[发明专利]基于PDMS的功能性高分子图案化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子图案化方法，尤其涉及一种基于PDMS的功能性高分子图案化方法。 

背景技术

近年来随着对功能性高分子研究的日益深化，功能性有机高分子薄膜的微纳结构化在其相应领域的应用中越来越多的被关注。比如，发光高分子在发光材料上的广泛应用，导电高分子在半导体领域的日新月异，铁电高分子在存储领域的异军突起，等等。这些都和不同功能高分子的图案化有着密不可分的关系。 

在图案化功能性高分子的制备过程中，主要有自上而下和自下而上两种手段。自下而上主要利用高分子的自组装，此法虽可获得大面积的样品，但是结构的涨落较大，不可控因素也比较多，在应用器件的性能上会存在较大的损耗。自上而下是目前高分子图案化比较主流的方法，主要通过各种刻蚀和压印的方法，获得图案化高分子，此间纳米压印的方法因其在制备过程中的物理化学稳定性和高分辨率，得到了最广泛的关注。自1997年美国普林斯顿大学的S.Y.Chou教授提出了纳米压印这一方法以后，该技术得到了广泛的使用，但是纳米压印过程中的模板就成为了整个流程中的关键步骤，硬模板价格昂贵，制备工艺复杂，而且整个工艺中的微小偏差都会对硬模板造成不可逆的破坏，因此软模板转印技术应运而生，最早由哈佛大学化学与生化系的George M.Whitesides教授提出。虽然经历了多年的发展，软模板转印技术得到了长足的进步，但是其根源仍然是硬质模板， 需要硬质模板为各类压印过程提供初始结构的定义。 

硅基、玻璃基底或者宝石基底的硬模板机械韧性差，获取步骤繁琐，且价格相当昂贵，这一直是限制纳米压印技术平民化的关键制约。如何实现初始结构的定义在成本和难度上的突破，是纳米压印技术大范围推广的关键。 

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基于PDMS的功能性高分子图案化方法。 

本发明的目的通过以下技术方案来实现： 

基于PDMS的功能性高分子图案化方法，其包括以下步骤：步骤①，采用光刻方法在涂有光刻胶的硬质基底A表面加工出需要的微纳结构图形，获取带有图案化光刻胶的硬质基底A，作为压印转移过程中的结构定义的原始基板。步骤②，在带有图案化光刻胶的硬质基底A表面璇涂或是滴涂有机材料PDMS，并置于真空干燥箱内，可以在65℃，干燥1小时。步骤③，待充分交联后，将PDMS软模板从上述硬质基底A上揭下来，待用。步骤④，选取对应的硬质基底B，用于承载最后的图案化功能性高分子，在硬质基底B表面璇涂功能性高分子薄膜，将从硬质基底A上撕下的PDMS软模板有结构的面覆盖在璇涂有高分子的基底B上，放入压印机，选择合适的压印条件，实现功能性高分子薄膜的图案化。步骤⑤，通过干法刻蚀工艺，去除底胶。步骤⑥，重复步骤④、步骤⑤，实现快速批量微纳结构的高保真压印。 

上述的基于PDMS的功能性高分子图案化方法，其中：步骤①所述的光刻胶为PMMA系列电子束曝光光刻胶。 

进一步地，上述的基于PDMS的功能性高分子图案化方法，其中：所述的有机材料PDMS配比为10∶1。具体来说，可以在65℃，干燥1小时。 

更进一步地，上述的基于PDMS的功能性高分子图案化方法，其中：步骤④所述的璇涂速度为500rpm至8000rpm，璇涂厚度为50nm至2um。 

再进一步地，上述的基于PDMS的功能性高分子图案化方法，其中：步骤④所述的合适的压印条件包括温度、压强、固化条件，所述的压强为0-70bar，所述的温度为室温-300摄氏度，所述的固化条件为紫外压印。 

本发明技术方案的优点主要体现在：无需硬质模板作为初始结构定义，只需光刻胶图案化即可。同时，初始定义所用的PMMA模板无需防粘处理，即可对PDMS的图形转移，减少实验步骤，降低转移成本，提高图案的保真度。并且，对PDMS软模板无需防粘处理，还可以减少对表层功能性高分子的表面势产生扰动，不会改变其物理化学性质。同时，对最终衬底B平整度要求低，可以实现大范围特征结构的压印。 

附图说明

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。这些附图当中， 

图1是覆盖有图案化光刻胶的硬质基底A示意图； 

图2是滴涂或者璇涂预配的PDMS膜示意图； 

图3是待预配的PDMS软模充分交联后揭下得到的PDMS软模板示意图；