3-3 转印集成技术在线视频

转印技术是柔性器件制备的核心

技术

它的基本原理是将在硬质器件上

形成的功能单元剥离转移

再印制到柔性的衬底上

这基本原理的话

其实在生活中也可以见到

比如我们用将制备好的图案

利用类似的方式印制到衬衣或

茶杯上

转印技术是通过具有粘附特性的

印章

将不同类型的微纳米材料从

源基体转移印制到目标基体上

最终来形成我们所需要的柔性

器件

这一过程的话将会涉及到两个

步骤

第1个步骤是拾起又叫

pick up

它在原衬底上制备出所需要的

功能单元

通过印章与功能单元的接触

利用界面形成的粘附

将它快速的撕起

从而导致我的功能单元和原来的

衬底剥离

然后再转移印制到柔性的衬底上

那么同样将这一界面的话进行

剥离

将功能单元和柔性衬底进行集成

最终形成我们的器件

通过这一过程我们可以发现

在转印过程中间

如何去控制印章与源衬底和目标

衬体之间的界面粘附具有极其

重要的意义

我既要求它能够快速安全

稳定的将功能单元剥离下来

又能够保证它安全的转移印制到

柔性的衬底上

这一过程的话都将取决于我们对

整个界面的粘附过程

在转印的拾起过程中

为了更高效的实现功能单元的

剥离

它会涉及到两个关键的因素

一个是可以增强印章与

功能单元之间的界面粘附

另一个是可以主动的降低功能

单元与硬质衬底之间的结合力

为了实现这一目的

我们可以采用牺牲层技术

牺牲层技术的话

我们以硅基为例

我们可以采用类似SOI的工艺

利用SOI工艺的话

我们可以在顶规上制备出我们所

需要的功能单元

随后将二氧化硅通过刻蚀的方式

打掉

从而极大的去降低功能单元与

硅衬底之间的结合力

从而来实现它高效的剥离

或者我们也可以在硅衬底上

镀一层有机物

类似于PMMA 随后在上面蒸镀

各种薄膜

形成所需要的功能单元

将这一层在剥离之前刻蚀掉

也可以实现高效的转印

为了主动调控印章和功能单元

之间的粘附

我们可以从壁虎身上获得灵感

壁虎在墙壁上爬行的时候

会利用壁虎脚掌上面的微结构

它的刚毛来产生粘附力来支撑

它的重力

当它需要移动的时候

会将壁虎脚壁的粘附力消除掉

从而使得它能够产生持续的爬行

利用这一基本原理

我们可以在印章上制备出微结构

类似于壁虎脚上的刚毛

从而产生可以主动调控的粘附力

当我们需要进行从硬质衬底上

剥离功能单元的时候

我们来增强这一界面的粘附力

拾起转移到柔性的衬体上

我利用这一原理可以降低它的

粘附力

从而使得我的功能单元印到柔性

的衬底上

为了主动调控

印章与功能单元之间的界面粘附

我们还可以有更多的方法

我们可以把智能材料与这一方法

进行结合

比如我们可以将印章采用形状

记忆聚合物材料制备

在印章的表面

我们利用光刻技术可以制备出

各种微结构

这些微结构化具有形状记忆功能

当我在进行转移印制之前

将这些微结构的话让它变成一个

平面结构

从而的话去增强整个印章与功能

单元之间的粘附面积

从而来增强它的粘附力

当拾起以后

整个印章转移到柔性衬底上

这个时候我通过加热的方式

使得我每一个功能单元所接触的

微结构发生形变恢复功能

从而这些微结构的话像一只手

一样会伸出去

将功能单元推到柔性衬底上

从而来实现这一过程的剥离和

印制

那么利用这些技术

我可以定量更精准的去控制

每一个微小功能单元的剥离和拾起

将这些技术与激光相结合的话

可以发展出无掩膜激光直写技术

来实现不同功能单元

之间可编程的转移和印制

从而来构成在柔性衬底上实现

不同的功能

我们用激光束扫描

经过每一个微结构的时候

微结构会受到激光的加热作用

这微结构会发生形状恢复

类似于在这个过程中间微结构化

又像一只小手

将我所需要的功能单元推出印制

到柔性的衬底上

每当我激光扫描过去的时候

都会发生这样一个行为

从而我可以实现对转移和印制

过程的可编程

定制化

那么这样子我可以在柔性衬底上

去实现我所需要的不同的形状

比如说我用激光可以使得我转移

的功能单元排成一字形

排呈十字形

排成任意我所需要组合的任意

形状

通过这些技术我可以去构建出来

复杂的柔性器件

我们还有别的方法去进行界面的

调控

比如我们采用水溶性胶带

将水溶性胶带作为印章与功能

单元相接触

它会具有表面很强的粘附力

可以实现将功能单元与硬质衬底

之间剥离

随后将它转移印制到柔性的衬底

上

在这一时刻我们可以在表面加入

水

水的话会与水溶性胶带的界面

发生反应

将这一层溶解掉

从而保证我的功能单元与印章

之间实现完全的剥离

而且我的功能单元与柔性衬底

实现一个完整的结合

我们还可以采用热释放胶带的

方式去主动调控

转印过程中间的界面粘附

将热释放胶带与硬质衬体相结合

通过界面的粘附

同样可以实现功能单元与硬质

衬底的剥离

再转移印制到柔性的衬底上

这个时候可以通过加热

在热释放胶带的胶面上

我们会放置一些微纳米的颗粒

再通过加热以后

这些微纳米的颗粒会与这一层胶

实现剥离

从而实现整个界面粘附的面积的

急剧的减小

从而保证这层胶的话将会从功能

单元上实现完全的剥离

最终来实现整个的转移印制过程

转印技术可以实现各种复杂的

柔性器件的制备

比如我们可以利用这些技术实现

类皮肤的器件

利用这一技术

我们可以实现仿生复眼的成像

阵列

将不同的功能单元集成到球形的

曲面上

同时这一球形可以实现变形

构成像仿生的复眼成像结构

利用这些技术

还可以把各种micro的LED

集成到铅笔尖上

来实现奇特的显示效果

那么这一技术的话

如果实现工业自动化

将会给我们现有的制备带来一个

极大的进步