TW201232054A - Optically diffuse low refractive index element - Google Patents

Description

201232054 六、發明說明： 【先前技術】 具有奈米尺寸孔隙或空隙<結構的物品基於由其具奈米 孔之組成提供的光學、物理或機械性質而可適用於若干種 應用。舉例而s，具奈米孔之物品包括至少部分包圍孔隙 或空隙之聚合固體網狀物或基質。該等孔隙或空隙通常填 充有諸如工氣之氣體。具奈米孔之物品中的孔隙或空隙之 尺寸一般可描述為具有可在約！奈米至約麵奈米之範圍 内的平均有效直徑。國際純化學與應用化學聯合會 (International Union of Pure and AppHed Chemistry , IUPAC)已定義三種尺寸類別之奈米多孔材料：$隙小於2 run之微孔、空隙介於2 〇爪與5〇 nm之間的中孔，及空隙大 於5〇 nm之大孔。不同尺寸類別各自可向具奈米孔之物品 提供獨特性質。 已使用若干種技術來製造多孔或具有空隙之物品，包括 例如4 β誘發性相分離（pIPS)、熱誘發性相分離（TIPS)、 溶劑誘發性相分離（SIPS)、乳液聚合，及用發泡劑/起泡劑 聚口通常’由此等方法產生之多孔或具有空隙之物品需 要洗滌步驟來移除諸如用於形成結構之界面活性劑、油類 或化學殘餘物的材料。該洗滌步驟可限制所產生之孔隙或 空隙的尺寸範圍及均一性。此等技術亦在可使用之材料類 型方面受限制。 【發明内容】 本發明係關於低折射率漫射層，詳言之，本發明係關於 159535.doc 201232054 一種光學物品，其包括光學元件及安置於該光學物品上之 低折射率層。該低折射率層之有效折射率小於13且濁度 值為至少30°/〇。 在一說明性實施例中’光學物品包括光學元件及安置於 該光學兀件上之低折射率層。該低折射率層之有效折射率 為1.3或1.3以下且包括黏合劑、分散於該黏合劑中之複數 個金屬氧化物粒子及複數個互連空隙。低折射率層之濁度 值為至少30%。 & 在另-說明性實施例中，光學物品包括有效折射率為 1.3或1.3以下之低濁度光學低折射率層及位於該低濁度光 學低折射率層上之高濁度低折射率層。該高濁度低折射率 層之有效折射率為！.3或丨·3以下。該低濁度低折射率層包 括黏合劑、分散於該黏合财之複數個金屬氧化物粒子及 複數 '互連空隙:。該低濁度低折射率層之濁度值小於 南濁度低折射率層包括黏合劑、分散於該黏合劑中 之複數個金屬氧化物粒子及複數個互連空隙。高濁度低折 射率層之濁度值為至少3〇0/〇。 此等及各種其他特點及優點將由閱讀以下詳細描述而顯 而易見。 ’ 【實施方式】 在’。。附圖考慮本發明之各種實施例的以下詳細描述之 情況下，本發明可得到更充分地理解。 、”玄等圖不-定按比例繪製。圖中所用之類似數字係指類 ^組件。然而’應瞭解’在特定圖中使用數字指代組件不 欲限制在另一圖中用相同數字標記之組件。 159535.doc 201232054 在以下描述中，參考形成本文之一部分且經由說明之方 式展不若干特^實施例之隨附圖式組。應瞭解在不稅離本 發明之範嚓或精神的情況下，涵蓋且可進行其他實施例。 因此，以下^細描述不應在限制性意義上加以理解。 除非另有指示，否則說明書及申請專利範圍中所用之表 ㈣點尺寸、量及物理性質的所有數字均應理解為在所有 情況下由術語「約」修飾。因此，除非與此相反地指出， 否則以上說明書及隨附申請專利範圍甲所示之數值參數為 可視熟習此項技術者利用本文所揭示之教示設法獲得的所 要性質而變化之近似值。 除非本文另外明確指示’否則如本說明書及隨附申請專 利範圍中所制，單數形式「―」及「該」涵蓋具有複數 個指㈣之實施例。除非本文另外明確指^否則如本說 明書及隨附中請專利範圍中所使用，術語「或」—般係以 包括「及/或」之意義使用。 為了便於描述，使用包括（但不限於）「下部」'「上 部」、「下面」、「下方」、「上方」及「上面」（若本文中使 用)之空間相關術語來描述一個元件與另一個元件之空間 關係該等空間相關術語涵蓋除圖中所描繪及本文所述之 特足方位外在使用或操作時裝置之不同方位。舉例而言， :將圖中所摇繪之單元翻過來或翻轉，則先前描述為位於 他元件下方或下面之部分隨後將位於彼等其他元件上 方0 如本文中所使用，當元件、組件或層例如被描述為與另 元件組件或層形成「重合界面」，或「位於另一元 159535.doc 201232054 件'組件或層上」，「連接於 _ 「盘另1 ㈣於」另-兀件、組件或層，„戈 與另-兀件、組件或層耦接」，或「與另 次 或層接觸」時，其可直接位於特定元件、組件或層上、且2 =於特定元件、組件或層，直接與特定元件、組件; 層麵接，直接與特定元件、組件或層接觸，或例 件、組件或層可位於特定元件、組件或層上，連接: 儿件、組件或層’與特定元件、組件或層料， 疋 ，直或層接觸。當7°件、組件或層例如被稱為開始 「直接位於」另-元件上、「直接連接於」另1件、3 =:元件輕接」或「直接與另-元件接觸」時，不ί 在例如介入元件、組件或層。 本發明係關於低折射率漫射層。料之，本發明係關於 -種光學物品’其包括光學元件及安置於該光學物品上之 低折射率層。本發明描述呈膜形式之積體光學器件， 適用於顯示器應用。詳言之，本發明描述—種低折射率 層’其混濁且可充當漫射片。本發明減少顯示器應用中需 要之個別光學元件或膜的數目。該低折射率層之有效折射 率小於1.3且濁度值為至少鳩。該光學物品提供光學漫射 之低折射率構造。雖然本發明並不如此受限，但將經由論 述以下所提供之實例來獲得對本發明之各種態樣的瞭解厂 本發明之漫射塗層、物品或構造的一些實施例包括一或 夕個低折射率層’其包括分散於黏合劑中之複數個空隙。 該等空隙具有折射率ην及電容率^，其中〜、，且該黏人 劑具有折射率nb及電容率〜，其中nb、。—般而言，低折 射率層與光（諸如入射於低折射率層上或傳播於低折射率 159535.doc -6 - 201232054 層中之光）之相互作用視多種膜或層特徵而定，例如膜或 層厚度、黏合劑折射率、空隙或孔隙折射率、孔隙形狀及 尺寸、孔隙之空間分佈及光之波長。在-些實施例中，入 射於低折射率層上或傳播於低折射率層中之光「可見」或 「經歷」有效電容率Seff及有效折射率neff，其中μ可以空 隙折射率nv、黏合劑折射率nb及空隙孔隙率或體積分率 f」表示。在该等實施例中，低折射率層足夠厚且空隙 足夠小以使得光無法解析單一或分離空隙之形狀及特點。 在該等實施例中，至少大部分空隙（諸如至少60。/。或70%或 80 /。或90 /。之空隙）之尺寸不大於約λ/5、或不大於約、 或不大於約λ/8、或不大於約λ/1〇、或不大於約λ/2〇，其中 λ為光之波長。在一些實施例中，一些空隙可足夠小以使 才于其主要光學效應為降低有效折射率，而一些其他空隙可 降低有效折射率並散射光，同時又一些其他空隙可足夠大 以使得其主要光學效應為散射光。 在一些實施例中，入射於低折射率層上之光為可見光， 此意謂光之波長係在電磁波譜之可見範圍内。在此等實施 例中’可見光之波長係在約380 nm至約750 nm、或約400 nm至約700 nm、或約420 nm至約680 nm之範圍内。在此 等實施例中，低折射率層具有有效折射率且若至少大部分 空隙（諸如至少60%或70%或80%或90%之空隙）之尺寸不大 於約70 nm、或不大於約60 nm、或不大於約50 nm、或不 大於約40 nm、或不大於約30 nm、或不大於約20nm、或 不大於約1 〇 nm，則包括複數個空隙。 159535.doc 201232054 在-些實施例中’低折射率層足夠厚以使得低折射率層 具有有效折㈣，其可以空隙及黏合劑之折射率及空 孔Μ積分率或孔隙率表示。在該等實施例中，低折射率 層之厚度不小於約1微米、不小於 J孓、02斂未、或在1至20微 米之範圍内。 當所揭示低折射率層中之空陴《 隙足夠小且低折射率層足夠 厚時，低折射率層具有可如下砉 月J如卜表不之有效電容率： seff=f Sv + (l-f) sb ⑴。 在此等實施例中，光學膜或低折射率層之有效折射率 neff可如下表示： (2)。

