TWI413807B - 光擴散物件 - Google Patents

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Didier Debier
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Rohm & Haas
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Description

光擴散物件 [相關申請案]
此臨時申請案係基於美國法典第35篇第119條(e)主張於2007年10月16日所申請之美國專利臨時申請案第60/999,093號之優先權。
本發明為使用片狀基板之光擴散元件，該元件可用於如下所述之各種視覺顯示器。
光擴散片(light diffusing sheet)係使用於液晶顯示器(liquid crystal display，LCD)電視螢幕、平面螢幕電腦顯示器等。它們主要使用於擴散例如螢幕背光光源，使得出現於螢幕前方之光線可相當均勻地照亮該螢幕，而非如更為集中之光源，其可能僅照亮部分螢幕並留下其他未充分照射的部分。
一種常見的液晶顯示器結構成分為可將入射光朝前方擴散之光學薄膜。這些光學薄膜的擴散作用通常係藉由圖案化或塗覆聚合物粒子而獲得。這些光學元件(element)或裝置(device)之一實例係藉由在塑膠片(plastic sheet)上塗覆光散射物體(諸如：球形和非晶質玻璃粒子、二氧化鈦粒子、透明的碳酸鈣粒子、透明的聚合物粒子等)所組成。該塑膠片係進一步於一側與反射表面層合(laminate)，該反射表面係將散射光導向反方向及前方。
與擴散片並置之片體為經機械圖案化以提高光擴散片之亮度的片體。這些裝置形成液晶顯示器必要之組件。
因此，液晶顯示器需要具有高均勻亮度之結構薄且堅固的光源。將設計用來提升平面光源之均勻度和光強度的精巧特徵加以合併，恰巧與實現薄型整體結構的目的相左。
為了改善品質並簡化包括顯示器之光處理部分的多層光學薄膜與片體之固有複雜性，則必須解決兩個重要的技術問題。
第一個問題是減少顯示器中的層體數量。這將只會減少製造顯示器之複雜度，並且降低因為光子吸收和散射損失所造成之光衰減。
同樣重要的第二個問題是減少球面像差和色像差。當寬廣的平行光束入射於均質透境的表面時，即發生球面像差。因為通過普通球面透鏡的光線並非全部來到同一聚光點，因此光源的影像會扭曲。由於色像差，白光之平行光束入射於普通聚光透鏡時，會被分解成來到不同焦點的紅色光線及藍色光線。因此，普通球面透鏡可在稍微不同的位置產生白色光源的彩色影像。
本發明可同時解決該等問題。
光擴散方法之實例係描述於美國專利案第5,346,954號和5,237,004號。
本發明之光擴散物件係包括：(a)具有折射率為1.4至1.8之呈光學透明的有機或無機聚合物片狀基板；及(b)一層或多層位於該基板之至少一個表面上的一種或多種塗料組成物，其中，特定之塗料組成物層係包括呈固態、透明之複數個聚合物透鏡，且其中於特定之塗料組成物層中之該等聚合物透鏡為下述任一者：(i)複數個發散透鏡，其具有-0.5微米(μm)至-15μm之焦距，以及使該等透鏡中心之折射率低於該等透鏡表面之折射率的連續折射率梯度；或(ii)複數個聚光透鏡，其具有由2.5μm至74μm之焦距，以及使該等透鏡中心之折射率高於該等透鏡表面之折射率的連續折射率梯度；其中，各層具有小於375μm之厚度，且其中該等聚合物透鏡具有0.85μm至30μm之直徑。於本發明之一具體實施例中，於光擴散物件之特定塗料組成物層中之該等聚合物透鏡具有1至1.5之多分散性(polydispersity)；或者，於特定層中之該等聚合物透鏡具有大於1且小於1.5之多分散性。粒徑可由布魯克海文儀器(Brookhaven Instruments)粒徑分析儀BI-90型所測量，而多分散性則由該測量結果所決定。粒子系統的多分散性係定義為粒子之重量平均值或體積平均值對數目平均值的比率，且係藉由前述儀器測定。對所有多分散系統而言，該比例偏離1之量為粒子系統之多分散性之度量單位。
該光擴散物件可包括二層或更多層塗料組成物層，其中，一層或多層塗料組成物層係由發散透鏡所形成，以及一層或多層塗料組成物層係由聚光透鏡所形成。於本發明之一具體實施例中，該光擴散物件可經由下述方式形成：使兩層或更多多層塗料組成物層位於基板之相同表面；換言之，將該複數層設置於或裝配於該基板之同側。於本發明之另一具體實施例中，該光擴散物件可經由下述方式形成：使兩層或更多層塗料組成物層位於該基板之相異表面；換言之，將一層或多層設置於或裝配於該基板之一側，且將一層或多層設置於該基板之相異側。於其中該等塗料組成物層係位於基板之相異面或相異側之本發明之一具體實施例中，由發散透鏡所形成之一層或多層塗料組成物層係位於該基板之一表面，而由聚光透鏡所形成之一層或多層塗料組成物層係位於該基板之相異表面。
該光擴散物件可經由下述方式形成：使任何由發散透鏡所形成之一層或多層特定塗料組成物層中的發散透鏡具有實質上相同之連續折射率梯度，以及使任何由聚光透鏡所形成之該一層或多層特定塗料組成物層中的聚光透鏡具有實質上相同之連續折射率梯度。
於本發明之一具體實施例中，該物件包括位於一層或多層基板上之一層或多層塗料組成物層，其中，該一層或多層塗料組成物層中之至少一層係包括發散透鏡與聚光透鏡之摻混物。使用於摻混層中之發散透鏡與聚光透鏡的折射率可由熟諳此技藝者加以選擇以對所得物件之所欲光學性質產生作用。
該包括一層或多層基板之物件，也可經由下述方式形成：使用包括發散透鏡或聚光透鏡或發散透鏡與聚光透鏡之摻混物之塗料組成物來塗覆基板之特定層的一個或多個部分；而於該基板之該相同特定層的一個或多個其他部分則不塗覆，或使用包括發散透鏡、聚光透鏡或發散透鏡與聚光透鏡之摻混物的塗料組成物來塗覆，其中該聚光透鏡與該發散透鏡之折射率或光學性質係與位在該基板之該特定層之一個或多個其他部分中之透鏡不同。
於本發明之某些具體實施例中，該光擴散物件可復包括一層或多層具有固態、透明之聚合物顆粒的塗料組成物層，該顆粒具有中心及表面，其中，該顆粒之中心具有折射率，且該中心之折射率與表面之折射率實質上相同。這些顆粒可由此技藝已知的傳統製程形成。
