层叠结构、使用其的电子元件、其制造方法、电子元件阵列和显示单元技术

公开的层叠结构包括：基板；在基板形成的润湿性变化层，该润湿性变化层包括临界表面张力通过接收能量而变化的材料；和在润湿性变化层上形成的电极层，该电极层根据润湿性变化层形成图案。临界表面张力通过接收能量而变化的材料包括含主链和侧链的聚合物，该侧链包括多支链结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机晶体管，更具体地说，涉及一种适用于具有有机半导体 层的场效应型有机薄膜晶体管的层叠结构，使用该层叠结构的电子元件如有 机薄膜晶体管、其制造方法、电子元件阵列和显示单元。
技术介绍
近年来并且在持续中，正积极地研究使用有机半导体材料的有机薄膜晶体管。在晶体管中使用有机半导体材料的优点有灵活、较大的面积、由简 单的层结构带来的工艺简化、以及制造设备便宜。而且，使用了印刷方法，使得制造成本与常规的基于Si的半导体器件 显著降低。此外，通过使用打印方法、旋涂方法、和浸渍方法可以简单并且 方便地形成薄膜和电路。表示这种有机薄膜晶体管的性能的参数之一是电流的/I^的比率。在 有机薄膜晶体管中，在饱和区中源/漏电极之间流动的电流(Ids)可以通过下式(l)表达/<&一 51 …(1)其中场效应迁移率为O)，栅绝缘膜的每单位面积的电容是Cin^So/d,其中e 是栅绝缘膜的相对介电常数，so是真空的介电常数，而d是栅绝缘膜的厚度，信道宽度是(W),信道长度是(L),栅电压是(Vc)并且起始电压是(VTH)。上式表明为了增加开电流，有效的是(l)增加迁移率，(2)进一步减 少信道长度，和(3)增加信道宽度。而且，场效应迁移率主要取决于材料性能， 因此，正在开发用于增加迁移率的材料。同时，信道长度是由元件结构产生的，因此，已经设计元件结构，企图 增力口开电 流。通常，通过减少源/漏电极之间的距离(电极间隔)减少信道长度。有机半导体材料本来没有高的迁移率，因此，要求信道长度不超过lO)im,更l尤选为5jxm或更小。精确设置源/漏电极之间的短距离的一个方法是照相平版印刷术，该方 法用于Si工艺，包括以下步骤。(1)对具有薄膜层的基板涂布光致抗蚀剂层(抗 蚀剂涂布)。(2)通过加热除去溶剂(预烘干)。(3)用激光束或电子束通过其上 具有图案的硬掩模基于图案数据照射紫外线(曝光)。(4)用碱性溶液除去曝光 的抗蚀剂(显影)。(5)通过加热使未曝光部分(称为图案部分)的抗蚀剂硬化(后 烘干)。(6)浸入蚀刻液中或暴露于蚀刻气体中以除去没有抗蚀剂部分的薄膜 层(蚀刻)。(7)用碱性溶液或氧自由基除去抗蚀剂(抗蚀剂分离)。每次形成薄 膜层之后重复上述步骤，由此完成有效元件。然而，设备昂贵和工艺耗时导 致总成本增加。同时，正在进行其它努力，以使用喷墨装置通过打印方法形成电极图案， 以便降低成本。在墨喷打印中，可以直接形成电极图案，因此，材料利用率高。从而， 可以简化制造工艺，并且可以降低成本。然而，由于难以减少喷射墨的量和 机械误差，限制了墨喷打印的喷射精度。因此，难以形成3(Him或更低的图 案，并且不能使电极间隔短到5pm。这是指只用喷墨装置难以制造高精度 的器件。因此，对于获得高精度来说，有些设备是必须的。 一种方法是在喷 射墨的表面上进行作业。例如，存在一种使用由以下材料制成的栅绝缘膜的方法，该材料的临界 表面张力(也称为表面自由能)通过接受能量如紫外线而变化(参见专利文献 1)。通过掩模将紫外线照射到预定要制造电极的部分，以便在绝缘膜的表面 上形成高表面自由能的部分。包括水溶性油墨的电极材料被喷射到这些部分 上，从而仅仅在高能量部分制造电极。因此，可以在栅绝缘膜上形成高精度 电极图案。通过使用这种方法，即使油墨滴被喷射到高表面自由能部分和低 表面自由能部分之间的边界线上，液滴也能因能量差而移动到高能量一侧。 结果，可以形成具有均匀线条的图案。这种方法的优点在于可以实现5pm 或更低的电极间隔。然而，紫外线，更具体地说，具有短波长为300 nm或 更低的紫外-C射线，照射到了栅绝缘膜上，因此，影响了绝缘膜，并且绝缘 性能劣化。在另一实例中，用以下材料制成的膜与栅绝缘膜层叠，该材料的表面自由能通过接受紫外线而变化(参见非专利文献1)。利用与专利文献1中相同 的方法，通过照射紫外线，在膜上形成具有不同水平的表面自由能部分，并且通过喷墨方法形成电极图案。这种技术的优点在于功能被分成维持绝缘性能的层和表面自由能变化的层。然而，因为紫外线照射在栅绝缘膜上，仍 然存影响绝缘膜以及绝缘性能劣化的问题。结果，栅漏增加，并且只能生产 I开/I关比率小的器件。非专利文献1报导了以下尝试，即通过增加栅绝缘膜的厚度(大约1 pm) 来减轻这种问题，以便减少透射到基板层的紫外线的量。