KR20120088761A

KR20120088761A - 정전기 방지성을 갖는 광학 장치

Info

Publication number: KR20120088761A
Application number: KR1020127013548A
Authority: KR
Inventors: 토마스 피 클룬; 브랜트 케이 카터; 마이클 케이 제를라흐; 마푸자 비 알리; 마크 제이 펠러라이트; 토마스 엠 스나이더
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2012-08-08
Also published as: TWI557194B; US20180030281A1; JP2020057011A; JP2016197246A; WO2011053709A3; US11111392B2; JP2018132774A; EP2493941B1; JP2013509619A; WO2011053709A2; US20120288675A1; CN102906126A; KR101831997B1; EP2493941A2; CN102906126B; TW201124491A

Abstract

제 1 광학 부재와, 제 2 광학 부재와, 음이온을 갖는 적어도 하나의 중합성 오늄 염 및 적어도 하나의 비오늄 중합성 모노머, 올리고머 또는 폴리머를 포함하는 혼합물의 반응 생성물을 포함하는, 제 1 광학 부재와 제 2 광학 부재 사이에 배치된 정전기 방지층을 갖는 광학 장치.

Description

정전기 방지성을 갖는 광학 장치 {OPTICAL DEVICE WITH ANTISTATIC PROPERTY}

본 발명은 우수한 정전기 방지성 및 광학 성능을 나타내는 광학 장치에 관한 것이다.

광투과율을 처리하여 변경하도록 구조화된 표면 필름, 마이크로스피어 층, 또는 다층 광학 구조체를 사용한 다양한 광학 장치가 공지되어 있다.

이러한 장치는 디스플레이에 의해 생성된 화상의 선명도를 증가시켜, 선택된 휘도를 산출하는데 필요한 전력 소비를 저감시키기 위해 어셈블리로서 또는 이것에 통상적으로 사용된다. 이러한 어셈블리는 컴퓨터, 텔레비젼, 비디오 레코더, 이동 통신 장치, 및 차량 기기 디스플레이 등과 같은 기기에 통상적으로 사용된다.

이러한 필름을 포함하는 휘도 향상 필름 및 광학 어셈블리의 예시적인 예는 미국 특허 제5,161,041호 (Abileah), 제5,771,328호 (Wortman 등), 제5,828,488호 (Ouderkirk 등), 제5,919,551호 (Cobb 등), 제6,277,471호 (Tang), 제6,280,063호 (Fong), 제6,354,709호 (Campbell 등), 제6,581,286호 (Campbell 등), 제6,759,113호 (Tang), 제7,269,327호 (Tang), 및 제7,269,328호 (Tang)에 개시되어 있다.

광학 어셈블리는 전형적으로 별도로 얻어지거나 제조된 2개 이상의 층 또는 필름을 원하는 배열로 라미네이팅하거나 접합하여 어셈블리된다. 이러한 필름의 핸들링 및 접합 과정에서, 예를 들어, 임시 라이너를 제거하고, 정전기를 패킹하여, 원하는 위치에 배치하는 일 등이 일어날 수 있다. 이러한 정전기는 필름의 핸들링 특성을 저해할 수 있는데, 예를 들어, 필름이 바람직하지 않게 뭉치며, 먼지가 구조체 내에 봉입되는 것 등이 일어날 수 있다. 따라서, 전형적으로 광학 구조체 내의 정전기 생성 및 축적 (buildup)을 저지시키는 조치를 취하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 광학 필름 상에 박막 금속층을 배치시키는 것이 공지되어 있다. 그러나, 복합 표면 (예를 들어, 요철 특징부로 구성되는 표면을 갖는 다수의 광학 필름 구조체)에 필요한 금속 필름을 제공하여, 구조체의 광학 성능을 바람직하지 않게 손상시키지 않으며, 이러한 필름이 어셈블리의 광학 특성에 바람직하지 않게 영향을 줄 수 있는 구조체에 따르지 않고서 그렇게 하는 것이 곤란하다. 미국 특허 제6,577,358호 (Arakawa 등)는 전도성 미립자를 포함하는 수지층을 광학 구조체 내에 혼입시키는 것을 개시하고 있다. 이러한 구조체 내의 전도성 입자는 헤이즈를 부여하기 쉬우므로, 구조체의 광학 성능을 손상시킨다.

우수한 정전기 방지성 및 광학 성능을 나타내는 개선된 구조체가 필요하다.

(발명의 상세한 설명)

본 발명은 특출한 정전기 방지 성능을 나타내는 층을 포함하는 신규한 광학 장치를 제공한다.

요약하면, 본 발명의 전형적인 실시 형태는 제 1 광학 부재와, 제 2 광학 부재와, 적어도 하나의 중합성 오늄 염 및 적어도 하나의 비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머를 포함하는 혼합물의 반응 생성물을 포함하는, 제 1 광학 부재와 제 2 광학 부재 사이에 배치된 정전기 방지층을 포함하는 광학 장치이다. 정전기 방지층은 장치의 광학 경로 내의 2개의 광학 부재의 중간에 배치된다. 일부의 실시 형태에서, 정전기 방지층은 광학 부재 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 부착될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 정전기 방지층은 광학 부재(들)에 직접 부착되거나, 개재층 (intervening layer)을 통해 부착될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 정전기 방지층은 어느 하나의 광학 부재와 직접 접촉하지 않는다.

본 발명의 광학 장치는 우수한 광학 성능, 예를 들어, 고 광학 이득, 및 낮은 정전기 감쇠 시간 (static decay time)에 의해 입증된 우수한 정전기 방지 성능을 비롯한 놀라운 성능 조합을 나타낼 수 있다. 본 발명에 의해, 다양한 광학 부재를 선택하여 사용할 수 있으며, 원하는 광학 성능을 위해 구성된 광학 장치의 편리한 비용 효과적인 어셈블리를 행할 수 있는 용이한 어셈블리가 가능하게 된다.

본 발명은 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 형태의 개략도이다.
<도 2>
도 2는 또 하나의 본 발명의 예시적인 실시 형태의 개략적인 단면도이다.
<도 3>
도 3은 또 다른 하나의 본 발명의 예시적인 실시 형태의 개략적인 단면도이다.
이들 도면은 축척대로 도시된 것은 아니며, 단지 예시적이고 비제한적인 것으로 의도된다.

달리 표시되지 않는 한, 모든 양은 중량%로 나타낸다. 본 명세서에 나타낸 모든 수량은 변경자 "약" 또는 "대략"이 앞에 붙는 것으로 이해된다. 본 발명의 광학 장치는 정전기 소산성 (static dissipative)을 나타내며, 5 킬로볼트의 인가 전압하에 장치의 전면 (front surface)에 인가된 정전기의 90%를 10 초 미만, 바람직하게는 5 sec 미만, 더욱 바람직하게는 2 sec 미만, 보다 더 바람직하게는 1 sec 미만, 가장 바람직하게는 0.1 sec 미만 내에 소산할 것이다. 사용된 시험은 시험 방법 섹션에 기재되어 있다.

"광학 경로"는 장치의 전면에 입사하는 광이 반사되거나, 굴절되거나, 투과하거나, 아니면 광학 장치의 부재를 통과하는 경로를 말한다. 본 명세서에 사용되는 전면은 사용 시에 원하는 광 취급을 위해 이에 대한 광 입사를 나타내는 광학 장치 또는 이의 부품 부재의 표면을 말한다.

정전기 방지층의 이러한 강력한 정전기 소산 성능 및 다른 유리한 특성을 고려하여, 본 발명은 다양한 광학 장치를 제조하는데 이용될 수 있다.

광학 장치 또는 광학 스택의 "광학 이득"은 광학 스택을 갖는 광학 또는 디스플레이 시스템의 축방향 출력 휘도 대 광학 스택을 갖지 않는 동일한 광학 또는 디스플레이 시스템의 축방향 출력 휘도의 비로서 정의된다.

광학 장치

본 발명의 광학 구조체는 전형적으로 제 1 광학 부재와, 제 2 광학 부재와, 플루오로 유기 음이온을 갖는 적어도 하나의 중합성 오늄 염 및 적어도 하나의 비오늄 중합성 모노머, 올리고머 또는 폴리머를 포함하는, 광학 장치의 광학 경로 내에 제 1 광학 부재와 제 2 광학 부재 사이에 배치된 정전기 방지층을 포함한다.

실시 형태에 의하면, (1) 제 1 광학 부재, 제 2 광학 부재, 및 정전기 방지층은 서로 직접 접촉되게 (또는 개재 접속층, 예컨대 접착제 등과 직접 접촉되게) 배치될 수 있거나, (2) 정전기 방지층은 제 1 광학 부재 또는 제 2 광학 부재에 (또는 개재 접속층, 예컨대 접착제 등과) 직접 접촉되어, 다른 것으로부터 약간의 한정된 거리를 두고 배치될 수 있거나, (3) 정전기 방지층과 제 1 광학 부재 사이, 및 정전기 방지층과 제 2 광학 부재 사이에 한정된 거리 또는 갭이 있을 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시 형태의 개략도는 도 1에 나타나 있으며, 광학 장치 (10)는 제 1 광학 부재 (12), 제 2 광학 부재 (14), 및 이들 사이의 정전기 방지층 (16)을 포함한다. 이러한 실시 형태에서, 정전기 방지층 (16)은 제 1 광학 부재 (12) 및 제 2 광학 부재 (14)와 직접 접촉하고 있다. 목적으로 하는 용도에서, 광선 (18)으로 나타낸 광은 전면 (20)에 입사되어, 광학 장치 (10)에 의해 요망대로 처리될 것이다.

본 발명의 또 하나의 예시적인 실시 형태의 개략도는 도 2에 나타나 있으며, 광학 장치 (210)는 제 1 광학 부재 (212), 제 2 광학 부재 (214), 및 임의의 접착제층 (224)에 의해 제 1 광학 부재 (212)의 후면 (222)에 접착되어 있는 정전기 방지층 (216)을 포함한다. 장치 (210)는 원하는 광학 성능을 달성하도록 제 1 광학 부재 (212) 및 제 2 광학 부재 (214)를 광학적으로 효과적인 원하는 배열로 지지하는 임의의 프레임 (226)을 추가로 포함한다.

본 발명의 다른 예시적인 실시 형태의 개략도는 도 3에 나타나 있으며, 광학 장치 (310)는 제 1 광학 부재 (312), 제 2 광학 부재 (314), 및 어느 광학 부재에도 접촉되지 않고 개재되는 정전기 방지층 (316)을 포함하고, 이들은 임의의 프레임 (326)에 의해 광학적으로 효과적인 원하는 배열로 지지되어 있다.

당업자는 본 발명의 광학 장치의 있다면, 적절한 접착제, 있다면, 프레임 부품 및 다른 부품을 용이하게 선택할 수 있을 것이다.

본 발명의 광학 장치에 사용되는 광학 부재는 부분적으로는 얻어진 장치의 원하는 광학 성능에 따라 당업자에 의해 용이하게 선택될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 광학 필름은 단층 부재, 예를 들어, 종종 폴리에스테르 베이스 필름으로 명명되는 폴리에스테르로 된 실질적으로 편평한 시트, 또는 더욱 특수화된 광학 성능을 부여하는 복잡하게 형성된 부품 특징을 포함하는 다층 어셈블리일 수 있다. 예를 들어, 제 1 광학 부재 및 제 2 광학 부재는 광학 베이스 필름, 다층 광학 필름, 확산 반사 편광 필름, 프리즘 휘도 향상 필름, 프리즘 광학적 특징 어레이 (arrays of prismatic optical features), 렌즈상 광학적 특징 어레이 (arrays of lenticular optical features), 및 비드상 게인 확산 필름으로 구성되는 그룹 중에서 독립적으로 선택될 수 있다.

일부의 실시 형태에서, 한쪽 또는 양쪽의 광학 부재는 반사 편광자 (예를 들어, 규칙적으로 반복되는 교호 굴절률 층을 갖는 소위 다층 광학 필름 또는 "MOF"), 휘도 향상 필름, 및 확산 반사 편광 필름 (종종, 굴절률이 상이한 도메인을 가진 다상 구조체를 갖는 "DRPF"로 명명됨)으로 구성되는 그룹 중에서 개별적으로 선택될 것이다. 반사 편광자의 예시적인 일례는 3M 컴퍼니 (St. Paul MN)에서 시판되며, 미국 특허 제7,345,137호 (Hebrink 등)에 기재되어 있는 비퀴티 (VIKUITI)^TM 이중 휘도 향상 필름 II (DBEF-II)이다. 또한 쓰리엠 (3M)에서 시판되는 적절한 프리즘 휘도 향상 필름 (종종 "BEF"로 명명됨)은 예를 들어, 미국 특허 제5,771,328호 (Wortman 등), 제6,280,063호 (Fong) 및 제6,354,709호 (Campbell 등), 및 미국 특허 출원 공개 제20090017256호 (Hunt 등)에 기재되어 있다. 본 명세서에서 광학 부재로서 사용될 수 있는 확산 반사 편광 필름의 예시적인 예로는 미국 특허 제5,825,543호 (Ouderkirk 등)에 개시된 것들을 들 수 있다. 본 명세서에서 사용하기에 적합한 시판용 광학 필름의 예시적인 예로는 비퀴티™ 이중 휘도 향상 필름 (DBEF), 비퀴티™ 휘도 향상 필름 (BEF), 비퀴티™ 확산 반사 편광 필름 (DRPF), 비퀴티™ 향상된 경면 반사체 (Enhanced Specular Reflector (ESR)), 및 비퀴티™ 고도의 편광 필름 (Advanced Polarizing 필름 (APF))을 들 수 있으며, 모두 3M 컴퍼니에서 시판되고 있다.

미국 특허 제5,175,030호 및 제5,183,597호 (둘 다, Lu 등)에 기재된 바와 같이, 미세구조체를 갖는 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 하나가 가요성인 예비성형된 베이스 (예를 들어, PET 필름)와 마스터 사이에 중합성 조성물의 비드를 이동시켜 공동을 채우는 단계; 및 (d) 상기 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 중합 재료가 깨끗이 제거되게 하는 표면 에너지를 갖는 열가소성 재료일 수 있다.

유용한 베이스 재료에는, 예를 들어 스티렌-아크릴로니트릴, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 트라이아세테이트, 폴리에테르 설폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 나프탈렌 다이카복실산을 기제로 하는 공중합체 또는 블렌드, 폴리사이클로-올레핀, 폴리이미드, 및 유리가 포함된다. 임의로, 베이스 재료는 이들 재료의 혼합물 또는 배합물을 포함할 수 있다. 또한, 베이스는 다층일 수 있거나, 연속상 (continuous phase)으로 현탁되거나 분산된 분산 성분을 함유할 수 있다.

