柔性电子转印技术：速度控制转印

时间：2022-07-20

速度控制转印

速度控制转印方法包括黏弹性印章转印和表面金字塔型微结构印章转印。这类转印方法的特点是柔性印章具有黏弹性，通过控制转印的速度可以实现柔性印章与功能单元器件之间界面能量的转变，剥离过程中柔性印章与功能单元器件界面转换为弱界面，便于功能单元印制受主基底。

黏弹性印章转印

黏弹性材料具有率相关特性，与功能单元器件黏合后，两者间的界面强度取决于该界面断裂的速度，基于此，研究者发展了基于率相关的黏弹性印章转印。如果将功能单元器件、柔性印章、施主基底/受主基底所组成的系统简化为薄膜、印章和衬底组成的平面模型，则剥离过程中，印章和薄膜从一端以一定的速度沿着薄膜与基底的界面开裂，印制过程中，印章从一端以一定的速度沿着印章和薄膜的界面开裂。由于印章的黏弹性，剥离和印制过程中界面的临界能量释放率与界面裂纹扩展的速度有关，因此，通过控制印章撕起的速度就可以调控印章与功能单元器件界面的临界能量释放量，进而实现剥离和印制过程。

表面金字塔型微结构印章转印

受材料黏弹性的制约，基于率相关的黏弹性印章转印方法的界面黏附调控范围是有限的，因此转印的成功率也有限。基于此，表面金字塔型微结构印章被引入，该方法结合了速度控制和微结构控制的优势，大大增加了转印过程中界面黏附的调控范围。剥离过程中，施加适当的外加压载荷使印章表面发生坍塌，此时，薄膜与印章具有较大的接触面积，快速撕起印章后可将功能单元器件从施主衬底上分离；印制过程中，释放外加压载荷，微结构恢复初始形状，此时薄膜与软印章的接触面积骤减，慢速撕起印章后可将功能单元器件成功转移到柔性衬底上。基于表面金字塔型微结构印章的转印方法大大增加了界面间的黏附调控范围，界面黏附力可在2~5个数量级范围内进行调控且该调控过程是可逆的。

黏弹性印章转印可以用于硅微阵列的转印、选择性转印和球形表面的转印；表面金字塔型微结构印章转印可用于硅片微纳结构的三维转印。

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