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制造電子部件的方法

文檔序號:2496926閱讀:147來源:國知局
專利名稱:制造電子部件的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本技術(shù)涉及制造包括導(dǎo)電膜的電子部件的方法,例如,涉及適合于制造觸摸屏或顯示器等電子裝置內(nèi)所包含的配線或薄膜晶體管的制造電子部件的方法。
背景技術(shù)
使用各種印刷方法形成導(dǎo)電膜是有效地降低觸摸屏和顯示器等電子裝置的成本的技術(shù),并且近年來已經(jīng)積極地進行了該技術(shù)的研究和開發(fā)。根據(jù)各種裝置所需要的配線厚度適當(dāng)?shù)厥褂糜∷⒎椒?。作為對常用于電子裝置的厚度為幾十微米的配線進行圖案印刷的方法,凹版印刷和平版印刷非常有效。在普通的凹版印刷和平版印刷中,所使用的油墨容易從印刷板上脫落,并且需要 具有在用作轉(zhuǎn)印目標的基材上不變化的特征。然而,部分用于導(dǎo)電膜的油墨不適于上述印刷。使用這種不合適的油墨時,例如,通常致力于將聚合物添加到油墨中或增大油墨的密度,以便提供具有上述特征的油墨。然而,這些技術(shù)難以獲得高導(dǎo)電膜。對于凹版印刷,有這樣的技術(shù)通過在干燥油墨的同時進行印刷,使得通常不適于印刷的油墨可以被圖案化。然而,該技術(shù)不適于印刷導(dǎo)電膜。這是因為,當(dāng)不均勻的干燥工序后油墨的密度發(fā)生變化時,導(dǎo)電物質(zhì)不均勻地凝集,從而造成導(dǎo)電膜的印刷后導(dǎo)電性退化。目前可用的能夠避免這種情況的技術(shù)是通過在基材上形成親水部分和拒液部分,從而形成圖案,例如,日本未審查專利申請公開號2010-76189介紹的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
然而,關(guān)于日本未審查專利申請公開號2010-76189中介紹的技術(shù),存在以下情況,難以在導(dǎo)電膜上形成不同于導(dǎo)電膜的具有圖案的薄膜。因此,目前可用的技術(shù)存在這樣的缺點,難以通過印刷制造電子部件,例如觸摸屏或顯示器等電子裝置的配線和薄膜晶體管。需要提供一種即使在使用不適合于現(xiàn)有方法中的凹版印刷和平版印刷的油墨時,也能夠通過凹版印刷和平版印刷進行印刷的制造電子部件的方法。根據(jù)本技術(shù)的一個實施方式制造電子部件的方法包括將層疊油墨放置在具有凹部的凹版印刷板的凹部,或者放置在具有親液部分和拒液部分的平版印刷板的親液部分,層疊油墨包括從凹部或親液部分的底側(cè)開始依次層疊的電子材料層和粘合材料層;以及直接或者將層疊油墨臨時轉(zhuǎn)印到橡皮布(blanket)之后,將層疊油墨轉(zhuǎn)印到基材的表面,其中各個電子材料層和粘合材料層的表面自由能至少滿足下面的關(guān)系式(I)和(2),優(yōu)選滿足所有下面的關(guān)系式(I)到(3),E2〈E3〈E1 或 Ε1〈Ε3〈Ε2· · · (I)Ε1-Ε2|>|Ε3-Ε2|· · · (2)Ε1-Ε3|>|Ε3-Ε2|· · · (3)
其中,El為凹部或親液部分的底面的表面自由能,E2為電子材料層的表面自由能,以及E3為粘合材料層的表面自由能。此處,關(guān)系式(I)表示凹部或親液部分的底面的親水-疏水性質(zhì)(性質(zhì)A)、電子材料層的親水-疏水性質(zhì)(性質(zhì)B)以及粘合材料層的親水-疏水性質(zhì)(性質(zhì)C)彼此不同。關(guān)系式(2)表示性質(zhì)B更靠近性質(zhì)C而非性質(zhì)A。換言之,電子材料層具有令人滿意的對粘合材料層的粘合性質(zhì)以及令人滿意的從凹部或親液部分的底面的剝離性。關(guān)系式(3)表示性質(zhì)C更靠近性質(zhì)B而非性質(zhì)A。換言之,粘合材料層具有令人滿意的對電子材料層的粘合性質(zhì)以及令人滿意的從凹部或親液部分的底面的可剝離性。
在根據(jù)本技術(shù)的實施方式的方法中,直接或者臨時轉(zhuǎn)印到橡皮布之后,通過使用凹版印刷板或平版印刷板,將層疊油墨轉(zhuǎn)印到基材的表面,在層疊油墨中層疊有滿足關(guān)系式(I)和(2)的電子材料層和粘合材料層。即使電子材料層具有不適合于凹版印刷和平版印刷的性質(zhì)時,通過利用粘合材料層的性質(zhì),上述方法能夠?qū)娮硬牧蠈拥膶盈B油墨印刷到基材上,而不滲出(bleeding)。順便提一下,橡皮布的表面自由能以及每個電子材料層和粘合材料層的表面自由能優(yōu)選滿足下面的關(guān)系式(4),Ε1-Ε2|>|Ε4-Ε3|>|Ε3-Ε2|··· (4)Ε4:橡皮布的表面自由能此處,關(guān)系式(4)表示橡皮布和粘合材料層之間的粘性比電子材料層和凹部或拒液部分的底面之間的粘性高,并且比電子材料層和粘合材料層之間的粘性低。