CN103299220B

CN103299220B - 光学漫射低折射率元件

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Publication number: CN103299220B
Application number: CN201180049990.2A
Authority: CN
Inventors: 威廉·D·科焦; 迈克尔·L·斯坦纳; 威廉·F·埃德蒙兹; 罗伯特·F·卡姆拉特; 刘兰虹; 郝恩才
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2031-10-14
Also published as: JP2013540290A; KR101851420B1; EP2630526A1; CN103299220A; JP2018010306A; KR20130126917A; WO2012054320A1; US9588262B2; TW201232054A; TWI512338B; US20130222911A1; JP6247534B2; SG189429A1

Abstract

光学制品包括光学元件和设置在所述光学元件上的低折射率层。所述低折射率层具有1.3或小于1.3的有效折射率并且包括粘结剂、分散在所述粘结剂中的多个金属氧化物粒子和多个互连空隙。所述低折射率层具有至少30%的雾度值。

Description

光学漫射低折射率元件

背景技术

具有纳米级孔或空隙结构的制品可用于多种应用，这些应用基于由其纳米空隙组合物提供的光学、物理或机械性能。例如，纳米空隙制品包含至少部分地围绕孔或空隙的聚合物固体网络或基质。孔或空隙通常被气体（例如空气）填充。纳米空隙制品中的孔或空隙的尺寸总体上可描述为具有可以在约1纳米到约1000纳米范围内的平均有效直径。国际纯粹与应用化学联合会(TheInternationalUnionofPureandAppliedChemistry，IUPAC)已定义纳米多孔材料的三个尺寸类别：空隙小于2nm的微孔、空隙在2nm与50nm之间的中孔和空隙大于50nm的大孔。尺寸的每一种都可为纳米空隙制品提供独特的性质。

数种技术已用于产生多孔或有空隙的制品，包括例如聚合诱导相分离(PIPS)、热致相分离(TIPS)、溶剂诱导相分离(SIPS)、乳液聚合以及使用起泡剂/发泡剂的聚合技术。通常，由这些方法制得的多孔或有空隙的制品需要洗涤步骤，以移除用于形成该结构的材料，例如表面活性剂、油或化学残留物。洗涤步骤会限制产生的孔或空隙的尺寸范围和均匀度。这些技术还受到可用材料类型的限制。

发明内容

本发明涉及低折射率漫射体层。具体地讲，本发明涉及一种光学制品，所述光学制品包括光学元件和设置在所述光学元件上的低折射率层。所述低折射率层具有小于1.3的有效折射率和至少30%的雾度值。

在一个示例性实施例中，光学制品包括光学元件和设置在所述光学元件上的低折射率层。所述低折射率层具有1.3或小于1.3的有效折射率并且包括粘结剂、分散在所述粘结剂中的多个金属氧化物粒子和多个互连空隙。所述低折射率层具有至少30%的雾度值。

在另一个示例性实施例中，光学制品包括有效折射率为1.3或小于1.3的低雾度光学低折射率层和处于所述低雾度光学低折射率层上的高雾度低折射率层。所述高雾度低折射率层具有1.3或小于1.3的有效折射率。所述低雾度低折射率层包括粘结剂、分散在所述粘结剂中的多个金属氧化物粒子和多个互连空隙。所述低雾度低折射率层具有小于30%的雾度值。所述高雾度低折射率层包括粘结剂、分散在所述粘结剂中的多个金属氧化物粒子和多个互连空隙。所述高雾度低折射率层具有至少30%的雾度值。

阅读了下面的详细说明后，上述这些以及其它各种特征和优点将显而易见。

附图说明

结合附图，参考以下对本发明的多个实施例的详细说明，可更全面地理解本发明，其中：

图1为一个示例性光学制品的示意图侧视图；

图2为另一个示例性光学制品的示意图侧视图；和

图3为另一个示例性光学制品的示意图侧视图。

附图未必按比例绘制。附图中所使用的类似标号是指类似部件。然而，应当理解，使用标号来指代给定附图中的部件并非意图限制另一附图中使用相同标号标记的部件。

具体实施方式

在下面的描述中，参考形成本说明一部分的一组附图，并且其中通过图示说明若干具体实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可设想其它实施例并可进行修改。因此，以下的具体实施方式不具有限制性意义。

除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字均应该理解为在所有情况下均是由术语“约”来修饰的。因此，除非有相反的说明，否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值，根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性，这些近似值可以变化。

除非本文内容以其它方式明确指出，否则本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”涵盖具有复数形式的实施例。除非本文内容以其它方式明确指出，否则本说明书和所附权利要求书中使用的术语“或”一般以包括“和/或”的意义使用。

与空间相关的术语（包括但不限于“下面”、“上面”、“在下面”、“在之下”、“在之上”和“在顶部”），如果在本文中使用，则用于便于描述一个元件相对于另一个元件的空间关系。除了在图中所示的和本文所述的特定取向以外，此类与空间有关的术语涵盖了使用中装置和操作的不同取向。例如，如果图中所示单元翻过来或翻转过来，那么先前描述的在其它元件之下或下面的部分就在这些其它元件之上了。

如本文所用，例如当元件、组件或层描述为与另一元件、组件或层形成“一致界面”，或在另一元件、组件或层“上”、“连接到”、“耦合到”或“接触”另一元件、组件或层时，其可以直接在所述元件、组件或层之上，直接连接到，直接耦合到，直接接触所述特定元件、组件或层，或者居间的元件、组件或层可能在所述特定元件、组件或层之上，或连接到、耦合到或接触所述特定元件、组件或层。例如当元件、组件或层被称为“直接在另一元件上”、“直接连接到”、“直接耦合到”或“直接接触”另一元件时，没有例如居间的元件、组件或层。

本发明涉及低折射率漫射体层。具体地讲，本发明涉及一种光学制品，所述光学制品包括光学元件和设置在所述光学制品上的低折射率层。本发明描述可用于显示器应用的呈膜形式的集成光学件。具体地讲，本发明描述雾浊并且可充当漫射体片的低折射率层。本发明减少显示器应用中所需的单独的光学元件或膜的数目。所述低折射率层具有小于1.3的有效折射率和至少30%的雾度值。所述光学制品提供光学漫射低折射率构造。虽然本发明不受此限制，但是通过讨论下面提供的实例，将认识到本发明的各个方面。

