JP2020024382A - 機能性分子を有する光学道具 - Google Patents

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Abstract

【課題】箔、シートおよびフレークの形態の光学道具などの物品、及び、顔料などの光学道具、光学タガントおよび光学セキュリティ装置を含む物品を、簡素化された構造で製造し得る。【解決手段】光学道具は、反射層１６；反射層の外側の選択的光変調層１４；および選択的光変調層、選択的光変調層の表面の外側の機能層、選択的光変調層の外側表面近く、選択的光変調層の反射層近くおよび反射層の外側の機能層のうちの少なくとも１つに存在する機能性分子を含む。光学道具の製造方法も開示されている。【選択図】図１

Description

本開示は、概して、箔、シートおよび／またはフレークの形態の光学道具などの物品に関する。光学道具は、反射層；反射層の外側の選択的光変調層；ならびに選択的光変調層、選択的光変調層の表面の外側の機能層、選択的光変調層の外側表面近く、選択的光変調層の反射層近くおよび反射層の外側の機能層のうちの少なくとも１つに存在する機能性分子を含み得る。別の態様では、光学道具は、反射層；反射層の外側の選択的光変調層；ならびに反射層、反射層の表面の外側の機能層、反射層の外側表面近くおよび反射層の選択的光変調層近くのうちの少なくとも１つに存在する機能性分子を含み得る。光学道具の製造方法も開示されている。
塗料系の顔料フレークは、特定の塗料系の化学的性質に適合する必要がある。顔料フレーク材料が塗料系と適合しない場合、塗料中の顔料フレークの誤った配向により、意図した光学効果を達成することができない。特定の用途では、ランダムなフレークの配向が要求される。塗料中のフレークの挙動を制御するために、必要に応じて疎水性または親水性を調節することに加えて、フレークの表面エネルギーを制御する必要がある。従来の顔料フレークの相溶化には、例えば、望ましい塗料化学との相溶化のためのシラン官能化の適用のために、化学浴での別の化学コーティングステップが必要である。真空蒸着された顔料フレークの材料特性は、すべての材料を真空で蒸発させる必要があるため、徐々に調節することはできず、これにより、材料選択の選択肢が大幅に制限される。機能性は、真空調製された顔料フレークへの別の化学コーティングステップでのみ追加でき、層コーティングプロセスの一部としては追加できない。
一態様では、反射層；反射層の外側の選択的光変調層；ならびに選択的光変調層、選択的光変調層の表面の外側の機能層、選択的光変調層の外側表面近く、選択的光変調層の反射層近くおよび反射層の外側の機能層のうちの少なくとも１つに存在する機能性分子を含む光学道具が開示される。
別の態様では、光学道具を製造するための方法が開示され、その方法は、基板上に反射層を堆積すること；反射層上に選択的光変調層を堆積すること；および選択的光変調層、選択的光変調層の表面の外側の機能層、選択的光変調層の外側表面近く、選択的光変調層の反射層近くおよび反射層の外側の機能層のうちの少なくとも１つに存在する機能性分子を準備することを含む。
さらなる態様では、反射層；反射層の外側の選択的光変調層；ならびに反射層、反射層の表面の外側の機能層、反射層の外側表面近くおよび反射層の選択的光変調層近くのうちの少なくとも１つに存在する機能性分子を含む光学道具が開示される。
別の態様では、光学道具を製造するための方法が開示され、その方法は、基板上に反射層を堆積すること；反射層上に選択的光変調層を堆積すること；および反射層、反射層の表面の外側の機能層、反射層の外側表面近くおよび反射層の選択的光変調層近くのうちの少なくとも１つに存在する機能性分子を準備することを含む。
様々な実施形態の追加の特徴および利点は、一部は以下の説明に記載され、一部は説明から明らかになるか、または様々な実施形態の実施により習得することができる。様々な実施形態の目的および他の利点は、本明細書の説明で特に指摘された要素および組み合わせによって実現および達成されるであろう。
本開示は、そのいくつかの態様および実施形態において、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解することができる。
図１は、本開示の一態様による物品の断面図である。 図２は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図３は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図４は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図５は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図６は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図７は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図８は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図９は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図１０は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図１１は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図１２は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図１３は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図１４は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図１５は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図１６は、本開示の別の態様による物品の断面図である。 図１７は、本開示の一例による、ＳＬＭＬ層などの層の堆積を示す液体コーティングプロセスの断面図である。
本明細書および図全体を通して、同様の参照番号は同様の要素を識別する。
発明の詳細な説明
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、例示および説明のみであり、本教示の様々な実施形態の説明を提供することを意図していることを理解されたい。その広く多様な実施形態において、本明細書に開示されるのは、例えば、箔、シートおよびフレークの形態の光学道具などの物品；ならびに物品の製造方法である。一例では、顔料などの光学道具、光学タガントおよび光学セキュリティ装置を含む物品は、簡素化された構造で製造し得る。特に、機能性は、真空および化学浴なしで堆積された層に組み込むことができ、それにより廃棄物をほとんど生成しない、またはまったく生成しない。さらに、フレークなどの物品の特性を選択し得る。例えば、物品の処理中および塗料への物品のスプレー中に、静電気の蓄積が制御され得る。別の例として、物品処理中の火災、爆発または関連する危険の制御を支援する機能として、難燃性添加剤を追加し得る。
図１などの図中の光学道具などの物品１０は、反射層１６；反射層１６の外側の選択的光変調層（ＳＬＭＬ）１４を含み得る。一態様では、機能性分子１２は、選択的光変調層１４、選択的光変調層１４の表面の外側の機能層１２、選択的光変調層１４の外側表面近く、選択的光変調層１４の反射層１６近くおよび反射層１６の外側の機能層１２のうちの少なくとも１つに存在し得る。別の態様では、機能性分子１２は、反射層１６、反射層１６の表面の外側の機能層１２、反射層１６の外側表面近くおよび反射層１６の選択的光変調層１４近くのうちの少なくとも１つに存在し得る。機能性分子１２は、機能層１２として存在することができ、または機能性分子１２を有するＳＬＭＬ１４層などの別の層内に存在することができる。図および本開示における参照を容易にするために、機能性分子１２が機能層１２として存在する場合、数字１２を使用して層全体を識別する。機能性分子１２が別の層内に存在する場合、それらは円として表され、数字１２で識別される。
