KR20080059444A - 적외광 반사 필름 - Google Patents

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KR20080059444A
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라그후나스 패디야스
마르크 디 래드클리프
크리스티나 유 토마스
찰스 에이 마르틸라
매니쉬 제인
마이클 에프 웨버
펑 빠이
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

중합체를 포함하는 가시광 투과 기판 및 기판 상에 배치된 적외광 반사 콜레스테릭 액정층을 포함하는 적외광 반사 물품이 개시된다. 기판 및 적외광 반사 콜레스테릭 액정층은 3% 미만의 조합 헤이즈 값을 갖는다.
반사 필름, 액정, 중합체, 적외광, 가시광

Description

적외광 반사 필름{INFRARED LIGHT REFLECTING FILM}
본 발명은 일반적으로 적외광 반사 필름에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 콜레스테릭 액정층(cholesteric liquid crystal layer)을 포함하는 적외광 반사 필름에 관한 것이다.
착색 및 진공 코팅 플라스틱 필름은 태양광으로 인한 열 부하(heat load)를 감소시키기 위해 창문에 적용되어 왔다. 열 부하를 감소시키기 위해, 태양광 투과는 태양 스펙트럼의 가시광선 또는 적외선 부분(즉, 400 ㎚ 내지 2500 ㎚ 또는 그 이상 범위의 파장)에서 차단된다.
착색 필름은 주로 흡수를 통해 가시광 투과를 제어할 수 있으며, 그에 따라 섬광(glare) 감소를 제공한다. 그러나, 착색 필름은 일반적으로 근적외선 태양 에너지를 차단하지 못하며, 그에 따라 적외광 반사 필름 또는 태양광 제어 필름으로서 완전하게 효과적인 것은 아니다. 착색 필름은 또한 흔히 태양광 노출에 의해 바래게 된다. 또한, 필름이 다수의 염료로 채색된 때, 염료는 흔히 상이한 비율로 바래게 되어, 필름의 수명에 걸쳐 원하지 않는 색상 변화를 야기한다.
다른 공지된 창문 필름은 스테인레스강, 인코넬(inconel), 모넬(monel), 크롬 또는 니크롬 합금과 같은 진공 증착 회색 금속(vacuum-deposited grey metal)을 사용하여 제조된다. 증착 회색 금속 필름은 태양 스펙트럼의 가시광선 및 적외선 부분에서 대략 동일한 정도의 투과율을 제공한다. 결과적으로, 회색 금속 필름은 태양광 제어와 관련하여 착색 필름보다 개선된 것이다. 회색 금속 필름은 광, 산소 및/또는 수분에 노출된 때 비교적 안정하며, 산화로 인해 코팅의 투과율이 증가하는 경우에 색상 변화는 일반적으로 검출되지 않는다. 투명한 유리에의 적용 후, 회색 금속은 대략 동일한 양의 태양광 반사 및 흡수에 의해 광 투과를 차단한다.
은, 알루미늄 및 구리와 같은 진공 증착층은 주로 반사에 의해 태양광 방사를 제어하며, 높은 수준의 가시광선 반사로 인해 제한된 수의 응용에만 유용하다. 적당한 선택도(즉, 적외선 투과율보다 높은 가시광선 투과율)가 구리 및 은과 같은 소정의 반사성 물질에 의해 제공된다.
높은 가시광 투과율을 가지며 적외선 방사를 실질적으로 차단하는 개선된 적외광 반사 필름 또는 태양광 제어 필름에 대한 필요성이 존재한다.
발명의 개요
본 발명은 일반적으로 적외광 반사 필름에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 콜레스테릭 액정층을 포함하는 적외광 반사 필름에 관한 것이다.
일 실시 형태에서, 중합체를 포함하는 가시광 투과 기판 및 기판 상에 배치된 적외광 반사 콜레스테릭 액정층을 포함하는 적외광 반사 물품이 개시된다. 기판 및 적외광 반사 콜레스테릭 액정층은 3% 미만의 조합 헤이즈 값(combined haze value)을 갖는다.
다른 실시 형태에서, 적외광원으로부터의 적외광을 차단하는 광 제어 물품은 중합체를 포함하는 가시광 투과 기판, 기판 상에 배치된 적외광 반사 콜레스테릭 액정층, 가시광 투과 기판 또는 적외광 반사 콜레스테릭 액정층 상에 배치된 감압 접착제 층, 및 감압 접착제 층 상에 배치된 유리 기판을 포함한다.
또 다른 실시 형태는 적외선 파장의 제1 범위 내의 광을 반사하는 제1 콜레스테릭 액정층, 적외선 파장의 제1 범위 내의 광을 반사하는 제2 콜레스테릭 액정층, 및 제1 콜레스테릭 액정층과 제2 콜레스테릭 액정층 사이에 배치된 위상지연기 필름을 포함하는 적외광 반사 물품을 포함한다. 위상지연기 필름은 광이 제2 콜레스테릭 액정층에 의해 반사되도록 적외선 파장의 제1 범위 내의 광의 적어도 일부를 지연시킨다.
본 출원은 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 대한 하기의 상세한 설명을 고려하여 더욱 완벽하게 이해될 수 있다.
도 1 내지 도 5는 적외광 반사 물품의 다양한 예시적인 실시 형태를 개략적으로 도시하는 도면.
본 발명이 다양한 변형과 대안적인 형태를 따르고 있지만, 본 발명의 상세 사항은 예로서 도면에 도시되었으며 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 발명을 설명된 특정 실시 형태로 제한하고자 하는 것은 아님을 이해하여야 한다. 반대로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 범주에 속하는 모든 변형, 등가물 및 대안을 포함하고자 한다.
하기 설명은, 여러 도면에서 동일한 요소들에 동일한 방식으로 부호가 부여된 도면들을 참조하여 이해되어야 한다. 반드시 축척대로 도시된 것은 아닌 도면들은 선택된 예시적 실시 형태들을 도시하며, 본 발명의 범주를 제한하고자 하는 것이 아니다. 구성, 치수 및 물질의 예가 다양한 요소에 대하여 예시되어 있지만, 당업자라면 다수의 제공된 예들이 이용될 수 있는 적합한 대안을 가짐을 인지할 것이다.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 청구의 범위에서 사용되는, 특징부의 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수치는 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 기술된 수치적 파라미터는 근사치이며, 이 근사치는 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다.
중량 퍼센트, 중량을 기준으로 한 퍼센트, 중량%, %wt 등은 물질의 중량을 조성물의 중량으로 나누고 이것에 100을 곱한 것으로서 상기 물질의 농도를 지칭하는 동의어들이다.
종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함)와 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 갖는 실시 형태를 포함한다. 예를 들어, "하나의 층"(a layer)을 포함하는 조성물을 참조하는 것은 1개, 2개 또는 그 이상의 층을 갖는 실시 형태를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 일반적으로 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 이용된다.
"감압 접착제"(pressure-sensitive adhesive) 또는 "PSA"라는 용어는 하기의 특성을 갖는 점탄성 물질을 지칭한다: (1) 강하고 영구적인 점착성, (2) 지압(finger pressure) 이하의 압력에 의한 접착성, (3) 기판 상에서 유지되기에 충분한 능력, 및 (4) 기판으로부터 깔끔하게 제거되기에 충분한 응집 강도.
"중합체"라는 용어는 중합체, 올리고머 또는 공중합체뿐만 아니라, 중합체, 공중합체(예를 들어, 2종 이상의 상이한 단량체를 사용하여 생성되는 중합체), 올리고머 및 이들의 조합도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 달리 지시되지 않는 한, 블록 공중합체 및 랜덤 공중합체 둘 모두가 포함된다.
"인접한"이라는 용어는 하나의 요소가 다른 요소에 아주 근접해 있는 것을 지칭하며, 요소들이 다른 요소와 접촉하고 있는 것을 포함하고, 또한 요소들이 요소들 사이에 배치된 하나 이상의 층에 의해 분리되어 있는 것을 포함한다.
"층"이라는 용어는 단일 물리적 두께 또는 단일 광학적 두께를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 단일 물리적 두께는 뚜렷한 경계층을 포함할 수 있으며, 또는 예컨대 층들 사이의 조성적 증감(compositional gradient)과 같은 뚜렷하지 않은 경계층을 포함할 수 있다. 단일 광학적 두께는, 예컨대 소정의 파장 범위에 대한 광 반사와 같은 광학적 특성에 의해 관찰될 수 있다. 층들 사이의 구역은 물질의 증감 또는 광학적 특성의 증감 중 하나 이상을 포함할 수 있는 것으로 이해된다.
"중합체성 물질"이라는 용어는 상기 정의된 바와 같은 중합체와, 예컨대 산화방지제, 안정제, 오존화방지제, 가소제, 염료 및 안료와 같은 다른 유기 또는 무기 첨가제를 포함하는 것으로 이해될 것이다.
"콜레스테릭 액정 조성물"이라는 용어는 콜레스테릭 액정 화합물, 콜레스테릭 액정 중합체 또는 콜레스테릭 액정 전구체, 예컨대 콜레스테릭 액정 중합체가 형성되도록 반응될 수 있는 단량체 및 올리고머를 포함하는 저분자량 콜레스테릭 액정 화합물을 포함하지만 이에 제한되지 않는 조성물을 지칭한다.
"혼합물"이라는 용어는, 예컨대 용액, 분산물 등을 비롯하여 균일하게 분산될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 이종성 물질들의 회합체를 지칭한다.
"키랄"(chiral) 단위라는 용어는 거울면을 갖지 않은 비대칭 단위를 지칭한다. 키랄 단위는 광의 편광면을 원 방향으로 좌측으로 또는 우측으로 회전시킬 수 있다.
"메소제닉"(mesogenic) 단위라는 용어는 액정 중간상(mesophase)의 생성을 용이하게 하는 기하학적 구조를 가진 단위를 지칭한다.
"네마틱"(nematic) 액정 화합물이라는 용어는 네마틱 액정 상을 생성하는 액정 화합물을 지칭한다.
"용매"라는 용어는 다른 물질(용질)을 적어도 부분적으로 용해시켜 용액 또는 분산물을 형성할 수 있는 물질을 지칭한다. "용매"는 하나 이상의 물질의 혼합물일 수 있다.
"키랄 물질"이라는 용어는 다른 액정 물질과 조합된 콜레스테릭 액정 중간상을 형성 또는 유도할 수 있는 키랄 액정 화합물 및 키랄 비액정 화합물을 포함하는 키랄 화합물 또는 조성물을 지칭한다.
"편광"이라는 용어는 평면 편광, 원형 편광, 타원형 편광, 또는 광 빔의 전기 벡터가 방향을 무작위적으로 변경하지 않고 일정한 배향을 유지하거나 규칙적인 방식으로 변화하는 임의의 다른 무작위적이지 않은 편광을 지칭한다. 평면 편광에서, 전기 벡터는 단일 평면 내에 유지되지만, 원형 또는 타원형 편광에서 광 빔의 전기 벡터는 규칙적인 방식으로 회전한다.
반사 편광기는 한 편광의 광을 우선적으로 반사시키고 나머지 광을 우선적으로 투과시킨다. 원형 반사 편광기의 경우, 시계방향 또는 반시계방향(우측 또는 좌측 원형 편광으로도 지칭됨)일 수 있는 한 방향으로 원형 편광된 광이 우선적으로 투과되고, 반대 방향으로 편광된 광이 우선적으로 반사된다. 한 유형의 원형 편광기는 콜레스테릭 액정 편광기를 포함한다.
본 발명은 일반적으로 적외광(IR) 반사 필름 물품에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 콜레스테릭 액정층을 포함하는 적외광 반사 필름 물품에 관한 것이다. 후술되는 적외광 반사 필름은 IR 반사를 필요로 하는 다양한 응용, 예컨대, 건축 응용 및 운송 응용에 적용될 수 있는 것으로 여겨진다. 적외광 반사 물품은 투과 기판 상에 배치된 IR 반사 콜레스테릭 액정층을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 적외광 반사 물품은 투과 기판과 접착제 층 사이에 배치된 IR 반사 콜레스테릭 액정층을 포함한다. 적외광 반사 물품은, 예컨대 유리 기판과 같은 광학 기판에 접착될 수 있다. 이러한 예 및 후술되는 예는 개시된 적외광 반사 물품의 적용가능성에 대한 이해를 제공하지만, 제한적인 의미로 해석되어서는 안 된다.
