應(yīng)用物理學(xué)雜志

1、應(yīng)用物理學(xué)雜志 卷 90 第 7 期 2001 年 10 月 1 日在微型比例平版印刷機中運用物理原理控制圖樣的精確度在微型比例平版印刷機中運用物理原理控制圖樣的精確度Anton A. Darhuber and Sandra M. Troian a微流體動力學(xué)研究室，化學(xué)工程部，普林斯頓大學(xué)，普林斯頓，新澤西 08544西哥德.瓦格納化學(xué)工程部，普林斯頓大學(xué)，普林斯頓，新澤西 08544（2001 年 3 月 7 日收到，2001 年 6 月 4 日出版）我們已經(jīng)研究了膠印中液態(tài)聚合物暴露于紫外線光并固化到平面未成形的硅和玻璃基板中。相互作用的毛細(xì)管,粘性,粘附力為主導(dǎo)的動態(tài)油墨在特征尺寸小，

2、低毛細(xì)管數(shù)下轉(zhuǎn)移。對于平滑和無孔的基板,圖形擬真度因為墨水接觸線自由地遷移到襯底并與板分離而得到修正。結(jié)合使用的實驗和平衡模擬,我們已經(jīng)可以辨認(rèn)物理機制控制油墨轉(zhuǎn)移和模式保真度?？紤]到這種技術(shù)對分辨率的限制,會出現(xiàn)具有動力學(xué)特征的墨流和再分配的在動態(tài)轉(zhuǎn)移過程中沒有明確依賴于絕對的特征尺寸, 但只有膜厚特征尺寸的縱橫比。直接印刷有希望作為一種高通量制備方法對于大型區(qū)域電子產(chǎn)品來說。 2001美國物理學(xué)研究所。DOI:10.1063/1.1389080J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 131.215.24

3、0.9下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp目錄目錄I.介紹.1II.印刷版的制造.2III. 圖案幾何學(xué)和油墨沉積.3IV. 墨層厚度的均勻性.4A. 毛細(xì)管放松的時間尺度.4B. 影響模型的幾何體.5V. 油墨轉(zhuǎn)移過程.7A. 在準(zhǔn)靜態(tài)油墨轉(zhuǎn)移中表面能量的影響.7B. 控制板分離.7C. 在板分離下接觸線的運動.9VI.模擬固定.13VII. 總結(jié).14致謝.15參考文獻.16J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 131.2

4、15.240.9下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jspI.I.介紹介紹通過接觸印刷的油墨轉(zhuǎn)移是最常用的技巧對于圖形和印刷復(fù)制尤其是大批量印刷的報紙和書籍。這種技術(shù)對于圖像轉(zhuǎn)移的固有優(yōu)勢在于快速的圖像傳輸?shù)耐掏铝亢驮诖蟛糠謪^(qū)域同步并行處理。目標(biāo)基板通常是靈活的，并且可以從卷軸到卷軸進行加工,。商業(yè)印刷設(shè)定的分辨率，定義以 40 毫米為最小線寬的打印圖像。相比之下,半導(dǎo)體器件的模型是由光刻法生產(chǎn),它提供了一個橫向分辨率低于 100 納米。這個模型通常定義為一個連續(xù)并且分布重復(fù)暴露的個別領(lǐng)域,直到整個表面半導(dǎo)體晶片得到處理

5、。隨后,裸露的光致抗蝕劑層是浸入在一個顯影劑中,然后曬干,接著作為一個圖像傳輸層蝕刻或選擇性物質(zhì)沉積。光致抗蝕劑層的模式轉(zhuǎn)移后必須是剝離的晶片。雖然這個可行的分辨率比傳統(tǒng)的接觸印刷數(shù)量級要小，但是這項技術(shù)在仿造領(lǐng)域是唯一可行在規(guī)定的每平方英寸內(nèi).對于大面積電子應(yīng)用,如發(fā)光顯示器,所需的分辨率為 20mm*20mm。這種特征尺寸可以在沒有光刻下通過使用接觸或非接觸直接模式方法來實現(xiàn)。這些都是為了轉(zhuǎn)移功能材料如導(dǎo)體或只在基板所期望位置的電阻器,從而消除任何沉積后模式的步驟1,2。直接寫像噴墨打印方法已用于制造有機發(fā)光二極管接觸到硅基薄膜晶體管(TFTs)3。Garnieret al4和 Bao e

