KR20180095721A - 광학 접착제 - Google Patents

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Abstract

점탄성이거나 탄성인 접착제 층 및 점탄성이거나 탄성인 접착제 층 바로 옆에 인접한 경화된 중합체 층을 포함하는 광학 접착제가 기술된다. 점탄성이거나 탄성인 접착제 층은 굴절률이 1.570 미만이고, 경화된 중합체 층은 굴절률이 적어도 1.570이다. 점탄성이거나 탄성인 접착제 층과 경화된 중합체 층 사이의 계면은 구조화되어 있다. 경화된 중합체 층은 20 ℃C에서의 저장 모듈러스가 적어도 2000 MPa이고 유리 전이 온도가 65 ℃C 이하이다.

Description

광학 접착제
광학 응용에서 사용하기 위한 구조화된 필름은 전형적으로 캐리어 필름, 예컨대 캐리어 필름이 자립성(self-supporting)이기에 충분히 큰 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 상에서 제조된다. 그러한 캐리어 필름은 구조화된 필름에 원치 않는 두께를 부여하여, 원치 않는 광학 인공 결함(artifact)을 생성할 수 있다. 구조화된 필름은 접착제 층을 포함할 수 있어서 구조화된 필름이 디스플레이에 접착될 수 있다. 원치 않는 광학 인공 결함을 생성하지 않고, 디스플레이에 접착될 수 있는 더 얇은 구조화된 물품에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 일부 태양에서, 점탄성이거나 탄성인 접착제 층 및 점탄성이거나 탄성인 접착제 층 바로 옆에 인접한 경화된 중합체 층을 포함하는 광학 접착제가 제공된다. 점탄성이거나 탄성인 접착제 층은 532 nm 파장에서의 굴절률이 1.570 미만이고, 경화된 중합체 층은 532 nm 파장에서의 굴절률이 적어도 1.570이다. 점탄성이거나 탄성인 접착제 층과 경화된 중합체 층 사이의 계면은 구조화되어 있다. 점탄성이거나 탄성인 접착제 층 및 경화된 중합체 층은 실질적으로 투과성이다. 경화된 중합체 층은 20 ℃에서의 저장 모듈러스가 적어도 2000 MPa이고 유리 전이 온도가 65 ℃ 이하이다.
도 1은 다층 광학 접착제의 단면도이고;
도 2a는 다층 광학 접착제의 단면도이고;
도 2b는 다층 광학 접착제의 개략적인 상부 사시도이고;
도 3은 다층 광학 접착제의 단면도이고;
도 4는 다층 광학 접착제의 단면도이고;
도 5는 불연속적인 층의 개략적인 상부 사시도이고;
도 6은 다층 광학 접착제의 단면도이고;
도 7은 다층 광학 접착제의 단면도이고;
도 8a 내지 도 8g는 다층 광학 접착제의 제조 방법을 도시하고;
도 9a 내지 도 9f는 다층 광학 접착제의 제조 방법을 도시하고;
도 10a 내지 도 10f는 다층 광학 접착제의 제조 방법을 도시하고;
도 11 및 도 12는 다층 광학 접착제를 제조하기 위한 롤-투-롤 공정(roll-to-roll process)을 예시한다.
다음의 설명에서, 본 명세서의 일부를 이루고 구체적 실시 형태들이 예시적으로 도시된 첨부한 도면 세트에 대한 참조가 이루어진다. 도면은 반드시 일정한 축척으로 작성된 것은 아니다. 달리 지시되지 않는 한, 하나의 실시 형태에 대한 유사한 특징은 다른 실시 형태에 대한 유사한 특징으로서 동일한 재료를 포함하고, 동일한 속성을 갖고, 동일하거나 또는 유사한 기능을 제공할 수 있다. 하나의 실시 형태에 대해 기술된 추가적인 또는 선택적인 특징은 또한 적절한 경우 명시적으로 언급되지 않더라도 다른 실시 형태에 대한 추가적인 또는 선택적인 특징일 수 있다. 다른 실시예들이 고려되며 본 명세서의 범주 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 제조될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 하기의 상세한 설명은 제한적 의미로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 층, 구성요소 또는 요소는 서로 인접하는 것으로 기술될 수 있다. 층, 구성요소, 또는 요소는 직접 접촉함으로써, 하나 이상의 다른 구성요소를 통해 연결됨으로써, 또는 서로 나란히 유지되거나 서로 부착됨으로써 서로 인접할 수 있다. 직접 접촉하는 층, 구성요소, 또는 요소는 바로 인접한 것으로 기술될 수 있다.
구조화된 표면 또는 구조화된 계면을 갖는 다층 물품은 유용한 광학 효과를 제공할 수 있다. 예를 들어, 구조화된 표면 또는 구조화된 계면은 물품을 통해서 투과된 광의 굴절 또는 회절을 제공할 수 있다. 그러한 다층 물품은 캐리어 필름, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 상에 제조될 수 있다. 그러나, 다층 물품을 디스플레이 또는 다른 광학 응용분야에서 사용하는 것이 종종 바람직한데, 디스플레이 또는 다른 광학 응용분야에서는 물품이 얇은 것이 바람직하다. 캐리어 필름의 사용은 다층 물품에 원치 않는 두께를 부가할 수 있다. 캐리어 필름의 사용은 또한 유해한 광학 효과를 부가할 수 있다. 예를 들어, 전형적으로 고분자량 열가소성 중합체 필름, 예컨대 PET인 캐리어 필름은 어느 정도의 복굴절을 갖는데, 그것은 원치 않는 광학 인공 결함을 유발할 수 있다. 또한, 캐리어 필름의 사용은 물품 상에 입사하는 광의 일부를 반사하는 추가 계면을 제공함으로써 다층 물품의 투과율을 저하시킬 수 있다. 디스플레이의 표면에 다층 물품을 접착시키는 것이 종종 바람직하다. 예를 들어, 다층 물품은 디스플레이의 외부 유리 표면에 접착될 수 있거나, 또는 다층 물품은 유리 층의 내부 표면 및 디스플레이 패널의 외부 표면 둘 모두에 접착될 수 있다. 이것은 다층 물품을 갖는 접착제 층(들)을 사용함으로서 수행될 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 비-희생성(non-sacrificial) 캐리어 필름을 사용하지 않고 구조화된 계면 또는 구조화된 표면을 갖는 광학적으로 유용한 다층 광학 접착제가 제조될 수 있다는 것을 발견하였다. 다층 광학 접착제는 전형적으로 적어도 하나의 경화된 중합체 층 및 외부 층으로서의 적어도 하나의 점탄성이거나 탄성인 접착제 층을 포함한다. 그러한 다층 광학 접착제는 디스플레이 응용에서 사용하기 전에 제거되는 희생 층(들)으로서 기능하는 외부 접착제 층(들)에 인접한 이형 라이너(들)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광학 접착제의 가공 또는 에이징 동안 일어날 수 있는 다양한 결함을 감소 또는 제거하기 위하여, 경화된 중합체 층이 다양한 물리적 특성을 갖는 것이 바람직한 것으로 확인되었다. 예를 들어, 경화된 중합체 층의 유리 전이 온도가 약 65 ℃C를 초과하는 경우, 경화된 중합체 층의 균열이 일어날 수 있다. 그러한 균열은 광학 접착제의 제조 동안에 접착 물품이 다양한 롤러 (예를 들어, 도 11에 도시된 롤러 (1189)) 주위를 둘러쌀 때 일어날 수 있다. 그러한 균열은 또한 에이징 동안 일어날 수 있다. 일부 실시 형태에서, 경화된 중합체 층은 유리 전이 온도가 약 0 ℃C 초과 또는 약 10 ℃C 초과 및 약 65 ℃C 미만 또는 약 60 ℃C 미만이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 유리 전이 온도는 동적 기계 분석 (DMA)을 사용하여 결정된 유리 전이 온도를 지칭한다. 유리 전이 온도는 ASTM D5026-01 시험 표준을 사용하여 결정될 수 있다.
일어날 수 있는 다른 광학 결함은 광학 접착제에서 나타나는 가시적인 주름인데, 이는 샘플에서의 바람직하지 않을 정도로 높은 탁도(haze)로 이어질 수 있다. 그러한 주름은 경화된 중합체 층의 저장 모듈러스가 20 ℃C에서 약 2000 MPa 미만일 때 종종 일어나는 것으로 확인되었다. 또한, 경화된 중합체 층은 532 nm 파장에서의 굴절률이 적어도 1.570인 것이 바람직한 것으로 확인되었다. 그러한 높은 굴절률은 경화된 중합체 층과 그의 바로 옆에 인접한 점탄성이거나 탄성인 접착제 층 사이의 구조화된 계면의 피크 투 밸리 높이(peak to valley height)가, 더 낮은 굴절률의 중합체 층에 비하여, 감소될 수 있게 하고, 이는 공구가 더 용이하게 구조화된 계면을 생성할 수 있게 한다 (그러한 공구 및 광학 접착제의 제조 방법은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 더 상세히 기술되어 있다). 따라서, 일부 실시 형태에서, 경화된 중합체 층은 532 nm 파장에서의 굴절률이 적어도 1.570이고, 경화된 중합체 층 바로 옆에 인접한 점탄성이거나 탄성인 접착제 층은 532 nm 파장에서의 굴절률이 1.570 미만이고, 경화된 중합체 층은 20 ℃C에서의 저장 모듈러스가 적어도 약 2000 MPa이고, 유리 전이 온도가 약 65 ℃C 이하이다. 일부 실시 형태에서, 경화된 중합체 층과 경화된 중합체 층 바로 옆에 인접한 층 간의 굴절률 차이는 적어도 0.001 또는 적어도 약 0.005이고 약 0.5 미만이다. 일부 실시 형태에서, 20 ℃C에서의 저장 모듈러스는 약 2000 MPa, 또는 약 2100 MPa, 또는 약 2500 MPa, 또는 약 3000 MPa 내지 약 7500 MPa, 또는 약 10000 MPa의 범위이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 저장 모듈러스는 1 ㎐ 및 20 ℃C에서 동적 기계 분석 (DMA)을 사용하여 결정된 저장 모듈러스를 지칭한다. 저장 모듈러스는 ASTM D5026-01 시험 표준을 사용하여 결정될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 광학 접착제는 85 ℃C 및 0% 상대 습도에서 336시간 (14일) 동안 에이징 후에 균열이 실질적으로 없음이라는 환경 시험 기준을 만족시키고, 일부 실시 형태에서, 광학 접착제는, 대안적으로 또는 추가적으로, 85 ℃C 및 85% 상대 습도에서 336시간 동안 에이징 후에 균열이 실질적으로 없음이라는 환경 시험 기준을 만족시킨다. 광학 접착제는, 균열이 맨눈으로 관찰 불가능한 경우, 균열이 실질적으로 없다고 할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 광학 접착제는 85 ℃C 및 0% 상대 습도에서 336시간 (14일) 동안 에이징 후에 탁도가 5% 미만 또는 3% 미만임이라는 환경 시험 기준을 만족시키고, 일부 실시 형태에서, 광학 접착제는, 대안적으로 또는 추가적으로, 85 ℃C 및 85% 상대 습도에서 336시간 동안 에이징 후에 탁도가 5% 미만 또는 3% 미만임이라는 환경 시험 기준을 만족시킨다. 탁도는 비와이케이-가드너 게엠베하(BYK-Gardner GMBH) (독일 게레츠리트 소재)로부터 입수가능한 헤이즈-가드 플러스(HAZE-GARD PLUS) 탁도계를 사용하여 ASTM D 1003-13 시험 표준에 따라 결정될 수 있다.
경화된 중합체 층은 미경화 수지 층을 (예를 들어, 화학 방사선 또는 열을 적용함을 통해) 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 본 발명의 광학 접착제를 형성하는 동안 일부 제조 방법에 대하여 일어날 수 있는 다른 결함은 미경화 수지 층의 경화 전의, 미경화 수지의 층의 그의 바로 옆에 인접한 점탄성이거나 탄성인 접착제 층으로부터의 디웨팅(dewetting)이다. 디웨팅이 일어난 곳에서, 이것은 가시적인 광학 결함을 초래할 수 있다. 고점도 수지의 사용은 일부 제조 공정에서 그러한 광학 결함을 감소 또는 제거할 수 있는 것으로 확인되었다. 일부 실시 형태에서, 미경화 수지는 1 ㎐ 및 25 ℃C에서의 점도가 적어도 약 1000 cps이다. 일부 실시 형태에서, 미경화 수지는 1 ㎐ 및 25 ℃C에서의 점도가 적어도 약 100 cps, 또는 적어도 약 200 cps, 또는 적어도 약 400 cps, 또는 적어도 약 800 cps, 또는 적어도 약 1000 cps 및 약 5000 cps 미만, 또는 약 10000 cps 미만이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 점도는 1 ㎐ 및 25 ℃C에서 진동 피스톤 점도계, 예컨대 케임브리지 비스코서티(Cambridge Viscosity) (미국 매사추세츠주 메드포드 소재)로부터 입수가능한 것들을 사용하여 결정된 점도를 지칭한다. 점도는 ASTM D7483-13a 시험 표준을 사용하여 결정될 수 있다.
