CN109311277A - 制造多层膜结构的方法和多层膜结构 - Google Patents

制造多层膜结构的方法和多层膜结构 Download PDF

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Abstract

根据本公开内容的一个方面,提供了一种制造多层膜结构(100)的方法,所述多层膜结构(100)被构造为贴附到支撑元件。所述方法包含:提供具有第一主表面(112)和第二主表面(114)的柔性基板(110),其中所述第一主表面是自粘合的;以及在第二主表面(114)上真空沉积层***(120)。根据另外方面,提供了一种通过将多层膜结构(100)贴附到支撑元件(150)来改变所述支撑元件(150)的透射率和反射率中的至少一个的方法以及一种多层膜结构(100)。

Description

制造多层膜结构的方法和多层膜结构
技术领域
本公开内容的实施方式涉及制造柔性多层膜结构的方法,所述多层膜结构被构造为贴附到支撑元件,例如,贴附到玻璃窗(glazing)元件。本公开内容的实施方式特别涉及制造窗膜的方法,所述窗膜要被贴附到支撑元件。本文所公开的另外的实施方式涉及通过将多层膜结构贴附到支撑元件(例如玻璃窗元件)来改变支撑元件的透射率和反射率中的至少一个的方法以及多层膜结构。
背景技术
被构造为粘附到支撑元件的多层膜结构的典型示例是窗膜或日光控制膜。窗膜可以贴附到平面或弯曲的支撑元件,诸如透明或半透明玻璃窗元件(例如窗),以便改变窗的日光辐射透射性。通过将窗膜施加到建筑物的窗,可减小建筑物的日光得热,并且可改进建筑物内部的舒适度,同时减小由空调单元提供的冷却负荷。一些日光控制膜具有高热反射率。这种低发射率膜可减小穿过窗的热能损失,使得在低室外温度的情况下可需要较少的加热能。
气候控制法规和节能是增加将具有窗膜或日光控制膜的玻璃窗元件用于建筑或汽车应用的潜在驱动因素。
日光控制膜可以直接涂布在玻璃窗元件上(例如在玻璃窗上),例如用于建筑应用。多层涂布的窗通常用于新建筑物的建造。然而,用涂布有多层日光控制膜的新玻璃窗替换现有建筑物的传统玻璃窗可能是昂贵且耗时的。
将柔性窗膜贴附到已经存在的窗(例如通过将窗膜层压到窗的主表面)可能是完全替换窗的低成本替代。具体来说,甚至可能无需为了将窗膜贴附到窗上而从窗框移除窗。而是,可将粘合剂施加到窗的贴附表面或窗膜的暴露表面,并且窗膜可经由粘合剂牢固地粘附到窗的贴附表面。
然而,可能难以将多层膜结构(例如窗膜)均匀地贴附到支撑元件,特别是当要将多层膜贴附到大面积支撑元件(诸如大面积窗)时。特别地,在多层膜结构与支撑元件之间施加粘合层可能是耗时的,并且可能导致所贴附的多层膜结构的起伏或不均匀表面。另外,在膜缺陷的情况下移除或替换窗膜可能是有问题的。
鉴于以上所述,期望提供易于处理并且可以高效方式制造并贴附到支撑元件的多层膜结构。
发明内容
鉴于以上所述,根据本文所公开的实施方式,提供了制造多层膜结构的方法、改变支撑元件的透射率和反射率中的至少一个的方法以及多层膜结构。
根据本公开内容的一个方面,提供一种制造多层膜结构的方法,所述多层膜结构被构造为贴附到支撑元件。所述方法包括:提供具有第一主表面和第二主表面的柔性基板,其中所述第一主表面是自粘合的;以及在第二主表面上真空沉积层***。
在一些实施方式中,多层膜结构可以是窗膜或日光控制膜,所述多层膜结构被构造为贴附到透明或半透明的玻璃窗元件,例如贴附到窗。
根据本公开内容的第二方面,提供一种被构造为贴附到支撑元件的多层膜结构。所述多层膜结构包括具有自粘合的第一主表面的柔性基板,其中层***真空沉积在柔性基板的第二主表面上。可根据本文所描述的任何方法来制造多层膜结构。
在一些实施方式中,多层膜结构可以是被构造为要贴附到透明或半透明的玻璃窗元件(例如窗)的窗膜或日光控制膜。
根据另外的方面,提供一种改变支撑元件的透射率和反射率中的至少一个的方法。所述方法包括:提供多层膜结构,所述多层膜结构包括:具有自粘合的第一主表面的柔性基板,和在柔性基板的第二主表面上真空沉积的层***;以及通过将柔性基板的自粘合的第一主表面施加到支撑元件的贴附表面来将多层膜结构贴附到支撑元件。
在一些实施方式中,提供多层膜结构的步骤可包括根据本文所描述的任何方法制造多层膜结构。
本公开内容的另外方面、优点和特征从从属权利要求、说明书和附图而显而易见。
附图说明
