结构化叠层转印膜和方法技术

本发明专利技术公开了将结构化层转印到受体基板的叠层转印膜以及方法。所述转印膜包括具有可剥离表面的载体基板、被施加到所述载体基板的可剥离表面、并且具有非平面结构化表面的牺牲模板层以及被施加到所述牺牲模板层的非平面结构化表面的热稳定的回填层。所述牺牲模板层能够从所述回填层去除(诸如，经由热解)，同时基本上完整地保留所述回填层的结构化表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
玻璃基板上的纳米结构和微观结构用于显示、照明和太阳能装置中的多种应用。在显示装置中，所述结构可用于光提取或光分布。在照明装置中，所述结构可用于光提取、光分布和装饰效果。在光伏器件中，所述结构可用于太阳能聚集和减反射。在大的玻璃基板上图案化或换句话讲形成纳米结构和微观结构可能困难且成本效益不高。因此，需要以成本效益高的方式在连续载体膜上制造纳米结构和微观结构，然后使用该膜将所述结构转印或换句话讲赋予到玻璃基板或其它永久受体基板上。
技术实现思路
符合本专利技术的第一叠层转印膜可用于转印开放面结构化层。该转印膜包括具有可剥离表面的载体基板、被施加到所述载体基板的可剥离表面、并且具有非平面结构化表面的牺牲模板层以及被施加到所述牺牲模板层的非平面结构化表面的热稳定的回填层。所述牺牲模板层能够从所述回填层去除，同时基本上完整地保留所述回填层的结构化表面。符合本专利技术的第二叠层转印膜可用于转印嵌入式结构化层。该转印膜包括具有可剥离表面的载体基板、被施加到所述载体基板的可剥离表面的牺牲可剥离层、被施加到所述牺牲可剥离层的顶层以及被施加到所述顶层的回填层，在所述顶层与回填层之间形成结构化界面。所述牺牲可剥离层能够从所述顶层去除，同时基本上完整地保留所述回填层和所述顶层。符合本专利技术的第三叠层转印膜可用于在不使用载体基板的情况下转印结构化层。该转印膜包括具有非平面结构化表面的牺牲聚合物层以及被施加到所述牺牲聚合物层的非平面结构化表面的热稳定的回填层。所述回填层具有与所述牺牲聚合物层的非平面结构化表面对应的结构化表面。所述牺牲聚合物层能够被干净地烘除，同时基本上完整地保留所述回填层的结构化表面。附图说明附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，并且它们结合具体实施方式阐明本专利技术的优点和原理。在这些附图中，图1是将开放面纳米结构转印到受体的转印膜和方法的示意图；图2是在不使用衬片或载体基板的情况下将纳米结构转印到受体的转印膜和方法的示意图；图3是将嵌入式纳米结构转印到受体的转印膜和方法的示意图；图4是在玻璃基板上带有纳米结构的底发射AMOLED的示意图；图5是在平整化层上带有纳米结构的底发射AMOLED的示意图；图6是在平整化层上带有纳米结构的顶发射AMOLED的示意图；图7是将纳米结构化抗蚀剂层转印到受体基板，然后蚀刻基板的转印膜和方法的示意图；图8是经由挤出复制制备结构化叠层转印膜的方法的示意图；图9A是带有纳米结构的底发射OLED固态照明装置的示意图；图9B是带有纳米结构的底发射OLED固态照明装置的示意图；图10是带有纳米结构的顶发射OLED固态照明装置的示意图；图11是在两个主表面上均带有叠层转印膜的底发射OLED固态照明基板的示意图；图12是在两个主表面上均带有结构的底发射OLED固态照明基板的示意图；图13是卷筒形式的柔性玻璃叠层基板组件的示意图；图14是在两个主表面上均带有结构的柔性玻璃基板的示意图；图15A是在玻璃基板上带有纳米结构的顶发射AMOLED的示意图；图15B是在玻璃基板上带有纳米结构的顶发射OLED固态照明装置的示意图；图16是来自实例2的纳米结构化玻璃表面的侧截面图像；图17是来自实例4的纳米结构化玻璃表面的侧截面图像；以及图18是来自实例5的纳米结构化玻璃表面的侧截面图像。具体实施方式描述了结构化叠层转印膜和方法，其能够利用叠层和烘除步骤制造结构化固体表面。所述方法涉及热塑性复制(热压印)牺牲膜、层或涂层以便形成结构化牺牲层，利用热稳定材料将牺牲层基本上平面化，将涂布的膜叠层到热稳定受体基板，以及热解或燃烧牺牲层。图1是将开放面纳米结构转印到受体的转印膜和方法的示意图。该转印膜包括具有可剥离表面的衬片(载体基板)10，在该可剥离表面上带有牺牲模板层12。对该膜进行压印以在牺牲模板层12上生成结构化表面14(步骤13)。