본 명세서에 기술된 광학 접착제들 중 임의의 것은 전술된 특성을 갖는 경화된 중합체 층을 포함할 수 있고, 경화된 중합체 층들 중 임의의 것은, 전술된 점도를 갖고 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 화학 제형을 갖는 경화성 수지로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1, 도 2a, 도 3 내지 도 7, 도 8g, 도 9f, 또는 도 10f 중 임의의 것에서의 경화된 중합체 층들 중 임의의 것은 상기 특성을 가질 수 있다. 전술된 수지 및 생성된 경화된 중합체 층의 원하는 물리적 특성들을 고려하여, 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 추가로 기술된 바와 같이 이들 특성을 성취하기에 적합한 경화성 수지 조성물이 제형화될 수 있다.
본 발명에 따른 다층 광학 접착제가 도 1에 도시되어 있다. 광학 접착제 (100)는 제1 층 (110), 제1 층 (110) 바로 옆에 인접한 제2 층 (120), 및 제1 층 (110)에 대향하게 제2 층 (120) 바로 옆에 인접한 제3 층 (130)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (110)은 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층이고, 제2 층 (120)은 경화된 중합체 층이고, 제3 층 (130)은 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층이다.
점탄성이거나 탄성인 접착제는 감압 접착제 (PSA), 고무계 접착제 (예를 들어, 고무, 우레탄) 및 실리콘계 접착제일 수 있다. 점탄성이거나 탄성인 접착제는 또한 실온에서는 비점착성이지만 승온에서는 일시적으로 점착성이 되어 기재에 접합될 수 있는 열-활성화 접착제를 포함한다. 열 활성화 접착제는 활성화 온도에서 활성화되고, 이 온도보다 높은 온도에서는 PSA와 유사한 점탄성 특징을 갖는다. 점탄성이거나 탄성인 접착제는 실질적으로 투명하고, 광학적으로 투명할 수 있다. 본 발명의 점탄성이거나 탄성인 접착제 중 임의의 것은 점탄성이고 광학적으로 투명한 접착제일 수 있다. 탄성 재료는 약 20% 초과, 또는 약 50% 초과, 또는 약 100% 초과의 파단시 연신율(elongation at break)을 가질 수 있다. 점탄성이거나 탄성인 접착제 층은 실질적으로 100% 고체 접착제로서 직접 적용될 수 있거나, 용매계 접착제를 코팅하고, 용매를 증발시킴으로써 형성될 수 있다. 점탄성이거나 탄성인 접착제는 용융되어, 용융된 형태로 적용되고, 이어서 냉각되어 점탄성이거나 탄성인 접착제 층을 형성할 수 있는 핫 멜트 접착제일 수 있다.
적합한 점탄성이거나 탄성인 접착제는 탄성 폴리우레탄 또는 실리콘 접착제 및 점탄성이고 광학적으로 투명한 접착제 CEF22, 817x, 및 818x를 포함하며, 이들 모두는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 입수가능하다. 다른 유용한 점탄성이거나 탄성인 접착제는 스티렌 블록 공중합체, (메트)아크릴 블록 공중합체, 폴리비닐 에테르, 폴리올레핀, 및 폴리(메트)아크릴레이트를 기재로 하는 PSA를 포함한다. 또 다른 유용한 점탄성이거나 탄성인 접착제는 폴리비닐 부티랄계 접착제를 포함한다.
경화된 중합체가 본 발명의 다층 광학 접착제에서 사용될 수 있다. 가교결합성 또는 경화성 수지가 액체 형태로 표면 상에 침착되거나 코팅되고, 이어서 코팅은 예를 들어, 화학 방사선 또는 열의 적용에 의해서 경화되어 경화된 중합체 층을 형성할 수 있다. 경화성 수지의 코팅을 경화하는 데 사용되는 화학 방사선은, 예를 들어 e-빔 또는 자외선 (UV) 방사선일 수 있다. 이러한 방식으로 코팅된 수지를 가교결합하는 것은 복굴절이 낮거나 또는 복굴절이 실질적으로 없는 층을 생성할 수 있다. 경화성 수지의 조성물은, 미경화 수지에 사용된 단량체 또는 올리고머의 유형, 및 다양한 선택된 단량체들 또는 올리고머들의 상대 비율을 선택함으로써 미경화 수지 및 생성된 경화된 중합체의 원하는 특성을 제공하도록 선택될 수 있다. 생성된 경화된 중합체 층은 경화성 수지 조성물의 반응 생성물로서 기술될 수 있다.
본 발명의 광학 접착제에 사용하기에 적합한 경화성 수지는 단량체들 또는 올리고머들의 블렌드를 포함하며, 상기 블렌드는 하기들 중 하나 이상을 포함한다: UV-경화성 아크릴레이트, 예컨대 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 지방족 우레탄 아크릴레이트 (예컨대, 미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 사토머 아메리카즈(Sartomer Americas)로부터 입수가능한 포토머(PHOTOMER) 6010), 에폭시 아크릴레이트 (예컨대, CN-120, 이 또한 사토머 아메리카즈로부터 입수가능함), 페녹시에틸 아크릴레이트 (미국 위스콘신주 밀워키 소재의 시그마-알드리치 케미칼 컴퍼니(Sigma-Aldrich Chemical Company)로부터 입수가능함), 및 페닐 기를 포함하는 아크릴레이트, 예컨대 2-바이페닐옥시에틸 아크릴레이트 (대한민국 경기도 소재의 미원 스페셜티 케미칼 컴퍼니(Miwon Specialty Chemical Co.)로부터 입수가능함) 또는 2-하이드록시바이페닐 아크릴레이트 (이는 실시예에 기술된 바와 같이 제조될 수 있음). 일부 실시 형태에서, 미경화 수지는 적어도 2개의 상이한 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 미경화 수지는 적어도 3개의 상이한 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 적어도 3개의 상이한 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머는 적어도 하나의 우레탄 모이어티(moiety)를 갖는 제1 단량체 또는 올리고머, 제1 단량체 또는 올리고머와 상이하고 적어도 하나의 에폭시 모이어티를 갖는 제2 단량체 또는 올리고머, 및 제1 및 제2 단량체 또는 올리고머와 상이하고 적어도 하나의 페닐 모이어티를 갖는 제3 단량체 또는 올리고머를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 미경화 수지는 약 50 내지 약 90 중량% 또는 약 60 내지 약 80 중량%의 제3 단량체 또는 올리고머를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제3 단량체 또는 올리고머는 2-바이페닐옥시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시바이페닐 아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물이다. 일부 실시 형태에서, 제1 단량체 또는 올리고머는 지방족 우레탄 다이아크릴레이트이다. 일부 실시 형태에서, 제2 단량체 또는 올리고머는 이작용성 바이페놀 A계 에폭시 아크릴레이트이다. 일부 실시 형태에서, 제1 단량체 또는 올리고머는 약 5 내지 약 15 중량%로 포함되고, 제2 단량체 또는 올리고머는 약 10 내지 약 30 중량%로 포함되고, 제3 단량체 또는 올리고머는 약 60 내지 약 80 중량%로 포함된다. 당업계에 알려진 바와 같이, 예를 들어 UV-경화를 가능하게 하기 위하여, 하나 이상의 광개시제가 단량체 또는 올리고머 블렌드에 첨가될 수 있다.
제1 층 (110)과 제2 층 (120) 사이의 계면 (135)은 구조화되어 있다. 계면 (135)은 원하는 광학 효과를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 계면의 기하학적 형상 및 계면 (135) 전체에 걸친 굴절률 콘트라스트(index contrast) (즉, 계면 (135)의 한 면 상에서 재료의 굴절률 차이의 절대 값)는 계면 (135) 상에 입사하는 광의 적어도 일부가 계면 (135)에 의해서 굴절되거나 또는 회절되도록 선택될 수 있다. 제1 층 (110)은 제1 굴절률 n1을 가질 수 있고, 제2 층 (120)은 제1 굴절률 n1과 상이할 수 있는 제2 굴절률 n2를 가질 수 있고, 제3 층 (130)은 제3 굴절률 n3를 가질 수 있다.
본 발명의 실시 형태 중 임의의 것에서 구조화된 계면 전체에 걸친 굴절률 콘트라스트는 원하는 광학 효과를 성취하도록 선택될 수 있다. 본 발명의 임의의 실시 형태 중 임의의 것에서, 임의의 구조화된 계면의 한 면 상에서 재료의 굴절률들 간의 차이 (즉, 계면 전체에 걸친 굴절률 콘트라스트)의 정도 (즉 절대값)는 적어도 0.001 또는 적어도 0.003 또는 적어도 0.005 또는 적어도 0.008 또는 적어도 0.01일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 굴절률 콘트라스트는 약 0.5 미만 또는 약 0.4 미만 또는 약 0.2 미만일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 계면 전체에 걸친 굴절률 콘트라스트는 적어도 0.001 내지 약 0.5 미만이다. 도 1에 도시된 실시 형태에서, 계면 (135)의 한 면 상에서 재료의 굴절률들 간의 차이의 정도 (즉, 계면 (135)의 굴절률 콘트라스트)는 |n1-n2|로 주어진다. 일부 실시 형태에서, 계면 (135)은 h의 피크 투 밸리 높이 및 P의 피치를 갖는 그레이팅(grating)을 한정한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 2개의 투명하거나 또는 반투명한 재료들 사이의 계면은 계면이 계면 상에 입사하는 가시광의 적어도 일부의 회절을 제공하는 주기적인 구조 또는 유사(quasi)-주기적인 구조를 갖는 경우 그레이팅을 한정한다고 할 수 있다.
본 발명의 다층 접착제의 층 중 임의의 것은 층의 굴절률을 조정하기 위해서 충전제, 예컨대 무기 나노입자를 함유할 수 있다. 예를 들어, 제1 층 (110) 및/또는 제3 층 (130)은 접착제 중에 배분된 나노입자를 갖는 점탄성이거나 탄성인 접착제 층일 수 있다. 유사하게, 제2 층 (120)은 무기 나노입자를 함유하는 경화된 중합체 층일 수 있다. 적합한 나노입자는 지르코니아 나노입자를 포함한다. 나노입자는 약 1 nm 내지 약 50 nm 범위 또는 약 2 nm 내지 약 25 nm 범위의 부피-평균 직경을 가질 수 있다. 추가적인 적합한 나노입자는 미국 특허 출원 공개 제2013/0338251호 (졸리(Joly) 등)에 기술되어 있다. 그러한 층의 굴절률은 예를 들어 약 1.570 초과, 또는 약 1.60 초과, 또는 약 1.65 초과일 수 있다. 제1 및/또는 제3 층 (110, 130)은 초저굴절률(ultra low index, ULI) 층일 수 있으며; 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2012/0038990호 (하오(Hao) 등)에 기술된 바와 같은 나노공극형(nanovoided) ULI 층일 수 있다. 그러한 ULI 층은 약 1.35 미만, 또는 약 1.3 미만, 또는 약 1.25 미만, 또는 약 1.2 미만, 또는 약 1.15 미만의 굴절률을 가질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 제1 및/또는 제3 층 (110, 130)은 굴절률이 약 1.38 초과, 또는 약 1.40 초과, 또는 약 1.41 초과 및 약 1.56 미만, 또는 약 1.55 미만, 또는 약 1.50 미만일 수 있다.
본 명세서에서 논의된 실시 형태 중 임의의 것의 경우, 임의의 그레이팅에 대한 피치는 약 1 마이크로미터 초과, 또는 약 2 마이크로미터 초과, 또는 약 4 마이크로미터 초과, 또는 약 6 마이크로미터 초과일 수 있고, 약 60 마이크로미터 미만, 또는 약 50 마이크로미터 미만, 또는 약 40 마이크로미터 미만, 또는 약 30 마이크로미터 미만일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, 피치는 약 2 마이크로미터 내지 약 50 마이크로미터 또는 약 4 마이크로미터 내지 약 40 마이크로미터이다.
피치 및 높이는 그레이팅 상에 입사하는 광의 적어도 일부의 회절 및/또는 굴절을 생성하도록 선택될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 구조화된 계면(들)은 램덤 구조, 유사-랜덤 구조 또는 다른 불규칙적인 구조이다.
