다층 폴리머 필름은 다수의 제1 층과 다수의 제2 층으로 이루어질 수 있다. 한 실시 태양에 의하면, 제1 층은 반결정성(semicrystalline) 및 복굴절성을 갖는 제1 코폴리에스테르로 만들어진다. 제1 코폴리에스테르는 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛을 포함한다. 상기 카르복실레이트 서브유닛의 70 내지 100몰%는 제1 카르복실레이트 서브유닛이고 0 내지 30몰%는 제1 코모노머 카르복실레이트 서브유닛이며, 상기 글리콜 서브유닛의 70 내지 100몰%는 제1 글리콜 서브유닛이고 0 내지 30몰%는 제1 코모노머 글리콜 서브유닛이다. 그리고, 제1 코폴리에스테르의 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 2.5몰% 이상은 제1 코모노머 카르복실레이트 서브유닛, 제1 코모노머 글리콜 서브유닛 또는 이들의 조합물이다. 상기 제2 층은, 다층 폴리머 필름이 만들어진 후 632.8nm에서 약 0.04 이하의 내면 복굴절율을 갖는 제2 폴리머로 만들어진다.
다른 실시 태양에 의하면, 제1 층은 반결정성 및 복굴절성을 갖는 제1 코폴리에스테르로 만들어진다. 제1 코폴리에스테르는 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛을 포함한다. 상기 카르복실레이트 서브유닛의 70 내지 100몰%는 제1 카르복실레이트 서브유닛이고 0 내지 30몰%는 제1 코모노머 카르복실레이트 서브유닛이며, 상기 글리콜 서브유닛의 70 내지 100몰%는 제1 글리콜 서브유닛이고 0 내지 30몰%는 제1 코모노머 글리콜 서브유닛이다. 그리고, 제1 코폴리에스테르의 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 0.5몰% 이상은 제1 코모노머 카르복실레이트 서브유닛, 제1 코모노머 글리콜 서브유닛 또는 이들의 조합물이다. 제1 코폴리에스테르는 0.83 이하의 내면 굴절율(이는 632.8nm에서 측정했을 때와 0.2 이상 차이남)을 갖는다. 상기 제2 층은, 다층 폴리머 필름이 만들어진 후 632.8nm에서 약 0.04 이하의 내면 복굴절율을 갖는 제2 폴리머로 만들어진다.
또다른 실시 태양에 의하면, 제1 층은 반결정성 및 복굴절성을 갖는 제1 코폴리에스테르로 만들어진다. 제1 코폴리에스테르는 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛을 포함한다. 상기 카르복실레이트 서브유닛의 70 내지 100몰%는 제1 카르복실레이트 서브유닛이고 0 내지 30몰%는 제1 코모노머 카르복실레이트 서브유닛이며, 상기 글리콜 서브유닛의 70 내지 100몰%는 제1 글리콜 서브유닛이고 0 내지 30몰%는 제1 코모노머 글리콜 서브유닛이다. 그리고, 제1 코폴리에스테르의 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 0.5몰% 이상은 제1 코모노머 카르복실레이트 서브유닛, 제1 코모노머 글리콜 서브유닛 또는 이들의 조합물이다. 상기 제2 층은, 다층 폴리머 필름이 만들어진 후 632.8nm에서 약 0.04 이하의 내면 복굴절율을 갖는 제2 폴리머로 만들어진다. 다층 폴리머 필름은 특정 연신비로 일정한 연신 방향으로 상기 제1 층과 제2 층을 연신함으로써 만들어진다. 이러한 연신 작업 후, 다층 폴리머 필름의 제1 층의 그 연신 방향에서의 굴절율은 이와 동일하게 만들어지고 동일 복굴절율과 연신비를 갖는 폴리에틸렌 나프탈레이트 층의 굴절율(632.8nm에서)보다 0.02 이상 적다.
또다른 실시 태양에 의하면, 제1 층은 반결정성 및 복굴절성을 갖는 제1 코폴리에스테르로 만들어진다. 제1 코폴리에스테르는 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛을 포함한다. 상기 카르복실레이트 서브유닛의 70 내지 100몰%는 제1 카르복실레이트 서브유닛이고, 상기 글리콜 서브유닛의 70 내지 99몰%는 제1 글리콜 서브유닛이고 1 내지 30몰%는 제1 코모노머 글리콜 서브유닛이다. 상기 제2 층은, 다층 폴리머 필름이 만들어진 후 632.8nm에서 약 0.04 이하의 내면 복굴절율을 갖는 제2 폴리머로 만들어진다.
또다른 실시 태양에 의하면, 제1 층은 반결정성 및 복굴절성을 갖는 제1 코폴리에스테르로 만들어진다. 제2 층은, 다층 폴리머 필름이 만들어진 후 632.8nm에서 약 0.04 이하의 내면 복굴절율을 갖는 제2 폴리머로 만들어진다. 제2 코폴리에스테르는 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛을 포함한다. 상기 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 0.01 내지 2.5몰%는 3 이상의 카르복실레이트 또는 에스테르 작용기를 갖는 화합물, 3 이상의 하이드록시 작용기를 갖는 화합물, 또는 이들의 조합물로부터 유래된다.
또다른 실시 태양에 의하면, 제1 층은 반결정성 및 복굴절성을 갖는 제1 코폴리에스테르로 만들어진다. 제2 층은 폴리에틸렌 나프탈레이트로 된 제2 코폴리에스테로로 만들어진다. 제2 코폴리에스테르는 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛을 포함한다. 상기 글리콜 서브유닛은 70 내지 100몰%의 에틸렌 또는 부틸렌 서브유닛과 0 내지 30몰%의 (1 이상의 1,6-헥산디올, 트리메틸올 프로판 또는 네오펜틸 글리콜로부터 유래된) 코모노머 글리콜 서브유닛을 포함하고, 상기 카르복실레이트 서브유닛은 20 내지 100몰%의 나프탈레이트 서브유닛, 0 내지 80몰%의 테레프탈레이트 또는 이소프탈레이트 서브유닛 또는 이들의 혼합물, 및 0 내지 30몰%의 (프탈산, t-부틸-이소프탈산, 이들 산의 저급 알킬 에스테르 또는 이들의 조합물로부터 유래된) 코모노머 카르복실레이트 서브유닛을 포함한다. 그리고, 제2 코폴리에스테르의 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 0.5몰% 이상은 코모노머 카르복실레이트 서브유닛, 코모노머 글리콜 서브유닛 또는 이들의 조합물이다.
본 발명의 폴리머는 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정된 경우 약 0.4dL/g 이상의 고유 점도를 갖는 코폴리에스테르이다. 이 폴리머는 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛을 포함한다. 상기 글리콜 서브유닛은 70 내지 99몰%의 에틸렌 또는 부틸렌 서브유닛과 1 내지 30몰%의 (1,6-헥산디올로부터 유래된) 코모노머 글리콜 서브유닛이며, 상기 카르복실레이트 서브유닛은 1 내지 95몰%의 페테프탈레이트 또는 이소프탈레이트 서브유닛 또는 이들의 조합물과 0 내지 30몰%의 (프탈산, t-부틸-이소프탈산, 이들 산의 저급 알킬 에스테르 또는 이들의 조합물이다. 그리고, 상기 코폴리에스테르의 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 0.01 내지 2.5몰%는 3 이상의 카르복실레이트, 에스테르, 또는 하이드록시 작용기를 포함하는 화합물로부터 유래된다.
또한 본 발명의 다른 실시 태양에서는 다수의 복굴절성 제1 층과 다수의 제2층을 포함하는 다층 폴리머 필름이 제공된다. 제1층은 나프탈레이트 서브유닛을 갖는 제1 코폴리에스테르로 만들어진다. 제2 층은 고유 점도가 0.01 내지 5몰%의 (3 이상의 카르복실레이트, 에스테르 또는 하이드록시 작용기를 갖는 화합물로부터 유래된) 코모노머 서브유닛을 포함하는 제2 코폴리에스테르(고유 점도는 0.4 내지 0.5 dL/g)로 만들어진다. 또한 다층 폴리머 필름은 0.5 dL/g 이상의 고유 점도를 갖는 1 이상의 비광학 층을 포함한다.
상기 본 발명의 요약은 본 발명의 모든 실시 태양을 기술하고자 한 것이 아니다. 본 발명은 첨부된 도면과 후술하는 발명의 상세한 설명에 의해 보다 더 구체적으로 설명될 것이다.
본 발명은 2 이상의 다른 층(각 층은 다른 폴리에스테르로 만들어짐)을 갖는 다층 광학 필름 및 이들 필름에 사용되는 개선된 폴리에스테르에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 다층 폴리머 필름의 한 실시 태양에 대한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다층 폴리머 필름의 한 실시 태양에 대한 단면도이다.
도 3a 및 3b는 테레프탈레이트(디메틸 페테프탈레이트; DMT) 및 이소프탈레이트(디메틸 이소프탈레이트; DMI) 서브유닛을 (디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트로부터 유래된) 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)에 부가함에 따른 유리 전이 온도의 감소와 빙점의 감소를 각각 나타낸다.
도 4는 테레프탈레이트 및 이소프탈레이트 서브유닛으로 변형시키고 비교적 저온에서 배향시킨 coPEN의 평균 내면 복굴절율에 관한 그래프이다.
도 5는 테레프탈레이트 및 이소프탈레이트 서브유닛이 포함된 coPEN의 열 안정성에 관한 그래프이다.
도 6은 코모노머 서브유닛의 첨가에 따른 coPEN의 내면 복굴절율(632.8nm)의 감소치를 설명하는 그래프이다.
도 7은 내면 복굴절율(632.8nm)의 분자량에 대한 의존성을 설명하는 그래프이다.
본 발명은 여러 형태로 변형 가능하고, 첨부 도면들은 변형 형태를 포괄적으로 도시하고 있으나, 더 상세한 사항에 대해서는 후술될 것이다. 그러나, 본 발명은 후술하는 특정 실시 태양에 의하여 제한되는 것이 아님을 이해하여야 할 것이다. 오히려, 이들 도면이나 상세한 설명은 모든 형태의 변형물, 균등물, 대체물들이 청구범위에 기재된 발명의 범위에 속한다는 것을 보여주기 위함이라는 것을 알아야 할 것이다.
본 발명은 광학용 다층 폴리머 필름 및 이 폴리머 필름의 성질을 향상시키기 위한 코모노머 서브유닛에 관한 것이다. 특히, 예를 들어 폴리에틸렌 나프탈레이트 코폴리머를 포함한 나프탈레이트 서브유닛을 갖는 폴리에스테르로부터 만들어진 폴리머 필름의 성질을 향상시키기 위한 것이다.
도 1은 광학 편광기 또는 거울로 사용될 수 있는 다층 폴리머 필름(10)을 도시한다. 상기 필름(10)은 1 이상의 제1 광학 층(12), 1 이상의 제2 광학 층(14) 및 1 이상의 비광학 층(18)을 갖는다. 제1 광학 층(12)는 바람직하게는 단축 또는 양축 배향된 복굴절성 폴리머 층이다. 제2 광학 층(14)도 단축 또는 양축 배향된 복굴정성 폴리머일 수 있다. 그러나, 더 전형적으로는, 제2 광학 층(14)는 배향 후 제1 광학 층(12)들의 굴절율들 중 적어도 하나와는 다른 등방성 굴절율을 갖는다. 다층 폴리머 필름(10)의 제조방법, 용도 및 설계시 고려 사항들은 미국 특허 출원 번호 08/402,041호(발명의 명칭: "다층 광학 필름")와 09/006,288호(발명의 명칭: "다층 광학 필름의 제조 방법")에 기재되어 있다. 본 발명이 등방성 굴절율을 갖는 제2 광학 층(14)를 갖는 필름(10)에 의해 주로 예시될 것이지만, 여기서 기술되는 원리와 예들은 미국 특허 출원 09/006,458호(발명의 명칭: "광학 필름 및 그 제조 방법")에 기재된 바와 같이, 복굴절성 제2 광학 층(14)를 갖는 다층 폴리머 필름에 적용될 수 있을 것이다.
상기 다층 폴리머 필름(10)에는 제1 광학 층(12) 및 제2 광학 층(14)와 동일한 추가적인 광학 층 세트가 사용될 수도 있다. 제1 및 제2 광학 층 세트에 대한 설계 원리가 이 추가 세트에 대해 그대로 적용될 수 있다. 또한, 도 1에서는 적층체(16)가 하나인 것으로만 기술하고 있으나, 연속 결합에 의해 다층의 적층체로 만들어질 수도 있음을 알아야 한다.
