微结构化制品上的阻隔元件制造技术

本发明专利技术所公开的光定向制品包括结构化层、粘合剂密封层和阻隔元件。所述结构化层包括与主表面相对的多个微结构化元件。所述粘合剂密封层具有第一区域和第二区域。所述第二区域与所述结构化层接触。所述阻隔元件位于所述第一区域。所述具有阻隔元件的第一区域以及所述第二区域具有足够不同的特性，以在所述粘合剂密封层与所述结构化层之间形成低折射率层。所述阻隔元件包含弹性模量小于4.4GPa的交联聚合物基体。

Barrier elements on microstructured products

The light oriented products disclosed in this invention include a structural layer, an adhesive seal layer and a barrier element. The structured layer includes a plurality of micro structured elements relative to the main surface. The adhesive seal layer has a first area and a second region. The second region is in contact with the structured layer. The barrier element is located in the first area. The first region and the second region with barrier elements are sufficiently different in order to form a low refractive index layer between the adhesive sealing layer and the structured layer. The barrier element contains a crosslinked polymer matrix with a modulus of elasticity less than 4.4GPa.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微结构化制品上的阻隔元件
本公开涉及包括微结构化元件的光定向制品上的阻隔元件。
技术介绍
光定向制品具有调控入射光的能力。光定向膜和光定向片通常包括可以是微结构化元件或微结构化珠的旋光性部分。光定向制品可允许部分光以受控的方式穿过基底，例如光重定向膜。在这些类型的光定向制品中，微结构化元件通常是微结构化棱镜。或者，光定向制品可能不透光，而是反射所有入射光。在本公开全文中，术语“光定向制品”和“光重定向制品”可互换使用。日光重定向膜(DRF)通过使入射的日光朝上重定向到顶篷上来提供自然照明。这样可通过减少对于人造光的需求来节省大量能源。光重定向膜可由将通常落在地板上的入射日光反射到顶篷上的线性光学微观结构组成。DRF通常以7'或更高角度安装到窗的上天窗部分。一般来讲，微结构化光重定向膜在某些情况下可能比较脆弱，因为微结构化特征可能遭受机械损坏和/或化学损坏(例如，窗户清洁器)。当试图保护DRF中的微结构化元件时，存在一个挑战，即添加覆盖层或保护层的层合过程可能导致那些微结构化元件受损。当试图将任何其他类型的功能层或功能膜(诸如漫射器)层合到微结构化元件的侧面上的DRF时，也存在相同的挑战。另外，紧邻DRF的附加层的存在也可改变其光学性质并显著降低或抵消其光重定向性质。光定向制品的其它实施方案可朝向其初始源重定向入射光，因此被称为回射制品。这种可将光回射的能力使得回射片材广泛用于多种制品中。对于回射制品，微结构化元件通常是立方角形式的微结构化棱镜。美国专利5,450,235示出了立方角回射片材的示例。通常，立方角元件包括在单个顶点相交的三个相互垂直的光学面。通常，从光源入射至立方角元件的光从三个垂直立方角光学面中的每一个光学面发生全内反射，并且被重定向返回光源。存在于光学面上的例如灰尘、水和粘合剂可抑制全内反射(TIR)并导致回射光强度降低。这样，空气界面通常被密封膜所保护。然而，密封膜可减少总旋光区域，所述总旋光区域为其上可发生回射的区域。此外，密封膜将增加制造成本。另外，密封方法可在回射片材中产生可见图案，这些可见图案不利于多种应用，例如，在牌照和/或通常优选较均匀外观的商业图形应用中的用途。金属化立方角不依赖于回射光的TIR，但它们对于例如标记应用的日间观察通常不足够白。此外，金属涂层的耐久性可能不够。
