JP6426470B2 - 光制御フィルム - Google Patents
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Description
別段に定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術的用語及び科学的用語は、当業者に共通に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似した又は等価な方法及び材料が、本開示を実施する際に使用され得るが、例示的な好適な方法及び材料が以下に記載される。例えば、3つ以上の工程を含む方法が記載されてもよい。そのような方法において、規定の目標を達成するためにすべての工程が必要ではないが、本発明は、これらの別個の目標を達成するために、独立した工程を用いることを企図するものである。すべての刊行物、特許出願、特許、及び他の参照文献の開示内容は、引用によってすべてが本明細書に組み込まれる。加えて、材料、方法、及び例は、単に例示的なものであり、限定を意図したものではない。
a)微細構造体要素(例えば、空洞)を形成するために好適な成形面から延在する複数の突起部を備える成形面を有する成形型と、
流動性の硬化性樹脂組成物と、
第1の主表面及び第2の主表面を有する光学的に透過性の可撓性層と、を提供する工程であって、光学的に透過性の可撓性層の第1の主表面が、硬化樹脂組成物への接着を促進するように表面処理されることができ、光学的に透過性の可撓性層の厚さが、約250μm以下である、提供する工程と、
b)所望の微細構造体要素を形成するために好適な樹脂組成物の量を成形面に適用する工程と、
c)樹脂組成物を光学的に透過性の可撓性層の第1の主表面と接触させる工程と、
d)可撓性層に結合された硬化微細構造化層を含む空洞アレイ物品を形成する可撓性層と接触しながら樹脂組成物を硬化させる工程と、
e)空洞アレイ物品を成形型から除去する工程と、を含む。
(1)一官能性化合物:エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ボルニルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、2−フェノキシエチルアクリレート、及びN,N−ジメチルアクリルアミド;
(2)二官能性化合物:1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、及びジエチレングリコールジアクリレート;並びに
(3)多官能性化合物:トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、及びトリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート。
好ましくは、材料を含有する一官能性アクリレートと二官能性アクリレートと多官能性アクリレートとの混合物が使用される。これらの成分間の比率を変動することが、完全に硬化された材料の機械的特性を決定することを当業者は理解するであろう。
本開示は、X−Y平面で光学的に絶縁され、Z軸で光学的に透過性である空洞のアレイを提供する。空洞は、本明細書に記載される様々な手段によって光学的に絶縁されてもよい。いくつかの実施形態では、アレイの空洞を光学的に絶縁するための手段は、微細構造化層内の着色剤を分散させるか、又は溶解させる工程を含む。いくつかの実施形態では、着色剤は、微細構造化層が形成される材料(例えば、プラスチックポリマー)中に溶解され、又は均一に分散される。
A*=(A550+A600)/2 左記の数式において、
A550=550nmの光吸光度、A600=600nmの光吸光度、
及びA=−log(光透過率)。
F=(2×A400)/(A550+A600) 左記の数式において、
A400=400nmの光吸光度、A550=550nmの光吸光度、A600=600nmの光吸光度、及びA=−log(光透過率)。
3M 8402:St.Paul,MNの3M社より入手したテープ。
