專利名稱：一種有機薄膜的噴墨打印方法
技術領域：
本發(fā)明涉及噴墨打印技術領域，特別是涉及一種有機薄膜的噴墨打印方法。
背景技術：
噴墨打印技術由于具有高效、低成本、非接觸形式及柔性的加工過程等特點，因此，采用噴墨打印形成的圖案被廣泛應用于有機電子器件的加工中，通過打印功能性高分子溶液，噴墨打印實現(xiàn)了功能高分子薄膜的沉積和圖案化，并實現(xiàn)了有機發(fā)光二極管、有機薄膜晶體管(Organic Thin Film Transistor,簡稱0TFT)及其集成器件的加工。噴墨打印一般采用墨滴交疊覆蓋的方式形成連續(xù)薄膜。與打印單點或單線條圖案相比，通過多線條交疊覆蓋形成大面積連續(xù)薄膜的工藝容易導致薄膜厚度不均，不連續(xù)或者圖案形變等問題。針對這一問題，現(xiàn)有技術采用襯底溫度的變化來控制墨水的干燥過程，實現(xiàn)打印連續(xù)的有機薄膜。在過低的襯底溫度下打印小分子有機半導體墨水，打印的圖案在干燥過程中會導致圖案變形，而過高的襯底溫度則易導致薄膜不連續(xù)，因此采用合適的襯底溫度在一定程度上可以減少圖案形變，同時獲得連續(xù)均勻的薄膜。但是利用這種控制襯底溫度方法打印大面積薄膜時，打印速度往往比較慢，尤其是在襯底溫度較低的情況下，而升高襯底溫度又會帶來薄膜結晶度低的問題。因此在噴墨打印工藝中，調(diào)節(jié)襯底溫度的范圍比較有限。采用混合溶劑的墨水，由于兩種溶劑組分在表面張力上的差異，會引起液滴內(nèi)部的馬蘭戈尼對流(Marangoni convection)。在最簡單的單墨滴打印的情況下，隨著溶劑揮發(fā)，襯底上的圓形墨滴與襯底的接觸線的移動通常是各向同性的后退，當溶質濃度達到一定閾值后，接觸線停止移動，溶質開始從邊緣向中間通過自組裝形成薄膜，這種情況下薄膜的形狀和形貌比較容易控制。但是在打印線條或者二維薄膜的情況下，墨滴彼此交疊。在打印初始階段，襯底上的溶劑通過打印補充的速度大于溶劑揮發(fā)的速度，而在打印后期，溶劑揮發(fā)速度和溶質結晶生長的速度均因為液體表面積的增加而增加。在這種情況下，控制薄膜的幾何形狀和微 觀形貌需要對自組裝環(huán)境進行動態(tài)調(diào)節(jié)。例如在單程打印一個線條形狀的工藝中，線條起始端附近的薄膜比末端要厚，結晶度一般也比較高，主要是因為，在墨水干燥過程中溶質的快速結晶引起濃度梯度，并且驅動溶質分子定向遷移。在打印線條的不同部位，由于墨水濃度不同而引致組裝速度的變化甚至是生長模式的改變，因此，導致薄膜的厚度和形貌不均。如圖1所示，現(xiàn)有技術的噴墨打印方式，根據(jù)圖形打印的需要，如打印區(qū)域14為源電極13和漏電極15之間的有機半導體層，噴頭11下端的噴嘴12可以按照一定的頻率連續(xù)噴射墨水液滴，前一滴液滴的落點和后一滴液滴的落點之間的間距為點間距，在此說明，沿Y方向打印的線條為列，沿X方向打印的線條為行，沿Y方向打印一次為一個行程，打印時噴頭11首先沿Y方向打印一列，再沿X方向移動一個列間距，再沿Y方向打印下一列，如此反復，形成一定面積的打印薄膜，現(xiàn)有技術多采用襯底的移動來實現(xiàn)Y方向和X方向的移動，襯底的移動速度和移動距離根據(jù)墨點的點間距確定。通常打印的點間距在X方向和Y方向都是相同的。當點間距足夠小的情況下可以形成連續(xù)薄膜。