휘도 향상 필름과 같은 미세구조체를 갖는 일부 제품의 경우, 바람직한 베이스 재료의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 폴리카르보네이트가 포함된다. 유용한 PET 필름의 예로는 사진등급 (photograde) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 듀폰 테진 필름즈 (DuPont Teijin Films (Hopewell, VA)에서 시판되는 멜리넥스 (MELINEX)™ PET를 들 수 있다.

일부의 베이스 재료는 광학 활성을 나타낼 수 있고, 편광 재료로서 작용할 수 있다. 필름을 통과하는 광의 편광은, 예를 들어 통과 광을 선택적으로 흡수하는 필름 재료 내에 이색성 편광자를 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 광변조 액정의 액적에 의하여 달성될 수 있다. 대안으로서, 편광 필름은 상이한 재료의 초미립층으로부터 제조될 수 있다. 필름 내의 재료는, 예를 들어 필름의 연신, 전기장 또는 자기장의 인가, 및 코팅 기술과 같은 방법을 이용함으로써 편광 배향 (polarizing orientation)으로 정렬될 수 있다.

편광 필름의 예로는 미국 특허 제5,825,543호 및 제5,783,120호 (둘 다, Ouderkirk 등)에 기재된 것들을 들 수 있다. 휘도 향상 필름과 함께 이들 편광 필름을 사용하는 것은 미국 특허 제6,111,696호 (Allen 등)에 기재되어 있다. 베이스로서 사용될 수 있는 편광 필름의 다른 예는 미국 특허 제5,882,774호 (Jonza 등)에 기재된 필름이다.

유용한 기재 (substrate)로는 "비퀴티™ 이중 휘도 향상 필름 (DBEF)", "비퀴티™ 휘도 향상 필름 (BEF)", "비퀴티™ 확산 반사 편광 필름 (DRPF)", "비퀴티™ 향상된 경면 반사체 (ESR)", 및 "비퀴티™ 어드밴스트 편광 필름 (APF)"이라는 상품명으로 판매되는 광학 필름을 들 수 있으며, 모두 3M 컴퍼니에서 시판되고 있다.

베이스 필름 재료의 하나 이상의 표면은 임의로 프라이밍되거나 다른 방식으로 처리되어 베이스에 대한 광학 부재의 접착력을 촉진시킬 수 있다. 폴리에스테르 베이스 필름층에 특히 적합한 프라이머로는 미국 특허 제 5,427,835호 (Morrison 등)에 기재된 것과 같은 설포폴리에스테르 프라이머를 들 수 있다. 프라이머층의 두께는 전형적으로 적어도 20 ㎚, 통상 300 ㎚ 내지 400 ㎚ 이하이다.

광학 부재는 다수의 유용한 패턴 중 임의의 것을 가질 수 있다. 이들은 규칙적이거나 불규칙적인 프리즘 패턴을 포함하며, 상기 패턴은 환상 프리즘 패턴, 큐브코너 (cube-corner) 패턴 또는 임의의 다른 렌즈상 미세구조체일 수 있다. 유용한 미세구조체는 휘도 향상 필름으로서 사용하기 위한 내부 전반사 필름으로서 작용할 수 있는 규칙적인 프리즘 패턴이다. 다른 유용한 미세구조체는 반사 필름으로서 사용하기 위한 역반사 필름 또는 소자로서 작용할 수 있는 코너-큐브 프리즘 패턴이다. 다른 유용한 미세구조체는 광학 디스플레이에 사용하기 위한 광학 터닝 필름 또는 소자로서 작용할 수 있는 프리즘 패턴이다.

중합된 미세구조화 표면을 갖는 하나의 바람직한 광학 필름은 휘도 향상 필름이다. 휘도 향상 필름은 일반적으로 조명 장치의 축상 휘도 (on-axis luminance) (본 명세서에서 "휘도"로 명명됨)를 향상시킨다. 미세구조화 표면 형상 (topography)은 필름이 반사 및 굴절을 통해 광을 방향전환시키는데 사용될 수 있도록 하는 필름 표면 상의 다수의 프리즘일 수 있다. 프리즘의 높이는 전형적으로 1 내지 75 마이크론의 범위이지만, 이러한 범위 밖의 특징도 물론 사용될 수 있다. 랩탑 컴퓨터, 시계 등에서 발견되는 것과 같은 광학 디스플레이에 사용될 때, 미세구조화 광학 필름은 디스플레이로부터 나오는 광을 광학 디스플레이를 관통하는 수직축으로부터 원하는 각도로 배치된 한 쌍의 평면 내로 제한함으로써 광학 디스플레이의 휘도를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 디스플레이로부터 허용가능한 범위 밖으로 나가는 광은 디스플레이 내부로 다시 반사되며, 여기서 이 광의 일부는 "재활용"되어 이 광이 디스플레이로부터 벗어날 수 있게 하는 각도에서 미세구조화 필름으로 다시 되돌아갈 수 있다. 이러한 재활용은 원하는 휘도 수준을 갖는 디스플레이를 제공하는데 필요한 전력 소비량을 감소시킬 수 있기 때문에 유용하다.

휘도 향상 필름의 미세구조화 광학 부재는 일반적으로 필름의 길이 또는 폭을 따라 연장되는 다수의 평행한 종방향 리지들을 포함한다. 이들 리지는 다수의 프리즘 정점으로 형성될 수 있다. 각각의 프리즘은 제 1 패시트 (facet) 및 제 2 패시트를 갖는다. 프리즘은 프리즘이 그 위에 형성되는 제 1 표면, 및 실질적으로 편평하거나 평면이며, 제 1 표면 반대측에 있는 제 2 표면을 갖는 베이스 상에 형성된다. 직각 프리즘이란, 정각 (apex angle)이 전형적으로 90°인 것을 의미한다. 그러나, 이러한 각도는 70° 내지 120°의 범위일 수 있으며, 80° 내지 100°의 범위일 수 있다. 이들 정점은 뾰족하거나, 둥글거나, 편평하거나, 또는 절두형일 수 있다. 예를 들어, 리지는 4 내지 7 내지 15 마이크로미터 범위의 반경으로 둥글게 될 수 있다. 프리즘 피크들 사이의 간격 (또는 피치)은 5 내지 300 마이크론일 수 있다. 이들 프리즘은 미국 특허 제7,074,463호 (Jones 등)에 기재된 바와 같은 다양한 패턴으로 배열될 수 있다.

휘도 향상 필름의 구조체의 피치는 전형적으로 바람직하게는 1 밀리미터 이하, 더욱 바람직하게는 10 마이크론 내지 100 마이크론, 보다 더욱 바람직하게는 24 마이크론 내지 50 마이크론이다. 50 마이크론의 피치는 양호하게 기능하는 것으로 밝혀져 있다. 바람직한 피치는 부분적으로는 액정 디스플레이의 픽셀 피치 또는 필름의 일부의 다른 광학 응용의 파라미터에 의존할 것이다. 프리즘 피치는 무아레 간섭을 최소화하는데 도움이 되도록 선택되어야 한다.

얇은 휘도 향상 필름을 이용한 본 발명의 광학 장치에서, 피치는 바람직하게는 10 내지 36 마이크론, 더욱 바람직하게는 17 내지 24 마이크론이다. 이는 바람직하게는 약 5 내지 18 마이크론, 더욱 바람직하게는 약 9 내지 12 마이크론의 프리즘 높이에 상응한다. 프리즘 패시트는 동일할 필요는 없으며, 프리즘은 서로에 대하여 기울어질 수도 있다. 광학 용품의 총 두께와 프리즘의 높이 사이의 관계는 달라질 수도 있다. 그러나, 전형적으로 명확한 프리즘 패시트를 가진 비교적 얇은 광학 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 두께가 20 내지 35 마이크론 (1 밀)에 가까운 기재 상의 얇은 휘도 향상 필름의 경우, 프리즘 높이 대 총 두께의 전형적인 비는 일반적으로 0.2 내지 0.4이다. 다른 실시 형태에서, 피치가 50 마이크론이고 두께가 25 마이크론인 BEF 재료와 같은 보다 두터운 BEF 재료가 사용될 것이다.

당업자에 의해 명백한 바와 같이, 본 발명의 광학 장치는 다른 종류의 광학 부재 또는 상기에서 논의된 예시적인 예 이외의 MOF, BEF, 또는 DRPF 재료의 다른 실시 형태를 이용하여 제조될 수 있다.

본 명세서에 기재된 정전기 방지 구조체는 정전기 방지제를 포함하는 중합성 수지 조성물의 중합 반응 생성물을 포함한다.

다양한 정전기 방지제가 2 내지 10초의 정전기 감쇠 시간 (실시예에서 설명된 시험 방법에 따라 측정됨)을 제공할 수 있지만, 특정한 정전기 방지제의 종류 및 양만이 2초 미만의 정전기 감쇠 시간을 제공할 수 있음이 밝혀졌다. 바람직한 정전기 방지제는 2, 1, 또는 0.1 초 이하의 정전기 감쇠 시간을 제공한다.

미세구조체 또는 미세구조화 부재가 정전기 방지층에 배치되며, 이에 따라 광투과성 (예를 들어, 폴리에스테르) 필름 또는 다층 광학 필름과 같은 베이스층에 배치되는 실시 형태의 경우에는, 정전기 방지층의 정전기 방지제의 종류 및 양은 또한 중합성 수지 중의 이의 존재가 중합된 정전기 방지층과 베이스 필름층, 또는 미세구조체 또는 미세구조화 부재의 접착을 손상시키지 않도록 선택된다. 이와 같이 얻어진 전체 구조체는 베이스 필름층에 대한 크로스해치 박리 접착력 (실시예에 기재된 시험 방법에 따라 측정됨)이 적어도 80%, 85%, 또는 90%를 나타낸다. 가장 바람직한 실시 형태에서, 크로스해치 접착력은 95 내지 100%이다.

정전기 방지층

정전기 방지층은 음이온을 갖는 적어도 하나의 중합성 오늄 염 및 적어도 하나의 비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머의 반응 생성물을 포함한다.

적절한 오늄 염은 암모늄 염, 설포늄 염, 포스포늄 염, 피리디늄 염, 및 이미다졸륨 염으로 구성되는 그룹 중에서 선택될 수 있다.

본 발명에 사용하기에 바람직한 오늄 염은 하기 화학식을 갖는다:

(R¹)_a- _bG⁺[(CH₂)_qDR²]_bX^- (I)

상기 식에서,

각 R¹은 독립적으로 알킬, 알리사이클릭 (alicyclic), 아릴, 알크알리사이클릭 (alkalicyclic), 알카릴, 알리사이클릭알킬, 아르알리사이클릭, 또는 알리사이클릭아릴 부분이고, 이러한 부분은 예를 들어, 질소, 산소, 또는 황과 같은 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있거나, 인 또는 할로겐 (그리하여, 실질적으로 플루오로 유기일 수 있음)을 포함할 수 있으며, R¹은 사이클릭 또는 방향족일 수 있고, 사이클 내에 G⁺를 포함할 수 있으며;

G는 질소, 황 또는 인이고;

a는 G가 황인 경우에 3이며, a는 G가 질소 또는 인인 경우에 4이면;

b는 G가 황인 경우에 1 내지 3의 정수이고, b는 G가 질소 또는 인인 경우에 1 내지 4의 정수이며;

q는 1 내지 4의 정수이고;

D는 산소, 황, 또는 NR (여기서, R은 H 또는 탄소 원자수가 1 내지 4인 저급 알킬이다)이며;

R²는 (메트)아크릴이고;

X^-는 음이온, 바람직하게는 유기 음이온, 더욱 바람직하게는 플루오로 유기 음이온이다.

본 명세서를 통해, "아크릴"의 임의의 유도체 앞의 "(메트)"의 사용은 "아크릴 또는 또는 메타크릴"을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

일부의 실시 형태에서, G⁺가 사이클 내에 포함되는 경우에는, 오늄 염은 하기 화학식 중 하나를 갖는다:

, 및

.

오늄 염은 1 내지 99%, 바람직하게는 10 내지 60%, 더욱 바람직하게는 30 내지 50%의 중량 퍼센트로 층에 존재할 수 있다. 아크릴 작용성 오늄은 메타크릴 오늄보다 더 많이 사용되는데, 이들은 더 빠르고 더 큰 경화도를 나타내기 때문이다.

본 명세서에 유용한 음이온의 예시적인 예로는 알킬 설페이트, 메탄 설포네이트, 토실레이트, 플루오로 유기물, 플루오로 무기물, 및 할라이드를 들 수 있다.

가장 바람직하게는 음이온은 플루오로케미컬 (fluorochemical) 음이온이다. 본 명세서에 사용하기에 적합한 플루오로 유기 음이온으로는 미국 특허 제 6,924,329호 (Klun 등), 컬럼 8, 라인 2 내지 65에 기재된 것들 을 들 수 있다. 플루오로 유기 이온은 비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머와의 보다 큰 오늄 염의 용해성 및 상용성을 제공한다. 이는 우수한 투명도 및 우수한 이온 이동도를 갖는 층을 제공하는데 중요하며, 얻어진 층의 정전기 방지 성능을 향상시킬 수 있다. 일부의 예시적인 예로는 -C(SO₂CF₃)₃, -O₃SCF₃ _{, -}O₃SC₄F₉, 및 -N(SO₂CF₃)₂를 들 수 있다. 유용성 및 비용 때문에, 하기가 대개 바람직하다: -O₃SCF₃ _{, -}O₃SC₄F₉, 및 -N(SO₂CF₃)₂. 전형적으로 -N(SO₂CF₃)₂는 일부의 대안보다 광범위한 용해성을 제공하기 때문에 가장 바람직하므로, 이를 함유하는 조성물을 제조하여 사용하기는 것이 약간 더 용이해진다.

비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머는 광학 필름의 성능의 열쇠이다. 이들은 오늄 염과 함께, 필름의 정전기 감쇠, 이의 헤이즈 및 투명도, 이의 응집 강도, 및 이의 층간 접착을 비롯한 정전기 방지 광학 필름의 주요 특성을 제어한다.

오늄 염, 중합성 실리콘 및/또는 퍼플루오로폴리에스테르 함량, 및 있다면, 다른 성분은 투명한 필름을 형성하기 위해 이들이 혼합하여 중합할 것이므로 상용성이 있어야 한다.

