CN108353503B - 一种使用强脉冲光烧结的图案形成装置以及方法 - Google Patents
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Abstract
一种使用强脉冲光烧结的图案形成装置和一种使用该图案形成装置进行图案形成的方法。该图案形成装置包括提供辊,涂覆单元,掩模,光产生单元和取回辊。提供辊提供具有柔性的基材。涂覆单元在基材上涂覆导电油墨。掩模布置在其上涂覆有导电油墨的基材上,并且在掩模上形成图案。光产生单元通过掩模向导电油墨照射光,以在基材上形成导电图案。取回辊取回其上形成有导电图案的基材。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用强脉冲光烧结的图案形成装置以及一种使用该图案形成装置进行图案形成的方法,本发明尤其涉及一种图案形成装置,其通过强脉冲光烧结在柔性基材上形成涂覆有油墨的图案,以及一种使用该图案形成装置进行图案形成的方法。
背景技术
传统地,在印刷电子技术中,通常使用导电油墨,其中金、银和铜等金属粉末与溶液混合。金属具有高导电性和机械灵活性,以方便地用于柔性基材。
使用导电油墨进行图案形成的过程中,通常使用热烧结,并且在热烧结期间,将导电油墨在约200℃和约300℃之间的温度下加热并冷却,以烧结金属粉末。
然而,热烧结是一种相对高温的工艺且增加了加工时间,并且对于含有不能在较高温度条件下使用的聚合物的柔性基材而言,这种热烧结工艺很难应用在该柔性基材上。
例如,具有较高导电性,价格相对便宜且通常用于导电油墨的铜粉在空气气氛中容易被氧化,降低了铜粉的导电性。因此,应该在不易被氧化的惰性气体或高真空气氛中进行热烧结,因此工艺复杂且价格昂贵。
另外,在使用导电油墨形成导电图案时,导电油墨被涂覆在基材的整个表面上,并且执行湿法蚀刻,干法蚀刻,光刻等等或实施打印如喷墨打印。这种工艺很难应用于尺寸相对较大的基材,并且生产率或工艺效率相对较差。
因此,应该开发能够解决使用导电油墨形成导电图案中遇到的上述问题并且能够应用于使用半导体材料的半导体图案形成工艺的可以实现的工艺。
公开了韩国公开专利No.10-1077431,韩国公开专利No.10-2012-0092294和韩国公开专利No.10-2011-0138963这三个相关现有技术。
发明内容
需要解决的课题
开发本发明以解决相关技术的上述问题。本发明提供一种使用强脉冲光烧结的图案形成装置,其能够减少图案形成加工过程,更有效地在柔性基材上形成图案,使氧化最小化并且容易形成相对大尺寸的图案。
另外,本发明还提供一种使用所述图案形成装置进行图案形成的方法。
解决方案
开发本发明以解决相关技术的上述问题。根据示例性实施例,图案形成装置包括提供辊,涂覆单元,掩模,光产生单元和取回辊。提供辊提供具有柔性的基材。涂覆单元在基材上涂覆导电油墨。掩模布置在其上涂覆有导电油墨的基材上,并且在掩模上形成图案。光产生单元通过掩模向导电油墨照射光,以在基材上形成导电图案。取回辊取回其上形成有导电图案的基材。
在一个示例中,图案形成装置可以进一步包括:一测量部件,测量光产生单元与基材之间的距离;一垂直移动部件,使掩模或光产生单元相对于基材垂直移动;一感测部件,感测掩模的标记和基材的标记;以及一水平移动部件,使掩模或光产生单元相对于基材水平移动。
在一个示例中,光产生单元产生的光可以是IPL(强脉冲光)。
在一个示例中,光产生单元产生的IPL可以是表面光。
在一个示例中,随着基材的移动,光产生单元产生的表面光的一侧可以与基材的导电油墨重叠。
在一个示例中,图案形成装置可以进一步包括一粘合辊,其布置在光产生单元和取回单元之间,并且去除由于光未照射而导致其未形成为导电图案且为粘附到基材的导电油墨。
在一个示例中,粘合辊可以提供胶带,该胶带将附着未粘附到基材的导电油墨。
在一个示例中,图案形成装置还可以包括一清洁单元,其设置在粘合辊的前侧或后侧,并且清洁涂覆在基材上的导电油墨。
在一个示例中,清洁单元可以包括溶液,其中基材浸泡在该溶液中,并且向该溶液施加超声波或振动。
在一个示例中,导电油墨可以是包含纳米金属粉末或半导体粉末的溶液。
在一个示例中,当光照射到导电油墨时,纳米金属粉末或半导体粉末可以吸收热量以与基材熔合或被基材浸渍。