本发明的漫射体涂层、制品或构造的一些实施例包括一个或多个低折射率层，所述低折射率层包括分散于粘结剂中的多个空隙。空隙具有折射率n_v和介电常数ε_v，其中n_v ²=ε_v，且粘结剂具有折射率n_b和介电常数ε_b，其中n_b ²=ε_b。通常，低折射率层与光（如在低折射率层上入射或在低折射率层内传播的光）的相互作用取决于多个膜或层特性，例如，膜或层厚度、粘结剂折射率、空隙或孔折射率、孔形状和尺寸、孔的空间分布、和光的波长。在一些实施例中，在低折射率层上入射或在低折射率层内传播的光“看见”或“经历”有效介电常数ε_eff和有效折射率n_eff，其中n_eff可以用空隙折射率n_v、粘结剂折射率n_b和空隙孔隙率或体积分数“f”表示。在这种实施例中，低折射率层足够厚且空隙足够小，使得光不能分辨单个或分开的空隙的形状和特征。在这种实施例中，至少大部分空隙（如至少60%或70%或80%或90%的空隙）的尺寸不大于约λ/5、或不大于约λ/6、或不大于约λ/8、或不大于约λ/10、或不大于约λ/20，其中λ为光的波长。在一些实施例中，一些空隙可为足够小，使得它们的主要光学作用为降低有效折射率，而其它一些空隙可降低有效折射率和散射光，而其它另一些空隙可为足够大，使得它们的主要光学作用为散射光。

在一些实施例中，在低折射率层上入射的光为可见光，意味着光的波长在电磁光谱的可见范围内。在这些实施例中，可见光具有在约380nm至约750nm、或约400nm至约700nm、或约420nm至约680nm范围内的波长。在这些实施例中，低折射率层具有有效折射率，并包括多个空隙，如果至少大多数空隙（如至少60%或70%或80%或90%的空隙）的尺寸不大于约70nm、或不大于约60nm、或不大于约50nm、或不大于约40nm、或不大于约30nm、或不大于约20nm、或不大于约10nm。

在一些实施例中，低折射率层足够厚，使得低折射率层具有有效折射率，所述有效折射率可以以空隙和粘结剂的折射率和空隙或孔体积分数或孔隙率表示。在这种实施例中，低折射率层的厚度不小于约1微米或不小于约2微米，或在1到20微米范围内。

当所公开的低折射率层中的空隙足够小且低折射率层足够厚时，低折射率层具有可如下表示的有效介电常数ε_eff：

ε_eff=fε_v+(1-f)ε_b(1)

在这些实施例中，光学膜或低折射率层的有效折射率n_eff可表示为：

n_eff ²=fn_v ²+(1-f)n_b ²(2)

在一些实施例中，如当孔和粘结剂的折射率之间的差异足够小时，低折射率层的有效折射率可由如下表达式估算：

n_eff=fn_v+(1-f)n_b(3)

在这些实施例中，低折射率层的有效折射率为空隙和粘结剂的折射率的体积加权平均值。在环境条件下，空隙含有空气，因此空隙的折射率n_v为大约1.00。例如，空隙体积分数为约50%且具有折射率为约1.5的粘结剂的低折射率层具有约1.25的有效折射率。

在一些实施例中，低折射率层的有效折射率不大于（或小于）约1.3，或小于约1.25，或小于约1.23，或小于约1.2，或小于约1.15。在一些实施例中，折射率为约1.14至约1.30。在一些实施例中，低折射率层包括粘结剂、多个粒子、和多个互连空隙或互连空隙的网络。

多个互连空隙或互连空隙的网络可存在于多种方法中。在一个方法中，在粘结剂混合物中利用高度结构化、高表面积热解法金属氧化物（如热解法二氧化硅）的固有孔隙率以形成结合粘结剂、粒子、空隙和任选的交联剂或其它辅助材料的复合结构。理想的粘结剂与粒子的比率取决于用于形成互连空隙结构的方法类型。

尽管粘结剂树脂不是形成多孔热解法二氧化硅结构的先决条件，但通常理想的是掺入一些类型的聚合物树脂或粘结剂与金属氧化物网络一起，以改进最终构造的加工、涂层品质、粘附力和耐久性。可用的粘结剂树脂的例子为衍生自热固性、热塑性和UV可固化聚合物的那些。例子包括聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙酸丁酸纤维素(CAB)、聚氨酯(PUR)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸酯、环氧树脂、有机硅和含氟聚合物。粘结剂可以溶解于适当溶剂中，如水、乙酸乙酯、丙酮、2-丁酮等等，或它们可以作为分散体或乳液使用。一些可用的呈混合物形式的市售粘结剂的例子为可从美国可乐丽公司(Kuraray-USA)、瓦克化学品公司(WackerChemical)、泰良公司(DyneonLLC)和罗门哈斯公司(RhomandHaas)商购的那些。尽管粘结剂可为聚合物体系，其也可作为可聚合单体体系（如UV可固化或可热固化或可交联体系）加入。这种体系的例子可为UV聚合型丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、多官能丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、和它们的混合物。一些典型例子可为1,6己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯。这种体系易得自供应商，如美国特拉华州纽华克的尼奥瑞斯公司(NeoRes(Newark,DE))、美国宾西法尼亚州费城的阿科玛公司Arkema(Philadelphia,PA))或美国宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛公司(Sartomer(Exton,PA))。光化辐射，如电子束（E-束）、γ和紫外线辐射，为用于引发这些体系聚合的可用方法，其中许多实施例利用紫外线活性体系。其它可用粘结剂体系也可以进行阳离子聚合，这种体系可作为乙烯基醚和环氧化物得到。

聚合物粘结剂也可与交联剂一起配制，所述交联剂可与聚合物粘结剂化学结合以形成交联网络。尽管交联的形成不是形成多孔结构或低折射率光学性质的先决条件，但由于其它功能性原因，交联的形成通常是理想的，所述其它功能性原因如改进涂层的粘合强度、对基材的粘合或者耐湿性或耐热性及耐溶剂性。交联剂的特定类型取决于所用的粘结剂。用于聚合物型粘结剂，如PVA的典型交联剂将为二异氰酸酯；钛酸酯，如TYZOR-LA^TM（可得自美国特拉华州威尔明顿的杜邦公司(DuPont,Wilmington,DE)；聚(表氯醇)酰胺加合物，如PolyCup172（可得自美国特拉华州威尔明顿的大力神公司(Hercules,Wilmington,DE)）；多官能团氮丙啶，如CX100（可得自美国特拉华州纽华克的尼奥瑞斯公司(Neo-Res,Newark,DE)）；和硼酸、二环氧化物、二酸等等。

聚合物粘结剂可与粒子聚集体形成分离相，或可以一定方式分散于粒子聚集体之间，所述方式为通过直接共价键的形成或分子相互作用（如离子力、偶极力、范德华力、氢键和与金属氧化物的物理缠结）将聚集体“结合”在一起形成与金属氧化粒子连接的结构。