전형적으로는, 광학 층 (12)와 (14), 및 (임의로는) 1 이상의 비광학 층(18)은 서로 각 층의 상부에 적층됨으로써 적층체(16)가 형성되어진다. 보통의 경우, 광학 층들 (12)와 (14)가 교대 쌍으로 배열됨으로써(도 1 참조) 다른 광학적 성질을 갖는 층들 사이의 일련의 인터페이스가 형성된다. 광학 층 (12)와 (14)의 전형적인 두께는 1 마이크로미터 미만이다(더 두꺼운 층이 사용될 수도 있다). 또한, 도 1이 6개의 광학 층만을 가지고 있지만, 필름(10)은 더 많은 수의 광학 층을 가질 수도 있다. 즉, 전형적인 다층 폴리머 필름은 약 2 내지 5000개, 바람직하게는 약 25 내지 2000개, 더 바람직하게는 약 50 내지 1500개, 가장 바람직하게는 약 75 내지 1000개 의 광학 층을 가질 수 있다.
비광학 층(18)은 광학 적층체 내부(도 2 참조)에 있고/있거나 적층체 상부에 위치시켜 광학 층 (12)와 (14)의 손상을 방지하게 하고, 공압출 공정의 효율을 높히고/거나 가공후 기계적 성질을 향상시킬 수 있다. 비광학 층(18)은 종종 광학 층 (12)나 (14)보다 두껍다. 비광학 층(18)의 두께는 각 광학 층 두께의 보통은 2배 이상, 바람직하게는 4배 이상, 더 바람직하게는 10배 이상이다. 비광학 층(18)의 두께는 특정 두께는 갖는 다층 폴리머 필름(18)에 맞도록 변화시킬 수 있다. 전형적으로는, 1 이상의 비광학 층(18)을 투과, 편광되고/되거나 광학층 (12), (14)에 의해 반사될 될 광의 적어도 일부가 비광학 층까지도 통과할 수 있도록 위치시킨다(즉, 비광학 층들은 광학 층들에 의해 반사되거나 통과되는 빛의 경로 내에 위치시킨다).
광학 층 (12), (14) 및 비광학 층(18)은 전형적으로 폴리에스테르와 같은 폴리머로 이루어진다. 폴리에스테르는 카르복실레이트 및 글리콜 서브유닛을 포함하고 있고, 카르복실레이트 모노머와 글리콜 모노머 분자들간의 반응에 의하여 만들어진다. 각 카르볼실레이트 분자는 2 이상의 카르복실한 또는 에스테르 작용기를 갖고, 각 글리콜 모노머는 2 이상의 하이드록시 작용기를 갖는다. 카르복실레이트 모노머 분자들은 모두 같을 수동 ㅣㅆ고 2 이상의 다른 형태의 분자일 수도 있다. 글리콜 모노머 분자들도 마찬가지이다. 본 명세서에서 "폴리머"라고 하면 단순한 폴리머, 코폴리머 뿐만 아니라 {예를 들면, 공압출 또는 (트랜스에스테르화 반응 등의) 반응에 의해 만들어지는} 혼합 가능한 블렌드 형태의 폴리머 또는 코폴리머까지도 포함한다.
폴리머 층 또는 필름의 성질은 모노머 분자가 무엇인가에 따라 달라질 수 있다. 다층 광학 필름에 유용한 폴리에스테르의 한 예는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)이다. 폴리에틸렌 나프탈레이트는 예를 들어 나프탈렌 디카르복실산을 에틸렌 글리콜과 반응시켜 얻을 수 있다.
적합한 카르복실레이트 모노머 분자의 예로는 2,6-나프탈렌 디카르복실산 및 그 이성질체; 테레프탈산; 이소프탈산; 프탈산; 아젤라산; 아디프산; 세바크산; 노르보르넨 디카르복실산; 비시클로옥탄 디카르복실산; 1,6-시클로헥산 디카르복실산 및 그 이성질체; t-부틸 이소프탈산; 트리-멜리트산, 소듐 술폰화 이소프탈산; 2,2'-비페닐 디카르복실산 및 그 이성질체; 및 이들 산의 저급 알킬(예: 메틸, 에틸 등) 에스테르를 들 수 있다. "저급 알킬"이라 함은 C1-C10 직쇄 또는 분지 알킬 기를 의미한다. 또한 "폴리에스테르"에는 글리콜 모노머 분자와 탄소산의 에스테르와의 반응으로부터 유래된 폴리카르보네이트도 포함된다.
폴리에스테르 층의 글리콜 서브유닛에 사용하기에 적합한 글리콜 모노머에는 에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜; 1,4-부탄디올 및 그 이성질체; 1,6-헥산디올; 네오펜틸 글리콜; 폴리에틸렌 글리콜; 디에틸렌 글리콜; 트리시클로데칸디올; 1,4-시클로헥산디메탄올 및 그 이성질체; 노르보르난디올 및 그 이성질체; 비스페놀 A; 1,8-디하이드록시 비페닐 및 그 이성질체; 및 1,3-비스(2-하이드록시에톡시)벤젠이 포함된다.
비-폴리에스테르 폴리머도 편광기 또는 거울 필름을 만드는 데에 유용하다. 예를 들어, 폴리에틸렌 나프탈레이트와 같은 폴리에스테르로 만든 층을 아크릴성 폴리머로 만든 층과 결합시켜 반사성이 매우 높은 거울 필름을 만들 수 있다. 또한, 다층 광학 필름을 만드는 데에 폴리에테르 이미드를 PEN 및 coPEN과 같은 폴리에스테르와 함께 사용할 수도 있다. 기타 폴리에스테르/비폴리에스테르 조합물(예: 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리비닐 클로라이드)도 사용될 수 있다.
전형적으로는, 제1 광학 층(12)는 예를 들어 제1 광학 층(12)를 일방향 또는 다방향으로 신장시킴으로써 복굴절성을 가지게 되는 배향성 폴리머 필름(예: 폴리에스테르 필름)이다. "복굴절성"이라 함은 x, y, z 축의 굴절율이 모두 다른 것을 의미한다. 어느 필름 내에 있는 필름이나 층들의 경우, 쉽게 x, y, z 축을 선택할 수 있음은 도 1에 표시된 바와 같다. 즉, x 및 y 축은 필름이나 층의 길이 및 폭을 의미하고 z 축은 필름이나 층의 두께를 의미한다. 도 1에서의 실시 태양에서, 필름(10)에서는 여러 광학 층 (12), (14)이 z 방향으로 상대편의 상부에 적층된다.
제1 광학 층(12)는 예를 들어 단일 방향으로 신장함으로써 일축 방향으로 배향시킬 수 있다. 직교 좌표에서의 제2 방향은 처음 길이보다 적을 수동 ㅣㅆ다. 한 실시 태양에서, 실질적으로 신장하는 방향은 도 1에서의 x 또는 y 축에 해당된다. 복굴절성을 가지는 일축 배향된 층은 전형적으로 배향 방향(즉, 신장 방향)에 평행한 편광면을 갖는 빛과 가로 방향(즉, 신장 방향에 대해 직각 방향)에 평행한 편광면을 갖는 빛의 투과 및/또는 반사에서 차이를 보인다. 예를 들어, 배향성 폴리머를 x 축에 따라 신장하는 경우 전형적으로 nx≠ ny(nx및 ny는 각각 x 및 y 축에 평행한 면에서 편광된 빛의 굴절율임)이 된다. 신장 방향을 따라 굴절율이 변화하는 정도는 신장되는 양, 신장 속도, 신장하는 동안의 필름의 온도, 필름의 두께, 필름 두께의 변화 및 필름의 성분에 따라 달라진다. 전형적으로는, 제1 광학 층(12)는 배향 후 632.8nm에서 0.04 이상, 바람직하게는 0.2 이상의 내면 복굴절율(nx-ny의 절대치)을 갖는다. 달리 특정하지 않는 한 모든 복굴절율과 굴절율은 632.8nm 빛에 대한 것이다.
폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)은 제1 광학 층(12)를 형성하는 데에 유용한 물질의 하나이다. 왜냐하면 신장 후의 복굴절율이 매우 높기 때문이다. 신장 방향과 평행한 면에서 편광된 632.8nm의 빛에 대한 PEN의 굴절율은 약 1.62 내지 많게는 1.87까지 증가한다. 가시 광선 스펙트럼 영역 내에서, PEN은 400 내지 700nm의 범위에서 전형적으로 고배향 신장(예: 130℃의 온도 및 20%/분의 초기 스트레인율에서의 처음 크기보다 5배 이상 신장된 물질)하는 경우 0.20 내지 0.40의 복굴절율을 나타낸다.
어떤 물질의 복굴절율은 분자 배향의 증가를 통하여 증가시킬수 있다. 많은 복굴절성 물질은 결정성 또는 반결정성을 지닌다. 여기서 "결정성"이라고 하면 결정성 물질은 물론 반결정성 물질을 의미한다. PEN, 및 폴리부틸렌 나프탈레이트(PBN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)와 같은 다른 결정성 폴리에스테르가 복굴절성 필름 층을 형성하는 데에 유용한 결정성 물질의 예이다. 이는 제1 광학 층(12)에서도 마찬가지이다. 또한, PEN, PBN, PET 및 PBT의 코폴리머 중 일부도 결정성 또는 반결정성이다. 코모노머를 PEN, PBN, PET 또는 PBT에 첨가하면 예를 들어 제2 광학 층(14) 또는 비광학 층(18)에 대한 접착 및/또는 작업 온도(즉, 필름을 압출하고/하거나 신장하기 위한 온도)의 감소를 포함한 다른 성질이 개선될 수 있다.
다른 실시 태양에 의하면, 제1 광학 층(12)는 반결정성, 복굴절성 코폴리에스테르로 만들어진다. 이 폴리에스테르는 70 내지 99몰%의 제1 카르1 복실레이트 서브유닛과 1 내지 30몰%, 바람직하게는 5 내지 15몰%의 코모노머 카르복실레이트 서브유닛을 포함한다. 상기 코모노머 카르복실레이트 서브유닛들은 상기 서브유닛들 중 1 이상일 수 있다. 바람직한 제1 카르복실레이트 서브유닛에는 나프탈레이트 및 테레프탈레이트가 포함된다.
만일 제1 광학 층(12)의 폴리에스테르 물질이 2 이상의 카르복실레이트 서브유닛을 포함하고 있다면, 폴리에스테르는 블록 코폴리에스테르일 수 있고, 이 블록 코폴리에스테르는 동일한 블록을 갖는 블록 코폴리머로 만들어진 다른 층{예를 들어, 제2 광학 층(14) 또는 비광학 층(18)}들에 대한 접착을 개선시킨다. 랜덤 코폴리머도 사용될 수 있다.
다른 실시 태양에서, 제1 광학 층(12)는 반결정성, 복굴절성 코폴리에스테르로 만들어진다. 이 코폴리에스테르는 70 내지 99몰%의 제1 글리콜 서브유닛과 1 내지 30몰%, 바람직하게는 5 내지 30몰%의 코모노머 글리콜 서브유닛을 포함한다. 코모노머 글리콜 서브유닛은 상기 서브유닛들 중 1 이상일 수 있다. 바람직한 제1 글리콜 서브유닛은 C2-C8 디올로부터 유래된다. 더 바람직한 제1 글리콜 서브유닛은 에틸렌 글리콜 또는 1,4-부탄디올로부터 유래된다.
다른 실시 태양에서, 제1 광학 층(12)는 카르복실레이트 서브유닛은 물론 글리콜 서브유닛이 코모노머 서브유닛들을 포함한다. 이들 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 0.5몰% 이상, 바람직하게는 2.5몰% 이상이 코모노머 카르복실레이트 서브유닛, 코모노머 글리콜 서브유닛 또는 이들의 조합물이다.
코모노머 카르복실레이트 및/또는 글리콜 서브유닛을 더 첨가하면 배향 방향에서 굴절율, 전형적으로는 최대 굴절율이 종종 감소된다. 이러한 관찰 결과, 제1 광학 층의 복굴절율은 비례적으로 영향받는다는 결론이 얻어진다. 가로 방향에서의 굴절율은 코모노머 서브유닛의 첨가로 인하여 감소된다는 점도 밝혀졌다. 이에 따라 복굴절율은 실질적으로 유지된다.
예를 들어, 3몰%의 이소프탈레이트 서브유닛을 폴리에틸렌 나프탈레이트에 첨가하면 복굴절율은 0.02 단위밖에 줄어들지 않으면서 용융 가공 온도는 280℃에서 265℃로 낮추어진다. 도 3a 및 3b는 3 내지 9몰%의 {디메틸 이소프탈레이트(DMI)로부터 유래된} 이소프탈레이트 또는 {디메틸 테레프탈레이트(DMT)로부터 유래된} 테레프탈레이트 서브유닛이 첨가되는 경우 유리 전이 온도와 빙점이 감소되는 것을 나타낸다. 일반적으로, 치환된 서브유닛의 양이 일정한 경우 빙점의 감소가 유리 전이 온도의 변화 보다 더 크다. 도 4는 0 내지 9몰%의 테레프탈레이트 및 이소프탈레이트 서브유닛을 갖는 저융점 coPEN의 평균 복굴절율을 나타낸다. 이 저융점 coPEN은 테레프탈레이트 및/또는 이소프탈레이트 서브유닛을 포함하느 coPEN으로 만들어진 제2 광학 층에 대하여 더 잘 접착된다. 왜냐하면 통상적인 모노머 서브유닛들이 존재하기 때문이다.
