專利名稱：基材上圖案層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基材上圖案區(qū)域的制作方法。本發(fā)明適用于薄膜晶體管陣列或其它集成電路的生產(chǎn)。
EP-A-0 880 303描述了有機(jī)電致發(fā)光元件或顯示器件的生產(chǎn)方法，其中，在一種透明基材上形成象素電極，并借助于噴墨法在該象素電極上形成有機(jī)化合物發(fā)光層圖案。這使得能迅速而簡單地精密圖案化，并使得能簡單地調(diào)整發(fā)光效率。
最近，在Kawase、Sirringhaus、Friend和Shimoda在TechnicalDigest of International Electron Devices Meeting 2000 onDecember 10，2000中發(fā)表的、題為“用高分辨率噴墨打印制作的全聚合物薄膜晶體管”的論文中描述了使用噴墨打印的全聚合物薄膜晶體管的制作。
該噴墨圖案化技術(shù)的分辨率對于要求具有20μm以下尺度的圖案化分辨能力的場效應(yīng)晶體管等微電子器件的制作來說確實太低了。從噴墨頭噴射的一個小滴有幾十微米量級的直徑，這與所要求的分辨率相比是大的。進(jìn)而，如同此后還要解釋的，這些液滴還會展開到一個決定于表面張力和界面張力的甚至更大尺寸。
此外，從噴墨頭的噴嘴噴射出來的小滴，由于噴嘴的散射品質(zhì)和該噴嘴周圍的可變潤濕狀況，在飛行方向上有某種波動。進(jìn)而，基材表面在可潤濕性上并不是完全均勻的。這會引起沉積材料圖案的不規(guī)則性，而且在TFT短通道圖案化的情況下，致命性短路可能發(fā)生。
為了解決以上提到的Kawase論文中存在的這些問題，用一種導(dǎo)電聚合物(聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)，PEDOT)溶液在有圖案化潤濕區(qū)和反潤濕區(qū)的基材上印刷源電極或浚電極。更具體地說，在一種基材上用旋涂法從一種前體物溶液沉積一個聚酰亞胺(PI)層，然后用光刻蝕法和O2等離子體刻蝕，提供一種寬度5μm的PI條。該P(yáng)I條起到模板的作用，并使得能通過控制該基材上的溶液流動來達(dá)到高分辨率噴墨打印。該模板在該基材的聯(lián)接刻蝕區(qū)上有親水表面，而在PI條本身上有疏水性質(zhì)。當(dāng)水基PEDOT溶液的小滴沿該P(yáng)I條沉積到該刻蝕區(qū)上時，該溶液可流到該P(yáng)I條的邊沿但仍限定在該刻蝕區(qū)中。這使得能達(dá)到短至5μm的通道長度而無短路。該技術(shù)也使得能制作印刷倒相器，其中，門電極、互聯(lián)、通孔或電阻器等部件是用該噴墨技術(shù)圖案化的。
該Kawase論文照例論述了對一種有可濕性反差的預(yù)圖案化基材上的噴墨打印，以期制作一種薄膜晶體管的一個短達(dá)5μm的通道。然而，使用光刻蝕法和干刻蝕的聚酰亞胺預(yù)圖案的產(chǎn)生是相當(dāng)昂貴的，這削弱了噴墨打印的優(yōu)勢。
本發(fā)明的一個目的是提供一種使用沉積技術(shù)但不需要預(yù)圖案化基材的高分辨率圖案化方法。
本發(fā)明的一個進(jìn)一步目的是提供一種在基材上制作圖案層的方法，其中，可以容易地達(dá)到5μm以下的線寬。
按照本發(fā)明的一個方面，提供的是一種在基材上制作圖案的方法，包含下列步驟在該基材上沉積多滴第一液體材料作為第一沉積層；在該基材上沉積多滴第二液體材料并趁該第一材料是液體時與該第一材料接觸，該第一和第二液體材料是互不混溶的；和從所述液體材料中至少一種在該基材上產(chǎn)生一個固體沉積層。
