專利名稱：含有取向微結構的復合制品的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種復合制品，其中含有部分包封在薄層內的一致取向或無規取向的微結構。在另一方面，本發明涉及制造該復合制品的方法。
在現有技術中已公開過含有或顯示出微結構化薄層或柱形結構薄層的復合制品。
例如，美國專利4，410，565(Kilamoto等)公開了一種據說可作為磁記錄介質使用的制品，該制品包括一個基底、基底之上的熱塑性底涂層和一層含有柱形顆粒的鐵磁金屬層，這些顆粒至少部分地從底涂層的頂部透入底涂層中，并且與它結合在一起，還公開了制造該制品的方法。另外，美國專利4，588，656(Kitamoto等)敘述了一種制造據說可用作磁記錄介質的制品的方法，該方法包括在基底上汽相沉積一層鐵磁金屬薄膜，該薄膜具有彼此有一定間隔的柱形顆粒結構，這些柱形顆粒結構之間的空間里充滿著至少一種液體形式的有機單體或低聚物，將至少處在柱形顆粒結構之間的單體或低聚物聚合，從而使生成的聚合物與鐵磁金屬薄膜結合在一起。
美國專利4，560，603(Giacomel)介紹了一種高強度層壓的復合結構材料的制造方法，它包括以下步驟(a)形成在電磁場中具有特性優選的取向須晶，(b)以大體上交疊的方式排列纖維，其間充滿粘性材料，以形成一種復合基體，(c)將須晶排列在粘性材料中，(d)在須晶周圍以某種形式施加磁場，使須晶能沿優選方向選擇性地取向，和(e)使復合基體固化，形成層壓件，同時保持須晶處在所希望的方向。
美國專利4，774，122(Adler)公開了一種樹脂產品，它具有可以用金屬層涂覆的樹脂狀表面，以便通過一排枝狀微晶相結合。還公開了制造該產品的方法。
美國專利4，812，352和5，039，561(Debe)介紹了一種制品及其制法，該制品包括帶有微層(微結構化的薄層)的基底，該微層含有一致取向的晶狀有機固體納米級微結構。另外，美國專利4，812，352和5，039，561還提到任選地敷形涂覆該微層和包封敷形涂覆的微層。
Kam等在“Summary AbstractDramatic Variation of the Physical Microstructure of a Vapor Deposited Organic Thin Film”(J.Vac.Sci.Technol.A，5，(4)，1987年7/8，月號，1914-1916頁)一文中介紹了制造有機微結構(或須晶)的真空沉積方法。
Debe等在“Vacuum Vapor Deposited Thin Films of a Perylene Dicarboxide DerivativeMicrostructure Versus Depositon Parameters”(J.Vac.Sci.Technol.A，6，(3)，1988年5/6，月號，1907-1911頁)一文中提到了形成有機微結構的真空汽相沉積法。
Debe等在“Effect of Gravity on Copper Phthalocyanine Thin Film Ⅲ“Microstructure Comparison of Copper Phthalocyanine Thin Films Grown in Microigravity and Unit Gravity”(Thin Solid Films，186，1990，327-347頁)一文中公開了在微重力下和在地球表面上利用物理汽相轉移生長的有機微結構化表面。
Sabaoka等在“Effects of Morophology on NO2Detection in Air at Room Temperature With Phthalocyanine Thin Films”(J.Mat.Sci.25，1990年5257-5268頁)一文中介紹了利用該薄膜在空氣中退火生長酞菁須晶的方法。
Dirks等在“Columnar Microstructure in Vapor-Deposited Thin Films”(Thin Solid Films，47，1977，219-233頁)中評論了在現有技術中制造柱形微結構的已知方法。
美國專利3，969，545(Slocum)公開了制造有機或無機微結構的真空沉積技術。據說這種微結構化的表面在從可見到紅外區的波長內具有優良的偏光特性。
Ohnuma等在“Amorphous Ultrafine Metallic Particles Prepared By Sputtering Method”(Rapidly Quenched Metals，Proc.of the Fifth Int.Conf.on Rapidly Quenched Metals，Wurzburg，Germany，1984年9月3-7日，S.Steeb et al，eds，Elsevier Science Publishers B.V，New York，1985，1117-1124頁)一文中介紹了用離子蝕刻和射頻濺射蝕刻聚合物表面制得微結構化的表面，美國專利4，568，598(Bilkadi等)敘述了一種復合的片狀制品，該制品含有大小在0.1至5.0微米之間的表面隆起物或針狀物，它們的軸線間距在0.01至1.0微米之間，縱橫比在0.01至10微米的范圍。
美國專利4，340，276(Maffit等)公開了在制品表面上形成微結構的方法，該方法包括步驟有，將一個濺射蝕刻速度低的材料沉積成不連續涂層，并對此復合表面進行差動濺射蝕刻，以形成高度和間距無規則的金字塔形微凸點外形。
Oehrlein等在“Study of Sidewally Passsivation and Microscopic Silicon Roughness Phenomena in Chlorine-Based Reactive Ion Etching of Silicon Trenches”(J.Vac.Sci.Technol.B，8，(6)，1990年11/12月號，1199-1211頁)一文中介紹了利用光刻方法和活性離子蝕刻方法摹制的結構。
