CN1774962A - 输出溶液、使用该输出溶液的图样的制备方法和电子设备的制备方法,和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种输出溶液，所述输出溶液在基体表面没有预先形成互补的憎水区的情况下，能够在该基体的表面上形成扩散得到抑制的图样，以及提供形成所述图样的方法等。更具体地说，提供了一种例如使用喷墨法在基体表面上形成扩散得到抑制的图样的输出溶液等。用于在基体表面上形成图样的所述输出溶液包括具有氟烷基链的有机分子作为第一图样形成材料，并且所述输出溶液具有20达因/厘米或更大的表面张力。

Description

输出溶液、使用该输出溶液的图样的制备方法和 电子设备的制备方法，和电子设备
                        技术领域
本发明涉及用于形成图样的输出溶液、使用所述输出溶液的图样的制备方法和电子设备的制备方法，和通过本发明的电子设备的制备方法制得的电子设备。
本发明的输出溶液例如可以通过喷墨法用于形成图样。
                        背景技术
喷墨法广泛地用于喷墨打印机中打印字符和图象。根据喷墨法，液状油墨从喷嘴输出到待打印物体例如纸张的表面，并在其上固定，由此进行打印。最近，由于其形成精细图样的能力，喷墨法正被用于制备电子设备，也被用于打印字符和图象。可以应用喷墨法的电子设备的具体实例包括电路、构成该电路的线路和电极、电阻器、电容器、半导体元件、显微透镜、电荷耦合设备(CCD)等。
下面将显示通过喷墨法制备电子设备的具体实例。例如，G.G.Rozenberg，Applied Physics，vol.81(2002)，p.5249-5251和“NikkeiElectronics”，2002年6月17日，p.67-78，显示了使用喷墨法通过在印刷板上用金属胶体绘图来在印刷板上形成由金属线路制得的电路图样的实例。在该实例中，与通过为常规步骤的光刻法形成电路图样的情形相比，可以在较短时间内形成电路图样，并且也可以降低生产成本。
而且，也已报道了使用喷墨法在基体表面上通过用功能有机分子以及金属绘图形成电子设备的实例。特别是，实例有形成场效应晶体管(参见H.Sirringhaus等，Science，vol.290(2000)，p.2123-2126)、利用电致发光现象形成显示器(参见J.Bharathan等，Applied Physics Letters，vol.72(1998)，p.2660-2662)、形成显微透镜阵列(参见T.R.Hebner等，Applied Physics Letters，Vol.72(1998)，p.519-521)等。
为了在基体表面例如基板上通过喷墨法形成图样例如电路图样和有机分子图样，必需在预定位置将溶解有用于形成图样的金属和有机分子的溶液输出到基体表面上，由此进行绘图。通常，根据喷墨法，在给定时间内从一个喷嘴输出的溶液的体积是约几微微升。因此，为了形成图样需要输出许多液滴。例如，在形成图1A所示矩形形状的图样101的情况下，根据图样101的形状可能要从喷嘴输出许多液滴。例如，相应于图样101的形状，溶液可以如图1B所示在区域102输出。然而，通常，输出的溶液会在基体表面上扩散，并且因此，例如获得如图1C所示的具有溶液扩散出区域102之外的图样。因此，难以精确地形成如图1A所示的图样101。随着待形成的图样101变得越精细，这种扩散的影响将越大。
为了抑制图样扩散，通常，在基体表面上预先提供一具有与待形成的图样互补形状的具有斥水性的图样(憎水区)。例如，如图2A和2B所示，以与待形成的图样101互补的形状预先形成憎水区104，并且溶液可以输出到除憎水区104之外的区域105(待形成的图样101的形状基本上与区域105的相同)。在憎水区104内部输出的溶液的扩散得到抑制。因此，可以如图2B所示形成扩散得到抑制的图样101。
例如，JP 06(1994)-347637A公开了一种在亲水玻璃基质上形成由硅酮树脂膜制得的憎水区并通过喷墨法将亲水油墨输出到基质上除憎水区之外的区域上的方法。JP 2001-284274A公开了这样一种方法：在基质上形成为憎水区的憎水膜的图样，并通过喷墨法用作为氧化硅膜前体的有机硅化合物的液体涂布除憎水膜之外的区域，接着经热处理，形成氧化物膜图样。JP 2001-274344A公开了一种利用形成具有斥水性的图样而制备存储器的方法。在这些专利文献中，预先通过蒸汽相法等将具有氟烷基链的有机分子吸附到基体的整个表面；之后，将具有与希望形成的憎水区形状相同的光掩膜附着于基体上；并且用紫外线照射所得基体形成憎水区。在没有覆盖光掩膜的区域，即用紫外线照射的区域，上述有机分子被分解为亲水的，并且覆盖有光掩膜的区域(即，没有用紫外线照射的区域)为斥水的。
而且，JP07(1995)-335642A公开了一种在硅基质的表面上形成具有亲水性的热生长的氧化物膜区和具有疏水性的氢封端的区域的方法。根据JP07(1995)-335642A公开的方法，通过以下方法形成热生长的氧化物膜区和用氢封端的区域。首先，通过光刻法在整个表面覆盖有热生长的氧化物膜的硅基质上形成抗蚀图样。然后，将没有放置抗蚀剂的区域中的热生长的氧化物薄膜经过蚀刻，由此暴露硅。然后，剥离抗蚀剂，并用氢封端暴露的硅。
而且，JP07(1995)-134288A公开了一种在导电基质上形成具有斥水性的区域和具有亲水性的区域的方法。该憎水区是通过使用丝绸印花在基质上印刷斥水的硅酮树脂、含氟树脂、干性油、抗蚀剂等形成的。
根据上述常规方法，为了抑制图样形成期间的扩散(即，为了更精确地形成图样)，需要预先形成具有与待形成的图样互补的形状的憎水区(在此及后，在说明书中仅称之为“互补憎水区”)。该互补憎水区是通过光刻法、丝绸印花、使用光掩膜例如金属掩膜的紫外线照射法等形成的。然而，这些方法比喷墨法复杂，需要较多步骤和较大成本。而且，最终所需形成的图样不是所述的互补憎水区，而是相对于互补憎水区具有所谓正负关系的图样。如果没有其它目的该互补憎水区可以省去。为了在形成互补憎水区之后将溶液输出到除互补憎水区之外的区域，由此进行绘图，必需相对基体以精确的方式保持喷墨设备的位置。因此，需要实现一种通过喷墨法更精确地形成图样(制备图样，该图样本身就是最终产品)并且使扩散得到抑制的方法。
                      发明内容
本发明人已认真研究了待通过喷墨法输出到基体表面上的溶液的化学和物理性质，以及基体表面与溶液之间的界面现象。因此，本发明人发现通过喷墨法可以精确地形成(制备)图样。
用于本发明的在基体表面上形成图样的输出溶液包括具有氟烷基链的有机分子作为第一图样形成材料，其中该溶液的表面张力是20达因/厘米或更大。
本发明的输出溶液还可以包括第二图样形成材料。
而且，用于通过本发明的喷墨法在基体表面上形成图样的输出溶液包括具有氟烷基链的有机分子作为图样形成材料，其中该溶液的表面张力是20达因/厘米或更大。
接下来，本发明的图样的制备方法包括：通过喷墨法将表面张力为20达因/厘米或更大并且其中溶解有作为第一图样形成材料的具有氟烷基链的有机分子的溶液输出到基体表面上进行绘图；将该输出溶液中所含的溶剂蒸发形成含有有机分子的图样。
根据本发明的图样的制备方法，所述溶液还可以含有第二图样形成材料，并且输出溶液中所含的溶剂可以经蒸发以形成含有有机分子和第二图样形成材料的图样。
而且，本发明的图样的制备方法可以包括将输出溶液中所含的溶剂蒸发以形成包括含有相对大量的有机分子的第一图样区和含有相对大量的第二图样形成材料的第二图样区的图样，其中形成该图样使得第一图样区相对于第二图样区存在于基体侧。
接下来，本发明的电子设备的制备方法包括图样的制备方法，而所述图样的制备方法包括：通过喷墨法将表面张力为20达因/厘米或更大并且其中溶解有作为第一图样形成材料的具有氟烷基链的有机分子的溶液输出到基体表面上进行绘图，该溶液还含有第二图样形成材料；和将输出的溶液中所含的溶剂蒸发以形成含有有机分子和第二图样形成材料的图样。
接下来，本发明的电子设备包括基体和在基体表面上形成的图样，其中所述图样包括含有具有氟烷基链的有机分子的第一图样区和含有至少一种选自金属、半导体、金属氧化物和聚合物的物质的第二图样区。所述第一图样区和第二图样区依次堆叠在基体表面上，并且第一图样区的形状与第二图样区的形状相似。
                    附图简述
图1A-1C是描述通过常规形成图样的方法引起的例证问题的示意图。
图2A和2B显示一个例证的常规形成图样的方法的示意图。
图3A-3C是描述输出到基体表面上的常规的输出溶液的例证行为的示意图。
图4A-4C是描述输出到基体表面上的本发明的输出溶液的例证行为的示意图。
图5A-5C是描述输出到基体表面上的本发明的输出溶液的例证行为的示意图。
图6A-6C是显示在本发明的输出溶液与基体表面之间的例证反应的示意图。
图7是描述在基体表面和溶液之间形成的接触角θ的示意图。
图8是描述本发明的输出溶液中的例证化学反应的示意图。
图9A-9D是描述由本发明的输出溶液形成图样的例证方法的示意图。
图10A-10D是描述由本发明的输出溶液形成图样的例证方法的示意图。
图11是显示本发明的图样制备方法的示意图。
图12是显示可用于本发明的图样制备方法的例证喷墨设备的示意图。
图13A和13B是显示可用于本发明的图样制备方法的例证喷墨头的示意图。
图14是显示可用于本发明的图样制备方法的例证喷墨头的示意图。
图15A和15B是显示本发明的电子设备中包括的图样的例证形状的示意图。
图16是显示常规电子设备中包括的图样的例证形状的示意图。
图17是显示实施例中形成的图样的例证形状的示意图。
图18A和18B是显示实施例中形成的薄膜晶体管的实例示意图。
图19A和19B是显示实施例中形成的CCD的实例的示意图。
图20A和20B是显示实施例中形成的CCD的评价方法的实例的示意图。
                        具体实施方式
在此及后，将参照附图通过实施方式描述本发明。在以下实施方式中，相同零件用相同附图标记表示，并且可以省去重复描述。
首先，将描述本发明的输出溶液。
本发明的输出溶液用于在基体表面形成图样。该输出溶液含有具有氟烷基链的有机分子作为第一图样形成材料。而且，输出溶液的表面张力是20达因/厘米或更大。通过将这样的输出溶液输出到基体表面上，在基体表面上可以形成扩散得到抑制的图样，而不需预先形成上述互补憎水区。更具体地说，可以更精确地形成图样。
对将本发明的输出溶液输出到基体表面上的方法没有特别的限制。例如，可以使用喷墨法。可以使用常规喷墨设备(例如，喷墨打印机)进行该喷墨法。后面将描述该设备的具体实例。
在使用喷墨法作为将输出溶液输出到基体表面上的方法的情况下，本发明的输出溶液可以是通过喷墨法在基体表面上形成图样的输出溶液，其含有具有氟烷基连的有机分子作为第一图样形成材料并且具有20达因/厘米或更大的表面张力。
下面将描述在将本发明的输出溶液输出到基体表面上的情况下形成图样的原理。
在将常规溶液106例如油墨输出到基体1的表面上的情况下，溶液106在与基体1的表面接触之后通常随时间趋于扩散，如图3A-3C所示。因此，如上所述，随着待形成的图样越精细，扩散的影响越大，使其难以精确地形成图样。通常，为了抑制扩散，形成互补憎水区。图3A-3C的时间顺序依次是图3A、3B和3C。
相反，在将本发明的输出溶液2输出到基体1的表面上的情况下，本发明的溶液2在与基体1的表面接触之后随时间而趋于略微收缩，如图4A-4C所示。因此，如果使用本发明的输出溶液，可以抑制输出溶液2在基体1的表面上扩散。因此，例如，通过根据所需形成的图样的形状输出该溶液2，可以精确地形成图样，不用预先在基体1表面上布置互补憎水区。图4A-4C的时间顺序依次是图4A、4B和4C。
更具体地说，本发明的溶液2在输出到基体1表面上之后的最初状态具有湿润基体1表面的性能(图5A)。因此，可以在基体1表面上的预定位置输出该溶液2以进行绘图。然而，在基体1上的输出溶液2中所含的溶剂蒸发消失之前，溶液2中所含的具有氟烷基链的有机分子吸附在基体1的表面上，由此基体1在该界面附近的表面能相对于溶液2降低(图5B)。例如，图5B中所示的区域3相应于因与溶液2接触使得表面能降低的区域。当形成区域3，并且区域3的表面能小于溶液2的表面能时，溶液2在基体1的表面上被排斥而收缩(图5C)。
