KR20060021327A - 나노입자를 갖는 광학소자 - Google Patents

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로버트 폴 보어델라이스
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이스트맨 코닥 캄파니
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Abstract

본 발명은 100nm 미만의 입자크기치수를 갖는 미세 입자들의 분산을 함유하는 3 내지 200㎛의 조도(Ra)를 갖는 열가소성 표면 특징부를 그의 표면상에 갖는 기판을 포함하는 광학소자에 관한 것이다.

Description

나노입자를 갖는 광학소자{OPTICAL ELEMENT WITH NANOPARTICLES}
본 발명은 광 관리 필름(light management film)에 관한 것이다. 바람직한 형태에 있어서 본 발명은 후면발광 디스플레이 용도를 위한 미세한 입자들의 분산을 함유하는 광 관리 필름에 관한 것이다.
광학 물질 및 광학제품은 빛의 흐름 및 세기를 조절하는데 유용하다. 유용한 광학제품의 예는 광학렌즈, 예를 들어 프레스넬 렌즈(Fresnel lenses), 광학 광섬유, 광 튜브(light tube), 완전히 내부 반사하는 필름을 포함한 광학필름, 및 정밀 복제된 제품 예를 들어 휘도 강화 필름(BEF) 및 안전제품을 포함한다. 휘도 강화 필름은 오늘날 다수의 전자제품에서 후면발광 평판 디스플레이 예를 들어 액정 디스플레이(LCD), 전자발광 패널, 랩톱 컴퓨터 디스플레이(laptop computer display), 워드 프로세서, 탁상용 모니터, 텔레비전, 비디오 카메라 및 항공전자공학용 디스플레이의 휘도를 증가시키는데 매우 유용하다.
특히 휘도 강화 필름(brightness enhancement film)과 관련하여, 표면 특징부(surface feature)를 구성하는 물질의 굴절률은 휘도 강화 필름에 의해 생성된 휘도 이득과 관련된다. 이득은 휘도 강화 필름으로 인한 디스플레이의 휘도 향상의 척도이며, 광학 물질의 특성이고 휘도 강화 필름의 기하학이기도 하다. 높은 이득은 개선된 이득이 후면발광 디스플레이에 있어서 효과적인 증가를 제공하기 때문에 휘도 강화 필름에 바람직하다.
개선된 휘도는 전자제품이 보다 약한 전력을 사용하여 디스플레이를 조명하는데 보다 약한 전원을 사용하여 보다 효과적으로 작동할 수 있음을 의미한다. 감소된 전력 소비는 감소된 열생성으로 전환되고 따라서 증가된 부품 수명을 뜻한다. 따라서, 이러한 이점 때문에 광학 특징부에서 개선된 굴절값의 지수를 나타내는 광학제품을 찾을 필요성이 지속적으로 존재한다.
광학제품은 고굴절률의 (메트)아크릴레이트 단량체, 할로겐화된 단량체 및 당해분야에 알려진 기타 고굴절률 단량체와 같은 단량체들을 포함한 고굴절률 물질로부터 제조될 수 있다.
공개된 미국출원 제2002/0123589호(올슨 등)는 광학필름에 사용하기 위한 고굴절률 중합성 조성물을 개시한다. 상기 특허에서는 고굴절률 광학소자를 분배하면서 UV 경화가 생성할 수 있는 표면 특징부의 크기 및 특성면에서 제한된다. UV 경화는 일부 광학용도에서 유용성을 제한하는, 그것이 생성할 수 있는 특징부의 깊이 또는 높이면에서 제한된다. 또한, UV 경화는 중합체 부류를 사용할 수 없고 따라서 열가소성 캐스팅 및 엠보싱과 같은 다른 공정들이 사용할 수 있는 중합체 특성(예를 들어 모듈러스, 내긁힘성)을 사용할 수 없다.
중합체는 중합체중의 수소 또는 산소가 브롬 또는 황 등의 원자로 부분 치환 됨으로써 변형되는 경우 특정한 광학 용도에 필요한 것보다 낮은 굴절률을 갖는 광학 필름에 사용될 수 있다. 이러한 치환된 중합체는 전형적으로는 굴절률을 증가시키지만 때로는 바람직하지 않게 착색시키며 열 및 광화학적 안정성을 부족하게 만든다. 따라서, 이러한 치환된 중합체는 특정한 광학용도에서 최선의 선택이 아닐 수 있다.
중합체의 굴절률을 증가시키기 위한 또다른 방법은 나노입자들을 중합체와 결합시키는 것이다. 중합체/나노입자 블렌드의 굴절률은 부분적으로는 중합체 매트릭스에 첨가되는 나노입자들의 굴절률에 의존한다. 중합체/나노입자 블렌드는 나노입자 및 중합체 매트릭스의 부피가중평균(volume weighted average)이다. 결과적으로, 고굴절률을 갖는 금속 산화물 입자를 사용하여 블렌드를 제조하는 것이 바람직하다. 그러나, 물 속에서 형성되는 금속 산화물 입자들은 입자 괴성화 및 물의 부수적인 전환없이 유기 액체로 전환하기가 곤란하다.
미국특허 제6,329,058호(아르네이 등)는 투명한 블렌드를 형성하는 중합체 매트릭스 중의 나노 크기의 금속 산화물 입자 및 그의 제조방법을 개시한다. 상기 특허에서 금속 산화물의 중합체/중합체 블렌드는 임의적인 경화성 물질임을 언급하면서 동특허의 실시예는 UV 경화성 중합체 및 비열가소성 물질의 사용을 교시한다. UV 경화성 시스템 중의 나노입자/중합체 블렌드의 제조는 열가소성 시스템과는 상이하다. 상기 특허에 교시된 분산제는 나노입자의 괴성화 및 분산제의 분해를 일으키는 열가소성 압출에 사용된 온도에서 가장 양호하게 분해한다. 또한, 열가소성 압출은 건조 중합체를 필요로 하고 따라서 나노입자는 상기 특허에 교시된 공정 과는 매우 다르게 용융 중합체 중에서 건조되고 재분산되어야 한다. 상기 특허는 표면 구조물 중의 금속 산화물/중합체 블렌드를 개시하고 있지만 1/10 내지 10mm의 바람직한 범위는 본 발명의 표면 특징부를 갖는 광학필름에 대해 바람직한 범위보다 넓은 자기 등급이다.
발명이 해결하고자 하는 과제
후면발광 디스플레이에 개선된 효율의 광 형상화 특성을 제공하는 향상된 광 관리 필름에 대한 필요성이 존재한다.
발명의 요약
본 발명은 100nm 미만의 입자크기치수를 갖는 미세한 입자들의 분산을 함유하는 3 내지 200㎛의 Ra를 갖는 표면 특징부를 그의 표면상에 갖는 기재를 포함하는 광학소자를 제공한다.
발명의 유리한 효과
본 발명은 보다 밝은 휘도의 후면발광 디스플레이를 보다 효과적으로 제공하는 광을 형상화하는 개선된 광 관리 매체를 제공한다.
본 발명은 당해 기술분야에서 종래 실시에 비해 막대한 이점을 갖는다. 나노입자들은 고가이기 때문에 대부분의 광학소자 대신에 표면 특징부 중에 나노 입자/중합체 블렌드를 갖는 것은 동일한 광학적 결과를 분배하면서 비용을 절약할 수 있다.
나노 입자/중합체 블렌드의 일부분인 열가소성 물질은 광학소자에 대해 폭넓은 물리적 및 광학적 특성을 가능하게 하고 용이하게 제조될 수 있다. 예를 들어 폴리에틸렌은 다른 필름을 스크래치하지 않도록 연성인 광학 특징부를 형성하는 투명하고 낮은 유리전이온도의 수지로서 사용될 수 있다. 열가소성 물질은 광범위한 용도에서 사용가능한 UV 경화된 중합체 보다 훨씬 넓은 범위의 물리적 및 광학적 특성을 보유한다.
나노입자들은 광학소자가 보다 유용성을 갖도록 중합체 블렌드의 굴절률을 변화시킬 수 있다. 나노입자/열가소성 중합체 블렌드는 또한 기계적 특징 예를 들어 증가된 모듈러스, 내긁힘성 및 경도를 증가시킨다. 나노입자는 용융 및 유리전이온도에 영향을 주며, 이것은 또한 중합체 용융 처리 조건을 증진시킬 수 있다. 최근의 연구에 의하면 입자와 매트릭스 사이에 양호한 계면이 존재하지 않는 매트릭스에 도핑된 나노입자는 다양한 특성, 즉 상이한 기계적 특성을 제공하며, Tg 등을 변화시킨다. 나노입자는 또한 광학소자의 인쇄적성을 증가시킨다. 광 관리 필름에 강도(强度) 및 강성(剛性)를 부가하는 것은 인쇄 시스템을 위한 수송 및 취급에 있어서 중요하다. 적은 첨가량의 경우 열가소성 수지에 대한 나노입자의 첨가는 입자들이 광의 파장 미만이고 따라서 광을 산란시키기 때문에 투과 또는 광 형상화 특성에 현저히 영향을 주지는 않는다. 이러한 이점 및 기타 이점은 하기 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.
"표면 특징부"는 통과시키거나 반사시키도록 광을 유도하는 구조를 지칭한다. 예를 들어 광을 시준하는 프리즘 구조 또는 광을 랜덤한 방향으로 유도시키는 확산제는 광 형상화 소자를 포함한다. 광 유도 또는 편향은 미세 또는 거대 수준일 수 있다. "조도 평균" 또는 Ra는 광 형상화 소자의 골 측정에 대한 평균 피크를 의미한다. "100nm 미만의 입자크기치수"는 100nm 미만의 하나 이상의 치수를 갖는 입자를 의미한다. 이러한 기술에 부합하는 입자를 "나노입자"라 부른다. 1 내지 10nm의 직경을 갖지만 100nm 내지 50㎛의 길이를 갖는 탄소 나노튜브는 100nm 미만의 하나 이상의 치수를 갖기 때문에 "나노입자"로 고려된다.
용어 "LCD"는 액정을 이용하여 이미지를 형성하는 후면 투사 디스플레이 장치를 의미한다. 용어 "확산제"는 정반사 광(기본방향을 갖는 광)을 확산 광(랜덤한 광 방향을 갖는 광)으로 확산시킬 수 있는 물질을 의미한다. 용어 "광 확산 소자"는 정반사 광(기본방향을 갖는 광)을 확산 광(랜덤한 광 방향을 갖는 광)으로 확산시킬 수 있는 소자를 의미한다. 용어 "광"은 가시광을 의미한다. 용어 "전체 광 투과"는 광원에 의해 방출된 500nm에서 광의 전체 량과 비교하여 500nm에서 샘플을 통해 투과된 광의 백분율을 의미한다. 이것은 광의 정반사 및 확산 투과를 포함한다. 용어 "헤이즈"는 500nm에서 % 전체 투과 광에 대한 500nm에서 % 확산 투과된 광의 비율에 100을 곱한 값을 의미한다. "투명한"은 500nm에서 80% 이상의 전체 광 투과를 갖는 필름을 의미한다. 용어 "광 형상화 효율"은 광 형상화 소자의 표면에 부딪히는 광의 양과 비교한 형상화되거나 유도된 광의 백분율을 의미한다.
용어 "중합체 필름"은 중합체로 이루어진 필름을 뜻한다. 용어 "중합체"는 단독중합체 및 공중합체를 의미한다. 렌즈 크기 및 진동수와 관련하여 사용된 용어 "평균"은 전체 필름 표면적에 대한 산술평균을 의미한다. 용어 "패턴"은 규칙적이거나 랜덤한 예비결정된 배열을 의미한다. 용어 "실질적으로 환형"은 장축이 단축의 2배 이하인 기하학적 형상을 뜻한다. 선택적 구배는 투과, 반사, 및 헤이즈와 같은 광학 특성이 정해진 지점으로부터의 거리의 함수로서 변화하는 것이다.
