KR20160078383A

KR20160078383A - 기판 상에 패턴화된 구조를 형성하기 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20160078383A
Application number: KR1020167013213A
Authority: KR
Inventors: 롭 제이콥 헨드릭스; 가리 아루티노브; 에스커 콘스탄트 피터 스미츠
Original assignee: 네덜란제 오르가니자티에 포오르 토에게파스트-나투우르베텐샤펠리즈크 온데르조에크 테엔오
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-07-04
Also published as: EP3063014B1; US10338473B2; CN105916696A; JP6549571B2; WO2015065182A1; US20160259250A1; JP2017501431A; EP3063014A1; TWI636896B; TW201534488A; CN105916696B; KR102292841B1

Abstract

본 발명 개시는 억셉터 기판(4) 상에 패턴화된 구조(3p)를 제공하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 상기 방법은 광원(5) 및 억셉터 기판(4) 사이에 배열된 도너 기판(10)을 제공하는 단계를 포함한다. 마스크(7)는 상기 광원(5) 및 상기 도너 기판(10) 사이에 배열된다. 상기 마스크(7)는 광(6)을 패턴화하기 위한 마스크 패턴(7p)을 포함한다. 상기 도너 기판(10)에 입사하는 상기 패턴화된 광(6p)은 상기 도너 기판(10)으로부터 릴리즈되도록 상기 도너 물질(3)을 야기하고 그 위에 상기 패턴화된 구조(3p)를 형성하도록 상기 억셉터 기판(4)에 전달된다. 상기 패턴화된 광(6p)은, 분리된 균일한 크기의 액적들(3d)의 형태로 상기 도너 기판(10)으로부터 릴리즈되는 상기 도너 물질(3)을 야기하기 위해 상기 도너 기판(10)에 동시에 입사하는 복수의 분리된 균일한 크기의 빔들(6b)로 분할된다.

Description

기판 상에 패턴화된 구조를 형성하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR FORMING A PATTERNED STRUCTURE ON A SUBSTRATE}

본 발명 개시는 기판 상에 패턴화된 구조를 제공하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 전도성 페이스트들의 인쇄는 접촉식 방법을 기반으로 한다. 예를 들어, (회전) 스크린 인쇄는 전도성 페이스트들의 인쇄를 포함한다. 상당히 높은 해상도를 달성할 수 있지만, 이 방법은 접촉을 기반으로 한다. 그러나, 유기 발광 다이오드들(OLEDs) 및 유기 태양전지 소자들(OPV cells)과 같은 다양한 디바이스 스택들은 그것들이 배리어 스택을 포함하는 것처럼, 접촉식을 허용하지 않을 수 있다. 따라서 패턴화된 구조를 제공하기 위한 비접촉식 방법이 요구된다.

예를 들어, 잉크젯 인쇄는 비접촉식이라는 이점이 있다. 그러나, 노즐의 크기가 전도성 잉크들의 사용가능한 입자 크기를 제한하고, 최대 해상도가 확장(spreading) (낮은 점도) 및 드롭 크기(drop size)에 의해 영향을 받는다. 다른 예에서, 레이저 유도 순방향 전사(Laser Induced Forward Transfer; LIFT)은 고해상도 전도성 구조들을 증착하기 위한 비교적 새로운 패터닝 기술이다. 그러나, 레이저 시스템들은 상당히 고가이고, 궁극적으로 여전히 드롭 온 디맨드(drop on demand)를 기반으로 한다.

기판 상 큰 영역 구조의 빠르고 비접촉식 패터닝을 이용한 개선된 제어가 여전히 요구된다.

요약

본 발명의 제1 측면은, 기판 상에 패턴화된 구조를 제공하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 광원 및 억셉터 기판(acceptor substrate) 사이에 도너 물질을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 광원 및 상기 도너 기판 사이에 배열된 마스크를 제공하는 단계를 더 포함한다. 상기 마스크는 상기 도너 기판에 입사하는(impinging) 상기 광원으로부터 광을 패터닝하기 위한 마스크 패턴을 포함한다. 상기 패턴화된 광은 생성되는 상기 패턴화된 구조와 일치한다. 따라서, 상기 도너 기판에 입사하는 상기 패턴화된 광은 상기 도너 기판으로부터 릴리즈(released)되도록 상기 도너 물질을 야기하고 그 위에 상기 패턴화된 구조를 형성하도록 상기 억셉터 기판에 전달(transfer)된다. 상기 패턴화된 광은, 분리된 균일한 크기의 액적들(separate homogeneously sized droplets)의 형태로 상기 도너 기판으로부터 분리되는 상기 도너 물질을 야기하기 위해 상기 도너 기판에 동시에 입사하는 복수의 분리된 균일한 크기의 빔들(a plurality of separate homogeneously sized beams)로 분할된다.

도너 기판에서 억셉터 기판으로 물질의 광 유도 전사는, 즉시 물질의 큰 패턴들을 빠르게 전달하는 비접촉식 방법으로 원칙적으로 사용될 수 있다는 것이 현재 인식된다. 상기 광원 및 도너 기판 사이에 마스크를 사용함으로써, 상기 도너 물질의 패턴화된 영역이 동시에 전달되도록 조사될 수 있다. 그러나, 추가 적응(adaptation)없이, 상기 프로세스는 상기 전달 동작이 전달되는 상이한 영역들의 크기에 의존할 수 있기 때문에 제어가 곤란할 수 있음을 발견하였다. 예를 들어, 물질의 영역을 릴리즈하도록 요구되는 에너지는, 전달되는 상기 물질에 작용하는 전단력들에 의존할 수 있고, 그것은 상이한 영역 크기들에 따라 상이할 수 있다. 뿐만 아니라, 물질의 큰 영역이 즉시 전달될 때, 예측할 수 없는 패터닝 동작으로 이어질 수 있는 전달 동안 상기 영역은 잔해(debris)로 부서질 수 있다(break up).

상기 광을 복수의 분리된 균일한 크기의 빔들로 분할함으로써, 각 빔들에 대한 상기 도너 물질의 반응은 보다 균등(uniform)하고 예측가능할 수 있다. 특히, 상기 빔들이 각각 동일한 크기 및 에너지이기 때문에, 릴리즈되는 도너 물질의 각 액적은 동일한 크기 및 부피가 될 수 있고, 상기 전달 특성이 더 예측될 수 있을 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 빔들 사이의 간격(spacing)은 상기 도너 기판에 동시에 입사하기 때문에, 전달하는(in transit) 동안 상기 결과로 생성된 액적들 또한 분리하고, 서로 영향을 미치지 않으므로, 상기 전달 특성의 예측 가능성을 추가적으로 개선한다. 따라서, 상기 물질은 분리된 균일한 크기의 액적들의 형태로 상기 도너 기판으로부터 릴리즈된다. 제대로 정의되고 분리된 액적들은 큰 구조를 형성하도록 상기 억셉터 기판과 충돌(colliding)할 때 함께 병합할 수 있다. 즉시 다수의 액적들의 전달을 통한 개선된 제어는 이렇게 하여 기판 상에 큰 영역 구조의 빠르고 비접촉식 패터닝을 제공한다.

