DE112011103633T5 - Vorrichtungsspezifische Markierungen - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Bereitstellen vorrichtungsspezifischer Markierungen bzw. Markierungszeichen auf elektronischen Vorrichtungen. In einer Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Bereitstellen vorrichtungsspezifischer Markierungen auf Vorrichtungssubstraten in einem frühen Stadium eines Herstellungsprozesses für elektronische Vorrichtungen.
- Das Bereitstellen vorrichtungsspezifischer Markierungen auf Vorrichtungssubstraten in dem frühen Stadium der Massenproduktion von elektronischen Vorrichtungen kann zum Verfolgen von Vorrichtungen während der Produktion nützlich sein.
- Die Erfinder haben die Herausforderung identifiziert, eine Technik zum Bereitstellen vorrichtungsspezifischer Markierungen in dem frühen Stadium des Produktionsprozesses zu entwickeln, die nicht eine örtliche Höhenzunahme erzeugen, nicht wesentliche Mengen an Bruchstücken bzw. Überbleibseln bzw. Abraum erzeugt und auf Vorrichtungen einschließlich wärmeempfindlicher Substrate wie etwa Plastiksubstrate anwendbar ist.
- Es ist eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, diese Herausforderung zu meistern.
- Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit, das enthält: Herstellen einer Mehrzahl elektronischer Vorrichtungen durch eine Technik, die ein fotolithographisches Bemustern einer Materialschicht und ein definieren wenigstens einer vorrichtungsspezifischen Marke bzw. Markierung einer jeweiligen bzw. bestimmten der Mehrzahl von Vorrichtungen als Teil des fotolithographischen Bemusterns der Materialschicht enthält.
- Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren bereit, das enthält: Herstellen einer Mehrzahl elektronischer Vorrichtungen durch eine Technik, die ein Bemustern einer Materialschicht enthält, wobei das Verfahren ein Definieren wenigstens einer vorrichtungsspezifischen Marke bzw. Markierungen einer jeweiligen bzw. bestimmten der Mehrzahl von Vorrichtungen in der Materialschicht simultan bzw. gleichzeitig zum Definieren eines der Mehrzahl von Vorrichtungen gemeinsamen Musters in der Materialschicht enthält.
- Gemäß einer Ausführungsform definiert das der Mehrzahl von Vorrichtungen gemeinsame Muster eine Anordnung elektronisch funktionaler Elemente.
- Gemäß einer Ausführungsform enthält die Anordnung elektronisch funktionaler Elemente einer Anordnung Elektroden für eine Anordnung von Transistoren bzw. Transistoranordnungen.
- Gemäß einer Ausführungsform enthält das Definieren des der Mehrzahl von Vorrichtungen gemeinsamen Musters eine erste Belichtungstechnik, in der eine Maske zum Belichten ausgewählter erster Regionen bzw. Bereiche einer fotoempfindlichen Schicht auf der Materialschicht mit Strahlung verwendet wird; und bei der das Definieren der vorrichtungsspezifischen Markierungen eine zweite Belichtungstechnik enthält, mit der ausgewählte zweite Regionen, die nicht von der ersten Technik mit Strahlung belichtet werden, mit Strahlung belichtet werden.
- Gemäß einer Ausführungsform verändert das Belichten der ersten und zweiten ausgewählten Region mit Strahlung die Löslichkeit der fotoempfindlichen Schichten der Regionen, und ferner enthaltend ein Behandeln der fotoempfindlichen Schicht mit einem Lösungsmittel, um die fotoempfindliche Schicht in entweder der ersten und zweiten ausgewählten Regionen selektiv zu entfernen oder die fotoempfindliche Schicht in allen nicht belichteten Regionen selektiv zu entfernen; und dann Verwenden der so bemusterten fotoempfindlichen Schicht als eine Maske zum Bemustern der darunterliegenden Materialschicht und zum Definieren des gemeinsamen Musters und der vorrichtungsspezifischen Markierungen in der Materialschicht.