在一種特別有利的實施方案中，該方法進(jìn)一步包含在該基材上沉積多滴與所述第二液體材料不混溶的液體材料作為第三沉積層，第三沉積層與第一沉積層間隔一個預(yù)定間隙，且第二沉積層是以所述間隙重疊在第一和第三沉積層上施用的。這里，固體沉積層較好是從第二液體材料產(chǎn)生的。
第二液體材料必須是與第一和第三沉積層的液體材料不混溶的，后兩種本身通常是但不一定是相同材料。
在另一種有利實施方案中，該方法進(jìn)一步包含在該基材上沉積多滴與所述第一液體材料不混溶的液體材料作為第三沉積層，第三沉積層是趁第一材料是液體時與第一材料接觸施用的，并與第二材料間隔一個含有第一沉積層的預(yù)定間隙。
這里，固體沉積層較好是從第二和第三液體材料兩者產(chǎn)生的。
進(jìn)而，第二和第三液體材料通常是但不一定是相同材料，而且必須是與第一液體材料不混溶的。
方便地，第一、第二和第三沉積層中任何一層或多層是通過用噴墨打印法沉積液體材料來提供的。然而，該沉積可以用其它技術(shù)例如噴泡打印(bubble jet printing)來制作。
本發(fā)明的一個主要應(yīng)用領(lǐng)域是在一種集成電路用基板上制作導(dǎo)電圖案。具體地說，在這種情況下，該沉積層中至少一層可以載帶一種導(dǎo)電材料例如PEDOT或金屬微粒的懸浮液或溶質(zhì)。在這三層中的液體蒸發(fā)之后，該導(dǎo)電材料仍然留在該基板上。希望時，該沉積層中一層或多層可以含有一種非導(dǎo)電材料例如聚合物的懸浮液或溶質(zhì)。然后，在該液體蒸發(fā)后，這樣的聚合物也會仍然留在該基板上。
除在懸浮液或溶液中外，任何一個固體沉積層的材料也可以是從沉積液體材料的凝固產(chǎn)生的。
對于很多應(yīng)用來說，目標(biāo)材料可以是一種導(dǎo)電材料，但其它選擇也是可能的。例如，以透明聚合物作為一種目標(biāo)材料，人們可以在一種基材上印刷一種光學(xué)互連(波導(dǎo))。以該目標(biāo)材料的無機(jī)膠體或聚合物，可以制作一種壁結(jié)構(gòu)，后者可用于等離子體顯示板中的分離器。
在一種實施方案中，第一和第三沉積層只起到限定區(qū)域的作用，第二沉積層是一個目標(biāo)層，因而含有導(dǎo)電材料例如PEDOT或Au膠體的懸浮液或溶質(zhì)，或者本身是導(dǎo)電的可凝固材料。這適用于形成集成電路中的互連線例如門線或數(shù)據(jù)線。在Au膠體是在二甲苯中形成的情況下，該限定沉積層可以是水或極性有機(jī)溶劑例如丙酮或醚。在PEDOT懸浮于水中的情況下，該限定沉積層可以由一種非極性烴類溶劑例如甲苯組成，而且希望時可以載帶一種聚合物溶質(zhì)。
在另一種實施方案中，第一和第三沉積層是目標(biāo)區(qū)域，而第二沉積層只起到間隔區(qū)域的作用。這種技術(shù)適用于形成場效應(yīng)晶體管例如薄膜晶體管(TFT)的源區(qū)和浚區(qū)。這里，目標(biāo)區(qū)可以包含PEDOT在水中的懸浮液，該間隔可以是甲苯。替而代之，該目標(biāo)區(qū)可以包含二甲苯系A(chǔ)u膠體，此時該間隔可以由水或一種極性有機(jī)溶劑例如丙酮或醚組成。
該方法可以應(yīng)用于有50μm以下通道長度的薄膜晶體管的生產(chǎn)。在一種實施方案中，可以達(dá)到20μm以下的通道長度。
為了更好地理解本發(fā)明和顯示本發(fā)明可以如何付諸實施，現(xiàn)在要舉例參照附圖，其中

