光学フィルム、アセンブリ、およびディスプレイデバイス
【課題】種々の輝度向上フィルムが知られているが、より高い利得などの改良された性質を有する少なくとも１種の光学フィルムを包む輝度向上フィルムおよびアセンブリのような光学フィルムあれば、産業上有利であろう。
【解決手段】マイクロ構造化光学フィルム、少なくとも１枚のマイクロ構造化光学フィルムを含むフィルムのアセンブリ、および単一マイクロ構造化光学フィルムまたはアセンブリを含むディスプレイデバイス（たとえば照光型ディスプレイデバイス）。
【解決手段】マイクロ構造化光学フィルム、少なくとも１枚のマイクロ構造化光学フィルムを含むフィルムのアセンブリ、および単一マイクロ構造化光学フィルムまたはアセンブリを含むディスプレイデバイス（たとえば照光型ディスプレイデバイス）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２００４年６月１７日出願の米国特許出願第１０／８７０３６６号明細書の一部継続出願；２００４年９月１０日出願の米国特許出願第１０／９３９１８４号明細書の一部継続出願；２００４年９月１０日出願の米国特許出願第１０／９３８００６号明細書の一部継続出願；および２００５年３月１１日出願の米国特許出願第１１／０７８１４５号明細書の一部継続出願である。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，１７５，０３０号明細書および同第５，１８３，５９７号明細書に記載されているような特定のマイクロ複製光学製品は、一般に、「輝度向上フィルム」と呼ばれる。輝度向上フィルムは、エレクトロルミネセンスパネル、ラップトップコンピューターディスプレイ、ワードプロセッサー、デスクトップモニター、テレビ、ビデオカメラ、さらには自動車用および航空用ディスプレイで使用されるものを含めて液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのバックライト型フラットパネルディスプレイの輝度を増大させるために、多くのエレクトロニクス製品で利用されている。
【０００３】
輝度向上フィルムは、望ましくは、生成される輝度利得（すなわち「利得」）に関連付けられる輝度向上フィルムの屈折率をはじめとする特定の光学的および物理的性質を呈する。輝度を改良すれば、エレクトロニクス製品は、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、より効率的に動作できるようになるので、電力消費量が低減され、より少ない熱負荷がその構成要素にかかり、そして製品の寿命が長くなる。
【０００４】
輝度向上フィルムは、たとえば、米国特許第５，９０８，８７４号明細書；同第５，９３２，６２６号明細書；同第６，１０７，３６４号明細書；同第６，２８０，０６３号明細書；同第６，３５５，７５４号明細書；さらにはＥＰ１０１４１１３および国際公開第０３／０７６５２８号パンレットの各明細書に記載されるように、硬化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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
種々の輝度向上フィルムが知られているが、より高い利得などの改良された性質を有する少なくとも１種の光学フィルムを包む輝度向上フィルムおよびアセンブリのような光学フィルムあれば、産業上有利であろう。そのようなフィルムおよびアセンブリは、ディスプレイデバイスで利用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載されるのは、線状プリズムの反復パターンのようなマイクロ構造化表面を有する光透過性高分子材料を含む光学フィルム（たとえば、光を方向付けるのに好適な光学フィルム）である。
【０００７】
一実施形態では、フィルムは、少なくとも１．７８の単一シート相対利得を有する実質的非偏光フィルムである。
【０００８】
他の実施形態では、フィルムは、少なくとも２．４６の単一シート相対利得を有する反射偏光フィルムである。マイクロ構造化表面は、反射偏光ベース層フィルムの通過軸に直交する実質的平行プリズムのパターンを含みうる。
【０００９】
他の実施形態では、本発明は、第１のマイクロ構造化光学フィルムを第２の光学フィルムに近接して含むアセンブリに関する。
【００１０】
他の実施形態では、本発明は、一体化光学フィルムまたは一体化アセンブリを発光表面に近接して含むディスプレイデバイスに関する。
【００１１】
一態様において、アセンブリは、第１のマイクロ構造化光学フィルムを非構造化反射偏光フィルムに近接して含み、第１のフィルムと偏光フィルムとのアセンブリの利得は、少なくとも２．５９である。そのようなアセンブリでは、マイクロ構造化光学フィルムのプリズムは、好ましくは、反射偏光フィルムの通過軸に直交する。
【００１２】
他の態様において、アセンブリは、第１の実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムを第２の実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムに近接して含み、第１および第２のフィルムのアセンブリの相対利得は、少なくとも２．８０である。第２のフィルムは、プリズムが第１のフィルムのプリズムに非平行（たとえば、９０°±２０°）になるように位置決めされる。このアセンブリは、アセンブリの第１もしくは第２の光学フィルム間またはそれに近接して第３の光学フィルム（たとえば非構造化反射偏光子）をさらに含みうる。３枚のフィルムのこのアセンブリは、少なくとも３．４０の相対利得を有しうる。
【００１３】
他の態様において、アセンブリは、マイクロ構造化反射偏光フィルムをマイクロ構造化された実質的非偏光光学フィルムに近接して含み、第１および第２のフィルムのアセンブリの相対利得は、少なくとも３．３３である。
【００１４】
さらに他の態様において、光学フィルムのアセンブリは、少なくとも１０重量％の無機ナノ粒子を含む光透過性高分子材料で構成されたマイクロ構造化表面を有する第１の光学フィルムを第２の光学フィルムに近接して含むように記述される。
【００１５】
これらの実施形態のそれぞれにおいて、マイクロ構造化表面は、好ましくは、少なくとも１．６１の屈折率を有する重合性樹脂の反応生成物を含む。さらに、重合性樹脂は、好ましくは、低い吸光度を有する。マイクロ構造化表面は、典型的には、少なくとも１種のエチレン性不飽和モノマーと、場合により少なくとも１種のエチレン性不飽和オリゴマーと、少なくとも１０重量％の無機ナノ粒子と、を含む重合性組成物の反応生成物を含む。ジルコニアは、好ましい無機ナノ粒子である。無機ナノ粒子は、好ましくは、完全凝縮表面改質無機ナノ粒子である。
光学フィルムは、マイクロ構造化表面に結合されたベース層を含みうる。ベース層が高屈折率軸を有しかつマイクロ構造化表面が平行プリズムを含む実施形態では、プリズムは、好ましくは、ベース層の高屈折率軸に対して９０度±２０度をなすようにアライメントされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る例示的マイクロ構造体保有光学製品の斜視図である。
【図２】本発明に係る輝度向上フィルムを含む例示的バックライト型液晶ディスプレイの概略図である。
【図３】２種の異なる重合性組成物の波長の関数としての吸光度の代表的プロットである。
【図４】液晶ディスプレイから放出される輝度の代表的コノスコーププロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、マイクロ構造化光学フィルムと、少なくとも１枚のマイクロ構造化光学フィルムを含むフィルムのアセンブリと、単一マイクロ構造化光学フィルムまたはアセンブリを含むディスプレイデバイス（たとえば照光型ディスプレイデバイス）と、に関する。
【００１８】
一般的には、光学フィルムは、光透過性フィルムである。多くの光学フィルムは、フィルム中を通過する光の波動ベクトルおよび得られる光線経路を改変するように設計される。これは、たとえば、マイクロ構造化表面、マット表面、鏡面、さらにはバルク拡散の特性を組み込むことにより達成可能である。
【００１９】
本明細書中で使用する場合、「フィルム」という用語は、典型的にはその幅および長さよりも実質的に小さい厚さ（たとえば少なくとも１／１０倍）を有する略平面構造体を意味する。光学フィルムの厚さは、典型的には少なくとも２５ミクロンである。厚さはたとえば３ｃｍ程度でありうるが、典型的には、フィルムは、２ｍｍ未満、より典型的には８００ミクロン未満である。
【００２０】
好ましいタイプの光学フィルムは、フィルムを用いて反射および屈折により光（たとえば拡散光源の光）を再方向付けできるようにフィルム表面上に複数のプリズムのようなマイクロ構造化表面を含む。そのようなフィルムは、輝度向上フィルムおよび光マネジメントフィルムとして知られる。
【００２１】
典型的な輝度向上フィルムは、対称な先端と溝との規則的反復パターンを有するマイクロ構造化表面を含む。溝パターンの他の例としては、先端と溝とが対称でなくかつサイズも方位も先端と溝との距離も均一でないパターンが挙げられる。
【００２２】
図１について説明する。マイクロ構造化光学フィルム３０は、ベース層２とマイクロ構造化光学層４とを含みうる。他の選択肢として、マイクロ構造化光学フィルムは、ベース層と光学層とが同一材料で構成されているモノリシックでありうる。モノリシックマイクロ構造化光学フィルムは、公知の方法により、たとえば、溶融された熱可塑性樹脂を押し出すことにより、作製可能である。光学層４は、プリズム６、８、１２、および１４として特定される正直角柱の線状アレイを含む。プリズムの高さは、典型的には約１〜約７５ミクロンの範囲である。それぞれのプリズムたとえばプリズム６は、第１の面１０と第２の面１１とを有する。プリズム６、８、１２、および１４は、プリズムが形成される第１の表面１８と、実質的にフラットまたは平面でありかつ第１の表面１８に対向する第２の表面２０と、を有するベース２上に形成される。直角柱とは、頂角αが典型的には約９０°であることを意味する。しかしながら、この角度は、７０°〜１２０°の範囲でありうる。また、８０°〜１００°の範囲であってもよい。さらに、頂部は、先鋭形、丸形、平坦形、または切頭形でありうる。丸形プリズムの頂角は、面（たとえばフラット面）の交差により近似可能である。プリズム面は同一である必要はなく、プリズムは互いに傾いていてもよい。アレイのプリズムの高さは、実質的に同一であっても異なっていてもよい。光学物品の全厚さ２４とプリズムの高さ２２との関係は、さまざまでありうる。しかしながら、典型的には、明確に規定されたプリズム面を有する比較的薄い光学層を使用することが望ましい。プリズムの高さ２２と全厚さ２４との典型的な比は、一般的には２５／１２５〜２／１２５である。
【００２３】
光学フィルムが光を再方向付けするように機能するのであれば、表面構造体は、さまざまなピッチ、交差するチャネル、および／またはさまざまなプリズム角を有していてもよい。たとえば、表面構造体は、米国特許第６，３２２，２３６号明細書に記載されるような疑似ランダムプリズム起伏を有するものであってよい。表面構造体は、４つ以上の面を有していてもよく、したがって、ピラミッドのような他の形状を有していてもよい。さらに、面は、曲面であってもよくかつ／または他の非三角形状を有していてもよい。形状に応じて、表面構造体は、非プリズム状でありうる。
【００２４】
ベース材料および／またはマイクロ構造化光学層として多くの高分子材料を使用することが可能である。好適な材料は、特定の光学製品の形態に集成したりまたはその中で使用したりするのに十分な程度に光学的に透明でありかつ構造的に強靭である。好ましくは、光学製品の性能が経時により損なわれることがないように十分な耐温度性および耐老化性を有するベース材料が選択されている。
【００２５】
ベース材料および／またはマイクロ構造化光学層の特定の化学組成および厚さは、作製される特定の光学製品の要件に依存しうる。すなわち、とくに、強度、透明性、耐温度性、表面エネルギー、光学層への固着性に対する要求のバランスがとられる。ベース層の厚さは、典型的には少なくとも約０．０２５ミリメートル（ｍｍ）、より典型的には少なくとも約０．１２５ｍｍである。さらに、ベース層は、一般的には約１ｍｍ以下の厚さを有する。
【００２６】
有用なベース層および／またはマイクロ構造化光学層の材料としては、ガラスおよび種々の高分子材料、たとえば、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、ポリビニルクロリド、シンジオタクティックポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ノルボルネンポリマー、ナフタレンジカルボン酸をベースとするコポリマーまたはブレンドが挙げられる。場合により、ベース材料は、これらの材料の混合物または併用物を含有しうる。たとえば、ベースは、多層でありうるかまたは連続相中に懸濁もしくは分散された分散相を含有しうる。代表的ベース層材料としては、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、写真グレードのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびデラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）のデュポン・フィルムズ（ＤｕＰｏｎｔ Ｆｉｌｍｓ）から「メリネックス（Ｍｅｌｉｎｅｘ）」という商品名で入手可能なＰＥＴが挙げられる。
【００２７】
そのようなベース層材料から作製されるフィルムは、典型的には、フィルムの製造方法に起因していくらかの複屈折性を有する。そのようなベース層から作製されるマイクロ構造化光学フィルムもまたそのような複屈折性を有するが、そのような光学フィルムは照光型（たとえばＬＣＤ）ディスプレイで偏光子として利用されることはないであろうから、そのようなフィルムは、典型的には偏光フィルムとはみなされない。本明細書中で使用する場合、「実質的非偏光光学フィルム」とは、拡散反射率が偏光の関数として０．５未満の変動を有する光学フィルムを意味する。さらにまた、フィルム（たとえば製造中に延伸されるフィルム）が１つの軸（たとえば機械方向軸）において異なる軸（たとえばクロスウェブ方向軸）と比較してより高い屈折率を有することが一般的である。
【００２８】
これとは対照的に、「反射偏光光学フィルム」とは、拡散反射率が偏光の関数として少なくとも０．０５の変動を有する光学フィルムを意味する。反射偏光光学フィルムは、典型的には、一偏光モードが他の偏光モードよりも実質的に高い反射率を有する。典型的には、拡散反射率は、偏光の関数として少なくとも０．１、より典型的には少なくとも０．２の変動を有する。
【００２９】
マイクロ構造化反射偏光光学フィルムは、光学活性のベース層材料から作製可能であり、偏光材料として作用しうる。いくつかのベース層材料は、偏光材料として有用であることが知られている。光の偏光はまた、アラインド雲母チップのような無機材料を組み込むことによりまたは連続フィルム内に分散された光変調液晶のドロップレットのように連続フィルム内に分散された不連続相により、達成可能である。代替手段として、異なる材料のマイクロファイン層からフィルムを作製することが可能である。フィルム内の偏光材料は、たとえば、フィルムの延伸、電界または磁界の印加、およびコーティング技術のような方法を利用することにより、偏光方位にアライメントさせることが可能である。
【００３０】
偏光フィルムの例としては、米国特許第５，８２５，５４３号明細書および同第５，７８３，１２０号明細書に記載のものが挙げられる。多層偏光フィルムは、ＤＢＥＦ（デュアル輝度向上フィルム）という商品名でミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）により販売されている。輝度向上フィルムにおけるそのような多層偏光光学フィルムの使用については、米国特許第５，８２８，４８８号明細書（参照により本明細書に組み入れられるものとする）に記載されている。偏光フィルムの他の例は、米国特許第５，８８２，７７４号明細書、同第５，９６５，２４７号明細書、同第６，０２５，８９７号明細書の各明細書に記載されている。とくに米国特許第５，６１２，８２０号明細書および同第５，４８６，９４９号明細書に記載されるような他の偏光フィルムおよび非偏光フィルムもまた、本発明に係る輝度向上フィルムのベース層として有用でありうる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、マイクロ構造化光学フィルムのベース層として、非構造化偏光フィルムおよび非構造化実質的非偏光フィルムを利用することが可能である。他の実施形態では、非構造化偏光フィルムおよび非構造化実質的非偏光フィルムが少なくとも１枚のマイクロ構造化光学フィルムと組み合わせてアセンブリで利用される。本明細書中で使用する場合、「非構造化偏光フィルム」とは、表面構造体（たとえばプリズム状表面構造体）が欠如しているフィルムを意味する。非構造化偏光フィルムは、平滑表面、マット表面、または粗表面を有しうる。
【００３２】
輝度向上フィルムは、一般的には、照明デバイスのオンアクシス輝度（本明細書中では「輝度」と記す）を向上させる。ラップトップコンピューター、時計などに見られるような光学ディスプレイで使用した場合、マイクロ構造化光学フィルムは、ディスプレイから逃散する光を光学ディスプレイを貫通する法線軸から所望の角度で配設された１対の平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大させることが可能である。その結果として、許容範囲外にディスプレイから出射するおそれのある光を反射させてディスプレイ中に戻し、そこでその一部分を「リサイクル」してディスプレイから逃散させうる角度でマイクロ構造化フィルムに戻される。リサイクルは、所望の輝度レベルを有するディスプレイを提供するのに必要とされる電力消費量を低減させることができるので有用である。
【００３３】
光のそのようなリサイクルの有効性を測定する一般的方法は、光学フィルムの利得を測定することである。本明細書中で使用する場合、「相対利得」は、光学フィルムがライトボックス上に存在しないときに測定されるオンアクシス輝度を基準にして、光学フィルム（または光学フィルムアセンブリ）がライトボックス上に配置されたときに実施例に記載の試験法により測定されるオンアクシス輝度として定義される。この定義は、以下の関係によりまとめることが可能である：
相対利得＝（光学フィルムを用いて測定される輝度）／（光学フィルムを用いずに測定される輝度）
【００３４】
本明細書に記載されるのは、より高い相対利得を呈する光学フィルムおよび光学フィルムアセンブリである。
【００３５】
一実施形態では、マイクロ構造化表面を有する光透過性の高分子材料（たとえば硬化高分子材料）を含む光学フィルムが記述される。光学フィルムは、少なくとも１．７８の単一シート相対利得を有する実質的非偏光フィルムである。相対単一シート利得は、典型的には２．０５以下である。したがって、単一シート相対利得はまた、１．８０、１．８２、１．８４、１．８６、１．８８、１．９０、１．９２、１．９４、１．９６、１．９８、２．００、および２．０２を包含する相対利得値の集合中の任意の値から選ばれる範囲であってもよい。
【００３６】
他の実施形態では、マイクロ構造化表面を有する反射偏光光学フィルムが記述される。このフィルムは、光透過性の高分子材料（たとえば硬化高分子材料）を含みかつ少なくとも２．４６の単一シート相対利得を有する。相対単一シート利得は、典型的には３．０２未満である。したがって、単一シート相対利得はまた、２．４８、２．５０、２．５２、２．５４、２．５６、２．５８、２．６０、２．６２、２．６４、２．６６、２．６８、２．７０、２．７２、２．７４、２．７６、２．７８、２．８０、２．８２、２．８４、２．８６、２．８８、２．９０、２．９２、２．９４、２．９６、２．９８、および３．００を包含する相対利得値の集合中の任意の値から選ばれる範囲であってもよい。マイクロ構造化光学フィルム（たとえばプリズム状マイクロ構造化光学フィルム）のベース層として反射偏光フィルムを利用する場合、プリズムまたはグルーブ（たとえば、線状のプリズムまたはグルーブ）を反射偏光フィルムの通過軸に実質的に直交する方向にアライメントすることが好ましい。
【００３７】
他の実施形態では、本発明は、２枚以上のフィルムを含むかまたはそれらよりなる種々のアセンブリに関する。それぞれのアセンブリは、第１のマイクロ構造化光学フィルムを第２の光学フィルム（たとえばマイクロ構造化光学フィルムまたは非構造化光学フィルム）に近接して含む。
【００３８】
近接とは、十分に近いことを意味する。近接には、フィルムの単なる積重一体化などにより第１のマイクロ構造化光学フィルムが第２の光学フィルムに接触した状態にあることが包含されうる。または種々の手段によりフィルムを接合させてもよい。フィルムは、機械的手段、化学的手段、熱的手段、またはそれらの組合せにより接合可能である。化学的手段としては、種々の感圧接着剤、溶媒系接着剤、およびホットメルト接着剤、さらには熱、湿分、もしくは放射線に暴露されると架橋する二液硬化性接着剤組成物が挙げられる。熱的手段としては、たとえば、加熱エンボスローラー、高周波（ＲＦ）溶接、および超音波溶接が挙げられる。光学フィルムは、フィルムの全平面にわたり（たとえば連続的に）、選択箇所だけで、または縁部だけで接合可能である。他の選択肢として、近接する光学フィルムを空気境界部で互いに分離することが可能である。空気境界部は、接着剤の適用などにより周縁部において一方もしくは両方の光学フィルムの厚さを増大させることによって形成可能である。フィルムをラミネートして一体化させるのではなく積重する場合、光学フィルム間の空気境界部はわずか数ミクロンでありうる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、第１のマイクロ構造化光学フィルムは、第２のマイクロ構造化光学フィルムに近接する。そのようなアセンブリでは、ボトムフィルムのマイクロ構造化表面は、好ましくは、トップフィルムの非構造化表面に近接して配設される。プリズム状マイクロ構造化フィルムを利用する実施形態では、フィルムのプリズムは、一般的には、プリズムがグルーブにより分離された状態で一主方向に平行にアライメントされる。一般的には、スタック中の第２のマイクロ構造化光学フィルム（たとえばボトムマイクロ構造化光学フィルム）のプリズム（またはグルーブ）をプリズムが第１のフィルム（たとえばトップフィルム）のプリズムに実質的に直交するようにアライメントすることが好ましい。しかしながら、他のアライメントを利用することも可能である。たとえば、第２の光学フィルムのプリズムは、第２の光学フィルムのプリズムを基準にしてグルーブまたはプリズムの交差が約７０°〜約１２０°の範囲の角度をなすように位置決め可能である。
【００４０】
１つの一体化アセンブリでは、第１のマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルムは、第２のマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルムに近接する。このアセンブリの利得は、少なくとも２．８０である。第１の光学フィルムは、第２の光学フィルムと同一であっても異なっていてもよい。たとえば、第２のフィルムは、異なるベース層組成、異なるマイクロ構造化表面組成を有していてもよく、かつ／または異なる表面マイクロ構造を有していてもよい。このアセンブリの相対利得は、典型的には３．３２未満である。したがって、そのようなアセンブリの相対利得はまた、２．８１、２．８２、２．８４、２．８６、２．８８、２．９０、２．９２、２．９４、２．９６、２．９８、３．００、３．０２、３．０４、３．０６、３．０８、３．１０、３．１２、３．１４、３．１６、３．１８、３．２０、３．２２、３．２４、３．２６、３．２８、および３．３０を包含する相対利得値の集合中の任意の値から選ばれる範囲であってもよい。
【００４１】
反射偏光光学フィルムは、種々のアセンブリにおいて他の光学フィルムと組み合わせることが可能である。そのような組合せは、拡散光源の出力を特定の光方向および偏光モードで増強するのにとくに有用であり、液晶デバイスの輝度向上にとりわけ有用である。
【００４２】
１つの一体化アセンブリでは、第１のマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルム（たとえばプリズム状マイクロ構造化実質的非偏光光学フィルム）は、非構造化反射偏光フィルムに近接する。このアセンブリの利得は、少なくとも２．５９である。このアセンブリの相対利得は、典型的には２．８６未満である。したがって、そのようなアセンブリの相対利得はまた、２．６０、２．６２、２．６４、２．６６、２．６８、２．７０、２．７２、２．７４、２．７６、２．７８、２．８０、２．８２、および２．８４を包含する相対利得値の集合中の任意の値から選ばれる範囲であってもよい。そのようなアセンブリでは、プリズム状フィルムのプリズムまたはグルーブを非構造化反射偏光フィルムの通過軸に実質的に直交するようにアライメントすることが好ましい。
【００４３】
他の一体化アセンブリでは、第１のマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルムは、マイクロ構造化反射偏光フィルムに近接する。このアセンブリの相対利得は、典型的には少なくとも３．３３である。さらに、相対利得は、典型的には４．２０未満である。したがって、そのようなアセンブリの相対利得はまた、３．３４、３．３６、３．３８、３．４０、３．４２、３．４４、３．４６、３．４８、３．５０、３．５２、３．５４、３．５６、３．５８、３．６０、３．６２、３．６４、３．６６、３．６８、３．７０、３．７２、３．７４、３．７６、３．７８、３．８０、３．８２、３．８４、３．８６、３．８８、３．９０、３．８２、３．９４、３．９６、３．９８、４．００、４．０２、４．０４、４．０６、４．０８、４．１０、４．１２、４．１４、４．１６、および４．１８を包含する相対利得値の集合中の任意の値から選ばれる範囲であってもよい。
【００４４】
さらに、マイクロ構造化光学フィルムの種々のアセンブリを第３の光学フィルムと組み合わせることも可能である。しかしながら、典型的には、アセンブリは、互いに近接するプリズム状構造体を有する２枚以下のマイクロ構造化フィルムを含む。好ましい一アセンブリは、互いに近接する第１および第２のマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルムを非構造化反射偏光光学フィルムと共に含む。反射偏光フィルムは、一般的には、非反射偏光フィルムのアセンブリに隣接して配設される。使用時、スタックは、反射偏光フィルムが光源からより離れて存在するようにディスプレイデバイス中に位置決めされる。この三層スタックの相対利得は、典型的には少なくとも３．４０かつ典型的には３．７２以下である。しかしながら、他の選択肢として、第１および第２のマイクロ構造化実質的非偏光フィルム間またはそれらの下に非構造化反射偏光光学フィルムを配置することが可能である。
【００４５】
屈折率と軸方向利得とが略直接的に関連付けられることは、電磁理論から公知である。したがって、輝度向上フィルムで使用するためのより高屈折率の材料に関する種々の特許が存在する。しかしながら、本発明者らは、高屈折率材料単独では、とくにアセンブリにおいて、必ずしも高利得が得られるとは限らないことを見いだした。本明細書に記載されるのは、十分な屈折率と低い光吸収とを相乗的に組み合わせて有する重合性樹脂から作製される光学フィルムおよび２枚以上の光学フィルムのアセンブリである。
【００４６】
フィッシャー・サイエンティフィック・リフラクトメーター・カンパニーのモデル＃６２０８（Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ Ｃｏ．Ｍｏｄｅｌ ＃６２０８）を用いて決定される重合性組成物の有機成分の屈折率は、少なくとも１．４８、１．４９、１．５０、１．５１、１．５２、１．５３、１．５４、１．５５、１．５６、１．５７、１．５８、１．５９、１．６０、１．６１、または１．６２でありうる。重合性組成物（たとえば、場合により粒子を含んでいてもよい）は、１．７０程度の高い屈折率を有しうる。重合性組成物の屈折率は、少なくとも１．５８、１．５９、１．６０、１．６１、１．６２、１．６３、１．６４、１．６５、１．６６、１．６７、１．６８、または１．６９である。一般的には、樹脂の屈折率は、硬化させると約０．０１〜０．０３上昇する可能性がある。硬化屈折率は、エリプソメトリーのような当技術分野で公知の種々の技術により測定可能である。
【００４７】
図３は、それぞれ１．７９３および１．８２９の相対利得値（すなわち単一シート相対利得値）を有する実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムの作製に利用される代表的重合性樹脂組成物（すなわち実施例の重合性樹脂組成物１２および１３）の波長の関数としての吸光度（実施例に記載の試験法に準拠して測定される）のプロットである。この場合、重合性組成物１２は、１．７８の好ましい最小値に近い相対利得値（すなわち単一シート相対利得値）を有するマイクロ構造化光学フィルムの作製に好適な組成物を代表するものである。
【００４８】
図３からわかるように、約５７５ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長におけるこれらの重合性樹脂組成物の吸光度は、１未満である。４５０ｎｍにおける吸光度は、２．５未満（たとえば２．２５未満）である。約５００ｎｍにおける吸光度は、１．７５以下である。５５０ｎｍにおける吸光度は、１．５未満（たとえば１．２５未満）である。
