JP2007505359A - Durable optical element - Google Patents

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Abstract

耐久性光学フィルム(11)は、微細構造化表面と1.0〜1.65または1.0〜1.15の範囲内の引掻き傷コントラスト比値とを有する重合光学フィルム構造体を含む。これらの耐久性光学フィルムは、複数のナノ粒子と丸形プリズム頂部微細構造体とを含みうる。  The durable optical film (11) comprises a polymerized optical film structure having a microstructured surface and a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.65 or 1.0 to 1.15. These durable optical films can include a plurality of nanoparticles and a round prism top microstructure.

Description

本発明は、一般的には、耐久性光学素子に関する。より詳細には、本発明は、たとえば、輝度向上フィルム、光学照明フィルム、または反射素子のような微細構造体保有物品に関する。   The present invention relates generally to durable optical elements. More specifically, the present invention relates to a microstructure-containing article such as a brightness enhancement film, an optical illumination film, or a reflective element.

輝度向上フィルム、光方向変換フィルム、または反射素子のような微細構造体保有物品は、さまざまな形態で作製される。そのような一形態は、一連の交互に現れる先端と溝とを備える。そのような形態の一例は、対称な先端と溝との規則的反復パターンを有する輝度向上フィルムである。他の例は、先端と溝とが対称でなくかつサイズも方位も先端と溝との距離も均一でないパターンを備える。   Microstructured articles such as brightness enhancement films, light redirecting films, or reflective elements are made in a variety of forms. One such form includes a series of alternating tips and grooves. One example of such a form is a brightness enhancement film having a regular repeating pattern of symmetrical tips and grooves. Another example comprises a pattern in which the tip and groove are not symmetrical and the size, orientation, and distance between the tip and groove are not uniform.

現用の輝度向上フィルムや光学照明フィルムなどの1つの欠点は、微細構造体の先端が機械的損傷を受けやすいことである。たとえば、指の爪または硬質の比較的鋭いエッジで軽く擦ると、微細構造体の先端が破壊したり破損したりする可能性がある。輝度向上フィルムの通常の取扱い時、たとえば、ラップトップコンピューター用の液晶ディスプレイの製造時、先行技術の微細構造体の先端を破壊するのに十分な条件に遭遇する。   One drawback of current brightness enhancement films and optical lighting films is that the tips of the microstructures are susceptible to mechanical damage. For example, lightly rubbing with a fingernail or a hard, relatively sharp edge may cause the tip of the microstructure to break or break. During normal handling of brightness enhancement films, for example, in the manufacture of liquid crystal displays for laptop computers, conditions are encountered that are sufficient to break the tips of prior art microstructures.

微細構造体のピークが破壊された場合、影響を受けたピークの反射性および屈折性が低下し、透過光は実質的にすべて前方角方向に散乱される。したがって、輝度向上フィルムがディスプレイ中に存在しかつディスプレイを垂直に目視した場合、輝度向上フィルム中の引掻き傷は、フィルムの周囲の非損傷領域よりも輝度が低い。しかしながら、ディスプレイ上の画像をもはや目視できない角度である「カットオフ」角の近傍の角度またはそれよりも大きい角度でディスプレイを目視した場合、引掻き傷は、フィルムの周囲の非損傷領域よりも実質的に輝度が高く見える。いずれの状況においても、引掻き傷は、美的外観上、非常に好ましくないので、ごくわずかの副次的な引掻き傷にとどまらない輝度向上フィルムは、液晶ディスプレイに使用するうえで許容できない。   If the peak of the microstructure is destroyed, the reflectivity and refraction of the affected peak is reduced and substantially all transmitted light is scattered in the forward angular direction. Thus, when the brightness enhancement film is present in the display and the display is viewed vertically, the scratches in the brightness enhancement film have a lower brightness than the undamaged area around the film. However, when viewing the display at an angle near or greater than the “cut-off” angle, an angle at which the image on the display is no longer visible, the scratches are substantially greater than the undamaged area around the film. The brightness looks high. In any situation, scratches are highly undesirable in terms of aesthetic appearance, and a brightness enhancement film that is not limited to only a few secondary scratches is unacceptable for use in liquid crystal displays.

耐久性は、定量化の困難な性質であった。これまでは、微細構造体表面に引掻き傷を形成して引掻き傷の幅もしくは深さまたは引掻き傷の付いた微細構造体表面に関連する利得のいずれかを測定することにより、微細構造体保有物品の耐久性の測定が行われてきた。これまでの耐久性試験は、微細構造体表面の引掻き傷が光学ディスプレイの欠陥としてどのように見えるかに関して信頼性のある定量化も現実的な解釈も必ずしも提供するものではなかった。   Durability was a difficult property to quantify. Previously, microstructured articles were created by forming scratches on the microstructure surface and measuring either the width or depth of the scratch or the gain associated with the scratched microstructure surface. Durability measurements have been made. Previous durability tests have not necessarily provided reliable quantification or realistic interpretation of how scratches on the surface of microstructures look as optical display defects.

一般的には、本発明は、さまざまな用途に有用な耐久性光学素子、たとえば、微細構造化フィルムなどのような光学素子など、さらには該微細構造化フィルムを内蔵するディスプレイや他のデバイスに関する。   In general, the present invention relates to durable optical elements useful in a variety of applications, such as optical elements such as microstructured films, and further to displays and other devices that incorporate the microstructured film. .

一実施形態では、耐久性光学フィルムは、微細構造化表面と1.0〜1.15の範囲内の引掻き傷コントラスト比値とを有する重合光学フィルム構造体を含む。   In one embodiment, the durable optical film comprises a polymerized optical film structure having a microstructured surface and a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.15.

他の実施形態では、耐久性光学フィルムは、第1の表面に沿って延在する複数の丸形プリズム頂部を含む微細構造化表面と1.0〜1.65の範囲内の引掻き傷コントラスト比値とを有する重合光学フィルム構造体を含む。   In other embodiments, the durable optical film has a microstructured surface comprising a plurality of round prism apexes extending along the first surface and a scratch contrast ratio in the range of 1.0 to 1.65. A polymerized optical film structure having a value.

さらなる実施形態では、耐久性光学フィルムは、シリカ、ジルコニア、またはそれらの混合物よりなる複数の表面改質コロイドナノ粒子を含む微細構造化表面と1.0〜1.65の範囲内の引掻き傷コントラスト比値とを有する重合光学フィルム構造体を含む。   In a further embodiment, the durable optical film comprises a microstructured surface comprising a plurality of surface modified colloidal nanoparticles comprising silica, zirconia, or mixtures thereof and a scratch contrast in the range of 1.0 to 1.65. And a polymerized optical film structure having a specific value.

上記の発明の概要は、本発明のそれぞれの開示された実施形態やすべての実施態様について記載することを意図したものではない。以下に記載の図、詳細な説明、および実施例により、これらの実施形態についてより具体的に説明する。   The above summary of the present invention is not intended to describe each disclosed embodiment or every implementation of the present invention. These embodiments will be described more specifically with reference to the following drawings, detailed description, and examples.

本発明に係る種々の実施形態に関する以下に記載の詳細な説明を添付の図面に関連させて検討すれば、本発明についてより完全な理解が得られるであろう。   A more complete understanding of the present invention can be obtained when the following detailed description of the various embodiments according to the invention is examined in conjunction with the accompanying drawings.

本発明は種々の変更形態および代替形態に適用しうるが、図面ではそれらの特定例を例示的に示した。これらの特定例について詳細に説明する。しかしながら、当然のことではあるが、本発明を記載の特定の実施形態に限定しようとするものではない。そうではなく、本発明の精神および範囲に包含されるすべての変更形態、等価形態、および代替形態を包含することを意図するものである。   While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific examples thereof have been shown by way of example in the drawings. These specific examples will be described in detail. It should be understood, however, that the intention is not to limit the invention to the particular embodiments described. On the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

本発明に係る耐久性物品は、耐久性微細構造化フィルムを必要とするさまざまな用途、たとえば、輝度向上フィルム、光方向変換フィルム、さらには耐久性微細構造体を内蔵するディスプレイや他のデバイスなどに適用可能であると考えられる。本発明はそのように限定されるものではないが、本発明の種々の態様の評価は、以下に提供されている実施例を検討することにより得られるであろう。   Durable articles according to the present invention can be used in various applications that require durable microstructured films, such as brightness enhancement films, light redirecting films, and displays and other devices that incorporate durable microstructures. It is thought that it is applicable to. While the present invention is not so limited, an evaluation of the various aspects of the present invention may be obtained by studying the examples provided below.

輝度向上フィルムは、一般的には、照明デバイスのオンアクシス輝度(本明細書中では「輝度」と記す)を向上させる。輝度向上フィルムは、光透過性微細構造化フィルムでありうる。微細構造化表面形状は、フィルムを用いて反射および屈折により光を再方向付けできるようになっているフィルム表面上の複数のプリズムでありうる。ラップトップコンピューター、時計などに見られるような光学ディスプレイで使用した場合、微細構造化光学フィルムは、ディスプレイから逃散する光を光学ディスプレイを貫通する法線軸から所望の角度で配設された1対の平面内に制限することにより、光学ディスプレイの輝度を増大させることが可能である。その結果として、許容範囲外にディスプレイから出射するおそれのある光を反射させてディスプレイ中に戻し、そこでその一部分を「リサイクル」してディスプレイから逃散させうる角度で微細構造化フィルムに戻される。リサイクルは、所望のレベルの輝度を有するディスプレイを提供するために必要とされる電力消費量を低減させることができるので有用である。   The brightness enhancement film generally improves the on-axis brightness (referred to herein as “brightness”) of the lighting device. The brightness enhancement film can be a light transmissive microstructured film. The microstructured surface shape can be a plurality of prisms on the film surface that are adapted to redirect the light by reflection and refraction using the film. When used in optical displays such as those found in laptop computers, watches, etc., the microstructured optical film is a pair of light that is disposed at a desired angle from the normal axis that penetrates the optical display to escape light from the display. By limiting to the plane, it is possible to increase the brightness of the optical display. As a result, light that may be emitted from the display out of tolerance is reflected back into the display, where a portion thereof is “recycled” back to the microstructured film at an angle that can be dissipated from the display. Recycling is useful because it can reduce the power consumption required to provide a display with a desired level of brightness.

再帰反射フィルムは、一般的には、その主要表面に垂直な軸を中心とするシートの回転方位にかかわらず比較的大きい照射角でかなりの割合の入射光を反射させることが可能である。キューブコーナー再帰反射フィルムは、実質的に平面状のベース表面とベース表面の反対側の複数のキューブコーナー素子を含む構造化表面とを典型的には有する本体部分を備えうる。各キューブコーナー素子は、単一の基準点すなわち頂点で典型的には交差する3つの互いに実質的に垂直な光学面を含みうる。キューブコーナー素子の底面は、光がキューブコーナー素子中に透過されるときに通過するアパーチャーとして作用する。米国特許第5,898,523号明細書(参照により本明細書に援用されるものとする)に記載されているように、使用時、シートのベース表面に入射した光は、シートのベース表面で屈折し、シート上に配設されたキューブコーナー素子の対応する底面を透過し、3つの垂直なキューブコーナー光学面のそれぞれから反射され、光源の方向に再方向付けされる。   A retroreflective film is generally capable of reflecting a significant percentage of incident light at a relatively large illumination angle, regardless of the rotational orientation of the sheet about an axis perpendicular to its major surface. The cube corner retroreflective film can comprise a body portion that typically has a substantially planar base surface and a structured surface that includes a plurality of cube corner elements opposite the base surface. Each cube corner element may include three substantially perpendicular optical surfaces that typically intersect at a single reference point or vertex. The bottom surface of the cube corner element acts as an aperture through which light passes when transmitted through the cube corner element. As described in US Pat. No. 5,898,523 (which is incorporated herein by reference), in use, light incident on the base surface of the sheet is reflected by the base surface of the sheet. , Refracted and transmitted through the corresponding bottom surface of the cube corner element disposed on the sheet, reflected from each of the three vertical cube corner optical surfaces, and redirected in the direction of the light source.

以下に定義される用語に関して、特許請求の範囲または本明細書中の他のどこかに異なる定義が与えられていないかぎり、これらの定義が適用されるものとする。   For the terms defined below, these definitions shall be applied, unless a different definition is given in the claims or elsewhere in this specification.

「ポリマー」という用語は、ポリマー、コポリマー(たとえば、2種以上の異なるモノマーを用いて形成されるポリマー)、オリゴマー、およびそれらの組合せ、さらには共押出しまたはエステル交換などの反応により混和性ブレンドの状態で形成されうるポリマー、オリゴマー、またはコポリマーを包含するものとする。とくに指示がないかぎり、ブロックコポリマーおよびランダムコポリマーの両方が包含される。   The term “polymer” refers to polymers, copolymers (eg, polymers formed using two or more different monomers), oligomers, and combinations thereof, as well as miscible blends by reactions such as coextrusion or transesterification. It is intended to include polymers, oligomers, or copolymers that can be formed in the state. Unless otherwise indicated, both block copolymers and random copolymers are included.

「屈折率」という用語は、本明細書中では材料の絶対屈折率として定義される。これは、当然のことながら、自由空間中の電磁放射線の速度とその材料中の該放射線の速度との比である。屈折率は、公知の方法を用いて測定可能であり、一般的には、可視光領域でアッベ屈折計を用いて測定される。   The term “refractive index” is defined herein as the absolute refractive index of a material. This is, of course, the ratio of the speed of electromagnetic radiation in free space to the speed of the radiation in the material. The refractive index can be measured using a known method, and is generally measured using an Abbe refractometer in the visible light region.

「コロイド」という用語は、本明細書中では、約100nm未満の直径を有する粒子(一次粒子または会合一次粒子)を意味するものと定義される。   The term “colloid” is defined herein to mean particles (primary particles or associated primary particles) having a diameter of less than about 100 nm.

本明細書中で使用される「会合粒子」という用語は、凝結および/または凝集された2つ以上の一次粒子の集団を意味する。   As used herein, the term “associated particles” refers to a population of two or more primary particles that have aggregated and / or aggregated.

本明細書中で使用される「凝結」という用語は、互いに化学結合されうる一次粒子間の強い会合を記述する。より小さい粒子への凝結体の分解を達成するのは困難である。   As used herein, the term “aggregation” describes a strong association between primary particles that can be chemically bonded to each other. It is difficult to achieve degradation of the aggregates into smaller particles.

本明細書中で使用される「凝集」という用語は、電荷または極性により保持一体化可能でありかつより小さい構成要素に分解されうる一次粒子の弱い会合を記述する。   As used herein, the term “aggregation” describes a weak association of primary particles that can be held together by charge or polarity and can be broken down into smaller components.

「一次粒度」という用語は、本明細書中では、非会合単一粒子のサイズとして定義される。   The term “primary particle size” is defined herein as the size of unassociated single particles.

「ゾル」という用語は、本明細書中では、液相中のコロイド粒子の分散体または懸濁液として定義される。   The term “sol” is defined herein as a dispersion or suspension of colloidal particles in a liquid phase.

「表面改質コロイドナノ粒子」という用語は、ナノ粒子が安定な分散体を提供するようにそれぞれ改質表面を有するナノ粒子を意味する。   The term “surface modified colloidal nanoparticles” refers to nanoparticles each having a modified surface such that the nanoparticles provide a stable dispersion.

「安定な分散体」という用語は、本明細書中では、ある時間にわたり、たとえば、約24時間にわたり、周囲条件下で、たとえば、室温(約20〜22℃)下、大気圧下、かつ極度の電磁力のない条件下で、放置した後でコロイドナノ粒子が凝集しない分散体として定義される。   The term “stable dispersion” is used herein for a period of time, eg, about 24 hours, under ambient conditions, eg, at room temperature (about 20-22 ° C.), at atmospheric pressure, and extremely It is defined as a dispersion in which colloidal nanoparticles do not aggregate after standing under the condition of no electromagnetic force.

「利得」という用語は、本明細書中では、輝度向上フィルムに基づくディスプレイの輝度改善の尺度として定義され、光学材料の特性であり、輝度向上フィルムのジオメトリーの特性でもある。典型的には、利得が増大するにつれて視野角は減少する。利得を改善するとバックライトディスプレイの輝度が効果的に増大されるので、輝度向上フィルムでは高利得が望まれる。   The term “gain” is defined herein as a measure of brightness improvement of a display based on a brightness enhancement film and is a property of the optical material and is also a property of the geometry of the brightness enhancement film. Typically, the viewing angle decreases as the gain increases. Since improving the gain effectively increases the brightness of the backlight display, a high gain is desired for the brightness enhancement film.

終点による数値範囲の記述は、その範囲内に入るすべての数値を包含する(たとえば、1〜5は、1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、および5を包含する)。   The description of a numerical range by endpoint includes all numerical values that fall within that range (eg 1 to 5 includes 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, and 5). Include).

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する場合、単数形の「a」、「an」、および「the」は、内容上明らかに異なる場合を除いて、複数形の指示対象を包含する。したがって、たとえば、「化合物」を含有する組成物への言及は、2種以上の化合物の混合物を包含する。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する場合、「または」という用語は、内容上明らかに異なる場合を除いて、一般的には、その意味に「および/または」を包含して利用される。   As used herein and in the appended claims, the singular forms “a”, “an”, and “the” include plural referents unless the content clearly differs. . Thus, for example, reference to a composition containing “a compound” includes a mixture of two or more compounds. As used in this specification and the appended claims, the term “or” generally includes “and / or” in its sense, unless the content clearly differs. Is done.

とくに指示がないかぎり、本明細書および特許請求の範囲で使用される成分の量、コントラスト比のような性質の測定値などを表す数はすべて、いずれの場合においても、「約」という用語により修飾されるものとする。したがって、相反する指示がないがきり、以上の明細および添付の特許請求の範囲に示される数値パラメーターは、本発明の教示を利用して当業者が得ようとする所望の性質に依存して変化しうる近似値である。最低限でも、特許請求の範囲への均等論の適用を限定しようとするものではないが、各数値パラメーターは、少なくとも、報告された有効桁数の数を考慮に入れて通常の丸め技法を適用することにより解釈しなければならない。本発明の広い範囲を示す数値範囲およびパラメーターは近似値であるにもかかわらず、特定例に示される数値は、できるかぎり正確に報告されている。しかしながら、いずれの数値も、本質的に、それらの各試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を含む。   Unless otherwise indicated, all numbers representing the amounts of ingredients used in this specification and claims, measurements of properties such as contrast ratio, etc., are in each case referred to by the term “about”. Shall be qualified. Accordingly, unless indicated to the contrary, the numerical parameters set forth in the foregoing specification and appended claims will vary depending on the desired properties sought by those skilled in the art using the teachings of the present invention. It is an approximate value that can be. At the very least, it does not attempt to limit the application of the doctrine of equivalence to the claims, but each numeric parameter applies at least the usual rounding technique taking into account the number of significant digits reported. Must be interpreted. Although the numerical ranges and parameters representing the broad range of the present invention are approximate, the numerical values shown in the specific examples are reported as accurately as possible. Any numerical value, however, inherently contains certain errors necessarily resulting from the standard deviation found in their respective testing measurements.

耐久性微細構造化物品たとえばプリズム状光学フィルムは、突出プリズム状構造体による屈折および全内反射(TIR)により輝度向上機能を提供する。これらの構造体は、若干の歩留まり損失の原因となる圧縮や破損による損傷の影響を受けやすい。現在、多くの場合、プリズム表面を損傷から保護するためにトッププリズムフィルム上にカバーシートが配置される。プリズム構造体の耐久性は、プリズムフィルムの重要な属性であり、したがって、この量を正確に測定できることがきわめて望ましい。プリズムの「耐引掻き性」を測定するためのこれまでの方法は、さまざまなプリズムフィルム間の差異を検出しうるが、非常にわずかな引掻き傷または圧縮状態を取り扱うのに十分な感度をもたない。本明細書中に提示された本発明の方法および装置は、増大された感度を提供し、その結果は、バックライト上での引掻き傷の可視度によく一致する。測定法および分析技術については、以下および実施例の節で説明する。   Durable microstructured articles such as prismatic optical films provide brightness enhancement functions by refraction and total internal reflection (TIR) by protruding prismatic structures. These structures are susceptible to damage from compression and breakage that causes some yield loss. Currently, cover sheets are often placed on top prism films to protect the prism surface from damage. The durability of the prism structure is an important attribute of the prism film, so it is highly desirable to be able to accurately measure this amount. Previous methods for measuring prism "scratch resistance" can detect differences between various prism films, but are sensitive enough to handle very slight scratches or compression. Absent. The methods and apparatus of the present invention presented herein provide increased sensitivity, and the results are in good agreement with the visibility of scratches on the backlight. Measurement methods and analysis techniques are described below and in the Examples section.