示例性的粒子包括热解法金属氧化物或焦化金属氧化物，如热解法二氧化硅或氧化铝。在一些实施例中，可使用高度支化或结构化的粒子。这种粒子抑制了在粘结剂基体中的有效堆积，并允许形成空隙或孔。包括高度支化或结构化粒子的示例性材料包括Cabo-Sil^TM热解法二氧化硅或二氧化硅分散体（如以商品名TS520销售的那些），或预分散的热解法二氧化硅粒子（如可作为Cabo-Sperse^TMPG001、PG002、1020K、1015得到的那些）（可得自卡博特公司(CabotCorporation)）。尽管由于二氧化硅具有固有地比氧化铝更低的骨架折射率而可能优选二氧化硅，但气相氧化铝也是可用于形成低折射率体系的结构化粒子。氧化铝的例子可以商标名Cabo-Sperse得到，如以商标名Carbo-Sperse^TMPG003或CarboSpec-Al^TM出售的那些。在一些实施例中，这些示例性气相金属氧化物的聚集体包括在约8nm到约20nm范围内的多个原生粒子且形成高度支化结构，所述高度支化结构具有在约80nm到大于300nm范围内的宽尺寸分布。在一些实施例中，这些聚集体在涂层的单元体积中无规堆积以形成具有通道、隧道、和孔的复杂双连续网络的介孔结构，所述通道、隧道、和孔将空气夹带在网络中并由此降低涂层的密度和折射率。其它可用多孔材料是衍生自天然存在的无机材料，如粘土、硫酸钡、硅酸铝等等。当金属氧化物为二氧化硅时，低折射率层具有1.23或小于1.23的有效折射率，而在金属氧化物为氧化铝时，低折射率层具有1.33或小于1.33的有效折射率。

热解法二氧化硅粒子也可用表面处理剂进行处理。金属氧化物粒子的表面处理可提供例如改进的在聚合物粘结剂中的分散、改变的表面性质、增强的粒子粘结剂相互作用、和/或反应性。在一些实施例中，表面处理稳定了粒子，使得粒子良好分散于粘结剂中，从而得到基本上更均匀的组合物。可调整表面改性的无机粒子的并入，例如以提高粒子与粘结剂的共价结合，由此提供更持久和更均匀的聚合物/粒子网络。

优选的处理剂类型部分地由金属氧化物表面的化学性质决定。硅烷对于二氧化硅和其它含硅填料来说是优选的。在硅烷的情况中，可优选的是在掺入至粘结剂之前使硅烷与粒子表面反应。表面改性剂的所需量取决于若干因素，例如粒子尺寸、粒子类型、改性剂分子量、和/或改性剂类型。硅烷改性剂可具有在粒子和粘结剂之间形成共价键的反应性基团，如羧基、醇、异氰酸酯、丙烯酰氧基、环氧基、硫醇或胺。反之，硅烷改性剂可具有非反应性基团，例如，烷基、烷氧基、苯基、苯氧基、聚醚、或它们的混合物。这种非反应性基团可改性涂层的表面以改进例如防污性和防尘性，或改进静电耗散。表面改性的二氧化硅粒子的市售例子包括，例如，Cabo-Sil^TMTS720和TS530。有时也理想的是在粒子表面上引入官能团和非官能团的混合物以获得这些理想特征的组合。

适合在本发明的组合物中使用的表面处理剂的代表性实施例包括，例如，N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)甲氧基乙氧基乙氧基乙基氨基甲酸酯、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)甲氧基乙氧基乙氧基乙基氨基甲酸酯、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(丙烯酰氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基二甲基乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三苯氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三异丁氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、苯乙烯基乙基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸、硬脂酸、十二烷酸、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙酸(MEEAA)、β-羧基乙基丙烯酸酯(BCEA)、2-(2-甲氧基乙氧基)乙酸、甲氧基苯基乙酸、和它们的混合物。

粒子体积浓度(PVC)和关键粒子体积浓度(CPVC)可用于表征用于制造涂层的粒子粘结剂体系的孔隙率。术语PVC和CPVC为油漆和颜料文献中明确定义的术语，并且还定义于很多情况下参考的论文和技术书籍中，如油漆流动和颜料分散(PaintFlowandPigmentDispersion)，巴顿(Patton),T.C.，第2版，约翰威立(J.Wiley)Intersceince,1978，第5章，第126页；和模型化群集空隙和颜料分布以预测涂层的性质和CPVC(ModelingClusterVoidsandPigmentDistributiontoPredictPropertiesandCPVCinCoatings)。第1部分：干法涂布分析(DryCoatingAnalysis)和萨杜斯(Sudduth),R.D；颜料和树脂技术(PigmentandResinTechnology),2008,37(6)。第375页中。

当粒子的体积浓度大于CPVC时，涂层为多孔的，因为不存在足够的粘合剂以填充粒子之间的所有间隙和涂层的空隙区域。所述涂层则变为粘结剂、粒子、和空隙的混合物。发生这种情况的体积浓度与粒子尺寸以及粒子结构、湿润情况和/或形状相关。体积浓度在CPVC以上的配制在混合物中具有树脂体积缺陷，所述体积缺陷被空气取代。CPVC、PVC和孔隙率之间的关系为：

提供所需低折射率性质的材料具有亚微米孔，所述孔衍生自高度结构化的配制为它们的CPVC以上的粒子-粘结剂混合物。在一些实施例中，光学制品具有不大于（或小于)约60%、或小于约50%、或小于约40%的CPVC值。

如上所述，高度支化或结构化的粒子抑制了在粘结剂基体中的有效堆积，并允许形成空隙或孔。相比之下，在所需CPVC以下的材料组合将不足够多孔。BET法可有助于测定CPVC以及低折射率材料的孔隙率，因为BET法分析直径小于200nm、直径小于100nm、或甚至直径小于10nm的孔。如本文所用，术语“BET法”是指布鲁尼尔、埃梅特和特勒(Braunauer,EmmettandTeller)表面积分析（参见S.布鲁尼尔，P.H.埃梅特和E.特勒，美国化学会志(J.Am.Chem.Soc.),1938,60,309)。BET法是用于测定固体物质的孔尺寸、表面积、和孔隙率百分比的公知的经科学验证的方法。BET理论涉及气体分子在固体表面上的物理吸附，并用作用于获得有关固体表面的表面积和孔隙率的物理信息的基础。BET数据可协助表征满足用于形成多孔结构的最少要求的材料。

通过PVC/CPVC关系描述的粒子的体积浓度也与粒子的重量浓度相关。因此可以确立在CPVC以上的粒子重量范围。重量比或重量百分比的使用为配制具有理想CPVC值的混合物的一种方式。对于本发明的光学构造，1:1至1:10的粘合剂与粒子的重量比是理想的。1:1的重量比等同于约50wt%的粒子，而1:8等同于约89wt%的粒子。示例性的粘结剂与金属氧化物粒子的比例为小于1:2（小于33%的粘结剂）、小于1:3、小于1:4、小于1:5、小于1:6、小于1:7、小于1:8、小于1:9、和小于1:10（约8-10%的粘结剂）。粘结剂的上限可由所需的折射率决定。粘结剂的下限可由所需的物理性质，例如，加工或最终耐用性特性决定。因此粘结剂与粒子的比率将根据所需的最终用途和所需的光学制品性质而变化。

