[发明专利]一种有机薄膜的喷墨打印方法

说明书

技术领域

本发明涉及喷墨打印技术领域，特别是涉及一种有机薄膜的喷墨打印方法。

背景技术

喷墨打印技术由于具有高效、低成本、非接触形式及柔性的加工过程等特点，因此，采用喷墨打印形成的图案被广泛应用于有机电子器件的加工中，通过打印功能性高分子溶液，喷墨打印实现了功能高分子薄膜的沉积和图案化，并实现了有机发光二极管、有机薄膜晶体管（Organic Thin Film Transistor，简称OTFT）及其集成器件的加工。

喷墨打印一般采用墨滴交叠覆盖的方式形成连续薄膜。与打印单点或单线条图案相比，通过多线条交叠覆盖形成大面积连续薄膜的工艺容易导致薄膜厚度不均，不连续或者图案形变等问题。针对这一问题，现有技术采用衬底温度的变化来控制墨水的干燥过程，实现打印连续的有机薄膜。在过低的衬底温度下打印小分子有机半导体墨水，打印的图案在干燥过程中会导致图案变形，而过高的衬底温度则易导致薄膜不连续，因此采用合适的衬底温度在一定程度上可以减少图案形变，同时获得连续均匀的薄膜。但是利用这种控制衬底温度方法打印大面积薄膜时，打印速度往往比较慢，尤其是在衬底温度较低的情况下，而升高衬底温度又会带来薄膜结晶度低的问题。因此在喷墨打印工艺中，调节衬底温度的范围比较有限。

采用混合溶剂的墨水，由于两种溶剂组分在表面张力上的差异，会引起液滴内部的马兰戈尼对流（Marangoni convection）。在最简单的单墨滴打印的情况下，随着溶剂挥发，衬底上的圆形墨滴与衬底的接触线的移动通常是各向同性的后退，当溶质浓度达到一定阈值后，接触线停止移动，溶质开始从边缘向中间通过自组装形成薄膜，这种情况下薄膜的形状和形貌比较容易控制。但是在打印线条或者二维薄膜的情况下，墨滴彼此交叠。在打印初始阶段，衬底上的溶剂通过打印补充的速度大于溶剂挥发的速度，而在打印后期，溶剂挥发速度和溶质结晶生长的速度均因为液体表面积的增加而增加。在这种情况下，控制薄膜的几何形状和微观形貌需要对自组装环境进行动态调节。例如在单程打印一个线条形状的工艺中，线条起始端附近的薄膜比末端要厚，结晶度一般也比较高，主要是因为，在墨水干燥过程中溶质的快速结晶引起浓度梯度，并且驱动溶质分子定向迁移。在打印线条的不同部位，由于墨水浓度不同而引致组装速度的变化甚至是生长模式的改变，因此，导致薄膜的厚度和形貌不均。

如图1所示，现有技术的喷墨打印方式，根据图形打印的需要，如打印区域14为源电极13和漏电极15之间的有机半导体层，喷头11下端的喷嘴12可以按照一定的频率连续喷射墨水液滴，前一滴液滴的落点和后一滴液滴的落点之间的间距为点间距，在此说明，沿Y方向打印的线条为列，沿X方向打印的线条为行，沿Y方向打印一次为一个行程，打印时喷头11首先沿Y方向打印一列，再沿X方向移动一个列间距，再沿Y方向打印下一列，如此反复，形成一定面积的打印薄膜，现有技术多采用衬底的移动来实现Y方向和X方向的移动，衬底的移动速度和移动距离根据墨点的点间距确定。通常打印的点间距在X方向和Y方向都是相同的。当点间距足够小的情况下可以形成连续薄膜。在打印一定宽度的有机薄膜时，需要多个行程才可以打印出足够宽度的薄膜，在较长行程的打印过程中，由于墨水的干燥速度相对较快，常常出现的问题是相邻的线条之间会出现不连续交叠或不均匀。

由上述分析可知，通过现有的喷墨打印技术，会存在薄膜的厚度不均匀、薄膜不连续或图案形变的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种喷墨打印方法，用以提高薄膜厚度的均匀性，进而提高喷墨图案的质量。

本发明有机薄膜的喷墨打印方法，包括：

调节打印衬底的表面能；

在打印衬底上打印有机薄膜，使得在打印衬底上的液滴均匀铺展。

优选的，所述使得在打印衬底上的液滴均匀铺展具体为，使得在打印衬底上的铺展的液滴直径为打印机喷嘴喷出的球形液滴直径的2～4倍。

优选的，所述调节打印衬底的表面能具体为在打印衬底表面沿打印列方向或者垂直于打印列方向形成表面能梯度。

较佳的，所述形成表面能梯度包括：

对打印衬底表面进行氟化处理；

通过立体掩膜版，对打印衬底表面进行紫外臭氧清洗，所述立体掩膜版包括具有多个开口的掩膜版基底及设置于掩膜版基底每个开口处的翘片，所述翘片所在平面与掩膜版基底所在平面的夹角为10°～100°，所述开口对应打印衬底上需打印有机薄膜的区域，当透过所述立体掩膜版对打印衬底进行紫外臭氧清洗时，打印衬底上需打印有机薄膜的区域形成表面能梯度。