專利名稱：透明導(dǎo)電結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及透明導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，具體地，涉及產(chǎn)生透明導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
無機(jī)涂層和本征導(dǎo)電有機(jī)涂層，比如氧化銻錫(ATO)、ITO和聚苯胺形式的透明導(dǎo)電薄膜目前在用于平板顯示器、電光開關(guān)和集成光電電路的包括電極的電光設(shè)備中得到了廣泛采用。一般來說將選定的透明導(dǎo)體沉積為整個(gè)區(qū)域的涂層，然后使用傳統(tǒng)的光刻構(gòu)圖技術(shù)結(jié)合液體(即，HCL等)蝕刻劑或干性蝕刻劑(即，活性離子束或活性等離子，包括He、H2、CH4、O2、HBr、Cl2等)對(duì)其進(jìn)行構(gòu)圖。我們還知道，脈沖化激光技術(shù)既可用于減式構(gòu)圖又可用于加式構(gòu)圖，比如涂覆。在所有情況下，該構(gòu)圖技術(shù)的特點(diǎn)都是要么昂貴(這是由于考慮樣品產(chǎn)量而使用的裝備的重要特征造成的)，要么需要很多處理步驟(這些步驟勞動(dòng)強(qiáng)度很大并且影響成品率)。眾所周知，可以使用絲網(wǎng)印刷來產(chǎn)生成經(jīng)構(gòu)圖的透明導(dǎo)體，但是這種技術(shù)在特征分辨能力(feature resolution)和最小厚度方面有很多限制。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，本發(fā)明尋求通過考慮薄膜材料、設(shè)備結(jié)構(gòu)和適于直接構(gòu)圖的先進(jìn)的印刷工藝來解決上面描述的工藝限制。
因此，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電導(dǎo)體，它具有包括透明導(dǎo)電材料的區(qū)域，該透明導(dǎo)電材料具有散布于其中的導(dǎo)電顆粒，這些導(dǎo)電顆粒由電導(dǎo)率比透明材料高的材料形成。這利用了導(dǎo)電顆粒低得多的電阻率和透明(但低導(dǎo)電)顆粒高的透光率并且將它們結(jié)合起來，提供了一種高透明、高導(dǎo)電的透明導(dǎo)體。
這種導(dǎo)體設(shè)計(jì)開辟了實(shí)現(xiàn)最佳金屬導(dǎo)體和透明導(dǎo)體的可能性。
在本文的描述中，電導(dǎo)體或設(shè)備包括在設(shè)備或材料的整體或部分上存在電位差時(shí)能夠?qū)щ姷娜魏卧O(shè)備或材料。類似地，導(dǎo)電設(shè)備、材料或跡線(track)包括在設(shè)備、材料或跡線的整體或部分上存在電位差時(shí)能夠?qū)щ姷娜魏卧O(shè)備、材料或跡線。這些電導(dǎo)體或?qū)щ娫O(shè)備、材料或跡線包括具有相當(dāng)大的電阻率的設(shè)備、材料或跡線。所有或部分這些設(shè)備、材料或跡線上的這種電阻率可以具有介于10-6Ω-cm和10-2Ω-cm之間的數(shù)量級(jí)，不過也可以大得多，例如具有10-1Ω-cm或更大的數(shù)量級(jí)。
在本文所使用的術(shù)語“透明”指的是在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)電磁射線(具體地但不限于可見光)的透射的任何材料或設(shè)備。本發(fā)明的各個(gè)方面具體應(yīng)用于位于顯示設(shè)備的一個(gè)或更多個(gè)像素附近并且能夠?qū)崿F(xiàn)來自這些像素的電磁射線(具體地但不限于可見光)的透射的透明材料。這些透明材料可以是半透明的，尤其是在位于顯示設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)像素附近的時(shí)候，并且本文所使用的術(shù)語“透明”的范圍包含術(shù)語“半透明”。
在波長為550nm的情況下，這個(gè)導(dǎo)體區(qū)域的透明度較佳地是大于70％，更佳地是大于80％。對(duì)于最高性能端平板顯示器市場，可能要求在550nm下有非常高的透明度。假設(shè)所有的金屬毫微粒會(huì)促進(jìn)對(duì)光的吸收的增加，那么隨著金屬顆粒加入在透明材料中，可以認(rèn)為透明度將會(huì)降低。不過，倘若薄膜具有多顆粒堆置特性，則某些金屬顆粒將會(huì)直接排列在其它一些金屬顆粒上方，從而由于吸收俘獲橫截面減小，降低了有效吸收，潛在地提高了有效光透射率。
平板顯示器可以用在膝上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、手持個(gè)人處理器和電子游戲機(jī)這些要求在光波段內(nèi)有很高的光透射率的設(shè)備內(nèi)。本文介紹的電導(dǎo)體可以用在這樣的平板顯示器或其它顯示器中。這些導(dǎo)體的透明區(qū)域優(yōu)選地與至少一個(gè)像素對(duì)齊，并且通過該導(dǎo)體進(jìn)行的電荷遷移優(yōu)選地起到激活或停用該像素或各個(gè)像素的作用。本文介紹的電導(dǎo)體還可用在太陽能發(fā)生源中，比如用在太陽能電池板中。
導(dǎo)電顆粒優(yōu)選地包括毫微粒。這些導(dǎo)電顆粒優(yōu)選地具有一致或不一致的大小，但是優(yōu)選地具有小于1000nm的平均大小。導(dǎo)電顆粒優(yōu)選地具有小于100nm的平均大小，更優(yōu)選的情況是小于20nm。導(dǎo)電顆?？梢跃哂行∮?0nm的平均大小。
導(dǎo)電顆粒的大小與透明材料顆粒的大小的比例優(yōu)選地可以等于或小于1∶1，優(yōu)選地小于0.5∶1。這是因?yàn)榻饘兕w粒的大小與透明導(dǎo)體顆粒的大小的比例是優(yōu)化混合顆粒膜的電學(xué)和光學(xué)性能的重要因素。這可能因?yàn)閷?duì)于相同數(shù)量的顆粒間連接，等大小的顆粒會(huì)占據(jù)更大的體積。不過，如果金屬顆粒具有能夠使得最近相鄰的透明導(dǎo)體與相關(guān)金屬顆粒之間發(fā)生接觸的大小，那么對(duì)于同樣的顆粒大小，在該區(qū)域內(nèi)金屬的體積會(huì)得到降低，并且直接吸收光的效果會(huì)隨著體積的比例而降低。如果要接觸所有的表面，則依據(jù)純幾何理論，金屬顆粒的大小與透明導(dǎo)體之間有特定的關(guān)系，從幾何和數(shù)學(xué)上的考慮表明金屬顆粒直徑(假設(shè)是球形顆粒)可以是透明導(dǎo)體直徑的大約0.42倍。這表明，例如，大小為18nm的透明導(dǎo)電顆?？梢耘c大小為7.56nm的金屬顆粒組合起來。
透明材料優(yōu)選地從由透明導(dǎo)電氧化物和透明聚合物組成的組中選取，比如●無機(jī)透明導(dǎo)電氧化物[ATO、TO、ITO、FTO、ZnO、SrCu2O2等]●有機(jī)物[Pedot-PSS、聚苯胺(Polyaniline)等]●有機(jī)化改造陶瓷[金屬醇鹽等]導(dǎo)電顆粒優(yōu)選地包括金屬顆粒，更好的是包括銀、金、銅、鋁、錫、鋅、鉛、銦、鉬、鎳、鉑和銠顆粒中至少一種。
透明材料顆粒數(shù)量與導(dǎo)電顆粒數(shù)量的比例優(yōu)選地是在導(dǎo)體各處都是基本均一的。對(duì)于各個(gè)顆粒類型的最大最接近相鄰密度，這能夠提供最小的體積?？梢砸赃@樣的方式構(gòu)造這種填充結(jié)構(gòu)提供金屬與透明導(dǎo)體顆粒接觸的機(jī)會(huì)，同時(shí)有或沒有透明導(dǎo)體與透明導(dǎo)體的接觸。為了實(shí)現(xiàn)最大的電荷遷移，可以將金屬顆粒選擇得足夠小，以致填隙式地駐留在緊密排列的透明導(dǎo)體顆粒之間，同時(shí)仍然接觸各個(gè)透明導(dǎo)體顆粒，與此同時(shí)，使得透明導(dǎo)體也能夠彼此接觸。這能夠提供以這樣一種方式組合金屬和透明導(dǎo)體顆粒的手段在單一涂層中實(shí)現(xiàn)無法由僅包含一種顆粒類型的涂層實(shí)現(xiàn)的最大電導(dǎo)率和透明度。
透明材料顆粒的數(shù)量與導(dǎo)電顆粒的數(shù)量之間的比例優(yōu)選地等于或大于4∶1。如果各個(gè)顆粒具有球形形狀并且直徑相同，則可以預(yù)見到，一個(gè)金屬顆粒會(huì)接觸4個(gè)透明顆粒，這樣提供了顆粒類型間更加有效的相互作用。
在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，透明材料顆粒的數(shù)量與導(dǎo)電顆粒的數(shù)量的比例優(yōu)選地是可以局部改變的，以便提供具有不同電導(dǎo)率、光透射率和/或厚度的子區(qū)域。
優(yōu)選地，所述導(dǎo)體區(qū)域具有小于800Ω每平方單位(per square)的表面電阻?；旌夏疂M足能夠印刷表現(xiàn)出低于800歐姆每平方單位的表面電阻同時(shí)在550nm波長(是可見光波段的中心)下具有至少85％的透明度的全區(qū)域和圖案化透明導(dǎo)體的要求。
優(yōu)選地，所述區(qū)域包括單獨(dú)一層透明材料，該透明材料具有散布于其中的所述導(dǎo)電顆粒。在嘗試使用單獨(dú)一種墨水來實(shí)現(xiàn)這一目的的過程中，可以考慮將高度導(dǎo)電的顆粒與透明導(dǎo)電顆粒組合起來，以在p型半導(dǎo)體之海中形成少量導(dǎo)電中心。為了實(shí)現(xiàn)最大電荷遷移，可能需要選擇小得足以以填隙方式駐留在緊密排列的透明導(dǎo)體顆粒之間同時(shí)仍然接觸各個(gè)透明導(dǎo)體顆粒并且還使得透明導(dǎo)體能夠彼此接觸的金屬顆粒。這提供了一種將金屬和透明導(dǎo)體顆粒組合起來的手段，按照這種方式，可以在單獨(dú)一個(gè)涂層中實(shí)現(xiàn)僅僅包含一種顆粒類型的涂層無法實(shí)現(xiàn)的最大電導(dǎo)率和透射率。
優(yōu)選地，在所述區(qū)域中，導(dǎo)電顆粒處于各層透明材料之間。多層中的透明導(dǎo)電材料部分可以是連續(xù)的，而多層中的金屬層部分可以是以選擇性的方式沉積的，以便提高透明導(dǎo)電材料的大片連續(xù)區(qū)域內(nèi)較高電導(dǎo)率鏈路的等效值，但又使得實(shí)際的像素區(qū)域能夠?qū)⒐馔干渎时３值幂^高。
如果由于某種因素造成光透射率降低，則可以使用例如按需滴出噴墨印刷構(gòu)成三層(不過也可以是雙層或更多層的)透明電極，包括下列層序列●TCO/金屬/TCO●TCO/金屬/TCO/金屬/TCO
僅有透明導(dǎo)電材料的三層結(jié)構(gòu)所得的電阻是大約6600歐姆，而這種三層垂直堆置結(jié)構(gòu)的等效電阻是大約900歐姆。因此這種順序的三層結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率明顯高于僅有透明導(dǎo)電材料的三層結(jié)構(gòu)。
所述區(qū)域優(yōu)選地還包括嵌入在透明材料中的半透明球體。
優(yōu)選地，至少一條導(dǎo)電跡線為電荷向所述區(qū)域的遷移提供源或者為電荷從所述區(qū)域的遷移提供匯。圍繞窗的跡線的連續(xù)性提供了實(shí)現(xiàn)非常高電導(dǎo)率的手段，以便為電荷向沉積在各個(gè)窗內(nèi)的透明導(dǎo)電材料的遷移提供源或者為電荷從透明導(dǎo)電材料中向外的遷移提供匯。通過使用顆粒狀或熔化液滴金屬，相對(duì)于相同幾何面積其它等價(jià)的透明導(dǎo)體，膜厚度可能相同或得到增加，但是采用不同厚度的金屬，所得到的電阻的減小可以是約為136(相同膜厚度)和408(厚度增加)倍，提供了限制沿著導(dǎo)體長度的壓降的手段。
在550nm波長下，跡線優(yōu)選地可以具有低于所述區(qū)域的透明度，從而具有所需的電導(dǎo)率。用于實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電窗接觸的透明導(dǎo)體可以很容易地?fù)碛休^低的電導(dǎo)率，因?yàn)殡姾稍谒厦嫠?jīng)過的長度可以得到大大減小。作為電荷載流子密度更低的結(jié)果，這開辟了提供非常高的光學(xué)透明度的可能，因?yàn)榘凑针姶爬碚摚唠妼?dǎo)率和高光學(xué)透射率是相互排斥的，因?yàn)楣庾訒?huì)受到提升電導(dǎo)率的高密度電荷載流子的強(qiáng)烈吸收。
跡線優(yōu)選地具有等于或小于50微米的寬度。必須找到跡線的電導(dǎo)率與其可見性之間的平衡。3mm厚的跡線對(duì)于大面積平板顯示器來說是足夠的，但是對(duì)于很多應(yīng)用，比如高信息容量、高分辨率的手持顯示器，為了使得信息能夠被有效地看到，需要50微米或更小的跡線。在用在顯示器中的情況下，跡線優(yōu)選地位于非透明區(qū)域內(nèi)，通常是在圍繞著像素的黑色材料區(qū)中，并且優(yōu)選地具有小于該材料的寬度，以使用戶看不到這些跡線。
優(yōu)選地，給出包括至少一個(gè)如上所述的電導(dǎo)體的電子設(shè)備。實(shí)際上，很多的應(yīng)用可以受益于采用透明導(dǎo)電薄膜，包括●2維和3維周期性結(jié)構(gòu)●電致變色“智能”窗[經(jīng)構(gòu)圖的和全區(qū)域的]
●電子百葉窗和大面積快門●電光微型快門[LCD、鐵電體、電致變色]●電光開關(guān)[有機(jī)的和無機(jī)的]●平板顯示器[低和高分辨率，電流和場開關(guān)的主動(dòng)和被動(dòng)尋址]●集成光學(xué)設(shè)備[調(diào)制器、檢測器、頻譜分析儀、轉(zhuǎn)換器、空間光調(diào)制器]●發(fā)光二極管和激光器[有機(jī)的、聚合物的、無機(jī)的]●微傳感器[分立設(shè)備和用于氣體傳感的陣列]●非線性光學(xué)設(shè)備[有機(jī)和無機(jī)有源波導(dǎo)]●光電電池和開關(guān)[有機(jī)的和無機(jī)的]●觸敏開關(guān)[容性的]●透明天線●透明加熱器和除霜器[大面積集成設(shè)備微加熱器]●透明微加熱器該電子設(shè)備可以包括p型透明導(dǎo)電電極和n型透明導(dǎo)電電極，各個(gè)電極優(yōu)選地包括上面介紹的導(dǎo)體。n型和p型導(dǎo)電透明電極的產(chǎn)生開辟了基于p型和n型材料的印刷創(chuàng)建p-n結(jié)的可能性。這種p-n結(jié)既可以實(shí)現(xiàn)為傳統(tǒng)的垂直堆置結(jié)構(gòu)，又可以實(shí)現(xiàn)為包括均勻分布的非常接近的n和p型材料的單層結(jié)構(gòu)，以創(chuàng)造新穎的電子結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一方面提供了一種制造電子設(shè)備的方法，包括在基板上印刷包括透明導(dǎo)電材料的電導(dǎo)體，該透明導(dǎo)電材料具有分布于其中的導(dǎo)電顆粒，這些導(dǎo)電顆粒由電導(dǎo)率高于透明材料的材料形成。
優(yōu)選地，可以在基板上印刷包括導(dǎo)電顆粒和透明材料二者的流體。另選地，可以在基板上印刷包括透明材料的第一流體和包括導(dǎo)電顆粒的第二流體。這些流體優(yōu)選地是使用各自的印刷頭印刷的。
至少一種并且優(yōu)選地是所有的流體(第一流體和第二流體)包括表面活性劑。這種表面活性劑優(yōu)選地在將流體(第一流體和/或第二流體)沉積在基板上的時(shí)候降低表面張力。優(yōu)選地將表面張力降低到小于100達(dá)因/cm，更好的是小于50達(dá)因/cm并且最佳情況是減小到大約30達(dá)因/cm左右。甚至可以將表面張力減小到低于30達(dá)因/cm。
優(yōu)選地該或各個(gè)流體包括水和/或溶劑，例如乙二醇醚。優(yōu)選地該或各個(gè)溶劑會(huì)在該或各個(gè)流體沉積在基板上之后蒸發(fā)掉。溶劑可以因施加熱和/或輻射而得以蒸發(fā)掉，優(yōu)選地是因激光照射。施加這樣的熱和/或輻射可以額外地或另外地熔化、燒結(jié)、退火和/或回流導(dǎo)電顆粒和/或所述透明材料。施加這樣的熱和/或輻射可以額外地或另選地改變所述導(dǎo)電顆粒和/或所述透明材料的化學(xué)成分。
第一和第二流體可以是相繼印刷的。
導(dǎo)電顆粒優(yōu)選地是選擇性地印刷的，以在基板上形成密度和/或厚度局部增大的區(qū)域，比如導(dǎo)電觸點(diǎn)或跡線或增加導(dǎo)體效率的任何其它圖案或構(gòu)造?？梢允褂脙蓚€(gè)背對(duì)背放置或組合在適當(dāng)?shù)亩ㄎ粖A具中的獨(dú)立的印刷頭，以致從各個(gè)印刷頭中噴出的液滴共同入射在所要涂敷的表面上。這意味著，可以對(duì)同一電導(dǎo)體的相鄰段的性質(zhì)進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率、光學(xué)透射率和厚度的局部改變。
可以將透明材料印刷在之前印刷的導(dǎo)電顆粒上。
可以將導(dǎo)電顆粒印刷在之前印刷的透明材料之上。這樣，可以按照特定的圖案將所需的金屬類型以微粒或毫微粒形式直接印刷到透明材料上。
另一方面，可以將導(dǎo)電顆粒直接沉積在基板上。還可以將顆粒直接施加到構(gòu)成設(shè)備一部分的表面上。
另選地，第一和第二流體可以是同時(shí)印刷的。
透明材料和導(dǎo)電顆粒的印刷可以形成印刷混合物，并且該方法還可以包括對(duì)該印刷混合物進(jìn)行退火。與任何后處理(例如激光或快熱退火)的性質(zhì)相結(jié)合，包含在從按需滴出噴墨印刷頭中噴出的墨滴中的毫微粒一起來到接收表面上的方式，對(duì)產(chǎn)生高遷移率設(shè)備具有很大的重要性。
可以對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱退火，以實(shí)現(xiàn)兩種材料之間的良好電連接性和電性能，而不會(huì)破壞非常高的光學(xué)質(zhì)量。例如，可以將材料的電導(dǎo)率設(shè)計(jì)成僅僅在有限距離內(nèi)提供良好的電荷遷移率；可以是到最近的匯流線的距離。
本發(fā)明的另一方面提供了金屬毫微粒在包括透明導(dǎo)電材料的電導(dǎo)體的制造中的應(yīng)用。
優(yōu)選地將毫微粒散布在透明材料中，以提高其電導(dǎo)率。比起較大的顆粒，毫微粒更加易于分布在材料的周圍，這樣，只要毫微粒是導(dǎo)電的并且具有與其它導(dǎo)電物質(zhì)相互作用的手段，就能夠提高總體電導(dǎo)率。
按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種電導(dǎo)體，包括嵌入在透明導(dǎo)電材料中的透明球體。創(chuàng)建透明導(dǎo)電設(shè)備的一種方法是，通過將提供最佳的電性能和光性能的兩種無關(guān)的材料組合起來，而將電性能與光性能分離開，同時(shí)在光學(xué)材料中仍然保持適當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率，以便實(shí)現(xiàn)透明電極性能。
混合毫微粒墨水可以包括光學(xué)透明的光學(xué)微球體和次微球體，比如硅或聚乙烯結(jié)構(gòu)。微球體(可以導(dǎo)電的、半導(dǎo)電的或絕緣的)增強(qiáng)光透射率并且還影響所發(fā)射的光的幾何散射，同時(shí)還促進(jìn)耐久性和耐磨性的提高。這些球體優(yōu)選地具有小于10微米的平均直徑。球形有助于顆粒的堆置，并且小的尺寸有助于顆粒的有效分布，并且開發(fā)出了數(shù)種將球體施加到基板上或透明材料內(nèi)的方法。
該導(dǎo)體優(yōu)選地包括，介于透明導(dǎo)電材料和基板之間的透明材料層，所述球體將要固著在這層透明材料上。對(duì)毫微球體或微球體，可以在印刷的透明導(dǎo)體干燥之前將這些球體加入到其中，以使這些球體保留在該材料中。對(duì)于毫微球體或微球體，還可以將它們加到一個(gè)表面上，實(shí)現(xiàn)干燥球體的分布，然后通過印刷第二透明導(dǎo)體墨水，比如金屬醇鹽溶液或本征導(dǎo)電聚合物，將該干燥球體嵌入其中，第二透明導(dǎo)體墨水會(huì)涂敷在球體周圍，實(shí)現(xiàn)機(jī)械粘合和電傳輸。
優(yōu)選地，這些球體和透明材料層是基本上光匹配的。內(nèi)填材料可以用來提供與基板介質(zhì)的光匹配，以便最小化反射損失。一旦這種填充物完全干燥，則整個(gè)區(qū)域的透明導(dǎo)電材料涂敷就完成了。
透明材料優(yōu)選地是從由透明導(dǎo)電氧化物和透明聚合物構(gòu)成的組中選擇的，例如●無機(jī)透明導(dǎo)電氧化物[ATO、TO、ITO、FTO、ZnO、SrCu2O2等]
●有機(jī)物[Pedot-PSS、聚苯胺等]●有機(jī)化改造了的陶瓷[金屬醇鹽等]球體優(yōu)選地是由導(dǎo)電、半導(dǎo)電或絕緣材料之一形成的。
