KR101257136B1 - 집광 필름 - Google Patents

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이그나티우스 에이. 카도마
데이비드 비. 올슨
랜디 에이. 라슨
아니타 알. 시코라
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Abstract

중합성 수지 조성물의 반응 생성물을 포함하는 (예를 들어, UV) 경화 광투과 필름을 포함하는 집광 필름 뿐만 아니라 다른 미세구조화 필름 물품이 기재되어 있다. 지방족 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머(들), 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트(들) 및 적어도 3개의 (메트)아크릴레이트 기를 갖는 가교결합제를 포함하는 중합성 수지 조성물이 또한 기재되어 있다.
집광 필름, 미세구조, 흡광 요소, 중합성 수지, 투명 필름

Description

집광 필름{LIGHT-COLLIMATING FILM}
관련 출원과의 상호 참조
본 출원은 2006년 1월 12일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/743124호의 우선권의 이익을 주장한다.
여러가지 집광 필름(light-collimating films)이 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 4,621,898호, 제5,204,160호 및 제6,398,370호를 참조하라. 이러한 집광 필름은 흡광 물질을 포함하는 복수의 평행한 홈(groove)을 갖는 광투과 필름을 전형적으로 포함한다.
집광 필름은 디스플레이 표면, 이미지 표면 또는 보여지는 다른 표면에 인접하게 위치될 수 있다. 보는 사람(viewer)이 필름 표면에 수직한 방향으로 집광 필름을 통해 이미지를 보고 있는 수직 입사(즉, 0도의 시야각)에서, 그 이미지는 볼 수 있다. 시야각이 증가함에 따라, 실질적으로 모든 빛이 흡광 물질에 의해 차단되고 이미지가 더 이상 보이지 않게 되는 최대 시야각에 도달할 때까지 집광 필름을 통해 투과된 빛의 양은 감소한다. 이는 전형적인 범위의 시야각 외부에 있는 다른 사람에 의한 관찰을 차단함으로써 보는 사람에게 프라이버시를 제공할 수 있다.
폴리카르보네이트 기판 상에 중합성 수지를 몰딩하고 자외선 경화시킴으로써 제조되는 집광 필름은 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 "3M 필터 포 노트북 컴퓨터 앤드 LCD 모니터(3M™ Filters for Notebook Computers and LCD Monitors)"로 구매가능하다.
집광 필름은 또한 일본의 엘레콤(Elecom)에 의해서도 보급되고 있다.
개선된 성능 또는 처리 이점을 제공하는 조성물과 같은 대안적인 중합성 수지 조성물로부터 제조된 집광 필름이 산업 분야에서 유리할 수 있을 것이다.
집광 필름과 같은 미세구조 물품이 기술되어 있다. 집광 필름은 복수의 흡광 요소를 갖는 경화된 투명 필름을 포함한다.
하나의 실시 형태에서, (예를 들어, 집광) 미세구조화 필름은 2작용성 (메트)아크릴레이트 단량체, 2작용성 (메트)아크릴레이트 올리고머 및 그 혼합물로부터 선택된 적어도 하나의 제1 및 제2 중합성 성분을 포함하는 중합성 수지의 반응 생성물을 포함한다.
다른 실시 형태에서, 경화된 투명 필름은 바람직하게는 25℃에서의 점도가 50 P-s (50,000 cps) 미만인 중합성 수지의 반응 생성물이고, 이 경화된 투명 필름은 끼인 벽면각(included wall angle)이 6도 미만인 미세구조를 흡광 요소들 사이에 포함한다.
다른 실시 형태에서, 경화된 투명 필름은 폴리에스테르 필름 상에 배치되고, 미세구조는 끼인 벽면각이 6도 미만이고, 집광 필름은 강성이 65 N/㎜ 이상이거나 또는 두께가 535 마이크로미터 미만이고 강성이 50 N/㎜ 이상이다.
이들 각각의 실시 형태는 다양한 기타 특징의 임의의 하나 또는 조합을 추가 로 포함할 수 있다. 일 태양에서, 경화된 투명 필름은 (예를 들어, 흡광 요소들 사이의) 미세구조를 포함하고, 이 미세구조는 평균 높이(D) 및 가장 넓은 부분에서의 평균 폭(W)을 갖고, D/W는 1.75 이상이다. 미세구조는 끼인 벽면각이 6도 미만(예를 들어, 4도 미만)일 수 있다. 집광 필름은 바람직하게는 0° 입사각에서의 투과율이 56％ 이상이다. 중합성 수지는 60℃에서의 점도가 약 5 ㎩-s (5000 cps) 이상인 제1 중합성 성분, 및 점도가 제1 중합성 성분의 점도의 약 75％ 이하이거나 약 50％ 이하인 제2 중합성 성분을 포함할 수 있다. 제1 중합성 성분은 제2 중합성 성분에 대해 4:1 내지 1:4의 범위의 비로 존재할 수 있다. 제1 및 제2 중합성 성분의 조합은 전체 중합성 수지 조성물의 약 50 중량％ 내지 약 90％ 중량％ 범위의 양으로 존재할 수 있다. 제1 중합성 성분은 지방족 우레탄 다이아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다. 제1 및/또는 제2 중합성 성분은 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트를 포함할 수 있다. 제2 중합성 성분의 단일중합체는 바람직하게는 ASTM D5026-01에 따라 측정할 때 인장 탄성 계수(elastic tensile modulus)가 25℃에서 1 x 108 ㎩ 미만이고, 제1 중합성 성분의 단일중합체의 탄성 계수는 바람직하게는 제2 중합성 성분의 단일중합체보다 25℃에서 5 x 107 ㎩ 이상 더 크다.
다른 실시 형태에서, 적어도 하나의 지방족 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머 약 20 중량％ 이상; 적어도 하나의 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 약 20 중량％ 이상; 적어도 3개의 (메트)아크릴레이트 기를 갖는 가교결합제 2 중량％ 내지 25 중량％를 포함하는 중합성 수지 조성물이 기술된다.
가교결합제는 바람직하게는 주위 온도에서 액체이다. 조성물은 1작용성 (메트)아크릴레이트 희석제(들)를 추가로 포함할 수 있다. 희석제는 또한 바람직하게는 실온에서 액체이다. 일부 태양에서, 중합성 조성물에는 메타크릴레이트 작용성 단량체가 없다. 일부 실시 형태에서, 우레탄 올리고머 중합성 성분의 단일중합체는 ASTM D5026-01에 따라 측정할 때 인장 탄성 계수가 25℃에서 1 x 108 ㎩ 이상이다. 우레탄 올리고머(들)는 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트(들)에 대해 4:1 내지 1:4의 범위의 비로 존재할 수 있다. 이러한 비는 3:1 내지 1:2의 범위이거나 1:1 내지 1:4의 범위일 수 있다. 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트와 조합된 우레탄 올리고머는 전체 중합성 수지 조성물의 약 50 중량％ 내지 75％ 중량％ 범위의 양으로 존재한다.
도 1은 예시적인 미세구조 물품의 사시도.