6、t al 5,6通過絲網(wǎng)印刷制造有機 TFTs。 庫馬爾和Whitesides7通過微觸印刷將烷基硫醇模版印在黃金表面。Mikami et al.8和Leppavuori et al.9通過使用混合凹印抵消技術(shù)打印到照相平版印刷的面具，并用TFT 處理。 Gleskova et al.采用激光碳粉圖案作為蝕刻掩模來制備 TFTs 10。Walton et al.采用印刷導(dǎo)電模式用在像聚乙烯和標(biāo)準(zhǔn)膠印法的紙的柔性基板上11。在本文中,我們目前的實驗和數(shù)值模擬,闡明了在少量毛細(xì)管數(shù)下微尺度特征尺寸直接印刷的物理機制管理模式的精確度。我們使用膠印轉(zhuǎn)移模式的紫外光(UV)-固化聚合物平面，像玻璃或氧化

7、硅晶圓無孔隙的基板。傳統(tǒng)的膠印涉及使用一個噴泉的解決方案涵蓋了非成象區(qū)域的印刷板和一個依附在成像區(qū)域但不能混合的墨水。一個毯輥可以作為中介進行圖像傳輸。在我們的研究中,膠印是指直接轉(zhuǎn)移的液體從一個光滑、剛性、化學(xué)表面圖案到光滑、剛性和未成形的基板,而無需使用毯輥或噴泉的解決方案。 這種類型的印刷過程包括五個主要步驟:制作印刷板、調(diào)劑的液體油墨到圖案襯底J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/c

8、opyright.jsp12, 圖案設(shè)計的修改,確保液體涂料的均勻13,油墨轉(zhuǎn)移印刷后模式固定。在下面對我們說的每個步驟進行評定,以確定關(guān)鍵機制影響模式保真度。J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp1用數(shù)值模擬靜態(tài)平衡油墨表面可以通過 SURFACE EVOLVER 來執(zhí)行14,這是一個能量最小化軟件，計算液體平衡構(gòu)象給定體積、幾何邊界條件,表面能量相關(guān),液固液態(tài)空

9、氣,空氣固體界面。引力是可忽略的因為無量綱的 15 號粘合劑是極其小的對于特征尺寸在幾十微米范圍內(nèi)。J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp2II.II.印刷版的制造印刷版的制造對于凹版及凸版印刷，液體油墨是通過表面的起伏而局限于成像區(qū)域的印刷板中。墨水不是因為凹版印刷而駐留在凹槽，就是在凸版印刷中的頂上停留。相比之下,平版印刷板基本持平上是平的。液體則相反的通過化學(xué)

10、表面模型而僅限于成像部分,例如,通過親水疏水背景圖案。用于此次研究所準(zhǔn)備的印刷板來自于硅片和康寧 2947 載玻片。這些基板首先要沉浸在一個混合的大約 70%硫酸和 30%過氧化氫在 80C 的溫度下清洗15 分鐘,在沒有電離的水沖洗后,樣品表面用等離子體進一步清潔（O2 流量為 40 sccm16, 壓力 100 毫托）在 Plasmatherm 790 的反應(yīng)離子刻蝕機。 隨后,鉻和黃金被存放在一個層厚度分別為 5 和 40 nm 的電子束蒸發(fā)器。金屬層通過光學(xué)光刻圖案以及TFA(Transene 公司)和 cr 7(Cyantek 集團)的濕化學(xué)腐蝕后形成圖案。 光致抗蝕劑的脫落后,樣品

