有機薄膜晶體管及其制造和使用方法
【專利說明】有機薄膜晶體管及其制造和使用方法
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2013年4月6日提交的印度專利申請系列號1032/DEL/2013的優 先權，將其內容全部在此并入。
【背景技術】
[0003] 有機薄膜晶體管（0TFT)用于柔性顯示器，如液晶顯示裝置、有機電致發光裝置和 無機電致發光裝置。一般而言，此類裝置中的0TFT用作控制每個像素的運行的開關裝置以 及驅動像素的驅動裝置。而且，0TFT還用于射頻識別（RFID)電路、智能卡和傳感裝置。
[0004] 0TFT-般包含具有源區和漏區以及溝道區的半導體層、與半導體層隔開并位于與 溝道區對應的區域內的柵極。0TFT還包含分別接觸源區和漏區的源極和漏極。
[0005] 目前，使用諸如平版印刷、旋涂和蒸發等技術制造0TFT。形成0TFT的其他技術包 括印刷技術，如噴墨印刷、柔性版印刷、凹版印刷、膠版印刷和絲網印刷。然而，難以控制用 這些印刷技術形成的0TFT的溝道長度。而且，某些技術需要附加的襯底圖案化步驟來控制 溝道長度，從而導致大量的制造成本。
【發明內容】
[0006] 以上
【發明內容】
只是示例性的，其絕不意圖以任何方式進行限制。除上述說明性方 面、實施方式和特征之外，其他方面、實施方式和特征將通過參照附圖和下述【具體實施方式】 而變得顯而易見。
[0007] 簡言之，根據一個方面，提供了形成有機薄膜晶體管的方法。所述方法包括提供襯 底并在襯底的第一表面上沉積并圖案化柵極。所述方法包括在襯底的柵極上分配絕緣材料 的第一液滴，并且在第一液滴的第一表面上分配半導體材料的第二液滴。該第二液滴形成 具有中央腔的疏水結構。該方法還包括在第二液滴的第一表面上分配導體材料的第三液 滴，使得導體材料基本上充填疏水結構的中央腔并在中央腔周圍形成導體材料層，從而界 定有機薄膜晶體管的源極和漏極。
[0008] 根據另一方面，提供了在襯底上形成三維特征的方法。該方法包括：在襯底的第一 表面上順序地分配一種或多種沉積材料的多個液滴以在襯底上形成三維特征。所述多個液 滴分配在所述襯底的基本上相同位置上從而在所述襯底上形成重疊液滴。該方法還包含調 節多個重疊液滴的各自表面的疏水性從而促進液滴在襯底上的自組裝并且控制所述三維 特征的輪廓。
[0009] 根據另一方面，提供了有機薄膜晶體管。所述有機薄膜晶體管可包括：襯底，其具 有形成在所述襯底的第一表面上的圖案化柵極；和設置在所述柵極上的絕緣層。所述有機 薄膜晶體管還可包括設置在所述絕緣層的第一表面上的半導體層，其具有含中央腔的井狀 結構。所述井狀結構的第一表面是疏水表面。有機薄膜晶體管還可包括水溶性導體材料， 其設置在所述半導體層周圍和所述半導體層的中央腔內從而形成所述有機薄膜晶體管的 源極和漏極。
【附圖說明】
[0010] 圖1是示出形成有機薄膜晶體管的方法的實施方式的示例圖。
[0011] 圖2是在聚（4-乙烯基苯酚）（PVPh)涂覆的襯底的表面上澆鑄的TIPS-并五苯的 單個液滴的示例圖像。
[0012] 圖3是分配在PVPh涂覆的襯底上的6, 13-雙（三異丙基甲硅烷基乙炔基）并五 苯（TIPS-并五苯）的液滴陣列的示例掃描電子顯微鏡（SEM)圖像。
[0013] 圖4示出了圖3的TIPS-并五苯液滴的示例掃描電子顯微鏡（SEM)圖像。
[0014] 圖5是分配在PVPh涂覆的襯底上的溶于氯苯中的TIPS-并五苯的單個液滴的示 例光學顯微圖像。
[0015] 圖6示出了由分配在PVPh涂覆的襯底上的TIPS-并五苯液滴獲得的示例光學輪 廓測定法結果。
[0016] 圖7示出了由分配在PVPh涂覆的襯底上的另一個TIPS-并五苯液滴獲得的示例 光學輪廓測定法結果。
【具體實施方式】
[0017] 在以下【具體實施方式】中，參照了形成其一部分的附圖。在圖中，相同的符號通常指 示相同的組成部分，除非上下文另外指出。【具體實施方式】、附圖和權利要求中所描述的說明 性實施方式并非意在限制。在不背離本文所呈現的主題內容的主旨或范圍的情況下，可以 使用其它的實施方式，也可以進行其它變化。容易理解的是，如本文一般性描述并如附圖圖 示的本發明的各方面可以以各種不同設置進行排列、替換、合并、拆分和設計，而這些均在 本文中得到明確預期。
