KR20030044038A - 광학 필름의 뒤틀림 방지를 위한 방법 및 물질 - Google Patents

Abstract

개선된 치수 안정성을 갖는 다층 광학체가 개시되어 있다. 상기 광학체는 광학 필름, 예컨대 배향된 다층 광학 필름, 및 치수 안정층, 예컨대 투명 폴리카르보네이트층을 포함한다. 또한, 특정 실시양태에서, 본 발명은 광학 필름과 치수 안정층 사이에 중간층을 포함한다. 광학체의 제조 방법 또한 개시되어 있다.

Description

광학 필름의 뒤틀림 방지를 위한 방법 및 물질 {Method and Materials for Preventing Warping in Optical Films}

다층 중합체 광학 필름은 거울 및 편광판을 비롯한 다양한 목적에 광범위하게 사용된다. 이들 필름은 종종 매우 높은 반사율을 가지면서, 경량이며 파손을 방지한다. 즉, 상기 필름은 이동 전화, 개인 휴대형 단말기(PDA) 및 휴대용 컴퓨터 등에 배치된 액정 디스플레이 (LCD)를 비롯한 소형 전자 디스플레이에 반사경 및 편광판으로서 사용하기에 매우 적합하다.

중합체 광학 필름이 바람직한 광학 특성 및 물리적 특성을 가질 수는 있지만, 이러한 필름 중 일부는 온도 변화에 노출시, 통상적인 사용에서 겪는 온도 변화에서조차 상당한 치수 불안정성을 나타낸다는 한계가 있다. 이 치수 불안정성은 필름의 팽창 및 수축시 필름에 주름을 형성할 수 있다. 이러한 치수 불안정성은 온도가 대략 80 ℃에 접근하거나 이를 초과하였을 때 특히 일반적이다. 이러한 온도에서 필름은 평탄하고 평평한 표면을 유지할 수 없으며, 뒤틀림으로 인해 주름을형성한다. 이 뒤틀림은 종종 큰 필름, 예컨대 데스크탑 LCD 모니터 및 노트북 컴퓨터에 사용된 필름의 경우에 특히 현저하다. 뒤틀림은 또한 필름이 고온 및 고습 조건, 예컨대 60 ℃ 및 70％ 상대습도에서 순환되는 경우 관찰된다.

따라서, 바람직한 광학 특성을 가지면서, 치수 불안정성으로 인한 뒤틀림을 제한하는 개선된 광학 필름에 대한 요구가 존재한다.

발명의 요약

본 발명은 온도 변화에 노출시 뒤틀림을 방지하는 다층 광학체에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 하나 이상의 치수 안정층에 결합된 광학 필름을 포함하는 다층 광학체에 관한 것이다. 치수 안정층은, 복합 다층 광학체가 온도 변화에 노출후 뒤틀림은 방지하면서, 광학 필름의 경량성, 내구성 및 가요성은 유지하도록 광학 필름을 지지한다. 본 발명은 또한 광학체의 제조 방법 및 광학체를 포함하는 디스플레이 (예컨대, LCD)에 관한 것이다.

광학 필름 및 하나 이상의 치수 안정층을 포함하는 것 외에, 광학체는 하나 이상의 부가층을 포함할 수 있다. 이들 부가층은 광학 필름 및 치수 안정층 사이에 배치될 수 있으며, 광학 필름 및 치수 안정층을 함께 고정하는 압출가능한 열가소성 중합체를 포함할 수 있다.

다층 광학체에 사용된 광학 필름에는 예를 들어, 편광 반사경 및 거울 필름이 있다. 이 광학 필름은 전형적으로 배향된 광학 필름이며, 그 자체가 전형적으로 다층으로 이루어진다. 특정 실시양태에서, 광학 필름은 폴리에스테르, 예컨대 폴리(에틸렌 나프탈레이트)의 중합체 또는 공중합체 (PEN 및 CoPEN) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중합체 또는 공중합체 (PET 및 CoPET)를 포함하는 하나 이상의 층을 포함한다.

치수 안정층은 온도 변화에 노출시 실질적으로 뒤틀리지 않기에 충분한 치수 안정성을 복합 다층체에 가한다. 치수 안정층은 전형적으로 80 내지 250 ℃, 더욱 전형적으로 100 내지 200 ℃의 유리 전이 온도 (T_g)를 나타내는 중합체 물질이다. 적합한 치수 안정층은 폴리카르보네이트, 또는 폴리카르보네이트와 PEN, CoPEN, PET 및 CoPET의 혼화적 블렌드를 포함할 수 있다. 추가의 적합한 치수 안정층은 스티렌 아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 및 스티렌 메틸 메타크릴레이트를 비롯한 폴리스티렌 또는 폴리스티렌 공중합체를 포함한다. 높은 T_g나일론 및 폴리에테르이미드 또한 치수 안정성을 가하기 위해 사용될 수 있다.

임의의 부가층(들)은 다양한 기능을 제공할 수 있으며, 전형적으로 광학 필름의 치수 안정층에 대한 접착을 촉진시킬 수 있다. 부가층은 중간층일 수 있으며, 전형적으로 중합체 조성물이며, 바람직하게는 250 ℃ 초과의 온도의 용융상으로 열적으로 안정하다. 따라서, 상기 중간층은 전형적으로 250 ℃보다 높은 온도에서 압출하는 동안 실질적인 분해를 나타내지 않는다. 특정 실시양태에서, 중간층은 투명하거나 또는 실질적으로 투명하다. 일부 실시양태에서, 중간층은 확산을 개선시키기 위해 상이한 굴절 지수의 입자를 포함할 수 있다.

본 발명의 광학체는 치수 안정층이 광학 필름 상에 공압출되거나 압출 코팅되는 방법에 의해 형성될 수 있다. 광학 필름이 배향된 광학 필름이면, 이는 치수안정층에 결합하기 전 또는 후에 신장시킴으로써 배향될 수 있다. 부가층은, 존재한다면, 전형적으로 광학 필름 상에 압출 코팅된다. 각각의 층은 상승된 온도에서 공압출 또는 압출 코팅을 수행하기에 충분한 열 안정성을 가져야 한다.

본 발명은 광학체 및 광학체 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 온도 변화에 순환되는 경우 뒤틀림을 방지하는 광학체, 및 이러한 광학체의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 도면을 참고로 추가로 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시양태에 따라 구성되고 배치된 광학체의 측면도로서, 광학 필름, 치수 안정층 및 중간층을 갖는 광학체를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 제2 실시양태에 따라 구성되고 배치된 광학체의 측면도로서, 중간층이 없는 광학체를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 제3 실시양태에 따라 구성되고 배치된 광학체의 측면도로서, 2개의 치수 안정층을 갖는 광학체를 나타낸다.

도 4는 본 발명의 실시양태에 따른 광학체의 형성을 위한 장치의 평면도이다.

상기 기재한 바와 같이, 본 발명은 뒤틀림을 방지하는 광학체를 제공한다. 이러한 뒤틀림은 일부 광학 필름, 특히 배향된 중합체 광학 필름을 비롯한 중합체 광학 필름에서 발생한다. 광학체는 광학 필름, 하나 이상의 치수 안정층 및 하나 이상의 임의의 부가층을 포함한다. 임의의 부가층은 광학 필름 및 치수 안정층 사이의 중간 결합층일 수 있다.

