專利名稱：：層疊結(jié)構(gòu)、使用其的電子元件、其制造方法、電子元件陣列和顯示單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及有機晶體管，更具體地說，涉及一種適用于具有有機半導體層的場效應(yīng)型有機薄膜晶體管的層疊結(jié)構(gòu)，使用該層疊結(jié)構(gòu)的電子元件如有機薄膜晶體管、其制造方法、電子元件陣列和顯示單元。
背景技術(shù)：
：近年來并且在持續(xù)中，正積極地研究使用有機半導體材料的有機薄膜晶體管。在晶體管中使用有機半導體材料的優(yōu)點有靈活、較大的面積、由簡單的層結(jié)構(gòu)帶來的工藝簡化、以及制造設(shè)備便宜。而且，使用了印刷方法，使得制造成本與常規(guī)的基于Si的半導體器件顯著降低。此外，通過使用打印方法、旋涂方法、和浸漬方法可以簡單并且方便地形成薄膜和電路。表示這種有機薄膜晶體管的性能的參數(shù)之一是電流的"/I^的比率。在有機薄膜晶體管中，在飽和區(qū)中源/漏電極之間流動的電流(Ids)可以通過下式(l)表達/<&一51…"(1)其中場效應(yīng)遷移率為O)，柵絕緣膜的每單位面積的電容是Cin^So/d,其中e是柵絕緣膜的相對介電常數(shù)，so是真空的介電常數(shù)，而d是柵絕緣膜的厚度，信道寬度是(W),信道長度是(L),柵電壓是(Vc)并且起始電壓是(VTH)。上式表明為了增加開電流，有效的是(l)增加遷移率，(2)進一步減少信道長度，和(3)增加信道寬度。而且，場效應(yīng)遷移率主要取決于材料性能，因此，正在開發(fā)用于增加遷移率的材料。同時，信道長度是由元件結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的，因此，已經(jīng)設(shè)計元件結(jié)構(gòu)，企圖增力口開電流。通常，通過減少源/漏電極之間的距離(電極間隔)減少信道長度。有機半導體材料本來沒有高的遷移率，因此，要求信道長度不超過lO)im,更l尤選為5jxm或更小。精確設(shè)置源/漏電極之間的短距離的一個方法是照相平版印刷術(shù)，該方法用于Si工藝，包括以下步驟。(1)對具有薄膜層的基板涂布光致抗蝕劑層(抗蝕劑涂布)。(2)通過加熱除去溶劑(預(yù)烘干)。(3)用激光束或電子束通過其上具有圖案的硬掩模基于圖案數(shù)據(jù)照射紫外線(曝光)。(4)用堿性溶液除去曝光的抗蝕劑(顯影)。(5)通過加熱使未曝光部分(稱為圖案部分)的抗蝕劑硬化(后烘干)。(6)浸入蝕刻液中或暴露于蝕刻氣體中以除去沒有抗蝕劑部分的薄膜層(蝕刻)。(7)用堿性溶液或氧自由基除去抗蝕劑(抗蝕劑分離)。每次形成薄膜層之后重復上述步驟，由此完成有效元件。然而，設(shè)備昂貴和工藝耗時導致總成本增加。同時，正在進行其它努力，以使用噴墨裝置通過打印方法形成電極圖案，以便降低成本。在墨噴打印中，可以直接形成電極圖案，因此，材料利用率高。從而，可以簡化制造工藝，并且可以降低成本。然而，由于難以減少噴射墨的量和機械誤差，限制了墨噴打印的噴射精度。因此，難以形成3(Him或更低的圖案，并且不能使電極間隔短到5pm。這是指只用噴墨裝置難以制造高精度的器件。因此，對于獲得高精度來說，有些設(shè)備是必須的。一種方法是在噴射墨的表面上進行作業(yè)。例如，存在一種使用由以下材料制成的柵絕緣膜的方法，該材料的臨界表面張力(也稱為表面自由能)通過接受能量如紫外線而變化(參見專利文獻1)。通過掩模將紫外線照射到預(yù)定要制造電極的部分，以便在絕緣膜的表面上形成高表面自由能的部分。包括水溶性油墨的電極材料被噴射到這些部分上，從而僅僅在高能量部分制造電極。因此，可以在柵絕緣膜上形成高精度電極圖案。通過使用這種方法，即使油墨滴被噴射到高表面自由能部分和低表面自由能部分之間的邊界線上，液滴也能因能量差而移動到高能量一側(cè)。結(jié)果，可以形成具有均勻線條的圖案。這種方法的優(yōu)點在于可以實現(xiàn)5pm或更低的電極間隔。然而，紫外線，更具體地說，具有短波長為300nm或更低的紫外-C射線，照射到了柵絕緣膜上，因此，影響了絕緣膜，并且絕緣性能劣化。在另一實例中，用以下材料制成的膜與柵絕緣膜層疊，該材料的表面自由能通過接受紫外線而變化(參見非專利文獻1)。利用與專利文獻1中相同的方法，通過照射紫外線，在膜上形成具有不同水平的表面自由能部分，并且通過噴墨方法形成電極圖案。這種技術(shù)的優(yōu)點在于功能被分成維持絕緣性能的層和表面自由能變化的層。然而，因為紫外線照射在柵絕緣膜上，仍然存影響絕緣膜以及絕緣性能劣化的問題。結(jié)果，柵漏增加，并且只能生產(chǎn)I開/I關(guān)比率小的器件。非專利文獻1報導了以下嘗試，即通過增加柵絕緣膜的厚度(大約1pm)來減輕這種問題，以便減少透射到基板層的紫外線的量。然而，如式1所示，如果柵絕緣膜的厚度增加，求出的電流值Ids降低。結(jié)果，只能生產(chǎn)I開/I關(guān)比率小的器件。