为了能够详细理解本公开内容的上述特征所用方式,可通过参考实施方式获得上文所简要概述的本公开内容的更特定的描述。附图涉及本公开内容的实施方式,并且描述于下文。在图中描绘并且在随后的描述中详述典型实施方式。
图1根据本文所描述的实施方式示出制造多层膜结构的方法;
图2图示了用于根据本文所描述的方法制造多层膜结构的真空沉积设备的示意性截面图;
图3图示了用于根据本文所描述的方法制造多层膜结构的另外的真空沉积设备的示意性截面图;
图4根据本文所描述的实施方式示出了通过将多层膜结构贴附到支撑元件来改变支撑元件的透射率和反射率中的至少一个的方法。
图5是根据本文所描述的实施方式的贴附到支撑元件的多层膜结构的示意性截面图(未按比例);
图6是根据本文所描述的方法的制造多层膜结构的方法的流程图;以及
图7是根据本文所描述的方法的改变支撑元件的透射率和反射率中的至少一个的方法的流程图。
具体实施方式
现将详细参考各个实施方式,它们的一或多个实例在各图中示出。每个实例通过解释的方式来提供,而非意欲作为限制。例如,示出或描述为一个实施方式的部分的特征可以用于任何其他实施方式或与任何其他实施方式结合以产生另外的实施方式。旨在使本公开内容包括这样的修改和变化。
在后文对附图的描述中,相同标记符号表示相同或类似的部件。一般来说,仅描述了关于各个实施方式的差异。除非另外声明,对一个实施方式中的部分或方面的描述亦适用于另一实施方式的对应部分或方面。
对柔性基板(诸如聚合物膜、卷材或箔)的处理在包装工业、半导体工业和其他工业中有大量需求。处理可包括在真空腔室中用材料(诸如金属)涂布柔性基板。执行此任务的***可包括耦接到处理***以用于运输基板穿过真空腔室的基板支撑件,例如处理滚筒。例如,卷至卷涂布***可以提供高生产量。
蒸发工艺(诸如热蒸发工艺)可用于将薄层***(例如包括金属层或金属化层)沉积到柔性基板上,例如以用于显示器制造。薄层***可以替代地或额外地经由PVD工艺(例如溅射)和CVD工艺(特别是由PECVD工艺)来制造。层***的真空沉积可用于制造具有柔性基板的多层膜结构,层***沉积在所述柔性基板上。
图1根据本文所描述的实施方式示出制造多层膜结构100的方法。提供柔性基板110,其中柔性基板110具有第一主表面112和第二主表面114。第一主表面112是自粘合表面。
本文所使用的“自粘合表面”可以是具有粘合或贴附能力的基板表面。自粘合表面可被构造为当施加到支撑元件时粘附到支撑元件的贴附表面(例如诸如玻璃表面之类的平滑表面)。其中,无需将粘合剂、结合剂或胶粘剂施加到自粘合表面来将自粘合表面贴附到支撑元件,因为所述自粘合表面被构造为当施加到支撑元件时粘附到支撑元件。
例如,在本文所描述的一些实施方式中,自粘合表面可包括具有粘合性质的微结构。在一些实施方式中,微结构可以是从脊椎动物或节肢动物(例如壁虎)的足部的粘合能力获得启发的仿生结构。本文所使用的微结构亦可包括具有小于1μm(例如在0.01μm与100μm之间)的尺寸的结构。
特别地,在一些实施方式中,具有自粘合的第一主表面112的柔性基板110可由薄柔性膜(例如单材料膜)构成,其中薄柔性膜的两个主表面中的一个可被处理为自粘合的,例如通过微结构化或涂布主表面中的一个。在一些实施方式中,微结构化或涂布可包括将具有粘合能力的微结构施加到薄柔性膜的主表面中的一个。
在一些实施方式中,柔性基板110可包括两层或更多层,其中具有自粘合的第一主表面112的层可以是粘合层或例如由于在其主表面上或中的相应微结构而具有粘合性质的层。例如,柔性基板的至少一层可以是壁虎胶带。
在可与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式中,第一主表面112的整个区域可以是自粘合的。换句话说,第一主表面112不包含当施加到支撑元件时不粘附到支撑元件的区域。在一些实施方式中,第一主表面112是至少部分自粘合的。例如,第一主表面112的20%或更多、50%或更多、80%或更多或者95%或更多的区域是自粘合的。例如,至少第一主表面112的周边部分是自粘合的,并且/或者第一主表面112具备自粘合图案。
在已提供柔性基板110之后,层***120可真空沉积在柔性基板110的第二主表面114上,所述第二主表面114是与自粘合的第一主表面112相对的基板表面。第二主表面114可被构造为使得一或多层可真空沉积于其上。例如,基板可包括硬涂布膜,其中硬涂布膜的暴露表面构成第二主表面114。
本文所使用的“层***”可被理解为单个薄材料层或包括依次沉积在第二主表面114上的两个、三个或更多个薄层的薄层堆叠。在一些实施方式中,层***包括至少一个金属层或至少一个金属化层,以及覆盖所述金属层的至少一个覆盖层,例如保护层,特别是氧化物层。