於一具體實施例中，本發明係一種光擴散物件，包括：(a)具有折射率為1.4至1.8之呈光學透明的有機或無機聚合物片狀基板；(b)至少一個第一層，該第一層係位於該基板之至少一個表面上且由第一塗料組成物所形成，該第一塗料組成物包括呈固態透明之第一聚合物發散透鏡，該第一聚合物發散透鏡具有1μm至30μm之直徑、-0.5μm至-15μm之焦距、以及使該第一透鏡之中心折射率小於該第一透鏡之表面折射率的連續折射率梯度，且其中該第一層之厚度係小於375μm；以及(c)至少一個第二層，該第二層係位於該基板之至少一個表面上且由第二塗料組成物所形成，該第二塗料組成物包括呈固態透明之第二聚合物聚光透鏡，該第二聚合物聚光透鏡具有0.85μm至30μm之直徑、2.5μm至74μm之焦距、以及使該第二透鏡之中心折射率等於或大於該第二透鏡之表面折射率的連續折射率梯度，且其中該第二層之厚度係小於20μm。
該一個或多個第一層與第二層之聚合物透鏡皆可具有0.85μm至30μm之粒徑(直徑)。該聚合物透鏡之粒徑係以0.85μm或1.25μm為粒徑下限，並以30μm、20μm或15μm為上限。所有範圍皆包含上下限值且可加以組合。
本發明可減少光損失並將球面像差和色像差減至最低。因為梯度折射率(gradient refractive index，GRIN)之折射率，球面透鏡係於透鏡介質內連續變化，因此傳輸通過球面之光線定義了唯一的聚光點(unique focus)。結果觀察到光線隨著折射率變化而彎曲。該光線的彎曲會導致下述球面透鏡幾何學之獨特結果：透過全內反射而消除光損失，以及產生明確界定之焦點和焦距。
於本發明之一具體實施例中，該一層或多層中之至少一層係呈水性聚合物分散液以施加至基板。在另一具體實施例中，該水性聚合物分散液復包括乳膠聚合物黏結劑(latex polymeric binder)。較佳地，該第一與第二層具有6μm至150μm之厚度。
較佳地，若該物件包括超過一層之塗料組成物層，則有一層或多層位於該基板之不同表面，最佳地位於該片狀基板之相異表面。較佳地，該基板具有低於10%之霧度(haze)以及大於90%之透光率(luminous transmittance)。
本發明可使用在各種不同的應用中，包括LCD電視組之擴散薄膜或擴散板，或者平面螢幕電腦顯示器、手機顯示器、筆記型電腦螢幕、電視遊樂器和圖像顯示器、以及相機螢幕之擴散薄膜。
如上文所說明，本發明包括具有折射率為1.4至1.8之呈光學透明的有機或無機聚合物片狀基板。適當的基板包括選自下列之材料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚烯烴(polyolefins)、聚碳酸酯(polycarbonates)、聚碳酸酯-聚酯摻混物(polycarbonate-polyester blends)、聚醯胺(polyamides)、聚(伸烷基對苯二甲酸酯)(poly(alkylene terephthalates))、聚苯乙烯(polystyrene)、環烯烴(cyclo-olefins)、聚苯乙烯/甲基丙烯酸酯摻混物(polystyrene/methacrylate blends)、及其組合。在本發明之某些具體實施例中，該基板聚合物係選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚苯乙烯甲基丙烯酸酯共聚物(polystyrene methacrylate copolymers)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、烯烴-乙酸乙烯酯共聚物、聚甲基戊烯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚丙烯之共聚物、聚戊二醯亞胺(polyglutarimide)、苯乙烯-馬來酸酐共聚物(styrene-maleic anhydride copolymers)、及其組合。基板也包括無機玻璃。
此應用中所慣用之塑膠和玻璃的折射率可由最小值：聚偏二氟乙烯之1.4，變化至摻雜有氧化鉈(Tl2 O)之玻璃之1.8。
本發明所謂“片狀(sheet-like)”，其意指該基板之長度或寬度(或兩者)實質上大於基板之厚度。在一較佳之具體實施例中，該基板係厚度小於3毫米(mm)之撓性片。於其他具體實施例中，該基板可以是剛性的，例如，可由玻璃或玻璃類材料所製作而得。該基板可以是剛性的、尺寸安定的自支式薄膜(free-standing film)，或為需要支撐框架或平坦表面以提供機械安定性撓性薄膜。該基板也可為多層且於一側或兩側予以圖案化。
該透鏡之焦距不受周圍介質所支配。球面透鏡之焦距係獨特地藉由透鏡之型態學來界定，所謂的型態學，我們意指折射率的改變：亦即，藉由折射率之變化(隨半徑變化)所產生之表面為透鏡半徑之拋物線(聚光透鏡)或雙曲線(發散透鏡)。
如上文所說明，本發明涉及聚光透鏡及發散透鏡組成物的使用。發散透鏡組成物可依美國專利案第5,346,954號之教示內容製造，該專利案係以引用方式納入本文。實質上，發散透鏡組成物具有聚合物粒子，該聚合物粒子具有一折射率，該折射率從該聚合物粒子之表面往聚合物粒子之核心不斷下降，因而構成該發散透鏡組成物。
該發散透鏡之焦距係依照下列公式計算：
r1 =(r0 μ0 )/(nα ).{π.(ln(μ).(1-ln(μ)))1/2 -1}
其中，r1 係焦距，r0 係粒子核心之半徑，μ0 係藉由該球面之內部組成所測定之粒子中心之折射率，nα 係r1 位置之折射率，μ係粒子中心之折射率。
該折射率nα 係由球面半徑對折射率之梯度所測得。
該發散球面透鏡之焦點位於該透鏡內。按照慣例，該發散球面透鏡之焦距被認為是從該球面中心沿著中心軸至折射光之聚合點之距離。按照慣例，這個值被記載為負值。
聚光透鏡組成物可用兩種方式製造。其中一種係教示於Okada et al.,Polymer Preprints,Japan Vol. 43 No. 7 2410-2411(1994)(該文獻係以引用形式併入本文)，該用於組成聚光透鏡組成物之聚合物粒子具有自該聚合物粒子之表面至該聚合物粒子之核心不斷增加之折射率。第二種用於製造聚光透鏡組成物之方法係教示於美國專利案第5,346,954號，其沒有改變從該聚合物粒子表面至其核心之折射率。無論如何，具有從表面至核心連續地增加之折射率梯度者為較佳之聚光透鏡組成物。
