KR101578250B1 - 점탄성 도광체를 갖는 재귀반사성 용품 및 장치 - Google Patents

Abstract

광원, 점탄성 도광체 및 광을 재귀반사시키는 데 적합한 재귀반사성 필름을 갖는 광학 장치가 본 명세서에 개시된다. 광원으로부터의 광은 점탄성 도광체로 유입되고, 내부 전반사에 의해 도광체 내에서 전송된다. 전송된 광은 도광체로부터 추출되고 재귀반사성 필름의 구조화된 표면에서 재귀반사된다. 광학 장치는 도광체와 재귀반사성 필름의 상대적인 위치에 따라 "프론트 라이트" 또는 "백 라이트" 형상을 가질 수 있다. 재귀반사성 필름은 프리즘 재귀반사성 시트, 홀로그래픽 필름 또는 회절 격자로 구조화된 필름을 포함할 수 있다. 광학 장치는 예를 들어, 표지 또는 마킹, 자동차 번호판 조립체, 차량용 미등 조립체, 변조에 대한 문서 보호용 보안 라미네이트 또는 조명 장치로 사용될 수 있다.

Description

점탄성 도광체를 갖는 재귀반사성 용품 및 장치{RETROREFLECTIVE ARTICLES AND DEVICES HAVING VISCOELASTIC LIGHTGUIDE}

본 개시물은 광학 용품 및 장치, 특히 재귀반사성인 광학 용품 및 장치에 관한 것이다. 광학 용품 및 장치는 점탄성 재료로 제조된 도광체를 포함한다.

재귀반사성 필름은 입사광을 그 출발 광원을 향해 다시 반사시키는 능력이 특징이다. "프리즘(prismatic)" 재귀반사성 시트(sheeting)로도 때때로 언급되는 큐브 코너(cube corner) 재귀반사성 시트는 전형적으로 실질적으로 평면인 제1표면 및 다수의 큐브 코너 요소를 포함하는 구조화된 제2표면을 갖는 투명한 박층을 포함한다. 각 큐브 코너 요소는 투명한 박층의 표면에서 3개의 반사면에 의해 형성된다. 반사면 상에 입사하는 광은 광원을 향해 다시 지향되기 전에 많은 추가의 반사를 겪을 수 있다. 프리즘 재귀반사성 시트는 교통 안전 응용, 이를 테면 자동차 번호판, 도로 표지판, 바리케이드, 포장 도로 마커 및 마킹(marking) 테이프뿐 아니라 의류, 헤드기어(headgear), 차량용 테이프를 비롯한 개인 안전 응용을 위해 사용될 수 있다. 프리즘 재귀반사성 시트는 그래픽 분야 응용에서 사이니지(signage)를 제공하기 위해 사용될 수 있다.

프리즘 재귀반사성 시트는 대부분의 입사광을 출발 광원을 향해 다시 반사시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 프리즘 재귀반사성 시트는 광원 없이는, 몇몇 조건 하에서 관찰하기 어려울 수 있다.

도광체는 광원으로부터 광을 광원보다 훨씬 더 큰 면적에 걸쳐 분포시키는 것을 용이하게 하는 데 사용된다. 도광체는 광학적으로 투과성인 재료를 포함하며, 슬래브(slab), 웨지(wedge) 및 슈도(pseudo)-웨지 형태와 같은 다양한 형태를 가질 수 있다. 대부분의 도광체는 에지면(edge surface)에서 광을 수용하고, 이 광이 배면과 출력면 사이의 내부 전반사에 의해 광이 진입되는 면의 반대편 에지면을 향해 전파되게 하도록 설계된다. 광은 출력면 상에서 다양한 유형의 패턴으로 위치되는 추출 특징부를 사용하여, 출력면으로부터 균일하게 방출된다.

광원, 점탄성 도광체 및 광을 재귀반사시키는 데 적합한 재귀반사성 필름을 갖는 광학 장치가 본 명세서에 개시된다. 광은 광원으로부터 점탄성 도광체로 진입되며, 내부 전반사에 의해 도광체 내에서 전송된다. 광학 장치는 전송된 광이 도광체로부터 추출되며, 재귀반사성 필름의 구조화된 표면에서 재귀반사되도록, "프론트 라이트(front lit)" 형상을 가질 수 있다. 광학 장치는 전송된 광이 도광체로부터 추출되며, 재귀반사성 필름을 통해 투과되도록, "백 라이트(back lit)" 형상을 가질 수 있다. 구조화된 표면에서의 회귀반사는 광학 장치의 특정 구조물에 따라, 굴절에 의한 반사 또는 회절에 의한 반사를 포함할 수 있다.

재귀반사성 필름은 교통 표지 및 마킹에 사용되는 것과 같은 프리즘 재귀반사성 시트를 포함할 수 있다. 또한, 재귀반사성 필름은 홀로그래픽(holographic) 필름 또는 회절 격자로 구조화된 필름을 포함할 수 있다.

광학 장치는 예를 들어, 표지 또는 마킹, 자동차 번호판 조립체, 차량용 미등 조립체, 변조(tampering)에 대한 문서 보호용 보안 라미네이트 또는 조명 장치로 사용될 수 있다.

본 발명의 이들 태양 및 다른 태양은 하기의 상세한 설명에 기재된다. 어떠한 경우에도 상기 개요는 본 명세서에 개시된 특허청구범위에 의해서만 한정되는 청구된 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 발명의 이점 및 특징은 하기에 제공되는 상세한 설명과 관련하여 하기의 도면을 고려하여 더욱 완전하게 이해될 수 있다. 도면은 다양한 용품의 개략도이며, 반드시 축적에 맞게 도시되지는 않는다.
<도 1a-d, 2 및 3a-b>
도 1a-d, 2 및 3a-b는 프론트 라이트 형상을 갖는 예시적인 장치의 개략 단면도;
<도 4a-b 및 5-9>
도 4a-b 및 5-9는 백 라이트 형상을 갖는 예시적인 장치의 개략 단면도.

본 개시물은 미국 가출원 제61/079639호(출원일: 2008년 7월 10일)(64347US002, 셔먼(Sherman) 등); 제61/087387호(출원일: 2008년 8월 8일)(64691US002, 셔먼 등); 제61/114865호(출원일: 2008년 11월 14일)(64347US003, 셔먼 등); 제61/114849호(출원일:2008년 11월 14일)(64691US003, 셔먼 등); 및 제61/169973호(출원일: 2009년 4월 16일)(64347US008, 셔먼 등)에 관한 것이며, 모두가 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 명세서에 개시된 광학 장치는 광을 방출하는 광원, 광을 처리하는 점탄성 층 및 광을 광원의 일반적 방향으로 다시 재지향시키기 위한 재귀반사성 필름을 포함한다. 광학 용품은 광원이 없는 해당 광학 장치를 말한다.

광학 장치는 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 점탄성 도광체는 일반적으로 연성(soft)이며, 순응성(compliant)이어서, 광이 도광체로 진입할 수 있도록 광원이 도광체에 쉽게 커플링될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 실온에서 일반적으로 점착성인 PSA를 포함한다. 그 다음, 광원이 점탄성 도광체에 접착되도록 광원이 도광체에 커플링될 수 있다. 이는 광학 장치 그 자체 또는 장치가 사용되는 구조물의 조립을 용이하게 할 수 있다.

광은 전형적으로 점탄성 도광체의 하나 이상의 원하는 위치 또는 영역에서 도광체로부터 추출된다. 일부 실시형태에 있어서, 추출기 층이 점탄성 도광체로부터 광을 추출하는 데 사용될 수 있다. 또한, 점탄성 도광체의 연성 및 순응성 특성 때문에, 추출기 층은 광이 추출기 층으로 진입될 수 있도록 도광체에 쉽게 커플링될 수 있다. 점탄성 도광체가 PSA를 포함한다면, 추출기 층은 둘을 함께 결합시키기 위해 추가의 재료의 필요 없이, 도광체에 직접 접착될 수 있다. 그 다음, 추출기 층으로부터의 광은 재귀반사성 필름에 의해 재귀반사될 수 있어, 광학 용품이 광원으로부터 시작된 광에 의해 밝아지게 된다.

일부 실시형태에 있어서, 재귀반사성 필름은 점탄성 도광체로부터 광을 추출하는 데 사용될 수 있다. 또한, 점탄성 도광체의 연성 및 순응성 특성 때문에, 재귀반사성 필름이 도광체에 쉽게 커플링될 수 있어, 광이 재귀반사성 필름으로 진입될 수 있게 된다. 점탄성 도광체가 PSA를 포함한다면, 재귀반사성 필름은 둘을 함께 결합시키기 위해 추가의 재료의 필요 없이, 도광체에 직접 접착될 수 있다. 그 다음, 점탄성 도광체로부터의 광은 재귀반사성 필름에 의해 재귀반사될 수 있어, 광학 용품이 광원으로부터 시작된 광에 의해 밝아지게 된다.

광학 장치는 광이 요구되는 어딘가에 광을 제공하는 데 사용될 수 있다. 광학 장치는 내부 및/또는 외부 이용을 위해 설계될 수 있다. 광학 장치는 가정, 상업 및/또는 공업 용도로 설계될 수 있다. 광학 장치는 휴대용이도록, 즉 휴대용 광원이도록, 구조물에 사용되고/거나 제공될 수 있다. 조명된 카드, 테이프, 표지, 라벨, 스티커, 컷-아웃(cut-out) 등은 광학 장치를 사용하여 제조될 수 있는 휴대용 구조물의 예이다. 광학 장치는 또한 자동차 번호판 조립체와 같이, 또는 차량의 외부에 조명을 제공하기 위하여 사용되는 조명 조립체의 부품으로서, 예를 들어 공간을 많이 소모하는 미등 공동(cavity) 및 이들의 조명 조립체를 대체하는 미등을 위해 더 고정적인 구조물에 사용되고/거나 제공될 수 있다. 광학 장치는 또한 "요구에 따른 광(light on demand)"을 제공하도록, 예를 들어 광원이 특정 조건을 만족하는 경우 선택적으로 활성화될 수 있게 사용될 수 있다.

광학 장치는 또한 심지어는 사용자에 의해 아주 쉽게 개조될 수 있어, 다양한 조명 형태 및 구조물에 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 용품은 다양한 형상 및 크기로 자를 수 있는 롤 또는 시트 형태로 제공될 수 있다. 광원은 예를 들어 광원이 불안정해지거나 상이한 색상의 광이 요구되는 경우, 광학 용품과 교체가능할 수 있다. 또한, 표지 구조물에 사용되는 경우, 예를 들어 광고를 갱신하고자 한다면, 그래픽이 교체될 수 있다. 광학 장치가 다양한 재귀반사성 필름과 함께 사용될 수 있으며, 필름이 관찰자의 위치에 대하여 프론트 라이트 또는 백 라이트 중 하나일 수 있다.

광학 장치는 다수의 더 많은 이점을 제공할 수 있다. 광학 장치는 특정 영역에 걸쳐 밝고, 확산되고, 균일하고/거나 집중된 광을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 광학 장치는 얇고, 가요성이며/이거나 경량인 것에 의한 이점을 제공할 수 있다. 점탄성 도광체는 재귀반사성 필름의 넓은 영역을 조명하도록 타일링(tiled)될 수 있으며, 이는 도광체가 함께 붙을 수 있다면 더 쉽게 만들어질 수 있다. 또한, 점탄성 도광체는 이의 점탄성 특성 때문에, 광학 장치 또는 장치가 사용되는 구조물이 받게 되는 응력을 감쇠시킬 수 있다. 점탄성 도광체는 기재 상에 배치되는 경우, 시간이 지남에 따라 제거가능하고/거나 재위치될 수 있다. 또한, 광학 장치는 이것이 구매가능한 광원, 점탄성 재료 및 재귀반사성 필름으로부터 제조될 수 있기 때문에, 비용 관련 이점을 제공할 수 있다. 추가의 이점은 하기에 기재된다.

본 명세서에 개시된 광학 장치 및 용품과 관련된 광의 거동은 기하학적 광학의 원리를 사용하여 기재될 수 있다. 이들 원리는 잘 알려져 있으며, 본 명세서에 나타내지 않고; 더욱 상세한 설명은 상기의 인용된 셔먼 등의 참고문헌에서 찾을 수 있다. 일반적으로, 다양한 3차원적 구조, 재료 조성, 층 구조, 광의 각도 분포 등이 본 명세서에 개시된 광학 장치 및 용품에 대한 광의 거동에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 이론적으로 결정하기 위하여 광선 추적 기법과 병용하여 굴절의 법칙과 내부 전반사의 원리를 적용할 수 있다.

프론트 라이트 형상

도 1a는 예시적인 광학 장치(100)의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 이 실시형태는 점탄성 도광체(110)가 육안(120)으로 나타나는 바와 같은 관찰자에 대하여, 재귀반사성 필름(140)의 상부에 있거나 재귀반사성 필름보다 더 가까운 프론트 라이트 형상의 예이다. 광원에 의해 방출되는 광이 점탄성 도광체(110)로 진입하고, 내부 전반사에 의해 층 내에서 전송되도록 광원(105)이 점탄성 도광체(110)에 대하여 위치된다. 광원에 의해 방출되는 광은 광선(106)으로 표현되며, 이는 광원으로부터 광을 수용하도록 구성된 입력면(113)을 통해 점탄성 도광체(110)로 유입된다. 점탄성 도광체 내에서의 광은 단일 광선(130)으로 표현되며, 이는 내부 전반사에 의해 전송된다. 점탄성 도광체의 적어도 일부분은 광학적으로 평탄한 표면(111 및/또는 112)을 갖는다.

광원에 의해 방출되는 광은 점탄성 도광체로 진입하고, 내부 전반사에 의해 도광체 내에서 전송된다. 일반적으로, 내부 전반사는 특정 각도 성분(angular component) 또는 각도 분포를 가지는 광이 임계각 θ_c보다 큰 하나 이상의 각으로 경계면에 입사하는 경우 발생한다. 본 명세서에서 사용되는 광학적으로 평탄한 표면은 표면에 입사하는 광이 표면에 의해 불리하게 영향을 받지 않도록 표면이 충분히 평탄하며, 예를 들어, 표면에 입사광의 파장보다 더 큰 적어도 하나의 치수를 갖는 결함이 없음을 의미한다. 광학적으로 평탄한 표면은 점탄성 도광체로 진입하는 광의 적어도 일부가 표면에서 반사되게 하여, 이러한 광이 내부 전반사의 원리에 따라 층 내에서 계속 전파되도록 한다. 광학적으로 평탄한 표면에 입사하는 광의 반사를 위하여, 관찰된 반사각은 계산된 반사각의 약 10° 이내이다. 내부 전반사는 광이 점탄성 도광체로부터 의도적으로 추출되지 않는 한, 미리 결정된 양, 또는 적어도 미리 결정된 양의 약 10% 이내의 광이 이 도광체를 벗어나지 않는 경우에 발생한다.

예시적인 광학 장치(100)는 또한 상부 구조화된 표면(141) 및 하부 구조화된 표면(142)을 갖는 재귀반사성 필름(140)을 포함한다. 점탄성 도광체 내에서 전파되는 광은 광선(131)으로 나타낸 바와 같이 도광체로부터 추출되고, 재귀반사성 필름(140)의 구조화된 표면 중 하나로부터 재귀반사될 수 있다.

점탄성 도광체는 재귀반사성 필름과 직접 접촉하지 않을 수 있다. 원하는 효과에 따라, 하나 이상의 층이 점탄성 도광체와 재귀반사성 필름 사이에 배치될 수 있다. 점탄성 도광체와 재귀반사성 필름이 접촉하지 않는 실시형태는 하기에 기재된다.

점탄성 도광체는 재귀반사성 필름과 직접 접촉할 수 있다. 도 1b는 프론트 라이트 형상을 갖는 예시적인 광학 장치(150)의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 본 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체(155)는 재귀반사성 필름(140)과 직접 접촉하여, 경계면(156)이 형성된다. 도 1c는 프론트 라이트 형상을 갖는 또다른 예시적인 광학 장치(160)의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 본 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체(110)는 재귀반사성 필름(165)과 직접 접촉하여 경계면(168)이 형성된다.