呈现这种性能的溶液的实例包括其中溶解既具有非极性分子链又具有极性基团的有机分子的液体。其具体实例包括其中溶解有1体积％的十七氟乙基三氯甲硅烷(CF3(CF2)17C2H4SiCl3)；在此及后，可以将其称为“FCS”的氯仿溶液。在FCS中，CF3(CF2)17C2H4-相当于含有氟烷基链的非极性分子链，并且三氯甲硅烷基(-SiCl3)相当于极性基团。当溶解有FCS的溶液滴到例如充分洗涤的玻璃基质的表面上时，观察到溶液形状的变化，基质上的液滴随时间趋于收缩。将参照图6A-6C描述这种现象的所提出的机理。
如图6A-6C所示，当将FCS氯仿溶液输出到为基体的玻璃基质12上时(图6A)，溶解在为溶剂的氯仿中的FCS分子11吸附到存在于玻璃基质12的表面上的吸附水13(图6B)。这里，吸附水是指存在于距离基体表面几个分子的厚度范围内的水分子，并且已知这种吸附水存在于大多数基体的表面上，FCS分子11以如下的方式吸附至吸附水13，为极性基团的三氯甲硅烷基排列在吸附水13侧，并且为非极性分子链的氟烷基链排列在与玻璃基质12相对的吸附水13侧。当FCS分子11吸附至吸附水13时，三氯甲硅烷基与吸附水13反应变成硅烷醇基(-SiOH)。然后，FCS分子11在吸附水13上热扩散，并经过脱水聚合形成硅氧烷键(Si-O)。吸附水13由于与FCS分子11反应以及溶解在氯仿溶液中而减少。与吸附水13减少的同时，存在于吸附水13上的FCS分子11与存在于玻璃基质12的表面上的羟基(-OH)脱水形成硅氧烷键。由于在FCS分子11和玻璃基质12之间形成硅氧烷键，形成FCS分子11a的分子链垂直排列在玻璃基质12的表面上的单分子膜3，如图6C所示。其原因认为如下。FCS分子11a的分子链化学稳定，并且不与保留在溶液中的FCS分子11b的三氯甲硅烷基反应，使得在玻璃基质12的表面上形成单分子膜3。形成单分子膜3的结果是玻璃基质12的表面能变成约6达因/厘米，相当于FCS分子11中所含的CF3基团的表面能。其上没有形成单分子膜3的玻璃基质的表面能通常是约50达因/厘米或更大。因此，通过将含有FCS分子11的溶液输出到玻璃基质12的表面上，可以降低玻璃基质12的表面能。随着玻璃基质12的表面能降低，输出到玻璃基质上的溶液在玻璃基质12上趋于收缩。
使用杨式方程(Young′s Equation)描述由于基体表面上的表面能降低使本发明的输出的溶液随时间而收缩的原理。一般说来，存在于基体表面上的滴状溶液的形状可以通过接触角θ定义。在接触角θ、溶液的表面张力γL和基体的表面能γS之间存在以下等式(1)(Young′s等式)。在等式(1)中，γLS是基体表面和溶液之间的界面能。
             cosθ＝(γS-γLS)/γL       (1)
通常已知γLS随γS降低而降低，并且在γS降低的情况下，γLS的降低量小于γS的降低量(参见，例如，D.T.Kaelble，J.Adhesion，vol.2(1970)，p.66-81)。因此，当基体的表面能γS降低时，在等式(1)右侧的值降低，并且接触角θ增加。因此，输出到基体表面上的溶液随时间而收缩。等式(1)可以根据图7中所示的矢量显示。
而且，当本发明的输出溶液在基体表面上收缩时，溶液中所含的溶剂同时蒸发。因此，溶液中所含的具有氟烷基链的有机分子从溶液中沉淀。例如，当将FCS的氯仿溶液输出到基体表面上时，同时和/或在从形成单分子膜3延迟之后，FCS从溶液中沉淀，如图6A-6C所示。认为沉淀的FCS分子在分子之间经过聚合以形成如图8中所示的聚合物，并且沉积在图6C中所示的单分子膜3上。在FCS的单分子膜3的表面上，仅有表面能为约6达因/厘米的CF3基团，并且在沉积的聚合物的表面上，存在表面能高于CF3基团的表面能的CF2基团和硅烷醇基(-SiOH)。这里，CF2基团的表面能是约16达因/厘米，硅烷醇基的表面能是约50达因/厘米至80达因/厘米。另一方面，在上述聚合物中，CF3和CF2基团的数量通常大于SiOH的数量。因此，当基体覆盖有这种聚合物时，基体的表面能降低。因此，输出本发明的溶液的区域可以成为斥水的。通过增加/降低溶液中FCS分子的数量(即，增加/降低FCS分子的浓度)，可以控制沉积在单分子膜上的聚合物的量。图8中所示的FCS分子11是其中三氯甲硅烷基因吸附水等的影响而变成硅烷醇基的那些，并且图8中的双箭头显示反应形成硅氧烷键的硅烷醇基。
将参照图9A-9D描述当本发明的溶液2输出到基体表面1上发生的现象。图9A是显示将含有具有氟烷基链的有机分子4的溶液2输出到基体1表面上之后即刻的状态的示意图。当从图9A经过一段时间时，在基体1表面上形成单分子膜3(图9B)。当再经过一段时间时，由于单分子膜3的表面能小因此溶液2开始收缩(图9C)。在溶液2收缩的同时，溶液2中所含的溶剂也在蒸发。结果，在基质1的表面上形成由有机分子4形成的单分子膜3和在有机分子4之间通过聚合获得的含有分子5的膜6(图9D)。膜6沉积在单分子膜3上。
如上所述，形成单分子膜3和膜6的区域具有斥水性。因此，通过将本发明的溶液2输出到基体1的表面上，可以在基体1表面上形成具有斥水性的图样7(憎水图样7)。换句话说，如果将本发明的输出溶液例如，通过喷墨法输出到基体表面上，以进行绘图，可以形成具有斥水性的图样(憎水图样)。此时，输出溶液可以抑制在基体表面上的扩散。因此，可以使用本发明的输出溶液形成扩散得到抑制的憎水图样，而不用预先在基体表面上形成互补憎水区。可以用本发明的输出溶液形成的憎水图样的实例(可以用本发明的输出溶液制得的，在图样本身是产品的情况下)包括胶印用的靠模板(master plate)、生物芯片用的基质(生物芯片中放置为传感器的探针分子用的基质)例如DNA芯片等。
除了用本发明的输出溶液形成憎水图样之外，该憎水图样也可以通过将上述互补憎水区与本发明的输出溶液、喷墨法等组合形成。通常，使用光刻法等形成互补憎水区。然而，通过使用本发明的输出溶液，可以更方便地形成互补憎水区。
在本发明的输出溶液中，具有氟烷基链的有机分子可以含有至少一种选自氯甲硅烷基(-SiCl)、烷氧基(RO-)、巯基(-SH)、羧基(-COOH)、羟基(-OH)和氨基的基团。更具体地说，有机分子可以含有，例如，与Si原子相连的烷氧基(-Si-OR)。而且，有机分子可以是含有二硫键(-S-S-)的那些。而且，有机分子可以是选自硅氮烷和二硫酚中的至少一种。用含有这些有机分子的输出溶液，可以形成扩散得到抑制的憎水图样，而不用在基体表面上预先形成互补憎水区。烷氧基中的“R”代表烷基链。氯甲硅烷基可以是一氯甲硅烷基、二氯甲硅烷基或三氯甲硅烷基。巯基、羧基和羟基分别可以是盐(例如-S-Na+)。硅氮烷中Si的数量没有特别的限制。
在有机分子含有至少一种选自羧基、羟基和氨基的基团的情况下，认为由于这些基团具有极性，含有这些基团的有机分子易于吸附到具有亲水性的基体表面上。而且，在有机分子含有氯甲硅烷基的情况下，认为有机分子与基体表面上的吸附水和活性氢反应形成硅氧烷键，因此吸附到基体表面上。这也适用于有机分子含有烷氧基的情形。在有机分子含有巯基的情况下，例如，这些巯基吸附到金和银的表面上。
更具体地说，在本发明的输出溶液中，具有氟烷基链的有机分子可以是由组成分子式：CF3(CF2)nC2H4Si{(O-CH2CH2)m-CR1}3代表的那些。有机分子也可以是上面组成分子式代表的分子的水解产物。这里，上面组成分子式代表的分子的水解产物是指与Si相连的三个官能团(O-CH2CH2)m-OR1中至少一个是OH的状态。在组成分子式中，R1是甲基、乙基、丙基或丁基，并且n和m是1-10的自然数。
后面将描述在本发明的输出溶液中所含的有机分子的更具体实例。
本发明的输出溶液还可以含有第二图样形成材料。通过将这种输出溶液输出到基体表面上，可以形成扩散得到抑制的图样，并且不用在基体表面上预先形成上述的互补憎水区。在这种情况下，形成的图样含有第二图样形成材料。而且，对将含有第二图样形成材料的溶液输出到基体表面上的方法没有特别的限制。例如，可以使用喷墨法。第二图样形成材料可以以任意形式包含在溶液中，只要该溶液可以使用喷墨法输出。例如，第二图样形成材料可以以溶解的形式或者以分散的形式包含在输出溶液中。
下面参照图10A-10D描述当将含有第二图样形成材料的本发明的溶液2输出到基体表面1上时发生的现象。图10A是显示在将含有具有氟烷基链的有机分子4和第二图样形成材料8的溶液2输出到基体1表面上之后即刻的状态的示意图。当图10A经过一段时间时，在基体1表面上以与图9B所示的实例相同的方式形成由有机分子4制成的单分子膜3(图10B)。当再过一段时间时，由于单分子膜3的表面能小，因此溶液2开始收缩(图10C)。在溶液2收缩的同时，溶液2中所含的溶剂同时蒸发。结果，在基体1表面上形成由有机分子4制得的单分子膜3和含有第二图样形成材料8的膜6(图10D)。膜6沉积在单分子膜3上，并且由于其形成过程具有与单分子膜3基本上相似的形状。更具体地说，通过将含有第二图样形成材料的本发明的输出溶液输出到基体表面上，可以形成含有第二图样形成材料并且扩散得到抑制的图样9，且不用在基体1表面上预先形成上述的互补憎水区。在使用含有第二图样形成材料的溶液形成的图样9中，第二图样形成材料8可以与单分子膜3混合，并且有机分子4可以与含有第二图样形成材料8的膜6混合。而且，以下也是可能的。在溶液输出以形成图样之后，进行一些后处理例如热处理，由此可以从图样9去除单分子膜3或有机分子4。
对第二图样形成材料没有特别的限制。第二图样形成材料可以根据所需形成的图样9任意选择。
例如，第二图样形成材料可以是金属氧化物电介质的前体。在这种情况下，通过将含有金属氧化物电介质的前体的溶液输出到基体表面上以进行绘图，将溶液中所含的溶剂蒸发，并且如果需要的话进行预定的加工(后面所述)，可以在基体表面上形成扩散得到抑制的金属氧化物电介质的图样。氧化物电介质的前体的具体实例包括至少一种选自金属醇盐、金属乙酰丙酮化物、金属羧酸盐和金属无机化合物的材料。
例如，第二图样形成材料可以是半导体。在这种情况下，通过将含有半导体的溶液输出到基体表面上以进行绘图，并将溶液中所含的溶剂蒸发，可以在基体表面上形成扩散得到抑制的半导体图样。而且，通过选择半导体材料，可以形成n-型电导率、p-型电导率等的半导体图样。
例如，第二图样形成材料可以是金属。在这种情况下，通过将含有金属的溶液输出到基体表面上以进行绘图，并将溶液中所含的溶剂蒸发，可以在基体表面上形成扩散得到抑制的金属图样。作为金属，例如，可以使用金属胶体。而且，如果需要的话可以进行预定的加工例如烧结。
例如，第二图样形成材料可以是聚合物。在这种情况下，通过将含有聚合物的溶液输出到基体表面上以进行绘图，并将溶液中所含的溶剂蒸发，可以在基体表面上形成扩散得到抑制的聚合物图样。对所用的聚合物的类型没有特别的限制。例如，通过使用导电聚合物，可以形成导体图样。而且，例如，通过使用半导体聚合物，可以形成半导体图样，并且通过使用绝缘聚合物，可以形成绝缘图样。半导体聚合物的具体实例包括至少一种选自聚烷基噻吩和聚-9，9′二烷基-芴-共-并噻吩的物质。
在本发明的输出溶液中，溶液中所含的溶剂的沸点优选是80℃或更高。在溶剂的沸点低于80℃的情况下，溶剂在喷墨设备的油墨室(后面所述)中蒸发，并且在输出期间溶剂也蒸发，由此可能不能将预定量的溶液输出到基体表面上。而且，在沸点低于80℃的情况下，在输出到基体表面上的溶液因形成单分子膜而收缩之前，溶液可能干燥。特别是，溶液首先在输出的溶液的周围部分附近(在与溶液接触的基体的区域和与溶液不接触的基体的区域之间的边界部分)干燥。因此，在溶剂的沸点低于80℃的情况下，在基体上形成的图样可能变成在因单分子膜作用收缩之前的那些。即，有可能难以形成扩散等的影响得到抑制的图样。
接下来，描述本发明的图样的制备方法。
根据本发明的图样的制备方法，通过喷墨法将本发明的上述输出溶液(即，表面张力为20达因/厘米或更大的溶液，其中溶解有具有氟烷基链的有机分子作为第一图样形成材料)输出到基体表面上以进行绘图，并将输出的溶液中所含的溶剂蒸发，由此形成含有有机分子的图样。本发明的图样的制备方法也可以称为图样的形成方法。然而，假定图样本身是产品，那么该方法将称为图样的制备方法。类似地，在本说明书中，“形成图样”也描述为“制备图样”。
