包括导电粒子和有机聚合物的干燥含水分散体的涂覆基板
附图说明
1.图1a为具体体现的光控膜的剖视图。
2.图1b示出图1a的光控膜的极面截止视角。
3.图1c为比较微结构化膜的透视图。
4.图2为微结构化膜的透视图。
5.图3为制备光控膜的具体体现的方法的剖面示意图。
6.图4为光控膜的透视图，该光控膜还包括与粘合剂层粘结的覆盖膜。
7.图5为包括具体体现的光控膜的背光显示器的透视示意图。
8.图6为各种光控膜的光亮度与视角的曲线图。
9.图7为应用于外壳诸如建筑物、房屋或车辆的窗的示例性光控膜的示意性剖视图。
10.图8为光控膜的透射率与波长的示意性曲线图。
11.图9为将光控膜应用于飞机或航空器的示例性应用的示意图。
12.图10为包括与回射器组合的光控膜的示例性光学通信系统的示意性剖视图。
13.图11为包括光控膜和带有脉冲传感器的腕表的示例性可佩戴光学通信系统的示意性剖视图。


技术实现要素：

14.为了制备包括的薄涂层，粒子通常具有小于涂层厚度的粒度。已发现小的导电粒子诸如炭黑可相互作用，从而降低薄层电阻。
15.在一个实施方案中，描述了一种光控膜，该光控膜包括光输入表面和与该光输入表面相背的光输出表面；交替的透射区域和吸收区域，该交替的透射区域和吸收区域设置在该光输入表面和该光输出表面之间，其中该吸收区域包括吸光粒子或反光粒子以及有机聚合物的干燥含水分散体；该光控膜可具有改善的轴向透射率以及足够高的薄层电阻，使得该膜不会减损电子设备的触摸屏的响应性。
16.在另一个实施方案中，描述了一种涂覆制品，该涂覆制品包括非金属基板；和涂层，该涂层具有小于2微米、1.5微米或1微米的厚度，其中该涂层包括导电粒子和有机聚合物的干燥含水分散体，其中当以500nm的厚度施加到玻璃时，该涂层具有大于1
×
107、5
×
107、1
×
108、5
×
108、1
×
109的薄层电阻。在一些实施方案中，该基板包括(例如，非导电)玻璃或有机聚合物材料。在一些实施方案中，导电粒子包括碳。
17.在另一个实施方案中，描述了制备涂覆制品诸如光控膜的方法，该方法包括提供非金属基板；用有机聚合物的含水分散体和导电粒子以小于2微米、1.5微米或1微米的干燥厚度涂覆该基板。在一些实施方案中，该基板是包括与沟道交替的多个透光区域的微结构化膜，其中该微结构化膜具有由该透光区域的顶表面和侧壁以及该沟道的底表面限定的表面；在一些实施方案中，该方法包括经由逐层自组装涂层将该涂层施加到该表面。在一些实施方案中，该方法还包括从该透光区域的该顶表面和该沟道的底表面移除(例如诸如通过离子蚀刻)该涂层的至少一部分。
具体实施方式
18.在一个实施方案中，描述了光控膜(“lcf”)。参考图1a(具体体现的lcf 100的剖视图)，lcf包括光输出表面120和相背的光输入表面110。光输出表面120通常平行于光输入表面110。lcf 100包括设置在光输出表面120与光输入表面110之间的交替的透射区域130和吸收区域140。
19.在一个实施方案中，如图1a所示，透射区域130通常与基体区域“l”成一体，这意味着在基体区域与透射区域130的基底部分131之间不存在界面。另选地，lcf可不含此类基体区域l，或者在基体区域l与透射区域130之间可存在界面。当存在基体区域时，基体区域设置在交替的透射区域130和吸收区域140与光输入表面110之间。
20.另选地，在另一实施方案中，表面120可为光输入表面，并且表面110可为光输出表面。在该实施方案中，基体区域设置在交替的透射区域130和吸收区域140与光输出表面之间。
21.透射区域130可由宽度“w
t”限定。除了基体区域“l”之外，透射区域130通常具有与吸收区域140标称相同的高度。在典型的实施方案中，吸收区域的高度ha为至少30微米、40微米、50微米、60微米、70微米、80微米、90微米或100微米。在一些实施方案中，该高度不大于200微米、190微米、180微米、170微米、160微米或150微米。在一些实施方案中，该高度不大于140微米、130微米、120微米、110微米或100微米。lcf通常包括具有标称相同的高度和宽度的多个透射区域。在一些实施方案中，透射区域具有高度“h
t”、其最宽部分处的最大宽度“w
t”和至少1.75的高宽比h
t
/w
t
。在一些实施方案中，h
t
/w
t
为至少2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5或5.0。在其它实施方案中，透射区域的高宽比为至少6、7、8、9、10。在其它实施方案中，透射区域的高宽比为至少15、20、25、30、35、40、45或50。
22.吸收区域140具有由底表面155与顶表面145之间的距离限定的高度“h
a”，此类顶表面和底表面通常平行于光输出表面120和光输入表面110。吸收区域140具有最大宽度“w
a”，并且沿着表面光输出表面120间隔开间距“p
a”。吸收区域还具有如图5的透视图所示的长度“l
a”。宽度通常为最小尺寸。高度通常大于宽度。长度通常为最大尺寸。在一些实施方案中，长度可跨越一片膜的整个长度或跨越整卷膜的长度。
23.在基部(即，相邻于底表面155)处的吸收区域的宽度wa通常与相邻于顶表面145的吸收区域的宽度标称相同。然而，当吸收区域在基部处的宽度不同于与顶表面相邻的宽度时，该宽度由最大宽度限定。多个吸收区域的最大宽度可针对感兴趣的区域诸如测量透射率(例如，亮度)的区域进行平均。lcf通常包括具有标称相同的高度和宽度的多个吸收区域。在典型的实施方案中，吸收区域通常具有不大于10微米、9微米、8微米、7微米、6微米、5微米、4微米、3微米、2微米或1微米的宽度。在一些实施方案中，吸收区域通常具有不大于900纳米、800纳米、700纳米、600纳米或500纳米的宽度。在一些实施方案中，吸收区域具有至少50纳米、60纳米、70纳米、80纳米、90纳米或100纳米的宽度。吸收区域的宽度通常平行于光输入表面，并且高度正交于光输入表面。
24.吸收区域可由高宽比限定，即，吸收区域的高度除以吸收区域的最大宽度(ha/wa)。在一些实施方案中，吸收区域的高宽比为至少1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。在有利的实施方案中，选择一个或多个吸收区域的高度和宽度，使得一个或多个吸收区域具有甚至更高的高宽比。在一些实施方案中，吸收区域的高宽比为至少15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、
70、75、80、85、90、95或100。在其它实施方案中，吸收区域的高宽比为至少200、300、400或500。高宽比的范围可为高达10,000或更大。在一些实施方案中，高宽比不大于9,000、8,000；7,000；6,000、5,000、4,000、3000；2,000或1,000。
25.如图1b所示，lcf 100包括交替的透射区域130和吸收区域140，以及位于透射区域130与吸收区域140之间的界面150。界面150与垂直于光输出表面120的线160形成壁角度θ。
26.较大壁角度θ降低了法向入射或换句话讲0度的视角处的透射率。优选较小壁角度，使得法向入射下的透射率可尽可能地大。在一些实施方案中，壁角度θ小于10度、9度、8度、7度、6度或5度。在一些实施方案中，壁角度不大于2.5度、2.0度、1.5度、1.0度、0.5度或0.1度。在一些实施方案中，壁角度为零或接近零。当壁角度为零时，吸收区域和光输出表面120之间的角度为90度。根据壁角度，透射区域可具有矩形或梯形横截面。
27.当入射光从位于吸收区域与透射区域之间的界面发生全内反射(tir)时，透射率(例如，可见光亮度)可得以增加。根据光线与界面的入射角以及透射区域和吸收区域的材料的折射率差值，可确定光线是否将发生tir。
28.如图1b所示，吸收区域140之间的透射区域130具有由交替的透射区域130和吸收区域的几何形状限定的界面角θi。如图1a和图1b所示，界面角θi可由两条线的交点限定。第一线从由第一吸收区域的底表面和侧壁表面限定的第一点以及由最近的第二吸收区域的顶表面和侧壁表面限定的第二点延伸。第二线从由第一吸收区域的顶表面和侧壁表面限定的第一点以及由第二吸收区域的底表面和侧壁表面限定的第二点延伸。
29.极面截止视角θp等于极面截止半视角θ1和极面截止半视角θ2之和，两者中的每一者从光输入表面110的法线测量。在典型的实施方案中，极面截止视角θp是对称的，并且极面截止半视角θ1等于极面半视角θ2。另选地，极面截止视角θp可以是不对称的，并且极面截止半视角θ1不等于极面截止半视角θ2。
30.光亮度可根据实施例中所述的测试方法来测量。可在交替的透射区域和吸收区域(诸如图1a中所示)或还可包括覆盖膜的总光控膜(诸如图4中所示)上测量光亮度。相对透射率(例如，可见光亮度)被定义为在具有包括交替的透射区域和吸收区域以及任选的其它层的光控膜的读数与没有光控膜的读数(即，基线)之间在指定视角或视角范围下的光亮度百分比。参考图6，视角可在-90度至+90度的范围内。0度的视角正交于光输入表面110；而-90度和+90度的视角平行于光输入表面110。
31.例如，参考图6，轴向基线光亮度为2100cd/m2。ex6具有1910cd/m2的轴向光亮度。因此，相对透射率(例如，亮度)为1910cd/m2/2100cd/m2乘以100，这等于91.0％。除非另外指明，否则相对透射率是指通过在实施例中更详细描述的锥光镜测试方法测量的波长范围为400nm-700nm的可见光的相对透射率。
32.交替的透射区域和吸收区域或总lcf可在0度的视角处表现出增加的相对透射率(例如，亮度)。在一些实施方案中，相对透射率(例如，亮度)为至少75％、80％、85％或90％。相对透射率(例如，亮度)通常小于100％。
33.交替的透射区域和吸收区域或总lcf可在0度的视角下表现出对其它波长的光的高透射率。在700nm-1400nm波长范围内的近红外(nir)光和在320nm-400nm波长范围内的紫外(uv)光的透射率是指通过在实施例中更详细描述的分光光度测定方法测量的透射率。
34.在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总lcf具有至少50％、55％、
60％、65％、70％、75％或80％的在0度的视角下对于在700nm-1400nm(nir)范围内的波长的透射率。在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总lcf具有至少50％或60％的在0度的视角下对于在320nm-400nm(uv)范围内的波长的透射率。透射率可针对波长范围内的单个波长，或者透射率可为整个波长范围的平均透射率。
35.另选地，交替的透射区域和吸收区域或总lcf可在0度的视角下表现出对其它波长的光的低透射率。透光区域和基体层的(例如，pet)基底膜和材料可具有对可见光和nir光的高透射率，但具有对uv光的低透射率。此外，包括(例如，色移)膜可显著降低对uv光和nir光两者的透射率，同时表现出对可见光的高透射率。在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总lcf具有小于50％、45％、40％或30％的在0度的视角下对于在700nm-1400nm(nir)范围内的波长的透射率。在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总lcf具有小于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％的在0度的视角下对于在320nm-400nm(uv)范围内的波长的透射率。透射率可针对波长范围内的单个波长，或者透射率可为整个波长范围的平均透射率。
36.在典型的实施方案中，lcf在其它视角处具有显著较低的透射率。例如，在一些实施方案中，在-30度、+30度或-30度和+30度的平均值的视角下的相对透射率(例如，可见光亮度)小于50％、45％、40％、35％、30％或25％。在其它实施方案中，在30度、+30度或-30度和+30度的平均值的视角处的相对透射率(例如，亮度)小于25％、20％、15％、10％或5％。在一些实施方案中，在+/-35度、+/-40度、+/-45度、+/-50度、+/-55度、+/-60度、+/-65度、+/-70度、+/-75度或+/-80度的视角处的相对透射率(例如，亮度)小于25％、20％、15％、10％或5％，或者小于5％。在一些实施方案中，对于在+35度至+80度、-35度至-80度范围内或这些范围的平均值的视角的平均相对透射率(例如，亮度)小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％或2％。
37.交替的透射区域和吸收区域或总lcf可在其它视角下表现出对nir或uv波长的光的显著较低的透射率。例如，在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总光控膜具有小于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％的在30度的视角下对于在700nm-1400nm(nir)波长范围内的透射率。在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总光控膜具有小于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、4％、3％、2％或1％的在30度的视角下对于在320nm-400nm(uv)波长范围内的透射率。在一些实施方案中，在60度的视角下对nir或uv波长的光的透射率也落入前述范围内，并且通常低于在30度下的透射率。在一些实施方案中，交替的透射区域和吸收区域或总光控膜具有小于5％、4％、3％、2％或1％的在60度的视角下对于700nm-1400nm(nir)波长范围内的平均透射率。
38.因此，本文所述的光控膜可在各种视角下表现出对各种波长的光(可见光、uv和nir)的高透射特性和低透射特性的各种组合。