機能性分子１２は、光学道具などの物品１０に以下の機能のうちの少なくとも１つを提供し得る：基板からの剥離の容易さ、水性および他の塗料系との適合性、色調整、耐久性向上、静電荷を制御するための導電性、難燃性、水透過制御ならびに光学的外観、耐久性および安全性に有益なその他の特性。フレークなどの物品１０の表面エネルギーは、塗料マトリックスと適合するように調節して所望の光学効果を最適化し得る。さらに、塗料マトリックス内のフレークの配向は、最大のフロップまたはｚ次元（リーフィング）で角度を制御し得る。非対称または対称のフレークを、塗料マトリックスで配向し得る。
別の例として、機能性分子１２が機能層１２内に存在する場合、それらは、基板上にコーティングされ、基板から光学スタックを剥離するために使用され得る。このようにして、機能層１２に存在する機能分子１２は、塗料の適合性を制御するように選択することができ、また、親水性、疎水性または両方の特性を有することができる。一例として、ポリビニルアルコールは、それが基板から光学スタックを剥離するように調節できる親水性と疎水性の両方の特性を示すため、機能性分子１２として使用し得る。
さらなる例として、例えば、図４〜９に示すように、機能性分子１２は、ＳＬＭＬ１４内に存在する場合、それらは、光学道具などの物品１０の導電性を増大させて、物品処理中の静電気の蓄積を減少させ得る。機能性分子１２としては、例えば、炭素材料、金属ナノ粉末、イオン液体および導電性ポリマーが挙げられる。
別の例として、機能性分子１２は、フレークの分粒、輸送および取り扱いなどの物品処理中に生ずる顔料ダストなどの微粉の爆発リスクを制御する難燃特性を提供し得る。特に、フレークは、静電的に機器に付着する可能性があり、処理中の物品の何らかの静電気により火花が発生し、火災または爆発を引き起こす可能性がある。機能性分子１２は、静電荷の消散を助け、また、金属反射層１６との向上した接着を提供し得る。機能性分子１２としては、例えば、ハロゲン添加剤およびシロキサンが挙げられる。一例として、アクリレート官能基とリン酸基との両方を有する機能性分子１２は、樹脂の架橋に関与することができ、そのリン酸基は、反射層１６などの金属表面の酸化物に強く結合することができる。加えて、リン酸基は、物品１０上の電荷が物品１０表面を横切って、または物品１０のバルクを通って反射層１６へ、そして最終的には地面へと散逸することを可能にし得る。
図２、３および１０など、物品１０が機能層１２を含む場合、機能層１２は、機能層１２の組成に応じて、約５ｎｍ〜約２００ｎｍ、例えば、約１０ｎｍ〜約１８０ｎｍ、さらに別の例として約１５ｎｍ〜約１６０ｎｍの範囲の厚さを有し得る。機能層１２は、選択的光変調層１４の光学特性を減少させない方がよい。機能層１２は、特定の光学効果を提供するように、ある厚さでコーティングすることができ、または適切な材料を含むことができる。例えば、機能層１２は、より高屈折率のナノ粒子を含むことができ、これは、コーティングプロセスで使用される基板からの物品の剥離を促進することもできる。
図２に示されるように、物品１０は、反射層１６、反射層１６の外側の選択的光変調層１４および選択的光変調層１４の表面の外側の機能層１２に存在する機能性分子１２を含み得る。図３に示すように、物品１０は、反射層１６、反射層１６の外側の選択的光変調層１４および反射層１６の外側の機能層１２に存在する機能分子１２を含み得る。
図４に示すように、物品１０は、反射層１６、反射層１６の外側の選択的光変調層１４および選択的光変調層１４に存在する機能性分子１２を含み得る。特に、機能性分子１２は、選択的光変調層１４全体に存在し得る、すなわち、選択的光変調層１４全体に拡散し得る。機能性分子１２は、図４に示すような拡散状態から、図５および６に示すような整列状態に移動し得る。拡散状態から整列状態への変化は、時間の経過とともに発生するか、または機能性分子１２の物理的特性、乾燥プロセスおよび／または硬化プロセスに基づいて選択することができる。図５に示すように、物品１０は、反射層１６、反射層１６の外側の選択的光変調層１４および選択的光変調層１４の外側表面近くに存在する機能性分子１２を含み得る。図６に示すように、物品１０は、反射層１６、反射層１６の外側の選択的光変調層１４および選択的光変調層１４の反射層１６の近くに存在する機能分子１２を含み得る。
物品１０は、第１の表面と、第１の表面の反対側の第２の表面とを有する反射層１６を含み得る。物品１０は、選択的光変調層１４を含むことができ、これは、第１の選択的光変調層１４であり、反射層１６の第１の表面の外側にある。図７に示すように、物品１０は、反射層１６の第２の表面の外側にある第２の選択的光変調層１４’を含み得る。機能性分子１２は、第１の選択的光変調層１４および第２の選択的光変調層１４’の少なくとも一方に存在し得る。機能性分子１２は、図７に示すような、拡散状態から、図８および９に示すような、整列状態に移動し得る。図８に示すように、物品１０は、第１の表面と、第１の表面の反対側の第２の表面とを有する反射層１６；反射層１６の第１の表面の外側の第１の選択的光変調層１４；反射層１６の第２の表面の外側の第２の選択的光変調層１４’；および第１の選択的光変調層１４と第２の選択的光変調層１４’の少なくとも一方の第１の選択的光変調層１４と第２の選択的光変調層１４’の少なくとも一方の外側表面近くに存在する機能性分子１２を含み得る。図９に示すように、物品１０は、第１の表面と、第１の表面の反対側の第２の表面とを有する反射層１６；反射層１６の第１の表面の外側の第１の選択的光変調層１４；反射層１６の第２の表面の外側の第２の選択的光変調層１４’；および第１の選択的光変調層１４と第２の選択的光変調層１４’の少なくとも一方の反射層近くに存在する機能性分子１２を含み得る。第１の選択的光変調層１４は、第２の選択的光変調層１４’と同じでもよいしまたは異なっていてもよい。
図１０に示すように、物品１０は、第１の表面と、第１の表面の反対側の第２の表面とを有する反射層１６；反射層１６の第１の表面の外側の第１の選択的光変調層１４；反射層１６の第２の表面の外側の第２の選択的光変調層１４’；および第１の選択的光変調層１４と第２の選択的光変調層１４’の少なくとも一方の表面の外側の機能層１２、１２’の少なくとも一方に存在する機能分子１２を含み得る。第１の選択的光変調層１４は、第２の選択的光変調層１４’と同じでもよいしまたは異なっていてもよい。機能層１２、１２’は、互いに同じでもよいしまたは異なっていてもよい。
図１１〜１６は、非真空蒸着された非金属反射層１６を含む物品１０を示している。任意の非金属材料を反射層１６に使用し得る。非金属材料の例は、本明細書でさらに開示されている。例えば、スパッタリング蒸着；蒸着；プラズマ堆積；ゾルゲル堆積；スピンコーティング；浸漬コーティング；および液体コーティングプロセス（スロットダイ堆積プロセスなど）を含む任意の非真空蒸着プロセスを使用し得る。
図１１に示すように、物品１０は、反射層１６、反射層１６の外側の選択的光変調層１４および反射層１６に存在する機能性分子１２を含み得る。特に、機能性分子１２は、反射層１６全体に存在、すなわち、反射層１６全体に拡散し得る。機能性分子１２は、図１１に示すように、拡散状態から、図１２および１３に示すように、整列状態に移動し得る。拡散状態から整列状態への変化は、時間の経過とともに生じるか、または機能性分子１２の物理的特性、乾燥プロセスおよび／または硬化プロセスに基づいて選択することができる。図１２に示すように、物品１０は、反射層１６、反射層１６の外側の選択的光変調層１４および反射層１６の外側表面近くに存在する機能分子１２を含み得る。図１３に示すように、物品１０は、反射層１６、反射層１６の外側の選択的光変調層１４および反射層１６の選択的光変調層１４近くに存在する機能分子１２を含み得る。