일 실시예에서, 상기 마스크 패턴은 형성되는 상기 패턴화된 구조의 상이한 크기의 영역들에 해당하는 상이한 크기들을 가지는 복수의 패턴 영역들을 포함한다. 상기 마스크에 의해 복수의 분리된 균일한 빔들로 패턴화되는 상기 광을 분할함으로써, 상이한 영역들 크기들을 가지는 상기 마스크 패턴은 그럼에도 불구하고 균일한 액적 크기들의 형성을 초래할 수 있다. 상기 마스크 패턴이 분리된 균일한 크기의 픽셀들로 분할함으로써, 상기 결과로 생기는 광 패턴은 분리된 균일한 크기의 빔들을 가질 수 있다. 그러므로 복수의 픽셀들은 상기 복수의 상이한 크기의 패턴 영역들 중 하나의 패턴 영역을 형성하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 픽셀화된 마스크는 형성되는 상이한 크기의 회로 요소들(circuit elements)에 해당하는 상이한 크기들을 가지는 복수의 패턴 영역들을 포함하는 일반 마스크 패턴을 수용하고, 복수의 분리된 균일한 크기의 픽셀들로 상기 패턴 영역을 분할함으로써 제조될 수 있다. 대안적 또는 부가적으로 상기 마스크 패턴 자체를 픽셀들로 분할함으로써, 제2 마스크는 상기 상이한 크기의 패턴 영역들을 가지는 제1 마스크 패턴을 가로지르기 전 또는 후에 상기 광을 픽셀화하는 것을 제공한다.

상기 분리된 빔들이 균일하게 거리를 둠으로써, 상기 해당 액적들은 상기 억셉터 기판 위에 균일한 거리들에 증착될 수 있다. 상기 전달된 균일한 액적들이 상기 억셉터 기판에 도달할 때, 그들은 상기 기판 상에 고르게 확장하고, 그렇게 함으로써, 인근의 전달된 액적들로 연결된다. 따라서, 큰 영역 상호연결하는 패턴화된 구조는 서로 연결하는 상기 분리된 액적들에 의해 형성될 수 있다. 일반적으로, 그러한 인근의 액적들의 상호연결은, 예를 들어, 상기 빔들의 크기, 상기 도너 물질의 층 두께, 상기 도너 물질의 점도, 및/또는 상기 액적들의 전달 속도와 관련된, 인근의 빔들 사이에 적절히 작은 분리 거리를 제공함으로써 달성될 수 있다. 한편, 상기 분리 거리는 상기 액적들의 상기 분리 전달을 허용하기에 충분히 큰 것이 바람직하다. 일반적으로, 예를 들어, 상기 빔들 크기의 20-200% 사이, 바람직하게는 50-150% 사이, 더 바람직하게는 50-100% 사이, 상기 빔 크기 순서 또는 더 작은 것에 따라(on the order of the beam size or smaller), 인근의 빔들 사이의 분리 거리를 제공하는 것에 이점을 발견하였다. 상기 빔들이 픽셀화된 마스크에 의해 생성되는 경우, 상기 빔 크기는 픽셀 크기에 일반적으로 비례하고, 상기 빔 거리는 픽셀 거리에 비례한다. 따라서, 픽셀 크기 및 거리는, 적절하게 분리된(isolated) 액적이 상기 도너 기판으로부터 분출(ejected)되도록 선택된다.

상기 빔이 상기 도너 물질의 층 두께에 비해 너무 작으면, 상기 도너 물질이 상기 도너 기판으로부터 적절히 릴리즈되도록 전단력이 방해될 수 있다. 한편, 상기 빔이 너무 크면, 전달된 상기 물질의 영역이 부서질 수 있다. 상기 도너 물질로부터 쉽게 분리되는 제대로 정의된 액적을 제공하기 위해서는, 상기 도너 기판 상의 상기 도너 물질에 입사하는 상기 빔들의 크기는, 예를 들어, 빔 크기(예를 들어, 직경)는, 바람직하게는, 상기 도너 물질의 층 두께의 50-400% 사이, 더 바람직하게는 100-300% 사이, 더욱 더 바람직하게는 150-250% 사이인 상기 도너 물질의 층 두께 순서 또는 커지는 것에 따를 수 있다. 일반적으로, 제대로 정의된 액적들을 제공하기 위해, 상기 빔들은 예를 들어, 사각형 또는 원형 빔의 거의 동일한 두 개의 디멘젼들을 가진다.

일반적으로, 상기 마스크 패턴은 형성되는 상기 패턴화된 구조의 상이한 크기의 영역들에 해당하는 상이한 크기들을 가지는 복수의 패턴 영역들을 포함한다. 따라서, 일 실시예에서, 상기 마스크 패턴은 분리된 픽셀들로 분할되는 것으로서, 복수의 인근의 픽셀들은 상기 복수의 패턴 영역들 중 하나의 패턴 영역을 형성하도록 배열된다.

일 실시예에서, 상기 도너 물질은, 상기 도너 기판 및 상기 억셉터 기판 사이의 상기 도너 기판의 표면 (측) 상, 즉, 상기 광원으로부터 반대 쪽에 배열된다. 일 실시예에서, 상기 도너 기판은 상기 광을 투과할 수 있으며, 즉, 상기 광은 일면 상의 상기 도너 물질에 입사할 때까지 상기 도너 기판을 통하여 이동할 수 있다. 상기 광이 상기 도너 물질에 입사함으로써, 상기 물질은 상기 도너 기판으로부터 릴리즈되고, 상기 패턴화된 구조를 만드는 상기 억셉터 기판을 향하여 착수(launched)될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광원은, 플래시 램프, 예를 들어, (펄스화된) 크세논 플래시 램프일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 고강도 펄스화된 크세논 플래시 램프는 도너 필름에서 수용 필름(receiver film)으로 패턴화된 잉크들을 전달하기 위해 (리소그래피) 마스크와 함께 사용된다. 대안적으로 마스크가 노출 및 잔류하는 노출되지 않은 잉크 세정에 의해 상기 도너를 패턴화하는데 사용할 수 있다. 유리하게는, 이 솔루션은 포토-리소그래피 노출을 위해 개발된 기존의 패터닝 기술을 사용할 수 있다. 결과로 생기는 프로세스는 비접촉식 마스크 기반 직접 패터닝(partnering) 방법을 제공할 수 있다. 고출력 레이저 펄스들은 도너 필름에서 수용 필름까지 물질을 배출(expel)하도록 할 수 있음이 이해될 수 있을 것이다. 통상적인 크세논 램프와 같이 더 가격이 알맞은 광원이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있음을 이제 알 수 있다. LIFT를 통한 추가적 이점은 전체 패턴이 동시에 전달될 수 있다는 것이다. 종래 광원으로 전달 물질을 적당히 획득하기 위해서는 짧은 기간 및 고출력 광원이 요구된다.

일 실시예에서, 상기 광은 변조된 펄스를 포함하고, 상기 변조는 제1 및 제2 시간 구간(time interval)을 포함하고, 상기 제1 시간 구간에서 상기 변조된 펄스는 상기 도너 물질을 릴리즈하기 위한 제1 광 강도를 가지고, 상기 제2 시간 구간에서 상기 변조된 펄스는 상기 도너 기판 및 억셉터 기판 사이에 상기 도너 물질을 전달하는(in transit) 동안에 상기 도너 물질을 건조, 용융, 및/또는 소성하기 위한 상기 제2 광 강도를 가진다. 변조된 펄스는, 상기 비행(flight) 동안 전달된 드롭을 제거(ablate), 건조 및 소결 (용융)하도록 사용될 수 있음이 현재 인식된다. 상기 드롭은 임의의 방열(heat sinking)을 겪지 않기 때문에 극도로 높은 온도로 매우 효율적으로 가열될 수 있다. 상기 기판 및 드롭 속도 사이의 간격은 상기 펄스의 시간 프레임을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 거리에 따라, 일 실시예에서, 상기 제1 시간 구간은 50 μs 미만(less than)이고, 상기 제 2 시간 구간은 100 μs 초과(more than)이다. 바람직하게는, 상기 제1 광 강도는 상기 제2 광 강도보다 높다. 긴 펄스를 사용함으로써, 추가 에너지 (상기 도너 물질의 릴리즈를 위해 사용된 상기 에너지로부터 떨어진)는 상기 전달된 드롭을 효율적으로 가열하는데 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 도너 기판 및 상기 억셉터 기판 사이의 거리는 25 ㎛의 초과, 바람직하게는 100 ㎛ 초과이다. 충분한 거리를 가짐으로써, 상기 도너 물질이 상기 기판들 사이에 전달하는 동안 상기 광에 의해 추가 가열될 수 있다. 추가 실시예에서, 상기 도너 기판 및 상기 억셉터 기판 사이의 거리는 2 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만, 더 바람직하게는 500 ㎛ 미만이다. 더 작은 간격을 갖는 것은 도너 물질의 배치의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