耐久性微細構造化物品は、重合性組成物から形成可能である。重合性組成物は、実質的に無溶媒の放射線硬化性無機物充填有機複合体でありうる。組成物の有機相は、反応性希釈剤とオリゴマーと架橋性モノマーとよりなりうるが、場合により光開始剤を含む。有機成分は、ほとんどの製品用途で少なくとも1.50の屈折率を有することが可能であり、硬化形態で顕著な耐久性を呈する。より低い屈折率の組成物すなわち1.50未満の屈折率の組成物は、一般的には、この屈折率範囲内の市販の材料の幅広い選択に基づいてより容易に達成される。より低い屈折率の樹脂は、当業者であればわかるであろういくつかの用途で有用性を発揮する。可視光スペクトルにおける高い透過率が望まれることもある。理想的には、組成物は、発生するいかなる引掻き傷の影響をも最小限に抑えると同時に、所望の光学的性質を最適化し、かつ米国特許第5,626,800号明細書に記載されているような他の輝度向上製品故障モードを回避するのに十分な有意に高いTg(ガラス転移温度)を保持する。   Durable microstructured articles can be formed from a polymerizable composition. The polymerizable composition can be a substantially solvent-free radiation curable inorganic filled organic composite. The organic phase of the composition can consist of a reactive diluent, an oligomer and a crosslinkable monomer, optionally including a photoinitiator. The organic component can have a refractive index of at least 1.50 for most product applications and exhibits significant durability in its cured form. Lower refractive index compositions, i.e. compositions with a refractive index of less than 1.50, are generally more easily achieved based on a wide selection of commercially available materials within this refractive index range. Lower refractive index resins have utility in several applications that would be apparent to one skilled in the art. High transmittance in the visible light spectrum may be desired. Ideally, the composition minimizes the effects of any scratches that occur while at the same time optimizing the desired optical properties and is described in US Pat. No. 5,626,800. Retain significantly higher Tg (glass transition temperature) sufficient to avoid other brightness enhancement product failure modes such as

重合性組成物はまた、有意な可視光散乱を回避するようにサイズが選択された無機酸化物粒子をも含有しうる。選択された無機酸化物粒子は、屈折率もしくは耐引掻き性の増大またはその両方の増大を与えうる。光学的性質または材料の性質を最適化しかつ全組成物コストを低減させるために、無機酸化物粒子タイプの混合物を使用することが望ましいこともある。無機酸化物粒子と有機モノマーとオリゴマーとの全組成物は、好ましくは、1.49超または1.56超の屈折率を有する。無機酸化物充填ポリマーを使用することにより、非充填樹脂単独では取得しえない耐久性を達成できるようになる。硬化複合組成物は、耐久性、高い可視光透過率、光学的透明性、高い屈折率、環境安定性、および光安定性のいずれの製品特性をも満足すると同時に、低粘度、貯蔵安定性(組成物は経時により化学変化してはならず、粒子は沈降も相分離も起こしてはならない)、かつ好ましくは5分未満のタイムスケールでエネルギー硬化性であるという非硬化組成物要件を有し、しかも組成物は実質的に無溶媒である。多量の多官能性モノマーと反応的官能化無機酸化物粒子とを有する組成物は、オリジナルマスターの形態さらにはスリーエム・カンパニー(3M,Co.)から入手可能な既存の輝度向上フィルムの形態を保持する。   The polymerizable composition may also contain inorganic oxide particles that are sized to avoid significant visible light scattering. The selected inorganic oxide particles can provide increased refractive index or scratch resistance, or both. It may be desirable to use a mixture of inorganic oxide particle types to optimize optical or material properties and reduce overall composition costs. The total composition of inorganic oxide particles, organic monomers and oligomers preferably has a refractive index greater than 1.49 or greater than 1.56. By using an inorganic oxide-filled polymer, it becomes possible to achieve durability that cannot be obtained with an unfilled resin alone. The cured composite composition satisfies all the product characteristics of durability, high visible light transmittance, optical transparency, high refractive index, environmental stability, and light stability, and at the same time has low viscosity, storage stability ( The composition must not chemically change over time, and the particles must not settle or phase separate), and preferably has an uncured composition requirement that is energy curable on a time scale of less than 5 minutes Moreover, the composition is substantially solvent-free. Compositions with high amounts of multifunctional monomers and reactive functionalized inorganic oxide particles retain the original master form as well as the existing brightness enhancement film form available from 3M Company (3M, Co.) To do.

耐久性物品は、複数の表面改質コロイドナノ粒子を有する重合構造体を含みうる。耐久性物品は、ベース層と光学層とから作製される光学素子または光学製品でありうる。ベース層および光学層は、同一のまたは異なるポリマー材料から形成可能である。複数の表面改質コロイドナノ粒子を有する重合構造体は、無溶媒系で形成可能であるという利点を有する。   The durable article can include a polymeric structure having a plurality of surface modified colloidal nanoparticles. The durable article can be an optical element or optical product made from a base layer and an optical layer. The base layer and the optical layer can be formed from the same or different polymer materials. Polymeric structures having a plurality of surface-modified colloidal nanoparticles have the advantage that they can be formed in a solvent-free system.

表面改質コロイドナノ粒子は、物品または光学素子の耐久性および/または屈折率を向上させるのに効果的な量で重合構造体中に存在しうる。本明細書中に記載の表面改質コロイドナノ粒子は、さまざまな望ましい属性、たとえば、ナノ粒子が樹脂系内で安定な分散体を形成するようなナノ粒子と樹脂系との相溶性などを有することが可能であり、表面改質によりナノ粒子と樹脂系との反応性を提供すれば、複合体をより耐久性のあるものにすることが可能であり、適切に表面改質されたナノ粒子を樹脂系に添加すれば、非硬化組成物粘度に及ぼす影響が少なくなる。表面改質剤の併用物を用いれば、組成物の非硬化性および硬化性を操作しうる。適切に表面改質されたナノ粒子は、光学素子の光学的性質および物理的性質を改善することが可能であり、たとえば、樹脂の機械的強度を改善し、樹脂系内の固体体積負荷率を増大させつつ粘度変化を最小限に抑え、しかも樹脂系内の固体体積負荷率を増大させつつ光学的透明度を保持する。いくつかの実施形態では、とくに、本明細書に記載のナノ粒子負荷率を有する無溶媒系は、摂氏85度で1〜1000cpsの範囲内の粘度を有する。   The surface-modified colloidal nanoparticles can be present in the polymerized structure in an amount effective to improve the durability and / or refractive index of the article or optical element. The surface-modified colloidal nanoparticles described herein have various desirable attributes, such as compatibility between the nanoparticles and the resin system such that the nanoparticles form a stable dispersion within the resin system. If the surface modification provides the reactivity between the nanoparticles and the resin system, the composite can be made more durable, and the appropriately surface modified nanoparticles Is added to the resin system, the influence on the viscosity of the uncured composition is reduced. If a combination of surface modifiers is used, the non-curability and curability of the composition can be manipulated. Properly surface-modified nanoparticles can improve the optical and physical properties of the optical element, for example, improve the mechanical strength of the resin and reduce the solid volume loading in the resin system. While increasing the viscosity, the change in viscosity is minimized, and the optical transparency is maintained while increasing the solid volume loading in the resin system. In some embodiments, in particular, the solventless system having the nanoparticle loading described herein has a viscosity in the range of 1-1000 cps at 85 degrees Celsius.

表面改質コロイドナノ粒子は、1nm超かつ100nm未満の粒度または会合粒度を有する酸化物粒子でありうる。それらの測定は、透過型電子顕微鏡法(TEM)に基づいて行いうる。ナノ粒子は、たとえば、アルミナ、酸化スズ、酸化アンチモン、シリカ、ジルコニア、チタニア、それらの混合物、またはそれらの混合酸化物のような金属酸化物を含みうる。表面改質コロイドナノ粒子は、実質的に十分に凝縮されているかまたは結晶性でありうる。   The surface-modified colloidal nanoparticles can be oxide particles having a particle size greater than 1 nm and less than 100 nm or associated particle size. These measurements can be based on transmission electron microscopy (TEM). The nanoparticles can include metal oxides such as, for example, alumina, tin oxide, antimony oxide, silica, zirconia, titania, mixtures thereof, or mixed oxides thereof. The surface-modified colloidal nanoparticles can be substantially fully condensed or crystalline.

シリカナノ粒子は、5〜75nmまたは10〜30nmまたは20nmの粒度を有しうる。シリカナノ粒子は、10〜60重量%または10〜40重量%の量で耐久性物品中または光学素子中に存在しうる。本発明に係る材料に使用するためのシリカは、製品名ナルコ・コロイダル・シリカ(NALCO COLLOIDAL SILICA)としてナルコ・ケミカル・カンパニー(Nalco Chemical Co.)(イリノイ州ネーパービル(Naperville,Ill.))から市販されている。たとえば、シリカとしては、ナルコ(NALCO)製品1040、1042、1050、1060、2327、および2329が挙げられる。好適なヒュームドシリカとしては、たとえば、デグッサ・アーゲー(DeGussa AG)(独国ハーナウ(Hanau,Germany))から入手可能な商品名アエロジル(AEROSIL)シリーズOX−50、−130、−150、および−200、ならびにキャボット・コーポレーション(Cabot Corp.)(イリノイ州タスコラ(Tuscola,Ill.))から入手可能なCAB−O−SPERSE 2095、CAB−O−SPERSE A105、CAB−O−SIL M5として販売されている製品が挙げられる。   Silica nanoparticles can have a particle size of 5-75 nm or 10-30 nm or 20 nm. Silica nanoparticles may be present in the durable article or optical element in an amount of 10-60 wt% or 10-40 wt%. Silica for use in the material of the present invention is commercially available from Nalco Chemical Co. (Naperville, Ill.) Under the product name NALCO COLLOIDAL SILICA. Has been. For example, silica includes NALCO products 1040, 1042, 1050, 1060, 2327, and 2329. Suitable fumed silicas include, for example, the trade names Aerosil series OX-50, -130, -150, available from DeGussa AG (Hanau, Germany), and- 200, and CAB-O-SPERSE 2095, CAB-O-SPERSE A105, CAB-O-SIL M5 available from Cabot Corp. (Tuscola, Ill.) Products that are present.

ジルコニアナノ粒子は、5〜50nmまたは5〜15nmまたは10nmの粒度を有しうる。ジルコニアナノ粒子は、10〜70重量%または30〜55重量%の量で耐久性物品中または光学素子中に存在しうる。本発明に係る材料に使用するためのジルコニアは、製品名ナルコ(NALCO)OOSSOO8としてナルコ・ケミカル・カンパニー(Nalco Chemical Co.)(イリノイ州ネーパービル(Naperville,Ill.))から市販されている。   The zirconia nanoparticles can have a particle size of 5-50 nm or 5-15 nm or 10 nm. Zirconia nanoparticles can be present in the durable article or optical element in an amount of 10-70 wt% or 30-55 wt%. Zirconia for use in the material of the present invention is commercially available from Nalco Chemical Co. (Naperville, Ill.) Under the product name NALCO OOSSOOO8.

チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化スズ、および/または混合金属酸化物のナノ粒子は、5〜50nmまたは5〜15nmまたは10nmの粒度または会合粒度を有しうる。チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化スズ、および/または混合金属酸化物のナノ粒子は、10〜70重量%または30〜50重量%の量で耐久性物品中または光学素子中に存在しうる。本発明に係る材料に使用するための混合金属酸化物は、製品名オプトレーキ3(Optolake3)として触媒化成工業株式会社(Catalysts & Chemical Industries Corp.)(日本国川崎市(Kawasaki,Japan))から市販されている。   The titania, antimony oxide, alumina, tin oxide, and / or mixed metal oxide nanoparticles may have a particle size or associated particle size of 5-50 nm or 5-15 nm or 10 nm. The titania, antimony oxide, alumina, tin oxide, and / or mixed metal oxide nanoparticles may be present in the durable article or optical element in an amount of 10-70 wt% or 30-50 wt%. Mixed metal oxides for use in the materials according to the present invention are commercially available from Catalytics & Chemical Industries Corp. (Kawasaki, Japan) under the product name Optolake 3 Has been.

ナノサイズ粒子の表面処理により、高分子樹脂中において安定な分散体を提供しうる。好ましくは、粒子が重合性樹脂中に良好に分散されて実質的に均一な組成物を生じるように、表面処理によりナノ粒子を安定化させる。さらに、安定化された粒子が硬化時に重合性樹脂と共重合または反応できるように、ナノ粒子を少なくともその表面の一部分で表面処理により改質しうる。いくつかの実施形態では、第2の表面改質剤の選択により、対応するより低い粘度を有してより高いナノ粒子負荷率になるようにレオロジー変性(すなわち、粘度の増大または減少)を提供しうる。いくつかの実施形態では、第2の表面改質剤は、第1の表面改質剤と異なる。   The surface treatment of the nano-sized particles can provide a stable dispersion in the polymer resin. Preferably, the nanoparticles are stabilized by surface treatment so that the particles are well dispersed in the polymerizable resin to yield a substantially uniform composition. Furthermore, the nanoparticles can be modified by surface treatment at least a portion of their surface so that the stabilized particles can copolymerize or react with the polymerizable resin upon curing. In some embodiments, selection of a second surface modifier provides rheology modification (ie, increased or decreased viscosity) to have a corresponding lower viscosity and higher nanoparticle loading. Yes. In some embodiments, the second surface modifier is different from the first surface modifier.

ナノ粒子は、表面処理剤で処理可能である。一般的には、表面処理剤は、(共有結合により、イオン結合により、または強い物理吸着を介して)粒子表面に結合する第1の末端と、粒子と樹脂との相溶性を付与しかつ/または硬化時に樹脂と反応する第2の末端と、を有する。表面処理剤の例としては、アルコール、アミン、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、シラン、およびチタネートが挙げられる。好ましいタイプの処理剤は、部分的には、金属酸化物表面の化学的性質により決定される。シリカに対してはシランが好ましく、ケイ酸質充填剤に対しては他のものが好ましい。ジルコニアのような金属酸化物に対しては、シランおよびカルボン酸が好ましい。表面改質は、モノマーとの混合に続いてまたは混合後のいずれかで行いうる。シランの場合、樹脂への組込み前にシランを粒子またはナノ粒子の表面と反応させることが好ましい。表面改質剤の必要量は、粒度、粒子タイプ、改質剤分子量、および改質剤タイプのようないくつかの因子に依存する。一般的には、ほぼ単分子層の改質剤を粒子の表面に結合させることが好ましい。必要とされる結合手順または反応条件もまた、使用される表面改質剤に依存する。シランの場合、酸性または塩基性の条件下、昇温で、約1〜24時間表面処理することが好ましい。カルボン酸のような表面処理剤は、昇温または長時間を必要としない。   The nanoparticles can be treated with a surface treatment agent. Generally, the surface treatment agent imparts compatibility between the particle and the resin, and a first end that binds to the particle surface (covalently, by ionic bond, or through strong physisorption) and / or Or a second end that reacts with the resin when cured. Examples of surface treating agents include alcohols, amines, carboxylic acids, sulfonic acids, phosphonic acids, silanes, and titanates. The preferred type of treating agent is determined in part by the chemical nature of the metal oxide surface. Silanes are preferred for silica and others are preferred for siliceous fillers. For metal oxides such as zirconia, silanes and carboxylic acids are preferred. Surface modification can be performed either following mixing with the monomer or after mixing. In the case of silane, it is preferred to react the silane with the surface of the particles or nanoparticles prior to incorporation into the resin. The required amount of surface modifier depends on several factors such as particle size, particle type, modifier molecular weight, and modifier type. In general, it is preferred to bind a substantially monolayer modifier to the surface of the particles. The required binding procedure or reaction conditions also depend on the surface modifier used. In the case of silane, the surface treatment is preferably performed for about 1 to 24 hours at elevated temperature under acidic or basic conditions. Surface treatment agents such as carboxylic acids do not require elevated temperatures or long times.

耐久性組成物に好適な表面処理剤の代表的実施形態としては、たとえば、イソオクチルトリメトキシ−シラン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)メトキシエトキシエトキシエチルカルバメート(PEG3TES)、シルクエスト(Silquest)A1230、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)メトキシエトキシエトキシエチルカルバメート(PEG2TES)、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、3−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルトリエトキシシラン、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルメチルジメトキシシラン、3−(アクリロイルオキシプロピル)メチルジメトキシシラン、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルジメチルエトキシシラン、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルジメチルエトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリ−t−ブトキシシラン、ビニルトリス−イソブトキシシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、スチリルエチルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、ステアリン酸、ドデカン酸、2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]酢酸(MEEAA)、ベータ−カルボキシエチルアクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)酢酸、メトキシフェニル酢酸のような化合物、およびそれらの混合物が挙げられる。   Representative embodiments of surface treating agents suitable for durable compositions include, for example, isooctyltrimethoxy-silane, N- (3-triethoxysilylpropyl) methoxyethoxyethoxyethylcarbamate (PEG3TES), Silquest ) A1230, N- (3-triethoxysilylpropyl) methoxyethoxyethoxyethylcarbamate (PEG2TES), 3- (methacryloyloxy) propyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (methacryloyloxy) propyltri Ethoxysilane, 3- (methacryloyloxy) propylmethyldimethoxysilane, 3- (acryloyloxypropyl) methyldimethoxysilane, 3- (methacryloyloxy) propyldimethyle Xysilane, 3- (methacryloyloxy) propyldimethylethoxysilane, vinyldimethylethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, Vinylmethyldiacetoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriisopropoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriphenoxysilane, vinyltri-t-butoxysilane, vinyltris-isobutoxysilane , Vinyltriisopropenoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, styrylethyltrimethoxysilane, merca Topropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, acrylic acid, methacrylic acid, oleic acid, stearic acid, dodecanoic acid, 2- [2- (2-methoxyethoxy) ethoxy] acetic acid (MEEAA), beta -Compounds such as carboxyethyl acrylate, 2- (2-methoxyethoxy) acetic acid, methoxyphenylacetic acid, and mixtures thereof.

コロイド分散体中の粒子の表面改質は、さまざまな方法で達成可能である。この方法では、無機分散体と表面改質剤との混合が必要とされる。場合により、この時点で、たとえば、1−メトキシ−2−プロパノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、N,N−ジメチルアセトアミド、および1−メチル−2−ピロリジノンのような共溶媒を添加しうる。共溶媒は、表面改質剤さらには表面改質粒子の溶解性を向上させうる。続いて、無機ゾルと表面改質剤とを含む混合物を混合しながらまたは混合することなく室温または昇温で反応させる。一方法では、混合物を約85℃で約24時間反応させて表面改質ゾルを生成させうる。金属酸化物が表面改質される他の方法では、金属酸化物の表面処理は、好ましくは、粒子表面への酸性分子の吸着を含みうる。重金属酸化物の表面改質は、好ましくは室温で行われる。   Surface modification of the particles in the colloidal dispersion can be achieved in various ways. This method requires mixing of the inorganic dispersion and the surface modifier. Optionally, co-solvents such as 1-methoxy-2-propanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, N, N-dimethylacetamide, and 1-methyl-2-pyrrolidinone may be added at this point. The co-solvent can improve the solubility of the surface modifier and also the surface modified particles. Subsequently, the mixture containing the inorganic sol and the surface modifier is reacted at room temperature or elevated temperature with or without mixing. In one method, the mixture can be reacted at about 85 ° C. for about 24 hours to produce a surface modified sol. In other methods where the metal oxide is surface modified, the surface treatment of the metal oxide may preferably include adsorption of acidic molecules onto the particle surface. The surface modification of the heavy metal oxide is preferably performed at room temperature.

シランによるZrO2の表面改質は、酸性条件下または塩基性条件下で達成可能である。ある場合には、シランは、酸性条件下で好適な時間をかけて加熱される。その時、分散体は、アンモニア水(または他の塩基)と組み合わされる。この方法により、ZrO2表面からの酸対イオンの除去さらにはシランとの反応が可能である。一方法では、粒子は、分散体から沈澱させて液相から分離される。 Surface modification of ZrO 2 with silane can be achieved under acidic or basic conditions. In some cases, the silane is heated for a suitable time under acidic conditions. The dispersion is then combined with aqueous ammonia (or other base). By this method, it is possible to remove the acid counter ion from the ZrO 2 surface and to react with silane. In one method, the particles are precipitated from the dispersion and separated from the liquid phase.

次に、表面改質粒子を種々の方法で硬化性樹脂中に組み込みうる。好ましい態様では、溶媒交換手順が利用される。それによれば、樹脂は表面改質ゾルに添加され、水および共溶媒(使用する場合)は蒸発により除去され、したがって、粒子は重合性樹脂中に分散された状態になる。蒸発工程は、たとえば、蒸留、回転蒸発、またはオーブン乾燥により達成可能である。所望により、表面改質粒子を水非混和性溶媒中に抽出してから溶媒交換を行うことも可能である。   The surface modified particles can then be incorporated into the curable resin by various methods. In a preferred embodiment, a solvent exchange procedure is utilized. According to it, the resin is added to the surface-modified sol and the water and co-solvent (if used) are removed by evaporation, thus leaving the particles dispersed in the polymerizable resin. The evaporation step can be accomplished, for example, by distillation, rotary evaporation, or oven drying. If desired, the surface-modified particles can be extracted into a water-immiscible solvent prior to solvent exchange.

他の選択肢として、重合性樹脂中に表面改質ナノ粒子を組み込むための他の方法は、改質粒子を乾燥させて粉末にすることと、続いて、粒子を分散させる樹脂材料を添加することと、を含む。この方法の乾燥工程は、系に好適な従来の手段、たとえば、オーブン乾燥または噴霧乾燥などにより達成可能である。   As another option, other methods for incorporating surface-modified nanoparticles into the polymerizable resin are to dry the modified particles into a powder, followed by the addition of a resin material that disperses the particles. And including. The drying step of this method can be accomplished by conventional means suitable for the system, such as oven drying or spray drying.

表面改質剤の組合せが有用なこともある。その場合、表面改質剤の少なくとも1種は、硬化性樹脂と共重合しうる官能基を有する。たとえば、重合性基は、エチレン性不飽和官能基または開環重合を起こす環式官能基でありうる。エチレン性不飽和重合性基は、たとえば、アクリレート基もしくはメタクリレート基またはビニル基でありうる。開環重合を起こす環式官能基は、一般的には、酸素、硫黄、または窒素のようなヘテロ原子を含有し、好ましくは、エポキシドのように酸素を含有する3員環である。   A combination of surface modifiers may be useful. In that case, at least one of the surface modifiers has a functional group that can be copolymerized with the curable resin. For example, the polymerizable group can be an ethylenically unsaturated functional group or a cyclic functional group that undergoes ring opening polymerization. The ethylenically unsaturated polymerizable group can be, for example, an acrylate group or a methacrylate group or a vinyl group. The cyclic functional group that undergoes ring-opening polymerization generally contains a heteroatom such as oxygen, sulfur, or nitrogen, and is preferably a three-membered ring containing oxygen such as an epoxide.

