CN107833973B - 柔性电子器件或系统的全印刷制备方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种柔性电子器件或系统的全印刷制备方法,将不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高到低的顺序依次打印或印刷材料层,当不同的柔性电子器件具有相同的材料层时,对相同的材料层进行同时打印,本公开可以实现对不同类型的柔性电子器件同批次的打印和制备,节省了打印时间,降低了打印成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件领域,具体涉及一种柔性电子器件或系统的全印刷制备方法。
背景技术
印刷电子技术是基于印刷原理的电子制造技术。在过去的50年中,硅基半导体微电子技术占据了电子技术的绝对主导地位。硅基集成电路制造技术的日益复杂,并且投资巨大。随着过去10多年中对溶液化有机与无机半导体材料的研究开发,催生了用传统印刷技术制造各种电子器件的探索研究。溶液化有机与无机半导体材料的最大特点是它们不依赖于基底材料的导体或半导体性质,可以以薄膜形态沉积到任何材料上。沉积的手段可以是蒸发、旋涂或印刷方式。由此而产生了不同于硅基微电子学的一个新的电子领域:印刷电子(Printed electronics)。印刷电子产品的最大特点与优势是大面积、柔性化与低成本。印刷电子技术可以实现在柔性基底上打印或印刷形成印刷电子器件。
目前,印刷电子器件的制备方法大都是针对某一特定类型的电子器件进行批量制作。当需要不同的电子器件时,需要分别对不同的电子器件进行制作,程序复杂,制备周期长。
发明内容
有鉴于此,本公开提供了一种柔性电子器件或系统的全印刷制备方法,可以实现对不同类型的柔性电子器件同批次的打印和制备,节省了打印时间。
本公开提供了一种柔性电子器件或系统的全印刷制备方法,所述方法包括:
根据不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高至低的顺序依次打印或印刷所述材料层。
优选地,根据不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高至低的顺序依次打印或印刷所述材料层包括:
将不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高到低的顺序进行排列;
根据所述排列顺序依次放置相应材料层的墨盒并打印或印刷所述材料层。
优选地,根据所述排列顺序依次放置相应材料层的墨盒并打印或印刷所述材料层包括:
将不同的柔性电子器件的相同材料层同时进行打印或印刷。
优选地,根据不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高至低的顺序依次打印或印刷所述材料层包括:
将不同的柔性电子器件根据预设的排列方式进行排列;
发送打印指令;
根据打印指令对不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高至低的顺序进行排列;
根据各材料层的上限温度的排列顺序依次打印或印刷所述材料层。
优选地,根据打印指令对不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高至低的顺序进行排列包括:
根据打印指令判断不同的柔性电子器件是否具有相同的材料层。
优选地,当不同的柔性电子器件具有相同的材料层时,对相同的材料层同时进行打印或印刷。
优选地,所述柔性电子器件系统包括有机光伏器件和有机发光二极管,所述有机光伏器件和所述有机发光二极管根据各材料层的上限温度按照由高至低的顺序依次打印或印刷所述材料层;
其中,所述有机光伏器件和所述有机发光二极管的相同材料层同时进行打印或印刷。
优选地,所述柔性电子器件系统包括有机光伏器件和有机薄膜晶体管,所述有机光伏器件和所述有机薄膜晶体管根据各材料层的上限温度按照由高至低的顺序依次打印或印刷所述材料层。
优选地,每个所述柔性电子器件的各材料层的上限温度由基底向上依次降低。
本公开提供了一种柔性电子器件或系统的全印刷制备方法,将不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高到低的顺序依次打印或印刷材料层,当不同的柔性电子器件具有相同的材料层时,对相同的材料层进行同时打印,本公开可以实现对不同类型的柔性电子器件同批次的打印和制备,节省了打印时间,降低了打印成本。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:
图1是本发明实施例的不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度示意图;
图2是本发明实施例的不同的柔性电子器件的各材料层的示意图;
图3是本发明实施例的不同的柔性电子器件的制备方法流程图一;
