玻璃基板上的納米結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)(可能包括納米顆粒)用于顯示、照明、建筑和光伏裝置中的多種應(yīng)用。在顯示裝置中，該結(jié)構(gòu)可用于增強(qiáng)的光提取或光分布。在照明裝置中，該結(jié)構(gòu)可用于增強(qiáng)的光提取、光分布和裝飾效果。在光伏裝置中，該結(jié)構(gòu)可用于太陽(yáng)能聚集和抗反射。在大的玻璃基板上圖案化或以其它方式形成納米結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)(尤其是使用納米顆粒時(shí))可能困難且成本效益不高，從而促成了本發(fā)明。

OLED的發(fā)射層中生成的大多數(shù)光被OLED層和玻璃基板中的全內(nèi)反射和波導(dǎo)效應(yīng)捕獲。光截留可導(dǎo)致OLED顯示器的效率降低至多約80％。效率損失繼而轉(zhuǎn)化成較低的亮度、增大的功耗以及更短的顯示器壽命和電池壽命。

已證實(shí)多個(gè)方法改善光提取效率。這些方法通?；谘苌浠蚬鈱W(xué)散射機(jī)理，并且包括二維或三維光子晶體(PC)結(jié)構(gòu)、粗糙的界面或紋理化表面、折射表面和分布式布拉格反射器、納米多孔膜，或使用共振微腔結(jié)構(gòu)。

美國(guó)專利8,692,446描述了一種新型光外耦合構(gòu)造，當(dāng)該結(jié)構(gòu)結(jié)合到有機(jī)發(fā)光裝置(OLED)中時(shí)，提供增強(qiáng)的光提取以及改善的角和光譜均勻度。該外耦合構(gòu)造可用作用于OLED制造的基板并且包括光提取特征結(jié)構(gòu)，該光提取特征結(jié)構(gòu)包括施加到聚合物基板的納米顆粒(直徑為0.1μm至0.8μm)涂層，聚合物基板以一維或二維周期性結(jié)構(gòu)預(yù)先圖案化。該專利還證實(shí)納米顆粒/光柵結(jié)構(gòu)可被平面化，其中引入高折射率涂層諸如硅以匹配OLED中所用透明導(dǎo)體(通常為氧化銦錫)的折射率。

這些方法可提供如下優(yōu)于純一維光柵結(jié)構(gòu)和二維光柵結(jié)構(gòu)以及單獨(dú)的納米顆粒涂層的優(yōu)勢(shì)。例如：存在一維或二維周期性結(jié)構(gòu)可改善納米顆粒涂層的均勻度；并且與純周期性提取特征結(jié)構(gòu)相比，納米顆粒與一維周期性結(jié)構(gòu)或二維周期性結(jié)構(gòu)的組合可改善角和光譜均勻度。

然而，用于一維光柵的聚合物在形成OLED顯示器疊堆的過(guò)程中尺寸可能不是穩(wěn)定的，在該過(guò)程中使用高溫來(lái)使氧化銦錫透明導(dǎo)體退火。此外，為了制造該結(jié)構(gòu)還需要多個(gè)涂覆步驟，這將增加產(chǎn)品制造的成本。

在美國(guó)專利申請(qǐng)公布2014/0021492中，描述了納米結(jié)構(gòu)化疊層轉(zhuǎn)印膜，其可以使用簡(jiǎn)單的層合和烘除步驟制造納米結(jié)構(gòu)化固體表面。該發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明了微復(fù)制聚合物膜的用途，該微復(fù)制聚合物膜的微腔可用無(wú)機(jī)聚硅氧烷涂料填充。將聚硅氧烷固化為綠色狀態(tài)之后，可以微復(fù)制聚合物膜面朝上的方式將疊堆轉(zhuǎn)印到載玻片上。隨后在烘箱中烘烤整個(gè)構(gòu)造，以去除聚合物膜并使無(wú)機(jī)聚硅氧烷完全凝結(jié)。所得無(wú)機(jī)涂層向載玻片賦予微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)的形式為在聚合物膜中賦予的微結(jié)構(gòu)的反向“子體”。

我們提出一種改善的方法，以在一維二氧化硅光柵內(nèi)形成自對(duì)準(zhǔn)二氧化硅納米顆粒，從而制備具有光學(xué)功能的無(wú)機(jī)涂層。為了形成該結(jié)構(gòu)，可通過(guò)層合和烘烤步驟將輥到輥涂覆的前體膜施加到基板。在烘烤步驟中，幾乎單分散性的納米顆粒沉淀到由硅氧烷涂層形成的微復(fù)制結(jié)構(gòu)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

符合本發(fā)明的將納米顆粒轉(zhuǎn)印到持久受體基板的方法包括提供轉(zhuǎn)印膜，該轉(zhuǎn)印膜包括在犧牲樹(shù)脂中具有單分散性納米顆粒的基板。在與基板相對(duì)的一側(cè)上的犧牲樹(shù)脂上賦予結(jié)構(gòu)，以在犧牲樹(shù)脂上制備結(jié)構(gòu)化表面。結(jié)構(gòu)的節(jié)距與單分散性納米顆粒的直徑相匹配。將回填層施加到轉(zhuǎn)印膜，并且回填層具有基本上貼合結(jié)構(gòu)化表面的第一表面和與第一表面相背對(duì)的第二表面。將帶有回填層的轉(zhuǎn)印膜層合到持久受體，其中將回填層的第二表面施加到受體，并去除基板。烘除犧牲樹(shù)脂，以在回填層的第一表面上制備納米顆粒的模板層。

符合本發(fā)明的將納米線轉(zhuǎn)印到持久受體的方法包括提供轉(zhuǎn)印膜，該轉(zhuǎn)印膜包括第一犧牲基板、第二犧牲基板以及第一基板與第二基板之間的納米線制劑。轉(zhuǎn)印膜在熱處理下被單向拉伸，然后層合到持久受體。烘除第一犧牲基板和第二犧牲基板，以在持久受體上由納米線制劑制備對(duì)準(zhǔn)的納米線。

附圖說(shuō)明

附圖并入本說(shuō)明書(shū)并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，它們連同具體實(shí)施方式一起闡明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和原理。在附圖中，

圖1為用于生成在一維周期性結(jié)構(gòu)中對(duì)準(zhǔn)的單層納米顆粒的轉(zhuǎn)印膜和熱解方法的圖示；

圖2為用于一維周期性結(jié)構(gòu)中光子晶體組件的轉(zhuǎn)印膜和熱解方法的圖示；

圖3為用于形成對(duì)準(zhǔn)的納米線的轉(zhuǎn)印膜和方法的圖示；

圖4為用于形成對(duì)準(zhǔn)的和模板自組裝的納米線的轉(zhuǎn)印膜和方法的圖示；

圖5A和圖5B為針對(duì)實(shí)施例1的樣品的圖像；

圖6A和圖6B為針對(duì)實(shí)施例2的樣品的圖像；并且

圖7A和圖7B為針對(duì)實(shí)施例3的樣品的圖像。

具體實(shí)施方式

描述了被提供用于使用烘除方法形成獨(dú)特的自組裝納米結(jié)構(gòu)的疊層轉(zhuǎn)印膜和方法。該方法使用裝載有單分散性納米顆粒的犧牲輻射固化樹(shù)脂。樹(shù)脂可通過(guò)傳統(tǒng)連續(xù)澆注和固化或壓印技術(shù)進(jìn)行微復(fù)制化，以形成周期性結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的節(jié)距與單分散性納米顆粒的直徑相匹配。納米顆粒的直徑可以在節(jié)距尺寸的200％內(nèi)，在節(jié)距尺寸的150％內(nèi)，在節(jié)距尺寸的100％內(nèi)，在節(jié)距尺寸的75％內(nèi)，在節(jié)距尺寸的50％內(nèi)，在節(jié)距尺寸的25％內(nèi)，在節(jié)距尺寸的10％內(nèi)。隨后用熱穩(wěn)定材料回填該結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)印到受體基板，然后經(jīng)焙燒以烘除犧牲模板。在烘除期間，納米顆粒自組裝到在微復(fù)制步驟中形成的溝槽中，以形成可用于增強(qiáng)的光提取、經(jīng)由結(jié)構(gòu)色發(fā)出信號(hào)或其它應(yīng)用的結(jié)構(gòu)。

