(57)【要約】      （修正有）【課題】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光学要素に配設された低屈折率層を含む光学物品を提供する。【解決手段】光学物品１０は、光学要素及び光学要素上に配設された低屈折率層３０を含む。この低屈折率層は、１．３以下の有効屈折率を有し、かつ結合剤、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。この低屈折率層は少なくとも３０％のヘーズ値を有する。【選択図】図１
2018010306.tif 000002
【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、１．３以下の有効屈折率を有する低屈折率層であって、該低屈折率層は、結合剤と、該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み、前記低屈折率層は少なくとも３０％のヘーズ値を有する、低屈折率層と、を含む、光学物品。
【請求項２】
前記ヘーズ値が少なくとも５０％である、請求項１に記載の光学物品。
【請求項３】
前記ヘーズ値が少なくとも９０％である、請求項１に記載の光学物品。
【請求項４】
前記光学要素が偏光板である、請求項１〜３に記載の光学物品。
【請求項５】
前記光学要素が可視光透過性基材である、請求項１〜３に記載の光学物品。
【請求項６】
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１〜５に記載の光学物品。
【請求項７】
前記低屈折率層が１〜２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する、請求項１〜６に記載の光学物品。
【請求項８】
前記低屈折率層は、前記複数の金属酸化物粒子がシリカを含む場合には、１．２３以下の有効屈折率を、並びに複数の金属酸化物粒子がアルミナ酸化物を含む場合には１．３３以下の有効屈折率を有する、請求項１〜７に記載の光学物品。
【請求項９】
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が１：２〜１：１０である、請求項１〜８に記載の光学物品。
【請求項１０】
前記低屈折率層が２０％未満の透明性を有する、請求項１〜９に記載の光学物品。
【請求項１１】
前記光学要素が、偏光フィルム、拡散型フィルム、部分反射型フィルム、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１〜１０に記載の光学物品。
【請求項１２】
光学物品であって、
１．３以下の有効屈折率を有する低ヘーズ光学低屈折率層であって、前記低ヘーズ低屈折率層は、結合剤と、該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み、前記低ヘーズ低屈折率層は３０％未満のヘーズ値を有する、低ヘーズ光学低屈折率層と、
前記低ヘーズ光学低屈折率層上の、１．３以下の有効屈折率を有する高ヘーズ低屈折率層であって、該高ヘーズ低屈折率層は、結合剤と、該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み、前記高ヘーズ低屈折率層は少なくとも３０％のヘーズ値を有する、高ヘーズ低屈折率層と、を含む、光学物品。
【請求項１３】
前記光学物品が少なくとも５０％のヘーズ値を有する、請求項１２に記載の光学物品。
【請求項１４】
前記光学物品が少なくとも９０％のヘーズ値を有する、請求項１２に記載の光学物品。
【請求項１５】
前記低ヘーズ低屈折率層又は前記高ヘーズ低屈折率層に隣接して配設された偏光板要素を更に含む、請求項１２〜１４に記載の光学物品。
【請求項１６】
前記低ヘーズ低屈折率層又は前記高ヘーズ低屈折率層を形成する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１２〜１５に記載の光学物品。
【請求項１７】
前記低ヘーズ低屈折率層又は前記高ヘーズ低屈折率層が１〜２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する、請求項１２〜１６に記載の光学物品。
【請求項１８】
前記低ヘーズ低屈折率層又は前記高ヘーズ低屈折率層が１．２３以下の有効屈折率を有する、請求項１２〜１７に記載の光学物品。
【請求項１９】
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が、前記低ヘーズ低屈折率層及び前記高ヘーズ低屈折率層の両方について、１：２〜１：１０である、請求項１２〜１８に記載の光学物品。
【請求項２０】
前記低ヘーズ低屈折率層が１０％以下のヘーズ値を有し、並びに前記高ヘーズ低屈折率層が９０％以上のヘーズ値を有する、請求項１２〜１９に記載の光学物品。
【請求項２１】
前記光学物品が２０％未満の透明性を有する、請求項１２〜２０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と記述可能である。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、多孔性又はボイド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、光学要素及び光学物品上に配設された低屈折率層を含む、光学物品に関する。低屈折率層は、１．３未満の有効屈折率及び少なくとも３０％のヘーズ値を有する。
【０００４】
１つの例示の実施形態では、光学物品は、光学要素と、光学物品上に配設された低屈折率層と、を含む。この低屈折率層は、１．３以下の有効屈折率を有し、かつ結合剤、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。この低屈折率層は少なくとも３０％のヘーズ値を有する。
【０００５】
