KR20110008093A - 미세구조화 광학 필름에 적합한 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체 - Google Patents

미세구조화 광학 필름에 적합한 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체 Download PDF

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브라이언 브이 헌트
카일 제이 린드스트롬
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

적어도 하나의 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 중합성 수지 조성물 및 중합된 미세구조화 표면을 갖는 광학 필름이 개시된다.

Description

미세구조화 광학 필름에 적합한 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체{ORTHO-BENZYLPHENOL MONO(METH)ACRYLATE MONOMERS SUITABLE FOR MICROSTRUCTURED OPTICAL FILMS}
미국 특허 출원 공개 제2005/0148725호에 개시된 것과 같은 소정의 미세구조화 광학 제품은 "휘도 향상 필름"으로 보통 불린다. 휘도 향상 필름은 전계발광 패널, 랩톱 컴퓨터 디스플레이, 워드 프로세서, 데스크톱 모니터, 텔레비전, 비디오 카메라뿐만 아니라, 자동차 및 항공기 디스플레이에서 사용되는 것들을 포함하는 액정 디스플레이(LCD)와 같은 백라이트 평판 디스플레이(backlit flat panel display)의 휘도를 증가시키기 위하여 많은 전자 제품에서 이용되고 있다.
휘도 향상 필름은 바람직하게는 생성되는 휘도 이득(brightness gain)(즉, "이득")과 관련되는 휘도 향상 필름의 굴절률을 포함하는 특유한 광학적 및 물리적 특성을 나타낸다. 향상된 휘도는 디스플레이를 켜는 데에 더 적은 전력을 이용하여 전자 제품이 더 효율적으로 작동하게 할 수 있고, 그럼으로써 전력 소비를 감소시키며, 그 구성 요소에 보다 적은 열부하가 가해지게 하고, 전자 제품의 수명을 연장시킬 수 있다.
휘도 향상 필름은 경화되거나 중합되는 고굴절률 단량체를 함유하는 중합성 수지 조성물로부터 제조되어 왔다. 할로겐화 (예를 들어 브롬화) 단량체 또는 올리고머가 흔히 예를 들어, 1.56 이상의 굴절률을 얻기 위하여 이용된다. 고굴절률 조성물을 얻기 위한 다른 방법은 고굴절률 나노입자를 함유하는 중합성 조성물을 이용하는 것이다.
중합성 수지 조성물에서 반응성 희석제로서 이용된 한 가지 공통적인 단량체는 굴절률이 1.517이고 25℃에서 점도가 12 cp인 페녹시에틸 아크릴레이트이다.
산업계는 (예를 들어 미세구조화) 광학 필름의 제조에서 사용하기에 적합한 중합성 수지 조성물에서 사용하기 위한 대안적인 반응성 희석제에서 이점을 찾을 것이다.
본 명세서에서는 중합성 수지 조성물과, 중합성 수지 조성물의 반응 생성물을 포함하는 중합된 미세구조화 표면을 갖는 광학 필름이 개시된다. 중합성 수지 조성물은 (예를 들어 1.54 이상의) 고굴절률과 조합된 저점도를 갖는 것이 바람직한 적어도 하나의 오르토-벤질페놀 단량체를 함유한다.
일 실시 형태에서, 중합성 수지 조성물은 하기 구조를 갖는 적어도 하나의 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체를 함유한다:
Figure pct00001
여기서, t는 0이거나 t는 1 내지 4의 범위이며; R은 독립적으로 C1-C6 알킬기이고;
L은 하나 이상의 하이드록실기로 선택적으로 치환된 C2-C12 알킬기이며;
n은 0 내지10의 범위이고;
R1은 H 또는 CH3이다.
다른 실시 형태에서, 중합성 수지 조성물은 점도가 25℃에서 80 cp 미만인 적어도 하나의 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체를 함유한다.
이들 실시 형태 각각에서, (예를 들어 광학 필름의 미세구조화 표면의) 중합성 수지 조성물은 바람직하게는 2개 이상의 방향족 기 및 2개 이상의 (메트)아크릴레이트기를 가진 25 중량% 내지 75 중량%의 하나 이상의 방향족 단량체 또는 올리고머를 추가로 함유한다. 중합성 수지 조성물은 무기 나노입자를 선택적으로 함유할 수 있다. 또한, 중합성 수지 조성물은 바람직하게는 비-할로겐화된다.
본 명세서에서 개시된 것은 적어도 하나의 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트를 포함하는 중합성 수지 조성물 및 (예를 들어 미세구조화) 광학 필름이다.
중합된 미세구조는 기부층 및 중합된 미세구조화 광학층으로 구성된 광학 요소 또는 광학 제품일 수 있다. 기부층 및 광학층은 동일하거나 상이한 중합체 물질로부터 형성될 수 있다. 중합된 미세구조화 표면을 가진 한 가지 바람직한 광학 필름은 휘도 향상 필름이다.
휘도 향상 필름은 일반적으로 조명 장치의 축상 휘도(on-axis luminance)(본 명세서에서 "휘도"(brightness)로 지칭됨)를 향상시킨다. 휘도 향상 필름은 광투과성, 미세구조화 필름일 수 있다. 미세구조화 형상(topography)은 필름이 반사 및 굴절을 통해 광을 방향전환시키는 데 사용될 수 있도록 하는 필름 표면 상의 복수의 프리즘일 수 있다. 프리즘의 높이는 전형적으로 약 1 내지 약 75 미크론 범위이다. 랩톱 컴퓨터, 시계 등에서 발견되는 것과 같은 광학 디스플레이에 사용될 때, 미세구조화 광학 필름은 광학 디스플레이로부터 나오는 빛을 광학 디스플레이를 관통하는 법선 축으로부터 원하는 각도로 배치된 한 쌍의 평면 내로 제한함으로써 광학 디스플레이의 휘도를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 허용가능한 범위 밖으로 디스플레이에서 나가는 광은 디스플레이 내부로 다시 반사되며, 여기서 이 광의 일부분은 "재활용"되어 이 광이 디스플레이로부터 벗어날 수 있게 하는 각도로 미세구조화 필름으로 다시 되돌아갈 수 있다. 이러한 재활용은 원하는 휘도 수준을 갖는 디스플레이를 제공하는 데에 필요한 전력 소비량을 감소시킬 수 있기 때문에 유용하다.
본 발명의 휘도 향상 필름은 일반적으로 (예를 들어, 예비성형된 중합체 필름)기부층 및 광학층을 포함한다. 광학층은 규칙적인 직각 프리즘의 선형 어레이(linear array)를 포함한다. 각 프리즘은 제1 면과 제2 면을 갖는다. 프리즘은 프리즘이 그 위에 형성되는 제1 표면 및 실질적으로 평평하거나 평면이고 제1 표면 반대편인 제2 표면을 갖는 기부 상에 형성된다. 직각 프리즘이라는 것은 꼭지각이 전형적으로 약 90°인 것을 의미한다. 그러나 이 각도는 70° 내지 120°의 범위일 수 있으며, 80° 내지 100°의 범위일 수도 있다. 또한, 이들 꼭지점은 뾰족하거나, 둥글거나, 평평하거나, 또는 절두형일 수 있다. 예를 들어, 릿지(ridge)는 4 내지 7 내지 15 마이크로미터 범위의 반경으로 라운드 처리될(rounded) 수 있다. 프리즘 피크(또는 피치(pitch)) 사이의 이격치는 5 내지 300 마이크로미터일 수 있다. 얇은 휘도 향상 필름의 경우, 피치는 바람직하게는 10 내지 36 마이크로미터이며, 더욱 바람직하게는 18 내지 24 마이크로미터이다. 이것은 바람직하게는 약 5 내지 18 마이크로미터, 그리고 더욱 바람직하게는 약 9 내지 12 마이크로미터의 프리즘 높이에 해당한다. 프리즘 면들은 동일할 필요는 없으며, 프리즘들은 서로에 대하여 기울어질 수도 있다. 광학 용품의 총 두께와 프리즘들의 높이 사이의 관계는 달라질 수도 있다. 그러나, 전형적으로는, 명확한 프리즘 면을 가진 비교적 얇은 광학층을 사용하는 것이 바람직하다. 20 내지 35 마이크로미터 (1 mil)에 가까운 두께를 가진 기재 상의 얇은 휘도 향상 필름의 경우, 프리즘 높이 대 전체 두께의 전형적인 비는 일반적으로 0.2 내지 0.4이다.
루(Lu) 등의 미국 특허 제5,175,030호 및 루의 미국 특허 제5,183,597호에 개시된 바와 같이, 미세구조-보유 용품(예를 들어, 휘도 향상 필름)은 (a) 중합성 조성물을 제조하는 단계; (b) 중합성 조성물을, 마스터의 공동을 겨우 채울 수 있는 양으로 마스터 네거티브 미세구조화 몰딩 표면에 침적하는 단계; (c) 적어도 하나는 가요성인 예비성형된 기부(예를 들어, PET 필름)와 마스터 사이에 중합성 조성물의 비드를 이동시켜 공동을 채우는 단계; 및 (d) 이 조성물을 경화하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 마스터는 금속, 예를 들어 니켈, 니켈 도금 구리 또는 황동일 수 있거나, 중합 조건 하에서 안정하고 바람직하게는 마스터로부터 중합된 물질이 깨끗이 제거되게 하는 표면 에너지를 갖는 열가소성 물질일 수 있다. 광학층의 기부에 대한 접착을 향상시키기 위해, 기부 필름의 하나 이상의 표면이 선택적으로 프라이밍될(prime) 수 있거나 다른 방식으로 처리될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 중합성 수지 조성물은 표면 개질된 무기 나노입자를 함유한다. 그러한 실시 형태에서, "중합성 조성물"은 전체 조성물, 즉, 유기 성분 및 표면 개질된 무기 나노입자를 말한다. "유기 성분"은 표면 개질된 무기 나노입자를 제외한 조성물의 모든 성분을 말한다. 표면 처리는 일반적으로 무기 나노입자의 표면에 흡착되거나 또는 달리 부착되므로, 표면 처리는 벌크 유기 구성 요소의 일부로 간주되지 않는다. 조성물에 표면 개질된 무기 나노입자와 같은 무기 물질이 없을 경우, 중합성 수지 조성물과 유기 성분은 동일한 것이다.
유기 성분 및 중합성 조성물에는 바람직하게는 실질적으로 용매가 없다. "실질적으로 용매가 없는"은 5 중량%, 4 중량%, 3 중량%, 2 중량%, 1 중량% 및 0.5 중량% 미만의 비중합성(예를 들어, 유기) 용매를 가진 중합성 조성물을 말한다. 용매의 농도는 (ASTM D5403에 개시된 바와 같이) 기체 크로마토그래피와 같은 공지 방법에 의해 결정될 수 있다. 0.5 중량% 미만의 용매 농도가 바람직하다.
