用于窗用玻璃的微光学元件的制作方法

文档序号:10556560阅读:370来源:国知局
用于窗用玻璃的微光学元件的制作方法
【专利摘要】本公开提供了叠层转印膜以及叠层转印膜的用途,特别是在制造建筑玻璃元件诸如隔热玻璃单元(IGU)中使用的那些元件中的用途。叠层转印膜可用于转印功能层和结构。叠层转印膜可包括在转印过程中能够被移除的载体膜,并且转印的材料主要是无机的。玻璃上的所得转印结构一般具有高的光稳定性和热稳定性,因此能够成功施加至IGU内的腔内部的玻璃表面上。叠层转印膜还可被图案化,使得微光学元件的宏观图案可施加到玻璃表面上。
【专利说明】用于窗用玻璃的微光学元件
【背景技术】
[0001] 隔热玻璃窗单元(IGU)用于减少通过建筑外墙窗户的热损失。典型的IGU包括两个 窗格、隔框W及由运=个元件形成的腔。整合进IGU中的微光学元件可用于将穿过IGU的一 部分光线重新导向至内饰,W增强常规的内部照明,从而提高建筑物的能效。在许多情况 下,可能便利的是,通过例如将折射或衍射光学结构应用至玻璃表面来将微光学元件直接 整合到窗户玻璃上。应用至IGU的外表面的微光学元件可受到若干因素的不利影响,包括脏 污和磨蚀。有利的是,将微光学元件应用至IGU的腔内的玻璃表面;然而,此类结构必须表现 出光稳定性和热稳定性,使得IGU内部的洁净环境得W保持。

【发明内容】

[0002] 本公开提供了叠层转印膜W及该叠层转印膜的用途,特别是在制造建筑玻璃元件 诸如隔热玻璃单元(IGU)中所用的那些元件中的用途。叠层转印膜可用于转印功能层和结 构。叠层转印膜可包括能够在转印过程中移除的载体膜,并且转印的材料主要是无机的。所 得的玻璃上的转印结构一般具有高的光稳定性和热稳定性,因此能够成功施加至IGU内腔 内部的玻璃表面上。叠层转印膜还能够被图案化,使得微光学元件的宏观图案能够施加到 玻璃表面上。在一个方面,本公开提供了一种转印带,其包括具有结构化表面的模板层;设 置在模板层的至少一部分上的回填层,该回填层具有高度支化的有机娃材料,其具有与结 构化表面相对的平坦表面;W及邻近平坦表面设置的漫射体层,其中该漫射体层能够粘附 到玻璃表面,并且该模板层能够从回填层移除。
[0003] 在另一方面,本公开提供了一种转印带,其包括具有结构化表面的模板层;和设置 在模板层的至少一部分上的回填层,该回填层具有高度支化的有机娃材料,其具有与转印 层涂层相对的平坦表面,其中该回填层按图案设置在模板层上。
[0004] 在另一方面,本公开提供了一种微光学窗用玻璃,其包括具有主表面的窗格玻璃; 粘结到主表面的至少一部分的微光学层,该微光学层具有固化的回填层,该固化的回填层 包含高度支化的有机娃材料,其具有紧邻主表面的平坦表面和相对的结构化表面,其中结 构化表面与低折射率材料相邻,该材料的折射率低于固化的无机转印层的折射率。
[0005] 在另一方面,本公开提供了一种隔热玻璃窗单元,其包括第一窗格玻璃,该第一窗 格玻璃通过间隙与面向第一窗格玻璃的第二窗格玻璃隔开,所述第一窗格玻璃和所述第二 窗格玻璃中的每个窗格玻璃具有与间隙相邻的内部表面;W及粘结到所述第一窗格玻璃和 所述第二窗格玻璃中的至少一个窗格玻璃的内部表面的至少一部分的微光学层,该微光学 层具有固化的回填层,该固化的回填层包含高度支化的有机娃材料,其具有紧邻内部表面 的平坦表面和相对的结构化表面,其中该结构化表面与低折射率材料相邻,该材料的折射 率低于固化的无机转印层的折射率。
[0006] 在另一方面,本公开提供了一种日光重新定向窗,包括隔热玻璃窗单元,该隔热玻 璃窗单元具有第一窗格玻璃,该第一窗格玻璃具有外表面并且通过间隙与具有内表面的第 二窗格玻璃隔开,所述第一窗格玻璃和所述第二窗格玻璃中的每个窗格玻璃具有与间隙相 邻的内部表面;W及粘结到第二窗格玻璃的内部表面的至少一部分的微光学层,该微光学 层具有固化的回填层,该固化的回填层包含高度支化的有机娃材料,其具有紧邻内部表面 的平坦表面和相对的结构化表面,其中该结构化表面与填充间隙的气体相邻,使得穿过外 表面的日光在穿过内表面之前被结构化表面折射。
[0007] 上述
【发明内容】
并非旨在描述本公开每个所公开的实施方案或每种实施方式。W下 附图和【具体实施方式】更具体地说明例示性实施方案。
【附图说明】
[0008] 整个说明书参考附图,在附图中,类似的附图标号表示类似的元件,并且其中:
[0009] 图IA示出了转印带的示意性剖视图;
[0010] 图IB示出了转印带的示意性剖视图;
[0011] 图IC示出了转印带的示意性剖视图;
[0012] 图2A-2K示出了微光学窗用玻璃的示意性剖视图;
[0013] 图3A示出了隔热玻璃窗单元(IGU)的一部分的示意性剖视图;并且
[0014] 图3B示出了微光学窗用玻璃的示意性前视图;
[0015] 图3C示出了微光学窗用玻璃的示意性前视图;
[0016] 图4为形成转印膜和桥联纳米结构的示意性工艺流程图;
[0017] 图5为形成桥联纳米结构的示意性工艺流程图;并且
[0018] 图6为形成微光学窗用玻璃的示意性工艺流程图。
[0019]附图未必按比例绘制。附图中使用的相似标号指示相似的部件。然而,应当理解, 在给定附图中使用标号指示部件并非旨在限制另一附图中用相同标号标记的部件。
【具体实施方式】
[0020] 本公开提供了叠层转印膜W及该叠层转印膜的用途,特别是在制造建筑玻璃元件 诸如隔热玻璃单元(IGU)中使用的那些元件中的用途。叠层转印膜可用于转印功能层(例 如,低福射涂层和/或扩散层)和结构(例如,用于装饰性应用和/或日光重新定向的微光学 元件)。叠层转印膜可包括在转印过程中可移除的载体膜,并且转印的材料主要是无机的。 玻璃上的所得的转印结构通常具有高的光稳定性和热稳定性,因此能够成功应用至IGU内 的腔内部的玻璃表面。叠层转印膜还可被图案化,使得微光学元件的宏观图案能够施加到 玻璃表面上。所用的玻璃(即,受体基底)可为单层玻璃、诸如IGU中的双层玻璃、=层或更多 层玻璃IGU,W及甚至真空IGU。该特征能够同时形成装饰性和功能性设计,包括能够在空间 上改性玻璃表面的可见及功能区域。
[0021] 在W下说明中参考附图,运些附图构成本说明的一部分,并且其中通过举例说明 的方式示出。应当理解,在不脱离本公开的范围或实质的情况下,设想并可实现其他实施方 案。因此,W下的详细说明不应被视为具有限制意义。
[0022] 除非另外指明,否则本发明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。本文给出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。
[0023] 除非另外指明,否则说明书和权利要求书中所使用的所有表达特征尺寸、量和物 理特性的数值在所有情况下均应理解成由术语"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,运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期望特性而变化。由端值表述的数值范围 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) W及在此范 围内的任何范围。
[0024] 除非本文内容另外清楚指明,否则如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"涵盖了具有多个指代物的实施方案。除非本文内容另外清楚指明, 否则本说明书和所附权利要求中使用的术语"或"一般W包括"和/或"的意义使用。
[0025] 若在本文中使用空间相关的术语,包括但不限于"下部"、"上部"、"下面"、"下方"、 "上方"、和"在顶部",则用于方便描述一个或多个元件相对于另一个元件的空间关系。此类 空间相对术语包括除图中所示和本文所述的具体定向之外,设备在使用中或操作中的不同 定向。例如,如果附图中所描绘的对象翻转或倒转,则先前描述的在其他元件下方或下面的 部分就在那些其他元件上方。
[0026] 如本文所用,例如当元件、组件或层描述为与另一元件、组件或层形成"一致界 面",或在另一元件、组件或层"上"、"连接到"、"联接鄭'或"接触'另一元件、组件或层,其意 为直接在...上,直接连接到,直接联接到或直接接触,或例如居间的元件、组件或层可能在 特定元件、组件或层上,或连接到、联接到或接触特定元件、组件或层。例如当元件、部件或 层被称为"直接在另一元件上"、"直接连接到另一元件"、"直接与另一元件联接"或"直接与 另一元件接触"时,则没有居间的元件、部件或层。
[0027] 如本文所用,"具有"、"包括"、"包含"、"含有"等等均W其开放性意义使用,并且一 般是指"包括但不限于"。应当理解,术语"由...组成"和"基本上由...组成"包含在术语"包 括"等等之中。
[0028] 术语"光化福射"是指可使聚合物交联或固化的福射波长,并且可包括紫外波长、 可见波长和红外波长,而且可包括来自光栅激光的数码曝光、热数字成像和电子束扫描。
[0029] 术语"回填材料"或"回填层"是指填充于不规则或结构化表面中W产生新表面的 材料层,其可用作基部W构建附加的层状元件并且是热稳定的。
[0030] 术语"烘除"是指通过热解、燃烧、升华或蒸发基本上除去存在于层中的牺牲材料 并同时保持热稳定材料基本上完整(回填,基底)的过程。
[0031] 术语"烘除溫度"是指在通过热解或燃烷基本上除去存在于层中的牺牲材料并同 时保持热稳定材料基本上完整(回填,基底)的过程中达到的最高溫度。
[0032] 术语"燃烧"或"燃烧法"是指在氧化气氛中加热包含有机材料的层,使得有机材料 与氧化剂发生化学反应的过程。
[0033] 术语"溶剂"是指能够溶解、分散或悬浮本文所述的材料例如有机娃化合物、纳米 粒子、聚合物、牺牲材料等的有机或含水液体。
[0034] 术语"纳米结构"或"多个纳米结构"是指至少一个尺寸(如高、长、宽或直径)小于2 微米并且更优选地小于1微米的结构。纳米结构包括但不必限于粒子和工程化的特征。粒子 和工程化的特征可具有例如规则或不规则的形状。此类粒子也被称为纳米粒子。术语"纳米 结构化"是指具有纳米结构的材料或层。
[0035] 术语"微结构"是指其最长尺寸在约1微米至约2毫米范围内的特征。
[0036] 术语"热解"或"热解法"是指在惰性气氛中加热牺牲层,使得制品中的有机材料分 解的过程。
[0037] 术语"结构化表面"是指运样的表面,该表面上包括W规则图案或无规则分布于表 面上的周期性、准周期性或无规工程化微结构、纳米结构和/或分级结构。
[0038] 术语"热稳定"是指在移除牺牲材料的过程中基本上保持完整的材料。
[0039] 术语"聚硅氧烷"是指高度支化低聚的或聚合的有机娃化合物,并且可包括碳-碳 和/或碳-氨键,同时仍被视为无机化合物。
[0040] 术语"可移动的物质"是指可从回填层移至牺牲层的分子种类。例如,可移动的物 质可W包括硅烷、硅氧烷、聚硅氧烷或其他有机娃化合物。
[0041] 叠层转印膜、图案化结构化带材W及使用可用于本公开的纳米结构化带材的方法 在例如W下的
【申请人】的待审的专利申请中有所描述:美国专利公布2014/0021492; 2014/ 0178646 ; 2014/0175707 ; 2013年11 月 11 日提交的名称为 "NANOSTRUCTURES FOR OLED DEVICES"(纳米结构化AMOL邸装置)的美国临时专利申请61/902437; W及均于2014年I月20 日提交的W下美国专利申请:名称为"LAMINATION TRANSFER FILMS FOR FORMING ARTICLES WITH ENGI肥ERED VOIDS"(用于形成具有经改造空隙的制品的叠层转印膜)的 14/159,300、名称为 "LAMINATION TRANSFER FILMS FOR FORMING ANTIREFLECTIVE STRUCTURES"(用于形成抗反射结构的叠层转印膜)的14/159,253和名称为"LAMINATION TRANSFER FILMS FOR FORMING REENTRANT STRUCTURES"(用于形成凹入结构的叠层转印 膜)的61/929,425。
[0042] 图IA示出了根据本公开的一个方面的转印带100的示意性剖视图。转印带100包括 具有结构化表面114的模板层110和设置在模板层110的至少一部分上的回填层120。在一个 特定实施方案中,模板层110能够从回填层120移除。在一些情况下,模板层110可W为可移 除的或可牺牲的。回填层120包含高度支化有机娃材料,其具有与结构化表面114相对的平 坦表面122。回填层120包括转印结构化表面124,其邻近结构化表面114设置并符合结构化 表面114的轮廓。在一个特定实施方案中,转印带100还包括邻近平坦表面122设置的任选的 漫射体层150,并且该任选的漫射体层150包括能够粘附到玻璃表面(未示出)的外表面152, 如其他地方所述。转印带100还包括设置在漫射体层150和平坦表面122之间的任选的分离 层160,其中任选的分离层160的折射率可与回填层120、漫射体层150或两者的折射率相同 或不同。
[0043] 在一些情况下,转印带100可包括任选的载体膜140,该任选的载体膜140设置在模 板层110的平坦表面112上,与结构化表面114相对。任选的载体膜140可用于在运输及后续 的制造步骤中支撑模板层110,并且在一些情况下可用于模板层110的制造过程中,如其他 地方所述。在一些情况下,任选的载体膜140可结合到模板层110,使得运两层不易分离;然 而,在一些情况下,任选的载体膜140能够可释放地附接到模板层110。转印带100还可包括 任选的剥离衬件170,该剥离衬件被设置为与任选的载体膜140相对并且夹在转印带100的 其他层之间。
[0044] 在一个特定实施方案中,任选的转印层130可设置在模板层110的模板结构化表面 114上并符合该模板结构化表面,使得任选的转印层130将结构化表面114与转印结构化表 面124隔开。在一些情况下,任选的转印层130可包括转印剥离涂层。在一些情况下,任选的 转印层130可包括至少一个无机层,该无机层可为无机薄膜叠堆,诸如低福射涂层。
[0045] 图IB示出了根据本发明的一个方面的转印带101的示意性剖视图。图IB中所示的 元件110-140中的每个元件对应于图IA中所示的此前已描述的类似标记元件110-140。例 如,图IB所示的模板层110对应于图IA所示的模板层110,等等。在图IB中,转印带101包括具 有结构化表面114的模板层110和具有转印结构化表面124的回填层120,该转印结构化表面 邻近结构化表面114设置并符合结构化表面114的轮廓。回填层120按图案设置在模板层110 上,使得转印带101的具有回填层120的第一部分123被定位成与缺少回填层120的第二部分 125相邻。应当了解,参考图IA所述的每个附加层130,150,160,170也可按相似的方式被定 位成与回填层120相邻,但是为清楚起见,在图IB中未示出。由转印带101的第一部分123和 第二部分125形成的图案可包括多个岛状物、细纹或岛状物和细纹的组合,其在转印带101 的表面上延伸,并且还可包括从转印带101的一端到相对端的面密度梯度,如其他地方所 /J、- O
[0046] 图IC示出了根据本公开的一个方面的转印带102的示意性剖视图。图IC中所示的 元件110-140中的每个元件对应于图IA中所示的此前已描述的类似标号的元件110-140。例 如,图IC所示的模板层110对应于图IA所示的模板层110,等等。在图IC中,转印带102包括具 有结构化表面114的模板层110和具有转印结构化表面124的回填层120,结构化表面114包 括平坦区域116,转印结构化表面124包括转印平坦区域126,其分别邻近结构化表面114设 置并且符合模板层110的具有平坦区域116的结构化表面114。转印带102包括具有结构化表 面114,124的第一部分127, W及具有平坦区域116,126的相邻第二部分129,其按图案设置。 应当了解,参考图IA所述的每个附加层130,150,160,170也可按相似的方式被定位成与回 填层120相邻,但是为清楚起见,在图IC中未示出。由转印带102的第一部分127和第二部分 129形成的图案可包括多个岛状物、细纹或岛状物和细纹的组合,其在转印带102的表面上 延伸,并且还可包括从转印带102的一端到相对端的面密度梯度,如其他地方所示。