該聚光球面透鏡之焦距係依據Iga et al.,Distributed-index planar microlens and stacked planar optics:a review of progress ,Applied Optics Vol. 25,No. 19 pp3388-3396(Equation 13,at p. 3389)測定。該聚光球面透鏡之焦點位於該透鏡之外部。按照慣例，聚光透鏡之焦距被認為是從該透鏡中心至發射出球面之光線的聚合點之距離。聚光球面透鏡之該焦距值係記載為正值。
就聚光透鏡組成物或發散透鏡組成物之任一者而言，折射率之變化係以Zeiss Jenaval干涉顯微鏡(interference microscope)測量。此依照剪切干涉方法(shearing interference method)規定之測量技術係以光程差之測定為主軸。該程差可理解為兩個光程長度之間的差距，其係由折射率及/或厚度之差異所造成。該顯微干涉路徑差(interference-microscopic path difference)為在物體之光程長度與在物體周圍之光程長度之間的差距。該光程長度S係所涵蓋之距離d與所通過之介質的折射率n之積。
可將聚光透鏡組成物與發散透鏡組成物製成能夠安定存在於有機溶劑中。如下文有關此類顆粒在水性介質中之聚合作用的說明，該聚合作用為多階段式。為了製造能安定存在於有機溶劑中之顆粒，於發散球面透鏡之階段I應使用交聯劑且該交聯劑應包含介於4%至60%，或者4%至40%之一種或多種下列單體：乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯以及丁二醇二丙烯酸酯。在階段II，用於發散球面透鏡之該交聯劑應包含介於4%與60%間，或者介於4%與20%間之一種或多種下列交聯劑部分(moiety)：二甘氧醯二烯丙酯(diethylene glycol bis(allyl carbonate))、甲基丙烯酸烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯以及丁二醇二甲基丙烯酸酯。
為了能安定存在於有機溶劑中，於聚光球面透鏡之階段I之交聯劑應包含介於4%與60%間，或者介於4%與40%間之一種或多種下列單體：二甘氧醯二烯丙酯(diethylene glycol bis(allyl carbonate))、甲基丙烯酸烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯以及丁二醇二甲基丙烯酸酯。於聚光球面透鏡之階段I之交聯劑應包介於4%與60%間，或者介於4%與20%之一種或多種下列交聯劑部分(moiety)：乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯以及丁二醇二丙烯酸酯。
若顆粒將於溶劑存在下進行加工處理，則使用交聯聚合物透鏡或顆粒係特別有利。可將交聯顆粒之特性描述為抗溶劑性，即意指它們不會因為暴露於溶劑而解構(destructure)。這種抗溶劑性的顆粒不會於溶劑存在下膨脹，也不會遭解構，當該溶劑不再存在時，它們仍維持不變的顆粒尺寸。儘管如此，過多的交聯可能會產生負面效應，包括使顆粒尺寸變小及降低所得顆粒之光學性質。
該光擴散物件可包括聚合物透鏡或顆粒，該等聚合物透鏡或顆粒係藉由兩階段製程所形成，該兩階段製程包含：形成該聚合物透鏡之內部之第一階段，以及形成該聚合物透鏡之外部之第二階段。於本發明之一具體實施例中，可使用如上文所描述之交聯劑；尤其，可在形成該聚合物透鏡之外部的第二階段中使用交聯劑。可使用交聯劑來形成抗溶劑性顆粒，藉此使該抗溶劑性顆粒可於溶劑存在下進行加工處理，因而可於溶劑之存在下將抗溶劑性顆粒依常見的或有利的製造方式製作出光擴散物件。
於本發明之一具體實施例中，該聚合物透鏡可根據Wu等人之美國專利案第5,237,004號之敘述而製備出。在此專利案中，適用於本發明之聚合物透鏡係包括球狀聚合物粒子，該球狀聚合物粒子包括與下列各者共聚合之橡膠丙烯酸烷基酯聚合物(該烷基具有2至8個碳原子)：以粒子之總重量為基準計，0至約10%，較佳0至約5%之交聯劑；0至約10%，較佳0至約5%之接枝連接劑(graftlinker)；以及0至約5%之可共聚合乙烯基單體(vinyl monomer)；視需要之一層或多層環繞於該橡膠丙烯酸烷基酯聚合物週圍之聚合物殼，且最外層之殼可與基質聚合物相容，該(等)殼包括0至約40重量%之粒子附加殼(particles plus shell)。該球狀聚合物粒子可僅包括單一聚合物相，亦即，為單一相聚合物；或其可包括聚合物核心相以及一種或多種聚合物殼相，亦即，為核/殼聚合物。
根據本發明之一態樣，該聚合物組成物為基於熱塑性聚合物基質之光散射組成物，該球狀聚合物粒子之存在量為該組成物總重量之0.1至10%，該橡膠丙烯酸烷基酯聚合物之折射率係在基質聚合物之折射率的+/-0.2單位之內，但較佳該橡膠丙烯酸烷基酯聚合物之折射率與基質聚合物之折射率的差距不小於+/-0.003單位。
一種製造本發明之球狀聚合物粒子之方法係由Ugelstad於美國專利案第4,186,120號中加以描述並主張權利。
當聚合物粒子僅包括單一聚合物相時，該粒子可由一種或多種乙烯基單體製備，且可為橡膠或玻璃質聚合物。該球狀聚合物粒子可由下述單體之聚合反應或共聚合反應製備：諸如，二烯烴，例如：丁二烯或異戊二烯；乙烯基芳族單體(vinyl aromatic monomers)，例如：苯乙烯或氯苯乙烯；乙烯基酯(vinyl ester)，例如：乙酸乙烯酯或苯甲酸乙烯酯；丙烯腈；甲基丙烯腈；(甲基)丙烯酸酯類，例如：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯及丙烯酸苄酯；氯乙烯；以及可藉由自由基起始作用進行聚合之其他常見的單體。
較佳粒子為由橡膠丙烯酸烷基酯(該烷基具有2至8個碳原子)與下列各者共聚合所形成之球狀聚合物粒子：0至約60%之交聯單體，較佳為4至60%之交聯單體；以及0至約50%的其他可共聚合乙烯基單體。該較佳的丙烯酸烷基酯為丙烯酸丁酯，而較佳的一個或複數個該其他可共聚合乙烯基單體更佳為單乙烯基單體，且較佳係選自甲基丙烯酸烷基酯以及單乙烯基芳烴所組成之群組，尤佳者為苯乙烯。本文所述之單乙烯基芳烴係包括例如單乙烯系不飽和芳香族單體，如苯乙烯、烷基苯乙烯(諸如甲苯乙烯和乙基苯乙烯)、其他經取代之乙烯基苯(其中該取代基不會干擾聚合反應)、以及類似的乙烯基多環芳香族單體。所示之百分比係按重量計算(除非另有說明，否則在本文中所使用之所有比例皆是)，且為該總聚合物-粒子單體之百分比。所選擇之該丙烯酸烷基酯和任何可共聚合乙烯基單體，使得該球狀聚合物粒子之折射率在基質聚合物折射率的約+/-0.2單位內，較佳在約+/-0.1單位內，更佳在約+/-0.05單位內，及尤佳在約+/-0.03單位內。然而，由於球狀聚合物粒子與基質聚合物之間的折射率幾近相同時將會產生幾乎完全透明的組成物，因此該球狀聚合物粒子之折射率與基質聚合物之折射率的差距較佳不小於約+/-0.003折射率單位。
