專利名稱：在熱成形聚合物基底上形成薄膜電子器件的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制作電子器件，且更具體而言，涉及采用把熱處理型油墨涂敷到聚合 物基底上形成電子器件的制作技術(shù)和設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在位置方面約束聚合物 基底，并將其加熱到至少為聚合物基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，但優(yōu)選低于基底的熔化溫度。把 熱處理型油墨涂敷到按合適位置被約束的聚合物基底上形成限定了電子器件或其一部分 的一個或多個層。形成在聚合物基底上的電子器件層例如可以包括一種或多種導(dǎo)電層、非 導(dǎo)電層和半導(dǎo)體層。 相反，常規(guī)的制作技術(shù)通常把聚合物基底的加熱溫度限制成低于基底的玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度。當(dāng)達(dá)到或超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，基底通常由于收縮而發(fā)生變形。例如，把不受約 束的聚合物膜加熱到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或超過此溫度時會由于熱收縮使膜材料變成實質(zhì)上非平面的形狀。 由于采用常規(guī)技術(shù)打印到基底上的第一層在燒結(jié)過程中發(fā)生聚合物基底的變形， 所以為了保證正確的對準(zhǔn)以補償基底收縮，需要對后續(xù)層進(jìn)行位置調(diào)整。在各制作階段之 間對基底進(jìn)行的位置調(diào)整會引入對準(zhǔn)誤差。當(dāng)基底收縮在X和Y方向上都不均勻時，為了 構(gòu)建另外的電子器件層，用以確保正確對準(zhǔn)而適當(dāng)?shù)刂匦露ㄎ皇軣岬木酆衔锘鬃兊酶鼮?復(fù)雜。例如，雙軸取向膜在X和Y方向上顯示出不同的收縮。 根據(jù)本發(fā)明在位置方面約束聚合物基底可以在聚合物基底上形成多個電子器件 結(jié)構(gòu)和層，并且無需把聚合物基底從其在位置方面被約束的構(gòu)造中取下來或使之受到干 擾。例如，加熱、打印、燒結(jié)、干燥和冷卻過程可以在聚合物基底被約束在臺板上的情況下進(jìn) 行，無需在這些制作階段之間從臺板上取下基底。 根據(jù)本發(fā)明在位置方面約束聚合物基底可有利地便于在諸如大于或等于聚合物 基底之玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的高溫情況下對聚合物基底涂敷熱處理型油墨。這樣就可以沒有困 難地使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度通常低于155t:的低成本聚合物膜。諸如銀納米粒子油墨的熱處 理型油墨的燒結(jié)是一種與溫度_時間有關(guān)的過程。同與常規(guī)制作方法相關(guān)的較低處理溫度 相比，根據(jù)本發(fā)明，在可以達(dá)到的較高處理溫度下可以更快地?zé)Y(jié)油墨。可以理解的是，可 以在低于或高于聚合物基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的各種處理溫度下把熱處理型油墨涂敷到 聚合物基底上。 現(xiàn)在參見圖l，所示為根據(jù)本發(fā)明實施例在聚合物基底上形成電子器件的各種工 藝流程圖。根據(jù)圖l，按合適位置把聚合物基底約束ll在臺板上。把被約束的聚合物基底 加熱13到至少為聚合物基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。把熱處理型油墨涂敷15到被約束的聚合 物基底上，從而在其上形成電子器件層的至少一部分。根據(jù)本發(fā)明的實施例對聚合物基底 進(jìn)行加熱和約束能夠把聚合物基底熱成形為呈現(xiàn)可以是平的或彎曲形狀的臺板形狀，和/ 或使之包括一種或多種結(jié)構(gòu)化元件或特征。 在位置方面約束11聚合物基底可以包括產(chǎn)生真空或靜電荷從而把聚合物基底在 位置方面約束在臺板上。在位置方面約束ll聚合物基底可以包括以機械方式把聚合物基 底約束在臺板上。彎曲的臺板可特別有利地便于進(jìn)行機械夾持。 