物品１０は、第１の表面と、第１の表面の反対側の第２の表面とを有する反射層１６を含み得る。物品１０は、選択的光変調層１４を含むことができ、これは第１の選択的光変調層１４であり、反射層１６の第１の表面の外側にある。図１４に示すように、物品１０は、第２の選択的光変調層１４’を含むことができ、これは反射層１６の第２の表面の外側にある。機能性分子１２は、図７の物品１０と同様の挙動で、反射層１６に存在し得る。図１５に示すように、物品１０は、第１の表面と、第１の表面の反対側の第２の表面とを有する反射層１６；反射層１６の第１の表面の外側の第１の選択的光変調層１４；反射層１６の第２の表面の外側の第２の選択的光変調層１４’；および機能層の第１の選択的光変調層１４近くに存在する機能性分子１２を含み得る。別の態様では、機能性分子は、機能層の第２の選択的光変調層１４’近くに存在し得る。
図１６に示すように、物品１０は、第１の表面と、第１の表面の反対側の第２の表面とを有する反射層１６；反射層１６の第１の表面の外側の第１の選択的光変調層１４；反射層１６の第２の表面の外側の第２の選択的光変調層１４’；および機能層の第１の選択的光変調層１４と第２の選択的光変調層１４’の少なくとも一方（例えば、両方）の近くに存在する機能性分子１２を含み得る。第１の選択的光変調層１４は、第２の選択的光変調層１４’と同じでもよいしまたは異なっていてもよい。
図に示される物品１０は、電荷散逸グループ；コーティング結合グループ；および接着向上グループから選択される少なくとも１つのグループを含む機能性分子１２を含み得る。電荷散逸グループとしては、例えば、アミン、ポリオール、リン酸、アミド、四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、ポリエチレングリコール、フェノール、カーボンブラック、導電性金属粒子、カーボンナノチューブ、酸化インジウム、導電性ポリマー、スルホン酸およびそれらの組み合わせが挙げられる。コーティング結合グループとしては、例えば、アクリレート、メタクリレート、ビニル、エポキシ、ウレタン、ポリオール、アミン、フェノール、カルボン酸、アミド、チオールおよびそれらの組み合わせが挙げられる。接着向上グループとしては、例えば、シロキサン、アミン、ポリオール、ポリカルボン酸、リン酸、スルホン酸、アミン、無水物、ハロゲン化アシルおよびそれらの組み合わせが挙げられる。機能性分子１２は、２つ以上の機能を有する官能基を含むことができることに留意されたい。例えば、リン酸、アミン、カルボン酸、ポリオールおよびアミドは、金属表面に結合し、かつ、電荷を散逸させ得る。
開示された物品１０で使用するための機能性分子は、同じであっても異なっていてもよい。例えば、機能性分子１２は、様々な異なる機能を物品に提供するために、様々な異なる分子を含み得る。一態様では、例えば、機能性分子１２が層内に存在するかまたは整列している場合、それらは、上に開示されたものと同じタイプの機能性分子１２であり得る。別の態様では、例えば、機能性分子１２が拡散状態で層に存在する場合、それらは、異なるタイプの機能性分子であり得る。さらなる態様では、機能性分子１２は、ある層では同じであってもよいが、第２の層または異なる層では異なっていてもよい。
一態様では、物品１０は、物体または基板上で使用し得るシートの形態であってもよい。別の態様では、物品１０は、箔またはフレークの形態であってもよい。例えば、物品１０は、層状形状を有し得る。一態様では、光学道具は、物品１０を含み得る。別の態様では、組成物は、光学道具と液体媒体を含み得る。組成物は、インク、ワニス、塗料などとすることができる。別の態様では、物品１０は、フレークの形態の光学道具であり、フレークは、例えば、１００ｎｍ〜１００μｍの厚さと１００ｎｍ〜１ｍｍのサイズを有する。物品１０は、色が変化する着色剤とすることができ、または通貨のセキュリティ機能として使用することができる。物品１０の使用に共通する属性には、高い色度（または強い色）、視野角に対する色の変化（ゴニオクロマティシティまたは玉虫色とも呼ばれる）およびフロップ（視野角が変化すると明度、色相または色度が変化する鏡面外観および金属外観）が挙げられる。加えて、物品１０は、金属色であってもよく、色を生成するのに干渉を利用することができない。
図は、シートの形態の光学道具などの物品１０を示しているが、光学道具などの物品１０は、本開示の様々な態様に従い、フレークおよび／または箔の形態であってもよい。さらに、図は特定の順序で特定の層を示しているが、当業者は、物品１０が任意の順序で任意の数の層を含むことができることを理解するであろう。さらに、任意の特定の層の組成は、任意の他の層の組成と同じでも異なっていてもよい。例えば、第１の選択的光変調層（ＳＬＭＬ）１４は、第２の選択的光変調層（ＳＬＭＬ）１４’と同じ組成でも異なる組成でもよい。さらに、任意の特定の層の物理特性は、任意の他の層の物理特性と同じでも異なっていてもよい。例えば、第１のＳＬＭＬ１４は、第１の屈折率を有する組成を有することができるが、同じ物品１０の第２のＳＬＭＬ１４’は、異なる屈折率を有する異なる組成を有することができる。別の例として、第１のＳＬＭＬ１４は、第１の厚さである組成を有することができるが、第２のＳＬＭＬ１４’は、第１の厚さとは異なる第２の厚さで同じ組成を有することができる。
反射層１６は、広帯域反射体、例えば、スペクトルおよびランベルト反射体（例えば、白色ＴｉＯ２）であってもよい。反射体１６は、金属、非金属または金属合金であり得る。一例では、反射層１６の材料は、所望のスペクトル範囲で反射特性を有する任意の材料を含み得る。例えば、所望のスペクトル範囲で５％〜１００％の範囲の反射率を有する任意の材料。反射材料の例は、アルミニウムであり、これは良好な反射特性を有し、安価であり、薄層として容易に形成または堆積することができる。他の反射材料もアルミニウムの代わりに使用し得る。例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、コバルト、ニオブ、クロム、スズおよびこれらまたは他の金属の組み合わせまたは合金を反射材料として使用し得る。一態様では、反射体１６の材料は、白色または淡色の金属とし得る。他の例では、反射体１６は、例えば、遷移金属およびランタニド金属ならびにそれらの組み合わせ；金属炭化物、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物、それらの組み合わせまたは金属とこれらの材料の１つ以上の混合物を含み得る。上述のように、いくつかの物品１０は、非真空蒸着され、機能性分子１２を含むことができる非金属反射層１６を含むことができる。
反射体１６の厚さは、約５ｎｍ〜５０００ｎｍまでの範囲であり得るが、この範囲は限定的なものと見なされるべきではない。例えば、反射体１６が０．８の最大透過率を提供できるように、厚さの下限を選択することができる。加えて、または代替として、アルミニウムを含む反射体１６の場合、約５５０ｎｍの波長で光学密度（ＯＤ）は、約０．１〜約４であってもよい。
十分な光学密度を得るおよび／または所望の効果を達成するために、反射層１６の組成に応じて、より高いまたはより低い最小厚さが必要とされ得る。いくつかの例では、上限は、約５０００ｎｍ、約４０００ｎｍ、約３０００ｎｍ、約１５００ｎｍ、約２００ｎｍおよび／または約１００ｎｍであり得る。一態様では、反射層１６の厚さは、約１０ｎｍ〜約５０００ｎｍ、例えば、約１５ｎｍ〜約４０００ｎｍ、約２０ｎｍ〜約３０００ｎｍ、約２５ｎｍ〜約２０００ｎｍ、約３０ｎｍ〜約１０００ｎｍ、約４０ｎｍ〜約７５０ｎｍ、または約５０ｎｍ〜約５００ｎｍ、例えば、約６０ｎｍ〜約２５０ｎｍまたは約７０ｎｍ〜約２００ｎｍであり得る。
図に示すように、反射層１６の少なくとも２つの表面／側面、例えば、図示される右（第３）および左（第４）の表面／側面はむき出しでもよい。一態様では、物品１０がフレークまたは箔の形態である場合、反射層１６は、図に例示されている４つより多い表面を含むことができる。それらの例では、例えば、反射体１６の１、２、３、４または５つの表面が、大気にむき出しになっていてもよい。一例では、反射体１６のむき出しの側面、すなわち外側層を含まない反射体１６の表面は、フロップの利点となり得る。