因此，必須增加所施加的電壓vG，以便增加i開/:u比率。結(jié)果，難以生產(chǎn)功率消耗低的器件。專利文獻l:日本特許公開專利申請No.2005-310962非專利文獻1:JapanSocietyofAppliedPhysics,The52ndSpringMeeting,2005,Meetingproceedings,第1510頁如上所述，通過用紫外線或電子束在柵絕緣膜上制造高表面自由能部分和低表面自由能部分的方法，可以制造難以通過常規(guī)打印方法制造的高精度并且高密度的電極圖案。然而，出現(xiàn)這樣的問題柵絕緣膜的絕緣性能由于接收高能量光束而劣化。因此，必須減輕由照射高能量光束導致的不利影響。因此，需要一種層疊結(jié)構(gòu)、使用其的電子元件、其制造方法、電子元件陣列和顯示單元，其中即使在柵絕緣膜上照射高能量光束，柵絕緣膜的絕緣性能也不會劣化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種層疊結(jié)構(gòu)、使用該層疊結(jié)構(gòu)的電子元件、其制造方法、電子元件陣列和顯示單元，其中消除了上述缺點中的一個或多個。本發(fā)明的實施方案提供一種層疊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括基板；在基板上形成的潤濕性變化層(wettabilityvaryinglayer)，潤濕性變化層包括臨界表面張力通過接收能量而變化的材料；和在潤濕性變化層上形成的電極層，電極層基于潤濕性變化層形成圖案，其中臨界表面張力通過接收能量而變化的材料包括含主鏈和側(cè)鏈的聚合物，側(cè)鏈包括多支鏈結(jié)構(gòu)(multi-branchedstructure)。本發(fā)明的實施方案提供一種制造層疊結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括以下步驟通過對潤濕性變化層以使?jié)櫇裥宰兓瘜又械牟牧系呐R界表面張力變化的方式施加能量，在潤濕性變化層上形成高表面能部分和低表面能部分；以及通過在高表面能部分涂布包含導電材料的液體來在高表面能部分上形成導電層，其中臨界表面張力通過接收能量而變化的材料包括含主鏈和側(cè)鏈的聚合物，側(cè)鏈包括多支鏈結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的實施方案提供一種制造電子元件的方法，該方法包括以下步驟形成柵電極；形成源電極；形成漏電極；形成半導體層；以及形成絕緣層，其中形成柵電極、源電極和漏電極的步驟中至少一個步驟進一步包括通式施加能量，在潤濕性變化層上形成高表面能部分和低表面能部分的步驟；并且通過在高表面能部分上涂布包含導電材料的液體在高表面能部分上形成導電層，其中臨界表面張力通過接收能量而變化的材料包括含主鏈和側(cè)鏈的聚合物，側(cè)鏈包括多支鏈結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，提供一種層疊結(jié)構(gòu)、使用該層疊結(jié)構(gòu)的電子元件、其制造方法、電子元件陣列和顯示單元，其中即使高能量光束照射在柵絕緣膜上，柵絕緣膜的絕緣性能也不會劣化。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的層疊結(jié)構(gòu)的側(cè)示圖2是表示相對于包含電極材料的溶液的接觸角的紫外線照射量的圖表；圖3是有機晶體管的示意圖，其中柵絕緣膜層疊在層疊結(jié)構(gòu)中；圖4是有機晶體管的示意圖，其中層疊結(jié)構(gòu)用于多個電極層；圖5A、5B展示電子元件陣列的實例，圖5A是側(cè)視圖，圖5B是展示電極排列的俯視圖；以及圖6是使用圖5A、5B所示的電子元件陣列的顯示單元的側(cè)視圖。具體實施例方式參考附圖，對本發(fā)明的實施方案進行說明。[層疊結(jié)構(gòu)]對本發(fā)明的實施方案的層疊結(jié)構(gòu)進行說明。圖l是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的層疊結(jié)構(gòu)1的側(cè)示圖。層疊結(jié)構(gòu)1包括作為基底(base)的潤濕性變化層2，它在基板(未顯示)上形成。潤濕性變化層2由其臨界表面張力通過接收能量而變化的材料制成。在本實施方案中，潤濕性變化層2包括至少臨界表面張力不同的部分，即具有較高臨界表面張力的高表面能部分3和具有較低臨界表面張力的低表面能部分4。在圖1所示的兩個高表面能部分3之間，具有大約liim到5pm之間微型間隙。在潤濕性變化層2上的高表面能部分3上形成導電層5。半導體層6以使其至少接觸低表面能部分4的方式設(shè)置在潤濕性變化層2上。[潤濕性變化層]對臨界表面張力通過接收能量而變化的材料進行說明，潤濕性變化層包括該材料。臨界表面張力通過接收能量而變化的材料具有降低照射的紫外線量的特性，該材料包含于根據(jù)本發(fā)明的實施方案的層疊結(jié)構(gòu)的潤濕性變化層中。