도 2는 예시적인 집광 필름의 사시도.
도 3은 다른 예시적인 집광 필름의 사시도.
도 4는 중합성 수지 조성물의 점도 대 온도의 도면.
도 5는 다양한 중합성 성분의 단일중합체의 탄성 계수 대 온도의 도면.
중합성 수지 조성물의 반응 생성물을 포함하는 (예를 들어, UV) 경화된 광투과 필름을 포함하는 집광 필름이 곧 기술된다. 바람직한 중합성 수지 조성물이 또한 기술된다. 이러한 중합성 수지 조성물은 다른 광투과 및/또는 미세구조화 필름 물품의 제조에 대한 유용성을 가지는 것으로 생각된다.
도 1은 적어도 하나의 미세구조 표면(110)을 포함하는 예시적인 미세구조화 필름 물품(100)을 도시한다. 집광 필름용으로 통상 사용되는 본 발명의 미세구조 표면은 복수의 홈(101a-101b)을 갖는다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연속적인 랜드층(land layer)(130)이 홈의 기부(base)(120)와 필름(100)의 반대(구조화되지 않은, 실질적으로 평면인) 표면 (111) 사이에 존재할 수 있다. 대안적으로, 홈은 필름 전체를 통해 연장될 수 있다. 미세구조 물품은 전형적으로 기부 기판층(base substrate layer)(160)을 포함한다.
도 2는 본 발명의 집광 필름 (200)을 도시한 것이고, 여기서 도 1의 홈은 흡광 물질(250)로 충전됨으로써 빛을 흡수하게 된다. (예를 들어, 홈) 미세구조의 리세스 형상의 흡광 물질은 본 명세서에서 흡광 요소로 불린다.
도 3은, 예를 들어 (예컨대, UV-경화성 아크릴레이트) 접착제(310)로 미세구조 표면에 결합된 기부 기판층(160)과 전형적으로는 동일한 필름인 커버 필름(370)을 추가로 포함하는 본 발명의 다른 집광 필름(300)을 도시한다.
도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 홈 사이의 투명 미세구조는 도 2에 도시된 바와 같은 끼인 벽면각(θ), 최대 투명 미세구조 폭(W), 유효 높이(D), 중심간 간격(S), 및 최대 시야 범위(ΦT)를 갖는다. 벽면각(θ)은 "D" 치수 방향을 거의 따르는 흡광 요소에 대한 투명 필름의 계면과 미세구조 표면에 수직한 평면 사이에 형성된 각의 2배에 해당한다. 시야 범위(ΦT)는 최대 시야 반각의 약 2배이다. 또한, 시야 범위(ΦT)는 예를 들어 반각(Φ1)이 반각(Φ2)와 동일하지 않을 경우 비대칭일 수 있다.
끼인 벽면각 뿐만 아니라 투과율도 집광 필름의 중합성 수지의 인자(factor)인 것으로 이해된다. 일부 실시 형태에서, 입사각 0°에서의 투과율은 56％ 이상이다. 입사각 0°에서의 투과율은 70％ 이상(예를 들어, 71％, 72％, 73％, 74％, 75％)일 수 있다. 투과율은 여러가지 공지의 방법으로 측정할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 축상(on-axis) 투과율은 BYK 가드너(Gardner)로부터 상표명 "헤이즈-가드 플러스(Haze-Guard Plus)(카탈로그 번호 4725))"로 구매가능한 기구로 측정되었다.
끼인 벽면각이 상대적으로 큰 집광 필름을 제조할 수 있다. 더 큰 벽면각은 흡광 영역의 최대 폭을 증가시킬 수 있고, 이로 인해 수직 입사에서의 퍼센트 투과율(％)을 감소시킨다.
바람직한 실시 형태에서, 미세구조의 끼인 벽면각은 평균 6°미만이고, 더 바람직하게는 평균 5°미만(예를 들어, 4°, 3°, 2°, 1°미만 또는 0°)이다.
더 작은 (즉, 더 가파른) 벽면각은 더 작은 중심간 간격(S)에서 상대적으로 큰 종횡비(D/W)를 갖는 홈을 생성하기가 쉬워, 더 작은 시야각에서 더 선명한 이미지 가시성 차단(image viewability cutoff)을 제공한다. 일부 실시 형태에서, (예를 들어, 투명한) 미세구조는 평균 높이(D) 및 가장 넓은 부분에서의 평균 폭(W)을 가지며, D/W는 1.75 이상이다. 일부 실시 형태에서, D/W는 2.0, 2.5 또는 3.0 이상이다.
의도하는 최종 용도에 따라서, 다양한 시야 차단 각(viewing cutoff angle)을 갖는 집광 필름을 제조할 수 있다. 일반적으로, 시야 차단 각의 범위는 40° 내지 90°또는 이보다 훨씬 크다. 하기 표 1은 종횡비의 함수로서 예시적인 시야 차단 각을 제공한다.
Figure 112008049939602-pct00001
노트북 컴퓨터 프라이버시 필름 또는 현금 자동 입출금기용으로, 차단 시야각은 바람직하게는 60°미만이다. 그러나, 자동차 및 기타 용도용으로 차단 시야각은 100°내지 120°이상의 범위일 수 있다.
본 발명의 흡광 필름에 흡광 영역을 형성하는 데 유용한 흡광 물질은 적어도 가시 스펙트럼 부분에서 빛을 흡수하거나 차단하는 기능을 하는 어떠한 물질이라도 가능하다. 바람직하게는, 흡광 물질은 광투과 필름에 코팅되거나 또는 다르게는 만입부 또는 홈에 제공되어 광투과 필름에 흡광 영역을 형성할 수 있다. 예시적인 흡광 물질로는 적합한 결합제에 분산된 블랙 또는 다른 흡광 착색제(예를 들어, 카본 블랙 또는 다른 안료 또는 염료 또는 그 조합)가 포함된다. 다른 흡광 물질로는 흡광 영역을 통해 투과되는 빛을 차단하는 기능을 할 수 있는 입자 또는 기타 산란 요소가 포함될 수 있다.
흡광 물질은 안료 또는 염료를 포함하는 것을 제외하고는 필름과 실질적으로 동일한 중합성 수지 조성물에 포함될 수도 있다. (예를 들어, 카본 블랙) 착색제의 양은 전형적으로 약 2 중량％ 이상, 그리고 약 10 중량％ 이하이다. 하나의 예시적인 흡광 조성물은 미국 특허 제6,398,370호의 실시예 3에 기재되어 있다.
광투과 필름/흡광 물질 계면에서의 반사를 감소시키기 위해, 모든 또는 일부의 가시 스펙트럼에 걸쳐 투과성 필름 물질의 굴절률을 흡광 물질의 굴절률과 정합시키거나 또는 거의 정합시키는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, (예를 들어, 경화된) 흡광 요소와 비교한 경화된 투명 필름의 굴절률의 차이는 전형적으로 0 내지 0.002의 범위이다. 이와 같은 반사를 감소시킴으로써 고스트 이미지(ghost images)의 형성이 감소하게 되는 경향이 있다.