39.在一个实施方案中，光控膜在各种视角(例如，0度、30度和60度)下表现出对nir的高透射率，而表现出对可见光和uv的较低透射率，如前所述。光控膜可表现出至少60％、65％、70％、75％或80％的对于在700nm-1400nm(nir)范围内的波长的透射率，以及至少10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％的在30度和/或60度的视角下对于在700nm-1400nm(nir)范围内的波长的透射率。
40.在“偏轴”视角下具有显著较低透射率的lcf适合用作私密膜。此类膜允许显示器
正前方(0度的视角)的观察者看到图像，但阻挡观察者在“偏轴”角度下看到此类图像。
41.吸收区域可相对于阻挡(例如，吸收)光输入表面或光输出表面处的光的吸收区域的最大表面积来表征。光控膜的光输入表面或光输出表面可用光学显微镜(例如，以200倍放大率)观察。对于较小的吸收区域(例如，wa小于1微米)，可使用较高分辨率显微镜(例如，扫描电镜)来测量表面积。多个吸收区域的最大宽度(即，图1a中的wa)和间距(即，图1a中的pa)可通过用imagej软件(诸如购自http://imagej.nih.gov/ij上的国立卫生研究院(national institute of health))分析光学显微镜图像来测量。
42.图1c为比较lcf 150的透视图，其包括光输出表面120和相背的光输入表面110。光输出表面120通常平行于光输入表面110。lcf 700包括设置在光输出表面120和光输入表面110之间的交替的透射区域130和吸收区域140。对于比较光控膜(ce2)，如图1c所示，(例如，五个)吸收区域的平均最大宽度wa为15微米。平均间距pa(吸收区域之间的距离)为65微米。比率wa/pa等于0.23或23％。换句话讲，吸收区域占据的最大表面积为光输出表面720的交替的总透射区域和吸收区域的23％。
43.与比较光控膜相比，当前所述的吸收区域阻挡(例如，吸收)更少的光。在典型的实施方案中，吸收区域占据的最大表面积小于交替的总透射区域和吸收区域的20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％或3％。当吸收区域具有为零的壁角度或换句话讲高度如图1a所示正交于光输入表面和光输出表面时，吸收区域占据的最大表面积可以与刚刚描述的比较光控膜相同的方式计算(即，比率wa/pa)。当吸收区域具有大于零的壁角度时，比率wa/pa不考虑当光沿正交于光输入表面和光输出表面的方向通过膜时被阻挡的所有光。在该实施方案中，可从壁角度和垂直于光输出表面120的线160计算“d”。被阻挡的光的该总表面积等于(d+wa)/(w
t
+wa)。例如，当w
t
为30微米，wa为0.5微米，并且壁角度为3度时，则(d+wa)/(w
t
+wa)＝(tan(3
°
)ha+0.5)/(30+0.5)，并且被阻挡的光的总表面积为17.1％。
44.吸收区域可通过涂覆微结构化膜的表面而形成。图2示出了具体体现的微结构化膜制品200，其可被涂覆以制备lcf。所示微结构化膜包括微结构化表面210，该微结构化表面包括位于基底层260上的多个沟道201a至201d。如图2所示，连续基体层“l”可存在于沟道205的底部与基底层260的顶表面210之间。另选地，沟道201可一直延伸穿过微结构化膜制品200。在该实施方案(未示出)中，沟槽的底表面205可与基底层260的顶表面210重合。在典型的实施方案中，基底层260为预成形膜，该预成形膜包含与透射区域230不同的有机聚合物材料，如随后将描述的。
45.突起(例如，透射区域)230的高度和宽度由相邻的沟道(例如，201a和201b)限定。突起(例如，透射区域)230可由顶表面220、底表面231以及将顶表面接合到底表面的侧壁232和233限定。侧壁可彼此平行。更典型地，侧壁具有如前所述的壁角度。
46.在一些实施方案中，突起(例如，透射区域)230具有至少10微米的节距“p
t”。间距为第一突起(例如，透射区域)的起点与第二突起(例如，透射区域)的起点之间的距离，如图2所示。节距可为至少15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米或50微米。节距通常不大于1mm。节距通常不大于900微米、800微米、700微米、600微米或500微米。在一些实施方案中，节距通常不大于550微米、500微米、450微米、400微米、350微米、300微米、250微米或200微米。在一些实施方案中，节距不大于175微米、150微米、100微米。在典型的实施
方案中，突起是均匀间隔的，具有单一节距。另选地，突起可被间隔成使得相邻的突起之间的节距不相同。在该稍后的实施方案中，至少一些且通常大多数(总突起的至少50％、60％、70％、80％、90％或更大)具有刚刚描述的节距。
47.吸收区域的节距pa在与刚刚针对透光区域描述的相同的范围内。
48.突起(例如，透射区域)的间距和高度对于促进用吸光涂层涂覆突起(例如，透射区域)可能是重要的。当突起间隔太近时，可能难以均匀地涂覆侧壁。当突起间隔开太远时，吸光涂层可能无法有效地提供其预期功能，诸如在偏轴视角处私密。
49.吸收区域通过在微结构化膜的突起(例如，透射区域)的侧壁上提供吸光涂层来形成。吸光涂层的厚度等于吸收区域的宽度wa，如前所述。吸收区域可通过在侧壁(例如，232、233)上提供足够薄的、适形的吸光涂层的任何方法形成。
50.在一个实施方案中，吸收区域通过增材和减材方法的组合形成。
51.参考图3，光控膜可通过提供包括由顶表面(例如，320)和侧壁(332,333)限定的多个突起(例如，透射区域)的微结构化膜300(诸如图2的微结构化膜)来制备。多个突起(例如，透射区域)330通过沟道301a和301b彼此隔开。突起(例如，透射区域)的侧壁与沟道的侧壁重合。沟道还包括与基底层360的顶表面平行或重合的底表面305。该方法还包括将吸光涂层341施加到微结构化膜的(例如，整个)表面，即，突起(例如，透射区域)的顶表面320和侧壁332、333以及隔开突起(例如，透射区域)的沟道的底表面305。该方法还包括从突起(例如，透射区域)的顶表面320和沟道的底表面305移除涂层。在一些实施方案中，该方法还包括用有机聚合物材料345诸如与突起(例如，透射区域)(例如，相同的)可聚合树脂填充沟道，以及固化可聚合树脂。当沟道未用固化的可聚合树脂填充时，沟道通常用空气填充。
52.含微结构的制品(例如，图2中所示的微结构化膜制品200)可通过任何合适的方法制备。在一个实施方案中，含微结构的制品(例如，图2中所示的微结构化膜制品200)可通过如us 8,096,667中所述的浇铸和固化方法来制备，该方法包括以下步骤：(a)制备可聚合组合物；(b)以刚刚足以填充母模的腔体的量，将可聚合组合物沉积到母模负微结构化模制表面(例如，工具)上；(c)通过在(例如，预成形膜)基底层与母模之间移动可聚合组合物液滴来填充腔体，该基底层和母模中的至少一者是柔性的；以及(d)固化组合物。沉积温度可在环境温度至约180℉(82℃)的范围内。母模可为金属(诸如镍、镀铬或镀镍的铜或黄铜)材料，或者可为在聚合条件下稳定的热塑性材料，并且具有允许从母模干净地移除聚合材料的表面能。当基底层为预成形膜时，膜的表面中的一个或多个可任选地涂底漆或以其它方式进行处理，以促进与透光区域的有机材料的粘附。在一个实施方案中，基底层包含热固性丙烯酸类聚合物作为底漆(诸如以商品名“rhoplex 3208”购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(dow chemical,midland,mi))。
53.可聚合树脂可包含选自以下物质的第一可聚合组分和第二可聚合组分的组合：(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸酯低聚物以及它们的混合物。如本文所用，“单体”或“低聚物”是可转换成聚合物的任何物质。术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯化合物和甲基丙烯酸酯化合物两者。在一些情况下，可聚合组合物可包含(甲基)丙烯酸酯化聚氨酯低聚物、(甲基)丙烯酸酯化环氧低聚物、(甲基)丙烯酸酯化聚酯低聚物、(甲基)丙烯酸酯化酚醛低聚物、(甲基)丙烯酸酯化丙烯酸类低聚物以及它们的混合物。
54.可聚合树脂可以是可辐射固化的聚合物树脂，诸如可uv固化的树脂。在一些情况
下，可用于本发明的lcf的可聚合树脂组合物可包括诸如美国专利8,012,567(gaides等人)中所述的可聚合树脂组合物，前提是这些组合物满足本文所述的折射率和吸收特征。
55.基底层的化学组合物和厚度可取决于lcf的最终用途。在典型实施方案中，基底层的厚度可为至少约0.025毫米(mm)，并且可以是约0.05mm至约0.25mm。
56.可用的基底层材料包括例如苯乙烯-丙烯腈、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、三乙酸纤维素、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、基于萘二甲酸的共聚物或共混物、基于聚烯烃的材料(诸如聚乙烯、聚丙烯和聚环烯烃的浇注或取向膜)、聚酰亚胺和玻璃。任选地，基底层可包含这些材料的混合物或组合。在一个实施方案中，基底层可以是多层的，或者可包含悬浮或分散在连续相中的分散组分。
57.基底层材料的示例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)和聚碳酸酯(pc)。可用的pet膜的示例包括光学等级的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其以商品名“melinex 618”购自特拉华州威尔明顿的杜邦膜公司(dupont films,wilmington,del.)。光学等级的聚碳酸酯膜的示例包括购自华盛顿州西雅图的ge polymershapes公司(ge polymershapes,seattle wash.)的lexan
tm
聚碳酸酯膜8010和购自佐治亚州阿法乐特的帝人化成株式会社(teijin kasei,alpharetta ga)的panlite 1151。在一些实施方案中，基底层为具有75微米的厚度的pet膜。基底层可具有糙面或光泽表面。
58.一些基底层可以是旋光性的，并且可充当偏振材料。使透过膜的光的偏振可以(例如)通过在选择性吸收透过光的膜材料中包含二向色性偏振片来实现。光偏振也可以通过包括无机材料(诸如定向的云母晶片)或者通过分散在连续膜内的不连续相(诸如分散在连续膜内的成滴状的光调制液晶)来实现。作为替代方案，可由不同材料的超薄层制备膜。例如，可通过采用诸如拉伸膜、施加电场或磁场以及涂覆技术的方法使膜内的偏振材料沿偏振方向定向。
59.偏振膜的示例包括以下专利中描述的那些：美国专利5,825,543(ouderkirk等人)；美国专利5,783,120(ouderkirk等人)；美国专利5,882,774(jonza等人)；美国专利5,612,820(shrenk等人)和5,486,949(shrenk等人)。结合棱镜增亮膜使用这些偏振膜已经在例如美国专利6,111,696(allen等人)和美国专利5,828,488(ouderkirk等人)中有所描述。可商购获得的膜为多层反射偏振膜，诸如购自3m公司(3m company)的3m
tm
双倍增亮膜“dbef”。
60.在一些实施方案中，基底层或覆盖膜为赋予色移效应的多层膜，诸如us 8,503,122中所述。合适的色移膜在weber等人的美国专利6,531,230中有所描述；该文献以引用方式并入本文。其它合适的色移膜包括通过旋涂、刮涂、浸涂、蒸镀、溅射、化学气相沉积(cvd)等生成的多层膜。示例性膜包含有机材料和无机材料两者。此类膜在例如美国专利7,140,741；7,486,019；和7,018,713中。
61.多层光学膜可为紫外光反射器、蓝光反射器、可见光反射器或红外光反射器，如2017年11月28日美国专利9,829,604(schmidt)中进一步描述，该美国专利以引用方式并入本文。
62.在一些实施方案中，多层光学膜可表征为uv反射多层光学膜(即，uv反射器或uv镜)。uv反射多层光学膜是指这样的膜，该膜对于在290nm至400nm范围内的带宽在至少
50％、60％、70％、80％或90％的法向入射下具有反射率。在一些实施方案中，对于在290nm至400nm范围内的带宽，法向入射下的反射率为至少91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或98％。uv反射多层光学膜对于可见光可具有低反射率和高透射率。例如，可见光的透射率可为至少85％或90％。
63.在一些实施方案中，多层光学膜可表征为uv-蓝光反射多层光学膜(即，uv-蓝光反射器或uv-蓝光镜)。uv-蓝光反射多层光学膜是指这样的膜，该膜对于在350nm至490nm范围内的带宽在至少50％、60％、70％、80％或90％的法向入射下具有反射率。在一些实施方案中，对于在350nm至490nm范围内的带宽，法向入射下的反射率为至少91％、92％、93％、94％、95％、96％或97％。uv-蓝光反射多层光学膜对于波长大于500nm的可见光可具有低反射率和高透射率。例如，波长大于500nm的可见光的透射率可为至少85％或90％。
64.在一些实施方案中，多层光学膜可表征为近红外光反射多层光学膜(即，近红外光反射器或近红外光镜)。近红外光反射多层光学膜是指这样的膜，该膜对于在870nm至1100nm范围内的带宽在至少50％、60％、70％、80％或90％的法向入射下具有反射率。在一些实施方案中，对于在870nm至1100nm范围内的带宽，法向入射下的反射率为至少91％、92％、93％或94％。在一些实施方案中，膜在45度角度处表现出这种相同的近红外光反射率。近红外光反射多层光学膜对于可见光可具有低反射率和高透射率。例如，可见光的透射率可为至少85％、86％、87％或88％。
65.可见光反射多层光学膜(例如，可见光反射器或可见光镜)是指这样的膜，该膜对于在400nm至700nm范围内的带宽在至少50％、60％、70％、80％或90％的法向入射下具有反射率。在一些实施方案中，对于在400nm至700nm范围内的带宽，法向入射下的反射率为至少91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％或98％。此类宽带反射器的近红外光反射率特性如先前所述。
