(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射フィルムであって、
第１の主表面及び第２の主表面を有し、垂直入射光に対して、１６００ｎｍ以下の波長にて配置される長波長帯域端を有する広反射帯域を提供するように構成される複数のミクロ層を備える、多層光学フィルムと、
前記第１の主表面と接触する拡散層であって、散乱された可視光が前記広反射帯域によって実質的に反射され得るように、前記可視光を一定の範囲の角度にわたって前記多層光学フィルム内へと散乱させるように適合される、拡散層と、を備え、
前記拡散層が、ポリマー結合剤を含み、該ポリマー結合剤中に分散した複数の相互に連結された空隙又は空隙の網状組織を備えるナノ空隙モホロジーを有し、及び、
前記反射フィルムは、多層光学フィルムの第２の主表面が吸収性材料と接触している場合であっても、可視光に対して少なくとも９７％の半球反射率を有する、反射フィルム。
【請求項２】
反射フィルムであって、
第１の主表面及び第２の主表面を有し、垂直入射光に対して、１６００ｎｍ以下の波長にて配置される長波長帯域端を有する広反射帯域を提供するように構成される複数のミクロ層を備える、多層光学フィルムと、
前記多層光学フィルム内へと連結される場合に前記広反射帯域によって実質的に反射され得る第１の角度部分と、前記多層光学フィルム内へと連結される場合に前記広反射帯域によって実質的に反射され得ない第２の角度部分へと、可視光を散乱させるように適合される、拡散層と、
前記多層光学フィルムと前記拡散層との間に挟まれる低屈折率層であって、前記第２の角度部分へと散乱された前記可視光が、前記低屈折率層における内部全反射によって前記多層光学フィルムへと入ることを実質的に遮蔽される、低屈折率層と、を備え、
前記低屈折率層が、ポリマー結合剤を含み、該ポリマー結合剤中に分散した複数の相互に連結された空隙又は空隙の網状組織を備え、及び、
前記反射フィルムは、多層光学フィルムの第２の主表面が吸収性材料と接触している場合であっても、可視光に対して少なくとも９７％の半球反射率を有する、反射フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して光学フィルムに関し、その反射及び透過特性が、フィルム内のマイクロ層間の境界面から反射された光線の建設的及び相殺的干渉によって主に決定され、かかるフィルムに対する特定の印加は、拡張された波長範囲にわたって非常に高い反射率及び低い光透過率を有する。本発明はまた、関連物品、システム、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層光学フィルムは既知である。そのようなフィルムは、典型的に、異なる透過性材料の多数の極薄層を組み込み層は、光学フィルムの反射及び透過特性が、層の境界面から反射された光線の建設的及び相殺的干渉によって主に決定されるように十分薄いため、ミクロ層と称される。個別のミクロ層によって示される複屈折の程度（存在する場合）、及び隣接したミクロ層の相対屈折率の差、また他の設計特性に基づいて、多層光学フィルムは、例えば、場合によっては反射偏光子として、また場合によってはミラーとして特徴付けられ得る、反射及び透過特性を有するように製造することができる。
【０００３】
その面内屈折率が、面内遮蔽軸に沿って隣接するミクロ層の間の実質的な屈折率不整合を提供し、面内通過軸に沿って隣接するミクロ層の間の実質的な屈折率整合を提供するように選択され、遮蔽軸と称される１つの主方向に沿って偏光された垂直入射に関して高い反射率を確実にする一方で、通過軸と称される直交主方向に沿って偏光された垂直入射光線に関しては低い屈折率及び高い反射率を維持するために、十分な数の層を有する、複数のミクロ層から構成される反射性偏光子が、しばらくの間既知である。例えば、米国特許第３，６１０，７２９号（Ｒｏｇｅｒｓ）、同第４，４４６，３０５号（Ｒｏｇｅｒｓら）及び同第５，４８６，９４９号（Ｓｃｈｒｅｎｋら）を参照されたい。
【０００４】
より最近では、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙの研究者が、このようなフィルムのフィルムと垂直な方向、すなわちｚ軸に沿った層間の屈折率特性の有意性を指摘し、これらの特性が斜角の入射角で、フィルムの反射率及び透過率においていかに重要な役割を有するかを示した。例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）を参照されたい。Ｊｏｎｚａらはとりわけ、隣接するミクロ層間の屈折率におけるｚ軸の不整合（より簡潔にｚ屈折率不整合すなわちΔｎｚ）が、ブリュースター角（境界面におけるｐ偏光の反射率がゼロになる角度）が非常に大きいか又は存在しない多層積み重ね体の構成を可能にするためにどのように調整され得るかを教示する。これはひいては、その境界面におけるｐ偏光に関する反射率が、入射角の増加に伴って緩慢に減少するか又は入射角と独立しているか又は入射角が垂直方向から遠ざかるにつれて増加する、多層ミラー及び偏光子の構成を可能にする。その結果、ミラーの場合のあらゆる入射方向及び偏光子の場合の選択された方向において、ｓ偏光及びｐ偏光の両方に関し、広帯域幅にわたり高反射率を有する多層フィルムが達成され得る。
【０００５】
いくつかの多層光学フィルムは、狭周波数帯操作のため、すなわち狭い波長範囲にわたって設計される一方で、実質的に可視又は明所視スペクトル全体、又は例えば、近赤外線波長を伴う可視又は明所視波長範囲などの広い波長範囲にわたって使用するために設計されたものもある。
【０００６】
幾つかの反射フィルムは、コリメートされた入射ビームが、コリメートされた、又は実質的にコリメートされた（例えば、１．０度以下、又は０．３度以下の半値全幅出力を有する）反射ビームとして反射されるように、光を鏡面反射するように設計される。従来の家庭用ミラー又は自動車用ミラーは、鏡面反射フィルムの一例である。他の反射フィルムは、異なる散乱方向の全半球等（例えば、反射光は少なくとも１５度又は少なくとも４５度の半値全幅出力を有し得る）、コリメートされた入射ビームが大きなコーン内へ反射されるように、光を拡散反射するように設計される。「フラットホワイト」塗料は、拡散反射フィルムの一例である。
【０００７】
反射フィルムにとって、鏡面反射と拡散反射との混合又は好適な釣り合いを提供することが望ましい場合もある。かかるフィルムを、「半鏡面」反射フィルムと称する。かかるフィルムに関する１つの用途は、例えば、バックライトとして使用可能であり得る、光を拡張された範囲にわたって放射するエッジライト式光学空洞であってもよい。かかる３つの空洞を、図１ａ、１ｂ、及び１ｃに示される。エッジ装着型光源は、各空洞の左端に装着されてもよいが、一般性のために図面からは省略されている。
【０００８】
純粋な鏡面反射体は、「反射角は入射角に等しい」という光学的法則に従って機能する。これは、図１ａの中空空洞１１６ａに示される。図中、前方及び後方の反射体、１１２ａ、１１４ａは、共に純粋に鏡面反射性である。図のように、最初に発射した斜光線１５０ａのごく一部は前方の反射体１１２ａを透過するが、残りは等角度で後方の反射体１１４ａに向かって反射し、再度等角度で前方の反射体１１２ａに向かって反射し、それを繰り返す。この構成は、リサイクルされる光線が空洞１１６ａでのその横方向遷移を妨害されないため、空洞１１６ａにわたる光の最大横方向伝播を提供する。しかしながら、所与の入射角での光伝播を、他の入射角に変換する機構が存在しないため、空洞内において角混合は生じない。
【０００９】
一方で、純粋のランベルト面（拡散）の反射体は、光線を全方向に等しく向け直す。これは図１ｂの中空空洞１１６ｂに見られ、前方の反射体１１２ｂ及び後方の反射体１１４ｂは共に純粋のランベルト面である。同じ最初に発射された斜光線１５０ｂは前方反射体１１２ｂによって全ての方向に直ちに散乱され、散乱される光の殆どは空洞１１６ｂ内に反射して戻るが、幾らかは前方の反射体１１２ｂを透過する。反射光の幾らかは「前方に」（図に見られるように一般的に右に）移動するが、同等の量が「後方に」（一般的に左に）移動する。前方散乱とは、反射光の横方向又は面内（当該散乱表面に平行な平面）伝搬成分を意味する。このプロセスが繰り返されると、数回の反射の後、前方に向けられた光線の成分は大きく減少する。ビームは急速に分散し、最小水平移動を引き起こす。
【００１０】
半鏡面反射鏡は、鏡面反射特性と拡散特性のバランスを提供する。図１ｃの中空空洞１１６ｃでは、前方の反射体１１２ｃは純粋に反射鏡面であるが、後方の反射体１１４ｃは半鏡面反射鏡である。同様に最初に発射した斜光線１５０ｃの反射された部分は後方の反射体１１４ｃに当たり、光の量は調整されて実質的に前方散乱する。次に、光の反射コーンは部分的に透過されるが、これらは全て更にかなりの程度まで「前方」方向に伝搬しながら、ほとんどは後方の反射体１１４ｃに反射して（鏡面反射）戻される。
【００１１】
このように、半鏡面反射鏡は、光線の方向及び偏光の適切な混合を更に提供しながら、リサイクリング空洞の全域に光が横方向に広がるのを促進することがわかる。したがって、部分拡散であるが実質的に前方に向けられた成分を有する反射体は、より少ない光線の全反射で、より多くの光をより大きい距離にわたって伝播させ得る。ＰＣＴ公開第ＷＯ  ２００８／１４４６４４号（Ｗｅｂｅｒら）への参照がなされる。
【００１２】
特定の設計課題が、拡散層をＭＯＦと組み合わせる場合に生じる。この点に関する参照は、ＰＣＴ公開第ＷＯ  ２００７／１１５０４０号（Ｗｅｂｅｒ）「Ｗｉｄｅ  Ａｎｇｌｅ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ」になされる。設計課題は、ＭＯＦが空気より大きい屈折率の媒質内に事実上光学的に浸され、散乱層によって高傾斜角にて散乱される光が、空気中にさらされたときのＭＯＦに対する臨界角よりも傾斜した角度（「超臨界」角）にてＭＯＦのミクロ層を通って伝搬し得ることから生じる。この効果は、ＭＯＦの反射帯域が伝搬角の増加に伴ってより短い波長へと移行するということ、及びその反射帯域のスペクトル幅がＭＯＦに使用されるミクロ層の光学反復単位（ＯＲＵ）の数によって制限されるということと合わさり、特により長い波長において、ＭＯＦ全体にわたって後部又は後方主表面へと伝搬する幾らかの散乱光をもたらし得る。例えば、かかる後部主表面上に存在する吸収性材料といった、任意の汚れ又は外乱は、光を吸収する、ないしは別の方法で消失させることがあり、構成体の全反射率を減じる。これらの設計課題に対する幾つかの解決策は、第‘０４０号ＰＣＴ公開において述べられている。しかしながら、更なる解決策は、光学システム製造者及び設計者にとって利益となるであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
半鏡面反射性ミラーフィルムを使用して、例えば、バックライト、又は１つ以上のエッジ装着型ＬＥＤ光源を使用する他の拡張領域光源の場合等の、光源がデバイスの一端又は複数の端に位置付けられている場合でさえも、バックライト領域又はディスプレイ領域にわたって均等に光を分配することができる高効率光ガイドを提供し得ることを見出された。本明細書で更に記載される半鏡面ミラーフィルムは、例えば、より少なく、かつより明るいＬＥＤ源を用いたエネルギー効率の良いディスプレイデバイス、並びに／又は、高効率及び／若しくは高空間的均一性を有する直接型蛍光灯若しくはＬＥＤ照明デバイス、並びに／又は、エッジ装着型若しくはパネル装着型光源によって提供される補助照明をほとんど伴わない若しくは全く伴わない、昼光での使用のために設計される半透過型ディスプレイといった、種々の用途における有用性を見出し得る。他の可能性のある用途には、室内灯、埋め込み式照明、デスクランプ、エッジライト型反射体、ライトパイプ、装飾用照明デバイス、例えば、広告用ディスプレイケース等の標識用途に対して使用されるディスプレイ、温度制御されたディスプレイ用の照明デバイス、熱成形された反射体、及び照明に使用される他の物品における、半鏡面ミラーフィルムの使用が挙げられる。
【００１４】
本明細書に開示される半鏡面ミラーフィルムは、典型的に、鏡面反射多層光学フィルム（ＭＯＦ）と、該ＭＯＦの前方主表面に積層化ないしは別の方法で取付される少なくとも１つの散乱層との、また任意で、実質的に固体である光透過性材料の１つ以上の介在する層を伴うが、散乱層とＭＯＦ層との間に介在する光学的に厚いエアギャップを伴わない、組み合わせに関する。散乱層によって提供される散乱又はヘイズの量は、目的とする用途において望ましい鏡面反射率と拡散反射率との混合に依存して、小さく、中程度に、又は大きく調整され得る。
【００１５】
広反射帯域を有する多層光学フィルム（ＭＯＦ）及び散乱層の双方を組み込む半鏡面ミラーフィルムが開発された。散乱量は、調整して、半鏡面反射率を提供するように鏡面及び拡散反射の所望の混合を提供することができる。幾つかの実施形態では、低屈折率ＴＩＲ層が、ＭＯＦと散乱層との間に挟まれ、他の実施形態では、散乱層はＭＯＦに直接接触する。ＴＩＲ層を含む実施形態では、ＴＩＲ層は好ましくは、ナノ空隙モホロジーを有し、かつポリマー結合剤及び複数の粒子を含む。散乱層がＭＯＦに直接接触する実施形態では、散乱層は好ましくは、同様にナノ空隙モホロジーを有し、かつポリマー結合剤及び複数の粒子を含む。いかなる場合でも、得られる半鏡面ミラーフィルムは、対応する低損失を有し、可視スペクトル等の広波長帯にわたって非常に高い全反射率を有するように作製することができ、また散乱及び鏡面反射の制御された配合又は混合を有するように調整することができる。
【００１６】
したがって本願は、とりわけ、多層光学ミラーフィルム（ＭＯＦ）と、該ＭＯＦの第１の主表面と接触する拡散層と、を含む、反射フィルムを開示する。ＭＯＦは、広反射帯域を提供するように構成される複数のミクロ層を含み、反射帯域は入射角の関数として変化する。拡散層は、散乱された光が広反射帯域によって実質的に反射され得るように、可視光を一定の範囲の角度にわたって多層光学フィルム内へと散乱させるように適合される。更に、拡散層はナノ空隙モホロジーを有し、ポリマー結合剤を含み、また好ましくは複数の粒子を含む。
【００１７】
ＭＯＦの広反射帯域は、垂直入射光に対して、１０００ｎｍ以下、又は１２００ｎｍ以下、又は１４００ｎｍ以下、又は１６００ｎｍ以下の波長にて配置される長波長帯域端を有してもよく、反射フィルムは、８０％未満の伝播率に対応する可視光散乱を提供してもよく、反射フィルムはまた、該反射フィルムの後方表面が吸収性材料と接触するときに、可視光に対して少なくとも９７％の総半球反射率を有してもよい。幾つかの場合では、フィルムにより提供される散乱は、伝播率が６０％未満又は４０％未満であるように十分に高くてもよい。
【００１８】
拡散層は、少なくとも４０％、５０％、又は６０％の空隙体積分率を有してもよい。拡散層が複数の粒子を含む場合では、粒子は、二酸化ケイ素又は酸化アルミニウムを含んでもよい。拡散層内の粒子はまた、小粒子、凝集体、及び小粒子の粒塊を含む寸法分布を特徴としてもよい。拡散層内粒子の拡散層内ポリマー結合剤に対する重量比は、少なくとも１、又は少なくとも２、又は少なくとも４、又は少なくとも６、又は少なくとも７であってもよい。
【００１９】
拡散層は、可視光の垂直入射ビームによって照射されるときに屈折率ｎｓの基材内への散乱分布を特徴としてもよく、ｎｓはＭＯＦ内の複数のミクロ層の最小屈折率である。幾つかの場合では、散乱分布は、基材内のグレージング角にて実質的に低減されてもよい。散乱分布は、０度の散乱角における値Ｓ０（すなわち、垂直入射ビームに対する基材内の偏差角）と６０度の散乱角における値Ｓ６０とを有してもよく、Ｓ６０はＳ０の１０％未満であってもよい。散乱分布はまた、７０度の散乱角における値Ｓ７０を有してもよく、Ｓ７０も同様にＳ００の１０％未満であってもよい。散乱分布は、５０度の散乱角における値Ｓ５０を有してもよく、Ｓ５０も同様にＳ０の１０％未満であってよい。
【００２０】
また、多層光学ミラーフィルム（ＭＯＦ）、拡散層、及びＭＯＦと拡散層との間に挟まれる低屈折率層（ＴＩＲ層とも称される）を含む、反射フィルムも開示される。ＭＯＦは、広反射帯域を提供するように構成される複数のミクロ層を含み、反射帯域は入射角の関数として変化する。拡散層は、多層光学フィルム内へと連結される場合に広反射帯域によって実質的に反射され得る第１の角度部分と、多層光学フィルム内へと連結される場合に広反射帯域によって実質的に反射され得ない第２の角度部分へと、可視光を散乱させるように適合される。反射フィルムは、好ましくは、第２の角度部分へと散乱された可視光が、低屈折率層における内部全反射によって多層光学フィルムへと入ることを実質的に遮蔽されるように、構築される。低屈折率層は、ＴＩＲ層とも称される場合があるが、ナノ空隙モホロジーを有し、ポリマー結合剤を含み、また好ましくは同様に複数の粒子も含む。低屈折率層は、例えば、１．３未満、又は１．２５未満、又は１．２未満の屈折率を有してもよい。
【００２１】
広反射帯域は、垂直入射光に対して、１６００ｎｍ以下、又は１４００ｎｍ以下、又は１２００ｎｍ以下、又は１０００ｎｍ以下の波長にて配置される長波長帯域端を有してもよく、反射フィルムは、８０％未満の伝播率に対応する可視光散乱を提供してもよく、反射フィルムはまた、該反射フィルムの後方表面が吸収性材料と接触するときに、可視光に対して少なくとも９７％の総半球反射率を有してもよい。広反射帯域の短波長帯域端は、垂直入射光に対して、４００ｎｍにて、又は例えば、３５０〜４５０の範囲等、４００ｎｍ付近にて配置されてもよい。幾つかの場合では、反射フィルムの伝播率は、６０％未満、又は４０％未満であってもよい。
【００２２】
低屈折率層は、少なくとも４０％、５０％、又は６０％の空隙体積分率を有してもよい。低屈折率層内の粒子は、二酸化ケイ素を含んでもよい。低屈折率層内の粒子の低屈折率層内のポリマー結合剤に対する重量比は、少なくとも１、又は少なくとも２、又は少なくとも４、又は少なくとも６、又は少なくとも７であってもよい。
【００２３】
関連する方法、システム、及び物品も述べられる。
【００２４】
本願のこれらの態様及び他の態様は、以下の詳細な説明から明らかとなろう。しかし、決して、上記概要は、請求された主題に関する限定として解釈されるべきでなく、主題は、手続処理の間補正することができる添付の特許請求の範囲によってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１ａ】鏡面反射体を用いた光学空洞の概略的側面図。
【図１ｂ】拡散反射体を用いた光学空洞の概略的側面図。
【図１ｃ】半鏡面反射体を用いた光学空洞の概略的側面図。
【図２ａ】多層光学フィルム又は完成した半鏡面ミラーフィルムのロールの概略的斜視図。
【図２ｂ】一連の光学反復単位を形成するようにパケット内に配置された内側ミクロ層を示す、多層光学フィルムの概略的側面図又は断面図。
【図３ａ】空気中にさらされた多層光学フィルムの概略的側面図又は断面図。
【図３ｂ】より高い屈折率媒体中に浸された同一フィルムの同様の図。
【図４ａ】ナノ空隙ＴＩＲ層と広帯域ＭＯＦミラーフィルムとを組み込んだ、半鏡面ミラーフィルムの概略的側面図又は断面図。
【図４ｂ】ナノ空隙散乱層と広帯域ＭＯＦミラーフィルムとを組み込んだ、半鏡面ミラーフィルムの概略的側面図又は断面図。
【図５ａ】凝集体粒子にまとめられた主要粒子の概略図。
【図５ｂ】メソ細孔性構造を有する粒塊にまとめられた凝集体粒子の概略図。
【図５ｃ】メソ細孔性構造と結合剤とを組み込んだ半鏡面ミラーフィルムの概略的側面図又は断面図。
【図５ｄ】図４ａ及び４ｂのミラーフィルムにおける使用に好適なナノ空隙層の一部分の、拡大した概略図。
【図６】光学拡散体の透過散乱特性を測定するための光学システムの概略的側面図。
【図７】光学拡散体の反射散乱特性を測定するための光学システムの概略的側面図。
【図８ａ】光学サンプルの総半球反射率を測定するための光学システムの概略的斜視図。
【図８ｂ】図８ａのシステムの概略的断面図。
【図９ａ】比較フィルムに対する散乱角の関数としての散乱強度のプロット。
【図９ｂ】幾つかの代表的フィルムに対する散乱角の関数としての散乱強度の一群のプロット。
【００２６】
図中、同様の参照番号は同様の構成要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
