利用发色材料形成沟槽图案的方法技术

描述了一种用于在干发色层内形成沟槽的方法。将涂料组合物施加至基底、进行干燥并且使其暴露在亲水性有机溶剂中以形成沟槽图案，所述沟槽图案具有第一组沟槽以及与所述第一组沟槽基本上垂直的第二组沟槽。可将沉积材料设置在所述沟槽内以形成纳米结构化图案。还描述了一种具有沟槽图案的制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于形成沟槽图案以及将材料设置在沟槽图案内以形成纳米结构化图案的方法，并且涉及具有沟槽图案的制品。
技术介绍
功能性材料的图案化层可用于电子元件的制造以及其它应用中。例如，不同图案 化材料层的多个层可用于制造平板显示器，例如液晶显示器。有源矩阵液晶显示器包括多 行和多列的地址线，它们以一定的角度彼此交叉，并且形成多个交叉点。用于施加图案化层 的技术随着在电子元件中对于较小结构需求的增加而继续发展。 平版印刷技术可用于产生小的结构；然而，当尺寸范围达到纳米级范围时，出现了 可限制平版印刷技术在纳米结构中应用的重大技术挑战。 自组装为另一种可用于构造纳米结构的方法。分子自组装称为无外源引导或操纵 下的分子组装。许多生物系统采用自组装来装配各种分子和结构，例如细胞中的脂质双层膜。
技术实现思路
本专利技术描述了用于从发色层形成沟槽图案的方法。描述了用于在干发色层内形成 沟槽图案的方法。可将沉积材料设置在沟槽图案内以形成纳米结构化图案。公开了具有沟 槽图案的制品，所述沟槽图案包括第一组沟槽以及与第一组沟槽交叉的第二组沟槽。 在第一方面，提供了用于在含有发色材料和表面改性的无机纳米粒子的干发色层 内形成沟槽图案的方法。该方法包括将涂料组合物沿涂布方向施加至基底表面上以形成发 色层。涂料组合物包含发色材料、表面改性的无机纳米粒子以及水。将发色层中的水的一 部分移除以形成干发色层。该方法还包括使干发色层暴露于亲水性有机溶剂以在干发色层 内形成沟槽图案。沟槽图案包括沿涂布方向延伸的第一组沟槽以及与第一组沟槽基本上垂 直的第二组沟槽。第一组沟槽和第二组沟槽的平均沟槽深度等于干发色层的平均厚度。 在第二方面，提供了形成纳米结构化图案的方法。该方法包括将涂料组合物沿涂 布方向施加至基底表面上以形成发色层。涂料组合物包含发色材料、表面改性的无机纳米 粒子以及水。将发色层中的水的一部分移除以形成干发色层。使干发色层暴露于亲水性有 机溶剂以在干发色层内形成沟槽图案。沟槽图案包括沿涂布方向延伸的第一组沟槽以及与 第一组沟槽基本上垂直的第二组沟槽。第一组沟槽和第二组沟槽的平均沟槽深度等于干发 色层的平均厚度。该方法还包括将沉积材料设置在干发色层表面上以及第一组沟槽和第二 组沟槽内。使位于第一组沟槽和第二组沟槽内的沉积材料与基底表面相接触。将干发色层 以及设置在干发色层表面上的沉积材料均移除。设置在第一组沟槽和第二组沟槽内的沉积 材料粘附至基底表面并且未被移除。第一组沟槽和第二组沟槽内的剩余沉积材料形成纳米 结构化图案。 在第三方面，提供了具有沟槽图案的制品。将干发色层设置在基底表面上。干发色层包含发色材料和表面改性的无机纳米粒子。干发色层具有包含第一组沟槽以及与第一 组沟槽基本上垂直的第二组沟槽的沟槽图案。第一组沟槽和第二组沟槽的平均沟槽深度等 于干发色层的平均厚度。附图说明 图1为具有实例1的沟槽图案的干发色层的光学显微图(500倍放大率)。 图2为实例1的纳米结构化图案的光学显微图(500倍放大率)。 图3为具有实例2的沟槽图案的干发色层的光学显微图(500倍放大率)。 图4为实例2的纳米结构化图案的光学显微图(500倍放大率)。具体实施例方式对于下面定义的术语，除非权利要求或说明书的其它地方给出不同的定义，否则 这些定义应被应用。 术语"发色材料"或"发色化合物"是指多环分子，其典型特征在于存在被多个亲水 基团包围的疏水核，如(例如)Attwood， T. K.和Lydon， J. E的"分子晶体和液晶"(Molec. Crystals. Lia. Crystals, 108, 349 (1984))中所述。疏水核可包含芳环、非芳环或它们的组 合。当在溶液中时，发色材料往往聚结成表征为长程秩序的向列型排序。 术语"纳米结构"是指高度和宽度通常小于1微米的结构。 