利用回填层16将牺牲模板层基本上平面化(步骤15)。将该膜叠层到受体基板18并去除衬片10(步骤17)。作为步骤17的一部分，可将任选的粘合增进层11施加到回填层16或受体基板18。将牺牲模板层12干净地烘除或换句话讲能够被去除，保留在回填层16上基本上完整的并且与结构化表面14对应的结构化表面20(步骤19)。然后可利用平面化层22将结构化层平面化(步骤21)。图2是在不使用衬片或载体基板的情况下将纳米结构转印到受体的转印膜和方法的示意图。该转印膜包括牺牲聚合物层30，该牺牲聚合物层被复制以形成结构化表面34(步骤31)。利用回填层36将结构化表面34基本上平面化(步骤35)。将该膜叠层到受体基板38。作为步骤37的一部分，可将任选的粘合增进层39施加到回填层36或受体基板38。将牺牲聚合物层30干净地烘除，保留在回填层36上基本上完整的结构化表面34(步骤37)。图3是将嵌入式纳米结构转印到受体的转印膜和方法的示意图。该转印膜包括具有可剥离表面的衬片(载体基板)40，在该可剥离表面上带有牺牲可剥离层42。利用具有结构化表面46的顶层44复制该膜(步骤43)。利用回填层48将层44基本上平面化(步骤47)。作为步骤47的一部分，可将任选的粘合增进层50施加到回填层48或受体基板52。将该膜叠层到受体基板52并去除衬片40，导致牺牲可剥离层42的内聚或界面失效(步骤51)。将顶层44上的牺牲可剥离层42的剩余部分干净地烘除或换句话讲能够被去除，保留在顶层44和回填层48之间基本上完整的结构化表面46(步骤53)。图1-图3中所示的转印膜可用于将纳米结构转印到有源矩阵OLED(AMOLED)背板或OLED固态照明元件基板上。这些纳米结构可增强从OLED装置的光提取，改变装置的光分布图案，或两者。图4是在玻璃基板上带有纳米结构的底发射AMOLED的示意图。图4中的AMOLED包括如所示布置的以下部件：顶电极58；OLED层59；像素限定层60；底电极62；通路64；高折射率像素电路平面化层66；高折射率结构化平整化层68；低折射率结构化层70；像素电路72；以及支撑体74(诸如，玻璃)。可在利用上述转印膜中的一个制造AMOLED背板期间对结构化层70(以及任选地，68)进行转印。层66可利用填充有纳米颗粒的材料来实现，其中纳米颗粒用于增加层66的折射率。填充有高折射率无机材料(例如，尺寸介于4nm至20nm之间的非散射纳米颗粒)的聚合物...

【技术保护点】
一种用于转印结构化层的叠层转印膜，所述叠层转印膜包括：载体基板，所述载体基板具有可剥离表面；牺牲模板层，所述牺牲模板层具有施加到所述载体基板的可剥离表面的第一表面、并且具有与所述第一表面相对的第二表面，其中所述第二表面包括非平面结构化表面；以及热稳定的回填层，所述回填层被施加到所述牺牲模板层的第二表面，其中所述回填层具有与所述牺牲模板层的非平面结构化表面对应并施加到所述牺牲模板层的非平面结构化表面的结构化表面，其中所述牺牲模板层能够从所述回填层去除，同时基本上完整地保留所述回填层的结构化表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.20 US 13/553,9871.一种用于转印结构化层的叠层转印膜，所述叠层转印膜包括：
载体基板，所述载体基板具有可剥离表面；
牺牲模板层，所述牺牲模板层具有施加到所述载体基板的可剥
离表面的第一表面、并且具有与所述第一表面相对的第二表面，其
中所述第二表面包括非平面结构化表面；以及
热稳定的回填层，所述回填层被施加到所述牺牲模板层的第二
表面，其中所述回填层具有与所述牺牲模板层的非平面结构化表面
对应并施加到所述牺牲模板层的非平面结构化表面的结构化表面，
其中所述牺牲模板层能够从所述回填层去除，同时基本上完整
地保留所述回填层的结构化表面。
2.根据权利要求1所述的叠层转印膜，其中所述载体基板为热稳定
的。
3.根据权利要求1所述的叠层转印膜，其中所述回填层是平整化层。
4.根据权利要求1所述的叠层转印膜，其中所述回填层包括两种不同
材料的双层。
5.根据权利要求4所述的叠层转印膜，其中所述双层中的一个包括粘
合增进层。
6.一种用于转印嵌入式结构化层的叠层转印膜，所述叠层转印膜包
括：
载体基板，所述载体基板具有可剥离表面；
牺牲可剥离层，所述牺牲可剥离层具有施加到所述载体基板的
可剥离表面的第一表面、并且具有与所述第一表面相对的第二表
