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納米結(jié)構(gòu)化制品的制作方法

文檔序號:12685780閱讀:367來源:國知局
納米結(jié)構(gòu)化制品的制作方法與工藝
相關(guān)專利申請的交叉引用本申請要求2011年3月14日提交的美國臨時專利申請第61/452430號的權(quán)益,該專利申請的公開內(nèi)容以引用方式全文并入本文。
背景技術(shù)
:當(dāng)光從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時,某一部分光被這兩種介質(zhì)之間的界面反射。例如,透光塑料基材上閃耀的光中通常約4-5%在頂部表面處被反射。已經(jīng)采用了一些不同方法來降低聚合物材料的反射。一種方法是采用抗反射涂層例如由透明薄膜結(jié)構(gòu)組成的多層反射涂層來減少反射,所述多層反射涂層中具有折射率極不相同的交替的層。然而,難以使用多層抗反射涂層技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶抗反射。另一種方法涉及使用亞波長表面結(jié)構(gòu)(如,亞波長級表面光柵)用于寬帶抗反射。用于產(chǎn)生亞波長表面結(jié)構(gòu)的方法(例如通過光刻)往往相當(dāng)復(fù)雜且昂貴。另外,要使用亞波長級表面光柵自卷對卷處理獲得一致的具有最小化的高階衍射的低反射寬帶抗反射是具有挑戰(zhàn)性的。需要提供高性能、低干涉條紋的解決方案,所述解決方案還具有相對低的反射(即,在可見范圍上的平均反射低于0.5%)、低的雙折射(即,具有小于200nm的光學(xué)延遲值)和抗反射特性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:在一個方面,本發(fā)明描述了一種制品,所述制品包括具有第一主表面和大致相背對的第二主表面的基材和在所述第一主表面上的第一層,其中所述第一層具有無規(guī)的第一納米結(jié)構(gòu)化表面,并且其中所述第一層的平均厚度為至多0.5微米(在一些實(shí)施例中,至多0.4微米、0.3微米、0.25微米、0.2微米、0.15微米、0.1微米或甚至至多0.075微米)。在一些實(shí)施例中,本文所述制品在所述第一層和基材的第一主表面之間顯示出干涉條紋外觀,其中如果第一層的厚度為1.25微米,那么與相同的制品相比,所述干涉條紋外觀會減少至少50%(在一些實(shí)施例中,至少75%)。任選地是,本文所述制品還包括設(shè)置在基材的第一主表面與所述第一層之間的功能層(即,透明導(dǎo)電層或氣體阻擋層中的至少一者)。任選地是,本文所述制品還包括設(shè)置在所述無規(guī)的第一納米結(jié)構(gòu)化表面上的功能層(即,透明導(dǎo)電層或氣體阻擋層中的至少一者)。任選地是,本文所述制品還包括在基材的第二主表面上的第二層,其中所述第二層具有無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化表面。任選地是,本文所述制品還包括設(shè)置在基材的第二主表面與所述第二層之間的功能層(即,透明導(dǎo)電層或氣體阻擋層中的至少一者)。任選地是,本文所述制品還包括設(shè)置在所述無規(guī)的第二納米結(jié)構(gòu)化表面上的功能層(即,透明導(dǎo)電層或氣體阻擋層中的至少一者)。本文所述的無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化制品可用來產(chǎn)生高性能、低條紋、抗反射的光學(xué)制品。當(dāng)在無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化表面上設(shè)置了功能層(即,透明導(dǎo)電層或氣體阻擋層中的至少一者)時,納米結(jié)構(gòu)化制品也可用來使干涉條紋和從基材通過納米結(jié)構(gòu)化表面層進(jìn)入功能層中(反之亦然)的界面反射最小化,以大大提高光學(xué)性能。本文所述制品的實(shí)施例可用于許多應(yīng)用,包括顯示應(yīng)用(如,液晶顯示器(LCD)、發(fā)光二極管(LED)顯示器或等離子體顯示器);光提取;電磁干擾(EMI)屏蔽、眼科透鏡;面罩透鏡或薄膜;窗膜;針對構(gòu)造應(yīng)用的抗反射;和構(gòu)造應(yīng)用或交通指示牌。本文所述納米結(jié)構(gòu)化制品還可用于太陽能應(yīng)用(如,太陽膜)。它們可例如用作太陽熱能熱液體/空氣加熱面板或任何太陽能吸收裝置的前表面;用于具有附加納米級表面結(jié)構(gòu)的微觀圓柱或宏觀圓柱的太陽能吸熱表面;用于由非晶硅光伏電池或CIGS光伏電池制成的柔性太陽能光伏電池的前表面;以及用于施加在柔性光伏電池頂部上的薄膜的前表面。附圖說明圖1為本發(fā)明中可用的涂布設(shè)備的第一局部透視圖;圖2為從不同的有利位置截取的圖1的設(shè)備的第二局部透視圖;圖3為從其含氣室移除的涂布設(shè)備的另一個實(shí)施例的局部透視圖;圖4為從不同的有利位置截取的圖3的設(shè)備的第二透視圖;和圖5為使用本文所述的示例性低條紋納米結(jié)構(gòu)化抗反射制品的顯示器的示意性剖視圖。具體實(shí)施方式示例性的基材包括聚合物基材、玻璃基材或窗以及功能器件(如,有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、顯示器、和光伏器件)。通常,基材厚度為在約12.7微米(0.0005英寸)至約762微米(0.03英寸)范圍內(nèi),但其他厚度可能也是可用的。用于基材的示例性聚合物材料包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、熱塑性聚氨酯、聚醋酸乙烯酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚萘二甲酸乙二醇酯、苯乙烯丙烯腈、有機(jī)硅-聚草酰胺聚合物、含氟聚合物、三乙酸纖維素、環(huán)狀烯烴共聚物、和熱塑性彈性體。對于需要良好的機(jī)械強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性的應(yīng)用而言,半結(jié)晶性聚合物(如,聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET))可能是特別可取的。對于其他光學(xué)膜應(yīng)用而言,低雙折射聚合物基材例如三乙酸纖維素、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、和環(huán)狀烯烴共聚物可能是特別可取的,以最大限度地減少或避免取向誘導(dǎo)的偏振或是與其他光學(xué)部件例如偏振器、電磁干擾或光學(xué)顯示器件中的傳導(dǎo)性觸摸功能層的二向色干涉作用。聚合物基材可例如通過熔融擠出流延、熔融擠出壓延、熔融擠出加雙軸拉伸、吹膜過程、以及溶劑流延任選地加雙軸拉伸來形成。在一些實(shí)施例中,基材是高度透明的(即,在可見光譜中的透射比為至少90%),具有低霧度(如,小于1%)和低雙折射(如,光學(xué)延遲量為小于50納米)。在一些實(shí)施例中,基材具有微結(jié)構(gòu)化表面或填料以提供朦朧的或彌散的外觀。任選地是,基材為偏振器(如,反射型偏振器或吸收型偏振器)??墒褂枚喾N偏振膜作為基材,包括例如由全部為雙折射光學(xué)層、一些為雙折射光學(xué)層、或全部為各向同性光學(xué)層中的一些組合組成的多層光學(xué)膜。多層光學(xué)膜可具有十或以下的層、數(shù)百層或甚至數(shù)千層。示例性多層偏振膜包括廣泛用于例如液晶顯示器裝置的應(yīng)用以在顯示面板處提高亮度和/或減輕眩光的那些。偏振膜還可以是用于太陽鏡中以減輕光強(qiáng)度和眩光的類型。偏振膜可以包括偏振膜、反射型偏振膜、吸收型偏振膜、漫射膜、增亮膜、轉(zhuǎn)向膜、反射鏡膜、或其組合。示例性的反射型偏振膜包括以下文獻(xiàn)中報道的那些:美國專利第5,825,543號(Ouderkirk等人)、第5,867,316號(Carlson等人)、第5,882,774號(Jonza等人)、第6,352,761B1號(Hebrink等人)、第6,368,699B1號(Gilbert等人)和第6,927,900B2號(Liu等人)、美國專利申請公開第2006/0084780A1號(Hebrink等人)和第2001/0013668A1號(Neavin等人)以及PCT公開第WO95/17303號(Ouderkirk等人)、第WO95/17691號(Ouderkirk等人)、第WO95/17692號(Ouderkirk等人)、第WO95/17699號(Ouderkirk等人)、第WO96/19347號(Jonza等人)、第WO97/01440號(Gilbert等人)、第WO99/36248號(Neavin等人)和第WO99/36262號(Hebrink等人),這些文獻(xiàn)的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。示例性的反射型偏振膜還包括可以商品名“VIKUITIDUALBRIGHTNESSENHANCEDFILM(DBEF)”、“VIKUITIBRIGHTNESSENHANCEDFILM(BEF)”、“VIKUITIDIFFUSEREFLECTIVEPOLARIZERFILM(DRPF)”、“VIKUITIENHANCEDSPECULARREFLECTOR(ESR)”和“ADVANCEDPOLARIZERFILM(APF)”自明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司(3MCompany,St.Paul,MN)商購獲得的那些。示例性的吸收型偏振膜可例如以商品名“LLC2-5518SF”自日本東京的三立子公司(SanritzCorp.,Tokyo,Japan)商購獲得。光學(xué)膜可具有至少一個非光學(xué)層(即,不顯著參與測定光學(xué)膜的光學(xué)性質(zhì)的一個或多個層)??墒褂梅枪鈱W(xué)層以例如賦予或改善力學(xué)、化學(xué)或光學(xué)性質(zhì);耐撕裂或刺穿性;耐候性;或耐溶劑性。示例性的玻璃基材包括玻璃片(如,鈉鈣玻璃)例如通過在熔融金屬床上漂浮熔融玻璃所制得的那些。在一些實(shí)施例中(如,對于建筑和汽車應(yīng)用),可能有利的是在玻璃的表面上包含低輻射率(low-E)涂層以改善玻璃的能量效率。在一些實(shí)施例中其他涂層也可能是可取的,以提高玻璃的電光性質(zhì)、催化性質(zhì)或傳導(dǎo)性質(zhì)。通常,本文所述納米結(jié)構(gòu)化制品包含基質(zhì)(即,連續(xù)相)和所述基質(zhì)中的納米級分散相。對于納米級分散相,所述大小是指納米級分散相的最小尺寸為小于約100nm。