11、浸入在一個 1m Mde 十六硫醇 （HDT）溶解在溫度為 30C 的乙醇中 45 分鐘。熱變形形成自組裝單層黃金17。烷烴鏈熱變形的分子取向遠(yuǎn)離黃金表面呈現(xiàn)親水性表面疏水性黃金。測量熱變形涂布區(qū)域水的接觸角為 1083。這個區(qū)域的金和鉻層暴露在二氧化硅表面完全親水且與水接觸角為 0。用于印刷板圖案的面板是通過光刻法打印在聚合物箔與商業(yè)激光照排機,最小特征尺寸約為25毫米,親水模型在印刷板的線寬為60毫米，邊緣粗糙度級別為5m。J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 下載。 通過A

12、IP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp3III.III. 圖案幾何學(xué)和油墨沉積圖案幾何學(xué)和油墨沉積親水性模版中形狀的連續(xù)性或分段半循環(huán)的設(shè)計將在圖1描繪中。水平段的長度L是120、240、或480m;水平和垂直段范圍之間的間距從0到50m，每步10m。這樣的細(xì)分是為了避免多余的液體夾帶在油墨沉積12和在印刷中檢查設(shè)定模版的合并13。在這次研究中用作油墨的液體,的是北國光學(xué)粘合劑(NOAs)61號和63號,也就是預(yù)聚物聚氨酯18。這些液體的粘度在22C下分別是400和2000mPa s。它們都有一個表面張力= 40mN /m，密度=

13、 1231千克/米19。測量這些液體在疏水熱變形下的接觸角大約為50，在單層二氧化硅的親水區(qū)域為0。我們選擇性地沉積一層薄薄的這些液體到通過采用毛細(xì)彎月面涂層技術(shù)的親水模版。這種方法類似于浸漬涂層12但只需要一個小墨水儲層體積。為了加快沉積過程中,粘度降低到NOA63稀釋后,用丙酮,蒸發(fā)沉積。圖 1 圖示為運用在實驗中的親水性表面模版。水平段的長度 L 是 120、240、或 480m;水平和垂直段范圍之間的間距從 0 到 50m，每步 10m。J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 131.215.240

14、.9下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp4IV.IV. 墨層厚度的均勻性墨層厚度的均勻性A.A. 毛細(xì)管放松的時間尺度毛細(xì)管放松的時間尺度沉積過程中有選擇地分配一定量體積液體到親水區(qū)域的印刷板，以致初始表面輪廓并不對應(yīng)于它的平衡形狀,這將是一個表面的常數(shù)平均曲率。在油墨轉(zhuǎn)移到目標(biāo)基板前，區(qū)域差異就存在于毛細(xì)管壓力誘導(dǎo)流動和重新分配液體的親水模板上。特征時間尺度的弛豫過程的關(guān)鍵取決于大小的特性和涂層厚度,以及液體表面張力和粘度。Orchard20開發(fā)了一個理論模型用于校準(zhǔn)在薄牛頓涂膜上的平刷痕。表面輪廓在傅里葉級數(shù)的

15、系數(shù)里擴展，已被證明在時間上呈指數(shù)衰減。假設(shè) l 的小振幅表面波紋的橫向波長遠(yuǎn)大于平均膜的h的假設(shè)下，他得出干擾特性的衰減時間，根據(jù)表面校準(zhǔn)時間 tlevel和粘度 成正比，與表面張力 成反比。然而,在 和間有一個強非線性。= 120m(兩倍行距), = 6m 和液體粘度的范圍從 1 到2000 mPa,特征衰變范圍從 510 到 110 秒。雖然 Orchard 的模型并不特別考慮液體元素圖案的表面,該模式表明,表面輪廓的平衡時間可以相當(dāng)短的小特征尺寸。因為在我們的情況下,間隔時間和轉(zhuǎn)移油墨沉積超過幾分鐘,墨水的體積分布在對應(yīng)的平衡剖面上。圖 2. 模擬的油墨表面和側(cè)面的交界處,兩直線段會相