通常，不能改變表面自由能，除非照射高能量光如紫外線。因此，臨界表面張力通過接收能量而變化的材料用于減少照射的紫外線的量，該材料包含于本發(fā)明的實施方案的層疊結(jié)構(gòu)的潤濕性變化層中。對通過照射紫外線改變表面自由能的機理進行詳細說明。當照射波長為300nm或更低的光束時，包含于高聚合物側(cè)鏈中的C=0(羰基)被光分解，并且產(chǎn)生CO自由基。由于自由基具有高的反應(yīng)性，它立即與包含于大氣中的水分反應(yīng)，由此產(chǎn)生COOH(羧基)。由于這種羧基，表面變成親水性。因此，通過利用這種機理，可以進行以下分子設(shè)計。具體地說，優(yōu)選在主鏈附近，將酯鍵(esterbinding)引入具有憎水結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈部分，如烴類或氟化氫。也就是，將酯鍵引入從主鏈出來的側(cè)鏈的主鏈附近部分。超過該部分，即在進一步遠離主鏈的側(cè)鏈部分，制造包括憎水基團如烴類或氟化氫的長鏈?；鶊F可以是其它基團，只要包含CO雙鍵。這種分子制成的膜具有憎水性的表面，因為側(cè)鏈沒有斷裂，除非照射紫外線。當照射紫外線時，酯鍵合部分斷裂。結(jié)果，遠離的長鏈如烴鏈或氟化氫鏈斷裂。因此，產(chǎn)生羧基，使表面變成親水性。在本發(fā)明的實施方案中，為了改進光靈敏度，包括主鏈和具有多支鏈結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈的高聚物被用作臨界表面張力通過接收能量而變化的材料。一個光量子分解一個酯鍵，因此，優(yōu)選的是具有兩個或更多個連接到各個酯鍵的烴鏈或氟化氫鏈，即提供多支鏈結(jié)構(gòu)。因此，利用少量的輻射能量，就可以極大改變表面自由能。多支鏈結(jié)構(gòu)可以是樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)(dendrimerstructure)或超支化結(jié)構(gòu)(hyperbranchedstructure)，然而更優(yōu)選樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)。樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)是指鏈從中心分子以對稱的方式支化的結(jié)構(gòu)。同時，超支化結(jié)構(gòu)具有由AB2型單體聚合導致的各種支化度和聚合度，即鏈是隨機支化的。樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)和超支化結(jié)構(gòu)的定義在例如由KeigoAoi和MasaakiKakimoto編輯的NTSInc.出版的"Dedritichighpolymers"中有詳細描述。在根據(jù)本發(fā)明的實施方案的層疊結(jié)構(gòu)中，包含于潤濕性變化層中的臨界表面張力通過接收能量而變化的材料特征在于即使照射紫外線，也維持絕緣性能。一般來說，絕緣性能通過接收紫外線而劣化的原因是紫外線不僅使側(cè)鏈斷裂而且還使主鏈斷裂。為了防止這種情況，一種方法是向主鏈引入不吸收紫外線的基團(包括cj鍵的基團，例如乙烯基或包括Si-O的骨架如硅氧烷)。然而，如聚乙烯、聚乙烯苯酚或具有硅氧烷結(jié)構(gòu)的高聚物的性能所示，具有這種骨架的聚合物沒有良好的絕緣性能。從三維結(jié)構(gòu)來看，該結(jié)構(gòu)不是剛性的，因此，堆疊差，并且不能制備致密結(jié)構(gòu)。因此，不能簡單地通過向主鏈引入不吸收紫外線的基團來維持絕緣性能。另一種方法是使主鏈變長(增加分子的平均數(shù))，從而使主鏈長到足以在紫外線使其斷裂后仍能維持絕緣性能。然而，如果4吏主鏈變長，即分子的平均數(shù)增加，則對溶劑的溶解性劣化。結(jié)果，可成膜性劣化。因此，不能簡單地使主鏈變長或增加分子的平均數(shù)。另一種方法是引入能很好地吸收紫外線的高吸收系數(shù)的材料；然而，不存在具有高吸收系數(shù)的有機材料。因此，解決方案是使膜變得相當厚，或使用吸收系數(shù)比有機材料高的無機材料(例如Ti02)。在使用無機材料的情況中，不能單獨用無機材料形成薄膜。因此，無機材料顆粒必須分散在聚合物中。然而，只能使無機顆粒如Ti02小到約1jim。因此，為了使顆粒充足分散在聚合物膜內(nèi)，膜的厚度必須為幾個微米。所以，必須增加所施加的電壓。因此，在根據(jù)本發(fā)明的實施方案的層疊結(jié)構(gòu)的潤濕性變化層中，引入具有剛性主鏈的聚酰亞胺骨架。由于聚酰亞胺骨架具有剛性主鏈，即使該鏈斷裂到某種程度，也能維持分子之間的堆疊。有兩種聚酰亞胺。一種是熱固型聚酰亞胺，它是通過加熱聚酰胺酸從而引起脫水縮合反應(yīng)而產(chǎn)生的。