콜레스테릭 액정 화합물은 일반적으로 특성에 있어서 키랄인 분자 단위(예컨대, 거울면을 갖지 않은 분자) 및 특성에 있어서 메소제닉인 분자 단위(예컨대, 액정 상을 나타내는 분자)를 포함하며, 중합체일 수 있다. 콜레스테릭 액정 조성물은 또한 키랄 단위와 혼합되거나 키랄 단위를 함유하는 비키랄(achiral) 액정 화합물(네마틱)을 포함할 수 있다. 콜레스테릭 액정 조성물 또는 물질은, 액정의 디렉터(director)(평균 국소 분자 정렬의 방향을 특정하는 단위 벡터)가 디렉터에 수직한 치수 범위를 따라 나선형 방식으로 회전하는 콜레스테릭 액정 상을 가진 화합물을 포함한다. 콜레스테릭 액정 조성물은 또한 키랄 네마틱 액정 조성물로 지칭된다. 콜레스테릭 액정 조성물 또는 물질의 피치는 디렉터가 360°회전하는 데에 필요한 (디렉터에 수직하고 콜레스테릭 나선의 축을 따른 방향으로의) 거리이다. 많은 실시 형태에서, 이 거리는 100 ㎚ 이상이다.
콜레스테릭 액정 물질의 피치는 (예컨대, 공중합에 의해) 키랄 화합물을 네마틱 액정 화합물과 혼합 또는 달리 조합함으로써 유도될 수 있다. 콜레스테릭 상은 또한 키랄 비액정 물질에 의해 유도될 수 있다. 피치는 키랄 화합물과 네마틱 액정 화합물 또는 물질의 상대 중량비에 좌우될 수 있다. 디렉터의 나선형 비틀림에 의해 물질의 유전 텐서(dielectric tensor)의 공간적으로 주기적인 변동이 발생하며, 이는 이어서 광의 파장 선택적 반사를 일으킨다. 나선형 축을 따라 전파되는 광의 경우, 파장(λ)이 하기의 범위에 있을 때 일반적으로 브래그 반사(Bragg reflection)가 일어난다.
n o p < λ < n e p
여기서, p는 피치이고, n o 및 n e 는 콜레스테릭 액정 물질의 주 굴절률이다. 예컨대, 피치는 브래그 반사가 광의 가시광선, 자외선 또는 적외선 파장 구간에서 최고가 되도록 선택될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 피치는 브래그 반사가 적어도 광의 적외선 파장 구간에서 최고가 되도록 선택된다.
콜레스테릭 액정 중합체를 포함하는 콜레스테릭 액정 화합물은 일반적으로 공지되어 있으며, 전형적으로는 임의의 이러한 물질이 광학체를 제조하는 데에 사용될 수 있다. 적합한 콜레스테릭 액정 중합체의 예는 미국 특허 제4,293,435호, 제 5,332,522호, 제5,886,242호, 제5,847,068호, 제5,780,629호, 및 제5,744,057호에 기술되어 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.
많은 실시 형태에서, 콜레스테릭 액정 화합물은 하기 화학식 I의 화합물을 포함한다:
Figure 112008033760832-PCT00001
여기서, n은 1, 2, 3 또는 4이고; R은 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 또는 아크릴아미드이며; R1은 (C1-C8) 알킬렌, (C2-C8) 알케닐렌, 또는 (C2-C8) 알킬린이 고; R2는 결합, -O-, -C(O)O-, -O(O)C-, -OC(O)O-, -C(O)N-, -CH=N-, -N=CH-, 또는 -NC(O)-이며; R3는 사이클로알킬렌, 사이클로알케닐렌, 헤테로사이클릴렌, 아릴렌, 또는 헤테로아릴렌이고; R4는 결합, (C1-C8) 알킬렌, (C2-C8) 알케닐렌, (C2-C8) 알킬린, 카르보닐, -O-, -C(O)O-, -O(O)C-, -OC(O)O-, -C(O)N-, -CH=N-, -N=CH-, 또는 -NC(O)-이며; R3 및 R4는 각각의 n에 대하여 독립적으로 선택되고; R5는 결합, 사이클로알킬렌, 사이클로알케닐렌, 헤트로시크릴렌, 아릴렌, 또는 헤ㅌ-로아릴렌이며; R6는 수소, 시아노, 할로, (C1-C8) 알콕시, (C1-C8) 알킬, 니트로, 아미노, 카르복시, (C1-C4) 티오알킬, COCH3, CF3, OCF3, 또는 SCF3이다.
몇몇 실시 형태에서, 콜레스테릭 액정 화합물은 하기 화학식 I의 화합물을 포함한다:
[화학식 I]
Figure 112008033760832-PCT00002
여기서, n은 1 또는 2이고; R은 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트이고, R1은 (C1-C6) 알킬렌이고; R2는 결합 또는 -O-이고; R3는 아릴렌 또는 헤테로아릴렌이고; R4는 결합, (C1-C8) 알킬렌, -O-, -C(O)O-, -O(O)C-, -OC(O)O-, -C(O)N-이며; R3 및 R4는 각각의 n에 대하여 독립적으로 선택되고; R5는 결합, 아릴렌, 또는 헤테로 아릴렌이고; R6는 수소, 시아노, 할로, (C1-C8) 알콕시, (C1-C8) 알킬, 니트로, 아미노, 카르복시, (C1-C4) 티오알킬, COCH3, CF3, OCF3, 또는 SCF3이다.
콜레스테릭 액정 아크릴레이트의 일례로는 하기 화학식 C2의 화합물이 있다:
Figure 112008033760832-PCT00003
화학식 C2는 유럽 특허 제834754에 기술된 바와 같이 제조될 수 있다. 구매가능한 비키랄 분자 단위의 예로는 미국 노스캐롤라이나주 샬로트 소재의 바스프(BASF)로부터 입수가능한 팔리오컬러(Paliocolor) LC242가 있다. 구매가능한 키랄 분자 단위의 예로는 미국 노스캐롤라이나주 샬로트 소재의 바스프로부터 입수가능한 팔리오컬러 LC756이 있다. 그러나, 본 발명에서 개시되지 않은 다른 콜레스테릭 액정 화합물 및 전구체가 본 발명의 조성물에 또한 이용될 수 있다.
다른 콜레스테릭 액정 화합물이 또한 사용될 수 있다. 콜레스테릭 액정 화합물은, 예컨대, 굴절률, 표면 에너지, 피치, 처리 능력, 투명도(clarity), 색상, 관심 파장에서의 낮은 흡수성, 다른 성분과의 상용성(예컨대, 네마틱 액정 화합물), 분자량, 제조의 용이성, 액정 중합체를 형성하기 위한 액정 화합물 또는 단량체의 이용가능성, 리올로지(rheology), 경화의 방법 및 요건, 용매 제거의 용이성, 물리적 및 화학적 특성(예컨대, 유연성, 인장 강도, 내용매성, 긁힘 저항성 및 상 전이 온도), 및 정제의 용이성을 포함하는 하나 이상의 요인에 기초하여 특정 응용 또는 광학체에 대하여 선택될 수 있다.
콜레스테릭 액정 중합체는 일반적으로, 메소제닉 기(예컨대, 전형적으로 액정 상의 형성을 용이하게 하기 위해 막대형 구조를 가진 강성 기)를 포함할 수 있는 키랄(또는 키랄과 비키랄의 혼합) 분자(단량체 포함)를 이용하여 형성된다. 메소제닉 기는, 예컨대 파라-치환된 사이클릭 기(예컨대, 파라-치환된 벤젠 고리)를 포함한다. 메소제닉 기는 스페이서를 통해 중합체 골격에 선택적으로 결합된다. 스페이서는, 예컨대 벤젠, 피리딘, 피리미딘, 알킨, 에스테르, 알킬렌, 알켄, 에테르, 티오에테르, 티오에스테르, 및 아미드 작용체를 가진 작용기를 포함할 수 있다. 스페이서의 길이 또는 유형은, 예컨대 용매(들)에서의 용해성과 같은 상이한 특성들을 제공하기 위해 변경될 수 있다.
적합한 콜레스테릭 액정 중합체는 강성 또는 유연성 공단량체에 의해 선택적으로 분리되는 메소제닉 기를 포함하는 키랄 또는 비키랄 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리실록산, 또는 폴리에스테르이미드 골격을 가진 중합체를 포함한다. 다른 적합한 콜레스테릭 액정 중합체는 키랄 및 비키랄 메소제닉 측쇄 기를 가진 중합체 골격(예컨대, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리실록산, 폴리올레핀, 또는 폴리말로네이트 골격)을 가진다. 측쇄 기는 유연성을 제공하기 위해, 예컨대 알킬렌 또는 알킬렌 옥사이드 스페이서와 같은 스페이서에 의해 골격으로부터 선택적으로 분리된다.
콜레스테릭 액정층을 형성하기 위해, 콜레스테릭 액정 조성물은 표면 상에 코팅되거나 달리 배치될 수 있다. 콜레스테릭 액정 조성물은 적어도 하나의 (i) 키랄 화합물, (ii) 콜레스테릭 액정 중합체를 형성하기 위해 사용될 수 있는(예컨대, 중합되거나 가교결합될 수 있는) 키랄 단량체, 또는 (iii) 그 조합을 포함하는 키랄 성분을 함유한다. 콜레스테릭 액정 조성물은 또한 적어도 하나의 (i) 네마틱 액정 화합물, (ii) 네마틱 액정 중합체를 형성하기 위해 사용될 수 있는 네마틱 액정 단량체, 또는 (iii) 그 조합을 포함하는 비키랄 성분을 함유할 수 있다. 키랄 성분과 함께, 네마틱 액정 화합물(들) 또는 네마틱 액정 단량체는 콜레스테릭 액정 조성물의 피치를 변경하는 데에 사용될 수 있다. 또한, 콜레스테릭 액정 조성물은 또한, 예컨대 경화제, 가교결합제, 오존화방지제, 산화방지제, 가소제, 안정제, 및 자외광, 적외광 또는 가시광 흡수 염료 및 안료와 같은 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
콜레스테릭 액정 조성물은 또한 한 가지, 두 가지, 세 가지 또는 그 이상의 상이한 유형의 임의의 다음의 물질을 사용하여 형성될 수 있다: 키랄 화합물, 비키랄 화합물, 콜레스테릭 액정, 콜레스테릭 액정 단량체, 네마틱 액정, 네마틱 액정 단량체, 잠재성(latent) 네마틱 또는 키랄 네마틱 물질(여기서, 상기 잠재성 물질이 다른 물질과 조합하여 액정 중간상을 나타냄), 또는 그 조합. 콜레스테릭 액정 조성물 중 물질들의 특정 중량비(들)는 일반적으로 콜레스테릭 액정층의 피치를 적어도 부분적으로 결정할 것이다.
콜레스테릭 액정 조성물은 일반적으로 용매(들)를 함유할 수 있는 코팅 조성물의 일부이다. 몇몇 예에서, 액정, 액정 단량체, 처리 첨가제, 또는 콜레스테릭 액정 조성물의 임의의 기타 성분 중 하나 이상이 용매로서 또한 작용할 수도 있다. 몇몇 경우, 용매는, 예컨대 코팅 조성물을 건조시켜 용매를 증발시킴으로써 또는 용매의 일부를 반응시킴으로써(예컨대, 액정 중합체를 형성하기 위해 용매화 액정 단량체를 반응시킴으로써) 또는 조성물의 처리 온도 미만으로 냉각시킴으로써 코팅 조성물로부터 실질적으로 제거하거나 없앨 수 있다.
티올 화합물을 액정 화합물과 반응시키면 결과적인 콜레스테릭 액정 필름의 헤이즈 값이 감소되는 것으로 확인되었다. 몇몇 실시 형태에서, 티올 화합물은 콜레스테릭 액정 화합물로 공중합될 때까지 보호 기에 의해 보호된다(실시예 1의 RAFT제 참조). 많은 실시 형태에서, 티올 화합물은 알킬 티올이다. 임의의 특정 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 지방족 사슬 말단은 분자 윤활제로 작용할 수 있으며, 따라서 열 유도된 상 분리 과정 동안에 액정 분자/세그먼트의 정렬을 용이하게 하는데, 이는 지방족 세그먼트가 보다 낮은 용융 온도를 갖고 있기 때문이다. 따라서, 티올 화합물은 본 명세서에서 설명되는 액정 필름(단층, 2층, 또는 3층 구조)에서 측정되는 헤이즈 값을 감소시키는 데에 도움이 될 수 있다.
티올 화합물은 생성된 콜레스테릭 액정층의 헤이즈 값을 낮추는 데 도움이 될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 콜레스테릭 액정층은 0 내지 5%(5% 미만) 또는 0 내지 4%(4% 미만) 또는 0 내지 3%(3% 미만) 또는 0 내지 2%(2% 미만) 또는 0 내지 1%(1% 미만) 범위의 헤이즈 값을 가진다. 다른 실시 형태에서, 기판 상에 배치된 콜레스테릭 액정층은 0 내지 5%(5% 미만) 또는 0 내지 4%(4% 미만) 또는 0 내지 3%(3% 미만) 또는 0 내지 2%(2% 미만) 또는 0 내지 1%(1% 미만) 범위의 총(또는 조 합) 헤이즈 값을 가진다.