16、交成一個角度 = 60。體積填充系數(shù) f 在(a),(b)是 0.1，在(c),(d)是 0.2。(a),(c)是前視圖;(b)、(d)是箭頭指向（a)的觀察方向的側(cè)視圖。只有左半部的表面輪廓在側(cè)視圖中顯示出來。對應(yīng)點模擬-數(shù)字標(biāo)示在兩個頂部和側(cè)面視圖圖像和J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp5坐標(biāo)系統(tǒng)顯示可視角度.B.B. 影響模型的幾何體影響模型的幾何體這種模

17、式的必要條件是上在親水性模式的印刷板均勻分布墨水的精確度。印刷板之間間距最小值和目標(biāo)基板要求通過最小膜厚轉(zhuǎn)移到所有區(qū)域的模式。當(dāng)這個極限厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在板上任何位置最大膜高度,最厚的部分很可能被擠掉超出其指定的邊界，從而導(dǎo)致圖像失真。在下面我們所研究模式的形狀產(chǎn)生不均勻的表面和側(cè)面以及如何最小化或去 消除這種影響。一個在微電子電路連接中常見的幾何模式是連接兩條直線相交成一個角。圖2顯示了數(shù)值SURFACE EVOLVER14模擬平衡表面輪廓的液體沉積在兩條直線,相交成一個角= 60。接觸角的液體在固體表面的親水紋路上被選為15，在親水區(qū)域的周圍選為100。平均液體高度的量化比率，條紋寬度w,我們

18、采用了墨水填充因數(shù)f = V /(Aw),V表示沉積墨水和體積的親水區(qū)域。體積填充系數(shù)f在圖2(a),圖2(b)是0.1，在圖2(c),圖2(d)是0.2。前視圖顯示在圖2（a)和圖2（c)，來自于視角方向的側(cè)視圖在圖2(b)和圖2(d)。圖.3 最大圓的半徑標(biāo)記在拐角區(qū)域相交的兩條直線作為交界角的函數(shù)側(cè)視圖清楚顯示局部最大的膜厚度在拐角區(qū)域,隨著填充因子增加變得更加明顯。因為有效的線寬在拐角處增加一個因素2 /(1 +sin(/ 2),它可以在這個區(qū)域盡力積J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 131.

19、215.240.9下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp6累更多的液體。這個概念可以參看圖3,最大直徑的圓在親水性的拐角區(qū)域標(biāo)記為一個相交角度為函數(shù)。當(dāng)=90，直徑大約大于通道寬度的20%。逐步增加的內(nèi)接直徑較小的交角和墨水剖面尺度的相對變化高度是親水性圖案寬度的相對的變化的平方。圖2(b)顯示,相對較大的填充因數(shù)值f = 0.2,液體是被迫傳播到疏水楔,針對圖3進一步放大了膨脹的效應(yīng)。急性接口的連接或一個小曲率半徑的親水/疏水邊界必須因此而避免維護模式的精確度。圖2和圖3一起表明，理想接口幾何形狀要求內(nèi)切圓半徑是常

20、數(shù)。圖4顯示了模擬的油墨表面輪廓上的圓形的交界處的填充因子為f=0.2.表面沒有表現(xiàn)出一個角落的膨脹但保持曲線平坦。內(nèi)部親水/疏水邊界設(shè)置的曲率半徑等于通道寬度。對于大型填充因子，然而，在角落區(qū)域仍然可以膨脹21。圖.4 模擬一個油墨表面輪廓在圓形接合點上的兩個垂直直線。這個填充因數(shù)f是0.2:(a)頂視圖,(b)側(cè)視圖和圖2(b)在同一個方向。圖.5 模擬油墨轉(zhuǎn)移率R作為一個函數(shù)t的兩個值的, p = 30(鉆石)和60(三角形)。實曲線代表函數(shù)K為p = 60根據(jù)參考資料22.1 ,TJ.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納

