无机多层层压转印膜制造技术

本发明专利技术公开了转印膜、由其制造的制品，以及制造和使用转印膜以形成无机光学叠堆的方法。

Inorganic multilayer laminated transfer film

A transfer film, articles made therefrom, and methods of making and using a transfer film to form an inorganic optical stack are disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无机多层层压转印膜
技术介绍
多层光学膜(MOF)已通过聚合物的共挤出来制造。最终的膜可包括大量的高折射率和低折射率的交替聚合物层，并且可被称为布拉格反射器或1-D光子晶体。基于在层叠堆界面处反射的光的相长干涉，可选择性地反射或透射不同波长的光。MOF已经被设计成主要反射IR和/或可见光。在MOF中利用的常用聚合物包括PEN、PMMA、共-PMMA、PET、共-PET和共-PEN。
技术实现思路
本公开涉及无机多层层压转印膜、形成这些层压转印膜的方法以及使用这些层压转印膜的方法。这些无机多层层压转印膜可具有包括无机纳米粒子、牺牲材料和任选地可致密化以形成无机光学叠堆的无机前体的交替层。在一个方面，转印膜包括形成原层叠堆的多个共延伸层。每个层独立地包括至少25重量％牺牲材料和热稳定材料，并且具有小于25微米的均匀厚度。在另一方面，转印膜包括形成原层叠堆的多个共延伸层。每个层当加热到在其Tg和Tdec之间的温度时，在100/s的剪切速率下独立地表现出在103泊和104泊之间的复数粘度。在另一方面，如本文所述，方法包括将转印膜层合至受体基底，并且然后烘除在转印膜中的牺牲材料以形成光学叠堆。在另一方面，形成转印膜的方法包括沉积多个共延伸层以形成原层叠堆。每个层独立地包括至少25重量％牺牲材料和热稳定材料，并且具有小于25微米的均匀厚度。在另一方面，形成转印膜的方法包括沉积多个共延伸层以形成原层叠堆。每个层当加热到在其Tg和Tdec之间的温度时，在100/s的剪切速率下独立地表现出在103泊和104泊之间的复数粘度。在另一个方面，形成转印膜的方法包括共挤出多个共延伸层以形成原层叠堆。每个层独立地包括至少25重量％牺牲材料和热稳定材料，并且具有小于25微米的均匀厚度。在另一个方面，形成转印膜的方法包括共挤出多个共延伸层以形成原层叠堆。每个层当加热到在其Tg和Tdec之间的温度时，在100/s的剪切速率下独立地表现出在103泊和104泊之间的复数粘度。在另一个方面，转印膜包括形成原层叠堆的多个共延伸层。至少所选择的层独立地包括至少25重量％牺牲材料和热稳定材料，并且具有小于25微米的均匀厚度。在另一方面，转印膜包括形成原层叠堆的多个共延伸层。至少所选择的层当加热到在其Tg和Tdec之间的温度时，在100/s的剪切速率下独立地表现出在103泊和104泊之间的复数粘度。通过阅读以下具体实施方式，这些以及各种其它特征和优点将显而易见。附图说明结合附图，参考以下对本公开的各种实施方案的详细说明，可更全面地理解本公开，其中：图1为形成转印膜和光学叠堆的例示性方法的示意性工艺流程图；图2A至图2D是在烘除步骤期间原层致密化的示意图；图3是通过如实施例1所述的层压转印法和烘除形成的四层光学叠堆的SEM图像；并且图4是通过如实施例2所述层压转印法和烘除形成的四层光学叠堆的SEM图像。具体实施方式在下面的详细说明中，参考了形成说明的一部分的附图，并且在附图中通过举例说明的方式示出了若干具体实施方案。应当理解，在不脱离本公开的范围或实质的情况下，设想并可进行其它实施方案。因此，以下具体实施方式不应被视为具有限制意义。除非另外指明，否则本文中使用的所有的科学和技术术语具有在本领域中所普遍使用的含义。本文提供的定义旨在有利于理解本文频繁使用的一些术语，并无限制本公开范围之意。除非另外指明，否则说明书和权利要求书中使用的表示特征尺寸、数量和物理特性的所有数字应该理解为在所有情况下均被术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员使用本文所公开的教导内容寻求获得的特性而变化。通过端点表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)和该范围内的任何范围。除非本文内容以其他方式明确指出，否则本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖了具有复数指代对象的实施方案。除非本文内容以其他方式明确指出，否则本说明书和所附权利要求中使用的术语“或”一般以包括“和/或”的意义使用。如本文所用，“具有”、“包括”、“包含”、“含有”等等均以其开放性意义使用，并且一般是指“包括但不限于”。应当理解，“基本上由...组成”、“由...组成”等等包含在“包括”等等之中。在本公开中：“烘除”是指通过热解、燃烧、升华或蒸发大体上除去存在于层中的牺牲材料的工艺；“烘除温度”是指在通过热解或燃烧、升华或蒸发大体上除去层中的牺牲材料的工艺期间达到的最大温度；“使燃烧”或“燃烧”是指在氧化大气环境中对包含有机材料的层进行加热，使得有机材料与氧化剂发生化学反应的工艺；“使热解”或“热解”是指在惰性气氛中对牺牲层进行加热使得制品中的有机材料分解的工艺；“原层”是指在转印膜中的层，其在最终烘除叠堆中转化为无机或热稳定层；“热稳定的”是指在去除牺牲材料期间保持基本上完整的材料、可被致密化和/或化学转化以形成无机材料的材料；“聚硅氧烷”是指高度支化的低聚的或聚合的有机硅化合物并且可包含碳-碳和/或碳-氢键，同时仍被视为无机化合物；“使...