通常，低折射率层可具有在应用中可能理想的任何孔隙率、孔尺寸分布、或空隙体积分数。在一些实施例中，在低折射率层中的多个空隙的体积分数不小于约20%、或不小于约30%、或不小于约40%、或不小于约50%、或不小于约60%、或不小于约70%、或不小于约80%。

在一些实施例中，即使低折射率层具有高光学雾度和/或漫反射率，低折射率层的部分也可显示一些低折射率性质。例如，在这种实施例中，低折射率层的部分可在对应于小于粘结剂的折射率n_b的折射率的角度下支持光学增益。

在一些实施例中，一些粒子具有反应性基团，其它粒子不具有反应性基团。例如，在一些实施例中，约10%的粒子具有反应性基团且约90%的粒子不具有反应性基团，或约15%的粒子具有反应性基团且约85%的粒子不具有反应性基团，或约20%的粒子具有反应性基团且约80%的粒子不具有反应性基团，或约25%的粒子具有反应性基团且约75%的粒子不具有反应性基团，或约30%的粒子具有反应性基团且约60%的粒子不具有反应性基团，或约35%的粒子具有反应性基团且约65%的粒子不具有反应性基团，或约40%的粒子具有反应性基团且约60%的粒子不具有反应性基团，或约45%的粒子具有反应性基团且约55%的粒子不具有反应性基团，或约50%的粒子具有反应性基团且约50%的粒子不具有反应性基团。在一些实施例中，一些粒子可使用反应性基团和非反应性基团在相同粒子上进行官能化。

粒子的集合可包括尺寸、反应性和非反应性粒子以及不同类型粒子的混合物，不同类型粒子例如有机粒子，包括聚合物粒子，如丙烯酸类、聚碳酸酯、聚苯乙烯、有机硅等；或无机粒子，如玻璃或陶瓷，包括例如二氧化硅和氧化锆等。

在一些实施例中，低折射率层或材料具有大于约30%的BET孔隙率（其对应于约50m²/g的表面积，如通过BET法确定），大于约50%的孔隙率（其对应于约65-70m²/g的表面积，如通过BET法确定），大于约60%的孔隙率（其对应于约80-90m²/g的表面积，如通过BET法确定），且最优选介于约65%与约80%之间的孔隙率（其对应于大于约100m²/g的在一定程度上更高的表面积值，如通过BET法确定）。在一些实施例中，在低折射率层中的多个互连空隙的体积分数不小于（或大于）约20%，或大于约30%，或大于约40%，或大于约50%，或大于约60%，或大于约70%，或大于约90%。通常可显示，表面积越大，表明孔隙率百分比越高且因此折射率越低；然而，这些参数之间的关系较为复杂。此处显示的值仅用于指导目的，而不欲举例说明这些性质之间的限制性关系。BET表面积和孔隙率百分比的值将通过平衡低折射率和其它重要性能性质，如涂层的粘合强度的需要来决定。

本发明的光学构造可具有任何所需的光学雾度。在一些实施例中，低折射率层具有不小于（或大于）约20%，或大于约30%，或大于约40%，或大于约50%，或大于约60%，或大于约70%，或大于约80%，或大于约90%，或大于约95%的光学雾度。在一些实施例中，低折射率层具有较低光学雾度。低折射率层低光学雾度层可为本文中所描述的光学构造的额外层。例如，在一些实施例中，低雾度低折射率层的光学雾度小于约20%、小于约7%、小于约5%、小于约3%、小于约2%、小于约1.5%、或小于约1%。

本发明的光学构造可具有任何所需的光学清晰度。在一些实施例中，低折射率层具有小于约25%、或小于约20%、或小于约15%、或小于约10%的光学清晰度。

在一些实施例中，光学构造中每两个相邻层的相邻主表面的部分彼此直接接触。例如，光学构造中相应的相邻层的相邻主表面的部分彼此直接接触。例如，这两个相邻主表面的至少30%、或至少40%、或至少50%、或至少60%、或至少70%、或至少80%、或至少90%、或至少95%彼此直接接触。

在一些实施例中，光学构造中的每两个相邻层的相邻主表面（彼此面对或彼此相邻的主表面）的部分彼此直接接触。例如，在一些实施例中，可能有一个或多个额外层，所述额外层未明确展示于图中，设置在低折射率层与光学元件之间。在这种实施例中，在光学构造中的每两个相邻层的相邻主表面的相当大的部分彼此物理接触。在这种实施例中，在光学构造中的每两个相邻层的相邻主表面的至少30%、或至少40%、或至少50%、或至少60%、或至少70%、或至少80%、或至少90%、或至少95%彼此物理接触。

在本领域中，有许多已知的涂布技术可用于制造本文所描述的实施例。更通用的技术为但不限于熟知的卷对卷自动化工艺，如刮刀、狭槽模、坡流、帘式、辊式和凹槽辊涂布技术。还有可能使用不连续法来涂布这些溶液，如喷墨、网版、橡皮版印刷、浸渍和喷雾涂布技术。尽管准确的涂布技术对获得低折射率性质不重要，但一些技术能够同时将多个层涂布于基板上，由此可提高涂布工艺的经济性。所需的最终应用将决定优选哪种技术。

图1为一个示例性光学制品10的示意图侧视图。光学制品10包括光学元件20和设置在所述光学元件20的表面22上的低折射率层30。低折射率层30描述于上文中且具有1.3或小于1.3的有效折射率。低折射率层30包括粘结剂、分散在所述粘结剂中的多个金属氧化物粒子和多个互连空隙，所述低折射率层具有至少30%的雾度值。这个光学制品10提供独特的光学性质集合，即，低折射率和高雾度，如上文所描述。

在一些实施例中，光学制品10包括低折射率层30（例如，1.3或小于1.3或者1.23或小于1.23的有效折射率）具有至少50%或至少90%雾度值和小于20%的清晰度值。低折射率层30可具有任何可用的厚度。在许多实施例中，低折射率层30具有在1到20微米范围内的厚度。

图2为另一个示例性光学制品50的示意性侧视图，其中低折射率层30、40堆叠在光学元件20上。图3为另一个示例性光学制品60的示意图侧视图，其中光学元件20分隔低折射率层30、40。光学制品50、60包括有效折射率为1.3或小于1.3的低雾度光学低折射率层40和处于所述低雾度光学低折射率层40上的高雾度低折射率层30。在一些实施例中，低雾度光学低折射率层40类似于高雾度低折射率层30，且具有30%或大于30%的雾度值。高雾度低折射率层30具有1.3或小于1.3的有效折射率。低雾度低折射率层40包括粘结剂、分散在所述粘结剂中的多个金属氧化物粒子和多个互连空隙。低雾度低折射率层40具有小于30%的雾度值。高雾度低折射率层30包括粘结剂、分散在所述粘结剂中的多个金属氧化物粒子和多个互连空隙。高雾度低折射率层30具有至少30%的雾度值。