例如，如图11所示，可以使用喷墨设备51将溶液2输出到基体1的表面上进行绘图。输出溶液2中所含的溶剂蒸发。在溶液2含有相应于第一图样形成材料的上述有机分子的情况下，在基体1表面上形成憎水图样7，如图9A-9D所示。而且，在溶液2含有相应于第一图样形成材料的上述有机分子和上述第二图样形成材料的情况下，在基体1表面上形成含有上述有机分子和第二图样形成材料的图样9，如图10A-10D所示。更具体地说，根据本发明的图样的制备方法，可以形成各种图样例如憎水图样、金属图样、半导体图样、绝缘体图样等，同时在基体表面上不预先形成互补憎水区的情况下抑制扩散的影响。在通过本发明的图样的制备方法形成的图样9中，第二图样形成材料8可以与单分子膜3混合，并且有机分子4可以与含有第二图样形成材料8的膜6混合。而且，也可以是如下情形。在将溶液输出以形成图样9之后，进行后处理例如热烧结和热处理，由此可以从图样9去除单分子膜3或有机分子4。在这种情况下，可以在不插入单分子膜3的情况下在基体表面上形成含有第二图样形成材料8的薄膜。然而，首先形成单分子膜3，以便可以形成扩散等的影响得到抑制的含有第二图样形成材料的膜(图样)。这里，图9A-9D和图10A-10D也理解为显示在图11中沿线A-A′呈现的溶液2的横截面随时间的变化。
在通过本发明的图样的制备方法输出到基体表面上的溶液含有第二图样形成材料的情况下，本发明的图样的制备方法还可以指为如下的图样的制备方法，其中上述溶液含有第二图样形成材料，将输出溶液中所含的溶剂蒸发，并且形成含有有机分子和第二图样形成材料的图样。这样的图样，例如是图10D中所示的图样9。
而且，本发明的图样的制备方法还可以指为如下的图样的制备方法，其中溶液含有第二图样形成材料，输出溶液中所含的溶剂蒸发，并且形成包括含有相对大量的有机分子的第一图样区和含有相对大量的第二图样形成材料的第二图样区的图样。在这种情况下，第一图样区相对于第二图样区存在于基体侧。这种第一图样区相当于，例如图10D中所示的单分子膜3，并且第二图样区相当于，例如图10D中所示的膜6。这种图样相当于，例如图10D中所示的图样9。
根据本发明的图样的制备方法，可以是如下情形：在基体表面上形成图样之后，还将上述溶液输出以进行绘图，使用形成的图样作为基体，由此形成图样。更具体地说，根据本发明的图样的制备方法，也可以形成多层图样。在这种情况下，根据每层，通过改变形成的图样的形状、类型等，也可以制备各种设备例如半导体元件、电容器、存储元件、电阻器等。
用于本发明的图样的制备方法的溶液可以是，例如，本发明的上述输出溶液。用于本发明的图样的制备方法的溶液的更具体的实例将描述为本发明的输出溶液的更具体的实例。
根据本发明的图样的制备方法，例如，还可以获得以下效果。
在将含有金属作为第二图样形成材料的溶液输出到基体表面上的情况下，例如，可以在基体表面上形成电路图样。典型地，为了在基体表面例如打印基质上形成电路图样，例如，预先在基质上形成金属膜，之后通过光刻法将金属膜形成为电路图样。另外，例如，使用抗蚀剂膜在基质上形成电路的反面图样；之后，通过在没有抗蚀剂的区域电镀形成电路图样；并且最终除去抗蚀剂膜。根据本发明的图样的制备方法，使用喷墨法，以便可以在打印基质上直接形成导电电路图样，而不用需要耗费工时的光刻法步骤。因此，可以在较短时间内形成电路图样，并且降低生产成本。而且，根据光刻法，需要相应于所需形成的电路图样的光掩膜(板)。因此，在多种电路图样的少量制备中需要大量光掩膜以及对各种电路图样的原型需要加工的情况下，工时和成本将增加。相反，本发明的图样的制备方法不需要光掩膜。因此，可以较低成本制备图样，即使在多种电路图样的少量制备以及原型电路图样的制备中。
在将含有聚合物作为第二图样形成材料的溶液输出到基体表面的情况下，例如，可以在基体表面上形成聚合物图样。如果选择功能树脂作为聚合物，那么可以在基体表面上形成具有不同功能的聚合物图样。在这种情况下，根据功能树脂的类型，当将该聚合物图样暴露于抗蚀剂和剥离剂的显影剂下时，存在可以将聚合物图样从基体剥离掉的可能性，并且可能降低电特性等。使用这种功能树脂，难以在常规光刻法步骤中形成图样。相反，如果使用本发明的图样的制备方法，在形成图样期间可以抑制功能树脂的特性降低。因此，即使相对常规难以形成图样的所用材料，也可以制备其图样。这也可用于形成相对抗蚀剂和剥离剂的显影剂而言耐用性低的有机分子的图样。
通过描述电路图样和聚合物图样已描述了上述效果。然而，在制备其它类型的图样时也可以获得相同效果。
根据本发明的图样的制备方法，通过喷墨法将上述溶液输出到基体表面上进行绘图。喷墨法可以使用例如喷墨设备(例如，喷墨打印机)进行。作为喷墨设备(或喷墨打印机)，可以使用常用的喷墨设备(或喷墨打印机)。例如，可以使用图11所示的带有喷墨头52的喷墨设备51。本文后面，将更具体地描述喷墨设备的实例。
图12是显示喷墨设备51的实例的示意图。为了易于理解该说明，在图12中，除了喷墨设备51之外，还显示了基体1。图12中所示的喷墨设备51具有将溶液2输出到基体表面1上的喷墨头52。喷墨头52与在主扫描方向X取向的墨盒53相连。墨盒53可以沿盒轴54移动，并且喷墨头52可以在主扫描方向X与墨盒53的移动一起移动。而且，图12所示的喷墨设备51具有能够在与主扫描方向X垂直的次扫描方向Y移动基体1的辊55。通过辊55任意组合墨盒53的移动和基体1的移动，可以以任意形状将溶液2输出到基体1的表面上进行绘图。代替辊55，或者除了辊55之外，喷墨设备51还可以包括能够在次扫描方向Y移动喷墨头52的移动部分。而且，如果需要的话喷墨设备1可以包括多个扫描方向，以及两个扫描方向X和Y。例如，在基体1具有弯曲表面的情况下，喷墨设备1还包括能够在图12所示的Z方向移动喷墨头52的移动部分。
对将溶液2输出到基体1表面上的喷墨头52的具体构型没有特别的限制。可以使用常用的喷墨头。例如，可以使用具有图13A和13B所示构型的喷墨头52。图13A是部分切开的喷墨头52以显示喷墨头52的内部构型的示意图。在图13A中，仅显示了两个喷嘴孔56；然而，在实际喷墨头52中喷嘴孔56的数量并不限于两个。图13B是显示喷墨头52在图13A所示的箭头A的方向的横截面图。
图13A和13B中所示的喷墨头52包括用于输出溶液2的喷嘴孔56、在压力下将溶液2输出到喷嘴孔56的压力室57(用于通过对其施加压力输出喷嘴孔56中的溶液2)和将溶液2供应到压力室57的供应部分58。供应部分58起溶液储存器的作用。在将溶液2从喷嘴孔56输出，并且压力室57中的溶液2减少的情况下，供应部分58以相应于压力室57的减少的量供应溶液2。将对压力室57中的溶液2传递压力的振动板59放置在压力室57的上面部分。而且，放置压电元件60以与振动板59接触。为了输出溶液2，仅需要对压电元件60施加电压。压电元件60因施加电压而膨胀，并且振动板59变形，由此将压力传递到压力室57，并将溶液2从喷嘴孔56输出。从喷嘴孔56输出的溶液2的量可以通过调节施加到压电元件60的电压的水平和电压的施加时间来控制。图13A显示了压电元件60和左侧的振动板59在施加电压下变形的状态。振动板59可以由例如铜、铬等制成。例如，可以使用铜等。对压电元件60没有特别的限制，并且例如可以使用锆酸钛酸铅(PZT)等。
图14显示了喷嘴孔56的例证排列。图14是从喷嘴孔侧(例如，图13A的箭头B侧)观察的喷墨头52的示意图。图14中的箭头C代表基体1的加料方向。在图14中所示的实例中，放置压电元件60以分别对应多个喷嘴孔56。多个喷嘴孔56以区段为基础分开，并且对每一区段提供供应部分58。喷嘴孔56的排列并不限于图14中所示的实例，并且可以任意调整。
为了通过喷墨法将溶液输出到基体表面的预定位置，优选从喷嘴孔输出溶液并喷墨到基体表面上的方向总是恒定的。一般说来，调整喷墨方向以与基体表面垂直，或者以与形成喷墨头的喷嘴孔的表面(喷嘴表面：例如，图13B中所示的表面D)垂直。如果在喷嘴孔的周围的喷嘴表面不排斥溶液，那么溶液可能留在喷嘴孔的周围。当溶液留下时，从喷嘴孔输出的溶液可能因表面张力的影响而在保留溶液的方向被吸引。然后，溶液的喷墨方向从预定方向偏移，使其难以精确地输出溶液。通常用含氟树脂等使喷嘴表面憎水，并且调整其表面能至小于20达因/厘米。本发明的输出溶液和用于本发明的图样的制备方法的溶液的表面能是20达因/厘米或更大。因此，可以抑制溶液附着于喷嘴孔周围的喷嘴表面的影响。
根据本发明的图样的制备方法，当将溶液输出到基体表面时，可以将基体的表面温度调整至比输出到基体表面的溶液的温度低5℃或更多。根据这种图样的制备方法，可以形成各种图样例如憎水图样、金属图样、半导体图样和绝缘体图样，同时抑制扩散的影响，而且不用预先在基体表面上形成互补憎水区。
在将基体的表面温度调整至低于输出到基体表面上的溶液的温度的情况下，认为发生以下现象。
(a)溶液在基体表面上冷却，由此具有氟烷基链的有机分子的溶解度降低。因此，有机分子可能吸附到基体表面上，从而可以有效地降低基体的表面能。
(b)随着溶液的温度降低，吸附到基体表面上的有机分子的分子密度降低。因此，基体表面上CF3基团的密度增加，并且基体的表面能降低。因温度降低使得吸附到基体表面上的分子的分子密度增加例如描述在Journal of Physical Chemistry，vol.98(1994)，p.7557-7590。根据该文献，吸附在基体表面上的有机分子因热扩散而在存在于基体表面上的吸附水周围移动。然后，如上所述，有机分子在吸附水上因范德华力引起的内聚力而聚集形成单分子膜。通过该内聚能和分子之间的热运动能控制形成的单分子膜的面内构型。随着温度增加，热运动能成为主要的，并且可能干扰单分子膜的面内构型。相反，随着温度降低，分子之间的内聚能成为主要的，从而有机分子的分子密度增加。
因此，可以有效地降低基体的表面能，使得可以实现图样的制备方法，同时进一步抑制影响例如扩散。
本文后面，将描述本发明的输出溶液的更具体实例。
作为第一图样形成材料，将其中溶解有具有氟烷基链的有机分子的表面张力为20达因/厘米或更大的溶液通过喷墨法输出到基体表面以进行绘图，并将输出溶液中所含的溶剂蒸发，由此可以形成憎水图样。而且，通过在溶液中包含第二图样形成材料，可以形成各种图样例如金属图样、聚合物图样、半导体图样等。
在这种情况下，溶液的表面张力可以是例如在20达因/厘米-70达因/厘米的范围内。有机分子在溶液中的浓度例如可以在0.0001体积％-30体积％的范围内。
而且，在上述溶液的粘度太高的情况下，不可能改变溶液的形状。因此，溶液的粘度例如可以在0.5厘泊-100厘泊的范围内，并优选在0.5泊-100厘泊的范围内。
可用于本发明的输出溶液的具有氟烷基链的有机分子例如可以分成以下7类。以下面显示的类型为基础的分类作为技术常识不是普遍化的，只是方便起见。
(1)1类：如下组成分子式代表的有机分子：
CF3(CF2)nC2H4R2 aSiCl3-a(其中R2是甲基、乙基或丙基；n是0-12的自然数；并且a是0-2的自然数)。当a＝2时，有两个R2，并且R2的类型可以变化。
(2)2类：如下组成分子式代表的有机分子：
CF3(CF2)nC2H4R3 aSi(OR4)3-a(其中R3和R4是甲基、乙基或丙基；n是0-12的自然数；并且a是0-2的自然数)。当a＝2时，有两个R3，并且R3的类型可以变化。
(3)3类：如下组成分子式代表的有机分子：
CF3(CF2)nZ(CH2)mSH(其中Z是(-O-CO-)、(-CO-O-)或(NH-CO-)；n是0-12的自然数；并且m是0-20的自然数)。可以没有Z。
(4)4类：如下组成分子式代表的有机分子：
CF3(CF2)nZ(CH2)mS-S(CH2)1Y(CF2)nCF3(其中Z和Y是(-O-CO-)、(-CO-O-)或(NH-CO-)；并且n、n′、m和1是0-20的自然数)。可以没有Z和/或Y。
(5)5类：如下组成分子式代表的有机分子：CF3(CF2)nC2H4COOH。如下组成分子式代表的有机分子：CF3(CF2)nC2H4CH2OH。如下组成分子式代表的有机分子：CF3(CF2)nC2H4NH2。在这些分子式中，n是0-12的自然数。
(6)6类：如下组成分子式代表的有机分子：
CF3(CF2)nC2H4SiR5R6NHSiR7R8R9(其中R5、R6、R7、R8和R9是甲基、乙基或丙基；并且n是0-12的自然数)；或者如下组成分子式代表的有机分子：CF3(CF2)nC2H4SiR10R11NHSiR12R13C2H4(CF2)mCF3(其中R10、R11、R12和R13是甲基、乙基或丙基；并且n和m是0-12的自然数)。
(7)7类：如下组成分子式代表的有机分子：
CF3(CF2)nC2H4Si{(O-CH2CH2)m-OR}3(其中R是甲基、乙基、丙基或丁基；并且n和m是1-10的自然数)；或者这些有机分子的水解产物。