要注意的是,通過適當(dāng)?shù)乜刂葡鹌げ嫉挠捕?、由于橡皮布的溶劑產(chǎn)生的膨脹度、印刷速度等,能夠提高印刷性。根據(jù)本技術(shù)的實施方式放置層疊油墨時,例如,可以通過將液態(tài)電子材料層設(shè)置在凹版印刷板的凹部或平版印刷板的親液部分,并且干燥所設(shè)置的液態(tài)電子材料層來形成電子材料層之后,通過將粘合材料層設(shè)置在電子材料層上來形成層疊油墨。在這種情況下,也能夠避免電子材料層造成的印刷滲出。而且,根據(jù)本技術(shù)的實施方式放置層疊油墨時,例如,通過將組合有電子材料和粘合材料的復(fù)合油墨設(shè)置在凹版印刷板的凹部或平版印刷板的親液部分,并且將復(fù)合油墨分離為液態(tài)電子材料層和粘合材料層,從而可形成層疊油墨。在這種情況下,也能夠避免電子材料層造成的印刷滲出。此外,根據(jù)本技術(shù)的實施方式,使用粘合材料層能夠確保轉(zhuǎn)印性,而無需優(yōu)化電子材料層的粘性。即使電子材料層為包含選自氧化物類透明導(dǎo)電物質(zhì)、金屬、導(dǎo)電聚合物以及納米碳的一種或多種材料的溶液或被干燥的該溶液時,本技術(shù)也能夠在基材上印刷電子材料層,而不會滲出,也不會損害該材料的原有性質(zhì)。要注意的是,氧化物類透明導(dǎo)電物質(zhì)包括例如氧化銦錫(ITO)、鎵摻雜氧化鋅(GZO)、氧化鋅等。金屬包括例如銀、銅等。而且,根據(jù)本技術(shù)的實施方式,例如,電子材料層可為導(dǎo)電層或半導(dǎo)體材料層。導(dǎo)電層可為透明的導(dǎo)電層或非透明的導(dǎo)電層。此處,透明的導(dǎo)電層例如由氧化物類透明的導(dǎo)電材料制成,例如,氧化銦錫、鎵摻雜氧化鋅或氧化鋅。而且,非透明的導(dǎo)電層例如由不透明的導(dǎo)電材料制成,例如銀或銅。半導(dǎo)體材料例如由有機半導(dǎo)體或氧化物半導(dǎo)體制成。電子材料層由氧化物類透明的導(dǎo)電材料制成時,印刷在基材上的電子材料層例如可用作觸摸屏或顯示器等電子裝置的配線。電子材料層為半導(dǎo)體材料層時,印刷在基材上的電子材料層例如可用作包含在觸摸屏或顯示器等電子裝置內(nèi)的薄膜晶體管。要注意的是,電子材料層為透明的導(dǎo)電層時,粘合材料層需要透明??捎米髡澈喜牧蠈拥耐该鞑牧系膶嵗≒VDF、聚碳酸酯、聚苯乙烯、EVA等等。印刷在基材上的電子材料層例如用作配線或包含在觸摸屏或顯示器等電子裝置內(nèi)的薄膜晶體管時,優(yōu)選電子材料層和粘合材料層均具有例如納米級膜厚。根據(jù)本技術(shù)的實施方式的制造電子部件的方法,層疊有電子材料層和粘合材料層的層疊油墨用作用于凹版印刷和平版印刷的油墨。因此,通過使粘合材料層具有適合于進行凹版印刷和平版印刷的性質(zhì),從而可以印刷在現(xiàn)有方法中不適合用于凹版印刷和平版印刷的電子材料層。結(jié)果,能夠?qū)ㄊ褂冒及嬗∷⒑推桨嬗∷?所印刷的電子材料層的層疊油墨用作例如電子部件,例如觸摸屏或顯示器等電子裝置內(nèi)所包含的配線或薄膜晶體管。應(yīng)該理解的是,以上的概述和下面的具體描述為示例性的,并且是為了對所要求保護的技術(shù)作進一步的說明。


包括有附圖,以便進一步理解本公開,附圖包含在說明書內(nèi)并且構(gòu)成說明書的一部分。附圖示出了實施方式,并且與說明書一起用于說明本技術(shù)的原理。圖IA到圖IE是示出了根據(jù)第一實施方式的制造電子部件的方法的實例的截面圖;圖2A到圖2C是示出了與圖IA到IE中的方法不同的另一實例的截面圖;圖3A到圖3E是示出了根據(jù)第二實施方式的制造電子部件的方法的實例的截面圖;圖4A和圖4B是示出了與圖3A到3E中的方法不同的另一實例的截面圖。
具體實施例方式下面將參照附圖具體描述本技術(shù)的實施方式。要注意的是,將按照下面的順序進行描述。I.第一實施方式通過凹版印刷制造電子部件的實例2.第二實施方式通過平版印刷制造電子部件的實例3.實施例[I.第一實施方式]圖IA到圖IE示出了根據(jù)第一實施方式制造電子部件的方法的實例。在本實施方式中,使用凹版印刷板100通過印刷來制造電子部件。首先,描述印刷電子部件之前,描述凹版印刷板100。凹版印刷板100例如在印刷板表面100A上包括凹部110,如圖IA中所示。凹版印刷板100的形狀為如圖IA所示的平面板,或者形狀為鼓狀(雖然未示出)。凹部110成形為具有適合用于電子部件的圖案。例如,電子部件用作配線時,凹部110形成與配線的形狀相應(yīng)的形狀?;蛘撸?,電子部件用作薄膜晶體管的溝道層時,凹部110形成與溝道層的形狀相應(yīng)的形狀。凹部110的深度D依情況不同而不同,下面會進行描述。例如,在電子部件用作觸摸屏或顯示器等電子裝置內(nèi)所包含的配線的情況下,使用包括用作配線的配線層的層疊物配置電子部件時,每個凹部Iio的深度D等于層疊物的厚度。