別の例示の実施形態では、光学物品は、１．３以下の有効屈折率を有する低ヘーズ光学低屈折率層とこの低ヘーズ光学低屈折率層上の高ヘーズ低屈折率層と、を含む。この高ヘーズ低屈折率層は１．３以下の有効屈折率を有する。この低ヘーズ低屈折率層は、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。この低ヘーズ低屈折率層は３０％未満のヘーズ値を有する。この高ヘーズ低屈折率層は、結合剤と、この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。この高ヘーズ低屈折率層は少なくとも３０％のヘーズ値を有する。
【０００６】
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】
【０００７】
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。
【図３】別の例示の光学物品の概略側面図。
【０００８】
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】
【０００９】
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。
【００１０】
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ーは、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
本開示は低屈折率拡散体層に関する。特に、本開示は、光学要素及びこの光学物品上に配設された低屈折率層を含む、光学物品に関する。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。この低屈折率層は、１．３未満の有効屈折率及び少なくとも３０％のヘーズ値を有する。この光学物品は光学拡散性低屈折率構成体を提供する。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。
【００１５】
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を有し、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、すなわち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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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＝ｆεｖ＋（１−ｆ）εｂ                                  （１）と表現可能な有効誘電率εｅｆｆを有する。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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（すなわち未満であり）、又は約１．２５未満、又は約１．２３未満、又は約１．２未満、又は約１．１５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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、それは、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、ジ酸等である。
【００２５】
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。
【００２６】
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ＴＳ  ５２０で販売されているシリカ分散液、又はＣａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ  ００１、ＰＧ  ００２、１０２０Ｋ、１０１５（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能）として入手可能なものなどの予備分散し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ので好ましいが、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Ｃａｂｏｔ  Ｓｐｅｃ−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。
【００２７】
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。
【００２８】
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ジイソシアネート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。このジイソシアネートシラン修飾剤は、粒子とジイソシアネート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、ジイソシアネートアルコール、ジイソシアネートイソシアネート、ジイソシアネートアクリロキシ、ジイソシアネートエポキシ、ジイソシアネートチオール又はジイソシアネート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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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：
【００３２】
【数１】
2018010306.tif 000003
【００３３】
である。
