[发明专利]具有表面微纳结构的金属薄膜模具的制备方法和金属薄膜模具中间体

说明书

本发明提供了具有表面微纳结构的金属薄膜模具的制备方法和金属薄膜模具中间体。所述方法包括：提供具有表面微纳结构的模板；通过第一物理气相沉积，在所述模板的表面微纳结构的表面上形成纳米级厚度的第一防粘金属层，该第一防粘金属层与模板之间具有第一结合力；以及通过第一电镀，在所述第一防粘金属层上形成微米级厚度的第一电镀金属层，该第一电镀金属层与所述第一防粘金属层之间具有第二结合力；其中，所述第一结合力小于第二结合力，并且所述第一防粘金属层在所述第一电镀步骤中还充当导电层。本发明的方法可以完美地复制模板的三维表面微纳结构，从而获得具有所需表面微纳结构的金属薄膜模具。

技术领域

本发明涉及电化学领域，具体涉及具有表面微纳结构的金属薄膜模具的制备方法和金属薄膜模具中间体。

背景技术

纳米/微米结构被广泛地应用于提高光电子器件的性能，光电子器件包括显示器、太阳能电池和发光二极管。这种优化来源于光子和光电子器件在微米和纳米尺寸的相互作用。因此，为了降低单位面积成本，获得大面积和高效率的纳米/微米结构制备工艺显得尤为重要。

卷对卷热压印和卷对卷紫外纳米/微米压印工艺是实现大面积高效率纳米/微米结构制备的理想方案。然而，巨大的挑战之一是制作满足工业级卷对卷机器的大面积纳米/微米结构金属薄膜模具。

制作大面积模具是卷对卷纳米/微米压印的关键步骤。激光直写技术已经被用于工业级大面积金属薄膜模具的制备，使用激光直写设备制作微米尺度金属薄膜模具，但是结构尺寸却仅能达到微米级别。另一方面，这种工艺不仅依赖价格高昂的设备，而且制作成本高，同时制作大面积模具消耗时间长。高昂的成本阻碍了纳米/微米结构光电子应用的市场占有率。例如，据估算，制作一个大小400mm×400mm的金属薄膜模具需要超过1000美元。大多数微纳米应用行业无法接受这样高昂的成本。此外，通过数个周期的使用，模具结构会破坏从而需要更换。同时，该工艺能制作的微米结构种类有限。例如，纳米锥和纳米金字塔结构不能通过激光直写设备在金属表面直接获得。不同种类的纳米/微米结构可以被用于不同应用，如纳米锥可用于光伏行业的减反射应用。传统的金属薄膜模具制造方法无法满足这些新型的纳米/微米技术的需要和发展。

发明内容

为解决上述现有技术中所存在的问题，本发明提供了一种具有表面微纳结构的金属薄膜模具的制备方法，还提供了一种金属薄膜模具中间体。

具体而言，本发明提供了：

(1)一种具有表面微纳结构的金属薄膜模具的制备方法，包括如下步骤：

提供具有表面微纳结构的模板；

通过第一物理气相沉积，在所述模板的表面微纳结构的表面上形成纳米级厚度的第一防粘金属层，该第一防粘金属层与模板之间具有第一结合力；以及

通过第一电镀，在所述第一防粘金属层上形成微米级厚度的第一电镀金属层，该第一电镀金属层与所述第一防粘金属层之间具有第二结合力；

其中，所述第一结合力小于第二结合力，并且所述第一防粘金属层在所述第一电镀步骤中还充当导电层。

(2)根据(1)所述的方法，还包括如下步骤：

在第一电镀后，将所述第一防粘金属层与所述具有表面微纳结构的模板剥离；从而得到由所述第一防粘金属层和所述第一电镀金属层所构成的金属薄膜模具中间体，该金属薄膜模具中间体具有与所述模板相对应的负型微纳结构。

(3)根据(2)所述的方法，还包括如下步骤：

通过第二物理气相沉积，在所述金属薄膜模具中间体的负型微纳结构表面上形成纳米级厚度的第二防粘金属层，该第二防粘金属层与金属薄膜模具中间体之间具有第三结合力；以及

通过第二电镀，在所述第二防粘金属层上形成微米级厚度的第二电镀金属层，该第二电镀金属层与所述第二防粘金属层之间具有第四结合力；