還描述了提供在玻璃、硅或其它熱穩(wěn)定受體上沉積和取向高縱橫比無(wú)機(jī)納米顆粒、納米晶體和納米管的過(guò)程的疊層轉(zhuǎn)印膜和方法。該方法涉及將包含納米材料的層涂覆到犧牲熱塑性膜上，拉伸該膜以取向納米顆粒同時(shí)熱處理該膜，將拉伸的膜層合到熱穩(wěn)定受體上，以及烘烤層合體以去除犧牲材料并將取向的納米材料沉積在受體表面上。取向的納米線可用于納米電子裝置(例如，薄膜晶體管)、光學(xué)裝置(例如，線柵偏振器)和電氣裝置(例如，各向異性導(dǎo)電膜)或其它應(yīng)用。

結(jié)構(gòu)化疊層轉(zhuǎn)印膜和方法在美國(guó)專利申請(qǐng)公布2014/0021492中有所公開(kāi)，該專利申請(qǐng)公布如同全文陳述一樣以引用方式并入本文。名稱為“Lamination Transfer Films for Forming Embedded Nanostructures”(用于形成嵌入式納米結(jié)構(gòu)的疊層轉(zhuǎn)印膜)、并提交于2013年2月27日的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)13/778276描述了在微結(jié)構(gòu)化犧牲模板層內(nèi)高折射率納米顆粒(例如，納米氧化鋯或納米二氧化鈦)的用途，該專利申請(qǐng)公布如同全文陳述一樣以引用方式并入本文。高折射率顆粒在烘除犧牲材料的過(guò)程中不揮發(fā)，而是以隨機(jī)順序熱燒結(jié)在結(jié)構(gòu)化硅氧烷涂層上。

在本公開(kāi)中：

“回填層”或“結(jié)構(gòu)化回填層”是指這樣的熱穩(wěn)定材料層，其填充在不規(guī)則或結(jié)構(gòu)化表面中以制備可用作建立附加層狀元件或模板無(wú)機(jī)納米材料的基部的新表面；

“回填材料”是指用于回填層或結(jié)構(gòu)化回填層的熱穩(wěn)定材料；

“納米結(jié)構(gòu)”是指最長(zhǎng)尺寸在約1nm至約1000μm范圍內(nèi)的特征結(jié)構(gòu)并且包括微觀結(jié)構(gòu)；

“結(jié)構(gòu)化表面”是指這樣的表面，該表面上包括可呈規(guī)則圖案或隨機(jī)分布的納米結(jié)構(gòu)；

“單分散性納米顆?！笔侵讣{米顆粒的粒度范圍在標(biāo)稱直徑的10％至15％范圍內(nèi)；

“烘除”是指通過(guò)熱解、燃燒、升華或蒸發(fā)基本上去除存在于層中的犧牲材料并且不留下大量殘留物質(zhì)(諸如，灰)的過(guò)程；

“烘除溫度”是指在通過(guò)熱解、或燃燒、升華或蒸發(fā)基本上去除層中犧牲材料的過(guò)程中達(dá)到的最高溫度；

“使燃燒”或“燃燒”是指在氧化氣氛下對(duì)包含有機(jī)材料的層進(jìn)行加熱，使得有機(jī)材料與氧化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的工藝；

“使熱解”或“熱解”是指在惰性氣氛中對(duì)犧牲層進(jìn)行加熱使得制品中的有機(jī)材料分解的工藝；

“熱穩(wěn)定”是指在去除犧牲材料的過(guò)程中基本上保持完整的材料，可變得致密和/或經(jīng)歷化學(xué)轉(zhuǎn)化以形成無(wú)機(jī)材料的材料；

“聚硅氧烷”是指高度支化的低聚或聚合的有機(jī)硅化合物并且可包含碳-碳鍵和/或碳-氫鍵同時(shí)仍然被視為是無(wú)機(jī)化合物；

除非另外指明，否則“折射率”(“index of refraction,”“refractive index,”“index,”or“RI”)是指材料在該材料平面內(nèi)對(duì)633nm且垂直或接近垂直(例如8度)入射光的折射率；

“高折射率”和“低折射率”為相對(duì)術(shù)語(yǔ)；當(dāng)均從關(guān)注的平面內(nèi)方向比較兩層時(shí)，具有較高平均平面內(nèi)折射率的層為高折射率層，而具有較低平均平面內(nèi)折射率的層為低折射率層；并且

“犧牲模板層”為向回填層賦予結(jié)構(gòu)并且可烘除的層。

圖1為用于生成在一維周期性結(jié)構(gòu)上對(duì)準(zhǔn)的單層納米顆粒的轉(zhuǎn)印膜和烘除方法10的圖示。該轉(zhuǎn)印膜在載體基板12上的犧牲樹(shù)脂14中包括單分散性納米顆粒16。轉(zhuǎn)印膜具有賦予在犧牲樹(shù)脂14上的結(jié)構(gòu)化表面20(步驟18)，例如通過(guò)壓印或連續(xù)澆注和固化工藝賦予。結(jié)構(gòu)化表面20以回填層材料24進(jìn)行回填(步驟22)。帶有回填層24的轉(zhuǎn)印膜層合到熱穩(wěn)定受體基板26，其中回填層壓靠熱穩(wěn)定受體基板，并去除載體基板12(步驟23)。犧牲樹(shù)脂14經(jīng)過(guò)烘除，以制備納米顆粒16的模板化單層，所述納米顆粒在回填層24上的一維周期性結(jié)構(gòu)28內(nèi)對(duì)準(zhǔn)并且對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)化表面20的反轉(zhuǎn)圖案(步驟25)。在該實(shí)施方案中，納米顆粒16的直徑為大約周期性結(jié)構(gòu)28的寬度。方法10可任選地在沒(méi)有轉(zhuǎn)印膜的情況下實(shí)現(xiàn)，首先將犧牲樹(shù)脂14中的單分散性納米顆粒16施加到熱穩(wěn)定受體基板26上的結(jié)構(gòu)化回填層24，然后在步驟25中烘除犧牲樹(shù)脂14。

圖2為用于在一維周期性結(jié)構(gòu)上光子晶體組件的轉(zhuǎn)印膜和烘除方法30的圖示。該轉(zhuǎn)印膜在載體基板32上的犧牲樹(shù)脂34中包括單分散性納米顆粒36。轉(zhuǎn)印膜具有賦予在犧牲樹(shù)脂34上的結(jié)構(gòu)化表面40(步驟38)，例如通過(guò)壓印或連續(xù)澆注和固化工藝賦予。結(jié)構(gòu)化表面以熱穩(wěn)定材料44進(jìn)行回填(步驟42)。帶有回填層44的轉(zhuǎn)印膜層合到熱穩(wěn)定受體基板50，其中回填層壓靠熱穩(wěn)定受體基板，并去除載體基板32(步驟46)。犧牲樹(shù)脂34經(jīng)過(guò)烘除(步驟52)，以制備納米顆粒36的模板(步驟54)并使得納米顆粒層從所得納米顆粒36的有序多層或光子晶體結(jié)構(gòu)的一維周期性結(jié)構(gòu)58進(jìn)行膠態(tài)外延生長(zhǎng)(步驟56)。一維周期性結(jié)構(gòu)58對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)化表面40的反轉(zhuǎn)圖案。