66.在其它实施方案中，单个多层光学膜可以反射多于一个的带宽，并且可被视为宽带反射器。例如，多层光学膜可以是可见光和近红外光反射多层光学膜。因此，此类多层光学膜对于可见光带宽和近红外光带宽两者具有高反射率。
67.另外，将例如具有不同反射谱带的两个或更多个多层光学膜镜层压在一起，以加宽反射谱带。例如，诸如前面所述的多层光学膜可见光反射器可与uv、uv-蓝光和/或近红外光反射器组合。如本领域的普通技术人员理解的，可以采用各种其它组合。
68.另选地，含微结构的制品(例如，图2中所示的微结构化膜制品200)可通过熔融挤出(即，将流体树脂组合物浇注到母模负微结构化模制表面(例如，工具)上并允许组合物硬化)来制备。在该实施方案中，突起(例如，透光区域)在连续层中互连到基底层260。单个突起(例如，透光区域)以及它们之间的连接部通常包含相同的热塑性材料。基体层的厚度(即，除由复制的微结构产生的部分之外的厚度)通常介于0.001英寸和0.100英寸之间，并且优选地介于0.003英寸和0.010英寸之间。
69.当含微结构的制品(例如，图2中所示的微结构化膜制品200)由前述浇注和固化工艺制备时，基体层的厚度可更小。例如，基体层的厚度通常为至少0.5微米、1微米、2微米、3微米、4微米或5微米，范围高达50微米。在一些实施方案中，基体层的厚度不大于45微米、40微米、35微米、30微米、25微米、20微米、15微米或10微米。在一个实施方案中，基体层为8微米。
70.适用于熔融挤出的树脂组合物为尺寸上稳定、耐用、耐候且可容易形成为期望配置的透明材料。合适的材料的示例包括丙烯酸类，其折射率为约1.5，诸如由罗门哈斯公司(rohm and haas company)制造的plexiglas牌树脂；折射率为约1.59的聚碳酸酯；反应性材料，诸如热固性丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯；基于聚乙烯的离聚物和共聚物，诸如以商品名surlyn由杜邦公司(e.i.dupont de nemours and co.,inc.)销售的那些基于聚乙烯的离聚物和共聚物；乙烯丙烯酸共聚物；聚酯；聚氨酯；含氟聚合物；有机硅聚合物；乙烯乙酸乙烯酯(eva)共聚物和乙酸丁酸纤维素。聚碳酸酯由于其韧性和相对较高的折射率而特别合适。
71.在另一实施方案中，母模负微结构化模制表面(例如，工具)可用作压印工具，诸如美国专利4,601,861(pricone)中所述。
72.吸收区域通常通过涂覆微结构化膜的表面来形成。可使用各种涂覆方法，包括(例如)逐层涂覆(lbl)，以及涂覆技术，诸如缠线棒、(例如，直接、吻压、反转)凹版印刷、3辊和5辊涂覆、气刀、喷涂、缺口棒涂覆、刀片涂覆、狭缝模涂覆、浸渍浸涂、帘膜式涂覆和拖刀涂覆。
73.可用于形成吸光区域的吸光材料可为用来吸收或阻挡可见光谱的至少一部分的光的任何合适的材料。在典型的实施方案中，吸光材料还吸收或阻挡uv和/或ir光谱的至少一部分。优选地，吸光材料可被涂覆或以其它方式提供于透光区域的侧壁上，以在lcf中形成吸光区域。示例性吸光材料包括黑色或其它吸光着色剂(诸如炭黑、或者另一颜料或染料、或者它们的组合)。其它吸光材料可包括可用来阻挡光透射穿过吸光区域的粒子或其它散射元件。
74.当吸光材料(例如，涂层)包括粒子时，粒子的中值粒度d50等于或小于吸光材料(例如，涂层)的厚度或者换句话讲基本上小于吸收区域的宽度wa。
75.中值粒度通常小于1微米。在一些实施方案中，中值粒度不大于900nm、800nm、700nm、600nm或500nm。在一些实施方案中，中值粒度不大于450nm、400nm、350nm、300nm、250nm、200nm或100nm。在一些实施方案中，中值粒度不大于90nm、85nm、80nm、75nm、70nm、65nm、60nm、55nm或50nm。在一些实施方案中，中值粒度不大于30nm、25nm、20nm或15nm。中值粒度通常为至少1纳米、2纳米、3纳米、4纳米或5纳米。例如，吸收区域的纳米粒子的粒度可使用透射电子显微镜或扫描电镜来测量。
[0076]“初级粒度”是指单个(非聚集、非团聚)粒子的中值直径。当吸光或反光粒子作为未团聚和未聚集的粒子存在时，中值粒度是指中值初级粒度。“团聚”是指初级粒子之间的弱缔合，该初级粒子可由电荷或极性固持在一起并可被分解成较小的实体。如本文相对于粒子所用的“聚集体”是指强力粘结或熔融的粒子，其中所得外表面积可以显著小于各个组分的计算的表面积之和。将聚集体固持在一起的力是很强的力，例如共价键，或由烧结或复杂的物理缠结产生的力。尽管团聚的纳米粒子可诸如通过施加表面处理来分解成较小的实体诸如离散的初级粒子；但向聚集体施加表面处理只是得到经表面处理的聚集体。当吸光或反光粒子作为聚集体存在时，中值粒度是指聚集体的中值粒度。在一些实施方案中，大多数纳米粒子(即，至少50％)作为离散的未团聚纳米粒子存在。例如，(例如，涂覆溶液的)至少70％、80％或90％的纳米粒子作为离散的未团聚纳米粒子存在。
[0077]
吸光纳米粒子的浓度通常为总吸光区域的至少10重量％、15重量％、20重量％、25
重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％或50重量％。在一些实施方案中，吸光纳米粒子的浓度为总吸光区域的至少55重量％、60重量％、65重量％、70重量％或75重量％。吸光纳米粒子的浓度可通过本领域中已知的方法诸如热重量分析来确定。
[0078]
在一个实施方案中，该方法包括将逐层吸光涂层施加到微结构化膜的表面，即，突起的顶表面和侧壁以及沟道的底表面。
[0079]
在一些实施方案中，设置在微结构化膜的表面上的多个层包括由通常称之为“逐层自组装工艺”而沉积的至少两个层。该工艺通常用于静电地组装带相反电荷的高分子电解质的膜或涂层，但其它功能诸如氢键供体/受体、金属离子/配体以及共价键部分可以是膜组装的驱动力。“高分子电解质”意指带有能够发生静电相互作用的多个离子基团的聚合物或化合物。“强高分子电解质”在宽泛的ph范围内具有持久的电荷(例如，聚合物包含季铵基团或磺酸基团)。“弱高分子电解质”具有ph依赖水平的电荷(例如，聚合物包含伯、仲或叔胺，或者羧酸)。通常，该沉积工艺涉及将具有表面电荷的基板暴露于一系列液体溶液或浴。这可以通过将基板浸入液体浴(也称作浸涂)、喷涂、旋涂、辊涂、喷墨印刷等来实现。暴露于具有与基板相反电荷的第一聚离子(例如，高分子电解质浴)液体溶液，结果是基板表面附近的带电物质快速吸附、建立浓度梯度，以及将更多高分子电解质从本体溶液吸到表面。发生进一步吸附，直到有足够的层已发展到掩蔽下面的电荷并且使基板表面的净电荷反向。为了实现质量传递和发生吸附，该暴露时间通常为分钟级。然后，将基板从第一聚离子(例如浴)液体溶液中移除，接着将其暴露于一系列水冲洗浴，以移除任何物理缠结的或松散结合的聚合电解质。在这些冲洗(例如，浴)液体溶液之后，接着使基板暴露于第二聚离子(例如，高分子电解质或无机氧化物纳米粒子浴)液体溶液，其具有与第一聚离子(例如，浴)液体溶液相反的电荷。由于基板的表面电荷与第二(例如，浴)液体溶液的电荷相反，因此再次发生吸附。继续暴露于第二聚离子(例如，浴)液体溶液则引起基板的表面电荷的逆转。可执行后续的冲洗以完成循环。这一系列步骤被称为构建一个层对，在本文中也称为沉积的“双层”，并且可根据需要进行重复以进一步将另外的层对添加至基板。
[0080]
合适的方法的一些示例包括在krogman等人的us 8,234,998；hammond-cunningham等人的us2011/0064936；和nogueira等人的us 8,313,798中描述的那些。逐层浸涂可使用stratosequence vi(佛罗里达州塔拉哈西的nanostrata公司(nanostrata inc.,tallahassee,fl))浸涂机器人进行。
[0081]
在一个实施方案中，通过逐层自组装沉积的多个双层是包含含有吸光材料(例如，颜料)的有机聚合物聚离子(例如，阳离子)和抗衡离子(例如，阴离子)的高分子电解质叠堆。阳离子层的至少一部分、阴离子层的至少一部分或它们的组合的至少一部分包含离子地粘结到高分子电解质的吸光材料(例如，颜料)。
[0082]
选择双层的厚度和双层的数目以实现期望的吸光。在一些实施方案中，使用最小总厚度的自组装层和/或最少数目的逐层沉积步骤选择双层的厚度、双层的数目以实现期望的(例如，吸收)光学特性。每个双层的厚度通常在约5nm至350nm的范围内。双层的数目通常为至少5个、6个、7个、8个、9个或10个。在一些实施方案中，每个叠堆的双层的数目为不大于150个或100个。叠堆的厚度等于吸收区域的宽度wa，如前所述。
[0083]
吸光化合物分散在高分子电解质层的至少一部分内。可利用各种高分子电解质，包括无机化合物诸如二氧化硅或硅酸盐，以及各种膦酰基羧酸及其盐(其中的一些描述于
wo2015/095317中；该专利以引用方式并入本文)。
[0084]
高分子电解质有机聚合物可为优选的，因为与无机材料相比，此类材料可通过反应离子蚀刻更容易地除去。在一些实施方案中，吸收区域的高分子电解质中的至少一种高分子电解质为有机聚合物。
[0085]
合适的聚阳离子有机聚合物包括但不限于直链和支链聚(乙烯亚胺)(pei)、聚(烯丙胺盐酸盐)、聚乙烯胺、脱乙酰壳多糖、聚苯胺、聚酰胺胺、聚(乙烯基苄基三甲基胺)、聚二烯丙基二甲基氯化铵(pdac)、聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)、聚(甲基丙烯酰氨基)丙基-三甲基氯化铵、以及它们的组合，包括它们的共聚物。
[0086]
合适的聚阴离子有机聚合物包括但不限于聚(乙烯基硫酸盐)、聚(乙烯基磺酸盐)、聚(丙烯酸)(paa)、聚(甲基丙烯酸)、聚(苯乙烯磺酸盐)、硫酸葡聚糖、肝素、透明质酸、角叉菜胶、羧甲基纤维素、藻朊酸盐、基于磺化四氟乙烯的含氟聚合物诸如聚(乙烯基磷酸)、聚(乙烯基膦酸)、以及它们的组合，包括它们的共聚物。
[0087]
刚刚描述的高分子电解质有机聚合物可表征为具有含离子或可离子化基团的(例如，重复的)聚合单元的聚合物。这些基团在水溶液(水)中解离，使得聚合物带电。
[0088]
具有能够静电相互作用的多个离子基团的其他类型的聚合物为有机聚合物的含水分散体。在一些实施方案中，这些聚合物还包含含有离子或可离子化基团的聚合单元。然而，此类基团的浓度显著较低，使得有机聚合物可分散于水溶液中，但不溶解形成溶液。因此，此类有机聚合物可表征为不溶于水的。在其它实施方案中，可通过使用离子表面活性剂使有机聚合物被赋予水分散性。
[0089]
水溶性高分子电解质通常不溶于有机溶剂，诸如四氢呋喃(thf)。相比之下，含水分散体的有机聚合物(例如，聚氨酯和丙烯酸类聚合物)通常能够溶于有机溶剂诸如thf中。所谓可溶意指在浴式超声波仪(必能信(branson)型号3510)中，在含有有机溶剂(例如，thf)的广口瓶中浸泡30分钟后从涂覆基板(例如玻璃)移除涂层的至少50％(或当涂层具有大于吸光或反光粒子的50重量％时移除涂层的有机聚合物部分的至少50％)。
[0090]
有利的有机聚合物分散体包括聚氨酯聚合物分散体、丙烯酸类聚合物分散体、聚酯分散体、聚烯烃分散体、聚乙烯和聚丙烯分散体以及它们的共聚物分散体，包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物分散体、环氧树脂分散体、酚醛树脂分散体、聚酰亚胺和聚酰胺分散体、氯乙烯分散体以及它们的混合物。所述聚合物通常是热塑性的。
[0091]
在一些实施方案中，聚氨酯分散体包含聚酯主链、聚碳酸酯主链、聚酯碳酸酯、或它们的组合。在其它实施方案中，丙烯酸类分散体包含丙烯酸主链、含羟基的丙烯酸主链、或它们的组合。在其它实施方案中，聚合物分散体为聚氨酯丙烯酸混合体。可采用有机聚合物分散体的混合物，诸如聚氨酯和丙烯酸类聚合物的混合物。
[0092]
已开发出多种方法来制备水性或含水聚合物分散体。在制备含水聚氨酯聚合物的过程中，通常通过在内部乳化剂存在下，使适宜二醇或多元醇与摩尔过量的二异氰酸酯或聚异氰酸酯反应，来形成中等分子量聚合物(例如预聚物)。内部乳化剂通常为具有离子基团(羧酸根、磺酸根或季铵盐)或非离子基团，如聚(环氧乙烷)的二醇。根据聚氨酯主链中存在的亲水性基团或链段的类型，含水聚氨酯分散体通常为三种类型中的一种，即非离子型、阳离子型和阴离子型。当经由静电相互作用逐层施加涂层时，分散体的有机聚合物包括离子部分，因此是阳离子或阴离子的。然而，当使用其他涂覆方法时，可利用非离子聚合物分
散体。
[0093]
在阴离子聚氨酯的情况下，通常向聚氨酯主链中掺入二羟甲基丙酸(dmpa)，因为它在随后与三乙胺的中和反应中对水分散体有效。聚合物中dmpa的羧酸根离子是亲水性的，并且用作阴离子中心以及内部乳化剂。羧基离子不仅稳定含水聚氨酯分散体，而且提供固化位点。
[0094]
水性丙烯酸类聚合物还通常用内部乳化剂(例如丙烯酸单元)制备，并因此通常也包含羧酸根离子以稳定分散体并且提供固化位点。
[0095]
另选地，阳离子聚合物分散体可具有季铵基团或叔胺基团。
[0096]
可商购获得的脂族丙烯酸类分散体的示例包括以商品名65124和ac-181购得的阳离子丙烯酸类胶乳。
[0097]
在一些实施方案中，涂层的有机聚合物为热塑性脂族聚氨酯。热塑性聚氨酯组合物一般为二异氰酸酯与短链二醇(还称为增链剂)的以及二异氰酸酯与长链双官能二醇(称为多元醇)的反应产物。聚氨酯的特征为具有连接衍生自二异氰酸酯和二醇的链段的氨基甲酸酯基团，即
–
nh-(c＝o)-o-。此类氨基甲酸酯基团包含羰基基团-c＝o。
[0098]
长链多元醇的非限制性示例为聚醚多元醇、聚酯多元醇、丙烯酸类多元醇、以及此类多元醇的混合物。通常，基于聚酯的热塑性氨基甲酸酯因提供良好耐磨性和耐化学性而众所周知。最终树脂由呈嵌段结构的线性聚合链组成。这种链含有低极性链段，称为“软链段”，其用更短的、高极性链段，称为“硬链段”交替。这两种类型的链段通过共价键连接在一起，形成无规共聚物或嵌段共聚物。
[0099]