점탄성 도광체는 도 1a 및 1c에 나타낸 바와 같이 실질적으로 비구조화된 반대편 주 표면을 가질 수 있다. 또한, 이들 주 표면은 다수의 특징부로 구조화되거나, 하나의 주 표면이 실질적으로 비구조화되고, 다른 주 표면이 다수의 특징부로 구조화될 수 있다. 도 1b에서, 경계면(156)에서의 점탄성 도광체의 표면은 다수의 특징부로 구조화된다. 도 1d는 프론트 라이트 형상을 갖는 예시적인 광학 장치(170)의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 본 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체(175)는 재귀반사성 필름(140)과 직접 접촉하지 않는다. 점탄성 도광체(175)는 상부 구조화된 표면(176) 및 하부 표면(177)을 포함한다.

점탄성 도광체의 구조화된 표면은 렌티큘러(lenticular)형, 프리즘형, 타원형, 원추형, 포물선형, 피라미드형, 정사각형 또는 직사각형 형상 또는 이들의 조합을 갖는 돌출부 및/또는 함몰부(depression)를 포함할 수 있는 다수의 특징부를 포함한다. 렌즈(도 1d에서 표면(176)에 대해 나타낸 바와 같은)를 포함하는 특징부가 광을 바람직한 각도 분포로 지향시키는 데 특히 유용하다. 또한, 선형 프리즘 또는 연장형(elongated) 프리즘(도 1b에서 표면(141)에서 나타낸 바와 같은)을 포함하는 특징부도 특히 유용하다. 다른 예시적인 특징부는 연장형, 불규칙형, 다양한 기울기의 렌티큘러형, 또는 임의의 원주형 형상, 또는 이들의 조합을 갖는 돌출부 및/또는 함몰부를 포함한다. 형상, 예를 들어, 연장형 포물선형, 피라미드형 프리즘형, 직사각형 기반의 프리즘형 및 둥근 끝부분의 프리즘형 형상의 임의의 조합의 혼성물이 사용될 수 있다. 특징부는 임의의 형상의 조합을 포함할 수 있다.

특징부의 크기는 3차원에서의 이들의 전체적인 형상으로 기재될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 각 특징부는 약 1 내지 약 100 ㎛, 예를 들어 약 5 내지 약 70 ㎛의 치수를 가질 수 있다. 표면의 특징부는 모두 동일한 형상을 가질 수 있으나, 형상의 크기는 적어도 한 치수가 다를 수 있다. 표면의 특징부는 상이한 형상을 가질 수 있으며, 이들 특징부의 크기는 임의의 제공된 치수가 다르거나 다르지 않을 수 있다.

또한, 특징부의 표면 구조가 다양할 수 있다. 특징부의 표면 구조는 일반적으로 특징부의 하위 구조를 말한다. 예시적인 표면 구조에는 광학적으로 평탄한 표면, 불규칙적인 표면, 패턴화된(patterned) 표면 또는 이들의 조합이 포함된다. 다수의 특징부를 갖는 제공된 표면을 위하여, 모든 또는 일부의 특징부가 동일한 표면 구조를 갖거나, 이들은 모두가 상이할 수 있다. 특징부의 표면 구조는 특징부의 부분에 걸쳐 달라질 수 있다. 특징부의 광학적으로 평탄한 표면은 점탄성 도광체의 광학적으로 평탄한 표면의 일부를 형성할 수 있다. 특징부 및 점탄성 도광체의 광학적으로 평탄한 표면은 서로 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 다수의 특징부가 사용되는 경우, 일부 특징부의 표면이 완전하게 광학적으로 평탄하거 또는 일부가 부분적으로 광학적으로 평탄할 수 있다.

제공된 구조화된 표면을 위하여, 사용되는 경우, 특징부의 수는 적어도 하나이다. 적어도 2개를 의미하는 다수의 특징부도 또한 사용될 수 있다. 일반적으로, 임의의 수의 특징부, 예를 들어, 0, 1, 2, 3, 4 또는 5개 특징부; 1개 초과, 10개 초과, 20개 초과, 30개 초과, 40개 초과, 50개 초과, 100개 초과, 200개 초과, 500개 초과, 1000개 초과 또는 2000개 초과의 특징부; 또는 약 1 내지 약 10, 약 1 내지 약 20, 약 1 내지 약 30, 약 1 내지 약 40, 약 1 내지 약 50, 약 1 내지 약 100, 약 1 내지 약 200, 약 1 내지 약 500, 약 1 내지 약 1000, 또는 약 1 내지 약 2000개의 특징부가 포함될 수 있다.

특징부는 임의로 배열되거나, 어떤 유형의 규칙적인 패턴으로 배열되거나 또는 둘 모두일 수 있다. 특징부들 사이의 간격도 또한 다양할 수 있다. 특징부들은 분리되거나 이들은 겹쳐질 수 있다. 특징부들은 서로 매우 근접하거나, 서로 실질적으로 접촉하거나, 서로 직접 인접하거나, 또는 이들의 조합으로 배열될 수 있다. 특징부들 사이의 유용한 간격은 최대 약 10 ㎛, 또는 약 0.05 ㎛ 내지 약 10 ㎛이다. 특징부들은 서로에 대하여 각도방향으로(angularly) 및 횡방향으로 상쇄될 수 있다. 특징부들의 면적 밀도는 길이, 너비 또는 둘 모두에 걸쳐 변경될 수 있다.

특징부들은 재귀반사성 필름으로부터 추출되는 광의 양 및/또는 방향을 조절하기 위하여 사용될 수 있다. 특징부들은 원하는 광학 효과를 얻도록 배열될 수 있다. 특징부들은 이미지를 제공하거나, 점탄성 도광체로부터 광을 균일하게 또는 일정 구배로서 추출하거나, 분리된 광원을 은폐하거나 또는 모아레

를 감소시키도록 배열될 수 있다. 이는 일반적으로 특징부의 형상, 크기, 표면 구조 및/또는 배향을 달라지게 함으로써 수행될 수 있다. 다수의 특징부가 사용된다면, 특징부의 개수 및/또는 배열뿐 아니라 서로에 대한 특징부의 배향이 달라질 수 있다.

특징부의 형상은 광의 각도 성분를 변하게 할 수 있으며, 이는 점탄성 층으로부터 추출되는 광의 양을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 이는 점탄성 도광체 내에서 내부 전반사에 의해 광이 전파되고, 점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름이거나 이것이 아닐 수 있는 인접 기재에 대한 임계각 미만이거나, 이와 동일하거나 또는 이보다 큰 각으로 특징부의 표면에 충돌하는 경우일 수 있다. 따라서, 점탄성 도광체로부터 추출되는 광의 양은 증가되거나 감소될 수 있다. 어느 정도의 광이 특징부의 표면에서 반사하여, 점탄성 층으로부터 추출되는 광의 양이 증가되거나 감소되도록, 특징부의 크기가 변화될 수 있다. 특징부의 표면 구조는 점탄성 층으로부터 추출되는 광의 분포를 제어하는 데 사용될 수 있다. 특정 각도 분포를 갖는 광은 특징부에 충돌하고, 균일하고/거나 무작위로 추출될 수 있다. 또한, 광은 균일하게 그리고 한 패턴으로, 또는 무작위로 그리고 한 패턴으로 추출될 수 있다.

점탄성 도광체는 일반적으로 적어도 하나의 매질과 접촉한다. 매질은 공기 또는 기재를 포함할 수 있으며, 기재는 재귀반사성 필름, 폴리머 필름, 금속, 유리 및/또는 직물일 수 있다. 다양한 예시적인 구조물에 대한 특정 기재가 하기에 기재된다. 편의를 위해, 기재와 접촉하는 점탄성 도광체가 하기에 기재되나, 이러한 기재는 공기를 비롯한 임의의 형태의 매질을 포함할 수 있다.

점탄성 도광체와 접촉하는 특정 재귀반사성 필름 또는 기재를 고려해 볼 때, 기재에 의해 도광체로부터 추출되는 광의 양은 도광체로 진입하는 광의 총량에 비해 약 10 내지 약 50%, 약 20 내지 약 50%, 약 30 내지 약 50%, 약 50 내지 약 70%, 약 50 내지 약 80%, 또는 약 10 내지 약 90%일 수 있다.

재귀반사성 필름 또는 기재에 의해 점탄성 도광체로부터 추출되는 광에 대한 투과각은 약 5°초과 내지 약 95°미만, 약 5°초과 내지 약 60°미만, 또는 약 5°초과 내지 약 30°미만일 수 있다.

점탄성 도광체는 굴절률이 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률보다 더 클 수 있다. 점탄성 도광체의 굴절률은 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률에 비해 약 0.002 초과, 약 0.005 초과, 약 0.01 초과, 약 0.02 초과, 약 0.03 초과, 약 0.04 초과, 약 0.05 초과, 약 0.1 초과, 약 0.2 초과, 약 0.3 초과, 약 0.4 초과, 또는 약 0.5 초과일 수 있다.

점탄성 도광체는 굴절률이 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률보다 더 작을 수 있다. 점탄성 도광체의 굴절률은 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률에 비해 약 0.002 미만, 약 0.005 미만, 약 0.01 미만, 약 0.02 미만, 약 0.03 미만, 약 0.04 미만, 약 0.05 미만, 약 0.1 미만, 약 0.2 미만, 약 0.3 미만, 약 0.4 미만, 또는 약 0.5 미만일 수 있다.

점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름 또는 기재는 광에 대한 변화가 거의 없거나 변화가 없이 재귀반사성 필름 또는 기재로 광이 추출될 수 있도록, 동일하거나 거의 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률 차이는 약 0.001 내지 약 0.002 미만일 수 있다.

점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률 차이는 약 0.002 내지 약 0.5, 약 0.005 내지 약 0.5, 약 0.01 내지 약 0.5, 약 0.02 내지 약 0.5, 약 0.03 내지 약 0.5, 약 0.04 내지 약 0.5, 약 0.05 내지 약 0.5, 약 0.1 내지 약 0.5, 약 0.2 내지 약 0.5, 약 0.3 내지 약 0.5, 또는 약 0.4 내지 약 0.5일 수 있다.

점탄성 도광체는 주어진 응용에 대해 필요한 대로 임의의 벌크(bulk) 3차원 형상을 가질 수 있다. 점탄성 도광체는 정사각형 또는 직사각형 층, 시트, 필름 등의 형태일 수 있다. 점탄성 도광체는 하기 기재되는 바와 같은 형상으로 절단되거나 나뉠 수 있다.

점탄성 도광체의 두께는 이것이 목적하는 대로 기능할 수 있는 한 특별히 제한되지는 않는다. 점탄성 도광체의 두께는 광원을 기준으로 또는 이와 관련하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 설계 변수는 사용되는 특정 광원(들)을 제한하거나 심지어는 요구할 수 있으며, 점탄성 도광체로 진입하는데 필요한 광의 최소량 또는 양의 범위가 있을 수 있다. 따라서, 점탄성 도광체의 두께는 제공된 광원으로부터 필요한 양의 광이 도광체로 진입할 수 있도록 선택될 수 있다. 점탄성 도광체의 최대 두께는 특히 얇게 설계된 광학 장치에 사용하는 데 필요할 수 있다. 점탄성 도광체에 대한 예시적인 두께는 약 0.01 ㎜ 내지 약 25.4 ㎜(약 0.4 mil 내지 약 1000 mil), 약 0.025 ㎜ 내지 약 7.62 ㎜(약 1 mil 내지 약 300 mil), 약 0.025 ㎜ 내지 약 1.52 ㎜(약 1 mil 내지 약 60 mil), 또는 약 0.013 ㎜ 내지 약 0.76 ㎜(약 0.5 mil 내지 약 30 mil)의 범위이다.

점탄성 도광체로부터 추출되는 광의 양과 방향은 적어도 특징부의 형상, 크기, 개수, 배열 등, 점탄성 도광체 및 도광체가 접촉하는 임의의 매질의 굴절률, 점탄성 도광체의 형상 및 크기, 및 점탄성 도광체로 진입되도록 하는 광의 각도 분포에 의해 제어될 수 있다. 이들 변수는 도광체로 진입하는 광의 총량에 비해 약 10 내지 약 50%, 약 20 내지 약 50%, 약 30 내지 약 50%, 약 50 내지 약 70%, 약 50 내지 약 80%, 또는 약 10 내지 약 90%의 광이 점탄성 도광체로부터 추출되도록 선택될 수 있다.

점탄성 도광체는 하나 이상의 점탄성 재료를 포함한다. 일반적으로, 점탄성 재료는 변형을 겪을 때 탄성 및 점성 거동 둘 모두를 나타낸다. 탄성 특징은 일시적인 하중이 제거된 후에 재료가 이의 원래의 형상으로 되돌아오는 재료의 능력을 말한다. 재료에 대한 탄성의 한 척도는 인장 영구 변형(tensile set) 값으로 지칭되며, 이것은 재료가 연신되고 이어서 이 재료가 연신되는 조건과 동일한 조건 하에서 복원(수축(destretch))되게 한 후에 남아있는 신율(elongation)의 함수이다. 재료의 인장 영구 변형 값이 0%인 경우, 이완시에 재료는 그의 원래의 길이로 되돌아간 반면, 인장 영구 변형 값이 100%인 경우, 이완시에 재료는 그의 원래 길이의 2배이다. 인장 영구 변형 값은 ASTM D412를 사용하여 측정될 수 있다. 유용한 점탄성 재료는 인장 영구 변형 값이 약 10% 초과, 약 30% 초과, 또는 약 50% 초과; 또는 약 5 내지 약 70%, 약 10 내지 약 70%, 약 30 내지 70%, 또는 약 10 내지 약 60%일 수 있다.

뉴턴 액체인 점성 재료는 응력이 전단 구배(gradient)와 함께 선형으로 증가함을 명시하는 뉴턴의 법칙을 따르는 점성 특징을 갖는다. 액체는 전단 구배가 제거됨에 따라 이의 형상을 복원하지 않는다. 유용한 점탄성 재료의 점성 특징은 재료가 분해되지 않도록 하는 적당한 온도 하에서의 재료의 유동성을 포함한다.

점탄성 도광체는 도광체로부터 광을 추출하도록 설계된 재료, 예를 들어 재귀반사성 필름 또는 기재의 적어도 한 부분과의 충분한 접촉 또는 습윤화(wetting)를 촉진시켜, 점탄성 도광체와 재귀반사성 필름이 광학적으로 커플링되게 하는 특성을 가질 수 있다. 그 다음, 광은 점탄성 도광체로부터 추출될 수 있다. 점탄성 도광체는 일반적으로 연성, 순응성 및 가요성이다. 따라서, 점탄성 도광체는 충분한 접촉이 수득될 수 있도록 하는 탄성율(또는 저장 탄성률 G') 및 층이 바람직하지 않게 유동하지 않도록 하는 점성 계수(또는 손실 계수 G''), 및 층의 상대적 감쇠도에 대한 감쇠 계수(G''/G', tan D)를 가질 수 있다.

유용한 점탄성 재료는 10 rad/초 및 약 20 내지 약 22℃의 온도에서 측정하여 저장 탄성률, G'가 약 300,000 Pa 미만일 수 있다. 유용한 점탄성 재료는 10 rad/초 및 약 20 내지 약 22℃의 온도에서 측정하여 저장 탄성률, G'가 약 30 내지 약 300,000 Pa일 수 있다. 유용한 점탄성 재료는 10 rad/초 및 약 20 내지 약 22℃의 온도에서 측정하여 저장 탄성률, G'가 약 30 내지 약 150,000 Pa일 수 있다. 유용한 점탄성 재료는 10 rad/초 및 약 20 내지 약 22℃의 온도에서 측정하여 저장 탄성률, G'가 약 30 내지 약 30,000 Pa일 수 있다. 유용한 점탄성 재료는 10 rad/초 및 약 20 내지 약 22℃의 온도에서 측정하여 저장 탄성률, G'가 약 30 내지 약 150,000 Pa이고, 손실 탄젠트(tan d)가 약 0.4 내지 약 3일 수 있다. 재료의 점탄성 특성은 예를 들어, ASTM D4065, D4440 및 D5279에 따라 동역학 분석(Dynamic Mechanical Analysis)을 사용하여 측정될 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 달퀴스트(Dahlquist) 기준 라인에 기재된 바와 같은 PSA 층을 포함한다(문헌[Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Second Ed., D. Satas, ed., Van Nostrand Reinhold, New York, 1989]에 기재된 바와 같은).

