KR20140082768A - 미세구조화된 전사 테이프 - Google Patents

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오드리 에이 셔먼
케빈 알 샤퍼
로버트 엘 브로트
롤프 더블유 비어나스
조셉 더블유 브이 우디
존 에이 휘틀리
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

전사 테이프는, 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 광학적으로 투명한 접착제 층을 포함하며, 주 표면들 중 적어도 하나는 접착제 표면의 영구 특징부인 미세구조화된 패턴을 포함한다. 미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경한다. 광학적으로 투명한 조성물은 20℃ 미만의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 저 Tg 중합체 성분, 및 20℃ 초과의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 고 Tg 중합체 성분을 포함하여, 저 Tg 중합체 성분의 작용기 및 고 Tg 중합체 성분의 작용기는 혼합될 때 산-염기 상호작용을 형성할 수 있다. 전사 테이프는 기재에 접착되어 기재 표면에 미세구조화된 표면을 제공할 수 있다.

Description

미세구조화된 전사 테이프 {MICROSTRUCTURED TRANSFER TAPES}
본 발명은 일반적으로 전사 테이프, 특히 적어도 하나의 미세구조화된 표면을 갖는 전사 테이프에 관한 것이다. 전사 테이프는 광학적으로 활성일 수 있다.
접착제는 다양한 마킹(marking), 보유, 보호, 밀봉 및 차폐 용도로 사용되어왔다. 접착 테이프는 일반적으로 배킹(backing) 또는 기재 및 접착제를 포함한다. 전사 테이프로 불리는, 한 가지 특정 유형의 테이프는 배킹을 포함하지 않고, 오히려 독립형(standalone) 접착제 층이다. 테이프에 사용되는 접착제의 유형 중에는, 감압 접착제 및 열 활성화 접착제가 있는데, 감압 접척제가 더욱 일반적이다.
감압 접착제는 실온에서 하기를 포함하는 소정 특성을 갖는 것으로 당업자에게 잘 알려져 있다: (1) 강력하고 영구적인 점착성, (2) 손가락 압력 이하의 압력을 이용한 접착력, (3) 피착물 상에 유지하기에 충분한 능력, 및 (4) 피착물로부터 깨끗하게 제거되기에 충분한 응집 강도. 감압 접착제로서 양호하게 기능하는 것으로 밝혀진 재료는 점착성, 박리 접착력 및 전단 강도의 원하는 균형을 가져오는 데 필요한 점탄성 특성을 나타내도록 설계 및 제형화된 중합체이다. 감압 접착제의 제조에 가장 일반적으로 사용되는 중합체로는 천연 고무, 합성 고무 (예컨대, 스티렌/부타디엔 공중합체 (SBR) 및 스티렌/아이소프렌/스티렌 (SIS) 블록 공중합체), 다양한 (메트)아크릴레이트 (예컨대, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트) 공중합체 및 실리콘이 있다. 이들 재료의 종류 각각은 장점과 단점을 갖는다.
열 활성화 접착제는 실온에서 비점착성이나, 승온에서 점착성이 되어 기재에 접합 가능하다. 이 접착제는 보통 실온보다 높은 Tg(유리 전이 온도) 또는 융점(Tm)을 갖는다. 온도가 Tg 또는 Tm보다 높게 상승하면, 저장 탄성률이 보통 감소하고 접착제는 점착성이 된다.
제조되어 온 접착 물품들 중에는 미세구조화된 표면을 함유하는 접착 물품이 있다. 미세구조화된 성형 도구 또는 미세구조화된 이형 라이너와의 접촉에 의해 접착제 층 상에 미세구조화된 표면이 부여될 수 있다. 미국 특허 제5,650,215호 (마주렉(Mazurek) 등)는 미세구조화된 표면을 갖는 감압 접착제를 제조하는 방법을 교시한다. 미세구조화된 표면은 일시 재배치성(repositionability), 영구 재배치성, 및 자가-탈착(self-debonding)과 같은 그러한 유용한 특성을 제공할 수 있다.
전사 테이프, 및 전사 테이프를 사용하여 물품, 특히 광학 물품을 제조하는 방법을 포함하는, 전사 테이프의 용도가 본 명세서에서 개시된다. 전사 테이프로부터 제조되는 물품, 특히 광학 물품이 또한 개시된다.
개시된 전사 테이프의 일부 실시 형태는, 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 접착제 층을 포함한다. 접착제 층은 광학적으로 투명한 조성물을 포함하고, 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 중 적어도 하나는 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부(permanent feature)가 되게 한다. 미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경한다. 광학적으로 투명한 조성물은 가교결합된 중합체 조성물을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 가교결합된 중합체 조성물은 20℃ 미만의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 저 Tg 중합체 성분, 및 20℃ 초과의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 고 Tg 중합체 성분을 포함하여, 저 Tg 중합체 성분의 작용기 및 고 Tg 중합체 성분의 작용기는 혼합될 때 산-염기 상호작용을 형성한다.
물품을 제조하는 방법이 또한 개시되며, 일부 실시 형태에서, 상기 방법은 접착제 층 및 이형 라이너를 포함하는 전사 테이프를 제조하는 단계, 전사 테이프를 기재에 부착하는 단계, 및 전사 테이프의 이형 라이너를 제거하는 단계를 포함한다. 전사 테이프는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 접착제 층을 포함한다. 접착제 층은 광학적으로 투명한 조성물을 포함하고, 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 중 적어도 하나는 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 한다. 미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경한다. 광학적으로 투명한 조성물은 가교결합된 중합체 조성물을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 가교결합된 중합체 조성물은 20℃ 미만의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 저 Tg 중합체 성분, 및 20℃ 초과의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 고 Tg 중합체 성분을 포함하여, 저 Tg 중합체 성분의 작용기 및 고 Tg 중합체 성분의 작용기는 혼합될 때 산-염기 상호작용을 형성한다.
물품이 또한 개시되며, 일부 실시 형태에서, 상기 물품은 적어도 하나의 외부 표면을 갖는 기재, 및 기재 표면에 접착된 전사 테이프를 포함한다. 전사 테이프는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 접착제 층을 포함한다. 접착제 층은 광학적으로 투명한 조성물을 포함하고, 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 중 적어도 하나는 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 한다. 미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경한다. 광학적으로 투명한 조성물은 가교결합된 중합체 조성물을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 가교결합된 중합체 조성물은 20℃ 미만의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 저 Tg 중합체 성분, 및 20℃ 초과의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 고 Tg 중합체 성분을 포함하여, 저 Tg 중합체 성분의 작용기 및 고 Tg 중합체 성분의 작용기는 혼합될 때 산-염기 상호작용을 형성한다. 일부 실시 형태에서, 물품은 광 가이드를 포함한다.
본 출원은 첨부 도면과 관련된 본 발명의 다양한 실시 형태의 하기의 상세한 설명을 고려하여 더욱 완전하게 이해될 수 있다.
<도 1>
도 1은 광 가이드 모듈 및 발광 다이오드 어레이를 포함하는 백라이트의 일 실시 형태의 개략 평면도를 나타낸다.
<도 2>
도 2는 광 가이드 모듈의 다른 실시 형태의 개략 평면도를 나타낸다.
<도 3>
도 3은 광 가이드 모듈의 다른 실시 형태의 개략 평면도를 나타낸다.
<도 4a 내지 도 4f>
도 4a 내지 도 4f는 미세구조화된 표면의 다양한 실시 형태의 개략 단면도를 나타낸다.
<도 5a 내지 도 5d>
도 5a 내지 도 5d는 미세구조화된 표면의 다양한 실시 형태의 개략 단면도를 나타낸다.
<도 6>
도 6은 광 가이드의 예시적인 실시 형태의 사진을 나타낸다.
예시된 실시 형태의 하기의 설명에서, 본 발명이 실시될 수 있는 다양한 실시 형태가 예로서 도시된 첨부 도면을 참조한다. 다른 실시 형태가 이용될 수 있고, 구조적 변화가 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고서 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 도면은 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다. 도면에 사용된 유사한 도면 부호는 유사한 구성요소를 지칭한다. 그러나, 주어진 도면에서 구성요소를 지칭하기 위한 도면 부호의 사용은 다른 도면에서 동일한 도면 부호로 표시된 그 구성요소를 제한하려는 것이 아님이 이해될 것이다.
"전사 테이프"로도 불리는 양면 테이프는 양측의 노출된 표면에 접착제를 갖는 접착 테이프이다. 일부 전사 테이프에서, 노출된 표면은 단순히 단일 접착제 층의 2개의 표면이다. 다른 전사 테이프는 동일하거나 또는 상이할 수 있는 적어도 2개의 접착제 층, 그리고 일부 경우에 접착제 층이 아닐 수 있는 개재 층을 갖는 다층 전사 테이프이다. 본 발명에서는, 접착제의 단일 층을 포함하는 전사 테이프가 제조된다. 이러한 전사 테이프는 적어도 하나의 면이 미세구조화된 표면이다.
전형적으로, 전사 테이프는 2개의 상이한 기재를 접착하는 데 사용되며, 즉, 기재/전사 테이프/상이한 기재를 포함하는 3층 라미네이트를 형성하는 데 사용된다. 이러한 유형의 라미네이트는, 예를 들어, 종이, 시트, 필름, 플레이트 등과 같은 광범위한 기재를 사용하여 형성된다. 대조적으로, 본 발명의 전사 테이프는 일반적으로 2개의 상이한 기재를 서로 접착하지 않고, 오히려 하나의 기재에 접착되어, 기재에 접착되지 않은 노출된 외부 표면을 갖는다. 이러한 노출된 외부 표면은 미세구조화된 표면을 포함한다. 전형적으로, 미세구조화된 접착제 표면에서 일반적인 것과 같이, 이러한 미세구조화된 표면은 그의 미세구조화된 형상을 유지하고 유동하거나 붕괴되지 않도록 설계된다.
2개의 상이한 기재를 접착하기 보다는, 본 발명의 전사 테이프는 기재에 접착되어 기재에 미세구조화된 표면 층을 제공한다. 이러한 특징은 구조화된 표면을 갖는 다양한 상이한 물품을 제공하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 전사 테이프를 사용하여 제조될 수 있는 물품의 유형 중에는 "광 가이드"가 있다. 광 가이드는 광을 광원으로부터 최소한의 손실로 소정 거리의 지점까지 수송하도록 설계된 장치이다. 광은 광 가이드를 통해 내부 전반사에 의해 전달된다. 광 가이드는 백라이트 장치 및 조명 기구(luminaire)를 포함하는 다수의 장치에 사용된다.
백라이트, 및 일부 조명 기구는 광원을 사용하여 광 가이드의 입력 표면 내로 광을 주입하여 광 가이드의 출력 표면에 걸쳐 확산 조명(diffused illumination)을 생성한다. 출력 표면의 예에는 액정 디스플레이(LCD) 패널이 포함된다. LCD와 같은 다수의 백라이트 장치가 백라이팅을 위해 냉음극 형광 램프(CCFL)를 사용한다. 최근에, 제조사들은 CCFL을, CCFL보다 더욱 에너지 효율적이고 환경 친화적인 다른 유형의 광원, 예를 들어, 발광 다이오드(LED)로 교체하기 시작하였다.
디스플레이 패널의 백라이팅 응용에서, CCFL과 LED 사이의 주된 차이점은, CCFL은 공간 광(spatial light)을 선형 방식으로 연속적으로 방출하는 반면 LED는 이격된 단일-지점 광원들을 조합하여 LED 라이트 바(light bar)로 배열한다는 점이다. 따라서, CCFL은 전형적으로 균일한 조명을 제공한다. 다른 한편, LED 라이트 바는 일반적으로 단일-지점 고효율 LED를 광원으로서 포함하는 어레이로 구성되며, 인접한 LED들 사이의 거리가 증가함에 따라, 각각의 LED의 바로 앞의 소정 영역은 더 밝게 보일 수 있고, LED들 사이의 영역은 더 어둡게 보일 수 있어서, LED에 가장 가까운 광 가이드의 영역의 불균일한 밝기를 야기한다.
