本發(fā)明涉及一種基板的制備方法，特別是一種蛾眼微結(jié)構(gòu)基板的制備方法。

背景技術(shù)：

1967年Bernhard等人首次發(fā)現(xiàn)了蛾眼的微納米結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)具有較好的抗反射特性，受到人們的廣泛研究。目前在基板上制備蛾眼微納米結(jié)構(gòu)的方法主要由電子束刻蝕法、光刻法以及納米壓印的方法，上述方法在制備蛾眼微納米結(jié)構(gòu)時(shí)生產(chǎn)工藝復(fù)雜，技術(shù)要求較高，而且需要較為昂貴的設(shè)備成本，雖然可制備出結(jié)構(gòu)較為精細(xì)的微納米結(jié)構(gòu)，但其較高的成本和較低的生產(chǎn)效率或良率限制了技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，使納米技術(shù)在抗反射基板方面的應(yīng)用受到約束。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種蛾眼微結(jié)構(gòu)的制備方法，不僅生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，而且生產(chǎn)效率高。

本發(fā)明提供了一種蛾眼微結(jié)構(gòu)基板的制備方法，包括如下步驟：

步驟一、在基板上涂布一層高分子聚合物溶液，待涂布的高分子聚合物溶液揮發(fā)后在基板上形成一層聚合物薄膜

步驟二、在聚合物薄膜上方設(shè)置掩膜板，通過紫外光將聚合物薄膜進(jìn)行一次曝光產(chǎn)生光固化交聯(lián)反應(yīng)，掩膜板具有掩膜孔，并用有機(jī)溶劑清洗，洗去未產(chǎn)生光固化交聯(lián)反應(yīng)的聚合物薄膜，在基板上形成一層厚度為50-100nm的固化聚合物層；

步驟三、在固化聚合物層上再次涂布一層高分子聚合物溶液，待涂布的有機(jī)溶液揮發(fā)后在固化聚合物層上再形成一層聚合物薄膜；

步驟四、在聚合物薄膜上方設(shè)置掩膜板，通過紫外光將聚合物薄膜進(jìn)行再次曝光產(chǎn)生光固化交聯(lián)反應(yīng)，掩膜板具有掩膜孔，并用有機(jī)溶劑清洗，洗去未產(chǎn)生光固化交聯(lián)反應(yīng)的聚合物薄膜，在固化聚合物層上形成若干柱狀的厚度為50-80nm的凸起結(jié)構(gòu)；

步驟五、重復(fù)上述步驟三、步驟四N次，使得再次形成柱狀的凸起結(jié)構(gòu)的體積小于下一層凸起結(jié)構(gòu)的體積，最后凸起結(jié)構(gòu)層疊成具有凸起的微納米錐體結(jié)構(gòu)的抗反射膜層；

步驟六、將抗反射膜層進(jìn)行退火處理，最終得到蛾眼微結(jié)構(gòu)基板。

進(jìn)一步地，步驟一和步驟三中的涂布采用噴涂或者旋涂工藝。

進(jìn)一步地，步驟二和步驟四中掩膜板具有均勻的周期性結(jié)構(gòu)，所述掩膜板上的掩膜孔徑為200-500nm。

進(jìn)一步地，步驟二中一次曝光時(shí)間為10-100秒。

進(jìn)一步地，步驟二和步驟四種有機(jī)溶液清洗的清洗時(shí)間為10-50秒。

進(jìn)一步地，步驟四中再次曝光時(shí)間為上一次曝光時(shí)間乘以60-80％。

進(jìn)一步地，步驟五中N為4-6次。

進(jìn)一步地，步驟六中退火處理的退火溫度為100-200°，退火時(shí)間為0.5-2小時(shí)。

進(jìn)一步地，基板為硅或玻璃材料基板。

進(jìn)一步地，高分子聚合物溶液為環(huán)氧樹脂類、烯類、酯類、醚類或醛類的有機(jī)化合物溶液；有機(jī)溶劑為四氫呋喃、氯仿、二氯甲烷、笨、甲苯或乙酸乙酯類有機(jī)溶劑。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，避免了采用大型設(shè)備等昂貴的儀器進(jìn)行蛾眼微納米結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)加工，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)聚合物發(fā)生光固化交聯(lián)反應(yīng)之后自身的強(qiáng)度得到增強(qiáng)，在每一步光交聯(lián)反應(yīng)之后用有機(jī)溶劑洗去未發(fā)生固化的殘留聚合物，從而可以強(qiáng)化最終層疊成的錐體凸起的機(jī)械強(qiáng)度，保證微納米結(jié)構(gòu)的抗反射效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的蛾眼微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一次曝光時(shí)的示意圖。

圖3是本發(fā)明步驟二固化后的聚合物薄膜與基板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明再次曝光的示意圖。