광학체의 "헤이즈" 값은 광학체 통과시 명시된 평균 정도를 초과할 만큼 전방 산란을 통해 입사 빔으로부터 벗어나는 광의 백분율로부터 결정될 수 있다. ASTM D1003은 이러한 측정을 행하는 방법을 제공한다.
티올 화합물은 유기 부분에 부착된 하나 이상의 펜던트 티올 부분을 포함한다. 유기 부분은 조성물의 명시된 기능과 간섭하지 않는 하나 이상의 헤테로원자 치환기를 포함할 수도 있는 선형, 분지형 또는 사이클릭 탄화수소 구조를 포함할 수 있다. 치환기는 예컨대 알콕시, 하이드록시, 아미노, 알킬 치환된 아미노, 또는 할로를 포함한다.
몇몇 실시 형태에서, 티올 화합물은 선형 또는 분지형 (C1-C18) 알킬 티올, 또는 선형 또는 분지형 (C6-C12) 알킬 티올이다. 몇몇 실시 형태에서, 티올 화합물은 CH3(CH2)5SH, CH3(CH2)6SH, CH3(CH2)7SH, CH3(CH2)8SH, CH3(CH2)9SH, CH3(CH2)10SH, CH3(CH2)11SH, 또는 HO(CH2)11SH이다.
많은 실시 형태에서, 콜레스테릭 액정 중합체는 콜레스테릭 액정 조성물을, 상기 중합체의 총 고형물 함량의 중량을 기준으로 약 0.1 내지 35%, 1 내지 20% 또는 1 내지 10%의 하나 이상의 티올 화합물과 반응시킴으로써 형성된다.
코팅 후, 콜레스테릭 액정 조성물은 액정 층 또는 물질로 전환된다. 이 전환은 용매의 증발; 가열; 콜레스테릭 액정 조성물의 가교결합; 또는 콜레스테릭 액정 조성물의 경화(예컨대, 중합) - 예컨대 열, 방사선(예컨대, 화학 방사선), 광 (예컨대, 자외광, 가시광 또는 적외광), 전자 빔, 또는 이들 또는 유사 기술들의 조합을 이용함 - 를 포함하는 다양한 기술에 의해 달성될 수 있다.
콜레스테릭 액정 물질의 코팅 및 전환의 결과로서, 필요할 경우 넓은 파장 범위에 걸쳐 효과적인 콜레스테릭 반사 편광기가 생성될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 콜레스테릭 반사 편광기는 반사 스펙트럼의 반치폭(full width at half peak height)으로서 측정되는 적어도 100, 150, 200, 300, 400, 500 또는 600 ㎚ 또는 그 이상의 스펙트럼 폭에 걸쳐서 광을 실질적으로 반사한다.
선택적으로, 개시제가 조성물의 단량체 성분들의 중합 또는 가교결합을 개시하기 위해 콜레스테릭 액정 조성물 내에 포함될 수 있다. 적합한 개시제의 예에는 자유 라디칼을 발생시켜 중합 또는 가교결합을 개시 또는 전파할 수 있는 것이 포함된다. 자유 라디칼 발생체는 안정성 또는 반감기에 따라 또한 선택될 수 있다. 바람직하게는, 자유 라디칼 개시제는 흡수 또는 다른 수단에 의해 콜레스테릭 액정층에 임의의 추가의 색상을 생성하지 않는다. 적합한 자유 라디칼 개시제의 예에는 열적 자유 라디칼 개시제 및 광 개시제가 포함된다. 열적 자유 라디칼 개시제는, 예컨대 과산화물, 과황산염, 또는 아조니트릴 화합물을 포함한다. 이들 자유 라디칼 개시제는 열분해시 자유 라디칼을 발생시킨다.
광 개시제는 전자기 방사 또는 입자 조사에 의해 활성화될 수 있다. 적합한 광 개시제의 예에는 오늄 염(onium salt) 광 개시제, 유기금속 광 개시제, 금속 염 양이온 광 개시제, 광분해성 유기실란, 잠재성 설폰산, 포스핀 옥사이드, 사이클로헥실 페닐 케톤, 아민 치환된 아세토페논, 및 벤조페논이 포함된다. 일반적으로, 자외선(UV) 조사는 광 개시제를 활성화시키는 데 사용되지만, 다른 광원이 사용될 수 있다. 광 개시제는 광의 특정 파장의 흡수에 기초하여 선택될 수 있다.
정렬된 콜레스테릭 액정 상은 통상적인 처리를 사용하여 달성될 수 있다. 예컨대, 콜레스테릭 액정 상을 발달시키는 방법은 배향된 기판 상에 콜레스테릭 액정 조성물을 증착하는 것을 포함한다. 기판은, 예컨대 연신(drawing) 기술 또는 레이온이나 다른 천과의 문지름을 사용하여 배향될 수 있다. 광정렬 배향 기판은 미국 특허 제4,974,941호, 제5,032,009호, 제5,389,698호, 제5,602,661호, 제5,838,407호 및 제5,958,293호에 기술되어 있다. 증착 후, 콜레스테릭 액정 조성물은 조성물의 유리 전이 온도보다 높게 액정 상이 될 때까지 가열된다. 조성물은 유리질 상태로 냉각될 수 있어서, 조성물은 액정 상 형태로 남게 된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 조성물은 액정 상인 동안에 광경화될 수 있다.
광학체는 적어도 하나의 콜레스테릭 액정 물질을 기판 상에 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 기판의 표면(예컨대, 기판의 일부로서 제공된 정렬층의 표면)은 그 상에 배치된 콜레스테릭 액정 물질의 정렬의 균일성을 향상시키거나 제공할 수 있는 표면 정렬 특징부를 갖는다. 표면 정렬은 그 표면에서의 액정 물질의 디렉터의 정렬을 생성하는 임의의 표면 특징부를 포함한다. 표면 정렬 특징부는, 예컨대 특히 단일 방향으로의 기판의 문지름, 기판의 신장, 또는 광에 의한 광중합성 물질의 광정렬을 포함하는 다양한 상이한 방법들에 의해 생성될 수 있다.
기판은 다양한 콜레스테릭 액정 화합물을 포함하는 광학체 또는 구조의 증착 또는 형성을 위한 기부를 제공할 수 있다. 기판은 제조, 사용 또는 이들 모두 동 안의 구조적 지지 부재일 수 있다. 기판은, 예컨대 가시광 스펙트럼(425 ㎚ 내지 750 ㎚)과 같은 광학체의 동작 파장 범위에 걸쳐 투과시킬 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 기판은 예컨대 반파 플레이트(half wave plate)와 같은 위상지연기(retarder) 또는 위상지연 필름(retardation film)이다. 몇몇 실시 형태에서, 기판은 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리비닐 알코올을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 기판은 비복굴절성이다.
기판은 하나 초과의 층을 가질 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 기판은 다층 광학 필름(MOF)이다. 층들은 일부 광이 인접한 층들 사이의 계면에서 반사되도록 상이한 굴절률 특징을 가질 수 있다. 층들은 필름에 원하는 반사 또는 투과 특성을 제공하기 위하여 복수의 계면에서 반사된 광이 보강(constructive) 또는 상쇄(destructive) 간섭을 받도록 충분하게 얇다. 자외선, 가시광선 또는 근적외선 파장에서 광을 반사시키도록 설계된 광학 필름의 경우, 각각의 층은 일반적으로 약 1 마이크로미터 미만의 광학적 두께(즉, 물리적 두께에 굴절률을 곱함)를 갖는다. 그러나, 더 두꺼운 층, 예컨대 필름의 외부 표면에서의 스킨층, 또는 층들의 패킷을 분리하는 필름 내에 배치된 보호 경계층이 또한 포함될 수 있다.
다층 광학 필름의 반사 및 투과 특성은 각각의 층의 굴절률의 함수이다. 각각의 층은 적어도 필름 내의 국소 위치에서 평면내 굴절률(nx, ny) 및 필름의 두께 축과 관련된 굴절률(nz)에 의해 특징지워질 수 있다. 이들 굴절률은 상호 직교하는 x, y 및 z축을 따라 각각 편광된 광에 대한 당해 물질의 굴절률을 나타낸다. 실제 로, 굴절률은 적절한 물질 선택 및 처리 조건에 의해 제어된다. MOF 필름은 2개의 교번하는 중합체(A, B)의 전형적으로 수십 또는 수백개의 층을 공압출하고, 이어서 선택적으로 다층 압출물을 하나 이상의 다중화 다이(multiplication die)로 통과시키며, 그 후 최종 필름을 형성하기 위하여 압출물을 신장 또는 달리 배향시킴으로써 제조될 수 있다. 결과적인 필름은 원하는 스펙트럼 영역(들), 예컨대 가시광선 또는 근적외선에서 하나 이상의 반사 대역을 제공하도록 그 두께 및 굴절률이 맞춰진 전형적으로 수십 또는 수백개의 개별층으로 구성된다. 적절한 수의 층에 의한 높은 반사율을 달성하기 위하여, 인접한 층들은 x축을 따라 편광된 광에 대해 적어도 0.05의 굴절률 차이(ㅿnx)를 나타내는 것이 바람직하다. 몇몇 실시 형태에서, 2개의 직교하는 편광에 대해 높은 반사율이 요구되는 경우, 인접한 층들은 y축을 따라 편광된 광에 대해 적어도 0.05의 굴절률 차이(ㅿny)를 나타내는 것이 또한 바람직하다. 다른 실시 형태에서, 굴절률 차이(ㅿny)는 일 편광 상태의 수직 입사광을 반사시키고 직교 편광 상태의 수직 입사광을 투과시키는 다층 스택을 생성하도록 0.05 미만 또는 0일 수 있다.
필요한 경우, z축을 따라 편광된 광에 대한 인접한 층들 사이의 굴절률 차이(ㅿnz)는 또한 경사 입사광의 p-편광 성분에 대한 바람직한 반사율 특성을 달성하도록 맞춰질 수 있다. 설명의 용이함을 위하여, 다층 광학 필름 상의 임의의 관심 지점에서, x축은 ㅿnx의 크기가 최대가 되도록 필름의 평면 내에 배향되는 것으로 고려될 것이다. 따라서, ㅿny의 크기는 ㅿnx의 크기 이하일 수 있다(그러나, 초과하지는 않음). 또한, 차이(ㅿnx, ㅿny, ㅿnz)를 계산함에 있어서 시작 시에 어떤 물질의 층을 선택할지는 ㅿnx가 음이 되지 않도록 함으로써 정해진다. 달리 말하면, 계면을 형성하는 2개의 층 사이의 굴절률 차이 Δnj = n1j - n2j이고, 여기서 j = x, y 또는 z이고, 층의 명칭 1, 2는 n1x ≥ n2x, 즉 Δnx ≥ 0이 되도록 선택된다.
경사 입사각에서의 p-편광된 광의 높은 반사율을 유지하기 위하여, 층들 사이의 z-굴절률의 불일치(Δnz)는 실질적으로 최대 평면내 굴절률 차이(Δnx) 미만이 되도록 제어될 수 있어서 Δnz ≤ 0.5*Δnx 또는 Δnz ≤ 0.25*Δnx이다. 0 또는 거의 0인 크기의 z-굴절률 불일치는 p-편광된 광에 대한 그 반사율이 입사각의 함수로서 일정하거나 거의 일정한 층들 사이의 계면을 생성한다. 또한, z-굴절률 불일치(Δnz)는 평면내 굴절률 차이(Δnx)와 비교할 때 반대 극성을 갖도록, 즉 Δnz < 0이 되도록 제어될 수 있다. 이러한 조건은 s-편광된 광의 경우에서와 같이 p-편광된 광에 대한 그 반사율이 입사각 증가에 의해 증가하는 계면을 생성한다.
다층 광학 필름은, 예컨대 미국 특허 제3,610,724호(로저스(Rogers)); 발명의 명칭이 "적외광, 가시광 또는 자외광용의 고반사 열가소성 광학체"(Highly Reflective Thermoplasitc Optical Bodies for Infrared, Visible or Ultraviolet Light)인 미국 특허 제3,711,176호(알프레이, 주니어(Alfrey, Jr.) 등); 미국 특허 제4,446,305호(로저스 등); 미국 특허 제4,540,623호(임(Im) 등); 미국 특허 제 5,448,404호(쉬렌크(Schrenk) 등); 발명의 명칭이 "광학 필름"(Optical Film)인 미국 특허 제5,882,774호(존자(Jonza) 등); 발명의 명칭이 "채색 보안 필름에 대한 투명도"(Clear to Colored Security Film)인 미국 특허 제6,045,894호(존자 등); 발명의 명칭이 "색상 변화 필름"(Color Shifting Film)인 미국 특허 제6,531,230호(웨버(Weber) 등); 발명의 명칭이 "적외선 간섭 필터"(Infrared Interference Filter)인 국제 출원 공개 WO 99/39224호(오우더키르크(Ouderkirk) 등); 및 발명의 명칭이 "다층 광학 필름을 제조하기 위한 장치"(Apparatus For Making Multilayer Optical FIlms)인 미국 특허 출원 공개 제2001/0022982 A1호(네빈(Neavin) 등)에 기술되었으며, 이들 모두는 본 명세서에 참조로 포함되어 있다. 이러한 중합체성 다층 광학 필름에서, 중합체 물질은 개별층을 구성함에 있어서 우세하게 또는 배타적으로 사용된다. 이러한 필름은 대량 제조 공정과 양립할 수 있으며, 대형 시트 및 롤 제품으로 제조될 수도 있다.