이제 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 다양한 일반적인 실시양태를 나타낸다. 도 1에서, 광학체 (10)은 광학 필름 (12), 치수 안정층 (14) 및 중간층 (16)을 포함한다. 도 1에 도시된 예의 3개의 층은 치수 안정층 (14)가 가장 두껍고, 그 다음이 광학 필름 (12), 이어서 중간층 (16)인 것으로 나타난다. 그러나, 이 층들은 도 1에 나타낸 것과 상이한 상대 두께를 갖도록 구성될 수 있다. 즉, 광학 필름 (12)가 임의로 치수 안정층 (14)보다 더 두꺼울 수 있다.

도 2에서, 광학체 (10)은 광학 필름 (12) 및 치수 안정층 (14)를 가지나, 별도의 중간층은 더 포함하지 않는다. 도 3은 하나의 광학 필름 (12) 및 2개의 치수 안정층 (14)를 갖는 광학체 (10)의 본 발명의 또다른 실시양태를 나타낸다. 광학체 (10)은 또한 2개의 층간층 (16)을 포함한다. 도면에 도시되지 않은 본 발명의 기타 실시양태로는 2개의 치수 안정층을 가지나 중간층은 갖지 않는 광학체가 있다.

이들 다양한 구성요소들이 본 발명의 광학체의 제조 방법과 함께 하기에 기재된다.

A. 광학 필름

다양한 광학 필름이 본 발명에 사용하기에 적합하다. 특히, 배향된 중합체 광학 필름을 비롯한 중합체 광학 필름이 온도 변화에의 노출로 인해 뒤틀리기 쉽기 때문에 본 발명에 사용하기에 적합하다.

광학 필름은 넓은 대역폭에 걸쳐 높은 반사율을 갖는 다층 필름, 및 연속/분산상 광학 필름을 비롯한 다층 광학 필름을 포함한다. 광학 필름은 편광판 및 거울을 포함한다. 일반적으로, 다층 광학 필름은 정반사 반사경이며, 연속/분산상광학 필름은 확산 반사경이지만, 이러한 특성이 절대적인 것은 아니다 (예를 들어, 미국 특허 제5,867,316호에 기재된 확산 다층 반사 편광판 참조). 이들 광학 필름은 단지 예시적인 것이며, 본 발명에 유용한 적합한 중합체 광학 필름의 전체 목록을 의미하는 것은 아니다.

다층 반사 광학 필름 및 연속/분산상 반사 광학 필름 모두가 2종 이상의 상이한 물질 (바람직하게는 중합체) 사이의 굴절 지수 차이에 따라 하나 이상의 편광 배향의 빛을 선택적으로 반사한다. 적합한 확산 반사 편광판은 본원에서 참고로 인용된 미국 특허 제5,825,543호 (발명의 명칭: 제1 복굴절상 및 제2 상을 포함하는 확산적으로 반사하는 편광 소자)에 기재된 연속/분산상 광학 필름 뿐만 아니라 미국 특허 제5,867,316호(발명의 명칭: 연속 및 분산상을 갖는 다층 필름)에 기재된 확산적으로 반사하는 광학 필름을 포함한다.

본 발명에 사용하기에 특히 적합한 광학 필름은 예를 들어, 본원에서 참고로 인용된 미국 특허 제5,882,774호 (발명의 명칭: 광학 필름) 및 PCT 공개 WO95/17303호; WO95/17691호; WO95/17692호; WO95/17699호; WO96/19347호 및 WO99/36262호에 기재된 것들과 같은 다층 반사 필름이다. 필름은 바람직하게는 매우 크거나 또는 존재하지 않는 브루스터(Brewster)각 (p-편광된 빛의 반사율이 0이 되는 각)을 갖는 중합체층의 다층 적층물이다. 필름은 p-편광된 빛의 반사율이 입사각에 따라 서서히 감소하거나, 입사각에 독립적이거나, 또는 수직으로부터 먼 입사각에 따라 증가하는 다층 거울 또는 편광판이 된다. 이 다층 광학 필름은 (s- 및 p-편광된 빛 모두에 대해) 높은 반사율을 갖는다. 상업적으로 시판되는 다층반사 편광판 중 하나는 3M (미국 미네소타주 세인트 폴 소재)의 듀얼 브라이트니스 인핸스드 필름 (DBEF)으로서 시판된다. 다층 반사 광학 필름은 본 발명의 광학 필름을 제조하고 사용하는 방법 및 광학 필름 구조의 예시를 위한 예로서 본원에서 사용된다. 본원에 기재된 구조, 방법 및 기술은 적합한 광학 필름의 기타 유형에 적용 및 응용될 수 있다.

적합한 다층 반사 광학 필름은 단축 또는 2축 배향된 복굴절 제1 광학층을 제2 광학층으로 변경 (예를 들어, 삽입)함으로써 이루어질 수 있다. 일부 실시양태에서, 제2 광학층은 배향층의 평면내 지수의 하나와 거의 동일한 등방성 굴절 지수를 갖는다. 2개의 광학층 사이의 계면은 광반사 평면을 형성한다. 2개의 층의 굴절 지수가 거의 동일한 방향에 평행인 평면 내에서 편광된 빛은 실질적으로 투과될 것이다. 2개의 층이 상이한 지수를 갖는 방향에 평행인 평면 내에서 편광된 빛은 적어도 부분적으로 반사될 것이다. 반사율은 층 수를 증가시키거나, 또는 제1 및 제2층 간의 굴절 지수 차이를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 일반적으로, 다층 광학 필름은 약 2 내지 5000개의 광학층, 전형적으로 약 25 내지 2000개의 광학층, 및 종종 약 50 내지 1500개의 광학층 또는 약 75 내지 1000개의 광학층을 갖는다. 다수의 층을 갖는 필름은 파장 범위에 걸쳐 필름의 반사율을 증가시키기 위해 상이한 광학 두께를 갖는 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필름은 (예를 들어, 통상적으로 입사광에 대해) 개별적으로 조율된 층들의 쌍들을 포함하여 특정 파장을 갖는 빛의 최적 반사를 성취할 수 있다. 비록 단일 다층 적층물만이 기재될 것이나, 다층 광학 필름은 연속적으로 합해져 필름을 형성하는 다층 적층물로부터 제조될 수 있음이 또한 이해되어야 한다. 기재된 다층 광학 필름은 미국 특허출원 제09/229724호에 기재된 바에 따라 제조될 수 있으며, 이는 본원에 참고로 인용된다.

편광판은 단축 배향된 제1 광학층을 배향층의 평면내 지수의 하나와 거의 동일한 등방성 굴절 지수를 갖는 제2 광학층과 합함으로써 이루어질 수 있다. 이와는 달리, 광학층 모두가 복굴절 중합체로부터 형성되어, 단일 평면내 방향의 굴절 지수가 거의 동일하도록 다중 연신 공정으로 배향된다. 2개의 광학층 사이의 계면은 빛의 하나의 편광을 위한 광반사 평면을 형성한다. 2개의 층의 굴절 지수가 거의 동일한 방향에 평행한 평면 내에서 편광된 빛은 실질적으로 투과될 것이다. 2개의 층이 상이한 지수를 갖는 방향에 평행한 평면 내에서 편광된 빛은 적어도 부분적으로 반사될 것이다. 등방성 굴절 지수 또는 낮은 평면내 복굴절률 (예를 들어, 약 0.07 이하)을 갖는 제2 광학층을 갖는 편광판의 경우, 제2 광학층의 평면내 굴절 지수 (n_x및 n_y)는 제1 광학층의 하나의 평면내 지수 (예, n_y)와 거의 동일하다. 즉, 제1 광학층의 평면내 복굴절율이 다층 광학 필름의 반사율의 지표이다. 전형적으로, 평면내 복굴절률이 클수록 다층 광학 필름의 반사율이 더 좋아지는 것으로 밝혀졌다. 제1 및 제2 광학층의 평면외 굴절 지수 (n_z)가 동일하거나 거의 동일하면 (예를 들어, 차이가 0.1 이하, 및 바람직하게는 0.05 이하), 다층 광학 필름은 또한 적은 오프-각 색상 (off-angle color)을 갖는다. 오프-각 색상은 다층 광학 필름의 평면에 대해 수직이 아닌 각에서 빛의 비균일 투과에 기인한다.

