制造微阵列的方法_3

文档序号:8379800阅读:来源:国知局
但不限于)例如 聚(3, 4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)和聚苯胺的材料。绝缘体包括Si02、SiN和Al2O 3。半导 体可以是有机物,例如可用于形成电子器件的有源层的有机半导体。例如,可使用多种有机 半导体,包括稠合的芳香环化合物,以小分子为例,例如为含并五苯化合物、含并四苯化合 物、含蒽化合物、双(并苯基)乙炔化合物和并苯-噻吩化合物。也可考虑若干聚合物材 料,例如,以聚3-烷基噻吩和具有稠合的噻吩单元或双-噻吩单元的聚合物为例的规则性 聚噻吩。在本申请中可用的有机半导体材料的其它发明包括在美国专利No. 7, 109, 510和 No. 6, 998, 068(二者均属于 Gerlach)、美国专利 No. 7, 211,679 和 No. 7, 315, 042(Gerlach 等人)和美国专利公开No. 2007/0232781和No. 2007/0249802(二者均属于Zhu等人)中 公开的材料。
[0046] 提供的阵列包括具有与第一轮廓基本不同的第二轮廓的被涂覆的第二微观特征。 基本不同意味着被涂覆的第二微观特征的轮廓(第二轮廓)与第一轮廓不全等。另外,第 二轮廓不具有与第一轮廓基本相同的轮廓或不被认为具有与第一轮廓基本相同的轮廓。在 一些实施例中,第二轮廓是弯曲的或具有比第一轮廓的曲率半径更大的曲率半径。例如,第 一轮廓可具有矩形特征物,第二轮廓可具有弯曲(圆形、椭圆形或其它形状)特征物。在其 它实施例中,所述弯曲特征物是圆形的或椭圆形的,并且位于在材料沉积在第一轮廓上之 前第一轮廓的平台所在的位置。弯曲轮廓可以是凹的或凸的。凸的弯曲轮廓的例子包括 球体表面和类球体表面(椭球体)轮廓。第一微观特征中的至少一个的长尺寸可以为其最 小尺寸的至少百分之五、至少百分之八、至少百分之十、至少百分之十五或甚至至少百分之 二十。
[0047] 第二微观特征中的至少一个不包括基本平坦的表面。例如,第二微观特征的至少 一个可具有球体表面或类球体表面。在许多实施例中,如果并非全部的第二微观特征不包 括基本平坦的表面,则大部分的第二微观特征不包括基本平坦的表面。如果球体表面和类 球体表面对于光化辐射是透明的,则球体表面或类球体表面可用作透镜元件。因此,提供的 方法可用于制备微透镜阵列。提供的方法可用于制备第二微观特征阵列,其中第二微观特 征可包括至少一个凸的弯曲表面,其中凸面被限定为至少在一个横向上具有曲率并且其曲 率的局部中心(焦点)位于基底侧的结构。在一些实施例中,本发明的特征物阵列还可包 括至少一个凹的弯曲表面-例如,所述表面可至少在一个横向上具有曲率并且其曲率的局 部中心位于背离基底的一侧。这些阵列可为微球体阵列(包括(例如)微球体)。在其它 实施例中,阵列可为具有类球体顶部的微观脊阵列。如果微球体上的弯曲表面是凸出的并 且由对于可见辐射是透明的材料制备,则所述阵列可以是微透镜阵列。如果弯曲表面是被 制备的或者被涂覆的使得所述表面反射辐射,则微球体阵列可以是通过反射会聚(凹)或 散射(凸)辐射的微透镜阵列。通过改变微观特征的第一轮廓和/或沉积处理条件(时间、 温度、方法),发现可控制第二轮廓的尺寸和形状。
[0048] 提供的方法和由该方法制备的阵列的重要方面在于,通过将材料直接沉积在第一 微观特征上以形成具有第二轮廓的第二微观特征来制备阵列,其中第二轮廓基本不同于第 一轮廓。在第二微观特征的轮廓中的任何曲率由材料的沉积(以气相沉积为例)形成。在 提供的方法中不需要对第二微观特征进行回流或退火。这允许制造阵列的方法可在比如玻 璃的回流材料中正常使用的温度更低的温度下完成,并且可适应对温度敏感的基底,例如 聚合物(例如,聚(甲基丙烯酸甲酯)、PET、光致抗蚀剂等。
[0049] 提供的方法的其它实施例包括将平滑层添加到具有第二轮廓的第二微观特征上。 平滑层可被添加到第二微观特征上,以减少具有第二轮廓的微观特征表面的粗糙度。适合 用作平滑层的材料包括金属。金属可包括(例如)从铝、锡、镍、金或银中选择的金属。平 滑层的厚度足以使第二微观特征表面的表面粗糙平滑但厚得不足以基本改变第二轮廓。平 滑层标称为500nm或更小。
