(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子の主要表面上に第１溶液をコーティングする工程であって、前記第１溶液は、複数の酸化金属粒子、結合剤、及び溶媒を含み、前記結合剤は、前記溶媒中における第１濃度を有する、工程と、
前記第１溶液上に第２溶液をコーティングする工程であって、前記第２溶液は、前記溶媒中における第２濃度で前記結合剤を含み、前記第２濃度は、前記第１濃度とは異なる、工程と、
前記第１溶液及び前記第２溶液から前記溶媒を除去して、保護されたフィルムを形成する工程であって、
前記保護されたフィルムは、
光学素子の主要表面上に配置され、複数の相互に接続された空隙を有し、かつ、空隙の容積分率をｆ、空隙の屈折率をｎｖ、結合剤の屈折率をｎｂとするとき、ｎｅｆｆ２＝ｆｎｖ２＋（１−ｆ）ｎｂ２で定義される有効屈折率ｎｅｆｆが１．３以下である、低屈折率層と、
前記低屈折率層の上に配置されたポリマー保護層と、を備え、
前記結合剤の前記酸化金属粒子に対する重量比は、前記保護されたフィルムの厚さ方向に前記光学素子の主要表面から離れるに伴って増加している、工程とを含む、コーティングされた光学素子の製造方法。
【請求項２】
光学素子と、複数の酸化金属粒子及び結合剤を含む保護されたフィルムとを備え、
前記保護されたフィルムは、
光学素子の主要表面上に配置され、複数の相互に接続された空隙を有し、かつ、空隙の容積分率をｆ、空隙の屈折率をｎｖ、結合剤の屈折率をｎｂとするとき、ｎｅｆｆ２＝ｆｎｖ２＋（１−ｆ）ｎｂ２で定義される有効屈折率ｎｅｆｆが１．３以下である、低屈折率層と、
前記低屈折率層の上に配置されたポリマー保護層と、を備え、
前記結合剤の前記酸化金属粒子に対する重量比は、前記保護されたフィルムの厚さ方向に前記光学素子の主要表面から離れるに伴って増加している、
コーティングされた光学素子。
【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、ナノボイド含有物品（nanovoidedarticle）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１ｎｍ〜約１，０００ｎｍ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、ナノボイド含有物品に固有の特性をもたらすことができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本開示は、低屈折率材料のための保護コーティング、及び保護された低屈折率材料の調製プロセスを記載する。保護コーティングは一部が、低屈折率材料の孔に浸透して、孔の密封保護をもたらし、保護された低屈折率材料の特性に勾配を形成することにより、構成を強化することができる。本開示は更に、保護された低屈折率材料、及び低屈折率材料の上に配置された分散層を有する、分散低屈折率光学素子をもたらす。一態様において、本開示は、基材の上に第１溶液をコーティングする工程であって、第１溶液は複数の酸化金属粒子、結合剤、及び溶媒を含み、結合剤は溶媒中における第１の濃度を有する、工程と、第１溶液上に第２溶液をコーティングする工程であって、第２溶液は、溶媒中に第２濃度で結合剤を含み、第２濃度は第１濃度とは異なる、工程と、第１溶液及び第２溶液から溶媒を除去して保護されたフィルムを形成する工程であって、結合剤の酸化金属粒子に対する重量比は、保護されたフィルムの厚さ方向で増加する、工程とを含む、方法をもたらす。
【０００３】
別の態様において、本開示は、基材の上に第１溶液をコーティングする工程であって、第１溶液は複数の酸化金属粒子、結合剤、及び溶媒を含み、結合剤は溶媒中における第１の濃度を有する、工程と、第１溶液上に第２溶液をコーティングする工程であって、第２溶液は、溶媒中に第２濃度で結合剤を含み、第２濃度は第１濃度とは異なる、工程と、第１溶液及び第２溶液から溶媒を除去して保護されたフィルムを形成する工程であって、結合剤の酸化金属粒子に対する重量比は、保護されたフィルムの厚さ方向で増加する、工程とを含む、方法をもたらす。方法は更に、保護されたフィルム上に第４溶液をコーティングする工程であって、第４溶液は第２結合剤及び第２溶媒を含み、第２結合剤は第２溶媒中で第４濃度を有する、工程と、第４溶液上に第５溶液をコーティングする工程であって、第５溶液は第２溶媒中における第５濃度の第３結合剤、及び複数の分散粒子を含む、工程と、第４溶液及び第５溶液から溶媒を除去し、分散フィルムを形成する、工程とを含む。
【０００４】
別の態様において本開示は、基材と、基材上主要表面上に配置された第１層であって、第１層は結合剤中に分散された酸化金属粒子、及び複数の空隙を含む、第１層と、第１層上に配置された第２層であって、第２層は、複数の空隙を含まずに、結合剤中に分散した金属酸化物粒子を含む、第２層と、第２層上に配置された保護層であって、保護層は酸化金属粒子及び複数の空隙を含まずに、結合剤を含む、保護層とを含む、物品をもたらす。
【０００５】
別の態様において本開示は、基材と、基材上主要表面上に配置された第１層であって、第１層は結合剤中に分散された酸化金属粒子、及び複数の空隙を含む、第１層と、第１層上に配置された第２層であって、第２層は、複数の空隙を含まずに、結合剤中に分散した金属酸化物粒子を含む、第２層と、第２層上に配置された保護層であって、保護層は酸化金属粒子及び複数の空隙を含まずに、結合剤を含む、保護層とを含む、物品をもたらす。物品は更に、保護層上に配置される第３層であって、第３層は第２結合剤を含む、第３層と、第３層上に配置された第４層であって、第４層は複数の分散粒子及び第３結合剤を含む、第４層とを更に含む。
【０００６】
上記の概要は、本発明の開示されるそれぞれの実施形態又はすべての実現形態を説明することを目的としたものではない。以下の図面及び詳細な説明により、例示的実施形態をより詳細に例示する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本明細書の全体を通じ、同様の参照符合が同様の要素を示す添付の図面を参照されたい。
【図１】基材上の２つの層のスライドコーティングの概略図である。
【図２Ａ】図１のコーティングの一部の断面図を示す。
【図２Ｂ】乾燥プロセス中の、図２Ａの断面概略図を示す。
【図２Ｃ】保護されたフィルムの断面概略図を示す。
【図３Ａ】図２Ｃの保護されたフィルム上のコーティングの断面概略図を示す。
【図３Ｂ】図３Ａの乾燥した構成体の断面概略図を示す。
【０００８】
図面は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。図中で用いられる類似の数字は、類似の構成要素を示す。しかし、所与の図中の構成要素を指す数字の使用は、同一数字を付された別の図中の構成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】
本開示は、ポリマーの低屈折率層への制御された拡散により、低屈折率ヒュームドシリカを密封及び強化する技術をもたらす。１つの特定の実施形態において、拡散を生じるために、両方の層の同時のコーティングが使用され得る。いくつかの場合において、両方の層の連続的なコーティングが使用され得るが、連続的なコーティングは好ましくは、両方のコーティング層がまだ溶解している間に、迅速に続けて行われることが好ましい。これらの技術を使用して、以前には物理的に可能であった、保護されたフィルムが調整された。
【００１０】