일 실시예에서, 상기 도너 기판은 그 위에 배열된 도너 물질의 층을 가지는 투명 기판을 포함한다. 추가 실시예에서, 상기 도너 기판은 상기 투명 기판 및 상기 도너 물질의 층 사이에 릴리즈 층을 포함하고, 상기 릴리즈 층은 상기 도너 기판으로부터 상기 도너 물질을 릴리즈하기 위한 상기 광의 영향 하에서 반응한다.

제2 측면에서, 본 발명 개시는 기판 상에 패턴화된 구조를 제공하기 위한 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 광원; 상기 패턴화된 구조를 수용하기 위한 억셉터 기판을 제공하기 위한 수단들; 도너 물질을 포함하는 도너 기판을 제공하기 위한 수단들로서, 상기 도너 기판은 상기 광원 및 상기 억셉터 기판 사이에 배열된 것인, 수단들; 및 상기 광원 및 상기 도너 기판 사이에 배열된 마스크를 포함한다. 상기 마스크는 상기 도너 기판에 입사하는 상기 광원으로부터 광을 패터닝하기 위한 마스크 패턴을 포함하는 것이고, 상기 패턴화된 광은 생성되는 상기 패턴화된 구조와 일치하는 것이고, 상기 도너 기판에 입사하는 상기 패턴화된 광은 상기 도너 기판으로부터 릴리즈되도록 상기 도너 물질을 야기하기 위해 조정되고, 그 위에 상기 패턴화된 구조를 형성하도록 상기 억셉터 기판에 전달된다. 상기 패턴화된 광은, 분리된 균일한 크기의 액적들의 형태로 상기 도너 기판으로부터 릴리즈되는 상기 도너 물질을 야기하기 위해 상기 도너 기판에 동시에 입사하는 복수의 분리된 균일한 크기의 빔들로 분할된다. 상기 제2 측면에 따른 상기 시스템은 상기 제1 측면에 따른 방법을 수행하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 방법들 및 시스템들의 추가 이점들 및 응용들은 비접촉식 패터닝, 큰 영역, 동시 전달, 높은 프로세싱(processing), 속도, 롤-투-롤 호환성, OLED들/OPV 소자들 내의 측면 누설 방지하기 위한 트렌치 충진, 솔더 범프들 배치, 레이저와 비교하여 낮은 비용 시스템, 효율적 에너지 사용 (패터닝, 건조 및 소결을 위한 가능한 단일 펄스 프로세싱)을 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 픽셀화된 마스크는 패터닝 프로세스를 개선할 수 있다. 더욱이, 상기 방법은 모든 방향에서 작업할 수 있는 것처럼, 첨가 및 빼는 것, 단일 기계의 다기능성이 증가할 수 있다. 패터닝 및/또는 건조를 제외하고, 하나 이상의 다음 측면들은 상기 동일한 시스템에 의해 달성될 수 있다:

1. 칩 본드 패드의 높은 종횡비의 패터닝 및 높은 해상도 (<0.5 ms)

2. 전도성 잉크의 광 소결 (~ 10 ms)

3. 본드 패드 상 솔더 범프 배치 (<0.5 ms)

4. 칩 배치 후 광 솔더링 (2 ms)

5. 측면 누설 방지를 위한 트렌치 충진 (<0.5 ms)

본 발명 개시의 장치, 시스템들 및 방법들의 이들 및 다른 특징들, 측면들 및 이점들은 이하의 상세한 설명, 첨부된 청구범위 및 여기에 첨부되는 도면으로부터 더 이해될 것이다:
도 1a는 분리된 균일한 광 빔들의 사용 없이 물질의 큰 영역들을 패터닝하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다;
도 1b는 상이한 크기의 회로 패턴들을 가지는 패턴화되는 회로의 일 예를 도시한다;
도 2a는 분리된 균일한 광 빔들을 사용하여 물질의 큰 영역들을 패터닝하기 위한 방법을 개략적으로 도시한다;
도 2b는도 1a의 회로를 도시하고 있지만, 복수의 균일한 크기의 픽셀들로 분할된 것을 도시한다;
도 3a는 변조된 펄스를 사용하는 일 실시예를 도시한다;
도 3b는 변조된 펄스의 그래프를 도시하고, 광 강도가 액적에 의한 이동 거리 또는 시간의 함수로서 도시한다;
도 4는 기판 상에 패턴화된 구조를 제공하기 위한 시스템의 일 실시예를 도시한다;
도 5a 및 도 5b는 증착된 액적들의 사진을 도시한다.

다르게 정의되지 않는 한, 여기에서 사용된 모든 용어들 (기술적 및 과학적 용어들을 포함하는)은 명세서의 맥락 및 도면들과 관련하여 읽을 때, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 흔히 이해되는 동일한 의미를 갖는다. 이는 상기와 같은 흔히 사용되는 사전들에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은, 관련 기술의 맥락에서의 의미와 부합하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고 여기에 명시적으로 그렇게 정의되지 않으면 이상적 또는 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 것이라는 것이 더 이해될 것이다. 몇몇 경우들에 있어서, 본 발명의 시스템들 및 방법들의 설명을 모호하게 하지 않도록 공지된 디바이스들 및 방법들의 상세한 설명은 생략될 수 있다. 특정 실시예들을 설명하기 위해 사용되는 용어는 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 여기에 사용된, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는, 문맥이 다르게 명시하지 않으면, 복수 형태들을 포함하는 것으로 의도된다. 용어 "및/또는"은 연관된 나열된 항목들 중 하나 이상의 임의 및 모든 조합들을 포함한다. 용어들 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은, 본 명세서에서 사용되는 경우, 언급된 특징들의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징들의 존재 또는 추가를 제외하지 않는다는 것이 이해될 것이다. 달리 명시하지 않는 한, 방법의 특정 단계가 다른 단계의 후속으로 언급될 때, 다른 단계 또는 하나 이상의 중간 단계들이 특정 단계를 수행하기 전에 수행될 수 있다는 것이 더 이해될 것이다. 마찬가지로 구조들 또는 구성요소들 사이의 연결(connection)을 설명할 때 달리 명시되지 않는 한, 이 연결은 직접적 또는 중간 구조들 또는 구성요소들을 통하여 수립 될 수 있음이 더 이해될 수 있을 것이다. 여기에 언급된 모든 간행물들, 특허 명세서들, 특허들, 및 기타 참고문헌들은 그 전체가 참조로서 인용된다. 상충하는 경우에, 정의들을 포함하는 본 발명 명세서는 제어될 것이다.

