[发明专利]使用转印膜的三维衬底成像

说明书

技术领域

本发明涉及使用转印膜通过光化辐射可固化抗蚀剂组合物的喷墨印刷在三维衬底上形成图像。更特别地，本发明涉及使用转印膜通过光化辐射可固化抗蚀剂组合物的喷墨印刷在三维衬底上形成图像，其为有效的且其中所述图像具有改善的分辨率。

背景技术

一些衬底具有三维表面，在其上成像是具有挑战性的。例如，在凹版印刷工业中使用了一种独特的成像载体，其通常由钢或铝基滚筒制成。所述滚筒用铜电镀，并且接着化学刻蚀或电机械雕刻，这样印刷区域低于滚筒的表面。在成像区域中，有数千个待刻蚀或待雕刻到滚筒内的微尺寸单元。

在化学刻蚀工艺中，滚筒被光致抗蚀剂的光敏乳剂覆盖。感光艺术作品膜被放置成直接接触光致抗蚀剂层。光致抗蚀剂接着用穿过感光膜的紫外光曝光。滚筒接着用水或水基化学试剂显影，冲洗表面以去除未曝光的材料，留下刚性的轮廓鲜明的抗蚀剂。单元整齐地显影并且在抗蚀剂被清除处留下露出的铜金属。下一步骤是化学刻蚀工艺以刻蚀掉露出的铜。虽然该工艺被广泛地用于成像凹版滚筒，但它是繁琐、昂贵且浪费材料的。

另一工艺，电机械雕刻，目前是非常普遍的。切割单元的物理工艺在特制的金属车床上进行，其被设计为以均一的方式将非常小的钻石形孔的固定图案切割进入铜滚筒内。雕刻头控制单元的图案和单元的尺寸。雕刻机的床上的高质量轴承和特有的驱动机械控制滚筒的旋转和雕刻头底座的横向动作的统一运动。然而，使用这项工艺的对滚筒的处理时间可以持续数天，取决于滚筒尺寸和单元尺寸的结合。

激光雕刻是用于对滚筒成像的另一张方法，其中计算机控制的激光，其像电机械方法一样，切割具有不同深度和尺寸的单元。原型被扫描入计算机，确定了不同的图像密度，并且激光刻蚀滚筒。该方法的局限在于成像中铜的高的光反射性和工艺的复杂性。

过去，印刷技术也已经就在三维(3D)物体如滚筒上形成图像进行了设想并付诸实践。这些印刷方法中，喷墨印刷是优选的，由于其高速印刷周转和很少的浪费产生。在过去的使用喷墨印刷的用于在滚筒物体上形成图案的两种通用方法是直接印刷方法和转印方法。

在直接印刷方法中，在3D或滚筒物体上的喷墨印刷可以通过移动印刷头或物体实施；然而，固定的印刷头设计限制了便利地在印刷头下移动的物体的尺寸和形状。在印刷头移动的情况下，印刷头需要在物体上方移动，或物体在印刷头下方，这样的随着物体形状的路径勾画出轮廓。这里的挑战是找出准确的机器运动系统，其可以充分准确和可重复地移动印刷头，使得图像或多点即印刷条被对齐。多数机器系统限定了它们可以在三维中移动到某个确定的点的准确度，而不是追随需要印刷的路径的准确度和均匀度。

在转印方法中图像被印刷在中间介质例如纸上，且接着用热、压力和/或通过使用剥离层被转印到最终的衬底上。图像转印纸放在滚筒物体上，图像面朝下。接着，纸的背面被烙铁加热或按压以将图像从纸上释放到滚筒(cylinder)上。在将图像完全转移到滚筒上之后，纸被移走。一些情况下，称为剥离层的额外的涂层被涂覆，这样它们可以容易地剥离，在最终衬底上留下图像。这种方法的弱点是在墨上的热和压力的使用影响图像的分辨率。

虽然已经有了很多在三维物体上形成图像的工艺，仍然需要一种方法，其可以基本上减少或消除三维物体上形成图案的上述问题。

发明内容

一种方法包括：选择性地将包括一种或多种蜡，一种或多种不含酸基的丙烯酸酯官能单体和一种或多种自由基引发剂的抗蚀剂组合物喷墨到邻近光化辐射透明柔性膜的第一表面；将带有抗蚀剂组合物的光化辐射透明柔性膜施加到三维衬底的表面，带有抗蚀剂组合物的光化辐射透明柔性膜的第一表面邻近三维衬底的表面，并且光化辐射透明柔性膜跟随三维衬底的表面的轮廓(contours)；向与带有抗蚀剂组合物的第一表面对立的光化辐射透明柔性膜的第二表面上施加光化辐射，以固化抗蚀剂组合物；和将光化辐射透明柔性膜从固化的抗蚀剂组合物上分离，固化的组合物粘附到三维衬底的表面上。