[发明专利]一种打印系统、打印方法以及打印薄膜晶体管和RLC电路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及喷墨打印技术，尤其涉及一种打印系统、打印方法以及打印薄膜晶体管和RLC电路的方法。

背景技术

自从1867年打印技术首先作为商业用途申请专利保护之后，历时百年之后，世界上真正意义的商用喷墨打印机诞生。喷墨打印技术在现今的工业生产和日常生活中已被广泛的应用：包装印刷制造技术就是典型的工业应用范例；而家庭和公司终端喷墨打印机则更已为大众所熟悉。20世纪70年代导电聚合物第一次被发现，2000年诺贝尔化学奖颁给了导电聚合物的三位发明者：美国物理学家黑格(A.J.Heeger)、美国化学家麦克迪尔米德(A.G.MacDiarmid)和日本化学家白川英树(H.Shirakawa)。这加速了有机高分子材料作为新型材料在微电子、薄膜等科研领域的应用。人们开始尝试把高分子半导体材料作为溶质溶解在相应的有机溶剂中，配制成溶液作为喷墨打印机里的打印液体，向特定的基体表面上的既定的位置打出所需要的材料，用来制作成电子器件。这种借助打印技术，利用高分子材料制造电子器件的新型电子制造技术相对于目前的电子制造技术具有设备简单、耗材和能耗低、形状尺寸可控性高，适用基体范围大以及制造过程对环境零污染等优势。

但是，目前在实际操作中，利用高分子材料作为打印液体来打印高质量的电子器件还存在一些困难。这是由于，在众多的有机高分子材料中，有机高分子电子材料大多数是高分子量、长分子链结构。其中相当一部分有机高分子材料在溶于某种有机溶剂后，其溶液的行为只有在稀释极限条件下才与常见的小分子量、短分子链结构聚合物溶液相似，可以当作常规液体对待。在实际研究和制造过程中，为了实现有效的打印成型，溶液中的溶质需要达到一定浓度，这样的液体通常是高黏弹性液体，其表面能和表面张力都比较大。目前，打印机多采用单一孔径(口径)的打印喷孔，针对不同的打印液体用不同的驱动模式来形成液滴。这种方式有很大的局限性，只能用于特性在给定的极其有限的范围内的某些液体，对于高分子量、长分子链显示出高黏弹性液体特性的聚合物溶液，必须用稀释的办法才能被打印出来，而稀释以后，需要更多的液滴才能打印出相同数量的材料，有效的打印成型实现起来就变得比较困难。

发明内容

有鉴于现有技术中存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种喷墨打印系统，在一个或多个打印头中合成了多孔径的打印喷孔，以适应不同的打印材料。

相应的，本发明还提供一种利用上述喷墨打印系统进行打印的方法，适合打印不同的溶液。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述喷墨打印系统打印薄膜晶体管的方法，以实现可靠的打印。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述喷墨打印系统打印RLC电路的方法，以实现可靠的打印。

本发明的另一目的在于提供一种通过喷墨打印形成跨层连接(interconnection)结构的方法，以提高跨层连接的可靠性。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种喷墨打印系统，该系统包括：样品台；一个或多个打印头，每一打印头上安装有一个喷孔片，所述一个或多个打印头的喷孔片上设置有不同孔径的喷孔；驱动所述打印头的喷孔进行打印操作的打印驱动装置；以及驱动所述打印头或样品台以进行打印定位的定位驱动装置。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供一种利用上述喷墨打印系统进行打印的方法，该方法包括：选择打印溶液，并根据打印溶液选择打印喷孔；驱动所述打印头进行定位，以使选择的打印喷孔对准样品台的基体上待打印的位置；以及驱动打印溶液通过喷孔，进行打印操作。

本发明实施例还提供一种利用上述喷墨打印系统打印薄膜晶体管的方法，该方法包括：选择导电的打印溶液及打印喷孔，在基体上打印源极和漏极，源极和漏极之间的长度为沟道长度；选择包含半导体材料的打印溶液及打印喷孔，在所述源极和漏极中间打印半导体层，该半导体层覆盖源极和漏极之间的沟道；选择电介质材料的打印溶液及打印喷孔，在所述半导体层的上方打印介电层，该介电层覆盖半导体层以及覆盖部分或全部的源极和漏极；在所述介电层的设定位置打印导电的溶液，以分别在所述介电层中形成连接至源极和漏极的导电结构；以及采用导电的打印溶液在介电层上打印门电极。