在一些实施例中，光学制品50、60具有至少50%或至少90%的雾度值和小于20%的清晰度值。高雾度低折射率层30和低雾度光学低折射率层40每个具有1.3或小于1.3或1.23或小于1.23的有效折射率。高雾度低折射率层30和低雾度光学低折射率层40可具有任何可用的厚度。在许多实施例中，高雾度低折射率层30和/或低雾度光学低折射率层40具有在1到20微米范围内的厚度。

在一些实施例中，高雾度低折射率层30可具有90%或大于90%的雾度值，且低雾度光学低折射率层40可具有10%或小于10%的雾度值。

光学元件20可为任何可用的光学元件。在许多实施例中，光学元件20为偏振膜、漫射膜、部分反射膜、延迟片、光导或液晶显示器面板。在一些实施例中，光学元件20为可见光透明或透射基板。光学元件20被示例为与高雾度低折射率层30相邻，然而，在一些实施例中，光学元件20分隔高雾度低折射率层30与低雾度光学低折射率层40，或光学元件20与低雾度低折射率层40相邻。

在一些实施例中，光学元件20可为吸收型偏振器或反射型偏振器。反射型偏振器还包括例如纤维、多层、胆甾型和线栅反射型偏振器。多层反射型偏振器包括增亮薄膜(BEF)和双倍增亮膜(DBEF)，两者可从美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3MCompany,St.Paul,MN)商购获得。在一些实施例中，光学元件20可为光重新定向膜且为衍射和/或折射型。在一些实施例中，光学元件20可为图形膜、三醋酸酯纤维素或光学粘合剂。

实例

用手展布的实例：

制备涂布溶液CE-1A、CE-1B和CE-1C。使用聚乙烯醇(PVA)与热解法二氧化硅Cab-O-Sperse^TMPG022（可得自美国马萨诸塞州比尔里卡的卡博特公司(CabotCorp.,BillericaMA)）的混合物来制备比较例涂布溶液CE-1A、CE-1B和CE-1C。Cab-O-Sperse^TMPG022为基于Cab-O-Sil^TMM5二氧化硅的经过酸稳定的表面改性二氧化硅分散体。PVA树脂Poval^TMPVA235为可用的88%水解聚乙烯醇（可得自美国德克萨斯州美国可乐丽公司(Kuraray-USA,HoustonTX)）。在一个典型工序中，将100gCab-O-Sperse^TMPG022分散体（20wt%固体）加入到配备空气驱动的实验室用混合器和加热套的400ml塑料烧杯中。轻轻地搅拌二氧化硅分散体，并且升温到45-50℃。当分散体在这个温度范围内已经平衡时，将14g预先升温的5wt%硼酸水溶液（可得自美国威斯康星州密尔沃基的奥德里奇化学公司(AldrichChemicalCompany,MilwaukeeWI)）；对应于0.7g硼酸或0.035g硼酸/g二氧化硅）加入到二氧化硅分散体中，并且混合约30分钟。在这段时间之后，将2g低泡表面活性剂（含10wt%Tergitol^TMMin-Foam1X的水）加入到二氧化硅-硼酸混合物中，然后加入3.36g聚乙烯醇(PVA)。Tergitol^TM为可得自美国美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemicalsofMidland,MI)）的非离子表面活性剂。PVA作为46.3g7.2wt%水溶液加入。在加入PVA时，混合物变得非常粘稠，并且加入另外87g去离子(DI)水以降低粘度并确保充分混合。在温和条件下再搅拌混合物20分钟。然后将涂布溶液转移到1L单颈圆底烧瓶中，并且在40℃和600mmHg真空下放在旋转蒸发器系统（以商品名Rotovap^TM得自瑞士弗拉韦尔的步琪公司(BuchiGmbHFlawilSwitzerland)）上以便将混合物脱气。在将混合物脱气之后，检查固体并且发现混合物包含10.2%固体。最终混合物包含以干重计1份PVA树脂对6份二氧化硅（1:6PVA-Si比例，14.3重量%PVA）。所述涂布混合物用作CE-1A。用类似方式制备比较例涂布溶液CE-1B和CE-1C，但分别将树脂对二氧化硅的比例调节到1:4(20wt%PVA)和1:3(25wt%PVA)。

制备涂布溶液1A、1B和1C。涂布溶液1A是从PVA-235和热解法二氧化硅分散体Cab-O-Sperse^TMPG002（也可得自卡博特公司）的混合物制备。这是未经过表面改性的碱稳定的MH-5二氧化硅分散体。在一个典型工艺中，将138.8g的7.2wt%PVA235溶液装入800ml塑料烧杯（以干重计10.0gPVA235），然后加入2.0g的10wt%TergitolMin-Foam1X和1ml浓NH₄OH溶液。使用搅拌棒彻底混合这些组分。在这些组分完全混合之后，加入300g的Cab-O-Sperse^TMPG002的20wt%水溶液，然后加入260g的DI水。将组分彻底混合，并且转移到1L单颈圆底烧瓶中，并且在40℃和600mmHg真空下放在Rotovap上以便将混合物脱气。将最终固体调节到10wt%。最终混合物以干重计由1份PVA树脂对6份二氧化硅（1:6PVA-Si比例，14.3重量%PVA）构成。用类似方式制备涂布溶液1B和1C，但分别将树脂对二氧化硅的比例调节到1:4(20wt%PVA）和1:3(25wt%PVA)。同样将固体重量百分比调节到约10%。

制备涂布溶液2A、2B和2C。用类似于涂布溶液1A、1B和1C的方式制备涂布溶液2A、2B和2C，但所用的分散体为Cab-O-Sperse^TM1015A（也可得自卡博特公司(CabotCorp)）。

制备涂布溶液3A、3B和3C。用类似于涂布溶液2A、2B和2C的方式制备涂布溶液3A、3B和3C，但分散体为CabO-Sperse^TM1020K（也可得自卡博特公司(CabotCorp)）。这是与1015A相同的粒子聚集体，但分散体为碱性的并且经过钾稳定。最终目标涂料固体在所有情况下都是10wt%。