Floro等在“Ion-Bombardment-Induced Whisker Formation on Graphite”(J.Vac.Sci.Technol.A，1，(3)，1983年7/9月號，1398-1402頁)一文中公開了利用離子轟擊法產生的石墨須晶狀結構。
美國專利4，252，865(Gilbert等)介紹了一種吸收太陽能的表面，該表面的特點是具有一排向外伸出的結構單元，它們的縱橫比較高，并具有有效的橫向間距，按照波長大小次序，這些間距處在或包括了太陽能光譜之內。所公開的制造吸收太陽能表面的方法包括蝕刻一個濺射的非晶態半導體材料(例如鍺)。
美國專利4，396，643(Kuehn等)公開了一種具有微結構化表面的金屬薄層，其特點在于表面上有許多無規分布的不連續的突起物，其高度和形狀各不相同，據稱這種微結構化的表面可以用作輻射吸收器。
Lee等人在“Measurement and Modeling of the Reflectance-Reducing Properties of Gradient Index Microstructured Surfaces”(Photo.Sci.and.Eng，24，(4)，1980年7/8月號，211-216頁)一文中敘述了結構單元的大小與可見光波長相近的微結構化的表面。
美國專利4，148，294(Scherber等)公開了一種鑲板，據稱能以高比率吸收入射的太陽能，而只輻射出一小部分吸收的能量，該鑲板包括(a)一種主要由鋁構成的連續的金屬基底，(b)蓋住基底表面并且與基底整體結合的一個陽極化層，該層主要由氧化鋁構成，其表面朝向離開基底的方向，并具有許多間隔0.1至1微米、直徑0.1至0.5微米的孔，和(c)許多分別被容納在這些孔中的細長的、并向外表面縱向伸出的金屬體。
美國專利4，155，781(Diepers)介紹了一種制造太陽能電池的方法，該電池包含有生長在基底上的半導體須晶，所述的方法包括(a)提供一個有利于須晶生長和成核作用的基底，(b)在許多局部區域上沉積半導體材料可溶于其中的試劑，(c)用汽相一液體一固體(VLS)方法在此區域上生長半導體材料的須晶，(d)用一種P型或N型材料摻雜材料摻雜須晶，(e)接著，用另一種P型或N型摻雜材料摻雜須晶的表面區，直到摻雜深度與截流子對的擴散長度大體相當。
美國專利4，209，008(Lemkey等)公開了一種光子吸收表面，該表面具有至少由兩相組成的取向微結構，所述的兩相是一個連續的金屬基體相和一個選自金屬、類金屬和金屬互化物組成的不連續的第二相，第二相的大小約為0.001至10微米，并且基本上垂直于表面取向;基體相的表面部分已被除掉，以使第二相顯著地突出。
概括地說，本發明提供了一種含有薄層的復合制品，薄層中含有一部分包封于其中緊密排列的不連續微結構，其中至少一部分微結構的一個末端是暴露的，而且微結構的暴露的末端和薄層的一個表面在薄層的一個共用邊上重合。最好是，微結構的暴露末端和薄層的一個表面處在一個共用的平面上，任選地，本發明的復合制品還可以含有至少一個置于微結構和包封材料之間的敷形涂層，使得該敷形涂層至少部分地包圍住大量的微結構。
本發明還提供一種含有薄層的復合制品，該薄層含有緊密排列的不連續的(完全)包封在薄層中的取向微結構，以致于各個微結構的至少一個末端剛好處在薄層的表面之下(即，微結構不暴露出來)。
不連續的微結構的緊密排列可以是一致取向或無規取向，其空間分布可以是無規排列或是規則排列。
微結構的分布不需要均一(即，微結構的分布可以是連續的或不連續的)。例如，微結構的分布可以形成某種式樣。這種式樣可以是重復的或是不重復的。
最好是這種微結構具有單晶區或多晶區。
合適的微結構材料包括在空中穩定并且能形成微結構的那些材料。最好微結構含有一種無機材料和一種有機材料中的至少一種。
可用的無機材料包括，例如，陶瓷(如，金屬或非金屬氧化物，諸如氧化鋁、二氧化硅、氧化鐵和氧化銅;金屬或非金屬的氮化物，諸如氮化硅和氮化鈦;以及金屬或非金屬的碳化物，諸如碳化硅，金屬或非金屬的硼化物，諸如硼化鈦);金屬或非金屬的硫化物，例如硫化鎘和硫化鋅;金屬硅化物，例如硅化鎂、硅化鈣和硅化鐵;金屬(例如，貴金屬，諸如金、銀、鉑、錸、鋨、銥、鈀、釕、銠和它們的混合物;過渡金屬，諸如鈧、釩、鉻、錳、鈷、鎳、銅、鋯和它們的混合物，低熔點金屬，諸如鉍、鉛、銦、銻、錫、鋅和鋁;高熔點金屬，諸如鎢、錸、銥、鉭、鉬、銠及它們的混合物);和半導體材料(例如，金剛石，鍺、硒、砷、硅、碲、砷化鎵、銻化鎵、磷化鎵、銻化鋁、銻化銦、氧化錫銦、銻化鋅、磷化銦、砷化鎵鋁、碲化鋅，以及它們的混合物)。
可用的有機材料包括，例如，聚合物及其預聚物(如，熱塑性聚合物，諸如醇酸樹脂、氨基樹脂(如蜜胺和脲甲醛)、鄰苯二甲酸二烯丙酯、環氧樹脂、酚醛塑料、聚酯和硅氧烷;熱固性聚合物，例如ABS樹脂、乙縮醛、丙烯酸酯、纖維素、氯化聚醚、乙烯乙酸乙烯酯、碳氟化合物、離子交聯聚合物、尼龍、聚對亞苯基二甲基樹脂、苯氧基樹脂、晶形塑料、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺-酰亞胺、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚酯、聚苯氧、聚苯乙烯、聚砜和乙烯樹脂;以及有機金屬化合物(例如，雙(η5-環戊二烯合鐵(Ⅱ)、五羰基鐵、五羰基釕、五羰基鋨、六羰基鉻、六羰基鉬、六羰基鎢和三(三苯膦)氯化銠)。
最好是，微結構含有一種有機物質。這種有機物質的分子最好是平面的，并含有鏈或環，最好是環，環上的π電子密度(Pi電子密度)是大范圍地不定域的。最優選的有機物質可以概括地歸入多核芳烴和雜環芳族化合物類。
制造本發明復合制品的一種優選的方法包括以下步驟形成一種含基底的復合制品，該基底帶有一個包封的微結構化層，其中微結構化層含有不連續的緊密排列的一致取向或無規取向的微結構;以及將包封的微結構化層從基底上剝離，以形成本發明的復合制品，在一種更優選的方法中，復合制品含有帶包封微結構化層的基底，該制品還含有至少一個安置在一個或多個微結構與包封劑之間的敷形涂層，使得敷形涂層至少部分地包圍住大量微結構的每一個，以及從基底上剝離包封的微結構化層，以形成根據本發明的復合制品。