圖3為用于形成對(duì)準(zhǔn)的納米線的轉(zhuǎn)印膜和方法60的圖示。該轉(zhuǎn)印膜包括涂覆有納米線制劑66的犧牲熱塑性基板62(步驟64)。另一個(gè)犧牲熱塑性基板68層合到基板62，其中納米線制劑66在基板之間(步驟70)?；?8為任選的，因?yàn)榧{米線制劑可涂覆在單個(gè)基板上而不是層合在兩個(gè)基板之間?；?2和68與納米線制劑66的復(fù)合組件在熱處理下被單向拉伸(步驟72和74)。所得組件層合到熱穩(wěn)定受體基板76(步驟78)。犧牲熱塑性基板62和68經(jīng)過(guò)烘除，以在熱穩(wěn)定受體基板76上制備對(duì)準(zhǔn)的納米線66(步驟80)。

圖4為用于形成對(duì)準(zhǔn)的且模板化的自組裝納米線的轉(zhuǎn)印膜和方法90的圖示。該轉(zhuǎn)印膜包括涂覆有納米線制劑96的犧牲熱塑性基板92(步驟94)。另一個(gè)犧牲熱塑性基板98層合到基板92，其中納米線制劑96在基板之間(步驟100)?；?8為任選的，因?yàn)榧{米線制劑可涂覆在單個(gè)基板上而不是層合在兩個(gè)基板之間?；?2和基板98與納米線制劑96的復(fù)合組件在熱處理下被單向拉伸(步驟102和步驟104)?；?2和基板98與納米線制劑96的拉伸復(fù)合組件經(jīng)過(guò)壓印在基板92上制備結(jié)構(gòu)化表面106(步驟104)。壓印結(jié)構(gòu)可平行于或垂直于拉伸方向，或者以介于平行于或垂直于拉伸方向之間的任意角度排布。結(jié)構(gòu)化表面106用熱穩(wěn)定材料110進(jìn)行回填(步驟108)?；?2和基板98、納米線制劑96和回填層110的復(fù)合組件層合到熱穩(wěn)定受體基板114，其中回填層110抵靠熱穩(wěn)定受體基板114(步驟112和步驟116)。所得組件的基板92和基板98經(jīng)過(guò)烘除(步驟118和步驟120)，導(dǎo)致在熱穩(wěn)定受體基板114上的回填層110的結(jié)構(gòu)化表面122上分別形成對(duì)準(zhǔn)的平行和垂直的模板化納米線96，其中結(jié)構(gòu)化表面122對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)化表面106的反轉(zhuǎn)圖案。

以下內(nèi)容描述了用于轉(zhuǎn)印膜和方法的示例性材料。

支撐基板

支撐基板或載體基板可實(shí)施為針對(duì)其它層提供機(jī)械支撐的柔性膜。載體膜的一個(gè)示例為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)。由各種熱固性聚合物或熱塑性聚合物組成的各種聚合物膜基板適于用作支撐基板。載體可以是單層膜或多層膜。

在一些實(shí)施方案中，支撐基板可包含犧牲材料。犧牲材料通常為犧牲層，可通過(guò)使它們經(jīng)受熱條件發(fā)生熱解，所述熱條件可蒸發(fā)犧牲層中存在的基本上所有的有機(jī)材料。犧牲層還可經(jīng)受燃燒，以燒去犧牲層中存在的所有有機(jī)材料。通常，透明的高純度聚合物，諸如聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸乙酯甲基丙烯酸甲酯共聚物)可用作犧牲材料?？捎玫臓奚牧显诤娉郎囟认聼峤饣蛉紵罅粝聵O少的有機(jī)殘留物(灰)。

在一些實(shí)施方案中，本公開(kāi)轉(zhuǎn)印膜的犧牲支撐基板可在一個(gè)表面上涂覆有可剝離的材料?？赏ㄟ^(guò)在支撐基板上施加防粘涂層，降低支撐基板對(duì)施加到其的任何層的粘附性。防粘涂層可通過(guò)例如等離子沉積或真空沉積施加到支撐基板的表面，或者其可為對(duì)基板的粘附力較小的聚合物。在制備轉(zhuǎn)印膜的剩余部分并將轉(zhuǎn)印膜層合到受體以形成層合體后，可通過(guò)將犧牲支撐基板從在轉(zhuǎn)印膜中受支撐的表面剝離，從層合體中去除犧牲支撐基板。在該實(shí)施方案中，犧牲支撐材料無(wú)需通過(guò)熱解或燃燒去除，并且可包括與上文所述的支撐基板材料相同的任何材料。犧牲模板層可通過(guò)例如壓印、復(fù)制工藝、擠出、澆注或表面結(jié)構(gòu)化來(lái)形成。

結(jié)構(gòu)化表面可包括納米結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)或分層結(jié)構(gòu)。納米結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)尺寸(例如，高度、寬度或長(zhǎng)度)小于或等于1微米的特征結(jié)構(gòu)。微觀結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)尺寸(例如，高度、寬度或長(zhǎng)度)小于或等于1毫米的特征結(jié)構(gòu)。分層結(jié)構(gòu)是納米結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)的組合。在一些實(shí)施方案中，犧牲模板層可與圖案化、光化圖案化、壓印、擠出和共擠出相容。納米結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)可為一維或二維的。一維納米結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)的示例包括連續(xù)或細(xì)長(zhǎng)的棱柱或脊、或線性光柵。二維納米結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)的示例包括小透鏡、棱錐、梯形、圓形或方形柱、或光子晶體結(jié)構(gòu)。

犧牲材料

犧牲材料可包含有機(jī)組分，諸如聚合物和/或粘結(jié)劑。任一犧牲層的無(wú)機(jī)組分能夠被熱解、燃燒或以其它方式基本上去除，同時(shí)任意相鄰層(包括結(jié)構(gòu)化表面)基本上保持完整。例如，相鄰層可包括具有結(jié)構(gòu)化表面的回填層或者具有介于它們之間的結(jié)構(gòu)化表面的兩個(gè)層。犧牲層可具有通過(guò)例如壓印、復(fù)制工藝、擠出、澆注或表面結(jié)構(gòu)化形成的結(jié)構(gòu)化表面。

在一些實(shí)施方案中，無(wú)機(jī)納米材料可分散于犧牲層中。這些犧牲層包含犧牲材料組分(例如，犧牲聚合物諸如PMMA)并且還可包含熱穩(wěn)定材料組分(例如，無(wú)機(jī)納米材料、無(wú)機(jī)粘結(jié)劑或熱穩(wěn)定聚合物)。層合制品的烘除包括犧牲膜或?qū)又袪奚牧系姆纸?，同時(shí)熱穩(wěn)定材料組分基本上保持完整。犧牲模板的犧牲材料組分或犧牲支撐基板組合物可從制劑的總固體的1重量％至99.9重量％變化，或者優(yōu)選地從制劑的總固體的1重量％至40重量％變化。

可用于犧牲層的材料包括聚乙烯醇(PVA)、乙基纖維素、甲基纖維素、聚降冰片烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚(乙烯醇縮丁醛)、聚(環(huán)己烯碳酸酯)、聚(環(huán)己烯丙烯)碳酸酯、聚(碳酸亞乙酯)、聚(碳酸丙烯酯)和其它脂族聚碳酸酯。這些材料的示例列于表1中。這些材料通常容易通過(guò)溶解或者經(jīng)由熱解或燃燒的熱分解而去除。熱加熱通常是許多制造工藝的一部分，因此犧牲材料的去除可在現(xiàn)有加熱步驟期間實(shí)現(xiàn)。因此，經(jīng)由熱解或燃燒的熱分解是更優(yōu)選的去除方法。犧牲材料應(yīng)能夠經(jīng)由擠出、刮刀涂覆、溶劑涂覆、澆注和固化或其它典型的涂覆方法涂覆到載體或支撐基板上。