制备涂布溶液4A和4B。首先，用50%A174和50%异辛基三甲氧基硅烷如下制备表面改性二氧化硅粒子。在配备搅拌棒、搅拌板、冷凝器、加热套和温度控制器的1000ml三颈烧瓶中装入400克Cab-O-SpersePG002（美国马萨诸塞州波士顿的卡博特公司(CabotCorporation,Boston,MA)）20wt%固体热解法二氧化硅分散体。在混合下向这个分散体中加入50克异丙醇。接下来，在混合下加入下述的预混物：6.15克3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷A174（以商品名Stock#A17714得自美国马萨诸塞州沃德山的阿法埃莎公司((AlfaAesar,WardHill,MA)）、5.80克异辛基三甲氧基硅烷（以商品名Stock#SII6458.0得自美国宾夕法尼亚州莫里斯维尔的吉勒斯特公司(Gelest,Inc.,Morrisville,PA)）和50克异丙醇。用总计50克的异丙醇等分试样漂洗预混物烧杯。将漂洗物加入批料中。所得混合物为雾浊的半透明分散体。将批料加热到50℃并且保持约30分钟。在50℃下30分钟之后，混合物为均匀的不透明白色分散体。在此时，将250克异丙醇加入到批料中。将批料加热到回流（约80℃)并且在混合下保持。在约30分钟之后，批料变得非常粘稠。再加入200克异丙醇。批料变得不太粘稠。将批料保持在回流下总共6小时。在回流下6小时之后，允许批料在混合下冷却到室温。在此时，批料为浓稠的灰白色浆液，其中一些干固体在反应烧瓶的壁上。通过交替真空蒸馏和加入1200克1-甲氧基-2-丙醇将所得反应混合物在1-甲氧基-2-丙醇中进行溶剂交换。再次通过真空蒸馏使该批料浓缩。最终混合物为具有15.4wt%固体的高粘度半透明分散体。

使用上述表面改性PG002二氧化硅和可得自美国宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛公司(SartomerUSAofExton,PA)的紫外线可固化聚氨酯丙烯酸酯低聚物CN9013，在1-6树脂对二氧化硅重量比例下制备涂布溶液4A。在大致尺寸化的混合物容器中，将50g改性PG002（15.4%固体，7.7g固体）与1.28g的CN9013混合。加入0.18g光引发剂Irgacure184（可得自美国纽约州特里镇的特殊化学品公司(CibaSpecialtyChemicals,TerrytownNY)）并且用额外的12.5g2-丁酮稀释最终混合物，产生具有14.4%固体的最终涂布溶液。用类似的方式，但在1:3的树脂对二氧化硅比例下制备涂布溶液4B。

制备涂布溶液5。首先，如下制备基于A-174改性的Cab-O-Sperse^TM1020K的表面改性的热解法二氧化硅粒子。在配备有搅拌棒、搅拌板、冷凝器、加热套和热电偶/温度控制器的3000ml三颈烧瓶中装入1000gCab-O-Sperse1020K（热解法二氧化硅的20wt%固体分散体，可得自卡博特公司(CabotCorp)）。在搅拌下向这个分散体中加入1400g1-甲氧基-2-丙醇。接下来，将30.75g97%3-(甲基丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷（A-174，可得自美国马萨诸塞州沃德山的阿法埃莎公司(AlfaAesar,WardHill,MA)）加入到100g聚合物烧杯中。在搅拌下，将3-(甲基丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷加入到批料中。用总计100克的1-甲氧基-2-丙醇的等分试样漂洗包含3-(甲基丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷的烧杯。将漂洗物加入批料中。在此时，批料为不透明的白色粘稠分散体。将批料加热至80℃并保持约16小时。所得混合物为粘稠的不透明白色浆液。将批料冷却至室温。通过交替真空蒸馏和加入900g1-甲氧基-2-丙醇从批料中除去水。通过真空蒸馏将批料浓缩，得到具有31.1wt%固体的非常粘稠的不透明分散体。

通过首先在超声处理下将3.0gCN9893（可得自美国宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛公司(Sartomer,Exton,PA)）溶解于7g乙酸乙酯中，然后将38.6g如上述制备的A-174改性Cab-O-Sperse^TM1020K和0.23gIrgacure184混合在一起以形成均匀的涂布溶液（树脂对二氧化硅比例以重量计为1:4）来制造涂布溶液5。

涂布溶液6A、6B和6C的制备是用类似于涂布溶液3A、3B和3C的方式来制备，但分散体为Cab-O-Sperse^TM气相Al₂O₃。以1-6的PVA-Al比例制备涂布溶液6A，并且分别以1-4和1-8的PVA-Al制备涂布溶液6B和6C。最终目标涂料固体在所有情况下都是10wt%。

表1总结上述涂布溶液的涂料组分。

表1：涂布制剂的粒子描述：

用手展布的涂布工艺：

涂布工艺：使用50微米（2密耳）689预涂PET膜（可得自美国弗吉尼亚州切斯特的杜邦-帝人薄膜公司(Dupont-TeijinFilmsUSA,ChesterVA)）来制备所有涂层。通过将低折射率涂布溶液涂布在预涂聚酯膜上来制备具有良好光学性能的小型实验室规模手工展布涂层。通过使用可得自美国密歇根州罗切斯特山的易高公司(ElcometerInc.ofRochesterHills,MI)的14×11英寸(35.6cm×27.9cm)的水平真空台型号4900来保持薄膜平坦。使用可得自美国纽约州韦伯斯特RD精化公司(RDSpecialties)的线绕涂布棒（迈耶棒(Meyerrods)）或通过使用可得自美国密歇根州罗切斯特山的易高公司(ElcometerInc(RochesterHills,MI))的刮刀将涂布溶液均匀地展布在PET上。在一个典型工序中，将一张标准的白纸(8.5×11英寸)放在真空台与光学膜之间以防止与真空台相关的涂层缺陷。所有涂层均使用脱气溶液制造以避免光学缺陷，如气泡和表面裂痕。将5-8ml涂布溶液样品放在膜顶部附近，并且使用第45或30号迈耶棒来制造涂层，由此分别提供标称湿润厚度为114-76.2μm（4.5或3.0密耳）的涂层。当使用刮刀涂布器时，50.8-101.6μm（2到4密耳）的刮刀隙分别提供标称湿润厚度为25.4和50.8μm（1到2密耳）的涂层。允许湿润涂层在室温下风干约2-3分钟，然后小心地转移到平坦的玻璃板上并且放在50℃鼓风烘箱中直到完全干燥。用具有相近尺寸的铝盘覆盖涂层以减少膜上由于烘箱中的空气运动所致的图案的干燥。

针对基于样品4A、4B和5的涂布制品改进工艺。涂布之后，在室温下将样品4A和样品4B简单干燥，然后在100℃下完全干燥2分钟。然后使用经干燥N2以20fpm的线速度冲洗过的500WFusionSystemsLightHammerUV箱来固化涂层。将涂层暴露于H灯高强度辐射。

分别使用26号线绕棒（获自美国纽约州韦伯斯特RD精化公司(RDSpecialties,Webster,NY)）将上文所制备的涂布溶液5涂布在以商标名“Melinex617”获自杜邦公司的经过预涂的2微米PET膜上。将所得膜在烘箱中在85℃下干燥2分钟，然后使用装备有H灯的美国马里兰州盖瑟斯堡Gaithersburg,Maryland)的FusionUV-SystemsInc.Light-Hammer6UV处理器固化，操作条件为氮气气氛下、100%灯功率、30英尺/分钟的线速度。