加熱13被約束的聚合物基底可以包括對被約束的聚合物基底進(jìn)行紅外加熱。根 據(jù)一種方法，可以把聚合物基底在位置方面約束11在臺板的熱吸收結(jié)構(gòu)上，所述熱吸收結(jié) 構(gòu)與臺板的其它部分熱絕緣，加熱13被約束的聚合物基底可以包括把臺板的熱吸收結(jié)構(gòu) 加熱到至少為基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，而臺板的其它部分的溫度低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，例 如為環(huán)境溫度。根據(jù)其它方法，可以使用合適的熱源(如，烘箱加熱或整體電加熱或流體加 熱元件)加熱臺板結(jié)構(gòu)，并且不必包括單獨或一體的熱吸收結(jié)構(gòu)。 在不從臺板上取下聚合物基底的情況下，可以把一種或多種另外的熱處理型油墨 涂敷到被約束的聚合物基底上，從而在其上形成一種或多種另外的電子器件層的至少一部 分。熱處理型油墨優(yōu)選包括含有導(dǎo)電粒子或非導(dǎo)電粒子的油墨。例如，合適的熱處理型油 墨為銀納米粒子油墨。可以對涂敷到聚合物基底上的熱處理型油墨進(jìn)行干燥處理，同時把 聚合物基底在位置方面約束在臺板上。 本發(fā)明的其它實施例涉及在位置方面把聚合物基底約束在臺板上、在聚合物基底 的溫度低于聚合物基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溫度下對被約束的聚合物基底涂敷熱處理型
6油墨以及把具有熱處理型油墨的被約束的聚合物基底加熱到至少為聚合物基底的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度，從而在其上形成電子器件層的至少一部分。本發(fā)明進(jìn)一步的實施例涉及在位置 方面把聚合物基底約束在臺板上和把被約束的聚合物基底加熱到低于但接近聚合物的玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度。在此溫度下把熱處理型油墨涂敷到被約束的聚合物基底上。把具有熱處理 型油墨的被約束的聚合物基底加熱到至少為聚合物基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而在其上形 成電子器件層的至少一部分。 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例在聚合物基底上形成電子器件的設(shè)備示意圖。圖2中所 示的設(shè)備包括構(gòu)造用于接納聚合物基底30的臺板12。臺板12可以基本上是平的。臺板 12也可以是彎曲的，并且可以包括簡單或復(fù)雜的彎曲部(如，單個或多個偏轉(zhuǎn)點)。臺板12 可以包括一個或多個結(jié)構(gòu)化元件。臺板12的結(jié)構(gòu)化元件可以包括對薄膜電子器件賦予功 能的非平面形狀，所述功能例如為用于電子鍵盤的機械觸覺功能?；蛘?，結(jié)構(gòu)化元件可有助 于進(jìn)一步處理器件的表面特性以增大牽引力、協(xié)助形成真空或?qū)崿F(xiàn)器件的處理或包裝。
裝置32構(gòu)造用于在臺板12上約束聚合物基底30。熱源50構(gòu)造用于把被約束的 聚合物基底30加熱到至少為聚合物基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。打印機40構(gòu)造用于對被約束 的聚合物基底30涂敷熱處理型油墨，從而在其上形成電子器件層的至少一部分。
在一些實施例中，熱源50構(gòu)造用于把被約束的聚合物基底30加熱到低于聚合物 基底30的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，打印機40構(gòu)造用于在此溫度下對被約束的聚合物基底30涂敷 熱處理型油墨。具有熱處理型油墨的被約束的聚合物基底30被熱源50(或其它熱源)加 熱到至少為聚合物基底30的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而在其上形成電子器件層的至少一部分。