本發(fā)明的另一方面提供了一種制造電子設(shè)備的方法，包括在基板上印刷包括透明導(dǎo)電材料和透明球體的電導(dǎo)體。
優(yōu)選地，將包括透明材料的第一流體和包括球體的第二流體印刷在所述基板上。可以在印刷好的透明導(dǎo)體干燥之前將毫微球體和微球體加入到其中，從而使得球體保持在該材料之內(nèi)?？梢詫⒑廖⑶蝮w或微球體加到表面上，以提供干燥球體的分布，然后通過印刷第二透明導(dǎo)體墨水，比如金屬醇鹽溶液或本征導(dǎo)電聚合物，將干燥球體嵌入其中，第二透明導(dǎo)體墨水會(huì)涂敷在球體周圍，實(shí)現(xiàn)機(jī)械粘合和電傳輸。
這些流體優(yōu)選地是使用各自的印刷頭沉積的。
第一和第二流體可以是相繼沉積的。如前所述，可以將毫微球體或微球體加到表面上，以提供干燥球體的分布，然后通過印刷第二透明導(dǎo)體墨水，比如金屬醇鹽溶液或本質(zhì)導(dǎo)電聚合物，將干燥球體嵌入其中，第二透明導(dǎo)體墨水會(huì)涂敷在球體周圍，實(shí)現(xiàn)機(jī)械粘合和電傳輸。因此需要按順序沉積。
最開始可以將透明導(dǎo)電材料印刷到基板上，并且可以隨后在透明材料完全干燥之前將球體沉積到該透明材料上，以致使得球體變得嵌入在透明材料內(nèi)。這按照要求實(shí)現(xiàn)了機(jī)械粘合和電傳輸。
最開始可以將第二透明材料沉積在基板上，在透明材料完全干燥之前將球體沉積在透明材料上，以致使得球體由該透明材料保持住，隨后將透明導(dǎo)電材料沉積在所保持的球體之間。出于上面所指出的原因，這可以給出確保顆粒適當(dāng)嵌入在透明材料中的另一種方法。
在沉積透明導(dǎo)電材料之前，可以使用電磁輻射對(duì)第二透明材料進(jìn)行固化。這有助于保持透明材料分離和顆粒嵌入，以便保持各個(gè)材料的期望性質(zhì)。
透明材料和球體的印刷可以形成印刷混合物，該方法優(yōu)選地還包括對(duì)印刷混合物進(jìn)行退火?？梢詫?duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱退火，以實(shí)現(xiàn)兩種材料之間的良好的電連通性和電性能，同時(shí)不會(huì)破壞非常高的光學(xué)質(zhì)量。
本發(fā)明的另一方面提供了透明球體在包括透明導(dǎo)電材料的電導(dǎo)體的制造中的應(yīng)用?？梢詫⑦@些球體嵌入在透明材料中，來提高導(dǎo)體的光子透射率。
可以將這些球體嵌入在透明材料內(nèi)，來提高導(dǎo)體的持久性和/或耐磨性。
本發(fā)明的另一方面提供了一種電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體包括透明導(dǎo)電材料和至少一條由導(dǎo)電顆粒形成并且為電荷向透明材料的遷移提供源或?yàn)殡姾蓮耐该鞑牧系倪w移提供匯的跡線。
跡線的連續(xù)性提供了實(shí)現(xiàn)非常高的電導(dǎo)率的手段，以便為電荷向透明導(dǎo)電材料內(nèi)的遷移提供源或者為電荷從透明導(dǎo)電材料向外的遷移提供匯，該透明導(dǎo)電材料可以沉積在至少部分地由該跡線圍繞的窗內(nèi)。
優(yōu)選地導(dǎo)電顆粒是毫微粒。
毫微粒優(yōu)選地具有一致的或不一致的大小，并且優(yōu)選地具有小于1000nm的平均大小，優(yōu)選地是平均最大橫截面尺寸。毫微粒更好地是具有小于100nm的平均大小，優(yōu)選地是平均最大橫截面尺寸，該尺寸優(yōu)選地小于20nm。毫微粒的小尺寸使得它們能夠例如借助墨水從印刷頭施加到基板上，并且對(duì)于它們來說，比較容易分布在基板或其它表面上的薄膜內(nèi)。而且，倘若使用毫微粒，可以采用聚焦激光(使得動(dòng)態(tài)沖擊和平衡擴(kuò)散/聚結(jié)能夠得以實(shí)現(xiàn))來回流印刷好的金屬毫微粒。這開辟了將各種各樣的這種金屬毫微粒印刷到溫度穩(wěn)定的和溫度敏感的基板介質(zhì)上的可能性和使用1到10nm范圍的顆粒采用更為廣泛的金屬元素和合金的可能性。
優(yōu)選地電導(dǎo)體是使用按需滴出印刷技術(shù)選擇性地在基板上沉積透明導(dǎo)電材料和/或包括導(dǎo)電顆粒的流體而形成在基板上的。這是一種非常精確的將流體沉積在為了印刷期望圖案而需要沉積到的位置上的方法。
由于導(dǎo)電線寬與印刷特征分辨能力相比可能較大，因此可以將微?；蚝廖⒘Ｐ问降乃杞饘兕愋椭苯佑∷樘囟▓D案，該圖案包括處于連續(xù)導(dǎo)體內(nèi)的形成該圖案的阱(integral well)。然后在受控的氣氛中使用激光或快速熱處理對(duì)印刷好的金屬跡線(具有處于其中的分立過孔或接觸窗)進(jìn)行熱處理，以在保持原有金屬顆粒的純度的同時(shí)，產(chǎn)生非晶體或其它較佳的晶體狀態(tài)。與可用于尋址各顯示像素的導(dǎo)電跡線的方向平行的壁的寬度可以印刷為在對(duì)應(yīng)于所產(chǎn)生的顯示設(shè)備的正確觀看距離處人眼無法看出的寬度。圍繞著各個(gè)窗的金屬的連續(xù)性提供了實(shí)現(xiàn)非常高的電導(dǎo)率的手段，以為電荷向沉積在各個(gè)窗內(nèi)的透明導(dǎo)電材料內(nèi)的遷移提供源或?yàn)殡姾蓮脑撏该鲗?dǎo)電材料中向外的遷移提供匯。在用在顯示器中的情況下，優(yōu)選地將跡線置于不透明區(qū)域內(nèi)，通常是置于像素周圍的黑色材料區(qū)中，并且優(yōu)選地寬度小于這種材料，從而使得用戶看不到這些跡線。
與任何后處理(例如，激光或快速熱退火)的性質(zhì)相結(jié)合，包含在從按需滴出噴墨印刷頭中噴出的墨滴中的毫微粒一起來到接收表面上的方式對(duì)產(chǎn)生高遷移率設(shè)備具有很大的重要性。
透明導(dǎo)電窗可以以取決于所要產(chǎn)生的特征的大小的方式直接形成在經(jīng)回流/退火/重結(jié)晶的金屬印刷導(dǎo)體或特征中。例如，3mm寬和50微米寬的導(dǎo)體可以給出與顯示像素相鄰的透明導(dǎo)電窗，對(duì)于3mm寬導(dǎo)體，該透明導(dǎo)電窗作為大面積平板顯示器中的尋址線的一部分，對(duì)于50微米寬的導(dǎo)體，該透明導(dǎo)電窗作為高信息容量高分辨率手持顯示器中的尋址線的一部分。
優(yōu)選地，將導(dǎo)電顆粒沉積在該或一個(gè)基板上，并且在沉積之后對(duì)其加以處理，以增大該至少一條跡線的電導(dǎo)率。
優(yōu)選地，使所沉積的導(dǎo)電顆粒形成至少一條導(dǎo)電跡線，該至少一條導(dǎo)電跡線是連續(xù)的、分立的導(dǎo)電跡線。
優(yōu)選地，該跡線是通過優(yōu)選地對(duì)至少一部分導(dǎo)電顆粒的燒結(jié)、熔化和退火中的至少一種形成的。倘若使用毫微粒，可以采用處于與墨滴撞擊點(diǎn)鄰近的位置上或在離墨滴撞擊點(diǎn)受控距離處的聚焦激光來回流印刷好的金屬毫微粒，采用聚焦激光包括使用激光掃描和空間光調(diào)制器，使得沖擊動(dòng)態(tài)和平衡擴(kuò)散/聚結(jié)能夠得以實(shí)現(xiàn)。
該電導(dǎo)體可以用在顯示設(shè)備中，并且所述至少一條導(dǎo)電跡線可以具有使得用戶在顯示設(shè)備工作期間看不到該跡線的大小。
優(yōu)選地，所述至少一條導(dǎo)電跡線具有等于或小于100微米的寬度并且優(yōu)選地等于或小于50微米。
所述電導(dǎo)體可以用在顯示設(shè)備中，并且可以使透明導(dǎo)電材料適于與顯示設(shè)備的像素對(duì)齊并且優(yōu)選地使該電導(dǎo)體適于起到電荷的源或匯的作用，以激活或停用像素。
所述至少一條導(dǎo)電跡線可以限定出窗，并且優(yōu)選地使用按需滴出印刷技術(shù)將透明導(dǎo)電材料沉積在該窗內(nèi)。
圍繞著各個(gè)窗的導(dǎo)電材料(優(yōu)選地是金屬)的連續(xù)性可以給出實(shí)現(xiàn)非常高的電導(dǎo)率的手段，為電荷向透明導(dǎo)電材料內(nèi)的遷移提供源或?yàn)殡姾蓮耐该鲗?dǎo)電材料中向外的遷移提供匯。
按照另一個(gè)方面，提供了一種電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體包括至少一條形成在基板上的導(dǎo)電跡線和透明導(dǎo)電材料，所述至少一條導(dǎo)電跡線為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線限定出至少部分地由該跡線圍繞的窗，并且透明材料是使用按需滴出印刷技術(shù)沉積在所述窗中的。
優(yōu)選地，所述至少一條導(dǎo)電跡線是使用平版印刷技術(shù)形成在基板上的?？梢允褂媚z印平版印刷和按需滴出噴墨印刷的混用來產(chǎn)生所需的透明導(dǎo)電元件。
可以使用鍍層技術(shù)將跡線形成在基板上。膠印平版印刷工藝可以使用3微米厚的非電鍍絕緣種籽層?？梢詫⒂∷⒑玫姆N籽層浸泡在非電鍍池中，并且可以在該種籽層上鍍上很薄的銅金屬。銅的厚度可以改變實(shí)際的匯流線(bus bar)和外形線間隔，這是由于非電鍍層可以沉積在種籽層的所有暴露表面上，因此，例如，對(duì)于1微米的非電鍍銅厚度，10微米寬的種籽層跡線可以增加到12微米，并且位于不透明金屬外形線之間的相鄰?fù)该鞔暗膶挾瓤梢詼p小到98微米。所得的非電鍍銅膜可以擁有很低的透明窗匯流線電阻。
優(yōu)選地所述至少一條導(dǎo)電跡線給出用于透明材料的容納阱。兩個(gè)導(dǎo)體可以間隔，比如，1mm，并且可以在末端相接，以形成矩形容納阱。從電學(xué)角度來講，這些連接節(jié)點(diǎn)可以是這樣的使得兩個(gè)分離的導(dǎo)體表現(xiàn)為看起來它們是具有雙倍寬度并且厚度相同的單獨(dú)一個(gè)導(dǎo)體，提高了有效電導(dǎo)率。
優(yōu)選地在窗內(nèi)沉積單獨(dú)一層透明材料。
可以用透明導(dǎo)電材料層填充矩形阱，該透明導(dǎo)電材料層與阱的導(dǎo)電壁電連接。在這種情況下，表面電阻可以與其它情況相同，因?yàn)闃蚪觾蓚€(gè)長導(dǎo)體的連接導(dǎo)電鏈路有效地短路了沉積在它們之間的材料。這可以確保在阱中央產(chǎn)生的電荷到達(dá)導(dǎo)體并且得以清除出去，從而起到了連續(xù)透明導(dǎo)電矩形窗的作用。
另選地，可以在窗內(nèi)沉積多層透明材料。
優(yōu)選地跡線是由被氧化時(shí)透明度會(huì)增加的導(dǎo)電材料形成的，并且透明導(dǎo)電材料是通過選擇性地氧化該跡線的部分而形成。
這樣，可以使用單獨(dú)一種包括被氧化時(shí)會(huì)變成高度透明但又導(dǎo)電的材料的金屬顆粒的印刷墨水。
這種特征是非常重要的并且是單獨(dú)給出的。因此，按照另一個(gè)方面，提供了一種電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體包括至少一條形成在基板上的導(dǎo)電跡線和透明導(dǎo)電材料，該跡線為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯，并且透明導(dǎo)電材料是通過選擇性地氧化跡線的至少一部分而形成的。
優(yōu)選地，選擇性氧化包括紫外線氧化。選擇性氧化可以通過施加激光照射或LED照射來進(jìn)行，優(yōu)選地是在氧化環(huán)境中進(jìn)行的。
可以例如使用按需滴出噴墨印刷來沉積自組合不潤濕單層，并且使用集成的UV燈構(gòu)圖或激光數(shù)字圖案轉(zhuǎn)印以分步重復(fù)方式對(duì)其進(jìn)行構(gòu)圖，以在表面上創(chuàng)建潤濕和不潤濕區(qū)域。然后可以使用噴墨印刷將第二透明導(dǎo)體墨水遞送到表面上，該墨水向潤濕著陸區(qū)分流，以產(chǎn)生所需的透明導(dǎo)體布局，同時(shí)使用化學(xué)手段除掉該圖形限定單層材料。
優(yōu)選地透明材料包括透明導(dǎo)電氧化物和透明聚合物中的至少一種。
透明材料優(yōu)選地是從由透明導(dǎo)電氧化物和透明聚合物組成的組中選擇的，例如
●無機(jī)透明導(dǎo)電氧化物 [ATO、TO、ITO、FTO、ZnO、SrCu2O2等]●有機(jī)物 [Pedot-PSS、聚苯胺等]●經(jīng)有機(jī)改造的陶瓷 [金屬醇鹽等]優(yōu)選地，透明導(dǎo)電材料具有散布于其中的其它導(dǎo)電顆粒，其它導(dǎo)電顆粒的電導(dǎo)率高于透明材料。
導(dǎo)電顆粒(可以是毫微粒)優(yōu)選地是金屬的，并且更好的情況是，是銀、金、銅、鋁、錫、鋅、鉛、銦、鉬、鎳、鉑和銠毫微粒中的至少一種。這些都是高電導(dǎo)率的金屬，可以被考慮用于產(chǎn)生由無機(jī)透明導(dǎo)電氧化物(TCO)或有機(jī)透明導(dǎo)體(OTC)(不管是摻雜、缺陷感生而導(dǎo)電的還是本征導(dǎo)電的)填充的導(dǎo)電窗、阱和約束特征。這些導(dǎo)電顆粒優(yōu)選地具有一致的或不一致的大小，但是優(yōu)選地具有小于1000nm的平均大小。這開辟了將多種這樣的金屬毫微粒印刷到溫度穩(wěn)定型和溫度敏感型的基板介質(zhì)上和采用寬得多范圍的使用1到10nm范圍內(nèi)的顆粒的金屬元素及合金的可能。因此，導(dǎo)電顆粒優(yōu)選地具有小于100nm的平均大小，更好的情況是小于20nm。
在550nm波長下，優(yōu)選地該導(dǎo)體的至少一部分具有大于70％的透明度，優(yōu)選地大于80％。對(duì)于最高性能端平板顯示器市場，可能要求在550nm下有非常高的透明度。
優(yōu)選地所述至少一條導(dǎo)電跡線至少部分地圍繞著所述透明導(dǎo)電材料。
所述至少一條跡線和透明材料可以是部分重疊的。使跡線和透明材料重疊有助于提高電荷向透明材料內(nèi)和電荷從透明材料向外的源或匯的效率。所述至少一條跡線可以直接接觸透明材料。
優(yōu)選地，還在至少一條跡線和透明材料之間設(shè)置導(dǎo)電材料。可以通過使用不同的墨水(比如金屬合金、金屬陶瓷或混合顆粒墨水)印刷阱的邊緣，來提高圍繞著各個(gè)接觸窗阱的金屬接觸的質(zhì)量，該印刷提供了受控的壁潤濕性、更好的電接觸匹配和更低的接觸電阻，并且提供了控制金屬導(dǎo)體、接觸窗邊緣和沉積于其中的透明導(dǎo)電材料之間的交界面處的金屬間性能和機(jī)械強(qiáng)度的手段。
可以用透明導(dǎo)電材料填充矩形跡線阱，該透明導(dǎo)電材料與阱的導(dǎo)電壁電連接。這提供了低的表面電阻，因?yàn)闃蚪觾蓚€(gè)長導(dǎo)體的連接導(dǎo)電鏈路有效地短路了沉積于它們之間的材料。
所述電導(dǎo)體可以沉積在透明基板上。這可以使得整個(gè)結(jié)構(gòu)盡可能透明，同時(shí)保持導(dǎo)電性。
所述導(dǎo)體優(yōu)選地包括位于基板和透明導(dǎo)電材料之間的其它透明材料。
在550nm波長下，所述至少一條導(dǎo)電跡線可以具有低于透明材料的透明度。
透明材料可以沉積在所述至少一條導(dǎo)電跡線之上。
所述導(dǎo)電材料可以包括熔化溫度低于透明材料的熔化溫度的金屬。金屬具有低電阻率(是高度導(dǎo)電的)并且低熔化溫度金屬顆粒更加易于在納米技術(shù)中使用。這提供了在用在剛性或柔性大面積平板顯示器或光電電池/板/片時(shí)限制沿著這樣的導(dǎo)體的壓降的手段。由于在經(jīng)過激光熔化或快速熱處理(RTP)的噴墨構(gòu)圖的特征中能夠達(dá)到純金屬電阻率，因此，取決于所選用的金屬，當(dāng)與最佳的采用傳統(tǒng)方法沉積的透明導(dǎo)體的電阻率相比時(shí)，使用低熔化溫度金屬顆粒制造的公共導(dǎo)體幾何結(jié)構(gòu)的電阻將會(huì)降低。
優(yōu)選地至少一條導(dǎo)電跡線和透明導(dǎo)電材料是使用納米技術(shù)形成的。倘若使用納米技術(shù)，可以采用聚焦激光(使得動(dòng)態(tài)沖擊和平衡擴(kuò)散/聚結(jié)能夠得以實(shí)現(xiàn))來回流印刷好的金屬毫微粒。這開辟了將各種各樣的這種金屬毫微粒印刷到溫度穩(wěn)定的和溫度敏感的基板介質(zhì)上的可能性和使用1到10nm范圍的顆粒采用廣泛得多的金屬元素和合金的可能性。
優(yōu)選地，將導(dǎo)電顆粒沉積在形成在基板上的槽內(nèi)，優(yōu)選地以致于部分填充了這些槽。涂敷有自組合單層(SAM)的玻璃板可以提供高度不潤濕的表面?？梢栽谠摪灞砻嫔蠏呙杓す?，以在近表面和板表面內(nèi)限定一系列的槽，這些槽低于眼睛的檢測極限并且形成一組容納溝槽。這些槽(也可以使用其它方法形成)可以沿著單獨(dú)一個(gè)方向(x或y)或者正交方向(x和y)，在這種情況下交叉點(diǎn)給出兩個(gè)軸之間的連接。使用流體填充所得到的槽，這可以使用精確噴鍍或按需滴出噴墨印刷來實(shí)現(xiàn)，在這種情況下，槽壁的潤濕性質(zhì)會(huì)促使墨水流進(jìn)蝕刻好的溝槽內(nèi)，使表面沒有墨水，這是由于槽內(nèi)的表面能和與槽之間的暴露表面上的不潤濕SAM涂層相關(guān)的表面能的不同性造成的。所得的固化金屬填充物優(yōu)選地并不完全填充槽，以便透明導(dǎo)電涂層能夠流到槽中并且提供在金屬匯流線上的直接連接。
優(yōu)選地這些槽是在形成于基板上的涂層內(nèi)形成的。例如，可以更加容易地將涂層改造成具有蝕刻于其中的槽。
這些槽可以是通過激光消融(laser ablation)而形成的。激光消融可以選擇性地消除涂敷材料，從而在可以被電解鍍的材料內(nèi)產(chǎn)生所需的淺槽，以提供高電導(dǎo)率的銅匯流線結(jié)構(gòu)，同時(shí)仍然保持非常高的沒有任何不期望材料的開口面積。
所述至少一條跡線可以是在基板上形成至少一個(gè)透明導(dǎo)電材料的區(qū)域之后形成的。例如，可以將絲網(wǎng)印刷金屬跡線印刷到透明導(dǎo)體上，以提供利用低電阻電匯流線/導(dǎo)體(可以是不透明的)向透明導(dǎo)體提供電流的手段。
優(yōu)選地所述至少一條導(dǎo)電跡線是以交指型圖案形成的。
按照另一個(gè)方面，提供了一種制造電導(dǎo)體的方法，包括在基板上形成透明導(dǎo)電材料區(qū)域和至少一條導(dǎo)電跡線，所述至少一條導(dǎo)電跡線是由導(dǎo)電顆粒形成的并且為電荷向透明材料的遷移提供源或?yàn)殡姾蓮耐该鞑牧系倪w移提供匯。
優(yōu)選地導(dǎo)電顆粒是毫微粒。這些毫微?？梢跃哂行∮?000nm的平均最大橫截面大小。
優(yōu)選地毫微粒具有小于100nm的平均最大橫截面大小，優(yōu)選地小于20nm。
該方法還包括，使用按需滴出印刷技術(shù)將透明導(dǎo)電材料和/或包括導(dǎo)電顆粒的流體選擇性地沉積在基板上。
該方法還可以包括，將導(dǎo)電顆粒沉積在基板上，并且在沉積之后對(duì)其進(jìn)行處理，以增大所述至少一條跡線的電導(dǎo)率。
優(yōu)選地，該方法包括，使所沉積的導(dǎo)電顆粒形成所述至少一條導(dǎo)電跡線，所述至少一條導(dǎo)電跡線是連續(xù)的、分立的導(dǎo)電跡線。
所述跡線是通過燒結(jié)、熔化和退火中的至少一種形成的。
導(dǎo)體適于在顯示設(shè)備中使用，并且所述至少一條導(dǎo)電跡線具有這樣的大小在顯示設(shè)備工作期間對(duì)用戶不可見。
優(yōu)選地，所述至少一條導(dǎo)電跡線具有等于或小于100微米的寬度，并且優(yōu)選地等于或小于50微米。
該方法還可以包括，使所述透明導(dǎo)電材料與顯示設(shè)備的像素對(duì)齊，并且優(yōu)選地將所述電導(dǎo)體設(shè)置成起到電荷的源或匯的作用，以便激活或停用所述像素。
該方法優(yōu)選地還包括，將至少一條導(dǎo)電跡線形成為限定出窗，并且優(yōu)選地使用按需滴出印刷技術(shù)將透明導(dǎo)電材料沉積在所述窗內(nèi)。
按照另一個(gè)方面，提供了一種制造電導(dǎo)體的方法，包括在基板上選擇性地形成至少一條限定出窗的導(dǎo)電跡線，該窗至少部分地由所述跡線圍繞，并且隨后使用按需滴出印刷的技術(shù)將透明材料沉積在所述窗內(nèi)，該跡線為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯。
所述至少一條導(dǎo)電跡線是使用平版印刷技術(shù)或鍍層技術(shù)形成在基板上的。
優(yōu)選地所述至少一條導(dǎo)電跡線為透明材料提供容納阱。
可以在所述窗內(nèi)沉積單獨(dú)一層透明材料。另選地，在所述窗內(nèi)沉積了多層透明材料。
所述跡線可以由導(dǎo)電材料形成的，該導(dǎo)電材料在被氧化時(shí)，透明度增加，并且所述透明導(dǎo)電材料是通過選擇性地氧化所述跡線的部分而形成的。
該特征尤其重要，所以按照另一個(gè)方面，提供了一種制造電導(dǎo)體的方法，包括在基板上形成至少一條導(dǎo)電跡線和透明導(dǎo)電材料區(qū)域，該跡線為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯，并且所述透明導(dǎo)電材料區(qū)域是通過選擇性氧化所述跡線的至少一部分而形成的。