유기 성분의 성분들은 중합성 수지 조성물의 점도가 작도록 선택되는 것이 바람직하다. 일부 실시 형태에서, 유기 성분의 점도는 코팅 온도에서 1000 cp 미만이며 전형적으로 900 cp 미만이다. 유기 성분의 점도는 코팅 온도에서 800 cp 미만, 700 cp 미만, 600 cp 미만 또는 500 cp 미만일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 점도는 동적 응력 점도계(Dynamic Stress Rheometer)를 사용하여 25 ㎜ 평행 플레이트로 (최대 1000 sec-1까지의 전단율에서) 측정된다. 또한, 유기 성분의 점도는 전형적으로 코팅 온도에서 10 cp 이상, 더 전형적으로는 50 cp 이상이다.
코팅 온도는 전형적으로 주위 온도, 25℃(77℉) 내지 82℃(180℉) 범위이다. 코팅 온도는 77℃(170℉) 미만, 71℃(160℉) 미만, 66℃(150℉) 미만, 60℃(140℉) 미만, 54℃(130℉) 미만, 또는 49℃(120℉) 미만일 수 있다. 중합성 조성물에서의 융점이 코팅 온도 미만이라면, 유기 성분은 고체이거나, 고형 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 명세서에서 개시된 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체뿐만 아니라 유기 성분도 주위 온도에서 액체이다.
오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트 단량체, 및 유기 성분의 굴절률은 적어도 1.54, 1.55, 1.56, 1.57, 1.58, 1.59, 1.60, 또는 1.61이다. 고굴절률 나노입자를 함유하는 중합성 조성물의 굴절률은 1.70만큼 클 수 있다 (예를 들어, 적어도 1.61, 1.62, 1.63, 1.64, 1.65, 1.66, 1.67, 1.68, 또는 1.69). 가시광 스펙트럼에서의 높은 투과율이 또한 전형적으로 바람직하다.
중합성 조성물은 바람직하게는 5분 미만의 시간 규모에서 에너지 경화가능하다 (예를 들어, 두께가 75 마이크로미터인 휘도 향상 필름의 경우). 중합성 조성물은 전형적으로 45℃ 초과인 유리 전이 온도를 제공하도록 충분히 가교결합되는 것이 바람직하다. 유리 전이 온도는 시차 주사 열량 측정법(Differential Scanning Calorimetry, DSC), 조절된 DSC, 또는 동적 기계적 분석법과 같이 당업계에 공지된 방법으로 측정될 수 있다. 중합성 조성물은 통상적인 자유 라디칼 중합 방법에 의해 중합될 수 있다.
본 명세서에서 개시된 광학 필름은 적어도 하나의 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체를 함유하는 중합성 수지 조성물로부터 제조된다. (메트)아크릴레이트 치환기는 바람직하게는 아크릴레이트 치환기이다. 당해 단량체의 점도는 80 cp, 70 cp 또는 60 cp 미만이다.
오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트 단량체는 하기 구조를 갖는다:
Figure pct00002
여기서, R은 독립적으로 선택적 치환기이며;
t는 0 내지 4의 범위이고;
L은 하나 이상의 하이드록시기로 선택적으로 치환된 C2-C12 알킬기이며;
n은 0 내지 10의 범위이고;
R1은 H 또는 CH3이다.
일부 실시 형태에서, t는 0이다. 다른 실시 형태에서, t는 1 이상이며, R은 C1 내지 C6, 그리고 바람직하게는 C1 내지 C3 선형 알킬기이다. 일부 실시 형태에서, n은 0이다. 다른 실시 형태에서, n은 1 이상이며, L은 바람직하게는 C2 또는 C3이다. 또 다른 실시 형태에서, t는 0이며, n은 0이다.
오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트 단량체의 비제한적 예에는 굴절률이 1.564이고 점도가 21 cp인
Figure pct00003
; 및 굴절률이 1.558이고 점도가 45 cp인
Figure pct00004
이 포함된다.
본 명세서에 개시된 오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트 단량체는 당업자에게 알려진 합성 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트 단량체는 2-벤질 페놀과 아크릴로일 클로라이드의 반응에 의해 제조될 수 있다. 예시적인 합성법은 이후의 실시예에서 개시된다. 출발 물질은 알드리치(Aldrich), 티씨아이(TCI), 및 브이더블유알(VWR)을 비롯한 다양한 공급처로부터 구매가능하다.
실시예에 설명된 바와 같이 합성될 때, 오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트 단량체는 트라이페닐 (메트)아크릴레이트 화학종이 동시에 생성됨이 없이 생성된다. 그러나, 다른 합성 방법에서는 트라이페닐 (메트)아크릴레이트 화학종이 동시에 생성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 중합성 수지 조성물 중 트라이페닐 (메트)아크릴레이트 단량체의 농도는 전형적으로 5, 4, 3, 2, 또는 1 중량% 미만이다.
중합성 수지 조성물에서 사용되는 오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트의 양은 변할 수 있다. 중합성 수지 조성물의 굴절률을 상승시키기 위하여 작은 농도, 예를 들어, 1 중량%, 2 중량%, 3 중량%, 4 중량%, 또는 5 중량%가 더 낮은 굴절률의 성분(들)의 일부를 대체할 수 있다. 그러나, 전형적으로 중합성 수지 조성물은 2개 이상의 중합성 (메트)아크릴레이트기를 가진 25 중량% 내지 75 중량%의 하나 이상의 방향족 단량체 또는 올리고머와 조합된 25 중량% 내지 75 중량%의 하나 이상의 오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트 단량체를 함유한다.
2개 이상의 중합성 (메트)아크릴레이트기를 가진 다양한 방향족 단량체 및/또는 올리고머가 사용될 수 있다. 그러한 방향족 단량체는 전형적으로 2개 이상의 방향족 고리 및 적어도 350 g/몰, 400 g/몰, 또는 450 g/몰의 분자량을 포함한다.
2개 이상의 중합성 (메트)아크릴레이트기를 가진 방향족 단량체 또는 올리고머는 합성되거나 구매될 수 있다. 방향족 단량체 또는 올리고머는 대부분의, 즉 적어도 60 내지 70 중량%의 특정 구조를 전형적으로 포함한다. 다른 반응 생성물이 또한 전형적으로 그러한 단량체의 합성의 부산물로서 존재하는 것으로 보통 이해된다.
일부 실시 형태에서, 중합성 조성물은 적어도 하나의 오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트, 및 하기 구조를 가진 주요 부분을 포함하는 적어도 하나의 방향족의 (선택적으로 브롬화된) 2작용성 (메트)아크릴레이트 단량체를 함유한다:
Figure pct00005
여기서, Z는 독립적으로 -C(CH3)2-, -CH2-, -C(O)-, -S-, -S(O)-, 또는 -S(O)2-이고, 각각의 Q는 독립적으로 O 또는 S이다. L은 연결기이다. L은 독립적으로 분지형 또는 선형 C2-C12 알킬기를 포함할 수 있으며 n은 0 내지 10 범위이다. L은 바람직하게는 분지형 또는 선형 C2-C6 알킬기를 포함한다. 더욱 바람직하게는 L은 C2 또는 C3이고 n은 0, 1, 2 또는 3이다. 알킬 연결기의 탄소 사슬은 선택적으로 하나 이상의 하이드록시기로 치환될 수 있다. 예를 들어, L은 -CH2CH(OH)CH2-일 수 있다. 전형적으로, 연결기는 동일하다. R1은 독립적으로 수소 또는 메틸이다.
일부 실시 형태에서, 방향족 단량체는 비스페놀 다이(메트)아크릴레이트, 즉, 비스페놀 A 다이글리시딜 에테르와 아크릴산의 반응 생성물이다. 비스페놀 A 다이글리시딜 에테르가 일반적으로 더 널리 입수가능하지만, 다른 바이페놀 다이글리시딜 에테르, 예를 들어, 비스페놀 F 다이글리시딜 에테르 또한 이용될 수 있음이 이해된다. 예를 들어, 다이(메트)아크릴레이트 단량체는 테트라브로모비스페놀 A 다이글리시딜 에테르와 아크릴산의 반응 생성물일 수 있다. 그러한 단량체는 상표명 "RDX-51027"로 미국 조지아주 스미르나 소재의 유씨비 코포레이션(UCB Corporation)으로부터 획득될 수 있다. 이 물질은 2-프로펜산, (1-메틸에틸리덴)비스[(2,6-다이브로모-4,1-페닐렌)옥시(2-하이드록시-3,1-프로판다이일)] 에스테르의 주요 부분을 포함한다.
하나의 예시적인 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체는 상표명 "SR602" (20℃에서 점도가 610 cp이며 Tg는 2℃로 보고됨)로 사토머(Sartomer)로부터 구매가능하다. 다른 예시적인 비스페놀-A 에톡실화 다이아크릴레이트 단량체는 상표명 "SR601" (20℃에서 점도가 1080 cp이며 Tg는 60℃로 보고됨)로 사토머로부터 구매가능하다.
대안적으로 또는 그 외에, 유기 성분은 하나 이상의 (메트)아크릴화((meth)acrylated) 방향족 에폭시 올리고머를 포함할 수 있다. 다양한 (메트)아크릴화 방향족 에폭시 올리고머가 구매가능하다. 예를 들어, (메트)아크릴화 방향족 에폭시(개질된 에폭시 아크릴레이트로 개시됨)는 미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 사토머로부터 상표명 "CN118", 및 "CN115"로 입수가능하다. (메트)아크릴화 방향족 에폭시 올리고머(에폭시 아크릴레이트 올리고머로 개시됨)는 사토머로부터 상표명 "CN2204"로 입수가능하다. 또한, (메트)아크릴화 방향족 에폭시 올리고머(40% 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트와 블렌딩된 에폭시 노볼락 아크릴레이트로 개시됨)는 사토머로부터 상표명 "CN112C60"으로 입수가능하다. 하나의 예시적인 방향족 에폭시 아크릴레이트는 사토머로부터 상표명 "CN 120" (굴절률이 1.5556이고, 65℃에서 점도가 2150이며, Tg가 60℃인 것으로 공급처에 의해 보고됨)으로 구매가능하다.
일부 실시 형태에서, 중합성 수지 조성물은 적어도 하나의 오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트 (메트)아크릴레이트, 및 하기 일반 구조를 가진 주요 부분을 포함하는 적어도 하나의 2작용성 바이페닐 (메트)아크릴레이트 단량체를 함유한다:
Figure pct00006
여기서, 각각의 R1은 독립적으로 H 또는 메틸이며;
각각의 R2는 독립적으로 Br이고;
m은 0 내지 4 범위이며;
각각의 Q는 독립적으로 O 또는 S이고;
n은 0 내지 10의 범위이며;
L은 하나 이상의 하이드록실기로 선택적으로 치환된 C2 내지 C12 알킬기이고;
z는 방향족 고리이며;
t는 독립적으로 0 또는 1이다.