거울은 2개의 지수 (전형적으로 x 및 y축을 따라, 또는 n_x및 n_y)가 거의 동일하며, 제3 지수 (전형적으로 z축을 따라, 또는 n_z)와는 상이한 하나 이상의 단축 복굴절 물질을 사용하여 제조될 수 있다. x 및 y축은 평면내 축으로서 정의되며, 이들은 다층 필름 내의 주어진 층의 평면을 나타내며, 각 지수 n_x및 n_y는 평면내 지수를 말한다. 단축 복굴절계를 생성하는 하나의 방법은 다층 중합체 필름을 2축으로 배향 (2개의 축을 따라 신장)시키는 것이다. 연결층들이 상이한 인장-유도된 복굴절률을 가지면, 다층 필름의 2축 배향이 양 축에 평행한 평면에 대한 연결층들의 굴절 지수 간의 차이를 일으켜, 편광의 양 평면의 빛의 반사를 일으킨다. 단축 복굴절 물질은 양 또는 음의 단축 복굴절률을 가질 수 있다. 양의 단축 복굴절률은 z 방향의 굴절 지수 (n_z)가 평면내 지수 (n_x및 n_y)보다 큰 경우에 발생한다. 음의 단축 복굴절률은 z 방향의 굴절 지수 (n_z)가 평면내 지수 (n_x및 n_y)보다 작은 경우에 발생한다. n_z가 n_2x= n_2y= n_2z가 되도록 선택되고 다층 필름이 2축 배향되면, p-편광된 빛에 대한 브루스터각이 존재하지 않으며, 따라서 모든 입사각에 대한 반사율이 일정하다. 상호 수직인 2개의 평면내 축으로 배향된 다층 필름은 층의 수, f-비율, 굴절 지수 등에 따라 반사광의 매우 높은 비율을 반사시킬 수 있어, 매우 효과적인 거울이다. 거울은 또한 현저히 상이한 평면내 굴절 지수를 갖는 단축 배향된 층의 조합을 사용하여 이루어질 수 있다.

물질 선택

제1 광학층은 바람직하게는 단축 또는 2축 배향된 복굴절 중합체 층이다. 제1 광학층은 신장시 큰 복굴절률을 전개시킬 수 있다. 응용에 따라, 복굴절률은 필름의 평면 내의 2개의 직교 방향 사이, 하나 이상의 평면내 방향 및 필름 평면에 수직 방향 사이, 또는 이들의 조합으로 전개될 수 있다. 제1 중합체는 신장 후 복굴절률을 유지하여 원하는 광학 특성이 마무리된 필름에 부여되도록 해야 한다. 제2 광학층은 복굴절되며 단축 또는 2축 배향된 중합체 층일 수 있거나, 또는 제2 광학층은 배향 후 제1 광학층의 굴절 지수의 하나 이상과 상이한 등방성 굴절 지수를 가질 수 있다. 제2 중합체는 신장시 복굴절률이 거의 전개되지 않거나 전혀 전개되지 않거나, 또는 그 필름 평면 굴절 지수가 마무리된 필름의 제1 중합체와 가능한한 크게 상이하도록 반대 방향 (양-음 또는 음-양)의 복굴절률을 전개시키는 것이 유리하다. 대부분의 응용에서, 제1 중합체 또는 제2 중합체가 목적 필름을 위한 원하는 대역폭 내에서 어떠한 흡수 밴드도 갖지 않는 것이 유리하다. 즉, 대역폭 내의 모든 입사광은 반사되거나 투과된다. 그러나, 일부 응용의 경우, 제1 및 제2 중합체 중 하나 또는 모두가 특정 파장을 전체적으로 또는 부분적으로 흡수하는 것이 유용할 수 있다.

다층 광학 필름의 제1 및 제2 광학층 및 임의의 비광학층은 중합체, 예컨대 폴리에스테르로 이루어질 수 있다. 용어 "중합체"란 호모중합체 및 공중합체 뿐만 아니라, 공압출 또는 에스테르교환반응을 포함한 반응에 의해 혼화적 블렌드로 형성될 수 있는 중합체 또는 공중합체를 포함하는 것으로 이해된다. 용어 "중합체", "공중합체" 및 "코폴리에스테르"는 랜덤 및 블록 공중합체를 모두 포함한다.

본 발명의 다층 광학 필름에 사용하기 위한 폴리에스테르는 일반적으로 카르복실레이트 및 글리콜 소단위를 포함하며, 카르복실레이트 단량체 분자와 글리콜 단량체 분자의 반응에 의해 생성된다. 각 카르복실레이트 단량체 분자는 2개 이상의 카르복실산 또는 에스테르 작용기를 가지며, 각 글리콜 단량체 분자는 2개 이상의 히드록시 작용기를 갖는다. 카르복실레이트 단량체 분자는 모두 동일할 수 있거나, 또는 2개의 상이한 유형의 분자가 있을 수 있다. 동일한 것이 글리콜 단량체 분자에 적용된다. 용어 "폴리에스테르"에는 글리콜 단량체 분자와 카르본산의 에스테르의 반응으로부터 유도된 폴리카르보네이트도 포함된다.

폴리에스테르층의 카르복실레이트 소단위를 형성하는 데 사용하기에 적합한 카르복실레이트 단량체 분자에는 예를 들면, 2,6-나프탈렌 디카르복실산 및 그의 이성질체; 테레프탈산; 이소프탈산; 프탈산; 아젤라산; 아디프산; 세바스산; 노르보르넨 디카르복실산; 비-시클로옥탄 디카르복실산; 1,6-시클로헥산 디카르복실산 및 그의 이성질체; t-부틸 이소프탈산, 트리멜리트산, 나트륨 술폰화 이소프탈산; 2,2'-비페닐 디카르복실산 및 그의 이성질체; 및 이들 산의 저급 알킬 에스테르, 예컨대 메틸 또는 에틸 에스테르가 있다. 본원에서 용어 "저급 알킬"이란 C₁-C₁₀직쇄 또는 분지쇄 알킬기를 의미한다.

폴리에스테르층의 글리콜 소단위를 형성하는 데 사용하기에 적합한 글리콜 단량체 분자에는 에틸렌 글리콜; 프로필렌 글리콜; 1,4-부탄디올 및 그의 이성질체; 1,6-헥산디올; 네오펜틸 글리콜; 폴리에틸렌 글리콜; 디에틸렌 글리콜; 트리시클로데칸디올; 1,4-시클로헥산디메탄올 및 그의 이성질체; 노르보르난디올; 비시클로-옥탄디올; 트리메틸올 프로판; 펜타에리트리톨; 1,4-벤젠디메탄올 및 그의 이성질체; 비스페놀 A; 1,8-디히드록시 비페닐 및 그의 이성질체; 및 1,3-비스(2-히드록시에톡시)벤젠이 있다.