優(yōu)選地所述選擇性氧化包括紫外線氧化。
所述選擇性氧化是通過應(yīng)用激光照射或LED照射進(jìn)行的，優(yōu)選地是在氧化環(huán)境中進(jìn)行的。
所述透明材料包括透明導(dǎo)電氧化物和透明聚合物中的至少一種。優(yōu)選地所述透明導(dǎo)電材料具有散布于其中的其它的導(dǎo)電顆粒，所述其它的導(dǎo)電顆粒具有比透明材料高的電導(dǎo)率。
所述導(dǎo)電顆粒是金屬顆粒，優(yōu)選地是銀、金、銅、鋁、錫、鋅、鉛、銦、鉬、鎳、鉑和銠顆粒中的至少一種。
在550nm波長下，導(dǎo)體的至少一部分具有高于70％的透明度，優(yōu)選地大于80％。
所述至少一條導(dǎo)電跡線至少部分地圍繞著透明導(dǎo)電材料。該至少一條跡線和透明材料部分重疊。
優(yōu)選地所述至少一條跡線直接接觸所述透明材料。
該方法優(yōu)選地還包括，還在所述至少一條跡線與透明材料之間設(shè)置導(dǎo)電材料。
所述基板可以是透明基板，并且該方法還包括在基板與透明導(dǎo)電材料之間設(shè)置其它的透明材料。
在550nm波長下，所述至少一條導(dǎo)電跡線具有比透明材料低的透明度。
優(yōu)選地，該方法還包括將所述透明材料沉積在所述至少一條導(dǎo)電跡線之上。
所述導(dǎo)電材料可以包括熔化溫度比透明材料的熔化溫度低的金屬。
優(yōu)選地導(dǎo)電跡線和透明導(dǎo)電材料中至少之一是使用納米技術(shù)形成的。
所述導(dǎo)電顆?？梢猿练e在形成于基板之上的槽內(nèi)的，優(yōu)選地是部分填充了這些槽。這些槽可以形成在形成于基板之上的涂層內(nèi)。優(yōu)選地這些槽是通過激光消融形成的。
優(yōu)選地該方法包括將所述至少一條導(dǎo)電跡線形成為交指型圖案。
優(yōu)選地透明導(dǎo)電材料是半透明導(dǎo)電材料。
按照另一個(gè)方面，提供了用于形成電導(dǎo)體的設(shè)備，包括用于將透明導(dǎo)電材料沉積在基板上的裝置，和用于將導(dǎo)電顆粒沉積在基板上從而形成至少一條導(dǎo)電跡線的裝置，所述導(dǎo)電跡線為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯。
優(yōu)選地所述用于沉積所述透明導(dǎo)電材料的裝置和/或用于沉積導(dǎo)電顆粒的裝置包括適于實(shí)施按需滴出印刷技術(shù)的印刷頭。
該設(shè)備優(yōu)選地還包括用于處理所述透明導(dǎo)電材料和/或所述導(dǎo)電顆粒的裝置，優(yōu)選地是在沉積之后進(jìn)行處理。該處理裝置包括用于熔化、燒結(jié)和退火中至少一種的裝置。優(yōu)選地所述處理裝置包括激光器，該激光器優(yōu)選地安裝在所述或一印刷頭上。
按照另一個(gè)方面，提供了一種顯示設(shè)備，包括至少一個(gè)像素和如上所述的電導(dǎo)體，其中透明導(dǎo)電材料與所述至少一個(gè)像素對(duì)齊，并且優(yōu)選地該電導(dǎo)體起到電荷的源或匯的作用，從而激活或停用所述至少一個(gè)像素。
還提供了一種制造電子設(shè)備的方法，包括使用按需滴出印刷技術(shù)沉積電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體包括透明導(dǎo)電材料，該透明導(dǎo)電材料具有散布于其中的導(dǎo)電顆粒，這些導(dǎo)電顆粒由電導(dǎo)率高于透明材料的材料形成。
將會(huì)進(jìn)一步討論的用于涂敷和構(gòu)圖透明屏幕的工藝的例子是●連續(xù)噴墨印刷●數(shù)字膠印平版印刷●按需滴出噴墨印刷●電子照相印刷●靜電印刷●苯胺印刷●凹版膠印平板印刷(Gravure off-set lithography)●離子放射照相印刷●激光靜電復(fù)印印刷●磁成像印刷
●軟平板壓印●蠟印●接觸轉(zhuǎn)印(墨水筆尖工藝(ink nib process))現(xiàn)有的印刷透明導(dǎo)體在經(jīng)過蝕刻和后處理(在需要的情況下)的特征的表面區(qū)內(nèi)擁有均勻的透明度和電導(dǎo)率。這意味著透明導(dǎo)體的特定長度和橫截面輪廓會(huì)表現(xiàn)出由其結(jié)構(gòu)中使用的薄膜的電阻率規(guī)定的電阻。對(duì)于不需要整個(gè)面積都透明的透明導(dǎo)電薄膜的具體應(yīng)用，比如用于平板顯示像素的電接觸，可以將接觸跡線設(shè)計(jì)為產(chǎn)生一個(gè)透明的區(qū)域和一個(gè)透明度低或者不透明但是擁有較高電導(dǎo)率的區(qū)域。被接觸的設(shè)備的功能僅由透明窗支配，同時(shí)其它區(qū)域提供引入或移走電荷的手段。
現(xiàn)在考慮本發(fā)明的與電子設(shè)備及其制造方法相關(guān)的其它方面。
電子設(shè)備及其制造方法。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及設(shè)備，尤其是諸如微電子設(shè)備之類的電子設(shè)備，并且涉及設(shè)備的制造方法，具體涉及無機(jī)、聚合物或有機(jī)微電子設(shè)備的設(shè)計(jì)。
尤其感興趣的是應(yīng)用于比如在聚合物電子(Polytronics)和塑料電子(Plastronic)應(yīng)用中使用的薄膜有機(jī)場效應(yīng)晶體管(O-FET)的設(shè)備設(shè)計(jì)和/或其制造方法，或者應(yīng)用于無機(jī)和混合有機(jī)-無機(jī)結(jié)構(gòu)，并且尤其是應(yīng)用于光電設(shè)備(比如光電電池和光電二極管)和量子線設(shè)備及連接線路(interconnection)的設(shè)備設(shè)計(jì)和/或其制造方法。
設(shè)備設(shè)計(jì)和/或其制造方法可具體應(yīng)用于醫(yī)療和生物電子傳感器(尤其是有源傳感器)和致動(dòng)器，并且可應(yīng)用于關(guān)注點(diǎn)可置換電子分析系統(tǒng)。
本發(fā)明具體涉及使用印刷技術(shù)制造電子設(shè)備，尤其是噴墨印刷技術(shù)，這在例如國際(PCT)專利公開第WO97/48557號(hào)(尤其是但不限于該專利公開文本的第7到18頁)、國際(PCT)專利公開第WO99/19900號(hào)(尤其是但不限于該專利公開文本的第65到68頁)和英國專利申請(qǐng)第0313617.3號(hào)(代理人案號(hào)25456)(尤其是但不限于該專利申請(qǐng)的第20到48頁)中進(jìn)行過介紹，這些專利文獻(xiàn)的申請(qǐng)人都是PatterningTechnologies Limited，這些文獻(xiàn)都以引用的方式并入本文。
針對(duì)與當(dāng)前原始設(shè)備制造商(OEM)印刷頭技術(shù)相關(guān)的置位精度限制，按照一個(gè)方面，本發(fā)明提供了另一種設(shè)備設(shè)計(jì)，它克服了(至少在一定程度上)所發(fā)現(xiàn)的限制。
對(duì)使用容納阱或溝槽的需要限制了進(jìn)行新穎的設(shè)備設(shè)計(jì)的能力以及聚酰亞胺以外的其它替換材料的使用?？梢允褂贸尚械蜗轮梦粊硖畛淙菁{溝槽。
在一種實(shí)例中，可以利用基于例如聚酰亞胺的不親水-親水表面特征來形成設(shè)備，比如有機(jī)場效應(yīng)晶體管，其中觸點(diǎn)(例如金屬聚合物觸點(diǎn))是使用噴墨印刷沉積的。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種形成電子設(shè)備的方法，包括將表面設(shè)置成，使得沉積在該表面的接收部分上的沉積材料流往該表面的期望部分。
因而提供了對(duì)沉積材料分布的控制的改善。
優(yōu)選地，該方法包括使用按需滴出印刷技術(shù)來沉積至少一滴沉積材料。
沉積材料可以是以這樣一種方式沉積在接收部分上的獲得了期望部分由沉積材料的預(yù)定覆蓋。
優(yōu)選地，設(shè)置表面的步驟形成表面圖案。
優(yōu)選地，接收部分包括用于沉積材料的貯存區(qū)(reservoir)，并且優(yōu)選地該貯存區(qū)包括具有期望潤濕屬性的表面部分，所述期望潤濕屬性設(shè)置成控制沉積材料從貯存區(qū)中的流出。
接收部分可以是與期望部分分開的，并且優(yōu)選地遠(yuǎn)離期望部分。通過使得接收部分遠(yuǎn)離期望部分，期望部分由沉積材料的覆蓋可以與由沉積材料沖擊在接收部分上造成的任何有害效果無關(guān)。具體來說，期望部分的覆蓋可以不受沉積材料沖擊在接收部分上之后的沉積材料的任何飛濺或者來自沖擊波的沖刷的不利影響。這樣，與其它情況相比，期望部分由沉積材料的覆蓋可以受到更加可靠的控制并且可以更加均勻。
期望部分可以包括所要形成的電子設(shè)備的有源區(qū)域(activeregion)，這種有源區(qū)域可以是在該設(shè)備使用的時(shí)候電流流過和/或施加了電壓的區(qū)域。
該方法還可以包括將表面設(shè)置成使得沉積在該表面上的多個(gè)接收部分中的一個(gè)或各個(gè)接收部分上的沉積材料流向表面的期望部分，并且優(yōu)選地是流向表面上的多個(gè)期望部分。
該方法還可以包括將表面設(shè)置成使得接收部分至少與用于實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備可用以將沉積材料沉積在表面上的分辨能力一樣大。
優(yōu)選地設(shè)置表面的步驟包括將表面設(shè)置成使得沉積在表面上的沉積材料是借助表面張力和/或界面能驅(qū)動(dòng)輸送和/或潤濕引發(fā)受迫流動(dòng)和/或馬拉根尼效應(yīng)(Marangoni effect)而流動(dòng)的。
優(yōu)選地沉積在表面上的沉積材料是借助表面張力和/或界面能驅(qū)動(dòng)輸送和/或潤濕引發(fā)受迫流動(dòng)和/或Marangoni效應(yīng)而流動(dòng)的。
按照另一個(gè)方面，提供了一種形成電子設(shè)備的方法，包括設(shè)置表面和/或選擇沉積材料，以致沉積材料在沉積在表面上的時(shí)候?qū)?huì)借助表面張力和/或界面能驅(qū)動(dòng)輸送和/或潤濕引發(fā)受迫流動(dòng)和/或Marangoni效應(yīng)而流動(dòng)。
優(yōu)選地，該方法還包括使用按需滴出印刷技術(shù)來沉積至少一滴沉積材料。
優(yōu)選地設(shè)置表面的步驟包括提供具有期望潤濕性質(zhì)的選定表面部分，優(yōu)選地通過改變選定表面部分的潤濕性質(zhì)。
這一特征尤其重要，所以按照另一個(gè)方面，提供了一種形成電子設(shè)備的方法，包括提供具有期望潤濕性質(zhì)的選定表面部分并且將沉積材料沉積在表面上，以致沉積材料在表面上的分布取決于選定部分的潤濕性質(zhì)。
優(yōu)選地，沉積材料是使用按需滴出印刷的技術(shù)沉積的。
可以提供在選定部分的至少一部分內(nèi)的潤濕性質(zhì)的變化并且優(yōu)選地這一變化是連續(xù)變化。
還可以提供選定部分的至少一部分與表面上的至少一個(gè)相鄰部分之間的潤濕性質(zhì)的不連續(xù)變化。
優(yōu)選地，表面上的選定部分和表面上的另一個(gè)部分之間的潤濕性質(zhì)的差異造成對(duì)沉積材料的容留，并且優(yōu)選地造成沉積材料在選定部分的至少一部分內(nèi)或另一個(gè)部分的至少一部分內(nèi)的容留。
該方法還可以包括涂敷該表面。
優(yōu)選地涂敷表面的步驟包括用潤濕性質(zhì)不同于表面的層來涂敷該表面，并且優(yōu)選地該層包括不潤濕層和/或包括單層和/或自組合層。
該方法還可以包括對(duì)該表面和/或表面上的層施加照射，優(yōu)選地改變了潤濕性質(zhì)。
所述照射可以包括電磁輻射，優(yōu)選地是紫外線照射。尤其是，該照射可以包括激光照射。
激光照射可以使用受激準(zhǔn)分子激光器來施加。
所述表面和/或表面上的層可以通過激光消融和/或通過電暈放電來加以處理，優(yōu)選地改變和潤濕性質(zhì)。
優(yōu)選地，設(shè)置表面的步驟包括在表面的至少一部分上提供溫度變化，并且優(yōu)選地該溫度變化造成沉積材料在該表面的至少一部分上流動(dòng)。
優(yōu)選地，該方法還包括加熱或冷卻該沉積材料和/或所述設(shè)備的至少一部分，優(yōu)選地，以控制所述沉積材料的流動(dòng)。
期望部分和/或表面圖案和/或選定部分的至少一個(gè)尺寸可以小于一微米和/或可以具有紫外光波長的量級(jí)。
可以將流動(dòng)的流體施加到沉積材料上，以幫助沉積材料在表面上流動(dòng)，并且優(yōu)選地該流動(dòng)流體包括噴氣簇射(gas jet shower)。
這樣，可以獲得另外還受到幾何效應(yīng)和/或表面張力約束的沉積材料向表面區(qū)域的流動(dòng)。
可以對(duì)流動(dòng)流體進(jìn)行加熱，并且具體來說可以進(jìn)行選擇性加熱，例如為了影響沉積材料和/或流動(dòng)流體的流變能力，尤其是在沉積材料在表面上的流動(dòng)過程期間。在噴氣簇射的情況下，可以對(duì)氣體進(jìn)行選擇性加熱。
可以使用噴墨印刷、OEM印刷頭、高分辨率噴鍍和液體連續(xù)噴射流式印刷中的至少一種來將沉積材料沉積在接收部分上，優(yōu)選地是由固定持續(xù)時(shí)間致動(dòng)脈沖限定的液體連續(xù)噴射流式印刷。
所述電子設(shè)備可以包括晶體管、電阻器、導(dǎo)體、二極管、電容器、電感器、表面線圈、約瑟夫森結(jié)(Josephson junction)、有機(jī)、無機(jī)或混合有機(jī)-無機(jī)結(jié)構(gòu)、諸如光電電池和光電二極管之類的光電設(shè)備、量子線設(shè)備和連接線路中的至少一種，或者由多個(gè)這樣的設(shè)備制成的組合設(shè)備，并且可以特別包括蝶形晶體管。
所述電子設(shè)備可以包括或包含于醫(yī)療或生物電子傳感器，尤其是有源傳感器、致動(dòng)器或關(guān)注點(diǎn)可置換電子分析系統(tǒng)。
優(yōu)選地對(duì)沉積材料進(jìn)行重復(fù)沉積和/或沉積另一種沉積材料，以便形成分層設(shè)備。
按照另一個(gè)方面，提供了用于形成電子設(shè)備的設(shè)備，包括用于將表面設(shè)置成使得沉積在表面的接收部分上的沉積材料流向表面上的期望部分的裝置，和用于將沉積材料沉積在表面上的接收部分上的裝置。
沉積裝置可以適于使用按需滴出印刷的技術(shù)來沉積至少一滴沉積材料。
優(yōu)選地，設(shè)置裝置適于選擇和/或改變接收部分的性質(zhì)。
沉積裝置可以適于以這樣一種方式將沉積材料沉積在接收部分上獲得了期望部分由沉積材料的預(yù)定覆蓋。
設(shè)置裝置可以適于在表面上形成表面圖案。
優(yōu)選地，接收部分包括用于沉積材料的貯存區(qū)，并且優(yōu)選地該貯存區(qū)包括具有期望潤濕屬性的表面部分，所述期望潤濕屬性設(shè)置成控制沉積材料從貯存區(qū)中的流出。
接收部分可以是與期望部分分開的，并且優(yōu)選地遠(yuǎn)離期望部分。
優(yōu)選地，期望部分包括所要形成的電子設(shè)備的有源區(qū)域，并且優(yōu)選地該有源區(qū)域是在該設(shè)備使用的時(shí)候電流流過和/或施加了電壓的區(qū)域。
設(shè)置裝置可以適于將表面設(shè)置成使得沉積在表面上的多個(gè)接收部分中的一個(gè)或各個(gè)上的沉積材料流向表面的期望部分，并且優(yōu)選地是流向表面上的多個(gè)期望部分。
設(shè)置裝置還可以適于將表面設(shè)置成使得接收部分至少與用于實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備用以將沉積材料沉積在表面上的分辨能力一樣大。
設(shè)置裝置優(yōu)選地適于將表面設(shè)置成使得沉積在表面上的沉積材料是借助表面張力和/或界面能驅(qū)動(dòng)輸送和/或潤濕引發(fā)受迫流動(dòng)而流動(dòng)的。
按照另一個(gè)方面，提供了一種用于形成電子設(shè)備的設(shè)備，包括用于將表面設(shè)置成使得沉積在該表面上的沉積材料將會(huì)借助表面張力和/或界面能驅(qū)動(dòng)輸送和/或潤濕引發(fā)受迫流動(dòng)和/或Marangoni效應(yīng)而流動(dòng)的裝置和用于將沉積材料沉積在該表面上的裝置。
優(yōu)選地沉積裝置適于使用按需滴出印刷的技術(shù)來沉積至少一滴沉積材料。
設(shè)置裝置可以適于改變選定表面部分的潤濕性質(zhì)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于形成電子設(shè)備的設(shè)備，包括適于改變表面上的選定部分的潤濕性質(zhì)以使沉積在表面上的沉積材料的分布取決于選定部分的潤濕性質(zhì)的裝置和用于將沉積材料沉積在表面上的裝置。
沉積裝置可以適于使用按需滴出印刷的技術(shù)沉積至少一滴沉積材料。
設(shè)置裝置可以適于提供在選定部分的至少一部分內(nèi)的潤濕性質(zhì)的變化并且優(yōu)選地這一變化是連續(xù)變化。
設(shè)置裝置還可以適于提供選定部分的至少一部分與表面上的至少一個(gè)相鄰部分之間的潤濕性質(zhì)的不連續(xù)變化。
優(yōu)選地設(shè)置裝置適于在表面上的選定部分和表面上的另一個(gè)部分之間提供潤濕性質(zhì)的差異，以造成對(duì)沉積材料的容留，并且優(yōu)選地造成沉積材料在選定部分的至少一部分內(nèi)或另一部分的至少一部分內(nèi)的容留。
該設(shè)備還可以包括用于涂敷該表面的裝置。
優(yōu)選地涂敷裝置適于用潤濕性質(zhì)不同于表面的潤濕性質(zhì)的層來涂敷該表面，并且優(yōu)選地適于用不潤濕層和/或包括單層和/或自組合層來涂敷該表面。
該設(shè)備還可以包括用于對(duì)該表面和/或表面上的層施加照射的、以優(yōu)選地改變潤濕性質(zhì)的裝置。
所述照射可以包括電磁輻射，優(yōu)選地是紫外線照射，并且尤其是，該照射可以包括激光照射。該設(shè)備還可以包括受激準(zhǔn)分子激光器。
優(yōu)選地該設(shè)備還包括用于通過激光消融和/或通過電暈放電來對(duì)所述表面和/或表面上的層加以處理、優(yōu)選地以改變潤濕性質(zhì)的裝置。
優(yōu)選地，該設(shè)備還包括用于在該表面的至少一部分上提供溫度變化的裝置，并且優(yōu)選地該溫度變化造成沉積材料在該表面的至少一部分上流動(dòng)。
優(yōu)選地，該設(shè)備還包括用于加熱沉積材料和/或該設(shè)備的至少一部分的裝置，優(yōu)選地以控制沉積材料的流動(dòng)和/或以熔化沉積材料。
優(yōu)選地，該設(shè)備還包括用于冷卻沉積材料和/或該設(shè)備的至少一部分的裝置，優(yōu)選地以控制沉積材料的流動(dòng)和/或以固化沉積材料。
優(yōu)選地期望部分和/或表面圖案和/或選定部分的至少一個(gè)尺寸小于一微米和/或具有紫外光波長的量級(jí)。
該設(shè)備還可以包括用于將流動(dòng)的流體施加到沉積材料上的裝置，以幫助沉積材料在表面上流動(dòng)，并且優(yōu)選地該流動(dòng)流體包括噴氣簇射。
可以將施加裝置設(shè)置成獲得另外還受到幾何效應(yīng)和/或表面張力約束的沉積材料向表面區(qū)域的流動(dòng)。
該設(shè)備還可以包括用于對(duì)流動(dòng)流體進(jìn)行加熱的裝置，優(yōu)選地是用于進(jìn)行選擇性加熱該流動(dòng)流體。這樣的裝置適于選擇性加熱噴氣簇射中的氣體。
優(yōu)選地沉積裝置適于使用噴墨印刷、OEM印刷頭、高分辨率噴鍍和液體連續(xù)噴射流式印刷中的至少一種來將沉積材料沉積在接收部分上，優(yōu)選地是由固定持續(xù)時(shí)間致動(dòng)脈沖限定的液體連續(xù)噴射流式印刷。
所述電子設(shè)備可以包括晶體管、電阻器、導(dǎo)體、二極管、電容器、電感器、表面線圈、約瑟夫森結(jié)(Josephson junction)、有機(jī)、無機(jī)或混合有機(jī)-無機(jī)結(jié)構(gòu)、諸如光電電池和光電二極管之類的光電設(shè)備、量子線設(shè)備和連接線路中的至少一種，或者由多個(gè)這樣的設(shè)備制成的組合設(shè)備，并且可以特別包括蝶形晶體管。
所述電子設(shè)備可以包括或包含于醫(yī)療或生物電子傳感器，尤其是有源傳感器、致動(dòng)器或關(guān)注點(diǎn)可置換電子分析系統(tǒng)。