Uff 2=f nv2+(l-f) nb: 在-些實施例中’諸如當孔隙與黏合劑之折射率之間的 差異足夠小時，低折射率層之有效折射率可藉由以下陳述 式來估計： (3) ieff=f nv+(l-f) nb 在此等實施例中，低折射率層之有效折射率為空隙及黏 合劑之折料㈣積加權平均值。在腳條件下，空隙含 有空氣，且因此空隙之；^ .玄， 1 糸之折射率nv為約1.00。舉例而言，具 有約50%之空隙體積分率及耕 刀千次折射率為約1_5之黏合劑的低折 射率層之有效折射率為約丨25。 159535.doc 201232054 在一些實施例中，低折射率層之有效折射率不大於（或 小於）約1.3、或小於約1.25、或小於約丨.23、或小於約 1.2、或小於約1.15。在一些實施例中，折射率介於約ι ΐ4 與約1.30之間。在一些實施例中，低折射率層包括黏合 劑、複數個粒子及複數個互連空隙或互連空隙網狀物。 複數個互連空隙或互連空隙網狀物可在許多方法中出 現。在一種方法中，在黏合劑混合物中使用高度結構化、 高表面積煙霧狀金屬氧化物（諸如煙霧狀二氧化矽）的固有 孔隙率以形成組合黏合劑、粒子、空隙及視情況存在之交 聯劑或其他輔助材料的複合結構。所需黏合劑與粒子比率 視用於形成互連空隙結構之方法類型而定。 雖然黏合劑樹脂並非形成多孔煙霧狀二氧化石夕結構之必 要條件’但通常需要結合某種類型之聚合樹脂或黏合劑與 金屬氧化物網狀物以改良最終構造之加工、塗佈品質、點 著力及咐久性。適用黏合劑樹脂之實例為衍生自熱固性、 熱塑性及UV可固化聚合物之黏合劑樹脂。實例包括聚乙 稀醇（PVA)、聚乙烯醇縮丁醛（PVB)、聚乙烯。比咯啶綱 (PVP)、聚乙烯乙酸乙烯酯共聚物（EVA)、乙酸丁酸纖維素 (CAB)、聚胺基曱酸酯（puR)、聚曱基丙烯酸甲西旨 (PMMA)、聚丙烯酸酯、環氧化物、聚矽氧及氟聚合物。 黏合劑可溶於適當溶劑中，諸如水、乙酸乙酯、丙酮、2_ 丁鯛及其類似物，或其可以分散液或乳液形式使用。適用 於混合物中之一些市售黏合劑的實例為購自Kuraray_uSA，

Wacker Chemical，Dyneon LLC及Rhom及Haas者。儘管點 159535.doc 201232054 »劑可為聚合系統，但其亦可以可聚合單體系統形式添 加，諸如υν或熱可固化或可交聯系統。該等系統之實例 將為UV可聚合丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、多官能基丙烯 I s曰、胺基甲酸酯_丙烯酸酯及其混合物。一些典型實例 將為1，6己二醇二丙烯酸酯、三羥曱基丙烷三丙烯酸酯、 異戍四醇三丙烯酸醋。該等系統容易購自諸如Ne〇

Res(Newark, DE) > Arkema(Philadelphia, PA) ^ Sartomer (EXt〇n，PA)之供應商。諸如電子束（E束）、γ及UV輻射之光 化輻射為適用於引發此等系統之聚合的方法其中許多實 鞑例使用UV活性系統。其他適用黏合劑系統亦可為陽離 子聚合系統，該等系統可以乙烯基醚及環氧化物形式得 到〇 聚合黏合劑亦可用可與聚合黏合劍化學鍵結而形成交聯 網狀物之交聯劑調配。儘管形成交聯並非形成多孔結構或 低折射率光學性質之必要條件，但出於其他功能原因通常 需要如此以改良塗層之内聚強度、與基板之黏著力或抗濕 性、或耐熱性及耐溶劑性。交聯劑之特定類型視所用之黏 合劑而定。用於聚合黏合劑（諸如PVA)之典型交聯劑將為 二異氰酸酯、鈦酸酯（諸如TYZOR_LAtm(購自DuPont， Wilmington, DE))、聚（表氯醇）醯胺加合物（諸如p〇iyCup 172(購自Hercules，Wilmington, DE))、多官能氮丙啶（諸如 CX1 00(購自 Neo-Res，Newark, DE))及侧酸、二環氧化物、 二酸及其類似物。 t合黏合劑可與粒子聚集體形成分相或可以將聚集體 159535.doc -10· 201232054 結合」在一起成為經由直接共價鍵形成或分子間相互作 用（諸如離子、偶極子、凡得瓦爾力（van Der WaaIs forces)、氫鍵及與金屬氧化物物理纏結）與金屬氧化物粒 子連接之結構的方式而在粒子聚集體之間相互分散。 例示I1生粒子包括煙霧狀金屬氧化物或熱解金屬氧化物， 例如煙霧狀二氧化矽或氧化紹。在一些實施例中，可使用 南度分支或結構化之粒子。該等粒子防止黏合劑基質中之 有效填充並允許形成格隙空隙或孔隙。例示性材料包括高 度分支或結構化粒子，包括Cab〇_SilTM煙霧狀二氧化矽或

二氧化碎分散⑯，例如以純TS⑽出售之材料；或預分 散之煙霧狀二氧化石夕粒子，諸如以Cab〇 SperseTM pG 〇01、PG 〇〇2、1〇2〇K、1015(購自 Cabot Corporation)購得 之材料。煙霧狀氧化鋁亦為適用於形成低折射率系統之結 構化粒子’儘管二氧切可能較佳，因為與氧儲相比， 其具有固有較低骨架折射率。氧化紹之實例可以商品名稱 Cabo-Sperse購得，例如以商標p⑽3或

