[发明专利]利用发色材料形成沟槽图案的方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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.Liq.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。