KR100798172B1 - 차별적으로 경화된 물질 및 이를 형성하기 위한 공정 - Google Patents

차별적으로 경화된 물질 및 이를 형성하기 위한 공정 Download PDF

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Abstract

구조물은 동일한 광경화성 물질로부터 형성된 제 1 경화된 부분 및 제 2 경화된 부분을 포함하는 층을 포함한다. 제 1 경화된 부분은 제 1 양으로 경화되고, 제 2 경화된 부분은 제 2 양으로 경화된다. 제 1 양은 제 2 양과 충분히 상이하여 구조물의 표면상에 가시적인 불연속성을 생성한다. 방사선 경화성 물질에 패턴을 형성하는 방법은 방사선 공급원 및 방사선 경화성 물질 사이에, 방사선 공급원으로부터 방사선의 일부를 차단할 수 있는 패턴을 제공하는 것을 포함한다. 물질은 방사선 공급원의 방사선으로 경화되어 방사선 경화성 물질에 패턴을 형성한다.

Description

차별적으로 경화된 물질 및 이를 형성하기 위한 공정 {DIFFERENTIALLY CURED MATERIALS AND PROCESS FOR FORMING SAME}
기술배경
많은 역반사 시팅(sheeting), 평행화(collimating) 필름 등은 제조가 어렵고 고가인 금속 몰드에서 엄격한 크기로 제조된다. 이 금속 몰드는 시팅 및 필름의 고급 시장으로의 도입에 있어 중요한 장벽일 수 있다. 그러나 역반사 시팅 및 평행화 필름의 모조품 제조자들은 고급 시팅 및 필름으로부터 저가의 저급 몰드를 형성할 수 있다. 이러한 복제를 방지하는 수단으로서, 금속 몰드에는 종종 회사 로고 또는 상표가 새겨져 로고 또는 상표가 최종 모조품상에 나타나게 할 수 있다. 이러한 로고 첨가의 단점은 필요한 공차로 세겨지는 것이 더 어려울 수 있다는 것이다.
공개 번호가 WO 97/30604호인 국제 출원은 지지체상에 광경화성 수지 물질의 층을 액체 형태로 제공하는 것을 포함하는, 담배 컨베이어 벨트를 생성하는 방법을 공개한다. 이 물질의 층은 조명에 대해 선택적 투과성을 보이는 마스크를 통하여 조명되어 마스크의 투명 영역에 해당하는 층의 물질의 일부 이상이 경화되게 한다. 경화되지 않은 부분은 제거된다. 잔류 물질의 완전한 경화가 달성된다.
따라서, 보다 우수한 표식을 가진 제품 및 제품을 보다 우수하게 제조하는 방법에 대한 필요성이 존재한다.
발명의 요약
구조물은 동일한 광경화성 물질로부터 형성되는 제 1 경화된 부분 및 제 2 경화된 부분을 포함하는 층을 포함한다. 제 1 경화된 부분은 제 1 양으로 경화되고, 제 2 경화된 부분은 제 2 양으로 경화된다. 제 1 양은 제 2 양과 충분히 상이 하여 구조물의 표면에 가시적인 불연속성을 생성한다. 층은 기부와 연결될 수 있다. 층 및 기부는 동일한 물질로 형성될 수 있다. 경화의 제 1 양은 경화의 제 2 양과 충분히 상이하여, 제 1 부분의 두께와 제 2 부분의 두께의 차가 약 0.05 내지 2.0 마이크로미터의 범위내를 보인다. 가시적인 불연속성은 입사광이 융기부 또는 함몰부를 가지지 않는 표면의 일부와 충돌할 경우에 입사광이 빛의 상이한 음영을 보이도록 하는 구조물 표면의 융기부 또는 함몰부로 생각된다. 가시적인 불연속성은 육안으로 식별될 수 있다. 층은 선형 프리즘 또는 큐브-코너 프리즘과 같은 프리즘 어레이, 렌즈 구조물, 또는 부파장 구조물일 수 있다.
방사선 경화성 물질에 패턴을 형성하는 방법은 방사선 공급원과 방사선 경화성 물질사이에 방사선 공급원으로부터 방사선의 일부를 차단할 수 있는 차단 패턴을 제공하는 것을 포함한다. 물질은 차단 패턴을 통하여 방사선 공급원의 방사선으로 경화되어, 방사선 경화성 물질에 패턴을 형성한다.