【００４９】
代表的重合性樹脂１２および１３から作製された実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムを、それぞれ２枚の同一フィルムのスタックを有するアセンブリの形態にした。ただし、ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように、ボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面をトップフィルムのベース層に接触させた。重合性樹脂１２から作製されたアセンブリの相対利得は、２．６５２であり；一方、重合性樹脂１３から作製されたアセンブリの相対利得は、２．８０７であった。
【００５０】
重合性樹脂１２は高利得を有する単一マイクロ構造化光学フィルムを取得するには十分な程度に低い吸光度を有するが、アセンブリの形態に組み合わされたときには重合性樹脂が寄与する吸光度が加算される。したがって、本発明に係るアセンブリでは、代表的重合性樹脂１２は、高すぎる吸光度を有し；一方、重合性樹脂１３は、少なくとも２．８０の好ましい利得値を有するアセンブリ（すなわち反射偏光フィルムが欠如しているアセンブリ）を作製するのに好適である最大吸光度に近い吸光度を有する代表的組成物である。
【００５１】
したがって、アセンブリで使用するのに好ましい重合性樹脂組成物の吸光度は、４５０ｎｍの波長において２未満である。好ましくは、吸光度は、４５０ｎｍの波長において１．５未満、より好ましくは１未満、さらにより好ましくは０．７５未満である。約５００ｎｍにおける吸光度は、好ましくは１．５未満、より好ましくは１．０未満、より好ましくは０．５未満である。約５５０ｎｍの波長では、重合性樹脂の吸光度は、好ましくは１未満、より好ましくは０．５未満である。５００ｎｍ〜８００ｎｍの波長では、重合性樹脂の吸光度は、好ましくは０．５未満である。吸光度は、約６００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長において好ましくは０．２５未満である。
【００５２】
相対利得に及ぼす吸光度の影響は、より高い屈折率（たとえば１．６４）を有する重合性樹脂組成物を用いることにより、ある程度まで補償可能である。そのような実施形態では、許容吸光度値は、より高くてもよい。
【００５３】
本明細書に記載の種々のマイクロ構造化光学フィルムおよびアセンブリは、たとえば、ダイレクトライト型バックライト、エッジライト型バックライト、発光ダイオード（ＬＥＤ）バックライト型ＬＣＤ、ＣＣＦＬバックライト型ディスプレイ、フィールドシーケンシャルディスプレイ、スキャニングバックライトを含めて、さまざまなディスプレイで効果的に利用可能である。マイクロ構造化光学フィルムまたはアセンブリは、典型的には、輝度の向上および／または電力消費の低減を目的に組み込まれる。マイクロ構造化光学フィルムまたはアセンブリは、ディスプレイデバイスの他の構成要素に近接する。例示的バックライト型液晶ディスプレイの概略図は、図２に全体として１１０で示される。実際のディスプレイでは、示された種々の構成要素は、多くの場合、輝度向上フィルムに接触した状態にある。本発明に係る輝度向上フィルム１１１は、一般的には、光導波路１１８と液晶ディスプレイパネル１１４との間に位置決めされる。液晶ディスプレイパネルは、典型的には、両方の表面上に偏光子（たとえば吸収偏光子）を含む。したがって、そのような偏光子（たとえば吸収偏光子）は、本発明に係る輝度向上フィルムに隣接して位置決めされる。ディスプレイデバイスでは、偏光子（たとえば吸収偏光子）に最も近いプリズムシートのプリズムまたはグルーブは、好ましくは、隣接する吸収偏光子の通過軸に実質的に直交するようにアライメントされる。さらに、光学フィルムまたはアセンブリが反射偏光子を含む場合、反射偏光子の通過軸は、ディスプレイデバイスの吸収偏光子の通過軸にアライメントされる。バックライト型液晶ディスプレイはまた、蛍光ランプのような光源１１６と、さらには液晶ディスプレイパネルの方向に光を反射するための白色リフレクター１２０と、を含みうる。輝度向上フィルム１１１は、光導波路１１８から放出された光を平行化することにより、液晶ディスプレイパネル１１４の輝度を増大させる。輝度を増大させると、液晶ディスプレイパネルにより生成される画像をよりシャープにすることが可能になり、しかも光源１１６の電力を低減させて選択された輝度を生成できるようになる。バックライト型液晶ディスプレイは、コンピューターディスプレイ（ラップトップディスプレイおよびコンピューターモニター）、テレビ、ビデオレコーダー、移動体通信デバイス、ハンドヘルドデバイス（すなわち、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ））、自動車用およびアビオニクス用機器ディスプレイなどのような装置（参照文字１２１により表されている）に有用である。
【００５４】
ディスプレイは、輝度向上フィルムと液晶ディスプレイパネル１１４との間に位置決めされた他の光学フィルム１１２をさらに含みうる。他の光学フィルムとしては、たとえば、拡散体、反射偏光子、または第２の輝度向上フィルムが挙げられうる。他の光学フィルムは、当技術分野で公知のように、光学フィルム１１２と液晶ディスプレイパネル１１４との間または輝度向上フィルム１１１と光導波路１１８との間に位置決め可能である。さらに、光導波路と光学フィルムとの間に方向変換フィルムを配置することが可能である。他の選択肢として、輝度向上フィルムは、方向変換フィルムであってもよい。方向変換フィルムは、典型的には、入力表面上に形成されたプリズム構造体を含み、入力表面は、光導波路に隣接して配設される。出力表面に対して通常３０度未満の視射角で光導波路から出射する光線は、プリズム構造体に当たる。光線は、プリズム構造体の第１の表面で屈折し、プリズム構造体の第２の表面で反射され、その結果、所望の方向に、たとえば、ディスプレイの目視軸に実質的に平行な方向に、方向変換レンズまたはフィルムにより方向付けられる。
【００５５】
１１１と１１２とだけの組合せまたは第３の光学フィルムと組み合わされた組合せは、本明細書に記載の光学フィルムアセンブリのいずれかでありうる。これらの追加の光学フィルムが輝度向上フィルムのベース層として組み込まれる場合、ベース層の厚さは、先に記載されたよりも著しく厚いこともある。
【００５６】
好ましい一態様において、マイクロ構造化非偏光フィルムまたはそのようなものを含むアセンブリは、特定のバックライトのオンアクシス輝度を向上させることが判明した。オフアクシス輝度ピークは、正反射バックリフレクターを含むエッジライト型バックライトディスプレイ、とくに楔型光導波路を含むそのようなディスプレイに共通していることが判明した。
【００５７】
本明細書に記載の光学フィルムは、複数のナノ粒子（たとえば表面改質ナノ粒子）を場合により含んでいてもよい有機成分の反応生成物を含む重合構造体を含みうる。重合構造体は、ベース層と光学層とから作製される光学素子または光学製品でありうる。ベース層および光学層は、同一のまたは異なるポリマー材料から形成可能である。
【００５８】
ルー（Ｌｕ）の（米国特許第５，１８３，５９７号明細書）およびルー（Ｌｕ）らの（米国特許第５，１７５，０３０号明細書）に記載されるように、マイクロ構造体保有物品（たとえば輝度向上フィルム）は、（ａ）重合性組成物（すなわち本発明に係る重合性組成物）を調製する工程と；（ｂ）マスターのキャビティーを満たすのにかろうじて十分な量でマスターネガマイクロ構造化成形表面上に重合性組成物を堆積させる工程と；（ｃ）予備成形されたベースとマスター（少なくとも一方は可撓性である）との間で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満たす工程と；（ｄ）組成物を硬化させる工程と；を含む方法により作製可能である。マスターは、ニッケル、ニッケルメッキ銅、もしくは黄銅のような金属品でありうるか、または重合条件下で安定でありかつマスターから重合材料をきれいに取り出しうる表面エネルギーを好ましくは有する熱可塑性材料でありうる。ベースへの光学層の固着を促進するために、場合により、ベースフィルムの１つ以上の表面に下地処理または他の処理を施すことが可能である。
【００５９】
好適な重合方法としては、当技術分野で公知のように、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、およびバルク重合が挙げられる。好適な方法としては、遊離基開始剤の存在下における加熱さらには光開始剤の存在下における紫外光または可視光のような電磁放射線の照射が挙げられる。合成中、輸送中、および貯蔵中における樹脂の早期重合を防止するために、多くの場合、ヒドロキノン禁止剤、４−メトキシフェノール禁止剤、およびヒンダードアミンニトロキシド禁止剤のような禁止剤が、５０〜１０００ｐｐｍのレベルで重合性組成物の合成時に使用される。当業者に公知のように、他の種類および／または量の禁止剤を利用することが可能である。本発明に係る組成物は、好ましくは、光開始剤の存在下における紫外光または可視光の照射により重合可能である。
【００６０】
重合性組成物またはその有機成分は、好ましくは、実質的に無溶媒の重合性組成物である。「実質的に無溶媒」とは、５重量％未満、４重量％未満、３重量％未満、２重量％未満、１重量％未満、および０．５重量％未満の溶媒（たとえば有機溶媒）を有する重合性組成物を意味する。溶媒の濃度は、ガスクロマトグラフィーのような公知の方法により決定可能である。０．５重量％未満の溶媒濃度が好ましい。
【００６１】
有機成分は、重合性組成物での融点がコーティング温度未満であるならば、固体でありうるかまたは固体成分を含みうる。有機成分は、周囲温度で液体でありうる。
【００６２】
成分は、好ましくは、有機成分が低粘度（たとえば１８０°Ｆで１０００ｃｐｓ未満）を有するように選択される。典型的には、有機成分の粘度は、これまで利用されてきた組成物の有機成分よりも実質的に低い。有機成分の粘度は、１０００ｃｐｓ未満、典型的には９００ｃｐｓ未満である。有機成分の粘度は、コーティング温度において、８００ｃｐｓ未満、４５０ｃｐｓ未満、６００ｃｐｓ未満、または５００ｃｐｓ未満でありうる。本明細書中で使用する場合、粘度は、２５ｍｍのパラレルプレートを用いて動的応力レオメーターにより測定される（１０００ｓｅｃ-1までの剪断速度で）。さらに、有機成分の粘度は、コーティング温度において、典型的には少なくとも１０ｃｐｓ、より典型的には少なくとも５０ｃｐｓ、さらにより典型的には少なくとも１００ｃｐｓ、最も典型的には少なくとも２００ｃｐｓである。コーティング温度は、典型的には、周囲温度（すなわち２５℃）〜１８０°Ｆ（８２℃）の範囲である。コーティング温度は、１７０°Ｆ（７７℃）未満、１６０°Ｆ（７１℃）未満、１５０°Ｆ（６６℃）未満、１４０°Ｆ（６０℃）未満、１３０°Ｆ（５４℃）未満、または１２０°Ｆ（４９℃）未満でありうる。
【００６３】
重合性組成物は、１種以上のエチレン性不飽和モノマーを含む。重合性組成物は、（メタ）アクリル化ウレタンオリゴマー、（メタ）アクリル化ポリエステルオリゴマー、（メタ）アクリル化フェノールオリゴマー、（メタ）アクリル化アクリルオリゴマー、およびそれらの混合物を含みうる。しかしながら、いくつかの実施形態では、有機成分は、ウレタン結合を含んでおらず、したがって、（メタ）アクリル化ウレタンを含まない重合性組成物の反応生成物から調整される。（メタ）アクリル化ウレタンを含む重合性組成物は、粘度がより高い傾向がある。
【００６４】
いくつかの実施形態では、重合性組成物は、４５０ｇ／モル超の数平均分子量を有する少なくとも１種のオリゴマー性エチレン性不飽和モノマーを反応性希釈剤および／または架橋剤と組み合わせて含みうる。他の実施形態では、重合性組成物は、１種以上のエチレン性不飽和モノマーを含みうるが、ただし、有機相は、４５０ｇ／モル超の数平均分子量を有するオリゴマー性モノマーを含まない。
【００６５】
十分な重合性反応性基を有する表面改質ナノ粒子を利用する実施形態では、架橋剤を利用する必要はない。好ましい実施形態では、重合性組成物つまりその成分は、アクリレート官能基を単独で含み、したがって、メタクリレート官能基を実質的に含まない。
【００６６】
本明細書に記載の重合性組成物は、好ましくは、無機酸化物粒子（たとえば表面改質無機酸化物粒子）を含む。そのような粒子のサイズは、有意な可視光散乱が回避されるように選択される。光学的な性質または材料の性質を最適化しかつ全組成物コストを削減するために、無機酸化物粒子タイプの混合物を利用することが望ましいこともある。無機ナノ粒子と有機樹脂とから形成されるハイブリッドポリマーは、従来の有機樹脂では取得しえない耐久性を単独で達成するのに適している。無機ナノ粒子を組み込むことにより、こうして形成される物品（たとえば輝度向上フィルム）の耐久性を改良することが可能である。
【００６７】
重合性表面改質の欠如した無機ナノ粒子を有効に利用することが可能であるが、無機ナノ粒子は、好ましくは、ナノ粒子が有機成分と重合しうるように表面改質される。表面改質されたナノ粒子（たとえばコロイドナノ粒子）は、物品または光学素子の耐久性および／または屈折率を向上させるのに有効な量で重合構造体中に存在しうる。本明細書中に記載の表面改質コロイドナノ粒子は、さまざまな望ましい属性、たとえば、ナノ粒子が樹脂系内で安定なディスパージョンを形成するようなナノ粒子と樹脂系との相溶性などを有することが可能であり、表面改質によりナノ粒子と樹脂系との反応性を提供すれば、複合体をより耐久性のあるものにすることが可能であり、適切に表面改質されたナノ粒子を樹脂系に添加すれば、非硬化組成物粘度に及ぼす影響が少なくなる。表面改質剤の組合せにより、組成物の非硬化性および硬化性を操作しうる。適切に表面改質されたナノ粒子を用いれば、光学素子の光学的性質および物理的性質を改良することが可能であり、たとえば、樹脂の機械的強度を改良したり、樹脂系内の固体の体積充填率を増大させつつ粘度変化を最小限に抑えたり、樹脂系内の固体の体積充填率を増大させつつ光学的透明度を保持したりすることが可能である。
【００６８】
表面改質コロイドナノ粒子は、１ｎｍ超かつ１００ｎｍ未満の一次粒子サイズまたは会合粒子サイズを有する酸化物粒子でありうる。ナノ粒子は、会合していないことが好ましい。それらの測定は、透過型電子顕微鏡法（ＴＥＭ）に基づきうる。ナノ粒子は、たとえば、アルミナ、酸化スズ、酸化アンチモン、シリカ、ジルコニア、チタニア、それらの混合物、またはそれらの混合酸化物のような金属酸化物を含みうる。表面改質コロイドナノ粒子は、実質的に完全に凝縮可能である。
【００６９】
非シリカ含有完全凝縮ナノ粒子は、典型的には、５５％超、好ましくは６０％超、より好ましくは７０％超の結晶化度（独立金属酸化物粒子として測定される）を有する。たとえば、結晶化度は、約８６％までの範囲内またはそれ以上でありうる。結晶化度は、Ｘ線回折法により決定可能である。凝縮結晶性のナノ粒子（たとえばジルコニアナノ粒子）は高屈折率を有するが、アモルファスなナノ粒子は典型的にはより低い屈折率を有する。
【００７０】
シリカナノ粒子は、５〜７５ｎｍまたは１０〜３０ｎｍまたは２０ｎｍの粒子サイズを有しうる。シリカナノ粒子は、１０〜６０重量％または１０〜４０重量％の量で耐久性の物品中または光学素子中に存在しうる。本発明に係る材料に使用されるシリカは、「ナルコ・コロイダル・シリカ（Ｎａｌｃｏ Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｓｉｌｉｃａ）」という商品名でイリノイ州ネーパービルのナルコ・ケミカル・カンパニー（Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ）から市販されている（たとえば、製品１０４０、１０４２、１０５０、１０６０、２３２７、および２３２９）。好適なヒュームドシリカとしては、たとえば、商品名「アエロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）シリーズＯＸ−５０」さらには製品番号１３０、１５０、および２００としてデグッサＡＧ（独国ハーナウ）（ＤｅＧｕｓｓａ ＡＧ（Ｈａｎａｕ，Ｇｅｒｍａｎｙ））から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、「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ ２０９５」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ Ａ１０５」、および「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ Ｍ５」という商品名で、イリノイ州タスコラのキャボット・コーポレーション（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．，Ｔｕｓｃｏｌａ，ＩＬ）から市販されている。
【００７１】
ジルコニアナノ粒子は、５〜５０ｎｍまたは５〜１５ｎｍもしくは１０ｎｍの粒子サイズを有しうる。ジルコニアナノ粒子は、１０〜７０重量％または３０〜６０重量％の量で耐久性の物品中または光学素子中に存在しうる。本発明に係る組成物および物品で使用されるジルコニアは、「ナルコＯＯＳＳＯＯ８（Ｎａｌｃｏ ＯＯＳＳＯＯ８）」という商品名でナルコ・ケミカル・カンパニー（Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から、および「ビューラー・ジルコニアＺ−ＷＯゾル（Ｂｕｈｌｅｒ ｚｉｒｃｏｎｉａ Ｚ−ＷＯ ｓｏｌ）」という商品名でスイス国ウッツヴィルのビューラーＡＧ（Ｂｕｈｌｅｒ ＡＧ Ｕｚｗｉｌ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から、入手可能である。ジルコニアナノ粒子はまた、２００４年１２月３０日出願の米国特許出願第１１／０２７４２６号明細書および米国特許第６，３７６，５９０号明細書の各明細書に記載されるように調製することも可能である。
【００７２】
チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化スズ、および／または混合金属酸化物のナノ粒子は、５〜５０ｎｍまたは５〜１５ｎｍもしくは１０ｎｍの粒子サイズまたは会合粒子サイズを有しうる。チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化スズ、および／または混合金属酸化物のナノ粒子は、１０〜７０重量％または３０〜６０重量％の量で耐久性の物品中または光学素子中に存在しうる。本発明に係る材料に使用される混合金属酸化物は、商品名オプトレーキ３（Ｏｐｔｏｌａｋｅ３）として触媒化成工業株式会社（日本国川崎市）（Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｃｏｒｐ．（Ｋａｗａｓａｋｉ，Ｊａｐａｎ））から市販されている。
【００７３】
ナノサイズ粒子の表面処理により、高分子樹脂中の安定なディスパージョンを提供しうる。好ましくは、粒子が重合性樹脂中に良好に分散されて実質的に均一な組成物を生じるように、ナノ粒子を表面処理により安定化させる。さらに、安定化された粒子が硬化中に重合性樹脂と共重合または反応できるように、ナノ粒子の表面の少なくとも一部分を表面処理剤により改質しうる。
【００７４】
本発明に係るナノ粒子は、好ましくは、表面処理剤で処理される。一般的には、表面処理剤は、（共有結合により、イオン結合により、または強い物理吸着を介して）粒子表面に結合する第１の末端と、粒子と樹脂との相溶性を付与しかつ／または硬化中に樹脂と反応する第２の末端と、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、およびチタネートが挙げられる。好ましいタイプの処理剤は、部分的には、金属酸化物表面の化学的性質により決定される。シリカに対してはシランが好ましく、ケイ酸質充填剤に対しては他のものが好ましい。ジルコニアのような金属酸化物に対しては、シランおよびカルボン酸が好ましい。表面改質は、モノマーとの混合に続いてまたは混合後のいずれかで行いうる。シランの場合、樹脂への組込み前にシランを粒子またはナノ粒子の表面と反応させることが好ましい。表面改質剤の必要量は、粒子サイズ、粒子タイプ、改質剤分子量、および改質剤タイプのようないくつかの因子に依存する。一般的には、略単分子層の改質剤を粒子の表面に結合させることが好ましい。必要とされる結合手順または反応条件もまた、使用される表面改質剤に依存する。シランの場合、酸性または塩基性の条件下、高温で約１〜２４時間表面処理することが好ましい。カルボン酸のような表面処理剤では、高温や長時間を必要としないこともある。
【００７５】
組成物に好適な表面処理剤の代表的実施形態としては、たとえば、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、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、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）、ベータ−カルボキシエチルアクリレート（ＢＣＥＡ）、２−（２−メトキシエトキシ）酢酸、メトキシフェニル酢酸のような化合物、およびそれらの混合物が挙げられる。さらに、ウェストバージニア州サウスチャールストンのＯＳＩスペシャルティーズ・クロンプトン（ＯＳＩ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｃｒｏｍｐｔｏｎ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から「シルクエストＡ１２３０（Ｓｉｌｑｕｅｓｔ Ａ１２３０）」という商品名で市販されている専売品のシラン表面改質剤は、とくに好適であることが判明した。
【００７６】
コロイドディスパージョン中の粒子の表面改質は、さまざまな方法で達成可能である。この方法は、無機ディスパージョンと表面改質剤との混合を含む。場合により、この時点で、たとえば、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−ピロリジノンのような共溶媒を添加しうる。共溶媒は、表面改質剤さらには表面改質粒子の溶解性を向上させうる。続いて、無機ゾルと表面改質剤とを含む混合物を混合しながらまたは混合することなく室温または高温で反応させる。好ましい方法では、混合物を約８５℃で約２４時間反応させて表面改質ゾルを生成させうる。金属酸化物を表面改質する好ましい方法では、金属酸化物の表面処理は、好ましくは、粒子表面への酸性分子の吸着を含みうる。重金属酸化物の表面改質は、室温で行いうる。
【００７７】
シランによるＺｒＯ2の表面改質は、酸性条件下または塩基性条件下で達成可能である。好ましい一例では、シランは、好ましくは、酸性条件下で好適な時間をかけて加熱される。その時、ディスパージョンは、アンモニア水（または他の塩基）と組み合わされる。この方法により、ＺｒＯ2表面からの酸対イオンの除去さらにはシランとの反応が可能である。好ましい方法では、粒子をディスパージョンから沈澱させて液相から分離する。
【００７８】
次に、表面改質粒子を種々の方法で硬化性樹脂中に組み込みうる。好ましい態様では、溶媒交換手順が利用される。それによれば、樹脂を表面改質ゾルに添加してから水および共溶媒（使用する場合）を蒸発により除去することにより、粒子を重合性樹脂中に分散された状態にする。蒸発工程は、たとえば、蒸留、回転蒸発、またはオーブン乾燥により達成可能である。
【００７９】
他の態様において、所望により、表面改質粒子を水非混和性溶媒中に抽出してから溶媒交換を行うことが可能である。
【００８０】
他の選択肢として、重合性樹脂中に表面改質ナノ粒子を組み込むための他の方法は、改質粒子を乾燥させて粉末にすることと、続いて、粒子を分散させる樹脂材料を添加することと、を含む。この方法の乾燥工程は、系に好適な従来の手段、たとえば、オーブン乾燥または噴霧乾燥などにより達成可能である。
【００８１】
表面改質剤の組合せが有用なこともある。その場合、表面改質剤の少なくとも１種は、硬化性樹脂と共重合しうる官能基を有する。表面改質剤の組合せにより、より低い粘度を得ることが可能である。たとえば、重合性基は、エチレン性不飽和であるか、または開環重合を起こす環式官能基でありうる。エチレン性不飽和重合性基は、たとえば、アクリレート基もしくはメタクリレート基またはビニル基でありうる。開環重合を起こす環式官能基は、一般的には、酸素、硫黄、または窒素のようなヘテロ原子を含有し、好ましくは、エポキシドのように酸素を含有する３員環である。
【００８２】
表面改質剤の好ましい組合せは、硬化性樹脂（の有機成分）と共重合しうる官能基を有する少なくとも１種の表面改質剤と、第１の改質剤と異なる第２の改質剤と、を含む。第２の改質剤は、場合により重合性組成物の有機成分と共重合しうるものであってもよい。第２の改質剤は、低屈折率（すなわち１．５２未満または１．５０未満）を有しうる。第２の改質剤は、好ましくは、場合により重合性組成物の有機成分と共重合しうるものであってもよいポリアルキレンオキシド含有改質剤である。
【００８３】
さまざまなエチレン性不飽和モノマーを重合性組成物の有機成分中で利用することが可能である。
【００８４】
好適なオリゴマー性（メタ）アクリル化芳香族エポキシオリゴマーは、「ＣＮ１０４」、「ＣＮ１１６」、「ＣＮ１２０」、「ＣＮ１２１」、および「ＣＮ１３６」）という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から；「フォトマー３０１６（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ３０１６）」という商品名でコグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から；ならびに「３２００」、「３２０１」、「３２１１」、および「３２１２」という商品名でＵＣＢから；市販されている。
【００８５】
好適なウレタン（メタ）アクリレートは、「ＣＮ９６５」、「ＣＮ９６８」、「ＣＮ９８１」、「ＣＮ９８３」、「ＣＮ９８４」、「ＣＮ９７２」、および「ＣＮ９７８」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から；「フォトマー６２１０（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６２１０）」、「フォトマー６２１７（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６２１７）」、「フォトマー６２３０（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６２３０）」、「フォトマー６６２３（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６６２３）」、「フォトマー６８９１（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６８９１）」、および「フォトマー６８９２（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６８９２）」という商品名でコグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から；ならびに「エベクリル１２９０（Ｅｂｅｃｒｙｌ１２９０）」、「エベクリル２００１（Ｅｂｅｃｒｙｌ２００１）」、および「エベクリル４８４２（Ｅｂｅｃｒｙｌ４８４２）」という商品名でＵＣＢから；市販されている。
【００８６】
好適なポリエステル（メタ）アクリレートは、「ＣＮ２９２」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から；「フォトマー５０１０（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５０１０）」、「フォトマー５４２９（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５４２９）」、「フォトマー５４３０（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５４３０）」、「フォトマー５４３２（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５４３２）」、「フォトマー５６６２（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５６６２）」、「フォトマー５８０６（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５８０６）」、および「フォトマー５９２０（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５９２０）」という商品名でコグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から；ならびに「エベクリル８０（Ｅｂｅｃｒｙｌ８０）」、「エベクリル８１（Ｅｂｅｃｒｙｌ８１）」、「エベクリル８３（Ｅｂｅｃｒｙｌ８３）」、「エベクリル４５０（Ｅｂｅｃｒｙｌ４５０）」、「エベクリル５２４（Ｅｂｅｃｒｙｌ５２４）」、「エベクリル５２５（Ｅｂｅｃｒｙｌ５２５）」、「エベクリル５８５（Ｅｂｅｃｒｙｌ５８５）」、「エベクリル５８８（Ｅｂｅｃｒｙｌ５８８）」、「エベクリル８１０（Ｅｂｅｃｒｙｌ８１０）」、および「エベクリル２０４７（Ｅｂｅｃｒｙｌ２０４７）」という商品名でＵＣＢから；市販されている。