Cabot Spee_A1™出售之氧魅。在―些實施例中，此等例 示性煙霧狀金屬氧化物之聚集體包括複數個範圍為約8⑽ 且形成高度分支結構，其具有範 nni之廣泛尺寸分佈。在一些實施 至約20 nm之初始粒子 圍為約80 nm至大於3 00 例中，此等聚集體隨機填充於單位體積之塗層中以形成具 有通道、隧道及孔隙之複雜雙連續網狀物的中孔結構，該 等通道、隨道及孔隙將空氣截毡於—α • 虱戳留於该網狀物中並因此降低 塗層之密度及折射率。其他適用客 迴用夕孔材料衍生自天然存在 159535.doc 201232054 之無機材料，諸如黏土、硫酸鋇、鋁、矽酸鹽及其類似 物。S金屬氧化物為二氧化矽時，低折射率層之有效折射 率為1.23或1.23以下’且當金屬氧化物為氧化鋁時，其有 效折射率為1.33或1.33以下。 煙霧狀二氧化矽粒子亦可用表面處理劑處理。金屬氧化 物粒子之表面處理可提供（例如）在聚合黏合劑中之改良分 散、改變的表面性質、增強的粒子-黏合劑相互作用及/或 反應性。在一些實施例中，表面處理使粒子穩定以使得粒 子良好地分散於黏合劑中，從而產生實質上更均質的組合 物。可例如定製表面改質無機粒子之結合以增強粒子與黏 合劑之共價鍵結，由此提供更耐久且更均質的聚合物/粒 子網狀物。 較佳類型之處理劑部分地由金屬氧化物表面之化學性質 來決定。矽烷對於二氧化矽及其他矽質填充劑為較佳的。 在矽烷之情況下，較佳可使矽烷與粒子表面反應，隨後併 入黏合劑中。表面改質劑之所需量視若干種因素而定，例 如粒徑、粒子類型、改質劑分子量及/或改質劑類型。矽 烷改質劑可具有在粒子與黏合劑之間形成共價鍵的反應性 基團，例如鲮基、醇、異氰酸酯、丙烯醯氧基、環氧基、 毓基或胺。相反地，矽烷改質劑可具有非反應性基團，例 如烷基、烷氧基、苯基、苯氧基、聚醚或其混合物。該等 非反應性基團可使塗層表面改質以改良例如防汙性及抗汗 性或改良靜電消散。表面改質二氧化矽粒子之市售實例包 括例如Cabo-Sil™ TS 720及TS 530。有時可能需要在粒子 159535.doc -12- 201232054 表面上結合官能基與非官能基之混合物以獲得此等所需特 點之組合。 適合用於本發明組合物中之表面處理劑的代表性實施例 包括例如胺基甲酸N-(3-三乙氧基矽烷基丙基）甲氧基乙氧 基乙氧基乙酯、胺基甲酸N-(3-三乙氧基矽烷基丙基）甲氧 基乙氧基乙氧基乙酯、3-(甲基丙烯醯氧基）丙基三甲氧基 矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三f氧基矽烷、3_(甲基丙烯醯氧 基）丙基三乙氧基矽烷、3_(甲基丙烯醯氧基）丙基甲基二甲 氧基矽烷、3-(丙烯醯氧基丙基）曱基二曱氧基矽烷、3_(甲 基丙烯醯氧基）丙基二甲基乙氧基矽烷、3_(甲基丙烯醯氧 基）丙基二甲基乙氧基矽烷、乙烯基二曱基乙氧基矽烷、 苯基二甲氧基矽烷、正辛基三甲氧基矽烷、十二烷基三甲 氧基矽烷、十八烷基三甲氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、 己基二曱氧基矽烷、乙烯基甲基二乙醯氧基矽烷、乙烯基 甲基二乙氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三乙 氧基矽烷、乙烯基三異丙氧基矽烷、乙烯基三曱氧基矽 烷、乙烯基三苯氧基矽烷、乙烯基三第三丁氧基矽烷、乙 烯基參異丁氧基矽烧、乙烯基三異丙烯氧基矽烷'乙烯基 參（2-甲氧基乙氧基）矽烷、苯乙烯基乙基三甲氧基矽烷、 毓基丙基二f氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽 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（mee A A)、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 酸及其混合物。 159535.doc -13- 201232054 粒子體積濃度（PVC)及臨界粒子體積濃度（CPVC)可用於 表徵用於製備塗層之粒子黏合劑系統的孔隙率。術語PVC 及CPVC為油漆及顏料文獻中明確定義之術語且在常常參 考之文章及技術性書籍中進一步定義，例如户尸

Patton, T.C.，第 2版，J. Wiley Interscience，1978，第 5 章，第 126 頁及 Λ/〇ώ^/ζ·«发 C/wj/er

Voids and Pigment Distribution to Predict Properties and CPVC in Coatings.第 1 部分：Dry Coating Analysis 反

Sudduth, R.D; Pigment and Resin Technology, 2008, 37(6). 第375頁。 當粒子之體積濃度大於CPVC時，塗層為多孔的，因為 無足夠的黏合劑來填充塗層之粒子與格隙區之間的所有間 隙。塗層接著變成黏合劑、粒子及空隙之混合物。發生此 情況之體積濃度與粒徑及粒子結構、濕潤及/或形狀有 關。體積濃度高於CPVC之調配物在混合物中具有由空氣 置換之樹脂體積虧損。CPVC、PVC及孔隙率之間的關係 為： rpvr 孔隙率= 1_1£^ι。