术语“脂族聚氨酯”是指由至少一种脂族多异氰酸酯和至少一种脂族异氰酸酯-反应性组分如脂族二醇衍生的聚氨酯。本领域已知的脂族聚异氰酸酯为：1,4-环己烷双(亚甲基异氰酸酯)；甲基亚环己基二异氰酸酯；1,4-环己基二异氰酸酯；双(1,4-异氰酸根合环己基)甲烷；1,6-二异氰酸根合-2,2,4,4-四甲基己烷；1,6-二异氰酸根合-2,4,4-三甲基己烷；异佛尔酮二异氰酸酯等等。用于脂族聚氨酯的多元醇可以是短链二醇，诸如新戊二醇，1,6-己二醇等等；以及聚酯或聚醚多元醇。
[0100]
可商购获得的含水聚氨酯分散体的示例包括以商品名20051(也称为dp675)、20072(也称为dp676)以及ucx-214购得的脂族聚醚阳离子聚氨酯聚合物分散体-。
[0101]
分散体的有机聚合物通常为热塑性的并且特征为成膜性聚合物。在聚结之前，有机聚合物通常作为离散粒子存在。分散体的有机聚合物粒子可在室温(25℃)或更高温度下聚结，这取决于有机聚合物的tg或最低成膜温度(mfft)。当分散体的有机粒子聚结时，导电(例如，吸光或反光)粒子间隔开对应于有机聚合物的粒度的距离。
[0102]
通过分散体的有机聚合物粒子或聚结粒子将导电(例如，吸光或反光)粒子间隔开，可增加涂层(例如，吸收区域)或涂覆基板(例如，光控膜)的薄层电阻。在一些实施方案中，涂层或涂覆基板(例如，玻璃或光控膜)具有大于1
×
107、2
×
107、3
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107、4
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107、5
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107、8
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107、9
×
107、1
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108、2
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108、3
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108、4
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108、5
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108、6
×
108、7
×
108、8
×
108、9
×
108或1
×
109欧姆/平方的薄层电阻。在一些实施方案中，涂层在约500nm的干燥涂层厚度下表现出此类薄层电阻。当薄层电阻足够高并且光控膜被施加到电子设备的触摸屏
时，触摸屏的触摸响应性与没有光控膜的情况相同。然而，当薄层电阻过低时，触摸屏上存在光控膜可降低触摸屏的响应性。
[0103]
粒子形式以及导电(例如，吸光或反光)粒子之间的间距可通过透射或扫描电镜确定。
[0104]
分散体的典型有机聚合物粒度在约0.01微米(10nm)至5微米的范围内。聚合物粒度通常小于涂层的厚度。因此，d90粒度通常小于4.5微米、4微米、3.5微米、3微米、2.5微米、2微米、1.5微米、1微米或0.5微米。在一些实施方案中，中值d10粒度为至少20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm或90nm。在一些实施方案中，有机聚合物的d50或d90粒度不大于400纳米、350纳米或300纳米。在一些实施方案中，有机聚合物具有小于200nm、175nm、150nm、125nm、100nm、75nm或50nm的d50中值粒度。在一些实施方案中，有机聚合物具有小于150nm、125nm、100nm、75nm或50nm的d10中值粒度。含水分散体中的有机聚合物的中值粒度可根据示例中所述的测试方法通过动态光散射来确定。
[0105]
较小粒子通常以比较大粒子更快的速率离子键合。因此，在一些实施方案中，较大粒子可保留在水中，而不是掺入吸收区域的(例如，逐层)涂层中。
[0106]
有机聚合物阳离子分散体通常具有至少+5mv或+20mv的zeta电势。有机聚合物阴离子分散体通常具有小于-5mv或-20mv的zeta电势。当zeta电势的绝对量值过低时，分散体可能不稳定，从而导致有机聚合物粒子与水相分离。有机聚合物阳离子分散体通常具有小于+100mv、+90mv、+80mv、+70mv、+60mv或+50mv的zeta电势。有机聚合物阴离子分散体通常具有至少-50mv、-60mv、-70mv、-80mv、-90mv或-100mv的zeta电势。当zeta电势的绝对量值过高时，粒子可能不会密集地堆积在一起。
[0107]
(水溶性和水分散性)高分子电解质聚合物的分子量可在约1,000克/摩尔至约1,000,000克/摩尔的范围内变化。在一些实施方案中，有机聚合物(例如，聚(丙烯酸)带负电阴离子层)的重均分子量(mw)在50,000克/摩尔至150,000克/摩尔的范围内。在一些实施方案中，有机聚合物(例如，聚二烯丙基二甲基氯化铵)带正电阳离子层的分子量(mw)在50,000克/摩尔至300,000克/摩尔的范围内。在一些实施方案中，有机聚合物(例如，聚(乙烯亚胺)带正电阳离子层)的分子量(mw)在10,000克/摩尔至50,000克/摩尔的范围内。多分散度可在2至10的范围内。在一些实施方案中，有机聚合物的多分散度小于9、8、7、6、5、4或3。
[0108]
聚离子(例如，聚阴离子或聚阳离子)中的至少一种聚离子包括(例如，导电)吸光材料。
[0109]
为了作为胶态分散体在水中稳定并赋予离子基团，吸光(例如，颜料)粒子通常还包括离子表面处理。在一些实施方案中，表面处理化合物为阴离子型的，诸如就磺酸盐或羧酸盐而言。吸光(例如，颜料)粒子还用作交替的高分子电解质层的具有离子粘结基团的聚离子。
[0110]
合适的颜料可以胶态稳定的水分散体从制造商诸如卡博特(cabot)、科莱恩(clariant)、杜邦(dupont)、大日本(dainippon)和德固赛(degussa)商购获得。尤其合适的颜料包括以商品名购自卡博特公司(cabot corporation)的那些，例如250c(青色)、260m(品红色)、270y(黄色)或352k(黑色)。吸光(例如，颜料)粒子通常经表面处理以赋予可离子化官能度。用于吸光(例如，颜料)粒子的合适的可离子化官能度的示例包括磺酸根官能度、羧酸根官能度以及磷酸根或双膦酸根官能度。在一些实施方案中，具有可离
子化官能度的经表面处理的吸光(例如，颜料)粒子可商购获得。例如，可以商品名250c(青色)、260m(品红色)、270y(黄色)和200(黑色)从卡博特公司(cabot corporation)商购获得的颜料包括磺酸根官能度。又如，可以商品名352k(黑色)和300(黑色)从卡博特公司(cabot corporation)商购获得的颜料包括羧酸根官能度。
[0111]
当吸光(例如，颜料)粒子未被预处理时，吸光(例如，颜料)粒子可被表面处理以赋予如本领域已知的可离子化官能度。
[0112]
可使用多种吸光材料(例如，颜料)来实现最终产品中的特定色度或色调或颜色。当使用多种吸光材料(例如，颜料)时，选择材料以确保它们彼此之间以及与光学产品部件之间的相容性和性能两者。
[0113]
在一些实施方案中，诸如当吸收区域包括导电碳质粒子诸如炭黑时，光控膜通常在30度的视角下对于在300nm至2400nm范围内的波长提供低透射率(例如，小于10％)。当吸收区域被着色时，光控膜可表现出较高的平均透射率。例如，对于在300nm至2400nm范围内的波长，在30度的视角下的透射率可为10％至30％。然而，特定波长范围可在吸收区域的颜色的波长范围内表现出较低透射率。在一些实施方案中，在30度的视角下对于在300nm至550nm范围内的波长的透射率小于15％。在一些实施方案中，在30度的视角下对于在600nm至750nm范围内的波长的透射率小于5％、4％、3％、2％或1％。
[0114]
制备高分子电解质的至少一部分并且通常为高分子电解质的50重量％或更大(包括全部)，并且将其作为含水分散体施加到微结构化表面。可制备高分子电解质的一部分并将其作为水溶液施加到微结构化表面。术语“水性”意指涂层的液体包含至少85重量％的水。其可包含更高量的水，诸如例如至少90重量％、95重量％、或甚至至少99重量％的水或更多。水性液体介质可包含水和一种或多种水溶性有机助溶剂的混合物，它们的量使得水性液体介质形成单相。水溶性有机助溶剂的示例包括甲醇、乙醇、异丙醇、2-甲氧基乙醇、3-甲氧基丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、四氢呋喃、以及酮或酯溶剂。有机助溶剂的量通常不超过涂料组合物的总液体的15重量％。用于逐层自组装的水性高分子电解质组合物通常包含至少0.01重量％、0.05重量％或0.1重量％，并且通常不大于5重量％、4重量％、3重量％、2重量％或1重量％的高分子电解质。
[0115]
在一些实施方案中，水溶液或分散体还包括“掩蔽剂”，即通过增加离子强度和减少粒子间静电排斥而促进均匀且可再现的沉积的添加剂。合适的掩蔽剂包括任何低分子量盐，诸如卤化物盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、氟磷酸盐等。卤化物盐的示例包括氯化物盐诸如licl、nacl、kcl、cacl2、mgcl2、nh4cl等，溴化物盐诸如libr、nabr、kbr、cabr2、mgbr2等，碘化物盐诸如lii、nai、ki、cai2、mgi2等，以及氟化物盐诸如naf、kf等。硫酸盐的示例包括li2so4、na2so4、k2so4、(nh4)2so4、mgso4、coso4、cuso4、znso4、srso4、al2(so4)3和fe2(so4)3。有机盐诸如(ch3)3ccl、(c2h5)3ccl等也是合适的掩蔽剂。
[0116]
合适的掩蔽剂浓度可随盐的离子强度而变化。在一些实施方案中，水溶液或分散体包括浓度在0.01m至0.1m范围内的(例如，nacl)掩蔽剂。吸收区域可包含痕量的掩蔽剂。
[0117]
在将吸光涂层施加到微结构化膜的(例如，整个)表面并干燥之后，然后将吸光涂层从透射(例如，突起)区域的顶部部分移除，并且也从透射(例如，突起)区域之间的基体区域移除。应当理解，即使保留吸光涂层中的一些，lcf也可具有改善的轴向透射率(例如，亮
度)。
[0118]
可使用任何合适的方法来从突起(例如，吸光区域)的顶表面和沟道的底表面选择性地除去吸光材料。
[0119]
在一个实施方案中，吸光材料通过反应离子蚀刻来除去。反应离子蚀刻(rie)是利用离子轰击来除去材料的定向蚀刻工艺。rie系统用于通过蚀刻正交于离子轰击的方向的表面来除去有机或无机材料。反应离子蚀刻与各向同性等离子体蚀刻之间最显著的差异是蚀刻方向。反应离子蚀刻的特征在于竖直蚀刻速率与侧向蚀刻速率的比率大于1。用于反应离子蚀刻的系统围绕耐用真空室构建。在开始蚀刻工艺之前，将室抽空至低于1托、100毫托、20毫托、10毫托或1毫托的基础压力。电极固持待处理的材料并与真空室电隔离。电极可为圆柱形状的可旋转电极。反电极也设置在室内，并且可由真空反应器壁构成。包含蚀刻剂的气体通过控制阀进入室。通过真空泵连续抽空室气体来维持工艺压力。所用气体的类型取决于蚀刻工艺。四氟化碳(cf4)、六氟化硫(sf6)、八氟丙烷(c3f8)、三氟甲烷(chf3)、三氯化硼(bcl3)、溴化氢(hbr)、氯、氩和氧通常用于蚀刻。将rf功率施加到电极以生成等离子体。样品可通过等离子体在电极上输送达受控时间段，以实现指定的蚀刻深度。反应离子蚀刻是本领域已知的并且进一步描述于us 8,460,568中；该文献以引用方式并入本文。
[0120]
在一些实施方案中，反应离子蚀刻的步骤导致吸收区域在沟道的底表面311附近更窄(小于平均宽度)。除去吸光材料可导致沟道的深度(例如，轻微)增加。吸光材料中的一些可在蚀刻之后保留。
[0121]
在从沟道的底表面移除吸光涂层之后，沟道可用有机聚合物材料填充。在一些实施方案中，有机聚合物材料为可聚合树脂组合物，并且该方法还包括(例如，辐射)固化可聚合树脂。通常，用于制造微结构化膜的相同的可聚合树脂用于填充沟道。另选地，使用不同的有机聚合物材料(例如，可聚合树脂组合物)。当使用不同的有机聚合物材料(例如，可聚合树脂组合物)时，通常将组合物选择成与透光区域折射率匹配。所谓“折射率匹配”意指填充材料与透射区域之间的折射率差值通常小于0.1或0.005。另选地，沟道可用折射率差值大于0.1的不同的有机聚合物材料(例如，可聚合树脂组合物)填充。在另一实施方案中，沟道不用有机聚合物材料(例如，聚合树脂)填充。在该实施方案中，沟道通常包括折射率为1.0的空气。
[0122]
当沟道用固化可聚合树脂填充时，光控膜可任选地包括用粘合剂410粘结到微结构化膜的覆盖膜470。当沟道用空气填充时，通常包括粘合剂膜和覆盖膜。
[0123]
在另一实施方案中，层410可为表涂层而不是粘合剂。在该实施方案中，覆盖膜470可不存在。
[0124]
图4示出了lcf 400，该lcf 400还包括可与基底层260相同或不同的任选的覆盖膜470。任选的覆盖膜470可用粘合剂410粘结到微结构化表面。粘合剂410可为任何光学透明的粘合剂，诸如可uv固化的丙烯酸酯粘合剂、转移粘合剂等。
[0125]
另选地，覆盖膜可与用于填充沟道的可聚合树脂(例如，回填树脂)接触。回填树脂在与覆盖膜接触的同时固化，从而粘结覆盖膜。
[0126]
可任选地对覆盖膜的表面中的一个或多个涂底漆或以其它方式处理，以促进与粘合剂或回填树脂的粘附。
[0127]
在典型的实施方案中，覆盖膜的厚度可为至少约0.025毫米(25微米)，并且可为约
0.05毫米(50微米)至约0.25毫米(250微米)。在一些实施方案中，覆盖膜是如前所述的多层波长(例如，颜色)偏移膜。
[0128]
在一些实施方案中，lcf包括位于交替的透射区域和吸收区域与光输入表面或光输出表面之间的吸光层或反光层，而不是前述的波长偏移膜。
