[发明专利]用于制备微结构化制品的工具

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备适用于制备微结构化制品的工具的方法，以 及涉及用于使用该工具以制备微结构化制品的工艺。

背景技术

具有微结构化表面特征的制品包括在其表面上的多个结构体(凸 起、凹陷、槽等等)，该多个结构体在至少两个维度中为微观结构体。 微结构化表面特征可以通过任何接触操作技术(例如为造模、涂布或 压缩)在制品中或制品上创建。通常，微结构化表面特征可以通过以 下方法中的至少一种制备：(1)在具有微结构化图形的工具上造模；(2) 在具有微结构化图形的结构化膜上涂布，例如隔离衬垫；或(3)将制品 通过压料辊穿过以靠着具有微结构化图形的结构化膜来压缩制品。

用于在制品或膜中创建微结构化图形的工具的表面特征可以使用 任何已知的技术制备，例如为化学蚀刻、机械蚀刻、激光刻蚀、光刻、 立体光刻、显微机械加工、滚花、切割或刻痕。机床行业能够创建多 种所需的图形以制备微结构化制品，并且欧几里德几何图形可采用不 同图形的凸起的尺寸、形状和深度/高度来形成。工具可在平面压力机 到圆柱筒和其它曲线形状的范围内。

然而，加工金属工具以制备满足客户技术规格的微结构化制品可 能是耗时的过程。此外，一旦加工成金属工具，要响应不断变化的客 户需求而改变微结构化图形就是困难和昂贵的。该加工时间可引起生 产延误并增加整体成本，因此需要方法以减少制备适用于微结构化制 品的生产的工具所需的时间。

发明内容

通常，本发明描述用于制备不需要常规金属加工步骤的微结构化 工具的工艺。在该处理中，通过将微结构化阵列用作仿型模来制备复 制工具。将挠性材料靠着仿型模放置以及随后从仿型模移除来制备具 有仿型模阵列的倒转图像的自支承图案化压模。在一个实施例中，由 挠性材料制成的图案化压模可以至少一次用作模具插件以制备额外的 微结构化制品，每一个微结构化制品包括来自仿型模的微结构化图形。 在另一个实施例中，将可交联的材料靠着压模放置，以形成至少一个 在其中复制仿型模阵列的压模元件。可以将由相同或不同仿型模制成 的单个或多个压模元件布置在载体上以形成由第二材料制成的复制工 具。可以在基本上连续或步进式连续处理中使用复制工具，以制成至 少一个微结构化制品。

在一个方面，本发明涉及用于制备微结构化制品的方法，该方法 包括：(1)在基底上形成第一微结构化图形；(2)复制第一微结构化图 形以在挠性材料中制备第二微结构化图形；(3)多次复制第二微结构化 图形以在可交联的材料中形成第三微结构化图形，从而在第一载体上 制备工具；以及(4)在聚合物中复制第三微结构化图形以制备至少一个 微结构化制品。

在另一方面，本发明涉及用于制备微结构化制品的方法，该方法 包括：(1)创建仿型模，其中仿型模通过在基底上沉积的聚合物中采用 多光子光加工法形成第一微结构化图形而创建；(2)向仿型模涂布挠性 材料层，其中挠性材料包括含氟聚合物和有机硅中的至少一种；(3)移 除挠性材料层，其中挠性材料层形成具有第二微结构化图形的压模， 并且其中第二微结构化图形为仿型模上的第一微结构化图形的倒转图 形；(4)在至少一个压模上涂布辐射固化型材料层，并且使辐射固化型 材料层接触载体；(5)通过压模固化辐射固化型材料；(6)移除压模以 在载体上形成具有至少一个压模元件的工具，其中工具上的至少一个 压模元件包括第三微结构化图形；以及(7)在聚合物中基本上连续地复 制第三微结构化图形以制备结构化制品。

由于本文所述的用于微结构化工具制备的处理不需要复杂的加工 步骤，因此可以更迅速地创建具有复杂微结构化表面特征的工具，这 就减少了预制备时间和相关的成本。本文所述的处理另外允许响应客 户要求而更容易和迅速地改变工具中的结构化图形。

附图和下文的说明书详细描述了本发明的一个或多个实施例。在 本发明说明书、附图以及权利要求书的基础上，本发明的其它特征、 目标和优点将显而易见。

附图说明

图1A-1B为在其中制备仿型模的方法步骤的示意性示图。

图2A-2C为在其中由仿型模制备压模的方法步骤的示意性示图。

图3A-3D为在其中由压模制备压模元件的方法步骤的示意性示 图。

图4为由多个压模元件制备的工具的示意性示图。

图5为安装到旋转筒上的工具的示意性示图。