KR20060115859A

KR20060115859A - 광학 다층

Info

Publication number: KR20060115859A
Application number: KR1020067008049A
Authority: KR
Inventors: 도모히로 이시카와; 제임스 프랑크 엘만; 데니스 존 마싸; 에리카 니콜 몬트배츠; 데이비드 모리슨 티가든
Original assignee: 이스트맨 코닥 캄파니
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2006-11-10
Also published as: WO2005045820A1; TW200519188A; CN1875413A; CN100416680C; JP2007513799A; US20050089676A1; JP4748806B2; US7211316B2

Abstract

본 발명은 0이 아닌 아웃-오브-플레인(out-of-plane) 복굴절을 갖는 중합성 기판, 및 160℃ 이상의 Tg 값을 갖고 상기 중합성 기판의 부호와 반대의 아웃-오브-플레인 복굴절 부호를 갖는 비정질 중합체를 포함하는 비정질 중합성 덧층(overlayer)을 포함하고, 400 내지 700nm 사이의 빛의 파장에 대해 -30nm 내지 30nm 사이의 광학 다층의 전체 아웃-오브-플레인 상 지연을 제공하는 광학 다층에 관한 것이다.

Description

광학 다층{OPTICAL MULTILAYER}

본 발명은 0이 아닌 아웃-오브-플레인(out-of-plane) 복굴절을 갖는 중합성 기판 및 기판에 대해 반대 부호의 아웃-오브-플레인 복굴절을 갖는 비정질 중합성 덧층(overlayer)을 포함하는 광학 다층에 관한 것이다. 상기 다층은 전체적으로 낮은 아웃-오브-플레인 상 지연을 가진다.

낮은 재료 비용 및 공정의 용이성으로 인해, 중합성 물질은 광전자 성분에 널리 사용된다. 현재의 목적은 "파쇄되기 쉽고", "무겁고", "기계 가공에 있어 어려운" 것으로 공지된 무기 유리를 대체하는 것이다. 그러나, 중합성 물질은 공정 의존성인 광학 특성, 특히 복굴절을 가진다. 모든 광학 등급의 중합체는 투명하며 비정질이다. 비정질 중합체가 바람직한 형태로 가공되는 경우, 이들은 무기 유리와 달리 광학적으로 등방성이 아니다. 즉, 세 개의 굴절률, nx, ny 및 nz는 동일하지 않다. 이는 중합체에 대해 특이한 중합체-쇄 배향 때문이다. 따라서, 주어진 공정 조건에서, 관찰된 광학 이방성은 중합체 쇄의 정렬도에 따라 좌우된다. 중합체 분자는 중합체 쇄에 대한 작용기의 편극성 및 이들의 결합 각과 같은 요소 에 의해 결정되는 고유 복굴절 Δn_int를 갖는다. 중합체 생성물은 고유 복굴절과 상이하고 강한 공정 의존성인 비본질성 복굴절(인-플레인(in-plane) 또는 아웃-오브-플레인)을 가진다. 용도에 따라, 복굴절은 그 용도의 요건을 만족시키도록 조절되어야 한다. 많은 경우, 인-플레인 및 아웃-오브-플레인 방향 모두에서 실질적으로 낮은 복굴절 또는 상 지연을 갖는 것이 바람직하다.