【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ために、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、１：１〜１：１０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ー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。一部の実施形態では、低屈折率層は低光学ヘーズを有する。低屈折率層低光学ヘーズ層は、本明細書に記載の光学構成体に追加の層であることができる。例えば、一部の実施形態では、低ヘーズの低屈折率層の光学ヘーズは、約２０％未満、約７％未満、約５％未満、約３％未満、約２％未満、約１．５％未満、又は約１％未満である。
【００４３】
本開示の光学構成体は任意の所望の光学透明性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、約２５％未満、又は約２０％未満、又は約１５％未満、又は約１０％未満である光学透明性を有する。
【００４４】
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。
【００４５】
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、図中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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、光学要素２０及び光学要素２０の表面２２上に配設された低屈折率層３０を含む。低屈折率層３０は上述したものであり、１．３以下の有効屈折率を有する。低屈折率層３０は、結合剤、結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子、及び複数の相互に接続された空隙を含み、少なくとも３０％のヘーズ値を有する。この光学物品１０は、上述のように、独自の光学的性質の組、すなわち、低屈折率及び高ヘーズをもたらす。
【００４８】
一部の実施形態では、光学物品１０は、少なくとも５０％、又は少なくとも９０％のヘーズ値及び２０％未満の透明性値を有する低屈折率層３０（例えば、１．３以下又は１．２３以下の有効屈折率）を含む。低屈折率層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、低屈折率層３０は１〜２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する。
【００４９】
図２は、低屈折率層３０、４０が光学要素２０上に堆積されている別の例示の光学物品５０の概略側面図である。図３は、光学要素２０が低屈折率層３０、４０を分離する、別の例示の光学物品６０の概略側面図である。光学物品５０、６０は、低ヘーズ光学低屈折率層４０上に１．３以下の有効屈折率及び高ヘーズ低屈折率層３０を有する、低ヘーズ光学低屈折率層４０を含む。一部の実施形態では、低ヘーズ光学低屈折率層４０は高ヘーズ低屈折率層３０に類似し、３０％又はそれよりも大きいヘーズ値を有する。高ヘーズ低屈折率層３０は１．３以下の有効屈折率を有する。低屈折率層４０は、結合剤、結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子、及び複数の相互に接続された空隙を含む。低ヘーズ低屈折率層４０は３０％未満のヘーズ値を有する。高ヘーズ低屈折率層３０は、結合剤、結合剤中に分散された複数の金属酸化物粒子、及び複数の相互に接続された空隙を含む。高ヘーズ低屈折率層３０は少なくとも３０％のヘーズ値を有する。
【００５０】
一部の実施形態では、光学物品５０、６０は、少なくとも５０％、又は少なくとも９０％のヘーズ値及び２０％未満の透明性値を有する。高ヘーズ低屈折率層３０及び低ヘーズ光学低屈折率層４０は、それぞれ１．３以下又は１．２３以下の有効屈折率を有する。高ヘーズ低屈折率層３０及び低ヘーズ光学低屈折率層４０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、高ヘーズ低屈折率層３０及び／又は低ヘーズ光学低屈折率層４０は、１〜２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する。
【００５１】
一部の実施形態では、高ヘーズ低屈折率層３０は、９０％又はそれよりも大きいヘーズ値を有することができ、低ヘーズ光学低屈折率層４０は１０％以下のヘーズ値を有することができる。
【００５２】
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。多数の実施形態では、光学要素２０は、偏光フィルム、拡散フィルム、部分反射性フィルム、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。光学要素２０は高ヘーズ低屈折率層３０に隣接して図示されているが、一部の実施形態では、光学要素２０は高ヘーズ低屈折率層３０を低ヘーズ光学低屈折率層４０から分離し、又は光学要素２０は低ヘーズ低屈折率層４０に隣接する。
【００５３】
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。
【実施例】
【００５４】
手塗りによる例：