점탄성 도광체는 특정 박리력을 갖거나, 적어도 특정 범위 내에서 박리력을 가질 수 있다. 예를 들어, 점탄성 도광체는 90° 박리력이 약 19.7 내지 약 1181.1 g/㎝(약 50 내지 약 3000 g/in), 약 118.1 내지 약 1181.1 g/㎝(약 300 내지 약 3000 g/in), 또는 약 196.9 내지 약 1181.1 g/㎝(약 500 내지 약 3000 g/in)일 수 있다. 박리력은 아이매스(IMASS)로부터의 박리 시험기를 사용하여 측정될 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 가시광 스펙트럼(약 400 내지 약 700 ㎚)의 적어도 일부분에 걸쳐, 약 80 내지 약 100%, 약 90 내지 약 100%, 약 95 내지 약 100%, 또는 약 98 내지 약 100%의 높은 광 투과율을 가지는 광학적으로 투명한 도광체를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 탁도(haze) 값이 약 5% 미만, 약 3% 미만, 또는 약 1% 미만이다. 일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 탁도 값이 약 0.01 내지 약 5% 미만, 약 0.01 내지 약 3% 미만, 또는 약 0.01 내지 약 1% 미만이다. 투과에서 탁도 값은 ASTM D1003에 따라 탁도 측정기를 사용하여 결정될 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 높은 광 투과율과 낮은 탁도 값을 갖는 광학적으로 투명한 도광체를 포함한다. 높은 광 투과율은 가시광 스펙트럼(약 400 내지 약 700 ㎚)의 적어도 일부분에 걸쳐, 약 90 내지 약 100%, 약 95 내지 약 100%, 또는 약 99 내지 약 100%일 수 있으며, 탁도 값은 약 0.01 내지 약 5% 미만, 약 0.01 내지 약 3% 미만, 또는 약 0.01 내지 약 1% 미만일 수 있다. 또한, 점탄성 도광체는 광 투과율이 약 50 내지 약 100%일 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 흐릿하며, 광, 특히 가시광을 발산시킨다. 흐릿한 점탄성 도광체는 탁도 값이 약 5% 초과, 약 20% 초과, 또는 약 50% 초과일 수 있다. 흐릿한 점탄성 도광체는 탁도 값이 약 5 내지 약 90%, 약 5 내지 약 50%, 또는 약 20 내지 약 50%일 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 이것이 광을 반사하고 투과시킨다는 점에서 반투명일 수 있다.

점탄성 도광체는 굴절률이 약 1.3 내지 약 2.6, 1.4 내지 약 1.7, 또는 약 1.5 내지 약 1.7 범위일 수 있다. 점탄성 도광체에 대해 선택된 특정 굴절률 또는 굴절률 범위는 광학 장치의 전체적인 설계와, 장치가 사용될 수 있는 특정 응용에 따라 달라질 수 있다.

점탄성 도광체는 일반적으로 적어도 하나의 폴리머를 포함한다. 점탄성 도광체는 적어도 하나의 PSA를 포함할 수 있다. PSA는 함께 피착물(adherend)을 접착시키는 데 유용하며, 다음과 같은 특성을 보유한다: (1) 강력하면서 영구적인 점착성, (2) 지압 이하로 접착, (3) 피착물 상에 유지되기에 충분한 능력 및 (4) 피착물로부터 깨끗하게 제거되기에 충분한 응집 강도. 감압성 접착제로서 충분히 기능하는 것으로 밝혀진 재료는 점착성, 박리 접착력 및 전단 보유력 간의 바람직한 밸런스를 야기하는 필요한 점탄성 특성을 나타내도록 설계되어 제조된 폴리머이다. 적절한 밸런스의 특성을 얻는 것은 간단한 공정이 아니다. PSA의 정량적인 설명은 상술된 달퀴스트 참고문헌에서 찾을 수 있다.

유용한 PSA는 상기 인용된 셔먼 등의 참고문헌에 상세히 기재되어 있다. 유용한 PSA의 간단한 설명만을 본 명세서에 포함시켰다. 예시적인 폴리(메트)아크릴레이트 PSA는 PSA의 가요성 및 점착성에 기여하는 적어도 하나의 모노에틸렌계 불포화 알킬 (메트)아크릴레이트 모노머를 포함하는 모노머 A; 및 PSA의 Tg를 올리고 PSA의 응집 강도에 기여하는 적어도 하나의 모노에틸렌계 불포화 자유 래디컬적으로 공중합가능한 보강(reinforcing) 모노머를 포함하는 모노머 B로부터 유래된다. 모노머 B는 모노머 A의 호모폴리머 유리 전이 온도(Tg) 보다 더 높은 호모폴리머 유리 전이 온도를 갖는다. 본 명세서에서 사용되는 (메트)아크릴은 아크릴 및 메타크릴 화학종 둘 모두를 말하며, (메트)아크릴레이트에 대해서도 마찬가지이다.

바람직하게는, 모노머 A는 호모폴리머 Tg가 약 0℃ 이하이다. 바람직하게는, (메트)아크릴레이트의 알킬기는 평균 탄소 원자수가 약 4 내지 약 20개이다. 모노머 A의 예로는, 2-메틸부틸 아크릴레이트, 아이소옥틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, 아이소아밀 아크릴레이트, sec-부틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-데실 아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트, 아이소데실 메타크릴레이트 및 아이소노닐 아크릴레이트가 포함된다. 알킬기는 에테르, 알콕시 에테르, 에톡실화 또는 프로폭실화 메톡시 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 모노머 A는 벤질 아크릴레이트를 포함할 수 있다.

바람직하게, 모노머 B는 호모폴리머 Tg가 적어도 약 10℃, 예를 들어 약 10 내지 약 50℃이다. 모노머 B는 (메트)아크릴산, (메트)아크릴아미드 및 이의 N-모노알킬 또는 N-다이알킬 유도체, 또는 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 모노머 B의 예로는, N-하이드록시에틸 아크릴아미드, 다이아세톤 아크릴아미드, N,N-다이메틸 아크릴아미드, N,N-다이에틸 아크릴아미드, N-에틸-N-아미노에틸 아크릴아미드, N-에틸-N-하이드록시에틸 아크릴아미드, N,N-다이하이드록시에틸 아크릴아미드, t-부틸 아크릴아미드, N,N-다이메틸아미노에틸 아크릴아미드 및 N-옥틸 아크릴아미드가 포함된다. 모노머 B의 다른 예로는, 이타콘산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산, 2,2-(다이에톡시)에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 3-하이드록시프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 아이소보르닐 아크릴레이트, 2-(페녹시)에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 바이페닐일 아크릴레이트, t-부틸페닐 아크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 다이메틸아다만틸 아크릴레이트, 2-나프틸 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, N-비닐 포름아미드, N-비닐 아세트아미드, N-비닐 피롤리돈 및 N-비닐 카프로락탐이 포함된다.

일부 실시형태에 있어서, (메트)아크릴레이트 PSA는 얻어지는 Tg가 약 0℃ 미만, 더욱 바람직하게는 약 -10℃ 미만이 되도록 제조된다. 이들 (메트)아크릴레이트 PSA는 둘 모두 (메트)아크릴레이트 PSA 코폴리머의 총 중량에 비해, 약 60 내지 약 98 중량%의 적어도 하나의 모노머 A 및 약 2 내지 약 40 중량%의 적어도 하나의 모노머 B를 포함한다.

유용한 PSA에는 천연 고무계 PSA 및 합성 고무계 PSA가 포함된다. 고무계의 PSA는 부틸 고무, 아이소부틸렌 및 아이소프렌의 코폴리머, 폴리아이소부틸렌, 아이소프렌의 호모폴리머, 폴리부타디엔 및 스티렌/부타디엔 고무를 포함한다. 이들 PSA는 내재적으로 점착성이거나 이들은 점착부여제(tackifier)를 필요로 할 수 있다. 점착부여제는 로진(rosin) 및 탄화수소 수지를 포함한다.

유용한 PSA는 열가소성 엘라스토머(elastomer)를 포함한다. 이들 PSA는 폴리아이소프렌, 폴리부타디엔, 폴리(에틸렌/부틸렌), 폴리(에틸렌-프로필렌)의 고무질 블록을 갖는 스티렌 블록 코폴리머를 포함한다. 고무 상과 회합하는 수지는 엘라스토머 그 자체가 충분히 점착성이 아닌 경우, 열가소성 엘라스토머 PSA와 함께 사용될 수 있다. 고무 상 회합 수지의 예는 지방족 올레핀-유래 수지, 수소화된 탄화수소 및 테르펜 페놀 수지를 포함한다. 열가소성 상과 회합하는 수지는 엘라스토머가 충분히 강성(tiff)이 아닌 경우 열가소성 엘라스토머 PSA와 함께 사용될 수 있다. 열가소성 상 회합 수지는 다중방향족, 쿠마론-인덴 수지, 콜타르 또는 석유로부터 유래된 수지를 포함한다.

유용한 PSA는 미국 특허 제7,005,394호(일리탈로(Ylitalo) 등)에 기재된 바와 같은 점착화된 열가소성-에톡시 감압성 접착제를 포함한다. 이들 PSA는 열가소성 폴리머, 점착부여제 및 에폭시 성분을 포함한다.

유용한 PSA는 미국 특허 제3,718,712호(투샤우스(Tushaus))에 기재된 바와 같은 폴리우레탄 감압성 접착제를 포함한다. 이들 PSA는 가교결합된 폴리우레탄 및 점착부여제를 포함한다.

유용한 PSA는 미국 특허 공개 제2006/0216523호(슈스케(Shusuke))에 기재된 바와 같은 폴리우레탄 아크릴레이트를 포함한다. 이들 PSA는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 가소제 및 기폭제를 포함한다.

유용한 PSA는 실리콘 PSA, 이를 테면 폴리다이오르가노실록산, 폴리다이오르가노실록산 폴리옥사미드 및 미국 특허 제5,214,119호(레이르(Leir) 등)에 기재된 실리콘 우레아 블록 코폴리머를 포함한다. 실리콘 PSA는 규소에 결합된 수소를 갖는 하나 이상의 성분과 지방족 불포화 사이의 하이드로실릴화 반응으로부터 형성될 수 있다. 실리콘 PSA는 폴리머 또는 검(gum) 및 임의로 점착부여 수지를 포함할 수 있다. 점착부여 수지는 트라이알킬실록시기로 엔드캡핑된(endcapped) 3차원 실리케이트 구조를 포함할 수 있다.

또한, 유용한 실리콘 PSA는 폴리다이오르가노실록산 폴리옥사미드 및 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제7,361,474호(셔먼 등)에 기재된 바와 같은 임의의 점착부여제를 포함할 수 있다. 유용한 점착부여제는 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제7,090,922 B2호(주(Zhou) 등)에 기재된 바와 같은 실리콘 점착부여 수지를 포함한다.

PSA는 PSA의 분자량 및 세기를 구축하기 위해 가교결합될 수 있다.. 가교결합제는 화학적 가교결합, 물리적 가교결합 또는 이들의 조합을 형성하기 위하여 사용될 수 있으며, 이들은 열, UV 방사 등에 의해 활성화될 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 미국 특허 제7,255,920 B2호(에버러츠(Everaerts) 등)에 기재된 바와 같은 (메트)아크릴레이트 블록 코폴리머로부터 형성된 PSA를 포함한다. 일반적으로, 이들 (메트)아크릴레이트 블록 코폴리머는 알킬 메타크릴레이트, 아르알킬 메타크릴레이트, 아릴 메타크릴레이트 또는 이들의 조합을 포함하는 제1모노머 조성물의 반응 생성물인 적어도 2개의 A 블록 폴리머 유닛(각각의 A 블록의 Tg가 적어도 50℃이고, 메타크릴레이트 블록 코폴리머가 20 내지 50 중량 퍼센트의 A 블록을 포함함); 및 알킬 (메트)아크릴레이트, 헤테로알킬 (메트)아크릴레이트, 비닐 에스테르 또는 이들의 조합을 포함하는 제2모노머 조성물의 반응 생성물인 적어도 하나의 B 블록 폴리머 유닛(B 블록의 Tg가 20℃ 이하이고, (메트)아크릴레이트 블록 코폴리머가 50 내지 80 중량 퍼센트 B 블록을 포함함)을 포함하며; 여기에서, A 블록 폴리머 유닛은 B 블록 폴리머 유닛의 매트릭스 내에 약 150 ㎚ 미만의 평균 크기를 갖는 나노도메인(nanodomain)으로서 존재한다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 투명 아크릴 PSA, 예를 들어 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터의 VHB™ 아크릴 테이프 4910F 및 3M™ 광학적으로 투명한 라미네이팅 접착제(8140 및 8180 시리즈)와 같은 전사 테이프(transfer tape)로서 입수할 수 있는 것을 포함한다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 미국 특허 제6,663,978 B1호(올슨(Olson) 등)에 기재된 바와 같은 치환되거나 비치환된 방향족 부분(moiety)을 함유하는 적어도 하나의 모노머로부터 형성된 PSA를 포함한다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 (a) 펜던트 바이페닐기를 갖는 모노머 유닛 및 (b) 알킬 (메트)아크릴레이트 모노머 유닛을 포함하는, 미국 특허 출원 제11/875194호(63656US002, 데터먼(Determan) 등)에 기재된 바와 같은 코폴리머를 포함한다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 (a) 펜던트 카바졸기를 갖는 모노머 유닛 및 (b) 알킬 (메트)아크릴레이트 모노머 유닛을 포함하는, 미국 가출원 제60/983735호(63760US002, 데터먼 등)에 기재된 바와 같은 코폴리머를 포함한다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 루이스 산-염기 쌍을 형성하기 위하여 접착제 매트릭스에 분산된 블록 코폴리머를 포함하는, 미국 가출원 제60/986298호(63108US002, 샤퍼(Schaffer) 등)에 기재된 바와 같은 접착제를 포함한다. 블록 코폴리머는 AB 블록 코폴리머를 포함하며, A 블록 상이 분리되어, B 블록/접착제 매트릭스 내에서 마이크로도메인을 형성한다. 예를 들어, 접착제 매트릭스는 펜던트산 기능성을 갖는 알킬 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴레이트의 코폴리머를 포함할 수 있으며, 블록 코폴리머는 스티렌-아크릴레이트 코폴리머를 포함할 수 있다. 마이크로도메인이 입사광을 전방 산란시킬 만큼 충분히 크지만, 입사광을 후방 산란시킬 만큼 크지 않을 수 있다. 전형적으로, 이러한 마이크로도메인은 가시광의 파장(약 400 내지 약 700 ㎚)보다 크다. 일부 실시형태에 있어서, 마이크로도메인 크기는 약 1.0 내지 약 10 ㎛이다.

점탄성 도광체는 연신 해제가능한(releasable) PSA를 포함할 수 있다. 연신 해제가능한 PSA는 이들이 0도 각도에서 또는 거의 0도 각도에서 연신되는 경우 기재로부터 제거될 수 있는 PSA이다. 일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체 또는 점탄성 도광체에서 사용되는 연신 해제 PSA의 전단 저장탄성률은 1 rad/초 및 -17 °에서 측정되는 경우 약 10 ㎫ 미만이거나, 또는 1 rad/초 및 -17℃에서 측정되는 경우 약 0.03 내지 약 10 ㎫이다. 연신 해제가능한 PSA는 분해, 재가공 또는 재활용이 바람직하다면 사용될 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 연신 해제가능한 PSA는 미국 특허 제6,569,521 B1호(셰리단(Sheridan) 등) 또는 미국 가출원 제61/020423호(63934US002, 셔먼 등) 및 제61/036501호(64151US002, 데터먼 등)에 기재된 바와 같은 실리콘계 PSA를 포함할 수 있다. 이러한 실리콘계 PSA는 MQ 점착부여 수지 및 실리콘 폴리머의 조성물을 포함한다. 예를 들어, 연신 해제가능한 PSA는 MQ 점착부여 수지와, 우레아계 실리콘 코폴리머, 옥사미드계 실리콘 코폴리머, 아미드계 실리콘 코폴리머, 우레탄계 실리콘 코폴리머 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 엘라스토머 실리콘 폴리머를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 연신 해제가능한 PSA는 미국 가출원 제61/141767호(64418US002, 야마나카(Yamanaka) 등) 및 제61/141827호(64935US002, 트란(Tran) 등)에 기재된 바와 같은 아크릴레이트계 PSA를 포함할 수 있다. 이러한 아크릴레이트계 PSA는 아크릴레이트, 무기 입자 및 가교결합제의 조성물을 포함한다. 이들 PSA는 단층 또는 다층일 수 있다.