일부 태양에서, Q는 바람직하게는 O이다. 또한, n은 전형적으로 0, 1 또는 2이다. L은 전형적으로 C2 또는 C3이다. 대안적으로, L은 전형적으로 하이드록실 치환된 C2 또는 C3이다. 일부 실시 형태에서, z는 바람직하게는 페닐기와 융합되고 그럼으로써 바이나프틸 코어 구조를 형성한다.
바람직하게는 -Q[L-O]n C(O)C(R1)=CH2 기들 중 적어도 하나는 오르토 또는 메타 위치에서 치환된다. 더욱 바람직하게는, 바이페닐 다이(메트)아크릴레이트 단량체는 충분한 양의 오르토 및/또는 메타 (메트)아크릴레이트 치환기를 포함하여 단량체는 25℃에서 액체이다. 일부 실시 형태에서, 각각의 (메트)아크릴레이트기 함유 치환기는 오르토 또는 메타 위치에서 방향족 고리 기에 결합된다. 바이페닐 다이(메트)아크릴레이트 단량체는 많은 양의 오르토 (메트)아크릴레이트 치환기(즉, 바이페닐 다이(메트)아크릴레이트 단량체의 치환기의 적어도 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 또는 95%)를 포함하는 것이 바람직하다. 일부 실시 형태에서, 각각의 (메트)아크릴레이트기 함유 치환기는 오르토 또는 메타 위치에서 방향족 고리 기에 결합된다. 메타- 및 특히 파라-치환기의 개수가 증가하면, 유기 성분의 점도가 또한 증가할 수 있다. 또한, 파라-바이페닐 다이(메트)아크릴레이트 단량체는 실온에서 고체이며, 심지어 페녹시에틸 아크릴레이트와 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트에서 용해성이 거의 없다(즉, 10% 미만).
그러한 바이페닐 단량체는 국제특허 공개 WO2008/112451호에 더 상세히 개시된다. 다른 바이페닐 다이(메트)아크릴레이트 단량체가 상기 문헌에 개시된다.
중합성 수지 조성물은 선택적으로 최대 약 50 중량%의 양으로 하나 이상의 1작용성 희석제를 함유할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 중합성 수지 조성물은 그 점도를 감소시켜 수지 조성물의 가공성을 개선하기 위하여 그러한 1작용성 희석제를 적어도 5 중량%, 10 중량% 또는 15 중량% 함유한다.
방향족의 (예를 들어 1작용성) (메트)아크릴레이트 단량체는 전형적으로 페닐, 쿠밀, 바이페닐, 또는 나프틸 기를 포함한다. 바람직한 희석제는 1.50, 1.51, 1.52, 1.53, 1.54, 또는 1.55 보다 큰 굴절률을 가질 수 있다. 그러한 반응성 희석제는 할로겐화, 비브롬화, 또는 비-할로겐화될 수 있다.
적합한 단량체는 페녹시에틸 (메트)아크릴레이트; 페녹시-2-메틸에틸 (메트)아크릴레이트; 페녹시에톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 3-하이드록시-2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트; 벤질 (메트)아크릴레이트; 페닐티오 에틸 아크릴레이트; 2-나프틸티오 에틸 아크릴레이트; 1-나프틸티오 에틸 아크릴레이트; 나프틸옥시 에틸 아크릴레이트; 2-나프틸옥시 에틸 아크릴레이트; 페녹시 2-메틸에틸 아크릴레이트; 페녹시에톡시에틸 아크릴레이트; 3-페녹시-2-하이드록시 프로필 아크릴레이트; 및 페닐 아크릴레이트를 포함한다.
페녹시에틸 아크릴레이트는 상표명 "SR339"로 사토머로부터; 이터널 케미칼 컴퍼니 리미티드(Eternal Chemical Co. Ltd.)로부터 상표명 "이터머(Etermer) 210"으로; 그리고 토아고세이 컴퍼니 리미티드(Toagosei Co. Ltd)로부터 상표명 "TO-1166"으로 구매가능한 것을 비롯하여 하나보다 많은 공급처로부터 구매가능하다. 페닐티오 에틸 아크릴레이트(PTEA)는 또한 코그니스(Cognis)로부터 구매가능하다. 이들 단량체의 구조는 하기와 같이 나타내어진다:
PTEA
Figure pct00007
PEA
Figure pct00008
일부 실시 형태에서, 중합성 조성물은 하나 이상의 1작용성 바이페닐 단량체(들)를 함유한다.
1작용성 바이페닐 단량체는 말단 바이페닐기(여기서 두 페닐기는 융합되지 않지만 결합에 의해 연결됨) 또는 연결기(예를 들어, Q)에 의해 연결된 두 방향족 기를 포함하는 말단기를 포함한다. 예를 들어, 연결기가 메탄일 경우, 말단기는 바이페닐메탄기이다. 대안적으로, 연결기가 -(C(CH3)2-인 경우, 말단기는 4-쿠밀 페닐이다. 1작용성 바이페닐 단량체(들)는 또한 바람직하게는 (예를 들어, UV) 방사선에의 노출에 의해 중합가능한 단일 에틸렌계 불포화기를 포함한다. 1작용성 바이페닐 단량체(들)는 바람직하게는 단일 (메트)아크릴레이트기 또는 단일 티오(메트)아크릴레이트기를 포함한다. 아크릴레이트 작용기가 전형적으로 바람직하다. 일부 태양에서, 바이페닐기는 에틸렌계 불포화 (예를 들어, (메트)아크릴레이트) 기에 직접 연결된다. 이 유형의 예시적인 단량체로는 2-페닐-페닐 아크릴레이트가 있다. 바이페닐 모노(메트)아크릴레이트 또는 바이페닐 티오(메트)아크릴레이트 단량체는 하나 이상의 하이드록실기로 선택적으로 치환된 (예를 들어, 1 내지 5개 탄소의) 알킬기를 추가로 포함할 수 있다. 이 유형의 예시적인 화학종으로는 2-페닐-2-페녹시에틸 아크릴레이트가 있다.
일 실시 형태에서, 하기 일반 구조를 가진 1작용성 바이페닐 (메트)아크릴레이트 단량체가 이용된다:
Figure pct00009
여기서, R1은 H 또는 CH3이며;
Q는 O 또는 S이고;
n은 0 내지 10의 범위이며 (예를 들어, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10임);
L은 바람직하게는 선택적으로 하이드록시로 치환된, 1 내지 5개 탄소 원자를 가진 알킬기(즉, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 또는 펜틸)이다.
다른 실시 형태에서, 1작용성 바이페닐 (메트)아크릴레이트 단량체는 하기 일반 구조를 갖는다:
Figure pct00010
여기서, R1은 H 또는 CH3이며;
Q는 O 또는 S이고;
Z는 - (C(CH3)2-, -CH2, -C(O)-, -S(O)-, 및 -S(O)2-로부터 선택되며;
n은 0 내지 10의 범위이며 (예를 들어, n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10임);
L은 선택적으로 하이드록시로 치환된, 1 내지 5개 탄소 원자를 가진 알킬기(즉, 메틸, 에틸, 부틸 또는 펜틸)이다.
일본의 토아고세이 컴퍼니 리미티드로부터 구매가능한 일부 특정 단량체는 예를 들어, 상표명 "TO-2344"로 입수가능한 2-페닐-페닐 아크릴레이트, 상표명 "TO-2345"로 입수가능한 4-(-2-페닐-2-프로필)페닐 아크릴레이트, 및 상표명 "TO-1463"으로 입수가능한 2-페닐-2-페녹시에틸 아크릴레이트를 포함한다.
방향족 1작용성 (메트)아크릴레이트 단량체의 다양한 조합이 이용될 수 있다. 예를 들어, 페닐기를 포함하는 (메트)아크릴레이트 단량체가 바이페닐기를 포함하는 하나 이상의 (메트)아크릴레이트 단량체와 조합되어 이용될 수 있다. 또한, 두 가지 상이한 바이페닐 (메트)아크릴레이트 1작용성 단량체가 사용될 수 있다.
중합성 수지는 선택적으로 최대 35 중량%의 다양한 다른 (예를 들어, 비-할로겐화) 에틸렌계 불포화 단량체를 포함할 수 있다. 예를 들어, (예컨대 프리즘) 구조체가 폴리카르보네이트 예비성형 중합체 필름 상에서 캐스팅되고 광경화될 경우, 중합성 수지 조성물은 하나 이상의 N,N-2치환 (메트)아크릴아미드 단량체를 함유할 수 있다. 이들은 N-알킬아크릴아미드 및 N,N-다이알킬아크릴아미드, 특히 C1-4 알킬 기를 포함하는 것을 포함한다. 예로는 N-아이소프로필아크릴아미드, N-t-부틸아크릴아미드, N,N-다이메틸아크릴아미드, N,N-다이에틸아크릴아미드 N-비닐 피롤리돈, 및 N-비닐 카프로락탐이 있다.
중합성 수지 조성물은 또한 선택적으로 3개 이상의 (메트)아크릴레이트기를 포함하는 비방향족 가교결합제를 최대 20 중량% 함유할 수 있다. 적합한 가교결합제는 예를 들어, 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이(메타크릴레이트), 다이펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 에톡실레이트 트라이(메트)아크릴레이트, 글리세릴 트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 프로폭실레이트 트라이(메트)아크릴레이트, 및 다이트라이메틸올프로판 테트라(메트)아크릴레이트를 포함한다. 가교결합제들 중 임의의 하나 또는 그 조합이 사용될 수 있다. 메타크릴레이트 기는 아크릴레이트 기보다 반응성이 덜한 경향이 있기 때문에, 가교결합제(들)에는 바람직하게는 메타크릴레이트 작용기가 없다.
다양한 가교결합제가 구매가능하다. 예를 들어, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트(PETA)는 미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 사토머 컴퍼니로부터 상표명 "SR444"로; 일본 오사카 소재의 오사카 오가닉 케미칼 인더스트리, 리미티드(Osaka Organic Chemical Industry, Ltd.)로부터 상표명 "비스코트(Viscoat) #300"으로; 일본 도쿄 소재의 토아고세이 컴퍼니 리미티드로부터 상표명 "아로닉스(Aronix) M-305"로; 그리고 타이완 카오슝 소재의 이터널 케미칼 컴퍼니, 리미티드로부터 상표명 "이터머 235"로 구매가능하다. 트라이메틸올 프로판 트라이아크릴레이트(TMPTA)는 사토머 컴퍼니로부터 상표명 "SR351"로 구매가능하다. TMPTA는 또한 토아고세이 컴퍼니 리미티드로부터 상표명 "아로닉스 M-309"로 입수가능하다. 또한, 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 및 에톡실화 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트는 사토머로부터 각각 상표명 "SR454" 및 "SR494"로 구매가능하다.
일부 실시 형태에서, 광학 필름의 중합된 미세구조화 표면, 중합성 수지 조성물, 및 오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트 단량체는 실질적으로 브롬이 없는(즉, 1 중량% 미만 함유) 것이 바람직하다. 다른 실시 형태에서는, 염소와 조합된 브롬의 총량은 1 중량% 미만이다. 일부 태양에서, 광학 필름의 중합된 미세구조화 표면, 중합성 수지 조성물, 및 오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트 단량체는 실질적으로 비-할로겐화된다(즉, 총 1% 미만의 브롬, 염소, 불소 및 요오드를 함유함).