图4是本发明实施例的不同的柔性电子器件的制备方法流程图二。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述,但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质,公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求,否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说,是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本公开提供了一种柔性电子器件或系统的全印刷制备方法,根据不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高到低的顺序依次打印或印刷以实现不同柔性电子器件的同时制备。由于不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度(指电子器件的各材料层的损坏温度)和后处理所需的温度不同,因此,为防止多个柔性电子器件在同时制备过程中,打印上限温度较高的材料层的器件时损坏已经打印好的上限温度较低的材料层的器件,将多个柔性电子器件的各材料层按照上限温度由高到低的顺序依次打印,即先打印上限温度较高的材料层,然后再打印上限温度较低的材料层。根据单个柔性电子器件的制备工艺,可以确定每个柔性电子器件的各材料层的上限温度由基底向上依次降低。本公开所述的各材料层的上限温度由高到低依次排序是指多个柔性电子器件的所有材料层的排序。
柔性电子器件或柔性电子器件系统也称印刷电子器件板,柔性电子器件系统为在柔性基底上打印或印刷有机或无机电子材料形成的多个柔性电子器件以及连接导线。通过打印或印刷可以印制形成电路或者电子元器件的有机、无机或者合成材料,生成晶体管、显示器、传感器、光电管、电池、照明器件、导体和半导体等器件以及互连电路。柔性电子器件系统与印刷电路板不同。印刷电路板只能形成用于连接不同的电子器件的金属导线。而柔性电子器件系统,则是通过印刷电子技术在基底上即形成柔性电子器件,例如,有机发光二极管(OLED),光伏器件,光传感器器件等,必要时还形成连接电子器件的导线。其中,柔性电子器件可以通过以堆叠方式打印形成多个不同的材料层获得。
对于本公开提供的柔性电子器件或系统的全印刷制备方法可以包括人工制备方法和自动化制备方法。对于人工制备方法,首先需要人为的将同时进行打印的多个柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高到低的顺序进行排序;然后按照上述排序依次将对应的材料层的墨盒放置打印机中,并打印相应的材料层。整个制备过程中,需要制备人员按照顺序依次更换墨盒并打印,可以较为准确的控制多个柔性电子器件的制备过程。在对多个柔性电子器件的各材料层的上限温度进行排序时,还需要判断多个不同的柔性电子器件是否具有相同的材料层,即相同的材料层的上限温度相同。在打印时,可以将相同的材料层同时进行打印,减少墨盒的更换次数,加快了打印速度或印刷速度。
对于自动化制备的方法,首先需要将不同的柔性电子器件根据预设的排列方式进行排列,以使得柔性电子器件打印时可以按照预定的规划路径进行打印;其次向打印机发送打印指令;然后,打印机根据打印指令,将需要打印的不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高到低的顺序进行排列,转换成打印机所识别的打印程序;最后打印机根据上述生成的打印程序,依次打印各材料层,完成柔性电子器件的制备。同样地,打印机在对柔性电子器件的各材料层的上限温度进行排序时,还需要判断不同的柔性电子器件是否具有相同的材料层。由于相同的材料层的材料所具备的上限温度相同,因此当打印到具有相同的材料层时,对多个柔性电子器件的相同的材料层同时进行打印或印刷,可以减少打印过程中打印喷头的更换,加快打印速度。
下面结合具体例子对本公开提供的柔性电子器件或系统的全印刷制备方法进行具体说明。
图1是本发明实施例的不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度示意图。如图1所示,制备的柔性电子器件系统包括有机光伏器件(Organic Photovoltaic,OPV)和有机薄膜晶体管(Organic Thin-Film Transistors,OTFT)。有机薄膜晶体管(OTFT)包括基底、电极1、介电层2、电极3和半导体层4。所述有机薄膜晶体管(OTFT)的电极1的上限温度为120℃,介电层2的上限温度为120℃,电极3的上限温度为120℃,半导体层4的上限温度为100℃。有机光伏器件(OPV)包括基底、传输层5、活性层6和电极7。所述有机光伏器件(OPV)的传输层5的上限温度为150℃,活性层6的上限温度为110℃,电极7的上限温度为80℃。当制备具有有机光伏器件(OPV)和有机薄膜晶体管(OTFT)时,将各材料层的上限温度按照由高至低的顺序排列,即传输层5→电极1→介电层2→电极3→活性层6→半导体层4→电极7。然后按照上述排列顺序依次打印或印刷相应的材料层。该制备方法根据上限温度由高到低的顺序依次打印各材料层,实现了不同的柔性电子器件的可以分层穿叉打印,同时还避免了打印时损坏器件的情况发生。