이러한 불균일한 밝기의 문제는 국제특허 공개 WO 2011/091026에서 다루어져 있다. 이 공보에서, 광 가이드 모듈은 광을 받아들이는 입력 표면을 갖는 광 가이드를 포함하는 것으로 기재되어 있다. 이 광 가이드 모듈은 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 구조화된 표면 층을 또한 포함하며, 여기서, 제1 표면은 접착제, 용접, 또는 기타 적합한 기술에 의해 광 가이드의 입력 표면에 부착된다. 제2 표면은, 광 가이드의 평면에서 입사광을 확산(spread)시키도록 작동가능하며 발광 다이오드 어레이로부터 방출되는 광을 받아들이도록 위치되는 미세구조체를 포함한다. 상기 PCT 공보는, 입력 표면을 사출 성형하여 돌출부 및 함몰부를 생성함으로써, LED에 의해 야기되는 불균일한 밝기를 상쇄시키는 광 확산(light spreading)을 위한 기술을 이어서 설명하기 시작한다. 그러나, 이러한 기술은 복잡하며, 미세구조화된 표면을, 특히 비교적 넓은 표면 상에서, 생성하는 데 특별히 효과적이지는 않을 수 있으므로, 개별적인 구조화된 표면 층을 제조하고 이것을 입력 표면에 부착하는, 상기 PCT 공보에 의해 교시된 기술은 본 발명의 전사 테이프 기술보다 덜 바람직하다.
본 발명에서, 전사 테이프는 구조화된 표면 층인 접착제 층을 포함한다. 이러한 방식으로, 구조화된 표면 층은 또한 접착제여서, 구조화된 표면 층을 광 가이드의 입력 표면에 접착한다. 전사 테이프를 구조화된 표면 층으로 되게 하는 데에는 수많은 이점이 있다. 한 가지 이점은, 이러한 전사 테이프는 구조화된 표면 층을 입력 표면에 접착하기 위해 추가적인 접착제 층을 필요로 하지 않다는 점이다. 추가적인 접착제 층의 사용은, 광이 통과하는 2개의 추가적인 계면 (구조화된 표면 층이 접착제에 부착되는 곳에서의 계면, 및 접착제가 입력 표면에 부착되는 곳에서의 계면)을 부가한다. 각각의 계면은 추가적인 반사를 생성할 수 있으며 그 결과로 광이 손실된다. 다른 유사한 이점은, 구조화된 표면 층과 접착제의 단일 구성으로의 일체화(unification)가 일체화된 구성이 단일 재료 조성물을 포함함을 의미한다는 것이다. 광이 계면에서 손실될 수 있는 것처럼, 광은 상이한 재료의 층을 통과할 때 산란, 회절, 반사 등에 의해 또한 손실될 수 있다. 구조화된 표면 층으로서 전사 테이프를 사용하는 것의 또 다른 이점은, 미세구조화된 접착제 층을 구조화된 표면 층으로서 사용하는 것이 제조 및 취급의 용이성을 제공할 수 있다는 점이다. 전형적으로, 접착제 조성물을 이형 라이너와 같은 구조화된 이형 표면 상에 코팅하여 전사 테이프를 생성한다. 이어서, 전사 테이프를 원하는 크기 및 형상으로 자르고, 미세구조화된 표면이 이형 라이너에 의해 보호된 채로 사용 부위로 수송하고, 입력 표면에 테이프로서 적용할 수 있다. 마지막으로, 전사 테이프가 접착제이기 때문에, 입력 표면에 대해 폴리싱과 같은 추가적인 제조 단계를 거칠 필요가 없이, 입력 표면의 결함을 덮을 수 있다. 전형적으로는, 적절한 광 투과를 보장하도록 매끄러운 표면을 제공하기 위해서는 스크래치, 범프(bump), 함몰부 등과 같은 입력 표면의 결함을 제거할 필요가 있다. 그러나, 구조화된 표면 층이 접착제이기 때문에, 접착제 표면이 입력 표면 상의 스크래치 및 함몰부를 채우고 범프를 둘러싸서 이들 결함을 덮을 것이고, 특히, 접착제의 굴절률이 입력 표면의 굴절률과 매우 유사하거나 정합하는 경우에, 구조화된 표면 층은 개별적인 층이 아니라 입력 표면의 연장부의 일부가 될 것이다. 이러한 속성은 광 가이드를 제조하는 데 필요한 공정 단계를 단순화하며, 입력 표면에 대한 지루하고 고가인 폴리싱 단계를 없앤다.
달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구의 범위에 사용된 특징부 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 기재된 수치적 파라미터는 당업자가 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하여 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함하며(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함) 및 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 사용될 때, 단수형은 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않으면 복수의 지시 대상을 갖는 실시 형태를 포함한다. 예를 들어, "하나의 층"에 대한 언급은 1개, 2개 또는 그 이상의 층들을 갖는 실시 형태들을 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, 용어 "또는"은 일반적으로 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 채용된다.
본 명세서에 사용되는 용어 "접착제"는 2개의 피착물을 함께 부착시키는 데 유용한 중합체 조성물을 지칭한다. 접착제의 예로는 열 활성화 접착제 및 감압 접착제가 있다.
열 활성화 접착제는 실온에서 비점착성이나, 승온에서 점착성이 되어 기재에 접합될 수 있다. 이들 접착제는 통상 실온보다 높은 Tg(유리 전이 온도) 또는 융점(Tm)을 갖는다. 온도가 Tg 또는 Tm보다 높게 상승하면, 저장탄성률은 통상 감소하고 접착제는 점착성이 된다.
감압 접착제 조성물은 하기를 포함하는 성질을 갖는 것으로 본 기술 분야의 당업자에게 공지이다: (1) 강력하면서 영구적인 점착성, (2) 지압 이하로 접착됨, (3) 피착물 상에 유지되기에 충분한 능력, 및 (4) 피착물로부터 깨끗하게 제거되기에 충분한 응집 강도. 감압 접착제로서 충분히 기능하는 것으로 밝혀진 재료는 점착성, 박리 접착력 및 전단 보유력 사이의 바람직한 균형을 가져오는 필요한 점탄성을 나타내도록 설계되어 제형화된 중합체이다. 특성들의 적절한 균형을 얻는 것은 간단한 공정이 아니다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "LED"는, 단독으로 또는 조합적으로, 통상적인 LED 및 레이저를 포함하는 임의의 고체상 광원을 의미한다. 이 용어는 패키징된 LED 및 패키징되지 않은 LED 둘 모두를 포함한다. 이 용어는 또한 단일 컬러 빈(single color bin)의 LED, 다중 컬러 빈의 LED, 또는 상이한 색상들의 LED, 예를 들어, 적색, 녹색, 및 청색 LED를, 개별적으로 또는 조합적으로 포함한다. LED는 인광체, 양자점, 또는 기타 색 변화(color modifying) 재료와 같은 색 변화 재료에 의해 향상될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "미세구조"는 특징부의 적어도 2개의 치수가 미시적인 특징부의 형태를 의미한다. 특징부의 부분도 및/또는 단면도가 미시적이어야 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "미시적"은 그 형상을 결정하기 위하여 임의의 시계 면(plane of view)으로부터 볼 때 육안에 광학적 도움(optic aid)이 필요할 정도로 충분히 작은 치수의 특징부를 말한다. 한 가지 기준이 문헌[Modern Optic Engineering by W. J. Smith, McGraw-Hill, 1966, pages 104-105]에 나타나있으며, 그에 의하면, 시력은, "... 인식가능한 최소 문자의 각도 크기의 관점에서 정의되고 측정된다". 정상 시력은 최소 인식가능 문자가 망막 상에서 호(arc)의 각도 높이 5분에 대응할 때인 것으로 고려된다. 250 mm (10 인치)의 전형적인 작동 거리에서, 이는 이러한 물체에 대해 0.36 mm (0.0145 인치)의 측방향 치수를 나타낸다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "영구 미세구조체" 및 "미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부이다"라는 표현은 상호 교환가능하게 사용되며, 접착제 표면 상의 미세구조체가 시간 경과에 따라 사라지거나 붕괴되지 않도록 설계됨을 의미한다. 전형적으로, 특히 광학적으로 투명한 접착제를 갖는, 미세구조화된 접착제 표면은, 단지 일시적으로만 잔류하여 공기가 배출되게 하고 이어서 붕괴되고 사라지도록 설계된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "광학적으로 활성"은, 필름을 지칭할 때, 광학 효과를 생성하는 필름을 의미한다. 광학 효과를 생성하는 필름의 예에는 투명 필름뿐만 아니라, 예를 들어, 광 확산, 광 반사, 광 굴절, 및 편광과 같은 추가적인 광학 효과를 생성하는 필름이 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실리콘-개질된"은 실리콘 거대단량체를 함유하는 중합체를 지칭한다. 거대단량체는 거대분자성 단량체이다. 용어 "실리콘" 또는 "실록산"은 상호 교환가능하게 사용되며, 다이알킬 또는 다이아릴 실록산 (-SiR2O-) 반복 단위를 갖는 단위를 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "Tg"는 중합체, 또는 중합체들을 함유하는 혼합물의 유리 전이 온도를 지칭한다. 유리 전이 온도는 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 측정된다.
용어 "알킬"은 포화 탄화수소인 알칸의 라디칼인 1가 기를 지칭한다. 알킬은 선형, 분지형, 환형 또는 그 조합일 수 있으며, 전형적으로 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 알킬 기는 1 내지 18개, 1 내지 12개, 1 내지 10개, 1 내지 8개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 포함한다. 알킬 기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 아이소프로필, n-부틸, 아이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, n-헵틸, n-옥틸 및 에틸헥실이 포함되지만 이에 한정되는 것은 아니다.
용어 "아릴"은 방향족이고 탄소환식인 1가 기를 말한다. 아릴은 방향족 고리에 연결되거나 융합된 1 내지 5개의 고리를 가질 수 있다. 다른 고리 구조는 방향족, 비-방향족, 또는 그 조합일 수 있다. 아릴 기의 예는 페닐, 바이페닐, 터페닐, 안트릴, 나프틸, 아세나프틸, 안트라퀴노닐, 페난트릴, 안트라센일, 파이레닐, 페릴레닐, 및 플루오레닐을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
용어 "(메트)아크릴레이트"는 알코올의 단량체성 아크릴 또는 메타크릴 에스테르를 말한다. 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체 또는 올리고머는 본 명세서에서 일괄하여 "(메트)아크릴레이트"로 지칭된다. "(메트)아크릴레이트계"로 기재된 중합체는 주로 (50 중량% 초과) (메트)아크릴레이트 단량체로부터 제조되는 중합체 또는 공중합체이며 추가적인 에틸렌계 불포화 단량체를 포함할 수 있다.
달리 지시되지 않는다면, "광학적으로 투명한"은 적어도 일부분의 가시광선 스펙트럼 (약 400 내지 약 700 nm)에 걸쳐 높은 광투과율을 갖는 물품, 필름 또는 접착제 조성물을 말한다. 용어 "투명 필름"은 두께를 갖는 필름으로서 필름이 기재 상에 배치될 때 이미지 (기재 상에 있거나 또는 이에 인접함)가 투명 필름의 두께를 통해 보일 수 있는 필름을 지칭한다. 다수의 실시 형태에서, 투명 필름은 이미지 선영성(image clarity)의 상당한 손실 없이 필름의 두께를 통해 이미지가 보이게 한다. 일부 실시 형태에서, 투명 필름은 무광택(matte) 또는 광택(glossy) 마감을 갖는다.
달리 지시되지 않는다면, "광학적으로 맑은"(clear)은 적어도 일부분의 가시광선 스펙트럼 (약 400 내지 약 700 nm)에 걸쳐 높은 광투과율을 가지며, 낮은 헤이즈(haze)를 나타내는 접착제 또는 물품을 말한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "인접한"은, 층 또는 필름을 지칭할 때, 층 또는 필름이 그들 사이의 빈 공간 없이 서로 매우 근접함을 의미한다. 층 또는 필름은 맞닿아 있을 수 있거나, 또는 개재하는 층 또는 필름이 있을 수 있다.
