图案形成方法`技术

一种图案形成方法，包括在衬底的表面中形成凹痕（ｉｎｄｅｎｔ）区域，以及将液体材料沉积到选中位置的表面上，使得通过凹痕区域控制材料在表面上的扩散。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图案形成方法，具体地涉及一种用在制造电子、光学或光电器件以及包括用在这些器件中的相互连接及滤波器中的图案形成方法。本专利技术也涉及通过所述图案形成方法制造的器件。
技术介绍
传统上，利用平板印刷处理来制造微电子和微光电子器件。光刻法是这种处理的一个示例。最近，已经提出将半导体共轭聚合物(或有机物)薄膜晶体管(TFT)用在能够在塑料衬底上制造、相对低成本的逻辑电路中。这些器件同样可以用在光电器件中，以及用于高分辨率的有源矩阵显示器中的象素开关。通过适当地选择共轭聚合物材料，薄膜电路的导体、半导体和绝缘体区域全部可以制造。已经提出了形成共轭聚合物溶液，并利用喷墨印刷技术将聚合物溶液沉积在基质衬底(host substrate)上的选中位置。但是，对于使用喷墨印刷技术可获得的分辨率存在限制，因为，与喷墨印刷的大多数传统应用，即将印刷墨水沉积在纸上不同，在非吸收衬底上变干之前，沉积的液滴更趋向于扩散，而且液滴扩散的量是固体衬底与液滴各自的表面能和界面能的函数。此外，印刷电子和光电子器件所需的分辨率远高于将墨水印刷到纸上所需的分辨率。因此，为了利用喷墨印刷技术印刷出高分辨率的图案，在基质衬底上制造浸润性预制图案，作为图案实际喷墨沉积的前体(precursor)。图1以衬底4上制造的直立阻挡条2的形式示出了预制图案的示例。作为一系列液滴6沉积形成图案的材料，在图1中与条2非常接近的衬底上示出了一滴。因为所述条从衬底表面向上延伸，其作为物理屏障，以确保控制材料液滴横越衬底表面的流动，从而材料在衬底上表现出所需的图案；在图1所示的示例中为长条。但是，也可以选择条2的材料以阻挡液滴6的材料。这样，当溶液中材料的液滴沿着或非常接近条沉积时，液滴在衬底表面上扩散，但受到条2的阻挡。从而，如图1所示，在衬底上的溶液被限制而不能扩散过阻挡条，而是沿着条的侧面排成一列。但是，这种预制图案仍然通过光刻法或软平板印刷术来制造。在光刻法中，在衬底上提供旋涂的光刻胶层，并通过对包括光掩模或标线片的母版上的图案与衬底进行定位的定位器或分档器，以蓝或紫外光曝光。然后，显影曝光后的光刻胶，以在衬底上提供光刻胶的图案。通常，随后是刻蚀或沉积处理，以形成目标材料的图案，实质上提供了预制图案。通过光刻法所获得的分辨率主要由曝光用光的波长和定位器或分档器的光学器件来确定。已经知道这些处理可以获得非常精细的分辨率，但是光掩模的生产相对昂贵，而且整个处理需要相对较多的处理步骤。针对如包括TFT有源矩阵寻址电路的显示器等很多工业应用，日益需求更大的显示面积，而这需要使用更大的衬底。但是，已经发现这么大的衬底易于出现弯曲，在光掩模和衬底之间提供足够精确的分辨率和配准上存在很大的困难。此外，如果衬底相对较大，必须对至少部分光刻处理执行多次，这在需要形成图案的衬底的整个面积上重复足够精确的配准上存在更大的困难。但是，为了缓解这些难点，器件制造商通常使用单定位器，此单定位器不仅对于图案的形成，具有足够高的分辨率和非常精确的配准机制，对于用于制造实际TFT的处理步骤也是如此。购买和维持这样的定位系统很昂贵，此外，实现利用这种定位器的处理也很昂贵，从而增加了显示器的制造成本。总的来说，当考虑到整体制造效率、准确度或成本等方面时，使用平板印刷术是不能令人满意的。同样，还提出了在基质衬底的表面上设置预制图案作为已经形成了图案的阻挡单层。首先在相对较软的橡胶印模上产生已经形成了图案的单层，然后利用软冲压技术转移给基质衬底。但是，在转移处理期间，印模的变形是很平常的，而这种变形随着橡胶印模尺寸的增大，也变得更糟并存在更大的问题。因此，此技术并不适用于较大尺寸的衬底，此外，因为转移的图案是单层，而且非常薄，检查转移的层将是极其困难的，因此，在实际的制造处理中，事实上是不能够检测转移的已经形成了图案的层中的错误或缺陷的。在图2中示意性地示出了这种阻挡单层的示例。因此，上述两种处理都不能以一致和节省成本的方式提供用于形成图案的合适技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的图案形成方法，此方法能够以有效和节省成本的方式制造预制图案。按照本专利技术，提供了一种图案形成方法，包括在衬底的表面中形成凹痕(indent)区域，以及将液体材料沉积到选中位置的表面上，使得通过凹痕区域控制材料在表面上的扩散。优选地，利用喷墨印刷技术沉积液体材料。可以用实质上与衬底表面垂直或相对于衬底倾斜的壁部分形成凹痕区域。方便地，可以利用横截面轮廓设置凹痕区域，所述横截面轮廓提供第二阻挡层，以进一步控制沉积的材料在表面上的扩散。可以通过利用齿形(castellated)或锯齿形横截面轮廓设置凹痕区域，来获得第二阻挡层。在一个实施例中，图案形成方法可以包括压印长形的第一和第二凹痕区域，以及压印排列在第一和第二凹痕区域之间、但与第一和第二凹痕区域相分隔的另外的长凹痕区域，所述另外的凹痕区域具有实质上平坦的底面。方便地，可以选择材料以包括半导体材料，而且选中的位置包括长凹痕区域之间的表面，从而为薄膜晶体管提供源极和漏极区域，所述的薄膜晶体管具有由所述另外的长凹痕区域的宽度确定的沟道长度。