形图案。如表1-2中所示，据观察，利 用高纵横比压模印刷的图案具有显著减少的印刷线条变宽、与俘获粒子相关的较少数量的 缺陷，并且能够以较高的速度进行印刷而不会产生漏印的区域。
[0108] 与低纵横比压模相比，高纵横比压模还允许较高的印刷速度而不产生与空气截留 相关的缺陷。通常，在临界印刷速度之上，印刷图案的一部分消失，这是因为压模不再与基 材接触。
[0109] 以下表3示出低纵横比PDMS压模（2 μπι高度h)和高纵横比PDMS压模（5 μπι高 度h)之间的空气夹带相关的缺陷的数量比较。在15fpm印刷速度下，低纵横比压模展示出 14个缺陷而高纵横比压模具有4或O个缺陷。
[0110] 高纵横比压模还减少了与粉尘和污垢粒子的存在相关的缺陷。以下表3示出重复 缺陷的数量，重复缺陷可能归因于在使用高纵横比压模时颗粒从3减少至1或2个。
[0111] 表 3
[0112]
[0113] 实例 2
[0114] 在卷对卷微接触印刷工艺期间，带有弹性体压模的辊与第二辊上的基材接触。压 模和基材不必垂直接触，因为两个辊以不同的速度移动，从而导致基材相对于压模移动，这 在压模表面和其压印元件上产生曳力。如果超过阈值摩擦值，那么压模可能滑动，这导致印 刷分辨率缺陷。开发了有限元模型来模拟印刷过程且计算压模上的曳力的量值。建模的结 果补充了以上实例1中的结果且证明了较高的浮雕压模在减少关于缺陷形成的滑移效应 方面的优点。
[0115] 使用ANSYS 12. 1商业软件（可购自宾夕法尼亚州佳侬斯堡市的ANSYS公司 (ANSYS Inc.，Canonsburg，PA))建立2D压模横截面的模型。该模型构造包括安装到印刷 辊的500微米的泡沫粘合剂和5mm的压模1"宽度，其中压印元件之间的间距为300微米。 压印元件具有渐缩的梯形横截面形状（图2)以及13. 5°的对顶角Θ。基部处的宽度为 1.3 μm。我们使用2. 5、5和15 μm的三个不同高度h来改变纵横比。图11中示出压印表 面的示意图。
[0116] 在另一个示例中，特征部是柱状的，具有矩形横截面形状，而不是渐缩的梯形形 状。将印刷的基材建模为刚性表面，负载施加到该刚性表面。将两种类型的负载建模：第 一负载具有〇.25pli的辊隙压力（N.P.)并且第二负载包括N.P.和平行于基材移动方向的 2 μπι相对位移两者。模型假设在负载期间压印元件未从幅材拆除（针对接触元件的"标准 接触"行为）。
[0117] 使用压模的瞬时剪切模量G = 896kPa的NeoHookean材料模型、和G = 876kPa的 Blatz-Ko可压缩泡沫模型，将泡沫安装和压模两者建模为超弹性材料。
[0118] 我们发现，h的值越小，负载产生的弯曲度越小并且压印元件作为整体的侧向移动 越多。
[0119] 图12是所得的曳力/宽度英寸对基材位移的曲线图。该曲线图示出：如果曳力超 过特征部和基材之间的最大干摩擦力，那么前者可能向后滑动到其原始位置，这将导致变 宽的印刷线条。使用较高纵横比的压印元件减小了这种可能性。
[0120] 建模的结果示出：微接触印刷压模上的压印元件经历压缩和弯曲两者。高纵横比 元件经历较小的变形力，这使得它们在基材上滑移的可能性减小，滑移会导致差的印刷分 辨率。柱状杆在结构上是高度不稳定的，并且更有可能与基材失去接触，这可能导致印刷的 SAM图案中出现跳线。
[0121] 在贯穿本说明书提及的"一个实施例"、"某些实施例"、"一个或多个实施例"或"实 施例"，无论在术语"实施例"前是否包括术语"示例性"，都意指将结合该实施例所述的特定 特征、结构、材料或特性包括在目前所述发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的 多处出现的短语如"在一个或多个实施例中"、"在某些实施例中"、"在一个实施例中"或"在 实施例中"未必是指本发明的同一实施例。另外，具体的特征、结构、材料或特性可以以任何 适合的方式结合到一个或多个实施例中。
[0122] 虽然本说明书详细描述了某些示例性实施例，但应当理解，本领域的技术人员在 理解上述内容后，可以轻易设想这些实施例的更改形式、变型形式和等同形式。因此，应当 理解，本发明不应不当地受限于以上示出的示例性实施例。此外，本文引用的所有出版物、 公布的专利申请和公布的专利均以引用方式全文并入本文，正如具体而单独地指出各个单 独的出版物或专利都以引用方式并入本文的程度相同。
[0123] 以上描述了多种示例性实施例。上述及其他实施例均在所附权利要求书的范围 内。
【主权项】
1. 一种系统，包括： 从支撑件退绕的移动幅材材料； 安装在辊上的压模，其中所述压模包括基部表面和具有梯形横截面形状且在所述基部 表面之上延伸的连续、规则的图案元件阵列，并且其中所述压印元件各自包括基本上平坦 的压印表面；和 包括涂墨表面的涂墨辊，所述涂墨表面至少周期性地接触所述压印元件的所述压印表 面，其中所述涂墨表面用包含有机硫化合物的墨组合物浸渍，所述有机硫化合物具有被选 择为结合到所述幅材材料的主表面的硫醇官能团，以根据所述压印表面上的所述图案元件 阵列而在所述主表面上形成自组装单分子层（SAM)。2. 根据权利要求1所述的系统，其中所述压模上的所述图案元件包括具有约0. 25微米 至约5微米的侧向尺寸的基本上平坦的压印表面和相对于所述基部表面的高度，并且其中 所述图案元件的高度与所述图案元件的所述侧向尺寸的纵横比为约1. 5至约5. 0。3. 根据权利要求1所述的系统，还包括在印刷辊和所述压模之间的粘合剂层。