(57)【要約】【課題】より小さい多孔性粒子中に分散されたヘーズ生成粒子を含む低屈折率拡散体層を提供する。【解決手段】結合剤と、  前記結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子と、  複数の相互接続された空隙と、  前記結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子と、を含み、  前記光学拡散体層が１．３以下の有効屈折率を有する、光学拡散体層。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学拡散体層であって、
結合剤と、
前記結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子と、
複数の相互接続された空隙と、
前記結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子と、を含み、
前記光学拡散体層が１．３以下の有効屈折率を有する、光学拡散体層。
【請求項２】
前記光学拡散体層は、前記金属酸化物がシリカ酸化物である場合には、１．２３以下の有効屈折率を、並びに前記金属酸化物がアルミナ酸化物である場合には１．３３以下の有効屈折率を有する、請求項１に記載の光学拡散体層。
【請求項３】
前記光学拡散体層が、少なくとも４０％の光学ヘーズを有する、請求項１〜２に記載の光学拡散体層。
【請求項４】
前記光学拡散体層が、少なくとも６０％の光学ヘーズを有する、請求項１〜２に記載の光学拡散体層。
【請求項５】
前記光学拡散体層が、少なくとも８０％の光学ヘーズを有する、請求項１〜２に記載の光学拡散体層。
【請求項６】
前記ヘーズ生成粒子が、１マイクロメートル以上の平均の横方向寸法を有する、請求項１〜５に記載の光学拡散体層。
【請求項７】
前記複数の金属酸化物粒子が、ヒュームドシリカ又はアルミナ酸化物を含む、請求項１〜６に記載の光学拡散体層。
【請求項８】
前記光学拡散体層が、１〜２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する、請求項１〜７に記載の光学拡散体層。
【請求項９】
前記光学拡散体層中の前記複数の相互接続された空隙の容積分率が５０％以上である、請求項１〜８に記載の光学拡散体層。
【請求項１０】
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が１：１以下である、請求項１〜９に記載の光学拡散体層。
【請求項１１】
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が１：２以下の、請求項１〜９に記載の光学拡散体層。
【請求項１２】
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が１：３以下である、請求項１〜９に記載の光学拡散体層。
【請求項１３】
前記複数のヘーズ生成粒子が、１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲の平均の横方向寸法を有し、前記複数の金属酸化物粒子が、ヒュームド金属酸化物粒子を含む、請求項１〜１２に記載の光学拡散体層。
【請求項１４】
前記複数のヘーズ生成粒子が、１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲の平均の横方向寸法を有し、前記複数の金属酸化物粒子が、５００ナノメートル以下の平均の横方向寸法を有する、請求項１〜１２に記載の光学拡散体層。
【請求項１５】
前記複数のヘーズ生成粒子が、１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲の平均の横方向寸法を有するポリマー又は無機系ビーズを含む、請求項１〜１４に記載の光学拡散体層。
【請求項１６】
前記光学拡散体層が、６０％未満の光学透明性を有する、請求項１〜１５に記載の光学拡散体層。
【請求項１７】
前記光学拡散体層が、１５％未満の光学透明性を有する、請求項１〜１５に記載の光学拡散体層。
【請求項１８】
光学物品であって、
光学要素と、
前記光学要素上に配設された光学拡散体層と、を含み、前記光学拡散体層が、
結合剤と、
前記結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子と、
複数の相互接続された空隙と、
前記結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子と、を含み、
前記光学拡散体層が１．３以下の有効屈折率を有する、光学物品。
【請求項１９】
前記光学拡散体層は、少なくとも４０％の光学ヘーズを有する、請求項１８に記載の光学物品。
【請求項２０】
前記光学拡散体層が、１．２以下の有効屈折率を有する、請求項１８〜１９に記載の光学物品。
【請求項２１】
前記複数のヘーズ生成粒子が、１マイクロメートル以上の平均の横方向寸法を有する、請求項１８〜２０に記載の光学物品。
【請求項２２】
前記複数の金属酸化物粒子が、ヒュームドシリカを含む、請求項１８〜２１に記載の光学物品。
【請求項２３】
前記光学拡散体層が、１〜２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する、請求項１８〜２２に記載の光学物品。
【請求項２４】
前記光学拡散体層中の前記複数の相互接続された空隙の容積分率が５０％以上である、請求項１８〜２３に記載の光学物品。
【請求項２５】
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が１：１以下である、請求項１８〜２４に記載の光学物品。
【請求項２６】
前記光学要素が、偏光フィルム、拡散フィルム、反射フィルム、位相差フィルム、ライトガイド又は液晶ディスプレイパネルである、請求項１８〜２５に記載の光学物品。
【請求項２７】
前記光学要素上に配設された低屈折率層を更に含み、前記光学要素が、前記光学拡散体層及び前記低屈折率層を分離し、前記低屈折率層が１．２以下の有効屈折率を有する、請求項１８〜２６に記載の光学物品。
【請求項２８】
前記光学拡散体層上に配設された低屈折率層を更に含み、前記光学拡散体層が、前記低屈折率層及び前記光学要素を分離し、前記低屈折率層が１．２以下の有効屈折率を有する、請求項１８〜２６に記載の光学物品。
【請求項２９】
前記光学物品を第２の光学要素に接着する光学用接着剤を更に含む、請求項１８〜２８に記載の光学物品。
【請求項３０】
前記第２の光学要素が、ライトガイド又は液晶ディスプレイパネルである、請求項２９に記載の光学物品。
【請求項３１】
前記低屈折率層が、前記結合剤中に分散されたヘーズ生成粒子を含む、請求項２７に記載の光学物品。
【請求項３２】
前記低屈折率層が、前記結合剤中に分散されたヘーズ生成粒子を含む、請求項２８に記載の光学物品。
【請求項３３】
光学物品であって、
光学要素と、
前記光学要素上に配設された第１の低屈折率層であって、前記第１の低屈折率層は、
結合剤と、
前記結合剤中に分散された第１の平均の横方向寸法を有する複数の第１の金属酸化物粒子と、
複数の相互接続された空隙と、
前記結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子と、を含み、
前記第１の低屈折率層が１．３以下の有効屈折率を有する、第１の低屈折率層と、
前記光学要素又は前記第１の低屈折率層上に配設された第２の低屈折率層であって、前記第２の低屈折率層は、
結合剤と、
前記結合剤中に分散された複数の第２の金属酸化物粒子と、
複数の相互接続された空隙と、を含み、
前記第２の低屈折率層が１．３以下の有効屈折率を有する、第２の低屈折率層と、を含む、光学物品。
【請求項３４】
前記第１の低屈折率層が、少なくとも６０％の光学ヘーズを有し、前記第２の低屈折率層が、２０％未満の光学ヘーズを有する、請求項３３に記載の光学物品。
【請求項３５】
前記光学物品が、１．２３以下の有効屈折率を有する、請求項３３〜３４に記載の光学物品。
【請求項３６】
前記第２の低屈折率層が前記光学要素上に配設され、及び前記光学要素が、前記第１の低屈折率層を前記第２の低屈折率層から分離する、請求項３３〜３５に記載の光学物品。
【請求項３７】
前記第２の低屈折率層が前記第１の低屈折率層上に配設され、前記第１の低屈折率層が、前記第２の低屈折率層を前記光学要素から分離する、請求項３３〜３６に記載の光学物品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ナノメートルサイズの孔又は空隙構造を有する物品は、これらのナノ中空組成物によりもたらされる光学的特性、物理的特性、又は機械的特性に基づき、様々な用途で有用である場合がある。例えば、ナノ中空物品は、細孔又はボイドを少なくとも部分的に取り囲むポリマーの固体ネットワーク又はマトリックスを含む。細孔又は空隙は、空気などの気体で満たされていることが多い。ナノ中空物品中の細孔又は空隙の寸法は、一般に、約１ナノメートル〜約１０００ナノメートルの範囲であることができる、平均有効径を有するもの記述可能である。Ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｎｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｕｒｅ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（ＩＵＰＡＣ）は、２ｎｍ未満の空隙を有するミクロ細孔、２ｎｍ〜５０ｎｍの空隙を有するメソ細孔、及び５０ｎｍを超える空隙を有するマクロ細孔の３つの寸法のナノ細孔材料のカテゴリーを定義した。異なるサイズカテゴリのそれぞれは、ナノ中空物品に固有の特性をもたらすことができる。
【０００２】
例えば、重合誘起相分離（ＰＩＰＳ）、熱誘起相分離（ＴＩＰＳ）、溶媒誘起相分離（ＳＩＰＳ）乳化重合、及び起泡剤／発泡剤添加の重合を含む、いくつかの技術を用いて、多孔性又は空隙含有物品が製造された。多くの場合、これらの方法で製造される多孔質又は中空物品は、構成体の形成に用いられる材料、例えば界面活性剤、油、又は化学残留物を除去するための洗浄工程を必要とする。洗浄工程は、形成される細孔又はボイドの寸法範囲及び均一性を制限し得る。こうした技術で使用することができる物質の種類もまた限定される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示は低屈折率拡散体層に関する。特に、本開示は、より小さい多孔性粒子中に分散されたヘーズ生成粒子を含む低屈折率拡散体層に関する。