超低屈折率及び低屈折率コーティングは、低屈折率特性をもたらす気孔を、隣接する層による悪化又は環境から保護するために、好ましくは密封される。更に、ヒュームドシリカ系の低屈折率コーティングは多くの場合、ＰＳＡ（感圧接着剤）を使用して、別の表面に係合させることができる。しかしながら、低屈折率コーティングが、開放気泡多孔質ネットワークを含むため、ＰＳＡは、熱及び湿度に暴露されるときに、低屈折率フィルムの孔へと流れる場合がある。一度孔の中の空気が除去されると、コーティングの有利な屈折率特性が失われる。同様に、低屈折率コーティングが周囲環境に対して開いたままであると、水又は油が孔を満たし、やはりコーティングの低屈折特性を破壊し得る。
【００１１】
これらの孔を密封する１つの技術は、低屈折孔に流れ得ないか、又は低屈折孔内へと深く流れないように大きく制限されている、材料の使用を含み得る。この技術の例は例えば、米国特許係属出願番号第６１／４０５０１５号、表題「Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ  Ｌｏｗ  Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｉｎｄｅｘ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ」（代理人整理番号第６６４１８ＵＳ００２号）に見出すことができる。いくつかの場合において、この密封を達成するために、ラテックス、又は高分子重量ポリマーのいずれかが、使用されている。いくつかの場合において、ラテックス内のエマルション粒子が、コーティング中の低屈折率コーティングの孔の中に大きすぎて流れないように選択され得る。加えて、大きな寸法のラテックス粒子は、ラテックスのいずれかの拡散を低減する。乾燥後、ラテックスは連続的なフィルムへと合着することができ、これが急激な屈折率の変遷をもたらし、２つの層の間の材料の間に殆ど相互貫入がない。これらの技術の不利点としては、低い中間層の接着性、封止部−ヒュームドシリカ境界面における表面ヘーズ（粗さによる）が挙げられ、またフィルムの乾燥中にひび割れを生じやすい。
【００１２】
一態様において、本開示は、低屈折率密封境界面における表面ヘーズを最小化し、また乾燥ストレスによるフィルムのひび割れを低減させる方法をもたらす。中間層拡散を注意深く制御し、２つの層の間に勾配を有する密封した低屈折率コーティングが、容易に達成され得る。本明細書において記載される技術は、低屈折率及び密封層の両方が好ましくは同時にコーティング及び乾燥されるため、多層コーティングプロセス（又は２つの流体コーティングの連続的コーティングプロセス）を必要とし得る。
【００１３】
以下の説明文では、本明細書の一部を構成し、例として示した添付の図面を参照する。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。
【００１４】
特に断らないかぎり、本明細書及び特許請求の範囲で使用される構造体の大きさ、量、物理的特性を表わす全ての数字は、全ての場合において「約」なる語により修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、そうでないことが示されないかぎり、上記の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、当業者が本明細書に開示される教示を用いて得ようとする所望の特性に応じて異なり得る近似値である。
【００１５】
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」には、その内容によって明らかに示されないかぎりは複数の指示対象物を有する実施形態が含まれる。本明細書及び付属の特許請求の範囲において使用される「又は」なる語は、そうでないことが内容により明らかに示されない限りは、その「及び／又は」を含む意味で一般的に用いられる。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
本開示は、低屈折率層及びポリマー保護層を含む光学要素に関する。このポリマー保護層は、経年変化においてこの低屈折率層の物理的性質を実質的に劣化させない安定な保護層である。ポリマー保護層は、低屈折率層においても使用される結合剤を含み、結合剤は、低屈折率層からポリマー保護層の外面へと勾配を形成する。本開示は、低屈折率層を有するフィルム構成体の凝集強度を改善し得る、保護層を記述する。本開示はそのように限定されるものではないが、以下に示す例の考察を通じて本開示の様々な態様の認識が得られるであろう。
【００１９】
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。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、結合剤の屈折率、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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１μｍ以上、又は約２μｍ以上、又は１〜２０μｍの範囲である。
【００２２】
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によって表され得る、有効透過率εｅｆｆを有する。
【００２３】
これらの実施形態において、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として表すことができる。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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１．２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。
【００２７】
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。
【００２８】
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）、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、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、又はこれらの組み合わせが挙げられる。結合剤は、水、エチルアセテート、アセトン、２−ブトン、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトンなどの、適切な溶媒に可溶性であり得、又はこれらは分散系又はエマルションとして使用され得る。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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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で販売されているシリカ分散液、又はＣａｂｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ  ００１、ＰＧ  ００２、ＰＧ  ０２２、１０２０Ｋ、４０１２Ｋ、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。アルミナ酸化物の例は、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、及び他効率の関係は、多孔率＝ＣＰＶＣ／ＰＶＣである。
