低ガラス転移温度を有する重合有機相を含む輝度向上フィルム
有機相および少なくとも１０ｗｔ％無機ナノ粒子の反応生成物を含む、（例えば輝度向上）重合構造体を有する輝度向上フィルムおよび方向変換フィルムなどの微細構造化物品。有機相の反応生成物は、３５℃未満のガラス転移温度を有する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
米国特許第５，１７５，０３０号明細書および同５，１８３，５９７号明細書などに記載の特定の微細複製化光学製品は、通例、「輝度向上フィルム」として称される。輝度向上フィルムは、多くの電子製品中において、エレクトロルミネッセンスパネル、ラップトップコンピュータディスプレイ、ワードプロセッサ、デスクトップモニタ、テレビ、ビデオカメラに用いられるものを含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ならびに自動車用および航空用ディスプレイなどのバックライト式フラットパネルディスプレイの輝度を向上させるために利用される。
【０００２】
輝度向上フィルムは、望ましくは、得られる輝度利得（すなわち「ゲイン」）に関連する、輝度向上フィルムの屈折率を含む特定の光学および物理特性を示す。向上した輝度は、より少ない電力を用いてディスプレイを照明することにより、より効率的に電子製品を作動させることを許容することができ、これにより、消費電力が低減され、そのコンポーネントにかかる熱負荷がより低くなり、および製品の耐用年数が延びる。
【０００３】
例えば、米国特許第５，９０８，８７４号明細書；同５，９３２，６２６号明細書；同６，１０７，３６４号明細書；同６，２８０，０６３号明細書；同６，３５５，７５４号明細書；ならびに欧州特許第１ ０１４１１３号明細書および国際公開第０３／０７６５２８号パンフレットに記載のとおり、輝度向上フィルムは、硬化され、または重合される高屈折率モノマーから調製されてきた。
【０００４】
輝度向上フィルムの製作に好適である種々の重合性組成物が公知であるが、産業界は、代替組成物に利点を見出そうとしている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
有機相および少なくとも１０ｗｔ％無機ナノ粒子の反応生成物を含む（例えば輝度向上）重合構造体を含み、ここで、有機相が、少なくとも２つの（メタ）アクリレート基を含む少なくとも１種のオリゴマーまたはモノマーおよび少なくとも１種の単官能性（メタ）アクリルモノマーを含み、ここで、硬化有機相が３５℃未満のガラス転移温度を有する、輝度向上フィルムおよび方向変換フィルム（ｔｕｒｎｉｎｇ ｆｉｌｍ）などの微細構造化物品が記載されている。
【０００６】
他の実施形態において、発光面を有する照明デバイスと、前記発光面に対して実質的に平行に配置された上記微細構造化物品（例えば輝度向上および／または方向変換フィルム）とを含む、照射デバイスが記載されている。
【０００７】
本発明は、添付の図面と関連して、本発明の種々の実施形態の以下の詳細な説明の考察において、より完全に理解され得る。
【０００８】
本発明は種々の改良および代替形態への改変が可能であるところ、その具体例が図面に例示のために示されており、および詳細が説明される。しかしながら、本発明を記載の特定の実施形態に限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。むしろ、本発明の思想および範囲内に包含されるすべての改良、均等物、および代替物を含むことを意図する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
輝度向上フィルムは、一般に、照明デバイスの軸上輝度（本願明細書において、「輝度」として称される）を向上させる。輝度向上フィルムは、透光性、微細構造化フィルムであることができる。微細構造化トポグラフィは、反射および屈折を介して光を再指向させるためにフィルムを用いることができるような、フィルム表面上の複数のプリズムであることができる。ラップトップコンピュータ、時計等において見出されるものなどの光学ディスプレイにおいて用いられる場合、微細構造化光学フィルムは、ディスプレイから漏れる光を、光学ディスプレイを通る法線軸から所望の角度で配置された一対の面内に制限することにより、光学ディスプレイの輝度を増加させることができる。その結果、許容可能な範囲外にディスプレイから出射しようとする光はディスプレイ中に反射して戻されて、その一部分が「再利用」されることができ、および微細構造化フィルムに、ディスプレイから脱することが許容される角度で戻される。ディスプレイに所望のレベルの輝度を提供するに必要な消費電力を低減させることができるため、再利用は有用である。
【００１０】
再帰反射フィルムは、一般に、シーティングのその主面に直角な軸周りでの回転配向にかかわらず、入射光の顕著な割合を比較的高い照射角で反射可能である。キューブコーナー再帰反射フィルムは、典型的には、実質的に平面のベース表面およびベース表面と逆側の、複数のキューブコーナーエレメントを含む構造化表面を有するボディ部分を含むことができる。各キューブコーナーエレメントは、典型的には単一の基準点、または頂点で交差する、３つの相互に実質的に直角な光学面を含むことができる。キューブコーナーエレメントのベースは、キューブコーナーエレメントに光が透過するアパーチャとして機能する。使用においては、米国特許第５，８９８，５２３号明細書に記載のとおり、シーティングのベース表面への入射光は、シーティングのベース表面で屈折され、シーティングに配置されたキューブコーナーエレメントのそれぞれのベースを透過し、３つの直角なキューブコーナー光学面の各々から反射され、および光源に向かって再指向される。
【００１１】
以下の定義した用語について、異なる定義が特許請求の範囲または本明細書中の他の箇所においてなされていないかぎりにおいては、これらの定義が適用されるべきである。
【００１２】
用語「ポリマー」は、ポリマー、コポリマー（例えば、２つ以上の異なるモノマーを用いて形成されるポリマー）、オリゴマーおよびこれらの組み合わせ、ならびに、例えば、共押出しまたはエステル交換を含む反応によって相溶性のブレンド中において形成されることができるポリマー、オリゴマー、またはコポリマーを包含すると理解されるであろう。他に記載のない限り、ブロックおよびランダムコポリマーの両方が包含される。
【００１３】
用語「屈折率」は、本願明細書において、自由空間における電磁放射線の速度対その材料中における放射線の速度の比として理解される、材料の絶対屈折率として定義される。この屈折率は、公知の方法を用いて計測することができ、および一般に、可視光領域においてアッベ屈折率計を用いて計測される。
【００１４】
用語「コロイド状」は、本願明細書において、直径約１００ｎｍ未満の粒子（一次粒子または結合された一次粒子）を意味すると定義される。
【００１５】
用語「結合された粒子」は、本願明細書において用いられるところ、凝集されたおよび／または凝塊された２つ以上の一次粒子のグルーピングを指す。
【００１６】
用語「凝集」は、本願明細書において用いられるところ、化学的に互いに結合され得る、一次粒子間の強固な結合の記述である。凝集のより小さい粒子への断裂の実現は困難である。
【００１７】
用語「凝集」は、本願明細書において用いられるところ、電荷または極性によって一緒に保持され得およびより小さい構成要素に分解されることができる、一次粒子の弱い結合の記述である。
【００１８】
用語「一次粒径」は、本願明細書において、結合されていない単一の粒子のサイズとして定義される。
【００１９】
用語「ゾル」は、本願明細書において、コロイド状粒子の液相中の分散体または懸濁体として定義される。
【００２０】
用語「表面変性コロイド状ナノ粒子」はナノ粒子であって、ナノ粒子が安定分散体を提供するよう各々が変性された表面を備えるものを称する。
【００２１】
用語「安定分散体」は、本願明細書において、約２４時間などの一定の時間、周囲条件下（例えば室温（約２０〜２２℃）、大気圧、および極度な電磁力が存在しない）で静置された後も、コロイド状ナノ粒子が凝塊しない分散体として定義される。
【００２２】
用語「ゲイン」は、本願明細書において、ディスプレイの輝度の、輝度向上フィルムによる向上の尺度として定義され、およびこれは、光学材料の特性であり、および輝度向上フィルムの幾何学的形状の特性でもある。典型的には、視角は、ゲインが高くなるにつれて減少する。向上したゲインは、バックライト式ディスプレイの輝度の効果的な向上を提供するため、高いゲインが輝度向上フィルムについて望ましい。
【００２３】
用語「微細構造体」は、本願明細書において、米国特許第４，５７６，８５０号明細書において定義され、および説明されているとおり用いられる。従って、これは、微細構造体を有する物品の予め定められた所望の利用目的または機能を記述する、または特徴づける表面の構成を意味する。前記物品の表面における突起およびインデントなどの非連続性は、プロファイルにおいて、中心線より上の表面プロファイルによって包含される面積の和が、この線より下の面積の和と等しくなるよう、微細構造体を通って描かれる平均中心線からそれることとなり、前記線は、事実上物品の公称表面（微細構造体を備える）と平行である。前記偏差の高さは、表面の代表的な特徴な長さ、例えば、１〜３０ｃｍを介して、典型的には、光学または電子顕微鏡で計測されて約＋／−０．００５〜＋／−７５０ミクロンであろう。前記平均中心線は、紋様、凹状、凸状、非球面状またはこれらの組み合わせであることができる。前記偏差が低度、例えば、＋／−０．００５〜＋／−０．１または、好ましくは、〜＋／−０．０５ミクロンであり、および前記偏差が稀でありまたは発現最小である、すなわち、表面がいずれの顕著な非連続性を有さず、微細構造体−具備表面が事実上「平ら」または「滑らか」な表面である物品は、例えば、精密光学エレメントまたは眼用レンズなどの精密な光学界面を有するエレメントとして有用である。前記偏差が低度でありおよび頻繁に発現する物品は、反射防止微細構造体を有するものを含む。前記偏差が高度、例えば、＋／−０．１〜＋／−７５０ミクロンであり、およびこれが同一のまたは異なる、およびランダムまたは秩序だった様式で離間または隣接する複数の実用的な非連続性を含む微細構造体に起因すると考えられる物品は、再帰反射キューブコーナーシーティング、リニアフレネルレンズ、ビデオディスクおよびライトマネジメントフィルムなどの物品である。微細構造体−具備表面は、前記低度および高度の実用的な非連続性の両方を含有することが可能である。微細構造体−具備表面は、その量またはタイプが、予め定められた所望の前記物品の利用に著しく干渉しないまたは悪影響を及ぼさない限り、異質なまたは非実用的な非連続性を含有し得る。硬化時の収縮性がこのような異質な非連続性の干渉をもたらさない特定のオリゴマー系組成物であって、例えば、２〜６％でのみ収縮する組成物を選択することが必要または所望であり得る。
【００２４】
端点による数値範囲の引用は、その範囲に包含されるすべての数字を含む（例えば１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を含む）。
【００２５】
本明細書および添付の特許請求の範囲において用いられるところ、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、内容が明確に表す場合以外は、複数形の対象を含む。従って、例えば、「化合物（ａ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」を含有する組成物への言及は、２つ以上の化合物の混合物を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲において用いられるところ、用語「または」は、内容が明確に表す場合以外は、一般に、「および／または」を含む意味で用いられる。
【００２６】
他に示されていない限りにおいて、明細書および特許請求の範囲において用いられる、成分の量を表す、特性の計測値およびその他を表すすべての数字は、すべての場合に、用語「約」によって変更されるとして理解されるべきである。
【００２７】
ここに、微細構造化物品が記載されている。微細構造化層の微細構造体は、少なくとも１種の（メタ）アクリレートオリゴマーおよび少なくとも１種の（メタ）アクリルモノマーを主構成要素として有する有機相を含む重合性組成物の反応生成物から形成される。重合性組成物は、任意により、さらに無機ナノ粒子を含み得る。重合性組成物は、好ましくは、実質的に溶剤フリー放射線硬化性であり、任意により無機充填された、有機複合体である。有機相は、典型的には、いくつかの最終用途については少なくとも１．５０の屈折率、および他の最終用途については少なくとも１．５６の屈折率を有する。可視光スペクトルにおける高透過率はまた典型的には好ましい。重合性組成物の有機相は、約５０℃未満の融点を有することができる。有機相は、室温で液体であることが好ましい。
【００２８】
有機相は、比較的低ガラス転移温度（Ｔｇ）を有する硬化材料へ重合可能であることが好ましい。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）、変形ＤＳＣ、または動的機械分析（ＤＭＡ）などの技術分野において公知である方法によって計測することができる。本願明細書において用いられるところ、Ｔｇは、ＪＩＳ Ｋ７２４４〜１に明記されている周波数１ＨｚＤＭＡによって計測した（ＩＳＯ ６７２１〜１：１９９４年、プラスチック−動的機械特性の測定、パート１：一般的なプリンシパルと同等）。供給業者によって報告されたＴｇおよび伸度値は、典型的には、利用される試験法に応じてある程度異なることが認められる。重合性組成物は、従来のフリーラジカル重合方法などの公知の方法によって重合されることができる。硬化有機相（すなわち無機ナノ粒子を含まない）のＴｇは、典型的には、３５℃未満、３０℃未満、２５℃未満、２０℃未満、１５℃未満、１０℃未満、５℃未満または０℃未満である。硬化有機相のＴｇは、典型的には、少なくとも約−６０℃である。重合性有機相は、重合されて「軟質」の樹脂を形成することができる。用語「軟質樹脂」とは、ＡＳＴＭ Ｄ−８８２〜９１の手順で評価されたときに、得られるポリマーが少なくとも５０％の破断伸びを示すことができることを意味する。軟質樹脂ポリマーはまた、ＡＳＴＭ Ｄ−８８２〜９１の手順で評価されたときに、１００ｋｐｓｉ（６．８９×１０8パスカル）未満の引張り弾性率を示すことができる。
【００２９】
いくつかの実施形態において、ナノ粒子を含む重合性組成物は、４５℃を超えるガラス転移温度を有する硬化材料に重合される。ナノ粒子を含む重合性組成物は、有機相単独より硬い樹脂であることができる。用語「硬質樹脂」とは、ＡＳＴＭ Ｄ−８８２〜９１の手順で評価されたときに、得られる重合組成物が５０％未満、４０％未満、３０％未満、２０％未満、１０％未満、または５パーセント未満の破断伸びを示すことができることを意味する。硬質重合樹脂はまた、ＡＳＴＭ Ｄ−８８２〜９１の手順で評価されたときに、１００ｋｐｓｉ（６．８９×１０8パスカル）を超える引張り弾性率を示すことができる。
【００３０】
重合性組成物は、少なくとも二官能性である少なくとも１種の（メタ）アクリレートモノマーまたはオリゴマーと、少なくとも１種の（メタ）アクリレート単官能性モノマー希釈剤とを組み合わせたブレンド含む。少なくとも１つの成分のホモポリマーは、前述のとおり、重合有機相が３５℃未満のＴｇを有するために、３５℃未満のＴｇを有する。いくつかの実施形態において、二官能性モノマーまたはオリゴマーは３５℃未満のＴｇを有する一方、希釈剤のホモポリマーのＴｇは３５℃を超えていてもよい。他の実施形態において、（メタ）アクリレート単官能性モノマー希釈剤は３５℃未満のＴｇを有する一方、二官能性モノマーまたはオリゴマーのホモポリマーのＴｇは３５℃を超えている。さらに他の実施形態において、有機相は、各々３５℃未満のＴｇを有する二官能性モノマーまたはオリゴマーおよび単官能性希釈剤の両方を含む。
【００３１】
いくつかの実施形態において、（メタ）アクリルモノマーおよび（メタ）アクリレートオリゴマーは、それぞれ、約−８０℃〜約０℃ガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、これは、それらのホモポリマーはこのようなガラス転移温度を有することを意味する。約−８０℃〜約０℃のガラス転移温度を有し、および微細構造化層の形成に好適である（メタ）アクリルモノマーの例としては、例えばポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、アクリル酸エステル等が挙げられる。約−８０℃〜約０℃のガラス転移温度を有し、および微細構造化層の形成に好適な（メタ）アクリルオリゴマーとしては、例えばウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエーテルアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー等が挙げられる。
【００３２】
種々のウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーが、コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から商品名「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６０００シリーズ」で市販されている。一つの例証的なウレタンアクリレート（３２℃のＴｇおよび４０％の伸度を有するとコグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）によって報告されている）が、コグニスコーポレーション（Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から、商品名「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２１０」で市販されている。他の例証的なウレタンアクリレート（−３３℃のＴｇおよび２３８％の伸度を有するとサルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）によって報告されている）が、ペンシルバニア州エクストンのサルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏ．，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から、商品名「ＣＮ９６６Ｊ７５」で市販されている。他の（例えば脂肪族）ウレタンジアクリレートが、コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から、商品名「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６０１０」（６０℃で５，９００ｍＰａ．ｓの粘度、４５％の伸度および−７℃のＴｇを有すると報告されている）；「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２１７」および「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２３０」（共に、コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）によって、６０℃で３，５００ｍＰａ．ｓの粘度、それぞれ２７％および６９％の伸度、およびそれぞれ３５℃および２℃のＴｇを有すると報告されている）；「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６８９１」（コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）によって、６０℃で８，０００ｍＰａ．ｓの粘度、６０％の伸度および２８℃のＴｇを有すると報告されている）；および「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６８９３〜２０Ｒ」（６０℃の２，５００ｍＰａ．ｓの粘度、４２％の伸度、および４１℃のＴｇを有すると報告されている）で市販されている。他のウレタンジアクリレートは、サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）ならびにＵＣＢから市販されている。
【００３３】
ビスフェノール−Ａエトキシル化ジアクリレートモノマーは、サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から、商品名「ＳＲ６０２」（２０℃で６１０ｃｐｓの粘度および２℃のＴｇを有すると報告されている）で市販されている。
【００３４】
コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）によって−２０℃のＴｇおよび１０％の伸度を有すると報告されている四官能性ポリエステルアクリレートオリゴマーは、商品名「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）５４３０」で市販されている。
【００３５】
ＵＣＢケミカルズ（ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）によってそれぞれ８℃、−１６℃、および１１℃のＴｇを有すると報告されているエポキシアクリレートは、ＵＣＢケミカルズ（ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、それぞれ、商品名「エベクリル（ＥＢＥＣＲＹＬ）３２０１」、「エベクリル（ＥＢＥＣＲＹＬ）３２１１」、および「エベクリル（ＥＢＥＣＲＹＬ）３２１３」で市販されている。
【００３６】
ＵＣＢケミカルズ（ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）によって−９℃のＴｇを有すると報告されているアクリルアクリレートは、ＵＣＢケミカルズ（ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「１７０１−ＴＰ２０」で市販されている。
【００３７】
（メタ）アクリルモノマーは、好ましくは、（メタ）アクリレートなどのモノ−エチレン不飽和モノマー、または単量体Ｎ−置換あるいはＮ，Ｎ−二置換（メタ）アクリルアミド、特にアクリルアミドである。これらとしては、Ｎ−アルキルアクリルアミドおよびＮ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミドが挙げられ、特にＣ1~4アルキル基を含有するものが挙げられる。例は、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドンおよびＮ−ビニルカプロラクタムである。
【００３８】
好ましい単官能性（メタ）アクリルモノマーは、１．５０を超える（例えば１．５５を超える）屈折率を有することができる。このようなモノマーは、ハロゲン化物または非ハロゲン化物（例えば非臭素化）であることができる。好適なモノマーは、典型的には、４５０ｇ／ｍｏｌｅ以下の数平均分子量を有する。
【００３９】
好適な単官能性（メタ）アクリルモノマーとしては、例えばフェノキシエチル（メタ）アクリレート；フェノキシ−２−メチルエチル（メタ）アクリレート；フェノキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート；ベンジル（メタ）アクリレート、４−（１−メチル−１−フェネチル）フェノキシエチル（メタ）アクリレート；フェニルチオエチルアクリレート；２−ナフチルチオエチルアクリレート；１−ナフチルチオエチルアクリレート；２，４，６−トリブロモフェノキシエチルアクリレート；２，４−ジブロモフェノキシエチルアクリレート；２−ブロモフェノキシエチルアクリレート；１−ナフチルオキシエチルアクリレート；２−ナフチルオキシエチルアクリレート；フェノキシ２−メチルエチルアクリレート；フェノキシエトキシエチルアクリレート；３−フェノキシ−２−ヒドロキシプロピルアクリレート；２−フェニルフェノキシエチルアクリレート；４−フェニルフェノキシエチルアクリレート；２，４−ジブロモ−６−セック−ブチルフェニルアクリレート；２，４−ジブロモ−６−イソプロピルフェニルアクリレート；ベンジルアクリレート；フェニルアクリレート；２，４，６−トリブロモフェニルアクリレートが挙げられる。ペンタブロモベンジルアクリレートおよびペンタブロモフェニルアクリレートなどの他の高屈折率モノマーもまた用いることができる。
【００４０】
フェノキシエチルアクリレートは、２つ以上の供給業者から市販されており、サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から、商品名「ＳＲ３３９」で；エターナルケミカル（Ｅｔｅｒｎａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．）から、商品名「エテルマー（Ｅｔｅｒｍｅｒ）２１０」で；および東亜合成株式会社から、商品名「ＴＯ−１１６６」で市販されている。ベンジルアクリレートは、マサチューセッツ州ワードヒルのアルファイーザー（ＡｌｆａＡｅｓｅｒ Ｃｏｒｐ，Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から市販されている。一つの例証的な高指数任意選択のモノマーは、第一工業製薬（日本国京都）から、商品名「ＢＲ−３１」で市販されている、２，４，６−トリブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレートである。
【００４１】
上述のアクリルモノマーおよび（例えばウレタン）（メタ）アクリレートオリゴマーは、種々の組み合わせで用い得る。（例えばウレタン）（メタ）アクリレートオリゴマーの有機相中の量は広い範囲であることができ、有機相の約１０〜約９０ｗｔ％、および典型的には約２０〜約８０ｗｔ％の範囲であることが好ましい。
【００４２】
本発明の重合性組成物は、任意により、少なくとも１種の架橋剤を含むことができる。架橋剤は、少なくとも２つのおよび好ましくは少なくとも３つの（メタ）アクリレート官能基を含む。好適な架橋剤としては、例えばヘキサンジオールアクリレート（ＨＤＤＡ）、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタクリレート）、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシレートトリ（メタ）アクリレート、グリセリルトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールプロポキシレートトリ（メタ）アクリレート、およびジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレートが挙げられる。架橋剤のいずれか一つまたは組み合わせが用いられ得る。
【００４３】
架橋剤は、重合性組成物中に、少なくとも約２ｗｔ％の量で存在し得る。典型的には、架橋剤の量は、約２５ｗｔ％以下である。架橋剤は、約５ｗｔ％および約１５ｗｔ％の範囲のいずれかの量で存在し得る。
【００４４】