- Gemäß einer Ausführungsform enthält das Verfahren ferner, dass die erste Belichtungstechnik vor der zweiten Belichtungstechnik durchgeführt wird.
- Gemäß einer Ausführungsform enthält das Verfahren ferner, dass die zweite Belichtungstechnik vor der ersten Belichtungstechnik ausgeführt wird.
- Gemäß einer Ausführungsform enthält das Verfahren ferner, dass die zweite Belichtungstechnik unter Verwendung eines Laserstrahlschreibers durchgeführt wird.
- Gemäß einer Ausführungsform ist die vorrichtungsspezifische Markierung eines oder mehr, das aus der aus einem Strichcode, einem Matrixcode, Nummernzeichen und Text besteht, ausgewählt wird.
- Gemäß einer Ausführungsform ist die Materialschicht eine Schicht aus leitendem Material.
- Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nur im Wege des Beispiels unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
-
1 eine Technik gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. - Unter Bezug auf
1 wird ein flexibles Substrat2 für eine elektronische Anzeigevorrichtung bzw. Displayvorrichtung auf einem steifen Glasträger1 gestützt bzw. abgestützt. Das flexible Substrat enthält eine organische Polymerbasis und wenigstens eine Planarisierungsschicht auf seiner oberen Oberfläche. Ein Dünnfilm bzw. eine Dünnschicht3 aus Goldedelmetall ist auf der oberen Oberfläche des flexiblen Substrats mit einer physikalischen Dampfablagerungstechnik wie Sputtern abgelagert worden. Auf dem Golddünnfilm bzw. der Golddünnschicht3 ist eine Deckschicht aus positiven Fotoresistmaterial bzw. Fotowiderstandsmaterial bzw. Fotolackmaterial5 vorgesehen. Die Schicht aus positivem Fotolackmaterial5 wird durch Ablagerung des Materials in einer aus einer Lösung löslichen Form und anschließendes Backen der so geformten Schicht, um sie in eine weniger lösliche Form umzuwandeln bzw. zu überführen, gebildet, wobei die Abnahmelöslichkeit durch Belichtung durch ultravioletter (UV) Strahlung umgekehrt werden kann. - Unter Bezug auf
1(a) werden ausgewählte Abschnitte5a der Fotolackschicht5 mit UV-Licht unter Verwendung einer Fotomaske7 und von Linsen6 ,8 zum Projizieren eines Bildes der Fotomaske7 auf die Fotolackschicht5 belichtet. Die selektiv belichteten Abschnitte5a weisen eine erhöhte Löslichkeit in einem zum späteren Bemustern der Fotolackschicht5 verwendeten Lösungsmittel auf. - Dieselbe Fotomaske wird für jede Vorrichtung in der Massenproduktion der elektronischen Anzeigevorrichtungen verwendet. Die Fotomaske wird verwendet, um in der positiven Fotolackschicht
5 ein Muster zu definieren, dass in einem darauffolgenden Ätzschritt, der unten diskutiert wird, zum Definieren elektronisch-funktionaler Elemente der Anzeigevorrichtung in dem Goldfilm bzw. der Goldschicht3 , wie etwa Quellen-/Senken-Elektroden und Signalleitungen einer Anordnung von Dünnfilmtransistoren bzw. Dünnschichttransistoren, verwendet. - Unter Bezug auf
1(b) werden ausgewählte Abschnitte5b der positiven Fotolackschicht5 , die nicht mit UV-Licht in dem in1(a) illustrieren Schritt bestrahlt wurden, mit UV-Licht unter Verwendung eines Laserstrahlschreibers10 belichtet, dessen Laserstrahl oder Gruppe von Laserstrahlen über die Fotolackschicht5 in jeder Richtung in einer Ebene parallel zur Fotolackschicht5 bewegt werden kann. Der Laserstrahlschreiber10 wird auch für jede Vorrichtung in der Massenproduktion der elektronischen Anzeigevorrichtung verwendet, aber er wird verwendet, um in der Fotolackschicht5 ein Muster zu definieren, das in einem darauf folgenden Ätzschritt, der unten diskutiert wird, in dem Goldfilm3 eine oder mehr Markierungen, die für die jeweilige Vorrichtung eindeutig bzw. einzigartig sind, zu definieren. - Unter Bezug auf
