[發明專利]以納米級精確度可程序化的沉積用戶自定義外形的薄膜

有效

• 申請號: 201480057530.8
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN105682808B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 希德爾格塔·V·斯瑞尼華森;希拉旺·辛格爾
• 申請（專利權）人: 德克薩斯大學系統董事會
• 主分類號: B05D3/06
• 分類號: B05D3/06;B05D1/42
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司11138
• 代理人: 閆小剛

1.一種用于沉積薄膜的方法，所述方法包括：

通過一組噴墨噴嘴，將前體液體有機材料的液滴分配在基底上的多個位置處；

使基頂降落，從而使所述液滴形成被捕獲在所述基底與所述基頂之間的鄰接膜；

選擇所述基頂的參數，以使達到所述基頂、所述鄰接膜以及所述基底的平衡狀態的時間被延長，從而能夠捕獲所述基頂、所述鄰接膜和所述基底的非平衡過渡狀態；

使所述鄰接膜固化以將其凝固成固體；以及

將所述基頂與所述固體分離，從而將聚合物膜保留在所述基底上。

2.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括：

使因背側壓力而被折彎的所述基頂降落，以使所述基頂的正面與所述液滴第一次接觸，從而產生向外擴展的液體前沿，該液體前沿與所述液滴融合以形成所述鄰接膜。

3.根據權利要求2所述的方法，其進一步包括：

使所述基頂降落，以使所述基頂的所述正面與所述液滴在可溶于有機液體的氣體的本地環境中進行所述第一次接觸。

4.根據權利要求2所述的方法，其進一步包括：

使所述基頂降落，以使所述基頂的所述正面與所述液滴在氦或者二氧化碳的本地環境中進行所述第一次接觸。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述基頂是多孔的并且允許將被捕獲的氣體傳輸。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述基頂包括玻璃、陶瓷、聚合物或者其組合的材料。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述基頂的表面涂有低表面能涂層，其中，所述基底的表面涂有增粘劑。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，通過光能或者熱能使所述鄰接膜固化以將所述鄰接膜凝固成所述聚合物。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，隔著所述基底或者所述基頂，將所述鄰接膜暴露于紫外線來使所述鄰接膜固化。

10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述基頂是保持在張力下的塑料卷。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述基底由具有大于1GPa的楊氏模量的材料組成。

12.根據權利要求10所述的方法，其中，所述基底是由以下材料中的一種或者多種組成的剛性晶片：硅、二氧化硅和氮化鎵。

13.根據權利要求10所述的方法，其中，所述塑料卷的第一部分用作第一基頂，其中，所述塑料卷的第二部分用作第二基頂。

14.根據權利要求10所述的方法，其中，所述基底是塑料卷。

15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述基底保持在真空的或者多孔的吸盤上。

16.根據權利要求14所述的方法，其中，所述基底的剛性比所述基頂的剛性更大。

17.根據權利要求14所述的方法，其中，基底與所述基頂的有效彎曲剛度比超過5。

18.根據權利要求1所述的方法，其中，所述基頂包括熔融的石英晶片，其中，與所述晶片的與所述前體液體有機材料的所述液滴相互作用的內環相比，所述晶片的外環具有更高的厚度。

19.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括：

通過使用不同的可噴墨材料將多材料堆疊沉積在所述基底上。

20.根據權利要求19所述的方法，其中，一組噴墨噴嘴將所述多材料堆疊沉積在所述基底上，其中，在所述一組噴墨噴嘴中的一個或者多個噴墨噴嘴具有不同的材料。

21.根據權利要求1所述的方法，其中，所述基頂的有效彎曲剛度具有最佳范圍，所述最佳范圍的限定是高于創建所述液滴的融合所需的最小值同時低于確保所述鄰接膜在使所述基頂降落之后的一段既定時間之前處于不平衡狀態所需的最大值。

22.根據權利要求21所述的方法，其中，所述鄰接膜的預平衡過渡狀態創建膜厚外形，所述膜厚外形的體積分布是分配在所述基底上的所述液滴的體積分布的函數。

23.根據權利要求1所述的方法，其中，通過對逆向優化進行求解以最小化在實際膜厚外形與期望膜厚外形之間的誤差的范數，來獲得在所述基底上分配的所述液滴的位置和體積。