일부 실시 형태에서, 본 발명의 다층 광학 접착제는 디스플레이에서 스파클(sparkle)을 감소시키기 위해서 디스플레이에서 사용될 수 있다. 디스플레이에서의 스파클은, 전형적으로는 디스플레이의 표면 상에서, 광의 광학 경로에서의 불균일성과 상호 작용하는 픽셀로부터의 광에 의해 유발될 수 있다. 픽셀 광과 불균일성의 상호 작용으로 인해, 관찰자가 이동함에 따라 픽셀로부터의 광이 이리저리 움직이거나 깜박거리는 것으로 보일 수 있다. 그러한 불균일성은 디스플레이에 부가될 수 있는 필름 또는 다른 층으로부터의 표면 텍스처 또는 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 표면으로부터의 정반사(specular reflection)를 감소시켜서 눈부심(glare)을 감소시키기 위해서 눈부심 방지 필름 내에 표면 텍스처가 종종 포함된다. 스파클을 생성할 수 있는 불균일성은 또한 디스플레이 표면 상의 지문, 스크래치 또는 다른 잔류물을 포함한다. 스파클은 미국 특허 출원 공개 제2012/0300307호 (보렐리(Borrelli) 등)에 기술된 바와 같은 주기적인 구조체 (즉, 그레이팅)를 사용함으로써 감소될 수 있다. 제어되는 회절도를 생성하는 그레이팅 구조체는, 발명의 명칭이 "OPTICAL STACKS FOR SPARKLE REDUCTION"이고, 2014년 6월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제62/011972호 및 발명의 명칭이 "MULTILAYER OPTICAL ADHESIVES AND METHODS OF MAKING SAME"이고, 2014년 7월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 제14/335326호에 기술되어 있으며, 이들 둘 모두는 이로써 이들이 본 발명과 모순되지 않는 한에 있어서 본 명세서에 참고로 포함된다. 전형적으로, 회절 그레이팅이 인지되는 영상 해상도를 희생시키기 않으면서 스파클을 감소시키는 낮은 차수의 회절 피크를 생성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 다층 광학 접착제의 구조화된 계면은 광학 접착제의 주표면 상에 입사하는 디스플레이로부터의 광의 회절 생성에 효과적인 그레이팅을 포함할 수 있다. 다층 광학 접착제는 디스플레이의 커버 유리의 외부에 적용될 수 있거나 또는 커버 유리와 디스플레이 패널 사이에 적용될 수 있다.
회절 그레이팅에 의해서 생성된 회절 피크의 강도 분포는 그레이팅 전체에 걸친 굴절률 콘트라스트와 그레이팅의 피크 투 밸리 높이의 곱셈값의 함수이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 굴절률 및 굴절률 차이는, 달리 표시되지 않는다면 대기압 및 25℃에서 532 nm의 파장을 갖는 광을 사용하여 측정된 굴절률을 지칭한다. 스파클을 감소시키는 회절 피크는 상대적인 높은 강도를 갖는 반면, 유효 해상도를 저하시킬 회절 피크는 낮은 강도를 갖거나 또는 결국 측정가능하지 않도록 굴절률 콘트라스트 × 피크 투 밸리 높이를 조정할 수 있다. 굴절률 콘트라스트와 피크 투 밸리 높이의 곱셈값에 대한 유용한 값의 범위는 그레이팅의 형상에 좌우될 수 있다. 그레이팅은 임의의 주기적으로 반복되는 형상, 예를 들어 사인파 형상, 구형파(square wave) 형상, 큐브-코너(cube-corner) 형상을 가질 수 있거나, 또는 그레이팅은 다른 주기적으로 반복되는 규칙적인 형상 또는 불규칙적인 형상을 가질 수 있다. 그레이팅은 단방향성 (즉, 한 방향으로 주기적이고, 실질적으로 직교 방향으로 연장됨)일 수 있거나 또는 두 방향으로 반복되는 형상을 갖는 2방향성일 수 있다.
본 명세서에 논의된 실시 형태 중 임의의 것의 경우, 임의의 그레이팅에 대한 굴절률 콘트라스트 × 그레이팅의 피크 투 밸리 높이는 약 100 nm 초과, 또는 약 150 nm 초과, 또는 약 200 nm 초과 내지 약 400 nm 미만, 또는 약 350 nm 미만, 또는 약 300 nm 미만일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시 형태에서, |n1-n2| × h는 약 100 nm 내지 약 400 nm 또는 약 150 nm 내지 약 350 nm 또는 약 200 nm 내지 약 300 nm이다. 일부 실시 형태에서, h × |n1-n2|는 약 150 nm 내지 약 350 nm 범위이고, 피치는 약 2 마이크로미터 내지 약 50 마이크로미터 범위이다. 그러한 그레이팅 기하학적 형상이 인지되는 영상 해상도를 상당히 저하시키지 않으면서 스파클 감소에 효과적이라는 것을 발견하였다.
제2 층 (120)과 제3 층 (130) 사이의 계면 (137)은 도 1에 도시된 바와 같이 구조화되지 않을 수 있거나 (즉, 실질적으로 평탄할 수 있거나) 또는 본 명세서의 어딘가 다른 곳에서 추가로 논의된 바와 같이 광학 효과를 제공하도록 구조화될 수 있다.
광학 접착제 (100)는 커버 유리를 예를 들어 디스플레이 패널에 부착하기 위해서 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 계면 (135) 및/또는 계면 (137)은 광학 접착제 (100)가 커버 유리 및/또는 디스플레이 패널에 부착될 때 스파클을 감소시키는 회절 효과를 제공하도록 구성된다.
제1 층 (110)은 외부 주표면 (140)을 포함하고, 제3 층 (130)은 외부 주표면 (145)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 광학 접착제 (100)에는 외부 주표면 (140) 바로 옆에 인접한 제1 이형 필름 및/또는 외부 주표면 (145) 바로 옆에 인접한 제2 이형 필름이 제공되어 있다. 제1 이형 필름 및 제2 이형 필름은 디스플레이에서 광학 접착제 (100)를 사용하기 전에 제거되려는 의도인 희생 필름이다. 이형 표면을 갖는 이형 필름은 점탄성이거나 탄성인 접착제 층의 외부 주표면 바로 옆에 인접한 이형 표면을 갖는 본 발명의 다층 광학 접착제 중 임의의 것과 함께 포함될 수 있다. 이형 필름은 이형 필름이 제거될 때 점탄성이거나 탄성인 접착제 층의 구조화된 외부 표면이 구조화되어 공기 배출을 위한 채널을 제공하도록 하는 구조를 제공할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 점탄성이거나 탄성인 접착제 층은 층이 표면에 부착된 후 채널을 제거하기 위해서 표면을 웨트 아웃(wet out)할 수 있다. 적합한 접착제 및 공기 배출 구조는 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제2007/0212535호 (쉐르만(Sherman) 등)에 기술되어 있다.
본 명세서에 기술된 실시 형태 중 임의의 것에서, 2개의 점탄성이거나 탄성인 접착제 층들 사이에 배치된 층은 25 마이크로미터 미만, 또는 20 마이크로미터 미만, 또는 15 마이크로미터 미만, 또는 10 마이크로미터 미만의 랜드(land) 두께 (즉, 구조체의 높이를 제외한 두께)를 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 랜드 두께는 약 1 마이크로미터 초과, 또는 약 3 마이크로미터 초과, 또는 약 5 마이크로미터 초과, 또는 약 7 마이크로미터 초과이다. 25 마이크로미터 미만의 랜드 두께를 갖는 층을 사용하는 것은 층이 캐리어 필름인 경우 종래의 기술을 사용하여 성취될 수 없었는데, 그 이유는 캐리어 필름은 캐리어 필름이 자립성이도록 전형적으로 50 마이크로미터 이상의 두께를 갖기 때문이다. 따라서, 본 발명의 다층 광학 접착제는 종래의 기술을 사용하여 성취될 수 없는, 얇은 두께를 갖고, 캐리어 필름과 관련된 광학 인공 결함을 갖지 않는 구조화된 물품을 제공한다.
본 명세서에 기술된 실시 형태 중 임의의 것에서, 다층 광학 접착제의 각각의 층은 실질적으로 투과성일 수 있다. 예를 들어, 광학 접착제 (100)의 제1 층 (110)은 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층일 수 있고, 제2 층 (120)은 제1 경화된 중합체 층일 수 있고, 제3 층 (130)은 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층일 수 있고, 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층, 제1 경화된 중합체 층 및 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층 각각은 실질적으로 투과성일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로 투과성" 층은 층을 통해서 전파된 실질적으로 모든 가시광 (예를 들어, 적어도 약 90%)이 층을 통해서 투과되거나 또는 층의 경계의 계면에서 반사되는 재료 특성을 갖는 층이다. 일부 실시 형태에서, 층 상에 입사하는 550 nm의 파장을 갖는 광의 95% 초과 또는 97% 초과가 층을 통해서 투과되거나 층의 경계에서 계면으로부터 반사된다. 전체 투과율 (투과율은 표면 또는 계면으로부터의 반사의 효과를 포함함)은 ASTM D1003-13 시험 표준을 사용하여 결정될 수 있고, 표면 또는 계면 반사로부터의 기여는 층을 통한 투과율을 결정하기 위하여 당업계에 알려진 바와 같은 프레넬 식(Fresnel equation)을 사용하여 결정될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 광학 접착제의 전체 투과율은, 예를 들어 약 80% 초과 또는 약 85% 초과이다.
본 발명의 다층 광학 접착제에 2개의 구조화된 계면이 존재하는 실시 형태가 도 2a에 도시되어 있다. 광학 접착제 (200)는 제1 층 (210), 제1 층 (210) 바로 옆에 인접한 제2 층 (220), 및 제1 층 (210)에 대향하게 제2 층 (220) 바로 옆에 인접한 제3 층 (230)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (210)은 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층이고, 제2 층 (220)은 경화된 중합체 층이고, 제3 층 (230)은 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층이다.
제1 층 (210)은 외부 주표면 (240)을 포함하고, 제3 층 (230)은 외부 주표면 (245)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 광학 접착제 (200)에는 외부 주표면 (240) 바로 옆에 인접한 제1 이형 필름 및/또는 외부 주표면 (245) 바로 옆에 인접한 제2 이형 필름이 제공되어 있다.
광학 접착제 (200)는 제1 층 (210)과 제2 층 (220) 사이에 구조화된 제1 계면 (235)을 포함하고, 제2 층 (220)과 제3 층 (230) 사이에 구조화된 제2 계면 (237)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제1 계면 (235)은 제1 그레이팅을 한정하고, 제2 계면 (237)은 제2 그레이팅을 한정한다. 일부 실시 형태에서, 제1 그레이팅은 제1 방향으로 연장되고, 제2 그레이팅은 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장된다.
제2 층 (220)은 랜드 두께 (즉, 구조체의 높이를 제외한 두께) t를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 랜드 두께 t는 25 마이크로미터 미만 (또는 20 마이크로미터 미만 또는 15 마이크로미터 미만 또는 10 마이크로미터 미만)이다. 일부 실시 형태에서, 랜드 두께 t는 약 1 마이크로미터 초과, 또는 약 3 마이크로미터 초과, 또는 약 5 마이크로미터 초과, 또는 7 마이크로미터 초과이다.
도 2b는 제1 방향 (213)으로 연장된 요소 (212)에 의해서 표현되는 제1 그레이팅, 및 제1 방향 (213)과 제2 방향 (215) 사이의 각도 (226)로 제2 방향 (215)으로 연장된 요소 (214)에 의해서 표현되는 제2 그레이팅을 갖는 광학 접착제의 개략적인 평면도를 나타낸다. 요소 (212)에 의해서 표현되는 제1 그레이팅은 제1 피치 (232)를 갖고, 요소 (214)에 의해서 표현되는 제2 그레이팅은 제2 피치 (234)를 갖는다. 다수의 실시 형태에서, 제2 방향 (215)은 제1 방향 (213)과 상이하다. 일부 실시 형태에서, 각도 (226)는 0도 초과, 또는 약 5도 초과, 또는 약 10도 초과, 또는 약 20도 초과 내지 90도 이하이다. 90도 초과의 각도는 90도 미만의 여각(complement angle)과 동등하다는 것을 이해할 것이다. 일부 실시 형태에서, 제1 방향 (213) 및 제2 방향 (215)은 실질적으로 직교한다. 일부 실시 형태에서 제1 피치 (232) 및 제2 피치 (234)는 대략 동일하다. 다른 실시 형태에서, 제1 피치 (232) 및 제2 피치 (234)는 상이하다.