본 발명의 전사 테이프는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 접착제 층을 포함한다. 제1 주 표면 또는 상기 제2 주 표면 중 적어도 하나는 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 한다. 접착제 층은 광학적으로 투명한 조성물을 포함한다. 이러한 조성물은 가교결합된 중합체 조성물을 포함한다. 조성물의 가교결합은 접착제 표면의의 영구 특징부로서 미세구조화된 패턴을 유지하는 데에 도움을 준다. 가교결합은 중합체 성분들이 화학 결합에 의해 연결되는 화학적 가교결합일 수 있거나, 또는 일부 실시 형태에서, 중합체 조성물의 중합체 성분들 사이의 상호작용이 존재하는 물리적 가교결합일 수 있다. 이러한 상호작용은 이온 상호작용 (예를 들어, 한 중합체 성분의 음전기성 세그먼트와 다른 중합체 성분의 양전기성 세그먼트 사이의 상호작용) 또는 중합체 조성물의 중합체 성분의 화학적으로 유사한 세그먼트로부터 상 분리된 미세도메인을 야기하는 물리적 상호작용일 수 있다. 적합한 가교결합된 중합체 조성물의 예는 가교결합된 (메트)아크릴레이트 중합체이다.
다수의 실시 형태에서, 광학적으로 투명한 조성물은, 광학적으로 투명한 조성물을 형성하도록 함께 블렌딩된, 적어도 두 가지의 성분을 포함한다. 두 성분은 20℃ 미만의 Tg를 갖는 저 Tg 중합체 성분 및 20℃ 초과의 Tg를 갖는 고 Tg 중합체 성분이다. 이러한 두 성분은 각각 산 또는 염기 작용기 중 어느 하나를 함유하여, 두 성분이 혼합될 때 작용기들은 산-염기 상호작용을 형성하는데, 이는 본 발명을 위해서는 가교결합을 포함한다. 중합체 성분들 사이에 존재하는 산-염기 상호작용은 루이스 산-염기 유형 상호작용으로서 설명될 수 있다. 루이스 산-염기 상호작용은 하나의 화학 성분이 전자 수용체 (산)이고, 다른 하나가 전자 공여체 (염기)인 것을 필요로 한다. 전자 공여체는 비공유 전자쌍을 제공하며, 전자 수용체는 추가의 비공유 전자쌍을 수용할 수 있는 오비탈 시스템을 제공한다. 하기의 일반 등식이 루이스 산-염기 상호작용을 기술한다:
A (산) + :B (염기)
Figure pct00001
A:B (산-염기 복합체).
산-염기 복합체의 형성에 의한 이러한 가교결합은 화학적이지 않으며, 즉, 중합체 성분들 사이에 화학 결합이 형성되어 있지 않고, 물리적이다. 이러한 물리적 가교결합은 가역적이라는 이점을 갖는다. 이는 성분들의 혼합물이 용매계 방법 또는 무용매 방법을 통해 더욱 용이하게 처리될 수 있게 한다. 용액에서, 또는 용융된 상태에서는, 물리적 가교결합이 매우 약하거나 존재하지 않지만, 냉각 또는 건조 시에는, 물리적 가교결합이 자발적으로 형성되어 성분들의 혼합물이 가교결합된 덩어리를 형성하게 한다. 이러한 물리적 가교결합은 미국 특허 출원 공개 제2004/0202879호 (시아(Xia) 등)에 기재되어 있다.
이러한 물리적 가교결합을 포함하는 다른 적합한 재료가, 실리콘-개질된 접착제 블렌드를 설명하는 미국 특허 출원 공개 제2011/0039099호 (셔먼(Sherman) 등)에 기재되어 있다. 이러한 공보에서 실리콘-개질된 접착제 중합체는, 비닐-작용성 실리콘 거대단량체를 공중합하여 제조되는 실리콘 그래프트를 함유한다. 이러한 재료에서, 실리콘 그래프트는 접착제 층에 일시적 재배치성을 부여한다. 실리콘-개질된 접착제 블렌드의 다른 이점은, 공기 또는 이형 라이너와 같은 저 표면 에너지 재료의 존재 시에는, 실리콘 그래프트가 접착제 층 표면으로 이동하는 경향이 있지만, 기재에 맞대어 위치될 때는 접착제의 벌크 내로 이동하는 것으로 보인다는 점이다. 본 발명의 전사 테이프는, 상기에 기재된 바와 같이, 2개의 기재를 함께 접착하고자 의도되지 않기 때문에, 접착제의 미세구조화된 표면은 단지 이형 라이너 및 공기와 접촉하며, 따라서 실리콘 그래프트가 미세구조화된 표면에 남아있는 경향이 있다. 실리콘 그래프트가 미세구조화된 표면에 또는 그 근처에 존재하는 것이 유리할 수 있는데, 실리콘 그래프트가 미세구조화된 표면의 점착성을 제거하는 역할을 할 수 있으며 또한 미세구조화된 표면의 굴절률을 증가시키는 데 도움이 될 수 있기 때문이다. 중합체 성분들 중 어느 하나 또는 둘 모두가 실리콘 거대단량체로부터 제조될 수 있지만, 전형적으로, 단지 저 Tg 중합체 성분을 실리콘 거대단량체에 의해 개질하는 것이, 즉, 저 Tg 중합체 성분을 실리콘-개질되게 하는 것이 더욱 바람직하다.
2성분 블렌드의 제1 성분은 20℃ 미만의 Tg를 갖는 저 Tg 중합체 성분이다. 이러한 저 Tg 중합체 성분은 저 Tg 중합체일 수 있거나, 중합체들의 혼합물일 수 있거나, 또는 추가적인 첨가제를 갖는 중합체 또는 중합체들의 혼합물일 수 있다. 중합체 또는 중합체들 및 임의의 첨가제는, 생성되는 혼합물이 원하는 저 Tg 중합체 성분을 형성하기에 충분한 상용성(compatibility)을 가져야만 한다. 저 Tg 중합체 성분은 일반적으로 산 또는 염기 작용기를 가져서, 제2 중합체 성분과 상기한 산-염기 상호작용을 형성할 수 있다. 다시 말해, 제1 중합체 성분이 산 작용기를 갖는다면, 제2 중합체 성분은 상보적인 작용기 (염기 작용기)를 가져서, 중합체 성분들 사이에 산-염기 상호작용이 존재할 것이다. 유사하게, 제1 중합체 성분이 염기 작용기를 갖는다면, 제2 중합체 성분은 산 작용기를 가질 것이다. 일부 실시 형태에서, 저 Tg 중합체 성분은 감압 접착제이다. 저 Tg 중합체 성분이 감압 접착제인 일부 실시 형태에서, 감압 접착제는 하나 이상의 중합체 및 하나 이상의 점착부여 수지(tackifying resin)를 포함한다.
2성분 블렌드의 제2 성분은 20℃ 초과의 Tg를 갖는 고 Tg 중합체 성분이다. 이러한 고 Tg 중합체 성분은 고 Tg 중합체일 수 있거나, 중합체들의 혼합물일 수 있거나, 또는 추가적인 첨가제를 갖는 중합체 또는 중합체들의 혼합물일 수 있다. 중합체 또는 중합체들 및 임의의 첨가제는, 생성되는 혼합물이 원하는 고 Tg 중합체 성분을 형성하기에 충분한 상용성을 가져야만 한다. 고 Tg 중합체 성분은 일반적으로 산 또는 염기 작용기를 가져서, 제1 중합체 성분과 상기한 산-염기 상호작용을 형성할 수 있다. 다시 말해, 제1 중합체 성분이 산 작용기를 갖는다면, 제2 중합체 성분은 상보적인 작용기 (염기 작용기)를 가져서, 중합체 성분들 사이에 산-염기 상호작용이 존재할 것이다. 유사하게, 제1 중합체 성분이 염기 작용기를 갖는다면, 제2 중합체 성분은 산 작용기를 가질 것이다. 일부 실시 형태에서, 고 Tg 중합체 성분은 고 Tg 중합체를 포함한다.
저 Tg 중합체 성분 및 고 Tg 중합체 성분으로부터 형성되는 조성물은 광학적으로 투명한 조성물을 포함한다. 상기에 언급된 바와 같이, '광학적으로 투명한'은 조성물이 적어도 일부분의 가시광 스펙트럼 (약 400 내지 약 700 nm)에 걸쳐 높은 광 투과성을 가짐을 의미한다. 일부 실시 형태에서, 조성물은 광학적으로 맑다. 접착제 층을 통과하는 광은 접착제 층에 의해서는 방향이 변경되지 않는 것이 바람직하기 때문에 광학적으로 투명하고/하거나 광학적으로 맑은 것이 바람직하다. 다시 말해, 유입되는 광은 상기 및 하기에 기재된 바와 같이 접착제 층의 미세구조화된 표면에 의해서는 방향이 변경되지만, 접착제 층의 벌크로 들어왔을 때, 광은 접착제 층의 벌크를 통과하는 것에 의해서는 방향이 추가로 변경되지 않는다.
일부 실시 형태에서, 저 Tg 중합체 성분 및 고 Tg 중합체 성분 중 하나 또는 둘 모두는 (메트)아크릴레이트 중합체 또는 공중합체를 포함한다. (메트)아크릴레이트 중합체 및 공중합체는 하나 이상의 (메트)아크릴레이트 단량체의 중합에 의해 생성되는 중합체이며, 비닐 단량체와 같은 추가의 공중합성 단량체를 포함할 수 있다.
(메트)아크릴레이트 단량체는 비-3차 알킬 알코올 (이의 알킬 기는 약 1 내지 약 20개, 또는 심지어 1 내지 약 18개의 탄소 원자를 포함함)의 (메트)아크릴레이트 에스테르인 1작용성 불포화 단량체이다. 알킬 기는 또한 헤테로원자 (예를 들어, 산소 또는 황)를 포함할 수 있다. 적합한 (메트)아크릴레이트 단량체의 예에는, 벤질 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 2-에톡시 에틸 아크릴레이트, 2-에톡시 에틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-헥사데실 아크릴레이트, n-헥사데실 메타크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 하이드록시-에틸 메타크릴레이트, 하이드록시 에틸 아크릴레이트, 아이소아밀 아크릴레이트, 아이소보르닐 아크릴레이트, 아이소보르닐 메타크릴레이트, 아이소부틸 아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트, 아이소데실 메타크릴레이트, 아이소노닐 아크릴레이트, 아이소옥틸 아크릴레이트, 아이소옥틸 메타크릴레이트, 아이소트라이데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 2-메톡시 에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 2-메틸 부틸 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, 1-메틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 2-메틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 3-메틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 4-메틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 옥타데실 아크릴레이트, 옥타데실 메타크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-옥틸 메타크릴레이트, 2-페녹시 에틸 메타크릴레이트, 2-페녹시 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-테트라데실 아크릴레이트, n-테트라데실 메타크릴레이트 및 그 혼합물이 포함되지만 이에 한정되는 것은 아니다.
사용 시에, 비닐 단량체에는 비닐 에스테르 (예를 들어, 비닐 아세테이트), 스티렌, 치환된 스티렌 (예를 들어, 알파-메틸 스티렌), 비닐 할라이드, 비닐 프로피오네이트 및 그 혼합물이 포함될 수 있다. 다른 유용한 비닐 단량체에는 거대단량체성 (메트)아크릴레이트, 예를 들어, (메트)아크릴레이트-종결된 스티렌 올리고머 및 (메트)아크릴레이트-종결된 폴리에테르, 예를 들어, 국제특허 공개 WO 84/03837호 및 유럽 특허 출원 EP 140941호에 기재된 것이 포함된다.
상기한 바와 같이, 미국 특허 출원 공개 제2011/0039099호 (셔먼 등)에 기재된 바와 같은 실리콘 거대단량체를 본 발명의 중합체 성분에 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 전형적으로 실리콘 거대단량체는 총 단량체 중량의 약 0.01 내지 약 50%의 양으로 공중합체에 포함된다. 일부 실시 형태에서 실리콘 거대단량체의 양은 1 내지 10 중량%, 1 내지 5 중량% 또는 심지어 3 내지 5 중량%이다.
실리콘 거대단량체는 하기 일반 화학식을 가질 수 있다:
W(A)n Si(R6)3-mQm
여기서, W는 비닐 기이고, A는 2가 연결기이고, n은 0 또는 1이고, m은 1 내지 3의 정수이고; R6은 수소, 저급 알킬 (예를 들어, 메틸, 에틸 또는 프로필), 아릴 (예를 들어, 페닐 또는 치환된 페닐), 또는 알콕시이고, Q는 수평균 분자량이 약 500 초과이고 공중합 조건 하에서 본질적으로 비반응성인 1가 실록산 중합체 부분(moiety)이다.
