光电器件具有广泛应用,如液晶显示器、太阳能电池、图像传感器等。表面反射普遍存在于各种光电器件,导致器件出光效率或光能利用率降低,因此表面反射成为亟需解决的问题。传统的涂层方法降低表面反射,由于界面处无法实现折射率的连续变化导致效率较低,基于仿生学原理的亚波长蛾眼结构是降低表面反射的有效方法。仿生蛾眼结构减反性能与结构精度密切相关,因此仿生蛾眼结构的高精度、批量化、大面积制造是工业界和学术界的研究热点。紫外压印工艺具有常温常压加工、效率高、成形精度高及环境友好等特点,是仿生蛾眼结构阵列高精度、批量化、大面积制造的有效方法,然而,紫外压印工艺制备仿生蛾眼结构也面临着一系列技术挑战。首先,仿生蛾眼结构尺度为几十到几百纳米且是三维结构,材料充型困难,大面积一致性难以保证。其次,仿生蛾眼结构紫外压印充型过程受边界滑移、材料特性、工艺参数、结构几何参数等因素综合影响,流动过程复杂,材料充型规律有待深入分析。再者,仿生蛾眼结构紫外压印充型过程属于微纳尺度流动,该尺度下边界滑移影响显著,但边界滑移规律与物理机制尚不明确。本文围绕仿生蛾眼结构紫外压印面临的技术挑战开展研究:首先,分析紫外固化树脂材料微纳流动滑移规律,揭示边界滑移物理机制;其次,考虑流体特性、润湿性、粗糙度等界面参数共同影响,建立微纳流动滑移模型;再者,考虑边界滑移影响,建立仿生蛾眼结构紫外压印充型仿真预测模型,分析边界条件、工艺参数等对材料充型过程影响规律;最后,开展卷对卷紫外压印实验研究,分析仿生蛾眼结构成形规律,制备大面积实验原型。论文主要研究工作如下:1)微纳流动边界滑移规律及物理机制针对微纳流动特点,分析紫外固化树脂材料滑移规律和物理机制,为边界滑移理论建模提供指导。通过材料流变特性表征,明确紫外固化树脂材料在紫外压印工艺中可近似为牛顿流体;基于原子力显微镜平台进行紫外固化树脂材料滑移实验,发现粗糙度对边界滑移产生抑制作用。在滑移实验研究基础上,采用摄动法分析粗糙度对微纳流动影响,揭示了多界面参数耦合影响滑移机制。2)微纳流动边界滑移建模及分析基于分子动理论和摄动法,考虑流体特性、润湿性、粗糙度等界面参数共同影响,建立微纳流动滑移模型,为仿生蛾眼结构充型仿真模型提供准确的边界描述。基于分子动理论,建立理想表面本征滑移模型,定量描述流体特性、润湿性等界面参数对边界滑移影响;在此基础上,采用摄动法建立由粗糙度引起的等效滑移模型,定量描述粗糙度对边界滑移影响。最后,实验验证滑移模型精度。3)仿生蛾眼结构紫外压印充型仿真建模及规律考虑微纳流动边界滑移影响,建立仿生蛾眼结构紫外压印充型仿真模型,实现仿生蛾眼结构紫外压印充型过程的准确预测。通过实验表征,获得紫外固化树脂材料黏度、表面张力、润湿性等物性参数,为仿真模型提供准确的物理参数描述;在此基础上,建立仿生蛾眼结构紫外压印充型仿真预测模型,提出仿真结果定量评价方法。基于充型仿真模型,分析边界条件和工艺参数对材料充型过程影响规律。4)仿生蛾眼结构卷对卷紫外压印实验研究在上述理论研究基础上,制备仿生蛾眼结构实验原型并进行性能研究。基于卷对卷紫外压印实验系统,开展大量工艺实验,分析模具温度、辊压速度、橡胶辊压力等工艺参数对仿生蛾眼结构成形结果影响规律,优化工艺窗口,提高仿生蛾眼结构成形精度,获得大面积实验原型。此外,以柔性透明电极为例,研究仿生蛾眼结构减反性能,为其功能性应用提供理论指导。本文围绕仿生蛾眼结构高精度、批量化、大面积制造技术开展研究,针对微纳流动边界滑移规律及物理机制、微纳流动边界滑移建模及分析、仿生蛾眼结构紫外压印充型仿真建模及规律、仿生蛾眼结构卷对卷紫外压印工艺实验等关键问题进行了系统研究,期望为微细结构加工提供理论指导与技术支持。