在其它實施例中，提供的熱源50把被約束的聚合物基底30加熱到低于、但接近于 聚合物基底30的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，且打印機40構(gòu)造用于在此溫度下對被約束的聚合物基 底30涂敷熱處理型油墨。提供相同或不同的熱源50把具有熱處理型油墨的被約束的聚合 物基底30加熱到至少為聚合物基底30的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而在其上形成電子器件層的 至少一部分。 圖3示出根據(jù)本發(fā)明實施例用于加熱被約束在臺板12上的聚合物基底30的裝 置。 一般情況下，圖3中所示的裝置可以把薄膜聚合物基底迅速加熱至高溫，同時在基底溫 度達(dá)到和超過基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的情況下約束聚合物基底的形狀。圖3的裝置提 供了一種規(guī)定和控制聚合物基底30形狀的結(jié)構(gòu)。 根據(jù)圖3所示的裝置，臺板12支撐著構(gòu)造用于接納聚合物基底的熱吸收結(jié)構(gòu)102。 優(yōu)選在熱吸收結(jié)構(gòu)102與臺板12的支撐面之間設(shè)置熱絕緣體104。熱絕緣體104可以由多 種熱絕緣材料形成，例如橡膠、塑料泡沫、陶瓷材料、玻璃纖維或木材。臺板12還包括設(shè)置 為按合適位置把聚合物基底30約束在臺板12的熱吸收結(jié)構(gòu)102上的裝置32。
雖然所示熱吸收結(jié)構(gòu)102以及優(yōu)選還有熱絕緣體104基本上都是平的，但它們也 可以是彎曲的，如圖4A所示(如凸或凹的)。熱吸收結(jié)構(gòu)102和熱絕緣體104被賦予的彎 曲部可以是簡單的(如，單點偏轉(zhuǎn))或復(fù)雜的(如，多點偏轉(zhuǎn))。圖4B和4C所示為并入一 個或多個結(jié)構(gòu)化元件的熱吸收結(jié)構(gòu)102。例如圖4B所示的熱吸收結(jié)構(gòu)102并入了可以對薄 膜電子器件賦予功能的一系列的凹痕或凹陷105，如前所述。圖4C所示為并入凹槽107的 熱吸收結(jié)構(gòu)102，在熱成形及其它制作工藝過程中，所述凹槽例如便于或加強在位置方面約 束基底的邊緣。
根據(jù)不同的實施例，熱吸收結(jié)構(gòu)102可以包括紅外(IR)吸收器或者具有低熱膨脹 系數(shù)的其它熱吸收結(jié)構(gòu)或材料(如具有背部炭黑涂層的石英)。使用具有低熱膨脹系數(shù)的 熱吸收材料是可取的，這樣可以使聚合物基底30的熱收縮最小化。熱吸收結(jié)構(gòu)102鄰近熱 絕緣體104的表面上可以涂布碳，從而例如提高IR能量的吸收。增設(shè)熱絕緣體104可以減 少熱能從熱吸收結(jié)構(gòu)102中傳走。當(dāng)存在IR輻射時，聚合物基底材料30軟化。受熱聚合物 基底30相對于約束裝置32被施加以約束力，從而使基底30呈現(xiàn)熱吸收結(jié)構(gòu)102的形狀。
現(xiàn)在可以在溫度超過聚合物基底材料30的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的情況下對諸如銀 納米粒子油墨的熱處理型油墨進(jìn)行紅外燒結(jié)。經(jīng)冷卻，聚合物基底30保留了熱吸收結(jié)構(gòu) 102的形狀，優(yōu)選保留了約束裝置32的形狀，因為圖3實施例中所示的這兩種結(jié)構(gòu)基本上是 平滑和平整的。可以修整聚合物基底30的非平整區(qū)域并用于回收利用。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例在臺板上約束聚合物基底的裝置示意圖。圖5中所示的 約束裝置32包括多孔金屬(如鋁)臺板12。例如，臺板12可以包括穿過臺板12分布的穿 孔70或孔。穿孔70可位于臺板12的各種位置上，但通常設(shè)置成接近臺板12的周邊。
真空源72與穿孔70非固定結(jié)合。當(dāng)打開真空源72時，在接近穿孔70的臺板12 的表面處產(chǎn)生負(fù)壓條件。當(dāng)聚合物基底30位于臺板12上使部分的基底30覆蓋或緊鄰穿 孔70時，負(fù)壓條件提供的約束力把聚合物基底30在位置方面限制在臺板12上。處理聚合 物基底30之后，消除真空72或產(chǎn)生正壓以方便從臺板12上取下聚合物基底30。
圖6是根據(jù)本發(fā)明其它實施例在臺板上約束聚合物基底的裝置示意圖。根據(jù)圖6 中所示的構(gòu)造，采用靜電固定裝置32把聚合物基底30在位置方面約束在臺板12上。圖6 的約束裝置32包括接地的臺板12和與通常包括電壓控制的發(fā)生器82連接的正電極80。