본 발명의 한 양태에 있어서 확산 필름은 한 면 이상에 복수의 랜덤한 마이크로렌즈 또는 렌즐릿 형태의 텍스쳐링된 표면을 갖는다. 용어 "렌즐릿"은 소형 렌즈를 의미하지만 본 발명에 있어서는 렌즈 및 렌즐릿은 동일한 의미로 사용된다. 렌즐릿은 포개서 복합 렌즈를 형성한다. "복합 렌즈"는 표면에 다중의 마이너 렌즈를 갖는 메이저 렌즈를 의미한다. "메이저 렌즈"는 상부에 마이너 렌즈가 랜덤하게 형성되어 있는 보다 대형의 렌즐릿을 뜻한다. 용어 "마이너 렌즈"는 메이저 렌즈에 형성되는 메이저 렌즈보다 작은 렌즈를 의미한다. 용어 "오목"은 필름의 표면 가까이에 구의 외부 표면을 갖는 구의 표면과 같은 굴곡진 형상을 의미한다. 용어 "볼록"은 필름의 표면 가까이에 구의 내부 표면을 갖는 구의 표면과 같은 굴곡진 형상을 의미한다.
렌즈를 통한 광의 발산은 수평방향에서의 발산이 수직방향에서의 발산과는 다른 것을 의미하는 "비대칭성"임을 지칭할 수 있다. 발산곡선은 피크 광 투과방향이 θ=0°방향과 일치하지는 않지만 표면에 대해 비수직인 방향에 있음을 의미하는 대칭성이다. "공극"은 공극이 가스를 함유하는 것 같지만 부가된 고체 및 액체 물질의 탈공극을 의미하는 것으로 사용된다.
표면 특징부는 기판과 일체로 되거나 기판 상에 피복된 별도의 층에 존재할 수 있다. 표면 특징부가 기판과 일체로 되는 경우 반사를 일으키는 필름 전반에 걸쳐서 굴절률 변화가 없기 때문에 필름의 광 형상화의 효율이 높다. 압출 피복에서와 같이 표면 특징부가 기판상에 피복되는 경우 광범위한 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어 배향된 폴리에스테르 기재를 사용하여 필름 강도를 제공하고, 이어서 나노입자로 충전된 다른 중합체로부터 폴리에스테르 기재 위에 표면 특징부를 피복할 수 있다. 기판과 표면 특징부에 사용된 2개의 중합체는 부합하는 굴절률 지수를 갖는 (이들 층 중 하나 이상의 나노입자를 첨가하는 것은 굴절률을 변경시킬 수 있다) 동일한 중합체이거나 2개의 상이한 중합체일 수 있다. 표면 특징부가 기판과 일체로 되는 경우 2개로 적층된 것(기판과 표면 특징부)보다 탈적층에 대한 변화가 적다.
미세한 입자는 바람직하게는 입자크기치수가 55nm 미만이다. 입자크기치수가 50nm 미만인 입자는 광을 현저하게 산란시키지 않으며 따라서 광학소자의 산란특성에 현저한 영향을 주지 않는다. 보다 바람직하게는 미세한 입자는 그 입자들이 광의 산란을 유발시키지 않도록 충분하게 가시광의 파장 미만이고 산란, 광 투과 및 광 반사 특성과 현저히 충돌하지 않으면서 물질의 굴절률을 변화시킬 수 있으므로 15nm 미만의 입자크기치수를 갖는다. 이러한 크기 범위는 중합체 매트릭스로의 입자들의 분산을 촉진시킨다. 또한, 입자들은 매우 작기 때문에 입자들이 응집하여 (하나의 입자로서 교대로 작용하는) 2개 또는 3개의 입자들의 클러스터를 형성하는 경우 응집된 입자의 입자크기치수는 여전히 광학소자의 투과특성에 현저한 영향을 주지 않을 정도로 충분히 작다. 투명성 요건을 위해 소형의 일차 입자크기를 효과적으로 이용하기 위해서는 분산의 품질이 일차 입자의 괴성화(응집)이 존재하는 정도를 의미하는 고품질의 분산을 가질 필요가 있다. 고품질의 분산은 일차 입자들의 소수의 응집체 및 작은 응집체를 보유함으로써 원하는 굴절률 특징부를 제공하는 투과 특성에 보다 적은 영향을 끼친다.
표면 특징부의 조도평균이 3㎛ 미만인 경우 표면 특징부는 광을 효과적으로 형상화할 수 없다. 바람직하게는 표면 구조의 조도 평균은 5㎛ 이상이다. 표면 특징부가 평균 5㎛ 이상인 경우 표면 특징부는 다양한 기하학적 구조에서 광을 매우 효과적으로 형상화할 수 있다. 표면 특징부는 일부 경우(가령 광학 필름)에 있어서 기판 및 표면 특징부를 갖는 광학소자로 하여금 매우 두껍게 되게 하고 디스플레이 및 광학소자에 대한 중량 및 물질 비용을 추가시키므로 표면 조도가 225㎛ 미만인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 표면 특징부는 광학소자의 중량 및 비용을 감소시키기 위해서 100㎛ 미만의 Ra를 갖는다. 25 내지 75㎛의 Ra가 광범위한 표면 특징의 기하학 및 광학적 기능을 허용하는 것으로 밝혀졌기 때문에 25 내지 75㎛의 Ra가 가장 바람직한 것으로 나타났다.
표면 특징부는 바람직하게는 0.1 내지 7.0의 평균 종횡비를 갖는다. 표면 특징부의 종횡비가 0.7 미만인 경우 곡률 또는 기울기가 너무 낮아서 투과 또는 반사에 있어서 투과 또는 반사시 광을 충분히 형상화할 수 없다. 확산소자의 종횡비가 9.2 초과인 경우에는 압출 롤 몰딩 또는 다른 엠보싱 기법을 이용하여 그것들을 생성하는 것이 곤란하다.
본 발명의 한 양태에 있어서 표면 특징부는 바람직하게는 복합 렌즈이다. 복합 렌즈는 다른 렌즈의 상부에 있는 렌즈이다. 그것들은 매우 효과적인 광의 확산 및 높은 투명도를 제공하는 것으로 밝혀졌으며 보다 밝은 디스플레이를 허용하는 효과적인 확산제를 가능하게 한다. 확산의 양은 복합 렌즈의 복잡도, 기하학, 크기 또는 진동수를 변화시켜 용이하게 변경시킴으로써 원하는 확산을 달성한다.
모든 상이한 크기 및 형상의 복수의 렌즈는 서로의 상부에 형성되어 꽃양배추 모양의 복합 렌즈 특징부를 생성한다. 렌즐릿 및 렌즐릿에 의해 형성된 복합 렌즈는 필름내에서 오목하거나 필름 밖에서 볼록할 수 있다.
본 발명의 한 양태는 달 생성 표면(moon's created surface)과 유사할 수 있다. 달과 부딪힌 소행성은 다른 크레이터(crater)와는 별도의 크레이터를 형성하고, 그것은 또다른 조각의 크레이터를 중첩시키며, 또다른 크레이터 내에 형성되거나 또다른 크레이터를 빨아들인다. 보다 많은 크레이터가 새겨질수록 달의 표면은 필름에 형성된 렌즈의 복잡도와 같은 함몰부의 복잡도를 갖게 된다.
복합 렌즈는 크기, 형상, 광학 축으로부터 오프셋 및 초점 거리가 상이할 수 있다. (중합체 필름 및 기판의 기본적인 굴절률을 결정하는) 구조물의 곡률, 깊이, 높이, 공간, 물질, 및 렌즐릿의 배치는 확산도를 결정하며 이들 매개변수는 본 발명에 따라 제조도중 확립된다.
각각의 렌즐릿의 표면은 렌즈를 통과하는 에너지 조사경로를 변경시키는 축소 렌즈로 기능하는 국소적으로 구형인 분절이다. 각각의 렌즐릿의 형상은 각각의 렌즐릿의 표면이 구형의 일부인 것을 의미하는 "반구형"이지만 반드시 반구체일 필요는 없다. 그의 굴곡진 표면은 투명한 중합체 필름에 평행한 제 1 축(x)에 상대적으로 측정된 곡률반경 및 투명한 중합체 필름에 평행하고 제 1 축(x)와 직교하는 제 2 축(y)에 상대적인 곡률반경을 갖는다. 배열 필름에서의 렌즈는 x축 및 y축 방향에서는 동등한 치수를 가질 필요가 없다. 렌지의 치수 예를 들어 x축 또는 y축 방향에서의 길이는 일반적으로 그 필름의 길이 또는 너비보다 상당히 작다.
"높이/직경 비"는 복합 렌즈의 직경에 대한 복합 렌즈의 높이의 비를 의미한다. "직경"은 x 및 y 평면에서의 복합 렌즈의 최대 치수를 의미한다. 높이/직경의 값은 각각의 복합 렌즈가 생성하는 광의 스프레딩 또는 확산의 양의 주요한 원인 중 하나이다. 작은 높이/직경 비는 그 직경이 보다 평탄하고 넓은 복합 렌즈를 생성하는 렌즈의 높이보다 훨씬 큰 것임을 의미한다.
광학 축이 각각의 렌즈의 중심으로부터 오프셋되는 렌즈를 갖는 확산 필름을 사용한 결과 필름으로부터 광을 비대칭 방식으로 분산시켰다. 그러나, 렌즈 표면은 광학 축이 x 및 y 방향 둘 다에서 렌즈의 중심으로부터 오프셋되로록 형성될 수 있는 것으로 인식될 것이다.
바람직하게는, 오목 또는 볼록 렌즈는 5 내지 250 복합렌즈/mm의 임의적인 방향에서의 평균 진동수를 갖는다. 필름이 285 복합 렌즈/mm의 평균 진동수를 갖는 경우 렌즈의 너비는 광의 파장에 접근한다. 렌즈는 렌즈를 통과한 광에 색상을 부여할 것이고, 투과 및 반사된 광에는 원치않는 색상을 추가할 것이다. 4개의 렌즈/mm 미만을 갖는 경우 지나치게 넓은 렌즈를 생성하고 따라서 광을 덜 효과적으로 확산시키게 된다. 22 내지 66개의 복합 렌즈/mm의 방향에서 평균 진동수를 갖는 오목 또는 볼록 렌즈가 보다 바람직하다. 22 내지 66개의 복합 렌즈의 평균 진동수는 효과적인 광 확산을 제공하고 랜덤하게 패턴화된 롤에 대해 캐스트 피복된 중합체를 이용하여 효과적으로 제조될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
표면 특징부는 바람직하게는 x 및 y 방향에서 3 내지 60 마이크론의 평균너비를 갖는 오목 또는 볼록 렌즈를 갖는다. 렌즈가 1 마이크론 미만의 크기를 갖는 경우 렌즈는 렌즈 치수가 광의 파장의 등급 상에 있고 투과 또는 반사된 광에 원치 않는 색상을 추가하기 때문에 통과하는 광에서 색상 이동을 부여한다. 렌즈가 68 마이크론 초과의 x 또는 y 방향의 평균 너비를 갖는 경우 렌즈는 너무 넓어서 광을 효과적으로 확산시키지 못한다. 보다 바람직하게는 x 및 y 방향에서 15 내지 40 마이크론의 평균 너비의 오목 또는 볼록 렌즈이다. 이러한 크기의 렌즈는 가장 효과적인 확산 및 높은 수준의 투과를 생성하는 것으로 밝혀졌다.
보다 소형인 렌즈의 x 및 y 방향에서의 너비가 바람직하게는 2 내지 20 마이크론인 마이너 렌즈를 포함하는 오목 또는 볼록 렌즈이다. 마이너 렌즈가 1 마이크론 미만의 크기를 갖는 경우 렌즈 치수는 광의 파장의 등급 상에 있고 광에 원치 않는 색상을 추가하기 때문에 통과하는 광에 색상 이동을 부여한다. 마이너 렌즈가 25 마이크론 초과의 크기를 갖는 경우 확산효율은 렌즈의 복잡성이 감소하므로 저하된다. 3 내지 8 마이크론의 x 및 y 방향에서의 너비를 갖는 마이너 렌즈가 바람직하다. 이러한 범위는 가장 효과적인 확산을 생성하는 것으로 밝혀졌다.
메이저 렌즈당 마이너 렌즈의 수는 2 내지 60개이다. 메이저 렌즈가 하나 이하의 마이너 렌즈를 갖는 경우 그의 복잡성은 감소되고 따라서 효과적으로 확산시키지 못한다. 메이저 렌즈가 그위에 함유된 70개 초과의 마이너 렌즈를 갖는 경우 마이너 렌즈 중 일부의 너비는 투과된 광에 색상을 부여한다. 메이저 렌즈당 5 내지 18개의 마이너 렌즈를 갖는 것이 가장 바람직하다. 이러한 범위가 가장 효과적인 확산을 생성하는 것으로 밝혀졌다.