콤팩트 디스크(CD) 및 디지털 비디오 디스크(DVD)와 같은 광학 디스크 용도에서, 기판 물질은 1) 높은 투과율, 2) 낮은 습도 침투성, 3) 치수 안정성 및 4) 낮은 복굴절과 같은 조건을 만족시켜야 한다. 전형적으로, 광학 디스크의 판독은 편광 상태에서의 약한 변화 또는 디스크 표면으로부터 반사된 빛의 강도 변화의 검출을 포함한다. 따라서, 디스크 기판에서의 복굴절은 판독-에러 또는 잡음과 같이 판독에 대해 불리한 영향을 미칠 것이다. 광학 디스크 기판은 중합체의 사출 성형에 의해 제조된다. 폴리카보네이트(PC)는 CD 및 DVD용 기판으로서 널리 사용되어 왔다. 이는 높은 투과율, 열 및 습도에 대한 높은 치수 안정성, 및 높은 물리적 강도를 가진다. 그러나, PC는 비교적 높은 고유 복굴절 Δn_int을 가진다. 사출 성형 공정은 중합체 쇄의 정렬을 초래한다. 따라서, 높은 고유 복굴절을 지닌 중합체, 예컨대 PC는 허용될 수 없는 수준의 인-플레인 지연 R_in및 아웃-오브-플레인 지연 R_th을 발생시키는 경향이 있다. 이러한 문제점을 막기 위해서, 전형적으로 온도 및 유속과 같은 성형 조건을 조정한다. 이러한 공정 조건의 최적화는 Δn_in의 감소를 통해 R_in을 유의적으로 감소시키는데 성공적으로 사용되었다. 일부 경우, 수직 입사광에 대한 인-플레인 복굴절 Δn_in은 1 내지 3×10^-5 만큼 낮게 생성될 수 있다. 반면에, 아웃-오브-플레인 복굴절 Δn_th는 전형적으로 네가티브하며, 최적화된 성형 공정으로 인해 그 값은 -6 내지 5×10^-4이다. 비록 Δn_th의 값이 작을 지라도, 비스듬한 입사각에 대해 상응하는 상 지연은 기판의 상당한 두께(약 1mm)로 인해 무시할 수 없다. 따라서, 사각(oblique angle) ψ(기판 수직 방향으로부터 측정됨)에서의 기판에 대한 빛의 입사는 작은 ψ에 대한 ψ²으로서 척도화한 상 지연을 겪을 것이다. 일부 경우, ψ=30°에서 반사를 고려한 전체 상 지연은, -150nm 만큼 크게 도달될 수 있다.

전형적인 액정 디스플레이(LCD)에서, 액정 셀은 한 쌍의 편광자 사이에 위치한다. 편광자에 의해 편광된 입사광은 액정 셀을 통과하여, 액정의 분자 배향에 영향을 미치고, 이는 셀에 전압을 인가함으로써 변경될 수 있다. 변경된 빛은 제 2 편광자로 들어간다. 액정 디스플레이(LCD)에 널리 사용되는 전형적인 편광자는 흡수성 편광층(예컨대, 요오드 염료 흡수된 폴리비닐 알콜(PVA) 층)이 트라이아세틸셀룰로오스 (TAC) 기판 사이에 샌드위치된 구조를 가진다. TAC는 어느 정도 이의 낮은 Δn_int로 인해 편광자 제조에 널리 사용된다. 전형적인 미연신 TAC에 있어서, Δn_in은 약 5×10^-5이다. 따라서, 100㎛ 두께의 TAC는 약 5nm의 R_in을 가진다. 이러한 상 지연의 양은 유의적이지 않으며, PVA 층에 의해 선형으로 편광된 빛은 본질적으로 선형으로 편광된 채로 TAC 층을 통과한다. 그러나, 이는 빛이 편광자의 평면에 대해 수직으로 입사하는 경우에만 들어맞는다. 대부분의 TAC 기판은 약 -5×10^-4의 네가티브 Δn_th를 갖는 것으로 공지되어 있다. 이는 약 -50nm의 R_th를 제공한다. 이러한 아웃-오브-플레인 상 지연 R_th는 비스듬한 입사광에 대한 편광 상태의 변화 때문이다. LCD의 일부 모드를 위해 TAC 기판에서 유한한 네가티브 Δn_th를 가지는 것이 유리하다. 이는 네가티브 R_th가 액정 셀 평면에 대해 수직으로 정렬된 액정 분자의 파지티브 R_th를 보상할 수 있다는 사실 때문이다. 그러나, TAC의 네가티브 Δn_th는 액정이 셀 평면에 대해 본질적으로 평행한 채로 남아 있는 LCD 모드에 불리한 영향을 준다. 이는 인-플레인-스위칭(In-Plane-Switching) LCD에 대한 경우에 해당하고, 이의 액정 분자는 실질적으로 셀 평면에 대해 평행을 유지하면서 회전한다.