基質(zhì)可包括(例如)聚合物材料、液態(tài)樹脂、無機(jī)材料,或合金或固溶體(包括可混溶聚合物)?;|(zhì)可包含例如交聯(lián)材料(如,通過交聯(lián)可交聯(lián)材料多(甲基)丙烯酸酯、聚酯、環(huán)氧樹脂、含氟聚合物、氨基甲酸酯或硅氧烷(包括它們的共混物或共聚物)中的至少一種制得的交聯(lián)材料)或熱塑性材料(如,聚碳酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚酯、尼龍、硅氧烷、含氟聚合物、氨基甲酸酯、環(huán)狀烯烴共聚物、三乙酸纖維素或二丙烯酸纖維素(包括它們的共混物或共聚物)中的至少一種)。其他基質(zhì)材料可以包括氧化硅或碳化鎢中的至少一種??捎玫木酆衔锊牧习崴苄圆牧虾蜔峁绦詷渲?。合適的熱塑性材料包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、熱塑性聚氨酯、聚醋酸乙烯酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚萘二甲酸乙二醇酯、苯乙烯丙烯腈、有機(jī)硅-聚草酰胺聚合物、三乙酸纖維素、含氟聚合物、環(huán)狀烯烴共聚物和熱塑性彈性體。合適的熱固性樹脂包括烯丙樹脂(包括(甲基)丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯)、環(huán)氧樹脂、熱固性聚氨基甲酸酯和有機(jī)硅或聚硅氧烷。這些樹脂可由包含相應(yīng)的單體或低聚物的可聚合組合物的反應(yīng)產(chǎn)物形成。在一個實(shí)施例中,所述可聚合組合物包含至少一種單體或低聚(甲基)丙烯酸酯,優(yōu)選氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。通常,單體或低聚(甲基)丙烯酸酯為多(甲基)丙烯酸酯。術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯”用于指代丙烯酸和甲基丙烯酸的酯,并且與通常指代(甲基)丙烯酸酯聚合物的“聚(甲基)丙烯酸酯”相對比,“多(甲基)丙烯酸酯”是指包含不止一個(甲基)丙烯酸酯基團(tuán)的分子。最常見的是,多(甲基)丙烯酸酯為二(甲基)丙烯酸酯,但也可以考慮例如采用三(甲基)丙烯酸酯和四(甲基)丙烯酸酯。合適的單體或低聚(甲基)丙烯酸酯包括(甲基)丙烯酸烷基酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸1-丙酯和(甲基)丙烯酸叔丁酯。丙烯酸酯可包括(甲基)丙烯酸的(氟代)烷基酯單體,所述單體被部分或完全氟化(如,(甲基)丙烯酸三氟乙酯)。市售的多(甲基)丙烯酸酯樹脂的例子包括例如可以商品名“DIABEAM”得自日本東京的三菱麗陽株式會社(MitsubishiRayonCo.,Ltd.,Tokyo,Japan)的那些;可以商品名“DINACOL”得自紐約州紐約市的長瀨公司(Nagase&Company,Ltd.,NewYork,NY)的那些;可以商品名“NKESTER”得自日本和歌山的新中村化學(xué)工業(yè)株式會社(Shin-NakamuraChemicalCo.,Ltd.,Wakayama,Japan)的那些;可以商品名“UNIDIC”得自日本東京的大日本油墨化學(xué)公司(DainipponInk&Chemicals,Inc,Tokyo,Japan)的那些;可以商品名“ARONIX”得自日本東京的日本東亞合成株式會社(ToagoseiCo.,Ltd.,Tokyo,Japan)的那些;可以商品名“BLENMER”得自紐約州懷特普萊恩斯市的NOF公司(NOFCorp.,WhitePlains,NY)那些;可以商品名“KAYARAD”得自日本東京的日本化藥株式會社(NipponKayakuCo.,Ltd.,Tokyo,Japan)的那些;以及可以商品名“LIGHTESTER”和“LIGHTACRYLATE”得自日本大阪的共榮社化學(xué)株式會社(KyoeishaChemicalCo.,Ltd.,Osaka,Japan)的那些。低聚氨基甲酸酯多(甲基)丙烯酸酯可例如以商品名“PHOTOMER6000Series”(如,“PHOTOMER6010”和“PHOTOMER6020”)和“CN900Series”(如,“CN966B85”、“CN964”和“CN972”)自賓夕法尼亞州埃克斯頓的沙多瑪公司(Sartomer,Exton,PA)商購獲得。低聚氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯還可例如以商品名“EBECRYL8402”、“EBECRYL8807”和“EBECRYL4827”得自新澤西州伍德蘭帕克的氰特工業(yè)公司(CytecIndustriesInc.,WoodlandPark,NJ)。低聚氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯還可通過式OCN-R3-NCO的亞烷基或芳族二異氰酸酯與多元醇的初始反應(yīng)來制備。通常,多元醇為式HO-R4-OH的二醇,其中R3為C2-100亞烷基或亞芳基基團(tuán)并且R4為C2-100亞烷基基團(tuán)。然后,中間產(chǎn)物為聚氨酯二醇二異氰酸酯,其隨后可與羥烷基(甲基)丙烯酸酯發(fā)生反應(yīng)。合適的二異氰酸酯包括2,2,4-三甲基己烯二異氰酸酯和甲苯二異氰酸酯。通常優(yōu)選亞烷基二異氰酸酯。這種類型的特別優(yōu)選的化合物可由2,2,4-三甲基己烯二異氰酸酯、聚(己內(nèi)酯)二醇和2-羥乙基甲基丙烯酸酯制備。在至少某些情況下,聚氨酯(甲基)丙烯酸酯優(yōu)選地為脂族的??删酆辖M合物可為各種具有相同或不同反應(yīng)性官能團(tuán)的單體或低聚物的混合物??梢允褂冒辽賰煞N不同官能團(tuán)的可聚合組合物,包括(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂和氨基甲酸酯。不同的官能團(tuán)可包含于不同的單體或低聚部分中,或是包含于相同的單體或低聚部分中。例如,樹脂組合物可包含在側(cè)鏈中具有環(huán)氧基團(tuán)或羥基基團(tuán)的丙烯酸類樹脂或氨基甲酸酯樹脂、具有氨基基團(tuán)的化合物和任選地在分子中具有環(huán)氧基團(tuán)或氨基基團(tuán)的硅烷化合物。熱固性樹脂組合物可使用常規(guī)技術(shù)聚合,例如熱固化、光固化(通過光化輻射固化)或電子束固化。在一個實(shí)施例中,通過將樹脂暴露于紫外光(UV)或可見光而使樹脂光聚合??稍诳删酆辖M合物中使用常規(guī)的固化劑或催化劑,并基于組合物中的官能團(tuán)進(jìn)行選擇。如果使用多個固化官能團(tuán),則可能需要多個固化劑或催化劑。對一種或多種固化技術(shù)(如熱固化、光固化和電子束固化)進(jìn)行組合在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外,可聚合樹脂可以是包含至少一種其他單體或低聚物(即,與上述那些不同,亦即單體或低聚(甲基)丙烯酸酯和低聚氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯)的組合物。所述其它單體可降低粘度和/或提高熱機(jī)械性質(zhì)和/或增加折射率。具有這些性質(zhì)的單體包括丙烯酸類單體(即,丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺)、苯乙烯單體和烯鍵式不飽和氮雜環(huán)化合物。具有其他官能團(tuán)的(甲基)丙烯酸酯也是可用的。示例性的這類化合物包括2-(N-丁基氨基甲酰)乙基(甲基)丙烯酸酯、2,4-二氯苯基丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯基丙烯酸酯、三溴苯氧基乙基丙烯酸酯、叔丁基苯基丙烯酸酯、丙烯酸苯酯、硫丙烯酸苯酯、苯基硫代乙基丙烯酸酯、烷氧基化丙烯酸苯酯、丙烯酸異冰片酯和丙烯酸苯氧乙酯。四溴雙酚A二環(huán)氧化物和(甲基)丙烯酸的反應(yīng)產(chǎn)物也是可用的。其他示例性的單體包括多元醇多(甲基)丙烯酸酯。此類化合物通常由含有2至10個碳原子的脂族二醇、三醇和/或四醇制成。合適的聚(甲基)丙烯酸酯的實(shí)例為二丙烯酸乙二醇酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、2-乙基-2-羥甲基-1,3-丙二醇三丙烯酸酯(三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)、二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、所述多元醇的烷氧基化(通常為乙氧基化)衍生物的相應(yīng)甲基丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯。具有至少兩個烯鍵式不飽和基團(tuán)的單體可用作交聯(lián)劑。適合用作所述其他單體的苯乙烯類化合物包括:苯乙烯、二氯苯乙烯、2,4,6-三氯苯乙烯、2,4,6-三溴苯乙烯、4-甲基苯乙烯和4-苯氧基苯乙烯。烯鍵式不飽和氮雜環(huán)化合物(如,N-乙烯基吡咯烷酮和乙烯基吡啶)也是可用的。輻射固化性材料中的成分比例可以是變化的。通常,有機(jī)組分可包含約30-100%的單體或低聚(甲基)丙烯酸酯或低聚氨基甲酸酯多(甲基)丙烯酸酯,任何余量為其他單體或低聚物??蓪⒈砻婢瘎┘尤牖|(zhì)。均化劑優(yōu)選用于使基質(zhì)樹脂平滑。例子包括有機(jī)硅均化劑、丙烯酸類均化劑和含氟均化劑。在一個實(shí)施例中,有機(jī)硅均化劑包括聚二甲基硅氧烷主鏈,在該主鏈上加入了聚氧化亞烷基??捎米骰|(zhì)的無機(jī)材料包括玻璃、金屬、金屬氧化物和陶瓷。優(yōu)選的無機(jī)材料包括二氧化硅、氧化鋯、五氧化二釩和碳化鎢。納米級分散相是無規(guī)分散于基質(zhì)內(nèi)的不連續(xù)相。納米級分散相可包含納米粒子(如,納米球和納米管)、納米管、納米纖維、籠狀分子、高支化分子、膠束或反膠束。優(yōu)選地,分散相包括納米粒子或籠狀分子;更優(yōu)選地,分散相包括納米粒子。納米級分散相可以是締合的或無締合的或這兩者。納米級分散相可以良好分散。良好分散是指極小的凝聚。納米粒子的平均直徑為在約1nm至約100nm的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中,納米粒子的平均粒度為小于100nm(在一些實(shí)施例中為在5nm至40nm范圍內(nèi))。術(shù)語“納米粒子”在此還可以定義為是指直徑為小于約100nm的膠態(tài)粒子(原生粒子或締合粒子)。本文所用的術(shù)語“締合的粒子”是指聚集和/或凝聚在一起的兩種或多種原生粒子的組合。本文所用的術(shù)語“聚集的”是描述可相互化學(xué)鍵合的原生粒子之間的強(qiáng)締合。很難實(shí)現(xiàn)將聚集體分解成較小的粒子。本文所用的術(shù)語“凝聚的”是描述可以通過電荷或極性保持在一起的原生粒子之間的弱締合,并且這些粒子可以分解成較小的個體。本文中的術(shù)語“原生粒度”定義為未締合的單個粒子的大小。納米級分散相的尺寸或大小可通過電子顯微鏡法(如,透射電子顯微鏡法(TEM))測定。