여러 경우에 있어서, 다층 폴리머 필름(10)은 일정한 연신비(즉, 신장 후 신장 방향으로의 필름의 길이와 신장 전 신장 방향으로의 필름의 길이의 비)에서 PEN으로 제1 광학 층이 만들어진 다층 폴리 필름과 동일한 내면 복굴절율을 갖는 coPEN으로 만들어진 제1 광학 층(12)을 사용하여 만들어질 수 있다. 복굴절율 값들은 공정 온도 또는 신장 온도와 같은 공정 파라미터들을 조절함으로써 매치시킬 수 있다. coPEN 광학 층의 연신 방향의 굴절율은 PEN 광학 층의 연신 방향의 굴절율 보다 0.02 이상 적다. 비 연신 방향의 굴절율이 감소하므로 복굴절율은 유지된다.
다른 실시 태양에 의하면, 제1 광학 층은 1.83 이하, 바람직하게는 1.80 이하의 내면 복굴절율들(즉, nx및 ny)을 가지는 coPEN으로 만들어진다(단, |nx-ny|는 632.8nm에서 0.15 이상, 바람직하게는 0.2 이상임). PEN의 내면 굴절율은 1.84 이상이고, 내면 굴절율간의 차이값은 0.22 내지 0.24 이상이다. PEN 또는 coPEN인 경우, 제1 광학 층의 내면 굴절율의 차이값, 또는 복굴절율은 0.2 미만으로 감소되어 층간 접착 등의 성질을 개선한다. 제1 층으로서 적합한 PBN과 PET 폴리머간의 비교와 동등하게 PBN과 PET간의 비교도 가능하다.
제2 광학 층(14)는 다양한 폴리머에 의해 만들어질 수 있다. 적합한 폴리머로는 비닐 폴리머, 비닐 나프탈렌, 스티렌, 말레산 무수물, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트와 같은 모노머로 만들어진 코폴리머를 들 수 있다. 그러한 폴리머를 예로 들자면 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트{예: 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA)} 및 이소탁틱 또는 신디오탁틱 폴리스티렌이다. 그 밖에도 폴리 술폰, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리아믹산 및 폴리이미드와 같은 축합 폴리머도 포함된다. 또한 제2 광학 층(14)은 폴리에스테르 및 폴리카르보네이트와 같은 폴리머 및 코폴리머로부터 만들어질 수도 있다. 제2 광학 층(14)는 폴리에스테르의 코폴리머로 열거될 수 있다. 그러나, 상기한 다른 폴리머들도 사용될 수 있음을 알아야 한다. 하기하는 바와 같이, 코폴리에스테르의 광학적 성질은 다른 폴리머 및 코폴리머에도 동일하게 적용될 수 있다.
한 실시 태양에서, 제2 광학 층(14)는 단축 또는 양축 배향성이다. 그러나, 보다 전형적으로는 제1 광학 층을 배향시키는 데에 사용되는 공정 조건하에서 비배향되는 것이다. 제2 광학 층(14)는 신장되는 경우에도 비교적 등방성의 굴절율을 보유한다. 바람직하게는, 제2 광학 층은 약 0.04 미만, 더 바람직하게는 약 0.02 미만의 복굴절율을 갖는다.
제2 광학 층(14)로 적합한 물질의 예로 들 수 있는 것은 PEN, PBN, PET 또는 PBT이다. 전형적으로는, 이들 코폴리머들은 카르복실레이트 서브유닛[20 내지 100몰%의 제2 카르복실레이트 서브유닛(coPEN 또는 coPBN의 경우는 타프탈레이트, coPET 또는 coPBT의 경우는 테레프탈레이트 서브유닛)과 0 내지 80몰%의 제2 코모노머 카르복실레이트 서브유닛]을 포함한다. 이들 코폴리머들은 글리콜 서브유닛[40 내지 100몰%의 제2 글리콜 서브유닛(coPEN 또는 coPET의 경우는 에틸렌, coPBN 또는 coPBT의 경우는 부틸렌 서브유닛)과 0 내지 60몰%의 제2 코모노머 글리콜 서브유닛]도 포함한다. 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 약 10몰% 이상은 제2 코모노머 카르복실레이트 또는 글리콜 서브유닛이다.
다른 실시 태양에서는 제2 광학 층(14)가 저가의 coPEN이다. 현재 사용되고 있는어떤 coPEN는 약 70몰%의 나프탈레이트와 약 30몰%의 이소프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛을 포함한다. 저가의 coPEN은 이소프탈레이트 서브유닛의 일부 또는 전부를 테레프탈레이트 서브유닛으로 대체한 것이다. 디메틸 테레프탈레이트(테레프탈레이트 서브유닛의 전형적인 공급원)보다 디메틸 이소프탈레이트(이소프탈레이트 서브유닛의 전형적인 공급원)로 이 폴리머의 가격을 상당히 낮출 수 있다. 더구나, 테레프탈레이트 서브유닛을 가진 coPEN은 이소프탈레이트 서브유닛을 가진 coPEN보다 열 안정정이 더 우수하다(도 5 참조).
그러나 테레프탈레이트를 이소프탈레이트로 대체하는 경우 coPEN의 복굴절율이 증가할 수 있다. 따라서, 테레프탈레이트와 이소프탈레이트의 조합이 바람직할 수 있다. 저가 coPEN은 전형적으로 20 내지 80몰%의 나프탈레이트, 10 내지 60몰%의 테레프탈레이트 및 1 내지 50몰%의 이소프탈레이트 서브유닛으로 된 카르복실레이트 서브유닛을 갖는다. 바람직하게는 20 내지 60몰%의 테레프탈레이트 및 0 내지 20몰%의 이소프탈레이트 서브유닛으로 된 카르복실레이트 서브유닛을 갖는다. 더 바람직하게는 50 내지 70몰%의 나프탈레이트, 20 내지 50몰%의 테레프탈레이트 및 0 내지 10몰%의 이소프탈레이트 서브유닛으로 된 카르복실레이트 서브유닛을 갖는다.
coPEN들은 신장되는 경우 약간의 복굴절성과 배향성을 가지기 때문에 복굴절율이 감소된 제2 광학 층(14)과 함께 사용될 폴리에스테르 조성물을 제조하는 것이 바람직할 수 있다. 저 복굴절성 coPEN들은 코모노머 물질들을 첨가함으로써 합성될 수 있다. 복굴절율을 감소시키는 데에 적합한 코모노머 물질은 t-부틸-이소프탈산, 프탈산 및 그 저급 알킬 에스테르 등으로부터 유래하는 것이다. 도 6은 이들 물질을 첨가함에 따른 coPEN의 복굴절율 감소를 나타낸다. 제2 광학 층(14)가 높은 장력(예를 들어 5:1 이상의 연신비) 또는 낮은 연신 온도에서 연신되는 경우 632.8nm에서 0.07 이상 감소될 수 있다. coPEN에 코모노머를 첨가하게 되면 광학 편광기의 정상 각 이득(nomarl angle gain) 도 증가한다. 정상 각 이득은 반사 편광기가 흡수 폴리머와 조합하여 사용되는 경우 LCD로부터 방출되는 빛의 증가량에 대한 척도이다.
복굴절율을 감소하는 데에 적합한 코모노머 물질은 t-부틸-이소프탈산, 그 저급 알킬 에스테르, 및 1,6-헥산디올로부터 유래된다. 다른 바람직한 것으로는 트리메틸올 프로한 및 펜타에리쓰리톨을 들 수 있다(이들은 가교제(ranching agent)로 역할할 수도 있슴). 이들 코모노머는 coPEN 폴리에스테르 내에 랜덤하게 배열되거나 1 이상의 블록 형태로 존재할 수 있다.
저 복굴절성 coPEN의 예에는 70 내지 100몰%의 C2-C4 디올과 0 내지 30몰%의 (1,6-헥산디올 또는 그 이성질체, 트리메틸올 프로판 또는 네오펜틸 글리콜로부터 유래된) 코모노머 디올 서브유닛으로 된 글리콜 서브유닛과, 20 내지 100몰%의 나프탈레이트, 0 내지 80몰%의 테레프탈레이트 또는 이소프탈레이트, 또는 그 혼합물, 및 0 내지 30몰%의 (프탈산, t-부틸-이소프탈산 또는 그 저급 알킬 에스테르로부터 유래된) 코모노머 카르복실레이트 서브유닛을 포함한다. 또한 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 0.5 내지 5몰%는 코모노머 카르복실레이트 또는 글리콜 서브유닛이다.
3 이상의 카르복실레이트, 에스테르 또는 하이드록시 작용기를 갖는 화합물로부터 유래된 코모노머 서브유닛을 첨가하게 되면 제2 층의 코폴리에스테르의 복굴절성이 감소할 수도 있다. 이들 화합물은 가교제로서 작용하여 다른 폴리머 분자와 가교를 분지 또는 가교를 형성한다. 본 발명의 한 실시 태양에서 제2 층의 코폴리에스테르에는 0.01 내지 5몰%, 바람직하게는 0.1 내지 2.5몰%의 상기 가교제가 포함된다.
어떤 특정의 폴리머는 70 내지 99몰%의 C2-C4 디올과 1 내지 30몰%의 (1,6-헥산디올로부터 유래된) 코모노머 디올 서브유닛으로 된 글리콜 서브유닛과, 5 내지 99몰%의 나프탈레이트, 1 내지 95몰%의 테레프탈레이트, 이소프탈레이트, 또는 그 혼합물, 및 0 내지 30몰%의 (프탈산, t-부틸-이소프탈산 또는 그 저급 알킬 에스테르로부터 유래된) 코모노머 카르복실레이트 서브유닛을 포함한다. 이 코폴리에스테르에는 상기 가교제가 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 0.01 내지 2.5몰%가 포함된다.
일반적으로 복굴절율은 분자량에 따라 감소하기 때문에, 폴리에스테르로 유용한 다른 폴리에스테르는 저분자량의 coPEN이다. 저분자량 coPEN은 고유 점도가 0.4 내지 0.5dL/g이다. 약 3 이상의 카르복실레이트, 에스테르 및/또는 하이드록시기를 갖는 모노머를 0.5 내지 5몰%로 첨가하면 상기 고유 점도가 유지된다. 이들 모노머들은 종종 가교제로 역할한다. 폴리머의 분자량은 반응 교반기 내로 투입된 동력, 교반 속도 및 용융 온도에 의해 결정된 특정 용융 점도에서 중합을 마마리함으로써 결정된다. 일반적으로 0.5dL/g 이상의 고유 점도를 갖는 비광학 층이 이 저분자량 coPEN과 함께 사용되어 구조적 지지체를 이룬다.
저분자량 coPEN의 용융 점도를 증가시키는 데에 사용하기 적합한 가교성 모노머에는 2 이상의 하이드록시 작용기를 갖는 알콜 뿐만 아니라 2 이상의 카르복실산 작용기를 갖는 카르복실산 및 그 저급 알킬 에스테르가 포함된다. 적합한 가교 모노머의 예에는 트리메틸올 프로판, 펜타에리쓰리톨 및 트리멜트산이 포함된다. 도 7은 분자량 감소(고유 점도 감소량에 의해 측정됨)에 따른 복굴절율의 감소를 나타낸다.
다른 형태의 유용한 코폴리에스테르는 시클로헥산 디카르복실레이트 서브유닛을 포함한다. 이들 코폴리에스테르는 제1 광학 층(12)의 폴리에틸렌 나프탈레이트와 함께 안정한 다층 공압출이 이루어지게 하는 점탄성 때문에 특히 굴절율이 낮은 폴리머로 사용하기에 적합하다. 반대로, 굴절율이 낮은 다른 지방족 폴리에스테르는 폴리에틸렌 나프탈레이트가 있는 다층 용융 분기관 내에서 공압출되는 경우 안정한 융용 흐름을 제공하는 데에 필요한 유변학적 성질을 가지지 못한다. 시클로헥산 디카르복실레이트는 굴절율이 낮은 다른 코폴레에스테르에 비하여 공압출 도중에 열 안정성도 높다.
t-부틸 이소프탈레이트는 굴절율은 그렇게 증가시키지 않으면서 코폴리에스테르의 모듈러스와 유리 전이 온도를 효과적으로 개선시킨다는 점에서 시클로헥산 디카르복실레이트와 함께 사용하기에 바람직한 카르복실레이트 서브유닛이다. t-부틸 이소프탈레이트를 첨가하게 되면 굴절율은 1.51 만큼 작지만 시클로헥산 디카르복실레이트의 코폴리에스테르의 유리 전이 온도가 실온보다 높게 된다. 가교 모노머(예: 트리메틸올 프로판)의 첨가에 의해 다량의 촉매 또는 장기간의 반응이 없어도 상기 모노머로부터 점도가 높은 폴리머를 합성된다. 그 결과 폴리머는 색과투명도가 개선된다. 따라서, 굴절율이 낮은 비 복굴절성 코폴리에스테르는 시클로헥산 디카르복실레이트와 t-부틸 이소프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 에틸렌 글리콜과 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛에 의해 만들어질 수 있다. 이들 코폴리에스테르는 실온에서도 물리적 성질이 유지되는 다층 광학 필름을 제조하는데에 유용하다. 카르복실레이트로서 나프탈렌 디카르복실레이트 및 시클로헥산 디카르복실레이트를 사용하여 만든 코폴리에스테르를 폴리에틸렌 나프탈레이트와 공압출시켜 층간 접착이 우수한 다층 폴리머 필름을 형성할 수 있다.