上述で概説されたように、本明細書において、とりわけ、ポリマー結合剤を有する少なくとも１つのナノ空隙層を、高い全反射率と、それに対応して、例えば、可視スペクトルといった、関心の広波長範囲にわたって低い損失とを達成するように有利に組み込む、半鏡面ミラーフィルムを説明する。ナノ空隙層の空隙体積分率、すなわち、層の空隙が占める分別体積（本明細書ではまた、「多孔率」と称する場合もある）は、少なくとも４０％、又は少なくとも５０％又は６０％であってもよい。高い空隙体積分率は、極めて小さい空隙寸法分布と組み合わさり、例えば、１．３未満、又は１．２５未満、又は１．２未満であるが、１を超える、極めて低い有効屈折率を特徴とする（層の散乱又はヘイズが屈折率の測定を可能にするのに十分に低いという条件で）ナノ空隙層を可能にする。ナノ空隙層はまた、好ましくは、複数の粒子を組み込む。粒子は、二酸化ケイ素又は他の無機若しくは有機材料を含んでもよい。ナノ空隙層内の結合剤の粒子に対する重量比は、好ましくは、１：７〜１：２、又は約８７．５％の粒子〜６６．７％の粒子である。ナノ空隙層の設計の詳細は、幾つかの場合では、有意な量の散乱又はヘイズを提供するように調整することもでき、また他の場合では、有意な散乱又はヘイズをほとんど提供しない、又は全く提供しないように調整することもできる。前者の場合、ナノ空隙層全体を通した複数の粒子の寸法分布は、小粒子の集団と、小粒子の凝集体の別の集団とを特徴とする。かかる分布は、二峰性であり得る。ナノ空隙層が有意なヘイズを有するように作製される場合、それは好ましくは、広帯域多層光学ミラーフィルム上に直接配置されて、低損失高反射率半鏡面ミラーフィルムを提供する。ナノ空隙層が有意なヘイズをほとんど有さない、又は全く有さないよう作製される場合、それは好ましくは、散乱層と広帯域多層光学ミラーフィルムとの間に配置されて、低損失高反射率半鏡面ミラーフィルムを提供する。
【００２８】
本開示の半鏡面ミラーフィルムは、例えば、バッチ製造プロセス等の他のプロセスも所望により使用され得るが、大容量の連続的なロールツーロール製造プロセスに適合している。図２ａは、多層光学フィルム（ＭＯＦ）２１０のロールを示し、半鏡面反射フィルムを形成するための散乱層（低屈折率又はＴＩＲ層の場合もある）の更なる適用の前後いずれかであるようである。以下の考察では、単純化のため、ＭＯＦ  ２１０は未だ散乱層又はＴＩＲ層と組み合わされていないものとする。
【００２９】
広帯域ＭＯＦミラーフィルム
本願の所望のほとんどの用途において、ＭＯＦ  ２１０は、可視スペクトル等の所望の波長帯にわたって、また全ての偏光及び全ての実際の入射角に対して、高反射率を有するように設計されるが、概して、フィルムは、任意の所与の波長の光、入射方向、及び偏光状態に対して、特定の量の透過、反射、及び吸収を呈することができる。一般に、任意の所与の入射光線に対するＭＯＦの透過（Ｔ）プラス反射（Ｒ）プラス吸収（Ａ）は１００％であり、又はＴ＋Ｒ＋Ａ＝１００％である。例示的実施形態では、ＭＯＦは、少なくとも可視波長スペクトルの大多数にわたって低吸収を有する材料で全て構成されてもよい。かかる場合では、吸収Ａは極めて僅か、例えば、１％未満であってもよく、また上述の関係は次のように表され得る。
【００３０】
Ｔ＋Ｒ≒１００％
ここで図２ｂを参照すると、概略的側面図におけるＭＯＦ  ２１０の一部分がその内側層を含むフィルムの構造を示すのが確認される。フィルムは局部的なｘ−ｙ−ｚデカルト座標との関連において図示され、フィルムはｘ及びｙ軸と平行に延び、ｚ軸はフィルム及びその構成層と垂直でありフィルムの厚さ軸と平行である。フィルム２１０は完全に平坦である必要はないが、湾曲していても、あるいは平面からかけ離れるように付形されていてもよく、これらの場合においても、任意に、フィルムの小さな部分又は領域が、図示のように局所的なデカルト座標系と関連付けられ得る。
【００３１】
多層光学フィルムは異なる屈折率を有する個別の層を含み、それによって隣接する層の間の境界面においていくらかの光が反射する。場合により「ミクロ層」と称されるこれらの層は、多数の境界面で反射された光が、建設的又は相殺的干渉を受けてＭＯＦに所望の反射又は透過特性を提供するために十分に薄い。紫外、可視、又は近赤外の波長で光を反射するように設計される多層光学フィルムに対しては、各ミクロ層は、一般的に約１μｍ未満の光学的厚さ（物理的な厚さ×屈折率）を有する。しかしながら、多層光学フィルムの外側表面のスキン層、又はミクロ層の凝集性の一群（「積み重ね体」又は「パケット」として既知）を分離する、多層光学フィルム内に配置される保護境界層（ＰＢＬｓ）などの、より厚い層もまた含まれ得る。図２ｂにおいて、マイクロ層は「Ａ」又は「Ｂ」と記されており、「Ａ」層はある材料から構成され、「Ｂ」層はそれとは異なる材料から構成されており、これらの層は、交互に並ぶ構成で積み重ねられて、図示のように光学的反復単位又は単位セルＯＲＵ  １、ＯＲＵ  ２、．．．ＯＲＵ  ６を形成している。典型的に、完全に高分子材料から構成される多層光学フィルムは、高反射率が所望される場合、６光学反復単位よりもはるかに多くを含む。図の底部における実質的により厚い層２１２は、図に示されるミクロ層の積み重ね体を、ミクロ層の別の積み重ね体又はパケット（図示されない）から分離する外側スキン層又はＰＢＬを表し得る。所望により、例えば、２つ以上の厚い接着剤層で又は圧力、熱又は他の方法の使用により２つ以上の別個の多層光学フィルムが一緒に積層され、積層体又は複合フィルムを形成し得る。
【００３２】
いくつかの場合において、ミクロ層は１／４波積み重ね体に対応する厚さ及び屈折率値を有し得る。すなわち、それぞれ同じ光学的厚さの２つの隣接するミクロ層を有する光学反復単位に構成されており（ｆ比＝５０％であり、ｆ比は構成層「Ａ」の光学的厚さ対完全な光学反復単位の光学的厚さの比である）、このような光学反復単位は、その波長λが光学反復単位の全体的な光学厚さの２倍である建設的干渉光により反射するために有効であり、本体の「光学的厚さ」とは、その物理的厚さにその屈折率を掛けたものである。他の場合において、光学反復単位のミクロ層の光学的厚さは互いに異なり、ｆ比は５０％超又は５０％未満であり得る。図２ｂの実施形態において、「Ａ」層は、一般的に、「Ｂ」層よりも遥かに薄いものとして表される。それぞれ表される光学反復単位（ＯＲＵ  １、ＯＲＵ  ２など）は構成層「Ａ」及び「Ｂ」の光学的厚さの合計と等しい光学的厚さ（ＯＴ１、ＯＴ２など）を有し、各光学反復単位は、その波長λがその全体的な光学的厚さの２倍である光を反射する。多層光学フィルムで一般的に使用されるミクロ層積み重ね体又はパケットにより提供される反射率は、ミクロ層間のほぼ平滑で明確な境界面及び典型的な構成体において使用される低ヘイズ値材料の結果として、拡散性ではなくむしろ典型的には実質的に鏡面反射性の性質である。
【００３３】
例示的実施形態では、光学反復単位の光学的厚さは、ｚ軸又はフィルムの厚さ方向に沿った厚さ勾配に従って異なっていてもよく、それにより、光学的反復単位の光学的厚さは、積み重ね体の一方の側（例えば、上部）から積み重ね体の他方の側（例えば、下部）へと進むにつれて、増加するか、減少するか、又は他の機能的関連性に従う。このような厚さ勾配はより広い反射帯域を提供し、実質的にスペクトルの平坦な透過性及び関心のより広い波長帯域にわたり、かつまた関心の全ての角度にわたる光の反射を提供するために使用され得る。米国特許第６，１５７，４９０号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ  Ｗｉｔｈ  Ｓｈａｒｐｅｎｅｄ  Ｂａｎｄｅｄｇｅ」に記載されているように、高反射と高透過の間の波長遷移における帯域端を急峻にするように調整された厚さ勾配を使用することもできる。「急峻な帯域端を備える光学フィルム」高分子多層光学フィルムに関し、反射帯域は、急峻な帯域端、加えて反射特性が適用される波長範囲にわたって本質的に一定である「フラットトップ」反射帯域を有するように設計され得る。その光学反復単位が２つ以上のミクロ層を含む多層光学フィルム等、他の層構成も同様に企図される。
【００３４】
可視光に関する適用に関して、高分子光学フィルムは、反射光が通常の観察者にとって観察可能な「色」をほとんど有さないか、又は全く有さないように、実質的に可視スペクトル全体にわたって延びる反射帯域を生成する、合理的な数のミクロ層及び厚さ勾配で作製され得る。かかるフィルムに関しては、厚さ勾配の最小値（すなわち、最も薄いＯＲＵ）は、反射帯域の短波長帯域端（例えば、垂直入射光に対して、そこで反射率が半値まで下がる短波長）が、４００ｎｍにて、又は例えば、３５０〜４５０ｎｍの範囲等、４００ｎｍ付近にて降下するように選択され得る。厚さ勾配の最大値は、反射帯域の長波長帯域端（例えば、垂直入射光に対して、そこで反射率が半値まで下がる長波長）が、約７００ｎｍの視覚的赤の限界を越えて近赤外波長にて降下するように選択され得る。長波長帯域端は、例えば、約９００〜１６００ｎｍ、又は約９００〜１４００ｎｍ、又は約９００〜１２００ｎｍ、又は約９００〜１０００ｎｍの範囲の近赤外波長にて降下するように調整されてもよいが、これらは単なる例示であり限定するものとして解釈されるべきではない。長波長帯域端は、かかる近赤外波長に対して、ＭＯＦが、非垂直入射角度にてフィルムに入射する所望の波長範囲内の光に対して高反射率を維持し得るように、設計される。したがって、光が次第に傾斜を増す入射角にてフィルムに入射するとき、ＭＯＦの反射帯域（及び、その短帯域端及び長帯域端）は、次第により短い波長へと移行する。設計的な制限では、垂直入射における近赤外内に存在する長波長帯域端は、予想される最大入射角での光に対して、視覚的赤の限界（例えば、６５０〜７５０ｎｍの範囲）における位置、又はその付近の位置に移行する。それに伴う短波長帯の紫外領域内の位置への移行は、システム設計者にとって通常些細なことである。
【００３５】
読者は、垂直入射光（偏光に関わらず同じ反射率）に対して完全に対称であるＭＯＦミラーフィルムに関してであっても、斜めに入射する光による照明は、かかる斜光のｓ偏光成分又はｐ偏光成分を考慮するかどうかによって、一般に異なる反射率と、反射帯域の短波長及び長波長帯域端の異なる位置とを生み出すであろうことを理解するであろう。逆に別段明記のない限り、ｓ偏光反射率とｐ偏光反射率との間のそのような差異は、本願の目的のため無視される。
【００３６】
上記のように、多層光学フィルムの隣接するミクロ層は、いくらかの光が隣接する層間の境界面において反射するように、異なる屈折率を有する。主軸ｘ、ｙ及びｚ軸に沿って偏光される光に関する、ミクロ層（例えば、図２ｂの「Ａ」層）の１つの屈折率をそれぞれｎ１ｘ、ｎ１ｙ及びｎ１ｚと称する。同じ軸に沿った隣接するミクロ層（例えば、図２の「Ｂ」層）の屈折率をそれぞれ、ｎ２ｘ、ｎ２ｙ、ｎ２ｚと称する。Ａ層とＢ層との間の屈折率の差をｘ方向に沿ってΔｎｘ（＝ｎ１ｘ−ｎ２ｘ）、ｙ方向に沿ってΔｎｙ（＝ｎ１ｙ−ｎ２ｙ）、及びｚ方向に沿ってΔｎｚ（＝ｎ１ｚ−ｎ２ｚ）と称する。フィルム（又は所与のフィルムの積み重ね体）のミクロ層の数及びその厚さ分布と組み合わせたこれらの屈折率差の性質は、ＭＯＦ（又は所与のＭＯＦの積み重ね体）の反射特性及び透過特性を制御する。
【００３７】
例えば、垂直に入射する任意の偏光状態の光に対して高反射率を有するミラー様反射フィルムを作製するためには、ＭＯＦは、隣接するミクロ層が双方の直交する面内方向に沿って大きい屈折率不整合を有するように、すなわち、Δｎｘが大、及びΔｎｙが大であるように、調整される。この点において、本出願の目的のため、ミラーフィルムは、波長がパケットの反射帯域内にある場合に１つの面内軸に沿って偏光された垂直入射光を強力に反射し、直交する面内軸に沿って偏光されたこのような光を強力に透過する光学体とみなされ得る。「強力に反射する」とは、意図する用途又は使用分野によって異なる意味を有し得るが、多くの場合、ＭＯＦミラーフィルムは、特定の光に対して少なくとも７０、８０、９０、又は９５％の反射率を有するであろう。ミラーフィルムの反射率は、２つの直交する面内軸に関して同一であり得るが、必然ではない。この点において、ミラーフィルムと偏光子フィルムとの間の違いは、幾つかの場合ではそのフィルムが使用される用途又はシステムに依存し得る。例示的実施形態では、ＭＯＦミラーフィルムは、ｘ軸に沿って偏光された光に対して、及びｙ軸に沿って偏光された光に対して、（可視スペクトルにわたって平均化された）垂直入射光に対して少なくとも９０％又は少なくとも９５％の反射率を有するように設計される。本明細書において言及される反射率は、概して、近似Ｒ＋Ｔ≒１００％を用いて対応する透過率に変換することが可能である。
【００３８】
上記の実施形態の変形例において、隣接するミクロ層は、ｚ軸に沿って、屈折率の整合及び不整合を呈してもよく（Δｎｚ≒０又はΔｎｚが大）、その不整合は、面内の屈折率の不整合と同じ極性若しくは符号であっても、又は逆の極性若しくは符号であってもよい。このようなΔｎｚの調整は、斜めの入射光線のｐ偏光成分の反射率が入射角の増加に伴って増加するか、減少するか又は同じままであるかということにおいて、重要な役割を担う。例示的実施形態では、ＭＯＦミラーフィルムは可能な限り、非常に斜めの光に対してさえも高い反射率を維持し、その光の波長が特定の斜めの入射角に対する反射帯域内にある限り、斜角にて増加した反射率を提供しさえし得る。この挙動の達成を促進するため、隣接するミクロ層間のΔｎｚを、実質的にゼロであるように、又は面内屈折率の不整合と反対の極性若しくは符号で非ゼロであるように、選択することができる。
【００３９】
代表的な多層光学ミラーフィルムは、高分子材料から構成され、共押出、キャスト、及び配向プロセスを使用して作製され得る。米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）の「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ」、同第６，１７９，９４９号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）の「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  Ｔｈｅｒｅｏｆ」及び同６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍｓ」を参照。多層光学フィルムは、前述の参照文献のいずれかに記載されるポリマーの共押出によって形成され得る。様々な層のポリマーは、好ましくは、著しい流れの障害なく共押出され得るように同様のレオロジー的特性（例えば、溶融粘度）を有するように選択される。押出条件は、各ポリマーを供給流及び溶解流として、連続的かつ安定した様式で、適切に供給、溶解、混合及びポンプ注入するように選択される。各溶解流を形成及び維持するために使用される温度は、温度範囲の最低における、凍結、結晶化又は不当に大きな圧力の低下を避け、範囲の最高における材料の分解を避けるような範囲内で選択され得る。
【００４０】
概要として、製作方法は、（ａ）最終的なフィルムに使用される第１ポリマー及び第２ポリマーと対応する樹脂の少なくとも第１流れ及び第２流れを提供することと、（ｂ）（ｉ）第１流路及び第２流路を含む勾配プレートであって、第１流路が流路に沿って第１位置から第２位置まで変化する断面積を有する勾配プレート、（ｉｉ）第１流路と流体連通する第１の複数の導管及び第２流路と流体連通する第２の複数の導管を有するフィーダーチューブプレートであって、各導管はその各独自のスロットダイに供給し、各導管は第１端部及び第２端部を有し、導管の第１端部は流路と流体連通し、導管の第２端部はスロットダイと流体連通するフィーダーチューブプレート、並びに（ｉｉｉ）任意により、上記導管の近位に位置する軸方向棒状ヒーターを含むものなどの、好適なフィードブロックを使用して、第１流れ及び第２流れを複数の層内に分割することと、（ｃ）複合的な流れを押出ダイに通過させて、各層が隣接する層の主表面とほぼ並行である多層ウェブを形成することと、（ｄ）多層ウェブを場合によりキャストホイール又はキャストドラムと称される冷却ロール上にキャストしてキャスト多層フィルムを形成することと、を含み得る。このキャストフィルムは最終的なフィルムと同じ数の層を有してもよいが、キャストフィルムの層は典型的にはこれらの最終的なフィルムのものよりも遥かに厚い。更に、キャストフィルムの層は典型的には等方性である。
【００４１】
冷却後、多層ウェブが延伸又は伸張されてほぼ最終的な多層光学フィルムを生成し、この詳細は上記で引用された参照文献に見出すことができる。延伸又は伸張は２つの目標：これが層をこれらの所望の最終的な厚さまで薄化すること及びこれが層の少なくともいくらかが複屈折性となるように層を配向させること、を達成する。配向又は伸張は、クロスウェブ方向に沿って（例えば、幅出機により）、ダウンウェブ方向に沿って（例えば、長さ配向装置）又はこれらの任意の組み合わせにより、同時的又は順次的に達成され得る。一方向にのみに沿って伸張される場合、伸張は「非拘束」（フィルムは伸張方向と垂直な面内方向で寸法的に弛緩させられる）又は「拘束」（フィルムは拘束され、したがって伸張方向と垂直な面内方向において寸法的に弛緩させられない）であり得る。両方の面内方向に沿って伸張された場合、伸張は対称（すなわち、垂直な面内方向に沿って等しい）か又は非対称であり得る。あるいは、フィルムはバッチプロセスにおいて伸張されてもよい。いずれにせよ、順次的又は同時的な延伸変形、圧力又は歪み平衡、熱硬化及び他の処理作業がまたフィルムに適用され得る。
【００４２】
多層光学フィルム及びフィルム体は、これらの光学的、機械的又は化学的特性のために選択された追加的な層及びコーティングを含むことができる。例えば、ＵＶ吸収層はフィルムの主要外側表面の一方又は両方に追加されて、フィルムをＵＶ光により生じる長期にわたる劣化から保護し得る。追加の層及びコーティングは、引っ掻き抵抗性層、引き裂き抵抗性層、及び硬化剤も含むことができる。例えば、米国特許第６，３６８，６９９号（Ｇｉｌｂｅｒｔら）を参照されたい。
【００４３】
図３ａは、屈折率ｎ０＝１の空気媒体中にさらされたＭＯＦ鏡面反射ミラーフィルムのような、薄フィルム干渉積み重ね体３００の概略的断面図を示す。デカルトｘ−ｙ−ｚ座標系もまた、参照の目的で示される。特定の波長及び偏光の光３１２は、角度θ０で積み重ね体に入射し、積み重ね体と相互作用して、反射ビーム３１２ａ及び透過ビーム３１２ｂを生成する。積み重ね体は典型的に、例えば、四分の一波長の積み重ね体等の、干渉積み重ね体内に配置される、それぞれ光学材料ａ、ｂで構成される数十、数百、又は数千のミクロ層３１４ａ、３１４ｂを含む。光学材料ａ、ｂは、干渉積み重ね体において有用性のあることが既知である任意の好適な材料であってもよいが、好ましくは有機であり、より具体的には、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル、及び他の従来の高分子材料、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）に開示されるものといった、高分子性である。最初に、説明を容易にするため、我々はミクロ層が等方性であると仮定して積み重ね体３００との入射ビーム３１２の相互作用について議論するが、その結果は複屈折性ミクロ層にも容易に拡大適用され得る。
【００４４】
ミクロ層３１４ａ、３１４ｂのそれぞれは、光の波長の分数である光学的厚さを有する。ミクロ層は、上述のように、光学反復単位（ＯＲＵ）と称される反復パターンで配置され、例えば、ＯＲＵの光学的厚さは関心の波長範囲において反射される光の波長の半分である。
【００４５】
図の簡略化のため、図３ａには入射光３１２の屈折した部分のみが描写されているが、読者は、反射光のウェーブレットはミクロ層の境界面においても同様に生成され、またそれらのウェーブレットのコヒレント加算は、反射ビーム３１２ａを生じることを理解するであろう。入射光３１２が積み重ね体３００に衝突するとき、それは、空気中の角度θ０からミクロ層３１４ａ内の角度θａへと屈折する。そこから、それは垂直な（ｚ軸に平行な）表面に向かって更に曲がり、ミクロ層３１４ｂに入るときに、伝搬角θｂを達成する。交互のａ、ｂ層での更なる屈折の後、光は透過ビーム３１２ｂとして現れ、それは同様に積み重ね体３００を通して透過された全ウェーブレットのコヒレント加算として理解される。
【００４６】