圖1是一幅圖解力圖；圖2是一幅頂門薄膜晶體管的示意剖視圖3圖示地顯示由噴墨打印頭噴射后撞擊在基材上的一個墨滴；圖4是一個向基材上施用小液滴的噴墨頭的示意性說明；圖5是施用到基材上的液體層的平面視圖示意性說明；圖6是圖5中液體的剖視圖示意性說明；圖7是液體對基材的施用步驟的示意性平面視圖；圖8是按照一種替代方法的液體對基材的施用的示意性平面視圖；圖9是一種有源矩陣TFT陣列的示意性平面視圖；圖10是按照一種進(jìn)一步方法施用到一種基材上的液體層的示意性平面視圖；和圖11是圖10的液體層的示意性剖視圖。
附圖中的圖1是一幅解析圖，顯示當(dāng)直徑d0的墨滴撞擊到一種固體表面-在此認(rèn)為是玻璃-上時達(dá)到的平衡條件。如圖中所示，在γSG是裸露玻璃表面上的表面張力且γLG是裸露墨表面上的表面張力、而γSL是界面張力的情況下，楊氏定律表述如下γLGcosθ＝γSG-γSL運(yùn)用這些原理，該玻璃基材上所得到沉積墨滴的平衡直徑dglass可以對各種可能液體進(jìn)行計算。當(dāng)該液滴的原始直徑d0＝30μm時，其結(jié)果列表如下。
因此，用慣常噴墨打印技術(shù)使精細(xì)結(jié)構(gòu)圖案化是困難的。上表中的直徑太大，無法制作薄膜晶體管的精細(xì)圖案。
圖2顯示一種先有技術(shù)頂門薄膜晶體管的全剖視圖。在基材1上，一個聚酰亞胺層是用旋涂法從前體物溶液沉積的，然后固化，然后用光刻蝕法和O2等離子體刻蝕，除以區(qū)域3和4中的聚酰亞胺，留下聚酰亞胺條2。隨后，用噴墨打印技術(shù)向刻蝕區(qū)3和4施用源區(qū)和浚區(qū)5和6。如同圖3中所示，墨滴7撞擊刻蝕區(qū)3，然后在聚酰亞胺條2的方向上展開。由于刻蝕區(qū)3有親水表面，而PI條2有疏水表面，因而當(dāng)墨遇到PI條2的側(cè)邊時墨的展開受到遏制。因此，用這種技術(shù)，可以由噴墨打印以PI條2的寬度界定的固定精密間隔沉積源區(qū)5和浚區(qū)6。然后，通過從使用一種適當(dāng)有機(jī)溶劑的溶液的旋涂，在整個表面上沉積一個半導(dǎo)體層8。然后施用一個絕緣層9，也從使用一種適當(dāng)溶劑的溶液旋涂。最后，可以在絕緣層9的表面上噴墨打印一個門電極10。
源電極、浚電極和門電極是使用一種可以在商品名Bayton P之下購自拜耳公司、稱為PEDOT(聚亞乙二氧基噻吩)的導(dǎo)電性共軛聚合物的溶液噴墨打印的。該半導(dǎo)體層是芴-聯(lián)噻吩的一種共軛共聚物，而絕緣層9是用聚乙烯基苯酚形成的。半導(dǎo)體層8在該區(qū)域的厚度為20nm，絕緣層9在該區(qū)域的厚度為500nm。
使用結(jié)合圖2描述的技術(shù)，就有可能建造一種薄膜晶體管，其中，通道長度基本上是由PI條2的寬度界定的。
圖4是一幅示意圖，顯示一種用于將液體施用到基材1上的噴墨打印裝置。該圖顯示有兩個可在方向12上移動的打印頭11的噴墨裝置。打印頭11在與方向12垂直的方向上是互相抵消的，使得能同時打印兩條間隔的小液滴線。提供一種干燥器13，以加速沉積液體的干燥過程。
現(xiàn)在參照圖5描述將本發(fā)明付諸實施的第一種途徑。作為第一步，通過沿一種由狹窄間隙18分開的基材噴墨打印多滴液體，產(chǎn)生限定液體的第一和第二線性沉積層15和16。然后，通過在間隙18上面噴墨打印多滴液體并且部分重疊限制性材料15和16(趁后者還濕時)，沉積一種以下稱為目標(biāo)材料的第三條17。然后，所得到的液體區(qū)施用將如圖6中的垂直橫截面那樣出現(xiàn)。由于與結(jié)合圖3的討論類似的表面張力對濕液條的影響，三個沉積層15、16和17將會穩(wěn)定到圖6中所說明的幾何構(gòu)型。