[发明专利]制备高分辨率特征物的方法、组合物和导电特征物

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备高分辨率特征物(feature)的方法、组合物和导电特征物；具体而言，涉及一种在基底上形成高分辨率特征物的方法，该方法中所用的组合物以及由该方法形成的导电特征物。

背景技术

使用液体沉积技术制备电子电路元件受到深切关注，因为该技术为传统主流非晶硅技术用于电子应用如薄膜晶体管(TFT)、发光二极管(LED)、RFID标签、光伏元件(photovoltaics)等等提供了潜在的低成本替代物。

可溶液加工的导体在用于这些电子应用时引起极大关注。基于金属纳米颗粒的油墨代表了一种有前景的用于印刷电子设备的材料。然而，大部分传统印刷方法如喷墨印刷、丝网印刷、苯胺印刷不能提供极高分辨率的特征物。例如，丝网印刷一般形成宽度为100微米的线，而具有10pL喷嘴的喷墨印刷通常形成宽度不低于30微米的线。尽管可以设计特定的喷墨印刷机用于印刷非常小的液滴，但是难以实现可靠且一致的印刷结果，尤其是用基于颗粒的油墨，因为喷嘴可能会堵塞。尽管常规的照相平板印刷方法可以制备出高分辨率线条，如1至5微米，但是该方法对于低成本电子制造而言成本过高。

虽然用于制备电子设备的导电元件的目前可得方法适用于其预期目的，但为得到高分辨率设备，仍然需要适于使用稳定金属油墨组合物制备导电结构的低成本方法，其导电特征物具有与常规的平板印刷方法不相上下的小于10微米的宽度。

发明内容

因此需要一种形成导电特征物(例如金属电极或连接器)的方法，所述特征物的宽度小于10微米，使用液体沉积方法在一种材料(如塑料基底)上进行低成本制造；这由本文所公开的主题解决。

本申请解决了上述和其它问题，其中在实施方案中一种在基底上形成高分辨率特征物的方法，该方法包括：沉积含有一种物质和一种溶剂的液体组合物至基底上以形成沉积特征物，在沉积期间或沉积之后加热沉积特征物至加热的温度形成具有中心区域和边缘区域的中间特征，施用胶粘物质至中间特征物的表面的至少一部分，以及将胶粘物质与中间特征物的中心区域的至少一部分一起移除以在基底上形成高分辨率特征物。在具体的实施方案中，所述物质可以是金属纳米颗粒，并且沉积通过喷墨印刷进行。在其他实施方案中，中间特征在中心区域包含残余量的溶剂。

在实施方案中，描述了一种组合物，其包括一种金属纳米颗粒、一种稳定剂、一种第一溶剂和一种第二溶剂，其中第一溶剂的沸点比第二溶剂的沸点高至少50℃并且，并且比金属纳米颗粒的最低烧结温度高至少100℃。在具体的实施方案中，大部分的稳定剂分子可以与金属纳米颗粒表面缔合，并且少部分二代稳定剂分子可在组合物中解离为游离的稳定剂。

在实施方案中，描述了一种线宽度小于约10微米的位于基底上的导电特征物，其中所述特征物通过以下形成：沉积含有金属纳米颗粒、稳定剂和溶剂的液体组合物至基底上以形成图案化的沉积特征物，在沉积期间或沉积之后加热沉积特征物至加热温度以形成具有中心区域和边缘区域的中间特征物，施加胶粘物质至中间特征物的表面的至少一部分上，并且将胶粘物质与中间特征物的中心区域的至少一部分一起移除以在基底上形成导电特征物。

附图说明

图1示例出了一些中间特征物的边缘区域(如10、20、30、40所示)和中心区域(如11、21、31、41所示)。

具体实施方式

本发明的方法是一种在基底上形成高分辨率特征物的方法。该方法包括在基底上沉积一种物质和一种液体介质以形成沉积特征物。在实施方案中，所述物质为金属纳米颗粒。将沉积特征物在沉积期间或沉积之后加热以形成具有中心区域和边缘区域的中间特征物。然后在中间特征物的表面的至少一部分上施加胶粘物质，随后将胶粘物质与中间特征物的中心区域的至少一部分一起移除，在基底上形成高分辨率特征物。