在每個微結構上可以存在一個以上的敷形涂層。許多敷形涂層的成分可以相同或不同。
在每個微結構上，單個的敷形涂層可以是連續的或不連續的。單個敷形涂層最好是連續或不連續的。最好，單個敷形涂層是連續的。如果應用多個敷形涂層，則每個單獨的敷形涂層可以是連續的或不連續的。最好是，多個敷形涂層總起來說是連續的。
覆蓋一排微結構的敷形涂層可以構成花樣，其中的花樣可以是重復的或是不重復的。
包封材料可以在微結構化層或敷形涂覆的微結構化層上形成連續或不連續的涂層。最好是，包封材料形成連續層。具有相同或不同成分的附加包封材料在微結構化薄層或敷形涂覆的微結構化薄層的外露表面上可以形成一層連續的或不連續的涂層，所述微結構化層具有包封材料的不連續涂層。多層包封材料可以在下面的包封材料和暴露的微結構化層或敷形涂覆的微結構化層的整個表面上形成連續的或不連續的涂層。包封材料的不連續涂覆可以形成花樣，該花樣可以是重復的或是不重復的。
根據本發明的具有部分包封于其中的微結構化層或敷形涂覆的微結構化層的復合制品還可以含有一個涂層，例如涂在與復合制品暴露表面相對的主表面(即，背面)上供傳熱用的導熱材料;涂在復合制品背面，以便將制品粘合在基底上的粘合劑材料，涂在復合制品正面，用來降低或匹配包封劑或微結構反射率的防反射材料，涂在復合制品背面和正面的至少一面上的鈍化材料，以及涂在復合制品正面上，例如作保護層用的聚合物或無機材料。
在本發明中“微結構”或“微結構化單元”是指各個重復的個體，例如，須晶、棒、錐、四面體園柱體、板條等;
“緊密排列”意味著微結構以小間距緊湊地有規或無規地排列，其中平均間距通常在約1納米至約5000納米之間，以從約10至1000納米為佳，而平均間距最好是近似等于微結構的平均直徑。
“微結構化層”是指所有的微結構合起來構成的薄層。
“復合的微結構”是指敷形涂覆的微結構;
“敷形涂覆的”意味著將一種物質沉積在至少一個微結構單元的至少一部分上，并且與至少一部分微結構單元的形狀一致。
“一致取向”意味著，垂直于基底表面的假設直線和至少90%微結構的主軸之間的角度的變化不超過這些角度的平均值的約±15°。
“無規取向”意味著，垂直于本發明復合制品微結構表面的假設直線與至少90%微結構的主軸之間的角度變化不超過這些角度的平均值大約±15°。
“固化的”意味著包封材料發生狀態變化，一般是從液相或似液相轉變成更為剛性的固相或似固相，例如由于干燥、化學固化、冷卻、凍結、膠凝、聚合等可以造成轉變。
“連續的”意味著表面的覆蓋沒有間斷;
“不連續的”意味著表面的覆蓋中有周期性或斷續間斷(即，非周期性)，覆蓋中的這種間斷例如可能涉及單獨的微結構，這些結構具有涂覆和未涂敷的區域，或是一個以上的微結構，其中的一個或多個微結構是涂覆的，而一個或多個相鄰的微結構是未涂覆的。
關于尺寸的“均一”是指各個微結構橫截面的主要尺寸和次要尺寸的變化分別不超過其主要尺寸平均值和次要尺寸平均值的25%;
“面積密度”是指每單位面積上微結構的數目。
本發明的復合制品可用于輻射吸收裝置，例如包括可見輻射吸收裝置。具體地說，適用的輻射吸收裝置例如包括選擇性太陽能吸收器、平板太陽能收集器、太陽能吸收鑲板和太陽能電池。
圖1表示了本發明的復合制品，示出從原始基底上部分層離的情況。
示于圖2(a)和2(b)的掃描電鏡照片分別放大10000倍和15000倍，表面一個復合層邊緣的斷裂面，該復合層是由部分包封的Fe涂敷的須晶與一種粘合劑形成的，粘合劑是熱塑性樹脂在甲苯或其它溶劑中的溶液(可以由Devcon公司(Wood Dale，IL)購得，商品名稱“DUCO CEMENT”)，使粘合劑固化，然后從原始基底表面上剝離下復合層。顯然照片是在入射視角與固化的粘合劑的層離面約成45°(圖a)和接近0°(圖b)的平面內拍攝的。
優選實施方案的詳細說明微結構相對于基底表面的取向一般是一致的。微結構通常垂直于原始基底表面取向，表面法線方向被定義為與某個假設平面相垂直的直線方向，該假設平面在微結構的基面與基底表面接觸點處與局部基底表面相切。可以看出表面法線方向沿基底的表面輪廓。最好是，微結構的主軸彼此平行。
微結構最好是尺寸和形狀均一，并且沿其主軸有均一的橫截面大小。每個微結構的優選長度小于約50微米。每個微結構的長度在約0.1至5微米之間更佳。每個微結構的寬度以小于約1微米為佳。每個微結構的寬度在約0.01至0.5微米之間則更好。
微結構的面積數目密度以每平方微米有約0.04至約106個微結構為佳。微結構的面積密度以每平方微米有約1到104個微結構則更好。
雖然微結構可以有多種形狀(例如須晶、棒、錐、四面體、園柱體、板條形等)，但是在任何給定的微結構化層中各個微結構的形狀最好是相同的。
微結構最好具有高的縱橫比(即，長度與直徑比在約3∶1至約100∶1的范圍)。
制造微結構化薄層的優選方法在美國專利4，812，352和5，039，561中公開了一種制造有機基的微結構化層的優選方法，正如其中所公開的，制造微結構化層的方法包括以下步驟(1)將一種有機物質的蒸氣以連續的或不連續的薄層的形式沉積在基底上，以形成復合結構;
(2)將沉積的有機層在真空中于足以在沉積的有機層中誘發物理變化的溫度下退火一段時間，以便形成含有緊密排列的不連續微結構的微結構化層;
可用作基底的材料包括在氣相沉積和退火階段對其所施加的溫度和真空下能保持其完整性的那些材料，該基底可以是柔性的或剛性的、平面的或非平面的、凸的、凹的、非球形的、或是它們的組合。
優選的基底材料包括有機材料和無機材料(例如包括陶瓷材料、金屬材料和半導體材料)。優選的基底材料是金屬材料。
優選的有機基底例如包括聚酰亞胺薄膜(例如可以從杜邦電子公司(Wilmingto，DE)購得的商品名稱“KADTON”的材料)。
可用作基底的金屬例如包括鋁、鈷、銅、鉬、鎳、鉑、鉭或它們的混合物，可用作基底材料的陶瓷例如包括金屬或非金屬氧化物，例如氧化鋁和二氧化硅，制備金屬基底的優選方法例如包括在聚酰亞胺片或薄條上真空汽相沉積或離子濺射沉積一種金屬層，金屬層的厚度最好是約為100納米。金屬表面暴露于氧化氣氛(例如空氣)中，雖然不一定有害，但是可能會在金屬上形成氧化物層。
