具有功能特征結構的微接觸印刷壓模制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種方法，該方法包括提供彈性體壓模，該彈性體壓模包括具有第一圖案元件的壓印表面，該第一圖案元件的填充因數(shù)為20％至99％并且包括連續(xù)區(qū)域和至少一個不連續(xù)區(qū)域，該至少一個不連續(xù)區(qū)域包括以下中的至少一者：(1)一個或多個細長凹陷，和(2)一個或多個內(nèi)部空隙。壓印表面的第二圖案元件的填充因數(shù)為0.25％至10％，并且包括具有0.1微米至50微米的寬度的跡線；用油墨組合物對壓印表面著墨，該油墨組合物包括功能化分子，該功能化分子具有被選擇用于結合到吸墨材料的表面的官能團。使著墨的壓印表面與選自片材或幅材的吸墨材料接觸足以將官能團與吸墨材料的表面結合的接觸時間，以形成功能化材料的自組裝單分子層(SAM)。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
微接觸印刷可用于例如在基底表面上產(chǎn)生功能化分子的圖案。功能化分子包括官能團，該官能團通過化學鍵附著到基底表面或涂覆的基底表面以形成圖案化自組裝單分子層(SAM)。SAM為通過化學鍵附著到表面并且相對于該表面以及甚至相對于彼此采取了優(yōu)選取向的分子的單層。微接觸印刷SAM的基本方法涉及對浮雕圖案化的彈性體壓模(例如聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)壓模)施加含功能化分子的油墨，然后使著墨的壓模接觸基底表面(通常是金屬或金屬氧化物表面)，使得SAM在壓模與基底之間的接觸區(qū)域中形成。在制造過程中，功能化分子應當以最小數(shù)目的缺陷在所需高分辨率圖案化SAM中從壓?？芍貜偷剞D移到基底表面。隨著對于移動幅材材料的卷到卷制造過程中微接觸印刷速度增加，應使圖案缺陷諸如線模糊和空隙降到最低程度以確保準確的SAM圖案分辨率和可重復性。由于產(chǎn)生的SAM圖案通常非常小，因此一旦形成接觸，裝載油墨的壓模和基底之間的任何相對運動就可在所得印刷圖案中產(chǎn)生不準確、畸變或重像。壓模和基底之間的恒定且低的接觸壓力可減少壓模表面上的小特征結構的畸變，并且可減小壓模表面上的細線被壓縮或塌縮的可能性。當SAM用作蝕刻掩膜時，準確的SAM圖案轉移可允許基底的準確蝕刻圖案化。
技術實現(xiàn)思路
在一個方面，本公開涉及微接觸印刷壓模上的修飾圖案元件，該修飾圖案元件可在印刷過程中放出夾帶在圖案元件和基底之間的界面處的空氣。修飾圖案元件可包括呈以下形式的通道：細長凹陷以用于空氣逸出，或者內(nèi)部圖案化空隙，該內(nèi)部圖案化空隙允許空氣收集的空間，而不導致印刷在基底上的圖案中的缺陷。在另一方面，本公開涉及牽引特征結構，該牽引特征結構可被包括在微接觸印刷壓模上以增強壓模和基底之間的接觸密度的一致性。在又一方面，本公開涉及電氣組件，該電氣組件包括根據(jù)壓模的修飾圖案元件的導電圖案。在一些實施方案中，修飾圖案元件可電連接到第二基底的導體。實施方案列舉A.一種方法，其包括：提供彈性體壓模，該彈性體壓模包括基部表面和遠離基部表面延伸的壓印表面，該壓印表面包括至少一個第一圖案元件和至少一個第二圖案元件，并且其中：壓印表面的第一圖案元件的填充因數(shù)為20％至99％，并且壓印表面的第一圖案元件包括連續(xù)區(qū)域和至少一個不連續(xù)區(qū)域，該至少一個不連續(xù)區(qū)域包括以下中的至少一者：(1)一個或多個細長凹陷，和(2)一個或多個內(nèi)部空隙；并且壓印表面的第二圖案元件的填充因數(shù)為0.25％至10％，并且壓印表面的第二圖案元件包括具有0.1微米至50微米的寬度的跡線；用油墨組合物對壓印表面著墨，該油墨組合物包括功能化分子，該功能化分子具有被選擇用于結合到吸墨材料表面的官能團；以及使著墨的壓印表面與選自片材或幅材的吸墨材料的主表面接觸足以將官能團與吸墨材料的表面結合的接觸時間，以在該表面上形成功能化材料的自組裝單分子層(SAM)。B.根據(jù)實施方案A的方法，其中壓印表面在第一圖案元件中包括一個或多個細長凹陷，并且其中每個細長凹陷的縱橫比為2至100。C.根據(jù)實施方案A的方法，其中壓印表面在第一圖案元件中包括一個或多個細長凹陷，并且其中每個細長凹陷的縱橫比為5至50。D.