[0025]优选的，所述的热电材料与挤出平台紧密相连。
[0026]优选的，所述的供液装置通过多个管道与挤出平台相连。
[0027]优选的，所述的接收平台为光栅母板。
[0028]优选的，所述的热电材料为铁电晶体；更进一步优选的，为BaTi03、SrT13.LiNbO3中的一种；再进一步优选的，为LiNb03。
[0029]基于热感生电场诱导流变直写的光栅制造方法，步骤为:
1)利用计算机辅助设计软件设计所需掩膜的微纳栅线几何图形结构，然后将该图形结构转换为轮廓数据和填充数据；
2)利用上述装置，控制系统控制热源开启，在热源辐射作用下，热电材料产生感生电场，同时，供液装置向挤出平台提供流动态高分子材料，流动态高分子材料在感生电场的作用下，流变拉伸，形成泰勒锥，泰勒锥尖端与光栅母板接触； 3)根据轮廓数据和填充数据，使得挤出平台与光栅母板之间保持设定的相对运动速度与设定的距离，使流动态高分子材料在光栅母板上形成微/纳米级纤维掩膜；
4)在带有掩膜的光栅母板上形成一层保护膜；
5)去除光栅母板上的掩膜，清洗，在保护膜上形成栅线结构的凹槽即可。
[0030]优选的，步骤2)中，控制系统可以对热源辐射强度进行控制，进而控制热感生电场的强度大小，进一步的控制流动态高分子材料的流变拉伸速率；
优选的，步骤2)中，所述的流动态高分子材料为下列熔融态的高分子材料中的至少一种:PCL、PLA、PU、PA、PET、PBT、POE、EVA、CPE、PMMA, ABS、PAM、ACR、EP、PP、PE ;或者为下列高分子材料中的至少一种溶于溶剂中所得的流动态高分子材料:PE0、PLGA, PVDFo
[0031]优选的，步骤2)中，通过供液装置与挤出平台之间的多个管道，控制系统控制供液装置选择性的向挤出平台输出流动态聚合物材料；
优选的，步骤3)中，具体采用数控X、Y、Z轴精密移动平台控制挤出平台与光栅母板在Z轴方向的距离与在XY平面内的相对运动速度(未在图1中示出)。
[0032]优选的，所述的保护膜为铝膜；进一步优选的，铝膜的厚度为100_500nm。
[0033]优选的，铝膜的形成方法为气相沉积；进一步优选的，为以下的方法之一:真空蒸镀、溅射镀、等离子体镀膜、离子镀；
优选的，去除光栅母板上的掩膜的方法为下列方法中的至少一种:熔化、溶解、超声振动、分解。
[0034]下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明:
实施例:
一种基于热感生电场诱导流变直写的光栅制造方法，包括以下步骤:
1)利用计算机辅助设计软件设计所需掩膜的栅线结构，然后将该图形结构转换为轮廓数据和填充数据；
2)采用透明的导电ITO玻璃I(如图2)作为光栅母板，使用前先进行超声波清洗；
3)采用本发明的装置，利用热感生电场诱导流变直写技术在透明的导电ITO玻璃I上直写栅线掩膜图案2;
具体的:
3.1)将聚乳酸-轻基乙酸共聚物(poly (lactic-co-glycolic acid) ,PLGA)置于供液装置中，供液装置向挤出平台提供液态高分子材料；在热源辐射下，上方LiNbO3晶体产生感生电场，使PLGA在热感生电场的作用下，流变拉伸，形成泰勒锥，泰勒锥尖端与接收基板接触；由控制系统控制热源辐射强度，控制拉伸流变的速度；通过控制Z轴运动，调整挤出平台与接收平台的距离，控制直写纤维的直径；
3.2)采用数控X、Y轴精密移动平台控制接收基板，根据轮廓数据和填充数据进行运动，使挤出平台与接收平台的相对运动速度为35mm/s，配合运动控制程序在玻璃I上获得由微/纳米级纤维组成的几何图案结构2，通过控制程序控制热源的启停进而控制直写的启停，实现掩膜的制作；
4)利用多靶材溅射机在带有纤维掩膜的基材玻璃上溅射一层10nm厚度的铝膜3;