UV 경화성 중합성 조성물은 적어도 하나의 광개시제를 함유한다. 단일 광개시제 또는 그 블렌드가 본 발명의 휘도 향상 필름에 사용될 수 있다. 일반적으로 광개시제(들)는 (예를 들어, 수지의 가공 온도에서) 적어도 부분적으로 용해성이며 중합된 후 실질적으로 무색이다. 광개시제는 유색 (예를 들어, 황색)일 수 있으며, 단, 광개시제는 UV 광원에 노출된 후에는 실질적으로 무색으로 된다.
적합한 광개시제는 모노아실포스핀 옥사이드 및 비스아실포스핀 옥사이드를 포함한다. 구매가능한 모노 또는 비스아실포스핀 옥사이드 광개시제는 바스프(BASF)(미국 노스캐롤라이나주 샬로트)로부터 상표명 "루시린(Lucirin) TPO"로 구매가능한 2,4,6-트라이메틸벤조일바이페닐포스핀 옥사이드; 바스프로부터 상표명 "루시린 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 옥사이드를 포함한다. 다른 적합한 광개시제는 시바 스페셜티 케미칼스로부터 상표명 "다로큐르(Darocur) 1173"으로 구매가능한 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 및 상표명 "다로큐르 4265", "이르가큐어 651", "이르가큐어 1800", "이르가큐어 369", "이르가큐어 1700", 및 "이르가큐어 907"로 시바 스페셜티 케미칼스로부터 구매가능한 다른 광개시제를 포함한다.
광개시제는 약 0.1 내지 약 10 중량%의 농도로 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 광개시제는 약 0.5 내지 약 5 중량%의 농도로 사용된다. 5 중량% 초과는 일반적으로 휘도 향상 필름의 황변(yellow discoloration)을 야기하는 경향 면에서 불리하다. 기타 광개시제들 및 광개시제가 또한 당업자가 결정할 수 있는 바와 같이 적절하게 사용될 수 있다.
플루오로계면활성제 및 실리콘 기재의 계면활성제와 같은 계면활성제는 표면 장력의 감소, 습윤의 개선, 보다 매끄러운 코팅 및 코팅의 보다 적은 결함의 허용 등을 위하여 중합성 조성물에 선택적으로 함유될 수 있다.
본 명세서에 개시된 오르토-벤질페놀 (메트)아크릴레이트 단량체는 비-할로겐화 고굴절률 중합성 유기 조성물의 제조에서 특히 유용하다. 일부 태양에서 당해 조성물에는 무기 나노입자가 없다.
다른 실시 형태에서, 중합성 조성물은 무기 나노입자를 추가로 함유한다.
표면 개질된 (예를 들어, 콜로이드성) 나노입자는 용품 또는 광학 요소의 내구성 및/또는 굴절률을 향상시키기에 유효한 양으로 중합 구조에 존재할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 표면 개질된 무기 나노입자의 총량은 중합성 수지 또는 광학용품에 적어도 10 중량%, 20 중량%, 30 중량% 또는 40 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 이 농도는 중합성 수지 조성물이 미세구조화 필름의 제조의 캐스팅 및 경화 공정에서 사용하기에 적합한 점도를 갖기 위하여 전형적으로 70 중량% 미만, 더 전형적으로는 60 중량% 미만이다.
그러한 입자의 크기는 유의한 가시광 산란을 피하도록 선택된다. 광학적 특성 또는 물질 특성을 최적화하고 전체 조성물 원가를 저하시키기 위하여 무기 산화물 입자 유형들의 혼합물을 이용하는 것이 바람직할 수도 있다. 표면 개질된 콜로이드성 나노입자는 1 ㎚, 5 ㎚ 또는 10 ㎚ 초과의 (예를 들어, 비회합) 일차 입자 크기 또는 회합 입자 크기를 갖는 산화물 입자일 수 있다. 일차 또는 회합 입자 크기는 일반적으로 100 ㎚, 75 ㎚, 또는 50 ㎚ 미만이다. 전형적으로, 일차 또는 회합 입자 크기는 40 ㎚, 30 ㎚, 또는 20 ㎚ 미만이다. 나노입자는 미회합된 것이 바람직하다. 그 측정은 투과 전자 현미경 분석법(transmission electron microscopy, TEM)에 기초할 수 있다. 나노입자는 금속 산화물, 예를 들어 알루미나, 지르코니아, 티타니아, 그의 혼합물, 또는 그의 혼합 산화물을 포함할 수 있다. 표면 개질된 콜로이드성 나노입자는 실질적으로 완전히 압축될 수 있다.
완전 압축 나노입자 (실리카는 제외)는 전형적으로 결정도(단리된 금속 산화물 입자로서 측정됨)가 55% 초과, 바람직하게는 60% 초과, 그리고 더 바람직하게는 70% 초과이다. 예를 들어, 결정도는 최대 약 86% 또는 그 이상의 범위일 수 있다. 결정도는 X-선 회절 기술로 결정될 수 있다. 압축된 결정성 (예를 들어, 지르코니아) 나노입자는 고굴절률을 가지며, 반면 비결정성 나노입자는 전형적으로 보다 낮은 굴절률을 갖는다.
지르코니아 및 티타니아 나노입자는 입자 크기가 5 내지 50 ㎚, 또는 5 내지 15 ㎚, 또는 8 ㎚ 내지 12 ㎚일 수 있다. 지르코니아 나노입자는 10 내지 70 중량%, 또는 30 내지 60 중량%의 양으로 내구성 용품 또는 광학 요소에 존재할 수 있다. 본 발명의 조성물 및 용품에 사용하기 위한 지르코니아는 날코 케미칼 컴퍼니(Nalco Chemical Co.)로부터 상표명 "날코 OOSSOO8"로 그리고 스위스 우즈윌 소재의 뷜러 아게(Buhler AG)로부터 상표명 "뷜러 지르코니아 Z-WO 졸"로 입수가능하다.
지르코니아 입자는 미국 특허 출원 공개 공보 제2006/0148950호에 개시된 바와 같이 열수 기술(hydrothermal technology)을 이용하여 제조될 수 있다. 나노입자는 표면 개질된다. 표면 개질은 표면 개질제를 무기 산화물(예를 들어, 지르코니아) 입자에 부착시켜 표면 특징을 변경하는 것을 포함한다. 무기 입자의 표면 개질의 전반적인 목적은 균질한 성분들과, 바람직하게는 저점도를 가지며, (예를 들어 캐스팅 및 경화 공정을 이용하여) 휘도가 높은 필름으로 제조될 수 있는 수지를 제공하는 것이다.
나노입자는 흔히 유기 매트릭스 물질과의 상용성을 개선시키기 위하여 표면 개질된다. 표면 개질된 나노입자는 유기 매트릭스 물질에서 흔히 비회합되거나, 비응집되거나 그 조합이다. 이들 표면 개질된 나노입자를 포함하는 생성된 광 관리 필름(light management film)은 높은 광 투명성 및 낮은 헤이즈(haze)를 갖는 경향이 있다. 지르코니아와 같은 고굴절률 표면-개질 나노입자의 첨가는 중합된 유기 물질만을 포함하는 필름에 비하여 휘도 향상 필름의 이득을 증가시킬 수 있다.
모노카르복실산 표면 처리제는 바람직하게는 상용화 기를 포함한다. 모노카르복실산은 화학식 A-B에 의해 나타낼 수 있으며 여기서 A 기는 (예를 들어, 지르코니아 또는 티타니아) 나노입자의 표면에 부착할 수 있는 (예를 들어, 모노카르복실산) 기이며 B는 다양한 상이한 작용기를 포함하는 상용화 기이다. 카르복실산 기는 흡착 및/또는 이온 결합의 형성에 의해 당해 표면에 부착될 수 있다. 일반적으로, 상용화 기 B는 (예를 들어, 휘도 향상) 광학용품의 중합성 수지와 상용성이 되도록 선택된다. 상용화 기 B는 반응성 또는 비반응성일 수 있으며, 극성 또는 비극성일 수 있다.
비극성 특징을 지르코니아 입자에 부여할 수 있는 상용화 기 B는, 예를 들어 선형 또는 분지형 방향족 또는 지방족 탄화수소를 포함한다. 카르복실산 작용기를 갖는 비극성 개질제의 대표적인 예에는 옥탄산, 도데칸산, 스테아르산, 올레산 및 그 조합이 포함된다.
상용화 기 B는 (예를 들어, 휘도 향상) 광학용품의 유기 매트릭스와 공중합될 수 있도록 선택적으로 반응성을 가질 수도 있다. 예를 들어, 자유 라디칼 중합성 기, 예를 들어 (메트)아크릴레이트 상용화 기는 (메트)아크릴레이트 작용성 유기 단량체와 공중합하여 균질성이 우수한 휘도 향상 용품을 생성할 수 있다.
적합한 표면 개질은 미국 특허 공개 제2007/0112097호 및 국제특허 공개 WO2008/121465호에 개시된다.
표면 개질된 입자는 다양한 방법으로 경화성(즉, 중합성) 수지 조성물 내로 혼입될 수 있다. 바람직한 태양에서, 용매 교환 절차가 이용되고, 이로써 수지는 표면 개질된 졸에 첨가되고, 이어서 물 및 공용매 (사용될 경우)가 증발을 통하여 제거되며, 그에 따라 중합성 수지 중에 분산된 입자가 남겨진다. 증발 단계는 예를 들어 증류, 회전 증발 또는 오븐 건조를 통해 이루어질 수 있다. 다른 태양에서, 표면 개질된 입자는 수 불혼화성 용매 내로 추출될 수 있고, 이어서 원할 경우 용매 교환될 수 있다. 대안적으로, 표면 개질된 나노입자를 중합성 수지 내에 혼입시키는 다른 방법은 개질된 입자를 분말로 건조시키고, 이어서 수지 물질을 첨가하고, 상기 수지 물질 내에 입자를 분산시키는 것을 포함한다. 이 방법에서 건조 단계는 예를 들어 오븐 건조 또는 분무 건조와 같이, 당해 시스템에 적합한 통상적인 수단에 의해 성취될 수 있다.
광학층은 기부층과 직접 접촉하거나 기부층에 광학적으로 정렬될 수 있으며, 광학층이 광의 흐름을 유도하거나 집중시키도록 하는 크기, 형상 및 두께의 것일 수 있다. 광학층은 미국 특허 제7,074,463호에 개시되고 예시된 것과 같은 많은 유용한 패턴 중 임의의 것을 가질 수 있는 구조화 또는 미세구조화 표면을 가질 수 있다. 미세구조화 표면은 필름의 길이 또는 폭을 따라 연장하는 복수의 평행한 종방향 릿지일 수 있다. 이들 릿지는 복수의 프리즘 꼭지점으로부터 형성될 수 있다. 이들 꼭지점은 뾰족하거나, 둥글거나, 평평하거나, 또는 절두형일 수 있다. 예를 들어, 릿지(ridge)는 4 내지 7 내지 15 마이크로미터 범위의 반경으로 라운드 처리될(rounded) 수 있다.