본 발명은, 본 발명의 실시예들이 도시된 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세히 아래에 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러가지 상이한 형태들로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이러한 실시예들은 본 개시가 철저하고 완벽하게 되도록 하고, 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범위를 완전하게 전달할 것이다. 예시적인 실시예들의 설명은 전체 기재된 설명의 일부로서 간주되어야하는 첨부된 도면들과 관련하여 판독되도록 의도된다. 도면들에서, 시스템들, 구성요소들, 층들 및 영역들의 절대적 및 상대적 크기는 명확성을 위해 과장될 수 있다. 실시예들은 가능한 본 발명의 이상적인 실시예들 및 중간 구조들의 도식적 및/또는 단면 개략적 도면들로 참조하여 설명될 수 있다. 설명 및 도면들에 있어서, 동일한 도면 부호는 내내 동일한 구성요소들을 지칭한다. 관련 용어들뿐만 아니라 그것의 파생어들은 다음에 설명되거나 아래에 논의하는 도면에 도시된 것과 같이 배열(orientation)을 참조하는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 관련 용어들은 설명의 편의를 위한 것이며, 달리 언급이 없으면 시스템이 특정 배열로 구성되거나 작동되는 것을 요구하지 않는다.

도 1a는 분리된 균일한 광 빔들의 사용없이 물질의 큰 영역들을 패터닝하기 위한 방법의 개략도를 도시한다. 도너 기판(10)은 광원(5) 및 억셉터 기판(4) 사이에 배열되고, 상기 도너 기판(10)은 도너 물질(3)을 포함한다. 종래 마스크(7')는 상기 광원(5) 및 상기 도너 기판(10) 사이에 배열되고, 상기 마스크(7')는 상기 도너 기판(10)에 입사하는 상기 광원(5)으로부터 광(6)을 패터닝하기 위한 종래 마스크 패턴(7 p')을 포함한다. 상기 패턴화된 광(6p')은 생성되는 상기 패턴화된 구조(3p), 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같은 회로의 큰 연속 영역(7 a')과 일치한다. 일반적으로, 회로 또는 도시된 바와 같이 회로 부품들(7a')에 해당하는 마스크 패턴(7')에서 상이한 크기들(C1,C2)을 가질 수 있다. 예를 들어, 큰 연속 빔을 포함하는, 상기 패턴화된 광(6p')이 상기 도너 기판(10)에 입사할 때, 이것은 상기 도너 기판(10)으로부터 릴리즈되도록 상기 도너 물질(3)의 큰 덩어리(chunk)를 야기하고, 상기 억셉터 기판으로 전달될 수 있다. 그러나, 상기 영역이 너무 크기 때문에, 잔해(3d')의 형성으로 이어지는 전달 동안에 부서질 수 있다. 상기 잔해(3d')는 상기 억셉터 기판(4) 상에 불규칙한 패턴화된 구조(3p')를 형성한다.

도 2a는 분리된 균일한 광 빔들을 사용하여 이점을 가지는 물질의 큰 영역들을 패터닝하기 위한 일 실시예를 계략적으로 도시한다. 상기 방법은 광원(5) 및 억셉터 기판(4) 사이에 배열된 도너 기판(10)을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 도너 기판(10)은 도너 물질(3)을 포함한다. 상기 방법은 상기 광원(5) 및 상기 도너 기판(10) 사이에 배열된 마스크(7)를 제공하는 단계를 더 포함한다. 상기 마스크(7)는 상기 도너 기판(10)에 입사하는 상기 광원(5)으로부터 광(6)을 패터닝하기 위한 마스크 패턴(7p)을 포함한다. 상기 패턴화된 광(6p)은 생성되는 상기 패턴화된 구조(3p)와 일치한다. 특히, 상기 도너 기판(10)에 입사하는 상기 패턴화된 광(6p)은 상기 도너 기판(10)으로부터 릴리즈되도록 상기 도너 물질(3)을 야기하고 그 위에 상기 패턴화된 구조(3p)를 형성하도록 상기 억셉터 기판(4)에 전달한다. 유리하게는, 상기 패턴화된 광(6p)은, 상기 도너 기판(10)에 동시에 입사하는 복수의 분리된 균일한 크기의 빔들(6b)로 분할된다. 이것은 분리된 균일한 크기의 액적들(3d)의 형태로 상기 도너 기판(10)으로부터 릴리즈되는 상기 도너 물질(3)을 야기한다.

여기에 기재된 바와 같이, 바람직하게는, 상기 빔들은 균일한 크기, 즉, 그들은 대략적으로 동일한 크기, 예를 들어, 빔들의 단면 또는 (최대) 직경을 가진다. 바람직하게는, 모든 빔 직경 크기는 평균 빔 직경 크기의 +/- 30 %의 마진 이내, 바람직하게는 +/- 20%의 마진 이내 또는 심지어 +/- 10 %의 마진 이내에 있다. 상기 빔 크기의 확장(spread)이 작을수록, 결과로 생기는 액적 크기들은 더 균일할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 상기 대략적으로 동일한 빔 크기들은, 바람직하게는, 빔 당 에너지(energy per beam)가 또한, 예를 들어, 30% 마진 이내로, 대략적으로 동일한 것이 바람직하다.

바람직하게는, 인근의 빔들(6b)은 상기 억셉터 기판(4) 위에 균일한 거리에서 상기 액적들(3d)을 증착하기 위해 균일하게 거리를 두는 것이고, 상호연결하는 패턴화된 구조(3p)는, 상기 억셉터 기판(4) 상에 확장하고 인근의 전달된 액적들에 연결되어 전달된 액적들에 의해 형성되는 것이다.

여기에 기재된 바와 같이, 바람직하게는, 상기 빔들은 균일하게 거리를 두고, 즉, 함께 패턴을 형성하고 있는 인근의 빔들은, 평균 거리의 30%의 마진 이내, 바람직하게는 20% 이내 또는 심지어 10% 이내의 상기 빔들 사이의 간격을 가진다. 더 작은 간격에서 확장은, 더 예측할 수 있는 것은 상기 전달의 동작 및 상기 기판 상에 상기 액적들의 후속 확장일 수 있다.

일 실시예에서, 원하는 확장 및 상호연결은 상기 빔들의 크기(6c)에 50-150% 사이에 있는 인근의 빔들 사이의 분리 거리(6d)에 의해 달성된다. 도 2b의 마스크를 참조하면, 픽셀들 사이의 분리 거리(X2)는 바람직하게는 상기 픽셀들의 크기(X1)에 10-150% 사이에 있는 것을 의미한다.

일 실시예에서 상기 마스크 패턴(7p)은 분리된 픽셀들(p)로 분할되는 것으로서, 복수의 인근의 픽셀들(P)은 상기 복수의 패턴 영역들(7a) 중 하나의 패턴 영역을 형성하도록 배열된다. 다른 또는 추가적인 실시예에서, 상기 광은 제2 마스크(미도시)에 의해 분리된 빔들로 분할된다.

일 실시예에서, 원하는 액적 형성은 상기 도너 기판(10) 상의 상기 도너 물질(3)의 층 두께(3t)의 150-250% 사이인 상기 도너 기판(10)에 입사하는 빔들(6b)의 크기(6c)에 의해 달성된다. 일반적으로, 크기, 예를 들어, 상기 액적들(3d)의 직경(3c)은, 크기의 순서, 예를 들어, 상기 빔들(6b)의 직경(6c)에 따를 수 있다. 도 2b의 상기 마스크를 참조하면, 상기 픽셀들 크기(X1)는 바람직하게는 상기 도너 물질(3)의 층 두께(3t)의 150-250% 사이에 있는 것을 의미한다.

