CN105264683A - 有机薄膜晶体管及其制造和使用方法 - Google Patents

有机薄膜晶体管及其制造和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种形成有机薄膜晶体管的方法。该方法包括提供衬底并在衬底的第一表面上沉积并图案化栅极。所述方法包括在衬底上的栅极上分配绝缘材料的第一液滴，并且在第一液滴的第一表面上分配半导体材料的第二液滴。该第二液滴形成具有中央腔的疏水结构。该方法还包括在第二液滴的第一表面上分配导体材料的第三液滴，使得导体材料基本上充填疏水结构的中央腔并在中央腔周围形成导体材料层，从而界定有机薄膜晶体管的源极和漏极。

Description

有机薄膜晶体管及其制造和使用方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年4月6日提交的印度专利申请系列号1032/DEL/2013的优先权，将其内容全部在此并入。
背景技术
有机薄膜晶体管(OTFT)用于柔性显示器，如液晶显示装置、有机电致发光装置和无机电致发光装置。一般而言，此类装置中的OTFT用作控制每个像素的运行的开关装置以及驱动像素的驱动装置。而且，OTFT还用于射频识别(RFID)电路、智能卡和传感装置。
OTFT一般包含具有源区和漏区以及沟道区的半导体层、与半导体层隔开并位于与沟道区对应的区域内的栅极。OTFT还包含分别接触源区和漏区的源极和漏极。
目前，使用诸如平版印刷、旋涂和蒸发等技术制造OTFT。形成OTFT的其他技术包括印刷技术，如喷墨印刷、柔性版印刷、凹版印刷、胶版印刷和丝网印刷。然而，难以控制用这些印刷技术形成的OTFT的沟道长度。而且，某些技术需要附加的衬底图案化步骤来控制沟道长度，从而导致大量的制造成本。
发明内容
以上发明内容只是示例性的，其绝不意图以任何方式进行限制。除上述说明性方面、实施方式和特征之外，其他方面、实施方式和特征将通过参照附图和下述具体实施方式而变得显而易见。
简言之，根据一个方面，提供了形成有机薄膜晶体管的方法。所述方法包括提供衬底并在衬底的第一表面上沉积并图案化栅极。所述方法包括在衬底的栅极上分配绝缘材料的第一液滴，并且在第一液滴的第一表面上分配半导体材料的第二液滴。该第二液滴形成具有中央腔的疏水结构。该方法还包括在第二液滴的第一表面上分配导体材料的第三液滴，使得导体材料基本上充填疏水结构的中央腔并在中央腔周围形成导体材料层，从而界定有机薄膜晶体管的源极和漏极。
根据另一方面，提供了在衬底上形成三维特征的方法。该方法包括：在衬底的第一表面上顺序地分配一种或多种沉积材料的多个液滴以在衬底上形成三维特征。所述多个液滴分配在所述衬底的基本上相同位置上从而在所述衬底上形成重叠液滴。该方法还包含调节多个重叠液滴的各自表面的疏水性从而促进液滴在衬底上的自组装并且控制所述三维特征的轮廓。
根据另一方面，提供了有机薄膜晶体管。所述有机薄膜晶体管可包括：衬底，其具有形成在所述衬底的第一表面上的图案化栅极；和设置在所述栅极上的绝缘层。所述有机薄膜晶体管还可包括设置在所述绝缘层的第一表面上的半导体层，其具有含中央腔的井状结构。所述井状结构的第一表面是疏水表面。有机薄膜晶体管还可包括水溶性导体材料，其设置在所述半导体层周围和所述半导体层的中央腔内从而形成所述有机薄膜晶体管的源极和漏极。
附图说明
图1是示出形成有机薄膜晶体管的方法的实施方式的示例图。
图2是在聚(4-乙烯基苯酚)(PVPh)涂覆的衬底的表面上浇铸的TIPS-并五苯的单个液滴的示例图像。
图3是分配在PVPh涂覆的衬底上的6,13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS-并五苯)的液滴阵列的示例扫描电子显微镜(SEM)图像。
图4示出了图3的TIPS-并五苯液滴的示例扫描电子显微镜(SEM)图像。
图5是分配在PVPh涂覆的衬底上的溶于氯苯中的TIPS-并五苯的单个液滴的示例光学显微图像。
图6示出了由分配在PVPh涂覆的衬底上的TIPS-并五苯液滴获得的示例光学轮廓测定法结果。
