[发明专利]使用等离子体处理的部件形成方法

说明书

相关申请的参引

Yiliang Wu等的“FEATURE FORMING PROCESS USINGACID-CONTAINING COMPOSITION”(代理人案号20081055-US-NP)，申请日2009年3月5日，美国序列号12/398611。

背景技术

人们对使用液相沉积技术加工电子电路元件非常关注，因为此类技术为用于电子应用如薄膜晶体管(TFT)、发光二极管(LED)、大面积柔性显示器和标识、无线射频辨识(RFID)标签、光电器件、传感器等的常规主流非晶硅技术提供了可能的低成本替代技术。然而，达到实际应用的传导、加工和成本要求的功能电极，像素垫(pixel pad)和导电线路(trace)、路线(line)和通道(track)的沉积和/或图案化是一个极大挑战。

可溶液加工的导体在此类电子应用中的使用受到了极大的关注。基于金属纳米颗粒的油墨代表一类有前景的用于印刷电子品的材料。当储存在环境气氛下时，一些金属纳米颗粒如含银纳米颗粒可能会具有不稳定的问题。迫切需要将此类金属纳米颗粒加工成高传导性的部件，这也正是本发明的实施方案所致力解决的。

此外，为稳定金属纳米颗粒，常使用大量或大体积稳定剂，这通常导致较高处理温度和较长处理时间。这些与塑料基质如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和快速制造工艺是不相容的。因此，本发明的实施方案需要开发一种降低处理温度和/或缩短处理时间的方法。

形成用于电子电路元件的包含聚结的含银纳米颗粒的高导电性部件的惯常方法(“常规方法(Conventional Method)”)，例如美国专利7,443,027和美国专利7,270,694中所公开的，包括：在合适的基质上形成包含未聚结的含银纳米颗粒的部件，以及加热所述未聚结的含银纳米颗粒以形成聚结的含银纳米颗粒(其中在该常规方法中未使用本文所公开的用于本发明实施方案的等离子体处理和含酸组合物处理)。对于老化的含银纳米颗粒，该常规方法可能不能取得高导电性。此外，对于一些应用如在PET基质上高速制造柔性设备，所述常规方法可能不能在较低温度和较短处理时间下取得高导电性。在实施方案中，本发明克服了所述常规方法的缺陷。

下列文献提供了背景信息：

Yiliang Wu等，美国专利7,443,027。

Yuning Li等，美国专利7,270,694。

El Sayed Megahed，美国专利4,048,405。

T.M.Hammad等，“The Effect of Different Plasma Treatments on theSheet Resistance of Sol-gel ITO and ATO Thin Films，”Chinese Journal ofPhysics，第40卷，第5期，532-536页(2002年10月)。

发明内容

在实施方案中，提供了一种方法，该方法包含：

(a)形成一种包含未聚结的含银纳米颗粒的部件；

(b)加热所述未聚结的含银纳米颗粒以形成聚结的含银纳米颗粒；和

(c)对所述未聚结的含银纳米颗粒或所述聚结的含银纳米颗粒，或者对所述未聚结的含银纳米颗粒和所述聚结的含银纳米颗粒二者进行等离子体处理，其中在步骤(c)之前，所述部件表现出低导电性，但在步骤(b)和(c)之后，所述部件的导电性提高至少约100倍，其中步骤(c)在加热之前、或在加热过程中、或在加热之后的一个或多个中进行。

在其他实施方案中，提供了一种方法，该方法包含：

(a)形成一种包含未聚结的含银纳米颗粒的部件；

(b)加热所述未聚结的含银纳米颗粒以形成聚结的含银纳米颗粒，其中包含所述聚结的含银纳米颗粒的部件表现出低导电性；和

(c)将所述聚结的含银纳米颗粒进行一种等离子体处理以使所述部件的导电性提高至少约1000倍。

在另外的实施方案中，提供了一种方法，该方法包含：

(a)形成一种包含未聚结的含银纳米颗粒的部件；

(b)将所述未聚结的含银纳米颗粒进行一种等离子体处理；

(c)加热所述经等离子体处理的、未聚结的含银纳米颗粒以形成聚结的含银纳米颗粒，其中包含所述聚结的含银纳米颗粒的部件表现出比不进行步骤(b)时高约1000倍的导电性。