일 실시예에서, 상기 광원(5)은 플래시 램프, 예를 들어, 크세논 기반을 포함한다. 바람직하게는, 상기 광(6)은 팽행 빔(collimated beam)으로서 상기 마스크에 제공된다. 대안적으로, 상기 마스크는 상기 도너 기판(10) 위에 상기 마스크 패턴을 이미지화하도록 이미징 시스템(미도시)의 물체 면(object plane)에 제공될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 도너 기판(10)은 상기 도너 기판(10) 및 억셉터 기판(4) 사이에 그것의 면 상에 배열된 도너 물질(3)의 층을 가지는 투명 기판(1)을 포함한다. 상기 도너 기판은, 예를 들어, 25 ㎛ 두께의 PEN 호일을 포함하는, 유연 물질이 바람직하다. 상기 도너 물질은, 예를 들어, 상기 패턴화된 구조를 만들 수 있도록 전도성 잉크 또는 다른 물질을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 도너 기판(10)은 투명 기판(1) 및 상기 도너 물질(3)의 층 사이에 선택적 릴리즈 층(releasing layer)(2)을 포함한다. 추가적인 실시예에서, 상기 릴리즈 층(2)은 상기 도너 기판(10)으로부터 상기 도너 물질(3)을 릴리즈하기 위한 상기 광(6)의 영향 하에서 반응한다. 예를 들어, 상기 릴리즈는 열의 급격한 증가에 의해 초래되고 결과로 생기는 상기 릴리즈 층 물질의 팽창(expansion)된다. 예를 들어, 충격파(shock wave)는 상기 물질을 통해 이동하고, 액적의 형성을 야기할 수 있다. 또한 릴리즈의 다른 메커니즘들은 릴리즈 층과 함께 또는 릴리즈 층 없이 어느 하나로 구상될 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명 방법들은 다른 단계들, 예를 들어, 칩 본드 패드의 패터닝하는 단계; 전도성 잉크의 광 소결 단계; 본드 패드 상 솔더 범프들을 배치하는 단계; 칩을 배치한 후 광 솔더링하는 단계; 측면 누설을 방지하기 위한 트렌치 충진하는 단계와 결합될 수 있다.

일 실시예에서, 본 발명 방법들 및 시스템들은 결과적으로 복수의 균일하게 이격된 및 균일한 크기의 상호연결하는 범프들(3b)로 구성되는 패턴(3p)을 포함하는 기판이 된다. 상기 범프들(3b)은 상호연결하는 패턴(3p)을 형성하는 상기 기판 상에 확장한(spread out) 개별적 액적들(3d)에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 패턴(3p)은 예를 들어, 전도성 전자 회로를 형성하는, 회로 패턴이다.

도 2b는 마스크(7)를 도시하고, 상기 마스크 패턴(7p)은 형성되는 상기 패턴화된 구조(3p)의 연결하는 경로들 또는 상이한 영역들의 크기들에 해당하는 상이한 크기들(C1, C2, C3)을 가지는 복수의 패턴 영역들(7a)을 포함한다. 따라서, 패턴 영역(7a)에 의해 패턴화된 상기 광은 복수로 분리된 균일한 크기의 인근의 빔들(6b)로 분할되고, 인근의 빔들은 상기 억셉터 기판(4) 상에 상기 패턴화된 구조(3p)의 상호연결된 영역을 형성한다. 일 실시예에서, 상기 결과로 생기는 패턴화된 구조(3p)는 상이한 디멘젼들을 가지는 회로 부품들을 포함하는 회로 패턴이다.

상기 픽셀화된 마스크는 상기 광에 의해 상기 도너 기판으로부터 릴리즈된 물질의 크기를 조절하기 위해 복수의 분리된 픽셀들을 포함하는 패턴으로 상기 도너 기판 상에 패턴화될 수 있는 상기 광을 야기하는 것이 주목된다. 이러한 방식으로, 도 1a에 도시된 상기 도너 층의 불규칙 및/또는 제어되지 않은 부서지는(breakup) 것과는 대조적으로, 바람직한 드롭 형성이 달성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 마스크 패턴(7p)은, 형성되는 상기 패턴화된 구조(3p)의 상이한 크기의 영역들에 해당하는 상이한 크기들(C1,C2)을 가지는 복수의 패턴 영역들(7a)을 포함하고, 상기 마스크 패턴(7p)은 분리 픽셀들(P)로 분할되고, 복수의 인근의 픽셀들(P)은 복수의 패턴 영역들(7a) 중 하나의 패턴 영역에 형성하도록 배열된다. 일 실시예에서, 상기 마스크 패턴(7p)은 균일한 크기(X1,Y1)를 가지는 복수의 픽셀들(P)을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 마스크 패턴(7p)은 균일한 거리(X2,Y2)를 가지는 복수의 픽셀들(P)을 포함한다.

일 실시예에서, 상기 마스크(7)는 형성되는 상이한 크기의 회로 요소들에 해당하는 상이한 크기들(C1,C2)을 가지는 복수의 패턴 영역들(7a)을 포함하는 마스크 패턴(7p)을 수용하고, 복수의 분리된 균일한 크기의 픽셀들로 상기 패턴 영역(7a)을 분할함으로써 생성된다. 일 실시예에서, 상기 패턴의 영역(7a)은 상기 픽셀들 사이의 그리드(7b)에 의해 픽셀들(P)로 분할된다. 일 실시예에서, 각 픽셀은 200 ㎛보다 작은(smaller than), 바람직하게는, 150 ㎛보다 작은, 더 바람직하게는 100 ㎛보다 작은 픽셀 직경을 갖는다.

바람직하게는, 상기 빔들이 적절하게 형성된 드롭을 제공하도록 대략적으로 동일한 제1 디멘젼 및 제2 디멘젼들(X1, X2)을 가지고, 예를 들어, 상기 빔은 사각형 또는 원형이 될 수 있다. 따라서, 상기 마스크 패턴에서, 상기 픽셀들(P)은, 바람직하게는 제1 디멘젼(X1) 및 상기 제1 디멘젼과 대략적으로 동일한, 예를 들어, +/- 20%의 마진 이내의 폭을 가지는 제2 디멘젼(Y1)을 가진다.

도 3a는 변조된 펄스를 사용하는 일 실시예를 도시한다. 상기 도너 및 억셉터 기판들 사이에 전달되는 동안에, 상기 변조된 펄스가 상기 도너 물질의 릴리즈된 액적을 입사하도록 상기 도너 기판을 통하여 전달될 수 있음을 알 수 있다. 상기 펄스는 상기 도너 물질에 조사하도록 임의적으로 지속할 수 있고, 또한 이후에 상기 액적은 상기 억셉터 기판 상에 다다른다. 단일 펄스 대신에, 다중 펄스 또한 사용될 수 있고, 한편으로 상기 도너 물질을 릴리즈하고, 다른 한편으로 전달 동안 및/또는 다다른 후에 상기 액적을 조사한다(Instead of a single pulse, also multiple pulses can be used, to on the one hand release the donor material and on the other hand irradiate the droplet while in transit and/or after landing).

특히, 상기 도면은 도너 물질(3)을 가지는 투명 기판(1)을 포함하는 도너 기판 위에 입사하도록 마스크(7)를 통과하는 광 빔(6b)을 도시한다. 상기 광 빔은 상기 도너 물질(3)에 입사할 때, 액적(3d)이 상기 도너 기판으로부터 방출되고 상기 억셉터 기판(4) 쪽으로 이동한다. 상기 액적(3d)이 상기 억셉터 기판(4)에 도달할 때, 예를 들어, 상기 액적(3d)의 크기, 속도 및 점도에 따라 그것은 확장한다. 상기 실시예에서, 상기 광 빔(6b)은, 상기 도너 기판으로부터 방출하도록 상기 물질(3)을 야기하는 것뿐만 아니라 상기 억셉터 기판(4) 상에 도달하는 것 후 및/또는 전달되는 동안에 상기 형성된 액적을 입사할 수 있다.