通過發(fā)生器82在電極80與接地臺板12之間施加的電壓產(chǎn)生了強度可以由電壓 控制進(jìn)行調(diào)節(jié)的靜電場。當(dāng)聚合物基底30位于臺板12上且發(fā)生器82開啟時，靜電場使臺 板12與聚合物基底30之間產(chǎn)生表面電荷不平衡。表面電荷不平衡導(dǎo)致的吸引力把基底30 在位置方面約束在臺板12上。處理后關(guān)閉發(fā)生器82以便于從臺板12上取下聚合物基底 30。 圖7是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步實施例在臺板上約束聚合物基底的裝置示意圖。根據(jù) 圖7中所示的構(gòu)造，提供機械約束裝置32用于把聚合物基底30在位置方面約束在臺板12 上。保持設(shè)備90用于提供保持設(shè)備與聚合物基底30的邊緣部分的之間的機械接合。保持 設(shè)備90與聚合物基底30的邊緣部分之間的接合導(dǎo)致的壓縮力把基底30約束在臺板12上。
可以設(shè)想多種機械裝置。例如，保持設(shè)備90可以包括多個邊緣構(gòu)件，所述邊緣構(gòu) 件構(gòu)造用于與聚合物基底30的多處周邊部分的至少一部分接合。在一些構(gòu)造中，保持設(shè) 備90的邊緣構(gòu)件可以進(jìn)行樞轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動，從而與聚合物基底30發(fā)生或脫離接合。在其它構(gòu) 造中，保持設(shè)備90的邊緣構(gòu)件在與聚合物基底30的平面垂直的平面上是可移動的，并且通 過升降邊緣構(gòu)件與聚合物基底30接合。保持設(shè)備90的移動可以由計算機控制或者手動進(jìn) 行。各個邊緣構(gòu)件可以是彼此可獨立移動的，或者是彼此可協(xié)同移動的。
圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例在聚合物基底上形成電子器件的設(shè)備示意圖。圖8中所 示的設(shè)備包括臺板12和前述類型的約束裝置32。聚合物基底30顯示被約束在臺板12上。 臺板支撐件19從臺板12中伸出并連接到定位系統(tǒng)16。該定位系統(tǒng)16便于在包括沿圖8 中所示x軸和y軸的多重方向上移動臺板支撐件19并因此而移動臺板12。
8可以包括機動線性定位臺14和設(shè)置成用于在x方向和y方向上移動 臺板12的兩個或兩個以上的電機18、20。如果需要的話，可以設(shè)置其它電機以在z方向上 移動臺板12。優(yōu)選使可以包括控制器22的定位系統(tǒng)16與系統(tǒng)控制器46連接。用于沿y 軸移動臺板12的合適線性電機20是型號為T3DS43-2NCJS的Trilogy線性電機。用于沿x 軸移動臺板12的合適線性電機18是型號為T2DS43-2NCJS的Trilogy線性電機。合適的電 動線性定位臺14是Parker Daedal Model500000ET。合適的定位系統(tǒng)控制器22是Delta Tau UMAC位置控制器。 打印機40顯示位于臺板12上方。打印機40包括顯示為鄰近按合適位置約束在 臺板12上的聚合物基底30定位的打印頭42。打印機40構(gòu)造用于對聚合物基底30涂敷熱 處理型油墨44，例如包含導(dǎo)電粒子以及包含非導(dǎo)電粒子的那些油墨。合適的打印機40包括 各種噴墨打印機，例如采用壓電噴墨頭和支撐電子器件的那些。 一種這樣的打印機40為可 提供128個可獨立尋址的內(nèi)聯(lián)噴嘴和30微升墨滴體積的SpectraSE-128噴墨組件。
可以通過方便相對于打印頭42對準(zhǔn)臺板12的一個或多個攝像頭協(xié)助定位系統(tǒng) 16。可以布置一個或多個攝像頭以提供基于攝像頭的對準(zhǔn)系統(tǒng)。基于視覺的一種合適的對 準(zhǔn)系統(tǒng)為可購自DVT公司的Legend530機器視覺傳感器系統(tǒng)。在圖8所示的構(gòu)造中，一個 攝像頭60位于與打印頭42相同的直線軸上。另一攝像頭62可位于相對臺板12為固定的 位置上。 熱源50位于鄰近打印機40處。熱源50優(yōu)選為IR熱源，例如能夠?qū)μ囟繕?biāo)區(qū) 域聚焦高強度紅外能的IR燈(如使用橢圓反射器)。 一種合適的IR熱源是可購自明尼 蘇達(dá)州伊登普拉利的Research Inc.公司的Model IR 5194-04(4英寸，2000W IR燈)，由 Research Incorporated5420ma電源控制器供電。也可以包括可選用的紫外線燈(未顯 示)，例如254nm的"殺菌"UV燈。 系統(tǒng)控制器46與打印機40、定位系統(tǒng)16和攝像頭60、62通訊連接。系統(tǒng)控制器 46根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行在聚合物基底30上制作電子器件結(jié)構(gòu)的程序指令。