일부의 실시 형태에서, 정전기 방지층은 하기 방법에 의해 광학층에 형성될 수 있다: (1) (a) 본 명세서에 기재된 적어도 하나의 중합성 오늄 염, (b) 본 명세서에 기재된 적어도 하나의 비오늄 중합성 실리콘 또는 퍼플루오로폴리에스테르 부분 함유 모노머, 올리고머, 또는 폴리머, 및 임의로 (c) 적어도 하나의 비실리콘, 비퍼플루오로폴리에스테르 모노머, 올리고머, 또는 폴리머를 포함하는 액체 코팅 조성물을 제공하는 단계; (2) 액체 코팅 조성물을 광학층의 표면에 적용하는 단계; 및 (3) 액체 코팅 조성물을 그대로 경화시켜, 정전기 방지층을 광학층의 표면에 형성하는 단계. 다른 실시 형태에서, 정전기 방지층은 기재 필름, 예를 들어, 폴리에스테르 필름의 한 측부에 형성될 것이며, 이어서 이의 다른 측부는 광학 필름의 표면에 배치되는데, 예를 들어, 라미네이션에 의해 또는 접착제로 접착되거나, 기계적인 수단으로 적소에 유지된다.

본 출원서에 개시된 실시예는 본 발명의 광학 장치에 의해 나타내는 정전기 방지층의 T_g 및 정전기 감쇠의 상관관계를 보여주는 데이터를 제공한다.

경화된 정전기 방지층의 T_g는 바람직하게는 50℃ 미만, 더욱 바람직하게는 40℃ 미만, 보다 더 바람직하게는 30℃ 미만, 보다 더욱 바람직하게는 20℃ 미만, 보다 더욱 더 바람직하게는 10℃ 미만, 가장 바람직하게는 0℃ 미만이다. 이러한 이론에 구속되는 것은 아니지만, 이온 이동도가 원하는 정전기 방지 성능을 제공하는데 필요한 것으로 여겨진다.

비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머는 처리 및 코팅에 적합한 투명한 균일 용액을 제공하기 위해 오늄 염과 상용성을 나타내도록 주의깊게 선택되어야 한다. 대상으로 하는 코팅 제제가 현저한 비상용성을 나타내면, 구성성분은 2개의 액체상으로 성층화 (stratify)되었거나, 혼합물을 코팅 프로세스에서 핸들링하는데 부적절하게 하도록 고체 침전물을 형성할 수 있고/있거나 흐릿한 불균일한 경화 코팅이 얻어질 수 있다.

정전기 방지층에 관한 재료의 선택은 층들이 밀접하게 접촉하고 있는 경우, 제 1 광학 부재 및 제 2 광학 부재에 대한 정전기 방지층의 접착에 영향을 미친다. 이러한 접착 요건은 구조체가 광학 부재와 개재 정전기 방지 코팅 사이의 접착 불량없이 백라이트 업계의 내구성 요구를 견뎌 내야 하는 광학 디스플레이 필름에서 특히 절실하다.

비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머는 충분한 응집 강도의 경화된 정전기 방지층을 갖는 층을 제공하도록 신중하게 선택되어야 한다. 응집 강도는 상술한 완성된 광학 구조체의 내구성 뿐만 아니라, 정전기 방지 제제의 양호한 코팅 및 경화에도 중요하다. 예를 들어, 선택되는 정전기 방지 제제가 미소 구조 (하기에 기재되어 있음)의 발현을 위해 툴링 (tooling)에 대하여 캐스팅되어 경화되면, 경화된 코팅의 복제 표면으로부터의 효과적이고 광범위한 유리는 코팅의 응집 강도에 크게 의존한다. 이는 아주 높은 전하 감쇠 (premium charge decay) 및 이에 수반되는 정전기 방지 성능에 필요한 T_g가 낮은 (기계적 경도가 낮은) 제제에 있어서 특히 어렵다.

유용한 비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머로는 예를 들어, (a) 모노(메트)아크릴 함유 화합물, 예컨대 페녹시에틸 아크릴레이트, 에톡실화 페녹시에틸 아크릴레이트, 2-에톡시에톡시에틸 아크릴레이트, 에톡실화 테트라하이드로푸르푸랄 아크릴레이트, 및 카프로락톤 아크릴레이트;

(b) 다이(메트)아크릴 함유 화합물, 예컨대 1,3-부틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 모노아크릴레이트 모노메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 알콕실화 지방족 30 다이아크릴레이트, 알콕실화 사이클로헥산 다이메탄올 다이아크릴레이트, 알콕실화 헥산다이올 26 다이아크릴레이트, 알콕실화 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 카프로락톤 개질된 네오펜틸글리콜 하이드록시피발레이트 다이아크릴레이트, 카프로락톤 개질된 네오펜틸글리콜 하이드록시피발레이트 다이아크릴레이트, 사이클로헥산다이메탄올 다이아크릴레이트, 다이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 다이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트, 에톡실화 (10) 비스페놀 A 다이아크릴레이트, 에톡실화 (3) 비스페놀 A 다이아크릴레이트, 에톡실화 (30) 비스페놀 A 다이아크릴레이트, 에톡실화 (4) 비스페놀 A 다이아크릴레이트, 하이드록시피발알데히드 개질된 트라이메틸올프로판 다이아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (200) 다이아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (400) 다이아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 (600) 다이아크릴레이트, 프로폭실화 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 트라이사이클로데칸다이메탄올 다이아크릴레이트, 트라이에틸렌 글리콜 10 다이아크릴레이트, 트라이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트;

(c) 트라이(메트)아크릴 함유 화합물, 예컨대 글리세롤 트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 펜타에리드리톨 트라이아크릴레이트, 에톡실화 트라이아크릴레이트 (예를 들어, 에톡실화 (3) 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 에톡실화 (6) 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 에톡실화 (9) 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 에톡실화 (20) 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트), 프로폭실화 트라이아크릴레이트 (예를 들어, 프로폭실화 (3) 글리세릴 15 트라이아크릴레이트, 프로폭실화 (5.5) 글리세릴 트라이아크릴레이트, 프로폭실화 (3) 트라이메틸올프로판트라이아크릴레이트, 프로폭실화 (6) 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트), 트라이메틸올프로판트라이아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸)아이소시아누레이트 트라이아크릴레이트;

(d) 고급 작용성 (메트)아크릴 함유 화합물, 예컨대 펜타에리드리톨 테트라아크릴레이트, 다이트라이메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 다이펜타에리드리톨 펜타아크릴레이트, 에톡실화 (4) 펜타에리드리톨 테트라아크릴레이트, 카프로락톤 20 개질된 다이펜타에리드리톨 헥사아크릴레이트;

(e) 올리고머 (메트)아크릴 화합물, 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트; 상술한 것들의 폴리아크릴아미드 유사체; 및

(f) 이들의 배합물로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 폴리 (메트)아크릴 모노머를 들 수 있다.

이러한 화합물은 예를 들어, 사르토머 컴퍼니 (Sartomer Company (Exton, Pennsylvania)); 유씨비 케미컬즈 코퍼레이션 (UCB Chemicals Corporation (Smyrna, Georgia)); 사이텍 코퍼레이션 (Cytec Corporation (Smyrna, Georgia)); 코그니스 퍼포먼스 케미컬즈 유케이 (Cognis Performance Chemicals UK (South Hampton, UK)); 및 알드리히 케미컬 컴퍼니 (Aldrich Chemical Company (Milwaukee, Wisconsin))와 같은 벤더로부터 널리 시판되고 있다. 추가적인 유용한 (메트)아크릴레이트 재료로는, 예를 들어 미국 특허 제4,262,072호 (Wendling 등)에 기재된 바와 같은 하이단토인 부분 함유 폴리(메트)아크릴레이트를 들 수 있다.

오늄 염 및 중합성 비오늄 함량은 이들을 혼합 및 중합하여 투명한 필름을 제조하므로 상용성을 나타내어야 한다.

다양한 용도에서, 얻어진 경화된 코팅층의 적어도 하나의 표면이 완전히 평탄하지 않지만, 미소 구조화 (microtextured) 표면을 갖고/갖거나 무광택 처리 (matte finish) 되도록 본 발명의 정전기 방지 코팅을 적용하는 것이 효과적일 수 있다. 이렇게 하여, 정전기 방지층은 또한 예를 들어, 스트래치와 같은 물리적 결함 및 모아레 및 색채 불균일 (color mura)과 같은 바람직하지 않은 광학적 효과를 광학적으로 마스킹 및/또는 제거하는 추가의 용도를 제공할 수 있다.

이러한 표면을 형성하는 한 가지 방법으로는 미세 구조화 툴링에 대하여 정전기 방지층을 형성하는 것을 들 수 있다. 예시적인 예는 국제 특허 출원 제US2010/036018호 (Aronson 등) 및 제US2010/045118호 (Yapel 등)에 개시되어 있다. 툴링에 기계 가공된 미세구조체는 툴링에 대하여 캐스팅된 최종 경화된 코팅의 표면에 복제된다.

미세구조체는 응용에 바람직할 수 있는 임의의 유형의 미세구조체일 수 있다. 경우에 따라서는, 미세구조체는 리세션 (recession) 또는 디프레션 (depression)일 수 있다. 경우에 따라서는, 미세구조체는 돌출부일 수 있다. 경우에 따라서는, 미세구조체는 규칙적인 패턴을 형성한다. 경우에 따라서는, 미세구조체는 불규칙적인 패턴을 형성한다. 경우에 따라서는, 미세구조체는 랜덤하게 보이는 의사 랜덤 (pseudo-random) 패턴을 형성한다. 일반적으로, 미세구조체는 임의의 높이 및 임의의 높이 분포를 가질 수 있다.

국제 특허 출원 제US2010/036018호 및 제US2010/045118호에 개시된 바와 같이, 소정의 응용에 유용한 특정한 이점은 어떤 한계 크기보다 큰 경사 크기를 갖는 구조화 표면의 비율을 조절하고/하거나, 어떤 한계값 이하이거나, 이의 값이 어떤 바람직한 범위에 있는 반값 반폭 (HWHM)을 갖는 경사 분포를 갖도록 미세구조체를 조절함으로써 얻어질 수 있다.

이러한 표면을 형성하는 또 하나의 방법은 국제 특허 출원 공개 제WO2009/079275호 (Aronson 등)에 교시된 바와 같이, 금속 전착에 의해 툴링에 미세 구조체를 형성한, 툴링에 대하여 정전기 방지층을 형성하는 것을 포함한다. 툴링은 전착 전에 그 위에 이미 기계 가공된 어떤 유형의 미세구조체를 갖거나 갖지 않을 수도 있다. 이러한 전착 과정은 툴링에 융기부를 형성하여, 툴링에 대하여 캐스팅된 경화된 코팅에 리세스를 형성시킨다.

리세스의 형상 및 크기는 롤 몰드에 전기도금된 금속의 종류에 따라 변화할 것이다. 리세스의 형상 및 크기는 롤에 도금된 금속 구조체의 형상 및 크기와는 반대이다. 이러한 형상으로는 포어 (pore), 세미-헤미스피어, "재기드 (jagged)" 밸리 (valley), "크레이터 (crater)", 및 콜리플라워의 표면과 유사한 것들을 들 수 있다. 리세스는 서로 내부에서 오버랩되거나, 서로 분리될 수 있다. 리세스의 크기, 즉, 최대 직경은 이의 최대 직경이 0.5 마이크로미터 내지 125 마이크로미터의 범위일 수 있다. 전형적인 범위는 0.5 내지 15 마이크로미터이다. 리세스의 면적은 0.01 내지 1100 제곱 마이크로미터의 범위일 수 있다. 깊이는 0.2 내지 20 마이크로미터의 범위일 수 있다.

미세 구조화 표면에 리세스를 형성하기 위해, 일 실시 형태에서, 미세 구조화 롤은 전기도금 과정을 거친다. 금속은 롤의 미세 구조화 표면에 불균일하게 부착되어, 돌기부를 형성한다. 광학 필름의 미세 구조화 표면은 롤의 미세 구조화 표면에 대하여 포어 또는 피트 (pit)로 복제된다. 전기도금 과정을 통해 미세 구조화 롤에 침착된 금속 구조체의 크기 및 밀도는 전류 밀도, 롤 면 속도 (roll face speed), 및 도금 시간에 의해 결정된다. 전기도금 과정에 사용된 금속 염의 종류는 침착된 금속 구조체의 기하학적 형상을 결정하므로, 미세 구조화 표면의 리세스 형상을 결정한다. 미세 구조화 롤 상의 침착된 금속 구조체의 위치 및 배치는 랜덤하다.

이러한 표면을 형성하는 또 다른 방법으로는 미국 특허 출원 공개 제2009/0029054호 (Yapel 등)에 교시된 바와 같이, 구조체가 코팅 시에 단순히 부과되어, 적소에서 경화될 수 있도록 평탄하게 적용된 후에 코팅을 경화시키는 과정을 조작하는 것을 포함한다.

기재 상에 배치된 코팅가능한 재료를 포함하는 코팅된 기재는 코팅가능한 재료의 점도를 초기 점도에서 제 2 점도로 변화시키도록 처리된 다음에, 코팅의 표면은 적어도 하나의 재면 (face-side) 롤러와 접촉하여 무광택 처리가 행해지며, 코팅가능한 재료는 임의로 더욱 굳어져서, 완성된 코팅 필름이 얻어진다.

코팅가능한 재료는 기재 상에 적용되어 (예를 들어, 코팅되어), 코팅된 기재가 얻어진다. 코팅가능한 재료는 기재 상에 주어지며, 코팅가능한 재료의 점도를 제 1 또는 초기 점도에서 제 2 점도로 변화시키도록 처리된다. 일부의 실시 형태에서, 제 1 점도는 제 2 점도보다 낮아서, 코팅가능한 재료가 농후하게 되거나 부분적으로 경화됨으로써 변화된다. 일부의 실시 형태에서, 코팅가능한 재료는 코팅가능한 재료의 점도를 변화시키는 것이 적어도 어느 정도의 코팅가능한 재료의 연화를 필요로 할 수 있으므로 제 2 점도보다 높은 초기 점도를 가질 수 있다. 일단 코팅가능한 재료의 점도가 제 2 점도에 있으면, 재료에 대하여 재면 압력이 가해져서, 그 위에 무광택 처리가 행해진다. 이의 무광택 처리에 의해, 코팅가능한 재료는 임의로 더욱 굳어지거나, 경화되거나, 고화되어, 얻어진 필름은 예를 들어, 컷팅 스테이션과 같은 또 하나의 처리 스테이션, 또는 와인드업 롤에 운반될 수 있다. 고가의 툴링은 무광택 처리를 행하는 것을 필요로 하지 않는다.