그레이팅은, 그것이 그레이팅의 피치에 비하여 큰 길이로 소정 방향으로 연장되는 경우, 그러한 방향으로 연장된다고 할 수 있다. 예를 들어, 요소 (212)로 나타낸 제1 그레이팅은 제1 피치 (232)의 적어도 10배, 또는 적어도 100배, 또는 적어도 1000배로 제1 방향 (213)으로 연장될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 다층 광학 접착제는 접착제의 폭 또는 길이의 대부분 또는 실질적으로 전부를 가로질러 연장되는 그레이팅을 포함한다.
본 발명의 다층 광학 접착제에 2개의 구조화된 계면이 존재하는 또 다른 실시 형태가 도 3에 도시되어 있다. 광학 접착제 (300)는 제1 층 (310), 제1 층 (310) 바로 옆에 인접한 제2 층 (320), 및 제1 층 (310)에 대향하게 제2 층 (320) 바로 옆에 인접한 제3 층 (330)을 포함한다. 제1 층 (310)은 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층이고, 제2 층 (320)은 경화된 중합체 층이고, 제3 층 (330)은 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 경화된 중합체 층은 하나 이상의 서브층으로 이루어질 수 있는데, 여기서 각각의 서브층은 경화된 중합체 층이고, 경화된 중합체 층이 아닌 어떤 서브층도 포함하지 않는다. 제2 층 (320)은 제1 층 (310) 바로 옆에 인접한 제1 서브층 (322), 및 제1 서브층 (322) 바로 옆에 인접하고, 제3 층 (330) 바로 옆에 인접한 제2 서브층 (324)을 포함한다. 광학 접착제 (300)는 제1 층 (310)과 제1 서브층 (322) 사이에 제1 계면 (335)을 포함하고, 제1 서브층 (322)과 제2 서브층 (324) 사이에 제2 계면 (336)을 포함하고, 제2 서브층 (324)과 제3 층 (330) 사이에 제3 계면 (337)을 포함한다. 도시된 실시 형태에서, 제1 계면 (335) 및 제2 계면 (336)은 구조화되어 있고, 제3 계면 (337)은 구조화되어 있지 않다. 다른 실시 형태에서, 제1 계면, 제2 계면 및 제3 계면 (335, 336, 337) 중 임의의 하나의 계면, 2개의 계면 또는 모든 계면은 구조화되어 있다. 각각의 서브층은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 경화된 중합체 특성을 가질 수 있고/있거나 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 바와 같은 점도를 갖는 경화성 수지로부터 제조될 수 있다.
제1 층 (310)은 외부 주표면 (340)을 포함하고, 제3 층 (330)은 외부 주표면 (345)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 광학 접착제 (300)에는 외부 주표면 (340) 바로 옆에 인접한 제1 이형 필름 및/또는 외부 주표면 (345) 바로 옆에 인접한 제2 이형 필름이 제공되어 있다.
일부 실시 형태에서, 다층 광학 접착제의 하나 이상의 층은 도 4에 도시된 바와 같이 불연속적이다. 광학 접착제 (400)는 제1 층 (410), 제1 층 (410) 바로 옆에 인접한 제2 층 (420), 및 제1 층 (410)에 대향하게 제2 층 (420) 바로 옆에 인접한 제3 층 (430)을 포함한다. 제3 층 (430)은 제1 층 (410)과 접촉한다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (410)은 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층이고, 제2 층 (420)은 경화된 중합체 층이고, 제3 층 (430)은 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층이다. 제2 층 (420)은 불연속적이다. 광학 접착제 (400)는 제1 주표면 (440), 제2 주표면 (445), 제1 층 (410)과 제2 층 (420) 사이의 제1 계면 (435), 제2 층 (420)과 제3 층 (430) 사이의 제2 계면 (437), 및 제1 층 (410)과 제3 층 (430) 사이의 제3 계면 (438)을 포함한다.
일부 실시 형태에서, 제1 계면, 제2 계면 및 제3 계면 (435, 437, 438)은 광학 접착제 (400)의 주표면 (440 또는 445) 상에 입사하는 광의 적어도 일부를 회절시키는 그레이팅을 한정한다. 그레이팅은 피치 P 및 피크 투 밸리 높이 h를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (410)은 제1 굴절률 n1을 갖고, 제2 층 (420)은 n1과 상이한 제2 굴절률 n2를 갖는다. 일부 실시 형태에서, h × (제1 층 (410)과 제2 층 (420) 간의 굴절률의 절대값) (즉, h × |n1-n2|)은 약 150 nm 내지 약 350 nm 범위이고, 피치, P는 약 2 마이크로미터 내지 약 50 마이크로미터 범위이다.
일부 실시 형태에서, 제3 층 (430)은 점탄성이거나 탄성인 접착제 층일 수 있거나 또는 일부 다른 층일 수 있는 추가 층이다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (410)은 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층이고, 제2 층 (420)은 불연속적인 층이고, 제1 층 (410)은 제2 층 (420)이 디스플레이의 층의 표면과 대면하도록 표면에 접착된다. 이제, 제3 층 (430)은 디스플레이의 층이며, 이것은 예를 들어 유리 층일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제3 층 (430)은 제1 층 (410)과 대면하는 이형 표면을 갖는 이형 라이너이다.
제2 층 (420)은 예를 들어, 잉크 젯 인쇄에 의해서 제1 층 (410)에 적용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (410)에 구조화된 표면을 제공함으로써 광학 접착제 (400)를 제조한다. 이어서, 용매계 수지를 구조화된 표면 상에 코팅할 수 있고, 이어서 용매를 증발시키고 수지를 경화시켜 구조화된 표면을 부분적으로 충전할 수 있는데, 이것이 불연속적인 제2 층 (420)을 생성한다. 이어서, 제3 층 (430)을 불연속적인 제2 층 (420) 상부에 그리고 불연속적인 제2 층 (420)에 의해서 피복되지 않은 제1 층 (410) 내의 구조화된 표면 부분 상부에 코팅할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 층 (420)은 제1 층 (410)의 구조화되지 않은 표면 상에 재료를 인쇄함으로써 형성된다. 재료는 제1 층 (410)의 표면으로 확산하는 수지여서 불연속적이고 제1 주표면 (440)에 대향하게 제1 층 (410)의 주표면 근처에 위치된 제2 층 (420)을 형성할 수 있다.
제2 층 (420)은 임의의 패턴의 복수의 별개의 형체(object)를 포함할 수 있다. 별개의 형체는, 예를 들어 점, 십자, 립(rib), 필로(pillow) 형상의 형체 (외향으로 굽은 상부를 갖는 변형된 직사각형 (예를 들어, 정사각형) 또는 평행사변형 형상의 형체) 또는 이들의 조합일 수 있다. 도 5는, 경화된 중합체 층이고 점 (521), 립 (522), 십자 (523) 및 직사각형 (524)을 포함하는 불연속적인 제2 층 (520)의 단면도를 나타내는데, 이것은 일부 실시 형태에서, 돔형 외부 표면을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 다층 광학 접착제는 도 6에 도시된 바와 같이 3개를 초과하는 층을 포함할 수 있다. 광학 접착제 (600)는 제1 층 (610), 제1 층 (610) 바로 옆에 인접한 제2 층 (620), 제1 층 (610)에 대향하게 제2 층 (620) 바로 옆에 인접한 제3 층 (630), 제2 층 (620)에 대향하게 제3 층 (630) 바로 옆에 인접한 제4 층 (650), 및 제3 층 (630)에 대향하게 제4 층 (650) 바로 옆에 인접한 제5 층 (660)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (610)은 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층이고, 제2 층 (620)은 제1 경화된 중합체 층이고, 제3 층 (630)은 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층이고, 제4 층 (650)은 제2 경화된 중합체 층이고, 제5 층 (660)은 점탄성이거나 탄성인 제3 접착제 층이다. 광학 접착제 (600)는 제1 층 (610)과 제2 층 (620) 사이의 제1 계면 (635), 제2 층 (620)과 제3 층 (630) 사이의 제2 계면 (637), 제3 층 (630)과 제4 층 (650) 사이의 제3 계면 (638), 및 제4 층 (650)과 제5 층 (660) 사이의 제4 계면 (639)을 포함한다. 광학 접착제 (600)는 도 2의 제1 광학 접착제 (200)의 외부 주표면 (245)을 제2 광학 접착제 (200)의 외부 주표면 (240)에 접착시킴으로서 제조될 수 있다. 광학 접착제 (600)는 또한 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 공정을 사용하여 층상으로(layer by layer) 제조될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제1 계면, 제2 계면, 제3 계면 및 제4 계면 (635, 637, 638, 639) 중 적어도 2개의 계면이 구조화되어 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 계면, 제2 계면, 제3 계면 및 제4 계면 (635, 637, 638, 639) 중 임의의 하나의 계면, 2개의 계면, 3개의 계면 또는 모든 계면이 구조화되어 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 계면, 제2 계면, 제3 계면 및 제4 계면 (635, 637, 638, 639)은 제1 방향으로 연장된 제1 그레이팅 및 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장된 제2 그레이팅을 한정한다.
제1 층 (610)은 외부 주표면 (640)을 포함하고, 제3 층 (630)은 외부 주표면 (645)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 광학 접착제 (600)에는 외부 주표면 (640) 바로 옆에 인접한 제1 이형 필름 및/또는 외부 주표면 (645) 바로 옆에 인접한 제2 이형 필름이 제공되어 있다.
일부 실시 형태에서, 광학 접착제는 점탄성이거나 탄성인 단일 접착제 층 및 단일 경화된 중합체 층을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 다층 광학 접착제가 도 7에 도시되어 있다. 광학 접착제 (700)는 제1 층 (710) 및 제1 층 (710) 바로 옆에 인접한 제2 층 (730)을 포함한다. 제1 층 (710)은 제1 굴절률 n1을 갖는 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층이고, 제2 층 (730)은 n1과 상이한 제2 굴절률 n2를 갖는 경화된 접착제 층이다. 광학 접착제 (700)는 실질적으로 연속적인 그레이팅을 포함할 수 있는 계면 (735)을 한정한다. 그레이팅은 피크 투 밸리 높이 h 및 피치 P를 가질 수 있다. 피크 투 밸리 높이, h × 그레이팅 전체에 걸친 굴절률 콘트라스트 |n1 - n2|는 약 150 nm 내지 약 350 nm 범위일 수 있고, 피치는 약 2 마이크로미터 내지 약 50 마이크로미터 범위일 수 있다. 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 논의된 바와 같이, 이 범위가 양호한 스파클 방지 특성을 제공한다는 것을 발견하였다.
제1 층 (710)은 외부 주표면 (740)을 포함하고, 제2 층 (730)은 외부 주표면 (745)을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 광학 접착제 (700)에는 외부 주표면 (740) 바로 옆에 인접한 제1 이형 표면을 갖는 제1 이형 필름 및/또는 외부 주표면 (745) 바로 옆에 인접한 제2 이형 표면을 갖는 제2 이형 필름이 제공되어 있다.
본 발명의 다층 광학 접착제의 일부 실시 형태에서, 광의 제어된 확산을 제공하는 복수의 입자 또는 비드(bead)가 하나 이상의 층에 부가될 수 있다. 다층 광학 접착제가 스파클 감소를 위해서 사용되는 실시 형태에서, 그러한 비드는 광학 접착제를 통해서 관찰할 때 픽셀 영상이 픽셀 크기보다 더 넓은 면적에 걸쳐서 퍼질 수 있게 하고, 이것이 스파클을 감소시키는데 도움을 줄 수 있다. 스파클 감소에 더하여, 복수의 입자 또는 비드의 혼입은 일어날 수 있는 이리데선스(iridescence)를 감소시킬 수 있다. 그레이팅을 갖는 다층 광학 접착제가 디스플레이에 포함되는 경우, 광학 접착제로부터의 주변광의 반사의 주파수 의존성으로 인한 이리데선스가 때때로 관찰될 수 있다. 눈부심 방지 층이 그러한 이리데선스를 상당히 감소시킬 수 있지만, 이리데선스는 눈부심 방지 층을 혼입하지 않은 디스플레이에서는 부적당할 수 있다. 다층 광학 접착제에 입자를 혼입하는 것은 이리데선스를 감소시키거나 또는 실질적으로 제거하는 것을 가능하게 한다. 입자는 본 명세서에 기술된 다층 광학 접착제 중 임의의 것의 층 중 임의의 것에 혼입될 수 있다. 입자는 그레이팅 바로 옆에 인접한 층에 혼입될 수 있거나 또는 입자는 그레이팅 층에 인접하게 배치된 별개의 추가 층에 혼입될 수 있다. 별개의 추가 층은 실질적으로 구조화되지 않은 표면을 갖는 필름일 수 있다.