在打印一定寬度的有機薄膜時，需要多個行程才可以打印出足夠寬度的薄膜，在較長行程的打印過程中，由于墨水的干燥速度相對較快，常常出現(xiàn)的問題是相鄰的線條之間會出現(xiàn)不連續(xù)交疊或不均勻。由上述分析可知，通過現(xiàn)有的噴墨打印技術，會存在薄膜的厚度不均勻、薄膜不連續(xù)或圖案形變的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種噴墨打印方法，用以提高薄膜厚度的均勻性，進而提高噴墨圖案的質量。本發(fā)明有機薄膜的噴墨打印方法，包括:調(diào)節(jié)打印襯底的表面能；在打印襯底上打印有機薄膜，使得在打印襯底上的液滴均勻鋪展。優(yōu)選的，所述使得在打印襯底上的液滴均勻鋪展具體為，使得在打印襯底上的鋪展的液滴直徑為打印機噴嘴噴出的球形液滴直徑的2 4倍。優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)打印襯底的表面能具體為在打印襯底表面沿打印列方向或者垂直于打印列方向形成表面能梯度。較佳的，所述形成表面能梯度包括:對打印襯底表面進行氟化處理；通過立體掩膜版，對打印襯底表面進行紫外臭氧清洗，所述立體掩膜版包括具有多個開口的掩膜版基底及 設置于掩膜版基底每個開口處的翹片，所述翹片所在平面與掩膜版基底所在平面的夾角為10° 100°，所述開口對應打印襯底上需打印有機薄膜的區(qū)域，當透過所述立體掩膜版對打印襯底進行紫外臭氧清洗時，打印襯底上需打印有機薄膜的區(qū)域形成表面能梯度。優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)打印襯底表面能具體為對打印襯底進行疏水處理和/或親水處理。所述疏水處理可以采用氟化處理，使襯底表面形成疏水表面；所述親水處理可以采用紫外臭氧清洗，使襯底表面形成親水表面，根據(jù)噴墨的墨水和襯底的表面性能，對襯底進行疏水處理和/或親水處理,使得襯底表面和墨水相配合,使墨水在襯底表面進行合適的鋪展。較佳的，所述對打印襯底進行疏水處理和/或親水處理具體為:對打印襯底進行氟化處理，使得打印襯底表面呈現(xiàn)疏水性；和/或對打印襯底進行紫外臭氧清洗，使得打印襯底表面呈現(xiàn)親水性。優(yōu)選的，對上述噴墨打印方法，所述有機薄膜采用變列間距打印形成。較佳的，所述變列間距打印的列間距按照打印列的先后順序遞減。例如，假設列間距為N倍的液滴直徑，N為正整數(shù)，則變列間距打印的列間距可以按照液滴直徑的N倍、N-1倍、N-2倍直至I倍的規(guī)律遞減，即，打印的第一列與第二列的列間距為N倍的液滴直徑，打印的第二列和第三列的列間距為N-1倍的液滴直徑等，打印的線條在打印起始較疏松，在打印后期較密集。對上述的噴墨打印方法，所述有機薄膜采用單程多列打印形成。以采用10皮升打印噴頭為例，即噴頭噴出單個液滴的體積V為10皮升，直徑約20微米，所述單程多列打印的打印列間距為5 50微米(μ m)，例如列間距可以為5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、45微米、50微米，打印列間距可以與打印的點間距相等，也可以與打印點間距不等，優(yōu)選的，列間距與點間距相等。在其他尺寸的打印噴頭打印情況下，點間距正比于噴嘴噴出的球形液滴體積的立方根，或者正比于噴嘴噴出的球形液滴的直徑。