光学層または微細構造化層は、本明細書に記載の高分子材料の部分的リストを含めて多種多様な高分子材料から形成可能である。この層は、高屈折率材料、たとえば、高屈折率(メタ)アクリレートモノマー、ハロゲン化モノマー、および当技術分野で公知の他のそのような高屈折率モノマーなどのモノマーから形成可能である。たとえば、米国特許第4,568,445号明細書;同第4,721,377号明細書;同第4,812,032号明細書;および同第5,424,339号明細書(いずれも参照により本明細書に援用されるものとする)を参照されたい。この光学層または微細構造化層の厚さは、約10〜約200ミクロンの範囲内でありうる。   The optical layer or microstructured layer can be formed from a wide variety of polymeric materials, including the partial list of polymeric materials described herein. This layer can be formed from monomers such as high refractive index materials, such as high refractive index (meth) acrylate monomers, halogenated monomers, and other such high refractive index monomers known in the art. For example, U.S. Pat. Nos. 4,568,445; 4,721,377; 4,812,032; and 5,424,339 (both Which is incorporated herein by reference). The thickness of the optical layer or microstructured layer can be in the range of about 10 to about 200 microns.

光学層または微細構造化層を形成するのに好適な高分子樹脂としては、アクリレートモノマーおよび/またはメタクリレートモノマーのu.v.重合生成物が挙げられる。好適な樹脂は、米国特許第6,355,754号明細書(参照により本明細書に援用されるものとする)に記載されているように、臭素化アルキル置換フェニルアクリレートまたはメタクリレート(たとえば、4,6−ジブロモ−2−sec−ブチルフェニルアクリレート)、メチルスチレンモノマー、臭素化エポキシジアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、および六官能性芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーのu.v.重合生成物である。   Suitable polymeric resins for forming the optical layer or microstructured layer include acrylate monomer and / or methacrylate monomer u. v. A polymerization product is mentioned. Suitable resins are brominated alkyl substituted phenyl acrylates or methacrylates (e.g., 4) as described in US Pat. No. 6,355,754, which is hereby incorporated by reference. , 6-dibromo-2-sec-butylphenyl acrylate), methylstyrene monomer, brominated epoxy diacrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, and hexafunctional aromatic urethane acrylate oligomer u. v. It is a polymerization product.

ほとんどのタイプのエネルギー重合性テレケリックモノマーおよびオリゴマーは本発明に有用であるが、アクリレートは、その反応性が高いことが理由で好ましいこともある。重合性組成物は、気泡が組成物中に閉じ込められることがなくかつ完全な微細構造ジオメトリーが得られるように十分に低い流動可能な粘度でありうる。反応性希釈剤は、典型的には、ペンシルバニア州エクストン(Exton,PA)のサートマー・カンパニー(Sartomer Co.)から入手可能なSR−339、SR−256、SR−379、SR−395、SR−440、SR−506、CD−611、SR−212、SR−230、SR−238、およびSR−247のような単官能性または二官能性のモノマーである。SR−339のように1.50超の屈折率を有する反応性希釈剤が好ましいこともある。オリゴマー材料とくに高屈折率を有するものもまた有用である。オリゴマー材料は、硬化組成物にバルクの光学的性質および耐久性を与える。典型的な有用なオリゴマーおよびオリゴマーブレンドとしては、ペンシルバニア州エクストンのサートマー・カンパニー(Sartomer Co.,Exton,PA)から入手可能なCN−120、CN−104、CN−115、CN−116、CN−117、CN−118、CN−119、CN−970A60、CN−972、CN−973A80、CN−975、およびジョージア州スマーナのサーフェイス・スペシャルティーズ(Surface Specialties,Smyrna,GA)から入手可能なエベクリル(Ebecryl)1608、3200、3201、3302、3605、3700、3701、608、RDX−51027、220、9220、4827、4849、6602、6700−20Tが挙げられる。このほか、耐久性高架橋密度複合マトリックスを達成するために、多官能性架橋剤を使用しうる。多官能性モノマーの例としては、ペンシルバニア州エクストンのサートマー・カンパニー(Sartomer Co.,Exton,PA)から入手可能なSR−295、SR−444、SR−351、SR−399、SR−355、およびSR−368、ならびにジョージア州スマーナのサーフェイス・スペシャルティーズ(Surface Specialties,Smyrna,GA)から入手可能なPETA−K、PETIA、およびTMPTA−Nが挙げられる。   Although most types of energy polymerizable telechelic monomers and oligomers are useful in the present invention, acrylates may be preferred because of their high reactivity. The polymerizable composition can be of a flowable viscosity that is low enough so that no bubbles are trapped in the composition and a complete microstructure geometry is obtained. Reactive diluents are typically SR-339, SR-256, SR-379, SR-395, SR-, available from Sartomer Co., Exton, Pa. Monofunctional or bifunctional monomers such as 440, SR-506, CD-611, SR-212, SR-230, SR-238, and SR-247. A reactive diluent having a refractive index greater than 1.50, such as SR-339, may be preferred. Also useful are oligomeric materials, particularly those having a high refractive index. The oligomeric material imparts bulk optical properties and durability to the cured composition. Exemplary useful oligomers and oligomer blends include CN-120, CN-104, CN-115, CN-116, CN- available from Sartomer Co., Exton, Pa. 117, CN-118, CN-119, CN-970A60, CN-972, CN-973A80, CN-975, and Ebecryl available from Surface Specialties, Smyrna, GA. ) 1608, 3200, 3201, 3302, 3605, 3700, 3701, 608, RDX-51027, 220, 9220, 4827, 4849, 6602, 6700-20T. It is. In addition, a multifunctional crosslinker can be used to achieve a durable high crosslink density composite matrix. Examples of multifunctional monomers include SR-295, SR-444, SR-351, SR-399, SR-355, available from Sartomer Co., Exton, Pa., Exton, Pa. SR-368, and PETA-K, PETIA, and TMPTA-N available from Surface Specialties, Smyrna, GA.

多官能性モノマーは、重合性組成物の重合から生じるポリマーのガラス転移温度を増大させるための架橋剤として使用可能である。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)、変調DSC、または動的機械的分析のような当技術分野で公知の方法により測定可能である。高分子組成物は、45℃超のガラス転移温度を提供するのに十分な程度に架橋可能である。   The polyfunctional monomer can be used as a crosslinking agent to increase the glass transition temperature of the polymer resulting from the polymerization of the polymerizable composition. The glass transition temperature can be measured by methods known in the art such as differential scanning calorimetry (DSC), modulated DSC, or dynamic mechanical analysis. The polymeric composition is crosslinkable to a degree sufficient to provide a glass transition temperature of greater than 45 ° C.

モノマー組成物は、約50℃未満の融点を有しうる。モノマー組成物は、室温で液体でありうる。モノマー組成物は、従来の遊離基重合法により重合可能である。   The monomer composition can have a melting point of less than about 50 ° C. The monomer composition can be a liquid at room temperature. The monomer composition can be polymerized by conventional free radical polymerization methods.

開始剤の例としては、有機ペルオキシド類、アゾ化合物類、キニーネ類、ニトロ化合物類、アシルハライド類、ヒドラゾン類、メルカプト化合物類、ピリリウム化合物類、イミダゾール類、クロロトリアジン類、ベンゾイン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ジケトン類、フェノン類などが挙げられる。市販の光開始剤としては、商品名ダロキュア(DAROCUR)1173、ダロキュア(DAROCUR)4265、イルガキュア(IRGACURE)651、イルガキュア(IRGACURE)1800、イルガキュア(IRGACURE)369、イルガキュア(IRGACURE)1700、およびイルガキュア(IRGACURE)907、イルガキュア(IRGACURE)819としてチバ・ガイギー(Ciba Geigy)から市販されているものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ホスフィンオキシド誘導体としては、ノースカロライナ州シャーロットのバスフ(BASF,Charlotte,N.C.)から入手可能な2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドであるルシリン(LUCIRIN)TPOが挙げられる。光開始剤は、約0.1〜10重量パーセントまたは約0.1〜5重量パーセントの濃度で使用可能である。   Examples of initiators include organic peroxides, azo compounds, quinines, nitro compounds, acyl halides, hydrazones, mercapto compounds, pyrylium compounds, imidazoles, chlorotriazines, benzoins, benzoin alkyl ethers , Diketones, phenones and the like. Commercially available photoinitiators include DAROCUR 1173, DAROCUR 4265, IRGACURE 651, IRGACURE 1800, IRGACURE 369, IRGACURE 1700, and IRGACURE 1700. ) 907 and IRGACURE 819 include those commercially available from Ciba Geigy, but are not limited thereto. Phosphine oxide derivatives include LUCIRIN TPO, which is 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide available from BASF, Charlotte, NC. The photoinitiator can be used at a concentration of about 0.1-10 weight percent or about 0.1-5 weight percent.

本明細書に記載の重合性組成物は、当業者であればわかるであろうが、そのような重合性組成物に有用でありうる1種以上の他の有用成分をも含有しうる。たとえば、重合性組成物は、1種以上の界面活性剤、顔料、充填剤、重合防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、および他の利用可能な成分を含みうる。そのような成分は、効果的であるとわかっている量で含まれうる。表面張力を低下させ、湿潤性を改善し、より平滑なコーティングおよびより少ないコーティング欠陥になるように、フルオロ界面活性剤のような界面活性剤を重合性組成物に含めることが可能である。   The polymerizable compositions described herein may also contain one or more other useful ingredients that may be useful in such polymerizable compositions, as will be appreciated by those skilled in the art. For example, the polymerizable composition can include one or more surfactants, pigments, fillers, polymerization inhibitors, antioxidants, antistatic agents, and other available ingredients. Such ingredients may be included in amounts known to be effective. Surfactants such as fluorosurfactants can be included in the polymerizable composition to reduce surface tension, improve wettability, and result in smoother coatings and fewer coating defects.

重合性組成物は、硬質樹脂から形成可能である。「硬質樹脂」という用語は、得られるポリマーがASTM D−882−91手順に従って評価したときに50または40または30または20または10または5パーセント未満の破断点伸びを呈することを意味する。また、硬質樹脂ポリマーは、ASTM D−882−91手順に従って評価したときに100kpsi(6.89×108パスカル)超の引張モジュラスを呈しうる。 The polymerizable composition can be formed from a hard resin. The term “hard resin” means that the resulting polymer exhibits an elongation at break of less than 50 or 40 or 30 or 20 or 10 or 5 percent when evaluated according to the ASTM D-882-91 procedure. Also, the hard resin polymer may exhibit a tensile modulus greater than 100 kpsi (6.89 × 10 8 Pascal) when evaluated according to the ASTM D-882-91 procedure.

光学層は、ベース層に直接接触させるかまたはベース層に光学的にアライメントさせることが可能であり、光学層により光の流れを方向付けたり集束させたりしうるサイズ、形状、および厚さでありうる。光学層は、以下に記載されかつ図および実施例に示されるようないくつかの有用なパターンのいずれかを有することのできる構造化微細構造化表面を有しうる。微細構造化表面は、フィルムの長さまたは幅に沿って延在する複数の平行な長手方向の稜でありうる。これらの稜は、複数のプリズム頂部から形成可能である。これらの頂部は、鋭利形、丸形、または平坦形すなわち切頭形でありうる。これらは、規則的または不規則的プリズム状パターンを包含し、環状プリズム状パターン、キューブコーナーパターン、または任意の他のレンチキュラー微細構造体でありうる。有用な微細構造体は、輝度向上フィルムとして使用するための全内部反射フィルムとして機能しうる規則的プリズム状パターンである。他の有用な微細構造体は、反射フィルムとして使用するための再帰反射フィルムまたは素子として機能しうるコーナーキューブプリズム状パターンである。他の有用な微細構造体は、光学ディスプレイに使用するための光学素子として機能しうるプリズム状パターンである。他の有用な微細構造体は、光学ディスプレイに使用するための光方向変換フィルムまたは素子として機能しうるプリズム状パターンである。   The optical layer can be in direct contact with or optically aligned with the base layer and is of a size, shape, and thickness that can direct or focus the light flow by the optical layer sell. The optical layer can have a structured microstructured surface that can have any of several useful patterns as described below and shown in the figures and examples. The microstructured surface can be a plurality of parallel longitudinal edges extending along the length or width of the film. These ridges can be formed from a plurality of prism tops. These tops can be sharp, round, or flat or truncated. These include regular or irregular prismatic patterns and can be annular prismatic patterns, cube corner patterns, or any other lenticular microstructure. A useful microstructure is a regular prismatic pattern that can function as a total internal reflection film for use as a brightness enhancement film. Another useful microstructure is a corner cube prismatic pattern that can function as a retroreflective film or element for use as a reflective film. Another useful microstructure is a prismatic pattern that can function as an optical element for use in an optical display. Another useful microstructure is a prismatic pattern that can function as a light redirecting film or element for use in an optical display.

ベース層は、光学製品(すなわち、光の流れを制御するように設計された製品)に使用するのに好適な性質および組成でありうる。材料が十分に光学的に透明であり、かつ特定の光学製品の形態に集成したり特定の光学製品内で使用したりするのに十分な程度に構造的に高強度であるかぎり、ほとんど任意の材料をベース材料として使用可能である。光学製品の性能が経時により損なわれないようにするのに十分な耐温度性および耐老化性を有するベース材料を選択することが可能である。   The base layer can be of a property and composition suitable for use in an optical product (ie, a product designed to control the flow of light). As long as the material is sufficiently optically transparent and structurally strong enough to be assembled into or used in a specific optical product, almost any The material can be used as a base material. It is possible to select a base material that has sufficient temperature and aging resistance so that the performance of the optical product is not compromised over time.

いずれの光学製品についても、ベース材料の特定の化学組成および厚さは、作製される特定の光学製品の要件に依存しうる。すなわち、とくに、強度、透明性、耐温度性、表面エネルギー、光学層への固着性に対する要求のバランスがとられる。   For any optical product, the specific chemical composition and thickness of the base material may depend on the requirements of the specific optical product being made. That is, the balance of requirements for strength, transparency, temperature resistance, surface energy, and adhesion to the optical layer is particularly balanced.

有用なベース材料としては、たとえば、スチレン−アクリロニトリル、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルローストリアセテート、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルクロリド、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ナフタレンジカルボン酸をベースとするコポリマーまたはブレンド、ポリシクロ−オレフィン、ポリイミド、およびガラスが挙げられる。場合により、ベース材料は、これらの材料の混合物または併用物を含有しうる。一実施形態では、ベースは、多層でありうるかまたは連続相中に懸濁もしくは分散された分散相を含有しうる。   Useful base materials include, for example, styrene-acrylonitrile, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cellulose triacetate, polyethersulfone, polymethyl methacrylate, polyurethane, polyester, polycarbonate, polyvinyl chloride, polystyrene, polyethylene naphthalate, Mention may be made of copolymers or blends based on naphthalenedicarboxylic acid, polycyclo-olefins, polyimides and glasses. Optionally, the base material can contain a mixture or combination of these materials. In one embodiment, the base can be multi-layered or contain a dispersed phase suspended or dispersed in a continuous phase.

微細構造体保有製品のようないくつかの光学製品、たとえば、輝度向上フィルムでは、好ましいベース材料の例として、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリカーボネートが挙げられる。有用なPETフィルムの例としては、デラウェア州ウィルミントン(Wilmington,Del)のデュポン・フィルムズ(DuPont Films)から入手可能な写真グレードのポリエチレンテレフタレートおよびメリネックス(MELINEX)(登録商標)PETが挙げられる。   In some optical products such as microstructured products, such as brightness enhancement films, examples of preferred base materials include polyethylene terephthalate (PET) and polycarbonate. Examples of useful PET films include photographic grade polyethylene terephthalate and MELINEX® PET available from DuPont Films, Wilmington, Del.

いくつかのベース材料は、光学活性をもつこともあり、偏光材料として機能しうる。いくつかのベース(本明細書中では、フィルムまたは基材とも記す)は、偏光材料として有用であることが光学製品技術分野で公知である。フィルムによる光の偏光は、たとえば、通過光を選択的に吸収する二色性偏光子をフィルム材料中に組み込むことにより達成可能である。光の偏光はまた、アラインド雲母チップのような無機材料を組み込むことによりまたは連続フィルム内に分散された光変調液晶のドロップレットのように連続フィルム内に分散された不連続相により、達成可能である。代替手段として、異なる材料のマイクロファイン層からフィルムを作製することが可能である。フィルム内の偏光材料は、たとえば、フィルムの延伸、電界または磁界の印加、およびコーティング技術のような方法を利用することにより、偏光方位にアライメントさせることが可能である。   Some base materials may have optical activity and function as polarizing materials. Several bases (also referred to herein as films or substrates) are known in the optical arts to be useful as polarizing materials. Polarization of light by the film can be achieved, for example, by incorporating a dichroic polarizer in the film material that selectively absorbs the passing light. Light polarization can also be achieved by incorporating an inorganic material such as an aligned mica chip or by a discontinuous phase dispersed in a continuous film, such as droplets of light modulated liquid crystals dispersed in a continuous film. is there. As an alternative, films can be made from microfine layers of different materials. The polarizing material in the film can be aligned to the polarization orientation by utilizing methods such as stretching the film, applying an electric or magnetic field, and coating techniques, for example.

偏光フィルムの例としては、米国特許第5,825,543号明細書および同第5,783,120号明細書(いずれも参照により本明細書に援用されるものとする)に記載されているものが挙げられる。輝度向上フィルムと組み合わせてこれらの偏光子フィルムを使用することについては、米国特許第6,111,696号明細書(参照により本明細書に援用されるものとする)に記載されている。   Examples of polarizing films are described in US Pat. Nos. 5,825,543 and 5,783,120, both of which are hereby incorporated by reference. Things. The use of these polarizer films in combination with brightness enhancement films is described in US Pat. No. 6,111,696, which is hereby incorporated by reference.

ベースとして使用しうる偏光フィルムの第2の例は、米国特許第5,882,774号明細書(同様に参照により本明細書に援用されるものとする)に記載されているフィルムである。市販のフィルムは、3Mから商品名DBEF(デュアル輝度向上フィルム)として販売されている多層フィルムである。輝度向上フィルムにおけるそのような多層偏光光学フィルムの使用については、米国特許第5,828,488号明細書(参照により本明細書に援用されるものとする)に記載されている。   A second example of a polarizing film that can be used as a base is the film described in US Pat. No. 5,882,774 (also incorporated herein by reference). The commercially available film is a multilayer film sold under the trade name DBEF (dual brightness enhancement film) from 3M. The use of such multilayer polarizing optical films in brightness enhancement films is described in US Pat. No. 5,828,488, which is hereby incorporated by reference.

ベース材料のこのリストは、排他的なものではなく、当業者であればわかるであろうが、他の偏光フィルムおよび非偏光フィルムもまた、本発明に係る光学製品用のベースとして有用でありうる。これらのベース材料は、任意の数の他のフィルム(たとえば偏光フィルムなど)と組み合わせて多層構造体を形成することが可能である。追加のベース材料の最終候補リストには、とくに、米国特許第5,612,820号明細書および同第5,486,949号明細書に記載のフィルムが含まれうる。特定のベースの厚さもまた、光学製品に課される先に記載の要件に依存しうる。   This list of base materials is not exclusive and will be appreciated by those skilled in the art, but other polarizing and non-polarizing films may also be useful as a base for the optical product according to the present invention. . These base materials can be combined with any number of other films (eg, polarizing films, etc.) to form a multilayer structure. The final candidate list of additional base materials may include the films described in US Pat. Nos. 5,612,820 and 5,486,949, among others. The particular base thickness may also depend on the requirements described above imposed on the optical product.

耐久性微細構造体保有物品は、さまざまな形態で、たとえば、全内部反射フィルムを作製するのに十分な一連の交互に現れる先端と溝とを有する形態で、作製可能である。そのようなフィルムの例は、対称な先端と溝との規則的反復パターンを有する輝度向上フィルムであるが、他の例は、先端と溝とが対称でないパターンを有する。輝度向上フィルムとして有用な微細構造体保有物品の例は、米国特許第5,175,030号明細書および同第5,183,597号明細書(いずれも参照により本明細書に援用されるものとする)により記載されている。   Durable microstructure-bearing articles can be made in a variety of forms, for example, having a series of alternating tips and grooves sufficient to make a total internal reflection film. An example of such a film is a brightness enhancement film having a regular repeating pattern of symmetrical tips and grooves, while other examples have patterns where the tips and grooves are not symmetrical. Examples of microstructured articles useful as brightness enhancement films are disclosed in US Pat. Nos. 5,175,030 and 5,183,597, both of which are incorporated herein by reference. )).

