[发明专利]用于梯度纳米空隙制品的方法

说明书

相关专利申请

本专利申请与2009年4月15日提交且以引用方式并入的下述美国专利申请相关：“Optical Construction and Display System Incorporating Same”(光学构造和包括所述光学构造的显示系统)(代理人案卷号65354US002)；“Retroreflecting Optical Construction”(回射光学构造)(代理人案卷号65355US002)；“Optical Film for Preventing Optical Coupling”(防止光学耦合的光学膜)(代理人案卷号65356US002)；“Backlight and Display System Incorporating Same”(背光源和包括所述背光源的显示系统)(代理人案卷号65357US002)；“Process and Apparatus for Coating with Reduced Defects”(具有减少的缺陷的涂布方法和装置)(代理人案卷号65185US002)；和“Process and Apparatus for a Nanovoided Article”(用于纳米空隙制品的方法和装置)(代理人案卷号65046US002)。

本专利申请还与随其同一日提交且以引用方式并入的下述美国专利申请相关：“Gradient Low Index Article and Method”(梯度低折射率制品和方法)(代理人案卷号65716US002)；“Immersed Reflective Polarizer with High Off-Axis Reflectivity”(具有高偏轴反射率的浸没式反射型偏振器)(代理人案卷号65809US002)；“Immersed Reflective Polarizer with Angular Confinement in Selected Planes of Incidence”(在选定入射平面内具有角度限制的浸没式反射型偏振器)(代理人案卷号65900US002)；和“Light Source and Display System Incorporating Same”(光源和包括所述光源的显示系统)(代理人案卷号65782US002)。

背景技术

具有纳米级孔或空隙结构的制品可用于多种应用，这些应用基于由其纳米空隙组合物提供的光学、物理或机械性能。例如，纳米空隙制品包括至少部分地围绕孔或空隙的聚合物固体网络或基质。孔或空隙通常被气体(例如空气)填充。纳米空隙制品中孔或空隙的尺寸通常可被描述为具有可在约1纳米至约1000纳米范围内的平均有效直径。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)提供了纳米多孔材料的三种尺寸类别：空隙小于2nm的微孔，空隙介于2nm和50nm之间的中孔，以及空隙大于50nm的大孔。上述不同尺寸类别的每一种都可为纳米空隙制品提供独特的性质。

数种技术已用于产生多孔或有空隙的制品，包括例如聚合诱导相分离(PIPS)、热致相分离(TIPS)、溶剂诱导相分离(SIPS)、乳液聚合以及使用起泡剂/发泡剂的聚合技术。通常，由这些方法制得的多孔或有空隙的制品需要另外的工艺步骤如洗涤步骤，以除去用于形成该结构的材料，例如表面活性剂、油或化学残留物。洗涤步骤会限制产生的孔或空隙的尺寸范围和均匀度。这些技术还受到可用材料类型的限制。因此需要可快速、可靠制备纳米空隙制品的技术，该技术不需要洗涤步骤。

发明内容

在一方面，本发明提供一种用于产生具有梯度纳米空隙的涂层的方法，所述方法包括将含有在溶剂中的可聚合材料的第一溶液涂布到基材上并且提供邻近所得涂层的第一区域的第一环境和邻近该涂层的相邻区域的不同的第二环境。用于产生具有梯度纳米空隙的涂层的方法还包括至少部分地聚合可聚合材料以形成与多个纳米空隙和第二溶液双连续的不溶性聚合物基质，以及从第二溶液中移除绝大部分的溶剂。所述多个纳米空隙在邻近涂层的第一区域处的第一体积分数小于所述多个纳米空隙在邻近涂层的相邻区域处的第二体积分数。