[0129]
在一些实施方案中，吸光层包括颜料和/或染料。例如，基底层和/或覆盖膜可包括颜料和/或染料。在又一个实施方案中，可以存在粘合剂层以将覆盖膜粘结到lcf。在该实施方案中，粘合剂可包括颜料和/或染料。在又一个实施方案中，吸收层可以为涂敷(例如，涂覆或印刷)到交替的透射区域和吸收区域的顶面或底面、基底层的主表面或覆盖膜的主表面的涂层。在一个有利的实施方案中，粘合剂或涂层位于覆盖膜与交替的透射区域和吸收区域之间。涂层通常不是抗眩涂层或抗反射涂层。相反，涂层通常包括颜料或染料，使得涂层是具有波长选择性的。
[0130]
在另一个实施方案中，交替的透射区域包括吸收材料，诸如颜料或染料。
[0131]
可使用多种吸光材料或反光材料。例如，明显透明的红外吸收透明导电氧化物(tco)既可以用作薄膜，也可以用作纳米颗粒粉末和分散体。示例性tco包括氧化铟锡(ito)、氧化锑锡(ato)、氧化镓锡(gto)、氧化锑锌(azo)、掺杂铝/铟的氧化锌、掺杂氧化钨如氧化铯钨和钨蓝氧化物。其他明显透明的红外吸收剂包括金属硼化物如六硼化镧和导电聚合物纳米颗粒如pedot-pss。金属硫属化物如金属硫化物和硒化物也吸收红外光，包括例如硫化铜和硒化铜纳米颗粒、二硫化钨和二硫化钼。另一类明显透明的可调谐红外吸收剂为金属等离子体纳米颗粒，诸如由金、银、铜等制成的那些金属等离子体纳米颗粒。近红外染料和颜料可以应用于所公开的lcf。这些染料具有低可见吸收但具有强窄带红外吸收。这些染料和颜料中的许多本质上是有机/有机金属或金属有机的。主要种类的染料/颜料中的一些种类包括酞菁、花青、过渡金属、dithioline、方酸菁(squarilium)、克酮酸、醌、蒽醌、亚胺、吡啶、噻喃(thiapyrilium)、薁(azulenium)、偶氮、二萘嵌苯和靛苯胺。这些染料和颜料中的许多也可以表现出可见光和/或红外光吸收两者。此外，可使用许多不同类型的可见染料和着色剂，诸如酸性染料、偶氮类着色剂、偶联组分、重氮组分。碱性染料包括显色剂、直接染料、分散染料、荧光增白剂、食品染料、显色染料、皮革染料、媒染染料、天然染料和颜料、氧化碱、颜料、活性染料、还原剂、溶剂染料、硫化染料、缩硫染料、还原染料。有机颜料中的一些有机颜料可为酸性染料和双偶氮、萘酚、芳基化合物、二芳基化物、吡唑啉酮、乙酰芳基化合物、萘酰苯胺、酞菁、蒽醌、二萘嵌苯、蒽醌、三蒽嗪、金属配合物、喹吖啶酮、聚吡咯等的单偶氮、偶氮缩合不溶性金属盐中的一种或多种。可使用金属氧化物颜料，诸如金属铬酸盐、钼酸盐、钛酸盐、钨酸盐、铝酸盐、铁酸盐。许多含有过渡金属，如铁、锰、镍、钛、钒、锑、钴、铅、镉、铬等。钒酸铋是非镉黄。可以研磨这些颜料以产生纳米颗粒，其可以在需要透明度和低散射的情况下使用。吸光粒子或反光粒子中的一些粒子是导电的。导电粒子可与导电性较差或不导电粒子结合地使用。
[0132]
着色剂的组合可产生广谱颜色。在一些实施方案中，反光层或吸光层包括很少炭黑或不包含炭黑(例如，小于0.5％)。
[0133]
在一些示例中，使用具有小于10微米、或1微米、或更小的平均粒度的粒状吸光材料和/或粒状反光材料。在一些实施方案中，粒状吸光材料和/或粒状反光材料具有小于1微米的平均粒度或中值粒度。在一些实施方案中，粒状吸光材料和/或粒状反光材料可分散在
合适的粘结剂中。
[0134]
在一些实施方案中，吸光材料为蒽醌染料(例如，颜料黄147、溶剂黄163、颜料蓝60、颜料红177)、苝染料(例如，颜料黑31、颜料黑32、颜料红149)和喹吖酮染料(例如，颜料红122)；诸如us 9,630,384中所描述；该文献以引用方式并入本文。
[0135]
在一些实施方案中，吸光材料为紫外线吸收剂。紫外线吸收剂通过优先吸收紫外线辐射并将其耗散为热能来起作用。合适的uva可包括：二苯甲酮(羟基二苯甲酮，例如cyasorb 531(氰特公司(cytec)))；苯并三唑(羟基苯基苯并三唑，例如cyasorb 5411、tinuvin 329(汽巴嘉基(ciba geigy)))；三嗪(羟基苯基三嗪，例如cyasorb 1164)、草酰替苯胺(例如，sanuvor vsu(科莱恩(clariant)))；氰基丙烯酸酯(例如uvinol 3039(巴斯夫(basf)))或苯并噁嗪酮。合适的二苯甲酮包括cyasorb uv-9(2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮)、chimassorb 81(或cyasorb uv 531)(2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮)。合适的苯并三唑uva包括可以商品名tinuvin p,213、234、326、327、328、405和571，以及cyasorb uv 5411和cyasorb uv 237购自纽约州塔里镇的汽巴公司(ciba,tarrytown,ny)的化合物。其他合适的uva包括cyasorb uv 1164(2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-l,3,5-三嗪-2基]-5(辛氧基)苯酚)(示例性三嗪)和cyasorb 3638(示例性苯并三嗪)。
[0136]
当吸光材料为紫外线吸收剂时，其通常存在于覆盖膜中，而不是存在于uv可固化的可聚合树脂中。
[0137]
吸光材料(例如，颜料、染料、紫外线吸收剂)的浓度可变化。在一些实施方案中，吸光材料(例如，染料)的浓度不大于基底(例如，预成形膜)层、粘合剂、涂层、覆盖膜或透光(例如，回填)材料的10重量％、9重量％、8重量％、7重量％、6重量％或5重量％。
[0138]
这些各种吸光层的厚度可变化。在一些实施方案中，厚度通常为至少约0.025毫米(25微米)，并且可为约0.05毫米(50微米)至约0.25毫米(250微米)。当吸光层为粘合剂或涂层时，厚度可小于25微米。例如，厚度可为至少5微米、10微米、15微米或20微米，范围高达50微米。粘合剂或涂层可以为连续层或不连续层。
[0139]
在一些实施方案中，反光层或吸光层为(例如，覆盖层或基底层)预成形膜。例如，在一个实施方案中，lcf包括覆盖膜或基底层膜，覆盖膜或基底层膜为光学漫射体。光学漫射体可有助于将入射在lcf上的光(尤其以高入射角)散射到透光区域中并且朝向检测器散射。
[0140]
lcf还可包括通常设置在暴露表面上的其它涂层。多种硬质涂层、抗眩涂层、抗反射涂层、防静电涂层和防污涂层均是本领域已知的。参见例如美国专利7,267,850；美国专利7,173,778、pct公布wo2006/102383、wo2006/025992、wo2006/025956、和美国专利7,575,847。
[0141]
图5示出了根据一个实施方案的背光显示器500的透视示意图。背光显示器500包括如前所述的包括透射区域540和吸收区域550的lcf 530。如前所述，此类lcf具有离开lcf 530的输出表面590的光的极面截止视角θp。背光显示器500包括光源510，该光源被配置为使光透射穿过lcf 530、透射穿过图像平面520(诸如lcd面板)并到达观察者595。亮度最大时的视角可取决于如前所述的极面截止视角。
[0142]
背光显示器500还可包括任选的增亮膜560和反射偏振膜570以进一步改善显示器的亮度和均匀度。增亮膜可为棱镜膜，诸如购自3m公司(3m company)的3m
tm
增亮膜“bef”或
薄型增亮膜“tbef”。反射偏振膜570可为多层光学膜，诸如购自明尼苏达州圣保罗的3m公司(3m company,st.paul,mn)的3m
tm
双倍增亮膜“dbef”。增亮膜560和反射偏振膜570(如果包括的话)可如图5所示定位。
[0143]
在其它实施方案中，如前所述，包括透射区域和吸收区域的光控膜可粘结到发射(例如，有机发光二极管或oled)显示器。
[0144]
在一些实施方案中，本文所述的lcf(即，第一lcf)可与第二lcf组合。在一些实施方案中，第二lcf可为诸如在以下专利中描述的lcf(例如，私密膜)：us 6,398,370；us 8,013,567；us 8,213,082；以及us 9,335,449。在其它实施方案中，第二lcf为如本文所述的lcf(例如，其中吸光区域具有至少30的高宽比)。第一lcf和第二lcf可以各种取向堆叠。
[0145]
在一个实施方案中，第一光控膜和第二光控膜被定位成使得第一lcf的吸收区域与第二lcf的吸收区域平行并且通常重合。在另一实施方案中，第一光控膜和第二光控膜被定位成使得第一lcf的吸收区域与第二lcf的吸收区域正交。第一光控膜和第二光控膜还可被定位成使得吸收区域在0度的视角处在彼此平行到正交的范围内。
[0146]
在一些实施方案中，第一lcf和第二lcf的组合在0度的视角下具有至少60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％的相对透射率(例如，亮度)。在一些实施方案中，在+30度、-30度或+30度和-30度的平均值的视角处的相对透射率(例如，亮度)小于25％、20％、15％、10％或5％。在一些实施方案中，对于在+35度至+80度、-35度至-85度范围内或这些范围的平均值的视角的平均相对透射率(例如，亮度)小于10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％。
[0147]
在一些实施方案中，lcf的这种组合在0度的视角下具有至少60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％的相对透射率(例如，亮度)。在一些实施方案中，在+30度、-30度或+30度和-30度的平均值的视角处的相对透射率(例如，亮度)小于25％、20％、15％、10％或5％。
[0148]
当沟道用空气填充时，在较高视角处的相对透射率(例如，亮度)可较低，并且因此膜可表现出改善的私密性。
[0149]
在一些实施方案中，本文所述的光控膜尤其可用作显示设备的部件，作为所谓的混合式私密滤光器。混合式私密滤光器可以结合显示器表面使用，其中光在光控膜的输入侧上进入混合式私密滤光器并在色移膜处出射混合式私密滤光器或膜叠堆。具有显示器的大量电子设备可结合本发明使用，包括膝上型监视器、外部计算机监视器、移动电话显示器、电视机、智能电话、汽车中心信息显示器、汽车驱动器信息显示器、汽车侧镜显示器(也称为电子镜)、控制台，或者任何其它类似的基于lcd、oled、微型led或迷你led的显示器。将混合式私密滤光器施加到显示器的附加的有益效果是对比度增强。
[0150]
还可以想到其它类型的背光显示器成像设备，包括非电子显示器，诸如太阳镜、文档封面、汽车和航空应用中的控制台开关、飞行器驾驶舱控件、直升机驾驶舱控件、窗以及任何数目的其它设备。
[0151]
在其它实施方案中，本文所述的光控膜能够可用作玻璃和太阳能板的覆层。例如，光控膜可层压到门窗设施上或内。门窗设施可以选自玻璃板、窗、门、壁和天窗装置。门窗设施可以位于建筑物的外部或内部上。这些设施也可以是汽车窗、火车窗、飞行器乘客窗、atm等。将这些膜叠堆组装到门窗设施中的优点包括ir透射减少(这可以导致节能增加)、阻挡
环境光、私密性和装饰效果。
[0152]
在一些实施方案中，本文所述的光控膜(lcf)可以是光学通信系统的一部分。本文提到的“光学通信系统”是用于通过公开的lcf从光源到目标的距离的光通信的系统，其中目标可以包括检测器或人眼，并且光源可以包括环境光。示例性光源包括发射uv、可见光或nir的发光二极管(led)、包括vcsel(竖直腔体表面发射激光器)的激光光源、卤素光源、白炽灯光源、金属卤化物光源、钨光源、汞蒸气光源、短弧氙光源或太阳(太阳能)。在一些情况下，本文所公开的lcf可以是具有检测器系统的光学通信系统的一部分。在一些情况下，当接收穿过光学通信系统的lcf的光时，检测器系统可以提供各种类型的输出，诸如电子信号。检测器系统包括对检测波长范围内的波长敏感的检测器和设置在检测器上的lcf。
[0153]
在一些实施方案下，检测器是或包括光伏器件。在一些情况下，检测器被配置为检测太阳辐射，例如，以便给电池充电。在此类情况下，检测器是或可包括太阳能电池、太阳能电池单元、有机硅光电二极管或太阳能检测器。在一些情况下，检测器可以是(例如，可见光或近红外)相机中用于检测和/或记录图像的检测器。在一些情况下，检测器可以在相机或相机系统中。其它检测器包括cmos(互补金属氧化物半导体)和ccd(电荷耦合设备)检测器。光检测器(在本文中也称为传感器)的典型应用包括手势识别、虹膜识别、面部识别、远程控制和自主车辆、环境光传感器、接近传感器、心率、血氧、葡萄糖或其它生物感测、带有飞行时间的3d深度相机或结构化光、安全相机。
[0154]
在一些情况下，本文所公开的光控膜(lcf)可以是光学通信系统的一部分，该光学通信系统包括与例如如图7所示的窗组合的光学构造。在该示例中，lcf 600是带有诸如太阳光690的自然光源的光学构造601的一部分。具体地，图7示出了本发明所公开的lcf的示例性应用，该lcf应用于到外壳诸如建筑物、房屋或车辆的窗。lcf 600可以设置在建筑物、房屋、汽车或任何外壳670的窗基板675上。lcf600包括光学膜650，该光学膜包括多个间隔开的第一吸收区域630和与至少一个第一区域630的至少一部分相邻的光学第二(例如，覆盖膜)区域640。第一区域630包括第一吸收材料632，并且第二区域640可包括第二材料642。
[0155]
在有利的实施方案中，lcf窗膜表现出对可见光的高透射率以及对uv光和nir光两者的低透射率。
[0156]
第一吸收区域630对紫外光和红外光的透射率根据光的入射角而变化。具体地，当太阳光690垂直于lcf 600入射时，红外光和可见光都可以透射穿过光学膜650。然而，随着来自太阳690的光的入射角增加，透射穿过lcf 600的红外光的量减少，直到入射角达到视角θp，此时基本上所有红外光被第一材料632阻挡。也就是说，在早晨时间期间，当太阳光690的红外部分相对较小并且太阳光690以法向入射角入射在窗上时，大部分红外光可以被lcf 600透射。另一方面，接近中午，当太阳光690的红外部分相对较大并且太阳光690的入射角增加接近或超过lcf 600的视角2θv时，极少的入射红外光被lcf 600透射并最终被阻挡，使得建筑物或房屋670内的观察者或居民677可以不暴露于热红外光。因此，lcf 600可减少对紫外光和红外光的暴露。