これらの特許によれば、微細構造体保有物品は、(a)重合性組成物を調製する工程と;(b)マスターのキャビティーを満たすのにかろうじて十分な量でマスターネガ微細構造化成形表面上に重合性組成物を堆積させる工程と;(c)あらかじめ成形されたベースとマスター(少なくとも一方は可撓性である)との間で重合性組成物のビードを移動させることによりキャビティーを満たす工程と;(d)組成物を硬化させる工程と;を含む方法により作製可能である。マスターは、ニッケル、ニッケルメッキ銅、もしくは黄銅のような金属品でありうるか、または重合条件下で安定でありかつマスターから重合材料をきれいに除去しうる表面エネルギーを好ましくは有する熱可塑性材料でありうる。本明細書に記載の微細構造体表面形状を構築するために使用される特定の方法は、米国特許第5,691,846号明細書(参照により本明細書に援用されるものとする)に記載の成形法に類似したものでありうる。本発明に係る微細構造体物品は、任意の所望の長さ、たとえば、5、10、100、1000メートル、またはそれ以上のような長さで、連続法から形成可能である。   According to these patents, the microstructure-bearing article comprises: (a) preparing a polymerizable composition; and (b) a master negative microstructured molded surface in a barely sufficient amount to fill the master cavity. Depositing the polymerizable composition thereon; (c) moving the cavity between the preformed base and the master (at least one of which is flexible) by moving the bead of the polymerizable composition; And (d) a step of curing the composition. The master can be a metal article such as nickel, nickel-plated copper, or brass, or can be a thermoplastic material that is stable under polymerization conditions and preferably has a surface energy that can cleanly remove the polymerized material from the master. . A specific method used to construct the microstructure surface features described herein is described in US Pat. No. 5,691,846, which is hereby incorporated by reference. It may be similar to the described molding method. Microstructure articles according to the present invention can be formed from a continuous process at any desired length, for example, such as 5, 10, 100, 1000 meters or more.

耐久性物品は、耐久性微細構造化フィルムたとえば輝度向上フィルムなどを必要とする用途で使用可能である。これらの耐久性輝度向上フィルムの構造体は、たとえば、米国特許第5,771,328号明細書、米国特許第5,917,664号明細書、米国特許第5,919,551号明細書、米国特許第6,280,063号明細書、および米国特許第6,356,391号明細書(いずれも参照により本明細書に援用されるものとする)に見られるような多種多様な微細構造化フィルムを含みうる。   Durable articles can be used in applications that require durable microstructured films such as brightness enhancement films. These durable brightness enhancement film structures are, for example, US Pat. No. 5,771,328, US Pat. No. 5,917,664, US Pat. No. 5,919,551, A wide variety of microstructures as found in US Pat. No. 6,280,063 and US Pat. No. 6,356,391, both of which are hereby incorporated by reference. May include a modified film.

図1に全体として10で示されるバックライト型液晶ディスプレイは、ディフューザー12と液晶ディスプレイパネル14との間に位置決め可能な本発明に係る輝度向上フィルム11を備える。バックライト型液晶ディスプレイはまた、蛍光ランプのような光源16と、液晶ディスプレイパネル14の方向に反射させるように光を伝送するための光導波路18と、同様に液晶ディスプレイパネルの方向に光を反射させるための白色リフレクター20と、を備える。輝度向上フィルム11は、光導波路18から放出される光を平行化させることにより液晶ディスプレイパネル14の輝度を増大させる。輝度を増大させると、液晶ディスプレイパネルにより生成される画像をよりシャープにすることが可能になり、しかも光源16の電力を低減させて選択された輝度を生成できるようになる。バックライト型液晶ディスプレイ中の輝度向上フィルム11は、コンピューターディスプレイ(ラップトップディスプレイおよびコンピューターモニター)、テレビ、ビデオレコーダー、移動体通信デバイス、ハンドヘルドデバイス(すなわち、携帯電話、PDA)、自動車用およびアビオニクス用機器ディスプレイなどのような装置(参照文字21により表されている)に有用である。図1はエッジライト型システムを示しているが、当然のことながら、照明システムは、透過型LCDテレビに使用されるようにフィルム11を直接照明することが可能である。   A backlight type liquid crystal display generally indicated by 10 in FIG. 1 includes a brightness enhancement film 11 according to the present invention that can be positioned between a diffuser 12 and a liquid crystal display panel 14. The back-lit liquid crystal display also reflects light in the direction of the liquid crystal display panel, as well as a light source 16 such as a fluorescent lamp, an optical waveguide 18 for transmitting light to reflect in the direction of the liquid crystal display panel And a white reflector 20 for making it. The brightness enhancement film 11 increases the brightness of the liquid crystal display panel 14 by collimating the light emitted from the optical waveguide 18. Increasing the brightness makes it possible to sharpen the image generated by the liquid crystal display panel and reduce the power of the light source 16 to generate the selected brightness. The brightness enhancement film 11 in the backlight type liquid crystal display is a computer display (laptop display and computer monitor), a television, a video recorder, a mobile communication device, a handheld device (ie, a mobile phone, a PDA), an automobile and an avionic Useful for devices such as equipment displays (represented by reference characters 21). Although FIG. 1 shows an edge light type system, it will be appreciated that the illumination system can directly illuminate the film 11 for use in a transmissive LCD television.

輝度向上フィルム11は、図2に示されるように、プリズム22、24、26、および28に代表されるプリズムのアレイを備える。各プリズムたとえばプリズム22などは、第1の面30と第2の面32とを有する。プリズム22、24、26、および28は、プリズムが形成される第1の表面36と、実質的にフラットすなわち平面状でありかつ第1の表面の反対側にある第2の表面38と、を有する本体部分34上に形成可能である。   The brightness enhancement film 11 includes an array of prisms represented by prisms 22, 24, 26, and 28 as shown in FIG. Each prism, such as the prism 22, has a first surface 30 and a second surface 32. The prisms 22, 24, 26, and 28 include a first surface 36 on which the prism is formed, and a second surface 38 that is substantially flat or planar and opposite the first surface. It can be formed on the body portion 34 having the same.

正直角柱のリニアアレイは、光学的性能と製造の容易さの両方を提供しうる。直角柱とは、頂角θがほぼ90°であるが約70°〜120°または約80°〜100°の範囲内であってもよいことを意味する。プリズム面は、同一である必要はなく、プリズムは、互いに傾いていてもよい。さらに、フィルムの厚さ40とプリズムの高さ42との関係は、決定的に重要であるわけはないが、明確に規定されたプリズム面を有するより薄いフィルムを使用することが望ましい。面を突出させるのであれば、面が表面38となしうる角度は、45°でありうる。しかしながら、この角度は、面のピッチまたは頂部の角度θに依存して変化するであろう。   A linear array of honest prisms can provide both optical performance and ease of manufacture. By right prism is meant that the apex angle θ is approximately 90 ° but may be in the range of about 70 ° to 120 ° or about 80 ° to 100 °. The prism surfaces need not be the same, and the prisms may be inclined with respect to each other. Furthermore, the relationship between film thickness 40 and prism height 42 is not critical, but it is desirable to use thinner films with well-defined prism surfaces. If the surface is projected, the angle that the surface can make with the surface 38 may be 45 °. However, this angle will vary depending on the pitch of the surface or the top angle θ.

図3〜9は、光学素子の構成体の代表的な実施形態を例示している。これらの図面は寸法どおりではなく、とくに、構造化表面のサイズは例示を目的としてかなり誇張されている点に留意されたい。光学素子の構成体は、以下に記載の実施形態の併用物すなわち2つ以上を含みうる。   3-9 illustrate exemplary embodiments of the construction of the optical element. It should be noted that these drawings are not to scale, and in particular, the size of the structured surface is exaggerated considerably for illustrative purposes. The structure of the optical element may include a combination of the embodiments described below, that is, two or more.

図3について説明する。この図には、光学素子すなわち光方向付けフィルムの一実施形態の一部分の代表的断面図が例示されている。フィルム130は、第1の表面132と、複数の実質的にリニアに延在するプリズム素子136を含む対向構造化表面134と、を含む。各プリズム素子136は、第1のサイド表面138と第2のサイド表面138’とを有し、それらの上部縁は、交差して、プリズム素子136のピークすなわち頂部142を規定する。隣接プリズム素子136のサイド表面138、138’の底部縁は、交差して、プリズム素子間にリニアに延在するグルーブ144を形成する。図3に例示された実施形態では、プリズム頂部142により規定される二面角は、ほぼ90度の大きさであるが、このおよび他の実施形態の二面角の正確な大きさは、所望の光学的パラメーターに従って変化させうることは理解されよう。   With reference to FIG. This figure illustrates a representative cross-sectional view of a portion of one embodiment of an optical element or light directing film. Film 130 includes a first surface 132 and an opposing structured surface 134 that includes a plurality of substantially linearly extending prism elements 136. Each prism element 136 has a first side surface 138 and a second side surface 138 ′, the upper edges of which intersect to define the peak or top 142 of the prism element 136. The bottom edges of the side surfaces 138, 138 'of adjacent prism elements 136 intersect to form a groove 144 that extends linearly between the prism elements. In the embodiment illustrated in FIG. 3, the dihedral angle defined by the prism apex 142 is approximately 90 degrees, but the exact magnitude of the dihedral angle in this and other embodiments is desired. It will be understood that it can be varied according to the optical parameters.

フィルム130の構造化表面134は、共通基準平面から異なる距離で離間したピークを有するプリズム素子よりなる複数の交互に現れるゾーンとして記述しうる。共通基準平面は、随意選択可能である。共通基準平面の便利な一例は、第1の表面132を含有する平面であり;他の例は、破線139により示される構造化表面の最も下側の溝の底端により規定される平面である。図3に例示された実施形態では、より低いプリズム素子は、幅約50ミクロンおよび高さ約25ミクロン(破線139から測定)の大きさであり、一方、より高いプリズム素子は、幅約50ミクロンおよび高さ約26ミクロンの大きさである。より高いプリズム素子を含むゾーンの幅は、約1ミクロン〜300ミクロンの大きさでありうる。より低いプリズム素子を含むゾーンの幅は、決定的に重要であるわけでなく、200ミクロン〜4000ミクロンの大きさでありうる。所与の実施形態のいずれにおいても、より低いプリズム素子のゾーンは、より高いプリズム素子のゾーンと少なくとも同程度の幅でありうる。当業者であればわかるであろうが、図3に示された物品は、単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定しようとするものではない。たとえば、プリズム素子の高さまたは幅は、実用可能限度内で変化させることが可能である。すなわち、約1ミクロンから約200ミクロンに及ぶ範囲内で正確なプリズムを機械加工することが実用上可能である。このほか、二面角を変化させることが可能であるか、またはプリズム軸を傾けて所望の光学効果を達成することが可能である。   The structured surface 134 of the film 130 can be described as a plurality of alternating zones of prism elements having peaks spaced at different distances from a common reference plane. The common reference plane is optional. One convenient example of a common reference plane is a plane containing the first surface 132; another example is a plane defined by the bottom edge of the lowest groove of the structured surface indicated by dashed line 139. . In the embodiment illustrated in FIG. 3, the lower prism elements are about 50 microns wide and about 25 microns high (measured from dashed line 139), while the higher prism elements are about 50 microns wide. And about 26 microns in height. The width of the zone containing the higher prism elements can be as large as about 1 micron to 300 microns. The width of the zone containing the lower prism elements is not critical and can be as large as 200 microns to 4000 microns. In any given embodiment, the zone of the lower prism element may be at least as wide as the zone of the higher prism element. Those skilled in the art will appreciate that the article shown in FIG. 3 is merely illustrative and is not intended to limit the scope of the present invention. For example, the height or width of the prism element can be varied within practical limits. That is, it is practically possible to machine an accurate prism within a range from about 1 micron to about 200 microns. In addition, the dihedral angle can be changed, or the prism axis can be tilted to achieve a desired optical effect.

第1のゾーンの幅は、約200〜300ミクロン未満でありうる。法線方向の目視条件下では、人間の眼は、約200〜300ミクロン未満の幅の領域で生じる光の強度の小さい変化を識別するのは困難である。したがって、第1のゾーンの幅を約200〜300ミクロン未満にした場合、このゾーンで生じうるいかなる光学的結合も、法線方向の目視条件下では人間の眼で検出することはできない。   The width of the first zone can be less than about 200-300 microns. Under normal viewing conditions, it is difficult for the human eye to identify small changes in light intensity that occur in regions of width less than about 200-300 microns. Thus, if the width of the first zone is less than about 200-300 microns, any optical coupling that can occur in this zone cannot be detected by the human eye under normal viewing conditions.

1つ以上のプリズム素子の高さをそのリニア領域に沿って変化させて、共通基準平面の上にさまざまな高さで配置されたピークを有するプリズム素子の部分を含む交互に現れるゾーンを構築することにより、可変高さ構造化表面を実現することも可能である。   The height of one or more prism elements is varied along its linear region to construct alternating zones that include portions of the prism elements having peaks arranged at various heights on a common reference plane. It is also possible to realize a variable height structured surface.

図4は、図3のときと同様な光学素子の他の実施形態を示している。ただし、フィルム150は、単一のより高いプリズム素子156を含むゾーンにより分離された相対的に低いプリズム素子154のゾーンを有する構造化表面152を含む。図3に示された実施形態とほぼ同様に、より高いプリズム素子は、構造化表面152へのフィルムの第2のシートの物理的接近を制限し、それにより、目視可能なウェットアウト状態の可能性を低減させる。人間の眼は光方向付けフィルム中の面の高さの変化に敏感であり、より高いプリズム素子の比較的広いゾーンはフィルムの表面上に目視可能なラインとして現れることが確認されている。これはフィルムの光学的性能に実質的に影響を及ぼさないが、ラインは、特定の商業的状況では望ましくないこともある。より高いプリズム素子のゾーンの幅を減少させれば、より高いプリズム素子が原因で生じるフィルムのラインを検出する人間の眼の能力は、それに対応して低下する。   FIG. 4 shows another embodiment of an optical element similar to that in FIG. However, the film 150 includes a structured surface 152 having zones of relatively low prism elements 154 separated by zones containing a single higher prism element 156. In much the same way as the embodiment shown in FIG. 3, the higher prismatic elements limit the physical access of the second sheet of film to the structured surface 152, thereby allowing a visible wet-out condition. Reduce the performance. The human eye is sensitive to changes in the height of the surface in the light directing film, and it has been determined that a relatively wide zone of higher prism elements appears as visible lines on the surface of the film. While this does not substantially affect the optical performance of the film, the line may be undesirable in certain commercial situations. As the zone width of the higher prism elements is reduced, the human eye's ability to detect film lines caused by the higher prism elements is correspondingly reduced.

図5は、光学素子の他の実施形態の代表例である。この場合、プリズム素子は、ほぼ同一のサイズであるが、反復階段パターンすなわちランプパターンで配置されている。図5に示されたフィルム160は、第1の表面162と、複数の実質的にリニアなプリズム素子166を含む対向構造化表面164と、を含む。各プリズム素子は、対向側面168、168’を有し、それらは、それらの上縁で交差して、プリズムピーク170を規定する。対向側面168、168’より規定された二面角は、約90度の大きさである。この実施形態では、最も高いプリズムを第1のゾーンとみなすことが可能であり、隣接プリズムを第2のゾーンとみなすことが可能である。この場合も、第1のゾーンは、約200〜300ミクロン未満の大きさでありうる。   FIG. 5 is a representative example of another embodiment of the optical element. In this case, the prism elements have substantially the same size, but are arranged in a repetitive staircase pattern, that is, a lamp pattern. The film 160 shown in FIG. 5 includes a first surface 162 and an opposing structured surface 164 that includes a plurality of substantially linear prism elements 166. Each prism element has opposing side surfaces 168, 168 ′ that intersect at their upper edges to define a prism peak 170. The dihedral angle defined by the opposing side surfaces 168, 168 'is approximately 90 degrees. In this embodiment, the highest prism can be considered as the first zone and the adjacent prism can be considered as the second zone. Again, the first zone can be less than about 200-300 microns.

図6は、光学素子のさらなる実施形態を示している。図6に開示されたフィルム180は、第1の表面182と対向構造化表面184とを含む。このフィルムは、相対的に低いプリズム素子を含む第2のゾーンがさまざまな高さのプリズム素子を含有するという点で特性付けられうる。図6に示された構造化表面は、プリズム素子の高さの変化が原因で生じるフィルム表面上のラインに対する人間の眼の可視度を実質的に低下させるというさらなる利点を有する。   FIG. 6 shows a further embodiment of the optical element. The film 180 disclosed in FIG. 6 includes a first surface 182 and an opposing structured surface 184. This film can be characterized in that the second zone containing relatively low prism elements contains prism elements of various heights. The structured surface shown in FIG. 6 has the further advantage of substantially reducing the visibility of the human eye to lines on the film surface caused by changes in prism element height.

図7は、ソフトカットオフを提供するための光学素子の他の実施形態を示している。図7は、全体として240で示される本発明に係る輝度向上フィルムを示している。輝度向上フィルム240は、基材242と構造化表面材料244とを備える。基材242は、一般的には、ポリエステル材料でありうる。また、構造化表面材料244は、本明細書に論述される紫外線硬化アクリル系材料または他の高分子材料でありうる。基材242の外部表面は、好ましくはフラットであるが、構造体を有することも可能である。さらに、他の代替的基材を使用することも可能である。   FIG. 7 shows another embodiment of an optical element for providing a soft cutoff. FIG. 7 shows a brightness enhancement film according to the present invention, indicated generally at 240. The brightness enhancement film 240 includes a substrate 242 and a structured surface material 244. The substrate 242 can generally be a polyester material. The structured surface material 244 can also be an ultraviolet curable acrylic material or other polymeric material as discussed herein. The outer surface of the substrate 242 is preferably flat, but can have a structure. In addition, other alternative substrates can be used.

構造化表面材料244は、その上に形成されたプリズム246、248、および250のような複数のプリズムを有する。プリズム246、248、および250は、それぞれ、ピーク252、254、および256を有する。ピーク252、254、および256はすべて、好ましくは90度のピーク角すなわちプリズム角を有するが、60度〜120度の範囲内の角度が含まれる。プリズム246と248との間に、谷258が存在する。プリズム248と250との間に、谷260が存在する。谷258は、プリズム246に関連付けられた谷を有するともみなすことが可能であり、70度の谷角を有し、そして谷260は、プリズム248に関連付けられた谷とみなすことが可能であり、110度の谷角を有するが、他の値を使用することも可能である。効果的に、輝度向上フィルム240は、先行技術の輝度向上フィルムのように、光の一部分を反射させてリサイクルし残りの部分を屈折させることにより、バックライトの見掛けのオンアクシス輝度を増大させるが、プリズムは、交互方向に傾けられている。プリズムを傾ける効果は、出力光円錐のサイズを増大させることである。   Structured surface material 244 has a plurality of prisms such as prisms 246, 248, and 250 formed thereon. Prisms 246, 248, and 250 have peaks 252, 254, and 256, respectively. Peaks 252, 254, and 256 all preferably have a peak or prism angle of 90 degrees, but include angles in the range of 60 degrees to 120 degrees. A valley 258 exists between the prisms 246 and 248. A valley 260 exists between the prisms 248 and 250. Valley 258 can also be considered to have a valley associated with prism 246, has a valley angle of 70 degrees, and valley 260 can be considered a valley associated with prism 248. , With a valley angle of 110 degrees, but other values can be used. Effectively, the brightness enhancement film 240 increases the apparent on-axis brightness of the backlight by reflecting and recycling a portion of the light and refracting the remaining portion, like prior art brightness enhancement films. The prisms are tilted in alternating directions. The effect of tilting the prism is to increase the size of the output light cone.

図8は、丸形プリズム頂部を有する光学素子の他の実施形態を示している。輝度向上物品330は、1対の対向表面334、336を有する可撓性ベース層332であることを特徴とし、対向表面は両方とも、ベース層332に一体的に形成されている。表面334は、一連の突出光拡散素子338であることを特徴とする。これらの素子は、層332と同一の材料で作製された表面内の「隆起」の形態をとりうる。表面336は、ベース層332に一体的に形成された鈍頭形ピークすなわち丸形ピーク340を有するリニアプリズムのアレイであることを特徴とする。これらのピークは、弦幅342と断面ピッチ幅344と曲率半径346と根元角348とにより特性付けられる。この場合、弦幅は、断面ピッチ幅の約20〜40%に等しく、曲率半径は、断面ピッチ幅の約20〜50%に等しい。根元角は、約70〜110度または約85〜95度の範囲内であり、約90度の根元角が好ましい。アレイ内のプリズムの配置は、所望の光学的性能を最大化するように選択される。   FIG. 8 shows another embodiment of an optical element having a round prism top. The brightness enhancement article 330 is characterized by a flexible base layer 332 having a pair of opposing surfaces 334, 336, both of which are integrally formed with the base layer 332. The surface 334 is characterized by a series of protruding light diffusing elements 338. These elements can take the form of “ridges” in the surface made of the same material as layer 332. Surface 336 is characterized by an array of linear prisms having a blunt or round peak 340 integrally formed with base layer 332. These peaks are characterized by a chord width 342, a cross-sectional pitch width 344, a radius of curvature 346, and a root angle 348. In this case, the chord width is equal to about 20-40% of the cross-sectional pitch width, and the radius of curvature is equal to about 20-50% of the cross-sectional pitch width. The root angle is in the range of about 70-110 degrees or about 85-95 degrees, with a root angle of about 90 degrees being preferred. The arrangement of prisms in the array is selected to maximize the desired optical performance.

丸形プリズム頂部輝度向上物品は、通常、利得減少の問題を抱えている。しかしながら、高屈折率表面改質コロイドナノ粒子の添加により、丸形プリズム頂部輝度向上物品の利得損失を相殺することが可能である。   Round prism top brightness enhancement articles usually have the problem of reduced gain. However, the addition of high refractive index surface modified colloidal nanoparticles can offset the gain loss of the round prism top brightness enhancement article.