【０００４】
１つの例示としての実施形態では、光学拡散体は、結合剤と、結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子と、複数の相互に接続された空隙と、を含む。複数のヘーズ生成粒子は結合剤中に分散されている。光学拡散体層は１．３以下の有効屈折率を有する。
【０００５】
別の例示としての実施形態では、光学物品は、光学要素と、光学要素上に配設された光学拡散体層と、を含む。光学拡散体層は、結合剤と、結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子と、複数の相互に接続された空隙と、結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子と、を含む。光学拡散体層は１．３以下の有効屈折率を有する。
【０００６】
更なる例示としての実施形態では、光学物品は、光学要素と、光学要素上に配設された低屈折率層と、光学要素又は低屈折率層上に配設された第２の低屈折率層を含む。低屈折率層は、結合剤と、結合剤中に分散された、第１の平均の横方向寸法を有する複数の第１の金属酸化物粒子及び複数の相互接続された空隙と、結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子と、を含む。低屈折率層は１．３以下の有効屈折率を有する。第２の低屈折率層は、結合剤と、結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子と、複数の相互に接続された空隙と、を含む。第２の低屈折率層は１．３以下の有効屈折率を有する。
【０００７】
これらの機構及び利点、並びに様々な他の機構及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」を読むことで明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
以下の本開示の異なる実施形態の詳細な説明を添付図面と併せて考慮することで、本開示のより完全な理解が可能である。
【図１】例示の光学物品の概略側面図。
【図２】別の例示の光学物品の概略側面図。
【０００９】
図面の縮尺は必ずしも正確ではない。図面で用いられる同様の番号は同様の構成要素を示すものとする。しかしながら、特定の図中のある要素を示す数字の使用は、同じ数字によって示される別の図中のその要素を限定するものではないことは理解されよう。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の説明において、本明細書の一部を構成し複数の特定の実施形態が例として示される一連の添付図面を参照する。本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され、実施されうる点は理解されるはずである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではない。
【００１１】
他に指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される特徴の大きさ、量、物理特性を表わす数字は全て、どの場合においても用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。
【００１２】
本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用するところの単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容によって明らかに示されない限りは複数の指示物を有する実施形態を包含する。本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用するところの「又は」なる用語は、その内容によって明らかに示されない限り、「及び／又は」を含む意味で一般的に用いられる。
【００１３】
これらに限定されるものではないが、「下側」、「上側」、「下」、「下方」、「上方」、及び「〜の上」などの空間的に関連した語は、本明細書において用いられる場合、ある要素の別の要素に対する空間的関係を述べるうえで説明を容易にする目的で用いられる。このような空間的に関連した語には、図に示され、本明細書に述べられる特定の向き以外に、使用又は作動中の装置の異なる向きが含まれる。例えば、図に示されるセルが反転又は裏返されるならば、その前には他の要素の下方又は下として述べられた部分は、これらの他の要素の上となるであろう。
【００１４】
本明細書で使用されるとき、ある要素、部材若しくは層が、例えば別の要素、部材若しくは層と「一致する境界面」を形成する、これらの「上にある」、これらと「接続される」、「結合される」、若しくは「接触する」として述べられる場合、その要素、部材若しくは層は、例えば、特定の要素、部材若しくは層の直接上にあるか、これらと直接接続されるか、直接結合されるか、直接接触してよく、又は介在する要素、部材若しくは層が特定の要素、部材若しくは層の上にあるか、これらと接続されるか、結合されるか、若しくは接触しうる。例えば、ある要素、部材又は層が、別の要素の「直接上にある」、別の要素に「直接接続される」、「直接結合する」、又は「直接接触する」で始まる表現で表される場合、介在する要素、部材又は層は存在しない。
【００１５】
本開示は低屈折率拡散体層に関する。特に、本開示は、より小さい多孔性粒子中に分散されたヘーズ生成粒子を含む低屈折率拡散体層に関する。本開示は、ディスプレイ用途に有用であることができる、フィルム構成の集積光学系を記述する。特に、本開示は、ヘーズがあり、及び拡散体シートとして機能することができる、低屈折率層を記述する。本開示は、ディスプレイ用途において必要とされる、多数の個別の光学要素又はフィルムを低減する。本開示はそのように限定されるのではないが、以下に示す例の説明により本開示の様々な態様の認識が得られるであろう。
【００１６】
本開示の拡散体コーティング、物品又は構成体の一部の実施形態は、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。この空隙は、屈折率ｎｖ及び誘電率εｖを有する。ここで、ｎｖ２＝εｖであり、このバインダーは屈折率ｎｂ及び誘電率εｂを有し、ここで、ｎｂ２＝εｂである。一般に、低屈折率層と低屈折率層に入射する光又は低屈折率層中を伝播する光などの光との相互作用は、例えば、フィルム又は層の厚さ、バインダーの屈折率、空隙又は細孔の屈折率、細孔の形状及び寸法、細孔の空間分布、並びに光の波長など多数のフィルム又は層の特性に依存する。一部の実施形態では，低屈折率層上に入射するか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を「目撃」又は「経験」する。式中、ｎｅｆｆは空隙屈折率ｎｖ、結合剤屈折率ｎｂ，及び空隙多孔性又は容積分率「ｆ」の形で表現可能である。このような実施形態では、光が単一の又は孤立した空隙の形状及び特徴を分解することができない程、低屈折率層は充分に厚く、及び空隙は充分に小さい。このような実施形態では、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％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、ここにおいてλは光の波長である。一部の実施形態では、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程に充分に小さいことができ、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、更に一部の他の空隙は、その主要な光学的効果が光を散乱させる程に充分に大きいことができる。
【００１７】
一部の実施形態では、低屈折率層に入射する光は可視光であり、その光の波長が電磁スペクトルの可視域にあることを意味する。これらの実施形態では、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。これらの実施形態では、空隙の少なくとも６０％、７０％、８０％、又は９０％など、この空隙の少なくとも大多数の空隙の寸法が、約７０ｎｍ以下、約６０ｎｍ以下、約５０ｎｍ以下、約４０ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、約２０ｎｍ以下、又は約１０ｎｍ以下である場合には、この低屈折率層は、有効屈折率を有し、かつ複数の空隙を含んでいる。
【００１８】
一部の実施形態では、低屈折率層は、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容積分率又は多孔率で表現され得る有効屈折率を有する程に充分に厚い。こ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１〜２０マイクロメートルの範囲である。
【００１９】
開示された低屈折率層中の空隙が充分に小さく、かつ低屈折率層が充分に厚い場合には、低屈折率層は、εｅｆｆ
εｅｆｆ＝ｆεｖ＋（１−ｆ）εｂ                      （１）と表現可能な有効誘電率εｅｆｆを有する。
【００２０】
これらの実施形態では、光学フィルム又は低屈折率層の有効屈折率ｎｅｆｆは、
ｎｅｆｆ２＝ｆｎｖ２＋（１−ｆ）ｎｂ２                （２）と表現可能である。
【００２１】
細孔及び結合剤の屈折率の間の差が充分に小さい場合などの一部の実施形態では、低屈折率層の有効屈折率は次の式で近似され得る：
ｎｅｆｆ＝ｆｎｖ＋（１−ｆ）ｎｂ                      （３）
これらの実施形態では、低屈折率層の有効屈折率は、空隙及び結合剤の屈折率の容積加重平均である。外周条件下で、この空隙は空気を含有し、したがってこの空隙に対する屈折率ｎｖはほぼ１．００である。例えば、空隙の容積分率が約５０％である光学フィルム又は低屈折率層、及び屈折率が約１．５である結合剤は、約１．２５の有効屈折率を有する。
【００２２】
一部の実施形態では、低屈折率層の有効屈折率は、約１．３よりも大きくなく（即ち未満であり）、又は約１．２５未満、又は約１．２未満、又は約１．１５未満、又は約１．１未満である。一部の実施形態では、屈折率は約１．１４〜約１．３０である。一部の実施形態では、低屈折率層は、結合剤、複数の粒子、及び複数の相互に接続された空隙又は相互に接続された空隙の網目構造を含む。他の実施形態では、低屈折率層は、結合剤、複数の粒子、及び複数の相互に接続された空隙又は相互に接続された空隙の網目構造を含む。