優(yōu)選的，打印線條的點間距在X方向和Y方向相等，且與球形液滴的直徑相當。優(yōu)選的，所述單程多列打印為單程三列打印。較佳的，所述有機薄膜還采用變行程間距打印。本發(fā)明噴墨打印方法可以應用于平板顯示中的有機薄膜的制作，也可以應用于太陽能電池板中的有機薄膜的制作，也可以應用于其它光電子產(chǎn)品中有機薄膜的制作。在本發(fā)明噴墨打印方法中，采用調(diào)節(jié)打印襯底表面能的形式來控制噴墨的液滴在打印襯底表面的鋪展，使得液滴在打印襯底的表面鋪展均勻，因此，使得有機薄膜厚度均勻并且能提高有機薄膜形成的圖案的質量。


圖1為現(xiàn)有技術的噴墨打 印方法不意圖；圖2為本發(fā)明噴墨打印方法第一實施例示意圖；圖3為本發(fā)明噴墨打印方法第一實施例打印的有機薄膜的照片；圖4為現(xiàn)有噴墨打印方法第一對比例打印的有機薄膜的照片；圖5為現(xiàn)有噴墨打印方法第二對比例打印的有機薄膜的照片；圖6為本發(fā)明噴墨打印方法第二實施例打印的有機薄膜的照片；圖7為本發(fā)明噴墨打印方法第三實施例打印方式的示意圖；圖8為本發(fā)明噴墨打印方法第三實施例打印的有機薄膜的照片；圖9為本發(fā)明噴墨打印方法第四實施例示意圖；圖10為本發(fā)明噴墨打印方法第五實施例示意圖。附圖標記:11-噴頭12-噴嘴13-源電極14-打印區(qū)域15-漏電極16-立體掩膜版17-通孔18-翹片19-打印襯底
具體實施例方式為了提高打印效率，提高打印有機薄膜的質量，本發(fā)明提供了一種有機薄膜的噴墨打印方法。在該技術方案中，采用調(diào)節(jié)打印襯底表面能的形式來控制噴墨的液滴在打印襯底表面的鋪展，使得液滴在打印襯底的表面鋪展均勻，因此，使得有機薄膜厚度均勻并且能提高有機薄膜形成的圖案的質量。為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，以下舉實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。本發(fā)明實施例有機薄膜的噴墨打印方法，包括:調(diào)節(jié)打印襯底的表面能；在打印襯底上打印有機薄膜，使得在打印襯底上的液滴均勻鋪展。在本發(fā)明實施例中，若圖案本身具有梯度變化，比如非平行溝道或者梯度變化的表面能都可以對其上方的噴墨液滴產(chǎn)生作用，恰當利用這種作用可以有效克服溶質分子定向遷移帶來的薄膜圖形和形貌變化，優(yōu)選的，所述使得在打印襯底上的液滴均勻鋪展具體為，當調(diào)節(jié)的打印襯底表面能使在打印襯底上的鋪展的液滴直徑為打印機噴嘴噴出的球形液滴直徑的2 4倍時，薄膜的均勻度和形貌的效果最好，以10皮升的打印噴頭為例，即噴頭的噴嘴噴出的單個球形液滴的直徑約為20 μ m，對打印襯底的表面能進行調(diào)節(jié)后，使得在打印襯底上鋪展的液滴的直徑為40 80 μ m，這樣的液滴鋪展有利于在打印襯底表面成膜，因此，可以采用調(diào)節(jié)打印襯底的表面能來克服溶質分子定向遷移帶來的薄膜圖形和形貌變化，使得薄膜厚度均勻，進而提高噴墨圖案的質量。優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)打印襯底的表面能具體為在打印襯底表面沿打印列方向或者垂直于打印列方向形成表面能梯度。