図１に戻って参照すると、物品１０は、反射層１６の第１の表面の外側に第１の選択的光変調層（ＳＬＭＬ）１４を含み得る。ＳＬＭＬは、約０．２μｍ〜約２０μｍの範囲の波長を有する電磁放射のスペクトルの異なる選択された領域で光強度を変調（吸収および／または放出）することを目的とする複数の光学機能を含む物理層である。図１の物品１０は、ＳＬＭＬ１４が選択的ＳＬＭＳによって提供される吸収によって光を選択的に変調できる非対称層構造を含む（以下により詳細に説明する）。特に、物品１０は、光などの特定の波長のエネルギーを選択的に吸収するＳＬＭＬ１４を含み得る。
ＳＬＭＬ１４（および／またはＳＬＭＬ１４内の材料）は、光を選択的に変調し得る。例えば、ＳＬＭＬ１４は特定の波長の透過の量を制御し得る。いくつかの例では、ＳＬＭＬ１４は、特定の波長のエネルギー（例えば、可視および／または非可視範囲内）を選択的に吸収し得る。例えば、ＳＬＭＬ１４は、「着色層」および／または「波長選択吸収層」とすることができる。いくつかの例では、吸収される特定の波長により、物品１０が特定の色に見える場合がある。例えば、ＳＬＭＬ１４は、人間の目には赤く見えることがある（例えば、ＳＬＭＬ１４は、約６２０ｎｍ未満の光の波長を吸収することができ、したがって、赤く見える波長のエネルギーを反射または透過する）。これは、着色剤（例えば、有機顔料および／または無機顔料および／または染料）である選択的光変調粒子（ＳＬＭＰ）を、誘電体材料（例えば、ポリマー）などのホスト材料に添加することによって達成できる。例えば、いくつかの例では、ＳＬＭＬ１４は、着色プラスチックであってもよい。
いくつかの例では、吸収される特定の波長の一部またはすべてが、可視範囲にあり得る（例えば、ＳＬＭＬ１４は、可視全体を吸収することができるが、赤外では透過させる）。その得られた物品１０は、黒く見えるが、赤外線の光を反射する。上記のいくつかの例では、物品１０および／またはＳＬＭＬ１４の吸収波長（および／または特定の可視色）は、少なくとも部分的にＳＬＭＬ１４の厚さに依存し得る。追加的にまたは代替的に、ＳＬＭＬ１４によって吸収されるエネルギーの波長（および／またはこれらの層および／またはフレークの見える色）は、部分的に、ＳＬＭＬ１４への特定の側面の追加に依存し得る。エネルギーの特定の波長を吸収することに加えて、ＳＬＭＬ１４は、劣化に対する反射層１６の強化；基板からの剥離を可能とすること；サイジングを可能とすること；反射層１６に使用されるアルミニウムまたは他の金属および材料の酸化などの環境劣化に対する耐性を提供すること；ＳＬＭＬ１４の組成と厚さに基づいて、光の透過、反射および吸収における高いパフォーマンスのうちの少なくとも１つを達成し得る。
いくつかの例では、エネルギーの特定の波長および／または可視光の特定の波長を選択的に吸収するＳＬＭＬ１４に加えてまたはその代替として、物品１０のＳＬＭＬ１４は、屈折率を制御でき、および／またはＳＬＭＬ１４は、屈折率を制御できる選択的光変調粒子（ＳＬＭＰ）を含むことができる。吸収制御ＳＬＭＰ（例えば、着色剤）に加えて、またはその代替として、ＳＬＭＬ１４の屈折率を制御できるＳＬＭＰをホスト材料内に含めることができる。いくつかの例では、ホスト材料は、ＳＬＭＬ１４の吸収制御ＳＬＭＰと屈折率ＳＬＭＰの両方と組み合わせ得る。いくつかの例では、同じＳＬＭＰが、吸収と屈折率の両方を制御し得る。
ＳＬＭＬ１４の性能は、ＳＬＭＬ１４に存在する材料の選択に基づいて決定し得る。一態様では、ＳＬＭＬ１４は、フレークの取り扱い、腐食、整列および物品１０内の他の層、例えば、反射層１６の環境性能のうちの少なくとも１つの特性を向上し得る。
第１の（および任意に第２、第３、第４など）ＳＬＭＬ１４は、それぞれ独立してホスト材料のみ、または選択的光変調システム（ＳＬＭＳ）と組み合わせたホスト材料を含み得る。一態様では、第１のＳＬＭＬ１４の少なくとも１つは、ホスト材料を含み得る。別の態様では、第１のＳＬＭＬ１４の少なくとも１つは、ホスト材料とＳＬＭＳを含み得る。ＳＬＭＳは、選択的光変調分子（ＳＬＭＭ）、選択的光変調粒子（ＳＬＭＰ）、添加剤またはそれらの組み合わせを含み得る。
ＳＬＭＬ１４の組成は、約０．０１％〜約１００％、例えば約０．０５％〜約８０％、さらなる例として約１％〜約３０％の範囲の固形分を有し得る。いくつかの態様では、固形分は、３％を超え得る。いくつかの態様では、ＳＬＭＬ１４の組成は、約３％〜約１００％、例えば約４％〜５０％の範囲の固形分を有し得る。
第１のＳＬＭＬ１４のホスト材料は、独立して、コーティング液として塗布され、光学的および構造的目的に役立つ膜形成材料であり得る。ホスト材料は、必要であれば、物品１０に追加の光変調特性を提供するための選択的光変調システム（ＳＬＭＳ）などのゲストシステムを導入するための、ホスト（マトリックス）として使用し得る。
ホスト材料は、誘電体材料であり得る。追加的にまたは代替的に、ホスト材料は、有機ポリマー、無機ポリマーおよび複合材料のうちの少なくとも１つであり得る。有機ポリマーの非限定的な例には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アクリル、アクリレート、ポリビニルエステル、ポリエーテル、ポリチオール、シリコーン、フルオロカーボンおよびそれらのさまざまなコポリマーなどの熱可塑性プラスチック；エポキシ、ポリウレタン、アクリレート、メラミンホルムアルデヒド、尿素ホルムアルデヒドおよびフェノールホルムアルデヒドなどの熱硬化性樹脂；アクリレート、エポキシ、ビニル、ビニルエステル、スチレンおよびシランなどのエネルギー硬化性材料が挙げられる。無機ポリマーの非限定的な例には、シラン、シロキサン、チタネート、ジルコネート、アルミネート、シリケート、ホスファゼン、ポリボラジレンおよびポリチアジルが挙げられる。
第１のＳＬＭＬ１４は、約０．００１重量％〜約１００重量％のホスト材料を含み得る。一態様では、ホスト材料は、ＳＬＭＬ１４の約０．０１重量％〜約９５重量％、例えば、約０．１重量％〜約９０重量％、さらに別の例として約１重量％〜約８７重量％でＳＬＭＬ１４に存在し得る。
ホスト材料と共にＳＬＭＬ１４で使用するためのＳＬＭＳは、それぞれ独立して、選択的光変調粒子（ＳＬＭＰ）、選択的光変調分子（ＳＬＭＭ）、添加剤またはそれらの組み合わせを含み得る。ＳＬＭＳは、他の材料を含み得る。ＳＬＭＳは、選択領域または対象の全スペクトル範囲（０．２μｍ〜２０μｍ）での電磁放射の振幅の変調（吸収、反射、蛍光など）を提供し得る。
第１のＳＬＭＬ１４は、それぞれ独立して、ＳＬＭＳにＳＬＭＰを含むことができる。ＳＬＭＰは、ホスト材料と組み合わせて光変調を選択的に制御する任意の粒子であってよく、例えば、カラーシフト粒子、染料、１つ以上の染料を含む着色剤、顔料、反射顔料、カラーシフト顔料、量子ドットおよび選択的反射材が挙げられる。ＳＬＭＰの非限定的な例には、有機顔料、無機顔料、量子ドット、ナノ粒子（選択的に反射および／または吸収する）、ミセルなどが含まれる。ナノ粒子としては、例えば、高い屈折率値（約５５０ｎｍの波長でｎ＞１．６）を有する有機および有機金属材料；ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＦｅｘＯｙ（ｘおよびｙは、それぞれ独立して０より大きい整数）、ＷＯ３などの金属酸化物；ＺｎＳおよびＣｕｘＳｙ（ｘとｙは、それぞれ独立して０より大きい整数）などの金属硫化物；カルコゲナイド、量子ドット、金属ナノ粒子；炭酸塩；フッ化物；およびその組合せが挙げられる。
ＳＬＭＭの例には、例えば、有機色素、無機色素、ミセルおよび発色団を含む他の分子系が含まれる。
いくつかの態様では、第１のＳＬＭＬ１４のＳＬＭＳは、硬化剤およびコーティング助剤などの少なくとも１つの添加剤を含み得る。
硬化剤は、ホスト材料の硬化、ガラス化、架橋または重合を開始できる化合物または材料であり得る。硬化剤の非限定的な例には、溶媒、ラジカル発生剤（エネルギーまたは化学物質による）、酸発生剤（エネルギーまたは化学物質による）、縮合開始剤および酸／塩基触媒が含まれる。