이들은 규칙적이거나 불규칙적인 프리즘 패턴을 포함하며, 상기 패턴은 환형 프리즘 패턴, 큐브코너(cube-corner) 패턴 또는 임의의 다른 렌즈형 미세구조일 수 있다. 유용한 미세구조는 휘도 향상 필름으로 사용하기 위한 내부 전반사 필름(totally internal reflecting film)으로 작용할 수 있는 규칙적인 프리즘 패턴이다. 다른 유용한 미세구조는 반사 필름으로 사용하기 위한 재귀 반사 필름 또는 요소로 작용할 수 있는 코너큐브(corner-cube) 프리즘 패턴이다. 다른 유용한 미세구조는 광학 디스플레이에서 사용하기 위한 광학 요소로 작용할 수 있는 프리즘 패턴이다. 다른 유용한 미세구조는 광학 디스플레이에서 사용하기 위한 광학 터닝(optical turning) 필름 또는 요소로 작용할 수 있는 프리즘 패턴이다.
기부층은 광학 제품, 즉 광의 흐름을 조절하도록 고안된 제품에서 사용하기에 적합한 성질 및 조성의 것일 수 있다. 물질이 충분히 광학적으로 투명하고 특정 광학 제품으로 조립되거나 특정 광학 제품 내에서 사용하기에 구조적으로 충분히 강하다면, 거의 임의의 물질이 기부 물질로서 사용될 수 있다. 광학 제품의 성능이 시간 경과에 따라 손상되지 않도록 온도 및 에이징(aging)에 대해 충분한 내성을 가진 기부 물질이 선택될 수 있다.
유용한 기부 물질은 예를 들어 스티렌-아크릴로니트릴, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 트라이아세테이트, 폴리에테르 술폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 나프탈렌 다이카르복실산을 기재로 한 공중합체 또는 혼합물, 폴리사이클로-올레핀, 폴리이미드 및 유리를 포함한다. 선택적으로, 기부 물질은 이들 물질의 혼합물 또는 조합을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 기부는 다층일 수 있거나, 또는 연속상(continuous phase)으로 현탁되거나 분산된 분산 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 휘도 향상 필름과 같은 미세구조-보유 제품과 같은 일부 광학 제품의 경우, 바람직한 기부 물질의 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리카르보네이트를 포함한다. 유용한 PET 필름의 예는 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀폰 필름스(DuPont Films)로부터 입수가능한 멜리넥스(MELINEX)™ PET 및 광등급 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한다.
일부 기부 물질은 광학적으로 활성일 수 있고, 편광 물질로서 역할을 할 수 있다. 본원에서 필름 또는 기재라고도 하는 다수의 기부가 광학 제품 분야에서 편광 재료로서 유용한 것으로 알려져 있다. 필름을 통과하는 광의 편광은, 예를 들어 통과 광을 선택적으로 흡수하는 필름 재료 내에 이색성 편광기(dichroic polarizer)를 포함시킴으로써 달성될 수 있다. 광 편광은 또한 정렬된 운모 조각(mica chip)과 같은 무기 재료를 포함함으로써, 또는 연속 필름 내에 분산된 불연속 상, 예컨대 연속 필름 내에 분산된 광 조절 액정의 액적에 의하여 달성될 수 있다. 대안으로서, 필름은 상이한 재료의 초미세(microfine) 층으로부터 제조될 수 있다. 필름 내의 편광 재료는, 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 개시된 것을 포함한다. 휘도 향상 필름과 조합하여 이들 편광 필름을 사용하는 것은 미국 특허 제6,111,696호에 개시되었다.
기부로서 사용될 수 있는 편광 필름의 두 번째 예로는 미국 특허 제5,882,774호에 개시된 필름이 있다. 구매가능한 필름은 쓰리엠(3M)으로부터 상표명 DBEF (이중 휘도 향상 필름(Dual Brightness Enhancement Film))로 판매되는 다층 필름이다. 휘도 향상 필름에서 이러한 다층 편광 광학 필름의 사용은 미국 특허 제5,828,488호에 기재되었다.
그러한 광의 재순환의 유효성을 측정하는 일반적인 방법은 광학 필름의 이득을 측정하는 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "상대적 이득"은, 라이트 박스의 상부에 광학 필름이 존재하지 않을 때 측정된 축상 휘도에 대하여, 광학 필름(또는 광학 필름 조립체)이 라이트 박스의 상부에 놓일 때, 실시예에 개시된 시험 방법에 의해 측정한 축상 휘도로 정의된다. 이 정의는 하기 관계에 의해 요약될 수 있다:
상대적 이득 = (광학 필름의 존재 하에 측정된 휘도)/(광학 필름 없이 측정된 휘도)
일 실시 형태에서, 미세구조화 표면을 가진 광투과성의 (예를 들어, 경화된) 중합체 물질을 포함하는 광학 필름이 개시된다. 광학 필름은 1.60 이상의 단일 시트 상대 이득을 가진 실질적 비편광 필름이다. 상대적 단일 시트 이득은 전형적으로 2.05 이하이다. 따라서, 단일 시트 상대 이득은 또한 1.65, 1.70, 1.75, 1.80, 1.85, 및 1.90 또는 그 이상을 비롯한 상대 이득 값의 세트 내의 임의의 값의 범위일 수 있다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 둘 이상의 필름을 포함하거나 이로 이루어지는 다양한 조립체에 관한 것이다. 각각의 조립체는 제2 (예를 들어, 미세구조화 또는 비구조화) 광학 필름에 인접한 제1 미세구조화 광학 필름을 포함한다.
인접한다는 것은, 충분히 가까움을 의미한다. 인접한다는 것은 제1 미세구조화 광학 필름과 제2 광학 필름이 단순히 함께 적층되거나 또는 상기 필름들이 다양한 수단에 의해 부착될 수 있다는 것과 같이 상기 필름들이 접촉하는 것을 포함할 수 있다. 필름은 기계적 수단, 화학적 수단, 열적 수단, 또는 그 조합에 의해 부착될 수 있다. 화학적 수단은 다양한 감압 접착제, 용매 기재 접착제, 및 핫멜트 접착제와, 열, 수분, 또는 방사선에 노출시에 가교결합하는 2부분(two-part) 경화성 접착제 조성물을 포함한다. 열적 수단은 예를 들어, 가열된 엠보싱된 롤러, 무선 주파수(RF) 용접, 및 초음파 용접을 포함한다. 광학 필름은 (예를 들어, 연속적으로) 필름의 전체 평면을 가로질러, 단지 선택된 지점에서, 또는 단지 에지에서 부착될 수 있다. 대안적으로, 인접한 광학 필름은 공기 계면에 의해 서로에게서 분리될 수 있다. 공기 계면은 접착제의 적용에 의해서와 같이, 주변부에서 광학 필름들 중 어느 하나 또는 이들 둘 모두의 두께를 증가시켜 생성할 수 있다. 필름이 함께 라미네이팅되기보다는 오히려 적층될 경우, 광학 필름들 사이의 공기 계면은 단지 수 마이크로미터일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제1 미세구조화 광학 필름은 제2 미세구조화 광학 필름에 인접한다. 그러한 조립체에서는, 하부 필름의 미세구조화 표면은 바람직하게는 상부 필름의 비구조화 표면에 인접하여 배치된다. 프리즘형 미세구조화 필름을 이용하는 실시 형태의 경우, 필름의 프리즘은 일반적으로 하나의 주요 방향에서 평행하게 정렬되며, 프리즘은 홈에 의해 분리된다. 일반적으로 프리즘이 제1(예를 들어 상부) 필름의 프리즘에 실질적으로 직교하도록 적층체 내의 제2 (예를 들어, 하부) 미세구조화 광학 필름의 프리즘(또는 홈)을 정렬하는 것이 바람직하다. 그러나, 다른 정렬이 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 제2 광학 필름의 프리즘은, 홈 또는 프리즘의 교차점이 약 70° 내지 약 120°범위의 각을 형성하도록 제2 광학 필름의 프리즘에 대하여 위치될 수 있다.
한 가지 구현 조립체에서, 제1의 미세구조화된 실질적 비편광 광학 필름은 제2의 미세구조화된 실질적 비편광 광학 필름에 인접한다. 이 조립체의 이득은 적어도 2.50이다. 제1 광학 필름은 제2 광학 필름과 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 제2 필름은 상이한 기부층 조성, 상이한 미세구조화 표면 조성을 갖고/갖거나 상이한 표면 미세구조를 가질 수 있다. 이 조립체의 상대 이득은 전형적으로 3.32 미만이다. 따라서, 그러한 조립체의 상대 이득은 또한 2.55, 2.60, 2.65, 2.70, 2.75, 2.80, 2.85, 2.90, 2.95, 및 3.00 또는 그 이상을 포함하는 상대 이득 값 세트 내의 임의의 값의 범위일 수 있다.
하기의 정의된 용어에 있어서, 청구의 범위 또는 본 명세서의 다른 곳에서 상이한 정의가 주어지지 않는다면, 이들 정의가 적용될 것이다.
용어 "미세구조"는 미국 특허 제4,576,850호에서 정의되고 설명된 대로 본 명세서에서 사용된다. 따라서, 이것은 미세구조를 가진 용품의 소정의 요망되는 실용적 목적 또는 기능을 기술하거나 특성화하는 표면의 형태를 의미한다. 상기 용품의 표면에서의 돌출부 및 만입부와 같은 불연속부는 평균 중심선 위의 표면 프로파일에 의해 둘러싸이는 영역들의 합계가 그 중심선 아래의 영역들의 합계와 동일해지도록 프로파일(profile) 측면에서 미세구조를 통과하도록 그려진 평균 중심선으로부터 벗어나는데, 상기 중심선은 용품의 공칭 표면(미세구조를 보유함)에 본질적으로 평행하다. 상기 편차의 높이는, 표면의 대표 특성 길이, 예를 들어 1 내지 30 ㎝를 통해 광학 또는 전자 현미경으로 측정되는 바와 같이, 전형적으로 약 +/- 0.005 내지 +/- 750 마이크로미터일 것이다. 상기 평균 중심선은 평면, 오목, 볼록, 비구면 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 편차가 낮은 차수, 예를 들어 +/- 0.005 +/- 0.1 또는 바람직하게는 +/- 0.05 마이크로미터의 것이고, 상기 편차는 자주 나타나지 않거나 최소로 나타나는, 즉 상기 표면에 임의의 상당한 불연속부가 없는 용품은 미세구조를 갖는 표면이 본질적으로 "평평"하거나 "매끄러운" 표면인 용품인데, 그러한 용품은 예를 들어 정밀 광학 계면을 갖는 정밀 광학 요소 또는 요소들, 예를 들어 안과용 렌즈로서 유용하다. 상기 편차가 낮은 차수이고 자주 나타나는 용품은 반사 방지 미세구조를 갖는 것을 포함한다. 상기 편차가 높은 차수, 예를 들어 +/- 0.1 내지 +/- 750 마이크로미터의 것이고 복수의 실용적 불연속부 - 상기 불연속부는 동일하거나 상이하며, 랜덤하거나 규정된 방식으로 인접하거나 이격됨 - 를 포함하는 미세구조에 기인하는 용품으로는 역반사 큐브코너 시팅, 선형 프레넬(Fresnel) 렌즈, 비디오 디스크 및 휘도 향상 필름과 같은 용품이다. 미세구조를 갖는 표면은 상기 낮은 차수 및 높은 차수 둘 모두의 실용적 불연속부를 포함할 수 있다. 미세구조를 갖는 표면은 불연속부의 양 또는 유형이 상기 용품의 소정의 원하는 용도를 유의하게 방해하지 않거나 이에 악영향을 미치지 않는 한, 본질적이지 않거나 기능적이지 않은(extraneous or non-utilitarian) 불연속부를 포함할 수도 있다.