[0047] 载体膜
[0048] 任选的载体膜140可W是任何合适的膜,包括例如,可为其他层提供机械支撑的热 稳定柔性膜。任选的载体膜140可W在高于50°C、或者70°C、或者高于120°C时为热稳定的。 任选的载体膜140的一个示例是聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)。在一些实施方案中,任选的 载体膜140可包括纸材、带防粘涂层的纸材、非织造物、织造物(织物)、金属膜,W及金属锥。
[0049] 由各种热固性或热塑性聚合物组成的各种聚合物膜基底适合用作任选的载体膜 140。载体可W是单层膜或多层膜。可用作任选的载体膜的聚合物的示例性示例包括:(1)氣 化聚合物,诸如聚(=氣氯乙締)、聚(四氣乙締-六氣丙締共聚物)、聚(四氣乙締-全氣代(烧 基)乙締基酸共聚物)、聚(偏二氣乙締-六氣丙締共聚物);(2)具有钢离子或锋离子的聚(乙 締-甲基丙締酸共聚物)离子键乙締共聚物,诸如可得自美国特拉华州威明顿市的杜邦化学 公司巧.I. duPont NemourS,Wi Imington,DE.)的 SURLYN-8920牌和SU化YN-9910牌;(3)低密 度聚乙締,诸如低密度聚乙締;线性低密度聚乙締;和极低密度聚乙締;增塑型面化乙締聚 合物,诸如增塑型聚(氯乙締);(4)聚乙締共聚物,包括酸官能化聚合物,诸如聚(乙締-丙締 酸共聚物r'EAA"、聚化締-甲基丙締酸共聚物rEMA"、聚化締-马来酸共聚物)、和聚化 締-延胡索酸共聚物);丙締酸官能化聚合物,诸如聚(乙締-丙締酸烷基醋共聚物),其中烧 基为甲基、乙基、丙基、下基等,或CH3(CH2)n-,其中n为0至12,^及聚(乙締-醋酸乙締共聚 物rEVA";和(5)(例如)脂族聚氨醋。任选的载体膜可为締属聚合物材料,其通常包含至少 50重量%的具有2至8个碳原子的締属控,其中最常用的是乙締和丙締。其他本体层包括(例 如)聚(糞二甲酸乙二醋)、聚碳酸醋、聚(甲基)丙締酸醋(例如,聚甲基丙締酸甲醋或 "PMMA")、聚締控(例如,聚丙締或"PP")、聚醋(例如,聚对苯二甲酸乙二醇醋或"阳r)、聚酷 胺、聚酷亚胺、酪醒树脂、二乙酸纤维素、=乙酸纤维素(TAC)、聚苯乙締、苯乙締-丙締腊共 聚物、环締控共聚物、环氧树脂等等。在一些实施方案中,任选的载体膜可包括纸材、带防粘 涂层的纸材、非织造物、织造物(织物)、金属膜,W及金属锥。
[0050] 在一些实施方案中,任选的载体膜可包括牺牲材料。牺牲材料,通常牺牲层,可通 过使它们经受热条件发生热解,该热条件可蒸发牺牲层中存在的基本上所有的有机材料。 牺牲层还可经过燃烧,W烧去牺牲层中存在的基本上所有的有机材料。通常,透明的高纯度 聚合物,诸如聚(甲基丙締酸甲醋)、聚(丙締酸乙醋甲基丙締酸甲醋共聚物)可用作牺牲材 料。可用的牺牲材料在赔烧溫度下热解或燃烧后残留的有机残留物(灰分)极少。
[0051] 在一些实施方案中,本公开的转印膜的任选的载体膜可在一个表面上涂覆可剥离 的材料。在制备转印膜的剩余部分并将转印膜层压到受体基底W形成层合体后,可通过将 任选的载体膜剥离在转印膜中受支撑的表面来从层合体移除任选的载体膜。在该实施方案 中,任选的载体膜无需通过热解或燃烧除去,并且可包括上文所述作为任选的载体膜材料 的材料。在一个特定实施方案中,光掩模可结合到任选的载体膜W促进转印层的图案化,如 本文其他地方所述。
[0052] 隔离层
[0053] 减小施加至任意层的粘附性可通过施加隔离层或涂层来实现,并且此类防粘涂层 可施加至转印膜中的任意层W促进剥离,并可用于例如剥离衬件中。将防粘涂层施加至支 撑载体膜的表面的一种方法是利用等离子体沉积。可利用低聚物形成等离子体交联防粘涂 层。在涂覆前,低聚物可W是液体或固体形式。通常,低聚物的分子量大于1000。另外,低聚 物的分子量通常小于10,000,使得该低聚物不太易挥发。分子量大于10,000的低聚物通常 可能太不易挥发,使得在涂覆期间形成液滴。在一个实施方案中,低聚物的分子量大于3000 并且小于7000。在另一个实施方案中,低聚物的分子量大于3500并且小于5500。通常,低聚 物具有提供低摩擦表面涂层的性能。合适的低聚物包括含有机娃的控类、含反应性有机娃 的=烷氧基硅烷、芳族和脂族控、含氣化合物W及它们的组合。例如,合适的树脂包括但不 限于二甲基有机娃、控基聚酸、含氣聚酸、乙締四氣乙締和氣代有机娃。氣代代硅烷表面化 学、真空沉积W及表面氣化也可用于提供防粘涂层。
[0054] 等离子体聚合薄膜构成与可用作隔离层或涂层的常规聚合物不同的材料类别。在 等离子体聚合物中,聚合是无规的,交联程度极其高,并且所得的聚合物膜与对应的"常规" 聚合物膜非常不同。因此,等离子体聚合物被本领域的技术人员视为独特不同类别的材料, 并且可用于本发明所公开的制品中。此外,存在其他方法将防粘涂层施加至模板层,包括但 不限于起霜、涂布、共挤出、喷涂、电泳涂布或浸涂。
[0055] 防粘涂料或涂层可为含氣的材料、含娃的材料、含氣聚合物、有机娃聚合物或是衍 生自包含(甲基)丙締酸烷基醋的单体的聚(甲基)丙締酸醋,所述(甲基)丙締酸烷基醋具有 包括12至30个碳原子的烷基基团。在一个实施方案中,烷基基团可W是支链的。可用的含氣 聚合物和有机娃聚合物的示例性示例可见于美国专利4,472,480(013〇11)、4,567,073和4, 614,667(均为Larson等人)。可用的聚(甲基)丙締酸醋的示例性示例可见于美国专利申请 公布2005/118352(Suwa)。衬件的移除不应不利地改变转印层的表面拓扑。
[0056] 模板层110通常可从下面的固化层移除,诸如回填层120, W得到最后的微光学窗 用玻璃,如其他地方所述。减小回填层120与模板层110的粘附性的一种方法是施加可作为 上述防粘涂层的任选的转印层130。
[0057] 模板层
[0058] 结构化表面114可为一维(ID)的,意指该结构仅在一个维度上为周期性的,即,最 近的相邻特征沿表面在一个方向上等距间隔,但沿着正交方向并非如此。一维结构包括例 如连续或细长的棱柱或脊、直线格栅、圆柱形或弯曲透镜形状的特征W及包括混浊结构的 无规结构等。
[0059] 该结构也可为二维(2D)的,运意味着它们沿两个维度为周期性的,即,最近邻特征 沿表面在两个不同方向上等距间隔。就2D结构而言,在两个方向上的间距可W不同。二维结 构包括例如衍射光学结构、锥体、梯形、圆形或正方形柱、光子晶体结构、球形或弯曲透镜、 弯曲侧锥体结构等。
[0060] 结构化表面114 一般可包括表面特征,该表面特征具有任何所需的高度,例如适用 于微光学反射表面的高度,并且高度可在几纳米到数微米的范围内,诸如高度大于约1微 米、或大于约5微米、或大于约10微米、或大于约20微米、或大于约50微米、或大于约100微 米、或甚至约2000微米或更大。微光学反射表面可用于穿过材料的光线的装饰性、功能性或 装饰性和功能性重新分布的组合,诸如用于建筑窗用玻璃。
[0061] 可移除的模板
[0062] 模板层110可通过例如压印、复制工艺、挤出、诱铸或表面结构化来形成。应当了 解,模板层110可具有结构化表面114,其可W包括纳米结构、微结构或分层结构。在一些实 施方案中,模板层110可与图案化、光化图案化、压印、挤出和共挤出相容。
[0063] 通常,模板层110包括可光致固化的材料,该材料在复制过程中可具有低粘度,然 后可快速固化W形成"锁定在"复制的纳米结构、微观结构或分层结构中的永久交联聚合物 网络。本领域的普通技术人员已知的任何可光致固化树脂可用于模板层110。用于模板层 110的树脂在交联时能够在本公开的转印带的使用过程中从回填层120剥离,或者应当与剥 离层的施加和用于施加剥离层的方法相容。
[0064] 可用作模板层110的聚合物还包括下列聚合物:苯乙締丙締腊共聚物;苯乙締丙締 酸甲醋共聚物;聚甲基丙締酸甲醋;聚碳酸醋;苯乙締马来酸酢共聚物;有核半结晶聚醋 (nucleated semi-crys1:alline polyester);聚糞二甲酸乙二醇醋的共聚物;聚酷亚胺;聚 酷亚胺共聚物;聚酸酷亚胺;聚苯乙締;间同立构聚苯乙締;聚苯酸;环締控聚合物;W及丙 締腊、下二締和苯乙締的共聚物。一种优选的聚合物为可购自美国英力±(美国)公司 (Ineos ABS(USA)Co;rporation)的Lustran SAN Sparkle材料。用于福射固化模板层 110的 聚合物包括交联丙締酸醋,诸如多官能丙締酸醋或环氧树脂和与单官能团和多官能团单体 共混的丙締酸醋化聚氨醋。
[0065] 可通过如下方式形成图案化的结构化模板层:将福射固化性组合物层沉积到福射 透射载体的一个表面上W提供具有暴露表面的层;在能够将图案赋予到层的足够接触压力 下,使母模与具有图案的预成型表面接触,该图案能够将包括远侧表面部分和相邻的凹陷 表面部分的精确成型和定位的交互式功能性中断部分的=维微观结构赋予到载体上福射 固化性组合物层的暴露表面中;将固化性组合物暴露于透过载体的足够水平的福射中,W 在福射固化性组合物层与母模的图案化表面接触的同时固化所述组合物。运种诱铸和固化 工艺可通过W下方式W连续方式完成:使用载体卷,将固化性材料层沉积到载体上,抵靠母 模层合固化性材料,W及使用光化福射来固化固化性材料。随后可将所得的其上设置有图 案化的结构化模板的载体漉卷起。运种方法公开于例如美国专利6,858,253(Williams等 人)中。
[0066] 对于挤出或压印的模板层,可根据待赋予的顶部结构化表面的具体形貌来选择构 成模板层的材料。通常,选择材料使得在该材料固化之前结构得W完全复制。运将部分取决 于材料在挤出工艺期间所保持的溫度和用于赋予顶部结构化表面的工具的溫度,也取决于 执行挤出操作的速度。通常,在顶层中使用的可挤出聚合物具有小于约14(TC的Tg,或者约 85°C至约12(TC的Tg, W便能够经受大多数操作条件下的挤出复制和压印。在一些实施方案 中,可同时共挤出任选的载体膜和模板层。该实施方案需要至少两个共挤出层:顶层具有一 种聚合物,并且底层具有另一种聚合物。如果顶层包含第一可挤出聚合物,那么第一可挤出 聚合物可具有小于约140°C的Tg,或者具有约85°C至约120°C的Tg。如果顶层包含第二可挤出 聚合物,那么可用作任选的载体膜的第二可挤出聚合物具有小于约14(TC的Tg,或者具有约 85°C至约12(TC的Tg。诸如分子量和烙融粘度的其他特性还应该在考虑之内,并且将取决于 所使用的具体的一种或多种聚合物。还应该选择模板层中使用的材料,使得运些材料提供 与任选的载体膜的良好粘附力,使得在制品的有效期期间使运两层的分层最小化。
[0067] 可将挤出或共挤出的模板层诱铸到母模卷上,该母模卷可向模板层赋予图案化结 构。运可分批或者W连续的卷到卷处理完成。另外,可将纳米结构化转印层挤出到挤出或共 挤出模板层上。在一些实施方案中,任选的载体膜和模板层运两层可同时共挤出。
[0068] 可W用作模板层聚合物的可用聚合物包括选自下列物质中的一种或多种聚合物: 苯乙締丙締腊共聚物;苯乙締丙締酸甲醋共聚物;聚甲基丙締酸甲醋;苯乙締马来酸酢共聚 物;有核半结晶聚醋(nucleated semi-ciTstalline polyester);聚糞二甲酸乙二醇醋的 共聚物;聚酷亚胺;聚酷亚胺共聚物;聚酸酷亚胺;聚苯乙締;间同立构聚苯乙締;聚苯酸W 及丙締腊;下二締和苯乙締的共聚物。可用作第一可挤出聚合物的特别有用的聚合物包括 WTYRIL共聚物已知的购自陶氏化学公司(Dow化emical)的苯乙締丙締腊共聚物;示例包 括TYRIL 880和125。可用作模板聚合物的其他特别可用的聚合物包括均来自努发化学公司 (Nova化emical)的苯乙締马来酸酢共聚物DYLA服332和苯乙締丙締酸醋共聚物NAS 30。 另外可用的是共混有诸如娃酸儀、醋酸钢或亚甲基双(2,4-二叔下基苯酪)酸憐酸钢的成核 剂的聚对苯二甲酸乙二醇醋。
[0069] 其他可用的聚合物包括CoPEN(聚糞二甲酸乙二醋的共聚物)、CoPVN(聚乙締基糞 的共聚物)和包括聚酸酷亚胺的聚酷亚胺。合适的树脂组合物包括尺寸上稳定的、耐用的、 耐候性的并且容易形成所需构型的透明材料。合适的材料的示例包括:折射率为约1.5的丙 締酸类树脂,诸如罗口哈斯公司(Rohm and化as Company)制造的PLEXIGLAS牌树脂;折射 率为约1.59的聚碳酸醋;反应性材料,诸如热固性丙締酸醋和环氧丙締酸醋;聚乙締型离聚 物,诸如由杜邦公司化.1.Dupont de Nemours and Co., Inc.)W商品名洲化YN出售的那 些;聚乙締丙締酸共聚物;聚醋;聚氨醋;W及醋酸下酸纤维素。可通过直接诱铸到任选的载 体膜上来制备模板层,诸如美国专利5,691,846(Benson)中所公开。用于福射固化结构的聚 合物包括交联丙締酸醋,诸如多官能丙締酸醋或环氧树脂和与单官能团和多官能团单体共 混的丙締酸醋化聚氨醋。
[0070] 牺牲模板
[0071] 牺牲层为能够烘除或W其他方式去除的材料。根据转印膜的构造,牺牲层包括例 如牺牲模板层和任选的牺牲可剥离层。牺牲层的结构化表面可通过例如压印、复制工艺、挤 出、诱铸或表面结构化来形成。结构化表面可包括纳米结构、微观结构或分层结构。纳米结 构包括至少一个尺寸(例如,高度、宽度或长度)小于或等于2微米的特征。微观结构包括至 少一个尺寸(例如,高度、宽度或长度)小于或等于2毫米的特征。分层结构是纳米结构和微 观结构的组合。
[0072] 牺牲层(例如,分别如图4和图5所示和描述的412,512)可包含任何材料,只要获得 所需的特性即可。优选地,牺牲层由可聚合的组合物制成,该组合物包含具有约1000化或更 小的数均分子量的聚合物(例如,单体和低聚物)。尤其合适的单体或低聚物具有约SOODa或 更小的分子量,并且甚至更尤其合适的可聚合分子具有约200Da或更小的分子量。通常可W 使用光化福射例如可见光、紫外线福射、电子束福射、热和它们的组合,或者可W通过光化 学引发或热引发的各种常规阴离子、阳离子、自由基或其他聚合技术中的任一种来固化所 述可聚合组合物。
[0073] 可用的可聚合组合物包含本领域中已知的可固化官能团,诸如环氧基团、締丙氧 基基团、(甲基)丙締酸醋基团、环氧化物、乙締基、径基、乙酷氧基、簇酸、氨基、酪类、乙醒、 肉桂酸、締控、烘控、締键式不饱和基团、乙締基酸基团、W及它们的任何衍生物和任何化学 相容的组合。
[0074] 用于制备牺牲模板层的可聚合组合物根据福射可固化部分可为一官能的或多官 能的(例如,二官能、S官能、和四官能)。合适的一官能可聚合前体的示例包括苯乙締、a-甲 基苯乙締、取代的苯乙締、乙締基醋、乙締基酸、(甲基)丙締酸辛醋、壬基酪乙氧基化(甲基) 丙締酸醋、(甲基)丙締酸异冰片醋、(甲基)丙締酸异壬醋、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基(甲基) 丙締酸醋、(甲基)丙締酸2-乙基己醋、(甲基)丙締酸月桂醋、0-簇乙基(甲基)丙締酸醋、(甲 基)丙締酸异下醋、脂环族环氧树脂、O-环氧化物、(甲基)丙締酸-2-径乙醋、(甲基)丙締酸 异癸醋、(甲基)丙締酸十二烷基醋、甲基丙締酸正下醋、(甲基)丙締酸甲醋、(甲基)丙締酸 己醋、(甲基)丙締酸、N-乙締基己内酷胺、(甲基)丙締酸十八烷基醋、径基官能化己内醋(甲 基)丙締酸醋、(甲基)丙締酸异辛醋、(甲基)丙締酸径甲醋、(甲基)丙締酸径丙醋、(甲基)丙 締酸径基异丙醋、(甲基)丙締酸径下醋、(甲基)丙締酸径基异下醋、(甲基)丙締酸四氨慷 醋、W及它们的任何组合。