1类的有机分子在有水存在的情况下由于活性氢的高的反应性而易于水解。当因水解产生硅烷醇基时，产生的硅烷醇基经聚合，该有机分子的聚合物可以在溶液中沉淀。因此，优选使用没有活性氢和水的溶剂。该溶剂的实例包括氯仿、含有约6-16个碳原子的烷(己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷等)、二甲苯、甲苯等。这些溶剂可以混合使用。
用于2类的有机分子的溶剂的实例包括醇类(乙醇、丙醇、丁醇等)、其衍生物(即酯类)(甲氧基乙醇、乙氧基乙醇、乙二醇单乙基醚、乙二醇单甲基醚等)等。2类的有机分子与基体表面上的活性氢(羟基、氨基、羧基等)反应形成硅氧烷键，由此吸附在基体表面上。然而，与1类的有机分子相比，2类的有机分子具有较低的反应性，并且优选加入少量的水和/或酸催化剂促进该反应。
用于3和4类的有机分子的溶剂的实例包括用于2类的有机分子的醇类及其衍生物(即酯类)、二氯甲烷等。
用于5类的有机分子的溶剂的实例包括用于1类的有机分子的溶剂、用于2类的有机分子的酯类等。
以与1类的有机分子相同的方式，6类的有机分子由于活性氢具有高的反应性。6类的有机分子在有水的情况下水解，并且离解为两个各自具有硅烷醇基的分子，同时产生氨。硅烷醇基经过脱水聚合形成硅氧烷键。因此，以与1类的有机分子相同的方式，优选使用没有活性氢和水的溶剂。例如，可以使用用于1类的有机分子的溶剂。然而，6类的有机分子由于其活性氢的反应性没有1类的有机分子的高。因此，不需要除去溶剂中的水至1类的有机分子的溶剂的程度。
7类的有机分子具有高的水溶解度。例如，通过在有阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或两性表面活性剂的情况下乳化7类的有机分子，可以制备乳液。更具体地说，通过将CF3(CF2)7C2H4Si(OC2H4OC2H4CH3)3作为有机分子和氯化十六碳烷基三甲铵作为表面活性剂溶解在纯水中，可以制备溶解有该有机分子及其水解物的溶液。
这里，(1)-(4)、(6)和(7)类的有机分子可以与基体表面形成共价键，或者与共价键类似的强键。与上述有机分子相比，(5)类的有机分子相对基体具有较弱的粘合力。一般说来，有机分子与基体表面结合形成单分子膜的速度是受有机分子和基体之间的粘合力控制的。与基体结合的有机分子中的一部分有可能从基体表面离开。随着离开的可能性越小，有机分子在基体表面上形成单分子膜的速度越大。具有相对基体形成强键的性能的有机分子的上述离开的可能性小。因此，与仅可以形成弱键的有机分子的情形相比，相对基体形成强键的有机分子在基体表面上形成单分子膜的速度被认为较大。因此，假定(1)-(4)、(6)和(7)类的有机分子形成单分子膜的速度大于(5)类的有机分子的。这里，考虑如下因素。由于形成单分子膜的速度越大，从溶液输出到基体表面到溶液因单分子膜而收缩的时间越短。因此，与使用含有(5)类的有机分子的溶液相比，通过使用含有(1)-(4)、(6)和(7)的有机分子的溶液，可以形成扩散的影响得到抑制的精确图样。
如果可能的话，可以将上述1-7类的有机分子混合。
在形成金属图样例如电路图样的情况下，用于形成憎水图样的上述溶液可以含有金属(例如，金属胶体)作为第二图样形成材料。金属胶体的浓度例如可以在0.001重量％-50重量％的范围内。
如果将这种溶液输出到基体表面上进行绘图，并将溶液中所含的溶剂蒸发，那么金属胶体熔融形成金属图样。
金属胶体是指平均粒径为约几纳米到几微米的金属颗粒，并且具有分散到溶液中的性能。作为可商购获得的金属胶体，例如，有金和银胶体。而且，通过用有机分子改进金属细粒的表面，可以制备分散在水溶液中的钯、铂、铜等胶体以供使用。这种金属胶体的制备方法例如由O.Tzhayik等公开在Languir，vol.18(2002)，p.3364-3369，由Y.Zhou公开在Langmuir，vol.18(2002)，p.277-283等。
金属胶体通常分散在水溶液(缓冲溶液)中。因此，作为具有氟烷基链的有机分子，优选相对水具有低反应性的那些。在使用具有与水的反应性高的有机分子的情况下，有机分子的聚合物在溶液中沉淀，这样使得难以通过喷墨法输出溶液。例如，可以使用上述2、3、4、5或7类的有机分子。其中，由于其水溶解度，优选7类的有机分子。
在使用2、3、4或5类的有机分子的情况下，它们不可能溶解在水中。因此，仅需要在将这些有机分子溶解在适合各自类型的溶剂中之后，将金属胶体溶解其中。
而且，在形成金属图样之后，可以对金属图样热处理。热处理可以强化金属图样的电特性。例如，如果金属图样在400℃或更高下热处理，可以除去具有氟烷基链的有机分子。这还可以强化金属图样的电导率。
在形成导电聚合物图样的情况下，上述形成憎水图样的溶液仅需要还含有导电聚合物作为第二图样形成材料。导电聚合物在溶液中的浓度例如可以在1重量％-50wt％的范围内。
将这种溶液输出到基体表面上进行绘图，并将溶液中所含的溶剂蒸发，由此可以形成导电聚合物图样。
对所用的导电聚合物没有特别的限制。例如，可以使用其中引入有受体、供体分子或离子的具有共轭双键的聚合物。更具体地说，可以使用通过掺杂聚乙炔、聚亚苯基、聚吡咯、聚噻吩、聚喹啉、聚吡啶、聚苯胺、聚对亚苯基、聚对苯撑乙烯撑(polyparaphenylenevinylene)、聚噻吩撑乙烯撑(polythienylene vinylene)、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)、聚芴、多并苯、及其衍生物、或其与受体、供体分子或离子的混合物而获得的聚合物。例如，通过掺杂聚乙炔与碘、五氟化砷等，可以获得电导率在约40S/cm-600S/cm的范围内的导电聚合物。而且，例如，通过掺杂聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)与聚磺化苯乙烯，可以获得电导率为约100S/cm的导电聚合物。
通常将这些导电聚合物溶解在有机溶剂中。因此，作为具有氟烷基链的有机分子，优选可以溶解在有机溶剂中的那些。例如，可以使用上述1、2、3、4或6类的有机分子。由于聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)溶于水，因此例如可以使用5或7类的有机分子。
在形成半导体聚合物图样的情况下，上述用于憎水图样的溶液仅需要还含有半导体聚合物作为第二图样形成材料。半导体聚合物在溶液中的浓度例如可以在0.001重量％-50重量％的范围内。
将这种溶液输出到基体表面上进行绘图，并将溶液中所含的溶剂蒸发，由此可以形成半导体聚合物图样。
对所用的半导体聚合物没有特别的限制。例如，可以使用具有共轭双键的半导体聚合物。更具体地说，可以使用聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚烷基噻吩、聚-9，9′二烷基-芴-共-并噻吩等。
通常将这些半导体聚合物溶解在有机溶剂中。因此，作为具有氟烷基链的有机分子，优选可以溶解在有机溶剂中的那些。例如，可以使用上述1、2、3、4或6类的有机分子。
在形成金属氧化物电介质图样的情况下，上述用于形成憎水图样的溶液仅需要还含有金属氧化物电介质或金属氧化物电介质的前体作为第二图样形成材料。在使用金属氧化物电介质的前体的情况下，前体的浓度例如可以在0.001重量％-50重量％的范围内。
将这种溶液输出到基体表面上进行绘图，将溶液中所含的溶剂蒸发，接着热处理，将该前体转变成金属氧化物电介质，由此可以形成金属氧化物电介质图样。更具体地说，首先，形成前体图样，然后通过热处理形成金属氧化物电介质图样。
对所用的金属氧化物电介质的前体没有特别的限制。例如，可以使用如下物质：金属醇盐(M(OR15)x(其中M是金属和/或硅，x是金属的氧化值，R15是甲基、乙基、丙基或丁基。在x为2或更大的情况下，可以含有多个不同的R15))；金属乙酰丙酮化物(M(COCH2COCH2)x(其中M是金属和/或硅，并且x是金属的氧化值))；金属羧酸盐(M(R16COO)x(其中M是金属和/或硅，x是金属的氧化值，并且R16是烷基。在x是2或更大的情况下，可以含有多个不同的R16))；金属无机化合物；等等。元素M可以是至少一种选自如下的元素：硅、钛、锆、铝、铜、铅、铟、锡、锌、钇、钡、镍和铁。
金属醇盐具有以下性能：分子中的一部分烷氧基在有水的情况下被水解成羟基，并且羟基经过脱水聚合。而且，当将少量水和/或酸催化剂、或者少量碱催化剂加入到溶液中时，通过热处理前体可以转变成金属氧化物电介质。
金属醇盐经热处理(例如，烧结)转变成具有MOx/2组分的金属氧化物电介质。根据热处理温度(烧结温度)，形成保留未反应的烷氧基和羟基的金属氧化物电介质。
类似地，在使用金属乙酰丙酮化物和/或金属羧酸盐作为前体的情况下，可以形成金属氧化物电介质。
作为用于形成金属氧化物电介质图样的有机分子，例如，可以使用上述的2类的有机分子。作为溶剂，可以使用适用于2类的有机分子的那些。
例如可以在100℃-1000℃的范围内，例如，在大气中、在惰性气体例如氮或氩的环境中或者在还原性气体例如氢的环境中进行将前体图样转变成金属氧化物电介质图样的热处理。首先，优选在200℃或更高的温度下进行热处理。在300℃或更高下进行烧结的情况下，可以除去图样中含有的具有氟烷基链的有机分子。
在形成绝缘聚合物图样的情况下，用于形成憎水图样的上述溶液仅需要还含有绝缘聚合物作为第二图样形成材料。绝缘聚合物在溶液中的浓度例如可以在0.001重量％-50重量％的范围内。
将这种溶液输出到基体表面上进行绘图，并将溶液中所含的溶剂蒸发，由此可以形成绝缘聚合物图样。
一般说来，大多数聚合物是电绝缘的。因此，可以没有任何限制地选择绝缘聚合物。然而，为了通过喷墨法将溶液输出到基体表面上，通常需要将聚合物溶解在溶液中。因此，优选使用具有极性基团的聚合物，例如聚乙烯酚、聚乙烯醇等。将这种聚合物溶解在醇溶剂中。因此，作为具有氟烷基链的有机分子，例如，可以使用可以溶解在醇溶剂中的2、3、4或5类的有机分子。
在形成可光固化的聚合物图样的情况下，用于形成憎水图样的上述溶液仅需要还含有可光固化的聚合物作为第二图样形成材料。可光固化的聚合物在溶液中的浓度例如可以在0.001重量％-50重量％的范围内。
将这种溶液输出到基体表面上进行绘图，并将溶液中所含的溶剂蒸发，接着用具有预定波长的光照射，由此可以形成可光固化的聚合物图样。对所用的可光固化的聚合物没有特别的限制。
这里，可光固化的聚合物是指用具有比可见光的波长短的波长的电磁波例如紫外线、电子束、X射线等照射经过聚合和交联的聚合物和/或单体。当这种反应进行时，发生以下现象：分子量增加，并且相对溶液的溶解度改变。可光固化的聚合物的具体实例包括具有光交联官能团的单体和具有加入到主链或侧链的光交联官能团的聚合物。光交联官能团的实例包括叠氮基、重氮基、卤基、甲基等。更具体地说，作为可光固化的聚合物，例如，广泛已知负性光致抗蚀剂。典型的光致抗蚀剂的实例包括将芳香二叠氮加入到环状橡胶中作为光交联剂的聚合物、聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)、含有马来酸酯的甲基丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸乙酯共聚物、氯甲基化聚苯乙烯、碘化聚苯乙烯、氯化聚(甲基苯乙烯)等。
大多数这些聚合物都溶解在有机溶剂中。因此，作为具有氟烷基链的有机分子，例如，可以使用可以溶解在有机溶剂中的1、3、4或6类的有机分子。
接下来，描述本发明的电子设备的制备方法、
本发明的电子设备的制备方法仅需要包括上述的本发明的图样的制备方法。本说明书中的电子设备是指元件或其集合体，使用电子的流动和聚集进行操作、信息的累积和传递、显示等。
例如，表面张力为20达因/厘米或更大的溶液，其中溶解有具有氟烷基链的有机分子作为第一图样形成材料并且溶解有至少一种选自金属氧化物电介质的前体、半导体、金属和聚合物的材料作为第二图样形成材料，通过喷墨法将该溶液输出到基体表面上进行绘图。然后，将输出溶液中所含的溶剂蒸发，由此形成含有有机聚合物和第二图样形成材料的图样。通过重复这些步骤，可以制得金属线路、电极、晶体管、电阻器、电容器、显微透镜、成像元件等。也可以使用仅形成憎水图样的方法。
描述一个更具体的实例。例如为了使用各自象素大小为50μm×50μm的有机电致发光(EL)元件制备显示器，例如可以进行如下步骤。首先，在基质的表面上除了将要放置EL元件的区域之外的区域上，通过本发明的图样的制备方法形成憎水图样。然后，在除憎水图样之外的区域形成EL材料的图样，由此可以制得EL显示器的象素图样。另外，通过喷墨法将含有具有氟烷基链的有机分子和EL材料的溶液输出到将要放置EL元件的基质的表面上的区域，而不需形成憎水图样，就可以形成含有EL材料的图样。根据本发明的图样的制备方法，可以形成扩散等的影响得到抑制的图样。因此，可以在不形成憎水图样的情况下制得EL显示器的象素图样。