コーティング助剤の非限定的な例には、レベリング剤、湿潤剤、消泡剤、接着促進剤、酸化防止剤、ＵＶ安定剤、硬化抑制緩和剤、防汚剤、腐食防止剤、光増感剤、二次架橋剤および向上した赤外線乾燥のための赤外線吸収剤が含まれる。一態様では、酸化防止剤は、ＳＬＭＬ１４の組成中に約２５ｐｐｍ〜約５重量％の範囲の量で存在し得る。
ＳＬＭＬ１４は、それぞれ独立して溶媒を含むことができる。溶媒の非限定的な例には、酢酸エチル、酢酸プロピルおよび酢酸ブチルなどのアセテート；アセトン；水；ジメチルケトン（ＤＭＫ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ｓｅｃブチルメチルケトン（ＳＢＭＫ）、ｔｅｒｔ−ブチルメチルケトン（ＴＢＭＫ）、シクロペンタノンおよびアニソールなどのケトン；プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどのグリコールおよびグリコール誘導体；イソプロピルアルコールおよびジアセトンアルコールなどのアルコール；マロネートなどのエステル；ｎ−メチルピロリドンなどの複素環式溶媒；トルエンおよびキシレンなどの炭化水素；グリコールエーテルなどの凝集溶媒；ならびにその組合せが含まれ得る。一態様では、溶媒は、ＳＬＭＬ１４の総重量に対して、約０重量％〜約９９．９重量％、例えば、約０．００５重量％〜約９９重量％、さらなる例として約０．０５重量％〜約９０重量％の範囲の量で第１のＳＬＭＬ１４’に存在することができる。
いくつかの例では、第１のＳＬＭＬ１４は、（ｉ）光開始剤、（ｉｉ）酸素抑制緩和組成物、（ｉｉｉ）レベリング剤および（ｉｖ）消泡剤のうちの少なくとも１つを有する組成物を含むことができる。
酸素抑制緩和組成物を使用して、フリーラジカル材料の酸素抑制を緩和することができる。分子状酸素は、光開始剤増感剤の三重項状態を消滅させるか、フリーラジカルを除去し、コーティング特性の低下および／または未硬化の液体表面をもたらす。酸素抑制緩和組成物は、酸素抑制を減少させるか、または任意のＳＬＭＬ１４の硬化を向上し得る。
酸素抑制組成物は、２つ以上の化合物を含むことができる。酸素抑制緩和組成物は、少なくとも１つのアクリレート、例えば少なくとも１つのアクリレートモノマーおよび少なくとも１つのアクリレートオリゴマーを含むことができる。一態様では、酸素抑制緩和組成物は、少なくとも１つのアクリレートモノマーと２つのアクリレートオリゴマーを含むことができる。酸素抑制緩和組成物で使用するためのアクリレートの非限定的な例には、アクリレート；メタクリレート；変性エポキシアクリレートなどのエポキシアクリレート；酸官能性ポリエステルアクリレート、四官能性ポリエステルアクリレート、変性ポリエステルアクリレート、生物由来ポリエステルアクリレートなどのポリエステルアクリレート；アミン官能性アクリレート共開始剤および第三級アミン共開始剤を含むアミン変性ポリエーテルアクリレートなどのポリエーテルアクリレート；芳香族ウレタンアクリレート、変性脂肪族ウレタンアクリレート、脂肪族ウレタンアクリレートおよび脂肪族アロファネート系ウレタンアクリレートなどのウレタンアクリレート；およびそれらのモノマーおよびオリゴマーが含まれ得る。一態様では、酸素抑制緩和組成物は、２つのオリゴマーなどの少なくとも１つのアクリレートオリゴマーを含むことができる。少なくとも１つのアクリレートオリゴマーは、メルカプト変性ポリエステルアクリレートおよびアミン変性ポリエーテルテトラアクリレートなどのポリエステルアクリレートおよびポリエーテルアクリレートから選択／選択することができる。酸素抑制緩和組成物は、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートなどの少なくとも１つのモノマーも含むことができる。酸素抑制緩和組成物は、ＳＬＭＬ１４の総重量に対して、約５重量％〜約９５重量％、例えば約１０重量％〜約９０重量％、さらに別の例として約１５重量％〜約８５重量％の範囲の量で第１のＳＬＭＬ１４に存在することができる。
一部の例では、ＳＬＭＬ１４のホスト材料は、カチオン系などの非ラジカル硬化系を使用することができる。カチオン系は、フリーラジカルプロセスの酸素抑制の緩和の影響を受けにくいため、酸素抑制緩和組成物を必要としない場合がある。一例では、モノマー３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタンの使用は、酸素緩和組成物を必要としない。
一態様では、第１のＳＬＭＬ１４は、それぞれ独立して、２つの光開始剤または３つの光開始剤などの少なくとも１つの光開始剤を含むことができる。光開始剤は、より短い波長に使用できる。光重合開始剤は、化学線波長に対して活性であり得る。光開始剤は、タイプ１光開始剤またはタイプＩＩ光開始剤であり得る。ＳＬＭＬ１４には、タイプＩの光開始剤のみ、タイプＩＩの光開始剤のみ、またはタイプＩとタイプＩＩの両方の光開始剤の組み合わせを含めることができる。光開始剤は、ＳＬＭＬ１４の組成物の総重量に対して、約０．２５重量％〜約１５重量％、例えば約０．５重量％〜約１０重量％、さらに別の例として約１重量％〜約５重量％の範囲の量でＳＬＭＬ１４の組成物中に存在することができる。
光開始剤は、ホスフィンオキシドであり得る。ホスフィンオキシドは、例えば、モノアシルホスフィンオキシドおよびビスアシルホスフィンオキシドを含み得る。モノアシルホスフィンオキシドは、ジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシドであり得る。ビスアシルホスフィンオキシドは、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシドであり得る。一態様では、少なくとも１つのホスフィンオキシドが、ＳＬＭＬ１４の組成物中に存在し得る。例えば、２つのホスフィンオキシドが、ＳＬＭＬ１４の組成物中に存在し得る。
増感剤は、ＳＬＭＬ１４の組成物中に存在することができ、タイプ１および／またはタイプＩＩの光開始剤の増感剤として作用することができる。増感剤は、タイプＩＩの光開始剤としても機能し得る。一態様において、増感剤は、ＳＬＭＬ１４の組成物の総重量に対して、約０．０５重量％〜約１０重量％、例えば、約０．１重量％〜約７重量％、さらなる例として約１重量％〜約５重量％の範囲の量でＳＬＭＬ１４の組成物中に存在し得る。増感剤は、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどのチオキサントンであり得る。
一態様では、ＳＬＭＬ１４は、レベリング剤を含むことができる。レベリング剤は、ポリアクリレートであり得る。レベリング剤は、ＳＬＭＬ１４の組成物のクレーターをなくすことができる。レベリング剤は、ＳＬＭＬ１４の組成物の総重量に対して、約０．０５重量％〜約１０重量％、例えば、約１重量％〜約７重量％およびさらなる例として、約２重量％〜約５重量％の範囲の量でＳＬＭＬ１４の組成物中に存在することができる。
第１のＳＬＭＬ１４は、消泡剤も含むことができる。消泡剤は表面張力を下げることができる。消泡剤は、シリコーンを含まない液体有機ポリマーであり得る。消泡剤は、ＳＬＭＬ１４の組成物の総重量に対して、約０．０５重量％〜約５重量％、例えば約０．２重量％〜約４重量％、さらに別の例として約０．４重量％〜約３重量％の範囲の量でＳＬＭＬ１４の組成物中に存在することができる。
第１のＳＬＭＬ１４は、それぞれ独立して、約１．５より大きいまたは小さい屈折率を有することができる。例えば、各ＳＬＭＬ１４’は、約１．５の屈折率を有し得る。各ＳＬＭＬ１４の屈折率は、要求される色移動の程度を提供するように選択することができ、色移動は、視野角を伴うＬ＊ａ＊ｂ＊色空間で測定される色相角の変化として定義できる。いくつかの例では、各ＳＬＭＬ１４は、約１．１〜約３．０、約１．０〜約１．３、または約１．１〜約１．２の範囲の屈折率を含むことができる。いくつかの例では、各ＳＬＭＬ１４の屈折率は、約１．５未満、約１．３未満または約１．２未満であり得る。いくつかの例では、ＳＬＭＬ１４は、物品１０内に２以上のＳＬＭＬが存在する場合、実質的に等しい屈折率または他とは異なる屈折率を有することができる。