4. 根据权利要求1所述的系统，还包括在所述粘合剂层和所述压模之间的弹性体材料 层。5. 根据权利要求1所述的系统，其中所述压模被安装在空气支撑的套筒上。6. 根据权利要求1所述的系统，其中所述涂墨表面包含弹性体聚合物。7. 根据权利要求6所述的系统，其中所述弹性体聚合物包含聚（二甲基硅氧烷）。8. 根据权利要求1所述的系统，其中所述印刷辊被连续地供应所述墨组合物。9. 根据权利要求1所述的系统，其中重新涂墨辊从所述重新涂墨辊内的流体联轴器被 连续地供应所述墨组合物。10. -种系统，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，其中所述压模包括与所述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所述压印表面涂墨的设备，其 中用于涂墨的所述设备包括带有用所述墨组合物浸渍的涂墨表面的重新涂墨辊，并且其中 所述涂墨表面至少周期性地接触所述压模的所述压印表面。11. 根据权利要求10所述的系统，其中所述重新涂墨辊的涂墨表面包含弹性体聚合 物。12. 根据权利要求11所述的系统，其中所述弹性体聚合物包含聚（二甲基硅氧烷）。13. 根据权利要求10所述的系统，其中所述重新涂墨辊被连续地供应所述墨组合物。14. 根据权利要求13所述的系统，其中所述重新涂墨辊从所述重新涂墨辊内的流体联 轴器被连续地供应墨。15. 根据权利要求10所述的系统，其中所述幅材材料在第一辊和第二辊之间张紧。16. -种方法，包括： 使幅材材料从支撑件退绕； 提供用包含官能化分子的墨组合物浸渍的弹性体压模，其中所述官能化分子包含被选 择为结合到所述基材材料的官能团； 使所述压模的压印表面与所述幅材材料的主表面接触持续足以使所述官能团与所述 幅材材料结合的印刷时间，以根据所述压印表面上的图案元件的布置而在所述幅材材料的 所述主表面上形成官能化材料的自组装单分子层（SAM);以及 使所述压模的所述压印表面至少周期性地与重新涂墨辊接触，其中所述重新涂墨辊包 括浸渍有所述墨组合物的涂墨表面。17. 根据权利要求16所述的方法，还包括将所述压印表面从所述幅材材料的所述主表 面移除。18. 根据权利要求16所述的方法，其中所述压模包括基部表面和远离所述基部表面延 伸的图案元件的布置，其中所述图案元件包括具有小于约5微米的侧向尺寸的压印表面和 相对于所述基部表面的高度，并且其中所述图案元件的高度与所述图案元件的所述侧向尺 寸的纵横比为至少1. 5。19. 根据权利要求16所述的方法，其中所述幅材材料以最小约10英尺/分钟的速度移 动。20. 根据权利要求16所述的方法，其中所述压印表面包括具有约1微米至约5微米的 侧向尺寸的图案元件。21. 根据权利要求16所述的方法，其中所述图案元件具有梯形横截面形状。22. 根据权利要求16所述的方法，其中所述印刷时间小于约10秒。23. 根据权利要求16所述的方法，其中所述幅材材料的表面上的所述SAM的厚度小于 约 50A ,24. 根据权利要求16所述的方法，其中所述压印表面包含聚（二甲基硅氧烷）。25. 根据权利要求16所述的方法，其中所述官能化分子是有机硫化合物。26. 根据权利要求25所述的方法，其中所述有机硫化合物选自烷基硫醇和芳基硫醇中 的至少一种。27. 根据权利要求16所述的方法，其中所述幅材材料的所述主表面是金属。28. 根据权利要求27所述的方法，其中所述金属是银。29. 根据权利要求16所述的方法，其中所述图案元件在所述压模的所述基部表面上形 成规则且连续的阵列。30. 根据权利要求16所述的方法，其中所述压印表面是基本上平坦的，并包括由沟槽 分开的规则的图案元件阵列，并且所述图案元件具有梯形横截面形状。31. 根据权利要求16所述的方法，其中所述幅材材料在第一支撑件和第二支撑件之间 张紧，并且其中在所述第一支撑件和所述第二支撑件之间的所述幅材材料中的张力为至少 10镑/直线英寸。32. 根据权利要求17所述的方法，其中所述幅材材料的表面包括不含SAM的区域，并且 所述方法还包括蚀刻所述不含SAM的区域。33. 根据权利要求16所述的方法，其中所述压模被安装在印刷辊上。34. 根据权利要求33所述的方法，还包括在所述印刷辊和所述压模之间的泡沫材料 层。
【专利摘要】本发明公开了一种系统，该系统包括从支撑件退绕的移动的幅材材料和安装在辊上的压模，其中该压模包括基部表面和具有梯形横截面形状且在该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。具有涂墨表面的涂墨辊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为结合到幅材材料的主表面的硫醇官能团，以根据压印表面上的图案元件阵列而在主表面上形成自组装单分子层(SAM)。
【IPC分类】B81C1/00, B41F11/02, B41F17/00
【公开号】CN104903106
【申请号】CN201380069495
【发明人】泰勒·J·拉特雷, 米哈伊尔·L·佩库罗夫斯基, 柳德米拉·A·佩库罗夫斯基, 马修·H·弗雷, 丹尼尔·P·梅汉, 乔纳森·J·奥哈雷, 理查德·W·格里格
【申请人】3M创新有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月19日
【公告号】EP2938495A1, US20150336379, WO2014105637A1