一种高集成度图案化的印刷方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种高集成度图案化的印刷方法和应用，所述方法包括：1)制备含有微结构阵列的第二基材，并经高能辐射处理；2)将第一基材原料溶于有机溶剂中，制备表面含有亲水基团的第一基材；3)对步骤2)中第一基材施加应力，使第一基材保持拉伸状态；4)将含有功能材料的溶液加入到步骤3)中保持拉伸状态的第一基材表面；5)将经辐射处理后的第二基材与第一基材相叠加，使第二基材、含有功能材料的溶液和第一基材组成“三明治”夹层结构；6)待“三明治”夹层结构中的溶剂挥发后，再将第一基材和第二基材分离，释放第一基材制备得到图案化阵列。本发明专利技术制备方法简单，具有绿色环保，成本低、图案精细化程度和集成度高的优点。图案精细化程度和集成度高的优点。图案精细化程度和集成度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高集成度图案化的印刷方法及应用


[0001]本专利技术涉及功能材料的印刷领域，特别地，涉及一种高集成度图案化的印刷方法和应用，具体涉及一种弹性体基材辅助的高集成度的模版印刷方法及图案化阵列的应用。

技术介绍

[0002]先进的图案化微纳加工技术对于促进功能器件的小型化和集成化制备至关重要，如场效应晶体管、传感器和显示器件等。光刻技术作为一种典型的微纳加工制造技术，广泛的用于制备具有高分辨率电路的电子器件。但是光刻技术存在加工步骤繁琐、能耗大、成本高、材料适用性有限的弊端。在过去的几十年里，一些替代的微纳加工制造工艺，如纳米压印、纳米转印、模板印刷和蘸笔纳米光刻技术等得到了有效的发展。尤其是“自下而上”的模板印刷技术引起了广泛的关注，模版印刷技术利用微米级的模版可以实现纳米级精度的图案的制备，一般的线精度可达亚微米，百纳米乃至几十纳米。除了能够制备独立于模板的高分辨率的图案外，模板印刷还具有操作简便、能耗低、成本低、材料/基材适用性广泛的优势，尤其是提供了一种可溶液加工的高精度图案化的方法。该技术有望对高精度的制造和器件的集成产生变革性的影响本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图案化阵列的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)制备含有微结构阵列的第二基材，并经高能辐射处理；2)将第一基材原料溶于有机溶剂中，制备表面含有亲水基团的第一基材；3)对步骤2)中第一基材施加应力，使第一基材保持拉伸状态；4)将含有功能材料的溶液加入到步骤3)中保持拉伸状态的第一基材表面；5)将步骤1)中经辐射处理后的第二基材与步骤4)中第一基材相叠加，使第二基材、含有功能材料的溶液和第一基材组成“三明治”夹层结构；6)待“三明治”夹层结构中的溶剂挥发后，再将第一基材和第二基材分离，释放第一基材，制备得到图案化阵列。2.一种图案化阵列的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(S1)将第一基材原料溶于有机溶剂中，制备表面含有亲水基团的第一基材；(S2)对步骤(S1)中第一基材施加应力，使第一基材保持拉伸状态；(S3)将含有功能材料的溶液直接打印在步骤(S2)中保持拉伸状态的第一基材表面，释放第一基材，制备得到图案化阵列。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述第二基材为硬质基材或者软质基材，所述硬质基材选自硅片、铝片、铜片、玻璃片、石英片、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)中的一种；所述软质基材选自水凝胶、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、ECOFLEX中的一种。优选地，所述微结构阵列单元选自线性微墙结构、非线性微墙结构、微圆柱结构和任意多边形微柱结构中的一种。优选地，线性微结构阵列中每个阵列单元的宽度W为1～10μm，间距D为1～20μm；优选地，宽度W为1～4μm，间距D为2～15μm。示例性地，宽度W为2μm，间距D为3μm或10μm。优选地，所述高能辐射处理中，辐射源是等离子体，等离子体处理的时间为5～300s，功率为5～200W，优选地，时间为20～80s，功率为10～80W。4.根据权利要求1
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3任一项所述的方法，其特征在于，步骤2)或步骤(S1)中，所述第一基材为柔性基材，选自苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯
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乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯
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异丙烯
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苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、聚氨酯(PU)、乙烯
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辛烯共聚物(POE)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)、聚酰亚胺(PI)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、有机硅橡胶(ECOFLEX)、天然橡胶(NR)、丁苯橡胶、丁腈橡胶、PDMS/ECOFLEX复合材料、PDMS/TPU复合材料、ECOFLEX/TPU复合材料、聚乙二醇水凝胶、聚乙烯醇水凝胶、聚丙烯酸及其衍生物水凝胶、聚氧乙烯水凝胶、聚丙烯酰胺水凝胶、聚甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶、聚丙烯酸水凝胶、聚甲基丙烯酸水凝胶、聚磷腈水凝胶中的至少一种。5.根据权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，步骤2)或步骤(S1)中，所述第一基材的接触角为20
°
～70
°
。优选地，步骤2)或步骤(S1)中，所述有机溶剂为乙酰胺、N，N
‑
二甲基甲酰胺、丁酮、环己酮、丙酮、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯中的至少一种。优选地，步骤2)或步骤(S1)中，所述亲水基团为羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、氨基、季铵基、醚基、羟基、羧酸酯基中的至少一种。优选地，步骤2)或步骤(S1)中，所述第一基材原料的质量浓度为5～50％，优选10
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40％，还优选为20～30％。优选地，步骤2)或步骤(S1)中，所述第一基材原料是指包含该第一基材的固体颗粒或液态化合物。例如，聚氨酯母粒。优选地，步骤2)或步骤(S1)中，制备表面含有亲水基团的第一基材可以采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕文坤，乔雅丽，宋延林，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：