【００２３】
複数の相互に接続された空隙又は相互に接続された空隙の網目構造は、多数の方法で生じる可能性がある。１つの方法では、ヒュームドシリカ酸化物などの高構造化された高表面積のヒュームド金属酸化物の固有の多孔性を結合剤の混合物中で使用して、結合剤、粒子、空隙及び所望によって架橋剤又は他の補助材料を一体化した、複合構造物を形成する。粒子に対する所望の結合剤の比は、相互に接続された空隙化構造の形成に使用される方法の型式に依存する。
【００２４】
結合剤樹脂は多孔性ヒュームドシリカ構造物の形成の必須条件ではないが、典型的には形のポリマー樹脂又は結合剤を金属酸化物網目構造に組み込んで、最終構成体の加工性、コーティング品質、接着性及び耐久性を改善することが望ましい。有用な結合剤樹脂の例は、熱硬化性、熱可塑性、及びＵＶ硬化型ポリマーから誘導されるものである。例としては、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）、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）ポリウレタン（ＰＵＲ）、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。この結合剤は、水、エチルアセテート、アセトン、２−ブトン等の適切な溶剤に可溶とすることができるか、又は分散液又はエマルションとして使用可能である。この混合物中で有用な一部の市販の結合剤の例は、Ｋｕｒａｒａｙ−ＵＳＡ、Ｗａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｄｙｎｅｏｎ  ＬＬＣ、及びＲｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓから入手可能なものである。この結合剤はポリマー系であることができるが、これは、ＵＶ、又は熱硬化型又は架橋型の系などの重合性モノマー系としても添加可能である。このような系の例は、ＵＶ重合性アクリレート、メタクリレート、多官能性アクリレート、ウレタン−アクリレート、及びこれらの混合物である。一部の典型的な例は、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る。このような系は、Ｎｅｏ  Ｒｅｓ（Ｎｅｗａｒｋ，ＤＥ）、Ａｒｋｅｍａ（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）、又はＳａｒｔｏｍｅｒ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）などの供給者から容易に入手可能である。電子線（Ｅ線）、ガンマ線及び紫外（ＵＶ）線などの化学線は、これらの系の重合を開始させるのに有用な方法であり、多数の実施形態はＵＶ活性な系を使用する。他の有用な結合剤系は、また、カチオン重合可能であり、このような系はビニルエーテル及びエポキシドとして入手可能である。
【００２５】
このポリマー結合剤は、また、ポリマー結合剤と化学的に結合して、架橋網目構造を形成することができる架橋剤と共に配合可能である。架橋の形成は、多孔性構成体の形成又は低屈折率光学的性質の前提条件ではないが、コーティングの凝集力、基材への接着性又は耐水性、又は耐熱性及び耐溶剤性の改善などの他の機能性の理由でしばしば望ましい。架橋剤の具体的なタイプは使用される結合剤に依存する。ＰＶＡなど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、ＴＹＺＯＲ−ＬＡ（商標）（ＤｕＰｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から入手可能）などのチタネート、ＰｏｌｙＣｕｐ  １７２（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から入手可能）などのポリ（エピクロロヒドリン）アミド付加物、ＣＸ１００（Ｎｅｏ−Ｒｅｓ（Ｎｅｗａｒｋ，ＤＥ）から入手可能）などの多官能性アジリジン及びホウ酸、ジエポキシド、ジアシッド等である。
【００２６】
このポリマー結合剤は、粒子凝集物と共に分離相を形成してもよく、又は凝集物を一緒に結合して、金属酸化物とのイオン結合、双極子結合、ファンデアワールス力、水素結合及び物理的からみ合いなどの直接共有結合形成又は分子的相互作用により、金属酸化物粒子と接続する構造物を形成する方法で、粒子凝集物の間に相互分散してもよい。
【００２７】
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などのヒュームド金属酸化物又は火成金属酸化物が挙げられる。一部の実施形態では、高度に分岐した又は構造化された粒子を使用してもよい。このような粒子は、結合剤マトリックス中の効率的な充填を妨げ、及び間入型空隙又は細孔を形成させる。高度に分岐した又は構造化された粒子を含む代表的な材料としては、Ｃａｂｏ−Ｓｉｌ（商標）ヒュームドシリカ、又は、例えば商品名ＥＨ５、ＴＳ  ５２０で販売されているヒュームドシリカ若しくはシリカ分散液、又はＣａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ  ００１、ＰＧ  ００２、ＰＧ  ０２２、１０２０Ｋ、４０１２Ｋ、１０１５Ａ（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｅｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）から入手可能）として入手可能なもの、及びＡｅｒｏｄｉｓｐ（登録商標）Ｗ７６２２、Ａｅｒｏｄｉｓｐ（登録商標）Ｗ７６１２Ｓ、Ａｅｒｏｄｉｓｐ（登録商標）Ｗ７６１５Ｓ、及びＡｅｒｏｄｉｓｐ（登録商標）Ｗ  ６３０などのＥｖｏｎｉｋ−ＵＳＡ（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ）から入手可能なものなど予備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、アルミナよりも固有の低骨格屈折率を有するために好ましいこともあるが、ヒュームドアルニウム酸化物も低屈折率系の形成に有用な構造化された粒子である。アルミニウム酸化物の例は、例えば、商品名Ｃａｒｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ００３又はＣａｂｏｔＳｐｅｃ−Ａｌ（商標）で販売されているものなど商品名Ｃａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅで入手可能である。一部の実施形態では，これらの代表的なヒュームド金属酸化物の凝集物は、約８ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲の複数の一次粒子を含み、及び約８０ｎｍ〜３００ｎｍ超の範囲の大きさの広い分布の高度に分岐した構造物を形成する。一部の実施形態では、これらの凝集物は、コーティングの単位体積中にランダムに充填して、チャンネル、トンネル、及び細孔の複雑な二連続性網目構造を有するメソ多孔性構造物を形成し、これらが網目構造中に空気を捕捉し、このようにし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、クレイ、硫酸バリウム、ケイ酸アルミニウム等の天然由来の無機材料から誘導される。金属酸化物がシリカ酸化物である場合には、低屈折率層は、１．２３以下の有効屈折率、及びこの金属酸化物がアルミナ酸化物である場合には１．３３以下の有効屈折率を有する。
【００２８】
ヒュームドシリカ粒子は、また、表面処理剤により処理可能である。この金属酸化物粒子の表面処理は、例えば、このポリマー結合剤中の改善された分散、変成した表面の性質、増強された粒子・結合剤相互作用、及び／又は反応性をもたらすことができる。一部の実施形態では、この表面処理は、この粒子がこの結合剤中で良分散されるほど粒子を安定化して、実質的により均質な組成物を生じる。表面修飾無機粒子の組み込みを調整して、例えば、結合剤への粒子の共有結合を増強して、より高耐久性で、かつより均質のポリマー／粒子網目構造を得ることができる。
【００２９】
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。シリカ及び他のケイ素質充填剤に対してはシランが好ましい。シランの場合には、結合剤の中への組み込みの前にシランと粒子表面とを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、粒子タイプ、修飾剤の分子量、及び／又は修飾剤のタイプなどのいくつかの要素に依存する。このシラン修飾剤は、粒子と結合剤との間に共有結合を形成する反応性基、例えば、カルボキシ、アルコール、イソシアネート、アクリロキシ、エポキシ、チオール又はアミンなどを有することができる。逆に、このシラン修飾剤は、非反応性基、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、又はこれらの混合物を有することができる。例えば、耐汚れ性又は静電気の散逸性を改善するために、このような非反応性基がコーティングの表面を修飾してもよい。表面修飾シリカ粒子の市販されている例には、例えば、Ｃａｂｏ−Ｓｉｌ（商標）ＴＳ  ７２０及びＴＳ  ５３０が挙げられる。官能性及び非官能性基の混合物を粒子の表面上で組み込んで、これらの所望の特徴の組み合わせを得ることがときには望ましいことがある。
【００３０】
