用于转移图案化的材料的方法和系统技术方案

将材料转移到基板上的方法包括选择性地将材料沉积到涂布器的表面上，并且使涂布器的表面与基板接触。材料可以在涂布器的表面上形成图案。当将材料转移到基板上时，可以保持该图案。材料可以通过喷墨印刷沉积到涂布器上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于转移图案化的材料(pattemed material)的方法和系统。联邦政府资助的研究开发根据National Science Foundation的Grant No.6896872，美国政府可具有本专利技术的某些权利。
技术介绍
通常，通过形成图案化的模具，开始接触印刷。该模具的表面具有凸起(elevations)和凹陷(depressions)的图案。通过用液态聚合物前体涂覆该模具的图案化的表面，由凸起和凹陷的互补图案形成印模(stamp)，所述液态聚合物前体当与图案化的模具表面接触时固化。然后可均匀地涂墨于印模上；也即，将该印模与将要沉积在基板上的材料接触，从而覆盖凸起和凹陷的图案。该材料变得可逆地粘附于印模上。然后将涂墨的印模与基板接触。印模的凸起区域可以与基板接触，而印模的凹陷区域可以与基板隔开。在涂墨的印模接触基板的位置，油墨材料(或其至少一部分)从印模转移到基板上。以这种方式，将凸起凹陷图案从印模转移到基板上，成为基板上的包含材料的区域和不含材料的区域。
技术实现思路
使用接触印刷，可将材料沉积在基板上。使用纹理化印模的接触印刷容许在表面上微米级(例如小于1mm、小于500μm、小于200μm或小于100μm或更小)图案化特征。此方法容许将图案化的材料干(即，无溶剂)施涂到基板上，由此使基板免除溶解性和表面化学的要求。例如，可以通过接触印刷来沉积半导体纳米晶体(semiconductor nanocrystal)的单层。对于接触印刷的例子，参见2004年10月22日提交的美国专利申请第60/620,967号，其全部内容在此引入作为参考。可以选择性地将材料施涂到印模上，以使该材料在印模上形成图案。该材料可以与其它组分一起包含在组合物中，例如作为溶剂中的溶液。例如，可以通过喷墨印刷施涂该材料，这使得材料(油墨)的图案方便地形成于印模上。喷墨印刷可以精确控制印模上涂墨区域的位置和尺寸。现在，通过商业喷墨印刷机可以容易地获得尺寸为20μm的墨点(ink spot)，更小的墨点尺寸也是可能的。因此，使用通过喷墨印刷图案化的印模的接触印刷可以用于在基板上形成材料的图案，其中该图案为微型图案(micropattem)。微型图案具有微米级的特征，例如尺寸小于1mm、小于500μm、小于200μm、小于100μm、小于50μm、或20μm或更小。20μm的特征尺寸对于大多数发光器件应用是足够小的。可以使用具有多个印刷头的喷墨印刷系统，在基板上同时图案化不同的材料。由此，在单个冲印步骤(stamping step)中可以将多种材料转移至基板上。该方法可以容许使用由多个印刷头图案化的无特征印模(featureless stamp)(即基本上没有凸起或凹陷的印模)将多种材料转移到基板上，而不是对于每种材料使用单独的印模。因此不需要将随后的印模与先前沉积的图案对齐。将印模与先前在基板上形成的图案对齐，可以成为接触印刷分辨率的限制因素。该图案可以具有100nm尺寸的特征；但是在大的区域上对齐100nm分辨率的弹性材料，这尚未证实过。微接触印刷(microcontact printing)可以用于施涂在大尺度上具有微米级特征的图案中的材料，所述大尺度例如1cm或更大、10cm或更大、100cm或更大、或1000cm或更大。当在无特征印模上形成图案时，可以克服图案化印模接触印刷的机械限制。当纹理化的印模接触基板时，任何施加的压力(获得材料转移所必需的)以可预测的但不均匀的方式分布。这种诱导应力可以导致在不与基板表面接触的区域中印模的下垂。如果施加的压力足够大，下垂区域可以接触基板表面，这导致不需要的区域上的材料转移。相比而言，施加到基本上没有凸起和凹陷的基板上的压力导致在冲印区域上力量均匀分布，并且由此可以减小或消除下垂和其它非均匀过程。半导体纳米晶体单层的接触印刷可以用于制造包含半导体纳米晶体的饱和色的红色、绿色和蓝色LED，将多个这样不同颜色的LED置于单个基板上，并以微米级(＜100μm)形成LED图案。沉积过程是可缩放的(scalable)，并且可以容许在大表面区域上便宜地制造LED。一方面，将材料转移到基板上的方法包括在涂布器(applicator)的表面上选择性地沉积该材料，以及使涂布器的表面与基板接触。另一方面，将多种材料转移到基板上的方法包括在涂布器的表面上选择性地沉积第一材料，在涂布器的表面上选择性地沉积第二材料，以及使涂布器的表面与基板接触。在接触之前，材料可以是基本上没有溶剂的。选择性地沉积材料可以包括在涂布器的表面上形成包含该材料的图案。