바람직하게는 오목 또는 볼록 렌즈는 각각의 렌즐릿의 표면이 구의 부분인 것을 의미하는 반구형이지만, 반드시 반구체일 필요는 없다. 이것은 x-y 평면에 대해 탁월한 균일 확산능을 제공한다. 반구형 렌즈는 입사관을 균일하게 산란시키고, 이것은 디스플레이 영역이 균일하게 확산될 필요가 있는 디스플레이 적용에 이상적이다.
각각의 렌즐릿의 표면은 국부적으로 구형 분절이고, 그것은 렌즈를 통과하는 에너지의 조사경료를 변경시키는 축소물로서 작용한다. 각각의 렌즐릿의 형상은 각각의 렌즐릿 표면이 구의 부분임을 의미하는 반구형이지만, 반드시 반구체일 필요는 없다. 그의 굴곡진 표면은 투명한 중합체성 필름에 평행한 제 1 축(x)에 대해 상대적으로 측정한 곡률반경 및 투명한 중합체성 필름에 평행하고 제 1 축(x)과 직교하는 제 2 축(y)에 상대적인 곡률반경을 갖는다. 배열 필름에서 렌즈는 x 및 y 방향에서 동등한 치수를 가질 필요가 없다. 렌즈의 치수 예를 들어 x 및 y 방향에서의 길이는 일반적으로 필름의 길이 또는 너비보다 상당히 작다.
미세 홈(microgroove)이 있는 표면 특징부가 바람직하다. 미세 홈은 홈의 너비, 길이 또는 높이가 1 내지 1000 ㎛인 홈 또는 채널이다. 나노입자 및 중합체는 실제 홈 또는 채널이 충전되지 않는 홈 구조(홈의 측부 및 바닥)를 형성한다. 홈 또는 채널은 광범위한 용도를 갖는 상이한 화학을 갖는 제 2 조작으로 충전될 수 있다. 예를 들어 피복된 물질은 UV 경화성 물질 또는 용매 피복된 물질일 수 있으며 전도성 물질에 대한 독성 센서일 수 있다. 홈의 측부 및 바닥을 형성하는 나노입자는 홈 형태에 강도를 추가함으로써, (광 유도를 위한) 홈 구조의 굴절률을 변화시키거나 증강된 기계적 및 가공 특성을 위한 유용성을 갖는다.
표면 특징부는 바람직하게는 표면 확산제를 포함한다. 표면 확산제는 공기에 노출된 조도를 이용하여 확산제와 주위 매체 물질 사이의 가능한한 최대의 굴절률 차이를 제공하고, 결론적으로 입사각에 대한 최대의 각 퍼짐 및 매우 효과적인 확산을 제공한다.
표면 미세구조를 포함하는 표면 특징부가 바람직하다. 표면 미세구조는 표면 구조의 디자인이 쉽게 변경되고 필름이 배향되기 전에 커다란 광 형상화 효능 변화를 달성하는 열 및/또는 압력으로 변경된다. 미세구조는 상이한 광 형상화 및 퍼짐 효율에 대해 그리고 광의 퍼짐 정도에 대해 조종될 수 있다. 미세구조의 예는 단순 렌즈 또는 복합렌즈, 프리즘, 피라미드, 및 입방체이다. 미세 구조의 형상, 기하학 및 크기는 원하는 광 형상화를 달성하도록 변경될 수 있다. 광형상화 소자는 가요성이고 투명한 기재 층 및 2개의 명확한 표면을 특징으로 하는 휘도 강화 제품을 형성할 수 있으며, 각각은 후면발광 디스플레이로부터 방출된 광의 출사각을 조절하는 기능을 수행하는 것에 따라 작동하도록 설계된 토포그래피(topography)를 갖는다. 제품은 몇가지 형태를 취할 수 있다. 휘도 강화 필름 또는 BEF는 날카로운, 둔한 또는 둥글게 된 상부를 갖는 선형 배열의 프리즘일 수 있다. BEF의 주요한 역할은 LCD에서 후면광으로부터 축상 휘도를 증가시키는 것이다. 이것은 필름에 대한 매우 얕은 각에서 필름으로 들어오는 광을 재순환시킴으로써 달성한다. (그렇지 않은 경우 이러한 광은 액정을 통과하므로 폐기되게 된다.) BEF는 또한 예를 들어 구, 프리즘, 피라미드 및 입방체의 부위일 수 있는 개별적인 광학소자로 이루어질 수 있다. 광학소자는 랜덤하거나, 정렬되고 독립적이거나 중첩될 수 있다. 측부는 경사지거나 굴곡지거나 직선이거나 혹은 상기 셋의 조합일 수 있다. 광 형상화 소자는 또한 전형적으로는 도로 및 건축 신호용으로 사용되는 역반사 구조이거나 광을 시준하도록 설계된 프레스넬 렌즈일 수 있다. 나노입자로 충전된 표면 구조를 갖는 경우 그들의 성능을 강화하도록 표면 구조의 굴절률을 변경시킬 수 있다. 예를 들어 높은 굴절률을 가질수록 프레스넬 렌즈는 렌즈가 오버헤드 투사기를 보다 효과적으로 밝게 하는 광을 시준하는 것을 도와준다. 표면 특징부는 이의 형상화를 변경시키는 포메이션후 스트레칭될 수 있다. 스트레칭되는 경우 나노입자는 전형적으로는 그 입자들이 작기 때문에 공극을 생성하지 않게 된다. 열가소성 물질을 캐스팅한 후 스트레칭하는 경우에는 그것이 필름의 강도 및 모듈러스를 증가시키는 중합체를 배향할 수 있으므로 바람직하다. 더욱이, 표면 특징부를 배향시키는 것은 표면 특징부 기하학을 추가된 유용성으로 변경시킬 수 있다.
캐스트 필름을 스트레칭하는 것은 또한 표면 특징부의 생성 스트레칭으로부터 광학 특성을 얻는데 바람직하다. 예를 들어 선형 배열이 선형 배열의 축을 따라 스트레칭되는 경우 배열은 보다 평탄해지고 연장될 수 있다. 배열이 스트레칭되지 않은 방향에서 속박된 채로 스트레칭되는 경우 배열의 너비가 현저하게 변하지 않지만, 속박되지 않은 채로 스트레칭되는 경우에는 필름이 넥 인(neck in)되며 배열이 좁아진다. 리버스 엔지니어링은 스트레칭 후 표면 특징부의 원하는 형상을 얻기 위한 캐스팅 도중 필름에 임프레스(impress)하는데 필요한 표면 특징부의 기하학을 결정하는데 사용된다. 필름은 횡방향 및/또는 기계 방향에서 순차적으로 또는 동시에 스트레칭될 수 있다. 필름이 스트레칭되면 다수의 중합체 배향(예를 들어 PET, PEN) 및 스프레칭된 필름을 엠보싱하는데 필요한 열 및 압력의 양이 상당히 많아지기 때문에 표면 특징부를 생성한 다음 그 필름을 스트레칭하는데 유리하다.
본 발명의 또다른 양태에 있어서, 표면 특징부는 결합제 및 결합제에 분산된 광 형상화제를 포함한다. 광 형상화 소자는 바람직하게는 중합체 비드이다. 중합체 비드는 전형적으로는 중합체 결합제에서 발견되며, 크기, 분포 및 밀도가 광 형상화의 양을 조절한다. 비드는 구형 또는 비구형일 수 있다. 그 비드가 얼마나 두꺼운 중합체에 피복되는 지가 광 형상화의 양을 결정할 수 있다. 이러한 광 형상화 소자 및 결합제를 사용하여 스크린 상의 투사 필름을 통한 광 형상화의 양 및 투사된 영역(확산 필름 및 투사 시스템으로 사용되는 경우)이 용이하게 테일러링될 수 있다. 결합제 중의 비드는 또한 후면발광 디스플레이 예를 들어 LCD 중의 광 확산 특징을 테일러링할 수 있다. 중합체 비드, 결합제 또는 이들 둘 다는 나노입자들을 함유할 수 있다.
결합제 또는 중합체 비드의 수지로서 열경화성 수지 예를 들어 아크릴 폴리올 및 이소시아네이트 예비중합체로 이루어진 열경화성 우레탄 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지, 불포화된 폴리에스테르 수지 등, 및 열가소성 수지 예를 들어 폴리카보네이트, 열가소성 아크릴 수지, 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 수지가 포함될 수 있다.
광 형상화 층에 함유된 광 형상화 소자로서는 합성 수지 비드 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 비드, 실리콘 비드, 또는 스티렌 비드가 단독으로 또는 그의 조합물로 사용될 수 있다.
결합제의 두께에 따라 적절하게 결정될 수 있는 비드의 입자크기는 1 내지 30㎛의 평균입자직경일 수 있으며 바람직하게는 협소한 분포를 갖는다. 확산에 사용되는 경우 중합체 비드는 광 형상화 소자의 표면으로부터 돌출된 그의 입자들의 적어도 일부분에 의해 광 확산성을 증가시킨다. 평균입자크기는 입자들의 일부분이 광 형상화 소자의 표면으로부터 돌출할 수 있도록 하는 범위이어야 한다.
본 발명의 또다른 바람직한 양태에 있어서 표면 특징부는 단독으로 또는 선형 배열로 굴곡진 표면을 포함한다. 굴곡진 표면은 투과된 광의 방향을 집중시키고 변화시키는 것으로 알려졌다. 굴곡진 표면에 대한 나노입자의 첨가는 굴곡진 표면의 경도를 증가시키고 증가된 광 확산 또는 시준을 제공한다.
본 발명의 또다른 양태는 포스트 및 평탄한 시트 표면이 교차하는 포스트의 기재 주위의 액체를 포집할 수 있는 표면으로부터 돌출하는 포스트의 패턴을 갖는 표면 특징부이다. 광학 특징으로 인하여 피트(pit)가 또한 바람직하며 피트는 다른 물질로 충전될 수 있다. 피트 및 필라(pillar)는 광학적 유용성 뿐만 아니라 내마모성을 가질 수 있으며 광학소자상의 추가적인 피복을 위한 스미어 내성을 가질 수 있다.
바람직하게는, 광학소자의 표면 특징부는 필름으로부터 나오는 광의 분포가 필름의 표면에 대해 보다 수직인 방향이 되도록 입사광 분포를 굴절시키기 위해 적절하게 한정된 형상의 이산된 개별적인 광학소자이다. 이러한 개별적인 광학소자는 필름의 출사 표면 내의 함몰부 또는 표면상의 돌출부에 의해서 형성될 수 있으며, 출사 표면에 대해 수직인 방향쪽의 입사광을 굴절시키기 위한 하나 이상의 경사 표면을 포함한다. 이러한 경사 표면은 예를 들어 원하는 시인각내에서 광을 재유도(redirectihg)시키는 평평한 표면 및 굴곡진 표면의 조합을 포함한다. 또한, 표면의 곡률, 또는 개별적인 광학소자의 평평한 영역에 대한 굴곡진 영역의 비 뿐만 아니라 굴곡진 표면 및 평평한 표면의 주변 형상은 필름의 광 출력분포를 테일러링하도록 변하여 필름과 조합하여 사용되는 디스플레이 장치의 시인각을 커스토마이즈(customize)한다. 또한, 표면의 곡률, 또는 개별적인 광학소자의 평평한 영역에 대한 굴곡진 영역의 비는 사방정계 또는 렌즈 모양의 홈이 패인 필름의 홈에 평행한 평면내에서 이동하는 보다 적은 광을 재유도하도록 변화될 수 있다. 또한, 개별적인 광학소자들의 크기 및 개체수(population) 및 개별적인 광학소자들의 표면의 곡률은 필름에 수직인 방향에 대해 특정한 각진 영역 내의 출력 분포를 유지하면서 보다 적은 확산 출력을 생성하거나 광원으로부터 입력 광 분포를 랜덤화하도록 선택되어 보다 연성의 보다 큰 확산 광 출력 분포를 생성한다.