第１のＳＬＭＬ１４は、約１ｎｍ〜約１００００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約１０００ｎｍ、約２０ｎｍ〜約５００ｎｍ、約１ｎｍ〜約１００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約１０００ｎｍ、約１ｎｍ〜約５０００ｎｍの範囲の厚さを有することができる。一態様では、光学道具などの物品１０は、厚さと幅が、１：１〜１：５０のアスペクト比を有することができる。
一例では、ＳＬＭＬ１４は、ＳＬＭＰとしてジケトピロロピロール不溶性赤色染料を使用する脂環式エポキシ樹脂ホストを含むことができ、反射体１６はアルミニウムを含むことができる。
一例では、ＳＬＭＬ１４は、ＳＬＭＰとして白色顔料（チタニア）を使用するアクリレートオリゴマー樹脂ホストを含むことができる。
一例では、ＳＬＭＬ１４は、ＳＬＭＬとして黒色ＩＲ透過顔料を使用するアクリレートオリゴマー樹脂ホストを含むことができ、反射層１６は、アルミニウムを含むことができる。
しかしながら、本明細書に記載の物品１０の利点の１つは、いくつかの例では、光学効果が厚さのばらつきに比較的鈍感であるように見えることである。したがって、いくつかの態様では、各ＳＬＭＬ１４は、独立して、約５％未満の光学厚さのばらつきを有することができる。一態様では、各ＳＬＭＬ１４は、独立して、層全体で約３％未満の光学的厚さのばらつきを含むことができる。一態様では、各ＳＬＭＬ１４は、独立して、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲（例えば、約５００ｎｍ）の厚さを有する層にわたって、光学的厚さの約１％未満のばらつきを有することができる。
一態様では、フレーク、箔またはシートの形態の光学道具などの物品１０は、基板および／または剥離層も含むことができる。一態様では、剥離層は、基板と物品１０との間に配置することができる。
追加的にまたは代替的に、フレーク、シートまたは箔の形態の物品１０は、物品１０上にハードコートまたは保護層を含むこともできる。いくつかの例では、これらの層（ハードコートまたは保護層）は、光学品質を必要としない。
本明細書に記載される光学道具などの物品１０は、任意の方法で作製することができる。例えば、シートを作成し、次いで、分割する、砕く、研磨するなどして、光学道具を形成する小さなピースにすることができる。いくつかの例では、シートは、例えば、以下および／または図１１に関して説明するプロセスを含む、液体コーティングプロセスによって作成することができる。
本明細書に記載されるように、例えば、シート、フレークまたは箔の形態の物品１０を製造する方法が開示される。この方法は、基板上に反射層１６を堆積すること；反射層１６上に第１の選択的光変調層１４を堆積すること；および選択的光変調層１４、選択的光変調層１４の表面の外側の機能層１２、選択的光変調層１４の外側表面近く、選択的光変調層１４の反射層１６近くおよび反射層１６の外側の機能層１２のうちの少なくとも１つに機能性分子１２を提供することを含むことができる。機能性分子１２は、第１の選択的光変調層１４の表面の外側の機能層１２に提供することができる。別の態様では、機能性分子１２は、反射層１６の外側の機能層１２に提供され得る。さらなる態様では、機能性分子１２は、選択的光変調層１４に提供されることができ、例えば、選択的光変調層１４の全体、外側表面近くまたは反射層１６近くに提供されることができる。
本明細書に記載されるように、例えば、シート、フレークまたは箔の形態の物品１０を製造する方法も開示される。この方法は、基板上に反射層１６を堆積すること；反射層１６上に第１の選択的光変調層１４を堆積すること；および反射層１６、反射層１６の表面の外側の機能層１２、反射層１６の外側表面近くおよび反射層１６の選択的光変調層１４近くのうちの少なくとも１つに機能性分子１２を提供することを含むことができる。機能性分子１２は、反射層１６に提供することができる。別の態様では、機能性分子１２は、反射層１６の表面の外側の機能層１２に提供することができる。さらなる態様では、機能性分子１２は、反射層１６の外側表面近くに提供することができる。別の態様では、機能性分子は、反射層１６の選択的光変調層１４近くに存在することができる。
本方法では、基板は、剥離層を含むことができる。開示された方法では、プラズマ強化流動層などの改良された技術を含む、物理蒸着、化学蒸着、薄膜蒸着、原子層蒸着などの既知の従来の堆積プロセスを使用して、反射層１６を堆積することができる。開示された方法では、液体コーティングプロセスを含む本明細書に開示されたものを含む非真空堆積プロセスなど、真空を利用しない既知の従来の堆積プロセスを使用して反射層１６を堆積することができる。
基板は、可撓性材料で作ることができる。基板は、堆積される層を受け入れ可能な任意の適切な材料であり得る。適切な基板材料の非限定的な例には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリマーウェブ、ガラス箔、ガラスシート、ポリマー箔、ポリマーシート、金属箔、金属シート、セラミック箔、セラミックシート、イオン液体、紙、シリコンウェハなどが含まれる。基板は、厚さを変えることができるが、例えば、約２μｍ〜約１００μｍ、さらに別の例として、約１０〜約５０μｍの範囲であり得る。
第１および／または第２のＳＬＭＬ１４、１４’および／またはＳＬＭＬ１４に存在する機能性分子１２および／または機能層１２および／または反射層１６に存在する機能性分子および／または反射層１６に存在する機能性分子１２は、スロットダイプロセスなどの液体コーティングプロセスによって堆積させることができる。液体コーティングプロセスには、スロットビーズ、スライドビーズ、スロットカーテン、スライドカーテン、単層および多層コーティング、張力のかかったウェブスロット、グラビア、ロールコーティングおよび基板上にまたは既に堆積された層に液体を塗布してその後乾燥および／または硬化させる液体層または膜を形成するその他の液体コーティングおよび印刷プロセスが含まれる。
次に、堆積した層から基板を剥離して、物品１０を作成することができる。一態様では、基板を冷却して、存在する場合、関連する剥離層を脆化させることができる。別の態様では、剥離層は、例えば、加熱および／またはフォトニックまたは電子ビームエネルギーで硬化することにより脆化されて、架橋の度合いが増大して剥離を可能とする。その後、堆積した層は、表面の鋭い曲げまたはブラッシングなど、機械的に剥離することができる。剥離された層は、既知の技術を使用して、フレーク、箔またはシートの形態の光学道具などの物品１０にサイジングすることができる。
別の態様では、堆積した層を基板から別の表面に移動することができる。堆積した層をパンチまたはカットして、明確なサイズと形状の大きなフレークを生成できる。
液体コーティングプロセスは、蒸着などの他の堆積技術と比較して、より速い速度でＳＬＭＬ１４、１４’、反射層１６および／または機能性分子１２の組成物が移動することを可能とする。さらに、液体コーティングプロセスにより、ＳＬＭＬ１４、１４’、反射層１６および機能性分子１２で使用するさまざまな材料を、簡単な装置でセットアップできる。開示された液体コーティングプロセスを使用して形成された層は、向上した光学性能を示し得ると考えられる。