分散相的納米粒子可以包含碳、金屬、金屬氧化物(如SiO2、ZrO2、TiO2、ZnO、硅酸鎂、銦錫氧化物和氧化銻錫)、碳化物、氮化物、硼化物、鹵化物、氟烴固體(如聚(四氟乙烯))、碳酸鹽(如碳酸鈣)以及它們的混合物。在一些實(shí)施例中,納米級分散相包含SiO2納米粒子、ZrO2納米粒子、TiO2納米粒子、ZnO納米粒子、Al2O3納米粒子、碳酸鈣納米粒子、硅酸鎂納米粒子、銦錫氧化物納米粒子、氧化銻錫納米粒子、聚(四氟乙烯)納米粒子、或碳納米粒子中的至少一種。金屬氧化物納米粒子可以被完全縮合。金屬氧化物納米粒子可以是結(jié)晶的。通常,納米粒子/納米分散相以約1重量%至約60重量%(在一些實(shí)施例中,約10重量%至約40重量%或甚至約20重量%至約40重量%)范圍內(nèi)的量存在于基質(zhì)中。通常,以體積計,納米粒子/納米分散相以約0.5體積%至約40體積%(在一些實(shí)施例中,約5體積%至約25體積%、約1體積%至約20體積%或甚至約2體積%至約10體積%)范圍內(nèi)的量存在于基質(zhì)中,但這些范圍外的量也是可用的。示例性的二氧化硅可例如以商品名“NALCOCOLLOIDALSILICA”自伊利諾伊州納波維爾的納爾科化學(xué)公司(NalcoChemicalCo.,Naperville,IL)商購獲得,例如產(chǎn)品1040、1042、1050、1060、2327和2329。示例性的熱解二氧化硅包括例如可以商品名“AEROSILseriesOX-50”以及產(chǎn)品編號-130、-150和-200自新澤西州帕西波尼的贏創(chuàng)德固賽公司(EvonikDegusaCo.,Parsippany,NJ)商購獲得的那些;以及可以名稱“CAB-O-SPERSE2095”、“CAB-O-SPERSEA105”和“CAB-O-SILM5”自伊利諾伊州道格拉斯的卡博特公司(CabotCorp.,Tuscola,IL)商購獲得的那些。其他膠態(tài)二氧化硅也可以商品名“IPA-ST”、“IPA-ST-L”和“IPA-ST-ML”自日產(chǎn)化學(xué)公司(NissanChemicals)獲得。示例性的氧化鋯可例如以商品名“NALCOOOSSOO8”得自納爾科化學(xué)公司(NalcoChemicalCo.)。任選地,納米粒子是表面改性的納米粒子。優(yōu)選地,表面處理使納米粒子穩(wěn)定化,以使得這些粒子將良好地分散在可聚合樹脂中,并產(chǎn)生基本上均勻的組合物。此外,可以用表面處理劑對納米粒子表面的至少一部分進(jìn)行改性,以使得穩(wěn)定的粒子在固化期間能與可聚合樹脂共聚或反應(yīng)。優(yōu)選地用表面處理劑對納米粒子進(jìn)行處理。一般來講,表面處理劑具有第一末端和第二末端,第一末端將附連至粒子表面(通過共價鍵、離子或強(qiáng)物理吸附作用),第二末端賦予粒子與樹脂的相容性和/或在固化期間與樹脂反應(yīng)。表面處理劑的例子包括醇、胺、羧酸、磺酸、膦酸、硅烷和鈦酸鹽(酯)。優(yōu)選的處理劑類型部分地由金屬氧化物表面的化學(xué)性質(zhì)決定。硅烷對于二氧化硅和其他含硅填料而言是優(yōu)選的。對于金屬氧化物例如氧化鋯來說,硅烷和羧酸是優(yōu)選的。表面改性可以在緊隨與單體混合之后進(jìn)行或在混合完成后進(jìn)行。就硅烷而言,優(yōu)選的是在結(jié)合到樹脂中前讓硅烷與粒子或納米粒子表面反應(yīng)。所需的表面改性劑的量取決于若干因素,例如粒度、粒子類型、改性劑的分子量和改性劑類型。表面處理劑的代表性實(shí)施例包括諸如異辛基三-甲氧基-硅烷、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)氨基甲酸甲氧基乙氧基-乙氧基乙酯(PEG3TES)、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)氨基甲酸甲氧基乙氧基乙氧基乙酯(PEG2TES)、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-烯丙氧丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(丙烯酰氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三苯氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三異丁氧基硅烷、乙烯基三異丙烯氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、苯乙烯基乙基三甲氧基硅烷、巰丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸、硬脂酸、十二烷酸、2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙酸(MEEAA)、丙烯酸β-羧乙基酯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙酸、甲氧基苯基乙酸以及它們的混合物之類的化合物。具體的示例性硅烷表面改性劑可例如以商品名“SILQUESTA1230”自西弗吉尼亞州南查爾斯頓的克朗普頓奧斯佳特種有機(jī)硅公司(OSISpecialties,CromptonSouthCharleston,WV)商購獲得。對膠態(tài)分散體中粒子表面的改性可以多種方式完成。方法涉及無機(jī)分散體與表面改性劑的混合物。任選地是,在此時可加入助溶劑,例如1-甲氧基-2-丙醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、N,N-二甲基乙酰胺和1-甲基-2-吡咯烷酮。助溶劑能夠提高表面改性劑以及經(jīng)表面改性粒子的溶解度。隨后使包含無機(jī)溶膠和表面改性劑的混合物在室溫或高溫下反應(yīng),攪拌或不攪拌。在一種方法中,可使混合物在約85℃下反應(yīng)約24小時,從而得到表面改性的溶膠。在對金屬氧化物進(jìn)行表面改性的另一種方法中,金屬氧化物的表面處理可優(yōu)選地涉及將酸性分子吸附到粒子表面。重金屬氧化物的表面改性優(yōu)選地在室溫下進(jìn)行。使用硅烷對ZrO2進(jìn)行的表面改性可在酸性條件或堿性條件下完成。在一個實(shí)例中,將硅烷在酸性條件下加熱一段合適的時間。此時將分散體與氨水(或其他堿)混合。此方法允許從ZrO2表面除去與酸抗衡的離子,以及允許與硅烷反應(yīng)。在另一種方法中,讓粒子從分散體中沉淀出來并與液相分離??梢允褂帽砻娓男詣┑慕M合,例如,其中該表面改性劑中的至少一種具有可以與可硬化樹脂共聚的官能團(tuán)。例如,所述可聚合基團(tuán)可以為烯鍵式不飽和的或者易于開環(huán)聚合的環(huán)狀官能團(tuán)。烯鍵式不飽和聚合基團(tuán)可以是(例如)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯或者乙烯基。經(jīng)受開環(huán)聚合的環(huán)狀官能團(tuán)一般來說含有雜原子例如氧、硫或氮,并且優(yōu)選為含氧的三元環(huán)(如,環(huán)氧化物)。納米分散相的可用籠狀分子包括多面低聚硅倍半氧烷分子,其為有機(jī)硅和氧的籠狀雜交分子。多面低聚硅倍半氧烷(POSS)分子衍生自通過組成和共用命名系統(tǒng)與有機(jī)硅密切有關(guān)的連續(xù)演化類的化合物。POSS分子具有兩個獨(dú)特的特征:(1)化學(xué)組成為介于二氧化硅(SiO2)和有機(jī)硅(R2SiO)之間的雜化中間體(RSiO1.5);以及(2)相對于聚合物尺寸而言,所述分子較大,在大小上與大多數(shù)聚合物鏈段和線團(tuán)幾乎相當(dāng)。因此,POSS分子可視為二氧化硅可能的最小粒子(約1-1.5nm)。然而,與二氧化硅或改性粘土不同,每個POSS分子都包含適于聚合或?qū)OSS單體接枝到聚合物鏈上的共價鍵合的反應(yīng)性官能團(tuán)。此外,POSS丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體適合于紫外(UV)固化。高官能度POSS丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯(例如可以商品名“MA0735”和“MA0736”得自馬薩諸塞州哈蒂斯堡的混合塑料公司(HybridPlastics,Inc.,Hattiesburg,MA))可與大多數(shù)UV可固化丙烯酸類和氨基甲酸酯丙烯酸類單體或低聚物混溶形成機(jī)械耐用的硬涂層,其中POSS分子形成均勻分散于有機(jī)涂層基質(zhì)中的納米相。還可以將碳以石墨、碳納米管、巴基球或炭黑的形式用在納米分散相中,例如美國專利第7,368,161號(McGurran等人)中所報道。納米分散相中可使用的其他材料包括例如可以商品名“IRGASTATP18”得自紐約州塔里敦的汽巴公司(CibaCorporation,Tarrytown,NY)和可以商品名“AMPACETLR-92967”得自紐約州塔里敦的安姆西特公司(AmpacetCorporation,Tarrytown,NY)的那些。本文所述制品的無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化表面可為無規(guī)納米多孔表面或包含納米特征的無規(guī)納米結(jié)構(gòu)化各向異性表面,所述納米特征具有例如約2:1或更高(在一些實(shí)施例中,至少5:1、10:1、25:1、50:1、75:1、100:1或甚至至少200:1)的高寬比。無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化表面可包含納米特征例如納米柱或納米管柱、或包含納米柱或納米管柱的連續(xù)納米壁。在一些實(shí)施例中,納米特征具有大致垂直于基材的陡峭側(cè)壁。在一些實(shí)施例中,大部分納米特征被分散相材料覆蓋。在表面處(相對于在基質(zhì)的內(nèi)部中)分散相的濃度可為在例如約5重量%至約90重量%范圍內(nèi)(在一些實(shí)施例中,在約10重量%至約75重量%范圍內(nèi))。在一些實(shí)施例中,在基質(zhì)表面處的分散相濃度高于基質(zhì)內(nèi)部。納米結(jié)構(gòu)化表面可例如通過提供包含納米分散相的基質(zhì)并使用等離子體各向異性地蝕刻基質(zhì)以形成無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化各向異性表面來制得。另一種方法包括提供包括納米分散相的基質(zhì),以及使用等離子體對所述納米分散相的至少一部分進(jìn)行蝕刻,以形成無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)表面。如本文所用,“等離子體”是指含有電子、離子、中性分子和自由基的部分離子化氣態(tài)或流態(tài)物質(zhì)。這些方法通常并可取地在適度真空條件(如,在約5毫托至約10毫托范圍內(nèi))下進(jìn)行。在一些實(shí)施例中,其使用圓筒形反應(yīng)性離子蝕刻(圓筒形RIE)按照卷對卷(即,連續(xù))過程進(jìn)行。