[0075] 合适的多官能可聚合前体的示例包括二(甲基)丙締酸乙二醇醋、二(甲基)丙締酸 己二醇醋、二(甲基)丙締酸S甘醇醋、二(甲基)丙締酸四甘醇醋、S径甲基丙烷S(甲基)丙 締酸醋、=径甲基丙烷=(甲基)丙締酸醋、=(甲基)丙締酸甘油醋、=(甲基)丙締酸季戊四 醇醋、四(甲基)丙締酸季戊四醇醋、二(甲基)丙締酸新戊二醇醋、双酪A二(甲基)丙締酸醋、 聚(1,4-下二醇)二(甲基)丙締酸醋,上列物质的任何取代的、乙氧基化或丙氧基化衍生物, 或它们的任何组合。
[0076] 聚合反应一般导致=维的"交联"大分子网络的形成,并且在本领域中已知为负性 光致抗蚀剂,如由Shaw等人,"用于光学平板印刷的负性光致抗蚀剂(Negative photoresists for optical I i thography ),,,IBM Journal of Research and Development (1997 )41,81-94所评论的。网络的形成可通过共价键合、离子键合、或氨键合, 或通过物理交联机构(诸如链缠结)来发生。也可通过一种或多种中间体种类(诸如,生成自 由基的光引发剂、光敏剂、光生酸剂、光生碱剂、或热生酸剂)来引发反应。使用的固化剂的 类型取决于所使用的可聚合前体,W及用于固化可聚合前体的福射的波长。合适的可商购 获得的生成自由基的光引发剂的示例包括二苯酬、安息香酸、和酷基氧化麟光引发剂,诸如 W商品名"IRGACUR护和"DAR0C版'从纽约州塔里敦的汽己精化有限公司(C化a Specialty 化emicals)出售的那些。其他示例性光引发剂包括2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酬(DMPAP)、 2,2-二甲氧基苯乙酬(DMAP)、氧杂蔥酬和嚷吨酬。
[0077] 共同引发剂和胺增效剂也可被包括在内W便改善固化速率。基于可聚合前体的总 重量计,交联基质中的固化剂的合适浓度在约1重量%至约10重量%的范围内,其中尤其合 适的浓度在约1重量%至约5重量%的范围内。可聚合前体还可包括任选的添加剂,诸如稳 定剂、紫外光稳定剂、自由基清除剂、W及它们的组合。合适的可商购获得的紫外光稳定剂 的示例包括二苯酬类型的紫外线吸收剂,该紫外线吸收剂W商品名"UVIN0L400"从新泽西 州帕西帕尼的845。公司(845。0〇巧.,?日'31卵日117,^)获得;从商品名乂¥4501^1^-1164" 从新泽西州西帕特森的切tec工业公司(切tec Industries,West F*atterson,NJ)获得;W 及W商品名"TINUVIN90(T、"TINUVIN 123"和"TINUVIN 1130"从纽约州塔里敦的汽己精化 有限公司(Uba Specialty chemicals,Tarrytown,NY)获得。相对于可聚合前体的总重量 计,可聚合前体中的紫外光稳定剂的合适浓度的示例在约0.1重量%至约10重量%的范围 内,其中尤其合适的总浓度在约1重量%至约5重量%的范围内。
[0078] 合适的自由基清除剂的示例包括受阻胺光稳定剂化ALS)化合物、径胺、位阻酪、W 及它们的组合。合适的可商购获得的HALS化合物的示例包括可得自纽约州塔里敦的汽己精 化有限公司(C;Lba Specialty chemicals,Tarrytown,NY)的商品名叮INUVIN 292",和可得 自新泽西州西帕特森的氯特工业公司(切tec Industries,West化tterson,NJ)的商品名 "CYAS0RB UV-24"。可聚合前体中的自由基清除剂的合适浓度的示例范围为约0.05重量% 至约0.25重量%。
[0079] 可通过如下方式形成图案化的结构化模板层:将福射固化性组合物层沉积到福射 透射载体的一个表面上W提供具有暴露表面的层;在能够将图案赋予到层的足够接触压力 下,使母模与具有图案的预成型表面接触,所述图案能够将包括远侧表面部分和相邻的凹 陷表面部分的精确成型和定位的交互式功能性中断部分的=维微观结构赋予到所述载体 上福射固化性组合物层的暴露表面中;将所述固化性组合物暴露于透过所述载体的足够水 平的福射中,W在福射固化性组合物层与母模的图案化表面接触的同时固化所述组合物。 运种诱铸和固化工艺可通过W下步骤W连续方式完成:使用载体卷,将固化性材料层沉积 到载体上,抵靠母模层合固化性材料,W及使用光化福射来固化固化性材料。随后可将所得 的其上设置有图案化的结构化模板的载体漉卷起。运种方法公开于例如美国专利6,858, 253(Williams 等人)中。
[0080] 可用于牺牲层的其他材料包括聚乙締醇(PVA)、乙基纤维素、甲基纤维素、聚降冰 片締、聚(甲基丙締酸甲醋)(PMMA)、聚乙締醇缩下醒、聚(碳酸环己締醋)、聚(环己基丙二 醇)碳酸醋、聚(碳酸亚乙醋)、聚(碳酸丙締醋)和其他的脂肪族聚碳酸醋W及它们的任意共 聚物或共混物,W及W下专著第2章第2.4节所述的其他材料:R.E.Mistier,E.R.Twiname, 《流延法:理论与实践Khpe Casting = IlieoiT and Practice)中的。粘合济T (Binders),美 国陶瓷学会,2000。存在针对运些材料的许多商业来源。运些材料通常容易通过溶解或者经 由热解或燃烧的热分解而去除。热加热通常是许多制造工艺的一部分,因此牺牲材料的去 除可在现有加热步骤期间实现。因此,经由热解或燃烧的热分解是更优选的去除方法。
[0081] 牺牲材料中存在优选的若干特性。材料应该能够经由挤出、刮刀涂布、溶剂涂布、 诱铸和固化、或者其他典型的涂布方法被涂覆到载体膜上。优选地,材料在室溫下为固体。 对于热塑性牺牲材料,优选地玻璃化转变溫度(Tg)足够低W允许通过加热工具对其进行压 印。因此,优选的是牺牲材料的Tg高于25°C,更优选地高于40°C,最优选地高于90°C。
[0082] 对于牺牲材料所期望的另一材料特性是其分解溫度高于回填材料的固化溫度。一 旦回填材料固化,就永久性地形成结构化层,并且可经由上面所列任一方法来去除牺牲模 板层。低灰或低总残余地热分解的材料优于具有较高残余的那些材料。留在载体膜上的残 余可能不利地影响最终产品的电特性和/或光学特性诸如导电性、透明度或颜色。由于期望 使最终产品的运些特性的任何改变最小化,所W小于1000 ppm的残余水平是优选的。小于 5(K)ppm的残余水平是更优选的,并且SOppmW下的残余水平是最优选的。
[0083] 术语"干净地烘除"意指牺牲层可通过热解或燃烧被去除,而不会留下大量的残余 物质诸如灰。上面提供了优选残余水平的示例,但是可根据具体应用使用不同的残余水平。
[0084] 具有无机材料的牺牲模板
[0085] 在一些实施方案中,至少一个牺牲层包含无机材料和牺牲材料。无机材料可包括 纳米粒子、表面改性的纳米粒子、纳米材料、表面改性的微粒等。包含无机纳米材料的至少 一个牺牲层可被致密化。致密化可包括可产生致密的纳米材料层的任何方法,该层具有得 自热解或燃烧包含无机材料诸如纳米粒子的聚合物的高体积分数的纳米材料。纳米材料的 致密层可包含纳米粒子、部分烙融的纳米粒子、化学烧结的纳米粒子、由烧结过程产生的类 似烙融玻璃的材料、或玻璃料。其还可包括残留的用作烧结剂或粘结剂的非颗粒状有机或 无机材料。
[0086] 表面改性粒子可通过各种方法渗入到牺牲模板树脂中。表面改性粒子可包含无机 纳米材料,其可W被选择为赋予制品各种光学特性(即,折射率、双折射率)、电特性(例如, 导电性)、机械特性(例如,初性、铅笔硬度、抗划伤性)或运些特性的组合。颗粒的大小可被 选择为避免最终制品中的显著可见光散射。可能有利的是使用无机纳米材料类型的混合 物,W便优化光学性质或者材料特性并降低总组合物成本。
[0087] 表面改性可包括溶剂交换程序,由此将树脂加入到表面改性的溶胶中,随后通过 蒸发除去水和助溶剂(如果使用的话),因此将微粒分散在牺牲模板树脂中。可W例如通过 蒸馈、旋转蒸发或者炉烘干燥来完成蒸发步骤。在另一方面,可W将经表面改性的颗粒萃取 到与水不混溶的溶剂中,然后进行溶剂交换(如果需要的话)。另选地,将表面改性的纳米粒 子渗入到可聚合的树脂中的另一方法包括将经表面改性的微粒干燥成粉末,随后加入树脂 材料,粒子分散于树脂材料中。该方法中的干燥步骤可W通过适合该体系的常规方法(例 如,烘干或者喷雾干燥)来完成。
[0088] 可使用金属氧化物前体W便用作无机纳米粒子的无定形"粘结剂",或者它们可单 独使用。金属氧化物前体相对于无机纳米粒子的合适浓度可在牺牲模板/纳米材料体系的 总固体的0.1重量%至99.9重量%的范围内。优选地,该体系的1重量%至25重量%由金属 氧化物前体材料构成。溶胶-凝胶技术可用于使运些前体反应,W便将材料固化为固体物 质,运对于本领域的技术人员是已知的。将金属氧化物前体加入牺牲树脂组合物中之前,可 执行溶胶-凝胶反应的水解和缩合步骤,或者它们可在环境溫度下渗入到牺牲树脂组合物 中之后执行。其他的水解和缩合步骤还可发生在牺牲模板的烘除循环的过程中混合到牺牲 树脂组合物(牺牲材料)中之后。换句话讲,随着牺牲树脂被除去,金属氧化物前体可经过水 解和缩合机制。合适的金属氧化物前体包括烷基铁酸醋,诸如下醇铁(IV)、铁酸正丙醋、= 乙醇胺铁、憐酸铁二醇、2-乙基己基铁酸醋、乙醇铁(IV)、异丙醇铁(IV)等等。运些前体W商 品名"TYZOR"购自得克萨斯州休斯顿的道夫凯特化学有限公司(Dorf-Ketal Inc., 化USton, TX)。另外,合适的金属氧化物前体包括氯化错或醇化错(IV),诸如丙締酸错(IV)、 四丙醇错(IV)、四乙氧基错(IV)、四下醇错(IV)等等,所有前体均可购自密苏里州圣路易斯 的奥德里奇公司(Aldrich ,St丄OUis ,MO)。另外,合适的金属氧化物前体包括氯化给(IV)或 醇化给,例如,簇乙基丙締酸给(IV)、四异丙氧基给(IV)、叔下醇给(IV)、正下醇给,也购自 密苏里州圣路易斯的奥德里奇公司(Al化ich,St丄ouis,M0)。
[0089] 在一些实施方案中,转印膜可包括在两种不同溫度下分解的聚合物材料。例如,回 填层可包括含无机粒子的回填材料,其具有高的分解溫度。具有高分解溫度的回填材料可 为聚合物材料,其在层合体制品(例如,牺牲载体膜或牺牲模板层)的另一种聚合物组分热 不稳定的溫度下保持热稳定。通常,具有高分解溫度的有机回填材料可为包含热稳定有机 侧基的丙締酸醋聚合物。包含金刚烧、降茨烧或其他多环桥联有机侧基的高度支化侧基用 于具有高分解溫度的模板材料。例如,购自中国北京的出光兴产株式会社(Idemitsu Kosan Co.如(1,86。'1叫,邸1魁)的"40414饥'41护丙締酸醋可用于制备带有金刚烧侧基的丙締酸 聚合物。带有各种官能团的含金刚烧的单体或含降茨烧的单体也可用,其允许使用其他含 金刚烧的体系。具有高分解溫度的其他聚合物可包括聚酷胺、聚酷亚胺、聚酸酸酬、聚酸酷 亚胺化LTE)、聚苯、聚苯并咪挫、聚苯并嗯挫、聚苯并嚷挫、聚哇嗯嘟、聚苯并恶嗦等等。
[0090] 形成工程化空隙的模板层
[0091] 本公开还设及用于形成带有工程化空隙的制品的叠层转印膜W及形成运些叠层 转印膜的方法。运些转印膜可层合至期望的基底(如玻璃)并"烘除"W显示出限定"工程化 空隙"的独特桥联纳米结构。可例如通过使分子种类从回填层移动至牺牲层来形成运些桥 联纳米结构的桥联元素。控制分子种类(例如,低分子量聚硅氧烷)移动至牺牲树脂可通过 改变牺牲模板和/或分子种类(例如,聚硅氧烷配方)的化学和物理特性而改变。可移动物质 向牺牲聚合物中的高程度移动导致在"烘除"所需基底上的转印带之后形成独特的"桥联" 结构。另选地,形成桥联结构的可移动分子种类可置于转印膜中,而无需进行移动。硅氧烷 固化和微结构化牺牲聚合物的热分解的动力学均影响桥联结构的形态。随着有机聚合物分 解,形成桥联结构,而与由牺牲模板层限定的无机纳米结构无关。桥联结构和工程化纳米结 构之间的空间形成"工程化空隙",其形状由工程化纳米结构和桥联结构的边界限定。在一 些实施方案中,移动物质在牺牲聚合物层中的分布决定了最终结构的形态。控制桥联结构 形成的各个方面也在本文中有所描述。本文所述的制品和方法适用于工程化陶瓷领域中的 大量应用。例如,一些纳米结构化表面例如抗反射表面的耐久性较差。纳米结构化涂层的耐 久性可通过用薄的无机机械屏障涂层诸如本文所述的桥联结构涂覆它们而得到改善。另 夕h桥联和纳米结构化涂层的折射率可独立地变化,适用于光管理的应用。空隙跨整个样品 区域可为连续的或不连续的。
[0092] 任选的牺牲载体膜和牺牲模板层可包含热稳定材料和牺牲材料两者。热稳定材料 可包含分解溫度大体上高于用于牺牲模板的聚合物的热稳定聚合物,使得其他组分在烘除 用于牺牲模板的牺牲材料之后保持基本上完整。包含但不限于芳香族或脂肪族部分诸如金 刚烧、降茨烧或其他桥联多环的化学基团可用于热稳定聚合物。运些热稳定聚合物可交联 或不可交联至牺牲模板的树脂。可交联至牺牲模板树脂的网络中的热稳定聚合物的一个示 例包括W商品名"ADAMANTATr购自中国北京的出光兴产株式会社(Idemitsu Kosan Co., Ltd,Beijing,CHINA)的聚合物。ADAMANTATE聚合物W各种官能销售,诸如丙締酸醋、甲基丙 締酸醋和环氧树脂,其可用于化学交联至合适的牺牲树脂体系。具有高分解溫度并且还可 化学官能化W兼容在牺牲模板体系内的其他聚合物可包括但不限聚酷胺、聚酷亚胺、聚酸 酸酬、聚酸酷亚胺(W商品名"ULTEM"购自马萨诸塞州皮茨菲尔德的沙伯基础创新塑料公司 (SABIC Innovative Plastics ,Pittsf ield,MA))、聚苯、聚苯并咪挫、聚苯并恶挫、聚双嚷 挫、聚哇喔嘟、聚苯并恶嗦等等。可选择所述热稳定聚合物的各种分子量W便改性其在牺牲 模板树脂体系中的溶解性,该分子量为小于200(低聚物巧Ij大于100000(聚合物)。优选地, 可使用500至10000的分子量范围。
[0093] 在某些实施方案中,在存在特定溶剂时,聚合物发生膨胀。含溶剂的聚合物能够吸 收热稳定的分子种类,但是根据所用的材料也可禁止吸收热稳定的分子种类。溶剂还可改 变聚合物中热稳定的分子种类的分布,其将影响桥联结构的最终尺寸、形状和形态。
[0094] 任选的转印层
[0095] 如本领域中的技术人员熟知的,可施加其他涂料和层,包括例如防污涂层、防污锻 膜涂层、防雾涂层、抗反射涂层、颜料涂层、染料涂层等等,W及甚至多层薄膜叠堆,诸如用 于低e涂层的无机多层,诸如C. Schaefer等人在"Low emissivity coatings on architectural glass",Surface and Coatings Technology 93,1997,37(建筑玻璃用低 福射涂层,《表面和涂层技术93》,1997年,第37卷)中所述的。
[00%]回填层-高溫固化
[0097]回填层120的材料通常可满足若干要求。首先,它可适形于其所涂布的模板层110 的结构化表面114。运意味着涂覆溶液的粘度应该足够低W能够流到非常小的特征中而不 会截留气泡,运将导致重复结构的良好保真性。如果转印层是溶剂型的,其应当由不会使下 面的模板层110溶解的溶剂涂覆,该溶解将导致回填层120出现破裂或其他有害缺陷。希望 溶剂的沸点低于模板层110的玻璃化转变溫度。优选地,使用了异丙醇、下醇和其他醇溶剂。 第二,材料应当固化为具有足够的机械完整性(例如,"生巧强度")。如果回填层120的材料 在固化后不具有足够的生巧强度,那么回填层120的转印结构化表面124特征可巧落并且复 制保真性可降低。第=,对于一些实施方案,固化材料的折射率应被调制为产生适当的光学 效应。第四,回填层120的材料在未来工艺步骤的上限W上的溫度下应当是热稳定的(例如, 显示最少的破裂、起泡或爆开)。通常,用于该层的材料发生缩合固化步骤,运导致涂层的收 缩并在涂层内积累压缩应力。存在用于使运些残余应力的形成最小化的几种材料策略,在 满足所有上述标准的若干市售涂料中已使用了运些策略。通常,高度支化有机娃材料可满 足用于回填层120的可接受材料的标准。