픽셀 영상의 원하는 퍼짐 정도를 생성하고/생성하거나 원하는 이리데선스 감소를 생성하는 데 약 0.5 마이크로미터 내지 약 30 마이크로미터 범위의 입자 크기 (즉, 평균 직경)가 효과적일 수 있음을 발견하였다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 평균 직경은 달리 언급되지 않는 한 수 평균 또는 비가중 평균(un-weighted mean)을 말한다. 일부 실시 형태에서, 입자의 평균 직경은 약 0.5 마이크로미터 초과, 또는 약 1 마이크로미터 초과, 또는 약 2 마이크로미터 초과이고, 입자의 평균 직경은 약 30 마이크로미터 미만, 또는 약 20 마이크로미터 미만 또는 약 10 마이크로미터 미만이다.
입자와 그것이 존재하는 매질 간의 굴절률 차이의 절대값은 본 명세서에서 |Δn|으로 정의한다. 픽셀 영상의 원하는 퍼짐 정도를 생성하고/생성하거나 원하는 이리데선스 감소를 생성하는 데 약 0.001 내지 약 0.1 범위의 |Δn|이 효과적일 수 있음을 발견하였다. 일부 실시 형태에서, |Δn|은 약 0.001 초과 또는 약 0.003 초과 내지 약 0.1 미만 또는 약 0.05 미만 또는 약 0.01 미만이다. 일부 실시 형태에서, |Δn|은 약 0.003 내지 약 0.007 범위이다. 예를 들어, CEF22 광학적으로 투명한 접착제 (미국 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능함) 중의 PMMA 비드는 532 nm에서 약 0.005 (405 nm에서 약 0.004 및 632 nm에서 약 0.003)의 |Δn|을 제공한다. 입자는 원하는 범위의 크기 및 굴절률을 갖는 임의의 입자일 수 있다. 입자는 구형, 타원형, 불규칙 형상 또는 다른 형상을 가질 수 있다. 유리 비드 또는 중합체 비드가 사용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 입자는 실질적으로 단분산성이다. 실질적으로 단분산성인 입자는 입자의 90% 이상 또는 95% 이상이 평균 입자 직경의 5% 또는 10% 이내인 직경을 갖도록 하는 입자 직경 분포를 가질 수 있다. 실질적으로 단분산성인 입자는 약 10% 미만, 약 5% 미만, 또는 약 4% 미만의 변동 계수 (표준 편차/평균값 × 100%)를 갖는 입자 직경 분포를 가질 수 있다. 적합한 실질적으로 단분산성인 입자는 마이크로비즈 에이에스(Microbeads AS) (노르웨이 스케드스모코르셋 소재)로부터의 단분산성 PMMA 미소구체 또는 약 3.5% 미만의 변동 계수를 갖는 에프루이 나노파티클즈 앤드 마이크로스피어스 컴퍼니 리미티드(EPRUI Nanoparticles & Microspheres Co. Ltd.) (중국 난징 소재)로부터의 단분산성 PMMA 미소구체를 포함한다.
픽셀 영상의 원하는 퍼짐 정도를 생성하고/생성하거나 원하는 이리데선스 감소를 생성하는 데 약 104 mm-3 내지 약 108 mm-3의 수 밀도의 입자를 사용하는 것이 효과적일 수 있음을 발견하였다. 전형적으로, 큰 입자 크기를 사용하는 경우 더 낮은 수 밀도가 유용하고, 더 작은 입자 크기를 사용하는 경우 더 큰 수 밀도가 유용하다. 일부 실시 형태에서, 수 밀도는 104 mm-3 또는 105 mm-3 초과 및 108 mm-3 또는 107 mm-3 미만이다.
본 발명에 따른 다층 광학 접착제의 제조 방법이 도 8a 내지 도 8g에 도시되어 있다. 도 8a는 구조화된 제1 이형 표면 (840)을 갖는 제1 이형 공구 (805)를 나타낸다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이형 공구는 이형 필름일 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 보다 상세히 기술된 바와 같이, 구조체는 필름 상에 제조될 수 있고, 구조체의 표면은 이형 처리되어 구조화된 이형 필름을 형성할 수 있다. 제1 이형 공구 (805)를 구조화된 제1 이형 표면 (840) 상에서 제1 재료로 코팅하여 제1 이형 공구 (805) 상에 제1 층 (810)을 형성하여 도 8b에 도시된 바와 같은 코팅된 이형 공구 (806)를 생성한다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (810)은 실질적으로 연속적이다. 다른 실시 형태에서, 제1 층 (810)은 불연속적일 수 있다. 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 바와 같이, 불연속적인 층은 잉크 젯 인쇄에 의해서 또는 용매 코팅 기술에 의해서 적용될 수 있다. 다음 공정 단계에서, 도 8c에 도시된 바와 같이 제2 재료를 제1 재료 상에 적용한다. 이것은 제1 이형 공구 (805)에 대향하게 제1 층 (810) 바로 옆에 인접한 제2 층 (820)을 형성한다. 계면 (837)이 제1 층 (810)과 제2 층 (820) 사이에 형성된다. 제2 이형 공구 (855)를 제2 층 (820)에 적용하여 도 8d에 도시된 바와 같은 물품 (801)을 형성한다. 제2 이형 공구 (855)는 제1 재료에 대향하게 제2 재료 바로 옆에 인접하고, 제2 이형 표면 (845)은 제2 재료와 대면한다. 도 8c 및 도 8d에 도시된 단계에 대한 대안은 제2 재료를 제2 이형 공구 (855)의 제2 이형 표면 (845) 상에 배치하는 것이다. 이어서, 코팅된 이형 공구를 제1 재료에 적용하여 물품 (801)을 제공한다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (810) 및 제2 층 (820) 중 적어도 하나는 점탄성이거나 탄성인 접착제여서, 물품 (801)은 광학 접착제이고, 이것은 이형 공구 (805 또는 855)를 제거한 후 표면에 접착될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제1 재료는 경화성 수지이고, 그러한 경우 경화 단계가 적용되어 수지를 경화시켜서 경화된 중합체 층을 생성할 수 있다. 경화 단계는 제2 층 (820) 및 제2 이형 공구 (855)를 적용하기 전에 또는 적용한 후에 적용될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제2 재료는 점탄성이거나 탄성인 접착제이고, 제1 재료는 하드코트 수지이다. 즉, 경화되는 경우 수지는 재료가 외부 층일 수 있는 응용에서 적절한 내마모성 또는 연필 경도를 제공하기에 충분히 경질인 경화된 중합체를 형성한다. 예를 들어, 경화된 하드코트 수지는 HB 초과 또는 H 초과의 연필 경도를 제공할 수 있다. 이러한 경우, 물품 (801)은 예를 들어, 제2 이형 공구 (855)를 제거하여 점탄성이거나 탄성인 접착제 층 (제2 층 (820))을 노출시키고, 이어서 이것을 디스플레이 표면에 부착함으로써 스파클 방지 광학 접착제로서 사용될 수 있다. 제1 이형 공구 (805)를 제거하여 하드코트 층 (제1 층 (810))의 구조화된 표면을 노출시킬 수 있다. 물품 (801)이 디스플레이 응용에서 사용되는 일부 실시 형태에서, 이형 공구 (805, 855)는 물품 (801)이 디스플레이에서 사용되기 전에 제거되는 희생 층이다.
물품 (801)을 또한 추가로 가공하여 도 8e 내지 도 8g에 도시된 바와 같이 추가 층을 부가할 수 있다. 제1 이형 공구 (805)를 제거하여 제1 층 (810)의 구조화된 주표면 (841)을 노출시켜서 도 8e에 도시된 물품 (802)을 생성한다. 이어서, 제3 재료를 구조화된 주표면 (841) 상에 적용하여 도 8f에 도시된 바와 같은 제3 층 (830)을 갖는 물품 (803)을 형성한다. 계면 (842)이 제1 층 (810)과 제3 층 (830) 사이에 형성된다. 일부 실시 형태에서, 이어서 제3 이형 공구 (859)의 제3 이형 표면 (848)이 제3 층 (830)과 대면하도록 제3 이형 공구 (859)를 제3 층 (830)에 적용하여 도 8g에 도시된 바와 같은 물품 (804)을 형성한다. 도 8f 내지 도 8g에 도시된 단계에 대한 대안은 제3 이형 공구 (859)의 제3 이형 표면 상에 제3 재료를 코팅하여 코팅된 이형 공구를 형성하고, 이어서 제3 재료가 구조화된 주표면 (841)과 대면하도록 코팅된 이형 공구를 구조화된 주표면 (841) 상에 적용하는 것이다. 다수의 실시 형태에서, 제2 층 (820) 및 제3 층 (830) 중 적어도 하나는 점탄성이거나 탄성인 접착제 층이어서, 물품 (804)은 광학 접착제이고, 이것은 이형 공구 (859 또는 855)를 제거한 후 표면에 접착될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 재료는 점탄성이고 광학적으로 투명한 제1 접착제이고, 제3 재료는 제1 재료와 동일하거나 또는 상이할 수 있는 점탄성이고 광학적으로 투명한 제2 접착제이고, 제1 재료는 경화되어 경화된 중합체 층을 제공할 수 있는 경화성 수지이다.
이형 공구 (855, 859)는 물품 (804)이 디스플레이 또는 다른 응용에서 광학 접착제로서 사용되기 전에 제거되는 희생 층, 예컨대 이형 필름일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 재료 및 제3 재료는 동일하거나 또는 상이한 점탄성이거나 탄성인 접착제이다.
일부 실시 형태에서, 이형 공구 (855, 859) 중 하나 또는 둘 모두는 구조화되어 표면 (845 및/또는 848)이 구조화된 표면이고, 공정은 2개 또는 3개의 구조화된 표면을 갖는 광학 접착제를 생성한다. 이러한 경우, 공정은 구조화된 이형 라이너를 제거하여 구조화된 표면을 노출시키고, 이어서 노출된 구조화된 표면에 제4 재료를 적용함으로서 반복될 수 있다. 그러한 공정을 사용하여 예를 들어, 도 6에 도시된 다층 물품, 예컨대 광학 접착제 (600)를 제조할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 제1 이형 공구, 제2 이형 공구 및 제3 이형 공구 중 임의의 것 또는 전부는 이형 필름일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 도 8a 내지 도 8g에 도시된 단계는 연속식 롤-투-롤 공정으로 수행된다.
일부 실시 형태에서, 제1 층 (810), 제2 층 (820) 및 제3 층 (830) 각각은 연속적인 층이다. 일부 실시 형태에서, 제2 층 (820) 또는 제3 층 (830) 또는 둘 모두는 불연속적이다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (810)은 불연속적이다. 층 중 임의의 것은 잉크 젯 인쇄 기술을 사용하여 층을 적용하거나 또는 표준 용매계 코팅 기술을 사용함으로써 불연속적으로 제조될 수 있는데, 표준 용매계 코팅 기술은 구조체를 코팅하고, 용매를 증발시켜서 구조체를 부분적으로 충전시켜서 불연속적인 층을 생성하고, 이것은, 예를 들어 열 또는 UV-방사선의 적용에 의해 경화될 수 있다. 임의의 불연속적인 층은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 바와 같이 복수의 별개의 형체를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광학 접착제의 제조 방법이 도 9a 내지 도 9f에 도시되어 있다. 도 9a는 구조화된 제1 이형 표면 (940)을 갖는 제1 이형 공구 (905)를 나타낸다. 제1 이형 공구 (905)를 구조화된 제1 이형 표면 (940) 상에서 제1 재료로 코팅하여 제1 층 (910)을 형성하여 도 9b에 도시된 바와 같은 코팅된 이형 공구 (906)를 생성한다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (910)은 실질적으로 연속적이다. 다른 실시 형태에서, 제1 층 (910)은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 바와 같이 불연속적인 층일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 재료는, 코팅가능하고 경화성인 수지이다. 다음으로, 제2 이형 공구 (955)를 제1 층 (910)에 적용하여 도 9c에 도시된 바와 같은 물품 (901)을 형성한다. 제2 이형 공구 (955)는 제1 이형 공구 (905)에 대향하게 제1 재료 바로 옆에 인접하고, 제2 이형 표면 (945)은 제1 재료와 대면한다. 대안적으로, 제1 재료를 제2 이형 공구 (955) 상에 코팅하고, 이어서 코팅된 이형 공구를 제1 이형 공구 (905)에 적용할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이어서, 제2 이형 공구 (955)를 제거하고, 라이너를 갖는 접착제를 제1 층 (910)에 적용하여 도 8g의 물품 (804)과 유사한 물품을 형성한다.
