本发明专利技术提供了一种微结构化制品，所述制品包括具有相背的第一和第二主表面的纳米空隙层，所述第一主表面被微结构化而形成棱镜、透镜或其他特征物。所述纳米空隙层包含聚合物粘合剂和多个互连的空隙以及任选的多个纳米粒子。可包括粘弹性层或聚合物树脂层的第二层设置在所述第一或第二主表面上。一种相关的方法包括将涂层溶液设置到基底上。所述涂层溶液包含可聚合材料、溶剂和可选的纳米粒子。所述方法包括在所述涂层溶液接触微复制工具的同时，聚合所述可聚合材料，以形成微结构化层。所述方法还包括将溶剂从所述微结构化层移除以形成纳米空隙微结构化制品。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术整体涉及微结构化光学膜，掺入此类膜的制品和系统，以及与此类膜有关的方法。
技术介绍
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，纳米空隙制品包含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I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5nm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洗涤步骤，以移除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。
技术实现思路
本文尤其描述了包括纳米空隙层和聚合树脂层的微结构化制品。纳米空隙层具有微结构化第一主表面和与第一主表面相背的第二主表面。纳米空隙层还包含聚合物粘合剂和多个互连的空隙。聚合树脂层设置于微结构化第一主表面上或第二主表面上。在一些情况下，纳米空隙层还可以包含纳米粒子。在一些情况下，纳米粒子可以包括表面改性纳米粒子。在一些情况下，纳米空隙层的折射率可以在I. 15至I. 35的范围内。在一些情况下，聚合物粘合剂可以由多官能丙烯酸酯和聚氨酯低聚物形成。在一些情况下，微结构化第一主表面可以包括立体角结构、透镜结构或棱镜结构。在一些情况下，制品可以包括互相平行的外主表面。在一些情况下，聚合树脂层可以透射可见光。在一些情况下，聚合树脂层可以设置于微结构化第一主表面上，并且可以包含渗入纳米空隙层的聚合物材料。在一些情况下，聚合树脂层可以是粘弹性层。在一些情况下，粘弹性层可以包含压敏粘合剂。在一些情况下，制品也可以包括设置于聚合树脂层或纳米空隙层上的光学元件。在一些情况下，聚合树脂层可以设置于微结构化第一主表面上，并且可以与微结构化第一主表面形成一致的界面。在一些情况下，制品还可以包括设置于第二主表面上的光学元件，并且该光学元件可以包括逆向反射、折射或衍射元件，和/或该光学元件包括多层光学膜、偏振层、反射层、散射层、延迟器、液晶显示面板或光导。在一些情况下，光学元件是光学树月旨。在一些情况下，第二主表面可以是基本上平的。在一些情况下，第二主表面可以是微结构化的。微结构化第一主表面具有与之相关的至少15微米的结构体高度和大于0. 3的纵横比，并且纳米空隙层的空隙体积分数可以在30至55%的范围内。在一些情况下，微结构化第一主表面具有与之相关的至少15微米的结构体高度和大于0. 3的纵横比，并且纳米空隙层的折射率可以在I. 21至I. 35的范围内。 本文还描述了包括纳米空隙层和聚合树脂层的微结构化制品，所述聚合树脂层设置于纳米空隙层的微结构化第一主表面上。纳米空隙层包含聚合物粘合剂和多个互连的空隙。聚合树脂层包含渗入纳米空隙层的聚合物材料。在一些情况下，聚合物材料可以是粘弹性材料。在一些情况下，微结构化第一主表面可以包括立体角结构、透镜结构或棱镜结构。在一些情况下，纳米空隙层的特征在于平均空隙直径，而聚合物材料向纳米空隙层中渗透的特征在于互渗深度在I至10倍平均空隙直径的范围内。在一些情况下，聚合物材料向纳米空隙层中渗透的特征在于互渗深度不超过10微米。在一些情况下，微结构化第一主表面的特征在于特征体高度，而聚合物材料向纳米空隙层中渗透的特征在于互渗深度不超过特征体高度的25%。本文还描述了包括纳米空隙层和无机层的微结构化制品，所述无机层设置于纳米空隙层的微结构化第一主表面上，或纳米空隙层的第二主表面上。纳米空隙层包含聚合物粘合剂和多个互连的空隙。在一些情况下，无机层可以包含氮化硅(SiN)。本文还描述了方法，其包括将涂层溶液设置到基底上，该涂层溶液包含可聚合材料和溶剂；在所述涂层溶液接触微复制工具的同时，聚合所述可聚合材料，以形成微结构化层；以及从微结构化层移除溶剂，形成纳米空隙微结构化制品。在一些情况下，涂层溶液还可以包含纳米粒子。在一些情况下，微结构化层可以包含至少10重量％的溶剂。在一些情况下，可聚合材料可以包含多官能丙烯酸酯和聚氨酯低聚物。在一些情况下，基底可以是透光膜，涂层溶液还可以包含光引发剂，而聚合可以包括在涂层溶液接触微复制工具的同时，使光透过基底。在一些情况下，纳米空隙微结构化制品的折射率可以在I. 15至I. 35的范围内。在一些情况下，移除可以在微结构化层不再接触微复制工具时进行。在一些情况下，移除可以包括通过加热微结构化层来移除溶剂。在一些情况下，设置、聚合和移除可以是连续的辊对辊工艺的部分。在一些情况下，纳米空隙微结构化制品可以具有微结构化表面，该表面的特征在于至少15微米的结构体高度和大于0. 3的长宽比，并且涂层溶液的固体重量％可以在50至70%的范围内。本文还讨论了相关方法、系统和制品。本专利申请的这些方面和其他方面通过下文的具体描述将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述
