[發明專利]用于在低表面能基底上制造浮雕圖案的環氧制劑和方法

有效

• 申請號: 201280049485.2
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN103874731A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 丹尼爾·J·納夫羅茨基;杰里米·V·戈爾登;威廉·D·韋伯
• 申請（專利權）人: 微量化學公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;董文國

發明背景

1.技術領域

本發明涉及永久性的陽離子可光聚合的環氧膜組合物以及將其用于在低表面能基底上制造浮雕結構的方法。

2.背景技術

目前，可光致成像涂層（photoimageable?coating）被用于各種各樣的微機電系統（MEM）技術和應用中。微流體是MEM技術的分支，其涉及以約10^-9至10^-15升的小體積元件幾何驅動的小體積流體的行為、精確控制和操縱。微流體在20世紀80年代早期作為技術學科出現，并且在噴墨印刷頭、DNA測序芯片、芯片實驗室技術、微推進、適應性鏡片、像素化光學濾波器的制造中獲得了應用，并且最近在用于計算機和移動裝置應用的顯示技術中獲得了應用。

電潤濕效應為多種微流體裝置設計和構思提供了基礎。電潤濕效應定義為由于在固體與電解質之間施加所施加的電勢或電壓引起的固體-電解質溶解接觸角的改變。作為一個實例，停留在疏水絕緣膜上的水滴由于表面張力不匹配而表現出大的接觸角。如果疏水絕緣膜定位在電極頂部上與其相接觸并且然后水滴與分離的電極相接觸，則當在兩個電極之間施加電勢時水滴與疏水表面的接觸角將降低，并且水滴鋪展以覆蓋疏水膜表面更大的區域。電潤濕效應是可逆的，因此在移除所施加的電勢之后，水滴接觸角回復到未施加偏壓的值。

如美國專利No.7,813,030、7,359,108、7,359,108和7,800,816所公開的，電潤濕效應已被闡述成微流體光學開關，其構成電潤濕顯示裝置的操作基礎。這些現有技術的顯示裝置像素元件各自包括如圖1a和1b所示構造的微流體光學開關（由美國專利No.7,800,816中的圖1a和1b重畫）。

圖1示出了顯示裝置像素元件1的橫截面示意圖，其顯示出電潤濕顯示裝置所基于的原理。在可以是玻璃或塑料的兩個透明基底或支承板3與4之間，提供了彼此混溶的第一流體5和第二流體6。例如，第一流體5可以是烷烴如十六烷或有色油。第二流體6是導電的或極性的并且可以是水或鹽溶液。在裝置處于斷開狀態下，當沒有施加外加電壓（圖1a）時，流體5與流體6鄰近第一和第二透明支承板3和4。在第一支承板3上，設置有透明電極7，例如氧化銦(錫)，并且設置有可濕性較小的中間（疏水）層8例如無定形含氟聚合物作為透明電極7上的涂層。

當通過互連20和21施加電壓（電壓源9）時，流體5的層移動到旁邊或者分解為小液滴（圖1b，連通狀態）。當靜電能量增益大于由于產生彎曲表面所引起的表面能損失時，可發生這種情況。作為一個非常重要的方面，發現覆蓋支承板3的流體5連續膜與鄰接像素壁（pixel?wall）2的流體5膜之間的可逆開關通過電氣開關裝置（電壓源9）來實現。

如圖1b，當根據圖1的裝置上的入射光由反射器10反射出以提供反射光12時，獲得了光學開關。在根據圖1b的裝置斷開狀態下，不反射入射光并且像素對于觀察者表現為暗色。

發現負性色調的光敏性環氧涂覆組合物（如SU-8，MicroChem?Corp.的產品）可用作用于制造可電潤濕顯示器像素側壁（圖1a中的2）的材料，如Heikenfeld,J.等,J.Micromech.Microeng.,19(2009)第1-12頁所述。為了制造像素側壁，必須將光敏性環氧組合物涂覆在疏水層（圖1b中的8）上。在大多數可電潤濕顯示器設施中，疏水層是低表面能聚合物并且通常使用含氟聚合物。因此，很難在這種低表面能基底上形成溶劑澆鑄的光敏性環氧組合物的涂層，其原因是環氧組合物與疏水基底之間表面能大大不匹配導致了涂層缺陷和不良的涂層粘附性。通過使用諸如電暈放電、UV-臭氧法或氧反應性離子刻蝕等的方法處理疏水層緩解了該問題，所述方法使疏水層的表面能增加并因此提供了活化表面以促進光環氧組合物的潤濕和粘附。這種處理的結果是，必須降低活化疏水層的表面能以使疏水層的表面能恢復至允許實現電潤濕裝置適當功能的值。這可通過在升高的溫度下烘烤疏水層來完成。應注意，可通過透明支承板3的特征來限制烘烤溫度，在塑料例如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的情況下，其將烘烤溫度限制為小于這種塑料支承板材料的變形溫度的值。

疏水層活化和隨后退火的方法步驟導致了方法復雜性和成本的增加。因此，存在這樣的負性色調光敏性環氧組合物的需要，所述負性色調光敏性環氧組合物在疏水層上的處理不需要使用疏水層表面活化方法。因此，本發明的一個目的是提供負性色調光敏性環氧組合物以及使用其消除對疏水層活化的需要的方法。

發明內容