이러한 표면을 형성하는 또 다른 방법은 이의 기재에 적용된 코팅에 비드를 내포시키는 것을 포함한다. 다상 코팅은 코팅 표면 또는 코팅 벌크 내의 코팅에 혼입된 비혼화성 재료, 예를 들어, 코팅의 폴리메틸 메타크릴레이트 비드와 같은 입자의 유입으로부터 형성된 무광택 표면 구조체를 가질 수 있다. 일부의 실시 형태에서, 굴절률이 상이한 코팅 벌크의 입자가 사용되어, 무광택 표면을 반드시 형성하지 않아도 원하는 헤이즈 특성을 부여할 수 있다. 유용한 입자가 임의의 형상일 수 있지만, 전형적으로 바람직한 입자 형상은 종종 구형 또는 직사각형 비드 형태이다. 바람직한 입경은 평균 직경이 일반적으로 0.1 마이크론 내지 20 마이크론이다. 입자는 코팅과 상용성을 나타내는 임의로 재료로 형성될 수 있다. 입자용으로 적합한 재료에 대한 일부의 예시적인 예로는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리실리콘, 및 실리카를 들 수 있다. 유용한 입자는 모두 일본의 간츠 케미컬, 세키수이 플라스틱스 컴퍼니, 리미티드 (Ganz Chemical, Sekisui Plastics Co., Ltd.), 및 소켄 케미컬 앤드 엔지니어링 컴퍼니, 리미티드 (Soken Chemical & Engineering Co., Ltd)로부터 얻어질 수 있다.

이러한 정전기 방지층에 표면 미소 구조체 또는 무광택 처리를 부여하는 방법은 광학 장치의 색채 불균일 또는 컬러 밴딩을 감소시키는데 특히 효과적일 수 있다. 이것은 미세 구조화 표면 또는 무광택 처리를 갖는 정전기 방지층이 후에 또 하나의 광학 필름, 특히 마이크로프리즘층으로 오버코팅되는 경우에 특히 두드러진다.

미국 특허 출원 공개 제2007/0115407호 (Richard 등)에는 컬러 밴딩을 제거함에 있어서, 본 발명의 경화된 정전기 방지층의 미세 구조화 표면 또는 무광택 처리에 의해 제공될 수 있는 것과 같은 컬러 밴딩의 문제 및 광 확산의 역할에 대하여 논의되어 있다.

실시예

본 발명은 하기 실시예와 관련하여 더욱더 설명될 것이며, 여기서 양은 달리 표시되지 않으면, 중량부로 나타낸다.

시험 방법

하기 방법을 실시예에서 이용하였다.

정전기 방지 성능에 관한 전하 감쇠: 평균 정전기 감쇠를 하기 방법을 이용하여, 필름 샘플에 대하여 측정하였다. 시험 재료 시트를 12 ㎝ X 15 ㎝ 샘플로 컷팅하여, 23℃ 내지 27℃의 공칭 실온 ("RT")에서 적어도 12 시간 동안 44% 내지 50%의 상대 습도 ("RH")로 유지하였다. ETS™ 모델 406D 정전기 감쇠 시험 유닛 (Electro-Tech Systems, Inc. 제 (Glenside, PA))을 사용하여, 이전에 페더럴 시험 방법 기준 (Federal Test Method Standard) 10113, 방법 4046, "재료의 정전기 방지성"으로 알려진 MIL-STD 3010, 방법 4046에 따라, 12 시간의 전처리 (preconditioning)에 사용된 것과 동일한 온도 및 습도의 조건하에 정전하 소실 시간을 측정하였다. 이러한 장치를 사용하여, 고전압 (5000 볼트)을 이용하여 편평한 시험 재료의 표면에 초기 정전하 (평균 유도 정전하)를 유도하였으며, 전계계 (field meter)를 사용하여 전하 감쇠를 관찰하였다. 5000 볼트 유도의 도입에 의해 유도된 실제 전하를 기록하였다. 그 다음에, 초기 유도 전하의 10 퍼센트로 감쇠시키기 위해 전하에 요구되는 시간을 기록하였다. 이는 정전하 소실 시간이다. 정전하 소실 시간이 낮을수록, 시험 재료의 정전기 방지성이 우수하다. 본 명세서에 있어서의 정전하 소실 시간에 대한 모든 기록된 값을, 적어도 6개의 별도의 측정값의 평균을 취해 측정하였다 (평균 전하 감쇠). 이들 측정값 중 적어도 3개를 포지티브 +5 KV 인가된 전하를 사용하여 측정하고, 이들 측정값 중 적어도 3개를 네가티브 -5 KV 인가된 전하를 사용하여 측정하였다. 시험된 샘플이 적어도 80%의 부과된 5 KV 퍼텐셜 (즉, 4000 볼트)의 전하를 허용하지 않는 경우, 정전기 방지성을 나타내지 않는 것으로 간주되어, "wnc" (would not charge)의 명칭이 지정되었다.

유리 전이 온도의 시차 주사 열량계 측정: 정전기 방지 코팅 제제의 경화된 시험편에 대한 유리 전이 온도 (T_g)를 모델 Q100 시차 주사 열량계 (TA 인스트루먼츠, 인코포레이티드 (Instruments, Inc.) 제 (New Castle, DE))를 사용하여 측정하였다. 경화된 코팅 재료 20 밀리그램을 표준 DSC 샘플 팬에 주입하여, 팬을 크림프 (crimp)하여 밀폐시켰다. 크림프된 팬에 넣어진 시험편을 Q100 계기의 측정 셀에 이송하여, 서모그램을 다음과 같이 기재된 온도 변조 스캔 프로토콜하에 기록하였다: 처음에, 시험편을 -50℃로 급속 냉각시켜, 등온 조건하에 5 분간 유지하여 열류를 안정화시켰다. 그 후에, 샘플을 0.5℃의 중첩된 변조 진폭 및 60 초의 변조 주기를 이용하여, 100℃의 최종 온도까지 2.5℃/min의 전체 가열 속도로 스캔하였다. 열류의 가역성 성분을 계기로 기록하고, TA 인스트루먼츠가 제공하는 소프트웨어를 이용하여 분석하여, 가역성 열류 서모그램에서 보여지는 바와 같이 글래스 전이와 관련된 특징적인 변곡 중점으로서의 T_g를 측정하였다.

접착력에 대한 크로스 해치 필 (Cross Hatch Peel ("CHP")) 측정: BEF 프리즘 코트의 접착력 및 베이스 필름에 대한 코트 하의 정전기 방지성을, 여기에서 상세히 기술한 약간 변경된 ASTM D3359-02를 사용하여 측정하였다. 우선, 크로스 해치 패턴을 갖는 선택된 시험 영역에서 시험편 코팅을 스코어하였다. 그 다음에, 접착 테이프를 시험 영역에 접착하였다. 최종적으로, 테이프를 소정의 방법으로 시험 영역으로부터 박리하였다. 접착력을 시험편으로부터의 크로스 해치 스코어된 코팅의 제거 정도에 따라 평가하였다. 시험편을 스코어하기 위한 장치는 약 1 ㎜의 동일한 블레이드 대 블레이드 간격으로 평행 배열로 배치된 6개의 샤프한 스코어링 블레이드를 구비하였다. 스코어링 장치를 시험 영역에 걸쳐서 1000 그램의 인가된 하중으로 드래그하였다. 각각의 블레이드가 적어도 코팅 아래의 필름의 표면까지 관통되어, 아마도 약간 필름을 너머 그 내부에 까지 관통되도록 2개의 적층된 코팅을 관통하기에 충분하도록 이러한 힘을 정하였다. 6개의 스코어 레인을 BEF 프리즘 축에 대하여 45도의 각도로 5 내지 7.5 ㎝ (2 내지 3 인치)의 길이로 적용하였다. 그 다음에, 유사한 길이에 대한 스코어링을 제 1 스코어링 방향에 대하여 거의 직각으로 행하여, 제 2 스코어링이 BEF 프리즘 축에 대하여 (-)45도의 각도에 있도록 크로스 해치를 형성하였다. 이는 최종 크로스 해치 영역이 25 ㎟인 5 × 5 배열의 스코어링 스퀘어를 제공하였다. 크로스 해치 스퀘어의 한 대각선을 BEF 프리즘 축에 평행하게 놓았다. 그 다음에, 3M™ #610 테이프 (고 점착성 고무 수지 접착제를 갖는 셀로판 테이프)의 한 부분을 시험 영역에 손으로 적용하여, 테이프의 장축을 BEF 프리즘 축과 일치시켰다. 소프트한 플라스틱 스퀴지로 강한 손 압력을 사용하여 시험편에 테이프를 강하게 프레스하였다. 그 다음에, 시험편을 3 내지 4분간 그대로 가만히 두어, 접착 상태를 안정 상태로 만들었다. 그 다음에, 테이프 단부가 코팅된 표면에 수직인 방향으로 똑바로 위로 끌어 당겨지도록, 테이프를 가능한 신속하게 강력하게 손으로 제거하였다. 접착력 평가를 하기 등급법 (ranking system)에 따라, 크로스 해칭된 영역이 테이프 박리 후에 얼마나 제거되었는지 (테이프 접착제에 옮겨졌는지)에 근거하였다:

이러한 시험 프로토콜에서, 크로스 해치 접착력을 소정의 재료에 대하여 4회 측정하여, 성능을 4개의 박리 시험 각각에 대하여 측정된 등급의 평균으로서 기록하였다. 오퍼레이터 변동성의 가능성을 제거하도록, 동일한 오퍼레이터에 대하여 여기에 기록된 모든 크로스 해치 박리 접착력 시험을 행하였다.

재료

하기 시판 제품 및 재료를 실시예 및 비교예에 사용하였다:

CD 9087 (일작용성 아크릴레이트): 에톡실화 (3) 페놀 아크릴레이트 (Sartomer Company, Inc. 제 (Exton, PA));

CD 9088 (일작용성 아크릴레이트): 에톡실화 (6) 페놀 아크릴레이트 (Sartomer Company, Inc. 제);

에베크릴 (EBECRYL)™ 110 (일작용성 아크릴레이트): 에톡실화 (2) 페놀 아크릴레이트 (Cytec Surface Specialties Inc. 제 (Smyrna, GA));

에베크릴™ 8402 (다작용성 아크릴레이트): 지방족 우레탄 다이아크릴레이트 (Cytec Surface Specialties Inc. 제);

이르가큐어 (IRGACURE)™ 819 광개시제 (Ciba Specialty Chemicals 제, 현재 BASF 그룹의 지사 (Florham Park, NJ));

SR 339 (일작용성 아크릴레이트): 2-페녹시 에틸 아크릴레이트 (Sartomer Company, Inc. 제);

SR 494 (다작용성 아크릴레이트): 에톡실화 (4) 펜타에리드리톨 테트라아크릴레이트 (Sartomer Company, Inc. 제);

SR 9035 (다작용성 아크릴레이트): 에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트 (Sartomer Company, Inc. 제);

아게플렉스 (AGEFLEX)™ FA1Q80MC*500 (N-아크릴로일옥시에틸-N,N,N-트라이메틸암모늄 클로라이드, (CH₃)₃NCH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ⁺Cl^-), 수중의 고형분 80% (Ciba 제 (Suffolk, VA));

아게플렉스™ FM2*PTZ (N-메타크릴로일옥시에틸-N,N,-다이에틸 아민, (CH₃CH₂)₂NCH₂CH₂OC(O)C(CH₃)=CH₂) (Ciba 제);

아게플렉스™ FA 1 (다이메틸아미노에틸 아크릴레이트) (CIBA 제);

3M™ 플루오라드 (FLUORAD)™ HQ-115 (리튬 비스(트라이플루오로메탄설포닐)이미드, Li^{+ -}N(SO₂CF₃)₂): 3M 컴퍼니 제;

리튬 노나플루오로부탄설포네이트 (3M 제);

리튬 트라이플루오로메탄설포네이트 (3M 제);

트리스(트라이플루오로메탄설포닐) 메탄, HC(SO₂CF₃)₃ (DayChem Laboratories 제 (Vandalia, OH));

수산화리튬 일수화물 (J.T.Baker 제);

1-브로모헥사데칸 (Aldrich 제);

BHT (즉, 2,6-다이-tert-부틸-4 메틸 페놀), 황산다이메틸, 헥사데실 브로마이드, N-(하이드록시에틸)-N,N,-다이에틸 아민 (CH₃CH₂)₂NCH₂CH₂OH), N-(하이드록시에틸)-N,N,-다이부틸 아민, (CH₃CH₂CH₂CH₂)₂NCH₂CH₂OH), 페노티아진, 메톡시 하이드로퀴논 (MEHQ), 및 염화아크릴로일 (Sigma-Aldrich 제 (Milwaukee, WI)); 및

트라이에틸아민, 메틸 t-부틸 에테르 ("MTBE"), 아세톤, 무수 황산마그네슘, 및 다이클로로메탄 (EMD Chemicals 제 (Gibbstown, NJ)).

실시예에 사용된 다양한 중합성 오늄 재료를 다음과 같이 제조하였다.

(CH₃)₃NCH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}N(SO₂CF₃)₂; 아크릴로일옥시에틸-N,N,N-트라이메틸암모늄 비스(트라이플루오로메탄설포닐)이미드 (여기서, "POS-1"로 명명됨)의 제조: 오버헤드 교반기를 갖춘 자체 용적이 5 L인 삼구 둥근 바닥 플라스크에,148 6 g (수중의 고형분 79.1%, 6.069 ㏖)의 아게플렉스™ FA1Q80MC*500을 주입하여, 내용물을 40℃로 가열하였다. 플라스크에 2177.33 g (수중의 고형분 80%, 6.069 ㏖)의 HQ-115를 1 분간에 걸쳐서 첨가한 다음에, 597.6 g의 탈이온수를 첨가하였다. 1 시간 동안 교반한 후에, 반응물을 분액 깔때기로 옮겨, 하부 유기층 (2688.7 g)을 반응 플라스크에 회수하여, 40℃에서 30 분간 1486 g의 탈이온수로 세정하였다. 하부 층 (2656.5 g)을 다시 수층과 분리하여, 오버헤드 교반기 및 스틸헤드, 및 에어 버블러를 갖춘 건조 상태의 5 L 삼구 둥근 바닥 플라스크에 넣었다. 플라스크에, 2000 g의 아세톤을 첨가하여, 반응물을 에어 스파지 (air sparge)로 대기압하에 6 시간에 걸쳐서 증류하여, 생성물을 공비 건조시켜, 2591 g의 투명한 액체를 얻었는데, 고체로 서서히 결정화되었다.

