[发明专利]在具有保形涂层的低热扩散率模具上的光学膜复制

说明书

背景技术

挤出复制为一种常用方法，其中树脂在挤出机中熔融，在模头中成型为熔化膜，然后在两个辊之间浇铸或压制以形成膜。虽然一个辊通常具有光滑表面，但第二个辊常常具有图案化表面。在两个辊之间的高辊隙负载驱使熔融树脂进入具有图案化表面的辊上的凹陷区域。所得膜具有图案辊表面上的图像负像。膜上的微复制图案具有不同的精确水平，所述精确水平取决于在挤出过程中所用的多种因素。这种关键变量包括熔融树脂和两个辊的温度、辊之间的辊隙力、以及两个辊和熔融树脂的材料特性(包括树脂的粘度)。

高保真微复制中的一个特定挑战是获得在复制辊的图案化表面中的凹陷区域的高填充水平。存在对提高微复制图案保真性的另外的挤出复制方法的需求。

发明内容

符合本发明的一种方法可在挤出膜上产生微复制表面。挤出复制方法包括加热树脂材料以形成可流动熔融材料，以及将可流动熔融材料排放至压力辊与复制元件之间的接触区域中。复制元件包括具有微复制图案化外表面的低热扩散率材料和设置于有机材料的图案化外表面上的无机保形涂层。该方法最后包括由该熔融材料形成膜，所述膜具有和复制元件的微复制图案化外表面对应的复制图案。

在另一方面，本发明包括一种用于挤出复制的第一系统。该第一系统包括压力辊和复制元件。复制元件与压力辊相邻设置，并能够在压力辊和复制元件之间挤出和复制材料。复制元件包括具有微复制图案化外表面的低热扩散率材料和设置于有机材料的图案化外表面上的无机保形涂层。

在第三方面，本发明包括一种在挤出复制系统中使用的复制元件。复制元件包括筒形辊芯、设置于筒形辊芯上的具有微复制图案化外表面的低热扩散率材料层。保角无机材料层设置于有机材料的图案化外表面上。

在又一方面，本发明包括一种用于挤出复制的第二系统。第二系统包括压力辊和复制元件。复制元件与压力辊相邻设置，并能够在压力辊和复制元件之间挤出和复制材料。复制元件包括具有微复制图案化外表面的有机材料和设置于低热扩散率材料的图案化外表面上的无机保形涂层。

附图说明

结合附图对本发明的各种实施例所做的以下详细说明可以更全面地理解本发明，其中：

图1显示了用于挤出复制的示例性系统的示意图。

图2显示了示例性复制元件的截面。

图3显示了在复制元件的外表面上的示例性透镜图案的截面。

图4显示了在复制元件的外表面上的示例性棱柱图案的透视图。

图5显示了膜的图像的俯视图，所述膜具有在其表面上微复制的示例性的侧面弯曲(curve-sided)锥体图案。

附图未必按比例绘制。

具体实施方式

图1显示了用于挤出复制的系统10。在使用系统10的挤出复制方法中，将树脂材料14加热至可流动熔体。然后可通过挤出机16将熔融树脂材料14通过模头15以制备连续树脂片材或膜17。可使连续膜17在复制元件12和压力辊13之间经受辊隙负载，该连续膜夹在复制元件12和压力辊13之间。当从复制元件脱离时，所得图案化膜18含有复制元件的表面图案的负像图像。

可将树脂材料14加热至可流动熔体。如下为树脂材料14的例子：热塑性聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚对苯二甲酸丁二酯，以及共聚物，如苯乙烯丙烯腈共聚物、苯乙烯(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯马来酸酐共聚物、成核半结晶聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯的共聚物、聚酰亚胺共聚物、聚醚酰亚胺、聚环氧乙烷和丙烯腈、丁二烯、及苯乙烯的共聚物，和这些材料彼此的共混物以及其他树脂。树脂可含有添加剂，所述添加剂例如但不限于光扩散剂、UV吸收剂、热稳定剂、填料、或抗静电剂。在挤出过程中，树脂熔体可为大约250℃或约200℃至约300℃的温度。最终图案化膜18可具有任何适当的厚度，例如，125微米或约25微米至约500微米。最终图案化膜18可具有任何适当的宽度。例如，其可具有约10厘米至约2米的宽度。

挤出机16可为单螺杆或双螺杆挤出机。单一类型的树脂14可通过模头15被挤出，或者，两种或更多种类型的树脂14可被共挤出为单个层合物结构。用于制备共挤出的聚合物材料的模头和方法详细描述于美国专利No.6,767,492中，该专利以引用方式并入本文，如同进行了充分阐述。然后可将挤出的膜17通过压力辊13和复制元件12之间。