패턴 전사 구조물은 방사선을 방출하기 위한 방사선 공급원, 방사선에 의해 경화될 수 있는 방사선 경화성 물질 및 방사선의 일부를 차단하기 위한 패턴을 포함한다. 패턴은 물질 경화시에 방사선 공급원 및 방사선 경화성 물질 사이에 놓여 패턴이 물질에 형성된다.
프리즘 구조물을 형성하는 방법은, 프리즘 몰드를 제공하고, 몰드에 방사선 경화성 물질을 위치시키는 것을 포함한다. 방사선 경화성 물질의 일부를 차단할 수 있는 패턴이 방사선 공급원과 방사선 경화성 물질 사이에 제공된다. 방사선 경화성 물질은 방사선 공급원의 방사선으로 경화되어 방사선 경화성 물질에 패턴을 형성한다.
프리즘 구조물은 기부 및 기부에 연결된 프리즘 어레이를 포함한다. 프리즘 어레이는 동일한 방사선 경화성 물질로부터 형성된 제 1 경화된 부분 및 제 2 경화된 부분을 포함한다. 제 1 경화된 부분은 제 1 굴절율 값을 가지고, 제 2 경화된 부분은 제 1 굴절율 값과 충분히 다른 제 2 굴절율 값을 가져서 구조물의 표면에 가시적인 불연속성을 생성한다.
본 발명은 투명한 물질에 영구한 패턴을 형성하는 것을 포함하여 많은 이점을 가지고 다른 기능을 그다지 손상시키지 않는다. 상기 물질은 패턴이 종이의 투명 마크와 유사하게 작용하도록 하여 위조하기 어려운 제품 공급원의 표시 수단을 제공할 수 있다. 또한, 패턴은 패턴을 가지는 구조물을 통하여 투과되는 광로를 변경함에 의해 빛을 취급하는 기능을 수행할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 방사선 경화성 물질 및 경화성 물질에 패턴을 형성하기 위해 방사선 경화성 물질 위쪽에 위치한 패턴 층의 등각 투상도이다.
도 2는 패턴이 형성된 방사선 경화성 물질의 등각 투상도이다.
도 3은 나방눈 구조물이 형성된 역반사성 구조물의 등각 투상도이며, 여기서 나방눈 구조물은 본 발명의 다른 구체예에 따라 형성된 패턴을 가진다.
도 4는 표준 평행화 필름의 투시도이다.
도 5는 차별적으로 경화된 평행화 필름의 투시도이다.
도 6은 차별적으로 경화된 평행화 필름을 형성하는 방법의 개략도이다.
도 7은 다른 구체예의 횡단면도이다.
도 8은 도 7의 구체예의 투시도이다.
도 9는 로고 패턴의 구체예를 도시한다.
도 10은 패턴 전사 공정으로 제조된 필름의 표면에 걸쳐 만들어진 간섭현미경 추적에 따른 표면 프로파일의 좌표를 도시한다.
본 발명의 앞서 말한 목적 및 다른 목적, 특징 및 이점은, 상이한 도면을 통한 같은 참조 번호는 동일한 부분을 의미하는 첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 구체예의 하기 보다 상세한 기술로부터 명백하게 될 것이다. 도면은 반드시 일정한 비율인 것은 아니며 대신에 본 발명의 원리를 설명하는데 중점을 두었다. 다르게 특정되지 않는 한 중량부 및 중량%를 사용하였다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 바람직한 구체예를 하기에 설명한다. 전체적으로, 본 발명은 방사선 경화성 물질에 패턴을 형성하는 것에 관한 것이다. 일 구체예에서, 패턴은 물질에 실질적으로 수직한 방향으로 볼 경우에 투명하다. 그러나, 패턴은 수직에서 약 15도의 각으로 보면 보다 더 투명하게 보일 수 있다.
도 1은, 방사선 공급원(14) 및 방사선 경화성 물질(12)사이에 놓여진 예를 들어, 마스크 또는 패턴 층(10)에 의해 제공된 "ABC" 패턴 예와 같은 패턴을 형성하기 위한 본 발명의 구체예를 도시한다. 일 구체예에서, 마스크 층(10)은 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌, 폴리부틸렌 등을 포함할 수 있고, 저점착성 접착제(low-tack adhesive)를 포함할 수 있다. 경화성 물질(12)은 물질 예를 들어, 폴리에스테르, 우레탄 또는 에폭시 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트로부터 제형화된 코팅 및 미세구조화되거나 패턴형성된 물질을 포함할 수 있다. 충전제, 자유 라디칼 개시제 및 양이온 개시제를 포함하는 다양한 첨가물이 물질(12)에 포함되어 공정 또는 성능을 개선할 수 있다. 예를 들어, 사르토머 컴퍼니 불레틴 제 4018호 또는 제 4303호(Sartomer Company Bulletin Nos. 4018 or 4303)를 참조할 수 있다. 방사선 공급원(14)은 바람직하게는 화학선 방사를 제공하고, 이는 경화성 물질(12)에 광화학 활성을 유발한다. 예를 들어, 통상적인 자외선 광이 사용될 수 있다.
