CN113022114A - 移印图章及其制备方法和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种移印图章及其制备方法和使用方法。用于柔性可延展电子器件的移印图章包括图章表面(2)，所述图章表面(2)用于将所述柔性可延展电子器件(5)移印到曲面(6)上，其中，所述图章表面(2)包括硬质区域(3)与软质区域(4)，所述硬质区域(3)的弹性模量大于所述软质区域(4)的弹性模量，在所述移印图章(1)移印所述柔性可延展电子器件(5)期间，所述软质区域(4)用于接触并移印所述柔性可延展电子器件(5)，所述硬质区域(3)用于限定所述柔性可延展电子器件(5)的相对位置。

Description

移印图章及其制备方法和使用方法
技术领域
本申请涉及柔性电子领域，尤其涉及一种用于柔性可延展电子器件的移印图章及其制备方法和使用方法。
背景技术
柔性电子技术使在各种形状的基底表面集成电子器件成为可能。在曲面集成电子器件的技术在物联网、医疗电子器件、机器人等领域都有着广阔的应用前景，如和机翼共形的柔性曲面天线，覆盖机器人表面的拥有压力感知能力的电子皮肤等，但受限于传统的电子器件制备技术，大多数电子器件和电路只能以平面形态被制备出来，将平面的柔性电子元件和电路与各种曲面进行贴合成为一个重要课题。
移印法原本是用于将油墨图案印刷到曲面上的一种技术，具体方法就是在平面上通过印刷等方式制备出油墨图案，然后通过将一组软橡胶块压在其上面,这样抬起橡胶块的时候,油墨图案就会转移到橡胶块上，最后将软橡胶块压到曲面上就可以把图案移印到曲面上，这一技术被应用于陶瓷器皿、键盘字母等图案的印制。
近年，移印技术的这种从平面转移到曲面的特性被发现可以用于将平面的电子器件转移至曲面上，即通过软质图章将平面上的电子器件粘起后压印到曲面上，但在选择移印图章的材质时会面临一个难题，即较软的移印图章可以更好地贴合目标曲面，但在移印过程中由于图章本身的变形，处于图章上的电子器件之间会发生较大的相对位移，进而导致无法在曲面上构成所希望的器件布局。使用质地较硬的图章可以一定程度上解决这一问题，但质地较硬的图章又无法很好地贴合曲率较大的曲面。
发明内容
基于现有技术的上述问题，本申请旨在提出一种用于柔性可延展电子器件的移印图章，其同时具备软、硬图章的优点，规避了二者的缺陷。
根据本申请的用于柔性可延展电子器件的移印图章，其技术方案包括：
一种用于柔性可延展电子器件的移印图章，包括图章表面，所述图章表面用于将所述柔性可延展电子器件移印到曲面上，其中：
所述图章表面包括硬质区域与软质区域，所述硬质区域的弹性模量大于所述软质区域的弹性模量，在所述移印图章移印所述柔性可延展电子器件期间，所述软质区域用于接触并移印所述柔性可延展电子器件，所述硬质区域用于限定所述柔性可延展电子器件的相对位置。
可选地，所述移印图章为半球形，所述图章表面为半球面，所述硬质区域围绕所述软质区域，当所述柔性可延展电子器件转移至所述移印图章上时，所述柔性可延展电子器件位于所述软质区域。
可选地，所述图章表面为曲面，所述硬质区域围绕所述软质区域，当所述柔性可延展电子器件转移至所述移印图章上时，所述柔性可延展电子器件位于所述软质区域。
可选地，所述图章表面为平面，所述硬质区域围绕所述软质区域，当所述柔性可延展电子器件转移至所述移印图章上时，所述柔性可延展电子器件位于所述软质区域。
可选地，所述移印图章包括图章本体，所述图章本体和所述图章表面的所述软质区域使用相同的材料一体或分体制成，所述图章本体和所述软质区域的材料为聚二甲基硅氧烷或者硅橡胶，所述硬质区域粘贴至所述图章本体。
可选地，所述移印图章包括图章本体，所述图章本体和所述图章表面由聚二甲基硅氧烷或者硅橡胶一体制成，所述硬质区域为在所述图章表面上局部涂强氧化剂或强酸进行局部硬化的区域。
可选地，所述软质区域为间隔开排布的多个。
可选地，每个所述软质区域接收一个或零个所述柔性可延展电子器件。
可选地，每个所述软质区域接收一个或多个所述柔性可延展电子器件。
本申请还提供一种柔性可延展电子器件的移印图章的制备方法，包括：
用聚二甲基硅氧烷、硅酮橡胶或者硅橡胶制作所述移印图章的主体部分，所述主体部分包括所述软质区域，用弹性模量大于所述主体部分所用材料的弹性模量的弹性材料制作所述移印图章的硬质区域，将所述硬质区域粘贴至所述移印图章的主体部分；或者
用聚二甲基硅氧烷或者硅橡胶制作所述移印图章的中间体，在所述中间体的表面上局部涂强氧化剂或强酸进行硬化从而形成所述硬质区域。
本申请还提供一种使用上述移印图章移印柔性可延展电子器件的方法，包括：
提供所述柔性可延展电子器件；
