TW201417191A - 電子元件用圖案形成方法、電子元件及圖案形成裝置 - Google Patents

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TW201417191A
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TW102127671A
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Kazuyoshi Sugihara
Shintaro Ogura
Hirobumi Ushijima
Yasuyuki Kusaka
Masayoshi Koutake
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Tokyo Electron Ltd
Nat Inst Of Advanced Ind Scien
Dainippon Ink & Chemicals
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Abstract

本發明提供一種圖案形成方法，其特徵在於：其係對使用油墨材料之複數層之電子元件用圖案進行位置對準並使其形成於基板上之方法，且包括如下步驟：第1圖案形成步驟，其係使閘極層用第1油墨材料圖案形成於基板上；第2圖案形成步驟，其係使源極-汲極層用第2油墨材料圖案形成於基板上；第3圖案形成步驟，其係使半導體層用第3油墨材料圖案形成於基板上；絕緣層形成步驟，其係將使上述第1油墨材料圖案與上述第2油墨材料圖案之間絕緣之絕緣層形成於基板上；及改質步驟，其係使上述所形成之各層一體地改質。

Description

電子元件用圖案形成方法、電子元件及圖案形成裝置
本發明係關於一種電子元件用圖案形成方法、電子元件及圖案形成裝置。
關於使用有具有輕便、不易損壞、可撓化容易等特性之有機材料的電子設備元件，對其可利用於照明、電子紙、太陽電池等涉及多領域的有前景之市場中的可能性進行了研究。又，電子設備元件雖於性能上存在不及矽(Si)等無機．金屬材料之方面，但可發揮可廉價地製作等優點，而期待獨特之應用之開發。可廉價地製作電子設備元件之原因在於：有機材料可溶液化，從而可應用利用印刷法等之由下而上(bottom-up)製作法。
圖1係表示用以製作有機TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)陣列之普通的印刷製程之一例。作為印刷法，可使用專利文獻1所揭示之反轉印刷法。所謂反轉印刷，係如下方法，即，自均勻地塗有油墨之例如包含PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基矽氧烷)(聚矽氧橡膠)之橡皮布板，利用具有欲印刷之圖案之反轉圖案的凸版去除不需要之油墨，使被轉印基板(膜)與上述平面基板接觸，而轉印並印刷油墨。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3689536號公報
然而，於使用印刷法之電子設備元件之製作中，存在以下問題。第1個問題在於因進行油墨之改質而產生的膜表面之親水性之不均。例如，於圖3所示之混合有閘極層10之印刷圖案之油墨表面A與基板S之表面B的印刷面，各個材料表面之親水性不同，故而於印刷或塗佈於其上之材料的表面SU會出現微小之凹凸。由於該凹凸會成為源極-汲極層30、40之印刷圖案中斷等使所製作之元件之性能降低的主要因素，故而較佳為使印刷表面儘可能平坦。
第2個問題在於電子設備元件之製作需要長時間。例如，藉由使用印刷法之電子設備元件製作1片TFT陣列需要花費約12.5個小時。
第3個問題在於使用印刷法於各步驟中所印刷之各圖案(例如，閘極層10與源極-汲極層30、40)之相對位置會偏離。其係由於因元件製作中之熱處理而使基板收縮。