在一个示例中,纳米金属粉末可以呈线形(wire)、杆状(rod)或球形(sphere)。
在一个示例中,线形纳米金属粉末的直径可在约10nm与约100nm之间,而其长度可在约1μm与约1mm之间。
在一个示例中,纳米金属粉末可以包括铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)和铂(Pt)中的至少一种。
在一个示例中,半导体粉末可以包括磷化镓(GaP)、氧化锆(ZrO2)、硅(Si),硫化镉(CdS)、二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe2O3)、氧化钨(WO2)和氧化锡(SnO2)中的至少一种。
在一个示例中,半导体粉末的能带间隙(bandgap)可小于约3.5eV。
根据本示例性实施例,图案形成方法包括:将由提供辊提供的导电油墨涂覆在具有柔性的基材上;将掩模设置在其上涂覆有导电油墨的基材上;通过掩模将光照射到一层涂覆在基材上的导电油墨上,以在基材上形成导电图案,并且取回其上形成有导电图案的基材。
在一个示例中,该方法可以进一步包括:在取回基材之前,去除由于光未照射而导致其未形成为导电图案且未粘附到基材的导电油墨。
在一个示例中,在去除导电油墨时,可以使用胶带去除导电油墨。
在一个示例中,在去除导电油墨时,可以使用溶解导电油墨的溶液来洗涤(washing)或擦拭(wiping),以去除导电油墨。
在一个示例中,在去除导电油墨时,可以通过将导电油墨浸泡在溶解导电油墨的溶液中并通过施加超声波来去除导电油墨。
在一个示例中,在涂覆导电油墨时,可以通过棒涂覆(bar coating),旋涂(spincoating),狭缝式模具涂覆(shot die coating),凹版涂覆(gravue coating),喷涂(spraycoating)和浸涂(dip coating)中的一种涂覆方法来涂覆导电油墨。
在一个示例中,光的强度可在约0.01J/cm2和约100J/cm2之间,并且可以在约1ms和约100ms之间进行照射。
发明的效应
根据本发明的示例性实施例,在形成导电图案时,将光照射到其上涂覆有导电油墨的基材上,并且使用IPL光对导电材料进行烧结,从而利用相对较短的时间对导电油墨进行烧结以防止金属氧化并且在柔性基材上形成具有相对良好导电性的导电图案或半导体图案。
此处,在形成导电图案过程中,由提供辊和取出辊连续提供柔性基材,从而可以提高生产率。
另外,将IPL光照射到的部分进行烧结,并且在该部分发生自纳米嵌入(self-nanoembedding),使得该部分有效地附着到基材。IPL光未照射的其余部分具有相对较低的粘附性,通过后续工艺可轻松去除。因此,图案可以利用连续的工艺有效地形成并且可以容易地在相对大尺寸的基材中形成。
另外,本示例实施例中的工艺可以稳定地应用于含有塑料基材料的柔性基材中,其中该塑料基材料在相对较高的温度下性能变弱。
另外,IPL光被提供有表面光,使得可以在连续提供地基材上更有效地进行图案形成操作。此处,IPL光的侧面区域彼此重叠以增加侧面区域处的光的强度,因此可以更均匀地形成图案。
另外,除了可以应用于含有纳米金属颗粒的纳米金属粉末之外,本示例实施例的图案形成装置和方法还可以应用于含有半导体颗粒的半导体粉末,因此半导体图案以及金属图案可以用更高效的工艺和生产率形成。
附图说明
图1是示出本发明实施例的一个示例性实施例的使用强脉冲光烧结的图案形成装置的示意图;
图2是示出本发明另一示例性实施例的使用强脉冲光烧结的图案形成装置的示意图;
图3A至3D是示出使用图1的图案形成装置进行图案形成的方法的工艺图;
图4A至4B是示出使用图1的图案形成装置进行图案形成的方法的示意图;
图5A和图5B是示出在光烧结之前和之后的“A”区域的放大图;和
图6是示出使用图1的图案形成装置的光产生装置来进行光烧结的一个示例的示意图。
附图标记
10,11:图案形成装置
100:涂覆单元 110:基材
120:导电油墨 121:导电图案
200:掩模 210:图案
300:光产生单元 400:提供滚
500:取回辊 600:粘合辊
601:胶带 700:清洁单元。
具体实施方式
