有机薄膜晶体管及其制造和使用方法
【专利说明】有机薄膜晶体管及其制造和使用方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年4月6日提交的印度专利申请系列号1032/DEL/2013的优 先权，将其内容全部在此并入。
【背景技术】
[0003] 有机薄膜晶体管（0TFT)用于柔性显示器，如液晶显示装置、有机电致发光装置和 无机电致发光装置。一般而言，此类装置中的0TFT用作控制每个像素的运行的开关装置以 及驱动像素的驱动装置。而且，0TFT还用于射频识别（RFID)电路、智能卡和传感装置。
[0004] 0TFT-般包含具有源区和漏区以及沟道区的半导体层、与半导体层隔开并位于与 沟道区对应的区域内的栅极。0TFT还包含分别接触源区和漏区的源极和漏极。
[0005] 目前，使用诸如平版印刷、旋涂和蒸发等技术制造0TFT。形成0TFT的其他技术包 括印刷技术，如喷墨印刷、柔性版印刷、凹版印刷、胶版印刷和丝网印刷。然而，难以控制用 这些印刷技术形成的0TFT的沟道长度。而且，某些技术需要附加的衬底图案化步骤来控制 沟道长度，从而导致大量的制造成本。
【发明内容】
[0006] 以上
【发明内容】
只是示例性的，其绝不意图以任何方式进行限制。除上述说明性方 面、实施方式和特征之外，其他方面、实施方式和特征将通过参照附图和下述【具体实施方式】 而变得显而易见。
[0007] 简言之，根据一个方面，提供了形成有机薄膜晶体管的方法。所述方法包括提供衬 底并在衬底的第一表面上沉积并图案化栅极。所述方法包括在衬底的栅极上分配绝缘材料 的第一液滴，并且在第一液滴的第一表面上分配半导体材料的第二液滴。该第二液滴形成 具有中央腔的疏水结构。该方法还包括在第二液滴的第一表面上分配导体材料的第三液 滴，使得导体材料基本上充填疏水结构的中央腔并在中央腔周围形成导体材料层，从而界 定有机薄膜晶体管的源极和漏极。
[0008] 根据另一方面，提供了在衬底上形成三维特征的方法。该方法包括：在衬底的第一 表面上顺序地分配一种或多种沉积材料的多个液滴以在衬底上形成三维特征。所述多个液 滴分配在所述衬底的基本上相同位置上从而在所述衬底上形成重叠液滴。该方法还包含调 节多个重叠液滴的各自表面的疏水性从而促进液滴在衬底上的自组装并且控制所述三维 特征的轮廓。
[0009] 根据另一方面，提供了有机薄膜晶体管。所述有机薄膜晶体管可包括：衬底，其具 有形成在所述衬底的第一表面上的图案化栅极；和设置在所述栅极上的绝缘层。所述有机 薄膜晶体管还可包括设置在所述绝缘层的第一表面上的半导体层，其具有含中央腔的井状 结构。所述井状结构的第一表面是疏水表面。有机薄膜晶体管还可包括水溶性导体材料， 其设置在所述半导体层周围和所述半导体层的中央腔内从而形成所述有机薄膜晶体管的 源极和漏极。
【附图说明】
[0010] 图1是示出形成有机薄膜晶体管的方法的实施方式的示例图。
[0011] 图2是在聚（4-乙烯基苯酚）（PVPh)涂覆的衬底的表面上浇铸的TIPS-并五苯的 单个液滴的示例图像。
[0012] 图3是分配在PVPh涂覆的衬底上的6, 13-双（三异丙基甲硅烷基乙炔基）并五 苯（TIPS-并五苯）的液滴阵列的示例扫描电子显微镜（SEM)图像。
[0013] 图4示出了图3的TIPS-并五苯液滴的示例扫描电子显微镜（SEM)图像。
[0014] 图5是分配在PVPh涂覆的衬底上的溶于氯苯中的TIPS-并五苯的单个液滴的示 例光学显微图像。
[0015] 图6示出了由分配在PVPh涂覆的衬底上的TIPS-并五苯液滴获得的示例光学轮 廓测定法结果。
[0016] 图7示出了由分配在PVPh涂覆的衬底上的另一个TIPS-并五苯液滴获得的示例 光学轮廓测定法结果。
【具体实施方式】
