[发明专利]沉积可溶性材料的方法

说明书

本发明总的涉及沉积可溶性材料的方法，尤其涉及采用喷墨技术沉积可溶性材料的方法。

本文采用“固体表面”一词，系指没有毛吸作用力的材料的表面。包括纸在内的纤维材料具有毛吸作用力，并采用这种材料作为在这类材料上的打印方法，例如将油墨打印在纸上的一个主要部分。

近年来，这类产品数量一直在增加，即该产品作为它们制造方法的一部分需要将可溶性材料如聚合物、染料、和胶体材料等沉积在固体的表面上。这些产品的一个实例是场致发光显示器件。场致发光显示器件需要将可溶性的聚合物沉积在固体基片上。这种基片可由例如玻璃、塑料或硅制成。

在半导体显示器件制造过程中，通常是采用光刻技术。然而，光刻技术比较复杂、费时、使用的器具价格昂贵。此外，光刻技术不容易适合在沉积可溶性材料中使用。这阻碍了如场致发光显示器件等产品的开发。因此，推荐采用喷墨技术沉积可溶性材料，例如在制造场致发光显示器件中沉积聚合物。

根据清晰度，喷墨技术完全适合沉积可溶性材料。采用这种技术又快又便宜。与旋涂等技术相比，这种技术能马上形成图案。然而，采用喷墨技术在固体表面上沉积可溶性材料与采用这种技术将油墨沉积在纸上的常规应用不同，并遇到了许多困难。特别是需要使用的可溶性材料的具体性质，往往与常规打印使用的油墨的性质明显不同。而且正如已经提到的，在纸等材料中固有的毛吸作用力，在油墨打印过程中起着重要的作用，在固体表面上进行沉积时，打印过程的这种情况是不存在的。

当在固体表面上沉积可溶性材料时，特别是在要沉积的溶液中包含二种或多种不同的成分时，主要的要求之一是均匀的层。获得所需厚度的沉积层，也并非是个不重要的问题。在将油墨打印在纸上时，均匀性和层厚度等并不是关键性问题，但在制造场致发光显示器等器件时，特别是在对光的均匀输出、均匀的电学特性、和器件制造过程中时常施加的空间限制提出要求时，它们却是关键性的。在器件制造过程中，需将器件的部件之间的表面形态和性质的差别减小到最小。在本发明之前，一般都不能满足这些要求，因此，从前不能在实用基础上，采用喷墨技术在固体表面上沉积可溶性材料。

根据本发明的第一个方面，提供一种在基片上沉积可溶性材料的方法，其中包括以下步骤：将可溶性材料装入喷墨打印头中；在喷墨打印头和基片之间或在靠近它们的区域，形成气流；和从打印头中喷射可溶性材料，使其沉积在基片上。

根据本发明的第二个方面，提供一种在基片上沉积可溶性材料的设备，其中包括喷墨打印头，和在喷墨打印头和基片之间或靠近它们的区域形成气流的气流装置。

在一个优选的配置中，在沉积过程中还提供对基片的加热。在一个最优选的配置中，在连续形成一系列部分重叠的点的基础上，再次进行沉积。

现在将通过进一步的实施例，并参照附图来说明本发明的一些实施方案，在附图中：

图1是一个常规热喷墨打印头的示意图；

图2是采用压电喷墨打印头进行喷墨沉积的示意图；

图3示出常规喷墨沉积与旋涂的对比；

图4是说明各种溶剂效果的“光致发光(PL)强度对波长”的曲线；

图5是高、低分子量方案的各种溶剂“峰高比例(绿/蓝)对沸点”的标绘图；

图6示出光致发光材料喷墨沉积点的阵列，并示出与其有关的问题；

图7示出环形沉积现象；

图8绘出实施本发明的各种配置，和在解释这些实施方案时使用的其它配置；

图9示出图8所示本发明实施方案的效果；

图10示出本发明的一个实施方案，该方案采用材料部分重叠的一系列沉积点；

图11示出一个根据本发明优选的实施方案；

图12绘出采用图11的实施方案制造的全色显示器件；

图13示出采用图11的实施方案形成的图12显示器件的导电电极的图案；和

图14示出一种避免在显示器件中材料沉积的开始区域和结束区域的实用效果方法。

现在将参照场致发光和光致发光显示器件的制造，特别是其中包含的发光材料的沉积来说明本发明的各个方面。对于显示器件，可以采用本发明例如形成光发射区、电极区、和/或滤色器。然而应当理解，根据本发明所述的技术一般是有更广的实用性，而且不受参考显示器件的限制。

本发明涉及喷墨技术在沉积可溶性材料方面的实际应用。喷墨技术主要有二种类型，一种是采用热打印头(所说的“泡喷气头(bubble-jet head)”)，另一种是采用压电的打印头。在图1中示出了热喷墨头的结构和操作，在图2中示出了压电头的结构和操作。在下表中对这二种类型喷墨技术的某些性质做了对比：