此時,電子裝置可接受的配線厚度的上限小于Iym (B卩,納米級)時,優(yōu)選各個凹部110的深度D也小于I μ m。這也適用于電子部件用作薄膜晶體管的溝道層的情況。例如,電子部件用作薄膜晶體管的溝道層的情況下,使用包括溝道層的層疊物配置電子部件時,各個凹部110的深度D等于層疊物的厚度。此時,當(dāng)電子裝置可接受的溝道層厚度的上限等于或小于幾百納米時,各個凹部110的深度D優(yōu)選也等于或小于幾百納米。例如,使用玻璃和不銹鋼等硬度高的材料配置凹版印刷板100的印刷板表面IOOA0考慮印刷板表面100A的表面自由能來選擇將涂布于印刷板表面100A的油墨的材料。在某些情況下,考慮將涂布與印刷板表面100A的油墨的表面自由能來選擇印刷板表面100A的材料。作為涂布到印刷板表面100A的油墨,例如,有包含電子材料的液態(tài)油墨和包含粘合材料的油墨。電子材料是指用于電子裝置的材料,例如導(dǎo)電材料或半導(dǎo)體材料。導(dǎo)電材料例如為一種或多種選自氧化物類透明導(dǎo)電物質(zhì)、金屬、導(dǎo)電聚合物以及納米碳的材料。氧化物類透明導(dǎo)電物質(zhì)包括例如IT0、GZ0、Zn0等。金屬材料例如包括銀、銅等。導(dǎo)電材料的光學(xué)透明性根據(jù)預(yù)期用途而變化。導(dǎo)電材料用作例如觸摸面板的檢測電極或透射型顯示面板的電極時,導(dǎo)電材料優(yōu)選為具有高光學(xué)透明性的材料(例如ITO或?qū)щ娋酆衔?。導(dǎo)電材料用作例如反射型或半透射型顯示面板的反射電極時,導(dǎo)電材料優(yōu)選為具有低光學(xué)透明性的金屬材料(例如銀)。導(dǎo)電材料例如為有機半導(dǎo)體、氧化物半導(dǎo)體等。粘合材料對上述電子材料具有高粘性,并且具有與印刷板表面100A的高剝離性。此處,不特別限制粘合材料,只要該粘合材料在實現(xiàn)本技術(shù)的效果方面滿足表面自由能的關(guān)系式。然而,目標裝置需要透明性時,期望電子材料層和粘合材料層具有透明性。可用作粘合材料層的透明材料的實例例如包括PVDF、聚碳酸酯、聚苯乙烯、EVA等。粘合材料層用作電子材料層(為導(dǎo)電層或半導(dǎo)體材料層)的絕緣層時,期望粘合材料層由絕緣材料制成。這樣,根據(jù)最終形式的用途酌情選擇粘合材料。本文中,印刷板表面100A、包含電子材料的液態(tài)油墨(液態(tài)電子材料層)的干燥層(電子材料層)、以及包含粘合材料的油墨(粘合材料層)均具有表面自由能。表面自由能至少滿足下面的關(guān)系式(I)和(2),優(yōu)選滿足所有下面的關(guān)系式(I)到(3),E2〈E3〈E1 或 Ε1〈Ε3〈Ε2· · · (I)Ε1-Ε2|>|Ε3-Ε2|· · · (2)Ε1-Ε3|>|Ε3-Ε2|· · · (3)El :印刷板表面100A的表面自由能,E2 :電子材料層的表面自由能,E3 :粘合材料層的表面自由能。本文中,關(guān)系式(I)表示印刷板表面100A的親水-疏水性質(zhì)(性質(zhì)A)、電子材料層的親水-疏水性質(zhì)(性質(zhì)B)以及粘合材料層的親水-疏水性質(zhì)(性質(zhì)C)彼此不同。關(guān)系式
(2)表示性質(zhì)B更接近性質(zhì)C而非性質(zhì)A。換言之,電子材料層對粘合材料層具有令人滿意的粘合性質(zhì)以及從印刷板表面IOOA具有令人滿意的剝離性。關(guān)系式(3)表示性質(zhì)C更接近性質(zhì)B而非性質(zhì)A。換言之,粘合材料層對電子材料層具有令人滿意的粘合性質(zhì)以及從印刷板表面100A具有令人滿意的剝離性。考慮凹版印刷板100的物理性質(zhì)、電子部件的預(yù)期用途等,調(diào)節(jié)涂布至印刷板表面100A的油墨的粘度。適合于進行凹版印刷的油墨的粘度通常為O. 5Pa · S以上50Pa · S以下。通過添加聚合物或調(diào)節(jié)所添加的電子材料的量,可調(diào)節(jié)液態(tài)電子材料層的粘度。然而,由于這種調(diào)節(jié),干燥液態(tài)電子材料層時,電子材料層的性質(zhì)可能出現(xiàn)劣化。因此,優(yōu)選液態(tài)電子材料層具有這樣的粘度在干燥液態(tài)電子材料層時,能夠獲得電子材料層所需要的性質(zhì)。然而,從這樣的角度來設(shè)置液態(tài)電子材料層的粘度時,存在液態(tài)電子材料層的粘度遠遠低于適于凹版印刷的油墨粘度的情況。然而,在本實施方式中,通過使用后面將要描述的印刷方法,液態(tài)電子材料層的粘度不再成為問題。另一方面,優(yōu)選粘合材料層具有適合于凹版印刷的油墨粘度。要注意的是,將溶劑用于粘合材料層時,溶劑優(yōu)選為難以溶解電子材料層的材料。接下來,通過實例,參照圖IA到圖IE描述在本實施方式中制造電子部件的方法。 