[0098] 在一些情况下,高度支化有机娃材料包含高度支化有机娃低聚物、高度支化有机 娃聚合物或它们的组合。在一个特定实施方案中,回填层120包含倍半硅氧烷,并且在一些 情况下,倍半硅氧烷包括乙締基倍半硅氧烷。回填层120能够通过光化福射诸如紫外(UV)福 射、热处理或光化福射固化和热固化的组合实现固化。高度支化有机娃材料还可包括无机 粒子,诸如玻璃或陶瓷,其折射率匹配有机娃材料,W形成复合材料,诸如填充纳米粒子的 倍半硅氧烷。
[0099] 在许多实施方案中,用于本发明的材料属于一类具有通式(如下所示)的高度支化 有机娃低聚物和聚合物,其还可通过Si-OH基团的均相缩合、与剩余的可水解基团(例如,烧 氧基)的非均相缩合和/或官能有机基团(例如,締属不饱和基团)的反应而反应形成交联网 络。此类材料主要衍生自具有如下通式的有机硅烷:
[0100] RxSiZ4-x,
[0101] 其中
[0102] R选自氨、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C10亚烷基、取代或未取 代的C2-C20亚締基、C2-C20亚烘基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳 基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C7至C20芳烷基基团、取代或未取代的Cl 至C20杂烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、和/或运些基团的组合。
[0103] Z为可水解的基团,诸如面素(包含元素 F、化、Cl或I)、C广C20烷氧基、C5-C20芳氧基 和/或运些基团的组合。
[0104] 大部分组合物可包含RSi〇3/2单元,因此此类材料通常称作倍半硅氧烷(或T树脂), 但是它们也可包含单(R3Si-〇l/2)、二(R2Si〇2/2)和四官能化基团间-〇4/2)。具有下式的有机 改性的二硅烷
[0105] Z3-n Rn Si-Y-Si Rn Z3-n
[0106] 通常用于可水解的组合物中W便进一步改性材料的特性(W形成所谓的桥联倍半 硅氧烷),R和Z基团如上文所定义。材料还可配制并与金属醇盐(M(OR)m)反应W形成金属倍 半硅氧烷。
[0107] 在许多实施方案中,高度支化有机娃低聚物和聚合物具有通式:
[010 引
Ri选自氨、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C10亚烷基、取代或未取 代的C2-C20亚締基、C2-C20亚烘基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳 基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C7至C20芳烷基基团、取代或未取代的Cl 至C20杂烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、和/或运些基团的组合;
[0110] R2选自氨、取代或未取代的Cl-C20烷基、取代或未取代的C2-Cl0亚烷基、取代或未取 代的C2-C20亚締基、C2-C20亚烘基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳 基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C7至C20芳烷基基团、取代或未取代的Cl 至C20杂烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、和/或运些基团的组合;
[0111] R3选自氨、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C10亚烷基、取代或未取 代的C2-C20亚締基、C2-C20亚烘基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳 基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C7至C20芳烷基基团、取代或未取代的Cl 至C20杂烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、和/或运些基团的组合;
[0112] R4选自氨、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C10亚烷基、取代或未取 代的C2-C20亚締基、C2-C20亚烘基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳 基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C7至C20芳烷基基团、取代或未取代的Cl 至C20杂烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、和/或运些基团的组合;
[0113] Rs选自氨、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C10亚烷基、取代或未取 代的C2-C20亚締基、C2-C20亚烘基、取代或未取代的C3-C20环烷基、取代或未取代的C6-C20芳 基、取代或未取代的C6-C20亚芳基、取代或未取代的C7至C20芳烷基基团、取代或未取代的Cl 至C20杂烷基基团、取代或未取代的C2至C20杂环烷基基团、和/或运些基团的组合;
[0114] Z为可水解的基团,诸如面素(包含元素 F、Br、Cl或I)、Ci-C2〇烷氧基、C-C20芳氧基 和/或运些基团的组合。
[0115] m为0至500的整数;
[0116] n是1至500的整数;
[0117] P为0至500的整数;
[011引 q为0至100的整数。
[0119] 如本文所用,术语"取代的"是指化合物的氨原子被至少一个取代基取代,该取代 基选自下列基团:面素(包含兀素 F、化、Cl或I)、径基、烷氧基、硝基、氛基、氨基、脉基、阱基、 阱基、幾基、氨甲酯基、琉基、醋基、簇基或它们的盐、横酸基团或它们的盐、憐酸基团或它们 的盐、烷基基团、C2至C20締基基团、C2至C20烘基基团、Cs至C30芳基基团、C7至Cl3芳烷基基团、 Cl至C4烷氧基基团、Cl至C20杂烷基基团、C3至C20杂芳烷基基团、C3至C30环烷基基团、C3至ClS环 締基基团、Cs至CiS环烘控基基团、杂环烷基基团W及它们的组合。
[0120] 所得的高度支化有机娃聚合物具有在150Da至300000化的范围内的分子量,或者 优选地具有在150Da至30000Da的范围内的分子量。
[0121] 优选地,转印层(或热稳定的回填层)包含甲基=乙氧硅烷前体在极性溶剂中的水 解和缩合反应产物。在合成之后,所得的聚合物优选地具有小于30000Da的标称分子量。热 稳定的回填溶液还优选地包括小于50重量%的硅烷纳米粒子,其具有10-50纳米之间的标 称粒径。
[0122] 利用热稳定材料形成转印膜的热稳定回填层。适用于转印层的其他地方所列的任 何材料均可用作热稳定材料。热稳定材料包括热稳定的分子种类。应当理解,热稳定材料和 热稳定的分子种类包括前体材料,其可W为或转化为材料,该材料在去除牺牲材料诸如在 "烘除"或热解过程中基本上保持完整。
[0123] 可用于回填的材料包括聚硅氧烷树脂、聚娃氮烧、聚酷亚胺、桥型或梯型倍半娃氧 烧、有机娃和有机娃杂化材料W及许多其他材料。示例性聚硅氧烷树脂W商品名PERMA肥W 6000购自美国加利福尼亚州丘拉维斯塔的加利福尼亚硬涂层公司(CalWornia 化rdcoating Company,化ula Vista,CA)。运些分子通常具有无机组分(其导致高度的尺寸 稳定性、机械强度和耐化学品性)和有机组分(其有助于溶解性和反应性)。
[0124] 在许多实施方案中,热稳定的分子种类包括娃、给、锁、铁或错。在一些实施方案 中,热稳定的分子种类包括金属、金属氧化物或金属氧化物前体。可使用金属氧化物前体W 便用作无机纳米粒子的无定形"粘结剂",或者它们可单独使用。
[0125] 本文所述的回填组合物优选地包含无机纳米粒子。运些纳米粒子可具有各种尺寸 和形状。纳米粒子的平均粒径可小于约1000皿、小于约10化m、小于约50nm、或小于约35nm。 纳米粒子可具有约3nm至约50nm或约化m至约35nm或约5至约2 5nm的平均粒径。如果纳米粒 子聚集,则聚集粒子的最大横截面尺寸可在上述任何范围内,并且还可为大于约lOOnm。"热 解法"纳米粒子,诸如一次粒径小于约50nm的二氧化娃和氧化侣,诸如得自美国马萨诸塞州 波:t顿的卡博特公司(Cabot Co.Boston,MA)的CAB-OS阳RSE PG 002热解法二氧化娃、CAB- O-SP邸沈2017A热解法二氧化娃和CAB-OS阳RSE PG 003热解法氧化侣。可基于透射电子显 微镜(TEM)对运些粒子进行测量。纳米粒子可基本上完全凝结。完全凝结的纳米离子诸如胶 态二氧化娃通常在其内部基本上不含径基。不含二氧化娃的充分凝结的纳米粒子通常具有 (作为分离的粒子测量)大于55%,优选地大于60%,并更优选地大于70%的结晶度。例如, 结晶度可在至多约86%或更高的范围内。结晶度可通过X射线衍射技术测定。凝结的晶体 (例如,氧化错)纳米粒子具有高的折射率,而无定形的纳米粒子通常具有低的折射率。可使 用各种形状的无机或有机纳米粒子,诸如球、棒、片、管、线、立方体、锥等等。
[0126] 粒径通常被选择W形成期望的光学效应,诸如透射率或散射。纳米材料组合物还 可赋予各种光学特性(即,折射率、双折射率)、电特性(例如,导电性)、机械特性(例如,初 性、铅笔硬度、抗划伤性)或运些特性的组合。使用有机和无机氧化物粒子类型的混合物可 能更有利些,W便优化光学性质或者材料特性并降低总组合物成本。
[0127] 合适的无机纳米粒子的示例包括金属纳米粒子或它们各自的氧化物,包括元素错 (化)、铁(Ti)、给化 f)、侣(A1)、铁(Fe)、饥(V)、錬(Sb)、锡(Sn)、金(Au)、铜(Cu)、嫁(Ga)、铜 (In)、铭(Cr)、儘(Mn)、钻(Co)、儀(Ni)、锋(Zn)、锭(Y)、妮(Nb)、钢(Mo)、得(Te)、钉(Ru)、锭 (化)、钮(Pd)、银(Ag)、儒(Cd)、铜化 a)、粗(Ta)、鹤(W)、鍊(Re)、饿(Os)、银(Ir)、销(Pt) W及 它们的任意组合。
[0128] 在一个优选的实施方案中,使用纳米粒子错氧化物(氧化错)的纳米粒子。氧化错 纳米粒子可具有约5nm至50nm、或5nm或15nm、或1 Onm的粒径。氧化错纳米粒子在耐用制品或 光学元件中的含量可为10重量%至70重量%,或者30重量%至50重量%。用于本发明的材 料的氧化错W商品名NALCO 00SS008购自美国伊利诺伊州内巧维尔纳尔科化学公司(Nalco Qiemical Co.,化perville , 111.),并 W商品名。布勒氧化错Z-WO溶胶"(Buhler zirconia Z-WO sol)购自瑞dr乌茨维尔20街道的布勒公司(Buhler AG Uzwil, SOSwitzerland)。氧化 错纳米粒子的制备方法还可如美国专利7,241,437扣曰乂1(13〇11等人)和美国专利6,376,590 化O化等人)中所述。二氧化铁、氧化錬、氧化侣、氧化锡和/或混合金属氧化物纳米粒子在耐 用制品或光学元件中的含量可为10重量%至70重量%、或30重量%至50重量%。致密的陶 瓷氧化物层可通过"溶胶-凝胶"方法形成,其中陶瓷氧化物粒子在脱水和赔烧后与至少一 种改性的组分渗入到凝胶分散体中,如美国专利5,453,104(Schwabel)中所述。用于本发明 材料中的混合金属氧化物为W商品名OPTOLAKE购自日本川崎市的触媒化成工业株式会社 (Catalysts&Chemical Industries Corp. ,Kawasaki ,Japan))的产品。
[0129] 合适的无机纳米粒子的其他示例包括已知为半导体的元素和合金及它们相应的 氧化物,诸如娃(Si)、错(Ge)、碳化娃(SiC)、错化娃(SiGe)、氮化侣(A1N)、憐化侣(A1P)、氮 化棚(BN)、碳化棚(日4〇、錬化嫁(GaSb)、憐化铜(InP)、氮神化嫁(GaAsN)、憐神化嫁 (GaAsP)、氮神化铜侣(InAlAsN)、氧化锋(ZnO)、砸化锋(ZnSe)、硫化锋(ZnS)、蹄化锋 (ZnTe )、隶锋砸化物(HgZnSe )、硫化铅(PbS )、蹄化铅(PbTe )、硫化锡(SnS )、铅锡蹄 (PbSnTe)、巧锡蹄(TbSWes)、憐化锋(ZMP2)、神化锋(ZMAS2)、錬化锋(Zm訊2)、舰化铅(II) (Pbl2)、氧化亚铜(I)(CU2〇)。
[0130] 二氧化娃(娃石)纳米粒子可具有5nm至75nm、或10皿或30nm、或20nm的粒径。二氧 化娃纳米粒子的量通常占10重量%至60重量%。通常,二氧化娃的量小于40重量%。合适的 二氧化娃可W商品名NALCO CO化OIDAL SILICAS从伊利诺伊州内巧维尔的台塑化学公司 (Nalco化emical Co.,化pervilleJL)商购获得。例如,二氧化娃10包括NALCO商品名 1040、1042、1050、1060、232巧P2329。W商品名IPA-ST-MS JPA-ST-L JPA-ST JPA-ST-UP、 MA-ST-M和MAST溶胶购自美国德克萨斯州休斯敦的美国尼桑化学有限公司(Nissan Chemical America Co.Houston,TX)的有机娃W及同样购自美国德克萨斯州休斯敦的美国 尼桑化学有限公司(Nissan Chemical America Co.Houston,TX)的SNOWTEX ST-40、ST-50、 ST-20L、ST-C、ST-N、ST-O、ST-OL、ST-化、ST-UP和ST-OUP。合适的烙融二氧化娃包括例如可 得自德国哈瑶的德固赛公司(DeGussa AG)的W商品名AEROSIL系列0X-50、-130、-150和- 200出售的产品,W及可得自伊利诺伊州塔斯科拉的卡博特公司(Cabot Co巧.(化scola, 111.))的CAB-O-S阳RSE 2095、CAB-0-SP邸沈 A105和CAB-O-SIL M5。可聚合材料与纳米粒 子的重量比可为在约30:70、40:60、50:50、55:45、60:40、70:30、80:20或90:10或更大的范 围内。纳米粒子重量百分比的优选范围为在约10重量%至约60重量%的范围内,并可取决 于所用纳米粒子的密度和粒度。
[0131] 在半导体的类型内,包括已知为"量子点"的纳米粒子,其具有感兴趣的电和光学 特性,可用于各种应用。量子点可由二元合金诸如砸化儒、硫化儒、神化铜和憐化铜制成,或 从=元合金诸如砸化儒硫化物等制成。销售量子点的公司包括英国曼彻斯特的纳诺科科技 有限公司(Nanoco Technologies ,Manchester、UK)和美国加利福尼亚州帕罗奥图的 Nanosys公司(Nanosys,Palo Alto,CA)。