전형적인 백라이트(backlight) LCD에서, 백라이팅(backlighting) 조립체는 액정 셀에 도달하기 전에 빛의 분포 및 편광을 개선시키는 몇몇 광학 필름을 함유한다. 이러한 백라이팅 조립체(201)는 도 2에 도시되어 있다. 백라이트(203)를 빠져나가는 빛은, 먼저 디스플레이에서 빛의 분포를 개선시키는 광학 필름, 예컨대 확산 필름(205) 및 휘도 강화 필름(207)과 만나게된다. 그 후, 빛은 기판(211) 및 편광층(213)을 함유하는 반사성 편광자(209)로 입사하여, 하나의 편광 상태를 투과 하고 다른 편광 상태를 반사한다. 광학 경로의 다음 성분은 하부 기판(217), 흡수성 편광층(219), 및 상부 기판(221)을 함유하는 흡수성 편광자(215)이다. 흡수성 편광자의 투과축 및 반사성 편광자의 투과축은 평행하다. 이상적으로, 반사성 편광자(209)에 의해 투과되는 편광 상태는 흡수성 편광자(215)에 의해 투과되는 편광 상태와 동일하다. 백라이트(203)와 반사성 편광자(209) 사이의 광학 스택(stack)은 반사된 편광 상태를 재순환한다. 흡수성 편광자(215)로 입사한 편광된 빛은 빛을 효과적으로 투과하고 흡수되지 않도록 실질적으로 선형으로 편광되어야 한다. 전술한 바와 같이, 전형적인 흡수성 편광자는 흡수성 편광층(219)의 양면의 기판(217, 221)으로서 TAC를 함유한다. 하부 기판(217)으로서 사용된 TAC의 네가티브 아웃-오브-플레인 복굴절은 흡수성 편광자(215)에 입사한 선형으로 편광된 빛을 타원형으로 편광된 빛으로 전환시킨다. 그 후, 편광층(219)은 타원형으로 편광된 빛의 일부를 흡수할 것이다. 따라서, 디스플레이의 빛 통과량이 감소된다. 최대 빛 통과량을 얻기 위해, 반사성 편광자(209)와 흡수성 편광층(219) 사이의 하부 기판(217)은 작은 Δn_th및 R_th를 가져야 한다.

전술한 바와 같이, 공정을 조심스럽게 조정하여 중합성 기판의 Δn_in, 및 그에 따른 R_in을 유의적으로 감소시킬 수 있다. 공정 조건을 부가적으로 최적화하여 나머지 네가티브 Δn_th를 더욱 감소시킬 수 있다. 그러나, 제조 비용은 증가한다. 대안 방법은 다층을 형성하는 것이다. 즉, 네가티브 R_th를 갖는 중합성 기판 상에 파지티브 R_th를 지닌 덧층을 배치하는 것이다. 이러한 공정은 400nm<λ<700nm 범위의 파장 λ에 대해 낮은 R_th(-30nm<R_th<30nm)를 갖는 광학 다층을 제공한다.

0이 아닌 Δn_th에 따른 R_th를 지닌 층을 생성시키는 몇가지 방법이 공지되어 있다.

당해 분야의 숙련자에게 널리 공지된 바와 같이, 기판에 대해 균일하게 수직으로 정렬된 액정은 액정의 Δn_int가 파지티브하다면 파지티브 Δn_th를 발생시킨다. 중합성 액정, 예컨대 미국 특허 제 6,261,649 호에 개시된 중합성 액정은 수직 정렬을 제공한다. 그러나, 일반적으로 액정 화합물은 고가이고, 대규모로 제조시 액정의 균일한 정렬을 발생시키는 것은 복잡하며 경미한 일이 아니다. 일부 경우, 수직 정렬을 동결시키기 위해 광-중합 공정을 필요로 하고, 이로 인해 별도의 공정 및 비용이 들게 된다.

리(Li) 등(문헌[Polymer, Vol. 37, page 5321-5325, 1996])은 투명한 기판 상에 폴리아마이드를 스핀-코팅함으로써 0이 아닌 R_th를 발생시키는 방법을 기재하고 있다. 폴리이미드 중합체 쇄의 랜덤한 배향이 발생된다. 개시된 방법은 중합체의 단순한 코팅이다. 그러나, 생성된 Δn_th및 R_th는 네가티브하다. 따라서, 상기 방법은 상기 기재한 중합체 기판의 Δn_th의 네가티브도(negativity)만을 높인다.