犧牲材料的分解溫度應(yīng)高于回填材料的固化溫度。一旦回填材料固化，就永久性地形成結(jié)構(gòu)，并且可經(jīng)由上面所列任一方法來(lái)去除犧牲模板層。在烘除溫度下具有低灰或低總殘余物的熱分解的材料優(yōu)于具有較高殘余物的那些材料。留在基板上的殘余物可能不利地影響最終產(chǎn)品的光學(xué)特性諸如透明度或顏色。由于期望使最終產(chǎn)品的這些特性的任何改變最小化，因此在烘除溫度下小于1000ppm的殘余物水平是優(yōu)選的。在烘除溫度下，小于500ppm的殘余物水平是更優(yōu)選的，并且在烘除溫度下50ppm以下的殘余物水平是最優(yōu)選的。在烘除溫度下，犧牲層的犧牲組分可通過(guò)熱解或燃燒去除，而不會(huì)留下大量殘余物質(zhì)(諸如，灰)。上面提供了優(yōu)選殘余物水平的示例，但是可根據(jù)具體應(yīng)用使用不同的殘余物水平。犧牲材料的分解應(yīng)在不會(huì)顯著改變受體基板物理特性的烘除溫度下進(jìn)行，這一點(diǎn)也很重要。

犧牲層可包含任何材料，只要獲得期望特性即可。優(yōu)選地，犧牲層由包含具有約1000Da或更小的數(shù)均分子量的聚合物(例如，單體和低聚物)的可聚合組合物制成。尤其合適的單體或低聚物具有約500Da或更小的分子量，并且甚至更具體地，合適的可聚合分子具有約200Da或更小的分子量。通常使用光化輻射例如可見(jiàn)光、紫外線輻射、電子束輻射、熱和它們的組合，或者可以通過(guò)光化學(xué)或熱來(lái)引發(fā)的各種常規(guī)陰離子、陽(yáng)離子、自由基或其它聚合技術(shù)中的任一種來(lái)固化所述可聚合組合物。

可用的可聚合組合物包含本領(lǐng)域中已知的可固化官能團(tuán)，諸如環(huán)氧基團(tuán)、烯丙氧基基團(tuán)、(甲基)丙烯酸酯基團(tuán)、環(huán)氧化物、乙烯基、羥基、乙酰氧基、羧酸、氨基、酚類、醛、肉桂酸酯、烯烴、炔烴、烯鍵式不飽和基團(tuán)、乙烯基醚基團(tuán)以及它們的任何衍生物和任何化學(xué)相容的組合。

用于制備犧牲模板層的可聚合組合物根據(jù)可輻射固化部分可為一官能的或多官能的(例如，二官能、三官能、和四官能)。合適的一官能可聚合前體的示例包括苯乙烯、α-甲基苯乙烯、取代的苯乙烯、乙烯基酯、乙烯基醚、(甲基)丙烯酸辛酯、壬基酚乙氧基化(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、β-羧乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、α-環(huán)氧化物、(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、羥基官能化己內(nèi)酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥基異丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、(甲基)丙烯酸羥基異丁酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、以及它們的任何組合。

合適的多官能可聚合前體的示例包括二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸己二醇酯、二(甲基)丙烯酸三甘醇酯、二(甲基)丙烯酸四甘醇酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、二(甲基)丙烯酸新戊二醇酯、雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚(1,4-丁二醇)二(甲基)丙烯酸酯、上文所列材料的任何取代的、乙氧基化的或丙氧基化的型式、或它們的任何組合。聚合反應(yīng)一般導(dǎo)致三維的“交聯(lián)”大分子網(wǎng)絡(luò)的形成，并且在本領(lǐng)域中已知為負(fù)性光致抗蝕劑，如由Shaw等人，“用于光學(xué)平板印刷的負(fù)性光致抗蝕劑(Negative photoresists for optical lithography)”，IBM Journal of Research and Development(1997)41,81-94所評(píng)論的。網(wǎng)絡(luò)的形成可通過(guò)共價(jià)鍵合、離子鍵合、或氫鍵合，或通過(guò)物理交聯(lián)機(jī)構(gòu)(諸如鏈纏結(jié))來(lái)發(fā)生。也可通過(guò)一種或多種中間體種類(諸如，生成自由基的光引發(fā)劑、光敏劑、光酸發(fā)生劑、光堿發(fā)生劑、或熱酸發(fā)生劑)來(lái)引發(fā)反應(yīng)。使用的固化劑的類型取決于所使用的可聚合前體，以及取決于用于固化可聚合前體的輻射的波長(zhǎng)。合適的可商購(gòu)獲得的生成自由基的光引發(fā)劑的示例包括二苯酮、安息香醚、和?；⒐庖l(fā)劑，諸如以商品名“IRGACURE”和“DAROCUR”從紐約州塔里敦的汽巴精化有限公司(Ciba Specialty Chemicals)出售的那些。其它示例性光引發(fā)劑包括2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(DMPAP)、2,2-二甲氧基苯乙酮(DMAP)、氧雜蒽酮和噻噸酮。

也可包含共引發(fā)劑和胺增效劑以改善固化速率?；诳删酆锨绑w的總重量計(jì)，在交聯(lián)基質(zhì)中的固化劑的合適濃度在約1重量％至約10重量％的范圍內(nèi)，并且尤其合適的濃度在約1重量％至約5重量％的范圍內(nèi)?？删酆锨绑w還可包含任選的添加劑，諸如熱穩(wěn)定劑、紫外光穩(wěn)定劑、自由基清除劑、以及它們的組合。合適的可商購(gòu)獲得的紫外光穩(wěn)定劑的示例包括二苯酮類型的紫外線吸收劑，該紫外線吸收劑以商品名“UVINOL 400”從新澤西州帕西帕尼的BASF公司(BASF Corp.,Parsippany,NJ)獲得；以商品名“CYASORB UV-1164”從新澤西州西帕特森的氰特工業(yè)公司(Cytec Industries,West Patterson,NJ)獲得；以及以商品名“TINUVIN 900”、“TINUVIN 123”和“TINUVIN 1130”從紐約州塔里敦的汽巴精化有限公司(Ciba Specialty chemicals,Tarrytown,NY)獲得。相對(duì)于可聚合前體的總重量計(jì)，在可聚合前體中的紫外光穩(wěn)定劑的合適濃度的示例在約0.1重量％至約10重量％的范圍內(nèi)，并且尤其合適的總濃度在約1重量％至約5重量％的范圍內(nèi)。

合適的自由基清除劑的示例包括受阻胺光穩(wěn)定劑(HALS)化合物、羥胺、位阻酚、以及它們的組合。合適的可商購(gòu)獲得的HALS化合物的示例包括得自紐約州塔里敦的汽巴精化有限公司(Ciba Specialty chemicals,Tarrytown,NY)的商品名“TINUVIN 292”，和得自新澤西州西帕特森的氰特工業(yè)公司(Cytec Industries,West Patterson,NJ)的商品名“CYASORB UV-24”?？删酆锨绑w中的自由基清除劑的合適濃度的示例在約0.05重量％至約0.25重量％的范圍。

可通過(guò)如下方式形成圖案化的犧牲模板層：將可輻射固化組合物層沉積到輻射透射載體的一個(gè)表面上以提供具有暴露表面的層；在能夠?qū)⑺鰣D案賦予到所述層的足夠接觸壓力下，使母模與載有圖案的預(yù)成型表面接觸，所述圖案能夠?qū)ㄟh(yuǎn)側(cè)表面部分和相鄰的凹陷表面部分的精確成型和定位的交互式功能性中斷部分的三維結(jié)構(gòu)賦予到所述載體上可輻射固化組合物層的暴露表面中；將所述可固化組合物暴露于透過(guò)所述載體的足夠水平的輻射中，以在可輻射固化組合物層與母模的圖案化表面接觸的同時(shí)固化所述組合物。這種澆注和固化工藝可通過(guò)以下步驟以連續(xù)方式完成：使用載體卷，將可固化材料層沉積到載體上，將可固化材料抵靠母模層合，以及使用光化輻射固化可固化材料。隨后可將其上設(shè)置有圖案化犧牲模板的所得載體卷卷起來(lái)。這種方法在例如美國(guó)專利6,858,253(Williams等人)中有所公開(kāi)。

