[发明专利]印刷超窄间隙线的方法

说明书

技术领域

本公开一般涉及用于可印刷电子器件的制造技术，尤其涉及一种用于在制造可印刷电子器件中印刷窄间隙线的技术。

背景技术

印刷工艺作为一种材料沉积的手段是一种增加材料使用和消除光刻工艺的有效方式。印刷高分辨率图案的主要挑战之一是限制墨水在基底上不受控的扩散。例如，在场效应晶体管中，为了在低驱动电压下以高频切换速度获得足够的电流，需要窄的沟道(源极和漏极之间的间隙)。例如，高频(high frequency，HF)射频识别(Radio-Frequency Identification，RFID)标签以最小频率13.56MHz运行。因此，所印刷的HF RFID需要1μm至5μm的沟道长度。为了避免两个电极之间的电短路，常规的印刷方法只能可靠地产生具有10μm至50μm的最小间隙的电极。

光刻法是一种用于微制造薄膜图案的公知方法，但是这是一种相对较高成本和较为复杂的方法。光刻工艺和印刷工艺的组合已被证明用于制造喷墨印刷有机薄膜晶体管(organic thin film transistors，OTFTs)。西林豪斯(Sirringhaus)等人证明了使用光刻法预图案化工艺获得的具有5μm的印刷沟道长度。参见H.·西林豪斯(Sirringhaus，H.)、T.·川瀬(Kawase，T.)、R.H.·弗兰德(Friend，R.H.)、T.·下田(Shimoda，T.)、M.·依本瑟卡兰(Inbasekaran，M.)、W.·吴(Wu，W.)和E.P.·善宇(Woo，E.P.)的《科学》杂志(Science)第290卷，第2123期(2000年)。两个印刷电极之间的间隙由图案化的聚酰亚胺带限定，该间隙在电极之间起到屏障的作用并由此限定沟道长度。图1示出了现有技术的光刻技术。

如图2所示，使用弹性体印章的微接触印刷是另一种在印刷导电材料之前预先图案化墨水阻挡条的方法。罗杰斯(Rogers)等人报告了通过微接触印刷的2μm的沟道长度。参见J.-A.·罗杰斯(Rogers，)、Z.·包(Bao，Z.)、A.·玛奇贾(Makhija，A.)和P.·布劳恩(Braun，P.)的《先进材料》期刊(Advanced Materials，Adv.Mater.)第11卷第741期(1999年)。然而，该方法基于软光刻，涉及根据由常规的光刻和蚀刻制造的母版进行印章的复制。

西林豪斯(Sirringhaus)等人在2005年提出了无光刻自对准方法来制造具有窄间隙的漏电极和源电极。参见希利·W.·克里斯多夫(Christophe W.Sele)、韦尔讷·冯·蒂莫西(Timothy von Werne)、弗兰德·H.·理查德(Richard H.Friend)和西林豪斯·横宁(Henning Sirringhaus)的《先进材料》期刊(《Adv.Mater.》)第17卷第997期(2005年)。该方法使用四氟化碳(CF4)等离子体处理以在第一印刷的PEDOT：PSS(3，4-乙烯二氧噻吩单体的聚合物：聚苯乙烯磺酸盐)电极上形成氟化层的薄层。因此，如图3所示，氟化的PEDOT：PSS与基底之间存在较高的表面能对比度，第二印刷的PEDOT：PSS液滴会流出到基底上。

如图4所示，K.铃木(K.Suzuki)等人已证明了一种基于控制表面能的构图方法，该构图方法通过具有光掩模的UV照射工艺来控制表面能，且该构图方法实现了在两个电极之间的最小间隙为2μm。参见K.铃木(K.Suzuki)、K.约坦尼(K.Yutani)、M.中岛(M.Nakashima)、A.小野寺(A.Onodera)、S.水上(S.Mizukami)、M.加藤(M.Kato)、T.塔诺(T.Tano)、H.伴野(H.Tomono)、M.柳泽(M.Yanagisawa)和K.龟山(K.Kameyama)在2010年电子版的国际研讨会(International Symposium)上的报告；http://www.ricoh.com/about/company/technology/tech/pdf/idw10paper.pdf)。