図9は、フラットすなわち平面状のプリズム頂部を有する光学素子の他の実施形態を示している。輝度向上物品430は、1対の対向表面434、436を有する可撓性ベース層432であることを特徴とし、対向表面は両方とも、ベース層432に一体的に形成されている。表面434は、一連の突出光拡散素子438であることを特徴とする。これらの素子は、層432と同一の材料で作製された表面内の「フラット隆起」の形態をとりうる。表面436は、ベース層432に一体的に形成された平坦形ピークすなわち平面状ピーク440を有するリニアプリズムのアレイであることを特徴とする。これらのピークは、平坦化幅442と断面ピッチ幅444とにより特性付けられる。この場合、平坦化幅は、断面ピッチ幅の約0〜30%に等しくしうる。   FIG. 9 shows another embodiment of an optical element having a flat or planar prism top. The brightness enhancement article 430 is characterized by a flexible base layer 432 having a pair of opposing surfaces 434, 436, both of which are integrally formed with the base layer 432. The surface 434 is characterized by a series of protruding light diffusing elements 438. These elements may take the form of “flat ridges” in the surface made of the same material as layer 432. The surface 436 is characterized by an array of linear prisms having flat peaks or planar peaks 440 that are integrally formed with the base layer 432. These peaks are characterized by a planarization width 442 and a cross-sectional pitch width 444. In this case, the planarization width can be equal to about 0-30% of the cross-sectional pitch width.

光導波路から光を抽出する他の方法は、漏れ全内部反射(TIR)を用いるものである。漏れTIRの一タイプでは、光導波路は楔形状を有し、光導波路の厚肉縁部に入射した光線は、光導波路の上端表面および下端表面に対する臨界角に達成するまで全内部反射される。次に、これらの亜臨界角光線は、出力表面に対してある視射角で抽出される。すなわち、より簡潔に述べると、光導波路から屈折して出る。次に、ディスプレイデバイスの照明に役立つようにするために、ディスプレイデバイスの目視軸すなわち出力軸に実質的に平行になるようにこれらの光線を方向変換しなければならない。この方向変換は、通常、方向変換レンズまたは方向変換フィルムを用いて達成される。   Another method of extracting light from the optical waveguide is to use leaky total internal reflection (TIR). In one type of leakage TIR, the optical waveguide has a wedge shape, and the light incident on the thick edge of the optical waveguide is totally internally reflected until a critical angle is achieved with respect to the top and bottom surfaces of the optical waveguide. These subcritical angle rays are then extracted at a viewing angle with respect to the output surface. That is, in a more concise manner, the light is refracted from the optical waveguide. These rays must then be redirected to be substantially parallel to the viewing or output axis of the display device in order to be useful for illuminating the display device. This direction change is usually achieved using a direction change lens or a direction change film.

図10〜12は、方向変換フィルムを備えるイルミネーションデバイスを例示している。方向変換フィルムは、耐久性方向変換フィルムを形成すべく本明細書に開示された本発明に係る材料を含みうる。方向変換レンズまたは方向変換フィルムは、典型的には、入力表面上に形成されたプリズム構造体を備え、入力表面は、光導波路に隣接して配設される。出力表面に対して通常30度未満の視射角で光導波路から出射する光線は、プリズム構造体に当たる。光線は、プリズム構造体の第1の表面で屈折し、プリズム構造体の第2の表面で反射され、その結果、所望の方向に、たとえば、ディスプレイの目視軸に実質的に平行な方向に、方向変換レンズまたはフィルムにより方向付けられる。   10-12 illustrate an illumination device comprising a direction change film. The redirecting film may include the material according to the present invention disclosed herein to form a durable redirecting film. The redirecting lens or redirecting film typically comprises a prism structure formed on the input surface, the input surface being disposed adjacent to the optical waveguide. Light rays emitted from the optical waveguide with a viewing angle of typically less than 30 degrees with respect to the output surface strike the prism structure. The light rays are refracted at the first surface of the prism structure and reflected at the second surface of the prism structure, so that in a desired direction, for example, in a direction substantially parallel to the viewing axis of the display, Directed by a redirecting lens or film.

図10について説明する。照射系510は、光結合された光源512と;光源リフレクター514と;出力表面518と背部表面520と入力表面521と端部表面522とを有する光導波路516と;背部表面520に隣接するリフレクター524と;入力表面528と出力表面530とを有する第1の光再方向付け素子526と;第2の光再方向付け素子532と;反射偏光子534と;を備える。光導波路516は、楔形であってもその改変形であってもよい。周知のように、光導波路の目的は、光源512からの光を、光源512よりもはるかに大きい領域にわたり、より詳細には出力表面518により形成される実質的に全領域にわたり、均一に分布させることである。光導波路516はさらに、好ましくは、コンパクトな薄型パッケージ中でこれらの課題を達成する。   FIG. 10 will be described. The illumination system 510 includes an optically coupled light source 512; a light source reflector 514; an optical waveguide 516 having an output surface 518, a back surface 520, an input surface 521, and an end surface 522; a reflector 524 adjacent to the back surface 520. A first light redirecting element 526 having an input surface 528 and an output surface 530; a second light redirecting element 532; and a reflective polarizer 534. The optical waveguide 516 may be wedge-shaped or modified. As is well known, the purpose of the light guide is to distribute light from the light source 512 uniformly over a much larger area than the light source 512, and more particularly over substantially the entire area formed by the output surface 518. That is. The optical waveguide 516 further preferably accomplishes these tasks in a compact thin package.

光源512は、光導波路516の入力表面521にエッジ結合されたCCFLであってもよく、ランプリフレクター514は、光源512を包み込んでランプキャビティーを形成する反射フィルムであってもよい。リフレクター524は、光導波路516を支持し、均等拡散フィルムもしくは正反射フィルムまたはその組合せのような効率的なバックリフレクターであってもよい。   The light source 512 may be a CCFL edge coupled to the input surface 521 of the light guide 516, and the lamp reflector 514 may be a reflective film that encloses the light source 512 to form a lamp cavity. The reflector 524 supports the light guide 516 and may be an efficient back reflector such as a uniform diffuse film or a specular reflection film or a combination thereof.

エッジ結合光は、TIRにより閉じ込められて入力表面521から端部表面522の方向に伝搬する。光は、TIRの漏れにより光導波路516から抽出される。光導波路516内に閉じ込められた光線は、TIRで跳ね返されるごとに楔角に基づいて上端壁および下端壁の平面に対するその入射角が増大する。したがって、光は、最終的には、TIRにより閉じ込めることができなくなるので、出力表面518および背部表面520のそれぞれから屈折して出る。背部表面520から屈折して出た光は、リフレクター524による正反射または拡散反射のいずれかにより光導波路516の方向に戻されて大部分はそれを貫通する。第1の光再方向付け素子526は、出力表面518から出射した光線を好ましい目視方向に実質的に平行な方向に沿って再方向付けするように配置される。好ましい目視方向は、出力表面518に垂直でありうるが、より典型的には、出力表面518に対してある角度をなすであろう。   Edge coupled light is confined by TIR and propagates from the input surface 521 toward the end surface 522. Light is extracted from the optical waveguide 516 due to TIR leakage. Each time the light beam confined in the optical waveguide 516 is bounced back by TIR, the incident angle with respect to the plane of the upper end wall and the lower end wall increases based on the wedge angle. Thus, light eventually refracts out of each of the output surface 518 and the back surface 520 because it cannot be confined by TIR. The light that is refracted from the back surface 520 is returned to the direction of the optical waveguide 516 by either regular reflection or diffuse reflection by the reflector 524, and most of the light passes through it. The first light redirecting element 526 is arranged to redirect the light emitted from the output surface 518 along a direction substantially parallel to the preferred viewing direction. The preferred viewing direction may be perpendicular to the output surface 518, but more typically will make an angle with the output surface 518.

図11に示されるように、第1の光再方向付け素子526は、出力表面530が実質的に平面状でありかつ入力表面528がプリズム538、540、および542のアレイ536で形成されている光透過性光学フィルムである。第2の光再方向付け素子532もまた、光透過性フィルムであってもよく、例としては、ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining and Manufacturing Company,St.Paul,Minn)から入手可能なスリーエム・ブライトネス・エンハンスメント・フィルム(3M Brightness Enhancement Film)製品(BEFIIIとして販売されている)のような輝度向上フィルムが挙げられる。反射偏光子534は、無機高分子コレステリック液晶反射偏光子またはフィルムであってもよい。好適なフィルムは、スリーエム・ディフューズ・リフレクティブ・ポーラライザー(3M Diffuse Reflective Polarizer)フィルム製品(DRPFとして販売されている)またはスペキュラー・リフレクティブ・ポーラライザー(Specular Reflective Polarizer)フィルム製品(DBEFとして販売されている)であり、両方とも、ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー(Minnesota Mining and Manufacturing Company)から入手可能である。   As shown in FIG. 11, the first light redirecting element 526 has an output surface 530 that is substantially planar and an input surface 528 formed by an array 536 of prisms 538, 540, and 542. It is a light transmissive optical film. The second light redirecting element 532 may also be a light transmissive film, such as the Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota. Brightness enhancement films such as the 3M Brightness Enhancement Film product (sold as BEFIII) available from Paul, Minn). The reflective polarizer 534 may be an inorganic polymer cholesteric liquid crystal reflective polarizer or film. Suitable films are 3M Diffuse Reflective Polarizer (3M Diffuse Reflective Polarizer) film products (sold as DRPF) or Specular Reflective Polarizer (S specular Reflective PolarE F film products) Both of which are available from the Minnesota Mining and Manufacturing Company.

アレイ536内において、各プリズム538、540、および542は、その対応する隣接プリズムに対して異なる側面角で形成可能である。すなわち、プリズム540は、プリズム538(角度AおよびB)ならびにプリズム542(角度EおよびF)と異なる側面角(角度CおよびD)で形成可能である。図示されるように、プリズム538は、角度AとBの合計に等しいプリズム角すなわち開先角を有する。同様に、プリズム540は、角度CとDの合計に等しいプリズム角を有し、一方、プリズム542は、角度EとFの合計に等しいプリズム角を有する。アレイ536は異なるプリズム角に基づいて3種の異なるプリズム構造体を含むように示されているが、当然のことながら、実質的に任意の数の異なるプリズムを使用することが可能である。   Within array 536, each prism 538, 540, and 542 can be formed with a different side angle with respect to its corresponding adjacent prism. That is, prism 540 can be formed with prisms 538 (angles A and B) and side angles (angles C and D) different from prism 542 (angles E and F). As shown, prism 538 has a prism angle or groove angle equal to the sum of angles A and B. Similarly, prism 540 has a prism angle equal to the sum of angles C and D, while prism 542 has a prism angle equal to the sum of angles E and F. Although array 536 is shown to include three different prism structures based on different prism angles, it will be appreciated that virtually any number of different prisms can be used.

プリズム538、540、および542はまた、共通のプリズム角であるがさまざまなプリズム方位を用いて形成可能である。プリズム軸

Figure 2007505359
は、プリズム538について図11に示されている。プリズム軸
Figure 2007505359
は、プリズム538について示されるように、出力表面530に対して法線方向に配置してもよいし、またはプリズム540および542についてそれぞれ仮想軸
Figure 2007505359
により例示されるように、光源に向かう方向もしくは光源から離れる方向のいずれかで出力表面に対して角度をなして配置してもよい。 Prisms 538, 540, and 542 can also be formed using a common prism angle but various prism orientations. Prism axis
Figure 2007505359
Is shown in FIG. 11 for prism 538. Prism axis
Figure 2007505359
May be positioned normal to the output surface 530, as shown for prism 538, or an imaginary axis for prisms 540 and 542, respectively.
Figure 2007505359
May be arranged at an angle to the output surface either in the direction towards the light source or in the direction away from the light source.

プリズム538、540、および542は、図11に示されるようにプリズムの規則的反復パターンまたはクラスター543でアレイ536内に配置可能であり、アレイ536は類似のプリズムに隣接して類似のプリズムを有するようには示されていないが、そのような形態を使用することも可能である。さらに、アレイ536内において、プリズム538、540、および542は、プリズム形態538のような第1のプリズム形態からプリズム形態540のような第2のプリズム形態にさらにはその次の形態に次々に連続的に変化させることも可能である。たとえば、第1のプリズム形態から第2のプリズム形態に段階的にプリズム形態を変化させることが可能である。他の選択肢として、図11に示される形状と同様にステップごとにプリズムを変化させることも可能である。各クラスター543内において、プリズムは、空間リップル周波数よりも小さくなるように選択されたプリズムピッチを有する。同様に、クラスターは、規則的クラスターピッチを有しうる。プリズムアレイは、図11に示されるように対称にすることも可能であるし、またはプリズムアレイは、非対称にすることも可能である。   The prisms 538, 540, and 542 can be arranged in the array 536 in a regular repeating pattern or cluster 543 of prisms as shown in FIG. 11, and the array 536 has similar prisms adjacent to similar prisms. Although not shown as such, it is also possible to use such a form. Further, within array 536, prisms 538, 540, and 542 are successively connected from a first prism configuration such as prism configuration 538 to a second prism configuration such as prism configuration 540 and further to the next configuration. It is also possible to change it. For example, the prism form can be changed stepwise from the first prism form to the second prism form. As another option, it is also possible to change the prism for each step as in the shape shown in FIG. Within each cluster 543, the prisms have a prism pitch selected to be less than the spatial ripple frequency. Similarly, the clusters can have a regular cluster pitch. The prism array can be symmetric as shown in FIG. 11, or the prism array can be asymmetric.

図11に示されるアレイ536は対称形状のプリズムを有するが、光再方向付け素子526’中に形成された図12に示されるアレイ536’のようなプリズムのアレイを使用することも可能である。次に図12について説明する。アレイ536’において、たとえば、プリズム538’は、角度B’に等しくない角度A’を有する。プリズム540’および542’についても同様に、角度C’は、角度A’および角度D’に等しくなく、かつ角度E’は、角度A’、角度C’、角度F’のいずれにも等しくない。アレイ536’は、有利には、あらかじめ決められた角度の単一のダイヤモンド切削工具を用いて切削するごとに工具を傾けて異なるプリズム角および対称性のプリズムを作製するように形成可能である。しかしながら、単一の切削工具を用いた場合には、プリズム角は同一(すなわちA+B=C+D=E+F)になることは理解されよう。   Although the array 536 shown in FIG. 11 has symmetrical prisms, it is also possible to use an array of prisms such as the array 536 ′ shown in FIG. 12 formed in the light redirecting element 526 ′. . Next, FIG. 12 will be described. In array 536 ', for example, prism 538' has an angle A 'that is not equal to angle B'. Similarly for prisms 540 ′ and 542 ′, angle C ′ is not equal to angle A ′ and angle D ′, and angle E ′ is not equal to any of angle A ′, angle C ′, or angle F ′. . The array 536 'can advantageously be configured to tilt the tool each time it is cut using a single diamond cutting tool at a predetermined angle to produce prisms of different prism angles and symmetry. However, it will be appreciated that when a single cutting tool is used, the prism angles are the same (ie, A + B = C + D = E + F).

2つ程度の少ない異なるプリズム形態を使用してアレイ536内のクラスター中に配置しうると考えられるが、光導波路516からの出力プロファイルの改変を達成するのに必要な程度に多くのプリズムサイズを使用してもよい。プリズム側面角変化の1つの目的は、光パワーを分散させてさまざまな量の光パワーが第1の光再方向付け素子526に進入するようにすることである。さまざまな形状のプリズム538、540、および542は、光導波路の入力アパーチャーからの実質的に均一なサンプリングを提供する役割を果たし、それにより、光導波路516から抽出される光の不均一性を最小限に抑える。正味の結果として、とくに光導波路516の入口端521の近傍のリップル効果が効果的に最小限に抑えられる。   Although it is believed that as few as two different prism configurations can be used to be arranged in a cluster in array 536, as many prism sizes as needed to achieve modification of the output profile from light guide 516 are achieved. May be used. One purpose of the prism side angle change is to disperse the optical power so that various amounts of optical power enter the first light redirecting element 526. Various shaped prisms 538, 540, and 542 serve to provide substantially uniform sampling from the input aperture of the light guide, thereby minimizing the non-uniformity of the light extracted from the light guide 516. Limit to the limit. The net result is that the ripple effect, particularly near the entrance end 521 of the optical waveguide 516, is effectively minimized.

図13は、引掻き傷コントラスト比を決定するための一方法600を例示する概略フロー図である。この方法は、一般的には、微細構造化物品を提供すること610と、微細構造化物品中に引掻き傷を形成すること620と、引掻き傷の付いた光学フィルムに光照射すること630と、複数の引掻き傷コントラスト比を測定すること640と、次に、最大引掻き傷コントラスト比を決定すること650と、を含む。   FIG. 13 is a schematic flow diagram illustrating a method 600 for determining a scratch contrast ratio. The method generally includes providing 610 a microstructured article, forming a scratch 620 in the microstructured article, irradiating the scratched optical film 630, Measuring a plurality of scratch contrast ratios 640 and then determining a maximum scratch contrast ratio 650.

微細構造化物品は、本明細書に記載のいかなる微細構造化物品であってもよい。引掻き傷の形成620は、任意の数の手段により達成しうる。一般的には、微細構造化物品の耐久性を評価するために、一貫性のあるパラメーターセットを用いて引掻き傷を形成する。引掻き傷を形成するために使用される例示的な一パラメーターセットは、半径0.002mmのプローブチップの使用を含む。プローブチップは、50gの固定荷重下において10fpmでプリズムの溝方向に垂直な方向に微細構造化表面を横切って牽引しうる。速度、プローブデザイン、またはプローブ重量が変化すると、異なる幅および深さの引掻き傷が形成されて、光学的検出結果が変化するであろう。したがって、引掻き傷を形成するための唯一の要件は、微細構造化物品の耐久性を評価するために各引掻き傷の形成に対して一貫性のあるパラメーターセットを使用することである。   The microstructured article can be any microstructured article described herein. Scratch formation 620 can be accomplished by any number of means. In general, scratches are formed using a consistent set of parameters to assess the durability of the microstructured article. One exemplary parameter set used to form a scratch includes the use of a probe tip with a radius of 0.002 mm. The probe tip can be pulled across the microstructured surface in a direction perpendicular to the prism groove direction at 10 fpm under a fixed load of 50 g. As the speed, probe design, or probe weight changes, scratches of different width and depth will be formed and the optical detection results will change. Thus, the only requirement for creating scratches is to use a consistent parameter set for each scratch formation to assess the durability of the microstructured article.

引掻き傷の付いた光学フィルムは、任意の数の光源(たとえばバックライトなど)により光照射すること630が可能である。光源は、ほぼ均等拡散光を提供する拡散光源でありうる。カメラなどのような検出器により、引掻き傷の付いた微細構造体表面の光学画像を取り込んで引掻き傷の長さに沿って引掻き傷コントラスト比の測定を行うこと640が可能である。検出器および/または引掻き傷の付いたフィルムは、最大コントラスト比を得るために検出器が引掻き傷の付いたフィルムに対してオフアクシスになるように回転可能である。次に、コントラスト比データを操作して(すなわち、積分、規格化などを行って)、検出器により提供されたコントラスト比データに基づいて引掻き傷の付いたフィルムの最大コントラスト比を決定すること650が可能である。   The scratched optical film can be irradiated 630 with an arbitrary number of light sources (for example, a backlight). The light source can be a diffuse light source that provides substantially uniform diffused light. A detector, such as a camera, can capture 640 an optical image of the scratched microstructure surface and measure the scratch contrast ratio along the length of the scratch. The detector and / or scratched film can be rotated so that the detector is off-axis relative to the scratched film to obtain a maximum contrast ratio. Next, the contrast ratio data is manipulated (ie, integrated, normalized, etc.) to determine the maximum contrast ratio of the scratched film based on the contrast ratio data provided by the detector 650. Is possible.

引掻き傷サンプルの画像を取得した後、輝度値のアレイとしてデータをエクスポートしうる。引掻き傷の光学的コントラストを計算する単純明快な一方法は、各引掻き傷を横切って輝度線プロファイルを抽出することである。いくつかの測定では、データに十分なノイズが存在するが、結果として、所与の線プロファイルのいずれにおいても、ごくわずかな引掻き傷に基づく輝度スパイクがランダムノイズ特性以下になる可能性がある。したがって、なんらかのノイズリダクションスキーム、理想的には、引掻き傷の輝度スパイクを減衰させることなく局在化点欠陥に基づくノイズを大幅に低減させるスキーム、をデータに適用することが必要になることもある。これは、一次元平均法を用いることにより達成しうる。   After obtaining an image of the scratch sample, the data can be exported as an array of luminance values. One simple and straightforward way to calculate the optical contrast of the scratch is to extract a luminance line profile across each scratch. For some measurements, there is sufficient noise in the data, but as a result, in any given line profile, the brightness spike based on very few scratches may be below the random noise characteristic. Therefore, it may be necessary to apply some noise reduction scheme to the data, ideally a scheme that significantly reduces noise based on localized point defects without attenuating the intensity spike of the scratch. . This can be achieved by using a one-dimensional averaging method.

引掻き傷は一次元特性であるので、引掻き傷の方向に沿って平均しても引掻き傷の輝度ピークを低減させることはない。しかしながら、この方法は、いかなる2次元特性をも効果的に減衰する。なぜなら、それらは平均方向に沿ってごく限られた範囲を有するからである。このタイプの平均により、非常に低いコントラストの空間的に延在する特性に対する感度は増大するが、人間による画像処理機構では容易に検出される。   Since the scratch is a one-dimensional characteristic, the brightness peak of the scratch is not reduced even if averaged along the direction of the scratch. However, this method effectively attenuates any two-dimensional characteristic. This is because they have a very limited range along the average direction. This type of average increases sensitivity to spatially extended properties with very low contrast, but is easily detected by human image processing mechanisms.