於該球狀聚合物粒子中，適用於作為交聯劑之交聯單體乃為熟諳此技藝者所熟知，且為一般可與單元不飽和單體進行共聚合反應之單體，其存在且具有聚乙烯系不飽和度，其中，該乙烯系不飽和基團具有大致相同的反應性，該交聯單體為例如：二乙烯基苯、乙二醇二和三甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯、三醇三丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯等。更佳的交聯單體為丁二醇二丙烯酸酯。第二類交聯單體，通常稱為接枝連接單體，為可與單不飽和單體進行共聚合之聚乙烯系不飽和單體，其存在且具有2或3個不同反應性之非共軛雙鍵，該接枝連接單體為例如：甲基丙烯酸烯丙酯、順丁烯二酸二烯丙酯、以及丙烯醯氧基丙酸烯丙酯。來自此群組之較佳交聯單體為甲基丙烯酸烯丙酯。也可組合使用該兩種類型的交聯單體。若使用交聯單體時，以總單體重量為基準計，交聯單體之使用量較佳為4至60%，更佳為約4至約40%，以及最佳為4至20%。
或者，該球狀聚合物粒子可使用熟諳此技藝人士所熟知的其他技術進行交聯，例如後固化反應(post-cure reaction)。當共聚物是由具有側接過氧化物基團之單體所形成時，可進行此類後固化反應，然後再藉由加熱至高於聚合反應所使用之溫度而將該過氧化物基團活化。該經活化之過氧化物基團可促進球狀聚合物粒子之交聯。在另一實例中，可將第二自由基起始劑添加至該聚合反應中；所選擇之該第二起始劑需在初始聚合反應之溫度下相當安定，但是在初始聚合反應之後可藉由光或更高之溫度予以活化。
該球狀聚合物粒子可含有用於聚合反應製程中所殘留的低聚材料，以使該聚合物粒子膨脹(swell)，但此低聚材料需具有夠高之分子量以防止其在製程或使用期間擴散或被萃取，且其存在之濃度需相當低以使其對於球狀聚合物粒子或光-散射組成物之機械性質的影響極小或者沒有影響。
於任何特定聚合物組成物中，適用於本發明之球狀聚合物粒子係具有約2至約15μm之粒徑以及一狹小範圍之粒徑分佈，較佳地，90重量%之粒子落於該平均粒徑+/-20%之範圍內。若於光-散射組成物中存在許多遠大於所欲尺寸之粒子時，會降低該擴散效率且使得聚合物表面較不具吸引力，然而若存在許多尺寸過小的粒子，則可能使反散射(backscattering)增加並使整體光透射減低。前述該狹小範圍之粒徑分佈可輕易藉由乳化聚合技術獲得，但粒子本身往往小於1μm。具有所欲尺寸範圍上限值之粒子可藉由懸浮聚合技術製造而得，但粒徑分佈則過於寬廣。因此，雖然用於製備具有該粒徑、粒徑分佈及球狀構形之粒子的其他製備技術亦可用於本發明，但其較佳製備技術係包含：藉由將該球狀聚合物粒子之至少一種單體成分乳化聚合形成乳化聚合物粒子而製備尺寸均勻之小顆粒；使用該球狀聚合物粒子之一種或多種單體成分來膨脹該乳化聚合物粒子；以及將該乳化聚合物粒子中的單體加以聚合。可重覆進行該膨脹及聚合步驟，直到粒子增長至所欲之尺寸為止。製造該球狀聚合物粒子之較佳製程包含使用下述條件來乳化聚合該初始乳化聚合物粒子：限制所形成之聚合物的分子量，例如，藉由在聚合反應混合物中加入鏈轉移緩和劑(例如：硫醇)，以使得所得之乳化粒子包括可輕易膨脹之低聚物。此製程可藉由下述方式加以變化：在不限制該聚合物分子量之條件下製備該初始乳化聚合物粒子，但在後續之一個或多個膨脹與聚合步驟則於限制該聚合物分子量之條件下進行。在此變化製程中，該初始乳化聚合物粒子並不會如後續具有較低總分子量之較大聚合物粒子般輕易地膨脹。於上述之較佳製程中，至少該最終聚合反應是在不限制聚合物分子量之條件下進行。
上述從乳化尺寸粒子(emulsion-sized)形成較大粒子之製程保留了大量原始乳化粒子的尺寸均勻性，且能使該原始乳化聚合之聚合物粒子之尺寸增加至少10倍與多達1000倍。在此等製程產物中可觀察到少量極小的乳化粒子，但是此等粒子所佔的量遠小於總粒子重量之0.1%，且不會對該光散射聚合物的光學性質產生不利的影響。用於製備於所欲尺寸範圍內具有均勻尺寸之粒子的相關技術係教示於Ugelstad之美國專利案第4,186,120號。
當該聚合物粒子包括聚合核心相及至少一種聚合殼相時，該核心可由各式乙烯基單體製備，且可為橡膠或玻璃質聚合物。該核心可由下述單體之聚合反應或共聚合反應製備：諸如，二烯烴，例如：丁二烯或異戊二烯；乙烯基芳族單體，例如：苯乙烯或氯苯乙烯；乙烯基酯，例如：乙酸乙烯酯或苯甲酸乙烯酯；丙烯腈；甲基丙烯腈；(甲基)丙烯酸酯，例如：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯及丙烯酸苄酯；氯乙烯；以及可藉由由基起始作用進行聚合之其他單體。
一個或複數個殼體較佳係構成核/殼粒子重量的約5至約40重量%。
較佳之核/殼粒子包括具有約2至約15μm，較佳約5至約10μm之粒徑，以及小範圍之粒徑分佈的個別粒子。該粒徑分佈為使至少90重量%之粒子落於該粒子平均粒徑+/-20%之範圍內；應瞭解，本文所用之術語“粒徑分佈”意指至少90重量%之該粒子之尺寸範圍。該粒子具有由橡膠丙烯酸烷基酯聚合物(該烷基具有2至8個碳原子)與下列各者共聚合所形成之核心：0至約60%，較佳4至約60%之交聯單體；4至約40%，較佳0至約5%之接枝連接單體；以及0至約50%的其他可共聚合乙烯基單體。較佳之丙烯酸烷基酯為丙烯酸丁酯，以及一個或是複數個較佳之其他可共聚合乙烯基單體更佳為單乙烯基單體，且較佳係選自甲基丙烯酸烷基酯以及單乙烯基芳烴所組成之群組，尤佳者為苯乙烯。本文所使用之單乙烯基芳烴係包含例如單乙烯系不飽和芳香族單體，如苯乙烯、烷基苯乙烯(諸如甲苯乙烯和乙基苯乙烯)、其他經取代之乙烯基苯(其中該取代基不會干擾聚合反應)、以及類似的乙烯基多環芳香族單體。所示之百分比係按重量計算(除非另有說明，否則在本文中所使用之所有比例皆是)，且為該總核心單體之百分比。所選擇之該丙烯酸烷基酯和任何可共聚合乙烯基單體，係使得該核心聚合物之折射率落在基質聚合物之折射率的約+/-0.2單位內，更佳在約+/-0.05單位內，及尤佳在約+/-0.03單位內。然而，由於核心聚合物與基質聚合物之間的折射率幾近相同時將會產生幾乎完全透明的組成物，因此該核心聚合物之折射率與基質聚合物之折射率的差距較佳不小於約+/-0.003折射率單位。