表2展示测量的手展布膜的性质。这些性质包括BET表面积、粒子体积浓度(PVC)、孔隙分数、折射率(RI)、透射率(T)、雾度(H)和清晰度(C)。使用布鲁尼尔-埃梅特-特勒(Brunauer-Emmett-Teller，BET)法，如下测定表面积值。使用先前描述的旋转蒸发装置，通过将约120g相应的涂布溶液干燥来制备样品。在约120-150rpm下将样品加热到45-55℃以确保组分保持充分混合。通过这种工艺去除基本上所有的水(>90%)并且直到涂布混合物的稠度变成接近粉末状。在此时，将样品从旋转蒸发器中移走且转移到盖有箔片的200ml干燥盘中，并且在75-90℃下完全干燥至少额外24小时。再使用标准实验室研钵和研杵将完全干燥的混合物制成粉末以形成自由流动的粉末。然后对经过干燥的混合物进行BET分析。

使用10cc杯子，在MicromeriticsAccupyc1340氦气比重计（可得自美国佐治亚州诺克罗斯麦克仪器公司(MicromeriticsInstrumentCorp.,Norcross,GA)）中测量确定BET数据所需的密度值。使用10^-5到1.0并且回到0.05的分压的75点分析来获得表面积、孔体积和孔直径。使用6mm杆状大的管壳样品管，在可得自美国宾西法尼亚州匹兹堡的基伽罗科学有限公司(GiangarloScientificInc.,Pittsburgh,PA)的QuantachromeAutosorb-1分析仪上产生结果。在80℃下，在氮气吹扫下将样品干燥至少2小时。使用非线性密度场理论法（NLDFT法）从所述仪器直接获得表面积和孔隙率。使用二氧化硅和聚乙烯醇的骨架密度值（分别为2.2g/ml和1.26g/ml）来计算粒子体积浓度(PVC)。

通过使用棱镜耦合法，使用可得自美国纽约州潘宁顿的麦崔康公司(MetriconCorp.ofPennington,NJ)的Metricon2010M棱镜耦合器来测定折射率(RI)值。在633nm测定RI(n)。准确测定较高雾度涂层的折射率最好通过测量TM偏振态中穿过带涂层的膜的PET侧的折射率来测定。在此种方法中，耦合棱镜和涂层的PET侧并且在n=1.55到1.05之间扫描RI测量值。这种方法使得可检测两个临界角转变；一个与n=～1.495处的PET-棱镜界面相关；而另一个与PET-低折射率涂层界面相关。通过使用这第二个临界角的拐点以上和以下的区域的200点平滑分析程序来分析Metricon原始数据以确定这第二次转变的临界角。从平滑的数据中确定两个线性区域，并且这两条线的交点对应于曲线的拐点，且因而对应于低折射率涂层的RI。

使用BYK-GardnerHazeGardPlus（可得自美国马里兰州哥伦比亚的BYK-加德纳公司(BYK-GardnerUSAofColumbia,MD)）来测定透射率、雾度和清晰度值。所报告的值表示从带涂层的膜的不同区域获取的至少3个测量值的平均值。清晰度值计算使用比率(T2-T1)/(T1+T2)，其中T1为偏离法向1.6到2度的透射光，且T2为距离法向0到0.7度的透射光。

表2。

(a)未对二氧化硅单体混合物进行BET测定。(b)以2.6密耳的湿润涂层重量进行涂布（26号迈耶棒）

表2中的数据显示，通过使用不同的材料组合和配方比例来制造具有较宽雾度和清晰度值范围的低折射率涂层可获得较宽范围的低折射率涂层。

手展布膜的光学增益表征：通过测量有效透射率(ET)来确定这些涂层的光学增益。这种方法提供多少光被引向观察者的指示，且因而指示可观察到多亮的图像。表3中的数据显示，当涂布过的制品粘附到偏振器时，涂层3A、3B和3C具有大于140%的增益。未涂布的对照物设计为具有100%增益。

表3

样本	PVA-Si比例	测定的ET	归一化ET	增益
					3A+偏振器	1-6	1.325	1.33	150%
3A-对照物		0.843	0.896

3B+偏振器	1-4	1.238	1.259	148%
					3B-对照物		0.796	0.850

					3C+偏振器	1-3	1.146	1.173	142%
3CA-对照物		0.769	0.825

表3中的数据显示高雾度低折射率涂层由于涂层（单层）的低折射率实质而展示高归一化有效透射率(ET)和增益。

利用自动化涂布的实例：

用于自动化涂布的涂布工艺：使用自动化工艺制备的涂层是使用辊衬刀涂产生。刀片为41.9cm（16.5英寸）并且经由蠕动泵将涂布溶液供应到涂料贮存器中。将所有涂布溶液脱气并且通过在线20微米Alpha^TM聚丙烯微纤胶囊式过滤器（可得自美国加利福利亚州卡马里奥麦森纳过滤制品公司(MeisnerFiltrationProducts)）。对基于硼酸/PG022涂布溶液的涂布溶液CE-1，将刀片、支撑辊和涂布溶液都加热到38-42℃（100.4到107.6℉)以防止溶液胶凝。基于1020K、PG002和1025A的涂布溶液在室温22℃(72℉)下可以令人满意地涂布。取决于所需的涂层厚度，刮涂间隙在50到125微米范围内。以4.57m/min(15fpm)将所有涂料涂覆到50微米预涂PET膜（DuPont-Teijin689膜）上。在双区对流烘箱中干燥膜，第一区设定在46.1℃(115℉)，而第二区设定在79.4℃(175℉)。

制备用于光学膜构造的涂层实例A和B：制备基本上与组合物3B（表2，3B，1-4PVA-Si,w/1020k热解Si）相同的低折射率涂布溶液以供用于较大规模自动化机器涂布工艺。在PET膜上使用刮刀式涂胶机制备这些较宽的涂层。通过连续计量系统将涂布溶液递送到狭槽馈料刀设计上。在室温下使涂布溶液滤过30微米Meisner过滤系统。45.7cm（18英寸）的涂层宽度使用133微米（5.25密耳）的刮刀隙。以4.57m/min(15fpm)的速率涂布10wt%溶液来产生16μm（0.63密耳）的干燥涂层厚度。RI测定为1.184，并且透射率、雾度和清晰度值分别测定为50%、100%和16%。

制备用于比较光学膜构造的涂层实例C和D。用类似于实例A和B的方式制备这些比较例。使用低折射率层CE-1作为PET上的初始低雾度、低折射率涂层，并且这个带涂层的膜变成上面涂布非低折射率漫射体以制造双层构造CE-2的基板。用于CE-2中的低雾度低折射率层是使用与关于实例A和B所述相同的涂布装置来制备。以45.7cm（18英寸）的涂层宽度，使用89微米（3.5密耳）刮刀隙将10wt%涂布溶液CE-1A涂布在经过预涂的PET上。在37-42℃的温度下将10重量%溶液馈送到刮刀上并且以4.57m/min(15fpm)的速率涂布。这些条件产生13微米（0.51密耳）的干燥涂层厚度。RI测定为1.171，并且透射率、雾度和清晰度值分别测定为93%、3%和100%。然后在刚刚描述的涂层上涂布下文所描述的漫射体层。