與包含相同基質(zhì)材料和納米分散相的未結(jié)構(gòu)化制品相比,具有納米結(jié)構(gòu)化表面的制品表現(xiàn)出反射率的顯著降低。具有納米結(jié)構(gòu)化表面的制品的一些實(shí)施例還表現(xiàn)出其他期望的性質(zhì),例如光吸收性、防霧性、改進(jìn)的粘附性、耐久性、易清潔性、抗微生物活性、親水性或疏水性。本文所述納米結(jié)構(gòu)化制品可表現(xiàn)出至少一種期望的性質(zhì),例如抗反射性、光吸收性、防霧性、改進(jìn)的粘附性和耐久性。例如,在一些實(shí)施例中,納米結(jié)構(gòu)化各向異性表面的表面反射率為約50%或低于未處理過的表面的表面反射率。如本文所用,關(guān)于表面性質(zhì)的比較,術(shù)語“未處理過的表面”是指(與和之比較的納米結(jié)構(gòu)化表面相比)包含相同的基質(zhì)材料以及相同的納米分散相但不具有納米結(jié)構(gòu)化各向異性表面的制品的表面。一些實(shí)施例還包含附接到納米結(jié)構(gòu)化各向異性表面的層或涂層,其包含例如油墨、密封劑、粘合劑或金屬。與對未經(jīng)處理的表面相比,所述層或涂層可對納米結(jié)構(gòu)化各向異性表面具有改進(jìn)的粘附性。油墨或密封劑涂層可例如通過溶劑、靜電沉積和粉末印刷方法施加在基材上并通過UV輻射或熱處理固化。壓敏粘合劑或結(jié)構(gòu)粘合劑可例如通過溶劑和熱熔涂布過程施加在基材上。對于塑料的金屬化,在進(jìn)一步鍍以銀、鋁、金或鉑之前,通常通過氧化和涂布以化學(xué)鍍銅或鎳對表面加以預(yù)處理。對于真空金屬化,方法通常涉及在真空室中加熱(如,電阻加熱、電子束加熱或等離子體加熱)涂層金屬至其沸點(diǎn),然后讓在基材表面上冷凝沉積金屬。第一層和任選的第二層獨(dú)立具有的平均厚度為至多0.5微米(在一些實(shí)施例中,至多0.4微米、0.3微米、0.25微米、0.2微米、0.15微米、0.1微米或甚至至多0.075微米)。任選地是,第一層和/或第二層包括基質(zhì)(如,聚合物基質(zhì))和納米級分散相。包括基質(zhì)和納米級分散相的涂層可用本領(lǐng)域已知的方法涂布在基材上并固化(如,通過流延筒、模頭涂布、澆涂或浸涂來流延固化)。涂層可制得為至多0.5微米(在一些實(shí)施例中,至多0.4微米、0.3微米、0.25微米、0.2微米、0.15微米、0.1微米或甚至至多0.075微米)的任何所需厚度。另外,可以通過UV、電子束或熱將涂層固化。使用等離子體蝕刻基質(zhì)和納米分散相的至少一部分可形成無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化或納米多孔表面。所述方法可在適度真空條件(如,在約5毫托至約10毫托范圍內(nèi))下進(jìn)行。典型的反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)系統(tǒng)由具有兩個平行電極的真空室組成,這兩個電極為“通電電極”(或“樣品載體電極”)和對電極,它們產(chǎn)生使離子向著其加速的電場。通電電極位于真空室底部,并且與真空室的其余進(jìn)行電隔離。要被納米結(jié)構(gòu)化制品或樣品被放置在通電電極上。反應(yīng)性氣體物質(zhì)可以(如)通過真空室頂部中的小入口被加入真空室,并且可以流出到在真空室底部處的真空泵系統(tǒng)。通過向通電電極施加RF電磁場,在系統(tǒng)中形成等離子體。電磁場通常是使用13.56MHz的振蕩器產(chǎn)生的,但是也可以使用其它RF源和頻率范圍。氣體分子被打破并可以在等離子體中被離子化,并且向著通電電極加速以蝕刻樣品。大的電壓差使得離子被朝通電電極導(dǎo)向,離子在通電電極處碰撞有待蝕刻的樣品。由于(大部分)離子是垂直傳遞的,故樣品的蝕刻輪廓是基本上各向異性的。優(yōu)選地,通電電極小于對電極,從而在鄰近通電電極的整個離子殼層上形成大的電壓電勢。優(yōu)選地,蝕刻進(jìn)行到大于約100nm的深度。過程壓力通常保持低于約20毫托(在一些實(shí)施例中,低于約10毫托)但高于約1毫托。這個壓力范圍使得很容易以高性價比方式產(chǎn)生各向異性的納米結(jié)構(gòu)。當(dāng)壓力為高于約20毫托時,蝕刻過程變得更為各向同性,這是由離子能量的碰撞猝滅造成的。類似地,當(dāng)壓力為低于約1毫托時,蝕刻速率變得非常慢,這是由反應(yīng)物質(zhì)密度的數(shù)值降低造成的。另外,氣體抽取的要求變得非常高。蝕刻過程的RF電源的功率密度優(yōu)選為在約0.1瓦特/cm3至約1.0瓦特/cm3(在一些實(shí)施例中,約0.2瓦特/cm3至約0.3瓦特/cm3)范圍內(nèi)。所用氣體的類型和用量將取決于要蝕刻的基質(zhì)材料。反應(yīng)性氣體物質(zhì)需要選擇性蝕刻基質(zhì)材料而非分散相。可使用附加的氣體來提高碳?xì)浠衔锏奈g刻速率或用于非碳?xì)浠衔锊牧系奈g刻。例如,可將含氟氣體(如,全氟甲烷、全氟乙烷、全氟丙烷、六氟化硫和三氟化氮)加到氧氣中或獨(dú)自引入以蝕刻材料例如SiO2、碳化鎢、氮化硅和非晶硅。同樣,可加入含氯氣體以用于材料的蝕刻,所述材料例如鋁、硫、碳化硼和第II-VI族(包括鎘、鎂、鋅、硫、硒、碲以及它們的組合)和第III-V族(包括鋁、鎵、銦、砷、磷、氮、銻或它們的組合)的半導(dǎo)體??墒褂锰?xì)浠衔餁怏w(如,甲烷)來進(jìn)行材料(如,砷化鎵、鎵和銦)的蝕刻。可添加惰性氣體,尤其是重氣,例如氬氣,來提高各向異性蝕刻過程。制備本文所述納米結(jié)構(gòu)化表面的方法也可使用連續(xù)卷對卷處理來進(jìn)行。例如,所述方法可用“圓筒形”RIE來進(jìn)行。圓筒形RIE利用旋轉(zhuǎn)的圓筒形電極來在制品的表面上提供各向異性地蝕刻的納米結(jié)構(gòu)。通常,用于制備本文所述納米結(jié)構(gòu)化制品的圓筒形RIE可描述如下。在真空容器內(nèi)部提供由射頻(RF)供電的旋轉(zhuǎn)式圓柱形電極(“筒電極”)以及接地的對電極。對電極可包括真空容器本身。將包含蝕刻劑的氣體送入真空容器中,在筒電極和接地對電極之間激發(fā)并維持等離子體。選擇條件,以使得足夠的離子轟擊垂直導(dǎo)向到筒的圓周。然后,包括含有納米分散相的基質(zhì)的連續(xù)制品可以卷繞筒的外周并且可以沿著與制品平面垂直的方向蝕刻基質(zhì)?;|(zhì)的形式可以是制品上(如膜或幅材上)的涂層,或者基質(zhì)可以自身就是制品。可控制制品的暴露時間,以使所得的納米結(jié)構(gòu)獲得預(yù)定的蝕刻深度??稍诩s10毫托的操作壓力下進(jìn)行所述過程。圖1和2示出可用于制備本文所述納米結(jié)構(gòu)化制品的示例性方法的圓筒形RIE設(shè)備。標(biāo)號10大體示出了用于產(chǎn)生等離子體和離子加速的通用元件。該RIE設(shè)備10包括:支承結(jié)構(gòu)12;殼體14,所述殼體包括一個或多個門18的前面板16、側(cè)壁20和背板22,限定其中被分成一個或多個隔室的室24;可旋轉(zhuǎn)地固定在所述室內(nèi)的筒26;可旋轉(zhuǎn)地固定在所述室內(nèi)并統(tǒng)稱為28的多個線軸裝置;用于可旋轉(zhuǎn)地傳動筒26的傳動組件37;可旋轉(zhuǎn)地固定在所述室內(nèi)的惰輥32;和與所述室流體連通的真空泵34。支承結(jié)構(gòu)12為本領(lǐng)域中用于以所需構(gòu)造支承殼體14的任何已知的裝置,在本例中以直立的方式支承。如圖1和圖2中所示,殼體14可以是如下文更詳細(xì)描述的兩部分殼體。在該實(shí)施例中,支承結(jié)構(gòu)12包括附接到用于支承設(shè)備10的兩部分殼體的每一側(cè)的交叉支承體40。特別地,交叉支承體40包括用于分別移動和支承設(shè)備10的輪42和可調(diào)式支腳44。在圖1和圖2中所示實(shí)施例中,交叉支承體40通過附連支承體46連接到殼體14的每一側(cè)。特別地,lxc承體40通過附連支承體46連接至側(cè)壁20(即,底部側(cè)壁)中的一個,而殼體14另一側(cè)上的交叉支承體40通過附連支承體46連接至背板22。如圖1所示,在設(shè)備10的右手側(cè)上的交叉支承體40之間提供額外的橫桿47。這會形成額外的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。殼體14可以是提供受控環(huán)境的任何裝置,該受控環(huán)境能夠抽真空、在抽真空后密閉引入的氣體、由氣體產(chǎn)生等離子體、離子加速以及蝕刻。在圖1和2中所示的實(shí)施例中,殼體14具有外壁,該外壁包括前面板16、四個側(cè)壁20和背板22。外壁定義具有中空內(nèi)部空間的盒,表示為室24。側(cè)壁20和背板22以本領(lǐng)域已知的任何方式扣緊在一起,以足以允許對室24抽氣、密閉用于產(chǎn)生等離子體的流體、產(chǎn)生等離子體、離子加速和蝕刻的方式將側(cè)壁20和背板22彼此剛性固定。不將前面板16牢固地固定,以便進(jìn)入室24,從而裝載和卸載基材材料并進(jìn)行維護(hù)。將前面板16分為通過鉸鏈50(或等同連接構(gòu)件)連接至側(cè)壁20中的一個的兩個板,以定義一對門18。這些門密封至側(cè)壁20的邊緣,優(yōu)選通過使用真空密封件(如,O形環(huán))。鎖定裝置52選擇性地將門18固定到側(cè)壁20,并且可以是能夠按以下方式將門18固定到側(cè)壁20的任何裝置:允許對室24抽真空、存儲用于產(chǎn)生等離子體的流體、產(chǎn)生等離子體、離子加速和蝕刻。在一個實(shí)施例中,由隔離壁54將室24分成兩個隔室56和58。壁54中的通道或孔60在隔室之間形成流體或基材的通道?;蛘?,室可以只有一個隔室或具有三個或更多個隔室。優(yōu)選地,室僅為一個隔室。殼體14包括多個觀察端口62,其具有密封地覆蓋端口62的高壓透明聚合物板64以允許觀察其中進(jìn)行的蝕刻過程。殼體14還包括多個傳感器端口66,其中可以固定各種(如,溫度、壓力等)傳感器。殼體14還包括提供用于導(dǎo)管連接的入口端口68,通過所述入口端口68,可根據(jù)需要將流體引入室24中。殼體14還包括泵端口70和72,它們允許將氣體和液體從室24中泵出或以其他方式排出。圖中示出了從側(cè)壁20之一懸掛的泵34,優(yōu)選地從底部懸掛(如圖2中所示)。泵34可以是(例如)流動連接到殼體14內(nèi)受控環(huán)境的渦輪分子泵。其他泵(例如擴(kuò)散泵或低溫泵)可以用于對下部隔室58抽氣并保持其中的操作壓力。優(yōu)選地,執(zhí)行蝕刻步驟的過程中的過程壓力被選定為在約1毫托和約20毫托的范圍內(nèi),從而得到各向異性蝕刻?;瑒娱y73沿著該流體連接設(shè)置并且可以選擇性地相交或阻斷泵34和殼體14內(nèi)部之間的流體連通。滑動閥73可在泵端口62上方移動,從而泵端口62可以相對于泵34流體連通而完全打開、部分打開、或關(guān)閉。筒26優(yōu)選為具有環(huán)形表面82和兩個平端面84的圓筒形電極80。電極可由任何導(dǎo)電材料制成并優(yōu)選為金屬(如,鋁、銅、鋼、不銹鋼、銀、鉻或它們的合金)。