於該核心聚合物中，適用於作為交聯劑之交聯單體乃為熟諳此技藝者所熟知，且為一般可與其他核心單體進行共聚合反應之單體，其具有聚乙烯系不飽和度，其中，該乙烯系不飽和基團具有大致相同的反應性，該交聯單體為例如：二乙烯基苯、乙二醇二和三甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯、三醇三丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯等。較佳之交聯單體為丁二醇二丙烯酸酯。若使用交聯單體時，以總核心單體重量為基準計，交聯單體之使用量較佳為0.4至約60%，更佳為0.4至約40%，以及尤佳為約10至約40%。於該核心聚合物中，適用於作為接枝連接劑之接枝連接單體乃為熟諳此技藝者所熟知，且通常為可與其他核心單體進行共聚合之聚乙烯系不飽和單體，該不飽和基團具有足夠低的反應性而使核心聚合物中保留顯著的殘餘不飽和度以利其後續之聚合反應，該接枝連接單體為例如：甲基丙烯酸烯丙酯、順丁烯二酸二烯丙酯、以及丙烯醯氧基丙酸烯丙酯等。較佳之接枝連接單體為甲基丙烯酸烯丙酯。若使用接枝連接單體時，以核心單體之總重量為基準計，接枝連接單體之使用量較佳為約0.1至約10%，更佳為約0.1至約5%，更佳為約0.5至約5%，以及尤佳為約0.5至約2.5%。
或者，可使用熟諳此技藝者所知之其他技術(例如：藉由後固化反應)使該核心聚合物交聯以及使該核心聚合物接枝連接至該殼聚合物。當共聚物是由具有側接過氧化物基團之單體所形成時，可進行此類後固化反應，然後再藉由加熱至高於聚合反應所使用之溫度而將該過氧化物基團活化。該經活化之過氧化物基團將促進核/殼聚合物成分之接枝連接及交聯。在另一實例中，可將第二自由基起始劑添加至該聚合反應中；所選擇之該第二起始劑需在初始聚合反應之溫度下相當安定，但在初始聚合反應之後可藉由光或更高之溫度予以活化。
該核心聚合物可含有用於聚合反應製程中所殘留的低聚材料，以使該聚合物粒子膨脹，但此低聚材料需具有夠高之分子量以防止其在製程或使用期間擴散或被萃取，且其存在之濃度需相當低以使其對於該核心、核/殼聚合物、或光-散射組成物之機械性質的影響極小或者沒有影響。
環繞粒子的核心周圍為一層或多層聚合物殼，該外部的殼為可與該基質聚合物相容之聚合物，亦即，該聚合物本身能夠與該基質聚合物形成均質摻混物。舉例來說，聚(甲基丙烯酸甲酯)之殼可與聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚(氯乙烯)之基質聚合物相容。由於具有化學相似性，該殼聚合物可與該基質聚合物相容，如上述例子中，該甲基丙烯酸甲酯聚合物之殼聚合物與基質聚合物，或者，可憑經驗來決定是否可相容，如由苯乙烯與約25至約30%(以總殼單體重量為基準計)之丙烯腈進行共聚合所形成之殼；此殼亦可與聚(甲基丙烯酸甲酯)或聚(N-甲基戊二醯亞胺)基質聚合物相容。許多此類殼與基質之聚合物之可相容性聚合物組合皆為熟諳此技藝者所熟知，而其他可相容性聚合物組合亦可輕易地藉由例行試驗來確定，例如，藉由製備所建議之殼聚合物與基質聚合物之摻混物，並藉由檢測該摻混物之可相容性之證據，例如不存在霧度以及存在單一玻璃轉移溫度等。
於該殼聚合物中，適用於作為交聯劑之交聯單體乃為熟諳此技藝者所熟知，且為一般可與其他殼單體進行共聚合反應之單體，其具有聚乙烯系不飽和度，其中，該乙烯系不飽和基團具有大致相同之反應性，該交聯單體為例如：二乙烯基苯、乙二醇二和三甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯、三醇三丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯等。較佳之交聯單體為丁二醇二丙烯酸酯。若使用交聯單體時，以總殼單體重量為基準計，交聯單體之使用量較佳為約0.4至約60%，更佳為0.4至約20%，以及尤佳為約10至約20%。
該殼聚合物佔該總粒子重量之約0.1至約40%，較佳約5至約40%，以及更佳約15至約35。
於任何特定聚合物組成物中，適用於本發明之核/殼聚合物粒子係具有約2至約15μm，較佳為約5至約10μm之粒徑，以及一狹小範圍之粒徑分佈，較佳地，90重量%之粒子落於該平均粒徑+/-20%之範圍內。若於光-散射組成物中存在許多遠大於所欲尺寸之粒子時，會降低該擴散效率且使得聚合物表面較不具吸引力，然而若存在許多尺寸過小的粒子，則可能使反散射增加並使整體光透射減低。前述該狹小範圍之粒徑分佈可輕易藉由乳化聚合技術獲得，但粒子本身往往小於1μm。具有所欲尺寸範圍上限值之粒子可藉由懸浮聚合技術製造而得，但粒徑分佈則過於寬廣。因此，雖然用於製備具有該粒徑、粒徑分佈及核/殼構形之粒子的其他製備技術亦可用於本發明，但其較佳製備技術係包含：藉由將該核心聚合物之至少一種單體成分乳化聚合形成乳化聚合物粒子而製備尺寸均勻之小顆粒；使用該核心聚合物之一種或多種單體成分來膨脹該乳化聚合物粒子；以及將該乳化聚合物粒子中的單體加以聚合。可重覆進行該膨脹及聚合步驟，直到粒子增長至所欲之核心尺寸為止。製造該核心之較佳製程包含使用下述條件來乳化聚合該初始乳化聚合物粒子：限制所形成之聚合物的分子量，例如，藉由在聚合反應混合物中加入鏈轉移緩和劑(例如：硫醇)，以使所得之乳化粒子包括可輕易膨脹之低聚物。此製程可藉由下述方式加以變化：在不限制該聚合物分子量之條件下製備該初始乳化聚合物粒子，但在後續之一個或多個膨脹與聚合步驟則使用限制該聚合物分子量之條件進行。在此變化製程中，該初始乳化聚合物粒子並不會如後續具有較低總分子量之較大聚合物粒子般輕易地膨脹。於上述之較佳製程中，至少該最終聚合反應是在不限制聚合物分子量之條件下進行。
本發明粒子之製備方法可包含：
A)選擇丙烯酸烷基酯之共聚物作為橡膠核心聚合物組成物，該烷基具有2至8個碳原子，且該共聚物之折射率係在基質聚合物之折射率的+/-0.05單位內，但該共聚物之折射率與基質聚合物之折射率的差距不小於約+/-0.003單位，