然而，如式1所示， 如果栅绝缘膜的厚度增加，求出的电流值Ids降低。结果，只能生产I开/I关 比率小的器件。因此，必须增加所施加的电压vG，以便增加i开/:u比率。结果，难以生产功率消耗低的器件。专利文献l :日本特许公开专利申请No.2005-310962非专利文献1 : Japan Society of Applied Physics, The 52nd SpringMeeting, 2005, Meeting proceedings, 第1510页如上所述，通过用紫外线或电子束在栅绝缘膜上制造高表面自由能部分 和低表面自由能部分的方法，可以制造难以通过常规打印方法制造的高精度 并且高密度的电极图案。然而，出现这样的问题栅绝缘膜的绝缘性能由于 接收高能量光束而劣化。因此，必须减轻由照射高能量光束导致的不利影响。因此，需要一种层叠结构、使用其的电子元件、其制造方法、电子元件 阵列和显示单元，其中即使在栅绝缘膜上照射高能量光束，栅绝缘膜的绝缘 性能也不会劣化。
技术实现思路
本专利技术提供一种层叠结构、使用该层叠结构的电子元件、其制造方法、 电子元件阵列和显示单元，其中消除了上述缺点中的一个或多个。本专利技术的实施方案提供一种层叠结构，该结构包括基板；在基板上形 成的润湿性变化层(wettability varying layer)，润湿性变化层包括临界表面张 力通过接收能量而变化的材料；和在润湿性变化层上形成的电极层，电极层 基于润湿性变化层形成图案，其中临界表面张力通过接收能量而变化的材料 包括含主链和侧链的聚合物，侧链包括多支链结构(multi-branched structure)。本专利技术的实施方案提供一种制造层叠结构的方法，该方法包括以下步骤通过对润湿性变化层以使润湿性变化层中的材料的临界表面张力变化的 方式施加能量，在润湿性变化层上形成高表面能部分和低表面能部分；以及 通过在高表面能部分涂布包含导电材料的液体来在高表面能部分上形成导 电层，其中临界表面张力通过接收能量而变化的材料包括含主链和侧链的聚 合物，侧链包括多支链结构。本专利技术的实施方案提供一种制造电子元件的方法，该方法包括以下步 骤形成栅电极；形成源电极；形成漏电极；形成半导体层；以及形成绝缘 层，其中形成栅电极、源电极和漏电极的步骤中至少一个步骤进一步包括通式施加能量，在润湿性变化层上形成高表面能部分和低表面能部分的步骤； 并且通过在高表面能部分上涂布包含导电材料的液体在高表面能部分上形 成导电层，其中临界表面张力通过接收能量而变化的材料包括含主链和侧链 的聚合物，侧链包括多支链结构。根据本专利技术的一个实施方案，提供一种层叠结构、使用该层叠结构的电 子元件、其制造方法、电子元件阵列和显示单元，其中即使高能量光束照射 在栅绝缘膜上，栅绝缘膜的绝缘性能也不会劣化。附图说明图1是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层叠结构，包括：　基板；　在基板上形成的润湿性变化层，润湿性变化层包含临界表面张力通过接收能量而变化的材料；和　在润湿性变化层上形成的电极层，电极层基于润湿性变化层形成图案，其中：　临界表面张力通过接收能量而变化的材料包括含主链和侧链的聚合物，所述侧链包括多支链结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-8-7 214684/20061.一种层叠结构，包括基板；在基板上形成的润湿性变化层，润湿性变化层包含临界表面张力通过接收能量而变化的材料；和在润湿性变化层上形成的电极层，电极层基于润湿性变化层形成图案，其中临界表面张力通过接收能量而变化的材料包括含主链和侧链的聚合物，所述侧链包括多支链结构。2. 根据权利要求1的层叠结构，其中临界表面张力通过接收能量而变化的材料中的侧链的多支链结构包 括疏水性聚合物。3. 根据权利要求1的层叠结构，其中 包括主链和具有多支链结构的侧链的聚合物包括聚酰亚胺。4. 一种电子元件，包括基板，在该基板上至少形成半导体层、绝 缘膜层、和根据权利要求1的层叠结构。5. 根据权利要求4的电子元件，其中半导体层包括有机半导体材料。6. 根据权利要求4的电子元件，进一步包括 与该层叠结构层压在 一起的栅绝缘膜。7. 根据权利要求4的电子元件，其中 润湿性变化层还作为绝缘膜层。8. 根据权利要求4的电子元件，其中 该层叠结构用于多个电极层。9. ...

【专利技术属性】
技术研发人员：田野隆德，铃木幸荣，津田佑辅，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]