米国特許第6,285,001号で述べられる手順によるレーザーアブレーションによって金型を調製した。165マイクロメートルの略均一な厚さまでウレタンアクリレートポリマー(Photomer 6602)を米国特許出願公開第2007/0231541号に記載されるようなアルミニウムの裏張りシート上にコーティングし、続いて六角形に詰められたポストのアレイを生成するようにコーティングを切除することによって成形型Aを構築した。結果として生じたポストが、42マイクロメートルの中心間距離を有した。それぞれのポストが、27マイクロメートルの直径、約10度の側壁角、及び39マイクロメートルの高さを有する円形の頂部を含んだ。六角形に詰められたポストのアレイを有するポストを構築するように厚さ125マイクロメートルのKapton Hポリイミドフィルムを切除することによって成形型Bを構築した。結果として生じたポストが、34マイクロメートルの中心間距離を有し、それぞれのポストが、27マイクロメートルの直径、約10度の側壁角、及び34マイクロメートルの高さを有する円形の頂部を含んだ。34マイクロメートルの中心間距離を有する六角形に詰められたポストのアレイを作製する成形型Aと同じようにPhotomer 6602から成形型Cを構築した。それぞれのポストが、27マイクロメートルの直径、約10度の側壁角、及び34マイクロメートルの高さを有する円形の頂部を含んだ。
米国特許第5,888,594号に詳細に記載される装置を使用して最初にポリマー成形型Aをプラズマ処理した。円筒形ドラム電極上にポリマー成形型を装着し、5×10−4トル(0.067Pa)の基底圧までチャンバを圧縮した。500sccm(毎分標準立方センチメートル)の流量でチャンバの中にアルゴンガスを導入し、プラズマを点火させ、500ワットの電力で30秒間維持した。アルゴンプラズマ処理後、360sccmの流量でチャンバの中にテトラメチルシラン蒸気を導入し、500ワットの電力でプラズマを30秒間維持した。テトラメチルシラン蒸気中のプラズマ処理後、酸素ガスを500sccmの流量でチャンバの中に導入し、500ワットの電力でプラズマを60秒間維持した。これらのプラズマ処理工程の間、チャンバ内の圧力は、5〜10mトル(0.67〜1.33Pa)の範囲内であった。次に、プラズマチャンバを大気に放出し、処理した成形型をEGC−1720フッ化炭素溶液中に浸漬した。120℃のオーブンで処理した成形型を15分間加熱した。成形型Aと同じように成形型Cを処理した。
以下のように樹脂配合物を調製した。
PCT国際特許公開第WO 9511464号に記載され、上述されるような紫外線硬化プロセスを使用して微細複製を実施した。特に明記しない限り、これらの実施例に使用される紫外線硬化プロセスは、図5に記載される任意の第2の放射線源を含まなかった。
スロットダイコーターを介してジオキソランとシクロヘキサノンの混合物85%/15%のVitel 1200Bの固溶体5%で片面に厚さ6マイクロメートルのTeonex Q71フィルムをプライミングし、続いて160°F(71℃)のオーブンで2分間乾燥した。白色光干渉計で測定されると、コーティングの厚さは300ナノメートルであった。次に、55:45の比率でMQ樹脂(SR545)とシリコーンポリ尿素(SPU)エラストマーの固溶体28%からなったシリコーン−ポリ尿素接着剤で反対側にフィルムをコーティングした。米国特許第6,824,820号に記載されるように、1:1:2の比率で33kDaジアミノ末端ポリジメチルシロキサンとDytek AとDesmodur Wとの縮合反応によってSPUエラストマーを形成した。次に、フィルムを、160°F(71℃)のオーブンで2分間乾燥し、材料をLoparex 10256フルオロシリコーン処理したPET剥離ライナと接触するニップローラーに通すことによってPETフィルムに積層した。白色光干渉計によって測定されると、コーティングの厚さは4.2マイクロメートルであった。
以下のように二酸化ケイ素の層で実施例1によって作製されるサンプルをコーティングし、実施例8をもたらした。バッチ反応性イオンプラズマエッチャー(Plasmatherm,Model 3280)でシリカ蒸着を行った。電力供給電極上に微細複製された物品を配置し、5mトル(0.67Pa)の基底圧までチャンバを圧縮した。25mトル(3.33Pa)圧力のアルゴンプラズマで最初に物品を20秒間プラズマ処理した。この後、150sccmの流量でテトラメチルシラン蒸気を導入し、1000ワットの電力でプラズマを10秒間維持し、続いて1000ワットで電力を更に10秒間維持して、500sccmの流量でテトラメチルシランに酸素ガスを添加した。この工程の後、150sccmから50sccm、25sccm、及び10sccmに段階的な方法でテトラメチルシラン蒸気の流量を減少させたが、プラズマはまだ動作中で、これらの工程のそれぞれが10秒間続いた。25sccmのテトラメチルシラン蒸気の最終工程の後、流れを停止させ、1000ワットでプラズマを維持し、処理を更に60秒間実施して、1000sccmの流量でアルゴン中のシランガス混合物2%を代わりに導入した。その後、プラズマチャンバを大気に放出し、チャンバからプラズマ処理した微細複製された物品を除去した。