필름의 출사 표면 상의 표면 특징부(예를 들어 개별적인 광학소자들)은 바람직하게는 액정 디스플레이의 화소간격과의 간섭을 제거하는 방식으로 랜덤화된다. 이러한 랜덤화는 광학소자들의 크기, 형상, 위치, 깊이, 배향, 각 또는 밀도를 포함할 수 있다. 이것은 확산 층으로 하여금 물결무늬 또는 유사한 효과를 없애야할 필요성을 제거시킨다. 또한, 개별적인 광학 소자들의 최소한 일부는 필름의 출사 표면을 가로질러 집단적으로 배열될 수 있으며, 각각의 집단에서 광학소자들의 최소한 일부는 필름을 가로질러 변하는 각각의 집단에 대한 평균 크기 또는 형상을 집합적으로 생성하여 단일 광학소자에 대한 기계 허용오차를 넘는 평균 특성값을 얻고 액정 디스플레이의 화소간격을 갖는 물결무늬 및 간섭효과를 없애는 상이한 크기 또는 형상 특징을 갖는다. 또한, 개별적인 광학소자들의 일부는 두 개의 상이한 축을 따라 재배향/재유도하는 필름의 능력을 커스토마이징하기 위해 서로 다른 각으로 배향될 수 있다.
개별적인 광학소자들의 광 재유도 표면이 필름의 광 출사 표면을 만드는 각은 또한 광원의 표면으로 불균일한 광 입력 분포로 필름의 광 재유도 기능을 테일러링하는 액정 디스플레이의 디스플레이 영역에 대해서도 변할 수 있다.
광 재유도 필름의 개별적인 광학소자들은 또한 바람직하게는 탁월한 표면 포장능을 갖는 광학 구조를 생성하는 스태거링(staggering)되거나, 연결되거/되거나 교차되는 배열로 서로 중첩된다. 더욱이, 개별적인 광학소자들은 하나의 축을 따라 배향된 개별적인 광학소자들 및 또다른 축을 따라 배향된 다른 개별적인 광학소자들의 일부와 집단적으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 집단화된 그룹에서 개별적인 광학소자들의 배향은 변할 수 있다. 또한, 광 재유도 필름의 크기, 형상, 위치 및/또는 배향은 광원에 의해 방출된 광의 분포에서 변이를 계산하도록 변할 수 있다.
광 재유도 필름의 광학소자들의 특성 및 패턴은 또한 예를 들어 단일 벌브 랩톱(single bulb laptop)을 위한 하나의 패턴, 이중 벌브 평판 디스플레이를 위한 또다른 패턴 등과 같은 상이한 광 분포를 방출하는 상이한 유형의 광원을 위한 광 재유도 필름을 최적화하도록 커스토마이징될 수도 있다.
또한, 광 재유도 필름의 개별적인 광학소자들의 배향, 크기, 위치 및/또는 형상화가 원하는 시인각 내의 후면광으로부터 더 많은 입사광을 재배향시키거나 재유도하도록 후면광 또는 다른 광원의 광 출력 분포로 테일러링되는 광 재유도 필름 시스템이 제공된다. 또한, 후면광은 하나의 축을 따라 광을 시준하는 개별적인 광학적 결함을 포함할 수 있고 광 재유도 필름은 하나의 축에 수직인 또다른 축을 따라 광을 시준하는 개별적인 광학소자들을 포함할 수 있다.
모든 개별적인 광학소자에 있어서 나노입자들은 개별적인 광학소자들의 굴절률을 증가시키고 소자들의 성능을 증진시킬 수 있지만, 광학소자의 투과 또는 굴절에 현저한 영향을 주지는 않는다. 중합체/나노입자 블렌드의 투명성은 부분적으로는 그 안에 함유된 나노입자의 크기 및 굴절률에 의존한다. 나노입자는 커다란 평균직경을 가지며, 중합체/나노입자 블렌드의 투명성은 감소될 수 있다. 거대한 입자를 함유하는 블렌드에 유도된 광은 광원으로 후 반사되거나 측부로 편향되어 블렌드의 외관 투명도를 감소시킨다. 더욱이, 블렌드의 투명도는 그 입자들이 중합체 내에서 괴성화하는 경우 매우 작은 나노입자들의 첨가에 따라 감소될 수 있다. 이러한 입자 괴성체는 광을 산란 또는 반사시키는 보다 큰 입자로서 작용한다. 투명한 블렌드에 있어서 일차적인 나노입자들은 광 산란을 피하도록 중합체에 고도로 분산(비괴성화)되어야 한다.
바람직하게는 표면 특징부는 중합체를 포함한다. 중합체는 일반적으로는 저렴하게 용이하게 가공될 수 있고 롤 대 롤(roll to roll)로 내인열성으로 제조될 수 있으며, 탁월한 순응성, 양호한 내약품성 및 높은 강도를 갖는다. 중합체가 강하고 가요성이라는 점에서 바람직하다. 열가소성 중합체는 그것들이 유리 표면 특징부와 비교하여 일반적으로 단가가 낮고, 바람직하고, 탁월한 광학 특성을 가지며, 용융 압출, 진공 형성 및 사출성형 등의 공지공정을 이용하여 렌즈로 효과적으로 형성시킬 수 있다는 점에서 바람직하다. 복합 렌즈의 형성에 바람직한 중합체는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 셀룰로즈 에스테르, 폴리스티렌, 폴리비닐 수지, 폴리설폰아미드, 폴리에테르, 폴리이미드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리우레탄, 폴리페닐설파이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리아세탈, 폴리설포네이트, 폴리에스테르 이오노머, 및 폴리올레핀 이오노머를 포함한다. 기계적 또는 광학 특성을 향상시키는 공중합체 및/또는 상기 중합체들의 혼합물이 사용될 수 있다. 투명한 복합 렌즈를 위한 바람직한 폴리아미드는 나일론 6, 나일론 66, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 폴리아미드의 공중합체가 또한 적당한 연속상 중합체이다. 유용한 폴리카보네이트의 예는 비스페놀 A 폴리카보네이트이다. 복합 렌즈의 연속상 중합체로서 사용하기 적당한 셀룰로즈 에스테르는 셀룰로즈 니트레이트, 셀룰로즈 트리아세테이트, 셀룰로즈 디아세테이트, 셀룰로즈 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로즈 아세테이트 부티레이트, 및 이들의 혼합물 또는 공중합체를 포함한다. 바람직하게는, 폴리비닐 수지는 폴리비닐 클로라이드, 폴리(비닐 아세탈), 및 이들의 혼합물을 포함한다. 비닐 수지의 공중합체 또한 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 폴리에스테르는 탄소수 4 내지 20의 방향족, 지방족 또는 지환족 디카복실산, 및 탄소수 2 내지 24의 지방족 또는 지환족 글리콜을 포함한다. 적당한 디카복실산의 예는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌 디카복실산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 아젤라산, 세박산, 푸마르산, 말레산, 이타콘산, 1,4-사이클로헥산디카복실산, 나트륨설포이소프탈산 및 이들의 혼합물을 포함한다. 적당한 글리콜의 예는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 디에틸렌 글리콜, 다른 폴리에틸렌 글리콜 및 이들의 혼합물을 포함한다.
미세 입자들은 바람직하게는 무기 산화물, 및 보다 바람직하게는 금속 산화물을 포함한다. 본 발명의 무기 산화물 입자는 바람직하게는 실질적으로 구형인 형상, 비교적 균일한 크기(실질적으로 단일 분산성 크기분포를 갖는 것) 또는 둘 이상의 실질적으로 단일 분산성인 분포에 의해 수득된 다정 분포이다. 추가적으로, 무기 산화물 입자이거나, 응집은 광을 산란시켜 광학 투명도를 저하시키는 커다란 입자를 생성할 수 있으므로 실질적으로 응집되지 않은 (실질적으로 이산된) 채로 유지되는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학소자에는 광범위한 콜로이드성 무기 산화물 입자가 사용될 수 있다. 대표적인 예는 실리카, 티타니아, 알루미나, 지르코니아, 바나디아, 크로미아, 산화철, 산화마그네슘, 산화안티몬, 산화아연, 산화주석, 티타네이트(칼슘 또는 바륨) 및 이들의 혼합물을 포함한다. 무기 산화물 입자는 실리카와 같은 단일 산화물, 실리카 및 알루미늄 산화물과 같은 산화물의 조합물, 또는 하나의 유형의 산화물에 또다른 유형의 산화물이 침착되어 있는 코어(또는 금속 산화물과는 다른 물질의 코어)를 필수적으로 포함할 수 있다.
상업적으로 구입할 수 있는 나노입자크기의 금속 산화물의 유용성 및 이들의 전형적인 고굴절률로 인하여 금속 산화물이 바람직하다. 또한, 다수의 금속 산화물은 높은 중량% 하중에서 가시 범위의 개선된 투명도를 허용할 수 있는 백색 분말이다.
미세 입자는 바람직하게는 금속 황화물이다. 금속 황화물은 고굴절률을 가지며 가공이 용이하기 때문에 바람직하다. PbS, ZnS, CdS는 유익한 대표적인 금속 황화물이다. 금속 황화물은 직경의 함수인 전자 대역 갭을 갖기 때문에 유익하다. 이들 직경/대역 갭의 올바른 선택을 이용하여 후면광으로부터 UV 파장으로부터의 흡수를 통해서 광을 수집하고 광을 유용한 가시 파장에서 재방출시킴으로써 강도를 향상시킬 수 있다. 추가적으로, 상기 물질들은 일부 유기계 형광 물질로 기능하므로 안정하고 광표백이 용이하지 않다. 추가적으로, 일부 금속 산화물은 금속 산화물과 동일한 이점을 위해 UV 파장 광을 흡수하도록 선택된다. 나노입자들은 유익한 염료를 효과적으로 흡수하도록 선택될 수 있다. 초미세 입자평균크기로 인하여 초고표면적을 갖는 경우 염료 수용층으로 기능하는 나노입자를 사용하여 흡수를 효과적으로 실행할 수 있다.
나노입자는 표면 광학 소주에서 상이한 색상을 달성하도록 다양한 조합으로 부가될 수 있다. 금속 산화물 또는 황화물의 나노입자는 그 크기가 충분히 작고 입자크기분포가 예리한 경우 짙은 색상을 제공할 수 있다. 또한, 하나의 나노입자의 가변 입자크기는 그 크기가 충분히 작은 경우 상이한 색상을 생성할 수 있다.
이들 나노입자는 구형, 봉형, 입방체, 판, 불규칙하거나 다른 기본적인 기하학적 형상을 포함한 다양한 형태학을 가질 수 있다. 적당한 형태학의 선택은 표면 광학소자내에서 분산 및 광 관리에 도움을 줄 수 있다. 입자크기분포는 바람직하게는 빽빽하며, 즉 평균의 높고 낮은 측부에서의 입자직경한계는 ±25%, 보다 바람직하게는 ±10% 이내이다. 예리한 (빽빽한) 입자크기분포는 가공 뿐만 아니라 특히 정렬이 빽빽한 입자크기분포에 의해 도움을 받는 구조로 정렬할 수 있는 비구형 형태학을 갖는 물질에서의 광 관리 특성에도 도움을 준다.
중합체 매트릭스로의 나노입자의 최적 하중은 선택된 중합체 나노입자 시스템에 의존한다. 원하는 효과를 위해 허용될 수 있는 굴절률 차를 갖도록 각각의 굴절률로 선택된 나노입자 및 그 굴절률을 갖는 중합체 매트릭스에 의존하는 경우 하중은 75중량% 만큼 되는 것이 필요할 수 있다. 바람직하게는 가공 용이성으로 인하여 50중량% 미만의 하중이 바람직하고 중합체 나노입자 복합체의 생성되는 광학 및 기계적 특성이 보다 선호될 수 있다.
바람직하게는, 미세입자는 표면 작용성을 포함한다. 이러한 표면 작용성은 입자가 큰 응집 경향을 갖지 못하도록 입자와 중합체 사이의 상용성을 도울 수 있다. 작용성을 위한 하나의 표면 처리는 하나 이상의 가수분해성 실란 잔기, 및 실란 잔기와는 다른 하나 이상의 경화성 잔기를 갖는 경화성 실란 성분을 포함한다. 입자들의 표면을 충전시키거나 입자들의 표면을 피복하는 경우에도 표면 작용성을 생성할 수 있다.
바람직하게는 광학소자는 계면활성제 또는 분산제를 추가적으로 함유할 수 있다. 계면활성제/분산제는 괴성체가 최소화되도록 나노입자의 가공에 조력할 수 있다. 예를 들어 음이온성, 양이온성, 중성 또는 양쪽성 안정화제의 올바른 선택은 또한 중합체-입자 상호작용을 바람직하게 증가시킴으로써 중합체 매트릭스 내에서의 분산 및 분산 용이성을 향상시킨다. 계면활성제/분산제의 바람직한 중량% 하중은 나노입자의 0.1 내지 100중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 10중량%이다.
