[发明专利]高分辨率激光诱导正向转移

说明书

在用于激光诱导正向转移(LIFT)的方法和系统中，根据非高斯强度分布(Ixy)来传递能量(E1、E2)，该强度分布(Ixy)在供体材料(11m)的界面(11xy)上进行空间上的调整，以使供体材料(11m)从供体衬底喷射作为延伸射流(Je)，该延伸射流(Je)在转移周期(Tt)期间暂时地桥接供体衬底(11)与接收衬底(12)之间的转移距离(Zt)。强度分布(Ixy)的中心处的局部增强的强度尖峰(Is)使供体材料的相对厚的射流(J1)在供体衬底(11)和接收衬底(12)之间的分支位置(J12)处分支成相对薄的射流(J2)。厚的射流(J1)允许相对大的转移距离(Zt)，而薄的射流(J2)沉积相对小的供体材料(11m)的液滴(Jd)。

技术领域

本公开涉及激光诱导正向转移(LIFT)。

背景技术

激光诱导正向转移是新兴的印刷技术，其可以在不使用喷嘴的情况下沉积各种结构和功能材料。在该工艺中，脉冲激光将少量油墨从由激光透明衬底支承的液体供体薄膜喷射至平行的接收衬底上，该接收衬底保持从十分之几微米到几毫米的距离，并且在极端情况下，激光喷射射流甚至可以桥接相距几厘米的供体和接收部。在适当的条件下，转移由高速微射流介导，在与供体膜分离之前实现高纵横比。

原则上，可以设想，桥接供体和接收衬底的长激光喷射射流能够实现广泛的应用，从薄和相对厚组件的正面集成到保形印刷。然而，更长更细的射流很难稳定，需要非常严格的工艺条件。更具体地，高分辨率LIFT印刷通常涉及使用高粘性油墨/糊剂的薄供体层(15μm)，将其涂覆为均匀层非常具有挑战性。此外，在传统的LIFT印刷中，为了获得非常高的分辨率，供体和接收部需要非常靠近彼此(保持仅有十分之几微米的间隙)，因此使得该工艺在工业上不太相关。

因此，还需要在更大的转移距离上改善LIFT的高分辨率。

发明内容

本公开的各方面涉及用于激光诱导正向转移的方法和系统。通常，供体衬底提供有待转移的供体材料。接收衬底布置在距离供体衬底转移距离处，用于接收供体材料。例如，相应的衬底布置器可以布置为将衬底保持在期望的转移距离处。供体材料的转移可以通过用激光脉冲激励供体衬底来发起，该激光脉冲将其能量传递至供体材料中来发起转移。

通过根据特定的强度分布来传递能量，射流可以从供体衬底喷射出，作为在转移期间桥接供体衬底和接收衬底之间的相对大的转移距离的延伸射流。具体地，通过在供体材料上的相对大的第一光斑尺寸上提供具有第一强度范围的强度分布，可以有助于延伸射流从供体衬底启动作为相应的相对厚的射流。此外，通过提供在其中心处具有局部增强的强度尖峰的强度分布，可以通过中心处的局部增强的强度促进厚的射流在供体衬底和接收衬底之间的分支位置处分支成相对薄的射流。优选地，仅薄的射流到达接收衬底用于在断裂之前沉积供体材料的液滴。通过将相对厚的射流与相对薄的射流结合，可以改善转移距离和分辨率两者。例如，使用两个或更多不同尺寸的重合的激光脉冲可以获得期望的强度分布，优选地，所述两个或多个激光脉冲来自相同的光源。也可以使用各种其它参数(诸如相对强度、延迟、角度等)来确定射流形成和液滴沉积的各个方面。

附图说明

本公开的装置、系统和方法的这些和其它特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图中得到更好的理解，在附图中：

图1示出了具有使供体材料的相对厚的射流分支成相对薄的射流的成形强度分布的LIFT；

图2A分别示出了射流形成、转移期间和射流断裂的连续阶段的记录图像；

图2B示出了与作为时间的函数的供体材料的动能相关的LIFT工艺的典型阶段；

图3A至图3C示出了由具有大光斑尺寸的单个脉冲、具有小光斑尺寸的单个脉冲以及具有大光斑尺寸和小光斑尺寸的两个脉冲的组合产生的射流形成的比较；

图4A和图4B示出了用于激光诱导正向转移的系统；