優(yōu)選地,電極為鋁材,因?yàn)槠淙菀字圃臁R射率低并且成本低。筒26還構(gòu)造成包括未涂覆的導(dǎo)電區(qū)以及非導(dǎo)電絕緣區(qū),所述未涂覆的導(dǎo)電區(qū)允許電場向外滲透,所述非導(dǎo)電絕緣區(qū)則用于防止電場滲透,并因此將薄膜涂層限制到電極的非絕緣或?qū)щ姴糠帧7菍?dǎo)電材料通常為絕緣體,例如聚合物(如聚四氟乙烯)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以預(yù)見到各種實(shí)施例,其滿足此非導(dǎo)電目的,以便僅提供細(xì)小的通道(通常為待涂布的透明導(dǎo)電氧化物基材基材的寬度)作為導(dǎo)電區(qū)域。圖1示出了筒26的實(shí)施例,其中除了環(huán)形表面82中的環(huán)形通道90保持未涂布并因此具有導(dǎo)電性外,筒26的環(huán)形表面82和端面84均涂布有非導(dǎo)電的或絕緣的材料。另外,一對暗區(qū)屏蔽件86和88覆蓋環(huán)形表面82上的絕緣材料,并在一些實(shí)施例中覆蓋端面84。絕緣材料限制電極的表面積,沿該電極可以產(chǎn)生等離子體和加負(fù)偏壓。然而,由于絕緣材料有時會被離子轟擊污染,因此暗區(qū)屏蔽物86和88可覆蓋絕緣材料的一部分或全部。這些暗區(qū)屏蔽物可由金屬(如,鋁)制成但不起導(dǎo)電劑的作用,因?yàn)樗鼈兺ㄟ^絕緣材料(未示出)與電極分開。這允許將等離子體禁閉在電極區(qū)域內(nèi)。筒26的另一個實(shí)施例示于圖3和4中,其中筒26包括固定到筒26的環(huán)形表面82的一對絕緣環(huán)85和87。在一些實(shí)施例中,絕緣環(huán)87為還起到覆蓋端面84作用的蓋罩。螺栓92將支承裝置94(實(shí)施為平板或帶子)固定至背板22。螺栓92和支承件94可以幫助支承筒26的各個部分。一旦固定到環(huán)形表面82,絕緣環(huán)對85和87就限定實(shí)施為通道90的暴露電極部分。除了透明導(dǎo)電氧化物基材接觸電極的區(qū)域(即,接觸電極的等離子體暗區(qū)限制(如,約3mm)或者位于其內(nèi))之外,在所有區(qū)域中通過絕緣材料按某種方式覆蓋電極80。這限定可以與透明導(dǎo)電氧化物基材緊密接觸的暴露電極部分。電極的其余則由絕緣材料覆蓋。當(dāng)電極通電并且電極相對于所產(chǎn)生的等離子體變?yōu)樨?fù)偏壓時,該相對厚的絕緣材料可防止對其覆蓋的表面進(jìn)行蝕刻。結(jié)果,蝕刻限于未覆蓋的區(qū)域(即,沒有被絕緣材料覆蓋的區(qū)域,通道90),所述未覆蓋的區(qū)域優(yōu)選地被相對較薄的透明導(dǎo)電氧化物基材覆蓋。參見圖1和圖2,筒26通過磁流體饋通和固定在背板22中洞內(nèi)的旋轉(zhuǎn)接頭38(或等同裝置)旋轉(zhuǎn)固定到背板22上。在旋轉(zhuǎn)期間,磁流體饋通和旋轉(zhuǎn)接頭將來自標(biāo)準(zhǔn)冷卻劑流體導(dǎo)管和電線的單獨(dú)流體和電連接分別提供給可旋轉(zhuǎn)筒26的中空冷卻劑通道和導(dǎo)電電極,同時保持真空密封。旋轉(zhuǎn)接頭還提供必要的力以使筒旋轉(zhuǎn),該力由任何傳動裝置提供,例如無刷直流伺服電機(jī)。然而,可通過能夠提供這樣的連接的任何裝置,將筒26連接到背板22以及導(dǎo)管和電線,并且不限于磁流體饋入和旋轉(zhuǎn)接頭。這種磁流體饋通和旋轉(zhuǎn)接頭的一個例子為由新罕布什爾州納舒厄市的磁流體公司(FerrofluidicsCo.,Nashua,NH)制造的兩英寸(約5cm)內(nèi)徑的中空軸饋通。筒26由傳動組件37旋轉(zhuǎn)傳動,傳動組件37可以是能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動平移給筒26的任何機(jī)械或電氣系統(tǒng)。在圖2所示實(shí)施例中,傳動組件37包括具有端接于傳動皮帶輪31的傳動軸的電機(jī)33,所述傳動皮帶輪31機(jī)械連接至與筒26剛性連接的從動皮帶輪39。皮帶35(或等同結(jié)構(gòu))將傳動皮帶輪31的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動平移給從動皮帶輪39。多個線軸裝置28可旋轉(zhuǎn)地固定到背板22上。所述多個線軸裝置28包括具有一對基材線軸28A和28B的基材線軸裝置,并在一些實(shí)施例中,還可包括具有一對間隔幅材線軸28C和28D的間隔幅材線軸裝置以及具有一對掩蔽幅材線軸28E和28F的掩蔽幅材線軸裝置,其中每一對都包括一個遞送線軸和一個卷繞線軸。從圖2可以明顯看出,至少每個卷繞線軸28B、28D和28F包括機(jī)械連接至其上的傳動裝置27,例如下述的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī),用于在蝕刻過程中根據(jù)需要提供選擇性地旋轉(zhuǎn)線軸的旋轉(zhuǎn)力。此外,所選實(shí)施例中的每個遞送線軸28A、28C和28E都包括用于向幅材提供緊固度的張緊器或傳動裝置29。每一個線軸裝置包括遞送和卷繞線軸,所述線軸可以位于彼此相同或不同的隔室中,繼而可以是或者可以不是電極所處的同一隔室。每一個線軸具有標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造,其中軸向桿和輪圈從限定凹槽的每一端徑向延伸,細(xì)長構(gòu)件(在這種情況下,是指基材或幅材)在所述凹槽中纏繞或卷繞。每一個線軸牢固固定到密封穿過背板22延伸的可旋轉(zhuǎn)桿。就待傳動的線軸而言,該桿機(jī)械地連接至電機(jī)27(如,無刷直流伺服電機(jī))。就非從動線軸而言,線軸只是通過傳動裝置29以可旋轉(zhuǎn)方式連接到背板22,并且可以包括用于防止松弛的張緊裝置。RIE設(shè)備10還包括可旋轉(zhuǎn)固定在室中的惰輥32和流體連接至該室的泵34。惰輥將基材從基材線軸28A導(dǎo)向到筒26上的通道90并且從通道90導(dǎo)向到卷繞基材線軸28B。此外,如果使用間隔幅材和掩蔽幅材,則惰輥32分別將這些幅材和基材從基材線軸28A和掩蔽幅材線軸28E導(dǎo)向到通道90,并從通道90導(dǎo)向到卷繞基材線軸28B和卷繞掩蔽幅材線軸28F。RIE設(shè)備10還包括用于通過磁流體饋通38向電極80提供溫度控制流體的溫度控制系統(tǒng)。只要該溫度控制流體與電極80內(nèi)通道流體連接,就可以將溫度控制系統(tǒng)設(shè)置在設(shè)備10上,或者可以由單獨(dú)系統(tǒng)提供并通過導(dǎo)管將該流體抽吸至設(shè)備10。溫度控制系統(tǒng)可以根據(jù)需要加熱或冷卻電極80,以便為蝕刻提供正確溫度的電極。在一個實(shí)施例中,溫度控制系統(tǒng)為使用冷卻劑(如,水、乙二醇、氯氟烴、氫氟醚和液化氣(如,液氮))的冷卻劑系統(tǒng)。RIE設(shè)備10還包括流動連接到抽氣端口70的抽氣泵。這種泵可以是能夠?qū)υ撌疫M(jìn)行抽氣的任何真空泵,例如羅茨筒風(fēng)機(jī)、渦輪分子泵、擴(kuò)散泵或低溫泵。此外,可通過機(jī)械泵協(xié)助或支持該泵。可將抽真空泵設(shè)置在設(shè)備10上,或者可作為單獨(dú)的系統(tǒng)提供并流體連接至該室。RIE設(shè)備10還包括流體輸送器,優(yōu)選地為質(zhì)量流量控制器的形式,所述流體輸送器調(diào)節(jié)用于產(chǎn)生薄膜的流體,在抽真空后該流體被泵入室中??蓪⑤斔推髟O(shè)置在設(shè)備10上,或者可作為單獨(dú)的系統(tǒng)提供并流體連接至該室。輸送器在蝕刻過程中以適當(dāng)?shù)捏w積流量或質(zhì)量流量將流體輸送到該室。蝕刻氣體可包括氧氣、氬氣、氯氣、氟氣、四氟化碳、四氯化碳、全氟甲烷、全氟乙烷、全氟丙烷、三氟化氮、六氟化硫、甲烷以及它們的混合物。RIE設(shè)備10還包括通過電端子30電連接到電極80的電源??梢詫㈦娫丛O(shè)置在設(shè)備10上或者可以設(shè)置在單獨(dú)的系統(tǒng)上,并且將電源通過電端子電連接到電極(如圖2中所示)??傊?,電源為能夠提供充足電力的任何發(fā)電或輸電系統(tǒng)。(見下文中的討論)。盡管可以采用多種電源,但RF電源是優(yōu)選的。這是由于其頻率足夠高,能夠在適當(dāng)配置的通電電極上形成自偏壓,但是又不會高到在所得的等離子體中產(chǎn)生駐波。RF電源可放大,以實(shí)現(xiàn)高輸出(寬幅材或基材,快幅材速度)。當(dāng)使用RF電源時,在電極上的負(fù)偏壓為負(fù)自偏壓,也就是說,無需使用單獨(dú)的電源在電極上引入負(fù)偏壓。由于RF電源是優(yōu)選的,故其余的討論將集中在該類型上。RF電源為電極80供電,頻率范圍為0.01MHz至50MHz,優(yōu)選地為13.56MHz或其任何整數(shù)(如,1、2或3)倍數(shù)。當(dāng)提供至電極80時,此RF電源從室內(nèi)的氣體產(chǎn)生等離子體。RF電源可以是通過網(wǎng)絡(luò)連接到電極上的射頻發(fā)生器,例如13.56MHz振蕩器,所述網(wǎng)絡(luò)用來使電源的阻抗與輸電線的阻抗相匹配(其通常為約50歐姆電阻),以通過同軸輸電線有效地輸送RF功率。將RF功率施加到電極時,產(chǎn)生等離子體。在15RF等離子體中,通電電極變得相對于等離子體負(fù)偏壓。這種偏壓通常為在500伏至1400伏的范圍內(nèi)。這一偏壓導(dǎo)致等離子體內(nèi)的離子朝電極80加速。加速離子蝕刻與電極80接觸的制品,如下文詳細(xì)描述。在操作中,將希望在其上進(jìn)行蝕刻的整個基材線軸插到作為線軸28A的桿的上方。穿過下部的門18來觸及這些線軸,因?yàn)樵趫D1和圖2中,所述線軸位于下部隔室58中,而蝕刻發(fā)生于上部隔室56中。另外,空線軸與基材固定線軸相對扣緊作為線軸28B,從而在進(jìn)行蝕刻之后充當(dāng)卷繞線軸。如果在卷繞或退繞過程中需要墊片幅材來緩沖基材,則可以線軸28C和28D的形式提供墊片幅材遞送和/或卷繞線軸(然而處于圖中所示特定位置的線軸的位置并不是關(guān)鍵性的)。相似地,如果希望以圖案或以其他方式方式局部進(jìn)行蝕刻,則可在作為線軸28E的輸入線軸上設(shè)置掩蔽幅材,并將空線軸設(shè)置為作為線軸28F的卷繞線軸。在布置好所有具有和不具有基材或幅材的線軸后,把將在其上進(jìn)行蝕刻的基材(以及與其一起圍繞電極行進(jìn)的任何掩蔽幅材)織造或者拉過系統(tǒng)到達(dá)卷繞線軸。間隔幅材通常沒有通過系統(tǒng)織造,相反,在這個步驟之前與基材分開和/或在這個步驟之后就設(shè)置。具體地,在通道90中,將基材圍繞電極80卷繞,從而覆蓋暴露的電極部分。將基材充分拉緊,以保持與電極的接觸并在電極發(fā)生旋轉(zhuǎn)時隨電極移動,因此基材的一段長度始終與電極接觸以進(jìn)行蝕刻。這允許以連續(xù)的過程對基材從卷的一端到另一端進(jìn)行蝕刻。基材位于蝕刻位置,并且將下部的門18密閉。對室24抽真空,以除去所有空氣和其他雜質(zhì)。