术语"纳米粒子"通常是指粒子、粒子群、颗粒分子(即，单独的小分子群或松散缔 合的分子群)以及颗粒分子群，它们虽然具体的几何形状可能不同但却具有可以纳米进行 测定的有效或平均直径。 术语"表面改性的无机纳米粒子"是指包含附接至粒子表面的表面基团的无机粒 子。 术语"基本上垂直的"是指与90度的垂直方向相差不大于20度、不大于15度、不 大于10度、不大于5度、不大于4度、不大于2度、或不大于1度的正交线条或接近正交的 线条。例如，"基本上垂直的"线条相对于基准线条可在80至100度、82至98度、85至95 度、88至92度、或89至91度的范围内。 由端点表示的数值范围的表述包括包含在该范围内的所有数值(例如，1至5包括 1、1. 5、2、2. 75、3、3. 8、4和5)。 如本说明书以及所附权利要求书中所包括的，单数形式"一种"、"该"和"所述"包 括多个指代物，除非内容清楚地指示其他含义。因此，例如，包含"化合物"的组合的表达方 式包括两种或更多种化合物的混合物。本说明书和所附权利要求书中使用的术语"或"的 含义通常包括"和/或"，除非内容明确地指示其他含义。 除非另外指明，否则说明书和权利要求中所用的表示数量或成分的所有数字、特 性的量度等在所有情况下均应理解为被术语"约"所修饰。因此，除非有相反的指示，否则 在上述说明书和所附权利要求中列出的数值参数均为近似值，该近似值的改变可取决于通 过本领域的技术人员利用本专利技术的教导内容而获得的所需特性。在最低程度上，至少应该 根据所报告的有效数字的位数并运用惯常的四舍五入法来解释每一个数值参数。虽然，阐 述本专利技术广义范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体实施例中所列出的数值则是尽6可能精确地报告的。然而，任何数值必然包括一定的误差，这些误差必定是由于各自测试测 量中所存在的标准偏差而弓I起的。 本专利技术描述了用于在干发色层内形成沟槽图案的方法。该方法包括施加包含发 色材料、表面改性的无机纳米粒子和水的涂料组合物以在基底表面上形成发色层。将涂料 组合物沿涂布方向施加至基底表面。发色层可为至少部分干燥的，从而导致干发色层具有 发色材料和表面改性的无机纳米粒子。可将干发色层暴露于亲水性有机溶剂以形成沟槽图 案。沟槽图案包括在涂布方向上的第一组沟槽以及与第一组沟槽基本上垂直的第二组沟 槽。沟槽(即，凹陷区域)具有凹陷表面或在与基底表面基本上垂直的方向上延伸的侧壁， 并且基底表面作为沟槽的底部。凹陷表面或侧壁包含发色材料和表面改性的无机纳米粒 子。第一组沟槽和第二组沟槽的平均沟槽深度等于干发色层的平均厚度。 发色材料或分子溶于水溶液(可为碱性的或非碱性的)时能够形成发色相或装配 体。所述分子具有被亲水基团包围的疏水核。发色相或装配体通常包含平的多环芳族分子 堆叠层。分子堆叠具有多种形态，但通常特征在于有形成由分子层的堆叠产生的柱的趋势。 形成有序的分子堆叠层时，它随着浓度的增加而增长，但它们有别于胶束相，不同之处在于 它们通常不具有类似表面活性剂的性质，并且不表现出临界胶束浓度。在一些实施例中，发 色相表现出各向同点阵的行为。也就是说，向有序的堆叠层加入分子导致自由能的单调减 少。发色M相(即，六角相)通常的特征在于，在六方点阵中排列的分子的有序堆叠。发色 N相(即，向列相)的特征在于柱的向列排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：将涂料组合物沿涂布方向施加至基底表面以形成发色层，所述涂料组合物包含发色材料、表面改性的无机纳米粒子和水；从所述发色层中移除至少一部分所述水以形成干发色层；以及使所述干发色层暴露于亲水性有机溶剂以在所述干发色层内形成沟槽图案，所述沟槽图案包括（ａ）沿涂布方向的第一组沟槽以及（ｂ）与所述第一组沟槽基本上垂直的第二组沟槽，其中所述第一组沟槽和所述第二组沟槽的平均沟槽深度等于所述干发色层的平均厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦恩S马奥尼，温迪L汤普森，唐纳德J穆克卢尔，马修S斯泰，哈桑萨霍阿尼，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]