結(jié)果，第三條17的展開受到第二線性沉積層15和16的遏制，而且該第三條的寬度與在一種基材上簡單噴墨打印的線條寬度相比變得更狹窄。進(jìn)而，限制區(qū)15與16之間的間隔的任何不規(guī)則性或不精確性都被消除掉和線性化，使得一方面區(qū)域15與17之間的邊界另一方面16與17之間的邊界都基本上是直的和平面的。在這種構(gòu)型中，該目標(biāo)材料較好是用后噴墨頭(trailing ink-jet head)沉積在已經(jīng)用前噴墨頭(leading ink-jet head)沉積在該基材上的限制材料之間。
第一和第二線性的限制材料沉積層或條之間的間隙，可以通過調(diào)整(a)噴嘴之間的物理距、(b)在掃描方向上兩個噴墨頭之間互相抵消的角度、或(c)液滴的沉積(噴射)速率來改變。
在沉積液體的變形由于表面張力而發(fā)生之后，需要盡可能快地使其干燥。干燥器13向該基材吹送氣體(例如干燥的空氣、氮氣、惰性氣體)。該氣體可以加熱以達(dá)到快速干燥。該氣體可以包括與構(gòu)成用來控制干燥時間的沉積液體中的溶劑的那種相同的蒸氣。達(dá)到迅速干燥的一種替代途徑是加熱該基材。加熱該基材與加熱該氣流的組合是最有效的。
圖7更詳細(xì)地顯示這些液體沉積層施用期間發(fā)生的過程，其中，中間沉積層是目標(biāo)區(qū)域，因而含有PEDOT、Ag、Cu、Au、Pt、Pd、Al等導(dǎo)電材料的懸浮液或溶質(zhì)。如同可以看到的，初始沉積層上的目標(biāo)區(qū)域17的寬度決定于目標(biāo)區(qū)域17的液體的接觸角。然而，隨著表面張力起作用和該系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，目標(biāo)區(qū)域17的寬度逐漸縮小，直至達(dá)到圖6中所示的構(gòu)型。在沉積層15和16以及沉積層17的液體成分蒸發(fā)之后，導(dǎo)電性窄條17a留下來，如同圖7下部所說明的。這些液體的蒸發(fā)，如果希望，可以借助于如上所述的干燥器件。
進(jìn)而，第一和第二線性區(qū)域15和16之間有斥力，這防止它們互相物理連接并防止第三線性條17咬住。這種斥力起因于第一或第二沉積層15或16與第三沉積層17之間界面的帶電。該界面上的電荷是由于若干種機(jī)理而發(fā)展的(a)沉積液體中的離子選擇性吸附到該界面上，(b)一種液體中的離子擴(kuò)散到另一種液體中，(c)該界面上偶極分子的吸附或取向，和(d)由于功函數(shù)的差異而在這兩種液體之間的電子轉(zhuǎn)移。當(dāng)帶電效應(yīng)強(qiáng)烈時，充分避免了第一和第二沉積層15與16的并合。如以上所解釋的，離子或偶極分子對該帶電有貢獻(xiàn)。因此，離子或偶極分子能溶解于其中的水或極性溶劑較好用于要么第三沉積層17要么其它沉積層。
現(xiàn)在要描述一種實施方案，其中，中央沉積層即限制區(qū)域(或隔離區(qū)域)是用前噴墨頭施用的，而分隔開的沉積層即目標(biāo)區(qū)域是用后噴墨頭施用的。
圖8顯示這樣一種替代方法，其中，在此將外沉積層18和19視為目標(biāo)材料，因而含有導(dǎo)電材料例如PEDOT或Au的懸浮液或溶質(zhì)，而中央沉積層20在此只起到隔離劑的作用。這三個沉積層施用之后，再次達(dá)到了與圖6中顯示的那種對應(yīng)的橫截面構(gòu)型。沉積層20以及沉積層18和19的液體成分的蒸發(fā)之后，兩個目標(biāo)沉積層18a和19a留下來。要知道的是，通過第三間隔沉積層20的施用，可以使該間隔沉積層與外沉積層18和19之間的界面變得更平滑、更均勻，從而可以可靠地達(dá)到目標(biāo)沉積層18a和19a之間的均勻狹窄間隙。第三間隔沉積層20起到防止外沉積層18和19在它們之間搭橋的作用。這種工藝使得有可能以良好重現(xiàn)性使這樣一種狹窄間隙圖案化。