當(dāng)向抽真空的室中泵入蝕刻氣體混合物時,設(shè)備便可以開始蝕刻過程。啟動RF電源以向電極80提供RF電場。該RF電場使得氣體變得離子化,導(dǎo)致形成其中具有離子的等離子體。這特別地使用13.56MHz振蕩器產(chǎn)生,但也可使用其他RF源和頻率范圍。一旦產(chǎn)生等離子體,就通過使用RF電源為電極持續(xù)供電,在電極80上產(chǎn)生負(fù)直流偏壓。這種偏壓造成離子朝電極80的通道(非絕緣電極部分)90(電極的其余是絕緣的或者是被屏蔽的)加速。離子沿著與電極80的通道90接觸的基材的長度選擇性地蝕刻基質(zhì)材料(相對于分散相而言),從而實(shí)現(xiàn)對制品長度上的基質(zhì)材料的各向異性蝕刻。對于連續(xù)蝕刻,傳動卷繞線軸以便將制品和任何掩蔽幅材拉過上部隔室56以及電極80的上方,以使得在與環(huán)形通道90接觸的任何未掩蔽基材部分上進(jìn)行基質(zhì)的蝕刻。因此,穿過上部隔室連續(xù)拉動基材,同時在電極上設(shè)置連續(xù)RF場并且在所述室內(nèi)提供足夠反應(yīng)性氣體。結(jié)果是在細(xì)長制品上的連續(xù)蝕刻,并且基本上僅在制品上。蝕刻不發(fā)生在電極的絕緣部分上,也不發(fā)生在室中的其他地方。為防止提供給等離子體的有效功率在圓柱形電極的端板中耗散,可使用接地暗區(qū)屏蔽物86和88。暗區(qū)屏蔽物86和88可具有任何有利于減少可能的污垢的形狀、尺寸和材料。在圖1和圖2中所示的實(shí)施例中,暗區(qū)屏蔽物86和88為裝配在筒26及其上的絕緣材料上方的金屬環(huán)。由于在暗區(qū)屏蔽件86和88接觸筒26的區(qū)域內(nèi)覆蓋筒26的絕緣材料,暗區(qū)屏蔽件86和88未偏置。該環(huán)狀實(shí)施例中的暗區(qū)屏蔽件還包括在其以非環(huán)形方式從筒26上延伸出的每一端上的凸塊。這些凸塊可有助于將制品對準(zhǔn)在通道90內(nèi)。優(yōu)選地,溫度控制系統(tǒng)在整個過程中泵送流體通過電極80,以將電極保持在所需的溫度下。通常,這涉及上述用冷卻劑冷卻電極,但在某些情況下可能需要加熱。另外,由于基材直接接觸電極,因此通過這種冷卻系統(tǒng)控制從等離子體到基材的熱傳遞,從而允許涂布熱敏膜,例如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯。完成蝕刻過程后,可將線軸從將其支承在壁上的軸上取下。上面具有納米結(jié)構(gòu)制品的基材位于線軸28B上并且可以使用。在本文所述納米結(jié)構(gòu)化制品的一些實(shí)施例中,納米結(jié)構(gòu)化制品包括附加層。例如,該制品可以包括附加含氟化合物層,以賦予制品改善的拒水和/或拒油性質(zhì)。納米結(jié)構(gòu)化表面還可經(jīng)后處理(如,附加的等離子體處理)。等離子體后處理可以包括表面改性,用于改變納米結(jié)構(gòu)上可能存在的化學(xué)官能團(tuán)或沉積增強(qiáng)納米結(jié)構(gòu)性能的薄膜。表面改性可以包括附連甲基、氟化物、羥基、碳酰基、羧基、硅烷醇、胺或其它官能團(tuán)。沉積的薄膜可包含碳氟化合物、類玻璃、類金剛石、氧化物、碳化物和氮化物。當(dāng)應(yīng)用表面改性處理時,由于經(jīng)各向異性蝕刻的納米結(jié)構(gòu)表面的表面積大,導(dǎo)致表面官能團(tuán)的密度高。當(dāng)使用胺官能團(tuán)時,生物試劑(如,抗體、蛋白和酶)可以容易地接枝到胺官能團(tuán)。當(dāng)使用硅烷醇官能團(tuán)時,由于硅烷醇基團(tuán)的密度高,導(dǎo)致硅烷化學(xué)劑可以容易地施用于納米結(jié)構(gòu)表面?;诠柰榛瘜W(xué)劑的抗微生物的、易清潔性并且抗污染的表面處理劑可以商購獲得??刮⑸锾幚韯┛梢园ň哂泄柰槎嘶募句@化合物。易于清潔的化合物可包含碳氟化合物處理劑,例如全氟聚醚硅烷和六氟環(huán)氧丙烷(HFPO)硅烷。抗污染處理劑可以包括聚乙二醇硅烷。當(dāng)使用薄膜時,這些薄膜可以為納米結(jié)構(gòu)提供額外耐久性,或者根據(jù)薄膜的折射率提供獨(dú)特的光學(xué)效應(yīng)。薄膜的特定類型可以包括類金剛石碳(DLC)、類金剛石玻璃(DLG)、非晶硅、氮化硅、等離子體聚合化的硅油、鋁和銅。對于按順序包括基材、功能層和納米結(jié)構(gòu)化表面的復(fù)合物,可例如通過包括以下步驟的方法制得所述復(fù)合物:提供具有大致相背對的第一主表面和第二主表面的基材和具有相背對的第一主表面和第二主表面的功能層,其中功能層的第一主表面設(shè)置在基材的第一主表面上;在功能層的第一主表面上涂布包括基質(zhì)材料和在基質(zhì)材料中的納米級分散相的可涂布型組合物;任選地干燥該涂層(和任選地固化該干燥涂層),從而得到包括基質(zhì)和在基質(zhì)中的納米級分散相的制品;使該制品的第二主表面暴露于反應(yīng)性離子蝕刻,其中該離子蝕刻包括:將所述制品置于真空容器中的圓柱形電極上;將蝕刻氣體以預(yù)定壓力(如在1毫托至20毫托的范圍內(nèi))引導(dǎo)到該真空容器;在圓柱形電極和對電極之間產(chǎn)生等離子體(如氧等離子體);旋轉(zhuǎn)該圓柱形電極以平移該基材;以及各向異性地蝕刻該涂層,從而得到無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化各向異性表面。對于相對于基材按順序還包括第二功能層和第二納米結(jié)構(gòu)化表面的復(fù)合物,例如通過在基材的每一個主表面上向基材提供功能層(其可以是相同的或不同的),以及在功能層上施加第二納米結(jié)構(gòu)化表面,可以進(jìn)行前述方法。在一些實(shí)施例中,第二納米結(jié)構(gòu)化表面與第一納米結(jié)構(gòu)化表面同時施加。在一些實(shí)施例中,在施加第一納米結(jié)構(gòu)化表面之后提供第二功能層,而在其他實(shí)施例中,例如在施加第一納米結(jié)構(gòu)化表面的過程中提供第二功能層。對于按順序包括基材、納米結(jié)構(gòu)化表面和功能層的本文所述復(fù)合物,可例如通過包括以下步驟的方法制備所述復(fù)合物:提供具有大致相背對的第一主表面和第二主表面的基材;在基材的第一主表面上涂布包括基質(zhì)材料和在第一基質(zhì)材料中的納米級分散相的可涂布型組合物;任選地干燥該涂層(和任選地固化該干燥涂層),從而得到包括基質(zhì)和在基質(zhì)中的納米級分散相的制品;使所述制品的主表面暴露于反應(yīng)性離子蝕刻,其中所述離子蝕刻的步驟包括:將所述制品置于真空容器中的圓柱形電極上;將蝕刻氣體以預(yù)定壓力(如在1毫托至20毫托的范圍內(nèi))引導(dǎo)到該真空容器;在圓柱形電極和對電極之間產(chǎn)生等離子體(如氧等離子體);旋轉(zhuǎn)該圓柱形電極以平移該基材;以及各向異性地蝕刻該涂層,從而得到無規(guī)的第一納米結(jié)構(gòu)化各向異性表面;以及在無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化各向異性表面上設(shè)置功能層。對于相對于基材按順序還包括第二納米結(jié)構(gòu)化表面和第二功能層的復(fù)合物,例如通過在功能層上施加第二納米結(jié)構(gòu)化表面,然后在第二納米結(jié)構(gòu)化表面的主表面上設(shè)置功能層(其可以是相同的或不同的),可以進(jìn)行前述方法。在一些實(shí)施例中,第二納米結(jié)構(gòu)化表面與第一納米結(jié)構(gòu)化表面同時施加。在一些實(shí)施例中,在施加第一納米結(jié)構(gòu)化表面之后提供第二功能層,而在其他實(shí)施例中,例如在施加第一納米結(jié)構(gòu)化表面的過程中提供第二功能層。有若干種用于形成透明導(dǎo)電膜的沉積技術(shù),包括化學(xué)氣相沉積(CVD)、磁控濺射、蒸發(fā)和噴霧熱解。玻璃基材已廣泛用于制造有機(jī)發(fā)光二極管。然而,對于某些應(yīng)用(如,電子地圖和便攜式計算機(jī))來說,玻璃基材往往是不可取的。在需要柔韌性的地方,玻璃易碎并因此不可取。此外,對于一些應(yīng)用(如,大面積顯示器)來說,玻璃太重了。塑料基材為玻璃基材的替代品。通過低溫(25℃-125℃)濺射在塑料基材上形成透明導(dǎo)電膜在例如以下文獻(xiàn)中有報道:Gilbert等人,47thAnnualSocietyofVacuumCoatersTechnicalConferenceProceedings(1993)(真空鍍膜機(jī)協(xié)會第47屆年度技術(shù)會議論文集(1993));T.Minami等人,ThinSolidFilm(固體薄膜)第270卷第37頁(1995);和J.Ma,ThinSolidFilms(固體薄膜)第307卷第200頁(1997)。在例如美國專利第6,645,843號(Kim等人)中報道了另一沉積技術(shù)—脈沖激光沉積,其中在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材上形成光滑的低電阻率氧化銦錫(ITO)涂層。導(dǎo)電層可以包含導(dǎo)電單質(zhì)金屬、導(dǎo)電合金、導(dǎo)電金屬氧化物、導(dǎo)電金屬氮化物、導(dǎo)電金屬碳化物、導(dǎo)電金屬硼化物和它們的組合。優(yōu)選的導(dǎo)電金屬包括單質(zhì)銀、銅、鋁、金、鈀、鉑、鎳、銠、釕、鋁和鋅。還可使用這些金屬的合金,例如銀-金、銀-鈀、銀-金-鈀、或者這些金屬彼此混合而成或這些金屬與其他金屬混合而成的分散體。也可將透明導(dǎo)電氧化物(TCO)如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、具有或不具有摻雜劑如鋁、鎵和硼的氧化鋅、其他TCO以及它們的組合用作導(dǎo)電層。優(yōu)選地,導(dǎo)電金屬層的物理厚度為在約3nm至約50nm(在一些實(shí)施例中,約5nm至約20nm)范圍內(nèi),而透明導(dǎo)電氧化物層的物理厚度優(yōu)選為在約10nm至500nm(在一些實(shí)施例中,約20nm至約300nm)范圍內(nèi)。所得導(dǎo)電層通??商峁┬∮?00歐姆/平方米(在一些實(shí)施例中,小于200歐姆/平方米或甚至小于100歐姆/平方米)的薄層電阻。對于施加到納米結(jié)構(gòu)化表面的功能層,該層可沿循納米結(jié)構(gòu)化表面的表面輪廓,從而在納米結(jié)構(gòu)化表面和沉積層之間的界面處以及在接觸空氣或另一基材的表面的功能涂層的第二表面處產(chǎn)生抗反射功能。透明導(dǎo)電膜可以例如由透明導(dǎo)電聚合物制作。導(dǎo)電聚合物包括聚乙炔、聚苯胺、聚呲咯、PETOT/PSS(聚(3,4-亞乙基二氧基噻吩)/聚苯乙烯磺酸)、或聚噻吩的衍生物(參見如Skotheim等人,HandbookofConductingPolymers,1998(導(dǎo)電聚合物手冊,1998年))。雖然不想受到理論的限制,但據(jù)信這些聚合物具有允許導(dǎo)電的軛合雙鍵。