根據(jù)實施方案A的方法，其中壓印表面在第一圖案元件中包括一個或多個細長凹陷，并且其中每個細長凹陷的縱橫比為10至20。E.根據(jù)實施方案A-D中任一項的方法，其中壓印表面在第一圖案元件中包括一個或多個內(nèi)部空隙，并且其中內(nèi)部空隙為細長的。F.根據(jù)實施方案A-D中任一項的方法，其中壓印表面在第一圖案元件中包括一個或多個內(nèi)部空隙，并且其中內(nèi)部空隙為分支的。G.根據(jù)實施方案A-F中任一項的方法，其中壓印表面中的第一圖案元件包括細長凹陷和內(nèi)部空隙兩者。H.根據(jù)實施方案A-F中任一項的方法，其中第一壓印表面中的第一圖案元件中的內(nèi)部空隙形成網(wǎng)孔。I.根據(jù)實施方案A-H中任一項的方法，其中第一圖案元件中的細長凹陷相對于壓模和幅材材料表面之間的接觸正面的運動方向成角度取向。J.根據(jù)實施方案I的方法，其中角度為30°至60°。K.根據(jù)實施方案J的方法，其中角度為45°。L.根據(jù)實施方案A-K中任一項的方法，其中細長凹陷或內(nèi)部空隙形成X形圖案。M.根據(jù)實施方案A-L中任一項的方法，其中細長凹陷或內(nèi)部空隙的深度延伸至壓模的基部表面。N.根據(jù)實施方案A-L中任一項的方法，其中第一圖案元件的填充因數(shù)為22.5％-95％。O.根據(jù)權利要求A-L中任一項的方法，其中第一圖案元件的填充因數(shù)為25％-80％。P.根據(jù)實施方案A-O中任一項的方法，其中第一圖案元件的面積為1mm2至10mm2。Q.根據(jù)實施方案A-P中任一項的方法，其中第二圖案元件的填充因數(shù)為0.5％至5％。R.根據(jù)實施方案A-Q中任一項的方法，其中第二圖案元件的面積為10cm2至5000cm2。S.根據(jù)實施方案A-R中任一項的方法，其中第二圖案元件包括網(wǎng)孔。T.根據(jù)實施方案S的方法，其中網(wǎng)孔包括多條跡線，并且其中每條跡線的寬度為0.5至10微米。U.根據(jù)實施方案A-T中任一項的方法，其中第一圖案元件和第二圖案元件共享邊界。V.根據(jù)實施方案A-T中任一項的方法，其中第一圖案元件和第二圖案元件通過至少一條跡線連接。W.根據(jù)實施方案A-V中任一項的方法，其中接觸時間小于約10秒。X.根據(jù)實施方案A-W中任一項的方法，其中吸墨材料的表面上的SAM的厚度小于約Y.根據(jù)實施方案A-X中任一項的方法，其中壓印表面包括聚(二甲基硅氧烷)，并且其中功能化分子為選自烷基硫醇和芳基硫醇中的至少一種的有機硫化合物。Z.根據(jù)實施方案A-Y中任一項的方法，其中吸墨材料的主表面選自金屬、聚合物膜、玻璃、陶瓷和復合材料。AA.根據(jù)權利要求A-Z中任一項的方法，其中吸墨材料為幅材材料，該幅材材料從載體退繞。BB.根據(jù)實施方案AA的方法，其中幅材材料在第一支撐輥和第二支撐輥之間張緊，并且其中第一支撐輥和第二支撐輥之間的幅材材料中的張力介于約0.5磅/線性英寸和10磅/線性英寸之間。CC.根據(jù)實施方案A-BB中任一項的方法，其中吸墨材料的表面包括無SAM區(qū)域，并且該方法還包括蝕刻無SAM區(qū)域。DD.根據(jù)實施方案A-CC中任一項的方法，其中壓模安裝在旋轉元件上，其中旋轉元件的旋轉由至少一個空氣軸承支撐。EE.根據(jù)實施方案A-DD中任一本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種方法，其包括：提供彈性體壓模，所述彈性體壓模包括基部表面和遠離所述基部表面延伸的壓印表面，所述壓印表面包括至少一個第一圖案元件和至少一個第二圖案元件，并且其中：所述壓印表面的所述第一圖案元件的填充因數(shù)為20％至99％，并且所述壓印表面的所述第一圖案元件包括連續(xù)區(qū)域和至少一個不連續(xù)區(qū)域，所述至少一個不連續(xù)區(qū)域包括以下中的至少一者：(1)一個或多個細長凹陷，和(2)一個或多個內(nèi)部空隙；并且所述壓印表面的所述第二圖案元件的填充因數(shù)為0.25％至10％，并且所述壓印表面的所述第二圖案元件包括具有0.1微米至50微米的寬度的跡線；用油墨組合物對所述壓印表面著墨，所述油墨組合物包含功能化分子，所述功能化分子具有被選擇用于結合到吸墨材料的表面的官能團；以及使著墨的壓印表面與選自片材或幅材的所述吸墨材料的主表面接觸足以將所述官能團與所述吸墨材料的所述表面結合的接觸時間，以在所述表面上形成功能化材料的自組裝單分子層(SAM)。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.11.06 US 61/900,9231.一種方法，其包括：