コーティング溶液ＣＥ−１Ａ、ＣＥ−１Ｂ及ＣＥ−１Ｃの作製  ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）とヒュームドシリカ酸化物Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ０２２（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐ．，（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ  ＭＡ）から入手可能）との混合物を用いて、比較例コーティング溶液ＣＥ−１Ａ，ＣＥ−１Ｂ及びＣＥ−１Ｃを作製した。Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ０２２は、Ｍ５シリカ系Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｉｌ（商標）の酸安定化された表面装飾シリカ分散液である。ＰＶＡ樹脂のＰｏｖａｌ（商標）ＰＶＡ  ２３５は、入手可能な８８％加水分解ポリビニルアルコール（Ｋｕｒａｒａｙ−ＵＳＡ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手可能）である。典型的な手順では、１００ｇのＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ  ０２２分散（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４００ｍＬプラスチックビーカーに添加した。シリカ分散液を静かに撹拌し、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１４ｇの５ｗｔ％ホウ酸水溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手可能、０．７ｇ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、２ｇの低起泡性界面活性剤（水中の１０ｗｔ％  Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（商標）Ｍｉｎ−Ｆｏａｍ  １Ｘ）をシリカ・ホウ酸混合物に添加し、続いて３．３６ｇのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を添加した。Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（商標）は、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能な非イオン性界面活性剤である。ＰＶＡを４６．３ｇ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８７ｇの脱イオン（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。次いで、このコーティング溶液を１Ｌ一口丸底フラスコに移し、４０℃及び６００ｍｍＨｇ（８０．０ｋＰａ）真空でロータリーエバポレーターシステム（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。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。このコーティング混合物をＣＥ−１Ａとして使用した。樹脂：シリカ比がそれぞれ１：４（２０ｗｔ％  ＰＶＡ）及び１：３（２５ｗｔ％  ＰＶＡ）に調整されたことを除いて類似の方法で、比較例コーティング溶液ＣＥ−１Ｂ及びＣＥ−１Ｃを作製した。
【００５５】
コーティング溶液１Ａ、１Ｂ及び１Ｃの作製  ＰＶＡ−２３５及びヒュームドシリカ酸化物分散液Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ００２（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐから入手可能）の混合物からコーティング溶液１Ａを作製した。これは、ＭＨ−５シリカの非表面修飾のアルカリ安定化分散液である。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。これらの成分を撹拌棒により充分に混合した。これら成分を完全に混合した後、３００ｇのＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ００２（水中２０ｗｔ％）を添加し、続いて２６０ｇのＤＩ水を添加した。これらの成分を充分に混合し、及び１Ｌ一口丸底フラスコに移し、Ｒｏｔｏｖａｐで４０℃及び６００ｍｍＨｇ（８０．０ｋＰａ）真空でこの混合物を脱ガスした。最終の固体を１０％ｗｔに調整した。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。樹脂：シリカ比をそれぞれ１：４（２０ｗｔ％  ＰＶＡ）及び１：３（２５ｗｔ％  ＰＶＡ）に調整したことを除いて類似の方法で，コーティング溶液１Ｂ及び１Ｃを作製した。重量パーセント固体を同様に約１０％に調整した。
【００５６】
コーティング溶液２Ａ、２Ｂ及び２Ｃの作製  使用された分散液がＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）１０１５Ａ（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐから入手可能）であることを除いてコーティング溶液１Ａ、１Ｂ及び１Ｃに類似の方法で、コーティング溶液２Ａ、２Ｂ及び２Ｃを作製した。
【００５７】
コーティング溶液３Ａ、３Ｂ及び３Ｃの作製  使用された分散液がＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）１０２０Ｋ（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐから入手可能）であることを除いてコーティング溶液２Ａ、２Ｂ及び２Ｃに類似の方法で、コーティング溶液３Ａ、３Ｂ及び３Ｃを作製した。これは、分散液がアルカリ性であり、かつカリウムにより安定化されていることを除いて、１０１５Ａと同一の粒子凝集物である。最終の標的コーティング固体は全ての場合１０ｗｔ％であった。
【００５８】