다층 필름은 교번하는 중합체 유형의 층들의 임의의 유용한 조합에 의해 형성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 다층 광학 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 공중합체(coPET)를 포함하는 제1 중합체 유형 및 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 공중합체(coPMMA)를 포함하는 제2 중합체 유형의 교번하는 층들에 의해 형성된다. 일 실시 형태에서, 다층 광학 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 제1 중합체 유형 및 폴리(메틸 메타크릴레이트 및 에틸 아크릴레이트)의 공중합체를 포함하는 제2 중합체 유형의 교번하는 층들에 의해 형성된다. 다른 실시 형태에서, 다층 광학 필름은 사이클로헥산다이메탄올(PETG) 또는 사이클로헥산다이메탄올의 공중합체(coPETG)를 포함하는 제1 중합체 유형 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트의 공중합체(coPEN)를 포함하는 제2 중합체 유형의 교번하는 층들에 의해 형성된다. 다른 실시 형태에서, 다층 광학 필름은 폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트의 공중합체를 포함하는 제1 중합체 유형 및 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 폴리(메틸 메타크릴레이트)의 공중합체를 포함하는 제2 중합체 유형의 교번하는 층들에 의해 형성된다. 교번하는 중합체 유형의 층들의 유용한 조합이 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제6,352,761호에 개시되어 있다.
일 실시 형태에서, 기판은 정렬층을 포함하며, 이 정렬층은 정렬층 상에 배치된 액정 조성물을 아주 균일한 방향으로 배향시킬 수 있는 표면을 갖는다. 정렬층은 기계적 또는 화학적 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 정렬층을 제조하는 기계적 방법은, 예컨대 중합체 층을 원하는 정렬 방향으로 문지르거나 신장시키는 것을 포함한다. 예컨대, 폴리비닐 알코올, 폴리아미드 및 폴리이미드 필름은 필름을 원하는 정렬 방향으로 문지름으로써 정렬될 수 있다. 신장에 의해 정렬될 수 있는 필름은 예를 들면 폴리비닐 알코올, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트, 및 폴리스티렌을 포함한다. 중합체 필름은 단일중합체, 공중합체 또는 중합체들의 혼합물일 수 있다.
정렬층은 광화학적으로 형성될 수 있다. 예컨대, 모두 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제4,974,941호, 제5,032,009호 및 제5,958,293호에 기술된 바와 같이, 광배향성 중합체는 원하는 정렬 방향에 대해 선형으로 편광된 광(예컨대, 자외광)을 이용하는 매체 내에 또는 기판 상에 배치된 이방성 흡수 분자를 사용함으로써 또는 조사(irradiation)에 의해 정렬층으로 형성될 수 있다. 적합한 광배향성 중합체는, 예컨대 치환된 1,4-벤젠다이아민을 포함하는 폴리이미드를 포함한다.
다른 종류의 광정렬 물질이 정렬층을 형성하는 데에 사용될 수 있다. 이들 중합체는 편광된 자외광의 전기장 벡터의 방향을 따라 또는 그에 수직하게 편광된 자외광의 존재 하에서 선택적으로 반응하며, 일단 반응하면 액정 조성물 또는 물질을 정렬시키는 것으로 알려졌다. 이들 물질의 예가, 예컨대 미국 특허 제5,389,698호, 제5,602,661호 및 제5,838,407호에 기술되어 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.
본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제6,001,277호에 기술된 바와 같이, 예컨대 아조벤젠 유도체와 같은 광이성질화성 화합물(photoisomerizable compound)이 또한 광정렬에 적합하다. 정렬층은 또한 코팅 중에 가해지는 전단에 의해 배향되는 소정 유형의 액방성(lyotropic) 분자를 코팅함으로써 형성될 수 있다. 이러한 유형의 분자는, 예컨대 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 제6,395,354호에 개시되어 있다.
광학체는 다른 광학적 또는 물리적 요소와 조합될 수 있다. 일 실시 형태에서, 가시광 투과 중합체성 필름은 적외광 반사 콜레스테릭 액정층 및 감압 접착제 층 사이에 배치될 수 있다. 이러한 구조체는, 예컨대 유리 기판과 같은 광학체에 접착될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 접착제 층은 자외광 흡수제 화합물 또는 물질을 포함한다.
전술한 감압 접착제(PSA) 층은 적외광 반사 콜레스테릭 액정층을, 예컨대 유리와 같은 다른 광학체에 부착될 수 있게 하는 임의의 유형의 접착제일 수 있다. 자외선 흡수 첨가제가 PSA 내에 혼입될 수 있다. 많은 실시 형태에서, PSA는 폴리아크릴레이트 감압 접착제와 같은 광학적으로 투명한 PSA 필름이다. PSA는 전형적으로 실온 또는 그보다 높은(즉, 약 20℃ 내지 약 30℃ 또는 더 높은) 조립 온도에서 대개 점착성이다. PSA로서 양호하게 기능하는 것으로 밝혀진 물질은 조립 온도에서 점착성, 박리 접착성(peel adhesion) 및 전단 접착력(shear holding power)의 원하는 균형으로 귀결되는 필수적인 점탄성 특성을 나타내도록 설계 및 제형화된 중합체들이다. PSA를 제조하는 데에 가장 통상적으로 사용되는 중합체는 천연 고무, 합성 고무(예컨대, 스티렌/부타디엔 공중합체(SBR) 및 스티렌/아이소프렌/스티렌(SIS) 블록 공중합체), 실리콘 탄성중합체, 폴리 알파-올레핀 및 다양한 (메트)아크릴레이트(예컨대, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트) 기재의 중합체들이다. 이들 중에서, (메트)아크릴레이트 기재의 중합체 PSA가 그의 이점들 중에서 예를 들면 그의 광학적 투명도, 시간에 따른 특성의 영구성(노화 안정성) 및 접착 수준의 다양성으로 인해 본 발명을 위한 바람직한 종류의 PSA인 것으로 판명되었다.
이형 라이너가 PSA 상에 배치될 수 있다. 이형 라이너는, 예컨대 중합체 또는 종이와 같은 임의의 유용한 물질로 형성될 수 있으며, 이형 코트(coat)를 포함할 수도 있다. 이형 코트로 사용하기에 적합한 물질은 접착제로부터의 이형 라이 너의 분리를 용이하게 하도록 설계된 플루오로중합체, 아크릴 및 실리콘을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
몇몇 실시 형태에서, 기판은 위상지연기 필름을 포함할 수 있으며, 적외광 반사 콜레스테릭 액정층은 위상지연기 필름의 일면 또는 양면 상에 배치될 수 있다. 적외광 반사 콜레스테릭 액정층은 또한 콜레스테릭 액정 반사 편광기로 불릴 수 있다. 적외광 반사 콜레스테릭 액정층의 피치는 다층 반사 편광기의 광학층 두께와 유사하다. 피치 및 광학층 두께는 각각 적외광 반사 콜레스테릭 액정층 및 다층 반사 편광기의 중심 파장을 결정한다. 적외광 반사 콜레스테릭 액정층의 회전 디렉터는 동일한 광학층 두께를 가진 다층 반사 편광기 내의 다수의 층과 유사한 광학적 반복 단위를 형성한다.
콜레스테릭 액정층에 의해 반사된 광의 중심 파장(λ0) 및 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 콜레스테릭 액정의 피치(p)에 좌우된다. 중심 파장(λ0)은,
λ0 = 0.5( n o + n e )p
로 근사되며, 여기서 n o 및 n e 는 액정의 디렉터에 평행하게 편광된 광에 대한 콜레스테릭 액정의 굴절률(n e ) 및 액정의 디렉터에 수직하게 편광된 광에 대한 콜레스테릭 액정의 굴절률(n o )이다. 스펙트럼 대역폭(Δλ)은,
Δλ=2λ0(n e - n o )/(n e + n o ) = p(n e - n o )로 근사된다.
물질의 복굴절( n e - n o )이 ≤ 0.2일 때, 콜레스테릭 액정 조성물의 스펙트럼 대역폭 또는 폭(반치폭으로서 측정됨)은 일반적으로 100 ㎚ 이하이다. 이는 실질적으로 100 ㎚보다 큰 파장 범위에 걸친 반사율이 필요할 때의 콜레스테릭 액정 중합체의 유용성을 제한한다.
넓은 파장 범위를 반사할 수 있는 콜레스테릭 액정 반사 편광기를 제조하기 위하여, 다수의 피치 길이가 사용될 수 있다. 광대역 콜레스테릭 액정 편광기는, 각각 개별 기판 상에 배치되며 상이한 피치를 갖는(예를 들면, 상이한 조성, 예컨대 키랄 및 네마틱 액정 성분의 상이한 중량비를 갖는) 2개의 별도로 형성된 콜레스테릭 액정 코팅층을 라미네이팅 또는 달리 적층함으로써 형성될 수 있다. 각각의 층은 상이한 피치를 가지며, 따라서 상이한 파장을 가진 광을 반사한다.
충분한 수의 층에 의해, 광 스펙트럼의 많은 부분을 반사하는 편광기가 구성될 수 있다. 이러한 구성은 각각의 층이 상이한 광 영역을 반사하기 때문에 불균일한 투과율 또는 반사 스펙트럼을 갖는 경향이 있다. 균일성은 구성 중에 다양한 층들 사이의 액정의 일부의 확산을 허용함으로써 다소 개선될 수 있다. 이러한 층들은 층들 사이에서 일부의 액정 물질을 확산시키기 위하여 가열될 수 있다. 이는 다양한 층들 사이의 피치의 평균화로 귀결될 수 있다.
그러나, 이러한 방법은 각각의 층을 별도로 형성하고(예컨대, 각각의 층을 개별적으로 건조 또는 경화시킴), 층들을 적층하고(예컨대, 라미네이팅함), 그 후 2개의 층 사이에서 액정 물질을 확산시키도록 층들을 가열하는 단계를 포함하는 상당한 수의 처리 단계를 필요로 한다. 이는 또한, 특히 전형적으로 특성에 있어서 중합체성인 2개의 이미 형성된 액정층들 사이의 확산에 필요한 시간을 고려하면 상 당한 처리 시간을 필요로 한다.
다층 콜레스테릭 액정 광학체를 제조하기 위한 기술이 개발되었다. 이러한 기술은 단일 코팅 혼합물로부터 기판 상의 2개, 3개 또는 그 이상의 콜레스테릭 액정층을 형성하는 것을 용이하게 하는 용매 및 물질 선택을 포함한다.
예시적인 일 실시 형태에서, 콜레스테릭 액정체를 형성하는 방법은 단일 코팅 혼합물로부터 각각 상이한 광학적 특성을 가질 수 있는 2개 이상의 콜레스테릭 액정층을 형성하는 것을 포함한다. 코팅 혼합물은 제1 콜레스테릭 액정 조성물, 제2 콜레스테릭 액정 조성물 및 용매를 포함할 수 있다. 기판을 코팅 혼합물로 코팅한 후, 제1 층 및 제2 층이 단일 코팅 혼합물로부터 기판 상에 형성될 수 있다. 단일 코팅 혼합물은 하나 이상의 용매(들), 및 용매(들) 중에 적어도 부분적으로 용해될 수 있는 2개 이상의 콜레스테릭 액정 조성물을 포함한다. 콜레스테릭 액정 2층 구성을 설명하는 방법 및 유용한 조성물은 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 출원 공개 제2004-0165140호에 기술되어 있다.
예시적인 다른 실시 형태에서, 콜레스테릭 액정체를 형성하는 방법은 단일 코팅 혼합물로부터 각각 상이한 광학적 특성을 가질 수 있는 3개 이상의 콜레스테릭 액정층을 형성하는 것을 포함한다. 코팅 혼합물은 제1 콜레스테릭 액정 조성물, 제2 콜레스테릭 액정 조성물 및 용매를 포함할 수 있다. 기판을 코팅 혼합물로 코팅한 후, 제1, 제2 및 제3 층이 기판 상에 형성될 수 있다. 단일 코팅 혼합물은 하나 이상의 용매(들), 및 용매(들) 중에 적어도 부분적으로 용해될 수 있는 2개, 3개 또는 그 이상의 콜레스테릭 액정 조성물을 포함한다. 콜레스테릭 액정 2 층 구성을 설명하는 방법 및 유용한 조성물은 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 출원 제10/858,238호에 기술되어 있다.