形成微結構的有機物質可以用現有技術中已知的用來在基底上涂覆一層有機物質的方法涂覆在基底上，例如包括汽相沉積(如，真空蒸發、濺射涂覆和化學汽相沉積)、溶液涂布或分散體涂布(如，浸涂、噴涂、旋涂、刮刀或刮板涂、棒涂、輥涂和傾涂(即，在表面上傾倒液體并使液體從表面上流過))。最好是用物理真空汽相沉積涂覆有機層(即，在施加真空下將有機物質升華)。
有機基微結構化層的化學成分最好是與起始有機材料相同，可用來制備微結構化層的有機材料例如包括含有鏈或環的平面型分子，鏈或環上的π電子密度大范圍地非定域。這些有機材料一般以魚刺構型晶化，優選的有機材料可以大致分成多核芳烴和雜環芳族化合物類。
在Morrison和Boyd的“Organic Chemistry”第三版(Allyn and Bacon公司，Boston，1974)第30章中敘述了多核芳烴。在上述的Morrison和Boyd書的第31章中敘述了雜環芳族化合物。
可買到的優選的多核芳烴例如包括萘、菲、苝苯、蒽蒄和芘。一種優選的多核芳烴是N，N′-二(3，5-二甲苯基)苝-3，4，9，10雙(二羧基酰亞胺)(可自American Hoechst公司，Somerset，NJ購得，商品名稱“C.I.PIGMENT RED149”)，這里稱為“苝紅”。
可買到的優選的雜環芳族化合物例如包括酞菁、卟啉、咔唑、嘌呤和喋呤。雜環芳族化合物的代表性實例例如包括無金屬的酞菁(例如二氫酞菁)及其金屬配合物(例如酞菁酮)。
這些有機材料最好是在沉積于基底上時能形成連續層。該連續層的厚度以從1納米至約1000納米為佳。
微結構的取向受所沉積的有機材料、沉積時的基底溫度、沉積速度和入射角度的影響。如果在有機材料沉積期間基底的溫度足夠高，則沉積的有機材料或是在沉積時，或是在隨后的退火中會形成無規取向的微結構。如果在沉積期間基底的溫度相對較低(即，接近室溫)，則沉積的有機材料在退火時傾向于形成一致取向的微結構。例如，如果希望得到一致取向的含苝紅的微結構，在沉積苝紅期間，基底的溫度最好是約0℃至約30℃。
各微結構的主要尺寸與最初沉積的有機層的厚度成正比。因為微結構是不連續的，所以它被大小約為其寬度的間距分開，并且最好有均一的橫截面尺寸，而且因為似乎所有的原始有機膜材料都被轉化成微結構，所以質量守恒意味著微結構的長度將與最初沉積層的厚度成正比。由于原始有機層厚度與微結構長度的明顯關系，所以微結構的長度和縱橫比的變化可以不取決于其橫截面尺寸和面積密度。例如。已經發現，當汽相沉積的有機層的厚度是從約0.05至約0.2微米時，微結構的長度約為此厚度的10倍。微結構的次要尺寸由連續的結晶側平面的表面自由能比決定，并且可以用Wulff定理解釋。微結構化層的表面積(即，各個微結構的表面積之和)比最初沉積在基底上的有機層的表面積大得多。最好是，最初沉積層的厚度在約0.05至約0.25微米的范圍內。
各個微結構是單晶體或多晶體，而不是非晶態的。微結構層因微結構的結晶本質和微結構的一致取向而具有高各向異性。
如果希望微結構不連續分布，則在有機層沉積階段可以使用屏蔽物，以便選擇性地涂覆基底上的特定面積或區域。在退火步驟之前在有機層上涂覆(例如濺射涂覆、汽相涂覆或化學汽相沉積)一層金屬(例如金、銀和鉑)，也可以實現微結構的不連續分布。有金屬涂層蓋在上面的有機層區域在退火步驟一般不轉化成微結構。金屬涂層的厚度以從約0.1至約10納米為宜。
現有技術中已知的用來在基底的特定面積或區域上選擇性地沉積有機層的其它方法也可以使用。
在退火步驟，將涂了有機層的基底在真空中于以足以使已涂覆的有機層發生物理變化的溫度下加熱一段時間，其中有機層生長成微結構化層，該層含有緊密排列的、不連續的取向單晶或多晶微結構。微結構的取向是退火過程的固有特性。將涂覆過的基底在退火步驟之前暴露于大氣中，未觀察到對以后的微結構形成有害。
例如如果涂覆的有機材料是苝紅或酞菁銅，則退火最好在真空(即，小于約1×10-3乇)中，在溫度約為160℃-300℃下進行。將原始有機層轉化成微結構化層所需的退火時間視退火溫度而定。一般來說，退火時間從約10分鐘到約6小時是足夠的，退火時間最好是在約20分鐘至約4小時之間。
汽相沉積步驟與退火步驟之間的時間間隔可以從幾分鐘到幾個月變化，沒有明顯的不利影響，只要涂覆過的復合物貯存在一個減少污染(例如灰塵)帶蓋的容器中。隨著微結構的生長，紅外光譜的強度變化和激光反射能力下降，使得能仔細地監測這種轉化，例如用紅外光譜學原位監測。在微結構已生長到所要求的尺寸后。所生成的包括基底和微結構的層狀結構在置于大氣壓中之前先冷卻。
如果希望得到分布不均勻的微結構，例如可以用機械方法、真空工藝方法、化學方法、氣體壓力或流體方法以及這些方法的組合從基底上選擇性地除掉微結構。可用的機械方法例如包括用尖銳的器具(例如用刮刀)從基底上刮掉微結構。可用的化學方法例如包括用酸蝕刻微結構化層的選定的面積或區域。可用的真空方法例如包括離子濺射和活性離子蝕刻。可用的空氣壓力方法例如包括用氣流(例如空氣)或液體流吹掉基底上的微結構。
制造微結構化層的其它方法。
制造微結構化層的其它方法在現有技術中是已知的。例如，公開于以下文獻中的制造有機微結構化層的方法J.Vac.Sci.Technol.A，5，(4)，1987年7/8月號，1914-1916頁;J.Vac.Sci.Technol.A，6，(3)，1988年5/8月號，1907-1911頁;Thin Solid Films，186，1990年327-347頁;J.Mat.Sci.25，1990年5257-5268頁;美國專利3，969，545(Slocum);Rapidly Quenched Metals，第5次快速淬火金屬國際會議集，Wurzburg，德國，1984年9月3-7日，S.Steeb等編，Elsevier科學出版公司，New York，1985，1117-1124頁，美國專利4，568，598(Bilkadi等);Photo.Sci.and.Eng.24(4)，1980年7/8月號，211-216頁;和美國專利4，340，276(Maffit等)。制造須晶的無機基微結構化層的方法例如公開于美國專利3，969，545(Slocum)，J.Vac.Sci.Tech.A，1，(3)，1983年7/9月號，1398-1402頁;美國專利4，252，865(Gilbert等);美國專利4，396，643(Kuehn等);美國專利4，148，294(Scherber等);美國專利4，155，781(Diepers);和美國專利4，209，008(Lemkey等)。