패턴 층(10)에는 방사선 공급원의 방사선 일부 또는 전부를 차단하여 유사한 패턴을 경화된 물질(12)에 남기는 임의의 종류의 물질이 포함될 수 있다. 예를 들어, 통상적인 인쇄 잉크를 사용하여 투명 중합체 필름에 인쇄된 패턴과 같이, 채색된 패턴으로 패턴을 형성할 수 있다. 패턴은 또한 필름의 투명도를 달성하는 엠보싱 패턴에 의해 형성될 수 있다. 일 구체예에서, 패턴은 경화성 물질(12)을 가지는 기판의 어느 한쪽에 직접 적용될 수 있고, 경화후에 경화된 층(12)에 경화된 패턴이 남도록 이 패턴은 제거되거나 제거되지 않을 수 있다. 대안적인 구체예에서, 패턴 층(10)에는 자외선 차단 화학물질을 함유하는 채색되거나 반투명한 필름 물질 또는 투명 수지와 같은 스텐실 등이 포함될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 패턴 층(10)은 제거되었지만, 패턴 "ABC"는 경화된 물질(12)에 전사되었다. 패턴이 물질(12)의 경화율을 변화시켜 경화된 물질에 패턴을 형성하는 것으로 생각된다. 한 이론은 형성된 패턴의 분자가 위쪽에 마스크를 가지지 않는 분자보다 더 긴 가교 시간을 가짐에 따라 더 조밀하게 된다는 것 을 제시한다. 이러한 보다 조밀한 구역은 상이한 굴절율을 가지는 것으로 보인다. 패턴은 약 15도의 각도에서 가장 잘 보인다.
도 3은 물질에 패턴을 형성하기 위한 다른 구체예를 도시한다. 이 구체예에서, 패턴 층(10)은 예를 들어 선형 또는 큐브-코너 프리즘을 함유할 수 있는 경화된 역반사 구조물(16) 위쪽에 위치한다. 적합한 큐브-코너 프리즘의 예가 1972년 8월 15일에 로우란드(Rowland)에게 발행된 미국 특허 제 3,684,348호에 공개되어 있다.
나방눈 구조물(18)은 도 3에 도시된 바와 같이 역반사성 구조물(16)의 반대편에 형성될 수 있다. 나방눈 구조물은 2001년 5월 17일에 공개된 국제 공개번호 제 WO 01/35128호에 해당하는, 1999년 11월 12일에 출원된 미국 출원 번호 제 09/438,912호에 보다 상세하게 설명되어 있다. 나방눈 구조물(18)은 패턴 층(10)을 통하여 방사선 공급원(14)에 의해 경화되어, 패턴이 나방눈 구조물(18) 또는 방산 구조물 또는 다른 적합한 구조물에 형성된다.
적용된 부파장 구조물은 바람직하게는 약 0.4마이크론의 진폭을 가지고 약 0.3마이크론 미만의 주기를 가진다. 구조물은 외관상 사인 곡선을 보이고, 입사각에서 볼 경우에 짙은 녹색 내지 짙은 청색을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 진폭은 주기보다 2배 커서 가로 세로 비가 2 이상이다.
부파장 구조물을 형성하기 위하여, 구조물은 처음에 자외선 레이저를 사용한 홀로그래피 노출에 의해 광저항성 유리 기판 상에 생성된다. 적합한 장치는 메사츄세스 베드포드(Bedford)의 홀로프래픽 리쏘그래피 시스템즈(Holographic Lithography Systems)로부터 입수될 수 있다. 방법의 한 예가 1977년 3월 22일에 클라팜 등(Clapham et al.)에게 발행된 미국 특허 제 4,013,465호에 공개되어 있다. 이러한 방법은 환경의 임의의 변화 예를 들어, 온도 및 먼지에 민감하여 주의해야 한다. 다음에, 구조물은 전기주조 공정에 의해 니켈 심(shim)으로 전환된다.