図１１は、液体コーティングプロセスを使用した層の形成を示す。層、例えば、ＳＬＭＬ１４、反射体１６または機能性分子１２の組成物（液体コーティング組成物）をスロットダイ３２０に挿入し、基板３４０上に堆積させて、湿潤膜を得ることができる。上記で開示されたプロセスに関して、基板３４０は、基板、剥離層、反射層１６および既に堆積した層のうちの少なくとも１つを含むことができる。スロットダイ３２０の底部から基板３４０までの距離が、スロットギャップＧである。図１１に示すように、液体コーティング組成物は、乾燥膜厚Ｈよりも大きい湿潤膜厚Ｄで堆積することができる。液体コーティング組成物の湿潤膜が基板３４０上に堆積された後、液体コーティング組成物の湿潤膜に存在する溶媒を蒸発させることができる。液体コーティングプロセスは、続けて液体コーティング組成物の湿潤膜の硬化を行い、正しい光学的厚さＨ（約３０〜約７００ｎｍの範囲）を有する硬化した自己平坦化層をもたらす。液体コーティング組成物の自己平坦化能力により、層全体にわたって光学的厚さのばらつきが減少したと考えられる。最終的に、自己平坦化液体コーティング組成物を含む光学道具などの物品１０は、高い光学精度を示すことができる。理解を容易にするために、用語「湿潤膜」および「乾燥膜」は、液体コーティングプロセスのさまざまな段階での液体コーティング組成物を指すために使用される。
液体コーティングプロセスは、コーティング速度およびスロットギャップＧのうちの少なくとも一方を調節して、所定の厚さＤの湿潤膜を達成することを含むことができる。液体コーティング組成物は、約０．１μｍ〜約５００μｍ、例えば、約０．１μｍ〜約５μｍの範囲の湿潤膜厚さＤを有するように堆積することができる。開示された範囲の湿潤膜厚さＤを有する形成された液体コーティング組成物は、安定な層、すなわち、縞模様またはすじなどの破損または欠陥のない層をもたらすことができる。一態様において、湿潤膜は、最大約１００ｍ／分までのコーティング速度でスロットダイビーズモードを使用して安定な湿潤膜のために約１０〜約１２μｍの厚さを有することができる。別の態様において、湿潤膜は、最大約１２００ｍ／分のコーティング速度でスロットダイカーテンモードを使用して安定な湿潤膜のために約８〜約１０μｍの厚さを有することができる。
液体コーティングプロセスは、約０．１〜約１０００ｍ／分の速度で約１〜約１００のスロットギャップＧ対湿潤膜厚さＤの比を含むことができる。一態様では、その比は、約１００ｍ／分のコーティング速度で約９である。一態様では、その比は、約５０ｍ／分のコーティング速度で約２０であり得る。液体コーティングプロセスは、約０〜約１０００μｍの範囲のスロットギャップＧを有し得る。スロットギャップＧを小さくすると、湿潤膜の厚さを薄くできる。スロットビーズモードでは、１０μｍを超える湿潤膜の厚さで、より速いコーティング速度を実現できる。
液体コーティングプロセスは、約０．１〜約１０００ｍ／分、例えば、約２５ｍ／分〜約９５０ｍ／分、例えば、約１００ｍ／分〜約９００ｍ、さらなる例では、約２００ｍ／分〜約８５０ｍ／分の範囲のコーティング速度を有することができる。一態様では、コーティング速度は、約１５０ｍ／分よりも大きく、さらなる例では、約５００ｍ／分よりも大きい。
一態様では、ビーズモード液体コーティングプロセスのコーティング速度は、約０．１ｍ／分〜約６００ｍ／分、例えば、約５０〜約１５０ｍ／分の範囲であり得る。別の態様では、カーテンモード液体コーティングプロセスのコーティング速度は、約２００ｍ／分〜約１５００ｍ／分、例えば、約３００ｍ／分〜約１２００ｍ／分の範囲であり得る。
図１１に示すように、湿潤膜が硬化する前などに、湿潤膜から溶媒を蒸発させることができる。一態様では、液体コーティング組成物の硬化の前に、約１００％、例えば、約９９．９％、さらなる例として、約９９．８％の溶媒を液体コーティング組成物から蒸発させることができる。さらなる態様では、硬化した／乾燥液体コーティング組成物中に微量の溶媒が存在し得る。一態様では、溶媒の元の重量パーセントがより大きい湿潤膜は、減少した膜厚さＨを有する乾燥膜をもたらし得る。特に、溶媒の重量パーセントが高く、厚い湿潤膜厚Ｄで堆積された湿潤膜は、乾燥膜厚Ｈが小さい液体コーティング組成物になり得る。溶媒の蒸発後、湿潤膜は液体のままであり、それにより、後続の液体コーティングプロセスの硬化ステップ中のスキニングおよびアイランド形成などの問題を回避することに注意することが重要である。
湿潤膜の動的粘度は、約０．５〜約５０ｃＰ、例えば、約１〜約４５ｃＰ、さらなる例として、約２〜約４０ｃＰの範囲であり得る。粘度測定温度は２５℃であり、レオロジーは、０．０２５ｍｍのギャップ設定で０．３°の角度で直径４０ｍｍのコーン／プレートを使用して溶媒トラップを備えたＡｎｔｏｎ Ｐａａｒ ＭＣＲ １０１レオメーターで測定した。
ある態様では、液体コーティング組成物および溶媒は、湿潤膜が液体コーティングプロセスを使用した液体コーティング組成物の精密コーティングのためのニュートン挙動を示すように選択することができる。湿潤膜は、最大１０，０００秒‐１以上のニュートン挙動せん断速度を示すことができる。一態様では、液体コーティングプロセスのせん断速度は、最大２５ｍ／分までのコーティング速度では１０００秒‐１、例えば、最大１００ｍ／分までのコーティング速度では３９００秒‐１であり、さらなる例として、２００ｍ／分以下のコーティング速度では、７９００秒‐１であり得る。最大せん断速度は、厚さ１μｍなどの非常に薄い湿潤膜で発生し得ることが理解される。
湿潤膜の厚さが増加するにつれて、せん断速度は、減少すると予想され、例えば、１０μｍの湿潤膜では１５％減少し、さらなる例では、２０μｍの湿潤膜では３０％減少する。
湿潤膜からの溶媒の蒸発は、粘性が変化し、擬似塑性を生ずる可能性があり、これは、反射層１６および／またはＳＬＭＬ１４などの精密層を達成するのに有益であり得る。溶媒が蒸発した後、堆積層の動的粘度は、約１０ｃＰ〜約３０００ｃＰ、例えば、約２０ｃＰ〜約２５００ｃＰ、さらなる例として、約３０ｃＰ〜約２０００ｃＰの範囲であり得る。溶媒が存在する場合、それを湿潤膜から蒸発させると、粘度が増大して擬似塑性挙動が生じ得る。擬似塑性挙動により、湿潤膜の自己平坦化が可能となる。
一態様では、方法は、既知の技術を使用して、湿潤膜に存在する溶媒を蒸発させることを含むことができる。溶媒を蒸発させるのに必要な時間は、ウェブ／基板の速度と乾燥機の能力に依存し得る。一態様では、乾燥機（図示せず）の温度は、約１２０℃未満、例えば、約１００℃未満、さらなる例として、約８０℃未満とすることができる。
液体コーティングプロセスを使用して堆積した湿潤膜は、既知の技術を使用して硬化させることができる。一態様では、湿潤膜は、紫外線、可視光線、赤外線または電子ビームのうちの少なくとも１つを利用する硬化剤を使用して硬化させることができる。硬化は、不活性雰囲気または周囲雰囲気で進行し得る。一態様では、硬化ステップは、約３９５ｎｍの波長を有する紫外線光源を利用する。紫外線光源は、約１００ｍＪ／ｃｍ２〜約１００００ｍＪ／ｃｍ２、例えば、約２００ｍＪ／ｃｍ２〜約９００ｍＪ／ｃｍ２、およびさらなる例として、約３００ｍＪ／ｃｍ２〜約８５０ｍＪ／ｃｍ２の範囲の照射量で湿潤膜に適用することができる。
湿潤膜は、既知の技術により架橋することができる。非限定的な例には、フリーラジカル重合、分光増感光誘起フリーラジカル重合、光誘起カチオン重合、分光増感光誘起カチオン重合および光誘起付加環化などの光誘起重合；電子線誘起フリーラジカル重合、電子線誘起カチオン重合、電子線誘起付加環化などの電子線誘起重合；および熱誘起カチオン重合などの熱誘起重合が含まれる。
液体コーティングプロセスを使用して形成されたＳＬＭＬ１４、１４’、反射層１６および／または機能層１２は、向上した光学性能を示し得る、すなわち、精密層であり得る。いくつかの例では、精密層は、層全体で約３％未満の光学的厚さのばらつき、約５％の光学的厚さのばらつきまたは約７％の光学的厚さのばらつきを有する層を意味すると理解できる。
一態様では、液体コーティングプロセスは、約５〜約１００ｍ／分の速度および約５０μｍ〜約１００μｍのコーティングギャップのうちの少なくとも一方を調節して、約５００ｎｍ〜約１５００ｎｍまでの所定の厚さを有する堆積層の約２μｍ〜１０μｍの湿潤膜を堆積させることを含むことができる。さらなる態様において、プロセスは、３０ｍ／分の速度、７５μｍのギャップ、１０μｍの湿潤膜、乾燥膜厚１．２５μｍを含むことができる。
一例では、ＳＬＭＬ１４は、ＳＬＭＭとして溶剤染料を使用する脂肪族エポキシ樹脂ホストを含むことができ、反射層１６は、アルミニウムを含むことができる。