首先,制備在印刷板表面100A上具有凹部110的凹版印刷板100 (圖1A)。然后,將包含上述電子材料的液態(tài)油墨滴入印刷板表面100A上,隨后在印刷板表面100A上移動例如印刷刮板(squeegee)(未示出)。結(jié)果,在每個凹部110內(nèi)形成(例如填充)液態(tài)電子材料層IOA (圖1B)。這里,彼此相鄰的凹部110中的液態(tài)電子材料層IOA在空間上隔離。要注意的是,不特別限制印刷刮板的類型。印刷刮板可為就油墨的溶劑、潤濕性和酸性而言合適的任何類型。接下來,干燥每個凹部110內(nèi)的液態(tài)電子材料層10A,以便在凹部110內(nèi)形成干燥電子材料層10(圖1C)。這里,例如,形成電子材料層10,覆蓋凹部110的所有內(nèi)壁,如圖IC中所示。要注意的是,根據(jù)凹部110的內(nèi)壁的潤濕性,可以僅僅在凹部110的底面內(nèi)形成電子材料層10。電子材料層10的厚度根據(jù)電子材料層10的預(yù)期用途而變化。電子材料層10用作例如觸摸面板的檢測電極或透射型顯示面板的電極時,電子材料層10具有納米級的厚度(通常為幾十納米以上幾百納米以下的厚度)。電子材料層10用作例如TFT的溝道層時,電子材料層10具有納米級的厚度(通常為幾納米以上幾百納米以下的厚度)。要注意的是,通過將液態(tài)電子材料層IOA僅涂布一次并干燥、電子材料層10不會獲得所需要的厚度時,重復(fù)涂布和干燥液態(tài)電子材料層10A,直到電子材料層10獲得所需要的厚度。接下來,包含上述粘合材料的液態(tài)油墨滴在印刷板表面100A上,隨后在印刷板表面100A上移動例如印刷刮板(未示出)。結(jié)果,在每個凹部110內(nèi)形成(例如填充)粘合材料層20,從而形成包括電子材料層10和粘合材料層20的層疊油墨I (圖1D)。這里,彼此相鄰的凹部110內(nèi)的層疊油墨I在空間上隔離。粘合材料層20的厚度取決于凹部110的深度D以及電子材料層10的厚度。層疊油墨I用于電子裝置時,粘合材料層20的厚度例如約數(shù)百納米以上數(shù)微米以下。層疊油墨I具有例如粘合材料層20的除了頂面以外的表面(即側(cè)面和底面)由電子材料層10覆蓋的配置,如圖ID所示。要注意的是,存在這樣的情況層疊油墨I具有兩層結(jié)構(gòu),其中取決于凹部110的內(nèi)壁的潤濕性,簡單地層疊電子材料層10和粘合材料層20。接下來,在基材30的表面上按壓印刷板表面100A。結(jié)果,將層疊油墨I轉(zhuǎn)印(印刷)到基材30的表面上,如圖IE所示。這里,例如,基材30為玻璃基材、硅基材、PET基材等。基材30可為單層或?qū)盈B體。當(dāng)凹版印刷板100由無柔性的材料制成時,優(yōu)選基材30為柔性的。層疊油墨I具有粘合材料層20的除了與基材30接觸的表面以外的表面(即側(cè)面和頂面)由電子材料層10覆蓋的配置。要注意的是,存在層疊油墨I具有如下配置的情況,其中取決于凹部110的內(nèi)壁的潤濕性,從基材30側(cè)開始依次層疊粘合材料層20和電子材料層10。這樣,制造出由層疊油墨I制成的電子部件。要注意的是,代替將層疊油墨I直接轉(zhuǎn)印到基材30的表面上的直接印刷,可進行膠版印刷,在膠版印刷中將層疊油墨I臨時轉(zhuǎn)印到橡皮布之后,將其轉(zhuǎn)印到基材30的表面。例如,在橡皮布200的表面上按壓印刷板表面100A。結(jié)果,將層疊油墨I轉(zhuǎn)印(印刷)到橡皮布200的表面上,如圖2A所示。 橡皮布200的表面自由能以及各個印刷板表面100A、電子材料層10和粘合材料層20的表面自由能優(yōu)選滿足下面的關(guān)系式(4),Ε1-Ε2|>|Ε4-Ε3|>|Ε3-Ε2|· · · (4)Ε4 :橡皮布200的表面自由能這里,關(guān)系式(4)表示橡皮布200和粘合材料層20之間的粘性比電子材料層10和印刷板表面100Α之間的粘性高,并且比電子材料層10和粘合材料層20之間的粘性低。要注意的是,通過適當(dāng)?shù)乜刂葡鹌げ?00的硬度、由于橡皮布200的溶劑產(chǎn)生的膨脹度、印刷速度等,能夠提高印刷性。隨后,在基材30的表面上在橡皮布200的設(shè)置有層疊油墨I的表面面向基材30的狀態(tài)下按壓橡皮布200。結(jié)果,將層疊油墨I轉(zhuǎn)印(印刷)到基材30的表面上,如圖2Β所