如同在以上方法中所解釋的，在沉積層18與19之間有一種斥力，這防止它們并合成一個單一區(qū)域，甚至當(dāng)兩個沉積層18與19之間的間隙變得非常小時也是如此。當(dāng)該界面上的帶電效應(yīng)強(qiáng)烈時，充分避免了兩個沉積層18與19的并合。如以上所解釋的，離子或偶極分子對該帶電有貢獻(xiàn)。因此，離子或偶極分子可以溶解于其中的水或極性溶劑較好用于該目標(biāo)區(qū)或間隔沉積層20。
圖9顯示可以使用按照本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)建的一種薄膜晶體管(TFT)陣列的一個實例。這樣一種TFT陣列用于有源矩陣顯示器。該圖顯示多個像素電極91，給每個該電極提供各自的薄膜晶體管，每個晶體管都包含一個源電極92、一個浚電極93和一個門電極94。數(shù)據(jù)線95可以使用參照圖7描述的技術(shù)，以烴類有機(jī)溶劑中的金膠體印刷。類似地，門線96也是使用圖7的技術(shù)，以烴類有機(jī)溶劑中的金膠體印刷的。用金印刷數(shù)據(jù)線95和門線96給出良好的電導(dǎo)率，而這對于大型TFT陣列是重要的，因為長數(shù)據(jù)線95和門線96的電阻限制了運(yùn)行速度。用圖7的技術(shù)得到的狹窄數(shù)據(jù)線95和門線96導(dǎo)致高孔徑比，這改善了有源矩陣顯示器的亮度和反差。
這些源電極、浚電極和門電極較好能使用圖8的技術(shù)，以水基PEDOT溶液印刷。像素電極91也可以用水基PEDOT溶液印刷。這些電極不一定需要高電導(dǎo)率，因為這些元件的尺寸與TFT陣列的尺寸無關(guān)，既不是很長也不大。因此，與金屬相比有相對低電導(dǎo)率(0.1～100S/cm)的PEDOT對它們就足夠了。比較而言，水基PEDOT溶液有較高的表面張力，這更有利于形成短通道。該P(yáng)EDOT在可見光范圍內(nèi)也是半透明的，因此，這適用于給顯示元件施加電壓或電流的像素電極。
PEDOT適合作為源電極和浚電極的材料，而金屬膠體適合作為互連的材料。然而，其它途徑也是可能的。
要知道的是，結(jié)合圖7所述的技術(shù)也可以用于形成諸如圖2中所說明的薄膜晶體管，其中，目標(biāo)條17a可以代替PI條2，從而起到模板的作用。換言之，使用圖7中所示的技術(shù)，可以將薄條17a施用到基材1上。然后，可以用噴墨打印技術(shù)沿條17a的兩側(cè)分別施用PEDOT的源電極5和浚電極6。如同在先有技術(shù)上借助于刻蝕產(chǎn)生的聚酰亞胺條的情況下一樣，條17a也會有疏水表面，這將遏制源材料和浚材料的側(cè)向擴(kuò)展，從而精確地界定該晶體管通道的長度。然后，可以在源5、條17a和浚6上施用一個半導(dǎo)體層，隨后施用一個絕緣體層和一個門電極。
替而代之，層17a本身可以是半導(dǎo)體材料，從而構(gòu)成該晶體管的通道區(qū)。這可以避免在該器件的整個表面上施用一個半導(dǎo)體材料層8的需要。
要知道的是，當(dāng)采用圖8中顯示的技術(shù)來印刷由目標(biāo)區(qū)域18和19構(gòu)成的源電極和浚電極時，則可以在該源和浚上施用一層半導(dǎo)體材料以提供該源電極與浚電極之間的通道區(qū)。然后施用一層絕緣體，照常隨后施用一個門電極。該門電極、源電極和浚電極全都可以用水基PEDOT溶液噴墨打印。