由乙烯乙酸乙烯基酯共聚物分散体（以商品名Vinnapas^TM192得自德国博格豪森瓦克GmbH公司）混合物制备漫射体层涂布溶液。将EVA分散体与以商品名KSR3A得自日本狭山市琦玉县综研化学与工程有限公司(SokenChemicalandEngineeringCo.Ltd.)的3μm交联聚苯乙烯珠粒混合。将所述组分以60wt%EVA-192和40wt%KSR-3A的重量比混合。在典型的混合工序中，将750gDI水和250gIPA装入配备气动高剪切双阶段油漆混合器的具有大致尺寸的混合容器中。在搅拌器设定在低速的情况下，装入340gSokenKSR3A珠粒并且搅拌，直到获得均匀的低粘度分散体。加入31g10wt%Tergitol^TMMinFoam1X表面活性剂水溶液（可得自美国密歇根州米德兰陶氏化学公司），然后加入1000gVinnapas^TM192（51%固体）。在此次加入期间，混合物变得更粘稠，并且增加搅拌速率以维持一致的搅拌速率且确保充分混合。用775gDI水和255g异丙醇再稀释混合物。由此产生3400g最终漫射体涂布混合物（25%固体）。

使用与关于实例A和B所述相同的涂布装置来涂布这种混合物。然而在这种情况下，刮刀隙设定为25.4微米（1密耳）。膜的低折射率侧的RI为1.171。膜的漫射体侧的RI数据显示约1.47-1.49非常宽的过渡。发现透射率、雾度和清晰度值分别为92%、98%和4%。

使用从漫射体侧照射参照光学构造的Schott-Fostec-DCR光源（可得自美国明尼苏达州奥伯恩肖特-福斯泰克LLC(Schott-FostecLLC)）和从线性偏振器侧收集数据的AutronicConoscopeConostage3（可得自德国卡尔斯鲁厄Autronic-MelchersGmbH)来测量光学构造的轴向亮度(cd/m2)、积分强度(lm/m2)和半亮度角（度）。

光学膜构造实例A：

通过将线性吸收型偏振器放在3B的基板侧来制备对照层叠件。样品未进行光学耦合。测量光学性质且概括在表4中。

光学膜构造实例B：

通过经由光学透明粘合剂（以商品名OCA8171得自美国明尼苏达州圣保罗3M公司）将3B的基板侧层合到反射型偏振器（以商品名DBEF-Q得自美国明尼苏达州圣保罗3M公司）来制备光学构造。然后，将反射型偏振器的另一侧层合到线性吸收型偏振器（以商品名SR5618得自日本东京三立子(SanRitz)公司）。表征经过层合的层叠件的光学特征并且概括在表4中。

光学膜构造实例C：

通过将线性吸收型偏振器放在CE-2的基板侧来制备对照层叠件。样品未进行光学耦合。测量光学性质且概括在表4中。

光学膜构造实例D：

通过经由光学透明粘合剂（以商品名OCA8171得自美国明尼苏达州圣保罗3M公司）将CE-2的基板侧层合到反射型偏振器（以商品名DBEF-Q得自美国明尼苏达州圣保罗3M公司）来制备光学构造。然后，将反射型偏振器的另一侧层合到线性吸收型偏振器（以商品名SR5618得自日本东京三立子公司）。表征经过层合的层叠件的光学特征并且概括在表4中。

表4.所测量的单层带涂层的膜3B和双层带涂层的膜CE-2光学性质的概括。

表4的数据显示：单层高雾度低折射率涂层与多层构造相比展示类似的轴向亮度和积分强度。

因此，公开了光学漫射低折射率元件的实施例。上述实施方式以及其它的实施方式均在以下权利要求书的范围内。本领域的技术人员将会知道，本发明可以通过除所公开的那些实施例之外的实施例进行实施。所公开的实施例用于举例说明而非限制，并且本发明仅由随后的权利要求书限制。

Claims

1.一种光学制品，其包括：

光学元件；

设置在所述光学元件上的低折射率层，所述低折射率层具有1.3或小于1.3的有效折射率，所述低折射率层包括：粘结剂；分散在所述粘结剂中的多个金属氧化物粒子；和多个互连空隙，所述低折射率层具有至少30％的雾度值，其中所述低折射率层的厚度在1到20微米的范围内。

2.根据权利要求1所述的光学制品，其中所述雾度值为至少50％。

3.根据权利要求1所述的光学制品，其中所述雾度值为至少90％。

4.根据权利要求1所述的光学制品，其中所述低折射率层在所述多个金属氧化物粒子包含二氧化硅时具有1.23或小于1.23的有效折射率，而在所述多个金属氧化物粒子包含氧化铝时具有1.33或小于1.33的有效折射率。

5.根据权利要求1所述的光学制品，其中所述粘结剂与所述多个金属氧化物粒子的重量比为1:2到1:10。

6.根据权利要求1所述的光学制品，其中所述低折射率层具有小于20％的清晰度。

7.一种光学制品，其包括：

低雾度光学低折射率层，所述低雾度光学低折射率层具有1.3或小于1.3的有效折射率，所述低雾度低折射率层包含：粘结剂；分散在所述粘结剂中的多个金属氧化物粒子和多个互连空隙，所述低雾度低折射率层具有小于30％的雾度值；

在所述低雾度光学低折射率层上的高雾度低折射率层，所述高雾度低折射率层具有1.3或小于1.3的有效折射率，所述高雾度低折射率层包含：粘结剂；分散在所述粘结剂中的多个金属氧化物粒子；和多个互连空隙，所述高雾度低折射率层具有至少30％的雾度值，其中所述高雾度低折射率层和/或所述低雾度光学低折射率层的厚度在1到20微米的范围内。

8.根据权利要求7所述的光学制品，其中所述光学制品具有至少50％的雾度值。

9.根据权利要求7所述的光学制品，其中光学制品具有至少90％的雾度值。

10.根据权利要求7所述的光学制品，其还包括偏振器元件，所述偏振器元件与所述低雾度低折射率层或高雾度低折射率层相邻设置。

11.根据权利要求7所述的光学制品，其中形成所述低雾度低折射率层或高雾度低折射率层的所述多个金属氧化物粒子包含热解法二氧化硅。

12.根据权利要求7所述的光学制品，其中所述低雾度低折射率层或高雾度低折射率层具有1.23或小于1.23的有效折射率。

13.根据权利要求7所述的光学制品，其中所述低雾度低折射率层和所述高雾度低折射率层各自的所述粘结剂与所述多个金属氧化物粒子的重量比为1:2到1:10。

14.根据权利要求7所述的光学制品，其中所述低雾度低折射率层具有10％或小于10％的雾度值，并且所述高雾度低折射率层具有90％或大于90％的雾度值。