[發(fā)明專利]非平面圖案化納米結(jié)構(gòu)表面及用于其制造的印刷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880083840.5
• 申請(qǐng)日: 2018-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN111526990B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹姆斯·朱;卡爾·K·斯騰斯瓦德;丹尼爾·M·倫茨;托馬斯·J·梅茨勒;莫塞斯·M·大衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 3M創(chuàng)新有限公司
• 主分類號(hào): B41C1/18
• 分類號(hào): B41C1/18;B41F17/00;B41K1/22;B41F3/26;B41K3/26;B41M1/00;B81C1/00
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 梁曉廣;李金剛

1.一種用于將圖案施加到非平面表面的設(shè)備，所述非平面表面的至少一部分具有曲率半徑，所述設(shè)備包括：

壓模，所述壓模包括具有第一主表面的彈性體印模，其中所述印模的所述第一主表面具有延伸遠(yuǎn)離基本上平面的基部表面的圖案元件的浮雕圖案，并且其中每個(gè)圖案元件包括橫向尺寸大于0且小于5微米的壓印表面，

墨，所述墨被吸收到所述印模的所述壓印表面中，所述墨包括官能化分子，所述官能化分子具有被選擇用于化學(xué)鍵合到所述非平面表面的官能團(tuán)；

第一運(yùn)動(dòng)控制器，所述第一運(yùn)動(dòng)控制器支撐所述壓模，并適于相對(duì)于所述非平面表面移動(dòng)所述印模；

第二運(yùn)動(dòng)控制器，所述第二運(yùn)動(dòng)控制器適于移動(dòng)所述非平面表面；以及

力控制器，所述力控制器用于控制在所述印模上的所述壓印表面與所述非平面表面之間的界面處的力；其中

所述第一運(yùn)動(dòng)控制器和所述第二運(yùn)動(dòng)控制器以相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式移動(dòng)所述印模和所述非平面表面，使得所述壓印表面接觸所述非平面表面，以向所述非平面表面賦予圖案元件的布置，并且其中所述印模與所述非平面表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)由所述力控制器調(diào)節(jié)，以：

(1)控制在所述壓印表面與所述非平面表面之間的界面處的接觸壓力，以及

(2)在所述壓印表面和所述非平面表面彼此接觸時(shí)，允許所述界面處的接觸力變化；

并且其中以相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式移動(dòng)所述印模和所述非平面表面使得以分步重復(fù)的方式將所述圖案元件的浮雕圖案施加到所述非平面表面的多個(gè)不同部分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述非平面表面是輥的外表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述壓印表面包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)，并且其中所述官能化分子是選自烷基硫醇、芳基硫醇以及它們的組合的有機(jī)硫化合物。

4.一種使用如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備將圖案施加到非平面表面的方法，其中所述非平面表面的至少一部分具有曲率半徑，所述方法包括：

提供具有主表面的印模，所述主表面包括延伸遠(yuǎn)離基本上平面的基部表面的圖案元件的浮雕圖案，并且其中每個(gè)圖案元件包括橫向尺寸大于0且小于5微米的壓印表面；

在所述壓印表面上施加墨，所述墨包括官能化分子，所述官能化分子具有被選擇用于化學(xué)鍵合到所述非平面表面的官能團(tuán)；

定位所述印模，以引起所述非平面表面與所述印模的所述主表面之間的滾動(dòng)接觸；

使所述圖案元件的所述壓印表面與所述非平面表面接觸，以在所述非平面表面上形成官能化材料的自組裝單層(SAM)，并且向所述非平面表面賦予圖案元件的布置；以及

相對(duì)于所述非平面表面平移所述印模的所述主表面，其中平移所述印模的所述主表面包括：

(1)控制在所述壓印表面與所述非平面表面之間的界面處的接觸壓力，以及

(2)在所述壓印表面和所述非平面表面彼此接觸時(shí)，允許所述界面處的接觸力變化；以及

以分步重復(fù)的方式重新定位所述印模，以將所述圖案元件的布置施加到所述非平面表面的多個(gè)不同部分。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中控制所述壓力以在所述界面處保持基本上恒定的接觸壓力。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中基于所述壓印表面上已知位置處的接觸面積來控制所述接觸壓力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述壓印表面上已知位置處的所述接觸面積是實(shí)驗(yàn)獲得的。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述壓印表面上已知位置處的所述接觸面積是從建模獲得的。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述非平面表面是選自金、銀、鉑、鈀、銅和合金以及它們的組合的金屬。