【００８７】
好適なフェノール（メタ）アクリレートは、「ＳＲ６０１」および「ＳＲ６０２」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から；「フォトマー４０２５（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ４０２５）」および「フォトマー４０２８（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ４０２８）」という商品名でコグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から；市販されている。
【００８８】
好適な（メタ）アクリル化アクリルオリゴマーはまた、市販されているかまたは当技術分野で公知の方法により調製可能である。
【００８９】
重合性組成物は、次の一般構造ＩまたはＩＩ：
【化１】
または
【化２】
を有する主要部分を含む第１のモノマーを含みうる。構造ＩおよびＩＩのそれぞれにおいて、各Ｒ１は、独立して、水素またはメチルである。各Ｒ２は、独立して、水素または臭素である。各Ｚは、独立して、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−ＣＨ2−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、または−Ｓ（Ｏ）2−であり、そして各Ｑは、独立して、ＯまたはＳである。典型的には、Ｒ１基は同一である。典型的には、Ｒ２基もまた互いに同一である。構造ＩＩ中、Ｌは結合基である。Ｌは、独立して、分枝状もしくは線状のＣ2〜Ｃ12アルキル基を含みうる。アルキル基の炭素鎖は、場合により１個以上の酸素基で置換されていてもよい。さらに、アルキル基の炭素原子は、場合により１個以上のヒドロキシル基で置換されていてもよい。たとえば、Ｌは、−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−でありうる。典型的には、結合基は同一である。好ましくは、アルキル基は、８個以下の炭素原子、より好ましくは６個以下の炭素原子を含む。ＩとＩＩとの混合物を利用することも可能である。
【００９０】
第１のモノマーは、合成または購入が可能である。本明細書中で使用する場合、主要部分とは、モノマーの少なくとも６０〜７０重量％が直前に記載の特定の構造を含有することを意味する。ごく当然のことながら、典型的には、他の反応生成物もまた、そのようなモノマーの合成の副生成物として存在する。
【００９１】
第１のモノマーは、好ましくは、テトラブロモビスフェノールＡジグリシジルエーテルとアクリル酸との反応生成物である。第１のモノマーは、ジョージア州スマーナのＵＣＢコーポレーション（ＵＣＢ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｍｙｒｎａ，ＧＡ）から「ＲＤＸ−５１０２７」という商品名で入手可能である。この材料は、２−プロペン酸，（１−メチルエチリデン）ビス［（２，６−ジブロモ−４，１−フェニレン）オキシ（２−ヒドロキシ−３，１−プロパンジイル）］エステルの主要部分を含む。
【００９２】
そのような第１のモノマーの混合物もまた好適に利用可能であるが、製造を容易にするために、できるかぎり少数の異なるモノマーを利用し、しかも依然として好適な利得を有する輝度向上フィルムが得られるようにすることが好ましい。この目的を満たすために、輝度向上フィルムはこれらの第１のモノマーの１種のみの反応生成物とくにテトラブロモビスフェノールＡジグリシジルエーテルとアクリル酸との反応生成物を含むことが好ましい。
【００９３】
重合性組成物は、少なくとも１種の（メタ）アクリル化芳香族エポキシオリゴマーを含みうる。種々の（メタ）アクリル化芳香族エポキシオリゴマーが市販されている。たとえば、（メタ）アクリル化芳香族エポキシ（変性エポキシアクリレートとして記述される）は、「ＣＮ１１８」、「ＣＮ１１５」、および「ＣＮ１１２Ｃ６０」という商品名でペンシルバニア州エクストンのサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から入手可能である。（メタ）アクリル化芳香族エポキシオリゴマー（エポキシアクリレートオリゴマーとして記述される）は、「ＣＮ２２０４」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から入手可能である。さらに、（メタ）アクリル化芳香族エポキシオリゴマー（４０％のトリメチロールプロパントリアクリレートとブレンドされたエポキシノボラックアクリレートとして記述される）は、「ＣＮ１１２Ｃ６０」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から入手可能である。
【００９４】
いくつかの実施形態では、芳香族エポキシアクリレートは、ＩＩに示されるようなビスフェノールＡから誘導される。しかしながら、他の実施形態では、芳香族エポキシアクリレートは、ビスフェノールＡと異なるモノマーから誘導可能である。
【００９５】
重合性組成物成分は、芳香族エポキシアクリレートと少なくとも１種の架橋剤と少なくとも１種の反応性希釈剤と少なくとも１種の他のエチレン性不飽和モノマーとを含みうる。他の選択肢として、重合性組成物の有機成分は、単に、芳香族エポキシアクリレートと架橋剤とを含むかまたは芳香族エポキシアクリレートと反応性希釈剤とを含み、それらのそれぞれが光開始剤を含むものであってもよい。芳香族エポキシアクリレートを重合性組成物で利用する場合、少なくとも２個のエチレン性不飽和重合性基を含む少なくとも１種の成分が重合性組成物に含まれるのであれば、芳香族エポキシアクリレートは単官能性であってもよい。芳香族エポキシアクリレートは、３個以上の（メタ）アクリレート基を有していてもよい。芳香族エポキシ（メタ）アクリレートは、ハロゲン化されて典型的には１．５６超の屈折率を有していてもよい。他の態様において、芳香族エポキシ（メタ）アクリレートは、１．５６未満の屈折率を有していてもよい。芳香族エポキシ（メタ）アクリレートは、６５℃において２１５０ｃｐｓ超の粘度を有していてもよい。３０重量％未満の芳香族エポキシ（メタ）アクリレートを、たとえば、反応性希釈剤と組み合わせて利用してもよい。他の実施形態では、芳香族エポキシ（メタ）アクリレートは、６５℃において２１５０ｃｐｓ未満の粘度を有していてもよく、希釈剤は利用しなくてもよい。３０重量％超の芳香族エポキシ（メタ）アクリレートを有機成分で利用してもよい。
【００９６】
第１のモノマーおよび／または芳香族エポキシ（メタ）アクリレートは、好ましくは、少なくとも約１５重量％（たとえば、２０重量％、３０重量％、３５重量％、４０重量％、４５重量％、および５０重量％、ならびにそれらの間の任意の量）の量で重合性組成物中に存在する。典型的には、第１のモノマーおよび／または芳香族エポキシ（メタ）アクリレートの量は、約６０重量％を超えない。
【００９７】
第１のモノマーおよび／または芳香族エポキシ（メタ）アクリレートに加えて、本発明に係る重合性組成物は、場合により、少なくとも１種、好ましくは１種のみの架橋剤を含みうる。多官能性モノマーは、重合性組成物の重合から生じるポリマーのガラス転移温度を増大させるための架橋剤として使用可能である。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、変調ＤＳＣ、または動的機械的分析のような当技術分野で公知の方法により測定可能である。好ましくは、高分子組成物は、４５℃超のガラス転移温度を提供するのに十分な程度に架橋される。
【００９８】
架橋剤は、少なくとも２個、好ましくは少なくとも３個の（メタ）アクリレート官能基を含む。好適な架橋剤としては、たとえば、ヘキサンジオールアクリレート（ＨＤＤＡ）、ペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ（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）、ジペンタエリトリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（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、ペンタエリト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。架橋剤の任意の１種または組合せを利用しうる。
【００９９】
架橋剤は、少なくとも約２重量％の量で重合性組成物中に存在しうる。典型的には、架橋剤の量は、約２５重量％以下である。架橋剤は、約５重量％〜約１５重量％の範囲の任意の量で存在しうる。
【０１００】
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）、ペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ（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、およびそれらの混合物が挙げられる。ペンタエリトリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）およびジペンタエリトリトールペンタアクリレートは、それぞれ「ＳＲ４４４」および「ＳＲ３９９ＬＶ」という商品名でペンシルバニア州エクストンのサートマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から；「ビスコート＃３００（Ｖｉｓｃｏａｔ＃３００）」という商品名で日本国大阪の大阪有機化学工業株式会社（Ｏｓａｋａ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｌｔｄ．）から；「アロニクスＭ−３０５（Ａｒｏｎｉｘ Ｍ−３０５）」という商品名で日本国東京の東亞合成株式会社（Ｔｏａｇｏｓｅｉ Ｃｏ． Ｌｔｄ．）から；ならびに「エターマー２３５（Ｅｔｅｒｍｅｒ ２３５）」という商品名で台湾国カオシュンのエターナル・ケミカル・カンパニー・リミテッド（Ｅｔｅｒｎａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋａｏｈｓｉｕｎｇ，Ｔａｉｗａｎ）から；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、「ＳＲ３５１」および「ＳＲ３５５」という商品名でサートマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されている。ＴＭＰＴＡはまた、「アロニクスＭ−３０９（Ａｒｏｎｉｘ Ｍ−３０９）」という商品名で東亞合成株式会社（Ｔｏａｇｏｓｅｉ Ｃｏ．Ｌｔｄ．）から入手可能である。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トリトールトリアクリレートは、それぞれ「ＳＲ４５４」および「ＳＲ４９４」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から市販されている。
【０１０１】
本明細書に記載の各実施形態では、重合性樹脂組成物は、場合にもよるが好ましくは、重合性樹脂組成物の粘度を低下させるためにかつ加工性を向上させるために、約３５重量％まで（たとえば１〜３５の範囲の整数）の反応性希釈剤を含む。反応性希釈剤は、モノエチレン性不飽和モノマー、たとえば、（メタ）アクリレート、単量体のＮ−置換（メタ）アクリルアミドまたはＮ，Ｎ−二置換（メタ）アクリルアミド、特定的にはアクリルアミドである。これらには、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、特定的にはＣ1~4アルキル基を含有するものが包含される。その例は、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。
【０１０２】
好ましい希釈剤は、１．５０超（たとえば１．５５超）の屈折率を有しうる。そのような反応性希釈剤は、ハロゲン化形または非ハロゲン化形（たとえば非臭素化形）でありうる。好適なモノマーは、典型的には、４５０ｇ／モル以下の数平均分子量を有する。
【０１０３】
好適な反応性希釈剤としては、たとえば、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−ｓｅｃ−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のような他の高屈折率モノマーもまた、利用可能である。
【０１０４】
製造を容易にするために、１種のみの希釈剤を組み込むことが好ましい。好ましい希釈剤は、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、特定的にはフェノキシエチルアクリレート（ＰＥＡ）である。フェノキシエチルアクリレートは、２つ以上の供給元から、たとえば、「ＳＲ３３９」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から；「エターマー２１０（Ｅｔｅｒｍｅｒ ２１０）」という商品名でエターナル・ケミカル・カンパニー・リミテッド（Ｅｔｅｒｎａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．）から；および「ＴＯ−１１６６」という商品名で東亞合成株式会社（Ｔｏａｇｏｓｅｉ Ｃｏ．Ｌｔｄ）から；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ウォードヒルのアルファエイサー（ＡｌｆａＡｅｓｅｒ Ｃｏｒｐ，Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から市販されている。
【０１０５】
オプションの高屈折率モノマーは、ハロゲン化形（すなわち臭素化形）であってもよい。代表的な高屈折率のオプションのモノマーの１つは、「ＢＲ−３１」という商品名で第一工業製薬株式会社（日本国京都）（Ｄａｉｉｃｈｉ Ｋｏｇｙｏ Ｓｅｉｙａｋｕ Ｃｏ．Ｌｔｄ（Ｋｙｏｔｏ，Ｊａｐａｎ））から市販されている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。
【０１０６】
そのようなオプションのモノマー（複数種可）は、少なくとも約５重量％の量で重合性組成物中に存在可能である。オプションのモノマー（複数種可）は、典型的には、合計で重合性組成物の約５０重量％以下である。いくつかの実施形態では、オプションの高屈折率モノマーの全量は、約３０重量％〜約４５重量％の範囲（たとえば３０〜４５の整数）である。
【０１０７】
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に係る輝度向上フィルムで利用することが可能である。一般的には、光開始剤（複数種可）は、重合された後、少なくとも部分的に可溶性（たとえば樹脂の加工温度で）かつ実質的に無色である。ＵＶ光源に暴露された後で光開始剤が実質的に無色になるのであれば、光開始剤は、着色（たとえば黄色）していてもよい。
【０１０８】
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。市販の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、「ルシリンＴＰＯ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ）」という商品名でバスフ（ノースカロライナ州シャルロット）（ＢＡＳＦ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ））から市販されている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；「ルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）」という商品名で同様にバスフ（ＢＡＳＦ）から市販されているエチル−２，４，６−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート；および「イルガキュア８１９（Ｉｒｇａｃｕｒｅ８１９）」という商品名でチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されているビス（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が挙げられる。他の好適な光開始剤としては、ダロキュア１１７３（Ｄａｒｏｃｕｒ１１７３）」という商品名でチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されている２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、さらには「ダロキュア４２６５（Ｄａｒｏｃｕｒ４２６５）」、「イルガキュア６５１（Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１）」、「イルガキュア１８００（Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００）」、「イルガキュア３６９（Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９）」、「イルガキュア１７００（Ｉｒｇａｃｕｒｅ１７００）」、および「イルガキュア９０７（Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）」という商品名でチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されている他の光開始剤が挙げられる。
【０１０９】
光開始剤は、約０．１〜約１０重量パーセントの濃度で使用可能である。より好ましくは、光開始剤は、約０．５〜約５重量％の濃度で使用される。５重量％超は、一般的には、輝度向上フィルムの黄変を引き起こす傾向があることから不利である。当業者であれば特定しうるであろうが、他の複数種の光開始剤および１種の光開始剤を好適に利用することも可能である。
【０１１０】
表面張力を低下させ、湿潤性を改良し、より平滑なコーティングおよびより少ないコーティング欠陥になるようにするなどのために、場合により、フルオロ界面活性剤やシリコーン系界面活性剤のような界面活性剤を重合性組成物に組み込むことが可能である。
【０１１１】
重合性組成物は、７５ミクロンの厚さを有する輝度向上フィルムなどでは、好ましくは５分間未満の時間スケールでエネルギー硬化性である。好ましくは、重合性組成物は、典型的には４５℃超のガラス転移温度を提供するのに十分な程度に架橋される。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、変調ＤＳＣ、または動的機械的分析のような当技術分野で公知の方法により測定可能である。重合性組成物は、従来の遊離基重合法により重合可能である。
【０１１２】
本明細書に記載の重合性組成物は、マイクロ構造体保有光学物品（たとえばフィルム）のような他の光学材料に有利でありうる。代表的光学材料としては、レンズフィルム、ＬＥＤ封止材、自立性レンズ、非構造化フィルム（たとえばフラットフィルム）、多層フィルム、再帰反射シート、光学用の光ファイバーまたは光チューブ、可撓性成形型（たとえば、プラズマディスプレイパネル用のバリヤーリブを作製するのに好適な可撓性成形型）などのような光学物品が挙げられる。
【０１１３】
本明細書内で使用される用語の定義は以下のとおりである。
【０１１４】
「屈折率」とは、材料（たとえばモノマー）の絶対屈折率を意味し、自由空間中の電磁放射線の速度とその材料中の電磁放射線の速度との比であると解釈される。屈折率は、公知の方法を用いて測定可能であり、一般的には、アッベ屈折計（たとえば、ペンシルバニア州ピッツバーグのフィッシャー・インストラメンツ（Ｆｉｓｈｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｏｆ Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から市販されている）を用いて可視光領域で測定される。一般的には、測定された屈折率は、機器に依存してある程度異なる可能性があると考えられる。
【０１１５】
「（メタ）アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートの両方の化合物を意味する。
【０１１６】
「重合性組成物」とは、少なくとも１種の重合性モノマーを含む有機成分とオプションの無機ナノ粒子とを含む全組成物を意味する。
【０１１７】
「有機成分」とは、無機ナノ粒子およびナノ粒子表面改質剤を除く組成物の全成分を意味する。重合性組成物が無機ナノ粒子を含まない実施形態では、有機成分と重合性組成物は、同一である。
【０１１８】
「ナノ粒子」という用語は、本明細書中では、約１００ｎｍ未満の直径を有する粒子（一次粒子または会合一次粒子）を意味するものと定義される。
【０１１９】
「表面改質コロイドナノ粒子」とは、ナノ粒子が安定なディスパージョンを提供するようにそれぞれ改質表面を有するナノ粒子を意味する。
【０１２０】
「凝結」とは、互いに化学結合されている可能性がある一次粒子間の強い会合を意味する。より小さい粒子への凝結体の分解を達成するのは困難である。
【０１２１】
「凝集」とは、電荷または極性により保持一体化されている可能性がありかつより小さい構成要素に分解可能である一次粒子間の弱い会合を意味する。
【０１２２】
「一次粒子サイズ」とは、単一粒子（非凝結体非凝集体粒子）の平均直径を意味する。
【０１２３】
終点による数値範囲の記述は、その範囲内に入るすべての数を包含する（たとえば、数値終点についてはその精度まで）。たとえば、１．７８超かつ２．０５未満の相対利得は、１．７９、１．８０、１．８１、１．８２など、２．０４までを包含する。
【０１２４】
本明細書中で参照される各特許は、その全体が参照により組み入れられるものとする。
【０１２５】
本発明の利点について以下の実施例によりさらに説明するが、実施例に記載の特定の材料およびその量ならびに他の条件および細目は、本発明を過度に限定するものと解釈すべきものでない。本明細書中のパーセントおよび比はすべて、とくに明記されていないかぎり重量基準である。
【実施例】
【０１２６】
重合性組成物の屈折率は、フィッシャー・サイエンティフィック・リフレクトメーター・カンパニーのモデル＃６２０８（Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ Ｃｏ．Ｍｏｄｅｌ ＃６２０８）を用いて決定した。
【０１２７】
利得試験法
フィルムの光学的性能は、カリフォルニア州チャッツワースのフォト・リサーチ・インコーポレーテッド（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ，Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，ＣＡ）から入手可能なＭＳ−７５レンズ付きスペクトラスキャン（登録商標）ＰＲ−６５０スペクトラコリメーター（ＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎTM ＰＲ−６５０ ＳｐｅｃｔｒａＣｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。拡散透過性中空ライトボックス上にフィルムを配置した。ライトボックスの拡散透過および拡散反射は、ランベルト型として記述しうる。ライトボックスは、約６ｍｍの厚さの拡散ＰＴＦＥ板から作製された約１２．５ｃｍ×１２．５ｃｍ×１１．５ｃｍ（Ｌ×Ｗ×Ｈ）の大きさの六面中空キューブであった。ボックスの１つの面は、サンプル表面として選択される。中空ライトボックスは、サンプル表面で測定したときに約０．８３の拡散反射率を有していた（たとえば、以下に記載の測定法により４００〜７００ｎｍの波長範囲全体にわたり平均したときに約８３％）。利得試験中、ボックスの底面内の約１ｃｍの円孔を介して内部からボックスを照光した（底面はサンプル表面に対向し、光は内部からサンプル表面に向けて方向付けられる）。この照光は、光を方向付けるために使用される光ファイバーバンドル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（マサチューセッツ州マー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ＬＬＣ（Ｓｃｈｏｔｔ−Ｆｏｓｔｅｃ ＬＬＣ，Ｍａｒｌｂｏｒｏｕｇｈ ＭＡ ａｎｄ Ａｕｂｕｒｎ，ＮＹ）製の直径約１ｃｍのファイバーバンドル延長部付きフォステックＤＣＲ−ＩＩ（Ｆｏｓｔｅｃ ＤＣＲ−ＩＩ））。標準的な直線吸収偏光子（たとえばメレスグリオ０３ＦＰＧ００７（Ｍｅｌｌｅｓ Ｇｒｉｏｔ ０３ＦＰＧ００７））をサンプルボックスとカメラとの間に配置する。約３４ｃｍ離間したライトボックスのサンプル表面にカメラの焦点を合わせ、カメラレンズから約２．５ｃｍの位置に吸収偏光子を配置する。所定の位置に偏光子を配置してサンプルフィルムを用いずに測定したときの照光されたライトボックスの輝度は、＞１５０ｃｄ／ｍ2であった。サンプルフィルムをボックスに略接触した状態にしてサンプルフィルムをボックスのサンプル表面に平行に配置したときに、ボックスのサンプル表面の平面に対して法線入射方向で、サンプル輝度をＰＲ−６５０により測定する。このサンプル輝度をライトボックス単独で同じように測定された輝度と比較することにより、相対利得を計算する。迷光源を排除するために、全測定を黒色包囲体中で行った。反射偏光子を含有するフィルムアセンブリの相対利得を試験する場合、反射偏光子の通過軸を試験系の吸収偏光子の通過軸にアライメントした。プリズム状フィルムに対して報告された相対利得値は、一般的には、吸収偏光子に最も近いフィルムのプリズムグルーブを吸収偏光子の通過軸に垂直にアライメントした状態で取得したものである。
【０１２８】
ライトボックスの拡散反射率は、直径１５．２５ｃｍ（６インチ）のスペクトラロン（Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ）被覆積分球と、安定化広帯域ハロゲン光源と、光源用の電源と、を用いて測定した。これらはすべて、ニューハンプシャー州サットンのラボスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ（Ｓｕｔｔｏｎ，ＮＨ））より供給されたものである。積分球は、３つの開口ポートを有していた。１つのポート（直径２．５ｃｍ）は、入力光用であり、９０度をなして第２の軸に沿った１つのポート（直径２．５ｃｍ）は、ディテクターポートとして用いられ、９０度をなして第３の軸に沿った（すなわち最初の２つの軸に直交する）第３のポート（直径５ｃｍ）は、サンプルポートとして用いられる。約３８ｃｍ離間したディテクターポートにＰＲ−６５０スペクトラカラリメーター（ＰＲ−６５０ Ｓｐｅｃｔｒａｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）（上記のものと同一）の焦点を合わせた。約９９％の拡散反射率を有するラボスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）製の校正反射標準（ＳＲＴ−９９−０５０）を用いて、積分球の反射効率を計算した。標準は、ラボスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）により校正されたものであり、ＮＩＳＴ標準（ＳＲＳ−９９−０２０−ＲＥＦＬ−５１）が基になっている。積分球の反射効率を次のように計算した：
球輝度比＝１／（１−Ｒ球×Ｒ標準）
この場合の球輝度比は、参照サンプルでサンプルポートを覆ってディテクターポートで測定された輝度をサンプルでサンプルポートを覆わずにディテクターポートで測定された輝度で割り算して得られる比である。この輝度比および校正標準の反射率（Ｒ標準）がわかれば、積分球の反射効率（Ｒ球）を計算することが可能である。次に、この値を類似の式中で再び用いてサンプルの反射率（この場合、ＰＴＦＥライトボックス使用）を求める：
球輝度比＝１／（１−Ｒ球×Ｒサンプル）
ここで、球輝度比は、サンプルをサンプルポートに置いたときのディテクターにおける輝度をサンプルを用いずに測定された輝度で割り算して得られる比として求められる。Ｒ球は以上からわかるので、Ｒサンプルを計算することが可能である。これらの反射率を４ｎｍの波長間隔で計算し、４００〜７００ｎｍの波長範囲にわたる平均として報告した。
【０１２９】
ＺｒＯ2ゾル
２００５年３月１１日出願の米国特許出願第１１／０７８４６８号明細書に基づく優先権を主張する２００５年３月１４日出願の米国特許出願第１１／０７９８３２号明細書に記載の手順に従って、ＺｒＯ2ゾルを調製した。米国特許出願第１１／０７９８３２号明細書および同第１１／０７８４６８号明細書に記載されるように、光子相関分光法（ＰＣＳ）、Ｘ線回折、および熱重量分析により、得られたＺｒＯ2ゾルを評価した。実施例で使用したＺｒＯ2ゾルは、以下の範囲内の性質を有していた：
【０１３０】
【表１】
【０１３１】
重合性樹脂組成物１