PVC 提供所要低折射率性質之材料具有來源於高度結構化且 調配成高於其CPVC之粒子-黏合劑混合物的次微米孔隙》 在一些實施例中’光學物品之CPVC值不大於（或小於）約 60%、或小於約50%、或小於約4〇〇/〇。 如上文所述’兩度分支或結構化之粒子防止黏合劑基質 159535.doc -14 - 201232054 中之有效填充且允許形成格隙空隙或孔隙。相比之下，下 降至低於所要CPVC之材料組合將不為足夠多孔的。BET 方法可有助於測定低折射率材料之CPVC及因此孔隙率， 因為BET方法分析直徑小於2〇〇 nm、小於100 nm或甚至小 於10 nm之孔隙。如本文中所使用，術語「BET方法」係 指Braunauer、Emmett及Teller表面積分析（參見呂· Brunauer，Ρ· H. Emmett及 E. Teller, J· Jm. C/zem. Soc.， 1938，60，309)。BET方法為用於測定固體物質之孔徑、表 面積及孔隙率百分比的熟知且經科學證實之方法。BET理 論係關於氣體分子以物理方式吸附於固體表面上且用作獲 得關於固體表面之表面積及孔隙率之物理資訊的基本原 理。BET資料可有助於表徵滿足形成多孔結構的最小要求 之材料。 由PVC/CPVC關係描述之粒子的體積濃度亦與粒子之重 量濃度有關。因此，有可能確定高於cpvc之粒子重量範 圍使用重量比或重量百分比係一種調配具有所需cpvc 值之混合物的方法。對於本發明之光學構造，需要黏合劑 與粒子之重量比為1:1至1:1〇。1:1之重量比相當於約5〇 wt/ώ粒子而1.8相當於約89 wt%粒子。例示性黏合劑與金 屬氧化物粒子之比率小於1:2(小於33%黏合劑）、小於U、 小於1:4、小於1:5、小於K、小於1:7、小於1:8、小於1:9 及小於1:10(約8_1〇%黏合劑）。⑩合劑之上限可由所要折射 率決定。黏合劑之下限可由所要物理性質決定，例如加工 或最終财久性特徵。因&，黏合劑與粒子之比率將視所要 159535.doc 15 201232054 終端用途及所要光學物品性質而變化。 一般而言’低折射率層可具有在應用中可能需要之任何 孔隙率、孔徑分佈或空隙體積分率◊在一些實施例中，低 折射率層中複數個空隙之體積分率不小於約2〇%、或不小 於約30%、或不小於約4〇%、或不小於約5〇%、或不小於 約60%、或不小於約70%、或不小於約8〇0/〇。 在一些實施例中，低折射率層之部分可表現一些低折射 率性質’即使低折射率層具有高光學濁度及/或漫反射 率。舉例而言，在該等實施例中，低折射率層之部分可支 援在對應於小於黏合劑之折射率…之折射率的角度下的光 學增益。 在一些實施例_，一些粒子具有反應性基團而其他粒子 不具有反應性基團β舉例而言，在一些實施例中，約丨〇% 之粒子具有反應性基團且約90%之粒子不具有反應性基 團’或約150/。之粒子具有反應性基團且約85%之粒子不具 有反應性基團’或約20%之粒子具有反應性基團且約80% 之粒子不具有反應性基團，或約25%之粒子具有反應性基 團且約75%之粒子不具有反應性基團，或約3〇%之粒子具 有反應性基團且約60%之粒子不具有反應性基團，或約 35%之粒子具有反應性基團且約65%之粒子不具有反應性 基團’或約40%之粒子具有反應性基團且約60%之粒子不 具有反應性基團，或約45%之粒子具有反應性基團且約 55%之粒子不具有反應性基團，或約50%之粒子具有反應 性基團且約50%之粒子不具有反應性基團。在一些實施例 159535.doc -16- 201232054 些粒子可經官能化使得在同一粒子上同時具有反應 性基團與非反應性基團。 粒子集合可包括各種尺寸、反應性及非反應性粒子以及 不同類型之粒子的混合，例如有機粒子，包括聚合粒子， 諸如丙烯酸系物、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚矽氧及其類似 物；或無機粒子，諸如玻璃或陶瓷，包括例如二氧化矽及 氧化鍅及其類似物。 在一些實施例中’低折射率層或材料之BET孔隙率大於 約3〇%(其對應於如藉由BET方法所測定的約5〇 m2/g之表面 積）、孔隙率大於約50%(其對應於如藉由bet方法所測定 的約65-70 m2/g之表面積）、大於約6〇%(其對應於如藉由 BET方法所測定的約8〇_9〇 ^/§之表面積）且最佳介於約 6 5 〇/〇與約8 〇 %之間（其對應於如藉由Β Ε τ方法所測定的值大 於約100 m2/g之略微較高表面積）。在一些實施例中，低折 射率層中複數個互連空隙之體積分率不小於（或大於）約 20%、或大於約30% '或大於約40。/。、或大於約5〇%、或大 於約60%、或大於約70%、或大於約9〇%。一般，顯示較 向表面積指示較高孔隙率百分比及因此較低折射率；然 而，此專參數之間的關係為複雜的。本文所示之值僅用於 指導目的且不欲例示此等性質之間的限制性相關。BET表 面積及孔隙率百分比值將由平衡低折射率與其他關鍵性效 能性質（諸如塗層之内聚強度）之需要來決定。 本發明之光學構造可具有任何所要光學濁度。在一些實 施例中，低折射率層之光學濁度不小於（或大於）約2〇%、 I59535.doc 17 201232054 或大於約30%、或大於約40%、或大於約5〇%、或大於約 60%、或大於約70%、或大於約80%、或大於約90%、或大 於約95%。在一些實施例中，低折射率層具有低光學濁 度。低折射率層低光學濁度層可為本文所述之光學構造的 額外層。舉例而言，在一些實施例中，低濁度、低折射率 層之光學濁度小於約20。/。、小於約7%、小於约5%、小於 約3%、小於約2%、小於約！ 5%或小於約】％。 本發明之光學構造可具有任何所要光學透明度。在一些 實施例中，低折射率層之光學透明度小於約25%、或小二 約20% '或小於約15%、或小於約1〇%。 在些實施例中，光學構造中的每兩個相鄰層之相鄰主 要表面的部分彼此實體接觸。舉例而言，光學構造中的各 別相鄰層之相鄰主要表面的部分彼此實體接觸。舉例而 吕，兩個相鄰主要表面 观、或至少齡^丨 或至少娜、或至少 _ 或至少7〇%、或至少80%、或至少 9〇/°、或至少95%彼此實體接觸。 在一些實施例中，光輋椹i 要表面九予構&中的每兩個相鄰層之相鄰主 要表面（彼此面對或彼此相 接觸。舉例而古，在p主要表面）的部分彼此實體 置於低折射率層盥光與_ & 了此存在一或多個安 確展示。在該#眘& 卜層，其在圖中未明 牡”茨等貫施例中，光學構 相鄰主要夯面&中的母兩個相鄰層之 州王要表面的相當大部分彼 令，光學構造貫體接觸。在該等實施例 再的母兩個相鄰 30%、或至少 s之相鄰主要表面的至少 /刊/〇、或至少Sn〇/ 5〇/°、或至少60〇/。、或至少 159535.doc -18- 201232054 70%、或至少80%、或至少90%、或至少95%彼此實體接 觸。 此項技術中已知存在適用於製作本文所述之實施例的多 種塗佈技術。更常見技術為（但不限於）熟知卷軸式自動方 法，諸如到棒塗佈、槽模式塗佈、滑桿塗佈、簾式塗佈、 滾塗及凹版塗佈技術。亦有可能使用不連續方法塗佈此等 溶液，諸如喷墨印刷、網版印刷、平版印刷、浸潰塗佈及 喷塗技術。雖然確切的塗佈技術對於獲得低折射率性質並 不至關重要，但一些技術使得能夠同時將多個層塗佈於基 板上，此舉可改良塗佈方法之經濟性。所要最終應用將決 定何種技術較佳。 圖1為說明性光學物品10之示意圖側面正視圖。光學物 品10包括光學元件20及安置於光學元件2〇之表面22上的低 折射率層30。低折射率層3〇如上文所述且有效折射率為 1.3或1.3以下。低折射率層3〇包括黏合劑、分散於該黏合 劑中之複數個金屬氧化物粒子及複數個互連空隙，低折射 率層之濁度值為至少30%。此光學物品1〇提供一組獨特光 學性質，亦即如上文所述之低折射率及高濁度。 在一些實施例中，光學物品1〇包括低折射率層3〇(例如 有效折射率為1.3或1.3以下或丨.23或1.23以下），其濁度值 為至少50%或至少9〇%且透明度值小於2〇%。低折射率層 30可具有任何適用厚度。在許多實施例中，低折射率層3〇 之厚度在1至20微米之範圍内。 圖2為另一說明性光學物品50之示意圖側面正視圖，其 159535.doc •19_ 201232054 中低折射率層30、40堆疊於光學元件2〇上。圖3為另一說 明性光學物品60之示意圖側面正視圖，其中光學元件2〇分 隔低折射率層3〇、4〇。光學物品5()、6()包括有效折射率為 1.3或1.3以下之低濁度光學低折射率層4〇及位於低濁度光 學低折射率層40上之高濁度低折射率層3〇。在一些實施例 中，低濁度光學低折射率層4〇類似於高濁度低折射率層3〇 且濁度值為30%或30%以上。高濁度低折射率層3〇之有效 折射率為1.3或1.3以下。低濁度低折射率層4〇包括黏合 劑、分散於該黏合劑中之複數個金屬氧化物粒子及複數個 互連空隙。低濁度低折射率層4〇之濁度值小於3〇%。高濁 度低折射率層30包括黏合劑、分散於該黏合劑中之複數個 金屬氧化物粒子及複數個互連空隙。高濁度低折射率層3〇 之濁度值為至少30〇/〇。 在一些實施例中，光學物品5〇、6〇之濁度值為至少5〇% 或至少90%且透明度值小於2〇%。高濁度低折射率層3〇及 低濁度光學低折射率層40之有效折射率各為i 3或丨3以下 或1 ·23或1 ·23以下。高濁度低折射率層3〇及低濁度光學低 折射率層40可具有任何適用厚度。在許多實施例中，高濁 度低折射率層30及/或低濁度光學低折射率層4〇之厚度在1 至20微米之範圍内。 