콜로이드성 무기 산화물 나노-입자 및 나노점토가 위에서 정의된 두가지 나노입자인 경우 그것들은 상이한 특성을 보유한다. 콜로이드성 무기 산화물 나노-입자는 전형적으로는 매우 높은 굴절률을 가지며, 따라서 중합체 표면 특징부의 굴절률을 증가시키는데 사용된다. 이것은 예를 들어 광을 시준하기 위해 설계된 것과 같은 특정 표면 특징부의 효율을 증가시킨다. 한편, 사용시 나노점토는 전형적으로는 대부분의 중합체보다 낮은 굴절률을 가지며 따라서 표면 특징부의 굴절률을 저하시키는데 사용된다. 이것을 사용하여 표면 특징부를 떠나는 반사를 감소시키는데 사용될 수 있다. 나노점토는 그 나노점토에 근접하도록 분산되거나 개재되거나 외삽되어야 하며 전형적으로는 100nm 미만의 범위에서 하나의 치수를 가져서 판형 구조를 형성한다. 콜로이드성 무기 산화물 나노입자는 분산되어야 하면 전형적으로는 모두 3개의 치수에서 유사한 치수를 갖는다. 이들 입자 중 일부는 불규칙한 구형 형상을 갖는 것으로 분류될 수 있으며, 통상 모두 100nm 미만의 3개의 치수를 갖는다. 콜로이드성 무기 산화물 나노-입자 및 나노점토는 둘 다 부가된 유용성을 위한 표면 특징부에서 함께 사용될 수 있다. 콜로이드성 무기 산화물 입자는 개재된 점토 층들 사이에서 활성으로 되는 것으로 밝혀졌다.
"나노복합물"은 하나 이상의 성분이 0.1 내지 100nm 범위의 하나 이상의 치수를 갖는 스멕타이트 점토와 같은 무기 상을 포함하는 복합 물질을 의미한다. "판"은 동일한 크기 규모의 2개의 치수를 갖는 입자를 의미하며 이것은 제 3의 치수보다 상당히 크다. 여기서 입자의 길이 및 너비는 크기는 유사하지만 입자의 두께보다 큰 자기 등급을 갖는다.
"적층된 물질"은 복수의 인접한 결합 층 형태인 스멕타이트와 같은 무기 물질을 의미한다. "소형 판"은 적층된 물질의 개별적인 층을 의미한다. "개재"는 하나 이상의 외부 분자 또는 외부 분자의 일부가 적층된 물질의 소형 판 사이에 개재되는 것을 의미하며, 통상적으로 이것은 X 선 회절 기법에 의해 탐지된다. (미국특허 제5,891,611호(칼럼 5의 라인 10 내지 칼럼 7의 라인 23) 참조)
"인터칼런트(intercalant)"는 전술한 적층된 물질의 소형 판 사이에 삽입된 상기 외부 분자를 의미한다. "외삽" 또는 "탈적층"은 스태킹 순서없이 무질서한 구조로의 개별적인 소형 판의 분리를 의미한다. "개재된"은 적어도 부분적으로 개재 및/또는 외삽을 수행하는 적층된 물질을 의미한다. "유기점토"는 유기 분자에 의해 변형된 점토 물질을 의미한다.
표면 특징부는 바람직하게는 나노점토를 함유한다. 나노점토로도 알려진 본 발명에 유용한 미세한 적층된 입상 물질은 0.1 내지 100nm, 전형적으로는 0.5 내지 10nm의 범위의 층 두께 치수를 갖는다. 평균적인 기본 평면 분리는 바람직하게는 1 내지 9nm, 전형적으로는 2 내지 5nm의 범위이다. 나노점토는 표면 특징부 뿐만 아니라 광학 특징부의 물리적 특성을 변경시킬 수 있다. 나노점토는 매우 효율적인 확산제이며, 이것은 농도 및 화학을 변화시킴으로써 광범위한 광 투과능 및 헤이즈 값으로 테일러링된다.
본 발명에 적당한 적층된 물질은 바람직하게는 상당히 높은 종횡비를 갖는 판 형태의 적층된 물질을 포함하는 무기 상을 포함할 수 있다. 그러나, 높은 종횡비를 갖는 다른 형상이 본 발명에 대해 유리하게 된다. 본 발명에 적당한 적층된 물질은 필로실리케이트 예를 들어 몬트모릴로나이트, 특히 나트륨 몬트모릴로나이트, 마그네슘 몬트모릴로나이트 및/또는 칼슘 몬트모릴로나이트, 논트로나이트, 베이델라이트, 볼콘스코이트, 헥토라이트, 사포나이트, 사우코나이트, 소복카이트, 스테벤자이트, 스빈포르다이트, 버미쿨라이트, 마가디이트, 케니아이트, 활석, 운모, 카올리나이트, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 음이온성 중합체에 특히 유용한 다른 유용한 적층된 물질은 적층된 이중 수산화물 또는 하이드로탈사이트 예를 들어 개재층 공간에서 양으로 충전된 층 및 교화가능한 음이온을 갖는 Mg6Al3.4(OH)18.8(CO3)1.7H2O이다. 층 상의 충전이 적거나 없는 다른 적층된 물질이 유용할 수 있지만, 그것들에는 사이층 공간을 팽창시키는 팽윤제가 개재될 수 있다. 이러한 물질은 클로라이드 예를 들어 FeCl3, FeOCl, 칼코게나이드 예를 들어 TiS2, MoS2, 및 MoS3, 시아나이드 예를 들어 Ni(CN)2 및 산화물 예를 들어 H2Si2O5, V6O13, HTiNbO5, Cr0.5V0.5S2, V2O5, Ag 도핑된 V2O5, W0.2V2.8O7, Cr3O8, MoO3(OH)2, VOPO4-2H2O, CaPOCH3-H2O, MnHAsO4-H2O, 및 Ag6Mo10O23을 포함한다. 바람직한 적층된 물질은 다른 제제, 통상적으로는 유기 이온 또는 분자들이 무기 상의 원하는 분산을 생성하는 적층된 물질을 개재하거나 외삽할 수 있도록 팽윤성이다. 이러한 팽윤성 적층된 물질은 점토 문헌(참조: "An introduction to clay colloid chemistry," by H. van Olphen, John Viley & Sons Publishers)에 정의된 2:1 유형의 필로실리케이트를 포함한다. 50 내지 300밀리당량/100g의 이온교환용적을 갖는 전형적인 필로실리케이트가 바람직하다. 본 발명에 바람직한 적층된 물질은 스멕타이트 점토 예를 들어 몬트모릴로나이트, 논트로나이트, 베이델라이트, 볼콘스코이트, 헥토라이트, 사포나이트, 사우코나이트, 소복카이트, 스테벤자이트, 스빈포르다이트, 할로이자이트, 마가디이트, 케냐아이트 및 버미쿨라이트 뿐만 아니라 적층된 이중 수산화물 또는 하이드로탈사이트를 포함한다. 몬트모릴로나이트, 헥토라이트 및 하이드로탈사이트가 이들 물질의 상업적 유용성 때문에 가장 바람직한 스멕타이트 점토이다.
본 발명의 광학 성분 중의 입자 농도는 필요에 따라 변할 수 있다. 그러나 결합제의 10중량% 미만인 것이 바람직하다. 상당히 높은 양의 점토는 취성으로 만들어서 광학 성분의 물리적 특성을 훼손시키고 가공을 곤란하게 한다. 한편, 너무 낮은 점토 농도의 경우 원하는 광학 효과를 달성할 수 없다. 점토 농도는 1 내지 10%로 유지시키는 것이 바람직하고, 최적의 결과를 위해서는 1.5 내지 5%가 보다 바람직하다.
광학소자는바람직하게는 70% 초과의 헤이즈를 갖는다. 70% 초과의 헤이즈 값은 효과적인 광 확산을 제공하며 선형 프리즘과 같은 정렬된 표면 특징부에 의해 유발된 원치 않는 광학 패턴을 현저히 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 70%의 헤이즈 값을 갖는 광학소자는 여전히 높은 광 투과능을 가지면서 후면광 광원을 확산시킬 수 있다.
광학소자는 LCD 디스플레이에서 후면광에 의해 조명되는 경우 1.2 이상의 이득을 갖는 것이 바람직하다. 이득은 광 유도 중합체 필름 부재하에 디스플레이에 수직인 위치에서 광 출력에 의해 분할된 광 유도 중합체 필름을 갖는 디스플레이에 수직인 광 출력에 의한 광으로서 정해진다. 1.2 이상의 이득을 갖는 경우 보다 밝아질 수 있거나 보다 적은 패터리 전력을 사용할 수 있는 디스플레이를 생성한다. 1.5의 이익이 보다 바람직하다. 피라미드 구조, 선형 배열의 피라미드, 및 다수의 다른 표면 특징부 기하학이 광학소자로 들어오는 광을 시준함으로써 디스플레이에서 이득을 생성할 수 있다.
바람직하게는, 표면 특징부는 % 투과도 및 105 초과의 반사율을 갖는다. 이것은 최소 손실을 갖는 반대 방향으로부터 광을 반사시키는 동시에 상기 광의 최소 손실 및 상기 광의 최소 재유도를 갖는 하나의 방향으로부터 들어오는 광을 투과시키는 방식으로 광을 재유도함으로써 달성하였다. 한 양태는 피라미드가 높은 종횡비를 가지며 피라미드 사이의 공간이 반사성이고 상이한 굴절률의 물질로 충전되어 있는 선형 배열의 피라미드처럼 보인다. 이러한 광학소자는 투과 및 반사 방식에서 사용되는 디스플레이 장치에 사용될 수 있는 소자인 트랜스플렉터(transflector)로서 기능한다.
미세 입자는 바람직하게는 2.0 초과의 굴절률을 갖는다. 2.0 초과의 굴절률을 갖는 미세 입자가 중합체 매트릭스(전형적으로는 1.4 내지 16의 굴절률을 갖는)에 첨가되는 경우, 잘 분산된 중합체 매트릭스의 굴절률은 증가한다. 다수의 광학 특징부, 예를 들어 확산제 및 시준 필름은 작동하는 따라서 중합체 매트릭스의 굴절률이 증가하는 경우 보다 효과적으로 작동하는 굴절률인 공기와 중합체 표면 특징부 사이의 차이에 의존한다. 나노입자들은 그것들이 광학소자의 산란 특성을 현저히 변화시키지 않고 굴절률에 영향을 줄 수 있기 때문에 굴절률을 증가시키는데 유리하다. 바람직하게는 광학소자의 굴절률은 기재 중합체로부터 0.02 이상까지 변한다. 이러한 굴절률의 증가는 광학소자의 성능을 향상시키고 0.02의 굴절률 증가조차 광학적 이점을 제공한다. 보다 바람직하게는 광학소자의 굴절률은 기재 중합체로부터 0.1 이상까지 변화시킨다. 일부 시준 필름에 있어서는 0.1의 굴절률 증가는 디스플레이 배터리의 장기간 수명을 허용하는 4%까지 이득을 증가시킨다.
바람직하게는, 기판은 85% 이상의 광 투과율을 갖는 중합체이다. 85%의 광 투과율 값은 배터리 수명을 개선시키고 스크린 휘도를 증가시키는 후면발광 장치를 허용한다. 기판의 가장 바람직한 광 투과율은 92% 초과이다. 92%의 광 투과율은 후면 광의 투과를 허용하며 액정 장치의 휘도를 최대화시켜서 디스플레이가 자연 일광으로 완성하여야 하는 옥외용 후면발광 장치의 이미지 품질을 상당히 개선시킨다.
기판은 바람직하게는 공극이 있는 중합체이다. 미세 공극이 있는 기판이 그 공극이 TiO2의 사용없이 불투명도를 제공하기 때문에 바람직하다. 그것들은 또한 인쇄도중 쿠션을 제공한다. 미세 공극이 있는 복합 배향된 시트는 편리하게는 코어 및 표면 층의 공압출에 의해서 이어서 이축 배향에 의해서 제조되며, 이로써 공극이 코어 층에 함유된 공극 개시 물질 주위에 형성된다. 공극이 있는 중합체 기판을 투과 또는 반사에서 광을 확산시킬 수 있다. 이러한 복합 시트는 예를 들어 미국특허 제4,377,616호; 제4,758,462호 및 제4,632,869호에 개시되어 있다. 공극이 있는 중합체 기판은 공극 개시 입자를 사용하여 공극을 만들거나 발포시킬 수 있다.
