[发明专利]将材料沉积到物体表面上的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子领域，更具体地涉及将材料沉积到，特别是湿沉积 到诸如衬底的物体表面上的领域。最具体地，本发明可以用于湿沉积有 机材料，但其也可以用于沉积无机材料。

背景技术

传统上，微电子技术围绕着诸如硅(Si)或砷化镓(GaAs)的无机 材料进行开发。目前正在围绕诸如聚合物的有机材料对另一途径展开研 究，其原因是它们适于大规模制造、它们的机械强度、它们的挠性结构 或者甚至它们适于再加工。因此，已经基于有机二极管(OLED)或者 基于有机薄膜晶体管(OTFT)设计了显示屏。此外，通过使用可溶性 聚合物，使通过旋涂例如喷墨或丝网印刷进行的层沉积技术的应用成为 可能。

然而，有机材料的沉积面临某些困难。更具体而言，难以在衬底表 面上获得品质良好的导电有机层。实际上，导电有机层是通过有机结晶 材料获得的。与非晶材料不同，有机结晶材料具有提供可靠且可控的电 导的周期性分子结构；而非晶材料具有无规的分子取向，由此使电子传 输困难且因此导电性差。

然而，通过研究例如已经湿沉积至衬底表面上的结晶聚合物薄层的 电学性质，一般而言，观察到紊乱的、难以预料的电流传导而不是其提 供期望的优良导电性。

实际上，由于衬底表面的不均匀性，形成有机材料层的一般技术(通 常为沉积包含在溶剂中稀释的所述材料的溶液，接着蒸发溶剂，导致形 成结晶化材料层)通常不允许晶体网状结构均匀生长。例如，衬底表面 具有粗糙的小块、不均匀的表面能、台阶或者还有功能性元件，例如金 属连接。

此外，同样由于衬底表面的不均匀性，非结晶有机材料在它们被沉 积时还存在一些问题，例如可湿性故障(wettability breakdown)或台 阶(stepway)问题。

发明内容

本发明的目的是通过提出如下方法来解决前述问题：将有机或非有 机材料层沉积到物体、尤其是衬底的表面上，其质量基本上与物体表面 的状态无关。

为此，本发明的目的是将材料层沉积到物体表面上，其包括沉积所 述材料在第一液体中的溶液的层，接着蒸发第一液体以形成材料层。

根据本发明，所述方法包括形成置于物体和溶液的层之间的第二液 体的层，所述第二液体与第一液体不混溶，其密度比第一液体的大，并 且蒸发温度比第一液体的高。

特别地，所用的溶液是指材料溶解于溶剂中，或者纳米物体分散到 分散剂中。

换言之，由材料和第一液体组成的溶液形成于第二液体“毯”的表 面上，所述毯自身沉积在物体表面上。由于第一和第二液体的不混溶性， 两种液体间的界面具有均一表面，所述均一性与物体表面的状态无关。 然而，如果所述表面不是非常地均一，则应当指出，其不均匀性在本质 上是分子级的，是目前技术所无法达到的尺度。因此，应当指出衬底表 面可以具有能量上(例如由于存在不同材料引起)或者几何结构上(粗 糙的小块、台阶、灰尘等)的大的差异，但是当存在结晶时不会直接影 响形成于物体表面上的晶体质量或者也不会相当简单地影响所进行的 沉积的质量。

这种均匀性还适合于结晶有机材料的晶体在第一液体蒸发时均匀地生 长。由此在第二液体蒸发之后在物体表面上获得均一性高的晶体网络。

根据本发明的一些实施方案，所述方法包含一个或多个如下特征。

因此，希望进行沉积的材料不溶于第二液体。

第二液体层是通过在溶液层沉积之前将其沉积到物体上来形成的。

包含材料和第一液体及第二液体的混合物沉积在物体的表面上，第二 液体层是通过分层和相分离形成的。

第二液体的密度比第一液体的密度至少大0.2mg/L。

第二液体的蒸发温度比第一液体的蒸发温度至少高20度。

溶液包含溶解于溶剂中的材料。更具体而言，溶剂为甲苯，而第二液 体为氟化液体。

溶液包含分散在分散剂中的纳米物体形式的材料。该纳米物体特别是 纳米线或纳米管，分散剂为醇，且其二液体为氟化液体。

附图说明

通过阅读以下说明，将更好地理解本发明；所述说明仅以举例方式 给出，并且是结合附图做出的，附图中：

-图1-4是说明根据本发明的沉积到整个平面上的方法中的步骤的

示意性截面图；

-图5示出现有技术的台阶缺陷；