圖5是本發(fā)明再次曝光后形成的若干固化的柱狀凸起。

圖6是本發(fā)明從一次曝光到最后曝光得到的成品示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明的一種蛾眼微結(jié)構(gòu)基板的制備方法，包括如下步驟：

步驟一、在基板1上涂布一層高分子聚合物溶液，待涂布的高分子聚合物溶液揮發(fā)后在基板上形成一層聚合物薄膜；基板優(yōu)選為硅或玻璃材料基板；涂布采用現(xiàn)有技術(shù)的噴涂或者旋涂工藝。

步驟二、如圖2所示，在聚合物薄膜上方設(shè)置掩膜板3，掩膜板3具有掩膜孔，掩膜板3具有均勻的周期性結(jié)構(gòu)，掩膜孔徑大小為200nm-500nm之間，通過紫外光6將聚合物薄膜進(jìn)行一次曝光產(chǎn)生光固化交聯(lián)反應(yīng)，一次曝光時(shí)間為10-100秒之間，視聚合物交聯(lián)反應(yīng)速率而調(diào)整，并用有機(jī)溶劑清洗，采用此種聚合物的有機(jī)溶液進(jìn)行清洗，清洗時(shí)間為10-50秒，視聚合物在有機(jī)溶液中的溶解性而定，洗去未產(chǎn)生光固化交聯(lián)反應(yīng)的聚合物薄膜，在基板上形成一層固化聚合物層2，厚度50-100nm；(圖3所示)；

步驟三、在固化聚合物層2上再次涂布一層高分子聚合物溶液，待涂布的有機(jī)溶液揮發(fā)后在固化聚合物層2上再形成一層聚合物薄膜；

步驟四、在聚合物薄膜上方設(shè)置掩膜板3，掩膜板3具有掩膜孔，掩膜板3具有均勻的周期性結(jié)構(gòu)，掩膜孔徑大小為200nm-500nm之間，通過紫外光6將聚合物薄膜進(jìn)行再次曝光產(chǎn)生光固化交聯(lián)反應(yīng)，再次曝光時(shí)間為上一次曝光時(shí)間乘以60-80％(圖4所示),并用有機(jī)溶劑清洗，清洗時(shí)間為10-50秒，洗去未產(chǎn)生光固化交聯(lián)反應(yīng)的聚合物薄膜，在固化聚合物層2上形成若干柱狀的凸起結(jié)構(gòu)4，厚度50nm-80nm(圖5所示)；

步驟五、重復(fù)上述步驟三、步驟四N次(圖6所示)，N為4-6次，由于曝光時(shí)間逐步減少，使得再次形成柱狀的凸起結(jié)構(gòu)的體積小于下一層凸起結(jié)構(gòu)的體積，最后凸起結(jié)構(gòu)層疊成具有凸起的微納米錐體結(jié)構(gòu)的抗反射膜層5；

步驟六、將抗反射膜層5進(jìn)行退火處理，進(jìn)行機(jī)械性能強(qiáng)化，保證微納米錐體結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度，退火溫度為100-200°，根據(jù)高分子的交聯(lián)度和分子鏈剛性程度確定，退火時(shí)間為0.5-2小時(shí)，最終得到蛾眼微結(jié)構(gòu)基板。

上述步驟中，高分子聚合物溶液為環(huán)氧樹脂類、烯類、酯類、醚類或醛類的有機(jī)化合物溶液；有機(jī)溶劑為四氫呋喃、氯仿、二氯甲烷、笨、甲苯或乙酸乙酯類有機(jī)溶劑。

上述步驟可采用現(xiàn)有技術(shù)相應(yīng)的工藝完成，圖1為娥眼微結(jié)構(gòu)的示意圖，在硅或玻璃基板上生長(zhǎng)出納米級(jí)別的錐體凸起結(jié)構(gòu)，每個(gè)微納米錐體結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)減反射單元，此類結(jié)構(gòu)相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)折射率在空氣折射率和基板材料折射率間的遞變，實(shí)現(xiàn)較好的減反射效果。

本發(fā)明的方案中凸起結(jié)構(gòu)由聚合物材料構(gòu)筑。此類聚合物具有光敏基團(tuán)，在光照條件下會(huì)發(fā)生交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)，從而改變聚合物的溶解性能，發(fā)生反應(yīng)之后的聚合物不再溶解于之前的有機(jī)溶劑中或者在溶劑中前后溶解性能變化較大，且自身有固化增強(qiáng)的效果，聚合物反應(yīng)后的交聯(lián)度與光照能量、光照時(shí)間等因素相關(guān)，從而可以通過改變曝光量改變聚合物反應(yīng)的交聯(lián)度，達(dá)到調(diào)節(jié)聚合物在有機(jī)溶液中溶解度的目的。

雖然已經(jīng)參照特定實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解：在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在此進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。