바람직하게는, 표면 특징부는 광학소자의 양 측부에 존재한다. 하나 이상의 측부상에 표면 특징부를 가짐으로써 광이 표면 특징부를 갖는 두 계면을 통과하므로 보다 많은 광 형상화가 달성될 수 있다. 예를 들어 광원에 마주하는 표면은 그위에 복합 렌즈 구조와 같은 확산제 텍스쳐를 가져서 광을 확산시키고 광원으로부터 이격된 측부는 프리즘 배열 또는 피라미드 형상과 같은 광을 시준하는 기능을 하는 특징부를 가질 수 있다. 한 양태에 있어서 두 측부 상의 표면 특징부가 정렬된다. 어느 하나의 측부 상의 표면 특징부 구조는 예를 들어 곡률, 깊이, 크기, 공간 및 기하학, 및 종횡비가 변할 수 있다.
바람직하게는 기판은 100nm 미만의 입자크기치수를 갖는 미세 입자의 분산을 함유한다. 나노입자는 기판의 산란에 현저한 영향을 주지 않고 기판의 굴절률을 변화시킬 수 있다. 또한, 기판에 대한 나노입자의 첨가는 인쇄적성을 증가시킬 수 있고 기판의 기계적 특징 예를 들어 경도 및 유리전이온도를 증강시킬 수 있다. 또한, 나노입자가 기판에 첨가되는 경우 기판은 기판과 표면 특징부 사이의 계면에서 프레스넬 손실이 없도록 표면 특징부의 굴절률로 테일러링될 수 있다.
기판은 바람직하게는 광을 회절시킨다. 기판은 홀로그래픽일 수 있거나 다중 박층을 함유할 수 있다. 이것은 흥미로운 외관을 위한 광학소자에 홀로그래픽 이미지를 부여할 수 있다. 또한, 대부분의 가시광을 회절시킴으로써 거울 효과를 유발시킬 수 있다. 홀로그래픽 기판을 갖는 광학소자는 시계(watch 또는 clock) 중의 LC 디스플레이에 사용될 수 있으며 커스토마이즈될 수 있다. 기판은 또한 불혼화성 중합체의 블렌드를 함유할 수 있다.
표면 특징부는 바람직하게는 열을 사용하여 5% 이상까지 치수 변형될 수 있다. 표면 특징부는 또한 열 및 압력의 조합 또는 열만을 사용하여 변경시킬 수 있다. 공정은 표면 특징부의 형상을 변경시키는 구배 또는 패턴으로 가열 및/또는 압력을 사용하는 것으로 이루어진다. 가열 및/또는 압력이 그 특징부에 적용되는 경우 부분적으로 용융, 유동 및 냉각하여 특징부의 일부 또는 전부가 평탄화되는 신규한 구조를 형성한다. 가열 및/또는 압력은 필름 상의 광학 특성을 선택적으로 차단하는(turn off) 방식이며, 광 유도 필름에서 도트, 라인, 패턴, 및 텍스트를 생성하는 매우 정밀한 방식으로 적용될 수 있다.
바람직하게는 저항성 열 헤드 또는 레이저 열 시스템은 가열 및/또는 압력을 적용한다. 저항성 열 헤드 예를 들어 열 프린터에서 발견되는 인쇄 헤드는 가열 및 압력을 사용하여 표면 특징부를 용융시킨다. 이러한 공정은 정밀한 해상능을 갖기 때문에 바람직하고, 표면 특징부를 용융시키는 동시에 색상을 추가할 수 있으며, 가열 및 압력을 사용하여 일정 범위의 중합체를 용융시킨다. 부가된 착색제로는 염료가 착색된 영역이 밝게 착색되면서 투명성을 갖기 때문에 염료가 바람직하다. 또한, 염료는 정반사성 영역이 승화하는 염료 및 열 프린트를 사용하여 생성되는 동시에 용이하게 첨가된다. 이것은 (염료로) 책색되는 영역과 표면 특징부를 변형시키는 영역 사이에 정합 문제가 없고 그것들이 염가이고 인쇄 산업에 의해 이미 뒷받침되는 인쇄기법을 사용하는 동시에 생성되기 때문에 유리하다.
광 형상화 소자는 바람직하게는 직경 100nm 미만의 나노안료를 포함한다. 나노 크기의 안료는 압료 입자가 첨가 색상에서 보다 효과적이도록 작기 때문에 ㎛ 이상의 크기의 안료 입자와 동일한 색상 포화를 달성하는데 필요하다. 또한, 모든 안료는 표면 특징부에서 농축되기 때문에 안료가 박층(표면 특징부)에서 농축되는 경우 보다 효과적이므로 광학소자 전반에 걸친 나노안료와 비교하여 동일한 착색을 갖기 위해서는 보다 소량의 안료가 필요하다. 안료들은 광의 파장 미만이므로 나노입자는 큰 안료만큼 광을 산란시키지 않는 경향이 있다. 안료가 필름의 전체적인 너비에 비해 전체적으로 보다 고르게 분포되는 반면 착색 변화는 표면 특징부가 크고 나노안료를 함유하는 경우에 일어날 수 있기 때문에 100nm 미만의 나노안료를 함유하는 기판을 갖는 것이 바람직하다. 다른 착색제 예를 들어 염료가 기판 또는 표면 특징부에 사용될 수도 있다.
광학소자는 바람직하게는 감압성 접착제를 갖는다. 감압성 접착제는 영구적이거나 재위치될 수 있다. 감압성 접착제를 사용하여 필름을 물체 예를 들어 ID 배지, 디스플레이 성분 또는 다른 필름 위에 접착시킨다. 접착제는 바람직하게는 기판에 피복 또는 적용된다. 바람직한 감압성 접착제는 아크릴계 접착제이다. 아크릴 접착제는 플라스틱 사이의 탁월한 결합을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 바람직한 접착제 물질은 얇은 지속적인 접착제 피복물을 생성하도록 당해 기술분야의 공지의 방법을 사용하여 적용될 수 있다. 이의 예는 그리비어 피복, 봉 피복, 리버스 롤 피복 및 호퍼 피복을 포함한다. 디스플레이 매체에 있어서 감압성 접착제를 사용하여 광학 필름을 도파관, 편광자 또는 기타 필름에 접착시킨다. 또한, 디스플레이 제조업자에 의해 보다 간단하게 어셈블리를 제조한다.
바람직한 라이너 물질 또는 박리가능한 후면은 중합체의 배향된 시트이다. 바람직하게는 라이너는 종이 라이너가 사용되는 경우 도입될 수 있는 분진 및 린트의 적은 양 및 배항 공정에서 발달된 강도 및 인성으로 인하여 배향된 중합체이다. 라이너 기판에 바람직한 중합체는 폴리올레핀, 폴리에스테르 및 나일론을 포함한다. 바람직한 폴리올레핀 중합체는 폴리프로필렌,폴리에틸렌, 폴리메틸펜텐, 폴리스티렌, 폴리부틸렌, 및 이들의 혼합물을포함한다. 프로필렌 및 에틸렌 예를 들어 헥센, 부텐 및 옥텐을의 공중합체를 포함한 폴리올레핀 공중합체가 또한 유용하다. 폴리에스테르가 고속 라벨링 장치에서 라벨 또는 광학 필름 라이너의 효율적인 수속을 위해 필요한 바람직한 강도 및 인성 특성을 가지므로 가장 바람직하다.
추가적인 피부 층은 바람직하게는 첨가된 유용성을 달성하도록 광학소자에 부가된다. 바람직하게는 표피 층은 100nm 미만의 입자크기치수를 갖는 미세 입자의 분산을 함유한다. 나노입자는 기판의 산란에 현저한 영향을 주지 않고 표피 층의 굴절률을 변화시킬 수 있다. 또한, 기판에 대한 나노입자의 첨가는 인쇄적성을 증가시키고 전체적인 광학소자의 기계적 특징 예를 들어 경도, 유리전이온도, 및 가공적성을 향상시킬 수 있다. 소량의 미세 입자가 기판에 대한 표피 층에서 미세 입자가 농축된 표피 층에서 보다 효과적으로 수행하므로 동일한 물리적 또는 광학 특성을 얻는데 필요할 수 있다.
바람직하게는, 광학소자는 추가적인 층 및 표면 특징부가 굴절률을 0.05 이상까지 변화시키는 추가적인 층을 포함한다. 이것은 그 소자의 평면에서 굴절률 중 하나가 그 층에 대한 것과동일한 경우 반사성 편광자를 생성할 수 있고, 제 1 굴절률에 수직인 굴절률은 0.05 초과까지 상이하다.
표피 층은 또한 엷은 빛깔의 정전기 방지 물질 또는 상이한 공극 제조 물질을 함유하여서 독특힌 특성의 시트를 생성한다. 광학소자는 개선된 접착을 제공하는 표면 층으로 형성될 수 있다. 본 발명의 아덴다(addenda)는 광학 광택제일 수 있다. 광학 광택제는 자외광을 흡수하고 그것을 가시 청색 광으로 방출하는 실질적으로 무색, 형광, 유기 화합물이다. 이의 예는 제한되지는 않지만 4,4'-디아미노스틸벤-2,2'-디설폰산의 유도체, 쿠마린 유도체 예를 들어 4-메틸-7-디에틸아미노쿠마린, 1,4-비스(O-시아노스티릴)벤졸 및 2-아미노-4-메틸 페놀을 포함한다. 광학 광택제는 광학 광택제의 보다 효과적인 사용을 유도하는 표피 층에 사용될 수 있다.
광학소자는 인쇄 적성을 포함한 시트의 특성을 개선시키고, 증기 장벽을 제공하고, 그것들을 가열 밀봉할 수 있거나 접착을 개선시키는데 사용될 수 있는 다수의 피복물을 갖는 충분한 배향 및 캐스팅 사이에 또는 공압출 및 배향 공정 후에 피복 또는 처리될 수 있다. 이의 예는 인쇄 적성을 위한 아크릴 피복물, 가열 밀봉 특성을 위한 폴리비닐리덴 클로라이드 피복물이다. 추가적인 예는 인쇄 적성 또는 접착을 개선시키는 불꽃, 플라즈마 또는 코로나 방전 처리를 포함한다.
본 발명의 광학소자는 투명한 중합체로된 필름 또는 시트와 함께 사용될 수 있다. 이러한 중합체의 예는 폴리에스테르 예를 들어 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트, 아크릴 중합체, 예를 들어 폴리메틸 메타크릴레이트, 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에테르 설폰, 폴리설폰, 폴리아크릴레이트 및 트리아세틸 셀룰로즈이다. 투사 매체는 지지를 위한 유리 시트에 설치될 수 있다. 본 발명의 광학소자는 또다른 양상에 있어서는 필름을 통한 광학 투과능을 개선시키는 하나 이상의 광학 피복물을 포함할 수 있다. 때로는 광 관리 필름의 효능을 상승시키기 위하여 반사방지(AR) 피복물의 층을 피복하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 광학소자는 입사각을 갖는 광 산란 또는 형상화 특성을 변하시키는 광학 특성을 열화시키지 않는 범위내에서 필름의 연신성 및 표면 미끄러짐을 향상시키기 위한 실리카와 같은 첨가제 또는 윤활제와 함께 혼입될 수 있다. 이러한 첨가제의 예는 유기 용매 예를 들어 자일렌, 알콜 또는 케톤, 아크릴 수지의 미립자, 실리콘 수지 또는 △ 금속 산화물 또는 충전제이다.
본 발명의 광학소자는 또한 광 확산제 예를 들어 벌크 확산제, 렌즈 모양의 층, 비딩된 층, 표면 확산제, 홀로그래픽 확산제, 미세 구조로된 확산제, 또다른 렌즈 배열, 또는 이들의 다양한 조합과 함께 사용될 수도 있다. 광학소자는 또한 스태킹된 광 관리 필름의 하나 초과의 시트, 또는 휘도 증강 필름, 역반사 필름, 도파관 및 확산제를 포함한 다른 광학 필름에의 적용에 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 표면 특징부는 정렬된다. 정렬된 표면 특징부를 제공함으로써 광 유도 및 광 안내가 본 발명의 광학소자에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 또다른 양태에 있어서 표면 특징부는 랜덤하다. 팬덤한 표면 특징부를 제공함으로써 광 확산은 본 발명의 광학소자에 의해 달성될 수 있다. 추가적으로, 랜덤한 표면 특징부는 정렬된 표면 특징부로부터 결과할 수 있는 물결 무늬와 같은 원치 않는 광학 패턴을 감소시키는 것으로 밝혀졌다.