본 발명의 광학 필름에 유용한 하나의 폴리에스테르는 예를 들어, 나프탈렌 디카르복실산과 에틸렌 글리콜의 반응에 의해 생성될 수 있는 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN)이다. 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트 (PEN)이 종종 제1 중합체로서 선택된다. PEN은 큰 양의 인장 광학 계수를 가지며, 신장 후 효과적으로 복굴절률을 유지하며, 가시광선 영역 내에서 흡수가 거의 없거나 전혀 없다. PEN은 또한 등방성 상태에서 높은 굴절 지수를 갖는다. 550 nm 파장의 편광된 입사광에 대한 그 굴절 지수는 편광 평면이 신장 방향에 평행인 경우, 약 1.64에서 약 1.9만큼 높이 증가한다. 분자 배향의 증가는 PEN의 복굴절률을 증가시킨다. 분자 배향은 물질을 더 큰 신장 비율로 신장시키고, 기타 신장 조건을 고정된 채로 유지함으로써 증가시킬 수 있다. 제1 중합체로서 적합한 기타 반결정성 나프탈렌 디카르복실산 폴리에스테르는 예를 들어, 폴리부틸렌 2,6-나프탈레이트 (PBN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 이들의 공중합체가 있다.

제1 중합체로서 추가로 유용한 것들이 예를 들어, 미국 특허출원 제09/229724호, 제09/232332호, 제09/399531호 및 제09/444756호에 기재되어 있으며, 본원에서 참고로 인용된다. 제1 중합체로서 유용한 하나의 폴리에스테르는 90몰％ 디메틸 나프탈렌 디카르복실레이트 및 10몰％ 디메틸 테레프탈레이트로부터유도된 카르복실레이트 소단위, 및 100몰％ 에틸렌 글리콜 소단위로부터 유도된 글리콜 소단위로부터 유도되며, 고유 점도 (IV)가 0.48 ㎗/g인 coPEN이다. 굴절 지수는 대략 1.63이다. 이 중합체는 본원에서 저용융 PEN (90/10)이라 한다. 또다른 유용한 제1 중합체는 고유 점도 0.74 ㎗/g을 갖는, 이스트만 케미칼 컴파니 (미국 테네시주 킹스포트 소재)로부터 구입가능한 PET이다. 비-폴리에스테르 중합체 또한 편광 필름의 형성에 유용하다. 예를 들어, 폴리에테르 이미드는 폴리에스테르, 예컨대 PEN 및 coPEN과 함께 사용하여 다층 반사경을 생성할 수 있다. 기타 폴리에스테르/비-폴리에스테르 조합, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 (예, 다우 케미칼 코포레이션 (미국 미시간주 미들랜드 소재)로부터 상표명 Engage 8200으로 구입가능한 것들)이 사용될 수 있다.

제2 중합체는 마무리된 필름에서 하나 이상의 방향의 굴절 지수가 동일한 방향의 제1 중합체의 굴절 지수와 현저히 상이하도록 선택되어야 한다. 중합체 물질은 전형적으로 분산성이므로, 즉 굴절 지수가 파장에 따라 변하므로, 이들 조건은 목적하는 특정 스펙트럼 대역폭 측면에서 고려되어야 한다. 제2 중합체의 선택이 원하는 다층 광학 필름의 목적하는 용도에 의존할 뿐만 아니라, 제1 중합체에 대한 선택 및 공정 조건에 의존해야 함이 상기로부터 이해될 것이다.

제2 광학층은 제1 중합체의 유리 전이 온도와 상용적인 유리 전이 온도를 가지며, 제1 중합체의 등방성 굴절 지수와 유사한 굴절 지수를 갖는 각종 제2 중합체로부터 제조될 수 있다. 적합한 중합체의 예로는 비닐 나프탈렌, 스티렌, 말레산 무수물, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트와 같은 단량체로부터 제조된 비닐 중합체및 공중합체가 있다. 이러한 중합체의 예로는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 예컨대 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA) 및 이소택틱 또는 신디오택틱 폴리스티렌이 있다. 기타 중합체에는 축중합체, 예컨대 폴리술폰, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리아믹산 및 폴리이미드가 있다. 또한, 제2 광학층은 폴리에스테르 및 폴리카르보네이트와 같은 중합체 및 공중합체로부터 형성될 수 있다.

제2 중합체의 예로는 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)의 호모중합체, 예컨대 이네오스 아크릴릭스, 인크 (미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 상표명 CP71 및 CP80 하에 시판되는 것들, 또는 PMMA보다 유리 전이 온도가 낮은 폴리에틸 메타크릴레이트 (PEMA)가 있다. 또다른 제2 중합체로는 PMMA의 공중합체 (coPMMA), 예컨대 메틸메타크릴레이트 (MMA) 단량체 75 중량％ 및 에틸 아크릴레이트 (EA) 단량체 25 중량％로 이루어진 coPMMA (이네오스 아크릴릭스 인크로부터 상표명 Perspex CP63 하에 시판), MMA 공단량체 단위 및 n-부틸 메타크릴레이트 (nBMA) 공단량체 단위로 이루어진 coPMMA, 또는 PMMA와 폴리(비닐리덴 플루오라이드) (PVDF)의 블렌드, 예컨대 솔베이 폴리머스 인크 (미국 텍사스주 휴스턴 소재)로부터 상표명 Solef 1008하에 시판되는 것들이 있다.

또다른 제2 중합체에는 폴리올레핀 공중합체, 예컨대 다우 듀폰 엘라스토머로부터 상표명 Engage 8200으로 시판되는 폴리(에틸렌-코-옥텐) (PE-PO), 피나 오일 앤드 케미칼 컴파니 (미국 텍사스주 달라스 소재)로부터 상표명 Z9470 하에 시판되는 폴리(프로필렌-코-에틸렌) (PPPE), 및 헌츠만 케미칼 코포레이션 (미국 유타주 솔트 레이크 시티 소재)로부터 상표명 Rexflex W111 하에 시판되는 어택틱 폴리프로필렌 (aPP) 및 이소택틱 폴리프로필렌 (iPP)의 공중합체가 있다. 제2 광학층은 또한 작용화 폴리올레핀, 예컨대 이. 아이. 듀폰 드 네무어스 앤드 컴파니 인크 (미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 상표명 Bynel 4105 하에 시판되는 선형 저밀도 폴리에틸렌-g-말레산 무수물 (LLDPE-g-MA)로부터 제조될 수 있다.

편광판의 경우 특히 바람직한 층의 조합은 PEN/co-PEN, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)/co-PEN, PEN/sPS, PET/sPS, PEN/Eastar 및 PET/Eastar이며, 여기서 "co-PEN"은 (상기 기재한 바와 같은) 나프탈렌 디카르복실산 기재 공중합체 또는 블렌드를 의미하며 Eastar는 이스트만 케미칼 컴파니로부터 시판되는 폴리시클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트이다.

거울의 경우 특히 바람직한 층의 조합은 PET/PMMA 또는 PET/coPMMA, PEN/PMMA 또는 PEN/coPMMA, PET/ECDEL, PEN/ECDEL, PEN/sPS, PEN/THV, PEN/co-PET 및 PET/sPS이며, 여기서, "co-PET"는 (상기 기재한 바와 같은) 테레프탈산 기재 공중합체 또는 블렌드이며, ECDEL은 이스트만 케미칼 컴파니로부터 시판되는 열가소성 폴리에스테르이며, THV는 3M 컴파니로부터 시판되는 플루오로중합체이다. PMMA는 폴리메틸메타크릴레이트를 말하며, coPET는 (상기 기재한 바와 같은) 테레프탈산 기재 공중합체 또는 블렌드를 의미하며, PETG는 제2 글리콜 (통상 시클로헥산디메탄올)을 사용하는 PET의 공중합체를 말한다. sPS는 신디오택틱 폴리스티렌을 말한다.