在一些貫施例中’高濁度低折射率層3〇之濁度值可為 90。/。或90。/❶以上且低濁度光學低折射率層4〇之濁度值可為 10%或10%以下。 光學元件20可為任何適用光學元件。在許多實施例中， 159535.doc •20- 201232054 光學元件20為偏光膜、漫射膜、部分反射膜、延遲器、光 導或液晶顯示器面板。在一些實施例中，光學元件20為可 見光透明或透射基板。光學元件20被說明為相鄰於高濁度 低折射率層30，然而在一些實施例中，光學元件20使高濁 度低折射率層30與低濁度光學低折射率層40分隔或光學元 件20相鄰於低濁度低折射率層40。 在一些實施例中，光學元件20可為吸收偏光器或反射偏 光器。反射偏光器包括例如纖維、多層、膽固醇及線栅反 射偏光器。多層反射偏光器包括亮度增強膜（BEF)及雙亮 度增強膜（DBEF)，皆購自 3M Company，St. Paul，MN。在 一些實施例中，光學元件20可為光重新定向膜且為繞射及/ 或折射的。在一些實施例中，光學元件20可為圖形膜、三 乙酸纖維素或光學黏著劑。 實例 使用手動展佈之實例： 塗佈溶液CE-1A、CE-1B及CE-1C之製備。使用聚乙烯 醇（PVA)與煙霧狀二氧化矽Cab-0-SperseTM PG022(購自 Cabot Corp·，Billerica ΜΑ)之混合物製備比較實例塗佈溶 液 CE-1A、CE-1B 及 CE-1C。Cab-0-SperseTM PG022 為以 Cab-0-SilTM, M5二氧化矽為主之酸穩定且經表面改質的二 氧化矽分散液。PVA樹脂，PovalTM PVA 235為可得到之 88%水解聚乙烯醇（購自Kuraray-USA, Houston TX)。在典 型程序中，將 100 g Cab-0-SperseTM PG 022分散液（20 wt°/〇 固體）添加至裝備有氣動實驗室混合器及加熱套之400 ml塑 I59535.doc •21 · 201232054 膠燒杯中。輕輕地攪拌二氧化矽分散液且升溫至45_ 50°C。當該分散液在此溫度範圍内平衡時，將14 g預升溫 之 5 wt% 棚酸水溶液（蹲自 Aldrich Chemical Company， Milwaukee WI)(對應於0.7 g硼酸或每公克二氧化矽0.035 g 硼酸）添加至二氧化矽分散液中且混合約30分鐘。此時間 後’將2 g低發泡界面活性劑〇〇 wt〇/。TergitolTM Min-Foam IX水溶液）添加至二氧化矽-硼酸混合物中，隨後添加3.36 g 聚乙晞醇（PVA)。TergitolTM 為購自 Dow Chemicals (Midland, MI)之非離子性界面活性劑。PVA以46.3 g之7.2 wt%水溶液形式添加。添加pvA後，混合物變得極具黏性 且再添加87 g去離子（DI)水以降低黏度並確保充分混合。 在溫和條件下再攪拌混合物20分鐘。接著將塗佈溶液轉移 至1 L單頸圓底燒瓶中且在40°C及600 mmHg真空下置於旋 轉蒸發器系統上（可作為RotovapTM購自Buchi GmbH Flawil Switzerland.)以使混合物脫氣。使混合物脫氣後，檢查固 體且測得混合物含有1 0.2%固體。最終混合物包含以乾重 計1份PVA樹脂比6份二氧化矽（1:6 PVA-Si比率，14.3重量 % PVA)。使用塗佈混合物作為CE-1A。以類似方式製備比 較實例塗佈溶液CE-1B及CE-1C，除了將樹脂與二氧化矽 之比率分別調整至 1:4(20 wt% PVA)及 1:3(25 wt°/。PVA)。 塗佈溶液ΙΑ、1B及1C之製備。塗佈溶液1A由PVA-235 與煙霧狀二氧化矽分散液Cab-0-SperseTM PG002(亦購自 Cabot Corp.)之混合物製備。此為未經表面改質且鹼穩定 的MH-5二氧化矽分散液。在典型方法中，將138.8 g 7.2 159535.doc •22· 201232054 wt% PVA 235溶液裝入800 ml塑膠燒杯中（以乾重計10.0 g PVA 235)，隨後添加 2.0 g 10 wt% Tergitol Min-Foam IX 及 1 ml濃NH4OH溶液。用攪拌棒充分混合此等組分。完全混 合此等組分後，添加 300 g 20 wt% Cab-0-Spersetm PG002 水溶液，隨後添加260 g DI水。充分混合組分且轉移至1 L 單頸圓底燒瓶中並在40°C及600 mm Hg真空下置於Rotovap 上以使混合物脫氣。將最終固體調整至10% wt。最終混合 物由以乾重計1份PVA樹脂比6份二氧化矽（1:6 PVA-Si比 率，14.3重量％ PVA)構成。以類似方式製備塗佈溶液1B及 1C，除了將樹脂與二氧化矽之比率分別調整至1:4(20 wt% PVA)及1:3(25 wt% PVA)。將重量％固體同樣調整至約 10%。 塗佈溶液2A、2B及2C之製備。以類似於塗佈溶液1A、 1B及1C之方式製備塗佈溶液2A、2B及2C，除了所用之分 散液為 Cab-O-SperseTM 1015A(亦購自 Cabot Corp.)。 塗佈溶液3A、3B及3C之製備。以類似於塗佈溶液2A、 2B及2C之方式製備塗佈溶液3A、3B及3C，除了分散液為 Cab 0-SperseTM 1020K(亦購自 Cabot Corp.)。此為與 1015A 相同的粒子聚集體，除了分散液呈鹼性且經鉀穩定。最終 目標塗層固體在所有情況下均為10 wt%。 塗佈溶液4A及4B之製備。首先，如下製備含50% A174 及50%異辛基三甲氧基矽烷之經表面改質的二氧化矽粒 子。向裝備有授拌棒、授拌板、冷凝器、加熱套及溫度控 制器之1000 ml三頸燒瓶中裝入400公克Cab-0-Sperse 159535.doc -23· 201232054 PG002(Cabot Corporation，Boston, MA)20 wt%固體煙霧狀 二氧化矽分散液。在混合下向此分散液中添加50公克異丙 醇。接著，在混合下添加6.15公克3-曱基丙烯醯氧基丙基 三曱氧基矽烷A174(可以原料#A17714購自Alfa Aesar， Ward Hill，ΜΑ)、5.80公克異辛基三甲氧基矽烷（可以原料 #SII6458.0購自 Gelest，Inc·，Morrisville，ΡΑ)及 50公克異丙 醇之預混物。用總和50公克之異丙醇等分試樣沖洗預混物 燒杯。將沖洗液添加至批料中。所得混合物為混濁、半透 明分散液。將批料加熱至50°C且保持約三十分鐘。在50°c 下三十分鐘後’混合物為均質、不透明白色分散液。此 時，將250公克異丙醇添加至批料中。將批料加熱至回流 (約8 0 C )且在混合下保持。約三十分鐘後，批料變得極具 黏性。再添加200公克異丙醇。批料變得黏性較小。在回 流下使批料保持總共六小時。在回流下六小時後，在混合 下使批料冷卻至室温。此時’批料為稠的灰白色漿料，在 反應燒瓶壁上有一些乾固體。藉由交替真空蒸餾並添加 1200公克1-曱氧基_2_丙醇而將所得反應混合物之溶劑交換 為1-甲氧基-2-丙醇。藉由真空蒸餾進一步濃縮批料。最終 混合物為含15.4 wt%固體之高黏度、半透明分散液。 使用上述經表面改質之PG 〇〇2二氧化矽及^^^可固化丙 烯酸胺基f酸酯寡聚*CN 9〇13(購自Sart〇mer USA，Ext〇n, PA)，以1-6的樹脂與二氧化矽之重量比製備塗佈溶液4a。 在八有適g尺寸之混合容器中，將5〇 g經改質之PG (15.4% 固體，7·7 g 固體）與 g CN 9013 混合。添加 〇·18 159535.doc •24- 201232054 g光引發劑Irgacure 184(購自m。。. 、啤目 Uba Specialty Chemicals, Terrytown NY)且再用 12 5 σ，τ π μ • g 2·丁酮稀釋最終混合物，得到 含14.4%固體之最终塗佑澄、为 *'怖合液。以類似方式製備塗佈溶液 4Β，但樹脂與二氧化石夕之比率為丨.3。 塗佈溶液5之製備。首先，士 制 无如下製備以Α-174經改質之 ⑽似㈣，1隨為主的經表面改質之煙霧狀二氧化 矽粒子。向裝備有攪拌棒、攪拌板、冷凝器、加熱套及熱 電偶/溫度控制器之3_ ml三頸燒瓶中裝人刪g Cab〇_ Sperse 102GK(煙霧狀二氧化石夕之2() wt%固體分散液，靖自 abot Corp.) »在攪拌下向此分散液中添加μ⑻吕i_甲氧 基-2.丙醇。接著，將3G75 g㈣3·(甲基丙烯酿氧基丙 基）-甲氧基石夕院（Α-174，購自 Alfa Aesar，Ward Hill, ΜΑ) 添加至100 g聚合物燒杯中。在撥拌下將3_(甲基丙稀醒氧 基丙基）二甲氧基矽烷添加至批料中。用總和100公克之卜 甲氧基·2 丙醇等分試樣沖洗含有3 ·(甲基丙賴氧基丙基） 二甲氧基$烧之燒杯《將沖洗液添加至批料卜此時，批 料為不透明白色黏性分散液。將批料加熱至赋且保持約 16 J、時。所得》昆合物為黏性、不透明白色浆料。將批料冷 卻至室溫。藉由交替真空蒸餾及添加900 g I-甲氧基_2-丙 醇而自批料移除水。藉由真空蒸餾濃縮批料，得到含31 wt%固體之極具黏度、不透明分散液。 藉由以下步驟製備塗佈溶液5 :首先在超音波處理下將 3·〇 g CN9893(購自 Sartomer，Exton，PA)溶解於 7 g乙酸乙酯 中’接著將如上文所製備之38.6 g A-174經改質之Cab-〇- 159535.doc -25- 201232054