/Jn ο如圖2Β所示,層疊油墨I的配置與圖IE所示的配置在垂直方向上相反。換言之,層疊油墨I具有例如粘合材料層20的除了頂面以外的表面(即側(cè)面和底面)由電子材料層10覆蓋的配置。要注意的是,存在層疊油墨I具有以下配置的情況,其中取決于凹部110的內(nèi)壁的潤濕性,從基材30側(cè)依次層疊有電子材料層10和粘合材料層20。這里,粘合材料層20的粘度高到某種程度時,層疊油墨I具有上述配置。然而,粘合材料層20的粘度不夠高時,粘合材料層20破壞電子材料層10的側(cè)壁,由此覆蓋電子材料層10,如圖2C所示。當(dāng)層疊油墨I為這種配置時,電子材料層10通過粘合材料層20與外部絕緣分離,并且粘合材料層20用作鈍化層。接下來,描述在本實施方式中制造電子部件的方法的效果。在本實施方式中,滿足上述關(guān)系式(I)和(2 )的電子材料層10和粘合材料層20層疊為層疊油墨I。通過使用凹版印刷板100,直接或轉(zhuǎn)印到橡皮布200之后,將層疊油墨I轉(zhuǎn)印到基材30的表面。因此,即使電子材料層10具有不適合凹版印刷的性質(zhì)時,通過利用粘合材料層20的性質(zhì),能夠在基材30上印刷包括電子材料層10的層疊油墨1,而不滲出。結(jié)果,例如,包括通過凹版印刷所印刷的電子材料層10的層疊油墨I能夠用作電子部件,例如,觸摸面板或顯示器之類的電子裝置內(nèi)所包含的配線或薄膜晶體管。
[2.第二實施方式]圖3A到3E示出了根據(jù)第二實施方式的制造電子部件的方法的實例。在本實施方式中,使用平版印刷板300制造電子部件。首先,描述印刷電子部件之前,描述平版印刷板300。平版印刷板300例如在印刷板表面300A上具有親液部分320和拒液部分330,如圖3A所示。平版印刷板300的形狀可以為平面基材,如圖3A所示,或者形狀為鼓狀(雖然未示出)。親液部分320為油墨要放置在其上的部分,并且形成適合于電子部件的預(yù)期用途的圖案。例如,電子部件用作配線時,親液部分320形成與配線的形狀相應(yīng)的形狀。例如,電子部件用作TFT (薄膜晶體管)的溝道層時,親液部分320形成與溝道層的形狀相應(yīng)的形狀。拒液部分330為不放置油墨(油墨不駐留)的部分??紤]親液部分320的表面自由能來選擇要涂布于印刷板表面300A的油墨的材料。在某些情況下,考慮要涂布于印刷板表面300A的油墨的表面自由能來選擇親液部分320的 材料。作為要涂布于印刷板表面300A的油墨,有上述實施方式中的包含電子材料的液態(tài)油墨和上述實施方式中介紹的包含粘合材料的油墨。要注意的是,電子材料和粘合材料與上述實施方式的材料相同。此處,各個親液部分320、電子材料層以及粘合材料層的表面自由能至少滿足下面的關(guān)系式(I)和(2),優(yōu)選地滿足所有下面的關(guān)系式(I)到(3),E2〈E3〈E1 或 Ε1〈Ε3〈Ε2· · · (I)Ε1-Ε2|>|Ε3-Ε2|· · · (2)Ε1-Ε3|>|Ε3-Ε2|· · · (3)El :親液部分320的表面自由能,E2 電子材料層的表面自由能,E3 :粘合材料層的表面自由能。此處,上面的關(guān)系式(I)和(2)表示親液部分320的親水-疏水性質(zhì)(性質(zhì)A)和粘合材料層的親水-疏水性質(zhì)(性質(zhì)B)彼此不同。而且,上面的關(guān)系式(I)和(2)也表示電子材料層的親水-疏水性質(zhì)更接近性質(zhì)B而非性質(zhì)A。換言之,粘合材料層對電子材料層具有令人滿意的粘合性質(zhì)以及從親液部分320具有令人滿意的剝離性??紤]平版印刷板300的物理性質(zhì)、電子部件的預(yù)期用途等,調(diào)節(jié)將涂布于印刷板表面300A的油墨的粘度。適于平版印刷的油墨的粘度通常為200Pa · S以上IOOOPa · S以下。通過添加聚合物或調(diào)節(jié)所添加的電子材料的量,可調(diào)節(jié)液態(tài)電子材料層的粘度。然而,由于這種調(diào)節(jié),干燥液態(tài)電子材料層時,電子材料層可能出現(xiàn)劣化。因此,優(yōu)選液態(tài)電子材料層具有這樣的粘度在干燥液態(tài)電子材料層時,能夠獲得電子材料層所需要的性質(zhì)。然而,從這樣的角度來設(shè)置液態(tài)電子材料層的粘度時,存在液態(tài)電子材料層的粘度遠遠低于適于平版印刷的油墨粘度的情況。然而,在本實施方式中,由于使用后面將要描述的印刷方法,液態(tài)電子材料層的粘度不再成為問題。同時,優(yōu)選粘合材料層的粘度具有適于平版印刷的油墨粘度。要注意的是,在粘合材料層中使用溶劑時,溶劑優(yōu)選為難以溶解電子材料層的材料。接下來,參照圖3A到圖3E描述本實施方式的制造電子部件的方法。首先,制備在印刷板表面300A上具有親液部分320和拒液部分330 (圖3A)的平版印刷板300。然后,將包含上述電子材料的液態(tài)油墨滴到印刷板表面300A上。結(jié)果,在親液部分320上選擇性地形成液態(tài)電子材料層40A (圖3B)。由拒液部分330空間上間隔彼此相鄰的親液部分320上的液態(tài)電子材料層40A。接下來,干燥親液部分320上的液態(tài)電子材料層40A,從而在親液部分320上形成干燥電子材料層40 (圖3C)。這里,例如,形成電子材料層40,覆蓋各個親液部分320的整個表面,如圖3C所示。電子材料層40的厚度根據(jù)電子材料層40的預(yù)期用途而變化。