另一種是已經(jīng)溶于溶劑中的可溶型聚酰亞胺。利用可溶型聚酰亞胺(也稱為可溶性聚酰亞胺)，優(yōu)選的膜可以在涂布之后通過加熱使溶劑蒸發(fā)而形成。同時，熱固型聚酰亞胺通常需要加熱到高溫(200。C或更高)，因為不會發(fā)生脫水縮合反應(yīng)，除非將其加熱到這樣的程度。因此，優(yōu)選將可溶性聚酰亞胺用作包括主鏈和具有多支鏈結(jié)構(gòu)的側(cè)《4的高聚物，該高聚物用作層疊結(jié)構(gòu)的潤濕性變化層中的臨界表面張力通過"f妻收能量而變化的材料，因為可溶性聚酰亞胺是高度絕緣并且在不施加高熱量的情況下是耐溶劑的。參考圖1,詳細描述潤濕性變化層2'的材料的組成。潤濕性變化層2可以由一種材料或兩種或更多種材料制成。為了用兩種或更多種材料形成潤濕性變化層2，具體地說，具有高度電絕緣性能的材料與潤濕性極大變化的材料混合。結(jié)果，可以提供電絕緣性能優(yōu)異并且潤濕性變化性能優(yōu)異的潤濕性變化層2。具有高度電絕緣性能的材料的實例有聚酰亞胺、聚酰胺-酰亞胺、環(huán)氧樹脂、倍半硅氧烷、聚乙烯苯酚、聚碳酸酯、氟樹脂和聚對二曱苯?；蛘?，交聯(lián)劑可以添加到聚乙烯苯酚或聚乙烯醇。具有高度電絕緣性能的材料優(yōu)選在側(cè)鏈上具有疏水基團。例如，具有疏水基的側(cè)鏈直接連接或通過結(jié)合基團連接到具有聚酰亞胺、聚酰亞胺-酰胺或曱基丙烯酸酯的骨架的主鏈上。疏水基團的實例具有末端結(jié)構(gòu)如-CF2CH3、-CF2CF3、-CF(CF3)2和-CFH2。在由TechnicalInformationInstituteCo.,Ltd.出if反的"Developmentofnewpolyimideandtechnologyofprovidingadvancedfunctionsfornext-generationelectronicsandelectronicmaterials"中4苗述了具有烷基側(cè)鏈的聚酰亞胺。料可以從較寬的選擇范圍內(nèi)選擇。例如，存在這樣的情況，其中一種材料的潤濕性極大變化，但是具有高的內(nèi)聚力，因此成膜性劣化。通過將該材料與成膜性優(yōu)良的其它材料混合，可以容易地制造潤濕性變化層。如上所述，潤濕性變化層2由臨界表面張力通過接收能量如熱量、紫外線、電子束和等離子體而變化的材料制成。優(yōu)選地，臨界表面張力的量在施加能量前后變化極大。在這種材料上，將能量施加到潤濕性變化層2的部分，以便形成臨界表面張力水平不同的圖案，即，高表面能部分3和低表面能部分4。因此，包含導電材料的液體易于粘附到高表面能部分3(親液性)，但是不易于粘附到低表面能部分4(疏液性)。因此，包含導電材料的液體根據(jù)圖案形狀選擇性地粘附到親液的高表面能部分3，并且粘附的液體固化，由此形成導電層5。根據(jù)本發(fā)明的實施方案的潤濕性變化層2的厚度優(yōu)選在30nm到3(_im的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在50nm到lpm的范圍內(nèi)。如果潤濕性變化層2更薄，則作為整體(bulkbody)的性能降低(絕緣性能、氣體阻隔性能、和水分阻隔性能)。如果潤濕性變化層2更厚，則表面形狀劣化。對柵絕緣膜和層疊結(jié)構(gòu)進行說明。將柵絕緣膜和層疊結(jié)構(gòu)層壓在一起；然而，如果潤濕性變化層2具有良好的絕緣性能，則潤濕性變化層2也可以起柵絕緣膜的用作。如果這樣，則可以省略4冊絕緣膜。如果均提供柵絕緣膜和層疊結(jié)構(gòu)，則潤濕性變化層2優(yōu)選由吸收系數(shù)比形成高絕緣層的材料更高的材料制成，以便防止由照射紫外線導致的不利影響。柵絕緣膜由絕緣性能比潤濕性變化層2更高的材料制成。如果絕緣性能更高，則意味著體積電阻率更大。如果將潤濕性控制層層疊在高絕緣層上，則潤濕性控制層與源/漏電極接觸，可以提供三層或更多層。高絕緣層也可以起潤濕性控制層用作。對柵絕緣膜的材料進行說明。絕緣膜可以由以下材料制成，所述材料如聚酰亞胺、聚酰胺-酰亞胺、環(huán)氧樹脂、倍半硅氧烷、聚乙烯苯酚、聚碳酸酯、氟樹脂、和聚對二曱苯。[多支鏈結(jié)構(gòu)]根據(jù)本發(fā)明的實施方案，側(cè)鏈可以包括以下多支鏈結(jié)構(gòu)。烷基長鏈和氟化氫長鏈還可以是除了以下實例以外的分子鏈。多支鏈結(jié)構(gòu)還可以是除了以下實例以外的任何結(jié)構(gòu)。在以下化學結(jié)構(gòu)式1到8中，n是2到16的整數(shù)。考慮到對溶劑的溶解性，n尤其優(yōu)選為4到12。長鏈可以是以下實例中作為第一代(firstgeneration)的長鏈；然而，長鏈還可以是化學結(jié)構(gòu)式5到8中所示作為第二代(secondgeneration)以上的長<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>化學結(jié)構(gòu)式5<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>化學結(jié)構(gòu)式6化學結(jié)構(gòu)式7化學結(jié)構(gòu)式8為了在低溫下進行成膜過程，在側(cè)鏈中具有疏水基的高聚物材料優(yōu)選包括可溶性聚酰亞胺?？