而且，例如，如果使用上述制备金属图样的方法和导电聚合物图样的制备方法，可以制得具有电路图样的印刷基质。而且，如果使用半导体聚合物图样的制备方法，例如，形成栅电极、源电极、半导体层等，由此可以制得晶体管。而且，例如，形成薄膜晶体管的活性层，由此可以制得薄膜晶体管。
如果将上述金属氧化物电介质图样的制备方法和绝缘聚合物图样的制备方法一起使用，例如，可以制得电容器。如果使用锆酸钛酸铅(PZT)，可以制得高容量电容器。也可以制得电阻器。
如果使用上述可光固化的聚合物图样的制备方法，例如，可以制得透镜。如果将含有可光固化的聚合物的溶液输出到基体表面上，输出的溶液被排斥而形成大致球形的表面，同时基体的表面能降低。如果在这种状态下照射具有预定波长的光，可以制得透镜。如果控制基体的表面能的降低度，可以控制透镜的形状。由此制得的透镜例如可用作用于提高CCD的光接收部分的收集能力的显微透镜、和光电子设备的透镜。
接下来，描述本发明的电子设备。
本发明的电子设备可以通过上述本发明的图样的制备方法和/或上述本发明的电子设备的制备方法制得。根据本发明的图样的制备方法，可以形成图10D中所示的图样9。因此，本发明的电子设备包括图10D中所示的图样9。
换句话说，本发明的电子设备包括图15A中所示的图样和基体1。在基体1表面上形成图15A中所示的图样9。图样9包括含有具有氟烷基链的有机分子的第一图样区21和含有至少一种选自金属、半导体、金属氧化物和聚合物的材料的第二图样区22。在基体1表面上，依次堆叠第一图样区21和第二图样区22。如图15B所示，第一图样区21的形状与第二图样区22的大致相似。这里，第一图样区21是上述的憎水图样，并且第二图样区22可以是金属图样或绝缘聚合物图样，这取决于其中所含的材料。本发明的电子设备中包括的所有图样不要求具有如图15A和15B所示的构型。仅仅一部分图样需要具有图15A和15B中所示的构型。而且，在本发明的电子设备中，第二图样区22中所含的材料可以混入第一图样区21，并且另外，第一图样区21中所含的材料可以混入第二图样区22。
如上所述，通常，在形成互补憎水区之后形成图样。图16是显示常规图样的一个实例的示意图。在基体1表面上形成图16中所示的图样101，并且在除基体1表面上的图样101之外的部分，形成互补憎水区104。形成图样101以与基体1表面接触。而且，根据常规方法，不需要互补憎水区104，这样在形成图样101之后可以通过紫外线照射除去互补憎水区104。
相反，在图15所示的图样9中，在第一图样区21上形成第二图样区22。第一图样区21含有具有氟烷基链的有机分子，并且是化学稳定的。而且，第一图样区21含有上述有机分子的单分子膜。因此，图样9对环境例如高温可以具有优异的耐性。即，本发明的电子设备对环境例如高温具有优异的耐性。例如，考虑第二图样区22含有聚合物的情形。一般说来，将含有聚合物的图样暴露于在所含聚合物的热软化点附近的环境中，聚合物的流动性提高，由此聚合物可以扩散到图样区域的外面使图样的形状变形。另一方面，在图15A所示的图样9中，即使在提高第二图样区22的流动性的情况下，由于在第二图样区22和基体1之间存在的第一图样区21的作用，由此可以抑制第二图样区22中所含的聚合物扩散到该区域的外面。
而且，在图15所示的图样9中，可以在除去第一图样区21的同时从基体1表面除去第二图样区22。例如，如果将基体1以及第一图样区21和第二图样区22浸泡在溶解第一图样区21的溶剂中，第一图样区21被溶解，并且可以除去第二图样区22。因此，可以容易地收集第二图样区22中所含的材料(第二图样形成材料)。即，本发明的电子设备可以优异地使构成材料循环利用。
对向其输出本发明的输出溶液的基体没有特别的限制，可以使用可以利用本发明的图样的制备方法的基体，可以利用本发明的电子设备的制备方法的基体以及用于本发明的电子设备的基体。例如，可以使用任意材料例如树脂、金属、陶瓷等作为基体。对基体的状态没有特别的限制，例如基体可以是固态或凝胶状态。基体也可以具有多孔结构。对基体的形状没有特别的限制。例如基体可以是片状基体(基质)或者具有弯曲表面的基体。一般说来，认为难以将光刻法等用于多孔基体、弯曲基体等。因此，难以在多孔基体或弯曲基体上形成互补憎水区，并且因此难以采用上述常规方法。相反，根据本发明的输出溶液或本发明的图样的制备方法，即使在多孔基体或弯曲基体上也可以更精确地形成扩散得到抑制的图样。
                        实施例
在此及后，通过实施例更具体地描述本发明。但本发明并不限于下面的实施例。
实施例1
在实施例1中，使用硅片作为基体，在硅片的表面上形成憎水图样。
-基体的制备-
将带有热生长的氧化物膜的硅片(厚度：200μm；直径：100mm)在氨水和过氧化氢溶液的混合溶液(80℃)中浸泡30分钟。之后，用纯水洗涤该硅片除去污物例如附着于硅片表面上的有机物质和无机物质。然后，用氮气除去附着于硅片上的水分，然后，用紫外线在110℃、臭氧环境下照射该硅片15分钟，由此将有机物质的污物完全除去。经过上面的处理的硅片表面完全被水湿润并证实是清洁的。
-输出溶液的制备-
将脱水剂(“分子筛”，由Kanto Chemical Co.，Ltd.制造)放置在氯仿中并保持12小时，由此除去氯仿中保留的水。然后，在上述氯仿中溶解1体积％的十七氟乙基三氯甲硅烷(CF3(CF2)7C2H4SiCl3：本文后面，也将其称为“FCS”)作为具有氟烷基链的有机分子而制备输出溶液。由此制得的溶液的表面张力是28达因/厘米。将制得的溶液(FCS溶液)装入图13A所示的喷墨头52中。这些操作是在1％或更低的相对湿度、氮气环境下进行的。在喷墨头52中，将图14所示的宽度W1和宽度W2调整至340μm和170μm。
为了对比，也制备用于喷墨打印机的普通黑色油墨。该油墨含有黑色染料、水、二甘醇和甘油等作为主要成分，并且其表面张力是30达因/厘米。
表面张力是通过所谓的环法测定的。具体地说，首先，制备以环状弯曲铂丝形成的半径R的金属环。将铂丝的厚度调整至约0.2mm，并且其半径R调整至约10mm。然后，将该金属环与待测定的溶液以与该溶液液面平行地接触。之后，在与液面垂直的方向拔起金属环，获得从液面分离金属环所需的力P。通过表达式：γ＝P/(4πR)获得溶液的表面张力γ。
-在硅片上输出并绘图-
通过图12所示的喷墨设备在硅片上输出并绘图。使用计算机进行在喷墨头和硅片之间的相对移动和溶液输出到硅片上的控制。结果，绘出图样31，其为如图17所示的以50微米的间隔排列的正方形(50μm×50μm)。输出的溶液是FCS的氯仿溶液，使得图样31是憎水图样。液体的输出频率是10KHz，并且液滴量是20微微升(16.8μm，以液滴的平均半径计)。绘图之后，将该硅片在氮气环境中静置约10分钟，并从该环境中取出。调整绘图期间的环境温度在25±1℃。而且，将硅片放置在Peltier设备上，并控制硅片的表面(输出表面)温度在-10℃至25℃的范围内。
-评价方法-
基于以下3项评价绘图和形成的图样。
(a)将其上形成有图样31的硅片暴露于25℃的温度和100％的相对湿度下，并用光学显微镜观察其表面。在该湿度下，空气中的水在硅片表面上冷凝。因此，在具有亲水性的硅片区域上形成均匀的水薄膜，同时在具有斥水性的硅片区域形成少量水滴。当用光学显微镜观察这些区域时，形成少量水滴的部分，由于光在该部分随机反射，由此观察是有暗影的。因此，通过测定硅片上暗影部分的形状和面积，可以推导实际绘图的憎水图样的形状和面积平均值。面积平均值是通过将10个绘图图样的面积取平均获得的。
(b)类似地，用光学显微镜观察在其上绘图有黑色油墨的硅片，并且推导实际绘图的图样的形状和面积平均值。该面积平均值是通过将10个绘图图样的面积取平均获得的。
(c)在每个硅片表面上有氟元素或碳元素并且在其上输出有FCS氯仿溶液或者黑色油墨的区域，用X射线微量分析仪对其进行评价。在输出FCS氯仿溶液的硅片中，存在氟元素的区域变成憎水图样。在输出黑色油墨的硅片中，存在碳元素的区域变成由黑色油墨形成的图样。通过与上述项(a)和(b)相似的方法获得每个图样的形状及其面积。
-结果-
表1显示了用显微镜观察的结果。
                                     表1
  输出的溶液   基体的表面温度(℃)   观察到暗影的图样面积的平均值(μm2)   黑色油墨图样面积的平均值(μm2)   观察到暗影的图样或黑色油墨图样的形状
  FCS溶液   25   3000   -   方形
  FCS溶液   10   2900   -   方形
  FCS溶液   0   2800   -   方形
  FCS溶液   -5   2600   -   方形
  黑色油墨   25   -   8000   圆形
  黑色油墨   10   -   8000   圆形
  黑色油墨   0   -   7900   圆形
  黑色油墨   -5   -   6000   椭圆形
如表1所示，在其上输出FCS氯仿溶液的硅片中，观察到方形憎水图样。形成的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。由这些结果，理解为在输出FCS氯仿溶液的情况下，溶液在硅片表面上的扩散得到抑制，并且形成扩散等的影响得到抑制的憎水图样。另一方面，在输出普通黑色油墨的情况下，由于黑色油墨扩散，因此形成的图样的形状为圆形或椭圆形。图样的平均面积显著大于使用FCS氯仿溶液获得的平均面积。
而且，存在这样的趋势，随着基体(即，硅片)的温度降低，形成的憎水图样的面积的平均值接近所需图样面积2500μm2。考虑其原因如下：基体的表面温度相对输出的溶液的温度降低，由此输出的溶液不可能在硅片上扩散。另一方面，即使在输出黑色油墨的情况下，当片表面的温度为-5℃时，图样的平均面积略有降低，并且图样的形状为圆形或椭圆形。其理由认为如下：黑色油墨的粘度随着硅片表面的温度降低而升高，由此黑色油墨不容易在硅片表面上扩散。
接下来，表2显示了X射线微量分析仪测定的结果。如表2所示，即使在用X射线微量分析仪测定时，获得用显微镜观察到相似的结果。
                                   表2
  输出溶液   基体的表面温度(℃)   氟元素的分布面积(μm2)   碳元素的分布面积(μm2)   存在氟元素的区域或存在碳元素的区域的形状
  FCS溶液   25   3000   -   方形
  FCS溶液   10   2900   -   方形
  FCS溶液   0   2800   -   方形
  FCS溶液   -5   2600   -   方形
  黑色油墨   25   -   8000   圆形
  黑色油墨   10   -   8000   圆形
  黑色油墨   0   -   7900   圆形
  黑色油墨   -5   -   6000   椭圆形
实施例2
以与实施例1相同的方式将含有具有氟烷基链的有机分子的溶液输出到硅片上进行评价。通过如下制备输出溶液：在2-乙氧基乙醇中溶解1体积％的十七氟乙基三甲氧基甲硅烷(CF3(CF2)7C2H4Si(OCH3)3；本文后面，也将其称为“FAS”)作为具有氟烷基链的有机分子，并将2ml的1N盐酸加入到100ml上述制得的溶液中，接着搅拌1小时。制得的输出溶液(FAS溶液)的表面张力是32达因/厘米。而且，将制备FAS溶液的环境和输出FAS溶液的环境的相对湿度调整至在20％-50％的范围内，没有特别的控制这与
实施例1不同。
形成与实施例1相似的图样并进行评价。接着，获得与实施例1相同的结果。更具体地说，无论基体的表面温度如何都形成方形憎水图样。形成的憎水图样的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。而且，存在这样的趋势，随着基体的表面温度降低，形成的憎水图样的面积的平均值接近与实施例1相同方式的所需图样的面积。
实施例3