此外,雖然不想受到理論的限制,但據(jù)信通過操縱能帶結(jié)構(gòu),已經(jīng)對聚噻吩進(jìn)行改性,以實(shí)現(xiàn)對于可見光透明的HUMO-LUMO間距。在聚合物中,能帶結(jié)構(gòu)由分子軌道確定。有效能帶隙是最高已占分子軌道(HOMO)和最低未占分子軌道(LUMO)之間的間距。透明導(dǎo)電層可以包含(例如)實(shí)心或中空的各向異性納米級材料。實(shí)心各向異性納米級材料包括納米纖維和納米片晶。中空各向異性納米級材料包括納米管。通常,納米管具有大于10:1(在一些實(shí)施例中,大于50:1或甚至大于100:1)的縱橫比。納米管的長度通常為大于500nm(在一些實(shí)施例中,大于1微米或甚至大于10微米)。這些各向異性納米級材料可以由任何導(dǎo)電材料制作。最典型地,導(dǎo)電材料為金屬。金屬材料可以是單質(zhì)金屬(如過渡金屬)或金屬化合物(如金屬氧化物)。金屬材料還可以是合金或雙金屬材料,其包含兩類或更多類的金屬。合適的金屬包括銀、金、銅、鎳、鍍金銀、鉑和鈀。導(dǎo)電材料還可以是非金屬(如,碳或石墨(碳的同素異形體))。氣體(如,水蒸汽和氧)阻隔膜通常在膜表面上包含金屬氧化物例如氧化鋁、氧化鎂或氧化硅的較薄(如,約100nm至約300nm)層。提供氣體阻隔膜的膜上其他示例性層包括陶瓷,例如氧化硅、氮化硅、氧化鋁氮化物、氧化鎂、氧化鋅、氧化銦、氧化錫、摻雜錫的氧化銦和摻雜鋁的氧化鋅。阻氣膜可以為單個阻擋層或多個阻擋層構(gòu)造。阻擋層還可以具有多功能性質(zhì),例如導(dǎo)電功能性。在一些實(shí)施例中,包含納米級分散相的基質(zhì)的表面可以是微結(jié)構(gòu)化的。例如,可對具有V型槽微結(jié)構(gòu)化表面的透明導(dǎo)電氧化物涂層基材涂布包含納米分散相的可聚合基質(zhì)材料,并對其進(jìn)行等離子體蝕刻處理,以在V型槽微結(jié)構(gòu)化表面上形成納米結(jié)構(gòu)。其他實(shí)例包括:通過控制在多溶劑涂層溶液中的溶劑蒸發(fā)處理而得到的細(xì)小微結(jié)構(gòu)化表面,如在美國專利7,378,136(Pokorny等人)中報道;或由微復(fù)制法所得結(jié)構(gòu)化表面,如美國專利7,604,381(Hebrink等人)中報道;或例如由電場和磁場感應(yīng)的任何其他結(jié)構(gòu)化表面。任選地是,本文所述制品還包括設(shè)置在基材的第二表面上的光學(xué)透明粘合劑。如在下述實(shí)例部分的內(nèi)容中的25微米厚樣品上進(jìn)行的光學(xué)透明粘合劑的霧度和透射率測試所測得,可用于本發(fā)明中的光學(xué)透明粘合劑優(yōu)選為具有至少約90%或甚至更高的光透射率以及低于約5%或甚至更低的霧度值的那些。合適的光學(xué)透明粘合劑可具有抗靜電性質(zhì),可與腐蝕敏感層相容,并且可通過拉伸粘合劑而從基材剝離。示例性光學(xué)透明粘接劑包括以下文獻(xiàn)中所述那些:PCT公布No.WO2008/128073(Everaerts等人),涉及防靜電光學(xué)透明壓敏粘合劑;美國專利申請公開第US2009/0229732A1號(Determan等人),涉及拉伸剝離光學(xué)透明粘合劑;美國專利申請公開第US2009/0087629號(Everaerts等人),涉及氧化銦錫相容的光學(xué)透明粘合劑;美國專利申請公開第US2010/0028564號(Everaerts等人),涉及具有光透射粘合劑的抗靜電光學(xué)構(gòu)造;美國專利申請公開第2010/0040842號(Everaerts等人),涉及與腐蝕敏感層相容的粘合劑;PCT公開第WO2009/114683號(Hamerski等人),涉及光學(xué)透明拉伸剝離粘合劑膠帶;和PCT公布第WO2010/078346號(Hamerski等人),涉及拉伸剝離粘合劑膠帶。在一個實(shí)施例中,光學(xué)透明粘合劑具有至多約5微米的厚度。在一些實(shí)施例中,本文所述納米結(jié)構(gòu)化制品還包括硬涂層,所述硬涂層包含分散在可交聯(lián)基質(zhì)中的SiO2納米粒子或ZrO2納米粒子中的至少一者,所述基質(zhì)包含多(甲基)丙烯酸酯、聚酯、環(huán)氧樹脂、含氟聚合物、氨基甲酸酯或硅氧烷(包括它們的共混物或共聚物)中的至少一者。市售的液態(tài)樹脂基材料(通常稱為“硬涂層”)可用作基質(zhì)或用作基質(zhì)的組分。這種材料包括可以商品名“PERMANEW”得自加利福尼亞州圣迭戈市硬涂層公司(CaliforniaHardcoatingCo.,SanDiego,CA)的那些;和可以商品名“UVHC”得自紐約州阿爾巴尼的邁圖高新材料公司(MomentivePerformanceMaterials,Albany,NY)的那些。另外,可以使用市售的納米粒子填充基質(zhì),例如可以商品名“NANOCRYL”和“NANOPOX”得自德國蓋斯特哈赫特的納米樹脂公司(NanoresinsAG,GeesthachtGermany)的那些。當(dāng)光從一個介質(zhì)傳播通過納米結(jié)構(gòu)化表面進(jìn)入具有不同折射率的另一介質(zhì)中時,無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化表面可有效地使界面反射最小化。當(dāng)納米結(jié)構(gòu)化表面層厚度為大于0.5微米時,如果納米結(jié)構(gòu)化表面層的折射率不同于基材,則將誘導(dǎo)附加的界面反射,這繼而可能增大從基材傳播通過納米結(jié)構(gòu)化表面層進(jìn)入與納米結(jié)構(gòu)化表面接觸的另一介質(zhì)中(反之亦然)的光的總反射。另外,當(dāng)納米結(jié)構(gòu)化表面層厚度為大于0.5微米時,納米結(jié)構(gòu)化表面層與基材之間的折射率差異以及納米結(jié)構(gòu)化表面層厚度的變化可能誘導(dǎo)不希望有的干涉條紋外觀。包含的平均厚度為至多0.5微米(在一些實(shí)施例中,至多0.4微米、0.3微米、0.25微米、0.2微米、0.15微米、0.1微米或甚至至多0.075微米)的無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化表面層的納米結(jié)構(gòu)化制品因此是可用的產(chǎn)生低條紋的高性能抗反射光學(xué)制品。對于與設(shè)置在無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化表面上的功能層(即,透明導(dǎo)電層或氣體阻擋層中的至少一者)的一起使用,具有至多0.5微米(在一些實(shí)施例中,至多0.4微米、0.3微米、0.25微米、0.2微米、0.1微米、0.15微米或甚至至多0.075微米)的平均厚度的納米結(jié)構(gòu)化表面層可同樣使干涉條紋和從基材通過納米結(jié)構(gòu)化表面層進(jìn)入功能層(反之亦然)的界面反射最小化,以大大提高光學(xué)性能。圖5示出了使用如本文所公開的(低條紋納米結(jié)構(gòu)化抗反射)制品的示例性顯示器100(如,液晶顯示器(LCD))的示意性剖視圖。在一個實(shí)施例中,復(fù)合物102包括透明基材、透明導(dǎo)電氧化物涂布基材或偏振器104,該偏振器具有相背對的第一表面104a和第二表面104b,第一表面104a上設(shè)置了納米結(jié)構(gòu)化抗反射層106,第二表面104b上設(shè)置了光學(xué)透明粘合劑108。任選地,在加工和儲存過程中,可使用剝離襯墊(未示出)保護(hù)光學(xué)透明粘合劑,并可使用預(yù)掩模(也未示出)保護(hù)抗反射涂層。然后將復(fù)合物102層合到玻璃基材110,使得光學(xué)透明粘合劑108與玻璃基材110直接接觸,其然后被組裝到液晶模塊112,通常,在抗反射涂層106和液晶模塊112之間設(shè)置氣隙114。在一些實(shí)施例中,本文所述制品還在納米結(jié)構(gòu)化制品的表面上包括表面保護(hù)粘合劑片材(層合物預(yù)掩蔽膜),其具有形成在膜的一個側(cè)表面的整個區(qū)域上的離型粘合劑層,例如聚乙烯膜、聚丙烯膜、氯乙烯膜或聚對苯二甲酸乙二醇酯膜,或是疊置上述聚乙烯膜、聚丙烯膜、氯乙烯膜或聚對苯二甲酸乙二醇酯膜于納米結(jié)構(gòu)化制品的表面上。示例性實(shí)施例1.一種制品,所述制品包括具有第一主表面和大致相背對的第二主表面的基材和在所述第一主表面上的第一層,其中所述第一層具有無規(guī)的第一納米結(jié)構(gòu)化表面,并且其中所述第一層具有至多0.5微米(在一些實(shí)施例中,至多0.4微米、0.3微米、0.25微米、0.2微米、0.1微米、0.15微米或甚至至多0.075微米)的平均厚度。2.根據(jù)實(shí)施例1所述的制品,其中所述第一層包括基質(zhì)和納米級分散相。3.根據(jù)實(shí)施例2所述的制品,其中所述基質(zhì)為聚合物基質(zhì)。4.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的制品,其中所述無規(guī)的第一納米結(jié)構(gòu)化表面是各向異性的。5.根據(jù)實(shí)施例4所述的制品,其中所述無規(guī)的第一納米結(jié)構(gòu)化各向異性表面具有小于1%的反射百分率。6.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的制品,其中所述基材為偏振器。7.根據(jù)實(shí)施例6所述的制品,其中所述偏振器為反射型偏振器。8.根據(jù)實(shí)施例6所述的制品,其中所述偏振器為吸收型偏振器。9.根據(jù)實(shí)施例6或?qū)嵤├?所述的制品,其中所述偏振器是漫反射的。10.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的制品,所述制品還包括設(shè)置在所述基材的所述第一主表面和所述第一層之間的功能層,其中所述功能層為透明導(dǎo)電層或氣體阻擋層中的至少一者。11.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例9中任一項(xiàng)所述的制品,所述制品還包括設(shè)置在所述無規(guī)的第一納米結(jié)構(gòu)化表面上的功能層,其中所述功能層為透明導(dǎo)電層或氣體阻擋層中的至少一者。12.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的制品,所述制品還包括在所述基材的所述第二主表面上的第二層,其中所述第二層具有無規(guī)的納米結(jié)構(gòu)化表面,并且其中所述第二層具有至多0.5微米(在一些實(shí)施例中,至多0.4微米、0.3微米、0.25微米、0.2微米、0.15微米或甚至至多0.075微米)的平均厚度。13.根據(jù)實(shí)施例11所述的制品,所述制品還包括設(shè)置在所述基材的所述第二主表面和所述第二層之間的功能層,其中所述功能層為透明導(dǎo)電層或氣體阻擋層中的至少一者。14.