(CH₃CH₂)₂N(CH₃)CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}N(SO₂CF₃)₂; 아크릴로일옥시에틸-N,N-다이에틸-N-메틸암모늄 비스(트라이플루오로메탄설포닐)이미드 (여기서 "POS-2"로 명명됨)의 제조: 오버헤드 교반기를 갖춘 5 L 삼구 둥근 바닥 플라스크에, 500 g (4.24 ㏖)의 N-(하이드록시에틸)-N,N-다이에틸 아민, 1329 g의 t-부틸 메틸 에테르 및 0.046 g의 페노티아진을 주입하여, 아이소프로판올-물-드라이아이스욕 중에서 -4℃로 냉각시켰다. 그 다음에, 2개의 적하 깔때기를 통해, 418 g의 추가의 t-부틸 메틸 에테르를 첨가하는 동안에, 422.23 g (4.67 ㏖)의 염화아크릴로일 및 407.12 g (5.09 ㏖)의 수중의 수산화나트륨 고형분 50%를 3 시간에 걸쳐서 거의 등몰량으로 동시에 첨가하였다. 3 시간 후에, 반응물을 1329 g의 t-부틸 메틸 에테르로 희석하여, 25.47 g (0.424 ㏖)의 아세트산을 함유하는 443 g의 물로 세정하였다. 층을 분리하여, 상부 유기층을 4443 g의 탄산나트륨 포화 수용액으로 세정하였다. 층을 분리하여, 유기층을 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하여, 회전식 증발기에서 농축시켜, 중간체 N-(아크릴로일옥시에틸)-N,N-다이에틸 아민을 얻었다. 23℃에서 오버헤드 교반기 및 환류 냉각기를 갖춘 공기 분위기하의 원통형 반응기에, 600 g (3.49 ㏖)의 N-(아크릴로일옥시에틸)-N,N-다이에틸 아민, 24.74 g (0.21 ㏖)의 탄산나트륨, 0.15 g의 MEHQ, 및 0.03 g의 페노티아진을 주입하였다. 그 다음에, 462.7 g (3.67 ㏖)의 황산다이메틸을 적하 깔때기를 통해 5 시간에 걸쳐서 첨가하여, 추가로 가열되지 않고 반응물이 60.4℃의 최대 온도에 이르렀다. 중간체 (CH₃CH₂)₂N(CH₃)CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}O₃SOCH₃를 512.3 g의 탈이온수에 용해시켜, 반응기로부터 제거하여, 추가의 100 g의 탈이온수로 린스하였다. 이러한 용액을 치즈클로스를 통해 여과하여, 미립자를 6L 에를렌마이어 플라스크로 옮겼다. 에를렌마이어 플라스크에, 오버헤드 교반과 함께 1 분간에 걸쳐서 1218 g (수중 고형분 82.3%, 3.49 ㏖)의 HQ-115를 첨가하였다. 10 분간 교반한 후에, 하부 유기층을 분리하여, 612 g의 탈이온수로 세정하고, 700 g의 아세톤으로 희석시켜, 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하여, 0.32 g의 MEHQ 및 0.08 g의 페노티아진으로 처리하고, 회전식 증발기에서 농축시켜, 황색 오일로서의 1394 g의 POS-2를 얻었다.

(CH₃CH₂)₂N(CH₃)CH₂CH₂OC(O)C(CH₃)=CH₂ ^{+ -}N(SO₂CF₃)₂; 메타크릴로일옥시에틸)-N,N-다이에틸-N-메틸암모늄 비스(트라이플루오로메탄 설포닐)이미드 (여기서 "POS-3"로 명명됨)의 제조: 오버헤드 교반기 및 환류 냉각기를 갖춘 공기 분위기하의 원통형 반응기에, 500 g (2.69 ㏖)의 아게플렉스™ FM2*PTZ, 19.06 g (0.16 ㏖)의 탄산나트륨, 0.10 g의 MEHQ, 및 0.02 g의 페노티아진을 주입하여, 39.5℃로 가열하였다. 그 다음에, 356.5 g (2.83 ㏖)의 황산다이메틸을 적하 깔때기를 통해 2.25 시간에 걸쳐서 첨가하여, 추가로 가열되지 않고 반응물이 76.3℃의 최대 온도에 이르렀다. 3.25 시간 후에, 1H NMR 분석을 위해 샘플을 취해, 4.25 시간에서 반응물을 50℃로 가열하였다. 중간체 (CH₃CH₂)₂N(CH₃)CH₂CH₂OC(O)C(CH₃)=CH₂ ^{+ -}O₃SOCH₃를 504 g의 탈이온수로 희석하여, 용액을 형성하였다. 50℃에서 반응물에, 987.94 g (수중 고형분 79.8%, 2.75 ㏖)의 HQ-115를 1 분간에 걸쳐서 첨가하였다. 30 분 후에, 하부 유기층을 분리하여, 50℃에서 504 g의 탈이온수로 세정하고, 수층으로부터 분리하여, 600 g의 아세톤으로 희석시켜, 무수 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하여, 회전 증발에 의해 농축시켜, 황색 오일로서의 1269 g의 POS-3 생성물을 얻었다.

(CH₃CH₂CH₂CH₂)₂N(CH₃)CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}N(SO₂CF₃)₂; 아크릴로일옥시에틸-N,N-다이부틸-N-메틸암모늄 비스(트라이플루오로메탄설포닐)이미드 ("POS-4"로 명명됨)의 제조: (C₂H5)₂N(CH₃)CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}N(SO₂CF₃)에 관한 것과 유사한 제법을 이용하여, 0.0394 g의 페노티아진을 함유한 1064 g의 MTBE 중의 500 g (2.89 ㏖)의 N-(하이드록시에틸)-N,N,-다이부틸 아민 (C₄H₉)₂NCH₂CH₂OH를 287.25 g (3.174 ㏖)의 염화아크릴로일 및 276.98 g (3.46 ㏖)의 50% 수산화나트륨 수용액과 반응시켜, 수중의 17.33 g의 아세트산을 사용한 워크업 후에, 354.7 g의 탈이온수로 세정하고, 황산마그네슘으로 건조시켜, 여과하고, 0.10 g의 MEHQ 및 0.025 g의 페노티아진으로 처리하여, 441.2 g의 담황색 생성물, (C₄H₉)₂NCH₂CH₂OC(O)CH=CH₂를 얻었다. 525 g (2.31 ㏖)의 (C₄H₉)₂NCH₂CH₂OC(O)CH=CH₂의 복합 제제를 16.35 g (0.139 ㏖)의 탄산나트륨의 존재하에 305.85 g (2.425 ㏖)의 황산다이메틸과 반응시켜, 중간체 (C₄H₉)₂N(CH₃)CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}O₃SOCH₃ (여기서, "POS-5"로 명명됨)를 생성하였는데, 이는 70℃ 이상에서 녹는 고체이다. 이러한 중간체 (여과되지 않음) (816.3 g (2.31 ㏖))를 612.2 g의 탈이온수에 용해시키고, 804.3 g (수중 고형분 82.3%, 2.31 ㏖)의 HQ-115와 반응시켜, 하부 유기층을 형성하여, 추가의 612 g의 탈이온수로 세정하고, 분리하여, 600 g의 아세톤으로 희석시켜, 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하여, 회전식 증발기에서 농축시켜, 약간 갈색인 오일로서의 1164.6 g의 POS-4를 얻었다.

(C₄H₉)₂N(CH)₃CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}O₃SCF₃; 아크릴로일옥시에틸-N,N-다이부틸-N-메틸암모늄 트라이플루오로메탄설포네이트 (여기서, "POS-6"으로 명명됨)의 제조: 오버헤드 교반기를 갖춘 500 ㎖ 둥근 바닥 플라스크에, 100.0 g (0.269 ㏖)의 (C₄H₉)₂N(CH₃)CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}O₃SOCH₃, 100 g의 탈이온수, 0.0923 g의 MEHQ, 및 0.023 g의 페노티아진을 주입하였다. 그 다음에, 111.37 g (수중 고형분 72%, 0.269 ㏖)의 리튬 트라이플루오로메탄 설포네이트를 첨가하였다. 15 분간의 교반 후에, 150 g의 다이클로로메탄을 반응물에 첨가하여, 5 분간의 교반 후에, 하부 다이클로로메탄 층을 분리하였다. 수층을 별개의 150 g의 다이클로로메탄으로 재추출하였다. 다이클로로메탄 층을 포함하는 유리 기구를 세척하는데 사용되는 30 g의 추가의 다이클로로메탄과 함께, 2개의 다이클로로메탄 추출물을 합해, 100 g의 탈이온수로 세정하였다. 유기층을 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하여, 회전식 증발기에서 농축시켜, 담갈색 고체로서의 97.59 g의 POS-6를 얻었다.

(C₄H₉)₂N(CH)₃CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}C(SO₂CF₃)₃; 아크릴로일옥시에틸-N,N-다이부틸-N-메틸암모늄 트리스(트라이플루오로메탄설포닐) 메티드 (여기서, "POS-7"로 명명됨)의 제조: 트리스(트라이플루오로메탄설포닐) 메탄, HC(SO₂CF₃)₃, 75.0 g (수중 고형분 60%, 0.10 ㏖)을 4.55 g ( 0.10 ㏖)의 수산화리튬 일수화물로 pH 0으로 중화시켰다. 1.2 g 더 수산화리튬 일수화물 (총 5.75 g)을 첨가하여, pH를 2로 증가시켰다. 0.81 g 더 수산화리튬 일수화물 (총 6.56 g)을 첨가하여, pH를 14로 증가시켰다. 7.08 g의 트리스(트라이플루오로메탄설포닐) 메탄을 첨가하여, 용액의 pH를 pH 14로 하였다. 용액은 모든 산이 중화되고, 제조된 상태로 사용되어, 리튬 트리스(트라이플루오로메탄설포닐) 메티드 수용액의 고형분 51.37%을 얻는 것으로 추정되었다. 오버헤드 교반기를 갖춘 250 ㎖ 둥근 바닥 플라스크에, 20.0 g (0.538 ㏖)의 (C₄H₉)₂N(CH₃)CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}O₃SOCH₃, 30 g의 탈이온수, 0.0295 g의 MEHQ, 및 0.007 g의 페노티아진을 주입하고, 87.59 g (고형분 51.37%, 0.0538 ㏖)의 리튬 트리스(트라이플루오로메탄설포닐)메티드를 첨가하였다. 수분간 교반한 후에, 30 g의 MTBE를 첨가하여, 30 분간 연속 교반하면서, 반응물을 상부 수층과 하부 유기층으로 분리하였다. 유기층을 30 g의 탈이온수로 세정하여, 무수 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하여, 회전식 증발기에서 농축시켜, 갈색 액체로서의 34 g의 POS-7을 얻었다.

C₈H₁₇N(CH₃)₂CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}N(SO₂CF₃)₂; 아크릴로일옥시에틸-N,N-다이메틸-N-옥틸암모늄 비스(트라이플루오로메탄설포닐)이미드 (여기서, "POS-8"로 명명됨)의 제조: C₈H₁₇N(CH₃)₂CH₂CH₂OH^{+ -}N(SO₂CF₃)₂를 미국 특허 제6,372,829호의 실시예 1에 기재된 바와 같이 제조한다. 오버헤드 교반기를 갖춘 500 ㎖ 삼구 둥근 바닥 플라스크에, 125 g (0.259 ㏖)의 C₈H₁₇N(CH₃)₂CH₂CH₂OH^{+ -}N(SO₂CF₃)₂, 35.39 g (0.350 ㏖)의 트라이에틸아민, 및 190.87 g의 MTBE를 주입하였다. 플라스크를 빙욕 중에서 냉각시켜, 30.48 g (0.337 ㏖)의 염화아크릴로일을 30 분간에 걸쳐서 첨가하였다. 1 시간 후에, 125 ㎖의 약 0.02 M HCl을 플라스크에 첨가하여, 5 분간 교반하였다. 층을 분리하여, 상부 유기층을 130 g의 탄산나트륨 포화 수용액으로 30 분간 세정하였다. 상부 유기층을 분리하여, 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하여, 농축시켜, 황색 오일로서의 131.3 g의 POS-8을 얻었다.

C₁₆H₃₃N(CH₃)₂CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ⁺ ^-N(SO₂CF₃)₂; 아크릴로일옥시에틸-N,N-다이메틸-N-헥사데실암모늄 비스(트라이플루오로메탄 설포닐)이미드 (여기서, "POS-9"로 명명됨)의 제조: 오버헤드 교반기, 냉각기, 및 온도 프로브를 갖춘 삼구 3L 둥근 바닥 반응 플라스크에, 234 중량부의 아게플렉스™ FA 1, 617 중량부의 아세톤, 500 중량부의 1-브로모헥사데칸, 및 0.5 중량부의 BHT (부틸하이드록시톨루엔, 미성숙 중합을 방지하도록 저해제로서 첨가된 산화방지제)를 주입하였다. 혼합물을 150 rpm으로 교반하면서 2개의 IR 램프를 사용하여 35℃로 가열하였다. 24 시간 동안 가열한 후에, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 투명한 반응 용액을 둥근 바닥 플라스크로 옮기고, 40℃에서 진공하에 회전 증발에 의해 아세톤을 제거하였다. 얻어진 고체 잔류물을 1 L의 냉각 아세트산에틸과 혼합하여, 10 분간 혼합하였다. 매스를 여과하여, 고체 생성물을 500 ㎖의 냉각 아세트산에틸로 세정하였다. 고체 생성물을 트레이에 옮기고, 40℃의 진공 오븐 중에서 하룻밤 동안 건조시켜, 아크릴로일옥시에틸-N,N-다이메틸-n-헥사데실 암모늄 브로마이드를 얻었다. 오버헤드 교반기를 갖춘 2구 500 ㎖ 둥근 바닥 플라스크에, 25.0 g (0.558 ㏖)의 아크릴로일옥시에틸-N,N-다이메틸-n-헥사데실 암모늄 브로마이드, 및 80 g의 탈이온수를 주입하여, 65℃ 오일욕에서 가열하였다. 그 다음에, 39.56 g (수중 고형분 80.97%, 0.0558 ㏖)의 HQ-115를 한번에 불균일 혼합물에 첨가하여, 65℃에서 1 시간 동안 교반하여, 2개의 액체상을 얻는다. 반응 혼합물을 40℃로 냉각시켜, 49.89 g의 MTBE를 교반하면서 반응 혼합물에 첨가하였다. 5 분 후에, 반응 혼합물을 하부 수층 및 상부 유기층으로 분리하였다. 수층을 25 g의 MTBE로 2회 추출하였다. 합한 MTBE 층을 50 g의 탈이온수로 세정하여, 무수 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하여, 회전식 증발기에서 농축시켜, 황색 액체로서의 39.2 g의 POS-9을 얻었다.

(CH₃)₃NCH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}OSO₂CF₃; 아크릴옥시에틸-N,N,N-트라이메틸암모늄 트라이플루오로메탄설포네이트 (여기서, "POS-10"으로 명명됨)의 제조: 오버헤드 교반기를 갖춘 250 ㎖ 삼구 둥근 바닥 플라스크에, 50.00 g (수중 고형분 79.9%, 0.2063 ㏖)의 아게플렉스™ FA1Q80MC*500 및 15.00 g의 탈이온수를 주입하였다. 이 용액을 오일욕 중에서 45℃로 가열하였다. 용액에, 10 초간에 걸쳐서, 42.91 g (수중 고형분 75%, 0.2063 ㏖)의 리튬 트라이플루오로메탄설포네이트 (Li⁺ ^-OSO₂CF₃)를 신속하게 첨가하고, 1.5 시간 후에, 75 g의 다이클로로메탄을 첨가하여, 분상을 개시하였다. 얻어진 2상계를 분액 깔때기에 옮겨, 하부 (유기) 층을 50 g의 탈이온수로 세정하였다. 얻어진 수상을 제 1 수상과 배합하여, 80℃에서 에어 버블러 및 약간의 흡인 진공으로 증류하여, 걸쭉한 백색 액체로서의 53 g의 POS-10을 얻었는데, 편상 (flaky) 백색 왁스로 고화되었다.