在下文中将参照附图更全面地描述本发明,其中示出了本发明的实施例。然而,本发明可以以许多不同的形式来实施,并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。相反,提供这些实施例是为了使本公开更全面和完整,并将本发明的保护范围完全传达给本领域技术人员。在附图中,为了清楚起见,可以夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应该理解的是,尽管这里可以使用术语第一,第二,第三等来描述各种元件,部件,区域,层和/或部分,但是这些元件,部件,区域,层和/或部分不应该是受这些术语限制。这些术语只是为了将一个元素,部件,区域,层或部分与另一个区域,层或部分区分开来。因此,在不脱离本发明的教导的情况下,下面讨论的第一元件,部件,区域,层或部分可以被称为第二元件,部件件,区域,层或部分。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,而不意图限制本发明。如本文所使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一”,“一个”和“该”旨在也包括复数形式。
应进一步理解的是,当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时,术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征,整体,步骤,操作,元件和/或部件的存在,但不排除存在或增加一个或多个其他特征,整体,步骤,操作,元件,部件和/或其组合。
除非另有规定,否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。应该进一步理解的是,诸如在常用字典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义相一致的含义,并且不会被理解为理想化或过度形式化的意义,除非明确如此定义。
在下文中,将参考附图详细解释本发明的示例性实施例。
图1是示出本发明的一个示例性实施例的使用强脉冲光烧结的图案形成装置的示意图。
参照图1,本示例性实施例中的图案形成装置(10)包括涂覆单元(100),掩模(200),光产生单元(300),提供辊(400),取回辊(500)和粘合辊(600)。
基材(110)在提供辊(400)中滚动,并且提供辊(400)连续地提供基材(110)。取回辊(500)与提供辊(400)间隔开,并且通过滚动或卷绕连续取回基材(110)。
因此,图案形成装置(10)形成卷对卷印刷装置,其中连续提供和取回基材(110)。
这里,基材(110)可以是柔性基材,并且包括塑料或合成橡胶。例如,基材(110)可以包括聚碳酸酯(polycarbonate)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate)和聚酰亚胺(polyimide)。
涂覆单元(100)布置在提供辊(400)之后,并且将导电油墨(120)涂覆在基材(110)上。
这里,涂覆单元(100)通过棒涂覆(bar coating),旋涂(spin coating),狭缝式模具涂覆(shot die coating),凹版涂覆(gravue coating),喷涂(spray coating)和浸涂(dip coating)中的一种方法在基材(110)上涂覆导电油墨(120)。
因此,涂覆单元(100)可以包括一注射器,用于向基材(110)注入导电油墨(120)。
导电油墨(120)可以是一种混合油墨,其中纳米金属粉末或半导体粉末与溶液混合。
这里,纳米金属粉末可以呈线性(wire)、杆状(rod)或球形(sphere),并且线形纳米金属粉末的直径可在约10nm与100nm之间,而其长度可在约1μm与约1mm之间。
线形纳米金属粉末的长宽比可在约10与约10,000之间,并且线形纳米金属粉末的横截面形状可以是多边形、椭圆形、半圆形和半球形等。
此外,当纳米金属粉末吸收来自待附着到基材(110)的光的热量时,纳米金属粉末可具有各种形状。
例如,纳米金属粉末可以包括铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)和铂(Pt)中的至少一种。