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としては、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ーバメート、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ーバメート、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−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルトリエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルメチルジメトキシシラン、３−（アクリロイルオキシプロピル）メチルジメトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルジメチルエトキシシラン、３−（メタクリロイルオキシ）プロピルジメチルエトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリ−ｔ−ブトキシシラン、ビニルトリス−イソブトキシシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、スチリルエチルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、ステアリン酸、ドデカン酸、２−［２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ］酢酸（ＭＥＥＡＡ）、β−カルボキシエチルアクリレート（ＢＣＥＡ）、２−（２−メトキシエトキシ）酢酸、メトキシフェニル酢酸、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００３１】
粒子容積濃度（ＰＶＣ）及び臨界粒子容積濃度（ＣＰＶＣ）を使用して、コーティングの作製で使用される粒子結合剤系の多孔性を特性化することができる。用語ＰＶＣ及びＣＰＶＣは、塗料及び顔料の文献においてよく定義された用語であり、頻繁に参照される物品、及び例えば「Ｐａｉｎｔ  Ｆｌｏｗ  ａｎｄ  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ」（Ｐａｔｔｏｎ，Ｔ．Ｃ．，２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊ．Ｗｉｌｅｙ  Ｉｎｔｅｒｓｃｅｉｎｃｅ，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」並びにＳｕｄｄｕｔｈ，Ｒ．Ｄ；「Ｐｉｇｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｒｅｓｉｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８」（３７（６）．ｐ．３７５）などの技術的なテキストで更に定義されている。
【００３２】
粒子の容積濃度がＣＰＶＣよりも大きい場合、コーティングの粒子及び間入型領域の間の全ての間隙を充填するのに充分な結合剤が存在しないので、このコーティングは多孔性である。次いで、このコーティングは、結合剤、粒子、及び空隙の混合物となる。このことが起こる容積濃度は、粒子の大きさ及び粒子構造濡れ及び／又は形状に関連する。ＣＰＶＣ以上の容積濃度を有する配合物は、空気により置換される、樹脂の容積欠陥を混合物中で有する。ＣＰＶＣ、ＰＶＣ及び多孔性の関係は：
【００３３】
【数１】
2018194855.tif 000003
【００３４】
所望の低屈折率の性質を提供する材料は、粒子・結合剤混合物から誘導される高構造化されたサブミクロン細孔を有し、そのＣＰＶＣ以上で配合される。一部の実施形態では、光学物品は、約６０％よりも大きくない（又は未満である）、又は約５０％未満、又は約４０％未満であるＣＰＶＣ値を有する。
【００３５】
上述のように、高度に分岐した又は構造化された粒子は、結合剤マトリックス中の効率的な充填を妨げ、間入型空隙又は細孔を形成させる。対照的に、所望のＣＰＶＣを割る材料組み合わせは、充分に多孔性でない。ＢＥＴ法は、２００ｎｍ未満の直径、１００ｎｍ未満の直径、又は更には１０ｎｍ未満の直径の細孔を分析するので、ＣＰＶＣ、したがって低屈折率材料の多孔性の決定に役立つことがある。本明細書で使用されるとき、用語「ＢＥＴ法」は、Ｂｒａｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔｔ、及びＴｅｌｌｅｒの表面積分析（Ｓ．Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｐ．Ｈ．Ｅｍｍｅｔｔ  ａｎｄ  Ｅ．Ｔｅｌｌｅｒ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９３８，６０，３０９を参照のこと）を指す。ＢＥＴ法は、固体物質の細孔の大きさ、表面積、及びパーセント多孔性の定量に使用される、周知の科学的に認証された方法である。ＢＥＴ理論は、固体表面上での気体分子の物理的吸着に関するものであり、固体表面の表面積及び多孔性についての物理的情報を取得するための根拠としての役割をする。ＢＥＴデータは、多孔性構造を形成するための最低限の要件に合致する材料の特性化を支援することができる。
【００３６】
ＰＶＣ／ＣＰＶＣの関係により記述される粒子の容積濃度は、粒子の重量濃度にも関連する。それゆえ、ＣＰＶＣ以上である粒子の重量範囲を確立することが可能である。重量比又は重量パーセントの使用は、所望のＣＰＶＣ値の混合物を配合するための１つの方法である。本開示の光学的構成体用には、１：１〜１：８の結合剤：粒子の重量比が望ましい。１：１の重量比は約５０ｗｔ％粒子と等価であり、１：８は約８９ｗｔ％粒子と等価である。代表的な結合剤と金属酸化物粒子の比は、１：２未満（３３％未満の結合剤）、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。結合剤の上限は所望の屈折率により決められることもある。結合剤の下限は、所望の物理的性質、例えば、加工性又は最終的な耐久性により決められることもある。このように、結合剤：粒子比は、所望の最終使用及び所望の光学物品の性質に依存して変わる。
【００３７】
一般に、低屈折率層は、用途において所望であってもよい任意の多孔性、細孔大きさ分布、又は空隙容積分率を有することができる。一部の実施形態では、低屈折率層中の複数の空隙の容積分率は、約２０％以上、又は約３０％以上、又は約４０％以上、又は約５０％以上、又は約６０％以上、又は約７０％以上、又は約８０％以上である。
【００３８】
一部の実施形態では、低屈折率層が、高い光学ヘーズ及び／又は拡散反射を有しても、低屈折率層の一部は、一部の低屈折率の性質を表すことができる。例えば、このような実施形態では、低屈折率層の一部は、結合剤の屈折率ｎｂよりも小さい屈折率に相当する角度での光学利得を支持することができる。
【００３９】
一部の実施形態では、粒子の一部が反応性基を有し、他の粒子は反応性基を有さない。例えば、一部の実施形態では、約１０％の粒子が反応性基を有し、約９０％の粒子が反応性基を有さず、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。一部の実施形態では、一部の粒子は、同一粒子上の反応性基及び非反応性基の両方によって官能基化されてもよい。
【００４０】
粒子の集合は、大きさ、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の混合物を含んでもよい。
【００４１】
一部の実施形態では、低屈折率層又は材料は、約３０％超である（ＢＥＴ法により測定して約５０ｍ２／ｇの表面積に対応する）ＢＥＴ多孔性、約５０％超である（ＢＥＴ法により測定して約６５〜７０ｍ２／ｇの表面積に対応する）多孔性、約６０％超である（ＢＥＴ法により測定して約８０〜９０ｍ２／ｇの表面積に対応する）多孔性、及び最も好ましくは約６５％〜約８０％の間の（ＢＥＴ法により測定して約１００ｍ２／ｇの若干高い表面積に対応する）多孔性を有する。一部の実施形態では、低屈折率層中の複数の相互に接続された空隙の容積分率は、約２０％以上（すなわち約２０％超である）、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。一般に、表面積が大きい程、パーセント多孔性は大きく、したがって屈折率は低いということを示すことができるが、これらのパラメータの間の関係は複雑である。本開示で示す値は単なる手引きの目的のためであり、これらの性質の間の限定的な相関を例示するようには意図されていない。ＢＥＴ表面積及びパーセント多孔性値は、低屈折率及びコーティングの凝集力などの他の臨界的な性能をバランスさせる必要性により決められる。
【００４２】
本開示の光学構成体は任意の所望の光学ヘーズを有することができる。一部の実施形態では、低屈折率層は、少なくとも約２０％（又は約２０％超である）、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８０％超、又は約９０％超、又は約９５％超である、光学ヘーズを有する。
【００４３】
一部の実施形態では、光学構成体の各２つの隣接層の隣接する主表面の一部は、互いに物理的に接触している。例えば、光学構成体の各隣接層の隣接する主表面の一部は、互いに物理的に接触している。例えば、２つの隣り合う主表面の少なくとも３０％、又は少なくとも４０％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも８０％、又は少なくとも９０％、又は少なくとも９５％は、互いに物理的に接触する。
【００４４】
一部の実施形態では、光学構成体中の２つの各隣接層の隣接する主表面（互いに面するか、あるいは互いに隣接する主表面）の一部は、互いに物理的に接触する。例えば、一部の実施形態では、図にははっきりと示していないが、低屈折率層と光学要素との間に配設された１つ以上の追加の層が存在してもよい。このような実施形態では、光学構成体中の各２つの隣接層の隣接する主表面の実質的な部分は、互いに物理的に接触する。このような実施形態では、光学構成体中の各２つの隣接層の隣接する主表面の少なくとも３０％、又は少なくとも４０％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７０％、又は少なくとも８０％、又は少なくとも９０％、又は少なくとも９５％は、互いに物理的に接触する。
【００４５】
本明細書に記載の実施形態の作製に有用な、当業界で公知の多数のコーティング技術が存在する。より汎用の技術は、ナイフバー、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などの周知のロール・ツー・ロールの自動化法であるが、これらに限定されない。インクジェット、スクリーン、オフセット印刷、ディップ及びスプレーコーティング技術などの非連続的な方法を用いて、これらの溶液を被覆することも可能である。低屈折率の性質の取得には厳密なコーティング技術は重要でないが、一部の技術によって、多層を基材上に同時に被覆することが可能となり、これはコーティング法の経済性を改善することができる。所望する最終用途がどの技術が好ましいかを決める。
