CN106229259A - 一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法。该方法包括以下步骤：（1）基底清洗；（2）基底烘干；（3）打印图形设计：设置D、S分别为TFT的漏极和源极，L为TFT的沟道长度，预设L的值为75μm，在所述漏极和源极的两侧分别设置用于搭测量探针的引出电极；（4）打印参数设置：设置打印机的参数为基板温度55℃～65℃，喷头温度55℃～65℃，墨滴间距30～35μm，调节打印机内施加于压电陶瓷之上的电压信号的前两波段的参数Slew Rate和Duration；（5）打印。本发明通过控制打印中的各种参数，包括压电波形参数，形成相应的优化方案，改善了TFT电极打印尤其是源漏电极的打印效果。
Description
技术领域
本发明涉及平板显示领域，特别是涉及一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法。
背景技术
现有的利用压电波形对喷墨打印进行调控的技术有不少，其研究重点主要集中在墨滴尺寸、沉积厚度上，如通过调整单波段脉冲宽度以及电平高低来影响单次喷墨的墨滴大小，从而影响不同区域的沉积厚度，或者是通过对多波段脉冲的不同波段的电平、上升斜率、脉冲宽度、下降斜率进行调整来控制墨滴的体积喷射特性。
上述技术对打印的最基本单元即墨滴在压电波形的控制下的规律进行了探究，并就墨滴控制形成了许多详细的方案。墨滴的体积特性虽然在很大程度上可以反映和推测一个图形的打印效果，但对于一个由许多在不同的时间沉积的墨滴组成的图形来说，其最终打印效果不仅仅由单个墨滴的特性决定的。因此对于实际器件制备，上述技术可以作为很好的参考，但仍缺乏具体实践。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，改善TFT电极打印尤其是源漏电极的打印效果，可以很好地控制在不同时间段沉积的若干个墨滴组成所需的图案。
本发明的上述目的通过如下技术手段实现。
一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，包括以下步骤：
（1）基底清洗：依次将玻璃基底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；
（2）基底烘干：清洗完成后将基底用氮气枪吹干，用洗片架盛好后放入烧杯，以锡纸封口，放入干燥箱内进行干燥；
（3）打印图形设计：设置D、S分别为TFT（薄膜晶体管）的漏极和源极，L为TFT的沟道长度，即漏极到源极之间的距离，预设L的值，在所述漏极和源极的两侧分别设置用于搭测量探针的引出电极；
（4）打印参数设置：设置打印机的参数为基板温度55℃～65℃，喷头温度55℃～65℃，墨滴间距30～35μm；调节打印机内施加于压电陶瓷之上的电压信号的前两波段的参数SlewRate和Duration，保持前两波段相同参数的数值相等，固定一个参数的值，调节另一参数至合适范围；固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.18～0.95V/μs范围内，或者固定Slew Rate为0.65V/μs，将Duration调节至1.472～2.688μs范围内；
（5）打印：按照步骤（3）设计好的打印图形、步骤（4）中设置的打印参数，用打印机对基底进行打印。
优选的，步骤（1）中，所述基底清洗分为六步清洗，六步清洗所用清洗剂按顺序分别为回收异丙醇、回收四氢呋喃、碱性清洗液、去离子水、去离子水、异丙醇；六步清洗保证基底的洁净度，着墨性能良好，电极打印效果更佳。
优选的，步骤（3）中，预设L的值为75μm。
优选的，步骤（4）中，设置打印机的参数为基板温度58℃～62℃，喷头温度58℃～62℃，墨滴间距33～35μm。
更优选的，步骤（4）中，设置打印机的参数为基板温度60℃，喷头温度为60℃，墨滴间距35μm。
优选的，步骤（4）中，固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.38～0.75 V/μs范围内，或者固定Slew Rate为0.65 V/μs，将Duration调节至1.772～2.388 μs范围内。
更优选的，步骤（4）中，固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.48～0.65V/μs范围内，或者固定Slew Rate为0.65 V/μs，将Duration调节至1.872～2.288μs范围内。
最优选的，固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.5 V/μs，或者固定SlewRate为0.65 V/μs，将Duration调节至2.0μs。
优选的，步骤（5）中，打印用的打印材料采用纳米银颗粒墨水，所述纳米银颗粒墨水为：固含量为30%～35 %、粘度为10～17 cPs、表面张力为35～38 dyn/cm，采用的溶剂为三乙二醇乙醚，洗涤溶剂为极性溶剂，烧结温度为120℃～150℃，电阻率为11μΩ·cm～12μΩ·cm；洗涤溶剂优选为乙醇或异丙醇。
优选的，步骤（5）中，打印前先将纳米银颗粒墨水从冷藏室中取出，并在室温下解冻10分钟左右。
优选的，所采用打印机的型号为Dimatix DMP-2800。