技术实现思路
本专利技术所公开的光定向制品包括结构化层、粘合剂密封层和阻隔元件。结构化层包括与主表面相对的多个微结构化元件。粘合剂密封层具有第一区域和第二区域。第二区域与结构化层接触。阻隔元件位于第一区域。具有阻隔元件的第一区域以及第二区域具有足够不同的特性，以在粘合剂密封层与结构化层之间形成低折射率层。在某些实施方案中，阻隔元件包含弹性模量小于4.8GPa的交联聚合物基体。在其它实施方案中，阻隔元件包含的交联聚合物基体具有大于0.5GPa的弹性模量，在一个实施方案中大于0.75GPa，在另一个实施方案中大于0.9GPa。本文所用的“微结构”的定义和解释与美国专利No.4,576,850中的一样，该专利的公开内容以引用方式并入本文。微结构一般为不连续体，诸如制品表面上的凸起和凹陷，它们在轮廓上偏离穿过微结构所绘的平均中线，使得中线上方表面轮廓所包围的区域总和等于该线下方的区域总和，该线基本上平行于制品的标称表面(用于支承微结构)。使用光学或电子显微镜对表面上的代表性特征长度(例如1-30cm)进行测定，偏离的高度通常为约+/-0.005至+/-750微米。平均中线可以是平的、凹的、凸的、非球面的或它们的组合。偏离的程度较低(例如+/-0.005至+/-0.1，或优选为+/-0.05微米)、并且偏离出现的次数较少或次数最少(即表明没有任何明显的不连续体)的制品可被认为具有基本上“平坦”或“平滑”的表面。其它制品具有较高偏离程度，例如+/-0.1至+/-750微米，归因于微结构包括多个实用不连续体，这些不连续体是相同或不同的并且以无规或有序的方式间隔或邻接。如本文所用，术语“粘合剂”是指可用于将两个部件(粘附体)粘附在一起的聚合物组合物。根据上下文中对“相邻”的理解，如本文所用的术语“相邻”是指彼此靠近的两个元件诸如膜构造中的层的相对位置，可需要或未必需要彼此接触并且可以有一个或多个层将两个元件分开。根据上下文中对“紧邻”的理解，如本文所用的术语“紧邻”是指两个元件诸如膜构造中的层的相对位置，其彼此紧靠，没有任何其它层将两个元件分开。根据上下文，如本文所用的术语“膜”是指单层制品或多层构造，其中不同的层可以被层合、挤出、涂覆或为它们的任何组合。如本文所用，术语“阻隔元件”是指处于粘合剂层区的顶部上的物理特征结构，当粘合剂层和结构化层以相对的方式彼此粘结时，阻隔元件有助于保持光定向制品的光学性能。阻隔元件防止粘合剂层填充和/或接触微结构化元件周围的空间。本文所用的术语“随机”是指沿制品的一个或两个不同方向呈非周期性或半周期性的特征结构。那些特征结构可以仍具有周期性，但其周期相比于单个特征结构的平均间距足够大，由此使得周期对于大多数观察者而言不明显。当参照本公开的制品的边缘时，如本文所用的术语“密封”或“密封的”意指阻挡某些不需要的元素诸如水分或其它污染物进入。本文所用的术语“可见光”是指可见光谱内的辐射，在本公开中可见光谱被认为是400nm至700nm。附图说明图1A和1B为本公开的光定向制品的一个示例性实施方案的示意性侧视图。图2为形成图1的光定向制品的一个示例性中间步骤的示意图。图3为本公开的光定向制品的一个示例性实施方案的示意图。虽然上述图片和附图列出了本专利技术的实施方案，但正如讨论中所指出的那样，还可以想到其它实施方案。在所有情况下，本公开是示例性地而非限制性地介绍本专利技术。应当理解，本领域的技术人员可设计出许多其它修改和实施方案，这些修改和实施方案落入本专利技术的范围和实质内。附图可能未按比例绘制。具体实施方式对光定向制品使用密封膜时，密封膜上通常需要另外的粘合剂以将整个光定向制品固定到基底。可以使用粘合剂密封层，使其既用作密封膜，又提供将光定向制品固定到基底的粘合剂表面。(例如参见美国专利申请公开2013-0034682和2013-0135731，其公开内容以引用方式并入本文)。图1A和1B为本公开的光定向制品100的一个示例性实施方案的示意性侧视图，其中粘合剂密封层130为压敏粘合剂。图2为形成图1的光定向制品100的一个示例性中间步骤的示意图。图3为本公开的光定向制品100的一个示例性实施方案的示意图，其中粘合剂密封层130为结构化粘合剂。这些构造将在下文中详细描述。每个附图中的类似元件都以类似的参考标号标识。在一些实施方案中，粘合剂为非热熔融(例如热活化的)粘合剂。本专利技术所公开的光定向制品100包括结构化层110和粘合剂密封层130。结构化层110包括与结构化层110的主表面116相对的多个微结构化元件112。包括微结构化元件112的表面可被称为结构化层110的结构化表面114。粘合剂密封层130具有第一区域和第二区域，其中第二区域与结构化层110接触。