복수의 평행 흡광 홈의 도입이 가장 통상적이기는 하지만, 집광 필름은 대안적으로 미국 특허 제6,398,370호의 도 2에 도시된 바와 같은 복수의 흡광 컬럼을 포함할 수 있다. 추가로, 본 명세서에 기재된 집광 필름은 미국 특허 제6,398,370호에 또한 기재된 바와 같이 제2 집광 필름과 조합될 수 있다.
집광 필름은 노출된 표면 상에 전형적으로 제공된 다른 코팅을 추가로 포함할 수 있다. 여러가지 하드코트, 눈부심 방지(antiglare) 코팅, 반사 방지 코팅 및 정전기 방지 및 오염 방지 코팅이 당업계에 공지되어 있다. 미국 특허 공개 제2006/0251885호, 제2005/0249957호, 국제특허 공개 WO2006/102383호, WO2006/025992호, WO2006/025956호, 및 2006년 6월 29일자로 출원되어 계류 중인 미국 특허 출원 제11/427665호를 참조한다.
중합성 수지는 바람직하게는 2작용성 (메트)아크릴레이트 단량체, 2작용성 (메트)아크릴레이트 올리고머 및 그 혼합물로부터 선택된 제1 및 제2 중합성 성분의 조합을 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "단량체" 또는 "올리고머"는 중합체로 전환될 수 있는 임의의 물질이다. 용어 "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 화합물 둘 모두를 말한다.
중합성 조성물은 (메트)아크릴레이트화 우레탄 올리고머, (메트)아크릴레이트화 에폭시 올리고머, (메트)아크릴레이트화 폴리에스테르 올리고머, (메트)아크릴레이트화 페놀 올리고머, (메트)아크릴레이트화 아크릴 올리고머 및 그 혼합물을 포함할 수 있다.
하나의 실시 형태에서, 중합성 수지의 성분은 중합성 수지가 낮은 점도를 가지도록 선택된다. 저점도 중합성 수지를 제공함으로써 생산율을 증가시킬 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 점도는 실시예들에 기재된 시험 방법에 따라 리오메트릭 기술(rheometric technique)을 이용하여 측정하였다. 중합성 수지 조성물의 점도는 전형적으로 25℃에서 50 ㎩-s (50,000 cps) 미만이다. 바람직하게는, 점도는 25℃에서 25 ㎩-s (25,000 cps) 미만, 더 바람직하게는 25℃에서 15 ㎩-s (15,000 cps) 미만 (예를 들어, 25℃에서 12 ㎩-s (12,000 cps) 미만, 11 ㎩-s (11,000 cps) 미만 또는 10 ㎩-s (10,000 cps) 미만)이다. 중합성 수지 조성물은 승온에서 점도가 훨씬 낮다. 예를 들어, 중합성 수지는 점도가 60℃에서 5 ㎩-s (5000 cps), 4 ㎩-s (4000 cps), 3 ㎩-s(3000 cps), 2 ㎩-s (2000 cps)미만, 및 심지어 1 ㎩-s (1000 cps)미만일 수 있다. 전형적으로, 점도는 60℃에서 0.1 ㎩-s (100 cps) 이상이다.
하나의 실시 형태에서, 미세구조(예를 들어, 집광) 필름은 적어도 2개의 상이한(예를 들어, 2작용성) 중합성 성분을 포함하는 중합성 수지의 반응 생성물이다. 이 성분은 바람직하게는 (메트)아크릴레이트 단량체, (메트)아크릴레이트 올리고머 또는 적어도 하나의 단량체와 적어도 하나의 올리고머의 혼합물이다. 제1 성분 및 제2 성분은 전형적으로 중합성 조성물 내에 약 20 중량％ 이상의 양 (예를 들어, 30 중량％, 35 중량％, 40 중량％, 45 중량％ 및 50 중량％ 및 상기 언급한 값들 사이의 임의의 양)으로 각각 존재한다. 이들 성분의 어느 하나의 양도 일반적으로 약 70 중량％를 초과하지 않는다.
전형적으로, 제1 중합성 성분 대 제2 중합성 성분의 비는 4:1 내지 1:4의 범위이다. 일부 실시 형태에서, 이 비는 3:1 내지 1:3의 범위일 수 있거나, 2:1 내지 1:2의 범위일 수 있다. 또한, 이들 두 성분의 조합은 전형적으로 전체 중합성 수지 조성물의 약 50 중량％ 내지 약 90％ 중량％ 범위이다.
제1 중합성 성분은 점도가 전형적으로 60℃에서 약 5 ㎩-s (5000 cps) 이상이다. 제2 중합성 성분은 전형적으로 제1 중합성 성분보다 낮은 점도를 갖는다. 예를 들어, 제2 중합성 성분은 점도가 제1 중합성 성분의 25％, 30％, 35％, 40％, 45％ 이하이거나, 또는 50％ 이하일 수 있다.
저점도 중합성 조성물은 바람직하게는 실질적으로 용매를 함유하지 않는다. "실질적으로 용매가 없는"이란 (예를 들어, 유기) 용매를 1 중량％ 미만에서 0.5 중량％로 갖는 중합성 조성물을 말한다. 용매의 농도는 공지된 방법, 예를 들어 기체 크로마토그래피로 측정될 수 있다. 0.5 중량％ 미만의 용매 농도가 바람직하다.
중합성 단량체 및 올리고머의 종류 및 양은 또한 바람직하게는 소정 탄성 계수 기준을 얻도록 선택된다. 일 실시 형태에서, 2작용성 (메트)아크릴레이트 단량체 또는 올리고머를 사용하는데, 여기서 올리고머의 단량체 또는 단일중합체는 인장 탄성 계수가 ASTM D5026-01에 따라 측정한 바와 같이 26.7℃(80℉)에서 1 X 108 ㎩ 미만이다. 이러한 단량체 또는 올리고머를 인장 탄성 계수가 26.7℃ (80℉)에서 1 X 108 ㎩ 이상인 상이한 2작용성 (메트)아크릴레이트 단량체 또는 올리고머와 조합된다. 탄성 계수의 차이는 전형적으로 26.7℃ (80℉)에서 5 X 107 ㎩ 이상이다. 일부 실시 형태에서, 고 탄성 계수의 성분은 탄성 계수가 26.7℃ (80℉)에서 2 X 108 ㎩, 4 X 108 ㎩, 6 X 108 ㎩, 8 X 108 ㎩ 이상 또는 1 X 109 ㎩ 이상이다. 고 탄성 계수의 성분은 인장 탄성 계수가 전형적으로 26.7℃ (80℉)에서 8 X 109 ㎩ 이하이다.
탄성 계수가 너무 높은 중합성 조성물은 제조 동안 툴(tool)로부터 이형되지 않는 경향이 있는 반면, 탄성 계수가 너무 낮은 조성물은 성형 툴로부터 이형될 때 응집 파괴되는 경향이 있다.