較佳的，所述形成表面能梯度包括:對打印襯底表面進行氟化處理；通過立體掩膜版，對打印襯底表面進行紫外臭氧清洗，所述立體掩膜版包括具有多個開口的掩膜版基底及設置于掩膜版基底每個開口處的翹片，所述翹片所在平面與掩膜版基底所在平面的夾角為10° 100°，所述開口對應打印襯底上需打印有機薄膜的區(qū)域，當透過所述立體掩膜版對打印襯底進行紫外臭氧清洗時，打印襯底上需打印有機薄膜的區(qū)域形成表面能梯度。在本發(fā)明實施例中，形成表面能梯度的方式有多種，優(yōu)選采用具有開口和翹片的立體掩膜版對打印襯底進行處理，由于翹片對開口區(qū)域的部分遮擋作用，使得需打印有機薄膜的區(qū)域上形成具有一定梯度的表面能。優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)打印襯底表面能具體為對打印襯底進行疏水處理和/或親水處理。所述疏水處理可以采用氟化處理，使襯底表面形成疏水表面；所述親水處理可以采用紫外臭氧清洗，使襯底表面形成親水表面，根據(jù)噴墨的墨水和襯底的表面性能，對襯底進行疏水處理和/或親水處理,使得襯底表面和墨水相配合,使墨水在襯底表面進行合適的鋪展。在本發(fā)明實施例中，由于一些打印襯底的表面能不適合直接進行噴墨打印，因此，采用氟化處理形成疏水性的襯底表面，再采用紫外臭氧清洗形成具有一定親水性的適于打印有機薄膜的襯底表面。優(yōu)選的，所述有機薄膜采用變列間距打印形成。較佳的，所述變列間距打印的列間距按照打印列的先后順序遞減。現(xiàn)有的噴墨打印工藝中，構成薄膜的多線條的列間距相等，通常也就是控制打印單線條的點間距，常常出現(xiàn)兩種不利的情況。一種情況是墨水干燥成膜過程從四周向中間發(fā)展，最終在薄膜的中央?yún)^(qū)域形成的薄膜質量較差；另一種情況是若打印方向自左向右，則薄膜自左向右干燥成膜，但同時溶質會自右向左的遷移，造成薄膜厚度左高右低，往往還伴隨著薄膜形貌的突變。這兩種情況都會導致薄膜均勻性和材料性能下降，或者導致可利用的有效薄膜面積大幅減少。盡管可以通過增加打印面積和采用適當?shù)膱D案偏移印制圖案化薄膜器件，但是明顯限制了印制圖案薄膜的效率。在本發(fā)明實施例中，可以采用變列間距的打印技術，例如，在自左向右打印大面積薄膜圖案的過程中，設定自左向右打印的列間距逐漸減小，這樣就能有效防止薄膜出現(xiàn)左高右低的現(xiàn)象，可以使薄膜厚度更均勻，使薄膜的形貌更均勻。采用單程多列并且變列間距的打印技術，不僅可以高效率地打印大規(guī)模連續(xù)薄膜，而且可以有效解決薄膜厚度不均勻的問題。對上述的噴 墨打印方法，所述有機薄膜采用單程多列打印形成。
在本發(fā)明實施例中，采用多列打印一個行程的方式，避免了現(xiàn)有的單列打印容易出現(xiàn)薄膜厚度不均勻的問題，并且提高了打印效率。對于單程多列打印的方式，可以采用的打印機為具有多個并排噴頭的打印機，多個并排噴頭的噴嘴同時噴出墨滴實現(xiàn)多列打印。優(yōu)選的，所述有機薄膜還采用變行程間距打印。在本發(fā)明實施例中，一個行程與下一個行程的行程間距可以相同，也可以不同，當行程間距按照打印行程的先后順序遞減時，也跟變列間距類似，可以有效解決薄膜厚度不均勻的問題。