将所述移印图章的所述图章表面与所述柔性可延展电子器件压印贴合，所述图章表面利用范德瓦尔斯力拾起所述柔性可延展电子器件；
通过压印将所述柔性可延展电子器件移印到所述曲面上。
根据本申请的移印图章，在移印过程中，柔性可延展电子器件位于软质区域，其可以更好地贴合移印的目标曲面，而硬质区域的存在，又使得可以保证移印图章的图章表面不会产生大的位移，从而保证了柔性可延展电子器件移印至曲面后的位置精度。
附图说明
图1是根据本申请的一个实施方式的用于柔性可延展电子器件的移印图章的截面示意图以及与之相对应的仰视示意图；
图2是根据本申请的一个实施方式的用于柔性可延展电子器件的移印图章的使用方法的示意图。
附图标记说明
1 移印图章
2 图章表面
3 硬质区域
4 软质区域
5 柔性可延展电子器件
6 曲面
7 图章本体
8 平面基底
具体实施方式
图1是根据本申请的一个实施方式的用于柔性可延展电子器件的移印图章的截面示意图以及与之相对应的仰视示意图。下面参照图1和图2，说明根据本申请的移印图章的具体结构。
如图1和图2所示，用于柔性可延展电子器件的移印图章包括图章表面2，图章表面2可以将柔性可延展电子器件5移印到曲面6上。图章表面2包括硬质区域3与软质区域4，硬质区域3的弹性模量大于软质区域4的弹性模量。在移印图章1移印柔性可延展电子器件5期间，软质区域4用于接触并移印柔性可延展电子器件5，硬质区域3用于限定多个柔性可延展电子器件5的相对位置。
柔性可延展电子器件5通常首先布置在平面基底8上，移印图章1将布置在平面基底8上的柔性可延展电子器件5首先吸附至软质区域4，接着再将已经吸附至软质区域4的柔性可延展电子器件5移印至曲面6。
移印图章1为半球形，图章表面2为半球面，硬质区域3围绕软质区域4。使用球面的优点在于，当将位于平面上的柔性可延展电子器件5移印至曲面6时，球面与平面相比更容易与曲面贴合，尤其是曲率大的曲面，更适合完成将柔性可延展电子器件5从平面到曲面的移印。
硬质区域3围绕软质区域4，软质区域4的高弹性保证了当移印图章与曲面接触时，可以更好的贴合曲面。硬质区域3保证了移印图章的图章表面不会产生大的位移。
移印图章1可以是空心体，其内部充盈气体，可以保证移印图章1整体能够承受一定的变形。
硬质区域比软质区域弹性模量更高，硬质区域本身也是弹性体，在移印过程中，其弹性变形相对软质区域的变形小。
硬质区域的弹性模量可以为软质区域的弹性模量的20倍至100倍，特别是30倍至60倍。例如，软质区域的弹性模量可以为1-2MPa。硬质区域的弹性模量可以为43-86MPa。
移印图章1不限于半球形，图章表面2也不限于半球面。图章表面2可以为其它曲面或者平面，通常曲面与曲面的贴合效果会优于平面与曲面的贴合。移印图章1也可以为截头圆锥形，截头圆锥形的底面可以为曲面，也可以是半球面的一部分。截头圆锥形的移印图章(未示出)也可以是空心体，保证了移印图章1整体能够承受一定的变形。
移印图章1包括图章本体7，图章本体7和图章表面2的软质区域4可以使用相同的材料一体制成，也可以是分体制成，硬质区域3可以粘贴至图章本体7。当图章本体7和图章表面2的软质区域4分体制成时，软质区域4可以粘贴至图章本体7。图章本体7和软质区域4的材料可以为聚二甲基硅氧烷或者硅橡胶。
如图1中的正视图所示，由硬质区域3与软质区域4共同组成的图章表面2可以是平滑的表面。软质区域4间隔嵌入图章表面除了硬质区域3的区域中，从而形成具有平滑的表面的图章表面2。
除了上述粘贴的方式制作移印图章1，还可以使用化学处理的方法制作移印图章1。
移印图章1包括图章本体7，图章本体7和图章表面2由聚二甲基硅氧烷或者硅橡胶一体制成，硬质区域3为在图章表面2上局部涂强氧化剂或强酸进行局部硬化的区域。强氧化剂可以使用过氧化氢。强酸可以使用浓硫酸、浓硝酸或氢氟酸等。
如图1所示，移印图章1的软质区域4为多个，特别是呈矩阵状排列的多个，每个软质区域4被硬质区域3围绕。每个软质区域4可以接收一个或多个柔性可延展电子器件5。当然，根据需要，其中的部分软质区域4也可以不接收柔性可延展电子器件5。
本申请还提供了一种用于柔性可延展电子器件的移印图章的制备方法，包括：用聚二甲基硅氧烷或者硅橡胶制作移印图章1的主体部分，主体部分包括软质区域4。当使用聚二甲基硅氧烷制作移印图章1的主体部分时，用弹性模量大于聚二甲基硅氧烷的弹性材料制作移印图章1的硬质区域3，当使用硅橡胶制作移印图章1的主体部分时，用弹性模量大于硅橡胶的弹性材料制作移印图章1的硬质区域3。将硬质区域3粘贴至移印图章1的主体部分。
弹性材料可以使用硫化橡胶，或者固化剂比例更高的聚二甲基硅氧烷等。