ＺｒＯ2ゾル（１００．０ｇ）、メトキシプロパノール（１００．０ｇ）、ジョージア州スマーナのサイテック・サーフェイス・スペシャルティーズ（Ｃｙｔｅｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｓｍｙｒｎａ，ＧＡ）から入手したＢＣＥＡ（２．５０ｇ）、ウィスコンシン州ミルウォーキーのシグマ・アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手した２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］酢酸（「ＭＥＥＡＡ」）（５．２３ｇ）、フェニルチオエチルアクリレート（Ｂｉｍａｘから入手した「ＰＴＥＡ」）とＢＲ−３１（２０．７８ｇ）との５０／５０ｗｔ％ブレンド、およびチバ・ガイギー（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ）から入手した「プロスタブ５１９８（Ｐｒｏｓｔａｂ５１９８）」の５％溶液（０．１ｇ）を、５００ｍＬ丸底フラスコに仕込んだ。回転蒸発により水およびアルコールを除去した結果、得られた配合物の未硬化屈折率は１．６８５５であり、配合物は５７．５％のＺｒＯ2を含有していた。
【０１３２】
重合性樹脂組成物２
１０．０３ｇの重合性組成物１および０．０４ｇのルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６８３５の未硬化屈折率を与えた。
【０１３３】
重合性樹脂組成物３
１０．０５ｇの重合性樹脂組成物１およびＰＴＥＡ／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物２．３９ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。次に、０．０７ｇのルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を同一のバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６４２５の未硬化屈折率を与えた。
【０１３４】
重合性樹脂組成物４
１０．０７ｇの重合性樹脂組成物１およびＰＴＥＡ／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物６．３２ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。次に、０．１１ｇのルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を同一のバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６１７の未硬化屈折率を与えた。
【０１３５】
重合性樹脂組成物５
ＺｒＯ2ゾル（１００．００重量部）、ＭＥＥＡＡ（４．４４ｐｂｗ）、ＢＣＥＡ（２．１３ｐｂｗ）、１−メトキシ−２−プロパノール（１１５ｐｂｗ）、ＳＲ−３３９／ＢＲ３１の５０／５０混合物（２９．７８ｐｂｗ）、およびプロスタブ５１９８（Ｐｒｏｓｔａｂ５１９８）の５重量パーセント水溶液（０．１２ｇ）を丸底フラスコに仕込んだ。真空蒸留によりアルコールおよび水を除去した結果、得られた樹脂は約５３．３重量パーセントのジルコニアを有し、１．６５２５の未硬化屈折率を有していた。重量基準で１００部あたり０．４７部のルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を含有する組成物を提供するように、ルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を混合物に添加した。
【０１３６】
重合性樹脂組成物６
１０．０６ｇの重合性樹脂組成物５およびＳＲ３３９という商品名でサートマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏ．）から入手可能なフェノキシエチルアクリレート／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物２．７２ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。次に、０．０２ｇのルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を同一のバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６１７の未硬化屈折率を与えた。
【０１３７】
重合性樹脂組成物７
１０．１８ｇの重合性樹脂組成物５およびＳＲ３３９／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物６．８ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。次に、０．０２ｇのルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を同一のバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．５９７の未硬化屈折率を与えた。
【０１３８】
重合性樹脂組成物８（対照）
米国特許第６，３５５，７５４号明細書の表１の実施例１。（３０／２０／３７．５／１２．５／０．３の重量比のＲＤＸ５１０２７／ＥＢ２２０／ＢＲ３１／ＰＥＡ／ＦＣ４３０および１（ｐｐｈ）のダロキュア１１７３（Ｄａｒｏｃｕｒｅ１１７３））。樹脂は、１．５６２の未硬化屈折率を有していた。
【０１３９】
重合性樹脂組成物９
５０．５ｇの重合性樹脂組成物５およびＳＲ３３９／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物３．１５ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６４０の未硬化屈折率を与えた。
【０１４０】
重合性樹脂組成物１０
５０．２５ｇの重合性樹脂組成物５およびＳＲ３３９／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物６．１２ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６３３の未硬化屈折率を与えた。
【０１４１】
重合性樹脂組成物１１
５０．４２ｇの重合性樹脂組成物５およびＳＲ３３９／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物９．２７ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６２３の未硬化屈折率を与えた。
【０１４２】
各樹脂組成物を調製して種々のマイクロ構造化光学フィルムおよび光学フィルムアセンブリに組み込んだ。以下の表１〜９には、種々のフィルムおよびアセンブリの相対利得値が報告されている。
【０１４３】
フィルムの作製Ａ−実質的非偏光プリズム状マイクロ構造化光学フィルム
ビキュイティＢＥＦＩＩ（Ｖｉｋｕｉｔｉ ＢＥＦＩＩ）（ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から市販されている）に見られるプリズム形状パターンに類似した５０ミクロンの公称ピッチ間隔を有する９０度プリズムの線状の列よりなる８インチ×１１インチのメタルマスターをホットプレート上に配置し、１４０°Ｆに加熱した。使い捨てピペットを用いて重合性樹脂（表中に記載）の４ｍｌビーズをマスターツールに適用した。次に、メリネックス６２３（ＭＥＬＩＮＥＸ６２３）としてデュポン・テイジン・フィルムズ（Ｄｕｐｏｎｔ Ｔｅｉｊｎ Ｆｉｌｍｓ）から入手可能な５００ゲージのＰＥＴを、樹脂のビーズおよびマスターツールの上に配置した。線状プリズムがフィルムの高利得軸に略垂直（９０°±２０°）の方位を向くように、ＰＥＴフィルムの方位を決定した。次に、いかなる連行空気をも排除しつつマスターツールを樹脂で完全に充填するのに十分な力を加えて、マスターツール、樹脂、およびＰＥＴを１６０°Ｆの加熱ニップロールに通した。次に、充填されたマスターツールを、メリーランド州ゲイサーズバーグのフュージョンＵＶシステムズ・インコーポレーテッド（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）から入手可能なＰ１５０電源を用いた「Ｄバルブ」からの紫外線に、５０ｆｐｍの線速度で２回通過させて暴露した。次に、ＰＥＴフィルムをマスターツールから手作業で取り出した。ＰＥＴフィルム上に形成されたプリズム状コーティングは、約２５ミクロンのコーティング厚さになった。
【０１４４】
フィルムの作製Ｂ−反射偏光プリズム状マイクロ構造化光学フィルム
サハラＳＡ１１５（Ｓａｈａｒａ ＳＡ１１５）保護境界層を利用した２００５年４月６日出願の米国特許出願第６０／６６８８７３号明細書の実施例３（参照により組み入れられるものとする）に記載の反射偏光子フィルムとＰＥＴフィルムを置き換えたこと以外はフィルムの作製Ｂに記載されるのと同様の方法で、光学フィルムを作製した。
【０１４５】
フィルムの作製Ｃ
マスターツールが、５０ミクロンの公称ピッチ間隔を有する９０度プリズムの線状の列よりなるプリズムパターンを有し、線状プリズムが、ビキュイティＢＥＦＩＩＩ（Ｖｉｋｕｉｔｉ ＢＥＦＩＩＩ）（ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から市販されている）に見られるプリズム形状パターンに類似したそれらのピーク高さの設計された疑似ランダム起伏を有すること以外はフィルムの作製Ｂに記載されるのと同様の方法で、光学フィルムを作製した。
【０１４６】
【表２】
【０１４７】
以下の表２では、反射偏光フィルムの通過軸がプリズムに直交するように表１の各プリズム状マイクロ構造化光学フィルムが非構造化反射偏光フィルムで積重されたアセンブリを作製した。利用した反射偏光フィルムは、フィルムの作製Ｂに記載のベース層基材として同一であった。
【０１４８】
【表３】
【０１４９】
以下の表３では、表１の各プリズム状マイクロ構造化光学フィルムが同一フィルムの第２の部片で積重されたアセンブリを作製した。ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように、ボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面をトップフィルムのベース層基材に接触させた。
【０１５０】
【表４】
【０１５１】
以下の表４では、反射偏光フィルムの通過軸がトップシートのプリズムに直交するように、非構造化反射偏光フィルムを表３のアセンブリ上に積重した。利用した反射偏光フィルムは、フィルムの作製Ｂに記載のベース層基材として同一であった。
【０１５２】
【表５】
【０１５３】
【表６】
【０１５４】
以下の表６では、表１の各プリズム状マイクロ構造化光学フィルムが表５のプリズム状マイクロ構造化フィルムで積重されたアセンブリを作製した。ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように、ボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面をトップフィルムのベース層基材に接触させた。
【０１５５】
【表７】
【０１５６】
【表８】
【０１５７】
以下の表８では、表７の各プリズム状マイクロ構造化光学フィルムが同一フィルムの第２の部片で積重されたアセンブリを作製した。ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように、ボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面をトップフィルムのベース層基材に接触させた。
【０１５８】
【表９】
【０１５９】
以下の表９では、ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように指定のボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面を指定のトップフィルムのベース層基材に接触させたアセンブリを作製した。
【０１６０】
【表１０】
【０１６１】
表９に例示されるように、実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムを異なる相対利得（すなわち単一シート相対利得）を有する第２の実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムと組み合わせる場合、より高い単一シート利得（たとえば、より少ない吸収）を有するマイクロ構造化光学フィルムをフィルムスタックアセンブリの上端に位置決めすることが好ましい。
【０１６２】
重合性樹脂組成物１２
ＺｒＯ2ゾルを約４．５時間透析し（ＶＷＲから入手可能なスペトラ／ポア・メンブレンＭＷＣＯ１２−１４，０００（Ｓｐｅｔｒａ／Ｐｏｒ Ｍｅｍｂｒａｎｅ ＭＷＣＯ１２−１４，０００））、３６．３９５％のＺｒＯ2で安定なゾルを生成させた。透析されたＺｒＯ2ゾル（２２０．０ｇ）、ＭＥＥＡＡ（５．７１ｇ）、ＢＣＥＡ（４．１０ｇ）、１−メトキシ−２−プロパノール（３００ｇ）、２−（１−ナフチルオキシ）−１−エチルアクリレートＮＯＥＡ（２９．９８ｇ）、ＴＭＰＴＡ（１２．８５ｇ）、ＢＲ３１（６４．２５ｇ）、およびプロスタブ５１９８（Ｐｒｏｓｔａｂ ５１９８）の５％水溶液（０．８６ｇ）を丸底フラスコに仕込み、回転蒸発によりアルコールおよび水を除去した。ＺｒＯ2含有樹脂は、３９．８６％のＺｒＯ2であり、１．６４の屈折率を有していた。０．６重量％のＴＰＯ−ＬをＺｒＯ2含有樹脂に添加し、混合一体化させた。
【０１６３】
重合性樹脂組成物１３
混合物の屈折率が１．６４になるまで、重合性樹脂組成物５をＢＲ−３１／ＳＲ３３９の５０／５０混合物で希釈した。
【０１６４】
ヒューレット・パッカード８４５３スペクトロフォトメーター（Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ ８４５３ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）をＵＶ・ＶＩＳケム・ステーションＲｅｖ．Ａ．０２．０５（ＵＶ ＶＩＳ Ｃｈｅｍ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｒｅｖ．Ａ．０２．０５）分析ソフトウェアと併用して、重合性樹脂組成物１２および１３の吸収を測定した。１ｃｍの経路長を有する石英キュベット中に液状重合性樹脂を入れて試験した。樹脂を固形分１００％で試験し、溶媒で樹脂を希釈しなかった。空の石英キュベットを用いてサンプルブランクを試験した。結果を図３に示す。
【０１６５】
重合性樹脂組成物１２および１３を調製してフィルムの作製Ａに記載のマイクロ構造化光学フィルム中に組み込んだ。
【０１６６】
【表１１】
【０１６７】
実施例６１および６２の各プリズム状マイクロ構造化光学フィルムが同一フィルムの第２の部片で積重されたアセンブリを作製した。ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように、ボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面をトップフィルムのベース層基材に接触させた。
【０１６８】
【表１２】
【０１６９】
ディスプレイデバイスの実施例６５
実施例２０のアセンブリ（すなわち、１．６５２５の屈折率を有している重合性樹脂から作製された実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムの交差シート対）を、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から「ビキュイティＢＥＦ−ＩＩ９０／５０（Ｖｉｋｕｉｔｉ ＢＥＦ−ＩＩ９０／５０）」という商品名で市販されている市販の輝度向上フィルムの交差シート対と、ＬＣＤディスプレイで比較した。
【０１７０】
ＬＣＤモジュールは、ＣＣＦＬ光源と、ドット抽出パターンを有する楔形光導波路と、光導波路の後方の多層高分子正反射バックリフレクター（ＥＳＲ［エンハンスト・スペキュラー・リフレクター（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｓｐｅｃｕｌａｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）］という商品名でミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）より販売されている）と、光導波路の前方の拡散フィルムと、拡散フィルムの前方の交差シート輝度向上フィルムのアセンブリと、ＢＥＦＩＩシートの前方の拡散カバーシートと、最後に、吸収偏光子を外表面上に有するツイステッドネマティック液晶パネルと、を含む。ＥＳＲおよび輝度向上フィルムを除いて、ディスプレイの構成要素はすべて、市販のデル・ラティテュードＤ８００（Ｄｅｌｌ Ｌａｔｉｔｕｄｅ Ｄ８００）ノートブックコンピューターシステム中に提供される１５．４インチＬＣＤモジュール（日立（Ｈｉｔａｃｈｉ）モデル４０７４Ｃ）にもともと存在していたものであった。２枚の各シート上のプリズムが互いに直交しかつＣＣＦＬ光源に平行／垂直になるように、輝度向上光学フィルムのシートの方位を決定する。
【０１７１】
ドイツ国カールスルーエのオートロニック・メルシャスＧｍｂＨ（Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒｓ ＧｍｂＨ，Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のオートロニック（Ａｕｔｒｏｎｉｃ）コノスコープを用いて、ＬＣＤモジュールから伝播された光のキャラクタリゼーションを行った。コノスコープ測定装置は、鉛直平面および水平平面の両方で輝度対目視角のプロットを提供する。図４は、市販のフィルムのアセンブリと比較して実施例２０のアセンブリの輝度対鉛直角のプロットを含む。このプロットから、本発明に係るフィルムおよびアセンブリの改良された光屈折能が実証される。このより大きな屈折能の効果の１つは、輝度ピークをオンアクシスに方向付けることである。実施例２０のアセンブリを含むディスプレイのピーク輝度は、実質的にゼロにより近い鉛直角を呈する。プリズムグルーブが吸収偏光子の通過軸に実質的に直交する方向にアライメントされるようにＬＣＤの後方吸収偏光子に最も近いマイクロ構造化フィルムのプリズムグルーブを配置することにより、ディスプレイの輝度が最大化される。この利点は幾何光学的原理に由来し、好ましいプリズム方位は、標準的なプリズム状フィルムおよび本発明に係るフィルムの両方に適合する。
【０１７２】
また、正反射バックリフレクターの代わりに拡散白色バックリフレクターを本発明に係るフィルムと併用して、このディスプレイデバイスを試験した。さらに、デバイスで市販の反射偏光子（３Ｍから入手可能なビキュイティＤＢＥＦ−Ｐ２（Ｖｉｋｕｉｔｉ ＤＢＥＦ−Ｐ２））を用いたときと用いないときの両方について、本発明に係るフィルムを試験した。これらの組合せは、両方のタイプのバックリフレクターを用いて試験した。いずれの場合においても、市販のビキュイティＢＥＦ−ＩＩ（Ｖｉｋｕｉｔｉ ＢＥＦ−ＩＩ）のような標準的フィルムと比較して本発明に係るフィルムを使用したときに測定可能な輝度の増大がみられた。
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２００４年６月１７日出願の米国特許出願第１０／８７０３６６号明細書の一部継続出願；２００４年９月１０日出願の米国特許出願第１０／９３９１８４号明細書の一部継続出願；２００４年９月１０日出願の米国特許出願第１０／９３８００６号明細書の一部継続出願；および２００５年３月１１日出願の米国特許出願第１１／０７８１４５号明細書の一部継続出願である。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，１７５，０３０号明細書および同第５，１８３，５９７号明細書に記載されているような特定のマイクロ複製光学製品は、一般に、「輝度向上フィルム」と呼ばれる。輝度向上フィルムは、エレクトロルミネセンスパネル、ラップトップコンピューターディスプレイ、ワードプロセッサー、デスクトップモニター、テレビ、ビデオカメラ、さらには自動車用および航空用ディスプレイで使用されるものを含めて液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのバックライト型フラットパネルディスプレイの輝度を増大させるために、多くのエレクトロニクス製品で利用されている。
【０００３】
輝度向上フィルムは、望ましくは、生成される輝度利得（すなわち「利得」）に関連付けられる輝度向上フィルムの屈折率をはじめとする特定の光学的および物理的性質を呈する。輝度を改良すれば、エレクトロニクス製品は、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、より効率的に動作できるようになるので、電力消費量が低減され、より少ない熱負荷がその構成要素にかかり、そして製品の寿命が長くなる。
【０００４】
輝度向上フィルムは、たとえば、米国特許第５，９０８，８７４号明細書；同第５，９３２，６２６号明細書；同第６，１０７，３６４号明細書；同第６，２８０，０６３号明細書；同第６，３５５，７５４号明細書；さらにはＥＰ１０１４１１３および国際公開第０３／０７６５２８号パンレットの各明細書に記載されるように、硬化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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
種々の輝度向上フィルムが知られているが、より高い利得などの改良された性質を有する少なくとも１種の光学フィルムを包む輝度向上フィルムおよびアセンブリのような光学フィルムあれば、産業上有利であろう。そのようなフィルムおよびアセンブリは、ディスプレイデバイスで利用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載されるのは、線状プリズムの反復パターンのようなマイクロ構造化表面を有する光透過性高分子材料を含む光学フィルム（たとえば、光を方向付けるのに好適な光学フィルム）である。
【０００７】
一実施形態では、フィルムは、少なくとも１．７８の単一シート相対利得を有する実質的非偏光フィルムである。
【０００８】
他の実施形態では、フィルムは、少なくとも２．４６の単一シート相対利得を有する反射偏光フィルムである。マイクロ構造化表面は、反射偏光ベース層フィルムの通過軸に直交する実質的平行プリズムのパターンを含みうる。
【０００９】
他の実施形態では、本発明は、第１のマイクロ構造化光学フィルムを第２の光学フィルムに近接して含むアセンブリに関する。
【００１０】
他の実施形態では、本発明は、一体化光学フィルムまたは一体化アセンブリを発光表面に近接して含むディスプレイデバイスに関する。
【００１１】
一態様において、アセンブリは、第１のマイクロ構造化光学フィルムを非構造化反射偏光フィルムに近接して含み、第１のフィルムと偏光フィルムとのアセンブリの利得は、少なくとも２．５９である。そのようなアセンブリでは、マイクロ構造化光学フィルムのプリズムは、好ましくは、反射偏光フィルムの通過軸に直交する。
【００１２】
他の態様において、アセンブリは、第１の実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムを第２の実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムに近接して含み、第１および第２のフィルムのアセンブリの相対利得は、少なくとも２．８０である。第２のフィルムは、プリズムが第１のフィルムのプリズムに非平行（たとえば、９０°±２０°）になるように位置決めされる。このアセンブリは、アセンブリの第１もしくは第２の光学フィルム間またはそれに近接して第３の光学フィルム（たとえば非構造化反射偏光子）をさらに含みうる。３枚のフィルムのこのアセンブリは、少なくとも３．４０の相対利得を有しうる。
【００１３】
他の態様において、アセンブリは、マイクロ構造化反射偏光フィルムをマイクロ構造化された実質的非偏光光学フィルムに近接して含み、第１および第２のフィルムのアセンブリの相対利得は、少なくとも３．３３である。
【００１４】
さらに他の態様において、光学フィルムのアセンブリは、少なくとも１０重量％の無機ナノ粒子を含む光透過性高分子材料で構成されたマイクロ構造化表面を有する第１の光学フィルムを第２の光学フィルムに近接して含むように記述される。
【００１５】
これらの実施形態のそれぞれにおいて、マイクロ構造化表面は、好ましくは、少なくとも１．６１の屈折率を有する重合性樹脂の反応生成物を含む。さらに、重合性樹脂は、好ましくは、低い吸光度を有する。マイクロ構造化表面は、典型的には、少なくとも１種のエチレン性不飽和モノマーと、場合により少なくとも１種のエチレン性不飽和オリゴマーと、少なくとも１０重量％の無機ナノ粒子と、を含む重合性組成物の反応生成物を含む。ジルコニアは、好ましい無機ナノ粒子である。無機ナノ粒子は、好ましくは、完全凝縮表面改質無機ナノ粒子である。
光学フィルムは、マイクロ構造化表面に結合されたベース層を含みうる。ベース層が高屈折率軸を有しかつマイクロ構造化表面が平行プリズムを含む実施形態では、プリズムは、好ましくは、ベース層の高屈折率軸に対して９０度±２０度をなすようにアライメントされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る例示的マイクロ構造体保有光学製品の斜視図である。
【図２】本発明に係る輝度向上フィルムを含む例示的バックライト型液晶ディスプレイの概略図である。
【図３】２種の異なる重合性組成物の波長の関数としての吸光度の代表的プロットである。
【図４】液晶ディスプレイから放出される輝度の代表的コノスコーププロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、マイクロ構造化光学フィルムと、少なくとも１枚のマイクロ構造化光学フィルムを含むフィルムのアセンブリと、単一マイクロ構造化光学フィルムまたはアセンブリを含むディスプレイデバイス（たとえば照光型ディスプレイデバイス）と、に関する。
【００１８】
一般的には、光学フィルムは、光透過性フィルムである。多くの光学フィルムは、フィルム中を通過する光の波動ベクトルおよび得られる光線経路を改変するように設計される。これは、たとえば、マイクロ構造化表面、マット表面、鏡面、さらにはバルク拡散の特性を組み込むことにより達成可能である。
【００１９】
本明細書中で使用する場合、「フィルム」という用語は、典型的にはその幅および長さよりも実質的に小さい厚さ（たとえば少なくとも１／１０倍）を有する略平面構造体を意味する。光学フィルムの厚さは、典型的には少なくとも２５ミクロンである。厚さはたとえば３ｃｍ程度でありうるが、典型的には、フィルムは、２ｍｍ未満、より典型的には８００ミクロン未満である。
【００２０】
好ましいタイプの光学フィルムは、フィルムを用いて反射および屈折により光（たとえば拡散光源の光）を再方向付けできるようにフィルム表面上に複数のプリズムのようなマイクロ構造化表面を含む。そのようなフィルムは、輝度向上フィルムおよび光マネジメントフィルムとして知られる。
【００２１】
典型的な輝度向上フィルムは、対称な先端と溝との規則的反復パターンを有するマイクロ構造化表面を含む。溝パターンの他の例としては、先端と溝とが対称でなくかつサイズも方位も先端と溝との距離も均一でないパターンが挙げられる。
【００２２】
図１について説明する。マイクロ構造化光学フィルム３０は、ベース層２とマイクロ構造化光学層４とを含みうる。他の選択肢として、マイクロ構造化光学フィルムは、ベース層と光学層とが同一材料で構成されているモノリシックでありうる。モノリシックマイクロ構造化光学フィルムは、公知の方法により、たとえば、溶融された熱可塑性樹脂を押し出すことにより、作製可能である。光学層４は、プリズム６、８、１２、および１４として特定される正直角柱の線状アレイを含む。プリズムの高さは、典型的には約１〜約７５ミクロンの範囲である。それぞれのプリズムたとえばプリズム６は、第１の面１０と第２の面１１とを有する。プリズム６、８、１２、および１４は、プリズムが形成される第１の表面１８と、実質的にフラットまたは平面でありかつ第１の表面１８に対向する第２の表面２０と、を有するベース２上に形成される。直角柱とは、頂角αが典型的には約９０°であることを意味する。しかしながら、この角度は、７０°〜１２０°の範囲でありうる。また、８０°〜１００°の範囲であってもよい。さらに、頂部は、先鋭形、丸形、平坦形、または切頭形でありうる。丸形プリズムの頂角は、面（たとえばフラット面）の交差により近似可能である。プリズム面は同一である必要はなく、プリズムは互いに傾いていてもよい。アレイのプリズムの高さは、実質的に同一であっても異なっていてもよい。光学物品の全厚さ２４とプリズムの高さ２２との関係は、さまざまでありうる。しかしながら、典型的には、明確に規定されたプリズム面を有する比較的薄い光学層を使用することが望ましい。プリズムの高さ２２と全厚さ２４との典型的な比は、一般的には２５／１２５〜２／１２５である。
【００２３】
光学フィルムが光を再方向付けするように機能するのであれば、表面構造体は、さまざまなピッチ、交差するチャネル、および／またはさまざまなプリズム角を有していてもよい。たとえば、表面構造体は、米国特許第６，３２２，２３６号明細書に記載されるような疑似ランダムプリズム起伏を有するものであってよい。表面構造体は、４つ以上の面を有していてもよく、したがって、ピラミッドのような他の形状を有していてもよい。さらに、面は、曲面であってもよくかつ／または他の非三角形状を有していてもよい。形状に応じて、表面構造体は、非プリズム状でありうる。