공정 최적화와 함께, 충분히 작은 R_th를 지닌 중합체 기판을 제조하기는 어 렵다. 또한, 종래 기술은 파지티브 Δn_th를 지닌 중합체 층을 발생시키는 단순한 방법을 제공하는데 실패하여, 낮은 R_th를 지닌 중합성 다층에 대한 제조 공정을 어렵게 만들었다. 따라서, 네가티브 R_th를 지닌 중합성 기판 상에 배치될 수 있는 파지티브 Δn_th를 지닌 중합성 층을 포함하여 낮은 R_th를 갖는 다층을 형성하는 중합성 다층 및 이를 제조하는 단순한 방법을 제공하는 것은 해결해야할 문제이다.

발명의 요약

본 발명은 0이 아닌 아웃-오브-플레인 복굴절을 갖는 중합성 기판, 및 160℃ 이상의 Tg 값을 갖고 상기 중합성 기판의 부호와 반대의 아웃-오브-플레인 복굴절 부호를 갖는 비정질 중합체를 포함하는 비정질 중합성 덧층을 포함하고, 400 내지 700nm 사이의 빛의 파장에 대해 -30nm 내지 30nm 사이의 전체 아웃-오브-플레인 상 지연을 제공하는 광학 다층을 제공한다.

따라서, 본 발명은 네가티브 R_th를 지닌 중합성 기판 상에 배치될 수 있는 파지티브 Δn_th를 지닌 중합성 층을 포함하여 낮은 R_th를 갖는 다층을 형성하는 중합성 다층 및 이를 제조하는 간단한 방법을 제공한다.

도 1은 두께 d 및 층에 부여된 x-y-z 좌표 시스템을 지닌 층을 도시하고 있 다.

도 2는 전형적인 LCD 백라이팅 유닛(unit)의 정면도이다.

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 광학 다층의 정면도이다.

도 4a 및 도 4b는 각각 액정의 수직 정렬 및 비정질 중합체 쇄의 랜덤한 인-플레인 배향의 개략도이다.

도 5a 및 도 5b는 광학 다층을 지닌 편광자의 정면도이다.

도 6은 광학 기록 매체의 정면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 예시적인 다층의 아웃-오브-플레인 상 지연 R_th의 파장 λ의존성을 보여주는 그래프이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

101 필름

103 필름 평면

201 백라이트 조립체

203 백라이트

205 확산 필름

207 휘도 강화 필름

209 반사성 편광자

211 기판

213 편광층

215 흡수성 편광자

217 하부 기판

219 흡수성 편광층

221 상부 기판

301 광학 다층

303 중합성 기판

305 비정질 중합성 덧층

401 액정

403 x-y 평면에서 랜덤하게 배향된 중합체 쇄

501 흡수성 편광자

503 기판

505 편광층

507 편광자

601 광학 기록 매체

603 기록층

605 보호층

607 신호 판독을 위한 입사광

701 TAC의 R_th의 파장 의존성을 보여주는 점선

703 광학 다층의 R_th의 파장 의존성을 보여주는 실선

S 질서도 변수

θ 중합체 쇄의 기준 방향과 개개의 분절 사이의 각

ψ 입사광의 각

nx x 방향에서의 굴절률

ny y 방향에서의 굴절률

nz z 방향에서의 굴절률

no 정상(ordinary) 굴절률

ne 이상(extraordinary) 굴절률

Δn_th 아웃-오브-플레인 복굴절

Δn_in 인-플레인 복굴절

Δn_int 중합체의 고유 복굴절

Δn_p 중합체의 복굴절

d 필름의 두께

R_th 아웃-오브-플레인 상 지연

R_in 인-플레인 상 지연

λ 파장

I_out 나가는 빛의 강도

I_in 들어오는 빛의 강도

하기 정의는 본 발명의 설명에 적용된다.

"질서도 변수, S"는 기준 방향에 대한 중합체의 정렬도를 가리킨다. 이는 하기 수학식 1로 주어진다:

상기 식에서,

θ는 중합체 쇄 내의 기준 방향과 개개의 분절 사이의 각이고,

꺾음 괄호 <>는 통계적인 평균을 나타내고,

S는 -0.5 내지 1.0의 값을 취할 수 있다.