[0132] 合适的无机纳米粒子的示例包括已知的稀±元素等元素及其氧化物,诸如铜 化日)、姉(〔6〇2)、错。'6〇11)、钦(炯2〇3)、衫(51112〇3)、館化112〇3)、礼(6(12〇3)、铺(化4〇7)、铺 (Dy2〇3 )、铁化02〇3 )、巧化r2〇3 )、镑(而2〇3 )、镜(Yb2〇3 )和错化U2〇3 )。另外,已知为"巧光体'的 憐光材料可包括在热稳定的回填材料中。运些可包括W祕作为活化剂的硫化巧和硫化锁 (CaxSr)S:Bi,带有铜"GS巧光体"的硫化锋,硫化锋和硫化巧的混合物,由館活化的侣酸锁 (5'412〇4:611(11):〇7(111))、8日1旨411日〇17:化2+(841)、¥2〇3:611,包含渗杂的邻娃酸盐、锭侣石 恼石(YAG)和错侣石恼石的材料,它们的任意组合等等。可包括商品示例的巧光体为 ISIPH0R?无机巧光体之一(购自德国达姆施塔特的默克公司(Merck KGaA, Darmstadt, Germany))。
[0133] 通常用表面处理剂对纳米粒子进行处理。表面处理纳米级粒子可W提供处于聚合 性树脂中的稳定的分散体。优选地,表面处理使纳米粒子稳定,使得运些颗粒很好地分散在 基本上均质的组合物中。此外,可在纳米粒子表面的至少一部分上用表面处理剂进行改性, 使得稳定化的颗粒在固化过程中可与组合物的部分共聚或反应。一般来讲,表面处理剂具 有第一末端和第二末端,该第一末端将附接至颗粒表面(通过共价键、离子键或强物理吸附 作用),该第二末端使颗粒与组合物相容,和/或在固化过程中与组合物反应。表面处理剂的 示例包括醇、胺、簇酸、横酸、麟酸、硅烷和铁酸盐。优选类型的处理剂在一定程度上由金属 氧化物表面的化学性质决定。硅烷对于二氧化娃和其他娃质填料来说是优选的。硅烷和簇 酸对金属氧化物诸如氧化错来说是优选的。表面改性可在与单体混合之后进行或在混合完 成后进行。就硅烷而言,优选在硅烷加入至组合物之前使其与粒子或与纳米粒子表面发生 反应。所需的表面改性剂的量取决于几个因素,诸如粒度、粒子类型、改性剂的分子量W及 改性剂的类型。一般来讲,优选将大约单层的改性剂附接到粒子的表面。所需的附接过程或 反应条件也取决于所用的表面改性剂。对于硅烷而言,优选在酸性或碱性的高溫条件下表 面处理大约1-24小时。表面处理剂诸如簇酸可能不需要高溫或较长时间。
[0134] 适用于组合物的表面处理剂的代表性实施方案包括例如W下化合物:异辛基=甲 氧基硅烷、N-(3-S乙氧基甲娃烷基丙基)氨基甲酸甲氧基乙氧基乙氧基乙醋(PEG3TES)、N- (3-S乙氧基甲娃烷基丙基)氨基甲酸甲氧基乙氧基乙氧基乙醋(PEG2TES)、3-(甲基丙締酷 氧基)丙基=甲氧基硅烷、3-締丙氧丙基=甲氧基硅烷、3-(甲基丙締酷氧基)丙基=乙氧基 硅烷、3-(甲基丙締酷氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(丙締酷氧基丙基)甲基二甲氧基娃 烧、3-(甲基丙締酷氧基)丙基二甲基乙氧基硅烷、3-(甲基丙締酷氧基)丙基二甲基乙氧基 硅烷、乙締基二甲基乙氧基硅烷、苯基=甲氧基硅烷、正辛基=甲氧基硅烷、十二烷基=甲 氧基硅烷、十八烷基二甲氧基硅烷、丙基二甲氧基硅烷、己基二甲氧基硅烷、乙締基甲基^. 乙酷氧基硅烷、乙締基甲基二乙氧基硅烷、乙締基=乙酷氧基硅烷、乙締基=乙氧基硅烷、 乙締基二异丙氧基硅烷、乙締基二甲氧基硅烷、乙締基二苯氧基硅烷、乙締基二叔了氧基娃 烧、乙締基二异了氧基硅烷、乙締基二异丙締氧基硅烷、乙締基二(2-甲氧基乙氧基)硅烷、 苯乙締基乙基=甲氧基硅烷、琉基丙基=甲氧基硅烷、3-5缩水甘油氧基丙基=甲氧基娃 烧、丙締酸、甲基丙締酸、油酸、硬脂酸、十二烧酸、2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙酸 (M邸AA)、丙締酸0-簇乙基醋、2-(2-甲氧基乙氧基)乙酸、甲氧基苯基乙酸W及它们的混合 物。另外,W商品名"S i 1 queS t A1230"购自美国西弗吉尼亚州南查尔斯顿的克朗普顿奥斯 佳特种有机娃公司(0SI Specialties,Crompton South Charleston,WV)的专有硅烷表面 改性剂被发现特别合适。
[0135] 在一些实施方案中,热稳定的分子种类包括金属、金属氧化物或金属氧化物前体。 可使用金属氧化物前体W便用作无机纳米粒子的无定形"粘结剂",或者它们可单独使用。 溶胶-凝胶技术可用于使运些前体反应,W便将材料固化为固体,运对于本领域的技术人员 是已知的。合适的金属氧化物前体包括烷基铁酸醋,诸如下醇铁(IV)、铁酸正丙醋、=乙醇 胺铁、憐酸铁二醇、2-乙基己基铁酸醋、乙醇铁(IV)、异丙醇铁(IV)等等。运些前体W商品名 "TYZOr购自得克萨斯州休斯顿的道夫凯特化学有限公司(Dorf-Ketal Inc. ,Houston, TX)。另外,合适的金属氧化物前体包括氯化错或醇化错(IV),诸如丙締酸错(IV)、四丙醇错 (IV)、四乙氧基错(IV)、四下醇错(IV)等等,所有前体均可购自密苏里州圣路易斯的奥德里 奇公司(Aldrich, St丄OUis ,MO)。另外,合适的金属氧化物前体包括氯化给(IV)或醇化给, 诸如,簇乙基丙締酸给(IV)、四异丙氧基给(IV)、叔下醇给(IV)、正下醇给,也购自密苏里州 圣路易斯的奥德里奇公司(Aldrich,St丄OUis,MO)。运些材料还可用作牺牲模板层中的无 机纳米材料W便形成桥联层。
[0側回填层-福射固化
[0137] 在一些实施方案中,转印层可包括通过乙締基=乙氧基硅烷的水解制备的聚乙締 倍半硅氧烷聚合物。在聚合反应(通常通过添加光引发剂然后暴露于紫外线福射)后,通过 许多乙締基基团的自由基聚合来形成=维网络。
[0138] 在一些实施方案中,可将通常可在暴露于光化福射(通常为紫外线福射)后光固化 的可光致固化高度支化的聚乙締倍半硅氧烷溶液诱铸到模板层,然后在与模板层接触的同 时暴露于光化福射W形成回填层。
[0。9]图案化
[0140] 另外,附加优势在于能够通过印刷或W其他方式将材料按图案沉积到模板层中来 对转印层进行图案化,所述方式包括例如丝网印刷、柔性版印刷、喷墨印刷、凹版印刷等,诸 如本领域中的技术人员已知的那些技术。
[0141] 漫射体层
[0142] 在一个特定实施方案中,转印带100还包括邻近平坦表面122设置的任选的漫射体 层150,并且该任选的漫射体层150包括能够粘附到玻璃表面(未示出)的外表面152,如其他 地方所述。任选的漫射体层150可包含与回填层120相同的材料。任选的漫射体层150的折射 率可与回填层120的折射率相同或不同。在一些情况下,任选的漫射体层150包括回填层120 的由颗粒填充的部分。合适的漫射体和用于漫射体的颗粒是本领域的技术人员熟知的,并 且可见于名称为 "OPTICAL STACK WITH ASYMMETRIC DIF即沈护的PCT公布W02013/078278 和名称为 "HYBRID LIGHT REDIRECTING AND LIGHT DIF即SING CONSTRUCTIONS"的W02012/ 134787 中。
[01创任选的牺牲粘合剂
[0144] 牺牲粘合剂层可利用增强转印膜对受体基底的粘附力而基本上不会不利地影响 转印膜的性能的任何材料来实现。该层还可描述为增粘层。牺牲粘合剂层看起来有利于受 体基底和烘除的热稳定结构之间的最终持久粘结。牺牲粘合剂层能够在本文所述的方法中 干净地烘除,并且牺牲粘合剂层还可负载有其他材料,包括粒子、颜料、染料等等,诸如本领 域中的技术人员已知的。
[0145] 存在于牺牲层中的无机材料可具有存在于该层中的粘结剂。粘结剂的功能是保持 无机材料,特别是如果它们为基质中的纳米粒子,将使得烘除过程中或烘除后,得到无机物 或无机纳米材料的致密层。在一些实施方案中,粘结剂可用于本公开中基本上缺乏无机纳 米材料的转印带和制品中。由无机基质形成的粘结剂的示例可包括金属醇盐,诸如烷基铁 酸盐、烷基错酸盐和烷基娃酸盐。其他无机粘结剂前体包括聚硅氧烷树脂、聚娃氮烧、聚酷 亚胺、桥型或梯型倍半硅氧烷、有机娃和有机娃杂合材料。
[0146] 在一些实施方案中,无机纳米材料可分散于牺牲载体膜、牺牲模板层或两者中。运 些牺牲层包含牺牲材料组分(例如,牺牲聚合物诸如PMMA)并且还可包含热稳定材料组分 (例如,无机纳米材料、无机粘结剂或热稳定聚合物)。层合体制品的赔烧包括牺牲膜或层中 的牺牲材料的分解,同时热稳定材料组分保持基本上完整。牺牲模板的牺牲材料组分或牺 牲载体膜组合物可占配方的总固体的1重量%至99.9重量%,或者优选地占配方的总固体 的40重量%至99重量%。
[0147] 剥离衬件
[0148] 任选的剥离衬件170为可在处理期间保护图案化的结构化层并且可在需要时易于 移除的剥离衬件,W便将结构化层或结构化层的部分转印到受体基底。可用于所公开的图 案化的结构化带材的示例性衬件在PCT专利申请公布WO 2012/082536(Baran等人)中有所 公开。
[0149] 衬件可W是柔性的或刚性的。优选地,其是柔性的。合适的衬件(优选地,柔性衬 件)通常厚度为至少0.5密耳并且厚度通常不超过20密耳。该衬件可为在其第一表面上设置 有防粘涂层的背衬。任选地,可在其第二表面上设置防粘涂层。如果在呈卷的形式的转印制 品中使用该背衬,则第二防粘涂层具有比第一防粘涂层小的释放值。可作为刚性衬件的合 适的材料包括金属、金属合金、金属基质复合材料、金属化塑料、无机玻璃和玻璃化的有机 树脂、成形陶瓷W及聚合物基质增强的复合材料。
[0150] 示例性衬件材料包括纸材和聚合物材料。例如,柔性背衬包括致密牛皮纸(诸如可 从伊利诺伊州威洛布鲁克的耐恒北美公司(Xoparex No;rth America,Willowbrook, IL)商 购获得的那些)、聚合物涂层纸(诸如聚乙締涂层牛皮纸)和聚合物膜。合适的聚合物膜包括 聚醋、聚碳酸醋、聚丙締、聚乙締、纤维素、聚酷胺、聚酷亚胺、有机娃聚合物、聚四氣乙締、聚 对苯二甲酸乙二醇醋、聚氯乙締、聚碳酸醋或它们的组合。非织造或织造衬件也可W是可用 的。具有非织造或织造衬件的实施方案可结合有防粘涂层。购自维吉尼亚州马下斯维尔的 首诺公司(Solutia/CP Films,Madinsville,VA)的CLEARSIL T50剥离衬件(有机娃涂布的 2密耳聚醋膜衬件)W及购自威斯康星州哈蒙德的耐恒公司化〇9曰'6义^曰111111〇11(1,¥1)的 L0PAREX5100剥离衬件(氣代硅氧烷涂布的2密耳聚醋膜衬件)为可用的剥离衬件的示例。
[0151] 粘合增进层材料
[0152] 粘合增进层可利用增强转印膜对受体基底的粘附力而基本上不会不利地影响转 印膜的性能的任何材料来实现。用于转印层120的示例性材料也可用于粘合增进层。可用于 本发明所公开的制品和方法的可用的粘合增进材料包括光致抗蚀剂(正性和负性)、自组装 单分子层、粘合剂、硅烷偶联剂和大分子。在一些实施方案中,倍半硅氧烷可用作粘合增进 层。例如,聚乙締倍半硅氧烷聚合物可用作粘合增进层。其他示例性材料可包括苯并环下 烧、聚酷亚胺、聚酷胺、有机娃、聚硅氧烷、有机娃杂化聚合物、(甲基)丙締酸醋W及用诸如 W下的多种反应性基团官能化的其他硅烷或大分子:环氧基、环硫基、乙締基、径基、締丙氧 基、(甲基)丙締酸醋基、异氯酸醋基、氯基醋基、乙酷氧基、(甲基)丙締酷胺基、硫醇、硅烷 醇、簇酸、氨基、乙締酸、酪基、醒基、面代烧、肉桂酸醋、叠氮基、氮丙晚基、締控基、氨基甲酸 醋基、酷亚胺基、酷胺基、烘控基W及运些基团的任何衍生物或组合。
[。巧引其他添加剂
[0154]转印带的任意层中包含的其他合适的添加剂为抗氧化剂、稳定剂、抗臭氧剂和/或 抑制剂,W阻止膜在储存、装运和处理过程中过早固化。在所有先前所述的实施方案中,阻 止过早固化可保持叠层转印所需的粘性。抗氧化剂可阻止自由基物质的形成,自由基物质 可导致电子转印和诸如聚合的链反应。抗氧化剂可用于分解此类自由基。合适的抗氧化剂 可包括例如商品名为IRGANOX的抗氧化剂。抗氧化剂的分子结构通常是受阻酪类结构,诸如 2,6-二叔下基苯酪、2,6-二叔下基-4-甲基苯酪,或者是基于芳族胺的结构。还可使用辅助 抗氧化剂来分解氨过氧化物自由基,该辅助抗氧化剂诸如为亚憐酸醋或亚麟酸醋,含有机 硫的化合物W及二硫代麟酸醋。典型的聚合反应抑制剂包括酿类结构,诸如氨酿、2,5-二叔 下基氨酿、单甲酸氨酿,或儿茶酪衍生物,诸如4-叔下基儿茶酪。优选使用的任何抗氧化剂、 稳定剂、抗臭氧剂和抑制剂能够溶于转印的层中。
[01巧]受体基底
[0156] 转印膜W及与施加转印膜的相关联方法的特定优势在于能够将结构赋予具有较 大表面的受体表面,诸如建筑玻璃。可利用卷对卷处理与圆柱体母模板的组合来实现大尺 寸的叠层转印膜。本文所公开的转印工艺的另一个优点是能够将结构赋予不平坦的受体表 面。由于转印带的柔性形式,受体基底可被弯曲、弯折地扭曲,或者具有凹陷或凸出的特征。 受体基底可W包括例如机动车玻璃、玻璃片、柔性电子基底(诸如电路化柔性膜)、显示器后 板、太阳能玻璃、金属、聚合物、聚合物复合物和玻璃纤维。另外,另外一个优势在于能够通 过印刷或W其他方式按图案将材料沉积到模板膜上来对转印层进行图案化,所述方式如本 领域中的技术人员已知的那些技术,如本文的其他地方所述。
[0157] 图2A-2I示出了根据本公开的一个方面的微光学窗用玻璃的示意性剖视图。在图 2A中,微光学窗用玻璃200包括受体基底280,诸如具有主表面282的窗格玻璃,W及结合到 主表面282的至少一部分的微光学层290。微光学层290包括固化的回填层220,其具有紧邻 主表面282的平坦表面222W及相对的结构化表面224。在一个特定实施方案中,固化的回填 层220包含高度支化有机娃材料,如其他地方所述。结构化表面224邻近折射率低于固化的 回填层220的低折射率材料。应当了解,参考图IA所述的每个附加层(例如,130,150,160)也 可W按相似的方式被定位成与固化的回填层220(即,图IA的固化的回填层120)相邻,但是 为清楚起见,在图2A中未示出。
[015引在图2B中,微光学窗用玻璃201包括受体基底280,诸如具有主表面282的窗格玻 璃,W及结合到主表面282的至少一部分的微光学层291。微光学层291包括固化的回填层 220,该固化的回填层具有紧邻主表面282的平坦表面222W及相对的表面,该相对的表面包 括具有结构化表面224的第一部分227和具有平坦区域226的相邻第二部分229,其按图案设 置。在一个特定实施方案中,固化的回填层220包含高度支化有机娃材料,并且微光学层291 可通过从如图IC示出和描述的转印带102转印而得到。在一个特定实施方案中,固化的回填 层220的第二部分229(即,平坦区域226)可由如图IA所示的转印带100的未固化部分回流而 得到。一体式光掩模诸如任选的载体膜140上设置的光掩模可用于图案化固化和未固化的 材料(即,可回流到平坦状态的材料),该回流技术在
【申请人】的如下待审专利申请中有所描 述:美国专利公布 2014/0021492、2014/0178646 和 2014/0175707;和 2013年11月11 日提交的 名称为"NANOSTRUCTURES FOR OLED DEVICES"(用于OLED装置的纳米结构)的美国临时专利 申请61/902437。
[0159]结构化表面224和平坦区域226邻近折射率低于固化的回填层220的低折射率材 料。应当了解,参考图IA所述的每个附加层(例如,130,150,160)也可W按相似的方式被定 位成与固化的回填层220(即,图IA的固化的回填层120)相邻,但是为清楚起见,在图2B中未 示出。
[0160] 由微光学窗用玻璃201的第一部分227和第二部分229形成的图案可包括多个岛状 物、细纹或岛状物和细纹的组合,其在受体基底280的表面上延伸,并且还可包括从受体基 底280的一端到相对端的结构化表面224的面密度梯度,如其他地方所示。
[0161] 在图2C中,微光学窗用玻璃202包括受体基底280,诸如具有主表面282的窗格玻 璃,W及结合到主表面282的至少一部分的微光学层292。微光学层292包括固化的回填层 220,该固化的回填层具有紧邻主表面282的平坦表面222W及相对的表面,该相对的表面包 括具有结构化表面224的第一部分223和缺少微光学层292的相邻第二部分225,其按图案设 置。在一个特定实施方案中,固化的回填层220包含高度支化有机娃材料,并且微光学层292 可通过从如图IB示出和描述的转印带101转印而得到。