本文所使用的层的“真空沉积”可被理解为在真空腔室201中涂布柔性基板。层***120可由真空沉积设备来沉积,所述真空沉积设备被构造为用于在真空腔室201中处理柔性基板,例如卷材。
在可与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式中,真空腔室201可包括至少两个真空处理区域,其中每个真空处理区域被构造为用于在柔性基板上沉积一或多个薄层。例如,第一真空处理区域可被构造为用于在基板上沉积第一材料层,并且第二真空处理区域可被构造为用于在第一材料层上沉积第二材料层。真空处理区域可例如通过气体分隔单元而彼此分隔,所述气体分隔单元在真空处理区域之间提供窄狭缝或间隙,以用于在真空处理区域之间运输基板。
真空腔室201可被设置为使得可在真空腔室201中产生真空(即低于大气压的压力,例如低于10mbar、低于1mbar或低于0.1mbar的压力)。各种真空沉积技术可以用于在柔性基板的第二主表面114上真空沉积层***。
在一些实施方式中,真空沉积可包括将处理气体引入真空腔室201中,使得处理气体可与柔性基板110的第二主表面114化学地或物理地相互作用。在一些实施方式中,第二处理气体可被引入真空腔室201中,使得第二处理气体可与基板化学地或物理地相互作用。第二处理气体可与第一处理气体不同。
图1图示了包括真空腔室201的真空处理设备,其中柔性基板110可沿着基板运输路径被运输穿过真空腔室201。在穿过真空腔室运输柔性基板110期间,层***120可沉积在第二主表面114上。在真空沉积期间,柔性基板110的第二主表面114可被定向为朝向至少一个沉积源221,所述沉积源221被构造为用于提供涂布材料,而自粘合的第一主表面112可被定向为背向至少一个沉积源221。由此,可主要或仅仅涂布柔性基板的第二主表面114。
在沉积期间,柔性基板110的自粘合的第一主表面112可用保护层覆盖,使得能够不向自粘合的第一主表面112施加涂布材料。另外,当自粘合的第一主表面112由保护层覆盖使得柔性基板110不粘附到真空腔室201的部件(例如基板支撑件)时,对柔性基板110的处理可能更简单。
根据本文所公开的制造多层膜结构100的方法,层***120沉积在已经包括自粘合的主表面的基板上。由此,对于将所制造的多层膜结构100贴附到支撑元件(例如贴附到玻璃窗元件)来说不需要额外的粘合剂或胶粘剂。而是,在真空沉积层***120之后,就可使用多层膜结构。由于不向多层膜结构或支撑元件施加额外的粘合剂或胶粘剂,因此可简化对多层膜结构的处理。
另外,因为不使用额外的粘性粘合剂,因此根据本文所描述的实施方式制造的多层膜结构可均匀地贴附到大面积支撑元件,例如贴附到窗。粘性粘合剂或胶粘剂可导致多层膜结构的起伏或不均匀表面。特别地,在本文所描述的一些实施方式中,自粘合的第一主表面可以快速且简单的方式贴附到支撑元件。
根据传统制造方法,在多层膜结构的前表面上沉积层***之后可将粘合层施加到多层膜结构的后表面。与之相反,根据本文所描述的制造方法,层***120真空沉积在具有自粘合的第一主表面的柔性基板上。可以简化对多层膜结构的制造和处理。特别地,在真空沉积层***之后,根据本文所描述的方法制造的多层膜结构可以均匀地贴附到支撑元件的贴附表面。
在一些实施方式中,可重复使用自粘合的第一主表面112。换句话说,甚至在多次使用之后,例如在5、20、100或更多次使用之后,第一主表面可保持自粘合的品质。可进一步简化对多层膜结构的处理。例如,在多层膜结构可能没有以足够精确的方式贴附到支撑元件的情况下,移除和再次贴附可以是可能的。另外,从支撑元件替换或移除多层膜结构可以是容易实现的。
根据可与本文所公开的其他实施方式相结合的一些实施方式,多层膜结构可以是窗膜或日光控制膜,所述多层膜结构可被构造为贴附到透明或半透明的玻璃窗元件,特别是贴附到窗或另一玻璃元件。窗膜可包括柔性基板和沉积在其上的层***,其中所述层***可被构造为用于以下中的至少一或多个:隔热、阻挡或减少UV辐射、减少眩光、减少热、安全、保密和装饰。在一些实施方式中,窗膜可以是低发射率膜(“低e窗膜”),所述膜可将热辐射反射回到房间内部。在夏季月份中,低e窗膜可使日光热反射离开窗,从而降低降温成本,同时在光学范围(例如在400与700nm之间)中的透射率可以是高的,例如高于80%,使得可见日光可进入房间。