【００３７】
ＣＰＶＣの議論で使用されるとき、用語「顔料」は粒子に等価であり、用語「樹脂」は結合剤に等価である。特定の結合剤・粒子系において、粒子の容積濃度がＣＰＶＣとして知られている臨界値を超える場合、この混合物は多孔性となる。このように、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、本質的に結合剤、粒子、及び空隙の混合物となる。このことが起こる場合、容積濃度は、顔料粒子大きさ分布、濡れ及び粒子構造又は形状の少なくとも１つに関連する。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。
【００３８】
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（本明細書に述べられる）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。本明細書において使用するとき、用語「ＢＥＴ法」は、Ｂｒａｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ及びＴｅｌｌｅｒ表面積分析を参照する（Ｓ．Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｐ．Ｈ．Ｅｍｍｅｔｔ  ａｎｄ  Ｅ．Ｔｅｌｌｅｒ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１９３８，６０，３０９）。ＢＥＴ法は、固体物質の細孔の大きさ、表面積、及び％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。
【００３９】
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％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５０粒子と等価であり、１：８は約８９重量％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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
一部の実施形態では、低屈折率層又材料は、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、％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％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。
【００４５】
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。例えば、一部の実施形態では、低屈折率層の光学ヘーズは、約２０％未満、約１０％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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
本発明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。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。低い屈折率特性を得るために、正確なコーティング技術は重要ではないが、いくつかの技術は、多数の層が、基材に同時にコーティングされることを可能にし、これは低屈折率コーティングの上に所望のコーティングを直接形成するために使用され得る、コーティングの形成を可能にし得る。代表的な同時コーティング技術としては、スライドコーティング、多層スロットコーティング、カーテンコーティングなどが挙げられる。
【００４９】
図１は、本開示の一態様による、基材上の二層のスライドコーティングの概略図を示す。図１において、第１溶液１３０、及び第２溶液１４０が、スライドコーティング第１１０を通じてポンプ移送されて、第１コーティング層１３１及び第２コーティング層１４１として、スライド表面１１５上に出る。主要表面１２１を有する基材１２０は、スライドコーティングダイ１１０を超えて速度１２５で移動しており、第１コーティング層１３１及び第２コーティング層１４１は、主要表面１２１に同時に堆積される。
【００５０】
基材１２０はいずれかの有用な光学素子であり得る。多数の実施形態では、基材１２０は、偏光フィルム、拡散フィルム、反射型フィルム、位相差フィルム、ライトガイド若しくは液晶ディスプレイパネル、又はこれらの組み合わせである。いくつかの実施形態において、反射フィルムは、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから入手可能な強化鏡面反射（ＥＳＲ）フィルムなどの、多層誘電性フィルムであり得る。いくつかの実施形態において、基材１２０は、当該技術分野において既知である、可視光透過基材である。一部の実施形態では基材１２０は吸収性偏光子又は反射性偏光子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。一部の実施形態で基材１２０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。一部の実施形態で基材１２０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。
【００５１】
図２Ａは、本開示の一態様による図１の部分２００の断面概略図を示す。図２Ａにおいて、第１コーティング層１３１は、基材１２０の主要表面１２１上に直接配置され、第２コーティング層１４１は、第１コーティング層１３１上に直接配置され、その間に中間層１４２がある。第１コーティング層１３１は、複数の酸化金属粒子１３８、結合剤１３４及び溶媒１３２を含み、結合剤１３４は、溶媒１３２中における第１濃度を有する。いくつかの場合において、複数の参加金属粒子１３８は、鎖１３６へと凝集してもよく、これは、結合剤１３４内で分散される酸化金属粒子１３８を含む。結合剤１３４と酸化金属粒子１３８の比率は、先に記載した範囲のいずれかであってもよいが、結合剤１３４と参加金属粒子１３８の重量比は、約１：３〜約１：７の範囲であることが好ましく、かつ約１：４〜１：６の重量比が特に好ましい場合がある。
【００５２】
第２コーティング層１４１は、第２濃度において溶媒１３２内に分散した結合剤１３４を含み、第２濃度は、第１濃度とは異なり、中間層１４２にわたり、濃度の勾配「Ｃ」を生じる。いくつかの場合において、結合剤１３４は、第１コーティング層１３１及び第２コーティング層１４１のそれぞれと同一であり得る。第１コーティング層１３１と、第２コーティング層１４１との間で結合剤１３４の平均分子量に差がある場合があり、例えば、第１コーティング層１３１におけるよりも、第２コーティング層１４１においてより高い平均分子量１３４が使用され得る。
【００５３】
