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喷墨打印微制造:表面润湿和墨水修饰

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:Sirringhaus等人[24]通过修饰基板的表面能能够达到这一效果,如图21.5所示过程。作者通过在图案表面使用流动的水基聚合物液滴喷墨打印到基板并引导到指定的图案上获得了5μm的线宽度。此外,基板上预处理图案的存在增加了整体工艺的时间,并把这一缺陷引入R2R生产中。一种可替换的并能够减少工艺步骤的基板修饰表面能的方法是限制当墨水与基板接触时墨水的流动性,这一过程可以通过诸如氧化铝填充蜡悬浮液的相变墨水达到[25]。

喷墨打印微制造:表面润湿和墨水修饰

对于喷墨打印最大的限制因素就是它的分辨率,因此,本节将讨论各种改善打印分辨率的方法。

第一种方法是控制基板上墨水的润湿能力,这种技术通常被称为图像预处理[23]。Sirringhaus等人[24]通过修饰基板的表面能能够达到这一效果,如图21.5所示过程。作者通过在图案表面使用流动的水基聚合物液滴喷墨打印到基板并引导到指定的图案上获得了5μm的线宽度。这种方法获得了高分辨的TFT,显示出高的流动速率以及通-断电流切换比。

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图21.5 a)喷墨打印预处理图案示意图;b)喷墨打印中被L=5μm的线形聚酰亚胺分开的PDOF:PSS源于漏电极的精确位置的原子力显微图像;c)F8T2半导体层顶栅喷墨 打印的TFT正栅极的结构示意图;d)喷墨打印TFT(L=5μm)的光学显微镜照片(www.xing528.com)

(引用自参考文献[24],©2011,美国科学促进会)

喷墨打印预处理图案的表面能的使用有一个缺陷,那些图案在随后是不可见的,它减弱了喷墨打印在产生图案时不需要掩膜的优势,而这些在光刻技术去制作图案的表面能时是必需的。此外,基板上预处理图案的存在增加了整体工艺的时间,并把这一缺陷引入R2R生产中。

一种可替换的并能够减少工艺步骤的基板修饰表面能的方法是限制当墨水与基板接触时墨水的流动性,这一过程可以通过诸如氧化铝填充蜡悬浮液的相变墨水达到[25]。墨水的黏度可以通过墨水中胶体颗粒的稳定性控制,而不是通过改变载体的相态。胶体颗粒的稳定性可以通过聚合物吸附在足够厚的表面层上,去实现空间的排斥而控制。例如,在加热时会发生快速絮凝,在分散胶体中称为临界絮凝温度(CFT)。这种特殊的效果,已经作为更高分辨率下控制基板上喷墨打印材料的打印几何形状有用的途径而被研究[26]

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