점탄성 도광체는 에어로겔을 포함할 수 있다. 에어로겔은 겔의 액체 성분이 공기로 대체된 겔로부터 유도되는 저밀도 고체 상태의 재료이다. 실리카, 알루미나 및 탄소 에어로겔은 사용될 수 있는 예시적인 에어로겔이다.

점탄성 도광체는 임의로 하나 이상의 첨가제, 이를 테면 충전제, 입자, 가소제, 사슬 전달제, 기폭제, 산화방지제, 안정제, 난연제, 점도 조절제, 발포제(foaming agent), 정전기 방지제, 착색제, 이를 테면 염료 및 안료, 형광 염료 및 안료, 인광 염료 및 안료, 섬유강화제, 및 직물 및 부직포를 포함할 수 있다.

점탄성 도광체는 입자, 이를 테면 나노입자(직경 약 1 ㎛ 미만), 미소구체(직경 약 1 ㎛ 이상), 또는 섬유를 포함함으로써, 흐릿하고/거나 확산되게 만들 수 있다. 예시적인 나노입자에는 TiO₂가 포함된다. 또한, 점탄성 도광체에 기포(bubble)를 혼입시킴으로써 흐릿함 및 확산 특성이 도광체에 혼입될 수 있다. 기포의 직경은 약 0.01 내지 약 1 ㎛일 수 있다. 기포는 예를 들어 발포제를 첨가함으로써 도입될 수 있다. 점탄성 도광체에 첨가될 수 있는 추가의 첨가제의 예는 유리 비드, 반사 입자 및 전도성 입자를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 광학적으로 투명한 PSA 및 PSA의 굴절률보다 더 낮은 굴절률을 갖는 규소 수지 입자를 포함하는, 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 가출원 제61/097685호(64740US002, 셔먼 등)에 기재된 바와 같은 PSA 매트릭스 및 입자를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 입자, 기포, 공기 등의 존재는 광의 산란 및 균일성을 증가시킨다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 이미지를 제공한다. 이미지는 상술된 바와 같이 도광체의 표면을 구조화함으로써 만들어질 수 있다. 예를 들어, 도 1d의 표면(176)은 이미지를 제공하도록 구조화될 수 있다. 이미지는 점탄성 도광체 내에 입자와 같은 재료를 포함시키거나 매립(embed)함으로써 만들어질 수 있다. 또한, 이미지는 도광체의 표면, 예를 들어 표면(176) 상에 이미지를 형성함으로써 만들어질 수 있다. 도광체의 1개 초과의 표면은 이미지를 포함할 수 있다. 점탄성 도광체의 표면은 예를 들어 잉크젯 인쇄, 레이저 인쇄, 정전 인쇄 등에 의한 인쇄 또는 마킹에 의해 이미지 형성될 수 있다. 이미지는 흑색 및 백색과 같은 단색일 수 있거나, 또는 컬러일 수 있다 이미지를 형성하기 위해 사용되는 재료는 예를 들어 가시 영역 내에서 특정 파장 범위 내의 모든 또는 일부의 광을 반사시킬 수 있다. 이미지를 형성하기 위해 사용되는 재료는 특정 파장 범위, 예를 들어 가시 영역 내에서 광이 투과되도록 허용하는 컬러 필터로서 기능할 수 있다. 예시적인 재료는 착색제, 이를 테면 안료 및 염료를 포함한다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 도광체 내의 홀(hole)에 의해 이미지를 제공한다. 홀은 예를 들어, 도광체를 천공(drilling)시킴으로써 만들어질 수 있다.

광학 장치는 재귀반사성 필름을 포함한다. 일반적으로, 재귀반사성 필름은 이 필름 상에 입사하는 광이 입사광의 방향에 대해 하나 이상의 유용한 방향으로 다시 반사된다면, 광을 재귀반사시키는데 적합하다. 광은 입사광의 방향으로부터 180° 또는 거의 180°의 방향으로 다시 반사될 수 있다. 광은 입사광의 방향에 대해 약 45° 내지 약 180°의 어딘가에 하나 이상의 방향으로 다시 반사될 수 있다.

일반적으로, 광은 재귀반사될 수 있으며, 이는 광이 굴절에 의해 반사되거나 회절에 의해 반사될 수 있음을 의미한다. 광은 지금까지 기재된 실시형태에 있어서 굴절에 의해 반사된다. 이들 임의의 실시형태에 있어서, 광이 회절에 의해 반사되도록 재귀반사성 필름의 표면이 회절 격자로 구조화될 수 있다. 예를 들어, 도 1c에 나타낸 재귀반사성 필름(165)의 하부 구조화된 표면(167)은 홀로그래픽 이미지를 제공하도록 배열된 회절 격자 특징부의 릴리프(relief) 패턴을 가질 수 있다.

재귀반사성 필름은 실질적으로 비구조화되거나, 다수의 특징부로 구조화되거나 또는 이들의 조합인 반대편 주 표면을 가질 수 있다. 도 1a 및 1b에서는, 재귀반사성 필름(140)의 주 표면(141 및 142)이 둘 모두 다수의 특징부로 구조화되며, 도 1c에서는, 재귀반사성 필름(165)의 하부 구조화된 표면(167)이 구조화되고, 경계면(168)에서 상부 구조화된 표면(166)이 구조화되지 않는다. 재귀반사성 필름의 표면은 점탄성 도광체에 대하여 상술된 다수의 특징부 중 임의의 하나를 포함할 수 있다.

점탄성 도광체로부터 추출된 광은 재귀반사성 필름으로 투과되거나 투과되지 않을 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 재귀반사성 필름은 추출된 광의 적어도 일부가 투과되는 투명한 재료를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 재귀반사성 필름은 금속을 포함하여, 추출된 광이 실제로 추출되지 않고; 오히려 광이 도광체와 금속성 재귀반사성 필름 사이의 경계면에 충돌하게 된다.

일부 실시형태에 있어서, 재귀반사성 필름은 홀로그래픽 필름을 포함한다. 홀로그래픽 필름은 층의 하부 표면이 양각되어, 다수의 특징부 또는 홀로그래픽 이미지를 제공하도록 배열된 릴리프 패턴을 형성하는 투광성 열가소성 폴리머 층일 수 있다. 예를 들어, 도 1c에 나타낸 바와 같은 재귀반사성 필름(165)의 하부 구조화된 표면(167)은 홀로그래픽 이미지를 제공하기 위한 릴리프 패턴을 갖는 양각된 표면일 수 있다. 릴리프 패턴은 투명 금속 또는 불투명 금속과 같은 반사층으로 코팅될 수 있다. 프론트 라이트 형상에서, 점탄성 층으로부터의 광은 양각된 층을 통해 투과되며, 반사층에 의해 재귀반사된다.

재귀반사성 필름은 때때로 프리즘 시트로도 언급되는 재귀반사성 시트를 포함할 수 있다. 도 2는 프론트 라이트 형상을 갖는 예시적인 광학 장치(200)의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 재귀반사성 시트(240)는 바디층(body layer)(241)을 포함하며, 여기에 큐브 코너 필름(242)이 배치된다. 큐브 코너 필름(242)은 각 특징부가 3개의 집광면에 의해 형성되는, 다수의 큐브 코너 특징부를 포함한다. 특징부는 절두형(truncated) 큐브 코너 특징부일 수 있다. 특징부의 높이는 전형적으로 약 20 내지 약 500 ㎛이다. 실링(Sealing) 필름(243)은 큐브 코너 요소의 셀(cell), 예를 들어 6각 형상의 셀이 형성되도록 바디층의 부분에 접착된다. 실링 필름은 재귀반사성이 증진되도록 큐브 코너 요소와 공기 경계면을 유지한다. 이러한 유형의 시트는 많은 교통 안전 및 개인 안전 용품, 이를 테면 도로 표지, 바리케이드, 자동차 번호판, 포장 도로 마커 및 마킹 테이프뿐 아니라 차량 및 의류용 재귀반사성 테이프에 사용된다. 예시적인 재귀반사성 시트는 모두가 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 가출원 제61/107586호(출원일: 2008년 10월 22일)(64846US002, 스미스(Smith) 등); 미국 특허 공개 제2007/0242356 A1호(타카르(Thakkar) 등); 미국 특허 제6,280,822 B1호(스미스 등); 미국 특허 제5,450,235호(스미스 등) 및 미국 특허 제5,784,197호(프레이(Frey) 등)에 기재되어 있다. 예시적인 재귀반사성 시트는 둘 모두 쓰리엠 컴퍼니로부터 3M™ 다이아몬드 그레이드(Diamond Grade™) 반사 시트 및 3M™ 다이아몬드 그레이드 형광 반사 시트로 입수가능하다.

바디층은 투광성 폴리머 필름과 같은 투광성 층을 포함할 수 있으며, 큐브 코너 요소는 금속 코팅을 갖는 구조화된 폴리머 필름과 같은 구조화된 반사 필름을 포함할 수 있고, 실링 필름은 전형적으로 금속산화물 입자와 같은 입자를 포함하는 폴리머 재료를 포함할 수 있다.

도 2에 나타낸 실시형태의 변이가 사용될 수 있다. 예를 들어, 재귀반사성 필름은 실링 필름(243) 없이 바디층(241) 상에 배치된 큐브 코너 필름(242)을 포함할 수 있다. 또다른 예에서, 재귀반사성 필름은 바디층 및/또는 실링층 없이 큐브 코너 필름을 포함할 수 있다.

일반적으로, 재귀반사성 필름은 이것이 목적하는 3차원 형상으로 형성될 수 있도록 위치관계적으로 안정하며, 내구성, 내후성(weatherable) 및 가요성이 있다.

재귀반사성 필름의 두께는 이것이 목적하는 대로 기능할 수 있는 한 특별히 제한되지는 않는다. 재귀반사성 필름에 대한 예시적인 두께는 약 0.010 ㎜ 내지 약 25.4 ㎜(약 0.4 mil 내지 약 1000 mil), 약 0.025 ㎜ 내지 약 7.62 ㎜(약 1 mil 내지 약 300 mil), 약 0.025 ㎜ 내지 약 1.52 ㎜(약 1 mil 내지 약 60 mil), 또는 약 0.013 ㎜ 내지 약 0.76 ㎜(약 0.5 mil 내지 약 30 mil)의 범위이다.

재귀반사성 필름, 즉 실링 필름의 굴절률은 약 1.45 내지 약 1.65일 수 있다. 재료는 롬 앤 하스 컴퍼니(Rohm and Haas Co.)로부터의 플렉시글라스(PLEXIGLAS)와 같은 플라스틱, 및 알킬렌 옥사이드, 비닐 에테르, (메트)아크릴레이트, 이를 테면 폴리메틸메타크릴레이트 및 에틸렌/아크릴산, 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 이를 테면 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트 및 에틸렌/비닐 아세테이트의 폴리머뿐 아니라 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 에폭시, 폴리비닐알코올, 천연 및 합성 고무, 폴리아세탈, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카프로락탐, 방향족 폴리실록산, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드 및 나일론을 포함한다. 재귀반사성 필름은 착색제, 이를 테면 입자, 염료 또는 안료, UV 안정제 등을 포함할 수 있다.

점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름의 특정 조합체를 고려해 볼 때, 재귀반사되는 광의 양은 도광체로 진입하는 광의 총량에 비해 약 10% 초과, 약 20% 초과, 약 30% 초과, 약 40% 초과, 약 50% 초과, 약 60% 초과, 약 70% 초과, 약 80% 초과, 또는 약 90%초과일 수 있다. 점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름의 특정 조합체를 고려해 볼 때, 재귀반사되는 광의 양은 도광체로 진입하는 광의 총량에 비해 약 10 내지 약 50%, 약 20 내지 약 50%, 약 30 내지 약 50%, 약 50 내지 약 70%, 약 50 내지 약 80%, 또는 약 10 내지 약 90%일 수 있다.

본 명세서에 기재된 광학 장치의 광학 용품은 특정 응용에 따라 달라지는 다양한 다층 구조물에 사용될 수 있다. 도 3a는 광학 용품(301) 및 광원(105)을 포함하는 예시적인 광학 장치(300)의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 이러한 프론트 라이트 형상에서, 점탄성 도광체(110)는 육안(120)으로 나타낸 바와 같은 관찰자에 더 가깝다. 광원(105)은 광원에 의해 방출되는 광이 점탄성 도광체(110)로 진입하고, 내부 전반사에 의해 층 내에서 전송되도록 점탄성 도광체(110)에 대하여 위치된다. 광학 용품(301)은 재귀반사성 시트(240)를 포함한다. 일반적으로, 본 명세서에 기재된 임의의 재귀반사성 필름은 재귀반사성 시트(240) 대신 사용될 수 있으며, 예를 들어, 재귀반사성 필름(140)이 사용될 수 있다. 광학 용품(301)은 임의의 제1층(305)을 포함한다.

임의의 제1층은 점탄성 도광체로부터 추출되고/거나 재귀반사성 필름에 의해 재귀반사되는 광의 거동을 간섭하거나 간섭하지 않도록 설계될 수 있다. 임의의 제1층은 실질적으로 비구조화되거나, 다수의 특징부로 구조화되거나 또는 이들의 조합인 반대편 주 표면을 가질 수 있다.

임의의 제1층의 두께는 광학 장치가 목적하는 대로 기능할 수 있는 한 제한되지 않는다. 임의의 제1층에 대한 예시적인 두께는 약 0.010 ㎜ 내지 약 25.4 ㎜(약 0.4 mil 내지 약 1000 mil) 범위이다.

임의의 제1층은 다양한 광 투과율과 흐릿함 특성을 가질 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 가시광 스펙트럼의 적어도 한 부분에 걸쳐, 광 투과율이 약 80 내지 약 100%, 약 90 내지 약 100%, 약 95 내지 약 100%, 또는 약 98 내지 약 100%인 광학적으로 투명한 기재를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 낮은 광 투과율, 예를 들어 약 0.1 내지 약 70%, 약 0.1 내지 약 50%, 또는 약 0.1 내지 약 20%를 갖는다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 탁도 값이 약 0.01 내지 약 5% 미만, 약 0.01 내지 약 3% 미만, 또는 약 0.01 내지 약 1% 미만이다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 흐릿하며, 광, 특히 가시광을 확산시킨다. 흐릿한 임의의 제1층은 탁도 값이 약 5 내지 약 90%, 약 5 내지 약 50%, 또는 약 20 내지 약 50%일 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 이것이 광을 반사하고 투과시킨다는 점에서 반투명이다.

일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 폴리머 필름을 포함한다. 유용한 폴리머 필름에는 셀룰로오스 아세테이트, 폴리(메트)아크릴레이트 (아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트), 폴리에테르 설폰, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 신디오택틱 폴리스티렌, 환형 올레핀 코폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 나프탈렌 다이카복실산 기반의 코폴리머 또는 블렌드, 또는 이들의 일부 조합이 포함된다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 점탄성 도광체의 굴절률보다 더 큰 굴절률을 갖는 폴리(메트)아크릴레이트를 포함한다.

임의의 제1층은 소다 석회 유리, 붕규산염 유리, 아크릴 유리, 설탕 유리 등을 포함한, 일반적으로 단단한, 깨지기 쉬운, 비정질 고체를 포함하는 유리를 포함할 수 있다.

도 3b는 광학 용품(321) 및 광원(105)을 포함하는 예시적인 광학 장치(320)의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 이러한 프론트 라이트 형상에서, 점탄성 도광체(110)는 육안(120)으로 나타낸 바와 같은 관찰자에 더 가깝다. 광원(105)은 광원에 의해 방출되는 광이 점탄성 도광체(110)로 진입하고, 내부 전반사에 의해 층 내에서 전송되도록 점탄성 도광체(110)에 대해 위치된다. 광학 용품(321)은 재귀반사성 시트(240)를 포함한다. 일반적으로, 본 명세서에 기재된 임의의 재귀반사성 필름은 재귀반사성 시트(240) 대신 사용될 수 있으며, 예를 들어, 재귀반사성 필름(140)이 사용될 수 있다. 광학 용품(301)은 임의의 제2층(325) 및 임의의 제3층(330)을 포함한다.