以与实施例1相同的方式将含有具有氟烷基链的有机分子的溶液输出到基体表面进行评价。该基体是通过在硅基质上蒸汽沉积金(厚度：10nm)获得的，该基体用与实施例1中相同的方法通过真空喷溅洗涤。通过在乙醇中溶解1体积％的CF3(CF2)5(CH2)SH作为具有氟烷基链的有机分子制备输出溶液。该溶液的表面张力是25达因/厘米。将制备上面溶液的环境和输出该溶液的环境的相对湿度调整至在20％-50％的范围内，没有特别的控制这与实施例1不同。
形成与实施例1相似的图样并进行评价。接着，获得与实施例1相同的结果。更具体地说，无论基体的表面温度如何都形成方形憎水图样。形成的憎水图样的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。而且，存在这样的趋势，随着基体的表面温度降低，形成的憎水图样的面积的平均值接近与实施例1相同方式的所需图样的面积。
实施例4
以与实施例1相同的方式将含有具有氟烷基链的有机分子的溶液输出到硅片上进行评价。通过在乙醇中溶解1体积％的CF3(CF2)7C2H4COOH作为具有氟烷基链的有机分子制备输出溶液。该溶液的表面张力是25达因/厘米。将制备上述溶液的环境和输出该溶液的环境的相对湿度调整至在20％-50％的范围内，没有特别的控制这与实施例1不同。
形成与实施例1相似的图样并进行评价。接着，获得与实施例1相同的结果。更具体地说，无论基体的表面温度如何都形成方形憎水图样。形成的憎水图样的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。而且，存在这样的趋势，随着基体的表面温度降低，形成的憎水图样的面积的平均值接近与实施例1相同方式的所需图样的面积。
实施例5
以与实施例3相同的方式将含有具有氟烷基链的有机分子的溶液输出到其上蒸汽沉积金的硅片上进行评价。通过在乙醇中溶解1体积％的CF3(CF2)7C2H4SH作为具有氟烷基链的有机分子制备输出溶液。该溶液的表面张力是25达因/厘米。将制备上述溶液的环境和输出该溶液的环境的相对湿度调整至在20％-50％的范围内，没有特别的控制这与实施例1不同。
形成与实施例1相似的图样并进行评价。接着，获得与实施例1相同的结果。更具体地说，无论基体的表面温度如何都形成方形憎水图样。形成的憎水图样的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。而且，存在这样的趋势，随着基体的表面温度降低，形成的憎水图样的面积的平均值接近与实施例1相同方式的所需图样的面积。
实施例6
以与实施例3相同的方式将含有具有氟烷基链的有机分子的溶液输出到其上蒸汽沉积金的硅片上进行评价。通过在乙醇中溶解1体积％的CF3(CF2)7C2H4S2C2H4(CF2)7CF3作为具有氟烷基链的有机分子制备输出溶液。该溶液的表面张力是25达因/厘米。将制备上述溶液的环境和输出该溶液的环境的相对湿度调整至在20％-50％的范围内，没有特别的控制这与实施例1不同。
形成与实施例1相似的图样并进行评价。接着，获得与实施例1相同的结果。更具体地说，无论基体的表面温度如何都形成方形憎水图样。形成的憎水图样的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。而且，存在这样的趋势，随着基体的表面温度降低，形成的憎水图样的面积的平均值接近与实施例1相同方式的所需图样的面积。
实施例7
以与实施例1相同的方式将含有具有氟烷基链的有机分子的溶液输出到硅片上进行评价。通过在氯仿中溶解1体积％的CF3(CF2)7C2H4Si(CH3)2NHSi(CH2CH2CH3)3作为具有氟烷基链的有机分子制备输出溶液。该溶液的表面张力是28达因/厘米。将制备上述溶液的环境和输出该溶液的环境的相对湿度调整至在20％-50％的范围内，没有特别的控制这与实施例1不同。
形成与实施例1相似的图样并进行评价。接着，获得与实施例1相同的结果。更具体地说，无论基体的表面温度如何都形成方形憎水图样。形成的憎水图样的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。而且，存在这样的趋势，随着基体的表面温度降低，形成的憎水图样的面积的平均值接近与实施例1相同方式的所需图样的面积。
实施例8
以与实施例1相同的方式将含有具有氟烷基链的有机分子的溶液输出到硅片上进行评价。通过用水稀释下面所示的排斥溶液A使CF3(CF2)7C2H4Si(OC2H4OC2H4CH3)3及其水解物的浓度是0.5重量％制备输出溶液。该溶液的表面张力是50达因/厘米。将制备上述溶液的环境和输出该溶液的环境的相对湿度调整至在20％-50％的范围内，没有特别的控制这与实施例1不同。
形成与实施例1相似的图样并进行评价。接着，获得与实施例1相同的结果。更具体地说，无论基体的表面温度如何都形成方形憎水图样。形成的憎水图样的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。而且，存在这样的趋势，随着基体的表面温度降低，形成的憎水图样的面积的平均值接近与实施例1相同方式的所需图样的面积。
-排斥溶液A-
如下制备排斥溶液A。
首先，在配备有气体入口和出口的圆底烧瓶中将200ml庚烷和20ml CF3(CF2)7C2H4SiCl3混合。在填充有干燥氮气的手套箱中进行混合。然后，从圆底烧瓶的气体入口加入干燥氮气。将该烧瓶在油浴中保温在80℃同时将烧瓶的内部保持在干燥环境下。而且，在将烧瓶内的溶液搅拌的同时，滴加20ml CH3OC2H4OC2H4OH。滴加结束之后，连续搅拌溶液(12小时)。搅拌结束之后，用真空蒸发器将烧瓶中的庚烷蒸发除去。因此，获得纯度为约100％的CF3(CF2)7C2H4Si(OC2H4OC2H4CH3)3。
接下来，在搅拌2.4重量％的氯化正十六烷基三甲基铵的同时，溶解制备的CF3(CF2)7C2H4Si(OC2H4OC2H4CH3)3并将CF3(CF2)7C2H4Si(OC2H4OC2H4CH3)3的浓度调整至8重量％。将所得溶液连续搅拌约30分钟之后，在没有搅拌下静置24小时。因此，制得溶解CF3(CF2)7C2H4Si(OC2H4OC2H4CH3)3及其水解物的水溶液。由此制得的水溶液是排斥溶液A。氯化正十六烷基三甲基铵起促进CF3(CF2)7C2H4Si(OC2H4OC2H4CH3)3及其水解物在水中溶解的作用。该排斥溶液A例如被美国专利No.5,550,184公开。
实施例9
在实施例9中，使用硅片作为基体，在硅片的表面上形成金图样作为金属图样。
以与实施例1相同的方式制备用作基体的硅片。
如下制备输出溶液。
首先，制备其中溶解10体积％的CF3(CF2)7C2H4COOH作为具有氟烷基链的有机分子的乙醇溶液。然后，将10ml该乙醇溶液溶解在90ml其中分散有0.01重量％的金胶体颗粒(平均粒径：20mm)的柠檬酸钠和碳酸钠的混合溶液(pH＝6.5，由Kanto Chemical Co.，Ltd.制造)中。因此，制备其中溶解有1体积％的CF3(CF2)7C2H4COOH和金胶体颗粒的溶液。制得的溶液的表面张力是50达因/厘米。将制得的溶液供应到与实施例1中相似的喷墨头中。
而且，为了对比，单独地制备与上面相同只是没有溶解CF3(CF2)7C2H4COOH的金胶体溶液。
以与实施例1相同的方式将如上所述制得的每一溶液输出到硅片的表面上，接着在450℃下烧结30分钟。评价由此形成的金图样的形状及其面积的平均值。通过用光学显微镜观察和用X射线微量分析仪测定进行评价。与实施例1的憎水图样不同，即使没有形成水滴也可以观察到金图样。因此，在室温和约40％-70％的相对湿度下进行用光学显微镜的观察。
表3显示了用显微镜观察的结果。
                             表3
  输出液体   基体的表面温度(℃)   金图样面积的平均值(μm2)   金图样的形状
  含有CF3(CF2)7C2H4COOH的金胶体溶液   25   2900   方形
  10   2800   方形
  0   2700   方形
  -5   2600   方形
  金胶体溶液(不含CF3(CF2)7C2H4COOH)   25   8000   圆形
  10   8000   圆形
  0   8200   圆形
  -5   8000   圆形
如表3所示，在输出含有CF3(CF2)7C2H4COOH的金胶体溶液的情况下，观察到方形形状的金图样。而且，形成的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。由这些结果理解，在输出含有CF3(CF2)7C2H4COOH的金胶体溶液的情况下，抑制了溶液在硅片的表面上扩散，并且形成扩散等的影响得到抑制的金图样。另一方面，在输出不含CF3(CF2)7C2H4COOH的金胶体溶液的情况下，由于扩散因此形成的金图样的形状是圆形。图样的平均面积显著大于使用含有CF3(CF2)7C2H4COOH的金胶体溶液的情形下的平均面积。
而且，存在这样的趋势，随着基体(即，硅片)的温度降低，形成的金图样的面积的平均值接近所需图样面积2500μm2。其理由认为如下：基体的表面温度相对输出的溶液的温度降低，由此输出的溶液不可能在硅片上扩散。
接下来，表4显示了针对通过输出含有CF3(CF2)7C2H4COOH的金胶体溶液形成的金图样用X射线微量分析仪测定的结果。如表4所示，用X射线微量分析仪测定的大多数元素是金。由该结果理解输出溶液中所含的CF3(CF2)7C2H4COOH因在输出之后烧结因此被热分解，因此形成几乎没有保留CF3(CF2)7C2H4COOH的金图样。
                         表4
 输出的溶液   基体的温度(℃)   测定元素的比例(％)
含有CF3(CF2)7C2H4COOH的金胶体溶液 25   金95碳2氟2氧0.5硅0.5
实施例10
在实施例10中，以与实施例9相同的方式在硅片的表面上形成作为金属图样的金图样。作为输出溶液，使用实施例8中制得的排斥溶液A代替CF3(CF2)7C2H4COOH。更具体地说，调整输出溶液中的CF3(CF2)7C2H4Si(OC2H4OC2H4CH3)3及其水解物的浓度至0.5重量％。制得的溶液的表面张力是50达因/厘米。
使用由此制得的输出溶液，以与实施例9相同的方式形成金图样，并且评价该金图样的形状和面积的平均值。接着，以与实施例9相同的方式形成方形形状的金图样。而且，形成的金图样的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。因此可以理解，即使在使用水溶性有机分子作为具有氟烷基链的有机分子的情况下，也可以形成扩散等的影响得到抑制的图样。这种水溶性有机分子适用于通过喷墨法输出水溶性金属胶体。
实施例11
在实施例11中，使用与实施例9相同的方式在硅片的表面上形成导电聚合物图样。
通过将排斥溶液A混入掺杂有30重量％的聚磺化苯乙烯(BaytronP(商标名)，由Bayer制造)的聚(3，4-亚乙基二氧基噻吩)水溶液中制备输出溶液。更具体地说，调整输出溶液中的CF3(CF2)7C2H4Si(OC2H4OC2H4CH3)3及其水解物的浓度至0.5重量％。制得的溶液的表面张力是50达因/厘米。
使用由此制得的输出溶液，以与实施例9相同的方式形成导电聚合物图样，并且评价该导电聚合物图样的形状和面积的平均值。在将该溶液输出并在室温下干燥30分钟之后进行评价。
接着，证实形成方形形状的导电聚合物图样。而且，该导电聚合物图样的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。
为了对比，在不加排斥溶液A的条件下类似地形成导电聚合物图样。从而，由于扩散的影响，形成的图样的形状是圆形。而且，图样的面积的平均值是所需图样面积2500μm2的10倍或更大。
实施例12
在实施例12中，形成半导体聚合物图样，并且形成薄膜晶体管(TFT)。
作为基体，使用仅在一面有热生长的氧化物膜(厚度：200nm)的高度掺杂的n-型硅片(厚度：200μm；直径：100mm)。以与实施例1相同的方式处理硅片，由此将附着于硅片表面上的有机物质和无机物质的污物完全除去。证实处理过的硅片的表面被水完全湿润并且洁净。
通过在氯仿中溶解FCS作为具有氟烷基链的有机分子和聚-9，9′二辛基-芴-共-并噻吩(本文后面，也可以将其称为“F8T2”)作为半导体聚合物获得溶解半导体聚合物的输出溶液。将氯仿中各自分子的浓度调整至1体积％。该溶液的表面张力是28达因/厘米。以与实施例1相同的方式将由此制得的溶液供应到喷墨头。