半导体粉末可以包括磷化镓(GaP)、氧化锆(ZrO2)、硅(Si),硫化镉(CdS)、二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe2O3)、氧化钨(WO2)和氧化锡(SnO2)中的至少一种。这里,半导体粉末的能带间隙可小于约3.5eV。
另外,与纳米金属粉末或半导体粉末混合的溶液可以包括溶剂和分散剂。
例如,分散剂可以是聚-N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、多元酸或其诱导剂。
为了有效地分散纳米金属粉末或半导体粉末,可以选择不同的溶剂,其中例如溶剂可以是醇,例如乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、1-丁醇,2-丁醇、异丁醇、己醇、辛醇和2-甲氧基乙氧基乙醇;可以是二醇,例如二甘醇、丙二醇、三甘醇、四甘醇、甘二醇、三丙二醇、四丙二醇、乙二醇、己二醇和聚乙二醇;溶剂可以是胺,例如二乙醇胺和三乙醇胺;可以是苯,例如甲苯、己烷和氯苯,还可以是N-甲基-2-吡咯烷酮,蒸馏水或其混合物。
根据最终形成的导电图案的用法,可以以不同方式制造导电油墨,并且基于100wt%的溶液,可以包含约0.1wt%和约5wt%之间的纳米金属粉末或半导体粉末。例如,在用线形纳米金属粉末形成透明电极图案时,基于100wt%的溶液,可以用约0.1-5wt%的纳米金属线来制造导电油墨。
掩模(200)布置在涂覆单元(100)之后,并布置基材(110)上,其中基材(110)上涂覆有导电油墨(120)。
这里,掩模(200)具有考虑到最终导电图案的图案210,并且掩模(200)选择性地阻挡从光产生单元(300)射出的光。
这里,掩模(200)包括具有相对较低透光率的材料,并且可以是例如金属、纸张、织物等中的一种。
光产生单元(300)布置在掩模(200)上方,并且将光照射到涂覆在基材(110)上的导电油墨(120),以烧结导电油墨(120)使其成为导电图案。
这里,来自光产生单元(300)的光选择性地穿过掩模(200)并到达导电油墨(120),这意味着光穿过形成在掩模(200)中的开口图案(210)以烧结导电油墨(120)。
这里,来自光产生单元(300)的光可以是IPL光(强脉冲光),并且IPL光作为表面光被提供给基材(110)。
例如,虽然图中未示出,但来自光产生单元(300)的光的宽度要比基材(110)的宽度大,因此被设置为具有预定面积。
因此,光产生单元(300)可以更高效地连续提供烧结基材(110),并且因此工艺可以更加有效,生产率可以进一步提高,并且可以容易地在相对较大尺寸的基材上进行烧结。
为了烧结,IPL光的照射时间极其短。IPL光的强度在约0.01J/cm2和约100J/cm2之间,且照射时间可在约1ms和约100ms之间。
在本示例性实施例中,对基材(110)连续施加卷对卷连续工艺,因此来自光产生单元(300)的光以非常短的ON/OFF周期进行照射。因此,将表面光照射到基材(110)的预定区域,然后在基材(110)移动预定距离的情况下将光照射到基材(110)的预定区域,并且重复该过程。因此,整个基材(110)可以连续地接收光并且导电图案可以均匀形成。
虽然未在图中示出,但是图案形成装置(10)还可以包括测量部件,垂直移动部件,感测部件和水平移动部件,其中测量部件测量光产生单元(300)和基材(110)之间的距离,垂直移动部件使掩模(200)或光产生单元200相对于基材(110)垂直移动,感测部件感测掩模(200)的标记(未示出)和基材(110)的标记(未示出),而水平移动部件则使掩模(200)或光产生单元200相对于基材(110)水平移动。
当光产生单元(300)与掩模(200)或基材(110)之间的距离大于临界值时,来自光产生单元(300)的光被扩散且到达基材(110)的光不足以烧结。因此,导电油墨(120)未被均匀或完全烧结,导电图案可能不均匀地形成。
因此,测量部件和垂直移动部件保持光产生单元(300)与掩模(200)或基材(110)之间的距离小于临界值,以防止上述问题的发生。
另外,感测部件将掩模(200)的标记与基材(110)的标记对准,使得导电图案可以更均匀,更准确和更精确地形成。