图案的特征可以具有小于1000微米、小于100微米或小于10微米的尺度。形成该图案可以包括喷墨印刷该材料。涂布器的表面可以包括凸起或凹陷。涂布器的表面可以基本上没有凸起和凹陷。涂布器可以包含弹性材料。该方法可以包括选择性地将第二材料沉积在涂布器的表面上。在接触之前，第二材料可以是基本上没有溶剂的。选择性地沉积第二材料可以包括在涂布器的表面上形成图案。沉积第二材料可以包括喷墨印刷。涂布器的表面可以与基板连续接触。该材料可以包括半导体纳米晶体。该方法可以包括在涂布器的表面上选择性地沉积材料之前，对涂布器的表面进行修饰。对涂布器的表面进行修饰可以包括使涂布器的表面与选择的组合物接触，以在与基板接触时从涂布器中释放出至少一部分材料。该组合物包括芳族有机聚合物。该材料可以包括纳米材料。该纳米材料可以包括半导体纳米晶体。另一方面，用于将材料转移至基板的系统包括含有储罐(reservoir)的喷墨印刷头，其中储罐储存该材料；和涂布器，其具有被设置为从喷墨印刷头接收该材料的表面。该系统可以包括被设置为接触涂布器表面的基板。涂布器可以配置为相对于喷墨印刷头移动涂布器的表面。涂布器可以安装在转鼓(drum)上，该转鼓被配置成旋转。涂布器的表面可以配置为在基板上滚动。涂布器的表面包括凸起或凹陷，或者涂布器可以是基本上没有凸起和凹陷的。涂布器的表面可以配置为与基板连续接触。另一方面，制造发光器件的方法包括在涂布器的表面上喷墨印刷材料，以及使该涂布器的表面与基板接触。喷墨印刷该材料可以包括在涂布器的表面上形成图案。该材料可以包括发光材料。发光材料可以包括半导体纳米晶体。该基板可以包括电极、空穴传输材料、电子传输材料、空穴注入材料、电子注入材料，或其组合。另一方面，用于施涂材料的器件包括涂布器和在涂布器的表面上形成图案的材料。涂布器的表面可以包括凸起或凹陷。涂布器的表面可以基本上没有凸起或凹陷。涂布器可以包括弹性材料。该器件可以包括用于在涂布器的表面上形成图案的第二材料。从
技术实现思路
、附图和权利要求将使本专利技术的其它特征、目的和优点变得是明显的。附图说明图1是描述发光器件的示意图。图2是描述形成发光器件的方法的图。图3A-3D是描述在基板上沉积材料的方法的图。图4A-4B是描述用于接触印刷的印模的图。图5是描述用于在基板上沉积材料的系统的图。详述通常，发光器件可以包括多个半导体纳米晶体。半导体纳米晶体由纳米级无机半导体粒子构成，该无机半导体粒子通常用有机配体层修饰。这些零尺度(zero-dimensional)的半导体结构显示出强的量子限制效应(quantumconfin本文档来自技高网...

【技术保护点】
将材料转移到基板上的方法，其包括：　　　　在涂布器的表面上选择性地沉积所述材料；和　　　　使涂布器的表面与基板接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-10-22 60/620,967;US 2004-11-22 60/629,5791.将材料转移到基板上的方法，其包括在涂布器的表面上选择性地沉积所述材料；和使涂布器的表面与基板接触。2.权利要求1的方法，其中所述材料在接触之前基本上没有溶剂。3.权利要求1的方法，其中选择性地沉积所述材料包括在涂布器的表面上形成包含该材料的图案。4.权利要求3的方法，其中图案的特征具有小于1000微米的尺度。5.权利要求3的方法，其中图案的特征具有小于100微米的尺度。6.权利要求3的方法，其中图案的特征具有小于10微米的尺度。7.权利要求1的方法，其中形成所述图案包括喷墨印刷该材料。8.权利要求1的方法，其中涂布器的表面包括凸起或凹陷。9.权利要求1的方法，其中涂布器的表面基本上没有凸起和凹陷。10.权利要求1的方法，其中涂布器包含弹性材料。11.权利要求1的方法，还包括在涂布器的表面上选择性地沉积材料之前，修饰涂布器的表面。12.权利要求11的方法，其中修饰涂布器的表面包括使涂布器的表面与选择的组分接触，以在与基板接触时从所述涂布器中释放出至少一部分材料。13.权利要求12的方法，其中所述组分包括芳族有机聚合物。14.权利要求1的方法，还包括在涂布器的表面上选择性地沉积第二材料。15.权利要求14的方法，其中选择性地沉积第二材料包括在涂布器的表面上形成图案。16.权利要求14的方法，其中沉积第二材料包括喷墨印刷。17.权利要求1的方法，其中涂布器的表面与基板连续接触。18.权利要求1的方法，其中该材料包括纳米材料。19.权利要求18的方法，其中该纳米材料包括半导体纳米晶体。20.将多种材料转移到基板上的方法，其包括在涂布器的表面上选择性地沉积第一材料；在涂布器的表面上选择性地沉积第二材料；和使涂布器的表面与基板接触。21.权利要求20的...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞思科沙利文，芒吉G巴文迪，弗拉迪米尔布洛维克，
申请(专利权)人：麻省理工学院，
类型：发明
国别省市：US[美国]