接下来，以与实施例1相同的方式将该输出溶液输出到硅片上，由此形成如图18A和18B所示的TFT。特别是，在制得的具有热生长的氧化物膜的硅片32中，n-型硅33是栅电极，并且热生长的氧化物膜34是栅绝缘膜。这里，将其中溶解有半导体聚合物(F8T2)的输出溶液输出到热生长的氧化物膜34的表面上进行绘图，由此形成半导体聚合物图样35作为活性层。由此形成的半导体聚合物图样35具有每一面为500μm的方形形状，如图18B所示。在填充有干燥氮的手套箱(室温)中形成半导体聚合物图样35。然后，使用荫罩(shadowmasks)和蒸汽沉积，在半导体聚合物图样35上形成由金制得的源电极36和漏极37。源电极36和漏极37的面积是300μm×100μm。栅长度是200μm。图18B是从上面观察图18A所示的TFT的图(从图18A所示的箭头F)。
而且，为了对比，制备不含FCS的F8T2溶液，并且类似地形成TFT。
如下评价由此形成的TFT。
(a)半导体聚合物图样的形状的评价
用光学显微镜和差分干涉仪评价形成的半导体聚合物图样(F8T2膜)的形状。
(b)晶体管特征的评价
从源-漏电流I和栅电压Vg之间的关系式(下面显示的等式(2))获得TFT的移动性μ。源电极的电位假定是0V。
I＝μ×C×W/L×{(Vg-Vt)×Vd-1/2×Vd2}   (2)
其中，在等式(2)中，
W是源和漏极的宽度(300μm)，
L是栅长度(200μm)，
Vd是施加于漏极的电压，
Vg是栅电压，
Vt是源-漏电流开始流动的栅电压，和
C是由栅绝缘膜形成的电容器的电容。
表5显示了评价结果。
                              表5
  在输出溶液中有/没有FCS   移动性μ(cm2/Vs)   F8T2膜的形状
  有   30×10-4   方形(530μm×530μm)
  没有   7×10-4   圆形(直径：约3000μm)
如表5所示，在输出含有FCS的F8T2溶液的情况下，形成方形形状的F8T2图样(530μm×530μm)。更具体地说，形成扩散得到抑制的半导体聚合物图样。相反，在输出不含FCS的F8T2溶液的情况下，形成的F8T2图样具有直径为约3000μm的圆形形状，其大大受到扩散的影响。
而且，与使用不含FCS的溶液相比，使用含有FCS的F8T2形成的TFT的移动性约大4倍。其原因认为如下：当含有FCS的F8T2溶液接触热生长的氧化物膜34时，在热生长的氧化物膜34上形成FCS的单分子膜。更具体地说，认为如下：在热生长的氧化物膜34上形成单分子膜的情况下，单分子膜起液晶取向膜的作用，由此控制沉积在单分子膜上的F8T2分子的取向。当控制F8T2分子的取向时，分子中的烷基链在一个方向排列，并且共轭双键排列在一条线上，由此电子可以流动。通过在单分子膜上形成有机半导体来提高电子移动性的现象也被Salleo等报道(A.Salleo et al.，Applied Physics，vol.81(2002)，p.4383)。
换句话说，通过使用本发明的输出溶液(使用本发明的图样的制备方法或电子设备的制备方法)，可以获得高速TFT。
实施例13
在实施例13中，用热生长的氧化物膜在硅片(基体)的表面上形成金属氧化物电介质图样。
作为基体，使用以实施例1相同的方式制备的硅片。
制备三种输出溶液。每种输出溶液都是通过将表6所示的溶液B放置在玻璃烧杯中，并在用搅拌器搅拌溶液下逐渐滴加溶液C。溶液C的滴加结束之后，继续搅拌约1小时。表6中的TIP和CZ与水具有高的反应性，并且其分子在有水的情况下聚合而不溶解。因此，为了稳定该溶液而混合乙酰丙酮。在每一输出溶液中，具有氟烷基链的有机分子是FAS，并且金属氧化物电介质的前体是TEOS、TIP或CZ。氧化硅前体溶液、氧化钛前体溶液和氧化锆前体溶液的表面张力是40达因/厘米、30达因/厘米和30达因/厘米。
而且，为了对比，分别制备不含FAS的溶液。
                            表6
  金属氧化物前体的类型   溶液B   溶液C
  氧化硅前体   乙醇      30mlTEOS      30mlFAS       5ml   乙醇         30ml纯水         20ml36体积％盐酸 1.5ml
  氧化钛前体   2-丙醇    25mlTIP       12mlFAS       2ml乙酰丙酮  3ml   2-丙醇       25ml纯水         2ml36体积/盐酸  0.2ml
  氧化锆前体   2-丙醇    25mlCZ        12mlFAS       2ml乙酰丙酮  3ml   2-丙醇       25ml纯水         2ml36体积％盐酸 0.2ml
表6中的缩写如下：
FAS：十七氟乙基三甲氧基甲硅烷(CF3(CF2)7C2H4Si(OCH3)3)
TEOS：四乙氧基甲硅烷(Si(OC2H5)4)
TIP：异丙醇钛(Ti(OCHCH3CH3)4)
CZ：辛酸锆(Zr(OO(CH2)7CH3)4)
以与实施例1相同的方式将如上所述制得的每一溶液输出到硅片的表面上，接着烧结(在大气中，450℃，30分钟)。评价由此形成的金属氧化物电介质图样的形状和面积的平均值。以与实施例9相同的方式进行评价。
表7显示了评价的结果。
                                   表7
  前体的类型   基体的表面温度(℃)         含FAS的情形         不含FAS的情形
  图样面积(μm2)   图样形状   图样面积(μm2)   图样形状
  氧化硅   25   2900   方形   6000   圆形
  4   2700   方形   5700   圆形
  氧化钛   25   3000   方形   7000   圆形
  4   2800   方形   6000   圆形
  氧化锆   25   3000   方形   7000   圆形
  4   2700   方形   6000   圆形
如表7所示，在输出含有FAS的情况下，观察到方形形状的金属氧化物电介质图样。而且，形成的图样的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。从这些结果理解，在输出含有FAS的溶液的情况下，在硅片表面上溶液的扩散得到抑制，并且形成扩散等影响得到抑制的金属氧化物电介质图样。另一方面，在输出不含FAS的溶液的情况下，由于扩散因此形成的金属氧化物电介质图样的形状是圆形。图样的面积的平均值显著大于使用含有FAS的溶液的情形的平均值。
而且，存在这样的趋势，随着硅片的温度降低，形成的金属氧化物电介质图样的面积的平均值接近所需图样面积2500μm2。其原因认为如下：基体的表面温度相对输出的溶液的温度降低，由此输出的溶液变得不可能在硅片上扩散。
实施例14
在实施例14中，用热生长的氧化物膜在硅片(基体)的表面上形成绝缘聚合物图样。
作为基体，使用以实施例1相同的方式制备的硅片。
通过将FAS作为具有氟烷基链的有机分子溶解在聚乙烯酚的异丙醇溶液(浓度：30重量％)中使得FAS的浓度为1体积％来获得输出溶液。该溶液的表面张力是27达因/厘米。
而且，为了对比，制备不含FAS的溶液(其它条件相同)。
以与实施例1相同的方式将如上所述制备的每一溶液输出到硅片的表面上，并评价形成的绝缘聚合物图样的形状和面积的平均值。以与实施例9相同的方式进行该评价。
表8显示了评价的结果。
                              表8
  基体的表面温度(℃)          含FAS的情形               不含FAS的情形
  图样面积(μm2)   图样形状   图样面积(μm2)   图样形状
  25   2800   方形   5000   圆形
  10   2650   方形   4000   圆形
如表8所示，在输出含有FAS的溶液的情况下，观察到方形形状的绝缘聚合物图样。而且，形成的图样的面积的平均值在所需图样面积2500μm2的120％内。从这些结果理解，在输出含有FAS的溶液的情况下，在硅片表面上溶液的扩散得到抑制，并且形成扩散等影响得到抑制的绝缘聚合物图样。另一方面，在输出不含FAS的溶液的情况下，由于扩散因此形成的绝缘聚合物图样的形状是圆形。图样的面积的平均值显著大于使用含有FAS的溶液的情形的平均值。
而且，存在这样的趋势，随着硅片的温度降低，形成的绝缘聚合物图样的面积的平均值接近所需图样面积2500μm2。其原因认为如下：基体的表面温度相对输出的溶液的温度降低，由此输出的溶液变得不可能在硅片上扩散。
实施例15
在实施例15中，形成电阻器。
作为基体，使用以实施例1相同的方式处理过的带有热生长的氧化物膜的硅片。
作为输出溶液，使用异丙醇溶液，其中溶解30重量％聚乙烯醇、10重量％平均粒径为约2μm的碳粉和1体积％的CF3(CF2)7C2H4SH作为具有氟烷基链的有机分子。该溶液的表面张力是28达因/厘米。而且，为了对比，制备不含CF3(CF2)7C2H4SH的溶液。
使用由此制得的各自溶液，形成电阻器。具体地说，首先，在硅片表面上使用荫罩通过电子束(EB)蒸汽沉积以200μm×200μm的方形形状形成铜膜。该铜膜相当于下电极。
接下来，以与实施例1相同的方式将输出溶液以100μm×100μm的方形形状输出到铜膜的中心部分。之后，将整个硅片在80℃下加热1小时以干燥输出的溶液，由此形成电阻器膜。最后，在形成的电阻膜的中心部分使用荫罩通过EB蒸汽沉积形成50μm×50μm的方形形状的铜膜。最终形成的铜膜相当于上电极。
如下评价由此形成的电阻器。
(a)形成的电阻膜的形状的评价
通过光学显微镜评价在下电极上形成的电阻膜(含有碳粉的聚乙烯醇膜)的形状。
(b)电阻器特征的评价
测定在形成的电阻器的下电极和上电极之间施加3V直流电压时流过的电流，并获得电阻器的电阻。具体地说，通过以下等式(3)获得电阻。
             电阻σ＝(V·S)/(I·d)       (3)
其中S是上电极的面积；V是施加在上电极和下电极之间的电压；I是在上电极和下电极之间流过的电流；并且d是电阻膜的厚度。电阻膜的厚度是使用厚度仪在形成上电极之前测定的。
作为评价结果，在使用含有CF3(CF2)7C2H4SH的溶液的情况下，最终电阻膜的形状基本上为方形，并且在110μm×110μm的范围内。相反，在使用不含CF3(CF2)7C2H4SH的溶液的情况下，最终电阻膜的形状因扩散的影响而为圆形。而且，从下电极的表面延伸形成电阻膜，并且其直径是约5000μm。
而且，使用含有CF3(CF2)7C2H4SH的溶液制得的电阻器的电阻是约1kΩcm，因此发现该电阻器的功用是足够的。
实施例16
在实施例16中形成电容器。
作为基体，使用以实施例1相同的方式处理过的硅片。
通过将Pb(OCOCH3)2·3H2O、Ti[OCH(CH3)2]4和Zr(OC4H9)4溶解在2-甲氧基乙醇中获得输出溶液。制备上述溶液使得Pb、Ti和Zr之间的元素比例是1∶O.47∶0.53。而且，用2-乙氧基乙醇调整溶液的浓度使得溶液的粘度是2厘泊。FAS以1体积％的浓度溶解在由此制得的溶液中作为具有氟烷基链的有机分子。最终获得的溶液的表面张力是30达因/厘米。
使用由此制得的输出溶液形成电容器。首先，在硅片上使用荫罩通过EB蒸汽沉积形成200μm×200μm的方形形状的铂薄膜。该铂薄膜相当于下电极。然后，以与实施例1相同的方式将输出溶液以100μm×100μm的方形形状输出到铂薄膜的中心部分。输出之后，将整个硅片在450℃下加热20分钟，由此形成电介质膜。最后，在该电介质膜的中心部分使用荫罩通过EB蒸汽沉积形成50μm×50μm的方形形状的铜膜。该铜膜相当于上电极。
而且，为了对比，制备不含FAS的溶液(其它条件相同)，并以相同方式形成电容器。
如下评价由此形成的电容器。
(a)形成的电介质膜的形状的评价
通过光学显微镜评价在铂膜(即，下电极)上形成的电介质膜的形状。
(b)电容器特征的评价
在形成的电容器的下电极和上电极之间施加交流电压(振幅：5V；频率：1kHz)，由此获得电容性电流。而且，当在铂薄膜上形成电介质膜时，预先用厚度仪测定电介质膜的厚度；并且由电容性电流和厚度获得相对介电常数。
在输出含有FAS的溶液的情况下，最终电介质膜的形状基本上是方形，并且在110μm×110μm的范围内。相反，在输出不含FAS的溶液的情况下，由于扩散的影响，最终电介质膜的形状是圆形。而且，从下电极的表面延伸形成由此获得的电介质膜，并且其直径是约6000μm。