그러한 거대단량체는 공지되어 있으며 미국 특허 제3,786,116호 및 제3,842,059호에 기재된 바와 같이 밀코비치(Milkovich) 등에 의해 개시된 방법에 의해 제조될 수 있다. 폴리다이메틸실록산 거대단량체의 제조 및 후속적인 비닐 단량체와의 공중합은 와이. 야마시타(Y. Yamashita) 등의 몇몇 논문, 문헌[Polymer J. 14, 913 (1982)]; 문헌[ACS Polymer Preprints 25 (1), 245 (1984)]; 문헌[Makromol. Chem. 185, 9 (1984)] 및 미국 특허 제4,693,935호 (마주렉 (Mazurek))에 기재되어 있다. 이러한 거대단량체의 제조 방법은, 제어된 분자량의 리빙 중합체(living polymer)를 형성하기 위한 헥사메틸사이클로트라이실록산 단량체의 음이온성 중합을 포함하며, 종결은 중합가능 비닐 기를 함유하는 클로로실란 화합물을 통해 달성된다.
저 Tg 중합체 성분은 매우 다양한 재료, 중합체 재료 및 비중합체 재료 둘 모두를 포함할 수 있다. 저 Tg 중합체 성분은 유리 전이 온도가 20℃ 미만이다. 일부 실시 형태에서, 저 Tg 중합체 성분의 Tg는 0℃ 미만, 또는 심지어 -10℃ 미만이다. 전형적으로 저 Tg 중합체 성분은 적어도 하나의 중합체를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 저 Tg 중합체 성분은 중합체들의 블렌드 또는 혼합물을 포함한다. 일반적으로, 저 Tg 중합체 성분은 산 또는 염기 작용기를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 저 Tg 중합체 성분은 감압 접착제를 포함한다. 감압 접착제는 적어도 하나의 중합체를 포함하며 다른 첨가제를 함유할 수 있다. 종종 감압 접착제는 공중합체를 포함한다. 감압 접착제 특성을 달성하기 위해서, 공중합체는 얻어지는 Tg가 약 0℃ 미만이 되도록 맞춰질 수 있다. 특히 바람직한 감압 접착제 공중합체는 (메트)아크릴레이트 공중합체이다. 그러한 공중합체는 전형적으로, 단일중합체로서의 Tg가 약 0℃ 미만인, 약 40 중량% 내지 100 중량%의 적어도 하나의 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 단량체로부터 유도된다. 공중합체는 산성 공단량체, 염기성 공단량체, 또는 더 높은 Tg의 공단량체를 또한 포함할 수 있다. 더욱 전형적으로, 공중합체는, 단일중합체로서의 Tg가 약 0℃ 미만인, 70 중량%, 85 중량%, 또는 심지어 90 중량% 이상의 적어도 하나의 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함한다.
적합한 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체의 예는 알킬 기가 약 4개의 탄소 원자 내지 약 12개의 탄소 원자를 포함하는 것이며, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아이소옥틸 아크릴레이트, 아이소노닐 아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트 및 그 혼합물을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
유용한 산성 단량체에는 에틸렌계 불포화 카르복실산, 에틸렌계 불포화 설폰산, 에틸렌계 불포화 포스폰산 및 그 혼합물로부터 선택되는 것이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 화합물의 예에는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 푸마르산, 크로톤산, 시트라콘산, 말레산, 올레산, B-카르복시에틸 아크릴레이트, 2-설포에틸 메타크릴레이트, 스티렌 설폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산, 비닐 포스폰산 등 및 그 혼합물로부터 선택되는 것이 포함된다. 그의 이용가능성 때문에, 사용되는 경우, 산성 단량체는 전형적으로 에틸렌계 불포화 카르복실산이다. 더욱 더 강한 산이 요구될 때는, 산성 단량체는 에틸렌계 불포화 설폰산 및 에틸렌계 불포화 포스폰산을 포함한다.
예시적인 염기성 단량체에는 N,N-다이메틸아미노프로필 메타크릴아미드 (DMAPMAm); N,N-다이에틸아미노프로필 메타크릴아미드 (DEAPMAm); N,N-다이메틸아미노에틸 아크릴레이트 (DMAEA); N,N-다이에틸아미노에틸 아크릴레이트 (DEAEA); N,N-다이메틸아미노프로필 아크릴레이트 (DMAPA); N,N-다이에틸아미노프로필 아크릴레이트 (DEAPA); N,N-다이메틸아미노에틸 메타크릴레이트 (DMAEMA); N,N-다이에틸아미노에틸 메타크릴레이트 (DEAEMA); N,N-다이메틸아미노에틸 아크릴아미드 (DMAEAm); N,N-다이메틸아미노에틸 메타크릴아미드 (DMAEMAm); N,N-다이에틸아미노에틸 아크릴아미드 (DEAEAm); N,N-다이에틸아미노에틸 메타크릴아미드 (DEAEMAm); N,N-다이메틸아미노에틸 비닐 에테르 (DMAEVE); N,N-다이에틸아미노에틸 비닐 에테르 (DEAEVE); 및 그 혼합물이 포함된다. 다른 유용한 염기성 단량체에는, 비닐피리딘, 비닐이미다졸, 3차 아미노-작용화된 스티렌 (예를 들어, 4-(N,N-다이메틸아미노)-스티렌 (DMAS), 4-(N,N-다이에틸아미노)-스티렌 (DEAS)), N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐, 아크릴로니트릴, N-비닐 포름아미드, (메트)아크릴아미드 및 그 혼합물이 포함된다.
선택적으로, 단일중합체로서의 Tg가 0℃ 초과인, 다른 비닐 단량체 및 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체, 예를 들어, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 아이소보르닐 아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 스티렌 등이 하나 이상의 저 Tg 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체 및 선택적인 염기성 또는 산성 단량체와 함께 이용될 수 있지만, 단, 생성되는 (메트)아크릴레이트 공중합체 감압 접착제의 Tg가 20℃ 미만이라는 조건에서이다. 추가로, 상기한 바와 같이, 미국 특허 출원 공개 제2011/0039099호 (셔먼 등)에 기재된 유형의 비닐 작용성 실리콘 거대단량체를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
저 Tg 중합체 성분에 포함시키기에 유용한 중합체는, 용액, 방사선, 벌크, 분산, 에멀젼, 및 현탁 공정을 포함하는 임의의 통상적인 자유 라디칼 중합 방법에 의해 제조될 수 있다. 한 가지 용액 중합 방법에서는, 교반기, 온도계, 응축기, 첨가 깔때기, 및 서모와치(thermowatch)를 구비한 4구 반응 용기 내에, 단량체가 적합한 불활성 유기 용매와 함께 충전된다. 진한 열 자유 라디칼 개시제 용액이 첨가 깔때기에 첨가된다. 그 다음에, 전체 반응 용기, 첨가 깔때기, 및 이들의 내용물이 질소로 퍼징되어, 불활성 분위기가 생성된다. 일단 퍼징되면, 용기 내의 용액은 첨가되는 자유 라디칼 개시제를 활성화시키도록 적절한 온도로 가열되고, 개시제가 첨가되며, 혼합물은 반응 과정 시에 교반된다. 98% 내지 99%의 전환율이 전형적으로 약 20 시간 만에 얻어질 수 있다.
코트누어(Kotnour) 등에 의해 미국 특허 제4,619,979호 및 제4,843,134호에 기재된 연속식 자유 라디칼 중합 방법과 같은 벌크 중합 방법; 엘리스(Ellis)에 의해 미국 특허 제5,637,646호에 기재된 배치 반응기를 사용하는 본질적으로 단열되는 중합 방법; 영(Young) 등에 의해 미국 특허 제4,833,179호에 기재된 현탁 중합 공정; 및, 해머(Hamer) 등에 의해 국제특허 공개 WO 97/33945호에 기재된, 패키징된 예비 접착제 조성물을 중합하는 데 대해 기술된 방법이 또한 중합체를 제조하는 데 이용될 수 있다.
사용될 수 있는 적합한 열 자유 라디칼 개시제로는 아조 화합물, 예를 들어, 2,2'-아조비스 (아이소부티로니트릴); 하이드로퍼옥사이드, 예를 들어, tert-부틸 하이드로퍼옥사이드; 및 퍼옥사이드, 예를 들어, 벤조일 퍼옥사이드 및 사이클로헥산온 퍼옥사이드로부터 선택되는 것이 포함되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따라 유용한 광개시제에는 벤조인 에테르, 예를 들어, 벤조인 메틸 에테르 또는 벤조인 아이소프로필 에테르; 치환된 벤조인 에테르, 예를 들어, 아니솔 메틸 에테르; 치환된 아세토페논, 예를 들어, 2,2-다이에톡시아세토페논 및 2,2-다이메톡시-2-페닐 아세토페논; 치환된 알파-케톨, 예를 들어, 2-메틸-2-하이드록시 프로피오페논; 방향족 설포닐 클로라이드, 예를 들어, 2-나프탈렌 설포닐 클로라이드; 및 광활성 옥심, 예를 들어, 1-페닐-1,2-프로판다이온-2-(에톡시카르보닐)옥심으로부터 선택되는 것이 포함되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 열-유도 및 방사선-유도 중합 둘 모두의 경우에, 개시제는 단량체의 총 중량을 기준으로 약 0.05 중량% 내지 약 5.0 중량%의 양으로 존재한다.
저 Tg 중합체 성분은 무용매 방법에 의해 제조될 수 있지만, 저 Tg 중합체 성분을 제조하는 데에 용매를 사용하는 것이 종종 바람직하다. 적합한 용매는, 필요한 경우, 반응에 달리 유해한 영향을 주지 않도록 반응물 및 생성물에 충분히 불활성인 임의의 액체일 수 있다. 그러한 용매에는 에틸 아세테이트, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 및 그 혼합물이 포함된다. 대표적 용매에는 아세톤, 메틸-에틸-케톤, 헵탄 및 톨루엔이 포함된다. 사용되는 경우, 용매의 양은 일반적으로 반응물 (단량체 및 개시제) 및 용매의 총 중량을 기준으로, 약 30 내지 80 중량%이다. 고 Tg 중합체 성분과 블렌딩 또는 혼합하기 전에, 선택적으로 용매가 중합체로부터 제거될 수 있다.
본 명세서에 기재된 중합체를 중합할 때 중합체의 분자량을 제어하기 위하여, 사슬 전달제가 또한 이용될 수 있다. 적합한 사슬 전달제에는 할로겐화 탄화수소(예를 들어, 사브롬화탄소) 및 황 화합물(예를 들어, 라우릴 메르캅탄, 부틸 메르캅탄, 에탄티올, 및 2-메르캅토에테르)이 포함된다.
유용한 사슬 전달제의 양은 사슬 전달제의 원하는 분자량 및 유형에 따라 좌우된다. 유기 용매(예를 들어, 톨루엔, 아이소프로판올, 및 에틸 아세테이트)가 또한 사슬 전달제로서 사용될 수 있지만, 그들은 일반적으로, 예를 들어 황 화합물만큼은 활성이 아니다. 사슬 전달제는, 단량체의 총 중량을 기준으로, 전형적으로 약 0.001부 내지 약 10부; 더욱 종종, 0.01 내지 약 0.5부; 및 특히 약 0.02부 내지 약 0.20부의 양으로 사용된다.
저 Tg 중합체 성분의 응집 강도를 증가시키기 위하여, 선택적으로 중합체는 가교결합될 수 있다. 적합한 가교결합제는 중합 동안 가교결합을 야기하는 다기능(polyfunctional) 공중합성 단량체를 포함하거나, 또는 가교결합제는 중합 후에 첨가되고 활성화되어 중합체를 가교결합할 수 있다. 가교결합제의 종류는 하기에 더욱 상세하게 논의된다. 가교결합은 가교결합 첨가제를 사용하지 않고 감마 또는 e-빔 방사선과 같은 고 에너지 전자기 방사선을 사용하여 또한 달성될 수 있다.