沉積裝置可以適于對(duì)沉積材料進(jìn)行重復(fù)沉積和/或沉積另一種沉積材料，以便形成分層設(shè)備。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種晶體管，包括柵極、漏極觸點(diǎn)和源極觸點(diǎn)，其中漏極觸點(diǎn)和源極觸點(diǎn)至少之一在垂直于或平行于在晶體管工作時(shí)源極觸點(diǎn)和漏極觸點(diǎn)之間的電流流動(dòng)方向的平面中的至少一個(gè)內(nèi)是錐形的。
該晶體管可以包括多個(gè)柵極(橫向和/或垂直幾何結(jié)構(gòu))和/或多個(gè)漏極觸點(diǎn)和/或多個(gè)源極觸點(diǎn)。
優(yōu)選地所述漏極觸點(diǎn)和源極觸點(diǎn)至少之一在其末端之間的點(diǎn)處在所述一個(gè)或各個(gè)平面內(nèi)逐漸減小到最小厚度，并且優(yōu)選地在其末端之間中間的點(diǎn)處。
按照本發(fā)明的再另一個(gè)方面，提供了一種蝶形晶體管，尤其是蝶形有機(jī)晶體管。
由于柵漏和/或柵源電極重疊，漏極和源極電極的蝶形形狀使得設(shè)備的幾何結(jié)構(gòu)能夠被構(gòu)成為泄漏電流最小。這對(duì)本文介紹的制造方法可能實(shí)現(xiàn)的某些其它的幾何結(jié)構(gòu)也成立。
例如，墨水貯存區(qū)著陸位置的優(yōu)選布局促進(jìn)了這些位置之間的線橋接，這得到仍然能夠保證晶體管作用但具有最小柵漏和/或柵源電極觸點(diǎn)重疊的連續(xù)觸點(diǎn)(例如，漏極和源極)邊緣。這樣，提供了一種具有良好開關(guān)電流切換比特性的設(shè)備。線的極限寬度與諸如接觸電阻和當(dāng)前處理技術(shù)之類的問題有關(guān)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種在形成電器設(shè)備過程中使用的表面，該表面設(shè)置成使得沉積在該表面的接收部分上的沉積材料會(huì)流向該表面的期望部分。
還提供了一種在形成電子設(shè)備過程中使用的表面，該表面設(shè)置成使得沉積在該表面上的沉積材料會(huì)借助表面張力和/或界面能驅(qū)動(dòng)輸送和/或潤濕引發(fā)受迫流動(dòng)而流向該表面的期望部分。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種在形成電子設(shè)備過程中使用的表面，包括具有期望潤濕性質(zhì)的選定部分并且該表面設(shè)置成使得沉積材料在該表面上的分布取決于選定部分的潤濕性質(zhì)。
本發(fā)明還涉及表面潤濕圖案的使用。
本發(fā)明在一個(gè)方面中給出預(yù)成形表面圖案的創(chuàng)建，該表面圖案可以包含墨水貯存區(qū)位置，用于借助表面張力和/或界面能驅(qū)動(dòng)輸送向整個(gè)或部分圖案饋送墨水。
該圖案可以使用激光直接消融來限定，例如特殊表面或預(yù)先涂敷有例如不潤濕單層(優(yōu)選地是還自組合單層)的表面的激光直接消融。
對(duì)于后一種情況，受激準(zhǔn)分子激光器可以通過消融部分區(qū)域(例如不潤濕膜的各個(gè)區(qū)域)在表面上限定出特征-如果希望，可以是次微米的(光的紫外光波長)。
這可以給出潤濕和不潤濕表面的突變區(qū)域，這提供了沉積在(多個(gè))貯存區(qū)位置上的墨水的容留和/或定向流動(dòng)。
該(些)墨水貯存區(qū)位置優(yōu)選地位于設(shè)備的有源區(qū)域之外，但是優(yōu)選地通過潤濕/不潤濕圖案的界定而直接與該或各個(gè)有源區(qū)域相連。
可以從容地將該或各個(gè)墨水貯存區(qū)位置或地帶做得大得足以滿足大范圍的錐角誤差，從而放寬了對(duì)OEM印刷頭技術(shù)的限制(包括，例如高分辨率噴鍍和/或例如由固定持續(xù)時(shí)間致動(dòng)脈沖限定的液體連續(xù)噴射流式印刷)。
潤濕區(qū)域圖案的具體設(shè)計(jì)可以考慮對(duì)從多于一個(gè)位置饋送墨水的要求，以促進(jìn)覆蓋該區(qū)域的液池和伴生薄膜固體涂層更加均勻。
這樣，可以消除墨滴撞擊和在表面上擴(kuò)散時(shí)墨水的潮波狀沖刷。著陸在貯存區(qū)盤(pad)上的墨水可以撞擊在安全區(qū)內(nèi)并且可以在例如通過潤濕引發(fā)的受迫流動(dòng)而被從沖擊位置帶走之前在該安全區(qū)內(nèi)擴(kuò)散。
優(yōu)選地，可以通過引入噴氣簇射的等效作用實(shí)現(xiàn)流動(dòng)增強(qiáng)，噴氣簇射可以緩和地迫使墨水流進(jìn)由幾何約束條件和/或表面張力約束條件在非強(qiáng)迫條件下限定的區(qū)域內(nèi)。
可以實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)，這種三維設(shè)計(jì)可以是復(fù)雜的并且包括需要封閉管道銼法(enclosed duct filing)的設(shè)計(jì)，比如芯片上實(shí)驗(yàn)室和微觀總體分析系統(tǒng)的情況。
可以例如使用按需滴出噴墨印刷沉積自組合不潤濕單層，并且使用集成的UV燈構(gòu)圖或激光數(shù)字圖案轉(zhuǎn)印以分步重復(fù)方式對(duì)其進(jìn)行構(gòu)圖，以在表面上創(chuàng)建潤濕和不潤濕區(qū)域。然后可以將墨水遞送到該表面上。具體來說，然后可以使用噴墨印刷將透明導(dǎo)體墨水遞送到表面上，該墨水向潤濕地帶分流，產(chǎn)生所需的透明導(dǎo)體布局，并使用化學(xué)手段將圖形限定單層材料除掉。
可以將流體沉積在形成在基板上的槽內(nèi)，優(yōu)選地部分填充了這些槽。涂敷有自組合單層(SAM)的玻璃板可以提供高度不潤濕的表面?？梢栽谠摪灞砻嫔蠏呙杓す?，以在近表面和板表面內(nèi)限定一系列的槽，這些槽低于眼睛的檢測極限并且形成一組容納溝槽。這些槽(也可以使用其它方法形成)可以沿著單獨(dú)一個(gè)方向(x或y)或者正交方向(x和y)，在這種情況下交叉點(diǎn)給出兩個(gè)軸之間的連接。使用流體填充所得的槽，這可以使用精確噴鍍或按需滴出噴墨印刷來實(shí)現(xiàn)，在這種情況下，槽壁的潤濕性質(zhì)會(huì)促使墨水流進(jìn)蝕刻好的溝槽內(nèi)，而表面沒有墨水，這是由于槽內(nèi)的表面能和與槽之間的暴露表面上的不潤濕SAM涂層相關(guān)的表面能的不同性質(zhì)造成的。
可以對(duì)所使用的墨水(例如透明導(dǎo)體墨水)的成分加以調(diào)整，從而由于墨水粘度和表面張力的性質(zhì)而促進(jìn)自發(fā)局部去濕性，并且可以促進(jìn)基板的表面能，基板的表面能能夠借助促進(jìn)或阻止自然潤濕行為的Marangoni效應(yīng)引發(fā)不同的潤濕行為。在這方面，已知混合溶劑墨水會(huì)影響表面的潤濕，并且在某些情況下，會(huì)促進(jìn)從離散點(diǎn)的陣列到相互連接的斯班得(spinoidal)去濕和樹枝狀圖形的表面的受控構(gòu)圖。
流體的流動(dòng)，尤其是沉積材料的流動(dòng)，也可以通過由加熱裝置(比如紅外燈或激光組件)引入的不同熱能來實(shí)現(xiàn)，所述熱能造成局部溫度(例如所要形成的設(shè)備的局部溫度或沉積有沉積材料的表面的局部溫度)發(fā)生改變。適當(dāng)?shù)母淖兛梢允菐讛z氏度。
這樣的溫度改變可以提供用于促進(jìn)流體流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，而不會(huì)對(duì)流體(例如沉積材料)的流變能力造成不利影響。
可以對(duì)這種溫度處理進(jìn)行調(diào)整，以改變?cè)斐梢后w表面張力梯度的液體固體接觸線處的溫度，這要么促進(jìn)流體向外流出，要么造成液體收回，從而提供了促進(jìn)特殊性質(zhì)的設(shè)備微調(diào)的可能機(jī)制。所說的液體可以是沉積材料，所說的液體一固體接觸線可以是沉積材料與沉積材料所沉積于其上或所流向的表面之間的接觸線。
按照另一個(gè)方面，可以使用選擇性去濕機(jī)構(gòu)(比如spinoidal去濕)來產(chǎn)生適于例如微米、納米和分子級(jí)應(yīng)用的多孔表面(例如多孔觸點(diǎn))，這種多孔表面可能是化學(xué)晶體管或電控屏蔽隔膜上所期望的。
沉積材料可以包括多種多樣墨水中的任何一種，這些墨水包括●適于UV固化的墨水●適于陽離子固化的墨水●適合于在沉積之前、期間或之后經(jīng)歷相變的墨水●固相墨水●水基墨水(Aqueous-based ink)●有機(jī)溶劑基墨水●溶液●多相墨水●歐墨科(Ormocer)這樣的墨水含有下列一種或多種●有機(jī)毫微粒(即，并五苯)●無機(jī)毫微粒(即，硅、鍺)●DNA●碳納米管、纖維、柱和線●分子原子團(tuán)(Molecular species)●輪烷●聚硅烷和噻咯(silole)●聚合物(多種)●硅氧烷●生物電子化合物●氧化鋅墨水可以包括各種改性劑中的一種或多種●粘性[牛頓；剪切稀化(擬塑性)；剪切增稠(dilitant)；賓厄姆(Bingham)]●表面張力●電導(dǎo)率●光吸收率●溶劑蒸發(fā)量[保濕劑]●分散劑●表面活性劑●彈性劑●抗真菌劑●螯合劑●pH調(diào)節(jié)劑●緩蝕劑●消沫劑可以使用下列一種或多種來配送/沉積沉積材料，優(yōu)選地建立具體設(shè)備的任何或所有層●針板轉(zhuǎn)印(pin transfer)●納米移液管●精確脈沖噴鍍[包括靜電和噴霧器法]●連續(xù)噴墨●凹版印刷●苯胺印刷●膠印●浸漬(包括通過流化床滾筒傳送)●固體源消融●固體顆粒噴墨●半固態(tài)連續(xù)帶傳送(即，類似采用施壓閥脈沖擠出的牙膏)●鑄造
●蒸汽傳遞冷凝●電泳可以將半固態(tài)和/或固體材料或顆粒引入/沉積在著陸地點(diǎn)上，在這里將它們熱熔(局部或全區(qū)域處理)并且導(dǎo)致它們?cè)谙嗬^出現(xiàn)的液體流變、表面潤濕驅(qū)動(dòng)力和/或具體不同的表面潤濕(液體)-表面(固體接收表面)驅(qū)動(dòng)能的作用下發(fā)生回流。
可以使用多種方法來實(shí)現(xiàn)局部性液體潤濕/去濕。設(shè)置表面的步驟可以包括選擇性地控制或構(gòu)圖該表面，或者接收表面能，并且設(shè)置表面的步驟可以包括下列一種或多種，或者使用下列一種或多種來執(zhí)行●電潤濕●表面電荷泵●粗糙化●受控異質(zhì)性●選擇性吸濕●表面彎曲●全區(qū)域燈技術(shù)[即，氣體放電燈，性質(zhì)接近于受激準(zhǔn)分子激光器，但成本較低]●具有分立或陣列形式的固態(tài)LED或激光器●有選擇區(qū)域沉積的SAM優(yōu)選地，設(shè)置表面的步驟包括通過與處于表面的鄰近位置上的激光能激活原子團(tuán)進(jìn)行化學(xué)交換來對(duì)表面進(jìn)行處理。
優(yōu)選地，表面或定位在表面的基板介質(zhì)包括下列中的一種或多種●玻璃●塑料●金屬●陶瓷●紙●晶片●設(shè)備表面這些表面或基板介質(zhì)是平面的或者按照三維方式成型的，并且根據(jù)情況，可以選擇性地沉積適當(dāng)?shù)某跏颊{(diào)平和電調(diào)節(jié)層來輔助層粘著和設(shè)備性能。
按照另一個(gè)方面，可以借助改變沉積在表面上的著陸區(qū)位置或接收部分處的液體的化學(xué)性質(zhì)來促進(jìn)層性質(zhì)的分級(jí)。
按照其它一些方面，單獨(dú)或以任何適當(dāng)?shù)慕M合的方式提供了容許液滴置位誤差的系統(tǒng)；激光直接寫入定義的潤濕區(qū)域；沿著接觸圖案長度分級(jí)的潤濕區(qū)，以幫助流體調(diào)平；雙區(qū)域低分辨能力印刷地帶；內(nèi)建3維通路；直緣對(duì)齊；次微米圖案分辨能力；用于連接多個(gè)晶體管的平面連接線路；用于多個(gè)設(shè)備電路的通用或單獨(dú)晶體管設(shè)計(jì)；3維電接觸微通路；留出暴露的接觸盤的平面絕緣體或半導(dǎo)體涂層；全添加性工藝；選擇性區(qū)域曝光，促成不同潤濕性，該不同潤濕性導(dǎo)致液體涂敷圖案化和改變液體流動(dòng)行為，例如用于構(gòu)成自動(dòng)對(duì)齊絕緣通路；蝶形薄膜晶體管；錯(cuò)置有機(jī)場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)；到柵極、漏極和源極觸點(diǎn)的雙連接線路；構(gòu)成為3維微通路的漏極和源極觸點(diǎn)；僅填充柵極通道溝槽的半導(dǎo)體；為分子排序保留的漏源觸點(diǎn)間不潤濕表面；促進(jìn)流體流動(dòng)和調(diào)平的連續(xù)分級(jí)潤濕性；迫使流體定向的階越分級(jí)潤濕性；為用于設(shè)備區(qū)域內(nèi)調(diào)平的最優(yōu)流動(dòng)設(shè)計(jì)的觸點(diǎn)的橫截面；混合激光-噴墨印刷工藝；激光直接寫入沉積；全區(qū)域不潤濕涂層的激光直接寫入消融；液體調(diào)平行為；墨水貯存區(qū)接觸地帶上的多液滴沖擊；通過在干燥的初始涂層上印刷更多墨水以便形成用于外部接觸和設(shè)備互連的3維微通路的有限潤濕性；包括多個(gè)要包含在潤濕圖案內(nèi)的墨水貯存區(qū)地帶的潤濕地帶的最優(yōu)形狀的確定；使用光轉(zhuǎn)換工藝來影響粘彈性阻尼行為的流變能力改造；和通過除了噴墨印刷之外的方法將流體分配到貯存區(qū)地帶上。
本發(fā)明實(shí)質(zhì)上還提供了本文中根據(jù)需要參照附圖中的附圖1到23中的一個(gè)或多個(gè)介紹的電導(dǎo)體、方法、裝置、設(shè)備、顯示設(shè)備和表面中的至少一種。
上面任何地方介紹的本發(fā)明的任何一個(gè)方面中的任何特征可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合方式應(yīng)用于本發(fā)明的任何其它方面。
方法特征可以應(yīng)用于設(shè)備特征，反之亦然。單獨(dú)給出的特征也可以以從屬方式給出，反之亦然。


現(xiàn)在將參照附圖單純以舉例的方式介紹本發(fā)明的優(yōu)選特征，其中附圖1表示印刷在基板上的墨水的激光或快速熱退火；附圖2表示金屬和透明導(dǎo)體墨水層；附圖3表示分枝導(dǎo)體；附圖4表示梯子狀導(dǎo)體；附圖5表示臺(tái)階狀導(dǎo)體；附圖6表示具有墨滴形式的金屬的金屬和透明導(dǎo)體層；附圖7表示雙激光或快速熱退火工藝；附圖8表示簡化的容納溝槽；附圖9表示具有非電鍍銅層的容納溝槽；附圖10表示具有光學(xué)匹配聚合物層的容納溝槽；附圖11表示分離出來的容納溝槽的俯視圖；附圖12表示交指型容納溝槽；附圖13表示具有重疊部分的金屬和透明導(dǎo)體層的簡單示意圖；附圖14表示玻璃板上經(jīng)過蝕刻和填充的槽；附圖15表示包含顆粒的三層導(dǎo)體；附圖16表示混合墨水導(dǎo)體；附圖17表示不同大小的金屬和透明顆粒的堆置結(jié)構(gòu)；附圖18是從上面看去的依據(jù)一種實(shí)施方式的晶體管的一部分的圖解說明；附圖19是從上面看去的配送到表面上來形成附圖18的晶體管的流體的圖解說明；附圖20是從上面看去的并且具有中央柵極觸點(diǎn)(表示為部分透明，以示出有機(jī)半導(dǎo)體)的附圖18的晶體管的圖解說明；附圖21是按照一種實(shí)施方式從上面看去的表面和從側(cè)面看去的散布在該表面上的沉積材料的圖解說明；附圖22是從側(cè)面看去的依據(jù)一種實(shí)施方式的晶體管的圖解說明；和附圖23是從上面看去的使用有機(jī)場效應(yīng)晶體管構(gòu)成的反相器(NOT電路)的圖解說明。
具體實(shí)施例方式
優(yōu)選實(shí)施方式利用了電阻率低得多的、象鋅這樣的低熔化溫度金屬顆粒來提供低電阻導(dǎo)體，作為整體特征，所提供的低電阻導(dǎo)體具有接觸窗，在這些接觸窗中，可以沉積任何材料，在本發(fā)明的情況下，包括透明導(dǎo)體。
一旦實(shí)現(xiàn)了初始顆粒向連續(xù)膜的聚結(jié)，則可以使用熱空氣/惰性氣體噴射器或噴灑器(shower)使該經(jīng)快熱或激光回流的材料更加平滑。
附圖1示出了包含金屬顆粒3的墨水2，其已經(jīng)印刷到基板4上，并隨后使用激光5進(jìn)行了激光退火或使用大功率LED 5進(jìn)行了快速熱退火來促進(jìn)聚結(jié)和相互擴(kuò)散，以進(jìn)行更好的電荷遷移。
其它可用的低熔化溫度金屬包括但不限于

假設(shè)在經(jīng)激光熔化或快速熱處理(RTP)噴墨構(gòu)圖的結(jié)構(gòu)中能夠?qū)崿F(xiàn)純金屬電阻率(因處理?xiàng)l件的緣故，會(huì)存在某些實(shí)際限制，但是這可用于粗略地說明潛在的益處)，與常規(guī)沉積的透明導(dǎo)體的最佳電阻率(噴濺磁控管2×10-4Ω-cm)相比，取決于所選用的金屬，預(yù)計(jì)使用低熔化溫度金屬顆粒制成的普通導(dǎo)體幾何結(jié)構(gòu)的電阻可以降低大約9[Pb]到33[Zn]倍。通過謹(jǐn)慎地使金屬跡線幾何結(jié)構(gòu)變得更厚而可以進(jìn)一步增大該比例。例如，鋅膜厚度相對(duì)于透明導(dǎo)體增加3倍，對(duì)于相同的幾何面積但具有更厚的金屬而言，會(huì)造成電阻減小99倍。當(dāng)這種導(dǎo)體用在剛性或柔性的大面積平板顯示器或光電池/光電板/光電片中時(shí)，這提供了限制沿著這種導(dǎo)體的壓降的手段。
用于提供導(dǎo)電窗觸點(diǎn)的透明導(dǎo)體能夠從容地保持較低的電導(dǎo)率，因?yàn)殡姾杀仨毥?jīng)過的長度被大大降低。按照電磁理論，因?yàn)樘岣唠妼?dǎo)率的高密度電荷載流子會(huì)強(qiáng)烈吸收光子，所以高電導(dǎo)率和高光透射率是不相容的，因而由于電荷載流子密度較低，這具有了提供更高透明度的可能。應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于最高性能端平板顯示器市場，在550nm下，必須要有高于90％的透明度，優(yōu)選地有高于95％的透明度(即，接近完全透明，而不僅僅是半透明)。
通過考慮金屬毫微粒(nanoparticle)的熔化行為，可以擴(kuò)展上述導(dǎo)體的潛能。我們知道，由于表面張力效應(yīng)(表面積與體積的比值大)，對(duì)于大約幾納米的非常小的顆粒來說，可以在遠(yuǎn)低于熔化大量同一金屬所需的溫度下熔化這些顆粒。這提供了使用雙重按需滴出噴墨或者另選地使用混合印刷工藝來實(shí)現(xiàn)最佳的金屬導(dǎo)體和透明導(dǎo)體的可能性。
倘若使用毫微粒，可以預(yù)見到，能夠采用處于液滴沖擊點(diǎn)相鄰位置上或位于距液滴沖擊點(diǎn)一定的受控距離處的聚焦激光(包括使用激光掃描和空間光調(diào)制)來回流已經(jīng)印刷好的金屬毫微粒，采用這樣的聚焦激光使得動(dòng)態(tài)沖擊和均衡散布/聚結(jié)能夠得以實(shí)現(xiàn)。這開辟了將多種這樣的金屬毫微粒印刷到溫度穩(wěn)定型和溫度敏感型的基板介質(zhì)上和采用使用1到10nm范圍內(nèi)的顆粒的更寬范圍的金屬元素及合金的可能?？梢杂糜诋a(chǎn)生可由無機(jī)透明導(dǎo)電氧化物(TCO)或有機(jī)透明導(dǎo)體(OTC)(不管它們是因?yàn)閾诫s、缺陷感生而導(dǎo)電的還是本征導(dǎo)電的)填充的導(dǎo)電窗、阱和約束特征的高電導(dǎo)率金屬的例子是


例如，使用的是銀的顆粒狀或熔化的液滴，并且薄膜厚度相對(duì)于電阻率ρ為2×10-4歐姆-cm的其它等效透明導(dǎo)體保持一致或增加了3倍。則對(duì)于相同幾何面積以及相同或更大的金屬厚度而言，所得到的電阻的降低將分別是大約136或408倍，提供了限制沿著導(dǎo)體長度的壓降的更加有力的手段。
不管上述導(dǎo)體是基于低熔化溫度金屬的還是基于高熔化溫度金屬的，都可以按照取決于所要產(chǎn)生的導(dǎo)體特征的大小的方式直接在經(jīng)回流/退火/再結(jié)晶的金屬印刷的導(dǎo)體內(nèi)創(chuàng)造透明導(dǎo)電窗。例如，3mm寬的導(dǎo)體和50微米寬的導(dǎo)體可以分別在大面積平板顯示器或高信息容量高分辨率手持顯示器中作為尋址線的一部分起到提供與顯示像素相鄰的透明導(dǎo)電窗的作用。
附圖2表示單獨(dú)一個(gè)基板10上的金屬20(例如微粒金屬24)和透明層30。重疊區(qū)域40提供了這兩種類型的層之間的電接觸。附圖2a表示“雙條導(dǎo)體模式”的側(cè)視圖，而附圖2b表示它的俯視圖，這樣稱呼這種導(dǎo)體模式是因?yàn)檫@兩種材料各有一條。還可以創(chuàng)建使用這些材料的數(shù)種其它的模式，比如附圖3的“分枝”導(dǎo)體，它有金屬層20和多個(gè)分離的透明層35。這些透明層可以與附加的導(dǎo)體層20分隔開。附圖4表示“梯子狀”導(dǎo)體，具有位于基板10上的導(dǎo)體層20。從俯視圖附圖4a中可以看出，導(dǎo)電層由間斷性相連的兩條平行線構(gòu)成，進(jìn)而具有梯子的“橫檔”形狀。橫檔之間的空間用透明材料30填充，如附圖4b所示。附圖5表示“臺(tái)階狀”導(dǎo)體。俯視圖附圖5a與“梯子狀”導(dǎo)體形狀相同。“梯子狀”和“臺(tái)階狀”導(dǎo)體之間的區(qū)別在于導(dǎo)體層20具有臺(tái)階25(見附圖5b)，該臺(tái)階25處于透明層30之中，并且提供了這兩種材料之間的更大的電連接。