在一些实施方式中,在柔性基板110的第二主表面114上真空沉积的层***120可被构造为用于通过将多层膜结构100贴附到支撑元件来改变支撑元件的透射率和反射率中的至少一个。特别地,在一些实施方式中,可通过将多层膜结构贴附到支撑元件来改变针对支撑元件的热辐射、红外辐射、可见辐射和UV辐射中的至少一个的透射率和反射率。
在一些实施方式中,层***120可被构造为用于减少针对红外光、可见光和UV光中的至少一个的透射率,例如减少20%或更多、50%或更多或90%。换句话说,当施加到窗时,可减少穿过窗进入的红外辐射、可见辐射和UV辐射中的至少一个的量。例如,层***120可包括用于至少部分反射输入的日光辐射或输出的热辐射的至少一个反射层,例如薄金属层或反射陶瓷层。金属层在可见范围中可以是透明的或基本上透明的。例如,在400nm与700nm之间的波长范围中的层***的平均透射率可以是80%或更大、或者90%或更大。在一些实施方式中,窗膜可允许某些波长通过,并且可用于最小化温度梯度。在一些实施方式中,窗膜可被构造为施加到现有的窗和汽车玻璃。
在一些实施方式中,窗膜针对UV光的透射率可以是20%或更小、或者10%或更小。通过将窗膜施加到玻璃窗元件,在一些实施方式中,UV透射可减少80%或更多、或者90%或更多。
在可以与本文所公开的其他实施方式相结合的一些实施方式中,窗膜针对热辐射的反射率可以是50%或更大、或者80%或更大。通过将窗膜施加到玻璃窗元件,在一些实施方式中,输入和/或输出热辐射可被反射50%或更多、或者80%或更多的百分比。
在可以与本文所公开的其他实施方式相结合的一些实施方式中,窗膜针对可见辐射(例如在400与700nm之间)的透射率可以在10%与90%之间,例如在30%与70%之间。能够适当减少眩光(“日光控制膜”)。
在可与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式中,根据本文所描述的实施方式的多层膜结构可以是在包装工业、半导体工业和其他工业中(例如在电池制造的领域中)的绝缘膜、包装膜或另外的多层聚合膜、卷材或箔。在一些实施方式中,根据本文所描述的实施方式的多层膜结构可以是或包括标签、广告和数字标牌膜中的至少一个。
在一些实施方式中,在真空涂布期间,可移除的层可被施加到基板(例如具有15μm或更小的厚度的薄基板)的自粘合的第一主表面,以便通过增加热质量和机械稳定性来防止破坏基板和/或层***。在一些实施方式中,在真空沉积期间,可移除的导热层(例如金属层)可施加到自粘合的第一主表面,以便改进从基板到基板支撑件的冷却的基板支撑表面的热传递。
图2示出根据本文所描述的实施方式的在包括真空腔室201的真空处理设备中制造多层膜结构100的方法。
如示意性示出的,可将具有自粘合的第一主表面112和第二主表面114的柔性基板110沿着基板运输路径运输穿过真空腔室201。可旋转涂布滚筒210可被提供为用于沿着基板运输路径引导柔性基板110的基板支撑件。在一些实施方式中,平坦的基板支撑件可以替代或额外地用于支撑柔性基板110。在一些实施方式中,涂布滚筒210可围绕旋转轴212旋转。涂布滚筒210的外部辊表面可被构造为用于在运输期间支撑柔性基板110的支撑表面211。
在可与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式中,真空沉积可包括在涂布滚筒210的支撑表面211上引导柔性基板110,其中自粘合的第一主表面112可被定向为朝向涂布滚筒210。
在一些实施方式中,在真空沉积期间,基板支撑件(特别是涂布滚筒的外部支撑表面)的温度可保持在低于200℃,特别是低于100℃,例如在30℃与80℃之间的范围中。能够防止破坏自粘合的第一主表面112并且可维持自粘合性质。
在一些实施方式中,提供两个或更多个沉积源222、224,用于在柔性基板的第二主表面114上沉积层***120的两层或更多层。两个或更多个沉积源222、224可被布置在涂布滚筒210的径向外部。在第二主表面114可在沉积期间被定向为朝向沉积源222、224而背向基板支撑件的同时,自粘合的第一主表面112可被定向为朝向基板支撑件的支撑表面211。例如,自粘合的第一主表面112可被定向为朝向涂布滚筒210的外部辊表面。
