超构表面涂层制造技术

一种方法，包括在衬底(204)的第一表面(202)上以及在衬底的第一表面上的超构表面(200)上设置涂层(208)；并且压印涂层以使涂层表面具有预定特征。一种装置，包括衬底；在衬底的第一表面上的超构表面；以及在超构表面和衬底的第一表面上的涂层，涂层的表面限定功能结构。构。构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超构表面涂层

技术介绍

[0001]超构表面(metasurface)是具有分布式纳米结构的表面，可以布置成以特定方式与光相互作用。在某些情况下，超构表面覆盖有涂层。具有特定特征的涂层可以提供有益的效果。

技术实现思路

[0002]在一方面中，本公开描述了一种方法，包括：在衬底的第一表面上和在衬底的第一表面上的超构表面上设置涂层；并且压印涂层以使涂层的表面具有预定特征。
[0003]该方法的实施可以包括以下中的一项或多项。压印涂层包括将印模的面压向涂层的表面，其中该面包括将预定特征赋予涂层的表面的结构。预定特征包括小于预定最大粗糙度的粗糙度。
[0004]在一些实施方式中，预定特征包括由涂层的表面限定的光学结构。光学结构包括衍射光学结构。光学结构包括透镜。光学结构包括抗反射结构。光学结构包括尺寸在10nm和100nm之间的特征。预定特征包括疏水性或亲水性。压印涂层使涂层具有预定厚度。
[0005]在一些实施方式中，压印涂层包括将印模的面压向涂层的表面，其中该面包括间隔物，其中该面被压向涂层的表面直到间隔物的一端接触衬底的第一表面，其中间隔物的高度等于预定厚度。压印涂层包括将印模的面压向涂层的表面，其中间隔物位于衬底的第一表面上，其中该面被压向涂层的表面直到间隔物的一端接触印模的面，其中间隔物的高度等于预定厚度。
[0006]在一些实施方式中，涂层包含聚合物。超构表面包括可操作而与光波相互作用以改变光波的幅度或相位中的至少一个的纳米结构。压印涂层使涂层的表面平行于衬底的第一表面。该方法包括在衬底的第二表面上设置第二涂层，衬底的第二表面位于该衬底的与衬底的第一表面相对的一侧；并且压印第二涂层以使第二涂层的表面具有第二预定特征。
[0007]本公开还描述了一种装置，包括：衬底；在衬底的第一表面上的超构表面；以及在超构表面和衬底的第一表面上的涂层，涂层的表面限定功能结构。
[0008]在一些实施方式中，涂层的表面限定光学功能结构。光学功能结构包括衍射光学结构。光学功能结构包括光学透镜。光学功能结构包括抗反射结构。功能结构包括疏水结构或亲水结构。功能结构包括尺寸在10nm和100nm之间的特征。涂层包含聚合物。
[0009]在一些实施方式中，超构表面包括可操作而与光波相互作用以改变光波的幅度或相位中的至少一个的纳米结构。涂层的表面具有小于预定最大粗糙度的粗糙度。该装置包括在衬底的第二表面上的第二涂层，衬底的第二表面位于衬底的与衬底的第一表面相对的一侧，其中第二涂层的表面限定第二功能结构。该涂层具有大于10微米的厚度。
[0010]本公开还描述了一种系统，包括：涂层沉积装置；印模对准器；与印模对准器和涂层沉积装置通信联接的控制器，其中将系统构造为执行包括以下的操作：在衬底的第一表面上和在衬底的第一表面上的超构表面上设置涂层；以及压印涂层以使涂层的表面具有预定特征。
[0011]本公开还描述了模块。例如，模块可以包括发光装置；和超构表面装置，其中该超构表面装置包括衬底、在衬底的第一表面上的超构表面、以及在超构表面和衬底的第一表面上的涂层，涂层的表面限定功能结构，并且其中将超构表面装置构造为与由发光装置产生的光相互作用。
[0012]本专利技术还描述了一种模块，包括：光敏装置；和超构表面装置，其中该超构表面装置包括衬底、在衬底的第一表面上的超构表面、以及在超构表面和衬底的第一表面上的涂层，涂层的表面限定功能结构，并且其中将超构表面装置构造为与入射在模块上的光相互作用，并将改变后的光传输到光敏装置。
[0013]可以实施本公开中描述的主题的特定实施方式以实现一个或多个优点。例如，在一些实施方式中，涂层可以保护超构表面的底层纳米结构免受机械损伤。在一些实施方式中，涂层可以由具有成本效益的材料组成。在一些实施方式中，压印涂层是比备选制造方法更具成本效益的表面改性手段。在一些实施方式中，涂层可以保护超构表面免于发生化学反应。在一些实施方式中，涂层的表面可以引入光学功能性、非光学功能性或光学和非光学功能性两者。在一些实施方式中，更均匀的涂层厚度可以遍及衬底表面地保持。在一些实施方式中，可以使涂层表面具有较低的粗糙度和/或较高的平整度。在一些实施方式中，当在超构表面上设置多个涂层时，可以使涂层表面具有特定特征。在一些实施方式中，可以在衬底的多个表面上设置涂层。
[0014]在附图和以下描述中阐述了一种或多种实施方式的细节。从描述和附图以及从权利要求中，其他方面、特征和优点将是显而易见的。
附图说明
[0015]图1A
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图1D是显示在涂层上的压印工艺的一个实例的示意图。
[0016]图2A
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图2B是显示在涂层上的压印工艺的另一个实例的示意图。
[0017]图3A