無(wú)機(jī)納米材料

無(wú)機(jī)納米材料包括含有顆粒、棒、片、板、球體、管、線、立方體、錐、四面體或其它形狀的零維、一維、二維和三維無(wú)機(jī)材料。具有不等長(zhǎng)度、寬度和高度比的一維、二維和三維無(wú)機(jī)納米材料為維度各向異性的納米材料。犧牲層中所包含納米材料的量可從制劑的總固體的0.1重量％至99重量％變化，或者優(yōu)選地從制劑的總固體的1重量％至60重量％變化。

納米線可包括例如以下成分：銀、硅、銅、鍍鎳銅、鍍金銀、氧化鋅和氧化錫(IV)納米線；以及單壁碳納米管和多壁碳納米管。

本文所述的犧牲模板組合物優(yōu)選地包含無(wú)機(jī)納米顆粒。這些顆?？蔀楦鞣N尺寸和形狀。納米顆粒的平均粒徑可小于約1000nm、小于約100nm、小于約50nm、小于10nm至約1nm。納米顆粒的平均粒徑可為約1nm至約50nm，或約3nm至約35nm，或約5nm至約25nm。優(yōu)選地，納米顆粒的直徑與光的波長(zhǎng)具有相同的量級(jí)，為390nm至700nm。

納米顆粒可用表面處理劑進(jìn)行處理。對(duì)納米級(jí)顆粒進(jìn)行表面處理可在聚合性樹(shù)脂中提供穩(wěn)定分散體。優(yōu)選地，表面處理使納米顆粒穩(wěn)定，使得這些顆粒很好地分散在犧牲模板樹(shù)脂中，并且產(chǎn)生基本上均質(zhì)的組合物。此外，可用表面處理劑對(duì)納米顆粒表面的至少一部分進(jìn)行改性，使得穩(wěn)定的顆粒在固化期間能夠與可聚合樹(shù)脂共聚或反應(yīng)。表面處理劑的示例包括醇、胺、羧酸、磺酸、膦酸、硅烷和鈦酸鹽。

回填層材料

回填層是能夠至少部分填充層中結(jié)構(gòu)化表面的材料，所述材料被施加至該層。回填層可另選地為兩種不同材料的雙層，其中該雙層具有層狀結(jié)構(gòu)。任選地，用于雙層的兩種材料可具有不同的折射率。任選地，雙層中的一個(gè)可包括粘合增進(jìn)層。

可用于回填的材料包括聚硅氧烷樹(shù)脂、聚硅氮烷、聚酰亞胺、橋型或梯型倍半硅氧烷、硅樹(shù)脂和硅樹(shù)脂雜化材料以及許多其它材料。示例性的聚硅氧烷樹(shù)脂包括購(gòu)自加利福尼亞州丘拉維斯塔的加利福尼亞硬化涂層公司(California Hardcoating,Chula Vista,CA)的PERMANEW材料。這些材料的示例列于表2中?？墒褂玫钠渌惒牧侠鐬楸讲h(huán)丁烯、可溶性聚酰亞胺和聚硅氮烷樹(shù)脂。

在許多實(shí)施方案中，可用于當(dāng)前發(fā)明的熱穩(wěn)定回填材料屬于具有通式(如下)的一類高度支化的有機(jī)硅低聚物和聚合物，其可進(jìn)一步反應(yīng)以通過(guò)Si-OH基團(tuán)的均縮合、與剩余可水解基團(tuán)(例如，烷氧基)的雜縮合和/或通過(guò)官能有機(jī)基團(tuán)(例如，烯鍵式不飽和)的反應(yīng)形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。這類材料主要衍生自具有如下通式的有機(jī)硅烷：

R_xSiZ_4-x，

其中

R選自氫、取代或未取代的C₁-C₂₀烷基、取代或未取代的C₂-C₁₀亞烷基、取代或未取代的C₂-C₂₀亞烯基、C₂-C₂₀亞炔基、取代或未取代的C₃-C₂₀環(huán)烷基、取代或未取代的C₆-C₂₀芳基、取代或未取代的C₆-C₂₀亞芳基、取代或未取代的C₇至C₂₀芳烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₁至C₂₀雜烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₂至C₂₀雜環(huán)烷基基團(tuán)和/或這些的組合。

Z為可水解基團(tuán)，諸如鹵素(包含元素F、Br、Cl或I)、C₁-C₂₀烷氧基、C₅-C₂₀芳氧基和/或這些的組合。

大部分組合物可包含RSiO_3/2單元，因此此類材料通常稱作倍半硅氧烷(或T樹(shù)脂)，但是它們也可包含單(R₃Si-O_1/2)、二(R₂SiO_2/2)和四官能化基團(tuán)(Si-O_4/2)。具有下式的有機(jī)改性二硅烷：

Z_3-n R_n Si-Y-Si R_n Z_3-n

常用于可水解組合物以進(jìn)一步改性材料的特性(以形成所謂的橋連的倍半硅氧烷)，R和Z基團(tuán)如上定義。材料還可經(jīng)配置并且與金屬醇鹽(M(OR)_m)反應(yīng)以形成金屬-倍半硅氧烷。

在許多實(shí)施方案中，由以下通式表示的高度支化的有機(jī)硅低聚物和聚合物：

R₁選自氫、取代或未取代的C₁-C₂₀烷基、取代或未取代的C₂-C₁₀亞烷基、取代或未取代的C₂-C₂₀亞烯基、C₂-C₂₀亞炔基、取代或未取代的C₃-C₂₀環(huán)烷基、取代或未取代的C₆-C₂₀芳基、取代或未取代的C₆-C₂₀亞芳基、取代或未取代的C₇至C₂₀芳基烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₁至C₂₀雜烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₂至C₂₀雜環(huán)烷基基團(tuán)、和/或這些的組合；

R₂選自氫、取代或未取代的C₁-C₂₀烷基、取代或未取代的C₂-C₁₀亞烷基、取代或未取代的C₂-C₂₀亞烯基、C₂-C₂₀亞炔基、取代或未取代的C₃-C₂₀環(huán)烷基、取代或未取代的₆-C₂₀芳基、取代或未取代的C₆-C₂₀亞芳基、取代或未取代的C₇-C₂₀芳烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₁-C₂₀雜烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₂-C₂₀雜環(huán)烷基基團(tuán)和/或這些的組合；

R₃選自氫、取代或未取代的C₁-C₂₀烷基、取代或未取代的C₂-C₁₀亞烷基、取代或未取代的C₂-C₂₀亞烯基、C₂-C₂₀亞炔基、取代或未取代的C₃-C₂₀環(huán)烷基、取代或未取代的₆-C₂₀芳基、取代或未取代的C₆-C₂₀亞芳基、取代或未取代的C₇-C₂₀芳烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₁-C₂₀雜烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₂-C₂₀雜環(huán)烷基基團(tuán)和/或這些的組合；

R₄選自氫、取代或未取代的C₁-C₂₀烷基、取代或未取代的C₂-C₁₀亞烷基、取代或未取代的C₂-C₂₀亞烯基、C₂-C₂₀亞炔基、取代或未取代的C₃-C₂₀環(huán)烷基、取代或未取代的₆-C₂₀芳基、取代或未取代的C₆-C₂₀亞芳基、取代或未取代的C₇-C₂₀芳烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₁-C₂₀雜烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₂-C₂₀雜環(huán)烷基基團(tuán)和/或這些的組合；

R₅選自氫、取代或未取代的C₁-C₂₀烷基、取代或未取代的C₂-C₁₀亞烷基、取代或未取代的C₂-C₂₀亞烯基、C₂-C₂₀亞炔基、取代或未取代的C₃-C₂₀環(huán)烷基、取代或未取代的₆-C₂₀芳基、取代或未取代的C₆-C₂₀亞芳基、取代或未取代的C₇-C₂₀芳烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₁-C₂₀雜烷基基團(tuán)、取代或未取代的C₂-C₂₀雜環(huán)烷基基團(tuán)和/或這些的組合；