다양한 종류 및 양의 중합성 단량체 및 올리고머를 사용하여 설명된 투과율, 점도 및 탄성 계수 기준 중 임의의 하나 또는 그 조합을 충족시키는 조성물을 제공할 수 있다.
하나의 실시 형태에서, (예를 들어, 지방족) 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머(들) 약 20 중량％ 이상; 및 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체(들) 약 20 중량％ 이상을 포함하는 중합성 수지 조성물이 기재된다.
우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머(들)는 중합성 조성물에 적어도 약 20 중량％ (예를 들어, 25 중량％, 30 중량％, 35 중량％, 40 중량％, 45 중량％ 및 50 중량％ 및 이들 사이의 임의의 양)의 양으로 존재할 수 있다. 전형적으로, 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머의 양은 약 70 중량％를 초과하지 않는다.
마찬가지로, 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체(들)는 중합성 조성물에 적어도 약 20 중량％ (예를 들어, 25 중량％, 30 중량％, 35 중량％, 40 중량％, 45 중량％ 및 50 중량％ 및 이들 사이의 임의의 양)의 양으로 존재할 수 있다. 전형적으로, 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체(들)의 단량체의 양은 약 70 중량％를 초과하지 않는다.
전형적으로 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머(들) 대 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체(들)의 비는 4:1 내지 1:4의 범위이다. 일부 실시 형태에서, 당해 비는 3:1 내지 1:2 또는 1:1.4까지이다.
하나의 예시적인 (예를 들어, 지방족) 우레탄 다이아크릴레이트에는 코그니스(Cognis)로부터 상표명 "포토머(Photomer) 6010"(점도는 60℃에서 5,900 m㎩.s이고, 연신율은 45％이며 Tg는 -7℃인 것으로 보고됨)로 구매가능하다. 또한 적합할 수 있는 저점도의 기타 우레탄 다이아크릴레이트에는 예를 들어 "포토머 6217" 및 "포토머 6230" (이들 둘 다 점도는 60℃에서 3,500 m㎩.s이고, 연신율은 각각 27％ 및 69％이며 Tg는 각각 35℃ 및 2℃인 것으로 보고됨); "포토머 6891"(60℃에서의 점도가 8,000 m㎩.s이고, 연신율이 60％이고, Tg가 28℃인 것으로 보고됨); 및 "포토머 6893-20R" (60℃에서의 점도가 2,500 m㎩.s이고, 연신율이 42％이며 Tg가 41℃인 것으로 보고됨)가 포함된다. Tg가 더 높은 (즉, 포토머 6010의 것보다 높은) 우레탄 (메트)아크릴레이트를 Tg가 60℃ 미만인(즉, SR602의 Tg) 단일중합체를 갖는 제2 중합성 단량체와 블렌딩하여 사용할 수 있는 것으로 추측된다. 기타 우레탄 다이아크릴레이트는 사토머(Sartomer) 뿐만 아니라 유씨비(UCB)로부터 구매가능하다.
하나의 예시적인 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체는 사토머로부터 상표명 "SR602" (20℃에서 점도가 0.61 ㎩-s(610 cps)이며 Tg는 2℃인 것으로 보고됨)로 구매가능하다.
다른 실시 형태에서, 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체(들) 약 40 중량％ 이상을 포함하는 중합성 수지 조성물이 기재된다. 제1 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체, 예를 들어 SR 602는, 예를 들어 사토머로부터 상표명 "SR601" (20℃에서 점도는 1.08 ㎩-s(1080 cps)이며 Tg는 60℃인 것으로 보고됨)로 구매가능한 것과 같은 제2 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체와 조합된다. 제1 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체의 단일중합체는 Tg가 제2 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체의 단일중합체와 상이하다. 제1 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체의 Tg는 25℃ 미만 (예를 들어, 20℃, 15℃, 10℃ 또는 심지어 0℃ 미만)이며, 반면, 제2 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체의 Tg는 25℃ 초과 (예를 들어, 30℃, 35℃, 40℃, 45℃, 50℃ 또는 심지어 55℃)이다. 당해 차이는 제1 및 제2 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체의 단일중합체들의 Tg가 전형적으로 적어도 20℃, 30℃, 40℃ 또는 심지어 50℃라는 점이다.
제1 및 제2 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체는 각각 전형적으로 중합성 조성물에 적어도 약 20 중량％ (예를 들어, 25 중량％, 30 중량％, 35 중량％, 40 중량％, 45 중량％ 및 50 중량％ 및 이들 사이의 임의의 양)의 양으로 존재하되, 단 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체의 총량은 전형적으로 약 90 중량％를 초과하지 않는다.
제1 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체 대 제2 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체의 비는 3:1 내지 1:3 범위일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 당해 비는 약 2 대 1이다.
중합성 조성물에서 사용될 수 있는 기타 2작용성 (메트)아크릴레이트 단량체에는 예를 들어 트라이에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트; 1, 3-부틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트; 1, 4-부탄다이올 다이(메트)아크릴레이트; 다이에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트 및 1,6-헥산다이올 다이(메트)아크릴레이트가 포함된다.
중합성 수지는 선택적으로, 그러나 바람직하게는 3개 이상의 (메트)아크릴레이트 기를 갖는 하나 이상의 가교결합제를 추가로 포함한다. 가교결합제가 존재할 때, 이는 바람직하게는 중합성 조성물에 약 2 중량％ 이상의 양으로 존재한다. 전형적으로, 가교결합제의 양은 약 25 중량％ 이하이다. 가교결합제는 약 5 중량％ 내지 약 15 중량％ 범위의 임의의 양으로 존재할 수도 있다.
적합한 가교결합제에는 예를 들어, 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 에톡실레이트 트라이(메트)아크릴레이트, 글리세릴 트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 프로폭실레이트 트라이(메트)아크릴레이트 및 다이-트라이메틸올프로판 테트라(메트)아크릴레이트가 포함된다. 가교결합제 중의 임의의 하나 또는 그 조합을 사용할 수 있다. 메트아크릴레이트 기는 아크릴레이트 기보다 덜 반응성인 경향이 있기 때문에, 가교결합제(들)에는 바람직하게는 메트아크릴레이트 작용기가 없다.
다양한 가교결합제가 구매가능하다. 예를 들어, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트(PETA) 및 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트는 미국 펜실베니아주 엑스톤 소재의 사토머 컴퍼니(Sartomer Company)로부터 각각 상표명 "SR444" 및 "SR399LV"로 구매가능하다. PETA는 또한 일본 오사카 소재의 오사카 오가닉 케미칼 인더스트리 리미티드(Osaka Organic Chemical Industry, Ltd.)로부터 상표명 "비스코트(Viscoat) #300"으로; 일본 도쿄 소재의 도아고세이 컴퍼니 리미티드(Toagosei Co. Ltd.,)로부터 상표명 "아로닉스(Aronix) M-305"로; 그리고 타이완 카오슝 소재의 이터널 케미칼 컴퍼니 리미티드(Eternal Chemical Co., Ltd.)로부터 상표명 "이터머(Etermer) 235"로 입수가능하다. 트라이메틸올 프로판 트라이아크릴레이트(TMPTA) 및 다이트라이메틸올 프로판 테트라아크릴레이트(다이-TMPTA)는 사토머 컴퍼니로부터 상표명 "SR351"및 "SR355"로 구매가능하다. TMPTA는 또한 도아고세이 컴퍼니 리미티드로부터 상표명 "아로닉스 M-309"로 입수가능하다. 추가로, 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 및 에톡실화 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트는 각각 사토머로부터 상표명 "SR454" 및 "SR494"로 구매가능하다.