例如，系統(tǒng)控制器46根據(jù)程序指令協(xié)調(diào)臺板12沿y軸的移動，從而把聚合物基底 30定位在打印機40下方和熱源50的下方。根據(jù)一個優(yōu)選的制作方法，聚合物基底30位于 臺板12上，并啟動約束裝置32。聚合物基底30在臺板12上的取、放可以手動進(jìn)行或使用 本領(lǐng)域中已知的計算機控制的取放機。隨著聚合物基底30約束在臺板12上，臺板12在熱 源50下方移動。 優(yōu)選把聚合物基底30的溫度提高到至少為聚合物基底30的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，且 更優(yōu)選高于聚合物基底30的Tg。如前所述，臺板12可以包括與臺板12的其它部分熱絕緣 的熱吸收結(jié)構(gòu)，從而可以把聚合物基底30迅速加熱到所需的加工溫度，而臺板12的其它部 分仍保持為環(huán)境溫度。聚合物基底30加熱到至少為Tg后，在打印機40之下移動臺板12， 把熱處理型油墨涂敷到被約束的聚合物基底30上，在其上形成一個或多個電子器件層的 至少一部分。如前所述，可以在低于Tg(如接近T》的溫度下進(jìn)行加熱的同時把熱處理型油 墨涂敷到被約束的聚合物基底30上，隨后可以在至少為Tg的溫度下加熱具有熱處理型油 墨的聚合物基底30。 可以控制圖8中所示的設(shè)備，從而通過按需噴墨打印執(zhí)行薄膜電子器件構(gòu)件制作 工藝的子工藝。特別是，可以控制圖8的設(shè)備以執(zhí)行在熱成形聚合物基底上燒結(jié)金屬納米
9粒子的子工藝，例如燒結(jié)銀納米粒子油墨，從而在熱成形聚合物基底上形成導(dǎo)電線路。
圖8系統(tǒng)可用于按限定每個器件層的圖案而通過經(jīng)噴墨打印頭的液體沉積制作 電子器件。下面的討論中描述使用圖8系統(tǒng)構(gòu)建底柵、底部接觸薄膜晶體管(TFT)的示例 過程。應(yīng)該理解的是，根據(jù)此系統(tǒng)和工藝可以制作其它器件，且某些所述的工藝可能被排除 在外，而其它工藝可能包括在內(nèi)。在下述流程中，假定已經(jīng)制備了所有的材料溶液和圖像文 件。圖像文件可以包含多種器件所需的特征。 由根據(jù)此非限制示例性實例的溶液構(gòu)建全加性TFT的工藝包括如下步驟
1.在臺板12上放置聚合物基底30。
2.清潔基底表面。 3.用攝像頭60對準(zhǔn)基底30的左下角位置。
4.沉積柵層。 4. 1.使用熱源50和約束裝置32(通過真空、靜電固定或機械的方式)預(yù)熱和熱成 形基底30。 4. 2.用攝像頭60再對準(zhǔn)基底30左下角的位置。 4. 3.使用打印機40噴墨打印柵層。 4.4.測量和記錄打印圖像的整體尺寸。 4. 5.干燥和燒結(jié)銀(Ag)柵層。 5.沉積介電層。 6.沉積源極-漏極層。 7.沉積半導(dǎo)體層。 8.從臺板12上取下形成的基底30和電子器件。 圖8所示的設(shè)備可用于實施下述各種實驗、各種工藝。實驗中所使用的聚合物基 底包括PEN和PET膜。實驗中所使用的PEN膜是得自帝人杜邦膜公司的PEN膜Q65F 5密 耳A5072。實驗中所使用的PET膜是PET膜-1(2密耳PET)和PET膜-2 (5密耳ST504PET)。 實驗中所使用的熱處理型油墨是購自卡博特公司的銀墨AG-IJ-G-100-S1 。