다른 실시 태양에 의하면, 시클로헥산 디카르복실레이트로부터 유래된 카르복실레이트 서브유닛을 갖는 폴리에스테르로 만든 제2 광학 층을 포함한다. 바람직하게는, 이 폴리에스테르는 5 내지 95몰%의 디메틸 시클로헥산 디카르복실레이트와 5 내지 95몰%의 디메틸 t-부틸 이소프탈레이트로부터 유래된 카르복실레이트 서브유닛과 5 내지 99.99몰%의 C2-C4 디올과 0.01 내지 5몰%의 트리메틸올 프로판으로부터 유래된 글리콜 서브유닛을 갖는다. 더 바람직하게는 50내지 85몰%의 디메틸 시클로헥산 디카르복실레이트와 15 내지 50몰%의 디메틸 t-부틸 이소프탈레이트로부터 유래된 카르복실레이트 서브유닛과 98 내지 99.99몰%의 C2-C4 디올과 0.01 내지 2몰%의 트리메틸올 프로판으로부터 유래된 글리콜 서브유닛을 갖는다.
비광학 층(18)도 제2 광학 층(14)와 동일한 양의 동일한 물질을 사용하여 만들 수 있다. 또한 제2 광학 층(14)에 관하여 상기한 바와 같이 다른 폴리머들도 사용될 수 있다. coPEN(즉, PEN의 코폴리머) 또는 다른 코폴리머 물질을 표면 층(도 1 참조)에 사용하면 다층 폴리머 필름의 쪼개짐(즉, 장력 유발성 결정도 및 배향 방향에 있는 폴리머 분자의 과반수의 배열로 인하여 떨어져 나가는 것)이 감소된다는 것이 밝혀졌다. 왜냐하면, 제1 광학 층(12)를 배향시키는 데에 사용되는 조건 하에서 신장한 경우 표면 층의 coPEN은 거의 배향하지 않기 때문이다.
바람직하게는, 제1 광학 층(12), 제2 광학 층(14) 및 비광학 층(18)의 폴리에스테르들은 공압출될 수 있도록 하기 위해 동일한 유변학적 성질(예를 들어, 용융 점도 등)을 갖는 것을 선택한다. 일반적으로, 제2 광학 층(14)와 비광학 층(18)은 유리 전이 온도(Tg)가 약 40℃ 이하인데, 이는 제1 광학 층(12)의 유리 전이 온도보다는 높다. 이들 층의 유리 전이 온도는 제1 광학 층(12)의 유리 전이 온도 보다 낮은 것이 바람직하다.
편광기는 일축 배향된 제1 광학 층(12)와 등방성 굴절율을 갖는 제2 광학 층(14)를 결합시켜 만들 수 있다. 또한, 복굴절성 폴리머로 만든 광학 층 (12), (14)는 단일 내면 방향에서의 굴절율이 거의 같아지도록 여러 연신 공정으로 배향된다. 두 경우 모두, 두 광학 층(12)와 (14) 사이의 인터페이스는 광 반사 면을 형성한다. 상기 두 층의 굴절율이 거의 같은 방향에 평행한 면에서 편광된 빛은 거의 투과될 것이다. 상기 두 층의 굴절율이 다른 방향에 평행한 면에서 편광된 빛은 적어도 일부는 반사될 것이다. 반사도는 층의 수를 늘이거나, 제1 광학 층(12)와 제2 광학 층(14) 사이의 굴절율간의 차이값을 크게함으로써 증가시킬 수 있다.
일반적으로, 어떤 인터페이스에의 반사도는 인터페이스를 형성하는 두 광학 층 (12)와 (14)를 합친 광학 두께의 2배에 해당하는 파장에서 최대가 된다. 이 두 층의 광학 두께는 n1d1+n2d2(여기서, n1과 n2는 두 층의 굴절율, d1과 d2는 층 두께임)이다. 두 층 (12)와 (14)는 각각 4분의 1 파장 두께이거나, 광학 두께의 합이 한 파장의 반(또는 몇배)이 되는 한도 내에서 다른 광학 두께를 가질 수 있다. 다층 필름은 광학 두께가 다른 층들을 포함함으로써 파장 전체 범위에서 반사도가 높아질 수 있다. 예를 들어, 특정 파장의 빛을 최적으로 반사하는 데에 적합한 층들을 포함할 수 있다.
또한, 제1 광학 층(12)는 다른 방향에서 신장시킴으로써 이축 배향성을 가질 수도 있다. 2 방향에서 신장하면 선택된 2 직교 좌표 축에서 순 대칭이거나 비대칭이 될 수 있다.
거울을 만드는 한 가지 예는 이축 배향 층의 내면 복굴절율들과 굴절율이 다른 제2 광학 층(24)과 이축 배향 광학 층(22)을 결합시키는 것이다. 거울은 두 광학 층 (12)와 (14) 사이의 굴절율의 불일치 때문에 편광을 갖는 빛을 반사시킨다. 거울은 내면 굴절율들이 상당히 다른 단축 배향 층들을 결합하여 만들 수도 있다. 다른 실시 태양에서, 제1 광학 층(12)는 비복굴절성이고, 거울은 굴절율이 서로상당히 다른 제1 광학 층(12)와 제2 광학 층(14)을 결합시켜 만들어진다. 층의 배향없이 반사가 일어난다. 거울과 편광기의 제조에 사용되는 것으로 알려져 있는 다른 방법과 층 조합도 있다. 상기한 조합 방식은 단지 한 예에 불과한 것이다.
제2 광학 층(14)는 적어도 부분적으로는 필름(1)의 작동 방식에 따라서 여러 광학적 성질을 가진 것으로 제조될 수 있다. 한 실시 태양에서, 제2 광학 층(14)는 제1 광학 층(12)를 배향시키는 데에 사용되는 조건에서 신장시킨 경우 그렇게 광학적으로 배향되지 않는 폴리머 물질로 만들어진다. 이러한 층들은 특히 반사성 편광 필름의 제조에 유용하다. 왜냐하면, 공압출과 같은 방식에 의해 층들이 적층체를 이룰 수 있고, 제2 광학 층(14)는 비교적 등방성으로 유지하면서 제1 광학 층은 신장시켜 배향되도록 할 수 있기 때문이다. 일반적으로, 제2 광학 층(14)의 굴절율은 배향된 제1 광학 층(12)의 굴절율과 거의 비슷하므로 굴절율이 일치되는 방향과 평행한 면에서 편광을 갖는 빛이 투과되게 한다. 바람직하게는, 이 두 굴절율의 차이는 약 0.05 이하, 더 바람직하게는 약 0.02 이하에 불과하다. 다른 실시 태양에서, 제2 광학 층(14)의 굴절율은 신장 전의 제1 광학 층(12)의 굴절율과 거의 비슷하다.
다른 실시 태양에서, 제2 광학 층(14)는 배향성이다. 몇몇 경우에서, 제2 광학 층(14)는 그 내면 굴절율 하나는 층 (12)와 (14)를 배향시킨 후의 제1 광학 층(12)의 내면 굴절율과 거의 동일하나, 다른 하나는 실질적으로 다르다. 다른 경우, 특히 거울의 경우에는 배향 후 광학 층 (12)와 (14)의 내면 굴절율이 서로 다르다.
도 1에서 보는 바와 같이, 적층체(16)의 적어도 일면 위에는 1 이상의 비광학 층(18)이 표면층을 형성하는데, 이 표면층에 의해 광학 층 (12)와 (14)는 공정 중 및/또는 공정 후에 물리적인 손상을 입지 않게 된다. 또한 도 2에서 보는 바와 같이, 적층체(16)의 내부에 1 이상의 비광학 층(18)이 위치하기도 하는데, 이 비광학 층에 의해 적층체는 기계적 강도가 높아져서 공정 중에 적층체가 보호된다.
이 비광학 층(18)은 적어도 관심의 대상이 되는 파장 범위 전체에 있어서는 이상적으로는 다충 폴리머 필름(10)의 광학적 성질을 결정하는 데에 그렇게 관여하지는 않는다. 비광학 층(18)은 통상적으로는 복굴절성 또는 배향성을 가지지 않지만, 경우에 따라서는 그렇지 않을 수도 있다. 비광학 층(18)이 표면층으로 사용되는 경우에는 적어도 부분적인 표면 반사가 일어날 것이다. 다층 폴리머 필름(10)이 편광기일 경우, 비광학 층은 굴절율이 비교적 작은 것이 바람직하다. 그래야 표면 반사량이 감소된다. 그러나, 다층 폴리머 필름(10)이 거울일 경우에는, 비광학 층(18)의 굴절율이 커야 빛의 반사를 증가시킨다.
비광학 층(18)이 적층체(16)의 내부에 있는 경우에는, 이 비광학 층과 이에 인접된 광학 층 (12), (14)에 의해 적어도 빛이 일부 편광되거나 반사된다. 그러나, 통상적으로는 비광학 층(18)은 적층체 내부의 비광학 층(18)에 의해 반사된 빛이 관심 밖의 파장(예: 자외선 영역)의 빛을 지시할 수 있는 두께를 갖는다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치에는 물리적 또는 화학적 성질, 특히 필름이나 장치 표면에 대한 성질을 변경시키거나 개선시키기 위하여 여러 가지 기능성 층 또는 코팅을 가할 수 있다. 그러한 층 또는 코팅의 예로는 슬립제(slip agent), 저접착 후면 물질, 전도층, 정전 코팅 또는 필름, 장벽(barrier) 층, 방화제, 자외선 안정제, 내마모 물질, 광학 코팅 및/또는 필름이나 장치의 기계적 강도를 개선하기 위한 물질들을 들 수 있다.
필름이나 장치에 바람직한 장벽 특성을 부여하기 위하여 표면 층 또는 코팅도 첨가할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 필름이나 장치의 액체(물이나 유기용매 등)나 기체(산소나 이산화탄소 등)에 대한 투과성을 변화시키도록 장벽 층 또는 코팅을 표면 층 자체 또는 표면 층의 성분으로 첨가할 수 있다.
제품의 내마모성을 부여하거나 개선하기 위하여 표면 층 또는 코팅을 첨가할 수도 있다. 예를 들어, 폴리머 매트릭스 내부에 실리카 입자가 봉입된 표면 층을 본 발명에 따른 광학 필름에 첨가하여 이 광학 필름과 관련된 용도에서 요구되는 광학적 성질과 적절히 조정될 수 있는 내마모성을 부여할 수 있다.
제품이 구멍이 나거나 찢어지지 않도록 하는 하기 위하여 표면 층 또는 코팅을 첨가할 수도 있다. 찢김 내성 물질을 선택하는 데에 있어서는 파단 %신도, 영 모듈러스, 찢김 강도, 내층에 대한 접착도, 관심 영역의 전자기 밴드 폭 내에서의 투과 백분율 및 흡수율, 광학적 투명도 또는 흐림도, 주파수 함수로서의 굴절율, 기질 및 조도, 용융 열 안정성, 분자량 분포, 용융 유변학 및 공압출성, 혼화성 및 표면 층 과 광학 층 사이의 내부 확산 속도, 점탄 반응도, 연신 조건에서의 이완도 및 결정화 특성, 사용 온도에서의 열 안정성, 내후성, 코팅에 대한 접착능, 및 여러 기체와 용매에 대한 투과도 등을 고려하여야 한다. 찢김 내성 표면 층은 제조 공정 중에 가하거나 또는 나중에 다층 폴리머 필름(10) 위에 코팅하거나 적층할 수 있다. 제조 공정(예를 들어, 공압출 공정) 중에 이들 층을 필름에 접착하게 되면, 제조 공정 중에 필름이 보호될 수 있다는 장점이 있다. 한 실시 태양에서, 1 이상의 찢김 내성 층을 필름 내부에만 위치시키거나 표면 층에도 함께 위치시킨다.