바람직한 양태에 있어서 본 발명의 표면 특징부는 프리즘을 포함한다. 프리즘 구조는 익히 알려져 있으며 표면에 대해 비스듬히 입사하는 광 에너지를 거부함으로써 투과된 광의 휘도를 증가시킨다. 또다른 바람직한 양태에 있어서 본 발며의 표면 특징부는 익히 알려져 있으며 원치 않는 주면 광의 섬광을 감소시킨다.
본 발명의 바람직한 양태에 있어서 광학소자는 공기 갭, 특정된 초점 길이 및 내긁힘성 및 내충격성을 제공하는 광학 스페이서를 함유한다. 5㎛ 이상의 조도 평균을 갖는 거친 표면을 함유하며, 상기 거친 표면이 둘 이상의 개체가 8㎛ 이상까지 변화는 둘 이상의 조도 개체를 함유하는 광학소자가 바람직하다. 둘 이상의 개체를 갖는 광학소자는 하나 이상의 작용성 광학 표면 예를 들어 광 확산제 또는 광 유도, 및 하나 초과의 광학 성분으로 이루어진 광학 시스템에서 간격을 제공하는 또다른 개체를 제공한다. 다른 것보다 높은 하나 이상의 조도 개체를 제공함으로써 보다 높은 개체는 다른 광학 성분과 광학 접촉을 제공하는 한편, 다른 개체는 광 유도 또는 광 확산과 같은 광학 유용성을 제공한다. 두 개의 개체는 바람직하게는 5㎛ 미만의 간격이 원치 않는 광 간섭 패턴을 초래할 수 있기 때문에 8㎛ 이상까지 변할 수 있다.
본 발명의 광학소자와 다른 광학 성분들 사이의 공기 갭의 정밀한 조절은 광학 시스템에서 그 효율 및 광학소자의 변이성이 크게 개선될 수 있다. 이의 예는 일체식 광학 스페이서를 함유하는 가시광 확산 필름이다. 표면 확산제와 다른 광학 성분들 사이에 광학 스페이서를 제공함으로써 다른 광학 성분들로 확산된 광의 퍼짐이 특정될 수 있고 광 확산 소자와 비교한 광학 스페이서의 높이에 의해 조절될 수 있다. 정반사성 광원 예를 들어 레이저는 스페이서의 사용없이 좁은 콘(cone)으로 확산된 표면일 수 있으며 확산 소자보다 5 내지 20배 넓은 스페이서를 사용하여 넓은 콘으로 확산된 표면일 수 있다. 좁은 광 확산 콘은 LC 장치에서 좁은 시인각을 제공하는 한편, 넓은 콘은 넓은 시인각을 제공한다. 좁은 콘 확산제 및 넓은 콘 확산제는 확산 적용에 의존하는 유용성을 갖는다.
본 발명의 광학소자는 바람직하게는 기하학적 스페이서를 갖는다. 작용성 스페이서 보다 높이가 높은 기하학적 스페이서는 휘도 강화 필름 및 편광 필름과 같은 다른 광학 성분들과 함께 사용되는 경우 정밀한 공기 갭을 제공한다. 기하학적 형상은 반사되고 투과된 광 에너지를 위한 기계적 광학적 유용성을 제공한다. 본 발명의 바람직한 양태에 있어서 본 발명에 유용한 기하학적 스페이서는 실린더를 포함한다. 실린더는 정반사성 광 투과를 위해 제공하며 내충격성이다. 추가적으로, 실린더의 말단은 본 발명의 광학소자가 다른 광학 성분들과 함께 사용되는 경우 탁월한 접촉점을 제공한다.
500MPa 초과의 탄성 모듈러스를 갖는 표면 특징부가 바람직하다. 500MPa 초과의 탄성 모듈러스는 다른 광학 웹 물질과 결합을 위한 감압성 접착제로 적청되는 표면 특징부를 허용한다. 추가적으로, 표면 특징부는 기계적으로 인성이기 때문에 광 확산제는 어셈블리하기가 어려운 종래기술의 캐스트 확산 필름과 비교하여 어셈블리 공정의 엄혹함(rigor)을 보다 잘 견딜 수 있다.
광 형상화 소자는 바람직하게는 UV 형광제를 포함한다. 형광제는 UV 영역에서는 광을 흡수하고, 가시 영역에서는 광을 방출한다. 이것은 후면 광원으로부터 UV 광을 흡수하는 대신에 후면발광 디스플레이에서 휘도를 증가시키는 방식이고, 형광제는 UV 광을 가시광으로 전환시킨다. 또한 UV 조명하에 작열는 필름을 가짐으로써 광 관리 필름에 유익한 외관을 제공하거나 형광제가 어둠 속에서 작열하는 UV 광에 노출시킨 후 계속해서 형광하도록 쇠퇴(decay)를 갖는다.
바람직하게는, 표면 특징부는 0.5 이상의 염료 밀도를 수용할 수 있다. 이것은 표면 특징부로 하여금 표면 텍스쳐를 갖는 광 관리 필름을 생성하는 것에 직접 인쇄되게 하고 착색되게 할 수 있다. 광 형상화 소자는 형상을 변화시키지 않고 염료 밀도를 수용할 수 있거나 정반사성의 반사 또는 투과의 영역을 생성하도록 부분적으로 또는 완전히 붕괴시킬 수 있다. 바람직하게는, 염료를 수용할 수 있는 층은 1.5 이상의 염료 밀도를 수용할 수 있다. 1.5 이상의 염료 밀도를 수용할 수 있는 DRL은 대부분의 Pantone(등록상표) 색상 공간을 복제할 수 있고 진짜로 포화된 색상을 생성할 수 있다. DRL은 그 착색이 전달되도록 하는 것이 바람직하고 효과적으로는 매염제를 광학소자로 전달하는 것이 바람직하다. DRL은 원하는 색상 가머트(gamut) 및 밀도를 수득하도록 이미지되는 착색제와 상용성이어야 한다. DRL은 예를 들어 열 염료 수용층, 잉크젯 수용층, 토너 수용층 등일 수 있다.
폴리카보네이트(본원에서 "폴리카보네이트"라 함은 카본산 및 디올 또는 디페놀을 의미한다) 및 폴리에스테르는 열 인쇄를 위한 이미지-수용층에서 사용하기 위해 제안되었다. 폴리카보네이트(예를 들어 미국특허 제4,740,497호 및 제4,927,803호에 개시된 것)는 열 염료 전달을 위해 사용디는 경우 양호한 염료 흡수 특성 및 원하는 낮은 음영 특성을 보유하는 것으로 밝혀졌다. 미국특허 제4,695,286호에 제시된 바와 같이, 약 25,000 이상의 수평균분자량을 갖는 비스페놀-A 폴리카보네이트는 그것들이 또한 열 인쇄도중 일어날 수 있는 표면 변형을 최소화시킨다는 점에서 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다.
한편, 폴리에스테르는 무용매 및 비교적 무독성인 화학 출발물질을 사용하여 용융 축합에 의해 용이하게 합성될 수 있고 가공될 수 있다. 방향족 디에스테르로부터 형성된 폴리에스테르(예를 들어 미국특허 제4,897,377호에 개시된 것)는 열 염료 전달에 사용되는 경우 일반적으로 양호한 흡수 특성을 갖는다. 미국특허 제5,387,571(Daly)에 개시된 비환식 디에스테르로부터 형성딘 폴리에스테르 및 미국특허 제5,302,574호(Lawrence 등)에 개시된 폴리에스테르 및 폴리카보네이트 블렌드가 있으며, 상기 문헌은 본원에서 참조로 인용한다.
개별적인 중합체의 이점을 얻고 결합 효과를 최적화하기 위해서는 염료 수용층에 사용하기 위해 중합체가 블렌딩될 수 있다. 예를 들어 미국특허 제4,695,286호에 기술된 유형의 비교적 염가인 비변형된 비스페놀-A 폴리카보네이트는 열 인쇄도중 일어날 수 있는 표면 변형에 대한 개선된 내성을 갖는 중간 단가의 수용층을 얻고 인쇄후 일어날 수 있는 음영을 조명하기 위해서 미국특허 제4,927,803호에 기술된 유형의 변형된 폴리카보네이트와 블렌딩될 수 있다. 그러나 이러한 중합체와 관련하여 그 중합체가 서로 완전히 혼화될 수 없는 경우에는 블렌드가 특정량의 헤이즈를 나타낼 수 있는 문제점이 있다. 일반적으로 헤이즈는 바람직하지 않지만 투명성 수용체에 대해서는 특히 치명적이다. 완전히 혼화될 수 없는 블렌드는 또한 가변 염료 흡수, 불량한 이미지 안정성, 염료 공여제에 대한 가변 고착을 초래할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 있어서 디카복실산 유도 단위 및 디올 유도 단위의 비환식 환은 4 내지 10개의 환 탄소원자를 함유한다. 특히 바람직한 양태에 있어서, 비환식 환은 6개의 환 탄소원자를 함유한다.
약 25,000 이상의 수평균분자량을 갖는 비변형 비스페놀-A 폴리카보네이트 및 반복하는 이염기성 산 유도 단위 및 디올 유도 단위를 포함하는 폴리에스테르의 혼화성 블렌드를 포함하는 열 염료 전달을 위한 염료 수용 소자가 바람직고, 이염기성 산 유도된 단위의 50mol% 이상은 상응하는 디카복실산의 카복실 기 각각의 2개의 탄소원자 내에 비환식 환을 함유하는 디카복실산을 포함하고, 디올 유도된 단위의 30mol% 이상은 상응하는 디올 또는 비환식 환의 각각의 하이드록실 기에 직접 이웃하지 않는 방향족 환을 함유한다. 이러한 중합체 블렌드는 탁월한 염료 흡수 및 이미지 염료 안정성을 가지며, 이는 본질적으로 헤이즈가 없다. 개선된 지문 내성 및 전달 내성을 갖는 수용기를 제공하며 현저하게 감소된 열 헤드 압력 및 인쇄 라인 시간으로 열 인쇄기에서 효과적으로 인쇄될 수 있다. 놀랍게도, 이러한 비환식 폴리에스테르는 고분자량 폴리카보네이트와 혼화성인 것으로 밝혀졌다.
약 25,000 이상의 수평균분자량을 갖는 비변형된 비스페놀-A 폴리카보네이트의 예는 미국특허 제4,695,286호에 개시된 것을 포함한다. 특정한 예는 Makrolon 5700(제조원: Bayer AG) 및 LEXAN 141(제조원: General Electric Co.) 폴리카보네이트를 포함한다.
본 발명의 추가적인 바람직한 양태에 있어서, 비변형된 비스페놀-A 폴리카보네이트 및 폴리에스테르 중합체는 최종 블렌드의 원하는 Tg를 생성하고 단가를 최소화하는 중량비로 블렌딩된다. 편리하게는, 폴리카보네이트 및 폴리에스테르는 약 75:25 내지 25:75, 보다 바람직하게는 약 60:40 내지 약 40:60의 중량비로 배합될 수 있다.
본 발명의 블렌드를 위한 폴리에스테르의 필요한 특징부 중에는 그것들이 테레프탈레이트와 같은 방향족 디에스테르를 함유하지 않는 것과 유익한 조성 혼합물에서 폴리카보네이트와 혼화될 수 있는 것이 있다. 폴리에스테르는 바람직하게는 약 40 내지 약 100℃의 Tg를 가지며 폴리카보네이트는 약 100 내지 약 200℃의 Tg를 갖는다. 폴리에스테르는 바람직하게는 폴리카보네이트보다 낮은 Tg를 가지며, 폴리카보네이트를 위한 중합체 가소제로서 작용한다. 최종적인 폴리에스테르/폴리카보네이트 블렌드를 위한 Tg는 바람직하게는 40 내지 100℃이다. 보다 높은 Tg의 폴리에스테르 및 폴리카보네이트 중합체가 부가된 가소제에 유용할 수 있다.