臺板12的構(gòu)造如圖3所示，具有帶炭黑背涂層的石英玻璃板和熱絕緣體(如松木 木材)。多孔鋁臺板12被構(gòu)造成有利于采用真空來約束基底。把聚合物基底30放在臺板 12上，并建立真空以把基底30在位置方面約束在臺板12上。使用IR燈50把基底30加熱 到基底30的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或高于此溫度，方式是以2〃 /秒進(jìn)行四次，100%功率(每次 前進(jìn)l")。 在打印機40下面移動被約束的基底30。按以下設(shè)置把圖像打印在基底30上 i)水平像素遞增11或Saber角5. 19度 ii)脈沖振幅100V iii)起動脈沖寬度5微秒 iv)上升和下降時間1. 5微秒 v)速度2" /秒 vi)加速度4〃 /秒'2 vii)彎月面真空度5 6英寸H20。 打印之后，使用IR燈50燒結(jié)銀納米粒子油墨，方式為以2〃 /秒進(jìn)行8次，100%功率(前進(jìn)l/2" /次)。燒結(jié)后，從臺板12上取下基底30用于目視檢查，并且測量打印 圖像的電特性。 使用PEN、PET膜_1和PET膜_2的基底30的實驗表明，基底30呈現(xiàn)臺板12的形 狀，并且銀油墨完全干燥。電測量表明打印結(jié)構(gòu)的電特性非常良好。 根據(jù)本發(fā)明在薄膜聚合物基底上制作電子器件可提供優(yōu)于常規(guī)制作方法的若干 優(yōu)點。例如，把聚合物基底熱成形為(平或彎曲的)平面能容許使用超過基底玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度的處理溫度燒結(jié)諸如銀納米粒子油墨的熱處理型油墨。使用能通過IR輻射迅速加熱 的臺板或模具可大幅度縮短固化時間。當(dāng)在較高處理溫度(如等于或高于聚合物基底的Tg 的溫度)下，油墨從藍(lán)濕膜轉(zhuǎn)變成干燥的銀膜時可以獲得更好的導(dǎo)電性。由于基底熱成形 到例如臺板的石英片上，因此基底收縮減少。在各處理階段之間不必從臺板上取下基底，因 此減少或避免了與常規(guī)制作方法有關(guān)的再調(diào)準(zhǔn)誤差。 前述本發(fā)明各種實施例的描述是出于舉例說明和描述的目的。并非旨在窮舉或?qū)?本發(fā)明限定于本發(fā)明所公開的精確形式。按照上述教導(dǎo)內(nèi)容，可以有許多修改形式和變化 形式。例如，可以在多種廣泛的應(yīng)用中實施本發(fā)明的實施例。本發(fā)明的范圍不應(yīng)意圖限制 于這里的詳細(xì)描述，而是由所附權(quán)利要求所限定的。
權(quán)利要求
一種方法，包括在位置方面把聚合物基底約束在臺板上；把被約束的聚合物基底加熱到至少為所述聚合物基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；以及把熱處理型油墨涂敷到被約束的聚合物基底上，從而在其上形成電子器件層的至少一部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在位置方面約束聚合物基底包括產(chǎn)生真空或靜電 荷從而在位置方面把聚合物基底約束在臺板上，或者以機械的方式把聚合物基底約束在臺 板上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱被約束的聚合物基底包括對被約束的聚合物 基底進(jìn)行紅外加熱。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在位置方面把所述聚合物基底約束在所述臺板的 熱吸收結(jié)構(gòu)上，所述熱吸收結(jié)構(gòu)與所述臺板的其它部分熱絕緣，并且加熱被約束的聚合物 基底包括把所述臺板的熱吸收結(jié)構(gòu)加熱到至少為所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，而所述臺板的其它 部分的溫度低于所述玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中約束和加熱所述聚合物基底包括把所述聚合物基 底熱成形為呈現(xiàn)所述臺板的形狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱處理型油墨包含導(dǎo)電粒子或非導(dǎo)電粒子。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱處理型油墨包括銀納米粒子油墨。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括在不從所述臺板上取下所述聚合物基底的情況 下，將一種或多種另外的熱處理型油墨涂敷到所述被約束的聚合物基底上，從而在其上形 成一種或多種另外的電子器件層的至少一部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括把一種或多種另外的熱處理型油墨涂敷到所述被 約束的聚合物基底上，從而在其上形成一種或多種另外的電子器件層的至少一部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中形成在所述聚合物基底上的電子器件層包括導(dǎo) 電層、非導(dǎo)電層和半導(dǎo)體層中的至少兩種。