도 1에 나타난 층(101)의 "인-플레인 상 지연, R_in"은 (nx-ny)d에 의해 정의된 양이고, 여기서 nx 및 ny는 x 및 y 방향에서의 굴절률이다. x는 x-y 평면에서의 최대 굴절률 방향을 취하고, y 방향은 이에 수직한다. x-y 평면은 층의 평면(103)에 대해 평행하다. d는 z-방향에서의 층의 두께이다. 양(nx-ny)은 인-플레인 복굴절, Δn_in을 가리킨다. Δn_in의 값은 λ=550nm의 파장에서 주어진다.

도 1에 나타난 층(101)의 "아웃-오브-플레인 상 지연, R_th"는 [nz- (nx+ny)/2]d에 의해 정의된 양이다. nz는 z-방향에서의 굴절률이다. 양[nz-(nx+ny)/2]은 아웃-오브-플레인 복굴절, Δn_th을 가리킨다. nz>(nx+ny)/2, 즉 Δn_th가 파지티브라면, 상응하는 R_th도 파지티브이다. nz<(nx+ny)/2, 즉 Δn_th가 네가티브라면, R_th도 네가티브이다. Δn_th의 값은 λ=550nm의 파장에서 주어진다.

중합체의 "고유 복굴절, Δn_int"은 (ne-no)에 의해 정의된 양을 지칭하고, 여기서 ne 및 no는 각각 중합체의 이상값 및 정상값이다. 중합체 층의 실제 복굴절(인-플레인 Δn_in 또는 아웃-오브-플레인 Δn_th)은 이의 형성 방법, 그에 따른 질서도 변수, 및 Δn_int에 좌우된다.

"비정질"은 장범위 질서도의 결핍을 의미한다. 따라서, 비정질 중합체는 X-선 회절과 같은 기법에 의해 측정된 장범위 질서도가 보이지 않는다.

"투과율"은 광학 투과도를 측정하는 양이다. 이는 나가는 빛의 강도 I_out대 들어오는 빛의 강도 I_in의 퍼센트 비율, I_out/I_in×100으로서 주어진다.

본원에서 "발색단"은 빛 흡수에서 유닛으로서 작용하는 원자 또는 원자의 그룹으로서 정의된다(문헌[Modern Molecular Photochemistry Nicholas J. Turro Editor, Benjamin/Cummings Publishing Co., Menlo Park, CA(1978) Pg 77]). 비-가시 발색단은 400 내지 700nm 범위 밖에서 흡수 최대량을 갖는 것이다.

본 발명의 다양한 소자가 숫자로 주어지고 당해 분야의 숙련자가 본 발명을 제조하고 사용하도록 논의되는 도면을 이제 참고로 할 것이다. 특별하게 나타내지 않거나 기재하지 않은 소자는 당해 분야의 숙련자에게 공지된 다양한 형태를 채택할 수 있는 것으로 이해된다.

도 3a는 본 발명에 따른 광학 다층(301)의 구조를 도시하고 있다. (303)은 중합성 기판이고, (305)는 비정질 중합성 덧층이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 비정질 중합성 덧층(305)은 중합성 기판(303) 양면에 배치될 수 있다. 두 개의 중합성 기판(303)은 비정질 중합성 덧층 양면에 배치될 수 있다(도 3c). 중합성 기판(303)의 Δn_th는 네가티브이고, 비정질 중합성 덧층(305)의 Δn_th는 파지티브이다. 일반적으로, 기판(303)의 Δn_th 값은 매우 작다(-1×10^-4 내지 -3×10^-5). 그러나, 기판(303)의 두께가 유의적이라면(예, 약 1mm), R_th는 무시될 수 없고 -100 내지 -30nm 범위 내일 것이다. 반면에, 덧층(305)의 Δn_th는 5×10^-3(0.005) 보다 더 파지티브하다. 따라서, 덧층(305)의 두께는 400nm<λ<700nm에 대해 -30nm<R_th<30nm를 지닌 광학 다층(301)에 대한 기판의 두께 보다 훨씬 작다. 예를 들어, 기판(303)으로부터 R_th=-50nm의 조화를 이루기 위해(예컨대, 두께 1mm 및 Δn_th=-5×10^-5), 덧층(305)의 Δn_th가 0.01이라면, 비정질 중합체 덧층(305)은 겨우 5㎛일 것이다. 적당한 범위 내에서 다층(301)의 전체 두께를 유지하기 위해서, 중합성 덧층(305)의 두께는 바람직하게는 1 내지 50㎛ 또는 보다 바람직하게는 5 내지 20㎛이다. 덧층(305)의 투과율은 광학 다층(301)의 전체 투과율이 높은 채로 유지될 만큼 충분 히 높아야 한다. 비정질 중합체 덧층(305)의 투과율은 400nm≤λ≤700nm에 대해 바람직하게는 80% 보다 크거나, 또는 보다 바람직하게는 90% 보다 크다.