图7示出了由分配在PVPh涂覆的衬底上的另一个TIPS-并五苯液滴获得的示例光学轮廓测定法结果。
具体实施方式
在以下具体实施方式中，参照了形成其一部分的附图。在图中，相同的符号通常指示相同的组成部分，除非上下文另外指出。具体实施方式、附图和权利要求中所描述的说明性实施方式并非意在限制。在不背离本文所呈现的主题内容的主旨或范围的情况下，可以使用其它的实施方式，也可以进行其它变化。容易理解的是，如本文一般性描述并如附图图示的本发明的各方面可以以各种不同设置进行排列、替换、合并、拆分和设计，而这些均在本文中得到明确预期。
还将明白，作为属于群组或结构、组成和/或功能上相关的化合物而在说明书中明确或隐含公开和/或在权利要求中叙述的任何化合物、材料或物质包括所述群组的个体代表及其所有组合。当按照“包括”各种组分或步骤(解释为“包括但不限于”的含义)来描述各种组合物、方法和装置时，所述组合物、方法和装置还可“基本上由各种组分和步骤组成”或“由各种组分和步骤组成”，并且此种术语应该被解释为限定了基本上封闭的成员组。
示例实施方式大体涉及形成有机薄膜晶体管(OTFT)的技术。以下描述的实施方式提供使用材料(如绝缘材料、半导体材料和导体材料)的单个液滴形成OTFT的自对齐制造技术。利用该技术形成的OTFT阵列可用于各种应用，如用于电致发光显示装置、传感装置等。例如，OTFT可在用于可持续食品包装和其他类似行业的传感装置中使用。
该技术也可应用于通过以下方式在衬底上形成三维特征：在衬底上顺序地分配一种或多种沉积材料的液滴，并且调节液滴的疏水性以促进液滴的自组装，从而实现所需的三维特征的轮廓。
现参照图1，提供了示例图100，其图示了形成有机薄膜晶体管的方法的实施方式。在示出的实施方式中，提供衬底102。衬底102可以是刚性衬底或柔性衬底。用于衬底102的材料的实例包括但不限于玻璃、硅、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(PI)或它们的组合。在此示例实施方式中，衬底102是图案化衬底，其具有形成在衬底102的第一表面104上的栅极。衬底102一般可具有任何需要的厚度。在一个示例实施方式中，衬底102的厚度是约60微米～约1000微米。厚度的具体实例包括约60微米、约100微米、约200微米、约300微米、约400微米、约500微米、约600微米、约700微米、约800微米、约900微米、约1000微米以及这些值中任意两个之间的范围(包括端点)。
可用已知的图案化技术在衬底102的第一表面104上沉积并图案化栅极。在此示例实施方式中，所述栅极由氧化铟锡(ITO)组成。用于栅极的其他材料的实例包括但不限于掺杂硅、氧化铟锌、金(Au)、银(Ag)、钼(Mo)、钛(Ti)、铝(Al)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)、聚苯胺或它们的组合。
在示出的实施方式中，绝缘材料的第一液滴106被分配在衬底102的第一表面104上，以在衬底102上形成绝缘层108。可使用合适的分配装置在衬底102上分配第一液滴106。例如，微量移液器或材料打印机(如来自Fujifilm,U.S.A的Dimatix打印机)可用于将第一液滴106分配在衬底102上。第一液滴106一般可以具有任意滴体积，如约10皮升～10微升。滴体积的具体实例包括约10皮升、约100皮升、约1纳升、约10纳升、约100纳升、约1微升、约10微升以及这些值中任意两个之间的范围(包括端点)。
在示例实施方式中，所述绝缘材料的第一液滴106包含聚(4-乙烯基苯酚)(PVPh)。其他绝缘材料的实例包括聚乙烯醇(PVA)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚[偏氟乙烯-共-三氟乙烯][P(VDF-TrFE)]、P(VDF-TFE)、聚氯乙烯(PVC)、MDX6尼龙、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、cyanoethylpullam(CYPEL)、聚(α-甲基苯乙烯)(PαMS)、聚(甲基丙烯酸乙酯)(PEMA)、聚(甲基丙烯酸丁酯)(PBMA)、聚乙烯(PE)、聚(丙烯腈)(PAN)、聚苯胺(PANI)或它们的组合。