이러한 방법은 상이한 광학적 특성을 가진 1개, 2개, 3개 또는 그 이상의 콜레스테릭 액정층을 형성할 수 있다. 상이할 수 있는 광학적 특성은, 예컨대 유효 피치([ne + no]/2 x p)를 포함할 수 있는 피치와, 손대칭성(handedness)을 포함한다.
일 실시 형태에서, 혼합물은 제1 액정 중합체, 제2 콜레스테릭 액정 단량체, 및 제2 콜레스테릭 액정 단량체의 일부로부터 선택적으로 형성된 제2 콜레스테릭 액정 중합체를 포함한다. 제1 콜레스테릭 액정 중합체 및 제2 콜레스테릭 액정 중합체는 상이하며, 적어도 일정 수준의 불상용성을 갖는다.
제2 콜레스테릭 액정 중합체는 코팅 혼합물을 기판 상으로 코팅하기 전에 혼합물 내에 존재할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제2 콜레스테릭 액정 중합체는 코팅 혼합물이 기판 상으로 코팅된 후에 제2 콜레스테릭 액정 단량체로부터 형성될 수 있다. 용매가 코팅 혼합물로부터 제거됨에 따라, 제1 콜레스테릭 액정 중합체 및 제2 콜레스테릭 액정 단량체는 적어도 부분적으로 층들로 분리된다. 일 실시 형태에서, 제1 콜레스테릭 액정 중합체는 기판에 인접한 층을 형성하고, 제2 콜레스테릭 액정 단량체는 제1 콜레스테릭 액정 중합체 상에 층을 형성하여, 기판 상에 2층 구조가 생성된다. 기판에 인접할 수 있는 제1 층은 제1 콜레스테릭 액정 중합체의 대부분을 포함한다. 제1 층 상에 배치될 수 있는 제2 층은 제2 콜레스테 릭 액정 단량체의 대부분을 포함한다. 그 후, 이러한 구조 내의 콜레스테릭 액정 물질은 정렬된 광학체를 형성하기 위하여 가열할 수 있다. 그 후, 이러한 정렬된 광학체는 완전히 경화된 광학체를 형성하도록 완전하게 경화될 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 이후, 제2 액정 단량체, 제1 액정 중합체 및 제2 액정 중합체 중 하나 이상의 물리적 특성이 변경되어서 제2 액정 중합체의 적어도 일부가 제2 액정 단량체 층과 제1 액정 중합체 층 사이의 위치로 이동하게 되도록 하는 부분적인 경화에 의해 2층 구조로부터 3층 구성이 형성될 수 있다. 예컨대, 2층 구조를 가열하거나 2층 구조를 U.V. 방사에 의해 적어도 부분적으로 경화시킴으로써, 제2 액정 중합체 중의 제2 액정 단량체의 용해도가 감소되어서 제2 액정 단량체가 제2 액정 중합체로부터 적어도 부분적으로 분리되게 되어 3층 구조가 형성된다. 이러한 예에서, 광학체는 제1 층, 제2 층, 및 제1 층과 제2 층 사이에 배치된 제3층을 포함한다. 기판에 인접할 수 있는 제1 층은 제1 콜레스테릭 액정 중합체의 대부분을 포함한다. 제2 층은 제2 콜레스테릭 액정 단량체의 대부분을 포함한다. 제3 층은 제2 콜레스테릭 액정 중합체를 포함한다. 그 후, 이러한 구조 내의 이러한 콜레스테릭 액정 물질은 정렬된 광학체를 형성하기 위하여 가열할 수 있다. 그 후, 이러한 정렬된 광학체는 완전히 경화된 광학체를 형성하도록 완전하게 경화될 수 있다.
코팅 혼합물은 중합하는 것 외에 가교결합시키기 위하여 반응성 단량체 물질을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 반응성 단량체 물질은 반응성 단량체일 수 있으며, 몇몇 실시 형태에서는 콜레스테릭 액정 화합물, 콜레스테릭 액정 중합체의 전구체, 또는 키랄 화합물이다. 예를 들어, 반응성 단량체 물질은, 예컨대 다이(메트)아크릴레이트, 에폭시-아크릴레이트, 다이에폭시드, 다이비닐, 다이알릴 에테르 또는 기타 반응성 물질일 수 있다. 이러한 반응성 단량체는 콜레스테릭 액정층(들)을 "경화"시키거나 "고정"하여 시간 경과에 따른 층(들) 내에서의 물질의 임의의 이동을 방지하거나 실질적으로 감소시킨다.
임의의 특정 이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 단일 혼합물로부터 상이한 광학적 특성을 가진 적어도 3개의 층을 형성하기 위한 추진력은 2개, 3개 또는 그 이상의 콜레스테릭 조성물의 상대적 불상용성을 수반하는 것으로 여겨진다. 이러한 상대적 불상용성은 χ 상호작용 파라미터, 계면 장력, 용해도 파라미터 또는 표면 장력 측정치에 의해 표현되거나 이해될 수 있다. 이들 중 임의의 것은 상 분리될 액정 물질을 특성화하는 데에 유용할 것이다. 층의 형성은 점도, 상 전이 온도, 용매 상용성, 중합체의 분자량, 표면 장력 차이, 콜레스테릭 액정 상 형태(morphology), 및 성분의 온도를 포함하지만 이에 제한되지 않는 많은 요인에 좌우될 수 있다. 예컨대, 하나의 물질이 이를 최상부 층 또는 표면을 향해 추진시키는 것을 돕도록 다른 물질보다 낮은 표면 장력을 갖는 것이 유용하다. 또한, 전형적으로 낮은 점도를 가진 키랄 네마틱 상이 되기에 충분히 높은 온도에서 층을 형성하는 것이 유용할 수 있다. 또한, 하나의 물질이 상 분리가 일어나는 시간을 감소시키도록 처리 온도에서 비교적 낮은 점도를 갖는 것이 유용하다. 또한, 제1 콜레스테릭 액정 중합체 층(하위 층일 수 있음)이 성분의 향상된 이동성을 제공하기에 충분히 낮은 점도를 갖는 것이 유용하다. 계면 표면적의 통합 및 감소는 층 형 성을 위한 추진력이 된다. 중합체의 낮은 점도는 그 조성, 분자량, 온도, 용매 밸런스(balance), 및 가소제 함량의 선택에 의해 달성될 수 있다.
층 형성을 향상시키기 위하여 다른 과정이 사용될 수 있다. 예를 들면, 콜레스테릭 물질에 대해 상이한 상용성을 가진 2개의 상이한 용매를 사용하면, 하나의 용매가 증발함에 따라 하나의 물질이 층을 형성하도록 용액으로부터 분리될 수 있는 반면에 다른 물질(들)은 용액 내에 잔류한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 매우 상이한 네마틱 전이 온도를 가진 물질들을 사용함으로써, 하나의 물질은 그의 (비교적) 낮은 점도 상태의 네마틱 상이 되는 반면에 다른 물질은 점도가 더 큰 비정질 상이 되며, 그럼으로써 분리가 촉진될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 하나의 물질이 그의 점도를 증가시키거나 그의 용해도를 변화시키도록 적어도 부분적으로 경화되어 분리를 향상시킬 수 있다.
분자량 차이가 또한 사용될 수 있다. 2개의 비교적 불상용성인 콜레스테릭 중합체들을 상이한 분자량을 갖도록 형성하면, 이들은 흔히 매우 상이한 점도를 가질 것이며, 이는 분리 및 층 형성을 향상시킬 것이다.
온도가 또한 층 형성 과정 중에 변동될 수 있다. 먼저, 온도는 하나의 콜레스테릭 화합물의 네마틱 전이 온도보다 높지만 제2 콜레스테릭 화합물의 네마틱 전이 온도보다는 낮을 수 있다. 이는 제1 물질이 콜레스테릭 상 층을 형성하여 분리를 향상시키는 데에 도움이 될 것이다. 그 후, 온도는 제2 콜레스테릭 화합물의 네마틱 전이 온도보다 높게 상승될 수 있어서, 물질이 그의 콜레스테릭 상 층을 형성할 것이다. 그 후, 콜레스테릭 층은 전술한 바와 같이 고정 또는 경화될 수 있 다.
전술한 방법은 다양한 기술 및 장비를 사용하여 수행될 수 있다. 도면은 단지 예시의 목적으로 층들 사이의 뚜렷한 물리적 경계를 도시한다. 본 명세서에 설명되는 바와 같이, "층"은 단일 물리적 두께 또는 단일 광학적 두께를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 단일 물리적 두께는 도면에 도시된 바와 같이 뚜렷한 경계층을 포함할 수 있으며, 또는 예컨대 층들 사이의 조성적 증감과 같은 뚜렷하지 않은 경계층을 포함할 수 있다. 단일 광학적 두께는, 예컨대 소정의 파장 범위에 대한 광 반사와 같은 광학적 특성에 의해 관찰될 수 있다. 층들 사이의 구역은 물질의 증감 또는 광학적 특성의 증감 중 하나 이상을 포함할 수 있는 것으로 이해된다.
몇몇 실시 형태에서, 나노입자를 함유하는 층이 적외광 반사 콜레스테릭 액정층에 인접하게 배치될 수 있다. 나노입자는, 예컨대 1 내지 100 또는 30 내지 100 또는 30 내지 75 나노미터와 같은 임의의 유용한 크기를 가질 수 있다. 나노입자 층은, 예컨대 1 내지 10 또는 2 내지 8 마이크로미터와 같은 임의의 유용한 두께를 가질 수 있다. 나노입자 층은 임의의 유용한 로딩(loading) 또는 중량%, 예컨대 30 내지 90 중량%, 40 내지 80 중량% 또는 50 내지 80 중량%의 나노입자를 포함할 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 나노입자는 탄소 나노입자를 포함한다. 유용한 탄소 나노입자 조성물은 본 명세서에 참조로 포함된 미국 제6,811,867호에 개시되어 있다.
몇몇 실시 형태에서, 나노입자는, 예컨대 금속 산화물 나노입자와 같은 적외 광 흡수제일 수 있다. 이러한 금속 산화물 나노입자의 일부 목록은 주석, 안티몬, 인듐 및 아연의 산화물과, 도핑된(doped) 산화물을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자는, 산화주석, 산화안티몬, 산화인듐, 인듐 도핑된 산화주석, 안티몬 도핑된 인듐 주석 산화물, 안티몬 주석 산화물, 안티몬 도핑된 산화주석 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자는 산화주석 또는 도핑된 산화주석을 포함하며, 선택적으로 산화안티몬 및/또는 산화인듐을 추가로 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자는 중합체성 물질 중에 분산된 안티몬 주석 산화물 또는 도핑된 안티몬 주석 산화물을 포함한다. 중합체성 물질은, 예컨대 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 플루오로중합체 등과 같은 임의의 유용한 결합제 물질일 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자는 중합체성 물질 중에 분산된 인듐 주석 산화물 또는 도핑된 인듐 주석 산화물을 포함한다. 많은 실시 형태에서, 나노입자 층은 비전도성이다. 금속 산화물 나노입자 조성물은, 예컨대 한국 소재의 어드밴스드 나노 프로덕츠 컴퍼니 리미티드(Advanced Nano Products Co., LTD.)로부터 TRB-PASTE™ SM6080(B), SH7080, SL6060이라는 상표명으로 구매가능하다. 다른 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자는 산화아연 및/또는 산화알루미늄을 포함하며, 그러한 산화물은 독일 소재의 게에프에 메탈레 운트 마테리알린 게엠베하(GfE Metalle und Matrialien GmbH)로부터 입수가능하다.
몇몇 실시 형태에서, 금속 층이 적외광 반사 콜레스테릭 액정층 상에 증착되거나 그에 인접하게 배치될 수 있다. 금속 층은 필요에 따라 광 스펙트럼의 일부 를 반사할 수 있다. 금속 층은, 예컨대 금, 은, 알루미늄 및/또는 니켈과, 이들과 다른 금속의 분산물을 포함할 수 있다. 금속 층은, 예컨대 1 내지 50 나노미터 또는 1 내지 25 나노미터 또는 1 내지 10 나노미터와 같은 임의의 유용한 두께일 수 있다.