임의의 제2층은 점탄성 도광체로부터 추출되고/거나 재귀반사성 필름에 의해 재귀반사되는 광의 거동을 간섭하거나 간섭하지 않도록 설계될 수 있다. 임의의 제2층은 실질적으로 비구조화되거나, 다수의 특징부로 구조화되거나 또는 이들의 조합인 반대편 주 표면(326 및 327)을 가질 수 있다. 임의의 제2층의 표면은 점탄성 도광체에 대하여 상술된 다수의 특징부 중 임의의 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 주 표면(326)은 광을 바람직한 각도 분포로 지향시키는데 특히 유용한 렌즈(도 1d에서 표면(176)에 대해 나타낸 바와 같은)를 포함하는 특징부를 가질 수 있다.

임의의 제2층의 두께는 광학 장치가 목적하는 대로 기능할 수 있는 한 제한되지 않는다. 임의의 제2층에 대한 예시적인 두께는 약 0.010 ㎜ 내지 약 25.4 ㎜(약 0.4 mil 내지 약 1000 mil) 범위이다.

임의의 제2층은 다양한 광 투과율과 흐릿함 특성을 가질 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제2층은 가시광 스펙트럼의 적어도 일 부분에 걸쳐, 약 80 내지 약 100%, 약 90 내지 약 100%, 약 95 내지 약 100%, 또는 약 98 내지 약 100%의 높은 광 투과율을 가지는 광학적으로 투명한 기재를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제2층은 낮은 광 투과율, 예를 들어 약 0.1 내지 약 70%, 약 0.1 내지 약 50%, 또는 약 0.1 내지 약 20%를 갖는다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제2층은 약 0.01 내지 약 5% 미만, 약 0.01 내지 약 3% 미만, 또는 약 0.01 내지 약 1% 미만의 탁도 값을 갖는다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제2층은 흐릿하며, 광, 특히 가시광을 확산시킨다. 흐릿한 임의의 제2층은 탁도 값이 약 5 내지 약 90%, 약 5 내지 약 50%, 또는 약 20 내지 약 50%일 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제2층은 이것이 광을 반사하고 투과시킨다는 점에서 반투명이다.

일부 실시형태에 있어서, 임의의 제2층은 폴리머 필름을 포함한다. 유용한 폴리머 필름에는 셀룰로오스 아세테이트, 폴리(메트)아크릴레이트 (아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트), 폴리에테르 설폰, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 신디오택틱 폴리스티렌, 환형 올레핀 코폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 나프탈렌 다이카복실산 기반의 코폴리머 또는 블렌드, 또는 이들의 일부 조합이 포함된다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제2층은 점탄성 도광체의 굴절률보다 더 큰 굴절률을 갖는 폴리(메트)아크릴레이트를 포함한다.

임의의 제2층은 소다 석회 유리, 붕규산염 유리, 아크릴 유리, 설탕 유리 등을 포함한, 일반적으로 단단한, 깨지기 쉬운, 비정질 고체를 포함하는 유리를 포함할 수 있다.

임의의 제2층은 이형 라이너를 포함할 수 있다. 이형 라이너는 전형적으로 접착제 층과 접촉시키기 위한 저접착성 표면을 갖는다. 이형 라이너는 종이, 예를 들어, 크래프트지, 또는 폴리머 필름, 예를 들어, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리에스테르, 폴리올레핀, 셀룰로오스 아세테에트, 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리우레탄 등을 포함할 수 있다. 이형 라이너는 실리콘-함유 재료 또는 플루오르화탄소-함유 재료와 같은 이형제(release agent)의 층으로 코팅될 수 있다. 이형 라이너는 실리콘-함유 재료로 코팅된, 폴리에틸렌으로 코팅된 폴리머 필름 또는 종이를 포함할 수 있다. 예시적인 이형 라이너에는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 상에 실리콘 이형 코팅을 갖는, 씨피 필름즈 인코포레이티드(CP Films Inc.)로부터 상표명 "T-30" 및 "T-10"으로 구매가능한 라이너가 포함된다.

예시적인 이형 라이너에는 구조화된 이형 라이너가 포함된다. 예시적인 이형 라이너에는 미세구조화된 이형 라이너로 지칭되는 것들 중 임의의 것이 포함된다. 미세구조화된 이형 라이너는 접착제 층의 표면 상에 미세구조를 부여하는 데 사용된다. 미세구조화된 표면은 접착제 층과 인접 층 사이의 공기 배출에 도움이 될 수 있다. 일반적으로, 광학 특성을 간섭하는 것을 방지하기 위하여 미세구조는 시간이 경과함에 따라 소실되는 것이 바람직하다. 미세구조는 일반적으로 적어도 2개의 치수가 미세한(microscopic)(즉, 국부도 및/또는 단면도가 미세함) 3차원 구조이다. 본 명세서에 사용되는 "미세한"이라는 용어는 현미경의 도움 없이 인간 육안으로는 알아보기 어려운 치수를 말한다.

미세구조는 다양한 형상들을 지닐 수 있다. 대표적인 예에는, 반구, 프리즘(예를 들어, 정사각형 프리즘, 직사각형 프리즘, 원통형 프리즘 및 다른 유사한 다각형 특징부), 피라미드, 타원, 홈(예를 들어, V자형 홈), 채널 등이 포함된다. 일부 경우에, 용품이 기재에 라미네이팅될 때 접합 경계면에서의 공기 배출을 촉진하는 토포그래픽 특징부(topographical feature)를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 관련하여, 용품의 에지까지 연장될 수 있는 V자형 홈과 채널이 특히 유용하다. 미세구조를 특징짓는 특정 치수 및 패턴은 용품이 의도되는 구체적인 용도에 기초하여 선택된다. 유용한 미세구조의 다른 예는 미국 특허 공개 제2007/0292650 A1호(스즈키(Suzuki))에 기재되어 있으며, 여기서 미세구조화된 접착제 층 표면은 오직 표면의 안쪽 영역에만 존재하고 층의 측면에서 개방되지 않는 하나 이상의 홈을 갖는다. 이러한 홈은 위에서 보았을 때 직선, 분기된 직선, 십자, 원, 타원 또는 다각형의 형태일 수 있으며, 각각의 형태는 복수의 불연속적인 홈으로 구성될 수 있다. 이러한 홈은 폭이 5 내지 100 마이크로미터이고 깊이가 5 내지 50 마이크로미터일 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 임의의 제2층은 이미지를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 점탄성 도광체 및 임의의 제2층의 다양한 상이한 구조물이 이미지를 제공하도록 제조될 수 있다. 임의의 제2층은 층의 어느 하나의 면 상에 인쇄된 이미지를 포함하거나, 이미지는 층 내에 매립될 수 있다. 이미지는 임의의 제2층의 재료와 상이한 하나 이상의 재료를 포함할 수 있으며; 하나 이상의 재료는 이미지를 제공하도록 배열된 층의 영역 내에 있을 수 있다. 영역은 특정 이미지 형성 재료에 따라 특정 범위의 파장 내에서 광을 반사하거나 광을 투과하도록 설계된다.

이미지 형성 재료는 인쇄 또는 마킹에 의해, 예를 들어, 잉크젯 인쇄, 레이저 인쇄, 정전 인쇄 등에 의해 침착될 수 있다. 이미지는 흑백 이미지와 같은 단색조일 수 있거나, 또는 컬러 이미지일 수 있다. 이미지는, 예를 들어, 색상의 균일한 층 전반에 하나 이상의 색상을 포함할 수 있다. 일반적인 또는 주문제작된(custom) 표면을 제공하는 이미지가 사용될 수 있다. 예를 들어, 이미지는 광학 용품이 플라스틱, 금속 또는 무늬목(wood grain); 천, 피혁, 부직포 등으로 보이도록 설계될 수 있다. 이미지는 또한 표면 또는 경계면 상에 배치될 수 있는 백색 점을 포함할 수 있다. 백색 점은 통상적인 고체 도광체의 추출 특징부에 대해 설명된 바와 같이, 예를 들어, 제US 2008/232135 A1호(킨더(Kinder) 등)에 기재된 바와 같이 배열될 수 있다. 유용한 이미지 형성 재료는 특정 파장 범위 이내의 모든 또는 일부 광을 반사하는 것들을 포함한다. 유용한 이미지 형성 재료는 특정 파장 범위 이내의 모든 또는 일부 광을 투과하는 것들을 포함한다. 예시적인 이미지 형성 재료에는 안료 및 염료와 같은 착색제가 포함된다. 이미지 형성 재료는 또한 광결정(photonic crystal)을 포함할 수 있다.

임의의 제3층은 재귀반사성 필름에 의해 재귀반사되는 광을 반사시키는 반사체일 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 반사체는 광의 반사각이 입사각의 약 16° 이내인 경면 반사체(specular reflector)를 포함한다. 경면 반사체는 일부 범위의 입사각에 걸쳐 반사체로서 완전히 또는 거의 완전히 정반사성일 수 있다. 또한, 경면 반사체는 전자기 스펙트럼의 특정 영역, 예를 들어, 가시 영역 전반에서 약 85 내지 약 100%, 약 90 내지 약 100%, 또는 약 95 내지 약 100% 반사성일 수 있다. 적합한 경면 반사체는 거울, 예를 들어, 유리 상에 코팅된 반사 재료, 전형적으로 금속의 필름을 포함하는 평면 거울을 포함한다.

일부 실시형태에서, 반사체는 확산 반사체(diffuse reflector)를 포함하며, 반사체에 입사하는 광은 확산 반사체의 표면에서 반사 및 산란된다. 확산 반사체의 경우, 소정 입사각의 광이 다수의 반사각으로 반사되며. 이들 반사각의 적어도 일부는 입사각의 약 16° 초과이다. 확산 반사체는 일부 범위의 입사각에 걸쳐 완전히 또는 거의 완전히 반사성일 수 있다. 또한, 확산 반사체는 전자기 스펙트럼의 특정 영역, 예를 들어, 가시 영역 전반에서 약 85 내지 약 100%, 약 90 내지 약 100% 또는 약 95 내지 약 100% 반사성일 수 있다. 확산 반사체는 기재 상에 배치된 유기, 무기 또는 하이브리드 유기/무기 입자의 층을 포함할 수 있다. 입자는 폴리머 재료 또는 결합제 중에 분산될 수 있다. 예를 들어, 확산 반사체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 중에 로딩된 황산바륨 입자의 층을 포함할 수 있다.

임의의 제3층은 제1 및 제2 폴리머 층의 약 10 내지 약 10,000개의 교번하는 층을 갖는 다층 광학 필름을 포함할 수 있으며, 폴리머 층은 폴리에스테르를 포함한다. 다층 광학 필름은 쓰리-쿼터(three-quarter) 거울을 포함할 수 있다. 다층 광학 필름은 거울을 포함할 수 있다. 다층 광학 필름은 반사 필름, 편광 필름, 반사 편광 필름, 확산 블렌드 반사 편광 필름, 확산 필름, 휘도 향상 필름 또는 터닝 필름을 포함할 수 있다. 유용한 다층 광학 필름은 미국 특허 제5,825,543호; 제5,828,488호(오우더커크(Ouderkirk) 등); 제5,867,316호; 제5,882,774호; 제6,179,948 B1호(메릴(Merrill) 등); 제6,352,761 B1호; 제6,368,699 B1호; 제6,927,900 B2호; 제6,827,886호(니빈(Neavin) 등); 제6,972,813 B1호(토유카(Toyooka)); 제6,991,695호; 제2006/0084780 A1호(헤브린크(Hebrink) 등.); 제2006/0216524 A1호; 제2006/0226561 A1호(메릴 등); 제2007/0047080 A1호(스토버(Stover) 등); 제WO 95/17303호; 제WO 95/17691호; 제WO 95/17692호; 제WO 95/17699호; WO 96/19347호; WO 97/01440호; WO 99/36248호; 및 WO 99/36262호에 기재되어 있다. 예시적인 경면 반사체에는 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 것들, 예를 들어, 3M™ 고강도 등급 반사 제품(High Intensity Grade Reflective Product), 예를 들어, 고반사성 가시성 거울 필름(High Reflective Visible Mirror Film) 및 고투과성 거울 필름(High Transmission Mirror Film), 및 비퀴티(Vikuiti™) 필름, 예를 들어, 비퀴티 향상된 경면 반사체(Enhanced Specular Reflector)가 포함된다.

임의의 제3층은 알루미늄을 포함할 수 있다.

임의의 제3층은 전형적으로 직경이 약 100 ㎚ 미만인 기공을 포함하는 나노구조화된 다공성 재료를 포함하는 나노폼(nanofoam)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 임의의 제3층은 겔로부터 유도되는 저밀도 고형분 상태의 에어로겔을 포함할 수 있으며, 여기에서 겔의 액체 성분은 공기로 대체된다. 실리카, 알루미나 및 탄소 에어로겔은 사용될 수 있는 예시적인 에어로겔이다. 임의의 제3층은 백색 입자로 채워진 폴리머 필름과 같은 저굴절률 재료를 포함할 수 있다.

백 라이트 형상

도 4a는 예시적인 광학 장치(400)의 단면도를 나타낸 것이다. 이 실시형태는 점탄성 도광체(110)가 재귀반사성 필름(140)의 뒤에 있거나 육안(120)으로 나타나는 바와 같이 재귀반사성 필름보다 관찰자에 더 먼 백 라이트 형상의 예이다. 예시적인 광학 장치(400)는 또한 상부 구조화된 표면(141) 및 하부 구조화된 표면(142)을 갖는 재귀반사성 필름(140)을 포함한다. 점탄성 도광체 내에서 전파되는 광은 광선(405)으로 나타낸 바와 같이 도광체로부터 추출되고, 재귀반사성 필름(140)을 통해 전송될 수 있다.

백 라이트 형상에서, 점탄성 도광체는 재귀반사성 필름과 직접 접촉하지 않는다. 원하는 효과에 따라, 하나 이상의 층이 점탄성 도광체와 재귀반사성 필름 사이에 배치될 수 있다. 점탄성 도광체와 재귀반사성 필름이 접촉하지 않는 실시형태는 하기에 기재된다.

백 라이트 형상에서, 점탄성 도광체는 재귀반사성 필름과 직접 접촉한다. 도 4b는 백 라이트 형상을 갖는 예시적인 광학 장치(410)의 단면도를 나타낸 것이다. 이러한 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체(110)는 재귀반사성 필름(240), 특히 재귀반사성 필름의 실링 필름(243)과 직접 접촉한다.

백 라이트 형상에서, 점탄성 도광체는 실질적으로 비구조화되거나, 다수의 특징부로 구조화된 반대편 주 표면을 갖거나, 하나의 주 표면은 실질적으로 비구조화되고, 다른 주 표면은 다수의 특징부로 구조화될 수 있다. 백 라이트 형상에 사용되는 점탄성 도광체의 구조화된 표면은 프론트 라이트 형상에 대해 상술된 임의의 구조화된 표면을 포함할 수 있으며, 즉 백 라이트 형상에 사용되는 점탄성 도광체의 구조화된 표면은 다수의 특징부를 포함할 수 있으며, 이러한 특징부는 프론트 라이트 형상에 사용되는 점탄성 도광체에 대해 상술된 바와 같은 형상, 크기, 형상 및 크기의 조합, 표면 구조 등을 갖는다. 또한, 백 라이트 형상에서 점탄성 도광체의 구조화된 표면을 위한 특징부의 개수 및 배열은 프론트 라이트 형상에 대해 상술된 개수 및 배열과 동일할 수 있다. 프론트 라이트 형상에 대해 상술된 바와 같이, 특징부의 형상 및/또는 크기는 점탄성 층으로부터 추출된 광의 양 및/또는 분포를 변화시킬 수 있다.