根據(jù)實(shí)施例11所述的制品,所述制品還包括設(shè)置在所述無規(guī)的第二納米結(jié)構(gòu)化表面上的功能層,其中所述功能層為透明導(dǎo)電層或氣體阻擋層中的至少一者。15.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例9中任一項(xiàng)所述的制品,所述制品還包括設(shè)置在所述基材的所述第二表面上的光學(xué)透明粘合劑,所述光學(xué)透明粘合劑在可見光中具有至少90%的透射率和小于5%的霧度。16.根據(jù)前述實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的制品,其中如果所述第一層的厚度為1.25微米,那么與相同的制品相比,在所述第一層和所述基材的所述第一主表面之間的干涉條紋外觀會減少至少50%(在一些實(shí)施例中,至少75%)。17.根據(jù)實(shí)施例1至實(shí)施例9或?qū)嵤├?6所述的制品,所述制品還包括設(shè)置在所述無規(guī)的第一納米結(jié)構(gòu)化表面上的預(yù)掩蔽膜。下面的實(shí)例進(jìn)一步說明了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例,但是這些實(shí)例中所提到的具體材料和它的量以及其它條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)該被解釋為對本發(fā)明的不當(dāng)限制。除非另外指明,否則所有份數(shù)和百分比都以重量計。實(shí)例工序1-卷對卷樣品的等離子體處理在以下實(shí)例中,工序1的參考文獻(xiàn)描述以下操作。待處理的聚合物膜置于圖1所示圓筒形RIE設(shè)備中。更具體地講,筒電極的寬度為42.5英寸(106.3cm)并且使用渦輪分子泵來進(jìn)行抽吸。本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會到,這意味著所述設(shè)備在比等離子體處理常規(guī)的操作壓力低很多的操作壓力下操作。將聚合物薄膜卷安裝在所述室中,將薄膜卷繞在筒電極上并固定至筒相對側(cè)上的卷繞線軸。使退繞和卷繞張力保持在3磅(13.3N)。關(guān)閉室門并且將室抽吸降至5×10-4托的基礎(chǔ)壓力。然后將氧氣引入室內(nèi)。標(biāo)稱操作壓力為10毫托。通過向筒施加5500瓦特功率的射頻能,產(chǎn)生等離子體。旋轉(zhuǎn)所述筒,從而所述膜以特定實(shí)例中所述的所需速度運(yùn)送。工序2-片材樣品的等離子體處理工序2同工序1的描述,不同的是將聚合物膜的片材樣品繞筒電極的邊緣膠粘。所述筒以恒定速度旋轉(zhuǎn)并且隨后用如特定實(shí)例中所述的不同長度的時間進(jìn)行等離子體處理。工序3-平均反射百分率的測量該工序的結(jié)果是測量膜的等離子體處理表面的平均反射%(R%)。向樣品的背面施加黑乙烯帶(可以商品名“200-38”得自密歇根州伍德哈芬市的大和國際公司(YamatoInternationalCorporation,Woodhaven,MI)來制備該膜的一個樣品。使用輥來施加黑條帶,以確保黑色條帶和樣品之間沒有捕獲氣泡。相同黑乙烯帶被類似地施加于兩側(cè)的反射被預(yù)定的透明玻璃載片以具有對照樣品,以確定隔絕的黑乙烯帶的反射百分率。當(dāng)使用該工序來測量包含光學(xué)透明粘接劑的復(fù)合物制品時,復(fù)合物制品首先被預(yù)層合至透明玻璃載片,并隨后進(jìn)一步用黑色條帶層合至玻璃表面。然后先將膠粘樣品的非膠粘側(cè)、然后將對照物貼靠色標(biāo)球(可以商品名“SPECTRO-GUIDE”得自馬里蘭州哥倫比亞的畢克-加德納公司(BYK-Gardiner,Columbia,MD))的孔隙放置以測量前表面總反射%(鏡面反射和漫反射)。然后,針對400-700nm波長范圍,以10°入射角測量反射百分率,并且通過減去對照物的反射百分率計算平均反射百分率。工序4-平均透射%和霧度的測量平均透射%和霧度的測量使用分光光度計(型號9970;以商品名“BYKGARDNERTCSPLUSSPECTROPHOTOMETER”得自畢克-加德納公司)測量。實(shí)例1至4用三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(以商品名“SR351H”得自賓夕法尼亞州埃克斯頓的沙多瑪公司(Sartomer,Exton,PA))稀釋包含50重量%二氧化硅納米粒子(以商品名“NANOCRYLC150”得自南卡羅來納州希爾頓黑德島的漢斯化學(xué)美國公司(HanseChemieUSA,Inc.,HiltonHeadIsland,SC))的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)組合物以形成20重量%的二氧化硅納米粒子涂料溶液。用70/30的甲基乙基酮(MEK)/甲氧基丙醇進(jìn)一步稀釋該20重量%的二氧化硅納米粒子涂料溶液以形成2.5重量%固體的涂料溶液。根據(jù)下表1中的配方向該溶液中加入光引發(fā)劑(可以商品名“IRGACURE184”得自紐約州塔里敦的巴斯夫精化公司(BASFSpecialtyChemicals,Tarrytown,NY))。表1組分重量,克甲基乙基酮10845甲氧基丙醇4648TMPTA(“NANOCRYLC150”)159三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(“SR351H”)238光引發(fā)劑(“IRGACURE184”)7.945然后使用5密耳(127微米)間隙通過卷對卷處理將該涂料涂布在2密耳(50.8微米)雙軸取向聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(以商品名“692”得自特拉華州威爾明頓的杜邦公司(DuPont,Wilmington,DE))的未涂底漆側(cè)上(幅材速度:100fpm(30.5米/分鐘))。在空氣中于室溫下干燥該涂層,然后將其在160℉(71℃)下進(jìn)一步干燥并經(jīng)由H燈泡(300瓦特/線性英寸;得自馬里蘭州羅克維爾的輻深系統(tǒng)公司(FusionSystems,Rockville,MD))用紫外(UV)光固化。調(diào)節(jié)涂料流率以改變涂層厚度。用掃描電子顯微鏡(SEM)估計涂層厚度。涂布速率(g/cm3)、涂層厚度和通過工序3和4測得的光學(xué)性質(zhì)在下表2中記錄。表2將PET膜的未涂布側(cè)層合到黑色乙烯基膠帶(“200-38”)上以目視檢查涂層外觀(其在上表2中記錄)。實(shí)例5和6通過反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)按工序1處理來自實(shí)例1和2的無干涉條紋的樣品。RIE后的樣品無干涉條紋。下表3中提供了RIE后的平均反射率相對處理時間的關(guān)系。表3實(shí)例7和8同實(shí)例1中所述制備實(shí)例7和8,不同的是固體涂料內(nèi)容物中二氧化硅納米粒子為30重量%。用于涂料配方的組分在下表4中提供。表4組分重量,克甲基乙基酮10845甲氧基丙醇4648TMPTA(“NANOCRYLC150”)238三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(“SR351H”)159光引發(fā)劑(“IRGACURE184”)7.95如實(shí)例5和6中所述通過RIE處理涂布樣品,其通過工序3和4測得的光學(xué)性質(zhì)在下表5中提供。表5實(shí)例9和10通過反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)按工序1處理來自實(shí)例7和8的無干涉條紋的樣品。RIE后的樣品無干涉條紋。下表6中提供了如用工序3所測定的RIE后的平均反射率相對處理時間的關(guān)系。表6實(shí)例11-13將400克的5nm膠態(tài)二氧化硅粒子(以商品名“NALCO2325”得自伊利諾伊州納波維爾的納爾科化學(xué)公司(NalcoChemicalCo.,Naperville,IL))裝入1夸脫(0.95升)廣口瓶中。將450克1-甲氧基-2-丙醇、27.82克3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷和0.23克受阻胺氮氧自由基抑制劑(以商品名“PROSTAB5128”得自紐約州塔里敦的汽巴精化公司(CibaSpecialtyChemical,Inc.,Tarrytown,NY))在水中的5重量%抑制劑混合在一起并在攪拌的同時加到廣口瓶中。該廣口瓶被密封并加熱至80℃保持16小時以形成表面改性的二氧化硅分散體。通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)從混合物移除溶劑以形成44.3重量%固體的溶液。將該溶液與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(“SR351H”)共混以形成固體中含10重量%的5nmSiO2的涂料并用異丙醇(IPA)進(jìn)一步稀釋至2.5重量%固體的涂料溶液,該涂料溶液具有下表7中所示的組成。表7組分重量,克異丙醇19.544.3重量%的5nmSiO2溶液0.113三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(“SR351H”)6.94光引發(fā)劑(“IRGACURE184”)0.01使用常規(guī)的邁耶(Meyer)棒(對于實(shí)例11-13,分別用#3、#4、&#5邁耶棒)將所得涂料溶液施加到5密耳PET(以商品名“618”得自杜邦公司(DuPont))的未涂底漆側(cè)上。涂布基材在室溫下于通風(fēng)罩內(nèi)干燥15分鐘,然后用H-燈泡在氮?dú)夥障掠?0fpm(15.2mpm)下固化。對于#3、#4和#5邁耶棒,根據(jù)涂料溶液中的固體百分率和邁耶棒的濕厚度之間的關(guān)系估計的涂層厚度分別為小于229nm、183nm和137nm。下表8中記錄了自#3、#4和#5邁耶棒制得的樣品通過工序3和4測得的光學(xué)性質(zhì)以及涂層外觀。表8實(shí)例14-16通過反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)按工序2處理來自實(shí)例11-13的樣品。RIE后的樣品無干涉條紋。下表9中提供了如通過工序3和4所測定的RIE后的光學(xué)性質(zhì)相對處理時間的關(guān)系。表9在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下,可以對本發(fā)明作出可預(yù)見的修改和更改,這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的。本發(fā)明不應(yīng)該受限于本專利申請中為了進(jìn)行示意性的說明而陳述的實(shí)施例。當(dāng)前第1頁1 2 3 
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