制品及其制造方法技术

制品(9,19)包括基底(10,20)，该基底包括聚合物并且具有第一(11,21)和第二(12,22)相对主表面。第一相对主表面(11,21)具有第一表面区域(13,23)，该第一表面区域具有部分嵌入第一主表面(11,21)中的第一纳米颗粒(14a,14b,14c,14d,24a,24b,24c,24d)，以及以下中的一者：(a)第二表面区域(15)，该第二表面区域不含纳米颗粒；或(b)第二表面区域(25)，该第二表面区域具有在第一主表面(11,21)上或部分嵌入第一主表面(11,21)中的至少第二纳米颗粒(28)。该第一表面区域(13,23)的第一平均表面粗糙度R

Products and manufacturing methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制品及其制造方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年6月29日提交的美国临时专利申请第62/526790号的权益，该专利申请的公开内容以引用方式全文并入本文。
技术介绍
光漫射制品用于例如背光显示器、灯具、按钮面板、照明标牌和仪表板中。制品从表面形貌(例如，粗糙度)、多相的排列(例如，分散在基质中的颗粒(例如，以涂层的形式)或两者导出光漫射特性。此类光漫射制品可由透明材料制成并且是透明的。也就是说，已知可用制品允许光通过它们的体积，同时改变光通过或光出射的方向(例如，通过折射或通过散射)。光漫射表面形貌已通过例如在结构化工具上模制透明聚合物而作为透明制品的一部分生成。模制光漫射表面形貌具有一定的局限性。具体而言，对于模制，光漫射制品的每个新设计均需要生成新的结构化工具。另外，可向模塑制品赋予光漫射特性中的梯度的结构化工具在制造中提出了挑战。因此，本领域需要具有表面形貌(例如，粗糙度)的制品(例如，透明制品)的制造方法，该制造方法避免了制造定制模具的费用和挑战，这允许生成光漫射特性的任意图案，并且提供光漫射特性中的梯度的便利路径。本领域已知的是，可将强脉冲光施加到在其表面上承载纳米颗粒的制品基底上。据报道，此类对光的暴露降低了薄层电阻并增加了金属纳米线在聚合物基底表面上的粘附性，同时避免了不期望的基底损坏或破坏(参见，例如“StronglyAdhesiveAndFlexibleTransparentSilverNanowireConductiveFilmsFabricatedWithAHigh-IntensityPulsedLightTechnique(用高强度脉冲光技术制造的强粘附性和柔性透明银纳米线导电膜)”，JintingJiu、MasayaNogi、TohruSugahara、TakehiroTokuno、TeppeiAraki、NatsukiKomoda、KatsuakiSuganuma、HiroshiUchidab和KenjiShinozaki，《材料化学杂志(JournalofMaterialsChemistry)》，第22卷，第23561页至第23567页，2012年)。
技术实现思路
在一个方面中，本公开描述了一种具有基底的制品，该基底包含聚合物并且具有第一和第二相对的主表面，其中第一主表面具有第一表面区域，该第一表面区域具有部分嵌入第一主表面的第一纳米颗粒，以及以下中的一者：(a)第二表面区域，其不含纳米颗粒；或(b)第二表面区域，该第二表面区域具有在第一主表面上或部分嵌入第一主表面中的至少第二纳米颗粒，其中每个区域的面积至少为10平方微米，其中第一表面区域的第一平均表面粗糙度Ra1至少为20(在一些实施方案中，至少为25、50、75、100、150、200、250、300、400、500、600、700、800、900或甚至至少1000；在一些实施方案中，在20至1000、25至1000、25至500、30至250或甚至40至100的范围内)nm，其中第二表面区域的第二平均表面粗糙度Ra2小于100(在一些实施方案中，小于95、90、80、75、70、60、50、45、40、35、30、25、20、15、10或甚至小于5；在一些实施方案中，在1至20、2至15或甚至3至10的范围内)nm，其中第一平均表面粗糙度Ra1大于第二平均表面粗糙度Ra2，并且其中第一平均表面粗糙度和第二平均表面粗糙度之间存在至少10nm的绝对差(在一些实施方案中，至少15、20、25、50、75、100、150、200、250、300、400、500、600、700或甚至至少750；在一些实施方案中，在10至750、20至700或甚至25至500的范围内)。在一些实施方案中，制品的第二表面区域不含纳米颗粒(即，无纳米颗粒)。在一些实施方案中，第二表面区域具有在第一主表面上或至少部分嵌入第一主表面中的至少第二纳米颗粒。在一些实施方案中，第一纳米颗粒与第二纳米颗粒相同(即，相同的组成、微结构、尺寸和形状)。在一些实施方案中，纳米颗粒为光吸收纳米颗粒(例如，金属纳米颗粒、碳纳米颗粒或光吸收陶瓷纳米颗粒)。在一些实施方案中，聚合物和制品为透明的。在一些实施方案中，制品的第一表面区域为半透明的。在另一方面，本公开描述了一种制造本文所述的制品的方法，该方法包括：提供前体制品，该前体制品包括：基底，其包括聚合物并且具有第一和第二相对的主表面；和光吸收(即，吸收180nm至10,000nm的范围内的光的至少一个波长)纳米颗粒，其布置在基底的第一主表面的至少一部分上；照射包括第一主表面的光吸收纳米颗粒中的至少一些的部分，以使第一主表面的该部分中的聚合物粗糙以提供制品。在一些实施方案中，聚合物和制品为透明的。在一些实施方案中，制品为半透明的。在一些实施方案中，光吸收纳米颗粒布置在基底的第一主表面的至少一部分上。在一些实施方案中，本文所述的制品为光漫射器。附图说明图1为本文所述的示例性制品的示意图。图2为本文所述的另一示例性制品的示意图。图3为本文所述的另一示例性制品的示意图。图4为制造本文所述的示例性制品的示例性方法的示意图。图5为制造本文所述的示例性制品的另一示例性方法的示意图。图6A和图6B分别为本文所述的示例性前体制品和示例性制品的光学明场显微镜图像。图7A和图7B分别为本文所述的示例性光掩模和示例性制品的照片。图8A和图8B分别为本文所述的示例性光掩模和示例性制品的光学显微镜图像。图9A和图9B分别为本文所述的示例性制品的差分干涉对比度和暗场光学显微镜图像。图10为本文所述的示例性制品的原子力显微镜图像。图11A为实施例32样品的一部分的差分干涉对比度显微镜图像。图11B为实施例32样品的明场显微镜图像。图12为实施例32样品的原子力显微镜图像。具体实施方式一般来讲，本文所述的方法可提供具有受控表面结构的制品，该表面结构为由例如强脉冲光照射引起的粗糙度形式。按照照射参数照射在主表面上具有纳米颗粒的前体制品以启动工艺，其中前体制品的聚合物形成粗糙度。对于“主表面上的纳米颗粒”，可存在将纳米颗粒保持在主表面上的一些粘结剂或粘合剂，并且它们可插入主表面的纳米颗粒之间。可例如基于纳米颗粒的类型、照射参数和聚合物的选择(例如，组成)来控制粗糙度。对于此类制品和聚合物，当透明或半透明时，本文所述的方法产生对透射光具有漫射特性的材料。光漫射材料可用于例如背光显示器、灯具、按钮面板、照明标牌和仪表板中。参考图1，示例性制品9包含基底10。基底10包含聚合物并且具有第一相对主表面11和第二相对主表面12。第一主表面11具有第一表面区域13，第一纳米颗粒14a、第一纳米颗粒14b、第一纳米颗粒14c和第一纳米颗粒14d部分嵌入该第一主表面11中。部分嵌入的纳米颗粒14b和纳米颗粒14d遵循第一表面区域13中的第一主表面11的轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含基底的制品，所述基底包含聚合物并且具有第一相对主表面和第二相对主表面，其中所述第一主表面具有/n第一表面区域，该第一表面区域具有部分嵌入第一主表面的第一纳米颗粒，以及/n以下中的一者：/n(a)第二表面区域，其不含纳米颗粒；或/n(b)第二表面区域，该第二表面区域具有在第一主表面上或部分嵌入第一主表面中的至少第二纳米颗粒，/n其中每个区域具有至少10平方微米的面积，其中所述第一表面区域的第一平均表面粗糙度R