粘合辊(600)布置在光产生单元(300)和取回辊(500)之间,并且去除由于光未照射到而导致其未形成为导电图案(121)且未粘附到基材(110)的导电油墨(120)。
这里,胶带(601)在粘合辊(600)中滚动,并且随着粘合辊(600)旋转,未被形成为导电图案(121)的导电油墨(120)可以通过胶带(601)被去除。
光产生单元(300)的产生的光所烧结的导电图案(121)与基材(110)的粘合强度相对较高,但是未被光照射到的导电油墨(120)与基材(110)的粘合强度相对较弱,因此通过胶带(601)可以将导电油墨(120)轻松去除。
图2是示出本发明另一示例性实施例的使用强脉冲光烧结的图案形成装置的示意图。
除了清洁单元(700)之外,本示例性实施例的图案形成装置11与先前的示例性实施例的图案形成装置(10)基本相同,因此使用相同的附图标记,在此不再赘述。
参照图2,图案形成装置11还包括清洁单元(700)。
清洁单元(700)布置在粘合辊(600)之后,并且清洁涂覆在基材(110)上的导电油墨(120)。
除了使用上述粘合辊(600)的去除工艺之外,清洁单元(700)另外去除涂覆在基材(110)上但未烧结到导电图案(121)中的导电油墨。
这里,清洁单元(700)可以通过洗涤或擦拭来去除导电油墨(120),其中使用溶解导电油墨(120)的溶液。
例如,清洁单元(700)包括用溶液沾污的清洁毛巾(未示出)和向清洁毛巾提供溶液的装置(未示出),并且通过接触清洁毛巾来去除基材(110)上的导电油墨(120)。
可选地,清洁单元(700)通过将基材(110)浸泡在溶解导电油墨(120)的溶液中并向溶液施加超声波来去除导电油墨(120)。
例如,清洁单元(700)包括超声波清洁器,该超声波清洁器含有所述溶液,并且超声波清洁器将超声波或振动施加到浸有基材(110)的溶液中,以去除未形成为导电图案的导电油墨(120)。
这里,虽然未在图中示出,但是清洁单元(700)可以布置在粘合辊(600)的前端处,或者可以用来替代粘合辊(600)。
此外,干燥溶液的干燥单元可以另外布置在清洁单元(700)的后端。
在下文中,将详细解释使用图案形成装置进行图案形成的方法。
图3A至3D是示出使用图1的图案形成装置进行图案形成的方法的工艺图。图4A至4B是示出使用图1的图案形成装置进行图案形成的方法的示意图。图5A和图5B是示出在光烧结之前和之后的“A”区域的放大图。和图6是示出使用图1的图案形成装置的光产生装置来进行光烧结的一个示例的示意图。
参照图1,图3A和图4A,在图案形成方法中,使用涂覆单元(100)将导电油墨(120)涂覆在柔性基材(110)上。柔性基材(110)由提供辊(400)提供。
以上解释了导电油墨(120)的元件和材料,并且上文还说明了使用涂覆单元(100)进行涂覆的方法,因此将不再赘述。
在图4A中,线形纳米金属粉末与溶液混合的导电油墨作为导电油墨的一个示例被示出。
接着,参照图1,图3B和图4B,在图案形成的方法中,掩模(200)置于其上涂覆有导电油墨(120)的基材(110)上方。
这里,穿过掩模(200)形成开口图案(210)。
然后,布置在掩模(200)上的光产生单元(300)将光照射到涂覆在基材(110)上的导电油墨(120)。
这里,光是IPL和表面光,并且其宽度大于基材(110)的宽度。因此,光被照射到基材(110)的预定区域作为表面光。
因此,当照射光时,穿过形成于掩模(200)内的开口图案(210)的光到达导电油墨(120),以烧结导电油墨(120)。因此,导电图案(121)形成在基材(110)上。
参照图5A和5B,当导电油墨(120)包括纳米金属粉末(122)或半导体粉末(122)时,纳米金属粉末(122)或半导体粉末(122)在接收光之前仅涂覆在基材(110)上,在接收到粘附于或附着于基材(110)上的光之后,纳米金属粉末(122)或半导体粉末(122)吸收光,如图5B所示。
纳米金属粉末(122)或半导体粉末(122)通过接收光来吸收热量,并且吸收热量的粉末被嵌入基材(110)内部,如图5B所示,因此接收光的导电油墨(120)与待烧结成导电图案(121)的基材(110)之间的粘合强度有所增加。