B)自含有一種或多種單體之第一水性乳液聚合核心聚合物粒子，當該一種或多種單體聚合時，即產生所選擇之核心聚合物，
C)實施一個或多個下列步驟：
1)使用一種或多種單體來膨脹核心聚合物粒子，當聚合該一種或多種單體時，即產生所選擇之核心聚合物，及
2)聚合該核心聚合物粒子內之膨脹單體，直至所有用於產生所選擇之核心聚合物的單體已於這些粒子中聚合，以及該等粒子已經達到所欲之尺寸範圍(約2至約15μm)，及
D)實施一個或多個下列步驟：
1)將該核心聚合物粒子懸浮於第二水性單體乳液中，該第二水性單體乳液之單體可聚合形成可與基質聚合物相容之聚合物，及
2)自該第二乳液中之單體將聚合物殼聚合於該聚合物粒子之上。
一個或複數個殼係採用傳統的核/殼技術聚合到先前的聚合層上，例如：Owens於美國專利案第3,793,902號所教示之技術。
上述從乳化尺寸粒子(emulsion-sized)成長為較大粒子之製程保留了大量原始乳化粒子的尺寸均勻性，且能使該原始之乳化聚合聚合物粒子之尺寸增加至少10倍與高達1000倍。在此等製程產物中可觀察到少量極小的乳化粒子，但是此等粒子所佔的量遠小於總粒子重量的1.0%，且不會對該光散射聚合物的光學性質產生不良影響。用於製備於所欲尺寸範圍內具有均勻尺寸之粒子的相關技術係教示於Ugelstad之美國專利案第4,186,120號。
可將最終的核/殼聚合物從乳液中單離出來，其中，該最終的核/殼聚合物係採用常規技術製備，例如：噴霧乾燥、凝聚作用等。該最終的核/殼聚合物亦可在去揮發擠壓機中經由共單離而與該基質聚合物混合，如Bortnick所教示之美國專利案第3,751,527號。
適用於本發明之基質聚合物較佳為透明熱塑性聚合物，其於製程條件或使用條件下不會結晶亦即，其具有高於約50℃之玻璃轉移溫度，因此在將本發明之粒子聚合物組成物加入後，該基質聚合物仍呈非晶形，且其於後續從片體(sheet)製造形成本發明之光散射組成物或光散射物件之製程中仍維持非晶形。此等基質聚合物通常具有約1400至約3500百萬帕斯卡(MPa)之彈性模數，且可藉由模製、鑄造、擠壓或其他熟諳此技藝者所熟知之方法形成為成形物件。上述基質聚合物之實例包括：甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、氯乙烯等之均聚物；甲基丙烯酸甲酯之醯亞胺化聚合物，如聚戊二醯亞胺；以及甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸烷基酯之共聚物、苯乙烯與高達40%之丙烯腈之共聚物、苯乙烯與甲基丙酸甲酯之共聚物、α-甲基苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸烷基酯之共聚物、氯乙烯與乙酸乙烯酯或丙烯之共聚物；該丙烯酸烷基酯之烷基含有1至8個碳原子。亦適用者為乙酸丁酸纖維素之均聚物與共聚物，以及某些非晶形的縮合聚合物，例如：聚(對苯二甲酸乙二酯)及聚(對苯二甲酸環己烷二甲醇酯)。較佳的基質聚合物為甲基丙烯酸甲酯與約1至約15%丙烯酸烷基酯之共聚物，其中，該烷基含有1至8個碳原子。
也可使用撓性基質聚合物，包括能被塑化之聚合物，例如：聚(乙酸乙烯酯)、塑化聚氯乙烯均聚物與共聚物、塑化纖維素酯等。
另一類通用於本發明之較佳基質聚合物為熱固性聚合物。該聚合物可於製備時呈熱固性(例如，鑄造含有充分多官能單體之聚(甲基丙烯酸甲酯)片體而使所得片體固化或不溶)，或該聚合物可於聚合反應完成之後呈熱固性(例如，藉由加熱經聚合之片體來活化固化反應。上述可熱固化之基質聚合物實例包括：甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、氯乙烯等之均聚物；甲基丙烯酸甲酯之醯亞胺化聚合物，如聚戊二醯亞胺；以及甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸烷基酯之共聚物、苯乙烯與高達40%之丙烯腈之共聚物、苯乙烯與甲基丙酸甲酯之共聚物、α-甲基苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸烷基酯之共聚物、氯乙烯與乙酸乙烯酯或丙烯之共聚物。可使用可相容或折射率相匹配之基質聚合物之摻混物。較佳之基質聚合物為甲基丙烯酸甲酯與約1至約15%之丙烯酸烷基酯(其中，該烷基含有1至8個碳原子)之共聚物，該共聚物亦含有含量為0.05至2%之多官能二甲基丙烯酸酯單體，或該共聚物含有含量為0.05至約5%之丙烯醯胺與N-甲氧基丙烯醯胺。
該熱固性聚合物不一定要由乙烯基單體形成，而可由縮合或開環聚合反應製備，例如：在多官能二醇存在下進行聚酯化反應或在三官能基環氧化物存在下進行環氧化物聚合反應。
該單相聚合物和核/殼聚合物較佳係利用熔融摻混方式加入基質聚合物中，雖然亦可使用熟諳此技藝者所熟知之其他技術。例如，在其聚合反應之前，將其(呈乾燥狀)引入該基質聚合物之單體中。其他習知添加劑，例如：紫外光安定劑、可溶性阻燃劑、染料、熱安定劑等，亦可存在於該具有基質聚合物與核/殼聚合物或單相聚合物的摻混物中。
存在於該基質聚合物中之該單相聚合物與核/殼聚合物的量將取決於所欲之光學效應、該最終所製造出之物件的厚度、該核/殼粒徑、以及該粒子或核心(若是核/殼的情況)與基質聚合物之間的折射率差異。該單相聚合物及/或核/殼聚合物之實際用量範圍為總聚合物重量之約0.1至約40%，較佳為約0.1至約30%，更佳為約0.1至約20%，且尤佳為約0.1至約10%。
本發明所使用之透鏡材料可以依各種方式施加於基板上。例如，於聚合物基板中，若該基板之軟化點比透鏡成分低，則可將基板加熱至其軟化點，再將乾燥透鏡材料噴灑於軟化之基板上，然後使之冷卻，藉以將該透鏡粒子黏貼在基板上。
或者，如下列幾個實施例所述，可將該顆粒與黏結劑一起調配以產生水性塗料組成物，而可將該水性塗料組成物施加於(如：藉由噴灑或輥塗、噴射或印刷)適當基板上。於其各自層別中之該聚光及發散透鏡粒子的最高效幾何配置方式為在基板上呈球面單層，且該粒子較佳係儘可能呈六角形之緊密堆集配置。
當以水性為主時，除了下述實施例中所述之黏結劑外，其他合適的黏結劑包括塗料劑如胺基矽烷、環氧化物、環氧矽烷、烷基矽烷、脂肪酸或矽油。較佳的胺基矽烷為胺基乙基胺基丙基三甲氧基矽烷及丙烯酸纖維素溶液。其他適當之水性黏結劑包括：選自於丙烯酸系、乙烯基系之(共)聚合物，例如，乙酸乙烯酯或乙酸乙烯酯-乙烯；聚胺酯；矽氧烷；天然橡膠；合成性橡膠聚合物，例如，苯乙烯-丁二烯(SBR)嵌段共聚物；蛋白聚合物；纖維素聚合物；及其混合物與組合，例如：丙烯酸系胺甲酸酯。