Z為可水解基團(tuán)，諸如鹵素(包括元素F、Br、Cl或I)、C₁-C₂₀烷氧基、C-C₂₀芳氧基和/或這些的組合。

m為0至500的整數(shù)；

n為1至500的整數(shù)；

p為0至500的整數(shù)；

q為0至100的整數(shù)。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“取代的”是指被選自以下的至少一個(gè)取代基取代的一者：鹵素(包括元素F、Br、Cl或I)、羥基基團(tuán)、烷氧基基團(tuán)、硝基基團(tuán)、氰基基團(tuán)、氨基基團(tuán)、疊氮基基團(tuán)、脒基基團(tuán)、肼基基團(tuán)、亞聯(lián)氨基基團(tuán)、羰基基團(tuán)、氨甲?；鶊F(tuán)、巰基基團(tuán)、酯基基團(tuán)、羧基基團(tuán)或它們的鹽、磺酸基團(tuán)或它們的鹽、磷酸基團(tuán)或它們的鹽、烷基基團(tuán)、C₂至C₂₀烯基基團(tuán)、C₂至C₂₀炔基基團(tuán)、C₆至C₃₀芳基基團(tuán)、C₇至C₁₃芳烷基基團(tuán)、C₁至C₄烷氧基基團(tuán)、C₁至C₂₀雜烷基基團(tuán)、C₃至C₂₀雜芳烷基基團(tuán)、C₃至C₃₀環(huán)烷基基團(tuán)、C₃至C₁₅環(huán)烯基基團(tuán)、C₆至C₁₅環(huán)炔烴基基團(tuán)、雜環(huán)烷基基團(tuán)以及它們的組合，替代化合物的氫。

所得的高度支化的有機(jī)硅聚合物具有在150Da至300,000Da的范圍內(nèi)的分子量，或者優(yōu)選地具有在150Da至30,000Da的范圍內(nèi)的分子量。

優(yōu)選地，熱穩(wěn)定回填材料包含甲基三乙氧基硅烷前體在極性溶劑中的水解和縮合的反應(yīng)產(chǎn)物。在合成后，所得的聚合物優(yōu)選地具有小于30,000Da的標(biāo)稱分子量。熱穩(wěn)定回填溶液也優(yōu)選地包含小于50重量％的標(biāo)稱尺寸在介于10納米至50納米之間的二氧化硅納米顆粒。

本文所述的熱穩(wěn)定組合物優(yōu)選地包含無(wú)機(jī)納米顆粒。這些納米顆?？删哂懈鞣N尺寸和形狀。納米顆粒的平均粒徑可小于約1000nm、小于約100nm、小于約50nm、或5nm至約3nm至約50nm。納米顆粒的平均粒徑可為約3nm至約50nm，或約3nm至約35nm，或約5nm至約25nm。如果納米顆粒聚集，則聚集顆粒的最大橫截面尺寸可在任何上述范圍內(nèi)，并且還可大于約100nm。還可使用“熱解法”納米顆粒，諸如主要尺寸小于約50nm的二氧化硅和氧化鋁，諸如可得自馬薩諸塞州波士頓的卡博特公司(Cabot Co.Boston,MA)的CAB-OSPERSE PG 002熱解法二氧化硅、CAB-O-SPERSE 2017A熱解法二氧化硅和CAB-OSPERSE PG 003熱解法氧化鋁。可基于透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)這些顆粒進(jìn)行測(cè)量。納米顆粒可基本上完全凝結(jié)。完全凝結(jié)的納米顆粒諸如膠態(tài)二氧化硅通常在其內(nèi)部基本上不含羥基。不含二氧化硅的充分凝結(jié)的納米顆粒通常具有(作為分離的顆粒測(cè)量)大于55％，優(yōu)選地大于60％，并且更優(yōu)選地大于70％的結(jié)晶度。例如，結(jié)晶度可在至多約86％或更高的范圍內(nèi)。結(jié)晶度可通過(guò)X射線衍射技術(shù)測(cè)定。凝結(jié)的晶體(例如，氧化鋯)納米顆粒具有高的折射率，而無(wú)定形的納米顆粒通常具有較低的折射率?？墒褂酶鞣N形狀的無(wú)機(jī)納米顆?；蛴袡C(jī)納米顆粒，諸如球體、棒、片、管、線、立方體、錐體、四面體等等。

通常選擇顆粒的尺寸以避免在最終制品中出現(xiàn)顯著的可見(jiàn)光散射。所選擇的納米材料可賦予各種光學(xué)特性(即，折射率、雙折射率)、電特性(例如，導(dǎo)電性)、機(jī)械特性(例如，韌性、鉛筆硬度、耐刮擦性)或這些特性的組合?？赡芷谕褂糜袡C(jī)氧化物顆粒和無(wú)機(jī)氧化物顆粒類型的混合物，以便優(yōu)化光學(xué)特性或者材料特性并且降低總組合物成本。

合適的無(wú)機(jī)納米顆粒的示例包括金屬納米顆?；蚱湎鄳?yīng)氧化物，包括元素鋯(Zr)、鈦(Ti)、鉿(Hf)、鋁(Al)、鐵(Fe)、釩(V)、銻(Sb)、錫(Sn)、金(Au)、銅(Cu)、鎵(Ga)、銦(In)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、釔(Y)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、锝(Te)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銀(Ag)、鎘(Cd)、鑭(La)、鉭(Ta)、鎢(W)、錸(Rh)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、以及它們的任何組合。

剝離襯件

回填層可任選地用臨時(shí)性剝離襯件來(lái)覆蓋。剝離襯件可在處理期間保護(hù)圖案化結(jié)構(gòu)化回填層并且在需要時(shí)易于移除，以便將結(jié)構(gòu)化回填層或結(jié)構(gòu)化回填層的部分轉(zhuǎn)印到受體?？捎糜诒竟_(kāi)的圖案化結(jié)構(gòu)化膜的示例性襯件在PCT專利申請(qǐng)公布WO 2012/082536中有所公開(kāi)。

襯件可以是柔性或剛性的。優(yōu)選地，其是柔性的。合適的襯件(優(yōu)選地，柔性襯件)的厚度通常為至少0.5密耳(12.6μm)，并且厚度通常不超過(guò)20密耳(508μm)。該襯件可為在其第一表面上設(shè)置了防粘涂層的背襯。任選地，可在其第二表面上設(shè)置防粘涂層。如果在呈卷的形式的轉(zhuǎn)印制品中使用該背襯，則第二防粘涂層具有比第一防粘涂層小的防粘值?？勺鳛閯傂砸r件的合適的材料包括金屬、金屬合金、金屬基質(zhì)復(fù)合材料、金屬化塑料、無(wú)機(jī)玻璃和玻璃化的有機(jī)樹(shù)脂、成形陶瓷以及聚合物基質(zhì)增強(qiáng)的復(fù)合材料。

受體

熱穩(wěn)定受體基板的示例包括玻璃，諸如顯示器母玻璃(如，背板母玻璃)、照明母玻璃、顯示器護(hù)罩玻璃、建筑玻璃、平板玻璃、壓延玻璃和柔性玻璃(可用于輥到輥工藝)。柔性壓延玻璃的示例是購(gòu)自紐約州康寧的康寧公司(Corning Incorporated,Corning,NY)的WILLOW玻璃產(chǎn)品。受體的其它示例包括如下：金屬，諸如金屬薄片和箔；藍(lán)寶石、石英、硅、二氧化硅和碳化硅；以及纖維、非織造織物、織物和陶瓷。受體還可包括機(jī)動(dòng)車玻璃、玻璃片、柔性電子基板(諸如電路化柔性膜)、顯示器背板、太陽(yáng)能玻璃、柔性玻璃、金屬、聚合物、聚合物復(fù)合物和玻璃纖維。受體基板可包括收集器電極、透明導(dǎo)電氧化涂層、金屬箔層或涂層、或?qū)щ姳∧ね繉?諸如金屬薄膜)、金屬納米線涂層、導(dǎo)電聚合物涂層、碳納米管涂層、石墨烯涂層或炭黑涂層。其它示例性受體包括支撐晶片上的半導(dǎo)體材料以及晶體支撐晶片，諸如晶體硅、晶體氮化鎵、晶體磷化銦和晶體砷化鎵。受體基板可為平坦的或彎曲的。