可选地,虽然未在图中示出,但即使粉末没有嵌入基材(110)内部,粉末也与基材(110)的表面上的基材(110)熔合以具有增加的粘合强度,并且因此接收光的导电油墨(120)被烧结为导电图案(121)。
基材(110)连续地移动,并且来自光产生单元(300)的光被提供有非常短的ON/OFF周期。
例如,根据基材(110)的移动速度和照射到基材(110)的表面光的面积来控制光产生单元(300)的光的照射周期。
这里,参照图6(图6中省略了掩模),随着基材(110)沿着箭头方向连续移动,可以控制照射光的周期,使得在第一时间t1处的接收来自光发生单元300的光的区域'A'与在第二时间t2处的接收来自光产生单元(300)的光的区域'B'部分重叠。
例如可以控制来自光产生单元(300)的照射光的周期,使得前一周期的来自光产生单元(300)的表面的一侧与当前周期的表面光的一侧重叠。
通常,来自光产生单元(300)的表面光在其侧面处具有相对较小的强度,因此当前周期的表面光的侧面被控制为与下一周期的侧面重叠。因此,位于表面光一侧的导电油墨(120)可以被表面光完全或全部烧结。
因此,涂覆在基材(110)上的导电油墨(120)完全并均匀地接收表面光,并且可以更均匀地形成导电图案(121)。
接着,参照图1,图3C,粘合辊(600)去除涂覆在基材(110)上但由于光未照射到而未烧结成导电图案(121)的导电油墨。
这里,如图3C所示,用粘合辊(600)卷起的胶带(601)被粘合到导电油墨(120)上,然后将胶带与基材上未烧结的导电油墨分离,从而可以去除导电油墨。
如图2所示,通过粘合辊(600)去除导电油墨(120),然后可以通过清洁单元(700)另外去除残留在基材(110)中的导电油墨(120)。
这里,清洁单元(700)使用溶解导电油墨(120)的溶液来清洗或擦拭导电油墨(120)。或者,如下所述,将具有导电油墨(120)的基材(110)浸泡在溶液中,并且施加超声波来去除导电油墨(120)。
此外,清洁单元(700)布置在粘合辊(600)的前端用于首先去除,且清洁单元(700)的设置只是为了去除而不是为了粘合辊(600)。
另外,虽然未在图中示出,但在使用清洁单元(700)去除之后,另外的干燥单元可以干燥基材(110)上的溶液。
接着,参照图1,图3D,导电图案(121)仅保留在基材(110)上,并且基材(110)被取回辊(500)取回。
根据本发明的示例性实施例,在形成导电图案时,将光照射到其上涂覆有导电油墨的基材,并且使用IPL光对导电材料进行烧结,使得导电油墨为以相对短的时间烧结以防止金属氧化并且在柔性基材上形成具有相对良好导电性的导电图案或半导体图案。
这里,在提供辊和取回辊连续地提供柔性基材时,导电图案同时形成,这可以提高生产率。
另外,将IPL光照射到的部分烧结,并且在该部分发生自纳米嵌入,使得该部分有效地附着到基材。IP光未照射的其余部分具有相对较低的粘附性,通过后续工艺容易除去。因此,图案可以通过连续工艺有效形成并且可以在相对较大尺寸的基材上形成。
另外,可以将本示例性实施例中的工艺稳定地施加到含有塑料基材料的柔性基材中,其中该塑料基材料在相对较高的温度下性能变弱。
另外,IPL光被提供有表面光,使得图案形成可以被更有效地施加到连续提供的基材。此处,IPL光的侧面区域彼此重叠以增加侧面区域处的光的强度,因此可以更均匀地形成图案。
另外,除了可以应用于含有纳米金属颗粒的纳米金属粉末之外,本示例实施例的图案形成装置和方法还可以应用于含有半导体颗粒的半导体粉末,因此半导体图案以及金属图案可以用更高效的工艺和生产率形成。
虽然已经描述了本发明的示例性实施例,但应该理解,本发明不应限于这些示例性实施例,而是本领域普通技术人员可以在下文要求保护的本发明的精神和范围内进行各种改变和修改。
Claims (13)
1.一种图案形成装置,包括:
一提供辊,提供具有柔性的基材;
一涂覆单元,将导电油墨涂覆在所述基材上;
一掩模,布置在其上涂覆有导电油墨的所述基材上,并且在所述掩模上形成一图案;
一光产生单元,通过所述掩模向所述导电油墨照射光,以在所述基材上形成导电图案;
一取回辊,取回其上形成有所述导电图案的所述基材;
一粘合辊,设置在所述光产生单元和所述取回辊之间,并且去除由于光未照射到导电油墨而导致的未形成为所述导电图案且未粘附到所述基材的所述导电油墨;