11. 一種用于在聚合物基底上形成電子器件的至少一部分的設(shè)備，包括 構(gòu)造用于接納所述聚合物基底的臺板； 構(gòu)造用于把所述聚合物基底約束在所述臺板上的裝置；構(gòu)造用于把被約束的聚合物基底加熱到至少為所述聚合物基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的 熱源；禾口構(gòu)造用于對被約束的聚合物基底涂敷熱處理型油墨從而在其上形成電子器件層的至 少一部分的打印機。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述約束裝置包括與所述臺板非固定結(jié)合的真 空源。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述約束裝置包括靜電固定裝置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述約束裝置包括構(gòu)造用于在位置方面把聚合 物基底約束在臺板上的機械裝置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述熱源包括紅外熱源。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述打印機包括噴墨打印機。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述臺板包括具有第一表面和第二表面的熱吸收體，所述熱吸收體的第一表面被構(gòu)造用于接納所述 聚合物基底；禾口具有第一表面和第二表面的絕緣體，所述絕緣體的第一表面與所述熱吸收體的第二表 面平面接觸。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述熱吸收體包括紅外熱吸收材料。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述臺板基本上是平的或包括彎曲部分。
20. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述臺板包括一個或多個結(jié)構(gòu)化元件。
21. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述熱處理型油墨包含導(dǎo)電粒子或非導(dǎo)電粒子。
22. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述熱處理型油墨包括銀納米粒子油墨。
23. —種方法，所述方法包括在位置方面把聚合物基底約束在臺板上； 把熱處理型油墨涂敷到被約束的聚合物基底上；以及把具有所述熱處理型油墨的被約束的聚合物基底加熱到至少為所述聚合物基底的玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而在其上形成電子器件層的至少一部分。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中在低于但接近所述聚合物基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度的溫度下把所述熱處理型油墨涂敷到被約束的聚合物基底上。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在聚合物基底上制作電子器件的設(shè)備及方法，用于在位置方面把聚合物基底約束在臺板上，并且把被約束的聚合物基底加熱到至少為聚合物基底的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。把熱處理型油墨涂敷到被約束的聚合物基底上，從而在其上形成電子器件層的至少一部分。
文檔編號H05K3/00GK101755492SQ200880021410
公開日2010年6月23日 申請日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者丹尼爾·H·卡爾森, 丹尼爾·J·泰斯, 唐納德·J·穆克盧爾, 布賴恩·K·納爾遜, 戴維·L·菲利普斯, 斯科特·M·施諾布利希, 詹姆斯·N·多布斯 申請人:3M創(chuàng)新有限公司