【００２４】
ベース材料および／またはマイクロ構造化光学層として多くの高分子材料を使用することが可能である。好適な材料は、特定の光学製品の形態に集成したりまたはその中で使用したりするのに十分な程度に光学的に透明でありかつ構造的に強靭である。好ましくは、光学製品の性能が経時により損なわれることがないように十分な耐温度性および耐老化性を有するベース材料が選択されている。
【００２５】
ベース材料および／またはマイクロ構造化光学層の特定の化学組成および厚さは、作製される特定の光学製品の要件に依存しうる。すなわち、とくに、強度、透明性、耐温度性、表面エネルギー、光学層への固着性に対する要求のバランスがとられる。ベース層の厚さは、典型的には少なくとも約０．０２５ミリメートル（ｍｍ）、より典型的には少なくとも約０．１２５ｍｍである。さらに、ベース層は、一般的には約１ｍｍ以下の厚さを有する。
【００２６】
有用なベース層および／またはマイクロ構造化光学層の材料としては、ガラスおよび種々の高分子材料、たとえば、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、ポリビニルクロリド、シンジオタクティックポリスチレン、ポリエチレンナフタレート、ノルボルネンポリマー、ナフタレンジカルボン酸をベースとするコポリマーまたはブレンドが挙げられる。場合により、ベース材料は、これらの材料の混合物または併用物を含有しうる。たとえば、ベースは、多層でありうるかまたは連続相中に懸濁もしくは分散された分散相を含有しうる。代表的ベース層材料としては、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、写真グレードのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびデラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）のデュポン・フィルムズ（ＤｕＰｏｎｔ Ｆｉｌｍｓ）から「メリネックス（Ｍｅｌｉｎｅｘ）」という商品名で入手可能なＰＥＴが挙げられる。
【００２７】
そのようなベース層材料から作製されるフィルムは、典型的には、フィルムの製造方法に起因していくらかの複屈折性を有する。そのようなベース層から作製されるマイクロ構造化光学フィルムもまたそのような複屈折性を有するが、そのような光学フィルムは照光型（たとえばＬＣＤ）ディスプレイで偏光子として利用されることはないであろうから、そのようなフィルムは、典型的には偏光フィルムとはみなされない。本明細書中で使用する場合、「実質的非偏光光学フィルム」とは、拡散反射率が偏光の関数として０．５未満の変動を有する光学フィルムを意味する。さらにまた、フィルム（たとえば製造中に延伸されるフィルム）が１つの軸（たとえば機械方向軸）において異なる軸（たとえばクロスウェブ方向軸）と比較してより高い屈折率を有することが一般的である。
【００２８】
これとは対照的に、「反射偏光光学フィルム」とは、拡散反射率が偏光の関数として少なくとも０．０５の変動を有する光学フィルムを意味する。反射偏光光学フィルムは、典型的には、一偏光モードが他の偏光モードよりも実質的に高い反射率を有する。典型的には、拡散反射率は、偏光の関数として少なくとも０．１、より典型的には少なくとも０．２の変動を有する。
【００２９】
マイクロ構造化反射偏光光学フィルムは、光学活性のベース層材料から作製可能であり、偏光材料として作用しうる。いくつかのベース層材料は、偏光材料として有用であることが知られている。光の偏光はまた、アラインド雲母チップのような無機材料を組み込むことによりまたは連続フィルム内に分散された光変調液晶のドロップレットのように連続フィルム内に分散された不連続相により、達成可能である。代替手段として、異なる材料のマイクロファイン層からフィルムを作製することが可能である。フィルム内の偏光材料は、たとえば、フィルムの延伸、電界または磁界の印加、およびコーティング技術のような方法を利用することにより、偏光方位にアライメントさせることが可能である。
【００３０】
偏光フィルムの例としては、米国特許第５，８２５，５４３号明細書および同第５，７８３，１２０号明細書に記載のものが挙げられる。多層偏光フィルムは、ＤＢＥＦ（デュアル輝度向上フィルム）という商品名でミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）により販売されている。輝度向上フィルムにおけるそのような多層偏光光学フィルムの使用については、米国特許第５，８２８，４８８号明細書（参照により本明細書に組み入れられるものとする）に記載されている。偏光フィルムの他の例は、米国特許第５，８８２，７７４号明細書、同第５，９６５，２４７号明細書、同第６，０２５，８９７号明細書の各明細書に記載されている。とくに米国特許第５，６１２，８２０号明細書および同第５，４８６，９４９号明細書に記載されるような他の偏光フィルムおよび非偏光フィルムもまた、本発明に係る輝度向上フィルムのベース層として有用でありうる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、マイクロ構造化光学フィルムのベース層として、非構造化偏光フィルムおよび非構造化実質的非偏光フィルムを利用することが可能である。他の実施形態では、非構造化偏光フィルムおよび非構造化実質的非偏光フィルムが少なくとも１枚のマイクロ構造化光学フィルムと組み合わせてアセンブリで利用される。本明細書中で使用する場合、「非構造化偏光フィルム」とは、表面構造体（たとえばプリズム状表面構造体）が欠如しているフィルムを意味する。非構造化偏光フィルムは、平滑表面、マット表面、または粗表面を有しうる。
【００３２】
輝度向上フィルムは、一般的には、照明デバイスのオンアクシス輝度（本明細書中では「輝度」と記す）を向上させる。ラップトップコンピューター、時計などに見られるような光学ディスプレイで使用した場合、マイクロ構造化光学フィルムは、ディスプレイから逃散する光を光学ディスプレイを貫通する法線軸から所望の角度で配設された１対の平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大させることが可能である。その結果として、許容範囲外にディスプレイから出射するおそれのある光を反射させてディスプレイ中に戻し、そこでその一部分を「リサイクル」してディスプレイから逃散させうる角度でマイクロ構造化フィルムに戻される。リサイクルは、所望の輝度レベルを有するディスプレイを提供するのに必要とされる電力消費量を低減させることができるので有用である。
【００３３】
光のそのようなリサイクルの有効性を測定する一般的方法は、光学フィルムの利得を測定することである。本明細書中で使用する場合、「相対利得」は、光学フィルムがライトボックス上に存在しないときに測定されるオンアクシス輝度を基準にして、光学フィルム（または光学フィルムアセンブリ）がライトボックス上に配置されたときに実施例に記載の試験法により測定されるオンアクシス輝度として定義される。この定義は、以下の関係によりまとめることが可能である：
相対利得＝（光学フィルムを用いて測定される輝度）／（光学フィルムを用いずに測定される輝度）
【００３４】
本明細書に記載されるのは、より高い相対利得を呈する光学フィルムおよび光学フィルムアセンブリである。
【００３５】
一実施形態では、マイクロ構造化表面を有する光透過性の高分子材料（たとえば硬化高分子材料）を含む光学フィルムが記述される。光学フィルムは、少なくとも１．７８の単一シート相対利得を有する実質的非偏光フィルムである。相対単一シート利得は、典型的には２．０５以下である。したがって、単一シート相対利得はまた、１．８０、１．８２、１．８４、１．８６、１．８８、１．９０、１．９２、１．９４、１．９６、１．９８、２．００、および２．０２を包含する相対利得値の集合中の任意の値から選ばれる範囲であってもよい。
【００３６】
他の実施形態では、マイクロ構造化表面を有する反射偏光光学フィルムが記述される。このフィルムは、光透過性の高分子材料（たとえば硬化高分子材料）を含みかつ少なくとも２．４６の単一シート相対利得を有する。相対単一シート利得は、典型的には３．０２未満である。したがって、単一シート相対利得はまた、２．４８、２．５０、２．５２、２．５４、２．５６、２．５８、２．６０、２．６２、２．６４、２．６６、２．６８、２．７０、２．７２、２．７４、２．７６、２．７８、２．８０、２．８２、２．８４、２．８６、２．８８、２．９０、２．９２、２．９４、２．９６、２．９８、および３．００を包含する相対利得値の集合中の任意の値から選ばれる範囲であってもよい。マイクロ構造化光学フィルム（たとえばプリズム状マイクロ構造化光学フィルム）のベース層として反射偏光フィルムを利用する場合、プリズムまたはグルーブ（たとえば、線状のプリズムまたはグルーブ）を反射偏光フィルムの通過軸に実質的に直交する方向にアライメントすることが好ましい。
【００３７】
他の実施形態では、本発明は、２枚以上のフィルムを含むかまたはそれらよりなる種々のアセンブリに関する。それぞれのアセンブリは、第１のマイクロ構造化光学フィルムを第２の光学フィルム（たとえばマイクロ構造化光学フィルムまたは非構造化光学フィルム）に近接して含む。
【００３８】
近接とは、十分に近いことを意味する。近接には、フィルムの単なる積重一体化などにより第１のマイクロ構造化光学フィルムが第２の光学フィルムに接触した状態にあることが包含されうる。または種々の手段によりフィルムを接合させてもよい。フィルムは、機械的手段、化学的手段、熱的手段、またはそれらの組合せにより接合可能である。化学的手段としては、種々の感圧接着剤、溶媒系接着剤、およびホットメルト接着剤、さらには熱、湿分、もしくは放射線に暴露されると架橋する二液硬化性接着剤組成物が挙げられる。熱的手段としては、たとえば、加熱エンボスローラー、高周波（ＲＦ）溶接、および超音波溶接が挙げられる。光学フィルムは、フィルムの全平面にわたり（たとえば連続的に）、選択箇所だけで、または縁部だけで接合可能である。他の選択肢として、近接する光学フィルムを空気境界部で互いに分離することが可能である。空気境界部は、接着剤の適用などにより周縁部において一方もしくは両方の光学フィルムの厚さを増大させることによって形成可能である。フィルムをラミネートして一体化させるのではなく積重する場合、光学フィルム間の空気境界部はわずか数ミクロンでありうる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、第１のマイクロ構造化光学フィルムは、第２のマイクロ構造化光学フィルムに近接する。そのようなアセンブリでは、ボトムフィルムのマイクロ構造化表面は、好ましくは、トップフィルムの非構造化表面に近接して配設される。プリズム状マイクロ構造化フィルムを利用する実施形態では、フィルムのプリズムは、一般的には、プリズムがグルーブにより分離された状態で一主方向に平行にアライメントされる。一般的には、スタック中の第２のマイクロ構造化光学フィルム（たとえばボトムマイクロ構造化光学フィルム）のプリズム（またはグルーブ）をプリズムが第１のフィルム（たとえばトップフィルム）のプリズムに実質的に直交するようにアライメントすることが好ましい。しかしながら、他のアライメントを利用することも可能である。たとえば、第２の光学フィルムのプリズムは、第２の光学フィルムのプリズムを基準にしてグルーブまたはプリズムの交差が約７０°〜約１２０°の範囲の角度をなすように位置決め可能である。
【００４０】
１つの一体化アセンブリでは、第１のマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルムは、第２のマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルムに近接する。このアセンブリの利得は、少なくとも２．８０である。第１の光学フィルムは、第２の光学フィルムと同一であっても異なっていてもよい。たとえば、第２のフィルムは、異なるベース層組成、異なるマイクロ構造化表面組成を有していてもよく、かつ／または異なる表面マイクロ構造を有していてもよい。このアセンブリの相対利得は、典型的には３．３２未満である。したがって、そのようなアセンブリの相対利得はまた、２．８１、２．８２、２．８４、２．８６、２．８８、２．９０、２．９２、２．９４、２．９６、２．９８、３．００、３．０２、３．０４、３．０６、３．０８、３．１０、３．１２、３．１４、３．１６、３．１８、３．２０、３．２２、３．２４、３．２６、３．２８、および３．３０を包含する相対利得値の集合中の任意の値から選ばれる範囲であってもよい。
【００４１】
反射偏光光学フィルムは、種々のアセンブリにおいて他の光学フィルムと組み合わせることが可能である。そのような組合せは、拡散光源の出力を特定の光方向および偏光モードで増強するのにとくに有用であり、液晶デバイスの輝度向上にとりわけ有用である。
【００４２】
１つの一体化アセンブリでは、第１のマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルム（たとえばプリズム状マイクロ構造化実質的非偏光光学フィルム）は、非構造化反射偏光フィルムに近接する。このアセンブリの利得は、少なくとも２．５９である。このアセンブリの相対利得は、典型的には２．８６未満である。したがって、そのようなアセンブリの相対利得はまた、２．６０、２．６２、２．６４、２．６６、２．６８、２．７０、２．７２、２．７４、２．７６、２．７８、２．８０、２．８２、および２．８４を包含する相対利得値の集合中の任意の値から選ばれる範囲であってもよい。そのようなアセンブリでは、プリズム状フィルムのプリズムまたはグルーブを非構造化反射偏光フィルムの通過軸に実質的に直交するようにアライメントすることが好ましい。
【００４３】
他の一体化アセンブリでは、第１のマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルムは、マイクロ構造化反射偏光フィルムに近接する。このアセンブリの相対利得は、典型的には少なくとも３．３３である。さらに、相対利得は、典型的には４．２０未満である。したがって、そのようなアセンブリの相対利得はまた、３．３４、３．３６、３．３８、３．４０、３．４２、３．４４、３．４６、３．４８、３．５０、３．５２、３．５４、３．５６、３．５８、３．６０、３．６２、３．６４、３．６６、３．６８、３．７０、３．７２、３．７４、３．７６、３．７８、３．８０、３．８２、３．８４、３．８６、３．８８、３．９０、３．８２、３．９４、３．９６、３．９８、４．００、４．０２、４．０４、４．０６、４．０８、４．１０、４．１２、４．１４、４．１６、および４．１８を包含する相対利得値の集合中の任意の値から選ばれる範囲であってもよい。
【００４４】
さらに、マイクロ構造化光学フィルムの種々のアセンブリを第３の光学フィルムと組み合わせることも可能である。しかしながら、典型的には、アセンブリは、互いに近接するプリズム状構造体を有する２枚以下のマイクロ構造化フィルムを含む。好ましい一アセンブリは、互いに近接する第１および第２のマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルムを非構造化反射偏光光学フィルムと共に含む。反射偏光フィルムは、一般的には、非反射偏光フィルムのアセンブリに隣接して配設される。使用時、スタックは、反射偏光フィルムが光源からより離れて存在するようにディスプレイデバイス中に位置決めされる。この三層スタックの相対利得は、典型的には少なくとも３．４０かつ典型的には３．７２以下である。しかしながら、他の選択肢として、第１および第２のマイクロ構造化実質的非偏光フィルム間またはそれらの下に非構造化反射偏光光学フィルムを配置することが可能である。
【００４５】
屈折率と軸方向利得とが略直接的に関連付けられることは、電磁理論から公知である。したがって、輝度向上フィルムで使用するためのより高屈折率の材料に関する種々の特許が存在する。しかしながら、本発明者らは、高屈折率材料単独では、とくにアセンブリにおいて、必ずしも高利得が得られるとは限らないことを見いだした。本明細書に記載されるのは、十分な屈折率と低い光吸収とを相乗的に組み合わせて有する重合性樹脂から作製される光学フィルムおよび２枚以上の光学フィルムのアセンブリである。
【００４６】
フィッシャー・サイエンティフィック・リフラクトメーター・カンパニーのモデル＃６２０８（Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ Ｃｏ．Ｍｏｄｅｌ ＃６２０８）を用いて決定される重合性組成物の有機成分の屈折率は、少なくとも１．４８、１．４９、１．５０、１．５１、１．５２、１．５３、１．５４、１．５５、１．５６、１．５７、１．５８、１．５９、１．６０、１．６１、または１．６２でありうる。重合性組成物（たとえば、場合により粒子を含んでいてもよい）は、１．７０程度の高い屈折率を有しうる。重合性組成物の屈折率は、少なくとも１．５８、１．５９、１．６０、１．６１、１．６２、１．６３、１．６４、１．６５、１．６６、１．６７、１．６８、または１．６９である。一般的には、樹脂の屈折率は、硬化させると約０．０１〜０．０３上昇する可能性がある。硬化屈折率は、エリプソメトリーのような当技術分野で公知の種々の技術により測定可能である。
【００４７】
図３は、それぞれ１．７９３および１．８２９の相対利得値（すなわち単一シート相対利得値）を有する実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムの作製に利用される代表的重合性樹脂組成物（すなわち実施例の重合性樹脂組成物１２および１３）の波長の関数としての吸光度（実施例に記載の試験法に準拠して測定される）のプロットである。この場合、重合性組成物１２は、１．７８の好ましい最小値に近い相対利得値（すなわち単一シート相対利得値）を有するマイクロ構造化光学フィルムの作製に好適な組成物を代表するものである。
【００４８】
図３からわかるように、約５７５ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長におけるこれらの重合性樹脂組成物の吸光度は、１未満である。４５０ｎｍにおける吸光度は、２．５未満（たとえば２．２５未満）である。約５００ｎｍにおける吸光度は、１．７５以下である。５５０ｎｍにおける吸光度は、１．５未満（たとえば１．２５未満）である。
【００４９】
代表的重合性樹脂１２および１３から作製された実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムを、それぞれ２枚の同一フィルムのスタックを有するアセンブリの形態にした。ただし、ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように、ボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面をトップフィルムのベース層に接触させた。重合性樹脂１２から作製されたアセンブリの相対利得は、２．６５２であり；一方、重合性樹脂１３から作製されたアセンブリの相対利得は、２．８０７であった。
【００５０】
重合性樹脂１２は高利得を有する単一マイクロ構造化光学フィルムを取得するには十分な程度に低い吸光度を有するが、アセンブリの形態に組み合わされたときには重合性樹脂が寄与する吸光度が加算される。したがって、本発明に係るアセンブリでは、代表的重合性樹脂１２は、高すぎる吸光度を有し；一方、重合性樹脂１３は、少なくとも２．８０の好ましい利得値を有するアセンブリ（すなわち反射偏光フィルムが欠如しているアセンブリ）を作製するのに好適である最大吸光度に近い吸光度を有する代表的組成物である。
【００５１】
したがって、アセンブリで使用するのに好ましい重合性樹脂組成物の吸光度は、４５０ｎｍの波長において２未満である。好ましくは、吸光度は、４５０ｎｍの波長において１．５未満、より好ましくは１未満、さらにより好ましくは０．７５未満である。約５００ｎｍにおける吸光度は、好ましくは１．５未満、より好ましくは１．０未満、より好ましくは０．５未満である。約５５０ｎｍの波長では、重合性樹脂の吸光度は、好ましくは１未満、より好ましくは０．５未満である。５００ｎｍ〜８００ｎｍの波長では、重合性樹脂の吸光度は、好ましくは０．５未満である。吸光度は、約６００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長において好ましくは０．２５未満である。
【００５２】
相対利得に及ぼす吸光度の影響は、より高い屈折率（たとえば１．６４）を有する重合性樹脂組成物を用いることにより、ある程度まで補償可能である。そのような実施形態では、許容吸光度値は、より高くてもよい。
【００５３】
本明細書に記載の種々のマイクロ構造化光学フィルムおよびアセンブリは、たとえば、ダイレクトライト型バックライト、エッジライト型バックライト、発光ダイオード（ＬＥＤ）バックライト型ＬＣＤ、ＣＣＦＬバックライト型ディスプレイ、フィールドシーケンシャルディスプレイ、スキャニングバックライトを含めて、さまざまなディスプレイで効果的に利用可能である。マイクロ構造化光学フィルムまたはアセンブリは、典型的には、輝度の向上および／または電力消費の低減を目的に組み込まれる。マイクロ構造化光学フィルムまたはアセンブリは、ディスプレイデバイスの他の構成要素に近接する。例示的バックライト型液晶ディスプレイの概略図は、図２に全体として１１０で示される。実際のディスプレイでは、示された種々の構成要素は、多くの場合、輝度向上フィルムに接触した状態にある。本発明に係る輝度向上フィルム１１１は、一般的には、光導波路１１８と液晶ディスプレイパネル１１４との間に位置決めされる。液晶ディスプレイパネルは、典型的には、両方の表面上に偏光子（たとえば吸収偏光子）を含む。したがって、そのような偏光子（たとえば吸収偏光子）は、本発明に係る輝度向上フィルムに隣接して位置決めされる。ディスプレイデバイスでは、偏光子（たとえば吸収偏光子）に最も近いプリズムシートのプリズムまたはグルーブは、好ましくは、隣接する吸収偏光子の通過軸に実質的に直交するようにアライメントされる。さらに、光学フィルムまたはアセンブリが反射偏光子を含む場合、反射偏光子の通過軸は、ディスプレイデバイスの吸収偏光子の通過軸にアライメントされる。バックライト型液晶ディスプレイはまた、蛍光ランプのような光源１１６と、さらには液晶ディスプレイパネルの方向に光を反射するための白色リフレクター１２０と、を含みうる。輝度向上フィルム１１１は、光導波路１１８から放出された光を平行化することにより、液晶ディスプレイパネル１１４の輝度を増大させる。輝度を増大させると、液晶ディスプレイパネルにより生成される画像をよりシャープにすることが可能になり、しかも光源１１６の電力を低減させて選択された輝度を生成できるようになる。バックライト型液晶ディスプレイは、コンピューターディスプレイ（ラップトップディスプレイおよびコンピューターモニター）、テレビ、ビデオレコーダー、移動体通信デバイス、ハンドヘルドデバイス（すなわち、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ））、自動車用およびアビオニクス用機器ディスプレイなどのような装置（参照文字１２１により表されている）に有用である。
【００５４】
ディスプレイは、輝度向上フィルムと液晶ディスプレイパネル１１４との間に位置決めされた他の光学フィルム１１２をさらに含みうる。他の光学フィルムとしては、たとえば、拡散体、反射偏光子、または第２の輝度向上フィルムが挙げられうる。他の光学フィルムは、当技術分野で公知のように、光学フィルム１１２と液晶ディスプレイパネル１１４との間または輝度向上フィルム１１１と光導波路１１８との間に位置決め可能である。さらに、光導波路と光学フィルムとの間に方向変換フィルムを配置することが可能である。他の選択肢として、輝度向上フィルムは、方向変換フィルムであってもよい。方向変換フィルムは、典型的には、入力表面上に形成されたプリズム構造体を含み、入力表面は、光導波路に隣接して配設される。出力表面に対して通常３０度未満の視射角で光導波路から出射する光線は、プリズム構造体に当たる。光線は、プリズム構造体の第１の表面で屈折し、プリズム構造体の第２の表面で反射され、その結果、所望の方向に、たとえば、ディスプレイの目視軸に実質的に平行な方向に、方向変換レンズまたはフィルムにより方向付けられる。
【００５５】
１１１と１１２とだけの組合せまたは第３の光学フィルムと組み合わされた組合せは、本明細書に記載の光学フィルムアセンブリのいずれかでありうる。これらの追加の光学フィルムが輝度向上フィルムのベース層として組み込まれる場合、ベース層の厚さは、先に記載されたよりも著しく厚いこともある。
【００５６】
好ましい一態様において、マイクロ構造化非偏光フィルムまたはそのようなものを含むアセンブリは、特定のバックライトのオンアクシス輝度を向上させることが判明した。オフアクシス輝度ピークは、正反射バックリフレクターを含むエッジライト型バックライトディスプレイ、とくに楔型光導波路を含むそのようなディスプレイに共通していることが判明した。
【００５７】
本明細書に記載の光学フィルムは、複数のナノ粒子（たとえば表面改質ナノ粒子）を場合により含んでいてもよい有機成分の反応生成物を含む重合構造体を含みうる。重合構造体は、ベース層と光学層とから作製される光学素子または光学製品でありうる。ベース層および光学層は、同一のまたは異なるポリマー材料から形成可能である。
【００５８】
ルー（Ｌｕ）の（米国特許第５，１８３，５９７号明細書）およびルー（Ｌｕ）らの（米国特許第５，１７５，０３０号明細書）に記載されるように、マイクロ構造体保有物品（たとえば輝度向上フィルム）は、（ａ）重合性組成物（すなわち本発明に係る重合性組成物）を調製する工程と；（ｂ）マスターのキャビティーを満たすのにかろうじて十分な量でマスターネガマイクロ構造化成形表面上に重合性組成物を堆積させる工程と；（ｃ）予備成形されたベースとマスター（少なくとも一方は可撓性である）との間で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満たす工程と；（ｄ）組成物を硬化させる工程と；を含む方法により作製可能である。マスターは、ニッケル、ニッケルメッキ銅、もしくは黄銅のような金属品でありうるか、または重合条件下で安定でありかつマスターから重合材料をきれいに取り出しうる表面エネルギーを好ましくは有する熱可塑性材料でありうる。ベースへの光学層の固着を促進するために、場合により、ベースフィルムの１つ以上の表面に下地処理または他の処理を施すことが可能である。
【００５９】
好適な重合方法としては、当技術分野で公知のように、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、およびバルク重合が挙げられる。好適な方法としては、遊離基開始剤の存在下における加熱さらには光開始剤の存在下における紫外光または可視光のような電磁放射線の照射が挙げられる。合成中、輸送中、および貯蔵中における樹脂の早期重合を防止するために、多くの場合、ヒドロキノン禁止剤、４−メトキシフェノール禁止剤、およびヒンダードアミンニトロキシド禁止剤のような禁止剤が、５０〜１０００ｐｐｍのレベルで重合性組成物の合成時に使用される。当業者に公知のように、他の種類および／または量の禁止剤を利用することが可能である。本発明に係る組成物は、好ましくは、光開始剤の存在下における紫外光または可視光の照射により重合可能である。
【００６０】
重合性組成物またはその有機成分は、好ましくは、実質的に無溶媒の重合性組成物である。「実質的に無溶媒」とは、５重量％未満、４重量％未満、３重量％未満、２重量％未満、１重量％未満、および０．５重量％未満の溶媒（たとえば有機溶媒）を有する重合性組成物を意味する。溶媒の濃度は、ガスクロマトグラフィーのような公知の方法により決定可能である。０．５重量％未満の溶媒濃度が好ましい。
【００６１】
有機成分は、重合性組成物での融点がコーティング温度未満であるならば、固体でありうるかまたは固体成分を含みうる。有機成分は、周囲温度で液体でありうる。
【００６２】
成分は、好ましくは、有機成分が低粘度（たとえば１８０°Ｆで１０００ｃｐｓ未満）を有するように選択される。典型的には、有機成分の粘度は、これまで利用されてきた組成物の有機成分よりも実質的に低い。有機成分の粘度は、１０００ｃｐｓ未満、典型的には９００ｃｐｓ未満である。有機成分の粘度は、コーティング温度において、８００ｃｐｓ未満、４５０ｃｐｓ未満、６００ｃｐｓ未満、または５００ｃｐｓ未満でありうる。本明細書中で使用する場合、粘度は、２５ｍｍのパラレルプレートを用いて動的応力レオメーターにより測定される（１０００ｓｅｃ-1までの剪断速度で）。さらに、有機成分の粘度は、コーティング温度において、典型的には少なくとも１０ｃｐｓ、より典型的には少なくとも５０ｃｐｓ、さらにより典型的には少なくとも１００ｃｐｓ、最も典型的には少なくとも２００ｃｐｓである。コーティング温度は、典型的には、周囲温度（すなわち２５℃）〜１８０°Ｆ（８２℃）の範囲である。コーティング温度は、１７０°Ｆ（７７℃）未満、１６０°Ｆ（７１℃）未満、１５０°Ｆ（６６℃）未満、１４０°Ｆ（６０℃）未満、１３０°Ｆ（５４℃）未満、または１２０°Ｆ（４９℃）未満でありうる。
【００６３】
重合性組成物は、１種以上のエチレン性不飽和モノマーを含む。重合性組成物は、（メタ）アクリル化ウレタンオリゴマー、（メタ）アクリル化ポリエステルオリゴマー、（メタ）アクリル化フェノールオリゴマー、（メタ）アクリル化アクリルオリゴマー、およびそれらの混合物を含みうる。しかしながら、いくつかの実施形態では、有機成分は、ウレタン結合を含んでおらず、したがって、（メタ）アクリル化ウレタンを含まない重合性組成物の反応生成物から調整される。（メタ）アクリル化ウレタンを含む重合性組成物は、粘度がより高い傾向がある。