本发明的一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，源漏电极决定了器件的沟道，而沟道决定了器件的性能。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明通过控制打印中的各种参数，包括压电波形参数，形成相应的优化方案，可以很好的控制在不同时间段沉积的若干个墨滴组成所需的图案，改善了TFT电极打印尤其是源漏电极的打印效果。
附图说明
图1为本发明设计的电极图形；
图2为实施例2中打印机内施加于压电陶瓷之上的电压信号波形。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步阐述，但本发明不限于以下实施例。
图1为本发明设计的电极图形，包括结构：漏极1、源极2、沟道3、引出电极4。
实施例1
一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法：
（1）基底清洗：依次将玻璃基底放置于回收的异丙醇、回收的四氢呋喃、碱性清洗液、去离子水第一遍、去离子水第二遍、新异丙醇中，并采用超声波清洗器分别震荡5min；
（2）基底烘干：清洗完成后将基底用氮气枪吹干，用洗片架盛好后放入烧杯，以锡纸封口，放入干燥箱内进行干燥；
（3）打印图形设计：如图1所示，设置D、S分别为TFT的漏极1和源极2，L为TFT的沟道3的长度，即漏极到源极之间的距离，预设L的值为75μm，在所述漏极1和源极2的两侧分别设置用于搭测量探针的引出电极4；
（4）打印参数设置：采用型号为Dimatix DMP-2800的打印机，设置打印机的参数为基板温度60℃，喷头温度为60℃，墨滴间距35μm。如图2所示，调节打印机内施加于压电陶瓷之上的电压信号的前两波段的参数Slew Rate和Duration，保持前两波段相同参数的数值相等，固定一个参数的值，调节另一参数至合适范围：①固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.5 V/μs；②固定Slew Rate为0.65V/μs，将Duration调节至2.0μs。
（5）打印：打印材料采用固含量为30%～35%，粘度为10～17厘帕・秒(cPs)，表面张力为35～38达因/厘米(dyn/cm)，采用的溶剂为三乙二醇乙醚，洗涤溶剂为乙醇极性溶剂，烧结温度条件：120℃～150℃，电阻率为11μΩ·cm～12μΩ·cm的纳米银颗粒墨水。采用ANP公司的型号为DGP 40LT-15C的纳米银颗粒墨水；
打印前先将墨水从冷藏室中取出并在室温下解冻10分钟，安装卡夹和清洗头，选择步骤（3）中设计好的打印图形文件，在打印机基板上放置基底，开启真空吸附，按照参数预设值设定各项参数，等待基板和喷头温度升高至预设值，打开Drop Watcher，观察喷头喷墨状态，选择状态良好的喷头进行打印。打印时按照步骤（4）中的参数设置进行打印，然后选取打印原点开始进行打印。打印结束后，等待墨水固化完成后再将样品取出。
本实施例的打印效果良好，电极图形保形较好，沟道清晰，沟道长度均匀，无卫星墨滴。
实施例2
一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法：
步骤（1）、（2）、（3）、（5）同实施例1；
（4）打印参数设置：采用型号为Dimatix DMP-2800的打印机，设置打印机的参数为基板温度55℃，喷头温度55℃，墨滴间距35μm，调节打印机内施加于压电陶瓷之上的电压信号的前两波段的参数Slew Rate和Duration，保持前两波段相同参数的数值相等，固定一个参数的值，调节另一参数至合适范围：①固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.18 V/μs；②固定Slew Rate为0.65 V/μs，将Duration调节至1.472μs；其它步骤与实施例1相同。
调节过程中发现，固定Duration为2.688μs，Slew Rate值低于0.18 V/μs时，或者固定Slew Rate为0.65 V/μs，Duration值低于1.472μs时，图形发生明显横向偏移。
实施例3
步骤（1）、（2）、（3）、（5）同实施例1：
（4）打印参数设置：采用型号为Dimatix DMP-2800的打印机，设置打印机的参数为基板温度65℃，喷头温度65℃，墨滴间距35微米(μm)，调节打印机内施加于压电陶瓷之上的电压信号的前两波段的参数Slew Rate和Duration，保持前两波段相同参数的数值相等，固定一个参数的值，调节另一参数至合适范围：①固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.95V/μs；②固定Slew Rate为0.65V/μs，将Duration调节至2.688μs。其它步骤与实施例1相同。
调节过程中发现，固定Duration为2.688μs，Slew Rate值高于0.65 V/μs时，或者固定Slew Rate为0.65V/μs，Duration值高于2.688μs时，则图形失真开始加剧，卫星墨滴开始增多。
实施例4
步骤（1）、（2）、（3）、（5）同实施例1；