다른 구체예에서, 미세 패턴은 마스크 층(10)상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 패턴은 너비가 10분의 몇 밀리리터 이하일 수 있다. 경화된 경우에 바람직하게는 실질적으로 투명한 경화성 물질이 패턴의 마스크 층(10)의 반대편에 형성되고 방사선 공급원(14)에 의해 경화된다. 따라서 미세 패턴은 경화된 물질에 전사된다. 마스크 층(10)은 제거되고, 경화된 시트는 액정 디스플레이와 같이 디스플레이 앞쪽에 위치된다. 미세 패턴은 방산제 시트의 경우와 같이 많은 광 손실없이 디스플레이에서 화소 패턴을 흩뜨린다.
배각을 가지는 피쳐(feature)를 생성하기에 바람직한 방사선 경화된 주조 공정에서, 이러한 피쳐의 재생산을 위하여 사용될 몰드에 배각 피쳐가 통상적으로 컷팅된다. 이는 각의 작은 변화가 제품 성능에 강한 영향을 줄 수 있는 광 유도 또는 광반사 제품의 제조에 일반적인 사실이다. 몰드의 컷팅 및 복제는 비용 및 시간 소비적인 공정이다.
본 발명으로 단일 몰드 설계로부터 제품에 다양한 각 및 패턴 변형을 생성할 수 있다. 몰드 형성된 구조물의 형성 및 방사선 경화에 앞서 캐리어 시트 또는 필름의 표면상에 "광마스크"가 프린트된다. "광마스크"는 투명하거나 채색될 수 있고 캐리어의 어느 한 쪽에 적용될 수 있다. 경화 방사선이 매우 평행한 경우에, " 마스크"를 반투명하게 해서 그 구역에서 느리게 경화시킬 수 있는 것이 바람직하다. 방사선이 덜 평행한 경우에, 마스킹된 구역으로의 산란 및 반사에 의하여 완전히 불투명한 마스크를 통하여 경화를 수행할 수 있다.
다음에, 생성된 제품은 "마스크"에 의해 방해된 경화 속도와 관련된 수축 및 굴절율의 변화로 인하여 마스킹되었던 구역에서 상이한 광학적 양상을 보인다.
도 4는 선형 피크(34) 및 골(36)을 가지는 선형 프리즘(32)을 가지는 통상적인 평행화 필름(30)의 투시도이다. 피크(34)의 제 1 면(36) 및 제 2 면의 이면각은 통상적으로 90도이다. 그러나, 이는 비직각일 수 있다. 선형 프리즘(32)는 기부 필름(40)상에 형성될 수 있다.
도 5는 차별적으로 경화된 평행화 필름(50)의 프리즘 어레이(52)의 투시도이다. 프리즘(54)와 같은 마스크에 의해 차단되지 않은 프리즘의 다수가 선형 피크(56)을 가진다. 프리즘(58)과 같은 차단된 프리즘의 다수는 만곡된 피크(60)를 가진다. 만곡된 피크는 주변 영역에 비하여 경화율을 감소시키거나 증가시키는 마스크를 통하여 경화한 결과이다. 통상적으로, 만곡된 피크(60)는 프리즘(58)의 선형 피크(56)의 정상적인 정점과 비교하여 뾰족하다. 구역(62)는 보다 넓은 광 분포를 생성할 수 있는 다른 구역에 대하여 만곡될 수 있다. 상기 프리즘에서 피크의 만곡된 중심 선(66)은 사용된 경화 마스크에 따라 정상 중심 선(64)에 대하여 중심을 벗어날 수 있다. 상기 구역(62)은 또한 다른 영역에 대하여 다소 상이한 굴절율을 가질 수 있다. 이 프리즘은 기부 필름(68) 예를 들어, 폴리에스테르, 플리카르보네이트, 폴리우레탄, 아크릴 및 폴리비닐 클로라이드상에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 마스크는 평행화 필름과 같이, 형성될 생성물 영역의 약 50%까지 덮을 수 있다. 차별적인 경화 영역의 모양은 본질적으로 임의의 형태이거나 크기일 수 있다. 이는 시트의 중심을 대신한, 코너 또는 가장자리와 같은 시트의 특정 영역에서 광/분포를 조절할 수 있게 한다. 또한, 구조물의 영역의 보다 큰 비율이 적외선에 노출된 것과 비길 만큼 차단된다면, 노출된 부분이 상승된 부분 또는 돌출부를 생성할 수 있다. 구조물의 영역의 보다 적은 비율이 자외선에 노출된 것과 비길 만큼 차단된 구조에서 구조물은 함몰부와 같은 외관을 가질 수 있다.