비광학층

제1 및 제2 광학층 외에, 본 발명의 다층 반사 필름은 임의로 하나 이상의비광학층, 예컨대 하나 이상의 표피층 또는 하나 이상의 내부 비광학층, 예컨대 광학층들의 패킷 사이의 보호성 경계층을 포함한다. 비광학층은 다층 필름 구조를 제공하거나, 또는 다층 필름 구조가 공정 후 또는 공정 동안 훼손되거나 손상되는 것으로부터 보호하는 데 사용할 수 있다. 일부 응용의 경우, 표피층(들)과 광학 적층물 간의 계면 접착이 표피층이 사용 전에 광학 적층물로부터 벗겨질 수 있도록 조절되는 희생적인 보호성 표피를 포함하는 것이 바람직하다.

광학층을 위해 다층 광학체의 특성, 예를 들어 내인열성, 내파열성, 강인성, 내후성 및 내용매성을 향상시키거나 부여하는 물질이 선택될 수 있다. 전형적으로 하나 이상의 비광학층은 제1 및 제2 광학층에 의해 투과되거나, 편광되거나 또는 반사될 빛의 적어도 일부가 이들 층들을 통해 또한 이동하도록 배치된다 (즉, 이들 층은 제1 및 제2 광학층을 통해 이동하거나 또는 이들에 의해 반사된 빛의 경로 내에 배치됨). 비광학층은 전형적으로 원하는 파장 영역에 걸쳐 광학 필름의 반사 특성에 실질적으로 영향을 주지 않는다. 비광학층의 특성, 예컨대 결정 및 수축 특성은 심하게 구부러진 기판에 적층시 균열이 생기거나 주름지지 않는 본 발명의 필름을 제공할 수 있도록 광학층의 특성을 따라 고려되어야 한다.

비광학층은 임의의 적절한 물질일 수 있으며, 광학 적층물에 사용된 물질 중 하나와 동일할 수 있다. 물론, 선택된 물질이 광학 적층물의 물질에 해로운 광학 특성을 갖지 않을 것이 중요하다. 비광학층은 제1 및 제2 광학층에 사용된 임의의 중합체를 비롯한 폴리에스테르와 같은 각종 중합체로부터 형성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 비광학층을 위해 선택된 물질은 제2 광학층을 위해 선택된 물질과유사하거나 동일하다. 표피층을 위한 coPEN, coPET 또는 기타 공중합체 물질의 사용은 다층 광학 필름의 균열 (즉, 배향 방향에서 중합체 분자의 다수의 변형-유도된 결정성 및 배열로 인한 필름의 파열)을 감소시킨다. 비광학층의 coPEN은 전형적으로 제1 광학층을 배향하기 위해 사용된 조건 하에 신장시 매우 적게 배향되어 변형-유도된 결정성이 적다.

바람직하게는, 제1 광학층, 제2 광학층 및 임의의 비광학층의 중합체는 유사한 유동학적 특성 (예, 용융 점도)를 갖도록 선택되어 유동 장애 없이 공압출될 수 있도록 한다. 전형적으로, 제2 광학층, 표피층 및 임의의 기타 비광학층은 제1 광학층의 유리 전이 온도보다 약 40 ℃ 이하 초과의 유리 전이 온도 T_g를 갖는다. 바람직하게는, 제2 광학층, 표피층 및 임의의 비광학층의 유리 전이 온도는 제1 광학층의 유리 전이 온도 미만이다. 길이 배향 (LO) 롤러가 다층 광학 필름의 배향에 사용되는 경우, 낮은 T_g물질이 롤러에 고착되기 때문에 목적하는 낮은 T_g표피 물질을 사용하는 것은 불가능할 수 있다. 만약 LO 롤러가 사용되지 않으면, 이러한 제한이 문제시 되지 않는다. 일부 응용의 경우, 바람직한 표피층 물질은 이들의 내구성 및 UV 조사로부터 광학 적층물 보호를 위한 능력 때문에 PMMA 및 폴리카르보네이트를 포함한다.

표피층 및 기타 임의의 비광학층은 제1 및 제2 광학층보다 얇거나 두껍거나 또는 동일한 두께를 가질 수 있다. 표피층 및 임의의 비광학층의 두께는 각각의 제1 및 제2 광학층의 하나 이상의 두께의 일반적으로 4배 이상, 전형적으로 10배이상이며, 100배 이상일 수 있다. 비광학층의 두께는 특정 두께를 갖는 다층 반사 필름을 제조하기 위해 변화할 수 있다.

추가 코팅물 또한 비광학층으로 고려될 수 있다. 기타 층에는 예를 들면, 정전기방지 코팅물 또는 필름; 난연제; UV 안정화제; 내마모제 또는 경질코팅재; 광학 코팅물; 포깅(fogging)방지재 등이 있다. 추가 기능층 또는 코팅물은 예를 들어, WO97/01440호, WO99/36262호 및 WO99/36248호에 기재되어 있으며, 본원에 참고로 인용된다. 이들 기능성 성분은 하나 이상의 표피층에 혼합될 수 있거나, 또는 이들은 별개의 필름 또는 코팅물로서 적용될 수 있다.

기타 중합체 광학 필름이 본 발명의 용도에 적합하다. 특히, 본 발명은 온도 변화에 노출시 과도한 뒤틀림을 나타내는 중합체 필름에 사용하기에 적합하다. 광학 필름은 전형적으로 얇다. 적합한 필름은 매우 다양한 두께, 특히 0.38 ㎜ (15 밀) 미만, 더욱 전형적으로 0.25 ㎜ (10 밀) 미만, 바람직하게는 0.18 ㎜ (7밀) 미만의 두께를 갖는 필름을 포함한다. 공정 동안, 치수 안정층이 250 ℃ 초과의 온도에서 광학 필름 상에 압출 코팅된다. 따라서, 광학 필름은 바람직하게는 250 ℃ 초과의 온도에 노출시 견뎌야 하며, 더욱 바람직하게는 250 ℃ 초과의 온도를 견뎌야 한다. 광학 필름은 또한 공정 동안 통상적으로 다양한 접착 및 롤링 단계를 행하므로 가요성이어야 한다.

B. 치수 안정층

치수 안정층은 광학 필름의 불규칙적인 뒤틀림에 대한 저항성을 제공하면서, 전형적으로 깨지지 않는 가요성 광학체를 생성한다. 치수 안정층은 전형적으로 광학체가 구부러지거나 롤링될 수 있도록 충분히 가요성이어야 하며, 또한 불규칙한 뒤틀림을 방지하기 위해 충분한 안정성을 제공해야 한다. 이에 관해, 치수 안정층은 광학체에 주름 또는 물결무늬가 형성되는 것을 방지하면서, 예컨대, 롤 상에 유지함으로써 광학체의 취급 및 보관을 용이하게 한다.

복합 광학체가 뒤틀림을 방지하지만, 극한 온도 범위, 특히 고온은 광학체의 열화를 일으킬 수 있다. 치수 안정층은 400시간 동안 매 1.5 시간마다 -30 ℃ 내지 85 ℃의 온도에 반복적으로 순환될 광학 필름이 뒤틀림이 없거나, 단지 사소한 뒤틀림만 있도록 한다. 대조적으로, 치수 안정층이 없는 광학 필름 단독은 동일한 환경 하에서 뒤틀림을 나타낸다. 또한, 치수 안정층이 없는 광학 필름 단독은 60 ℃ 실온 및 70 ％ 상대습도에 순환시 뒤틀림을 나타낸다.

치수 안정층은 통상 투명하거나 실질적으로 투명하다. 광학체의 높은 반사율이 요구되는 하나의 실시양태에서, 노출된 치수 안정층이 매우 투명할 것이 특히 중요하다. 또한, 바람직하지 못한 빛 전이를 피하기 위해, 치수 안정층의 굴절 지수는 광학 필름 (또는 임의의 중간층)의 굴절 지수에 근접하도록 이루어질 수 있다.