ここで、入射光の方向を変化させることによる効果を考慮する。入射光の方向に何の制限もない場合、例えば、積み重ね体を空気中の全方向から照射する場合、入射角θ０は０〜９０°の範囲にわたる。ミクロ層内の光伝搬角も同様に変化するが、異なる屈折率のため、９０度の半角にはわたらない。むしろ、それらは、層３１４ａに対するθａｃ及び層３１４ｂに対するθｂｃの半角にわたる。角度θａｃ及びθｂｃは、それぞれ、３１４ａ層及び３１４ｂ層に対する「臨界角」である。積み重ね体３００が空気中にさらされているとき、所与のミクロ層に対する臨界角は、積み重ね体又はフィルムの外面が実質的に平滑で平坦であれば、積み重ね体の外側から生じる光がミクロ層を通って伝搬する最大角度（垂直表面又はｚ軸に対して所与のミクロ層内で測定される）を表す。臨界角θａｃはｓｉｎ−１（１／ｎａ）として算出することができ、ｎａは層３１４ａの屈折率であり、臨界角θｂｃはｓｉｎ−１（１／ｎｂ）として算出することができ、ｎｂは層３１４ｂの屈折率である。
【００４７】
図３ｂは、同じ積み重ね体３００が、その屈折率ｎ０が空気のそれより大きいが、積み重ね体中の最低屈折率ミクロ層のそれとほぼ等しいか又はそれより小さい、すなわち、
【００４８】
【数１】
0006001545.tif 000002
【００４９】
である、濃密媒体中に浸漬されたときに発生することを概略的に示す。この場合、入射光ビーム３２２は、積み重ね体３００と同様に相互作用して、反射ビーム３２２ａ及び透過ビーム３２２ｂを生じさせ、反射ビーム３２２ａに対する反射の角度及び透過ビーム３２２ｂに対する透過の角度は、同様に元のビームの入射角θ０と等しい。しかしながら、図３ａと異なる点は、光が積み重ね体のミクロ層を通ってどのように伝搬するかである。図３ｂの入射角θ０が図３ａのそれと同一であると仮定すると、θａ及びθｂの屈折角度は、図３ｂ内では、図３ａ内の対応する角度よりも大きい（より斜めである）。これは、スネルの法則によるものである。
【００５０】
再び、入射光の方向を変化させることによる効果を考慮するが、ここでは図３ｂの濃密媒体中で発生する光の場合について考慮する。入射光の方向に何の制限もない場合、例えば、積み重ね体を濃密媒体中の全方向から照射する場合（例えば、濃密媒体が散乱中心を含む場合）、入射角θ０は０〜９０°の範囲にわたり、ミクロ層内の光伝搬角はスネルの法則に従って変化する。ｎ０≒ｎａであれば、「ａ」ミクロ層内の伝搬角は、完全に９０度の半角にわたり、一方「ｂ」ミクロ層内の伝搬角は、９０度未満の半角にわたる。１＜＜ｎ０＜ｎａであれば、「ａ」及び「ｂ」ミクロ層の双方の伝搬角は、９０度未満の半角にわたる。しかしながら、どちらの場合でも、各ミクロ層における伝搬角は、そのそれぞれの空気中での臨界角より大きい半角にわたる。換言すれば、濃密媒体から入射する高斜光は、その臨界角より大きい（より斜めの）角度にて各ミクロ層を通って伝播するであろう。そのような光は、超臨界光と称され、超臨界角と称される角度にてミクロ積み重ね体を通って伝播する。
【００５１】
適切な工程がとられない限り、この超臨界光は、以下の２つの要因により、ＭＯＦフィルムの反射率を許容可能なレベルより下に低下させ得る。（１）積み重ね体内の隣接するミクロ層間の各誘電体／誘電体境界面の光のｐ偏光成分に関する反射率は、入射角の増加に伴って、ブルースター角にて最小でゼロまで減少する。（２）積み重ね体の反射帯域は、入射角の増加に伴ってより短い光学波長に向かって移行し、極端な入射角では、もはや関心の波長範囲全体を満たさない程度まで、又は更にはもはや関心の波長範囲のいかなる部分も満たさない程度にまで移行する。要因（１）に関して、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）の教示は、この問題が、積み重ね体の中に少なくとも幾つかの複屈折性ミクロ層を利用することによって、また隣接するミクロ層の屈折率を、増大する入射角に伴うｐ偏光の反射率の減少の通常の挙動（等方性ミクロ層と共に現れる）を低減、排除、更には逆転させるように選択することによって、いかに解決され得るかについての手引きを提供している。そのようなアプローチ手法は、要因（２）を解決しない。幾つかの場合では、要因（２）は、単純に更なるミクロ層をＭＯＦ設計に追加して、ＯＲＵ厚さ勾配を延長し、反射帯域の垂直入射長波長帯域端を近赤外波長範囲からより遠くへ押し出し、最大予想傾斜入射角における長波長帯域端を、関心の波長範囲全体にわたって高反射率が維持されるように、視紅限界（例えば、６５０〜７５０ｎｍの範囲）にて、又はその付近にて降下させることによって、解決され得る。
【００５２】
しかしながら、多くの場合、要因（２）は、単に更なるミクロ層（及び更なるＯＲＵ）を積み重ね体に追加して、反射帯域を延長することによっては解決され得ない場合が多い。そのような場合は、ＭＯＦに光学的に連結された１つ以上の散乱層を伴うＭＯＦミラーフィルムを、極度のレベルの超臨界光がそのＭＯＦを通って伝播することを可能にする方法で組み合わせようとする実施形態において、発生し得る。そのような場合では、超臨界光の高傾斜伝搬角は、「青方偏移」した反射帯域が、関心の波長範囲内の幾らかの光（例えば、可視波長範囲内の赤及び黄波長）、又は更には関心の波長範囲内の実質的に全ての光（例えば、全可視波長）が、ＭＯＦを全体的に通って伝搬することを可能にするほど大きい可能性がある。このような方法でＭＯＦミラーフィルムを通って伝播する光は、表面が平滑で、清潔で、空気に曝露されていれば、理論的にはＭＯＦの裏側又は後方の主表面に反射し得るが、汚れ、油分、接着剤、傷、及び／又は他の損失性成分若しくは特徴は、表面にて光を吸収させ、ないしは別の方法で損失させ、したがって全体反射率の減少並びにミラー構成体の全体効率の減少をもたらし得る。
【００５３】
半鏡面ミラーフィルム構成体
そのような問題を解決するため、図４ａ及び４ｂに示す半鏡面ミラー設計の一方又は双方を参照する。
【００５４】
図４ａにおいて、半鏡面ミラーフィルム４１０は、鏡面反射広帯域ＭＯＦミラーフィルム４１２、散乱層４１４、及びナノ空隙ＴＩＲ層４１６を組み入れる。散乱層４１４は、ＴＩＲ層４１６の前方表面４１６ａと一致した後方表面を有し、ＴＩＲ層４１６は、ミラーフィルム４１２の前方表面４１２ａと一致した後方表面４１６ｂを有する。ミラーフィルム４１２の後方表面４１２ｂは、半鏡面ミラーフィルム４１０の後方表面でもある。
【００５５】
光ビーム４２０は、入射角θ１にてフィルム４１０の前方表面に入射するように図示される。この光は、関心の波長範囲内の狭波長帯を有してもよく、又は、例えば、可視スペクトル等の関心の波長範囲全体を満たす、広帯域であってもよい。この光の一部分は、鏡面反射して、例えば、層４１４、４１６を通過し、ＭＯＦミラーフィルム４１２によって反射され、層４１６、４１４を通過して戻ることによって、鏡面反射光４２２ａを提供する。鏡面反射光４２２ａは、角θ２＝θ１にて反射される。実質的に、入射光の残りの部分は、フィルム４１０の（後方よりむしろ）前方の空間を画定する立体角の半球全体に実質的にわたって拡散反射される。この散乱された光は、散乱光線４２２ｂによって図中に表される。半鏡面ミラーフィルム４１０は、その表面上の汚れ又は他の損失性成分又は特徴がフィルム半鏡面フィルム４１０の全反射率を減じる可能性があるため、高い全反射率及び低い損失を有するようにだけでなく、ＭＯＦミラーフィルム４１２の後方表面４１２ｂに入射光がほとんど達しない、又は全く達しないようにも、有利に設計される。
【００５６】
この設計目標は、以下の方法で達成される。散乱層４１４は、入射光を層内で全方向に散乱させる。散乱された光は、ＭＯＦフィルム４１２内へと連結される場合に広反射帯域によって、例えば、少なくとも８０、８５、９０、又は９５％以上の反射率で、実質的に反射され得る第１の部分を有する。散乱された光はまた、ＭＯＦフィルム４１２内へと連結される場合に広反射帯域によって実質的に反射され得ない第２の部分も含み、それは９５、９０、８５、８０、７０、６０、又は５０％未満の反射率を有してもよい。散乱光の第２の部分は、散乱層４１４内の伝搬方向に関連付けられ、それは散乱光の第１の部分の伝搬方向よりも傾斜している。半鏡面ミラーフィルム４１０は、散乱光の第２の部分がＭＯＦフィルム４１２に到達するのを防ぐために、散乱層４１４とＭＯＦフィルム４１２との間にＴＩＲ層４１６を有利に組み入れる。ＴＩＲ層は、その屈折率が、空気のそれ（約１．０）より大きいが、散乱光の第２の部分を散乱層とＴＩＲ層４１６との間の境界面４１６ａにて実質的に全て反射させるのに十分に低いように調整された材料からなる。同時に、ＴＩＲ層の屈折率は、散乱光の第１の部分が、境界面４１６ａにて完全には内部で反射されないが、ＴＩＲ層４１６を通って伝播し、ＭＯＦミラーフィルム４１２の（青方偏移した）反射帯域によって反射されるのには十分に高い。ＴＩＲ層は、ナノ空隙モホロジーを有し、ポリマー結合剤を含み、また好ましくは、更に後述されるように複数の粒子も含む。
【００５７】
ＴＩＲ層４１６は、例えば、１．３未満又は１．２５未満又は１．２未満であるが、１を超える又は１．１を超える屈折率を有してもよい。更に、それは少なくとも３０％、４０％、５０％、又は６０％の空隙体積分率を有してもよい。ＴＩＲ層内に粒子が含まれる場合、該粒子は、二酸化ケイ素又は他の好適な材料を含んでもよい。ＴＩＲ層内の粒子のＴＩＲ層内のポリマー結合剤に対する重量比は、少なくとも１、又は少なくとも２、又は少なくとも４、又は少なくとも６、又は少なくとも７であってもよい。
【００５８】
ＭＯＦミラーフィルム４１２の広反射帯域は、垂直入射光に対して、１６００ｎｍ以下、又は１４００ｎｍ以下、又は１２００ｎｍ以下、又は１０００ｎｍ以下の波長に配置される長波長帯域端と、垂直入射光に対して、４００ｎｍ、又はその付近、例えば、３５０〜４００ｎｍの範囲に配置される短波長帯域端と、を有してもよい。そのようなＭＯＦミラーフィルムは、図４ａのそれのように半鏡面反射フィルム構成体中へ組み入れられる場合、ＭＯＦミラーフィルムの後方表面が吸収性材料と接触するときに、可視光に対して少なくとも９７％の総半球反射率を提供してもよく、また可視光に対して、８０％未満、又は６０％未満、又は４０％未満の伝播率に対応する度合いの散乱を提供してもよい。
【００５９】
代替的な半鏡面ミラー設計が、図４ｂに示される。本図において、半鏡面ミラーフィルム４５０は、鏡面反射広帯域ＭＯＦミラーフィルム４５２及びナノ空隙散乱層４５４を組み入れる。ミラーフィルム４５２は、図４ａのＭＯＦミラーフィルム４１２と同一であっても、又は類似していてもよい。散乱層４５４は、以下で更に述べられるように、ナノ空隙モホロジーを有する。散乱層４５４の後方表面はＭＯＦミラーフィルム４５２の前方表面４５２ａと一致し、ミラーフィルム４５２の後方表面４５２ｂも、同様に半鏡面ミラーフィルム４５０の後方表面と一致する。任意の封着層４５７が、ナノ空隙層を密封し、液体、ガス状、又は融解した物質がナノ空隙層中へと貫通するのを防ぐために、ナノ空隙散乱層４５４の露出した主表面上に提供されてもよい。
【００６０】
光ビーム４６０は、入射角θ１にてフィルム４５０の前方表面に入射するように図示される。この光は、関心の波長範囲内の狭波長帯を有してもよく、又は、例えば、可視スペクトル等の関心の波長範囲全体を満たす、広帯域であってもよい。この光の一部分は、鏡面反射して、例えば、層４５４を通過し、ＭＯＦミラーフィルム４５２によって反射され、層４５４を通過して戻ることによって、鏡面反射光４６２ａを提供する。鏡面反射光４６２ａは、角θ２＝θ１にて反射される。実質的に、入射光の残りの部分は、フィルム４５０の（後方よりむしろ）前方の空間を画定する立体角の半球全体に実質的にわたって拡散反射される。この散乱光は、散乱光線４６２ｂによって図中に表される。図４ａの半鏡面ミラーフィルムと同様に、半鏡面ミラーフィルム４５０もまた、その表面上の汚れ又は他の損失性成分又は特徴がフィルム半鏡面フィルム４５０の全反射率を減じる可能性があるため、高い全反射率及び低い損失を有するようにだけでなく、ＭＯＦミラーフィルム４５２の後方表面４５２ｂに入射光がほとんど達しない、又は全く達しないようにも、有利に設計される。
【００６１】
この設計目標は、以下の方法で達成される。散乱層４５４を、一定の範囲の角度にわたってＭＯＦミラーフィルム内へと光を散乱し、散乱された光が広反射帯域によって実質的に反射され得るように調整する。これを達成するために、散乱層４５４は、ナノ空隙モホロジーを有し、ポリマー結合剤を含んでもよく、また好ましくは、更に後述されるように複数の粒子を含んでもよい。
【００６２】
散乱層は、少なくとも４０％、５０％、又は６０％の空隙体積分率を有してもよい。散乱層が複数の粒子を含む場合では、粒子は、二酸化ケイ素を含んでもよい。散乱層内の粒子はまた、小粒子、凝集体、及び小粒子の粒塊を含む寸法分布を特徴としてもよい。散乱層内の粒子の散乱層内のポリマー結合剤に対する重量比は、少なくとも１、又は少なくとも２、又は少なくとも４、又は少なくとも６、又は少なくとも７であってもよい。
【００６３】
ナノ空隙散乱層は、可視光の垂直入射ビームによって照射されるときに屈折率「ｎｓ」の基材内への散乱分布を特徴としてもよく、「ｎｓ」はＭＯＦミラーフィルム内の複数のミクロ層の最小屈折率である。幾つかの場合では、ナノ空隙散乱層は、散乱方向の関数として均一ではない散乱分布を提供するように調整されてもよい。散乱分布は有利に、ＭＯＦミラーフィルムの後方表面へ伝搬するであろう高傾斜散乱光がほとんど生成されない、又は全く生成されないように、基材内でグレージング角にて実質的に低減されてもよい。例えば、ナノ空隙散乱層４５４の散乱分布は、０度の散乱角における値Ｓ０（すなわち、垂直入射ビームに対する基材内の偏差角）と６０度の散乱角における値Ｓ６０とを有してもよく、Ｓ６０はＳ０の１０％未満であってもよい。散乱分布はまた、７０度の散乱角における値Ｓ７０を有してもよく、Ｓ７０も同様にＳ０の１０％未満であってもよい。散乱分布は、５０度の散乱角における値Ｓ５０を有してもよく、Ｓ５０も同様にＳ０の１０％未満であってもよい。
【００６４】
ナノ空隙散乱層４５４の屈折率を測定又は定量化することは、散乱又はヘイズの度合いが高い場合は、特に、困難なことがある。高散乱は、例えば、そのような層がいわゆる屈折率測定のプリズム結合方法を受けるときに、反射ビームの任意の精度での検出を困難にすることがある。したがって、幾つかの場合では、ナノ空隙散乱層により提供される散乱の量によっては、そのような層を屈折指数の観点から特徴付けることが可能ではないことがある。
【００６５】
ＭＯＦミラーフィルム４５２の広反射帯域は、垂直入射光に対して、１６００ｎｍ以下、又は１４００ｎｍ以下、又は１２００ｎｍ以下、又は１０００ｎｍ以下の波長に配置される長波長帯域端と、垂直入射光に対して、４００ｎｍ、又はその付近、例えば、３５０〜４００ｎｍの範囲に配置される短波長帯域端と、を有してもよい。そのようなＭＯＦミラーフィルムは、図４ｂのそれのように半鏡面反射フィルム構成体中へ組み入れられる場合、ＭＯＦミラーフィルムの後方表面が吸収性材料と接触するときに、可視光に対して少なくとも９７％の総半球反射率を提供してもよく、また可視光に対して、８０％未満、又は６０％未満、又は４０％未満の伝播率に対応する度合いの散乱を提供してもよい。
【００６６】
ナノ空隙層
本開示の半鏡面ミラーフィルムの幾つかの実施形態は、結合剤中に分散された複数の空隙を含む１つ以上の低屈折率層を含む。空隙は、屈折率ｎｖ及び誘電率εｖを有し、ここで、ｎｖ２＝εｖであり、結合剤は屈折率ｎｂ及び誘電率εｂを有し、ここで、ｎｂ２＝εｂである。概して、低屈折率層に入射する光又は低屈折率層内を伝播する光といった光と低屈折率層との相互作用は、例えば、フィルム又は層の厚さ、結合剤屈折率、空隙又は孔の屈折率、孔の形状及び寸法、孔の空間分布、光の波長といった多数のフィルム又は層特性に依存する。幾つかの実施形態では、低屈折率層に入射する又は低屈折率層内を伝搬する光は、有効誘電率εｅｆｆ及び有効屈折率ｎｅｆｆ「に出会う」又は「を経験し」、ここで、ｎｅｆｆは、空隙屈折率ｎｖ、結合剤屈折率ｎｂ、及び空隙多孔率又は体積分率「ｆ」を用いて表わすことができる。そのような実施形態では、光が単一の又は単離された空隙の形状及び形体を分解することができないように、低屈折率層は十分に厚く、空隙は十分に小さい。そのような実施形態では、空隙の少なくとも６０％、又は７０％、又は８０％、又は９０％といった、空隙の少なくとも大多数の寸法は、約λ／５以下、又は約λ／６以下、又は約λ／８以下、又は約λ／１０以下、又は約λ／２０以下であり、λは光の波長である。幾つかの実施形態では、一部の空隙は、その主要な光学的効果が有効屈折率を低下させることであるように十分に小さくてもよく、一部の他の空隙は実行屈折率を低減し、光を散乱させることができ、尚かつ一部の他の空隙は、その主要な光学的効果が光を散乱させることであるように十分に大きくてもよい。
【００６７】
幾つかの実施形態では、低屈折率層に入射する光は可視光であり、即ち、その光の波長は、電磁スペクトルの可視域内にある。そのような実施形態では、可視光は、約３８０ｎｍ〜約７５０ｎｍ、又は約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ、又は約４２０ｎｍ〜約６８０ｎｍの範囲の波長を有する。そのような実施形態では、空隙の少なくとも６０％、７０％、８０％、又は９０％といった少なくとも空隙の大多数の寸法が、約７０ｎｍ以下、又は約６０ｎｍ以下、又は約５０ｎｍ以下、又は約４０ｎｍ以下、又は約３０ｎｍ以下、又は約２０ｎｍ以下、又は約１０ｎｍ以下である場合、低屈折率層は有効屈折率を有し、複数の空隙を含む。
【００６８】
幾つかの実施形態では、低屈折率層が、空隙及び結合剤の屈折率、並びに空隙又は孔の体積分率又は多孔率で表現され得る有効屈折率を有することができるように、低屈折率層は十分に厚い。そのような実施形態では、低屈折率層の厚さは、約１マイクロメートル以上、又は約２マイクロメートル以上、又は約１〜２０マイクロメートルの範囲である。
【００６９】
開示される低屈折率層内の空隙が十分に小さく、かつ低屈折率層が十分に厚いとき、低屈折率層は、次のように表し得る有効誘電率εｅｆｆを有する。
【００７０】
εｅｆｆ＝ｆεｖ＋（１−ｆ）εｂ                                  （１）
そのような実施形態では、光学フィルム又は低屈折率層の有効屈折率ｎｅｆｆは、次のように表し得る。
【００７１】
ｎｅｆｆ２＝ｆｎｖ２＋（１−ｆ）ｎｂ２                              （２）
孔の屈折率と結合剤の屈折率との間の差が十分に小さいなどの、幾つかの実施形態では、低屈折率層の有効屈折率は次の式で近似され得る。
【００７２】
ｎｅｆｆ＝ｆｎｖ＋（１−ｆ）ｎｂ                                  （３）
そのような実施形態では、低屈折率層の有効屈折率は、空隙及び結合剤の屈折率の体積加重平均となる。周囲条件下では空隙は空気を含み、したがって空隙に対する屈折率ｎｖは、約１．００である。例えば、空隙体積分率が約５０％である低屈折率層と、屈折率が約１．５である結合剤とは、約１．２５の有効屈折率を有する。
【００７３】
幾つかの実施形態では、低屈折率層の有効屈折率は、約１．３以下（又は未満）、若しくは約１．２５未満、若しくは約１．２３未満、若しくは約１．２未満、若しくは約１．１５未満である。幾つかの実施形態では、屈折率は、約１．１４〜約１．３０である。幾つかの実施形態では、低屈折率層は、結合剤、複数の粒子、及び複数の相互に連結された空隙又は相互に連結された空隙の網状組織を含む。
【００７４】
複数の相互に連結された空隙又は相互に連結された空隙の網状組織は、多数の方法で発生し得る。１つのプロセスでは、ヒュームドシリカ酸化物等の高度に構造化された高表面積ヒュームド金属酸化物の固有の多孔率が、結合剤、粒子、空隙、及び任意で、架橋剤又は他の補助材料を組み合わせた複合構造を形成するために、結合剤の混合物において利用される。粒子比率に対する望ましい結合剤は、相互に連結された空隙構造を形成するために使用されるプロセスの種類に応じて異なる。
【００７５】