コーティング溶液４Ａ及び４Ｂの作製  最初に、５０％  Ａ１７４及び５０％イソオクチルトリメトキシシランにより表面修飾したシリカ粒子を次の通り作製した。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  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。
【００５９】
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４Ａを１〜６のシリカ対樹脂重量比で作製した。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  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｔｅｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）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。１：３の樹脂：シリカ比であることを除いて類似の方法でコーティング溶液４Ｂを作製した。
【００６０】
コーティング溶液５の作製  最初に、Ａ−１７４修飾Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）１０２０Ｋ系の表面修飾ヒュームドシリカ粒子を次の通り作製した。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（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐから入手可能な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１−メトキシ−２−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。
【００６１】
最初に３．０ｇのＣＮ９８９３（Ｓａｒｔｏｍｅｒ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から入手可能）を７ｇのエチルアセテート中超音波処理下で溶解することにより、コーティング溶液５を作製し、次いで、上記で作製した３８．６ｇのＡ−１７４修飾Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）１０２０Ｋ、及び０．２３ｇのＩｒｇａｃｕｒｅ  １８４を一緒に混合して、重量で１：４の樹脂：シリカ比の均質なコーティング溶液を形成した。
【００６２】
分散液がＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ヒュームドＡｌ２Ｏ３であることを除いて、コーティング溶液３Ａ、３Ｂ及び３Ｃに類似の方法でコーティング溶液６Ａ、６Ｂ及び６Ｃを作製した。コーティング溶液６ＡをＰＶＡ−Ａｌ比を１−６で作製し、及びコーティング溶液６Ｂ及び６ＣをＰＶＡ−Ａをそれぞれ１〜４及び１〜８で作製した。最終標的のコーティング固体は、全ての場合、１０ｗｔ％であった。
【００６３】
表１は、上述のコーティング溶液に対するコーティング成分を要約する。
【００６４】
【表１】
2018010306.tif 000004
【００６５】
手塗り用のコーティング方法：
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（２ｍｉｌ）６８９プライマー処理したＰＥＴフィルム（Ｄｕｐｏｎｔ−Ｔｅｉｊｉｎ  Ｆｉｌｍｓ  ＵＳＡ，（Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＶＡ）から入手可能）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及び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。
【００６６】
試料４Ａ、４Ｂ及び５に基づく被覆物品に対してはこの方法を改変した。コーティングの後、試料４Ａ及び４Ｂ試料を室温で短く乾燥し、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（６．１ｍ／分）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。
【００６７】
上記で作製したコーティング溶液５を、ＲＤ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ（Ｗｅｂｓｔｅｒ，ＮＹ）から入手可能な＃２６巻線型ロッドを用いて、商品名「Ｍｅｌｉｎｅｘ  ６１７」でＤｕＰｏｎｔから入手されるプライマー処理した２マイクロメートルＰＥＴフィルム上に被覆した。得られた膜をオーブン内で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（９．１４ｍ／分）のライン速度で、窒素雰囲気下にて動作する、Ｈ電球を装備したＦｕｓｉｏｎ  ＵＶ−Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃ．Ｌｉｇｈｔ−Ｈａｍｍｅｒ  ６  ＵＶ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）プロセッサを用いて硬化させた。
【００６８】
表２は手塗りフィルムの実測した性質を示す。これらには、ＢＥＴ表面積、粒子容積濃度（ＰＶＣ）、細孔分率、屈折率（ＲＩ）、透過率（Ｔ）、ヘーズ（Ｈ）及び透明性（Ｃ）が挙げられる。Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）法を用いて、表面積値を次の通り求めた。前述のロータリーエバポレーターを用いて、ほぼ１２０ｇの対応するコーティング溶液を乾燥することにより、試料を作製した。試料をほぼ１２０〜１５０ｒｐｍで４５〜５５℃の間まで加熱して、成分の良混合状態を確保した。本質的に全ての水（＞９０％）を、この方法によりかつコーティング混合物がコンシステンシーとしてほぼ粉末様になるまで除去した。この時点で、試料をロータリーエバポレーターから取り出し、箔シート付きの２００ｍＬ乾燥用皿カバーに移し、７５〜９０℃で少なくとも更に２４時間完全に乾燥した。標準の実験室乳鉢を用いて、自由流動性の粉末を形成するように、完全に乾燥した混合物を更に粉末化した。次いで、乾燥した混合物をＢＥＴ分析にかけた。