본 발명의 필름 및 광학 장치는 저마찰성 코팅 또는 슬립제로 처리하여(예를 들어, 표면을 폴리머 비드로 코팅시켜) 슬립 특성을 개선할 수 있다. 또한, 이들 물질의 표면의 형태를 변화시켜 필름의 표면을 매끈하게 할 수 있다. 표면 형태를 변화시키는 방법에 대해서는 미국 특허 제5,759,467호를 참조하면 된다.
본 발명의 다층 폴리머 필름이 접착 테이프의 구성 성분으로 사용되는 경우에는 필름을 저접착 후면(low adhesion backsize; LAB) 코팅 또는 필름(예: 우레탄, 실리콘, 플루오로카본을 사용한 것)으로 처리하는 것이 바람직하다. 이렇게 처리된 필름은 압력 민감성 접착제에 대하여 적절한 이완성을 나타낸다. 이 방식으로 제조된 접착 테이프는 장식 목적으로 사용할 수도 있다. 또한, 테이프 표면 상에서 산만하게 반사되는 것이 바람직한 곳이라면 어떠한 곳에도 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 1 이상의 전도성 층을 가질 수도 있다. 전도층에는 은, 금, 구리, 알루미늄, 크롬, 니켈, 주석 및 티타늄, 은 함금, 스테인레스 스틸, 인코넬과 같은 금속 합금, 및 도핑 또는 비도핑된 산화 주석, 산화 아연 및 산화 주석 인듐(ITO)와 같은 반도체가 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 정전 코팅 또는 필름도 포함할 수 있다. 그러한 필름의 예로는 V2O5, 술폰산 폴리머의 염, 탄소 또는 기타 전도성 금속 층이 포함된다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 특정한 액체 또는 기체에 대한 투과성을 변화시키는 장벽 필름 또는 코팅을 포함할 수도 있다. 예를 들어 본 발명의 필름 및 장치는 수증기, 유기 용매, 산소 또는 이산화탄소의 투과를 억제하는 필름이나 코팅을 포함할 수 있다. 장벽 코팅은 필름이나 장치의 성분이 수분 투과에 의한 뒤틀림이 생길 수 있는 고습도 환경에서 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 (특히, 비행기와 같이 엄격한 화재 방지 조건이 요구되는 곳) 화염 방지제를 포함할 수도 있다. 적당한 화염 방지제에는 알루미늄트리하이드레이트, 안티모니 트리옥사이드, 안티모니 펜톡사이드 및 화염 방지성 유기인 화합물이 포함된다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 내마모성 또는 경질 코팅을 (표면층으로서) 포함할 수도 있다. 이들 코팅 물질에는 펜실베니아주 필라델피아의 롬 앤 하스사의 제품인 Acrloid A-11 및 Paraloid K-120N; 미국 특허 제4,249,011호에 개시된 펜실베니아주 웨스트체스터의 사토머사의 제품인 우레탄 아크릴레이트; 및 지방족 폴리이소시아네이트(펜실베니아주 피츠버그의 마일사사의 제품인 Desmodur N-3300)를 폴리에스테르(텍사스주 휴스톤의 유니온 카바이드사의 Tone Polyol 0305)를 반응시켜 얻은 우레탄 경질 코팅 등과 같은 것들이 포함된다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 경질 또는 반경질의 기재, 예를 들어 유리, 금속, 아크릴, 폴리에스테르 및 기타 구조적인 안정성, 내후성 또는 간편한 조작성을 제공하는 기타 뒷받침 폴리머에 더 적층될 수 있다. 예를 들어, 다층 폴리머 필름(10)을 얇은 아크릴 또는 금속 뒷받침에 적층시켜 꾹 누르거나 그렇지 않으면 원하는 모양을 유지하도록 한다. 필름이 깨질 수 있는 뒤받침에 가해지는 경우에는, PET 필름 또는 구멍-찢김 내성 필름을 포함하는 추가의 층을 더 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 흐트러지는 것을 방지하는 필름 및 코팅을 포함할 수도 있다. 이러한 목적에 적합한 필름 및 코팅은 예를 들어 유럽 특허 제592,284호 및 591,055호에 기재되어 있고 미네소타주 세이트 폴의 3M사로부터 입수가능하다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 특별한 용도를 위해 여러 가지 광학 층, 물질 및 장치들에 응용될 수 있다. 자석성 코팅 또는 필름; 표시 패널 및 프라이버시 윈도우에 사용되는 것과 같은 액정 패널; 사진용 에멀션; 직물; 선형 프레스넬(Fresnel) 렌즈와 같은 필름; 프리즘 필름; 밝기 증강용 필름; 홀로그램용 필름; 엠보싱 필름; 안티탬퍼 필름 또는 코팅; 자외선 투과 필름; 방출 필름 또는 방출 코팅 종이; 및 편광기 또는 거울 등이 그 응용 예이다.
다층 폴리머 필름(10)의 한면 또는 양면 상에는 추가적인 조합층이 있을 수 있다. 즉, 상기한 코팅이나 필름과 조합될 수 있다. 예를 들어, 접착제가 다층 폴리머 필름(10)에 가해지는 경우, 접착제는 전체적인 반사도를 높히기 위하여 티타늄 디옥사이드와 같은 백색 안료를 포함할 수 있다. 또는 접착제가 광학적으로 투명하여 다층 폴리머 필름(10)의 반사성에 더하여 전체 기질의 반사성을 높힐 수 있다.
롤 형성 및 필름의 전환도를 향상시키기 위하여 다층 폴리머 필름(10)은 슬립제를 포함할 수도 있다. 이 슬립제는 필름 내부네 포함될 수도 있고 별도의 코팅 형태로 가해질 수도 있다. 대부분의 경우, 흐림 현상을 최소화하기 위하여 슬립제는 필름의 한쪽 면, 이상적으로는 경질 표면과 마주하는 면에만 가한다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 1 이상의 내굴절성 층 또는 코팅, 예를 들어 통상적인 진공 코팅된 유전성 메탈 옥사이드 또는 메탈/메틸 옥사이드 광학 필름, 실리카 졸 겔 코팅, 및 3M사로부터 입수가능한 압출성 불소폴리머인 THV와 같은 저굴절성 불소폴리머로부터 유래된 코팅되거나 공압출된 내굴절성 층도 포함할 수 있다. 이러한 층 또는 코팅은 편광에 민감할 수도 있고 민감하지 않을 수도 있는 것으로서, 투과성을 높히고 반사성 눈부심을 줄이는 역할을 한다. 이 층 또는 코팅은 코팅이나 스퍼터 에칭과 같은 적절한 표면 처리법을 통하여 본 발명의 필름 및 광학 장치에 부여될 수 있다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 내흐림성(anti-foggy)을 부여하는 필름이나 코팅을 포함할 수도 있다. 상기한 내반사층은 내반사성은 물론 내흐림성을 부여하는 이중 목적을 갖는다. 내흐림제는 당업계에 잘 알려져 있다. 그러나, 일반적인 내흐림제로는 지방산 에스테르를 포함하는 물질(필름 표면에 소수성을 부여하는 물질)이 포함된다.
"흐림" 현상을 줄이는 코팅에 관한 발명은 여러 가지가 있다. 예를 들어, 미국 특허 제3,212,909호는 암모늄 비누, 예를 들어 설페이트화 또는 설포네이트화된 지방성 물질인 표면 활성화제와 혼합된 알킬 암모늄 카르복실레이트를 사용하여 내흐림성 조성물을 제조하는 예를 개시하고 있다. 미국 특허 제3,075,228호는 알킬벤젠 술포네이트 뿐만 아니라 설페이트화된 알킬 아릴옥시폴리알콕시 알콜을 사용하여 여러 표면상에 사용하기 위한 내흐림성 제품을 제조하는 예를 개시하고 있다. 미국 특허 제3,819,522호는 데신 디올 및 계면 확성제 혼합물(에톡실화 알킬 설페이트가 포함됨)을 포함하는 내흐림 위도우 클리너 계면활성제 혼합물을 개시하고 있다. 일본 특허 제 평4-41,335호는 콜로이드성 알루미나, 콜로이드성 실리카 및 음이온 계면활성제를 포함하는 흐림 방지제를 개시하고 있다. 미국 특허 제4,478,909호는 폴리비닐 알콜, 미세 분쇄된 실리카 및 유기 실리콘 화합물을 포함한 내흐림 경화성 코팅 필름을 개시하고 있다(이 특허에서는 카본/실리콘 중량비가 내흐림성에 중요하다고 하고 있다). 불소 함유 계면활성제를 포함한 여러 계면활성제는 코팅의 표면을 평평하게 하도록 하기 위하여 사용될 수 있다. 계면활성제를 포함한 그밖의 내흐림 코팅는 미국 특허 제2,803,552호, 제3,022,178호 및 제3,897,356호에 개시되어 있다. 국제특허출원 제96/18,691호는 코팅이 내흐림성 및 내반사성을 갖도록 하는 방법을 개시하고 있다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 자외선 안정화 필름 또는 코팅을 포함할 수도 있다. 적합한 자외선 안정화 필름 및 코팅에는 벤조트리아졸 또는 힌더드 아민 광 안정화제(HALS)[뉴욕주 하우쓰론의 시바 게이기사의 Tinuvin 292]가 함유된 것이 포함된다. 그밖의 적합한 자외선 안정화 필름 및 코팅에는 뉴저지주 파시파니의 바스프사로부터 입수가능한 벤조페논류 또는 디페닐 아크릴레이트류가 함유된 것이 포함된다. 이러한 필름은 본 발명에 따른 필름 및 광학 장치가 실외용으로 사용되거나 발광원이 자외선 영역의 빛을 상당량 방출하는 발광체에 사용되는 경우에 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 외형을 변화시키거나 특정 용도에 사용할 목적으로 잉크, 염료 및 안료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 잉크 또는 그밖의 디스플레이 제품, 광고, 경고문, 장식문 또는 기타 정보에 사용되는 프린트된 표시물로 처리할 수 있다. 본 필름 상에 프린트하기 위하여 스크린 프린팅, 레터프레스, 오프셋, 플렉소그래프 프린팅, 스티플 프린팅, 레이저 프린팅 등 다양한 방법들이 사용될 수 있다. 1 성분 잉크, 2 성분 잉크, 산화성 건조 자외선 건조 잉크, 용해된 잉크, 분산된 잉크 및 100% 잉크 시스템 등을 포함한 여러 형태의 잉크가 사용될 수도 있다. 또한 염료 또는 안료를 폴리머를 사용한 층의 형성 전 또는 후에 폴리머 내에 블렌드시킬 수도 있다.
본 발명에 따른 필름 및 광학 장치는 금속 코팅을 포함할 수도 있다. 예를 들어 열분해, 파우더 코팅, 증기 침착, 양극 스퍼터링, 이온 플레이팅 등의 방법을 사용하여 광학 필름에 직접 금속 층을 가할 수도 있다. 금속박이나 딱딱한 금속 판을 광학 필름에 라미네이트시킬 수 있다. 또한 별도의 폴리머 필름 또는 유리 플라스틱 시트를 상기한 방법으로 먼저 금속화한 다음 본 발명에 따른 필름 및 광학 장치에 라미네이트시킬 수도 있다.
다층 폴리머 필름을 만드는 한 가지 방법을 간략히 설명한다. 공정 조건 및 공정에서 고려해야 할 점들에 대한 자세한 사항은 미국 특허 출원 제09/006,288호 "다층 광학 필름의 제조 방법"을 참조하여야 할 것이다. 다층 폴리머 필름은 제1 및 제2 광학 층 뿐만 아니라 비광학 층에 사용될 폴리머를 압출함으로써 제조할 수 있다. 연속적이고 안정한 방식으로 폴리머 수지 피이드(feed) 스트림을 적절하게 피이드, 용융, 혼합하고 펌프하는 압출 조건을 선택한다. 최종 용융 스트림의 온도 범위는 최하단에서는 빙화, 결정화, 또는 어는 것이 감소되고 최상단에서는 퇴화가 감소되는 범위이어야 한다. 1 이상의 폴리머를 전체 용융 스트림 공정으로 처리하는 것(냉각 롤 상에서 필름 캐스팅을 하는 것을 포함하여)을 종종 공압출이라고 한다..
압출 후, 각 용융 스트림을 넥 튜브를 통하여 폴리머의 유속을 연속적이고 일정하게 하기 위하여 사용되는 기어 펌프로 이동시킨다. 정적 혼합 유닛을 넥 튜브의 말단에 위치시켜 폴리머 용융 스트림을 기어 필름으로부터 일정한 용융 스트림 온도를 가진 다층 피드블록으로 이동시킨다. 전체 용융 스트림을 가능한한 균일하게 가열하여 용융 스트림의 흐름을 균일하게 하고 동시에 용융 공정 중에 퇴화되는 것을 방지한다.