【００４６】
図１は例示の光学物品１０の概略側面図である。光学物品１０は、結合剤と、結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子と、複数の相互接続された空隙と、を含む、光学拡散体層３０を含む。複数のヘーズ生成粒子６０は結合剤中に分散されている。光学拡散体層３０は、１．３以下、又は１．２３以下、又は１．２以下の有効屈折率を有する。光学拡散体層３０を光学要素２０上に配設して、光学物品１０を形成することができる。
【００４７】
ヘーズ生成粒子６０は、例えば、ポリスチレン粒子などの任意の有用な粒子であることができる。ヘーズ生成粒子６０は、０．５〜５マイクロメートル、１〜１０マイクロメートル、又は例えば１マイクロメートル以上の任意の有用な直径又は平均の横方向寸法を有することができる。一部の実施形態では、複数のヘーズ生成粒子６０は１〜１０マイクロメートルの範囲の平均の横方向寸法を有し、複数の金属酸化物粒子は５００ナノメートル以下の範囲の平均の横方向寸法を有する。
【００４８】
光学拡散体層３０は任意の有用なヘーズ及び透明性値を有することができる。多数の実施形態では、光学拡散体層３０は、少なくとも４０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも８０％のヘーズ値を有する。多数の実施形態では、光学拡散体層３０は、５０％未満、又は２５％未満、又は１５％未満の透明性値を有する。光学拡散体層３０は任意の有用な厚さを有することができる。多数の実施形態では、光学拡散体層３０は１〜２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する。
【００４９】
光学要素２０は任意の有用な光学要素を有することができる。一部の実施形態では、光学要素２０は、偏光フィルム、拡散フィルム、反射フィルム、位相差フィルム、ライトガイド又は液晶ディスプレイパネルである。一部の実施形態では、光学要素２０は可視光に透明な又は透過性の基材である。一部の実施形態では、光学要素２０は吸収型偏光板又は反射型偏光板であることができる。反射型偏光板としては、例えば、ファイバー、多層、コレステリック、及びワイヤグリッド反射型偏光板が挙げられる。多層反射型偏光板には、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から市販されている、輝度増強フィルム（ＢＥＦ）及びデュアル輝度増強フィルム（ＤＢＥＦ）が挙げられる。一部の実施形態では，光学要素２０は、光再帰性フィルムであり、回折性及び／又は屈折性であることができる。一部の実施形態では、光学要素２０は、グラフィックフィルム、三酢酸セルロース、又は光学用接着剤であることができる。
【００５０】
図２は別の例示としての光学物品５０の概略側面図である。光学物品５０は、光学要素２０と、この光学要素２０上に配設された低屈折率層３０と、光学要素２０又は低屈折率層３０上に配設された第２の低屈折率層４０と、を含む。図２は、低屈折率層３０上に配設された第２の低屈折率層４０を図示するが、第２の低屈折率層４０が、光学要素２０と低屈折率層３０との間にあることができるということ、又は光学要素２０が２つの低屈折率層３０及び４０の間にあることができるということは理解される。
【００５１】
低屈折率層３０は上述され、結合剤と、結合剤中に分散された、第１の平均の横方向寸法を有する複数の第１の金属酸化物粒子と、複数の相互接続された空隙並びに結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子６０と、を含む。低屈折率層３０は１．３以下の有効屈折率を有する。第２の低屈折率層４０は、結合剤中に分散された、第１の平均の横方向寸法と異なる第２の平均の横方向寸法を有する複数の第２の金属酸化物粒子と、複数の相互接続された空隙と、を含む。第２の低屈折率層４０は１．３以下の有効屈折率を有する。光学物品５０は、１．３以下、又は１．２３以下、又は１．２以下の有効屈折率を有することができる。
【００５２】
一部の実施形態では、第１の低屈折率層３０は、高ヘーズ値（例えば、少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７５％、又は少なくとも９０％）を有し、第２の低屈折率層４０、光学要素２０上に配設された低屈折率層３０及び第２の低屈折率層４０は低ヘーズ（例えば、２０％未満又は１０％未満）を有する。
【００５３】
一部の実施形態では、光学用接着剤は光学物品１０、５０を第２の光学物品（図示せず）に接着する。第２の光学要素は任意の有用な光学要素であることができる。一部の実施形態では、光学要素は、偏光フィルム、拡散フィルム、反射フィルム、位相差フィルム、ライトガイド又は液晶ディスプレイパネルである。一部の実施形態では、第２の光学要素は可視光に透明な又は透過性の基材である。
【実施例】
【００５４】
ポリビニルアルコール、Ｋｕｒａｒａｙ  ＰＶＡ−２３５とヒュームドシリカ酸化物分散液Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）１０２０Ｋとの混合物から比較例コーティング溶液ＣＥ−１を作製した。ＰＶＡは、（Ｋｕｒａｒａｙ−ＵＳＡ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能な８８％加水分解された中分子量ポリビニルアルコール）である。Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）１０２０Ｋは、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ）から入手可能な、Ｌ９０ヒュームドシリカの非表面装飾のアルカリ安定化されたシリカ分散液である。典型的な方法では、１３８．８ｇの７．２ｗｔ％  ＰＶＡ  ２３５溶液を８００ｍｌプラスチックビーカーに装填し（乾燥重量基準で１０．０ｇのＰＶＡ  ２３５）、続いて２．０ｇの１０ｗｔ％  Ｔｅｒｇｉｔｏｌ  Ｍｉｎ−Ｆｏａｍ  １Ｘ及び１ｍｌの濃ＮＨ４ＯＨ溶液を添加した。Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（商標）Ｍｉｎ−Ｆｏａｍ  １Ｘは、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能な非イオン性界面活性剤である。これらの成分を撹拌棒で充分に混合し、それに続いて２００ｇのＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）１０２０Ｋ、水中２０ｗｔ％のヒュームドシリカ及び追加の１６２ｇの脱イオン（ＤＩ）水を添加した。発泡を低減するために空気駆動式ミキサーを低剪断で用いてこの成分を充分に混合した。約５分間混合した後、内容物を１Ｌ一口丸底フラスコに移し、４０℃及び６００ｍｍ  Ｈｇ（８０．０ｋＰａ）真空でロータリーエバポレーター系（Ｂｕｃｈｉ  ＧｍｂＨ（Ｆｌａｗｉｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）からＲｏｔｏｖａｐ（商標）として入手可能）でこの混合物を脱ガスした。ＣＥ−１に対する最終の混合物は、乾燥重量基準で１部ＰＶＡ樹脂：４部シリカ（１：４  ＰＶＡ−Ｓｉ比、２０重量％  ＰＶＡ）からなるものであった。最終溶液のｐＨは典型的には９．２〜１０．２の間であった。最終固形分を９．５〜１０．５％ｗｔの間に調整した。
【００５５】
ポリスチレンビーズを用いる低屈折率拡散体コーティング溶液（ＥＸ−１）の作製：９．６ｇのＳｏｋｅｎ  ＫＳＲ  ３架橋ポリスチレンビーズを、ＣＥ−１（１−４  ＰＶＡ−Ｓｉ  １０２０Ｋ）で述べた通り作製した５０４ｇの１０％固形分低屈折率混合物の添加することにより、コーティング溶液ＥＸ−１を作製した。ＫＳＲ  ３ＡはＳｏｋｅｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏ．Ｌｔｄ．（Ｓａｙａｍａ−Ｓｈｉ，Ｓａｉｔａｍａ−Ｋｅｎ  Ｊａｐａｎ）から入手可能である。発泡を低減するために空気駆動式ミキサーを低剪断で用いて、ＫＳＲ  ３Ａビーズを低屈折率コーティング溶液の中に組み入れた。最終混合物を１Ｌ一口丸底フラスコに移し、Ｒｏｔｏｖａｐで４０℃及び６００ｍｍ  Ｈｇ（８０．０ｋＰａ）真空でこの混合物を脱ガスした。ＵＬＩ−拡散体コーティング混合物の最終固形分は１１．７％であり、乾燥重量基準で１６．８ｗｔ％  ＰＶＡ、６７．２ｗｔ％  １０２０Ｋシリカ及び１６ｗｔ％  ＫＳＲ  ３ポリスチレンビーズからなるものであった。
【００５６】
コーティング溶液ＣＥ−２及びＥＸ−２及びＥＸ−３に使用される、５０％  Ａ１７４及び５０％イソオクチルトリメトキシシランによる表面修飾シリカ粒子の作製：撹拌棒、撹拌板、コンデンサー、加熱マントル及び熱電対／温度コントローラーを備えた１０００ｍｌの三口フラスコに４００ｇのＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ００２（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐ（Ｂｏｓｔｏｎ，ＭＡ）から入手可能）ヒュームドシリカの２０ｗｔ％固体の分散液を装填した。この分散液に５０ｇのイソプロパノールを混合しながら添加した。次に、６．１５ｇの３−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン（Ａ−１７４，Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ，ＭＡからストック＃  Ａ１７７１４として入手可能）、５．８０ｇのイソオクチルトリメトキシシラン（Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．（Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ）からストック＃  ＳＩＩ６４５８．０として入手可能）及び５０ｇのイソプロパノールの予備混合物を混合しながら添加した。この予備混合物ビーカーを合計で５０ｇとなるアリコートのイソプロパノールによりすすいだ。すすいだイソプロパノールをバッチに加えた。得られた混合物は、ヘーズのある、半透明な分散体であった。このバッチを５０℃に加熱し、ほぼ３０分間保持した。５０℃で３０分後、この混合物は均質で、不透明な白色分散液であった。この時点で、２５０ｇのイソプロパノールをこのバッチに添加した。このバッチを還流（〜８０℃）まで加熱し、混合しながら保持した。ほぼ３０分後、このバッチは極めて粘稠となった。追加の２００ｇのイソプロパノールを添加した。このバッチはずっと低粘性となった。このバッチを還流で合計６時間保持した。還流で６時間後、このバッチを混合しながら室温まで冷却した。この時点で、このバッチは濃いオフホワイトのスラリーであり、若干の乾燥した固体が反応フラスコの壁に付着していた。得られた反応混合物を代替の真空蒸溜及び１２００ｇの１−メトキシ−２−プロパノールの添加により１−メトキシ−２−プロパノールに溶剤交換した。真空蒸留によって、バッチを更に濃縮した。最終的な混合物は、１５．４重量％固形分の高粘度の半透明の分散物であった。