저 Tg 중합체 성분은, 중합체 또는 중합체들에 더하여, 매우 다양한 첨가제를 함유할 수 있는데, 단, 첨가제가 광학적 맑음 및 시간 경과에 따른 환경적 안정성과 같은 원하는 특성에 유해한 영향을 미치지 않는다는 조건에서이다. 예를 들어, 특히 저 Tg 중합체 성분가 감압 접착제인 경우에, 상용성 점착부여제(tackifier) 및/또는 가소제가 첨가될 수 있다. 이러한 점착성-개질제(tack-modifier)의 사용은, 문헌 [Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, edited by Donatas Satas (1982)]에 기재된 바와 같이 본 기술 분야에서 일반적이다. 유용한 점착부여제의 예에는 로진, 로진 유도체, 폴리테르펜 수지, 쿠마론-인덴 수지 등이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 접착제에 첨가될 수 있는 가소제는 매우 다양한 구매가능한 재료로부터 선택될 수 있다. 대표적인 가소제에는 폴리옥시에틸렌 아릴 에테르, 다이알킬 아디페이트, 2-에틸헥실 다이페닐 포스페이트, t-부틸페닐 다이페닐 포스페이트, 2-에틸헥실 아디페이트, 톨루엔설폰아미드, 다이프로필렌 글리콜 다이벤조에이트, 폴리에틸렌 글리콜 다이벤조에이트, 폴리옥시프로필렌 아릴 에테르, 다이부톡시에톡시에틸 포르말, 및 다이부톡시에톡시에틸 아디페이트가 포함된다. 본 기술 분야에 공지된 것과 같은 UV 안정제가 또한 첨가될 수 있다.
고 Tg 중합체 성분은 하나의 중합체, 중합체들의 블렌드, 또는 추가적인 첨가제를 갖는 하나의 중합체 또는 중합체들의 블렌드일 수 있다. 고-Tg 특징을 달성하기 위하여, 상응하는 공중합체는 전형적으로, 얻어지는 유리 전이 온도 (Tg)가 약 20℃ 초과가 되도록 맞춰진다. 일부 실시 형태에서, 고 Tg 중합체 성분의 Tg는 40℃, 50℃, 또는 60℃ 초과이다. 일반적으로, 고 Tg 중합체 성분은 산 또는 염기 작용기를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 고 Tg 중합체 성분은 (메트)아크릴레이트계 공중합체를 포함한다. 그러한 공중합체는 전형적으로, 단일중합체로서의 Tg가 약 20℃ 초과인, 약 40 중량% 이상, 전형적으로 70 중량% 이상, 더욱 전형적으로 85 중량% 이상, 또는 심지어 90 중량%의, 적어도 하나의 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 단량체로부터 유도된다. 생성되는 고 Tg 중합체 성분이 20℃ 초과의 Tg를 갖기만 한다면, (메트)아크릴레이트 공중합체는 추가적인 공단량체를 함유할 수 있다. 적합한 공단량체의 예에는 저 Tg 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체, 염기성 단량체, 산성 단량체, 및 그 조합이 포함된다.
고 Tg 단량체는 일반적으로 단일중합체로서의 유리 전이 온도 (Tg)가 약 20℃ 초과인 모노에틸렌계 불포화 단량체이다. 전형적으로 고 Tg 중합체는 독립적으로 비-3차 알킬 알코올 (이의 알킬 기는 약 1 내지 약 20개, 더욱 전형적으로 1 내지 약 18개의 탄소 원자를 포함함)의 (메트)아크릴레이트 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 모노에틸렌계 불포화 단량체로부터 유도된다. 대부분의 실시 형태에서, 고 Tg 중합체는 독립적으로 (메트)아크릴레이트 단량체로부터 유도되지만, 소정 제형의 경우, 비닐-종결된 단량체, 예를 들어, 스티렌이 필적할 만하거나 더욱 우수한 결과를 나타낼 수 있다. 적합한 단량체의 예에는 t-부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 아이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 아이소부틸 메타크릴레이트, s-부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 아이소보르닐 아크릴레이트, 아이소보르닐 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 브로모에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 스티렌, 비닐 아세테이트, 비닐 클로라이드 등이 포함되지만 이에 한정되는 것은 아니다.
적합한 저 Tg 단량체의 예는, 예를 들어, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아이소옥틸 아크릴레이트, 아이소노닐 아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트 및 그 혼합물을 포함하는, 약 4개의 탄소 원자 내지 약 12개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 기를 갖는 단량체와 같은, Tg가 0℃ 미만인 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하며, 하나 이상의 고 Tg 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체 및 공중합성 염기성 또는 산성 단량체와 함께 사용될 수 있는데, 단, 생성되는 (메트)아크릴레이트 공중합체 또는 고 Tg 중합체 성분의 Tg가 약 20℃ 초과인 조건에서이다.
일부 실시 형태에서, 고 Tg 중합체 성분은 염기성 (메트)아크릴레이트 공중합체를 포함한다. 염기성 (메트)아크릴레이트 공중합체는 전형적으로 약 2 중량% 내지 약 50 중량%, 전형적으로 5 중량% 내지 약 30 중량%의 공중합성 염기성 단량체를 포함하는 염기성 단량체로부터 유도된다. 공중합성 염기성 단량체는 상기에 기재되어 있다.
일부 실시 형태에서, 고 Tg 중합체 성분은 산성 (메트)아크릴레이트 공중합체를 포함한다. 산성 (메트)아크릴레이트 공중합체는 전형적으로 약 2 중량% 내지 약 30 중량%, 전형적으로 약 2 중량% 내지 약 15 중량%의 공중합성 산성 단량체를 포함하는 산성 단량체로부터 유도된다. 공중합성 산성 단량체는 상기에 기재되어 있다.
일부 실시 형태에서, 고 Tg 중합체 성분의 공중합체는 중량평균 분자량이 100,000 초과인 (메트)아크릴레이트계 공중합체를 포함한다. 더 높은 분자량의 고 Tg 중합체가, 특히 승온 및 극한 조건에서, 접착제 조성물의 열 안정성을 향상시키는 데 바람직할 수 있다.
저 Tg 중합체 성분과 마찬가지로, 고 Tg 중합체 성분의 응집 강도를 증가시키기 위해서, 가교결합 첨가제가 반응 조성물에 첨가될 수 있다. 적합한 가교결합제는 중합 동안 가교결합을 야기하는 다기능 공중합성 단량체를 포함하거나, 또는 가교결합제는 중합 후에 활성화되어 중합체를 가교결합할 수 있다. 가교결합은 가교결합 첨가제를 사용하지 않고 감마 또는 e-빔 방사선과 같은 고 에너지 전자기 방사선을 사용하여 또한 달성될 수 있다.
적합한 다기능 공중합성 단량체에는, 예를 들어, 다작용성 아크릴레이트가 포함된다. 유용한 다작용성 아크릴레이트 가교결합제의 예에는 다이아크릴레이트, 트라이아크릴레이트 및 테트라아크릴레이트, 예를 들어 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 다이아크릴레이트, 폴리부타디엔 다이아크릴레이트, 폴리우레탄 다이아크릴레이트 및 프로폭실화 글리세린 트라이아크릴레이트, 및 그이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
두 가지 유형의 가교결합 첨가제가 중합 후 가교결합을 달성하는 데 보통 사용된다. 첫 번째 가교결합 첨가제는 열 가교결합 첨가제, 예를 들어 다작용성 아지리딘이다. 일례는 1,1'-(1,3-페닐렌 다이카르보닐)-비스-(2-메틸아지리딘) (비스아미드)이다. 그러한 화학적 가교결합제는 중합 후에 용매계 PSA에 첨가될 수 있고, 코팅된 접착제의 오븐 건조 동안 열에 의해 활성화될 수 있다. 아이소시아네이트 및 에폭시 가교결합제가 또한 사용될 수 있다.
또 다른 실시 형태에서, 자유 라디칼에 의존하여 가교결합 반응을 수행하는 화학적 가교결합제가 이용될 수 있다. 예를 들어, 과산화물과 같은 시약이 자유 라디칼의 공급원으로서의 역할을 한다. 충분히 가열될 때, 이들 전구체는 자유 라디칼을 발생시킬 것이고, 이는 중합체의 가교결합 반응을 일으킨다. 일반적인 자유 라디칼 발생 시약은 벤조일 퍼옥사이드이다. 자유 라디칼 발생제는 단지 소량으로 필요하지만, 일반적으로, 가교결합 반응을 완료하기 위하여, 비스아미드 시약에 필요한 온도보다 더 높은 온도를 필요로 한다.
두 번째 유형의 화학적 가교결합제는 고강도 자외(UV) 광에 의해 활성화되는 감광성 가교결합제이다. 사용되는 2가지 일반적인 감광성 가교결합제는 미국 특허 제4,737,559호에 기재된 바와 같은 벤조페논 및 공중합성 방향족 케톤 단량체이다. 용액 조성물에 사후 첨가되고 UV광에 의해 활성화될 수 있는 다른 광가교결합제는 트라이아진, 예를 들어, 2,4-비스(트라이클로로메틸)-6-(4-메톡시-페닐)-s-트라이아진이다. 이들 가교결합제는 중간압 수은 램프 또는 UV 블랙라이트와 같은 인공 광원으로부터 발생되는 UV 광에 의해 활성화된다.
사용되는 경우, 가교결합제의 양 및 실체(identity)는 접착제 조성물의 원하는 응용에 따라 맞춰진다. 전형적으로, 가교결합제는 접착제 조성물의 총 건조 중량을 기준으로 5부 미만의 양으로 존재한다. 전형적으로, 가교결합제는 접착제 조성물의 총 건조 중량을 기준으로 0.01부 내지 1부의 양으로 존재한다.
상기에 기재된 바와 같이, 접착제 조성물은 단일의 가교결합된 중합체 조성물을 포함할 수 있다. 다수의 실시 형태에서, 접착제 조성물은 저 Tg 중합체 성분과 고 Tg 중합체 성분의 블렌드를 포함한다. 이들 성분 각각은 중합체 또는 중합체들의 블렌드를 포함할 수 있으며 추가적인 첨가제를 함유할 수 있다. 추가로, 상기에 언급된 바와 같이, 각각의 중합체 성분은 가교결합될 수 있으며, 각각의 중합체 성분은 혼합 시에 산-염기 상호작용이 형성되도록 산 또는 염기 작용기를 포함한다. 접착제 조성물 그 자체가 또한 다양한 첨가제를 함유할 수 있다. 다시 말해, 첨가제는, 중합체 성분 중 어느 하나 또는 둘 모두에 첨가될 수 있거나, 또는 접착제 조성물이 제조될 때 또는 접착제 조성물이 제조된 후에 접착제 조성물에 첨가될 수 있다. 적합한 첨가제의 예에는 상기한 바와 같이 점착부여제, 가소제 및 UV 안정제가 포함된다. 추가로, 접착제 조성물의 가교결합을 달성하기 위해 사후-중합 가교결합제가 첨가될 수 있다.
접착제 조성물은, 저 Tg 중합체 성분 및 고 Tg 중합체 성분을, 임의의 다른 선택적인 성분과 함께, 광학적으로 투명한 것 및 미세구조화된 패턴을 접착제 표면의 영구 특징부로서 유지할 수 있는 것과 같은 접착제의 특성들의 유용한 균형을 이루게 하는 임의의 상대적인 양으로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 접착제 조성물은 감압 접착제이다. 다른 실시 형태에서, 접착제 조성물은 감압 접착제가 아니다. 일반적으로, 접착제 조성물이 감압 접착제가 아닌 경우에는 열 활성화 접착제이다. 전형적으로, 접착제 조성물은, 총 접착제 조성물 100 중량부를 기준으로, 50 중량부 미만의 고 Tg 중합체 성분을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 접착제 조성물은, 총 접착제 조성물 100 중량부를 기준으로, 40 중량부 미만, 총 접착제 조성물의 30 중량부 미만 또는 훨씬 더 적은 고 Tg 중합체 성분을 포함한다.
저 Tg 및 고 Tg 중합체 성분은 당업자에게 공지된 전통적인 방법에 의해 블렌딩될 수 있다. 그러한 방법에는 혼합, 기계적 롤링(mechanical rolling), 핫 멜트 블렌딩(hot melt blending) 등이 포함된다. 일부 실시 형태에서, 저 Tg 및 고 Tg 중합체 성분, 그리고 임의의 첨가제는 용액 중에서 혼합된다. 적합한 용매의 예가 상기에 기재되어 있다.