（4）打印参数设置：采用型号为Dimatix DMP-2800的打印机，调节打印机内施加于压电陶瓷之上的电压信号的前两波段的参数Slew Rate和Duration，保持前两波段相同参数的数值相等，固定一个参数的值，调节另一参数至合适范围：①固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.48 V/μs；②固定Slew Rate为0.65 V/μs，将Duration调节至1.872μs。其它步骤与实施例1相同。
打印得到的电极图形符合要求。
实施例5
步骤（1）、（2）、（3）、（5）同实施例1；
（4）打印参数设置：采用型号为Dimatix DMP-2800的打印机，调节打印机内施加于压电陶瓷之上的电压信号的前两波段的参数Slew Rate和Duration，保持前两波段相同参数的数值相等，固定一个参数的值，调节另一参数至合适范围：①固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.65 V/μs；②固定Slew Rate为0.65 V/μs，将Duration调节至2.288μs。其它步骤与实施例1相同。
打印得到的电极图形符合要求。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）基底清洗：将玻璃基底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；
（2）基底烘干：清洗完成后将基底用氮气枪吹干，用洗片架盛好后放入烧杯中，以锡纸封口，放入干燥箱内进行干燥；
（3）打印图形设计：设置D、S分别为TFT的漏极和源极，L为TFT的沟道长度，即漏极到源极之间的距离，预设L的值，在所述漏极和源极的两侧分别设置用于搭测量探针的引出电极；
（4）打印参数设置：设置打印机的参数为基板温度55℃～65℃，喷头温度55℃～65℃，墨滴间距30～35μm；调节打印机内施加于压电陶瓷之上的电压信号的前两波段的参数SlewRate和Duration，保持前两波段相同参数的数值相等，固定一个参数的值，调节另一参数至合适范围；固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.18～0.95V/μs范围内，或者固定Slew Rate为0.65V/μs，将Duration调节至1.472～2.688μs范围内；
（5）打印：按照步骤（3）设计好的打印图形、步骤（4）设置的打印参数，用打印机对基底进行打印。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，设置打印机的参数为基板温度58℃～62℃，喷头温度58℃～62℃，墨滴间距33～35μm。
3.根据权利要求1所述的一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，设置打印机的参数为基板温度60℃，喷头温度为60℃，墨滴间距35μm。
4.根据权利要求1所述的一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.38～0.75V/μs范围内，或者固定SlewRate为0.65V/μs，将Duration调节至1.772～2.388μs范围内。
5.根据权利要求1所述的一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.48～0.65 V/μs范围内，或者固定SlewRate为0.65 V/μs，将Duration调节至1.872～2.288μs范围内。
6.根据权利要求1所述的一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，固定Duration为2.688μs，将Slew Rate调节至0.5 V/μs，或者固定Slew Rate为0.65 V/μs，将Duration调节至2.0μs。
7.根据权利要求1所述的一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述基底清洗分为六步清洗，六步清洗所用清洗剂按顺序分别为异丙醇、四氢呋喃、碱性清洗液、去离子水、去离子水和异丙醇。
8.根据权利要求1所述的一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，其特征在于： 步骤（5）中，打印用的打印材料采用纳米银颗粒墨水，打印前先将所述纳米银颗粒墨水从冷藏室中取出，并在室温下解冻；所述纳米银颗粒墨水为：固含量为30%～35 %，粘度为10～17 cPs，表面张力为35～38 dyn/cm，采用的溶剂为三乙二醇乙醚，洗涤溶剂为极性溶剂，烧结温度为120℃～150℃，电阻率为11μΩ·cm～12μΩ·cm。
9.根据权利要求1所述的一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，预设L的值为75μm。
10.根据权利要求1所述的一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法，其特征在于：所采用打印机的型号为Dimatix DMP-2800。
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