적외광 반사 물품은 광학 기판에 인접하게 배치되거나 그에 결합될 수 있다. 광학 기판은 임의의 유용한 물질로 형성될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 기판은, 예컨대 셀룰로오스 트라이아세테이트, 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 중합체성 물질로 형성된다. 다른 실시 형태에서, 기판은, 예컨대 석영, 유리, 사파이어, YAG 또는 운모와 같은 무기 물질로 형성된다. 기판은 임의의 유용한 두께를 가질 수 있다. 일 실시 형태에서, 기판은 자동차용 또는 건축용 유리이다. 창유리 시스템(glazing system)으로서 투명한 유리 기판을 포함하는 몇몇 실시 형태에서, 창유리 시스템은 70% 이상의 가시광선 투과율(TVIS)에서 0.68 이하 또는 0.6 이하 또는 0.55 이하 또는 0.50 이하의 음영 계수(shading coefficient)를 갖는다.
적외광 반사 물품을 보호하기 위하여, 다층 필름의 노출된 표면은 선택적으로 긁힘 및 마모 저항성 하드코트(hardcoat)로 코팅될 수 있다. 하드코트 층은 최종 제품의 처리 중에 그리고 사용 중에 적외광 반사 물품의 내구성을 개선할 수 있다. 하드코트 층은 실리카 기재의 하드코트, 실록산 하드코트, 멜라민 하드코트, 아크릴 하드코트 등과 같은 임의의 유용한 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시 형 태에서, 하드코트 층은 전술한 적외광 흡수 금속 산화물 나노입자를 포함한다. 하드코트는, 예컨대 1 내지20 마이크로미터와 같은 임의의 유용한 두께일 수 있다.
도 1은 적외광 반사 물품(10)의 실시 형태를 개략적으로 도시한다. 적외광 반사 물품(10)은 (전술한 바와 같이) 가시광 투과 기판(15)에 인접하게 배치된 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(12)을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(12)은 가시광 투과 기판(15) 상에 코팅 또는 라미네이팅된다. 전술한 바와 같이, 콜레스테릭 액정층(12)은 제1 편광(S- 또는 P-편광)의 적외광 파장을 반사하도록 조정될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 콜레스테릭 액정층(12)은 850 ㎚ 내지 900 ㎚ 또는 1000 ㎚ 내지 1050 ㎚ 또는 1200 ㎚ 내지 1250 ㎚ 또는 1600 ㎚ 내지 1650 ㎚의 광을 반사하도록 조정될 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(15)은 제1 중합체 유형 및 제2 중합체 유형의 교번하는 층들을 가진 적외광 반사 다층 필름이다. 이러한 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(15)은 IR 광 스펙트럼의 임의의 부분에서 광(S- 및 P-편광)을 반사하도록 조정될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(15)은 800 ㎚ 내지 900 ㎚ 또는 1000 ㎚ 내지 1100 ㎚ 또는 1200 ㎚ 내지 1300 ㎚ 또는 1600 ㎚ 내지 1700 ㎚의 광을 반사하도록 조정될 수 있다. 일 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(15)은 800 ㎚ 내지 1200 ㎚의 광을 반사(80% 초과로 반사)하도록 조정될 수 있다.
도 2는 적외광 반사 물품(20)의 일 실시 형태를 개략적으로 도시한다. 적외광 반사 물품(20)은 (전술한 바와 같이) 제1 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(22)과 제2 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(24) 사이에 배치된 가시광 투과 기판(25)을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(22, 24)은 가시광 투과 기판(25) 상에 코팅 또는 라미네이팅된다. 전술한 바와 같이, 콜레스테릭 액정층(22, 24)은 제1 편광(S- 또는 P-편광)의 적외광 파장을 반사하도록 조정될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 콜레스테릭 액정층(22, 24)은 850 ㎚ 내지 900 ㎚ 또는 1000 ㎚ 내지 1050 ㎚ 또는 1200 ㎚ 내지 1250 ㎚ 또는 1600 ㎚ 내지 1650 ㎚의 광을 반사하도록 조정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 콜레스테릭 액정 물질은 콜레스테릭 나선형 구조의 주기성 및 대칭성과 일치하는 파장 및 손대칭성의 원형 편광된 광을 반사한다. 좌선성(left hand) 콜레스테릭은 좌선성 원형 편광된 광을 반사하기 때문에, 우선성(right hand) 원형 성분은 콜레스테릭 나선형 구조를 통과한다. 따라서, 조정된 파장의 입사광의 대략 50%가 반사된다. 우선성 및 좌선성 콜레스테릭 층들을 함께 배치함으로써, 조정된 파장의 입사광의 100%까지 반사할 수 있다. 그러나, 이들 조성물은 함께 배치된 경우에 서로에 대하여 불활성이어야 하거나 비복굴절성 층은 콜레스테릭 층들 사이에 배치되어야 하며, 좌선성 및 우선성 콜레스테릭 층들 모두가 적절한 파장에 대하여 조정되었는지를 확인하는 것은 어려울 수 있다. 본 명세서에서 예시된 한 가지 접근법은 제1 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(22)과 제2 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(24) 사이에 위상지연기 필름(25)을 제공하는 것이며, 이 경우 두 콜레스테릭 층들 모두가 동일한 파장 범위로 조정되며 두 콜레스테릭 층들 모두가 동일한 손대칭성을 갖는다. 따라서, 위상지연기 필름(예컨대, 반파 위상지연기)은 그를 통해 투과된 광의 편광 상태를 회전 또는 역전시킬 것이다. 예를 들어, 좌선성 콜레스테릭 층을 통과한 우선성 광은 위상지연기 필름 내에서 좌선성 광으로 전환되며, 그러면 그 전환된 광은 제2 콜레스테릭 층에 의해 반사되어 적외광 반사 물품(20)으로부터 역으로 통과될 수 있다.
많은 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(15)은 콜레스테릭 층이 조정된 파장 범위에 대응하는 적외광 파장 범위로 조정된 위상지연기 필름이다. 이러한 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(15)은 IR 광 스펙트럼의 임의의 부분에서 광(S- 및 P-편광)을 지연시키도록 조정될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 적외광 반사 물품(20)은 조정된 파장의 입사광의 50% 이상 또는 60% 내지 99% 또는 70% 내지 95%를 반사할 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(15)은, 모두 콜레스테릭 층이 조정된 파장 범위에 대응하는 적외광 파장 범위 및 UV광 범위 및/또는 가시광 범위로 조정된 위상지연기 필름이다. 이러한 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(15)은 IR 광 스펙트럼 및 UV 또는 가시광 스펙트럼의 임의의 부분에서 광(S- 및 P-편광)을 지연시키도록 조정될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 적외광 및 UV 및/또는 가시광 반사 물품(20)은 조정된 파장 범위의 입사광의 50% 이상 또는 60% 내지 99% 또는 70% 내지 95%를 반사할 수 있다. 특정 실시 형태에서, 이러한 필름은 적외광 파장 범위의 50% 내지 100%를 반사할 수 있으며, UV 및/또는 가시광 파장 범위의 50% 내지 100%를 반사할 수 있다. 따라서, 몇몇의 이러한 실시 형태에서, 반사 물품(20)은 필요에 따라 채색된 외양을 가질 수 있다. 일 실시 형태에서, 반사 물품(20)은 적 외광 파장 범위의 50% 내지 100%를 반사할 수 있으며, 예컨대 청색광 파장 범위와 같은 가시광 파장 범위의 50% 내지 100%를 반사하여 청색의 색상을 갖는 것으로 보일 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(25)은 반파 PET 위상지연기 필름이다. 일 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(25)은 5 내지 25 마이크로미터의 두께를 갖는다.
도 3은 적외광 반사 물품(30)의 실시 형태를 개략적으로 도시한다. 적외광 반사 물품(30)은 (전술한 바와 같이) 가시광 투과 기판(35)에 인접하게 배치된 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(32)을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(32)은 가시광 투과 기판(35) 상에 코팅 또는 라미네이팅된다. 전술한 바와 같이, 콜레스테릭 액정층(32)은 제1 층(31) 및 제2 층(33)을 포함할 수 있다(2층 구조). 제1 층(31)은 편광(S- 또는 P-편광)의 적외광 파장의 제1 범위를 반사하도록 조정될 수 있으며, 제2 층(33)은 편광(S- 또는 P-편광)의 적외광 파장의 제2 범위를 반사하도록 조정될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 제1 및 제2 층(31, 33)은 850 ㎚ 내지 900 ㎚ 또는 1000 ㎚ 내지 1050 ㎚ 또는 1200 ㎚ 내지 1250 ㎚ 또는 1600 ㎚ 내지 1650 ㎚ 또는 880 ㎚ 내지 1060 ㎚ 또는 1300 내지 1640 ㎚의 광을 반사하도록 독립적으로 조정될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제1 층(31)은 880 ㎚ 내지 1060 ㎚ 범위의 광을 반사하도록 조정될 수 있으며, 제2 층(33)은 1300 ㎚ 내지 1640 ㎚ 범위의 광을 반사하도록 조정될 수 있다. 콜레스테릭 액정 2층 구성을 설명하는 방법 및 유용한 조성물은 본 명세서에 참조로 포함 된 미국 특허 출원 공개 제2004-0165140호에 기술되어 있다.
다른 실시 형태에서, 제1 층(31)은 우선성 또는 좌선성 회전을 갖는 적외광을 반사하도록 조정될 수 있으며, 제2 층(33)은 반대 방향을 갖는 적외광을 반사하도록 조정될 수 있고, 따라서 명시된 파장의 실질적으로 모든 적외광이 제1 층(31) 및 제2 층(33)에 의해 반사될 수 있다.
추가의 실시 형태에서, 콜레스테릭 액정층(32)은 제1, 제2 및 제3 층을 포함할 수 있으며(3층 구조, 도시 안됨), 이 경우 각각의 층은 상이한 범위의 적외광을 반사하도록 조정된다. 많은 실시 형태에서, 2층 구조는 100 ㎚ 내지 250 ㎚의 광 파장 대역을 반사할 수 있으며, 3층 구조는 200 ㎚ 내지 500 ㎚의 광 파장 대역을 반사할 수 있다. 콜레스테릭 액정 2층 구성을 설명하는 방법 및 유용한 조성물은 본 명세서에 참조로 포함된 미국 특허 출원 제10/858,238호에 기술되어 있다.
몇몇 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(35)은 제1 중합체 유형 및 제2 중합체 유형의 교번하는 층들을 가진 적외광 반사 다층 필름이다. 이러한 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(35)은 IR 광 스펙트럼의 임의의 부분에서 광(S- 및 P-편광)을 반사하도록 조정될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(35)은 800 ㎚ 내지 900 ㎚ 또는 1000 ㎚ 내지 1100 ㎚ 또는 1200 ㎚ 내지 1300 ㎚ 또는 1600 ㎚ 내지 1700 ㎚의 광을 반사하도록 조정될 수 있다. 일 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(35)은 800 ㎚ 내지 1200 ㎚의 광을 반사(80% 초과로 반사)하도록 조정될 수 있다.
도 4는 적외광 반사 물품(40)의 실시 형태를 개략적으로 도시한다. 적외광 반사 물품(40)은 (전술한 바와 같이) 제1 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(42)과 제2 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(46) 사이에 배치된 가시광 투과 기판(45)을 포함한다. 몇몇 실시 형태에서, 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(42, 46)은 가시광 투과 기판(45) 상에 코팅 또는 라미네이팅된다. 전술한 바와 같이, 제1 콜레스테릭 액정층(42)은 제1 층(41) 및 제2 층(43)을 포함할 수 있으며(2층 구조), 제2 콜레스테릭 액정층(46)은 제1 층(47) 및 제2 층(48)을 포함할 수 있다 (2층 구조). 제1 층(41, 47)은 편광(S- 또는 P-편광)의 적외광 파장의 제1 범위를 반사하도록 조정될 수 있으며, 제2 층(43, 48)은 편광(S- 또는 P-편광)의 적외광 파장의 제2 범위를 반사하도록 조정될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 제1 층(41, 47) 및 제2 층(43, 48)은 850 ㎚ 내지 900 ㎚ 또는 1000 ㎚ 내지 1050 ㎚ 또는 1200 ㎚ 내지 1250 ㎚ 또는 1600 ㎚ 내지 1650 ㎚ 또는 880 ㎚ 내지 1060 ㎚ 또는 1300 내지 1640 ㎚의 광을 반사하도록 독립적으로 조정될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제1 층(41, 47)은 880 ㎚ 내지 1060 ㎚ 범위의 광을 반사하도록 조정될 수 있으며, 제2 층(43, 48)은 1300 ㎚ 내지 1640 ㎚ 범위의 광을 반사하도록 조정될 수 있다.