【００６４】
いくつかの実施形態では、重合性組成物は、４５０ｇ／モル超の数平均分子量を有する少なくとも１種のオリゴマー性エチレン性不飽和モノマーを反応性希釈剤および／または架橋剤と組み合わせて含みうる。他の実施形態では、重合性組成物は、１種以上のエチレン性不飽和モノマーを含みうるが、ただし、有機相は、４５０ｇ／モル超の数平均分子量を有するオリゴマー性モノマーを含まない。
【００６５】
十分な重合性反応性基を有する表面改質ナノ粒子を利用する実施形態では、架橋剤を利用する必要はない。好ましい実施形態では、重合性組成物つまりその成分は、アクリレート官能基を単独で含み、したがって、メタクリレート官能基を実質的に含まない。
【００６６】
本明細書に記載の重合性組成物は、好ましくは、無機酸化物粒子（たとえば表面改質無機酸化物粒子）を含む。そのような粒子のサイズは、有意な可視光散乱が回避されるように選択される。光学的な性質または材料の性質を最適化しかつ全組成物コストを削減するために、無機酸化物粒子タイプの混合物を利用することが望ましいこともある。無機ナノ粒子と有機樹脂とから形成されるハイブリッドポリマーは、従来の有機樹脂では取得しえない耐久性を単独で達成するのに適している。無機ナノ粒子を組み込むことにより、こうして形成される物品（たとえば輝度向上フィルム）の耐久性を改良することが可能である。
【００６７】
重合性表面改質の欠如した無機ナノ粒子を有効に利用することが可能であるが、無機ナノ粒子は、好ましくは、ナノ粒子が有機成分と重合しうるように表面改質される。表面改質されたナノ粒子（たとえばコロイドナノ粒子）は、物品または光学素子の耐久性および／または屈折率を向上させるのに有効な量で重合構造体中に存在しうる。本明細書中に記載の表面改質コロイドナノ粒子は、さまざまな望ましい属性、たとえば、ナノ粒子が樹脂系内で安定なディスパージョンを形成するようなナノ粒子と樹脂系との相溶性などを有することが可能であり、表面改質によりナノ粒子と樹脂系との反応性を提供すれば、複合体をより耐久性のあるものにすることが可能であり、適切に表面改質されたナノ粒子を樹脂系に添加すれば、非硬化組成物粘度に及ぼす影響が少なくなる。表面改質剤の組合せにより、組成物の非硬化性および硬化性を操作しうる。適切に表面改質されたナノ粒子を用いれば、光学素子の光学的性質および物理的性質を改良することが可能であり、たとえば、樹脂の機械的強度を改良したり、樹脂系内の固体の体積充填率を増大させつつ粘度変化を最小限に抑えたり、樹脂系内の固体の体積充填率を増大させつつ光学的透明度を保持したりすることが可能である。
【００６８】
表面改質コロイドナノ粒子は、１ｎｍ超かつ１００ｎｍ未満の一次粒子サイズまたは会合粒子サイズを有する酸化物粒子でありうる。ナノ粒子は、会合していないことが好ましい。それらの測定は、透過型電子顕微鏡法（ＴＥＭ）に基づきうる。ナノ粒子は、たとえば、アルミナ、酸化スズ、酸化アンチモン、シリカ、ジルコニア、チタニア、それらの混合物、またはそれらの混合酸化物のような金属酸化物を含みうる。表面改質コロイドナノ粒子は、実質的に完全に凝縮可能である。
【００６９】
非シリカ含有完全凝縮ナノ粒子は、典型的には、５５％超、好ましくは６０％超、より好ましくは７０％超の結晶化度（独立金属酸化物粒子として測定される）を有する。たとえば、結晶化度は、約８６％までの範囲内またはそれ以上でありうる。結晶化度は、Ｘ線回折法により決定可能である。凝縮結晶性のナノ粒子（たとえばジルコニアナノ粒子）は高屈折率を有するが、アモルファスなナノ粒子は典型的にはより低い屈折率を有する。
【００７０】
シリカナノ粒子は、５〜７５ｎｍまたは１０〜３０ｎｍまたは２０ｎｍの粒子サイズを有しうる。シリカナノ粒子は、１０〜６０重量％または１０〜４０重量％の量で耐久性の物品中または光学素子中に存在しうる。本発明に係る材料に使用されるシリカは、「ナルコ・コロイダル・シリカ（Ｎａｌｃｏ Ｃｏｌｌｏｉｄａｌ Ｓｉｌｉｃａ）」という商品名でイリノイ州ネーパービルのナルコ・ケミカル・カンパニー（Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ）から市販されている（たとえば、製品１０４０、１０４２、１０５０、１０６０、２３２７、および２３２９）。好適なヒュームドシリカとしては、たとえば、商品名「アエロジル（Ａｅｒｏｓｉｌ）シリーズＯＸ−５０」さらには製品番号１３０、１５０、および２００としてデグッサＡＧ（独国ハーナウ）（ＤｅＧｕｓｓａ ＡＧ（Ｈａｎａｕ，Ｇｅｒｍａｎｙ））から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、「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ ２０９５」、「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ Ａ１０５」、および「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ Ｍ５」という商品名で、イリノイ州タスコラのキャボット・コーポレーション（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．，Ｔｕｓｃｏｌａ，ＩＬ）から市販されている。
【００７１】
ジルコニアナノ粒子は、５〜５０ｎｍまたは５〜１５ｎｍもしくは１０ｎｍの粒子サイズを有しうる。ジルコニアナノ粒子は、１０〜７０重量％または３０〜６０重量％の量で耐久性の物品中または光学素子中に存在しうる。本発明に係る組成物および物品で使用されるジルコニアは、「ナルコＯＯＳＳＯＯ８（Ｎａｌｃｏ ＯＯＳＳＯＯ８）」という商品名でナルコ・ケミカル・カンパニー（Ｎａｌｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から、および「ビューラー・ジルコニアＺ−ＷＯゾル（Ｂｕｈｌｅｒ ｚｉｒｃｏｎｉａ Ｚ−ＷＯ ｓｏｌ）」という商品名でスイス国ウッツヴィルのビューラーＡＧ（Ｂｕｈｌｅｒ ＡＧ Ｕｚｗｉｌ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から、入手可能である。ジルコニアナノ粒子はまた、２００４年１２月３０日出願の米国特許出願第１１／０２７４２６号明細書および米国特許第６，３７６，５９０号明細書の各明細書に記載されるように調製することも可能である。
【００７２】
チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化スズ、および／または混合金属酸化物のナノ粒子は、５〜５０ｎｍまたは５〜１５ｎｍもしくは１０ｎｍの粒子サイズまたは会合粒子サイズを有しうる。チタニア、酸化アンチモン、アルミナ、酸化スズ、および／または混合金属酸化物のナノ粒子は、１０〜７０重量％または３０〜６０重量％の量で耐久性の物品中または光学素子中に存在しうる。本発明に係る材料に使用される混合金属酸化物は、商品名オプトレーキ３（Ｏｐｔｏｌａｋｅ３）として触媒化成工業株式会社（日本国川崎市）（Ｃａｔａｌｙｓｔｓ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｃｏｒｐ．（Ｋａｗａｓａｋｉ，Ｊａｐａｎ））から市販されている。
【００７３】
ナノサイズ粒子の表面処理により、高分子樹脂中の安定なディスパージョンを提供しうる。好ましくは、粒子が重合性樹脂中に良好に分散されて実質的に均一な組成物を生じるように、ナノ粒子を表面処理により安定化させる。さらに、安定化された粒子が硬化中に重合性樹脂と共重合または反応できるように、ナノ粒子の表面の少なくとも一部分を表面処理剤により改質しうる。
【００７４】
本発明に係るナノ粒子は、好ましくは、表面処理剤で処理される。一般的には、表面処理剤は、（共有結合により、イオン結合により、または強い物理吸着を介して）粒子表面に結合する第１の末端と、粒子と樹脂との相溶性を付与しかつ／または硬化中に樹脂と反応する第２の末端と、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、およびチタネートが挙げられる。好ましいタイプの処理剤は、部分的には、金属酸化物表面の化学的性質により決定される。シリカに対してはシランが好ましく、ケイ酸質充填剤に対しては他のものが好ましい。ジルコニアのような金属酸化物に対しては、シランおよびカルボン酸が好ましい。表面改質は、モノマーとの混合に続いてまたは混合後のいずれかで行いうる。シランの場合、樹脂への組込み前にシランを粒子またはナノ粒子の表面と反応させることが好ましい。表面改質剤の必要量は、粒子サイズ、粒子タイプ、改質剤分子量、および改質剤タイプのようないくつかの因子に依存する。一般的には、略単分子層の改質剤を粒子の表面に結合させることが好ましい。必要とされる結合手順または反応条件もまた、使用される表面改質剤に依存する。シランの場合、酸性または塩基性の条件下、高温で約１〜２４時間表面処理することが好ましい。カルボン酸のような表面処理剤では、高温や長時間を必要としないこともある。
【００７５】
組成物に好適な表面処理剤の代表的実施形態としては、たとえば、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、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、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）、ベータ−カルボキシエチルアクリレート（ＢＣＥＡ）、２−（２−メトキシエトキシ）酢酸、メトキシフェニル酢酸のような化合物、およびそれらの混合物が挙げられる。さらに、ウェストバージニア州サウスチャールストンのＯＳＩスペシャルティーズ・クロンプトン（ＯＳＩ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｃｒｏｍｐｔｏｎ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈａｒｌｅｓｔｏｎ，ＷＶ）から「シルクエストＡ１２３０（Ｓｉｌｑｕｅｓｔ Ａ１２３０）」という商品名で市販されている専売品のシラン表面改質剤は、とくに好適であることが判明した。
【００７６】
コロイドディスパージョン中の粒子の表面改質は、さまざまな方法で達成可能である。この方法は、無機ディスパージョンと表面改質剤との混合を含む。場合により、この時点で、たとえば、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−ピロリジノンのような共溶媒を添加しうる。共溶媒は、表面改質剤さらには表面改質粒子の溶解性を向上させうる。続いて、無機ゾルと表面改質剤とを含む混合物を混合しながらまたは混合することなく室温または高温で反応させる。好ましい方法では、混合物を約８５℃で約２４時間反応させて表面改質ゾルを生成させうる。金属酸化物を表面改質する好ましい方法では、金属酸化物の表面処理は、好ましくは、粒子表面への酸性分子の吸着を含みうる。重金属酸化物の表面改質は、室温で行いうる。
【００７７】
シランによるＺｒＯ2の表面改質は、酸性条件下または塩基性条件下で達成可能である。好ましい一例では、シランは、好ましくは、酸性条件下で好適な時間をかけて加熱される。その時、ディスパージョンは、アンモニア水（または他の塩基）と組み合わされる。この方法により、ＺｒＯ2表面からの酸対イオンの除去さらにはシランとの反応が可能である。好ましい方法では、粒子をディスパージョンから沈澱させて液相から分離する。
【００７８】
次に、表面改質粒子を種々の方法で硬化性樹脂中に組み込みうる。好ましい態様では、溶媒交換手順が利用される。それによれば、樹脂を表面改質ゾルに添加してから水および共溶媒（使用する場合）を蒸発により除去することにより、粒子を重合性樹脂中に分散された状態にする。蒸発工程は、たとえば、蒸留、回転蒸発、またはオーブン乾燥により達成可能である。
【００７９】
他の態様において、所望により、表面改質粒子を水非混和性溶媒中に抽出してから溶媒交換を行うことが可能である。
【００８０】
他の選択肢として、重合性樹脂中に表面改質ナノ粒子を組み込むための他の方法は、改質粒子を乾燥させて粉末にすることと、続いて、粒子を分散させる樹脂材料を添加することと、を含む。この方法の乾燥工程は、系に好適な従来の手段、たとえば、オーブン乾燥または噴霧乾燥などにより達成可能である。
【００８１】
表面改質剤の組合せが有用なこともある。その場合、表面改質剤の少なくとも１種は、硬化性樹脂と共重合しうる官能基を有する。表面改質剤の組合せにより、より低い粘度を得ることが可能である。たとえば、重合性基は、エチレン性不飽和であるか、または開環重合を起こす環式官能基でありうる。エチレン性不飽和重合性基は、たとえば、アクリレート基もしくはメタクリレート基またはビニル基でありうる。開環重合を起こす環式官能基は、一般的には、酸素、硫黄、または窒素のようなヘテロ原子を含有し、好ましくは、エポキシドのように酸素を含有する３員環である。
【００８２】
表面改質剤の好ましい組合せは、硬化性樹脂（の有機成分）と共重合しうる官能基を有する少なくとも１種の表面改質剤と、第１の改質剤と異なる第２の改質剤と、を含む。第２の改質剤は、場合により重合性組成物の有機成分と共重合しうるものであってもよい。第２の改質剤は、低屈折率（すなわち１．５２未満または１．５０未満）を有しうる。第２の改質剤は、好ましくは、場合により重合性組成物の有機成分と共重合しうるものであってもよいポリアルキレンオキシド含有改質剤である。
【００８３】
さまざまなエチレン性不飽和モノマーを重合性組成物の有機成分中で利用することが可能である。
【００８４】
好適なオリゴマー性（メタ）アクリル化芳香族エポキシオリゴマーは、「ＣＮ１０４」、「ＣＮ１１６」、「ＣＮ１２０」、「ＣＮ１２１」、および「ＣＮ１３６」）という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から；「フォトマー３０１６（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ３０１６）」という商品名でコグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から；ならびに「３２００」、「３２０１」、「３２１１」、および「３２１２」という商品名でＵＣＢから；市販されている。
【００８５】
好適なウレタン（メタ）アクリレートは、「ＣＮ９６５」、「ＣＮ９６８」、「ＣＮ９８１」、「ＣＮ９８３」、「ＣＮ９８４」、「ＣＮ９７２」、および「ＣＮ９７８」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から；「フォトマー６２１０（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６２１０）」、「フォトマー６２１７（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６２１７）」、「フォトマー６２３０（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６２３０）」、「フォトマー６６２３（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６６２３）」、「フォトマー６８９１（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６８９１）」、および「フォトマー６８９２（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ６８９２）」という商品名でコグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から；ならびに「エベクリル１２９０（Ｅｂｅｃｒｙｌ１２９０）」、「エベクリル２００１（Ｅｂｅｃｒｙｌ２００１）」、および「エベクリル４８４２（Ｅｂｅｃｒｙｌ４８４２）」という商品名でＵＣＢから；市販されている。
【００８６】
好適なポリエステル（メタ）アクリレートは、「ＣＮ２９２」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から；「フォトマー５０１０（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５０１０）」、「フォトマー５４２９（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５４２９）」、「フォトマー５４３０（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５４３０）」、「フォトマー５４３２（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５４３２）」、「フォトマー５６６２（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５６６２）」、「フォトマー５８０６（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５８０６）」、および「フォトマー５９２０（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ５９２０）」という商品名でコグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から；ならびに「エベクリル８０（Ｅｂｅｃｒｙｌ８０）」、「エベクリル８１（Ｅｂｅｃｒｙｌ８１）」、「エベクリル８３（Ｅｂｅｃｒｙｌ８３）」、「エベクリル４５０（Ｅｂｅｃｒｙｌ４５０）」、「エベクリル５２４（Ｅｂｅｃｒｙｌ５２４）」、「エベクリル５２５（Ｅｂｅｃｒｙｌ５２５）」、「エベクリル５８５（Ｅｂｅｃｒｙｌ５８５）」、「エベクリル５８８（Ｅｂｅｃｒｙｌ５８８）」、「エベクリル８１０（Ｅｂｅｃｒｙｌ８１０）」、および「エベクリル２０４７（Ｅｂｅｃｒｙｌ２０４７）」という商品名でＵＣＢから；市販されている。
【００８７】
好適なフェノール（メタ）アクリレートは、「ＳＲ６０１」および「ＳＲ６０２」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から；「フォトマー４０２５（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ４０２５）」および「フォトマー４０２８（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ４０２８）」という商品名でコグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）から；市販されている。
【００８８】
好適な（メタ）アクリル化アクリルオリゴマーはまた、市販されているかまたは当技術分野で公知の方法により調製可能である。
【００８９】
重合性組成物は、次の一般構造ＩまたはＩＩ：
【化１】
または
【化２】
を有する主要部分を含む第１のモノマーを含みうる。構造ＩおよびＩＩのそれぞれにおいて、各Ｒ１は、独立して、水素またはメチルである。各Ｒ２は、独立して、水素または臭素である。各Ｚは、独立して、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−ＣＨ2−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、または−Ｓ（Ｏ）2−であり、そして各Ｑは、独立して、ＯまたはＳである。典型的には、Ｒ１基は同一である。典型的には、Ｒ２基もまた互いに同一である。構造ＩＩ中、Ｌは結合基である。Ｌは、独立して、分枝状もしくは線状のＣ2〜Ｃ12アルキル基を含みうる。アルキル基の炭素鎖は、場合により１個以上の酸素基で置換されていてもよい。さらに、アルキル基の炭素原子は、場合により１個以上のヒドロキシル基で置換されていてもよい。たとえば、Ｌは、−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−でありうる。典型的には、結合基は同一である。好ましくは、アルキル基は、８個以下の炭素原子、より好ましくは６個以下の炭素原子を含む。ＩとＩＩとの混合物を利用することも可能である。
【００９０】
第１のモノマーは、合成または購入が可能である。本明細書中で使用する場合、主要部分とは、モノマーの少なくとも６０〜７０重量％が直前に記載の特定の構造を含有することを意味する。ごく当然のことながら、典型的には、他の反応生成物もまた、そのようなモノマーの合成の副生成物として存在する。
【００９１】
第１のモノマーは、好ましくは、テトラブロモビスフェノールＡジグリシジルエーテルとアクリル酸との反応生成物である。第１のモノマーは、ジョージア州スマーナのＵＣＢコーポレーション（ＵＣＢ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｍｙｒｎａ，ＧＡ）から「ＲＤＸ−５１０２７」という商品名で入手可能である。この材料は、２−プロペン酸，（１−メチルエチリデン）ビス［（２，６−ジブロモ−４，１−フェニレン）オキシ（２−ヒドロキシ−３，１−プロパンジイル）］エステルの主要部分を含む。
【００９２】
そのような第１のモノマーの混合物もまた好適に利用可能であるが、製造を容易にするために、できるかぎり少数の異なるモノマーを利用し、しかも依然として好適な利得を有する輝度向上フィルムが得られるようにすることが好ましい。この目的を満たすために、輝度向上フィルムはこれらの第１のモノマーの１種のみの反応生成物とくにテトラブロモビスフェノールＡジグリシジルエーテルとアクリル酸との反応生成物を含むことが好ましい。
【００９３】
重合性組成物は、少なくとも１種の（メタ）アクリル化芳香族エポキシオリゴマーを含みうる。種々の（メタ）アクリル化芳香族エポキシオリゴマーが市販されている。たとえば、（メタ）アクリル化芳香族エポキシ（変性エポキシアクリレートとして記述される）は、「ＣＮ１１８」、「ＣＮ１１５」、および「ＣＮ１１２Ｃ６０」という商品名でペンシルバニア州エクストンのサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から入手可能である。（メタ）アクリル化芳香族エポキシオリゴマー（エポキシアクリレートオリゴマーとして記述される）は、「ＣＮ２２０４」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から入手可能である。さらに、（メタ）アクリル化芳香族エポキシオリゴマー（４０％のトリメチロールプロパントリアクリレートとブレンドされたエポキシノボラックアクリレートとして記述される）は、「ＣＮ１１２Ｃ６０」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から入手可能である。
【００９４】
いくつかの実施形態では、芳香族エポキシアクリレートは、ＩＩに示されるようなビスフェノールＡから誘導される。しかしながら、他の実施形態では、芳香族エポキシアクリレートは、ビスフェノールＡと異なるモノマーから誘導可能である。
【００９５】
重合性組成物成分は、芳香族エポキシアクリレートと少なくとも１種の架橋剤と少なくとも１種の反応性希釈剤と少なくとも１種の他のエチレン性不飽和モノマーとを含みうる。他の選択肢として、重合性組成物の有機成分は、単に、芳香族エポキシアクリレートと架橋剤とを含むかまたは芳香族エポキシアクリレートと反応性希釈剤とを含み、それらのそれぞれが光開始剤を含むものであってもよい。芳香族エポキシアクリレートを重合性組成物で利用する場合、少なくとも２個のエチレン性不飽和重合性基を含む少なくとも１種の成分が重合性組成物に含まれるのであれば、芳香族エポキシアクリレートは単官能性であってもよい。芳香族エポキシアクリレートは、３個以上の（メタ）アクリレート基を有していてもよい。芳香族エポキシ（メタ）アクリレートは、ハロゲン化されて典型的には１．５６超の屈折率を有していてもよい。他の態様において、芳香族エポキシ（メタ）アクリレートは、１．５６未満の屈折率を有していてもよい。芳香族エポキシ（メタ）アクリレートは、６５℃において２１５０ｃｐｓ超の粘度を有していてもよい。３０重量％未満の芳香族エポキシ（メタ）アクリレートを、たとえば、反応性希釈剤と組み合わせて利用してもよい。他の実施形態では、芳香族エポキシ（メタ）アクリレートは、６５℃において２１５０ｃｐｓ未満の粘度を有していてもよく、希釈剤は利用しなくてもよい。３０重量％超の芳香族エポキシ（メタ）アクリレートを有機成分で利用してもよい。
【００９６】
第１のモノマーおよび／または芳香族エポキシ（メタ）アクリレートは、好ましくは、少なくとも約１５重量％（たとえば、２０重量％、３０重量％、３５重量％、４０重量％、４５重量％、および５０重量％、ならびにそれらの間の任意の量）の量で重合性組成物中に存在する。典型的には、第１のモノマーおよび／または芳香族エポキシ（メタ）アクリレートの量は、約６０重量％を超えない。
【００９７】
第１のモノマーおよび／または芳香族エポキシ（メタ）アクリレートに加えて、本発明に係る重合性組成物は、場合により、少なくとも１種、好ましくは１種のみの架橋剤を含みうる。多官能性モノマーは、重合性組成物の重合から生じるポリマーのガラス転移温度を増大させるための架橋剤として使用可能である。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、変調ＤＳＣ、または動的機械的分析のような当技術分野で公知の方法により測定可能である。好ましくは、高分子組成物は、４５℃超のガラス転移温度を提供するのに十分な程度に架橋される。
【００９８】
架橋剤は、少なくとも２個、好ましくは少なくとも３個の（メタ）アクリレート官能基を含む。好適な架橋剤としては、たとえば、ヘキサンジオールアクリレート（ＨＤＤＡ）、ペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ（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）、ジペンタエリトリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（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、ペンタエリト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。架橋剤の任意の１種または組合せを利用しうる。
【００９９】
架橋剤は、少なくとも約２重量％の量で重合性組成物中に存在しうる。典型的には、架橋剤の量は、約２５重量％以下である。架橋剤は、約５重量％〜約１５重量％の範囲の任意の量で存在しうる。
【０１００】
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）、ペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ（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、およびそれらの混合物が挙げられる。ペンタエリトリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ）およびジペンタエリトリトールペンタアクリレートは、それぞれ「ＳＲ４４４」および「ＳＲ３９９ＬＶ」という商品名でペンシルバニア州エクストンのサートマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から；「ビスコート＃３００（Ｖｉｓｃｏａｔ＃３００）」という商品名で日本国大阪の大阪有機化学工業株式会社（Ｏｓａｋａ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｌｔｄ．）から；「アロニクスＭ−３０５（Ａｒｏｎｉｘ Ｍ−３０５）」という商品名で日本国東京の東亞合成株式会社（Ｔｏａｇｏｓｅｉ Ｃｏ． Ｌｔｄ．）から；ならびに「エターマー２３５（Ｅｔｅｒｍｅｒ ２３５）」という商品名で台湾国カオシュンのエターナル・ケミカル・カンパニー・リミテッド（Ｅｔｅｒｎａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋａｏｈｓｉｕｎｇ，Ｔａｉｗａｎ）から；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、「ＳＲ３５１」および「ＳＲ３５５」という商品名でサートマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されている。ＴＭＰＴＡはまた、「アロニクスＭ−３０９（Ａｒｏｎｉｘ Ｍ−３０９）」という商品名で東亞合成株式会社（Ｔｏａｇｏｓｅｉ Ｃｏ．Ｌｔｄ．）から入手可能である。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トリトールトリアクリレートは、それぞれ「ＳＲ４５４」および「ＳＲ４９４」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から市販されている。
【０１０１】