중합성 조성물은 선택적으로 예를 들어, 수평균 분자량이 450 g/㏖ 이하인 (예를 들어, 1작용성) 반응성 희석제를 포함할 수 있다. 존재할 때, 반응성 희석제의 양은 1 중량％ 내지 약 10 중량％의 범위일 수 있다. 적합한 반응성 희석제에는 예를 들어 알릴 (메트)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 2(2-에톡시톡시)에틸 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 글리시딜 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 트라이데실 (메트)아크릴레이트, 카프로락톤 (메트)아크릴레이트, 프로폭실화 알릴 (메트)아크릴레이트, 메톡시 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 에톡실화 하이드록시메틸 (메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 알콕시화 테트라하이드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트 및 에톡실화 노닐 페놀 (메트)아크릴레이트가 포함된다.
방사선 (예를 들어, UV) 경화성 조성물은 일반적으로 하나 이상의 광개시제를 포함한다. 광개시제 또는 광개시제들의 조합을 약 0.1 내지 약 10 중량％ 농도로 사용할 수 있다. 더 바람직하게는, 광개시제 또는 그 조합은 약 0.2 내지 약 3 중량％의 농도로 사용된다.
일반적으로 광개시제(들)는 적어도 부분적으로 용해성 (예를 들어, 수지의 처리 온도에서)이고 중합 후에는 실질적으로 무색이다. 광개시제는 착색(예를 들어, 황색)될 수 있되, 단, 광개시제는 UV 광원에 노출된 후 실질적으로 무색이 된다.
적합한 광개시제에는 모노아실포스핀 옥사이드 및 비스아실포스핀 옥사이드가 포함된다. 구매가능한 모노 또는 비스아실포스핀 옥사이드 광개시제에는 바스프(BASF)(미국 노스캐롤라이나주 샬로트 소재)로부터 상표명 "루시린 티피오(Lucirin TPO)"로 구매가능한 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀 옥사이드; 바스프로부터 상표명 "루시린 티피오-엘(Lucirin TPO-L)"로 또한 구매가능한 에틸-2,4,6-트라이메틸벤조일페닐 포스피네이트; 및 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)로부터 상표명 " 이르가큐어(Irgacure) 819"로 구매가능한 비스 (2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드가 포함된다. 기타 적합한 광개시제에는 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "다로큐르(Darocur) 1173"으로 구매가능한 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온뿐만 아니라 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "다로큐르 4265", "이르가큐어 651", "이르가큐어 1800", "이르가큐어 369", "이르가큐어 1700" 및 "이르가큐어 907"로 구매가능한 기타 광개시제도 포함된다.
자유 라디칼 제거제 또는 산화방지제는 전형적으로 약 0.01 내지 0.5 중량％로 사용될 수 있다. 적합한 산화방지제의 예시적인 예에는 장해 페놀계 수지, 예를 들어, 시바-가이기 코포레이션(Ciba-Geigy Corp)으로부터 상표명 " 이르가녹스(Irganox) 1010", "이르가녹스 1076", "이르가녹스 1035" 및 "이르가포스(Irgafos) 168"로 입수가능한 것들이 포함된다.
루(Lu) 및 루 등에 기재된 바와 같이, 미세구조 보유 물품(예를 들어, 휘도 향상 필름)은 (a) 중합성 조성물(즉, 본 발명의 중합성 조성물)을 제조하는 단계, (b) 중합성 조성물을 마스터의 음각 미세구조 몰딩 표면 위로 마스터의 캐비티를 충전시키기에 거의 충분한 양으로 적층시키는 단계, (c) 미리 형성된 (적어도 하나는 가요성인) 기부 및 마스터 사이에 중합성 조성물의 비드를 이동시킴으로써 캐비티를 충전시키는 단계, 및 (d) 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 적층 온도는 주위 온도(즉, 25℃) 내지 82℃ (180℉)의 범위일 수 있다. 마스터는 니켈, 니켈 도금 구리 또는 청동과 같은 금속성일 수 있거나, 또는 중합 조건 하에서 안정한, 바람직하게는 마스터로부터 중합된 물질을 완전히 제거할 수 있게 하는 표면 에너지를 갖는 열가소성 물질일 수 있다. 기부 필름(base film)의 하나 이상의 표면은 선택적으로 프라이밍되거나(primed) 또는 달리 처리되어 기부에 대한 광학층의 부착을 촉진시킬 수 있다.
임의의 광학 제품을 위한 기부 물질의 특정 화학 조성 및 두께는 구성되는 특정 광학 제품의 요건에 따라 달라질 수 있다. 즉, 그 중에서도 강도, 투명도(clarity), 온도 저항성, 표면 에너지, 광학층으로의 부착에 대한 필요성을 균형 잡히게 하는 것이다. 기부층(base layer)의 두께는 전형적으로 약 0.025 밀리미터 (㎜) 이상, 더 전형적으로 약 0.125 ㎜ 이상이다. 추가로, 기부층의 두께는 일반적으로 약 0.5 ㎜ 이하이다.
유용한 기부 물질에는, 예를 들어, 스티렌-아크릴로니트릴, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 트리아세테이트, 폴리에테르 설폰, 폴리메틸 메트아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 나프탈렌 다이카르복실산을 기재로 하는 공중합체 또는 블렌드, 폴리올레핀 기재의 물질, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리사이클로-올레핀의 주조 또는 배향 필름, 폴리이미드 및 유리가 포함된다. 선택적으로, 기부 물질은 이들 물질의 혼합물 또는 조합을 함유할 수 있다. 하나의 실시 형태에서, 기부는 다층형일 수 있거나 연속상에 현탁되거나 분산된 분산형 성분을 함유할 수 있다.
바람직한 기부 물질의 예에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 폴리카르보네이트가 포함된다. 유용한 PET 필름에는 사진등급(photograde)의 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 포함되며 이는 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀퐁 필름(DuPont Films)으로부터 상표명 "멜리넥스(Melinex) 618"로 입수가능하다.