改變制造微結構化層的方法以得到不連續分布的微結構屬于本發明的范圍。用于改變這些方法的實例已公開在上述制造微結構化層優選方法的說明之中。
如果施用敷形涂覆材料，它最好起賦予所希望性能的功能性薄層的作用，例如熱性能、光學性能、力學性能(如強化含微結構化層的微結構)，電學性能和化學性能(如提供保護層)。
敷形涂覆材料可以是包括聚合材料在內的有機材料或是無機材料。可用的有機或無機敷形涂覆材料例如包括在上面說明微結構時提到的那些。可用的有機材料例如還包括導電聚合物(例如多炔)，由聚對亞二甲苯基衍生的聚合物和表面活性劑。
敷形涂層的優選厚度通常約為0.2至50納米，視具體用途而定。
敷形涂層可以用常規方法，例如在美國專利4，812，352和5，039，561(Debe)中公開的方法，沉積在微結構化層上。最好是，用一種避免機械力對微結構化層的擾動的方法沉積敷形涂層，例如汽相沉積(如真空蒸發、濺射涂覆和化學汽相沉積)和溶液涂布或分散體涂布(如，浸涂、噴涂、旋涂、傾涂(即，在表面上傾注液體，并使液體流遍微結構化層))及浸漬涂布(即，將微結構化層在溶液中浸漬一段時間，使該層足以從溶液中吸附分子，或從分散體中吸收膠體粒子或其它粒子)。更為優選的是用汽相沉積法沉積敷形涂層，例如離子濺射沉積、汽相凝結，真空升華、物理汽相轉移、化學汽相轉移和有機金屬化學汽相沉積。
對于不連續的敷形涂層的沉積，則象現有技術中已知的那樣改變沉積方法，以形成這種不連續的涂層。已知的變動例如包括使用屏蔽物、擋板、定向離子束和沉積源束。
涂在微結構化層或敷形涂覆的微結構化層上的包封材料，它可以以液體或流體狀態涂在微結構化層或敷形涂覆的微結構化層的外露表面上，然后固化或固定。或者是，包封材料是以能涂敷在微結構化層或敷形涂覆的微結構化層外露表面上的蒸汽狀態。
包封材料可以是包括聚合物材料在內的有機材料或是無機材料。可用的有機和無機包封材料例如包括前面在說明微結構和敷形涂層時提到的那些。特別適用的聚合物例如包括熱塑性聚合物、熱固性聚合物和光聚合物。
涂敷的包封材料的優選總厚度在約2至100微米的范圍內，這取決于具體的用途。
可以用適合特定包封材料的方法將包封材料涂覆在微結構化層或敷形涂覆的微結構化層上。例如，液態或流體狀態的包封材料可以用溶液涂布或散體涂布的方法(如、旋涂、浸涂、浸漬涂布、噴涂、輥涂、傾涂、刮刀涂布和棒涂)涂覆在微結構化層或敷形涂覆的微結構化層的外露表面上。某種包封材料可在汽相狀態用常規的汽相沉積技術涂覆，例如包括蒸汽在微結構化層或敷形涂覆的微結構化層上凝結。
某種包封材料也可以用固一液沉積法沉積，在該方法中將一種固體，最好是粉末，涂敷在微結構化層或敷形涂覆的微結構化層的外露表面上，通過施加足夠的能量(例如利用加熱、輻照或導熱)將該固體材料液化，使其轉化成液體或流體材料(對微結構化層或敷形涂覆的微結構化層無明顯不利影響)，然后將液體或流體物質固化或固定。
所涂覆的包封材料可以用適合所用特定材料的方法來固化或固定。這類固化或固定方法例如包括現有技術中公知的工藝方法(例如，輻射、自由基、陰離子、陽離子、縮聚、分段生長法或上述各方法的組合)。其它的固化或固定方法包括例如凍結法。
涂覆包封材料的不連續涂層可以通過改變用來涂覆包封材料的技術來實現，可采用的改變例如包括使用屏蔽物，定向噴涂和光刻技術。
所形成的包含著微結構化層或敷形涂覆的微結構化層及包封材料的復合層，可以用機械方法在原始基底界面處與基底分離，例如，從基底上拉下復合層，從復合層上拉下基底，或是兩種方法相結合。在某些情況下，在包封材料固化期間復合層可以自動層離。類似地，復合層可以通過加熱或冷卻的方法與基底層離，以便由基底和復合層之間的熱脹系數不同而產生的力使復合層與基底彼此分離。
復合層與基底的層離暴露出各個微結構的一個橫截末端，其中包封材料的表面與微結構的暴露的橫截末端在一共用的邊上重合。復合層層離表面的形貌(即，分離界面的表面)與它從中分離出的基底表面的形貌相反。如果基底的表面完全光滑，則暴露出的微結構橫截末端和包封材料層離出的表面可能處在一個公共平面上。
任選地，可以用至少一種涂覆材料外涂覆本發明復合制品的層離表面。每個外涂層可以是連續的或是不連續的。這種外涂層在提高復合制品的加工性能或耐久性方面有用，或是對于某些特殊用途有必要。
參看圖1，復合制品10含有許多個微結構11，任選的敷形涂覆材料12和包封材料13，圖中將它部分斷開以示細節。另外，圖1圖示說明了復合制品表面14與基底16的表面15發生層離，暴露出微結構的末端17。
外涂層(即包封材料)的厚度通常在約1微米至1毫米的范圍內，視特定用途而定。
在本發明的復合制品層離表面上沉積外涂層材料的方法包括在現有技術中公知的在基底上沉積涂覆材料的方法。例如，這些方法包括上述用來在微結構化表面上沉積敷形涂層的方法和上述在微結構化層或敷形涂覆的微結構化層上沉積包封材料的方法。
具有多個微結構化層的復合制品也屬于本發明的范圍。例如，可以將兩個或多個復合制品層壓在一起。
本發明的復合制品可用于可見輻射吸收裝置，例如，選擇性太陽能吸收器，平板太陽能收集器，太陽能吸收鑲板(例如在美國專利4，148，294中所敘述的那類裝置)和太陽能電池(例如美國專利4，155，781所敘述的那類裝置)。
下面的實施例進一步說明了本發明的目的及優點，但是，在這些實施例中提到的特定材料及其數量以及其它的條件和細節，不應構成本發明的過分限制。除非另外指明，所有的份數和百分數均指重量。