本明細書に記載の各実施形態では、重合性樹脂組成物は、場合にもよるが好ましくは、重合性樹脂組成物の粘度を低下させるためにかつ加工性を向上させるために、約３５重量％まで（たとえば１〜３５の範囲の整数）の反応性希釈剤を含む。反応性希釈剤は、モノエチレン性不飽和モノマー、たとえば、（メタ）アクリレート、単量体のＮ−置換（メタ）アクリルアミドまたはＮ，Ｎ−二置換（メタ）アクリルアミド、特定的にはアクリルアミドである。これらには、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、特定的にはＣ1~4アルキル基を含有するものが包含される。その例は、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。
【０１０２】
好ましい希釈剤は、１．５０超（たとえば１．５５超）の屈折率を有しうる。そのような反応性希釈剤は、ハロゲン化形または非ハロゲン化形（たとえば非臭素化形）でありうる。好適なモノマーは、典型的には、４５０ｇ／モル以下の数平均分子量を有する。
【０１０３】
好適な反応性希釈剤としては、たとえば、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−ｓｅｃ−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のような他の高屈折率モノマーもまた、利用可能である。
【０１０４】
製造を容易にするために、１種のみの希釈剤を組み込むことが好ましい。好ましい希釈剤は、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、特定的にはフェノキシエチルアクリレート（ＰＥＡ）である。フェノキシエチルアクリレートは、２つ以上の供給元から、たとえば、「ＳＲ３３９」という商品名でサートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）から；「エターマー２１０（Ｅｔｅｒｍｅｒ ２１０）」という商品名でエターナル・ケミカル・カンパニー・リミテッド（Ｅｔｅｒｎａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．）から；および「ＴＯ−１１６６」という商品名で東亞合成株式会社（Ｔｏａｇｏｓｅｉ Ｃｏ．Ｌｔｄ）から；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ウォードヒルのアルファエイサー（ＡｌｆａＡｅｓｅｒ Ｃｏｒｐ，Ｗａｒｄ Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から市販されている。
【０１０５】
オプションの高屈折率モノマーは、ハロゲン化形（すなわち臭素化形）であってもよい。代表的な高屈折率のオプションのモノマーの１つは、「ＢＲ−３１」という商品名で第一工業製薬株式会社（日本国京都）（Ｄａｉｉｃｈｉ Ｋｏｇｙｏ Ｓｅｉｙａｋｕ Ｃｏ．Ｌｔｄ（Ｋｙｏｔｏ，Ｊａｐａｎ））から市販されている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。
【０１０６】
そのようなオプションのモノマー（複数種可）は、少なくとも約５重量％の量で重合性組成物中に存在可能である。オプションのモノマー（複数種可）は、典型的には、合計で重合性組成物の約５０重量％以下である。いくつかの実施形態では、オプションの高屈折率モノマーの全量は、約３０重量％〜約４５重量％の範囲（たとえば３０〜４５の整数）である。
【０１０７】
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に係る輝度向上フィルムで利用することが可能である。一般的には、光開始剤（複数種可）は、重合された後、少なくとも部分的に可溶性（たとえば樹脂の加工温度で）かつ実質的に無色である。ＵＶ光源に暴露された後で光開始剤が実質的に無色になるのであれば、光開始剤は、着色（たとえば黄色）していてもよい。
【０１０８】
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。市販の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、「ルシリンＴＰＯ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ）」という商品名でバスフ（ノースカロライナ州シャルロット）（ＢＡＳＦ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ））から市販されている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；「ルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）」という商品名で同様にバスフ（ＢＡＳＦ）から市販されているエチル−２，４，６−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート；および「イルガキュア８１９（Ｉｒｇａｃｕｒｅ８１９）」という商品名でチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されているビス（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が挙げられる。他の好適な光開始剤としては、ダロキュア１１７３（Ｄａｒｏｃｕｒ１１７３）」という商品名でチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されている２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、さらには「ダロキュア４２６５（Ｄａｒｏｃｕｒ４２６５）」、「イルガキュア６５１（Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１）」、「イルガキュア１８００（Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８００）」、「イルガキュア３６９（Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９）」、「イルガキュア１７００（Ｉｒｇａｃｕｒｅ１７００）」、および「イルガキュア９０７（Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）」という商品名でチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から市販されている他の光開始剤が挙げられる。
【０１０９】
光開始剤は、約０．１〜約１０重量パーセントの濃度で使用可能である。より好ましくは、光開始剤は、約０．５〜約５重量％の濃度で使用される。５重量％超は、一般的には、輝度向上フィルムの黄変を引き起こす傾向があることから不利である。当業者であれば特定しうるであろうが、他の複数種の光開始剤および１種の光開始剤を好適に利用することも可能である。
【０１１０】
表面張力を低下させ、湿潤性を改良し、より平滑なコーティングおよびより少ないコーティング欠陥になるようにするなどのために、場合により、フルオロ界面活性剤やシリコーン系界面活性剤のような界面活性剤を重合性組成物に組み込むことが可能である。
【０１１１】
重合性組成物は、７５ミクロンの厚さを有する輝度向上フィルムなどでは、好ましくは５分間未満の時間スケールでエネルギー硬化性である。好ましくは、重合性組成物は、典型的には４５℃超のガラス転移温度を提供するのに十分な程度に架橋される。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、変調ＤＳＣ、または動的機械的分析のような当技術分野で公知の方法により測定可能である。重合性組成物は、従来の遊離基重合法により重合可能である。
【０１１２】
本明細書に記載の重合性組成物は、マイクロ構造体保有光学物品（たとえばフィルム）のような他の光学材料に有利でありうる。代表的光学材料としては、レンズフィルム、ＬＥＤ封止材、自立性レンズ、非構造化フィルム（たとえばフラットフィルム）、多層フィルム、再帰反射シート、光学用の光ファイバーまたは光チューブ、可撓性成形型（たとえば、プラズマディスプレイパネル用のバリヤーリブを作製するのに好適な可撓性成形型）などのような光学物品が挙げられる。
【０１１３】
本明細書内で使用される用語の定義は以下のとおりである。
【０１１４】
「屈折率」とは、材料（たとえばモノマー）の絶対屈折率を意味し、自由空間中の電磁放射線の速度とその材料中の電磁放射線の速度との比であると解釈される。屈折率は、公知の方法を用いて測定可能であり、一般的には、アッベ屈折計（たとえば、ペンシルバニア州ピッツバーグのフィッシャー・インストラメンツ（Ｆｉｓｈｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｏｆ Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から市販されている）を用いて可視光領域で測定される。一般的には、測定された屈折率は、機器に依存してある程度異なる可能性があると考えられる。
【０１１５】
「（メタ）アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートの両方の化合物を意味する。
【０１１６】
「重合性組成物」とは、少なくとも１種の重合性モノマーを含む有機成分とオプションの無機ナノ粒子とを含む全組成物を意味する。
【０１１７】
「有機成分」とは、無機ナノ粒子およびナノ粒子表面改質剤を除く組成物の全成分を意味する。重合性組成物が無機ナノ粒子を含まない実施形態では、有機成分と重合性組成物は、同一である。
【０１１８】
「ナノ粒子」という用語は、本明細書中では、約１００ｎｍ未満の直径を有する粒子（一次粒子または会合一次粒子）を意味するものと定義される。
【０１１９】
「表面改質コロイドナノ粒子」とは、ナノ粒子が安定なディスパージョンを提供するようにそれぞれ改質表面を有するナノ粒子を意味する。
【０１２０】
「凝結」とは、互いに化学結合されている可能性がある一次粒子間の強い会合を意味する。より小さい粒子への凝結体の分解を達成するのは困難である。
【０１２１】
「凝集」とは、電荷または極性により保持一体化されている可能性がありかつより小さい構成要素に分解可能である一次粒子間の弱い会合を意味する。
【０１２２】
「一次粒子サイズ」とは、単一粒子（非凝結体非凝集体粒子）の平均直径を意味する。
【０１２３】
終点による数値範囲の記述は、その範囲内に入るすべての数を包含する（たとえば、数値終点についてはその精度まで）。たとえば、１．７８超かつ２．０５未満の相対利得は、１．７９、１．８０、１．８１、１．８２など、２．０４までを包含する。
【０１２４】
本明細書中で参照される各特許は、その全体が参照により組み入れられるものとする。
【０１２５】
本発明の利点について以下の実施例によりさらに説明するが、実施例に記載の特定の材料およびその量ならびに他の条件および細目は、本発明を過度に限定するものと解釈すべきものでない。本明細書中のパーセントおよび比はすべて、とくに明記されていないかぎり重量基準である。
【実施例】
【０１２６】
重合性組成物の屈折率は、フィッシャー・サイエンティフィック・リフレクトメーター・カンパニーのモデル＃６２０８（Ｆｉｓｃｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｒｅｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒ Ｃｏ．Ｍｏｄｅｌ ＃６２０８）を用いて決定した。
【０１２７】
利得試験法
フィルムの光学的性能は、カリフォルニア州チャッツワースのフォト・リサーチ・インコーポレーテッド（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ，Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，ＣＡ）から入手可能なＭＳ−７５レンズ付きスペクトラスキャン（登録商標）ＰＲ−６５０スペクトラコリメーター（ＳｐｅｃｔｒａＳｃａｎTM ＰＲ−６５０ ＳｐｅｃｔｒａＣｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。拡散透過性中空ライトボックス上にフィルムを配置した。ライトボックスの拡散透過および拡散反射は、ランベルト型として記述しうる。ライトボックスは、約６ｍｍの厚さの拡散ＰＴＦＥ板から作製された約１２．５ｃｍ×１２．５ｃｍ×１１．５ｃｍ（Ｌ×Ｗ×Ｈ）の大きさの六面中空キューブであった。ボックスの１つの面は、サンプル表面として選択される。中空ライトボックスは、サンプル表面で測定したときに約０．８３の拡散反射率を有していた（たとえば、以下に記載の測定法により４００〜７００ｎｍの波長範囲全体にわたり平均したときに約８３％）。利得試験中、ボックスの底面内の約１ｃｍの円孔を介して内部からボックスを照光した（底面はサンプル表面に対向し、光は内部からサンプル表面に向けて方向付けられる）。この照光は、光を方向付けるために使用される光ファイバーバンドル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（マサチューセッツ州マー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ＬＬＣ（Ｓｃｈｏｔｔ−Ｆｏｓｔｅｃ ＬＬＣ，Ｍａｒｌｂｏｒｏｕｇｈ ＭＡ ａｎｄ Ａｕｂｕｒｎ，ＮＹ）製の直径約１ｃｍのファイバーバンドル延長部付きフォステックＤＣＲ−ＩＩ（Ｆｏｓｔｅｃ ＤＣＲ−ＩＩ））。標準的な直線吸収偏光子（たとえばメレスグリオ０３ＦＰＧ００７（Ｍｅｌｌｅｓ Ｇｒｉｏｔ ０３ＦＰＧ００７））をサンプルボックスとカメラとの間に配置する。約３４ｃｍ離間したライトボックスのサンプル表面にカメラの焦点を合わせ、カメラレンズから約２．５ｃｍの位置に吸収偏光子を配置する。所定の位置に偏光子を配置してサンプルフィルムを用いずに測定したときの照光されたライトボックスの輝度は、＞１５０ｃｄ／ｍ2であった。サンプルフィルムをボックスに略接触した状態にしてサンプルフィルムをボックスのサンプル表面に平行に配置したときに、ボックスのサンプル表面の平面に対して法線入射方向で、サンプル輝度をＰＲ−６５０により測定する。このサンプル輝度をライトボックス単独で同じように測定された輝度と比較することにより、相対利得を計算する。迷光源を排除するために、全測定を黒色包囲体中で行った。反射偏光子を含有するフィルムアセンブリの相対利得を試験する場合、反射偏光子の通過軸を試験系の吸収偏光子の通過軸にアライメントした。プリズム状フィルムに対して報告された相対利得値は、一般的には、吸収偏光子に最も近いフィルムのプリズムグルーブを吸収偏光子の通過軸に垂直にアライメントした状態で取得したものである。
【０１２８】
ライトボックスの拡散反射率は、直径１５．２５ｃｍ（６インチ）のスペクトラロン（Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ）被覆積分球と、安定化広帯域ハロゲン光源と、光源用の電源と、を用いて測定した。これらはすべて、ニューハンプシャー州サットンのラボスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ（Ｓｕｔｔｏｎ，ＮＨ））より供給されたものである。積分球は、３つの開口ポートを有していた。１つのポート（直径２．５ｃｍ）は、入力光用であり、９０度をなして第２の軸に沿った１つのポート（直径２．５ｃｍ）は、ディテクターポートとして用いられ、９０度をなして第３の軸に沿った（すなわち最初の２つの軸に直交する）第３のポート（直径５ｃｍ）は、サンプルポートとして用いられる。約３８ｃｍ離間したディテクターポートにＰＲ−６５０スペクトラカラリメーター（ＰＲ−６５０ Ｓｐｅｃｔｒａｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）（上記のものと同一）の焦点を合わせた。約９９％の拡散反射率を有するラボスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）製の校正反射標準（ＳＲＴ−９９−０５０）を用いて、積分球の反射効率を計算した。標準は、ラボスフェア（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）により校正されたものであり、ＮＩＳＴ標準（ＳＲＳ−９９−０２０−ＲＥＦＬ−５１）が基になっている。積分球の反射効率を次のように計算した：
球輝度比＝１／（１−Ｒ球×Ｒ標準）
この場合の球輝度比は、参照サンプルでサンプルポートを覆ってディテクターポートで測定された輝度をサンプルでサンプルポートを覆わずにディテクターポートで測定された輝度で割り算して得られる比である。この輝度比および校正標準の反射率（Ｒ標準）がわかれば、積分球の反射効率（Ｒ球）を計算することが可能である。次に、この値を類似の式中で再び用いてサンプルの反射率（この場合、ＰＴＦＥライトボックス使用）を求める：
球輝度比＝１／（１−Ｒ球×Ｒサンプル）
ここで、球輝度比は、サンプルをサンプルポートに置いたときのディテクターにおける輝度をサンプルを用いずに測定された輝度で割り算して得られる比として求められる。Ｒ球は以上からわかるので、Ｒサンプルを計算することが可能である。これらの反射率を４ｎｍの波長間隔で計算し、４００〜７００ｎｍの波長範囲にわたる平均として報告した。
【０１２９】
ＺｒＯ2ゾル
２００５年３月１１日出願の米国特許出願第１１／０７８４６８号明細書に基づく優先権を主張する２００５年３月１４日出願の米国特許出願第１１／０７９８３２号明細書に記載の手順に従って、ＺｒＯ2ゾルを調製した。米国特許出願第１１／０７９８３２号明細書および同第１１／０７８４６８号明細書に記載されるように、光子相関分光法（ＰＣＳ）、Ｘ線回折、および熱重量分析により、得られたＺｒＯ2ゾルを評価した。実施例で使用したＺｒＯ2ゾルは、以下の範囲内の性質を有していた：
【０１３０】
【表１】
【０１３１】
重合性樹脂組成物１
ＺｒＯ2ゾル（１００．０ｇ）、メトキシプロパノール（１００．０ｇ）、ジョージア州スマーナのサイテック・サーフェイス・スペシャルティーズ（Ｃｙｔｅｃ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｓｍｙｒｎａ，ＧＡ）から入手したＢＣＥＡ（２．５０ｇ）、ウィスコンシン州ミルウォーキーのシグマ・アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手した２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］酢酸（「ＭＥＥＡＡ」）（５．２３ｇ）、フェニルチオエチルアクリレート（Ｂｉｍａｘから入手した「ＰＴＥＡ」）とＢＲ−３１（２０．７８ｇ）との５０／５０ｗｔ％ブレンド、およびチバ・ガイギー（Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ）から入手した「プロスタブ５１９８（Ｐｒｏｓｔａｂ５１９８）」の５％溶液（０．１ｇ）を、５００ｍＬ丸底フラスコに仕込んだ。回転蒸発により水およびアルコールを除去した結果、得られた配合物の未硬化屈折率は１．６８５５であり、配合物は５７．５％のＺｒＯ2を含有していた。
【０１３２】
重合性樹脂組成物２
１０．０３ｇの重合性組成物１および０．０４ｇのルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６８３５の未硬化屈折率を与えた。
【０１３３】
重合性樹脂組成物３
１０．０５ｇの重合性樹脂組成物１およびＰＴＥＡ／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物２．３９ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。次に、０．０７ｇのルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を同一のバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６４２５の未硬化屈折率を与えた。
【０１３４】
重合性樹脂組成物４
１０．０７ｇの重合性樹脂組成物１およびＰＴＥＡ／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物６．３２ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。次に、０．１１ｇのルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を同一のバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６１７の未硬化屈折率を与えた。
【０１３５】
重合性樹脂組成物５
ＺｒＯ2ゾル（１００．００重量部）、ＭＥＥＡＡ（４．４４ｐｂｗ）、ＢＣＥＡ（２．１３ｐｂｗ）、１−メトキシ−２−プロパノール（１１５ｐｂｗ）、ＳＲ−３３９／ＢＲ３１の５０／５０混合物（２９．７８ｐｂｗ）、およびプロスタブ５１９８（Ｐｒｏｓｔａｂ５１９８）の５重量パーセント水溶液（０．１２ｇ）を丸底フラスコに仕込んだ。真空蒸留によりアルコールおよび水を除去した結果、得られた樹脂は約５３．３重量パーセントのジルコニアを有し、１．６５２５の未硬化屈折率を有していた。重量基準で１００部あたり０．４７部のルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を含有する組成物を提供するように、ルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を混合物に添加した。
【０１３６】
重合性樹脂組成物６
１０．０６ｇの重合性樹脂組成物５およびＳＲ３３９という商品名でサートマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏ．）から入手可能なフェノキシエチルアクリレート／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物２．７２ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。次に、０．０２ｇのルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を同一のバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６１７の未硬化屈折率を与えた。
【０１３７】
重合性樹脂組成物７
１０．１８ｇの重合性樹脂組成物５およびＳＲ３３９／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物６．８ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。次に、０．０２ｇのルシリンＴＰＯ−Ｌ（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ）を同一のバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．５９７の未硬化屈折率を与えた。
【０１３８】
重合性樹脂組成物８（対照）
米国特許第６，３５５，７５４号明細書の表１の実施例１。（３０／２０／３７．５／１２．５／０．３の重量比のＲＤＸ５１０２７／ＥＢ２２０／ＢＲ３１／ＰＥＡ／ＦＣ４３０および１（ｐｐｈ）のダロキュア１１７３（Ｄａｒｏｃｕｒｅ１１７３））。樹脂は、１．５６２の未硬化屈折率を有していた。
【０１３９】
重合性樹脂組成物９
５０．５ｇの重合性樹脂組成物５およびＳＲ３３９／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物３．１５ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６４０の未硬化屈折率を与えた。
【０１４０】
重合性樹脂組成物１０
５０．２５ｇの重合性樹脂組成物５およびＳＲ３３９／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物６．１２ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６３３の未硬化屈折率を与えた。
【０１４１】
重合性樹脂組成物１１
５０．４２ｇの重合性樹脂組成物５およびＳＲ３３９／ＢＲ−３１の５０／５０ｗｔ．％混合物９．２７ｇを２５ｍＬアンバーバイアルに添加した。その後、バイアルを加熱し、サンプルが均一になるまでローラーで混合した。混合サンプルは、１．６２３の未硬化屈折率を与えた。
【０１４２】
各樹脂組成物を調製して種々のマイクロ構造化光学フィルムおよび光学フィルムアセンブリに組み込んだ。以下の表１〜９には、種々のフィルムおよびアセンブリの相対利得値が報告されている。
【０１４３】
フィルムの作製Ａ−実質的非偏光プリズム状マイクロ構造化光学フィルム
ビキュイティＢＥＦＩＩ（Ｖｉｋｕｉｔｉ ＢＥＦＩＩ）（ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から市販されている）に見られるプリズム形状パターンに類似した５０ミクロンの公称ピッチ間隔を有する９０度プリズムの線状の列よりなる８インチ×１１インチのメタルマスターをホットプレート上に配置し、１４０°Ｆに加熱した。使い捨てピペットを用いて重合性樹脂（表中に記載）の４ｍｌビーズをマスターツールに適用した。次に、メリネックス６２３（ＭＥＬＩＮＥＸ６２３）としてデュポン・テイジン・フィルムズ（Ｄｕｐｏｎｔ Ｔｅｉｊｎ Ｆｉｌｍｓ）から入手可能な５００ゲージのＰＥＴを、樹脂のビーズおよびマスターツールの上に配置した。線状プリズムがフィルムの高利得軸に略垂直（９０°±２０°）の方位を向くように、ＰＥＴフィルムの方位を決定した。次に、いかなる連行空気をも排除しつつマスターツールを樹脂で完全に充填するのに十分な力を加えて、マスターツール、樹脂、およびＰＥＴを１６０°Ｆの加熱ニップロールに通した。次に、充填されたマスターツールを、メリーランド州ゲイサーズバーグのフュージョンＵＶシステムズ・インコーポレーテッド（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）から入手可能なＰ１５０電源を用いた「Ｄバルブ」からの紫外線に、５０ｆｐｍの線速度で２回通過させて暴露した。次に、ＰＥＴフィルムをマスターツールから手作業で取り出した。ＰＥＴフィルム上に形成されたプリズム状コーティングは、約２５ミクロンのコーティング厚さになった。
【０１４４】
フィルムの作製Ｂ−反射偏光プリズム状マイクロ構造化光学フィルム
サハラＳＡ１１５（Ｓａｈａｒａ ＳＡ１１５）保護境界層を利用した２００５年４月６日出願の米国特許出願第６０／６６８８７３号明細書の実施例３（参照により組み入れられるものとする）に記載の反射偏光子フィルムとＰＥＴフィルムを置き換えたこと以外はフィルムの作製Ｂに記載されるのと同様の方法で、光学フィルムを作製した。
【０１４５】
フィルムの作製Ｃ
マスターツールが、５０ミクロンの公称ピッチ間隔を有する９０度プリズムの線状の列よりなるプリズムパターンを有し、線状プリズムが、ビキュイティＢＥＦＩＩＩ（Ｖｉｋｕｉｔｉ ＢＥＦＩＩＩ）（ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏ．，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から市販されている）に見られるプリズム形状パターンに類似したそれらのピーク高さの設計された疑似ランダム起伏を有すること以外はフィルムの作製Ｂに記載されるのと同様の方法で、光学フィルムを作製した。
【０１４６】
【表２】
【０１４７】
以下の表２では、反射偏光フィルムの通過軸がプリズムに直交するように表１の各プリズム状マイクロ構造化光学フィルムが非構造化反射偏光フィルムで積重されたアセンブリを作製した。利用した反射偏光フィルムは、フィルムの作製Ｂに記載のベース層基材として同一であった。
【０１４８】
【表３】
【０１４９】
以下の表３では、表１の各プリズム状マイクロ構造化光学フィルムが同一フィルムの第２の部片で積重されたアセンブリを作製した。ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように、ボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面をトップフィルムのベース層基材に接触させた。
【０１５０】
【表４】
【０１５１】
以下の表４では、反射偏光フィルムの通過軸がトップシートのプリズムに直交するように、非構造化反射偏光フィルムを表３のアセンブリ上に積重した。利用した反射偏光フィルムは、フィルムの作製Ｂに記載のベース層基材として同一であった。
【０１５２】
【表５】
【０１５３】
【表６】
【０１５４】
以下の表６では、表１の各プリズム状マイクロ構造化光学フィルムが表５のプリズム状マイクロ構造化フィルムで積重されたアセンブリを作製した。ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように、ボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面をトップフィルムのベース層基材に接触させた。
【０１５５】
【表７】
【０１５６】
【表８】
【０１５７】
以下の表８では、表７の各プリズム状マイクロ構造化光学フィルムが同一フィルムの第２の部片で積重されたアセンブリを作製した。ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように、ボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面をトップフィルムのベース層基材に接触させた。