由于與印刷的特征分辨能力(例如為50微米)相比，導(dǎo)電線的寬度是大的，因此能夠直接將具有微?；蚝廖⒘Ｐ问降乃璧慕饘兕愋陀∷樘囟▓D案，這種特定圖案包括處于連續(xù)導(dǎo)體內(nèi)的構(gòu)成該圖案所需的阱。然后在受控的氛圍中使用激光或快速熱工藝對(duì)其中具有分立的過孔或接觸窗的印刷金屬跡線進(jìn)行熱處理，從而在保持原始金屬顆粒的純度的同時(shí)創(chuàng)造非晶體或其它優(yōu)選的晶體狀態(tài)。平行于用于對(duì)各個(gè)顯示像素進(jìn)行尋址的導(dǎo)電跡線的方向的壁寬度是以眼睛在對(duì)顯示設(shè)備的正常觀看距離處無法看清楚的寬度而印刷成的。圍繞著各個(gè)窗的金屬的連續(xù)性提供了實(shí)現(xiàn)非常高的電導(dǎo)率的手段，以提供用于將電荷遷移進(jìn)和遷移出設(shè)置在各個(gè)接觸窗阱中的透明導(dǎo)電材料的源或匯(sink)。
取決于金屬回流條件，能夠影響接觸窗阱壁的幾何結(jié)構(gòu)，從而消除了出現(xiàn)不良壁潤濕的可能性，尤其是在壁的底部出現(xiàn)的不良壁潤濕，如果壁的底部不良潤濕，則會(huì)導(dǎo)致典型的“鼠洞”效應(yīng)。
由于印刷工藝對(duì)大的特征尺寸的分辨能力，因而能夠通過使用不同的墨水對(duì)阱的邊緣進(jìn)行印刷來提高各個(gè)接觸窗阱周圍的金屬接觸的質(zhì)量，這些不同的墨水比如是金屬合金、金屬陶瓷或混合顆粒墨水，這提供了受控的阱壁潤濕、更好的觸點(diǎn)匹配和更低的接觸電阻，并且提供控制金屬導(dǎo)體、接觸窗阱邊緣和設(shè)置在阱內(nèi)的透明導(dǎo)電材料之間的交界處的金屬間行為和機(jī)械強(qiáng)度的手段。
大的特征尺寸還使得可以考慮較寬范圍的印刷方法來在干燥和激光或RTP回流/退火/再結(jié)晶時(shí)以合理的膜厚度產(chǎn)生所需的導(dǎo)體圖案。適合的印刷方法的例子有●連續(xù)噴墨印刷●數(shù)字無板膠印平版印刷●數(shù)字轉(zhuǎn)印板膠印平板印刷●墨滴噴射(非噴墨)●干色粉印刷●電子照相印刷●靜電印刷●苯胺印刷●聚焦聲能無鏡頭按需滴出噴墨印刷
●凹版印刷●離子譜印刷●激光靜電復(fù)印印刷●磁成像印刷●熔化金屬按需滴出噴墨印刷●壓電按需滴出噴墨印刷●針板轉(zhuǎn)印●絲網(wǎng)印刷，尤其用于薄膜轉(zhuǎn)印●軟接觸壓印●升華印刷●熱氣泡按需滴出噴墨印刷●熱聲按需滴出噴墨印刷●濕色粉印刷可以與一種或多種墨水一起使用導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)大范圍的電光設(shè)備和應(yīng)用所需的組合電導(dǎo)率和透光率。
手持顯示器是具有某些限制和屬性的上述透明導(dǎo)體的應(yīng)用的一個(gè)例子。
在手持顯示器中，導(dǎo)電線的寬度受到印刷方法的分辨能力的限制，在這個(gè)例子中，印刷方法是按需滴出噴墨印刷，具有50微米的特征限度。因此，限定圖案(其包括處于連續(xù)導(dǎo)體內(nèi)的構(gòu)成該圖案的阱)并不現(xiàn)實(shí)。不過，這并不意味著不能使用金屬回流工藝。僅僅表明所使用的方式必須是適用于本例的方式。適用的工藝涉及具有低熔化溫度的金屬，比如鋅，對(duì)該金屬進(jìn)行激光處理，以產(chǎn)生回流非晶體連續(xù)金屬導(dǎo)體。如附圖7所示，使用附圖1中所示的同樣的激光，但是它具有的不同的輻射圖案(具體來說是借助了采用空間光調(diào)制器的透鏡技術(shù)的效果)，可以通過使用激光器或大功率LED 5經(jīng)由固態(tài)或半液態(tài)反應(yīng)過程幫助金屬轉(zhuǎn)換為所產(chǎn)生的導(dǎo)電氧化物18或金屬陶瓷，在氧化環(huán)境16內(nèi)選擇性地氧化非晶體金屬14來產(chǎn)生透明導(dǎo)電窗12。接觸窗12的分辨能力是由激光器鏡頭配置并且由氧化邊緣控制決定的，氧化邊緣控制提供了逐漸將金屬轉(zhuǎn)換為氧化物的分界區(qū)域，從而提供了漸變的分界面，以致促成了良好的機(jī)械和電子特性。
這種工藝使用單獨(dú)一個(gè)印刷步驟和單獨(dú)一種墨水，這種墨水包括金屬顆粒，在受到氧化時(shí)，這些金屬顆粒變成高度透明而又導(dǎo)電的材料。雖然對(duì)于這個(gè)具體的例子引用了鋅，但是也可以考慮諸如焊錫之類的低熔化溫度金屬合金，此時(shí)所得到的氧化窗表現(xiàn)出類金屬陶瓷的屬性，此時(shí)金屬氧化物不是半導(dǎo)電的。

某些合金可以包括半導(dǎo)電的并且在氧化物形式下絕緣的材料，造成透明窗表現(xiàn)出由金屬陶瓷與半導(dǎo)電濃度的比例決定的電導(dǎo)率。
這兩個(gè)例子表現(xiàn)出了透明導(dǎo)體在施加到基板上的時(shí)候的潛在靈活性。還可以將該導(dǎo)體直接施加到自身形成了設(shè)備一部分的表面上。這種靈活性的一個(gè)例子是使用硅的或有機(jī)的基于場效應(yīng)晶體管進(jìn)行開關(guān)的發(fā)光聚合物像素的結(jié)構(gòu)，其中發(fā)光聚合物像素具有外電極，要求該外電極是導(dǎo)電且透明的。
可以采用兩種或多種工藝來實(shí)現(xiàn)期望的透明導(dǎo)體特征?；旌瞎に嚳梢允前葱璧纬鰢娔∷⒑蛿?shù)字膠印平版印刷的組合使用。
平板顯示設(shè)備是透明導(dǎo)體的應(yīng)用的另一個(gè)例子。在這種情況下，透光率優(yōu)選地接近100％，而電阻率接近零。顯然，由于因沉積和退火所致的電阻率和選定透明導(dǎo)電材料的光波段吸收系數(shù)所造成的實(shí)際限制，這些完美條件并不可能實(shí)現(xiàn)。我們知道，透明導(dǎo)電材料的載流子濃度的改變會(huì)通過由增加的電荷載流子造成的更強(qiáng)吸收來影響透射率。因此與透明導(dǎo)電材料相關(guān)的電荷遷移率(charge mobility)是進(jìn)行改進(jìn)的首要目標(biāo)，因?yàn)檫w移率的增加會(huì)降低電阻率但是并不會(huì)造成可見光波段(400到700nm)透射的損失。
獲得高透明度和低電阻率的另一種可選方法是通過將兩種對(duì)電性能和光性能呈現(xiàn)最佳狀態(tài)的無關(guān)的材料組合起來而將電性能與光性能分離開來?？梢允褂门c用于手持顯示器的工藝相同的混合工藝(就是說，膠印平版印刷和按需滴出噴墨印刷的混合工藝，不過其它的產(chǎn)生方法顯然也是可行的)來產(chǎn)生所期望的透明導(dǎo)電元件。
按照最簡單的形式，使用膠印平版印刷工藝來沉積外形線(tramline)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在線的兩端處是連接起來的，以致創(chuàng)建一個(gè)矩形結(jié)構(gòu)，該矩形結(jié)構(gòu)是電連續(xù)的并且在外形線之間具有介于10微米(對(duì)于數(shù)字膠印平版印刷，在印刷方向上，這是當(dāng)前的極限)與幾個(gè)毫米之間的間隔。附圖8表示基板10上具有金屬跡線50的導(dǎo)電通道的端視圖。
這種形式的工藝的一個(gè)例子在100微米的矩形結(jié)構(gòu)內(nèi)的外形線之間產(chǎn)生間隔。這些矩形結(jié)構(gòu)之間的間隔是10微米，提供了130微米的印刷特征間距(或者每英寸195個(gè)跡線)。這個(gè)例子中的膠印平版印刷工藝使用3微米厚的非電鍍絕緣種籽層，該層具有10微米的跡線寬度。如附圖9所示，將印刷好的種籽層26浸入非電鍍池中，并且在種籽層上鍍上厚度介于0.1和1.0微米之間的銅金屬32。附圖9a示出了矩形阱的俯視圖，而附圖9b表示非電鍍金屬壁和印刷透明導(dǎo)體30的端視圖。利用這樣的事實(shí)非電鍍層沉積在種籽層的所有暴露表面上，因此對(duì)于1微米的非電鍍銅層厚度，10微米寬的種籽層跡線將會(huì)增加到12微米，并且位于不透明的金屬外形線之間的相接的透明窗寬度將會(huì)減小到98微米，故而銅厚度32改變了實(shí)際的匯流線和外形線間隔。對(duì)于20cm的窗長度，所得到的非電鍍銅膜具有大約800歐姆的透明窗匯流線電阻。具有高透射率形式的透明導(dǎo)體窗擁有約為200000歐姆的電阻，同時(shí)該組合結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出大約415歐姆的電阻。
面積與上述外形線結(jié)構(gòu)相等的低電阻率(例如，與電阻率為2×10-4Ω-cm的磁控管噴濺薄膜相等的電阻率)透明導(dǎo)體應(yīng)當(dāng)會(huì)具有大約33000歐姆的電阻，這個(gè)電阻至少是上述外形線結(jié)構(gòu)中使用的阻性材料的79倍，并且會(huì)吸收更多的可見光波段射線。
在外形線矩形(或者“約束通道”)內(nèi)，可以設(shè)置絕緣或?qū)щ娡ǖ阑蛘哌@二者的組合，在這個(gè)通道內(nèi)限定出了具有離散或連續(xù)形式的透明導(dǎo)電元件。透明導(dǎo)體元件可以是單層結(jié)構(gòu)的，或者它也可以是多層結(jié)構(gòu)的，包括一種或多種離散的或混合的材料。在約束通道內(nèi)限定的透明導(dǎo)電元件可以是由一個(gè)墨滴或多個(gè)墨滴的沉積而形成的。多個(gè)墨滴可以具有相同的化學(xué)成分，或者具有不同的化學(xué)成分和化學(xué)形成，以致在結(jié)構(gòu)固化之前，所得到的液體層可以是不溶合的或者變成完全混合的?？梢詫?duì)(一個(gè)或相同化學(xué)成分的多個(gè))第一液滴進(jìn)行部分干燥，以形成凝膠體或半固態(tài)，然后可以用第二墨滴或多個(gè)墨滴對(duì)其進(jìn)行灌注，這樣就獲得了更進(jìn)一步的化學(xué)特性。附圖10例如表示具有光匹配聚合物填料54的導(dǎo)電阱52，該填料54處于透明材料層30之下、介于金屬跡線50之間，用于整平該結(jié)構(gòu)。
目前的OEM打印頭可以用于向限定了導(dǎo)體的通道內(nèi)配給精確數(shù)量的墨水，而不需要高分辨能力的配置或每次滴下非常小的墨水體積。
下面是經(jīng)構(gòu)圖的透明導(dǎo)體的例子。
假設(shè)正方形的鋁硅酸鹽玻璃具有10cm乘10cm的表面積和700微米的厚度，它在覆蓋400nm到800nm的可見光波段范圍內(nèi)是高度透明的，并且電阻是很高的。使用傳統(tǒng)的或數(shù)字的、有印板或無印板的膠印平版印刷工藝在這個(gè)表面上印刷一系列的平行線，這些線具有下述屬性印刷線高度為3微米；印刷線寬度為15微米；印刷線間隔為985微米；和印刷線間距為1000微米。
印刷線材料粘結(jié)在玻璃(可以起到基板的作用)上并且起到無電銅鍍層32的受體表面的作用。
印刷線是有選擇地用厚度為100nm的銅膜加以鍍敷的，就是說，僅對(duì)線進(jìn)行鍍敷，而周圍區(qū)域不進(jìn)行鍍敷，該銅膜表現(xiàn)出10-5Ω-cm的適中電阻率。由于上述的鍍層工藝，該結(jié)構(gòu)的幾何形狀必然有21.1微米的導(dǎo)體寬度，并且具有2.11×10-8cm2的橫截面積。所得的單個(gè)10cm長的導(dǎo)體的電阻為2370歐姆，這個(gè)電阻折合1歐姆每平方單位的表面電阻。
兩個(gè)導(dǎo)體間隔1mm并且在它們的末端處相連，形成了矩形容納阱。該電連接節(jié)點(diǎn)是這樣的使得這兩個(gè)分立的導(dǎo)體相當(dāng)于雙倍寬度相同厚度的單個(gè)導(dǎo)體。在985微米且電阻率為10-5Ω-cm的連接長度上，連接體(或鏈路)電阻為46.7Ω和1歐姆每平方單位的表面電阻。與長導(dǎo)體相比，鏈路電阻是小的。連接體和導(dǎo)體的合成電阻提供了2390歐姆或23.9歐姆每面積單位的矩形阱總電阻(由于連接體和導(dǎo)體之間的長寬比的改變而不同)。不過，這假設(shè)兩個(gè)導(dǎo)體是分立的，而實(shí)際上它們是相連的。因此，合成導(dǎo)體將會(huì)給出1歐姆每平方單位的表面電阻，因?yàn)殡娮铚p半而面積加倍。必須注意，即使所關(guān)心的面積發(fā)生了改變，電阻率與膜厚度的比值也保持不變。
用透明導(dǎo)電材料填充矩形容納阱，該透明導(dǎo)電材料與阱的導(dǎo)電壁電連接，會(huì)給出與此前算得的表面電阻相同的表面電阻，因?yàn)闃蚪又鴥蓚€(gè)長導(dǎo)體的連接體有效地短路了設(shè)置在它們之間的材料。這種結(jié)構(gòu)的目的是確保在阱中心產(chǎn)生的電荷能夠到達(dá)導(dǎo)體并且被帶走，從而該結(jié)構(gòu)起到了連續(xù)透明導(dǎo)電矩形窗的作用。
我們知道，可以將薄膜金屬匯流線沉積到薄膜透明導(dǎo)體上，來提供按照上述要求移走電荷的手段，例如用在太陽能電池板中。匯流線的使用在設(shè)計(jì)理念上與上述例子沒有區(qū)別；僅僅在產(chǎn)生方式上和對(duì)用戶的可見性上是不同的。
可以通過除掉鏈接連接部分來對(duì)矩形阱進(jìn)行隔離，從而產(chǎn)生兩個(gè)間隔985微米的導(dǎo)體20，在這種情況下，間隔用透明導(dǎo)電薄膜30加以填充。這種情況例如在附圖11中進(jìn)行了圖解說明。在這種情況下，如果將兩個(gè)導(dǎo)體20與萬用表或其它形式的電阻測量器材相連，則它們將會(huì)讀出大約1MΩ的總電阻。如果長寬比為101∶1，則所得到的這個(gè)隔離阱的表面電阻是9900歐姆每平方單位。
也可以創(chuàng)建如附圖12所示的交指型電極結(jié)構(gòu)，它就象兩個(gè)具有相互捏合的齒72的發(fā)梳70，這提供了包含大量相互連接的阱的結(jié)構(gòu)。可以將反電極與相同于對(duì)應(yīng)電極的電位相連接，或者可以將它們與交變電位相連接。這提供了一種按照例如太陽能發(fā)生源(比如太陽能電池應(yīng)用中)中的要求將電荷從透明導(dǎo)電窗材料中移走的手段。
透射面積受金屬導(dǎo)體與導(dǎo)體之間間隔的比例的支配。在這個(gè)例子中，間隔與金屬的比例引入了大約1.5％的傳播損耗。這表明用于確定總透射率的手段可以確定金屬導(dǎo)體的影響。
可以測量連接著透明導(dǎo)電材料的各區(qū)域的金屬電極。這一電極可能具有非常低的表面電阻，典型地是小于1歐姆每面積單位。還可以使用4點(diǎn)探頭來測量設(shè)置在交指型電極之間的透明導(dǎo)電材料的表面電阻。在這種情況下，該表面電阻很高，典型地高于1000歐姆每平方單位。下面要討論的問題是這兩份試驗(yàn)報(bào)告是否與雜化透明導(dǎo)電窗的總體表現(xiàn)相一致。
假設(shè)附圖12的交指型電極70處于地電位，為了使所感生的電荷能夠匯集到地中，需要電荷的耗散速率要超過積累速率。這需要了解介電弛豫時(shí)間τdr，它是之前為中性的材料上放置的電荷(電子或離子)弛豫為受到絕緣的材料中的均勻電荷密度或者在材料與電氣地相連的情況下泄漏為零所花費(fèi)的時(shí)間的指標(biāo)。介電弛豫時(shí)間是自由空間介電常數(shù)ε0、材料的相對(duì)介電常數(shù)εr和材料的電阻率ρ的乘積，由下式給出τdr＝εr·ε0·ρ [1]假設(shè)位于兩個(gè)金屬導(dǎo)體(這兩個(gè)金屬導(dǎo)體本身處于地電位)之間的透明導(dǎo)體的電阻率為100Ω-cm并且介電常數(shù)為5，則所得到的介質(zhì)弛豫時(shí)間τdr是4.42×10-11秒(44.2皮秒)。這意味著，電荷應(yīng)當(dāng)會(huì)快速地泄漏到地中；實(shí)際上就是一瞬間。
為了確定對(duì)于所期望的導(dǎo)體應(yīng)用來說，沉積在材料上的電荷是否能夠足夠快地移動(dòng)，需要考慮自由電荷的遷移率μcon，此處μcon是自由電荷載流子密度n、電荷電量q和材料電阻率ρ的乘積的倒數(shù)，按照如下方式定義μcon＝1/nqρ[2]或者，用介電弛豫時(shí)間表示就是μcon＝ε0εr/nqτdr[3]從等式3可知，要使介質(zhì)持續(xù)時(shí)間τdr降低(就是說，要使弛豫更快)，傳導(dǎo)遷移率μcon必須要高。為了幫助實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，可以增大自由載流子的密度，但是增加自由載流子的密度也會(huì)對(duì)光透射率造成不利影響，所以，更好的方式是增大傳導(dǎo)遷移率而不是增大自由電荷載流子密度。
傳導(dǎo)遷移率提供了從電荷耗散源到地電位匯流線的傳送速度的指標(biāo)，因?yàn)椴牧峡赡懿痪哂袚碛懈飨蛲詫傩缘男问?。這針對(duì)的是這樣的事實(shí)包含在從按需滴出噴墨打印頭中噴射出來的墨滴中的毫微粒在接收表面上聚集的方式在產(chǎn)生高遷移率設(shè)備的過程中是非常重要的，這是任何后處理(例如，激光或快熱退火)的本質(zhì)。
透明導(dǎo)電材料可以采取很多形式，例如●無機(jī)透明導(dǎo)電氧化物[ATO、TO、ITO、FTO、ZnO、SrCu2O2等]●有機(jī)物[Pedot-PSS、聚苯胺等]●經(jīng)有機(jī)化改造的陶瓷[金屬醇鹽等]上述例子表明，可以通過組合印刷工藝產(chǎn)生擁有非常高的光透射率和電導(dǎo)率的透明電極。這種組合產(chǎn)生很薄的、高度導(dǎo)電的線，該線形成約束溝槽的一個(gè)壁，該線在與膝上計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、手持個(gè)人處理器和電子游戲機(jī)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)觀看距離處是看不見的。該組合還提供了約束在溝槽內(nèi)的透明導(dǎo)電材料，這種導(dǎo)電材料不僅提供了電荷遷移率，并且還提供了光波段內(nèi)非常高的光透射率。
制作經(jīng)構(gòu)圖的或整個(gè)區(qū)域的(下面將要討論)透明導(dǎo)體的另一種方法牽涉到表面蝕刻和按需滴出噴墨打印，這是另一種混合處理方法。
我們知道，可以將絲網(wǎng)印刷的金屬跡線印刷到透明導(dǎo)體上，以提供一種利用不透明的低電阻電匯流線/導(dǎo)體向透明導(dǎo)體供應(yīng)電流的手段。對(duì)于顯示設(shè)備，要求這種匯流線不能由用戶直接看到，因?yàn)檫@將會(huì)有損于顯示在這種設(shè)備上的信息的輕松觀看，這意味著，取決于用戶眼睛的觀看距離和實(shí)際分辨能力，要將匯流線寬度限制為大約30-50微米。我們知道，在不付出相當(dāng)大的努力和沒有特別大的表面面積的情況下，絲網(wǎng)印刷不能產(chǎn)生小于大約50微米的特征寬度。
我們知道，數(shù)字膠印轉(zhuǎn)印有板/無板平版印刷、凸版膠印印刷和軟接觸平版印刷能夠產(chǎn)生非常小的特征，在某些情況下遠(yuǎn)小于10微米。這提供了產(chǎn)生基于低電阻導(dǎo)體的透明導(dǎo)電設(shè)備的手段，該低電阻導(dǎo)體不透明并且與本身擁有低電導(dǎo)率但卻在可見光波段內(nèi)表現(xiàn)出非常高的透射率的透明導(dǎo)體窗的連續(xù)條或陣列相接觸?？梢元?dú)立調(diào)整這兩種相連的材料，以給出彼此無關(guān)的最優(yōu)低電阻匯流線和高透明度導(dǎo)電窗性能。這意味著，可以將透明導(dǎo)電元件制作成適合給定的設(shè)備類型。
可用于產(chǎn)生約束溝槽的方法包括●連續(xù)噴墨印刷●按需滴出噴墨印刷●離子束蝕刻●激光消融●激光直接寫入沉積●平板印刷●膠印平板印刷●膠印壓印●經(jīng)構(gòu)圖的基板(金屬薄片、薄板、紙張)層疊●等離子活性離子蝕刻●絲網(wǎng)印刷●軟接觸平板印刷●蠟印●表面去濕●濕法蝕刻附圖13表示包括金屬導(dǎo)體(MC)20和透明導(dǎo)體(TC)30的條結(jié)構(gòu)，它們?cè)O(shè)置在基板介質(zhì)10上并且將它們電連接成金屬導(dǎo)體20起到低電阻電干道的作用，該低電阻電干道提供要經(jīng)由重疊連接區(qū)域40饋送到鄰接的透明導(dǎo)體元件30內(nèi)的電荷。
如附圖6所示，可以將金屬導(dǎo)體20形成為毫微粒22或微粒(附圖2a中的24a)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以是不透明的或半透明的，并且可以具有相連的顆粒的形式或激光退火形式，取決于所采用的膜基板處理方案，包括非晶體、微晶體、多晶體和單晶體。