好ましい架橋剤としては、ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、およびこれらの混合物が挙げられる。ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）およびジペンタエリスリトールペンタアクリレートは、ペンシルバニア州エクストンのサルトマーカンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から、商品名それぞれ「ＳＲ４４４」および「ＳＲ３９９ＬＶ」で；日本国大阪の大阪有機化学工業株式会社から、商品名「ビスコート（Ｖｉｓｃｏａｔ）３００番」で；日本国東京の東亜合成株式会社から、商品名「アロニクス（Ａｒｏｎｉｘ）Ｍ−３０５」；および台湾国高雄のエターナルケミカル（Ｅｔｅｒｎａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋａｏｈｓｉｕｎｇ，Ｔａｉｗａｎ）から、商品名「エテルマー（Ｅｔｅｒｍｅｒ）２３５」で市販されている。トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）およびジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（ジ−ＴＭＰＴＡ）は、サルトマーカンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）から、商品名「ＳＲ３５１」および「ＳＲ３５５」で市販されている。ＴＭＰＴＡはまた、東亜合成株式会社から商品名「アロニクス（Ａｒｏｎｉｘ）Ｍ−３０９」で入手可能である。さらに、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートおよびエトキシル化ペンタエリスリトールトリアクリレートは、サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｍｅｒ）から、それぞれ、商品名「ＳＲ４５４」および「ＳＲ４９４」で市販されている。
【００４５】
ＵＶ硬化性重合性組成物は、少なくとも１種の光開始剤を含む。単一の光開始剤またはそれらのブレンドを、本発明の輝度向上フィルム中に用い得る。普通、光開始剤は、少なくとも部分的に可溶であり（例えば樹脂の処理温度で）および重合後においても実質的に無色である。光開始剤は、有色（例えば黄色）であり得るが、ただし、光開始剤は、ＵＶ光源への露出後は実質的に無色である。
【００４６】
好適な光開始剤としては、モノアシルホスフィンオキシドおよびビスアシルホスフィンオキシドが挙げられる。市販されているモノまたはビスアシルホスフィンオキシド光開始剤としては、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ（ノースカロライナ州シャルロット（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ））から、商品名「ルシリン（Ｌｕｃｉｒｉｎ）ＴＰＯ」で市販されている）；エチル−２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィネート（これもＢＡＳＦから、商品名「ルシリン（Ｌｕｃｉｒｉｎ）ＴＰＯ−Ｌ」で市販されている）；およびビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）８１９」で市販されている）が挙げられる。他の好適な光開始剤としては、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３」で市販されている）ならびに、他の光開始剤（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）４２６５」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８００」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）３６９」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１７００」、および「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）９０７」で市販されている）が挙げられる。
【００４７】
光開始剤は、約０．１〜約１０重量パーセントの濃度で用いることができる。より好ましくは、光開始剤は、約０．５〜約５ｗｔ％濃度で用いられる。５ｗｔ％を超える場合は、一般に、輝度向上フィルムの黄色への変色を生じさせる傾向にある点で不利である。他の複数の光開始剤および一つの光開始剤もまた、技術分野における当業者によって判断され得るとおり、好適に用いられ得る。
【００４８】
フッ素系界面活性剤およびシリコーンベースの界面活性剤などの界面活性剤が、表面張力を低減し、濡れ性を向上し、より滑らかなコーティングを許容し、およびコーティングのより少ない欠陥を許容する等のために、任意により、重合性組成物中に含まれることができる。
【００４９】
種々の粘度（ブルックフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）粘度計を用いることにより計測される；いわゆる「Ｂ粘度」）のＵＶ−硬化性重合性組成物を用いることができる。しかしながら、粘度は、好ましくは、室温（約２２℃）で約１０〜約３５，０００ｃｐｓの範囲であり、およびさらに好ましくは、約５０〜約１０，０００ｃｐｓの範囲である。
【００５０】
いくつかの実施形態において、輝度向上フィルムおよび重合性組成物は、好ましくは表面変性された、複数の（例えばコロイド状）無機ナノ粒子を含む。無機ナノ粒子の包含により耐久性を向上させることができる。好ましくは、重合微細構造化表面は、２００５年７月１４日公開の米国特許出願公開第２００５／０１５１１１９−Ａ１号明細書および２００４年９月１０日出願の米国特許出願第１０／９３８００６号明細書に記載の試験法に準拠して測定した、１．０〜１．１５、または１．０〜１．１２、または１．０〜１．１０、または１．０〜１．０５の範囲内の引掻コントラスト比値を有する。丸められたプリズム頂点の場合には、引掻コントラスト比値は、１．０〜１．６５、または１．０〜１．４、または１．０〜１．１０の範囲であることができる。
【００５１】
（例えば表面変性コロイド状）ナノ粒子は、１ｎｍを超え、および１００ｎｍ未満の一次粒径を有する酸化粒子であることができる。全体を通して用いるところ、粒径とは平均粒径を指す。これらのサイズ計測値は、透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）に基づいていることができる。ナノ粒子としては、例えば、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモン、シリカ、ジルコニア、チタニア、これらの混合物、またはこれらの混合酸化物などの金属酸化物を挙げることができる。表面変性コロイド状ナノ粒子は、実質的に完全に凝集していることができる。表面変性されたナノ粒子は、好ましくは非結合である。
【００５２】
シリカナノ粒子は、５〜１００ｎｍまたは１０〜３０の粒径を有することができる。シリカナノ粒子は、重合性組成物の１０〜６０ｗｔ％、または１０〜４０ｗｔ％の量で輝度向上フィルム中に存在することができる。本発明の材料に用いられるシリカは、イリノイ州ネイパービルのナルコケミカル社（Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ）から、製品１０４０、１０４２、１０５０、１０６０、２３２７および２３２９などの、商品名「ナルココロイダルシリカ（Ｎａｌｃｏ Ｃｏｌｌｏｄｉａｌ Ｓｉｌｉｃａｓ）」で市販されている。好適なヒュームドシリカとしては、例えば、独国ハナウのデグッサ（ＤｅＧｕｓｓａ ＡＧ（Ｈａｎａｕ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から、商品名、「エアロシル（Ａｅｒｏｓｉｌ）シリーズＯＸ−５０」、ならびに製品番号−１３０、−１５０、および−２００で市販されている製品が挙げられる。ヒュームドシリカはまた、イリノイ州タスコーラのキャボット社（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．，Ｔｕｓｃｏｌａ，ＩＬ）から、商品名ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ２０９５」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ Ａ１０５」、および「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ Ｍ５」で市販されている。
【００５３】
ジルコニアナノ粒子は、５〜５０ｎｍ、または５〜２５ｎｍの粒径を有することができる。ジルコニアナノ粒子は、重合性組成物の１０〜７０ｗｔ％、または３０〜６０ｗｔ％の量で輝度向上フィルム中に存在することができる。本発明の組成物および物品中に用いられるジルコニアは、ナルコケミカル社（Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から、商品名「ナルコ（Ｎａｌｃｏ）ＯＯＳＳＯＯ８」で入手可能である。
【００５４】
ジルコニア粒子は、２００４年１２月３０日出願の米国特許出願第１１／０２７４２６号明細書に記載のとおり、熱水テクノロジーを用いて調製されることができる。より具体的には、ジルコニウム塩を含有する第１の原材料が第１の熱水処理に処されてジルコニウム含有中間体および副生物が形成される。第２の原材料が、第１の熱水処理中に形成された副生物の少なくとも一部を除去することにより調製される。第２の原材料が、次いで第２の熱水処理に処されて、ジルコニア粒子を含有するジルコニアゾルが形成される。第１の原材料は、ジルコニウム塩を含有する水性前駆体溶液を形成することによって調製される。ジルコニウム塩のアニオンが、ジルコニアゾル調製用のプロセスにおける続くステップ中において除去することができるよう、通常は選択される。さらに、アニオンは、不蝕性とし、熱水反応器などの処理機器のために選択された材料のタイプにおいて、より高い柔軟性を許容するため、多くの場合に選択される。
【００５５】
チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化錫、および／または混合金属酸化物ナノ粒子は、５〜５０ｎｍ、または５〜１５ｎｍ、または１０ｎｍの粒径または結合された粒径を有することができる。チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化錫、および／または混合金属酸化物ナノ粒子は、１０〜７０ｗｔ％、または３０〜６０ｗｔ％の量で輝度向上フィルム中に存在することができる。本発明の材料において用いられる混合金属酸化物は、日本国川崎の触媒化成工業株式会社から、商品名「オプトレイク（Ｏｐｔｏｌａｋｅ）３」で市販されている。
【００５６】
ナノ粒径粒子の表面処理は、ポリマー樹脂中の安定分散体を提供することができる。好ましくは、表面処理は、ナノ粒子が重合性樹脂中に良好に分散されることとなるよう粒子を安定化させ、および実質的に均質な組成物をもたらす。しかも、ナノ粒子は、安定化粒子が硬化中に重合性樹脂と共重合することができまたは反応することができるよう、表面処理剤で、その表面の少なくとも一部分にわたって変性されることができる。
【００５７】
ナノ粒子は、好ましくは表面処理剤で処理される。普通、表面処理剤は、粒子表面に連結する（共有結合的に、イオン結合的にまたは強固な物理吸着を介して）第１の端部および粒子の樹脂との親和性を付与する、および／または硬化中に樹脂と反応する第２の端部を有する。表面処理剤の例としては、アルコール、アミン、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、シランおよびチタン酸塩が挙げられる。好ましいタイプの処理剤が、金属酸化物表面の化学的性質によって部分的に判定される。シランがシリカについて好ましく、および他が珪質充填材について好ましい。シランおよびカルボン酸が、ジルコニアなどの金属酸化物について好ましい。表面変性は、混合に引き続いてモノマーと共に、または混合後の一方で行われることができる。シランの場合には、樹脂中に組み込む前にシランを粒子またはナノ粒子表面と反応させることが好ましい。表面変性剤の必要な量は、粒径、粒子タイプ、変性剤の分子量、および変性剤タイプなどの数々の要因に依存する。普通、およそ変性剤の単一層が粒子の表面に連結されることが好ましい。要求される連結手順または反応条件もまた、用いられる表面変性剤に依存する。シランについては、高い温度で、酸性下または塩基性下に、およそ１〜２４時間表面処理することが好ましい。カルボン酸などの表面処理剤は、高い温度または長時間を必要としない。
【００５８】
表面処理剤の代表的な実施形態としては、例えば、イソオクチルトリメトキシ−シラン、Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）メトキシエトキシエトキシエチルカルバメート（ＰＥＧ３ＴＥＳ）、Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）メトキシエトキシエトキシエチルカルバメート（ＰＥＧ２ＴＥＳ）、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、３−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルトリエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルメチルジメトキシシラン、３−（アクリロイルオキシプロピル）メチルジメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルジメチルエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルジメチルエトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、Ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリ−ｔ−ブトキシシラン、ビニルトリス−イソブトキシシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、スチリルエチルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、ステアリン酸、ドデカン酸、２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］酢酸（ＭＥＥＡＡ）、β−カルボキシエチルアクリレート、２−（２−メトキシエトキシ）酢酸、メトキシフェニル酢酸、およびこれらの混合物などの化合物が挙げられる。さらに、ウエストバージニア州クロンプトンサウスチャールストンのＯＳＩスペシャリティーズ（ＯＳＩ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｃｒｏｍｐｔｏｎ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から、商品名「シルクエスト（Ｓｉｌｑｕｅｓｔ）Ａ１２３０」で市販されている商標登録されたシラン表面変性剤が、特に好適であることが見出されている。
【００５９】
コロイド状分散体中の粒子の表面変性は、多様な方法で達成されることができる。プロセスは、無機分散体と表面変性剤との混合物を含む。任意により、この時点で、例えば、１−メトキシ−２−プロパノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよび１−メチル−２−ピロリジノンなどの共溶剤を添加することができる。共溶剤は、表面変性剤ならびに表面変性粒子の溶解度を高めることができる。無機ゾルおよび表面変性剤を含む混合物は、続いて、室温または高い温度で、混合しながらまたは混合せずに反応される。一つの方法において、混合物は、約摂氏８５度で約２４時間反応されることができ、表面変性ゾルがもたらされる。金属酸化物が表面変性される他の方法において、金属酸化物の表面処理は、酸性分子の粒子表面への吸着を含むことができることが好ましい。重金属酸化物の表面変性は好ましくは室温で行われる。
【００６０】
ＺｒＯ2のシランでの表面変性は、酸性条件または塩基性条件下で達成されることができる。一つの場合において、シランは、酸性条件下で好適な時間の間加熱される。この時間では、分散体は水性アンモニア（または他の塩基）と組み合わされる。この方法は、酸対イオンのＺｒＯ2表面からの除去を許容し、ならびにシランとの反応を許容する。一つの方法において、粒子は分散体から沈殿されて、液相から分離される。
【００６１】
表面変性剤の組み合わせは有用であることができ、ここで、少なくとも１種の剤が硬化性樹脂と共重合性である官能基を有する。例えば、重合基は、開環重合に処される、エチレン不飽和または環状官能基であることができる。エチレン不飽和重合基は、例えば、アクリレートまたはメタクリレート、またはビニル基であることができる。開環重合に処される環状官能基は、一般に、酸素、硫黄または窒素、および好ましくはエポキシドなどの酸素含有３員環などのヘテロ原子を含有する。
【００６２】
表面変性粒子は、次いで、硬化性樹脂に、種々の方法で組み込まれることができる。好ましい態様においては、溶剤交換手法が用いられ、これにより、樹脂が表面変性ゾルに付加され、蒸発による水および共溶剤（用いられた場合）の除去が続き、従って、重合性樹脂中に分散された粒子が得られる。蒸発ステップは、例えば、蒸留、回転蒸発またはオーブン乾燥で達成されることができる。
【００６３】
他の態様においては、表面変性粒子は、水不混和性の溶剤中に抽出されることができ、所望の場合には、溶剤交換が続く。
【００６４】
代わりに、表面変性ナノ粒子を重合性樹脂に組み込むための他の方法は、変性粒子の粉末への乾燥、これに続く、その中に粒子が分散された樹脂材料の添加を含む。この方法における乾燥ステップは、例えば、オーブン乾燥または噴霧乾燥などのシステムについて好適である従来の手段によって達成されることができる。
【００６５】
本願明細書において記載の重合性組成物はまた、技術分野において公知のとおり、１つまたは複数の他の有用な添加剤を含有することができ、特に限定されないが、界面活性剤、顔料、充填材、重合抑制剤、酸化防止剤、帯電防止剤、および他の可能な成分が挙げられる。
【００６６】
好適な重合方法としては、技術分野において公知であるとおり、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合、およびバルク重合が挙げられる。好適な方法は、ラジカル開始剤の存在下での加熱、ならびに、光開始剤の存在下での紫外または可視光などの電磁放射線での照射を含む。抑制剤が、重合性組成物の合成において、合成、輸送および保管中の樹脂の早期重合を抑止するために頻繁に用いられる。好適な抑制剤としては、５０〜１０００ｐｐｍのレベルでのハイドロキノン、４−メトキシフェノール、およびヒンダードアミン窒素酸化物抑制剤が挙げられる。抑制剤の他の種類および／または量が、当業者に公知であるとおり、用いられ得る。
【００６７】
放射線（例えばＵＶ）硬化性組成物は、少なくとも１種の光開始剤を含む。単一の光開始剤またはそのブレンドが本発明の輝度向上フィルムにおいて用いられ得る。普通、光開始剤は、少なくとも部分的に可溶であり（例えば樹脂の処理温度で）および重合後においても実質的に無色である。光開始剤は、有色（例えば黄色）であり得るが、ただし、光開始剤は、ＵＶ光源への露出後は実質的に無色である。
【００６８】
好適な光開始剤としては、モノアシルホスフィンオキシドおよびビスアシルホスフィンオキシドが挙げられる。市販されているモノまたはビスアシルホスフィンオキシド光開始剤としては、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ（ノースカロライナ州シャルロット（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ））から、商品名「ルシリン（Ｌｕｃｉｒｉｎ）ＴＰＯ」で市販されている）；エチル−２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィネート（これもＢＡＳＦから、商品名「ルシリン（Ｌｕｃｉｒｉｎ）ＴＰＯ−Ｌ」で市販されている）；およびビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）８１９」で市販されている）が挙げられる。他の好適な光開始剤としては、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３」で市販されている）ならびに、他の光開始剤（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）４２６５」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８００」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）３６９」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１７００」、および「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）９０７」で市販されている）が挙げられる。
【００６９】
光開始剤は、約０．１〜約１０重量パーセントの濃度で用いることができる。より好ましくは、光開始剤は、約０．５〜約５ｗｔ％濃度で用いられる。５ｗｔ％を超える場合は、一般に、輝度向上フィルムの黄色への変色を生じさせる傾向にある点で不利である。他の複数の光開始剤および一つの光開始剤もまた、技術分野における当業者によって判断され得るとおり、好適に用いられ得る。
【００７０】
フッ素系界面活性剤およびシリコーンベースの界面活性剤などの界面活性剤が、表面張力を低減し、濡れ性を向上し、より滑らかなコーティングを許容し、およびコーティングのより少ない欠陥を許容する等のために、任意により、重合性組成物中に含まれることができる。
【００７１】
光学層は、直接的にベース層に接触することができ、または光学的にベース層に対して位置あわせされることができ、および光学層が光の流れを指向しまたは集光することを許容するサイズ、形状および厚さであることができる。光学層は、図に記載しおよび示されたものなどの多数の有用なパターンのいずれかを有することができる、構造化または微細構造化表面を有することができる。微細構造化表面は、フィルムの長さまたは幅に沿って延びる複数の平行な長手方向の稜であることができる。これらの稜は、複数のプリズム頂点から形成されることができる。これらの頂点は、鋭角、丸められたまたは平坦化されたまたは平頭であることができる。例えば、稜は、４〜７マイクロメートルの範囲の半径に丸められていることができる。
【００７２】
これらとしては、規則的なまたは不規則なプリズム状パターンが挙げられ、環状プリズム状パターン、キューブコーナーパターンまたはいずれかの他のレンズ状微細構造体であることができる。有用な微細構造体は、輝度向上フィルムとしての使用のための全反射フィルムとして作用することができる規則的なプリズム状パターンである。他の有用な微細構造体は、反射フィルムとして用いられるための再帰反射性フィルムまたはエレメントとして作用することができるコーナーキューブプリズム状パターンである。他の有用な微細構造体は、光学ディスプレイにおいて用いられるための光学エレメントとして作用することができるプリズム状パターンである。他の有用な微細構造体は、光学ディスプレイにおいて用いられるための、光方向変換フィルムまたはエレメントとして作用することができるプリズム状パターンである。
【００７３】
ベース層は、光学製品において用いられるために好適な性質および組成のものであることができ、すなわち光の流れを制御するために設計された製品である。材料が十分に光学的に清透であると共に、光学製品に組み入れられるために、または特定の光学製品中に用いられるために構造的に十分に強い限りにおいて、殆どいずれの材料もベース材料として用いられることができる。ベース材料は、光学製品の性能が時間の経過と共に劣化されないよう、温度および老化に対して十分に耐性を有するよう選択されることができる。
【００７４】
いずれかの光学製品用のベース材料の特定の化学組成および厚さは、構成される特定の光学製品の要求に依存することができる。すなわち、とりわけ、強度、透明性、耐熱性、表面エネルギー、光学層に対する粘着性に対する要求を平衡化する。
【００７５】
有用なベース材料としては、例えば、スチレン−アクリロニトリル、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルローストリアセテート、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、コポリマーまたはナフタレンジカルボン酸ベースのブレンド、ポリシクロ−オレフィン、ポリイミド、およびガラスが挙げられる。任意により、ベース材料は、混合物またはこれらの材料の組み合わせを含有することができる。実施形態において、ベースは多層であり得、または、連続相中に懸濁、または分散された分散相を含有し得る。
【００７６】
例えば輝度向上フィルムなどの微細構造体具備製品などのいくつかの光学製品について、好ましいベース材料の例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリカーボネートが挙げられる。有用なＰＥＴフィルムの例としては、デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ）のデュポンフィルム（ＤｕＰｏｎｔ Ｆｉｌｍｓ）から入手可能である、光グレードポリエチレンテレフタレートおよびメリネックス（ＭＥＬＩＮＥＸ）（登録商標）ＰＥＴが挙げられる。
【００７７】
いくつかのベース材料は、光学的に活性であることができ、および偏光材料として作用することができる。本願明細書においてフィルムまたは基材としても称されるベースの多数が、光学製品技術分野において偏光材料として有用であることが公知である。フィルムを通した光の偏光は、例えば、透過光を選択的に吸収するダイクロイック偏光子のフィルム材料中への組み込みによって達成されることができる。光偏光はまた、配向雲母チップなどの無機材料の包含によって、または連続フィルム内に分散された光変調液晶の小滴などの、連続フィルム内に分散された非連続相によって実現されることができる。代替として、フィルムは、異なる材料の極微小層から調製されることができる。フィルム内の偏光材料は、例えば、フィルムの伸張、電界または磁界の適用、およびコーティング技術などの方法を用いることにより偏光配向に配向されることができる。
【００７８】
偏光フィルムの例としては、米国特許第５，８２５，５４３号明細書および同５，７８３，１２０号明細書に記載のものが挙げられる。これらの偏光子フィルムの、輝度向上フィルムとの組み合わせでの使用が、米国特許第６，１１１，６９６号明細書に記載されている。
【００７９】
ベースとして用いることができる偏光フィルムの第２の例は、米国特許第５，８８２，７７４号明細書に記載のフィルムである。市販されているフィルムは、商品名ＤＢＥＦ（デュアル輝度向上フィルム）で３Ｍから販売されている多層フィルムである。このような多層偏光光学フィルムの輝度向上フィルム中での使用が、米国特許第５，８２８，４８８号明細書に記載されている。