차단된 영역에서, 프리즘은 차별적인 경화 수축 패턴으로 인한 나노미터 크기의 줄무늬를 가질 수 있다. 이러한 줄무늬는 수직한 선형 나방눈 구조물처럼 작용할 수 있다. 일부 줄무늬는 피크로부터 골까지 연장될 수 있다. 줄무늬는 마스크 패턴에 따라 약 250 내지 770 나노미터의 너비를 가질 수 있다. 줄무늬는 상부에 광터널을 생성할 수 있다.
큐브-코너 프리즘을 포함하여 많은 다른 타입의 프리즘이 사용될 수 있다. 큐브-코너 또는 프리즘 역반사는 1973년 1월 23일에 스탐(Stamm)에게 발행된 미국 특허 제 3,712,706호에 기술되어 있다. 일반적으로, 프리즘은 금속 플레이트 또는 다른 적합한 물질의 평평한 표면상에 마스터 음성 염료를 형성함에 의해 제조된다. 큐브-코너를 형성하기 위하여, 60도 간격의 평행한 등거리 교차 V형 그루브의 세개 시리즈가 평평한 플레이트에 내접한다. 다음에 염료를 사용하여 요망되는 큐브-코너 어레이를 견고하고 평평한 플라스틱 표면으로 가공한다. 구조물 및 큐브-코너 마이크로프리즘의 작동에 관한 더 자세한 사항은 1972년 8월 15일에 로우란드(Rowland)에게 발행된 미국 특허 제 3,684,348호에서 찾을 수 있다. 또한, 패턴 전사 개념은 매끄러운 표면상에 구조화된 코팅을 형성하고 또한 서브마이크론 내지 마이크론 크기 표면의 마이크로 광학 어레이상에 패턴 구조를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 패턴은 플라노 표면, 프리즘 표면, 렌즈 구조물 등에 위치될 수 있다. 이 패턴은 임의적이거나, 배열되거나, 메세지를 전달하도록 설계될 수 있다.
도 6과 관련하여, 차별적으로 경화된 평행화 필름을 형성하는 방법이 보다 상세하게 설명될 것이다. 몰드(102)는 몰드가 회전하는 축에 본질적으로 평행한 선형 그루브(104)에 좌우된다. 선형 그루브는 약 0.05 내지 0.02mm(0.002 내지 0.008 인치)로 핀치될 수 있다. 기부 필름(104)은 롤(106)로부터 롤링되지 않는다. 기부 필름(104)은 폴리에스테르와 같은 적합한 물질일 수 있다. 마스크 필름(108)은 제 2 롤(110)로부터 롤링되지 않는다. 마스크 필름은 폴리에스테르와 같은 적합한 물질로 형성될 수 있고, 형성시에 불투명 도안이 투명 마스크 필름에 인쇄될 수 있다. 불투명 도안은 도안이 오버헤드 트랜스패런시(transparency) 상에 인쇄되는 것과 동일한 방식으로 마스크 필름상에 인쇄될 수 있다. 기부 필름(104) 및 마스크 필름(108)은 롤러(102)에 접하여 제 1 핀치 롤러(112)에 의해 함께 핀치된다. 기부 필름(104) 및 마스크 필름은 제 2 핀치 롤러(114)까지 몰드(102)와 가까이 접하여 유지된다. 다른 구체예에서, 기부 필름 및 마스크 필름은 단일 박판으로서 함께 적층되어 단일 롤로부터 회전하지 않을 수 있다.
다른 구체예에서, 제거가능한 패턴은 수용성 잉크 등과 같은 적합한 광 차단 물질로 기부 필름의 제 1 면상에 직접 프린팅될 수 있다. 광경화성 물질의 경화성 층이 기부 필름의 제 2 면상에 놓여질 수 있고, 경화성 층은 패턴 및 기부 필름을 통하여 경화성 층에 도달되는 빛의 존재하에 차별적으로 경화된다. 층을 차별적으로 경화한 후에, 제거가능한 패턴은 기부 필름으로부터 제거된다. 예를 들어, 수용성 잉크에 대해서는 물과 같은 용매로 제거될 수 있다. 그러나, 기부 필름상에서 광 차단 패턴을 형성하는 데 사용된 잉크 또는 다른 물질에 따라, 다른 용매 예를 들어, 알코올, 탄화수소 등이 사용될 수 있다. 상기 구체예의 이점은 분리된 마스크 필름이 필요하지 않다는 것이다.