접착제 조성물은 압출 코팅, 그라비어 코팅, 커튼 코팅, 슬롯 코팅, 스핀 코팅, 스크린 코팅, 전사 코팅, 브러시 또는 롤러 코팅 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 통상적인 적용 방법에 의해, 미세구조화된 이형 라이너 또는 미세구조화된 도구와 같은, 미세구조화된 표면에 적용될 수 있다. 접착제 조성물은 핫 멜트 조성물, 용매계 조성물, 또는 100% 고형물 조성물로서 미세구조화된 표면에 적용될 수 있다. 접착제 층 코팅은 접착제 층을 생성하도록 추가로 처리될 수 있다. 처리는, 용매계인 경우의 접착제 층 코팅의 건조, 핫 멜트 코팅되는 경우의 접착제 층 코팅의 냉각, 또는 접착제 층의 가교결합을 포함할 수 있다. 가교결합은, 필요한 경우, 열 또는 방사선 또는 그 조합의 적용에 의해 달성될 수 있다. 전형적으로 액체의 형태인, 코팅된 접착제 층의 두께는 사용되는 재료의 속성 및 원하는 특정 특성에 따라 부분적으로 좌우되지만, 상기 특성 및 이 특성과 두께와의 관계는 본 기술 분야에서 잘 이해된다. 접착제 층의 예시적인 두께는 약 0.05 내지 약 100 마이크로미터의 범위일 수 있다.
일부 실시 형태에서, 접착제 층의 미세구조화된 표면에 표면 개질 재료의 연속 또는 불연속 층을 적용함으로써 접착제 층의 미세구조화된 표면을 추가로 개질하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 표면 개질 재료의 이러한 연속 또는 불연속 층은 미세구조화된 이형 라이너 또는 미세구조화 도구의 미세구조화된 표면에 적용되며, 접착제 층이 미세구조화된 이형 라이너 또는 미세구조화 도구의 미세구조화된 표면 상에 코팅될 때 접착제 표면으로 전사된다. 표면 개질 재료의 연속 또는 불연속 층은 입자들의 이산된 집합(discrete collection of particles), 얇은 연속 층, 또는 두껍거나 얇은 불연속 층일 수 있다. 적합한, 입자들의 이산된 집합의 예에는 비전도성 입자, 전도성 입자, 와이어, 위스커(whisker), 나노물질, 양자점, 또는 그 조합이 포함된다. 적합한 얇은 연속 층의 예에는 실리카, 활석 등과 같은 점착제거제(detackifying agent)의 층이 포함된다.
접착제 조성물은 광학적으로 투명하며, 일부 실시 형태에서, 광학적으로 맑을 수 있다. 광학적 맑음은, 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 다수의 상이한 방법으로 측정될 수 있으나, 본 발명을 위해서, 광학적 맑음은 시각적으로 관찰될 수 있으며 선택적으로 ASTM-D 1003-95에 따라 측정될 수 있다. 그렇게 측정되는 경우, 본 발명의 접착제 조성물은 약 90% 이상의 시감 투과율(luminous transmission), 및 약 2% 미만의 헤이즈를 나타낼 수 있다.
광학적으로 투명하거나 광학적으로 맑은 것 외에, 일부 실시 형태에서 접착제 조성물은 굴절률이 1.4 내지 1.8의 범위인 것이 바람직할 수 있다. 이러한 범위는 다양한 기재, 특히 광 가이드의 굴절률에 정합하도록 선택된다. 상기에 기재된 바와 같이, 본 발명의 전사 테이프가 광 가이드 장치의 입력 표면에 부착될 때, 접착 조성물은 광 가이드 입력 표면의 굴절률에 가깝거나 또는 심지어 정합하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 굴절률 정합은 광이 전사 테이프/기재 계면을 통과할 때 반사에 의한 광의 손실을 없애는 데 도움을 준다.
상기한 바와 같이, 일부 실시 형태에서 저 Tg 중합체 성분은 감압 접착제를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 광학적으로 투명한 접착제 조성물은 감압 접착제이다. 다른 실시 형태에서, 광학적으로 투명한 접착제 조성물은 감압 접착제가 아니다. 일반적으로, 광학적으로 투명한 접착제 조성물이 감압 접착제가 아닌 경우에는 열 활성화 접착제이다. 광학적으로 투명한 접착제 조성물은, 하기한 바와 같이 접착제 층의 미세구조화된 표면이 미세구조화된 패턴을 영구적으로 유지하게 하기에 충분히 높은 모듈러스를 갖도록, 감압 접착제가 아닌 것이 바람직할 수 있다.
접착제 조성물은 적어도 하나의 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 한다. 접착제 표면의 영구 특징부가 된다는 것은, 전사 테이프의 적용 및 사용 온도에서, 미세구조화된 패턴이 그의 형상을 무한히 유지한다는 것을 의미한다. 이러한 영구 미세구조화된 패턴은, 일반적으로 일시적이도록 설계되는 접착제 층의 전형적인 미세구조화된 표면과는 대조적이다. 이는 광학적으로 투명한 접착제의 경우에 특히 그러한데, 미세구조체가 끝내 붕괴되지 않는다면 미세구조체의 존재가 접착제 층의 광학 특성에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 그러나, 본 발명의 전사 테이프는 2개의 기재를 함께 접착하도록 설계되는 것이 아니라, 하나의 기재에 접착되어 그러한 하나의 기재의 표면 특성을 변경하도록, 즉, 기재에 접착된 영구 미세구조화된 표면을 제공하도록 설계된다. 전사 테이프는 일반적으로 미세구조화된 패턴을 제공하도록 기재에 적용되어 기재의 광학 특성에 영향을 준다.
상기에 언급된 바와 같이, 본 발명의 전사 테이프를 위한 하나의 특히 적합한 용도는 광 가이드에 사용하는 것이다. 이러한 목적으로, 전사 테이프를 광 가이드의 입력 표면에 접착하여 입력 기재에 미세구조화된 표면 층을 제공한다. 상기에 그리고 국제특허 공개 WO 2011/091026호에 기재된 바와 같이, 미세구조화된 표면은 광 가이드 표면에서 발광 다이오드 어레이로부터의 입사광을 확산시킬 수 있다. 전사 테이프를 사용하여 광 가이드의 입력 표면 상에 미세구조화된 표면을 생성하는 것의 다수의 이점이 상기에 기재되어 있다.
전사 테이프의 미세구조화된 표면을 사용하여 입사광을 확산시키기 때문에, 이러한 확산 광이 접착제 층의 나머지 부분을 통과할 때는 방향이 변경되지 않는 것이 바람직하다. 다시 말해, 단지 접착제 층에 의해 제공되는 광의 방향 변경이 미세구조화된 표면에 의해 제공되는 광의 확산이 되는 것이 바람직하다. 이러한 이유로, 접착제 층은 광학적으로 투명하거나 광학적으로 맑은 것이 바람직하다.
미세구조화된 표면은, 대칭 프리즘, 불연속 아크(intermittent arc), 연속 아크(continuous arc), 사다리꼴, 렌즈렛(lenslet), 프레넬(Fresnel), 또는 사인곡선 형상을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 미세구조체 형상을 포함할 수 있다. 적합한 형상의 예가 도 4a 내지 도 4f에 나타나있다. 추가로, 미세구조화된 표면은 반복되거나 반복되지 않는 패턴으로 다양한 상이한 구조를 포함할 수 있다. 그러한 미세구조화된 표면의 예가 도 5a 내지 도 5d에 예시되어 있다. 도 5a에서, 미세구조화된 표면(230a)은 p의 피치로 삼각형 단면을 갖는 복수의 구조체(236a)를 포함한다. 도 5b는 구조체 쌍들 사이에 간극을 두고 복수의 구조체를 포함하는 미세구조화된 표면(230b)을 나타낸다.
본 발명의 전사 테이프의 미세구조화된 표면의 미세구조체는 벌크 접착제로부터 연장할 수 있거나 만입부(indentation)로서 벌크 접착제 내로 연장할 수 있다. 대안적으로, 구조화된 표면 층은 벌크 접착제로부터 연장하는 구조체 및 벌크 접착제 내로 연장하는 구조체 둘 모두의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5c는 미세구조화된 표면(230c)의 다른 실시 형태의 개략 단면도이다. 표면(230c)은 전사 테이프(232c)의 벌크 내로 연장하는 복수의 구조체(236c)를 포함하며 만곡된 단면 형상을 갖는다.
추가로, 미세구조체의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 5d는 구조화된 표면(230d)의 다른 실시 형태의 개략 단면도이다. 표면(230d)은 제1 세트의 구조체(236d), 및 제1 세트의 구조체와는 상이한 제2 세트의 구조체(237d)를 포함한다. 제1 그룹의 구조체(236d)는 만곡된 또는 원형의 단면을 갖는 구조체를 포함한다. 제2 세트의 구조체(237d)의 각각의 구조체는 삼각형 단면을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 제1 세트 및 제2 세트의 구조체는 하나 이상의 단면 형상을 포함할 수 있고, 제1 세트의 구조체의 형상은 제2 세트의 구조체와는 상이한 크기 및/또는 피치를 가질 수 있다.
일부 실시 형태에서, 미세구조체 층은 변형가능한 것이 바람직할 수 있다. 본 발명을 위해, 변형가능한 미세구조화된 층은, 물품이 미세구조화된 표면과 접촉되어, 미세구조체의 파괴를 일으키지 않으면서 미세구조체의 변형을 일으킬 수 있음을 의미한다. 그러한 변형은 가역적이며, 이는 물품의 제거 시에, 미세구조체가 그의 원래의 형상 및 구성으로 본질적으로 되돌아감을 의미한다. 이러한 변형성은 광원 (예를 들어, LED) 또는 다른 물품, 예를 들어, 렌즈 또는 보호판이, 취급 동안 일시적으로, 또는 물품 또는 장치의 최종 구성의 일부로서, 미세구조화된 표면과 접촉할 수 있는 실시 형태에서 유용할 수 있다.
전사 테이프를 사용하여 물품을 제조하는 방법이 또한 본 명세서에 개시된다. 이러한 물품은 기재의 표면을 개질하는 데 전사 테이프를 이용하며, 2개의 기재를 함께 접합하는 데 전사 테이프를 이용하지는 않는다. 이러한 물품은 전사 테이프의 광학 맑음 및 영구 미세구조화된 표면 층의 이점을 취한다.
물품을 제조하는 방법은, 접착제 층 및 이형 라이너를 포함하는 전사 테이프를 제조하는 단계, 전사 테이프를 기재에 부착하는 단계, 및 전사 테이프의 이형 라이너를 제거하는 단계를 포함한다. 상기한 바와 같이, 전사 테이프는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 접착제 층을 포함하며, 주 표면들 중 적어도 하나는 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 미세구조화된 표면이 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 한다. 접착제 층은, 20℃ 미만의 Tg를 갖는 저 Tg 중합체 성분, 및 20℃ 초과의 Tg를 갖는 고 Tg 중합체 성분을 포함하는, 광학적으로 투명한 조성물이다. 미세구조화된 패턴을 갖는 접착제 표면은 미세구조화된 이형 라이너에 부착된다. 미세구조화된 이형 라이너의 제거 시에, 미세구조화된 패턴은 접착제 표면의 영구 특징부로 남는다.
표면-개질된 물품이 또한 본 발명에 포함된다. 이러한 물품은 적어도 하나의 외부 표면을 갖는 기재, 기재 표면에 접착된 본 발명의 전사 테이프를 포함한다. 기재 표면에 접착되면, 전사 테이프는 영구적으로 미세구조화된 외부 표면을 제공함으로써 기재 표면을 개질한다. 기재 표면에 전사 테이프를 접합할 때, 이러한 영구적으로 미세구조화된 외부 표면은 기재의 외부 표면이 된다. 일부 실시 형태에서, 기재 및 접착제 층은 굴절률들이 서로의 0.1 범위 이내이다. 일부 실시 형태에서, 기재 및 접착제 층은 굴절률들이 서로의 0.05 범위 이내이다.
일부 실시 형태에서, 전사 테이프가 적용되는 표면은 광 가이드의 입력 표면을 포함하며, 따라서 생성되는 물품은 광 가이드이다. 광 가이드는 상기에 기재되어 있다. 본 발명의 방법에 의해 형성되는 광 가이드는 입력 표면 상에 미세구조화된 표면을 갖는다. 이러한 미세구조화된 표면은, 유입되는 광을 확산시키고 더욱 균일하게 밝은 출력 광을 제공하는 데 도움을 준다.
전사 테이프를 사용하여 광 가이드의 입력 표면에 영구적으로 미세구조화된 표면을 제공하는 것은 상기에 논의된 바와 같이 다수의 이점을 갖는데, 이는 미세구조화된 표면을 입력 표면에 접합하는 접착제가 2개의 개별적인 요소가 아니라 단일 구성이기 때문이다. 추가로, 접착제 제형화 기술을 통해, 전사 테이프는 입력 표면의 굴절률에 정합하도록 맞춰져서, 입력 광 강도의 손실을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다.