【００８０】
ベース材料のこのリストは排他的ではなく、および当業者によって理解されるであろうとおり、他の偏光および非偏光フィルムもまた、本発明の光学製品用のベースとして有用であることができる。これらのベース材料は、例えば偏光フィルムを含む他の多数の他のフィルムと組み合わせて多層構造を形成することができる。追加のベース材料の短いリストは、とりわけ、米国特許第５，６１２，８２０号明細書および同５，４８６，９４９号明細書に記載のフィルムを含むことができる。特定のベースの厚さはまた、上述の光学製品の要求に依存することができる。
【００８１】
微細構造体具備物品は、全反射フィルムを形成するに十分な一連の交互のチップと溝とを有するものを含む、多様な形態に構成されることができる。このようなフィルムの例は、対称なチップと溝との規則的な反復パターンを有する輝度向上フィルムであり、一方、他の例はチップと溝とが非対称であるパターンを有する。輝度向上フィルムとして有用である微細構造体具備物品の例は、米国特許第５，１７５，０３０号明細書および同５，１８３，５９７号明細書によって記載されている。
【００８２】
これらの特許によれば、微細構造体具備物品は、（ａ）重合性組成物を調製するステップ；（ｂ）重合性組成物を、マスターネガ微細構造化成形面上に、マスターのキャビティーを充填するのにぎりぎりで十分となる量で置くステップ；（ｃ）少なくともその一方が可撓性である、予め形成されたベースおよびマスターの間において、重合性組成物のビードを移動させることによりキャビティーを充填するステップ；および（ｄ）組成物を硬化するステップを含む方法によって調製されることができる。マスターは、ニッケル、ニッケル−メッキ銅または黄銅などの金属製であることができ、または重合条件下で安定であると共に、好ましくは重合材料のマスターからのきれいな除去を可能にする表面エネルギーを有する熱可塑性材料であることができる。ベースフィルムの１つまたは複数の表面は、任意により活性化されていることができ、またはそうでなければ、光学層のベースへの接着を促進するよう処理されていることができる。
【００８３】
本願明細書において記載の微細構造体トポグラフィの生成に用いられる特定の方法は、米国特許第５，６９１，８４６号明細書に記載の成形プロセスに類似していることができる。本発明による微細構造体物品は、連続プロセスから、例えば、５、１０、１００、１０００メートル以上などのいずれの所望の長さで形成されることができる。
【００８４】
輝度向上フィルムの構造体としては、例えば、米国特許第５，７７１，３２８号明細書、米国特許第５，９１７，６６４号明細書、米国特許第５，９１９，５５１号明細書、米国特許第６，２８０，０６３号明細書、および米国特許第６，３５６，３９１号明細書などの広く多様な微細構造化フィルムを挙げることができる。
【００８５】
図１において全体が１０で示されているバックライト式液晶ディスプレイは、拡散体１２および液晶ディスプレイパネル１４の間に位置されることができる本発明の輝度向上フィルム１１を含む。バックライト式液晶ディスプレイはまた、蛍光ランプなどの光源１６、液晶ディスプレイパネル１４に向かう反射のための光を伝達するためのライトガイド１８、およびさらに液晶ディスプレイパネルに向かう光を反射するための白色反射材２０を含むことができる。輝度向上フィルム１１は、ライトガイド１８から放射される光をコリメートし、これにより液晶ディスプレイパネル１４の輝度を高める。高められた輝度は、液晶ディスプレイパネルによるより鮮明なイメージの形成を可能とさせ、および選択された輝度を形成するための光源１６の電力を低減させることを許容する。バックライト式液晶ディスプレイにおける輝度向上フィルム１１は、コンピュータディスプレイ（ラップトップディスプレイおよびコンピュータモニタ）、テレビ、ビデオレコーダ、モバイル通信デバイス、可搬式デバイス（すなわち携帯電話、ＰＤＡ）、自動車用および航空用機器ディスプレイ等などの、符号２１によって示される機器において有用である。
【００８６】
輝度向上フィルム１１は、図２に示されるとおり、プリズム２２、２４、２６、および２８によって表されるプリズムアレイを含む。例えば、プリズム２２などの各プリズムは、第１のファセット３０および第２のファセット３２を有する。プリズム２２、２４、２６、および２８は、プリズムがその上に形成された第１の表面３６および実質的に平坦または平面であると共に第１の表面の逆側の第２の表面３８を有するボディ部分３４上に形成されることができる。
【００８７】
標準の直角プリズムの直線的アレイは、光学性能および作製容易性の両方を提供することができる。直角プリズムとは頂角θがおよそ９０°であることを意味するが、およそ７０°〜１２０°またはおよそ８０°〜１００°の範囲であることもできる。プリズムファセットは同一である必要はなく、およびプリズムは、相互に関して傾斜していてもよい。さらに、フィルムの厚さ４０およびプリズムの高さ４２の間の関係は重要ではないが、より薄いフィルムを良く規定されたプリズムファセットと共に用いることが望ましい。ファセットが表面３８と形成することができる角度は、ファセットがプロジェクトされる場合には、４５°であることができる。しかしながら、この角度は、ファセットのピッチまたは頂点の角度θに応じて変化することとなる。
【００８８】
図３〜９は、光学エレメントについての構成の代表的な実施形態を図示する。これらの図面は縮尺どおりではなく、および特に、構造化表面のサイズは例示的目的のために大幅に誇張されていることに、注意すべきである。光学エレメントの構成は、以下に記載の実施形態の組み合わせまたは２つ以上を含むことができる。
【００８９】
図３を参照すると、代表的な光学エレメントまたは光指向性フィルムの一実施形態の一部分の断面が図示されている。フィルム１３０は、第１の表面１３２およびこれと逆側の、複数の実質的に直線的に延びるプリズムエレメント１３６を含む構造化表面１３４を含む。各プリズムエレメント１３６は、それらの頂縁部が交差して頂部またはプリズムエレメント１３６の頂点１４２を規定する、第１の側面１３８および第２の側面１３８’を有する。隣接するプリズムエレメント１３６の側面１３８、１３８’の底縁部は、交差して直線的に延びる溝１４４をプリズムエレメントの間に形成する。図３に図示される実施形態において、プリズム頂点１４２によって定義される上反角はおよそ９０度と計測されるが、しかしながら、このおよび他の実施形態における上反角の正確な計測値は、所望の光学パラメータに応じて変化し得ることは、理解されるであろう。
【００９０】
フィルム１３０の構造化表面１３４は、共通の基準面から異なる距離で離間する頂部を有するプリズムエレメントの複数の交互のゾーンを有するとして説明され得る。共通の基準面は、任意に選択され得る。共通の基準面の一つの簡便な例は、第１の表面１３２を含む面であり、他のものは、破線１３９で示される、構造化表面の最も低い溝の底によって画定される面である。図３に図示される実施形態において、最低のプリズムエレメントは、破線１３９から幅がおよそ５０ミクロンおよび高さがおよそ２５ミクロンと計測され、一方、より高いプリズムエレメントは、幅がおよそ５０ミクロンおよび高さがおよそ２６ミクロンと計測される。より高いプリズムエレメントを含むゾーンの幅は、約１ミクロンおよび３００ミクロンの間で計測されることができる。最低のプリズムエレメントを含むゾーンの幅は重要ではなく、および２００ミクロンおよび４０００ミクロンの間で計測されることができる。いずれかの所与の実施形態において、より低いプリズムエレメントのゾーンは、少なくとも、より高いプリズムエレメントのゾーンと同等に広いことができる。図３において示される物品は、単なる例示であり、および本発明の範囲を限定することを意味するものではないことは、当業者により理解されるであろう。例えば、プリズムエレメントの高さまたは幅は、実施可能な限界内において変更し得る（約１ミクロン〜約２００ミクロンの範囲において精密なプリズムの機械加工が実施可能である）。さらに、上反角は変更されてもよく、またはプリズム軸は、所望の光学効果を実現するために傾斜されていてもよい。
【００９１】
第１のゾーンの幅は、約２００〜３００ミクロン未満であることができる。通常の視認条件下では、ヒトの眼は、幅約２００〜３００ミクロン未満の範囲で生じる、光の強度における小さな変化の解像には困難を有する。従って、第１のゾーンの幅が約２００〜３００ミクロン未満に減少される場合、このゾーン内に生じ得るいずれの光学カップリングも、通常の視認条件下では、ヒトの眼には検知不可能である。
【００９２】
可変高さ構造化表面はまた、１つまたは複数のプリズムエレメントの、そのリニア領域に沿った高さを変化させて、共通の基準面上方の異なる高さに位置された頂部を有するプリズムエレメントの部分を含む、交互ゾーンを形成することにより、実装され得る。
【００９３】
図４は、フィルム１５０が単一のより高いプリズムエレメント１５６を含むゾーンによって分離された比較的低いプリズムエレメント１５４のゾーンを有する構造化表面１５２を含むこと以外は図３に類似する、光学エレメントの他の実施形態を示す。図３に示された実施形態同様、より高いプリズムエレメントはフィルムの第２のシートの構造化表面１５２に対する物理的近接性を制限し、これにより、視覚的なにじみ状態の可能性を低減する。ヒトの眼は光指向性フィルムにおけるファセット高さの変化に敏感であること、およびより高いプリズムエレメントの比較的広いゾーンがフィルムの表面上の可視的な線として現れるであろうことが確認されてきた。これは原材料的にはフィルムの光学性能に影響しないが、線は、一定の商用事情においては望ましくない可能性がある。より高いプリズムエレメントのゾーンの幅を減少させることに対応して、ヒトの眼の、より高いプリズムエレメントにより生じさせられたフィルムにおける線を検知する能力を低減させる。
【００９４】
図５は、プリズムエレメントはおよそ同一のサイズであるが、反復的な階段ステップまたは傾斜パターンに配置されている、光学エレメントの他の実施形態の代表例である。図５に示されるフィルム１６０は、第１の表面１６２および複数の実質的に直線的なプリズムエレメント１６６を含む逆側の構造化表面１６４を含む。各プリズムエレメントは、それらの上端でプリズム頂部１７０を規定して交差する、対向する側方フェイス１６８、１６８’を有する。対向する側方フェイス１６８、１６８’によって画定される上反角は、およそ９０度と計測される。この実施形態において、最も高いプリズムが第１のゾーンとみなされ得、および隣接するプリズムが第２のゾーンとみなされ得る。再び、第１のゾーンは約２００〜３００ミクロン未満で計測されることができる。
【００９５】
図６は、光学エレメントのさらなる実施形態を図示する。図６に開示されたフィルム１８０は、第１の表面１８２および逆側の構造化表面１８４を含む。このフィルムは、比較的低いプリズムエレメントを含む第２のゾーンが異なる高さのプリズムエレメントを含有することが特徴であり得る。図６に示された構造化表面は、プリズムエレメントの高さの変化によって生じさせられたフィルムの表面上の線のヒトの眼に対する視認性を、実質的に低減させるという追加の利点を有する。
【００９６】
図７は、ソフトなカットオフを提供するための光学エレメントの他の実施形態を示す。図７は、一般に２４０として称される、本発明による輝度向上フィルムを示す。輝度向上フィルム２４０は、基材２４２および構造化表面材料２４４を含む。基材２４２は、一般にポリエステル材料であることができ、および構造化表面材料２４４は、紫外線硬化アクリル系または本願明細書において考察された他の高分子材料であることができる。基材２４２の外表面は好ましくは平坦であるが、構造体を有していることもできる。さらに、他の代替的な基材を用いることができる。
【００９７】
構造化表面材料２４４は、その上に形成された、プリズム２４６、２４８、および２５０などの複数のプリズムを有する。プリズム２４６、２４８、および２５０は、それぞれ、頂部２５２、２５４、および２５６を有する。すべての頂部２５２、２５４、および２５６は、好ましくは９０度の頂部またはプリズム角度を有するが、６０度〜１２０度の範囲内の角度を含む。プリズム２４６および２４８の間は、谷２５８である。プリズム２４８および２５０の間は谷２６０である。谷２５８は、プリズム２４６と結合された谷を有するとみなし得、および７０度の谷角度を有し、および谷２６０は、プリズム２４８と結合された谷とみなされ得、および１１０度の谷角度を有するが、他の値を用いることができる。効果的に、輝度向上フィルム２４０は、いくらかの光を反射しおよび再利用すると共に、従来技術輝度向上フィルムのように（ただし交互方向に多角化されたプリズムで）残りを屈折させることにより、外見上のバックライトの軸輝度を高める。プリズムの多角化の効果は、出力光コーンのサイズを大きくすることである。
【００９８】
図８は、丸められたプリズム頂点を有する光学エレメントの他の実施形態を示す。輝度向上物品３３０は、その両方がベース層３３２と一体的に形成された、一対の逆側の表面３３４、３３６を有する可撓性、ベース層３３２を特徴とする。表面３３４は、一連の突状光拡散エレメント３３８を特徴とする。これらのエレメントは、層３３２と同一の材料で形成された、表面における「バンプ」の形態であり得る。表面３３６は、ベース層３３２と一体的に形成された、平滑化されたまたは丸められた頂部３４０を有する直線的なプリズムのアレイを特徴とする。これらの頂部は、弦幅が断面ピッチ幅の約２０〜４０％に等しく、および湾曲部の半径が断面ピッチ幅の約２０〜５０％に等しい、弦幅３４２、断面ピッチ幅３４４、湾曲部の半径３４６、および歯底角３４８によって特徴付けられる。歯底角は、約７０〜１１０度、または約８５〜９５度の範囲であり、約９０度の歯底角が好ましい。プリズムのアレイ内への配置は、所望の光学性能を最大化させるために選択される。
【００９９】
丸められたプリズム頂点輝度向上物品は、通常はゲインの低減を被る。しかしながら、高屈折率表面変性コロイド状ナノ粒子の追加は、損失ゲインを丸められたプリズム頂点輝度向上物品からオフセットすることができる。
【０１００】
図９は、平坦または平面プリズム頂点を有する光学エレメントの他の実施形態を示す。輝度向上物品４３０は、その両方がベース層４３２と一体的に形成された、一対の逆側表面４３４、４３６を有する可撓性、ベース層４３２を特徴とする。表面４３４は、一連の突状光拡散エレメント４３８を特徴とする。これらのエレメントは、表面において、層４３２と同一の材料で形成された、「平坦バンプ」の形態であり得る。表面４３６は、ベース層４３２と一体的に形成された、平坦化されたまたは平面頂部４４０を有する直線的なプリズムのアレイを特徴とする。これらの頂部は、平坦化幅が断面ピッチ幅の約０〜３０％と等しいことができる、平坦化幅４４２および断面ピッチ幅４４４によって特徴付けられる。
【０１０１】
光導波路から光をサンプリングする他の方法は、減衰全反射法（ＴＩＲ）の使用によるものである。減衰ＴＩＲ法の一タイプにおいて、光導波路は、くさび形状を有し、および光導波路の厚い縁部に入射する光線は、光導波路の上面および底面に相対的な限界角度を実現するまで全反射される。これらのサブ限界角度光線が、次いでサンプリングされて、またはより簡潔には光導波路から視射角で出力面に屈折する。ディスプレイデバイスの照射に有用であるために、これらの光線は、次いで、ディスプレイデバイスの視認、または出力軸と実質的に平行に方向変換されなければならない。この方向変換は、通常は、方向変換レンズまたは方向変換フィルムを用いて達成される。
【０１０２】
図１０〜１２は、方向変換フィルムを含む照射デバイスを図示する。方向変換フィルムは、本願明細書において開示される本発明の材料を含むことができる。方向変換レンズまたは方向変換フィルムは、典型的には入力面上に形成されたプリズム構造体を含み、および入力面は、光導波路に隣接して配置されている。光導波路を視射角で出射する光線は、通常は出力面に対して３０度未満であり、プリズム構造体に当たる。光線は、方向変換レンズまたはフィルムによって所望の方向、例えば、ディスプレイの視認軸と実質的に平行に指向されるよう、プリズム構造体の第１の表面によって屈折され、およびプリズム構造体の第２の表面によって反射される。
【０１０３】
図１０を参照すると、照射システム５１０は、光学的に結合された光源５１２；光源反射材５１４；出力面５１８を有する光導波路５１６、裏面５２０、入力面５２１および端面５２２；裏面５２０に隣接する反射材５２４；入力面５２８および出力面５３０を有する第１の光再指向エレメント５２６；第２の光再指向エレメント５３２；および反射性偏光子５３４を含む。光導波路５１６は、くさびまたはその変形であり得る。周知であるとおり、光導波路の目的は、光源５１２からの光の、光源５１２よりはるかに大きい領域にわたる、およびより特定的には、実質的に出力面５１８によって形成される全領域にわたる均一な分布を提供することである。光導波路５１６は、さらに好ましくは、これらのタスクをコンパクトで薄いパッケージ中において達成する。
【０１０４】
光源５１２は、光導波路５１６の入力面５２１にエッジ結合されたＣＣＦＬであり得、およびランプ反射材５１４は、ランプキャビティを形成する光源５１２の周囲を囲む反射性フィルムであり得る。反射材５２４は光導波路５１６の後方にあると共に有効な後方反射材であり得、例えば、均等拡散あるいは鏡面フィルムまたは組み合わせであり得る。
【０１０５】
エッジ結合された光は入力面５２１から、ＴＩＲで拘束された端面５２２に向かって伝播する。光は、ＴＩＲの減衰によって光導波路５１６からサンプリングされる。光導波路５１６内に拘束された光線は、頂部および底部壁と相対的に、くさび角度により、各ＴＩＲ反発で、その入射角を増加させる。従って、光は最終的には、ＴＩＲによってそれ以上内包されていないため、出力面５１８および裏面５２０の各々から外へ屈折される。裏面５２０の外へ屈折した光は、反射材５２４によって、鏡面反射または拡散的に反射されて、光導波路５１６に向かって、多くがこれを通って戻される。第１の光再指向エレメント５２６は、出力面５１８から出射する光線を好ましい視認方向に実質的に平行な方向に沿って再指向させるために配置される。好ましい視認方向は、出力面５１８に対して垂直であり得るが、典型的には、出力面５１８に対していくらかの角度になるであろう。
【０１０６】
図１１に示すとおり、第１の光再指向エレメント５２６は、出力面５３０が実質的に平面であり、および入力面５２８がプリズム５３８、５４０および５４２のアレイ５３６で形成されている透光性光学フィルムである。第２の光再指向エレメント５３２はまた、透光性フィルムであり得、例えば、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎ）から入手可能である３Ｍ輝度向上フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ）製品（ＢＥＦＩＩＩとして販売されている）などの輝度向上フィルムであり得る。反射性偏光子５３４は、無機、ポリマー、コレステリック液晶反射性偏光子またはフィルムであり得る。好適なフィルムは、３Ｍ拡散反射性偏光子（Ｄｉｆｆｕｓｅ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）フィルム製品（ＤＲＰＦとして販売されている）、または鏡反射性偏光子（Ｓｐｅｃｕｌａｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）フィルム製品（ＤＢＥＦとして販売されている）であり、その両方が３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能である。
【０１０７】
アレイ５３６内において、各プリズム５３８、５４０および５４２は、それぞれの隣接するプリズムに比して異なる辺角で形成され得る。すなわち、プリズム５４０は、プリズム５３８（角度ＡおよびＢ）、およびプリズム５４２（角度ＥおよびＦ）とは異なる辺角（角度ＣおよびＤ）で形成され得る。示されているとおり、プリズム５３８は、プリズム角度、すなわち、角度ＡおよびＢの和に等しい挟角を有する。同様に、プリズム５４０は、角度ＣおよびＤの和に等しいプリズム角度を有し、一方、プリズム５４２は、角度ＥおよびＦの和に等しいプリズム角度を有する。アレイ５３６は異なるプリズム角度に基づく３つの異なるプリズム構造体を含むことが示されているが、事実上いかなる数の異なるプリズムが用いられてもよいことは理解されるべきである。
【０１０８】
プリズム５３８、５４０および５４２はまた、共通のプリズム角度であるが、異なるプリズム配向で形成されてもよい。プリズム軸「ｌ」が図１１において、プリズム５３８について図示されている。プリズム軸ｌは、プリズム５３８について示されているとおり、出力面５３０に対して垂直に配置され得、またはプリズム５４０および５４２についてそれぞれ仮想軸「ｌ+」および「ｌ-」によって図示されるとおり、出力面に対して光源に向かってまたは光源から離れる角度で配置され得る。
【０１０９】
プリズム５３８、５４０および５４２は、図１１に示されるとおり、規則的な反復パターンまたはプリズムのクラスター５４３でアレイ５３６内に配置され得、アレイ５３６は、似ているプリズムを似ているプリズムに隣接して有すると示されていないが、このような構成もまた用いられ得る。しかも、アレイ５３６内において、プリズム５３８、５４０および５４２は、プリズム構成５３８などの第１のプリズム構成から、プリズム構成５４０などの第２のプリズム構成等に連続的に変化し得る。例えば、プリズム構成は、第１のプリズム構成から第２のプリズム構成に勾配式に変化し得る。代わりに、プリズムは、図１１に示される構成と同様に、段階式に変化し得る。各クラスター５４３内において、プリズムは、空間的リップル周波数より小さく選択されるプリズムピッチを有する。同様に、クラスターは、規則的なクラスターピッチを有し得る。プリズムアレイは、図１１に示されるとおり対称的であることができ、またはプリズムアレイは、非対称的であることができる。
【０１１０】
図１１に示されるアレイ５３６は、対称的構成を有するプリズムを有するが、図１２に示される、光再指向エレメント５２６’に形成されたアレイ５３６’などのプリズムアレイが用いられ得る。次いで図１２を参照すると、アレイ５３６’において、プリズム５３８’は、例えば、角度Ｂ’と不等である角度Ａ’を有する。プリズム５４０’および５４２’についても同様に、角度Ｃ’は、角度Ａ’と不等であり、および角度Ｄ’、および角度Ｅ’は、角度Ａ’、角度Ｃ’または角度Ｆ’のいずれとも不等である。アレイ５３６’は、予め定められた角度の単一のダイアモンド切削ツールを用いると共に、異なるプリズム角度および対称のプリズムを形成する各切削についてこのツールを傾けて有利に形成され得る。しかしながら、単一の切削ツールの使用では、プリズム角度は同一、すなわち、Ａ＋Ｂ＝Ｃ＋Ｄ＝Ｅ＋Ｆとなるであろうことは、理解されるであろう。
【０１１１】
光導波路５１６からの出力プロファイルの変更を達成するために必要とされるだけのプリズムサイズが用いられ得るが、わずか２つの異なるプリズム構成が用いられ得、およびアレイ５３６内にクラスターに配置され得ることが予期される。プリズム辺角偏差の一つの目的は、可変量の光強度を、第１の光再指向エレメント５２６に拡散し、および加えることである。プリズム５３８、５４０および５４２の異なる構成が、光導波路５１６からサンプリングされた光における非均一性を最小化する、光導波路の入力アパーチャの実質的に均一なサンプリングの提供に役立つ。最終的な結果は、特に光導波路５１６の入口端５２１付近のリップル効果の効果的な最小化である。
【０１１２】
本発明は、本願明細書に記載の特定の例を制限するものと考察すべきではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲において適切に規定されている本発明の態様のすべてをカバーすると理解するべきである。種々の改良、均等なプロセス、ならびに本発明を適用することができる数多くの構造体は、この明細書レビューにおいて本発明が向けられる当業者にとって容易に明らかになるであろう。
【０１１３】
実施例中に示されるすべての比率は、他に規定されていない限りにおいて重量パーセントである。
【実施例】
【０１１４】
本発明を、以下の実施例を参照して具体的に説明する。なお、当業者は、本発明がこれらの実施例に限定されないことは容易に理解することができる。
【０１１５】
微細構造化物品の製造
代表的な微細構造化物品は、格子状パターンのリブを有するＰＤＰバックプレートの製造に好適な可撓性成形型である。９つの可撓性成形型を、以下に記載のとおりの異なる有機相組成物で製造した。
【０１１６】
先ず、各ＰＤＰバックプレートの格子状リブパターンに対応する格子状リブパターンを有する矩形のマスター成形型が用意される。マスター成形型のサイズは、長さ１２５ｍｍ×幅２５０ｍｍである。マスター成形型のリブ交差点の各々は、各々二等辺台形断面形状を有する縦方向リブおよび横方向リブを有する。これらの縦方向および横方向リブは、実質的に平行に配置される一方、それらの間に予め定められた間隙をもって相互に交差する。各リブは、２１０μｍの高さ（縦方向および横方向リブの両方について）、６０μｍの頂部幅、１２０μｍの底部幅、３００μｍの縦方向リブのピッチ（隣接する縦方向リブの中心間距離）および５１０μｍの横方向リブのピッチを有する。
【０１１７】
成形型の微細構造化層を形成するために、以下に列挙した、ウレタンアクリレートオリゴマー、アクリルモノマーおよび光重合開始剤が、表１に表示された異なる量（ｗｔ％）でブレンドされて、ＵＶ−硬化性組成物１〜９が得られる。
【０１１８】
ウレタンアクリレートオリゴマーＡ：
脂肪族二官能性ウレタンアクリレートオリゴマー（分子量：４，０００、ダイセル−ＵＢＣ（Ｄａｉｃｅｌ−ＵＢＣ Ｃｏ．）の製品）、Ｔｇ：１５℃
ウレタンアクリレートオリゴマーＢ：
脂肪族二官能性ウレタンアクリレートオリゴマー（分子量：１３，０００、ダイセル−ＵＢＣ（Ｄａｉｃｅｌ−ＵＢＣ Ｃｏ．）の製品）、Ｔｇ：−５５℃
アクリルモノマーＣ：
イソボルニルアクリレート単官能性モノマー（分子量：２０８）、Ｔｇ：９４℃
アクリルモノマーＤ：
フェノキシエチルアクリレート単官能性モノマー（分子量：１９３）、Ｔｇ：１０℃
アクリルモノマーＥ：
ブトキシエチルアクリレート（分子量：１７２）、Ｔｇ：−５０℃
アクリルモノマーＦ：
エチルカルビトールアクリレート（分子量：１８８）、Ｔｇ：−６７℃
アクリルモノマーＧ：
２−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート（分子量：２７２）、Ｔｇ：−６５℃
アクリルモノマーＨ：
２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオールアクリレート（分子量：２６８）、Ｔｇ：１０８℃
光重合開始剤：
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｈｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏ．）の製品、製品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒｅ）１１７３」）
【０１１９】