可加热绝缘材料的第一液滴106以实现绝缘层108的干表面。加热一般可在升高的温度下进行，例如约100℃～250℃的温度。升高的温度的具体实例包括约100℃、约125℃、约150℃、约175℃、约200℃、约225℃、约250℃和以及这些值中任意两个之间的范围(包括端点)。在一个示例实施方式中，绝缘材料的第一液滴106被加热至约160℃的温度。
而且，可在绝缘层108的第一表面112上分配半导体材料的第二液滴110以形成半导体层114。可用适当的分配装置再次分配第二液滴110。在此示例实施方式中，第二液滴110形成具有中央腔118的疏水结构116。
半导体层114可由p型半导体材料形成，比如6,13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS-并五苯)、6,13-双(三甲基甲硅烷基)并五苯、6,13-双((三乙基甲硅烷基)乙炔基)并五苯、6,13-双(叔丁基乙炔基)并五苯、6,13-双(己基乙炔基)并五苯、6,13-三乙基甲硅烷基乙炔基双噻吩蒽、聚(3-辛基噻吩-2,5-二基)(P3OT)或它们的组合。另外，半导体层114可由n型半导体材料形成，比如N,N-二(正辛基)-1,6-二氰基苝-3,4:9,10-双(二甲酰亚胺)(PDI-8CN2)、聚{[N,N’-二(2-辛基十二烷基)-萘-1,4,5,8-双(二甲酰亚胺)-2,6-二基]交替-5,5’-(2,2’-联噻吩)}[P(NDI2OD-T2)]或它们的组合。
在此示例实施方式中，半导体层114由TIPS-并五苯形成。另外，第二液滴110的直径相对小于第一液滴106的直径。在某些实施方式中，第一液滴106的直径是约5mm～12mm。第一直径的具体实例包括约5mm、约6mm、约7mm、约8mm、约9mm、约10mm、约11mm、约12mm以及这些值中任意两个之间的范围(包括端点)。此外，第二液滴110的直径是约3mm～约6mm。第二直径的具体实例包括约3mm、约4mm、约5mm、约6mm以及这些值中任意两个之间的范围(包括端点)。在某些示例实施方式中，第二液滴110的直径是第一液滴106直径的约0.3倍～约0.6倍。在一个实例中，第二液滴110的直径是第一液滴106直径的大约0.5倍。
在将第二液滴110分配在衬底102上之前，可将用于形成第二液滴110的半导体材料溶解在至少一种溶剂中。随后，半导体材料的第二液滴110可通过自然蒸发而干燥。溶剂的实例包括但不限于氯苯、1,2-二氯苯或它们的组合。干燥之后，第二液滴110形成井状疏水结构116。
在某些示例实施方式中，对第二液滴110添加疏水剂以增强第二液滴110表面的疏水性。疏水剂的实例包括但不限于氧气(O2)、等离子体、四氟化碳(CF4)等离子体、阳离子二正癸基二甲基氯化铵、苯扎氯铵或它们的组合。
此外，可在半导体层114的第一表面112上分配导体材料的第三液滴120。在此示例实施方式中，导体材料包括水溶性导体材料。第三液滴120一般可具有任意滴体积，例如约1微升～约2微升。可用适当的分配装置在半导体层114上再次分配第三液滴120。在某些实施方式中，第三液滴120的外径是约5mm～约8mm。外径的具体实例包括约5mm、约6mm、约7mm、约8mm和以及这些值中任意两个之间的范围(包括端点)。
在此，在半导体层114的周围和井状疏水结构116的中央腔118内设置水溶性导体材料。在示出的实施方式中，导体材料包含聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸))(PEDOT:PSS)。其他导体材料的实例包括但不限于水溶性掺杂聚苯胺、溶解在水中的纳米银、溶解在水中的纳米金或它们的组合。