PET는 폴리카르보네이트에 비해 바람직한 기부 물질일 수 있다. 예를 들어, 강성이 3.4 N/㎜이고 두께가 실질적으로 동일한 (예를 들어, 179 마이크로미터의) 폴리카르보네이트 필름을 사용하는 것보다 강성이 5.5 N/㎜인 (예를 들어, 175 마이크로미터의) PET 필름 물질을 사용할 때, 생성되는 집광 필름은 증가된 강성을 나타낸다. 증가된 강성은 필름이 동등한 두께에서 대화면 디스플레이(예를 들어, 데스크톱 모니터 및 더 큰 노트북 디스플레이 모니터)에 사용될 경우 더 잘 기능할 수 있게 한다. 일부 실시 형태에서, 실시예에 기재된 시험 방법에 따라 측정한 바와 같은 (예를 들어, 집광) 미세구조화 필름 물품의 강성은 65 N/㎜ 이상 (예를 들어, 66 N/㎜, 67 N/㎜, 68 N/㎜, 69 N/㎜, 70 N/㎜), 75 N/㎜ 이상, 80 N/㎜ 이상, 85 N/㎜ 이상 또는 90 N/㎜ 이상이다. 대안적으로, 동등한 강성이 감소된 두께(caliper)에서 달성될 수 있다. 제품 두께는 집광 필름을 위치시키기 위해 한정된 공간이 이용될 수 있는 소정의 디자인 적용 분야에서 (예를 들어, 노트북 디스플레이의 베젤에서) 중요하다. 따라서, 일부 실시 형태에서, (예를 들어, 집광) 미세구조화 필름의 두께는 535 마이크로미터이지만, 강성은 50 N/㎜ 이상 (예를 들어, 50 N/㎜ 내지 90 N/㎜의 임의의 정수)이다.
본 명세서에 기재된 중합성 수지 조성물은 예를 들어 (예를 들어, 플라즈마) 디스플레이의 셀의 제조에 사용하기 위한 몰드 및 휘도 향상 필름을 포함하는 기타 광투과 및/또는 미세구조 물품의 제조를 위해 적합한 것으로 생각된다. 용어 "미세구조"는 미국 특허 제4,576,850호에 정의되고 설명된 바와 같이 본 명세서에서 사용된다. 미세구조는 일반적으로 평균 중심선 위의 표면 프로파일에 의해 둘러싸이는 영역들의 합계가 그 중심선 아래의 영역들의 합계와 동일해지도록 미세구조를 통과하도록 그려진 평균 중심선으로부터 프로파일에서 벗어나는 물품의 표면에서의 돌출부 및 만입부와 같은 불연속부인데, 상기 중심선은 물품의 공칭 표면(미세구조를 보유함)에 본질적으로 평행하다. 광학 현미경 또는 전자 현미경에 의해 측정되는 바와 같이, 공칭 표면의 대표적인 특징 길이, 예를 들어 1-30 ㎝에 걸쳐 상기 편차(deviation)의 높이는 전형적으로 약 +/- 0.005 내지 +/- 750 마이크로미터일 것이다. 평균 중심선은 평면형, 요면형, 철면형, 비구면 또는 그 조합일 수 있다. 상기 편차가 낮은 차수인, 예를 들어 +/- 0.005 +/- 0.1 또는 바람직하게는 +/- 0.05 마이크로미터이고, 상기 편차가 빈번하지 않거나 빈도수가 최소인, 즉 표면에 임의의 유의한 불연속부가 없는 경우의 물품은 본질적으로 "평평하거나"(flat) 또는 "매끄러운"(smooth) 표면을 갖는 것으로 간주될 수 있다. 다른 물품은 편차가 높은 차수인, 예를 들어 +/- 0.1 내지 +/- 750 마이크로미터이고, 이 편차는 랜덤하거나 또는 규칙적인 방식으로 이격되거나 근접하고 동일하거나 상이한 복수의 실용적인 불연속부를 포함하는 미세구조에 기인한다.
일부 기부 물질은 광학적으로 활성이고, 편광 물질로서 작용할 수 있다. 또한 본 명세서에서 필름 또는 기판으로서 불리는 다수의 기부는 편광 물질로서 유용한 것으로 광학 제품 분야에 공지되어 있다. 필름을 통과하는 광의 편광은, 예를 들어 통과 광을 선택적으로 흡수하는 필름 물질 내에 다이크로익 편광기를 포함시킴으로써 달성될 수 있다. 광 편광은 또한 정렬된 운모 조각(mica chip)과 같은 무기 물질을 포함함으로써, 또는 연속 필름 내에 분산된 불연속 상, 예컨대 연속 필름 내에 분산된 광 조절 액정의 액적에 의하여 달성될 수 있다. 대안으로서, 필름은 상이한 물질의 초미세(microfine) 층으로부터 제조될 수 있다. 필름 내의 편광 물질은, 예컨대 필름의 신장, 전기장 또는 자기장의 인가, 및 코팅 기술과 같은 방법을 이용함으로써 편광 배향으로 정렬될 수 있다.
편광 필름의 예는 미국 특허 제5,825,543호 및 제5,783,120호에 기술된 것을 포함한다. 이들 편광 필름을 휘도 향상 필름과 병용하는 것은 미국 특허 제6,111,696호에 기재되어 있다.
기부로서 사용될 수 있는 편광 필름의 제2의 예는 미국 특허 제5,882,774호에 기재되어 있는 그러한 필름들이다. 구매가능한 필름은 상표명 DBEF (Dual Brightness Enhancement Film) 하에 쓰리엠으로부터 판매되는 다층 필름이다. 휘도 향상 필름에서의 이러한 다층 편광 광학 필름의 사용은 미국 특허 제5,828,488호에 기재되었다.
기부 물질의 이들 목록은 독점적인 것은 아니고, 당업자들이 알게 되는 바와 같이 다른 편광 및 비편광 필름이 또한 본 발명의 광학 제품의 기부로서 유용할 수 있다. 이들 기부 물질을 예컨대 편광 필름을 포함하는 임의의 개수의 다른 필름과 조합하여 다층 구조를 형성할 수 있다. 추가의 기부 물질로는 미국 특허 제 5,612,820호 및 제 5,486,949호에 기재된 그러한 필름이 포함된다. 또한, 특정 기부의 두께는 광학 제품의 전술한 요건에 따라 달라질 수 있다.
본 발명은 본 명세서에 설명된 특정 실시예에 한정되는 것으로 간주되어서는 아니되며, 오히려 첨부된 청구의 범위에 적절히 기재된 본 발명의 모든 태양을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서의 개관시 본 발명에 적용될 수 있는 다양한 변형, 등가의 공정뿐만 아니라, 다수의 구조는 본 발명과 관계된 당해 기술 분야의 숙련자에게 쉽게 자명해질 것이다.
Figure 112011053677071-pct00010
Figure 112008049939602-pct00003
비교예 A ("Comp A') - 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "쓰리엠 필터 포 노트북 컴퓨터 앤드 및 LCD 모니터"로 구매가능한 집광 필름의 미세 구조 광투과 필름을 제조하기 위해 이용된 중합성 수지임.
비교예 B ("Comp B") - 일본의 엘레콤에 의해 보급되는 집광 필름임.