【００５７】
上述の表面修飾ＰＧ  ００２シリカ及びＳａｒｔｏｍｅｒ  ＵＳＡ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から入手可能なＵＶ硬化型ウレタンアクリレートオリゴマーＣＮ  ９０１３を使用して、コーティング溶液ＣＥ−２をシリカ対樹脂重量比１〜４で作製した。適切な大きさの混合容器中で５０ｇの修飾ＰＧ  ００２（１５．４％固体、７．７ｇ固体）を１．２８ｇのＣＮ  ９０１３と混合した。０．１８ｇの光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ  １８４（Ｃｉｂａ  ＵＳＡ（Ｗ．Ｐａｔｅｒｓｏｎ，ＮＪ）から入手可能）を添加し、最終混合物を追加の１２．５ｇの２−ブタノンにより希釈して、１４．４％固体の最終コーティング溶液を得た。
【００５８】
１００ｇのコーティング溶液ＣＥ−３をシリカ粉末マット化剤ＥＸＰ−３６００（Ｅｖｏｎｉｋｓ  ＵＳＡ（Ｈｏｐｅｗｅｌｌ，ＶＡ）から入手可能）と混合することにより、コーティング溶液ＥＸ−２及びＥＸ−３を作製した。この粉末をコーティング溶液ＣＥ−３に添加し、それに続いて２−ブタノンを添加して、最終固形分を１４％に調整することにより、マット化剤を分散した。この混合物は、それぞれＥＸ−２及びＥＸ−３用に乾燥重量基準で３０ｗｔ％シリカ又は５０ｗｔ％シリカマット化剤ＥＸＰ  ３６００を含有するものであった。
【００５９】
ＣＥ−３、ＥＸ−４−５の作製に使用する、ポリスチレンビーズ入りの低屈折率拡散体コーティング溶液の作製：ＰＧ００３（ヒュームドアルミナ、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐから入手可能）に対して１〜６重量のＰＶＡ混合物を使用して、コーティング溶液ＣＥ−３、ＥＸ−４−５を作製した。拡散体ビーズをそれぞれ０％、５０％及び７０ｗｔ％添加して、低屈折率拡散体コーティングＣＥ−３、ＥＸ−４−５を形成した。これらのコーティングでは、使用するビーズは、ＫＳＲ−３Ａに対して規定されるよりも狭いサイズ分布の３μｍ架橋ポリスチレンビーズである、Ｓｏｋｅｎ  ＳＸ  ３５０Ｈであった。Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｒｏｓｓ  ＆  Ｓｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｈａｕｐｐａｕｇｅ，ＮＹ）から入手可能な、ＰｒｅＭａｘ（商標）など、４０００ｒｐｍで回転する一段ローター・ステーターミキサー標準の実験室Ｒｏｓｓ  Ｍｉｘｅｒを５分間使用することにより、ビーズ分散を改善した。
【００６０】
ＰＶＡ−Ａｌ２Ｏ３プレミックス−Ａの作製：典型的な方法では、空気駆動式ミキサーを備えた４Ｌプラスチックビーカーに５３８ｇのＰＧ００３（２１５ｇのＡｌ２Ｏ３）、２５ｇの１０％Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（商標）Ｍｉｎ−Ｆｏａｍ  １Ｘ界面活性剤及び５４２ｇのＰＶＡ  ２３５（６．６％固形分、３５．８ｇ）を装填した。この混合物を低速で撹拌して、全ての成分を均質化した。数分後、１４０５ｇのＤＩ水を添加し、ゆっくりと混合して、１−６  ＰＶＡ−Ａｌ２Ｏ３を１０％固形分で含むプレミックスＡを作製した。このコーティング溶液を使用して、比較例ＣＥ−３を作製した。
【００６１】
拡散体ビーズプレミックス−Ｂの作製：前述のように備えた２Ｌプラスチックビーカー中で１４４０ｇの水、１６ｇの１０％  Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（商標）Ｍｉｎ−Ｆｏａｍ  １Ｘ界面活性剤及び１６０ｇのＳＸ−３５０Ｈポリスチレンビーズを混合して、プレミックスＢの均質な１０ｗｔ％分散液を形成した。
【００６２】
２５０ｇのプレミックスＡ及び２５０ｇのプレミックスＢを混合し、それに続いて高剪断分散工程によりビーズ分散を増進することにより、コーティング溶液ＥＸ−４を作製した。これにより５０ｗｔ％  ＳＸ−３５０Ｈ拡散体ビーズを含有する混合物が生成した。
【００６３】
１５０ｇのプレミックスＡ及び３５０ｇのプレミックスＢを混合し、それに続いて高剪断分散工程によりビーズ分散を増進することにより、コーティング溶液ＥＸ−５を作製した。これにより７０ｗｔ％  ＳＸ−３５０Ｈ拡散体ビーズを含有する混合物が生成した。
【００６４】
コーティング方法：全てのコーティングを、５０マイクロメートルのプライマー処理ＰＥＴフィルム（Ｄｕｐｏｎｔ−Ｔｅｉｊｉｎ  ６８９）を用いて作製した。低屈折率コーティング溶液をプライマー処理したポリエステルフィルム上に被覆することにより、良好な光学品質の実験室規模の小さい手塗りのコーティングを作製した。Ｅｌｃｏｍｅｔｅｒ  Ｉｎｃ（Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ  Ｈｉｌｌｓ，ＭＩ）から入手可能な、１４×１１ｉｎ．（３５．６ｃｍ×２７．９ｃｍ）の水平な真空テーブルモデル４９００を使用することにより、フィルムを平坦に保持した。ＲＤ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ（Ｗｅｂｓｔｅｒ，ＮＹ）から入手可能な巻線コーティングロッド（マイヤーロッド）又はＥｌｃｏｍｅｔｅｒ  Ｉｎｃ（Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ  Ｈｉｌｌｓ，ＭＩ）から入手可能なナイフバーを使用して、コーティング溶液をＰＥＴ上で均等に拡げた。典型的な手順では、白色紙の標準シート（８．５×１１ｉｎ（２１．６×２７．９ｃｍ））を真空テーブルと光学フィルムとの間に置いて、真空テーブルに関連するコーティング欠陥を防止した。脱ガスした溶液を使用して、空気泡及び表面クラックなどの光学欠陥を回避して、全てのコーティングを作製した。コーティング溶液の５〜８ｍＬの試料を、フィルムの頂部近くに置き、及び４５又は３０マイヤーロッドを用いて、コーティングを作製し、それぞれ１１４又は７６．２μｍ（４．５又は３．０ｍｉｌ）の公称湿潤時厚さのコーティングを得た。ナイフバーコーターを使用する場合には、５０．８〜１０１．６μｍ（２〜４ｍｉｌ）のナイフバー間隙によってそれぞれ２５．４〜５０．８μｍ（１〜２ｍｉｌ）の公称湿潤時厚さのコーティングを得た。湿ったコーティングを室温で約２〜３分間風乾し、次いで平らなガラス板に注意深く移し、及び５０℃で強制空気オーブン中に入れて、完全に乾燥した。コーティングを適切な大きさのアルミニウムパンにより被覆して、オーブン中の空気の動きによるフィルム上の乾燥パターンを低減した。
【００６５】
ＵＶ硬化型ウレタンアクリレート樹脂系のＣＥ−２、ＥＸ−２及びＥＸ−３をベースとするコーティングを、＃３０マイヤーロッドを用いて被覆して、おおよそ３ｍｉｌ（７６マイクロメートル）の湿潤コーティング厚さを得た。湿潤コーティングを室温で短時間乾燥し、それに続いて１００℃で２分間完全に乾燥した。次いで、乾燥Ｎ２により掃気した５００Ｗ  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｌｉｇｈｔ  Ｈａｍｍｅｒ  ＵＶチャンバーを用いて、このコーティングを２０ｆｐｍのライン速度で硬化した。コーティングをＨバルブの高強度照射に暴露した。
【００６６】
コーティング配合物ＣＥ−４及びＥＸ−６用の表面修飾「ヒュームド」シリカの作製：
（１）Ａ−１７４修飾Ｃａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）１０２０Ｋの作製：
撹拌棒、撹拌板、コンデンサー、加熱マントル及び熱電対／温度コントローラーを備えた３０００ｍｌの三口フラスコに１０００ｇのＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ  １０２０Ｋ（２０ｗｔ％固体のヒュームドシリカの分散液、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐ）から入手可能）を装填した。この分散液に、１４００ｇの１−メトキシ−２−プロパノールを撹拌しながら添加した。次に、３０．７５ｇの９７％３−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン（Ａ−１７４，Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手可能を１００ｇのポリビーカーに添加した。この３−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシランを撹拌しながらこのバッチに添加した。３−（メタクリロキシプロピル）トリメトキシシランを入れたビーカーを合計で１００ｇとなる１−メトキシ−２−プロパノールのアリコートによりすすいだ。すすいだイソプロパノールをバッチに加えた。この時点でバッチは不透明な白色の粘稠な分散液であった。バッチを８０℃に加熱し、約１６時間保持した。得られた混合物は粘稠で、不透明な白色スラリーであった。バッチを室温まで冷却した。真空蒸留と９００ｇの１−メトキシ−２−プロパノールの添加を交互に行うことによって、水をバッチから除去した。このバッチを真空蒸溜により濃縮して、３１．１ｗｔ％固体の極めて粘稠な、不透明な分散液を得た。
【００６７】
ＣＥ−４及びＥＸ−６の作製に使用される低屈折率コーティング溶液の作製：最初に３．０ｇのＣＮ９８９３（Ｓａｒｔｏｍｅｒ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）を超音波処理下で７ｇのエチルアセテート中に溶解し、次いで上述の３８．６ｇ（３１．１％固形分、１２ｇ固形分）のＡ−１７４修飾Ｃａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）１０２０Ｋ、及び０．２３ｇのＩｒｇａｃｕｒｅ  １８４を一緒に混合して、樹脂：粒子重量比１−４の均質なコーティング溶液を形成することにより、コーティング溶液ＣＥ−４を作製した。