다층 피드블록은 2 이상의 폴리머 용융 스트림을 여러 층으로 나누고, 이들 층을 삽입시키고, 이들을 모아서 하나의 다층 스트림을 만든다. 주 흐름 채널로부터 나온 스트림의 일부를 부 채널에 연속적으로 흘리고, 부 채널은 피드블록 분지관 내에서 층 슬롯을 만든다. 층 흐름은 부 채널 튜브들, 층 슬롯의 각 모양 및 물리적 크기 뿐만 아니라 사용되는 기계류에 의해 조절된다.
2 이상의 용융 스트림의 부 채널 튜브 및 층 슬롯은 삽입되어 예를 들면 교대 층을 만들기도 한다. 피드블록 다운스트림-부 분지관은 종종 모아진 다층 적층체 층을 가로로 압착하여 균일하게 펴도록 모양지어져 있다. 두꺼운 비광학 층{일명, 보호 경계 층(PBL)}을 광학 다층 적층체의 용융 스트림을 사용하여 또는 별도의 용융 스트림을 사용하여 분지 월 근처에 주입시킨다. 상기한 바와 같이, 이들 비광학 층들은 더 얇은 광학 층들을 월 스트레스 및 흐름 불안정 효과가 일어나지 않도록 보호하는 데에 사용될 수 있다.
피드블록 분지관으로부터나온 다층 적층체는 다이와 같은 최종 성평 유닛에 들어간다. 또는, 스트림을 (바람직하게는 적층체 내의 층에 대하여 직각으로) 나누어 2 이상의 다층 스트림을 형성하고, 이들은 적층에 의해 다시 모은다. 스트림은 층들에 대한 직각 이외의 각도로 나눌 수도 있다. 스트림을 나누고 모으는 흐름 채널링 시스템을 멀리플라이어라고 한다. 나누어진 스트림의 폭(즉, 각 층 두께의 합)은 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 멀티플라이어 비율는 좁은 스트림 폭에 대한 넓은 스트림의 폭의 비로 정의된다. 폭이 다른 스트림(즉, 멀티플라이어 비율이 1을 넘는 경우)은 층 두께의 구배를 만들고자 하는데에 사용할 수 있다. 폭이 다른 경우, 멀티플라이어는 가장 좁은 스트림을 펴고/거나 가장 넓은 스트림을 두께와 흐름 방향에 대하여 가로로 압축하여 적층하는 층의 폭과 일치하도록 한다.
멀티플리케이션을 하기 전에, 다층 적층체에 추가적으로 비광학 층을 가할 수 있다. 이들 비광학 층은 멀티플라이어 내에서 PBL로 역할할 수 있다. 멀티플리케이션 및 적층화한 후에, 이들 층의 일부는 광학 층들 사이의 내부 경계 층을 형성하고 나머지는 표면 층을 형성한다.
멀티플리케이션 후, 웹을 최종 성형 유닛에 보낸다. 그 후 웹을 냉각 롤(캐스팅 휠 또는 캐스팅 드럼이라고도 함) 상에서 캐스트한다. 캐스팅은 종종 정전기적인 방법으로 할 수 있는데, 그 자세한 사항은 폴리머 필름 제조와 관련된 당업계에 널리 알려져 있다. 웹의 두께는 웹 전체에 대하여 균일하게 할 수도 있지만, 다이 립(die lip)을 조절하여 변화하게 만들 수도 있다.
그 후 다층 웹을 연신하여 최종 다층 광학 필름을 만든다. 다층 광학 편광기를 제조하는 한 방법에 의하면, 단일 연신 단계가 사용된다. 이 공정은 텐터(tenter) 또는 길이 배향기 내에서 수행될 수 있다. 어떤 텐트는 웹 내의 필름을 전체적으로 또는 기계 방향으로 연신하거나 이완(수축)하지만, 전형적인 텐터는 웹의 통과 경로에 대하여 가로 방향으로 연신한다. 따라서, 이 예에 의하면, 필름은 하나의 내면 방향으로 연신된다. 통상적인 텐터 내에서는 제2 내면 방향은 일정하거나 길이 배향기에서와 같이 더 적은 폭으로 넥킹된다. 이러한 넥킹은 연신비에 따라 상당히 증가된다.
다층 거울을 제조하는 한 방법에서는, 양쪽 내면 방향에서 복굴절성 물질을 배향시키기 위하여 2 단계 연신 공정이 사용된다. 이 연신 공정은 두 내면 방향에서 연신될 수 있도록 하는 1 단계 공정의 조합일 수도 있다. 또한, 기계 방향에서 연신하는 텐터(예를 들어, 연속적으로 또는 동시에 두 방향에서 연신할 수 있는 2 축 텐터)을 사용할 수도 있다. 단일 2 축 연신 공정이 사용될 수 있다.
다층 편광기를 제조하는 다른 방법에서는, 각 연신 공정에서 여러 물질의 특성이 다르게 나타나는 다단계의 연신 공정을 사용하여 하나의 단일 공압출 다층 필름(서로 배향 정도와 배향 형태가 다른 것임) 내에서 다른 물질들을 포함하는 다른 층들을 만들 수 있다. 거울을 이와 같은 방식으로 만들 수도 있다.
이들 층 및 필름에 사용되는 폴리에스테르의 고유 점도는 폴리머의 분자량(분지 모노머가 없는)과 관계가 있다. 전형적으로, 폴리에스테르의 고유 점도는 약 0.4dL/g보다 크다. 바람직하게는, 0.4와 0.7 사이이다. 여기서의 고유 점도는 달리 특정되지 않는 한 30℃의 60/40 중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 용매로 측정된 것이다.
본 발명의 다층 폴리머 필름의 제조 방법 및 그 용도는 하기 실시예들에 의하여 설명되어진다. 그러나 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것에 불과한 바, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 기재된 것으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다.
하기 실시예에서 폴리머를 제조하는 데에 사용되는 모노머, 촉매 및 안정화제는 다음과 같이 상업적으로 시판되는 것이다. 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트과 테레프탈산(아모코사, 알라바마 데카트르), 디메틸 테레프탈레이트(훽스트 셀라네스, 텍사스주 달라스), 디메틸 이소프탈레이트 및 디메틸 t-부틸 이소프탈레이트(몰플렉스사, 노쓰캐롤라이나주 그린스보로), 에틸렌 글리콜(유니온 카바이드사, 웨스트버지니아주 찰레스톤), 1,6-헥산디올(바스프사, 노쓰캐롤라이나주 샬롯), 세바크산(유니온 캠프사, 오하이오주 도버), 안티모니 트리아세테이트(엘프 아토켐사, 펜실베이나주, 필라델피아), 코발트 아세테이트 및 망간 아세트테이트(홀 케미칼사, 오하이오주 윅리프), 트리에틸 포스포노아세테이트(알브라이트＆윌슨사, 버지니아주 글렌 알렌), 디메틸 시클로헥산 디카르복실레이트(이스트만 케미칼사, 테네시주 킹스포트) 및 트리에틸아민(에어 프로덕츠사, 뉴저지주 필립스버그)
하기의 실시예에서는 836 층의 필름이 형성된다. 836 광학 층 구조는 다층 피드블록으로부터 만들어진 209 층 구조체를 2배로 멀티플리케이션을 함으로써 얻어진 층을 광학 적층체 4개를 포함하는 것이다. 광학 층은 구조체 두께의 약 50%를 차지한다. 각 적층체는 3개의 비광학 내부 보호 경계 층들 중 하나로 분리되어 있다(각 보호 경계 층은 전체 두께의 약 2%를 차지함). 끝으로, 필름의 각 면은 외부에 비광학 표면 층을 가지고 있다(각 층은 두께의 약 22%를 차지함).
실시예에서의 필름들 일부를 테스트 하기 위하여 "이득 측정기"를 사용하였다. "이득 측정기"는 점 광도계와 적당한 후광을 사용하여 만들어지는데, 이 광도계와 후광 사이에 편광기가 있어서 후광으로부터 나오는 빛의 편광 하나만을 광도계가 측정하는 것이다. 실시예에서 사용되는 후광은 랜드마크사로부터 입수한 것이고,편광기는 고 위상차 디스플레이 편광기(편광기의 경로 축이 후광의 장축과 나란해지도록 배향됨)였다. 고 위상차 편광기의 경로 축과 샘플의 경로 축이 나란하도록 샘플을 측정기에 넣었다. 샘플은 후광이 충분히 가리워질 정도로 충분히 크게 만들었다.
＜비교예＞
PEN/coPEN(70/0/30) 층으로 만든 편광 필름
비교예로서, PEN으로 만든 제1 광학 층과 coPEN(70몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 30몰%의 디메틸 이소프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 반사 편광기 필름을 만들었다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 폴리에틸렌 나프탈레이트는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 136 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 73 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 27 그람의 망간 아세세이트, 27 그람의 코발트 아세테이트 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 35 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 49 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.48dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
제2 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 109 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 37 킬로그람의 디메틸 이소프탈레이트, 79 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 29 그람의 망간 아세세이트, 29 그람의 코발트 아세테이트 및 58 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 41 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 52 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.57dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
그 다음 상기 PEN 및 coPEN을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대된 836 층의 다층 필름을 만들었다. 이 다층 반사 필름은 제2 광학 층과 같은 coPEN으로 만들어진 내부 보호 층은 물론 외부 보호 층도 가지고 있다. 이들 보호 층은 추가적인 용융 포트를 통하여 주입된다. 이 캐스트 필름을 150℃의 고온의 공기로 채워진 오븐에서 약 1분 동안 가열한 후, 6:1의 연신비로 단축 배향시켜 약 125미터 두께의 반사 편광기 필름을 제조하였다.
상기한 다층 반사 필름을 "이득 측정기" 내에 놓은 경우, "이득"이 1.58이었는데, 이는 밝기 증가가 58%이었음을 나타낸다. 밝기 증가는 이득으로 측정하고, 이는 편광 필름이 없는 측정기의 밝기에 대한 편광 필름이 있는 측정기의 밝기의 비이다.
7:1의 연신비로 단축 배향한 점을 제외하고는 상기의 방법과 동일한 방법으로 제2 필름을 제조하였다. 제2 필름의 복굴절율은 0.24이었다. 제2 필름의 평균 이득은 약 1.62이었다.
박피 강도를 측정하였다. 제2 필름 샘플에서 필름의 반사축 및 투과축(즉, 내면 축들)에 대하여 45도에서 1초당 2.54 센티미터의 단편을 절단해냈다. 다층 광학 필름을 기재에 접착시킨 다음, 오하이오주 스트롱스빌의 인스트루멘테이터사의 슬립/필(peel) 측정기를 사용하여 필름의 층들을 온도 25℃, 상대 습도 50%, 박피 각도 90도에서 벗겨냈다. 이 측정에서의 오차는 약 ±8x103다인/센티미터이었다. 이 제2 필름에서 두 광학 층 세트 사이의 탈적층에 대한 저항력은 1.2x104다인/센티미터(이 값은 비교적 작은 값임)이었다.
약 160℃의 고온 공기로 채운 텐터로 예열한 후 약 150℃의 고온 공기로 연신하는 것을 제외하고는 위의 두 필름을 제조하는 방법과 동일한 방법으로 제3의 다층 반사성 편광기 필름을 제조하였다. 이 필름의 내면 복굴절율은 약 0.17이었다. 평균 이득은 약 1.53이었다. 탈적층에 대한 저항력은 6.2x104다인/센티미터이었다.
＜실시예 1＞
coPEN(90/10/0)/coPEN(55/0/45) 층으로 만든 편광 필름
coPEN(90몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 10몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제1 광학 층과 coPEN(55몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 45몰%의 디메틸 이소프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 99.8몰%의 에틸렌 글리콜과 0.2몰%의 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 반사 편광기 필름을 만들었다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 126 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 11 킬로그람의 디메틸 테레프탈레이트, 75 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 27 그람의 망간 아세세이트, 27 그람의 코발트 아세테이트 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 36 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 49 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.50dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
제2 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 83 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 54 킬로그람의 디메틸 이소프탈레이트, 79 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 27 그람의 망간 아세세이트, 27 그람의 코발트 아세테이트 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 39.6 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 49 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.60dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
그 다음 상기 coPEN들을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대된 836 층의 다층 필름을 만들었다. 이 다층 반사 필름은 제2 광학 층과 같은 coPEN으로 만들어진 내부 보호 층은 물론 외부 보호 층도 가지고 있다. 이 캐스트 필름을 145℃의 고온의 공기로 채워진 오븐에서 약 1분 동안 가열한 후, 6:1의 연신비로 단축 배향시켜 약 125 T미터 두께의 반사 편광기 필름을 제조하였다.