溶液Eを実施例1に示すように25マイクロメートル(1mil)のPETフィルム上に鋳造、硬化させることによって空洞アレイ物品を調製した。エタノールアミン(20%)を含有する水酸化カリウム(40%)の溶液にPET面を曝露し、PETフィルムを化学的にエッチングした。フィルム(約7.6cm(3インチ)×10cm(4インチ))の一切片の微細構造化面を1枚のプリント回路基板材料シートに対して配置してエッチングを達成する。3M 8403テープを使用して基板に対してフィルムの周囲を密封し、構造化面への溶液の曝露を防いだ。大きなガラス容器内に水酸化カリウム/エタノールアミン溶液を配置し、水浴を使用して80℃まで加熱した。規定の時間、浴槽内で被着したフィルムを有する基板を浸し、続いて水で洗浄した。3分間エッチングされたフィルムが、12マイクロメートルの残余PETを有した(実施例9)。6分間と10秒間エッチングされたフィルムが、5マイクロメートルの残余PETを有した(実施例10)。
様々な厚さでライナ上にシリコーン接着剤をコーティングした。接着剤は、55:45の比率でMQ樹脂(SR545)とシリコーンポリ尿素(SPU)エラストマーの固溶体28%からなった。米国特許第6,824,820号に示すように、1:1:2の比率で33kDaジアミノ末端ポリジメチルシロキサンとDytek AとDesmodur Wとの縮合反応によってSPUエラストマーを形成した。使用されたライナは、透明な50マイクロメートル(2mil)のPET上のフルオロシリコーン剥離化学物質を使用するSilFlu 50MD07であった。50マイクロメートル(2mil)の湿式間隙を有するナイフコーターを使用して接着剤をコーティングした。様々な厚さを得るためにトルエンで接着剤を希釈した。115℃のオーブンでコーティングされたライナを6分間乾燥した。
染料の吸光度率(F)の試験:この実施例では、350nm〜750nmまで動作可能な、10.00mmのセル及び分光光度仕様の酢酸エチルを供給される二光線束分光計を使用した。基準セルは酢酸エチルを含有した。酢酸エチル中に溶解され、0.5〜2.0のピーク吸光度を提供する微量の染料を試料セル内に配置した。吸光度を400nm、550nm、及び600nmで測定した。F比率を2×A400/(A550+A600)として計算した。この比率は、375〜450nm領域の有用な透過率の強力な指標である。
以下の着色剤(英国染料染色学会及び米国繊維染色協会によって発行された色指数からのそれぞれの一般名によって列記される)を、以下に列記した重量パーセント比でモノマー混合物(1,6−ヘキサンジオールジアクリレート50重量%)に添加した。
微細複製金型II(実施例17)
米国特許第6,285,001号に記載された手順によるレーザー切除プロセスによって成形型マスタリングを調製した。マスターを調製するために、電着プロセスを使用して1.5ミル(38マイクロメートル)のKapton−Hフィルムのロールの片面に厚さ20マイクロメートルの銅層を適用した。米国特許第5,888,594号に詳細に記載される装置を使用して酸素雰囲気中でプラズマエッチングによって34マイクロメートルまでカプトン層の厚さを低減した。円筒形ドラム電極上に幅約12インチ×長さ60インチ(幅30.5cm×長さ152.4cm)である薄膜化カプトンフィルムの計測用切片を装着し、5×10−4トル(0.067Pa)の基底圧までチャンバを圧縮した。500sccm(毎分標準立方センチメートル)の流量でチャンバの中に酸素ガスを導入し、ドラム電極を回転させながら、プラズマを点火させ、500ワットの電力で18秒間維持した。米国特許第6,285,001号に記載されるように、(均一のウェル基底部を生成するように)カプトン面から銅層まで長さ40インチ、幅8インチ(長さ101.6cm、幅20.3cm)のフィルムの切片を切除し、直径34マイクロメートルの第1の円形開口、直径25マイクロメートルの第2の円形開口、34マイクロメートルの深さ、及び37マイクロメートルの中心間間隔を有する六角形に詰められた空洞のアレイを生成した。
以下に示される構造によるウレタンアクリレート官能性ポリエーテル(Poly−1)を調製した。
図5を参照して記載されるPCT国際特許公開第WO 9511464号及び同時係属米国特許出願第61/263640号に記載されるような紫外線硬化プロセスを使用して微細複製を実施した。約8インチ×37インチ(20.3cm×93.9cm)のパターン化区域を有するスリーブ成形型1をマンドレルに固定した。成形型表面を、米国特許第6,824,882号に記載されるような剥離剤で処理した。
[1]
光制御フィルムであって、
第1の主表面及び反対側の第2の主表面と、
前記第1の主表面と前記第2の主表面との間に延在する光吸収材料と、
前記第1の主表面と前記第2の主表面との間に少なくとも部分的に延在する複数の光学的に絶縁された光透過性空洞と、を備え、
前記複数の空洞のそれぞれが、前記第1の主表面と一致する第1の開口と、前記第2の主表面に隣接する第2の開口と、前記第1の開口及び前記第2の開口の間に延在する少なくとも1つの側壁と、を備え、