因此，在圖9中所示的建造中，該薄膜晶體管的所有部件即源92、浚93和門94全都可以使用噴墨打印技術(shù)，較好以水基PEDOT溶液打印。
類似地，數(shù)據(jù)線95和門線96也可以噴墨打印，較好使用烴類有機(jī)溶劑中的金膠體。
使用本文中公開的技術(shù)，可以使TFT的通道長度以及數(shù)據(jù)線和門線的寬度縮小到10μm，從而提供增強(qiáng)的節(jié)省空間可能性。
圖10顯示一種方法，其中，只有兩個沉積層160和170是通過將多滴液體噴墨打印到基材上制作的。一個沉積層充當(dāng)目標(biāo)沉積層，另一個充當(dāng)限制沉積層。先產(chǎn)生沉積層160。然后，向該基材上施用沉積層170，使之與沉積層160處于部分重疊關(guān)系。在這些沉積層穩(wěn)定之后，得到圖11中所示的橫截面構(gòu)型。界面平面180精確地且獨一無二地由這兩種不混溶液體之間起作用的表面張力界定。結(jié)果，可以產(chǎn)生一種固體目標(biāo)沉積層，其邊沿準(zhǔn)確也由限制液體界定。同前面一樣，該目標(biāo)沉積層可以含有蒸發(fā)后要沉積的材料的懸浮液或溶質(zhì)，或其本身會凝固而形成該目標(biāo)層。
所得到的目標(biāo)層可以是導(dǎo)電性的或絕緣性，這取決于該目標(biāo)沉積層的構(gòu)成。
盡管這些說明性實施方案顯示出作為直線的各種沉積線性區(qū)域例如15～20，但要知道的是，所公開的技術(shù)原則上可應(yīng)用于最變化多端的幾何形狀，包括弧狀區(qū)域、封閉多角形等，只遭遇到這些噴墨打印技術(shù)所給予的實際限制。
如所描述的，較好的是，源電極、浚電極和門電極是使用PEDOT由噴墨打印沉積的，但可以使用其它材料。源電極、浚電極和門電極用替代材料的實例是共軛聚合物，例如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及其衍生物。它們當(dāng)摻雜無機(jī)的、有機(jī)的、或聚合物的摻雜劑時變成導(dǎo)電性的。金屬膠體也可以用于這些電極。使金屬沉積成為可能的有機(jī)金屬絡(luò)合化合物是有用的電極材料。
對于半導(dǎo)體層，下列是適用的共軛聚合物例如聚(3-烷基噻吩)(聚(3-己基噻吩)(P3HT)、聚(3-辛基噻吩)、聚(2，5-亞噻吩基亞乙烯基)(PTV)、聚(對亞苯基亞乙烯基)(PPV)、聚(9，9-二辛基芴)(PFO)、聚(9，9-二辛基芴共N，N′-二(4-甲氧基苯基)-N，N′-二苯基-1，4-苯二胺)(PFMO)和聚(9，9-二辛基芴共苯并噻二唑)(BT)，芴-三芳基胺共聚物，三芳基胺系共聚物。
有小分子例如α-低聚噻吩(四聚噻吩(4T)、六聚噻吩(6T)、八聚噻吩(8T)、二己基四聚噻吩(DH4T)、二己基六聚噻吩(DH6T))，C-60、酞菁(銅酞菁(Cu-Pc))、并五苯的半導(dǎo)體也是適用的。
對于絕緣體層來說，聚苯乙烯(PS)、聚酰亞胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、和聚乙酸乙烯酯(PVAc)是適用的。
要知道的是，所述方法解決了Kawase論文中公開的先有技術(shù)的兩個基本問題。首先，該先有技術(shù)需要光刻蝕法和干刻蝕工藝才能制作界定短通道的聚酰亞胺條。按照本發(fā)明的公開方法使得無需任何預(yù)圖案化就能打印這樣的短通道。其次，按照Kawase論文的先有技術(shù)沒有提供任何措施來使門線和互連線變窄。該門的寬度為40～80μm，盡管通道長度是5μm。這意味著該門與源電極和浚電極有大量重疊，這導(dǎo)致該薄膜晶體管中大的寄生電容。這樣大的寄生電容降低了電路運(yùn)行速度，并誘發(fā)有源矩陣顯示器中的饋電導(dǎo)體效應(yīng)。難以在絕緣體上制作預(yù)圖案而與該通道有良好準(zhǔn)直。使用本發(fā)明方法中這樣的直接噴墨打印使得能以高分辨率形成狹窄門電極而無需預(yù)圖案化和相關(guān)成本。