치수 안정층의 중합체 조성은 높은 온도에서 가공 후 투명한 상태로 압출될 수 있으며, 적어도 약 -30 ℃ 내지 85 ℃의 온도에서 실질적으로 안정적이도록 선택되는 것이 바람직하다. 치수 안정층은 통상 가요성이며, -30 ℃ 내지 85 ℃의 온도 범위에 걸쳐 길이 또는 폭 방향으로 현저히 팽창하지 않는다. 치수 안정층이 상기 온도 범위에 걸쳐 팽창하지 않는 한, 팽창은 실질적으로 균일하여 필름이 과잉 주름을 나타내지 않도록 한다.

치수 안정층은 전형적으로 85 내지 200 ℃, 더욱 전형적으로 100 내지 160 ℃의 유리 전이 온도 (T_g)를 나타내는 중합체 물질이다. 치수 안정층의 두께는 용도에 따라 변할 수 있다. 그러나, 치수 안정층의 두께는 0.013 내지 0.25 ㎜ (0.5 내지 10밀), 더욱 전형적으로 0.025 내지 0.20 ㎜ (1 내지 8밀), 더욱 전형적으로 0.038 내지 0.18 ㎜ (1.5 내지 7밀)이다.

적합한 치수 안정층은 폴리카르보네이트 또는 폴리카르보네이트와 PEN, CoPEN, PET 및 CoPET의 혼화적 블렌드를 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 치수 안정층은 스티렌 아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 및 스티렌 메틸 메타크릴레이트를 비롯한 폴리스티렌 또는 폴리스티렌 공중합체를 포함한다. 특정 조성물에는 GE 폴리머로부터의 Lexan 121 폴리카르보네이트, GE 폴리머로부터의 Lexan HF1110 폴리카르보네이트, 다우 코포레이션으로부터의 Calibre 5101 유리 충전 폴리카르보네이트, 및 다우 코포레이션으로부터의 Tyril 880b 스티렌 아크릴로니트릴이 있다.

치수 안정층은 그것이 빛을 확산하도록 형성될 수 있다. 확산 특성은 고유 확산 중합체 물질을 사용함으로써, 또는 제조하는 동안 치수 안정층 상에 확산 패턴을 엠보싱함으로써 성취될 수 있다. 엠보싱된 패턴은 또한 필름에 대한 수직에 먼 각으로부터 필름에 대한 수직에 가까운 각을 향해 촛점을 바꾼 빛일 수 있다. 치수 안정층에서의 확산은 또한 치수 안정층과 상이한 굴절 지수를 갖는 소립자의혼입에 의해 성취될 수 있다. 또한, 탄성 성분, 예컨대 부타디엔 및 에틸렌 프로필렌 디메타크릴레이트 또는 기타 고무상 입자가 치수 안정층에 혼입되어 확산성을 강화시킬 수 있다. 이 확산성은 광학체의 각종 층들의 결함 및 불규칙성을 은폐하는 것을 보조할 수 있다.

강화된 확산성을 갖는 광학체는 확산을 제공하기 위해 CoPEN 또는 CoPET를 치수 안정 물질과 저수준으로 블렌딩함으로써 성취될 수 있다. 또한, CoPEN 또는 CoPET는 CoPEN 또는 CoPET를 포함하는 광학 필름의 치수 안정층에 대한 접착을 보조할 수 있다. 임의로, 이러한 조성물이 확산을 증가시킬 뿐만 아니라 층들이 함께 유지되는 것을 돕기 위해 중간층으로서 사용될 수 있다. 전형적으로, 상기 CoPEN 또는 CoPET는 치수 안정 물질의 대략 1 내지 30 ％, 더욱 전형적으로 5 내지 20 ％의 수준으로 첨가된다.

치수 안정층은 전형적으로 광학 필름의 양 면에 가할 수 있다. 그러나, 일부 실시양태에서, 치수 안정층은 예를 들어, 형광등 관 주위를 감쌀 광학체를 제조하기 위한 것과 같이 필름의 말림을 촉진시키기 위해 광학 필름의 한 면에만 가할 수 있다.

C. 중간층

광학체는 또한 광학 필름 및 치수 안정층(들) 외에 임의로 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 부가층 존재시, 이들은 복합 광학체의 일체성을 개선시키는 기능을 한다. 특히, 상기 층들은 치수 안정층에 광학 필름이 결합하도록 할 수 있다. 특정 실시양태에서, 치수 안정층 및 광학 필름은 서로 직접적으로강한 결합을 형성하지 않을 것이다. 그러한 실시양태에서, 이들을 함께 접착할 중간층이 필수적이다.

중간층의 조성은 전형적으로 이들이 접촉하는 치수 안정층 및 광학 필름과 상용적이도록 선택된다. 중간층은 광학 필름 및 치수 안정층 모두를 잘 결합해야 한다. 따라서, 중간층에 사용된 물질의 선택은 종종 광학체의 다른 성분들의 조성에 따라 변할 것이다.

특정 실시양태에서, 중간층은 압출가능한 투명한 고온 용융 접착제이다. 이러한 층은 하나 이상의 나프탈렌 디카르복실산 (NDC), 디메틸 테레프탈레이트 (DMT), 헥산 디올 (HD), 트리메틸올 프로판 (TMP) 및 에틸렌 글리콜 (EG)를 포함하는 CoPEN을 포함할 수 있다. NDC를 포함하는 층이 PEN 및 CoPEN을 포함하는 광학 필름에 치수 안정층을 접착시키는 데에 매우 특히 적합하다. 이러한 실시양태에서, 중간층은 전형적으로 NDC 20 내지 80부, 바람직하게는 30 내지 70부, 더욱 바람직하게는 40 내지 60부를 포함한다. 광학 필름에서 이미 열거된 공단량체들을 비롯한 다양한 부가 화합물이 추가될 수 있다. 가소제 및 윤활제와 같은 압출 보조제가 공정 및 다른 층에 대한 접착 향상을 위해 첨가될 수 있다. 또한 접착 중합체와 상이한 굴절 지수를 갖는 무기 구 또는 중합체 비드와 같은 입자가 사용될 수 있다.

특정 실시양태에서, 중간층은 광학 필름, 치수 안정층 또는 이둘 모두와 함께 일체적으로 형성된다. 중간층은 광학 필름의 노출된 표면 상의 표피 코팅물로서 광학 필름과 일체적으로 형성될 수 있다. 표피 코팅물은 전형적으로 층들을 일체적으로 형성하고 결합하기 위해 광학 필름과 공압출함으로써 형성된다. 이러한 표피 코팅물은 광학 필름에 연속 층들을 결합하기 위한 능력을 개선시키도록 선택된다. 표피 코팅물은 광학 필름이 사용되는 특정 치수 안정층, 예컨대 폴리카르보네이트에 대해 매우 낮은 친화성을 가질 경우 특히 유용하다. 이러한 경우, CoPEN와 폴리카르보네이트, 또는 PET과 폴리카르보네이트의 혼화적 블렌드가 표피층으로서 압출될 수 있다. 유사하게는, 중간층은 광학 필름 상에 동시에 공압출되거나 연속적으로 압출됨으로써 치수 안정층과 일체적으로 형성될 수 있다. 본 발명의 또다른 실시양태에서, 표피층은 광학 필름 상에 형성될 수 있으며, 또다른 중간층이 치수 안정층과 함께 형성될 수 있다.