중합성 수지의 점도
도 4는 티에이 인스트루먼츠(TA instruments)로부터 상표명 "어드밴스트 레오미터(Advanced Rheometer) 2000"으로 구매가능한 유량계를 이용하여 측정된 바와 같이 비교예 A 및 표 3의 미경화 중합성 수지 조성물의 점도를 도시한 것이다. 온도 범위 25 - 98℃에 걸쳐 1 ㎩의 일정 전단 응력을 쿠에트 픽스쳐(couette fixture) 내의 각각의 샘플에 적용하였다. 생성된 데이터는 온도(℃)의 함수인 점도 (㎩-s (cps))이었다.
비구조화 필름의 제조
0.4 중량％ "루시린 TPO" 또는 "루시린 TPO-L" 광개시제와 조합하여 도 5에 설명된 여러가지 중합성 (메트)아크릴레이트 단량체 및 올리고머의 단일중합체로부터 얇은 비구조화 필름을 제조하였다.
정밀 실험실용 드로다운 코터(precision laboratory drawdown coater)를 사용하여 각각의 단량체의 얇은 "핸드 스프레드" 코팅을 제조하였다. 2 조각의 프라이밍되지 않은 PET 필름 사이에 핸드 포어(hand pour)를 행하였다. 정밀 실험실용 드로다운 코터(켐인스트루먼츠(ChemInstruments)에 의해 제작됨)를 사용하여 대략 0.2 내지 0.25 ㎜ (8 내지 10 mils) 두께의 필름을 제조하였다. 이어서, 미경화 수지를 UV 방사에 노출(2회 패스, 분당 7.6 m (25 ft), 퓨전(Fusion) D 벌브를 사용하여 한 면 노출)시켜 중합성 수지를 경화시켰다.
단일중합체 탄성 계수
각각의 단일중합체 필름 샘플의 탄성 계수는 ASTM D 5026-01에 따르는 동적 인장 변형 시험(dynamic tensile deformation test)을 사용하여 측정하였다. 도 5는 실시예에서 이용된 여러가지 중합성 성분의 단일중합체의 탄성 계수 대 온도 응답을 도시한 것이다.
미세구조화 필름의 제조
0.005" 게이지(gauge)의 화학적으로 프라이밍된 PET 기판 필름 또는 0.007" 폴리카르보네이트 필름 기판 중 어느 하나 위에 표 3의 투명한 광중합성 조성물 각각을 몰딩하고 UV 광 경화시킴으로써 구조화 필름을 제조하였다. 이들 구조화 필름의 경우, 미세하게 세부 묘사된 채널(finely detailed channel)이 외부 표면으로 절개된 원통형 금속 롤(roll)을 몰드로 사용하였다. 수지성 혼합물을 먼저 PET 또는 PC 기판 필름 중 어느 하나에 도입하고, 이어서 금속 롤에 대해 확고하게 가압하여 몰드를 완전히 충전시켰다. 중합시, 구조화 필름을 몰드로부터 제거하였다. 경화 수지 내의 생성된 구조는 각각이 표면상 직사각형 단면을 갖는 일련의 균일하게 이격된 채널이었다. 경화 수지 채널은 폭이 약 48 마이크로미터이고, 깊이가 약 146 마이크로미터이고, 약 70 마이크로미터의 피치(pitch)로 이격되었다. 도 1은 이러한 구조화 필름의 대표적인 것이다.
실시예 1 - 비교예 A보다 낮은 점도를 갖는 중합성 수지 조성물을 예시함. 실시예 1은 탄성 계수가 비교예 A보다 큰 단일중합체를 갖는 제1 다이아크릴레이트 (SR601)가 탄성 계수가 비교예 A보다 작은 단일중합체를 갖는 제2 다이아크릴레이트 (SR602)와 조합된 것의 혼합물을 포함한다. 실시예 1의 경화 수지는 경화후 몰드로부터 이형될 수 있었다.
실시예 2 - 비교예 A보다 낮은 점도를 또한 갖는 중합성 수지 조성물을 예시함. 실시예 2는 DDDDA 및 CN120을 포함하고, 이들 각각은 탄성 계수가 비교예 A보다 큰 단일중합체를 갖는다. 실시예 2의 경화 수지는 경화후 몰드로부터 이형될 수 없었다. 몰드로부터 경화 수지가 이형될 수 없는 것은 탄성 계수의 증가에 기인하는 것으로 생각된다.
실시예 3 - 비교예 A보다 낮은 점도를 또한 갖는 중합성 수지 조성물을 예시함. 실시예 3은 비교예 A보다 탄성 계수가 낮은 단일중합체를 갖는 75％ 포토머 6210을 포함한다. 경화 수지는 몰드로부터 이형될 때 응집 파괴되었다. 이러한 응집 강도의 결여는 감소된 탄성 계수에 기인하는 것으로 생각된다.
실시예 4 - 비교예 A보다 낮은 점도를 갖는 중합성 수지 조성물을 예시함. 실시예 4는 비교예 A에서 이용된 동일한 단일중합체를 갖는 제1 다이아크릴레이트 (포토머 6010)의 혼합물을 포함한다. 실시예 4는 탄성 계수가 비교예 A보다 작은 단일중합체를 갖는 제2 다이아크릴레이트 (SR602)를 추가로 포함한다. 실시예 4의 경화 수지는 경화후 몰드로부터 이형되었다.
실시예 5
이어서, 카본 블랙 로딩된 광중합성 혼합 아크릴레이트 수지 (미국 특허 제6,398,370호의 실시예 3에 기술된 것과 실질적으로 동일함)를 실시예 4의 구조화 필름의 투명 채널들 사이의 에어 갭(air gap)에 충전시켰다. 초과의 블랙 함유 수지는 투명 채널의 외향 표면으로부터 닦아냈다. 이어서, 카본 블랙 충전된 채널은 UV 방사를 사용하여 경화시켜, 도 2에 도시된 것과 유사한 집광 필름을 생성하였다.
실시예 6
이어서, 막 설명한 집광 필름을 0.005" 게이지 프라이밍된 PET 커버시트(coversheet)로 UV 경화성 혼합 아크릴레이트 수지 시스템을 사용하여 적층하였다. BYK 가드너 헤이즈-가드 플러스를 사용하여 축상 투과율을 측정하였다. 5회 측정치의 평균을 보고한다.
실시예 6의 축상 투과율은 64.9％이었다.
비교예 B의 축상 투과율은 53.3％이었다. 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "3M 필터 포 노트북 컴퓨터 앤드 LCD 모니터"로 구매가능한 프라이버시 필터의 축상 투과율은 64.5％이었다.
끼인 벽면각
20X/0.50 대물렌즈 및 3.724 픽셀/마이크로미터 캘리브레이션(calibration)을 사용하여 배면의 루버(louver) 피치를 나타내는 이미지 J 소프트웨어 및 라이카(Leica) DC 300이 장착된 짜이스 액시오플란 (Zeiss Axioplan)을 이용하여 평면 반사 명시야(Plan view Reflected Brightfield)(RBF) 이미지를 취하였다. 40 마이크로미터의 얇은 단면은 LKB 히스토린지(LKB Historange)상에서 다이아몬드 나이프를 사용하여 절단하였다. 단면 이미지는 40X/0.75 대물렌즈 및 7.638 픽셀/마이크로미터 캘리브레이션을 사용하여 취하였다.