以采用10皮升打印噴頭為例，即噴頭噴出單個液滴的體積V為10皮升，優(yōu)選的，所述單程多列打印的打印列間距為5 50微米(μ m)，例如列間距可以為5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、45微米、50微米。在其他打印噴頭尺寸的情況下，列間距正比于單個液滴體積的立方根。優(yōu)選的，所述單程多列打印為單程三列打印。單程多列打印可以一個行程打印三列，也可以一個行程打印兩列，也可以一個行程打印四列，也可以一個行程打印五列，一般根據(jù)打印的行程來確定，打印的行程越長需要的單程打印的列數(shù)就越多。本發(fā)明噴墨打印方法可以應用于平板顯示中的有機薄膜的制作，也可以應用于太陽能電池板中的有機薄膜的制作，也可以應用于其它光電子產(chǎn)品中有機薄膜的制作。以下列舉具體的實施例對本發(fā)明噴墨打印方法進行說明，以下實施例都以采用10皮升打印噴頭為例，即噴嘴噴出的球形液滴的直徑約為20 μ m。實施例1本實施例采用單程多列打印方式打印有機薄膜，并在打印有機薄膜之前調(diào)節(jié)打印襯底的表面能，采用多噴頭實現(xiàn)多列打印，以下以多噴頭噴墨打印底接觸的有機薄膜晶體管為例進行說明。本實施例采用多噴頭打印，如圖2所示，噴頭11沿著X方向排列的空間周期為打印列間距，每個噴頭11的噴嘴12的噴射按照相同的頻率和確定的相位差分別由彼此獨立的脈沖電壓波形控制。打印襯底為制備有金(Au)電極的硅片(硅片表面預先生長厚度為300nm的熱氧化硅)，要求在源電極13和漏電極15之間打印聚3-己基噻吩(簡稱為P3HT，一種有機聚合物半導體)墨水溶液，溶劑為鄰二氯苯，聚3-己基噻吩的濃度為0.25 0.75wt.%。由于熱氧化硅襯底的親水性很強，不利于噴墨打印，因此首先調(diào)節(jié)打印襯底的表面能:步驟一、氟化處理硅片，優(yōu)選采用干法氟化處理(FDTS)，使得硅片表面呈現(xiàn)疏水性；步驟二、將氟化處理后的硅片放進紫外臭氧清洗機，設置溫度35°C，時間8min，按啟動鍵自動完成紫外臭氧清洗，使得硅片表面呈現(xiàn)一定的親水性；步驟三、如圖2所示，噴墨打印P3HT薄膜于底接觸OTFT器件的源電極13和漏電極15之間的打印區(qū)域14，形成有機半導體層。以噴頭11的噴嘴12噴出的球形液滴的直徑為20 μ m為例，經(jīng)對打印襯底處理后，單個液滴在打印襯底表面鋪展后直徑在40 80 μ m之間，并且液滴 大小均勻。在本發(fā)明實施例中采用三個噴頭11同時打印三列，設定的列間距為單個液滴直徑，即為20 μ m,單程打印的寬度剛好覆蓋45微米的平行溝道。
圖3為采用單程三列打印的墨水干燥后形成的底接觸的OTFT器件的光學照片。由該照片可以看出，打印區(qū)域的直線型較好，圖案均勻，并未發(fā)生形變。圖4為采用現(xiàn)有技術單程單列打印的TIPS并五苯(全稱為6，13-雙(三異丙基硅烷基乙炔基)并五苯)墨水干燥后的光學照片。由該照片可以看到，打印的相鄰兩列存在部分交疊，不能很好地形成薄膜。可見，在采用單列打印的情況下，需要多個行程才可以打印出足夠寬度的薄膜覆蓋溝道區(qū)域，常常出現(xiàn)的問題是相鄰的線條之間會出現(xiàn)不連續(xù)交疊，而采用多列打印可以避免線條之間的不連續(xù)交疊，提高薄膜均勻性。實施例2本實施例采用變列間距的方式打印矩形薄膜，并在打印有機薄膜之前調(diào)節(jié)打印襯底的表面能。