【０１５８】
【表９】
【０１５９】
以下の表９では、ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように指定のボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面を指定のトップフィルムのベース層基材に接触させたアセンブリを作製した。
【０１６０】
【表１０】
【０１６１】
表９に例示されるように、実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムを異なる相対利得（すなわち単一シート相対利得）を有する第２の実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムと組み合わせる場合、より高い単一シート利得（たとえば、より少ない吸収）を有するマイクロ構造化光学フィルムをフィルムスタックアセンブリの上端に位置決めすることが好ましい。
【０１６２】
重合性樹脂組成物１２
ＺｒＯ2ゾルを約４．５時間透析し（ＶＷＲから入手可能なスペトラ／ポア・メンブレンＭＷＣＯ１２−１４，０００（Ｓｐｅｔｒａ／Ｐｏｒ Ｍｅｍｂｒａｎｅ ＭＷＣＯ１２−１４，０００））、３６．３９５％のＺｒＯ2で安定なゾルを生成させた。透析されたＺｒＯ2ゾル（２２０．０ｇ）、ＭＥＥＡＡ（５．７１ｇ）、ＢＣＥＡ（４．１０ｇ）、１−メトキシ−２−プロパノール（３００ｇ）、２−（１−ナフチルオキシ）−１−エチルアクリレートＮＯＥＡ（２９．９８ｇ）、ＴＭＰＴＡ（１２．８５ｇ）、ＢＲ３１（６４．２５ｇ）、およびプロスタブ５１９８（Ｐｒｏｓｔａｂ ５１９８）の５％水溶液（０．８６ｇ）を丸底フラスコに仕込み、回転蒸発によりアルコールおよび水を除去した。ＺｒＯ2含有樹脂は、３９．８６％のＺｒＯ2であり、１．６４の屈折率を有していた。０．６重量％のＴＰＯ−ＬをＺｒＯ2含有樹脂に添加し、混合一体化させた。
【０１６３】
重合性樹脂組成物１３
混合物の屈折率が１．６４になるまで、重合性樹脂組成物５をＢＲ−３１／ＳＲ３３９の５０／５０混合物で希釈した。
【０１６４】
ヒューレット・パッカード８４５３スペクトロフォトメーター（Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ ８４５３ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）をＵＶ・ＶＩＳケム・ステーションＲｅｖ．Ａ．０２．０５（ＵＶ ＶＩＳ Ｃｈｅｍ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｒｅｖ．Ａ．０２．０５）分析ソフトウェアと併用して、重合性樹脂組成物１２および１３の吸収を測定した。１ｃｍの経路長を有する石英キュベット中に液状重合性樹脂を入れて試験した。樹脂を固形分１００％で試験し、溶媒で樹脂を希釈しなかった。空の石英キュベットを用いてサンプルブランクを試験した。結果を図３に示す。
【０１６５】
重合性樹脂組成物１２および１３を調製してフィルムの作製Ａに記載のマイクロ構造化光学フィルム中に組み込んだ。
【０１６６】
【表１１】
【０１６７】
実施例６１および６２の各プリズム状マイクロ構造化光学フィルムが同一フィルムの第２の部片で積重されたアセンブリを作製した。ボトムフィルムのプリズムがトップフィルムのプリズムに直交するように、ボトムフィルムのプリズム状マイクロ構造化表面をトップフィルムのベース層基材に接触させた。
【０１６８】
【表１２】
【０１６９】
ディスプレイデバイスの実施例６５
実施例２０のアセンブリ（すなわち、１．６５２５の屈折率を有している重合性樹脂から作製された実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムの交差シート対）を、ミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から「ビキュイティＢＥＦ−ＩＩ９０／５０（Ｖｉｋｕｉｔｉ ＢＥＦ−ＩＩ９０／５０）」という商品名で市販されている市販の輝度向上フィルムの交差シート対と、ＬＣＤディスプレイで比較した。
【０１７０】
ＬＣＤモジュールは、ＣＣＦＬ光源と、ドット抽出パターンを有する楔形光導波路と、光導波路の後方の多層高分子正反射バックリフレクター（ＥＳＲ［エンハンスト・スペキュラー・リフレクター（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｓｐｅｃｕｌａｒ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）］という商品名でミネソタ州セントポールの３Ｍカンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）より販売されている）と、光導波路の前方の拡散フィルムと、拡散フィルムの前方の交差シート輝度向上フィルムのアセンブリと、ＢＥＦＩＩシートの前方の拡散カバーシートと、最後に、吸収偏光子を外表面上に有するツイステッドネマティック液晶パネルと、を含む。ＥＳＲおよび輝度向上フィルムを除いて、ディスプレイの構成要素はすべて、市販のデル・ラティテュードＤ８００（Ｄｅｌｌ Ｌａｔｉｔｕｄｅ Ｄ８００）ノートブックコンピューターシステム中に提供される１５．４インチＬＣＤモジュール（日立（Ｈｉｔａｃｈｉ）モデル４０７４Ｃ）にもともと存在していたものであった。２枚の各シート上のプリズムが互いに直交しかつＣＣＦＬ光源に平行／垂直になるように、輝度向上光学フィルムのシートの方位を決定する。
【０１７１】
ドイツ国カールスルーエのオートロニック・メルシャスＧｍｂＨ（Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒｓ ＧｍｂＨ，Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のオートロニック（Ａｕｔｒｏｎｉｃ）コノスコープを用いて、ＬＣＤモジュールから伝播された光のキャラクタリゼーションを行った。コノスコープ測定装置は、鉛直平面および水平平面の両方で輝度対目視角のプロットを提供する。図４は、市販のフィルムのアセンブリと比較して実施例２０のアセンブリの輝度対鉛直角のプロットを含む。このプロットから、本発明に係るフィルムおよびアセンブリの改良された光屈折能が実証される。このより大きな屈折能の効果の１つは、輝度ピークをオンアクシスに方向付けることである。実施例２０のアセンブリを含むディスプレイのピーク輝度は、実質的にゼロにより近い鉛直角を呈する。プリズムグルーブが吸収偏光子の通過軸に実質的に直交する方向にアライメントされるようにＬＣＤの後方吸収偏光子に最も近いマイクロ構造化フィルムのプリズムグルーブを配置することにより、ディスプレイの輝度が最大化される。この利点は幾何光学的原理に由来し、好ましいプリズム方位は、標準的なプリズム状フィルムおよび本発明に係るフィルムの両方に適合する。
【０１７２】
また、正反射バックリフレクターの代わりに拡散白色バックリフレクターを本発明に係るフィルムと併用して、このディスプレイデバイスを試験した。さらに、デバイスで市販の反射偏光子（３Ｍから入手可能なビキュイティＤＢＥＦ−Ｐ２（Ｖｉｋｕｉｔｉ ＤＢＥＦ−Ｐ２））を用いたときと用いないときの両方について、本発明に係るフィルムを試験した。これらの組合せは、両方のタイプのバックリフレクターを用いて試験した。いずれの場合においても、市販のビキュイティＢＥＦ−ＩＩ（Ｖｉｋｕｉｔｉ ＢＥＦ−ＩＩ）のような標準的フィルムと比較して本発明に係るフィルムを使用したときに測定可能な輝度の増大がみられた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムが、少なくとも１．７８の単一シート相対利得を有する実質的非偏光フィルムである、マイクロ構造化表面を有する光透過性高分子材料を含む光学フィルム。
【請求項２】
少なくとも前記マイクロ構造化表面が重合性樹脂の反応生成物を含み、該重合性樹脂が少なくとも１．６１の屈折率を有する、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記マイクロ構造化表面が線状プリズムの反復パターンを含む、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記プリズムが、先鋭形、丸形、または切頭形の頂部を有する、請求項３に記載の光学フィルム。
【請求項５】
前記プリズムが、８０°〜１００°の範囲の頂角を有する、請求項３に記載の光学フィルム。
【請求項６】
前記プリズムが、約９０°の頂角、約５０マイクロメートルの隣接頂部間平均距離を有し、かつ前記プリズムが、実質的に同一のまたは異なる高さを有する、請求項３に記載の光学フィルム。
【請求項７】
少なくとも前記マイクロ構造化表面が重合性組成物の反応生成物を含み、該重合性組成物が４５０ｎｍの波長で２．５未満の吸光度および約５７５ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長で１未満の吸光度を有する、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項８】
少なくとも前記マイクロ構造化表面が、完全凝縮表面改質無機ナノ粒子を含む重合性組成物を含む、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項９】
前記無機ナノ粒子がジルコニアを含む、請求項８に記載の光学フィルム。
【請求項１０】
前記フィルムが、前記マイクロ構造化表面に結合されたベース層を含む、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１１】
前記ベース層が高屈折率軸を有し、かつ前記マイクロ構造化表面が、前記ベース層の高屈折率軸に対して９０度±２０度にアライメントされた平行プリズムを含む、請求項１０に記載の光学フィルム。
【請求項１２】
前記ベース層が、スチレン−アクリロニトリルポリマー、セルローストリアセテート、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ナフタレンジカルボン酸のコポリマー、ノルボルネンポリマー、またはそれらの混合物を含む、請求項１０に記載の光学フィルム。
【請求項１３】
請求項１に記載のマイクロ構造化光学フィルムを第２の光学フィルムに近接して含むアセンブリ。
【請求項１４】
前記第２の光学フィルムが、方向変換フィルム、偏光フィルム、拡散フィルム、またはそれらの組合せである、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
第１のマイクロ構造化光学フィルムを非構造化反射偏光フィルムに近接して含み、かつ該第１のフィルムと該偏光フィルムとのアセンブリの利得が少なくとも２．５９である、アセンブリ。
【請求項１６】
前記第１のマイクロ構造化光学フィルムが実質的平行プリズムのパターンを含み、前記反射偏光フィルムが通過軸を有し、かつ前記マイクロ構造化光学フィルムのプリズムが前記反射偏光フィルムの通過軸に直交する、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
第１の実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムを第２の実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムに近接して含み、該第１のフィルムと該第２のフィルムとのアセンブリの相対利得が少なくとも２．８０である、アセンブリ。
【請求項１８】
各光学フィルムが非構造化表面を有し、かつ前記第２のフィルムのマイクロ構造化表面が前記第１のフィルムの非構造化表面に近接する、請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
各フィルムのマイクロ構造化表面が実質的平行プリズムのパターンを含み、かつ前記第２のフィルムが、前記第２のシートのプリズムを前記第１のフィルムのプリズムに非平行にするように位置決めされる、請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
前記第２のフィルムのプリズムが、前記第１のフィルムのプリズムに対して９０°±２０°の範囲の角度で位置決めされる、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１のマイクロ構造化光学フィルムが、前記第２のマイクロ構造化光学フィルムと同一であるかまたは異なる、請求項１７に記載の光学フィルムのアセンブリ。
【請求項２２】
前記第１または第２の光学フィルムに近接して第３の光学フィルムをさらに含む、請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項２３】
前記第３の光学フィルムが非構造化反射偏光子である、請求項２２に記載のアセンブリ。
【請求項２４】
前記第１、第２、および第３の光学フィルムのアセンブリが、少なくとも３．４０の相対利得を有する、請求項２３に記載のアセンブリ。
【請求項２５】
実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムのアセンブリの上方に位置決めされた通過軸を有する非構造化反射偏光子をさらに含み、該非構造化反射偏光子に隣接する該非偏光マイクロ構造化光学フィルムのプリズムが、該反射偏光フィルムの通過軸に直交する、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２６】
フィルムが、少なくとも２．４６の単一シート相対利得を有する反射偏光フィルムである、マイクロ構造化表面を有する光透過性高分子材料を含む光学フィルム。
【請求項２７】
前記マイクロ構造化表面が、通過軸を有する反射偏光ベース層に結合された実質的平行プリズムのパターンを含み、該プリズムが該反射偏光フィルムの通過軸に直交する、請求項２６に記載の光学フィルム。
【請求項２８】
請求項２６に記載のマイクロ構造化光学フィルムを第２の光学フィルムに近接して含むアセンブリ。
【請求項２９】
前記第２の光学フィルムが、方向変換フィルム、偏光フィルム、拡散フィルム、またはそれらの組合せである、請求項２７に記載のアセンブリ。
【請求項３０】
マイクロ構造化反射偏光フィルムをマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルムに近接して含み、該第１および第２のフィルムの相対利得が少なくとも３．３３である、アセンブリ。
【請求項３１】
少なくとも１０重量％の無機ナノ粒子を含む光透過性高分子材料を含むマイクロ構造化表面を有する第１の光学フィルムを含み、該第１のフィルムが第２の光学フィルムに近接する、光学フィルムのアセンブリ。
【請求項３２】
前記第２のフィルムが、実質的非偏光光学フィルム、マイクロ構造化反射偏光フィルム、非構造化反射偏光フィルム、吸収偏光子、方向変換フィルム、拡散フィルム、およびそれらの組合せから選択される、請求項３１に記載のアセンブリ。
【請求項３３】
フィルムが、１種以上のエチレン性不飽和モノマーと少なくとも１０重量％の無機ナノ粒子とを含む重合性組成物の反応生成物を含み、該重合性組成物が、４５０ｎｍの波長で２．５未満の吸光度および約５７５ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長で１未満の吸光度を有する、マイクロ構造化表面を有する光透過性高分子材料を含む光学フィルム。
【請求項３４】
フィルムが、少なくとも１．６１の屈折率および４５０ｎｍの波長で２．５未満の吸光度および約５７５ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長で１未満の吸光度を有する重合性組成物の反応生成物を含む、マイクロ構造化表面を有する光透過性高分子材料を含む光学フィルム。
【請求項３５】
（ａ）発光表面を有する照明デバイスと、
（ｂ）該発光表面に近接して配設された請求項１〜１２、２６〜２７、３３または３４のいずれかに記載の光学フィルムと、
を含む装置。
【請求項３６】
前記照明デバイスがバックライト型ディスプレイデバイスである、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記照明デバイスがバックライト型液晶ディスプレイデバイスである、請求項３５に記載の装置。
【請求項３８】
前記装置が、ハンドヘルド装置、コンピューターディスプレイ、またはテレビである、請求項３５に記載の装置。
【請求項３９】
前記装置が、実質的平行プリズムのパターンを含むマイクロ構造化光学フィルムに近接して、通過軸を有する吸収偏光子を含み、かつ該プリズムが、該吸収偏光子の通過軸に実質的に直交する、請求項３５に記載の装置。
【請求項４０】
（ａ）発光表面を有する照明デバイスと、
（ｂ）該発光表面に近接して配設された請求項１３〜２５または２８〜３２のいずれかに記載の光学フィルムのアセンブリと、
を含む装置。
【請求項４１】
前記照明デバイスがバックライト型ディスプレイデバイスである、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記照明デバイスがバックライト型液晶ディスプレイデバイスである、請求項４０に記載の装置。
【請求項４３】
前記装置が、ハンドヘルド装置、コンピューターディスプレイ、またはテレビである、請求項４０に記載の装置。
【請求項４４】
前記装置が、実質的平行プリズムのパターンを含むマイクロ構造化光学フィルムに近接して、通過軸を有する吸収偏光子を含み、かつ該プリズムが、該吸収偏光子の通過軸に実質的に直交する、請求項４０に記載の装置。
【請求項４５】
（ａ）発光表面を有する照明デバイスと、
（ｂ）光導波路の後方のリフレクターと、
該発光表面の前方に配設された請求項１に記載の光学フィルムまたは請求項１７に記載のアセンブリと、
を含む装置。
【請求項４６】
前記発光表面がエッジライト型光導波路である、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記光導波路が楔形である、請求項４５に記載の装置。
【請求項４８】
前記リフレクターが多層高分子鏡面リフレクターである、請求項４５に記載の装置。
【請求項１】
フィルムが、少なくとも１．７８の単一シート相対利得を有する実質的非偏光フィルムである、マイクロ構造化表面を有する光透過性高分子材料を含む光学フィルム。
【請求項２】
少なくとも前記マイクロ構造化表面が重合性樹脂の反応生成物を含み、該重合性樹脂が少なくとも１．６１の屈折率を有する、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記マイクロ構造化表面が線状プリズムの反復パターンを含む、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記プリズムが、先鋭形、丸形、または切頭形の頂部を有する、請求項３に記載の光学フィルム。
【請求項５】
前記プリズムが、８０°〜１００°の範囲の頂角を有する、請求項３に記載の光学フィルム。
【請求項６】
前記プリズムが、約９０°の頂角、約５０マイクロメートルの隣接頂部間平均距離を有し、かつ前記プリズムが、実質的に同一のまたは異なる高さを有する、請求項３に記載の光学フィルム。
【請求項７】
少なくとも前記マイクロ構造化表面が重合性組成物の反応生成物を含み、該重合性組成物が４５０ｎｍの波長で２．５未満の吸光度および約５７５ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長で１未満の吸光度を有する、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項８】
少なくとも前記マイクロ構造化表面が、完全凝縮表面改質無機ナノ粒子を含む重合性組成物を含む、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項９】
前記無機ナノ粒子がジルコニアを含む、請求項８に記載の光学フィルム。
【請求項１０】
前記フィルムが、前記マイクロ構造化表面に結合されたベース層を含む、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１１】
前記ベース層が高屈折率軸を有し、かつ前記マイクロ構造化表面が、前記ベース層の高屈折率軸に対して９０度±２０度にアライメントされた平行プリズムを含む、請求項１０に記載の光学フィルム。
【請求項１２】
前記ベース層が、スチレン−アクリロニトリルポリマー、セルローストリアセテート、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ナフタレンジカルボン酸のコポリマー、ノルボルネンポリマー、またはそれらの混合物を含む、請求項１０に記載の光学フィルム。
【請求項１３】
請求項１に記載のマイクロ構造化光学フィルムを第２の光学フィルムに近接して含むアセンブリ。
【請求項１４】
前記第２の光学フィルムが、方向変換フィルム、偏光フィルム、拡散フィルム、またはそれらの組合せである、請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
第１のマイクロ構造化光学フィルムを非構造化反射偏光フィルムに近接して含み、かつ該第１のフィルムと該偏光フィルムとのアセンブリの利得が少なくとも２．５９である、アセンブリ。
【請求項１６】
前記第１のマイクロ構造化光学フィルムが実質的平行プリズムのパターンを含み、前記反射偏光フィルムが通過軸を有し、かつ前記マイクロ構造化光学フィルムのプリズムが前記反射偏光フィルムの通過軸に直交する、請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
第１の実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムを第２の実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムに近接して含み、該第１のフィルムと該第２のフィルムとのアセンブリの相対利得が少なくとも２．８０である、アセンブリ。
【請求項１８】
各光学フィルムが非構造化表面を有し、かつ前記第２のフィルムのマイクロ構造化表面が前記第１のフィルムの非構造化表面に近接する、請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
各フィルムのマイクロ構造化表面が実質的平行プリズムのパターンを含み、かつ前記第２のフィルムが、前記第２のシートのプリズムを前記第１のフィルムのプリズムに非平行にするように位置決めされる、請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
前記第２のフィルムのプリズムが、前記第１のフィルムのプリズムに対して９０°±２０°の範囲の角度で位置決めされる、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１のマイクロ構造化光学フィルムが、前記第２のマイクロ構造化光学フィルムと同一であるかまたは異なる、請求項１７に記載の光学フィルムのアセンブリ。
【請求項２２】
前記第１または第２の光学フィルムに近接して第３の光学フィルムをさらに含む、請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項２３】
前記第３の光学フィルムが非構造化反射偏光子である、請求項２２に記載のアセンブリ。
【請求項２４】
前記第１、第２、および第３の光学フィルムのアセンブリが、少なくとも３．４０の相対利得を有する、請求項２３に記載のアセンブリ。
【請求項２５】
実質的非偏光マイクロ構造化光学フィルムのアセンブリの上方に位置決めされた通過軸を有する非構造化反射偏光子をさらに含み、該非構造化反射偏光子に隣接する該非偏光マイクロ構造化光学フィルムのプリズムが、該反射偏光フィルムの通過軸に直交する、請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２６】
フィルムが、少なくとも２．４６の単一シート相対利得を有する反射偏光フィルムである、マイクロ構造化表面を有する光透過性高分子材料を含む光学フィルム。
【請求項２７】
前記マイクロ構造化表面が、通過軸を有する反射偏光ベース層に結合された実質的平行プリズムのパターンを含み、該プリズムが該反射偏光フィルムの通過軸に直交する、請求項２６に記載の光学フィルム。
【請求項２８】
請求項２６に記載のマイクロ構造化光学フィルムを第２の光学フィルムに近接して含むアセンブリ。
【請求項２９】
前記第２の光学フィルムが、方向変換フィルム、偏光フィルム、拡散フィルム、またはそれらの組合せである、請求項２７に記載のアセンブリ。
【請求項３０】
マイクロ構造化反射偏光フィルムをマイクロ構造化実質的非偏光光学フィルムに近接して含み、該第１および第２のフィルムの相対利得が少なくとも３．３３である、アセンブリ。
【請求項３１】
少なくとも１０重量％の無機ナノ粒子を含む光透過性高分子材料を含むマイクロ構造化表面を有する第１の光学フィルムを含み、該第１のフィルムが第２の光学フィルムに近接する、光学フィルムのアセンブリ。
【請求項３２】
前記第２のフィルムが、実質的非偏光光学フィルム、マイクロ構造化反射偏光フィルム、非構造化反射偏光フィルム、吸収偏光子、方向変換フィルム、拡散フィルム、およびそれらの組合せから選択される、請求項３１に記載のアセンブリ。
【請求項３３】
フィルムが、１種以上のエチレン性不飽和モノマーと少なくとも１０重量％の無機ナノ粒子とを含む重合性組成物の反応生成物を含み、該重合性組成物が、４５０ｎｍの波長で２．５未満の吸光度および約５７５ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長で１未満の吸光度を有する、マイクロ構造化表面を有する光透過性高分子材料を含む光学フィルム。
【請求項３４】
フィルムが、少なくとも１．６１の屈折率および４５０ｎｍの波長で２．５未満の吸光度および約５７５ｎｍ〜８００ｎｍの範囲の波長で１未満の吸光度を有する重合性組成物の反応生成物を含む、マイクロ構造化表面を有する光透過性高分子材料を含む光学フィルム。
【請求項３５】
（ａ）発光表面を有する照明デバイスと、
（ｂ）該発光表面に近接して配設された請求項１〜１２、２６〜２７、３３または３４のいずれかに記載の光学フィルムと、
を含む装置。
【請求項３６】
前記照明デバイスがバックライト型ディスプレイデバイスである、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記照明デバイスがバックライト型液晶ディスプレイデバイスである、請求項３５に記載の装置。
【請求項３８】
前記装置が、ハンドヘルド装置、コンピューターディスプレイ、またはテレビである、請求項３５に記載の装置。
【請求項３９】
前記装置が、実質的平行プリズムのパターンを含むマイクロ構造化光学フィルムに近接して、通過軸を有する吸収偏光子を含み、かつ該プリズムが、該吸収偏光子の通過軸に実質的に直交する、請求項３５に記載の装置。
【請求項４０】
（ａ）発光表面を有する照明デバイスと、
（ｂ）該発光表面に近接して配設された請求項１３〜２５または２８〜３２のいずれかに記載の光学フィルムのアセンブリと、
を含む装置。
【請求項４１】
前記照明デバイスがバックライト型ディスプレイデバイスである、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記照明デバイスがバックライト型液晶ディスプレイデバイスである、請求項４０に記載の装置。
【請求項４３】
前記装置が、ハンドヘルド装置、コンピューターディスプレイ、またはテレビである、請求項４０に記載の装置。
【請求項４４】
前記装置が、実質的平行プリズムのパターンを含むマイクロ構造化光学フィルムに近接して、通過軸を有する吸収偏光子を含み、かつ該プリズムが、該吸収偏光子の通過軸に実質的に直交する、請求項４０に記載の装置。
【請求項４５】
（ａ）発光表面を有する照明デバイスと、
（ｂ）光導波路の後方のリフレクターと、
該発光表面の前方に配設された請求項１に記載の光学フィルムまたは請求項１７に記載のアセンブリと、
を含む装置。
【請求項４６】
前記発光表面がエッジライト型光導波路である、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記光導波路が楔形である、請求項４５に記載の装置。
【請求項４８】
前記リフレクターが多層高分子鏡面リフレクターである、請求項４５に記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−７８８５２（Ｐ２０１２−７８８５２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２５８７１３（Ｐ２０１１−２５８７１３）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【分割の表示】特願２００７−５１６７５０（Ｐ２００７−５１６７５０）の分割
【原出願日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８７１３（Ｐ２０１１−２５８７１３）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【分割の表示】特願２００７−５１６７５０（Ｐ２００７−５１６７５０）の分割
【原出願日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]