프리즘 단량체 물질(116)은 핀치 롤러(112)에 인접한 점(118)에 위치한다. 아크릴 물질과 같은 단량체 물질은 몰드(102)의 그루브(120)로 흐른다. 프리즘 단량체 물질(116)은 자외선 램프(122, 124)를 통과할 때 부분적으로 차단된 자외선 광에 의해 차별적으로 경화되어 차별적으로 경화된 평행화 필름(126)을 형성한다. 차별적으로 경화된 평행화 필름(126)은 와인드업 롤러(128)에 의해 감긴다. 마스크 필름(108)은 제 2 와인드업 롤러(130)상에서 감긴다.
차별적으로 경화된 부분을 가지는 평행화 필름에서, 빛은 빛의 상이한 음영을 생성하는 평행화 필름을 통과한다. 더 밝은 부분은 90도 선형 프리즘을 가진 구역을 포함한다. 더 어두운 부분을 가진 영역은 마스크에 의해 차단되어 차별적으로 경화된 프리즘을 포함한다. 이러한 더 어두운 부분에서, 프리즘은 상이한 경화율로 인하여 다소 일그러지고 빛이 더 넓은 범위에 퍼지기 때문에 더 어둡게 보인다.
광선 제어(light directing) 필름 시팅은 역광 시스템에서 빛을 평행화하기 위하여 사용될 수 있다. 광선 제어 필름 시팅(200)은, 도 7의 횡단면도 및 도 8의 투시도에 도시된 바와 같이, 약 50 내지 250 마이크로미터(0.002 내지 0.01 인치)의 두께를 가지는, 투명 폴리에스테르 필름 예를 들어 ICI 듀퐁 4000 PET 또는 폴리카르보네이트 예를 들어 로랜드 테크놀로지스 "로텍" 필름 (Rowland Technologies "Rowtec" film)으로 형성된 기부 필름(202)을 포함한다. 바람직한 구체예에서, 시팅은 약 0.1 내지 0.15 mm (0.004 내지 0.006 인치)의 두께와 약 1.49 내지 1.59의 굴절율을 가질 수 있다.
면(206)을 가지는 투명 선형 프리즘(204)의 시리즈는 기부 필름(202) 위쪽에 형성된다. 면(206)은 이소셀(isoscele)일 수 있다. 선형 프리즘(204)은 시팅을 가로질러 연장된다. 프리즘은 사르토머 케미칼 코.(Sartomer Chemical Co.)로부터 입수가능한 중합된 CN104 폴리아크릴레이트와 UCB 케미칼의 RDX51027의 혼합물과 같은 투명 수지로 형성된다. 선형 프리즘은 프리즘 당 약 25 내지 100 마이크로미터(0.001 내지 0.004 인치)의 거리, 바람직하게는 약 48 마이크로미터 (0.0019 인치)의 거리(P)로 피칭된다. 선형 프리즘은 약 20 내지 100 마이크로미터 (0.0008 내지 0.004 인치)의 높이, 바람직하게는 약 25 마이크로미터 (0.001 인치)의 높이(h)를 가진다. 선형 프리즘은 시팅에서 88도 또는 90도의 바람직한 값을 가지는 요망되는 피크 각(α)으로 피크(206)을 향한다. 기부 각 β1 및 β2는 동일하거나 상이할 수 있다. 선형 프리즘(204)는 보스틱 케미칼(Bostik Chemical)에서 입수가능한 7650TC 아크릴계 접착제와 같은 광학 프리즘 접착 층(208)에 의해 기부 필름(202)에 부착될 수 있다. 프리즘 부착 필름(208)은 약 2.5 내지 12 마이크로미터 (0.0001 내지 0.0005 인치)의 두께(a1)을 가진다.
기부 필름(202)의 비프리즘 면(210)상에 패턴 구조물(212)이 예를 들어 프리즘 면 접착 층과 동일하거나 이에 유사한 수지 조성물로 형성된다. 패턴 구조물(212)은 패턴 접착 층(214)에 의해 기부 필름(202)에 부착될 수 있고, 이는 프리즘 부착 층(208)과 물질 및 두께(a2)면에서 유사하다. 패턴 구조물(212)은 약 2.5 내지 12 마이크미터 (0.0001 내지 0.0005 인치)의 두께를 가진다.