當墨水中的溶質分子在襯底上的結晶速度明顯高于溶劑揮發(fā)速度的情況下，溶質分子的結晶引起溶質分子沿著X方向的反方向遷移，對薄膜形狀和形貌產(chǎn)生不良影響。為了克服這種溶質遷移效應，除了提高溫度之外，還可以采用變列間距的打印方法，其特點是沿著Y方向的點間距不變，但是沿著X方向的列間距是漸變的。按照實施例1中步驟一和步驟二調(diào)節(jié)氧化硅襯底的表面能，以噴頭11的噴嘴12噴出的球形液滴的直徑為20 μ m為例，經(jīng)對打印襯底處理后，單個液滴在打印襯底表面鋪展后直徑在40 80 μ m之間，并且液滴大小均勻。圖5是采用常規(guī)打印方法，即X方向和Y方向點間距相同，分別采用15 μ m，10 μ m和5 μ m的點間距打印的三個條形TIPS并五苯薄膜。由照片可以看出三個條形薄膜都不是規(guī)矩的矩形，而都具有不同程度的圖形變異。如圖6所示為采用變列間距的打印方法打印的兩塊薄膜，具體采用了 15 μ m的Y方向點間距，點間距與噴嘴噴出的球形液滴的直徑相當，X方向的列間距按照打印列的先后順序從60 μ m,45 μ m，30 μ m到15 μ m依次減小。圖6所示的薄膜形狀為規(guī)則的矩形，可見與設定的打印圖案是一致的。實施例3本實施例采用單程多列并變行程間距的打印方式打印矩形薄膜。其中單程多列打印采用多噴頭打印，這里的行程間距指單程多列打印一個行程與下一個行程的間距。大規(guī)模重復的陣列圖案，如平板顯示的驅動電路OTFT陣列的打印效率與Y方向打印行程和同時采用的噴頭數(shù)量成正比。采用圖7所示的打印圖案，其特點是沿著Y方向的點間距不變，X方向的行程間距也是固定的，但是沿著X方向的列間距是周期性變化的，以圖7所示為例，單元圖案由三段線條組成，每個線條由三列Y方向的列點陣部分交疊構成，每段線條采用三個噴頭同時打印，每個噴頭可以打印一個列點陣線條，一個單元圖案采用三個噴頭同時打印需打印三個行程。通過增加單元圖案在Y方向的重復周期數(shù)，可以提高打印效率。但是重復周期數(shù)受到墨水干燥速度和同時使用的噴頭數(shù)量的制約。適當增加同時使用的噴頭數(shù)量，可以相應增加單元圖案沿著Y方向的重復周期數(shù)，從而大幅提高打印大規(guī)模陣列的效率。圖8所示的是打印在PVP (聚(4-乙烯基苯酚))絕緣襯底上的有機薄膜陣列的矩形TIPS并五苯薄膜單元圖案，薄膜由四條三噴頭打印的粗線條交疊形成，連續(xù)而且致密。但是仍然可以看到溶質有向左移動的傾向，即圖案左邊突出。粗線條之間的間距也可以是漸變的，以圖7所示三根線條為例，適當增加從左向右的第一條粗線與第二條粗線的距離，即增加第一行程和第二行程的行程間距，有利于抑制溶質向左遷移形成左邊突出。實施例4本實施例采用單程多列打印，并且打印襯底為具有幾何梯度的非平行溝道0TFT。如圖9所示，采用梯形手指狀的源電極13和梯形手指狀的漏電極14結構，其特點是手指的寬度漸變，手指之間的打印區(qū)域14即溝道寬度也是沿著X方向漸變的。具有這種非平行溝道的OTFT器件結構的打印過程可以利用圖案的幾何梯度控制墨水的流動方向，抑制溶質的定向遷移。因此，采用單程多列打印方式，具體為采用多噴頭打印，并采用如圖7所示的周期性變間距的打印圖案進行打印。