SperseTM 1020K 與 0.23 g Irgacure 184 混合在一起，形成以 重量計樹脂與二氧化矽之比率為1:4的均質塗佈溶液。 塗佈溶液6A、6B及6C之製備以類似於塗佈溶液3A、3B 及3C之方式製備，除了分散液為Cab-0-SperseTM煙霧狀 Al2〇3。製備PVA-A1比率為1-6之塗佈溶液6A且製備PVA-A1分別為1-4及1-8之塗佈溶液6B及6C。最終目標塗層固體 在所有情況下均為1 〇 wt°/。。 表1總結用於上述塗佈溶液之塗料組分。 表#1 :塗佈調配物之粒子描述： 調配物 Si分散液 相對初 始粒徑 聚集體尺 寸(nm) pH值 範圍 經穩定 表面積 (m2/g) CE-1A-、CE-1B ' CE-1C PG022 小 〜150 4.5 經表面改質 175-225 1A、IB、1C PG002 中等 140-160 9.5 鉀 200 2A、2B、2C 1015A 大 >200 4.5 氨 100-120 3A、3B、3C 1020K 大 >200 9.5 鉀 100-120 4A、4B A174經表面 改質之PG002 中等 140-160 9.5 經有機表面 改質 200 5 A174經表面 改質之1020K 中等 >200 9.5 經有機表面 改質 100-120 6 A1203 大 90 4.5 用於手動展佈之塗佈方法： 塗佈方法：使用50微米（2密耳）689已上底漆之PET膜（購 自 Dupont-Teijin Films USA, Chester VA)製備所有塗層。 具有良好光學品質之小實驗室規模手動展佈塗層係藉由將 低折射率塗佈溶液塗佈於已上底漆之聚酯膜上來製備。藉 159535.doc -26- 201232054 由使用水平14x11忖（35.6 cmx27.9 cm)真空台型號4900(購 自 Elcometer Inc·，Rochester Hills, MI)使該膜保持平坦。 使用購自RD Specialties(Webster NY)之繞線圓塗桿（邁耶桿 (Meyer rod))或藉由使用購自 Elcometer Inc(R〇chester Hills，MI)之刮棒將塗佈溶液均勻地展佈於pet上。在典型 程序中’將一張標準白紙（8.5x11吋）置於真空台與光學膜 之間以防止與真空台相關聯之塗佈缺陷。使用脫氣溶液來 製備所有塗層以避免諸如氣泡及表面裂痕之光學缺陷。將 5-8 ml塗佈溶液樣品置於膜頂部附近且使用分別提供標稱 濕厚度為Π4-76.2 μιη(4.5或3.0密耳）之塗層的45號或30號 邁耶桿製備塗層。當使用刮棒塗佈機時，50.8-101.6 μηι(2 至4密耳）刮棒間隙分別提供標稱濕厚度為25 4及5〇 8 i 至2密耳）之塗層。使濕塗層在室溫下風乾約2_3分鐘且接著 小心地轉移至平坦玻璃板上並置於5(rc強制空氣烘箱中至 完全乾燥。用具有適當尺寸之鋁盤覆蓋塗層以減少由烘箱 中的空氣移動引起之膜上的乾燥圖案。 將方法修改用於基於樣品4A、4B及5之經塗佈物品。塗 佈後’在室溫下簡單地乾燥樣品4A及4B樣品，隨後在 l〇〇°C下完全乾燥2分鐘。接著使用用乾燥乂沖洗的5〇〇 w