扇苄跃埘啺肥强扇苋肴軇┑木埘啺??？扇苄跃埘啺吠ㄟ^在溶液中使聚酰胺酸預(yù)先進行化學亞胺化反應(yīng)過程來制備。聚酰胺酸通過使作為原料的聚酰胺酸二酐與二胺反應(yīng)獲得。如果聚酰亞胺骨架具有剛性結(jié)構(gòu)，則不易于溶于溶劑中。因此，為了擾亂聚酰亞胺的結(jié)晶并促進溶解，通常使用具有高度高(highheight)的脂環(huán)族環(huán)羧酸二水合物?？梢酝ㄟ^對由聚酰亞胺薄膜的紅外吸收光譜性能導致的特征基團的振動進行分析和/或通過測量紫外線吸收光譜性能來預(yù)估包含于聚酰亞胺中的酸酐種類。包括具有高度高的脂環(huán)族環(huán)羧酸二水合物的聚酰亞胺薄膜具有300nm或更低的吸收極限波長。具體情況在由ToshioImai和RikioYokota的由JapanPolyimideAssociation編輯的并且于2002年由NTSInc.出版的"LatestPolyimide-BasicsandApplication-"和2003年由TechnicalInformationInstituteCo.,Ltd.出片反的"Developmentofnewpolyimideandtechnologyofprovidingadvancedfunctionsfornext-generationelectronicsandelectronicmaterials"中描述。由于聚酰亞胺溶于溶劑中，因此成膜可以在200°C或更低的低溫下進行，該溫度是溶劑蒸發(fā)的溫度。而且，未反應(yīng)的聚酰胺酸不會殘留在聚酰亞胺薄膜中，并且，副反應(yīng)產(chǎn)物如酸酐也不會殘留在聚酰亞胺中。這減輕了由上述雜質(zhì)所引起的聚酰亞胺薄膜的電性能的故障。可溶性聚酰亞胺并不溶于所有的溶劑；它僅僅可溶于具有高極性的溶劑，如Y-丁基內(nèi)酯、N-曱基吡咯烷酮、和N,N-二曱基乙酰胺。因此，通過用具有低極性的溶劑如曱苯、二曱苯、丙酮和異丙醇在潤濕性變化層2上形成半導體層，可以防止包含可溶性聚酰亞胺的薄膜被溶劑腐蝕。在用兩種或更多種材料形成潤濕性變化層2的情況中，除了在側(cè)鏈中具在低溫下進行。而且，材料優(yōu)選與可溶性聚酰亞胺具有良好的相容性。因此，可以減輕溶劑中的相分離，并且該材料對于成膜過程而言是最佳的?？扇懿牧喜槐厥怯袡C材料；可溶物質(zhì)可以是包含有機和無機物的化合物。實例是酚醛樹脂如聚乙烯苯酚、三聚氰胺樹脂、聚糖如乙?；^程處理的支鏈淀粉(pullulan)、和倍半硅氧烷。而且，如果除了在側(cè)鏈中具有疏水基的可溶性聚酰亞胺以外的材料也包括可溶性聚酰亞胺，則在耐熱性、耐溶劑性和親合力方面，這也是優(yōu)選的。電極層(導電層)5是通過加熱或照射紫外線使優(yōu)選包含導電材料的液體固化而制成的。包含導電材料的液體是指以下任何一種。1.導電材料溶于溶劑。2.導電材料的前體或溶于溶劑的前體。3.導電材料的顆粒分散在溶劑中4.導電材料的前體顆粒分散在溶劑中更具體的實例是分散在有機溶劑或水中的金屬微粒如Ag、Au、或Ni,或?qū)щ娋酆衔锏娜鐡诫s的PANI(聚苯胺)或摻雜在PEDOT聚乙烯二氧噻吩)中的PSS(聚苯乙烯磺酸S旨)的溶液。將包含導電材料的液體涂布在潤濕性變化層2的表面的方法的實例有旋涂方法、浸涂方法、絲網(wǎng)印刷法、膠版印刷法和噴墨方法。然而，為了進一步利用潤濕性變化層2上的表面能的效果，尤其優(yōu)選噴墨方法，因為可以供應(yīng)小的液滴。如上所述，當通常用于打印機的頭應(yīng)用于噴墨方法中時，分辨率大約為30pm并且對準精度(alignmentprecision)為士15nm左右。然而，通過利用潤濕性變化層2的表面能的差異，可以形成更精細的圖案。半導體層6可以包括無機半導體或有機半導體。無機半導體的實例是CdSe、CdTe、和Si。有機半導體的實例有有機低分子如并五苯、蒽、并四苯、和酞菁；基于聚亞苯基的導電高聚物如基于聚乙炔的導電高聚合物、聚對亞苯基及其衍生物，和聚亞苯基亞乙烯基及其衍生物；雜環(huán)系列導電高聚物如聚吡咯及其衍生物、聚蓬吩及其衍生物、和聚^^喃及其衍生物；和離子導電高聚物如聚苯胺及其衍生物。通過使用如上所述的有機半導體，可以更進一步顯著增強潤濕性變化層2的性能的效果。[實施例]以下實施例用于詳細說明本發(fā)明；然而本發(fā)明并不局限于這些實施例。實施例1在實施例1中，證實了由樹枝狀聚合物材料制成的膜中存在樹枝狀聚合物，并且通過照射比常規(guī)材料更少的紫外線表面自由能就可以變化。在側(cè)鏈中具有樹枝狀聚合物的聚酰亞胺材料(聚酰亞胺A)和沒有樹枝狀聚合物的聚酰亞胺(聚酰亞胺B)的溶液分別通過旋涂方法涂布到玻璃基板上。接下來，在爐中在180。C下加熱基板，并且除去溶劑。