實施例5在打印有機薄膜晶體管的有機半導體層的過程中，有機半導體層的薄膜在平行于襯底表面的平面內(nèi)生長的方向對有機薄膜晶體管器件的性能有決定性作用，這種情況下需要對襯底表面進行處理形成表面能梯度。本實施例采用單程多列打印，即采用多噴頭實現(xiàn)多列打印，并且首先調(diào)節(jié)打印襯底的表面能，使得表面能的色散分量和極性分量的變化范圍為O 50毫牛/米，以噴頭11的噴嘴12噴出的球形液滴的直徑為20 μ m為例，經(jīng)對打印襯底處理后，單個液滴在打印襯底表面鋪展后直徑在40 80 μ m之間，并且液滴大小均勻。表面能的大小是色散分量和極性分量的代數(shù)和。表面能的梯度可以是表面能大小或者兩個分量中的一個或全部沿X方向或沿Y方向有梯度變化趨勢。在打印襯底表面形成表面能梯度具體包括:如圖10所示，打印襯底19可以選為氧化硅片，在該氧化硅片上制備具有頂接觸的薄膜晶體管陣列，首先需制備位于源電極和漏電極之間的有機半導體層，在制備有機半導體之前，對打印襯底19表面進行氟化處理，具體為在打印襯底19表面自組裝全氟十二烷基三氯硅烷單分子層，得到疏水的打印襯底表面；然后通過立體掩膜版16，對打印襯底19表面進行選擇性的紫外臭氧清洗，立體掩膜版16的矩形通孔17投影于打印襯底19形成矩形投影區(qū)域，在該矩形投影區(qū)域需打印薄膜晶體管的有機半導體層，立體掩膜版16上翹起的金屬片，即翹片18,與掩膜版基底的夾角α可以設計為10° 100°范圍內(nèi)的一個角度,例如夾角 α 為 10°、20°、30°、40°、50°、80°、85°、90° 或 100°。在通過矩形通孔 17對打印襯底上與通孔17對應的矩形投影區(qū)域進行紫外臭氧表面清洗時，由于翹片18的部分遮擋效果，打印襯底19表面的矩形投影區(qū)域在紫外臭氧清洗后具有梯度變化的表面能，如圖10所示，每個矩形投影區(qū)域的從左到右親水性逐漸增加，即表面能逐漸升高，這樣就在襯底表面的每個矩形投影區(qū)域形成了表面能梯度。在打印襯底上形成表面能梯度后，采用多噴頭在每個矩形投影區(qū)域單程多列打印用于形成有機半導體層的墨水，可以利用這種表面能梯度對噴墨打印的有機半導體薄膜進行控制，提高打印薄膜的工藝穩(wěn)定性并縮小薄膜性能的分布范圍，降低工藝成本。在本發(fā)明實施例中，從源電極到漏電極的打印襯底表面的表面能逐漸減小或逐漸增加，形成表面能梯度，這樣的表面能梯度會使得墨水中的分子取向形成單一取向，進而提高了源電極和漏電極之間的導電性能。當然，在打印襯底表面形成的表面能梯度可以根據(jù)薄膜器件的性能進行調(diào)整和優(yōu)化。 該實施例所述的利用立體掩膜版形成表面能梯度的方法不限于上述工藝步驟的組合，還可以是其他表面處理方法的組合。立體掩膜版適用于干法氣相表面處理(如紫外臭氧清洗，等離子體表面處理)，也適用于光學處理(如紫外光照)。通過設計的翹片與掩膜版基底的夾角來調(diào)節(jié)干法氣相表面處理在暴露區(qū)域的作用強度的變化梯度，另外，翹起的翹片的大小和形狀是可變的，翹片的數(shù)量和位置也是可變的，比如每個矩形通孔可以設有左右對稱的兩個翹片。這樣就可以應用于實現(xiàn)不同的梯度變化的圖案。以上舉出的五個實施例是非常規(guī)噴墨打印方式及其組合，根據(jù)墨水的物理性質，襯底材料和圖案的特點，采用上述不同的打印方式和組合，可以克服墨水干燥過程中溶質遷移對薄膜形貌的不利影響，提高打印大面積連續(xù)薄膜的均勻性和重復性，提高打印精確度并且優(yōu)化薄膜形貌；也可以實現(xiàn)大規(guī)模陣列的高速打印。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含 這些改動和變型在內(nèi)。