도 3b는 변조된 펄스(P)의 그래프를 도시하고, 광 강도(I)는 상기 액적에 의해 이동된 거리(D) 또는 시간(T)을 도시한다. 일 실시예에서, 상기 변조는 제1 시간 구간(T1) 및 상기 제1 시간 구간(T1)보다 긴 제2 시간 구간(T2)을 포함한다. 상기 제1 시간 구간(T1)에서 상기 변조된 펄스는 상기 도너 물질을 릴리즈하기 위한 제1 광 강도(I1)를 가진다. 일반적으로, 이 영역(R1)은 짧은 강한 펄스, 예를 들어, 3 kW/cm^2의 강도에서 대략 수 마이크로초(on the order of microseconds)를 포함한다. 영역들(R2 및 R3)을 커버하는 상기 제2 시간 구간(T2)에서, 상기 변조된 펄스는 상기 도너 기판 및 억셉터 기판 사이에 상기 도너 물질을 전달하는 동안에 상기 도너 물질을 건조, 용융, 및/또는 소성하기 위한 상기 제1 광 강도(I1)보다 낮은 제2 광 강도(I2)를 가진다. 예를 들어, 제2 광 강도는 상기 제1 광 강도에 약 절반일 수 있다. 상기 제2 시간 구간은, 상기 액정을 상기 억셉터 기판에 전달하는 데 걸리는 시간에 의존할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 시간 구간은 50 μs 미만이고, 상기 제2 시간 구간은 100 μs 초과이다.

다른 또는 추가적인 실시예에서, 상기 변조는 상기 억셉터 기판(4) 상의 상기 패턴(3p)의 형성의 영향을 미치기 위한 제3 광 강도(I3)를 가지는 영역(R4)에 있는 제3 시간 구간(T3)을 포함한다. 그러한 일 실시예에서, 상기 광 펄스는 상기 도너 물질(3)의 릴리즈를 위해 순수하게 요구되는 것보다 일반적으로 더 길다는 것이 주목될 것이다. 상기 제3 강도는 또한 상기 제2 강도와 동일할 수 있다. 전형적인 펄스는 2 ms의 총 펄스 시간에서 3 J/cm^2의 총 에너지를 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 영역들(R1, R2, R3 및 R4)은, 예를 들어, 각각, 제거, 용융, 건조 및 소결하는 상이한 프로세스들에 해당할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 도너 기판 및 억셉터 기판 사이의 거리는 10 ㎛ 초과, 바람직하게는 100 ㎛ 초과일 수 있다. 상기 거리는 상기 액적이 전달하는 동안 충분히 조사될 수 있게 허용하는데 충분히 바람직하게는 크다. 일 실시예에서, 상기 도너 기판 및 억셉터 기판 사이의 거리는 2 mm 미만, 바람직하게는 2 mm 미만이다. 상기 거리는 상기 패터닝의 상기 해상도를 악화하기 위해 상기 액적의 경로 이탈을 방지하는데 충분히 바람직하게는 작다.

도 4는 기판 상에 패턴화된 구조(3p)를 제공하기 위한 시스템(30)의 일 실시예를 도시한다. 상기 시스템(30)은 광원(5)을 포함한다. 상기 시스템은 상기 패턴화된 구조(3p)를 수용하기 위한 억셉터 기판(4)을 제공하기 위한 수단들(14)을 더 포함한다. 상기 수단들(14)은, 예를 들어, 롤-투-롤 또는 롤-투-시트 공정의 연속 방식으로 상기 패턴화된 구조를 생성하기 위한 롤들을 포함하는, 예를 들어, 기판 운반장치(transporter)를 포함한다. 상기 시스템은 도너 물질(3)을 포함하는 도너 기판(10)을 제공하기 위한 수단들(11)을 더 포함하고, 상기 도너 기판(10)은 상기 광원(5) 및 상기 억셉터 기판(4) 사이에 배열된다. 상기 수단들(11)은, 예를 들어, 상기 기판(10)을 운반하기 위한 운반장치 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 상기 광원(5) 및 상기 도너 기판(10) 사이에 배열된 마스크(7)를 더 포함한다. 상기 마스크(7)는 상기 도너 기판(10)에 입사하는 상기 광원(5)으로부터 광(6)을 패터닝하기 위한 마스크 패턴을 포함한다. 상기 패턴화된 광(6p)은 생성되는 상기 패턴화된 구조(3p)와 일치하는 것이고, 상기 도너 기판(10)에 입사하는 상기 패턴화된 광(6p)은 상기 도너 기판(10)으로부터 릴리즈되도록 상기 도너 물질(3)을 야기하기 위해 조정되고, 그 위에 상기 패턴화된 구조(3p)를 형성하도록 상기 억셉터 기판(4)에 전달된다. 상기 패턴화된 광(6p)은, 분리된 균일한 크기의 액적들(3d)의 형태로 상기 도너 기판(10)으로부터 릴리즈되는 상기 도너 물질(3)을 야기하기 위해 상기 도너 기판(10)에 동시에 입사하는 복수의 분리된 균일한 크기의 빔들(6b)로 분할된다. 상기 시스템은 여기에 설명된 상기 방법들을 수행하기 위해 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 운반장치들(11, 14)의 속도(V) 및 상기 광원(5)의 펄스 변조(P)는 컨트롤러(15)에 의해 제어되고, 전체 패턴(3p)은 단일 광 펄스 또는 펄스 트레인에 의해 상기 억셉터 기판(4) 상에 형성된다. 다시 말해서, 상기 운반장치들(11 및 14)은 상기 광원에 의해 생성된 각각의 광 펄스에 대한 그러한 속도에서 상기 도너 및 상기 억셉터 기판들이 이동하고, 상기 기판들은 다음 패턴을 생성하도록 새로운 위치로 옮겨진다.

상기 시스템의 일 실시예는 다음의 구성요소들 중 하나 이상을 포함한다:

- 광 펄스: 광대역 플래시 램프(Broad banded flash lamp). 상기 전달된 드롭의 온도를 제어하도록 변조.

- 광학: 높은 에지 선예도(edge sharpness) 및 높은 해상도를 획득하는 것이 선호되는 평행 광 빔들

- 픽셀화된 마스크: 포토리소그래프화된 유리 상 금속. 광 흡수 및 어블레이션(ablation)의 가능성을 줄일 수 있는 알루미늄 또는 크롬.

- 정렬 (선택적): 솔더 범프들 및 트렌치들의 충진을 위해, 정렬 시스템이 선호된다.

- 기판: 폴리머 필름들, 유리. 빛에 대해 투과

- 잉크: 램프들 발광 스펙트럼에 대해 높은 흡광도를 가지는 용해성 기반 잉크들. 전단 박화 페이스트들(shear thinning pastes)은 낮은 점성 잉크들과 마찬가지로 작업하여야 한다.

- 억셉터 기판: 모든 종류. 억셉터 및 도너 사이의 간격은 전달된 드롭의 온도/시간 프로파일을 위해 중요하다.