さらに、成形型の支持体として用いるために、長さ４００ｍｍ、幅３００ｍｍおよび厚さ１８８μｍ（テイジン（Ｔｅｉｊｉｎ Ｃｏ．）の製品、商品名「ＨＰＥ１８」、Ｔｇ：約８０℃）のサイズを有するＰＥＴフィルムが調製される。
【０１２０】
次に、そのように準備されたマスター成形型の上流端に、各ＵＶ−硬化性組成物が線形態で適用される。上述のＰＥＴフィルムは、次いで、マスター成形型の表面を被覆するような方法で積層される。縦方向ＰＥＴフィルムは、マスター成形型の縦方向リブと平行であり、およびＰＥＴフィルムおよびマスター成形型の間に挟まれたＵＶ−硬化性組成物の厚さは、約２５０μｍに設定される。積層体ロールの使用によってＰＥＴフィルムが十分に押圧されるとき、ＵＶ−硬化性組成物は、マスター成形型の凹部に完全に満たされており、および気泡の閉じ込めは観察されない。
【０１２１】
蛍光ランプ（ミツビシデンキオスラム（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｄｅｎｋｉ−Ｏｓｌａｍ Ｃｏ．）の製品）からの、３００〜４００ｎｍ（ピーク波長：３５２ｎｍ）の波長を有する紫外光線が、この状態下で、ＰＥＴフィルムを介してＵＶ−硬化性組成物に６０秒間照射される。紫外光線の照射量は、２００〜３００ｍＪ／ｃｍ2である。ＵＶ−硬化性組成物が硬化されて、微細構造化層が得られる。続いて、ＰＥＴフィルムおよび微細構造化層が、マスター成形型から剥離されて、マスター成形型のリブの形状およびサイズに対応する形状およびサイズを有する多数の溝部を備えた可撓性成形型が得られる。
【０１２２】
試験法
可撓性成形型の製造プロセスに用いられたＵＶ−硬化性組成物１〜９の各々について以下の計測がなされた。
（１）ゴム状下での弾性モジュラス（Ｐａ）、
（２）硬化樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ、℃）、および
（３）未硬化樹脂の粘度（ｃｐｓ、２２℃での）。
【０１２３】
表１に結果が表示されている。
【０１２４】
（１）ゴム状での弾性モジュラス
各ＵＶ−硬化性組成物が上記と同一の方法での紫外光線の照射で硬化されると共に、矩形の硬化樹脂フィルム（長さ２２．７ｍｍ、幅１０ｍｍおよび厚さ２００μｍ）が調製される。このテスト片の弾性モジュラスが、動的粘弾性計（モデル「ＲＳＡＩＩ」、レオメトリックス（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｃｏ．）の製品）を用いることにより計測される。
【０１２５】
（２）硬化樹脂のガラス転移温度
各ＵＶ−硬化性組成物が上記と同一の方法での紫外光線の照射で硬化されると共に、矩形の硬化樹脂フィルム（長さ２２．７ｍｍ、幅１０ｍｍおよび厚さ２００μｍ）が調製される。このテスト片のガラス転移温度（Ｔｇ）が、ＪＩＳ Ｋ７２４４〜１に明記されている試験法に準拠して計測される。テスト片が、動的粘弾性計（モデル「ＲＳＡＩＩ」、レオメトリックス（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｃｏ．）の製品）に取り付けられ、および動的機械特性が１Ｈｚの変形周波数、０．０４％の最大変形量および５℃／ｍｉｎの昇温速度で計測される。ガラス転移温度がこのようにして得られた値から算出される。
【０１２６】
（３）粘度
ブルックフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）粘度は、Ｂタイプ粘度計を用いて室温で（２２℃）計測される。
【０１２７】
評価テスト
上述の可撓性成形型の製造プロセスにおいて、マスター成形型から剥離されたときに、成形型が剥離変形（剥離に起因するＰＥＴフィルムの変形）を生じるかを評価した。さらに、剥離変形の存在／不在および各ＵＶ−硬化性組成物のガラス転移温度（Ｔｇ）の間の関係が検証される。
【０１２８】
ＵＶ−硬化性組成物を硬化させることにより微細構造化層が形成された後、ＰＥＴフィルムおよびＰＥＴフィルムと一体化された微細構造化層が、マスター成形型の縦方向リブに平行な、および成形型表面に平行な引張り方向に、約１００ｍｍ／秒の引張速度での１８０°剥離に処され、および次いで、成形型がマスター成形型から剥離される。次いで、マスター成形型から剥離された直後に、ＰＥＴフィルムの縦方向方向が成形型について配向されると共に垂直壁面で接触される。ＰＥＴフィルムの壁面との接触が維持される一方で、ＰＥＴフィルムの上端側（一部分）が接着され、および接着テープの使用により壁面に固定される。ＰＥＴフィルムの中心部分のそりが非固定時に計測され、およびそり量が３０ｍｍ以上であるとき、ＰＥＴフィルムが「剥離変形を有する」として評価される。そり量が３０ｍｍ未満であるとき、ＰＥＴフィルムは「剥離変形なし」として評価される。このようにして得られた評価結果が以下の表１に示されている。
【０１２９】
【表１】
【０１３０】
記載の重合性組成物は、米国特許第５，１７５，０３０号明細書および同５，１８３，５９７号明細書または２００４年１１月１８日に公開された、共譲渡された米国特許出願公開第２００４／０２２９０５９号明細書、および２００５年３月１７日に公開された米国特許出願公開第２００５／００５９７６６−Ａ１号明細書に記載のものと類似の微細構造化輝度向上フィルムに調製されることができる。
【０１３１】
記載の重合性組成物（すなわち有機相）は、前述の種類および量の無機（例えば表面変性コロイド状）ナノ粒子と組み合わせることができる。これらの組成物、特に低粘度（コーティング温度で例えば３０００ｃｐｓ未満およびより好ましくはコーティング温度で１５００ｃｐｓ未満、ただし、コーティング温度は１２０°Ｆ〜１８０°Ｆの範囲）を有するものはまた、微細構造化輝度向上フィルムに調製されることができる。
【０１３２】
微細−プリズム状構造体は、隣接する頂点間の平均距離が約５０マイクロメートルであるプリズムの面の傾斜によって規定される、９０°頂角を有することができる。プリズム頂点または複数の頂点は、７ミクロン半径の丸みを有することができる。
【０１３３】
輝度向上フィルムを、比較的低Ｔｇ有機相を、以下に記載のとおりの表面変性無機粒子と組み合わせて含む重合性組成物から調製した。
【０１３４】
薬品説明および供給業者
フェノールチアノーゼ−ウィスコンシン州ミルウォーキー、アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）
ＢＨＴ（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４メチルフェノール）−アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）
３−（トリメトキシリル）プロピルメタクリレート−アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）
１−メトキシ−２−プロパノール−アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）
トリメトキシ（２，４，４−トリメチルペンチル）シラン−ミシガン州エイドリアンのウェイカーシリコーンズ（Ｗａｋｅｒ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ，Ａｄｒｉａｎ，ＭＩ）
コロイダルシリカ、イリノイ州ベッドフォードパークのナルコ（Ｎａｌｃｏ，Ｂｅｄｆｏｒｄ Ｐａｒｋ，ＩＬ）から、商品名「ナルコ（Ｎａｌｃｏ）２３２７」で市販されている
フェノキシエチルアクリレート、ペンシルバニア州エクストンのサルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏ．，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から、商品名「ＳＲ３３９」（サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）によって、５℃のＴｇを有すると報告されている）で市販されている
イソボルニルアクリレート、ペンシルバニア州エクストンのサルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏ．，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から、商品名「ＳＲ５０６」（サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）によって、８８℃のＴｇを有すると報告されている）で市販されている
ウレタンアクリレート、（コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）によって、３２℃のＴｇおよび４０％の伸度を有すると報告されている）コグニスコーポレーション（Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から、商品名「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２１０」で市販されている
ウレタンアクリレート、（サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）によって、−３３℃のＴｇおよび２３８％の伸度を有すると報告されている）ペンシルバニア州エクストンのサルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏ．，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から、商品名「３３ＣＮ９６６Ｊ７５」で市販されている
【０１３５】
表面変性無機粒子の調製
ナルコ（Ｎａｌｃｏ）２３２７（４０．２％固形分で４００．２５ｇ）を１ｑｔジャーに充填した。１−メトキシ−２−プロパノール（４５０ｇ）、トリメトキシ（２，４，４−トリメチルペンチル）シラン（４．８３ｇ）および３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート（１９．７８ｇ）を、攪拌しながらナルコ（Ｎａｌｃｏ）２３２７に添加した。およそ５００ｐｐｍフェノールチアノーゼ／ＢＨＴを、３−（トリメトキシリル）プロピルメタクリレートベースで添加した。ジャーをシールし、および８０℃に１５時間加熱して、表面変性シリカ（２１．７％固形分）を得た。
【０１３６】
樹脂実施例１０シリカ粒子／フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２１０／フェノキシエチルアクリレート
２５０ｍｌＲＢフラスコに、上に調製したシリカ分散体（９９ｇ）、１−メトキシ−２−プロパノール（３４ｇ）、フェノールチアノーゼ（０．０２ｇ）およびＢＨＴ（０．０２ｇ）を充填した。重量をロータリー蒸発で５１ｇに減量した。１−メトキシ−２−プロパノール（４２ｇ）を充填すると共に、重量をロータリー蒸発で５３．５ｇに減量した。フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２１０（１２．５１ｇ）およびフェノキシエチルアクリレート（１９．２７ｇ）を添加し、および混合して均質な溶液を得た。溶剤をロータリー蒸発で除去した。この一部分（４４．９ｇ）を光開始剤（０．２５ｇＴＰＯ−Ｌ）と混合した。
【０１３７】
樹脂実施例１１シリカ粒子／ＣＮ９６６／イソボルニルアクリレート
５００ｍｌのＲＢフラスコに、上で調製したシリカ分散体（１００ｇ）、１−メトキシ−２−プロパノール（１００ｇ）、フェノールチアノーゼ（０．０２ｇ）およびＢＨＴ（０．０２ｇ）を充填した。重量をロータリー蒸発で８９．３７ｇに減量した。ＣＮ９６６Ｊ７５（２１．６ｇ）およびイソボルニルアクリレート（１０．８５ｇ）を添加し、および混合して均質な溶液を得た。溶剤をロータリー蒸発で除去した。この一部分（４０ｇ）を光開始剤（０．２５ｇＴＰＯ−Ｌ）と混合した。
【０１３８】
実施例１０および１１の樹脂を、プリズム状微細構造化輝度向上光学フィルムに、以下のとおり調製した。
【０１３９】
ビクイチ（Ｖｉｋｕｉｔｉ）ＢＥＦＩＩ（ミネソタ州セントポールの３Ｍ（３Ｍ Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から市販されている）に見出されるプリズム幾何学的形状パターンと類似の、５０ミクロンの公称ピッチ間を有する直線的な列の９０度プリズムから構成される８インチ×１１インチの金属マスターをホットプレート上に置き、および１４０°Ｆに加熱した。重合性樹脂の４ｍＬビード（表に規定のとおり）を、使い捨てピペットを用いてマスターツールに適用した。次いで、デュポンテイジンフィルムズ（Ｄｕｐｏｎｔ Ｔｅｉｊｎ Ｆｉｌｍｓ）から、メリネックス（ＭＥＬＩＮＥＸ）６２３として入手可能な５００ゲージＰＥＴを、樹脂のビードおよびマスターツール上に置いた。リニアプリズムがフィルムの高ゲイン軸に対しておよそ直角（９０°＋／−２０°）を向くように、ＰＥＴフィルムを向けた。マスターツール、樹脂およびＰＥＴを、次いで、樹脂がマスターツールを完全に充填される一方で、内包された空気を排除するに十分な力で、１６０°Ｆで加熱されたニップロールを通過させた。充填されたマスターツールを、次いで、メリーランド州ガイザースバーグのフュージョンＵＶシステムズ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）から入手可能なＰ１５０電源装置を用いて「Ｄ−バルブ」からの紫外線に、５０ｆｐｍのライン速度で２パスで露出させた。ＰＥＴフィルムを、次いで、手動でマスターツールから除去した。ＰＥＴフィルム上に形成されたプリズム状コーティングは、およそ２５ミクロンのコーティング厚さをもたらした。
【０１４０】
得られたフィルムのゲインを以下のとおり評価した。
【０１４１】
ゲイン試験法
フィルムの光学性能を、ＭＳ−７５レンズを備えたスペクトラスキャン（ＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ）（登録商標）ＰＲ−６５０スペクトラカロリメター（ＳｐｅｃｔｒａＣｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）（カルフォルニア州チャッツウォースのフォトリサーチ（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ，Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，ＣＡ）から入手可能）を用いて計測した。フィルムを、拡散透過型中空ライトボックスの上に置いた。ライトボックスの拡散透過および反射は、ランバート系（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）であると表記することができる。ライトボックスは、約６ｍｍの厚さの拡散性ＰＴＦＥプレート製の、およそ１２．５ｃｍ×１２．５ｃｍ×１１．５ｃｍ（Ｌ×Ｗ×Ｈ）と計測される６面中空立方体であった。ボックスの一つのフェイスをサンプル表面として選択する。中空ライトボックスは、サンプル表面（例えば約８３％、４００〜７００ｎｍ波長範囲にわたる平均、以下に記載の計測方法）で計測される約０．８３の拡散反射率を有していた。ゲインテスト中、ボックスは、ボックスの底の約１ｃｍの円形孔内を通して照射される（サンプル表面の逆、光が内側からサンプル表面に向けられる）。この照射は、マサチューセッツ州マルボロおよびニューヨーク州オーバーンのショットフォステック（Ｓｃｈｏｔｔ−Ｆｏｓｔｅｃ ＬＬＣ，Ｍａｒｌｂｏｒｏｕｇｈ ＭＡおよびＡｕｂｕｒｎ，ＮＹ）製の、約１ｃｍ直径のファイバー束延長を備えた光を指向させるために用いられる光ファイバー束（フォステック（Ｆｏｓｔｅｃ）ＤＣＲ−ＩＩに取り付けられた安定化広帯域白熱光源を用いて提供される。標準的な直線的な吸収性偏光子（メレスグリオット（Ｍｅｌｌｅｓ Ｇｒｉｏｔ）０３ＦＰＧ００７などの）が、サンプルボックスおよびカメラの間に載置されている。カメラは、ライトボックスのサンプル表面に、約３４ｃｍの距離でフォーカスされており、および吸収性偏光子がカメラレンズから約２．５ｃｍに置かれている。置かれた偏光子で、およびサンプルフィルム無しで計測された、照射されたライトボックスの輝度は＞１５０ｃｄ／ｍ2であった。サンプル輝度は、サンプルフィルムがボックスサンプル表面に対して平行に置かれて、サンプルフィルムが全体でボックスと接触しているとき、ＰＲ−６５０により、ボックスサンプル表面の面に対する法線入射で計測される。このサンプル輝度を、ライトボックス単独で同一の方法で計測された輝度と比較することにより、相対ゲインが算出される。迷光源を排除するために、全計測を黒色筐体中において実施した。プリズム状フィルムについて報告された相対ゲイン値は、一般に、吸収性偏光子のパス軸と平行に位置あわせされた吸収性偏光しに最近いフィルムのプリズム溝で得られた。
【０１４２】
ライトボックスの拡散反射率を１５．２５ｃｍ（６インチ）直径のスペクトラロン（Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ）−被覆積分球、安定化広帯域ハロゲン光源、およびラブスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）（ニューハンプシャー州サットン（Ｓｕｔｔｏｎ，ＮＨ））によりすべて供給された光源用電源を用いて計測した。積分球は、３つの開放ポート、入力光（２．５ｃｍ直径の）用の一つのポート、検出器ポート（２．５ｃｍ直径の）として第２の軸に沿って９０度で一つ、およびサンプルポート（５ｃｍ直径の）として第３の軸に沿って９０度で三つ目（すなわち最初の２つの軸に対して直角）を有していた。ＰＲ−６５０分光色彩計（上のものと同一）を約３８ｃｍの距離で、検出器ポートにフォーカスした。積分球の反射効率を、ラブスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）製の約９９％拡散反射率（ＳＲＴ−９９〜０５０）を有する較正反射率標準を用いて算出した。ラブスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）によって標準を較正されており、およびＮＩＳＴ標準（ＳＲＳ−９９〜０２０−ＲＥＦＬ−５１）まで追跡可能である。積分球の反射効率を以下のとおり算出した。
球体輝度比＝１／（１−Ｒスフェア（Ｒｓｐｈｅｒｅ）×Ｒ標準（Ｒｓｔａｎｄａｒｄ））
【０１４３】
この場合の球体輝度比は、サンプルポートを被覆する基準サンプルありで検出器ポートで計測された輝度を、サンプルポートを被覆するサンプル無しで検出器ポートで計測された輝度で除した比である。この輝度比、および較正標準（Ｒ標準（Ｒｓｔａｎｄａｒｄ））の反射率が既知であることにより、積分球の反射効率、Ｒスフェア（Ｒｓｐｈｅｒｅ）を算出することができる。次いで、この値を類似の式中に再度用いて、サンプルの反射率、この場合ＰＴＦＥライトボックスが計測される。
球体輝度比＝１／（１−Ｒスフェア（Ｒｓｐｈｅｒｅ）×Ｒサンプル（Ｒｓａｍｐｌｅ））
【０１４４】
ここで、球体輝度比は、サンプルポートにサンプルを有する検出器での輝度を、サンプル無しで計測された輝度で除した比である。Ｒスフェア（Ｒｓｐｈｅｒｅ）は上記式から既知であるため、Ｒサンプル（Ｒｓａｍｐｌｅ）を算出することができる。これらの反射率を４ｎｍ波長間隔で算出し、および４００〜７００ｎｍ波長範囲にわたる平均値として報告した。
【０１４５】
実施例１０および１１の樹脂から調製されたプリズム状微細構造化光学フィルムの各々が同一のフィルムの第２の片に積層された、アセンブリを調製した。底部フィルムのプリズムが上部フィルムのプリズムと直交するよう、底部フィルムのプリズム状微細構造化表面を上部フィルムのベース層基材に接触させた。この交差シートアセンブリのゲインをまた計測した。
【０１４６】
計測した単一シートおよび交差シートゲイン値は、以下のように報告した。
【０１４７】
重合樹脂組成物 実施例１０
単一シート 交差シート
１．４９５ １．９５５
【０１４８】
重合樹脂組成物 実施例１１
単一シート 交差シート
１．４９２ １．９９２
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】バックライト式液晶ディスプレイにおける本発明の例示的微細構造化物品の概略図である。
【図２】微細構造化表面を備える例示的重合構造体の斜視図である。
【図３】異なる高さのプリズムエレメントを有する例示的微細構造化物品の断面図である。
【図４】異なる高さのプリズムエレメントを有する例示的微細構造化物品の断面図である。
【図５】例示的微細構造化物品の断面図である。
【図６】プリズムエレメントは異なる高さであると共に、異なる面にベースを有する、例示的微細構造化物品の断面図である。
【図７】例示的微細構造化物品の断面図である。
【図８】例示的微細構造化物品の断面図である。
【図９】例示的微細構造化物品の断面図である。
【図１０】方向変換フィルムを含む照射デバイスの概略図である。
【図１１】方向変換フィルムの断面図である。
【図１２】他の方向変換フィルムの断面図である。
【背景技術】
【０００１】
米国特許第５，１７５，０３０号明細書および同５，１８３，５９７号明細書などに記載の特定の微細複製化光学製品は、通例、「輝度向上フィルム」として称される。輝度向上フィルムは、多くの電子製品中において、エレクトロルミネッセンスパネル、ラップトップコンピュータディスプレイ、ワードプロセッサ、デスクトップモニタ、テレビ、ビデオカメラに用いられるものを含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ならびに自動車用および航空用ディスプレイなどのバックライト式フラットパネルディスプレイの輝度を向上させるために利用される。
【０００２】
輝度向上フィルムは、望ましくは、得られる輝度利得（すなわち「ゲイン」）に関連する、輝度向上フィルムの屈折率を含む特定の光学および物理特性を示す。向上した輝度は、より少ない電力を用いてディスプレイを照明することにより、より効率的に電子製品を作動させることを許容することができ、これにより、消費電力が低減され、そのコンポーネントにかかる熱負荷がより低くなり、および製品の耐用年数が延びる。
【０００３】
例えば、米国特許第５，９０８，８７４号明細書；同５，９３２，６２６号明細書；同６，１０７，３６４号明細書；同６，２８０，０６３号明細書；同６，３５５，７５４号明細書；ならびに欧州特許第１ ０１４１１３号明細書および国際公開第０３／０７６５２８号パンフレットに記載のとおり、輝度向上フィルムは、硬化され、または重合される高屈折率モノマーから調製されてきた。
【０００４】
輝度向上フィルムの製作に好適である種々の重合性組成物が公知であるが、産業界は、代替組成物に利点を見出そうとしている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
有機相および少なくとも１０ｗｔ％無機ナノ粒子の反応生成物を含む（例えば輝度向上）重合構造体を含み、ここで、有機相が、少なくとも２つの（メタ）アクリレート基を含む少なくとも１種のオリゴマーまたはモノマーおよび少なくとも１種の単官能性（メタ）アクリルモノマーを含み、ここで、硬化有機相が３５℃未満のガラス転移温度を有する、輝度向上フィルムおよび方向変換フィルム（ｔｕｒｎｉｎｇ ｆｉｌｍ）などの微細構造化物品が記載されている。
【０００６】
他の実施形態において、発光面を有する照明デバイスと、前記発光面に対して実質的に平行に配置された上記微細構造化物品（例えば輝度向上および／または方向変換フィルム）とを含む、照射デバイスが記載されている。
【０００７】
本発明は、添付の図面と関連して、本発明の種々の実施形態の以下の詳細な説明の考察において、より完全に理解され得る。
【０００８】
本発明は種々の改良および代替形態への改変が可能であるところ、その具体例が図面に例示のために示されており、および詳細が説明される。しかしながら、本発明を記載の特定の実施形態に限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。むしろ、本発明の思想および範囲内に包含されるすべての改良、均等物、および代替物を含むことを意図する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
輝度向上フィルムは、一般に、照明デバイスの軸上輝度（本願明細書において、「輝度」として称される）を向上させる。輝度向上フィルムは、透光性、微細構造化フィルムであることができる。微細構造化トポグラフィは、反射および屈折を介して光を再指向させるためにフィルムを用いることができるような、フィルム表面上の複数のプリズムであることができる。ラップトップコンピュータ、時計等において見出されるものなどの光学ディスプレイにおいて用いられる場合、微細構造化光学フィルムは、ディスプレイから漏れる光を、光学ディスプレイを通る法線軸から所望の角度で配置された一対の面内に制限することにより、光学ディスプレイの輝度を増加させることができる。その結果、許容可能な範囲外にディスプレイから出射しようとする光はディスプレイ中に反射して戻されて、その一部分が「再利用」されることができ、および微細構造化フィルムに、ディスプレイから脱することが許容される角度で戻される。ディスプレイに所望のレベルの輝度を提供するに必要な消費電力を低減させることができるため、再利用は有用である。
【００１０】
再帰反射フィルムは、一般に、シーティングのその主面に直角な軸周りでの回転配向にかかわらず、入射光の顕著な割合を比較的高い照射角で反射可能である。キューブコーナー再帰反射フィルムは、典型的には、実質的に平面のベース表面およびベース表面と逆側の、複数のキューブコーナーエレメントを含む構造化表面を有するボディ部分を含むことができる。各キューブコーナーエレメントは、典型的には単一の基準点、または頂点で交差する、３つの相互に実質的に直角な光学面を含むことができる。キューブコーナーエレメントのベースは、キューブコーナーエレメントに光が透過するアパーチャとして機能する。使用においては、米国特許第５，８９８，５２３号明細書に記載のとおり、シーティングのベース表面への入射光は、シーティングのベース表面で屈折され、シーティングに配置されたキューブコーナーエレメントのそれぞれのベースを透過し、３つの直角なキューブコーナー光学面の各々から反射され、および光源に向かって再指向される。
【００１１】
以下の定義した用語について、異なる定義が特許請求の範囲または本明細書中の他の箇所においてなされていないかぎりにおいては、これらの定義が適用されるべきである。
【００１２】
用語「ポリマー」は、ポリマー、コポリマー（例えば、２つ以上の異なるモノマーを用いて形成されるポリマー）、オリゴマーおよびこれらの組み合わせ、ならびに、例えば、共押出しまたはエステル交換を含む反応によって相溶性のブレンド中において形成されることができるポリマー、オリゴマー、またはコポリマーを包含すると理解されるであろう。他に記載のない限り、ブロックおよびランダムコポリマーの両方が包含される。
【００１３】
用語「屈折率」は、本願明細書において、自由空間における電磁放射線の速度対その材料中における放射線の速度の比として理解される、材料の絶対屈折率として定義される。この屈折率は、公知の方法を用いて計測することができ、および一般に、可視光領域においてアッベ屈折率計を用いて計測される。
【００１４】
用語「コロイド状」は、本願明細書において、直径約１００ｎｍ未満の粒子（一次粒子または結合された一次粒子）を意味すると定義される。
【００１５】