針對該等問題，只要可儘可能地抑制積層之材料表面之凹凸，以更短的時間使所印刷之油墨圖案改質，並且抑制因基底層之變形及應變而引起之圖案之位置偏離，則與先前之印刷電子設備元件製作生產線相比，可實現短時間、高精度、高品質之元件製作。
本發明之目的在於提供一種可抑制材料表面之凹凸、抑制圖案之位置偏離、以更短的時間形成電子元件用圖案之方法、使用該方法而製作之電子元件、以及製作電子元件之圖案形成裝置。
根據本發明之某一觀點，提供一種圖案形成方法，其特徵在於：其係對使用油墨材料之複數層之電子元件用圖案進行位置對準而使其形成於基板上之方法，且包括如下步驟： 第1圖案形成步驟，其係使閘極層用第1油墨材料圖案形成於基板上；第2圖案形成步驟，其係使源極-汲極層用第2油墨材料圖案形成於基板上；第3圖案形成步驟，其係使半導體層用第3油墨材料圖案形成於基板上；絕緣層形成步驟，其係將使上述第1油墨材料圖案與上述第2油墨材料圖案之間絕緣之絕緣層形成於基板上；及改質步驟，其係使上述所形成之各層一體地改質。
根據本發明之另一觀點，提供一種圖案形成方法，其特徵在於：其係使用油墨材料之印刷而形成電子元件用圖案之方法，且包括如下步驟：第1圖案形成步驟，其係印刷用以形成金屬層之第1油墨材料圖案；塗佈步驟，其係於上述第1圖案形成步驟後，塗佈絕緣材料；第2圖案形成步驟，其係於上述塗佈步驟後，將用以形成金屬層之第2油墨材料圖案印刷至與上述所印刷之第1油墨材料圖案之位置相對應之位置；及改質步驟，其係於上述第2圖案形成步驟後，使上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案一體地改質。
根據本發明之另一觀點，提供一種電子元件，其係使用包括如下步驟之圖案形成方法而製作：第1圖案形成步驟，其係印刷用以形成金屬層之第1油墨材料圖案； 塗佈步驟，其係於上述第1圖案形成步驟後，塗佈絕緣材料；第2圖案形成步驟，其係於上述塗佈步驟後，將用以形成金屬層之第2油墨材料圖案印刷至與上述所印刷之第1油墨材料圖案之位置相對應之位置；及改質步驟，其係於上述第2圖案形成步驟後，使上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案一體地改質。
根據本發明之另一觀點，提供一種圖案形成裝置，其特徵在於：其係使用油墨材料之印刷而形成電子元件用圖案者，且其係藉由包括如下步驟之步驟形成電子元件用圖案：第1圖案形成步驟，其係印刷用以形成金屬層之第1油墨材料圖案；塗佈步驟，其係於上述第1圖案形成步驟後，塗佈絕緣材料；第2圖案形成步驟，其係於上述塗佈步驟後，將用以形成金屬層之第2油墨材料圖案印刷至與上述所印刷之第1油墨材料圖案之位置相對應之位置；及改質步驟，其係於上述第2圖案形成步驟後，使上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案一體地改質。
根據本發明，可提供一種可抑制材料表面之凹凸、抑制圖案之位置偏離、以更短時間形成電子元件用圖案之方法、使用該方法而製作之電子元件、以及製作電子元件之圖案形成裝置。
1‧‧‧反轉印刷機
2‧‧‧齒條
3‧‧‧輥轉印主體
4‧‧‧工作台
4a‧‧‧6軸驅動機構
5‧‧‧工作台
5a‧‧‧6軸驅動機構
6‧‧‧驅動部
7‧‧‧離合器
8‧‧‧油墨塗佈機
9‧‧‧本體
10‧‧‧閘極層
11‧‧‧工作板
12‧‧‧小齒輪
13‧‧‧支架
14‧‧‧上下機構
15‧‧‧線性導軌
16‧‧‧撥水性橡皮布
17‧‧‧油墨
17a‧‧‧閘極層用油墨
17a1‧‧‧閘極層用圖案
17b‧‧‧閘極絕緣層用油墨
17b1‧‧‧閘極絕緣層之圖案
17c‧‧‧源極-汲極層用油墨
17c1‧‧‧源極-汲極層用圖案
18a‧‧‧半導體層用油墨
18a1‧‧‧半導體層用圖案
19a‧‧‧油墨
19a1‧‧‧鈍化層之圖案
20‧‧‧閘極絕緣層
21a‧‧‧油墨
22‧‧‧刮漿板
25‧‧‧母板
25b‧‧‧凸部
30‧‧‧源極層
31‧‧‧凹版
31a‧‧‧凹部
