Как сделать светорассеивающую пленку?

Метод приготовления диффузионной пленки из частиц заключается в покрытии поверхности подложки слоем смолы, смешанной с частицами (например, TiO2). Эффект диффузии света достигается за счет разницы показателя преломления между легированными частицами и пленкообразующей смолой. Однако, поскольку однородность дисперсии частиц относительно трудно контролировать, готовая диффузионная пленка имеет такие недостатки, как низкий коэффициент пропускания и небольшой диапазон дымки.

С развитием более совершенных и недорогих технологий микронанообработки в последние годы исследователи начали изучать оптимизацию оптических свойств диффузионных пленок за счет микроструктуры поверхности. Технологии микронанообработки можно разделить на три типа: технология плоской графики, технология зондовой графики и технология модельной графики.

Основой технологии плоской графики является параллельное формирование изображений. Для нее характерен рисунок, нанесенный на маску, который изображается на плоской подложке за одну экспозицию. Оптическое экспонирование является основным методом формирования изображений в технологии плоской графики, то есть так называемым методом "литографии". Его главное преимущество - высокая производительность. Хотя оптическое экспонирование в основном используется в производстве интегральных схем, в последние годы этот процесс также широко применяется в технологии микросистем для изготовления различных микромеханических, микрофлюидных и микрооптоэлектромеханических устройств. Плоскостной процесс осуществляется параллельным способом, то есть одновременно формируется большое количество микроструктур. Таким образом, плоскостной процесс - это вид процесса, подходящий для массового производства.

Технология зондовой графики представляет собой метод точечной визуализации, то есть изображение формируется путем сканирования по точкам. В качестве зондов здесь используются не только твердотельные зонды, такие как сканирующий туннельный микрозонд и атомно-силовой микрозонд, но и нетвердотельные зонды, такие как сфокусированный ионный луч, лазерный луч, атомный луч и микрозонд искрового разряда. Однако из-за точечного сканирования, характерного для процесса зондирования, скорость визуализации намного ниже, чем при параллельном методе визуализации в плоскостном процессе, поэтому он не подходит для массового производства, но больше подходит для микро-нано обработки в научных исследованиях.

Графический процесс модели заключается в копировании соответствующих микронаноструктур с помощью форм микронаноразмеров. К ним относятся:
Технология наноимпринтинга, технология литья пластмасс и технология литья в формы. Наноимпринтинг - это использование штампов, содержащих наношаблоны, для нанесения оттиска на размягченный слой органического полимера, что позволяет воспроизводить большое количество наношаблонов при низких затратах. Технология наноимпринтинга широко используется при производстве органических тонкопленочных транзисторов, биоэластичных микроструктур и т.д. Технология формовки - это традиционная технология литья пластмасс, размер структуры формовки составляет более микрона, и она в основном используется для производства микрофлюидов и биочипов. Технология литья также является недорогой технологией микрообработки. Технология литья включает в себя литье пластмасс и литье металлов. И литье, и формовка являются продолжением традиционных технологий обработки в области микро- и нанотехнологий. Скорость формовки и литья очень высока, поэтому этот процесс подходит для массового производства.

Разработка вышеупомянутой технологии микро-нано обработки дает новую идею для изготовления рельефных светорассеивающих пленок. Сообщалось о некоторых методах, таких как оттиск валиком [25pr 46], диффузионная литография [36cr 47], горячее тиснение [48-50], самосборка [39] и изотропное травление [51]. Хуанг из Национального университета Тайваня и другие специалисты провели множество исследований по изготовлению светорассеивающей пленки для цилиндрических линз и разработали комбинированную технологию экструзионного формования и барабанного оттиска (показана на рис. 1-4) для обработки светорассеивающей пленки для колонных линз. Микроструктура барабана копируется непосредственно на экструдированную пластину, и обеспечивается непрерывное производство. Метод экструзионного роликового оттиска использует экструдер со штампом для производства гранулированных пластин из ПК и ПММА. Микроструктура на поверхности фильеры переносится на поверхность подготовленной светорассеивающей пленки методом отпечатка. Подготовленная в ходе эксперимента светорассеивающая пленка содержит светорассеиватель внутри, а ее поверхность имеет микроструктуру. Однако оборудование, необходимое для этого метода, дорого, и по-прежнему трудно экструдировать диффузионную пленку толщиной менее 500 мкм.

Сотрудники факультета электротехники и вычислительной техники Корейского института передовых наук и технологий Сунг-Ил Чанг и Чжун-Бо Юн провели плодотворные исследования по изготовлению массивов микролинз с высоким аспектным отношением с помощью диффузионной литографии (см. рис. 1-5). Диффузионная литография позволяет изготавливать микронаноструктуры с высоким аспектным отношением, которые могут реализовать схемы излучения типа "крыло летучей мыши". Однако получение структуры с высоким аспектным отношением методом диффузионной литографии требует строгого контроля параметров экспонирования и параметров демпфирования.

Горячее тиснение - это метод обработки, при котором микроструктура готовится на поверхности формы, а затем переносится на поверхность полимера путем оттиска. Формы для горячего тиснения обычно используют гальванопластику для переноса рисунка с резиста на поверхность никелевой пластины [52-53]. В процессе горячего тиснения регулировка температуры может улучшить равномерность и глубину переноса структуры, но слишком высокая или слишком низкая температура повлияет на результаты воспроизведения структуры. Аналогично, слишком низкое давление приведет к неравномерности формы и размера микроструктуры; слишком высокое давление может привести к столкновению пресс-формы и образца, что приведет к разрушению микроструктуры на пресс-форме.