可以看出，导体材料的第三液滴120的一部分可陷入疏水结构116的中央腔118内，并且剩余的导体材料设置在中央腔118周围以形成环状构型，其形成通常以附图标记124表示的有机薄膜晶体管的源极和漏极。应该注意的是，半导体层114的疏水性表面促进导体材料的自对齐，从而在衬底102上形成源极和漏极。在某些实施方式中，可通过改变导体材料的浓度来控制环状构型的高度和宽度。
在示出的实施方式中，井状疏水结构116的厚度可界定有机薄膜晶体管124的沟道长度。在某些实施方式中，有机薄膜晶体管124的沟道长度小于约10微米(μm)。在一个示例实施方式中，有机薄膜晶体管124的沟道长度小于约4μm。
上面参照图1描述的示例技术可用于在诸如3D打印工艺中所需的衬底上形成各种三维特征。如上所述，可将一种或多种沉积材料的多个液滴顺序地分配在衬底上，以便在衬底上形成三维特征。所述多个液滴可分配在衬底的基本上相同位置上，以便在衬底上形成重叠的液滴，可以调节多个重叠液滴的各自表面的疏水性以便促进液滴在衬底上的自组装并且控制所述三维特征的轮廓。另外，控制所述多个液滴中每个的滴体积，从而控制所述三维特征的轮廓。
实施例：将在下面通过其实施例和比较例进一步详细描述本发明，但应注意的是，本发明并不意图限于这些实施例。
实施例1：OTFT的形成：使用图1的示例方法形成OTFT。将厚度约175微米的PET衬底图案化上ITO栅极。将具有约6mm直径和约2微升滴体积的PVPh的第一液滴分配在衬底上。使用市售微量移液器来分配第一液滴。在约160℃的温度下加热PVPh的第一液滴。然后，将TIPS并五苯的第二液滴分配在PVPh液滴的顶面上。TIPS并五苯液滴的滴体积是约1微升(μL)并且液滴的直径是约3mm。
在此，首先将TIPS并五苯溶于氯苯，在滴铸后，将其通过自然蒸发过程干燥，从而形成具有中央腔的井状结构。将PEDOT:PSS的第三液滴分配在TIPS并五苯液滴上。PEDOT:PSS液滴的滴体积是约1.5微升(μL)，并且液滴的直径是约5.5mm。在此，PEDOT:PSS的一部分陷入井状结构的中央腔内，并且剩余部分围绕腔，从而形成环状结构，其形成OTFT的源极和漏极。
实施例2：OTFT的腔结构的实验结果：图2是在ITO-PET衬底的PVPh涂覆表面上浇铸的TIPS-并五苯的单个液滴的示例图像200。将滴体积为9μl的溶于约1wt％的氯苯中的TIPS-并五苯液滴浇铸在PVPh涂覆表面上。如从图像200可见，观察到井状TIPS-并五苯环。环的直径经测量为约6mm。
实施例3：OTFT的表征。使用图1的示例方法形成OTFT，并且使用扫描电子显微镜来进行表征。图3是在分配在PVPh涂覆的衬底上的TIPS-并五苯的液滴阵列的示例扫描电子显微镜(SEM)图像300。在此，首先将TIPS-并五苯溶解在氯苯中，然后使用具有DMC-11610打印头的DimatixPrinter2831(来自Fujifilm,U.S.A.)将TIPS-并五苯液滴阵列打印在PVPh涂覆的衬底上。TIPS-并五苯液滴的滴体积为约10皮升(pL)。可以看出，每个TIPS-液滴在PVPh涂覆的衬底上形成井状环。
图4是示出在上面图3所示的TIPS-并五苯液滴的示例扫描电子显微镜(SEM)图像400。在此，图像402和404用于估算每个TIPS-并五苯液滴的直径和环宽度。界定OTFT的沟道长度的TIPS-并五苯液滴的环宽度被估算为在约10微米～约13微米的范围内。另外，印刷的TIPS-并五苯液滴的平均直径被估算为在35微米～45微米的范围内。图5是溶于氯苯并且滴铸在PVPh表面上的TIPS-并五苯单个液滴的示例光学显微图像500。如从光学显微图像500中可见，清楚地观察到TIPS-并五苯的环状构型的形成。
图6示出了由分配在PVPh涂覆的衬底上的TIPS-并五苯液滴获得的示例光学轮廓测定法结果600。在此，TIPS-并五苯液滴的三维和二维光学轮廓测定图像分别由附图标记602和604表示。另外，TIPS-并五苯液滴的线扫描轮廓测定由附图标记606表示。该图像和线扫描轮廓测定是使用NanoMap-D光学表面光度仪(来自AEPTechnology,U.S.A)获得的。图像602、604和线扫描轮廓测定606用于测定滴直径、形成在衬底上的环宽度、环高度和环内径。应当注意，环宽度是OTFT的沟道长度的量度。在此，滴直径经测量为约44.1μm。TIPS-并五苯环的宽度和高度分别测量为约10.9μm和约0.828μm。另外，TIPS-并五苯环的内径经测量为约20.9μm。