一清洁单元,设置在所述粘合辊的前侧或后侧,并且清洁涂覆在所述基材上的所述导电油墨;
一干燥单元,安装在所述清洁单元的后端,以在清洁后干燥所述基材上的溶液;
从所述光产生单元产生的光是具有表面光的强脉冲光(IPL);
随着所述基材的移动,所述光产生单元产生的所述光的一侧与所述基材的所述导电油墨重叠;
所述粘合辊提供胶带,该胶带附着未粘附到所述基材的导电油墨;
所述导电油墨是一种包含纳米金属粉末或半导体粉末的溶液;
当光照射到所述导电油墨时,所述纳米金属粉末或所述半导体粉末吸收热量以与所述基材熔合或被所述基材浸渍。
2.根据权利要求1所述的图案形成装置,其特征在于,还包括:
一测量部件,测量所述光产生单元与所述基材之间的距离;
一垂直移动部件,使所述掩模或所述光产生单元相对于所述基材垂直移动;
一感测部件,感测所述掩模的标记和所述基材的标记;和
一水平移动部件,使所述掩模或所述光产生单元相对于所述基材水平移动。
3.根据权利要求1所述的图案形成装置,其特征在于,所述清洁单元包括溶液,其中所述基材浸泡在该溶液中,并且向所述溶液施加振动。
4.根据权利要求1所述的图案形成装置,其特征在于,所述纳米金属粉末呈线形、杆状或球形。
5.根据权利要求4所述的图案形成装置,其特征在于,线形的所述纳米金属粉末的直径在10nm与100nm之间,而其长度在1μm与1mm之间。
6.根据权利要求1所述的图案形成装置,其特征在于,所述纳米金属粉末包括铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)和铂(Pt)中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的图案形成装置,其特征在于,所述半导体粉末包括磷化镓(GaP)、氧化锆(ZrO2)、硅(Si)、硫化镉(CdS)、二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe2O3)、氧化钨(WO2)和氧化锡(SnO2)中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的图案形成装置,其特征在于,所述半导体粉末的能带间隙小于3.5eV。
9.一种图案形成方法,包括:
将由提供辊提供的导电油墨涂覆在具有柔性的基材上;
将掩模设置在其上涂覆有导电油墨的基材上;
通过所述掩模将光照射到一层涂覆在基材上的导电油墨上,以在所述基材上形成导电图案;
在取回所述基材之前,去除由于光未照射到导电油墨而导致未形成为所述导电图案且未粘附到所述基材的所述导电油墨;
去除后,在所述基材上干燥溶液;
取回其上形成有所述导电图案的所述基材;
所述光由光产生单元产生,所述光是具有表面光的强脉冲光(IPL);
随着所述基材的移动,所述光产生单元产生的所述光的一侧与所述基材的所述导电油墨重叠;
在去除所述导电油墨时,使用胶带去除所述导电油墨;
所述导电油墨是一种包含纳米金属粉末或半导体粉末的溶液;
当光照射到所述导电油墨时,所述纳米金属粉末或所述半导体粉末吸收热量以与所述基材熔合或被所述基材浸渍。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在去除所述导电油墨时,使用溶解所述导电油墨的溶液来洗涤或擦拭,以去除所述导电油墨。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在去除所述导电油墨时,通过将所述导电油墨浸泡在溶解所述导电油墨的溶液中并通过施加超声波来去除所述导电油墨。
12.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在涂覆所述导电油墨时,通过棒涂覆,旋涂,狭缝式模具涂覆,凹版涂覆,喷涂和浸涂中的任一种涂覆方法来涂覆所述导电油墨。
13.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,光的强度在0.01J/cm2和100J/cm2之间,并且在1ms和100ms之间进行照射。
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