電子材料層40用作例如觸摸面板的檢測電極或透射型顯示面板的電極時,電子材料層40具有納米級的厚度(通常為幾十納米以上幾百納米以下的厚度)。用作例如薄膜晶體管的溝道層時,電子材料層40具有納米級的厚度(通常為幾納米以上和幾百納米以下的厚度)。接下來,將包含上述粘合材料的液態(tài)油墨滴在包含電子材料層40和拒液部分330的表面上。結(jié)果,在整個表面上或該表面的預(yù)定區(qū)域內(nèi)形成粘合材料層50,從而形成包括電 子材料層40和粘合材料層50的層疊油墨2 (圖3D)。當(dāng)層疊油墨2用于電子裝置時,粘合材料層50的厚度例如約幾百納米以上幾微米以下。層疊油墨2具有例如每個電子材料層40的除了底面以外的表面(即側(cè)面和頂面)由粘合材料層50覆蓋的配置,如圖3D所示。然后在基材60的表面上按壓印刷板表面300A。結(jié)果,將層疊油墨2轉(zhuǎn)印(印刷)到基材60的表面上,如圖3E所示。這里,例如,基材60為玻璃基材、硅基材、PET基材等?;?0可為單層或?qū)盈B體。當(dāng)平版印刷板300由沒有柔性的材料制成時,優(yōu)選基材60具有柔性。層疊油墨2具有每個電子材料層40的除了頂面以外的表面(即側(cè)面和底面)由粘合材料層50覆蓋的配置。這樣,制造出由層疊油墨2制成的電子部件。要注意的是,代替將層疊油墨2直接轉(zhuǎn)印到基材60的表面上的直接印刷,可進行膠版印刷,在膠版印刷中將層疊油墨2臨時轉(zhuǎn)印到橡皮布之后,將其轉(zhuǎn)印到基材60的表面。例如,在橡皮布400的表面上按壓印刷板表面300A。結(jié)果,將層疊油墨2轉(zhuǎn)印(印刷)到橡皮布400的表面上,如圖4A所示。隨后,在基材60的表面上在橡皮布400的設(shè)置有層疊油墨2的表面面向基材60的狀態(tài)下按壓橡皮布400。結(jié)果,將層疊油墨2轉(zhuǎn)印(印刷)到基材60的表面上,如圖4B所示。如圖4B所示,層疊油墨2的配置與圖3E所示的配置在垂直方向上相反。換言之,層疊油墨2具有例如電子材料層40的除了底面以外的表面(即側(cè)面和頂面)由粘合材料層50覆蓋的配置。接下來,描述在本實施方式中制造電子部件的方法的效果。在本實施方式中,滿足關(guān)系式(I)和(2 )的電子材料層40和粘合材料層50層疊為層疊油墨2。通過使用平版印刷板300,直接或轉(zhuǎn)印到橡皮布400之后,將層疊油墨2轉(zhuǎn)印至IJ基材60的表面。因此,即使電子材料層40具有不適合平版印刷的性質(zhì)時,通過利用粘合材料層50的性質(zhì),能夠在基材60上印刷包括電子材料層40的層疊油墨2,而不滲出。結(jié)果,例如,包括通過平版印刷所印刷的電子材料層40的層疊油墨2可用作電子部件,例如,觸摸面板或顯示器之類的電子裝置內(nèi)所包含的配線或薄膜晶體管。[3.實施例]接下來,描述制造第一實施方式的電子部件的方法的實施例。
如下制備用于電子材料層10的液態(tài)油墨(油墨A)和用于粘合材料層20的油墨(油墨B)。(油墨A)將5g 蒸餾水和 6g 市售的 PED0T/PSS 水溶液(H. C. Starck 生產(chǎn)的 Baytron PHCV4 )添加到3mg SffCNT (Meijo Nano Carbon Co.,Ltd.生產(chǎn)的FH-P)內(nèi),然后使用均化器處理5分鐘。此外,向其添加5ml乙醇,使用均化器處理20分鐘。使用離心機處理這樣獲得的溶液(5000rpm,I小時)之后,僅僅取出上清液,由此獲得油墨。(油墨B)將20ml NMP (N-甲基吡咯烷酮)添加到O. 4g PVdF (Sigma-Aldrich生產(chǎn)的Mw. 534000),溶解,由此獲得20wt%溶液。接下來,將油墨A滴在玻璃凹版印刷板(圖案深度20 μ m,由于此為測試圖案寬度 為各種寬度),并且使用金屬印刷刮板將凹部裝滿油墨A。然后干燥油墨A。然后使用印刷刮板將每個凹部的內(nèi)部裝滿油墨B。接下來,通過使用凹版印刷機,在移動的同時,對著彼此按壓玻璃凹版印刷板以及貼附到輥上的PET基材,從而將包括油墨A和油墨B的層疊油墨轉(zhuǎn)印到PET基材上。印刷之后,測量圖案部分的透射率以及電阻值,結(jié)果,透射率為92%T,電阻值為 650ohm/sq。已經(jīng)使用實施方式和實例描述了本技術(shù),但是本技術(shù)不限于這些實施方式和實例,可進行各種變形。(變形例I)例如,可如下形成層疊油墨。將組合有上述電子材料和上述粘合材料的復(fù)合油墨放置在凹版印刷板100的凹部110內(nèi)或者平版印刷板300的親液部分320上,所放置的復(fù)合材料分成液態(tài)電子材料層和粘合材料層,由此形成電子材料層。在這種情況下也能夠避免電子材料層造成的印刷滲出。要注意的是,與上述的實施方式和實施例不同,在這種情況
下,將復(fù)合油墨放置在印刷板的表面上后,形成層疊有電子材料層和粘合材料層的層疊油