당해 분야의 숙련자에게 널리 공지된 바와 같이, 비정질 중합체의 복굴절 Δn_p는 Δn_p=SΔn_int에 의해 주어진다. 종래 기술에서, 액정(401)의 수직 정렬(도 4a의 z 방향)은 파지티브 Δn_th를 발생시키기 위해 사용된다. 이러한 경우, S는 0≤S≤1의 범위이고 Δn_int는 파지티브이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 중합체 쇄(403)가 중합체 층의 평면에서 랜덤하게 배향된다면, Δn_in은 0이지만, Δn_th는 생성된다. 상기 배향에 있어서, 중합체 쇄의 질서도 변수 S는 -0.5<S<0 범위이다. 따라서, 중합체 기판 상의 비정질 중합성 덧층에 대해 파지티브 Δn_th를 얻기 위해, 네가티브 Δn_int를 지닌 중합체를 사용할 수 있다. 상기 중합체의 예는 중합체 백본을 벗어나서 비-가시 발색단을 갖는 물질을 포함한다. 이러한 비-가시 발색단은 비닐, 카보닐, 아마이드, 이미드, 에스터, 카보네이트, 설폰, 아조, 및 방향족 헤테로사이클릭 및 카보사이클릭 기(예컨대, 페닐, 나프틸, 바이페닐, 터페닐, 페놀, 비스페놀 A 및 티오펜)를 포함할 것이다. 또한, 상기 비-가시 발색단의 조합(즉, 공중합체)이 바람직할 수 있다. 상기 중합체의 보기 및 이들의 구조는 하기 제시되어 있다:

보기 I

폴리(4-비닐바이페닐)

보기 II

폴리(4-비닐페놀)

보기 III

폴리(N-비닐카바졸)

보기 IV

폴리(메틸카복시페닐메타크릴아마이드)

보기 V

폴리[(1-아세틸인다졸-3-일카보닐옥시)에틸렌]

보기 VI

폴리(프탈이미도에틸렌)

보기 VII

폴리(4-(1-하이드록시-1-메틸프로필)스타이렌)

보기 VIII

폴리(2-하이드록시메틸스타이렌)

보기 IX

폴리(2-다이메틸아미노카보닐스타이렌)

보기 X

폴리(2-페닐아미노카보닐스타이렌)

보기 XI

폴리(3-(4-바이페닐일)스타이렌)

보기 XII

폴리(4-(4-바이페닐일)스타이렌)

또다른 중요한 요소는 S의 유한한 네가티브 값을 얻는 것이다. 상기 네가티브 S 값을 얻기 위한 한 가지 방법은 유리 전이 온도 Tg가 160℃ 보다 큰 중합체를 용매 코팅하는 것이다. 상기 중합체는 용매 증발시 이완되기에 충분한 시간을 갖지 못해서 네가티브 S 값을 유지할 것이다.

중합성 기판의 예는 폴리카보네이트, TAC, 사이클릭 폴리올레핀, 및 광전자 장치 용도로 일반적으로 사용된 다른 중합체로 이루어질 수 있다. 중합체 기판의 두께는 물리적 완결성 및 취급의 용이성을 유지할만큼 충분해야만 한다. 바람직하게는 10㎛ 내지 5mm, 보다 바람직하게는 30㎛ 내지 2mm이다.