在透鏡組成物為溶劑安定之情況下，該組成物可藉由溶劑鑄造該組成物之方式來施加。在該溶劑鑄造中所使用之溶劑包括：甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、異丙醇、乙醇及二甲苯。
下文所述使用該塗料組成物所製造之測試膜具有下列尺寸：表面區域為77mm x 56mm以及厚度可於0.205mm至0.210mm之間變化。這些樣品是使用ASTM E 167-96(物體和材料之測角光度法(Goniophotometry)之標準做法)、ASTM D 10003-00(透明塑料之霧度和透光率的標準測試方法)及ASTM E 313-00(從儀器測量之色座標來計算黃度指數及白度指數之標準做法)進行評估。
對下文所述之該光擴散裝置的散射光透射率(Tt)、黃度指數(YI)及擴散率進行評估。
Tt係依據ASTM D 10003-00測量。黃度指數值係由ASTM E 313-00測定。擴散率係依據ASTM E 167-96測量。
下列實施例中所提及之粒徑為數量平均粒徑。
[實施例] 實施例1：前種子聚合物
此實施例說明了用於在水性懸浮液中製造大種子粒子之該直徑為0.25μm的交聯聚合物前種子之製備方法。使用去離子水製備下列混合物A1至C1。
於配備有攪拌器和冷凝器且已以氮氣籠罩之反應器中裝填混合物A1並加熱至83℃。在反應器之內容物中加入10%的已乳化混合物B1及25%的混合物C1。使溫度維持在83℃並將該混合物攪拌60分鐘，之後將所剩餘的混合物B1及混合物C1加入至該反應器裡，伴隨攪拌達120分鐘。在83℃繼續攪拌90分鐘，之後將該反應器之內容物冷卻至室溫。由布魯克海文儀器粒徑分析儀B1-90型測量出該所得粒子前種子之粒徑為0.25μm。
實施例2：聚合物種子
在此實施例裡，實施例1之乳液中的前種子粒子係使用丙烯酸正丁酯、苯乙烯及1-己硫醇增長至直徑0.56μm。使用去離子水製備下列混合物A2至G2。
將混合物A2加入至實施例1之反應器中並攪拌加熱至88℃。以氮氣取代反應器中之空氣。當該反應器溫度穩定於88℃時，將混合物B2裝填入該反應器中。然後將已乳化混合物C2及D2、以及混合物E2加入至該反應器內，並伴隨攪拌達300分鐘。在88℃繼續攪拌達90分鐘。使該反應器內之內容物冷卻至65℃。加入混合物F2及G2，並將該反應器之內容物維持在65℃攪拌達1小時，之後使該反應器之內容物冷卻至室溫。由布魯克海文儀器粒徑分析儀BI-90型測量出該所得之乳液粒子之直徑為0.56μm。
實施例3：發散透鏡組成物
在本實施例中，實施例2之乳液粒子係於階段I使用丙烯酸正丁酯及甲基丙烯酸烯丙酯予以膨脹而產生直徑5μm之發散透鏡之分散液，而後再於階段II進行甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸乙酯之共聚合反應。使用去離子水製備下列混合物A3至G3。
於實施例1之反應器中加入A3並攪拌加熱至90℃。以氮氣取代反應器中之空氣。當該反應器溫度穩定於90℃時，將混合物B3裝填入該反應器。使用均質機將混合物C3乳化並裝填入該反應器中。該反應器在60℃攪拌達1小時。使用均質機將混合物D3乳化並裝填入該反應器中。於60℃攪拌1小時後，將該反應器逐漸加熱至65至70℃，同時發生放熱聚合反應。在溫度達到巔峰後，繼續攪拌同時使得該反應裝置在30分鐘內冷卻至73℃。裝填入一半之混合物F3。然後以2小時之時間將混合物E3、剩餘的F3、以及G3分別加入反應器中。將溫度維持在73至75℃之間，並持續攪拌達1小時，然後使反應器冷卻至室溫。該所得到之乳液粒子使用庫爾特(Coulter)公司Multisizer IIE粒徑分析儀進行測量，具有直徑5μm。
實施例4：聚光透鏡組成物
在本實施例中，實施例2之乳液粒子係於階段I使用丙烯酸苄酯及甲基丙烯酸烯丙酯予以膨脹而產生直徑5μm之聚光透鏡之分散液，而後再於階段II進行甲基丙烯酸烯甲酯及丙烯酸乙酯之共聚合反應。使用去離子水製備下列混合物A4至K4。
於實施例1之反應器中加入A4並攪拌加熱至90℃。以氮氣取代反應器中之空氣。當該反應器溫度穩定於90℃時，將混合物B4以1小時之時間裝填入該反應器中。使用均質機將混合物C4乳化並裝填入該反應器中。該反應器在64℃攪拌達1小時。使用均質機將混合物D4乳化並裝填入該反應器中，然後發生放熱聚合反應。在溫度達到巔峰後，繼續攪拌同時使得該反應器冷卻至75℃。將混合物F4裝填入該反應器中。然後以1.8小時之時間將混合物E4、G4、以及H4分別加入反應器中。於此添加期間將該溫度維持在73至77℃之間且持續攪拌。接著將混合物I4裝填至該反應器中，然後以30分鐘時間添加混合物J4及K4。過濾該所得到之乳液並使用庫爾特公司Multisizer IIE粒徑分析儀進行測定該粒徑為4.8μm。
實施例5：兩階段，韌化之彈性黏結劑(Toughened Elastomeric Binder) 製備下列混合物：
於裝配有攪拌器及冷凝器之反應器中裝填1259.19克之去離子水。使氮氣吹送通過該水達20分鐘。然後使氮氣籠罩該反應器並裝填入混合物A5。使該反應器混合物之溫度低於20℃，依序將混合物B5、C5及D5迅速地添加至該反應器中。在大約10分鐘內，使溫度上升並到達高峰約85℃。在到達高峰溫度大約10分鐘後，先後加入混合物E5以及混合物F5。保持5分鐘之後，使該反應器混合物冷卻至75℃。將混合物G5加入該反應器中，接著再加入H5及I5。在5分鐘內觀察到5至10℃之放熱。保持15分鐘後，以30分鐘之時間分別量取混合物J5及K5加入該反應器中，同時使該批次冷卻。添加混合物L5，並將該聚合物樣品以100目之篩網進行過濾以移除凝聚物。
實施例6：發散透鏡塗料配方
使用標準桌上型混合器攪拌配方#1之成分20分鐘。配方#1之布魯克菲爾德黏度(Brookfield viscosity)(1.25秒-1 )為400厘泊(cPs)。
實施例7：發散透鏡塗料配方
使用標準桌上型混合器攪拌配方#2之成分20分鐘。配方#2之布魯克菲爾德黏度(Brookfield viscosity)(1.25秒-1 )為900cPs。
噴灑配方#2之前，藉由添加100克的水至150克的配方#2中來稀釋配方#2。
實施例8：聚光透鏡塗料配方