비교예 B의 끼인 벽면각(θ)의 10회 측정치의 평균은 6.90이었고, 표준 편차는 0.63이었다.
실시예 6의 끼인 벽면각(θ)의 10회 측정치의 평균은 1.90이었고, 표준 편차는 0.05이었다. "3M 필터 포 노트북 컴퓨터 앤드 LCD 모니터"의 끼인 벽면각(θ)은 동일한 툴을 사용하였기 때문에 실시예 6과 실질적으로 동일하다.
실시예 7
0.005" 게이지의 화학적으로 프라이밍된 PET 기판 필름에 대해 광중합성 수지를 몰딩하고 UV 광 경화하여 구조화 필름을 제조하였다. 수지 시스템의 조성물은 0.2 중량％ 이르가녹스 1035 (시바 케미칼즈) 산화방지제를 수지에 첨가한 것을 제외하고는 실시예 4에서 사용된 것과 동일하다. 실시예 4 및 7의 구조화 필름의 색상 측정치는 필름의 촉진된 풍화(accelerated weathering) 전후에 아래와 같이 나타난다.
Figure 112008049939602-pct00004
실시예 1-4의 경화 조성물의 탄성 계수 및 경도는 하기 시험 방법에 따라 시험될 수 있다.
강성
ASTM D790-03과 유사한 방식으로 변형시킨 인스트론 어드밴스트 머티리얼즈 테스팅 시스템(Instron Advanced Materials Testing System)을 사용하여 강성을 측정하였다. 변형된 시스템은 50 N 로드셀 및 3-점 플렉셔 픽스쳐(flexure fixture)를 갖는 PC 구동 로드 프레임(load frame)을 포함하였다. 이 3-점 플렉셔 시험 픽스쳐는 하부 및 상부 지지 앤빌 직경이 각각 4 ㎜ 및 10 ㎜이었다. 샘플을 공지된 폭 25.00 +/- 0.25 ㎜로 절단하였다. 샘플 두께를 3개의 상이한 위치에서 반올림하여 마이크로미터 단위로 측정하였다. 각각의 샘플을 5.0 ㎜/min의 크로스헤드 속도로 3회 시험하였다. 평균값을 측정하였다.
2개의 상이한 샘플의 강성은 막 설명한 바와 같이 측정하였다. 제1 샘플은 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 상표명 "3M필터 포 노트북 컴퓨터 앤드 LCD 모니터"로 구매가능한 미세구조 집광 필름이었고, 이는 179 마이크로미터 폴리카르보네이트 필름 기부 물질 및 두께 약 0.025 ㎜ (1 mil)의 UV 경화 접착제를 포함한다.
탄성 계수가 실시예 4에 기재된 것과 동일하고 조성이 유사한 중합성 수지로부터 제2 미세구조 집광 필름을 제조하였는데, 175 마이크로미터 PET 필름 기부 물질 ("멜리넥스(Melinex) 618")은 약 0.025 ㎜ (1 mil)의 두께로 미국 특허 공개 제2006/0029784호의 실시예 25에 기재된 UV 경화 접착제로 코팅하였다.
구매가능한 집광 필름의 수지, "비교예 A"는 PET 기부 물질에 충분하게 부착되지 않는 것으로 밝혀졌다.
PET-기재 샘플은 두께가 529 마이크로미터이고 평균 강성이 87.3 N/㎜이었다. PC-기재 샘플은 두께가 540 마이크로미터이고 평균 강성이 57.5 N /㎜이다.

Claims (46)

  1. 복수의 흡광 요소를 가지며, 지방족 우레탄 다이아크릴레이트 올리고머와 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 또는 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트들로부터 선택된 제1 및 제2 중합성 성분을 포함하는 중합성 수지와; 적어도 3개의 (메트)아크릴레이트기를 갖는 가교결합제의 반응 생성물인 경화된 투명 필름을 포함하며, 제2 중합성 성분의 단일중합체는 ASTM D5026-01에 따라 측정한 인장 탄성 계수가 25℃에서 1 x 108 ㎩미만이고, 제1 중합성 성분의 단일중합체는 인장 탄성 계수가 25℃에서 제2 중합성 성분의 단일중합체보다 5 x 107 ㎩이상 더 큰 집광 필름.
  2. 제1항에 있어서, 경화된 투명 필름이 흡광 요소들 사이에 미세구조를 포함하고, 상기 미세구조는 평균 높이(D) 및 가장 넓은 부분에서의 평균 폭(W)을 갖고, D/W가 1.75 이상인 집광 필름.
  3. 제1항에 있어서, 경화된 투명 필름이 흡광 요소들 사이에 미세구조를 포함하고, 상기 미세구조는 끼인 벽면각이 6도 미만인 집광 필름.
  4. 제3항에 있어서, 미세구조는 끼인 벽면각이 4도 미만인 집광 필름.
  5. 제1항에 있어서, 0° 입사각에서의 투과율이 56％ 이상인 집광 필름.
  6. 복수의 흡광 요소를 갖는 경화된 투명 필름을 포함하는 집광 필름으로서,
    경화된 투명 필름은 2작용성 (메트)아크릴레이트 단량체, 2작용성 (메트)아크릴레이트 올리고머 및 그 혼합물로부터 선택된 제1 및 제2 중합성 성분을 포함하며 25℃에서의 점도가 50 ㎩-s (50,000 cps) 미만인 중합성 수지의 반응 생성물이고, 경화된 투명 필름은 끼인 벽면각이 6도 미만인 미세구조를 흡광 요소들 사이에 포함하는, 집광 필름.
  7. 복수의 흡광 요소를 가지고 폴리에스테르 필름 상에 배치되고 끼인 벽면각이 6도 미만인 미세구조를 흡광 요소들 사이에 포함하는 경화된 투명 필름을 포함하는, 강성이 65 N/㎜ 이상인 집광 필름.
  8. 평균 높이(D) 및 가장 넓은 부분에서의 평균 폭(W)을 갖고 D/W가 1.75 이상인 미세구조를 포함하며, 2작용성 (메트)아크릴레이트 단량체, 2작용성 (메트)아크릴레이트 올리고머 및 그 혼합물로부터 선택된 제1 및 제2 중합성 성분을 포함하는 중합성 수지의 반응 생성물을 포함하는 미세구조화 필름.
  9. 적어도 하나의 지방족 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머 약 20 중량％ 이상;
    적어도 하나의 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 약 20 중량％ 이상; 및 적어도 3개의 (메트)아크릴레이트 기를 갖는 가교결합제 2 중량％ 내지 25 중량％를 포함하는 중합성 수지 조성물.
  10. 복수의 흡광 요소를 가지고 폴리에스테르 필름 상에 배치되고 끼인 벽면각이 6도 미만인 미세구조를 흡광 요소들 사이에 포함하는 경화된 투명 필름을 포함하는, 두께가 535 마이크로미터 미만이고 강성이 50 N/㎜ 이상인 집광 필름.
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