도 5a는 광학 다층(301)을 지닌 흡수성 편광자(501)에 대한 정면도이다. 다층(301)은 도 3a, 3b 및 3c에 도시된 것 중 하나와 같은 구조를 갖는다. 예를 들어, 편광층(505)은 염료 흡수된 PVA 필름으로 이루어진다. 기판(503)은 광학 다층, 예컨대 (301), 또는 다른 단일 층 중합성 물질일 수 있다. 도 5b는 편광자(507)의 또다른 예이다. 이 경우, 편광층(505)은 다층(301) 상에 인접하게 배치된다. 이는 전형적인 반사성 편광자의 구조이다. 당해 분야의 숙련자에게 널리 공지된 바와 같이, 콜레스테릭 액정 층은 반사성 편광층으로서 작용한다. 또한, 미국 특허 제 6,081,376 호에 개시된 것과 같은 주기적으로 배치된 금속성 얇은 와이어를 기본으로 한 반사성 편광자가 편광층(505)이 될 수 있다.

광학-기록 매체(601)의 정면도가 도 6에 도시되어 있다. (603)은 기록층이다. 광자기 기록 매체(MO)에서, (603)은 예컨대, 희토류 코발트-철 합금으로부터 제조된 광자기층이다. 본 발명에 따른 광학 다층(301)은 MO층(603) 상에 배치된다. 기록된 신호를 판독하기 위한 빛(607)은 다층(301) 면으로부터 입사된다. (605)는 보호층이다.

예를 들어, 용매 캐스팅과 같은 적합한 방법에 의해 덧층이 용이하게 중합성 기판 상으로 배치될 수 있다.

본 발명은 하기 비제한적인 실시예에 의해 추가로 설명된다.

하기 화학식 1의 폴리(N-비닐카바졸)(중합체 I)을 아크로스 오가닉스(Acros Organics)로부터 입수하였고, 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 161℃의 Tg를 갖는다 것을 알게되었다:

화학식 1의 중합체 I(톨루엔 중 15% 고체)을 TAC 기판에서 스핀 캐스팅하였다. λ=550nm에서 타원계(ellipsometer; 제이 에이 울람 컴파니(J.A. Woollam Co.), 모델 M2000V)를 사용하여 상기 샘플(및 TAC 대조군)의 R_in 및 R_th를 측정하였다. 결과를 하기 표 I에 제시하였다.

중합체 I의 층은 임의 장범위 질서도의 조짐이 나타나지 않았다. 따라서, 층은 비정질 중합체로 이루어진 것으로 결정하였다. 이러한 광학 다층은 400 내지 700nm의 λ에서 +30 내지 -30nm 사이의 R_th를 가진다. TAC 및 다층의 R_th는 도 7에서 각각 점선(701) 및 실선(703)을 사용하여 λ의 함수로서 나타내었다.

본 발명은 특히 이들의 특정 바람직한 실시양태를 참고로 하여 상세하게 기재하고 있으나, 본 발명의 범위 내에서 변화 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 언급하고 있는 특허 및 다른 문헌의 모든 내용은 본원에서 참고로서 인용된다.

Claims

0이 아닌 아웃-오브-플레인(out-of-plane) 복굴절을 갖는 중합성 기판, 및 160℃ 이상의 Tg 값을 갖고 상기 중합성 기판의 부호와 반대의 아웃-오브-플레인 복굴절 부호를 갖는 비정질 중합체를 포함하는 비정질 중합성 덧층(overlayer)을 포함하고, 400 내지 700nm 사이의 빛의 파장에 대해 -30nm 내지 30nm 사이의 전체 아웃-오브-플레인 상 지연을 제공하는 광학 다층.
제 1 항에 있어서,

상기 중합성 기판의 아웃-오브-플레인 복굴절이 네가티브하고, 상기 비정질 중합성 덧층의 아웃-오브-플레인 복굴절이 파지티브한 광학 다층.
제 2 항에 있어서,