結合剤樹脂は、多孔性ヒュームドシリカ構造を形成するために必須ではないが、典型的には、処理過程、コーティング品質、完成した構成体の粘着性及び耐久性を改善するために、金属酸化物網状組織と共に、ある種類の高分子樹脂又は結合剤を組み入れることが望ましい。有用な結合剤樹脂の例は、熱硬化性、熱可塑性、及びＵＶ硬化性ポリマーに由来するものである。例として、ポリビニルアルコール、（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレンビニルアセテートコポリマー（ＥＶＡ）、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）ポリウレタン（ＰＵＲｓ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアクリレート、エポキシ、シリコーン、及びフルオロポリマーが挙げられる。結合剤は、例えば、水、酢酸エチル、アセトン、２−ブトン等の、適切な溶媒に可溶性であってもよく、又は分散剤若しくは乳剤として使用されてもよい。混合物に有用な幾つかの市販されている結合剤の例には、Ｋｕｒａｒａｙ−ＵＳＡ、Ｗａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｄｙｎｅｏｎ  ＬＬＣ、及びＲｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓから市販されているものがある。結合剤はポリマー系であり得るが、それはまた、ＵＶ若しくは熱硬化性の、又は架橋可能な系といった、重合性モノマー系として添加されてもよい。そのような系の例は、ＵＶ重合性アクリレート、メタクリレート、多官能基アクリレート、ウレタン−アクリレート、及びそれらの混合物であろう。幾つかの典型的な例は、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートであろう。Ｅビーム及びＵＶ活性システム等の、化学放射は周知であり、Ｎｅｏ  Ｒｅｓ（Ｎｅｗａｒｋ，ＤＥ）、Ａｒｋｅｍａ（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）、又は（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）等の供給元から容易に入手可能である。他の有用な結合剤系は、ビニルエーテル及びエポキシド等のカチオン重合性系である。
【００７６】
ポリマー結合剤はまた、ポリマー結合剤と化学的に結合して架橋網状組織を形成することができる、架橋剤と共に処方することもできる。架橋の形成は、多孔性構造又は低屈折率光学特性の形成に必須ではないが、それは例えば、コーティングの凝集強さ、基材への粘着性、又は水分、熱、及び溶媒への抵抗性を改善させるといった、他の機能的理由のために望ましいことが多い。架橋剤の特定の種類は、使用される結合剤に応じて異なる。ＰＶＡ等のポリマー結合剤に対する典型的な架橋剤は、ジイソシアネート、例えば、ＴＹＺＯＲ−ＬＡ（商標）（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥのＤｕＰｏｎｔから入手可能）といった、チタン酸塩、例えば、ＰｏｌｙＣｕｐ  １７２（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥのＨｅｒｃｕｌｅｓから入手可能）といった、ポリ（エピクロロヒドリン）アミド付加物、例えば、ＣＸ１００（Ｎｅｗａｒｋ，ＤＥのＮｅｏ−Ｒｅｓから入手可能）といった、多官能基アジリジン、及びホウ酸、ジエポキシド二塩基酸等であろう。
【００７７】
ポリマー結合剤は、粒子凝集体を伴う別個の相を形成してもよく、又は、直接共有結合形成、若しくは例えば、イオン性、双極子、ファンデルワース力、水素結合、及び金属酸化物との物理的もつれといった分子の相互作用を通して金属酸化粒子を結び付ける構造体中へと、凝集体を一緒に「結合する」方法で、粒子凝集体間に分散されてもよい。
【００７８】
代表的な粒子には、例えば、ヒュームドシリカ又はアルミナ等の、ヒュームド金属酸化物又は発熱性金属酸化物が挙げられる。幾つかの実施形態では、極めて分枝状の、又は構造化された粒子を使用してもよい。そのような粒子は、結合剤マトリックスの効率的な詰め込みを阻止し、格子間型空隙又は孔の形成を可能にする。高分枝状の又は構造化された粒子を含む代表的な材料には、Ｃａｂｏ−Ｓｉｌ（商標）ヒュームドシリカ、又は例えば、ＴＳ  ５２０の商品名で販売されているもののようなシリカ分散体、又は、Ｃａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ  ００１、ＰＧ  ００２、１０２０Ｋ、１０１５として入手可能であるもののような、予め分散されたヒュームドシリカ粒子が挙げられる。シリカは、アルミナより低い骨格屈折率による固有性を有するため好ましいが、ヒュームドアルミナ酸化物もまた、低屈折率系を形成するのに有用な構造化粒子である。アルミナ酸化物の例は、例えば、Ｃａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ００３又はＣａｂｏｔ  Ｓｐｅｃ−Ａｌ（商標）の商品名で販売されているもの等、Ｃａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅの商標名で入手可能である。
【００７９】
ここで図５ａを参照すると、幾つかの実施形態では、これらの代表的なヒュームド金属酸化物の凝集体５０５は、約８ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲の複数の主要粒子５１５を含有し、約８０ｎｍ〜３００ｎｍ超にわたる広い寸法分布を有する高分枝状構造を形成する。ここで図５ｂを参照すると、幾つかの実施形態では、これらの主要粒子５１５の凝集体５０５は、コーティングの一単位体積に無作為に詰められ、チャネル、トンネル、及び孔５３５の複雑な二重連続（bi-continuous）網状組織を伴うメソ細孔性構造５２５を有する粒塊を形成し、それは空気を網状組織内に取り込み、それによってコーティングの密度及び屈折率を低下させる。他の有用な多孔性材料は、粘土、硫酸バリウム、アルミニウム、ケイ酸塩等の、無機材料から自然に生じる。低屈折率層は、金属酸化物がシリカ酸化物である場合、１．２３以下の有効屈折率を有し、金属酸化物がアルミナ酸化物である場合は、１．３３以下の有効屈折率を有する。
【００８０】
ここで図５ｃを参照すると、幾つかの実施形態では、主要粒子５１５、凝集体５０５、及びメソ細孔性構造５２５を有する粒塊は、結合剤５６５と組み合わされ、基材５４５上にＴＩＲ層５５５として付着される。幾つかの実施形態では、結合剤５６５は、チャネル、トンネル、及び孔５３５の二重連続網状組織を充填せず、その結果、ＴＩＲ層５５５はナノ空隙層となる。組成及び構造の詳細に応じて、ナノ空隙ＴＩＲ層５５５は、図４ａの層４１６、及び／又は図４ｂの層４５４を表すことができる。
【００８１】
ヒュームドシリカ粒子はまた、表面処理剤で処理され得る。金属酸化物粒子の表面処理は、例えば、ポリマー結合剤中での改善された分散、変更された表面特性、強化された粒子結合剤間相互作用、及び／又は反応度を提供し得る。幾つかの実施形態では、表面処理は、粒子が結合剤中で良く分散されるように粒子を安定させ、実質的により均質な組成物をもたらす。表面修飾無機粒子の組み入れは、例えば、粒子の結合剤への共有結合を促進し、またそれによってより耐久性があり、より均質なポリマー／粒子網状組織を提供するように、調整することができる。
【００８２】
好ましいタイプの処理剤は、金属酸化物表面の化学的性質によりある程度は決定される。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。シランの場合、結合剤中に組み入れる前にシランを粒子表面と反応させることが好ましいことがある。表面修飾剤の必要量は、例えば、粒径、粒子の種類、修飾剤の分子量、及び／又は修飾剤の種類等の複数の要因に依存する。シラン修飾剤は、粒子と、例えば、カルボキシ、アルコール、イソシアネート、アクリルオキシ、エポキシ、チオール、又はアミン等の結合剤との間に共有結合を形成する、反応基を有し得る。逆に、シラン修飾剤は、例えば、アルキル、アルコキシ、フェニル、フェニルオキシ、ポリエーテル、又はそれらの混合物等の、非反応基を有し得る。そのような非反応基は、コーティングの表面を修飾して、例えば、汚れ及び傷に対する抵抗性を改善し、又は静電消散性を改善し得る。市販の表面修飾シリカ粒子の例には、例えば、Ｃａｂｏ−Ｓｉｌ（商標）ＴＳ  ７２０及びＴＳ  ５３０が挙げられる。粒子の表面上に官能基と非官能基との混合物を組み入れ、これらの所望の特徴の組み合わせを獲得することが望ましい場合もある。
【００８３】
本開示の組成物での使用に好適な表面処理剤の代表的な実施形態には、例えば、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、オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリ−ｔ−ブトキシシラン、ビニルトリス−イソブトキシシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、スチリルエチルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、ステアリン酸、ドデカン酸、２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］酢酸（ＭＥＥＡＡ）、β−カルボキシエチルアクリレート（ＢＣＥＡ）、２−（２−メトキシエトキシ）酢酸、メトキシフェニル酢酸、及びそれらの混合物が挙げられる。
【００８４】
粒子体積濃度（ＰＶＣ）及び臨界粒子体積濃度（ＣＰＶＣ）が、コーティングの多孔率を特徴付けるために使用し得る。用語ＰＶＣ及びＣＰＶＣは、塗料及び顔料文献で明確な用語であり、また例えば、「Ｐａｉｎｔ  Ｆｌｏｗ  ａｎｄ  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ」、Ｐａｔｔｏｎ，Ｔ．Ｃ．，２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊ．Ｗｉｌｅｙ  Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ，１９７８，Ｃｈａｐｔｅｒ  ５，ｐ．１２６、及び「Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  Ｃｌｕｓｔｅｒ  Ｖｏｉｄｓ  ａｎｄ  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｐｒｅｄｉｃｔ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ａｎｄ  ＣＰＶＣ  ｉｎ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ．Ｐａｒｔ  １：Ｄｒｙ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ａｎａｌｙｓｉｓ」、及びＳｕｄｄｕｔｈ，Ｒ．Ｄ；Ｐｉｇｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｒｅｓｉｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，３７（６）．ｐ．３７５．）等の、論文及び技術書を参照してより明確に定義される。粒子の体積濃度がＣＰＶＣより大きいとき、粒子とコーティングの格子間型領域との間の全ての隙間を充填するのに十分な結合剤が無いため、コーティングは多孔性である。次いで、コーティングは、結合剤、粒子、及び空隙の混合物となる。これが生じる体積濃度は、粒径及び粒子の構造及び／又は形状に関連する。ＣＰＶＣを上回る体積濃度を有する処方は、混合物中での樹脂の体積不足を有し、それは空気に置換される。ＣＰＶＣ、ＰＶＣ、及び多孔率の関係は、以下の通りである。
【００８５】
【数２】
0006001545.tif 000003
【００８６】
ＣＰＶＣの本考察において使用するとき、用語「顔料」は粒子に等しく、用語「樹脂」は結合剤に等しい。特定の結合剤−粒子系において、粒子の体積濃度がＣＰＶＣとして既知である臨界値を越えると、その混合物は多孔性となる。したがって、粒子とコーティングの格子間型領域との間の全ての隙間を充填する十分な結合剤がないため、コーティングは本質的に、結合剤、粒子、及び空気の混合物となる。これが生じるとき、体積濃度は、顔料粒径分布、湿潤、及び粒子の構造又は形状のうちの少なくとも１つに関係する。所望の低屈折率特性を提供する材料は、そのＣＰＶＣを上回って高度に構造化及び処方された粒子と結合剤との混合物に由来する、サブマイクロメートル孔を有する。幾つかの実施形態では、光学物品は、約６０％以下（又は未満）、又は約５０％未満、又は約４０％未満のＣＰＶＣ値を有する。
【００８７】
上述のように、高分枝状又は構造化された粒子は、結合剤マトリックスの効率的な詰め込みを阻止し、格子間型空隙又は孔の形成を可能にする。対照的に、所望のＣＰＶＣ以下に降下する材料の組み合わせは、十分に多孔性とならないであろう。ＢＥＴ法（上述）は、直径２００ｎｍ未満、直径１００ｎｍ未満、又は更には直径１０ｎｍ未満の孔を分析するため、ＢＥＴ法は、ＣＰＶＣを決定するのに役立ち、したがって低屈折率材料の多孔率を決定するのに役立ち得る。ＢＥＴデータは、多項制構造を形成するための最低必要条件に合致する材料の特徴付けに役立ち得る。
【００８８】
ＰＶＣ／ＣＰＶＣの関係性によって説明される粒子の体積濃度はまた、粒子の重量濃度にも関係する。したがって、ＣＰＶＣを上回る粒子重量範囲を確立することは可能である。重量比又は重量パーセントの使用は、所望のＣＰＶＣ値を有する混合物を処方する１つの方法である。本開示の光学構成体に関しては、結合剤の粒子に対する重量比１：１〜１：１０が望ましい。本開示の光学構成体に関しては、結合剤の粒子に対する重量比１：１〜１：１０が望ましい。１：１の重量比は、約５０重量％の粒子に等しく、１：８は、約８９重量％の粒子に等しい。代表的な結合剤の対金属酸化物粒子比率は、１：２（３３％未満の結合剤）未満、１：３未満、１：４未満、１：５未満、１：６未満、１：７未満、１：８未満、１：９未満、及び１：１０未満（約８〜１０％の結合剤）である。結合剤の下限は、所望の屈折率により決定付けられ得る。結合剤の下限は、例えば、処理工程又は最終耐久特性といった、所望の物理的特性により決定付けられてもよい。したがって、結合剤の対粒子比率は、所望の最終用途及び所望の光学物品特性に応じて変化するであろう。
【００８９】
概して、低屈折率層は、用途においての望ましい可能性のある、任意の多孔率、孔寸法分布、又は空隙体積分率を有し得る。幾つかの実施形態では、低屈折率層における複数の空隙の体積分率は、約２０％以下、又は約３０％以下、又は約４０％以下、又は約５０％以下、又は約６０％以下、又は約７０％以下、又は約８０％以下、又は約９０％以下である。
【００９０】
幾つかの実施形態では、粒子の一部は反応基を有し、他の粒子は反応基を有さない。例えば、幾つかの実施形態では、約１０％の粒子が反応基を有し約９０％の粒子が反応基を有さず、又は約１５％の粒子が反応性基を有し約８５％の粒子が反応性基を有さず、又は約２０％の粒子が反応性基を有し約８０％の粒子が反応性基を有さず、又は約２５％の粒子が反応性基を有し約７５％の粒子が反応性基を有さず、又は約３０％の粒子が反応性基を有し約６０％の粒子が反応性基を有さず、又は約３５％の粒子が反応性基を有し約６５％の粒子が反応性基を有さず、又は約４０％の粒子が反応性基を有し約６０％の粒子が反応性基を有さず、又は約４５％の粒子が反応性基を有し約５５％の粒子が反応性基を有さず、又は約５０％の粒子が反応性基を有し約５０％の粒子が反応性基を有さない  幾つかの実施形態では、一部の粒子は、同じ粒子上の反応基及び非反応基の双方によって官能化されてもよい。
【００９１】
粒子の集合は、寸法を混ぜたもの、反応性基及び非反応性基を有する粒子、及び異なるタイプの粒子、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、シリコーン等などのポリマー粒子を含む有機粒子、又は例えば、シリカ及び酸化ジルコニウムなどのガラス若しくはセラミックスなどの無機粒子を含んでもよい。
【００９２】
幾つかの実施形態では、低屈折率層又は材料は、約４０％超（ＢＥＴ法で決定されるときに約５０ｍ２／ｇの表面積に相当）のＢＥＴ多孔率、約５０％超（ＢＥＴ法で決定されるときに約６５〜７０ｍ２／ｇの表面積に相当）の多孔率、約６０％超（ＢＥＴ法で決定されるときに約８０〜９０ｍ２／ｇの表面積に相当）、及び最も好ましくは、約６５％〜約８０％（ＢＥＴ法で決定されるときに、約１００ｍ２／ｇを超える幾分か大きい表面積値に相当）の多孔率を有する。幾つかの実施形態では、低屈折率層内の複数の相互に連結された空隙の体積分率は、約２０％以上（又は超）、又は約３０％超、又は約４０％超、又は約５０％超、又は約６０％超、又は約７０％超、又は約９０％超である。概して、より高い表面積はより高いパーセント多孔率を示し、したがってより低い屈折率を示していることが伺えるが、これらのパラメータ間の関係性は複雑である。本明細書に示される値は、手引きの目的のためのみであり、これらの特性間の限定的な相関を例証することを意図しない。ＢＥＴ表面積及びパーセント多孔率値は、低屈折率と、コーティングの凝集強さ等の、他の決定的なパフォーマンス特性との釣り合いの必要性によって決定付けられるであろう。本明細書で使用するとき、用語「ＢＥＴ法」は、Ｂｒａｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔｔ、及びＴｅｌｌｅｒの表面積解析（Ｓ．Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｐ．Ｈ．Ｅｍｍｅｔｔ  ａｎｄ  Ｅ．Ｔｅｌｌｅｒ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９３８，６０，３０９を参照）を指す。ＢＥＴ法は、固体物質の孔径、表面積、及びパーセント多孔率を決定するのに使用される周知の方法である。ＢＥＴ理論は、気体分子の固体表面上への物理的吸着に関し、固体表面の表面積及び多孔率に関する物理的情報を獲得するための基準の役割を果たす。
【００９３】
本明細書に記載される実施形態をなすために有用な、当該技術分野において既知の多数のコーティング技術がある。より一般的な技術は、ナイフ板、スロットダイ、スライド、カーテン、ロール、及びグラビアコーティング技術等の、周知のロールツーロール自動化プロセスであるが、それらに限定されない。同様に、これらの溶液を、インクジェット、スクリーン、オフセット印刷、浸漬・噴霧コーティング技術等の、非連続的方法を使用してコーティングすることも可能である。精密なコーティング技術は低屈折率特性を獲得するために決定的ではないが、幾つかの技術は、基材上で多数の層を同時にコーティングすることを可能にし、これはコーティングプロセスの経済性を改善する。所望の最終用途により、どの技術が好ましいかが決定されるであろう。
【００９４】
図５ｄは、図４ａ及び４ｂの半鏡面ミラーフィルム構成体における使用に好適な代替的ナノ空隙層５００の一部分の拡大概略図である。例えば、ナノ空隙層部分５００は、図４ａの層４１６の体積部分４０５、及び／又は図４ｂの層４５４の体積部分４５５を表し得る。
【００９５】
代表的なナノ空隙層５００は、結合剤５１０中に分散した複数の相互に連結された空隙又は空隙５２０の網状組織を含む。複数又はネットワーク中の少なくとも一部の空隙は、中空トンネル又は中空トンネル様通路を介して互いにつながっている。相互に連結された空隙は、元々コーティングされたフィルムの一部を形成し、重合性材料の硬化後、オーブン又は他の手段によってフィルムから追い出された溶媒の相互に連結された塊の名残であり得る。構成及び製造の更なる詳細は、２０１０年１月１３日に出願された同一出願人による米国特許出願第６１／２９４，６１０号（代理人整理番号６６０１５ＵＳ００２）に見出すことができる。空隙５２０の網状組織は、図５に示すように、相互に連結された空隙又は孔５２０Ａ〜５２０Ｃを含むと考えられる。空隙は、必ずしも物質及び／又は微粒子を全く含んでいない必要はない。例えば、一部の場合では、空隙は、例えば結合剤及び／又はナノ粒子を含む、１つ以上の小さな繊維様物体又はひも様物体を含み得る。幾つかの開示されるナノ空隙層は、多数の組の相互に連結された空隙又は多数の空隙の網状組織を含み、各組又は網状組織中の空隙は相互に連結されている。幾つかの場合では、多数又は多数の組の相互に連結された空隙に加えて、ナノ空隙層は、複数の閉鎖された、又は連結されていない空隙、すなわち空隙がトンネルを介して他の空隙に連結されていない空隙も含んでもよい。空隙５２０の網状組織が、ナノ空隙層５００の第１の主表面から対向する第２の主表面まで延びる１つ以上の通路を形成する場合、層５００は多孔性層であると説明され得る。