實(shí)施例

實(shí)施例1—帶有自組裝納米顆粒的疊層轉(zhuǎn)印膜

制備A-174改性的440nm二氧化硅

在配備有冷凝器和溫度計(jì)的500mL燒瓶中，在快速攪拌下將200克MP4540M膠體溶液(可購(gòu)自德克薩斯州休斯頓的日產(chǎn)化學(xué)美國(guó)公司(Nissan Chemical America,Houston,Texas))和200克1-甲氧基-2-丙醇混合在一起。然后加入0.6克SILQUEST A-174(可購(gòu)自西弗吉尼亞州弗蘭德利的邁圖高新材料公司(Momentive Performance Materials Inc,Friendly,West Virginia))。將混合物加熱至80℃并保持16小時(shí)。然后加入150克另外的1-甲氧基-2-丙醇。使所得溶液冷卻至室溫。在60℃水浴下使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器去除大部分水和1-甲氧基丙醇溶劑，從而產(chǎn)生在1-甲氧基-2-丙醇中的49.5重量％的經(jīng)A-174改性的440nm二氧化硅分散體。

樹(shù)脂制劑

通過(guò)合并功能化二氧化硅納米顆粒(A-174改性的440nm二氧化硅和犧牲熱塑性材料(QPAC100，Empower材料公司(Empower Materials)，1,3-二氧雜環(huán)戊烷中的30％的固體)的相應(yīng)溶液，制備含440nm二氧化硅的1:9(w:w)涂覆溶液。

剝離帶涂層的結(jié)構(gòu)化模板工具“工具A”

使用標(biāo)準(zhǔn)澆注和固化微復(fù)制來(lái)產(chǎn)生600nm的結(jié)構(gòu)化膜模板，在此稱為“工具A”?；鍨橥康灼岬?.002英寸(0.051mm)厚PET。復(fù)制樹(shù)脂為SR399和SR238(均可購(gòu)自賓夕法尼亞州?？怂诡D的沙多瑪美國(guó)公司(Sartomer USA,Exton,PA))的75/25共混物，其具有光引發(fā)劑組合，該組合包含1％的Darocur 1173、1.9％的三乙醇胺和0.5％的OMAN071(可購(gòu)自賓夕法尼亞州莫里斯維爾的蓋勒斯特公司(Gelest,Inc.Morrisville,PA))。利用復(fù)制工具在137℉(58℃)的溫度下以20英尺/分鐘(6.1米/分鐘)的速度復(fù)制樹(shù)脂。使來(lái)自在600瓦/英寸下工作的Fusion“D”燈的輻射透射穿過(guò)膜，從而在與工具接觸的同時(shí)固化樹(shù)脂。復(fù)制工具用600nm節(jié)距的線性鋸齒溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖案化。然后將固化的樹(shù)脂與工具分開(kāi)并卷繞成卷。

在等離子體室中，利用流速為250標(biāo)準(zhǔn)cc/分鐘(SCCM)的氬氣，在壓力為25毫托并且RF功率為1000瓦的條件下對(duì)復(fù)制的模板膜涂底漆30秒。隨后，使樣品經(jīng)受TMS流速為150SCCM但不含附加氧(這對(duì)應(yīng)于約0的氧硅原子比)的四甲基硅烷(TMS)等離子體，從而制備帶防粘涂層的工具表面。等離子體室中的壓力為25毫托，并且使用1000瓦的RF功率持續(xù)10秒。

微結(jié)構(gòu)化犧牲模板層

通過(guò)在0.051mm(0.002英寸)厚的T50硅樹(shù)脂剝離襯件(可商購(gòu)自弗吉尼亞州菲爾代爾的CP膜公司(CP Films,Fieldale,VA))的背側(cè)面上刮刀涂覆6密耳的溶液膜，制備2.5密耳的涂覆制劑。

使用加熱的液壓機(jī)，將該膜壓印在600nm的一維周期性微復(fù)制“工具A”膜上。在260℃下使用2000psi的壓縮保持5分鐘，實(shí)現(xiàn)最佳壓印。在移除工具A之前冷卻壓印膜。

用PERMANEW材料(加利福尼亞州丘拉維斯塔的加利福尼亞硬化涂層公司(California Hardcoating Co.,Chula Vista,CA))涂覆膜樣品(2英寸×3英寸至50mm×75mm)，PERMANEW材料以旋涂方式施加到結(jié)構(gòu)化膜樣品。在旋涂之前，通過(guò)加入異丙醇將PERMANEW材料稀釋至15重量％并通過(guò)1μm的PTFE過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。在旋涂工藝期間使用玻璃顯微鏡載片來(lái)支撐該膜。旋轉(zhuǎn)參數(shù)為500rpm/10秒(溶液施加)、2000rpm/10秒(旋降)和500rpm/10秒(干燥)，使用勞雷爾旋涂機(jī)(型號(hào)：WS-6505-6npp/精簡(jiǎn))。將樣品從旋涂機(jī)移除并置于80℃的熱板上保持1小時(shí)以去除溶劑，并將PERMANEW材料固化成“綠色”(未完全固化)狀態(tài)。

粘合增進(jìn)層涂覆

用IPA和無(wú)絨布清潔50mm×75mm載玻片。將載玻片手動(dòng)層合到光學(xué)清晰的粘合劑(OCA 8171，明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司(3M Co,St.Paul,MN))。

層合

用熱膜層合機(jī)(GBC Catena 35，伊利諾斯州林肯郡的GBC Document Finishing公司(GBC Document Finishing,Lincolnshire,IL))在125℉(51℃)下將膜疊堆(PERMANEW材料涂層面朝下)層合到涂覆有粘合劑的載玻片。然后從層合機(jī)中移除層合樣品并使其冷卻至室溫。

烘除

在層合之后，將支撐膜疊堆的剝離襯件與膜分開(kāi)，留下所有其它層附著到載玻片。將樣品置于箱式爐(美國(guó)北卡羅來(lái)納州阿什維爾的Lindberg Blue M箱式爐型號(hào)BF51732PC-1)中并按照大約10℃/分鐘的速率從25℃升高至300℃。將加熱爐在300℃下保持三十分鐘，然后以大約10℃/分鐘的速率加熱至500℃并保持一小時(shí)。然后使加熱爐和樣品冷卻至環(huán)境溫度。

圖5A和圖5B為針對(duì)實(shí)施例1的樣品的圖像。

實(shí)施例2—在600nm周期性結(jié)構(gòu)上具有取向的銀納米線的疊層轉(zhuǎn)印膜

納米線涂覆制劑

通過(guò)混合納米線分散體(AgNW-25，5mg/ml，加利福尼亞州拉荷亞的Seashell科技公司(Seashell Technologies,La Jolla,CA))與無(wú)機(jī)粘結(jié)劑前體(Silres MK粉末，瓦克化學(xué)公司(Wacker Chemie AG))，制備包含銀納米線的99:1(w:w)涂覆制劑。