"굴절률"은 물질(예를 들어, 단량체)의 절대 굴절률을 말하며, 이는 자유 공간에서의 전자기 방사선의 속도 대 상기 물질 내에서의 전자기 방사선의 속도의 비로 이해된다. 굴절률은 공지 방법을 이용하여 측정될 수 있으며 일반적으로 가시광 영역에서 아베(Abbe) 굴절계 또는 바슈 앤드 롬 굴절계(Bausch and Lomb Refractometer) (카탈로그 번호 33.46.10) (미국 펜실베이니아주 피츠버그 소재의 피셔 인스트루먼츠(Fisher Instruments)로부터 구매가능함)를 이용하여 측정된다. 측정된 굴절률은 기기에 따라 어느 정도 달라질 수 있다는 것이 일반적으로 알려져 있다.
"(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 화합물 둘 모두를 말한다.
본 명세서에서, 용어 "나노입자"는 직경이 약 100 ㎚ 미만인 입자 (일차 입자 또는 회합된 일차 입자)를 의미하도록 정의된다.
"표면 개질된 콜로이드성 나노입자"는 나노입자들이 안정한 분산물을 제공하도록 각각이 개질된 표면을 갖는 나노입자들을 말한다.
"안정한 분산물"은 콜로이드성 나노입자가 주위 조건하에서 - 예를 들어, 실온 (약 20-22℃), 대기압, 및 극한 전자기력이 없음 - 약 24시간과 같은 소정 기간 동안 정치 후 응집하지 않는 분산물로서 본 명세서에서 정의된다.
"집합(Aggregation)"은 화학적으로 서로에게 결합될 수도 있는 일차 입자들 사이의 강한 회합을 말한다. 집합체의 보다 작은 입자로의 붕괴는 달성하기가 어렵다.
"응집"은 전하 또는 극성에 의해 결합될 수도 있는 일차 입자들 사이의 약한 회합을 말하며, 보다 작은 실체(entity)로 붕괴될 수 있다.
"일차 입자 크기"는 단일한 (비집합, 비응집) 입자의 평균 직경을 말한다.
종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 설명은 그 범위 이내에 포함된 모든 수를 포함한다(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함).
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 사용될 때, 단수형은 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어 "화합물"을 함유하는 조성물에 대한 언급은 2종 이상의 화합물들의 혼합물을 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 일반적으로 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 이용된다.
달리 나타내지 않는 한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는, 성분들의 양 및 특성들의 측정치 등을 표현하는 모든 수는 모든 경우 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 제한되는 것으로 여겨져서는 안되며, 오히려 첨부된 청구의 범위에 분명하게 기재된 것과 같은 본 발명의 모든 태양을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명이 적용될 수 있는 다수의 구조뿐만 아니라 다양한 변형, 등가의 방법들이 본 명세서의 개관시 본 발명이 속한 기술 분야의 숙련자에게 쉽게 명백해질 것이다.
[실시예]
2-벤질페놀 아크릴레이트 (OBA-1)
Figure pct00011
오버헤드 교반기 및 온도 탐침자를 구비한 5000 ml 3목 둥근 바닥에 2-벤질페놀 (1000 g, 5.4몰, 1.0 당량), 4-하이드록시 TEMPO (0.24 g, 250 ppm) 및 에틸 아세테이트 (1385 g, 1.5 ml/g)를 첨가하였다. 반응물을 IPA/얼음 조(bath)를 이용하여 -6C로 냉각시키고, 아크릴로일 클로라이드 (540 g, 6.0몰, 1.1 당량)를 첨가하고, 이어서 온도를 -3C 미만으로 유지하면서 50% 수산화나트륨 (521 g, 6.5몰, 1.2 당량)을 적가하였다. 첨가 이후 30분 이내에 반응을 완료시켰다. -5C로 계속 냉각하면서 1000 g의 탈이온수, 40 g의 아세트산을 첨가하고, 30분 동안 강력하게 혼합하였다. 20C로 가온하고, 수성 물질을 분리하고, 유기물을 탈이온수 중 7% 탄산나트륨 1000 g으로 세척하고, 30분 동안 혼합하고, 물을 분리하였다. 유기물을 진공 하에 농축시켜 저점도 액체를 회수하였다.
2-벤질페녹시 에탄올 중간체
Figure pct00012
오버헤드 교반기, 가열 맨틀, 온도 탐침자를 구비한 3000 ml 3목 둥근 바닥에 2-벤질페놀 (1000 g, 5.4몰, 1.0 당량), 탄산칼륨 (7.2 g, 0.05몰, 0.01 당량), 에틸렌 카르보네이트 (526 g, 6.0몰, 1.1 당량)를 첨가하고, 125C로 2시간 동안 가열하고 이어서 150C로 증가시켰다. 반응을 20시간 후에 완료시켰다. 냉각시키고, 갈색 오일을 높은 진공(1 ㎜) 하에 155-160C에서 직접적으로 증류하여 1100 g을 회수하였다.
2-벤질페녹시에틸 아크릴레이트 (OBA-2)
Figure pct00013
오버헤드 교반기, 가열 맨틀, 온도 탐침자, 딘 스타크 트랩(dean stark trap)을 구비한 5000 ml 4목 둥근 바닥에 2-벤질페녹시-에탄올 (1000 g, 4.4몰, 1.0 당량), 염화구리(II) (0.58 g, 500 ppm), BHT (0.58 g, 500 ppm), 아크릴산 (347 g, 4.8몰, 1.1 당량), 메탄설폰산 (25 g, 0.26몰, 0.06 당량)을 첨가하고, 건조 공기를 반응물에 버블링하면서 82C로 가열하였다. 딘 스타크 트랩 내에 물을 수집하였으며, 20시간 후에 반응을 완료시켰다. 반응물을 포화 탄산나트륨 1000 ml (7% 탄산나트륨 수용액)로 처리하였다. 분리하고 염수 (20% 염화나트륨 수용액) 1000 g을 이용하여 세척하였다. 유기물을 분리하고, 진공 하에 상기 액체에 공기 버블링을 하면서 농축하여 저점도 액체를 회수하였다.
OBA-1 및 OBA-2는 점도가 놀랍게도 낮았으며, 이는 OBA-1 및 OBA-2가 중합성 수지 조성물을 위한 탁월한 고굴절률 희석제가 되게 하였다.
중합성 수지 조성물
중합성 수지 조성물 1:
28 중량부의 OBA-1(굴절률이 1.564이고 점도가 25℃에서 21 cp임), 72부의 CN120 (미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 사토머 컴퍼니로부터 입수가능한 에폭시 아크릴레이트, 사토머에 의해 65℃에서의 점도가 2150 cp이고 굴절률이 1.5556이며 Tg가 60℃인 것으로 보고됨), 및 0.3부의 다로큐르 4265 (미국 뉴욕주 태리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼스로부터 입수가능함)를 갈색병에서 철저히 함께 혼합하였다.
중합성 수지 조성물 2:
33부의 OBA-2(굴절률이 1.558이고 점도가 25℃에서 45 cp임), 67부의 CN120 (미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 사토머 컴퍼니로부터 입수가능한 에폭시 아크릴레이트, 사토머에 의해 65℃에서의 점도가 2150 cp이고 굴절률이 1.5556이며 Tg가 60℃인 것으로 보고됨), 및 0.3부의 다로큐르 4265 및 1부의 TPO (미국 뉴욕주 태리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼스로부터 입수가능함)를 갈색병에서 철저히 함께 혼합하였다.
중합성 수지 조성물 1 및 중합성 수지 조성물 2에 있어서의 광학 필름 샘플 제조:
휘도 향상 필름 샘플을 중합성 수지 조성물 1 내지 중합성 수지 조성물 2를 이용하여 제조하였다. 약 3 그램의 따뜻한 수지를 듀폰으로부터 상표명 "멜리넥스 623"으로 입수가능한 50.8 마이크로미터 (2 mil) 프라이밍 PET (폴리에스테르) 필름에 도포하고 구매가능한 비퀴티(Vikuiti) TBEF-90/24와 유사한 90/24 패턴을 가진 미세구조화된 툴(microstructured tool)에 대해 놓았다. PET, 수지 및 툴을 대략 66℃ (150℉)로 설정된 가열된 라미네이터에 통과시켜 균일한 두께의 샘플을 생성하였다. 필름과 코팅된 수지 샘플을 포함하는 툴을 두 개의 600 W/10 in D-전구를 포함하는 퓨젼(Fusion) UV 프로세서에 15.2 m/min(50 fpm)으로 통과시켰다. PET와 경화된 수지를 툴로부터 꺼내어 샘플로 절단하였다. 필름 평가에 사용한 시험 방법은 하기와 같다:
이득 시험 방법
필름의 광학적 성능을 미국 캘리포니아주 챗스워쓰 소재의 포토 리서치, 인크.(Photo Research, Inc.)로부터 입수가능한, MS-75 렌즈를 구비한 스펙트라스캔(SpectraScan™) PR-650 스펙트라컬러리미터(SpectraColorimeter)를 사용하여 측정하였다. 필름을 확산 투과 중공 라이트 박스의 상부에 위치시켰다. 라이트 박스의 확산 투과 및 반사는 램버시안(Lambertian)으로서 설명될 수 있다. 라이트 박스는 약 6 ㎜ 두께의 확산 PTFE 판으로부터 제조된, 대략 12.5 ㎝ × 12.5 ㎝ × 11.5 ㎝ (LxWxH)로 측정되는 6면 중공 입방체였다. 박스의 한 면을 샘플 표면으로 선택한다. 중공 라이트 박스는 샘플 표면에서 측정된 약 0.83의 확산 반사율을 가졌다(예컨대, 약 83%, 400 내지 700 ㎚의 파장 범위에 걸친 평균, 측정 방법은 후술함). 이득 시험 동안, (광을 내부로부터 샘플 표면을 향해 지향시킨 상태에서 샘플 표면의 반대편인) 박스의 바닥 내의 약 1 ㎝의 원형 구멍을 통해 그 내부로부터 박스를 조명하였다. 이러한 조명은 광을 지향시키는 데에 사용되는 광섬유 다발에 부착된 안정화된 광대역 백열 광원을 사용하여 제공된다(미국 매사추세츠주 말보로 및 미국 뉴욕주 어번 소재의 스콧-포스텍 엘엘씨(Schott-Fostec LLC)로부터의 약 1 ㎝ 직경의 섬유 다발 연장부를 가진 포스텍(Fostec) DCR-II). (멜레스 그리오트(Melles Griot) 03 FPG 007과 같은) 표준 선형 흡수 편광기를 샘플 박스와 카메라 사이에 위치시킨다. 카메라를 약 34 ㎝의 거리에서 라이트 박스의 샘플 표면에 포커싱하고, 흡수 편광기를 카메라 렌즈로부터 약 2.5 ㎝에 배치한다. 샘플 필름 없이 편광기가 정위치에 있는 경우에 측정한 조명된 라이트 박스의 휘도는 150 cd/m2 초과였다. 샘플 필름을 박스 샘플 표면과 평행하게 배치하여 샘플 필름이 박스와 대체로 접촉하게 된 때, 박스 샘플 표면의 평면에 대한 수직 입사에서 PR-650으로 샘플 휘도를 측정하였다. 이러한 샘플 휘도를 라이트 박스만의 경우와 동일한 방식으로 측정한 휘도와 비교함으로써 상대 이득을 계산한다. 빗나가는 광원을 제거하기 위하여 어두운 인클로저 내에서 전체 측정을 수행하였다.