Fusion Systems Light Hammer UV 室以 20 fpm之線速度使塗 層固化。使塗層暴露於H燈高強度輻射。 分別使用26號繞線桿（獲自rd Specialties，Webster，ΝΥ) 將以上所製備之塗佈溶液5塗佈於以商標「MeHnex 617」 獲自DuPont之已上底漆之2微米PET膜上。在85〇c烘箱令 159535.doc -27- 201232054 乾燥所得膜2分鐘，接著使用裝備有Η燈之Fusion UV-Systems Inc. Light-Hammer 6 UV(Gaithersburg, Maryland) 加工機，在氮氣氛圍下，在100%燈功率下，以30呎/分鐘 之線速度操作而固化。 表2展示手動展佈膜之量測性質。此等性質包括BET表 面積、粒子體積濃度（PVC)、孔隙率、折射率（RI)、透射 率（T)、濁度（H)及透明度（C)。如下使用布厄特（Brunauer-Emmett-Teller，BET)方法測定表面積值。藉由使用先前所 述之旋轉蒸發設備乾燥約120 g相應塗佈溶液來製備樣 品。在約120-150 rpm下將樣品加熱至45-55°C以確保組分 保持充分混合。基本上所有水（>90%)均由此過程移除且直 至塗佈混合物之稠度變得接近power樣（power-like)。此 時，自旋轉蒸發器上移除樣品且轉移至覆蓋有箔片之200 ml乾培養孤中，在75-90°C下再完全乾燥至少24小時。使 用標準實驗室研钵及研棒進一步使完全乾燥之混合物變成 粉末以形成自由流動粉末。接著使乾燥混合物經受BET分 析。 在 Micromeritics Accupyc 1340 氦氣比重瓶（構自 Micromeritics Instrument Corp.，Norcross, GA)中.，使用 10cc杯子量測測定BET資料所需之密度值。使用1(Γ5-1.0及 回到0.05之分壓的75點分析獲得表面積、孔隙體積及孔隙 直徑。在賭自 Giangarlo Scientific Inc.，Pittsburgh, ΡΑ之 Quantachrome Autosorb-1分析器上，使用6 mm桿狀大燈樣 品單元產生結果。在80°C下在氮氣淨化下乾燥該等樣品至 159535.doc -28- 201232054 少2小時。使用非線性密度場理論方法（NldfT方法），直 接由儀器獲得表面積及孔隙率。使用骨架密度值計算出二 氧化矽及聚乙烯醇之粒子體積濃度（PVC)分別為2.2 g/ml及 1.26 g/ml。 藉由使用稜鏡搞合方法，使用購自Metricon Corp (Pennington，NJ)之Metricon 2010M稜鏡耦合器來測定折射 率（RI)值。在633 nm下測定RI(n)。較高濁度塗層之折射率 的精確測定最好藉由量測在TM偏振態下穿過塗佈膜之PET 面之折射率來測定。在此方法中，將稜鏡與塗層之PET面 搞合且在n=l.55至1.05之間掃描RI量測。此方法導致偵測 到兩種臨界角轉變；一種與^4.495之PET-稜鏡界面相關 聯且另一種與PET-低折射率塗層界面相關聯。藉由使用高 於及低於此第二臨界角之拐點的區域之200點平滑分析程 式分析Metricon原始資料來測定此第二種轉變之臨界角。 自平滑資料測定兩個線性區域且此兩條線之交叉點對應於 曲線之拐點及因此對應於低折射率塗層之RI。 使用 BYK-Gardner Haze Gard Plus(購自 BYK-Gardner USA，Columbia，MD)測定透射率、濁度及透明度值。所報 導之值表示取自塗佈膜的不同區域之至少3次量測的平均 值。透明度值計算使用比率（T2-T1)/(T1+T2)，其中T1為偏 離法線方向1.6至2度之透射光，且Τ2為距法線方向〇至〇7 度之間的透射光。 159535.doc •29- 201232054 表2· 樣品 編號 黏合劑-粒子比率 (Wt%) 粒子類型 BET表 面積 (m2/g) PVC 孔隙 率％ RI %T %Η %C CE 1A 1-6 PG-022 115 0.77 65% 1.15 92 3 100 CE 1B 1-4 99 0.70 60% 1.16 91 7 99 CE 1C 1-3 1.18 90 10 98 1A 1-6 PG002 124 0.78 65% 1.145 89 63 65 1B 1-4 108 0.70 59% 1.163 87 88 68 1C 1-3 105 0.63 58% 1.175 80 86 72 2A 1-6 1015-A ⑻ 1.161 74 79 37 2B 1-4 1.176 67 91 46 2C 1-3 1.196 61 97 39 3A 1-6 1020-K 48 0.77 41% 1.176 64 100 2 3B 1-4 46 0.70 41% 1.191 55 100 8 3C 1-3 49 0.63 38% 1.209 47 100 12 4A 1-6 A174經改質之 PG002 ⑻ 1.168 91.3 29.3 88 4B 1-3 A174經改質之 PG002 ⑻ 1.204 82.8 46.5 78 5(b) 1-4 A174經改質之 1020K ⑻ 1.236 71 77 66 6A 1-6 PG-003 A1203 36 0.69 49% 1.273 81 40 100 6B 1-4 24 0.60 38% 1.282 79 39 100 6C 1-8 40 0.75 53% 1.257 85 22 100 (a)不對二氧化矽單體混合物進行BET量測。（b)以2.6密 耳之濕塗層重量進行塗佈（26號邁耶桿） 159535.doc 30· 201232054 表2中之資料展示可藉由使用不同材料組合及調配物比 率形成具有各種濁度及透明度值之低折射率塗層來獲得各 種低折射率塗層。 手動展佈膜之光學增益表徵：藉由量測有效透射（ET)來 測定此等塗層之光學增益《此方法提供多少光被導向檢視 者之指示且因此指示可看到的影像之亮度。表3中之資料 展示當經塗佈物品黏著於偏光器時，塗層3A、3B及3(：之 增益大於140%。設計具有1 〇〇%增益之未經塗佈對照物。 表3 ".'··· ···,.. ·. .:ι| 峰賴 e異規化之… 増益 3A+偏光器 1-6 1.325 1.33 150% 3A-對照物 0.843 0.896 ; V .. 3B+偏光器 1-4 1.238 1.259 148% 3B-對照物 0.796 0.850 ...·. ··：：·· 3C+偏光器 1-3 1.146 1.173 142% 3CA-對照物 0.769 0.825 表3中之資料展示高濁度低折射率塗層由於塗層（單層） 之低折射率性質而展現高正規化有效透射（ET)及增益。 使用自動塗佈之實例： 用於自動塗佈之塗佈方法：使用輥襯刀塗佈 roll coating)產生使用自動方法製備之塗層。該刮刀為4i 9 cm( 16.5吋）且經由蠕動泵將塗佈溶液供應至塗料儲集器。 159535.doc -31- 201232054 使所有塗佈溶液脫氣且通過串聯20微米Alph@聚丙烯微纖 維囊式過濾器（賭自 Meisner Filtration Products Camarillo, CA)。對於以硼酸/PG022塗佈溶液為主之塗佈溶液CE-1， 將刮刀、支承輥及塗佈溶液均加熱至38-42。(：（100.4至 107.6°F)以防止溶液膠凝。可令人滿意地在室溫22°C (72°?)下塗佈以1020〖、？〇002及1025八為主之塗佈溶液。 刮刀塗佈間隙在50至125微米之範圍内，此視所要塗層厚 度而定。將所有塗層以4.57 m/min(15 fpm)塗覆於50微米 已上底漆之PET膜（DuPont-Teijin 689膜）上。在雙區對流烘 箱中乾燥膜’其中第一區設定為46. PC (115卞）且第二區設 定為 79.4°C(175°F)。 用於光學膜構造實例A及B之塗層的製備：製備基本上 與組合物 3B(表 2 ’ 3B，1-4 PVA-Si，w/1020k煙霧狀 Si)相 同之低折射率塗佈溶液以用於較大規模自動機器塗佈方 法。使用刮刀塗機在PET膜上製備此等較寬塗層。在狹槽 饋料刮刀設計上藉由連續計量系統傳遞塗佈溶液。在室溫 下經由30微米Meisner過濾系統過濾塗佈溶液。45 7 cm(18 吋）之塗層寬度使用133微米（5.25密耳）棒間隙。以4.57 m/min(15 fpm)之速率塗佈1〇 wt%溶液，產生μ μηι(〇 63密 耳）之乾塗層厚度。RI經測定為1·184且透射率、濁度及透 明度值經測定分別為50°/。、1〇〇%及16%。 用於比較光學膜構造實例C及D之塗層的製備。以類似 於貫例Α及Β之方式製備此等比較實例。使用低折射率層 CE-1作為PET上之初始低濁度、低折射率塗層且此塗佈膜 159535.doc •32· 201232054 變成基板，在其上塗佈非低折射率漫射體以製備雙層構造 CE-2。使用與對於實例A及B所述者相同的塗佈設備製備 CE-2中所用之低濁度、低折射率層。使用89微米（3.5密耳） 棒間隙將10 wt%塗佈溶液CE-1A以45.7 cm(18吋）之塗層寬 度塗佈於已上底漆之PET上。在37-42°C之溫度下將1〇 wt% 溶液饋送至刮棒且以4.57 m/min(15 fpm)之速率塗佈。此 等條件產生13微米（0.51密耳）之乾塗層厚度。RI經測定為 1.171且透射率、濁度及透明度值經測定分別為93°/。、3% 及100%。接著用下文所述之漫射層塗飾剛剛所述之塗 層。 漫射層塗佈溶液由乙烯乙酸伸乙酯共聚物分散液之混合 物（可以 Vinnapas™ 192購自 Wacker Chemie，GmbH，Burghausen， Germany)製備。將EVA分散液與可以KSR 3A購自Soken Chemical and Engineering Co. Ltd. Sayama-Shi, Saitama-Ken，Japan之3 μιη交聯聚苯乙烯珠粒混合。將組分以60 wt% EVA-192與40 wt% KSR-3A之重量比混合。在典型混 合程序中，將75 0 g DI水及250 g IPA裝入裝備有氣動高剪 切力雙級油漆混合器之具有適當尺寸之混合容器中。使用 設定為低速之攪拌器，裝入340 g Soken KSR 3A珠粒並攪 .拌直至獲得均質、低黏度分散液《添加3 1 g 10 wt% TergitolTM Min Foam IX界面活性劑水溶液（購自Dow Chemical，Midland, MI)，隨後添加 1000 g VinnapasTM 192 (5 1%固體）。在此添加期間，混合物變得更有黏性且增加 攪拌速率以維持一致攪拌速率並確保充分混合。用775 g 159535.doc -33- 201232054 DI水及255 g異丙醇進一步稀釋混合物。此產生含25°/。固體 之3400 g最終漫射塗佈混合物。 使/用與對於實例A及B所述者相同的塗佈設備塗佈此混 合物。然而，在此情況下，刮棒間隙設定為25.4微米（1密 耳）。膜之低折射率面的RI為1.171。膜之漫射面的RI資料 展示在1.47-1.49附近之極寬轉變。測得透射率、濁度及透 明度值分別為92%、98%及4%。 使用 Schott-Fostec-DCR 光源（購自 Schott-Fostec LLC, Auburn NY)自漫射面照明參考光學構造，及使用Autronic Conoscope Conostage 3(賭自 Autronic-Melchers GmbH, Karlsruhe, Germany)自線性偏光面收集資料來量測光學構 造之軸向照度（cd/m2)、積分強度（lm/m2)及半亮度角度 (度）。 光學膜構造實例A: 藉由將線性吸收偏光器置於3B之基板面上來製備對照堆 疊。樣品並不光學耦合。量測光學性質且總結於表4中。 光學膜構造實例B: 藉由經由光學透明黏著劑（可以0CA 8171購自3M Company, St. Paul，MN)將3B之基板面層合於反射偏光器 (可以 DBEF-Q購自 3M Company, St. Paul，MN)來製備光學 構造。接著，將反射偏光器之另一面層合於線性吸收偏光 器（可以 SR5618購自 San Ritz Corporation, Tokyo, Japan)。 表徵層合堆疊之光學特徵且總結於表4中。 光學膜構造實例C: 159535.doc -34- 201232054 藉由將線性吸收偏光器置於CE-2之基板面上來製備對照 堆疊。樣品並不光學耦合。量測光學性質且總結於表4 中〇 光學膜構造實例D: 藉由經由光學透明黏著劑（可以OCA 8171購自3M Company, St. Paul, MN)將CE-2之基板面層合於反射偏光器 (可以DBEF-Q購自 3M Company, St. Paul, MN)來製備光學 構造。接著，將反射偏光器之另一面層合於線性吸收偏光 器（可以 SR5618購自 San Ritz Corporation, Tokyo，Japan)。 表徵層合堆疊之光學特徵且總結於表4中。 表4.單層塗佈膜3B及雙層塗佈膜CE-2之所量測之光學性 質的總結。 半亮度角度 實例 膜構造 轴向照度 (cd/m2) 軸向照度 (cd/m2) 積分強度 (lm/m2) 積分強度 (lm/m2) 左 右 A-—個 塗層 3B-不光 學耦合 376 100% 377 100% 63 62 B- —個 塗層 3B-光學 耦合 538 143% 539 143% 72 72 C-兩個 塗層 CE-2-不 光學耦合 421 100% 422 100% 62 61 D-兩個 塗層 CE-2光學 耦合 599 142% 600 142%. 72 71 表4中之資料展示與多層構造相比，單層、高濁度低折 射率塗層可展現類似軸向照度及積分強度。 因此，揭示光學漫射之低折射率元件的實施例。上述實 159535.doc -35- 201232054 施及其他實施係在以下申社直 '專利㈣之範疇内。熟習此項 技術者應瞭解可以除所揭示者外之實施例來實踐本發明。 ::::實施例係出於說明之目的而呈現且無限制，且本 發明僅由以下申請專利範圍限制。 【圖式簡單說明】 圖1為說明性光學物品之示意圖側面正視圖； 圖2為另說明性光學物品之示意圖側面正視圖；及 圖為另說明性光學物品之示意圖側面正視圖。 【主要元件符號說明】 10 20 22 光學物品 光學元件 表面 低折射率層/高濁度低折射率層 低折射率層/低濁度光學低折射率層/低濁度 低折射率層 光學物品 光學物品 J59535.doc -36 -