提供彈性體壓模，所述彈性體壓模包括基部表面和遠離所述基部
表面延伸的壓印表面，所述壓印表面包括至少一個第一圖案元件和至
少一個第二圖案元件，并且其中：
所述壓印表面的所述第一圖案元件的填充因數(shù)為20％至99％，
并且所述壓印表面的所述第一圖案元件包括連續(xù)區(qū)域和至少一個
不連續(xù)區(qū)域，所述至少一個不連續(xù)區(qū)域包括以下中的至少一者：
(1)一個或多個細長凹陷，和(2)一個或多個內(nèi)部空隙；并且
所述壓印表面的所述第二圖案元件的填充因數(shù)為0.25％至
10％，并且所述壓印表面的所述第二圖案元件包括具有0.1微米至
50微米的寬度的跡線；
用油墨組合物對所述壓印表面著墨，所述油墨組合物包含功能化
分子，所述功能化分子具有被選擇用于結合到吸墨材料的表面的官能
團；以及
使著墨的壓印表面與選自片材或幅材的所述吸墨材料的主表面接
觸足以將所述官能團與所述吸墨材料的所述表面結合的接觸時間，以
在所述表面上形成功能化材料的自組裝單分子層(SAM)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述壓印表面在所述第一圖
案元件中包括一個或多個細長凹陷，并且其中每個細長凹陷的縱橫比
為2至100。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述壓印表面在所述第一圖
案元件中包括一個或多個細長凹陷，并且其中每個細長凹陷的縱橫比
為5至50。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述壓印表面在所述第一圖
案元件中包括一個或多個細長凹陷，并且其中每個細長凹陷的縱橫比
為10至20。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述壓印表面在
所述第一圖案元件中包括一個或多個內(nèi)部空隙，并且其中所述內(nèi)部空
隙為細長的。
6.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的方法，其中所述壓印表面在
所述第一圖案元件中包括一個或多個內(nèi)部空隙，并且其中所述內(nèi)部空
隙為分支的。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述壓印表面中
的所述第一圖案元件包括細長凹陷和內(nèi)部空隙兩者。
8.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述第一壓印表
面中的所述第一圖案元件中的所述內(nèi)部空隙形成網(wǎng)孔。
9.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的方法，其中所述第一圖案元
件中的所述細長凹陷相對于所述壓模和所述幅材材料的表面之間的接
觸正面的運動方向成角度取向。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述角度為30°至60°。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述角度為45°。
12.根據(jù)權利要求1-11中任一項所述的方法，其中所述細長凹陷
或所述內(nèi)部空隙形成X形圖案。
13.根據(jù)權利要求1-12中任一項所述的方法，其中所述細長凹陷
或所述內(nèi)部空隙的深度延伸至所述壓模的所述基部表面。
14.根據(jù)權利要求1-13中任一項所述的方法，其中所述第一圖案
元件的所述填充因數(shù)為22.5％-95％。
15.根據(jù)權利要求1-13中任一項所述的方法，其中所述第一圖案
元件的所述填充因數(shù)為25％-80％。
16.根據(jù)權利要求1-15中任一項所述的方法，其中所述第一圖案
元件的面積為1mm2至10mm2。
17.根據(jù)權利要求1-16中任一項所述的方法，其中所述第二圖案
元件的填充因數(shù)為0.5％至5％。