40‧‧‧汲極層
50‧‧‧半導體層
60‧‧‧鈍化層
60a‧‧‧通孔用孔
70‧‧‧通孔及像素電極層
A‧‧‧油墨表面
B‧‧‧基板表面
P1‧‧‧製程
P2‧‧‧製程
P3‧‧‧製程
Q‧‧‧表面
RC‧‧‧旋轉軸
S‧‧‧基板
SU‧‧‧表面
圖1係表示有機TFT陣列之製作步驟之圖。
圖2係有機TFT陣列之剖面圖。
圖3係表示於有機TFT陣列之製作時所產生之膜之凹凸之圖。
圖4係表示有機TFT陣列之製作時間之詳細情況之圖。
圖5係第1實施形態之有機TFT陣列之製作步驟之流程圖。
圖6係表示第1實施形態之有機TFT陣列之製作時間之詳細情況之圖。
圖7係表示第1實施形態之製程之有機TFT陣列之膜質特性之表。
圖8係表示膜基板之位置對準之精度之圖。
圖9係表示第1實施形態之膜基板之位置對準之精度之圖。
圖10係表示第1實施形態之製程之絕緣膜上之凹凸之圖。
圖11係表示一實施形態之反轉印刷機之立體圖。
圖12係用以說明一實施形態之反轉印刷機之動作之圖。
圖13係用以說明4構造之TFT之圖。
圖14係表示TFT之製造步驟例之圖。
圖15係第2實施形態之有機TFT陣列之製作步驟之流程圖。
圖16係表示第2實施形態之BGBC(bottom gate bottom contact，底閘極底接觸)構造之TFT製作步驟(其1)之圖。
圖17係表示第2實施形態之BGBC構造之TFT製作步驟(其2)之圖。
圖18係表示第2實施形態之BGBC構造之TFT製作步驟(其3)之圖。
圖19係用以說明凹版反轉印刷法之圖。
圖20係表示第2實施形態之BGTC(bottom gate top contact，底閘極頂接觸)構造之TFT製作步驟(其1)之圖。
圖21係表示第2實施形態之BGTC構造之TFT製作步驟(其2)之圖。
圖22係表示第2實施形態之TGBC(top gate bottom contact，頂閘極底接觸)構造之TFT製作步驟(其1)之圖。
圖23係表示第2實施形態之TGBC構造之TFT製作步驟(其2)之圖。
圖24係表示第2實施形態之TGBC構造之TFT製作步驟(其3)之圖。
圖25係表示第2實施形態之TGTC(top gate top contact，頂閘極頂接觸)構造之TFT製作步驟(其1)之圖。
圖26係表示第2實施形態之TGTC構造之TFT製作步驟(其2)之圖。
圖27係表示第2實施形態之TGTC構造之TFT製作步驟(其3)之圖。
圖28係第3實施形態之有機TFT陣列之製作步驟之流程圖。
圖29係表示第3實施形態之BGBC構造之TFT製作步驟(其1)之圖。
圖30係表示第3實施形態之BGBC構造之TFT製作步驟(其2)之圖。
圖31係表示第3實施形態之BGBC構造之TFT製作步驟(其3)之圖。
圖32係表示第3實施形態之BGTC構造之TFT製作步驟(其1)之圖。
圖33係表示第3實施形態之BGTC構造之TFT製作步驟(其2)之圖。
圖34係表示第3實施形態之TGBC構造之TFT製作步驟(其1)之圖。
圖35係表示第3實施形態之TGBC構造之TFT製作步驟(其2)之圖。
圖36係表示第3實施形態之TGBC構造之TFT製作步驟(其3)之圖。
圖37係表示第3實施形態之TGTC構造之TFT製作步驟(其1)之圖。
圖38係表示第3實施形態之TGTC構造之TFT製作步驟(其2)之圖。
圖39係表示第3實施形態之TGTC構造之TFT製作步驟(其3)之圖。
圖40係表示於第2或第3實施形態中製作之TFT之特性評價結果之一例之圖。
圖41係模式性地表示利用第2或第3實施形態之反轉印刷法之圖案形成過程之圖。
圖42係表示於各實施形態中因重疊印刷時之形成於油墨層之間之混合層而引起的油墨膜之性能之變化的圖。
以下，一面參照隨附圖式，一面對本發明之實施形態進行說明。再者，於本說明書及圖式中，藉由對實質上具有相同功能構成之構成要素標註相同符號而省略重複說明。
[電子元件之製造步驟]