예를 들어, 다음 구성이 사용될 수 있다:

- 램프 장비: Xenon Sinteron® 2000

- 펄스: 500 μs, ~ 5 J/cm2, 1 pulse

- 마스크: 이글 유리(eagle glass) (0.7 mm) 상 크롬 (100 nm)

- 도너: PEN, 25 ㎛의 두께

- 잉크 : DuPont X115, 서브-마이크론 스크린 인쇄 페이스트

- 간격 : 600 ㎛

- 억셉터 기판: 유리, 1.1 mm

도 5a 및 도 5b는 상기에 기술된 구성과 유사한 상기 방법들 및 시스템들을 사용하여 증착된 액적들의 사진을 도시한다.

다른 실시예는 다음과 같은 구성요소들 및/또는 특징들 중 하나 이상을 포함한다:

- 광원: 크세논 플래시 램프. 최적의 결과들을 위해 선호되는 높은 에너지 및 짧은 펄스 (<< 500 μs).

- 마스크: 유리 상 포토리소그래프화된 금속. 광 흡수 및 어블레이션의 가능성을 줄일 수 있는 알루미늄 또는 크롬

- 도너 기판: 폴리머 필름, 유리. 광에 대해 투과

- 잉크: 크세논 발광 스펙트럼에 대해서 높은 흡광도를 가지는 용해성 기반 잉크들. 점도는 다를 수 있지만, 예를 들어, 고체 물질들의 전달이 더 어려울 수 있다.

- 릴리즈 층: 이 층의 열화는 억셉터 기판을 향해 잉크를 배출할 수 있다. 이 층은 프로세스를 개선할 수 있으며, 심지어 전체 (OLED/OPV) 스택들을 전달할 수 있을 것이다.

- 억셉터 기판: 모든 종류. 도너 및 억셉터 기판 사이의 거리는, 예를 들어, 변조된 펄스의 관점에서 설정될 수 있다.

예를 들어, 다음 구성이 사용될 수 있다:

- 램프 장비: Xenon Sinteron® 2000

- 펄스: 500 μs, ~ 4 J/cm², 1 pulse

- 마스크: 이글 유리(eagle glass) (0.7 mm) 상 크롬 (100 nm)

- 도너 기판: 이글 유리 및 PEN

- 잉크들: DuPont® 5025 및 Suntronic® U5714

- 억셉터 기판: PEN 필름 (125 ㎛)

- 간격 : 1 mm

여기에 기재된 바와 같이, 본 발명의 제1 측면은 억셉터 기판 상에 패턴화된 구조를 제공하기 위한 방법을 제공하며, 상기 방법은 광원 및 상기 억셉터 기판 사이에 도너 기판을 제공하는 단계를 포함하는 단계로서, 상기 도너 기판은 상기 패턴화된 구조를 형성하기 위한 도너 물질을 포함하는 것인, 단계; 마스크는 상기 도너 기판에 입사하는 상기 광원으로부터 광을 패터닝하기 위한 상기 광원 및 상기 도너 기판 사이에 배열되는 것이고, 상기 패턴화된 광은 상기 도너 기판으로부터 릴리즈되도록 상기 도너 물질을 야기하고 상기 억셉터 기판에 전달된다. 본 발명 개시의 제2 측면은 억셉터 기판 상에 패턴화된 구조를 제공하기 위한 시스템을 제공하며, 상기 시스템은 상기 억셉터 기판을 광원 제공하기 위한 수단들; 상기 광원 및 상기 억셉터 기판 사이에 배열된 도너 기판을 제공하기 위한 수단들로서, 상기 도너 기판은 상기 패턴화된 구조를 형성하기 위해 도너 물질을 포함하는 것인, 수단들; 및 상기 도너 기판에 입사하는 상기 광원으로부터 광을 패터닝하기 위한 상기 광원 및 상기 도너 기판 사이에 배열된 마스크로서, 상기 패턴화된 광은 상기 도너 기판으로부터 릴리즈되도록 상기 도너 물질을 야기하고, 상기 억셉터 기판에 전달되는 것인, 마스크;를 포함한다.

예시적 실시예들은 패턴화된 구조들을 형성하기 위해 방법들 및 시스템들이 도시되었고, 또한 대안적 방법들은 유사한 기능 및 결과를 달성하기 위한 본 발명 개시의 이익을 가지는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 예상될 수 있다. 예를 들어, 픽셀화된 마스크, 변조된 펄스, 플래시 램프 광원 기타 등등을 이용하는 상기 측면들은 하나 이상의 대안적 측면들로 결합되거나 나눌 수 있다. 논의되고 도시된 바와 같이, 실시예들의 다양한 요소들은 큰 영역들 위에 물질의 비접촉식 패터닝과 같은 특정 이점들을 제공한다. 물론, 상기 실시예들 또는 프로세스들 중 임의의 하나는 심지어 디자인들 및 이점들을 발견하고 일치하는 것의 추가적 개선들을 제공하기 위해 하나 이상의 다른 실시예들 또는 공정들과 결합될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이 명세서는 전도성 구조들의 패터닝에 특히 이점들을 제공하고, 물질이 비교적 큰 영역들 위에 패턴화되는, 임의의 응용을 위해 일반적으로 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 발명의 시스템들 및 방법들이 그들의 특정 예시적인 실시예들을 참조하여 특히 상세하게 설명되었지만, 이는 또한 본 발명 개시의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정들 및 대안적인 실시예들은 통상의 기술자에 의해 고안될 수 있음을 인식해야 한다. 예를 들어, 디바이스들 또는 시스템들의 실시예들은, 특정된 방법을 수행하기 위해 배열 및/또는 구성되도록 기술되거나 기능이 본래 그와 같은 것 및/또는 다른 개시된 방법들 또는 시스템들의 실시예들과 결합하여 방법 또는 기능으로 개시한다. 뿐만 아니라, 방법들의 실시예들은, 각각의 하드웨어에서 구현을 본질적으로 개시한 것으로 간주되고, 방법들 또는 시스템들의 다른 개시된 실시예들과 결합하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라, 프로그램 명령들로 구현될 수 있는 방법들, 예를 들어 비-일시적인 컴퓨터-판독가능 저장 매체 상에 그러한 실시예와 같이 본질적으로 개시된 것으로 간주된다.

마지막으로, 상기의-논의는 단지 본 발명 시스템들 및/또는 방법들을 설명하기 위한 것으로 의도되고 임의의 특정 실시예 또는 실시예들의 그룹으로 첨부된 청구범위를 제한하는 것으로 해석되지 말아야 한다. 따라서, 명세서 및 도면들은 설명의 방식으로 이해되어야 하며, 첨부된 청구범위의 범위를 제한하려는 의도가 아니다. 첨부된 청구항들의 해석에 있어, "포함하는" 이라는 용어는 주어진 청구항에 나열된 것보다 다른 요소들 또는 행위의 존재를 제외하지 않는 것으로 이해되어야 한다; 요소에 선행하는 단어 "a" 또는 "an"는 그러한 요소의 복수의 존재를 제외하지 않는다; 여러 "수단들(means)"은 동일한 또는 상이한 항목(들)로 대표하거나 구조 또는 기능으로 구현될 수 있다; 여기에서 특별히 언급되지 않는 한, 임의의 개시된 디바이스들 또는 그 부분들은 서로 결합되어 또는 분리될 수 있다. 이러한 특정 조치들이 서로 다른 청구항들에 기재되어 있다는 사실은 이들 조치들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다. 특히, 청구항들의 모든 작업 조합들은 본질적으로 개시된 것으로 간주된다.

