[发明专利]微结构化器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及具有例如在其中形成有全息图，光栅，凹槽，文字数字符号或其它标记的微结构的器件，并且涉及具有这种微结构的薄膜薄片的制造。

背景技术

几十年来，已经使用目前为标准的方法来制造例如色移薄片的薄膜薄片。用具有需要的光学效应的薄膜光学涂层对通常由苯二甲酸乙二醇酯（PET）制造的支撑网或基底进行涂覆。但是，在将该薄膜光学涂层施加到PET之前，由例如NaCl，蜡，硅或其它适合材料的可溶的有机材料或无机材料制成的非常薄的释放层被施加到该PET上，使得被涂覆在PET上的该薄膜光学涂层可以从该PET支撑层被去除。通常，通过将该薄膜涂层通过含有例如丙酮或在一些例子中可以是水的溶剂的剥离器，随后通过辊，并在含有溶剂的室中，从该PET释放该薄膜涂层。为了减少溶解该释放层所需要的溶剂的数量，并且为了减少用于这一方法中的材料，需要该释放层尽可能的薄。在实践中，该释放层的厚度比释放层被涂覆在其上的基底要薄许多的数量级。

在制造薄膜干涉光学薄片的方法中，通常通过在真空室中在该薄的释放层的上面涂覆吸收层，并且随后在该吸收层上面涂覆电介质隔离层，并且随后在该电介质隔离层上涂覆反射层来施加该薄膜光学涂层。

这一方法由Roger Phillips在第4,705,300号美国专利中，由Coulter等在第6,383,638号美国专利和由Argoitia在第7,258,915号美国专利中进行了描述，上述专利全部通过参考在此结合，用于所有目的。

以Hubbard名义的第6,235,105号美国专利公开了多层薄膜材料，与上述步骤类似，通过使用可溶的释放涂层预先涂覆载体基底，并且以预先选择的顺序将光学材料的薄膜沉积到该载体以建立需要的多层薄膜结构来生产上述多层薄膜材料。Hubbard还公开了另一种方式，基底本身可以是可溶的。在沉积该多层结构之后，该释放涂层（或基底）被溶解，从而将该多层结构从该基底释放，使得其可以被分散成为小薄片。

在过去数年，在提供在其上具有压印的标记的薄膜薄片方面的兴趣有所增加。具有Euro符号或专门符号的薄片已经用于许多需要防伪特征的文件和标志中，以检验真实性。例如，纸牌标志已经被涂覆有包括具有特殊的压印标记的薄片的薄膜涂层。

以Argoitia名义的第7,645,510号美国专利公开了在其上具有开槽结构和符号的薄片。

可浮雕的涂层的压印或浮雕方法在以Miekka等人名义的第6,468,380号美国专利中被公开，其通过参考在此引入。Miekka等详细描述了具有以衍射或全息图案形式的微结构的涂覆片的浮雕方法。与以目前使用的浮雕热塑性层类似的方法，Miekka利用了耐热的对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基层作为基底。该耐热的PET通常涂覆有例如聚氯乙烯的热塑性涂层。全息形式中的浮雕图案可以在该热塑性层的上形成，该热塑性层需要含有例如羟基聚硅氧烷的释放剂，该释放剂使得该浮雕从浮雕辊分离。

Miekka还教导了制造光栅或全息图的第一步骤，规定了具有热塑性涂层的耐热塑料薄膜中的热塑性涂层具有低于该耐热薄膜的热变形温度的软化温度。随后该热塑性塑料被加热到它的软化温度之上，并且该软化的热塑性层与浮雕母版接触。该接触步骤包括该热塑性层与浮雕母版的接触，浮雕母版是浮雕辊，金属模具或辊上的金属化的塑料薄膜。该母版可以用于在该热塑性层上形成全息图案或衍射图案。该热塑性表面被加热到它的软化温度之上；并且该软化的热塑性表面在低于该涂层的热塑性软化温度的温度与浮雕母版进行接触，使得进行快速的浮雕，并且在涂层分离之后避免了塑料的流回。

随后，尝试制造在其上或在其中具有预定图案或微结构的多层薄片，在该浮雕的热塑性层的顶部涂覆单独的薄的释放层。

该薄的释放层可以是NaCl，水合型Na₂B₄O₇(硼砂)，或者其它类型的释放层被涂覆在压印材料的上，随后在真空室中涂覆该压印材料。由于NaCl和硼砂在水中是可溶的，该涂覆的产品随后被放置于含有水的容器中，并且该涂层被去除。

在一些例子中，我们已经发现例如NaCl或硼砂的释放层，残留于涂层上对一层或多层是有害的，例如对色移薄片上的吸收层就是有害的。此外，不希望提供这种薄的释放层，因为它的应用包括了在制造中的额外的生产步骤，并使用了额外的材料。