使用標準桌上型混合器攪拌配方#3之成分20分鐘。配方#3之布魯克菲爾德黏度(Brookfield viscosity)(1.25秒-1 )：700cPs。
噴灑配方#3之前，藉由添加100克的水至150克的配方#3中來稀釋配方#3。使用傳統利用空氣壓力之噴槍來完成所有配方之噴灑。
以下述方式進行乾燥膜之光學測量：使用測角光度計評估光擴散率以及使用比色計評估光學性質。前者之儀器係以-90°至+90°之角度變化範圍來測量穿透該板之可見光之輸出強度。
實施例9：擴散裝置(Diffusing Device)
將實施例7所述之配方#2噴灑在0.3公尺(m)x 0.3m之PET片(7密爾(mil)厚)的一面上。在噴灑之前，先測定該片之重量，且在噴灑該濕式配方隨後於82℃乾燥5分鐘之後，接著再將該片秤重以測定乾燥之“附加(add-on)”量。乾燥後，在該片之相異面噴灑實施例8所述之配方#3。
實施例7及8所製備之“雙側”樣品的光學測量
實施例10：擴散裝置
將實施例7所述之配方2噴灑在0.3m x 0.3m之Mylar片(7密爾厚)之一面上。在噴灑之前，先測定該Mylar之重量，且在噴灑該濕式配方隨後於82℃乾燥5分鐘之後，接著再將該片秤重以測定乾燥之“附加(add-on)”量。乾燥該片後，然後直接噴灑配方#3於該乾燥之配方#2的表面上(以不同層之方式將兩配方均噴灑在片之同一面)。
實施例10所製備之“雙層”樣品的光學測量
實施例11：
將實施例7所述之配方2噴灑在0.3m x 0.3m之PET片(7密爾厚)之一面上。在噴灑之前，先測定該片之重量，且在噴灑該濕式配方隨後於82℃乾燥5分鐘之後，接著再將該片秤重以測定乾燥之“附加(add-on)”量。乾燥後，然後直接噴灑實施例8所述之配方#3於該片之相異面上。
實施例7及8所製備之“雙側”樣品的光學測量

Claims (16)

  1. 一種光擴散物件，包括：(a)折射率為1.4至1.8之呈光學透明的有機或無機聚合物片狀基板；以及(b)一層或多層位於該基板之至少一個表面上的一種或多種塗料組成物層，其中，特定之塗料組成物層係包括呈固態、透明之聚合物透鏡，其中，於特定之塗料組成物層中之該聚合物透鏡為下述任一者：(i)發散透鏡，其具有-0.5μm至-15μm之焦距，以及使該透鏡中心之折射率低於該透鏡表面之折射率的連續折射率梯度；或(ii)聚光透鏡，其具有2.5μm至74μm之焦距，以及使該透鏡中心之折射率高於該透鏡表面之折射率的連續折射率梯度；其中，各層具有小於375μm之厚度，且其中該聚合物透鏡具有0.85μm至30μm之直徑，其中，於特定塗料組成物層中之該聚合物透鏡具有1至1.5之多分散性。
  2. 如申請專利範圍第1項之光擴散物件，係包括兩層或更多層塗料組成物層，其中，一層或多層塗料組成物層係由發散透鏡所形成，以及一層或多層塗料組成物層係由聚光透鏡所形成。
  3. 如申請專利範圍第2項之光擴散物件，其中，該兩層或更多層塗料組成物層係位於該基板之相同表面上。
  4. 如申請專利範圍第2項之光擴散物件，其中，該兩層或更多層塗料組成物層係位於該基板之相異表面上。
  5. 如申請專利範圍第4項之光擴散物件，其中，由發散透鏡所形成之該一層或多層塗料組成物層係位於該基板之一個表面上，以及由聚光透鏡所形成之該一層或多層塗料組成物層係位於該基板之相異表面上。
  6. 如申請專利範圍第5項之光擴散物件，其中，於任何由發散透鏡所形成之該一層或多層特定塗料組成物層中，該發散透鏡係具有實質上相同之連續折射率梯度，以及於任何由聚光透鏡所形成之該一層或多層特定塗料組成物層中，該聚光透鏡係具有實質上相同之連續折射率梯度。
  7. 如申請專利範圍第1項之光擴散物件，復包括一層或多層具有固態、透明之聚合物顆粒的塗料組成物層，該顆粒具有中心以及表面，其中，該顆粒於中心具有折射率，且該中心之折射率與該表面之折射率實質上相同。
  8. 如申請專利範圍第1項之光擴散物件，其中，該一層或多層中之至少一層係呈水性聚合物分散液以施加至該基板。
  9. 如申請專利範圍第8項之光擴散物件，其中，該水性聚合物分散液復包含乳膠聚合物黏結劑。
  10. 如申請專利範圍第1項之光擴散物件，其中，該一層或多層中之一層或多層係含有單層聚合物粒子。
  11. 如申請專利範圍第1項之光擴散物件，其中，該基板具 有低於10%之霧度以及大於90%之透光率。
  12. 如申請專利範圍第1項之光擴散物件，其中，該一層或多層係個別具有6μm至150μm之厚度範圍。
  13. 如申請專利範圍第1項之光擴散物件，其中，該聚合物透鏡係由兩階段製程所形成，該兩階段製程包括形成該聚合物透鏡內部之第一階段及形成該聚合物透鏡外部之第二階段，且其中係於該第二階段中使用交聯劑以形成該聚合物透鏡之該外部。
  14. 如申請專利範圍第1項之光擴散物件，其中，該光擴散物件包括位於一層或多層基板上之一層或多層塗料組成物層，其中，該一層或多層塗料組成物層中之至少一層係包括發散透鏡與聚光透鏡之摻混物。
  15. 如申請專利範圍第1項之光擴散物件，係包括一層或多層基板，且亦可依下述方式形成：使用包括發散透鏡或聚光透鏡或發散透鏡與聚光透鏡之摻混物之塗料組成物來塗覆基板之特定層的一個或多個部分；而於該基板之該相同特定層的一個或多個其他部分則不塗覆，或使用包括下列物的塗料組成物來塗覆：與位在該基板之該特定層之一個或多個其他部分中之透鏡具有不同之折射率或光學性質之發散透鏡、聚光透鏡或發散透鏡與聚光透鏡之摻混物。
  16. 一種光擴散物件，包括：(a)折射率為1.4至1.8之呈光學透明的有機或無機聚合物片狀基板； (b)至少一個第一層，該第一層係位於該基板之至少一個表面上且由第一塗料組成物所形成，該第一塗料組成包括呈固態透明之第一聚合物發散透鏡，該第一聚合物發散透鏡具有1μm至30μm之直徑、-0.5μm至-15μm之焦距、以及使該第一透鏡之中心折射率小於該第一透鏡之表面折射率的連續折射率梯度，且其中該第一層之厚度係小於375μm；以及(c)至少一個第二層，該第二層係位於該基板之至少一個表面上且由第二塗料組成物所形成，該第二塗料組成包括呈固態透明之第二聚合物聚光透鏡，該第二聚合物聚光透鏡具有1μm至30μm之直徑、2.5μm至74μm之焦距、以及使該第二透鏡之中心折射率等於或大於該第二透鏡之表面折射率的連續折射率梯度，且其中該第二層之厚度係小於375μm。
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