(CH₃)₃NCH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}OSO₂C₄F₉; 아크릴옥시에틸-N,N,N-트라이메틸암모늄 (1,1,1,2,2,3,3,4,4-노나플루오로)부탄설포네이트 (여기서, "POS-11"로 명명됨)의 제조: 오버헤드 교반기를 갖춘 250 ㎖ 삼구 둥근 바닥 플라스크에, 50.00 g (수중 고형분 79.9%, 0.2063 ㏖)의 아게플렉스™ FA1Q80MC*500 및 20.11 g의 탈이온수를 주입하였다. 이 용액을 오일욕에서 45℃로 가열하였다. 용액에, 10 초간에 걸쳐서, 140.28 g (수중 고형분 40%, 0.2063 ㏖)의 리튬 (1,1,1,2,2,3,3,4,4-노나플루오로)부탄설포네이트 (Li⁺ ^-OSO₂C₄F₉)를 신속하게 첨가하고, 1.5 시간 후에, 2상계를 분액 깔때기에 옮겨, 하부 (유기) 층을 50 g의 탈이온수로 세정하였다. 얻어진 유기상을 80℃에서 에어 버블러 및 약간의 흡인 진공으로 증류하여, 걸쭉한 백색 액체로서의 73 g의 POS-11을 얻었는데, 부서지기 쉬운 백색 고체로 고화되었다.

(CH₃CH₂CH₂CH₂)₂N(CH₃)CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}OSO₂C₄F₉; 아크릴옥시에틸-N,N-다이부틸-N-메틸암모늄 (1,1,1,2,2,3,3,4,4-노나플루오로) 부탄설포네이트 (여기서, "POS-12"로 명명됨)의 제조: 오버헤드 교반기를 갖춘 1L 삼구 둥근 바닥 플라스크에, 100.00 g (고형분 100%, 0.4390 ㏖)의 아크릴옥시에틸-N,N-다이부틸아민을 주입하였다. 이 용액을 45℃에서 교반하여, 56.46 g (1.02 eq., 0.4477 ㏖)의 다이메틸설페이트를 공기하에 1 시간에 걸쳐서 적가하였다. 약 25%의 DMS를 첨가한 후에, 123 g의 아세톤을 첨가하여, 갈색 고체인 생성물을 가용화하고, 온도를 40℃로 내렸다. 반응을 총 4 시간 동안 진행시켜, 아세톤을 56℃ 및 대기압에서 1 시간 동안 증류시킨 다음에, 물 흡인 진공하에 1 시간 동안 증류시켰다. 최종 생성물은 갈색 내지 황색 고체로, 직접 분리하지 않았다. 이 고체를 156 g의 탈이온수에 용해시켜, 45℃에서 교반하였다. 1 분간에 걸쳐서, 335.84 g (수중 고형분 40%, 0.4390 ㏖)의 리튬 (1,1,1,2,2,3,3,4,4-노나플루오로)부탄설포네이트 (Li⁺ ^-OSO₂C₄F₉)를 첨가하였다. 용액의 점도를 저하시키 위해, 100 g의 탈이온수를 첨가하였다. 온도를 50℃로 증가시켜, 분취량을 취해, 필터 페이퍼를 갖춘 세라믹 필터를 통해 여과시켰다. 얻어진 백색 고체는 생성물 농도에 관해 본 발명자의 추정에 부합하며, 그 다음에, 전체 반응물을 동일한 방법으로 여과하였다. 필터 케이크를 100 g의 탈이온수로 4회 세정하여, 고체를 손으로 보다 미세한 분말로 분해하여, 50℃ 오븐에서 하룻밤 동안 건조시켰다. 203.9 g의 백색/갈색 고체로서 분리된 POS-12를 얻었다.

(CH₃)₃NCH₂CH₂OC(O)CH=CH₂ ^{+ -}O₃SOCH₃; 아크릴로일옥시에틸-N,N,N-트라이메틸암모늄 메틸설페이트 (여기서, "POS-13"으로 명명됨)의 제조: 오버헤드 교반기를 갖추고 환류 냉각기가 설치된 250 ㎖ 둥근 바닥 플라스크에, 50 g (0.349 ㏖)의 다이메틸아미노에틸 아크릴레이트를 주입하였다. 플라스크를 실온에서 건조 공기하에 오일욕에 배치하고, 압력 평형 첨가 깔때기에 44.03 g (0.349 ㏖)의 황산다이메틸을 5.5 시간에 걸쳐서 첨가하였다. 오일욕 온도를 30℃로 증가시키고, 2 시간에 걸쳐 50%의 황산다이메틸 첨가를 완료하였다. 오일욕 온도를 40℃로 증가시키고, 3 시간에 걸쳐 75%의 황산다이메틸 첨가를 완료하였다. 오일욕 온도를 60℃로 증가시키고, 3.5 시간에 걸쳐 80%의 황산다이메틸 첨가를 완료하였다. 6.75 시간에서, 오일욕을 80℃로 가열하여, POS-13를 황갈색 액체로서 분리하였다.

C₁₂H₂₅N(CH₃)(CH₂CH₂OC(O)CH=CH₂)₂ ^{+ -}N(SO₂CF₃)₂; 비스-(아크릴로일옥시에틸)-N-메틸-N-도데실암모늄 비스(트라이플루오로메탄설포닐)이미드 (여기서, "POS-14"로 명명됨)의 제조: POS-14를 미국 특허 출원 공개 제2007141329호의 "정전기 방지제 C의 제조"에 기재된 바와 같이 제조하였다. 오버헤드 교반기를 갖춘 250 ㎖ 삼구 둥근 바닥 플라스크에, 40 g (0.0706 ㏖)의 C₁₂H₂₅N(CH₃)(CH₂CH₂OH)₂ ^{+ -}N(SO₂CF₃)₂, 17.14 g (0.1694 ㏖)의 트라이에틸아민, 및 71.84 g의 다이클로로메탄을 주입하였다. 플라스크를 빙욕에서 냉각하여, 14.70 g (0.1624 ㏖)의 염화아크릴로일을 45 분간에 걸쳐서 첨가하였다. 추가로 2.25 시간 후에, 71.84 ㎖의 물을 플라스크에 첨가하여, 10 분간 교반하였다. 층을 분리하여, 수백 ppm의 4-메톡시페놀 (MEHQ, Sigma-Aldrich)을 상부 유기층에 첨가하여, 농축시켜, 오렌지색 오일로서의 50 g의 POS-14를 얻었다.

실시예 1 내지 실시예 12

정전기 방지 코팅 조성물

실시예 1 내지 12에서, 40 중량부의 중합성 오늄 염 POS-1을 35 중량부의 일작용성 아크릴레이트, 25 중량부의 다작용성 아크릴레이트, 및 0.5 중량부의 광개시제로서의 이르가큐어™ 819와 혼합하여, 다양한 액체 자외선 경화성 정전기 방지 코팅 조성물을 제조하였다. 사용된 일작용성 아크릴레이트는 하기에 나타낸 것으로서 선택되었다: SR 339 (2-페녹시 에틸 아크릴레이트), 에베크릴™ 110 (에톡실화₂ 페놀 아크릴레이트), CD 9087 (에톡실화₃ 페놀 아크릴레이트), 및 CD 9088 (에톡실화₆ 페놀 아크릴레이트). 사용된 다작용성 아크릴레이트는 하기에 하기에 나타낸 것으로서 선택되었다: 에베크릴™ 8402 (지방족 우레탄 다이아크릴레이트), SR 494 (에톡실화 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트), 및 SR 9035 (에톡실화₄ 펜타에리드리톨 테트라아크릴레이트). 특정한 정전기 방지 코팅 제제는 하기 표 1에 나타낸다. 각 혼합물을 밀봉된 샘플 병에서 30 분간 60℃로 가열하여, 손으로 격렬하게 진탕시켜 혼합시킨 다음에, 주위 조건으로 냉각시켰다. 실온에서 모든 용액은 균일하고 투명하며, 광개시제로 인해 담황색이었으며, 적당한 점도를 나타내었다.

[표 1]

정전기 방지 제제의 코팅 및 경화

실험실 규모의 코팅 장치를 사용하여, 코팅된 필름 샘플을 제조하였다. 후술되는 코팅 장치 및 코팅 절차는 미국 특허 제6,899,922호에 상세히 기재되어 있다. 장치를 사용하여, 액체 자외선 경화성 정전기 방지 코팅 조성물을 직사각형의 비퀴티™ DBEF II 필름 (3M) 피스 상에 연속적인 공극이 없는 균일한 코팅을 정밀하게 적용하였다. 코팅용 필름 시험편을 장치의 마운팅 롤 주위에 원주상으로 랩핑하여, 필름의 단부가 갭 없이 최소한의 오버랩으로 거의 동일 평면상에서 만나도록 하였다. 그 다음에, 마운팅 롤을 제 1 및 제 2 픽 앤 플레이스 (pick-and-place) 롤 위에 배치하여, 필름을 마운팅 롤과 각각의 이들 2개의 지지 보조 롤 사이에 끼웠다. 시린지 펌프, 모델 퓨전 (FUSION)™ 200 (Chemyx, Inc. 제 (Stafford, TX))을 통해 알려진 체적의 코팅 제제의 정밀한 분배에 의해, 코팅 두께를 조절하였다. 장치의 3개의 롤이 구동되어 회전됨에 따라, 진동 운반 시스템을 사용하여, 제 1 이송 롤의 동작 폭을 가로질러 가요성 타이곤 (TYGON)™ 튜빙의 1.6 ㎜ (1/16 인치) ID 피스를 통해, 계량된 코팅 체적을 분배하였다. 이때문에 코팅이 제 1 롤의 동작 폭에 다수의 비드로서 반대측의 나선형 패턴으로 효과적으로 운반되므로, 횡방향 코팅 균일성이 얻어졌다. 코팅 체적의 전체량 (full complement)이 제 1 롤에 분배된 후에, 제 1 및 제 2 롤의 습윤 표면이 마운팅 롤 상의 필름 표면과 연속적으로 접촉되도록 롤 회전을 유지하였다. 그리하여, 코팅 제제를 보조 롤에 의해 랜덤하게 반복적으로 필름 기재로부터 얻어 다시 필름 기재 상에 옮겼다. 코팅이 롤 회전 방향으로 균등하게 분배될 때까지, 코팅 장치의 롤을 다수의 회전수로 회전시켰다. 이렇게 하여, 비퀴티™ DBEF II 필름 피스 상의 시험 코팅 영역에 대하여 균일한 피복이 달성되었으며, 상기 영역은 제 1 및 제 2 이송 롤의 동작 폭 및 마운팅 롤의 원주에 의해 한정된다. 표 1의 제제 각각에 대하여 1, 2, 3, 및 4 마이크론의 코팅 두께를 달성하도록 시린지 이송 체적을 세팅하였다. 모든 정전기 방지 코팅을 실온에서 행하였다. 이러한 장치는 이하, "실험실 규모의 멀티롤 코터"로 명명된다.

상술한 바와 같이 적용된 코팅 제제를, 퓨전™ UV D 벌브 (bulb) (Fusion UV Systems Inc. 제 (Gaithersburg, MD))를 갖춘 UV 프로세서를 사용하여 경화시켰다. 우선, 각 시험편을 이의 코팅된 측면을 위로 하여 온도 제어된 히팅 플래턴 (heating platen) 상에 배치하여, 코팅된 시험편을 60℃ (140℉)로 30 초간 예열하였다. 그 다음에, 시험편을 UV 프로세서의 컨베이어에 즉시 배치한 후에, 100%로 세팅된 D 벌브 파워 세팅으로 경화 챔버를 통해 시험편을 9.1 m/min. (30 ft/min.)으로 운반하였다. 코팅된 측면을 자외선 광원과 대향하도록 배향하였다. 본질적으로 무산소 조건하에 경화를 행하도록 경화 챔버를 질소로 퍼징하였다. 경화된 코팅의 터칭 및 러빙에 의해 명백한 바와 같이, UV 프로세서에서 회수한 코팅은 투명하고, 평탄하며, 실온에서 실질적으로 고체이었다.

정전기 방지 코팅의 특성 평가

상기에 기록된 절차대로 각 코팅 두께에서 비퀴티™ DBEF II 상의 각 제제 코팅에 대하여 전하 감쇠를 측정하였다. 6개의 측정값의 평균을 비퀴티™ DBEF II 필름 상에 운반된 각 코팅 두께 (1, 2, 3, 및 4 마이크론)의 각 제제에 대하여 기록하였으며, 이들은 표 2의 "정전기 방지 코팅을 갖는 DBEF II"로 라벨링된 컬럼에 나타낸다.