可以使用上面介紹的經(jīng)構(gòu)圖透明導(dǎo)體的改型來給出一種產(chǎn)生表現(xiàn)出非常高的光透射率以及低表面電阻的材料的低成本手段。下面的例子同樣可以使用10cm乘10cm玻璃板，或者諸如PET或任何其它透光材料的塑料片。下面將要進(jìn)一步介紹的基本工藝的例子是1.嵌入+涂敷2.一體化平面該工藝的所有形式都利用了相同的基本特征，它包含不可由眼睛觀測到的導(dǎo)電匯流線陣列，導(dǎo)電匯流線將電荷送入或清出覆蓋著匯流線陣列并且與之電連接的全區(qū)域透明導(dǎo)電材料。
對(duì)于全區(qū)域結(jié)構(gòu)，可以將匯流線定義為電極的正交集合，從而能夠從較大的板材中切出任何大小的平板，而不會(huì)破壞總體的電性能，同時(shí)仍然沿著切好的板子的邊緣提供匯流線觸點(diǎn)陣列。
1.嵌入+涂敷如附圖14所示，可以用自組裝單層(SAM)82對(duì)玻璃板80進(jìn)行涂敷，該單層提供了高度不沾濕的表面。激光在板表面上進(jìn)行掃描，以在近表面和板表面中限定一系列的槽84，這些槽低于眼睛的檢測極限并且形成了一組容納溝槽。這些槽(可以使用其它的方法產(chǎn)生)可以全部處于一個(gè)方向(x或y)或者處于正交方向(x和y)上，其中交叉點(diǎn)提供了兩個(gè)軸線之間的連通。所得的槽用流體86填充，該填充可以使用精密噴鍍或按需滴出噴墨印刷來實(shí)現(xiàn)，在這種情況下，槽壁的潤濕特性(wetting nature)會(huì)使墨水流入蝕刻好的溝槽中，剩下的表面上沒有墨水，這是由于槽中的表面能和涂敷在槽之間的暴露表面上的不沾濕SAM的表面能的不同特性而造成的。所得到的固化之后的金屬填充物并不會(huì)完全填滿所述槽，以致透明導(dǎo)電涂層88還能夠流到槽中，并且提供了與金屬匯流線的直接電連接。使用大氣臭氧或UV燈曝光很容易就能去掉SAM層，它們采用化學(xué)方式以類似于與傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝相關(guān)聯(lián)的光刻膠殘留物消除方法類似的方式蝕刻掉該單層?？梢允褂帽姸嗟姆椒▉韺?shí)施全區(qū)域透明導(dǎo)電涂敷，包括●刀刮(doctor blading)●按需滴出噴墨印刷
●靜電印刷●靜電噴射●凝膠加壓層疊●加壓噴射●絲網(wǎng)印刷然后對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱退火，以實(shí)現(xiàn)兩種材料之間的良好電連通性和電性能，而不會(huì)破壞非常高的光學(xué)質(zhì)量。在這種情況下，將透明涂層的電導(dǎo)率設(shè)計(jì)成僅在有限的距離內(nèi)提供良好的電荷遷移性；就是說，到最近的匯流線的距離。
這種經(jīng)過嵌入和涂敷的全區(qū)域透明導(dǎo)體可以與多種多樣的基板介質(zhì)(包括晶體硅、染料敏化無機(jī)氧化物和有機(jī)/聚合半導(dǎo)體基板)結(jié)合起來用于太陽能電池結(jié)構(gòu)。
2.一體化平面制備全區(qū)域透明導(dǎo)體的另一種可選的方法是利用經(jīng)構(gòu)圖透明導(dǎo)體頭使用上面介紹的混合印刷方法，但使用噴墨印刷工藝來將透光而電絕緣的材料沉積到阱中，將深阱結(jié)構(gòu)部分填充到所采用的數(shù)字膠印平版印刷工藝的當(dāng)前限度，而以低于眼睛可檢測的特征尺寸印刷容納溝槽壁。填充材料可以用于提供與基板介質(zhì)的光學(xué)匹配，以便最小化反射損失。一旦這種填充物完全干躁，就可以以類似于上面介紹的方式完成透明導(dǎo)電材料的全區(qū)域涂敷了。所完成的基板包括集成的金屬匯流線和設(shè)置在光學(xué)透明絕緣體上的包封透明導(dǎo)電涂層，該絕緣體部分填充容納溝槽，并且對(duì)其進(jìn)行熱處理以提供必須的性能和提高熱穩(wěn)定性。
上面例子中的印刷容納阱深度受到印刷種籽層厚度的限制，對(duì)于膠印平版印刷工藝，該印刷種籽層厚度為大約2微米。不過，使用另外的工藝可以降低這一層厚度，比如軟接觸壓印，這種工藝能夠提供大大低于1微米的種籽層厚度。已經(jīng)提供了軟接觸壓印用來在大約30cm乘30cm的面積上由多種聚合物材料產(chǎn)生納米厚度的次微米級(jí)特征，需要以分步重復(fù)工藝(step-and-repeat process)來對(duì)該大得多的面積進(jìn)行構(gòu)圖。
另一種產(chǎn)生全區(qū)域透明導(dǎo)體的方法是用種籽材料涂敷基板介質(zhì)的整個(gè)表面區(qū)域并且使用激光消融工藝來有選擇地除掉種籽材料，從而在材料中產(chǎn)生所需的淺槽，然后對(duì)其進(jìn)行電解鍍，以提供高電導(dǎo)率銅匯流結(jié)構(gòu)，同時(shí)仍然保留非常高的沒有任何種籽材料或鍍銅的開口面積。
對(duì)于透明導(dǎo)體的某些應(yīng)用，不能使用上面介紹的工藝。不過還有其它的選擇，下面將會(huì)這些其它選擇加以介紹，包括1.直列式條狀透明導(dǎo)體2.多層透明導(dǎo)體，和3.混合墨水透明導(dǎo)體1.直列式條狀透明導(dǎo)體可以使用基于基本毫微粒透明導(dǎo)電氧化物的墨水來印刷透明導(dǎo)體。特征分辨能力為50微米的按需滴出噴墨印刷可以用于這種工藝，這種墨水一般來說含有固體含量占體積的0.1％到15％的范圍內(nèi)的ATO或ITO毫微粒。對(duì)于包含占體積3％的固體的墨水的具體情況，所得到的固化后的透明導(dǎo)體墨水，對(duì)于200微米寬度的透明線電極來說，具有大約200nm的厚度。倘若透明導(dǎo)電氧化物膜在熱退火之后的電阻率為10-3歐姆-cm，則所得到的表面電阻大約為50歐姆每平方單位，同時(shí)相關(guān)的透明度在550nm下超過90％。被尋址線透明導(dǎo)體覆蓋的各個(gè)像素間距為250微米、寬度為例如200微米。對(duì)于10cm長的透明導(dǎo)體，所得的線電阻是20000歐姆。假設(shè)各個(gè)像素單元的幾何結(jié)構(gòu)使得可以用導(dǎo)電鏈路(例如基于銀的毫微粒的鏈路)替換像素之間的透明導(dǎo)電氧化物。在這種情況下，由于鏈路具有電導(dǎo)率更高的特性，因此串聯(lián)電阻減小了19％。結(jié)果，10cm長的透明電極的總電阻減小到了16200歐姆。
2.多層透明導(dǎo)體如果光透射率能夠降低，則可以使用例如按需滴出噴墨印刷構(gòu)成三層(不過也可以是雙層的或更多層的)透明電極。多層透明電極將會(huì)包括所示的下述層序列●TCO/金屬/TCO●TCO/金屬/TCO/金屬/TCO
可以使用上面介紹的直列式透明導(dǎo)體中采用的同樣的10cm長和200nm厚的透明導(dǎo)體。金屬毫微?？梢允抢玢y，并且顆粒大小和堆疊將產(chǎn)生與透明導(dǎo)電氧化物膜相等的厚度，即200nm。僅有透明導(dǎo)電氧化物的三層結(jié)構(gòu)的所得電阻為大約6600歐姆。該三層垂直堆置結(jié)構(gòu)的等效電阻是大約900歐姆。計(jì)算求得的透明電極電阻值結(jié)果并沒有考慮任何協(xié)同效應(yīng)(synergistic effect)，協(xié)同效應(yīng)可能在退火/燒結(jié)期間發(fā)生并且可能使高度導(dǎo)電帶的厚度大于實(shí)際的由印刷金屬厚度造成的導(dǎo)電帶厚度?？梢詫?duì)透明導(dǎo)電氧化物和金屬毫微粒薄膜厚度加以調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)期望的透光率-電導(dǎo)率倍率，并且可以選擇組成透明電極的層的數(shù)量，以實(shí)現(xiàn)總體的電極電阻和光透射率。
多層中的透明導(dǎo)電氧化物部分可以是連續(xù)的，而多層中的金屬層部分可以是按照有選擇的方式設(shè)置的，從而使得在實(shí)際的像素區(qū)域能夠保持較高的光透射率的同時(shí)，促成連續(xù)大面積的透明導(dǎo)電氧化物內(nèi)的等效的較高電導(dǎo)率鏈路。
3.混合墨水透明導(dǎo)體這種工藝?yán)昧诉@樣一種印刷工藝沉積含有毫微粒無機(jī)透明導(dǎo)電氧化物(即，TO、ITO、ATO、ZnO等)和毫微粒金屬(即，Ag、Au、Cu、Al等)的混合物的液體膜。該混合墨水能夠?qū)崿F(xiàn)全區(qū)域和經(jīng)構(gòu)圖透明導(dǎo)體的印刷，這種透明導(dǎo)體會(huì)表現(xiàn)出低于800歐姆每平方單位的表面電阻，同時(shí)在550nm波長(是光波段的中心)下至少有85％的透明度。為了使用單獨(dú)一種墨水實(shí)現(xiàn)這種效果，可以將高度導(dǎo)電的顆粒與透明導(dǎo)電顆粒結(jié)合起來，在P型半導(dǎo)電的大面積區(qū)域內(nèi)引入少量的導(dǎo)電中心。
由于銀的光吸收特性，純銀的毫微粒膜會(huì)有很低的光透射率。不過，在例如透明導(dǎo)電氧化物(TCO)涂層內(nèi)散布的任意的低濃度金屬毫微粒將會(huì)給出增強(qiáng)幾個(gè)最近的相鄰顆粒之間共享的電荷注入的手段。
金屬顆粒大小與透明導(dǎo)體顆粒大小的比例是優(yōu)化混合顆粒膜的電性能和光性能的重要因素。如附圖17所示，假設(shè)顆粒是球形的，這是因?yàn)閷?duì)于相同數(shù)量的顆粒間連接來說，同樣大小的顆粒會(huì)占據(jù)更大的體積。較小的顆粒會(huì)實(shí)現(xiàn)相同的觸點(diǎn)密度，雖然因?yàn)轭w粒的曲率半徑并且考慮到表面粗糙度的相對(duì)作用，接觸面積會(huì)稍微減小?？梢钥闯?，在面向中心的立方體或六面體結(jié)構(gòu)中，規(guī)則球形可以是緊密堆置的，這依賴于這樣一種方式將后續(xù)的球體放在前面沉積的球體的頂部上。對(duì)于同樣大小的雙球體系統(tǒng)，堆置理論仍然相同，此時(shí)忽略化學(xué)方面所要考慮的因素。不過，如果兩種球形顆粒具有不同的大小，則可以想象到諸如由NaCl晶格固體球模型觀測到的那樣的結(jié)構(gòu)，即面向中心立方體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)為各種顆粒類型提供了對(duì)應(yīng)于最大最近鄰體觸點(diǎn)密度(6個(gè)最近鄰體)的最小體積。可以以這樣的方式構(gòu)成這樣的堆置結(jié)構(gòu)使得金屬與透明導(dǎo)體顆粒接觸的同時(shí)有或沒有透明導(dǎo)體與透明導(dǎo)體的接觸。
為了實(shí)現(xiàn)最大電荷轉(zhuǎn)移，必須選擇小到足以以插縫方式駐留在緊密堆置的透明導(dǎo)體顆粒之間同時(shí)仍然接觸各個(gè)透明導(dǎo)體并且使得透明導(dǎo)體能夠彼此接觸的金屬顆粒。顯然，這些顆粒的完美排列是理想化的概念，但是從實(shí)踐角度看，它確實(shí)提供了一種將金屬和透明導(dǎo)電顆粒結(jié)合起來的手段，按照這種方式可以在單獨(dú)一種涂層中實(shí)現(xiàn)無法由僅含有一種顆粒類型的涂層實(shí)現(xiàn)的最大電導(dǎo)率和透射率。
假設(shè)各種顆粒都是球形的并且具有相同的直徑，可以預(yù)見到一個(gè)金屬顆粒將會(huì)接觸4個(gè)TCO顆粒。這表明，按照優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于3％的ATO溶液，0.6％的ATO可以用Ag毫微粒替換，從而產(chǎn)生2.4％ATO/0.6％Ag/含水的/表面活性劑墨水。假設(shè)所有的Ag毫微粒促進(jìn)了光吸收量的增加，預(yù)計(jì)大約94％的透射率會(huì)降低到約為70％的值。不過，根據(jù)薄膜的多顆粒堆置特性，部分Ag顆粒將會(huì)直接對(duì)齊在其它Ag顆粒上方，從而由于吸收捕獲橫截面積降低而降低了有效吸收量，表明有效光透射率可以高達(dá)88％。在其它一些實(shí)施方式中，Ag毫微粒的比例介于0.1％與10％之間，并且在某些情況下，溶液包括諸如乙二醇醚之類的溶劑，而不是水。
如果金屬顆粒具有能夠?qū)崿F(xiàn)透明導(dǎo)體最近鄰體和相關(guān)金屬顆粒之間的接觸的大小，則對(duì)于相同顆粒大小的面積內(nèi)的金屬體積將會(huì)降低并且光的直接吸收效果會(huì)按照體積的比例而降低。顯然，如果所有的表面都要接觸，基于純幾何理論，金屬顆粒和透明導(dǎo)體的大小之間有特定的關(guān)系，這種關(guān)系從幾何和數(shù)學(xué)角度表明，金屬顆粒直徑(假設(shè)是球形顆粒)必須約為透明導(dǎo)體直徑的0.42倍。這表明直徑為18nm的透明導(dǎo)電顆粒應(yīng)當(dāng)與直徑為7.56nm的金屬顆粒相結(jié)合，這就是優(yōu)選實(shí)施方式中的情況。按照某些其它的實(shí)施方式，金屬顆粒具有不同的直徑，所述直徑小于10nm。
雙毫微粒系統(tǒng)表現(xiàn)得不同于三重毫微粒系統(tǒng)，這是由于顆粒的相對(duì)潛在聯(lián)鎖行為，因此，需要特殊的表面活性劑來幫助顆粒流動(dòng)，并且從而降低了膠體/膏劑粘度。按照優(yōu)選實(shí)施方式，這樣的表面活性劑起到了減小表面張力的作用，典型地是減小到30達(dá)因/cm或更低。
盡管實(shí)際上很多毫微粒不是球形的，但是類似于上面提出的觀點(diǎn)仍然可行，并且同樣地，可以想象0.415到0.4351(TCO顆粒)的金屬顆粒尺寸對(duì)透明導(dǎo)電顆粒尺寸的比例。
在這個(gè)例子中，墨水含有金屬和透明導(dǎo)電氧化物顆粒二者的分布，如果不對(duì)其進(jìn)行過濾，會(huì)影響實(shí)現(xiàn)這種顆粒堆置的方式。盡管如此，金屬顆粒-透明導(dǎo)體顆粒的混合也提供了優(yōu)于基于同樣的透明導(dǎo)電材料的純透明導(dǎo)體顆粒涂層的有益效果。
上面介紹的可變大小的金屬和透明導(dǎo)電毫微粒假設(shè)透明導(dǎo)電顆粒內(nèi)的電荷遷移率很高并且固有缺陷并不明顯限制電荷載流子的遷移，因?yàn)檩^小的金屬顆粒實(shí)際上不會(huì)彼此接觸，并且同樣地，不會(huì)在透明導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電荷遷移的直接導(dǎo)電路徑。
如果電荷遷移受到透明導(dǎo)電毫微粒的缺陷屬性的限制，則另一種代用的方法是確保金屬顆粒在它們接觸它們的最近相鄰?fù)该鲗?dǎo)體顆粒的同時(shí)彼此接觸。在這種情況下，金屬顆粒和透明導(dǎo)電顆粒的大小必須相同，以便產(chǎn)生緊密堆置的六面體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)必須的顆粒相互連接。在這種情況下，金屬的體積將會(huì)增大得超過上面介紹的兩種大小顆粒的墨水，同時(shí)伴隨有對(duì)光學(xué)透射率的影響。
倘若半導(dǎo)電毫微粒和金屬毫微粒的電導(dǎo)率屬性不同，首要問題是解決要在同一溶液中加以穩(wěn)定的Ag-ATO共存成分的穩(wěn)定性，以便實(shí)現(xiàn)最佳顆粒堆置，并且在理想情況下，是以自對(duì)齊的方式排列的。
也可以使用兩個(gè)獨(dú)立的印刷頭，這兩個(gè)印刷頭是背對(duì)背放置的，或者以適當(dāng)?shù)亩ㄎ粖A具組合起來，以使從各個(gè)印刷頭噴出的墨滴協(xié)同入射到要加以填充的約束阱中心或要加以涂敷的表面區(qū)域上(在墨滴噴射錐角和印刷頭到基板表面的間隔的限制之內(nèi))。假設(shè)對(duì)于某些印刷頭，可以采用灰度級(jí)(例如，8個(gè)層次的灰度級(jí)，不過其它的處理層次也是可行的)法來按照數(shù)字方式改變構(gòu)成等量的單獨(dú)一個(gè)大體積墨滴的墨水的總量，可以預(yù)見到，可以在局部層次上實(shí)現(xiàn)毫微粒混和的細(xì)微改變。這意味著可以改變同一電導(dǎo)體的相鄰區(qū)段的屬性，以致實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率、光學(xué)透射率和厚度的局部改變。
顯然，如果需要協(xié)同入射印刷或精確背對(duì)背印刷，上面介紹的原理可以用于產(chǎn)生三重、四重或者更高階次的混合毫微粒透明導(dǎo)電元件，包括通過調(diào)節(jié)所使用的印刷頭的數(shù)量和重新設(shè)計(jì)多印刷頭夾具來創(chuàng)建無機(jī)-有機(jī)混合物和毫微粒-聚合物混合物。在退火之前或之后使用混合毫微粒的方法來影響所得的薄膜結(jié)構(gòu)的電性能，可以預(yù)期基于p型或n型材料的經(jīng)構(gòu)圖的透明導(dǎo)體的沉積，這種經(jīng)構(gòu)圖的透明導(dǎo)體可以用于產(chǎn)生用于包括全透明(透視)顯示器在內(nèi)的應(yīng)用的透明陽極和陰極以及用于包括硅集成微設(shè)備的各種各樣的平板顯示器的頂部透明觸點(diǎn)。
可以對(duì)混合透明導(dǎo)體進(jìn)行修整，以提供影響透明導(dǎo)體和與其接觸的材料之間的接觸電阻、電子勢壘高度和電荷傳遞效率的適當(dāng)接觸屬性?？梢灶A(yù)見到，這既可以通過改變構(gòu)成薄膜接觸的毫微粒的具體比例也可以通過在適當(dāng)導(dǎo)電的材料(比如摻雜或本征導(dǎo)電聚合物(例如，聚苯胺、Pedot-PSS)或采用化學(xué)方法衍生的導(dǎo)電玻璃(例如，溶膠凝膠錫氧化物))中散布一種或多種毫微粒來實(shí)現(xiàn)?？梢灶A(yù)期，由于由毫微粒的濃度和性質(zhì)引發(fā)的負(fù)電性改變和電荷注入勢壘降低，在例如導(dǎo)電聚合物膜中包含這樣的毫微粒，將會(huì)有助于透明觸點(diǎn)與所要接觸的介質(zhì)(尤其是共軛或寡聚半導(dǎo)體(oligomeric semiconductor))之間的電荷遷移的控制，并且在一定程度上，包含這樣的毫微粒將會(huì)最小化氧離子從無機(jī)透明導(dǎo)電氧化物顆粒向所接觸的材料內(nèi)的場助遷移。氧離子向接觸材料交界面的遷移的最小化還會(huì)抑制界面電荷收集效應(yīng)(trapping effect)，已知氧離子在與氫發(fā)生反應(yīng)形成OH離子時(shí)，該效應(yīng)會(huì)造成偶極損失。關(guān)于這一點(diǎn)，可以基于分開的墨水供應(yīng)和/或按需滴出噴墨印刷頭使用兩種材料類型提供多層結(jié)構(gòu)，以便產(chǎn)生突變的和逐漸過渡的交接結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)提供了對(duì)氧敏感的材料的透明觸點(diǎn)。
n型和p型導(dǎo)電透明電極二者的產(chǎn)生開創(chuàng)了基于p型和n型材料的印刷創(chuàng)建p-n結(jié)的可能性，既可以將該p-n結(jié)實(shí)現(xiàn)為傳統(tǒng)的垂直堆置結(jié)構(gòu)，又可以實(shí)現(xiàn)為包括均勻分布的非常接近的n和p型材料的單層結(jié)構(gòu)，以創(chuàng)造新穎的電子結(jié)構(gòu)。
為了產(chǎn)生擁有最低電阻的透明導(dǎo)電電極，需要最優(yōu)化毫微粒內(nèi)的電荷遷移率和顆粒間接觸表面區(qū)域上的電荷轉(zhuǎn)移。在這方面，依賴于這兩種材料的電子帶偏移的匹配，這一接觸交界面表現(xiàn)出了很低的接觸電阻和電荷轉(zhuǎn)移。例如，為混合金屬氧化物毫微粒墨水選擇的材料必須表現(xiàn)出低的電荷勢壘，該電荷勢壘可以使用頻帶偏移計(jì)算來確定。對(duì)于基于顆粒的涂層，很重要的一點(diǎn)是，要使接觸表面積盡可能地大，以最小化交界面接觸電阻，在涂層包括散布在導(dǎo)電粘合劑中的透明導(dǎo)電顆粒的情況下，可以通過確保導(dǎo)電粘合劑的選擇很容易潤濕毫微粒并且在接觸的時(shí)候提供最佳的電子導(dǎo)電帶對(duì)齊來實(shí)現(xiàn)交界面接觸電阻的最小化。
適當(dāng)涂敷的透明導(dǎo)電顆?？梢允褂眠x擇性收回技術(shù)(selectivewithdrawal technique)來產(chǎn)生。這提供了用電匹配材料涂敷單個(gè)顆粒的手段，并且該匹配材料在受熱的時(shí)候很容易經(jīng)歷回流并且與最近的相鄰顆粒聚結(jié)，從而產(chǎn)生較大的接觸面積，這是受到表面張力和表面潤濕控制的。于是所得的顆粒間插接(plug)提供了在整個(gè)透明導(dǎo)體上電荷轉(zhuǎn)移最少的手段。