致密化”是指在烘除工艺期间热稳定材料的重量和/或体积分数增加的工艺。例如，在致密层中，纳米粒子的局部浓度(重量或体积％)相对于在原层中的局部浓度(重量或体积％)增加。然而，单个纳米粒子的平均体积可不随着致密化工艺的结果而改变；“光学叠堆”是指在选自200nm至1mm的波长范围上组合产生光学效应的两个或更多个层；“光学原层叠堆”是指在转印膜中的两个或更多个层，其是在最终烘除制品中的光学叠堆的前体，其中光学叠堆在选自200nm至1mm的波长范围上产生光学效应；除非另外指明，否则“折射率”或“RI”，是指材料在该材料平面内相对于在633nm处和垂直或接近垂直(即8度)入射光的折射率；以及“高折射率”和“低折射率”为相关术语；当均从关注的面内方向比较两层时，具有较高平均面内折射率的层为高折射率层，而具有较低平均面内折射率的层为低折射率层；本公开涉及无机多层层压转印膜、形成这些层压转印膜的方法以及使用这些层压转印膜的方法。这些无机多层层压转印膜具有包括无机纳米粒子、牺牲材料和任选的可致密化以形成无机光学叠堆的无机前体的交替层。转印膜通过叠堆多个共延伸层来形成。该转印膜可称为“原层”叠堆。在该原层叠堆中的每个层可具有小于25微米的厚度。在该原层叠堆中的每个层或所选择的层可具有至少25重量％牺牲材料。在该原层叠堆中的每个层或所选择的层当加热到在其Tg和Tdec之间的温度时，在100/s的剪切速率下可表现出在103泊和104泊之间的复数粘度。在许多实施方案中，原层叠堆透射可见光。可将这些转印膜施加至热稳定的基底并且烘除以整体形成光学元件，例如诸如防反射涂层、UV反射器、IR反射器或太阳镜等。通过下文提供的实施例的阐述将获得对本专利技术各方面的理解，然而本专利技术并不因此受限制。图1为形成转印膜100和光学叠堆25的例示性方法的示意性工艺流程图50；图2A至图2D是在烘除步骤期间原层20致密化的示意图；转印膜100包括形成原层叠堆20的多个共延伸层(或原层)22和24。每个层22和24独立地包括牺牲材料2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转印膜，所述转印膜包括：形成原层叠堆的多个共延伸层，每个层独立地包含至少25重量％牺牲材料和热稳定材料，并且具有小于25微米的均匀厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.27 US 14/470,2581.一种转印膜，所述转印膜包括：形成原层叠堆的多个共延伸层，每个层独立地包含至少25重量％牺牲材料和热稳定材料，并且具有小于25微米的均匀厚度。2.根据权利要求1所述的转印膜，所述转印膜还包括具有可剥离表面的聚合物支撑层，所述可剥离表面接触所述原层叠堆。3.根据权利要求1所述的转印膜，其中所述原层叠堆具有至少5％的可见光透射率。4.根据权利要求1所述的转印膜，其中所述原层叠堆具有至少50％的可见光透射率。5.根据权利要求1所述的转印膜，其中至少所选择的层包含具有小于250nm平均粒径的无机纳米粒子。6.根据权利要求1所述的转印膜，其中所述原层叠堆包括多个共延伸层对，每个层对包括各自包含牺牲材料的第一层和第二层，所述第一层包含第一热稳定材料，并且所述第二层包含第二热稳定材料，所述第一热稳定材料是与所述第二热稳定材料不同的材料。7.根据权利要求6所述的转印膜，其中所述第一热稳定材料包含第一无机纳米材料，并且所述第二热稳定材料包含第二无机纳米材料，其中所述第一无机纳米材料和所述第二无机纳米材料具有至少0.2的折射率差。8.根据权利要求1所述的转印膜，其中所述热稳定材料包含聚硅氧烷材料。9.根据权利要求1所述的转印膜，其中所述热稳定材料包含无机纳米材料和聚硅氧烷材料。10.根据权利要求1所述的转印膜，其中所述牺牲材料包含有机聚合物材料。11.根据权利要求1所述的转印膜，其中所述热稳定材料在每个层中以1重量％至65重量％的范围存在。12.根据权利要求1所述的转印膜，其中所述多个共延伸层形成由表示为A、B、C和D的四种不同层成分形成的一个或多个六层单元。13.根据权利要求13所述的转印膜，其中所述六层单元以六层顺序CACDBD进行叠堆。14.一种转印膜，所述转印膜包括：形成原层叠堆的多个共延伸层，每个层当加热到在其Tg和Tdec之间的温度时，在100/s的剪切速率下独立地表现出在103泊和104泊之间的复数粘度。15.根据权利要求14所述的转印膜，其中所述原层叠堆具有至少50％的可见光透射率。16.根据权利要求14所述的转印膜，其中至少所选择的层包含具有小于250nm平均粒径的无机纳米粒子。17.根据权利要求14所述的转印膜，其中所述原层叠堆包括多个共延伸层对，每个层对包括各自包含牺牲材料的第一层和第二层，所述第一层包含第一热稳定材料，并且所述第二层包含第二热稳定材料，所述第一热稳定材料是与所述第二热稳定材料不同的材料。18.根据权利要求14所述的转印膜，其中所述热稳定材料包含聚硅氧烷材料。19.根据权利要求14所述的转印膜，其中所述热稳定材料包含无机纳米材料和聚硅氧烷材料。20.根据权利要求14所述的转印膜，其中所述牺牲材料包含有机聚合物材料。21.根据权利要求14所述的转印膜，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·B·沃克，迈克尔·本顿·弗里，丹尼尔·J·施密特，马克·J·佩莱里蒂，罗伯特·F·卡姆拉特，斯蒂芬·A·约翰逊，特里·O·科利尔，黑法·曼苏尔，
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