【００６９】
Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  Ａｃｃｕｐｙｃ  １３４０ヘリウム気体ピクノメーター（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐ（Ｎｏｒｃｒｏｓｓ，ＧＡ）から入手可能）中で１０ｃｃカップを使用して、ＢＥＴデータの測定に必要とされる密度値を測定した。１０−５〜１．０から及び０．０５に戻る分圧の７５点分析を用いて、表面積、細孔容積及び細孔直径を取得した。Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ  Ａｕｔｏｓｏｒｂ−１アナライザー（Ｇｉａｎｇａｒｌｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｉｎｃ．（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から入手可能）で６ｍｍステムラージバルブ試料セルを用いて、結果を得た。試料を窒素気体パージ下８０℃で少なくとも２時間乾燥した。非線形密度場理論の方法（ＮＬＤＦＴ法）を用いて、表面積及び多孔性をこの装置から直接に取得した。それぞれ２．２ｇ／ｍＬ及び１．２６ｇ／ｍＬのシリカ及びポリビニルアルコールに対する骨格密度値を用いて、粒子容積濃度（ＰＶＣ）を計算した。
【００７０】
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】
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１．６〜２度の間の法線方向から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２】
2018010306.tif 000005
【００７３】
（ａ）ＢＥＴ測定をシリカモノマー混合物には行わなかった。（ｂ）２．６ｍｉｌ（＃２６マイヤーロッド）の湿潤コーティング重量で被覆。
【００７４】
表２中のデータは、異なる材料組み合わせ及び配合物比を使用して、広範囲のヘーズ及び透明性値の低屈折率コーティングを作製することにより、広範囲の低屈折率コーティングを得ることができるということを示す。
【００７５】
手塗りフィルムの光学利得キャラクタリゼーション：有効透過率（ＥＴ）を測定することにより、これらのコーティングの光学利得を求めた。この方法は、どれだけ多くの光が視認者方向に進むかを表示し、したがって像がどれだけの輝度で視認可能であるかを表示する。表３中のデータは、被覆物品を偏光板に接着した場合、コーティング３Ａ、３Ｂ及び３Ｃが１４０％超の利得を有するということを示す。非被覆コントロールは１００％利得を有するように設計される。
【００７６】
【表３】
2018010306.tif 000006
【００７７】
表＃３中のデータは、高ヘーズ低屈折率コーティングがコーティング（単一層の）の低屈折率の性状により高い正規化有効透過率（ＥＴ）及び利得を呈するということを示す。
【００７８】
自動化コーティングによる例：
自動化コーティング用のコーティング方法：ロール式ナイフコーティングを用いて、自動化方法により作製されるコーティングを作製した。このナイフは４１．９ｃｍ（１６．５ｉｎ）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。全てのコーティング溶液を脱ガスし、インライン２０マイクロメートルのＡｌｐｈａ（商標）ポリプロピレンマイクロファイバーカプセルフィルター（Ｍｅｉｓｎｅｒ  Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｃａｍａｒｉｌｌｏ，ＣＡ）から入手可能）に通した。ホウ酸／ＰＧ０２２コーティング溶液系のコーティング溶液ＣＥ−１には、ナイフ、バックアップロール、及びコーティング溶液を全て３８〜４２℃（１００．４〜１０７．６°Ｆ）まで加熱して、溶液ゲル化を防止した。１０２０Ｋ、ＰＧ００２及び１０２５Ａ系のコーティング溶液を室温２２℃（７２°Ｆ）で満足に被覆することができる。ナイフコーティング間隙は、所望のコーティング厚さに依存して、５０〜１２５マイクロメートルの範囲であった。全てのコーティングを、５０マイクロメートルプライマー処理したＰＥＴフィルム（ＤｕＰｏｎｔ−Ｔｅｉｊｉｎ  ６８９フィルム）上に４．５７ｍ／分（１５ｆｐｍ）で塗布した。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。
【００７９】
光学フィルム構成体例Ａ及びＢに使用されるコーティングの作製：溶液組成物３Ｂと本質的に同一の低屈折率コーティング（表２、３Ｂ、１−４  ＰＶＡ−Ｓｉ，ｗ／１０２０ｋヒュームドＳｉ）を、大規模な自動化機械コーティング用に作製した。ナイフコーターを用いてこれらのより広いコーティングをＰＥＴフィルム上に作製した。このコーティング溶液をスロットフィードナイフ設計で連続的な計量システムにより送達した。このコーティング溶液を３０マイクロメートルのマイスナーフィルターシステムにより室温で濾過した。１３３マイクロメートル（５．２５ｍｉｌ）のバー間隙を用いて、４５．７ｃｍ（１８ｉｎ）のコーティング幅。１０ｗｔ％溶液を４．５７ｍ／分（１５ｆｐｍ）の速度で被覆して、１６μｍ（０．６３ｍｉｌ）の乾燥したコーティング厚さを製造した。ＲＩを１．１８４と求め、透過率、ヘーズ及び透明性値をそれぞれ５０％、１００％及び１６％と求めた。
【００８０】