추가의 실시 형태에서, 제1 콜레스테릭 액정층(42) 및 제2 콜레스테릭 액정층(46)은 제1, 제2 및 제3 층을 각각 포함할 수 있으며(3층 구조, 도시 안됨), 이 경우 각각의 층은 상이한 범위의 적외광을 반사하도록 조정된다. 많은 실시 형태에서, 2층 구조는 100 ㎚ 내지 250 ㎚의 광 파장 대역을 반사할 수 있으며, 3층 구조는 200 ㎚ 내지 500 ㎚의 광 파장 대역을 반사할 수 있다.
전술한 바와 같이, 콜레스테릭 액정 물질은 콜레스테릭 나선형 구조의 주기 성 및 대칭성과 일치하는 파장 및 손대칭성의 원형 편광된 광을 반사한다. 좌선성 콜레스테릭은 좌선성 원형 편광된 광을 반사하기 때문에, 우선성 원형 성분은 콜레스테릭 나선형 구조를 통과한다. 따라서, 조정된 파장의 입사광의 대략 50%가 반사된다. 우선성 및 좌선성 콜레스테릭 층들을 함께 배치함으로써, 조정된 파장의 입사광의 100%까지 반사할 수 있다.
본 명세서에서 예시된 한 가지 접근법은 제1 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(42)과 제2 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(46) 사이에 위상지연기 필름(45)을 제공하는 것이며, 이 경우 두 콜레스테릭 층들 모두가 동일한 파장 범위로 조정되며 두 콜레스테릭 층들 모두가 동일한 손대칭성을 갖는다. 따라서, 위상지연기 필름(예컨대, 반파 위상지연기)은 그를 통해 투과된 광의 편광 상태를 회전 또는 역전시킬 것이다. 예를 들어, 좌선성 콜레스테릭 층을 통과한 우선성 광은 위상지연기 필름 내에서 좌선성 광으로 전환되며, 그러면 그 전환된 광은 제2 콜레스테릭 층에 의해 반사되어 적외광 반사 물품(40)으로부터 역으로 통과될 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(45)은 콜레스테릭 층이 조정된 파장 범위에 대응하는 적외광 파장 범위로 조정된 위상지연기 필름이다. 이러한 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(45)은 IR 광 스펙트럼의 임의의 부분에서 광(S- 및 P-편광)을 지연시키도록 조정될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 적외광 반사 물품(40)은 조정된 파장의 입사광의 50% 이상 또는 60% 내지 99% 또는 70% 내지 95%를 반사할 수 있다.
몇몇 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(45)은 반파 PET 위상지연기 필름이 다. 일 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(45)은 5 내지 25 마이크로미터의 두께를 갖는다.
도 5는 적외광 반사 물품(50)의 실시 형태를 개략적으로 도시한다. 적외광 반사 물품(50)은 제1 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(52)과 제2 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(53) 사이에 배치된 위상지연기 필름 층(51)을 포함한다. 각각의 콜레스테릭 액정층은 (전술한 바와 같이) 단층, 2층 또는 3층 콜레스테릭 액정 구조일 수 있다. 전술한 바와 같이, 콜레스테릭 액정층은 제1 편광(S- 또는 P-편광)의 적외광 파장을 반사하도록 조정될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 콜레스테릭 액정층은 850 ㎚ 내지 900 ㎚ 또는 1000 ㎚ 내지 1050 ㎚ 또는 1200 ㎚ 내지 1250 ㎚ 또는 1600 ㎚ 내지 1650 ㎚의 광을 반사하도록 조정될 수 있다.
가시광 투과 기판(55)은 제2 적외광 반사 콜레스테릭 액정층(53) 상에 또는 그에 인접하게 배치된다. 몇몇 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(55)은 제1 중합체 유형 및 제2 중합체 유형의 교번하는 층들을 가진 적외광 반사 다층 필름이다. 이러한 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(55)은 IR 광 스펙트럼의 임의의 부분에서 광(S- 및 P-편광)을 반사하도록 조정될 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(55)은 800 ㎚ 내지 900 ㎚ 또는 1000 ㎚ 내지 1100 ㎚ 또는 1200 ㎚ 내지 1300 ㎚ 또는 1600 ㎚ 내지 1700 ㎚의 광을 반사하도록 조정될 수 있다. 일 실시 형태에서, 가시광 투과 기판(55)은 800 ㎚ 내지 1200 ㎚의 광을 반사(80% 초과로 반사)하도록 조정될 수 있다.
도시된 실시 형태에서, 감압층(59)은 광학 기판(54)과 제1 콜레스테릭 액정 층(52) 사이에 배치된다. 몇몇 실시 형태에서, 감압층(59)은 제1 콜레스테릭 액정층(52) 상에 배치된다. 많은 실시 형태에서, 감압층(59)은 U.V. 흡수제 화합물 또는 물질을 포함한다. 광학 기판(54)의 이형층은 감압 접착제 층(59) 상에, 광학 기판(54)에 접착되기 전에 배치될 수 있다.
적외광 흡수 나노입자 층(57)은 가시광 투과 기판(55)에 인접하게 또는 그 상에 배치된 것으로 도시되어 있다. 선택적인 하드코트 층(58)은 나노입자 층(57)에 인접하게 또는 그 상에 배치된 것으로 도시되어 있다. 몇몇 실시 형태에서, 하드코트 층은 적외광 흡수 나노입자를 포함하며, 따라서 별도의 적외광 흡수 나노입자 층(57)은 존재하지 않는다. 부가적인 IR 반사 금속층이 필요에 따라 적외광 반사 물품 내에 포함될 수 있다. 나노입자 층(57), 하드코트 층(58) 및 금속층은 모두 상기에 설명되어 있다.
상기 적외광 반사 물품 구성은 개선된 태양광 제어 필름 물품을 제공한다. 몇몇 실시 형태에서, 적외광 반사 물품은 적어도 45%의 평균 가시광 투과율(400 내지 780 ㎚)과, 10% 미만 또는 15% 미만의 780 ㎚ 내지 2500 ㎚ 광에 대한 평균 적외광 투과율을 갖는다. 몇몇 실시 형태에서, 적외광 반사 물품은 적어도 60%의 평균 가시광 투과율과, 950 ㎚ 내지 2500 ㎚의 실질적으로 모든 파장에 대한 20% 이하의 적외광 투과율을 갖는다. 몇몇 실시 형태에서, 적외광 반사 물품은 50% 이상의 780 내지 1200 ㎚의 평균 광 반사율과, 50% 이하의 1400 내지 2500 ㎚의 평균 광 투과율을 갖는다. 추가의 실시 형태에서, 적외광 반사 물품은 80% 이상의 780 내지 1200 ㎚의 평균 광 반사율과, 20% 이하의 1400 내지 2500 ㎚의 평균 광 투과 율을 갖는다. 또 다른 실시 형태에서, 적외광 반사 물품은 90% 이상의 780 내지 1200 ㎚의 평균 광 반사율과, 5% 이하의 1400 내지 2500 ㎚의 평균 광 투과율을 갖는다.
아래에 개시된 모든 화학 물질은 달리 언급하지 않는 한 알드리치 케미칼 컴퍼니(Aldrich Chemical Company)로부터 구매가능하다.
실시예 1
RAFT제의 합성
교반 막대가 구비된 250 ㎖ 둥근 바닥 건조 플라스크에 테트라하이드로푸란(tetrahydrofuran)(27.83 ㎖), 이황화탄소(5.02 ㎖) 및 1-도데칸티올(10 ㎖)을 충전하였다. 용액을 빙조(ice bath)에서 0℃로 냉각시키고, 트라이에틸 아민(8.73 ㎖)을 적가하였다. 용액은 황색으로 변하였고, 10분 동안 0℃에서 그리고 추가로 60분 동안 실온에서 교반시켰다(주황색 용액). 용액을 빙조에서 0℃로 다시 냉각시켰고, 2-브로모프로판산(3.8 ㎖)을 천천히 첨가하였다. 주황색 용액은 백색 침전물과 함께 황색으로 변하였다. 혼합물을 실온에서 하룻밤 동안 교반시켰고, 백색 침전물을 여과하여 에틸 아세테이트로 세척하였다. 여과액을 교반된 수성 HCl(1.0 N, 50 ㎖) 용액에 부었다. 주황색 유기층을 분리하여 수성 포화 염화나트륨(50 ㎖)으로 세척하였으며, 황산마그네슘으로 건조시켰고, 감압 하에서 여과 및 농축시켜 황색 고체를 생성시켰다. 헥산(90 ㎖)을 첨가하였으며, 혼합물을 가열하여 균질한 용액을 생성하였다. 용액을 냉동고에서 재결정화하여 짧은 황색 침상 체(needle)로서 S-n-도데실-S'-(2-메틸프로판산)-트라이티오카르보네이트를 수득하였다.
액정(LC) 중합체 합성 및 코팅 형성
4-시아노바이페닐 벤조에이트 에틸 아크릴레이트(9.54 g, C2 단량체) 및 다이옥솔란(26.79 g)을 자성 교반 막대(magnetic stir bar)를 포함하는 병(jar) 내로 도입하였다. 조절된 질소 흐름을 이용하여 이 혼합물을 약 2분 동안 탈기시킨 후, 병을 테이프로 밀봉하고, 130℃ 오일조 내에 넣어 교반시켰다. 상기 단량체를 완전히 용해한 후, 오일조로부터 병을 꺼내고, 몇분 동안 냉각시키고, LC756(0.36 g, 팔리오컬러, 바스프), RAFT제(0.34 g), 및 바조 67(0.018 g, 듀퐁(Du Pont))을 첨가하였다. 병을 재밀봉하여 오일조 내에 다시 넣었다. 용액이 다시 투명하게 된 후, 상기 투명 용액을 24시간 동안 65℃의 오븐에 넣었다. 이어서, 바조 52(0.018 g, 듀퐁)를 첨가하고 추가로 24시간 동안 65℃의 오븐 내에 유지하여 5500 g/mol의 수평균 분자량을 가진 LC 중합체를 수득하였다. (다분산도: 1.8, 내부 표준으로서 폴리스티렌을 이용한 GPC 결과).
C2 단량체의 제조가 본 명세서에 참조로 포함된 유럽 특허 공개 제834754호에 기술되어 있다. 4-시아노바이페닐 벤조에이트 에틸 아크릴레이트의 구조는 하기와 같다:
Figure 112008033760832-PCT00004
화합물 LC 756(팔리오컬러™ LC 756은 바스프로부터 구매가능함) 및 화합물 LC 242(팔리오컬러™ LC 242)는 바스프 코포레이션(독일 루드빅샤펜 소재)으로부터 입수가능한 액정 단량체이다. 바조™ 52 및 바조™ 67(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀퐁)은 자유 라디칼 개시제로서 사용되는 열분해성 치환 아조니트릴 화합물이다.
이 LC 중합체 용액(5.29 g)을 다음 제형으로 제조된 LC 242 단량체 용액(7.54 g, 팔리오컬러, 바스프)과 조합하였다:
Figure 112008033760832-PCT00005
여기서, BHT는 2,6-다이-tert-부틸-4-메틸 페놀(96%, 알드리치)을 말하고, 이르가큐어 907은 광 개시제(시바(Ciba))이며, CHO는 사이클로헥사논(알드리치)이고, HOCB: 4-시아노 4'-하이드록시바이페닐(TCI)이며, 10%Byk361은 미국 코네티컷주 월링포드 소재의 BYK 케미(Chemie)에서 입수가능한 상업용 계면활성제이고, 벤 질 Al은 벤질 알코올이다.
이 조합된 용액을 혼합하고 0.45 ㎛ 필터를 통해 여과한 후, 이것을 권선 막대(wire-wound rod)(10번)를 사용하여 PET 필름(쓰리엠 스카치팩(3M Scotchpak)) 상에 코팅하여 6 미크론의 건조 두께의 2층 액정 코팅을 생성하였다. 코팅을 약 15초 동안 공기 건조시킨 후 5분 동안 120℃ 오븐에서 가열하였다. 20 FPM의 라인 속도로 공기 중에서 퓨전 프로세서(Fusion processor)(모델: DRS-120, D형 전구, 퓨전 시스템 인크.(Fusion System Inc.))에서의 광경화 시에, 낮은 수준의 헤이즈, 즉 1.6%를 가진, 매우 투과성이고 끈적이지 않는 LC 코팅을 얻었다. 퍼킨 엘머(Perkin Elmer) 분광계 상에서의 300 ㎚ 내지 2500 ㎚의 스펙트럼 측정에 의하면, 2개의 특유의 반사 대역이 830 ㎚ 내지 1280 ㎚ 스펙트럼 영역, 즉 태양광 제어 필름에 대해 원하는 반사 영역을 포함하는 것으로 나타났다.