다음으로, 제1 이형 공구 (905)를 제거하여 도 9d에 도시된 물품 (902)에서 제1 층 (910)의 구조화된 주표면 (941)을 노출시킨다. 이어서, 제2 재료를 구조화된 주표면 (941) 상에 적용하여 도 9e에 도시된 바와 같은 제2 층 (920)을 갖는 물품 (903)을 형성한다. 계면 (942)이 제1 층 (910)과 제2 층 (920) 사이에 형성된다. 일부 실시 형태에서, 이어서 제3 이형 공구 (959)의 제3 이형 표면 (948)이 제2 층 (920)과 대면하도록 제3 이형 공구 (959)를 제2 층 (920)에 적용하여 도 9f에 도시된 바와 같은 물품 (904)을 형성한다. 도 9e 내지 도 9f에 도시된 단계에 대한 대안은 제3 이형 공구 (959)의 제3 이형 표면 (948)상에 제2 재료를 코팅하여 코팅된 이형 공구를 형성하고, 이어서 제2 재료가 구조화된 주표면 (941)과 대면하도록 코팅된 이형 공구를 구조화된 주표면 (941) 상에 적용하는 것이다.
다수의 실시 형태에서, 제1 재료 또는 제2 재료는 접착제이고, 물품 (904)은 광학 접착제이다. 많은 실시 형태에서, 제1 및 제2 재료 중 하나는 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제이고, 제1 및 제2 재료 중 다른 하나는 경화성 수지이다.
본 발명에 따른 광학 접착제의 제조 방법이 도 10a 내지 도 10f에 도시되어 있다. 도 10a는 구조화된 제1 이형 표면 (1040)을 갖는 제1 이형 공구 (1005)를 나타낸다. 제1 이형 공구 (1005)를 구조화된 제1 이형 표면 (1040) 상에서 제1 재료로 코팅하여 제1 층 (1010)을 형성하여 도 10b에 도시된 바와 같은 코팅된 이형 공구 (1006)를 생성한다. 일부 실시 형태에서, 제1 층 (1010)은 실질적으로 연속적이다. 다른 실시 형태에서, 제1 층 (1010)은 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 바와 같이 불연속적인 층일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 재료는, 코팅가능하고 경화성인 수지이다. 일부 실시 형태에서, 제1 재료는 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 바와 같은 하드코트 수지이다. 다음으로, 제2 이형 표면 (1045)을 갖는 제2 이형 공구 (1055)를 제1 층 (1010)에 적용하여 도 10c에 도시된 바와 같은 물품 (1007)을 형성한다. 제1 재료는 유동하거나 변형하여 제2 이형 표면 (1045)을 충전 코팅하고, 이것은 도 10a 내지 도 10f에 도시된 실시 형태에서 구조화된 표면이다. 이어서, 제1 이형 공구 (1005)를 제거하여 제1 층 (1010)에서 구조화된 제1 표면 (1041)을 노출시킨다. 제2 재료로 코팅된 제3 이형 공구를 구조화된 제1 표면 (1041) 상에 적용하여 제2 층 (1020)을 형성하고, 이것은 제1 층 (1010)과 함께 계면 (1042)을 형성하여 도 10d에 도시된 바와 같은 물품 (1008)을 생성한다. 일부 실시 형태에서, 제2 층 (1020)은 점탄성이거나 탄성인 접착제 층이고, 물품 (1008)은 광학 접착제이다. 대안적으로, 제2 재료를 구조화된 제1 표면 (1041) 상에 코팅하여 제2 층 (1020) 및 계면 (1042)을 형성하고, 이어서 제3 이형 표면 (1048)이 제2 층 (1020)과 대면하도록 제3 이형 공구 (1059)를 제2 층 (1020) 상에 적용할 수 있다.
다음으로, 제2 이형 공구 (1055)를 제거하여 제1 층 (1010)의 구조화된 제2 표면 (1049)을 노출시켜서 도 10e에 도시된 바와 같은 물품 (1001)을 생성한다. 일부 실시 형태에서, 제2 층 (1020)은 점탄성이거나 탄성인 접착제 층이고, 물품 (1001)은 광학 접착제이다. 제3 재료로 코팅된 제4 이형 공구를 구조화된 제2 표면 (1049)에 적용하여 제3 층 (1030)을 형성하고, 이것은 물품 (1002)의 단면을 제공하는 도 10f에 도시된 바와 같이 제1 층 (1010)과 함께 계면 (1037)을 형성한다. 대안적으로, 제3 재료를 구조화된 제2 표면 (1049) 상에 코팅하여 제3 층 (1030) 및 계면 (1037)을 형성하고, 이어서 제3 이형 표면 (1066)이 제3 층 (1030)과 대면하도록 제4 이형 공구 (1062)를 제3 층 (1030)에 적용할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 층 (1020) 및 제3 층 (1030) 중 적어도 하나는 점탄성이거나 탄성인 접착제 층이어서 물품 (1002)은 광학 접착제이다.
도 8a 내지 도 10f에 도시된 방법 중 임의의 것이 연속적인 롤-투-롤 공정으로 수행될 수 있다. 도 11은 예를 들어, 도 8e의 물품 (802)의 연속적인 제조 공정을 도시한다. 추가적인 연속적인 가공 단계가 예를 들어, 도 8g의 물품 (804)을 제조하는 데 포함될 수 있다.
도 11의 공정에서 사용되는 구조화된 이형 공구는 언와인드 롤(unwind roll) (1161) 상에 제공된 구조화된 이형 필름 (1105)이다. 구조화된 이형 필름은 언와인드 롤 (1161)로부터 연속적으로 풀려서 (예를 들어, 다이 코터 (1185)를 사용하여) 다양한 단계에서 코팅되어 물품 (1101)을 생성한다. 구조화된 이형 필름 (1105)은 물품 (1101)으로부터 제거되어 물품 (1102)을 생성하고, 이것은 와인드 롤(wind roll) (1171) 상에 연속적으로 감긴다. 도 11에 도시된 시스템은 다양한 롤러 (1189)를 포함하여 시스템을 통한 다양한 필름의 이동을 가능하게 한다. 대안적인 실시 형태에서, 물품 (1101)은 와인드 롤 상에 와인딩되고, 물품 (1102) 및 도 8g의 물품 (804)에 상응하는 물품이 하나 이상의 후속의 연속 롤-투-롤 공정으로 제조된다.
구조화된 이형 필름은 예를 들어, 연속적인 캐스트 및 경화 공정을 사용하여 필름, 예컨대 PET 필름 상에 구조화된 표면을 형성함으로서 제조될 수 있다. 연속적인 캐스트 및 경화 공정에서, 다이아몬드 공구를 사용하여 구리 롤에 반대 패턴을 새김으로써 미세-복제 롤(micro-replication roll)을 제조할 수 있고, 이것을 사용하여 중합성 수지를 이용하는 연속적인 캐스트 및 경화 공정을 사용하여 기재 상에 패턴을 만들 수 있다. 적합한 다이아몬드 공구는 당업계에 공지되어 있고, 미국 특허 제7,140,812호 (브라이언(Bryan) 등)에 기재된 다이아몬드 공구를 포함한다. 연속적인 캐스트 및 경화 공정은 당업계에 공지되어 있고, 다음 특허에 기술되어 있다: 미국 특허 제4,374,077호 (커펠드(Kerfeld)); 제4,576,850호 (마르텐스(Martens)); 제5,175,030호 (루(Lu) 등); 제5,271,968호 (코일(Coyle) 등); 제5,558,740호 (버나드(Bernard) 등); 및 제5,995,690호 (코츠(Kotz) 등). 이어서, 생성된 구조체를 종래의 표면 처리 기술을 사용하여 처리하여 구조화된 이형 필름 (1105)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 표면 처리는 산소 플라즈마 처리 및 그 후의 테트라메틸실란 (TMS) 플라즈마 처리를 포함할 수 있다.
구조화된 이형 필름 (1105)은 언와인드 롤 (1161)로부터 풀려서 방사선 (예를 들어, 자외선 (UV)) 경화성 수지일 수 있는 제1 재료로 코팅되어 코팅된 이형 필름 (1106)을 생성한다. 제1 재료는 다이 코팅기 (1185)를 사용하여 구조화된 이형 필름 (1105)의 구조화된 면 상에 다이 코팅될 수 있다. 제1 재료는 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 경화성 수지들 중 임의의 것일 수 있다.
제1 이형 라이너와 제2 이형 라이너 사이의 접착제 (예를 들어, 점탄성이거나 탄성인 접착제)는 언와인드 롤 (1162) 상에 제공되어 있다. 제1 이형 라이너 (1181)는 제거되어 와인드 롤 (1172) 상에 감긴다. 이어서, 생성된 접착제 코팅된 이형 라이너 (1182)에서 접착제의 노출된 표면이 코팅된 이형 필름 (1106) 상에 적용되어, 닙 롤러 (1190)와 백업 롤 (1192) 사이에 통과된다. 일부 실시 형태에서, 제1 재료는 UV-경화성 수지이고, UV 경화 스테이션 (1166)이 제공되어 백업 롤 (1192)에 의해서 수지가 통과할 때 수지를 경화시킨다. 제자리에 접착제 및 제2 이형 라이너를 갖는 코팅된 이형 필름 (1106)은 다층 물품 (1101)이다. 구조화된 이형 필름 (1105)은 다층 물품 (1101)으로부터 제거되어 다층 물품 (1102)을 생성하고, 이것은 와인드 롤 (1171) 상에 감긴다. 제거된 구조화된 이형 필름 (1105)은 와인드 롤 (1173) 상에 감긴다. 물품 (1102)은 도 8e의 물품 (802)으로서 일반적인 구조를 가질 수 있다. 대안적인 공정은 물품 (1102)의 노출된 구조화된 표면에 추가적인 접착제 코팅된 이형 라이너를 적용하는 단계를 부가한다. 이것은 도 8g의 물품 (804)의 일반적인 구조를 갖는 물품을 생성할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 언와인드 롤 (1162)이 구조화된 제2 이형 필름을 함유하는 언와인드 롤로 대체된 것을 제외하고는 도 11에 도시된 것과 유사한 공정을 사용하여 도 10d의 물품 (1008)을 제조한다. 구조화된 이형 필름 (1105) (제1 이형 공구 (1005)에 상응함)을 제거한 후, 예를 들어, 다이 코팅기를 사용하여 코팅을 노출된 구조화된 표면에 적용하고, 제2 이형 필름을 코팅에 적용하여 물품 (1008)을 생성할 수 있다. 유사하게, 구조화된 제2 이형 필름을 제거할 수 있고, 추가 코팅 및 이형 필름을 적용하여 도 10f의 물품 (1002)을 생성할 수 있다.
도 12는 예를 들어, 도 9d의 물품 (902)의 연속적인 제조 공정을 도시한다. 추가적인 연속 공정 단계를 포함하여 도 9f의 물품 (904)을 제조할 수 있고, 이어서 추가적인 단계를 포함하여, 예를 들어 도 8g의 물품 (804)을 제조할 수 있다.
도 12의 공정에서 사용되는 구조화된 이형 공구는 언와인드 롤 (1261) 상에 제공된 구조화된 이형 필름 (1205)이다. 구조화된 이형 필름은 언와인드 롤 (1261)로부터 연속적으로 풀려서 (예를 들어, 다이 코터 (1285)를 사용하여) 다양한 단계에서 코팅되어 물품 (1201)을 생성한다. 구조화된 이형 필름 (1205)은 물품 (1201)으로부터 제거되어 물품 (1202)을 생성하고, 이것은 와인드 롤 (1271) 상에 연속적으로 감긴다. 도 12에 도시된 시스템은 다양한 롤러 (1289)를 포함하여 시스템을 통한 다양한 필름의 이동을 가능하게 한다.
구조화된 이형 필름 (1205)은 언와인드 롤 (1261)로부터 풀려서 방사선 (예를 들어, UV 또는 e-빔) 경화성 수지일 수 있는 제1 재료로 코팅되어 코팅된 이형 필름 (1206)을 생성한다. 제1 재료는 다이 코팅기 (1285)를 사용하여 구조화된 이형 필름 (1205)의 구조화된 면 상에 다이 코팅될 수 있다. 제1 재료는 본 명세서의 어딘가 다른 곳에 기술된 경화성 수지들 중 임의의 것일 수 있다.