結合剤１３４は、先に記載された結合剤のいずれかであり得るが、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、ポリビニルアセテート、ビニルアセテート／エチレンコポリマー、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、又はこれらの組み合わせが、好ましい結合剤であり得る。いくつかの実施形態において、結合剤１３４は、約４０，０００ｇ／モルの平均分子量を有するポリマーから形成され得る。一部の実施形態では、結合剤１３４は、少なくとも１００，０００ｇ／モル、又は少なくとも２５０，０００ｇ／モル、又は少なくとも５００，０００ｇ／モルの平均分子量を有するポリマーから形成され得る。１つの特定の実施形態において、ＰＶＡが好ましい結合剤であり得、約５，０００超、又は約１０，０００超、又は約２０，０００超、又は更に約３０，０００超の分子量を有するより高い分子量のＰＶＡが特に好ましい場合がある。溶媒１３２は、先に記載された溶媒のいずれかであってもよいが、水、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、又はこれらの組み合わせが好ましい場合がある。
【００５４】
図２Ｂは、本開示の一態様による、乾燥プロセス中の、図２Ａの断面概略図を示す。図２Ｂにおいて、乾燥コーティン部部分２０１は、溶媒１３２がコーティングから推進される際に、結合剤１３４が、第２コーティング層１４１から第１コーティング層１３１へと、方向「Ｄ」に拡散していることを示し、よってより高い濃度の結合剤１３４が、酸化金属粒子１３８を通じて散在している。
【００５５】
図２Ｃは、本開示の一態様による保護されたフィルム２０２の断面概略図を示す。保護されたフィルム２０２は、基材１２０の主要表面１２１上に配置された第１層１３７を有する基材１２０を含み、第１層１３７は、結合剤１３４内に分散した酸化金属粒子１３８、及び複数の空隙１３５を含む。保護されたフィルム２０２は更に、第１層１３７上に配置された第２層１４５を含み、第２層１４５は、空隙１３５を含まずに結合剤１３４内に分散した酸化金属粒子１３８を含む。保護されたフィルムは更に、第２層１４５上に配置された保護されたフィルム１４７を含み、保護された層１４７は結合剤１３４を含み、酸化金属粒子１３８及び複数の空隙１３５は含まない。
【００５６】
保護層１４７、第２層１４５、及び第１層１３７は、いずれかの有用な厚さを有し得る。第１層１３７は、他所に記載される低屈折率層であり得、約１〜約３０μｍ、又は約１〜約２０μｍ、又は約５〜約２０μｍ、又は約１０〜約１５μｍ、又は約１０〜約１２μｍの範囲の厚さを有し得る。保護層１４７及び第２層１４５は、いずれかの所望の厚さであり得るが、第２層１４５及び保護層１４７の形成の間、結合剤１３４が第１層１３７に深く浸透して、低屈折率が実質的に増加しないことを確かめるように、注意が払われるべきである。いくつかの実施形態において、結合剤１３４は、コーティング層１３１内へと２００ｎｍ以上拡散して、第２溶液１４０の乾燥コーティング厚さは、好ましくは２５０ｎｍ以上であり、よって分散後、少なくとも約５０ｎｍの保護層１４７が、保護されたフィルム２０２の表面１４３上に留まる。いくつかの実施形態において、保護層１４７は、約５０ｎｍを超える範囲の厚さを有し、約５０ｎｍ〜５，０００ｎｍ、又は約０．２μｍ〜約１μｍの範囲であり得る。いくつかの場合において、保護層は、更に約１〜２０μｍの範囲、又は１〜１５μｍの範囲であり得る。
【００５７】
図１〜２Ｃはしたがって、基材１２０の上に第１溶液１３０をコーティングする工程であって、第１溶液１３０は複数の酸化金属粒子１３８、結合剤１３４、及び溶媒１３２を含み、結合剤１３４は溶媒１３２中における第１の濃度を有する、工程と、第１溶液１３０上に第２溶液１４０をコーティングする工程であって、第２溶液１４０は、溶媒１３２中に第２濃度で結合剤１３４を含み、第２濃度は第１濃度とは異なる、工程と、第１溶液１３０及び第２溶液１４０から溶媒１３２を除去して保護されたフィルム２０２を形成する工程であって、結合剤１３４の酸化金属粒子１３８に対する重量比は、保護されたフィルム２０２の厚さ方向で増加する、工程とを含む。
【００５８】
図３Ａは、本開示の一態様による、図２Ｃの保護されたフィルムのコーティングの断面概略図を示す。図３Ａにおいて、図２Ｃに記載される保護されたフィルム２０２の表面１４３に第４溶液層１５１がコーティングされる。第４溶液層１５１は、第２結合剤１５４及び第２溶媒１５２を含み、第２結合剤１５４は、第２溶媒１５２における第４濃度を有する。第５溶液層１６１が、第４溶液層１５１の上にコーティングされ、第５溶液層１６１は、第２溶媒値１５２中における第５濃度の第３結合剤１５４’、及び複数の分散粒子１５６を含む。
【００５９】
第４溶液層１５１及び第５溶液層１６１は、いずれかの許容可能なコーティング技術によって保護されたフィルム２０２の表面１４３上にコーティングされ得、図１に示されるのと同じ方法で、すなわちスライドコーターを使用してコーティングされ得る。第２結合剤１５４及び第３結合剤１５４’は同じ結合剤であってもよく、又はこれらは異なっていてもよく、かつ他所に記載される結合剤のいずれかから選択され得る。いくつかの場合において、第２結合剤１５４及び第３結合剤１５４’は同じポリマー結合剤であってもよいが、低分子量第２結合剤１５４、及び高分子量第３結合剤１５４’などの、異なる分子量を有してもよい。１つの特定の実施形態において、第２結合剤１５４は、約２０，０００ｇ／ｇモル未満の分子量を有するＰＶＢであり得、第３結合剤１５４’は、約２０，０００ｇ／ｇモル超の分子量を有するＰＶＢであり得る。第２溶媒１５２は、第２結合剤１５４及び第３結合剤１５４’のためのいずれかの好適な溶媒であり得、これは保護層１４７の結合剤１３４に影響せず、又はこれを溶かさない。１つの特定の実施形態において、第１結合剤１５４及び第２結合剤１５４’はＰＶＢであり、第２溶媒はメチルエチルケトン（ＭＥＫ）である。
【００６０】
分散粒子１５６は、０．５〜１０μｍ、又は２〜５μｍなどのいずれかの有用な直径を有してもよく、又は例えば、約１μｍ以上の平均横直径を有してもよい。分散粒子は、ガラスなどの無機物質、又はポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクレート（ＰＭＭＡ）、シリコーンなどのポリマー材料を含むビーズであってもよい。Ｓｏｋｅｎ  ＫＳＲ  ３Ａ及びＳＸ  ３５０Ｈなどの典型的な分散ＰＳ粒子は、Ｓｏｋｅｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏ．Ｌｔｄ（Ｓａｙａｍａ−Ｓｈｉ，Ｓａｉｔａｍａ−Ｋｅｎ，Ｊａｐａｎ）から入手可能である。
【００６１】
図３Ｂは、本開示の一態様による、図３Ａの乾燥した構成体の断面概略図を示す。第２溶媒１５２は、第４溶液層１５１及び第５溶液層１６１から除去されて、図３Ｂに示される分散フィルム３０１を形成する。分散フィルム３０１は、任意の有用なヘーズ値を有し得る。多くの実施形態において分散フィルム３０１は、２０％以上、５０％以上、７０％以上、７５％以上、又は９０％以上のヘーズ値を有する。いくつかの実施形態において、第２低屈折率層（図示されない）は、所望により、分散フィルム３０１、若しくは保護されたフィルム２０２に、又は第１層１３７と基材１２０との間に配置され得る。第２の低屈折率層は、１．３以下の有効屈折率を有することができ、第１層１３７の低屈折率層３０に類似であることができる。
【００６２】
典型的な１：４（ポリマー対顔料の比率）ヒュームドシリカ低屈折率コーティング（１１％固体）は、２．２重量％のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を溶液中に含み得る。接する密封層は、２．２重量％未満の濃度でＰＶＡを含むとき、ポリビニルアルコールポリマーは、ヒュームドシリカから離れて密封層へと分散する。生じる乾燥フィルムは、密封境界面から離れたところでは１：４ポリマー対顔料の比率を有し、密封層の付近においては１：７以上のポリマー対顔料比率が予測され得る。一方で（より典型的には）２．２％超のＰＶＡ濃度を有する密封層が、密封層からヒュームドシリカへのＰＶＡの分散を生じる。生じる乾燥フィルムは、密封表面付近において、１：３以下のポリマー対顔料比率を有する超低屈折率コーティングを含み得る。本質的には、１つの層から、隣接する層へのポリマーへのポリマーの分散は、２つの層の間の濃度勾配によって生じる。したがって、隣接する層及び低屈折率層のポリマーの濃度が、同じ又はほぼ同じであるように、系は設計され得、２つの層の間の分散は最小化され得る。