技术实现思路
理解为是对受权利要求书保护的主题的限制，该主题仅受所附权利要求书的限定，并且在审查期间可以进行修改。附图说明图I是形成纳米空隙微结构化制品的示例性工艺的示意图；图2是形成回填纳米空隙微结构化制品的示例性工艺的示意图；图3是纳米空隙微结构化层的一部分的示意性侧视图；、图3b和3d是纳米空隙层和另一层之间的结构化表面的示意性剖视图，而图3a和3c分别是那些结构化表面的界面区域的放大剖视图；图4是纳米空隙微结构化制品的示意性侧视图；图5是回填纳米空隙微结构化制品的示意性侧视图；图6-9是其他回填纳米空隙微结构化制品的示意性侧视图；图IOa-C是通过粘合剂层合的微结构化纳米空隙制品的顶视显微图；图Ila是显示可如何定义圆弧的举例说明，而图Ilb是显示可如何将该定义的圆弧用于定义三维子弹形状的举例说明，该子弹形状可用作结构化表面的元件；图12a_f是不同组成的微结构化纳米空隙制品的低分辨率SEM透视图；图13a_c是另一个微结构化纳米空隙制品的高分辨率SEM图像；图14a_c是不同组成的另外微结构化纳米空隙制品的SEM图像；图15a_c是另外微结构化纳米空隙制品的SEM顶视图；图16a_c是纳米空隙材料和压敏粘合剂材料之间的界面的多种放大倍数下的TCM图像；图17a_c是图16a_c的样品的多种放大倍数下的SEM图像；以及图18是图17c的放大视图，显示了 PSA材料已渗入纳米空隙材料层的表面。在这些附图中，类似的附图标号指示类似的元件。具体实施例方式本专利技术公开内容的一些方面涉及微结构化低折射率制品。微结构化制品可以例如包含纳米空隙层和另一层。纳米空隙层具有相背的第一和第二主表面，并且还包含聚合物粘合剂、多个互连的空隙和任选的多个纳米粒子。纳米空隙层的第一主表面为微结构化的。可在纳米空隙层的第一或第二主表面上设置另一层，并且该另一层可以例如为或本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.13 US 61/294,577;2010.01.13 US 61/294,600;1.一种微结构化制品，其包括 具有微结构化的第一主表面和与所述第一主表面相背的第二主表面的纳米空隙层，所述纳米空隙层包含聚合物粘合剂和多个互连空隙；以及 设置在所述微结构化第一主表面或所述第二主表面上的聚合物树脂层。2.根据权利要求I所述的制品，其中所述纳米空隙层还包含纳米粒子。3.根据权利要求2所述的制品，其中所述纳米粒子包括表面改性的纳米粒子。4.根据权利要求I所述的制品，其中所述纳米空隙层的折射率在I.15到I. 35的范围内。5.根据权利要求I所述的制品，其中所述聚合物粘合剂由多官能丙烯酸酯和聚氨酯低聚物形成。6.根据权利要求I所述的制品，其中所述微结构化的第一主表面包含立体角结构、透镜结构或棱镜结构。7.根据权利要求I所述的制品，其中所述制品包括互相平行的外主表面。8.根据权利要求I所述的制品，其中所述聚合物树脂层传输可见光。9.根据权利要求I所述的制品，其中所述聚合物树脂层设置在所述微结构化第一主表面上，并且其中所述聚合物树脂层包含渗入到所述纳米空隙层的聚合物材料。10.根据权利要求I所述的制品，其中所述聚合物树脂层为粘弹性层。11.根据权利要求10所述的制品，其中所述粘弹性层包括压敏粘合剂。12.根据权利要求I所述的制品，还包括设置在所述聚合物树脂层或所述纳米空隙层上的光学兀件。13.根据权利要求I所述的制品，其中所述聚合物树脂层设置在所述微结构化第一主表面上并形成与所述微结构化第一主表面一致的界面。14.根据权利要求13所述的制品，还包括设置在所述第二主表面上的光学元件。15.根据权利要求14所述的制品，其中所述光学元件包括逆向反射、折射或衍射元件。16.根据权利要求14所述的制品，其中所述光学元件包括多层光学膜、偏振层、反射层、扩散层、延迟器、液晶显示器面板或光导装置。17.根据权利要求14所述的制品，其中所述光学元件为光学树脂。18.根据权利要求I所述的制品，其中所述第二主表面基本上是平的。19.根据权利要求I所述的制品，其中所述第二主表面是微结构化的。20.根据权利要求I所述的制品，其中所述微结构化第一主表面具有与之相关的至少15微米的结构体高度和大于0. 3的纵横比，并且其中所述纳米空隙层的空隙体积分数在30%至55%的范围内。21.根据权利要求I所述的制品，其中所述微结构化第一主表面具有与之相关的至少15微米的结构体高度和大于0. 3的纵横比，并且其中所述纳米空隙层的折射率在I. 21至1.35的范围内。22.—种方法,包括 将涂层溶液设置...
【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·B·沃尔克，威廉·布雷克·科尔布，迈克尔·本顿·弗里，奥德蕾·A·舍曼，约翰·A·惠特利，大卫·斯科特·汤普森，郝恩才，马修·S·斯泰，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。