프론트 라이트 형상에 대해 상술된 바와 같이, 백 라이트 형상에 사용되는 점탄성 도광체는 일반적으로 공기와 같은 적어도 하나의 매질 또는 재귀반사성 필름, 폴리머 필름, 금속, 유리 및/또는 직물과 같은 기재와 접촉한다. 다양한 예시적인 구조물에 대한 특정 기재가 후술된다. 편의를 위해, 기재와 접촉하는 점탄성 도광체가 후술되나, 이러한 기재는 공기를 비롯한 임의의 형태의 매질을 포함할 수 있다. 점탄성 도광체와 접촉하고 있는 특정 재귀반사성 필름 또는 기재를 고려해 볼 때, 기재에 의해 도광체로부터 추출되는 광의 양은 도광체로 진입하는 광의 총량에 비해 약 10 내지 약 50%, 약 20 내지 약 50%, 약 30 내지 약 50%, 약 50 내지 약 70%, 약 50 내지 약 80%, 또는 약 10 내지 약 90%일 수 있다. 재귀반사성 필름 또는 기재에 의해 점탄성 도광체로부터 추출되는 광에 대한 투과각은 약 5° 초과 내지 약 95° 미만, 약 5° 초과 내지 약 60° 미만, 또는 약 5° 초과 내지 약 30° 미만일 수 있다.

백 라이트 형상에서, 점탄성 도광체는 굴절률이 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률보다 더 클 수 있다. 점탄성 도광체의 굴절률은 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률에 비해 약 0.002 초과, 약 0.005 초과, 약 0.01 초과, 약 0.02 초과, 약 0.03 초과, 약 0.04 초과, 약 0.05 초과, 약 0.1 초과, 약 0.2 초과, 약 0.3 초과, 약 0.4 초과, 약 0.5 초과일 수 있다. 점탄성 도광체는 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률보다 더 작은 굴절률을 가질 수 있다. 점탄성 도광체의 굴절률은 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률에 비해 약 0.002 미만, 약 0.005 미만, 약 0.01 미만, 약 0.02 미만, 약 0.03 미만, 약 0.04 미만, 약 0.05 미만, 약 0.1 미만, 약 0.2 미만, 약 0.3 미만, 약 0.4 미만, 또는 약 0.5 미만일 수 있다. 점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름 또는 기재는 광이 광에 대한 변화가 거의 없거나 변화 없이 재귀반사성 필름 또는 기재로 추출될 수 있도록 동일하거나 거의 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률 차이는 약 0.001 내지 약 0.002 미만일 수 있다. 점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름 또는 기재의 굴절률 차이는 약 0.002 내지 약 0.5, 약 0.005 내지 약 0.5, 약 0.01 내지 약 0.5, 약 0.02 내지 약 0.5, 약 0.03 내지 약 0.5, 약 0.04 내지 약 0.5, 약 0.05 내지 약 0.5, 약 0.1 내지 약 0.5, 약 0.2 내지 약 0.5, 약 0.3 내지 약 0.5, 또는 약 0.4 내지 약 0.5일 수 있다.

백 라이트 형상에서, 점탄성 도광체는 주어진 응용에 대해 필요하다면 임의의 벌크 3차원 형상을 가질 수 있다. 점탄성 도광체는 정사각형 또는 직사각형 층, 시트, 필름 등의 형태일 수 있다. 점탄성 도광체는 후술되는 바와 같은 형상으로 절단되거나 분할될 수 있다.

백 라이트 형상에서, 점탄성 도광체의 두께는 이것이 목적하는 대로 기능할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다. 프론트 라이트 형상에 대해 상술된 바와 같이, 백 라이트 형상에 사용되는 점탄성 도광체의 두께는 광원을 기준으로 또는 이와 관련하여 선택될 수 있다. 백 라이트 형상에서 점탄성 도광체에 대한 예시적인 두께는 약 0.010 ㎜ 내지 약 25.4 ㎜(약 0.4 mil 내지 약 1000 mil), 약 0.025 ㎜ 내지 약 7.62 ㎜(약 1 mil 내지 약 300 mil), 약 0.025 ㎜ 내지 약 1.52 ㎜(약 1 mil 내지 약 60 mil), 또는 약 0.013 ㎜ 내지 약 0.76 ㎜(약 0.5 mil 내지 약 30 mil)의 범위이다.

프론트 라이트 형상에 대해 상술된 바와 같이, 백 라이트 형상에서 점탄성 도광체로부터 추출되는 광은 특징부의 형상, 크기, 개수, 배열 등, 점탄성 도광체와 도광체가 접촉하고 있는 임의의 매질의 굴절률, 점탄성 도광체의 형상 및 크기 및 점탄성 도광체로 진입하도록 허용되는 광의 각도 분포에 의해 적어도 그 양과 방향이 제어될 수 있다. 이들 변수는 도광체로 진입하는 광의 총량에 비해 약 10 내지 약 50%, 약 20 내지 약 50%, 약 30 내지 약 50%, 약 50 내지 약 70%, 약 50 내지 약 80%, 또는 약 10 내지 약 90%의 광이 점탄성 도광체로부터 추출되도록 선택될 수 있다.

백 라이트 형상에 사용되는 점탄성 도광체는 하나 이상의 점탄성 재료를 포함한다. 유용한 점탄성 재료는 프론트 라이트 형상에 사용되는 점탄성 도광체에 대하여 상술되었다. 백 라이트 형상에 사용되는 점탄성 도광체는 상술된 바와 같은 하나 이상의 첨가제를 임의로 포함할 수 있다.

프론트 라이트 형상에 대해 상술된 재귀반사성 필름은 백 라이트 형상에 사용하기에 적합하다.

백 라이트 형상에서, 점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름의 특정 조합체를 고려해 볼 때, 재귀반사성 필름을 통해 투과되는 광의 양은 도광체로 진입하는 광의 총량에 비해 약 10% 초과, 약 20% 초과, 약 30% 초과, 약 40% 초과, 약 50% 초과, 약 60% 초과, 약 70% 초과, 약 80% 초과, 또는 약 90%초과일 수 있다. 점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름의 특정 조합체를 고려해 볼 때, 재귀반사성 필름을 통해 투과되는 광의 양은 도광체로 진입하는 광의 총량에 비해 약 10 내지 약 50%, 약 20 내지 약 50%, 약 30 내지 약 50%, 약 50 내지 약 70%, 약 50 내지 약 80%, 또는 약 10 내지 약 90%일 수 있다.

일반적으로, 백 라이트 형상에 사용되는 점탄성 도광체는 광원에 의해 방출된 적어도 일부의 광을 수용하도록 구성된다. 일부 실시형태에서는, 광원이 점탄성 도광체에 압착되어 광학 커플링이 일어날 수 있기 때문에, 특별히 설계된 입력 표면은 필요하지 않을 수 있다. 일부 실시형태에서, 예를 들어, 도광체가 PSA를 포함하는 경우에, 광원이 점탄성 도광체에 부착될 수 있다. 일부 실시형태에서, 광원은 점탄성 도광체 내에 매립될 수 있다. 프론트 라이트 형상에 대해 상술된 바와 같이, 점탄성 도광체는 광원으로부터 광을 수용하도록 구성된 입력면을 포함하거나, 광원에 의해 방출된 광의 적어도 일부와의 광학적 커플링을 촉진시키는 데 추출기 용품 또는 커플링 재료가 사용될 수 있다.

백 라이트 형상에서, 광원과 전원 공급 수단은 프론트 라이트 형상에 대해 상술된 것과 동일할 수 있다.

본 명세서에 기재된 광학 장치의 광학 용품은 특정 응용에 따라 달라지는 다양한 다층 구조물에 사용될 수 있다. 도 5는 광학 용품(501) 및 광원(105)을 포함하는 예시적인 광학 장치(500)의 단면도를 나타낸 것이다. 이러한 백 라이트 형상에서, 점탄성 도광체(110)는 육안(120)으로 나타낸 바와 같이 관찰자로부터 더 멀다. 광원(105)은 광원에 의해 방출되는 광이 점탄성 도광체(110)로 진입하고, 내부 전반사에 의해 층 내에서 전송되도록 점탄성 도광체(110)에 따라 위치된다. 광학 용품(501)은 재귀반사성 시트(240)를 포함한다. 일반적으로, 본 명세서에 기재된 임의의 재귀반사성 필름은 재귀반사성 시트(240) 대신 사용될 수 있으며, 예를 들어, 재귀반사성 필름(140)이 사용될 수 있다. 광학 용품(501)은 임의의 제1층(505), 임의의 제2층(510) 및 임의의 제3층(515)을 포함한다.

백 라이트 형상에서, 임의의 제1층 및/또는 제2층은 점탄성 도광체로부터 추출되고/거나 재귀반사성 필름을 통해 투과되는 광의 거동을 간섭하거나 간섭하지 않도록 설계될 수 있다. 임의의 제1층 및/또는 제2층은 실질적으로 비구조화되거나, 다수의 특징부로 구조화되거나 또는 이들의 조합인 반대편 주 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 주 표면(511)은 광을 바람직한 각도 분포로 지향시키는데 특히 유용한 렌즈(도 1d에서 표면(176)에 대해 나타낸 바와 같은)를 포함하는 특징부를 가질 수 있다.

임의의 제1층 및/또는 제2층의 두께는 광학 장치가 목적하는 대로 기능할 수 있는 한 제한되지 않는다. 임의의 제1층 및/또는 제2층의 예시적인 두께는 약 0.010 ㎜ 내지 약 25.4 ㎜(약 0.4 mil 내지 약 1000 mil) 범위이다.

임의의 제1층 및/또는 제2층은 다양한 광투과율 및 흐릿함 특성을 가질 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 가시광선 스펙트럼의 적어도 한 부분에 걸쳐, 약 80 내지 약 100%, 약 90 내지 약 100%, 약 95 내지 약 100%, 또는 약 98 내지 약 100%의 높은 광 투과율을 가지는 광학적으로 투명한 기재를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 낮은 광 투과율, 예를 들어 약 0.1 내지 약 70%, 약 0.1 내지 약 50%, 또는 약 0.1 내지 약 20%를 갖는다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 약 0.01 내지 약 5% 미만, 약 0.01 내지 약 3% 미만, 또는 약 0.01 내지 약 1% 미만의 탁도 값을 갖는다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 흐릿하며, 광, 특히 가시광선을 발산시킨다. 흐릿한 임의의 제1층은 약 5 내지 약 90%, 약 5 내지 약 50%, 또는 약 20 내지 약 50%의 탁도 값을 가질 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 이것이 광을 반사하고 투과시킨다는 점에서 반투명이다.

일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층 및/또는 제2층은 폴리머 필름을 포함한다. 유용한 폴리머 필름에는 셀룰로오스 아세테이트, 폴리(메트)아크릴레이트 (아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트), 폴리에테르 설폰, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 신디오택틱 폴리스티렌, 환형 올레핀 코폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 나프탈렌 다이카르복실산에 기반한 코폴리머 또는 블렌드, 또는 이들의 일부 조합이 포함된다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제1층은 점탄성 도광체의 굴절률보다 더 큰 굴절률을 갖는 폴리(메트)아크릴레이트를 포함한다.

임의의 제1층 및/또는 제2층은 소다 석회 유리, 붕규산염 유리, 아크릴 유리, 설탕 유리 등을 포함한, 일반적으로 단단한, 깨지기 쉬운, 비정질 고체를 포함하는 유리를 포함할 수 있다.

임의의 제2층은 상술된 바와 같은 이형 라이너를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, 임의의 제2층은 상술된 바와 같은 이미지를 제공하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 임의의 제2층은 접착제일 수 있다. 유용한 접착제에는 광학적으로 투명한 접착제, 광학적으로 확산성(optically diffuse)인 접착제, 방사선 경화되는 접착제, 열경화되는 접착제, 핫멜트 접착제, 콜드씰(cold seal) 접착제, 열 활성화되는 접착제, 실온에서 경화되는 접착제가 포함된다.

백 라이트 형상에서, 임의의 제3층은 점탄성 도광체 내에 전송되는 광을 반사하는 반사체일 수 있다. 유용한 반사체에는 경면 반사체 및 확산 반사체가 포함된다. 임의의 제3층에는 다층 광학 필름이 포함될 수 있다.

임의의 제3층은 전형적으로 직경이 약 100 ㎚ 미만인 기공을 포함하는 나노구조화된 다공성 재료를 포함하는 나노폼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 임의의 제3층은 겔로부터 유도되는 저밀도 고형분 상태 재료의 에어로겔을 포함할 수 있으며, 여기에서 겔의 액체 성분은 공기로 대체된다. 실리카, 알루미나 및 탄소 에어로겔은 사용될 수 있는 예시적인 에어로겔이다. 임의의 제3층은 백색 입자로 채워진 폴리머 필름과 같은 저굴절률 재료를 포함할 수 있다.

프론트 라이트 및 백 라이트 형상

프론트 및 백 형상 둘 모두에서, 점탄성 도광체는 광원에 의해 방출된 적어도 일부의 광을 수용하도록 구성된다. 일부 실시형태에서는, 광원이 점탄성 도광체에 압착되어 광학 커플링이 일어날 수 있기 때문에, 특별히 설계된 입력 표면은 필요하지 않을 수 있다. 일부 실시형태에서, 예를 들어, 도광체가 PSA를 포함하는 경우에, 광원이 점탄성 도광체에 부착될 수 있다. 일부 실시형태에서, 광원은 점탄성 도광체 내에 매립될 수 있다.

일부 실시형태에서, 점탄성 도광체는 광원으로부터의 광을 받아들이도록 구성된 입력 표면을 포함한다. 입력 표면은 광학 커플링 수단 및/또는 특정 광원에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 입력 표면은 적절한 굴곡(curvature)을 가질 수 있다. 입력 표면을 포함하는 입력 에지는 특정한 공동, 예를 들어, 광원의 볼록 렌즈를 수용하기 위한 오목한 반구형 공동을 가질 수 있다. 대안적으로, 입력 표면은 광원으로부터의 광을 점탄성 도광체에 광학적으로 커플링하기 위한 프리즘 또는 렌즈와 같은 굴절 구조를 가질 수 있다.

일부 실시형태에서, 광원과 입력 에지 사이에 배치되는 추출기 용품이 광원에 의해 발광된 광의 적어도 일부분과의 광학 커플링을 촉진하는 데 사용될 수 있다. 유용한 추출기 용품은 광원으로부터 광을 추출하기 위한 적절한 굴곡을 가질 수 있다. 광원의 일부 요소와 점탄성 도광체의 굴절률을 맞추기 위한 커플링 재료가 사용될 수 있다. 점탄성 도광체를 광원의 일부 부품에 부착하기 위하여 가교결합성 재료가 사용될 수 있으며, 후속하여 열 및/또는 광을 사용해 경화하여 가교결합된 재료를 형성할 수 있다.

커플링 재료는 실리콘 겔을 포함할 수 있다. 실리콘 겔은 가교결합될 수 있다. 실리콘 겔은 실리콘 오일과 혼합될 수 있다. 실리콘 겔은 예를 들어, 다이메틸실리콘, 다이페닐실리콘, 또는 페닐메틸실리콘과 같은 하나 이상의 실리콘 재료를 포함할 수 있다. 실리콘 겔은 가교결합된 페닐메틸실리콘 부분을 포함할 수 있다. 실리콘 겔은 가교 결합된 페닐메틸실리콘 부분 및 페닐메틸실리콘 오일을 포함할 수 있다. 실리콘 겔은 가교결합된 페닐메틸실리콘 부분 및 페닐메틸실리콘 오일을 0.2:1 내지 5:1의 중량비로 포함할 수 있다. 실리콘 겔은 가교결합된 페닐메틸실리콘을 포함할 수 있다. 실리콘 겔의 예시적인 용도가 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제7,315,418호(디지오(DiZio) 등)에 기재되어 있다.

프론트 및 백 형상 둘 모두에서, 광원은 적어도 일부의 광이 광원으로부터 도광체로 진입할 수 있도록, 점탄성 도광체에 광학적으로 커플링될 수 있다. 예를 들어, 광원에 의해 발광된 광의 약 1 내지 약 10%, 약 1 내지 약 20%, 약 1 내지 약 30%, 약 1 내지 약 40%, 약 1 내지 약 50%, 약 1 내지 약 100%, 약 1 내지 약 100%, 약 50 내지 약 100%, 또는 약 1 내지 약 100%가 점탄성 도광체로 들어가도록 광원이 점탄성 도광체에 광학적으로 커플링될 수 있다. 광원은 임의의 각도 분포 또는 특정 각도 분포를 갖는 광을 발광할 수 있다.