權利要求
1.一種有機薄膜的噴墨打印方法，其特征在于，包括: 調(diào)節(jié)打印襯底的表面能； 在打印襯底上打印有機薄膜，使得在打印襯底上的液滴均勻鋪展。
2.如權利要求1所述的噴墨打印方法，其特征在于，所述使得在打印襯底上的液滴均勻鋪展具體為，使得在打印襯底上鋪展的液滴直徑為打印機噴嘴噴出的球形液滴直徑的2 4倍。
3.如權利要求1所述的噴墨打印方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)打印襯底的表面能具體為在打印襯底表面沿打印列方向或者垂直于打印列方向形成表面能梯度。
4.如權利要求3所述的噴墨打印方法，其特征在于，所述形成表面能梯度包括: 對打印襯底表面進行氟化處理； 通過立體掩膜版，對打印襯底表面進行紫外臭氧清洗，所述立體掩膜版包括具有多個開口的掩膜版基底及設置于掩膜版基底 每個開口處的翹片，所述翹片所在平面與掩膜版基底所在平面的夾角為10° 100°，所述開口對應打印襯底上需打印有機薄膜的區(qū)域，當透過所述立體掩膜版對打印襯底進行紫外臭氧清洗時，打印襯底上需打印有機薄膜的區(qū)域形成表面能梯度。
5.如權利要求1所述的噴墨打印方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)打印襯底表面能具體為對打印襯底進行疏水處理和/或親水處理。
6.如權利要求5所述的噴墨打印方法，其特征在于，所述對打印襯底進行疏水處理和/或親水處理具體為: 對打印襯底進行氟化處理，使得打印襯底表面呈現(xiàn)疏水性；和/或 對打印襯底進行紫外臭氧清洗，使得打印襯底表面呈現(xiàn)親水性。
7.如權利要求1 6任一項所述的噴墨打印方法，其特征在于，所述有機薄膜采用變列間距打印形成。
8.如權利要求7所述的噴墨打印方法，其特征在于，所述變列間距打印的列間距按照打印列的先后順序遞減。
9.如權利要求1 6任一項所述的噴墨打印方法，其特征在于，所述有機薄膜采用單程多列打印形成。
10.如權利要求9所述的噴墨打印方法，其特征在于，所述單程多列打印為單程三列打印。
11.根據(jù)權利要求9所述的噴墨打印方法，其特征在于，所述有機薄膜還采用變行程間距打印。
全文摘要
本發(fā)明涉及噴墨打印技術領域，公開了一種有機薄膜的噴墨打印方法，在所述噴墨打印方法中，包括調(diào)節(jié)打印襯底的表面能；在打印襯底上打印有機薄膜，使得在打印襯底上的液滴均勻鋪展。采用本發(fā)明的技術方案，調(diào)節(jié)打印襯底的表面能，使得打印襯底適合液滴的鋪展，因此，提高了打印薄膜厚度的均勻性，大大提高了噴墨圖案的質量。此外，本發(fā)明還提出了變列間距的打印方式，也抑制了打印薄膜厚度不均的問題。
文檔編號B41M5/00GK103241025SQ201310156248
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權日2013年4月28日
發(fā)明者王向華, 邱龍臻, 劉則 申請人:京東方科技集團股份有限公司