이형 라이너 (1255)가 언와인드 롤 (1262) 상에 제공된다. 이어서, 이형 라이너 (1255)의 이형 표면이 코팅된 이형 필름 (1206) 상에 적용되어, 닙 롤러 (1290)와 백업 롤 (1292) 사이에 통과된다. 일부 실시 형태에서, 제1 재료는 UV-경화성 수지이고, UV 경화 스테이션 (1266)이 제공되어 백업 롤 (1292)에 의해서 수지가 통과할 때 수지를 경화시킨다. 제자리에 이형 라이너 (1255)를 갖는 코팅된 이형 필름 (1206)은 다층 물품 (1201)이다. 구조화된 이형 필름 (1205)은 다층 물품 (1201)으로부터 제거되어 다층 물품 (1202)을 생성하고, 이것은 와인드 롤 (1271) 상에 감긴다. 제거된 구조화된 이형 필름 (1205)은 와인드 롤 (1273) 상에 감긴다. 물품 (1202)은 도 9d의 물품 (902)으로서 일반적인 구조를 가질 수 있다. 후속 가공 단계에서, 추가적인 이형 라이너를 갖는 접착제가 물품 (1202)에 적용되어 도 9g의 물품 (904)의 일반적인 구조를 갖는 물품을 형성할 수 있다. 추가의 가공 단계에서, 이형 라이너 (1255)가 제거되고, 다른 접착제 및 다른 이형 라이너가 부가되어 도 8g의 물품 (804)의 일반적인 구조를 갖는 물품을 형성할 수 있다.
실시예
모든 부, 백분율, 비 등은 달리 지시되지 않는다면 중량 기준이다. 사용한 용매 및 기타 시약은 달리 언급되지 않는 한, 미국 위스콘신주 밀워키 소재의 시그마-알드리치 케미컬 컴퍼니로부터 입수가능하다.
재료
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시험 방법:
점도 측정:
기기는 케임브리지 비스코미터 모델 VL4000 (미국 매사추세츠주 메드포드 소재의 피에이씨, 엘.피.(PAC, L.P.))이었다. 제조자의 설명서에 따라 점도 결과를 cP로 제공하였다.
굴절률:
굴절률 측정을 위한 샘플 제조. 1 내지 2 그램의 미경화 수지 제형 (하기에 기술된 바와 같음)을 PET 필름의 프라이밍되지 않은 면 상에 놓았다. 프라이밍되지 않은 PET 필름의 제2 조각을 액체 제형의 상부 상에 가벼운 압력으로 핸드 롤러를 사용하여 손으로 라미네이팅하였다. 100% 파워에서 H-전구로 작동하는 퓨전 라이트 해머(Fusion Light Hammer) (퓨전 유브이 시스템즈(Fusion UV systems)로부터 입수가능함, 모델 I6P1/LH)에 2회 통과를 위하여 미경화 샘플을 30 피트/초로 통과시켰다. PET 필름을 양면으로부터 제거하였으며, 독립형 수지가 남게 되었다.
532 nm에서 메트리콘(Metricon) (미국 뉴저지주 페닝톤 소재) 모델 2010/M 프리즘 커플러(Prism Coupler)를 사용하여 독립형 수지의 굴절률을 측정하였다.
투과율:
굴절률을 위해 제조된 것과 동일한 샘플을 또한 사용하여 투과율을 측정하였다. 이들을 비와이케이-가드너 게엠베하 (독일 게레츠리트 소재)로부터 입수가능한 헤이즈-가드 플러스 탁도계 상에서 측정하였다. ASTM D1003-13에 따라 투과율을 측정하였다.
DMA 샘플 제조:
DMA 샘플을 실리콘 주형을 사용하여 제조하고, 샘플의 치수가 1.25 mm × 4.75 mm × 20 mm인 것을 제외하고는, DMA 시험을 위하여 ASTM D5026-01을 사용하였다. 수지를 주형 내로 분배하고, 프라이밍되지 않은 PET를 상부 위에 라미네이팅하였다. 이어서, UV 경화 스테이션(퓨전 유브이 시스템즈로부터 입수가능함, 모델 I6P1/LH) 내에서 30 fpm으로 H 전구를 사용하여 그것을 UV 경화시켰다. 그것을 2회 통과시키고, 이어서 주형으로부터 바(bar)를 꺼내어서 뒤집고 동일한 조건 하에서 다시 경화시켰다. 바를 경화시켜 완전한 경화가 일어났음을 보장한 후 48시간이 되자마자 그것을 시험하였다.
DMA 샘플 시험:
경화된 바를 DMA (미국 델라웨어주 뉴 캐슬 소재의 티에이 인스트루먼츠; 장력 장치가 장착된 모델 Q800)에서 시험하였다. 이것을 DMA 클램프 내에 넣었는데, 샘플 길이는 상부 클램프로부터 기부 클램프까지 대략 15 mm였다. 진동 주파수를 1 ㎐로 설정하고, 기계를 -25℃로 냉각시키고, 2분 동안 평형을 이루게 하였다. 그것이 평형을 이룬 후에, 데이터 기록을 시작하고, DMA는 2℃/min으로 150℃까지 온도를 램핑하였다.
환경 샘플 제조:
각각의 예 (CE1, CE2, E1, E2, E3)로부터의 샘플을 하기와 같이 환경 시험을 위하여 제조하였다. 접착 이형 라이너를 제거하고, 지금 노출된 접착 면을 핸드 라미네이터를 사용하여 손으로 유리 슬라이드에 라미네이팅하였다. 이어서, 구조물을 5.0 ㎏/㎠, 55℃에서 10분 동안 오토클레이브 내에 넣어두었다.
각각의 예 (CE3, E4, E5, E6)로부터의 샘플을 하기와 같이 환경 시험을 위하여 제조하였다. 제1 접착 이형 라이너를 제거하고, 지금 노출된 접착 면을 핸드 라미네이터를 사용하여 손으로 유리 슬라이드에 라미네이팅하였다. 제2 접착 이형 라이너를 제거하고, 유리 슬라이드를 핸드 라미네이터를 사용하여 손으로, 노출된 접착제에 라미네이팅하였다. 이어서, 구조물을 5.0 ㎏/㎠, 55℃에서 10분 동안 오토클레이브 내에 넣어두었다.
환경 시험:
각각의 예로부터의 한 세트의 샘플을 85℃ 0%RH에서 시험하고, 다른 한 세트를 85℃ 85%RH에서 시험하고, 이어서 각각의 예에 대한 결과를 합하였다. 예 CE1, CE2, E1, E2, E3의 경우, PET를 제거하고, 샘플을 환경 챔버 내에 넣었다. 예 CE3, E4, E5, E6에서는, 어떤 것도 추가로 행하지 않았으며, 샘플을 서모트론(Thermotron) (모델 SM-16-8200, 미국 미시간주 홀랜드 소재)으로 제조된 환경 챔버 내에 넣었다. 챔버를 85℃ 0%RH 또는 85℃ 85%RH 중 어느 하나로 설정하였다. 336시간 후에, 샘플을 꺼내고 결함에 대해 조사하였다. 결과를 시각적 관찰에 의해 결정하여, 광학 특성이 유지되었는지를 결정하였다. 데이터는, 광학 특성이 유지되었으면 "합격"으로 기록되거나, 또는 샘플이 균열을 나타내었으면 "균열"로 기록된다.
수지 제형
수지 제형 (표 1)을 제조하고, 전술된 시험 방법을 사용하여 시험하였다. 결과가 표 2에 나타나 있다.
[표 1]
Figure pct00002
[표 2]
Figure pct00003
이형 공구
이형 처리된 필름 복제품을 다음과 같이 정밀 원통형 공구로부터 제조하였다. 원통형 공구는 개질된 다이아몬드-터닝된(diamond-turned) 금속 공구였다. 정밀 다이아몬드 터닝 머신을 사용하여, 공구의 구리 표면에 패턴을 새겼다. 정밀 새겨짐 특징부를 갖는 생성된 구리 실린더를 니켈 도금하였고, 이형 처리하여 미세복제 공정 동안 경화된 수지의 이형을 촉진시켰다. 구리 공구에 새겨진 구조는 12 마이크로미터의 피치 및 2.5 마이크로미터의 피크 투 밸리 높이의 치수를 갖는 사인파였다. 이어서, 정밀 원통형 공구로부터 필름 복제품을 제조하였다. 아크릴레이트 단량체 및 광개시제를 포함하는 아크릴레이트 수지를 PET 필름에 캐스팅하고, 이어서 자외선 광을 사용하여 정밀 원통형 공구에 대하여 경화시켰다. 생성된 구조화된 필름의 표면을 플라즈마 강화 화학증착(plasma-enhanced chemical vapor deposition) (PECVD) 공정을 사용하여 실란 이형제 (테트라메틸실란)으로 코팅하여 다층 광학 접착제의 제조에서 이형 공구로서 사용하기에 적합한 이형 처리된 필름 복제품을 제조하였다.
수지 샘플 제조
"이형 공구"로 기술된 이형 처리된 필름 복제품을 다음 코팅을 위한 기재 층으로서 사용하였다. R1, R2, R3, R4, 또는 R5를 필름 복제품의 구조화된 면 상에 드립핑(dripping)하였다. PET 필름의 프라이밍되지 않은 면을 코팅의 상부 면 상의 미경화 수지와 접촉하게 놓았다. 전체 구조물을 닙 스타일 라미네이터 (프로페셔널 라미네이터 시스템(Professional Laminator system), 모델 PL1200HP)를 통해서 3의 속도 설정으로 통과시켰다. 전체 구조물을 고 강도 전구 (H 전구를 갖는 퓨젼 유브이-라이트 해머 6, 알피씨 인더스트리즈(RPC industries) 모델 번호 I6P1/LH) 하에서 30 ft/min (9.1 m/min)으로 경화시켰다.
비교예 1
수지 샘플 제조 섹션에서 설명된 절차를 사용하여 비교예 1 (CE1)을 제조하였으며, 사용된 제형은 R1이었다. 수지 샘플을 제조한 후에, 구조물로부터 이형 공구를 제거하여, 노출된 수지의 지금 경화된 구조화된 면을 남겼다. 이형 라이너들 중 하나를 ADH2로부터 제거하고, 노출된 접착제를 강한 압력으로 핸드 롤러를 사용하여 손으로 수지의 노출된 구조화된 면에 라미네이팅하였다.
비교예 2
수지 샘플 제조 섹션에서 설명된 절차를 사용하여 비교예 2 (CE2)를 제조하였으며, 사용된 제형은 R2였다. 수지 샘플을 제조한 후에, 구조물로부터 이형 공구를 제거하여, 노출된 수지의 지금 경화된 구조화된 면을 남겼다. 이형 라이너들 중 하나를 ADH2로부터 제거하고, 노출된 접착제를 강한 압력으로 핸드 롤러를 사용하여 손으로 수지의 노출된 구조화된 면에 라미네이팅하였다.
실시예 1
수지 샘플 제조 섹션에서 설명된 절차를 사용하여 실시예 1 (E1)을 제조하였으며, 사용된 제형은 R3이었다. 수지 샘플을 제조한 후에, 구조물로부터 이형 공구를 제거하여, 노출된 수지의 지금 경화된 구조화된 면을 남겼다. 이형 라이너들 중 하나를 ADH2로부터 제거하고, 노출된 접착제를 강한 압력으로 핸드 롤러를 사용하여 손으로 수지의 노출된 구조화된 면에 라미네이팅하였다.
실시예 2
수지 샘플 제조 섹션에서 설명된 절차를 사용하여 실시예 2 (E2)를 제조하였으며, 사용된 제형은 R4였다. 수지 샘플을 제조한 후에, 구조물로부터 이형 공구를 제거하여, 노출된 수지의 지금 경화된 구조화된 면을 남겼다. 이형 라이너들 중 하나를 ADH2로부터 제거하고, 노출된 접착제를 강한 압력으로 핸드 롤러를 사용하여 손으로 수지의 노출된 구조화된 면에 라미네이팅하였다.
실시예 3
수지 샘플 제조 섹션에서 설명된 절차를 사용하여 실시예 3 (E3)을 제조하였으며, 사용된 제형은 R5였다. 수지 샘플을 제조한 후에, 구조물로부터 이형 공구를 제거하여, 노출된 수지의 지금 경화된 구조화된 면을 남겼다. 이형 라이너들 중 하나를 ADH2로부터 제거하고, 노출된 접착제를 강한 압력으로 핸드 롤러를 사용하여 손으로 수지의 노출된 구조화된 면에 라미네이팅하였다.
비교예 3
비교예 3 (CE3)은 출발 구조물로서 비교예 1에서 제조된 구조물을 사용하였다. PET 필름을 제거하여 수지의 평평한 면을 노출시켰다. 이형 라이너들 중 하나를 ADH1로부터 제거하고, 노출된 접착제를 강한 압력으로 핸드 롤러를 사용하여 손으로 수지의 평평한 면에 라미네이팅하였다.
실시예 4
실시예 4 (E4)는 출발 구조물로서 실시예 1에서 제조된 구조물을 사용하였다. PET 필름을 제거하여 수지의 평평한 면을 노출시켰다. 이형 라이너들 중 하나를 ADH1로부터 제거하고, 노출된 접착제를 강한 압력으로 핸드 롤러를 사용하여 손으로 수지의 평평한 면에 라미네이팅하였다.