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O下面描述使用復(fù)合油墨的印刷方法的實例。(案例I)例如,首先制備這樣的復(fù)合油墨在溶劑c內(nèi)溶解有機半導(dǎo)體材料和聚合物材料,并且在溶劑c內(nèi)分散有微粒材料。這里,有機半導(dǎo)體材料為低分子有機半導(dǎo)體材料或聚合物有機半導(dǎo)體材料。聚合物材料的實例包括絕緣材料,例如聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。溶劑C充分地溶解有機半導(dǎo)體材料和聚合物材料,并且使微粒材料分散性高。添加微粒材料,以便在復(fù)合油墨內(nèi)控制粘度和觸變性,并且微粒材料由無機細顆粒或有機細顆粒構(gòu)成。無機細顆粒的實例包括二氧化硅和氧化鋁。有機細顆粒的實例包括聚苯乙烯和聚乙烯。接下來,將復(fù)合油墨滴在凹版印刷板100的印刷板表面100A上,并且印刷在基材30上。或者,將復(fù)合油墨滴在平版印刷板300的印刷板表面300A上,并且印刷在基材60上。或者,臨時轉(zhuǎn)印到橡皮布200或橡皮布400后,將復(fù)合油墨印刷在基材30或基材60上。隨后,通過加熱去除復(fù)合油墨內(nèi)的溶劑。這里,通過去除溶劑而固化復(fù)合油墨,由此使復(fù)合油墨內(nèi)的有機半導(dǎo)體材料和聚合物材料分離。這樣,能夠印刷層疊有有機半導(dǎo)體材料層和聚合物材料層的半導(dǎo)體復(fù)合層。
(案例2)例如,首先制備這樣的復(fù)合油墨在溶劑內(nèi)溶解有兩種半導(dǎo)體材料和比這些半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性差的絕緣材料。這里,兩種半導(dǎo)體材料的實例包括諸如并苯化合物的有機半導(dǎo)體材料和諸如二氧化硅的無機半導(dǎo)體材料。絕緣材料的實例包括有機絕緣材料和二氧化硅。接下來,將復(fù)合油墨滴在凹版印刷板100的印刷板表面100A上,并且印刷在基材30上?;蛘?,將復(fù)合油墨滴在平版印刷板300的印刷板表面300A上,并且印刷在基材60上?;蛘?,臨時轉(zhuǎn)印到橡皮布200或橡皮布400后,將復(fù)合油墨印刷在基材30或基材60上 。隨后,通過加熱去除復(fù)合油墨內(nèi)的溶劑。這里,通過去除溶劑而固化復(fù)合油墨,并且復(fù)合油墨內(nèi)的兩種半導(dǎo)體材料和絕緣材料分離。這樣,能夠印刷這樣的半導(dǎo)體復(fù)合層絕緣材料層夾在兩種半導(dǎo)體材料層之間。(變形例2)而且,在上述實施方式和實施例中,例如,通過控制印刷板的表面潤濕性,可提高圖案印刷的精確度。例如,關(guān)于實施例中所使用的油墨A,當(dāng)印刷板為親水性印刷板時,油墨A在印刷板的凹部內(nèi)均勻地干燥,并且減少了印刷后的電子材料層之間的變化。(變形例3)此外,在上述實施方式和實施例中,例如,有多個重要的時間,S卩,將油墨涂布于印刷板之后干燥用于液態(tài)電子材料層的油墨與填充油墨之間的時間,以及填充用于粘合材料層的油墨與印刷之間的時間。根據(jù)所選的導(dǎo)電材料、樹脂、溶劑、印刷板、印刷方法等,酌情選擇這些時間。優(yōu)選不僅精確地控制這些時間,而且控制基材的溫度以及氣氛。(變形例4)此外,在實施方式和實施例中,例如,也沒有特別限制印刷時的壓力。優(yōu)選考慮圖案的厚度、膜厚、導(dǎo)電層和印刷板之間的剝離性(表面能的差)以及粘合材料層和基材之間的粘合性(表面能的差)來選擇合適的條件。而且,在各種工序中可使用現(xiàn)有的印刷技術(shù)的某些裝置,這些工序包括干燥油墨的工序、從印刷板轉(zhuǎn)印到橡皮布的工序、從印刷板轉(zhuǎn)印到基材的工序以及從橡皮布轉(zhuǎn)印到基材的工序。例如,可以想到通過加熱印刷板來促進粘合材料層從印刷板剝離、調(diào)節(jié)橡皮布的油墨吸收度或者通過使用微波抑制橡皮布的膨脹。因此,從本公開的上述實施例、實施方式和變形例中,能夠至少實現(xiàn)以下的配置。(I) 一種制造電子部件的方法,該方法包括將層疊油墨放置在具有凹部的凹版印刷板的凹部、或者放置在具有親液部分和拒液部分的平版印刷板的親液部分,層疊油墨包括從凹部或親液部分的底側(cè)依次層疊的電子材料層和粘合材料層;以及直接或者將層疊油墨臨時轉(zhuǎn)印給橡皮布之后,將層疊油墨轉(zhuǎn)印到基材的表面,其中,每個電子材料層和粘合材料層的表面自由能滿足下面的關(guān)系式(I)和(2 ),E2〈E3〈E1 或 Ε1〈Ε3〈Ε2· · · (I)Ε1-Ε2|>|Ε3-Ε2|· · · (2)其中,El為凹部或親液部分的底面的表面自由能,Ε2為電子材料層的表面自由能,以及Ε3為粘合材料層的表面自由能。