用語「結合された粒子」は、本願明細書において用いられるところ、凝集されたおよび／または凝塊された２つ以上の一次粒子のグルーピングを指す。
【００１６】
用語「凝集」は、本願明細書において用いられるところ、化学的に互いに結合され得る、一次粒子間の強固な結合の記述である。凝集のより小さい粒子への断裂の実現は困難である。
【００１７】
用語「凝集」は、本願明細書において用いられるところ、電荷または極性によって一緒に保持され得およびより小さい構成要素に分解されることができる、一次粒子の弱い結合の記述である。
【００１８】
用語「一次粒径」は、本願明細書において、結合されていない単一の粒子のサイズとして定義される。
【００１９】
用語「ゾル」は、本願明細書において、コロイド状粒子の液相中の分散体または懸濁体として定義される。
【００２０】
用語「表面変性コロイド状ナノ粒子」はナノ粒子であって、ナノ粒子が安定分散体を提供するよう各々が変性された表面を備えるものを称する。
【００２１】
用語「安定分散体」は、本願明細書において、約２４時間などの一定の時間、周囲条件下（例えば室温（約２０〜２２℃）、大気圧、および極度な電磁力が存在しない）で静置された後も、コロイド状ナノ粒子が凝塊しない分散体として定義される。
【００２２】
用語「ゲイン」は、本願明細書において、ディスプレイの輝度の、輝度向上フィルムによる向上の尺度として定義され、およびこれは、光学材料の特性であり、および輝度向上フィルムの幾何学的形状の特性でもある。典型的には、視角は、ゲインが高くなるにつれて減少する。向上したゲインは、バックライト式ディスプレイの輝度の効果的な向上を提供するため、高いゲインが輝度向上フィルムについて望ましい。
【００２３】
用語「微細構造体」は、本願明細書において、米国特許第４，５７６，８５０号明細書において定義され、および説明されているとおり用いられる。従って、これは、微細構造体を有する物品の予め定められた所望の利用目的または機能を記述する、または特徴づける表面の構成を意味する。前記物品の表面における突起およびインデントなどの非連続性は、プロファイルにおいて、中心線より上の表面プロファイルによって包含される面積の和が、この線より下の面積の和と等しくなるよう、微細構造体を通って描かれる平均中心線からそれることとなり、前記線は、事実上物品の公称表面（微細構造体を備える）と平行である。前記偏差の高さは、表面の代表的な特徴な長さ、例えば、１〜３０ｃｍを介して、典型的には、光学または電子顕微鏡で計測されて約＋／−０．００５〜＋／−７５０ミクロンであろう。前記平均中心線は、紋様、凹状、凸状、非球面状またはこれらの組み合わせであることができる。前記偏差が低度、例えば、＋／−０．００５〜＋／−０．１または、好ましくは、〜＋／−０．０５ミクロンであり、および前記偏差が稀でありまたは発現最小である、すなわち、表面がいずれの顕著な非連続性を有さず、微細構造体−具備表面が事実上「平ら」または「滑らか」な表面である物品は、例えば、精密光学エレメントまたは眼用レンズなどの精密な光学界面を有するエレメントとして有用である。前記偏差が低度でありおよび頻繁に発現する物品は、反射防止微細構造体を有するものを含む。前記偏差が高度、例えば、＋／−０．１〜＋／−７５０ミクロンであり、およびこれが同一のまたは異なる、およびランダムまたは秩序だった様式で離間または隣接する複数の実用的な非連続性を含む微細構造体に起因すると考えられる物品は、再帰反射キューブコーナーシーティング、リニアフレネルレンズ、ビデオディスクおよびライトマネジメントフィルムなどの物品である。微細構造体−具備表面は、前記低度および高度の実用的な非連続性の両方を含有することが可能である。微細構造体−具備表面は、その量またはタイプが、予め定められた所望の前記物品の利用に著しく干渉しないまたは悪影響を及ぼさない限り、異質なまたは非実用的な非連続性を含有し得る。硬化時の収縮性がこのような異質な非連続性の干渉をもたらさない特定のオリゴマー系組成物であって、例えば、２〜６％でのみ収縮する組成物を選択することが必要または所望であり得る。
【００２４】
端点による数値範囲の引用は、その範囲に包含されるすべての数字を含む（例えば１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を含む）。
【００２５】
本明細書および添付の特許請求の範囲において用いられるところ、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、内容が明確に表す場合以外は、複数形の対象を含む。従って、例えば、「化合物（ａ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」を含有する組成物への言及は、２つ以上の化合物の混合物を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲において用いられるところ、用語「または」は、内容が明確に表す場合以外は、一般に、「および／または」を含む意味で用いられる。
【００２６】
他に示されていない限りにおいて、明細書および特許請求の範囲において用いられる、成分の量を表す、特性の計測値およびその他を表すすべての数字は、すべての場合に、用語「約」によって変更されるとして理解されるべきである。
【００２７】
ここに、微細構造化物品が記載されている。微細構造化層の微細構造体は、少なくとも１種の（メタ）アクリレートオリゴマーおよび少なくとも１種の（メタ）アクリルモノマーを主構成要素として有する有機相を含む重合性組成物の反応生成物から形成される。重合性組成物は、任意により、さらに無機ナノ粒子を含み得る。重合性組成物は、好ましくは、実質的に溶剤フリー放射線硬化性であり、任意により無機充填された、有機複合体である。有機相は、典型的には、いくつかの最終用途については少なくとも１．５０の屈折率、および他の最終用途については少なくとも１．５６の屈折率を有する。可視光スペクトルにおける高透過率はまた典型的には好ましい。重合性組成物の有機相は、約５０℃未満の融点を有することができる。有機相は、室温で液体であることが好ましい。
【００２８】
有機相は、比較的低ガラス転移温度（Ｔｇ）を有する硬化材料へ重合可能であることが好ましい。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）、変形ＤＳＣ、または動的機械分析（ＤＭＡ）などの技術分野において公知である方法によって計測することができる。本願明細書において用いられるところ、Ｔｇは、ＪＩＳ Ｋ７２４４〜１に明記されている周波数１ＨｚＤＭＡによって計測した（ＩＳＯ ６７２１〜１：１９９４年、プラスチック−動的機械特性の測定、パート１：一般的なプリンシパルと同等）。供給業者によって報告されたＴｇおよび伸度値は、典型的には、利用される試験法に応じてある程度異なることが認められる。重合性組成物は、従来のフリーラジカル重合方法などの公知の方法によって重合されることができる。硬化有機相（すなわち無機ナノ粒子を含まない）のＴｇは、典型的には、３５℃未満、３０℃未満、２５℃未満、２０℃未満、１５℃未満、１０℃未満、５℃未満または０℃未満である。硬化有機相のＴｇは、典型的には、少なくとも約−６０℃である。重合性有機相は、重合されて「軟質」の樹脂を形成することができる。用語「軟質樹脂」とは、ＡＳＴＭ Ｄ−８８２〜９１の手順で評価されたときに、得られるポリマーが少なくとも５０％の破断伸びを示すことができることを意味する。軟質樹脂ポリマーはまた、ＡＳＴＭ Ｄ−８８２〜９１の手順で評価されたときに、１００ｋｐｓｉ（６．８９×１０8パスカル）未満の引張り弾性率を示すことができる。
【００２９】
いくつかの実施形態において、ナノ粒子を含む重合性組成物は、４５℃を超えるガラス転移温度を有する硬化材料に重合される。ナノ粒子を含む重合性組成物は、有機相単独より硬い樹脂であることができる。用語「硬質樹脂」とは、ＡＳＴＭ Ｄ−８８２〜９１の手順で評価されたときに、得られる重合組成物が５０％未満、４０％未満、３０％未満、２０％未満、１０％未満、または５パーセント未満の破断伸びを示すことができることを意味する。硬質重合樹脂はまた、ＡＳＴＭ Ｄ−８８２〜９１の手順で評価されたときに、１００ｋｐｓｉ（６．８９×１０8パスカル）を超える引張り弾性率を示すことができる。
【００３０】
重合性組成物は、少なくとも二官能性である少なくとも１種の（メタ）アクリレートモノマーまたはオリゴマーと、少なくとも１種の（メタ）アクリレート単官能性モノマー希釈剤とを組み合わせたブレンド含む。少なくとも１つの成分のホモポリマーは、前述のとおり、重合有機相が３５℃未満のＴｇを有するために、３５℃未満のＴｇを有する。いくつかの実施形態において、二官能性モノマーまたはオリゴマーは３５℃未満のＴｇを有する一方、希釈剤のホモポリマーのＴｇは３５℃を超えていてもよい。他の実施形態において、（メタ）アクリレート単官能性モノマー希釈剤は３５℃未満のＴｇを有する一方、二官能性モノマーまたはオリゴマーのホモポリマーのＴｇは３５℃を超えている。さらに他の実施形態において、有機相は、各々３５℃未満のＴｇを有する二官能性モノマーまたはオリゴマーおよび単官能性希釈剤の両方を含む。
【００３１】
いくつかの実施形態において、（メタ）アクリルモノマーおよび（メタ）アクリレートオリゴマーは、それぞれ、約−８０℃〜約０℃ガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、これは、それらのホモポリマーはこのようなガラス転移温度を有することを意味する。約−８０℃〜約０℃のガラス転移温度を有し、および微細構造化層の形成に好適である（メタ）アクリルモノマーの例としては、例えばポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、アクリル酸エステル等が挙げられる。約−８０℃〜約０℃のガラス転移温度を有し、および微細構造化層の形成に好適な（メタ）アクリルオリゴマーとしては、例えばウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエーテルアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー等が挙げられる。
【００３２】
種々のウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーが、コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から商品名「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６０００シリーズ」で市販されている。一つの例証的なウレタンアクリレート（３２℃のＴｇおよび４０％の伸度を有するとコグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）によって報告されている）が、コグニスコーポレーション（Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から、商品名「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２１０」で市販されている。他の例証的なウレタンアクリレート（−３３℃のＴｇおよび２３８％の伸度を有するとサルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）によって報告されている）が、ペンシルバニア州エクストンのサルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏ．，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から、商品名「ＣＮ９６６Ｊ７５」で市販されている。他の（例えば脂肪族）ウレタンジアクリレートが、コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から、商品名「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６０１０」（６０℃で５，９００ｍＰａ．ｓの粘度、４５％の伸度および−７℃のＴｇを有すると報告されている）；「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２１７」および「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２３０」（共に、コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）によって、６０℃で３，５００ｍＰａ．ｓの粘度、それぞれ２７％および６９％の伸度、およびそれぞれ３５℃および２℃のＴｇを有すると報告されている）；「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６８９１」（コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）によって、６０℃で８，０００ｍＰａ．ｓの粘度、６０％の伸度および２８℃のＴｇを有すると報告されている）；および「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６８９３〜２０Ｒ」（６０℃の２，５００ｍＰａ．ｓの粘度、４２％の伸度、および４１℃のＴｇを有すると報告されている）で市販されている。他のウレタンジアクリレートは、サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）ならびにＵＣＢから市販されている。
【００３３】
ビスフェノール−Ａエトキシル化ジアクリレートモノマーは、サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から、商品名「ＳＲ６０２」（２０℃で６１０ｃｐｓの粘度および２℃のＴｇを有すると報告されている）で市販されている。
【００３４】
コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）によって−２０℃のＴｇおよび１０％の伸度を有すると報告されている四官能性ポリエステルアクリレートオリゴマーは、商品名「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）５４３０」で市販されている。
【００３５】
ＵＣＢケミカルズ（ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）によってそれぞれ８℃、−１６℃、および１１℃のＴｇを有すると報告されているエポキシアクリレートは、ＵＣＢケミカルズ（ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、それぞれ、商品名「エベクリル（ＥＢＥＣＲＹＬ）３２０１」、「エベクリル（ＥＢＥＣＲＹＬ）３２１１」、および「エベクリル（ＥＢＥＣＲＹＬ）３２１３」で市販されている。
【００３６】
ＵＣＢケミカルズ（ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）によって−９℃のＴｇを有すると報告されているアクリルアクリレートは、ＵＣＢケミカルズ（ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「１７０１−ＴＰ２０」で市販されている。
【００３７】
（メタ）アクリルモノマーは、好ましくは、（メタ）アクリレートなどのモノ−エチレン不飽和モノマー、または単量体Ｎ−置換あるいはＮ，Ｎ−二置換（メタ）アクリルアミド、特にアクリルアミドである。これらとしては、Ｎ−アルキルアクリルアミドおよびＮ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミドが挙げられ、特にＣ1~4アルキル基を含有するものが挙げられる。例は、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−ｔ−ブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドンおよびＮ−ビニルカプロラクタムである。
【００３８】
好ましい単官能性（メタ）アクリルモノマーは、１．５０を超える（例えば１．５５を超える）屈折率を有することができる。このようなモノマーは、ハロゲン化物または非ハロゲン化物（例えば非臭素化）であることができる。好適なモノマーは、典型的には、４５０ｇ／ｍｏｌｅ以下の数平均分子量を有する。
【００３９】
好適な単官能性（メタ）アクリルモノマーとしては、例えばフェノキシエチル（メタ）アクリレート；フェノキシ−２−メチルエチル（メタ）アクリレート；フェノキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート；ベンジル（メタ）アクリレート、４−（１−メチル−１−フェネチル）フェノキシエチル（メタ）アクリレート；フェニルチオエチルアクリレート；２−ナフチルチオエチルアクリレート；１−ナフチルチオエチルアクリレート；２，４，６−トリブロモフェノキシエチルアクリレート；２，４−ジブロモフェノキシエチルアクリレート；２−ブロモフェノキシエチルアクリレート；１−ナフチルオキシエチルアクリレート；２−ナフチルオキシエチルアクリレート；フェノキシ２−メチルエチルアクリレート；フェノキシエトキシエチルアクリレート；３−フェノキシ−２−ヒドロキシプロピルアクリレート；２−フェニルフェノキシエチルアクリレート；４−フェニルフェノキシエチルアクリレート；２，４−ジブロモ−６−セック−ブチルフェニルアクリレート；２，４−ジブロモ−６−イソプロピルフェニルアクリレート；ベンジルアクリレート；フェニルアクリレート；２，４，６−トリブロモフェニルアクリレートが挙げられる。ペンタブロモベンジルアクリレートおよびペンタブロモフェニルアクリレートなどの他の高屈折率モノマーもまた用いることができる。
【００４０】
フェノキシエチルアクリレートは、２つ以上の供給業者から市販されており、サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から、商品名「ＳＲ３３９」で；エターナルケミカル（Ｅｔｅｒｎａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．）から、商品名「エテルマー（Ｅｔｅｒｍｅｒ）２１０」で；および東亜合成株式会社から、商品名「ＴＯ−１１６６」で市販されている。ベンジルアクリレートは、マサチューセッツ州ワードヒルのアルファイーザー（ＡｌｆａＡｅｓｅｒ Ｃｏｒｐ，Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から市販されている。一つの例証的な高指数任意選択のモノマーは、第一工業製薬（日本国京都）から、商品名「ＢＲ−３１」で市販されている、２，４，６−トリブロモフェノキシエチル（メタ）アクリレートである。
【００４１】
上述のアクリルモノマーおよび（例えばウレタン）（メタ）アクリレートオリゴマーは、種々の組み合わせで用い得る。（例えばウレタン）（メタ）アクリレートオリゴマーの有機相中の量は広い範囲であることができ、有機相の約１０〜約９０ｗｔ％、および典型的には約２０〜約８０ｗｔ％の範囲であることが好ましい。
【００４２】
本発明の重合性組成物は、任意により、少なくとも１種の架橋剤を含むことができる。架橋剤は、少なくとも２つのおよび好ましくは少なくとも３つの（メタ）アクリレート官能基を含む。好適な架橋剤としては、例えばヘキサンジオールアクリレート（ＨＤＤＡ）、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタクリレート）、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシレートトリ（メタ）アクリレート、グリセリルトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールプロポキシレートトリ（メタ）アクリレート、およびジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレートが挙げられる。架橋剤のいずれか一つまたは組み合わせが用いられ得る。
【００４３】
架橋剤は、重合性組成物中に、少なくとも約２ｗｔ％の量で存在し得る。典型的には、架橋剤の量は、約２５ｗｔ％以下である。架橋剤は、約５ｗｔ％および約１５ｗｔ％の範囲のいずれかの量で存在し得る。
【００４４】
好ましい架橋剤としては、ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、およびこれらの混合物が挙げられる。ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）およびジペンタエリスリトールペンタアクリレートは、ペンシルバニア州エクストンのサルトマーカンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から、商品名それぞれ「ＳＲ４４４」および「ＳＲ３９９ＬＶ」で；日本国大阪の大阪有機化学工業株式会社から、商品名「ビスコート（Ｖｉｓｃｏａｔ）３００番」で；日本国東京の東亜合成株式会社から、商品名「アロニクス（Ａｒｏｎｉｘ）Ｍ−３０５」；および台湾国高雄のエターナルケミカル（Ｅｔｅｒｎａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋａｏｈｓｉｕｎｇ，Ｔａｉｗａｎ）から、商品名「エテルマー（Ｅｔｅｒｍｅｒ）２３５」で市販されている。トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）およびジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（ジ−ＴＭＰＴＡ）は、サルトマーカンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）から、商品名「ＳＲ３５１」および「ＳＲ３５５」で市販されている。ＴＭＰＴＡはまた、東亜合成株式会社から商品名「アロニクス（Ａｒｏｎｉｘ）Ｍ−３０９」で入手可能である。さらに、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレートおよびエトキシル化ペンタエリスリトールトリアクリレートは、サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｍｅｒ）から、それぞれ、商品名「ＳＲ４５４」および「ＳＲ４９４」で市販されている。
【００４５】
ＵＶ硬化性重合性組成物は、少なくとも１種の光開始剤を含む。単一の光開始剤またはそれらのブレンドを、本発明の輝度向上フィルム中に用い得る。普通、光開始剤は、少なくとも部分的に可溶であり（例えば樹脂の処理温度で）および重合後においても実質的に無色である。光開始剤は、有色（例えば黄色）であり得るが、ただし、光開始剤は、ＵＶ光源への露出後は実質的に無色である。
【００４６】
好適な光開始剤としては、モノアシルホスフィンオキシドおよびビスアシルホスフィンオキシドが挙げられる。市販されているモノまたはビスアシルホスフィンオキシド光開始剤としては、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ（ノースカロライナ州シャルロット（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ））から、商品名「ルシリン（Ｌｕｃｉｒｉｎ）ＴＰＯ」で市販されている）；エチル−２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィネート（これもＢＡＳＦから、商品名「ルシリン（Ｌｕｃｉｒｉｎ）ＴＰＯ−Ｌ」で市販されている）；およびビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）８１９」で市販されている）が挙げられる。他の好適な光開始剤としては、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３」で市販されている）ならびに、他の光開始剤（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）４２６５」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８００」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）３６９」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１７００」、および「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）９０７」で市販されている）が挙げられる。
【００４７】
光開始剤は、約０．１〜約１０重量パーセントの濃度で用いることができる。より好ましくは、光開始剤は、約０．５〜約５ｗｔ％濃度で用いられる。５ｗｔ％を超える場合は、一般に、輝度向上フィルムの黄色への変色を生じさせる傾向にある点で不利である。他の複数の光開始剤および一つの光開始剤もまた、技術分野における当業者によって判断され得るとおり、好適に用いられ得る。
【００４８】
フッ素系界面活性剤およびシリコーンベースの界面活性剤などの界面活性剤が、表面張力を低減し、濡れ性を向上し、より滑らかなコーティングを許容し、およびコーティングのより少ない欠陥を許容する等のために、任意により、重合性組成物中に含まれることができる。
【００４９】
種々の粘度（ブルックフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）粘度計を用いることにより計測される；いわゆる「Ｂ粘度」）のＵＶ−硬化性重合性組成物を用いることができる。しかしながら、粘度は、好ましくは、室温（約２２℃）で約１０〜約３５，０００ｃｐｓの範囲であり、およびさらに好ましくは、約５０〜約１０，０００ｃｐｓの範囲である。
【００５０】
いくつかの実施形態において、輝度向上フィルムおよび重合性組成物は、好ましくは表面変性された、複数の（例えばコロイド状）無機ナノ粒子を含む。無機ナノ粒子の包含により耐久性を向上させることができる。好ましくは、重合微細構造化表面は、２００５年７月１４日公開の米国特許出願公開第２００５／０１５１１１９−Ａ１号明細書および２００４年９月１０日出願の米国特許出願第１０／９３８００６号明細書に記載の試験法に準拠して測定した、１．０〜１．１５、または１．０〜１．１２、または１．０〜１．１０、または１．０〜１．０５の範囲内の引掻コントラスト比値を有する。丸められたプリズム頂点の場合には、引掻コントラスト比値は、１．０〜１．６５、または１．０〜１．４、または１．０〜１．１０の範囲であることができる。
【００５１】
（例えば表面変性コロイド状）ナノ粒子は、１ｎｍを超え、および１００ｎｍ未満の一次粒径を有する酸化粒子であることができる。全体を通して用いるところ、粒径とは平均粒径を指す。これらのサイズ計測値は、透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）に基づいていることができる。ナノ粒子としては、例えば、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモン、シリカ、ジルコニア、チタニア、これらの混合物、またはこれらの混合酸化物などの金属酸化物を挙げることができる。表面変性コロイド状ナノ粒子は、実質的に完全に凝集していることができる。表面変性されたナノ粒子は、好ましくは非結合である。