실시예 5
실시예 5 (E5)는 출발 구조물로서 실시예 2에서 제조된 구조물을 사용하였다. PET 필름을 제거하여 수지의 평평한 면을 노출시켰다. 이형 라이너들 중 하나를 ADH1로부터 제거하고, 노출된 접착제를 강한 압력으로 핸드 롤러를 사용하여 손으로 수지의 평평한 면에 라미네이팅하였다.
실시예 6
실시예 6 (E6)은 출발 구조물로서 실시예 3에서 제조된 구조물을 사용하였다. PET 필름을 제거하여 수지의 평평한 면을 노출시켰다. 이형 라이너들 중 하나를 ADH1로부터 제거하고, 노출된 접착제를 강한 압력으로 핸드 롤러를 사용하여 손으로 수지의 평평한 면에 라미네이팅하였다.
다음은 본 발명의 예시적인 실시 형태의 목록이다.
실시 형태 1은
532 nm 파장에서의 제1 굴절률이 1.570 미만인 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층; 및
점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층 바로 옆에 인접한 제1 경화된 중합체 층 - 제1 경화된 중합체 층은 532 nm 파장에서의 제2 굴절률이 적어도 1.570임 - 을 포함하며,
점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층과 제1 경화된 중합체 층 사이의 제1 계면이 구조화되어 있고;
점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층 및 제1 경화된 중합체 층 각각은 실질적으로 투과성이고;
제1 경화된 중합체 층은 20 ℃C에서의 저장 모듈러스가 적어도 2000 MPa이고 유리 전이 온도가 65 ℃C 이하인 광학 접착제이다.
실시 형태 2는 (제2 굴절률 - 제1 굴절률)이 적어도 0.001 및 0.5 미만인 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 3은 (제2 굴절률 - 제1 굴절률)이 적어도 0.005 및 0.5 미만인 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 4는 제1 계면이 피크 투 밸리 높이 h 및 피치를 갖는 그레이팅을 한정하고, h × (제2 굴절률과 제1 굴절률 간의 차이)가 150 nm 내지 350 nm의 범위이고, 피치가 2 마이크로미터 내지 50 마이크로미터의 범위인 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 5a는 20 ℃C에서의 저장 모듈러스가 2100 MPa 내지 10000 MPa의 범위인 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 5b는 20 ℃C에서의 저장 모듈러스가 2500 MPa 내지 10000 MPa의 범위인 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 6은 유리 전이 온도가 0 ℃C 내지 60 ℃C인 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 7은 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층에 대향하게 제1 경화된 중합체 층 바로 옆에 인접한 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층을 추가로 포함하는 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 8은 제1 경화된 중합체 층과 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층 사이의 제2 계면이 구조화되어 있는 실시 형태 7의 광학 접착제이다.
실시 형태 9는 제1 경화된 중합체 층과 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층 사이의 제2 계면이 구조화되어 있지 않은 실시 형태 7의 광학 접착제이다.
실시 형태 10은 제1 경화된 중합체 층에 대향하게 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층 바로 옆에 인접한 제2 경화된 중합체 층을 추가로 포함하는 실시 형태 7의 광학 접착제이다.
실시 형태 11은 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층에 대향하게 제2 경화된 중합체 층 바로 옆에 인접한 점탄성이거나 탄성인 제3 접착제 층을 추가로 포함하는 실시 형태 10의 광학 접착제이다.
실시 형태 12는 제1 계면, 제2 계면, 제2 경화된 중합체 층과 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층 사이의 제3 계면, 및 점탄성이거나 탄성인 제3 접착제 층과 제2 경화된 중합체 층 사이의 제4 계면 중 적어도 2개의 계면이 구조화되어 있는 실시 형태 11의 광학 접착제이다.
실시 형태 13은 제1 계면, 제2 계면, 제3 계면 및 제4 계면이 제1 방향으로 연장된 제1 그레이팅, 및 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장된 제2 그레이팅을 적어도 한정하는 실시 형태 12의 광학 접착제이다.
실시 형태 14는 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층 및 제1 경화된 중합체 층 중 적어도 하나가 0.5 마이크로미터 내지 30 마이크로미터 범위의 평균 직경을 갖는 복수의 입자를 포함하고, 복수의 입자의 입자와 그것이 위치된 매질 간의 굴절률 차이의 절대값이 0.001 내지 0.1의 범위인 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 15는 제1 경화된 중합체 층이 아크릴레이트 층인 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 16은 85 ℃C 및 0% 상대 습도에서 336시간 동안 에이징 후에 균열이 실질적으로 없음이라는 환경 시험 기준을 만족시키는 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 17은 85 ℃C 및 85% 상대 습도에서 336시간 동안 에이징 후에 균열이 실질적으로 없음이라는 환경 시험 기준을 만족시키는 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 18은 경화된 수지 층이 적어도 2개의 상이한 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머를 포함하는 조성물의 반응 생성물을 포함하는 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 19는 경화된 수지 층이 적어도 3개의 상이한 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머를 포함하는 조성물의 반응 생성물을 포함하는 실시 형태 18의 광학 접착제이다.
실시 형태 20은 적어도 3개의 상이한 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머가 적어도 하나의 우레탄 모이어티를 갖는 제1 단량체 또는 올리고머, 제1 단량체 또는 올리고머와 상이하고 적어도 하나의 에폭시 모이어티를 갖는 제2 단량체 또는 올리고머, 및 제1 및 제2 단량체 또는 올리고머와 상이하고 적어도 하나의 페닐 모이어티를 갖는 제3 단량체 또는 올리고머를 포함하는 실시 형태 19의 광학 접착제이다.
실시 형태 21은 경화된 수지 층이 5 내지 15 중량%의 지방족 우레탄 다이아크릴레이트, 10 내지 30 중량%의 이작용성 바이페놀 A계 에폭시 아크릴레이트, 및 60 내지 80 중량%의 2-바이페닐옥시에틸 아크릴레이트를 포함하는 조성물의 반응 생성물을 포함하는 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
실시 형태 22는 경화된 수지 층이 5 내지 15 중량%의 지방족 우레탄 다이아크릴레이트, 10 내지 30 중량%의 이작용성 바이페놀 A계 에폭시 아크릴레이트, 및 60 내지 80 중량%의 2-하이드록시바이페닐 아크릴레이트를 포함하는 조성물의 반응 생성물을 포함하는 실시 형태 1의 광학 접착제이다.
특정 실시 형태가 본 명세서에 예시 및 기술되어 있지만, 당업자는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고서 다양한 대안 및/또는 등가의 구현예가 도시 및 기술된 특정 실시 형태를 대신할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 출원은 본 명세서에 논의된 특정 실시 형태의 임의의 개조 또는 변형을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명은 오직 청구범위 및 이의 등가물에 의해서만 제한되는 것으로 의도된다.

Claims (22)

  1. 532 nm 파장에서의 제1 굴절률이 1.570 미만인 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층; 및
    점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층 바로 옆에 인접한 제1 경화된 중합체 층 - 제1 경화된 중합체 층은 532 nm 파장에서의 제2 굴절률이 적어도 1.570임 - 을 포함하며,
    점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층과 제1 경화된 중합체 층 사이의 제1 계면이 구조화되어 있고;
    점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층 및 제1 경화된 중합체 층 각각은 실질적으로 투과성이고;
    제1 경화된 중합체 층은 20℃에서의 저장 모듈러스가 적어도 2000 MPa이고 유리 전이 온도가 65℃ 이하인 광학 접착제.
  2. 제1항에 있어서, (제2 굴절률 - 제1 굴절률)이 적어도 0.001 및 0.5 미만인 광학 접착제.
  3. 제1항에 있어서, (제2 굴절률 - 제1 굴절률)이 적어도 0.005 및 0.5 미만인 광학 접착제.
  4. 제1항에 있어서, 제1 계면은 피크 투 밸리 높이(peak to valley height) h 및 피치(pitch)를 갖는 그레이팅(grating)을 한정하고, h × (제2 굴절률과 제1 굴절률 간의 차이)가 150 nm 내지 350 nm의 범위이고, 피치가 2 마이크로미터 내지 50 마이크로미터의 범위인 광학 접착제.
  5. 제1항에 있어서, 20℃에서의 저장 모듈러스는 2500 MPa 내지 10000 MPa의 범위인 광학 접착제.
  6. 제1항에 있어서, 유리 전이 온도는 0℃ 내지 60℃인 광학 접착제.
  7. 제1항에 있어서, 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층에 대향하게 제1 경화된 중합체 층 바로 옆에 인접한 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층을 추가로 포함하는 광학 접착제.
  8. 제7항에 있어서, 제1 경화된 중합체 층과 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층 사이의 제2 계면이 구조화되어 있는 광학 접착제.
  9. 제7항에 있어서, 제1 경화된 중합체 층과 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층 사이의 제2 계면이 구조화되어 있지 않은 광학 접착제.
  10. 제7항에 있어서, 제1 경화된 중합체 층에 대향하게 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층 바로 옆에 인접한 제2 경화된 중합체 층을 추가로 포함하는 광학 접착제.
  11. 제10항에 있어서, 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층에 대향하게 제2 경화된 중합체 층 바로 옆에 인접한 점탄성이거나 탄성인 제3 접착제 층을 추가로 포함하는 광학 접착제.
  12. 제11항에 있어서, 제1 계면, 제2 계면, 제2 경화된 중합체 층과 점탄성이거나 탄성인 제2 접착제 층 사이의 제3 계면, 및 점탄성이거나 탄성인 제3 접착제 층과 제2 경화된 중합체 층 사이의 제4 계면 중 적어도 2개의 계면이 구조화되어 있는 광학 접착제.
  13. 제12항에 있어서, 제1 계면, 제2 계면, 제3 계면 및 제4 계면이 제1 방향으로 연장된 제1 그레이팅, 및 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장된 제2 그레이팅을 적어도 한정하는 광학 접착제.
  14. 제1항에 있어서, 점탄성이거나 탄성인 제1 접착제 층 및 제1 경화된 중합체 층 중 적어도 하나가 0.5 마이크로미터 내지 30 마이크로미터 범위의 평균 직경을 갖는 복수의 입자를 포함하고, 복수의 입자의 입자와 그것이 위치된 매질 간의 굴절률 차이의 절대값이 0.001 내지 0.1의 범위인 광학 접착제.
  15. 제1항에 있어서, 제1 경화된 중합체 층은 아크릴레이트 층인 광학 접착제.
  16. 제1항에 있어서, 85℃ 및 0% 상대 습도에서 336시간 동안 에이징 후에 균열이 실질적으로 없음이라는 환경 시험 기준을 만족시키는 광학 접착제.
  17. 제1항에 있어서, 85℃ 및 85% 상대 습도에서 336시간 동안 에이징 후에 균열이 실질적으로 없음이라는 환경 시험 기준을 만족시키는 광학 접착제.
  18. 제1항에 있어서, 경화된 수지 층은 적어도 2개의 상이한 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머를 포함하는 조성물의 반응 생성물을 포함하는 광학 접착제.
  19. 제18항에 있어서, 경화된 수지 층은 적어도 3개의 상이한 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머를 포함하는 조성물의 반응 생성물을 포함하는 광학 접착제.
  20. 제19항에 있어서, 적어도 3개의 상이한 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머는 적어도 하나의 우레탄 모이어티(moiety)를 갖는 제1 단량체 또는 올리고머, 제1 단량체 또는 올리고머와 상이하고 적어도 하나의 에폭시 모이어티를 갖는 제2 단량체 또는 올리고머, 및 제1 및 제2 단량체 또는 올리고머와 상이하고 적어도 하나의 페닐 모이어티를 갖는 제3 단량체 또는 올리고머를 포함하는 광학 접착제.
  21. 제1항에 있어서, 경화된 수지 층은 5 내지 15 중량%의 지방족 우레탄 다이아크릴레이트, 10 내지 30 중량%의 이작용성 바이페놀 A계 에폭시 아크릴레이트, 및 60 내지 80 중량%의 2-바이페닐옥시에틸 아크릴레이트를 포함하는 조성물의 반응 생성물을 포함하는 광학 접착제.
  22. 제1항에 있어서, 경화된 수지 층은 5 내지 15 중량%의 지방족 우레탄 다이아크릴레이트, 10 내지 30 중량%의 이작용성 바이페놀 A계 에폭시 아크릴레이트, 및 60 내지 80 중량%의 2-하이드록시바이페닐 아크릴레이트를 포함하는 조성물의 반응 생성물을 포함하는 광학 접착제.
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