图7示出了由分配在PVPh涂覆的衬底上的另一个TIPS-并五苯液滴获得的示例光学轮廓测定法结果700。在此，TIPS-并五苯液滴的三维和二维的光学轮廓测定图像是分别由附图标记702和704表示。另外，TIPS-并五苯液滴的线扫描轮廓测定由附图标记706表示。图像702、704和线扫描轮廓测定706是用于测定滴直径、形成在衬底上的环宽度、环高度和环内径。在此，滴直径经测量为约45.5μm。TIPS-并五苯环的宽度和高度分别测量为约12.5μm和约0.843μm。另外，TIPS-并五苯环的内径经测量为约19.7μm。
实施例4：具有如上所述OTFT的显示器的构造：使用如上所述的过程来设计OTFT。该OTFT具有约4.2μm的沟道长度和约175μm的沟道长度。OTFT被提议用于具有约3.2英寸(约8.1cm)的对角线长度的显示器。像素区域假定为约250μm×250μm，并且OTFT的直径为约100μm。在此，显示器的分辨率为约100像素/英寸(ppi)。
实施例5：具有如上所述OTFT的显示器与其他具有OTFT/OLED的市售显示器 的比较结果：表1显示实施例4的显示器和其他市售OTFT类显示器中的OTFT的所需沟道长度、沟道宽度。
表1
由此可见，可使用利用本技术形成的OTFT来制造显示装置。另外，此显示装置的分辨率是约100ppi。另外，使用目前技术形成的OTFT不需要如其他装置中所需要的薄膜沉积、光刻和图案化的多个步骤，从而减少制造成本。
本公开内容不限于本申请中所述的特定实施方式，所述特定实施方式意在说明各个方面。对于本领域技术人员显而易见的是，可以进行多种修改和变化而不脱离其主旨和范围。除本文所列举的内容之外，根据以上描述，在本发明范围内的功能等同的方法和设备对于本领域技术人员而言也是显而易见的。此种修改和变化将落在所附权利要求的范围内。
本发明仅受所附权利要求的条款以及这些权利要求所囊括的等同物的全部范围的限制。可以理解的是，本发明不限于特定的方法、试剂、化合物、组合物或生物系统，这些元素当然可以变化。还应理解，本文所使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，而不意在进行限制。
对于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员都可以在对上下文和/或应用适当的情况下将其从复数形式转化为单数形式或从单数形式转化成复数形式。为了清楚，本文中可以明确地说明各种单数/复数变换。
本领域技术人员应理解的是，通常，本文所用的术语，尤其是所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中所用的术语，通常意在表示“开放式”术语(例如，术语“包括”应理解为“包括但不限于”，术语“具有”应理解为“至少具有”，术语“包含”应理解为“包含但不限于”，等等)。本领域技术人员还应理解的是，如果意图表示引入权利要求表述的特定数量，则这种意图将明确表述在权利要求中，而在没有这种表述时，就不存在这种意图。
例如，为了帮助理解，以下所附的权利要求可能包含引导性短语“至少一个(种)”和“一个(种)或多个(种)”的用法，用来引入权利要求表述。然而，即使同一权利要求包含了引导性短语“一个(种)或多个(种)”或“至少一个(种)”和诸如“一个”或“一种”等不定冠词，对此类短语的使用也不应解读为是以下含义：由不定冠词“一个”或“一种”引入的权利要求表述，会将包含这些引入的权利要求表述的特定权利要求限定为包含仅一个(种)如此表述的实施方式(例如“一个”和/或“一种”应理解为是表示“至少一个(种)”或“一个(种)或多个(种)”)；对于使用定冠词来引入权利要求表述的情况也同样如此。