[0162] 第一部分223的结构化表面224和相邻第二部分225邻近折射率低于固化的回填层 220的低折射率材料。应当了解,参考图IA所述的每个附加层(例如,130,150,160)也可W按 相似的方式被定位成与固化的回填层220(即,图IA的固化的回填层120)相邻,但是为清楚 起见,在图2C中未示出。
[0163] 由微光学窗用玻璃202的第一部分223和第二部分225形成的图案可包括多个岛状 物、细纹或岛状物和细纹的组合,其在受体基底280的表面上延伸,并且还可包括从受体基 底280的一端到相对端的结构化表面224的面密度梯度,如其他地方所示。
[0164] 在图2D中,微光学窗用玻璃203包括受体基底280,诸如具有主表面282的窗格玻 璃,W及结合到主表面282的至少一部分的微光学层293。微光学层293包括具有平坦表面 222和相对的结构化表面224的固化的回填层220,和具有邻近平坦表面222的表面254的固 化的漫射体层250,该固化的漫射体层250紧邻主表面282。在一个特定实施方案中,固化的 回填层220包含高度支化有机娃材料,如其他地方所述。在一些情况下,固化的漫射体层250 可包含颗粒,并且在一些情况下,还可包含与固化的回填层220相同的材料。结构化表面224 邻近折射率低于固化的回填层220的低折射率材料。应当了解,参考图IA所述的每个附加层 (例如,130,160)也可W按相似的方式被定位成与固化的回填层220(即,图IA的固化的回填 层120)相邻,但是为清楚起见,在图2D中未示出。
[0165] 在图2E中,微光学窗用玻璃204包括受体基底280,诸如具有主表面282的窗格玻 璃,W及结合到主表面282的至少一部分的微光学层294。微光学层294包括固化的回填层 220,该固化的回填层具有平坦表面222W及相对的表面,该相对的表面包括具有结构化表 面224的第一部分227'和具有平坦区域226的相邻第二部分229',其按图案设置。微光学层 294还包括具有邻近平坦表面222的表面254的固化的漫射体层250,该固化的漫射体层250 紧邻主表面282。在一个特定实施方案中,固化的回填层220包含高度支化有机娃材料,如其 他地方所述。在一些情况下,固化的漫射体层250可包含颗粒,并且在一些情况下,还可包含 与固化的回填层220相同的材料。
[0166] 在一个特定实施方案中,微光学层294可通过从如图IC示出和描述的转印带102转 印而得到。在一个特定实施方案中,微光学层294的第二部分229'(即,平坦区域226)可由如 图IA所示的转印带100的未固化部分回流而得到,该回流技术在例如
【申请人】的上述待审专 利申请中有所描述。
[0167] 结构化表面224和平坦区域226邻近折射率低于固化的回填层220的低折射率材 料。应当了解,参考图IA所述的每个附加层(例如,130,160)也可W按相似的方式被定位成 与固化的回填层220(即,图IA的固化的回填层120)相邻,但是为清楚起见,在图2E中未示 出。
[0168] 由微光学窗用玻璃201的第一部分227 '和第二部分229 '形成的图案可包括多个岛 状物、细纹或岛状物和细纹的组合,其在受体基底280的表面上延伸,并且还可包括从受体 基底280的一端到相对端的结构化表面224的面密度梯度,如其他地方所示。
[0169] 在图2F中,微光学窗用玻璃205包括受体基底280,诸如具有主表面282的窗格玻 璃,W及结合到主表面282的至少一部分的微光学层295。微光学层295包括固化的回填层 220,该固化的回填层具有紧邻主表面282的平坦表面222W及相对的表面,该相对的表面包 括具有结构化表面224的第一部分223和缺少微光学层295的相邻第二部分225,其按图案设 置。微光学层295还包括具有邻近平坦表面222的表面254的固化的漫射体层250,该固化的 漫射体层250紧邻主表面282。在一个特定实施方案中,固化的回填层220包含高度支化有机 娃材料,如其他地方所述。在一些情况下,固化的漫射体层250可包含颗粒,并且在一些情况 下,还可包含与固化的回填层220相同的材料。在一个特定实施方案中,微光学层295可通过 从如图IB示出和描述的转印带101转印而得到。
[0170] 第一部分223'的结构化表面224和相邻第二部分225'邻近折射率低于固化的回填 层220的低折射率材料。应当了解,参考图IA所述的每个附加层(例如,130,160)也可W按相 似的方式被定位成与固化的回填层220(即,图IA的固化的回填层120)相邻,但是为清楚起 见,在图2F中未示出。
[0171] 由微光学窗用玻璃205的第一部分223'和第二部分225形成的图案可包括多个岛 状物、细纹或岛状物和细纹的组合,其在受体基底280的表面上延伸,并且还可包括从受体 基底280的一端到相对端的结构化表面224的面密度梯度,如其他地方所示。
[0172] 在图2G中,微光学窗用玻璃206包括受体基底280,诸如具有主表面282的窗格玻 璃,W及结合到主表面282的至少一部分的微光学层296。微光学层296包括固化的回填层 220,其具有紧邻主表面282的平坦表面222 W及相对的结构化表面224。在一个特定实施方 案中,固化的回填层220包含高度支化有机娃材料,如其他地方所述。结构化表面224邻近折 射率不同于固化的回填层220的模板层210。在一个特定实施方案中,模板层210可包含与固 化的回填层220相同的材料,并且还可包含例如将用于漫射体中的颗粒。在一些情况下,表 面212可包括表面漫射体。应当了解,参考图IA所述的每个附加层(例如,130,150,160)也可 W按相似的方式被定位成与固化的回填层220(即,图IA的固化的回填层120)相邻,但是为 清楚起见,在图2G中未示出。
[0173] 在图2H中,微光学窗用玻璃207包括受体基底280,诸如具有主表面282的窗格玻 璃,W及结合到主表面282的至少一部分的微光学层297。微光学层297包括固化的回填层 220,该固化的回填层具有紧邻主表面282的平坦表面222W及相对的表面,该相对的表面包 括具有结构化表面224的第一部分227"和具有平坦区域226的相邻第二部分229",其按图案 设置。
[0174] 在一个特定实施方案中,固化的回填层220包含高度支化有机娃材料,并且微光学 层297可通过从如图IC示出和描述的转印带102转印而得到。在一个特定实施方案中,固化 的回填层220的第二部分229(即,平坦区域226)可由如图IA所示的转印带100的未固化部分 回流而得到,该回流技术在例如
【申请人】的上述待审专利申请中有所描述。
[0175] 结构化表面224和平坦区域226邻近折射率不同于固化的回填层220的模板层210。 在一个特定实施方案中,模板层210可包含与固化的回填层220相同的材料,并且还可包含 例如将用于漫射体中的颗粒。在一些情况下,表面212可包括表面漫射体。应当了解,参考图 IA所述的每个附加层(例如,130,150,160)也可W按相似的方式被定位成与固化的回填层 220(即,图IA的固化的回填层120)相邻,但是为清楚起见,在图2H中未示出。
[0176] 由微光学窗用玻璃207的第一部分227"和第二部分229"形成的图案可包括多个岛 状物、细纹或岛状物和细纹的组合,其在受体基底280的表面上延伸,并且还可包括从受体 基底280的一端到相对端的结构化表面224的面密度梯度,如其他地方所示。
[0177] 在图21中,微光学窗用玻璃208包括受体基底280,诸如具有主表面282的窗格玻 璃,W及结合到主表面282的至少一部分的微光学层298。微光学层298包括固化的回填层 220,该固化的回填层具有紧邻主表面282的平坦表面222W及相对的表面,该相对的表面包 括具有结构化表面224的第一部分223"和缺少微光学层292的相邻第二部分225,其按图案 设置。在一个特定实施方案中,固化的回填层220包含高度支化有机娃材料,并且微光学层 298可通过从如图1B示出和描述的转印带101转印而得到。
[0178] 第一部分223"的结构化表面224W及相邻的第二部分225邻近折射率不同于固化 的回填层220的模板层210。在一个特定实施方案中,模板层210可包含与固化的回填层220 相同的材料,并且还可包含例如将用于漫射体中的颗粒。在一些情况下,表面212可包括表 面漫射体。应当了解,参考图IA所述的每个附加层(例如,130,150,160)也可W按相似的方 式被定位成与固化的回填层220(即,图IA的固化的回填层120)相邻,但是为清楚起见,在图 21中未示出。
[0179] 由微光学窗用玻璃208的第一部分223"和第二部分225形成的图案可包括多个岛 状物、细纹或岛状物和细纹的组合,其在受体基底280的表面上延伸,并且还可包括从受体 基底280的一端到相对端的结构化表面224的面密度梯度,如其他地方所示。
[0180] 图3A示出了示出了根据本发明的一个方面的隔热玻璃窗单元(IGU)300的一部分 的示意性剖视图。IGU 300包括第一窗格玻璃380',该第一窗格玻璃通过间隙394与面向第 一窗格玻璃380'的第二窗格玻璃380隔开。第一窗格玻璃380'包括外表面V'和第一窗格内 表面"b",并且第二窗格玻璃380包括第二窗格内表面V'和内表面"d"。微光学层390结合到 第二窗格内表面V'的至少一部分,该微光学层包括固化的回填层320,该固化的回填层具 有紧邻第二窗格内表面V'的平坦表面322W及相对的结构化表面324。结构化表面324邻近 填充第一窗格玻璃280'和第二窗格玻璃380之间的间隙394的低折射率材料392。在一些情 况下,低折射率材料392可包括气体或真空。低折射率层为微光学层390提供折射率反差。
[0181] 应当了解,微光学层390可为上述任一个微光学层,诸如图2A-2I所示的微光学层 290,291,292,293,294,295,296,297和298,并且还可包括其他地方所述的附加层中的任一 个层,例如图IA中描述为元件130,150,160的层。
[0182] 图3B示出根据本公开的一个方面的微光学窗用玻璃301或另选地用于形成微光学 窗用玻璃301的转印带的示意性前视图。微光学窗用玻璃301包括通过区域325隔开的结构 化表面岛状物323和线条323'的图案326,类似于图2A-2I所示的关于窗格玻璃380的区域 225,226。图案326示出了梯度图案,其结构化表面线条323'和岛状物323在远离微光学窗用 玻璃301移动时面密度下降。图3C示出了根据本公开的一个方面的微光学窗用玻璃302的示 意性前视图。微光学窗用玻璃302包括通过类似于图2A-2I所示的关于窗格玻璃380的区域 225,226的区域325'隔开的结构化表面线条323 '的图案328。图案328示出了梯度图案,其结 构化表面线条323 '在远离微光学窗用玻璃302移动时面密度下降。应当了解,图案326,328 无需为梯度图案,并且可包括任何所需的岛状物、点状物、线条或任何其他规则或无规则形 状的混合物。
[0183] 图4为根据本公开的一个方面,使用上述高溫方法形成转印膜430和最终桥联纳米 结构460的例示性方法400的示意性工艺流程图。图5为根据本公开的一个方面,用于形成最 终桥联纳米结构560的例示性烘除方法500的示意性工艺流程图。
[0184] 该方法400包括将热稳定的回填涂覆溶液422施加于牺牲模板层412的结构化表面 414,并使可移动的物质(W箭头示出)从热稳定的回填层422移动至牺牲模板层412W形成 转印膜430。热稳定的回填层422适形于牺牲模板层412的结构化表面414。
[0185] 热稳定的回填溶液可涂覆到结构化表面414上,并且可除去并任选地固化任何溶 剂或溶剂的部分W形成热稳定的回填层422。优选地,在除去溶剂W及固化后,热稳定材料 与牺牲模板层基本上齐平。基本上平面化表示由公式1定义的平面化量(P%)大于50%、或 大于75%、或优选地大于90%。
[0186] P% = (l-(tiAi))*100 (1)
[0187] 其中ti是表面层的浮雕高度,并且hi是被表面层覆盖的特征的特征高度,如 P.Qiiniwalla, I邸E Trans .Adv.Packaging 24(1), 2001,41 (P. Qiiniwalla,《IE邸高级封 装汇刊》,2001年,第24卷,第1期,第41页)中进一步公开。
[0188] 牺牲模板层412可位于具有可剥离表面的任选载体膜411(即,衬件)上。任选的载 体膜411可利用为其他层提供机械支撑的热稳定柔性膜来实现。任选的载体膜411具有可剥 离表面,表示任选的载体膜411允许施加到可剥离表面的材料剥离。任选的载体膜411可W 在50°CW上、或者70°C、或者120°CW上热稳定,而不会给牺牲层或回填层带来不利影响。载 体膜的一个示例是聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)。
[0189] 任选的载体膜411(如本文所述)可利用为其他层提供机械支撑的柔性膜来实现。 上述任选的载体膜中的任一种均可用作任选的载体膜411。在一些实施方案中,任选的载体 膜可包括在烘除过程中保留在转印膜上的牺牲材料。例如,任选的载体膜可包括任选的载 体膜上的牺牲层,其中牺牲层在从任选的载体膜上剥离后保留在转印的微光学层(例如, 290,291,292,293,294,295,296,297,298,299,299 ' 如图 2A-a(所示)上。
[0190] 牺牲模板层412可通过任何可用的方法实现纳米结构化,该方法诸如为连续诱铸 和固化工艺或压花W产生结构化表面414。在许多实施方案中,平坦第一表面413与结构化 第二表面414相对。载体层411的可剥离表面可接触平坦的第一表面413。牺牲模板层412可 使用回填层422基本上齐平。
[0191] 在许多实施方案中,牺牲模板层412的与第一表面413相邻的一部分415比牺牲模 板层的与第二表面414相邻的一部分416具有更高浓度的热稳定分子种类。在许多此类实施 方案中,牺牲模板层412具有热稳定分子种类的梯度425,并且梯度425为热稳定分子种类的 浓度,该浓度作为距离(与主表面垂直)的函数,随着沿牺牲模板层412的厚度方向远离结构 化表面414的距离变化。在许多此类实施方案中,移动到牺牲模板层412中的热稳定分子种 类的浓度随着与结构化表面414的距离而增加。优选地,牺牲模板层412内移动的热稳定分 子种类的浓度在第一表面413周围或第一表面413处最大。
[0192] 转印膜430可层合至受体基底440并经过加热或烘除处理W除去牺牲模板层412并 形成由热稳定回填层462的桥联层465和结构化表面464限定的工程化空隙。在一些实施方 案中,任选的牺牲粘合剂层(未示出)可在层合之前施加于回填层422或施加于受体基底 440。
[0193] 桥联层465由牺牲模板层412内的热稳定的分子种类425形成,并且桥联层465设置 在结构化表面464上。在许多实施方案中,桥联层465由牺牲模板层412内的热稳定的分子种 类425的梯度形成。
[0194] 如图5所描述和示出的,牺牲模板层512可完全烘除,从而使桥联层565保留在结构 化表面564上并限定工程化空隙。图5中所示出的元件500-565中的每个元件对应于图4中所 示出的先前已描述的类似编号的元件400-465。例如,图5的受体基底540对应于图4的受体 基底440,等等。运些附图示出牺牲模板层512能够被烘除,同时保留由热稳定回填层562的 桥联层565和结构化表面564限定的工程化空隙。桥联层565由牺牲模板层512内的热稳定的 分子种类525形成,并且桥联层565设置在结构化表面564上。