比較用の光学フィルム構成体例Ｃ及びＤに使用されるコーティングの作製：これらの比較例を例Ａ及びＢに類似の方法で作製した。低屈折率層ＣＥ−１を初期の低ヘーズ低屈折率コーティングとしてＰＥＴ上で使用した。この被覆フィルムは、非低屈折率拡散体を被覆して二層構成体ＣＥ−２を作製する基材となった。例Ａ及びＢに対して記述されたのと同一のコーティング装置を用いて、ＣＥ−２で使用される低ヘーズ非低屈折率層を作製した。８９マイクロメートル（３．５ｍｉｌ）バー間隙を用いて、１０ｗｔ％コーティング溶液ＣＥ−１Ａを、プライマー処理したＰＥＴ上に４５．７ｃｍ（１８ｉｎ）のコーティング幅で被覆した。１０ｗｔ％溶液ナイフバーに３７〜４２℃の温度でフィードし、４．５７ｍ／分（１５ｆｐｍ）の速度で被覆した。これらの条件により１３マイクロメートル（０．５１ｍｉｌ）の乾燥コーティング厚さを得た。ＲＩを１．１７１と求め、透過率、ヘーズ及び透明性値をそれぞれ９３％、３％及び１００％と求めた。次いで、上記で述べたコーティングを下記に述べる拡散体層によりオーバーコートした。
【００８１】
拡散体層コーティング溶液を、エチレンビニルアセテートコポリマー分散液（Ｗａｃｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｅ，ＧｍｂＨ（Ｂｕｒｇｈａｕｓｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）からＶｉｎｎａｐａｓ（商標）１９２として入手可能）の混合物から作製した。ＥＶＡ分散液を、Ｓｏｋｅｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ（Ｓａｙａｍａ−Ｓｈｉ，Ｓａｉｔａｍａ−Ｋｅｎ，Ｊａｐａｎ）からＫＳＲ  ３Ａとして入手可能である、３μｍ架橋ポリスチレンビーズと混合した。この成分を６０ｗｔ％  ＥＶＡ−１９２及び４０ｗｔ％  ＫＳＲ−３Ａの重量比で混合した。典型的な混合手順では、７５０ｇのＤＩ水及び２５０ｇのＩＰＡを空気駆動式、高剪断の２段ペイントミキサーを備えた適切なサイズの混合容器に装填した。攪拌機を低速で設定して、３４０ｇのＳｏｋｅｎ  ＫＳＲ  ３Ａビーズを装填し、均質な低粘度分散液が得られるまで撹拌した。３１ｇの１０ｗｔ％  Ｔｅｒｇｉｔｏｌ（商標）Ｍｉｎ  Ｆｏａｍ  １Ｘ界面活性剤水中の溶液（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能を添加し、続いて１０００ｇのＶｉｎｎａｐａｓ（商標）１９２（５１％固体）を添加した。この添加の間混合物はより粘稠となり、撹拌速度を増して、一定の撹拌速度を維持し、完全な混合を確保した。この混合物を７７５ｇのＤＩ水及び２５５ｇのイソプロパノールにより更に希釈した。これは、２５％固体で３４００ｇの最終の拡散体コーティング混合物を生じた。
【００８２】
この混合物を、例Ａ及びＢに対して述べたのと同一のコーティング装置を使用して被覆した。しかしながら、この場合、ナイフバー間隙を２５．４マイクロメートル（１ｍｉｌ）に設定した。フィルムの低屈折率面のＲＩは１．１７１であった。フィルムの拡散体面に対するＲＩデータは、１．４７〜１．４９近傍の極めて広い遷移を示した。透過率、ヘーズ及び透明性値は、それぞれ９２％、９８％及び４％であることが判明した。
【００８３】
拡散体側から対照光学構成体を照明するためのＳｃｈｏｔｔ−Ｆｏｓｔｅｃ−ＤＣＲ光源（Ｓｃｈｏｔｔ−Ｆｏｓｔｅｃ  ＬＬＣ（Ａｕｂｕｒｎ，ＮＹ）から入手可能）、及び直線偏光子側からデータを収集するためのＡｕｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｏｓｃｏｐｅ  Ｃｏｎｏｓｔａｇｅ  ３（Ａｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒｓ  ＧｍｂＨ（Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能）を使用して、軸方向輝度（ｃｄ／ｍ２）、積分強度（ｌｍ／ｍ２）、及び明るさ半減角度（度）を測定した。
【００８４】
光学フィルム構成体例Ａ：
直線吸収型偏光板を３Ｂの基材面上に配置することにより、コントロール堆積体を作製した。試料を光学的に結合しなかった。光学的性質を測定し、表４に要約する。
【００８５】
光学フィルム構成体例Ｂ：
３Ｂの基材面を光学的に透明な接着剤（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）からＯＣＡ  ８１７１入手可能）により反射型偏光板（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）からＤＢＥＦ−Ｑとして入手可能）に積層することにより、光学構成体を作製した。次に、反射偏光子層のもう一方の側を直線吸収型偏光子（Ｓａｎ  Ｒｉｔｚ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（東京、日本）からＳＲ５６１８として入手可能）に積層した。積層堆積体の光学特性を特性化し、表４に要約する。
【００８６】
光学フィルム構成体例Ｃ：
直線吸収型偏光板をＣＥ−２の基材面上に置くことにより、コントロール堆積体を作製した。試料を光学的に結合しなかった。光学的性質を測定し、表４に要約する。
【００８７】
光学フィルム構成体例Ｄ：
ＣＥ−２の基材面を光学的に透明な接着剤（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）からＯＣＡ  ８１７１入手可能）により反射型偏光板（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）からＤＢＥＦ−Ｑとして入手可能）に積層することにより、光学構成体を作製した。次に、反射偏光子層のもう一方の側を直線吸収型偏光子（Ｓａｎ  Ｒｉｔｚ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）からＳＲ５６１８として入手可能）に積層した。積層堆積体の光学特性をキャラクタリゼーションし、表４に要約する。
