[发明专利]一种喷墨打印薄膜与基板界面观测与调控的方法

说明书

本发明涉及一种喷墨打印薄膜与基板界面观测与调控的方法，包括以下步骤，首先，用打印机在清洗干燥过的基板上打印电极图案；其次，电极喷墨打印薄膜经过以下固化过程：(1)先将电极喷墨打印薄膜在还处于液态时置于0℃以下温度环境冷冻一段时间；(2)将未发生固化的经过冷冻的电极喷墨打印薄膜使用高功率UV固化设备进行固化，固化的过程中电极喷墨打印薄膜产生移动，最后，对界面的形貌、成分等信息使用光学与电镜等手段进行直接观察与调控。(1)本方法制样简单、易操作、耗时短；(2)设备成本要求低；(3)可以观察界面从微观到宏观的各个尺度信息；(4)所反映信息与现有测试方法不同，是对现有测试手段的补充，观测结果可靠。

技术领域

本发明涉及印刷电子器件制备领域，特别是涉及一种喷墨打印薄膜与基板界面观测与调控的方法。

背景技术

在电子器件制备过程中，使用喷墨打印技术进行薄膜沉积，其在垂直于界面方向非匀质，且其与底层功能层之间的界面状态相对于真空沉积薄膜要复杂得多。

目前对喷墨打印薄膜与底层功能层之间界面的探索方法有却不仅有以下几种：(1)通过XPS、SIMS等方法进行深度剖析，使用离子刻蚀掉上层喷墨打印薄膜，获得界面成分与缺陷信息；(2)镶样或直接掰断样品，通过SEM进行观察，得到界面截面形貌与成分信息；(3)切片制样，使用TEM观察样品截面形貌与成分信息；(4)使用XRR无损测试，对界面粗糙度进行模拟；(5)使用超声显微镜对界面缺陷进行观察。

上述技术存在一些缺点：(1)XPS、SIMS所获得的界面信息是所选取微小区域的统计信息，使用离子束刻蚀上层薄膜时耗时长、成本高；(2)镶样或者掰断样品需要一定的操作技巧，SEM分辨率有限，而界面区域往往只有几纳米，很难获得其形貌与成分信息；(3)TEM待测试样品薄区厚度一般为几十纳米，切片、打磨、离子减薄的过程耗时长、成品率低，而使用FIB制样成本又较高；(4)使用XRR无损测试，所获界面信息为模拟结果，其可信度相对较低；(5)超声显微镜所反映信息较为宏观，其分辨尺度为微米级别。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：针对喷墨打印沉膜特征，提供一种新的喷墨打印薄膜与基板界面观测与调控的方法，该方法简单易操作，制样要求低，测试成本低，观测结果可靠。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种喷墨打印薄膜与基板界面观测与调控的方法，包括以下步骤，首先，用打印机在清洗干燥过的基板上打印电极图案；

其次，电极喷墨打印薄膜经过以下固化过程：(1)先将电极喷墨打印薄膜在还处于液态时置于0℃以下温度环境冷冻一段时间；(2)将未发生固化的经过冷冻的电极喷墨打印薄膜使用高功率UV固化设备进行固化，固化的过程中电极喷墨打印薄膜产生移动，露出电极喷墨打印薄膜与基板之间界面区域；

最后，对界面的形貌、成分等信息使用光学与电镜等手段进行直接观察与调控。

其中，冷冻时间为30min，使用UV灯固化时间为300s，电极喷墨打印薄膜与UV灯距离为24mm。

其中，设置打印参数与图形，基板温度30℃，喷头温度为30℃，在所准备基板上打印银电极图案。

其中，基板的清洗干燥方法为将该基板依次放置于不同的清洗剂中，并采用超声波清洗器分别震荡5-10min，烘干待用。

优选的，所用基板为Al/Al2O3/IGZO叠层结构。

优选的，打印机为非接触点喷式压电喷墨打印机。

优选的，打印机的墨水采用商用颗粒型银墨水。

优选的，墨水的固含量45％，溶剂为三乙二醇甲醚，溶剂沸点256℃，墨水粘度10-17cp，表面张力35-38dyne/cm，可通过0.45μm过滤头过滤。