實施例1將膠乳橡膠噴涂在一個由不連續的垂直取向的晶態須晶構成的微結構化層上制成樣品，該須晶含有N，N′-二(3，5-二甲苯基)苝-3，4，9，10雙(二羧酰亞胺)(即，苝紅)，用美國專利4，812，352中所述的方法制備。具體地說，用濺射法在玻璃截片上沉積厚度約100納米的銅層。在涂銅的載片上以20納米/分的平均沉積速度真空汽相沉積(“基礎”壓力約2×10-6乇)厚度約為146納米的N，N′-二(3，5-二甲苯基)苝-3，4，9，10雙(二羧基酰亞胺)，這是一種有機顏料，可以從American Hoechst公司(Somersert，NJ)買到，商品名稱“C.I.PIGMENT RED149”。
然后將形成的復合物在真空中退火到最高溫度200℃，以便將有機層轉化成由不連續的垂直取向的須晶構成的微結構化層。
用銅濺射涂覆約三分之一的微結構化層，以得到等效平板厚度約100納米的敷形銅涂層。由于須晶的表面積比平表面大得多，所以在須晶方面的銅涂層的有效厚度比100納米小得多。
用鉑濺射涂覆約一半的微結構化層，以得到等效平面厚度約100納米的敷形鉑涂層。
余下的六分之一微結構化層留下不涂。
用一個常規的空氣壓力噴涂器在整個微結構化層上噴涂一層包封材料前體(由3M公司，St.Paul，MN買到，商品名稱“STRIP-PABLE MASKANT YR-43”)，使濕厚度約為0.157至0.165毫米。在常規的烘箱中將包封層在約66℃(150°F)下干燥20分鐘。
用剃刀片將在涂銅玻璃載片上所得到的復合制品(即，上面涂有包封材料的敷形涂覆的微結構化層)割成約0.6厘米(0.25英寸)寬的條。從涂銅的玻璃載片的表面剝離下各條含有敷形涂覆的和未敷形涂覆的(即，沒有銅或鉑敷形涂層的微結構化層部分)微結構化層及包封材料的復合層。觀察到復合制品中有銅敷形涂層、鉑敷形涂層和無敷形涂層(即，裸露的須晶)的區域對涂銅玻璃載片的相對粘結力不同。有鉑作為敷形涂層的條對涂銅玻璃表面的粘結力最強，具有敷形銅涂層的條對涂銅表面的粘結力其次。具有裸露須晶的條對涂銅表面的粘結力最弱。
發現有敷形鉑涂層、敷形銅涂層和裸露須晶的復合層，從涂銅玻璃表面上的層離為100%。
復合層的層離表面的約2000倍的掃描電鏡照片顯示出須晶從膠乳包封材料中略突出。
實施例2將厚度約0.025毫米(0.001英寸)的常規鋁箔拉緊裝在兩個直徑各約為10厘米的不銹鋼環之間。鋁箔和環的一個表面用蒸氣除油和氧等離子體浸蝕清洗。
用實施例1中所述的涂銅玻璃表面上形成微結構化層的方法，在“干凈”的鋁表面和不銹鋼環上沉積含有苝紅的須晶微結構化層。
用CoCr在箔和環上濺射涂覆微結構化層，以得到等效平面厚度約為125納米的敷形CoCr涂層。濺射涂覆是用常規的射頻(13.7兆赫)輝光放電裝置進行的，其中在直徑20厘米(8英寸)的靶子和基底之間的距離約為10厘米。濺射壓力約為24毫乇Ar，正向功率約為500瓦，靶偏壓約為1200伏。在濺射CoCr期間用水冷卻基底支承物。
在一個不銹鋼環的四周放置幾滴粘合劑，即，一種熱塑性樹脂在甲苯或其它溶劑中的溶液(可以從Devcon化司(Wood Dale IL)購得，商品名稱“DUCO CEMENT”)。在粘合劑與敷形涂覆的微結構化層的界面處形成約90°的接觸角。用幾小片(約1厘米×1厘米)152微米厚(6密耳)的聚酯薄膜蓋住粘合劑液滴，使每滴粘合劑略微鋪展成直徑約6至9毫米的面積。將粘合劑在空氣中部分干燥約10分鐘，然后在約50℃加熱約2小時，將剃刀片的刀刃插入各個干燥粘合劑小塊的下面，很容易將粘合著敷形涂覆須晶的干燥粘合劑小塊與不銹鋼環分離，而形成厚度約為0.1至0.125毫米的自支承的瓣。
一個有CoCr敷形涂層的剝離下的組合制品，其冷凍切斷邊的約10，000倍掃描電鏡照片顯示，須晶象是以位于與不銹鋼基底最初連接區的一端取向。另外，似乎層離表面的凹凸是不銹鋼環表面紋理的“負行”。
這種層離的復合層(制品)具有足夠的經受加工、摩擦、彎曲和拉伸的牢固性，而物理特性不明顯變差。
觀察到這種組合層被小塊手持磁鐵所吸引。
實施例3將一片常規鋁箔(約25微米厚)拉緊裝在直徑8.9厘米的不銹鋼環上。按實施例2中所述清洗鋁箔表面。用實施例1中所述的方法將一個苝紅微結構化層沉積在“干凈的”鋁表面上。
用Fe濺射涂覆微結構化層，得到平面厚度280納米的敷形Fe涂層。然后用一層粘合劑(“DUCO CEMENT”)涂覆敷形涂覆的微結構化層，其作法是向已涂覆的鋁箔中心施加幾滴粘合劑，然后以約500轉/分的轉速將已涂覆的鋁箔旋轉約5至10秒鐘，所用的粘合劑的數量足以形成約0.064毫米的固化厚度。所得到的復合層含有敷形涂覆的微結構化層和粘合劑。，容易從鋁箔表面上層離，但是，層離時需要的力比實施例1和2大。層離達到100%。
圖2(a)表示復合層的層離表面的掃描電鏡照片，放大10000倍，視角與表面法線約成45°。圖2(b)是放大15000倍的復合層層離表面邊緣視圖的掃描電鏡照片。
實施例4如實施例3所述在鋁箔上沉積苝紅的微結構化層，用銅濺射涂覆微結構化層，以得到等效平面厚度約為100納米的銅敷形涂層。
將一種聚酯樹脂(可由Goodyear Tira and Rubber公司(Atlanta，GA)買到，商品名稱“VITEL200A”)與含等量甲基乙基酮和甲苯的溶劑摻合，以形成含約45%固體的包封樹脂，將包封樹脂涂覆在敷形涂覆的微結構化層上，其作法是將樹脂液滴施加在微結構化層上，使其流散成直徑約1厘米的區域。然后將包封材料進行空氣干燥。干燥的包封樹脂的厚度約為0.25毫米。通過從復合層上剝離下鋁箔，使所形成的含有敷形涂覆的微結構化層和包封材料的復合層從鋁箔表面層離。層離達到100%。
實施例5按實施例4所述制備實施例5的(層離的)復合層，不同之處在于，包封材料是一種橡膠粘合劑樹脂(購自3M公司，商品名稱“ADHESIVE847”)，并且粘合劑在室溫下用空氣干燥固化。
復合層的層離達到100%，盡管與實施例2、3、4、7、8、9、10、11和14中所述的更為剛性的復合層相比，層離稍微困難。
實施例6將一個厚度為0.05毫米(2密耳)的聚酰亞胺薄膜(可自Mitsubishi Chemical Industries Ltd.(東京，日本)買到，商品名稱“NOVAL”)拉緊裝在不銹鋼環上，以形成一個直徑8.9毫米的圓盤，按實施例2中所述進行清洗，濺射涂覆約100納米的銅層(如實施例4中所述)。象實施例1中所述，在涂銅的表面上形成苝紅的微結構化層，然后用Fe濺射涂覆該微結構化層，以形成等效平面厚度約210納米的Fe敷形涂層。