(2)根據(jù)(I)的制造電子部件的方法,其中,在放置層疊油墨中,通過將液態(tài)電子材料層設(shè)置在凹版印刷板的凹部或平版印刷板的親液部分并且干燥所設(shè)置的液態(tài)電子材料層來形成電子材料層之后,通過將粘合材料層設(shè)置在電子材料層上來形成層疊油墨。(3)根據(jù)(2)的制造電子部件的方法,其中,液態(tài)電子材料層由包含一種或多種選自基于氧化物的透明導(dǎo)電物質(zhì)、金屬、導(dǎo)電聚合物以及納米碳的材料的溶液制成。(4)根據(jù)(I)到(3)中任一項制造電子部件的方法,其中,電子材料層為導(dǎo)電層或半導(dǎo)體材料層。(5)根據(jù)(4)的制造電子部件的方法,其中,粘合材料層由絕緣材料制成。(6)根據(jù)(4)的制造電子部件的方法,其中,電子材料層和粘合材料層具有透明性。(7)根據(jù)(I)到(6)中任一項制造電子部件的方法,其中,電子材料層和粘合材料層均具有納米級膜厚。 本公開所包含的主題與2011年5月31日在日本專利局提交的日本在先專利申請JP 2011-121735中所公開的主題相關(guān),該案之全文以引用的方式并入本文中。本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是,只要在所附權(quán)利要求書或其等同物的范圍之內(nèi),可以根據(jù)設(shè)計要求和其他因素可進行各種修改、組合、子組合以及變更。
權(quán)利要求
1.一種制造電子部件的方法,該方法包括 將層疊油墨放置在具有凹部的凹版印刷板的凹部、或者放置在具有親液部分和拒液部分的平版印刷板的親液部分,所述層疊油墨包括從凹部或親液部分的底側(cè)開始依次層疊的電子材料層和粘合材料層;以及 直接或者將所述層疊油墨臨時轉(zhuǎn)印給橡皮布之后,將所述層疊油墨轉(zhuǎn)印到基材的表面, 其中,各個所述電子材料層和所述粘合材料層的表面自由能滿足下面的關(guān)系式(I)和(2),E2〈E3〈E1 或 E1〈E3〈E2. (I)E1-E2|>|E3-E2|. .. (2) 其中,El為所述凹部或親液部分的底面的表面自由能,E2為所述電子材料層的表面自由能,而E3為所述粘合材料層的表面自由能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制造電子部件的方法,其中,在放置層疊油墨的過程中,通過將液態(tài)電子材料層設(shè)置在所述凹版印刷板的凹部或所述平版印刷板的親液部分并干燥所設(shè)置的液態(tài)電子材料層來形成所述電子材料層之后,通過將所述粘合材料層設(shè)置在所述電子材料層上來形成所述層疊油墨。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造電子部件的方法,其中,所述液態(tài)電子材料層由包含一種或多種選自氧化物類透明導(dǎo)電物質(zhì)、金屬、導(dǎo)電聚合物以及納米碳的材料的溶液制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制造電子部件的方法,其中,所述電子材料層為導(dǎo)電層或半導(dǎo)體材料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造電子部件的方法,其中,所述粘合材料層由絕緣材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造電子部件的方法,其中,所述電子材料層和所述粘合材料層具有透明性。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制造電子部件的方法,其中,所述電子材料層和所述粘合材料層均具有納米級膜厚。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制造電子部件的方法,其中,各個所述電子材料層和所述粘合材料層的表面自由能還滿足下面的關(guān)系式(3),E1-E3|>|E3-E2|. . . (3)。
全文摘要
一種制造電子部件的方法,包括將層疊油墨放置在具有凹部的凹版印刷板的凹部,或者放置在具有親液部分和拒液部分的平版印刷板的親液部分,層疊油墨包括從凹部或親液部分的底側(cè)開始依次層疊的電子材料層和粘合材料層;以及直接或者將層疊油墨臨時轉(zhuǎn)印到橡皮布之后,將層疊油墨轉(zhuǎn)印到基材的表面,其中每個電子材料層和粘合材料層的表面自由能滿足下面的關(guān)系式(1)和(2)E2<E3<E1或E1<E3<E2...(1);|E1-E2|>|E3-E2|...(2)。
文檔編號B41M1/06GK102806787SQ201210162928
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者木村望, 清水圭輔 申請人:索尼公司
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