在一些实施方式中,自粘合的第一主表面112可以是柔性基板110在真空沉积期间暴露的外表面。在这种情况下,在一些实施方式中,在处理期间,自粘合的第一主表面112可与基板支撑件的支撑表面211直接接触。例如,当在基板支撑件上运输时,第一主表面112可粘附到基板支撑件,并且之后可从基板支撑件脱离。自粘合的第一主表面112可包括多次粘附到贴附表面并从贴附表面移除的多次使用的粘合机制。
在一些实施方式中,在真空沉积层***120期间,自粘合的第一主表面112可由保护层111覆盖。例如,在真空沉积之前,保护层111可被施加到自粘合的第一主表面112。在一些实施方式中,保护层111可被构造为在将多层膜结构贴附到支撑元件之前从自粘合的第一主表面移除的释放衬里。
在可与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式中,第一保护层和第二保护层可提供在第一主表面112之上。第一保护层可以是直接覆盖基板的第一主表面112的释放衬里且/或第二保护层可以是提供在第一保护层的顶部上的保护性涂层,例如被构造为促进在真空处理设备中处理柔性基板的中间层(interleaf layer)。在将多层结构贴附到支撑元件之前,可从基板移除第一和第二保护层。
保护层111可不仅用于在处理、运输和沉积期间防止自粘合表面的污染,而且亦可避免自粘合表面不希望地粘合到真空处理设备的部件或其他部件。例如,当自粘合的第一主表面112由保护层部分或完全覆盖时,可以卷或形式缠绕多层膜结构。
如图2中示例性示出,可提供第一沉积源,用于真空沉积层***120的第一层,并且可随后提供第二沉积源,用于在例如第一层的顶部上真空沉积层***120的第二层。可提供用于沉积多于两层的多于两个沉积源222、224。
在可与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式中,真空沉积可包括下列中的至少一个:直流(DC)溅射、脉冲DC溅射、交流(AC)溅射、AC叠加DC溅射、射频(RF)溅射、化学气相沉积(CVD)、热丝CVD(HFCVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、原子层沉积(ALD)、原子层CVD(ALCVD)、物理气相沉积(PVD)和蒸发。例如,沉积源222、224中的至少一个可被构造为蒸发源或CVD源,所述CVD源具有用于引入处理气体的进气口和用于从真空腔室移除反应气体的出气口。
在一些实施方式中,沉积源中的至少一个可被构造为溅射源,所述溅射源包括待被溅射以用于提供待沉积的材料的靶。可以使用磁控溅射。溅射源可包括可旋转靶,例如可围绕圆柱轴旋转的圆柱形靶。在一些实施方式中,可提供平坦的溅射靶。在可与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式中,溅射源可包含靶阵列,例如可旋转靶阵列。
待真空沉积的层***120可包括至少一个金属层或金属化层,特别是铝层和银层中的至少一个。金属层或金属化层可适当减少可见光透射。金属层可直接真空沉积在柔性基板上,所述柔性基板可以是聚合基板。在一些实施方式中,金属层沉积在两个氧化物层之间。
在可与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式中,层***可以是在柔性基板上具有两个氧化物层和介于两个氧化物层之间的金属层(尤其是银层)的导电层***。在一些实施方式中,层***的表面电阻率可小于2.9sq,且/或层***针对波长435、545和610nm的平均Haacke品质因数(ФTC=T10/Rs)可大于0.085-1。Haacke品质因数在Journal ofApplied Physics,第47卷,第4086-4089页(1976)中定义。
在一些实施方式中,两个氧化物层可被选择为具有小于50nm的厚度,特别是在30nm与40nm之间的厚度,并且金属层可具有小于20nm(例如约15nm)的厚度。
若除了铟之外,氧化物层中的至少一个包括铈,例如多达10原子%的铈,则氧化物层的眩光抑制可特别良好。
在一些实施方式中,金属层可以是银层,其中银层的稳定性可以通过添加多达10重量%的铜(例如添加0.5至3重量%)来增强。
在可与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式中,层***120可包括氧化铟铈层、铜掺杂的银层和覆盖的氧化铟铈层。
在一些实施方式中,层***120可包括至少一个UV吸收层或UV保护层。替代或另外地,柔性基板可被构造为UV吸收层,例如含有紫外吸收剂的聚合物膜。
