[发明专利]用于卷对卷处理中的微接触印刷的重新涂墨辊

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月31日提交的美国临时申请61/747,985的权益，该申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

背景

微接触印刷是可用于例如在基材的表面上产生官能化分子的图案的印刷技术。官能化分子包含通过化学键附接到基材表面或涂覆的基材表面以形成图案化的自组装单分子层(SAM)的官能团。SAM是通过化学键附接到表面并且已相对于该表面且甚至相对于彼此采用优选取向的单层分子。

微接触印刷SAM的基本方法涉及对浮雕图案化的弹性体压模(例如聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)压模)施以包含官能化分子的墨，然后使着墨的压模接触基材表面(通常是金属或金属氧化物表面)，从而在压模和基材之间接触的区域内形成SAM。或者，弹性体压模可以是平坦的(即不包含浮雕图案)，并且基材表面可以为浮雕图案化的。使用微接触印刷方法印刷的微图案化有机和无机材料可潜在地为基材(诸如金属化聚合膜)提供独特的电学、光学和/或生物特性。

在制造过程中，官能化分子应以最小数量的缺陷在所期望的高分辨率图案化SAM中从压膜可再现地转印到基材表面。因为在卷对卷制造工艺中微接触印刷的速度在移动的幅材材料上增加，所以应使图案缺陷(诸如线条模糊和空隙)最小化以确保准确的SAM图案分辨率和再现性。

发明内容

一般来讲，本公开涉及利用微接触印刷压模的卷对卷印刷设备和工艺。印刷压模可通过使压模的压印表面与重新涂墨辊接触来周期性地或连续地重新涂墨，这减少了先前用于为压模加入墨组合物的过程停机时间。

在一个实施例中，本公开涉及一种系统，该系统包括：从支撑件退绕的移动幅材材料；安装在辊上的压模，其中该压模包括基部表面和具有梯形横截面形状且在基部表面之上延伸的连续、规则的图案元件阵列，并且其中压印元件各自具有基本上平坦的压印表面；以及带有涂墨表面的涂墨辊，该涂墨表面至少周期性地接触压印元件的压印表面。用包含有机硫化合物的墨组合物来浸渍涂墨表面，该有机硫化合物具有被选择来结合到幅材材料的主表面的硫醇官能团，以便根据压印表面上的图案元件阵列在主表面上形成自组装单分子层(SAM)。

在另一个实施例中，本公开涉及一种系统，该系统包括：从辊退绕的移动幅材材料；附接到印刷辊的弹性体压模，其中该压模具有与幅材材料的主表面接触的压印表面；以及用于利用包含有机硫化合物和有机溶剂的墨组合物来给压印表面涂墨的设备。用于涂墨的设备包括具有涂墨表面的重新涂墨辊，该涂墨表面浸渍有墨组合物，并且该涂墨表面至少周期性地接触压模的压印表面。

在另一个实施例中，本公开涉及一种方法，该方法包括：使幅材材料从支撑件退绕；提供浸渍有包含官能化分子的墨组合物的弹性体压模，其中官能化分子包含被选择来结合到所述基材材料的官能团；使压模的压印表面与幅材材料的主表面接触持续足以使官能团与幅材材料结合的印刷时间，以根据压印表面上的图案元件的布置而在幅材材料的主表面上形成官能化材料的自组装单分子层(SAM)；以及使压模的压印表面至少周期性地与重新涂墨辊接触，其中该重新涂墨辊包括浸渍有墨组合物的涂墨表面。

本发明的一个或多个实施例的细节在附图和以下具体实施方式中说明。通过具体实施方式和附图以及权利要求书，本发明的其他特征、目标和优点将显而易见。

附图说明

结合以下结合附图对本公开的各种实施例的详细说明，可以更全面地理解本公开，本领域的普通技术人员应当理解，在附图中，各图仅示出某些示例性实施例，并且不旨在限制本公开的更广泛的方面。

图1是用于微接触印刷的高纵横比压模的一个实施例的示意性剖视图。

图2是用于微接触印刷的高纵横比压模的另一个实施例的示意性剖视图。

图3是用于在微接触印刷工艺中使用高纵横比压模来在基材上形成自组装单分子层(SAM)的工艺的示意性剖视图。

图4A和4B是用于在基材相对于压模运动的过程中所利用的微接触印刷的压模的示意性剖视图。

图5是在卷对卷处理中用于在微接触印刷中使用的具有双轧辊和延伸过程区的设备的一部分的示意图。

图6是在卷对卷处理中用于在微接触印刷中使用的具有双辊的张紧幅材设备的一部分的示意图。

图7是在卷对卷处理中用于在微接触印刷中使用的具有单个轧辊的设备的一部分的示意图。

图8是在卷对卷处理中用于在微接触印刷中使用的具有单个轧辊和延伸过程区的设备的一部分的示意图。