본 발명의 전사 테이프 및 방법을 사용하여 제조될 수 있는 일부 물품이 도 1 내지 도 3에 나타나있다. 도 1은 광 가이드 모듈의 실시 형태를 나타내며, 도 2 및 도 3은 광 가이드 모듈에 접착된 본 발명의 예시적인 전사 테이프의 클로즈업(close up)을 나타낸다.
도 1은 광 가이드 모듈의 일 실시 형태를 나타낸다. 광 가이드 모듈(4)은 광을 받아들이는 입력 표면(11)을 갖는 광 가이드(1) 및 전사 테이프(2)를 포함한다. 테이프(2)는 제1 표면(12) 및 제2 표면(13)을 포함한다. 제1 표면(12)은 광 가이드(1)의 입력 표면(11)에 부착된다 (명백히 하기 위해, 이 도면에서는 제1 표면(12)이 입력 표면(11)에 부착된 것으로 도시되지는 않음), 제2 표면(13)은, 광 가이드(1)의 평면에서 입사광을 확산시키도록 작동가능한 미세구조체(21)를 포함한다. 제2 표면(13)은 하나 이상의 광원으로부터 입사광을 받아들이도록 구성된다.
도 1은 LC 디스플레이, 사인(sign) 등에 조명을 제공할 수 있는 백라이트에 사용될 때 전술한 광 가이드 모듈(4)의 작동 레이아웃을 또한 예시한다. 백라이트는 발광 다이오드 어레이(3)를 포함할 수 있는데, 여기서, (어레이(3) 중의) 2개의 인접한 단일-지점 발광 다이오드들 사이의 거리는 적합한 값, 예를 들어, 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm 초과일 수 있거나 그보다 더 클 수 있다. 발광 다이오드 어레이(3)는 제2 표면(13)과 평행하게 위치되며 그 표면을 향하고 있으므로, 어레이(3)로부터 방출된 광의 적어도 일부가 제2 표면(13)을 통해 광 가이드 플레이트(4)로 들어갈 것이다. 어레이(3)로부터 방출된 광은 제2 표면(13)을 통해 광 가이드 모듈(4)로 들어가며, 광 가이드(1)를 통해, 예를 들어, 전체 액정 디스플레이 패널에 백라이팅을 제공한다. 미세구조체(21)의 역할로 인해, 어레이(3)로부터 방출된 광은 광 가이드(1)의 평면에서 확산되며, 그에 의해 광 가이드의 광 입사 영역에 근접한 광 강도의 균일성을 증가시키고, 그에 의해 백라이팅 설계의 효율성을 증가시킨다. 일부 실시 형태에서, 광이 광 가이드 플레이트 모듈 내로 수직으로 들어가는 것을 보장하도록, 어레이(3)의 광 방출 표면을 광 가이드(1)의 입력 표면(11)에 평행하게 그리고 그에 면하여 위치시켜, 광 가이드 모듈(4)의 방사선 효율을 추가로 개선할 수 있다.
미세구조체(21)는, 도 1에 예시된 바와 같이, 대칭 프리즘 미세구조체이다. 명백하게 하기 위해, 도 1에 예시된 미세구조체의 치수가 과장되어 있음에 유의하여야 한다. 프리즘 구조체의 구체적인 치수는 개별 요구에 기초하여 선택될 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 전사 테이프를 사용하는 광 가이드 모듈의 다양한 실시 형태를 나타낸다.
도 2는 광 가이드(41)의 실시 형태를 나타낸다. 광 가이드(41)에는 전사 테이프(45)가 부착되어 있다. 전사 테이프(45)는 미세구조체(43)를 갖는 구조화된 표면을 포함한다. 도 3에서는, 전사 테이프(45)가 2가지 상이한 미세구조체 패턴(46, 43)을 포함한다는 점을 제외하고는, 도 3은 도 2와 매우 유사하다. 2가지 상이한 미세구조체 패턴은 구조체의 프리즘 각도가 다르다.
본 발명은 하기 실시 형태를 포함한다.
실시 형태 중에는 전사 테이프가 있다. 제1 실시 형태는, 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 접착제 층을 포함하며, 접착제 층은 광학적으로 투명한 조성물을 포함하고, 광학적으로 투명한 조성물은 가교결합된 중합체 조성물을 포함하고, 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 중 적어도 하나는 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 하고, 미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경하는, 전사 테이프를 포함한다.
실시 형태 2는, 실시 형태 1에 있어서, 가교결합된 중합체 조성물은 20℃ 미만의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 저 Tg 중합체 성분; 및 20℃ 초과의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 고 Tg 중합체 성분을 포함하고, 저 Tg 중합체 성분의 작용기 및 고 Tg 중합체 성분의 작용기는 혼합될 때 산-염기 상호작용을 형성하는, 전사 테이프이다.
실시 형태 3은, 실시 형태 2에 있어서, 저 Tg 중합체 성분은 감압 접착제를 포함하는, 전사 테이프이다.
실시 형태 4는, 실시 형태 3에 있어서, 감압 접착제는 (메트)아크릴레이트계 감압 접착제를 포함하는, 전사 테이프이다.
실시 형태 5는, 실시 형태 2 내지 실시 형태 4 중 어느 하나에 있어서, 저 Tg 중합체 성분은 Tg가 0℃ 미만인, 전사테이프이다.
실시 형태 6은, 실시 형태 2 내지 실시 형태 5 중 어느 하나에 있어서, 저 Tg 중합체 성분은 Tg가 -10℃ 미만인, 전사테이프이다.
실시 형태 7은, 실시 형태 2 내지 실시 형태 6 중 어느 하나에 있어서, 저 Tg 성분은 실리콘-개질된 것인, 전사 테이프이다.
실시 형태 8은, 실시 형태 2 내지 실시 형태 7 중 어느 하나에 있어서, 고 Tg 중합체 성분은 Tg가 20℃ 초과인 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트계 중합체를 포함하는, 전사 테이프이다.
실시 형태 9는, 실시 형태 2 내지 실시 형태 8 중 어느 하나에 있어서, 고 Tg 중합체 성분은 Tg가 40℃ 초과인 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트계 중합체를 포함하는, 전사 테이프이다.
실시 형태 10은, 실시 형태 2 내지 실시 형태 9 중 어느 하나에 있어서, 고 Tg 중합체 성분은 Tg가 50℃ 초과인 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트계 중합체를 포함하는, 전사 테이프이다.
실시 형태 11은, 실시 형태 2 내지 실시 형태 11 중 어느 하나에 있어서, 고 Tg 중합체 성분은 Tg가 60℃ 초과인 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트계 중합체를 포함하는, 전사 테이프이다.
실시 형태 12는, 실시 형태 2 내지 실시 형태 11 중 어느 하나에 있어서, 광학적으로 투명한 조성물은 50 내지 80 중량%의 저 Tg 중합체 성분; 및 20 내지 50 중량%의 고 Tg 중합체 성분을 포함하는, 전사 테이프이다.
실시 형태 13은, 실시 형태 1 내지 실시 형태 12 중 어느 하나에 있어서, 접착제 층은 감압 접착제 층이 아닌, 전사 테이프이다.
실시 형태 14는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 13 중 어느 하나에 있어서, 접착제 층은 굴절률이 1.4 내지 1.8의 범위인, 전사 테이프이다.
실시 형태 15는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 14 중 어느 하나에 있어서, 접착제 층의 굴절률 및 그것이 부착되는 기재의 굴절률은 서로의 0.1 범위 이내인, 전사테이프이다.
실시 형태 16은, 실시 형태 1 내지 실시 형태 15 중 어느 하나에 있어서, 접착제 층의 굴절률 및 그것이 부착되는 기재의 굴절률은 서로의 0.05 범위 이내인, 전사테이프이다.
실시 형태 17은, 실시 형태 1 내지 실시 형태 16 중 어느 하나에 있어서, 접착제 층의 미세구조화된 표면에 부착된 미세구조화된 이형 라이너를 추가로 포함하는, 전사 테이프이다.
실시 형태 중에는 물품의 제조 방법이 있다. 실시 형태 18은, 접착제 층 및 이형 라이너를 포함하는 전사 테이프를 제조하는 단계; 전사 테이프를 기재에 부착하는 단계; 및 전사 테이프의 이형 라이너를 제거하는 단계를 포함하며, 전사 테이프는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 접착제 층을 포함하고, 접착제 층은 광학적으로 투명한 조성물을 포함하고, 광학적으로 투명한 조성물은 가교결합된 중합체 조성물을 포함하고, 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 중 적어도 하나는 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 하고, 미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경하는, 물품을 제조하는 방법이다.
실시 형태 19는, 실시 형태 18에 있어서, 가교결합된 중합체 조성물은 20℃ 미만의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 저 Tg 중합체 성분; 및 20℃ 초과의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 고 Tg 중합체 성분을 포함하고, 저 Tg 중합체 성분의 작용기 및 고 Tg 중합체 성분의 작용기는 혼합될 때 산-염기 상호작용을 형성하는, 방법이다.
실시 형태 20은, 실시 형태 18 또는 실시 형태 19에 있어서, 전사 테이프를 제조하는 단계는 미세구조화된 이형 라이너를 제공하는 단계; 및 이형 라이너의 미세구조화된 표면 상에 광학적으로 투명한 조성물의 층을 코팅하는 단계를 포함하는, 방법이다.
실시 형태 21은, 실시 형태 20에 있어서, 이형 라이너의 미세구조화된 표면 상에 광학적으로 투명한 조성물의 층을 코팅하는 단계는 핫 멜트 코팅(hot melt coating), 용매계 코팅(solvent-borne coating), 또는 100% 고형물 코팅을 포함하는, 방법이다.
실시 형태 22는, 실시 형태 20 또는 실시 형태 21에 있어서, 코팅된 층을 건조, 경화 또는 가교결합시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법이다.
실시 형태 23은, 실시 형태 20 내지 실시 형태 22 중 어느 하나에 있어서, 미세구조화된 이형 라이너는 이형 라이너의 미세구조화된 표면 상에 재료의 연속 또는 불연속 층을 추가로 포함하는, 방법이다.
실시 형태 24는, 실시 형태 23에 있어서, 이형 라이너의 미세구조화된 표면 상의 재료의 연속 또는 불연속 층은 입자의 이산된 집합, 얇은 연속 층, 또는 불연속의 두껍거나 얇은 층을 포함하는, 방법이다.
실시 형태 25는, 실시 형태 24에 있어서, 입자의 이산된 집합은 비전도성 입자, 전도성 입자, 와이어, 위스커, 나노물질, 양자점, 또는 그 조합을 포함하는, 방법이다.
실시 형태 26은, 실시 형태 24에 있어서, 얇은 연속 층은 점착제거제의 층을 포함하는, 방법이다.
실시 형태 27은, 실시 형태 18 내지 실시 형태 26 중 어느 하나에 있어서, 기재는 광 가이드의 입력 표면을 포함하는, 방법이다.
일부 실시 형태는 물품이다. 실시 형태 28은, 적어도 하나의 외부 표면을 갖는 기재; 및 기재 표면에 접착된 전사 테이프를 포함하며, 전사 테이프는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 접착제 층을 포함하며, 접착제 층은 광학적으로 투명한 조성물을 포함하고, 광학적으로 투명한 조성물은 가교결합된 중합체 조성물을 포함하고, 제1 주 표면 또는 제2 주 표면 중 적어도 하나는 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 미세구조화된 패턴이 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 하고, 미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경하는, 물품을 포함한다.
실시 형태 29는, 실시 형태 28에 있어서, 가교결합된 중합체 조성물은 20℃ 미만의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 저 Tg 중합체 성분; 및 20℃ 초과의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 고 Tg 중합체 성분을 포함하고, 저 Tg 중합체 성분의 작용기 및 고 Tg 중합체 성분의 작용기는 혼합될 때 산-염기 상호작용을 형성하는, 물품이다.
실시 형태 30은, 실시 형태 28 또는 실시 형태 29에 있어서, 기재 및 접착제 층은 굴절률들이 서로의 0.1 범위 이내인, 물품이다.
실시 형태 31은, 실시 형태 29 또는 실시 형태 30에 있어서, 저 Tg 중합체 성분은 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트계 중합체를 포함하는, 물품이다.