【００８８】
【表４】
2018010306.tif 000007
【００８９】
表４中のデータは、単一層の高ヘーズ低屈折率コーティングが、多層構成体と比較して類似の軸方向の明るさ及び集積強度を呈することができるということを示す。
【００９０】
このように、光学拡散性の低屈折率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】
2018010306.tif 000008
【図２】
2018010306.tif 000009
【図３】
2018010306.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月8日(2017.9.8)
【手続補正１】
【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、１．３以下の有効屈折率を有する低屈折率層であって、該低屈折率層は、結合剤樹脂と、該結合剤樹脂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み、該空隙の少なくとも６０％の空隙の寸法が７０ｎｍ以下であり、前記低屈折率層は厚さが１〜２０マイクロメートルでありかつ少なくとも３０％のヘーズ値を有する、低屈折率層と、を含む、光学物品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
このように、光学拡散性の低屈折率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］−［２１］に記載する。
[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、１．３以下の有効屈折率を有する低屈折率層であって、該低屈折率層は、結合剤と、該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み、前記低屈折率層は少なくとも３０％のヘーズ値を有する、低屈折率層と、を含む、光学物品。
[２]
前記ヘーズ値が少なくとも５０％である、項目１に記載の光学物品。
[３]
前記ヘーズ値が少なくとも９０％である、項目１に記載の光学物品。
[４]
前記光学要素が偏光板である、項目１〜３のいずれか一項に記載の光学物品。
[５]
前記光学要素が可視光透過性基材である、項目１〜３のいずれか一項に記載の光学物品。
[６]
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１〜５のいずれか一項に記載の光学物品。
[７]
前記低屈折率層が１〜２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する、項目１〜６のいずれか一項に記載の光学物品。
[８]
前記低屈折率層は、前記複数の金属酸化物粒子がシリカを含む場合には、１．２３以下の有効屈折率を、並びに複数の金属酸化物粒子がアルミナ酸化物を含む場合には１．３３以下の有効屈折率を有する、項目１〜７のいずれか一項に記載の光学物品。
[９]
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が１：２〜１：１０である、項目１〜８のいずれか一項に記載の光学物品。
[１０]
前記低屈折率層が２０％未満の透明性を有する、項目１〜９のいずれか一項に記載の光学物品。
[１１]
前記光学要素が、偏光フィルム、拡散型フィルム、部分反射型フィルム、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１〜１０のいずれか一項に記載の光学物品。
[１２]
光学物品であって、
１．３以下の有効屈折率を有する低ヘーズ光学低屈折率層であって、前記低ヘーズ低屈折率層は、結合剤と、該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み、前記低ヘーズ低屈折率層は３０％未満のヘーズ値を有する、低ヘーズ光学低屈折率層と、
前記低ヘーズ光学低屈折率層上の、１．３以下の有効屈折率を有する高ヘーズ低屈折率層であって、該高ヘーズ低屈折率層は、結合剤と、該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み、前記高ヘーズ低屈折率層は少なくとも３０％のヘーズ値を有する、高ヘーズ低屈折率層と、を含む、光学物品。
[１３]
前記光学物品が少なくとも５０％のヘーズ値を有する、項目１２に記載の光学物品。
[１４]
前記光学物品が少なくとも９０％のヘーズ値を有する、項目１２に記載の光学物品。
[１５]
前記低ヘーズ低屈折率層又は前記高ヘーズ低屈折率層に隣接して配設された偏光板要素を更に含む、項目１２〜１４のいずれか一項に記載の光学物品。
[１６]
前記低ヘーズ低屈折率層又は前記高ヘーズ低屈折率層を形成する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１２〜１５のいずれか一項に記載の光学物品。
[１７]
前記低ヘーズ低屈折率層又は前記高ヘーズ低屈折率層が１〜２０マイクロメートルの範囲の厚さを有する、項目１２〜１６のいずれか一項に記載の光学物品。
[１８]
前記低ヘーズ低屈折率層又は前記高ヘーズ低屈折率層が１．２３以下の有効屈折率を有する、項目１２〜１７のいずれか一項に記載の光学物品。
[１９]
前記結合剤と前記複数の金属酸化物粒子の重量比が、前記低ヘーズ低屈折率層及び前記高ヘーズ低屈折率層の両方について、１：２〜１：１０である、項目１２〜１８のいずれか一項に記載の光学物品。
[２０]
前記低ヘーズ低屈折率層が１０％以下のヘーズ値を有し、並びに前記高ヘーズ低屈折率層が９０％以上のヘーズ値を有する、項目１２〜１９のいずれか一項に記載の光学物品。
[２１]
前記光学物品が２０％未満の透明性を有する、項目１２〜２０のいずれか一項に記載の光学物品。
【外国語明細書】
2018010306000001.pdf