阻隔元件134设置在粘合剂密封层130的第一区域。具有阻隔元件的第一区域以及第二区域具有足够不同的特性，以在粘合剂密封层130与结构化层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光定向制品，包括：结构化层，所述结构化层包括与主表面相对的多个微结构化元件；具有第一区域和第二区域的粘合剂密封层，其中所述第二区域与所述结构化层接触；以及位于所述第一区域的阻隔元件；其中所述具有阻隔元件的第一区域以及所述第二区域具有足够不同的特性，以在所述粘合剂密封层与所述结构化层之间形成低折射率层；其中所述阻隔元件包含弹性模量小于4.8GPa的交联聚合物基体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.30 US 62/186,9541.一种光定向制品，包括：结构化层，所述结构化层包括与主表面相对的多个微结构化元件；具有第一区域和第二区域的粘合剂密封层，其中所述第二区域与所述结构化层接触；以及位于所述第一区域的阻隔元件；其中所述具有阻隔元件的第一区域以及所述第二区域具有足够不同的特性，以在所述粘合剂密封层与所述结构化层之间形成低折射率层；其中所述阻隔元件包含弹性模量小于4.8GPa的交联聚合物基体。2.根据权利要求1所述的光定向制品，其中所述低折射率层具有小于所述结构化层的折射率，并且所述低折射率层是空气或低折射率材料中的一种。3.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述弹性模量小于4.4GPa。4.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述弹性模量大于0.5GPa。5.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述弹性模量大于0.75GPa。6.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述弹性模量大于0.9GPa。7.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述交联聚合物基体的硬度小于370MPa。8.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述交联聚合物基体的硬度大于5MPa。9.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述阻隔元件包含厚度大于1.6微米的交联聚合物基体。10.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述阻隔元件包含厚度大于1.75微米的交联聚合物基体。11.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述阻隔元件包含厚度大于3.0微米的交联聚合物基体。12.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述阻隔元件包含交联丙烯酸酯聚合物基体。13.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述交联丙烯酸酯聚合物基体为聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯中的一种。14.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述阻隔元件包含以下物质的反应产物：具有至少两个丙烯酸酯基团的丙烯酸酯聚合物；光引发剂；其中所述反应产物混合物具有大于100cPS小于2000cPS的粘度。15.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述阻隔元件包含以下物质的反应产物：具有至少两个丙烯酸酯基团的丙烯酸酯聚合物；稀释剂；光引发剂；其中所述反应产物混合物具有大于300cPS小于1500cPS的粘度。16.根据前述权利要求中任一项所述的光定向制品，其中所述阻隔元件包含以下物质的反应产物...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏曼·K·帕特尔，约翰·P·贝茨尔德，埃里克·A·阿霍，马诺耶·尼马尔，米哈伊尔·L·佩库洛夫斯基，斯科特·M·塔皮奥，丹尼斯·泰尔齐奇，
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