18.根據(jù)權利要求1-17中任一項所述的方法，其中所述第二圖案
元件的面積為10cm2至5000cm2。
19.根據(jù)權利要求1-18中任一項所述的方法，其中所述第二圖案
元件包括網(wǎng)孔。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述網(wǎng)孔包括多條跡線，
并且其中每條跡線的寬度為0.5至10微米。
21.根據(jù)權利要求1-20中任一項所述的方法，其中所述第一圖案
元件和所述第二圖案元件是接續(xù)的。
22.根據(jù)權利要求1-20中任一項所述的方法，其中所述第一圖案
元件和所述第二圖案元件通過至少一條跡線連接。
23.根據(jù)權利要求1-22中任一項所述的方法，其中所述接觸時間
小于約10秒。
24.根據(jù)權利要求1-23中任一項所述的方法，其中所述吸墨材料
的所述表面上的SAM的厚度小于約25.根據(jù)權利要求1-24中任一項所述的方法，其中所述壓印表面
包括聚(二甲基硅氧烷)，并且其中所述功能化分子為選自烷基硫醇和芳
基硫醇中的至少一種的有機硫化合物。
26.根據(jù)權利要求1-25中任一項所述的方法，其中所述吸墨材料
的所述主表面選自金屬、聚合物膜、玻璃、陶瓷和復合材料。
27.根據(jù)權利要求1-26中任一項所述的方法，其中所述吸墨材料
為幅材材料，所述幅材材料從載體退繞。
28.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中所述幅材材料在第一支撐
輥和第二支撐輥之間張緊，并且其中所述第一支撐輥和所述第二支撐
輥之間的所述幅材材料中的張力介于約0.5磅/線性英寸和10磅/線性英
寸之間。
29.根據(jù)權利要求1-28中任一項所述的方法，其中所述吸墨材料
的所述表面包括無SAM區(qū)域，并且所述方法還包括蝕刻所述無SAM
區(qū)域。
30.根據(jù)權利要求1-29中任一項所述的方法，其中所述壓模安裝
在旋轉元件上，其中所述旋轉元件的旋轉由至少一個空氣軸承支撐。
31.根據(jù)權利要求1-30中任一項所述的方法，還包括從所述吸墨
材料的所述主表面移除所述壓印表面。
32.一種彈性體微接觸印刷壓模，其包括基部表面和遠離所述基
部表面延伸的壓印表面，所述壓印表面包括：
填充因數(shù)為20％至99％的至少一個第一圖案元件，其中所述壓印
表面的所述第一圖案元件包括連續(xù)區(qū)域和至少一個不連續(xù)區(qū)域，所述
至少一個不連續(xù)區(qū)域包括以下中的至少一者：(1)一個或多個細長凹
陷，和(2)一個或多個內(nèi)部空隙；和
填充因數(shù)為0.25％至10％的至少一個第二圖案元件，并且其中所
述壓印表面的所述第二圖案元件包括多條跡線，其中每條跡線的寬度
為0.1微米至50微米；
其中所述壓印表面具有設置在其上的油墨，所述油墨包括多個功
能化分子，所述功能化分子包括被選擇用于結合到基底并在所述基底
上形成所述功能化分子的自組裝單分子層(SAM)的至少一個官能團。
33.根據(jù)權利要求32所述的壓模，其中所述壓印表面在所述第一
圖案元件中包括一個或多個細長凹陷，并且其中每個細長凹陷的縱橫
比為2至100。
34.根據(jù)權利要求32所述的壓模，其中所述壓印表面在所述第一
圖案元件中包括一個或多個細長凹陷，并且其中每個細長凹陷的縱橫
比為5至50。
35.根據(jù)權利要求32所述的壓模，其中所述壓印表面在所述第一
圖案元件中包括一個或多個細長凹陷，并且其中每個細長凹陷的縱橫
比為10至20。
36.根據(jù)權利要求32-35中任一項所述的壓模，其中所述壓印表面
在所述第一圖案元件中包括一個或多個內(nèi)部空隙，并且其中所述內(nèi)部
空隙為細長的。
37.根據(jù)權利要求32-36中任一項所述的壓模，其中所述壓印表面
在所述...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：凱瑟琳·P·塔爾諾夫斯基，大衛(wèi)·A·約翰遜，羅杰·W·巴頓，拉里·L·約翰遜，喬納森·J·奧哈雷，泰勒·J·拉特雷，丹尼爾·M·倫茨，杰弗里·H·托奇，馬修·H·弗雷，米哈伊爾·L·佩庫羅夫斯基，
申請(專利權)人：三M創(chuàng)新有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US