【００９６】
一部の空隙は、ナノ空隙微細構造化層の表面に存在し、又はこの表面を遮ることができ、表面空隙であると考えることができる。例えば、図５に示されるように、体積５００の上界及び下界がナノ空隙層の対向する主表面を表す場合、空隙５２０Ｄ及び５２０Ｅは、ナノ空隙層の一方の主表面に存在することになり、表面空隙５２０Ｄ及び５２０Ｅとみなされてもよく、また空隙５２０Ｆ及び５２０Ｇは、ナノ空隙層のその対向する主表面に存在することになり、表面空隙５２０Ｆ及び５２０Ｇとみなされてもよい。空隙５２０Ｂ及び５２０Ｃなど、空隙の幾つかは、ナノ空隙層の内部に配置され、外面からは離れており、したがって内部空隙が１つ以上の他の空隙を介して主表面に連結され得るとしても、内部空隙５２０Ｂ及び５２０Ｃとしてみなされてもよい。
【００９７】
空隙５２０は寸法ｄ１を有し、好適な組成物及び製造（コーティング、乾燥及び硬化条件など）を選択することによって寸法ｄ１を一般に管理することができる。一般に、ｄ１は、任意の望ましい数値範囲内にある任意の望ましい値であり得る。例えば、場合によっては、空隙の少なくとも６０％、７０％、８０％、９０％、又は９５％といった少なくとも大多数の空隙は、所望の範囲である寸法を有する。例えば、一部の場合では、少なくとも大多数の空隙、例えば空隙の少なくとも６０％又は７０％又は８０％又は９０％又は９５％が、約１０マイクロメートル以下、又は約７、又は５、又は４、又は３、又は２、又は１、又は０．７、又は０．５マイクロメートル以下の寸法を有する。
【００９８】
一部の場合では、複数の相互に連結された空隙５２０は、約５マイクロメートル以下、又は約４マイクロメートル以下、又は約３マイクロメートル以下、又は約２マイクロメートル以下、又は約１マイクロメートル以下、又は約０．７マイクロメートル以下、又は約０．５マイクロメートル以下の平均空隙、つまり孔径を有する。
【００９９】
場合によっては、一部の空隙は、その主要な光学的効果が有効屈折率を低下させることであるように十分に小さくてよく、一部の他の空隙は有効屈折率を低減し、光を散乱させることができ、尚且つ一部の他の空隙は、その主要な光学的効果が光を散乱させることであるように十分に大きくてもよい。
【０１００】
ナノ空隙層５００は、任意の有用な厚さ（該層の対向する主表面間の直線距離）を有してよい。多くの実施形態では、ナノ空隙層は、約１００ｎｍ以上、若しくは約５００ｎｍ以上、若しくは約１，０００ｎｍ以上、又は０．１〜１０マイクロメートルの範囲、若しくは１〜１００マイクロメートルの範囲である厚さを有してよい。
【０１０１】
幾つかの場合では、ナノ空隙層が、空隙及び結合剤の屈折率の観点で表され得る有効屈折率、並びに空隙又は孔の体積分率若しくは多孔率を合理的に有することができるように、ナノ空隙層は十分に厚くてよい。そのような場合では、ナノ空隙層の厚さは、例えば、約５００ｎｍ以上、若しくは約１，０００ｎｍ以上、又は１〜１０マイクロメートルの範囲、若しくは５００ｎｍ〜１００マイクロメートルの範囲である。
【０１０２】
開示されるナノ空隙層中の空隙が十分に小さく、かつナノ空隙層が十分に厚いとき、ナノ空隙層は、以下の式で表すことができる有効誘電率εｅｆｆを有する。
【０１０３】
【数３】
0006001545.tif 000004
【０１０４】
式中、εｖ及びεｂは、それぞれ、空隙及び結合剤の誘電率であり、ｆはナノ空隙層中の空隙の体積分率である。そのような場合では、ナノ空隙層の有効屈折率ｎｅｆｆは、以下の式で表すことができる。
【０１０５】
【数４】
0006001545.tif 000005
【０１０６】
式中、ｎｖ及びｎｂは、それぞれ空隙及び結合剤の屈折率である。空隙の屈折率と結合剤の屈折率と間の差が十分に小さいなど、幾つかの場合では、ナノ空隙層の有効屈折率は以下の式で近似され得る。
【０１０７】
【数５】
0006001545.tif 000006
【０１０８】
そのような場合では、ナノ空隙層の有効屈折率は、空隙の屈折率と結合剤の屈折率との体積加重平均となる。例えば、５０％の空隙体積分率を有し、屈折率が１．５の結合剤を有するナノ空隙層は、式（３）で計算するとき約１．２５の有効屈折率を有し、より正確な式（２）で計算するとき約１．２７の有効屈折率を有する。幾つかの例示的実施形態では、ナノ空隙層は、１．１５〜１．３５の範囲の有効屈折率を有してもよい。幾つかの例示的実施形態では、ナノ空隙微細構造化層は、１．１６〜１．３０の範囲の有効屈折率を有してもよい。
【０１０９】
図５ｄのナノ空隙層５００は、結合剤５１０中に分散した、複数の相互に連結された空隙、又は空隙５２０の網状組織に加え、結合剤５１０内部に実質的に均一に分散した任意の複数のナノ粒子５４０を含むことも示している。
【０１１０】
ナノ粒子５４０は、値の任意の所望の範囲内にある任意の所望の値であり得るサイズｄ２を有する。例えば、場合によっては、粒子の少なくとも６０％、７０％、８０％、９０％、又は９５％といった少なくとも大多数の粒子は、所望の範囲である寸法を有する。例えば、一部の場合では、粒子の少なくとも６０％又は７０％又は８０％又は９０％又は９５％など、粒子の少なくとも大部分が、約１マイクロメートル以下、又は約７００、又は５００、又は２００、又は１００、又は５０ナノメートル以下の寸法を有する。一部の場合では、複数のナノ粒子５４０は、約１マイクロメートル以下、又は約７００、又は５００、又は２００、又は１００、又は５０ナノメートル以下の平均粒子サイズを有してよい。
【０１１１】
幾つかの場合では、一部のナノ粒子は十分に小さいため、主に有効屈折率に影響を与えることができ、一方、他の一部のナノ粒子は、有効屈折率に影響を与え、かつ光を散乱させることができ、一方、更に他の一部の粒子は、十分に大きいため、その主な光学的効果は光を散乱させることであり得る。
【０１１２】
ナノ粒子５４０は、官能化されてもよく、官能化されなくてもよい。一部の場合では、一部、大部分、又は実質的に全てのナノ粒子５４０、例えば、ナノ粒子５４０Ｂは官能化されていない。一部の場合では、凝集がない、又は非常に少ない状態で所望の溶媒又は結合剤５１０中に分散できるように、一部、大部分、又は実質的に全てのナノ粒子５４０が官能化又は表面処理される。いくつかの実施形態では、ナノ粒子５４０は更に官能化されて結合剤５１０に化学結合することができる。例えば、ナノ粒子５４０Ａなどのナノ粒子を表面修飾又は表面処理し、結合剤５１０に化学結合するための反応性官能基、又は基５６０を有してもよい。所望に応じて、ナノ粒子を複数の化学的性質で官能化できる。そのような場合には、ナノ粒子５４０Ａの少なくともかなりの割合は、結合剤に化学結合する。一部の場合では、ナノ粒子５４０は、結合剤５１０に化学結合するための反応性のある官能基を有さない。そのような場合には、ナノ粒子５４０は結合剤５１０に物理的に結合させることができる。
【０１１３】
一部の場合では、ナノ粒子の一部は反応性基を有し、他のナノ粒子は反応性基を有さない。ナノ粒子の集合は、寸法が混在したもの、反応性及び非反応性の粒子、異なる種類の粒子（例えば、シリカと酸化ジルコニウム）を含み得る。一部の場合では、ナノ粒子は表面処理化シリカナノ粒子を含んでよい。
【０１１４】
ナノ粒子は、無機ナノ粒子、有機（例えば、ポリマー）ナノ粒子、又は有機ナノ粒子と無機ナノ粒子との組み合わせであってもよい。更に、ナノ粒子は、多孔質粒子、中空粒子、固体粒子、又はこれらの組み合わせであってもよい。好適な無機ナノ粒子の例としては、ジルコニア、チタニア、セリア、アルミナ、酸化鉄、ヴァナディア、酸化アンチモン、酸化スズ、アルミナ／シリカ、及びこれらの組み合わせを含む、シリカ及び金属酸化物ナノ粒子が挙げられる。ナノ粒子は、約１０００ｎｍ未満、又は約１００又は５０ｎｍ未満の平均粒子直径を有してよく、あるいは平均が約３〜５０ｎｍ、又は約３〜３５ｎｍ、又は約５〜２５ｎｍの範囲であってもよい。ナノ粒子が凝集している場合、凝集した粒子の断面寸法は、こうした範囲のいずれか以内であってよく、また、約１００ｎｍを超えることも可能である。いくつかの実施形態では、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏ．（Ｂｏｓｔｏｎ，ＭＡ）から入手できるＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ（登録商標）ＰＧ  ００２ヒュームドシリカ、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ（登録商標）２０１７Ａヒュームドシリカ、及びＣＡＢ−Ｏ−ＳＰＥＲＳＥ（登録商標）ＰＧ  ００３ヒュームドアルミナなどの、主たる寸法が約５０ｎｍ未満のシリカ及びアルミナなどの「ヒュームド」ナノ粒子も含まれる。
【０１１５】
ナノ粒子は、疎水基、親水基、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される表面基を含んでよい。あるいは、ナノ粒子は、シラン、有機酸、有機塩基、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される剤由来の表面基を含んでよい。他の実施形態では、ナノ粒子は、アルキルシラン、アリールシラン、アルコキシシラン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される薬剤から誘導されたオルガノシリル表面基を含む。
【０１１６】
用語「表面修飾ナノ粒子」は、粒子の表面に付着した表面基を含む粒子を指す。表面基は、粒子の特徴を改変する。用語「粒子直径」及び「粒径」は、粒子の最大断面寸法を指す。粒子が凝集体の形態で存在する場合、用語「粒子直径」及び「粒径」は、凝集体の最大断面寸法を指す。一部の場合では、粒子は、ヒュームドシリカ粒子などのナノ粒子の高アスペクト比の凝集体であってよい。
【０１１７】
表面修飾ナノ粒子は、ナノ粒子の溶解度特性を修飾する表面基を有する。表面基は、一般に、粒子をコーティング溶液と相溶にするように選択される。幾つかの実施形態では、表面基は、コーティング溶液の少なくとも１つの成分と結合する又は反応するように選択されることができ、重合した網状組織の化学的結合部分となる。
【０１１８】
種々の方法が、ナノ粒子の表面を改質するために利用可能であり、それらには、例えば、表面改質剤のナノ粒子への添加（例えば、粉末又はコロイド状分散物の形態）及び表面改質剤をナノ粒子と反応するのを可能にすることが挙げられる。他の有用な表面修飾プロセスは、例えば、米国特許第２，８０１，１８５号（Ｉｌｅｒ）及び同第４，５２２，９５８号（Ｄａｓら）に記載されている。
【０１１９】
有用な表面修飾シリカナノ粒子には、例えば、ＧＥ  ＳｉｌｉｃｏｎｅｓのＳｉｌｑｕｅｓｔ（登録商標）Ａ−１２３０等のＳｉｌｑｕｅｓｔ（登録商標）シラン、３−アクリロイ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メトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、イソオクチルトリメトキシシラン、４−（トリエトキシシリル）−ブチロニトリル、（２−シアノエチル）トリエトキシシラン、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（ＰＥＧ３ＴＭＳ）、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（ＰＥＧ２ＴＭＳ）、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、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、及びこれらの組み合わせを含む、シラン表面修飾剤で表面修飾されたシリカナノ粒子が挙げられる。シリカナノ粒子は、例えば、アルコール、例えば、アルキルトリクロロシラン、トリアルコキシアリールシラン、トリアルコキシ（アルキル）シラン、及びこれらの組み合わせを含むオルガノシラン、並びに、オルガノチタネート、並びに、これらの組み合わせを含む、多数の表面修飾剤で処理され得る。
【０１２０】
ナノ粒子は、コロイド分散物の形態で提供されてもよい。有用な市販の未修飾シリカ出発物質の例としては、製品名ＮＡＬＣＯ  １０４０、１０５０、１０６０、２３２６、２３２７、及び２３２９コロイド状シリカでＮａｌｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ）から入手可能なナノサイズのコロイド状シリカ；製品名ＩＰＡ−ＳＴ−ＭＳ、ＩＰＡ−ＳＴ−Ｌ、ＩＰＡ−ＳＴ、ＩＰＡ−ＳＴ−ＵＰ、ＭＡ−ＳＴ−Ｍ、及びＭＡ−ＳＴゾルでＮｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｃｏ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から、及びＳｎｏｗＴｅｘ（登録商標）ＳＴ−４０、ＳＴ−５０、ＳＴ−２０Ｌ、ＳＴ−Ｃ、ＳＴ−Ｎ、ＳＴ−Ｏ、ＳＴ−ＯＬ、ＳＴ−ＺＬ、ＳＴ−ＵＰ、及びＳＴ−ＯＵＰで同じくＮｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｃｏ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能なオルガノシリカが挙げられる。重合性材料対ナノ粒子の重量比は約３０：７０、４０：６０、５０：５０、５５：４５、６０：４０、７０：３０、８０：２０、又は９０：１０以上の範囲であってよい。ナノ粒子の重量％の好ましい範囲は、約１０重量％〜約６０重量％であり、使用するナノ粒子の密度及び寸法によって決定することができる。
【０１２１】
一部の場合では、ナノ空隙微細構造化層３００は、低い光学ヘイズ値を有してもよい。そのような場合には、ナノ空隙微細構造化層の光学ヘイズは、約５％以下、又は約４、３．５、３、２．５、２、１．５、若しくは１％以下であってよい。ナノ空隙微細構造化層３００に垂直に入射する光について、「光学ヘイズ」は、（指示がない限り）垂直方向から４度を超えて偏向している透過光と全透過光との比と呼んでもよい。光学透過率、清澄性、及びヘイズは、例えば、いずれもＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ，Ｓｉｌｖｅｒ  Ｓｐｒｉｎｇｓ，ＭＤから入手可能である、Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ  Ｐｌｕｓ（商標）ヘイズメーター、又はＨａｚｅ−Ｇｌｏｓｓ（商標）メーターを用いて測定され得る。ヘイズ及び散乱を特徴付けるための代替的技術は、後述される。
【０１２２】
幾つかの場合では、ナノ空隙層５００は、高い光学ヘイズを有してもよい。そのような場合、ナノ空隙微細構造化層５００のヘイズは、少なくとも約４０％、又は少なくとも約５０、６０、７０、８０、９０、又は９５％であってもよい。他の場合では、ナノ空隙層５００は、少量又は極少量のヘイズ又は散乱を有するように作製され得る。
【０１２３】
一般に、ナノ空隙層５００は、ある用途に所望され得る任意の多孔率又は空隙体積分率を有することができる。幾つかの場合では、ナノ空隙層５００中の複数の空隙５２０の体積分率は、少なくとも約１０％、又は少なくとも約２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、又は９０％である。
【０１２４】
バインダー５１０は、用途に望ましい可能性がある任意の材料であり得、又はそのような材料を含み得る。例えば、結合剤５１０は、架橋ポリマーなどのポリマーを形成する光硬化性材料であってもよい。一般に、結合剤５１０は任意の重合可能な材料、例えば、放射線硬化性の重合性材料であり得る。いくつかの実施形態では、結合剤５１０は、熱硬化性の重合性材料など、任意の重合性材料であってもよい。
【０１２５】
重合性材料５１０は、化学的であり得る、熱的であり得る、又は化学線で開始され得る様々な従来のアニオン重合、カチオン重合、フリーラジカル重合、又はその他の重合技術により重合可能な任意の重合性材料であってもよく、例えば、他の手段の中でも化学線を用いるプロセスは、例えば、可視光及び紫外線光、電子線照射、並びにこれらの組み合わせを含む。重合を実施できる媒体としては、例えば、溶媒重合、乳化重合、懸濁重合、バルク重合、その他同種のもの等が挙げられる。
【０１２６】
化学線硬化性材料としては、モノマー、及び反応性オリゴマー、及びアクリレートのポリマー、メタクリレート、ウレタン、エポキシ等が挙げられる。本開示の実施に際して好適なエネルギー硬化性基の代表的な例として、エポキシ基、（メタ）アクリレート基などのエチレン性不飽和基、オレフィン炭素炭素二重結合、アリルオキシ基、α−メチルスチレン基、（メタ）アクリルアミド基、シアノエステル基、ビニルエーテル基、これらの組み合わせ、及びその他同種のものが挙げられる。フリーラジカル的に重合可能な基が好ましい。いくつかの実施形態では、代表的な材料としてアクリレート及びメタクリレート官能モノマー、オリゴマー、及びポリマーが挙げられ、具体的には、当該技術分野において既知の、重合により架橋ネットワークを形成できる多官能性モノマーを使用できる。重合性材料は、モノマー、オリゴマー、及びポリマーの任意の混合物を含むことができるが、これらの材料は、少なくとも１つの溶媒に少なくとも部分的に可溶性でなければならない。いくつかの実施形態では、物質は溶媒／モノマー混合物に可溶性である必要がある。
【０１２７】
本明細書で使用するとき、用語「モノマー」は、１つ以上の重合性基を有する比較的低分子量の（すなわち、約５００ｇ／モル未満の分子量を有する）材料を意味する。「オリゴマー」とは、約５００ｇ／モルから最大約１０，０００ｇ／モルの分子量を有する比較的中分子量の物質を意味する。「ポリマー」とは、少なくとも約１０，０００ｇ／モル、好ましくは１０，０００〜１００，０００ｇ／モルの分子量を有する比較的高分子量の物質を意味する。本明細書の全体を通して使用されるとき、用語「分子量」は、別段に明記しない限り、数平均分子量を意味する。
【０１２８】
代表的なモノマー重合性材料には、スチレン、α−メチルスチレン、置換スチレン、ビニルエステル、ビニルエーテル、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、（メタ）アクリルアミド、Ｎ置換（メタ）アクリルアミド、オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ノニルフェノールエトキシレート（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコール（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ブタンジオールモノ（メタ）アクリレート、β−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、脂環式エポキシド、α−エポキシド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、無水マレイン酸、イタコン酸、イソデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、Ｎ−ビニルカプロラクタム、ステアリル（メタ）アクリレート、ヒドロキシ官能ポリカプロラクトンエステル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシイソプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシイソブチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。
【０１２９】