본 발명의 광학소자는 전형적으로는 투사 또는 디스플레이 시스템에 사용될 수 있으므로 500MPa보다 큰 탄성 모듈러스를 갖는 광학소자가 바람직하다. 0.6GPa보다 큰 내충격성을 갖는 광학소자가 바람직하다. 0.6GPa보다 큰 내충격성은 긁힘 및 기계적 변형에 저항하는 광학소자를 허용한다.
표면 특징부를 생성하기 위해서는 압출 중합체 피복 공정을 사용하는 것이 바람직하다. 표면 텍스쳐를 갖는 수지를 갖는 한 표면 위에 피복된 수지를 갖는 중합체를 생성하는 것은 알려져 있다. 요융 수지를 갖는 중합체 필름을 (필름 상의 원하는 패턴의 맞은 편의) 표면 패턴을 갖는 패턴화된 롤러와 접촉시킨다. 이러한 공정도중 폴러의 표면 상의 표면 텍스쳐는 수지 피복된 중합체 필름에 임프린트된다. 따라서, 패턴 롤러 상의 표면 패턴은 생성되는 광학소자를 위한 수지에서 생성된 표면에 대해 임계적이다. 패턴화된 롤러의 표면은 또한 다이아몬드 절삭, 레이저 제거와 같은 롤 상에 원하는 패턴을 생성하는 공정 또는 표면 특징부의 원하는 인버스 패턴을 생성하는 포토리쏘그래피에 적용될 수 있다.
유사하게는, 광학소자는 공압출에 의해서 생성될 수 있다. 압출 및 공압출 기법은 당해기술분야에 알려져 있으며 예를 들어 문헌[Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 3, John Wiley, New York, 1985, p. 563 and Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Vol. 6, John Wiley, New York, 1986, p. 608; 이 문헌은 참조로 인용함]에 기술되어 있다.
바람직하게는 표면 특징부는 용매 피복공정을 사용하여 형성된다. 피복은 통상의 예비 계량주입 또는 후 계량주입 용매 피복방법 예를 들어 블레이트, 에어 나이프, 봉, 롤 피복 등을 통해서 하나 또는 둘의 기판 표면에 적용될 수 있다. 피복공정의 선택은 조작의 경제성으로부터 결정될 수 있으며, 피복 고체, 점도 및 속도와 같은 제형 목록을 결정하게 된다. 피복 공정은 단일 층 또는 복수 층이 지지체에 적용되는 연속적으로 작동하는 기계상에서 실행될 수 있다. 용매 피복은 그것이 롤 대 롤이고 중합체가 한꺼번에 15개의 상이한 층으로 피복될 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 광학소자는 또한 패턴 주위의 진공 성형, 사출성형 또는 중합체 웹을 엠보싱하는 것에 의해 제조될 수 있다.
광학소자는 금속 필름으로 구성된 반사층을 예를 들어 교통신호를 위한 역반사 부재로서 사용되는 본 발명의 필름에 적용함으로써 반사 필름 또는 트랜스플렉터(transflector) 필름으로 변형될 수 있다. 그것은 차량, 자전거, 사람 등에 적용되는 상태에서 사용될 수 있다. 광학소자의 표면은 LCD가 반사 및 투과 방식 둘 다에서 사용될 수 있도록 LCD에서 광학 필름, 트랜스플렉터를 생성하도록 부분적으로 금속화될 수도 있다. 본 발명의 광학소자는 ITO 필름으로 나타내어지는 산화인듐으로 구성된 투명한 전도성 층을 적층시킴으로써 전극으로서 사용될 수 있다.
광학소자의 또다른 적용은 후방 투사 스크린이며, 그것은 일반적으로 넓은 영역에 대해 광원으로부터 스크린 상으로 이미지를 투사시키는 것이 바람직하다. 텔레비전에 대한 시인각은 전형적으로는 수평방향에서보다 수직방향에서 좁고 따라서 디스플레이에 대한 확산은 디스플레이에 대한 시인각 및 휘도를 조절할 수 있다.
본 명세서에서 인용딘 특허 및 기타 문헌은 참조로 인용된 것이다.
본 실시예에서는 미세 입자가 중합체 입자 특징부에 부가되는 경우 후면광으로부터 광을 시준하는 광학소자의 성능이 향상됨을 보여준다.
모델링된 필름은 선형 배열의 삼각형 프리즘 형태의 표면 특징부를 갖는 기판이었다. 전체 필름은 155㎛이었고, 이때 기판 두께는 105㎛, 프리즘의 높이는 50㎛이었다. 모델링된 기판은 1.50의 굴절률을 갖는 배향된 폴리에스테르이었다. 각각의 프리즘은 90°의 프리즘 각 및 50㎛의 피치를 가졌다. 이러한 필름은 전형적으로 액정 디스플레이의 후면광을 시준하는데 사용된다. 그의 성능은 이득(즉, 축상에서 후면광 단독의 루미넌스에 의해 분할된 축상 후면광을 갖는 필름의 루미넌스)으로 측정된다. 프리즘은 후면광으로부터 나오는 광을 시준하고 높은 각에서 필름 상에 입사하는 광(전체 내부 반사를 이용하는)을 후반사시키는 기능을 한다. 선형 배열배열에 대한 미세 입자의 효과를 측정한다. 모델링된 입자들은 폴리카보 네이트 중의 10nm의 입자크기를 갖는 (대략 22%의 입자크기분포) 금홍석 TiO2, ZnS 및 Fe2O3의 모두 잘 분산된 블렌드이었다.
입자들은 단일 또는 쌍 스크류 압출기를 사용하여 분산시킬 수 있었다. 입자들은 표면 작용성(예를 들어 표면 전하를 갖도록 처리된) 또는 입자의 괴성화를 방지하는 분산제를 가질 수 있다. 분산제는 압출온도(예를 들어 315℃)에서 작용할 수 있어야 하고 분해되지 않아야 한다.
금홍석 TiO2의 굴절률=2.62
폴리카보네이트의 굴절률=1.586
Figure 112005067321390-PCT00001
ZnS의 굴절률=2.37
폴리카보네이트의 굴절률=1.586
Figure 112005067321390-PCT00002
Fe2O3의 굴절률=2.63
폴리카보네이트의 굴절률=1.586
모델은 옵티컬 리써치 어소시에이트(Optical Research Associates)로부터 입수할 수 있는 상업적으로 구입가능한 순차적인 조사 흔적 소프트웨어 패키지인 라이트 툴(Light Tool)을 사용하고 표면 특징부의 굴절률에 대한 상기 표의 굴절률을 사용하여 생성되었다. 표면 특징부의 굴절률이 1.59에서 1.69로 0.1 증가하면 광학 필름의 이득이 4.8% 증가하는 것으로 밝혀졌다.
폴리카보네이트 표면 특징부의 굴절률(1.59)에 있어서 0.1의 증가를 얻기 위해서는 대략 28중량%의 TiO2 또는 Fe2O3 또는 35중량%의 ZnS를 첨가하여야 한다. 표면 특징부의 중합체에 더욱 소량의 나노입자를 첨가하는 경우에도 광학 필름의 이득을 증가시키게 되고 디스플레이 설계자 및 사용자에게 이점을 제공한다.
광학소자의 전체 벌크 대신에 표면 특징부에 입자/중하체 블렌드를 갖는 사용된 나노입자는 고가이기 때문에 동일한 결과를 제공하면서 비용을 절약할 수 있다.
나노입자/열가소성 중합체 블렌드는 또한 증가된 모듈러스 및 내긁힘성과 같은 향상된 기계적 특성을 제공할 수 있다. 나노입자들은 또한 용융 및 유리전이온도에 중합체의 용융 가공 조건을 향상시킬 수 있는 영향을 끼친다. 나노입자들은 또한 광학소자의 인쇄 적성을 증진시킨다.
본 실시예는 시준 필름의 이득을 증가시키기 위해 사용되었고 따라서 고굴절률의 나노입자가 사용되었지만, 본 실시예에서 강조된 것 이외의 다른 나노입자가 사용될 수 있으며, 반사 방지 피복물과 같은 적용을 위한 저굴절률을 갖는 중합체/나노입자 블렌드를 생성하는데에도 동일한 원리를 적용한다.
본 명세서에서 인용된 특허 및 기타 문헌은 그 전체 내용이 참조로 인용된 것이다.

Claims (37)

100nm 미만의 입자크기치수를 갖는 미세 입자들의 분산을 함유하는 3 내지 200㎛의 조도(Ra)를 갖는 열가소성 표면 특징부를 그의 표면 상에 갖는 기판을 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
미세 입자가 15nm 미만의 입자크기치수를 갖는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
미세 입자가 25% 미만의 입자크기분포를 갖는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 5 내지 100㎛의 Ra를 갖는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 25 내지 75㎛의 Ra를 갖는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 중합체 비드(polymeric bead)를 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 굴곡진 표면을 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 복합 렌즈를 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 피트(pit) 또는 포스트(post)를 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 프리즘의 선형 배열(linear array)을 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 피라미드(pyramid)를 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 프레스넬 렌즈(Fresnel lense)를 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 미세 홈(microgroove)을 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
미세 입자가 무기 산화물을 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
미세 입자가 금속 황화물을 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
미세 입자가 2.0 이상의 굴절률을 갖는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
미세 입자가 표면 작용성을 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 나노점토(nanoclay)를 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 70% 이상의 헤이즈를 갖는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 1.2 이상의 이득(gain)을 갖는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
후면광으로부터의 광의 투과 및 주변광으로부터의 반사의 합이 105%를 초과하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
광학소자가 계면활성제 또는 분산제를 추가적으로 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
광학소자의 굴절률이 기재 중합체와 0.02 이상의 차이를 가지는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 직경 100nm 미만의 나노안료를 함유하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
표면 특징부가 폴리에스테르와 폴리카보네이트의 혼합물을 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
기판이 85% 이상의 광 투과율을 갖는 중합체인 광학소자.
제 1 항에 있어서,
기판의 나노 특징부가 100nm 미만의 입자크기분포를 갖는 미세입자의 분산을 함유하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
기판이 광을 회절시키는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
기판이 100nm 미만의 치수를 갖는 나노안료를 함유하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
100nm 미만의 입자크기 치수를 갖는 미세 입자의 분산을 함유하는 표피층(skin layer)을 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
추가적인 층 및 표면 특징부가 인접 층과 0.05 이상까지 굴절률이 변하는 표면 특 징부를 갖는 추가적인 층을 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
감압성 접착제 층을 추가적으로 포함하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
광학 특징부가 기판의 일부분에 일체적으로 존재하는 광학소자.
제 1 항에 있어서,
광학 특징부가 기판과는 별도의 층으로서 존재하는 광학소자.
기판을 통과하는 광을 기판에 수직인 방향으로 재분포시키도록 적절하게 한정된 형상의 개별적인 광학소자들을 갖는 얇은 광학적으로 투명한 기판을 포함하는 광 재유도 필름으로서, 상기 광학소자들의 최소한 일부가 두 개의 상이한 축을 따라 광을 재분포시키기 위한 하나 이상의 평평한 표면 및 하나 이상의 굴곡진 표면을 갖고, 서로 중첩되는 상기 광학소자들의 최소한 일부가 100nm 미만의 입자크기치수를 갖는 미세 입자의 분산을 함유하는, 광 재유도 필름.
기판을 통과하는 광을 기판에 수직인 방향으로 재분포시키도록 적절하게 한정된 형상의 개별적인 광학소자들을 갖는 얇은 광학적으로 투명한 기판을 포함하는 광 재 유도 필름으로서, 상기 광학소자들의 최소한 일부가 100nm 미만의 입자크기치수를 갖는 미세 입자의 분산을 함유하는 두 개의 상이한 축을 따라 광을 재분포시키기 위한 하나 이상의 평평한 표면 및 하나 이상의 굴곡진 표면을 갖는, 광 재유도 필름.
기판을 통과하는 광을 기판에 수직인 방향으로 재분포시키도록 적절하게 한정된 형상의 개별적인 광학소자들을 갖는 얇은 광학적으로 투명한 기판을 포함하는 광 재유도 필름으로서, 상기 광학소자들의 최소한 일부가 기울기 각, 밀도, 위치, 배향, 높이, 깊이, 형상 또는 크기 특성 중 하나 이상이 변하여 필름을 100nm 미만의 입자크기치수를 갖는 미세 입자의 분산을 함유하는 상이한 후면광의 광 조사 출력 분포로 테일러링(tailoring)하는, 광 재유도 필름.
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