得到的膜厚度用傳感針(sensingpin)測量，并且均為100nm。刮下每個膜的一部分，并且溶于作為氯仿的同位體CDCl3中。然后，測量1H-NMR。將得到的圖表與作為原料的聚酰亞胺A比較，發(fā)現(xiàn)它們基本上是相同的。這表明即使在加熱所涂布的膜之后，殘留的樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)也沒有被分解。而且，當膜刮下的部分放入熱重分析儀時，證實了重量在大約450。C時迅速變化(大約20重量％)。該數(shù)值與包含該烴類長鏈的樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)相對于聚酰亞胺A的總分子量的比例相同。因此，從該結(jié)果也證實了樹枝狀聚合物存在于該膜中。接下來，測量相對于照射紫外線的接觸角的變化。將紫外線照射到每個膜上(使用超高壓汞燈)。通過固定泡法(sessiledropmethod)測量水和包含電極材料的溶液的接觸角相對于照射時間的變化。包含電極材料的溶液的接觸角的變化結(jié)果如圖2所示。(聚酰亞胺A)化學結(jié)構(gòu)式9(聚酰亞胺B)化學結(jié)構(gòu)式10這些結(jié)果表明當不照射紫外線時，在包含樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺A中，接觸角大于聚酰亞胺B中的接觸角。在純水的情況中，得到類似的結(jié)果。當照射紫外線時，發(fā)現(xiàn)在純水中和在具有電極材料的溶液中的接觸角隨著聚酰亞胺A和B中的曝光量增加而降低。在具有電極材料的溶液情況中，接觸角固定在約5°。如上所述，在包含樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺A和聚酰亞胺B中，接觸角通過照射紫外線而變化，即該膜表面的自由能變化。然而，為了獲得相同的接觸角，聚酰亞胺A需要比聚酰亞胺B明顯少的紫外線，其量是聚酰亞胺B所需的四分之一。在這種方式中，通過在側(cè)鏈中引入樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)，用更少的曝光量可以獲得更大的表面自由能變化。實施例2比較聚酰亞胺A和聚酰亞胺B的電極圖案的性能。與實施例l相同，將聚酰亞胺A和聚酰亞胺B分別涂布到玻璃基板上，形成厚度為100nm的薄膜。通過線狀光掩模將紫外線照射到各個膜上(使用超高壓汞燈)，使亮度在1到15J/cmW范圍內(nèi)。因此，在聚酰亞胺A和聚酰亞胺B制成的薄膜上形成具有高表面能的部分。通過噴墨方法將制成電極材料的油墨噴射到所形成的具有高表面能的部分。電極材料是已知的電極材料；具體地說，該油墨是電極材料可以是金納米顆?；蜚~納米顆粒。將薄膜置于爐中在200。C下焙燒之后，用金相顯微鏡觀察是否形成具有間隔為5|Lim的線。結(jié)果如表1所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>這些結(jié)果與通過測量包括電極材料的溶液相對于紫外線曝光量的接觸角而獲得的結(jié)果相對應(yīng)。即，在聚酰亞胺A制成的膜上，僅僅需要2J/cm2的曝光量就形成高水平的表面自由能的表面以及形成電極線。同時，在聚酰亞胺B制成的膜上，需要照射大約10J/cn^的紫外線以形成高水平的能量的表面。而且，在由聚酰亞胺B制成的膜中沒有曝光的部分的接觸角沒有由聚酰亞胺A制成的膜中未曝光部分的接觸角大。因此，在由聚酰亞胺B制成的膜上，即使用10J/crr^的曝光量，也不能獲得足夠的對比度。結(jié)果，在由聚酰亞胺B制成的膜上有不適當?shù)匦纬砷g隔為5pm的線的部分。如上所述，利用在側(cè)鏈中包括樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺A,可以形成曝光量比聚酰亞胺B更少的電極。實施例3制造有機晶體管，其中柵絕緣膜和層疊結(jié)構(gòu)被層壓在一起。實施應(yīng)用了金屬掩模的真空蒸鍍方法，在玻璃基板形成Al膜并且制造膜厚度為50nm的柵電極。將實施例1的聚酰亞胺A膜層疊在具有膜厚度為400nm的聚對二曱苯膜，形成層疊的絕緣膜。聚酰亞胺A膜的膜厚度是100nm。通過光掩模以2J/cn^的亮度照射紫外線(使用超高壓汞燈)，在柵絕緣膜上形成高表面能的部分。通過噴墨方法將銀納米油墨噴射到這些高表面能部分上，并且將柵絕緣膜在200。C下焙燒，形成間距為5pm，即信道長度為5|im，的源電極和漏電極。作為有機半導體材料，使用由以下化學結(jié)構(gòu)式11表示的三烯丙基胺，并且通過旋涂方法進行成膜，形成膜厚度為30nm的有機半導體層?；瘜W結(jié)構(gòu)式11<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>得到的有機晶體管具有圖3所示的結(jié)構(gòu)，包括基板、柵電極(A1)、層疊絕緣膜(柵絕緣膜)、源電極、漏電極、和有機半導體層。