1次元平均により実際のデータを生成するためには、平均方向が引掻き傷と同一方向であることが重要である。さもなければ、引掻き傷ピーク輝度は、輝度プロファイルを横切ってさらに広く拡げられることにより減衰する。同一の角度でないいくつかの引掻き傷をサンプルが含有する場合、唯一の平均方向を用いて個々の引掻き傷のそれぞれについて正確に平均された輝度ピーク値を取得することはできない。したがって、平均アルゴリズムは、異なる方向に沿った複数の一次元平均経路で実行され、それぞれについて得られたプロファイルを記録する。次に、各引掻き傷に対して計算された最高引掻き傷コントラスト比値を記録する。複数の方向に沿って1次元平均を行って各引掻き傷についてピークコントラスト比を記録することにより、その方位にかかわらず各引掻き傷について確実に適正値が得られる。アルゴリズムにより算出されるコントラスト比値は、複合最適1D平均プロファイルと一緒にプロットされる。バックグラウンドがノイズの多い場合、アルゴリズムにより、引掻き傷でなくても引掻き傷としてデータ中にいくつかのスパイクまたは隆起が特定される可能性があるので、CR値と複合輝度プロファイルの両方をプロットすることが有用である。複合プロファイルを調べることにより、どの計算コントラスト比値が実際の引掻き傷に由来するものであるか、どれが他のプロファイルアーチファクトに由来するものであるか、をきわめて容易に決定することが可能である。   In order to generate actual data by a one-dimensional average, it is important that the average direction is the same direction as the scratches. Otherwise, the scratch peak brightness is attenuated by being more widely spread across the brightness profile. If the sample contains several scratches that are not at the same angle, it is not possible to obtain a precisely averaged luminance peak value for each individual scratch using only one average direction. Therefore, the averaging algorithm is executed with a plurality of one-dimensional average paths along different directions and records the profile obtained for each. The highest scratch contrast ratio value calculated for each scratch is then recorded. By performing a one-dimensional average along a plurality of directions and recording the peak contrast ratio for each scratch, an appropriate value can be reliably obtained for each scratch regardless of the orientation. The contrast ratio value calculated by the algorithm is plotted along with the composite optimal 1D average profile. If the background is noisy, the algorithm plots both the CR value and the composite luminance profile because some spikes or bumps may be identified in the data as scratches even if not scratches It is useful. By examining composite profiles, it is very easy to determine which calculated contrast ratio values are from actual scratches and which are from other profile artifacts. .

耐久性光学フィルムの一実施形態は、微細構造化表面と、1.0〜1.15または1.0〜1.12または1.0〜1.10または1.0〜1.05の範囲内の引掻き傷コントラスト比値と、を有する重合光学フィルム構造体を含む。光学フィルムは、本明細書に記載の材料のいずれかから形成可能である。光学フィルムは、本明細書に記載されているように、シリカ、ジルコニア、またはそれらの混合物よりなる複数の表面改質コロイドナノ粒子を含みうる。光学フィルムは、本明細書に記載の任意の微細構造体を有しうる。例示的な一実施形態では、微細構造体は、第1の表面に沿って延在する複数の稜を含む。これらの稜は、4〜7マイクロメートルの範囲内の半径で丸形にすることが可能である。   One embodiment of a durable optical film comprises a microstructured surface and a range of 1.0 to 1.15 or 1.0 to 1.12 or 1.0 to 1.10 or 1.0 to 1.05 And a polymerized optical film structure having a scratch contrast ratio. The optical film can be formed from any of the materials described herein. The optical film can include a plurality of surface-modified colloidal nanoparticles composed of silica, zirconia, or mixtures thereof, as described herein. The optical film can have any microstructure described herein. In one exemplary embodiment, the microstructure includes a plurality of ridges extending along the first surface. These ridges can be rounded with a radius in the range of 4-7 micrometers.

耐久性光学フィルムの他の実施形態は、第1の表面に沿って延在する複数の丸形プリズム頂部を含む微細構造化表面と、1.0〜1.65または1.0〜1.4または1.0〜1.10の範囲内の引掻き傷コントラスト比値と、を有する重合光学フィルム構造体を含む。光学フィルムは、本明細書に記載されているように、シリカ、ジルコニア、またはそれらの混合物よりなる複数の表面改質コロイドナノ粒子を含みうる。光学フィルムは、本明細書に記載の任意の微細構造体を有しうる。例示的な一実施形態では、微細構造体は、第1の表面に沿って延在する複数の稜を含む。これらの稜は、4〜7マイクロメートルの範囲内の半径で丸形にすることが可能である。   Other embodiments of the durable optical film include a microstructured surface that includes a plurality of round prism peaks extending along the first surface, and 1.0 to 1.65 or 1.0 to 1.4. Or a polymerized optical film structure having a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.10. The optical film can include a plurality of surface-modified colloidal nanoparticles composed of silica, zirconia, or mixtures thereof, as described herein. The optical film can have any microstructure described herein. In one exemplary embodiment, the microstructure includes a plurality of ridges extending along the first surface. These ridges can be rounded with a radius in the range of 4-7 micrometers.

他の例示的な実施形態では、耐久性光学フィルムは、シリカ、ジルコニア、またはそれらの混合物よりなる複数の表面改質コロイドナノ粒子を含む微細構造化表面と、1.0〜1.65または1.0〜1.4または1.0〜1.10の範囲内の引掻き傷コントラスト比値と、を有する重合光学フィルム構造体を含む。本明細書に記載されているように、シリカなどのようなナノ粒子は、所望に応じて5〜75ナノメートルの粒度を有しうる。耐久性光学フィルムは、微細構造化表面の10〜60重量%でシリカなどのようなナノ粒子を含みうる。光学フィルムは、本明細書に記載の任意の微細構造体を有しうる。例示的な一実施形態では、微細構造体は、第1の表面に沿って延在する複数の稜を含む。これらの稜は、4〜7マイクロメートルの範囲内の半径で丸形にすることが可能である。   In other exemplary embodiments, the durable optical film has a microstructured surface comprising a plurality of surface-modified colloidal nanoparticles of silica, zirconia, or mixtures thereof, and 1.0 to 1.65 or 1 A polymerized optical film structure having a scratch contrast ratio value in the range of 0.0 to 1.4 or 1.0 to 1.10. As described herein, nanoparticles, such as silica, can have a particle size of 5 to 75 nanometers as desired. The durable optical film may contain nanoparticles such as silica at 10-60% by weight of the microstructured surface. The optical film can have any microstructure described herein. In one exemplary embodiment, the microstructure includes a plurality of ridges extending along the first surface. These ridges can be rounded with a radius in the range of 4-7 micrometers.

図14は、引掻き傷コントラスト比を決定するための例示的装置700の概略図である。装置700は、一般的には、光源すなわちバックライト710と、微細構造化表面とバックライト710上に配設された微細構造化表面720上の引掻き傷とを有する重合光学フィルム構造体と、引掻き傷から画像データを取得するように構成された検出器730と、を備える。検出器730は、光学フィルム720上に配設され、コンピューター740は、引掻き傷の付いた光学フィルム720について画像データを操作して最大コントラスト比を計算するように構成される。   FIG. 14 is a schematic diagram of an exemplary apparatus 700 for determining a scratch contrast ratio. The apparatus 700 generally includes a light source or backlight 710, a polymerized optical film structure having a microstructured surface and a scratch on the microstructured surface 720 disposed on the backlight 710, and a scratch. And a detector 730 configured to acquire image data from the wound. The detector 730 is disposed on the optical film 720 and the computer 740 is configured to manipulate the image data for the scratched optical film 720 to calculate the maximum contrast ratio.

光源710は、拡散光源またはほぼ均等拡散光源、たとえば、テフロン(登録商標)(Teflon)ライトボックスでありうる。検出器730は、引掻き傷の付いた微細構造化表面の光学画像を取り込んで光学画像をデータとしてデータ操作用のコンピューター740に提供することのできる任意のデバイスでありうる。検出器730は、引掻き傷の付いた微細構造体表面からたとえば5〜40cmまたは10〜20cmのような任意の有用な距離だけ離間して配置することが可能である。   The light source 710 may be a diffuse light source or a substantially uniform diffuse light source, for example, a Teflon light box. The detector 730 can be any device that can capture an optical image of a scratched microstructured surface and provide the optical image as data to a data manipulation computer 740. The detector 730 can be placed at any useful distance, such as 5-40 cm or 10-20 cm, from the scratched microstructure surface.

光学フィルム720は、光学フィルム720の微細構造化表面に直交する軸a−aを有する。検出器730は、任意の角度θだけオフアクシスにして画像データを取り込むことが可能である。いくつかの実施形態では、引掻き傷は、オフアクシス角から最も目視可能または検出可能である。この角度は、1〜89度または20〜70度または35〜60度または40〜50度でありうる。検出器730および/または光源720(関連プラットフォームを有する)は、角度θを達成するように回転または移動させることが可能である。   The optical film 720 has an axis aa that is orthogonal to the microstructured surface of the optical film 720. The detector 730 can capture image data with an arbitrary angle θ off-axis. In some embodiments, the scratch is most visible or detectable from the off-axis angle. This angle can be 1 to 89 degrees, or 20 to 70 degrees, 35 to 60 degrees, or 40 to 50 degrees. Detector 730 and / or light source 720 (with associated platform) can be rotated or moved to achieve angle θ.

本発明は、本明細書に記載の特定の実施例に限定されるとみなされるべきものではなく、添付の特許請求の範囲に公正に記載されている本発明のすべての態様を包含するものであると理解しなければならない。本発明の適用対象となりうる種々の変更、等価な方法、および多数の構成は、本発明が関係する技術分野の当業者であれば、本明細書を調べることにより自明なものとなろう。   The present invention is not to be considered limited to the particular embodiments described herein, but encompasses all embodiments of the present invention that are fairly set forth in the appended claims. You must understand that there is. Various modifications, equivalent methods, and numerous configurations to which the present invention can be applied will become apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains upon examination of this specification.

光学素子の作製
本発明に係る例示的な光学素子の作製に用いられる組成物を、以下に示される実施例に記載する。光学素子の引掻き傷コントラスト比を、以下に示される表1に記載する。プリズム状微細構造体を含有する例示的な光学素子の作製は、米国特許第5,175,030号明細書および同第5,183,597号明細書または2003年5月12日出願の、本願と同一の譲受人に譲渡された米国特許出願第10/436377号明細書および2003年9月12日出願の米国特許出願第10/662,085号明細書に記載のものに類似したものであった。これらの特許は、参照により本明細書に援用されるものとする。
Fabrication of Optical Elements Compositions used in the fabrication of exemplary optical elements according to the present invention are described in the examples shown below. The scratch contrast ratio of the optical element is shown in Table 1 shown below. Exemplary optical elements containing prismatic microstructures are described in U.S. Pat. Nos. 5,175,030 and 5,183,597 or filed May 12, 2003. Similar to those described in US patent application Ser. No. 10/436377 assigned to the same assignee and US patent application Ser. No. 10 / 662,085 filed on Sep. 12, 2003. It was. These patents are hereby incorporated by reference.

とくに明記されていないかぎり、マイクロプリズム状構造体は、プリズムの側面の傾きにより規定される90°の頂角を有し、隣接頂部間の平均距離が約50マイクロメートルである。プリズムの角頂部または頂部は、半径7ミクロンの丸形を有する。   Unless otherwise specified, microprism-like structures have a 90 ° apex angle defined by the side slope of the prism, and the average distance between adjacent apexes is about 50 micrometers. The prism apex or apex has a round shape with a radius of 7 microns.

実施例に示される割合はすべて、とくに明記されていないかぎり、重量パーセントである。   All percentages given in the examples are percentages by weight unless otherwise specified.

引掻き傷コントラスト比(CR)試験法
引掻き傷の形成
この試験法は、種々のプリズム構造体に引掻き傷をつける手順を記述する。この試験は、破壊試験とみなされる。以下の材料および装置は、とくに記載がないかぎり、一般に市販されている。
・アノラッド・インテリジェント・アクシス・コントロール・システム(ANORAD Intelligent Axis Control System)(ニューヨーク州シャーリーのアノラッド(Anorad,Shirley,NY))
・VIAコントローラー
・ソニー(Sony)モニター
・50グラムの錘
・5.5インチ×7インチのプリズムフィルムサンプル(サンプルはさまざまなサイズでありうる)
・スコッチ・マジック・テープ810(Scotch Magic Tape 810)
・9インチ×9インチのTX309ワイプ(TX309 Wipe)
・黒枠およびマット仕上げを有する3インチ×3インチのプレキシグラス(Plexiglas)サンプルホルダー。
・6.5インチ×4インチのプレキシグラス(Plexiglas)アライメントフレーム
・エタノール
・ダイヤモンド針
プロセス条件は、160度の開先角を有する半径0.002mmのプローブチップである。プローブチップは、50グラムの固定荷重下において10フィート毎分の速度でプリズムの溝方向または稜長さに垂直にサンプルプリズムフィルムを横切って牽引されるであろう。
Scratch Contrast Ratio (CR) Test Method Scratch Formation This test method describes a procedure for scratching various prism structures. This test is considered a destructive test. The following materials and equipment are generally commercially available unless otherwise specified.
・ ANORAD Intelligent Axis Control System (Anorad, Shirley, NY)
・ VIA controller ・ Sony monitor ・ 50 gram weight ・ 5.5 inch x 7 inch prism film sample (samples can be of various sizes)
・ Scotch Magic Tape 810 (Scotch Magic Tape 810)
・ 9-inch x 9-inch TX309 wipe (TX309 Wipe)
• 3 "x 3" Plexiglas sample holder with black border and matte finish.
• 6.5 inch × 4 inch Plexiglas alignment frame • Ethanol • Diamond needle process conditions are a probe tip with a radius of 0.002 mm with a bevel angle of 160 degrees. The probe tip will be pulled across the sample prism film perpendicular to the prism groove direction or ridge length at a speed of 10 feet per minute under a fixed load of 50 grams.

溝が針の移動方向に垂直に配置されかつスコッチ・マジック・テープ810(Scotch Magic Tape 810)で固定されるように、プリズムフィルムサンプルをプレキシグラス(Plexiglas)サンプルホルダー中に配置する。次に、サンプルホルダーをアライメントフレーム中に配置し、その後、引掻き傷を形成するためにステージ上に配置する。プローブホルダーを水平にする。針に50グラムの錘を取り付けて、プローブホルダー中にダイヤモンド針を配置する。アノラッド・インテリジェント・アクシス・コントロール・システム(ANORAD Intelligent Axis Control System)のソフトウェアを動作させ、制御速度(10フィート/分)および引掻き傷の長さ(0.25インチ)を入力する。アノラッド(ANORAD)システムにより第1の引掻き傷を形成する。次に、エタノールでプローブチップを払拭する。引掻き傷の付いたサンプルを含有するプレキシグラス(Plexiglas)ホルダーを、引掻き傷をつけるために次の位置に移動する。上述したように進行させて第1の引掻き傷から約1/8インチの他の引掻き傷を形成し、2本の引掻き傷の線を有する引掻き傷の付いたサンプルを形成する。サンプルごとにこれらの工程を反復する。   The prism film sample is placed in a Plexiglas sample holder so that the grooves are placed perpendicular to the direction of needle movement and secured with a Scotch Magic Tape 810. The sample holder is then placed in the alignment frame and then placed on the stage to form a scratch. Level the probe holder. Attach a 50 gram weight to the needle and place the diamond needle in the probe holder. Run the software of ANORAD Intelligent Axis Control System and enter the control speed (10 ft / min) and the length of scratch (0.25 inch). A first scratch is created by the ANORAD system. Next, wipe the probe tip with ethanol. Move the Plexiglas holder containing the scratched sample to the next position to scratch. Proceed as described above to form another 1/8 inch scratch from the first scratch to form a scratched sample with two scratch lines. Repeat these steps for each sample.

光学的引掻き傷測定
この試験法は、針でプリズムフィルム上に形成された引掻き傷を評価する光学的測定手順を記述する。以下の材料および装置は、とくに記載がないかぎり、一般に市販されている。
・光学テーブル
・レギュレーターボックスを備え白熱光源(ドラン・ジェナー・インダストリーズ(Dolan−Jenner Inds.)のファイバー・ライト・モデルNo.180(Fiber−Lite Model No.180))(厚さ0.5インチの6インチ×6インチのテフロン(登録商標)(Teflon)キューブボックス光源)−パワー設定値を最高(10)に設定。
・ESP−300モーションコントローラー(ニューポート・インダストリーズ(Newport Inds.))
・ESP−300ユティリティーソフトウェア(ニューポート・インダストリーズ(Newport Inds.))
・角度測定用のステージおよびテーブル(ニューポート・インダストリーズ(Newport Inds.))
・ラジアント・イメージング(Radiant Imaging)カメラ(プロメトリックCCD(Prometric CCD))
・ラジアント・イメージング(Radiant Imaging)ソフトウェア8.0(Radient Imaging Co.)
・丸形ミラー
・ドットパターンスケールゲージ
・プレキシグラス(Plexiglas)サンプルホルダー
テフロン(登録商標)(Teflon)キューブをゴニオメーターに取り付けて、それを光学テーブルに固定する。テフロン(登録商標)(Teflon)キューブ光源とカメラレンズとの距離は、6.25インチである。すでに先に記載したプレキシグラス(Plexiglas)サンプルホルダーをテフロン(登録商標)(Teflon)キューブボックス上に配置する。丸形ミラーをサンプルホルダーに取り付けて、光源を作動させる。プロメトリクス(Prometrics)カメラにシグマ105mmレンズを配置し、f値をf22に設定する。ESP−300モーションコントローラーを作動させ、ESP−300ユティリティーソフトウェアを起動する。
Optical Scratch Measurement This test method describes an optical measurement procedure for evaluating a scratch formed on a prism film with a needle. The following materials and equipment are generally commercially available unless otherwise specified.
-Optical table-Incandescent light source with regulator box (Dolan-Jenner Industries Fiber-Light Model No. 180 (Fiber-Lite Model No. 180)) (0.5 inch thick) 6 inch x 6 inch Teflon cube box light source) —Set power setting to highest (10).
ESP-300 motion controller (Newport Industries)
ESP-300 utility software (Newport Industries)
-Stages and tables for angle measurement (Newport Industries)
-Radiant Imaging camera (Prometric CCD)
-Radiant Imaging software 8.0 (Radient Imaging Co.)
• Round mirror • Dot pattern scale gauge • Plexiglas sample holder Teflon cubes are attached to a goniometer and secured to an optical table. The distance between the Teflon cube light source and the camera lens is 6.25 inches. The Plexiglas sample holder already described above is placed on a Teflon cube box. Attach a round mirror to the sample holder and activate the light source. A sigma 105 mm lens is placed in a Prometrics camera, and the f value is set to f22. Activate the ESP-300 motion controller and launch the ESP-300 utility software.

バックライト上のミラーをカメラレンズにアライメントさせる。ラジアント・イメージング(Radiant Imaging)ソフトウェア8.0を動作させた状態で、カメラをフォーカスモードに設定し、ミラーの画像を取り込む。ミラーがレンズの中央を向くように、RI8.0ソフトウェアを用いてゴニオメーターのX軸またはY軸を前進させる。これにより、サンプルは、35度〜55度のゴニオメーター角度範囲でレンズの中央を向くことになろう。これが達成された後、キューブボックスからミラーを取り除き、それをドットパターンスケールゲージと交換する。クロップ技法を用いることにより、スケール上に段階的に配置された一連のドットパターンを選択する。ドットパターンが明瞭かつ鮮明になるように、カメラレンズの焦点を合わせる。歪みがあると、整合性のないデータが提供されるであろう。ESPソフトウェアを用いて、コントローラー位置ウィンドウボックス内に表示された値をすべてゼロに設定する。位置ボックスウィンドウ内のジョグ特性を選択し、40.000の値を入力する。これにより、ゴニオメーターステージは、40度のオフアクシス角に移動するであろう。ドットパターンスケールゲージを分析対象サンプルと交換する。ラジアント・イメージング(Radiant Imaging)ソフトウェア中のカメラ校正特性を選択し、自動校正に反映する。校正は、5回測定するごとにその終了時に行わなければならない。ラジアント(Radiant)ソフトウェアを用いて、ソフトウェアプログラムのクロップ特性を選択し、引掻き傷の線をクロップする。   Align the mirror on the backlight with the camera lens. With the Radiant Imaging software 8.0 running, set the camera to focus mode and capture the mirror image. The X or Y axis of the goniometer is advanced using RI 8.0 software so that the mirror faces the center of the lens. This will cause the sample to face the center of the lens with a goniometer angle range of 35 to 55 degrees. After this is achieved, remove the mirror from the cube box and replace it with a dot pattern scale gauge. By using the crop technique, a series of dot patterns arranged in stages on the scale is selected. The camera lens is focused so that the dot pattern is clear and clear. Any distortion will provide inconsistent data. Using ESP software, set all the values displayed in the controller position window box to zero. Select the jog characteristic in the position box window and enter a value of 40.000. This will move the goniometer stage to an off-axis angle of 40 degrees. Replace the dot pattern scale gauge with the sample to be analyzed. Select the camera calibration characteristics in the Radiant Imaging software and reflect them in the automatic calibration. Calibration should be done at the end of every 5 measurements. Using Radiant software, select the crop characteristics of the software program and crop the scratch line.

測定開始タブをクリックすることにより、画像を取り込む。画像は、ラジアント(Radiant)ソフトウェアデータベースに記憶されるであろう。画像がデータベースに保存された後、位置ボックスに1.000の値を入力することによりゴニオメーターステージを回転させ、他の画像を取り込む。1度の増分で40度〜50度の角度範囲で画像を取得するまで、ゴニオメーターステージの回転を継続させる。追加サンプルについて、これらの工程を反復する。   Click the measurement start tab to capture the image. The images will be stored in a Radiant software database. After the image is stored in the database, the goniometer stage is rotated by entering a value of 1.000 in the position box and another image is captured. The goniometer stage continues to rotate until an image is acquired in an angle range of 40 to 50 degrees in 1 degree increments. Repeat these steps for additional samples.

ファイルを輝度タイプのファイルとして変換することにより、ラジアント(Radiant)ソフトウェアデータベースに取り込まれた各画像のデータファイルをエクスポートし、各画像について輝度ファイルをエクスポートしてさらなるデータ処理に供する。   By converting the file as a luminance type file, the data file of each image captured in the Radiant software database is exported, and the luminance file is exported for each image for further data processing.