[0050] 在另一方面,提供了一种制备阵列的方法,该方法包括提供包括多个离散的第一 微观特征的基底,其中每个第一微观特征具有第一轮廓;将材料沉积在第一微观特征上,以 形成具有与第一轮廓基本不同的第二轮廓的第二微观特征;将第一复制材料添加到具有第 二轮廓的第二微观特征上;并将第一复制材料与第二微观特征的阵列分离,以形成模具。可 用作第一复制材料的聚合物可包括本领域技术人员公知的热塑性聚合物和热固性聚合物。 热塑性聚合物可包括在高于室温的条件下发生软化或熔融但在室温下或低于室温时呈刚 性并可支撑结构的材料。可用于制作复制品的一些热塑性聚合物包括(例如)聚甲基丙烯 酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸 乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺(PA)、聚砜(PSU,非常易碎的聚合物)、聚偏氟乙 烯(PVDF)和聚甲醛(POM,非常柔软并有弹性的聚合物)。
[0051] 热固性聚合物还可用作第一复制材料。可用的热固性聚合物包括聚硅氧烷(例 如,聚二甲基础氧烷(PDMS))、聚酰亚胺(通过固化聚酰胺酸制成)和聚氨酯丙烯酸酯。针 对纳米特征和微结构的复制,用于形成复制品的聚合物可具有低粘度。低粘度聚合物可允 许进入微观特征和在微观特征周围。有用的是,在真空下将聚合物施加到制品,使得制品和 聚合物之间的内部气泡最少。
[0052] 会有利的是,在将第一复制材料添加到模具上之前,将脱模涂层施加到阵列。如 果多个离散的第一微观特征由Si0 2、SiN或其它无机或聚合物材料制成,则模具可被氟硅 烷脱模剂涂覆,所述氟硅烷脱模剂例如是三甲基氯硅烷或氟化硅氧烷(例如在美国专利 No.5,851,674(Pellerite等人)中公开的)。另外,针对该目的可用的是六氟环氧丙烷 (HFPO)衍生物(例如在美国专利No. 7, 173, 778 (Jing等人)中公开的)。
[0053] 或者,可用(例如)通过气相沉积或通过无电镀沉积的薄镍层对第二微观特征 的阵列进行金属化处理。如果制品被金属化处理,则在经金属化处理的制品上设置脱模 剂以促进形成复制品的聚合物脱模也是有利的。例如,微观柱阵列可被如在美国专利 No. 6, 824, 882 (Boardman等人)中公开的氟化膦酸的脱模层涂覆,或者被全氟聚醚酰胺键 联的膦酸酯,例如在美国专利公布No. 2005/0048288 (Flynn等人)中公开的那些。还可预 期,可通过用如在美国专利No. 6, 696, 157 (David等人)中公开的类金刚石玻璃进行涂覆来 保护微观柱阵列。在申请人的共同待审的申请U. S. S. N. 11/766, 477 (Zhang等人)中讨论 了可用作脱模层的其它材料。
[0054] 第一复制材料可被布置为与模具或脱模层接触,通过包括热、水分或辐射的各种 方法中的任何一种进行固化,然后与制品分离,以产生阵列的负浮雕图像(复制品)。复制 品可用于产生微观柱的原始阵列的辅模或子模。
[0055] 提供的模具包括具有多个离散第一微观特征的基底,其中每个第一微观特征具有 第一轮廓,气相沉积材料在第一微观特征上形成具有与第一轮廓基本不同的第二轮廓的第 二微观特征。所述模具可通过提供的方法制成并可用于制备如上所述的复制品。
[0056] 可用第二复制材料填充复制品,第二复制材料可以为用作第一复制材料的材料 中的任一种。第二复制材料可以是被固化并分离的复制品,用于形成辅模或子模。会 有利的是,将脱模层添加到复制品中,以提高将子模与复制品分离的能力。按此方式, 由一个原始模具可制备多个子模。当复制品由PDMS制备时可用于改进子模与复制 品分离的脱模层包含用于模具的例如脱模材料的材料以及全氟醚硅烷脱模剂(如在 。5.5.1 11/845,465(21^叩等人)中公开的)。
[0057] 可通过参照附图进一步地理解本文公开的一些实施例。图IA和图IB为包括多个 离散微观特征的基底的两个实施例的附图。图IA示出基底上的小微观柱的矩形阵列。图 IB示出微观脊的阵列。图2A-2F示出本发明的方法的一个实施例。图2A是基底201顶上 的微观柱202的阵列。如之前的讨论,有可用于基底201和微观柱202中的任一者的多种 材料。微观柱202的阵列轮廓是矩形。图2B是在图2A中呈现的微观柱阵列的附图,其中 材料203沉积在微观柱
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