【００５２】
シリカナノ粒子は、５〜１００ｎｍまたは１０〜３０の粒径を有することができる。シリカナノ粒子は、重合性組成物の１０〜６０ｗｔ％、または１０〜４０ｗｔ％の量で輝度向上フィルム中に存在することができる。本発明の材料に用いられるシリカは、イリノイ州ネイパービルのナルコケミカル社（Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ）から、製品１０４０、１０４２、１０５０、１０６０、２３２７および２３２９などの、商品名「ナルココロイダルシリカ（Ｎａｌｃｏ Ｃｏｌｌｏｄｉａｌ Ｓｉｌｉｃａｓ）」で市販されている。好適なヒュームドシリカとしては、例えば、独国ハナウのデグッサ（ＤｅＧｕｓｓａ ＡＧ（Ｈａｎａｕ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から、商品名、「エアロシル（Ａｅｒｏｓｉｌ）シリーズＯＸ−５０」、ならびに製品番号−１３０、−１５０、および−２００で市販されている製品が挙げられる。ヒュームドシリカはまた、イリノイ州タスコーラのキャボット社（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．，Ｔｕｓｃｏｌａ，ＩＬ）から、商品名ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ２０９５」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ Ａ１０５」、および「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ Ｍ５」で市販されている。
【００５３】
ジルコニアナノ粒子は、５〜５０ｎｍ、または５〜２５ｎｍの粒径を有することができる。ジルコニアナノ粒子は、重合性組成物の１０〜７０ｗｔ％、または３０〜６０ｗｔ％の量で輝度向上フィルム中に存在することができる。本発明の組成物および物品中に用いられるジルコニアは、ナルコケミカル社（Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から、商品名「ナルコ（Ｎａｌｃｏ）ＯＯＳＳＯＯ８」で入手可能である。
【００５４】
ジルコニア粒子は、２００４年１２月３０日出願の米国特許出願第１１／０２７４２６号明細書に記載のとおり、熱水テクノロジーを用いて調製されることができる。より具体的には、ジルコニウム塩を含有する第１の原材料が第１の熱水処理に処されてジルコニウム含有中間体および副生物が形成される。第２の原材料が、第１の熱水処理中に形成された副生物の少なくとも一部を除去することにより調製される。第２の原材料が、次いで第２の熱水処理に処されて、ジルコニア粒子を含有するジルコニアゾルが形成される。第１の原材料は、ジルコニウム塩を含有する水性前駆体溶液を形成することによって調製される。ジルコニウム塩のアニオンが、ジルコニアゾル調製用のプロセスにおける続くステップ中において除去することができるよう、通常は選択される。さらに、アニオンは、不蝕性とし、熱水反応器などの処理機器のために選択された材料のタイプにおいて、より高い柔軟性を許容するため、多くの場合に選択される。
【００５５】
チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化錫、および／または混合金属酸化物ナノ粒子は、５〜５０ｎｍ、または５〜１５ｎｍ、または１０ｎｍの粒径または結合された粒径を有することができる。チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化錫、および／または混合金属酸化物ナノ粒子は、１０〜７０ｗｔ％、または３０〜６０ｗｔ％の量で輝度向上フィルム中に存在することができる。本発明の材料において用いられる混合金属酸化物は、日本国川崎の触媒化成工業株式会社から、商品名「オプトレイク（Ｏｐｔｏｌａｋｅ）３」で市販されている。
【００５６】
ナノ粒径粒子の表面処理は、ポリマー樹脂中の安定分散体を提供することができる。好ましくは、表面処理は、ナノ粒子が重合性樹脂中に良好に分散されることとなるよう粒子を安定化させ、および実質的に均質な組成物をもたらす。しかも、ナノ粒子は、安定化粒子が硬化中に重合性樹脂と共重合することができまたは反応することができるよう、表面処理剤で、その表面の少なくとも一部分にわたって変性されることができる。
【００５７】
ナノ粒子は、好ましくは表面処理剤で処理される。普通、表面処理剤は、粒子表面に連結する（共有結合的に、イオン結合的にまたは強固な物理吸着を介して）第１の端部および粒子の樹脂との親和性を付与する、および／または硬化中に樹脂と反応する第２の端部を有する。表面処理剤の例としては、アルコール、アミン、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸、シランおよびチタン酸塩が挙げられる。好ましいタイプの処理剤が、金属酸化物表面の化学的性質によって部分的に判定される。シランがシリカについて好ましく、および他が珪質充填材について好ましい。シランおよびカルボン酸が、ジルコニアなどの金属酸化物について好ましい。表面変性は、混合に引き続いてモノマーと共に、または混合後の一方で行われることができる。シランの場合には、樹脂中に組み込む前にシランを粒子またはナノ粒子表面と反応させることが好ましい。表面変性剤の必要な量は、粒径、粒子タイプ、変性剤の分子量、および変性剤タイプなどの数々の要因に依存する。普通、およそ変性剤の単一層が粒子の表面に連結されることが好ましい。要求される連結手順または反応条件もまた、用いられる表面変性剤に依存する。シランについては、高い温度で、酸性下または塩基性下に、およそ１〜２４時間表面処理することが好ましい。カルボン酸などの表面処理剤は、高い温度または長時間を必要としない。
【００５８】
表面処理剤の代表的な実施形態としては、例えば、イソオクチルトリメトキシ−シラン、Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）メトキシエトキシエトキシエチルカルバメート（ＰＥＧ３ＴＥＳ）、Ｎ−（３−トリエトキシシリルプロピル）メトキシエトキシエトキシエチルカルバメート（ＰＥＧ２ＴＥＳ）、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、３−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルトリエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルメチルジメトキシシラン、３−（アクリロイルオキシプロピル）メチルジメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルジメチルエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルジメチルエトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、Ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリ−ｔ−ブトキシシラン、ビニルトリス−イソブトキシシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、スチリルエチルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、ステアリン酸、ドデカン酸、２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］酢酸（ＭＥＥＡＡ）、β−カルボキシエチルアクリレート、２−（２−メトキシエトキシ）酢酸、メトキシフェニル酢酸、およびこれらの混合物などの化合物が挙げられる。さらに、ウエストバージニア州クロンプトンサウスチャールストンのＯＳＩスペシャリティーズ（ＯＳＩ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｃｒｏｍｐｔｏｎ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から、商品名「シルクエスト（Ｓｉｌｑｕｅｓｔ）Ａ１２３０」で市販されている商標登録されたシラン表面変性剤が、特に好適であることが見出されている。
【００５９】
コロイド状分散体中の粒子の表面変性は、多様な方法で達成されることができる。プロセスは、無機分散体と表面変性剤との混合物を含む。任意により、この時点で、例えば、１−メトキシ−２−プロパノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよび１−メチル−２−ピロリジノンなどの共溶剤を添加することができる。共溶剤は、表面変性剤ならびに表面変性粒子の溶解度を高めることができる。無機ゾルおよび表面変性剤を含む混合物は、続いて、室温または高い温度で、混合しながらまたは混合せずに反応される。一つの方法において、混合物は、約摂氏８５度で約２４時間反応されることができ、表面変性ゾルがもたらされる。金属酸化物が表面変性される他の方法において、金属酸化物の表面処理は、酸性分子の粒子表面への吸着を含むことができることが好ましい。重金属酸化物の表面変性は好ましくは室温で行われる。
【００６０】
ＺｒＯ2のシランでの表面変性は、酸性条件または塩基性条件下で達成されることができる。一つの場合において、シランは、酸性条件下で好適な時間の間加熱される。この時間では、分散体は水性アンモニア（または他の塩基）と組み合わされる。この方法は、酸対イオンのＺｒＯ2表面からの除去を許容し、ならびにシランとの反応を許容する。一つの方法において、粒子は分散体から沈殿されて、液相から分離される。
【００６１】
表面変性剤の組み合わせは有用であることができ、ここで、少なくとも１種の剤が硬化性樹脂と共重合性である官能基を有する。例えば、重合基は、開環重合に処される、エチレン不飽和または環状官能基であることができる。エチレン不飽和重合基は、例えば、アクリレートまたはメタクリレート、またはビニル基であることができる。開環重合に処される環状官能基は、一般に、酸素、硫黄または窒素、および好ましくはエポキシドなどの酸素含有３員環などのヘテロ原子を含有する。
【００６２】
表面変性粒子は、次いで、硬化性樹脂に、種々の方法で組み込まれることができる。好ましい態様においては、溶剤交換手法が用いられ、これにより、樹脂が表面変性ゾルに付加され、蒸発による水および共溶剤（用いられた場合）の除去が続き、従って、重合性樹脂中に分散された粒子が得られる。蒸発ステップは、例えば、蒸留、回転蒸発またはオーブン乾燥で達成されることができる。
【００６３】
他の態様においては、表面変性粒子は、水不混和性の溶剤中に抽出されることができ、所望の場合には、溶剤交換が続く。
【００６４】
代わりに、表面変性ナノ粒子を重合性樹脂に組み込むための他の方法は、変性粒子の粉末への乾燥、これに続く、その中に粒子が分散された樹脂材料の添加を含む。この方法における乾燥ステップは、例えば、オーブン乾燥または噴霧乾燥などのシステムについて好適である従来の手段によって達成されることができる。
【００６５】
本願明細書において記載の重合性組成物はまた、技術分野において公知のとおり、１つまたは複数の他の有用な添加剤を含有することができ、特に限定されないが、界面活性剤、顔料、充填材、重合抑制剤、酸化防止剤、帯電防止剤、および他の可能な成分が挙げられる。
【００６６】
好適な重合方法としては、技術分野において公知であるとおり、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合、およびバルク重合が挙げられる。好適な方法は、ラジカル開始剤の存在下での加熱、ならびに、光開始剤の存在下での紫外または可視光などの電磁放射線での照射を含む。抑制剤が、重合性組成物の合成において、合成、輸送および保管中の樹脂の早期重合を抑止するために頻繁に用いられる。好適な抑制剤としては、５０〜１０００ｐｐｍのレベルでのハイドロキノン、４−メトキシフェノール、およびヒンダードアミン窒素酸化物抑制剤が挙げられる。抑制剤の他の種類および／または量が、当業者に公知であるとおり、用いられ得る。
【００６７】
放射線（例えばＵＶ）硬化性組成物は、少なくとも１種の光開始剤を含む。単一の光開始剤またはそのブレンドが本発明の輝度向上フィルムにおいて用いられ得る。普通、光開始剤は、少なくとも部分的に可溶であり（例えば樹脂の処理温度で）および重合後においても実質的に無色である。光開始剤は、有色（例えば黄色）であり得るが、ただし、光開始剤は、ＵＶ光源への露出後は実質的に無色である。
【００６８】
好適な光開始剤としては、モノアシルホスフィンオキシドおよびビスアシルホスフィンオキシドが挙げられる。市販されているモノまたはビスアシルホスフィンオキシド光開始剤としては、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ（ノースカロライナ州シャルロット（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ））から、商品名「ルシリン（Ｌｕｃｉｒｉｎ）ＴＰＯ」で市販されている）；エチル−２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィネート（これもＢＡＳＦから、商品名「ルシリン（Ｌｕｃｉｒｉｎ）ＴＰＯ−Ｌ」で市販されている）；およびビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）８１９」で市販されている）が挙げられる。他の好適な光開始剤としては、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３」で市販されている）ならびに、他の光開始剤（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から、商品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）４２６５」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８００」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）３６９」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１７００」、および「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）９０７」で市販されている）が挙げられる。
【００６９】
光開始剤は、約０．１〜約１０重量パーセントの濃度で用いることができる。より好ましくは、光開始剤は、約０．５〜約５ｗｔ％濃度で用いられる。５ｗｔ％を超える場合は、一般に、輝度向上フィルムの黄色への変色を生じさせる傾向にある点で不利である。他の複数の光開始剤および一つの光開始剤もまた、技術分野における当業者によって判断され得るとおり、好適に用いられ得る。
【００７０】
フッ素系界面活性剤およびシリコーンベースの界面活性剤などの界面活性剤が、表面張力を低減し、濡れ性を向上し、より滑らかなコーティングを許容し、およびコーティングのより少ない欠陥を許容する等のために、任意により、重合性組成物中に含まれることができる。
【００７１】
光学層は、直接的にベース層に接触することができ、または光学的にベース層に対して位置あわせされることができ、および光学層が光の流れを指向しまたは集光することを許容するサイズ、形状および厚さであることができる。光学層は、図に記載しおよび示されたものなどの多数の有用なパターンのいずれかを有することができる、構造化または微細構造化表面を有することができる。微細構造化表面は、フィルムの長さまたは幅に沿って延びる複数の平行な長手方向の稜であることができる。これらの稜は、複数のプリズム頂点から形成されることができる。これらの頂点は、鋭角、丸められたまたは平坦化されたまたは平頭であることができる。例えば、稜は、４〜７マイクロメートルの範囲の半径に丸められていることができる。
【００７２】
これらとしては、規則的なまたは不規則なプリズム状パターンが挙げられ、環状プリズム状パターン、キューブコーナーパターンまたはいずれかの他のレンズ状微細構造体であることができる。有用な微細構造体は、輝度向上フィルムとしての使用のための全反射フィルムとして作用することができる規則的なプリズム状パターンである。他の有用な微細構造体は、反射フィルムとして用いられるための再帰反射性フィルムまたはエレメントとして作用することができるコーナーキューブプリズム状パターンである。他の有用な微細構造体は、光学ディスプレイにおいて用いられるための光学エレメントとして作用することができるプリズム状パターンである。他の有用な微細構造体は、光学ディスプレイにおいて用いられるための、光方向変換フィルムまたはエレメントとして作用することができるプリズム状パターンである。
【００７３】
ベース層は、光学製品において用いられるために好適な性質および組成のものであることができ、すなわち光の流れを制御するために設計された製品である。材料が十分に光学的に清透であると共に、光学製品に組み入れられるために、または特定の光学製品中に用いられるために構造的に十分に強い限りにおいて、殆どいずれの材料もベース材料として用いられることができる。ベース材料は、光学製品の性能が時間の経過と共に劣化されないよう、温度および老化に対して十分に耐性を有するよう選択されることができる。
【００７４】
いずれかの光学製品用のベース材料の特定の化学組成および厚さは、構成される特定の光学製品の要求に依存することができる。すなわち、とりわけ、強度、透明性、耐熱性、表面エネルギー、光学層に対する粘着性に対する要求を平衡化する。
【００７５】
有用なベース材料としては、例えば、スチレン−アクリロニトリル、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、セルローストリアセテート、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、コポリマーまたはナフタレンジカルボン酸ベースのブレンド、ポリシクロ−オレフィン、ポリイミド、およびガラスが挙げられる。任意により、ベース材料は、混合物またはこれらの材料の組み合わせを含有することができる。実施形態において、ベースは多層であり得、または、連続相中に懸濁、または分散された分散相を含有し得る。
【００７６】
例えば輝度向上フィルムなどの微細構造体具備製品などのいくつかの光学製品について、好ましいベース材料の例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリカーボネートが挙げられる。有用なＰＥＴフィルムの例としては、デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌ）のデュポンフィルム（ＤｕＰｏｎｔ Ｆｉｌｍｓ）から入手可能である、光グレードポリエチレンテレフタレートおよびメリネックス（ＭＥＬＩＮＥＸ）（登録商標）ＰＥＴが挙げられる。
【００７７】
いくつかのベース材料は、光学的に活性であることができ、および偏光材料として作用することができる。本願明細書においてフィルムまたは基材としても称されるベースの多数が、光学製品技術分野において偏光材料として有用であることが公知である。フィルムを通した光の偏光は、例えば、透過光を選択的に吸収するダイクロイック偏光子のフィルム材料中への組み込みによって達成されることができる。光偏光はまた、配向雲母チップなどの無機材料の包含によって、または連続フィルム内に分散された光変調液晶の小滴などの、連続フィルム内に分散された非連続相によって実現されることができる。代替として、フィルムは、異なる材料の極微小層から調製されることができる。フィルム内の偏光材料は、例えば、フィルムの伸張、電界または磁界の適用、およびコーティング技術などの方法を用いることにより偏光配向に配向されることができる。
【００７８】
偏光フィルムの例としては、米国特許第５，８２５，５４３号明細書および同５，７８３，１２０号明細書に記載のものが挙げられる。これらの偏光子フィルムの、輝度向上フィルムとの組み合わせでの使用が、米国特許第６，１１１，６９６号明細書に記載されている。
【００７９】
ベースとして用いることができる偏光フィルムの第２の例は、米国特許第５，８８２，７７４号明細書に記載のフィルムである。市販されているフィルムは、商品名ＤＢＥＦ（デュアル輝度向上フィルム）で３Ｍから販売されている多層フィルムである。このような多層偏光光学フィルムの輝度向上フィルム中での使用が、米国特許第５，８２８，４８８号明細書に記載されている。
【００８０】
ベース材料のこのリストは排他的ではなく、および当業者によって理解されるであろうとおり、他の偏光および非偏光フィルムもまた、本発明の光学製品用のベースとして有用であることができる。これらのベース材料は、例えば偏光フィルムを含む他の多数の他のフィルムと組み合わせて多層構造を形成することができる。追加のベース材料の短いリストは、とりわけ、米国特許第５，６１２，８２０号明細書および同５，４８６，９４９号明細書に記載のフィルムを含むことができる。特定のベースの厚さはまた、上述の光学製品の要求に依存することができる。
【００８１】
微細構造体具備物品は、全反射フィルムを形成するに十分な一連の交互のチップと溝とを有するものを含む、多様な形態に構成されることができる。このようなフィルムの例は、対称なチップと溝との規則的な反復パターンを有する輝度向上フィルムであり、一方、他の例はチップと溝とが非対称であるパターンを有する。輝度向上フィルムとして有用である微細構造体具備物品の例は、米国特許第５，１７５，０３０号明細書および同５，１８３，５９７号明細書によって記載されている。
【００８２】
これらの特許によれば、微細構造体具備物品は、（ａ）重合性組成物を調製するステップ；（ｂ）重合性組成物を、マスターネガ微細構造化成形面上に、マスターのキャビティーを充填するのにぎりぎりで十分となる量で置くステップ；（ｃ）少なくともその一方が可撓性である、予め形成されたベースおよびマスターの間において、重合性組成物のビードを移動させることによりキャビティーを充填するステップ；および（ｄ）組成物を硬化するステップを含む方法によって調製されることができる。マスターは、ニッケル、ニッケル−メッキ銅または黄銅などの金属製であることができ、または重合条件下で安定であると共に、好ましくは重合材料のマスターからのきれいな除去を可能にする表面エネルギーを有する熱可塑性材料であることができる。ベースフィルムの１つまたは複数の表面は、任意により活性化されていることができ、またはそうでなければ、光学層のベースへの接着を促進するよう処理されていることができる。
【００８３】
本願明細書において記載の微細構造体トポグラフィの生成に用いられる特定の方法は、米国特許第５，６９１，８４６号明細書に記載の成形プロセスに類似していることができる。本発明による微細構造体物品は、連続プロセスから、例えば、５、１０、１００、１０００メートル以上などのいずれの所望の長さで形成されることができる。
【００８４】
輝度向上フィルムの構造体としては、例えば、米国特許第５，７７１，３２８号明細書、米国特許第５，９１７，６６４号明細書、米国特許第５，９１９，５５１号明細書、米国特許第６，２８０，０６３号明細書、および米国特許第６，３５６，３９１号明細書などの広く多様な微細構造化フィルムを挙げることができる。
【００８５】
図１において全体が１０で示されているバックライト式液晶ディスプレイは、拡散体１２および液晶ディスプレイパネル１４の間に位置されることができる本発明の輝度向上フィルム１１を含む。バックライト式液晶ディスプレイはまた、蛍光ランプなどの光源１６、液晶ディスプレイパネル１４に向かう反射のための光を伝達するためのライトガイド１８、およびさらに液晶ディスプレイパネルに向かう光を反射するための白色反射材２０を含むことができる。輝度向上フィルム１１は、ライトガイド１８から放射される光をコリメートし、これにより液晶ディスプレイパネル１４の輝度を高める。高められた輝度は、液晶ディスプレイパネルによるより鮮明なイメージの形成を可能とさせ、および選択された輝度を形成するための光源１６の電力を低減させることを許容する。バックライト式液晶ディスプレイにおける輝度向上フィルム１１は、コンピュータディスプレイ（ラップトップディスプレイおよびコンピュータモニタ）、テレビ、ビデオレコーダ、モバイル通信デバイス、可搬式デバイス（すなわち携帯電話、ＰＤＡ）、自動車用および航空用機器ディスプレイ等などの、符号２１によって示される機器において有用である。
【００８６】
輝度向上フィルム１１は、図２に示されるとおり、プリズム２２、２４、２６、および２８によって表されるプリズムアレイを含む。例えば、プリズム２２などの各プリズムは、第１のファセット３０および第２のファセット３２を有する。プリズム２２、２４、２６、および２８は、プリズムがその上に形成された第１の表面３６および実質的に平坦または平面であると共に第１の表面の逆側の第２の表面３８を有するボディ部分３４上に形成されることができる。
【００８７】
標準の直角プリズムの直線的アレイは、光学性能および作製容易性の両方を提供することができる。直角プリズムとは頂角θがおよそ９０°であることを意味するが、およそ７０°〜１２０°またはおよそ８０°〜１００°の範囲であることもできる。プリズムファセットは同一である必要はなく、およびプリズムは、相互に関して傾斜していてもよい。さらに、フィルムの厚さ４０およびプリズムの高さ４２の間の関係は重要ではないが、より薄いフィルムを良く規定されたプリズムファセットと共に用いることが望ましい。ファセットが表面３８と形成することができる角度は、ファセットがプロジェクトされる場合には、４５°であることができる。しかしながら、この角度は、ファセットのピッチまたは頂点の角度θに応じて変化することとなる。
【００８８】
図３〜９は、光学エレメントについての構成の代表的な実施形態を図示する。これらの図面は縮尺どおりではなく、および特に、構造化表面のサイズは例示的目的のために大幅に誇張されていることに、注意すべきである。光学エレメントの構成は、以下に記載の実施形態の組み合わせまたは２つ以上を含むことができる。
【００８９】
図３を参照すると、代表的な光学エレメントまたは光指向性フィルムの一実施形態の一部分の断面が図示されている。フィルム１３０は、第１の表面１３２およびこれと逆側の、複数の実質的に直線的に延びるプリズムエレメント１３６を含む構造化表面１３４を含む。各プリズムエレメント１３６は、それらの頂縁部が交差して頂部またはプリズムエレメント１３６の頂点１４２を規定する、第１の側面１３８および第２の側面１３８’を有する。隣接するプリズムエレメント１３６の側面１３８、１３８’の底縁部は、交差して直線的に延びる溝１４４をプリズムエレメントの間に形成する。図３に図示される実施形態において、プリズム頂点１４２によって定義される上反角はおよそ９０度と計測されるが、しかしながら、このおよび他の実施形態における上反角の正確な計測値は、所望の光学パラメータに応じて変化し得ることは、理解されるであろう。
【００９０】