當(dāng)然，使互連線變窄在實踐上也是重要的。狹窄的互連線提供集成電路中的高密度和有源矩陣顯示器中的大孔徑比。
以上參照附圖公開的制造方法的優(yōu)點，不僅當(dāng)使用噴墨打印來形成各種液體沉積層時可以達(dá)到，而且當(dāng)使用其它技術(shù)例如噴泡打印來沉積液體沉積層時也可以達(dá)到。
權(quán)利要求
1.基材上圖案的制作方法，包含下列步驟在該基材上沉積多滴第一液體材料作為第一沉積層；在該基材上沉積多滴第二液體材料作為第二沉積層，并趁第一材料是液體時與第一材料接觸，第一和第二液體材料是互不混溶的；和在該基材上從所沉積液體材料中至少一種產(chǎn)生一種固體沉積層。
2.按照權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包含在該基材上沉積多滴與所述第二液體材料不混溶的液體材料作為第三沉積層，第三沉積層與第一沉積層間隔預(yù)定間隙且第二沉積層施加在重疊第一和第三沉積層的所述間隙中。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中固體沉積層是從第二液體材料產(chǎn)生的。
4.按照權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包含在該基材上沉積多滴與所述第一液體材料不混溶的液體材料作為第三沉積層，第三沉積層是趁第一材料是液體時與第一材料接觸施用的而且與第二材料間隔一個含有第一沉積層的預(yù)定間隙。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其中固體沉積層是從第二和第三液體材料產(chǎn)生的。
6.按照以上權(quán)利要求中任何一項的方法，其中該多滴第一、第二和第三液體材料中至少一種是通過噴墨打印沉積的。
7.按照權(quán)利要求1～6中任何一項的方法，其中這些沉積層中至少一種含有懸浮液或溶質(zhì)，且一種固體沉積層是由該懸浮液或溶質(zhì)的材料形成的。
8.按照權(quán)利要求1～7中任何一項的方法，其中一種固體沉積層是通過所述液體材料中至少一種的固化形成的。
9.按照權(quán)利要求7或8的方法，其中所述固體沉積層是導(dǎo)電性的。
10.按照權(quán)利要求9的方法，且取決于權(quán)利要求3，其中第一和第三沉積層是限制沉積層且第二沉積層是一個包含導(dǎo)電性材料的目標(biāo)沉積層。
11.按照權(quán)利要求9的方法，且取決于權(quán)利要求5，其中第一和第三沉積層是含有導(dǎo)電性材料的目標(biāo)沉積層且第二沉積層是一個間隔沉積層。
12.按照權(quán)利要求10或11的方法，其中該導(dǎo)電性材料是金屬微粒例如Au、Ag、Cu、Pt、Pd或Al微粒的懸浮液。
13.按照權(quán)利要求12的方法，其中該懸浮液是在非極性有機(jī)溶劑中的。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其中第一和第三沉積層包含水或一種極性有機(jī)溶劑。