對比例1用聚酰亞胺B制造有機晶體管。用與實施例2相同的方法，在聚對二曱苯膜上形成由聚酰亞胺B制成的具有厚度為100nm的薄膜。接下來，通過光掩模以15J/cn^的亮度照射紫外線(使用超高壓汞燈)，在柵絕緣膜上形成高表面能的部分。根據(jù)實施例2中獲得的結(jié)果，照射量規(guī)定為15J/cm2,從而可以形成電極線。通過噴墨方法將銀納米油墨噴射到這些高表面能部分上，并且將柵絕緣膜在20(TC下焙燒，形成間距為5pm即信道長度為5pm的源電極和漏電極。使用與實施例2相同的有機半導體材料通過旋涂方法進行成膜，形成有機半導體層。[有機晶體管的評估]表2顯示實施例3和對比例1的晶體管性能的評估結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>厚度大約為90nm。接下來，通過光掩模以2J/cm2的亮度照射紫外線(使用超高壓汞燈)，在該膜上形成高表面能的部分。通過噴墨方法將銀納米油墨噴射到這些高表面能部分上，并且該膜在15(TC下焙燒，形成柵電極。接下來，少量化學結(jié)構(gòu)式13表示的聚酰亞胺D與化學結(jié)構(gòu)式14表示的聚酰亞胺E的溶液混合。將該混合物旋涂到膜上，并且該膜在150。C下干燥，形成厚度為500nm的柵絕緣膜?；瘜W結(jié)構(gòu)式13接下來，通過光掩模以0.5J/cn^的亮度照射紫外線(使用超高壓汞燈)，在柵絕緣膜上形成高表面能的部分。通過噴墨方法將銀納米油墨噴射到這些高表面能部分上，并且該柵絕緣膜在50。C下焙燒，形成間距為5)im即信道長度為5|am的源電4l和漏電才及。使用化學結(jié)構(gòu)式9表示的聚酰亞胺A作為有機半導體材料，用與實施例3相同的方式進行成膜。得到的有機晶體管具有圖4所示的結(jié)構(gòu)，包括基板、潤濕性變化層、柵電極、也作為潤濕性變化層的柵絕緣膜、源電極、漏電極和有機半導體層。在形成柵電極和源/漏電極中沒有問題，并且制造了遷移率為2xl(T3cm2/V的晶體管。該數(shù)值與包括由Au制成的并且利用真空蒸鍍法通過金屬掩模制造的源電極和漏電極的有機薄膜晶體管相當。制造包括多個有機晶體管的器件(參見圖5A、5B)。對制造圖5A、5B所示的電子元件陣列51的過程進行說明。首先，用與實施例4相同的方法，在膜基板上形成潤濕性變化層2，然后形成柵電極42和作為柵絕緣膜的潤濕性變化層2。接下來，用與實施例4相同的方法形成源電極層5a和漏電極層5b。最后，使用層疊結(jié)構(gòu)(聚合物)l溶于曱苯的溶液，通過微接觸打印方法形成島形的半導體層6。通過進行這些步驟，制造了包括在基板7上形成的32x32TFT(電子元件41)的二維陣列的電子元件陣列51(元件間的間距為500|um)。多個TFT(電子元件41)的平均遷移率為1.1xl(T3cm2/Vs。接下來，制造顯示單元(參見圖6)。對使用圖5A、5B所示電子元件陣列51制造顯示單元61的過程進行說明。為了形成顯示元件64，首先，包括氧化鈦顆粒65和用油蘭(oilblue)著色的Isoper66的微膠嚢67在PVA溶液中混合。將其涂布到涂布有包含ITO的透明電極62的聚碳酸酯基板63上，由此形成包括微膠嚢67和PVA粘合劑68的層。將該基板與其上形成有實施例4中制造的TFT陣列(電子元件陣列51)的基板7結(jié)合在一起。用于掃描信號的驅(qū)動器IC連接到與柵電極42連接的總線上，并且用于數(shù)據(jù)信號的驅(qū)動器IC連接到與源電極層5a連接的總線。當屏幕每0.5秒轉(zhuǎn)換時，顯示了有利的靜止圖像。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以使制造層疊結(jié)構(gòu)的方法簡化，并且以降低的成本實施。進一步，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以提供具有良好的性能的電子元件如薄膜晶體管。進一步，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以使制造電子元件如薄膜晶體管的方法簡化，并且以降低的成本實施。進一步，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以在電子元件如薄膜晶體管中的所有電極層上形成高精度并且高密度的電極圖案。進一步，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以使制造電子元件陣列的方法簡化，并且以降低的成本實施，并且可以提供包括低價并且高性能有機薄膜晶體管的有源矩陣基板。進一步，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，通過將包括有機薄膜晶體管的有源矩陣基板與像素顯示元件結(jié)合，可以制造便宜并且高靈活性的顯示單元。進一步，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以提供一種以高的材料利用率通過低成本方法如印刷方法容易地制造包括精細電極圖案的層疊結(jié)構(gòu)的方法。