＜실시예 2＞
coPEN(85/15/0)/coPEN(50/0/50) 층으로 만든 편광 필름
coPEN(85몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 15몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제1 광학 층과 coPEN(50몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 50몰%의 디메틸 이소프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 반사 편광기 필름을 만들었다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 123 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 17 킬로그람의 디메틸 테레프탈레이트, 76 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 27 그람의 망간 아세세이트, 27 그람의 코발트 아세테이트 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 36 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 49 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.51dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
제2 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 77 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 61 킬로그람의 디메틸 이소프탈레이트, 82 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 27 그람의 망간 아세세이트, 27 그람의 코발트 아세테이트 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 39.6 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 49 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.60dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
그 다음 상기 coPEN들을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대된 836 층의 다층 필름을 만들었다. 이 다층 반사 필름은 제2 광학 층과 같은 coPEN으로 만들어진 내부 보호 층은 물론 외부 보호 층도 가지고 있다. 이 캐스트 필름을 135℃의 고온의 공기로 채워진 오븐에서 약 1분 동안 가열한 후, 6:1의 연신비로 단축 배향시켜 약 125 T미터 두께의 반사 편광기 필름을 제조하였다. 내면 복굴절율은 약 0.17이었다. 층간 탈적층에 대한 저항력은 5.9x104다인/센티미터이었다.
상기한 다층 반사 필름을 "이득 측정기" 내에 놓은 경우, "이득"이 1.58이었는데, 이는 밝기 증가가 58%이었음을 나타낸다. 밝기 증가는 이득으로 측정하고, 이는 편광 필름이 없는 측정기의 밝기에 대한 편광 필름이 있는 측정기의 밝기의 비이다.
129℃의 고온 공기로 연신하는 것을 제외하고는 상기의 방법과 동일한 방법으로 제2 필름을 제조하였다. 제2 필름의 복굴절율은 0.185이었다. 측정된 이득은 1.58이었고, 층간 탈적층에 대한 저항력은 4.5x104다인/센티미터이었다.
＜실시예 3＞
coPEN(88/12/0)/coPEN(55/45/0) 층으로 만든 편광 필름
coPEN(88몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 12몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제1 광학 층과 coPEN(55몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 45몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 96.8몰%의 에틸렌 글리콜과 3.0몰%의 헥산디올 및 0.2몰%의 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 반사 편광기 필름을 만들었다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 하기의 두 폴리머를 블렌드하여 제조하였다: PET(8중량%)와 coPEN(92중량%). 이 블렌드에 사용된 PET는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 138 킬로그람의 테레프탈레이트, 93 킬로그람의 에틸렌 그릴콜, 27 그람의 아연 아세세이트, 27 그람의 코발트 아세테이트 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 45 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 52 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.60dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
제1 광학 층을 형성하기 위한 블렌드에 사용된 coPEN은 97몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 3몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛으로 된 것이다. 이 coPEN은 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 135 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 3.2 킬로그람의 디메틸 테레프탈레이트, 75 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 27 그람의 망간 아세세이트, 27 그람의 코발트 아세테이트 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 37 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 49 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.50dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
제2 광학 층을 형성하는 데에 사용된 coPEN은 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 88.5 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 57.5 킬로그람의 디메틸 테레프탈레이트, 81 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 4.7 킬로그람의 헥산 디올, 15 그람의 망간 아세세이트, 22 그람의 코발트 아세테이트, 15 그람의 아연 아세테이트, 239 그람의 트리메틸올 프로판 및 51 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 39.6 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 47 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.56dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
그 다음 상기 coPEN들을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대된 836 층의 다층 필름을 만들었다. 이 다층 반사 필름은 제2 광학 층과 같은 coPEN으로 만들어진 내부 보호 층은 물론 외부 보호 층도 가지고 있다. 이 캐스트 필름을 140℃의 고온의 공기로 채워진 오븐에서 약 1분 동안 가열한 후, 6:1의 연신비로 단축 배향시켜 약 125 T미터 두께의 반사 편광기 필름을 제조하였다.
상기한 다층 반사 필름을 "이득 측정기" 내에 놓은 경우, "이득"이 1.58이었는데, 이는 밝기 증가가 58%이었음을 나타낸다. 밝기 증가는 이득으로 측정하고, 이는 편광 필름이 없는 측정기의 밝기에 대한 편광 필름이 있는 측정기의 밝기의 비이다.
90도 테이프 필 테스트를 사용하여 측정한 바에 의하면 층간 탈적층에 대한 저항력은 9.5x104다인/센티미터이었다.
＜실시예 4＞
coPEN(85/15/0)/coPEN(50/45/0) 층으로 만든 편광 필름
coPEN(85몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 15몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제1 광학 층과 coPEN(55몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 45몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 96.8몰%의 에틸렌 글리콜, 3.0몰%의 헥산 디올 및 0.2몰%의 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 반사 편광기 필름을 만들었다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 실시예 2에서와 같이 제조하였다.
제2 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 실시예 3에서와 같이 제조하였다.
그렇게 제조한 coPEN들을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대된 836 층의 다층 필름을 만들었다. 이 다층 반사 필름은 제2 광학 층과 같은 coPEN으로 만들어진 내부 보호 층은 물론 외부 보호 층도 가지고 있다. 이 캐스트 필름을 135℃의 고온의 공기로 채워진 오븐에서 약 1분 동안 가열한 후, 6:1의 연신비로 단축 배향시켜 약 125 T미터 두께의 반사 편광기 필름을 제조하였다.
상기한 다층 반사 필름을 "이득 측정기" 내에 놓은 경우, "이득"이 1.58이었는데, 이는 밝기 증가가 58%이었음을 나타낸다. 밝기 증가는 이득으로 측정하고, 이는 편광 필름이 없는 측정기의 밝기에 대한 편광 필름이 있는 측정기의 밝기의 비이다.
＜실시예 5＞
coPEN(85/15/0)/coPEN(50/50/0) 층으로 만든 편광 필름
coPEN(85몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 15몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제1 광학 층과 coPEN(50몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 50몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 96.8몰%의 에틸렌 글리콜, 3.0몰%의 헥산 디올 및 0.2몰%의 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 반사 편광기 필름을 만들었다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 실시예 2에서와 같이 제조하였다.
제2 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 81.4 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 64.5 킬로그람의 디메틸 테레프탈레이트, 82 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 4.7 킬로그람의 헥산 디올, 15 그람의 망간 아세세이트, 22 그람의 코발트 아세테이트, 15 그람의 아연 아세테이트, 239 그람의 트리메틸올 프로판 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 44 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 47 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.60dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
그 다음 상기 coPEN들을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대된 836 층의 다층 필름을 만들었다. 이 다층 반사 필름은 제2 광학 층과 같은 coPEN으로 만들어진 내부 보호 층은 물론 외부 보호 층도 가지고 있다. 이 캐스트 필름을 135℃의 고온의 공기로 채워진 오븐에서 약 1분 동안 가열한 후, 6:1의 연신비로 단축 배향시켜 약 125 T미터 두께의 반사 편광기 필름을 제조하였다.
상기한 다층 반사 필름을 "이득 측정기" 내에 놓은 경우, "이득"이 1.58이었는데, 이는 밝기 증가가 58%이었음을 나타낸다. 밝기 증가는 이득으로 측정하고, 이는 편광 필름이 없는 측정기의 밝기에 대한 편광 필름이 있는 측정기의 밝기의 비이다.
＜실시예 6＞
디메틸 시클로헥산 디카르복실레이트로부터 유래된 제2 광학 층으로 된 편광 필름
코폴리에스테르(100몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 90몰%의 1,4-부탄디올 및 10몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제1 광학 층과 폴리에스테르(50몰%의 시클로헥산 디카르복실산과 50몰%의 테레프탈산으로 된 카르복실레이트 서브유닛과 99.8몰%의 에틸렌 글리콜과 0.2몰%의 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 반사 편광기 필름을 만들었다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 77 킬로그람의 1,4-부탄디올, 9 킬로그람의 에틸렌 글리콜 및 11 그람의 테트라부틸 티타네이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 트랜스에스테르화 반응의 부산물인 메탄올을 제거하였다. 41 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 반응기 압력은 대기압으로 낮아졌고, 과량의 1,4-부탄디올이 제거되었다. 22 그람의 테트라부틸 티타네이트를 반응기 내에 더 투여한 후, 270℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.85dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 중축합 반응의 부산물인 부탄디올을 계속하여 제거해냈다.
제2 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코폴리에스테르는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 58.6 킬로그람의 테레프탈산, 59.5 킬로그람의 시클로헥산 디카르복실산, 87.7 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 300 그람의 트리에틸 아민, 275 그람의 트리메틸올 프로판 및 82 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 트랜스에스테르화 반응의 부산물인 물을 제거하였다. 25.5 킬로그람의 물이 제거된 후, 290℃까지 가열하면서 반응기 압력은 점차 1 토르까지 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 1.1dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
그 다음 상기 코폴리에스테르들을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대된 836 층의 다층 필름을 만들었다. 이 다층 반사 필름은 제2 광학 층과 같은 코폴리에스테르로 만들어진 내부 보호 층은 물론 외부 보호 층도 가지고 있다. 이 캐스트 필름을 65℃의 고온의 공기로 채워진 오븐에서 약 1분 동안 가열한 후, 6:1의 연신비로 단축 배향시켜 약 125 T미터 두께의 반사 편광기 필름을 제조하였다.
＜실시예 7＞
디메틸 시클로헥산 디카르복실레이트 및 t-이소프탈레이트로부터 유래된 제2 광학 층으로 된 거울 필름
coPEN(90몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 10몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제1 광학 층과 폴리에스테르(85몰%의 시클로헥산 디카르복실산과 15몰%의 디메틸 t-부틸 이소프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 99.7몰%의 에틸렌 글리콜과 0.3몰%의 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 거울을 만들었다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 coPEN은 실시예 1에서와 같이 합성하였다.
제2 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코폴리에스테르는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 25.5 킬로그람의 디메틸 t-부틸 이소프탈레이트, 112 킬로그람의 시클로헥산 디카르복실산, 88 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 409 그람의 트리에틸올 프로판, 34 그람의 구리 아세테이트, 27 그람의 망간 아세테이트 및 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 트랜스에스테르화 반응의 부산물인 메탄올을 제거하였다. 43 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 290℃까지 가열하면서 반응기 압력은 점차 1 토르까지 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 1.2dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
그 다음 상기 코폴리에스테르들을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대된 836 층의 다층 필름을 만들었다. 이 다층 필름은 제2 광학 층과 같은 코폴리에스테르로 만들어진 내부 보호 층은 물론 외부 보호 층도 가지고 있다. 이 캐스트 필름을 이축 배향시켰다. 먼저, 필름을 120℃의 고온의 공기로 채워진 오븐에서 약 1분 동안 가열한 후, 3.6:1의 연신비로 배향시킨 다음, 다시 135℃의 고온의 공기로 채워진 오븐에서 약 1분 동안 가열한 후, 4.0:1의 연신비로 배향시켰다.
＜실시예 8＞
고유 점도가 낮은 PEN 광학 층들과 고유 점도가 높은 coPEN(70/0/30) 비광학 층으로 된 편광 필름
coPEN으로 만든 제1 광학 층과 고유 점도가 낮은(0.48dL/g) coPEN(70몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 30몰%의 디메틸 이소프탈레이트로된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 반사 편광기 필름을 만들었다. 이 필름은 고유 점도가 높은(0.57dL/g) coPEN(70몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 30몰%의 디메틸 이소프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 비광학 층도 포함한다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 폴리에틸렌 나프탈레이트는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 136 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 73 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 27 그람의 망간 아세테이트, 27 그람의 코발트 아세테이트 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 트랜스에스테르화 반응의 부산물인 메탄올을 제거하였다. 35 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 49 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.46dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
제2 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 109 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 37 킬로그람의 디메틸 이소프탈레이트, 79 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 29 그람의 망간 아세테이트, 29 그람의 코발트 아세테이트 및 58 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 41 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 52 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.48dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
비광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 109 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 37 킬로그람의 디메틸 이소프탈레이트, 79 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 29 그람의 망간 아세테이트, 29 그람의 코발트 아세테이트 및 58 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 41 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 52 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.57dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
그 다음 상기 PEN과 제2 광학 층을 위한 coPEN을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대로 된 다층 필름을 만들었다. 이 다층 반사 필름은 고유 점도가 높은 coPEN(이는 별도의 용융 포트를 통하여 주입됨)로 만들어진 내부 보호 층은 물론 외부 보호 층도 가지고 있다. 이 캐스트 필름을 145℃의 고온의 공기로 채워진 오븐에서 약 1분 동안 가열한 후, 6:1의 연신비로 단축 배향시켜 약 125 T미터 두께의 반사 편광기 필름을 제조하였다.