更に、前記第2の開口及び前記第2の主表面が、0.1マイクロメートルを超えるランド厚さを有する前記光吸収材料によって分離される、光制御フィルム。
[2]
前記第1の主表面に平行な前記空洞のそれぞれの断面が、円形、楕円形、又は多角形を含む、項目1に記載の光制御フィルム。
[3]
前記側壁が、約0度〜約10度の角度で前記第1の主表面に対する垂線に交差する、項目1に記載の光制御フィルム。
[4]
前記複数の光学的に絶縁された光透過性空洞のそれぞれが、前記第1の主表面に直交する視野平面と関連付けられる、前記第1の開口と前記第2の開口との間の深さD、第1の開口幅W1、及び第2の開口幅W2を有し、前記視野平面において、D/((W1+W2)/2)が、少なくとも1.25であり、D/((W1+W2)/2)が、8.25以下である、項目1に記載の光制御フィルム。
[5]
前記ランド厚さが、0.1マイクロメートル〜約10マイクロメートルである、項目1に記載の光制御フィルム。
[6]
前記第1の主表面及び前記第2の主表面のうちの少なくとも1つに隣接して配設される光学的に透過性のフィルムを更に備える、項目1に記載の光制御フィルム。
[7]
前記光学的に透過性のフィルムは、接着材を更に備える、項目6に記載の光制御フィルム。
[8]
それぞれの空洞が、光学的に透明な材料で充填される、項目1に記載の光制御フィルム。
[9]
前記光学的に透明な材料が、空気、透明ポリマー、又は透明接着材を含む、項目8に記載の光制御フィルム。
[10]
前記光学的に透明な材料が、前記吸収材料の屈折率より低い屈折率を有する、項目8に記載の光制御フィルム。
[11]
前記光吸収材料が、硬化性樹脂及び着色剤を含む、項目1に記載の光制御フィルム。
[12]
前記硬化性樹脂が、放射線硬化性樹脂を含む、項目11に記載の光制御フィルム。
[13]
前記硬化性樹脂が、エポキシ、ポリエステル、ポリエーテル、及びウレタンから誘導されるアクリル系樹脂、エチレン系不飽和化合物、少なくとも1つのペンダントアクリレート基を有するアミノプラスト誘導体、イソシアネート及びポリオール(又はポリアミン)から誘導されるポリウレタン(ポリ尿素)、少なくとも1つのペンダントアクリレート基を有するイソシアネート誘導体、アクリル化エポキシ以外のエポキシ樹脂、並びにこれらの混合物及び組み合わせからなる群から選択される、項目11に記載の光制御フィルム。
[14]
前記着色剤が、顔料又は染料を含む、項目11に記載の光制御フィルム。
[15]
前記着色剤が、カーボンブラック、フクシン、カルバゾールバイオレット、又はForonブリリアントブルーを含む、項目11に記載の光制御フィルム。
[16]
前記側壁が、コーティングを更に含む、項目1に記載の光制御フィルム。
[17]
前記コーティングが、反射材料を含む、項目16に記載の光制御フィルム。
[18]
前記光学的に透過性のフィルムが、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、及び線状低密度ポリエチレンのうちの少なくとも1つを含む、項目6に記載の光制御フィルム。
[19]
項目1に記載の光制御フィルムを備える表示デバイス。
[20]
項目1に記載の光制御フィルムを備える窓フィルム。
Claims (1)
- 光制御フィルムであって、
第1の主表面及び反対側の第2の主表面と、
前記第1の主表面と前記第2の主表面との間に延在する光吸収材料と、
前記第1の主表面と前記第2の主表面との間に少なくとも部分的に延在する複数の光学的に絶縁された光透過性空洞と、を備え、
前記複数の空洞のそれぞれが、前記第1の主表面と一致する第1の開口と、前記第2の主表面に隣接する第2の開口と、前記第1の開口及び前記第2の開口の間に延在する少なくとも1つの側壁と、を備え、
更に、前記第2の開口及び前記第2の主表面が、0.1マイクロメートルを超えるランド厚さを有する前記光吸収材料によって分離され、
前記複数の光学的に絶縁された光透過性空洞のそれぞれが、前記第1の主表面に直交する視野平面と関連付けられる、前記第1の開口と前記第2の開口との間の深さD、第1の開口幅W1、及び第2の開口幅W2を有し、前記視野平面に対する垂直線の周りのあらゆる方向において、D/((W1+W2)/2)が、1.25〜8.25の範囲内であり、かつ前記光制御フィルムは前記視野平面に対する垂直線の周りのあらゆる方向において10度〜70度の範囲内の視野カットオフ角を有し、
前記空洞の形状は円錐台形であり、前記空洞の開口幅は、前記第1の主表面から前記第2の主表面への方向に減少し、2つの隣接する空洞の中心点間の距離は15〜50μm離間している、光制御フィルム。
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