喷墨打印中的界面润湿问题

近年来,印刷电子因成本低、能耗低、工艺简便等优势,在微电子制造领域展现出巨大的应用潜力,引起了人们的广泛重视。喷墨打印作为一种重要的印刷电子工艺,能够通过电脑编程直接实现图形化,相比真空光刻工艺,具有快速、灵活等优势,因此一直以来都是学术研究的热点。喷墨打印中涉及到墨水材料的喷射及其在打印基底上的沉积过程,在这个过程中墨水将接触到喷头及基板材料并发生润湿行为,因此材料界面的润湿问题关系到打印的图形化以及功能化效果,对最终打印结果有着重要影响。从界面的角度来看,喷墨打印中的润湿问题主要是墨水-打印基底的界面润湿问题;单纯从表面的角度来看,喷墨打印中的润湿问题可以分为墨水(液相)的润湿性问题以及基板(固相)的润湿性问题。研究中通常对液相或固相的润湿性进行控制来实现预期的打印效果。研究表明,墨水的润湿性主要在喷墨过程中影响其喷墨状态,以及在铺展过程中影响打印精度和表面形貌等,而基板的润湿性则主要在墨水铺展成形的过程中决定打印图形化的效果。墨水成分、基板材料很大程度上决定了其表面张力以及表面自由能,通过调整墨水溶剂的配方或加入添加剂以及改变基板材料成分能够显著改变其润湿性。此外,对固体基板来说,还可以对其进行各种表面修饰和处理,通过改变其表面物理化学结构来调整表面自由能,从而改善液相与固相的润湿效果,或使基板不同区域产生润湿性差异,约束液相在特定固相区域上的润湿行为,从而实现特殊的打印需求。本文归纳了近年来喷墨打印中界面润湿问题的相关研究进展,从墨水材料润湿性研究以及基板材料润湿性研究两个方面分析了界面润湿对喷墨打印效果的影响,总结了喷墨打印制备电子器件中的一些重要问题(如打印精度、表面形貌控制等)以及不同处理工艺的特点和优势。随着新时代微电子制造业提出更高集成度的要求,喷墨打印作为新兴制造技术,势必进一步提高其打印分辨率。在此背景下,润湿性研究作为关系到图形化的重要问题,仍旧是挑战与机遇并存。

柔性与印刷OLED研究进展

近年来,有机发光二极管(OLED)显示凭借其自发光、响应速度快、轻薄、易于柔性制备等特点逐渐成为主流显示技术。柔性OLED与印刷OLED是OLED显示技术的两个重点发展方向。柔性OLED已初步应用于高端手机中,但还有较多问题需要解决。印刷OLED因其节约成本的特点吸引了许多企业与科研人员的关注与开发。虽然印刷OLED技术尚未成熟,但发展非常迅速,产业化指日可待。针对柔性OLED与印刷OLED的技术问题,本文综述了柔性OLED与印刷OLED的研究进展,并对其未来发展趋势进行了展望。

溶液法氧化物薄膜晶体管的印刷制备

溶液法印刷制备电子器件因具有绿色环保、低成本、流程简单、柔性好和适应性强等优良特性,受到世界各个国家的重视,尤其高性能薄膜晶体管是平板显示和消费电子行业的基石,更成为了研究的热点。本文综述了基于溶液法氧化物薄膜晶体管印刷制备的最新研究进展,详细讨论了印刷氧化物薄膜晶体管结构优化、半导体层材料、电极层材料和绝缘层材料以及相关前驱体选择等,指出了提升器件性能的关键,明确了器件后处理与稳定性的关系。最后,本文总结了氧化物薄膜晶体管在印刷制备和应用过程中存在的问题以及发展前景。

旋涂法制备氧化锆介质层及其在薄膜晶体管中的应用

采用旋涂法制备了氧化锆介质层薄膜,重点讨论了退火温度以及旋涂转速对薄膜性能的影响及作用机制。研究发现高温后退火一方面使得氧化锆水合物脱水形成氧化锆,另一方面促使氧化锆薄膜结晶。此外,转速较高时,其变化对薄膜厚度及粗糙度无显著影响。当转速为5 000 r/min、退火温度为300℃时,制备的绝缘层厚度具有良好的厚度均匀性,粗糙度为0.7 nm,漏电流为3.13×10-5A/cm2(电场强度1 MV/cm)。最终,利用Zr O2薄膜作为栅极绝缘层,在玻璃基板上制备了铟镓锌氧化物-薄膜晶体管(IGZO-TFT),其迁移率为6.5 cm2/(V·s),开关比为2×104。

溶液法制备氧化锡薄膜及光学特性研究

采用五水合氯化锡配制前驱体溶液,通过旋涂法在玻璃基底上制备了一种可见光平均透射率在90%以上的氧化锡透明薄膜。研究发现,对玻璃基底进行等离子预处理有助于改善氧化锡薄膜的表面质量。当等离子处理功率为25W时,薄膜表面质量最佳。在低于500℃下,升高退火温度不仅可减少薄膜中的有机成分残留,而且可在不改变薄膜物相的情况下增大薄膜的光学带隙。退火温度为500℃时,薄膜开始发生由非晶到多晶的转变。