[0157]
图8示意性地示出了检测器灵敏度与波长之间的关系，从而示出了检测器对检测波长范围内的波长敏感。如图8所示，本发明所公开的lcf的每个第一区域可在预定的第一波长范围“a”内具有基本上高的透射率，在预定的第二波长范围“b”内具有基本上低的透射率，并且在预定的第三波长范围“c”内具有基本上高的透射率，其中第二波长范围b分别设
置在第一波长范围a与第三波长范围c之间。在一些情况下，第二波长范围b从第一波长712至第二波长714为约20nm宽并且以激光可见发射波长为中心，第一波长范围a为约400nm至约第一波长712，并且第三波长范围c为约第二波长714至约1400nm。激光可见发射波长可以为442nm、458nm、488nm、514nm、632.8nm、980nm、1047nm、1064nm和1152nm中的至少一者。在其它示例中，激光可见发射波长在约416nm至约1360nm的范围内。在另外的示例中，lcf还可以包括与多个第一区域交替的多个间隔开的第二区域，并且每个第二区域可以在预定的第一波长范围、第二波长范围和第三波长范围中的每一者内具有基本上高的透射率。在其它示例中，每个第二区域可以在预定的第一波长范围或/和第三波长范围中的任一者/两者内具有基本上低的透射率。在一些情况下，lcf在预定的第二波长范围内具有小于约60度、或50度、或40度、或30度、或20度的视角。
[0158]
在另一示例性应用中，本文所公开的lcf可以为带有单独光源诸如如图8所示的激光光源的光学通信系统的一部分。
[0159]
具体地，图9示出了示例性应用，其中lcf应用于飞机或航空器激光打击防御系统以阻挡预定的波长范围内的进入光或入射光。lcf800可以附接到例如飞机、飞行器或航空器870等，并且期望地附接到飞机、飞行器或航空器870的表面(诸如窗)。lcf 800包括光学膜850，该光学膜包括多个间隔开的第一吸收区域830和与第一区域830中的至少一个的至少一部分相邻的光学第二(例如，覆盖膜)区域840。第一区域830包含第一吸收材料832，并且第二区域840包含第二材料842。
[0160]
当激光891入射在lcf 800上时，第二(例如，覆盖膜)材料842吸收或/和反射紫外光和红外波长范围的至少一部分，不管光891的入射角是多少。此外，第二(例如，覆盖膜)区域840在包括激光891波长的可见光波长的范围内透射，但可见光穿过第一区域830的透射率作为光的入射角的函数而变化。当光垂直入射到lcf 800的表面时，可见光可以透射穿过光学膜850。然而，在视角θp(参考图1b)之外，可见光被第一区域830中的第一吸收材料832阻挡。因此，当在飞机或航空器870上使用lcf 800时，视角θp内来自激光891的可见光可被lcf 800透射，但来自激光891的紫外光和红外光可能不被lcf 800透射或仅透射有限量的紫外光和红外光，期望的是小于约10％的紫外光和红外光可分别被lcf 800透射。可见光可作为光的入射角包括波长的函数被lcf 800透射。激光冲击器878可以例如使用绿色激光器890攻击飞机或航空器870，以便阻挡飞行员877的视野。通常，绿色的波长为约495nm至570nm。因此，当lcf 800包含阻挡495nm至570nm的光的波长范围的第一吸收材料832时，飞机或航空器870上的飞行员877不受来自地面上的激光冲击器878的绿色激光攻击的影响。
[0161]
在一些情况下，本发明所公开的光控膜(lcf)可以与回射器组合利用。例如，图10示出了回射系统1101，其包括用于回射光的回射片1190，以及设置在回射片1190上的lcf 1100。通常，回射器片1190被配置为针对一定范围的入射波长和角度回射光。例如，回射器片1190可以被配置为回射不同入射波长λ1和λ2以及不同入射角α和α'的光。添加lcf 1100使得体系1101具有改善的回射特性。例如，对于较大的角度α和较小的角度α'，lcf 1100的视角2θv可以使得对于较小的入射角α'，lcf 1100基本上透射在波长λ1和λ2两者处的光，但是对于较大的入射角α，lcf可以基本上透射具有波长λ1的光并且基本上吸收具有波长λ2的光。例如，在一些情况下，lcf 1100的视角θp可大于α'且小于α。作为另一示例，回射系统1101被配置为如下：对于第一波长λ1，光810和810'以对应的第一入射角α'和第二入射角α
入射在lcf 1100上，并且作为相应的回射光812和812'都被回射。此外，对于第二波长λ2，以第一入射角α'入射在lcf上的光820以回射光822被回射，但是以第二入射角α入射在lcf上的光820'未被回射。在此类情况下，当光820'首先入射在lcf上时，以及在一些情况下，在光820'被lcf部分透射并被回射片回射之后，它被lcf 1100吸收。在一些情况下，lcf 1100包括针对第一波长的较大的第一视角和针对第二波长的较小的视角。在一些情况下，相对于与lcf 1100的平面正交的线801，第一入射角α'基本上等于零。在一些情况下，回射片1190包括用于回射光的微球珠610。在一些情况下，回射片1190包括用于回射光的角隅棱镜620。在一些情况下，lcf 1100包括多个间隔开的第一区域1130，其中每个第一区域1130在第二波长λ2处具有基本上低的透射率，但是在第一波长λ1处不具有。
[0162]
在一些情况下，光控膜(lcf)可以用作具有传感器(更具体地，ir传感器)的光学通信系统的一部分，以便改善信噪比性能并且能够改善方向感测。在该示例中，第一材料在红外光范围的至少一部分内是光谱选择性的，并且在一些情况下，第二材料在紫外光和可见光范围中的至少一个的至少一部分内可以是光谱选择性的。更期望的是，第二材料在紫外光范围和红外光范围两者内是具有光谱选择性的。当使用lcf时，不管光的入射角是多少，来自ir传感器的噪声诸如紫外光和可见光都通过第二材料吸收。不管光的入射角是多少，来自光源的紫外光和可见光穿过第二区域的透射是均匀的且期望地小于约10％。然而，第二区域可以透射来自光源的一定范围的红外光，但是红外光穿过第一区域的透射作为光的入射角的函数而变化。当光垂直入射到lcf的表面时，红外光可以透射穿过光学膜。然而，在视角2θv之外，红外光被第一区域中的第一材料阻挡。因此，所公开的系统提供了具有显著降低的噪声和显著改善的方向感测的ir传感器。
[0163]
在另一种情况下，lcf可用于带有传感器(更具体地，应用于腕表的脉冲传感器)的光学通信系统的一部分中，如图11所示。具体地，图11示出了应用于带有脉冲传感器的腕表的lcf的示例性应用。lcf1200可以附接到可佩戴的腕表1280或任何可佩戴设备，并且期望地附接到可佩戴的腕表1280的表面。lcf 1200包括光学膜1250，该光学膜包括多个第一吸收区域1230和任选的与至少一个第一区域1230的至少一部分相邻的第二(例如，覆盖膜)区域1240。第一区域1230包含第一吸收材料1232，并且第二区域1240可包含第二材料1242。第一材料1232或第二材料1242(例如，覆盖膜、粘合剂或涂层)可以为任何合适的材料，使得第一材料1232在来自光源(例如，led 1290)的可见光范围的至少一部分内是具有光谱选择性的，并且第二材料1242在来自led 1209的紫外光范围和红外光范围中的至少一者的至少一部分内是具有光谱选择性的。更期望的是，第二材料1242在紫外光范围和红外光范围两者内是具有光谱选择性的。当使用lcf 1200时，不管来自光源诸如太阳光1295或led 1290的光的入射角是多少，从脉冲传感器1285的角度来看，噪声如紫外光和红外光都通过第二材料1242吸收。不管光的入射角是多少，来自光源的紫外光和红外光穿过第二区域1240的透射是均匀的且期望地小于约10％。然而，第二区域1240透射来自led 1290的一定范围的可见光，但是可见光穿过第一区域1230的透射作为光的入射角的函数而变化。当来自led 1290的光垂直入射在lcf 1200的表面上时，可见光可以透射穿过光学膜1250。然而，第一材料1232可以阻挡或减少来自其它光源的太阳光1295或环境可见光，其以相对高的入射角入射到佩戴该设备的人的手腕777，使得lcf 1200可以改善信号(主要是来自led的在视角内入射的可见光)对噪声(例如，紫外光或红外光，或来自例如太阳光、在视角之外入射的其它
环境光源的环境可见光)比率。
[0164]
本说明书不应被认为限于本文所述的具体示例，而是应当理解为本说明书涵盖在所附权利要求中清楚地给出的说明书的所有方面。在审阅本说明书后，可对本说明书适用的各种修改、等同过程以及众多结构对本说明书所涉及领域技术人员将显而易见。通过考虑随后由实验结果和实施例示出的实施方案，可更好地理解上述说明书。
[0165]
实施例
[0166]
除非另外指明，否则实施例以及本说明书其余部分中的所有份数、百分比、比率等均按重量计。除非另外指明，否则所有化学品均获自或购自化学品供应商诸如密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(sigma-aldrich co.,st.louis,missouri)。
[0167]
以下是在整个实施例中使用的材料列表，以及它们的简短描述和来源。
[0168]
用于浇铸和固化微复制工艺(制备例1)中的树脂a以及实施例2和实施例4-8中的折射率匹配的回填材料的组分列于下表1中。用于逐层涂覆的原材料列于下表2中。用于反应离子蚀刻的原材料列于下表3中。
[0169]
表1：用于树脂a的原材料
[0170][0171][0172]
表2a：用于逐层涂覆的原材料
[0173][0174]
报告的炭黑的粒度为聚集体粒度。
[0175]
表2b：用于逐层涂覆的有机聚合物分散体
[0176][0177][0178]
用于测量有机聚合物分散体的粒度和zeta电势的方法
[0179]
对于两次测量，将在水中接收的有机聚合物分散体用1mm氯化钾(kcl)溶液稀释至合适浓度(通常为0.1重量％至0.01重量％固体)。
[0180]
使用纽约霍尔茨维尔的布鲁克海文仪器公司(brookhaven instruments corp.(holtsville，new york)))的zetapals仪器，经由动态光散射(dls)测量按强度加权的粒度分布的第10、第50和第90百分位数(分别为d10、d50和d90)。按强度加权的中值粒度为d50值。使用相同仪器测量zeta电势。
[0181]
表2c：有机聚合物分散体的粒度和zeta电势
[0182]
缩写d10(nm)d50(nm)d90(nm)zeta电势(mv)sc20051193048+38sc2007297157255+51ucx214294984+43ac181122179265+30rc6512496159195+33
[0183]
表3：用于反应离子蚀刻的原材料
[0184][0185]
制备例1(pe1)：“方波”微结构化膜的制备
[0186]
使用金刚石(29.0μm刀头宽度，3
°
夹角，87μm深)来切割具有多个平行线性沟槽的工具。沟槽以62.6微米的节距间隔开。
[0187]
通过混合下表4中的材料来制备树脂a。
[0188]
表4：用于制备微结构化膜的树脂a的组合物
[0189]
材料重量份photomer 601060sr60220sr6014.0tmpta8.0pea(etermer 2010)8.0darocur 11730.35tpo0.10i10350.20
[0190]
用树脂a和工具进行“浇铸和固化”微复制过程，如上所述。线条件为：树脂温度150℉、模具温度150℉、涂布机ir 120℉边缘/130℉中心、工具温度100℉和线速度70fpm，峰值波长为385nm的fusion d灯(购自马里兰州盖瑟斯堡的福深紫外线系统公司(fusion uv systems,gaithersburg,md.))用于固化并在100％功率下操作。所得微结构化膜包括由沟道隔开的多个突起(例如，透光区域)，如图2所示。基底层260是厚度为2.93密耳(74.4微米)的pet膜(明尼苏达州圣保罗的3m公司(3m,st.paul,mn))。pet膜的接触树脂的一侧用热固性丙烯酸类聚合物(rhoplex 3208，购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(dow chemical,midland,mi))涂底漆。固化树脂的基体层(l)具有8微米的厚度。微结构化膜是工具的拓扑反转，使得微结构化膜的突起是工具的沟槽的负像复制。突起具有1.5度的壁角度，从而导致突起呈轻微锥形(在光输入表面处较宽而在光输出表面处较窄)。微结构化膜的沟道是工具在沟槽之间的未切割部分的负像复制。
[0191]
用于在微结构化膜上制备逐层自组装涂层的方法
[0192]
逐层自组装涂层使用购自加利福尼亚州森尼维耳的svaya纳米科技公司(svaya nanotechnologies,inc.(sunnyvale,ca))的装置制备，并按照us 8,234,998(krogman等人)以及krogman等人的用于改善逐层沉积的均匀度和灵活性的自动化工艺，《朗格缪尔》，2007年，第23卷，第3137-3141页(krogman et al.automated process for improved uniformity and versatility of layer-by-layer deposition,langmuir 2007,23,3137-3141))中所述的系统进行建模。
[0193]
装置包括装载有涂覆溶液的压力容器。安装带有平坦喷雾式样的喷雾嘴(购自伊利诺伊州惠顿的喷雾系统公司(spraying systems,inc.,wheaton,illinois))，以在由电磁阀控制的指定时间喷涂涂覆溶液和冲洗水。用氮气将容纳涂覆溶液的压力容器(威斯康辛州沃基肖的合金制品公司(alloy products corp.,waukesha,wi))加压至30psi，同时用空气将容纳去离子(di)水的压力容器加压至30psi。涂覆溶液喷嘴的流速各自为10加仑/小时，而di水冲洗喷嘴的流速为40加仑/小时。将待涂覆的基板用环氧树脂(scotch-weld环氧树脂粘合剂，dp100clear，明尼苏达州圣保罗的3m公司(3m company,st.paul,mn))在边缘处粘附到玻璃板(12"