而且，使用含有FAS的溶液制得的电容器的相对介电常数是600，因此发现该电容器足够有效。
实施例17
在实施例17中，在为一种固态成像设备的CCD上形成显微透镜。
图19A是常规CCD的横截面示意图。将显微透镜38放置在CCD的最上面部分。该显微透镜38起将斜入射到CCD上的光40以及垂直入射到CCD上的光39收集到光学传感器41上的作用。通过将斜入射光40收集到光学传感器41上，可以增加通过CCD接收的光的总量。而且，CCD结构上通常包括具有光透明度的二氧化硅43、抑制光入射到除光学传感器41之外的区域上的阻光板42、滤色片44等。
在实施例17中，使用没有显微透镜的CCD(象素数量：30,000；总尺寸：12mm×10mm；象素大小：60μm×60μm，由MatsushitaElectric Industrial Co.，Ltd.制造)，将一输出溶液输出到该CCD(在与放置光学传感器41的表面相对面上的CCD的主要表面)上形成显微透镜。
使用一输出溶液，其中紫外线可固化的聚合物(Shipley 1400-27，由Shipley制造)用稀释剂(由Shipley制造)稀释以将粘度调整至2厘泊，并且将FCS以0.5体积％的浓度溶解作为具有氟烷基链的有机分子。该溶液的表面张力是30达因/厘米。而且，在填充有干燥氮气的手套箱中进行溶液的制备和输出。
使用因此制得的溶液，形成显微透镜。具体地说，与实施例1相似通过喷墨法将仅1滴直径为20μm的液滴输出到在CCD上每一光学传感器41正上面的表面上的点上。然后，采用高压汞灯用紫外线对该输出的溶液照射约60秒钟，由此将溶液固化形成显微透镜。将照射能调整至15.8mW/cm2。
而且，为了对比，制备不含FAS的输出溶液(其它条件相同)，并且类似地在CCD上形成显微透镜。
如下评价由此形成的显微透镜。
(a)显微透镜的形状的评价
用光学显微镜评价在CCD上形成的显微透镜的形状。
(b)在显微透镜上形成的CCD的特征的评价
如图20A所示，将带有直径为约3mm的灯泡的卤灯45放置在CCD 44的中心正上方200mm的位置。光46从卤灯45照射到CCD44上，并且测定CCD 44的每个光学传感器接收的光量的平均值。使用CCD 44中含有的30,000光学传感器的平均值评价接收的光量的平均值。在图20A中，为了容易理解，在CCD 44上仅显示一个显微透镜。这也适用图20B。
然后，如图20B所示，从CCD 44中心的垂直方向略微移动卤灯45的位置(以图20B所示的角度θ倾斜)，由此测定CCD 44的每个光学传感器接收的光量的平均值。将角度θ调整至10°。
作为评价结果，在使用含有FCS的输出溶液的情况下，在输出液滴的位置形成显微透镜，并且它是透镜形状。相反，在使用不含FCS的输出溶液的情况下，输出的液滴在整个输出的表面扩散，由此形成覆盖整个输出表面的薄膜。即，不形成透镜。
接下来，显示通过测定其中用含FCS的输出溶液形成显微透镜的CCD和其中不形成显微透镜的CCD的接收的光量获得的结果。这里，如图20A所示放置灯的情况下接收的光量的平均值假定是I0，并且如图20B所示放置灯的情况下接收的光量的平均值假定是I1。
在有显微透镜的情况下：I1/I0＝0.98
在没有显微透镜的情况下：I1/I0＝0.7
因此，实施例17形成的显微透镜证实足够发挥其作用。
实施例18
在实施例18中，形成可光固化的聚合物图样，并且评价形成的可光固化的聚合物图样的热稳定性。
作为基体，使用以与实施例1相同的方式处理过的硅片。而且，作为输出溶液，使用与实施例17相同的溶液。
接下来，以与实施例1相同的方式通过喷墨法将上述输出溶液输出到硅片的表面上，由此绘制图17所示的图样。绘图之后将该硅片在室温下干燥30分钟，并使用汞灯用光照射以固化该聚合物，由此形成图17所示的可光固化的聚合物图样。
而且，为了对比，使用与上述相似的基体和输出溶液(不含FCS)和光致抗蚀剂法形成图17所示的图样。首先，通过旋涂将不含FCS的输出溶液施加到硅片的表面上，接着干燥30分钟。然后，将一光掩膜(方形图样为透明的)，其中以50μm的间隔形成一边为50μm的方形图样，将其与放置在基体表面上的可光固化的聚合物层接触，并用紫外线照射。最后，用稀释剂洗涤该硅片表面，由此形成图17所示的可光固化的聚合物图样。
将由此形成的图样和基体一起在80℃的恒温箱中静置预定时间，之后，用光学显微镜观察图样形状的变化。用30个图样(50μm×50μm)的平均值评价图样形状的变化。表9显示这些结果。
                                表9
  恒温箱中的静置时间(小时)   通过喷墨法形成的图样的形状   通过光蚀刻法形成的图样的形状
  0   方形(50μm×50μm)   方形(50μm×50μm)
  1   方形(50μm×50μm)   方形(50μm×50μm)
  5   方形(50μm×50μm)   方形(60μm×60μm)在方形的角部分形成弧度
  10   方形(50μm×50μm)   方形(60μm×60μm)在方形的角部分形成弧度
  24   方形(50μm×50μm)   圆形(直径：约65μm)
  48   方形(50μm×50μm)   圆形(直径：约70μm)
  100   方形(50μm×50μm)   圆形(直径：约80μm)
  200   方形(50μm×50μm)   圆形(直径：约100μm)
如表9所示，通过喷墨法形成的可光固化的聚合物图样保持最初形状，即使在80℃的恒温箱中静置200小时之后。相反，通过光致抗蚀剂法形成的可光固化的聚合物图样的形状随时间而变化，并且在恒温箱中静置24小时之后变成圆形。而且，当进一步将可光固化的聚合物图样静置于恒温箱时，图样的形状进一步变形。
从上面的结果，发现通过本发明的图样的制备方法形成的图样即使在高温环境中也保持稳定的形状。即，发现这些图样具有优异的环境耐性特征。其原因假定如下。在通过本发明的图样的制备方法形成的图样中，具有氟烷基链的有机分子的单分子膜吸附到基体表面和形成的图样之间的界面。更具体地说，假定在高温环境下，即使在增加构成图样的聚合物的流动性的情况下，单分子膜抑制了聚合物的流动。
                    工业实用性
如上所述，使用本发明的输出溶液，可以形成扩散得到抑制的图样，而不用在基体表面上预先形成互补憎水区。可以将本发明的输出溶液输出到基体表面上，例如，通过喷墨法。而且，根据本发明的图样的制备方法，可以形成扩散得到抑制的图样，而不用在基体表面上预先形成互补憎水区。因此，图样的制备方法具有优异的生产率。本发明的输出溶液和图样的制备方法可用于制备各种电子设备，例如在印刷线路板和有机EL象素上制备电路图样、制备有机薄膜晶体管电路等。而且，本发明也可用于生产率提高的憎水图样的制备方法。

Claims (27)

1、一种在基体表面上形成图样的输出溶液，其包括具有氟烷基链的有机分子作为第一图样形成材料，
其中所述溶液的表面张力是20达因/厘米或更大。
2、如权利要求1所述的输出溶液，其还包括第二图样形成材料。
3、如权利要求2所述的输出溶液，其中所述第二图样形成材料含有至少一种选自金属氧化物电介质的前体、半导体、金属和聚合物的材料。
4、如权利要求3所述的输出溶液，其中所述第二图样形成材料是所述金属，并且该金属是金属胶体。
5、如权利要求3所述的输出溶液，其中所述第二图样形成材料是所述聚合物并且该聚合物是至少一种选自导电聚合物、半导体聚合物、绝缘聚合物和可光固化的聚合物的物质。
6、如权利要求1所述的输出溶液，其中所述有机分子是至少一种选自如下的有机分子：含有至少一个选自氯甲硅烷基、烷氧基、巯基、羧基、羟基和氨基的基团的有机分子；含有二硫键的有机分子；硅氮烷和二硫酚。
7、如权利要求1所述的输出溶液，其中所述有机分子是至少一种选自由下面组成分子式代表的分子：CF3(CF2)nC2H4Si{(O-CH2CH2)m-OR1}3和这些分子的水解产物的有机分子，并且
在该组成分子式中，R1是甲基、乙基、丙基或丁基，并且n和m是1-10的自然数。
8、如权利要求3所述的输出溶液，其中所述第二图样形成材料是所述金属氧化物电介质的前体并且该金属氧化物电介质的前体是至少一种选自金属醇盐、金属乙酰丙酮化物、金属羧酸盐和金属无机化合物的物质。
9、如权利要求5所述的输出溶液，其中所述聚合物是所述半导体聚合物并且该半导体聚合物是至少一种选自聚烷基噻吩和聚-9，9′二烷基-芴-共-并噻吩的物质。
10、如权利要求1所述的输出溶液，其中所述溶液中所含的溶剂的沸点是80℃或更高。
11、用于通过喷墨法在基体表面上形成图样的输出溶液，其包括具有氟烷基链的有机分子作为图样形成材料，
其中该溶液的表面张力是20达因/厘米或更大。
12、图样的制备方法，包括：
通过喷墨法将一溶液输出到基体表面上进行绘图，该溶液具有20达因/厘米或更大的表面张力，其中溶解有作为第一图样形成材料的具有氟烷基链的有机分子；和
将所述输出溶液中所含的溶剂蒸发以形成含有所述有机分子的图样。
13、如权利要求12所述的图样的制备方法，所述溶液还包括第二图样形成材料，该方法包括将所述输出溶液中所含的溶剂蒸发以形成含有所述有机分子和所述第二图样形成材料的图样。
14、如权利要求13所述的图样的制备方法，包括将所述输出溶液中所含的溶剂蒸发以形成包括含有相对大量的所述有机分子的第一图样区和含有相对大量的所述第二图样形成材料的第二图样区的图样，
其中形成该图样使得相对于第二图样区所述第一图样区存在于基体侧。
15、如权利要求13所述的图样的制备方法，其中所述第二图样形成材料含有至少一种选自金属氧化物电介质的前体、半导体、金属和聚合物的材料。
16、如权利要求15所述的图样的制备方法，其中所述第二图样形成材料是所述金属，并且该金属是金属胶体。
17、如权利要求15所述的图样的制备方法，其中所述第二图样形成材料是所述聚合物，并且该聚合物是至少一种选自导电聚合物、半导体聚合物、绝缘聚合物和可光固化的聚合物的物质。
18、如权利要求12所述的图样的制备方法，其中所述有机分子是至少一种选自如下的分子：含有至少一种选自氯甲硅烷基、烷氧基、巯基、羧基、羟基和氨基的基团的有机分子；含有二硫键的有机分子；硅氮烷和二硫酚。
19、如权利要求12所述的图样的制备方法，其中所述有机分子是至少一种选自由下面组成分子式代表的分子：CF3(CF2)nC2H4Si{(O-CH2CH2)m-OR1}3和这些分子的水解产物的有机分子，并且
在该组成分子式中，R1是甲基、乙基、丙基或丁基，并且n和m是1-10的自然数。
20、如权利要求15所述的图样的制备方法，其中所述第二图样形成材料是所述金属氧化物电介质的前体并且该金属氧化物电介质的前体是至少一种选自金属醇盐、金属乙酰丙酮化物、金属羧酸盐和金属无机化合物的物质。
21、如权利要求17所述的图样的制备方法，其中所述聚合物是所述半导体聚合物并且该半导体聚合物是至少一种选自聚烷基噻吩和聚-9，9′二烷基-芴-共-并噻吩的物质。
22、如权利要求12所述的图样的制备方法，其中所述溶剂的沸点是80℃或更高。
23、如权利要求12所述的图样的制备方法，其中，当将所述溶液输出到基体表面上时，调整所述基体的表面温度比输出到该基体表面上的所述溶液的温度低5℃或更多。
24、电子设备的制备方法，其包括图样的制备方法，所述图样的制备方法包括：
通过喷墨法将一溶液输出到基体表面上进行绘图，该溶液具有20达因/厘米或更大的表面张力，其中溶解具有氟烷基链的有机分子作为第一图样形成材料，该溶液还含有第二图样形成材料；和
将所述输出溶液中所含的溶剂蒸发以形成含有所述有机分子和所述第二图样形成材料的图样。
25、如权利要求24所述的电子设备的制备方法，其中所述第二图样形成材料是至少一种选自金属氧化物电介质的前体、半导体、金属和聚合物的材料，和
该电子设备是至少一种选自金属线路、电极、晶体管、电阻器、电容器、显微透镜和成像设备的设备。
26、电子设备，其包括基体和在所述基体表面上形成的图样，
其中所述图样包括含有具有氟烷基链的有机分子的第一图样区和含有至少一种选自金属、半导体、金属氧化物和聚合物的物质的第二图样区，
所述第一图样区和所述第二图样区依次堆叠在所述基体表面上，并且该第一图样区的形状与该第二图样区的形状类似。
27、如权利要求26所述的电子设备，其中所述第一图样区是所述有机分子的单分子膜。
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