【００６３】
２つの層の間のポリマー分散の速度は、濃度の差、粘度、分子量、時間、及び化学反応によって制御される。分散は、２つの層が接触してから、フィルムが乾燥又は凝固されるまで生じる。実際、分散速度は、乾燥プロセス中、において一定であることはほとんどなく、プロセスを正確にモデル化することは困難となる。
【００６４】
低屈折率層内に分散する隣接する密封層（又は平滑化層）を備える低屈折率コーティングは、低屈折率コーティングを強化する利益を有し得る。１：４のポリマー対結合剤比率を必要とするコーティング（より少ないポリマーはひび割れを生じたため）は、分散ポリマー層が低屈折率コーティングと隣接していたとき、より望ましい（よりヘーズの少ない）１：６のポリマー対結合剤の比率と代えることができることを、発明者らは見出した。最終的には、ひびがなく、ヘーズが低く、より均一性の低い構成体が生じた。分散相はまた、いずれかの側にあってもよく（すなわち、コーティング基材の近く、又は遠く）、構成体に対して同じより強い効果を有する。
【００６５】
１つの特定の実施形態において、ＥＳＲフィルム上の４層構成である、保護された低屈折率分散ＥＳＲフィルムが作製され得る。最初の２つの層は、多層スライドコーティング装置を使用して同時にコーティングされる。ＥＳＲ上の下部、すなわち第１層は、１：２〜１：８の比率、好ましくは１：４〜１：６の比率の、ポリビニルアルコールブレンド及びヒュームドシリカである。水及びイソプロピルアルコールが、界面活性剤と共に添加されて、許容可能なコーティング状態を可能にする。第１層は、最終乾燥厚さが０．５〜１５μｍ、好ましくは３〜６μｍであるような、流量でコーティングされる。第２層は、第１層の上にコーティングされる。第２層は、水、イソプロピルアルコール、及び界面活性剤の混合物中にポリビニルアルコールを含む。第２層レオロジーは、これがスライドコーター上の第１層を自由に湿潤させるように、構成される。第２層は、最終乾燥厚さが０．１〜１０μｍ、好ましくは０．２５〜１μｍであるような、流量でコーティングされるコーティングされた層はその後、炉内で、１８０〜２００°Ｆ（８２℃〜９３℃）で、２〜４分にわたって乾燥された。
【００６６】
最初の２つの層を有するＥＳＲはその後、２つの追加的な層でコーティングされる。上の２つの層は、多層スライドコーティング装置を使用して同時にコーティングされる。下層又は第３層は、ＭＥＫに溶解する低分子量ポリビニルブチラール樹脂である。分子量は、第２層への接着性をもたらすように選択される。４０，０００グラム／モル未満であることが好ましい。第３層は、最終乾燥厚さが０．１〜３μｍ、好ましくは０．２〜１μｍであるような、流量でコーティングされる。第４層は、第３層の上にコーティングされる。第４層は、ＭＥＫに溶解したポリビニルブチラールを含有する。第４層レオロジーは、これがスライドコーター上の第１層を自由に湿潤させるように、構成される。第４層は、最終乾燥厚さが０．５〜１５μｍ、好ましくは４〜６μｍであるような、流量でコーティングされる。コーティングされた上層はその後、炉内で、１６０〜１８０°Ｆ（７１℃〜８２℃）で、２〜４分にわたって乾燥された。ＭＥＫは、２の２層にとって好ましい溶媒系であるが、ポリマーがこれらの中で可溶である限り、他の溶媒又は組み合わせが使用され得ることに留意すべきである。
【実施例】
【００６７】
他に指定が無い限り、以下の材料が実施例において使用される。
【００６８】
【表１】
0006416078.tif 000002
【００６９】
各溶液調製において、ＰＶＡが水に添加され、ＰＶＡが溶液になるまで、９０℃の温度に維持しながら撹拌を行った。その後混合物が冷却され、残りの材料を添加した。最終的な混合物が、成分を均一に分散させるために、Ｃｏｗｌｅｓミキサーを使用して、高せん断混合に供された。
【００７０】
例えば、典型的な混合手順において、最初にＰｏｖａｌ  ２３５ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（Ｋｕｒａｒａｙ，ＵＳＡから利用可能なＰｏｖａｌ  ２３５樹脂）の、６．２％固体水溶液のドラム４２．９ｋｇを、７９．８ｋｇ  Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ  ＰＧ０２２ヒュームドシリカ分散系（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＵＳＡから入手可能）と混合することにより、低屈折率コーティング溶液が生成された。この混合物はその後、Ｃｏｗｌｅｓミキサーを使用して、２０〜３０分間分散された。残りの手順には、低せん断混合を使用した。１．３０１ｋｇの水に予め溶かした、０．１４５ｋｇのクエン酸（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩから入手可能）が、連続的な混合で混合物に添加された。混合物は、５９．８ｋｇの脱イオン水及び３０．６ｋｇのイソプロピルアルコールのプレブレンドを添加することによって、コーティングのために更に溶解させた。１．０２ｋｇの脱イオン水中の０．１１３ｋｇ  Ｔｅｒｇｉｏｌ  Ｍｉｎｆｏａｍ  １Ｘ  （ａｖａｉｌａｂｌｅ  ｆｒｏｍ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）のプレ混合物が、次に添加されて連続的に混合された。最終的に、１０．５９２ｋｇ脱イオン水における、０．３８４ｋｇのホウ酸（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ，Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩから入手可能）が、混合しながら、バッチにゆっくりと添加された。最終的な混合物は８．５％の固体であり、ＰＶＡ：ヒュームドシリカの比率は１：６であった。
【００７１】
実施例１：ＥＳＲ上の保護された低屈折率分散フィルム
４層コーティングが、Ｖｉｋｕｔｉ（商標）ＥＳＲフィルム（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）上に調製された。最初の２つの層は、多層スライドコーティングダイを使用して同時にコーティングされた。ＥＳＲ上の下層、すなわち第１層は、１．２５重量％のＰｏｖａｌ  ＰＶＡ  ２３５、３７．５重量％のＣａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ−０２２、０．０７重量％のクエン酸、０．１８重量％のホウ酸、０．０２５重量％のＴｅｒｇｉｔｏｌ  Ｍｉｎｆｏａｍ、１６重量％のイソプロピルアルコール、及び４４．９７５重量％の水を混合することによって、調製された、９固体重量％（２％  ＰＶＡ溶液）低屈折率コーティング溶液であった。第２層は、４．１４重量％  Ｐｏｖａｌ  ＰＶＡ  ２３５、０．０４重量％クエン酸、０．０２５重量％  ＢＹＫ  ３４５、２５重量％のイソプロピルアルコール、及び７０．７９５重量％の水を混合して調製された、４．２固体重量％（４．２％  ＰＶＡ溶液）保護層であった。第２層は、これがスライドコーター上の第１層を自由に湿潤するように調製された。