[0195] 随着有机聚合物分解,形成该桥联结构,与纳米结构顶部上逐渐形成的由牺牲模 板层限定的无机纳米结构无关。桥联结构和工程化纳米结构之间的空间形成"工程化空 隙",其形状由工程化纳米结构和桥联结构的边界限定。与残余的桥联结构相比,大量的牺 牲模板层在烘除过程中发生分解。在一些实施方案中,牺牲模板层的厚度为所得桥联结构 的厚度的至少2倍、或至少5倍、或至少10倍。
[0196] 图6为根据本公开的一个方面,使用上述高溫烘除方法形成微光学窗用玻璃660的 例示性方法600的示意性工艺流程图。制备的转印膜615包括任选的载体膜640,该任选的载 体膜具有漫射体层650和模板层610,其各自可包括热稳定基质中的纳米粒子,如其他地方 所述。模板层610被图案化W包括其上涂覆有回填层620的结构614。然后,转印膜615被转印 至受体基底680,诸如玻璃基底,W及上述赔烧的层合体结构,W得到微光学窗用玻璃660。 在一个特定实施方案中,微光学窗用玻璃660可包括与受体基底680折射率匹配的回填层 620,模板层610可为高折射率微光学层,并且漫射体层650可与模板层610成一体。
[0197] 上述烘除过程可形成类似于图2A-2K所示的那些结构。在一些实施方案中,例如, 图2D所示的微光学窗用玻璃203可包括漫射体250,该漫射体250散射光并且具有与玻璃280 的折射率相近的折射率即约1.5,并且结构化转印层220还可具有相同的折射率。在一些情 况下,如图2G所示的微光学窗用玻璃206可包括折射率与玻璃280相近(即,约1.5)的结构化 层220, W及具有诸如小于约1.4的较低折射率的散射层210。在一些情况下,如图2G所示的 微光学窗用玻璃206可包括折射率与玻璃280相近(即,约1.5)的结构化层220,W及具有诸 如约1.8或更大的较高折射率的散射层210。
[019引在图2J中,微光学窗用玻璃209包括受体基底280,诸如具有主表面282的窗格玻 璃,W及结合到主表面282的至少一部分的微光学层299。微光学层299包括固化的回填层 220,其具有紧邻主表面282的平坦表面222 W及相对的结构化表面224。在一个特定实施方 案中,固化的回填层220为折射率与受体基底280相近即1.5的结构。结构化表面224邻近折 射率大于固化的回填层220诸如约1.8的层210。具有与层210的折射率相近的折射率的漫射 体层250被定位为与层210相邻。
[0199] 在图2K中,微光学窗用玻璃211包括受体基底280,诸如具有主表面282的窗格玻 璃,W及结合到主表面282的至少一部分的微光学层299'。微光学层299'包括固化的回填层 220,其具有紧邻主表面282的平坦表面222 W及相对的结构化表面224。在一个特定实施方 案中,固化的回填层220为折射率与受体基底280相近即1.5的结构。结构化表面224与上文 参考图4-5所述的工程化空隙层264相邻。具有与固化的回填层220的折射率相近的折射率 的漫射体层250被定位为与工程化空隙层264相邻。
[0200] 实施例
[0201] 实施例1:制备和转印90/50BEF II结构化表面 [020。制备乙締基倍半硅氧烷
[0203] 在配备有冷凝器的SOOmL圆底烧瓶中,在室溫下将乙締基S乙氧基硅烷(100g)(美 国宾夕法尼亚州莫里斯维尔的盖勒斯特公司(Gelest, Inc. ,Morrisville ,Penns}dvania)、 去离子水(50g)和草酸(0.5g)(美国密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(51肖1113- AldrichiSt .Louis ,Mo))混合到一起。混合物在室溫下揽拌6-8小时,然后蒸发除去溶剂 (水/乙醇混合物)。所得的粘滞液体溶解于甲基乙基酬(IOOmL)中并用去离子水(IOOmL)清 洗=次。清洗后,在减压条件下蒸发甲基乙基酬和残留的水W得到作为粘滞液体的乙締基 倍半硅氧烷。乙締基倍半硅氧烷福射固化性体系通过将乙締基倍半硅氧烷复溶于甲基乙基 酬W形成包含l%w/w Irgacure 184(购自汽己/己斯夫公司(Ciba/BASF)的光引发剂)的 30%w/w 溶液。
[0204] 涂覆转印层
[02化]用移液管在一定长度的Vikuiti?BEF II 90/50(美国明尼苏达州圣保罗3M公司 (3M Company(St .Paul ,MN))上涂覆Fluo;rine;rt FC-40(美国密苏里州圣路易斯的西格玛奥 德里奇公司(Sigma Aldrich,St丄OUiS,Mo))剥离剂并用Kimwipe擦干。该膜被置于兼容溶 剂的烘箱(Despatch LFD系列,美国明尼苏达州明尼阿波利斯的迪斯派奇工业公司 (Despatch Indushies ,Minneapolis,MN))中,在100°C干燥10分钟,从而形成防粘涂层涂 覆的结构化模板。使用凹口刮棒涂布机在BEF II膜上涂覆上述乙締基倍半硅氧烷福射固化 性体系,该凹口刮棒涂布机的间隙被设置为0.006英寸(152.4微米)并处于黄光下。样品于 50°C在热板上干燥,W除去甲基乙基酬。利用热覆膜机(GBC Catena 35,美国伊利诺伊州林 肯君白勺GBC Document Finishin邑公司(GBC Document Finishin邑,Lincolnshire, IL) 180°F 下将膜层合至2英寸X3英寸玻片上。从层压机上取下层合样品并使其冷却至室溫。层合样 品在黑光下固化3分钟,除去防粘涂层涂覆的结构化模板,从而得到玻璃上的微光学结构化 SSQ 层。
[020y 实施例2:制备并转印具有一体式漫射体的90/50BEF II结构化表面
[0207] 用移液管在一定长度的Vikuiti?BEF II 90/50(美国明尼苏达州圣保罗3M公司 (3M Company(St .Paul ,MN))上涂覆Fluo;rine;rt FC-40(美国密苏里州圣路易斯的西格玛奥 德里奇公司(Sigma Aldrich,St丄OUiS,Mo))剥离剂并用Kimwipe擦干。该膜被置于兼容溶 剂的烘箱(Despatch LFD系列,美国明尼苏达州明尼阿波利斯的迪斯派奇工业公司 (Despatch Indushies ,Minneapolis ,MN))中,在100°C干燥10分钟,W形成防粘涂层涂覆 的结构化模板。使用凹口刮棒涂布机在肥F II膜上涂覆实施例1中所述的30%乙締基倍半 硅氧烷,该凹口刮棒涂布机的间隙被设置为0.006英寸(152.4微米)并处于黄光下。样品于 50°C在热板上干燥,W除去甲基乙基酬。
[0208] 经过涂覆的乙締基倍半硅氧烷层在氮气气氛下利用在600W/in下工作的化Sion "护灯的福射并同时与BEF II膜接触而固化,W在结构化模板上形成固化的乙締基倍半娃 氧烧层。
[0209] 乙締基倍半硅氧烷漫射体溶液通过将10%w/V的AE民OXIDE'KTi02NKT90粒子 (购自美国新泽西州帕西帕尼的伊诺力克公司化vonic Corporation,Parsippany ,NJ))与 实施例1所述的乙締基倍半硅氧烷福射固化性体系混合进行配制。结构化模板上固化的乙 締基倍半硅氧烷层使用凹口刮棒涂布机涂覆W乙締基倍半硅氧烷漫射体溶液,该凹口刮棒 涂布机的间隙被设置为0.006英寸(152.4微米)并处于黄光下。样品于50°C在热板上干燥, W除去甲基乙基酬。利用热覆膜机(GBC Catena 35,美国伊利诺伊州林肯郡的GBC Document Finishing公司(GBC Document Finishing ,Lincolnshire, IL))在 180°F (82°C) 下将膜层合至2英寸X3英寸玻片上。从层压机上取下层合样品并使其冷却至室溫。层合样 品在黑光下固化3分钟,除去防粘涂层涂覆的结构化模板,得到玻璃上的多层微光学结构化 SSQ 层。
[0210] 实施例3:制备和转印点状结构化表面90/50BEF II
[0別。用移液管在一定长度的Vikuiti?肥F II 90/50(明尼苏达州圣保罗3M公司(3M Company (St. Paul ,MN))上涂覆Fluo;rine;rt FC-40(美国密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里 奇公司(Sigma Al化ich,St丄OUis ,Mo))剥离剂并用Kimwipe擦干。该膜被置于兼容溶剂的 烘箱(Despatch LFD系列,美国明尼苏达州明尼阿波利斯的迪斯派奇工业公司(Despatch 1]1(1113化163,]/[;[]1]16日9〇113,]\?'〇)中,在100°(1:干燥10分钟,从而形成防粘涂层涂覆的结构化 模板。使用标准丝网印刷技术用实施例1所述的乙締基倍半硅氧烷福射固化性体系W图案 形式涂覆防粘涂层涂覆的结构化模板。该丝网为156目丝网,其图案化W点状图案中的一系 列开口(每个点的直径为约1.25mm,相邻的点隔开约3-4mm)。该样品在50°C的热板上干燥10 分钟。然后使用手动漉将样品层合至2英寸X3英寸(5cmX7.6cm)玻片。层合样品在黑光下 固化3分钟,除去防粘涂层涂覆的结构化模板,从而得到玻璃上的图案化微光学结构化SSQ 层。
[0212] 实施例4:制备和转印具有一体式漫射体的点状结构化表面90/50BEF II
[0213] 用移液管在一定长度的Vikuiti?肥F II 90/50(明尼苏达州圣保罗3M公司(3M Company (St. Paul ,MN))上涂覆Fluo;rine;rt FC-40(美国密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里 奇公司(Sigma Al化ich,St丄OUis ,Mo))剥离剂并用Kimwipe擦干。该膜被置于兼容溶剂的 烘箱(Despatch LFD系列,美国明尼苏达州明尼阿波利斯的迪斯派奇工业公司(Despatch 1]1(1113化163,]/[;[]1]16日9〇113,]\?'〇)中,在100°(1:干燥10分钟,从而形成防粘涂层涂覆的结构化 模板。
[0214] 使用标准丝网印刷技术用实施例1所述的乙締基倍半硅氧烷福射固化性体系W图 案形式涂覆防粘涂层涂覆的结构化模板。该丝网为156目丝网,其图案化W点状图案中的一 系列开口(每个点的直径为约1.25mm,相邻的点隔开约3-4mm)。该样品在50°C的热板上干燥 10分钟。经过涂覆的乙締基倍半硅氧烷层在氮气气氛下利用在600W/in下工作的化Sion"护 灯的福射并同时与肥F II工具接触而固化,W在结构化模板上形成图案化固化的乙締基倍 半硅氧烷层。
[0215] 乙締基倍半硅氧烷漫射体溶液通过将10%w/w的AF;ROXTDE?Ti〇2NKT90粒子 (购自美国新泽西州帕西帕尼的伊诺力克公司化vonic Corporation,Parsippany ,NJ))与 实施例1所述的乙締基倍半硅氧烷福射固化性体系混合进行配制。使用标准丝网印刷技术 用乙締基倍半硅氧烷福射固化性体系W图案形式涂覆结构化模板上的图案化固化的乙締 基倍半硅氧烷层。该丝网同样为156目丝网,其图案化W点状图案中的一系列开口,与之前 的图案化层对准。样品于50°C在热板上干燥,W除去甲基乙基酬。利用热覆膜机(GBC Catena 35,美国伊利诺伊州林肯郡的GBC Document Finishing公司(GBC Document Finishing ,Lincolnshire, IL))在180°F (82°C)下将膜层合至2英寸 X 3英寸(5cmX 7.6cm) 玻片上。从层压机上取下层合样品并使其冷却至室溫。层合样品在黑光下固化3分钟,除去 防粘涂层涂覆的结构化模板,从而得到玻璃上的多层结构化微光学SSQ层。
[0216] W下为本公开的实施方案的列表。
[0217] 项目1为一种转印带,包括:具有结构化表面的模板层;设置在模板层的至少一部 分上的回填层,该回填层包含具有高度支化的有机娃材料,其具有与结构化表面相对的平 坦表面;W及邻近平坦表面设置的漫射体层,其中该漫射体层能够粘附到玻璃表面,并且该 模板层能够从回填层移除。
[0218] 项目2为根据项目1所述的转印带,其中高度支化的有机娃材料包括高度支化的有 机娃低聚物、高度支化的有机娃聚合物或它们的组合。
[0219] 项目3为根据项目1或项目2所述的转印带,还包括设置在模板层的平坦表面上的 载体膜,该平坦表面与结构化表面相对。
[0220] 项目4为根据项目1至项目3所述的转印带,还包括设置在结构化表面上并符合结 构化表面的转印层。
[022。 项目5为根据项目1至项目4所述的转印带,其中转印层包括转印防粘涂层。
[0222] 项目6为根据项目1至项目5所述的转印带,其中转印层包括至少一个无机层。
[0223] 项目7为根据项目6所述的转印带,其中所述至少一个无机层包括无机薄膜叠堆。
[0224] 项目8为根据项目7所述的转印带,其中无机薄膜叠堆包括低福射涂层。
[0225] 项目9为根据项目1至项目8所述的转印带,其中漫射体层的折射率不同于回填层 的折射率。
[02%]项目10为根据项目1至项目9所述的转印带,还包括设置在漫射体层和平坦表面之 间的分离层,其中分离层的折射率不同于回填层的折射率。
[0227]项目11为根据项目1至项目10所述的转印带,其中回填层包含倍半硅氧烷。
[022引项目12为根据项目11所述的转印带,其中倍半硅氧烷包括乙締基倍半硅氧烷。
[0229] 项目13为根据项目1至项目12所述的转印带,其中回填层能够被光化福射固化。
[0230] 项目14为根据项目1至项目13所述的转印带,其中回填层能够被热固化。
[0231 ]项目15为根据项目1至项目14所述的转印带,其中回填层包含复合材料。
[0232] 项目16为根据项目15所述的转印带,其中复合材料包含纳米粒子填充的倍半娃氧 烧。
[0233] 项目17为根据项目1至项目16所述的转印带,其中漫射体层包括回填层的粒子填 充的部分。
[0234] 项目18为根据项目1至项目17所述的转印带,其中结构化表面包括高度大于约10 微米的表面特征。
[0235] 项目19为根据项目1至项目18所述的转印带,其中回填层按图案设置在模板层上。
[0236] 项目20为根据项目19所述的转印带,其中图案包括多个岛状物、细纹或岛状物和 细纹的组合。
[0237] 项目21为根据项目19所述的转印带,其中图案在面密度中包括梯度。
[0238] 项目22为根据项目1至项目21所述的转印带,其中模板层能够在低于回填层的溫 度下分解。
[0239] 项目23为根据项目1至项目22所述的转印带,其中结构化表面包括微光学反射表 面。
[0240] 项目24为一种转印带,包括:具有结构化表面的模板层;和设置在模板层的至少一 部分上的回填层,该回填层包含高度支化的有机娃材料,其具有与转印层涂层相对的平坦 表面,其中该回填层按图案设置在模板层上。
[0241] 项目25为根据项目24所述的转印带,其中回填层能够粘附到玻璃表面,并且模板 层能够从可固化的无机转印层移除。
[0242] 项目26为根据项目24或项目25所述的转印带,其中高度支化的有机娃材料包括高 度支化的有机娃低聚物、高度支化的有机娃聚合物或它们的组合。
[0243] 项目27为根据项目24至项目26所述的转印带,还包括设置在模板层的平坦表面上 的载体膜,该平坦表面与结构化表面相对。
[0244] 项目28为根据项目24至项目27所述的转印带,还包括设置在结构化表面上并符合 结构化表面的转印层。
[0245] 项目29为根据项目24至项目28所述的转印带,其中转印层包括转印防粘涂层。
[0246] 项目30为根据项目24至项目29所述的转印带,其中转印层包括至少一个无机层。
[0247] 项目31为根据项目30所述的转印带,其中所述至少一个无机层包括无机薄膜叠 堆。
[0248] 项目32为根据项目31所述的转印带,其中无机薄膜叠堆包括低福射涂层。
[0249] 项目33为根据项目24至项目32所述的转印带,还包括邻近平坦表面设置的漫射体 层。
[0250] 项目34为根据项目33所述的转印带,其中漫射体层的折射率不同于回填层的折射 率。