進一步，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以提供一種制造包括高精度和高密度電極圖案層疊結(jié).構(gòu)的方法。進一步，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以提供一種容易地制造包括精細電極圖案的層疊結(jié)構(gòu)而不影響該元件內(nèi)部的方法。進一步，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以提供一種利用潤濕性變化層的特性制造層疊結(jié)構(gòu)的適當方法。進一步，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以提供一種以高材料利用率通過低成本方法如印刷方法容易地制造包括精細電極圖案的電子元件如場效應(yīng)型晶體管的方法。進一步，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，可以提供一種制造包括高精度和高密度電極圖案的場效應(yīng)類型晶體管的方法。本發(fā)明不局限于具體公開的實施方案，并且可以在不背離本發(fā)明的范圍的前提下作出各種變化和擴展。本申請基于2006年8月7日提交的日本在先專利申請No.2006-214684，其全部內(nèi)容通過參考51入本文。權(quán)利要求1.一種層疊結(jié)構(gòu)，包括基板；在基板上形成的潤濕性變化層，潤濕性變化層包含臨界表面張力通過接收能量而變化的材料；和在潤濕性變化層上形成的電極層，電極層基于潤濕性變化層形成圖案，其中臨界表面張力通過接收能量而變化的材料包括含主鏈和側(cè)鏈的聚合物，所述側(cè)鏈包括多支鏈結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1的層疊結(jié)構(gòu)，其中臨界表面張力通過接收能量而變化的材料中的側(cè)鏈的多支鏈結(jié)構(gòu)包括疏水性聚合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1的層疊結(jié)構(gòu)，其中包括主鏈和具有多支鏈結(jié)構(gòu)的側(cè)鏈的聚合物包括聚酰亞胺。4.一種電子元件，包括基板，在該基板上至少形成半導體層、絕緣膜層、和根據(jù)權(quán)利要求1的層疊結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求4的電子元件，其中半導體層包括有機半導體材料。6.根據(jù)權(quán)利要求4的電子元件，進一步包括與該層疊結(jié)構(gòu)層壓在一起的柵絕緣膜。7.根據(jù)權(quán)利要求4的電子元件，其中潤濕性變化層還作為絕緣膜層。8.根據(jù)權(quán)利要求4的電子元件，其中該層疊結(jié)構(gòu)用于多個電極層。9.一種電子元件陣列，包括多個布置在基板上的權(quán)利要求4的電子元件。10.—種顯示單元，包括權(quán)利要求9的電子元件陣列。11.一種制造層疊結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括步驟通過對潤濕性變化層施加能量，使?jié)櫇裥宰兓瘜又械牟牧系呐R界表面張力變化，在潤濕性變化層上形成高表面能部分和^f氐表面能部分；以及通過在高表面能部分上涂布包含導電材料的液體在高表面能部分上形成導電層，其中臨界表面張力通過接收能量而變化的材料包括含主鏈和側(cè)鏈的聚合物，所述側(cè)鏈包含多支鏈結(jié)構(gòu)。12.—種制造電子元件的方法，該方法包括步驟形成柵電極；形成源電極；形成漏電極；形成半導體層；以及形成絕緣層，其中形成柵電極、源電極和漏電極的步驟中至少一個步驟進一步包括以下步驟通過在潤濕性變化層上施加能量，使?jié)櫇裥宰兓瘜又械牟牧系呐R界表面張力變化，在潤濕性變化層上形成高表面能部分和低表面能部分的步驟；以及通過在高表面能部分上涂布包含導電材料的液體在高表面能部分上形成導電層，其中臨界表面張力通過接受能量而變化的材料包括含主鏈和側(cè)鏈的聚合物，所述側(cè)鏈包括多支鏈結(jié)構(gòu)。全文摘要公開的層疊結(jié)構(gòu)包括基板；在基板形成的潤濕性變化層，該潤濕性變化層包括臨界表面張力通過接收能量而變化的材料；和在潤濕性變化層上形成的電極層，該電極層根據(jù)潤濕性變化層形成圖案。臨界表面張力通過接收能量而變化的材料包括含主鏈和側(cè)鏈的聚合物，該側(cè)鏈包括多支鏈結(jié)構(gòu)。文檔編號H01L29/786GK101356651SQ20078000110公開日2009年1月28日申請日期2007年7月19日優(yōu)先權(quán)日2006年8月7日發(fā)明者津田佑輔,田野隆德,鈴木幸榮申請人:株式會社理光