优选地，选择半导体材料以包括聚合物材料。在用于制造薄膜晶体管的源极和漏极区域的图案形成方法的优选形式中，可以方便地选择第一和第二凹痕区域，以具有提供了第二阻挡层的横截面轮廓。在本专利技术的另一实施例中，图案形成方法可以包括压印两个并列的长凹痕区域，其中，选择材料以包括导电材料，而且选中的位置包括长凹痕区域之间的表面，从而提供导电电极。方便地，可以调整与要沉积的材料相关的衬底表面的湿法特征。在本专利技术的优选形式中，优选地利用冲压技术或模塑技术，通过压印表面提供凹痕。附图说明现在，将参照附图，仅利用另外的示例来描述本专利技术，其中图1示意性地示出了通过公知的平板印刷技术制造的阻挡条；图2示意性地示出了通过软冲压技术制造的单层阻挡条；图3a到3c按照本专利技术描述了图案形成方法；图4a和4b示意性地示出了沉积的液滴的接触角如何随着基质表面的轮廓改变；图5示出了图3a到3c所述的凹痕的多种横截面轮廓的示例；图6a和6b依照本专利技术的实施例示出了可以如何压印衬底的表面；图7a、7b和7c依照本专利技术的另一实施例示出了可以如何压印衬底的表面；图8示意性地示出了电光器件寻址电路的平面图和剖面图；图9示出了电光器件的方框图；图10是包括依照本专利技术制造的显示器件的移动个人计算机的示意图；图11是包括依照本专利技术制造的显示器件的移动电话的示意图；以及图12是包括依照本专利技术制造的显示器件的数字照相机的示意图。具体实施例方式图3a到3c描述了本专利技术的图案形成方法。通过任何方便的技术将凹痕8压印到衬底4的上表面10中。在图3a中，示出的凹痕8是延伸到衬底的侧边12的长形，但可以理解的是，只要在凹痕8和表面10之间的边界线14处，表面10中提供了不连续性，凹痕可以是任意想要的形状，而且可以被设置在衬底上的任意位置。作为来自喷墨打印头(未示出)的溶液中材料的一系列液滴18，沉积在表面10上形成预定的图案所需的材料16。如图3b所示，在选中的位置将材料16沉积到表面10上，使得材料流向凹痕8的边界线或边14。因为将边界线14限定为直边，沉积的液滴沿着边界线呈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图案形成方法，包括在衬底的表面中形成凹痕(indent)区域，以及将液体材料沉积到选中位置的表面上，使得通过凹痕区域控制材料在表面上的扩散。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于通过将凹陷设置在衬底中，形成凹痕区域。3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于通过利用至少一个从衬底延伸的上升部分设置衬底，来形成凹痕区域。4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于利用喷墨印刷技术沉积液体材料。5.按照权利要求1到4之一所述的方法，其特征在于用实质上与该表面垂直的壁部分形成凹痕区域6.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于用相对于该表面倾斜的壁部分形成凹痕区域。7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于设置壁部分的斜面，从而提供具有朝向凹痕区域的底部逐渐变窄的宽度的凹痕区域。8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于设置壁部分的斜面，从而提供具有朝向凹痕区域的底部逐渐变宽的宽度的凹痕区域。9.按照权利要求1到5之一所述的方法，其特征在于利用横截面轮廓设置凹痕区域，以提供第二阻挡层，来进一步控制该材料在表面上的扩散。10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于利用齿形(castellated)横截面轮廓设置凹痕区域。11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于利用锯齿形横截面轮廓设置凹痕区域。12.按照前述权利要求之一所述的方法，其特征在于包括提供长形的第一和第二凹痕区域，并压印排列在第一和第二凹痕区域之间、但与第一和第二凹痕区域相分隔的另外的长凹痕区域，所述另外的凹痕区域具有实质上平坦的底面。13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于选择材料以包括半导体材料，而且选中的位置包括长凹痕区域之间的表面，从而为一薄膜晶体管提供源极和漏极区域，所述的薄膜晶体管具有由所述另外的长凹痕区域的宽度确定的沟道长度。14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于选择半导体材料以包括有机半导体材料。15.按照权利要求12、13或14所述的方法，其特征在于当附属于权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：川濑健夫，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：