通過在約560轉/分下旋轉涂覆約3秒鐘，將3毫升粘合劑(“DUCO CEMENT”)均勻地涂覆在直徑8.9毫米的圓盤上。粘合劑在室溫下進行空氣干燥。涂銅的聚酰亞胺膜容易從所形成的含敷形涂覆微結構化層和粘全劑的復合層上剝離下來。
實施例7-11
實施例7-11說明了用輻射固化材料作為包封材料。
實施例7將幾滴可紫外固化的光學粘合劑(可自Norland Products公司(New Brunswick，NJ)購得，商品名稱“NOA68”)涂覆在按實施例2所述制備的涂CoCr的苝紅微結構化層上。使每滴粘合劑濕潤到自身決定的厚度。在流動的氮氣氛中，于紫外燈(可自Mer K，Sharp & Dohme Orthopedics公司(West Point，PA)購得，商品名稱“LIGHICASTⅡ”)下將粘合劑固化約1小時。從鋁箔上剝離下所形成的含粘合劑和涂CoCr的微結構化層的復合層。層離達到約100%。
復合層的厚度從約0.125至約0.875毫米變化。
在45°角拍攝的該復合層冷凍斷口制備的試樣的放大15000倍的掃描電鏡照片顯示，微結構化層嵌在復合層的表面上，基本上與原始基底(即，鋁箔)界面垂直。
實施例8如實施例2中所述制備一個涂CoCr的苝紅微結構化層，將大約0.5毫升的一種未固化的光聚合物以約950轉/分的轉速旋轉涂覆在涂CoCr的微結構化層的三角形片(邊長2.5厘米)上，該光聚合物含有一份甲基丙烯酸環己酯(可自Sartomer公司(Westchester，PA)購得，商品名稱“SARTOMER208MONOMER”)和一份按美國專利4，785，064實施例11中所述制得的澆鑄組合物，只是用1摩爾季戊四醇三丙烯酸酯和2摩爾甲基丙烯酸2-羥乙基酯代替2摩爾季戊四醇三丙烯酸酯和1摩爾甲基丙烯酸2-羥乙基酯。將光聚合物按實施例7中所述固化約30分鐘。將復合層-基底浸沒在液氮中并隨后剝下復合層，使所形成的含有固化的光聚物和涂CoCr的微結構化層的復合層與鋁箔分離。層離達到100%。
復合層的層離表面為金屬綠色。復合層的反面(即固化的光聚合物)是有光澤的和黑色的。
實施例9按實施例6中所述在涂銅的聚酰亞胺膜上形成苝紅的微結構化層，如實施例2所述，用CoCr濺射涂覆微結構化層，以形成等效平面厚度約為125納米的敷形CoCr涂層。在微結構化層上涂覆一種未固化的光聚合物(如上面實施例8中所述)，固化，如實施例8所述將形成的復合層剝離。層離也達到100%。
實施例10按實施例3中所述制備具有Fe敷形涂層的苝紅的微結構化層。將大約6毫升光聚合物(按美國專利4，510，593實施例6所述制備)傾注在敷形涂覆的微結構化層上并且柔和地搖動，以使光聚合物均勻分布在樣品上。如實施例7中所述將光聚合物固化約30分鐘。
鋁箔容易從所形成的含敷形涂覆微結構化層和固化光聚合物的復合層上剝下。微結構化層從鋁箔上的層離達到100%。
實施例11按實施例9中所述制備具有CoCr敷形涂層(等效平面厚度250納米)的苝紅微結構化層。按實施例10中所述將一種光聚合物(按美國專利4，262，072中的實施例1和2所述制備)涂覆在敷形涂覆的微結構化層上并固化。
按以下方式將含有敷形涂覆微結構化層和固化光聚合物的復合層從涂銅的聚酰亞胺膜上剝離。約5毫升酸基紫外可固化粘合劑(含90%丙烯酸異辛酯/10%丙烯酸，按美國專利4，181，752實施例1-17中對組合物1所述的方法制備)與約0.27%重量的1，6-己二醇二丙烯酸酯(以5毫升酸基紫外可固化粘合劑的重量為基準)和約0.2%重量的2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(可自Ciba-Geigy公司(Summit，N.J.)購得，商品名稱“IRGACURE”)相摻混，在位于樣品的中心和邊緣之間的環形帶的固化光聚合物的外露表面上。將一個直徑15厘米、厚0.1毫米的表面預處理過的聚酯片以處理過的表面朝下放在復合物的涂有粘合劑的表面上。壓平聚酯片使粘合劑在復合層的外露表面上均勻分布，按實施例7中所述將粘合劑用紫外光固化55分鐘。將所得的復合層與涂銅的聚酰亞胺膜層離，該復合層含有敷形涂覆的微結構化層、固化的光聚合物、固化的酸基光固化預聚物粘合劑和表面處理過的聚酯。層離達到100%。
實施例12
按照在實施例1中所述的在涂銅玻璃上沉積微結構化層的方法，在一個直徑8.9厘米的電鍍鎳的拋光圓鋼片上沉積苝紅的微結構化層。按實施例2中所述，用CoCr濺射涂覆微結構化層，以形成等效平面厚度為200納米的CoCr敷形涂層。
將約1.5毫升光聚合物以約3000轉/分的轉速旋轉涂覆約1分鐘，在敷形涂覆的表面上涂上一薄層聚合物(按美國專利4，986，496實施例4所公開的方法制得)。將該光聚合物在流動氮氣下、用實施例7所述的紫外燈紫外固化約30分鐘。用實施例11所述的層離技術將含有敷形涂覆的微結構化層和固化光聚合物的復合層與鍍鎳圓片剝離。層離達到100%。
實施例13按實施例2中所述，在鋁箔上沉積一個苝紅的微結構化層，不同之處在于，含有苝紅的有機層是以約0.25納米/秒的速度涂覆在保持約200℃的鋁箔上，而且在有機層涂在鋁箔上之后不進行退火。所形成的微結構化層含有無規取向的須晶，這些須晶的尺寸比構成實施例2的微結構化層的須晶大。
按實施例2中所述，用CoCr濺射涂覆微結構化層，以得到等效平面厚度約為125納米的CoCr敷形涂層。
將約3滴實施例11中所述的可紫外固化的粘合劑涂覆在2.5厘米×2.5厘米區域的敷形涂覆的微結構化層上。象實施例11所述，用一聚酯片將這種可紫外固化的粘合劑分布在微結構化層上。按實施例7中所述，在流動氮氣中用紫外燈將這種可紫外固化的粘合劑固化約20分鐘。
通過從復合層上剝離下聚酯，使所形成的含有敷形涂覆的微結構化層和固化的紫外固化粘合劑的復合層與聚酯基底層離。層離達到100%。
實施例14按實施例2中所述制備一個敷形涂覆的微結構化層。使用實施例2中所述的系統用銅濺射涂覆苝紅微結構化層，以得到等效平面厚度約為60納米的銅敷形涂層。