裝載膜

通過(guò)在0.051mm(0.002英寸)厚的T50硅樹(shù)脂剝離襯件(可商購(gòu)自弗吉尼亞州菲爾代爾的CP膜公司(CP Films,Fieldale,VA))的背面上刮刀涂覆聚合物溶液(QPAC100，Empower材料公司(Empower Materials)，1,3-二氧雜環(huán)戊烷中30％的固體)，制備0.75密耳的犧牲熱塑性膜(QPAC100，Empower材料公司(Empower Materials))。在真空等離子體裝置(Yield Engineering Systems公司(Yield Engineering Systems,Inc.)，YES-G1000)中，將經(jīng)過(guò)涂覆的犧牲熱塑性膜的表面用氧等離子體處理60秒。使用4號(hào)邁耶棒(Mayer bar)將納米線制劑施加到經(jīng)等離子體處理的表面，得到厚度為0.5微米的干涂層。

將相同的第二犧牲熱塑性膜施加到第一膜的涂覆面，然后使用加熱的液壓機(jī)(112℃，2000psi)進(jìn)行壓制以形成三層的復(fù)合膜。在取向步驟之前去除剝離襯件。

取向

在小型膜拉伸裝置(Karo IV拉伸機(jī)，布魯克納機(jī)械股份有限公司(Brückner Maschinenbau GmbH&Co.KG))中拉伸膜。在75℃的烘箱中預(yù)加熱并拉伸膜，然后在80℃下退火60秒。以2℃/分鐘的速率執(zhí)行單向拉伸，并將膜以50％的增量延伸250％至400％。在單向拉伸至350％時(shí)，得到最好的結(jié)果。

微結(jié)構(gòu)化膜

使用加熱的液壓機(jī)，垂直于拉伸方向?qū)⒗炷河≡诖怪庇诶旆较虻?00nm一維級(jí)別的微復(fù)制膜上。在260℃下使用2000psi的壓縮保持5分鐘，實(shí)現(xiàn)最佳壓印。在從600nm級(jí)別的膜移除之前使壓印膜冷卻。

用PERMANEW材料涂覆壓印膜樣品(2英寸×3英寸至50mm×75mm)，PERMANEW材料以旋涂方式施加到結(jié)構(gòu)化膜樣品。在旋涂之前，通過(guò)加入異丙醇將PERMANEW材料稀釋至15重量％并通過(guò)1μm的PTFE過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。在旋涂工藝期間使用玻璃顯微鏡載片來(lái)支撐該膜。旋轉(zhuǎn)參數(shù)為500rpm/10秒(溶液施加)、2000rpm/10秒(旋降)和500rpm/10秒(干燥)，使用勞雷爾旋涂機(jī)(型號(hào)：WS-6505-6npp/精簡(jiǎn))。將樣品從旋涂機(jī)中移除并置于80℃的熱板上保持4小時(shí)以去除溶劑，并將PERMANEW材料固化成“綠色”(未完全固化)狀態(tài)。

粘合增進(jìn)層涂覆

用IPA和無(wú)絨布清潔50mm×75mm載玻片。將載片安裝在勞雷爾旋涂機(jī)(型號(hào)：WS-6505-6npp/精簡(jiǎn))的真空吸盤(pán)上。施加64kPa(19英寸汞柱)的真空以將玻璃保持到吸盤(pán)。將聚(丙二醇碳酸酯)溶液(QPAC 40，紐約州伊薩卡的Empower材料公司(Empower Materials Inc,Ithaca,NY))用甲基乙基酮稀釋到10重量％。在旋轉(zhuǎn)周期的涂層施加步驟期間，將大約2-3毫升溶液施加到載玻片。將旋涂機(jī)編程為500RPM保持10秒(涂層施加步驟)，然后3500RPM保持10秒(旋轉(zhuǎn)步驟)，然后500RPM保持10秒(干燥步驟)。

隨后從旋涂機(jī)移除載玻片并放置在100℃的熱板上保持30分鐘并用鋁托盤(pán)覆蓋。然后使載玻片冷卻至室溫。

層合

用熱膜層合機(jī)(GBC Catena 35，伊利諾斯州林肯郡的GBC Document Finishing公司(GBC Document Finishing,Lincolnshire,IL))在125℉(51℃)下將膜疊堆(PERMANEW材料涂層面朝下)層合到涂覆有QPAC40的載玻片。然后從層合機(jī)中移除層合樣品并使其冷卻至室溫。

烘除

在層合之后，將樣品置于氮?dú)獯祾郀t(美國(guó)北卡羅來(lái)納州阿什維爾的Lindberg Blue M箱式爐，型號(hào)51642-HR)中。將樣品以大約10℃/分鐘的速率從25℃加熱至310℃并保持兩小時(shí)。然后使加熱爐和樣品冷卻至環(huán)境溫度。

圖6A和圖6B為針對(duì)實(shí)施例2的樣品的圖像。

實(shí)施例3—在玻璃上具有取向的銀納米線的疊層轉(zhuǎn)印膜

納米線涂層制劑

通過(guò)混合納米線分散體(AgNW-25，5mg/ml，加利福尼亞州拉荷亞的Seashell科技公司(Seashell Technologies,La Jolla,CA))與無(wú)機(jī)粘結(jié)劑前體(Silres MK粉末，瓦克化學(xué)公司(Wacker Chemie AG))，制備包含銀納米線的99:1(w:w)涂覆制劑。

裝載膜

通過(guò)在0.051mm(0.002英寸)厚的T50硅樹(shù)脂剝離襯件(可商購(gòu)自弗吉尼亞州菲爾代爾的CP膜公司(CP Films,Fieldale,VA))的背面上刮刀涂覆聚合物溶液(QPAC100，Empower材料公司(Empower Materials)，1,3-二氧雜環(huán)戊烷中30％的固體)，制備0.75密耳的犧牲熱塑性材料(QPAC100，Empower材料公司(Empower Materials))。在真空等離子體裝置(Yield Engineering Systems公司(Yield Engineering Systems,Inc.)，YES-G1000)中，將經(jīng)過(guò)涂覆的犧牲熱塑性膜的表面用氧等離子體處理60秒。使用4號(hào)邁耶棒(Mayer bar)將納米線制劑施加到經(jīng)等離子體處理的表面，得到厚度為0.5微米的干涂層。

將相同的第二犧牲熱塑性膜施加到第一膜的涂覆面，然后使用加熱的液壓機(jī)(112℃，2000psi)進(jìn)行壓制以形成三層的復(fù)合膜。移除剝離襯件。

取向

在小型膜拉伸裝置(Karo IV拉伸機(jī)，布魯克納機(jī)械股份有限公司(Brückner Maschinenbau GmbH&Co.KG))中拉伸膜。將膜在75℃的烘箱中預(yù)加熱并拉伸，然后在80℃下退火60秒。以2％/分鐘的速率執(zhí)行單向拉伸，并將膜以50％的增量延伸250％至400％。在單向拉伸至350％時(shí)，得到最好的結(jié)果。

層合

利用熱膜層合機(jī)(GBC Catena 35，美國(guó)伊利諾伊州林肯郡的GBC Document Finishing公司(GBC Document Finishing,Lincolnshire,IL))在125℉(51℃)下將膜疊堆層合至載玻片。然后從層合機(jī)中移除層合樣品并使其冷卻至室溫。

烘除

在層合之后，將樣品置于氮?dú)獯祾郀t(美國(guó)北卡羅來(lái)納州阿什維爾的Lindberg Blue M箱式爐，型號(hào)51642-HR)中。將樣品以大約10℃/分鐘的速率從25℃加熱至310℃并保持兩小時(shí)。然后使加熱爐和樣品冷卻至環(huán)境溫度。在玻璃表面上形成銀納米線的薄膜。SEM圖像指示納米線在拉伸方向的不同取向。以相同方式但沒(méi)有取向步驟制備的對(duì)照樣品不表現(xiàn)出納米線的取向。

圖7A和圖7B為針對(duì)實(shí)施例3的樣品的圖像。圖7A為拉伸350倍的AgNW樣品的圖像，并且圖7B為沒(méi)有經(jīng)過(guò)拉伸的AgNW對(duì)照樣品的圖像。