광원은 임의의 적합한 광원을 포함할 수 있다. 예시적인 광원에는 선광원, 예컨대 냉음극 형광 램프 및 점광원, 예컨대 발광다이오드(LED)가 포함된다. 예시적인 광원은 또한 유기발광소자(OLED), 백열 전구, 형광 전구, 할로겐 램프, UV 전구, 자외선 광원, 근적외선 광원, 레이저 또는 화학적 광원을 포함한다. 일반적으로, 광원에 의해 발광된 광은 가시성 또는 비가시성일 수 있다. 하나 이상의 광원이 사용될 수 있다. 예를 들어, 1 내지 약 10,000개의 광원이 사용될 수 있다. 광원은 점탄성 도광체의 에지에 또는 그 근처에 위치하는 1열의 LED들을 포함할 수 있다. 광원은 LED로부터 발광된 광이 원하는 영역 전반에서 연속적으로 또는 균일하게 점탄성 도광체를 조명하도록 회로 상에 배열된 LED들을 포함할 수 있다. 광원은 점탄성 도광체 내에서 색상들이 혼합될 수 있도록 상이한 색상의 광을 발광하는 LED들을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 그래픽은 그의 사용 중에 상이한 시간에 상이하게 나타나도록 설계될 수 있다.

광원은 임의의 적합한 수단에 의해 전원 공급될 수 있다. 광원은 배터리, DC 전원 장치, AC-DC 전원 장치, AC 전원 장치, 또는 태양 광전지를 사용하여 전원 공급될 수 있다.

점탄성 도광체는 점탄성 용품을 제조하기 위해 보통 사용되는 임의의 방법 또는 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 전형적인 공정은 연속 주조 및 경화, 압출, 미세복제(microreplication), 및 엠보싱 방법과 같이 연속 공정인 것들을 포함한다. 다양한 유형의 방사선이 재료를 경화, 예를 들어, 가교결합할 필요가 있는 공정을 위해 사용될 수 있다. 통상적인 성형 공정이 또한 사용될 수 있다. 몰드(mold) 재료를 미세기계가공(micro-machining) 및 폴리싱하여 원하는 특징부, 구조화된 표면 등을 생성함으로써 몰드를 제조할 수 있다. 레이저 절삭(laser ablation)을 사용하여 점탄성 도광체 및 몰드의 표면을 구조화할 수 있다. 이들 과정의 추가의 상세한 설명은 상기 인용된 셔먼 등의 참고문헌에 기재되어 있다.

점탄성 도광체 및 재귀반사성 필름을 포함하는 광학 용품은 다수의 방식으로 제조될 수 있다. 일부 실시형태에서, 도광체 및 재귀반사성 필름은 별도로 제조되고, 접촉되고, 지압, 핸드 롤러, 엠보싱기(embosser) 또는 라미네이터를 사용하여 함께 압착될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 재귀반사성 필름은 점탄성 도광체 상에 재귀반사성 필름 재료를 코팅함으로써 점탄성 도광체 상에 형성될 수 있다. 그 다음, 재귀반사성 필름 재료는 재귀반사성 필름을 형성하도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 재귀반사성 필름 재료를 층의 형태로 점탄성 도광체 상에 압출하고 냉각하여 재료를 고형화시켜 재귀반사성 필름을 형성할 수 있다. 대안적으로, 재귀반사성 필름 재료는 경화가능할 수 있으며 가열하고/거나 방사선을 적용해 처리하여 재귀반사성 필름을 형성할 수 있다. 재귀반사성 필름 재료는 용매를 포함할 수 있으며 재귀반사성 필름은 용매를 제거함으로써 형성된다.

일부 실시형태에 있어서, 점탄성 도광체는 재귀반사성 필름 상에 점탄성 재료를 코팅함으로써 재귀반사성 필름 상에 형성될 수 있다. 그 다음, 점탄성 도광체를 형성하도록 점탄성 재료를 처리할 수 있다. 예를 들어, 점탄성 재료를 층의 형태로 재귀반사성 필름 상에 압출하고 냉각하여 재료를 고형화시켜 도광체를 형성할 수 있다. 대안적으로, 점탄성 재료는 경화가능할 수 있으며 가열하고/가열하거나 방사선을 적용해 처리하여 도광체를 형성할 수 있다. 점탄성 재료는 용매를 포함할 수 있으며 도광체는 용매를 제거하여 형성된다.

재귀반사성 필름 재료 또는 점탄성 재료가 경화가능한 경우에, 각각 부분적으로 경화된 재귀반사성 필름 또는 도광체를 갖는 광학 용품을 제조할 수 있다. 재귀반사성 필름 재료 또는 점탄성 재료가 경화가능한 경우에, 재료가 가교결합되도록 화학적으로 경화하는 재료가 사용될 수 있다. 재귀반사성 필름 재료 또는 점탄성 재료가 경화가능한 경우에, 재귀반사성 필름 재료는 또다른 재료 또는 광원과 접촉하기 전에, 그 후에 및/또는 그 도중에 경화될 수 있다.

재귀반사성 필름 재료 또는 점탄성 재료가 광을 사용하여 경화가능한 경우에, 광원은 재료에 광학적으로 커플링될 수 있고 경화는 광원으로부터 광을 주입하여 수행된다.

재귀반사성 필름을 사용하여 점탄성 도광체의 표면을 구조화할 수 있으며, 예를 들어, 점탄성 도광체는 그것만으로는 구조화되지 않을 수 있고, 오히려, 재귀반사성 필름의 구조화된 표면과 접촉 시에 구조화된다. 재귀반사성 필름의 표면을 변형시켜 경계면을 생성하도록 점탄성 도광체가 구조화된 표면을 갖는 것이 또한 가능하다.

본 명세서에 개시된 광학 용품 및 광학 장치는 임의의 다수의 방식으로 제공될 수 있다. 광학 용품 및 광학 장치는 평평하게 놓여지는 시트 또는 스트립으로서 제공될 수 있거나, 또는 둥글게 말아 롤을 형성할 수 있다. 광학 용품 및 광학 장치는 단일 물품으로서, 또는 다중으로, 또는 세트로, 기타 등등으로 포장될 수 있다. 광학 용품 및 광원은 조립된 형태로, 즉 광학 장치로서 제공될 수 있다. 광학 용품 및 광원은 키트로서 제공될 수 있으며, 그 둘은 서로 분리되어 있고 어떤 시점에 사용자에 의해서 조립된다. 광학 용품 및 광원은 또한 사용자의 요구에 따라 혼합되고 맞추어질 수 있도록 별도로 제공될 수 있다. 광학 용품 및 광학 장치는 조명하도록 일시적으로 또는 영구적으로 조립될 수 있다.

본 명세서에 개시된 광학 용품은 특정 용도에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 광학 용품은 임의의 적합한 수단에 의해서, 예를 들어, 가위 또는 다이 절단 방법을 사용하여 절단 또는 분할될 수 있다. 특히 유용한 다이 절단 방법이 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 가출원 제61/046813호(64033US002, 셔먼 등)에 기재되 있다. 광학 용품 및 장치는 다양한 형상, 예를 들어, 알파벳 문자; 숫자; 기하학적 형상, 이를 테면, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 별형 등으로 절단 또는 분할될 수 있다.

광학 용품 및 광학 장치는 사이니지, 예를 들어, 그래픽 아트 응용을 위해 사용될 수 있다. 광학 용품 및 광학 장치는 창문, 벽면, 벽지, 벽걸이 물품(wall hanging), 그림, 포스터, 게시판, 기둥, 문, 플로어매트(floormat), 차량 상에 또는 내에, 또는 사이니지가 사용되는 어디에나 사용될 수 있다. 예시적인 광학 용품은 제61/169973호(출원일:2009년 4월 16일)(64347US008, 셔먼 등)의 도 19에 나타낸 바와 같은 곡면 표면 상에서 사용될 수 있다.

광학 용품 및 광학 장치는 광이 표지, 마킹 등의 양면 상에 관찰될 수 있도록 양면형일 수 있다. 도 6은 광학 용품(601) 및 광원(605 및 606)을 포함하는 예시적인 광학 장치(600)의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 이러한 실시형태에 있어서, 광은 육안(620 및 621)으로 나타낸 바와 같이 장치의 양면 상에서 관찰할 수 있다. 제1 점탄성 도광체(610) 및 제2 점탄성 도광체(611)는 임의의 제3층(650)의 반대면 상에 배치된다. 제1 재귀반사성 필름(640)은 임의의 제3층(650) 반대편의 제1 점탄성 층(610) 상에 배치된다. 마찬가지로, 제2 재귀반사성 필름(641)은 임의의 제3층(650) 반대편의 제2 점탄성 층(611) 상에 배치된다.

광학 용품(601)은 임의의 제3층(650)의 반대면 상의 그래픽이 백 라이트 형상을 갖는 양면형 그래픽의 예이다. 일반적으로, 광학 용품은 다양한 응용을 위해 양면형으로 설계될 수 있다. 양면형 광학 용품은 2가지 백 라이트 형상, 2가지 프론트 라이트 형상 또는 이들의 조합을 가질 수 있다.

광학 용품 및 장치는 광이 필요한 어디에서든지 안전을 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 용품 및 장치는 사다리의 하나 이상의 단, 계단의 단, 비행기 및 극장에서와 같은 복도, 보도, 출구, 난간, 작업 구역 확인 표지 및 마킹을 조명하도록 사용될 수 있다. 이들 응용 중 하나를 위한 예시적인 광학 용품은 제61/169973호(출원일:2009년 4월 16일)(64347US008, 셔먼 등)의 도 20에 제시되었다.

광학 용품 및 광학 장치는 다양한 물품, 예를 들어, 독서등; 파티 및 휴일을 위한 장식, 예를 들어, 모자, 오너먼트(ornament), 스트링 조명(string lighting), 풍선, 선물 가방, 그리팅 카드(greeting card), 포장지; 책상 및 컴퓨터 액세서리, 예를 들어, 책상 매트, 마우스패드, 노트패드 홀더, 필기구; 스포츠용 물품, 예를 들어, 낚시 루어(lure); 공예 물품, 예를 들어, 뜨게바늘; 개인용 물품, 예를 들어, 칫솔; 가정용 및 사무용 물품, 예를 들어, 시계판, 조명 스위치용 월 플레이트(wall plate), 훅(hook), 연장에 사용될 수 있다. 이들 응용 중 하나를 위한 예시적인 광학 용품은 제61/169973호(출원일:2009년 4월 16일)(64347US008, 셔먼 등)의 도 21에 제시되었다.

광학 용품 및 광학 장치는 장식 및/또는 안전을 목적으로 의류 및 의류 액세서리에 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 용품 및 광학 장치는 자전거를 타는 사람의 겉옷에, 또는 광부의 의류 또는 헤드기어에 사용될 수 있다. 다른 예를 들어, 광학 용품 및 광학 장치는 시계의 줄 및 손목밴드 상에 또는 그 안에, 또는 시계판 상에 또는 그 안에 사용될 수 있다. 이들 응용 중 하나를 위한 예시적인 광학 용품은 제61/169973호(출원일:2009년 4월 16일)(64347US008, 셔먼 등)의 도 22에 제시되었다.

광학 용품 및 광학 장치는 광이 필요하거나 요구되는 어디든지 사용될 수 있다. 광학 용품 및 광학 장치는 용품 또는 장치로부터의 광이, 각각, 위쪽 방향으로 방출되도록 선반의 상부 표면에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 광학 용품 및 광학 장치는 용품 또는 장치로부터의 광이, 각각, 아래쪽 방향으로 방출되도록 선반의 하부 표면에 배치될 수 있다. 광학 용품 및 광학 장치는 또한 투광성 부분을 갖는 선반 상에 또는 그 내부에 배치될 수 있다. 용품 및 장치는 투광성 부분으로부터 광이 방출되도록 배열될 수 있다. 이들 응용 중 하나를 위한 예시적인 광학 용품은 제61/169973호(출원일:2009년 4월 16일)(64347US008, 셔먼 등)의 도 23에 제시되었다.

광학 용품 및 장치는 손전등으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 용품 및 광학 장치는 배터리 커버 판의 바깥쪽이나 안쪽 또는 전자 핸드헬드(handheld) 장치의 다른 부분 상에 배치될 수 있다. 광학 용품 및 광학 장치는 전자 장치의 배터리에 배선접속(hardwired)될 수 있거나 배선접속되지 않을 수 있지만 자체 전원을 가질 수 있다. 전자 장치의 배터리 커버는 디스플레이를 포함하는 장치의 나머지 부분으로부터 제거가능할 수 있거나 제거가능하지 않을 수 있다.

광학 용품 및 광학 장치는 자동차, 선박, 버스, 트럭, 열차, 트레일러, 항공기 및 항공우주 비행체와 같은 차량에 사용될 수 있다. 광학 용품 및 장치는 외장, 내장, 또는 임의의 틈새(in-between) 표면을 포함한 차량의 거의 모든 임의의 표면에 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 용품 및 장치는 차량의 외장 및/또는 내장의 문 손잡이를 조명하는 데 사용될 수 있다. 광학 용품 및 장치는 트렁크 구획을 조명하는 데 사용될 수 있으며, 예를 들어, 트렁크 덮개의 아래쪽에 또는 구획 안쪽에 위치할 수 있다. 광학 용품 및 장치는 범퍼, 스포일러(spoiler), 플로어 보드, 창문 상에, 미등, 실 플레이트 등(sill plate light), 퍼들 등(puddle light), 비상등, 중앙에 높게 위치한 정지등(center high mounted stop light), 또는 사이드 등 및 마커로서 또는 그 상에 사용될 수 있다. 광학 용품 및 장치는 엔진 구획 안쪽을 조명하는 데 사용될 수 있으며, 예를 들어, 이들은 후드의 아래쪽에, 구획의 안쪽에, 또는 엔진부 상에 위치할 수 있다.

광학 용품 및 장치는 또한 차량 문의 외장 패널과 내장 패널 사이에 차량 문의 에지 표면 상에 사용될 수 있다. 이러한 광학 용품 및 장치는 사용자, 제조자 등에게 다양한 정보를 제공하도록 사용될 수 있다. 광학 용품 및 장치는 차량의 계기판을 조명하는 데 사용될 수 있으며, 조명된 영역이 전형적으로 표시된다. 광학 용품 및 장치는 컵홀더, 콘솔, 손잡이, 시트, 문, 대시보드, 머리받침대, 핸들, 휠(wheel), 휴대용 조명, 나침반 등과 같은 다른 내장 물품 상에 사용될 수 있다. 광학 용품 및 장치는 독서등에서 후방 또는 통과 영역에 사용될 수 있거나 또는 차량 내부에 주변 조명(ambient lighting)을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 제61/169973호(출원일: 2009년 4월 16일)(64347US008, 셔먼 등)의 도 24는 광학 용품(2400 및 2401)을 갖는 예시적인 자동차를 나타낸다.

광학 용품 및 광학 장치는 물품의 제조에 사용될 수 있거나 또는 물품의 대체 부품으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 용품 및 광학 장치는 자동차의 일부 특정 부품의 조립 또는 수리를 위해 자동차 제조사 또는 자동차 수리점에 판매될 수 있다. 제61/169973호(출원일: 2009년 4월 16일)(64347US008, 셔먼 등)의 도 25는 미등(2500)을 갖는 예시적인 자동차를 나타낸다. 광학 용품 또는 광학 장치(도시하지 않음)는 전형적으로 적색, 황색 또는 투명 플라스틱인 미등의 바깥쪽 층 뒤쪽에 배치된다 미등은 광원으로서 전구 또는 LED를 갖는 공동을 포함할 수 있다. 광학 용품 또는 장치는 광원의 대체품으로서 공동에 사용될 수 있다. 대안적으로, 미등은 공동을 포함하지 않을 수 있거나, 또는 적어도 현재 자동차에 사용되는 것보다 훨씬 더 작은 공동을 포함할 수 있다. 광학 용품 또는 광학 장치는 미등의 바깥쪽 층의 뒤쪽에 또는 내부에 배치될 수 있어서 미등의 전체 크기가 감소된다.