15.按照權(quán)利要求10或11的方法，其中該導(dǎo)電性材料含有一種導(dǎo)電性聚合物。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其中該聚合物是聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)、其衍生物、聚苯胺或其衍生物。
17.按照權(quán)利要求15或16的方法，其中第二沉積層包含一種非極性有機(jī)溶劑。
18.按照權(quán)利要求17的方法，其中第二沉積層的溶劑包含一種聚合物溶質(zhì)。
19.一種薄膜晶體管的制造方法，其中源電極和浚電極是按照權(quán)利要求11和15～18中任何一項的方法從第一和第三沉積層制作的。
20.按照權(quán)利要求19的方法，其中通道長度小于50um。
21.按照權(quán)利要求20的方法，其中通道長度實質(zhì)上是10μm。
22.一種集成電路的制造方法，其中數(shù)據(jù)線或信號線是按照權(quán)利要求10和12～14中任何一項的方法作為第二沉積層制作的。
23.按照權(quán)利要求22的方法，其中數(shù)據(jù)線或信號線的寬度小于50μm。
24.按照權(quán)利要求23的方法，其中所述寬度實質(zhì)上是10μm。
25.一種有源矩陣TFT陣列的制造方法，其中該薄膜晶體管是按照權(quán)利要求19～21中任何一項的方法制作的。
26.按照權(quán)利要求25的方法，其中信號線或數(shù)據(jù)線是按照權(quán)利要求22～24中任何一項的方法制作的。
27.按照權(quán)利要求25或26的方法，其中像素電極是通過噴墨打印制作的。
28.按照權(quán)利要求1～8中任何一項的方法，其中各沉積層無一是導(dǎo)電性的。
29.一種光學(xué)波導(dǎo)管的制造方法，其中該波導(dǎo)管是按照權(quán)利要求28的方法且取決于權(quán)利要求2，作為第二沉積層制作的。
30.按照權(quán)利要求29的方法，其中第二沉積層包含聚合物。
31.一種等離子體顯示屏的分隔器的制造方法，其中壁結(jié)構(gòu)是按照權(quán)利要求28的方法且取決于權(quán)利要求2，作為第二沉積層制作的。
32.按照權(quán)利要求31的方法，其中第二沉積層包含無機(jī)膠體。
33.按照權(quán)利要求31的方法，其中第三區(qū)域包含聚合物。
34.按照以上任何一項權(quán)利要求的方法，其中所述沉積層全都是線性沉積的。
全文摘要
一種基材上圖案的制作方法，包含諸如通過噴墨打印在該基材上沉積多滴第一液體材料作為第一沉積層(15)；諸如通過噴墨打印在該基材上沉積多滴第二液體材料作為第二沉積層(17)并趁第一材料是液體時與第一材料(15)接觸，第一和第二液體材料是互不混溶的；和從所述液體材料中至少一種在該基材上產(chǎn)生一個固體沉積層。在一種較好實施方案中，該方法包含在該基材上噴墨打印多滴與所述第二液體材料不混溶的液體材料作為第三沉積層(16)，第三沉積層(16)與第一沉積層(15)間隔一個預(yù)定間隙，且第二沉積層(17)是以所述間隙疊加在第一和第三沉積層(15、16)上施用的。這些沉積層中至少一層可以含有一種懸浮液或溶質(zhì)，且所述固體沉積層可以通過所述液體中至少一種的凝固來形成。適用于薄膜晶體管陣列或其它集成電路的生產(chǎn)。
文檔編號H05K3/12GK1545453SQ02816319
公開日2004年11月10日 申請日期2002年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月20日
發(fā)明者T·卡瓦斯, T 卡瓦斯 申請人:精工愛普生株式會社