모두 랩스피어(Labsphere)(미국 뉴햄프셔 셔튼 소재)에 의해 공급되는, 15.25 ㎝(6인치) 직경의 스펙트랄론-코팅된 적분구(Spectralon-coated integrating sphere), 안정화된 광대역 할로겐 광원, 및 광원용 전원 장치를 사용하여, 라이트 박스의 확산 반사율을 측정하였다. 적분구는 3개의 개방 포트, 즉 (2.5 ㎝ 직경의) 입사광을 위한 하나의 포트, (2.5 ㎝ 직경의) 검출기 포트로서 제2 축을 따라 90도인 하나의 포트, 및 (5 ㎝ 직경의) 샘플 포트로서 제3 축을 따라 90도인(즉, 처음 2개의 축에 수직인) 제3 포트를 가졌다. PR-650 분광비색계(상기와 동일함)를 약 38 ㎝의 거리에서 검출기 포트 상에 포커싱하였다. 약 99% 확산 반사율을 가진 랩스피어로부터의 보정된 반사율 표준(SRT-99-050)을 사용하여 적분구의 반사 효율을 계산하였다. 이 표준은 랩스피어에 의해 보정되었고 NIST 표준(SRS-99-020-REFL-51)에 대해 추적가능하였다. 적분구의 반사 효율을 하기와 같이 계산하였다:
구 휘도비 = 1/(1-R구*R표준)
이러한 경우의 구 휘도비는, 기준 샘플이 샘플 포트를 덮은 상태에서 검출기 포트에서 측정된 휘도를 샘플 포트를 덮은 샘플이 없는 상태에서 검출기 포트에서 측정된 휘도로 나눈 비이다. 이러한 휘도비와 보정된 표준의 반사율(R표준)을 알게 되면, 적분구의 반사 효율(R구)을 계산할 수 있다. 그 후, 이러한 경우 PTFE 라이트 박스에서 샘플의 반사율을 측정하기 위해 유사한 식에서 이 값이 다시 사용된다:
구 휘도비 = 1/(1-R구*R샘플)
여기서, 구 휘도비는, 샘플이 샘플 포트에 있는 상태에서 검출기에서의 휘도를 샘플이 없는 상태에서 측정된 휘도로 나눈 비로서 측정된다. R구를 상기로부터 알고 있기 때문에서, R샘플을 계산할 수 있다. 이들 반사율은 4 ㎚ 파장 간격에서 계산하였으며, 400 내지 700 ㎚ 파장 범위에 걸친 평균으로서 보고하였다.
단일 시트 이득을 수직(또는 E.T. 시험기에서 사용한, 확산기 박스의 전면에 대하여 수직인 배향)으로 시험한다. 수평 또는 교차된 시트 형태에서, 필름 적층체의 하부 시트는 수직 배향이며 상부 시트는 확산기 박스의 전면에 수평이거나 평행하다.
하기의 표 1은 광학 필름의 시험 결과를 기술한다. 본 발명의 단량체 및 수지 조성물을 사용할 때 이들 필름으로부터 성취된 휘도 이득은 놀랍도록 높았다.
Figure pct00014

Claims (23)

  1. 하기 구조를 갖는 적어도 하나의 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체를 함유하는 중합성 수지 조성물의 반응 생성물을 포함하는 중합된 미세구조화 표면을 포함하는 광학 필름:
    Figure pct00015

    (여기서, t는 0이거나 또는 t는 1 내지 4의 범위이며, R은 독립적으로 C1-C6 알킬기이고;
    L은 하나 이상의 하이드록실기로 선택적으로 치환된 C2-C12 알킬기이며;
    n은 0 내지 10의 범위이고;
    R1은 H 또는 CH3임).
  2. 제1항에 있어서, 오르토-벤질페놀 단량체의 굴절률은 1.54 이상인 광학 필름.
  3. 제1항에 있어서, t는 0인 광학 필름.
  4. 제1항에 있어서, t는 1 내지 4의 범위이며, R은 독립적으로 C1-C3 알킬기인 광학 필름.
  5. 제4항에 있어서, n은 1 이상인 광학 필름.
  6. 제5항에 있어서, L은 하나 이상의 하이드록실기로 선택적으로 치환된 C2-C3 알킬기인 광학 필름.
  7. 제1항에 있어서, 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체의 점도는 25℃에서 80 cp 미만인 광학 필름.
  8. 제1항에 있어서, 오르토-벤질페놀 단량체는 하기 구조를 갖는 광학 필름:
    Figure pct00016
  9. 제1항에 있어서, 오르토-벤질페놀 단량체는 하기 구조를 갖는 광학 필름:
    Figure pct00017
  10. 제1항에 있어서, 중합성 수지 조성물은 2개 이상의 방향족 기 및 2개 이상의 (메트)아크릴레이트기를 갖는 25 중량% 내지 75 중량%의 하나 이상의 방향족 단량체 또는 올리고머를 함유하는 광학 필름.
  11. 제10항에 있어서, 2개 이상의 방향족 기 및 2개 이상의 중합성 (메트)아크릴레이트기를 가진 방향족 단량체 또는 올리고머의 분자량은 350 g/몰 이상인 광학 필름.
  12. 제11항에 있어서, 방향족 단량체 또는 올리고머는 하기 구조를 갖는 광학 필름:
    Figure pct00018

    (여기서, R1은 독립적으로 수소 또는 메틸이며;
    Z는 독립적으로 -C(CH3)2-, -CH2-, -C(O)-, -S-, -S(O)- 또는 -S(O)2-이고;
    Q는 독립적으로 O 또는 S이며;
    L은 독립적으로 하나 이상의 하이드록시기로 선택적으로 치환된 C2-C6 알킬기이고;
    n은 0 내지 10의 범위임).
  13. 제11항에 있어서, 방향족 단량체 또는 올리고머는 하기 구조를 갖는 광학 필름:
    Figure pct00019

    (여기서, 각각의 R1은 독립적으로 H 또는 메틸이며;
    각각의 R2는 독립적으로 Br이고;
    m은 0 내지 4의 범위이며;
    각각의 Q는 독립적으로 O 또는 S이고;
    n은 0 내지 10의 범위이며;
    L은 독립적으로 하나 이상의 하이드록실기로 선택적으로 치환된 C2 내지 C12 알킬기이고;
    z는 방향족 고리이며;
    t는 독립적으로 0 또는 1임).
  14. 제1항에 있어서, 중합성 수지 조성물은 비-할로겐화된 광학 필름.
  15. 제1항에 있어서, 중합성 수지에는 우레탄 (메트)아크릴레이트 단량체 및 올리고머가 없는 광학 필름.
  16. 제1항에 있어서, 중합성 수지는 5 중량% 미만의 트라이페닐 (메트)아크릴레이트 단량체를 함유하는 광학 필름.
  17. 제1항에 있어서, 1.59 이상의 단일 시트 이득(gain)을 가진 휘도 향상 필름인 광학 필름.
  18. 제1항에 있어서, 중합성 수지 조성물은 무기 나노입자를 함유하는 광학 필름.
  19. 25℃에서 점도가 80 cp 미만인 적어도 하나의 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체를 함유하는 중합성 수지 조성물의 반응 생성물을 포함하는 중합된 미세구조화 표면을 가진 광학 필름
  20. 제19항에 있어서, 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트는 하기 구조를 갖는 광학 필름:
    Figure pct00020

    (여기서, R은 독립적으로 치환기이며;
    t는 0 내지 4의 범위이고;
    L은 하나 이상의 하이드록실기로 선택적으로 치환된 C2-C12 알킬기이며;
    n은 0 내지 10의 범위이고;
    R1은 H 또는 CH3임).
  21. 25℃에서 점도가 80 cp 미만인 적어도 하나의 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트 단량체를 함유하는 중합성 수지 조성물.
  22. 제21항에 있어서, 오르토-벤질페놀 모노(메트)아크릴레이트는 하기 구조를 갖는 중합성 수지 조성물:
    Figure pct00021

    (여기서, R은 독립적으로 치환기이며;
    t는 0 내지 4의 범위이고;
    L은 하나 이상의 하이드록실기로 선택적으로 치환된 C2-C12 알킬기이며;
    n은 0 내지 10의 범위이고;
    R1은 H 또는 CH3임).