[0251 ]项目35为根据项目33所述的转印带,还包括设置在漫射体层和平坦表面之间的分 离层,其中分离层的折射率不同于回填层的折射率。
[0252] 项目36为根据项目24至项目35所述的转印带,其中回填层包含倍半硅氧烷。
[0253] 项目37为根据项目36所述的转印带,其中倍半硅氧烷包括乙締基倍半硅氧烷。
[0254] 项目38为根据项目24至项目37所述的转印带,其中回填层能够被光化福射固化。
[0255] 项目39为根据项目24至项目38所述的转印带,其中回填层能够被热固化。
[0256] 项目40为根据项目24至项目39所述的转印带,其中回填层包含复合材料。
[0257] 项目41为根据项目40所述的转印带,其中复合材料包含纳米粒子填充的倍半娃氧 烧。
[0258] 项目42为根据项目33至项目41所述的转印带,其中漫射体层包括回填层的粒子填 充的部分。
[0259] 项目43为根据项目24至项目42所述的转印带,其中结构化表面包括高度大于约10 微米的表面特征。
[0260] 项目44为根据项目24至项目43所述的转印带,其中图案包括多个岛状物、细纹或 岛状物和细纹的组合。
[0261] 项目45为根据项目24至项目44所述的转印带,其中图案在面密度中具有梯度。
[0262] 项目46为根据项目24至项目45所述的转印带,其中模板层能够在低于回填层的溫 度下分解。
[0263] 项目47为根据项目24至项目46所述的转印带,其中结构化表面包括微光学反射表 面。
[0264] 项目48为一种微光学窗用玻璃,包括:具有主表面的窗格玻璃;粘结到主表面的至 少一部分的微光学层,该微光学层包括固化的回填层,该固化的回填层包含高度支化的有 机娃材料,其具有紧邻主表面的平坦表面和相对的结构化表面,其中结构化表面与低折射 率材料相邻,该材料的折射率低于固化的回填层的折射率。
[0265] 项目49为根据项目48所述的微光学窗用玻璃,其中低折射率材料包括气体、漫射 体层或分离层。
[0266] 项目50为根据项目48或项目49所述的微光学窗用玻璃,其中固化的回填层包含倍 半硅氧烷。
[0267] 项目51为根据项目48至项目50所述的微光学窗用玻璃,其中固化的回填层包含复 合材料。
[0268] 项目52为根据项目51所述的微光学窗用玻璃,其中复合材料包含纳米粒子填充的 倍半硅氧烷。
[0269] 项目53为根据项目48至项目52所述的微光学窗用玻璃,其中结构化表面包括微光 学反射表面。
[0270] 项目54为根据项目48至项目53所述的微光学窗用玻璃,其中粘结微光学层包括固 化与主表面接触的转印层。
[0271 ]项目55为根据项目48至项目54所述的微光学窗用玻璃,其中微光学层包含固化的 倍半硅氧烷。
[0272] 项目56为根据项目48至项目55所述的微光学窗用玻璃,其中结构化表面包括高度 大于约10微米的表面特征。
[0273] 项目57为根据项目48至项目56所述的微光学窗用玻璃,其中微光学层在主表面的 一部分上是连续的。
[0274] 项目58为根据项目57所述的微光学窗用玻璃,其中所述部分与窗格玻璃的顶部边 缘相邻。
[0275] 项目59为根据项目48至项目58所述的微光学窗用玻璃,其中微光学层包括图案, 该图案包括与结构化表面区域相邻的平面区域。
[0276] 项目60为根据项目59所述的微光学窗用玻璃,其中图案包括多个岛状物、细纹或 岛状物和细纹的组合。
[0277] 项目61为根据项目59或项目60所述的微光学窗用玻璃,其中图案在结构化表面区 域的面密度中具有梯度。
[0278] 项目62为根据项目58至项目61所述的微光学窗用玻璃,其中结构化表面区域在顶 部边缘处的面积分数为>90%,并且结构化表面区域在相对的底部边缘处的面积分数为< 10%。
[0279] 项目63为根据项目48至项目62所述的微光学窗用玻璃,其中固化的回填层还包括 与平坦表面相邻的漫射体。
[0280] 项目64为根据项目63所述的微光学窗用玻璃,其中漫射体包括固化的回填层的粒 子填充的部分。
[0281] 项目65为根据项目63或项目64所述的微光学窗用玻璃,其中漫射体包含无机粒 子。
[0282] 项目66为根据项目63至项目65所述的微光学窗用玻璃,还包括设置在漫射体和结 构化表面之间的分离层,其中分离层的折射率不同于漫射体的折射率。
[0283] 项目67为一种隔热玻璃窗单元,包括:第一窗格玻璃,该第一窗格玻璃通过间隙与 面向第一窗格玻璃的第二窗格玻璃隔开,第一窗格玻璃和第二窗格玻璃中的每个窗格玻璃 具有与间隙相邻的内部表面;W及粘结到第一窗格玻璃和第二窗格玻璃中的至少一个窗格 玻璃的内部表面的至少一部分的微光学层,该微光学层包括固化的回填层,该固化的回填 层包含高度支化的有机娃材料,其具有紧邻内部表面的平坦表面和相对的结构化表面,其 中该结构化表面与低折射率材料相邻,该材料的折射率低于固化的回填层的折射率。
[0284] 项目68为根据项目67所述的隔热玻璃窗单元,还包括设置在结构化表面上并符合 结构化表面的转印层。
[0285] 项目69为根据项目67或项目68所述的隔热玻璃窗单元,其中转印层包括至少一个 无机层。
[0286] 项目70为根据项目69所述的隔热玻璃窗单元,其中所述至少一个无机层包括无机 薄膜叠堆。
[0287] 项目71为根据项目70所述的隔热玻璃窗单元,其中无机薄膜叠堆包括低福射涂 层。
[0288] 项目72为根据项目67至项目71所述的隔热玻璃窗单元,其中低折射率材料包括气 体、漫射体层或分离层。
[0289] 项目73为根据项目67至项目72所述的隔热玻璃窗单元,其中固化的回填层包含倍 半硅氧烷。
[0290] 项目74为根据项目67至项目73所述的隔热玻璃窗单元,其中固化的回填层包含复 合材料。
[0291 ]项目75为根据项目74所述的隔热玻璃窗单元,其中复合材料包含纳米粒子填充的 倍半硅氧烷。
[0292] 项目76为根据项目67至项目75所述的隔热玻璃窗单元,其中结构化表面包括微光 学反射表面。
[0293] 项目77为根据项目67至项目76所述的隔热玻璃窗单元,其中粘结微光学层包括固 化与内部表面接触的转印层。
[0294] 项目78为根据项目67至项目77所述的隔热玻璃窗单元,其中微光学层包含固化的 倍半硅氧烷。
[02M]项目79为根据项目67至项目78所述的隔热玻璃窗单元,其中结构化表面包括高度 大于约10微米的表面特征。
[0296] 项目80为根据项目67至项目79所述的隔热玻璃窗单元,其中微光学层在所述第一 窗格玻璃和所述第二窗格玻璃中的至少一个窗格玻璃的内部表面的一部分上是连续的。
[0297] 项目81为根据项目80所述的隔热玻璃窗单元,其中所述部分与隔热玻璃窗单元的 顶部边缘相邻。
[0298] 项目82为根据项目67至项目81所述的隔热玻璃窗单元,其中微光学层包括图案, 该图案包括与结构化表面区域相邻的平面区域。
[0299] 项目83为根据项目82所述的隔热玻璃窗单元,其中图案包括多个岛状物、细纹或 岛状物和细纹的组合。
[0300] 项目84为根据项目82或项目83所述的隔热玻璃窗单元,其中图案在结构化表面区 域的面密度中具有梯度。
[0301] 项目85为根据项目81至项目84所述的隔热玻璃窗单元,其中结构化表面区域在顶 部边缘处的面积分数为>90%,并且结构化表面区域在相对的底部边缘处的面积分数为< 10%。
[0302] 项目86为根据项目67至项目85所述的隔热玻璃窗单元,其中固化的回填层还包括 与平坦表面相邻的漫射体。
[0303] 项目87为根据项目86所述的隔热玻璃窗单元,其中漫射体包括固化的回填层的粒 子填充的部分。
[0304] 项目88为根据项目86或项目87所述的隔热玻璃窗单元,其中漫射体包含无机粒 子。
[0305] 项目89为根据项目86至项目88所述的隔热玻璃窗单元,还包括设置在漫射体和结 构化表面之间的分离层,其中分离层的折射率不同于漫射体的折射率。
[0306] 项目90为一种日光重新定向窗,包括:隔热玻璃窗单元,该隔热玻璃窗单元具有第 一窗格玻璃,该第一窗格玻璃具有外表面并且通过间隙与具有内表面的第二窗格玻璃隔 开,所述第一窗格玻璃和所述第二窗格玻璃中的每个窗格玻璃具有与间隙相邻的内部表 面;W及粘结到第二窗格玻璃的内部表面的至少一部分的微光学层,该微光学层包括固化 的回填层,该固化的回填层包含高度支化的有机娃材料,其具有紧邻内部表面的平坦表面 及相对的结构化表面,其中该结构化表面与填充间隙的气体相邻,使得穿过外表面的曰光 在穿过内表面之前被结构化表面折射。
[0307] 项目91为根据项目90所述的日光重新定向窗,还包括位于结构化表面和内部表面 之间的漫射体。
[0308] 项目92为根据项目1至项目47所述的转印带,还包括用于对转印层进行图案化的 一体式光掩模。
[0309] 除非另外指明,否则本说明书和权利要求书中所用的表示特征尺寸、量和物理特 性的所有数字应理解为都由术语"约"来修饰。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,运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期望特性而变化。
[0310]本文中引用的所有参考文献及出版物全文W引用方式明确地并入本文中,但能够 与本公开直接冲突的部分除外。虽然本文已经举例说明并描述了具体实施方案,但本领域 的普通技术人员将会知道,在不脱离本公开的范围的情况下,可用多种另选和/或等同形式 的具体实施来代替所示出的和所描述的具体实施方案。本专利申请旨在涵盖本文所讨论的 具体实施方案的任何调整或变型。因此,本公开旨在仅受权利要求书及其等同形式的内容 限制。
【主权项】
1. 一种转印带,包括: 模板层,所述模板层具有结构化表面; 回填层,所述回填层设置在所述模板层的至少一部分上,所述回填层包含有机硅材料, 其具有与所述结构化表面相对的平坦表面;和 漫射体层,所述漫射体层邻近所述平坦表面设置, 其中所述漫射体层能够粘附到玻璃表面,并且所述模板层能够从所述回填层移除。2. 根据权利要求1所述的转印带,其中所述有机硅材料包括高度支化的有机硅低聚物、 高度支化的有机硅聚合物或它们的组合。3. 根据权利要求1所述的转印带,其中所述回填层包含倍半硅氧烷。4. 根据权利要求3所述的转印带,其中所述倍半硅氧烷包括乙烯基倍半硅氧烷。5. 根据权利要求1所述的转印带,其中所述结构化表面包括高度大于约10微米的表面 特征。6. 根据权利要求1所述的转印带,其中所述结构化表面包括在受体基底的表面上延伸 的多个岛状物、点、线、实心区域或它们的组合,并且任选地在所述结构化表面的面密度中 包括梯度。7. -种转印带,包括: 模板层,所述模板层具有结构化表面;和 回填层,所述回填层设置在所述模板层的至少一部分上,所述回填层包含有机硅材料, 其具有与所述结构化表面相对的平坦表面, 漫射体层,所述漫射体层邻近所述平坦表面设置, 其中所述回填层和所述漫射体层基本上共同延伸并且按图案设置在所述模板层上。8. 根据权利要求7所述的转印带,其中所述有机硅材料包括高度支化的有机硅低聚物、 高度支化的有机硅聚合物或它们的组合。9. 根据权利要求7所述的转印带,其中所述回填层包含倍半硅氧烷。10. 根据权利要求9所述的转印带,其中所述倍半硅氧烷包括乙烯基倍半硅氧烷。11. 根据权利要求7所述的转印带,其中所述结构化表面包括高度大于约10微米的表面 特征。12. 根据权利要求7所述的转印带,其中所述结构化表面包括在受体基底的表面上延伸 的多个岛状物、点、线、实心区域或它们的组合,并且任选地在所述结构化表面的面密度中 包括梯度。13. -种微光学窗用玻璃,包括: 窗格玻璃,所述窗格玻璃具有主表面; 漫射体层,所述漫射体层邻近所述窗格玻璃的所述主表面设置, 微光学层,所述微光学层包括固化的回填层,所述固化的回填层包含有机硅材料,其具 有紧邻所述玻璃的所述主表面并与所述漫射体层的所述平坦表面基本上共同延伸的平坦 表面, 其中所述微光学窗用玻璃不包括聚合物膜基底。14. 根据权利要求13所述的微光学窗用玻璃,其中所述结构化表面包括高度大于约10 微米的表面特征。15. 根据权利要求13所述的微光学窗用玻璃,其中所述回填层包含倍半硅氧烷。16. 根据权利要求13所述的微光学窗用玻璃,其中所述倍半硅氧烷包括乙烯基倍半硅 氧烧。17. -种微光学窗用玻璃,包括: 窗格玻璃,所述窗格玻璃具有主表面; 漫射体层,所述漫射体层邻近所述窗格玻璃的所述主表面设置, 微光学层,所述微光学层包含有机硅材料,其具有紧邻所述玻璃的所述主表面并与所 述漫射体层的所述平坦表面基本上共同延伸的平坦表面, 其中所述基本上共同延伸的微光学层和漫射体层按图案设置在所述窗格玻璃的所述 主表面的至少一部分上,并且所述微光学窗用玻璃不包括聚合物膜基底。18. 根据权利要求17所述的微光学窗用玻璃,其中所述结构化表面包括高度大于约10 微米的表面特征。19. 根据权利要求17所述的微光学窗用玻璃,其中所述回填层包含倍半硅氧烷。20. 根据权利要求19所述的微光学窗用玻璃,其中所述倍半硅氧烷包括乙烯基倍半硅 氧烧。21. 根据权利要求17所述的微光学窗用玻璃,其中所述结构化表面包括在受体基底的 表面上延伸的多个岛状物、点、线、实心区域或它们的组合,并且任选地在所述结构化表面 的面密度中包括梯度。22. -种隔热玻璃窗单兀,包括: 第一窗格玻璃,所述第一窗格玻璃通过间隙与面向所述第一窗格玻璃的第二窗格玻璃 隔开,所述第一窗格玻璃和所述第二窗格玻璃中的每个窗格玻璃具有邻近所述间隙的内部 表面;和 漫射体层,所述漫射体层邻近所述第一窗格玻璃或所述第二窗格玻璃的所述主表面之 一设置, 微光学层,所述微光学层包括固化的回填层,所述固化的回填层包含有机硅材料,其具 有紧邻所述第一窗格玻璃或所述第二窗格玻璃的所述主表面之一并且与所述漫射体和相 对的结构化表面基本上共同延伸的平坦表面, 其中所述基本上共同延伸的微光学层和漫射体层设置在所述窗格玻璃的所述内部表 面的至少一部分上,并且所述微光学窗用玻璃不包括聚合物膜基底。23. 根据权利要求22所述的隔热玻璃窗单元,其中所述结构化表面包括高度大于约10 微米的表面特征。24. 根据权利要求22所述的隔热玻璃窗单元,其中所述窗格玻璃的所述内部表面的所 述部分还包括在所述玻璃表面的所述表面上延伸的岛状物、点、线、实心区域或它们的组合 的图案,并且任选地在所述结构化表面的面密度中包括梯度。25. -种日光重新定向窗,包括: 隔热玻璃窗单兀,所述隔热玻璃窗单兀包括: 第一窗格玻璃,所述第一窗格玻璃具有外表面并且通过间隙与具有内表面的第二窗格 玻璃隔开,所述第一窗格玻璃和所述第二窗格玻璃中的每个窗格玻璃具有邻近所述间隙的 内部表面;和 微光学层,所述微光学层靠近所述第二窗格玻璃的所述内部表面的至少一部分,所述 微光学层包括固化的回填层,所述固化的回填层包含有机硅材料,其具有紧邻所述内部表 面和相对的结构化表面的平坦表面, 其中所述结构化表面邻近填充所述间隙的气体,使得穿过所述外表面的日光在穿过所 述内表面之前被所述结构化表面折射。26. 根据权利要求25所述的日光重新定向窗,还包括位于所述结构化表面和所述内部 表面之间的漫射体。27. 根据权利要求25所述的日光重新定向窗,其中所述窗格玻璃的所述内部表面的所 述部分还包括在所述玻璃表面的所述表面上延伸的岛状物、点、线、实心区域或它们的组合 的图案,并且任选地在所述结构化表面的面密度中包括梯度。
【文档编号】B29D11/00GK105916668SQ201580004934
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年1月22日
【发明人】迈克尔·本顿·弗里, 马丁·B·沃克, 奥勒斯特尔·小本森, 郝冰, 查尔斯·A·马蒂拉, 克雷格·R·沙尔特, 米奇斯瓦夫·H·马祖雷克, 贾斯廷·P·迈尔, 马诺耶·尼马尔
【申请人】3M创新有限公司
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