【００６８】
７．４ｇのＵＶ硬化型ウレタンアクリレートＣＮ９８９３（Ｓａｒｔｏｍｅｒ，Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）を超音波処理下で１７．４ｇのエチルアセテート中に溶解し、次いで上述の９５．８ｇ（３１．１％固形分、２９．８ｇ固形分）のＡ−１７４修飾Ｃａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）１０２０Ｋ、７．４ｇのＳｙｌｏｉｄ（登録商標）ＲＡＤ  ２１０５（ＷＲ  Ｇｒａｃｅ  Ｉｎｃ．（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ）、２．４６ｇのＴｅｇｏ（登録商標）ＲＡＤ  ２２５０（シリコーンアクリレート，Ｅｖｏｎｉｋｓ  ＵＳＡ（Ｈｏｐｅｗｅｌｌ，ＶＡ））及び０．６５ｇのＩｒｇａｃｕｒｅ  １８４を、４時間の一定の撹拌下で一緒に混合して、ＣＮ９８９３：粒子比１−４及び拡散体粒子含有量〜１７ｗｔ％均質の溶液を形成することにより、コーティング溶液ＥＸ−６を作製した。
【００６９】
溶液ＣＥ−４及びＥＸ−６から作製されるコーティングをＵＶ硬化型樹脂混合物を用いて作製した。これらの膜をオーブン内８５℃で２分間乾燥させ、次いで、１００％のランプ電力、３０フィート／分（９．１ｍ／分）のライン速度で、窒素雰囲気下にて動作するＨ電球を備えたＦｕｓｉｏｎ  ＵＶ−Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃ．Ｌｉｇｈｔ−Ｈａｍｍｅｒ  ６ＵＶ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）プロセッサを用いて１回通過させて硬化させた。
【００７０】
光学試験：
この実施例の要約を表１に示す。Ｔ−Ｈ−Ｃは、透過率（Ｔ）、ヘーズ（Ｈ）及び透明性（Ｃ）を指す。ＲＩは屈折率である。Ｍｅｔｒｉｃｏｎ  Ｃｏｒｐ（Ｐｅｎｎｉｎｇｔｏｎ，ＮＪ）から入手可能なＭｅｔｒｉｃｏｎ  ２０１０Ｍプリズムカップラーを用いるプリズム結合法の使用により屈折率（ＲＩ）値を求めた。ＲＩ（ｎ）を６３３ｎｍで求めた。ＴＭ偏光状態の屈折率を被覆フィルムのＰＥＴ面から測定することにより、高ヘーズコーティングの屈折率の最善の精密決定を行った。この方法で、プリズム及びコーティングのＰＥＴ面を結合し、ＲＩ測定をｎ＝１．５５〜１．０５の間で走査した。この方法は、結果として２つの臨界角の遷移の検出を生じる；一方はｎ＝〜１．４９５でＰＥＴ−プリズム界面と付随するものであり、もう一方はＰＥＴ−低屈折率コーティング界面と付随するものである。Ｍｅｔｒｉｃｏｎ生データを解析して、この第２の臨界角の変曲点の上下の領域の２００点の平滑化解析プログラムを使用することにより、この第２の遷移の臨界角を求めた。２つの直線領域を平滑化されたデータから求めた。これらの２つの線の交点は、曲線の変曲点、したがって低屈折率コーティングのＲＩに対応するものであった。
【００７１】
被覆物品光学系：ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  Ｈａｚｅ  Ｇａｒｄ  Ｐｌｕｓ（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  ＵＳＡ（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ）から入手可能）を用いて、透過率、ヘーズ及び透明性値を求めた。報告値は、被覆フィルムの異なる領域から得られる少なくとも３測定値の平均を表す。透明性値計算は、Ｔ１が法線方向から１．６〜２度の間のはずれた透過光であり、及びＴ２が法線方向から０〜及び０．７度の間にある透過光である、比（Ｔ２−Ｔ１）／（Ｔ１＋Ｔ２）を使用する。
【００７２】
【表１】
2018194855.tif 000004
【００７３】
この表中のデータは、この低屈折率拡散体コーティングが、高ヘーズ及び低屈折率の両方の性質を有する光学構成体を形成することができることを示す。
【００７４】
二層拡散性低屈折率構成体の作製
順次コーティング法を用いて二層拡散体低屈折率構成体を作製した。第１の層は、第２の低屈折率拡散体層付きのオーバーコーティング用の入力基材Ｓ１を形成するためのＰＥＴ上に被覆された低ヘーズの低屈折率層からなるものであった。低ヘーズの低屈折率コーティング溶液をＰＥＴフィルム上に被覆することにより、基材Ｓ１を作製した。この溶液を、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及びヒュームドシリカ酸化物Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ０２２の混合物から作製した。典型的な手順では、５０００．０ｇのＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ  ０２２分散液（２０ｗｔ％固体）を空気駆動式実験室ミキサー及び加熱マントルを備えた２０Ｌプラスチック容器に添加した。シリカ分散液をしずかに撹拌し、４５〜５０℃まで温めた。分散液がこの温度範囲で平衡となったならば、予め温められた９０ｇの５ｗｔ％ホウ酸水溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手可能、３５ｇのホウ酸又は０．０３５ｇのホウ酸／ｇシリカに相当）をシリカ分散液に添加し、約３０分間混合した。この時間の後、１００ｇの低起泡性界面活性剤（水中の１０ｗｔ％  Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（商標）Ｍｉｎ−Ｆｏａｍ  １Ｘ、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能）をシリカ・ホウ酸混合物に添加し、続いて１６８ｇのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を添加した。ＰＶＡを２３１５ｇの７．２ｗｔ％水溶液として添加した。ＰＶＡの添加時、この混合物は極めて粘稠となり、追加の４３５０ｇのＤＩ水を添加して、粘度を低下させ、適切な混合を確保した。この混合物を温和な条件下で更に２０分間撹拌した。この時間の後、コーティング溶液を空気駆動型攪拌器及び真空系を備えた３０Ｌ圧力ポット容器に移し、ほぼ６００〜７００ｍｍ  Ｈｇ（８０．０〜９３．３ｋＰａ）で３０〜４５分間脱ガスした。この混合物を脱ガスした後、固体をチェックし、混合物が１０．２％の固体を含有することを認めた。最終の混合物は、乾燥重量基準で１部ＰＶＡ樹脂：６部シリカ（１：６  ＰＶＡ−Ｓｉ比、１４．３重量％ＰＶＡ）からなるものであった。
【００７５】
コーティング方法：自動ロール式ナイフコーティング法を用いて、上述の低屈折率コーティング溶液を５０マイクロメートル（２ｍｉｌ）のＤｕｐｏｎｔ−Ｔｅｉｊｉｎ  ６８９プライマー処理したＰＥＴフィルム上に被覆して、低屈折率被覆ＰＥＴ基材Ｓ１を作製した。このナイフは２５．４ｃｍ（１０ｉｎ）幅であり、コーティング溶液をペリスタポンプによりコーティングリザーバに供給した。コーティング溶液を脱ガスし、Ｍｅｉｓｎｅｒ  Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｃａｍａｒｉｌｌｏ，ＣＡ）から入手可能な親水性濾過媒体の付いた公称２０マイクロメートルのフィルターを通した。溶液ゲル化を防止するために、ナイフ及びバックアップロールも３８〜４２℃（１００．４〜１０７．６°Ｆ）まで加熱しながら、コーティング溶液を温かいうちに溶液バンクに送達した。ナイフコーティング間隙は１０１．２マイクロメートル（４ｍｉｌ）からの範囲であった。ライン速度は４．５７ｍ／分（１５ｆｐｍ）であった。フィルムを、第１の域を４６．１℃（１１５°Ｆ）に設定し、第２の域を７９．４℃（１７５°Ｆ）に設定した二域対流オーブン中で乾燥した。乾燥したコーティングは、デジタルマイクロメーターで測定して、ほぼ７〜８マイクロメートルの厚さであった。屈折率は１．１６４と測定され、フィルムはそれぞれ９２％、４％及び１００％の透過率−ヘーズ−透明性（Ｔ−Ｈ−Ｃ）値を有するものであった。
【００７６】
コーティング溶液の最終のパーセント固形分が１４．４％であることを除いて、ＥＸ−１（１−４  ＰＶＡ−Ｓｉ＋ＫＳＲ  ３Ａビーズ）と本質的同一のコーティング溶液を用いて、被覆ＰＥＴフィルムＳ１をオーバーコートした。以前に述べた手塗りコーティング法を用いて、第２のオーバーコートを塗布した。このコーティングを表＃２で更に説明する。
【００７７】
【表２】
2018194855.tif 000005
【００７８】
表＃２中のデータは、低屈折率拡散体溶液を異なる低屈折率層上に被覆して、高ヘーズ、低透明性及び低屈折率の二層構成体を作製することができることを示す。
【００７９】
このように、低屈折率拡散体要素の実施形態が開示される。上記の実施及び他の実施は以下の請求項の範囲内である。本開示を、開示されたもの以外の実施形態によって実施することが可能な点は当業者には認識されるであろう。開示された実施形態は、説明を目的として提示されるものであって、限定を目的として提示されるものではなく、本開示は以下の「特許請求の範囲」によってのみ限定されるものである。
【図１】
2018194855.tif 000006
【図２】
2018194855.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月3日(2018.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
このように、低屈折率拡散体要素の実施形態が開示される。上記の実施及び他の実施は以下の請求項の範囲内である。本開示を、開示されたもの以外の実施形態によって実施することが可能な点は当業者には認識されるであろう。開示された実施形態は、説明を目的として提示されるものであって、限定を目的として提示されるものではなく、本開示は以下の「特許請求の範囲」によってのみ限定されるものである。本発明の実施形態の一部を以下の項目［１］−［３７］に記載する。
[１]
光学拡散体層であって、
結合剤と、
前記結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子と、