도 9에 도시된 바와 같이, 패턴 구조물(230)은 로고(232)를 포함하고, 이 로고는 네 개의 둔각 부등변 삼각형의 배열이다. 로고는 회사명, 상표, 숫자 또는 다른 요망되는 도안일 수 있다. 패턴 구조물은 레이저 프린터에 의하여 폴리에스테르 오버헤드 프로젝터 시팅과 같은 시팅상에 인쇄될 수 있다. 도시된 구체예에서, 로고는 약 매 13mm마다 제 1 축상에 선으로 반복된다. 각 선의 로고는 로고의 반쯤이 다음 로고에서 급격히 만곡되고, 선은 제 1축에 수직인 런/웹 방향의 제 2 축을 따라 약 매 7.5mm로 반복한다. 로고의 선은 너비가 약 0.5mm이다. 다른 유형의 도안에는 평행선 음영, 기하학적 형태, 숫자, 문자 등이 포함된다.
도 8을 다시 보면, 선은 비프리즘 면의 표면의 함몰부(216) 또는 융기부이다. 함몰부(216)는 평균 1 마이크로미터의 깊이로, 약 0.3 내지 2.0의 깊이(d)를 가질 수 있다. 함몰부는 가장자리(218)에서 저점(220)으로의 경사가 일정하지 않다. 함몰부는 경사가 1도 높이이고 기부 필름(102) 표면에 0.5도 평균 기울기를 가질 수 있다.
패턴 구조물은 기부 필름의 한 면상에서 일시적으로 마스크 필름을 위치시킴에 의해 형성될 수 있다. 마스크 필름은 마스크 필름 상에 형성되어 자외선 공급원으로부터 마스크 필름을 통하여 기부 필름으로 통과하는 자외선 광의 일부를 차단할 수 있는 로고, 기하학적 형태(선, 원, 커브 등), 영숫자 또는 임의의 다른 도안을 가진다. 로고가 인쇄되지 않은 마스크 필름의 일부는 자외선에 보다 더 투과적이다. 기부 필름의 다른 면상에서, 접착 층은 증착되고 경화되지 않은 방사선 경화성 수지는 접착 층상에 위치된다. 자외선은 자외선 공급원으로부터 마스크층, 기부 층, 접착층을 통하여 수지 층에 도달한다. 수지 층은 자외선 광 강도가 수지층에 인쇄된 패턴에 의해 고르지 않게 차단되어 패턴 구조물을 생성하기 때문에 차별적으로 경화된다. 패턴 구조물은 고르지 않고 단편화되어 있다. 자외선 광이 가장 크게 차단되는 수지 층의 일부는 표면에 가장 깊은 함몰부를 가진다. 자외선에 노출된 일부는 상대적으로 평평한 표면을 가진 단편을 생성한다. 다음에, 마스크 필름은 기부 필름으로부터 제거된다. 선형 프리즘은 마스크 필름이 위치한 기부 필름의 동일한 면상에 주조될 수 있다. 선형 프리즘은 기부 필름을 통하여 향하는 자외선에 의해 경화될 수 있다. 선형 프리즘은 고르지 않고 단편화된 패턴 구조물을 통과하는 자외선 광에 노출된 부분에서 다소 차별적으로 경화될 수 있다.
필름은 광 유도부와 액정 디스플레이와 같은 디스플레이 사이에 위치할 수 있다. 미세 패턴은 확산제 시트와 같은 광 손실없이 디스플레이상에 화소 패턴을 흩뜨린다. 필름 상의 패턴 구조물은 필름을 가로질러 용이하게 보일 수 있다.
필름은 단일 시트 또는 두개의 시트 또는 더 많은 시스템으로서 사용될 수 있다. 2개의 시스템은 동일한 방향을 향하는 선형 프리즘 피크를 가지고 각 시트상의 피크의 길이는 종종 90도로 교차된다.
실시예 1
선형 프리즘을 폴리카르보네이트상에서 주조하고, 청색의 "PEEL" 패턴이 인쇄된 번호 30LC 마스크 필름(Ivex Packaging Corporation에 의해 제조됨)으로 덮었다. 나방눈 구조물을 프리즘의 반대편에 주조하고, 아이 울트라바이올레트 코오퍼레이션(Eye Ultraviolet Corporation)에 의해 제조된 두개의 157-236 와트/선형 센티미터(400-600 와트/선형 인치) 자외선 램프를 지나서 분당 약 12미터(분당 40피트)의 웹 속도로 자외선을 방사하여 경화하였다. 마스크 필름이 제거된 후에, 경화된 나방눈 구조물은 0도 시각에서 용이하게 볼 수 없으나 약 15도 시각에서 명백하게 되는 "PEEL" 패턴을 보유하였다.