混合毫微粒墨水可以包括光學(xué)微球體和次微球體，它們是光學(xué)透明的，比如可以是具有硅或聚乙烯結(jié)構(gòu)的情況。微球體(可以是導(dǎo)電的、半導(dǎo)電的或者絕緣的)增強(qiáng)了光透射率并且還影響了所發(fā)射的光線的幾何學(xué)散射，同時(shí)還促進(jìn)了耐久性和耐磨性的提高?？梢栽谟∷⒑玫耐该鲗?dǎo)體干燥之前將毫微球體和微球體加入到其中，以使這些球體保留在該材料中，如附圖15所示?？梢詫⒑廖⑶蝮w或微球體加到表面上，以給出干燥球體94的分布，然后通過印刷第二種透明導(dǎo)體墨水96來使其得以嵌入，第二種透明導(dǎo)體墨水96例如是金屬醇鹽溶膠或本征導(dǎo)電聚合物，涂敷在球體周圍，以提供機(jī)械粘結(jié)和電傳輸。附圖15表示透明或不透明基板90，它具有含有透明粘接層92的第一種墨水；含有絕緣或?qū)щ娢⑶蝮w94的第二種墨水，這些微球體在第二種墨水干燥時(shí)粘接到第一層上；和含有透明導(dǎo)體層96的第三種墨水。
附圖16表示透明導(dǎo)電氧化物納米級(jí)顆粒97和透明絕緣次微米球體99，它們嵌入在基板100上的透明導(dǎo)電層(在這種情況下是ICP聚合物)98內(nèi)。
混合毫微粒墨水可以包括染料(dye)和顏料(pigment)，它們提供透射、反射和發(fā)光著色。
多種應(yīng)用，比如電化學(xué)或電光傳感器可能需要透明電極，這種電極允許氣體或液體穿過并且滲入下面的材料中，在那里，它會(huì)在由透明電極結(jié)合反電極提供的電場的輔助下經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)?？梢酝ㄟ^數(shù)種方法制作多孔電極，包括●通過經(jīng)激光蝕刻的不潤濕SAM單層或沉積涂層的受控表面潤濕●通過墨水添加劑的受控表面潤濕●通過不潤濕SAM單層的光刻構(gòu)圖的受控表面潤濕●通過有選擇的區(qū)域靜電感生電位的受控表面潤濕●通過自組合單層構(gòu)圖的受控表面潤濕●分子級(jí)圖案模板化●毫微?？諝饽z化(Nanoparticle aerogelation)●毫微粒自組織在分子級(jí)圖案模板的情況下，首先沉積含有非常低濃度(處于0.001％到5％的范圍之內(nèi))的自組合聚合物的墨水，并且對(duì)其進(jìn)行干燥，以給出適當(dāng)?shù)南嗷ミB接的圖案。然后使用例如按需滴出噴墨印刷施加含有指定透明導(dǎo)電材料的第二種墨水，這種透明導(dǎo)電材料在化學(xué)上與模板單層能夠共存。該透明導(dǎo)電墨水填補(bǔ)到單層模板圖案中暴露出下層的基板表面的區(qū)域中。然后將完成的結(jié)構(gòu)暴露到諸如法拉第圓筒氧等離子這樣的化學(xué)環(huán)境中，這提供了消除單層模板圖案而不破壞除掉模板材料時(shí)所暴露出來的表面的手段。可以將所得的多孔透明導(dǎo)體保持為沉積得到的狀態(tài)，或者，倘若允許對(duì)與多孔透明電極接觸的下層材料產(chǎn)生的潛在破壞，可以對(duì)其進(jìn)行快速熱處理或脈沖激光處理，以提高透明導(dǎo)體性能。
在透明導(dǎo)體墨水設(shè)計(jì)中，可以包含諸如專用表面活性劑和表面結(jié)構(gòu)可對(duì)齊液晶之類的添加劑。這些添加劑能夠促進(jìn)毫微?；蛟鼗瘜W(xué)反應(yīng)自組織。這種自組織的特性支配著在納米或微米等級(jí)下所保持的多孔性的程度。在特定的實(shí)施方式中使用表面活性劑提供了30達(dá)因/cm左右的表面張力。
可以對(duì)透明導(dǎo)體墨水的成分進(jìn)行改變，從而由于墨水粘度和表面張力的性質(zhì)，而促成自發(fā)局部去濕，并且可以促進(jìn)基板的表面能，基板的表面能能夠借助促進(jìn)或阻止自然的潤濕行為的Marangoni效應(yīng)引發(fā)不同的潤濕行為。在這方面，已知混合溶劑墨水會(huì)影響表面的潤濕，并且在某些情況下，會(huì)促進(jìn)從離散點(diǎn)的陣列到相互連接的spinoidal去濕和樹枝狀圖形的受控的表面構(gòu)圖。
可以例如使用按需滴出噴墨印刷來使用、沉積自組合不潤濕單層，使用集成的UV燈構(gòu)圖或激光數(shù)字圖形轉(zhuǎn)印以分步重復(fù)方式對(duì)該單層構(gòu)圖，來創(chuàng)建表面上的潤濕和不潤濕區(qū)域。第二種透明導(dǎo)體墨水是使用噴墨印刷工藝遞送到表面上的，這種墨水向潤濕地帶分流，以產(chǎn)生所需的透明導(dǎo)體布局，同時(shí)使用化學(xué)手段將圖形限定單層材料除掉。
也可以應(yīng)用于平板顯示設(shè)備的透明電極之外的透明導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
已經(jīng)設(shè)想到了受益于應(yīng)用經(jīng)構(gòu)圖的透明導(dǎo)電薄膜的多種應(yīng)用，包括●2維和3維周期性結(jié)構(gòu)●電致變色“智能”窗經(jīng)構(gòu)圖的或全區(qū)域的]●電子百葉窗和大面積快門●電光微型快門[LCD、鐵電體、電致變色]●電光開關(guān)[有機(jī)的和無機(jī)的]●平板顯示器[低和高分辨率，電流和場開關(guān)的主動(dòng)和被動(dòng)尋址]●集成光學(xué)設(shè)備[調(diào)制器、檢測器、頻譜分析儀、轉(zhuǎn)換器、空間光調(diào)制器]●發(fā)光二極管和激光器[有機(jī)的、聚合物的、無機(jī)的]●微傳感器[分立設(shè)備和用于氣體傳感的陣列]●非線性光學(xué)設(shè)備[有機(jī)和無機(jī)有源波導(dǎo)]●光電電池和開關(guān)[有機(jī)的和無機(jī)的]●觸敏開關(guān)[容性的]●透明天線●透明加熱器和除霜器(ice demister)[大面積和集成設(shè)備微加熱器]●透明微加熱器下面提供上述應(yīng)用的實(shí)例，以便解釋說明經(jīng)印刷的和直接構(gòu)圖的透明導(dǎo)體的不同制造潛力。
2維和3維周期性結(jié)構(gòu)我們知道，膠體具有在特定條件下自組合成2維和3維周期性結(jié)構(gòu)的能力。倘若對(duì)毫微粒大小、介電常數(shù)、單分散性(monodispersivity)、折射系數(shù)和入射光子的波長進(jìn)行控制，可以構(gòu)成光子帶隙結(jié)構(gòu)，包括可調(diào)帶隙特性，這種結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為獨(dú)特的電磁輻射衍射光柵、路由器、連接線路和開關(guān)。在這方面，有機(jī)系統(tǒng)(包括可控取向聚合物和有機(jī)晶體)中的混合毫微粒和混雜毫微粒提供了擴(kuò)展?jié)撛趹?yīng)用和性能差異性的手段，尤其是對(duì)于涵蓋全光學(xué)集成微光子電路、全光學(xué)計(jì)算機(jī)和全光學(xué)電信系統(tǒng)的應(yīng)用的性能差異性。
觸敏開關(guān)[容性的]基于本文介紹的一種或多種思想和原理的制造方法可以用來產(chǎn)生用于容性接觸開關(guān)的透明觸點(diǎn)。
光電電池和開關(guān)基于本文介紹的一種或多種思想和原理的制造方法可以用于產(chǎn)生用于例如控制面板上使用的光敏接近開關(guān)的透明觸點(diǎn)。
透明天線基于本文介紹的一種或多種思想和原理的制造方法可以用于產(chǎn)生用于透明天線圖案和連接線路，它們用于例如機(jī)動(dòng)車屏幕或無接觸射頻智能卡、電子貨幣憑單、包括顯示介質(zhì)的安全設(shè)備以及電子通路(electronic passes)上。
透明加熱器和除霜器基于本文介紹的一種或多種思想和概念的制造方法可以用于產(chǎn)生加熱透明屏幕和反射鏡?；跒橥该骷訜嵩x擇的電阻率、長度、寬度和厚度，阻性透明加熱器(可能在飛行器風(fēng)擋玻璃、機(jī)動(dòng)車風(fēng)擋玻璃、內(nèi)/外反射鏡和燈罩的加熱中采用，形成為螺旋、直線或其它圖案)可以擁有寬范圍的電阻。例如可以通過使用雙印刷工藝，利用基于透明導(dǎo)電氧化物毫微粒的一種墨水來印刷透明導(dǎo)體并采用基于可化學(xué)地改變的溶劑的金屬毫微粒的第二種墨水印刷金屬連接器焊盤，有意地將透明加熱元件的終接制作成富含金屬的或者逐漸轉(zhuǎn)化到純金屬的。
透明微加熱器可能會(huì)需要透明微加熱器來實(shí)現(xiàn)芯片上實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip)的試驗(yàn)中的化學(xué)試劑的加熱，在這種情況下，通過加熱處理推動(dòng)的反應(yīng)需要使用光學(xué)方法連續(xù)監(jiān)控。該光學(xué)方法可以使用終端加粗的(end-butted)光波導(dǎo)傳遞的由在直徑上相對(duì)的互補(bǔ)波導(dǎo)或發(fā)光設(shè)備提供的經(jīng)傳輸?shù)墓鈦韺?shí)現(xiàn)，這提供了照亮化學(xué)反應(yīng)單元的手段。加熱設(shè)備可以是簡單的平面結(jié)構(gòu)，它從上面或下面加熱反應(yīng)單元；或者可以是快速加熱反應(yīng)單元的平面結(jié)構(gòu)，因?yàn)榧訜崞鹘Y(jié)構(gòu)會(huì)形成容納阱。
包括接觸環(huán)面的阻性腿的環(huán)形微加熱器的電阻是由下式給出的R加熱器＝πrρ/2wd[4]或者R加熱器＝(2πr-x)ρ/wd[5]其中，ρ＝透明導(dǎo)電膜的電阻率[Ω-cm]d＝透明導(dǎo)電膜的厚度 [cm]w＝環(huán)面的寬度 [cm]r＝到環(huán)面中心的半徑 [cm]
x＝同一側(cè)的接觸電極之間的間隔[cm]環(huán)面的電阻是由傳輸路徑?jīng)Q定的，其環(huán)繞著從相反兩側(cè)(間隔180°)接觸圓形加熱器的電極的兩個(gè)半環(huán)面。例如，用寬度為50微米的透明導(dǎo)電膜環(huán)面和長度為50微米的連接腿形成100微米直徑的阱。透明導(dǎo)電膜具有200nm(0.2微米)的厚度并且表現(xiàn)出10-1Ω-cm的適中電阻率。所得的微加熱器電阻是19634歐姆，同時(shí)光透射率高于90％。
現(xiàn)在介紹與電子設(shè)備相關(guān)的其它實(shí)施方式及其制造方法。
電子設(shè)備及其制造方法。
使用優(yōu)選制造方法來制作廣泛的電子設(shè)備，包括晶體管、電阻器、導(dǎo)體、二極管、電容器、電感器、表面線圈、約瑟夫森結(jié)(Josephsonjunction)、諸如光電電池和光電二極管之類的光電設(shè)備、量子線設(shè)備和連接線路以及由多個(gè)這樣的設(shè)備制成的組合設(shè)備，并且用來制作由這些設(shè)備形成的廣泛的電路。
在附圖18中示出了一種這樣的設(shè)備(有機(jī)場效應(yīng)晶體管(OFET))從上方看到的的一部分。該晶體管包括由柵極205隔開的漏極觸點(diǎn)201和源極觸點(diǎn)203。漏極觸點(diǎn)和源極觸點(diǎn)各自包括墨滴撞擊地帶或接收部分207、209。
在制作該設(shè)備的過程中，將沉積材料(在這種情況下是導(dǎo)體)沉積在墨滴撞擊地帶207、209上并且流動(dòng)該沉積材料，以致覆蓋目標(biāo)區(qū)域，這樣就形成了漏極觸點(diǎn)201和源極觸點(diǎn)203。在這種情況下，沉積材料是銻錫氧化物毫微粒懸浮液，不過也可以使用其它的材料，比如任何基于溶劑的墨水或其它可涂開的墨水。
在本例中，沉積材料是使用噴墨印刷技術(shù)進(jìn)行沉積的。在其它一些例子中，不使用這樣的噴墨印刷技術(shù)，可以使用能夠?qū)㈩A(yù)定量的材料沉積到預(yù)定位置上的任何技術(shù)，比如按需滴出印刷技術(shù)，尤其是高分辨率噴濺或液體連續(xù)噴射流。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，在進(jìn)行沉積之前，對(duì)漏極觸點(diǎn)201和源極觸點(diǎn)203所處的表面部分進(jìn)行處理，以改變這些表面部分的潤濕性質(zhì)。在本例中，這種處理是通過表面的激光直接消融進(jìn)行的。
按照另外一種實(shí)施方式，這種處理是通過電暈放電或通過施加其它電磁輻射來進(jìn)行的。
這些表面部分的潤濕性質(zhì)的變化具有這樣的效果當(dāng)沉積材料落在墨滴撞擊地帶上時(shí)，借助期望區(qū)域(在本情況下是漏極觸點(diǎn)201和源極觸點(diǎn)203區(qū)域)與相鄰表面區(qū)域之間潤濕性質(zhì)的差異，使得沉積材料的流動(dòng)整體或部分地被限制到期望區(qū)域。
按照這些實(shí)施方式，墨滴撞擊地帶或者接收部分起到了貯存區(qū)的作用，沉積材料從這個(gè)貯存區(qū)中流到由整個(gè)表面的潤濕性質(zhì)變化限定的期望表面部分中。按照這樣的實(shí)施方式，墨滴撞擊地帶或接收部分具有例如約為使用該沉積材料的設(shè)備的分辨能力的大小或者更大。與此相反，沉積材料從墨滴撞擊地帶或接收部分所流往的期望表面部分的各個(gè)部分小于使用該分辨材料的設(shè)備的分辨能力。這樣，這些實(shí)施方式能夠形成具有小于傳統(tǒng)印刷技術(shù)可能實(shí)現(xiàn)的大小的特征的電子設(shè)備。
而且，按照這些實(shí)施方式中特定的一些實(shí)施方式，墨滴撞擊地帶或接收部分遠(yuǎn)離于沉積材料所流往的期望表面部分的各個(gè)部分。這樣，這些期望部分不會(huì)受到由沉積材料撞擊在墨滴撞擊地帶或接收部分上造成的沉積材料飛濺或者沉積材料沖擊波沖刷的影響。
在附圖18中以簡單的方式圖解說明了優(yōu)選實(shí)施方式的特征，在這個(gè)附圖中，可以看到，墨滴撞擊地帶207、209具有比漏極觸點(diǎn)201和源極觸點(diǎn)203二者的中心部分都大的大小。墨滴撞擊地帶207、209還離這些中心部分相對(duì)較遠(yuǎn)，從而至少這些中心部分不會(huì)受到沉積材料飛濺或沉積材料沖擊波沖刷的影響。
附圖19表示附圖18的實(shí)施方式的漏極觸點(diǎn)201形成于其上的表面的一部分。還示出了一滴沉積材料210，此時(shí)是該沉積材料210剛剛落在流體貯存著陸區(qū)或者墨滴撞擊地帶或接收部分207之一上之后并且在沉積材料開始流過該表面之前。
如附圖所示，漏極觸點(diǎn)201要形成于其上的區(qū)域的潤濕性質(zhì)從較低潤濕性的區(qū)域變成較高潤濕性的區(qū)域。潤濕性質(zhì)的這種變化導(dǎo)致沉積材料在其流過該表面之后深度發(fā)生變化，并且能夠進(jìn)一步對(duì)所形成的電子設(shè)備(在這種情況下是晶體管)的性質(zhì)進(jìn)行控制。
附圖20表示附圖18的晶體管的更多特征，包括漏極觸點(diǎn)連接220、222、源極觸點(diǎn)連接224、226、柵極觸點(diǎn)連接228、230、形成柵極的有機(jī)半導(dǎo)體232和柵極絕緣體234。在圖中將柵極觸點(diǎn)連線228表示為局部透明，以示出形成柵極的有機(jī)半導(dǎo)體232的位置。
按照附圖18和20的實(shí)施方式，沉積材料是導(dǎo)體，并且將其沉積形成漏極觸點(diǎn)201和源極觸點(diǎn)203。不過，按照另選的實(shí)施方式，沉積材料是絕緣體、半導(dǎo)體或超導(dǎo)體，并且將其沉積形成其它設(shè)備或設(shè)備的其它部分。
現(xiàn)在將參照附圖21對(duì)期望的表面部分內(nèi)的潤濕性質(zhì)的特征變化加以進(jìn)一步說明。
在附圖21a中，提供了從上方觀察的表面的沉積部分260。沉積部分260范圍內(nèi)表面的潤濕性質(zhì)的變化由陰影的變化表示。在這個(gè)例子中，沉積部分260包括期望部分261和接收部分264。
將沉積材料262沉積在該表面的接收部分264上，然后沉積材料流向期望部分261。沉積材料僅僅覆蓋沉積部分260而不會(huì)覆蓋該表面的相鄰部分，這是由于沉積部分260和這些相鄰部分之間的潤濕性質(zhì)的差異造成的。
附圖21b表示沉積材料262在沉積部分260內(nèi)流動(dòng)之后從側(cè)面看去的該表面的沉積部分260。可以看到，沉積材料262的深度在沉積部分260(包括期望部分261)上是有變化的，這取決于表面的潤濕性質(zhì)。
如附圖22所示，加上了其它的層來形成電子設(shè)備，在附圖22中，在附圖21的沉積部分上加上了平面半導(dǎo)體涂層270和金屬接觸層272?？梢钥吹?，沉積材料262在其最厚點(diǎn)上與金屬接觸層272相連接，構(gòu)成了電子電路互連。
按照其它一些實(shí)施方式，與多個(gè)墨滴撞擊地帶或接收部分一起，設(shè)置了包括具有不同潤濕性質(zhì)的區(qū)域的更加復(fù)雜的表面圖案，并且沉積在這些著陸區(qū)或接收部分上的沉積材料流動(dòng)覆蓋該表面圖案。通過控制表面的潤濕性質(zhì)和控制沉積材料的沉積，按照這些實(shí)施方式，實(shí)現(xiàn)了將表面圖案覆蓋成目標(biāo)深度。按照特定的實(shí)施方式，在表面的期望部分上得到了均等深度的沉積材料。
附圖23表示使用得到兩個(gè)并排沉積的有機(jī)場效應(yīng)晶體管的表面圖案產(chǎn)生的電路的例子。在晶體管之間進(jìn)行了連接，以形成NOT電路。各個(gè)有機(jī)場效應(yīng)晶體管是采用與附圖18和20的有機(jī)場效應(yīng)晶體管相同的方式形成的。
按照另選的實(shí)施方式，沉積材料在期望表面圖案內(nèi)的容留是通過敷設(shè)諸如溝槽和阱之類的其它表面特征來幫助實(shí)現(xiàn)的。按照某些實(shí)施方式，沉積材料的散布是通過對(duì)沉積材料應(yīng)用流動(dòng)的流體來幫助沉積材料在表面上流動(dòng)來加以輔助的。
按照一種實(shí)施方式，通過印刷抗蝕劑并且對(duì)其進(jìn)行UV固化來創(chuàng)建已知寬度的溝槽或間隙。然后，印刷用于透明導(dǎo)體的基于溶劑的墨水，比如銻錫氧化物毫微粒懸浮液，以使其填充由抗蝕劑創(chuàng)建的溝槽。印刷并隨后通過浸泡在丙酮或此類的溶劑中來除掉抗蝕劑之后對(duì)導(dǎo)體材料進(jìn)行烘干，。
按照其它一些實(shí)施方式，上面介紹的各種特征可由另外一些可選的特征代替。
詳細(xì)來說，沉積材料可以包括多種多樣的墨水中的任何一種，包括●適于UV固化的墨水●適于陽離子固化的墨水●適合于在沉積之前、期間或之后經(jīng)歷相變的墨水●固相墨水●水基墨水●基于有機(jī)溶劑的墨水●溶液●多相墨水●歐墨科(Ormocer)按照特定的實(shí)施方式，這樣的墨水含有下列一種或多種●有機(jī)毫微粒(即，并五苯)
●無機(jī)毫微粒(即，硅、鍺)●DNA●碳納米管、纖維、柱和線●分子原子團(tuán)●輪烷●聚硅烷和噻咯(silole)●聚合物(多種)●硅氧烷●生物電子化合物●鋅氧化物按照某些實(shí)施方式，墨水包括各種改性劑中的一種或多種●粘性[牛頓；剪切稀化(擬塑性)；剪切增稠(dilitant)；賓厄姆(Bingham)]●表面張力●電導(dǎo)率●光吸收率●溶劑蒸發(fā)量[保濕劑]●分散劑●表面活性劑●彈性劑●抗真菌劑●螯合劑(Chelating agent)●pH調(diào)節(jié)劑●緩蝕劑●消沫劑按照上面介紹的實(shí)施方式，使用的是噴墨印刷技術(shù)。按照另選實(shí)施方式，配送/沉積用于建立具體設(shè)備的任何或所有層的沉積材料的其它方法包括●緩蝕劑(corrosion inhibitor)
●消沫劑●針板轉(zhuǎn)印●納米移液管●精確脈沖噴濺[包括靜電和噴霧器法]●連續(xù)噴墨●凹版印刷●苯胺印刷●膠印●浸漬(包括通過流化床滾筒傳送)●固體源消融●固體顆粒噴墨●半固態(tài)連續(xù)帶傳送(即，象采用施壓閥脈沖調(diào)制的牙膏)●鑄造●蒸汽傳遞冷凝●電泳按照其它一些實(shí)施方式，將半固態(tài)/固體材料或顆粒引入/沉積在著陸地點(diǎn)上，在那里將它們熱熔(局部或全區(qū)域處理)并且導(dǎo)致它們?cè)谙嗬^出現(xiàn)的液體流變、表面潤濕驅(qū)動(dòng)力和具體不同的表面潤濕(液體)一表面(固體接收表面)驅(qū)動(dòng)能的作用下發(fā)生回流。
按照上述實(shí)施方式，借助激光直接消融對(duì)表面進(jìn)行處理。有多種可選方法來實(shí)現(xiàn)局部性液體潤濕/去濕。按照另選的實(shí)施方式，可以使用一種或多種可選方法來選擇性地控制或圖案化接收表面能，包括●電潤濕●表面電荷泵●粗糙化●受控異質(zhì)性●選擇性吸濕●表面彎曲●全區(qū)域燈技術(shù)[即，氣體放電燈，性質(zhì)接近于受激準(zhǔn)分子激光器，但成本較低]●具有分立或陣列形式的固態(tài)LED或激光器●有選擇的區(qū)域沉積SAM按照某些實(shí)施方式，接收表面激光照射包括不使用激光直接處理表面，而是通過與處于所要處理表面的鄰近位置上的激光能激活原子團(tuán)進(jìn)行化學(xué)交換。
按照不同的實(shí)施方式，在設(shè)備制造中使用的基板介質(zhì)包括下列中的一種或多種●玻璃●塑料●金屬●陶瓷●紙●晶片●設(shè)備表面這些基板介質(zhì)是平面的或初始校者按照三維方式成型的，并且根據(jù)情況，選擇性地沉積適當(dāng)?shù)钠綄?dǎo)電層來輔助層粘著和設(shè)備性能。