1(c) wird die positive Fotolackschicht5 dann mit einem Lösungsmittel behandelt, in dem die Löslichkeit der bestrahlten Abschnitte des Fotolackmaterials durch Belichtung mit UV-Licht erhöht worden ist. Die bestrahlten Abschnitte5a und5b der Fotolackschicht5 sind löslich in dem Lösungsmittel und werden bei Behandlung mit dem Lösungsmittel aufgelöst und entfernt; und die verbleibenden nicht bestrahlten Abschnitte der Fotolackschicht sind im Wesentlichen nicht in dem Lösungsmittel löslich und verbleiben auf der Oberfläche des Goldfilms3 . - Unter Bezug auf
1(d) wird das Fotolackmuster dann als eine Maske zum Bemustern des darunter liegenden Goldfilms verwendet. Genauer gesagt wird die sich ergebende Struktur einem Ätzmittel/Lösungsmittel ausgesetzt, dass die verbleibenden Abschnitte der Fotolackschicht5 nicht auflöst/entfernt, aber selektiv jene Abschnitte des Goldfilms3 auflöst/entfernt, oberhalb von denen das Fotolackmaterial5 in den früheren Schritten entfernt wurde. - Unter Bezug auf
1(e) werden die nun redundanten bzw. doppelt vorhandenen verbleibenden Abschnitte des Fotolackmaterials5 durch Bestrahlung mit UV-Strahlung und Behandlung mit dem in1(c) illustrieren Bemusterungsschritt verwendeten Lösungsmittel entfernt. - Unter Bezug auf
1(f) wird die Anzeigevorrichtung anschließend durch Ausbilden weiterer Elemente/Schichten (deren Gesamtheit als12 in1(f) bezeichnet wird) zum Definieren einer Anordnung von Dünnfilmtransistoren einschließlich Pixelelektrode an einer oberen Oberfläche davon vollendet bzw. fertiggestellt; und in den auf die so fertig gestellte Hinterebene bzw. Stützebene eine Vorderebene14 , die ein Anzeigemedium wie etwa ein Flüssigkristallanzeigemedium oder ein elektrophoretisches Medium enthält, aufgetragen wird. Nach Fertigstellung der Anzeigevorrichtung wird das flexible Substrat von dem steifen Träger3 gelöst. - Der bemusterte Goldfilm
3 enthält (i) ein Muster3a , das jeder Anzeigevorrichtung gemeinsam ist und elektronisch-funktionale Elemente der Anzeigevorrichtung wie etwa Quellen/Senken-Elektroden und Signalleitungen einer Anordnung von Dünnschichttransistoren definiert; und (ii) ein Muster3b , das für die jeweilige Vorrichtung einzigartig bzw. eindeutig ist. Das eindeutige Muster3b definiert eine Markierung, die spezifisch für die jeweilige Vorrichtung ist, und unterscheidet sie von anderen Vorrichtungen. Der Typ, die Position, die Größe und Auflösung der Vorrichtung der spezifischen Markierungen sind konfigurierbar bzw. einstellbar. Beispiele für vorrichtungsspezifische Markierungen enthalten Datenmatrix-Codes, Strichcodes, Nummernzeichen und Text. Der Lasterstrahlschreiben10 schreibt das Muster der vorrichtungsspezifischen Markierungen in die Fotolackschicht5 und die vorrichtungsspezifische Markierung ist in dem Goldfilm3 nach dem in1(d) illustrierten Ätzschritt detektierbar, weil jene Regionen, in denen der Goldfilm3 weggeätzt worden ist und das darunter liegende flexible Substrat2 belichtet worden ist, einen Kontrast zu den umgebenden Regionen aufweisen, in denen der Goldfilm3 intakt bleibt. Dies ist der Fall z. B. dort, wo der Goldfilm3 reflektiver bzw. reflektierender ist als das darunter liegende reflektierbare Substrat2 . - Die vorrichtungsspezifische Markierung wie etwa eine Seriennummer kann verwendet werden für (a) visuelle Bestätigung der Substratidentifikation und (b) automatisierte Substratverfolgung während jeglicher darauffolgender Bearbeitung wie etwa Ablagerung/Auftragen der weiteren Schichten/Elemente, die benötigt werden, um jede Anzeigevorrichtung fertigzustellen. Die vorrichtungsspezifische Markierung verbleibt in dem Endprodukt und kann auch als ein eindeutiger Identifikator für das Endprodukt verwendet werden.