실시예 2
영숫자 이미지를 로우란드 테크놀로지 인코포레이티드에 의해 제조된 폴리카르보네이트 필름의 밀착 마스크 샘플상의 마스크 필름의 표면상에 수기하였다. 일반적으로 입수가능한 펠트 팁 마커 펜을 이미지를 형성하는데 사용하였다. 에폭시 아크릴레이트의 자외선 경화성 코팅을 폴리카르보네이트 필름의 다른 면에 적용하여 선형 센티미터 당 236 와트 (선형 인치 당 600 와트) 램프하에서 분당 약 4.6미터로 경화하였다. 마스크 필름을 제거하고 경화된 코팅을 다양한 각도에서 시각적으로 검사하였다. 마스크 필름상에 있는 이미지는 경화된 코팅에서 낮은 시각에서 가시적이었다.
실시예 3
도 10은 패턴 전사 공정으로 제조된 필름의 표면을 가로질러 만들어진 간섭현미경 추적에 따른 표면 프로파일의 플롯을 도시한다.
피쳐의 높이는 적색광의 1 파장보다 다소 적다. 적색광 파장은 632.8nm(2.49×10-5)였다. 피쳐의 높이는 약 500 내지 900nm(1.9685×10-5 내지 3.5433×10-5인치)였다. 평균 높이는 약 640nm(2.5197×10-5인치)였다.
피쳐의 높이 및 경사는 빛이 필름을 통과할 때 일부 광 편향을 유발하였다. 그러나, 밝기에 대한 효과는 약 1 퍼센트 추가에 의해 양성인 것으로 보인다. 추가적으로 이들 피쳐는 필름이 서로 쌓여 있는 경우에 평행화 필름의 프리즘 피크에 대해 정지 점으로서 작용할 수 있어서, 대부분의 프리즘 피크가 마모에 의해 손상받는 것을 방지한다.

Claims (30)

  1. 동일한 광경화성 물질으로부터 형성되는 제 1 경화된 부분 및 제 2 경화된 부분을 포함하는 층을 포함하는 구조물로서, 제 1 경화된 부분이 제 1 양으로 경화되고 제 2 경화된 부분이 제 2 양으로 경화되며, 제 1 양이 제 2 양과 충분히 상이하여 구조물의 표면상에 가시적인 불연속성을 생성하는 구조물.
  2. 제 1항에 있어서, 층이 기부에 연결됨을 특징으로 하는 구조물.
  3. 제 2항에 있어서, 층과 기부가 동일한 물질로 형성됨을 특징으로 하는 구조물.
  4. 제 1항에 있어서, 제 1 양이 제 2 양과 충분히 상이하여 제 1 부분의 두께와 제 2 부분의 두께의 차가 약 0.05 내지 2.0 마이크로미터의 범위내가 되도록 함을특징으로 하는 구조물.
  5. 제 1항에 있어서, 광경화성 물질이 폴리에스테르, 우레탄, 에폭시 아크릴레이트 및 메타크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 구조물.
  6. 제 2항에 있어서, 기부가 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리우레탄, 아크릴 및 폴리비닐 클로라이드로 구성된 군으로부터 선택된 물질로 형성됨을 특징으로 하는 구조물.
  7. 제 1항에 있어서, 층이 선형 프리즘을 포함함을 특징으로 하는 구조물.
  8. 제 1항에 있어서, 층이 렌즈형 구조물을 포함함을 특징으로 하는 구조물.
  9. 제 1항에 있어서, 층이 큐브-코너 프리즘을 포함함을 특징으로 하는 구조물.
  10. 제 1항에 있어서, 층이 부파장(sub-wavelength) 구조물을 포함함을 특징으로 하는 구조물.
  11. 제 1항에 있어서, 제 1 경화된 부분이 로고, 기하학적 형태 또는 영숫자를 나타내도록 형성됨을 특징으로 하는 구조물.
  12. 제 1항에 있어서, 제 1 경화된 부분이 제 2 경화된 부분의 굴절율과 상이한 굴절율을 가짐을 특징으로 하는 구조물.
  13. 제 1항에 있어서, 제 1 경화된 부분이 제 2 경화된 부분의 밀도와 상이한 밀도를 가짐을 특징으로 하는 구조물.
  14. 제 2항에 있어서, 기부 및 층이 동일한 광경화성 물질을 포함함을 특징으로 하는 구조물.
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