프리즘 오버코트 절차

이어서, 광개시제를 0.3% 대신에 1.0%를 사용하는 것을 제외하고는, 미국 특허 출원 공개 제2009/0017256호 (Hunt 등)에 인용된 것과 유사한 광학 등급 아크릴레이트 수지, 표 1의 수지 R8을 사용하여, 표 2의 각각의 비퀴티™ DBEF II 시험편에 적용된 정전기 방지 코팅을 90 도, 50 피치, BEF 프리즘으로 오버코팅하였다. 미국 특허 제5,771,328호 (Wortman 등)에 기재된 바와 같이, 50 마이크론의 피치에서 90° 나사산의 각도 프리즘 형태를 가지며, 피크가 기준면 위쪽의 제 1 거리에 배치된 다수의 프리즘 엘리먼트를 갖는 제 1 존 및 피크가 기준면으로부터 보다 짧은 거리에 배치된 다수의 프리즘 엘리먼트를 갖는 제 2 존을 포함하는 프리즘 존의 반복 패턴을 갖는 36 ㎝ × 46 ㎝ (14 인치 × 18 인치)의 플랫 툴 (tool)을 기계적 지지 및 보온 특성을 위해 4.8 ㎜ (3/16 인치) 알루미늄 플레이트 상에 장착하였다. 툴을 툴의 장축 (46 ㎝ (18 인치))에 평행하게 프리즘의 축에 배치하였다. 이러한 어셈블리를 이러한 타겟 온도로 세팅된 열적으로 제어된 핫 플레이트 상에서 60℃ (140℉)로 예열하였다. 광학 아크릴레이트 수지로 된 코크 사이즈 (caulk-sized) 비드를 툴의 상부 36 ㎝ (14 인치) 에지에 적용하였다. 그 다음에, 정전기 방지제로 코팅된 비퀴티™ DBEF II의 시험편을 툴과 대향하는 경화된 정전기 방지제로 코팅된 표면을 갖는 툴에 라미네이션하였다. 그 다음에, 실험실 롤 라미네이션 머신 (모델 카테나 (Catena) 35 (General Binding Corporation 제 (Northbrook, IL)))을 BEF 프리즘 코팅 절차에 사용하였다. 실험실 규모의 라미네이터를 4.8 ㎜ (3/16 인치)의 갭 세팅, 60℃ (140℉)의 롤 온도, 및 3의 속도 세팅으로 작동시켰다. 리딩 에지 (leading edge)로서 광학 아크릴레이트 수지 비드를 갖는 에지와 함께, 시험편이 라미네이터의 닙 롤을 통해 진행함에 따라, 광학 등급 아크릴레이트 비드가 툴의 장축 아래로 얇은 층으로 확산되어, 비경화된 광학 아크릴레이트 수지가 정전기 방지 코팅을 균등하게 적시고, 동시에 툴링의 프리즘 형태를 채웠다. 라미네이션 직후에, 시험편을 퓨전™ UV D 벌브 (Fusion UV Systems Inc. 제)를 갖춘 실험실 규모의 UV 프로세서를 사용하여 툴 상에서 경화시켰다. 라미네이트를 자외선 광원과 대향하는 비퀴티™ DBEF II 필름으로 처리하여, 샌드위치된 광학 수지를 DBEF II 필름을 통과하여, 툴링을 향해 수지를 통해 이동하는 자외선광으로 경화시켰다. UV 프로세서의 선속도는 9.1 m/min (30 ft/min)이며, UV 파워를 100%로 세팅하였다. 경화 시에 질소 퍼징을 사용하지 않았다. 완성된 프로토타입 시험편을 특성 평가를 위해 경화한 직후에 툴로부터 제거하였다. 이는 정전기 방지 코팅에 대하여, 전체 연속 프리즘 구조체 두께가 26 내지 28 마이크론인 연속 경화된 BEF 프리즘 코트를 제공하였다.

프리즘 오버코팅된 정전기 방지 샘플의 특성 평가

BEF 프리즘 오버코트 이전의 시험편을 특성화하는데 사용된 것과 동일한 시험 절차를 사용하여, 필요한 전처리 (preconditioning) 사이클 (공칭 50% RH 및 RT에서 12 시간) 후에, 프리즘 코팅된 시험편을 다시 전하 감쇠에 대하여 특성 평가를 행하였다. 이들 결과는 표 2의 "정전기 방지 코팅 및 프리즘 오버코트를 갖는 DBEF II"로 라벨링된 컬럼에 나타나 있다.

정전기 방지 코팅의 유리 전이 온도의 측정

표 1에 나타낸 것과 동일한 제제를 각각 프라이밍되지 않은 (unprimed) 127 마이크론 (5 밀)의 PET 필름에 발랐다. 코팅 바를 사용하여, 덜 균일하지만 훨씬 더 두터운 10 내지 20 마이크론의 코팅이 얻어졌다. 그 다음에, 이들 시험편을 비퀴티™ DBEF II 상의 정전기 방지 코팅의 경화에 대하여 상술한 것과 동일한 예열 처리 (preheat regimen) 및 UV 프로세스 조건하에 경화시켰다. 각 경화된 시험편을 프라이밍되지 않은 PET 필름으로부터 용이하게 제거하여, 상기에 요약된 시험 절차를 이용하여 유리 전이 온도의 DSC 특성 평가를 위해 회수하였다. DSC 히팅 스캔으로부터의 T_g는 표 2의 "DSC로부터의 유리 전이 온도"로 라벨링된 컬럼에 나타나 있다.

전하 감쇠 및 유리 전이 온도

표 2에 요약된 대부분의 코팅된 필름 실시예는 이들의 낮은 전하 감쇠값으로 알 수 있는 바와 같이 우수한 정전기 방지 특성을 나타낸다. 이들 제제 각각은 정전기 방지 성능을 위한 활성제인 것으로 여겨지는 아크릴로일옥시에틸-N,N,N-트라이메틸암모늄 비스(트라이플루오로메탄설포닐)이미드 (POS-1)를 40% 포함하고 있지만, 비퀴티™ DBEF II 필름 상의 유사한 두께의 경화된 코팅에서도 측정된 전하 감쇠에 현저한 차이가 있었다. DSC 데이터에 비추어 이러한 전하 감쇠 차이를 조사한 바, 낮은 유리 전이 온도가 보다 나은 전하 감쇠에 유리하다는 것을 시사한다. -10℃ 미만의 T_g 값의 경우, 비퀴티™ DBEF II 상에 코팅되어 경화된 제제의 전하 감쇠값은 보통 0.1 초에 훨씬 못 미치고, 때로는 0.01 초에 근접한다. 다른 극단적인 예로는, 경화된 제제의 유리 전이 온도가 지나치게 높으면, 코팅된 필름의 전하 감쇠가 높았으며, 지나치게 높아서 일부 용도에 있어서의 정전기 방지 구조체로서 쓸모가 없게 될 수 있다. 이의 구체적인 예는 실시예 5에 발견되는데, 경화된 제제의 T_g가 36.6℃이고, 코팅된 비퀴티™ DBEF II의 관련된 전하 감쇠가 1 내지 4 마이크론의 코팅 두께의 경우에 17 초를 초과하였다.

의외로, 정전기 방지 성능은 BEF 프리즘을 사용한 오버코팅에서는 저하되지 않으며, 다수의 경우에는 BEF 프리즘을 사용한 오버코팅 후에 실질적으로 향상되었다 (전하 감쇠가 감소됨). 예를 들어, 비퀴티™ DBEF II 상에 약 1 마이크론의 최종 두께로 코팅되어 경화된 실시예 7의 제제는 전하 감쇠가 1.98 초이었다. BEF 프리즘을 사용한 오버코팅 후에, 최종 구조체는 전하 감쇠가 0.59 초이었다. 이러한 전하 감쇠 시간은 휘도 향상 필름을 백라이트 어셈블리에 조립함에 있어서의 결함을 방지하기 위해 유의적인 시간 스케일로 전하를 소산하도록 충분히 낮다.

[표 2]

비교예 C13 및 C14

비교하기 위해, 정전기 방지 코팅을 갖지 않은 비퀴티™ DBEF II 필름, 및 개재 정전기 방지 코팅을 갖지 않은 필름 상에 직접 코팅된 90도, 50 피치 프리즘을 갖는 DBEF II 필름의 전하 감쇠를 측정하였다. 이들 시험편 각각은 적어도 4000 볼트의 최소 전하를 허용할 수 없기 때문에, 실질적으로 정전기 방지성을 나타낼 수 없는 것으로 간주되었다.

비교예 C15 내지 C20

비교예 C15 내지 C20의 코팅 조성물을 각각, 실시예 1 내지 5 및 실시예 12와 유사하게 디자인하나, 중합성 오늄 염을 사용하지 않았다. 제제는 표 3에 나타낸다.

[표 3]

실시예 1 내지 12에 기재된 것과 동일한 절차를 이용하여, 표 3의 혼합물을 각각 밀봉된 샘플 병에서 30 분간 60℃로 가열하여, 손으로 격렬하게 진탕시켜 혼합시키고, 최종적으로 주위 조건으로 냉각시켰다. 실온에서, 비교예 C15 내지 C20의 용액은 이들의 카운터파트 (실시예 1 내지 5 및 12)와 유사하며, 균일하고 투명하며, 광개시제로 인해 담황색을 나타내는 것으로 밝혀졌다.

이들 비교용 코팅예를 4 마이크론의 단일 코팅 두께로 제조하는 것을 제외하고는, 비퀴티™ DBEF II 상의 비교예 C15 내지 C20의 제제의 코팅을 상기에 요약된 된 것과 동일한 절차 및 장치를 사용하여 달성하였다. 90°, 50 피치 BEF 프리즘을 사용한 4 마이크론 코팅의 오버코팅을 이미 기재된 바와 같이 행하였다. 표 4는 각각의 경화된 제제의 유리 전이 온도, 비퀴티™ DBEF II 상의 4 마이크론 코팅 제제의 전하 감쇠, 및 최종적으로 BEF 프리즘을 사용한 오버코트 후에 비퀴티™ DBEF II 상의 4 마이크론 코팅의 시험편의 전하 감쇠를 나타낸다. 이들 데이터는 표 2에 나타낸 실시예 1 내지 5 및 실시예 12의 결과에 직접 비교될 수 있다.

[표 4]

일반적으로, 표 4의 프리즘 오버코트를 갖는 모든 샘플의 전하 감쇠는 샘플이 정전기 방지성을 나타내지 않거나 (wnc로 지칭됨) 매우 긴 전하 감쇠 시간을 갖다는 것을 나타내므로, 사실상 정전기 방지 광학 필름 구조체로서 유용하지 않는 것으로 간주되었다.

실시예 21 내지 33

표 5는 다양한 주입량의 중합성 오늄 아크릴로일옥시에틸-N,N,N-트라이메틸암모늄 비스(트라이플루오로메탄설포닐) 이미드를 사용하여 제조한 일련의 정전기 방지 코팅 제제를 나타낸다. 이들 제제 중의 중합성 오늄 염의 양은 0.5 wt% 내지 90 wt%의 범위이며, 이의 조성은 주입된 전체 아크릴레이트의 중량 퍼센트로서 측정된다. 동일한 다작용성 및 일작용성 아크릴레이트 쌍을 이들 제제의 각각에서 중합성 오늄 염과 함께 사용하였다. 사용한 다작용성 아크릴레이트는 에베크릴™ 8402이었다. 사용한 일작용성 아크릴레이트는 SR 339이었다. 에베크릴™ 8402 대 SR 339의 질량비가 0.714로 일정하도록 조성물을 제제화하였다. 사용한 광개시제는 이르가큐어™ 819이었다. 실시예 21 내지 33의 특정한 정전기 방지 코팅 제제는 표 5에 나타낸다. 이전의 실시예에서와 같이, 이들 혼합물을 각각 밀봉된 샘플 병에서 30 분간 60℃로 가열하여, 손으로 격렬하게 진탕시켜 혼합시키고, 최종적으로 주위 조건으로 냉각시켰다. 실온에서 모든 용액은 균일하고 투명하며, 광개시제로 인해 담황색이었으며, 적당한 점도를 나타내었다.

[표 5]

실시예 21 내지 33의 제제를 이들 실시예가 3 마이크론의 단일 정전기 방지 코팅 두께로 한정되는 것을 제외하고는, 상기에 요약된 것과 동일한 절차 및 장치를 사용하여, 비퀴티™ DBEF II 상에 고팅하여 경화시켰다. 90°, 50 피치 BEF 프리즘을 사용한 3 마이크론 정전기 방지 코팅의 오버코트도 유사하게 완료하였다. 표 6은 이전의 실시예에서와 같이 행해진 BEF 프리즘 구조체를 사용한 오버코팅 후의 각각의 경화된 정전기 방지 제제의 유리 전이 온도, 비퀴티™ DBEF II 상의 3 마이크론 코팅 제제의 전하 감쇠, 및 비퀴티™ DBEF II 상의 3 마이크론 코팅의 시험편의 전하 감쇠를 나타낸다. 또한, 프리즘 오버코팅된 구조체의 크로스 해치 박리 접착력을 각각에 대하여 4회 측정하여, 평균 박리 접착력 등급도 표 6에 나타내었다.

[표 6]

놀랍게도, 낮은 전하 감쇠 시간이 의외로 낮은 중합성 오늄 염의 농도에서도 지속되며, 특히 유용한 정전기 감쇠 시간 (5 초)이 중합성 오늄 염의 농도가 2 wt%로 낮은 농도에서 실현되었다. 이러한 효과는 어느 정도는 이러한 낮은 범위의 조성에 나타나는 낮은 T_g로 인한 것일 수 있다. 고 레벨의 중합성 오늄 염에서, 프리즘 및 정전기 방지 코팅의 접착력이 약화되어, 중합성 오늄 염이 50 wt%를 초과하면 접착에 지장을 초래하게 되었다. 코팅/프리즘 접착 내구성과 함께 정전기 방지 성능을 효과적으로 밸런스시키는 이러한 타입의 광학 필름 구조체의 정전기 방지 코팅에 대한 최적 조성은 중합성 오늄 염의 화학적 성질에 대한 이러한 특정한 선택에 있어서 2 wt% 내지 50 wt%일 수 있으며, 코팅 제제의 코-아크릴레이트에 대하여 이러한 선택과 관련되었다.

실시예 34 내지 39 및 41, 및 비교예 C40 및 C42 내지 C47

실시예 34 내지 39 및 41, 및 비교예 C40 및 C42 내지 C47에서, 다수의 중합성 오늄 염의 대상에 대하여 특정한 대표적인 아크릴레이트 코팅 제제와의 상용성을 시험하였다. 이러한 시험 프로토콜의 아크릴레이트 코팅 혼합물은 모두 35 중량부의 SR 339, 25 중량부의 에베크릴™ 8402, 및 0.5 중량부의 광개시제 이르가큐어™ 819로 구성된 아크릴레이트 혼합물과 배합된 40 중량부의 중합성 오늄 염을 기제로 하였다. 시험된 다양한 중합성 오늄 염의 화학적 성질은 표 7에 나타나 있다.

이전의 실시예에 기재된 혼합 프로세스와 상응하게, 표 7에 기재된 각각의 중합성 오늄 염을 샘플 병으로 아크릴레이트 제제와 배합하여, 스크루 캡으로 밀봉한 후에, 대류식 오븐에서 30 분간 60℃로 가열하였다. 각 샘플을 30 분간의 가열 사이클 과정 중에 손으로 간헐적으로 격렬하게 진탕시켰다. 가열 및 진탕 후에, 각각의 샘플을 주위 조건으로 냉각시켰다. 샘플을 RT 조건에서 2일 이하로 정치시킨 다음에, 균일성을 육안으로 평가하였다.

실시예 34 내지 39 및 41의 용액은 각각 균일하고 투명하며, 광개시제로 인해 담황색이었다. 비교예 C40 및 C42 내지 C47에서는 액체층으로의 성층화, 고체 침전물의 형성, 또는 경우에 따라서는 불투명한 고 점도 페이스트의 형성으로부터 알 수 있는 바와 같이 완전히 불균일성을 나타내는 혼합물을 얻었다.