[0017] 在以下【具体实施方式】中，参照了形成其一部分的附图。在图中，相同的符号通常指 示相同的组成部分，除非上下文另外指出。【具体实施方式】、附图和权利要求中所描述的说明 性实施方式并非意在限制。在不背离本文所呈现的主题内容的主旨或范围的情况下，可以 使用其它的实施方式，也可以进行其它变化。容易理解的是，如本文一般性描述并如附图图 示的本发明的各方面可以以各种不同设置进行排列、替换、合并、拆分和设计，而这些均在 本文中得到明确预期。
[0018] 还将明白，作为属于群组或结构、组成和/或功能上相关的化合物而在说明书中 明确或隐含公开和/或在权利要求中叙述的任何化合物、材料或物质包括所述群组的个体 代表及其所有组合。当按照"包括"各种组分或步骤（解释为"包括但不限于"的含义）来 描述各种组合物、方法和装置时，所述组合物、方法和装置还可"基本上由各种组分和步骤 组成"或"由各种组分和步骤组成"，并且此种术语应该被解释为限定了基本上封闭的成员 组。
[0019] 示例实施方式大体涉及形成有机薄膜晶体管（0TFT)的技术。以下描述的实施方 式提供使用材料（如绝缘材料、半导体材料和导体材料）的单个液滴形成0TFT的自对齐制 造技术。利用该技术形成的0TFT阵列可用于各种应用，如用于电致发光显示装置、传感装 置等。例如，0TFT可在用于可持续食品包装和其他类似行业的传感装置中使用。
[0020] 该技术也可应用于通过以下方式在衬底上形成三维特征：在衬底上顺序地分配一 种或多种沉积材料的液滴，并且调节液滴的疏水性以促进液滴的自组装，从而实现所需的 三维特征的轮廓。
[0021] 现参照图1，提供了示例图100,其图示了形成有机薄膜晶体管的方法的实施方 式。在示出的实施方式中，提供衬底102。衬底102可以是刚性衬底或柔性衬底。用于衬 底102的材料的实例包括但不限于玻璃、硅、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚萘二甲酸乙 二醇酯（PEN)、聚四氟乙烯（PTFE)、聚酰亚胺（PI)或它们的组合。在此示例实施方式中，衬 底102是图案化衬底，其具有形成在衬底102的第一表面104上的栅极。衬底102 -般可 具有任何需要的厚度。在一个示例实施方式中，衬底102的厚度是约60微米~约1000微 米。厚度的具体实例包括约60微米、约100微米、约200微米、约300微米、约400微米、约 500微米、约600微米、约700微米、约800微米、约900微米、约1000微米以及这些值中任 意两个之间的范围（包括端点）。
[0022] 可用已知的图案化技术在衬底102的第一表面104上沉积并图案化栅极。在此示 例实施方式中，所述栅极由氧化铟锡（ΙΤ0)组成。用于栅极的其他材料的实例包括但不限 于掺杂硅、氧化铟锌、金（Au)、银（Ag)、钼（Mo)、钛（Ti)、铝（A1)、聚（3, 4-乙烯二氧噻吩）： 聚（苯乙烯磺酸）（PED0T:PSS)、聚苯胺或它们的组合。
[0023] 在不出的实施方式中，绝缘材料的第一液滴106被分配在衬底102的第一表面104 上，以在衬底102上形成绝缘层108。可使用合适的分配装置在衬底102上分配第一液滴 106。例如，微量移液器或材料打印机（如来自Fujifilm，U. S. A的Dimatix打印机）可用 于将第一液滴106分配在衬底102上。第一液滴106 -般可以具有任意滴体积，如约10皮 升~10微升。滴体积的具体实例包括约10皮升、约100皮升、约1纳升、约10纳升、约100 纳升、约1微升、约10微升以及这些值中任意两个之间的范围（包括端点）。
[0024] 在示例实施方式中，所述绝缘材料的第一液滴106包含聚（4-乙烯基苯酚） (PVPh)。其他绝缘材料的实例包括聚乙烯醇（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尼龙、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