引掻き傷コントラスト比の決定
引掻き傷サンプルの画像を取得した後、輝度値のアレイとしてデータをエクスポートしうる。引掻き傷の光学的コントラストを計算する単純明快な一方法は、各引掻き傷を横切って輝度線プロファイルを抽出することである。いくつかの測定では、データに十分なノイズが存在するが、結果として、所与の線プロファイルのいずれにおいても、ごくわずかな引掻き傷に基づく輝度スパイクがランダムノイズ特性以下になる可能性がある。したがって、なんらかのノイズリダクションスキーム、理想的には、引掻き傷の輝度スパイクを減衰させることなく局在化点欠陥に基づくノイズを大幅に低減させるスキーム、をデータに適用することが必要になることもある。これは、一次元平均法を用いることにより達成しうる。
Determination of Scratch Contrast Ratio After acquiring an image of a scratch sample, the data can be exported as an array of luminance values. One simple and straightforward way to calculate the optical contrast of the scratch is to extract a luminance line profile across each scratch. For some measurements, there is sufficient noise in the data, but as a result, in any given line profile, the brightness spike based on very few scratches may be below the random noise characteristic. Thus, it may be necessary to apply some noise reduction scheme to the data, ideally a scheme that significantly reduces noise based on localized point defects without attenuating the intensity spike of the scratch. . This can be achieved by using a one-dimensional averaging method.

コントラスト比(CR)とは、バックライト型光源上のプリズムフィルムの引掻き傷の可視度の尺度を意味する。引掻き傷は、オフアクシス角でより容易に識別しうる。コントラスト比は、バックグラウンドすなわち引掻き傷の付いていない領域と比較したときの引掻き傷の付いた領域から放出される光の輝度の尺度である。1.00のコントラスト比は、人間の眼では見分けられない。コントラスト比の値が大きいほど、その引掻き傷を視覚的に検出するのは容易である。コントラスト比値は、目視角の関数として変化しうるので、全角度を横切って最大のコントラスト比値が、サンプルごとにコントラスト比として選択される。   Contrast ratio (CR) refers to a measure of the visibility of scratches on a prism film on a backlight source. Scratches can be more easily identified by the off-axis angle. Contrast ratio is a measure of the brightness of light emitted from a scratched area as compared to the background, i.e., the non-scratched area. A contrast ratio of 1.00 is invisible to the human eye. The larger the contrast ratio value, the easier it is to visually detect the scratch. Since the contrast ratio value can vary as a function of viewing angle, the maximum contrast ratio value across all angles is selected as the contrast ratio for each sample.

引掻き傷は一次元特性であるので、引掻き傷の方向に沿って平均しても引掻き傷の輝度ピークを低減させることはない。しかしながら、この方法は、いかなる2次元特性をも効果的に減衰する。なぜなら、それらは平均方向に沿ってごく限られた範囲を有するからである。このタイプの平均により、非常に低いコントラストの空間的に延在する特性に対する感度は増大するが、人間による画像処理機構では容易に検出される。   Since the scratch is a one-dimensional characteristic, the brightness peak of the scratch is not reduced even if averaged along the direction of the scratch. However, this method effectively attenuates any two-dimensional characteristic. This is because they have a very limited range along the average direction. This type of average increases sensitivity to spatially extended properties with very low contrast, but is easily detected by human image processing mechanisms.

1次元平均により実際のデータを生成するためには、平均方向が引掻き傷と同一方向であることが重要である。さもなければ、引掻き傷ピーク輝度は、輝度プロファイルを横切ってさらに広く拡げられることにより減衰する。同一の角度でないいくつかの引掻き傷をサンプルが含有する場合、唯一の平均方向を用いて個々の引掻き傷のそれぞれについて正確に平均された輝度ピーク値を取得することはできない。したがって、平均アルゴリズムは、異なる方向に沿った複数の一次元平均経路で実行され、それぞれについて得られたプロファイルを記録する。次に、各引掻き傷に対して計算された最高引掻き傷コントラスト比値を記録する。複数の方向に沿って1次元平均を行って各引掻き傷についてピークコントラスト比を記録することにより、その方位にかかわらず各引掻き傷について確実に適正値が得られる。   In order to generate actual data by a one-dimensional average, it is important that the average direction is the same direction as the scratches. Otherwise, the scratch peak brightness is attenuated by being more widely spread across the brightness profile. If the sample contains several scratches that are not at the same angle, it is not possible to obtain a precisely averaged luminance peak value for each individual scratch using only one average direction. Therefore, the averaging algorithm is executed with a plurality of one-dimensional average paths along different directions and records the profile obtained for each. The highest scratch contrast ratio value calculated for each scratch is then recorded. By performing a one-dimensional average along a plurality of directions and recording the peak contrast ratio for each scratch, an appropriate value can be reliably obtained for each scratch regardless of the orientation.

エクスポートされた輝度データからコントラスト比を計算するための例示的なアルゴリズムは、以下の工程を含む。
1)輝度データファイルをメモリーにロードする。
2)引掻き傷の線の端を越えるいかなる部分をも除外するようにファイルをクリッピングする。
3)カメラ/輝度ファイルのx軸およびy軸に対するサンプル中に延在する引掻き傷の角度を決定する。
4)引掻き傷に平行なピクセルのすべての線で輝度値を合計(積分)し、それぞれの数を記録する。引掻き傷の付いたフィルムの領域上で合計が行われた場合、これらの合計値は比較的大きい数になりうる。引掻き傷の付いていないフィルムの領域では、合計は比較的小さい数になるであろう。
5)引掻き傷が存在するか否かを決定するための引掻き傷コントラスト比の閾値を設定する。
6)引掻き傷に平行なピクセルのあらゆる線について、線の積分値(工程4の値)と周囲の線の平均積分値との比を計算する。この比が工程5で決定された閾値よりも大きい場合、引掻き傷が存在する。
7)引掻き傷ごとに工程6のコントラスト比を記録する。
An exemplary algorithm for calculating the contrast ratio from the exported luminance data includes the following steps.
1) Load the luminance data file into the memory.
2) Clip the file to exclude any part beyond the end of the scratch line.
3) Determine the angle of the scratch that extends through the sample relative to the x and y axes of the camera / luminance file.
4) Sum (integrate) the luminance values on all lines of pixels parallel to the scratch and record the number of each. If totals are made on areas of the scratched film, these total values can be relatively large. In areas of film that are not scratched, the sum will be a relatively small number.
5) Set a scratch contrast ratio threshold to determine if there are scratches.
6) For every line of pixels parallel to the scratch, calculate the ratio between the integrated value of the line (step 4 value) and the average integrated value of the surrounding lines. If this ratio is greater than the threshold determined in step 5, scratches are present.
7) Record the contrast ratio of step 6 for each scratch.

Figure 2007505359
Figure 2007505359

実施例1
ナルコ2327(Nalco2327)(1200.00g)を2リットルのエルレンマイヤーフラスコに仕込んだ。1−メトキシ−2−プロパノール(1350.3g)、シランA174(57.09g)、およびPEG2TES(28.19g)を混合一体化して、攪拌しながらコロイド分散体に添加した。フラスコの内容物を3つの32オンス密封ジャーに注いだ。ジャーを80℃で16時間加熱した。この結果、表面改質コロイドシリカナノ粒子の透明低粘度分散体を生じた。
Example 1
Nalco 2327 (1200.00 g) was charged to a 2 liter Erlenmeyer flask. 1-Methoxy-2-propanol (1350.3 g), Silane A174 (57.09 g), and PEG2TES (28.19 g) were mixed together and added to the colloidal dispersion with stirring. The contents of the flask were poured into three 32-ounce sealing jars. The jar was heated at 80 ° C. for 16 hours. This resulted in a transparent low viscosity dispersion of surface modified colloidal silica nanoparticles.

「PEG2TES」とは、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)メトキシエトキシエチルカルバメートを意味する。それは、次のように調製したものであった。磁気攪拌子を備えた250ml丸底フラスコに35gのジエチレングリコールメチルエーテルおよび77gのメチルエチルケトンを仕込み、続いて、溶媒混合物の実質的部分を回転蒸発させて水を除去した。3−(トリエトキシシリル)プロピルイソシアネート(68.60g)をフラスコに仕込んだ。ジブチルスズジラウレート(約3mg)を添加して、混合物を攪拌した。反応は、穏やかに発熱しながら進行した。反応を約16時間行った。その時点で、赤外分光法によりイソシアネートは認められなかった。溶媒の残分およびアルコールを90℃で回転蒸発により除去して、いくらか粘稠な流体として104.46gのPEG2TESを得た。   “PEG2TES” means N- (3-triethoxysilylpropyl) methoxyethoxyethyl carbamate. It was prepared as follows. A 250 ml round bottom flask equipped with a magnetic stir bar was charged with 35 g of diethylene glycol methyl ether and 77 g of methyl ethyl ketone, followed by rotary evaporation of a substantial portion of the solvent mixture to remove water. 3- (Triethoxysilyl) propyl isocyanate (68.60 g) was charged to the flask. Dibutyltin dilaurate (about 3 mg) was added and the mixture was stirred. The reaction proceeded with a mild exotherm. The reaction was run for about 16 hours. At that time, no isocyanate was observed by infrared spectroscopy. Solvent residue and alcohol were removed by rotary evaporation at 90 ° C. to give 104.46 g of PEG2TES as a somewhat viscous fluid.

10リットル丸底フラスコ(広口)に、3つのジャーの内容物(2638g)、743.00gのオプティカル・レジンC(Optical Resin C)、および8.0gの水中2%プロスタブ5128(Prostab 5128)を仕込んだ。水およびアルコールを回転蒸発により除去した。このようにして、表面改質コロイドシリカナノ粒子を含有する透明低粘度樹脂分散体を得た。樹脂分散体は、ガスクロマトグラフィーにより測定したとき、約38.5%のSiO2およびほぼ2%の1−メトキシ−2−プロパノールを含有していた。1重量パーセントのダロキュア(Darocure)1173をこの樹脂分散体に添加した。この実施例は、2J/cm2で光硬化させた。 A 10 liter round bottom flask (wide neck) is charged with the contents of three jars (2638 g), 743.00 g of Optical Resin C, and 8.0 g of 2% prostub 5128 in water (Prostab 5128). It is. Water and alcohol were removed by rotary evaporation. In this way, a transparent low-viscosity resin dispersion containing surface-modified colloidal silica nanoparticles was obtained. The resin dispersion contained about 38.5% SiO 2 and approximately 2% 1-methoxy-2-propanol as measured by gas chromatography. One weight percent of Darocur 1173 was added to the resin dispersion. This example was photocured at 2 J / cm 2 .

実施例2
ナルコ2327(Nalco2327)(224.17ポンド)を大きい釜に仕込んだ。1−メトキシ−2−プロパノール(252.19ポンド)、シランA174(9.98ポンド)、シルクエスト(Silquest A1230)(8.62ポンド)、およびプロスタブ5198(Prostab5198)(1.81g)を準備し、攪拌しながらナルコ2327(Nalco2327)に添加した。釜を密封して、90℃に16時間加熱した。この結果、改質シリカの透明低粘度分散体を生じた。
Example 2
Nalco 2327 (224.17 pounds) was charged into a large kettle. Prepare 1-methoxy-2-propanol (252.19 pounds), Silane A174 (9.98 pounds), Silquest A1230 (8.62 pounds), and Prostab 5198 (1.81 g). And added to Nalco 2327 with stirring. The kettle was sealed and heated to 90 ° C. for 16 hours. This resulted in a transparent low viscosity dispersion of modified silica.

次に、230ポンドの水およびアルコールを蒸発により釜から除去し、続いて、201.71ポンドの1−メトキシ−2−プロパノールを釜に添加した。次に、SR339/RDX−51027/SR351(126.53ポンド)とプロスタブ5198(Prostab 5198)(23g)との20/60/20重量%混合物を釜に仕込んだ。水およびアルコールを蒸発により再び除去した。配合物は、TGAにより測定したとき、38.9重量%のSiO2を含有していた。屈折率は、1.517であった。 Next, 230 pounds of water and alcohol were removed from the kettle by evaporation, followed by the addition of 201.71 pounds of 1-methoxy-2-propanol to the kettle. Next, a 20/60/20 wt% mixture of SR339 / RDX-51027 / SR351 (126.53 pounds) and Prostab 5198 (Prog 5198) (23 g) was charged to the kettle. Water and alcohol were removed again by evaporation. The formulation contained 38.9% by weight SiO 2 as measured by TGA. The refractive index was 1.517.

実施例3
有機成分を基準にして1%のルシリンTPO−L(Lucirin TPO−L)を実施例2のアリコートに添加した。この実施例は、2J/cm2で光硬化させた。
Example 3
1% Lucirin TPO-L, based on organic components, was added to the aliquot of Example 2. This example was photocured at 2 J / cm 2 .

実施例4
有機成分を基準にして0.5%のルシリンTPO−L(Lucirin TPO−L)を実施例2のアリコートに添加した。この実施例は、1J/cm2で光硬化させた。
Example 4
0.5% Lucirin TPO-L, based on organic components, was added to the aliquot of Example 2. This example was photocured at 1 J / cm 2 .

実施例5
有機成分を基準にして0.5%のルシリンTPO−L(Lucirin TPO−L)を実施例2のアリコートに添加した。この実施例は、2J/cm2で光硬化させた。
Example 5
0.5% Lucirin TPO-L, based on organic components, was added to the aliquot of Example 2. This example was photocured at 2 J / cm 2 .

実施例6
有機成分を基準にして0.5%のルシリンTPO−L(Lucirin TPO−L)を実施例2のアリコートに添加した。この実施例は、0.64J/cm2で光硬化させた。
Example 6
0.5% Lucirin TPO-L, based on organic components, was added to the aliquot of Example 2. This example was photocured at 0.64 J / cm 2 .

実施例7
有機成分を基準にして0.5%のルシリンTPO−L(Lucirin TPO−L)を実施例2のアリコートに添加した。この実施例は、1.28J/cm2で光硬化させた。
Example 7
0.5% Lucirin TPO-L, based on organic components, was added to the aliquot of Example 2. This example was photocured at 1.28 J / cm 2 .

実施例8
SiO2含有率が33重量%に低下するまで、実施例3をSR 339で希釈した。有機成分を基準にして1%のルシリンTPO−L(Lucirin TPO−L)を、この希釈液に添加した。この実施例は、2J/cm2で光硬化させた。
Example 8
Example 3 was diluted with SR 339 until the SiO 2 content dropped to 33% by weight. 1% Lucirin TPO-L, based on organic components, was added to this dilution. This example was photocured at 2 J / cm 2 .

実施例9
1%のルシリンTPO−L(Lucirin TPO−L)をSR339/RDX−51027/SR351の20/60/20の重量%混合物に添加した。この実施例は、2J/cm2で光硬化させた。
Example 9
1% Lucirin TPO-L (Lucirin TPO-L) was added to a 20/60/20 weight percent mixture of SR339 / RDX-51027 / SR351. This example was photocured at 2 J / cm 2 .

比較例A
ミネソタ州セントポールのスリーエム(3M,St Paul,MN)により販売されているビキュイティ(Vikuiti)(登録商標)BEF II 90/50フィルム(BEF II)は、90度のプリズム角および50マイクロメートルのピッチ(プリズムピーク間距離)を有するマイクロ複製プリズム状構造化輝度向上フィルムである。比較例Aのプリズムピークは、鮮明である。
Comparative Example A
Vikuiti® BEF II 90/50 film (BEF II), sold by 3M, St Paul, Minn., Has a prism angle of 90 degrees and a pitch of 50 micrometers. A micro-replicated prismatic structured brightness enhancement film having a (prism peak-to-peak distance). The prism peak of Comparative Example A is clear.

比較例B
ミネソタ州セントポールのスリーエム(3M,St Paul,MN)により販売されているビキュイティ(Vikuiti)(登録商標)丸形ブライトネス・エンハンスメント・フィルム(Brightness Enhancement Film)(RBEF)フィルムは、90度のプリズム角および50マイクロメートルのピッチを有するマイクロ複製プリズム状構造化輝度向上フィルムである。比較例Bのプリズムピークは、丸形であり、8ミクロンのピーク半径を有する。
Comparative Example B
The Vikuiti® Round Brightness Enhancement Film (RBEF) film sold by 3M, St Paul, Minn. Is a 90 degree prism angle. And a micro-replicated prismatic structured brightness enhancement film having a pitch of 50 micrometers. The prism peak of Comparative Example B is round and has a peak radius of 8 microns.

結果
「方法」の節で先に記載したように、上記の実施例の引掻き傷コントラスト比を試験した。これらの結果を以下の表1に列挙する。
Results The scratch contrast ratio of the above examples was tested as described above in the “Methods” section. These results are listed in Table 1 below.

Figure 2007505359
Figure 2007505359

実施例1〜9は、耐引掻き性を有する物品を例示している。先に記載したように、1.00のコントラスト比値を有する引掻き傷は、人間の眼では見分けられない。比較例Aは、中程度の耐引掻き性を有し、一方、比較例Bは、不十分な耐引掻き性を示す。   Examples 1-9 illustrate articles having scratch resistance. As described above, scratches having a contrast ratio value of 1.00 are invisible to the human eye. Comparative Example A has moderate scratch resistance, while Comparative Example B shows insufficient scratch resistance.

バックライト型液晶ディスプレイにおける本発明に係る例示的微細構造化物品の概略図である。1 is a schematic view of an exemplary microstructured article according to the present invention in a backlight type liquid crystal display. FIG. 微細構造化表面を保有する例示的重合構造体の斜視図である。1 is a perspective view of an exemplary polymeric structure having a microstructured surface. FIG. さまざまな高さのプリズム素子を有する例示的微細構造化物品の断面図である。1 is a cross-sectional view of an exemplary microstructured article having prism elements of various heights. FIG. さまざまな高さのプリズム素子を有する例示的微細構造化物品の断面図である。1 is a cross-sectional view of an exemplary microstructured article having prism elements of various heights. FIG. 例示的微細構造化物品の断面図である。1 is a cross-sectional view of an exemplary microstructured article. プリズム素子が異なる高さでありかつ異なる平面内にそれらの底面を有する例示的微細構造化物品の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of an exemplary microstructured article where prism elements are at different heights and have their bottom surfaces in different planes. 例示的微細構造化物品の断面図である。1 is a cross-sectional view of an exemplary microstructured article. 例示的微細構造化物品の断面図である。1 is a cross-sectional view of an exemplary microstructured article. 例示的微細構造化物品の断面図である。1 is a cross-sectional view of an exemplary microstructured article. 方向変換フィルムを備えるイルミネーションデバイスの概略図である。It is the schematic of an illumination device provided with a direction change film. 方向変換フィルムの断面図である。It is sectional drawing of a direction change film. 他の方向変換フィルムの断面図である。It is sectional drawing of another direction change film. 1つの引掻き傷コントラスト比法を示す概略フロー図である。FIG. 5 is a schematic flow diagram illustrating one scratch contrast ratio method. 引掻き傷コントラスト比を決定する例示的装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an exemplary apparatus for determining a scratch contrast ratio.