在一些实施方式中,层***120可包括至少一个耐刮层,所述耐刮层例如作为最顶层和/或作为覆盖金属层的层。
在一些实施方式中,层***120可包括两个或更多个金属层。至少一个聚合膜和/或氧化物膜可提供在两个相邻金属层之间。
在一些实施方式中,层***120可包括用于减少反射(例如在可见范围中)的抗反射层堆叠。
在一些实施方式中,层***120可包括至少一个着色层,例如具有至少一种着色剂的层。例如,至少一层可包括一或多种染料,例如有机染料。当施加到支撑元件时,层***120可被构造为用于提供遮光效果。
在可与本文所公开的其他实施方式相结合的一些实施方式中,柔性基板可包括透明的聚合膜,特别是聚酯膜,更特别是PET膜。PET膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)特别适于在真空腔室中涂布并且是特别稳定和持久的。
在一些实施方式中,柔性基板是PET膜,其中PET膜的第一主表面具有微结构,以致当施加到玻璃窗元件时具有粘合性质。
柔性基板的厚度可以是500μm或更小,特别是300μm或更小。在一些实施方式中,柔性基板的厚度在20μm与300μm之间的范围中,特别是在30μm与100μm之间。
图3图示了卷至卷真空沉积设备的示意性截面图,其中可实践上文描述的方法。卷至卷真空沉积设备被构造为用于在柔性基板110上沉积层***120。
真空沉积设备300可至少包括可由至少一个气体分隔单元316彼此分隔的第一真空处理区域312和第二真空处理区域314,其中在第一真空处理区域312与第二真空处理区域314之间提供气体分隔通道318,气体分隔通道318被构造为用于柔性基板110的通道。
图3所示的真空沉积设备300包括真空腔室301。各种真空沉积技术可用于在柔性基板110上沉积层***。如由箭头X指示,柔性基板110被引导到真空腔室301中。例如,柔性基板110可从退绕站被引导到真空腔室301中。柔性基板由辊322导引到基板支撑件,所述基板支撑件被构造为用于在处理和/或沉积期间支撑柔性基板。如图3所示,尤其对于卷至卷沉积设备,基板支撑件可以是涂布滚筒210,所述涂布滚筒可围绕旋转轴212旋转。如由第二箭头X指示,柔性基板110从涂布滚筒210被引导到另外的辊324并且离开真空腔室301。
图3所描绘的实施方式包括在第一真空处理区域312中提供的第一沉积源222,以及在第二真空处理区域314中提供的第二沉积源224。在真空处理区域中,柔性基板110在被处理时由涂布滚筒支撑。然而,应理解,根据可与本文所描述的其他实施方式相结合的另外实施方式,可以提供多于两个沉积源。例如,可以提供四个、五个、六个或甚至更多个沉积源。真空处理区域可通过气体分隔单元316而与相邻真空处理区域分隔并且与真空腔室301的主容积分隔。
柔性基板110具有自粘合的第一主表面112,所述第一主表面112可由被构造为释放衬里的保护层111覆盖。柔性基板可在可旋转涂布滚筒210的支撑表面211上被引导,其中第一主表面112被定向为朝向可旋转涂布滚筒。然而,因为第一主表面112可由释放衬里覆盖,因此第一主表面112不直接与辊表面接触。
包含两层或更多层的层***120经由第一真空处理区域312中的第一沉积源222并且经由第二真空处理区域中的第二沉积源224真空沉积在柔性基板的第二主表面114上,所述第二主表面114被定向为背向可旋转涂布滚筒210。
在一些实施方式中,在真空沉积之后,就可使用多层膜结构100。可移除覆盖第一主表面112的保护层111,并且第一主表面112可贴附到支撑元件150。
图4示出改变支撑元件150(例如玻璃窗元件,特别是玻璃元件,诸如窗)的透射率和反射率中的至少一个的方法。
所述方法包括提供根据本文所描述的任何实施方式的柔性多层膜结构100。多层膜结构100可包括柔性基板110和在柔性基板110的第二主表面114上真空沉积的层***120。在一些实施方式中,多层膜结构100是窗膜或日光控制膜。注意到,在柔性基板110上真空沉积的层***120可与经由不同材料结合连接(例如经由粘合剂或胶粘剂)而贴附到基板的层***区分开。
如图4中进一步示出,所述方法可进一步包括通过将柔性基板110的自粘合的第一主表面112施加到支撑元件150的贴附表面151来将多层膜结构100贴附到支撑元件150。
在一些实施方式中,多层膜结构100可以是窗膜或日光控制膜,并且贴附多层膜结构100的步骤可包括将自粘合的第一主表面112施加到窗的内表面,即朝向建筑物内部的窗的主表面。