상기 비정질 중합성 덧층의 아웃-오브-플레인 복굴절이 550nm 파장에서 0.005 보다 더 파지티브한 광학 다층.
제 1 항에 있어서,

상기 비정질 중합성 덧층의 두께가 1 내지 50㎛인 광학 다층.
제 4 항에 있어서,

상기 비정질 중합성 덧층의 두께가 5 내지 20㎛인 광학 다층.
제 1 항에 있어서,

상기 광학 다층의 투과율이 80% 보다 큰 광학 다층.
제 6 항에 있어서,

상기 광학 다층의 투과율이 90% 보다 큰 광학 다층.
제 2 항에 있어서,

상기 비정질 중합성 덧층이 네가티브 고유 복굴절을 지닌 중합체를 포함하는 광학 다층.
제 8 항에 있어서,

상기 중합체가 중합체 백본으로부터 벗어나서 비-가시 발색단을 가지는 광학 다층.
제 2 항에 있어서,

상기 비정질 중합성 덧층이 A) 폴리(4-비닐페놀), B) 폴리(4-비닐바이페닐), C) 폴리(N-비닐카바졸), D) 폴리(메틸카복시페닐메타크릴아마이드), E) 폴리[(1-아세틸인다졸-3-일카보닐옥시)에틸렌], F) 폴리(프탈이미도에틸렌), G) 폴리(4-(1-하이드록시-1-메틸프로필)스타이렌), H) 폴리(2-하이드록시메틸스타이렌), I) 폴리(2-다 이메틸아미노카보닐스타이렌), J) 폴리(2-페닐아미노카보닐스타이렌), K) 폴리(3-(4-바이페닐일)스타이렌), L) 폴리(4-(4-바이페닐일)스타이렌), M) 폴리(4-사이아노페닐 메타크릴레이트), N) 폴리(2,6-다이클로로스타이렌), O) 폴리(퍼플루오로스타이렌), P) 폴리(2,4-다이아이소프로필스타이렌), Q) 폴리(2,5-다이아이소프로필스타이렌), 및 R) 폴리(2,4,6-트라이메틸스타이렌)을 함유하는 하나 이상의 중합체를 포함하는 광학 다층.
제 1 항에 있어서,

상기 중합체 기판의 두께가 10㎛ 내지 5mm인 광학 다층.
제 1 항에 있어서,

상기 중합체 기판의 두께가 30㎛ 내지 2mm인 광학 다층.
기록층 및 기록층 표면 중 하나 이상의 면 상에 배치된 제 1 항에 따른 광학 다층을 포함하는 광학 기록 매체.
제 13 항에 있어서,

상기 광학 다층의 중합성 기판이 폴리카보네이트인 광학 기록 매체.
편광층 및 상기 편광층 상 중 하나 이상의 표면 상에 배치된 제 1 항에 따른 광학 다층을 포함하는 편광자.
제 15 항에 있어서,

상기 광학 다층의 중합성 기판이 트라이아세틸셀룰로오스인 편광자.
제 15 항에 있어서,

반사성 편광자인 편광자.
제 15 항에 있어서,

투과성 편광자인 편광자.
액정 셀 및 제 15 항에 따른 하나 이상의 편광자를 포함하는 액정 디스플레이.
제 2 항에 있어서,

상기 비정질 중합성 덧층이 A) 4-비닐페놀, B) 4-비닐바이페닐, C) N-비닐카바졸, D) 메틸카복시페닐메타크릴아마이드, E) (1-아세틸인다졸-3-일카보닐옥시)에틸렌, F) 프탈이미도에틸렌, G) 4-(1-하이드록시-1-메틸프로필)스타이렌, H) 2-하이드록시메틸스타이렌, I) 2-다이메틸아미노카보닐스타이렌, J) 2-페닐아미노카보닐스타이렌, K) 3-(4-바이페닐일)스타이렌, L) 4-(4-바이페닐일)스타이렌, M) 4-사이아노페닐 메타크릴레이트, N) 2,6-다이클로로스타이렌, O) 퍼플루오로스타이렌, P) 2,4-다이아이소프로필스타이렌, Q) 2,5-다이아이소프로필스타이렌, 및 R) 2,4,6-트라이메틸스타이렌으로 이루어진 단량체로부터 제조된 하나 이상의 공중합체를 포함하는 광학 다층.