Claims (74)

微細構造化表面と、シリカ、ジルコニア、またはそれらの混合物よりなる複数の表面改質コロイドナノ粒子と、を有する重合光学フィルム構造体、
を含む、耐久性光学フィルム。
A polymerized optical film structure having a microstructured surface and a plurality of surface-modified colloidal nanoparticles comprising silica, zirconia, or mixtures thereof;
Durable optical film including
前記重合光学フィルム構造体が、第1の表面に沿って延在する複数の稜を有する、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film of claim 1, wherein the polymerized optical film structure has a plurality of ridges extending along a first surface. 前記複数の表面改質コロイドナノ粒子が、1nm超かつ100nm未満の粒度を有することを特徴とする、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film according to claim 1, wherein the plurality of surface-modified colloidal nanoparticles have a particle size of more than 1 nm and less than 100 nm. 前記ナノ粒子が、チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化スズ、それらの混合金属酸化物、またはそれらの混合物をさらに含む、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film of claim 1, wherein the nanoparticles further comprise titania, antimony oxide, alumina, tin oxide, a mixed metal oxide thereof, or a mixture thereof. 前記シリカの粒度が5〜75nmである、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film according to claim 1, wherein the silica has a particle size of 5 to 75 nm. 前記シリカの粒度が10〜30nmである、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film according to claim 1, wherein the silica has a particle size of 10 to 30 nm. 前記ジルコニアの粒度が5〜50nmである、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film according to claim 1, wherein the zirconia has a particle size of 5 to 50 nm. 前記ジルコニアの粒度が5〜15nmである、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film according to claim 1, wherein the zirconia has a particle size of 5 to 15 nm. 前記チタニア混合金属酸化物の粒度が5〜50nmである、請求項4に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film according to claim 4, wherein a particle size of the titania mixed metal oxide is 5 to 50 nm. 前記チタニア混合金属酸化物の粒度が5〜15nmである、請求項4に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film according to claim 4, wherein a particle size of the titania mixed metal oxide is 5 to 15 nm. 前記シリカが微細構造化表面の10〜60重量%を占める、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film of claim 1, wherein the silica accounts for 10-60 wt% of the microstructured surface. 前記シリカが微細構造化表面の10〜40重量%を占める、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film of claim 1, wherein the silica accounts for 10-40 wt% of the microstructured surface. 前記ジルコニアが微細構造化表面の10〜70重量%を占める、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film of claim 1, wherein the zirconia accounts for 10-70 wt% of the microstructured surface. 前記ジルコニアが微細構造化表面の30〜50重量%を占める、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film of claim 1, wherein the zirconia accounts for 30-50 wt% of the microstructured surface. 前記チタニア混合金属酸化物が微細構造化表面の10〜70重量%を占める、請求項4に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film of claim 4, wherein the titania mixed metal oxide accounts for 10-70 wt% of the microstructured surface. 前記チタニア混合金属酸化物が微細構造化表面の30〜50重量%を占める、請求項4に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film of claim 4, wherein the titania mixed metal oxide occupies 30-50% by weight of the microstructured surface. 前記表面改質コロイドナノ粒子の表面が、前記重合光学フィルム構造体と重合可能な表面改質処理剤で改質されている、請求項1に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film according to claim 1, wherein the surface of the surface-modified colloidal nanoparticles is modified with a surface-modifying treatment agent that can be polymerized with the polymerized optical film structure. 複数の表面改質コロイドナノ粒子を有する輝度向上重合構造体、
を含む、輝度向上フィルム。
Brightness-enhancing polymeric structure having a plurality of surface-modified colloidal nanoparticles,
A brightness enhancement film including
前記輝度向上重合構造体が微細構造化表面を有する、請求項18に記載の輝度向上フィルム。   The brightness enhancement film of claim 18, wherein the brightness enhancement polymeric structure has a microstructured surface. 前記輝度向上重合構造体が、第1の表面に沿って延在する複数の稜を有する、請求項18に記載の輝度向上フィルム。   The brightness enhancement film of claim 18, wherein the brightness enhancement polymeric structure has a plurality of ridges extending along the first surface. 前記輝度向上重合構造体がプリズム状微細構造化表面を有する、請求項18に記載の輝度向上フィルム。   The brightness enhancement film of claim 18, wherein the brightness enhancement polymeric structure has a prismatic microstructured surface. 前記複数の表面改質コロイドナノ粒子が、1nm超かつ100nm未満の粒度を有する酸化物粒子を含む、請求項18に記載の輝度向上フィルム。   The brightness enhancement film according to claim 18, wherein the plurality of surface-modified colloidal nanoparticles include oxide particles having a particle size of more than 1 nm and less than 100 nm. 前記ナノ粒子が、シリカ、ジルコニア、チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化スズ、またはそれらの混合物である、請求項18に記載の輝度向上フィルム。   The brightness enhancement film according to claim 18, wherein the nanoparticles are silica, zirconia, titania, antimony oxide, alumina, tin oxide, or a mixture thereof. 前記複数の稜がプリズム頂部である、請求項20に記載の輝度向上フィルム。   The brightness enhancement film according to claim 20, wherein the plurality of ridges are prism tops. 前記プリズム頂部が丸形である、請求項24に記載の輝度向上フィルム。   The brightness enhancement film according to claim 24, wherein the prism top is round. 前記プリズム頂部がフラットである、請求項24に記載の輝度向上フィルム。   The brightness enhancement film according to claim 24, wherein the prism top is flat. 前記重合構造体に光結合されたベース層をさらに含む、請求項18に記載の輝度向上フィルム。   The brightness enhancement film of claim 18, further comprising a base layer optically coupled to the polymeric structure. 前記ベース層が、スチレン−アクリロニトリル、セルローストリアセテート、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ナフタレンジカルボン酸のコポリマー、またはそれらの混合物を含む、請求項27に記載の輝度向上フィルム。   28. The brightness enhancement film of claim 27, wherein the base layer comprises styrene-acrylonitrile, cellulose triacetate, polymethyl methacrylate, polyester, polycarbonate, polyethylene naphthalate, naphthalene dicarboxylic acid copolymer, or mixtures thereof. (a)発光表面を有する照明デバイスと、
(b)該発光表面に実質的に平行に配置された輝度向上フィルムであって、複数の表面改質コロイドナノ粒子を有する重合構造体を含む、輝度向上フィルムと、
を備える、デバイス。
(A) a lighting device having a light emitting surface;
(B) a brightness enhancement film disposed substantially parallel to the light emitting surface, the brightness enhancement film comprising a polymerized structure having a plurality of surface-modified colloidal nanoparticles;
A device comprising:
前記照明デバイスがバックライト型ディスプレイデバイスである、請求項29に記載のデバイス。   30. The device of claim 29, wherein the lighting device is a backlight display device. 前記照明デバイスがバックライト型液晶ディスプレイデバイスである、請求項29に記載のデバイス。   30. The device of claim 29, wherein the lighting device is a backlight type liquid crystal display device. 前記デバイスがハンドヘルドデバイスである、請求項29に記載のデバイス。   30. The device of claim 29, wherein the device is a handheld device. 前記デバイスがコンピューターディスプレイである、請求項29に記載のデバイス。   30. The device of claim 29, wherein the device is a computer display. 前記デバイスがテレビである、請求項29に記載のデバイス。   30. The device of claim 29, wherein the device is a television. 第1の表面と、
該第1の表面内に形成されたプリズムのアレイであって、
複数の第1のプリズムであって、それぞれが、該第1の表面の法線に対して第1のプリズム角方位を有する、第1のプリズムと、
複数の第2のプリズムであって、それぞれが、該法線に対して該第1の角方位と異なる第2のプリズム角方位を有する、第2のプリズムと、
を有する、プリズムのアレイと、
該第1の表面に対向する第2の表面と、
を含み、
該プリズムのアレイが複数の表面改質コロイドナノ粒子を有する、
耐久性光方向変換フィルム。
A first surface;
An array of prisms formed in the first surface, wherein
A plurality of first prisms, each having a first prism angular orientation relative to a normal of the first surface;
A plurality of second prisms, each having a second prism angular orientation different from the first angular orientation relative to the normal;
An array of prisms,
A second surface opposite the first surface;
Including
The array of prisms has a plurality of surface-modified colloidal nanoparticles;
Durable light redirecting film.
(a)発光表面を有する光導波路を有する照明光源と、
(b)該光導波路に実質的に平行に配置された光方向変換フィルムであって、該方向変換フィルムは、第1の表面と第2の表面と該第1の表面上に形成されたプリズムのアレイとを有し、該方向変換フィルムは、該第1の表面が該発光表面に関連付けられて配設された状態で配設され、その結果、該光導波路の発光表面から出射した光線は、該プリズムのアレイに当たり、該プリズムのアレイにより反射および屈折されて、該光線は、該第2の表面を介してかつ実質的に所望の角方向に沿って該方向変換フィルムから出射するようになっている、光方向変換フィルムと、
を備え、
該プリズムのアレイが、第1の複数のプリズム(該第1の複数のプリズムは第1のプリズム形態を有する)と、第2の複数のプリズム(それぞれ、該第1のプリズム形態と異なる第2のプリズム形態を有する)と、を含み、該第1のプリズム形態および該第2のプリズム形態が、該第2の表面から出射する光線を該光導波路に入射した光線の実質的に均一なサンプリングに対応させるようになっており、かつ該光方向変換フィルムが、複数の表面改質コロイドナノ粒子を含む、
イルミネーションデバイス。
(A) an illumination light source having an optical waveguide having a light emitting surface;
(B) a light redirecting film disposed substantially parallel to the optical waveguide, the redirecting film comprising a first surface, a second surface and a prism formed on the first surface; The direction changing film is disposed in a state where the first surface is associated with the light emitting surface, and as a result, the light emitted from the light emitting surface of the optical waveguide is Hitting the array of prisms and being reflected and refracted by the array of prisms such that the light rays exit the redirecting film through the second surface and substantially along the desired angular direction. A light redirecting film,
With
The array of prisms includes a first plurality of prisms (the first plurality of prisms having a first prism form) and a second plurality of prisms (each of which is different from the first prism form). The first prism configuration and the second prism configuration are configured to substantially uniformly sample the light beam incident on the optical waveguide from the second surface. And the light redirecting film comprises a plurality of surface-modified colloidal nanoparticles,
Illumination device.
複数の表面改質コロイドナノ粒子を有する再帰反射重合構造体、
を含む、再帰反射フィルム。
A retroreflective polymerized structure having a plurality of surface-modified colloidal nanoparticles,
Including retroreflective film.
前記再帰反射重合構造体が微細構造化表面を有する、請求項37に記載の再帰反射フィルム。   38. The retroreflective film of claim 37, wherein the retroreflective polymerized structure has a microstructured surface. 前記再帰反射重合構造体が、第1の表面に沿って延在する複数の稜を有する、請求項37に記載の再帰反射フィルム。   38. The retroreflective film of claim 37, wherein the retroreflective polymeric structure has a plurality of ridges extending along the first surface. 前記再帰反射重合構造体がプリズム状微細構造化表面を有する、請求項37に記載の再帰反射フィルム。   38. The retroreflective film of claim 37, wherein the retroreflective polymeric structure has a prismatic microstructured surface. 前記複数の表面改質コロイドナノ粒子が、1nm超かつ100nm未満の粒度を有する酸化物粒子を含む、請求項37に記載の再帰反射フィルム。   38. The retroreflective film of claim 37, wherein the plurality of surface modified colloidal nanoparticles comprise oxide particles having a particle size greater than 1 nm and less than 100 nm. 前記ナノ粒子が、シリカ、ジルコニア、チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化スズ、またはそれらの混合物である、請求項37に記載の再帰反射フィルム。   The retroreflective film according to claim 37, wherein the nanoparticles are silica, zirconia, titania, antimony oxide, alumina, tin oxide, or a mixture thereof. 前記複数の稜がプリズム頂部である、請求項39に記載の再帰反射フィルム。   40. The retroreflective film according to claim 39, wherein the plurality of ridges are prism tops. 前記微細構造化表面が微細構造化コーナーキューブアレイである、請求項38に記載の再帰反射フィルム。   40. The retroreflective film of claim 38, wherein the microstructured surface is a microstructured corner cube array. 微細構造化表面と、シリカ、ジルコニア、またはそれらの混合物よりなる複数の表面改質コロイドナノ粒子と、を有する重合光学素子構造体、
を含む、耐久性光学素子。
A polymerized optical element structure having a microstructured surface and a plurality of surface-modified colloidal nanoparticles comprising silica, zirconia, or mixtures thereof;
A durable optical element.
前記ナノ粒子が、チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化スズ、それらの混合金属酸化物、またはそれらの混合物をさらに含む、請求項45に記載の耐久性光学素子。   46. The durable optical element of claim 45, wherein the nanoparticles further comprise titania, antimony oxide, alumina, tin oxide, mixed metal oxides thereof, or mixtures thereof. 前記表面改質コロイドナノ粒子の表面が、前記重合光学素子構造体と重合可能な表面改質処理剤で改質されている、請求項45に記載の耐久性光学素子。   46. The durable optical element according to claim 45, wherein a surface of the surface-modified colloidal nanoparticle is modified with a surface-modifying treatment agent that can be polymerized with the polymerized optical element structure. 前記重合光学素子構造体がプリズム状微細構造化表面を有する、請求項45に記載の耐久性光学素子。   46. A durable optical element according to claim 45, wherein the polymeric optical element structure has a prismatic microstructured surface. 前記プリズム状微細構造化表面が丸形頂部を有する、請求項45に記載の耐久性光学素子。   46. The durable optical element of claim 45, wherein the prismatic microstructured surface has a rounded top. 前記プリズム状微細構造化表面が平坦形頂部を有する、請求項49に記載の耐久性光学素子。   50. The durable optical element of claim 49, wherein the prismatic microstructured surface has a flat top. 微細構造化表面と、1.0〜1.15の範囲内の引掻き傷コントラスト比値と、を有する重合光学フィルム構造体、
を含む、耐久性光学フィルム。
A polymerized optical film structure having a microstructured surface and a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.15;
Durable optical film including
前記重合光学フィルム構造体が1.0〜1.12の範囲内の引掻き傷コントラスト比値を有する、請求項51に記載の耐久性光学フィルム。   52. The durable optical film of claim 51, wherein the polymeric optical film structure has a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.12. 前記重合光学フィルム構造体が1.0〜1.10の範囲内の引掻き傷コントラスト比値を有する、請求項51に記載の耐久性光学フィルム。   52. The durable optical film of claim 51, wherein the polymerized optical film structure has a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.10. 前記重合光学フィルム構造体が1.0〜1.05の範囲内の引掻き傷コントラスト比値を有する、請求項51に記載の耐久性光学フィルム。   52. The durable optical film of claim 51, wherein the polymeric optical film structure has a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.05. 前記重合光学フィルム構造体が、第1の表面に沿って延在する複数の稜を含む、請求項51に記載の耐久性光学フィルム。   52. The durable optical film of claim 51, wherein the polymerized optical film structure includes a plurality of ridges extending along a first surface. 前記重合光学フィルム構造体が、シリカ、ジルコニア、またはそれらの混合物よりなる複数の表面改質コロイドナノ粒子を含む、請求項51に記載の耐久性光学フィルム。   52. The durable optical film of claim 51, wherein the polymerized optical film structure comprises a plurality of surface modified colloidal nanoparticles comprising silica, zirconia, or a mixture thereof. 第1の表面に沿って延在する前記複数の稜が丸形である、請求項55に記載の耐久性光学フィルム。   56. The durable optical film of claim 55, wherein the plurality of ridges extending along the first surface are round. 前記丸形稜が4〜7マイクロメートルの範囲内の半径を有する、請求項57に記載の耐久性光学フィルム。   58. The durable optical film of claim 57, wherein the round ridge has a radius in the range of 4-7 micrometers. 前記複数の表面改質コロイドナノ粒子が、第1の表面改質剤と、該第1の表面改質剤と異なる第2の表面改質剤と、により改質される、請求項56に記載の耐久性光学フィルム。   57. The plurality of surface modified colloidal nanoparticles are modified by a first surface modifier and a second surface modifier that is different from the first surface modifier. Durable optical film. 第1の表面に沿って延在する複数の丸形プリズム頂部を含む微細構造化表面と、1.0〜1.65の範囲内の引掻き傷コントラスト比値と、を有する重合光学フィルム構造体、
を含む、耐久性光学フィルム。
A polymerized optical film structure having a microstructured surface comprising a plurality of round prism apexes extending along a first surface and a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.65;
Durable optical film including
前記重合光学フィルム構造体が1.0〜1.4の範囲内の引掻き傷コントラスト比値を有する、請求項60に記載の耐久性光学フィルム。   61. The durable optical film of claim 60, wherein the polymerized optical film structure has a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.4. 前記重合光学フィルム構造体が1.0〜1.10の範囲内の引掻き傷コントラスト比値を有する、請求項60に記載の耐久性光学フィルム。   61. The durable optical film of claim 60, wherein the polymeric optical film structure has a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.10. 前記重合光学フィルム構造体が、シリカ、ジルコニア、またはそれらの混合物よりなる複数の表面改質コロイドナノ粒子を含む、請求項60に記載の耐久性光学フィルム。   61. The durable optical film of claim 60, wherein the polymerized optical film structure comprises a plurality of surface modified colloidal nanoparticles comprising silica, zirconia, or a mixture thereof. 前記丸形プリズム頂部が4〜7マイクロメートルの範囲内の半径を有する、請求項60に記載の耐久性光学フィルム。   61. The durable optical film of claim 60, wherein the round prism top has a radius in the range of 4-7 micrometers. 前記複数の表面改質コロイドナノ粒子が、第1の表面改質剤と、該第1の表面改質剤と異なる第2の表面改質剤と、により改質される、請求項63に記載の耐久性光学フィルム。   64. The plurality of surface modified colloidal nanoparticles are modified by a first surface modifier and a second surface modifier different from the first surface modifier. Durable optical film. シリカ、ジルコニア、またはそれらの混合物よりなる複数の表面改質コロイドナノ粒子を含む微細構造化表面と、1.0〜1.65の範囲内の引掻き傷コントラスト比値と、を有する重合光学フィルム構造体、
を含む、耐久性光学フィルム。
Polymerized optical film structure having a microstructured surface comprising a plurality of surface modified colloidal nanoparticles comprising silica, zirconia, or a mixture thereof, and a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.65 body,
Durable optical film including
前記重合光学フィルム構造体が1.0〜1.4の範囲内の引掻き傷コントラスト比値を有する、請求項66に記載の耐久性光学フィルム。   67. The durable optical film of claim 66, wherein the polymeric optical film structure has a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.4. 前記重合光学フィルム構造体が1.0〜1.10の範囲内の引掻き傷コントラスト比値を有する、請求項66に記載の耐久性光学フィルム。   68. The durable optical film of claim 66, wherein the polymeric optical film structure has a scratch contrast ratio value in the range of 1.0 to 1.10. 前記シリカの粒度が5〜75のナノメートルである、請求項66に記載の耐久性光学フィルム。   68. The durable optical film of claim 66, wherein the silica has a particle size of 5 to 75 nanometers. 前記シリカが前記微細構造化表面の10〜60重量%を占める、請求項66に記載の耐久性光学フィルム。   68. The durable optical film of claim 66, wherein the silica accounts for 10-60% by weight of the microstructured surface. 前記重合光学フィルム構造体が、第1の表面に沿って延在する複数のプリズム頂部を含む、請求項66に記載の耐久性光学フィルム。   68. The durable optical film of claim 66, wherein the polymerized optical film structure includes a plurality of prism tops extending along a first surface. 前記重合光学フィルム構造体が、第1の表面に沿って延在する複数の丸形プリズム頂部を含む、請求項71に記載の耐久性光学フィルム。   72. The durable optical film of claim 71, wherein the polymerized optical film structure includes a plurality of round prism tops extending along a first surface. 前記丸形プリズム頂部が4〜7マイクロメートルの範囲内の半径を有する、請求項72に記載の耐久性光学フィルム。   The durable optical film of claim 72, wherein the round prism top has a radius in the range of 4-7 micrometers. 前記複数の表面改質コロイドナノ粒子が、第1の表面改質剤と、該第1の表面改質剤と異なる第2の表面改質剤と、により改質される、請求項66に記載の耐久性光学フィルム。   68. The plurality of surface modified colloidal nanoparticles are modified by a first surface modifier and a second surface modifier that is different from the first surface modifier. Durable optical film.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008249962A (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Nippon Carbide Ind Co Inc Retroreflective sheet
JP2012512273A (en) * 2008-12-15 2012-05-31 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー High refractive index inorganic oxide nanoparticles containing a surface treatment agent, polymerizable resin composition, and article
JP5485548B2 (en) * 2006-08-25 2014-05-07 国立大学法人電気通信大学 Photosensitive composition containing organic-zirconia composite fine particles
WO2018185590A1 (en) 2017-04-05 2018-10-11 3M Innovative Properties Company Hydrophilic hard coat laminate and method for manufacturing same

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101372024B1 (en) 2005-06-09 2014-03-07 유브라이트 옵트로닉스 코포레이션 Moire reducing optical substrates with irregular prism structure
TWI417324B (en) * 2005-11-15 2013-12-01 3M Innovative Properties Co Brightness enhancing film and method of surface treating inorganic nanoparticles
TWI339743B (en) 2005-12-06 2011-04-01 Ubright Optronics Corp A luminance enhancement film and manufacturing method thereof and method for enhancing brightness of an image
TWI384260B (en) 2006-06-30 2013-02-01 Ubright Optronics Corp Luminance enhancement optical substrates with optical defect masking structures
WO2008120416A1 (en) * 2007-02-27 2008-10-09 Konica Minolta Opto, Inc. Optical composite material, method for manufacturing the optical composite material, and optical element using the optical composite material
US7957621B2 (en) * 2008-12-17 2011-06-07 3M Innovative Properties Company Light extraction film with nanoparticle coatings
KR102038143B1 (en) * 2018-04-16 2019-11-26 박성민 Removable light reflector patch
WO2021152411A1 (en) * 2020-01-29 2021-08-05 3M Innovative Properties Company Retroreflective element and retroreflective film

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08217991A (en) * 1995-02-02 1996-08-27 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> Radiation-curable material
JP2001133607A (en) * 1999-08-25 2001-05-18 Sumitomo Chem Co Ltd Light scattering layer, light scattering plate, color filter and liquid crystal display device utilizing them
JP2004145157A (en) * 2002-10-28 2004-05-20 Tdk Corp Manufacturing method of non-glare processed object

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5626800A (en) * 1995-02-03 1997-05-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Prevention of groove tip deformation in brightness enhancement film
US5760126A (en) * 1996-12-20 1998-06-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Aqueous fluorochemical compositions and abrasion-resistant coatings therefrom
US5898523A (en) * 1997-07-02 1999-04-27 Minnesota Mining & Manufacturing Company Tiled retroreflective sheeting composed of highly canted cube corner elements
US6356391B1 (en) * 1999-10-08 2002-03-12 3M Innovative Properties Company Optical film with variable angle prisms
US6896958B1 (en) * 2000-11-29 2005-05-24 Nanophase Technologies Corporation Substantially transparent, abrasion-resistant films containing surface-treated nanocrystalline particles
US6962946B2 (en) * 2001-11-21 2005-11-08 3M Innovative Properties Company Nanoparticles having a rutile-like crystalline phase and method of preparing same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08217991A (en) * 1995-02-02 1996-08-27 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> Radiation-curable material
JP2001133607A (en) * 1999-08-25 2001-05-18 Sumitomo Chem Co Ltd Light scattering layer, light scattering plate, color filter and liquid crystal display device utilizing them
JP2004145157A (en) * 2002-10-28 2004-05-20 Tdk Corp Manufacturing method of non-glare processed object

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5485548B2 (en) * 2006-08-25 2014-05-07 国立大学法人電気通信大学 Photosensitive composition containing organic-zirconia composite fine particles
JP2008249962A (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Nippon Carbide Ind Co Inc Retroreflective sheet
JP2012512273A (en) * 2008-12-15 2012-05-31 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー High refractive index inorganic oxide nanoparticles containing a surface treatment agent, polymerizable resin composition, and article
WO2018185590A1 (en) 2017-04-05 2018-10-11 3M Innovative Properties Company Hydrophilic hard coat laminate and method for manufacturing same

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