用兩滴兩組分的環氧樹脂(可自Dercon公司購得，商品名稱“5-MINUTE EPOXY”)涂覆該敷形涂覆的微結構化層。用于將環氧樹脂分布在微結構化表面上。
使環氧樹脂在室溫下于空氣中固化一夜。通過從復合層上剝下鋁箔，使所得的含有敷形涂覆的微結構化層和固化的環氧樹脂的復合層與鋁箔層離。層離達到100%實施例15如實施例12中所述，在直徑9.5厘米的鍍鎳圓片上沉積苝紅的微結構化層。按實施例2中所述用CoCr濺射涂覆該微結構化層，以得到等效平面厚度約為70納米的CoCr敷形涂層。
將帶有敷形涂覆微結構化層的鍍鎳圓片以微結構化層朝上放在直徑154厘米的玻璃圓盤上并且蓋住它。在加熱板上將蓋住的圓盤加熱到約158℃，同時氮氣流通過蓋住的圓盤。
當圓盤的溫度達到約158℃時，在敷形涂覆的微結構化層上放置50個立方形聚酯材料顆粒(每邊約3至4毫米，可自Goodyear Tire and Rubber公司(Atlanta，GA)購得，商品名稱“VITEL PE200 POLYESTER”)。聚酯顆粒熔化至直徑約3.5厘米的液池。使圓片在空氣中冷卻，在此期間液化的聚酯固化。所形成的復合層含有敷形涂覆的微結構化層和固化的聚酯外涂層，將一個剃刀片插入圓片一微結構化層的界面處，就容易地使鍍鎳的基底與復合層層離。復合層的層離表面具有鏡面狀似金屬青銅的光潔度。層離達到100%。
實施例16按實施例15中所述制備一個復合圓片，不同之處在于，用大約18個每邊2至4毫米的雙酚聚碳酸酯小粒代替聚酯小粒，并且小粒的液化是將圓片加熱到約200℃來實現的。液化的雙酚A聚碳酸酯在冷卻時固化。層離達到100%。所形成的復合層提供了一種含敷形涂覆的微結構化層和固化的雙酚A聚碳酸酯的結構。
實施例17按實施例15中所述制備一個復合圓片，不同之處在于，用大約4或5個立方形聚碳酸酯顆粒(可自General Electric公司(Cleveland，OH)購得，商品名稱為“LEXAN123-112POLYCARBONATE”)代替聚酯小粒，而且通過將圓片熱到約200℃使小粒液化。液化的聚碳酸酯在冷卻時固化。將所形成的復合層層離，得到一種含有敷形涂覆微結構化層和固化聚碳酸酯的結構。層離達到100%。
實施例18按實施例15中所述制備一種復合圓片，不同之處在于，用4或5個立方形聚(甲基丙烯酸甲酯)顆粒代替聚酯顆粒，通過將圓片加熱到約200℃使顆粒液化。液化的聚(甲基丙烯酸甲酯)在冷卻時固化。所形成的復合層層離后形成含有敷形涂覆的微結構化層和固化的聚(甲基丙烯酸甲酯)的結構，層離達到100%。
實施例19該實施例說明了本發明復合制品的吸收輻射能力。
按實施例6中所述在涂銅的聚酰亞胺薄膜上沉積苝紅的微結構化層，用金真空汽相涂覆微結構化層，以得到等效平面厚度約2500納米的金敷形涂層。
按實施例6中所述將一種粘合劑(“DUCO CEMENT”)涂在敷形涂覆的微結構化層上，以得到固化厚度約0.06毫米的復合層。
涂銅的聚酰亞胺薄膜容易從所形成的含敷形涂覆微結構化層和粘合劑的復合層上揭下來。
用常規的紫外-可見分光光度計在從200至800納米的波長范圍內測定層離的復合層的絕對反射率和透射譜。反射率的測定是以離法線入射約5度的反射形式(即，反射角等于入射角)進行的。透射測定是用復合制品緊靠著一個積分球進行，以使檢測器有一個從法線至復合層的層離表面約60°的夾角。測得的反射率在200至800納米的波長范圍內小于或等于約1.6%。測得的透射率在200至800納米的波長范圍內小于或等于約0.3%。這些結果表明，復合層吸收了98%以上的波長在約200至約800納米內的入射輻射。
對于專業技術人員來說，在不脫離本發明的范圍和精神情況下，顯然可以對本發明作出各種修改和變動，而且應該清楚，本發明不受本文描述的說明性實施方案的不適當的限制。
權利要求
1.一種含有薄層的復合制品，層中含有部分地包封于其中的緊密排列的不連續微結構，其中每個微結構的一個末端外露，微結構外露末端與薄層的一個表面在該薄層的一個共用邊上重合。
2.根據權利要求1的復合制品，其中微結構的外露末端和薄層表面處在一個共用平面上。
3.根據權利要求1的復合制品，其中微結構含有平面型分子和鏈或環，它們上面的π-電子密度大范圍地不定域。
4.根據權利要求1的復合制品，其中緊密排列的微結構取向成主軸彼此平行。
5.根據權利要求1的復合制品，其中微結構的縱橫比是從約3∶1到約100∶1。
6.根據權利要求1的復合制品，其中微結構還含有一個敷形涂層，該涂層介于至少一個微結構和包封材料之間。
7.根據權利要求1的復合制品，其中微結構的面積數目密度在每平方微米約0.04至106個微結構之間。
8.一種制造復合制品的方法，該制品含有部分包封于其中的緊密排列的不連續微結構，其中復合制品每個微結構的一個末端外露，并且微結構外露末端和所述薄層的一個表面在該薄層的一個共用邊上重合，所述方法包括的步驟有形成復合制品，該復合制品中含有一個帶包封的微結構化層的基底，所述的微結構化層含有緊密排列的不連續的微結構;將上述包封的微結構化層與基底分離，以得到復合層，該復合層中含有部分包封于其中的緊密排列的不連續的微結構，每個復合層微結構的一個末端外露，復合層的外露末端和該層的一個表面在該層的共用邊上重合。
9.根據權利要求8的方法，其中所述的制品用以下步驟制備(1)以薄層形式在一個基底上沉積一種有機材料，以形成沉積的有機層;(2)將上述沉積的有機層在真空中于足以沉積的有機層中誘發物理變化的溫度下退火一段時間以形成含有緊密排列的不連續微結構的微結構化層;和(3)用至少一種包封材料包封微結構化層。
10.根據權利要求9的方法，其中還包括在包封步驟(3)之前先用至少一種涂覆材料敷形涂覆上述微結構化層的步驟。
全文摘要
本發明提供了一種復合制品，其中含有部分包封于薄層內的不連續的微結構。還提供了制造這種復合制品的方法。本發明的制品可用于可見輻射吸收裝置，例如，太陽能吸收器、平板太陽能收集器、太陽能吸收板和太陽能電池。
文檔編號C23C14/58GK1068067SQ92104958
公開日1993年1月20日 申請日期1992年6月23日 優先權日1991年6月24日
發明者M·K·狄貝 申請人:明尼蘇達州采礦制造公司