21、2006年9月15日 下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp7V.V. 油墨轉(zhuǎn)移過程油墨轉(zhuǎn)移過程A.A. 在準(zhǔn)靜態(tài)油墨轉(zhuǎn)移中表面能量的影響在準(zhǔn)靜態(tài)油墨轉(zhuǎn)移中表面能量的影響 Chadov和Yakhnin22,23研究了轉(zhuǎn)移和分區(qū)域的液滴在毫米尺寸范圍內(nèi)從一個無圖案的固體表面到另一個表面，有不同的板分離率。最快的分離率表明,液體體積也同樣分為兩個表面分區(qū)。對于在擬平衡條件下維持緩慢的分離率,他們發(fā)現(xiàn)分區(qū)域完全取決于在各自表面的后退接觸角。在小邦德數(shù)的限制下,使用的液體體積的分配系數(shù)是獨立的。他們

22、進一步開發(fā)了一個具有簡單幾何模型傳遞系數(shù)用于準(zhǔn)靜態(tài)印刷中22. 從水動力的角度來看,準(zhǔn)靜態(tài)的液體轉(zhuǎn)移從一個固體表面到另一個對應(yīng)在低雷諾數(shù)重新流動表面，還有極低的毛細(xì)管數(shù) Ca,也就是 Ca=Vps/。這里 Vps 表示板的速度分離。在這個公式中,毛細(xì)管力量支配著粘性力，這就意味著分區(qū)域只取決于表面能量。對于平整光滑的表面,這樣的拓?fù)涮匦?如表面粗糙度和孔隙度缺少時,印刷板上的液體接觸角 p 以及在目標(biāo)表面的 t 完全確定容積轉(zhuǎn)移率 R=Vtransferred/ Vtotal。在圖5給出模擬R(t)從一個表面液滴轉(zhuǎn)移(印刷板)到另一個(目標(biāo)基板)為兩個值t = 30和60。兩個固體表面被認(rèn)為是

23、未成形的,也就是說，化學(xué)均質(zhì)。Chadov和Yahknin 22所設(shè)計的幾何模型是假設(shè)液體的彎月面垂直于橫截剖面,形式為分離,像兩個圓弧。在圖5的實線對應(yīng)的系數(shù)函數(shù)K可以在參考文獻22中找到p= 60。從仿真1 ,T數(shù)據(jù)的密切近似曲線得到這個幾何模型在準(zhǔn)靜態(tài)條件下的液體轉(zhuǎn)移。在分散中獲得的數(shù)據(jù)模擬主要是由于網(wǎng)格細(xì)化和用于離散化表面的概要文件在能量最小化計算的適應(yīng)過程。盡管如此分散,某些普遍的趨勢是明顯的。如果t=p,轉(zhuǎn)移率就是50%。當(dāng)tp,就是印刷板的活性墨水，保持在這種情況下R大幅降低到零。相反地,R迅速臨近1。當(dāng)t0兩板,因為小偏差將會對R有很大影響，因此穩(wěn)定工作范圍的比為t p。J.物

24、理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp8B.B.控制板分離控制板分離 因為在這項研究中的所采用平坦光滑,無孔的表面,墨水模式是指定邊界以外的擠壓在印刷板之間當(dāng)距離和目標(biāo)底物變得太小。最簡單的方法來維持一個最低板分離是在印刷板上引入剛性間隔元素如圖6(a)。最好是疏水性的間隔，應(yīng)避免液體夾帶在油墨沉積和隨后的不良轉(zhuǎn)移。墊片的厚度必須與板分離且需要精確復(fù)制的墨水模式。最佳分離

25、，不僅依賴于密閉的親水性的圖案和它們的特征尺寸，還取決于圖案的幾何形狀。在圖6(a),我們考慮兩種限制情況下的幾何尺寸之比:一個圓墊和一個條紋的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它的寬度。平衡剖面的液體在一個圓形墊上會形成一個球形帽。隨著印刷板接近目標(biāo)表面,油墨將被重新分配,即各向同性。在二維平面平行板。平衡剖面的液體在一個長親水性條紋上是一段圓柱體。在這種情況下,印刷過程中將只在正常的長軸方向條紋上重新分配油墨。因為液體只在一個方向擴散,即使對于相同的表面接觸角來說，最優(yōu)間隔厚度將小于長條紋的圓墊，提供了線寬等于圓直徑。圖 6 所示(b)仿真結(jié)果最優(yōu)間隔厚度作為一個函數(shù)的表觀接觸角度 a 對于親水區(qū)域的液體。這個