광학 용품 및 광학 장치는 교통 안전을 위해, 예를 들어, 교통 표지, 도로 표지, 고속도로 분리대 및 배리어, 톨 부스(toll booth), 포장도로 마킹, 및 작업 구역 확인 표지 및 마킹을 위해 사용될 수 있다. 광학 용품 및 장치는 장식을 위해 자동차 번호판 상에 사용되어, 차량 등록 등과 같은 정보를 제공할 수 있다. 광학 용품 및 장치는 또한 자동차 번호판이 측면, 상부 등으로부터 조명되도록 자동차 번호판 근처에 광을 제공하는 데 사용될 수 있다.

광학 용품 및 광학 장치는 때때로 백라이트(backlight) 조립체라고 지칭되는 중공 광 재순환 공동(hollow light recycling cavity)을 포함하는 조명 장치와 함께 사용될 수 있다. 백라이트 조립체는 사이니지 또는 일반적인 조명을 위해 사용될 수 있다. 예시적인 백라이트 조립체가 본 명세서에 참고로 포함되는 제WO 2006/125174호(호프만(Hoffman) 등) 및 미국 특허 공개 제2008/0074901호(데이비드(David) 등)에 개시되어 있다. 본 명세서에 개시된 광학 용품 및 광학 장치는 이러한 참조문헌에 기재된 광원을 대체하는 데 사용될 수 있다.

도 7은 예시적인 백라이트 조립체(700)의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 백라이트 조립체는 다수의 내부 표면(706a 내지 706c) 및 단면의 평면에 실질적으로 평행한 2개의 대향하는 측면(707a 및 707b)(도시하지 않음)을 갖는 하우징(705)을 포함한다 이들 내부 표면(706a 내지 706c , 707a 및 707b) 중 적어도 하나는 반사성이다. 백라이트 조립체(700)는 또한 조립체의 바닥을 따라 위치되는 광원(710)을 포함하나, 광원은 하우징의 임의의 다른 면을 따라 위치될 수 있다. 백라이트 조립체(700)는 또한 광학 용품(720)을 포함한다. 하우징(705) 및 광학 용품(720)은 폐쇄형(enclosed) 백라이트를 형성한다. 하우징(705)은 금속 및/또는 폴리머를 포함할 수 있다. 반사성 내부 표면은 전술한 임의의 반사체 및 반사성 표면을 포함할 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 광학 용품(720)은 다층 광학 필름(721), 다층 광학 필름 상에 배치된 점탄성 도광체(722), 다층 광학 필름 반대편의 도광체 상에 배치된 재귀반사성 필름(723) 및 도광체 반대편의 재귀반사성 필름 상에 배치된 추가의 층(724)을 포함한다. 다층 광학 필름은 상술된 바와 같은 쓰리-쿼터 거울을 포함할 수 있다. 점탄성 도광체(722) 및 재귀반사성 필름(723)은 각각 상술된 임의의 것을 포함할 수 있다. 추가의 층(724)은 내부의 폐쇄형 백라이트로부터 바깥쪽의 조명 장치(700)까지 광을 투과하는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 추가의 층(724)은 확산성 및/또는 반투명일 수 있는 폴리머 필름을 포함할 수 있다. 폴리머 필름(724)은 또한 상술된 바와 같은 이미지 및 제61/169973호(출원일: 2009년 4월 16일)(64347US008, 셔먼 등)에서와 같은 이미지를 제공할 수 있다.

광학 용품 및 광학 장치는 휴대전화, 개인 디지털 장치, MP3 플레이어, 디지털 액자, 모니터, 랩탑 컴퓨터, 프로젝터, 예를 들어, 미니프로젝터, 위성 위치확인 표시기(global positioning display), 텔레비전 등과 같은 디스플레이 장치 상에 또는 그 내에 사용될 수 있다. 광학 용품은 디스플레이 장치의 디스플레이 패널을 후방조명하기 위해 사용되는 통상적인 도광체 대신에 사용될 수 있다. 예를 들어, 점탄성 도광체를 사용하여 하나 이상의 실질적으로 선형인 광원 또는 점광원으로부터 광을 분포시키는 중실형(solid) 또는 중공형(hollow) 도광체를 대체할 수 있다. 디스플레이 장치는 점탄성 도광체에 디스플레이 구성요소를 접합하기 위한 접착제의 필요 없이 조립될 수 있다. 예시적인 디스플레이 장치에는 LCD 및 플라즈마 디스플레이 패널을 갖는 것들이 포함된다. 예시적인 디스플레이 장치가 미국 가출원 제61/169973호(출원일: 2009년 4월 16일)(64347US008, 셔먼 등); 미국 특허 공개 제2008/232135 A1호(킨더 등) 및 미국 특허 제6,111,696호(앨런(Allen) 등)에 기재되어 있다.

광학 용품 및 장치는 전술한 디스플레이 장치를 포함한 다양한 전자 장치에서 버튼 및 키패드를 조명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 광학 용품 및 장치는 모두 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 가출원 제61/169973호(출원일: 2009년 4월 16일)(64347US008, 셔먼 등)의 도 28; 미국 특허 제7,498,535호(호일레(Hoyle)); 미국 특허 공개 제2007/0279391 A1호(마틸라(Marttila) 등), 미국 특허 공개 제2008/0053800 A1호(호일레); 미국 특허 출원 제12/199862호(63619US006, 살린 등)에 기재된 바와 같은 통상적인 도광체 대신에 사용된다.

본 명세서에 개시된 광학 용품 및 광학 장치는 보안 필름 또는 라미네이트에 포함될 수 있다. 이러한 보안 라미네이트는 문서 또는 패키지를 보호하여 아래에 놓인 물품이 변하지 않도록 보장하는 데 사용된다. 보안 라미네이트는 운전면허증, 여권, 변조 방지 씰(tamper proof seal) 등을 제조하는 데 사용될 수 있다. 예시적인 보안 필름 구조물은 모두 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 제5,510,171호(페이키쉬(Faykish)); 미국 특허 제6,288,842호(플로크자크(Florczak) 등); 및 미국 특허 출원 제12/257223호(64812US002, 엔들(Endle) 등)에 기재되어 있다.

도 8은 점탄성 도광체(801) 및 재귀반사성 필름(802)을 포함하는 예시적인 광학 용품(800)의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 재귀반사성 필름(802)은 홀로그래픽 필름을 포함할 수 있다. 유사한 구조물이 페이키쉬의 도 1에 제시되었다. 접착제 층(820)은 이미지의 형태로 패턴화되며, 이 층은 재귀반사성 필름(802)과 접착제 층(825) 사이에 배치된다. 접착제 층(825)은 보호되어야 하는 문서(830) 상에 배치된다. 접착제 층(840)은 점탄성 도광체의 표면 및/또는 보호층과 도광체 사이의 다른 층을 보호한다. 보호층(840)은 전형적으로 폴리머 필름 또는 유리이다. 광학 용품(800)은 프론트 라이트 형상을 가지며, 백 라이트 형상이 사용될 수 있다.

광학 용품 및 광학 장치는 조명된 자동차 번호판의 구조물에서 사용될 수 있다. 유용한 광학 용품은 모두 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 공개 제2007/0006493호(에버바인(Eberwein)); 미국 특허 공개 제2007/0031641 A1호(프리쉬(Frisch) 등); 미국 특허 공개 제20070209244호(프롤리우스(Prollius) 등); 제WO2008/076612 A1호(에버바인); 제WO2008/121475 A1호(프리쉬); 제WO2008/016978호(볼르너(Wollner) 등); 및 제WO2007/92152 A2호(에버바인)에 기재된 프론트 라이트 및 백 라이트 광학 용품을 포함한다.

도 9는 백 라이트 형상을 갖는 예시적인 자동차 번호판 조립체(900)의 개략 단면도를 나타낸 것이다. 유사한 조립체를 프롤리우스(Prollius) 등의 도 6에 나타내었다. 자동차 번호판 조립체(900)는 프레임(901)을 포함하며, 그 위에 광원(905)이 배치된다. 점탄성 도광체(910)는 광원에 인접해 있다. 재귀반사성 필름(930)은 육안(950)으로 나타낸 관찰자에 대해 점탄성 도광체의 상부에 배치된다. 굴절률이 재귀반사성 필름(930)의 굴절률에 비해 상대적으로 더 낮은 몇몇 재료(940)가 재귀반사성 필름(930)과 점탄성 도광체(910) 사이에 배치된다. 재료(940)는 상술된 바와 같은 공기, 폴리머 또는 에어로겔을 포함할 수 있다. 표식(961)이 있는 자동차 번호판(960)은 접착제 층(970)과 함께 재귀반사성 필름(930)에 접착된다. 점탄성 도광체(910)는 PSA를 포함할 수 있다. 유용한 접착제에는 광학적으로 투명한 접착제, 광학적으로 확산성(optically diffuse)인 접착제, 방사선 경화되는 접착제, 열경화되는 접착제, 핫멜트 접착제, 콜드씰(cold seal) 접착제, 열 활성화되는 접착제, 실온에서 경화되는 접착제가 포함된다.

또다른 예시적인 자동차 번호판 조립체는 재귀반사성 필름 상에 배치된 표식을 포함하여, 자동차 번호판(960)과 접착제 층(970)이 필요없게 된다. 이 경우에, 재귀반사성 필름은 자동차 번호판이다.

재귀반사성 시트를 포함하는 실시형태에 있어서, 시트는 실링 필름이 관찰자에 대해 바디층보다 더 가깝도록 "뒤집을" 수 있다. 프론트 라이트 형상에서, 점탄성 도광체는 실링 필름에 인접해 있다. 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 광학적으로 투과성인 필름의 층 (보호용)은 점탄성 도광체의 반대면 상에 배치될 수 있다. 경면 반사체와 같은 반사체는 점탄성 도광체의 반대편의 재귀반사성 시트 상에 배치될 수 있다. 백 라이트 형상에서, 점탄성 도광체는 바디층에 인접해 있다. 경면 반사체와 같은 반사체는 점탄성 도광체 반대편의 재귀반사성 시트 상에 배치될 수 있다.

용어 "~에 접촉" 및 "~ 상에 배치되는"은 일반적으로 2개의 물품이 서로 인접하여 전체 물품이 원하는 대로 기능할 수 있음을 기술하는 데 사용된다. 이것은 물품이 원하는 대로 기능할 수 있는 한, 인접한 물품들 사이에 추가적인 재료가 존재할 수 있음을 의미할 수 있다.

[실시예]

실시예 1

공칭 두께가 1 ㎜이고 아뻬(Abbe) 굴절계를 사용하여 측정시 굴절률이 1.473인 투명한 아크릴 PSA를 포함하는 테이프(쓰리엠 컴퍼니로부터의 VHB™ 아크릴 테이프 4910F) 3조각으로부터 3층 라미네이트를 제조하였다. 핸들 롤러를 3층 라미네이트를 제조하는 데 사용하였다. 그 다음, 이러한 3층 라미네이트를 쓰리엠 컴퍼니로부터의 쓰리엠 다이아몬드 그레이드 반사 시트의 겉면(관측자쪽)(10.2 ㎝ × 20.3 ㎝(4" × 8" 면적))에 라미네이팅하여 시트를 전면 조명하였다. 측면-방출형 LED를 한쪽 단부로부터 코어 PSA에 압착하였고 광은 전체 20.3 ㎝(8 인치)의 3층 라미네이트를 쉽게 통과하였고 광이 빠져나오는 것을 분명하게 볼 수 있었다. 광은 또한 시트의 백색 육각형 씰 패턴을 따라 광원에 수직으로 추출되었다.

실시예 2

90/10 아이소옥틸 아크릴레이트/아크릴산, 0.3 중량% 헥산다이올 다이아크릴레이트 및 0.2 중량% 이르가큐어(IRGACURE) 651 광개시제(시바 스페셜티(Ciba Specialty))로 제조된 접착제 조성물을 측면-방출형 발광 다이오드(LED)의 리본 2개가 22.9 ㎝(9 인치) 떨어져 (양면 접착제로) 부착되어 있는 0.13 ㎜(5 mil) 거울 필름(쓰리엠(3M™) 컴퍼니로부터의 비퀴티 향상된 경면 반사체(Vikuiti™ Enhanced Specular Reflector)) 상에 코팅하였다. 노치 막대 나이프 코팅기를 사용하여 접착제 조성물을 코팅하고 실리콘 이형 라이너(씨피 필름즈 T10 0.05 ㎜(2.0 mil) 폴리에스테르 이형 라이너)로 덮었다. 낮은 세기의 UV 램프를 사용하여 15분 동안 접착제 조성물을 경화하였다. 접착제 조성물을 1.78 ㎜(70 mil)의 습윤 두께로 코팅하여 LED 리본을 완전히 캡슐화하였다. 접착제는 두께가 1.02 ㎜(40 mil)이고, 굴절률이 1.474 (아뻬 굴절계에서 측정)이었다. LED에 전원을 공급할 수 있도록 연결점에서 리본으로부터 접착제를 제거하였다. 그 다음, 쓰리엠 다이아몬드 그레이드 DG3 반사 시트(시리즈 4000)를 LED가 매립된 도광체 구조물(22.9 ㎝ × 91.4 ㎝(9" × 36") 면적)의 상부에 라미네이팅하였다. 캡슐화된 측면 방출형 LED에 전원을 공급하였고, 광은 전체 22.9 ㎝(9 인치)의 PSA 길이를 쉽게 통과하였고, 반사 시트를 통과하여 빠져나오는 것을 분명하게 볼 수 있었다.

실시예 3

90/10 아이소옥틸 아크릴레이트/아크릴산, 0.3 중량% 헥산다이올 다이아크릴레이트 및 0.2 중량% 이르가큐어 651 광개시제(시바 스페셜티)로 제조된 접착제 조성물을 측면-방출형 발광 다이오드(LED)의 리본 2개가 22.9 ㎝(9 인치) 떨어져 (양면 접착제로) 부착되는 0.13 ㎜(5 mil) 거울 필름(쓰리엠 컴퍼니로부터의 비퀴티 향상된 경면 반사체) 상에 코팅하였다. 노치 막대 나이프 코팅기를 사용하여 접착제 조성물을 코팅하고 실리콘 이형 라이너(씨피 필름즈 T10 0.51 ㎜(2.0 mil) 폴리에스테르 이형 라이너)로 덮었다. 낮은 세기의 UV 램프를 사용하여 15분 동안 접착제 조성물을 경화하였다. 접착제 조성물을 1.78 ㎜(70 mil)의 습윤 두께로 코팅하여 LED 리본을 완전히 캡슐화하였다. 접착제는 두께가 1.02(40 mil)이고, 굴절률이 1.474(아뻬 굴절계에서 측정)이었다. LED에 전원을 공급할 수 있도록 연결점에서 리본으로부터 접착제를 제거하였다. 그 다음, 폴리카보네이트 필름 없이 쓰리엠 다이아몬드 그레이드 반사 시트를 포함하는 가요성 반사 시트를 LED가 매립된 도광체 구조물(22.9 ㎝ × 91.4 ㎝(9" × 36") 면적)의 상부에 라미네이팅하였다. 캡슐화된 측면-방출형 LED에 전원을 공급하였고, 광은 전체 22.9 ㎝(9 인치)의 PSA 길이를 쉽게 통과하였고, 반사 시트를 통과하여 빠져나오는 것을 분명하게 볼 수 있었다.

Claims (27)

1. 광원;
   감압성 접착제를 포함하는 점탄성 도광체 - 여기서, 광원에 의해 방출된 광은 점탄성 도광체로 진입하고, 내부 전반사에 의해 도광체 내에서 전송됨 -; 및
   광을 재귀반사시키는 재귀반사성 필름 - 여기서, 점탄성 도광체 내에서 전송되는 광은 도광체로부터 추출되고 재귀반사성 필름의 하나 이상의 특징부를 포함하는 구조화된 표면으로부터 재귀반사됨 - 을 포함하는 광학 장치.
2. 광원;
   감압성 접착제를 포함하는 점탄성 도광체 - 여기서, 광원에 의해 방출된 광은 점탄성 도광체로 진입하고, 내부 전반사에 의해 도광체 내에서 전송됨 -; 및
   광을 재귀반사시키는 재귀반사성 필름 - 여기서, 점탄성 도광체 내에서 전송되는 광은 도광체로부터 추출되고 재귀반사성 필름을 통해 투과됨 - 을 포함하는 광학 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제

Images