Claims (1)

1. 201232054 七、申請專利範圍·· 1 · 一種光學物品，其包含： 一光學元件； 安置於該光學元件上之低折射率層，該低折射率層 之有效折射率為1.3或1.3以下，該低折射率層包含：黏 σ劑，分散於該黏合劑中之複數個金屬氧化物粒子；及 複數個互連空隙，該低折射率層之濁度值為至少30〇/〇。 如凊求項1之光學物品，其中該濁度值為至少。 汝叫求項1之光學物品，其中該濁度值為至少。 4·如請求項1至3之光學物品，其中該光學元件為偏光器。 5·如請求項1至3之光學物品，其中該光學元件為可見光透 射基板。 6·如請求項⑴之光學物品，其中該複數個金屬氧化物粒 子包含煙霧狀二氧化矽。 7·如請求項丨至6之光學物品’其中該低折射率層之厚度係 在1至20微米之範圍内。 8·如:月求項i至7之光學物品’其中該低折射率層之有效折 射率當該複數個金屬氧化物粒子包含二氧化矽時為丨.23 或1.23以下，且當該複數個金屬氧化物粒子包含氧化鋁 時為1.33或1.33以下。 9.如明求項1至8之光學物品，其中該黏合劑與該複數個金 屬氧化物粒子之重量比為1 :2至U 〇。 1〇_如請求項丨至9之光學物品，其中該低折射率層之透明度 小於20%。 & 159535.doc 201232054 11. 如請求項1至1 〇之光學物品，其中該光學元件為偏光 膜、漫射膜、部分反射膜、延遲器、光導或液晶顯示器 面板。 12. —種光學物品，其包含： 一低濁度光學低折射率層，其有效折射率為13或1.3 以下’該低濁度低折射率層包含：黏合劑；分散於該黏 合劑中之複數個金屬氧化物粒子；及複數個互連空隙， 該低濁度低折射率層之濁度值係小於30% ; 一位於該低濁度光學低折射率層上之高濁度低折射率 層’該高濁度低折射率層之有效折射率為13或13以 下’該高濁度低折射率層包含：黏合劑；分散於該黏合 劑中之複數個金屬氧化物粒子；及複數個互連空隙，該 高濁度低折射率層之濁度值為至少3〇%。 13. 如請求項12之光學物品，其中該光學物品之濁度值為至 少 50% 〇 14. 如請求項12之光學物品，其中該光學物品之濁度值為至 少 90%。 15. 如請求項12至14之光學物品，其進一步包含一相鄰於該 低濁度低折射率層或高濁度低折射率層安置之偏光器元 件。 16. 如β月求項12至15之光學物品，其中形成該低濁度低折射 率層或高濁度低折射率層之該複數個金屬氧化物粒子包 含煙霧狀二氧化矽。 17. 如凊求項12至16之光學物品，其中該低濁度低折射率層 159535.doc 201232054 或高濁度低折射率層之厚度係在1至20微米之範圍内。 18·如請求項12至17之光學物品，其中該低濁度低折射率層 或高濁度低折射率層之有效折射率為L23或1.23以下。 19·如請求項12至18之光學物品，其中對於該低濁度低折射 率層與該高濁度低折射率層兩者，該黏合劑與該複數個 金屬氧化物粒子之重量比皆為1:2至1:1〇。 2 0.如請求項12至19之光學物品，其中該低濁度低折射率層 之濁度值為10%或10%以下且該高濁度低折射率層之濁 度值為90%或90%以上。 21_如請求項12至20之光學物品’其中該光學物品之透明声 係小於20%。 159535.doc