图2是本发明实施例的不同的柔性电子器件的各材料层的示意图。如图2所示,制备的柔性电子器件系统包括有机光伏器件(OPV)和有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)。有机光伏器件(OPV)和有机发光二极管(OLED)的结构类似,因此相应的各层温度相同,根据柔性电子器件的各材料层的上限温度由基底向上依次降低的顺序可以确定柔性电子器件的打印顺序是由基底向上依次打印。有机光伏器件(OPV)和有机发光二极管(OLED)两者在同时进行打印时,由于OPV的传输层A与OLED的传输层A’的材料相同,传输层B与传输层B’的材料相同,顶电极C与顶电极C’的材料相同,因此,当打印到相同材料层时,可以对其进行同时打印,节省打印时间。另外由于器件连接线上的电极C”与有机光伏器件(OPV)和有机发光二极管(OLED)的顶电极C、顶电极C’的材料相同,都是Ag电极,因此,电极C”与顶电极C、顶电极C’可以同时进行打印。
图3是本发明实施例的不同的柔性电子器件的制备方法流程图一,即自动化制备柔性电子器件的制备方法流程图。如图3所示,打印机在制备不同的柔性电子器件时的制备方法包括:
步骤S100、将不同的柔性电子器件根据预设的排列方式进行排列。
打印机将不同的柔性电子器件根据实际需求按照一定的排列方式进行排列,以使得不同的柔性电子器件可以按照需求打印完成,不需要后期人为的进行连接等操作。
步骤S200、向打印机发送打印指令。
步骤S300、根据打印指令对不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高至低的顺序进行排列。
步骤S400、根据各材料层的上限温度的排列顺序依次打印或印刷所述材料层。
图4是本发明实施例的不同的柔性电子器件的制备方法流程图二,即人工制备柔性电子器件的制备方法流程图。如图4所示,在制备不同的柔性电子器件时的制备方法包括:
步骤S10、将不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高到低的顺序进行排列。
步骤S20、根据所述排列顺序依次放置相应材料层的墨盒并打印或印刷所述材料层。
本公开提供了一种柔性电子器件或系统的全印刷制备方法,将不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高到低的顺序依次打印或印刷材料层,当不同的柔性电子器件具有相同的材料层时,对相同的材料层进行同时打印,本公开可以实现对不同类型的柔性电子器件同批次的打印和制备,节省了打印时间,降低了打印成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域技术人员而言,本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种柔性电子器件或系统的全印刷制备方法,所述方法包括:
根据不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高至低的顺序依次打印或印刷所述材料层;
所述根据不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高至低的顺序依次打印或印刷所述材料层包括:
将多个不同的柔性电子器件根据预设的排列方式进行排列;
发送打印指令;
根据打印指令对多个不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高至低的顺序进行排列;以及
根据各材料层的上限温度的排列顺序依次打印或印刷所述材料层;
其中,所述根据各材料层的上限温度的排列顺序依次打印或印刷所述材料层包括:
根据各材料层的上限温度的排列顺序对多个不同的电子器件分层穿插打印。
2.根据权利要求1所述的全印刷制备方法,其特征在于,根据不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高至低的顺序依次打印或印刷所述材料层包括:
将不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高到低的顺序进行排列;
根据所述排列顺序依次放置相应材料层的墨盒并打印或印刷所述材料层。
3.根据权利要求2所述的全印刷制备方法,其特征在于,根据所述排列顺序依次放置相应材料层的墨盒并打印或印刷所述材料层包括:
将不同的柔性电子器件的相同材料层同时进行打印或印刷。
4.根据权利要求1所述的全印刷制备方法,其特征在于,根据打印指令对不同的柔性电子器件的各材料层的上限温度按照由高至低的顺序进行排列包括:
根据打印指令判断不同的柔性电子器件是否具有相同的材料层。
5.根据权利要求4所述的全印刷制备方法,其特征在于,当不同的柔性电子器件具有相同的材料层时,对相同的材料层同时进行打印或印刷。
6.根据权利要求3或5所述的全印刷制备方法,其特征在于,所述柔性电子器件系统包括有机光伏器件和有机发光二极管,所述有机光伏器件和所述有机发光二极管根据各材料层的上限温度按照由高至低的顺序依次打印或印刷所述材料层;
其中,所述有机光伏器件和所述有机发光二极管的相同材料层同时进行打印或印刷。
7.根据权利要求1所述的全印刷制备方法,其特征在于,所述柔性电子器件系统包括有机光伏器件和有机薄膜晶体管,所述有机光伏器件和所述有机薄膜晶体管根据各材料层的上限温度按照由高至低的顺序依次打印或印刷所述材料层。
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