また、本明細書で官能性オリゴマー及びポリマーは、「比較的高分子量の構成要素又は種」と総称される場合もある。好適な高分子量の成分は、本開示の組成物に組み込まれてもよい。そのような高分子量の成分は、例えば、粘度制御、硬化の際の収縮の低減、耐久性、可撓性、多孔性及び非多孔性基材への接着、屋外耐候性、及び／又は同様のものといった利益を提供することができる。本開示の流体組成物に組み込まれるオリゴマー及び／又はポリマーの量は、結果として得られる組成物の使用目的、反応性希釈剤の性質、オリゴマー及び／又はポリマーの性質及び重量平均分子量、並びに同様のものなどの要因に応じて、広範囲内で様々であってもよい。オリゴマー及び／又はポリマー自体は、直鎖状、分枝状、及び／又は環状であってもよい。分枝状オリゴマー及び／又はポリマーは、同程度の分子量の直鎖状オリゴマー及び／又はポリマーよりも低い粘度を有する傾向がある。
【０１３０】
例示的な重合性オリゴマー又はポリマーとしては、脂肪族ポリウレタン、アクリル、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、エポキシポリマー、ポリスチレン（スチレンのコポリマーを含む）及び置換スチレン、シリコーン含有ポリマー、フッ素化ポリマー、これらの組み合わせなどが挙げられる。一部の用途には、ポリウレタン及びアクリレートオリゴマー及び／又はポリマーは、耐久性及び耐候性特性を改善できている。かかる物質は、放射線硬化性（メタ）アクリレート官能性モノマーから形成された反応性希釈剤に容易に可溶性である傾向もある。
【０１３１】
オリゴマー及び／又はポリマーの芳香族成分は、一般に、耐候性が劣る及び／又は耐太陽光性が劣る傾向があるので、芳香族成分は、５重量パーセント未満、好ましくは１重量パーセント未満に制限することができ、また、本開示のオリゴマー及び／又はポリマー並びに反応性希釈剤から実質的に除外することができる。したがって、直鎖状、分枝状及び／又は環状脂肪族及び／又は複素環式成分は、屋外用途で使用されるオリゴマー及び／又はポリマーを形成するのに好ましい。
【０１３２】
本開示に使用するのに好適な放射線硬化性オリゴマー及び／又はポリマーとしては、（メト）アクリル化ウレタン（すなわちウレタン（メト）アクリレート、（メト）アクリル化エポキシ（すなわちエポキシ（メト）アクリレート）、（メト）アクリル化ポリエステル（すなわちポリエステル（メト）アクリレート）、（メト）アクリル化（メト）アクリル、（メト）アクリル化シリコーン、（メト）アクリル化ポリエーテル（すなわちポリエーテル（メト）アクリレート）、ビニル（メト）アクリレート、及び（メト）アクリル化オイルが含まれる。
【０１３３】
ナノ空隙層の製造中に使用される溶媒は、所望の重合性材料で溶液を形成する任意の溶媒であり得る。溶媒は、極性又は非極性溶媒、高沸点溶媒又は低沸点溶媒であってもよく、いくつかの実施形態では、これらの溶媒はいくつかの溶媒の混合液を含む。溶媒又は溶媒混合物は、形成されるナノ空隙層が、溶媒（又は、溶媒混合物中の少なくとも１つの溶媒）に少なくとも部分的に不溶性であるように選択されてもよい。いくつかの実施形態では、溶媒混合物は、重合性物質のための溶媒と非溶媒の混合物であってよい。ある特定の実施形態では、不溶性ポリマーマトリックスは、三次元構造をもたらすポリマー鎖連結を有する三次元ポリマーマトリックスであってもよい。ポリマー鎖連結は、溶媒の除去後の層の変形を防ぎ得る。
【０１３４】
幾つかの場合では、例えば、不溶性ポリマーマトリックス又はそれが処理される基材の熱分解温度を超えない温度で乾燥させることによって、溶媒を含む微細構造化層から溶媒を容易に除去することが可能である。特定の一実施形態では、乾燥中の温度は基材が変形しやすい温度、例えば、基材の反り温度又はガラス転移温度以下に維持される。例示的な溶媒としては、線状、分枝状、及び環状炭化水素、アルコール、ケトン、及びエーテル、例えば、ＤＯＷＡＮＯＬ（商標）ＰＭプロピレングリコールメチルエーテルなどのプロピレングリコールエーテルなど、イソプロピルアルコール、エタノール、トルエン、酢酸エチル、２−ブタノン、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン、水、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトン、芳香族炭化水素、イソホロン、ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、エステル（例えば、ラクテート、アセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭアセテート）、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート（ＤＥアセテート）、エチレングリコールブチルエーテルアセテート（ＥＢアセテート）、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＤＰＭアセテート）、イソ−アルキルエステル、イソヘキシルアセテート、イソヘプチルアセテート、イソオクチルアセテート、イソノニルアセテート、イソデシルアセテート、イソドデシルアセテート、イソトリデシルアセテート、又はその他のイソ−アルキルエステルなど）、これらの組み合わせなどが挙げられる。
【０１３５】
ナノ空隙層の製造中に使用されるコーティング溶液はまた、その他の成分、例えば、反応開始剤、硬化剤、硬化促進剤、触媒、架橋剤、粘着付与剤、可塑剤、染料、界面活性剤、難燃剤、結合剤、顔料、熱可塑性又は熱硬化性ポリマーを含む衝撃修飾剤、流れ調整剤、発泡剤、充填剤、ガラス及び高分子微小球及び微小粒子、導電性粒子、熱伝導性粒子等の他の粒子、繊維、帯電防止剤、酸化防止剤、リン光体等の光学的ダウンコンバーター、ＵＶ吸収剤等も含み得る。
【０１３６】
光開始剤などの反応開始剤は、コーティング溶液中に存在するモノマーの重合を促進するのに有効な量で使用することができる。光開始剤の量は、例えば、反応開始剤の種類、反応開始剤の分子量、得られる微細構造化層の対象とする用途、並びに、例えば、使用される処理温度及び化学線の波長を含む重合方法に応じて様々であってもよい。有用な光開始剤としては、例えば、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ（商標）」及び「ＤＡＲＯＣＵＲＥ（商標）」（ＩＲＧＡＣＵＲＥ（商標）１８４及びＩＲＧＡＣＵＲＥ（商標）８１９など）で入手可能なものが挙げられる。
【０１３７】
いくつかの実施形態では、例えば、方法の異なるセクションにおける重合を制御するために、開始剤と開始剤タイプの混合物を使用することができる。一実施形態では、任意の後処理重合は、熱的に生成されたフリーラジカル開始剤を必要とする熱開始重合であってもよい。他の実施形態では、任意の後処理重合は、光開始剤を必要とする化学線開始重合であってもよい。後処理光開始剤は、溶液中のポリマーマトリックスを重合するのに使用した光開始剤と同じか又は異なっていてもよい。
【０１３８】
ナノ空隙層を架橋し、より強固なポリマー網状組織を提供してもよい。架橋は、ガンマ線又は電子線照射のような高エネルギー放射線の使用によって、架橋剤を用いて又は用いずに達成され得る。いくつかの実施形態では、架橋剤又は架橋剤の組み合わせを、重合性モノマー、オリゴマー、又はポリマーの混合物に添加することができる。架橋は、他の箇所に記載される化学線源のいずれかを使用したポリマーネットワークの重合中に起こり得る。
【０１３９】
有用な放射線硬化架橋剤としては、米国特許第４，３７９，２０１号（Ｈｅｉｌｍａｎｎら）に開示されるものなどの多官能性アクリレート及びメタクリレートが挙げられ、１，６−ヘキサンジオールジ（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、１，２−エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ／テトラ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，１２−ドデカノールジ（メタ）アクリレート、米国特許第４，７３７，５５９号（Ｋｅｌｌｅｎら）に開示されるものなどの共重合可能な芳香族ケトンコモノマー、及び同種のもの、並びにこれらの組み合わせを含む。
【０１４０】
ナノ空隙層の製造に使用されるコーティング溶液はまた、連鎖移動剤を含んでもよい。連鎖移動剤は、重合前のモノマー混合物に可溶性であるのが好ましい。好適な連鎖移動剤の例としては、トリエチルシラン及びメルカプタンが挙げられる。いくつかの実施形態では、連鎖移動は溶媒にも生じる可能性があるが、これは好ましいメカニズムではない。
【０１４１】
重合工程は、低酸素濃度を有する雰囲気中で放射線源を使用することを含んでもよい。酸素は、フリーラジカル重合を抑え、その結果硬化の程度が低下することで知られる。重合及び／又は架橋を達成させるために使用される放射線源は、化学線（例えば、スペクトルの紫外線又は可視光領域に波長を有する放射線）、加速粒子（例えば、電子ビーム放射）、熱（例えば、熱又は赤外線放射）などであり得る。いくつかの実施形態では、好ましいエネルギーは、重合及び／又は架橋の開始及び速度の制御を行う上で優れている化学線又は加速粒子である。加えて、化学線及び加速粒子は、比較的低い温度の硬化にも使用できる。このことは、熱硬化技術を用いる場合にエネルギー硬化性基の重合及び／又は架橋を開始するのに必要とされる比較的高温に対して感受性がある成分を、分解又は蒸発させるのを防ぐ。好適な硬化エネルギー源としては、ＵＶ  ＬＥＤ、可視ＬＥＤ、レーザ、電子線、水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、タングステンランプ、閃光ランプ、太陽光、低強度の紫外線（ブラックライト）等が挙げられる。
【０１４２】
幾つかの実施形態では、結合剤５１０は、多官能性アクリレート及びポリウレタンを含んでもよい。この結合剤５１０は、光開始剤、多官能性アクリレート、及びポリウレタンオリゴマーの重合生成物であってもよい。多官能性アクリレートとポリウレタンオリゴマーとの組み合わせは、より耐久性のあるナノ空隙層５００を生成し得る。ポリウレタンオリゴマーはエチレン性不飽和である。幾つかの実施形態では、ポリウレタン又はポリウレタンオリゴマーは、アクリレートと反応できる、又は、本明細書に記載する重合反応において他のアクリレートと反応できるアクリレートで「末端保護」される。
【０１４３】
１つの例示的プロセスでは、溶媒中に溶解した複数のナノ粒子（任意）及び重合性材料を含む溶液が調製され、ここで、重合性材料は、例えば、１つ以上の種類のモノマーを含み得る。重合性材料を基材上にコーティングし、例えば、熱又は光の適用により重合性材料が重合されている間、ツールをそのコーティングに適用し、溶媒中に不溶性ポリマーマトリックスを形成する。場合によっては、重合工程の後、溶媒は重合可能な材料のいくらかを依然として含んでいてもよいが、濃度は低い。次に、溶液を乾燥又は蒸発させることによって溶媒を除去し、ポリマー結合剤５１０中に分散した網状組織又は複数の空隙５２０を含むナノ空隙層５００がもたらされる。ナノ空隙微細構造化層５００は、ポリマー結合剤中に分散した複数のナノ粒子５４０を含む。このナノ粒子は結合剤に結合されており、この結合は物理的又は化学的であり得る。
【０１４４】
本明細書に記載のプロセスを用いる本明細書に記載のナノ空隙層５００及び半鏡面反射ミラー物品の製造は、有機物、樹脂、フィルム、及び支持体の使用に適合可能な温度範囲で実施することができる。多くの実施形態では、ピークプロセス温度（ナノ空隙微細構造化層５００を対象として光学温度計で決定するとき）は、２００℃以下、又は１５０℃以下、又は１００℃以下であってよい。
【０１４５】
概して、ナノ空隙微細構造化層５００は、結合剤５１０と複数のナノ粒子５４０の任意の重量比において望ましい多孔性を有することができる。したがって、広くは、重量比は、ある用途で望ましい場合のある任意の値であってよい。一部の場合では、結合剤５１０と複数のナノ粒子５４０の重量比は、少なくとも約１：２．５、又は少なくとも約１：２．３、又は１：２、又は１：１、又は１．５：１、又は２：１、又は２．５：１、又は３：１、又は３．５：１、又は４：１、又は５：１である。場合によっては、重量比は、約１：２．３〜約４：１の範囲である。
【０１４６】
ナノ空隙層は、幾つかの場合では散乱をほとんど有さないように、他の場合では著しい散乱を有するように調整することもできる。このことは、粒子の種類を選択すること、及び／又は粒子濃度を（結合剤に対する割合として）調節することによってなし得る。大型粒塊及び／又は多数の大型凝集体の形成に好都合な方法でこれがなされれば、該層は、著しい散乱体となるであろう。少数の小型凝集体の形成に好都合な方法でこれがなされれば、該層は、ほとんど散乱を有さないであろう。
【０１４７】
散乱及びヘイズ、半球反射率
ここで、光学体によって提供されるヘイズ又は散乱（図６及び７）を特徴付けるため、及び光学体の総半球反射率（図８ａ及び８ｂ）を特徴付けるための技術の更なる議論及び説明のため、図６、７、８ａ、及び８ｂを参照する。
【０１４８】
我々は既に、光学体によって提供されるヘイズ又は散乱を特徴付けるための、すなわち、ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ，Ｓｉｌｖｅｒ  Ｓｐｒｉｎｇｓ，Ｍａｒｙｌａｎｄから入手可能なＨａｚｅ−Ｇａｒｄ  Ｐｌｕｓ（商標）ヘイズメーター等を使用して、試料のヘイズを測定するための１つのアプローチについて述べてきた。一般的な用語において、そのような計器は、垂直方向から４度を超えて偏向している透過光の、総透過光に対する比を算出する。
【０１４９】
図６は、透過性光学体６３０の散乱又はヘイズ特性を測定するための、光学システム６００の概略的側面図である。光学体は、例えば、研究対象のナノ空隙散乱層を伴う光学的に透明な基材であってもよく、又は、該層の体積を通して分配される散乱中心を介して光を散乱する別の体若しくは層であってもよい。システム６００は、光学軸６９０上に中心付けられてもよく、その散乱角θは該軸に対して測定され得る。システム６００は、球面６０５、平坦底面６１５、及び屈折率「ｎｈ」を含む半球６１０を含む。システム６００はまた、試験対象である光学拡散フィルム６３０を含み、それは光学接着剤層６２０を介して半球の底面６１５に積層化される。システム６００はまた、光６４５を放射する光源６４０を含み、光６４５は好ましくは、実質的にコリメートされ、また関心の波長範囲若しくはその一部分を満たす波長を備える。同様に、試験試料６３０によって散乱される光を検出する光学検出器６５０も含まれる。検出器６５０は、示されるように移動可能に装着され、測定は、例えば、−９０〜＋９０度といった、散乱角θの範囲にわたって行うことができ、散乱強度の散乱角に対する関数関係を決定することが可能である。
【０１５０】
光源６４０によって放射された光６４５は、光学軸６９０に沿って伝搬し、半球６１０内部で光学体６３０によって散乱され、それは比較的高い屈折率ｎｈを有し、すなわち、ｎｈは空気の屈折率より極めて大きい。したがって、半球の存在下で、光学システム６００は、高屈折率媒体中における光学体の散乱性を測定する。例示的実施形態では、半球は、６３ｍｍの直径及び約１．４９の屈折率を有する固体アクリルで作製され、また光源は、約４ｍｍのビーム直径を有する白色光を放射するが、他の設計も必要に応じて選択され得る。理想的には、散乱光線６６０は、半球表面６０５の曲率中心付近で開始する。したがって、光線６６０は、屈折をほとんど又は全く伴わずに表面６０５を通って透過され、固体半球内部で散乱された光の半球範囲全てを空気中に引き出し、測定することを可能にする。接着剤層６２０は、３Ｍ，Ｓｔ  Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能な約１．４７の屈折率を有する光学的に透明な接着剤ＯＣＡ  ８１７１（商標）であってもよいが、他の透明接着剤又は結合ゲル若しくは液体も使用されてもよい。好ましくは、層６２０の屈折率は、半球６１０のそれとほぼ等しい。多くの場合、アクリル半球の屈折率は、広帯域ポリマーＭＯＦミラーフィルム内のミクロ層の最低屈折率とほぼ同じである。これらの場合では、システム６００内の光学体６３０の散乱分布の測定は本質的に、光学体がＭＯＦミラーフィルムに取り付けられるか、ないしは別の方法で光学的に直接結合されるときに、光学体によって散乱された光が、ＭＯＦミラーフィルムのミクロ層内部をどのように伝搬するかを表す。
【０１５１】
更に後述するように、ナノ空隙散乱層が、ランベルト面散乱体と比較して、散乱層内部で非常に高い伝搬角にて（及び、ＭＯＦミラーフィルム内部で非常に高い伝搬角にて、特に、ＭＯＦミラーフィルムの最低屈折率ミクロ層内で）実質的に減じられた散乱を有利に提供する散乱分布を呈するように作製され得ることが見出された。散乱強度は、例えば、０度にて（層又はフィルムの光学軸又は厚さ軸に沿って）散乱された光と比較して、一定の範囲の、例えば、５０〜９０度、又は約６０〜８０度、又は約６０〜７０度の視斜入射角にわたって、大きく低減されてもよい。例えば、拡散層は、可視光の垂直入射ビームによって照射されるときに、基材内への屈折率「ｎｓ」の散乱分布によって特徴付けられてもよい（式中、ｎｓは、拡散層が結合されるＭＯＦミラーフィルム内部のミクロ層の最小屈折率である）。散乱分布は、０度の散乱角における値Ｓ０（すなわち、垂直入射ビームに対する基材内の偏差角）と６０度の散乱角における値Ｓ６０とを有してもよく、Ｓ６０はＳ０の１０％未満であってもよい。散乱分布は、７０度の散乱角における値Ｓ７０及び５０度の散乱角における値Ｓ５０を有してもよく、Ｓ７０及びＳ５０も同様に、Ｓ０の１０％未満であってもよい。
【０１５２】
システム６００はまた、光学体が、半球６１０のより高い屈折率ｎｈよりむしろ、空気中にさらされる場合に、光学体６３０に対する散乱分布（角度の関数としての散乱光強度）を測定するように修正されることもできる。これは、半球６１０及び接着剤層６２０を除去し、そこから光が放射される体６３０の主表面を、層６２０及び半球６１０のより高屈折率媒体よりむしろ空気に曝露することによって、なされ得る。この方法では、検出器６５０は、低屈折率媒体、すなわち、空気中での拡散光学体６３０の光散乱を検出及び測定する。
【０１５３】
光学体の散乱又はヘイズを特徴付ける別の方法は、図７に示されるものに類似したシステムを使用して、その「伝播率」を測定することである。伝播率はまた、所与の反射体の半鏡面反射性の度合い、すなわち、ランベルト面反射又は散乱に対する鏡面反射の相対量を説明するためのパラメータとしても使用され得る。図７は、反射光学体７３０の散乱又はヘイズ特性を測定するための光学システム７００を示す。光学体７３０は、例えば、図４ａ若しくは４ｂのいずれかに示されるような半鏡面ミラー構造体であってもよく、又はその散乱特性が未知である別のミラーフィルム若しくは物体であってもよい。
【０１５４】
システム７００において、実質的にコリメートされた光ビーム７４５は、角度θｉｎｃにて入射し、それは逆に別段指定の無い限り４５度と仮定される。光７４５は、関心の波長範囲又はその一部を満たす波長を含む。光７４５はまた、別段に指定の無い限り未偏光である。光学検出器（図示なし）は、試験試料７３０によって散乱される光を検出し、検出器は、光学軸又は垂直表面７９０に対して前方方向７０５に散乱される全ての光の和を測定することができ、また垂直表面７９０に対して後方方向７０７に散乱される全ての光の和を測定することもできる。本明細書では「Ｆ」と称される前方散乱フラックス、及び「Ｂ」と称される後方散乱フラックスは、それぞれ、参照番号７０５及び７０７によって表される立体角の四分の一球範囲にわたる反射強度を積分することによって獲得され得る。所与の試料に対する測定／算出値Ｆ及びＢを前提とすると、該試料の伝播率Ｔは以下により与えられる。
【０１５５】
Ｔ＝（Ｆ−Ｂ）／（Ｆ＋Ｂ）
純粋な鏡面反射体は、後方散乱を有さず（Ｂ＝０）、したがってＴ＝１となる。純粋なランベルト面反射体は、等量の後方散乱及び前方散乱を有し（Ｆ＝Ｂ）、したがってＴ＝０となる。０〜１の値は、鏡面反射とランベルト面反射との混合を示す。例示的実施形態では、本明細書で考察される半鏡面ミラー構成体（例えば、図４ａ及び４ｂに略式に描写されるもの）は、例えば、８０％未満、又は６０％未満、又は４０％未満の伝播率Ｔを呈する。そのような伝播率は、高半球反射率（例えば、ミラーフィルムの後方表面が吸収性材料と接触する場合に少なくとも９７％）と低損失とを有する半鏡面ミラーフィルムにて提供されることが可能であり、そのＭＯＦミラーフィルム成分は、広反射帯域を有してもよく、垂直入射光に対するその長波長帯域端は、１６００ｎｍ、又は１４００ｎｍ、又は１２００ｎｍ、又は１０００ｎｍを必ずしも超えない波長にて配置される。