×
12"
×
1/8"厚)(明尼苏达州明尼阿波利斯的布林西北玻璃公司(brin northwestern glass co.,minneapolis,mn))，该玻璃板安装在竖直平移工作台上并且用真空吸盘固持就位。在典型涂覆序列中，在工作台以76mm/s竖直向下移动的同时将聚阳离子(例如，pdac)溶液喷涂到基板上。接着，在12秒的保压时间之后，在工作台以102mm/s竖直向上移动的同时将di水喷涂到基板上。然后用气刀以3mm/s的速度对基板进行干燥。接着，在工作台以76mm/s竖直向下移动的同时将聚阴离子(例如，颜料纳米粒子)溶液喷涂到基板上。允许过去12s的另一保压时间段。在工作台以102mm/s竖直向上移动的同时将di水喷涂到基板上。最后，用气刀以3mm/s的速度对基板进行干燥。重复上述序列以沉积表示为(聚阳离子/聚阴离子)n的多个“双层”，其中n为双层的数目。将涂覆基板(例如，聚合物膜)从玻璃基板剥离，之后进行后续处理。
[0194]
用于对微结构化膜进行反应离子蚀刻的方法
[0195]
在平行板电容耦接等离子体反应器中执行反应离子蚀刻(rie)。室具有表面积为18.3ft2的中心圆柱形通电电极。在将微结构化膜放置在通电电极上之后，将反应室泵吸降压至小于1.3pa(2mtorr)的基础压力。使ar(氩气)和o2(氧气)气体的混合物流入室中，各自处于100sccm的速率。使用等离子体增强cvd方法通过以13.56mhz的频率和6000瓦的施加功率将rf功率耦接到反应器中来进行处理。通过将微结构化膜移动通过反应区来控制处理时间。在处理后，停止rf功率和气体供应并且使腔室返回至大气压。关于材料、用于施加圆柱形rie的工艺以及关于所用反应器的另外细节的附加的信息可见于us8460568b2中。
[0196]
用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法
[0197]
通过使用手压辊向顶部pet膜施加压力来将树脂吸移到微结构化膜表面与放置在顶部的一片未涂底漆的2密耳厚的pet膜之间，用pe1中使用的树脂a回填沟道，并且然后用德国哈瑙的贺利氏公司(heraeus(hanau,germany))带式输送机uv处理器(型号drs(6))和500瓦特功率下的
‘
h’灯泡来uv固化。具体地，将样品以50ft/min的输送速度发送通过uv固化站三次。接着，用手将顶部pet膜从微结构化膜上剥离。
[0198]
用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法
[0199]
将膜样品放置在朗伯光源上。当透光区域为锥形时，膜被定位成使得锥形区域的最宽部分更靠近光源。使用eldim l80锥光镜(法国埃鲁维尔圣克莱尔的艾尔迪姆公司(eldim s.a.,herouville saint clair,france))来以半球方式同时在所有极角和方位角下检测光输出。在检测之后，在与天窗的方向正交的方向(表示为0
°
取向角)上读取透射(例如，亮度)读数的横截面，除非另外指明。相对透射率(即，可见光亮度)被定义为在具有膜的读数与没有膜的读数之间在特定视角下的轴向光亮度的百分比。
[0200]
朗伯光源由来自具有图6所示基线光亮度分布的光箱的漫透射组成。光箱为六面中空棱镜，尺寸测量为大约12.5cm
×
12.5cm
×
11.5cm(l
×w×
h)，由厚度为约6mm的聚四氟乙烯(ptfe)漫射板制成。箱的一面被选作为样品表面。中空光箱的样品表面处的漫反射率测量为约0.83(例如在400nm-700nm波长范围内平均为约83％)。在测试期间，通过位于箱的底部(与样品表面相背)中的约1cm的圆形孔从光箱内照亮箱(光线从内部照向样品表面)。使用稳定的宽带白炽灯光源提供照明，该光源附接到用于引导光的光纤束(带有1cm直径光纤束延长部的fostec dcr-ii，来自马萨诸塞州马尔堡和纽约州奥本的肖特-福斯特公司(schott-fostec llc,marlborough mass.and auburn,n.y.))。
[0201]
用于测量紫外光和近红外光的透射率的方法
[0202]
用带有可变角度透射率样品固持器(目录号pela9042)的lambda1050分光光度计(马萨诸塞州沃尔瑟姆的珀金埃尔默公司(perkin elmer,waltham,massachusetts))来测量紫外光(320nm-400nm)和近红外光(700nm-1400nm)的透射率。实施例中报告的值是指定的从320nm-400nm(紫外)或700nm-1400nm(近红外)以及指定的+30
°
或+60
°
入射角在每个样品上的单个位置处测量的透射率的算术平均值。
[0203]
用于横截面扫描电镜(sem)的方法
[0204]
使用液氮经由冷冻压裂制备横截面。用hitachi su-8230(日本东京日立株式会社(hitachi,ltd.,tokyo,japan))仪器获取sem图像。
[0205]
比较例1-2(ce1-ce2)为可商购获得的光控膜。
[0206]
比较例3(ce3)
[0207]
将来自ce1的膜的两个部分(每个3"
×
3")重叠并用光学透明的粘合剂(明尼苏达州圣保罗的3m公司(3m company,st.paul,mn)的8171)层压在一起。将一片取向成垂直于另一片。即，沟道的初始方向在顶片与底片之间偏移90
°
。
[0208]
制备例2(pe2)：涂覆溶液的制备
[0209]
用去离子(di)水将pdac从20重量％稀释至0.32重量％的浓度。用去离子(di)水将352k(coj352k)稀释至0.10重量％的浓度。将nacl添加到pdac溶液和颜料混悬液两者中至0.05m的浓度。将1m naoh添加到coj352k混悬液中至ph为9。用vwr(宾夕法尼亚州威彻斯特(west chester,pa))ph电极(目录号89231-582，其用标准缓冲溶液校准)来测量ph值。
[0210]
实施例1(ex1)：炭黑纳米颜料，130nm直径，未回填
[0211]
将pe1中制备的微结构化膜片切割成9"
×
10"的尺寸，并使用bd-20ac实验室电晕处理机(伊利诺伊州芝加哥的electro-technic产品公司(electro-technic products,chicago,il))用手对其进行电晕处理，以防止水性涂覆溶液成珠和去湿。如pe2中所述制备pdac和200涂覆溶液。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂
层的方法”用(pdac/coj200)
10
来涂覆经电晕处理的膜。使该涂覆膜在6000w的功率下经受反应离子蚀刻(rie)达210s的持续时间。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，用dektak xt触针轮廓曲线仪(亚利桑那州图森的布鲁克纳米公司(bruker nano,inc.,tucson,az))测量的沉积到玻璃板上的等效涂层的厚度为166nm。基于沉积在玻璃上的等效涂层的厚度，吸收区域(例如，天窗)的高宽比为大约525:1。
[0212]
实施例2(ex2)：炭黑纳米颜料，130nm直径，已回填
[0213]
将pe1中制备的微结构化膜片切割成9"
×
10"的尺寸，并使用bd-20ac实验室电晕处理机(伊利诺伊州芝加哥的electro-technic产品公司(electro-technic products,chicago,il))用手对其进行电晕处理，以防止水性涂覆溶液成珠和去湿。如pe2中所述制备pdac和200涂覆溶液。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(pdac/coj200)
20
来涂覆经电晕处理的膜。使该涂覆膜在6000w的功率下经受反应离子蚀刻(rie)达210s的持续时间。接着，使用上述“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”来回填沟道。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，用dektak xt触针轮廓曲线仪测量的沉积到玻璃板上的等效涂层的厚度为326nm。
[0214]
实施例3(ex3)：炭黑纳米颜料，70nm-80nm直径，未回填
[0215]
将pe1中制备的微结构化膜片切割成9"
×
10"的尺寸，并使用bd-20ac实验室电晕处理机(伊利诺伊州芝加哥的electro-technic产品公司(electro-technic products,chicago,il))用手对其进行电晕处理，以防止水性涂覆溶液成珠和去湿。如pe2中所述制备pdac和352k涂覆溶液。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(pdac/coj352k)
20
来涂覆经电晕处理的膜。然后使该涂覆膜在6000w的功率下经受反应离子蚀刻(rie)达200s的持续时间。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，用dektak xt触针轮廓曲线仪测量的沉积到玻璃板上的等效涂层的厚度为273nm。
[0216]
实施例4-6(ex4-6)：炭黑纳米颜料，70nm-80nm直径，已回填
[0217]
将pe1中制备的三个微结构化膜片各自切割成9"
×
10"的尺寸，并使用bd-20ac实验室电晕处理机(伊利诺伊州芝加哥的electro-technic产品公司(electro-technic products,chicago,il))用手对其进行电晕处理，以防止水性涂覆溶液成珠和去湿。如pe2中所述制备pdac和352k涂覆溶液。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(pdac/coj352k)
20
(ex4)、(pdac/coj352k)
40
(ex5)和(pdac/coj352k)
60
(ex6)来涂覆经电晕处理膜的单独的9"
×
10"片。使该涂覆膜在6000w的功率下经受反应离子蚀刻(rie)达200s(ex4)和500s(ex5和ex6)的持续时间。在rie前后但在回填之前获得ex4的横截面sem图像。从sem图像可明显看出，沉积在膜上的涂层具有均匀的厚度，并且该厚度与沉积到玻璃上的等效涂层相对应，如下所述。接着，使用上述“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”来对沟道进行回填。使用上文“用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法”来测量来自漫射光源的光亮度分布(图6以及表5a和表5b中的数据)。在用剃刀刀片进行划痕之后，沉积到玻璃板上的等效涂层用dektak xt触针轮廓曲线仪测量的厚度为273nm(ex4)、536nm(ex5)和796nm(ex6)。基于沉积在玻璃上的等效涂层的厚度，吸收区域(例如，天窗)的高宽比在大约109:1(对于ex6)至319:1(对于ex4)的范围内。
[0218]
表5a：ex2、ex4-ex6和ce1-ce2的相对亮度(rb)
[0219][0220]
表5b：ex2、ex4-ex6和ce1-ce2的相对亮度(rb)
[0221][0222][0223]
表5c：ex6的紫外光和近红外光的透射率
[0224][0225]
实施例7(ex7)：重叠、交叉的膜
[0226]
将根据ex4制备的光控膜的两个部分(各自3"
×
3")重叠，其中结构化侧彼此面对，其中一个片取向成垂直于另一片。即，沟道的初始方向在顶片与底片之间偏移90
°
。将树脂a分配在两个片之间，并且用手压辊将两个片层压在一起。如“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”中所述固化样品，并使用“用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法”进行测量。数据示于表6a和6b中。
[0227]
实施例8(ex8)：重叠、对齐的膜
[0228]
将根据ex4制备的光控膜的两个部分(各自3"
×
3")重叠，其中结构化侧彼此面对，其中一个片取向成平行于另一片。即，沟道的初始方向在顶片与底片之间对齐。将树脂a分配在两个片之间，并且用手压辊将两个片层压在一起。如“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”中所述固化样品，并使用“用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法”进行测量。数据示于表6a-6d中。
[0229]
表6a：针对ex7-ex8和ce3测量的相对亮度
[0230][0231]
表6b：针对ex7-ex8和ce3测量的相对亮度
[0232][0233]
表6c：针对ex7-ex8和ce3在90
°
取向角下测量的相对亮度
[0234][0235]
表6d：针对ex7-ex8和ce3在90
°
取向角下测量的相对亮度
[0236][0237]
实施例9(ex9)：
[0238]
如ex1中所述制备光控膜。-在对微结构化膜的沟道进行回填的方法期间，顶部pet膜被替换为色移膜，如wo 2010/1090924的实施例1所述。在uv固化之后，该色移膜未进行剥离，而是作为覆盖膜保留。
[0239]
表7a：ex9的相对亮度
[0240][0241]
高反射色移膜引起增益棱镜中的光循环，从而导致轴向相对亮度大于100％。
[0242]
表7b：ex13的紫外光和近红外光的透射率
[0243][0244]
吸收区域的表面积
[0245]
用光学显微镜以200倍放大率来观察ce2的光输入表面。通过用imagej软件(购自网站http://imagej.nih.gov/ij上的国立卫生研究院(national institute of health))分析光学显微镜图像来测量多个吸收区域的最大宽度(即，图1a中的wa)和间距(即，图1a中的pa)。五个吸收区域的平均宽度测量为14.7微米。平均间距测量为64.9微米。因此，比率wa/pa等于表面积的0.227或22.7％。