- Die oben beschriebene Technik zum Bereitstellen einer vorrichtungsspezifischen Markierung hat die folgenden Vorteile. Die sich ergebende Markierung hat einen guten chemischen Widerstand gegenüber Verarbeitungschemikalien/Lösungsmitteln von der Art, die bei der Herstellung von Anzeigevorrichtungen verwendet werden, einschließlich eines oder mehrerer organischer Materialien, insbesondere organischer Halbleitermaterialien und Gate-Dielektrikummaterialien. Es besteht kein Risiko, dass die Art potentiell schädigenden Abraums bzw. Schmutzes erzeugt wird, der erzeugt werden könnte, wenn die Markierungen durch Laterablation oder mechanisches Gravieren gebildet werden würden. Die Technik kann vorrichtungsspezifische Markierungen hoher Auflösung, insbesondere vorrichtungsspezifische Markierungen höherer Auflösung, als durch mechanisches Gravieren erreicht werden könnte, bereitstellen. Die vorrichtungsspezifischen Markierungen werden einfach innerhalb der Vorrichtungen aufgenommen, weil sie dieselbe Höhe besitzen, wie das gemeinsame Metallmuster
3a auf demselben Niveau. Die Technik erzeugt nicht große Beträge an Wärme in dem Substrat, was die Verwendung von Substraten einschließlich organischer Polymergrundschichten bzw. Polymerbasisschichten ermöglicht, die ihrer Flexibilität wegen bevorzugt werden können. - Gemäß einer Abwandlung wird der in
1(a) illustrierte Schritt nach dem in1(b) illustrieren Schritt ausgeführt, d. h. der Teil der fotolithographischen Technik, der den Laserstrahlschreiber10 verwendet, wird vor dem Teil der fotolithographischen Technik, der die Fotomaske7 verwendet wird, ausgeführt. - Wir haben das Beispiel des Bemusterns eines Goldfilms auf einem flexiblen Polymersubstrat verwendet, um eine Technik gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu beschreiben, aber die selbe Technik kann in der Weise auf z. B. den Einfluss vorrichtungsspezifischer Markierungen in andere Metallfilme auf organischen Polymeren oder anderen Substraten angewandt werden.
- Auch illustrieren die Zeichnungen eine Herstellungstechnik, in der ein Goldfilm auf einem Substrat elektronisch-funktionale Elemente und eine vorrichtungsspezifische Markierung für eine einzige Vorrichtung bereitstellt. Jedoch kann die oben beschriebene Technik gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise auf die Herstellungstechnik, bei der ein Goldfilm auf einem relativ großflächigem Bogen aus flexiblem Substratmaterial in derselben Weise bemustert wird, um gemeinsame elektronisch-funktionale Elemente und entsprechende vorichtungsspezifische Markierungen für eine Mehrzahl von Vorrichtungen zu definieren, und in der der Substratmaterialbogen später in eine Mehrzahl flexibler Substrate für eine Mehrzahl von Vorrichtungen aufgeteilt wird, angewandt werden.