＜실시예 9＞
coPEN(85/15) 광학 층, 고유 점도가 낮은 coPEN(50/50) 광학 층과 고유 점도가 높은 coPEN(50/50) 비광학 층으로 된 편광 필름
coPEN(85몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 15몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제1 광학 층과 고유 점도가 낮은(0.48dL/g) coPEN(50몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르볼실레이트와 50몰%의 디메틸 테레프탈레이트된 카르복실레이트 서브유닛과 96.6몰%의 에틸렌 글리콜, 3몰%의 1,6-헥산디올 및 0.4몰%의 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 반사 편광기 필름을 만들었다. 이 필름은 고유 점도가 높은(0.56dL/g) coPEN(50몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트와 50몰%의 디메틸 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 96.8몰%의 에틸렌 글리콜, 3몰%의 1,6-헥산디올 및 0.2몰%의 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 비광학 층도 포함한다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 123 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 17킬로그람의 디메틸 테레프탈레이트, 76 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 27 그람의 망간 아세테이트, 27 그람의 코발트 아세테이트 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 트랜스에스테르화 반응의 부산물인 메탄올을 제거하였다. 36 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 49 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.48dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
제2 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 81.4 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 64.5 킬로그람의 디메틸 테레프탈레이트, 82 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 4.7 킬로그람의 1,6-헥산디올, 15 그람의 망간 아세테이트, 22 그람의 코발트 아세테이트, 15 그람의 아연 아세테이트, 581 그람의 트리메틸올 프로판 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 44 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 47 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.48dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
비광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 81.4 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 64.5 킬로그람의 디메틸 테레프탈레이트, 82 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 4.7 킬로그람의 1,6-헥산디올, 15 그람의 망간 아세테이트, 22 그람의 코발트 아세테이트, 15 그람의 아연 아세테이트, 290 그람의 트리메틸올 프로판 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 메탄올을 제거하였다. 44 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 47 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.56dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
그 다음 상기 제1 및 제2 광학 층을 위한 coPEN들을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대로 된 다층 필름을 만들었다. 이 다층 반사 필름은 고유 점도가 높은 coPEN(이는 별도의 용융 포트를 통하여 주입됨)로 만들어진 내부 보호 층은 물론 외부 보호 층도 가지고 있다. 이 캐스트 필름을 130℃의 고온의 공기로 채워진 오븐에서 약 1분 동안 가열한 후, 6:1의 연신비로 단축 배향시켜 약 125 미터 두께의 반사 편광기 필름을 제조하였다.
＜실시예 10＞
PEN(100몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제1 광학 층과 coPEN(55몰%의 나프탈렌 디카르볼실레이트와 45몰%의 테레프탈레이트된 카르복실레이트 서브유닛과 95.8몰%의 에틸렌 글리콜, 4몰%의 헥산디올 및 0.2몰%의 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 반사 편광기 필름을 만들었다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 폴리에틸렌 나프탈레이트는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 136 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 73 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 27 그람의 망간 아세테이트, 27 그람의 코발트 아세테이트 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 트랜스에스테르화 반응의 부산물인 메탄올을 제거하였다. 35 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 49 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.48dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
제2 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 88.5 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 57.5 킬로그람의 디메틸 테레프탈레이트, 81 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 4.7 킬로그람의 헥산 디올, 29 그람의 코발트 아세테이트, 29 그람의 아연 아세테이트, 239 그람의 트리메틸올 프로판 및 51 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 트랜스에스테르화 반응의 부산물인 메탄올을 제거하였다. 39.6 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 56 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.54dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
그 다음 상기 coPEN들을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대된 836 층의 다층 필름을 만들었다. 이 다층 필름은 제2 광학 층과 같은 코폴리에틸렌 나프탈레이트로 만들어진 내부 보호 층은 물론 외부 보호 층도 가지고 있다. 이 캐스트 필름을 163℃로 가열한 후 6:1의 연신비로 단축 배향시켜 약 125 밀리미터 두께의 반사 편광기 필름을 제조하였다.
바람직한 다층 반사 필름이 LCD 컴퓨터 디스플레이 내에 위치된 경우 LCD 디스플레이의 밝기는 56% 향상한다(이는 1.56의 "이득"에 상당함). LCD 디스플레이의 밝기 증가는 이득으로 측정하고, 이 이득은 필름이 없는 LCD 디스플레이의 밝기에 대한 필름이 있는 LCD 디스플레이의 밝기의 비이다. 디스플레이의 밝기는 LS-100 또는 LS-110 광도 측정기로 측정하였다. 표준 90도 테이프 필 테스트를 하여본 결과 층간 접착력은 180 그람/센티미터였다.
＜실시예 11＞
PEN(100몰%의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 100몰%의 에틸렌 글리콜로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제1 광학 층과 coPEN(55몰%의 나프탈렌 디카르볼실레이트와 45몰%의 테레프탈레이트된 카르복실레이트 서브유닛과 95.8몰%의 에틸렌 글리콜, 4몰%의 헥산 디올 및 0.2몰%의 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 제2 광학 층으로 다층 반사 편광기 필름을 만들었다. 이 필름은 coPEN(75몰%의 나프탈렌 디카르복실레이트와 25몰%의 테레프탈레이트로 된 카르복실레이트 서브유닛과 95.8몰%의 에틸렌 글리콜, 4몰%의 헥산 디올 및 0.2몰%의 트리메틸올 프로판으로 된 글리콜 서브유닛)으로 만든 외부 보호층도 포함한다.
제1 광학 층을 만들기 위하여 사용된 폴리에틸렌 나프탈레이트는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 136 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 73 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 27 그람의 망간 아세테이트, 27 그람의 코발트 아세테이트 및 48 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 트랜스에스테르화 반응의 부산물인 메탄올을 제거하였다. 35 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 49 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.48dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
제2 광학 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 88.5 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 57.5 킬로그람의 디메틸 테레프탈레이트, 81 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 6.2 킬로그람의 헥산 디올, 29 그람의 코발트 아세테이트, 29 그람의 아연 아세테이트, 239 그람의 트리메틸올 프로판 및 51 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 트랜스에스테르화 반응의 분산물인 메탄올을 제거하였다. 39.6 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 56 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.54dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
외부 보호 층을 만들기 위하여 사용된 코(폴리에틸렌 나프탈레이트)는 다음과 같은 원료 물질을 사용하여 배치식 반응기로 합성하였다: 114.8 킬로그람의 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트, 30.4 킬로그람의 디메틸 테레프탈레이트, 75 킬로그람의 에틸렌 글리콜, 5.9 킬로그람의 헥산 디올, 29 그람의 코발트 아세테이트, 29 그람의 아연 아세테이트, 200 그람의 트리메틸올 프로판 및 51 그람의 안티모니 트리아세테이트. 2 기압 하에서, 이 혼합물을 254℃로 가열하면서 트랜스에스테르화 반응의 부산물인 메탄올을 제거하였다. 39.6 킬로그람의 메탄올이 제거된 후, 56 그람의 트리에틸 포스포노아세테이트를 반응기 내에 투여한 후, 290℃로 가열하면서 압력은 1 토르까지 점차 낮추었다. 60/40중량%의 페놀/o-디클로로벤젠 혼합물 내에서 측정하였을 때의 고유 점도가 0.52dL/g인 폴리머를 얻을 때까지 축합 반응의 부산물인 에틸렌 글리콜을 계속하여 제거해냈다.
그 다음 상기 coPEN들을 다층 용융 분지관을 통하여 공압출시켜 제1 광학 층과 제2 광학 층이 교대된 836 층의 다층 필름을 만들었다. 이 다층 반사 필름은 제2 광학 층에서와 같은 코폴리에틸렌 나프탈레이트로 만들어진 내부 보호 층을 가지고 있다. 이 캐스트 필름을 160℃로 가열한 후 6:1의 연신비로 단축 배향시켜 약 125 미터 두께의 반사 편광기 필름을 제조하였다.
바람직한 다층 반사 필름이 LCD 컴퓨터 디스플레이 내에 위치된 경우 LCD 디스플레이의 밝기는 58% 향상한다(이는 1.58의 "이득"에 상당함). LCD 디스플레이의 밝기 증가는 이득으로 측정하고, 이 이득은 필름이 없는 LCD 디스플레이의 밝기에 대한 필름이 있는 LCD 디스플레이의 밝기의 비이다. 디스플레이의 밝기는 LS-100 또는 LS-110 광도 측정기로 측정하였다.
표준 90도 테이프 필 테스트를 하여본 결과 층간 접착력은 180 그람/센티미터였다.
본 발명은 상기의 특정 실시예에 제한되지 않는다. 본 발명의 청구범위에 기재된 발명의 범위로 이해되어야 할 것이다. 본 발명은 당업자에게 자명한 여러 변형물, 등가물들이 있을 수 있는데, 청구범위는 이러한 변형물들을 모두 포함하는 것이다.

Claims (15)

  1. 제1 코폴리에스테르를 포함하는 다수의 제1 광학 층[상기 제1 코폴리에스테르는 반결정성 및 복굴절성을 가지고, 70 내지 100몰%의 제1 카르복실레이트와 0 내지 30몰%의 제1 코모노머로 된 카르복실레이트 서브유닛과 70 내지 100몰%의 제1 글리콜과 0 내지 30몰%의 제1 코모노머로 된 글리콜 서브유닛로 이루어지며, 이 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 2.5몰% 이상은 제1 코모노머 카르복실레이트 서브유닛, 제1 코모노머 글리콜 서브유닛 또는 이들의 조합물임}], 및
    다층 폴리머가 만들어진 후 632.8nm에서 약 0.04 이하의 내면 복굴절율을 갖는 제2 폴리머를 포함하는 다수의 제2 광학 층을 포함하는 다층 폴리머 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 폴리머가 제2 코폴리에스테르를 포함하는 다층 폴리머 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 코폴리에스테르가 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛으로 이루어지고, 상기 카르복실레이트 서브유닛은 20 내지 100몰%의 제2 카르복실레이트 서브유닛과 0 내지 80몰%의 제2 코모노머 카르복실레이트 서브유닛을 가지며, 상기 글리콜 서브유닛은 40 내지 100몰%의 제2 글리콜 서브유닛과 0 내지 60몰%의 제2 코모노머 글리콜 서브유닛을 포함(여기서, 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 10몰% 이상은 제2 코모노머 카르복실레이트 서브유닛, 제2 코모노머 글리콜 서브유닛 또는 이들의 조합물임)하는 다층 폴리머 필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 코폴리에스테르의 카르복실레이트 서브유닛과 글리콜 서브유닛 전부의 0.01 내지 2.5몰%가 3개 이상의 카르복실레이트 또는 에스테르 작용기를 갖는 화합물로부터 유래된 제2 코모노머 카르복실레이트 서브유닛, 3개 이상의 하이드록시 작용기를 갖는 화합물로부터 유래된 제2 코모노머 글리콜 서브유닛 또는 이들의 조합물인 다층 폴리머 필름.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 카르복실레이트 서브유닛과 제2 카르복실레이트 서브유닛이 동일한 다층 폴리머 필름.
  6. 제1항에 있어서, 다층 폴리머 필름이 만들어진 후 상기 제1 코폴리에스테르가 632.8nm에서 0.1 이상의 내면 복굴절율을 갖는 다층 폴리머 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 카르복실레이트 서브유닛이 나프탈레이트 또는 테레프탈레이트 서브유닛인 다층 폴리머 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 코모노머 카르복실레이트 서브유닛이 나프탈레이트, 테레프탈레이트 또는 이소프탈레이트 서브유닛 또는 이들의 조합물인 다층 폴리머 필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 글리콜 서브유닛이 C2-C8 디올로부터 유래된 것인 다층 폴리머 필름.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 글리콜 서브유닛이 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 또는 1,4-부탄디올로부터 유래된 것인 다층 폴리머 필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 코폴리에스테르가 신장 방향으로 신장된 후에 복굴절성을 갖는 것인 다층 폴리머 필름.
  12. 제1항에 있어서, 1 이상의 비광학 층을 더 포함하는 다층 폴리머 필름.
  13. 제12항에 있어서, 상기 다수의 제1 및 제2 층이 적층체를 이루고, 이 적층체 위에 1 이상의 비광학 층이 형성되는 것인 다층 폴리머 필름.
  14. 제12항에 있어서, 상기 다수의 제1 및 제2 층이 적층체를 이루고, 이 적층체 내부에 1 이상의 비광학 층이 위치되는 것인 다층 폴리머 필름.
  15. 85 내지 99.99몰%의 C2-C4 디올과 0.01 내지 5몰%의 가교 모노머 분자로 된 글리콜 서브유닛, 및 5 내지 95몰%의 시클로헥산 디카르복실산 또는 그 저급 알킬 에스테르와 5 내지 95몰%의 t-부틸 이소프탈산 또는 그 저급 알킬 에스테르로 된 카르복실레이트 서브유닛을 포함하는 폴리머.
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