Claims

기판 상에 패턴화된 구조(3p)를 제공하기 위한 방법으로서,
상기 방법은,
- 광원(5) 및 억셉터 기판(4) 사이에 배열된 도너 기판(10)을 제공하는 단계로서, 상기 도너 기판(10)은 도너 물질(3)을 포함하는 것인, 단계;
- 상기 광원(5) 및 상기 도너 기판(10) 사이에 배열된 마스크(7)를 제공하는 단계로서, 상기 마스크(7)는 상기 도너 기판(10)에 입사하는 상기 광원(5)으로부터 광(6)을 패터닝하기 위한 마스크 패턴(7p)을 포함하는 것이고, 상기 패턴화된 광(6p)은 생성되는 상기 패턴화된 구조(3p)와 일치하는 것이고, 상기 도너 기판(10)에 입사하는 상기 패턴화된 광(6p)은 상기 도너 기판(10)으로부터 릴리즈되도록 상기 도너 물질(3)을 야기하고 그 위에 상기 패턴화된 구조(3p)를 형성하도록 상기 억셉터 기판(4)에 전달되는 것인, 단계;
를 포함하고,
- 상기 패턴화된 광(6p)은, 분리된 균일한 크기의 액적들(droplets)(3d)의 형태로 상기 도너 기판(10)으로부터 릴리즈되는 상기 도너 물질(3)을 야기하기 위해 상기 도너 기판(10)에 동시에 입사하는 복수의 분리된 균일한 크기의 빔들(6b)로 분할되는 것인,
기판 상에 패턴화된 구조(3p)를 제공하기 위한 방법.
제1항에 있어서,
상기 마스크 패턴(7p)은, 형성되는 상기 패턴화된 구조(3p)의 상이한 크기의 영역들에 해당하는 상이한 크기들(C1,C2)을 가지는 복수의 패턴 영역들(7a)을 포함하고, 패턴 영역(7a)에 의해 패턴화되는 상기 광은 분리된 균일한 크기의 복수의 인근의 빔들(6b)로 분할되는 것이고, 상기 인근의 빔들은 상기 억셉터 기판(4) 상에 상기 패턴화된 구조(3p)의 상호연결된 영역을 형성하는 것인, 방법.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스크(7)는,
- 형성되는 상이한 크기의 회로 요소들에 해당하는 상이한 크기들(C1,C2)을 가지는 복수의 패턴 영역(7a)을 포함하는, 마스크 패턴(7p)을 수용하는 단계; 및
- 상기 패턴 영역들(7a)을 분리된 균일한 크기의 복수의 픽셀들로 분할하는 단계;
에 의해 제조되는 것인, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔들(6b)은 상기 억셉터 기판(4) 위에 균일한 거리에서 상기 액적들(3d)을 증착하기 위해 균일하게 거리(6d)를 두는 것이고,
상호연결하는 패턴화된 구조(3p)는, 상기 억셉터 기판(4) 상에 확장하고 인근의 전달된 액적들에 연결되어 전달된 액적들에 의해 형성되는 것인, 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도너 기판(10)에 입사하는 빔들(6b)의 크기(6c)는 상기 도너 기판(10) 상의 상기 도너 물질(3)의 층 두께(3t)의 150-250%인 것인, 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
인근의 빔들 사이의 분리 거리(6d)는 상기 빔들의 크기(6c)의 10-150% 사이인 것인, 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 빔들은 제1 디멘젼(dimension)(X1) 및 상기 제1 디멘젼(X1)과 동일한 폭의 제2 디멘젼(Y1)을 가지는 것인, 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광원(5)은 플래시 램프를 포함하는 것인, 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광(6)은 변조된 펄스(P)를 포함하고, 상기 변조는 제1 시간 구간(T1) 및 상기 제1 시간 구간(T1)보다 긴 제2 시간 구간(T2)을 포함하고, 상기 제1 시간 구간(T1)에서 상기 변조된 펄스는 상기 도너 물질을 릴리즈하기 위한 제1 광 강도(I1)를 가지고, 상기 제2 시간 구간(T2)에서 상기 변조된 펄스는 상기 도너 기판 및 억셉터 기판 사이에 상기 도너 물질을 전달하는(in transit) 동안에 상기 도너 물질을 건조, 용융, 및/또는 소성하기 위한 상기 제1 광 강도(I1)보다 낮은 제2 광 강도(I2)를 가지는 것인, 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도너 기판(10)은 상기 도너 기판(10) 및 억셉터 기판(4) 사이의 그 표면 상에 배열된 도너 물질(3)의 층을 가지는 투명 기판(1)을 포함하는 것인, 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도너 기판(10)은 투명 기판(1) 및 상기 도너 물질(3)의 층 사이에 분리 층(2)을 포함하고, 상기 분리 층(2)은 상기 도너 기판(10)으로부터 상기 도너 물질(3)을 분리하기 위한 상기 광(6)의 영향 하에서 반응하는 것인, 방법.
기판 상에 패턴화된 구조(3p)를 제공하기 위한 시스템(30)으로서,
상기 시스템(30)은,
- 광원(5);
- 상기 패턴화된 구조(3p)를 수용하기 위한 억셉터 기판(4)을 제공하기 위한 수단들(14);
- 도너 물질(3)을 포함하는 도너 기판(10)을 제공하기 위한 수단들(11)로서, 상기 도너 기판(10)은 상기 광원(5) 및 상기 억셉터 기판(4) 사이에 배열된 것인, 수단들(11); 및
- 상기 광원(5) 및 상기 도너 기판(10) 사이에 배열된 마스크(7)로서, 상기 마스크(7)는 상기 도너 기판(10)에 입사하는 상기 광원(5)으로부터 광(6)을 패터닝하기 위한 마스크 패턴(7p)을 포함하는 것이고, 상기 패턴화된 광(6p)은 생성되는 상기 패턴화된 구조(3p)와 일치하는 것이고, 상기 도너 기판(10)에 입사하는 상기 패턴화된 광(6p)은 상기 도너 기판(10)으로부터 릴리즈되도록 상기 도너 물질(3)을 야기하기 위해 조정되고, 그 위에 상기 패턴화된 구조(3p)를 형성하도록 상기 억셉터 기판(4)에 전달되는 것인, 마스크;
를 포함하고,
- 상기 패턴화된 광(6p)은, 분리된 균일한 크기의 액적들(3d)의 형태로 상기 도너 기판(10)으로부터 릴리즈되는 상기 도너 물질(3)을 야기하기 위해 상기 도너 기판(10)에 동시에 입사하는 복수의 분리된 균일한 크기의 빔들(6b)로 분할되는 것인,
기판 상에 패턴화된 구조(3p)를 제공하기 위한 시스템(30).
제12항에 있어서,
상기 빔들(6b)은 상기 억셉터 기판(4) 위에 균일한 거리에서 상기 액적들(3d)을 증착하기 위해 균일하게 거리(6d)를 두는 것이고,
상호연결하는 패턴화된 구조(3p)는 상기 억셉터 기판(4) 상에 확장하고, 인근의 전달된 액적들에 의해 연결되어 전달된 액적들에 의해 형성되는 것인, 시스템(30).
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 마스크 패턴(7p)은, 형성되는 상기 패턴화된 구조(3p)의 상이한 크기의 영역들에 해당하는 상이한 크기들(C1,C2)을 가지는 복수의 패턴 영역들(7a)을 포함하고, 상기 마스크 패턴(7p)은 분리 픽셀들(P)로 분할되고, 복수의 인근의 픽셀들(P)은 상기 복수의 패턴 영역들(7a) 중 하나의 패턴 영역에 형성되도록 배열되는 것인, 시스템(30).
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광원(5)은 플래시 램프를 포함하는 것인, 시스템(30).