[0246]
用光学显微镜以200倍放大率来观察ex6的光输入表面。通过用imagej软件(购自网站http://imagej.nih.gov/ij上的国立卫生研究院(national institute of health))分析光学显微镜图像来测量多个吸收区域的最大宽度(即，图1a中的wa)和间距(即，图1a中的pa)。五个吸收区域的平均宽度测量为1.0微米。平均间距测量为31.2微米。当壁角度为零时，比率wa/pa等于表面积的0.032或3.2％。对于1.5度的壁角度，表面积为10.8％。
[0247]
刚刚描述的实施例1至9可任选地被修改为在如下至少一者中包括：位于交替的透射区域和吸收区域与光输出表面或光输入表面之间的吸光层(例如，覆盖膜、基底层、粘合剂、涂层)或反光层(例如，漫射层)，或可添加到透光区域的材料中的吸光材料。
[0248]
比较例4(ce4)
[0249]
根据us 9,630,384中的实施例1制备染色的聚酯膜，不同的是用haze-gard plus(马里兰州哥伦比亚的毕克-加特纳美国公司(byk-gardner usa,columbia,maryland))测量的厚度为1.5密耳(38微米)，以达到7％的可见光透射水平。使用手压辊用光学透明粘合剂(8171，购自明尼苏达州圣保罗的3m公司(3m company,st.paul,mn))将染色聚酯顶部膜的3"
×
3"部分层合到市售保密性/光控膜的3"
×
3"片上。
[0250]
实施例10(ex10)：具有包括吸光染料的pet覆盖膜的lcf
[0251]
将pe1中制备的微结构化膜片各自切割成9"
×
10"的尺寸，并使用bd-20ac实验室电晕处理机(伊利诺伊州芝加哥的electro-technic产品公司(electro-technic products,chicago,il))用手对其进行电晕处理。如pe2中所述制备pdac和352k涂覆溶液。使用“用于微结构化膜上制备逐层自组装涂层的方法”将(pdac/coj352k)
60
涂层沉积到膜上。在用剃刀刀片对涂层划痕之后，通过dektak xt触针轮廓曲线仪测量的沉积到玻璃板上的等效逐层涂层的厚度为796nm。使涂覆膜在6000w的功率下经受反应离子蚀刻(rie)达500s的持续时间。接着，使用上述“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”来回填沟道以制备光控膜。
[0252]
用光学透明粘合剂(8171，购自明尼苏达州圣保罗的3m公司(3mcompany,st.paul,mn))将ce4的染色聚酯膜的3"
×
3"部分层合到光控膜的3"
×
3"片上。如上所述测量透光率。结果如下：
[0253]
包含lcf使法向入射(0度视角)下的透射率增加14％，并且使30
°
和60
°
视角下的uv透射率和nir透射率降低。
[0254]
表8a：ex14和ce4的相对亮度
[0255][0256]
表8b：ex14和ce4的相对亮度
[0257][0258][0259]
表8c：ex14和ce4的紫外光(uva)和近红外光的透射率
[0260][0261]
pe3
–
粘合剂的制备
[0262]
如下制备基体粘合剂制剂。将40g的丙烯酸2-乙基己酯(密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(sigma-aldrich,st.louis,mo))、40g的丙烯酸正丁酯(新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(basf florham park,nj))、15g的丙烯酸2-羟乙酯(纽约州纽约的兴和美国公司(kowa america new york,ny))、5g的丙烯酰胺(中国淄博市淄博新业化学公司(zibo xinye chemical,zibo city,cn))、g的热引发剂vazo52(特拉华州威明顿的杜邦公司(dupont(wilmington,de)))、0.08g的karenz mt pe1(纽约州纽约的绍和电工美国公司(showa denko america,new york,ny))和60g的甲乙酮(mek)溶剂装填到反应器容器。将该容器用氮气喷雾达5分钟，密封，并且然后置于60℃的搅拌水浴中达20小时。然后将所生成的溶液聚合物冷却，用空气喷雾达10分钟，并且将0.3g的甲基丙烯酸异氰酸根合乙酯(购自纽约州纽约的绍和电工美国公司(showa denko america,new york,ny)的iem)加入到容器中。再次密封容器并加热至50℃达12小时，以允许iem与形成的丙烯酸类聚合物上的侧基oh官能团反应。在该官能化之后，将0.4g的irgacure-184(新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(basf florham park,nj))和8g的cn983(宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛美国公司(sartomer,exton,pa))加入到容器中并混合达1小时。
[0263]
实施例11(ex11)
[0264]
将orasol red 395(basf)以10重量％溶解于mek中。将一份染料溶液与2份pe3的粘合剂混合，以形成包含3.33重量％的orasol red395染料的涂覆溶液。使用28号迈耶棒(纽约州韦伯斯特的rds特种产品公司(rds specialties，webster，york))将该涂覆溶液涂覆到pet膜(pe-1中使用的相同pet膜)的涂底漆侧上，并且在150℉的烘箱中干燥达6分钟。使用catena 65辊压层合机(购自gbc，lake zurich，il)以每分钟5英尺的速度和1mm的间隙将具有彩色粘合剂层(23微米)的pet膜层合到一片如ex2中所述的光控膜上。该膜呈现为红色轴向和黑色偏轴。
[0265]
实施例12(ex12)
[0266]
将orasol blue 825(basf)以10重量％溶解于mek中。将一份染料溶液与2份pe3的粘合剂混合，以形成包含3.33重量％的orasol blue 825染料的涂覆溶液。将该涂覆溶液涂覆到pet上并层合到来自ex2的一片膜上，如上文ex11中所述。该膜呈现为蓝色轴向和黑色偏轴。
[0267]
如上所述测量ex11和ex12的透光率。结果如下：
[0268]
表9a：ex15至ex16的相对亮度
[0269][0270]
表9b：ex15至ex16的紫外光(uva)和近红外光的透射率
[0271][0272]
实施例1至12的薄层电阻可通过针对至少一些或所有高分子电解质层而不是经制备并作为水溶液施加到微结构化表面的高分子电解质来利用有机聚合物分散体而增加。
[0273]
由有机聚合物分散体制备涂层
[0274]
通过用去离子(di)水将sancure 20051从42.1重量％稀释至1.0重量％并添加nacl至指定浓度来制备sc20051涂覆分散体。
[0275]
通过用di水将sancure 20072从27.1重量％稀释至1.0重量％并添加nacl至指定浓度来制备sc20072涂覆分散体。
[0276]
通过用di水将witcobond ucx-214从30.8重量％稀释至1.0重量％并添加nacl至指定浓度来制备ucx214涂覆分散体。
[0277]
通过用di水将picassian ac-181从39.7重量％稀释至1.0重量％并添加nacl至指定浓度来制备ac181涂覆分散体。
[0278]
通过用di水将raycat 65124从31重量％稀释至1重量％并添加nacl至指定浓度来制备rc65124涂覆分散体。
[0279]
通过将dehyquart cc6从39.0重量％稀释至0.32重量％并添加nacl至50mm的浓度来制备cc6涂覆溶液。
[0280]
通过用di水将cab-o-jet 200和300分别从20.0重量％和15.0重量％稀释至1.0重量％的浓度来制备coj200和coj300涂覆混悬剂。将nacl添加到每一者至50mm的浓度。
[0281]
实施例13
[0282]
将pe1中制备的微结构化膜片切割成9"
×
10"的尺寸。如上所述制备sc20051涂覆分散体和coj200涂覆混悬剂。sc20051中nacl的浓度为200mm nacl。使用“用于在微结构化
膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(sc20051/coj200)
12
来涂覆经电晕处理的膜和相邻玻璃的未覆盖玻璃板。经由“用于测量玻璃上涂层的薄层电阻的方法”测量与微结构化膜相邻的玻璃板上存在的涂层的薄层电阻。使涂覆的膜经受反应离子蚀刻(rie)直到达到轴向％t的稳定水平。接着，使用上述“用于对微结构化膜的沟道进行回填的方法”来对沟道进行回填。ex1在回填之后具有层合在顶部上的3密耳pet膜，因此制品的总厚度为约10.5密耳。当制品被放置在可商购获得的智能电话的屏幕上时，触摸屏是功能性的并且不受显著影响。玻璃上涂层的可见光透射率、玻璃上涂层的厚度、涂层中炭黑的重量百分比以及玻璃上涂层的薄层电阻示于表1中。百叶窗膜的触摸屏响应也示于表1中。使用“用于测量来自漫射光源的光亮度分布的方法”测量百叶窗膜的光亮度分布，并且数据示于表2至表3中。
[0283]
使用如下所述的不同涂覆分散体/混悬液以相同方式制备和测试实施例14至19：
[0284]
实施例14至15
[0285]
如上所述制备sc20072和coj200涂覆分散体/混悬液。sc20072中nacl的浓度对于ex2为100mm nacl，对于ex3为200mm nacl。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(sc20072/coj200)
12
来涂覆经电晕处理的膜和相邻玻璃的未覆盖玻璃板。
[0286]
实施例16
[0287]
如上所述制备sc20051和coj300涂覆分散体/混悬液。sc20051中nacl的浓度为200mm nacl。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(sc20051/coj300)
10
来涂覆经电晕处理的膜和相邻玻璃的未覆盖玻璃板。ex4具有剥离的顶部膜，因此制品的总厚度为约7.5密耳。
[0288]
实施例17
[0289]
如上所述制备ucx214和coj200涂覆分散体/混悬液。ucs214中nacl的浓度为100mm nacl。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(ucx214/coj200)
10
来涂覆经电晕处理的膜和相邻玻璃的未覆盖玻璃板。
[0290]
实施例18
[0291]
将pe1中制备的微结构化膜片切割成9"
×
10"的尺寸。如上所述制备ac181和coj200涂覆分散体/混悬液。ac181中nacl的浓度为200mm nacl。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(ac181/coj200)
12
来涂覆经电晕处理的膜和相邻玻璃的未覆盖玻璃板。
[0292]
实施例19
[0293]
将pe1中制备的微结构化膜片切割成9"
×
10"的尺寸。如上所述制备rc65124和coj200涂覆分散体/混悬液。rc65124中nacl的浓度为100mm nacl。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(rc65124/coj300)
10
来涂覆经电晕处理的膜和相邻玻璃的未覆盖玻璃板。
[0294]
比较例5(ce5)
[0295]
将pe1中制备的微结构化膜片切割成9"
×
10"的尺寸。如上文所述制备cc6涂覆溶液和coj300涂覆混悬液。cc6溶液中nacl的浓度为50mm nacl。使用“用于在微结构化膜上制备喷涂逐层自组装涂层的方法”用(cc6/coj300)
10
来涂覆经电晕处理的膜和相邻玻璃的未覆盖玻璃板。
[0296]
用于测量玻璃上涂层的可见光透射率的方法
[0297]
用byk(德国格雷茨里德(geretsried，germany))hazegard plus仪器测量可见光透射率。
[0298]
用于测量玻璃上涂层厚度的方法
[0299]
在用剃刀刀片对涂层划痕之后，用dektak xt触针轮廓曲线仪(亚利桑那州图森的布鲁克纳米公司(bruker nano inc.,(tucson,arizona))测量厚度。
[0300]
用于测量玻璃上涂层的薄层电阻的方法
[0301]
用trek(纽约洛克波特(lockport，new york))型号152电阻计测量平面玻璃基板上涂层的薄层电阻。
[0302]
用于确定涂层中炭黑的重量百分比的方法
[0303]
用剃刀刀片刮除玻璃上涂层。使用ta仪器发现热重分析仪(tga)在hires模式下分析样品。在氮气气氛中使每个样品经受在室温(约35℃)至700℃范围内的加热分析，其中线性加热速率为20.0℃/min并且分辨率设置为4.0。在这些条件下，仪器加热样品直到检测到重量损失，此时使温度稳定直到重量损失减少，并然后重新开始加热。
[0304]
在700℃下，将气氛切换为空气，并将hires加热斜坡持续到800℃。通过从700℃下在氮气中的重量％残余物中减去800℃下在空气中的重量％残余物来计算炭黑的重量百分比。
[0305]
用于评估苹果iphone 8上的触摸性能的方法
[0306]
通过将膜放置在iphone 8的屏幕上来评估在实施例中制备的膜的触摸性能，定性评估触摸响应性如下：
[0307]
合格
–
触摸屏响应性与屏幕上没有膜的情况下相同。
[0308]
不合格
–
触摸屏响应性不适用于屏幕上的膜。
[0309]
表10：玻璃上涂层的可见光透射率、厚度和薄层电阻以及百叶窗膜的触摸屏响应
[0310][0311]
表11：百叶窗膜在0
°
取向角处的相对亮度(rb)
[0312][0313]
表12：百叶窗膜在0
°
取向角下的相对亮度(rb)
[0314]