[發(fā)明專利]在薄聚合物膜上連續(xù)制造數(shù)字微米尺度圖案有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410298767.7 | 申請日： | 2014-06-26 |
| 公開（公告）號： | CN104290317B | 公開（公告）日： | 2018-06-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | D·M·約翰遜;A·R·沃爾克爾;J·S·帕施科維茨 | 申請（專利權(quán)）人： | 帕洛阿爾托研究中心公司 |
| 主分類號： | B29C59/04 | 分類號： | B29C59/04;B29C59/10;B81C1/00 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 鄭冀之;陳嵐 |
| 地址： | 美國加利*** | 國省代碼： | 美國;US |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 微米尺度 圖案化 間隙區(qū)域 薄膜 薄聚合物膜 傳送器表面 電流體動力 圖案化處理 圖案化結(jié)構(gòu) 電場 電勢產(chǎn)生 分段電極 固化機(jī)構(gòu) 連續(xù)制造 馬達(dá)驅(qū)動 納米結(jié)構(gòu) 豎直取向 數(shù)字圖案 涂覆機(jī)構(gòu) 液體形成 電荷 聚合物 變形的 納米管 納米線 網(wǎng)狀件 輥隙 滾輪 交聯(lián) 片材 受控 固化 激光 施加 圖案 | ||
涂覆機(jī)構(gòu)將液體(例如聚合物)薄膜設(shè)置在通過適當(dāng)馬達(dá)驅(qū)動的傳送器表面(例如，滾輪或帶)上，以將薄膜傳送到精確受控間隙(或輥隙)區(qū)域中，其中施加的電勢產(chǎn)生引起液體經(jīng)過電流體動力(EHD)圖案化變形的電場，從而液體形成圖案化微米尺度特征。固化機(jī)構(gòu)(例如UV激光)被用于在間隙區(qū)域內(nèi)部或剛離開間隙區(qū)域之后固化(例如交聯(lián))圖案化液體特征，從而形成由作為片材一部分的中間網(wǎng)狀件連接或分成離散微米尺度結(jié)構(gòu)的微米尺度圖案化結(jié)構(gòu)。設(shè)置在液體中的納米結(jié)構(gòu)(例如納米管或納米線)在EHD圖案化處理期間變成豎直取向。分段電極和圖案化電荷被用于提供數(shù)字圖案化控制。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及微米尺度(micro-scale)圖案化結(jié)構(gòu)，更具體地涉及用于制造微米尺度圖案化結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)
越來越需要用于在工業(yè)相關(guān)量下制造具有在從若干微米到厘米尺度的三維圖案化的薄聚合物膜的系統(tǒng)。這樣圖案化的聚合物薄膜例如可用于光學(xué)應(yīng)用(抗反射涂層和過濾器)和受控潤濕應(yīng)用(疏水和親水應(yīng)用)。
存在很多當(dāng)前利用拓?fù)湓趶臄?shù)百納米到微米范圍內(nèi)制造圖案化薄膜的技術(shù)，包括滾動掩模光刻(由美國加利福尼亞州Pleasanton的Rolith，Inc. 研發(fā))、納米壓印光刻(美國德克薩斯州Austin的Molecular Imprints和瑞典Lund的Obducat)、全息光刻(美國馬薩諸塞州Burlington的TelAztec LLC)、和液相沉積(位于德國慕尼黑Fraunhofer Institute的“Sharkskin coater”)。所有這些方法使用基于母版的方法來產(chǎn)生光阻劑膜中的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)隨后用于動態(tài)生成玻璃中或可以被浮凸并使用UV光進(jìn)行固化的薄聚合物膜中的結(jié)構(gòu)。這些技術(shù)都不能在大面積版式中或以動態(tài)數(shù)字方式生成任意變化的圖案。
電流體動力(EHD)圖案化是最新研發(fā)的技術(shù)，其包括通過利用在液體上的施加力和液體的表面張力的平衡來使液體聚合物膜的表面成型，將在模板上形成的微米或納米結(jié)構(gòu)電轉(zhuǎn)印到薄聚合物膜上。表面不穩(wěn)定性受范德華力和熱力驅(qū)動，但典型地受到外力主宰(如果這些力存在的話)。在界面上引起壓力梯度的所有外(例如，電或熱)力會引起這種表面不穩(wěn)定性。本發(fā)明聚焦于EHD圖案化技術(shù)，該技術(shù)被用于高度/厚度遠(yuǎn)小于不穩(wěn)定性的長度尺度的聚合物薄膜，所以聚合物薄膜的動力學(xué)完全由潤滑理論來描述，并且出現(xiàn)的圖案由增長最快的毛細(xì)波模式驅(qū)動。用于產(chǎn)生這樣的聚合物薄膜EHD圖案化的時間尺度取決于液體聚合物的介電常數(shù)、粘度、高度/厚度和表面張力、施加的電壓(電場)、和用于產(chǎn)生電場的電極或電荷之間的距離，出現(xiàn)的圖案的長度尺度取決于表面張力、施加的電壓和聚合物膜內(nèi)部的電場。這些圖案在電場恒定時發(fā)生在膜特性所固有的長度尺度，或者在電場在空間中變化時被迫進(jìn)入特定結(jié)構(gòu)。用于EHD圖案化的復(fù)制高度在之前提出的技術(shù)中被限制在納米尺度，這是因?yàn)殡妶鰧δ０宓拈g隔物高度敏感。此外，常規(guī)EHD圖案化技術(shù)沒有商業(yè)價(jià)值，這是因?yàn)樗鼈儾荒苤圃焐虡I(yè)上可用數(shù)量的膜。
發(fā)明內(nèi)容
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