실시 형태 32는, 실시 형태 29 내지 실시 형태 31 중 어느 하나에 있어서, 고 Tg 중합체 성분은 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트계 중합체를 포함하는, 물품이다.
실시 형태 33은, 실시 형태 29 내지 실시 형태 32 중 어느 하나에 있어서, 광학적으로 투명한 조성물은 50 내지 80 중량%의 저 Tg 중합체 성분; 및 20 내지 50 중량%의 고 Tg 중합체 성분을 포함하는, 물품이다.
실시 형태 34는, 실시 형태 28 내지 실시 형태 32 중 어느 하나에 있어서, 접착제 층은 감압 접착제 층이 아닌, 물품이다.
실시 형태 35는, 실시 형태 28 내지 실시 형태 34 중 어느 하나에 있어서, 접착제 층의 미세구조화된 표면에 부착된 미세구조화된 이형 라이너를 추가로 포함하는, 물품이다.
실시 형태 36은, 실시 형태 28 내지 실시 형태 35 중 어느 하나에 있어서, 접착제 표면의 영구 특징부인 미세구조화된 패턴은 변형가능하여, 접착제 표면 상의 미세구조화된 패턴에 대한 물품의 접촉이 미세구조화된 패턴의 가역적인 변형을 일으키는, 물품이다.
실시 형태 37은, 실시 형태 28 내지 실시 형태 36 중 어느 하나에 있어서, 광 가이드를 포함하는, 물품이다.
실시 형태 38은, 실시 형태 28 내지 실시 형태 36 중 어느 하나에 있어서, 조명 기구를 포함하는, 물품이다.
실시예
이들 실시예는 단지 예시의 목적만이며 첨부된 특허청구범위의 범주를 제한하고자 하는 것은 아니다. 실시예 및 명세서의 나머지에서 모든 부, 백분율, 비 등은 달리 나타내지 않는 한 중량 기준이다. 사용한 용매 및 기타 시약은, 달리 나타내지 않는 한 시그마-알드리치 케미칼 컴퍼니 (Sigma-Aldrich Chemical Company; 미국 위스콘신주 밀워키 소재)로부터 입수하였다.
Figure pct00002
미세구조화된 라이너의 제조 (엠보싱된 라이너)
1. 라이너의 이형 코팅
로파렉스로부터 입수가능하며, 폴리에틸렌으로 양면 코팅된, 43 kg (94 파운드) 백색 폴리코팅 크라프트 라이너 종이의 샘플을, 각각의 면에 0.4 내지 0.5 g/㎡의 코팅 중량으로, 용매계 실리콘 이형 재료로 용매 코팅하였다.
2. 엠보싱
앞서 제조된 이형 코팅된 라이너를 엠보싱하여 마이크로구조화된 패턴을 생성하였다. 와바시(Wabash) 압반 프레스를 110℃의 온도로 예열하였다. 엠보싱할 라이너 및 엠보싱에 사용하는 도구로 하기 스택을 생성하였다: 35.6 ㎝ × 35.6 ㎝ 판지 조각 1 mm 두께 / 30.5 ㎝ × 30.5 ㎝ 크롬 도금되고 폴리싱된 강판 2 mm 두께 / 50.8 마이크로미터 PET 실리콘 이형 라이너 / 도구 / 엠보싱할 라이너 / 30.5 ㎝ × 30.5 ㎝ 크롬 도금되고 폴리싱된 강판 2 mm 두께 / 35.6 ㎝ × 35.6 ㎝ 판지 조각 1 mm 두께. 이러한 스택을 상부 압반과 하부 압반 사이에 놓았다. 압반들을 함께 모이게 하고, 스택을 34 MPa (5000 psi)에서 3분 동안 예비 가압한 후에, 552 MPa (40 톤)의 고압으로 추가 3분 동안 가압하였다. 이어서 고압 하에 둔 채로 스택을 프레스 온도보다 20도 이상 낮게 냉각하고, 이어서 프레스로부터 빼냈다. 라이너 내로 엠보싱된 미세구조화된 표면은 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 BEF II 90/50 프리즘형 필름으로부터의 패턴을 포함하였다.
제형 및 샘플 제조
PSA 및 중합체를 88% PSA 및 12% 중합체 (건조 중량 대 건조 중량)의 비로 합하고 4시간 동안 혼합하였다. 이러한 용매/중합체 혼합물을 엠보싱된 라이너 상에 캐스팅하고 강제 공기 오븐에서 70℃에서 10분 동안 건조하였다. 생성된 접착제는 건조 코팅 두께가 25 내지 50 마이크로미터였다 (엠보싱된 라이너 상의 PSA 층). 단면 이형 라이너의 샘플을 PSA의 노출된 (편평한) 면에 라미네이팅하여 PSA 표면을 깨끗하게 유지하였다 이러한 라미네이트 구조물로부터 1.27 ㎝ 폭의 스트립을 절단하였다. 광 가이드 에지에 적용할 때 PSA의 BEF II 패턴이 수직 피라미드형 융기부를 생성하도록 샘플을 절단하였다. 절단된 샘플로부터 이형 라이너를 제거하여, PSA의 편평한 표면을 노출시키고, 이것을 아크릴 PMMA 시트 (광 가이드)의 에지의 일부분 상에 가압하였다. PSA/엠보싱된 라이너 스트립을 광 가이드의 에지에 접착하였다. 엠보싱된 라이너를 제거하여, 라이너의 BEF II 패턴으로부터 형상화된 미세구조화된 PSA 표면을 노출시켰다 (도 2 참조). 2개의 광섬유 광원을 광 가이드의 에지에 약 3.8 ㎝ 떨어뜨려 위치시켰다. 하나의 광원은 패턴화된 접착제를 갖는 광 가이드 에지로 향하였다. 다른 광원은 패턴화된 접착제를 갖지 않는 에지의 부분으로 향하였다.
결과:
패턴화된 접착제의 구조화된 표면에 부딪치는 광은, 패턴화된 접착제가 없는 에지로부터 들어오는 광보다 더 많이 광 가이드에서 확산하는 것으로 관찰되었다. 도 6을 참조하는데, 여기서, 사진의 좌측의 광 패턴은 패턴화된 접착제가 없는 영역이고 사진의 우측의 광 패턴은 패턴화된 접착제가 있는 영역이다.

Claims (24)

  1. 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 접착제 층을 포함하며,
    상기 접착제 층은 광학적으로 투명한 조성물을 포함하고,
    상기 광학적으로 투명한 조성물은 가교결합된 중합체 조성물을 포함하고,
    상기 제1 주 표면 또는 상기 제2 주 표면 중 적어도 하나는 상기 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 상기 미세구조화된 패턴이 상기 접착제 표면의 영구 특징부(permanent feature)가 되게 하고,
    상기 미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경하는, 전사 테이프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가교결합된 중합체 조성물은
    20℃ 미만의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 저 Tg 중합체 성분; 및
    20℃ 초과의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 고 Tg 중합체 성분을 포함하고,
    상기 저 Tg 중합체 성분의 작용기 및 상기 고 Tg 중합체 성분의 작용기는 혼합될 때 산-염기 상호작용을 형성하는, 전사 테이프.
  3. 제2항에 있어서, 상기 저 Tg 중합체 성분은 감압 접착제를 포함하는, 전사 테이프.
  4. 제3항에 있어서, 상기 감압 접착제는 (메트)아크릴레이트계 감압 접착제를 포함하는, 전사 테이프.
  5. 제2항에 있어서, 상기 저 Tg 중합체 성분은 실리콘-개질된 것인, 전사 테이프.
  6. 제2항에 있어서, 상기 고 Tg 중합체 성분은 Tg가 20℃ 초과인 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트계 중합체를 포함하는, 전사 테이프.
  7. 제2항에 있어서, 상기 광학적으로 투명한 조성물은
    50 내지 80 중량%의 저 Tg 중합체 성분; 및
    20 내지 50 중량%의 고 Tg 중합체 성분을 포함하는, 전사 테이프.
  8. 제1항에 있어서, 상기 접착제 층은 감압 접착제 층이 아닌, 전사 테이프.
  9. 제1항에 있어서, 상기 접착제 층은 굴절률이 1.4 내지 1.8의 범위인, 전사 테이프.
  10. 제1항에 있어서, 상기 접착제 층의 상기 미세구조화된 표면에 부착된 미세구조화된 이형 라이너를 추가로 포함하는, 전사 테이프.
  11. 접착제 층 및 이형 라이너를 포함하는 전사 테이프를 제조하는 단계;
    상기 전사 테이프를 기재에 부착하는 단계; 및
    상기 전사 테이프의 상기 이형 라이너를 제거하는 단계를 포함하며,
    여기서, 상기 전사 테이프는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 접착제 층을 포함하고, 상기 접착제 층은 광학적으로 투명한 조성물을 포함하고,
    상기 광학적으로 투명한 조성물은 가교결합된 중합체 조성물을 포함하고,
    상기 제1 주 표면 또는 상기 제2 주 표면 중 적어도 하나는 상기 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 상기 미세구조화된 패턴이 상기 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 하고,
    상기 미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경하는, 물품을 제조하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가교결합된 중합체 조성물은
    20℃ 미만의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 저 Tg 중합체 성분; 및
    20℃ 초과의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 고 Tg 중합체 성분을 포함하고,
    상기 저 Tg 중합체 성분의 작용기 및 상기 고 Tg 중합체 성분의 작용기는 혼합될 때 산-염기 상호작용을 형성하는, 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 전사 테이프를 제조하는 단계는
    미세구조화된 이형 라이너를 제공하는 단계; 및
    상기 이형 라이너의 미세구조화된 표면 상에 광학적으로 투명한 조성물의 층을 코팅하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 이형 라이너의 상기 미세구조화된 표면 상에 광학적으로 투명한 조성물의 층을 코팅하는 단계는 핫멜트 코팅(hot melt coating), 용매계 코팅(solvent-borne coating), 또는 100% 고형물 코팅을 포함하는, 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 코팅된 층을 건조, 경화 또는 가교결합시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 미세구조화된 이형 라이너는 상기 이형 라이너의 상기 미세구조화된 표면 상에 재료의 연속 또는 불연속 층을 추가로 포함하는, 방법.
  17. 적어도 하나의 외부 표면을 갖는 기재; 및
    상기 기재 표면에 접착된 전사 테이프를 포함하며,
    상기 전사 테이프는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 접착제 층을 포함하고, 상기 접착제 층은 광학적으로 투명한 조성물을 포함하고,
    상기 광학적으로 투명한 조성물은 가교결합된 중합체 조성물을 포함하고,
    상기 제1 주 표면 또는 상기 제2 주 표면 중 적어도 하나는 상기 표면 상에 미세구조화된 패턴을 포함하여 상기 미세구조화된 패턴이 상기 접착제 표면의 영구 특징부가 되게 하고,
    상기 미세구조화된 표면은 광의 방향을 변경하는, 물품.
  18. 제17항에 있어서, 상기 가교결합된 중합체 조성물은
    20℃ 미만의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 저 Tg 중합체 성분; 및
    20℃ 초과의 Tg를 갖고 산 또는 염기 작용기를 갖는 고 Tg 중합체 성분을 포함하고,
    상기 저 Tg 중합체 성분의 작용기 및 상기 고 Tg 중합체 성분의 작용기는 혼합될 때 산-염기 상호작용을 형성하는, 물품.
  19. 제17항에 있어서, 상기 기재 및 상기 접착제 층은 굴절률들이 서로의 0.1 범위 이내인, 물품.
  20. 제18항에 있어서, 상기 저 Tg 중합체 성분은 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트계 중합체를 포함하는, 물품.
  21. 제18항에 있어서, 상기 고 Tg 중합체 성분은 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트계 중합체를 포함하는, 물품.
  22. 제18항에 있어서, 상기 광학적으로 투명한 조성물은
    50 내지 80 중량%의 저 Tg 중합체 성분; 및
    20 내지 50 중량%의 고 Tg 중합체 성분을 포함하는, 물품.
  23. 제17항에 있어서, 상기 접착제 표면의 영구 특징부인 상기 미세구조화된 패턴은 변형가능하여, 상기 접착제 표면 상의 상기 미세구조화된 패턴에 대한 물품의 접촉이 상기 미세구조화된 패턴의 가역적인 변형을 일으키는, 물품.
  24. 제17항에 있어서, 광 가이드를 포함하는, 물품.
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