複数の相互接続された空隙と、
前記結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子と、を含み、
前記光学拡散体層が１．３以下の有効屈折率を有する、光学拡散体層。
[２]
前記光学拡散体層は、前記金属酸化物がシリカ酸化物である場合には、１．２３以下の有効屈折率を、並びに前記金属酸化物がアルミナ酸化物である場合には１．３３以下の有効屈折率を有する、項目１に記載の光学拡散体層。
[３]
前記光学拡散体層が、少なくとも４０％の光学ヘーズを有する、項目１または２に記載の光学拡散体層。
[４]
前記光学拡散体層が、少なくとも６０％の光学ヘーズを有する、項目１または２に記載の光学拡散体層。
[５]
前記光学拡散体層が、少なくとも８０％の光学ヘーズを有する、項目１または２に記載の光学拡散体層。
[６]
前記ヘーズ生成粒子が、１マイクロメートル以上の平均の横方向寸法を有する、項目１〜５のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[７]
前記複数の金属酸化物粒子が、ヒュームドシリカ又はアルミナ酸化物を含む、項目１〜６のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[８]
前記光学拡散体層が、１〜２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する、項目１〜７のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[９]
前記光学拡散体層中の前記複数の相互接続された空隙の容積分率が５０％以上である、項目１〜８のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[１０]
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が１：１以下である、項目１〜９のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[１１]
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が１：２以下の、項目１〜９のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[１２]
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が１：３以下である、項目１〜９のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[１３]
前記複数のヘーズ生成粒子が、１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲の平均の横方向寸法を有し、前記複数の金属酸化物粒子が、ヒュームド金属酸化物粒子を含む、項目１〜１２のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[１４]
前記複数のヘーズ生成粒子が、１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲の平均の横方向寸法を有し、前記複数の金属酸化物粒子が、５００ナノメートル以下の平均の横方向寸法を有する、項目１〜１２のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[１５]
前記複数のヘーズ生成粒子が、１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲の平均の横方向寸法を有するポリマー又は無機系ビーズを含む、項目１〜１４のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[１６]
前記光学拡散体層が、６０％未満の光学透明性を有する、項目１〜１５のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[１７]
前記光学拡散体層が、１５％未満の光学透明性を有する、項目１〜１５のいずれか一項に記載の光学拡散体層。
[１８]
光学物品であって、
光学要素と、
前記光学要素上に配設された光学拡散体層と、を含み、前記光学拡散体層が、
結合剤と、
前記結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子と、
複数の相互接続された空隙と、
前記結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子と、を含み、
前記光学拡散体層が１．３以下の有効屈折率を有する、光学物品。
[１９]
前記光学拡散体層は、少なくとも４０％の光学ヘーズを有する、項目１８に記載の光学物品。
[２０]
前記光学拡散体層が、１．２以下の有効屈折率を有する、項目１８または１９に記載の光学物品。
[２１]
前記複数のヘーズ生成粒子が、１マイクロメートル以上の平均の横方向寸法を有する、項目１８〜２０のいずれか一項に記載の光学物品。
[２２]
前記複数の金属酸化物粒子が、ヒュームドシリカを含む、項目１８〜２１のいずれか一項に記載の光学物品。
[２３]
前記光学拡散体層が、１〜２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する、項目１８〜２２のいずれか一項に記載の光学物品。
[２４]
前記光学拡散体層中の前記複数の相互接続された空隙の容積分率が５０％以上である、項目１８〜２３のいずれか一項に記載の光学物品。
[２５]
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が１：１以下である、項目１８〜２４のいずれか一項に記載の光学物品。
[２６]
前記光学要素が、偏光フィルム、拡散フィルム、反射フィルム、位相差フィルム、ライトガイド又は液晶ディスプレイパネルである、項目１８〜２５のいずれか一項に記載の光学物品。
[２７]
前記光学要素上に配設された低屈折率層を更に含み、前記光学要素が、前記光学拡散体層及び前記低屈折率層を分離し、前記低屈折率層が１．２以下の有効屈折率を有する、項目１８〜２６のいずれか一項に記載の光学物品。
[２８]
前記光学拡散体層上に配設された低屈折率層を更に含み、前記光学拡散体層が、前記低屈折率層及び前記光学要素を分離し、前記低屈折率層が１．２以下の有効屈折率を有する、項目１８〜２６のいずれか一項に記載の光学物品。
[２９]
前記光学物品を第２の光学要素に接着する光学用接着剤を更に含む、項目１８〜２８のいずれか一項に記載の光学物品。
[３０]
前記第２の光学要素が、ライトガイド又は液晶ディスプレイパネルである、項目２９に記載の光学物品。
[３１]
前記低屈折率層が、前記結合剤中に分散されたヘーズ生成粒子を含む、項目２７に記載の光学物品。
[３２]
前記低屈折率層が、前記結合剤中に分散されたヘーズ生成粒子を含む、項目２８に記載の光学物品。
[３３]
光学物品であって、
光学要素と、
前記光学要素上に配設された第１の低屈折率層であって、前記第１の低屈折率層は、
結合剤と、
前記結合剤中に分散された第１の平均の横方向寸法を有する複数の第１の金属酸化物粒子と、
複数の相互接続された空隙と、
前記結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子と、を含み、
前記第１の低屈折率層が１．３以下の有効屈折率を有する、第１の低屈折率層と、
前記光学要素又は前記第１の低屈折率層上に配設された第２の低屈折率層であって、前記第２の低屈折率層は、
結合剤と、
前記結合剤中に分散された複数の第２の金属酸化物粒子と、
複数の相互接続された空隙と、を含み、
前記第２の低屈折率層が１．３以下の有効屈折率を有する、第２の低屈折率層と、を含む、光学物品。
[３４]
前記第１の低屈折率層が、少なくとも６０％の光学ヘーズを有し、前記第２の低屈折率層が、２０％未満の光学ヘーズを有する、項目３３に記載の光学物品。
[３５]
前記光学物品が、１．２３以下の有効屈折率を有する、項目３３または３４に記載の光学物品。
[３６]
前記第２の低屈折率層が前記光学要素上に配設され、及び前記光学要素が、前記第１の低屈折率層を前記第２の低屈折率層から分離する、項目３３〜３５のいずれか一項に記載の光学物品。
[３７]
前記第２の低屈折率層が前記第１の低屈折率層上に配設され、前記第１の低屈折率層が、前記第２の低屈折率層を前記光学要素から分離する、項目３３〜３６のいずれか一項に記載の光学物品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学物品であって、
光学要素と、
前記光学要素上に配設された光学拡散体層と、を含み、前記光学拡散体層が、
ポリマー結合剤と、
前記ポリマー結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子と、
複数の相互接続された空隙と、
前記ポリマー結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子と、を含み、
前記光学拡散体層が１．３以下の有効屈折率を有し、前記複数のヘーズ生成粒子が１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲の平均の横方向寸法を有し、前記複数の金属酸化物粒子が５００ナノメートル以下の平均の横方向寸法を有する、光学物品。
【請求項２】
光学物品であって、
光学要素と、
前記光学要素上に配設された第１の低屈折率層と、
前記光学要素又は前記第１の低屈折率層上に配設された第２の低屈折率層と、を含み、
前記第１の低屈折率層は、
ポリマー結合剤と、
前記ポリマー結合剤中に分散された第１の平均の横方向寸法を有する複数の第１の金属酸化物粒子と、
複数の相互接続された空隙と、
前記ポリマー結合剤中に分散された複数のヘーズ生成粒子と、を含み、
前記第１の低屈折率層が１．３以下の有効屈折率を有し、前記複数のヘーズ生成粒子が１マイクロメートル〜１０マイクロメートルの範囲の平均の横方向寸法を有し、前記複数の金属酸化物粒子が５００ナノメートル以下の平均の横方向寸法を有し、
前記第２の低屈折率層は、
結合剤と、
前記結合剤中に分散された複数の第２の金属酸化物粒子と、
複数の相互接続された空隙と、を含み、
前記第２の低屈折率層が１．３以下の有効屈折率を有する、
光学物品。
【外国語明細書】
2018194855000001.pdf