【００７２】
スライドコーターは、１００ｆｔ／分（３０．４８ｍ／分）で移動するＥＳＲウェブから、０．００８インチ（０．２ｍｍ）の間隔に位置付けられた。第１層は、４００ｇ／分で、０．００８インチ（０．２０３ｍｍ）の第１スロット厚さ、０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）のステップ高さ、及び１３インチ（３３ｃｍ）の幅を有する、スライドコーターへとポンプ移送され、第２層は、１８０ｇ／分で、０．０２９インチ（０．７３７ｍｍ）の第２スロット厚さ、０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）のステップ高さ、及び１３インチ（３３ｃｍ）の幅を有する、スライドコーターへとポンプ移送された。コーティングした層は、その後二領域炉（two zone oven）で乾燥された。第１領域は７０ｆｔ（２１．３ｍ）長さであり、７５℃で保持され、第２ゾーンはまた７０ｆｔ（２１．３ｍ）長さであり、９０℃で保持され、ＥＳＲ上の保護された低屈折率フィルムが生じた。
【００７３】
第２の２つの層がＥＳＲ上の保護された低屈折率フィルムの上に、やはり多層スライドコーティングダイを使用して同時にコーティングされた。下層又は第３層は、６重量％のＭｏｗｉｔａｌ  Ｂ２０Ｈ  ＰＶＢ及び９４重量％のＭＥＫを混合することによって調製された、６固体重量％のキャリアコーティング溶液であった。第４層は、１２．２５重量％のＳｏｌｕｔｉａ  Ｂ７６  ＰＶＢ、５．２５重量％のＳｏｋｅｎ  ＰＳビーズ、及び８２．５重量％のＭＥＫを混合することによって調製された、１７．５固体重量％の分散相であった。第２層は、これがスライドコーター上の第１層を自由に湿潤するように調製された。
【００７４】
スライドコーターは、１００ｆｔ／分（３０．４８ｍ／分）で移動する、ＥＳＲウェブ上の保護された低屈折率フィルムから、０．００８インチ（０．２０３ｍｍ）の間隔で位置付けられた。第３層は、４０ｇ／分で、０．００８インチ（０．２０３ｍｍ）の第１スロット厚さ、０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）のステップ高さ、及び１２．５インチ（３１．８ｃｍ）の幅を有する、スライドコーターへとポンプ移送され、第２層は、３２０ｇ／分で、０．０２９インチ（０．７３７ｍｍ）の第２スロット厚さ、０．０２０インチ（０．５０８ｍｍ）のステップ高さ、及び１２．５インチ（３１．８ｃｍ）の幅を有する、スライドコーターへとポンプ移送された。コーティングした層は、その後二領域炉で乾燥された。第１領域は７０ｆｔ（２１．３ｍ）長さであり、５５℃で保持され、第２ゾーンはまた７０ｆｔ（２１．３ｍ）長さであり、７５℃で保持され、ＥＳＲ上の保護された低屈折率フィルムが生じた。
【００７５】
更なる一連の実施例は、実施例１の４層コーティングの最初の２層に関して先に記載された手順に従って調製された。使用される溶液は、上記のものと同様であったが、ただし、いくつかの実施例において、異なるヒュームドシリカ（Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ−００２）が、Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｐｅｒｓｅ（商標）ＰＧ−０２２と代替させた。以下に示される実施例は、表１に記載されるように、いくつかの異なる比率のヒュームドシリカ対結合剤、異なるコーティング厚さ、２つの異なるヒュームドシリカ、２つの異なる基材、及び異なるコーティング条件を使用した。２つの使用された基材は、０．００２インチ（０．０５１ｍｍ）厚さのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及びＶｉｃｕｉｔｉ（商標）ＥＳＲフィルム）であった。
【００７６】
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構成体の屈折率（ＲＩ）値を求めた。ＲＩ（ｎ）を６３３ｎｍで求めた。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基材面を通して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。この方法で、プリズム及びコーティングの基材面を結合し、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で基材−プリズム界面と付随するものであり、もう一方は基材−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。
【００７７】
【表２】
0006416078.tif 000003
表１の注：全てのコーティングは、以下の条件でスライドコーターを使用して行われた：低屈折率コーティング間隔、及びステップ高さは０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）、ＰＶＡ密封コーティング間隔及びステップ高さは０．２０インチ（０．５０８ｍｍ）、スライドコーター間隔は０．００８インチ（０．２０３ｍｍ）、スライドコーターと基材との間の真空は０．５水柱インチ（１．３ｃｍ）であり、基材は、６０ｆｔ／分（１８．３ｍ／分）の速度でコーティングされた。コーティングした層は、その後二領域炉で乾燥された。第１領域は６０ｆｔ（１８．３ｍ）長さであり、１６５°Ｆ（７４℃）で保持され、第２ゾーンはまた８０ｆｔ（２４．４ｍ）長さであり、１９０°Ｆ（８８℃）で保持された。表に記される、上記に対する例外は、（Ａ）真空は、１．０水柱インチ（２．５水柱ｃｍ）まで増加し、速度は、７５ｆｔ／分（２２．９ｍ／分）まで増加し、（Ｂ）ＰＶＡ密封コーティング間隔は、０．０３０インチ（０．７６２ｍｍ）まで増加した。
【００７８】
以下に、本開示の実施形態を列記する。
【００７９】
項目１は、基材の上に第１溶液をコーティングする工程であって、第１溶液は複数の酸化金属粒子、結合剤、及び溶媒を含み、結合剤は溶媒中における第１の濃度を有する、工程と、第１溶液上に第２溶液をコーティングする工程であって、第２溶液は、溶媒中に第２濃度で結合剤を含み、第２濃度は第１濃度とは異なる、工程と、第１溶液及び第２溶液から溶媒を除去して保護されたフィルムを形成する工程であって、結合剤の酸化金属粒子に対する重量比は、保護されたフィルムの厚さ方向で増加する、工程とを含む、方法。
【００８０】
項目２は、第１溶液及び第２溶液のコーティングが、スライドコーター、多層スロットコーター、又はこれらの組み合わせを使用して同時に行われる、項目１に記載の方法。
【００８１】
項目３は、第１溶液及び第２溶液のコーティングは、カーテンコーターを使用して連続的に行われる、項目１又は項目２に記載の方法。
【００８２】
項目４は、溶媒を除去する工程は、ギャップドライヤ、衝突ドライヤ、浮揚ドライヤ、静止ドライヤ、又はこれらの組み合わせにおいて、第１及び第２溶液を乾燥させる工程を含む、項目１〜３に記載の方法。
【００８３】
項目５は、溶媒を除去する工程は、第１溶液と第２溶液との間に形成された界面にわたる結合剤の分散を含む、項目１〜４に記載の方法。
【００８４】
項目６は、第１濃度は、第２濃度よりも低い、項目１〜５に記載の方法。
【００８５】
項目７は、結合剤と酸化金属粒子の重量比は、基材付近の１：２未満から、保護されたフィルムの外面付近の１：１超まで増加する、項目１〜６に記載の方法。