此外，即使明确记载了引入权利要求表述的特定数量，本领域技术人员也会认识到应当将此类表述解释为是表示至少所述数量(例如，如果仅记载了“两种表述”而无其他修饰，其含义是至少两种表述或两种以上表述)。此外，在使用与“A、B和C等中的至少一种”类似的限定时，通常，此类表述意在具有本领域技术人员通常理解此类限定的含义(例如，“具有A、B和C中至少一种的系统”应包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等的系统)。在使用与“A、B或C等中的至少一种”类似的限定时，通常，此类表述意在具有本领域技术人员通常理解此类限定的含义(例如，“具有A、B或C中至少一种的系统”应包括但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B和C等的系统)。
本领域技术人员还应理解的是，不论在说明书、权利要求书还是附图中，表示两种以上择一性事项的任何选言性词语实际上都应理解为涵盖了包括这些事项中的某一项、任一项或全部两项在内的可能性。例如，短语“A或B”将理解为包括了“A”或“B”或“A和B”的可能性。
本领域技术人员应理解的是，出于任何目的和所有目的，例如在提供书面说明方面，本文公开的所有范围还包括这些范围的任何或全部可能的子范围和子范围的组合。对于任何列出的范围，都应容易地认识到充分地描述了并能够得到被分割为至少两等份、三等份、四等份、五等份、十等份等的同一范围。作为非限制性实例，本文所述的每个范围都可以容易地分割为下三分之一、中三分之一和上三分之一，等等。
本领域技术人员还应理解的是，所有例如“至多”、“至少”、“大于”、“小于”等用语都包括了所述的数字，并且指可以继续分割为上述子范围的范围。最后，本领域技术人员还应理解，范围包括每个单独的成员。因此，例如，具有1～3个单元的组是指具有1、2或3个单元的组。类似的，具有1～5个单元的组是指具有1、2、3、4或5个单元的组，以此类推。
由上可知，本发明内容的各种实施方式已出于说明的目的而在本文中描述，可以进行各种修改而不脱离本发明内容的范围和实质。因此，本文所公开的各种实施方式并不意在起限制作用，真实范围和实质如以下权利要求所指出。

Claims (36)

1.一种形成有机薄膜晶体管的方法，所述方法包括：
提供衬底；
在所述衬底的第一表面上沉积并图案化栅极；
在所述衬底的所述第一表面上分配绝缘材料的第一液滴；
在所述第一液滴的第一表面上分配半导体材料的第二液滴，其中，所述第二液滴形成具有中央腔的疏水结构；和
在所述第二液滴的第一表面上分配导体材料的第三液滴，其中，所述导体材料基本上充填所述疏水结构的中央腔并在所述中央腔周围形成导体材料层，从而界定所述有机薄膜晶体管的源极和漏极。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述衬底包含刚性衬底或柔性衬底。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述衬底包含玻璃、硅、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或它们的组合。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述栅极包含氧化铟锡(ITO)、掺杂硅、氧化铟锌、金(Au)、银(Ag)、钼(Mo)、钛(Ti)、铝(Al)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)、聚苯胺或它们的组合。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述绝缘材料包含聚(4-乙烯基苯酚)(PVPh)、聚乙烯醇(PVA)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚[偏氟乙烯-共-三氟乙烯][P(VDF-TrFE)]、P(VDF-TFE)、聚氯乙烯(PVC)、MDX6尼龙、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、cyanoethylpullam(CYPEL)、聚(α-甲基苯乙烯)(PαMS)、聚(甲基丙烯酸乙酯)(PEMA)、聚(甲基丙烯酸丁酯)(PBMA)、聚乙烯(PE)、聚(丙烯腈)(PAN)、聚苯胺(PANI)或它们的组合。