본 조사 연구의 각각의 제제를 비퀴티™ DBEF II 상에 코팅하여 경화시키기 위해, 이전에 기재된 실험 프로토콜을 사용하였다. 비교예 C40 및 C42 내지 C47의 혼합물의 불균일성으로 인해, 이들은 균일한 코팅을 얻도록 효과적으로 처리될 수 없었다. 그러나, 실시예 34 내지 39 및 41의 제제는 비퀴티™ DBEF II 상에 약 3 마이크론의 완성된 두께로 성공적으로 코팅되어 경화되었다. 실시예 34 내지 38에서는 표 7에 나타낸 바와 같이, 매우 적절한 전하 감쇠를 갖는, 아주 투명하고, 평탄하며, 균일한 경화된 코팅을 얻었다. 실시예 39 및 41의 코팅은 아주 조금 줄무늬가 있는 피니쉬를 나타내었다. 그러나, 이들 제제는 광학 필름 구조체에로의 응용에 미미하게 허용되는 것으로 여겨지며, 또한 양호한 전하 감쇠를 나타내는 것으로 입증되었다.

[표 7]

실시예 48

40 중량부의 중합성 오늄 염 아크릴로일옥시에틸-N,N,N-트라이메틸암모늄 비스(트라이플루오로메탄설포닐) 이미드 (POS-1), 35 중량부의 SR 339, 25 중량부의 에베크릴™ 8402, 및 0.5 중량부의 이르가큐어™ 819 광개시제를 혼합하여, 정전기 방지 코팅 제제를 제조하였다. 이러한 제제를 통상적인 127 마이크론 (5 밀)의 2축 배향된 접착 프라이머를 갖는 PET 필름 멜리넥스™ 618 (DuPont Teijin Films 제 (Hopewell, VA)) 상에 코팅하여 경화시켰다. 하나의 시험편을 각각 1, 2, 3, 및 4 마이크론의 4개의 코트 두께로 제조하였다. 제제의 혼합, 및 127 마이크론 (5 밀) PET의 프라이밍된 표면 상에서의 제제의 코팅 및 경화를 실시예 1 내지 12에 기재된 기기 및 실험 프로토콜을 이용하여 달성하였다. 샘플을 또한 실시예 1 내지 12에 기재된 절차 및 재료를 이용하여, 90/50 BEF 프리즘으로 오버코팅하였다. BEF 프리즘을 사용한 오버코팅 전후의 전하 감쇠 및 프리즘 코팅된 구조체의 평균 크로스 해치 박리는 표 8에 나타낸다.

[표 8]

실시예 49 내지 54

40 중량부의 중합성 오늄 아크릴로일옥시에틸-N,N,N-트라이메틸암모늄 비스(트라이플루오로메탄설포닐) 이미드를 60 중량부의 선택된 다작용성 아크릴레이트와 혼합하여, 일련의 정전기 방지 코팅 제제를 제조하였다. 각각의 제제는 표 9에 나타낸 단일 다작용성 아크릴레이트 및 0.5 중량부의 이르가큐어™ 819 광개시제 (비오늄 일작용성 아크릴레이트를 사용하지 않았음)의 특징을 나타냈다. 이전의 실시예에 기재된 절차대로, 이들 혼합물을 각각 밀봉된 샘플 병에서 약 30 분간 60℃로 가열하여, 손으로 격렬하게 진탕시켜 혼합시키고, 최종적으로 주위 조건으로 냉각시켰다. 실온에서 모든 용액은 균일하고, 투명하며, 광개시제로 인해 담황색을 나타내었다.

실온에서 점도를 감소시켜 코팅을 촉진시키기 위해 실시예 49의 제제를 20 중량부의 아이소프로필 알코올 (IPA)로 희석시키는 것을 제외하고는, 실시예 49 내지 54의 제제를 상기에 요약된 것과 동일한 절차 및 장치를 이용하여 비퀴티™ DBEF II 상에 코팅하여 경화시켰다. 경화시키기 직전에 60℃ (140℉) 플래턴 상에서의 표준 30 초간의 예열 시에 실시예 49의 코팅된 시험편의 IPA를 건조시켰다. 실시예 49 내지 54의 각각의 제제에 대한 코팅 두께는 3 마이크론이었다. 90도, 50 피치 BEF 프리즘을 사용한 경화된 3 마이크론 정전기 방지 코팅의 오버코팅은 상술한 동일한 실험 프로토콜하에 완료하였다.

표 9는 경화된 정전기 방지 제제의 유리 전이 온도를 나타낸다. 전이가 지나치게 넓고 확산되어서 시험편 서모그램과 구별될 수 없었기 때문에, 실시예 50 및 51의 제제의 유리 전이 온도는 상술한 표준 DSC 기술를 이용하여 측정될 수 없었다. 비교를 위해, 이들의 제조업자에 의해 공개된 구성성분인 시판용 아크릴레이트의 유리 전이 온도가 또한 표 9에 나타나 있다. 비퀴티™ DBEF II 상의 3 마이크론 코팅 제제 상의 전하 감쇠, 및 BEF 프리즘 구조체를 사용한 오버코팅 후의 시험편의 전하 감쇠를 측정하여 나타내었다. 또한, 프리즘 오버코팅된 구조체의 박리 접착력 등급을 각각 4회 측정하여, 평균 박리 접착력 등급도 표 9에 나타내었다.

[표 9]

이러한 결과로부터, 정전기 방지 성능이 중합성 오늄 염과 단일 다작용성 아크릴레이트의 보다 단순한 배합에 기초한 효과적인 아크릴레이트 코팅으로 나타난다는 것을 명백히 알 수 있다. 게다가, 전하 감쇠는 여전히 경화된 코팅의 글래스 전이와 큰 연관성을 보여 주었다. 실제값이 실시예 50 및 51로부터 얻어질 수 없지만, 이들 3개의 높은 T_g가 구성성분인 다작용성 아크릴레이트의 공개된 T_g로부터 추정될 수 있다. 또한, 실시예 50 및 51의 코팅은 실시예 52, 53, 및 54의 카운터파트보다 식별할 수 있을 정도로 모듈러스가 더 높았는데 (촉감이 더 딱딱함), 이들이 더 높은 T_g를 갖는다는 것을 시사한다.

실시예 55 내지 58

상술한 표준 혼합 프로토콜을 이용하여, 40 중량부의 중합성 오늄 염 아크릴로일옥시에틸-N,N,N-트라이메틸암모늄 비스(트라이플루오로메탄설포닐) 이미드, 35 중량부의 SR 339, 25 중량부의 에베크릴™ 8402, 및 0.5 중량부의 이르가큐어™ 819 광개시제를 혼합하여 정전기 방지 코팅 제제를 제조하였다. 그 다음에, 이러한 제제를 동일 부분의 아이소프로판올 (IPA)로 희석하여, 코팅용 50% 고형분 용액을 형성하였다. 그 다음에, 이러한 레시피를 상술한 실험실 규모의 멀티롤 코터를 이용하여 비퀴티™ DBEF II 상에 코팅하였다. 코팅 직후에, 각각의 시험편을 60℃ (140℉)의 대류식 오븐에서 2 분간 즉시 가열하여, 코팅의 IPA를 건조시켰다. 이러한 단계는 자외선 경화 직전에 100% 고형분 코팅된 샘플을 예열하도록 사용되는 플래턴 가열 단계 대신에 제공되었다. 그 다음에, DBEF II 상의 건조된 아크릴레이트 코팅의 경화를 UV 프로세서를 사용하여 표준 프로토콜에 의해 달성하였다. 코팅 두께를 멀티롤 코터로 이송된 코팅 용액의 양에 의해 조절하여, 각각 건조 및 경화된 코팅 두께가 0.25, 0.50, 1.0 및 2.0 마이크론인 실시예 55 내지 58의 시험편을 얻었다. 샘플 각각을 또한 BEF 프리즘으로 오버코팅하였다. BEF 프리즘을 사용한 오버코팅 전후의 전하 감쇠 및 프리즘 코팅된 구조체의 평균 크로스 해치 박리는 표 10에 나타낸다.

[표 10]

본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 이의 바람직한 실시예와 관련하여 충분히 설명되었지만, 다양한 변경 및 변형이 당업자에게 명백하다는 것을 유념하여야 한다. 그러한 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위로부터 벗어나지 않는 한, 첨부된 특허청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

다수의 특허 및 특허 출원이 본 명세서에 언급되어 있으며, 각각 그 전체 내용이 참조로 포함되어 있다.

Claims

제 1 광학 부재와, 제 2 광학 부재와, 음이온을 갖는 적어도 하나의 중합성 오늄 염 및 적어도 하나의 비오늄 중합성 모노머, 올리고머 또는 폴리머를 포함하는 혼합물의 반응 생성물을 포함하는, 상기 제 1 광학 부재와 상기 제 2 광학 부재 사이에 배치된 정전기 방지층을 포함하는 광학 장치.
제 1 항에 있어서, 오늄 염은 사차 암모늄 염인 광학 장치.
[청구항 2a]
제 1 항에 있어서, 음이온은 플루오로케미컬 (fluorochemical) 음이온인 광학 장치.
제 2a 항에 있어서, 플루오로 유기 음이온은 이미드인 광학 장치.
제 2a 항에 있어서, 플루오로 유기 음이온은 메티드인 광학 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 오늄 염은 암모늄 염, 설포늄 염, 포스포늄 염, 피리디늄 염, 및 이미다졸륨 염으로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 광학 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 오늄 염은 하기 화학식을 갖는 광학 구조체:
(R¹)_a- _bG⁺[(CH₂)_qDR²]_bX^-
상기 식에서,
각 R¹은 독립적으로 알킬, 알리사이클릭 (alicyclic), 아릴, 알크알리사이클릭 (alkalicyclic), 알카릴, 알리사이클릭알킬, 아르알리사이클릭, 또는 알리사이클릭아릴 부분이고, 이러한 부분은 예를 들어, 질소, 산소, 또는 황과 같은 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있거나, 인 또는 할로겐을 포함할 수 있으며; R¹은 사이클릭 또는 방향족일 수 있고, 사이클 내에 G⁺를 포함할 수 있으며,
G는 질소, 황 또는 인이고;
a는 G가 황인 경우에 3이며, a는 G가 질소 또는 인인 경우에 4이고;
b는 G가 황인 경우에 1 내지 3의 정수이며, b는 G가 질소 또는 인인 경우에 1 내지 4의 정수이고;
q는 1 내지 4의 정수이고;
D는 산소, 황, 또는 NR (여기서, R은 H 또는 탄소 원자수가 1 내지 4인 저급 알킬이다)이며;
R²는 (메트)아크릴이고;
X^-는 음이온이다.
제 1 항에 있어서, 상기 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머는 에틸렌옥시 부분을 갖는 모노-(메트)아크릴레이트 모노머 및 폴리우레탄 멀티-아크릴레이트로 구성되는 그룹 중에서 독립적으로 선택되는 광학 장치.
제 7 항에 있어서, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트는 알콕실화되는 광학 장치.
제 7 항에 있어서, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트는 에톡실화되는 광학 장치.
제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머는 적어도 2개의 중합성 화합물의 혼합물을 포함하는 광학 장치.
제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 포함하는 광학 장치.
제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머는 일작용성 중합성 모노머 또는 올리고머를 포함하는 광학 장치.
제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머는 이작용성 또는 다작용성 중합성 모노머 또는 올리고머를 포함하는 광학 장치.
제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머는 일작용성 중합성 모노머 또는 올리고머 및 이작용성 또는 다작용성 중합성 모노머 또는 올리고머를 포함하는 광학 장치.
제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 비오늄 중합성 모노머, 올리고머, 또는 폴리머는 지방족 우레탄 다이아크릴레이트와 에톡실화 페녹시 에틸 아크릴레이트의 혼합물을 포함하는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 중합성 오늄 염은 혼합물의 2 내지 50 중량%를 구성하는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 혼합물은 광개시제를 추가로 포함하는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 정전기 방지층의 유리 전이 온도는 40℃ 미만인 광학 장치.
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 정전기 방지층은 제 1 광학 부재 및 제 2 광학 부재 중 적어도 하나에 부착되는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 정전기 방지층은 제 1 광학 부재 및 제 2 광학 부재 둘 다에 부착되는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 정전기 방지층은 개재층을 통해 제 1 광학 부재 및 제 2 광학 부재 중 적어도 하나에 부착되는 광학 장치.
제 21 항에 있어서, 정전기 방지층은 개재층을 통해 제 1 광학 부재, 및 개재층을 통해 제 2 광학 부재 둘 다에 부착되는 광학 장치.
제 1 항에 있어서, 정전기 방지층은 제 1 광학 부재 또는 제 2 광학 부재에 부착되며, 개재층을 통해 나머지 광학 부재에 부착되는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 10 초 미만의 전하 감쇠 시간을 나타내는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 5 초 미만의 전하 감쇠 시간을 나타내는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 2 초 미만의 전하 감쇠 시간을 나타내는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 광학 부재 및 제 2 광학 부재는 광학 베이스 필름, 다층 광학 필름, 확산 반사 편광 필름, 프리즘 휘도 향상 필름, 프리즘 광학적 특징 어레이 (arrays of prismatic optical features), 렌즈상 광학적 특징 어레이 (arrays of lenticular optical features), 및 비드상 게인 확산 필름으로 구성되는 그룹 중에서 독립적으로 선택되는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 광학 부재는 광학 베이스 필름을 포함하고, 제 2 광학 부재는 프리즘 휘도 향상 필름을 포함하는 광학 장치.
제 28 항에 있어서, 1.6보다 큰 광학 게인을 갖는 광학 장치.
제 27 항에 있어서, 제 1 광학 부재는 광학 베이스 필름을 포함하고, 제 2 광학 부재는 프리즘 광학적 특징 어레이를 포함하는 광학 장치.
제 27 항에 있어서, 제 1 광학 부재는 다층 광학 필름을 포함하고, 제 2 광학 부재는 프리즘 휘도 향상 필름을 포함하는 광학 장치.
제 27 항에 있어서, 다층 광학 필름은 편광자인 광학 장치.
제 27 항에 있어서, 제 1 광학 부재는 다층 광학 필름을 포함하고, 제 2 광학 부재는 프리즘 광학적 특징 어레이를 포함하는 광학 장치.
제 33 항에 있어서, 2.0보다 큰 광학 게인을 갖는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 정전기 방지층은 일면 또는 양면에 표면 조직을 가질 수 있는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 정전기 방지층은 두께가 0.25 마이크론을 초과하는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서, 정전기 방지층은 두께가 0.5 마이크론을 초과하는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서, 정전기 방지층은 두께가 1 마이크론을 초과하는 광학 장치.
제 1 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서, 전하 감쇠 시간은 상기 제 2 광학 부재가 없는 광학 장치보다 낮으나, 다른 모든 점은 동일한 광학 장치.
제 1 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서, 전하 감쇠 시간은 상기 정전기 방지층이 없는 광학 장치보다 낮으나, 다른 모든 점은 동일한 광학 장치.