【００８６】
項目８は、基材は上部にコーティングされた第３溶液を含み、第３溶液は、第２の複数の酸化金属粒子、結合剤、及び溶媒を含み、第３結合剤は、溶媒中における第３濃度を有し、第１溶液は、第３溶液上にコーティングされる、項目１〜７に記載の方法。
【００８７】
項目９は、複数の酸化金属粒子及び第２の複数の酸化金属粒子が同一の粒子を含む、項目８に記載の方法。
【００８８】
項目１０は、前記第３濃度が、前記第１濃度よりも低い、項目８〜９に記載の方法。
【００８９】
第１溶液又は第２溶液の少なくとも一方に分散する分散粒子を更に含む、項目１〜１０に記載の方法。
【００９０】
項目１２は、第３溶液に分散した、分散粒子を更に含む、項目８〜１１に記載の方法。
【００９１】
項目１３は、結合剤は、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、ポリビニルアセテート、ビニルアセテート／エチレンコポリマー、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、又はこれらの組み合わせを含む、項目１〜１２に記載の方法。
【００９２】
項目１４は、溶媒が水、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、又はこれらの組み合わせを含む、項目１〜１３に記載の方法。
【００９３】
項目１５は、結合剤がＰＶＡを含む、項目１〜１４に記載の方法。
【００９４】
項目１６は、保護されたフィルム上に第４溶液をコーティングする工程であって、第４溶液は第２結合剤及び第２溶媒を含み、第２結合剤は第２溶媒中で第４濃度を有する、工程と、第４溶液上に第５溶液をコーティングする工程であって、第５溶液は第２溶媒中における第５濃度の第３結合剤、及び複数の分散粒子を含む、工程と、第４溶液及び第５溶液から溶媒を除去し、分散フィルムを形成する工程とを含む、項目１〜１５に記載の方法。
【００９５】
項目１７は、第２結合剤及び第３結合剤はそれぞれ、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、ポリビニルアセテート、ビニルアセテート／エチレンコポリマー、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、又はこれらの組み合わせから個別に選択される、項目１６に記載の方法。
【００９６】
項目１８は、溶媒が水、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、又はこれらの組み合わせを含む、項目１６〜１７に記載の方法。
【００９７】
項目１９は、分散粒子が、約０．５μｍ〜約１０μｍの直径を有するビーズを含む、項目１６〜１８に記載の方法。
【００９８】
項目２０は、第２結合剤分子量が、第３結合剤分子量よりも小さい、項目１６〜１９に記載の方法。
【００９９】
項目２１は、第２結合剤及び第３結合剤がそれぞれＰＶＢを含む、項目１６〜２０に記載の方法。
【０１００】
項目２２は、基材が光学フィルムを含む、項目１〜２１に記載の方法。
【０１０１】
項目２３は、光学フィルムがＥＳＲフィルムを含む、項目１〜２２に記載の方法。
【０１０２】
項目２４は、基材と、基材上主要表面上に配置された第１層であって、第１層は結合剤中に分散された酸化金属粒子、及び複数の空隙を含む、第１層と、第１層上に配置された第２層であって、第２層は、複数の空隙を含まずに、結合剤中に分散した金属酸化物粒子を含む、第２層と、第２層上に配置された保護層であって、保護層は酸化金属粒子及び複数の空隙を含まずに、結合剤を含む、保護層とを含む、物品。
【０１０３】
項目２５は、第１層中における結合剤の酸化金属粒子に対する重量比が、１：２以下である、項目２４に記載の物品。
【０１０４】
項目２６は、第２層における結合剤の酸化金属粒子に対する重量比が、約１：２超である、項目２４〜２５に記載の物品。
【０１０５】
項目２７は、基材と第１層との間に配置された第３層を更に含み、第３層は結合剤内に分散する第２酸化金属粒子、及び第２の複数の空隙を含む、項目２４〜２６に記載の物品。
【０１０６】
項目２８は、第２酸化金属粒子、及び酸化金属粒子が、同一の粒子を含む、項目２４〜２７に記載の物品。
【０１０７】
項目２９は、第１層、第２層、又は保護層の少なくとも１つに分散する分散粒子を更に含む、項目２４〜２８に記載の物品。
【０１０８】
項目３０は、第３層に分散した、分散粒子を更に含む、項目２４〜２９に記載の物品。
【０１０９】
項目３１は、結合剤は、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、ポリビニルアセテート、ビニルアセテート／エチレンコポリマー、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、又はこれらの組み合わせを含む、項目２４〜３０に記載の物品。
【０１１０】
項目３２は、第１層が１．３以下の有効屈折率を有する、項目２４〜３１に記載の物品。
【０１１１】
項目３３は、保護層上に配置される第３層であって、第３層は第２結合剤を含む、第３層と、第３層上に配置された第４層であって、第４層は複数の分散粒子及び第３結合剤を含む、第４層とを更に含む、項目２４〜３２に記載の物品。
【０１１２】
項目３４は、第２結合剤及び第３結合剤はそれぞれ、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、ポリビニルアセテート、ビニルアセテート／エチレンコポリマー、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、又はこれらの組み合わせを含むポリマーから個別に選択される、項目３３に記載の物品。
【０１１３】
項目３５は、分散粒子が、約０．５μｍ〜約１０μｍの直径を有するビーズを含む、項目３３〜３４に記載の物品。
【０１１４】
項目３６は、第２結合剤分子量が、第３結合剤分子量よりも小さい、項目３３〜３５に記載の物品。
【０１１５】
項目３７は、第２結合剤及び第３結合剤がそれぞれＰＶＢを含む、項目３３〜３６に記載の物品。
【０１１６】
項目３８は、基材が光学フィルムを含む、項目２４〜３７に記載の物品。
【０１１７】
項目３９は、光学フィルムがＥＳＲフィルムを含む、項目３８に記載の物品。
【０１１８】
別段の指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲において用いる、機構の寸法、数量、及び物理特性を表す全ての数値は、「約」という語で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。
【０１１９】
本明細書に引用したすべての参照文献及び刊行物は、本開示と直接矛盾しうる場合を除いて、それらの全容を参考として本開示に明確に援用するものである。以上、本明細書において特定の実施形態について図示及び説明してきたが、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な代替的及び／又は同等の実施形態を、図示及び説明した特定の実施形態に置き換えることが可能である点は認識されるであろう。本出願は、本明細書において考察した特定の実施形態のあらゆる適合形態又は変形形態を網羅するものである。したがって、本開示は「特許請求の範囲」及びその均等物によってのみ限定されるものとする。
本発明の実施態様の一部を以下の項目１−３９に列記する。
[１]
基材上に第１溶液をコーティングする工程であって、前記第１溶液は、複数の酸化金属粒子、結合剤、及び溶媒を含み、前記結合剤は、前記溶媒中における第１濃度を有する、工程と、