【０１５６】
本開示の半鏡面ミラーフィルム構成体の別の顕著な特性は、後方表面構成体が黒色テープ又は塗料等の吸収性材料と接触している場合でさえも、低い吸収及び透過損失を有する性能である。これは、本開示の半鏡面ミラーフィルム構成体は、構成体の後方表面が吸収性材料と接触している場合でさえも、例えば、少なくとも９７％といった、非常に高い全反射率又は非常に高い半球反射率を有すると言い換えてもよい。図８ａ及び８ｂに略式に示される光学システム８００は、半球反射率を測定するために使用され得る。システム８００は、筐体８１０を含み、その内部に低損失高反射率積分球８１２が定置される。球体は、例えば、その内面をＳｐｅｃｔｒａｌｏｎ（商標）（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ，Ｉｎｃ．，Ｎｏｒｔｈ  Ｓｕｔｔｏｎ，ＮＨ）反射コーティングでコーティングされてもよい。積分球はその中に、図示されるように互いに垂直配向に切断された３つのアクセス用穴又はポート、試料ポート８１２ａ、光源ポート８１２ｂ、及び検出器ポート８１２ｃを有する。一片の試験用ミラー構成体を、試料ポート８１２ａに、好ましくはそのミラー片が実質的に穴又はポートを満たすような方法で、定置する。関心の波長範囲又はその一部を満たす波長にて光を放射する光源８１５を、ポート８１２ｂに定置し、光は積分球８１２の内部で全方向に反射され、そのような光は空気中の全方向からポート８１２ａにてミラー試料上に入射する。検出器（図示なし）は、検出器ポート８１２ｃに定置される。
【０１５７】
ミラー試料の半球反射率は、２つの条件下での検出器出力を比較することによって獲得される。１つは、ミラー試料が試料ポート８１２ａに存在する場合であり、もう１つは、ミラー試料が除去されて、ポート８１２ａが開いている場合である。これらの検出器出力間の差異は、次に試料の半球反射率と関連付けることができる。試料を試験する前に、システム８００は、既知の反射率の試料で較正され得る。
【０１５８】
特定の試料に対する半球反射率値は、それ自体では、試料が拡散反射体、又は鏡面反射体、又は半鏡面反射体であるかについての示唆を提供しないことに留意されたい。拡散反射体、鏡面反射体、又は半鏡面反射体のうちのいずれのものも、概して、非常に高い、又は非常に低い、又は中間の半球反射率値を呈してもよい。しかしながら、本開示の半鏡面反射体は、反射体の後方表面が吸収性材料と接触している場合であってさえも、半鏡面反射体が、９００〜１０００ｎｍ付近の高波長帯域端を有する従来のＭＯＦミラーフィルムに基づくときに、少なくとも９４％の、及び半鏡面反射体が、１６００ｎｍ付近の高波長帯域端を有する広帯域ＭＯＦミラーフィルムに基づくときに、少なくとも９８％の半球反射率を有利に呈する。これらの高い反射率は、吸収及び他の要因に起因する非常に低い損失を示しており、かかる損失はそれぞれ、６％及び２％である。
【実施例】
【０１５９】
ナノ多孔性低屈折率拡散コーティングの調製
粒子群
ヒュームド二酸化ケイ素、（ｆ−ＳｉＯ２）、及びヒュームド酸化アルミニウム（ｆ−Ａｌ２Ｏ３）粒子を、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡから入手した。ＴＳ−５３０（商標）は、約２２５ｍ２／ｇの表面積を有する疎水性表面修飾ｆ−ＳｉＯ２である。Ｓｐｅｃ−Ａｌ  １００（商標）は、約９５ｍ２／ｇの表面積を有するｆ−Ａｌ２Ｏ３である。これらのヒュームド金属酸化物粒子を、乾燥粉末として入手した。これらの粒子のコーティング処方への混合品質を改善するため、まず、乾燥粉末を所望の溶媒を用いて１０％固体プレミックスに投入した。イソプロピルアルコール又はメチルエチルケトンをＴＳ  ５３０に対して互換的に使用し、また水をＳｐｅｃ−Ａｌ  １００に対して使用した。乾燥粉末を低剪断空気駆動式実験室用ミキサーを用いて、次いで３枚羽根パドル付き高剪断空気駆動式実験室用ミキサーを用いて、粒子が均質に分散するまで溶媒中で混合した。
【０１６０】
Ｃａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅ  ＰＧ  ００２（商標）及びＣａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅ  １０２０Ｋ（商標）（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）は、ｆ−ＳｉＯ２の２０％固体水中分散体である。
【０１６１】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）マイクロパウダーＦ−３００（商標）を、Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹのＭｉｃｒｏｐｏｗｄｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手した。Ｓｅｋｉｓｕｉ−ＭＢＸ−５（商標）（Ｓｅｋｉｓｕｉ−ＵＳＡ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＮＹ）は、５〜８マイクロメートルのビーズの形式の架橋ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）である。これら２つの種類の非多孔性拡散体ビーズを、乾燥粉末金属酸化物について上述したものと同一の手順を用いて分散させた。
【０１６２】
結合剤樹脂
Ｄｙｎｅｏｎ  ＴＨＶ−２２０（商標）（Ｄｙｎｅｏｎ  ＬＬＣ，Ｏａｋｄａｌｅ，ＭＮ）は、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、及びヘキサフルオロプロピレンモノマーから作製されるフルオロサーモプラスチックである。Ｄｙｎｅｏｎ  ＦＣ  ２１４５（商標）（Ｄｙｎｅｏｎ  ＬＬＣ，Ｏａｋｄａｌｅ，ＭＮ）は、フッ化ビニリデン及びヘキサフルオロプロピレンモノマーから作製されるフルオロエラストマーである。コーティング混合物の調製に使用するため、ＴＨＶ−２００ペレットをまず、メチルエチルケトン９７％と酢酸ブチル３％との中で１２％固体へと溶解させた。ゴム形態のＦＣ  ２１４５も同様にメタノール中で１０％固体へと溶解させた。ポリビニルアルコールＰＶＡ−２３５（商標）（Ｋｕｒａｒａｙ−ＵＳＡ  Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）を、水中７％固体へと８０〜９０℃で攪拌しながら溶解した。ＰＭＭＡ  Ｖ０−４４（商標）（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  Ｃ．，Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，の完全所有子会社、Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）は、メチルメタクリレート−エチルアクリレートコポリマーである。
【０１６３】
Ｅｂｅｃｒｙｌ  ８８０７（商標）（Ｃｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｓｍｙｒｎａ，ＧＡ）は、ポリウレタンアクリレートマクロマー（ＰＵＡ）である。ＰＵＡを含むコーティングを、１％のＥｓａｃｕｒｅ  ＫＢ−１（商標）（Ｌａｍｂｅｒｔｉ  Ｓ．ｐ．Ａ．，Ｇａｌｌａｒａｔｅ，Ｉｔａｌｙ）を光開始剤として用いて、紫外線で硬化した。Ｌｉｇｈｔ  Ｈａｍｍｅｒ  ６（商標）（Ｆｕｓｉｏｎ  ＵＶ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）システムを、１００％電力にて５００ワットＨ−電球を採用して使用した。ＵＶ硬化チャンバを乾燥窒素で浄化した。コーティングされたフィルムを、４０ｆｐｍ（毎分１２．１メートル）にて２回通過させてＵＶライトに曝露した。
【０１６４】
ＳＰＵ−５Ｋは、米国特許第６，３５５，７５９号（Ｓｈｅｒｍａｎら）、実施例＃２３に記載されるように、α、オメガ−アミノプロピルポリジメチルシロキサンとｍ−テトラメチルキシレンジイソシアネートとの間の反応から形成されるシリコーンポリ尿素である。
【０１６５】
ハンドスプレッド用コーティングプロセス
良好な光学品質の小型実験室用スケールハンドスプレッドコーティングを、低屈折率コーティング溶液をフィルム基材上にコーティングすることによって調製した。フィルムを、レベル１４×１１インチ（３５．６ｃｍ×２７．９ｃｍ）の真空テーブルモデル４９００（商標）（Ｅｌｃｏｍｅｔｅｒ  Ｉｎｃ．，Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ  Ｈｉｌｌｓ，ＭＩ）を用いて、平坦に保持した。コーティング溶液を、巻き線型コーティングロッド若しくは「メイヤーロッド」（ＲＤ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，Ｗｅｂｓｔｅｒ，ＮＹ）を用いて、又はより薄いコーティングのためにＥｌｃｏｍｅｔｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ  Ｈｉｌｌｓ，ＭＩから入手可能なナイフバーを用いて、ＰＥＴフィルム上に均等に広げた。真空テーブルに関連するコーティング欠陥を防ぐため、白紙の規格シート（８．５×１１インチ（２１．５９×２７．９４ｃｍ））を真空テーブルと光学フィルムとの間に定置した。各コーティングは、気泡及び表面の亀裂等の光学欠陥を避けるため、脱気溶液を用いて作製した。５〜８ｍＬのコーティング溶液試料をフィルムの最上部付近に定置し、コーティングを、４．５又は３．０ミル（１１４又は７６．２マイクロメートル）の公称湿潤厚さをそれぞれ提供する、ナンバー４５又はナンバー３０のメイヤーロッドを使用して広げた。ナイフバーを使用した場合、２〜４ミル（５０．８〜１０１．６マイクロメートル）のナイフバー間隙は、それぞれ、１〜２ミル（２５．４〜５０．８マイクロメートル）の公称湿潤厚さを有するコーティングを提供した。各湿潤コーティングを、約２〜３分間室温にて空気乾燥させ、次いで試料を平坦なガラスプレートに慎重に移し、５０℃に設定した強制空気オーブンに完全に乾燥するまで入れた。コーティングを、オーブン内での空気の動きに起因するフィルム上の乾燥パターンを低減するため、適切な寸法の反転アルミニウムパンで覆った。
【０１６６】
本プロセスは、実施例４〜６では、ＵＶ硬化コーティングされた物品用に修正された。コーティング後、試料を室温で軽く乾燥させ、次いで８５℃で２分間完全に乾燥させた。次いで、上述の手順を用いてコーティングを硬化した。
【０１６７】
自動コーティング用コーティングプロセス
コーターは、フィルム基材をバックアップロールに接して支持して、スロットダイを利用した。スロットダイとバックアップロールとの間の間隙を、フィルムに適合し、フィルムにわたって安定したコーティングを生成するように調整した。２．９３ｃｃ／ｒｅｖ  Ｚｅｎｉｔｈ（商標）歯車ポンプ（Ｚｅｎｉｔｈ  Ｐｕｍｐｓ，Ｍｏｎｒｏｅ，ＮＣ）を使用して、３０マイクロメートルフィルタ（Ｒｏｋｉ  Ｔｅｃｈｎｏ  Ｃｏ，Ｌｔｄ．，Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）を通してスロットダイへとコーティング溶液を汲み上げた。ＭＯＦミラーフィルムをコーティングする場合は、まず窒素雰囲気中で７５０ｍＪ／ｃｍ２のコロナ放電に曝露した。予め準備されたＰＥＴフィルムをコーティングする場合は、追加の表面調製は必要ではなかった。コーティングを塗布した後、フィルムを、２０ｍ／秒の気流速度及び約１分の滞留時間で、衝突オーブン内で８０℃で乾燥させた。コーティング速度は、別段に記載のない限り１５ｆｔ／分（４．５７ｍ／分）であり、コーティング幅は１０インチ（２５．４ｃｍ）であった。
【０１６８】
基材フィルム
幾つかの光学測定には、２ミル（５０マイクロメートル）の予め準備されたＰＥＴフィルム６８９（商標）（ＤｕＰｏｎｔ−Ｔｅｉｊｉｎ  Ｆｉｌｍｓ  ＵＳＡ，Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＶＡ）を使用した。代表的な半鏡面ミラーフィルムを、３Ｍ  Ｖｉｋｕｉｔｉ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｓｐｅｃｕｌａｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ（ＥＳＲ）（商標）（３Ｍ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）に類似した広帯域ミラーフィルム基材を使用して調製した。該商用フィルムは、約９００〜１０００ｎｍ（垂直入射光に対して）の領域内に配置された長波長帯域端を有する。当該技術分野で既知の方法で製造手順を修正することによって、すなわち、米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）に記載されるもの等の方法を通じて、光学パケット若しくは光学積み重ね体構造（層厚プロフィール）を修正することによって、パケット若しくは積み重ね体の数を変化させることによって、及び／又は層の総数を変化させることによって、１２００ｎｍ、１４００ｎｍ、及び１６００ｎｍに延長された高波長帯域端を有するフィルムを調製した。
【０１６９】
屈折率、光学透過、ヘイズ、及び清澄性測定
ミラーフィルム基材は高度に反射性であり、したがって透過性でないため、これらの光学測定値を、ＰＥＴフィルム基材上で作製した代表的なコーティング上で獲得した。
【０１７０】
屈折率（ＲＩ）値を、Ｍｅｔｒｉｃｏｎ  ２０１０Ｍ（商標）プリズム結合器（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ  Ｃｏｒｐ．，Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，ＮＪ）を用いたプリズム結合方法の使用によって決定した。ＲＩ（ｎ）は、６３３ｎｍにて決定した。より高いヘイズコーティングの屈折率の正確な決定は、コーティングされたフィルムのＰＥＴ面を通してＴＭ偏光状態で屈折率を測定することによって、最も良く決定した。この手順では、コーティングされたフィルムのプリズム及びＰＥＴ面を結合し、ＲＩ測定をｎ＝１．５５〜ｎ＝１．０５で走査した。この方法の結果、２つの臨界角遷移が検出され、一方は約ｎ＝１．４９５におけるＰＥＴ−プリズム境界面に関連し、もう一方はＰＥＴ−低屈折率コーティング境界面に関連した。この第２の遷移は鋭意ではないことが多かったため、この第２の臨界角の屈曲点の上下領域に適用した２００点平滑化解析プログラムを使用して、Ｍｅｔｒｉｃｏｎ生データを解析し、この第２の遷移の臨界角を決定した。２つの線形領域が平滑化されたデータから決定され、これら２つの線の交点は、曲線の屈曲点に対応し、したがって低屈折率コーティングのＲＩ又は有効ＲＩに対応していた。
【０１７１】
透過、ヘイズ、及び清澄性の値を、ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  Ｈａｚｅ  Ｇａｒｄ  Ｐｌｕｓ（商標）（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  ＵＳＡ，Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ）を用いて決定した。報告される値は、コーティングされたフィルムの異なる領域から採取した少なくとも３つの測定値の平均を表す。
【０１７２】
半球反射率（％Ｒ）測定
積分球法を用いて、半球反射率を測定した。装置は図８ａ及び図８ｂに示され、また上述されている。半球反射率は、試料の全反射率、すなわち、全入射角にわたって積分した反射率である。
【０１７３】
積分球は、試験試料がいかなる時でも直接造影されないように設定した。入来光は球体に衝突し、拡散的に反射された。反射された光は次に、全入射角にて試料に衝突した。波長の関数としての強度を、ＰｒｏＭｅｔｒｉｃ  ＰＲ−６５０（商標）カメラ（Ｒａｄｉａｎｔ  Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃ．，Ｒｅｄｍｏｎｄ，ＷＡ）を使用して試料ポートにて測定した。
【０１７４】
２回の測定を各試験に対して行い、それを使用して反射率を算出した。まず、試料ポート上の試験試料を用いて強度を測定し、次に試料を除去し、ポートを開いた状態で強度を測定した。これらの強度の比率は、空洞ゲインである。次に、ゲイン式を、各波長に対する試料反射率について解いた。ゲイン式は、以下の通りである。
【０１７５】
【数６】
0006001545.tif 000007
【０１７６】
式中、ｇは空洞ゲインであり、Ｒｓａｍｐｌｅは試料の反射率であり、Ｒｃａｖｉｔｙは空洞の反射率であり、λは光の波長である。空洞反射率を、始めに既知の反射率の基準を測定し、次に空洞反射率についてゲイン式を解くことによって獲得した。Ｓｐｅｃｔｒａｌｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｔａｒｇｅｔ  ＳＲＴ−９９−０５０（商標）（Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ，Ｉｎｃ．，Ｓｕｔｔｏｎ，ＮＨ）を使用した。
【０１７７】
％Ｒ損失を算出するため、２回の測定を行った。始めに、拡散反射体フィルムの反射率を記録した。次に、フィルムの裏面に吸収性材料（黒色ビニルテープ）を積層化して、拡散反射体フィルムの反射率を記録した。吸収性材料は、光学積み重ね体によって反射されず、内部全反射によって垂直に反射されるであろう光が逃げることを可能にし、それ故、第１の測定値と第２の測定値との間の反射率の差異は、光学積み重ね体を通って漏れる光の量の測定値となる。したがって、可能な限り低い％Ｒ損失値を有することが望ましい。
【０１７８】
光伝播率（Ｔｒ）測定
図７に概略的に示され、また上述された装置を用いて、伝播率を測定した。本質的に伝播率は、所与の反射体又は他の構成要素の鏡面反射性又は半鏡面反射性の度合いを説明する。伝播率の完全な説明、及び光学システムの設計におけるその使用は、国際公開第ＷＯ２００８／１４４６４４号にて与えられる。
【０１７９】
半鏡面反射性又は伝播率の度合Ｔｒは、以下の式によって説明される。
【０１８０】
Ｔｒ＝（ＲＦ−ＲＢ）／（ＲＦ＋ＲＢ）
ＲＦ＝前方散乱光成分のフラックス
ＲＢ＝後方散乱光成分のフラックス
式中、Ｔｒは−１（ＲＦ＝０、逆反射）〜０（ＲＦ＝ＲＢランベルト）〜１（ＲＢ＝０、純粋な鏡面反射）の範囲であり得る。ＲＦ及びＲＢは、全立体角にわたって積分された反射強度から獲得し得る。Ｔｒがゼロ未満、（ＲＢ＞ＲＦ）である場合、フィルム構成体は、前方に反射されるより多くの光が光源に向かって戻るという点において、逆反射性であるとみなされる。
【０１８１】
任意の実の反射又は透過性成分に関するＴｒは、光の入射角の関数である。本願の目的のため、別段に指定のない限り、Ｔｒは４５度の入射角（ａｏｉ）にて決定される。
【０１８２】
伝播率を測定するため、オプション反射モードを有するＣｏｎｏＳｃｏｐｅ（商標）（Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒｓ，Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ，ドイツ）を使用した。Ｔｒを測定するため、指定の入射角（４５度）にて試料を照明し、次いで反射光をＣｏｎｏＳｃｏｐｅによって２ｍｍ開口を用いて測定した。Ａｕｔｒｏｎｉｃソフトウェアを使用して、上述の数式を用いてこのデータからＴｒを算出した。
【０１８３】
（実施例１）