  23. 제21항의 수지 조성물을 포함하는 중합성 수지 조성물의 반응 생성물을 포함하는 용품.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102040799B1 (ko) 2011-05-13 2019-11-06 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 미세구조화 광학 필름에 적합한 벤질 (메트)아크릴레이트 단량체
JP6066394B2 (ja) * 2012-06-04 2017-01-25 日本化薬株式会社 光学レンズシート用エネルギー線硬化型樹脂組成物及びその硬化物
EP2898356B1 (en) 2012-09-20 2017-02-01 3M Innovative Properties Company Microstructured film comprising nanoparticles and monomer comprising alkylene oxide repeat units
WO2015045426A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Toyo Gosei Co., Ltd. Compounders for Enhancing Generation of Chemical Species
JP6437798B2 (ja) * 2013-11-19 2018-12-12 共栄社化学株式会社 ベンジルフェニルフェノキシ化合物及びそれを含む光学材料用樹脂組成物並びに該組成物を硬化させた硬化物
EP3800176A1 (de) * 2018-05-04 2021-04-07 Align Technology, Inc. Neue polymerisierbare monomere und deren verwendung als reaktivverdünner in härtbaren zusammensetzungen
KR20210008378A (ko) 2018-05-04 2021-01-21 얼라인 테크널러지, 인크. 중합가능한 단량체 및 이의 중합 방법
KR20210003915A (ko) * 2018-05-04 2021-01-12 얼라인 테크널러지, 인크. 고온 석판인쇄-기반 광중합 공정에서 사용하기 위한 경화형 조성물 및 이로부터 가교 중합체를 제조하는 방법
EP3590489A1 (de) * 2018-07-06 2020-01-08 Ivoclar Vivadent AG Dentalwerkstoffe auf basis von monofunktionellen biphenylmethacrylaten

Family Cites Families (75)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3250808A (en) * 1963-10-31 1966-05-10 Du Pont Fluorocarbon ethers derived from hexafluoropropylene epoxide
US3676192A (en) * 1970-04-06 1972-07-11 Ppg Industries Inc Crosslinked polyvinyl chloride or polyvinylidene fluoride film
US4000356A (en) * 1972-06-19 1976-12-28 Dynamit Nobel Aktiengesellschaft Process for the preparation of thermoplastically workable fluoro-olefin polymers
US3833368A (en) * 1972-12-04 1974-09-03 Polaroid Corp Photographic products incorporating anti-reflection coatings
US3894118A (en) * 1974-01-21 1975-07-08 Itt Crosslinking agents for fluorocarbon polymers
US4035565A (en) * 1975-03-27 1977-07-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluoropolymer containing a small amount of bromine-containing olefin units
US4396476A (en) * 1979-02-01 1983-08-02 Dentsply Research & Development Corporation Blend of cross-linked polymer, swelling monomer and cross-linking agent and curing process
US4262072A (en) * 1979-06-25 1981-04-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Poly(ethylenically unsaturated alkoxy) heterocyclic protective coatings
EP0109073B1 (en) * 1982-11-11 1988-04-13 Showa Denko Kabushiki Kaisha Polymerizable compositions
US4654233A (en) * 1984-11-21 1987-03-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Radiation-curable thermoplastic coating
US4855184A (en) * 1988-02-02 1989-08-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Radiation-curable protective coating composition
DE4006131A1 (de) * 1990-02-27 1991-08-29 Bayer Ag Verwendung bestimmter phenolharze zur verstaerkung von kautschukvulkanisaten
US5148511A (en) * 1991-11-04 1992-09-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Low refractive index plastics for optical fiber cladding
US5677050A (en) * 1995-05-19 1997-10-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Retroreflective sheeting having an abrasion resistant ceramer coating
US5708130A (en) * 1995-07-28 1998-01-13 The Dow Chemical Company 2,7-aryl-9-substituted fluorenes and 9-substituted fluorene oligomers and polymers
US5714218A (en) * 1995-08-21 1998-02-03 Dainippon Printing Co., Ltd. Ionizing radiation-curable resin composition for optical article, optical article, and surface light source
JP4870248B2 (ja) * 1996-02-29 2012-02-08 スリーエム カンパニー 輝度増強フィルム
US5846650A (en) * 1996-05-10 1998-12-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Anti-reflective, abrasion resistant, anti-fogging coated articles and methods
US5733981A (en) * 1996-08-26 1998-03-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Aqueous dehydrofluorination method
US6080487A (en) * 1996-08-26 2000-06-27 3M Innovative Properties Company Method of improving adhesion between a fluoropolymer and a substrate
MY122234A (en) * 1997-05-13 2006-04-29 Inst Neue Mat Gemein Gmbh Nanostructured moulded bodies and layers and method for producing same
US6005137A (en) * 1997-06-10 1999-12-21 3M Innovative Properties Company Halogenated acrylates and polymers derived therefrom
US6599631B2 (en) * 2001-01-26 2003-07-29 Nanogram Corporation Polymer-inorganic particle composites
US6788463B2 (en) * 1998-01-13 2004-09-07 3M Innovative Properties Company Post-formable multilayer optical films and methods of forming
US6277485B1 (en) * 1998-01-27 2001-08-21 3M Innovative Properties Company Antisoiling coatings for antireflective surfaces and methods of preparation
US6589650B1 (en) * 2000-08-07 2003-07-08 3M Innovative Properties Company Microscope cover slip materials
US6800378B2 (en) * 1998-02-19 2004-10-05 3M Innovative Properties Company Antireflection films for use with displays
US6599443B1 (en) * 1998-03-05 2003-07-29 Rockwell Technologies, Llc Film
AU750507B2 (en) * 1998-05-01 2002-07-18 Hoya Corporation Coating composition and method for preparing the same, and scuff-resistant plastic lense
US6132861A (en) * 1998-05-04 2000-10-17 3M Innovatives Properties Company Retroreflective articles including a cured ceramer composite coating having a combination of excellent abrasion, dew and stain resistant characteristics
JP3838601B2 (ja) * 1998-05-15 2006-10-25 富士写真フイルム株式会社 放射線硬化性組成物
US6224949B1 (en) * 1998-06-11 2001-05-01 3M Innovative Properties Company Free radical polymerization method
US6329058B1 (en) * 1998-07-30 2001-12-11 3M Innovative Properties Company Nanosize metal oxide particles for producing transparent metal oxide colloids and ceramers
US6777070B1 (en) * 1998-10-14 2004-08-17 Tomoegawa Paper Co., Ltd. Antireflection material and polarizing film using the same
JP3900506B2 (ja) * 1998-11-06 2007-04-04 Ｊｓｒ株式会社 液状硬化性樹脂組成物、その硬化物および反射防止膜
US6261700B1 (en) * 1998-12-30 2001-07-17 3M Innovative Properties Co Ceramer containing a brominated polymer and inorganic oxide particles
US6238798B1 (en) * 1999-02-22 2001-05-29 3M Innovative Properties Company Ceramer composition and composite comprising free radically curable fluorochemical component
US6251505B1 (en) * 1999-04-01 2001-06-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Backlit display composite film
DE19924674C2 (de) * 1999-05-29 2001-06-28 Basf Coatings Ag Thermisch und mit aktinischer Strahlung härtbarer Beschichtungsstoff und seine Verwendung
US6677028B1 (en) * 1999-09-10 2004-01-13 3M Innovative Properties Company Retroreflective articles having multilayer films and methods of manufacturing same
US6663978B1 (en) * 2000-06-28 2003-12-16 3M Innovative Properties Company High refractive index pressure-sensitive adhesives
WO2001030872A1 (en) * 1999-10-28 2001-05-03 3M Innovative Properties Company Compositions and articles made therefrom
US6387981B1 (en) * 1999-10-28 2002-05-14 3M Innovative Properties Company Radiopaque dental materials with nano-sized particles
US6376590B2 (en) * 1999-10-28 2002-04-23 3M Innovative Properties Company Zirconia sol, process of making and composite material
US6706403B1 (en) * 2000-05-12 2004-03-16 3M Innovative Properties Company Rigid substrate lamination adhesive
JP4649710B2 (ja) * 2000-07-28 2011-03-16 東洋紡績株式会社 熱収縮性ポリエステル系フィルム、熱収縮性チューブとその製造方法、およびラベルとそれを装着した容器
US6541591B2 (en) * 2000-12-21 2003-04-01 3M Innovative Properties Company High refractive index microreplication resin from naphthyloxyalkylmethacrylates or naphthyloxyacrylates polymers
US6656258B2 (en) * 2001-03-20 2003-12-02 3M Innovative Properties Company Compositions comprising fluorinated silanes and compressed fluid CO2
US6593392B2 (en) * 2001-06-22 2003-07-15 Corning Incorporated Curable halogenated compositions
US7420005B2 (en) * 2001-06-28 2008-09-02 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Photocurable resin composition, finely embossed pattern-forming sheet, finely embossed transfer sheet, optical article, stamper and method of forming finely embossed pattern
US6656990B2 (en) * 2001-07-11 2003-12-02 Corning Incorporated Curable high refractive index compositions
US6778753B2 (en) * 2001-07-25 2004-08-17 E. I. Du Pont De Nemours And Company Halogenated optical polymer composition
US6962946B2 (en) * 2001-11-21 2005-11-08 3M Innovative Properties Company Nanoparticles having a rutile-like crystalline phase and method of preparing same
CN1646613A (zh) * 2002-02-19 2005-07-27 光子－X有限公司 应用于光学的聚合物纳米复合材料
AU2003218212A1 (en) * 2002-03-15 2003-09-29 Photon-X, Inc. Optical polymer nanocomposite substrates with surface relief structures
WO2003102693A1 (en) * 2002-05-29 2003-12-11 Inphase Technologies, Inc. High reflective index photoactive compound for optical applications
US6818680B2 (en) * 2002-09-23 2004-11-16 Corning Incorporated Curable adhesive compositions
US6653425B1 (en) * 2002-11-27 2003-11-25 Corning Incorporated High refractive index and high photosensitive optical materials and method for preparing the same
US6923921B2 (en) * 2002-12-30 2005-08-02 3M Innovative Properties Company Fluorinated polyether compositions
US6844950B2 (en) * 2003-01-07 2005-01-18 General Electric Company Microstructure-bearing articles of high refractive index
JP2004323557A (ja) * 2003-04-21 2004-11-18 Toagosei Co Ltd 硬化型組成物及びその硬化物
US7046439B2 (en) * 2003-05-22 2006-05-16 Eastman Kodak Company Optical element with nanoparticles
JP2004361835A (ja) * 2003-06-06 2004-12-24 Three M Innovative Properties Co 光学フィルム及びその製造方法
US20060132945A1 (en) * 2003-06-06 2006-06-22 Koichi Sano Microstructured optical film and production process thereof
US7169375B2 (en) * 2003-08-29 2007-01-30 General Electric Company Metal oxide nanoparticles, methods of making, and methods of use
US7074463B2 (en) * 2003-09-12 2006-07-11 3M Innovative Properties Company Durable optical element
US7282272B2 (en) * 2003-09-12 2007-10-16 3M Innovative Properties Company Polymerizable compositions comprising nanoparticles
US6998425B2 (en) * 2003-12-23 2006-02-14 General Electric Company UV curable coating compositions and uses thereof
US20060128853A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-15 General Electric Company Compositions for articles comprising replicated microstructures
US20060204676A1 (en) * 2005-03-11 2006-09-14 Jones Clinton L Polymerizable composition comprising low molecular weight organic component
US20060204745A1 (en) * 2005-03-14 2006-09-14 Jones Clint L Light management films with zirconia particles
CN1869082A (zh) * 2005-05-17 2006-11-29 住友化学株式会社 光控薄膜
JP4802707B2 (ja) * 2005-05-17 2011-10-26 住友化学株式会社 光制御膜
TWI417324B (zh) * 2005-11-15 2013-12-01 3M Innovative Properties Co 增亮膜及無機奈米粒子之表面處理方法
TW200821350A (en) * 2006-10-18 2008-05-16 Nippon Catalytic Chem Ind Thermoplastic resin composition

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