6.如权利要求1所述的方法，其还包括在分配所述半导体材料的第二液滴之前加热所述绝缘材料的第一液滴。
7.如权利要求6所述的方法，其中，在约100℃～约250℃的温度下加热所述绝缘材料的第一液滴。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述半导体材料包含6,13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯(TIPS并五苯)、6,13-双(三甲基甲硅烷基)并五苯、6,13-双((三乙基甲硅烷基)乙炔基)并五苯、6,13-双(叔丁基乙炔基)并五苯、6,13-双(己基乙炔基)并五苯、6,13-三乙基甲硅烷基乙炔基双噻吩蒽、聚(3-辛基噻吩-2,5-二基)(P3OT)或它们的组合。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述半导体材料包含N,N-二(正辛基)-1,6-二氰基苝-3,4:9,10-双(二甲酰亚胺)(PDI-8CN2)、聚{[N,N’-二(2-辛基十二烷基)-萘-1,4,5,8-双(二甲酰亚胺)-2,6-二基]交替-5,5’-(2,2’-联噻吩)}[P(NDI2OD-T2)]或它们的组合。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二液滴形成井状疏水结构。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二液滴的直径相对小于所述第一液滴的直径。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述第二液滴的直径是所述第一液滴的直径的约0.3倍～约0.6倍。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述第二液滴的直径是所述第一液滴的直径的约0.5倍。
14.如权利要求1所述的方法，其还包括：
将所述第二液滴溶解在溶剂中；并且
将所述第二液滴干燥以形成所述疏水结构。
15.如权利要求14所述的方法，其还包括向所述第二液滴添加疏水剂。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述疏水剂包含氧气(O2)、等离子体、四氟化碳(CF4)等离子体、阳离子二正癸基二甲基氯化铵、苯扎氯铵或它们的组合。
17.如权利要求14所述的方法，其中，所述溶剂包含氯苯、1,2二氯苯或它们的组合。
18.如权利要求1所述的方法，其中，所述导体材料包含(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸))(PEDOT:PSS)、水溶性掺杂聚苯胺、溶解在水中的纳米银、溶解在水中的纳米金或它们的组合。
19.一种在衬底上形成三维特征的方法，所述方法包括：
在所述衬底的第一表面上顺序地分配一种或多种沉积材料的多个液滴以在所述衬底上形成三维特征，其中，所述多个液滴分配在所述衬底的基本上相同位置上从而在所述衬底上形成重叠液滴；和
调节多个重叠液滴的各自表面的疏水性，从而促进所述液滴在所述衬底上的自组装并且控制所述三维特征的轮廓。
20.如权利要求19所述的方法，其还包括控制所述多个液滴中每个的滴体积，从而控制所述三维特征的轮廓。
21.如权利要求19所述的方法，其中，顺序地分配所述多个液滴的步骤包括在所述衬底上顺序地分配介电材料、半导体材料和导体材料的液滴，从而形成有机薄膜晶体管。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述半导体材料的液滴的直径相对小于所述介电材料的液滴的直径，从而在所述介电材料的液滴的第一表面上形成具有中央腔的疏水结构。