前記第１溶液上に第２溶液をコーティングする工程であって、前記第２溶液は、前記溶媒中における第２濃度で前記結合剤を含み、前記第２濃度は、前記第１濃度とは異なる、工程と、
前記第１溶液及び前記第２溶液から前記溶媒を除去して、保護されたフィルムを形成する工程であって、前記結合剤の前記酸化金属粒子に対する重量比は、前記保護されたフィルムの厚さ方向に増加している、工程とを含む、方法。
[２]
前記第１溶液及び前記第２溶液のコーティングは、スライドコーター、多層スロットコーター、又はこれらの組み合わせを使用して同時に行われる、項目１に記載の方法。
[３]
前記第１溶液及び前記第２溶液のコーティングは、カーテンコーターを使用して連続的に行われる、項目１に記載の方法。
[４]
前記溶媒を除去する工程は、ギャップドライヤ、衝突ドライヤ、浮揚ドライヤ、静止ドライヤ、又はこれらの組み合わせにおいて、前記第１及び前記第２溶液を乾燥させる工程を含む、項目１に記載の方法。
[５]
前記溶媒を除去する工程は、前記第１溶液と前記第２溶液との間に形成された界面にわたる前記結合剤の分散を含む、項目１に記載の方法。
[６]
前記第１濃度は、前記第２濃度よりも低い、項目１に記載の方法。
[７]
前記結合剤の前記酸化金属粒子に対する重量比は、前記基材付近の１：２未満から、前記保護されたフィルムの外面付近の１：１超まで増加する、項目１に記載の方法。
[８]
前記基材は上部にコーティングされた第３溶液を含み、前記第３溶液は、第２の複数の酸化金属粒子、前記結合剤、及び前記溶媒を含み、前記結合剤は、前記溶媒中における第３濃度を有し、前記第１溶液は、前記第３溶液上にコーティングされる、項目１に記載の方法。
[９]
前記複数の酸化金属粒子及び前記第２の複数の酸化金属粒子は、同一の粒子を含む、項目８に記載の方法。
[１０]
前記第３濃度は、前記第１濃度よりも低い、項目８に記載の方法。
[１１]
前記第１溶液又は前記第２溶液の少なくとも一方に分散する分散粒子を更に含む、項目１に記載の方法。
[１２]
前記第３溶液中に分散した分散粒子を更に含む、項目８に記載の方法。
[１３]
前記結合剤は、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、ポリビニルアセテート、ビニルアセテート／エチレンコポリマー、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、又はこれらの組み合わせを含む、項目１に記載の方法。
[１４]
前記溶媒は、水、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、又はこれらの組み合わせを含む、項目１に記載の方法。
[１５]
前記結合剤は、ＰＶＡを含む、項目１に記載の方法。
[１６]
前記保護フィルム上に第４溶液をコーティングする工程であって、前記第４溶液は、第２結合剤及び第２溶媒を含み、前記第２結合剤は、前記第２溶媒中における第４濃度を有する、工程と、
前記第４溶液上に第５溶液をコーティングする工程であって、前記第５溶液は、前記第２溶媒中における第５濃度の第３結合剤、及び複数の分散粒子を含む、工程と、
前記第４溶液及び前記第５溶液から前記溶媒を除去して、分散フィルムを形成する工程とを更に含む、項目１に記載の方法。
[１７]
前記第２結合剤及び前記第３結合剤はそれぞれ、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、ポリビニルアセテート、ビニルアセテート／エチレンコポリマー、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、又はこれらの組み合わせを含むポリマーから個別に選択される、項目１６に記載の方法。
[１８]
前記第２溶媒は、水、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、又はこれらの組み合わせを含む、項目１６に記載の方法。
[１９]
前記分散粒子は、約０．５μｍ〜約１０μｍの直径を有するビーズを含む、項目１６に記載の方法。
[２０]
前記第２結合剤分子量は、前記第３結合剤分子量よりも小さい、項目１６に記載の方法。
[２１]
前記第２結合剤及び前記第３結合剤はそれぞれ、ＰＶＢを含む、項目１６に記載の方法。
[２２]
前記基材は、光学フィルムを含む、項目１に記載の方法。
[２３]
前記光学フィルムは、ＥＳＲフィルムを含む、項目２２に記載の方法。
[２４]
基材と、
前記基材の主要表面上に配置された第１層であって、前記第１層は結合剤内に分散した酸化金属粒子、及び複数の空隙を含む、第１層と、
前記第１層上に配置された第２層であって、前記第２層は、前記複数の空隙を有さずに、前記結合剤中に分散した酸化金属粒子を含む、第２層と、
前記第２層上に配置された保護層であって、前記保護層は、酸化金属粒子、及び前記複数の空隙を有さずに、前記結合剤を含む、保護層とを含む、物品。
[２５]
前記第１層中における前記結合剤の前記酸化金属粒子に対する重量比は、１：２以下である、項目２４に記載の物品。
[２６]
前記第２層中における前記結合剤の前記酸化金属粒子に対する重量比は、約１：２超である、項目２４に記載の物品。
[２７]
前記基材と前記第１層との間に配置された第３層を更に含み、前記第３層は、前記結合剤内に分散する第２酸化金属粒子、及び第２の複数の空隙を含む、項目２４に記載の物品。
[２８]
前記第２酸化金属粒子、及び前記酸化金属粒子は、同一の粒子を含む、項目２７に記載の物品。
[２９]
前記第１層、前記第２層、又は前記保護層のうちの少なくとも１つに分散する分散粒子を更に含む、項目２４に記載の物品。
[３０]
前記第３層に分散した分散粒子を更に含む、項目２７に記載の物品。
[３１]
前記結合剤は、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、ポリビニルアセテート、ビニルアセテート／エチレンコポリマー、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、又はこれらの組み合わせを含む、項目２４に記載の物品。
[３２]
前記第１層は、１．３以下の有効屈折率を有する、項目２４に記載の物品。
[３３]
前記保護層上に配置された第３層であって、第２結合剤を含む、第３層と、
前記第３層上に配置された第４層であって、複数の分散粒子及び第３結合剤を含む、第４層と、を更に含む、項目２４に記載の物品。
[３４]
前記第２結合剤及び前記第３結合剤はそれぞれ、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、ポリビニルアセテート、ビニルアセテート／エチレンコポリマー、酸化ポリエチレン、酸化ポリプロピレン、又はこれらの組み合わせを含むポリマーから個別に選択される、項目３３に記載の物品。
[３５]
前記分散粒子は、約０．５μｍ〜約１０μｍの直径を有するビーズを含む、項目３３に記載の物品。
[３６]
前記第２結合剤分子量は、前記第３結合剤分子量よりも小さい、項目３３に記載の物品。
[３７]
前記第２結合剤及び前記第３結合剤はそれぞれ、ＰＶＢを含む、項目３３に記載の物品。
[３８]
前記基材は、光学フィルムを含む、項目２４に記載の物品。
[３９]
前記光学フィルムは、ＥＳＲフィルムを含む、項目３８に記載の物品。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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