此外，也可以使用聚二甲基硅氧烷或者硅橡胶制作移印图章1，在移印图章1表面上局部涂例如过氧化氢的强氧化剂或强酸进行硬化从而形成硬质区域3。强酸可以使用浓硫酸、浓硝酸或氢氟酸等。
图2是根据本申请的一个实施方式的用于柔性可延展电子器件的移印图章的使用方法的示意图。
如图2所示，使用上述移印图章移印柔性可延展电子器件的方法包括：
在平面上提供柔性可延展电子器件5，将移印图章1的图章表面2与柔性可延展电子器件5压印贴合，图章表面2利用范德瓦尔斯力拾起柔性可延展电子器件5，通过压印将柔性可延展电子器件5移印到曲面6上。
以上对本申请进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上的改变不应认为偏离了本申请保护的范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种用于柔性可延展电子器件的移印图章，包括图章表面(2)，所述图章表面(2)用于将所述柔性可延展电子器件(5)移印到曲面(6)上，其特征在于：
所述图章表面(2)包括硬质区域(3)与软质区域(4)，所述硬质区域(3)的弹性模量大于所述软质区域(4)的弹性模量，在所述移印图章(1)移印所述柔性可延展电子器件(5)期间，所述软质区域(4)用于接触并移印所述柔性可延展电子器件(5)，所述硬质区域(3)用于限定所述柔性可延展电子器件(5)的相对位置。
2.根据权利要求1所述的移印图章，其特征在于：所述移印图章(1)为半球形，所述图章表面(2)为半球面，所述硬质区域(3)围绕所述软质区域(4)，当所述柔性可延展电子器件(5)转移至所述移印图章(1)上时，所述柔性可延展电子器件(5)位于所述软质区域(4)。
3.根据权利要求1所述的移印图章，其特征在于：所述图章表面(2)为曲面，所述硬质区域(3)围绕所述软质区域(4)，当所述柔性可延展电子器件(5)转移至所述移印图章(1)上时，所述柔性可延展电子器件(5)位于所述软质区域(4)。
4.根据权利要求1所述的移印图章，其特征在于：所述图章表面(2)为平面，所述硬质区域(3)围绕所述软质区域(4)，当所述柔性可延展电子器件(5)转移至所述移印图章(1)上时，所述柔性可延展电子器件(5)位于所述软质区域(4)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的移印图章，其特征在于：所述移印图章(1)包括图章本体(7)，所述图章本体(7)和所述图章表面(2)的所述软质区域(4)使用相同的材料一体或分体制成，所述图章本体(7)和所述软质区域(4)的材料为聚二甲基硅氧烷或硅橡胶，所述硬质区域(3)粘贴至所述图章本体(7)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的移印图章，其特征在于：所述移印图章(1)包括图章本体(7)，所述图章本体(7)和所述图章表面(2)由聚二甲基硅氧烷或硅橡胶一体制成，所述硬质区域(3)为在所述图章表面(2)上局部涂强氧化剂或强酸进行局部硬化的区域。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的移印图章，其特征在于：所述软质区域(4)为间隔开排布的多个。
8.根据权利要求7所述的移印图章，其特征在于：每个所述软质区域(4)接收一个或零个所述柔性可延展电子器件(5)。
9.根据权利要求7所述的移印图章，其特征在于：每个所述软质区域(4)接收一个或多个所述柔性可延展电子器件(5)。
10.一种用于权利要求1至4以及7至9中任一项所述的用于柔性可延展电子器件的移印图章的制备方法，包括：
用聚二甲基硅氧烷、硅酮橡胶或者硅橡胶制作所述移印图章(1)的主体部分，所述主体部分包括所述软质区域(4)，用弹性模量大于所述主体部分所用材料的弹性模量的弹性材料制作所述移印图章(1)的硬质区域(3)，将所述硬质区域(3)粘贴至所述移印图章(1)的主体部分；或者
用聚二甲基硅氧烷或者硅橡胶制作所述移印图章(1)的中间体，在所述中间体的表面上局部涂强氧化剂或强酸进行硬化从而形成所述硬质区域(3)。
11.一种使用权利要求1至9中任一项所述的移印图章移印柔性可延展电子器件的方法，包括：
提供所述柔性可延展电子器件(5)；
将所述移印图章(1)的所述图章表面(2)与所述柔性可延展电子器件(5)压印贴合，所述图章表面(2)利用范德瓦尔斯力拾起所述柔性可延展电子器件(5)；
通过压印将所述柔性可延展电子器件(5)移印到所述曲面(6)上。
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