５０ｇのメタノール及び１５ｇのＴＳ  ５３０を、空気駆動式３枚羽根パドル攪拌器を装備した４００ｍＬプラスチック実験室用ビーカーに入れた。分散を促進するため、ＴＳ  ５３０粉末を攪拌したメタノールに少量ずつ添加した。最初に、かきまぜ機を粒子が溶媒によって湿潤されるまでゆっくりと作動させた。混合物は非常に粘稠となり、約５０ｇの追加のメタノールをゆっくりと添加した。木製へらを使用して、フラスコの側面に付着した粒子を混合物中へ繰り返し押し戻すことが必要であった。全ての粒子が溶媒中に浸漬した後、攪拌速度を増加させ、追加の少量のメタノールを添加した。完成した混合物の固体含有率は、１４％であることが分かった。保管中、粒子が混合物から分離して沈殿しないことを確実にするため、粒子混合物を、低速に設定した標準実験室用振とう器上に定置した。同一の混合装置を使用して、３０ｇのメタノール中１０％  ＦＣ  ２１４５を２００ｍＬプラスチックビーカーに入れ、ミキサーを低速に設定した。６４ｇのＴＳ  ５３０メタノール混合物（１４％固体にて、９ｇのＴＳ  ５３０固体に相当）を、ポリマー溶液に添加した。この添加により混合物の粘度は大幅に増加され、完全な混合を確実にするために攪拌速度を増加した。成分が完全に混合された後、完成した混合物を、茶色ガラス瓶に移し、密封し、粒子が混合物から分離して沈殿するのを防ぐため実験室用ミキサー上に定置した。
【０１８４】
コーティング混合物を、４００ｎｍ〜１６００ｎｍの帯域幅を有する上述の広帯域ミラーフィルム基材上にコーティングした。上述のハンドスプレッドコーティングプロセスを使用した。
【０１８５】
（実施例２〜６）
実施例２〜６を、実施例１と同一であるが、溶媒及び樹脂が表１に示すように変更された方法で、調製した。
【０１８６】
（実施例７〜８）
実施例７及び８の試料を調製するために使用するコーティング混合物を、ＰＶＡ−２３５とヒュームド酸化ケイ素分散体Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ  ＰＧ００２（商標）との混合物から調製した。Ｐｏｌｙ  Ｃｕｐ  １７２（商標）（ＰＣ  １７２）を、製剤内の架橋剤として使用した。ＰＣ  １７２は、１２％固体水溶液としてＮｅｗａｒｋ，ＤＥ所在のＨｅｒｃｕｌｅｓ  Ｃｏｒｐ．から入手可能なポリアミド−エピクロロヒドリンポリマーである。１００ｇの脱イオン水、０．５ｍＬの水酸化アンモニウム（３０重量％）、及び２．０ｇのＰＣ  １７２（ＰＶＡ含有率に基づいて２．５重量％）を、８００ｍＬプラスチックビーカーに添加し、攪拌棒で完全に混合した。次に、３００ｇのＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ  ＰＧ００２ヒュームド酸化ケイ素分散体（水中で２０重量％）と、２．０ｇの界面活性剤Ｔｅｒｇｉｔｏｌ  Ｍｉｎ−Ｆｏａｍ  １Ｘ（商標）（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ所在）（水中で１０重量％）を添加した。これらがよく混合した後、１３８．８ｇの７．２重量％ＰＶＡ  ２３５溶液と、別の１６０ｇの脱イオン水とを混合物に添加し、その後攪拌棒で更に混合した。コーティング混合物を、１Ｌの単首丸底フラスコに移し、４０℃及び６００ｍｍ  Ｈｇ真空でＲｏｔｏｖａｐに定置し、混合物を脱気した。混合物の最終固体含有率は、１０重量％に調節した。乾燥重量基準の最終混合物は、シリカ６に対してＰＶＡ樹脂１（１４．３ＰＶＡ重量％）を有した。実施例１に関するものと同一の基材及びコーティングプロセスを使用した。
【０１８７】
【表１】
0006001545.tif 000008
【０１８８】
（実施例９〜１１）
実施例９〜１１の試料を調製するために使用するコーティング混合物を、実施例７〜８と同一であるが、バッチサイズが３０００ｇまで増加され、かつ架橋剤ＰＣ  １７２がアジリジンＣＸ  １００（商標）（ＤＳＭ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）に置き換えられた手順で、調製した。ＣＸ  １００を、ＰＶＡ固体を基準として５重量％で添加した。実験室用空気駆動式ミキサーを使用して、混合プロセスを促進した。表２に示すように、異なる帯域幅を有する幾つかの異なる基材フィルムを使用した。全試料を、先に詳細に述べた自動コーティング手順を用いてコーティングし、コーティング混合物は１５重量％固体に調節された。
【０１８９】
比較例Ｃ１〜Ｃ４
比較実施例Ｃ１を、低屈折率樹脂ＴＨＶ  ２２０及び非多孔性拡散体粒子ＰＴＦＥ  Ｍｉｃｒｏｐｏｗｄｅｒ  Ｆ３００を使用して調製した。粒子（又は「ビーズ」）及び樹脂を、実施例１〜６に対して使用したものと同じであるが、ＰＴＦＥビーズ装填及び樹脂装填を表２に示すように調節し、またバッチサイズを３０００ｇまで拡大した手順を使用して、混合した。比較実施例Ｃ２〜Ｃ４を、コーティングの光散乱効果を改善するために１０重量％のＰＴＦＥ  Ｆ−３００をＳｐｅｃ  Ａｌ  １００（商標）に置き換えたことを除いて、同様に調製した。全体の樹脂対ビーズ比は、これらの比較実施例に対して一定に保った。
【０１９０】
【表２】
0006001545.tif 000009
【０１９１】
光学データは、ミラーフィルム上の代表的なナノ多孔性コーティングは、比較の拡散体コーティングと比較して、非常に低い％Ｒ損失を有することを示している。
【０１９２】
（実施例１２〜１５）
実施例１２〜１３の試料を調製するために使用するコーティング混合物は、ＰＶＡ−２３５及びヒュームド酸化ケイ素分散体Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ  １０２０Ｋ（商標）を含有した。１３８．８ｇの７．２重量％  ＰＶＡ  ２３５溶液（乾燥重量基準で１０．０ｇのＰＶＡ  ２３５）を、８００ｍＬプラスチックビーカーに入れ、次に２．０ｇの１０重量％  Ｔｅｒｇｉｔｏｌ  Ｍｉｎ−Ｆｏａｍ  １Ｘ（商標）及び１ｍＬの濃縮水酸化アンモニウム溶液を添加した。これらの成分を、攪拌棒を用いて完全に混合した。水中２０重量％で３００ｇのＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ  １０２０Ｋ（商標）を添加し、次いで２６０ｇの脱イオン水を添加した。完全に混合した後、内容物を、１Ｌの単首丸底フラスコに移し、４０℃及び６００ｍｍ  Ｈｇ真空でＲｏｔｏｖａｐに定置し、混合物を脱気した。最終の固体を、１０重量％に調節した。乾燥重量基準の最終混合物は、ＰＶＡ樹脂１に対してシリカ６（１４．３ＰＶＡ重量％）を有した。
【０１９３】
実施例１４〜１５の試料を調製するために使用するコーティング混合物を、樹脂対シリカ比を１：４（２０重量％  ＰＶＡ）に調節した以外は同じ方法で、調製した。コーティング混合物を、上述の自動コーティング手順を用いて塗布した。コーティングを、４００〜１６００ｎｍの帯域幅を有する広帯域ミラーフィルムに、３０及び５０ｍＬ／分のコーティング重量で塗布した。光学特性を、表３にまとめる。
【０１９４】
比較実施例Ｃ５〜Ｃ６
フルオロポリマータンデムコーティング混合物を使用して、比較半鏡面二層コーティングを調製した。第１の層は、２．７〜３マイクロメートル厚さ、低ヘイズ、低屈折率ＴＨＶ層（ＴＨＶ  ２００，ｎ＝１．３６）であった。第２の層（上層）は、共通のかさの拡散体組成物であった。底ＴＨＶ低屈折率層を、４００〜１６００ｎｍの帯域幅を有するミラーフィルム上に、（先に述べたように）１２％  ＭＥＫ／ＢＡ溶液からコーティングした。ＴＨＶコーティング溶液を、上述の自動コーティング手順を使用して、１３２ｍｌ／分の流速で塗布した。実施例１２〜１５と同一の基材フィルムを使用した。このＴＨＶ層でコーティングされた広帯域ミラーフィルムは、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ＳＲ  ４５４（商標）、及びＳｅｋｉｓｕｉ−ＭＢＸ−５（商標）拡散体ビーズを含有する、非多孔性拡散体層のための入力フィルムとなった。Ｂｕｔｖａｒ  ７４（商標）（ＰＶＢ−７４）は、Ｓｏｌｕｔｉａ  Ｉｎｃ．Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ  Ｍｏから入手可能である。このポリマーは、拡散体ビーズの添加前に、９３／７イソプロピルアルコール／アセトン中に１０％固体にて溶解された。ＳＲ  ４５４（商標）は、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｒｐ．，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡから入手可能なメトキシ化トリメチルプロパントリアクリレートである。完成した拡散体コーティング混合物は、３３／６７重量％配合の（ＰＶＢ−７４＋ＳＲ４５４）と、９３／７  ＩＰＡ／アセトン溶媒配合中の１４重量％固体でのＰＭＭＡビーズとを含んだ。ＰＶＢ−７４＋ＳＲ  ４５４の樹脂混合物は、５５重量％のＰＶＢ−７４と４５重量％のＳＲ  ４５４を含んだ。完全なビーズ分散を確実にするため、コーティング混合物を、４０００ｒｐｍにて５分間稼動するＰｒｅＭａｘ（商標）単一ステージロト−ステータミキサー（Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｒｏｓｓ  ＆  Ｓｏｎ  Ｃｏ．，Ｈａｕｐｐａｕｇｅ，ＮＹ）を使用して、高剪断で混合した。コーティング溶液を、自動コーティング手順を流速３０及び５０ｍＬ／分で使用してＴＨＶ層に塗布し、乾燥コーティング厚さ６及び８マイクロメートルを有する２つの比較実施例を製造した。乾燥されたコーティングを、ＳＲ  ４５４含有量を基準として０．５重量％のＥｓａｃｕｒｅ  ＫＢ−１（商標）を光開始剤として使用して、６００Ｗ  Ｈ電球に曝露することによって、ＵＶ硬化した。光学特性を、表３にまとめる。
【０１９５】
【表３】
0006001545.tif 000010
【０１９６】
（実施例１６〜１８）
実施例１６及び１７の試料を調製するために使用するコーティング混合物は、それぞれ、実施例１２及び１３について説明されたものと同一であった。実施例１８の試料を調製するために使用するコーティング混合物を、樹脂対シリカ比が１：３（２５重量％  ＰＶＡ）に調節された以外は実施例１２と同一の手順を使用して、調製した。コーティングは、１０重量％固体に調節されたコーティング混合物を使用して、ハンドスプレッド技術を使用して４及び８ミル（０．１ｍｍ及び０．２ｍｍ）の双方の湿潤厚さにおいてなされた。コーティングを、透明な（非ミラー）試料を要するコーティングの光学特性が測定され得るように、ＰＥＴフィルムに塗布した。光学特性を、先に述べたように測定した。８ミル（０．２ｍｍ）湿潤厚さの試料に関して、結果を表４に示す。
【０１９７】
【表４】
0006001545.tif 000011
【０１９８】
図９ｂは、実施例１６〜１８の試料に関する追加の光学試験の結果を示す。散乱強度は、垂直から測定した角の関数としてプロットされる。図６に示される装置（上述）を使用して、曲線を生成した。曲線９１８は、４ミル（０．１ｍｍ）湿潤厚さでコーティングされた実施例１６に関する。曲線９２２は、８ミル（０．２ｍｍ）湿潤厚さでコーティングされた実施例１６に関する。曲線９１４は、４ミル（０．１ｍｍ）湿潤厚さでコーティングされた実施例１７に関する。曲線９１６は、８ミル（０．２ｍｍ）湿潤厚さでコーティングされた実施例１７に関する。曲線９１２は、４ミル（０．１ｍｍ）湿潤厚さでコーティングされた実施例１８に関する。曲線９２０は、８ミル（０．２ｍｍ）湿潤厚さでコーティングされた実施例１８に関する。
【０１９９】
曲線９１６におけるゼロ角での小さいピークは、光学「パンチスルー」現象に関し、明確さのために他の曲線から除去されている。各曲線は、特徴的な半鏡面「符号」、約＋／−４５度に達する著しい散乱強度、より高角でのほとんど又は全くない散乱強度、及び−２５度〜＋２５度の著しい範囲にわたって平坦化され易い散乱強度傾向を呈することが分かる。
【０２００】
（実施例１９〜２１）
これらの実施例では、ナノ多孔性低ヘイズ低屈折率コーティング層と、非多孔性拡散体コーティング層とを備える３層半鏡面ミラーを作製した。広帯域ミラーフィルム基材を、実施例９にて使用した同一のコーティング混合物でコーティングした。この混合物を、上述の自動コーティング手順を使用してポンプ速度５０ｇ／分で広帯域フィルム上にコーティングし、約８マイクロメートルの乾燥厚さを有する多孔性低屈折率コーティングを製造した。次に、比較実施例Ｃ４及びＣ５を調製するために使用した拡散体コーティング溶液を、この一度コーティングされたフィルム上に３つの異なるコーティング重量でコーティングし、硬化し、実施例１９〜２１のコーティングされた半鏡面コーティングを製造した。光学特性を表５にまとめる。実施例９から得られた結果も、比較のために含まれる。
【０２０１】
比較例Ｃ７
比較実施例Ｃ７を、広帯域ミラーフィルムが始めにナノ多孔性低ヘイズ低屈折率層でコーティングされないということを除いて、実施例２１と全く同様に調製した。非多孔性拡散体コーティング層を、基材フィルムに直接塗布した。光学特性を表５にまとめる。
【０２０２】
【表５】
0006001545.tif 000012
【０２０３】
比較実施例Ｃ７のフィルムも同様に、実施例１６〜１８のそれらと同一の手順によって、角の関数として散乱強度について試験した。１６〜１８．結果を、図９ａに曲線９１０として示す。図９ｂの全曲線の比較において、Ｃ７フィルムは、ランベルト面散乱体に非常に近く、＋／−７５度の非常に高い角に達する著しい散乱強度を呈し、したがって半鏡面ミラーとしては効果的ではないことが分かる。
【０２０４】
特記しない限り、本明細書及び「特許請求の範囲」で使用されている量、性質の測定などを表現する全ての数は、用語「約」により改変されていると理解されるべきである。したがって、反することが示されない限り、本明細書及び添付特許請求の範囲に記載の数値的パラメータは、本発明の教示を利用して当業者により得ることが求められる所望の性質に応じて変化する近似値である。均等論を特許請求の範囲の範疇に適用することを制限しようとする試みとしてではなく、各数値パラメータは少なくとも、記録された有効数字の桁数を考慮して、又通常の四捨五入を適用することによって解釈されるべきである。本発明の広範な範囲を示す数値範囲及びパラメータは近似であるにも拘わらず、いかなる数値も本明細書で述べられる具体的な例で示される程度に、これらは妥当に可能な限り精確に報告される。しかしながら、いかなる数値も試験及び測定の限界に関連する誤差を含み得る。
【０２０５】
本発明の様々な修正及び変更は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱せずに当該技術分野の当業者に明らかとであり、本発明は、ここに記載された例示的な実施形態に限定されないことが理解されるべきである。例えば、１つの開示実施形態の特徴は、別に記載のない限り、他の開示実施形態全てにも適用され得ることを、読者は推定すべきである。また、本明細書において参照された全ての米国特許、公開特許出願、並びに他の特許及び非特許文書は、それらが上述の開示に矛盾しない範囲において、参照によって全てが組み込まれることが理解されるべきである。
本願発明に関連する発明の実施形態について以下に列挙する。
[実施形態１]
反射フィルムであって、
第１の主表面を有し、入射角の関数として推移する広反射帯域を提供するように構成される複数のミクロ層を備える、多層光学ミラーフィルムと、
前記第１の主表面と接触する拡散層であって、散乱された可視光が前記広反射帯域によって実質的に反射され得るように、前記可視光を一定の範囲の角度にわたって前記多層光学フィルム内へと散乱させるように適合される、拡散層と、を備え、
前記拡散層が、ナノ空隙モホロジーを有し、ポリマー結合剤を含む、反射フィルム。
[実施形態２]
前記広反射帯域が、垂直入射光に対して、１０００ｎｍ以下の波長にて配置される長波長帯域端を有し、前記反射フィルムが、８０％未満の伝播率に対応する可視光散乱を提供し、前記反射フィルムが、前記反射フィルムの後方表面が吸収性材料と接触するときに、可視光に対して少なくとも９７％の総半球反射率を有する、実施形態１に記載のフィルム。
[実施形態３]
前記伝播率が８０％未満である、実施形態２に記載のフィルム。
[実施形態４]
前記伝播率が４０％未満である、実施形態２に記載のフィルム。
[実施形態５]
前記拡散層が、少なくとも３０％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも６０％の空隙体積分率を有する、実施形態１に記載のフィルム。
[実施形態６]
前記拡散層がまた、複数の粒子も含む、実施形態１に記載のフィルム。
[実施形態７]
前記粒子が、二酸化ケイ素又はアルミナ酸化物を含む、実施形態６に記載のフィルム。
[実施形態８]
前記複数の粒子が、小粒子と前記小粒子の凝集体と、を含む寸法分布を特徴とする、実施形態６に記載のフィルム。
[実施形態９]
前記拡散層内の粒子の重量パーセントが少なくとも５０％である、実施形態６に記載のフィルム。
[実施形態１０]
前記重量比が少なくとも６６％である、実施形態９に記載のフィルム。
[実施形態１１]
前記重量比が少なくとも７５％である、実施形態１０に記載のフィルム。
[実施形態１２]
前記重量比が少なくとも８０％である、実施形態１１に記載のフィルム。
[実施形態１３]
前記拡散層が、可視光の垂直入射ビームによって照射されるときに屈折率ｎｓの基材内への散乱分布を特徴とし、ｎｓが前記複数のミクロ層の最小屈折率であり、前記基材におけるグレージング角で前記散乱分布が実質的に低減される、実施形態１に記載のフィルム。
[実施形態１４]
前記拡散層が、可視光の垂直入射ビームによって照射されるときに屈折率ｎｓの基材内への散乱分布を特徴とし、ｎｓが前記複数のミクロ層の最小屈折率であり、前記散乱分布が、０度の散乱角における値Ｓ０（すなわち、前記垂直入射ビームに対する前記基材内の偏差角）と６０度の散乱角における値Ｓ６０とを有し、Ｓ６０がＳ０の１０％未満である、実施形態１に記載のフィルム。
[実施形態１５]
前記散乱分布が、７０度の散乱角における値Ｓ７０を有し、前記Ｓ７０もまたＳ０の１０％未満である、実施形態１４に記載のフィルム。
[実施形態１６]
前記散乱分布が、５０度の散乱角における値Ｓ５０を有し、前記Ｓ５０もまたＳ０の１０％未満である、実施形態１４に記載のフィルム。
[実施形態１７]
反射フィルムであって、
第１の主表面を有し、入射角の関数として推移する広反射帯域を提供するように構成される複数のミクロ層を備える、多層光学ミラーフィルムと、
前記多層光学フィルム内へと連結される場合に前記広反射帯域によって実質的に反射され得る第１の角度部分と、前記多層光学フィルム内へと連結される場合に前記広反射帯域によって実質的に反射され得ない第２の角度部分へと、可視光を散乱させるように適合される、拡散層と、
前記多層光学フィルムと前記拡散層との間に挟まれる低屈折率層であって、前記第２の角度部分へと散乱された前記可視光が、前記低屈折率層における内部全反射によって前記多層光学フィルムへと入ることを実質的に遮蔽される、低屈折率層と、を備え、
前記低屈折率層が、ナノ空隙モホロジー及びポリマー結合剤を有する、反射フィルム。
[実施形態１８]
前記低屈折率層が、１．３未満又は１．２５未満の屈折率を有する、実施形態１７に記載のフィルム。
[実施形態１９]
前記広反射帯域が、垂直入射光に対して、１０００ｎｍ以下の波長にて配置される長波長帯域端を有し、前記反射フィルムが、８０％未満の伝播率に対応する可視光散乱を提供し、前記反射フィルムが、前記反射フィルムの後方表面が吸収性材料と接触するときに、可視光に対して少なくとも９７％の総半球反射率を有する、実施形態１７に記載のフィルム。
[実施形態２０]
前記伝播率が８０％未満である、実施形態１９に記載のフィルム。
[実施形態２１]
前記伝播率が４０％未満である、実施形態１９に記載のフィルム。
[実施形態２２]
前記拡散層が、少なくとも３０％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも６０％の空隙体積分率を有する、実施形態１７に記載のフィルム。
[実施形態２３]
前記低屈折率層がまた、複数の粒子も含む、実施形態１７に記載のフィルム。
[実施形態２４]
前記粒子が、二酸化ケイ素又はアルミナを含む、実施形態２３に記載のフィルム。
[実施形態２５]
前記拡散層内の前記粒子の前記拡散層内の前記ポリマー結合剤に対する重量比が、少なくとも１である、実施形態２３に記載のフィルム。
[実施形態２６]
前記重量比が少なくとも２である、実施形態２５に記載のフィルム。
[実施形態２７]
前記重量比が少なくとも４である、実施形態２６に記載のフィルム。
[実施形態２８]
前記重量比が少なくとも６である、実施形態２７に記載のフィルム。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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