面；
顶层，所述顶层被施加到所述牺牲可剥离层的第二表面、并且
在所述顶层的与所述牺牲可剥离层相背的一侧上具有非平面结构化
表面；以及
回填层，所述回填层被施加到所述顶层的非平面结构化表面，
从而在所述顶层与所述回填层之间形成结构化界面，
其中所述牺牲可剥离层能够从所述顶层去除，同时基本上完整
地保留所述回填层和所述顶层。
7.根据权利要求6所述的叠层转印膜，其中所述牺牲可剥离层包括分
型层。
8.根据权利要求6所述的叠层转印膜，其中所述载体基板是热稳定
的。
9.根据权利要求6所述的叠层转印膜，其中所述回填层是平整化层。
10.根据权利要求6所述的叠层转印膜，其中所述回填层包括两种不同
材料的双层。
11.根据权利要求10所述的叠层转印膜，其中所述双层中的一个包括粘
合增进层。
12.根据权利要求6所述的叠层转印膜，其中所述顶层具有比所述回填
层更高的折射率。
13.一种用于转印结构化层的叠层转印膜，所述叠层转印膜包括：
牺牲聚合物层，所述牺牲聚合物层具有非平面结构化表面；以
及
热稳定的回填层，所述回填层被施加到所述牺牲聚合物层的非
平面结构化表面，其中所述回填层具有与所述牺牲聚合物层的非平
面结构化表面对应的结构化表面，
其中所述牺牲聚合物层能够被干净地烘除，同时基本上完整地
保留所述回填层的结构化表面。
14.根据权利要求13所述的叠层转印膜，其中所述回填层是平整化层。
15.根据权利要求13所述的叠层转印膜，其中所述回填层包括两种不同
材料的双层。
16.根据权利要求15所述的叠层转印膜，其中所述双层中的一个包括粘
合增进层。
17.根据权利要求13所述的叠层转印膜，其中所述牺牲聚合物层包括可
紫外线固化的材料。
18.一种将结构化层转印到永久受体的方法，所述方法包括以下步骤：
提供叠层转印膜，所述叠层转印膜包括：
载体基板，所述载体基板具有可剥离表面；
牺牲模板层，所述牺牲模板层具有施加到所述载体基板的
可剥离表面的第一表面、并且具有与所述第一表面相对的第二
表面，其中所述第二表面包括非平面结构化表面；以及
热稳定的回填层，所述回填层被施加到所述牺牲模板层的
第二表面，其中所述回填层具有与所述牺牲模板层的非平面结
构化表面对应并施加到所述牺牲模板层的非平面结构化表面的
结构化表面；
将所述叠层转印膜施加到永久受体，其中所述回填层被施加到
所述永久受体；
去除所述载体基板，同时将所述牺牲模板层的至少一部分保留
在所述回填层上；以及
将所述牺牲模板层从所述回填层去除，同时基本上完整地保留
所述回填层的结构化表面。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述施加步骤包括将所述叠层转
印膜施加到玻璃基板。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述施加步骤包括将所述叠层转
印膜施加到底发射AMOLED背板的平整化层。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述施加步骤包括将所述叠层转
印膜施加到顶发射AMOLED背板的平整化层。
22.根据权利要求18所述的方法，其中所述施加步骤包括将所述叠层转
印膜施加到OLED固态照明基板。
23.根据权利要求18所述的方法，其中所述施加步骤包括将所述叠层转
印膜施加到所述永久受体上的缓冲层。
24.一种将嵌入式结构化层转印到永久受体的方法，所述方法包括以下
步骤：
提供叠层转印膜，所述叠层转印膜包括：
载体基板，所述载体基板具有可剥离表面；
牺牲可剥离层，所述牺牲可剥离层具有施加到所述载体基
板的可剥离表面的第一表面、并且具有与所述第一表面相对的
第二表面；
顶层，所述顶层被施加到所述牺牲可剥离层的第二表面、
并且在所述顶层的与所述牺牲可剥离层相背的一侧上具有非平
面结构化表面；以及
回填层，所述回填层被施加到所述顶层的非平面结构化...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·B·沃克，米奇斯瓦夫·H·马祖雷克，谢尔盖·拉曼斯基，玛格丽特·M·沃格尔马丁，维维安·W·琼斯，奥勒斯特尔·小本森，迈克尔·本顿·弗里，埃文·L·施瓦茨，兰迪·S·贝，格雷厄姆·M·克拉克，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US