[0018] 還將明白，作為屬于群組或結構、組成和/或功能上相關的化合物而在說明書中 明確或隱含公開和/或在權利要求中敘述的任何化合物、材料或物質包括所述群組的個體 代表及其所有組合。當按照"包括"各種組分或步驟（解釋為"包括但不限于"的含義）來 描述各種組合物、方法和裝置時，所述組合物、方法和裝置還可"基本上由各種組分和步驟 組成"或"由各種組分和步驟組成"，并且此種術語應該被解釋為限定了基本上封閉的成員 組。
[0019] 示例實施方式大體涉及形成有機薄膜晶體管（0TFT)的技術。以下描述的實施方 式提供使用材料（如絕緣材料、半導體材料和導體材料）的單個液滴形成0TFT的自對齊制 造技術。利用該技術形成的0TFT陣列可用于各種應用，如用于電致發光顯示裝置、傳感裝 置等。例如，0TFT可在用于可持續食品包裝和其他類似行業的傳感裝置中使用。
[0020] 該技術也可應用于通過以下方式在襯底上形成三維特征：在襯底上順序地分配一 種或多種沉積材料的液滴，并且調節液滴的疏水性以促進液滴的自組裝，從而實現所需的 三維特征的輪廓。
[0021] 現參照圖1，提供了示例圖100,其圖示了形成有機薄膜晶體管的方法的實施方 式。在示出的實施方式中，提供襯底102。襯底102可以是剛性襯底或柔性襯底。用于襯 底102的材料的實例包括但不限于玻璃、硅、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚萘二甲酸乙 二醇酯（PEN)、聚四氟乙烯（PTFE)、聚酰亞胺（PI)或它們的組合。在此示例實施方式中，襯 底102是圖案化襯底，其具有形成在襯底102的第一表面104上的柵極。襯底102 -般可 具有任何需要的厚度。在一個示例實施方式中，襯底102的厚度是約60微米~約1000微 米。厚度的具體實例包括約60微米、約100微米、約200微米、約300微米、約400微米、約 500微米、約600微米、約700微米、約800微米、約900微米、約1000微米以及這些值中任 意兩個之間的范圍（包括端點）。
[0022] 可用已知的圖案化技術在襯底102的第一表面104上沉積并圖案化柵極。在此示 例實施方式中，所述柵極由氧化銦錫（ΙΤ0)組成。用于柵極的其他材料的實例包括但不限 于摻雜硅、氧化銦鋅、金（Au)、銀（Ag)、鉬（Mo)、鈦（Ti)、鋁（A1)、聚（3, 4-乙烯二氧噻吩）： 聚（苯乙烯磺酸）（PED0T:PSS)、聚苯胺或它們的組合。
[0023] 在不出的實施方式中，絕緣材料的第一液滴106被分配在襯底102的第一表面104 上，以在襯底102上形成絕緣層108。可使用合適的分配裝置在襯底102上分配第一液滴 106。例如，微量移液器或材料打印機（如來自Fujifilm，U. S. A的Dimatix打印機）可用 于將第一液滴106分配在襯底102上。第一液滴106 -般可以具有任意滴體積，如約10皮 升~10微升。滴體積的具體實例包括約10皮升、約100皮升、約1納升、約10納升、約100 納升、約1微升、約10微升以及這些值中任意兩個之間的范圍（包括端點）。
[0024] 在示例實施方式中，所述絕緣材料的第一液滴106包含聚（4-乙烯基苯酚） (PVPh)。其他絕緣材料的實例包括聚乙烯醇（PVA)、聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA)、聚偏二氟 乙烯（PVDF)、聚[偏氟乙烯-共-三氟乙烯][P (VDF-TrFE) ]、P (VDF-TFE)、聚氯乙烯（PVC)、 MDX6尼龍、聚苯乙烯（PS)、聚乙烯吡咯烷酮（PVP)、cyanoethylpullam(CYPEL)、聚（α-甲 基苯乙烯）（PaMS)、聚（甲基丙烯酸乙酯）（PEMA)、聚（甲基丙烯酸丁酯）（PBMA)、聚乙烯 (PE)、聚（丙