フィルム１３０の構造化表面１３４は、共通の基準面から異なる距離で離間する頂部を有するプリズムエレメントの複数の交互のゾーンを有するとして説明され得る。共通の基準面は、任意に選択され得る。共通の基準面の一つの簡便な例は、第１の表面１３２を含む面であり、他のものは、破線１３９で示される、構造化表面の最も低い溝の底によって画定される面である。図３に図示される実施形態において、最低のプリズムエレメントは、破線１３９から幅がおよそ５０ミクロンおよび高さがおよそ２５ミクロンと計測され、一方、より高いプリズムエレメントは、幅がおよそ５０ミクロンおよび高さがおよそ２６ミクロンと計測される。より高いプリズムエレメントを含むゾーンの幅は、約１ミクロンおよび３００ミクロンの間で計測されることができる。最低のプリズムエレメントを含むゾーンの幅は重要ではなく、および２００ミクロンおよび４０００ミクロンの間で計測されることができる。いずれかの所与の実施形態において、より低いプリズムエレメントのゾーンは、少なくとも、より高いプリズムエレメントのゾーンと同等に広いことができる。図３において示される物品は、単なる例示であり、および本発明の範囲を限定することを意味するものではないことは、当業者により理解されるであろう。例えば、プリズムエレメントの高さまたは幅は、実施可能な限界内において変更し得る（約１ミクロン〜約２００ミクロンの範囲において精密なプリズムの機械加工が実施可能である）。さらに、上反角は変更されてもよく、またはプリズム軸は、所望の光学効果を実現するために傾斜されていてもよい。
【００９１】
第１のゾーンの幅は、約２００〜３００ミクロン未満であることができる。通常の視認条件下では、ヒトの眼は、幅約２００〜３００ミクロン未満の範囲で生じる、光の強度における小さな変化の解像には困難を有する。従って、第１のゾーンの幅が約２００〜３００ミクロン未満に減少される場合、このゾーン内に生じ得るいずれの光学カップリングも、通常の視認条件下では、ヒトの眼には検知不可能である。
【００９２】
可変高さ構造化表面はまた、１つまたは複数のプリズムエレメントの、そのリニア領域に沿った高さを変化させて、共通の基準面上方の異なる高さに位置された頂部を有するプリズムエレメントの部分を含む、交互ゾーンを形成することにより、実装され得る。
【００９３】
図４は、フィルム１５０が単一のより高いプリズムエレメント１５６を含むゾーンによって分離された比較的低いプリズムエレメント１５４のゾーンを有する構造化表面１５２を含むこと以外は図３に類似する、光学エレメントの他の実施形態を示す。図３に示された実施形態同様、より高いプリズムエレメントはフィルムの第２のシートの構造化表面１５２に対する物理的近接性を制限し、これにより、視覚的なにじみ状態の可能性を低減する。ヒトの眼は光指向性フィルムにおけるファセット高さの変化に敏感であること、およびより高いプリズムエレメントの比較的広いゾーンがフィルムの表面上の可視的な線として現れるであろうことが確認されてきた。これは原材料的にはフィルムの光学性能に影響しないが、線は、一定の商用事情においては望ましくない可能性がある。より高いプリズムエレメントのゾーンの幅を減少させることに対応して、ヒトの眼の、より高いプリズムエレメントにより生じさせられたフィルムにおける線を検知する能力を低減させる。
【００９４】
図５は、プリズムエレメントはおよそ同一のサイズであるが、反復的な階段ステップまたは傾斜パターンに配置されている、光学エレメントの他の実施形態の代表例である。図５に示されるフィルム１６０は、第１の表面１６２および複数の実質的に直線的なプリズムエレメント１６６を含む逆側の構造化表面１６４を含む。各プリズムエレメントは、それらの上端でプリズム頂部１７０を規定して交差する、対向する側方フェイス１６８、１６８’を有する。対向する側方フェイス１６８、１６８’によって画定される上反角は、およそ９０度と計測される。この実施形態において、最も高いプリズムが第１のゾーンとみなされ得、および隣接するプリズムが第２のゾーンとみなされ得る。再び、第１のゾーンは約２００〜３００ミクロン未満で計測されることができる。
【００９５】
図６は、光学エレメントのさらなる実施形態を図示する。図６に開示されたフィルム１８０は、第１の表面１８２および逆側の構造化表面１８４を含む。このフィルムは、比較的低いプリズムエレメントを含む第２のゾーンが異なる高さのプリズムエレメントを含有することが特徴であり得る。図６に示された構造化表面は、プリズムエレメントの高さの変化によって生じさせられたフィルムの表面上の線のヒトの眼に対する視認性を、実質的に低減させるという追加の利点を有する。
【００９６】
図７は、ソフトなカットオフを提供するための光学エレメントの他の実施形態を示す。図７は、一般に２４０として称される、本発明による輝度向上フィルムを示す。輝度向上フィルム２４０は、基材２４２および構造化表面材料２４４を含む。基材２４２は、一般にポリエステル材料であることができ、および構造化表面材料２４４は、紫外線硬化アクリル系または本願明細書において考察された他の高分子材料であることができる。基材２４２の外表面は好ましくは平坦であるが、構造体を有していることもできる。さらに、他の代替的な基材を用いることができる。
【００９７】
構造化表面材料２４４は、その上に形成された、プリズム２４６、２４８、および２５０などの複数のプリズムを有する。プリズム２４６、２４８、および２５０は、それぞれ、頂部２５２、２５４、および２５６を有する。すべての頂部２５２、２５４、および２５６は、好ましくは９０度の頂部またはプリズム角度を有するが、６０度〜１２０度の範囲内の角度を含む。プリズム２４６および２４８の間は、谷２５８である。プリズム２４８および２５０の間は谷２６０である。谷２５８は、プリズム２４６と結合された谷を有するとみなし得、および７０度の谷角度を有し、および谷２６０は、プリズム２４８と結合された谷とみなされ得、および１１０度の谷角度を有するが、他の値を用いることができる。効果的に、輝度向上フィルム２４０は、いくらかの光を反射しおよび再利用すると共に、従来技術輝度向上フィルムのように（ただし交互方向に多角化されたプリズムで）残りを屈折させることにより、外見上のバックライトの軸輝度を高める。プリズムの多角化の効果は、出力光コーンのサイズを大きくすることである。
【００９８】
図８は、丸められたプリズム頂点を有する光学エレメントの他の実施形態を示す。輝度向上物品３３０は、その両方がベース層３３２と一体的に形成された、一対の逆側の表面３３４、３３６を有する可撓性、ベース層３３２を特徴とする。表面３３４は、一連の突状光拡散エレメント３３８を特徴とする。これらのエレメントは、層３３２と同一の材料で形成された、表面における「バンプ」の形態であり得る。表面３３６は、ベース層３３２と一体的に形成された、平滑化されたまたは丸められた頂部３４０を有する直線的なプリズムのアレイを特徴とする。これらの頂部は、弦幅が断面ピッチ幅の約２０〜４０％に等しく、および湾曲部の半径が断面ピッチ幅の約２０〜５０％に等しい、弦幅３４２、断面ピッチ幅３４４、湾曲部の半径３４６、および歯底角３４８によって特徴付けられる。歯底角は、約７０〜１１０度、または約８５〜９５度の範囲であり、約９０度の歯底角が好ましい。プリズムのアレイ内への配置は、所望の光学性能を最大化させるために選択される。
【００９９】
丸められたプリズム頂点輝度向上物品は、通常はゲインの低減を被る。しかしながら、高屈折率表面変性コロイド状ナノ粒子の追加は、損失ゲインを丸められたプリズム頂点輝度向上物品からオフセットすることができる。
【０１００】
図９は、平坦または平面プリズム頂点を有する光学エレメントの他の実施形態を示す。輝度向上物品４３０は、その両方がベース層４３２と一体的に形成された、一対の逆側表面４３４、４３６を有する可撓性、ベース層４３２を特徴とする。表面４３４は、一連の突状光拡散エレメント４３８を特徴とする。これらのエレメントは、表面において、層４３２と同一の材料で形成された、「平坦バンプ」の形態であり得る。表面４３６は、ベース層４３２と一体的に形成された、平坦化されたまたは平面頂部４４０を有する直線的なプリズムのアレイを特徴とする。これらの頂部は、平坦化幅が断面ピッチ幅の約０〜３０％と等しいことができる、平坦化幅４４２および断面ピッチ幅４４４によって特徴付けられる。
【０１０１】
光導波路から光をサンプリングする他の方法は、減衰全反射法（ＴＩＲ）の使用によるものである。減衰ＴＩＲ法の一タイプにおいて、光導波路は、くさび形状を有し、および光導波路の厚い縁部に入射する光線は、光導波路の上面および底面に相対的な限界角度を実現するまで全反射される。これらのサブ限界角度光線が、次いでサンプリングされて、またはより簡潔には光導波路から視射角で出力面に屈折する。ディスプレイデバイスの照射に有用であるために、これらの光線は、次いで、ディスプレイデバイスの視認、または出力軸と実質的に平行に方向変換されなければならない。この方向変換は、通常は、方向変換レンズまたは方向変換フィルムを用いて達成される。
【０１０２】
図１０〜１２は、方向変換フィルムを含む照射デバイスを図示する。方向変換フィルムは、本願明細書において開示される本発明の材料を含むことができる。方向変換レンズまたは方向変換フィルムは、典型的には入力面上に形成されたプリズム構造体を含み、および入力面は、光導波路に隣接して配置されている。光導波路を視射角で出射する光線は、通常は出力面に対して３０度未満であり、プリズム構造体に当たる。光線は、方向変換レンズまたはフィルムによって所望の方向、例えば、ディスプレイの視認軸と実質的に平行に指向されるよう、プリズム構造体の第１の表面によって屈折され、およびプリズム構造体の第２の表面によって反射される。
【０１０３】
図１０を参照すると、照射システム５１０は、光学的に結合された光源５１２；光源反射材５１４；出力面５１８を有する光導波路５１６、裏面５２０、入力面５２１および端面５２２；裏面５２０に隣接する反射材５２４；入力面５２８および出力面５３０を有する第１の光再指向エレメント５２６；第２の光再指向エレメント５３２；および反射性偏光子５３４を含む。光導波路５１６は、くさびまたはその変形であり得る。周知であるとおり、光導波路の目的は、光源５１２からの光の、光源５１２よりはるかに大きい領域にわたる、およびより特定的には、実質的に出力面５１８によって形成される全領域にわたる均一な分布を提供することである。光導波路５１６は、さらに好ましくは、これらのタスクをコンパクトで薄いパッケージ中において達成する。
【０１０４】
光源５１２は、光導波路５１６の入力面５２１にエッジ結合されたＣＣＦＬであり得、およびランプ反射材５１４は、ランプキャビティを形成する光源５１２の周囲を囲む反射性フィルムであり得る。反射材５２４は光導波路５１６の後方にあると共に有効な後方反射材であり得、例えば、均等拡散あるいは鏡面フィルムまたは組み合わせであり得る。
【０１０５】
エッジ結合された光は入力面５２１から、ＴＩＲで拘束された端面５２２に向かって伝播する。光は、ＴＩＲの減衰によって光導波路５１６からサンプリングされる。光導波路５１６内に拘束された光線は、頂部および底部壁と相対的に、くさび角度により、各ＴＩＲ反発で、その入射角を増加させる。従って、光は最終的には、ＴＩＲによってそれ以上内包されていないため、出力面５１８および裏面５２０の各々から外へ屈折される。裏面５２０の外へ屈折した光は、反射材５２４によって、鏡面反射または拡散的に反射されて、光導波路５１６に向かって、多くがこれを通って戻される。第１の光再指向エレメント５２６は、出力面５１８から出射する光線を好ましい視認方向に実質的に平行な方向に沿って再指向させるために配置される。好ましい視認方向は、出力面５１８に対して垂直であり得るが、典型的には、出力面５１８に対していくらかの角度になるであろう。
【０１０６】
図１１に示すとおり、第１の光再指向エレメント５２６は、出力面５３０が実質的に平面であり、および入力面５２８がプリズム５３８、５４０および５４２のアレイ５３６で形成されている透光性光学フィルムである。第２の光再指向エレメント５３２はまた、透光性フィルムであり得、例えば、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎ）から入手可能である３Ｍ輝度向上フィルム（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ）製品（ＢＥＦＩＩＩとして販売されている）などの輝度向上フィルムであり得る。反射性偏光子５３４は、無機、ポリマー、コレステリック液晶反射性偏光子またはフィルムであり得る。好適なフィルムは、３Ｍ拡散反射性偏光子（Ｄｉｆｆｕｓｅ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）フィルム製品（ＤＲＰＦとして販売されている）、または鏡反射性偏光子（Ｓｐｅｃｕｌａｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）フィルム製品（ＤＢＥＦとして販売されている）であり、その両方が３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能である。
【０１０７】
アレイ５３６内において、各プリズム５３８、５４０および５４２は、それぞれの隣接するプリズムに比して異なる辺角で形成され得る。すなわち、プリズム５４０は、プリズム５３８（角度ＡおよびＢ）、およびプリズム５４２（角度ＥおよびＦ）とは異なる辺角（角度ＣおよびＤ）で形成され得る。示されているとおり、プリズム５３８は、プリズム角度、すなわち、角度ＡおよびＢの和に等しい挟角を有する。同様に、プリズム５４０は、角度ＣおよびＤの和に等しいプリズム角度を有し、一方、プリズム５４２は、角度ＥおよびＦの和に等しいプリズム角度を有する。アレイ５３６は異なるプリズム角度に基づく３つの異なるプリズム構造体を含むことが示されているが、事実上いかなる数の異なるプリズムが用いられてもよいことは理解されるべきである。
【０１０８】
プリズム５３８、５４０および５４２はまた、共通のプリズム角度であるが、異なるプリズム配向で形成されてもよい。プリズム軸「ｌ」が図１１において、プリズム５３８について図示されている。プリズム軸ｌは、プリズム５３８について示されているとおり、出力面５３０に対して垂直に配置され得、またはプリズム５４０および５４２についてそれぞれ仮想軸「ｌ+」および「ｌ-」によって図示されるとおり、出力面に対して光源に向かってまたは光源から離れる角度で配置され得る。
【０１０９】
プリズム５３８、５４０および５４２は、図１１に示されるとおり、規則的な反復パターンまたはプリズムのクラスター５４３でアレイ５３６内に配置され得、アレイ５３６は、似ているプリズムを似ているプリズムに隣接して有すると示されていないが、このような構成もまた用いられ得る。しかも、アレイ５３６内において、プリズム５３８、５４０および５４２は、プリズム構成５３８などの第１のプリズム構成から、プリズム構成５４０などの第２のプリズム構成等に連続的に変化し得る。例えば、プリズム構成は、第１のプリズム構成から第２のプリズム構成に勾配式に変化し得る。代わりに、プリズムは、図１１に示される構成と同様に、段階式に変化し得る。各クラスター５４３内において、プリズムは、空間的リップル周波数より小さく選択されるプリズムピッチを有する。同様に、クラスターは、規則的なクラスターピッチを有し得る。プリズムアレイは、図１１に示されるとおり対称的であることができ、またはプリズムアレイは、非対称的であることができる。
【０１１０】
図１１に示されるアレイ５３６は、対称的構成を有するプリズムを有するが、図１２に示される、光再指向エレメント５２６’に形成されたアレイ５３６’などのプリズムアレイが用いられ得る。次いで図１２を参照すると、アレイ５３６’において、プリズム５３８’は、例えば、角度Ｂ’と不等である角度Ａ’を有する。プリズム５４０’および５４２’についても同様に、角度Ｃ’は、角度Ａ’と不等であり、および角度Ｄ’、および角度Ｅ’は、角度Ａ’、角度Ｃ’または角度Ｆ’のいずれとも不等である。アレイ５３６’は、予め定められた角度の単一のダイアモンド切削ツールを用いると共に、異なるプリズム角度および対称のプリズムを形成する各切削についてこのツールを傾けて有利に形成され得る。しかしながら、単一の切削ツールの使用では、プリズム角度は同一、すなわち、Ａ＋Ｂ＝Ｃ＋Ｄ＝Ｅ＋Ｆとなるであろうことは、理解されるであろう。
【０１１１】
光導波路５１６からの出力プロファイルの変更を達成するために必要とされるだけのプリズムサイズが用いられ得るが、わずか２つの異なるプリズム構成が用いられ得、およびアレイ５３６内にクラスターに配置され得ることが予期される。プリズム辺角偏差の一つの目的は、可変量の光強度を、第１の光再指向エレメント５２６に拡散し、および加えることである。プリズム５３８、５４０および５４２の異なる構成が、光導波路５１６からサンプリングされた光における非均一性を最小化する、光導波路の入力アパーチャの実質的に均一なサンプリングの提供に役立つ。最終的な結果は、特に光導波路５１６の入口端５２１付近のリップル効果の効果的な最小化である。
【０１１２】
本発明は、本願明細書に記載の特定の例を制限するものと考察すべきではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲において適切に規定されている本発明の態様のすべてをカバーすると理解するべきである。種々の改良、均等なプロセス、ならびに本発明を適用することができる数多くの構造体は、この明細書レビューにおいて本発明が向けられる当業者にとって容易に明らかになるであろう。
【０１１３】
実施例中に示されるすべての比率は、他に規定されていない限りにおいて重量パーセントである。
【実施例】
【０１１４】
本発明を、以下の実施例を参照して具体的に説明する。なお、当業者は、本発明がこれらの実施例に限定されないことは容易に理解することができる。
【０１１５】
微細構造化物品の製造
代表的な微細構造化物品は、格子状パターンのリブを有するＰＤＰバックプレートの製造に好適な可撓性成形型である。９つの可撓性成形型を、以下に記載のとおりの異なる有機相組成物で製造した。
【０１１６】
先ず、各ＰＤＰバックプレートの格子状リブパターンに対応する格子状リブパターンを有する矩形のマスター成形型が用意される。マスター成形型のサイズは、長さ１２５ｍｍ×幅２５０ｍｍである。マスター成形型のリブ交差点の各々は、各々二等辺台形断面形状を有する縦方向リブおよび横方向リブを有する。これらの縦方向および横方向リブは、実質的に平行に配置される一方、それらの間に予め定められた間隙をもって相互に交差する。各リブは、２１０μｍの高さ（縦方向および横方向リブの両方について）、６０μｍの頂部幅、１２０μｍの底部幅、３００μｍの縦方向リブのピッチ（隣接する縦方向リブの中心間距離）および５１０μｍの横方向リブのピッチを有する。
【０１１７】
成形型の微細構造化層を形成するために、以下に列挙した、ウレタンアクリレートオリゴマー、アクリルモノマーおよび光重合開始剤が、表１に表示された異なる量（ｗｔ％）でブレンドされて、ＵＶ−硬化性組成物１〜９が得られる。
【０１１８】
ウレタンアクリレートオリゴマーＡ：
脂肪族二官能性ウレタンアクリレートオリゴマー（分子量：４，０００、ダイセル−ＵＢＣ（Ｄａｉｃｅｌ−ＵＢＣ Ｃｏ．）の製品）、Ｔｇ：１５℃
ウレタンアクリレートオリゴマーＢ：
脂肪族二官能性ウレタンアクリレートオリゴマー（分子量：１３，０００、ダイセル−ＵＢＣ（Ｄａｉｃｅｌ−ＵＢＣ Ｃｏ．）の製品）、Ｔｇ：−５５℃
アクリルモノマーＣ：
イソボルニルアクリレート単官能性モノマー（分子量：２０８）、Ｔｇ：９４℃
アクリルモノマーＤ：
フェノキシエチルアクリレート単官能性モノマー（分子量：１９３）、Ｔｇ：１０℃
アクリルモノマーＥ：
ブトキシエチルアクリレート（分子量：１７２）、Ｔｇ：−５０℃
アクリルモノマーＦ：
エチルカルビトールアクリレート（分子量：１８８）、Ｔｇ：−６７℃
アクリルモノマーＧ：
２−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート（分子量：２７２）、Ｔｇ：−６５℃
アクリルモノマーＨ：
２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオールアクリレート（分子量：２６８）、Ｔｇ：１０８℃
光重合開始剤：
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン（チバスペシャリティケミカルズ（Ｃｈｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏ．）の製品、製品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒｅ）１１７３」）
【０１１９】
さらに、成形型の支持体として用いるために、長さ４００ｍｍ、幅３００ｍｍおよび厚さ１８８μｍ（テイジン（Ｔｅｉｊｉｎ Ｃｏ．）の製品、商品名「ＨＰＥ１８」、Ｔｇ：約８０℃）のサイズを有するＰＥＴフィルムが調製される。
【０１２０】
次に、そのように準備されたマスター成形型の上流端に、各ＵＶ−硬化性組成物が線形態で適用される。上述のＰＥＴフィルムは、次いで、マスター成形型の表面を被覆するような方法で積層される。縦方向ＰＥＴフィルムは、マスター成形型の縦方向リブと平行であり、およびＰＥＴフィルムおよびマスター成形型の間に挟まれたＵＶ−硬化性組成物の厚さは、約２５０μｍに設定される。積層体ロールの使用によってＰＥＴフィルムが十分に押圧されるとき、ＵＶ−硬化性組成物は、マスター成形型の凹部に完全に満たされており、および気泡の閉じ込めは観察されない。
【０１２１】
蛍光ランプ（ミツビシデンキオスラム（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｄｅｎｋｉ−Ｏｓｌａｍ Ｃｏ．）の製品）からの、３００〜４００ｎｍ（ピーク波長：３５２ｎｍ）の波長を有する紫外光線が、この状態下で、ＰＥＴフィルムを介してＵＶ−硬化性組成物に６０秒間照射される。紫外光線の照射量は、２００〜３００ｍＪ／ｃｍ2である。ＵＶ−硬化性組成物が硬化されて、微細構造化層が得られる。続いて、ＰＥＴフィルムおよび微細構造化層が、マスター成形型から剥離されて、マスター成形型のリブの形状およびサイズに対応する形状およびサイズを有する多数の溝部を備えた可撓性成形型が得られる。
【０１２２】
試験法
可撓性成形型の製造プロセスに用いられたＵＶ−硬化性組成物１〜９の各々について以下の計測がなされた。
（１）ゴム状下での弾性モジュラス（Ｐａ）、
（２）硬化樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ、℃）、および
（３）未硬化樹脂の粘度（ｃｐｓ、２２℃での）。
【０１２３】
表１に結果が表示されている。
【０１２４】
（１）ゴム状での弾性モジュラス
各ＵＶ−硬化性組成物が上記と同一の方法での紫外光線の照射で硬化されると共に、矩形の硬化樹脂フィルム（長さ２２．７ｍｍ、幅１０ｍｍおよび厚さ２００μｍ）が調製される。このテスト片の弾性モジュラスが、動的粘弾性計（モデル「ＲＳＡＩＩ」、レオメトリックス（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｃｏ．）の製品）を用いることにより計測される。
【０１２５】
（２）硬化樹脂のガラス転移温度
各ＵＶ−硬化性組成物が上記と同一の方法での紫外光線の照射で硬化されると共に、矩形の硬化樹脂フィルム（長さ２２．７ｍｍ、幅１０ｍｍおよび厚さ２００μｍ）が調製される。このテスト片のガラス転移温度（Ｔｇ）が、ＪＩＳ Ｋ７２４４〜１に明記されている試験法に準拠して計測される。テスト片が、動的粘弾性計（モデル「ＲＳＡＩＩ」、レオメトリックス（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｃｏ．）の製品）に取り付けられ、および動的機械特性が１Ｈｚの変形周波数、０．０４％の最大変形量および５℃／ｍｉｎの昇温速度で計測される。ガラス転移温度がこのようにして得られた値から算出される。
【０１２６】
（３）粘度
ブルックフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）粘度は、Ｂタイプ粘度計を用いて室温で（２２℃）計測される。
【０１２７】
評価テスト
上述の可撓性成形型の製造プロセスにおいて、マスター成形型から剥離されたときに、成形型が剥離変形（剥離に起因するＰＥＴフィルムの変形）を生じるかを評価した。さらに、剥離変形の存在／不在および各ＵＶ−硬化性組成物のガラス転移温度（Ｔｇ）の間の関係が検証される。
【０１２８】
ＵＶ−硬化性組成物を硬化させることにより微細構造化層が形成された後、ＰＥＴフィルムおよびＰＥＴフィルムと一体化された微細構造化層が、マスター成形型の縦方向リブに平行な、および成形型表面に平行な引張り方向に、約１００ｍｍ／秒の引張速度での１８０°剥離に処され、および次いで、成形型がマスター成形型から剥離される。次いで、マスター成形型から剥離された直後に、ＰＥＴフィルムの縦方向方向が成形型について配向されると共に垂直壁面で接触される。ＰＥＴフィルムの壁面との接触が維持される一方で、ＰＥＴフィルムの上端側（一部分）が接着され、および接着テープの使用により壁面に固定される。ＰＥＴフィルムの中心部分のそりが非固定時に計測され、およびそり量が３０ｍｍ以上であるとき、ＰＥＴフィルムが「剥離変形を有する」として評価される。そり量が３０ｍｍ未満であるとき、ＰＥＴフィルムは「剥離変形なし」として評価される。このようにして得られた評価結果が以下の表１に示されている。
【０１２９】
【表１】
【０１３０】
記載の重合性組成物は、米国特許第５，１７５，０３０号明細書および同５，１８３，５９７号明細書または２００４年１１月１８日に公開された、共譲渡された米国特許出願公開第２００４／０２２９０５９号明細書、および２００５年３月１７日に公開された米国特許出願公開第２００５／００５９７６６−Ａ１号明細書に記載のものと類似の微細構造化輝度向上フィルムに調製されることができる。
【０１３１】
記載の重合性組成物（すなわち有機相）は、前述の種類および量の無機（例えば表面変性コロイド状）ナノ粒子と組み合わせることができる。これらの組成物、特に低粘度（コーティング温度で例えば３０００ｃｐｓ未満およびより好ましくはコーティング温度で１５００ｃｐｓ未満、ただし、コーティング温度は１２０°Ｆ〜１８０°Ｆの範囲）を有するものはまた、微細構造化輝度向上フィルムに調製されることができる。
【０１３２】
微細−プリズム状構造体は、隣接する頂点間の平均距離が約５０マイクロメートルであるプリズムの面の傾斜によって規定される、９０°頂角を有することができる。プリズム頂点または複数の頂点は、７ミクロン半径の丸みを有することができる。
【０１３３】
輝度向上フィルムを、比較的低Ｔｇ有機相を、以下に記載のとおりの表面変性無機粒子と組み合わせて含む重合性組成物から調製した。
【０１３４】
薬品説明および供給業者
フェノールチアノーゼ−ウィスコンシン州ミルウォーキー、アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）
ＢＨＴ（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４メチルフェノール）−アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）
３−（トリメトキシリル）プロピルメタクリレート−アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）