중간층(들)은 250 ℃ 초과의 온도에서 용융상으로 열적으로 안정한 것이 바람직하다. 즉, 중간층은 250 ℃ 초과의 온도에서 압출하는 동안 실질적으로 분해하지 않는다. 중간층은 통상 투명하거나 또는 실질적으로 투명하여 필름의 광학 특성을 감소시키는 것을 방지한다. 중간층은 전형적으로 0.05 ㎜ (2밀) 미만, 더욱 전형적으로 0.025 ㎜ (1밀) 미만, 더욱 전형적으로 약 0.013 ㎜ (0.5밀)의 두께를 갖는다. 중간층의 두께는 얇은 광학체를 유지하기 위해 최소화되는 것이 바람직하다.

D. 방법 및 장치

다양한 방법이 본 발명의 복합 광학체 형성에 사용될 수 있다. 상기한 바와 같이, 광학체는 다양한 구성을 취할 수 있으며, 따라서 방법은 최종 광학체의 구성에 따라 다양할 수 있다.

복합 광학체 형성의 모든 방법에 공통적인 단계는 광학 필름을 치수 안정층(들)에 접착시키는 것이다. 이 단계는 다양한 방법, 예컨대 각종 층들의 공압출, 층들의 압출 코팅, 또는 층들의 공압출 코팅 (예컨대 치수 안정층 및 중간층이 광학 필름 상에 동시에 압출 코팅되는 경우)으로 행할 수 있다.

도 4에 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 광학체 형성을 위한 장치의 평면도가 도시되어 있다. 광학 필름 (22)를 포함하는 스풀 (20)이 풀려 적외선 가열소 (24)에서 가열된다. 광학 필름 (22)는 통상 50 ℃ 초과의 온도, 더욱 통상적으로 대략 65 ℃의 온도로 승온된다. 치수 안정층을 형성하기 위한 조성물 (26) 및 중간 접착층을 형성하기 위한 조성물 (28)이 공급 블록 (30)을 통해 공급되어 예열된 광학 필름 (22) 상에 공압출 코팅된다. 이후, 광학 필름은 롤 (32, 34) 사이에서 압착된다. 롤 (32) 및(또는) 롤 (34)는 임의로 매트 마무리재를 포함하여 치수 안정층 상에 약간의 확산 표면을 부여한다. 냉각 후, 코팅된 광학 필름 (36)은 연속적으로, 예컨대 시이트로 절단됨으로써 가공되어, 권취기 (38) 상으로 롤링되는 마무리된 광학체를 형성한다.

압출된 필름은 가열된 공기 중에서 광학체 물질의 개별 시이트를 신장시킴으로써 배향될 수 있다. 경제적 생산을 위해, 신장은 표준 길이 배향기, 텐터 오븐 또는 이 둘 모두에서 연속적으로 성취될 수 있다. 표준 중합체 필름 제조의 규모 및 선속도의 경제성은 시판되는 흡수성 편광판과 관련된 비용보다 실질적으로 낮은 제조 비용을 이룸으로써 성취할 수 있다.

거울을 제조하기 위해, 2개의 단축 신장된 편광 시이트가 그 각각의 배향축이 90°회전되도록 위치하거나, 또는 시이트가 2축으로 신장될 수 있다. 다층 시이트의 2축 신장은 양 축에 평행인 평면에 대한 결합 층들의 굴절 지수 간의 차이를 일으킴으로써 편광 방향의 양 평면에 빛의 반사를 일으킬 것이다.

복굴절계를 생성하는 하나의 방법은 적층물의 하나 이상의 물질이 신장 공정에 의해 영향받은 굴절 지수 (예, 지수 증가 또는 감소)를 갖는 다층 적층물을 2축 신장 (예, 2차원 신장)시키는 것이다. 다층 적층물의 2축 신장은 양 축에 평행인 평면에 대한 결합 층들의 굴절 지수 간에 차이를 일으켜, 편광의 양 평면에서 빛의 반사를 일으킬 수 있다. 특정 방법 및 물질이 PCT 특허출원 WO99/36812호 (발명의 명칭: 광학 필름 및 그의 제조 방법)에 개시되어 있으며, 그 전체가 본원에 참고로 인용된다.

예비신장 온도, 신장 온도, 신장율, 신장비, 가열 경화 온도, 가열 경화 시간, 가열 경화 이완 및 교차 신장 이완이 목적하는 굴절 지수 관계를 갖는 다층 장치를 생성하도록 선택된다. 이들 변수는 상호의존적이며; 따라서, 예를 들어 비교적 낮은 신장 온도와 관련된 경우 비교적 낮은 신장율이 사용될 수 있다. 당업자라면 이들 변수의 적절한 조합을 선택하여 목적하는 다층 장치를 성취할 수 있을 것이다. 그러나, 일반적으로 신장율은 신장 방향으로 1:2 내지 1:10 (더욱 바람직하게는 1:3 내지 1:7)이며, 신장 방향에 직각 방향으로 1:0.5 내지 1:10 (더욱 바람직하게는 1:0.5 내지 1:7)이다.

이제 본 발명을 하기 실시예를 참고로 예시한다.

실시예 1

PEN 및 CoPEN층 (NDC 55 몰부 및 DMT 45 몰부 포함)과 2개의 CoPEN 표피층 (NDC 55 몰부 및 DMT 45 몰부를 카르복실레이트 성분으로서 포함)를 포함하는 다층 반사 편광판을 적외선열로 65 ℃로 예열한 다음, 분 당 2.3 m (7.5 ft)로 닢 롤에 공급하였다. 공압출된 CoPEN 접착층 및 높은 T_g폴리카르보네이트 용융층을 다층 반사 편광판 상에 압출 코팅하였다. CoPEN 접착층은 NDC 20 몰부, DMT 80 몰부, HD 4몰부, TMP 0.2 몰부 및 EG 95.8 몰부를 포함하였다. 높은 T_g용융층은 GE 폴리머로부터의 Lexan 121 폴리카르보네이트를 포함하였다. 이들 중합체를, 0.013 ㎜ (0.5 밀)의 CoPEN 접착층 두께 및 0.15 ㎜ (6 밀)의 폴리카르보네이트 두께를 유지하면서 271 ℃에서 공압출하였다. 압출 코팅된 층들을 갖는 편광판을 150 rms 매트 마무리를 갖는 캐스팅 휠에 대해 압축하고 83 ℃로 가열하여, 확산 표면을 갖는 폴리카르보네이트의 엠보싱에 사용하였다. 동일한 공정을 반복하여 광학 필름의 반대 면 상의 접착층 및 폴리카르보네이트층에 적용하였다. 샘플을 오븐에 넣고, 400 시간 동안 매 1.5 시간마다 -30 ℃ 내지 85 ℃로 순환시켰으며, 외관상 뒤틀림이 없었다.

실시예 2

PEN 및 CoPEN층 (NDC 55 몰부 및 DMT 45 몰부 포함)과 2개의 CoPEN 표피층 (DMT 55 몰부 및 NDC 45 몰부 포함)를 포함하는 다층 반사 편광판을 적외선열로 65 ℃로 예열한 다음, 분 당 2.3 m (7.5 ft)로 닢 롤에 공급하였다. 공압출된 CoPEN접착층 및 높은 T_g스티렌 아크릴로니트릴 용융층을 다층 반사 편광판 상에 압출 코팅하였다. CoPEN 접착층은 NDC 20 몰부, DMT 80 몰부, HD 4몰부, TMP 0.2 몰부 및 EG 95.8 몰부를 포함하였다. 높은 T_g용융층은 다우 코포레이션으로부터의 Tyril 880b 스티렌 아크릴로니트릴을 포함하였다. 이들 중합체를, 0.013 ㎜ (0.5 밀)의 CoPEN 접착층 두께 및 0.15 ㎜ (6 밀)의 스티렌 아크릴로니트릴 두께를 유지하면서 271 ℃에서 공압출하였다. 압출 코팅된 층들을 갖는 편광판을 150 rms 매트 마무리를 갖는 캐스팅 휠에 대해 압축하고 83 ℃로 가열하여, 확산 표면을 갖는 스티렌 아크릴로니트릴의 엠보싱에 사용하였다. 동일한 공정을 반복하여 광학 필름의 반대 면 상의 접착층 및 스티렌 아크릴로니트릴층에 적용하였다. 샘플을 오븐에 넣고, 400 시간 동안 매 1.5 시간마다 -30 ℃ 내지 85 ℃로 순환시켰으며, 외관상 뒤틀림이 없었다.