26、間隔高度規(guī)范化的相關(guān)特征寬度(即,長條紋的寬度或直徑的圓墊)。這個角度 a 是衡量油墨沉積量。得到的固體曲線來自于圓墊的模擬。虛線代表的半月板形成一個圓的圓弧長條，因為這是很容易得到的分析結(jié)果。技術(shù)相關(guān)范圍的接觸角為 0 0)。正如上面所討論的,強大的模式扭曲發(fā)生在板分離。在這些例子中,大多數(shù)油墨的體積是重新分配到中央矩形的半環(huán)與接觸線像圈而不是矩形。圖10（a）所示、去濕過程留下的只有薄絲那里以前是液體矩形。這些細(xì)絲源自毛細(xì)管分手也創(chuàng)造了衛(wèi)星液滴在圖10(b)。圖.10 聚合物圖案印在玻璃上的照片。（a）中，（b）在部分潤濕目標(biāo)表面導(dǎo)致強烈圖案扭曲。三個矩形分割的半環(huán)（b）中每一個產(chǎn)生的中央

27、的墨點與小型衛(wèi)星液滴。（三），（四）靶表面完全潤濕。被預(yù)固化對（c）8秒和（d）20秒后，在印版上的油墨圖案沉積，然后再打印。模式描述在圖10(c)和10(d)都印制了NOA63,粘度是五倍的NOA61。此外,目標(biāo)底物完全潤濕(t= 0)使轉(zhuǎn)移模式類似于半循環(huán)更緊密地設(shè)計。墨水粘度進一步增加了采J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp12購聚合物模式在印刷板沉積結(jié)束后

28、,但在印刷。時間是8年代的早期養(yǎng)護對圖10(c)和圖10(d)。比的圖10(c)和10(d)表明,更高的粘度便于增加印刷和設(shè)計模式之間的忠誠如前所述。另外,較低的填充因子也會產(chǎn)生同樣的效果,但是,這兩種方法增加所需的力對于板分離。如圖10（d）所示，我們已經(jīng)成功地與特征尺寸為60毫米的，U形的圖案印刷到完全潤濕玻璃和氧化硅樣品。這的線寬并不代表這種技術(shù)的分辨率極限。對于傳統(tǒng)的膠版印刷中，印刷的油墨膜厚度是1毫米的典型的特征尺寸為100毫米或更大的的順序。填充因子f是通常0.01m的，而我們的過程中，F(xiàn)的范圍在0.01和0.1之間。由于慣性力與引力可以忽略不計的小長寬比和小的特征尺寸的限制，只毛

29、細(xì)管和粘性力影響印刷的動力。根據(jù)到Buckingham 定理27，這會導(dǎo)致毛細(xì)管數(shù)和填充因子的功能之間的關(guān)系。因此，供墨再分配的特征速度=G（f）/ 獨立的特征尺寸。取決于具體的流動幾何形狀的無量綱的函數(shù)G。果園的一維模型，的擴頻一個軸對稱的液滴平坦的可濕性表面28，或在穩(wěn)態(tài)浸涂層長親水性的條紋，12 G( f )f 。此縮放參數(shù)導(dǎo)致的期3望，速度用于忠實圖案再現(xiàn)所需不依賴于實際的特征尺寸，但只是有關(guān)方面的比率.然而，作為線寬減小，隔離片的厚度必須被降低比例，使其更具挑戰(zhàn)性的以保持恒定的大面積的板分離對于下面的約100nm的超薄液膜，可能必須進行修改，以考慮額外的縮放關(guān)系或靜電力29.J.物理

30、卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp13VI.VI.模擬固定模擬固定以秒為單位v我們描述使用的油墨完全浸濕這些目標(biāo)襯底的優(yōu)點。不幸的是，這樣的油墨也會導(dǎo)致的轉(zhuǎn)印圖案印刷后在靶表面上傳播。可以防止這種不希望的擴頻和圖案通過誘導(dǎo)了油墨的粘度的快速增加，這通常是通過凝固。常用的方法包括滲透和吸水到多孔基材，氧化，微波輻射或紅外輻射的輔助溶劑蒸發(fā)，并干燥，和pH值控制淀30.或者