5)以丙酮为溶剂、配合超声清洗溶解纤维掩膜2，然后分别采用无水乙醇和去离子水、配合超声清洗对玻璃I进行清洗，在铝膜3上形成具有所需栅线结构的凹槽4，完成光栅制 L
O T=TV
【主权项】
1.栅线掩膜制造装置，其特征在于:包括控制系统，热源，接收平台，热电材料，挤出平台，供液装置； 其中，控制系统分别与热源、接收平台、挤出平台、供液装置相连； 热源用于向热电材料提供热辐射以产生感生电场； 供液装置与挤出平台相连并用于向挤出平台提供流动态高分子材料； 挤出平台用于向接收平台输出流动态高分子材料； 接收平台用于接收流动态高分子材料。
2.根据权利要求1所述的栅线掩膜制造装置，其特征在于:所述的挤出平台上设有多个输出口。
3.根据权利要求1或2所述的栅线掩膜制造装置，其特征在于:所述的热电材料与挤出平台紧密相连。
4.根据权利要求1或2所述的栅线掩膜制造装置，其特征在于:所述的供液装置通过多个管道与挤出平台相连。
5.根据权利要求1所述的栅线掩膜制造装置，其特征在于:所述的接收平台为光栅母板。
6.基于热感生电场诱导流变直写的光栅制造方法，其特征在于:步骤为: 1)利用计算机辅助设计软件设计所需掩膜的微纳栅线几何图形结构，然后将该图形结构转换为轮廓数据和填充数据； 2)利用权利要求1或5所述的装置，控制系统控制热源开启，在热源辐射作用下，热电材料产生感生电场，同时，供液装置向挤出平台提供流动态高分子材料，流动态高分子材料在感生电场的作用下，流变拉伸，形成泰勒锥，泰勒锥尖端与光栅母板接触； 3)根据轮廓数据和填充数据，使得挤出平台与光栅母板之间保持设定的相对运动速度与设定的距离，使流动态高分子材料在光栅母板上形成微/纳米级纤维掩膜； 4)在带有掩膜的光栅母板上形成一层保护膜； 5)去除光栅母板上的掩膜，清洗，在保护膜上形成栅线结构的凹槽即可。
7.根据权利要求6所述的基于热感生电场诱导流变直写的光栅制造方法，其特征在于:步骤2)中，所述的流动态高分子材料为下列熔融态的高分子材料中的至少一种:PCL、PLA、PU、PA、PET、PBT、POE、EVA、CPE、PMMA, ABS、PAM、ACR、EP、PP、PE ;或者为下列高分子材料中的至少一种溶于溶剂中所得的流动态高分子材料:PEO、PLGA、PVDFo
8.根据权利要求6所述的基于热感生电场诱导流变直写的光栅制造方法，其特征在于:步骤3)中，具体采用数控X、Y、Z轴精密移动平台控制挤出平台与光栅母板在Z轴方向的距离与在XY平面内的相对运动速度。
9.根据权利要求6所述的基于热感生电场诱导流变直写的光栅制造方法，其特征在于:所述的保护膜为铝膜。
10.根据权利要求9所述的基于热感生电场诱导流变直写的光栅制造方法，其特征在于:铝膜的形成方法为气相沉积。
【专利摘要】本发明公开了基于热感生电场诱导流变直写的光栅制造方法，栅线掩膜制造装置包括控制系统，热源，接收平台，热电材料，挤出平台，供液装置。光栅制造方法，步骤为：1）将该图形结构转换为轮廓数据和填充数据；2）制造掩膜；3）形成保护膜；4）去除掩膜，清洗，在保护膜上形成栅线结构的凹槽即可。本发明的光栅制造方法，可以避免传统近场电纺直写技术的相关缺点：例如电压阀值高，多针头直写的时候，容易产生干涉现象，以及容易产生简短放电现象，且所得掩膜的精度不高等。另外，本发明的光栅制造方法，不涉及化学腐蚀过程，工艺绿色简单且成本较低。
【IPC分类】G02B5-18
【公开号】CN104808271
【申请号】CN201510184099
【发明人】房飞宇, 陈新, 王晗, 陈新度, 刘强, 吕元俊, 李克天
【申请人】广东工业大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月17日