실시예 3

PEN 및 CoPEN층 (NDC 55 몰부 및 DMT 45 몰부 포함)과 2개의 CoPEN 표피층 (DMT 55 몰부 및 NDC 45 몰부 포함)를 포함하는 다층 반사 편광판을 적외선열로 65 ℃로 예열한 다음, 분 당 2.3 m (7.5 ft)로 닢 롤에 공급하였다. 공압출된 CoPEN 접착층 및 높은 T_g스티렌 아크릴로니트릴 용융층을 다층 반사 편광판 상에 압출 코팅하였다. CoPEN 접착층은 NDC 55 몰부, DMT 45 몰부, HD 4몰부, TMP 0.2 몰부 및 EG 95.8 몰부를 포함하였다. 높은 T_g용융층은 다우 코포레이션으로부터의 Tyril 880b 스티렌 아크릴로니트릴을 포함하였다. 이들 중합체를, 0.013 ㎜ (0.5 밀)의CoPEN 접착층 두께 및 0.15 ㎜ (6 밀)의 스티렌 아크릴로니트릴 두께를 유지하면서 271 ℃에서 공압출하였다. 압출 코팅된 층들을 갖는 편광판을 150 rms 매트 마무리를 갖는 캐스팅 휠에 대해 압축하고 83 ℃로 가열하여, 확산 표면을 갖는 스티렌 아크릴로니트릴의 엠보싱에 사용하였다. 동일한 공정을 반복하여 광학 필름의 반대 면 상의 접착층 및 스티렌 아크릴로니트릴층에 적용하였다. 샘플을 오븐에 넣고, 400 시간 동안 매 1.5 시간마다 -30 ℃ 내지 85 ℃로 순환시켰으며, 외관상 뒤틀림이 없었다.

실시예 4

PEN 및 CoPEN층 (NDC 55 몰부 및 DMT 45 몰부 포함)과 2개의 CoPEN 표피층 (DMT 55 몰부 및 NDC 45 몰부 포함)를 포함하는 다층 반사 편광판을 적외선열로 65 ℃로 예열한 다음, 분 당 2.3 m (7.5 ft)로 닢 롤에 공급하였다. 공압출된 CoPEN 접착층 및 높은 T_g폴리카르보네이트 용융층을 다층 반사 편광판 상에 압출 코팅하였다. CoPEN 접착층은 NDC 20 몰부, DMT 80 몰부, HD 4몰부, TMP 0.2 몰부 및 EG 95.8 몰부를 포함하였다. CoPEN 접착층은 질란 인더스트리즈로부터의 X273 지오스피어스(zeeeospheres) 10 중량％를 더 포함하여 광학체의 확산을 증가시켰다. 높은 T_g용융층은 GE 폴리머로부터의 Lexan 121 폴리카르보네이트를 포함하였다. 이들 중합체를, 0.013 ㎜ (0.5 밀)의 CoPEN 접착층 두께 및 0.15 ㎜ (6 밀)의 폴리카르보네이트 두께를 유지하면서 271 ℃에서 공압출하였다. 압출 코팅된 층들을 갖는 편광판을 150 rms 매트 마무리를 갖는 캐스팅 휠에 대해 압축하고 83 ℃로 가열하여, 확산 표면을 갖는 폴리카르보네이트의 엠보싱에 사용하였다. 지오스피어스를 접착층에 가하지 않는 것을 제외하고는 동일한 공정을 반복하여 광학 필름의 반대 면 상의 접착층 및 폴리카르보네이트층에 적용하였다. 샘플을 오븐에 넣고, 400 시간 동안 매 1.5 시간마다 -30 ℃ 내지 85 ℃로 순환시켰으며, 외관상 뒤틀림이 없었다.

본 발명이 바람직한 실시양태를 참고로 기재되었으나, 당업자라면 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 임의의 변형이 이루어질 수 있음을 인지할 것이다.

Claims (13)

1. 광학 필름;

   광학 필름에 고정된 압출가능한 열가소성 중합체층; 및

   복합 다층 광학체가 80 ℃ 초과에서 치수 안정적이도록 중합체층에 고정된 치수 안정층을 포함하는 다층 광학체.
2. 제1항에 있어서, 광학 필름이 배향된 광학 필름을 포함하는 것인 다층 광학체.
3. 제1항에 있어서, 중합체층이 250 ℃ 초과의 온도에서 용융상으로 열적으로 안정한 것인 다층 광학체.
4. 제1항에 있어서, 중합체층이 치수 안정층의 굴절 지수와의 차가 0.06 이내인 굴절 지수를 갖는 것인 다층 광학체.
5. 제1항에 있어서, 중합체층이 광학 필름 및 치수 안정층의 굴절 지수 사이의 굴절 지수를 갖는 것인 다층 광학체.
6. 제1항에 있어서, 치수 안정층 및 중합체층이 광학 필름 상으로의 공압출에의해 형성된 것인 다층 광학체.
7. 배향된 광학 필름; 및

   공압출되거나 압출 코팅된 치수 안정층을 포함하는 다층 광학체.
8. 제7항에 있어서, 광학 필름에 고정되며 80 ℃ 초과의 유리 전이 온도를 갖는 중합체층을 더 포함하는 다층 광학체.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 광학 필름이 다층으로 이루어지며, 광학 필름의 하나 이상의 층이 폴리에스테르를 포함하는 것인 다층 광학체.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 치수 안정층이 폴리카르보네이트, 또는 폴리카르보네이트와 PET, CoPET, PEN 또는 CoPEN의 블렌드를 포함하거나, 또는 폴리스티렌 또는 폴리스티렌 공중합체를 포함하는 것인 다층 광학체.
11. 광학 필름;

    광학 필름에 고정된 압출가능한 열가소성 중합체층; 및

    복합 다층 광학체가 80 ℃ 초과의 온도에서 치수 안정적이도록 중합체층에 고정된 치수 안정층을 포함하며, 치수 안정층 및 중합체층이 광학 필름 상으로의 압출에 의해 형성된 것인 다층 광학체.
12. 다층 배향된 광학 필름;

    광학 필름에 접착되며 85 ℃ 초과의 유리 전이 온도를 갖는 폴리에스테르층; 및

    중합체층에 접착된 압출된 치수 안정층을 포함하는 다층 광학체.
13. 광학 필름을 포함하는 제1 필름을 제공하는 단계;

    85 ℃ 초과의 유리 전이 온도를 갖는 열가소성 중합체 물질을 포함하는 제2 필름을 형성하는 단계;

    제3 필름을 형성하는 단계; 및

    제1 필름을 제2 필름에 접착시키고, 제2 필름을 제3 필름에 접착시켜 치수 안정적인 광학체를 형성하는 단계를 포함하는 뒤틀림 방지 광학체의 형성 방법.