실시예 2
액정(LC) 중합체는 하기의 조성 및 조건을 사용하여 실시예 1에서 설명된 유사한 절차에 따라 제조하였다:
Figure 112008033760832-PCT00006
이 LC 중합체 용액(5.29 g)을 LC 242 단량체 용액(7.54 g, 실시예 1에서 설명된 동일한 용액)과 조합하였다. 실시예 1에서 사용한 동일한 절차에 따라, 1.6% 의 낮은 헤이즈를 갖는 매우 투명한 2층 LC 필름을 얻었다.
실시예 3
액정(LC) 중합체는 하기의 조성 및 조건을 사용하여 실시예 1에서 설명된 유사한 절차에 따라 제조하였다:
Figure 112008033760832-PCT00007
이 LC 중합체 용액(5.37 g)을 LC 242 단량체 용액(7.55 g, 실시예 1에서 설명된 동일한 용액)과 조합하였다. 실시예 1에서 사용한 동일한 절차에 따라, 5.0 ㎛의 두께를 가진, 하기의 광학적 특성을 갖는 매우 투명한 2층 LC 필름을 얻었다:
Figure 112008033760832-PCT00008
실시예 4
액정(LC) 중합체는 하기의 조성 및 조건을 사용하여 실시예 1에서 설명된 유사한 절차에 따라 제조하였다:
Figure 112008033760832-PCT00009
이 LC 중합체 용액(5.27 g)을 LC 242 단량체 용액(7.55 g, 실시예 1에서 설명된 동일한 용액)과 조합하였다. 실시예 1에서 사용한 동일한 절차에 따라, 4.90 ㎛의 두께를 가진, 하기의 광학적 특성을 갖는 매우 투명한 2층 LC 필름을 얻었다:
Figure 112008033760832-PCT00010
실시예 5
LC 중합체는 하기의 조성 및 조건을 사용하여 실시예 1에서 설명된 유사한 절차에 따라 제조하였다:
Figure 112008033760832-PCT00011
이 LC 중합체 용액(5.29 g)을 LC 242 단량체 용액(7.54 g, 실시예 1에서 설명된 동일한 용액)과 조합하였다. 실시예 1에서 사용한 동일한 절차에 따라, 5.20 ㎛의 두께를 가진, 하기의 광학적 특성을 갖는 매우 투명한 2층 LC 필름을 얻었다:
Figure 112008033760832-PCT00012
실시예 6
LC 중합체는, THF 1.0 g을 LC756, 바조 52 및 11-메르캅토-1-운데칸올의 혼합물을 용해하기 위해 사용하였다는 것을 제외하고는, 하기의 조성 및 조건을 사용 하여 실시예 1에서 설명된 유사한 절차에 따라 제조하였다:
Figure 112008033760832-PCT00013
이 LC 중합체 용액(2.64 g)을 LC 단량체 용액(3.77 g, 실시예 1에서 설명된 동일한 LC 단량체 용액)과 조합하였다. 실시예 1에서 사용한 동일한 절차에 따라, 5.20 마이크로미터의 두께를 가진, 하기의 광학적 특성을 갖는 투명한 2층 LC 필름을 얻었다:
Figure 112008033760832-PCT00014
실시예 7. 단층 LC 필름
LC 중합체는 하기의 조성 및 조건을 사용하여 실시예 1에서 설명된 유사한 절차에 따라 제조하였다:
Figure 112008033760832-PCT00015
이 LC 중합체 용액(4.81 g)을 첨가제 HOCB(0.12 g) 및 CHO(1.39 g)와, 추가의 다이옥솔란(3.90 g)과 조합하였다. 실시예 1에서 사용한 동일한 절차에 따라, 2.12 마이크로미터의 두께를 가진, 하기의 광학적 특성을 갖는 투명한 LC 필름(티올을 포함하지 않음)을 얻었다:
Figure 112008033760832-PCT00016
실시예 8. 티올 함유 C2 중합체로부터 제조된 단층 필름
LC 중합체는 하기의 조성 및 조건을 사용하여 실시예 1에서 설명된 유사한 절차에 따라 제조하였다:
Figure 112008033760832-PCT00017
이 LC 중합체 용액(2.40 g)을 첨가제 HOCB(0.06 g) 및 CHO(0.71 g)와, 추가의 다이옥솔란(1.94 g)과 조합하였다. 실시예 1에서 사용한 동일한 절차에 따라, 2.31 마이크로미터의 두께를 가진, 하기의 광학적 특성을 갖는 매우 투명한 LC 필름을 얻었다:
Figure 112008033760832-PCT00018
실시예 9. 2층 LC 필름의 대조예
LC 중합체는 하기의 조성 및 조건을 사용하여 실시예 1에서 설명된 유사한 절차에 따라 제조하였다:
Figure 112008033760832-PCT00019
이 LC 중합체 용액(5.29 g)을 LC 242 단량체 용액(7.55 g, 실시예 1에서 설명된 동일한 용액)과 조합하였다. 실시예 1에서 사용한 동일한 절차에 따라, 3.20 마이크로미터의 최상부 층 두께 및 2.39 마이크로미터의 기저부 층 두께를 가진, 하기의 광학적 특성을 갖는 2층 LC 필름(티올을 포함하지 않음)을 얻었다:
Figure 112008033760832-PCT00020
실시예 10. 티올(n-C 12 H 25 SH)과의 직접 혼합으로부터 제조된 2층 LC 필름
실시예 9에서 설명된 조합된 용액(6.00 g)에 1-도데칸티올(0.02 g)을 첨가하였다. 혼합물은 회전 진탕기 내에서 잘 혼합하였다. 실시예 1에서 사용한 동일한 절차에 따라, 3.12 마이크로미터의 최상부 층 두께 및 2.35 마이크로미터의 기저부 층 두께를 가진, 하기의 광학적 특성을 갖는 2층 LC 필름을 얻었다:
Figure 112008033760832-PCT00021
본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌 및 간행물은 전체적으로 본 발명에 참조되어 본 명세서에 명백하게 포함된다. 본 발명의 예시적인 실시 형태가 논의되어 있으며, 본 발명의 범주 이내의 가능한 변경이 참조되었다. 본 발명에서의 이들 및 다른 변경과 수정은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에게 자명할 것이며, 본 발명은 본 명세서에 기술된 예시적인 실시 형태들로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 이하에 제공된 청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (22)

  1. 중합체를 포함하는 가시광 투과 기판; 및
    기판 상에 배치된 적외광 반사 콜레스테릭 액정층
    을 포함하며,
    기판 및 적외광 반사 콜레스테릭 액정층은 3% 미만의 조합 헤이즈 값을 갖는 적외광 반사 물품.
  2. 제1항에 있어서, 가시광 투과 기판 또는 적외광 반사 콜레스테릭 액정층 상에 배치된 감압 접착제 층을 추가로 포함하는 적외광 반사 물품.
  3. 제1항에 있어서, 가시광 투과 기판은 제1 중합체 유형 및 제2 중합체 유형의 교번하는 층들을 가진 적외광 반사 다층 필름을 포함하는 적외광 반사 물품.
  4. 제1항에 있어서, 투과 기판 상에 배치된 제2 적외광 반사 콜레스테릭 액정층을 추가로 포함하며, 투과 기판은 적외광 반사 콜레스테릭 액정층과 제2 적외광 반사 콜레스테릭 액정층 사이에 배치된 적외광 반사 물품.
  5. 제4항에 있어서, 가시광 투과 기판은 위상지연기 필름을 포함하는 적외광 반사 물품.
  6. 제1항에 있어서, 적외광 반사 콜레스테릭 액정층은 적외광의 제1 범위를 반사하는 제1 층 및 적외광의 제2 범위를 반사하는 제2 층을 포함하며, 제1 범위는 제2 범위와 상이한 적외광 반사 물품.
  7. 제1항에 있어서, 적외광 반사 콜레스테릭 액정층은 적외광의 제1 범위를 반사하는 제1 층, 적외광의 제2 범위를 반사하는 제2 층, 및 적외광의 제3 범위를 반사하는 제3 층을 포함하며, 제1 범위, 제2 범위 및 제3 범위는 상이한 적외광 반사 물품.
  8. 중합체를 포함하는 가시광 투과 기판;
    기판 상에 배치된 적외광 반사 콜레스테릭 액정층;
    가시광 투과 기판 또는 적외광 반사 콜레스테릭 액정층 상에 배치된 감압 접착제 층; 및
    감압 접착제 층 상에 배치된 유리 기판
    을 포함하는, 적외광원으로부터의 적외광을 차단하는 광 제어 물품.
  9. 제8항에 있어서, 가시광 투과 기판은 제1 중합체 유형 및 제2 중합체 유형의 교번하는 층들을 가진 적외광 반사 다층 필름을 포함하는 광 제어 물품.
  10. 제8항에 있어서, 투과 기판 상에 배치된 제2 적외광 반사 콜레스테릭 액정층을 추가로 포함하며, 투과 기판은 적외광 반사 콜레스테릭 액정층과 제2 적외광 반사 콜레스테릭 액정층 사이에 배치된 광 제어 물품.
  11. 제10항에 있어서, 가시광 투과 기판은 위상지연기 필름을 포함하는 광 제어 물품.
  12. 제8항에 있어서, 적외광 반사 콜레스테릭 액정층은 적외광의 제1 범위를 반사하는 제1 층 및 적외광의 제2 범위를 반사하는 제2 층을 포함하며, 제1 범위는 제2 범위와 상이한 광 제어 물품.
  13. 제8항에 있어서, 적외광 반사 콜레스테릭 액정층은 적외광의 제1 범위를 반사하는 제1 층, 적외광의 제2 범위를 반사하는 제2 층, 및 적외광의 제3 범위를 반사하는 제3 층을 포함하며, 제1 범위, 제2 범위 및 제3 범위는 상이한 광 제어 물품.
  14. 적외선 파장의 제1 범위 내의 광을 반사하는 제1 콜레스테릭 액정층;
    적외선 파장의 제1 범위 내의 광을 반사하는 제2 콜레스테릭 액정층; 및
    제1 콜레스테릭 액정층과 제2 콜레스테릭 액정층 사이에 배치되며, 광이 제2 콜레스테릭 액정층에 의해 반사되도록 적외선 파장의 제1 범위 내의 광의 적어도 일부를 지연시키는 위상지연기 필름
    을 포함하는 적외광 반사 물품.
  15. 제14항에 있어서, 위상지연기 필름은 적외선 파장의 제1 범위 내의 파장에서 반파 위상지연을 갖는 적외광 반사 물품.
  16. 제14항에 있어서, 제1 콜레스테릭 액정층은 적외선 파장의 제1 범위 및 적외선 파장의 제2 범위 내의 광을 반사하며, 제1 범위는 제2 범위와 상이하고,
    제2 콜레스테릭 액정층은 적외선 파장의 제1 범위 및 적외선 파장의 제2 범위 내의 광을 반사하며,
    위상지연기 필름은 제1 콜레스테릭 액정층과 제2 콜레스테릭 액정층 사이에 배치되며, 광이 제2 콜레스테릭 액정층에 의해 반사되도록 적외선 파장의 제1 범위 및 적외선 파장의 제2 범위 내의 광의 적어도 일부를 지연시키는 적외광 반사 물품.
  17. 제14항에 있어서, 적외선 파장의 제1 범위는 880 나노미터 내지 1060 나노미터의 범위 또는 1300 나노미터 내지 1640 나노미터의 범위를 포함하는 적외광 반사 물품.
  18. 제16항에 있어서, 적외선 파장의 제1 범위는 880 나노미터 내지 1060 나노미 터의 범위를 포함하며, 적외선 파장의 제2 범위는 1300 나노미터 내지 1640 나노미터의 범위를 포함하는 적외광 반사 물품.
  19. 제14항에 있어서, 제1 중합체 유형 및 제2 중합체 유형의 교번하는 층들을 갖고 제1 콜레스테릭 액정층 또는 제2 콜레스테릭 액정층에 인접하게 배치된 적외광 반사 다층 필름을 추가로 포함하는 적외광 반사 물품.
  20. 제19항에 있어서, 적외광 반사 다층 필름은 적외선 파장의 제3 범위 내의 광을 반사하며, 제3 범위는 제1 범위와 상이한 적외광 반사 물품.
  21. 제14항에 있어서, 제1 콜레스테릭 액정층 또는 제2 콜레스테릭 액정층에 인접하게 배치된 적외광 흡수층을 추가로 포함하는 적외광 반사 물품.
  22. 제14항에 있어서, 제1 콜레스테릭 액정층은 자외광 또는 가시광 파장의 제2 범위 내의 광을 반사하며, 제2 콜레스테릭 액정층은 자외광 또는 가시광 파장의 제2 범위 내의 광을 반사하고, 위상지연기 필름은 광이 제2 콜레스테릭 액정층에 의해 반사되도록 자외광 또는 가시광 파장의 제2 범위 내의 광의 적어도 일부를 지연시키는 적외광 반사 물품.
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