- Zusätzlich zu jeglichen ausdrücklich oben erwähnten Modifikationen wird es einem Fachmann offensichtlich erscheinen, dass verschiedene andere Modifikationen der beschriebenen Ausführungsform innerhalb des Bereichs der Erfindung durchgeführt werden können.
Claims (12)
- Verfahren, enthaltend: Herstellen einer Mehrzahl elektronischer Vorrichtungen durch ein Verfahren, das ein fotolithographisches Bemustern einer Materialschicht und ein Definieren wenigstens einer vorrichtungsspezifischen Markierungen auf einer jeweiligen aus der Mehrzahl von Vorrichtungen als Teil des fotolithographischen Bemusterns der Materialschicht enthält.
- Verfahren gemäß Anspruch 1, enthaltend, dass die wenigstens eine vorrichtungsspezifische Markierung in der Materialschicht simultan zum Definieren eines der Mehrzahl von Vorrichtungen gemeinsamen Musters in der Materialschicht definiert wird.
- Verfahren, enthaltend: Herstellen einer Mehrzahl elektronischer Vorrichtungen durch ein Verfahren bzw. Mittels eines Verfahrens, das ein Bemustern einer Materialschicht enthält, wobei das Verfahren enthält, dass in der Materialschicht wenigstens eine vorrichtungsspezifische Markierung einer jeweiligen der Mehrzahl von Vorrichtungen simultan zum Definieren eines der Mehrzahl von Vorrichtungen gemeinsamen Musters in der Materialschicht definiert wird.
- Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, bei dem das der Mehrzahl von Vorrichtungen gemeinsame Muster eine Anordnung elektronisch-funktionaler Elemente definiert.
- Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem die Anordnung elektronisch-funktionaler Elemente einer Anordnung Elektroden für eine Anordnung von Transistoren bzw. Transistoranordnung enthält.
- Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem das Definieren des der Mehrzahl von Vorrichtungen gemeinsamen Musters eine erste Belichtungstechnik, mittels der eine Maske verwendet wird, um ausgewählte erste Regionen einer fotoempfindlichen Schicht auf der Materialschicht zu belichten, verwendet wird, enthält; und bei dem das Definieren der vorrichtungsspezifischen Markierungen eine zweite Belichtungstechnik enthält, mittels der ausgewählte zweite Regionen, die nicht mittels der ersten Technik mit Strahlung belichtet werden sollen, mit Strahlung belichtet werden.
- Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem das Belichten der ersten und zweiten ausgewählten Regionen mit Belichtung die Löslichkeit der fotoempfindlichen Schicht in den Regionen verändert, und wobei das Verfahren ferner enthält, dass die fotoempfindliche Schicht mit einem Lösungsmittel zum selektiven Entfernen der fotoempfindlichen Schicht in entweder der ersten und zweiten ausgewählten Region oder zum selektiven Entfernen der fotoempfindlichen Schicht in allen nicht belichteten Regionen behandelt wird; und wobei dann die so bemusterte fotoempfindliche Schicht als eine Maske verwendet wird, um die darunter liegende Materialschicht zu bemustern und simultan das gemeinsame Muster und die vorrichtungsspezifische Markierung in der Materiaschicht zu definieren.
- Verfahren gemäß Anspruch 6, enthaltend, dass die erste Belichtungstechnik vor der zweiten Belichtungstechnik durchgeführt wird.
- Verfahren gemäß Anspruch 6 oder Anspruch 7, enthaltend, dass die zweite Belichtungstechnik vor der ersten Belichtungstechnik durchgeführt wird.
- Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, enthaltend, dass die zweite Belichtungstechnik unter Verwendung eines Laserstrahlschreibers durchgeführt wird.
- Verfahren gemäß irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem die vorrichtungsspezifische Markierung eines oder mehr ist, das aus der aus einem Strichcode, einem Matrixcode, Nummernzeichen und Text bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
- Verfahren gemäß irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Materialschicht eine Schicht aus leitendem Material ist.
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