23.如权利要求21所述的方法，其中，调节所述半导体材料的液滴的疏水性，使得所述导体材料充填所述中央腔并在所述腔周围形成导体材料层，从而界定所述有机薄膜晶体管的源极和漏极。
24.一种有机薄膜晶体管，其包括：
衬底，所述衬底具有形成在所述衬底的第一表面上的图案化栅极；
设置在所述衬底的所述第一表面上的绝缘层，
设置在所述绝缘层的第一表面上的半导体层，所述半导体层具有含中央腔的井状结构，其中，所述井状结构的第一表面是疏水表面；和
水溶性导体材料，所述水溶性导体材料设置在所述半导体层周围和所述半导体层的中央腔内从而形成所述有机薄膜晶体管的源极和漏极。
25.如权利要求24所述的有机薄膜晶体管，其中，所述半导体层的所述疏水表面促进所述导体材料的自对齐，从而在所述衬底上形成所述源极和所述漏极。
26.如权利要求24所述的有机薄膜晶体管，其中，所述衬底包含玻璃、硅、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或它们的组合。
27.如权利要求24所述的有机薄膜晶体管，其中，所述图案化栅极包含氧化铟锡(ITO)、掺杂硅、氧化铟锌、金(Au)、银(Ag)、钼(Mo)、钛(Ti)、铝(Al)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)、聚苯胺或它们的组合。
28.如权利要求24所述的有机薄膜晶体管，其中，所述绝缘层包含聚(4-乙烯基苯酚)(PVPh)、聚乙烯醇(PVA)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚[偏氟乙烯-共-三氟乙烯][P(VDF-TrFE)]、P(VDF-TFE)、聚氯乙烯(PVC)、MDX6尼龙、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、cyanoethylpullam(CYPEL)、聚(α-甲基苯乙烯)(PαMS)、聚(甲基丙烯酸乙酯)(PEMA)、聚(甲基丙烯酸丁酯)(PBMA)、聚乙烯(PE)、聚(丙烯腈)(PAN)、聚苯胺(PANI)或它们的组合。
29.如权利要求24所述的有机薄膜晶体管，其中，所述半导体层包含6,13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯、6,13-双(三甲基甲硅烷基)并五苯、6,13-双((三乙基甲硅烷基)乙炔基)并五苯、6,13-双(叔丁基乙炔基)并五苯、6,13-双(己基乙炔基)并五苯、6,13-三乙基甲硅烷基乙炔基双噻吩蒽、聚(3-辛基噻吩-2,5-二基)(P3OT)或它们的组合。
30.如权利要求24所述的有机薄膜晶体管，其中，所述半导体层包含N,N-二(正辛基)-1,6-二氰基苝-3,4:9,10-双(二甲酰亚胺)(PDI-8CN2)、聚{[N,N’-二(2-辛基十二烷基)-萘-1,4,5,8-双(二甲酰亚胺)-2,6-二基]交替-5,5’-(2,2’-联噻吩)}[P(NDI2OD-T2)]或它们的组合。
31.如权利要求24所述的有机薄膜晶体管，其中，所述水溶性导体材料包含(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸))(PEDOT:PSS)、水溶性掺杂聚苯胺、溶解在水中的纳米银、溶解在水中的纳米金或它们的组合。
32.如权利要求24所述的有机薄膜晶体管，其中，所述井状结构的厚度界定所述有机薄膜晶体管的沟道长度。
33.如权利要求32所述的有机薄膜晶体管，其中，所述有机薄膜晶体管的沟道长度小于约10微米。
34.如权利要求33所述的有机薄膜晶体管，其中，所述有机薄膜晶体管的沟道长度为约4微米。
35.如权利要求24所述的有机薄膜晶体管，其中，所述有机薄膜晶体管被并入电致发光显示装置。
36.如权利要求24所述的有机薄膜晶体管，其中，所述有机薄膜晶体管被并入传感装置。
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