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图3B是显示在两个涂层上的压印工艺的实例的示意图。
[0018]图4是显示在超构表面上的两个涂层的一个实例的示意图。
[0019]图5A
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图5B是显示使用间隔物的压印工艺的一个实例的示意图。
[0020]图6A
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图6B是显示使用间隔物的压印工艺的另一个实例的示意图。
[0021]图7是用于执行压印工艺的系统的一个实例的框图。
[0022]图8是显示模块的一个实例的示意图。
具体实施方式
[0023]本公开涉及在超构表面上形成的涂层。在特定实施方式中，本公开描述了压印在超构表面上形成的涂层以使涂层表面具有预定特征。
[0024]超构表面是具有分布式纳米结构阵列的表面。纳米结构可以单独地或共同地与光波相互作用。例如，纳米结构可以改变入射光波的局部幅度、局部相位或两者。
[0025]当纳米结构以特定图案排列时，超构表面可以充当光学元件，例如透镜、透镜阵列、分束器、漫射器、偏振器或其他光学元件。在某些情况下，超构表面可以执行传统上由折射和/或衍射光学元件执行的光学功能。然而，超构表面也可以执行其他功能，包括偏振控制、负折射率传输(negative refractive index transmission)、光束偏转、涡流产生、偏
振转换、光学滤波和等离子体光学功能。
[0026]纳米结构可能是机械上脆弱的。例如，衬底表面上的纳米结构可能由于机械应力(例如，沿表面的刮擦，或施加在纳米结构上朝向衬底的压力)而与衬底变得分离。在某些情况下，纳米结构也可能是化学不稳定的，使得纳米结构以不期望的方式与其周围环境发生反应(例如，当与水或大气氧接触时氧化)。
[0027]此外，纳米结构上的污染物可能会机械和/或化学地损坏纳米结构，或可能损害纳米结构的适当的光学功能。不可操作的纳米结构除了导致装置无法工作外，还可能危及安全性。例如，激光束可能会被超构表面上的水滴偏转到用户的眼睛中。作为其他实例，湿润的超构表面具有围绕超构表面的改变的折射率，改变的折射率更改超构表面的光学特性并导致准直光穿透超构表面并进入用户的眼睛。
[0028]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，其包括：在衬底的第一表面上和在衬底的第一表面上的超构表面上设置涂层；并且压印所述涂层以使所述涂层的表面具有预定特征。2.根据权利要求1所述的方法，其中压印所述涂层包括：将印模的面压向所述涂层的表面，其中该面包括将预定特征赋予所述涂层的表面的结构。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定特征包括小于预定最大粗糙度的粗糙度。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定特征包括由涂层表面限定的光学结构。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述光学结构包括衍射光学结构。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述光学结构包括透镜。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述光学结构包括抗反射结构。8.根据权利要求4所述的方法，其中所述光学结构包括尺寸在10nm和100nm之间的特征。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定特征包括疏水性或亲水性。10.根据权利要求1所述的方法，其中压印所述涂层使所述涂层具有预定厚度。11.根据权利要求10所述的方法，其中压印所述涂层包括：将印模的面压向所述涂层的表面，其中该面包括间隔物，其中该面被压向所述涂层的表面直到间隔物的一端接触所述衬底的第一表面，并且其中所述间隔物的高度等于预定厚度。12.根据权利要求10所述的方法，其中压印所述涂层包括：将印模的面压向所述涂层的表面，其中所述间隔物位于衬底的第一表面上，其中该面被压向所述涂层的表面直到间隔物的一端接触印模的面，并且其中所述间隔物的高度等于预定厚度。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂层包含聚合物。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述超构表面包括可操作而与光波相互作用以改变所述光波的幅度或相位中的至少一个的纳米结构。15.根据权利要求1所述的方法，其中压印所述涂层使所述涂层的表面平行于衬底的第一表面。16.根据权利要求1所述的方法，其包括：在衬底的第二表面上设置第二涂层，所述衬底的第二表面位于所述衬底的与衬底的第一表面相对的一侧；并且压印所述第二涂层以使所述第二涂层的表面具有第二预定特征。17.一种装置，其包括：衬底；在衬底的第一表面上的超构表面；和在超构表面和衬底的第一表...

【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：尼尔技术有限公司，
类型：发明
国别省市：