本申請(qǐng)人主張附圖中的設(shè)計(jì)權(quán)和/或版權(quán)。
應(yīng)當(dāng)理解，上面對(duì)本發(fā)明的介紹僅僅是作為例子，在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，可以進(jìn)行細(xì)節(jié)的修改。
說明書以及(根據(jù)情況)權(quán)利要求書和附圖中公開的各項(xiàng)特征可以是獨(dú)立地或者以任何適當(dāng)組合的形式給出的。
出現(xiàn)在權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記僅作解釋說明之用，不應(yīng)對(duì)權(quán)利要求的保護(hù)范圍有限定作用。
權(quán)利要求
1.一種電導(dǎo)體，包括透明導(dǎo)電材料和至少一條導(dǎo)電跡線，該導(dǎo)電跡線由導(dǎo)電顆粒形成并且為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯。
2.按照權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)體，其中導(dǎo)電顆粒是毫微粒。
3.按照權(quán)利要求2所述的電導(dǎo)體，其中所述毫微粒具有小于1000nm的平均最大橫截面大小。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的電導(dǎo)體，其中所述毫微粒具有小于100nm的平均最大橫截面大小，優(yōu)選地小于20nm。
5.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，形成在基板上，其中透明導(dǎo)電材料和/或包括導(dǎo)電顆粒的流體是使用按需滴出印刷技術(shù)選擇性地沉積在基板上的。
6.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中將導(dǎo)電顆粒沉積在該或一個(gè)基板上，并且在沉積之后對(duì)其進(jìn)行處理，以致增大所述至少一條跡線的電導(dǎo)率。
7.按照權(quán)利要求5所述的電導(dǎo)體，其中，使所沉積的導(dǎo)電顆粒形成所述至少一條導(dǎo)電跡線，所述至少一條導(dǎo)電跡線是連續(xù)的、分立的導(dǎo)電跡線。
8.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中跡線是通過燒結(jié)、熔化和退火至少部分導(dǎo)電顆粒這三種方法中的至少一種而形成的。
9.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，用于在顯示設(shè)備中使用，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線具有這樣的大小在顯示設(shè)備工作期間對(duì)用戶不可見。
10.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線具有等于或小于100微米的寬度，并且優(yōu)選地等于或小于50微米。
11.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，用于在顯示設(shè)備中使用，其中使所述透明導(dǎo)電材料適合于與所述顯示設(shè)備的像素對(duì)齊，并且優(yōu)選地使所述電導(dǎo)體適合于起到電荷的源或匯的作用，以便激活或停用所述像素。
12.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線限定出窗，并且優(yōu)選地使用按需滴出印刷技術(shù)將透明導(dǎo)電材料沉積在所述窗內(nèi)。
13.一種電導(dǎo)體，包括至少一條形成在基板上的導(dǎo)電跡線和透明導(dǎo)電材料，所述至少一條導(dǎo)電跡線為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線限定出至少部分地由所述跡線圍繞的窗，并且使用按需滴出印刷的技術(shù)將所述透明材料沉積在所述窗內(nèi)。
14.按照權(quán)利要求13所述的電導(dǎo)體，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線是使用平版印刷技術(shù)形成在基板上的。
15.按照權(quán)利要求13所述的電導(dǎo)體，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線是使用鍍層技術(shù)形成在基板上的。
16.按照權(quán)利要求12到15中任何一項(xiàng)所述的電導(dǎo)體，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線為透明材料提供容納阱。
17.按照權(quán)利要求12到16中任何一項(xiàng)所述的電導(dǎo)體，其中在所述窗內(nèi)沉積了單獨(dú)一層透明材料。
18.按照權(quán)利要求12到17中任何一項(xiàng)所述的電導(dǎo)體，其中在所述窗內(nèi)沉積了多層透明材料。
19.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中跡線是由導(dǎo)電材料形成的，該導(dǎo)電材料在被氧化時(shí)，透明度增加，并且所述透明導(dǎo)電材料是通過選擇性地氧化所述跡線的一些部分而形成的。
20.一種電導(dǎo)體，包括至少一條形成在基板上的導(dǎo)電跡線和透明導(dǎo)電材料，該跡線為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯，并且所述透明導(dǎo)電材料是通過選擇性氧化所述跡線的至少一部分而形成的。
21.按照權(quán)利要求19或20所述的電導(dǎo)體，其中所述選擇性氧化包括紫外線氧化。
22.按照權(quán)利要求19到21中任何一項(xiàng)所述的電導(dǎo)體，其中所述選擇性氧化是通過應(yīng)用激光照射或LED照射進(jìn)行的，優(yōu)選地是在氧化環(huán)境中進(jìn)行的。
23.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中透明材料包括透明導(dǎo)電氧化物和透明聚合物中的至少一種。
24.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中透明導(dǎo)電材料具有散布于其中的其它的導(dǎo)電顆粒，所述其它的導(dǎo)電顆粒具有比透明材料高的電導(dǎo)率。
25.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中導(dǎo)電顆粒是金屬顆粒，優(yōu)選地是銀、金、銅、鋁、錫、鋅、鉛、銦、鉬、鎳、鉑和銠顆粒中的至少一種。
26.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中在550nm波長下，導(dǎo)體的至少一部分具有高于70％的透明度，優(yōu)選地大于80％。
27.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線至少部分地圍繞著透明導(dǎo)電材料。
28.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中所述至少一條跡線和所述透明材料部分重疊。
29.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中所述至少一條跡線直接接觸所述透明材料。
30.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，還包括，設(shè)置在所述至少一條跡線與透明材料之間的導(dǎo)電材料。
31.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體設(shè)置在透明基板上。
32.按照權(quán)利要求30所述的電導(dǎo)體，還包括位于基板與透明導(dǎo)電材料之間的透明材料。
33.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中，在550nm波長下，所述至少一條導(dǎo)電跡線具有比透明材料低的透明度。
34.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中所述透明材料沉積在所述至少一條導(dǎo)電跡線之上。
35.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中導(dǎo)電材料包括熔化溫度比透明材料低的金屬。
36.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中所述導(dǎo)電跡線和所述透明導(dǎo)電材料中至少之一是使用納米技術(shù)形成的。
37.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中所述導(dǎo)電顆粒是沉積在形成于基板之上的槽內(nèi)的，優(yōu)選地是以致部分填充了這些槽。
38.按照權(quán)利要求36所述的電導(dǎo)體，其中這些槽是形成在形成于所述基板之上的涂層內(nèi)的。
39.按照權(quán)利要求35或36所述的電導(dǎo)體，其中這些槽是通過激光消融形成的。
40.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電導(dǎo)體，其中將所述至少一條導(dǎo)電跡線形成為交指型圖案。
41.一種制造電導(dǎo)體的方法，包括在基板上形成透明導(dǎo)電材料區(qū)域和至少一條導(dǎo)電跡線，所述至少一條導(dǎo)電跡線是由導(dǎo)電顆粒形成的并且為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯。
42.按照權(quán)利要求41所述的方法，其中所述導(dǎo)電顆粒是毫微粒。
43.按照權(quán)利要求42所述的方法，其中毫微粒具有小于1000nm的平均最大橫截面大小。
44.按照權(quán)利要求42或43所述的方法，其中毫微粒具有小于100nm的平均最大橫截面大小，優(yōu)選地小于20nm。
45.按照權(quán)利要求41到44中任何一項(xiàng)所述的方法，包括，使用按需滴出印刷技術(shù)將透明導(dǎo)電材料和/或包括導(dǎo)電顆粒的流體選擇性地沉積在基板上。
46.按照權(quán)利要求41到45中任何一項(xiàng)所述的方法，包括，將導(dǎo)電顆粒沉積在基板上，并且在沉積之后對(duì)其進(jìn)行處理，以增大所述至少一條跡線的電導(dǎo)率。
47.按照權(quán)利要求45所述的方法，包括，使所沉積的導(dǎo)電顆粒形成所述至少一條導(dǎo)電跡線，所述至少一條導(dǎo)電跡線是連續(xù)的、分立的導(dǎo)電跡線。
48.按照權(quán)利要求41到47中任何一項(xiàng)所述的方法，包括，通過燒結(jié)、熔化和退火中的至少一種形成所述跡線。
49.按照權(quán)利要求41到48中任何一項(xiàng)所述的方法，其中電導(dǎo)體適于在顯示設(shè)備中使用，并且所述至少一條導(dǎo)電跡線具有這樣的大小在顯示設(shè)備工作期間對(duì)用戶不可見。
50.按照權(quán)利要求41到49中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線具有等于或小于100微米的寬度，并且優(yōu)選地等于或小于50微米。
51.按照權(quán)利要求41到50中任何一項(xiàng)所述的方法，包括，使所述透明導(dǎo)電材料與顯示設(shè)備的像素對(duì)齊，并且優(yōu)選地將所述電導(dǎo)體設(shè)置成起到電荷的源或匯的作用，以便激活或停用所述像素。
52.按照權(quán)利要求41到51中任何一項(xiàng)所述的方法，包括，將所述至少一條導(dǎo)電跡線形成為限定出窗，并且優(yōu)選地使用按需滴出印刷技術(shù)將透明導(dǎo)電材料沉積在所述窗內(nèi)。
53.一種制造電導(dǎo)體的方法，包括在基板上選擇性地形成至少一條限定出窗的導(dǎo)電跡線，該窗至少部分地由所述跡線圍繞，并且隨后使用按需滴出印刷技術(shù)將透明材料沉積在所述窗內(nèi)，該跡線為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯。
54.按照權(quán)利要求53所述的方法，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線是使用平版印刷技術(shù)形成在基板上的。
55.按照權(quán)利要求53所述的方法，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線是使用鍍層技術(shù)形成在基板上的。
56.按照權(quán)利要求52到55中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線為透明材料提供容納阱。
57.按照權(quán)利要求52到56中任何一項(xiàng)所述的方法，其中在所述窗內(nèi)沉積了單獨(dú)一層透明材料。
58.按照權(quán)利要求52到56中任何一項(xiàng)所述的方法，其中在所述窗內(nèi)沉積了多層透明材料。
59.按照權(quán)利要求41到58中任何一項(xiàng)所述的方法，其中跡線是由導(dǎo)電材料形成的，該導(dǎo)電材料在被氧化時(shí)，透明度增加，并且所述透明導(dǎo)電材料是通過選擇性地氧化所述跡線的一些部分而形成的。
60.一種制造電導(dǎo)體的方法，包括在基板上形成至少一條導(dǎo)電跡線和透明導(dǎo)電材料區(qū)域，該跡線為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯，并且所述透明導(dǎo)電材料區(qū)域是通過選擇性氧化所述跡線的至少一部分而形成的。
61.按照權(quán)利要求59或60所述的方法，其中所述選擇性氧化包括紫外線氧化。
62.按照權(quán)利要求59到61中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述選擇性氧化是通過應(yīng)用激光照射或LED照射進(jìn)行的，優(yōu)選地是在氧化環(huán)境中進(jìn)行的。
63.按照權(quán)利要求41到62中任何一項(xiàng)所述的方法，其中透明材料包括透明導(dǎo)電氧化物和透明聚合物中的至少一種。
64.按照權(quán)利要求41到63中任何一項(xiàng)所述的方法，其中透明導(dǎo)電材料具有散布于其中的其它的導(dǎo)電顆粒，所述其它的導(dǎo)電顆粒具有比透明材料高的電導(dǎo)率。
65.按照權(quán)利要求41到64中任何一項(xiàng)所述的方法，其中導(dǎo)電顆粒是金屬顆粒，優(yōu)選地是銀、金、銅、鋁、錫、鋅、鉛、銦、鉬、鎳、鉑和銠顆粒中的至少一種。
66.按照權(quán)利要求41到65中任何一項(xiàng)所述的方法，其中在550nm波長下，導(dǎo)體的至少一部分具有高于70％的透明度，優(yōu)選地大于80％。
67.按照權(quán)利要求41到66中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述至少一條導(dǎo)電跡線至少部分地圍繞著透明導(dǎo)電材料。
68.按照權(quán)利要求41到67中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述至少一條跡線和透明材料部分重疊。
69.按照權(quán)利要求41到68中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述至少一條跡線直接接觸透明材料。
70.按照權(quán)利要求41到69中任何一項(xiàng)所述的方法，包括，還在所述至少一條跡線與透明材料之間設(shè)置導(dǎo)電材料。
71.按照權(quán)利要求41到70中任何一項(xiàng)所述的方法，其中基板是透明基板。
72.按照權(quán)利要求71所述的方法，包括還在基板與透明導(dǎo)電材料之間設(shè)置透明材料。
73.按照權(quán)利要求41到72中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，在550nm波長下，所述至少一條導(dǎo)電跡線具有比透明材料低的透明度。
74.按照權(quán)利要求41到73中任何一項(xiàng)所述的方法，包括將所述透明材料沉積在所述至少一條導(dǎo)電跡線之上。
75.按照權(quán)利要求41到74中任何一項(xiàng)所述的方法，其中導(dǎo)電材料包括熔化溫度比透明材料的熔化溫度低的金屬。
76.按照權(quán)利要求41到75中任何一項(xiàng)所述的方法，其中導(dǎo)電跡線和透明導(dǎo)電材料中至少之一是使用納米技術(shù)形成的。
77.按照權(quán)利要求41到76中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述導(dǎo)電顆粒是沉積在形成于基板之上的槽內(nèi)的，優(yōu)選地是部分填充了這些槽。
78.按照權(quán)利要求77所述的方法，其中這些槽是形成在形成于基板之上的涂層內(nèi)的。
79.按照權(quán)利要求77或78所述的方法，其中這些槽是通過激光消融形成的。
80.按照前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，包括將所述至少一條導(dǎo)電跡線形成為交指型圖案。
81.按照權(quán)利要求1到40中任何一項(xiàng)所述的電導(dǎo)體，其中透明導(dǎo)電材料是半透明導(dǎo)電材料。
82.按照權(quán)利要求41到80中任何一項(xiàng)所述的方法，其中透明導(dǎo)電材料是半透明導(dǎo)電材料。
83.用于形成電導(dǎo)體的設(shè)備，包括用于將透明導(dǎo)電材料沉積在基板上的裝置，和用于將導(dǎo)電顆粒沉積在基板上從而形成至少一條導(dǎo)電跡線的裝置，所述導(dǎo)電跡線為電荷向透明材料的遷移提供源或者為電荷從透明材料的遷移提供匯。
84.按照權(quán)利要求83所述的設(shè)備，其中所述用于沉積所述透明導(dǎo)電材料的裝置和/或用于沉積導(dǎo)電顆粒的裝置包括適于實(shí)施按需滴出印刷技術(shù)的印刷頭。
85.按照權(quán)利要求83或84所述的設(shè)備，包括用于處理所述透明導(dǎo)電材料和/或所述導(dǎo)電顆粒的裝置，優(yōu)選地是在沉積之后進(jìn)行處理。
86.按照權(quán)利要求85所述的設(shè)備，其中所述處理裝置包括用于熔化、燒結(jié)和退火中至少一種的裝置。
87.按照權(quán)利要求84或85所述的設(shè)備，其中所述處理裝置包括激光器，該激光器優(yōu)選地安裝在所述或一個(gè)印刷頭上。
88.一種顯示設(shè)備，包括至少一個(gè)像素和按照權(quán)利要求1到40中任何一項(xiàng)所述的電導(dǎo)體，其中透明導(dǎo)電材料與所述至少一個(gè)像素對(duì)齊，并且優(yōu)選地該電導(dǎo)體起到電荷的源或匯的作用，從而激活或停用所述至少一個(gè)像素。
89.一種制造電子設(shè)備的方法，包括使用按需滴出印刷技術(shù)沉積電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體包括透明導(dǎo)電材料，該透明導(dǎo)電材料具有散布于其中的導(dǎo)電顆粒，這些導(dǎo)電顆粒由電導(dǎo)率高于透明材料的材料形成。
90.一種形成電子設(shè)備的方法，包括將表面設(shè)置成，使得沉積在該表面的接收部分上的沉積材料流往該表面的期望部分。
全文摘要
透明電導(dǎo)體包括高透明度的區(qū)域和透明度低但電導(dǎo)率高的區(qū)域。對(duì)于諸如手持設(shè)備顯示屏或透明天線之類的應(yīng)用，這種結(jié)構(gòu)能夠在保持其透明度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)通過該導(dǎo)體的電連接。
文檔編號(hào)B41J2/04GK1833474SQ200480022699
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者斯圖亞特·斯皮克曼 申請(qǐng)人:帕特寧科技有限公司