在可与本文所公开的其他实施方式相结合的一些实施方式中,柔性基板110的第一主表面112可具备微结构161,所述微结构具有粘合能力。
在图5中以示意性方式(未按比例)图示具有第一主表面112的柔性基板110的实例,所述第一主表面112具备微结构161。特别地,图5中所描绘的微结构已被显著放大。
在图5所示的实施方式中,具有粘合能力的微结构161包括合成刚毛162。换句话说,柔性基板110可以是或可包含“合成刚毛材料”。其中,自粘合表面的粘合能力可与壁虎足部的粘合性质有关。壁虎足部的天然粘合能力允许动物在大部分条件下粘附到众多类型的表面。壁虎足部的粘合能力由壁虎足部上的许多毛发类型的延伸物(称为刚毛)提供。此处应注意到,应将术语“合成刚毛材料”理解为模仿壁虎足部的天然粘合能力并且包括与壁虎足部类似的粘合能力的合成材料。此外,术语“合成刚毛材料”可与术语“合成壁虎刚毛材料”或与术语“壁虎胶带材料”同义使用。
在一些实施方式中,基板可以是部分或完全无机的。根据本文所描述的一些实施方式,第一主表面的自粘合的微结构可以是基本上100%无机的。此外,自粘合的第一主表面的微结构可包括纳米管。根据本文所描述的典型实施方式,自粘合表面的微结构包括碳纳米管。
在一些实施方式中,聚合基板(例如PET基板)的主表面中的一个主表面被表面处理,以用于将合成刚毛微结构或“壁虎类型”干燥粘合层并入到主表面中。能够增加用于在湿润和干燥环境中粘附柔性基板的接触和释放循环。例如,自粘合的第一主表面的表面结构可由MEMS(微机电***)或NEMS(纳米机电)制造技术来提供,所述技术包括光刻、电子束平版印刷、等离子体蚀刻、深反应离子蚀刻、CVD中的至少一个。
如图5中示意性示出,合成刚毛162可提供第一主表面112的表面积的增加,使得在合成刚毛162与玻璃窗元件的基本上平坦的贴附表面151之间的范德瓦尔斯力可单独地足够高来提供粘合强度。
在可与本文所描述的其他实施方式相结合的一些实施方式中,在第一主表面112与玻璃表面之间的粘合强度在与玻璃表面垂直的方向中可以是0.01N/cm2或更大、0.1N/cm2或更大、或1N/cm2或更大。
替代或另外地,柔性基板110的第一主表面112可包括下列中的至少一个:碳纳米管、微纤维、微丝、微指状物、壁虎启示的表面元件、微钩-环元件、具有抽吸能力的微吸垫、和微孔。
在一些实施方式中,柔性基板可以是或包含具有第一主表面的膜,所述第一主表面在没有任何粘性粘合剂、结合剂或胶粘剂的情况下粘着到支撑元件的平坦表面。所述膜可容易粘着到支撑元件上并且容易移除(可重复使用的粘合)。例如,自粘合的第一主表面可包括当施加到平坦的贴附表面时具有抽吸能力的微吸垫或微孔中的至少一个。
在一些实施方式中,自粘合的第一主表面可以是粘合层的外表面,例如压敏粘合层或干燥粘合层。在一些实施方式中,第一主表面可以是电粘合表面。例如,第一主表面可带静电。
通常,柔性基板可至少部分由适于材料沉积的材料制成。特别地,基板的顶层可由适于材料沉积的材料制成。例如,基板可至少部分由聚合物材料(例如PET)制成。
根据本文所公开的另外方面,提供待被贴附到支撑元件的多层膜结构100。多层膜结构可根据本文所公开的任何制造方法来制造。如图4所示,多层膜结构100包括自粘合的第一主表面112和真空沉积在柔性基板110的第二主表面114上的层***120。
在一些实施方式中,第一主表面112可具备具有粘合能力的微结构161,特别是具备合成刚毛162。替代或另外地,可根据本文所公开的任何实施方式构造自粘合表面的粘合机制。
另外,层***120可包括任意组合的上文描述的特征中的一或多个特征。例如,层***120被构造为提供用于当将多层膜结构施加到支撑元件时改变支撑元件的透射率和反射率中的至少一个的窗膜或日光控制膜。
图6是根据本文描述的方法的制造多层膜结构的方法的流程图。在方框610中,提供具有第一主表面和第二主表面的柔性基板,其中所述第一主表面是自粘合的。在方框620中,在第二主表面上真空沉积层***。在一些实施方式中,多层膜结构是窗膜或日光控制膜,并且层***被构造为用于当将多层膜结构施加到玻璃窗元件时改变玻璃窗元件的透射率和反射率中的至少一个。在一些实施方式中,第一主表面具备具有粘合能力的微结构,特别是具备合成刚毛。
图7是根据本文描述的方法的改变支撑元件的透射率和反射率中的至少一个的方法的流程图。在方框710中,提供多层膜结构,其中所述多层膜结构可根据本文所描述的任何方法制造。