31、，在靶表面上的一個合適的層的油墨具有表面誘發(fā)反應(yīng)可以用于貼上印刷圖案，即使在部分潤濕基板。用于本研究是在波長L350nm的UV-可固化的油墨。在一般情況下，固化時間取決于膜的厚度，光引發(fā)劑的類型和濃度，以及光源的功率。我們使用一個低功率的UV燈（115 V，0.16，=365納米）的光強度大約為1毫瓦/厘米，在15厘米的距離。在墨表面的固化過程啟動和內(nèi)部進步19.該聚合過程中有效的標(biāo)簽的目標(biāo)表面的接觸線，從而抑制任何擴展的印刷圖案。不經(jīng)過硫化，墨模式約兩倍的最初印刷的特征尺寸在20分鐘內(nèi)傳播。對于相對較小的模式傳播率1/ w (w /t)，從而降低了可用的時間凝固之前，模式的扭曲成為重要的。J

32、.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 下載。 通過AIP許可證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp14VII.VII. 總結(jié)總結(jié)本文中,我們研究了靜態(tài)和動態(tài)下在平坦光滑平面下的膠版印刷,以及特征尺寸在幾十微米的范圍內(nèi)的剛性基板。在這些小的尺度上,重力和慣性力量不影響液體轉(zhuǎn)移動力學(xué)。只有毛細(xì)管,粘性,粘附力管理墨水的再分配和之后的印刷。我們的實驗和平衡模擬表明,關(guān)鍵參數(shù)影響油墨轉(zhuǎn)移和模式富達(dá)是統(tǒng)一的墨水剖面上的圖案印刷板,潤濕角

33、對目標(biāo)表面,油墨粘度。不均勻性在油墨厚度會導(dǎo)致不完整的轉(zhuǎn)移或干擾中國的影響。部分潤濕目標(biāo)表面可以誘發(fā)嚴(yán)重的模式扭曲由于接觸線的衰退在板分離。實驗表明,更高的油墨粘度,降低音量,或增加沉積墨板的速度將提高粘性效應(yīng)分離從而減少不必要的橫向墨再分配和遷移轉(zhuǎn)運過程中。一個縮放參數(shù)的相互影響的毛細(xì)管和粘性力量表明,模式可以留存在多保真度較小的尺度,因為墨水再分配的特征速度只取決于相關(guān)的長寬比膜厚度對特征尺寸,而不是絕對的特征尺寸。J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 下載。 通過AIP許可

34、證或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp15致謝致謝該項目是由美國國防高級研究計劃局（DARPA）和新澤西州科學(xué)與技術(shù)中心項目大面積電子的分子水平上的打印方案。額外的資金由美國國家科學(xué)基金會XYZ在一個芯片上的計劃（批準(zhǔn)號：CTS-0088774）和普林斯頓大學(xué)的MRSEC補助金（第DMR-9809483）表示感謝。我們也感謝奧地利科學(xué)基金促進研究會的博士后獎學(xué)金。J.物理卷.90，第 7 號，2001 年 10 月 1 日 Darhuber，Troian，和 瓦格納 2006年9月15日 下載。 通過AIP許可證

35、或版權(quán)再次分配,請參見/jap/copyright.jsp16參考文獻參考文獻1 T. R. 赫布納, C. C.吳, D.馬西 M. H. 盧, J. C. 斯特姆, 物理快報，卷 72, 519 （1998）.2 J. 布拉坦 和 Y.楊, Appl. Phys. 卷72, 2660（1998）.3 C. M. 洪 和 S.瓦格納, IEEE電子器件 卷.21 ,384（2000）.4 F. 卡尼爾, R. 哈扎羅尼, A. 亞辛 和 P. 斯尼瓦斯塔瓦,科學(xué)265,1684（1994）.5 Z.包, Y. 馮, A. Dodabalapur, V. R.

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