喷墨印刷技术物理与技术油墨颗粒分析显微镜
技术概述
印刷电子是半导体设备物理与技术、油墨化学及配方和印刷技术等一
系列不同领域的技术融合。考虑到不同领域间的相互影响，应该将这三个
方面作为整体来看待印刷电子。因此，在这一部分，我们将会通过如下方
式讨论印刷电子：首先，介绍印刷晶体管，认识这个重要的部件以及印刷
晶体管面临的挑战。基于这些分析，我们会接着介绍印刷晶体管的材料来
认识印刷电子中能潜在应用的油墨。并且我们会分析不同印刷技术在印刷
电子中是否合适。在此，我们将主要关注喷墨印刷技术对于实际应用的优
缺点。
打印晶体管：概述
如前所述，多数印刷电子产品的首要驱动力是在印刷晶体管方面的应
用。印刷晶体管本质上是由可打印材料制成的薄膜晶体管。换句话说，生
产印刷晶体管的过程，就是印刷它的子个主要的组成部分，即导电电极，
绝缘栅极电介质和薄层半导体沟道材料的过程。
典型的印刷晶体管的截面图，这是一种底部栅极结构，栅极位于沟槽
下方
和打印平面图案相比，印刷晶体管所需要考虑的因素大不相同。首先
，印刷晶体管从本质上来讲是表面具有复杂构造的三维设备。因此，覆盖
性、润湿性、透气性都是制备印刷晶体管过程中需要仔细考虑的因素。这
些问题将会在下面进行进一步的讨论。其次，印刷晶体管中各片层间需要
仔细对齐。举例来说，理想的印刷晶体管，栅极边缘需要与源极和漏极的
边缘完全对齐，这样栅极和源极／漏极之间就只会有很小的部分出现重叠
。由于存在叠加电容，过度的重叠会降低转换速率，同时，只有部分重叠
也会因为存在较大的串联电阻导致晶体管性能下降。考虑到生产印刷电子
设备时使用的是机械途径（如控制印刷层与基底的相对位置），重叠几乎
无法避免，这将给印刷系统中的机械部件的性能和精确度带来极大的考验
。第二点，在理想情况下，印刷晶体管，特别是栅极电介质和半导体，需
要使用极薄、均一性极好的薄层，因为这会影响设备的静电完整性。