柔性基板的自粘合的第一主表面可选择性地由保护层(例如释放衬里)覆盖。在选择性方框720中,从柔性基板的第一主表面移除保护层,使得暴露出第一主表面。
在方框730中,通过将柔性基板的自粘合的第一主表面施加到支撑元件的贴附表面来将多层膜结构100贴附到支撑元件,例如贴附到玻璃窗元件,特别是贴附到窗。
虽然上述内容针对具体实施方式,但是在不脱离其基本范围的情况下,可设计出其他和另外的实施方式,并且其范围由随附的权利要求书确定。

Claims (15)

1.一种制造被构造为贴附到支撑元件的多层膜结构(100)的方法,所述方法包含:
提供具有第一主表面(112)和第二主表面(114)的柔性基板(110),其中所述第一主表面(112)是自粘合的;以及
在所述第二主表面(114)上真空沉积层***(120)。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述柔性基板(110)的所述第一主表面(112)具备具有粘合能力的微结构(161)。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中所述柔性基板(110)的所述第一主表面(112)包含合成刚毛(162)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述第一主表面(112)包含下列中的至少一个:碳纳米管、微纤维、微丝、微指状物、壁虎启示的表面元件、微钩-环元件、微吸垫和微孔。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述多层膜结构(100)是窗膜或日光控制膜。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法,其中所述层***(120)被构造为用于通过将所述多层膜结构(100)贴附到所述支撑元件(150)来改变所述支撑元件(150)的透射率和反射率中的至少一个。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法,进一步包含在真空沉积所述层***(120)之前用保护层(111)覆盖所述柔性基板(110)的所述第一主表面(112)。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法,其中所述层***包含至少两个氧化物层和沉积在所述氧化物层之间的金属层。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法,其中所述柔性基板(110)包含透明的聚合膜,特别地包含聚酯膜,更特别地包含PET膜。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法,其中真空沉积的步骤包含下列中的至少一个:溅射、化学气相沉积、HFCVD、PECVD和蒸发。
11.如权利要求1至9中任一项所述的方法,其中真空沉积的步骤包含:
在可旋转涂布滚筒(210)的支撑表面(211)上引导所述柔性基板(110),其中所述第一主表面(112)被定向为朝向所述可旋转涂布滚筒;以及
经由两个或更多个沉积源(222、224)在被定向为背向所述可旋转涂布滚筒(210)的所述第二主表面(114)上沉积所述层***(120)。
12.一种待被贴附到支撑元件(150)的多层膜结构(100),所述多层膜结构(100)特别地根据权利要求1至11中的任一项而制造,所述多层膜结构(100)包含:具有自粘合的第一主表面(112)的柔性基板(110),其中层***(120)真空沉积在所述柔性基板的第二主表面(114)上。
13.如权利要求12所述的多层膜结构(100),其中所述第一主表面(112)具备具有粘合能力的微结构(161),特别是具备合成刚毛(162)。
14.一种改变支撑元件(150)的透射率和反射率中的至少一个的方法,包含:
提供如权利要求12或13所述的多层膜结构(100);以及
通过将所述柔性基板(110)的所述自粘合的第一主表面(112)施加到所述支撑元件(150)的贴附表面(152)来将所述多层膜结构(100)贴附到所述支撑元件(150)。
15.如权利要求14所述的方法,其中所述多层膜结构(100)是窗膜或日光控制膜,并且其中贴附所述多层膜结构(100)的步骤包含将所述自粘合的第一主表面(112)施加到窗的内表面。
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