[发明专利]自驱动自组装装置及图案化方法、图案显示器制备方法

说明书

本发明涉及自组装技术领域，公开了一种自驱动自组装装置及图案化方法、图案显示器及制备方法；自驱动自组装装置包括基底、摩擦起电层以及接地的内置图案化电极，内置图案化电极设置在基底上，内置图案化电极具有设定图案；摩擦起电层形成于内置图案化电极背离基底一侧，且当摩擦起电层摩擦起电时，内置图案化电极感应产生与摩擦起电层相反的感应电荷，使摩擦起电层表面的电势根据设定图案分布，设定图案分布的电势所产生的电场驱动自组装件图案化排布；本发明将摩擦起电与静电感应进行耦合，能够在无外加电压条件下对大尺寸自组装件实现静电自组装，在所有尺寸功能化粒子的自组装、微电子机械系统自组装等众多领域具有广泛的应用。

技术领域

本发明涉及显示设备技术领域，特别涉及一种自驱动自组装装置及图案化方法、图案显示器及制备方法。

背景技术

目前传统的依靠静电进行组装的自驱动自组装装置主要集中在微米纳米尺度，对于大尺寸自组装件，比如毫米级自组装件的静电自组装则主要依靠外加电压驱动，或依靠接触起电但只能紧密排列成特定图案，导致整个核心技术部分依赖外加电源、图案无法任意排布。

发明内容

本发明提供了一种自驱动自组装装置及图案化方法、图案显示器及制备方法，上述自驱动自组装装置能够在无外加电压条件下对毫米级自组装件实现静电自组装，并实现毫米级自组装件的任意图案化排布。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种自驱动自组装装置，用于实现自组装件的自驱动图案化排布，该装置包括：基底、摩擦起电层以及接地的内置图案化电极，其中：

所述内置图案化电极设置在所述基底上，所述内置图案化电极具有设定图案；

所述摩擦起电层形成于所述内置图案化电极背离所述基底一侧；

当所述摩擦起电层摩擦起电时，所述内置图案化电极感应产生与摩擦起电层相反的感应电荷，使所述摩擦起电层表面的电势根据所述设定图案分布，设定图案分布的电势所产生的电场驱动所述自组装件图案化排布。

上述自驱动自组装装置包括基底、摩擦起电层以及内置图案化电极，其中：摩擦起电层形成于内置图案化电极背离基底一侧、且起电性与自组装件起电性相反；摩擦起电层与自组装件之间起电性相反，在摩擦起电层和自组装件分别通过与外界摩擦件摩擦起电之后，二者带异号电荷而产生静电引力，以此实现对大尺寸部件的自组装，例如毫米级的自组装件的自组装，而不需外加电压；内置图案化电极位于基底与摩擦起电层之间且接地，且当摩擦起电层摩擦起电时，内置图案化电极感应产生与摩擦起电层相反的感应电荷，内置图案化电极上的感应电荷部分屏蔽了摩擦起电层上的异号电荷，由于内置图案化电极具有设定图案、因此摩擦起电层表面的电势根据设定图案分布；内置图案化电极实现了自组装件的图案化排布，可以根据需要设置图案不同的内置图案化电极从而实现自组装件任意图案排布。

优选地，所述基底为半导体和/或绝缘体。

优选地，所述内置图案化电极的厚度小于等于1μm；

和/或，所述摩擦起电层的厚度小于等于0.1mm。

优选地，所述内置图案化电极的材料为金属材料、银纳米线材料或者半导体氧化铟锡材料。

优选地，所述内置图案化电极的图案排布为阵列排布。

优选地，所述内置图案化电极的图案为网格状，网格的尺寸与自组装件的尺寸相同或接近。

优选地，所述自组装件的尺寸大于等于500μm。

优选地，所述摩擦起电层选用与所述自组装件起电性相反的材料。

优选地，当所述摩擦起电层采用起电性为负的材料时，所述摩擦起电层的材料为聚四氟乙烯薄膜、聚全氟乙丙烯共聚物薄膜、聚酰亚胺薄膜材料中的任一种；