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリル酸、ワックス、シラン、フルオロカーボンワックスなどの機能性分子１２は、基板への反射体１６および／またはＳＬＭＬ１４の接着を制御し、したがって、基板からの剥離を促進するために使用できる。
リン酸、カルボン酸、ヒドロキシル、シロキサンなどの官能基を有するオリゴマーを含む機能性分子１２を使用して、反射層１６への接着を制御し、電荷を散逸させることができる。
シランまたはフルオロカーボン基を有する機能性分子１２およびオリゴマーは、ＳＬＭＬ１４の疎水性を高めることができ、それは、疎水性塗料ビヒクルとの適合性を高めることができる。塗料ビヒクルにＳＬＭＬ１４の親水性が望まれる場合、ヒドロキシル、カルボン酸、リン酸、アミン、アミド、尿素、ウレタンなどの親水性基を含む添加剤は、ＳＬＭＬ１４の親水性を高めることができる。
架橋性分散剤、カルボン酸塩またはリン酸塩含有分子などの機能性分子は、ＳＬＭＰとホスト材料との間の接着力を高めることができる。
第一級および第二級アミンなどの機能性分子は、フリーラジカル重合により、反射層１６、ＳＬＭＬ１４などの堆積層のＵＶ硬化に対する酸素抑制を緩和することができる。さらに、それらは、ＳＬＭＬ１４を通して電荷の散逸を促進できる。
β−カロテン、α−トコフェロール、アスコルビン酸、ケルセチン、立体障害アミン、フェノールなどの機能性分子は、効果的な一重項酸素消光剤であり得る。
シランおよびフルオロカーボン含有分子などの機能性分子１２は、強い疎水性であり；したがって、それらをＳＬＭＬ１４に組み込むことにより、それを通して拡散する水分を最小限に抑えることができる。
有機リン化合物などの機能性分子１２は、難燃剤として使用することができる。リン酸含有化合物は、ＳＬＭＬ１４を通して電荷の散逸も促進し得る。
シランおよびフルオロカーボン基を含む機能性分子１２は、通常、弱い分子間相互作用を有し；その結果、それらは、ＳＬＭＬ１４または反射層１６で使用して、フレークとフレークの相互作用、つまり静止摩擦を最小化することができる。
ベンゾエートおよびベンゾトリアゾールなどのＵＶ吸収剤などの機能性分子１２は、ＳＬＭＬ１４ホスト材料の硬化が起こる波長以外の異なる波長範囲のＵＶ光を吸収することができる。立体障害アミンをＳＬＭＬ１４で使用して、酸素およびペルオキシラジカルを中和することにより、ＳＬＭＬ１４を劣化から保護することができる。
ヨードニウム／スルホニウム塩などの超酸発生分子は、カチオン性ＳＬＭＬホスト化学用の電子ビーム硬化触媒として利用することができる。
前述の説明から、当業者は、本教示を様々な形態で実施できることを理解することができる。したがって、これらの教示を、その特定の実施形態および例に関連して説明してきたが、本教示の真の範囲はそのように限定されるべきではない。本明細書の教示の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことができる。
この範囲の開示は、広く解釈されるべきである。本開示は、本明細書で開示される道具、活動、および機械的動作を達成するための同等物、手段、システムおよび方法を開示することが意図されている。開示された各道具、物品、方法、手段、機械的要素または機構について、本開示はその開示にも含まれ、本明細書に開示された多くの態様、機構および道具を実施するための同等物、手段、システムおよび方法を教示することが意図されている。さらに、この開示は、コーティングおよびその多くの態様、特徴および要素に関するものである。そのような道具は、その使用および動作において動的であり得、本開示は、道具および／または製造の光学道具の使用の同等物、手段、システムおよび方法、ならびにここに開示されている説明および操作と機能の精神と一致するその多くの態様を包含することを意図する。本出願の請求項も同様に広く解釈されるべきである。本明細書における本発明の多くの実施形態の説明は、本質的に単なる例示であり、したがって、本発明の趣旨から逸脱しない変形は、本発明の範囲内にあるものとする。そのような変形は、本発明の精神および範囲からの逸脱と見なされるべきではない。

Claims (20)

  1. 光学道具であって、
    反射層と；
    前記反射層の外側の選択的光変調層と；
    前記選択的光変調層、前記選択的光変調層の表面の外側の機能層、前記選択的光変調層の外側表面近く、前記選択的光変調層の前記反射層近くおよび前記反射層の外側の機能層のうちの少なくとも１つに存在する機能性分子と、
    を含む、光学道具。
  2. 前記機能性分子が、前記選択的光変調層の表面の外側の機能層に存在する、請求項１に記載の光学道具。
  3. 前記機能性分子が、前記反射層の外側の機能層に存在する、請求項１に記載の光学道具。
  4. 前記機能性分子が、前記選択的光変調層に存在する、請求項１に記載の光学道具。
  5. 前記機能性分子が、前記選択的光変調層の外側表面に存在する、請求項１に記載の光学道具。
  6. 前記機能性分子が、前記選択的光変調層の前記反射層近くに存在する、請求項１に記載の光学道具。
  7. 前記反射層が、第１の表面と、前記第１の表面の反対側の第２の表面とを含み；
    前記選択的光変調層が、第１の選択的光変調層である、請求項１に記載の光学道具。
  8. 前記第１の選択的光変調層が、前記反射層の前記第１の表面の外側にあり；
    第２の選択的光変調層が、前記反射層の前記第２の表面の外側にある、請求項７に記載の光学道具。
  9. 前記機能性分子が、前記第１と第２の選択的光変調層の少なくとも一方に存在する、請求項８に記載の光学道具。
  10. 前記機能性分子が、前記第１の選択的光変調層の外側表面と、前記第２の選択的光変調層の外側表面のうちの少なくとも一方に存在する、請求項８に記載の光学道具。
  11. 前記機能性分子が、前記第１と第２の選択的光変調層の少なくとも一方の表面の外側の少なくとも１つの機能層に存在する、請求項８に記載の光学道具。
  12. 前記機能性分子が、前記第１と第２の選択的光変調層の少なくとも一方の前記反射層近くに存在する、請求項８に記載の光学道具。
  13. 前記機能性分子が、電荷散逸グループ；コーティング結合グループ；および接着向上グループから選択される少なくとも１つのグループを含む、請求項１に記載の光学道具。
  14. 前記電荷散逸グループが、アミン、ポリオール、リン酸、アミド、四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、ポリエチレングリコール、フェノール、カーボンブラック、導電性金属粒子、カーボンナノチューブ、酸化インジウム、導電性ポリマー、スルホン酸およびそれらの組み合わせを含む、請求項１３に記載の光学道具。
  15. 前記コーティング結合グループが、アクリレート、メタクリレート、ビニル、エポキシ、ウレタン、ポリオール、アミン、フェノール、カルボン酸、アミド、チオールおよびそれらの組み合わせを含む、請求項１３に記載の光学道具。
  16. 前記接着向上グループが、シロキサン、アミン、ポリオール、ポリカルボン酸、リン酸、スルホン酸、アミン、無水物、ハロゲン化アシルおよびそれらの組み合わせを含む、請求項１３に記載の光学道具。
  17. 光学道具の製造方法であって、
    基板上に反射層を堆積すること；
    前記反射層上に選択的光変調層を堆積すること；および
    前記選択的光変調層、前記選択的光変調層の表面の外側の機能層、前記選択的光変調層の外側表面近く、前記選択的光変調層の前記反射層近くおよび前記反射層の外側の機能層のうちの少なくとも１つに機能性分子を提供すること、
    を含む、光学道具の製造方法。
  18. 前記機能性分子が、前記選択的光変調層の表面の外側の機能層に存在する、請求項１７に記載の方法。
  19. 前記機能性分子が、前記反射層の外側の機能層に存在する、請求項１７に記載の方法。
  20. 前記機能性分子が、前記選択的光変調層に存在する、請求項１７に記載の方法。
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