[发明专利]喷嘴的表面处理方法

说明书

本发明涉及一种喷嘴的表面处理方法，所述喷嘴包括外表面和墨水喷出通道，所述喷嘴的材质为二氧化硅，包括如下步骤：将填充物填充于所述墨水喷出通道；采用硅烷溶液处理填充后的所述喷嘴，所述硅烷溶液包含含疏水基团的硅烷；将处理后的所述喷嘴进行热处理，使所述硅烷在所述外表面形成致密的疏水性自组装分子层；除去所述墨水喷出通道内的填充物，即可。表面处理后的喷嘴外表面疏水，内表面(墨水喷出通道内壁)亲水有利于墨水稳定喷射；喷嘴外表面的疏水性能减少甚至抑制从内径流出的墨水在喷嘴正面的浸润，能有效减小液滴喷射的尺寸而提高打印的分辨率。

技术领域

本发明涉及半导体电子器件制作技术领域，特别是涉及一种喷墨打印机的喷嘴处理方法。

背景技术

近年来，高分辨图案化在高性能微半导体、电子器件以及生物功能材料等制备方面受到了广泛的研究。相比传统的图案化技术，如光刻蚀、电子束刻蚀、微接触转印等，喷墨打印技术可以实现大面积复杂图案的直接书写，工艺简单，成本低廉，成为最有前景的图案化方法之一。

目前，喷墨打印技术已经被广泛的应用在显示器、传感器等器件制备中。喷墨打印实现图案化的分辨率主要取决于喷射液滴的尺寸和液滴的稳定性。相同条件下，喷射液滴的尺寸越小打印图案的分辨率越高，而液滴不稳定造成的散点、错位等均降低了打印图案的分辨率。为了提高打印分辨率，通常的方法包括减小打印头喷嘴的直径、调整打印脉冲信号、改变打印墨水的物理性质、调节基板浸润性等，但这些方法对打印条件、墨水、基板性质等存在一定的局限性。

喷墨打印系统通常包括一个或者多个带有喷嘴的打印头，墨水从喷嘴喷出形成液滴在对应基板位置上沉积。在液滴形成过程中，墨水容易在打印头喷嘴正面上发生浸润、流淌和溢出。墨水在喷嘴的这种润湿程度越大，溶液脱离喷嘴需要克服的表面张力越大，最终形成的液滴尺寸打印喷嘴直径；此外，墨水在打印头喷嘴正面的污染会导致或促使油墨喷头喷嘴和通道的堵塞，降低墨水打印稳定性，同时这种堵塞单独或者与浸湿的、受到污染的喷嘴正面结合会导致墨水未喷射或者液滴尺寸变化、液滴拖尾、飞行方向偏移等问题，大大降低打印图案的分辨率。因此，我们需要对打印头的喷嘴正面进行抗浸润处理，减小或者抑制墨水在喷嘴正面的浸润，在不改变打印头尺寸、墨水和基板性质等外界条件下实现喷墨打印分辨率的提高。

利用压层、化学气相沉积等方法在喷嘴表面制备一层疏水性涂，可以减小喷嘴的润湿程度并且具有较好的化学稳定性，但这类处理下涂层与喷嘴表面是较为微弱的物理键合，物理稳定性差，涂层易于喷嘴发生脱落。更重要的是，这类技术较难实现涂层在喷嘴表面选择性沉积，疏水涂层同时沉积在喷嘴内孔上，这样亲水性的打印墨水在疏水性毛细管的排斥下难以喷射而造成一系列打印工艺问题。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种提高喷墨打印分辨率的喷嘴的表面处理的方法。

具体的技术方案如下：

一种喷嘴的表面处理方法，所述喷嘴包括外表面和墨水喷出通道，所述喷嘴的材质为二氧化硅，包括如下步骤：

将填充物填充于所述墨水喷出通道；

用硅烷溶液处理所述喷嘴的外表面，所述硅烷溶液包含含疏水基团的硅烷；

将处理后的所述喷嘴进行热处理，使所述硅烷在所述外表面形成致密的疏水性自组装分子层；

除去所述墨水喷出通道内的填充物，即可。

在其中一些实施例中，所述硅烷溶液还包含催化剂，所述催化剂选自正丁胺。

在其中一些实施例中，所述硅烷选自烷基硅烷、全氟烷基硅烷、氯硅烷或烷氧基硅烷。

在其中一些实施例中，所述硅烷选自十八烷基乙氧基硅烷、十八烷基三氯硅烷或十三氟辛基三乙氧基硅烷。

在其中一些实施例中，所述将填充物填充于所述墨水喷出通道的方法为：