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170629 US 62/526,7901.一种包含基底的制品，所述基底包含聚合物并且具有第一相对主表面和第二相对主表面，其中所述第一主表面具有
第一表面区域，该第一表面区域具有部分嵌入第一主表面的第一纳米颗粒，以及
以下中的一者：
(a)第二表面区域，其不含纳米颗粒；或
(b)第二表面区域，该第二表面区域具有在第一主表面上或部分嵌入第一主表面中的至少第二纳米颗粒，
其中每个区域具有至少10平方微米的面积，其中所述第一表面区域的第一平均表面粗糙度Ra1至少为20nm，其中所述第二表面区域的第二平均表面粗糙度Ra2小于100nm，其中所述第一平均表面粗糙度Ra1大于所述第二平均表面粗糙度Ra2，并且所述第一平均表面粗糙度和所述第二平均表面粗糙度之间存在至少10nm的绝对差。


2.根据权利要求1所述的制品，其中所述聚合物为透明的。


3.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一表面区域为半透明的。


4.根据任一前述权利要求所述的制品，其中所述第二表面区域不含纳米颗粒。


5.根据权利要求4所述的制品，其中所述基底的所述第一主表面在所述第一表面区域中具有接合层材料。


6.根据权利要求5所述的制品，其中所述基底的所述第一主表面在所述第二表面区域中没有接合层材料。


7.根据权利要求1至3中任一项所述的制品具有第二表面区域，所述第二表面区域具有在所述第一主表面上或部分嵌入所述第一主表面中的至少第二纳米颗粒。


8.根据任一前述权利要求所述的制品，其中所述第一纳米颗粒共同处于图案中。


9.根据任一前述权利要求所述的制品，其中所述聚合物为热塑性塑料。


10.根据任一前述权利要求所述的制品，其中所述聚合物为聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(乙基萘二甲酸酯)、聚碳酸酯、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物、丙烯酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·H·弗雷，M·A·克雷顿，M·A·普里奥洛，B·R·库塞，
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