[发明专利]一种基于纳米压印光刻的双面金属转印方法及相关装置

说明书

本发明提供了一种基于纳米压印光刻的双面金属图案转印方法、柔性检测器及电子设备，包括：提供第一刚性衬底和第二刚性衬底，第一刚性衬底的压印表面具有第一金属图案层，及第二刚性衬底的压印表面具有第二金属图案层；放置一柔性衬底至第一刚性衬底和第二刚性衬底之间；调整第一金属图案层和第二金属图案层对准后，将第一刚性衬底和第二刚性衬底与柔性衬底压合固定；固化液体胶层为粘接层；分离第一刚性衬底与第一金属图案层，及分离第二刚性衬底与第二金属图案层，第一金属图案层通过粘接层固定在柔性衬底的第一表面，及第二金属图案层通过粘接层固定在柔性衬底的第二表面，实现了基于纳米压印光刻的双面金属图案转印的目的。

技术领域

本发明涉及微纳加工技术领域，更为具体地说，涉及一种基于纳米压印光刻的双面金属图案转印方法、柔性检测器及电子设备。

背景技术

近年来，柔性材料和柔性加工技术的迅猛发展使得柔性设备吸引了广泛的注意力。新型柔性设备层出不穷，例如柔性显示器，柔性太阳能电池和柔性探测器等等。其中，作为重要的人机交互接口，柔性触摸感应设备扮演了关键的角色。传统触摸设备中的关键材料氧化铟锡(ITO)由于高电阻率和易断裂的性质难以适应柔性设备的需要，因此寻找一种高效廉价的柔性透明导电材料是解决问题的关键。在已有的研究中，石墨烯、碳纳米管、金属纳米颗粒和金属纳米线等材料都被用作有潜力代替ITO的材料，但是这些材料都有共同的问题就是价格较高且加工困难。其中，金属网格材料由于结构比较简单，性能稳定逐渐成为一种理想的替代ITO的材料。然而目前已有的金属网格加工方法无法加工高精度网格结构，网格线宽往往为数微米或十几微米，这不仅会影响整体透过率，还容易被人眼辨认，带来较差的视觉体验。此外现有研究较多使用昂贵的金属材料如银、铜等或者是复杂的氧化亚铜-铜-氧化亚铜结构，不利于成本的降低，也进一步限制了其大规模应用。因此实现低成本，高效率，高分辨率的金属网格加工是技术突破的关键。

纳米压印光刻(Nanoimprint lithography,NIL)作为一种低成本、高效率、大面积的纳米结构图形制造技术，从1995年被提出以来就受到了广泛关注。不同于传统的光学光刻，纳米压印不是通过改变聚合物的光化学特性而实现图形化，而是将模板压在涂有聚合物的基底表面，通过聚合物的受力形变实现图形的转移。因此，这种光刻方式所能实现的最佳分辨率不受衍射、散射、聚合物上可能发生的干涉或来自基底的背散射所影响，而是直接由模板上图形的分辨率决定。

根据聚合物固化方式的不同，纳米压印光刻可以被分为热压印和紫外压印。热压印模式通过将聚合物加热至玻璃转化温度之上，然后使用模板压印，冷却后固化脱模。但是，此过程中的热循环会造成模板和样品的热膨胀，导致图案不匹配。同时，热循环过程耗费太多时间，严重影响生产效率。紫外压印通过将模板与紫外固化材料的直接接触，在紫外光照射下进行固化，然后脱模完成图案的转移。这种方式直接避免了热循环带来的种种缺陷。

基于紫外压印的柔性纳米压印技术能够直接将金属图形从模板转移到柔性衬底上，避免了在柔性衬底上进行等离子体刻蚀等纳米加工的困境。然而，现有的柔性纳米压印技术仅仅能够进行柔性板材单面的图案转印，极大限制了纳米压印技术的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于纳米压印光刻的双面金属图案转印方法、柔性检测器及电子设备，有效解决了现有技术存在的技术问题，实现了基于纳米压印光刻的双面金属图案转印的目的。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种基于纳米压印光刻的双面金属图案转印方法，包括：

提供第一刚性衬底和第二刚性衬底，其中，所述第一刚性衬底的压印表面具有第一金属图案层，及所述第二刚性衬底的压印表面具有第二金属图案层；

将所述第一刚性衬底和所述第二刚性衬底的压印表面相对设置，且放置一柔性衬底至所述第一刚性衬底和所述第二刚性衬底之间，所述柔性衬底朝向所述第一刚性衬底的第一表面和朝向所述第二刚性衬底的第二表面具有液体胶层；