１−メトキシ−２−プロパノール−アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）
トリメトキシ（２，４，４−トリメチルペンチル）シラン−ミシガン州エイドリアンのウェイカーシリコーンズ（Ｗａｋｅｒ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ，Ａｄｒｉａｎ，ＭＩ）
コロイダルシリカ、イリノイ州ベッドフォードパークのナルコ（Ｎａｌｃｏ，Ｂｅｄｆｏｒｄ Ｐａｒｋ，ＩＬ）から、商品名「ナルコ（Ｎａｌｃｏ）２３２７」で市販されている
フェノキシエチルアクリレート、ペンシルバニア州エクストンのサルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏ．，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から、商品名「ＳＲ３３９」（サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）によって、５℃のＴｇを有すると報告されている）で市販されている
イソボルニルアクリレート、ペンシルバニア州エクストンのサルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏ．，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から、商品名「ＳＲ５０６」（サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）によって、８８℃のＴｇを有すると報告されている）で市販されている
ウレタンアクリレート、（コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）によって、３２℃のＴｇおよび４０％の伸度を有すると報告されている）コグニスコーポレーション（Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から、商品名「フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２１０」で市販されている
ウレタンアクリレート、（サルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）によって、−３３℃のＴｇおよび２３８％の伸度を有すると報告されている）ペンシルバニア州エクストンのサルトマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏ．，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から、商品名「３３ＣＮ９６６Ｊ７５」で市販されている
【０１３５】
表面変性無機粒子の調製
ナルコ（Ｎａｌｃｏ）２３２７（４０．２％固形分で４００．２５ｇ）を１ｑｔジャーに充填した。１−メトキシ−２−プロパノール（４５０ｇ）、トリメトキシ（２，４，４−トリメチルペンチル）シラン（４．８３ｇ）および３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート（１９．７８ｇ）を、攪拌しながらナルコ（Ｎａｌｃｏ）２３２７に添加した。およそ５００ｐｐｍフェノールチアノーゼ／ＢＨＴを、３−（トリメトキシリル）プロピルメタクリレートベースで添加した。ジャーをシールし、および８０℃に１５時間加熱して、表面変性シリカ（２１．７％固形分）を得た。
【０１３６】
樹脂実施例１０シリカ粒子／フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２１０／フェノキシエチルアクリレート
２５０ｍｌＲＢフラスコに、上に調製したシリカ分散体（９９ｇ）、１−メトキシ−２−プロパノール（３４ｇ）、フェノールチアノーゼ（０．０２ｇ）およびＢＨＴ（０．０２ｇ）を充填した。重量をロータリー蒸発で５１ｇに減量した。１−メトキシ−２−プロパノール（４２ｇ）を充填すると共に、重量をロータリー蒸発で５３．５ｇに減量した。フォトマー（ＰＨＯＴＯＭＥＲ）６２１０（１２．５１ｇ）およびフェノキシエチルアクリレート（１９．２７ｇ）を添加し、および混合して均質な溶液を得た。溶剤をロータリー蒸発で除去した。この一部分（４４．９ｇ）を光開始剤（０．２５ｇＴＰＯ−Ｌ）と混合した。
【０１３７】
樹脂実施例１１シリカ粒子／ＣＮ９６６／イソボルニルアクリレート
５００ｍｌのＲＢフラスコに、上で調製したシリカ分散体（１００ｇ）、１−メトキシ−２−プロパノール（１００ｇ）、フェノールチアノーゼ（０．０２ｇ）およびＢＨＴ（０．０２ｇ）を充填した。重量をロータリー蒸発で８９．３７ｇに減量した。ＣＮ９６６Ｊ７５（２１．６ｇ）およびイソボルニルアクリレート（１０．８５ｇ）を添加し、および混合して均質な溶液を得た。溶剤をロータリー蒸発で除去した。この一部分（４０ｇ）を光開始剤（０．２５ｇＴＰＯ−Ｌ）と混合した。
【０１３８】
実施例１０および１１の樹脂を、プリズム状微細構造化輝度向上光学フィルムに、以下のとおり調製した。
【０１３９】
ビクイチ（Ｖｉｋｕｉｔｉ）ＢＥＦＩＩ（ミネソタ州セントポールの３Ｍ（３Ｍ Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から市販されている）に見出されるプリズム幾何学的形状パターンと類似の、５０ミクロンの公称ピッチ間を有する直線的な列の９０度プリズムから構成される８インチ×１１インチの金属マスターをホットプレート上に置き、および１４０°Ｆに加熱した。重合性樹脂の４ｍＬビード（表に規定のとおり）を、使い捨てピペットを用いてマスターツールに適用した。次いで、デュポンテイジンフィルムズ（Ｄｕｐｏｎｔ Ｔｅｉｊｎ Ｆｉｌｍｓ）から、メリネックス（ＭＥＬＩＮＥＸ）６２３として入手可能な５００ゲージＰＥＴを、樹脂のビードおよびマスターツール上に置いた。リニアプリズムがフィルムの高ゲイン軸に対しておよそ直角（９０°＋／−２０°）を向くように、ＰＥＴフィルムを向けた。マスターツール、樹脂およびＰＥＴを、次いで、樹脂がマスターツールを完全に充填される一方で、内包された空気を排除するに十分な力で、１６０°Ｆで加熱されたニップロールを通過させた。充填されたマスターツールを、次いで、メリーランド州ガイザースバーグのフュージョンＵＶシステムズ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）から入手可能なＰ１５０電源装置を用いて「Ｄ−バルブ」からの紫外線に、５０ｆｐｍのライン速度で２パスで露出させた。ＰＥＴフィルムを、次いで、手動でマスターツールから除去した。ＰＥＴフィルム上に形成されたプリズム状コーティングは、およそ２５ミクロンのコーティング厚さをもたらした。
【０１４０】
得られたフィルムのゲインを以下のとおり評価した。
【０１４１】
ゲイン試験法
フィルムの光学性能を、ＭＳ−７５レンズを備えたスペクトラスキャン（ＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎ）（登録商標）ＰＲ−６５０スペクトラカロリメター（ＳｐｅｃｔｒａＣｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）（カルフォルニア州チャッツウォースのフォトリサーチ（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ，Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，ＣＡ）から入手可能）を用いて計測した。フィルムを、拡散透過型中空ライトボックスの上に置いた。ライトボックスの拡散透過および反射は、ランバート系（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）であると表記することができる。ライトボックスは、約６ｍｍの厚さの拡散性ＰＴＦＥプレート製の、およそ１２．５ｃｍ×１２．５ｃｍ×１１．５ｃｍ（Ｌ×Ｗ×Ｈ）と計測される６面中空立方体であった。ボックスの一つのフェイスをサンプル表面として選択する。中空ライトボックスは、サンプル表面（例えば約８３％、４００〜７００ｎｍ波長範囲にわたる平均、以下に記載の計測方法）で計測される約０．８３の拡散反射率を有していた。ゲインテスト中、ボックスは、ボックスの底の約１ｃｍの円形孔内を通して照射される（サンプル表面の逆、光が内側からサンプル表面に向けられる）。この照射は、マサチューセッツ州マルボロおよびニューヨーク州オーバーンのショットフォステック（Ｓｃｈｏｔｔ−Ｆｏｓｔｅｃ ＬＬＣ，Ｍａｒｌｂｏｒｏｕｇｈ ＭＡおよびＡｕｂｕｒｎ，ＮＹ）製の、約１ｃｍ直径のファイバー束延長を備えた光を指向させるために用いられる光ファイバー束（フォステック（Ｆｏｓｔｅｃ）ＤＣＲ−ＩＩに取り付けられた安定化広帯域白熱光源を用いて提供される。標準的な直線的な吸収性偏光子（メレスグリオット（Ｍｅｌｌｅｓ Ｇｒｉｏｔ）０３ＦＰＧ００７などの）が、サンプルボックスおよびカメラの間に載置されている。カメラは、ライトボックスのサンプル表面に、約３４ｃｍの距離でフォーカスされており、および吸収性偏光子がカメラレンズから約２．５ｃｍに置かれている。置かれた偏光子で、およびサンプルフィルム無しで計測された、照射されたライトボックスの輝度は＞１５０ｃｄ／ｍ2であった。サンプル輝度は、サンプルフィルムがボックスサンプル表面に対して平行に置かれて、サンプルフィルムが全体でボックスと接触しているとき、ＰＲ−６５０により、ボックスサンプル表面の面に対する法線入射で計測される。このサンプル輝度を、ライトボックス単独で同一の方法で計測された輝度と比較することにより、相対ゲインが算出される。迷光源を排除するために、全計測を黒色筐体中において実施した。プリズム状フィルムについて報告された相対ゲイン値は、一般に、吸収性偏光子のパス軸と平行に位置あわせされた吸収性偏光しに最近いフィルムのプリズム溝で得られた。
【０１４２】
ライトボックスの拡散反射率を１５．２５ｃｍ（６インチ）直径のスペクトラロン（Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ）−被覆積分球、安定化広帯域ハロゲン光源、およびラブスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）（ニューハンプシャー州サットン（Ｓｕｔｔｏｎ，ＮＨ））によりすべて供給された光源用電源を用いて計測した。積分球は、３つの開放ポート、入力光（２．５ｃｍ直径の）用の一つのポート、検出器ポート（２．５ｃｍ直径の）として第２の軸に沿って９０度で一つ、およびサンプルポート（５ｃｍ直径の）として第３の軸に沿って９０度で三つ目（すなわち最初の２つの軸に対して直角）を有していた。ＰＲ−６５０分光色彩計（上のものと同一）を約３８ｃｍの距離で、検出器ポートにフォーカスした。積分球の反射効率を、ラブスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）製の約９９％拡散反射率（ＳＲＴ−９９〜０５０）を有する較正反射率標準を用いて算出した。ラブスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）によって標準を較正されており、およびＮＩＳＴ標準（ＳＲＳ−９９〜０２０−ＲＥＦＬ−５１）まで追跡可能である。積分球の反射効率を以下のとおり算出した。
球体輝度比＝１／（１−Ｒスフェア（Ｒｓｐｈｅｒｅ）×Ｒ標準（Ｒｓｔａｎｄａｒｄ））
【０１４３】
この場合の球体輝度比は、サンプルポートを被覆する基準サンプルありで検出器ポートで計測された輝度を、サンプルポートを被覆するサンプル無しで検出器ポートで計測された輝度で除した比である。この輝度比、および較正標準（Ｒ標準（Ｒｓｔａｎｄａｒｄ））の反射率が既知であることにより、積分球の反射効率、Ｒスフェア（Ｒｓｐｈｅｒｅ）を算出することができる。次いで、この値を類似の式中に再度用いて、サンプルの反射率、この場合ＰＴＦＥライトボックスが計測される。
球体輝度比＝１／（１−Ｒスフェア（Ｒｓｐｈｅｒｅ）×Ｒサンプル（Ｒｓａｍｐｌｅ））
【０１４４】
ここで、球体輝度比は、サンプルポートにサンプルを有する検出器での輝度を、サンプル無しで計測された輝度で除した比である。Ｒスフェア（Ｒｓｐｈｅｒｅ）は上記式から既知であるため、Ｒサンプル（Ｒｓａｍｐｌｅ）を算出することができる。これらの反射率を４ｎｍ波長間隔で算出し、および４００〜７００ｎｍ波長範囲にわたる平均値として報告した。
【０１４５】
実施例１０および１１の樹脂から調製されたプリズム状微細構造化光学フィルムの各々が同一のフィルムの第２の片に積層された、アセンブリを調製した。底部フィルムのプリズムが上部フィルムのプリズムと直交するよう、底部フィルムのプリズム状微細構造化表面を上部フィルムのベース層基材に接触させた。この交差シートアセンブリのゲインをまた計測した。
【０１４６】
計測した単一シートおよび交差シートゲイン値は、以下のように報告した。
【０１４７】
重合樹脂組成物 実施例１０
単一シート 交差シート
１．４９５ １．９５５
【０１４８】
重合樹脂組成物 実施例１１
単一シート 交差シート
１．４９２ １．９９２
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１】バックライト式液晶ディスプレイにおける本発明の例示的微細構造化物品の概略図である。
【図２】微細構造化表面を備える例示的重合構造体の斜視図である。
【図３】異なる高さのプリズムエレメントを有する例示的微細構造化物品の断面図である。
【図４】異なる高さのプリズムエレメントを有する例示的微細構造化物品の断面図である。
【図５】例示的微細構造化物品の断面図である。
【図６】プリズムエレメントは異なる高さであると共に、異なる面にベースを有する、例示的微細構造化物品の断面図である。
【図７】例示的微細構造化物品の断面図である。
【図８】例示的微細構造化物品の断面図である。
【図９】例示的微細構造化物品の断面図である。
【図１０】方向変換フィルムを含む照射デバイスの概略図である。
【図１１】方向変換フィルムの断面図である。
【図１２】他の方向変換フィルムの断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機相および少なくとも１０ｗｔ％無機ナノ粒子の反応生成物を含む輝度向上重合構造体を含む輝度向上フィルムであって、前記有機相が少なくとも２つの（メタ）アクリレート基を含む少なくとも１種のオリゴマーまたはモノマー、少なくとも１種の単官能性（メタ）アクリルモノマーを含み、および
前記有機相の反応生成物が３５℃未満のガラス転移温度を有する、輝度向上フィルム。
【請求項２】
前記重合構造体が第１の表面に沿って延びる複数の稜を有する、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項３】
前記無機粒子の量が約６０ｗｔ％未満である、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項４】
前記無機ナノ粒子が前記有機相と重合可能である、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項５】
前記無機ナノ粒子がシリカ、ジルコニア、およびこれらの混合物を含む、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項６】
前記無機ナノ粒子が、チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化錫、これらの混合金属酸化物、またはこれらの混合物をさらに含む、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項７】
前記一次粒子のサイズが、５〜７５ｎｍの範囲にある、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項８】
前記一次粒子のサイズが、１０〜３０ｎｍの範囲にある、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項９】
前記一次粒子のサイズが、５〜２０ｎｍの範囲にある、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１０】
前記組成物が光開始剤を含む、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１１】
前記オリゴマーが、−８０℃〜０℃の範囲のガラス転移温度を有するホモポリマーを有するウレタンアクリレートオリゴマーである、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１２】
前記（メタ）アクリルモノマーが、−８０℃〜０℃の範囲のガラス転移温度を有するホモポリマーを有する、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１３】
前記重合性組成物が、１０ｗｔ％〜９０ｗｔ％のウレタンアクリレートオリゴマーを含む、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１４】
前記重合性組成物の粘度が、室温で１０ｃｐｓ〜３５，０００ｃｐｓの範囲にある、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１５】
前記重合構造体に光学的に結合されたベース層をさらに含む、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１６】
前記ベース層が偏光層である、請求項１５に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１７】
（ａ）発光面を有する照明デバイスと、
（ｂ）前記発光面に対して実質的に平行に配置された請求項１に記載の輝度向上フィルムと
を含む、デバイス。
【請求項１８】
前記照明デバイスが、バックライト式ディスプレイデバイスまたは液晶ディスプレイデバイスである、請求項１７に記載の前記デバイス。
【請求項１９】
前記デバイスが、可搬式デバイス、コンピュータディスプレイおよびテレビ受信機から選択される、請求項１７に記載の前記デバイス。
【請求項２０】
有機相および少なくとも１０ｗｔ％無機ナノ粒子の反応生成物を含む重合構造体を含む光方向変換フィルムであって、前記有機相が、
少なくとも２つの（メタ）アクリレート基を含む少なくとも１種のオリゴマーまたはモノマー、少なくとも１種の単官能性（メタ）アクリルモノマーを含み、および
前記有機相の反応生成物が３５℃未満のガラス転移温度を有する、光方向変換フィルム。
【請求項２１】
（ａ）発光面を有する光導波路を有する光源と、
（ｂ）前記光導波路に対して実質的に平行に配置された請求項２０に記載の光方向変換フィルムであって、第１の表面および第２の表面および前記第１の表面上に形成されたプリズムアレイを有し、前記光導波路の発光面から出射する光線が前記プリズムアレイに当たり、前記光線が前記第２の表面を介しておよび実質的に所望の角度方向に沿って前記方向変換フィルムから出射するように前記光線が前記プリズムアレイによって反射および屈折されるように前記発光面に対して配置された前記第１の表面と一体で配置された光方向変換フィルムと、
を含む照射デバイスであって、
前記プリズムアレイが、第１のプリズム構成を各々が有する第１の複数のプリズムと、前記第１のプリズム構成とは異なる第２のプリズム構成を各々が有する第２の複数のプリズムとを含み、前記第１のプリズム構成および前記第２のプリズム構成は、前記第２の表面から出射する前記光線を、前記光導波路に入射した前記光線の実質的に均一なサンプリングに対応させるようになっている、照射デバイス。
【請求項２２】
有機相および少なくとも１０ｗｔ％無機ナノ粒子の反応生成物を含み、前記有機相が、少なくとも２つの（メタ）アクリレート基を含む少なくとも１種のオリゴマーまたはモノマー、少なくとも１種の単官能性（メタ）アクリルモノマーを含み、および前記有機相の反応生成物が３５℃未満のガラス転移温度を有する、微細構造化物品。
【請求項２３】
前記物品が、プラズマディスプレイパネルまたは再帰反射シートのためのバリアリブの形成に好適な可撓性成形型である、請求項２２に記載の微細構造化物品。
【請求項１】
有機相および少なくとも１０ｗｔ％無機ナノ粒子の反応生成物を含む輝度向上重合構造体を含む輝度向上フィルムであって、前記有機相が少なくとも２つの（メタ）アクリレート基を含む少なくとも１種のオリゴマーまたはモノマー、少なくとも１種の単官能性（メタ）アクリルモノマーを含み、および
前記有機相の反応生成物が３５℃未満のガラス転移温度を有する、輝度向上フィルム。
【請求項２】
前記重合構造体が第１の表面に沿って延びる複数の稜を有する、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項３】
前記無機粒子の量が約６０ｗｔ％未満である、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項４】
前記無機ナノ粒子が前記有機相と重合可能である、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項５】
前記無機ナノ粒子がシリカ、ジルコニア、およびこれらの混合物を含む、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項６】
前記無機ナノ粒子が、チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化錫、これらの混合金属酸化物、またはこれらの混合物をさらに含む、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項７】
前記一次粒子のサイズが、５〜７５ｎｍの範囲にある、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項８】
前記一次粒子のサイズが、１０〜３０ｎｍの範囲にある、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項９】
前記一次粒子のサイズが、５〜２０ｎｍの範囲にある、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１０】
前記組成物が光開始剤を含む、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１１】
前記オリゴマーが、−８０℃〜０℃の範囲のガラス転移温度を有するホモポリマーを有するウレタンアクリレートオリゴマーである、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１２】
前記（メタ）アクリルモノマーが、−８０℃〜０℃の範囲のガラス転移温度を有するホモポリマーを有する、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１３】
前記重合性組成物が、１０ｗｔ％〜９０ｗｔ％のウレタンアクリレートオリゴマーを含む、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１４】
前記重合性組成物の粘度が、室温で１０ｃｐｓ〜３５，０００ｃｐｓの範囲にある、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１５】
前記重合構造体に光学的に結合されたベース層をさらに含む、請求項１に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１６】
前記ベース層が偏光層である、請求項１５に記載の輝度向上フィルム。
【請求項１７】
（ａ）発光面を有する照明デバイスと、
（ｂ）前記発光面に対して実質的に平行に配置された請求項１に記載の輝度向上フィルムと
を含む、デバイス。
【請求項１８】
前記照明デバイスが、バックライト式ディスプレイデバイスまたは液晶ディスプレイデバイスである、請求項１７に記載の前記デバイス。
【請求項１９】
前記デバイスが、可搬式デバイス、コンピュータディスプレイおよびテレビ受信機から選択される、請求項１７に記載の前記デバイス。
【請求項２０】
有機相および少なくとも１０ｗｔ％無機ナノ粒子の反応生成物を含む重合構造体を含む光方向変換フィルムであって、前記有機相が、
少なくとも２つの（メタ）アクリレート基を含む少なくとも１種のオリゴマーまたはモノマー、少なくとも１種の単官能性（メタ）アクリルモノマーを含み、および
前記有機相の反応生成物が３５℃未満のガラス転移温度を有する、光方向変換フィルム。
【請求項２１】
（ａ）発光面を有する光導波路を有する光源と、
（ｂ）前記光導波路に対して実質的に平行に配置された請求項２０に記載の光方向変換フィルムであって、第１の表面および第２の表面および前記第１の表面上に形成されたプリズムアレイを有し、前記光導波路の発光面から出射する光線が前記プリズムアレイに当たり、前記光線が前記第２の表面を介しておよび実質的に所望の角度方向に沿って前記方向変換フィルムから出射するように前記光線が前記プリズムアレイによって反射および屈折されるように前記発光面に対して配置された前記第１の表面と一体で配置された光方向変換フィルムと、
を含む照射デバイスであって、
前記プリズムアレイが、第１のプリズム構成を各々が有する第１の複数のプリズムと、前記第１のプリズム構成とは異なる第２のプリズム構成を各々が有する第２の複数のプリズムとを含み、前記第１のプリズム構成および前記第２のプリズム構成は、前記第２の表面から出射する前記光線を、前記光導波路に入射した前記光線の実質的に均一なサンプリングに対応させるようになっている、照射デバイス。
【請求項２２】
有機相および少なくとも１０ｗｔ％無機ナノ粒子の反応生成物を含み、前記有機相が、少なくとも２つの（メタ）アクリレート基を含む少なくとも１種のオリゴマーまたはモノマー、少なくとも１種の単官能性（メタ）アクリルモノマーを含み、および前記有機相の反応生成物が３５℃未満のガラス転移温度を有する、微細構造化物品。
【請求項２３】
前記物品が、プラズマディスプレイパネルまたは再帰反射シートのためのバリアリブの形成に好適な可撓性成形型である、請求項２２に記載の微細構造化物品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２００８−５３０３４６（Ｐ２００８−５３０３４６Ａ）
【公表日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５５６２５７（Ｐ２００７−５５６２５７）
【出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００５２８０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０８８９３０
【国際公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００５２８０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０８８９３０
【国際公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
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