首先，對用以製作有機TFT(thin film transistor)陣列之印刷製程之一例進行說明。此處，作為印刷法，係使用反轉印刷法。所謂反轉印刷，係指如下方法，即，自均勻地塗有油墨之例如包含PDMS之橡皮布板，利用具有欲印刷之圖案之反轉圖案之凸版去除不需要之油墨，使被轉印基板(膜)與上述平面基板接觸而轉印並印刷油墨。
圖1係表示有機TFT陣列之製作製程流程之一例。作為塑膠膜基板，係使用厚度125μm之聚碳酸酯膜(PC(polycarbonate，聚碳酸酯)膜)。基板亦可為可撓性膜基板。
投入基板，於基板之預先加熱處理後，於第1層形成閘極(gate)層。對PC膜之印刷面去靜電，且去除灰塵等。使用奈米銀油墨藉由反轉印刷而形成閘極圖案。藉此，圖2所示之閘極層10被印刷至基板S上。於該狀態下，利用烘箱以180℃加熱30分鐘使奈米銀油墨改質。其後，於室溫下放置約3小時，等待PC膜特性之恢復。
於第2層形成閘極絕緣(insulator)層。首先，旋轉清洗形成有閘極圖案之被印刷面，去除污垢。繼而，利用UV(ultraviolet，紫外線)照射實現污垢去除與配線上之濡濕性之提高，最後去靜電而進行灰塵之去除。其次，塗佈厚度約1μm之閘極絕緣層(PVP：聚乙烯酚樹脂)。藉此，以覆蓋閘極層10之方式形成有圖2所示之閘極絕緣層20。於該狀態下，利用烘箱以170℃加熱60分鐘使閘極絕緣層20改質。其後，於室溫下放置約3小時，等待PC膜特性之恢復。
於第3層形成源極(source)-汲極(drain)層。對閘極絕緣膜(PVP)之塗佈面去靜電，而去除灰塵等。使用奈米銀油墨藉由反轉印刷而形成源極-汲極圖案。藉此，將圖2所示之源極-汲極層30、40印刷至閘極絕緣層20上。利用烘箱以180℃加熱30分鐘使奈米銀油墨改質。其後於室溫下放置約3小時，等待PC膜特性之恢復。
於第4層形成半導體(semiconductor)層。對於閘極絕緣層(PVP)上形成有源極-汲極圖案之被印刷面進行濕式清洗，而去除有機污垢。繼而，去靜電並進行灰塵之去除。使用作為半導體材料之一例之P3HT(聚(3-己基噻吩))油墨藉由反轉印刷而形成半導體圖案。藉此，於源極(source)-汲極(drain)層之間形成有圖2所示之半導體層50。於形成後立即將其放入至氮環境之手套箱中，並利用加熱板以150℃加熱15分鐘。其後，於此狀態下將其於氮環境之手套箱中放置約3小時，等待PC膜特性之恢復。於N2環境之手套箱中使用測試器測量所製作之有機TFT的電氣特性。
於第5層形成鈍化(passivation)層。不進行對半導體材料造成損傷之濕式清洗或UV照射等，而利用反轉印刷形成厚度1μm的氟系樹脂(CYTOP(註冊商標))膜。利用烘箱以150℃加熱20分鐘。藉此，於閘極絕緣層20上形成圖2所示之鈍化層60。
然而，上述製作製程存在以下問題。第1個問題在於因進行油墨 之改質而產生的膜表面之親水性之不均。於圖3所示之混合有油墨表面A與基板表面B之印刷面，各個材料表面之親水性不同。因此，於印刷或塗佈於其上之材料之表面會出現微小之凹凸。由於該凹凸會使所製作之元件之性能降低，故而較佳為使印刷表面儘可能平坦。例如圖3所示般，存在因閘極絕緣層20之表面SU之凹凸而使印刷至閘極絕緣層20上的源極-汲極層30、40之圖案中斷之情況。
第2個問題在於製作需要長時間。製作1片TFT陣列需要花費12.5個小時。圖4係表示圖1之製作製程時間之詳細情況。於基板膜之預加熱、各印刷層中所必需之油墨之改質熱處理與基板膜之特性恢復(於大氣壓室溫下之自然恢復)等係成為長時間製程之主要理由。由於所使用之塑膠膜自超過玻璃轉移點附近會開始材料之軟化，故而油墨改質必須於轉移點以下花費時間而進行。於聚碳酸酯膜與奈米銀油墨之組合之情形時，需要利用烘箱以180℃加熱30分鐘。其後，為了去除因施加至膜之熱負荷而引起的膜之變形應變等，實施放置於室溫大氣中之約3小時之恢復製程。藉由進行恢復製程可防止與下一層之對準的惡化。
第3個問題在於在各步驟中所印刷之各圖案之相對位置偏離。此係由於因製作中之熱處理而使基板收縮。
因此，只要不使膜基板發生變形應變，而能夠以更短時間使油墨改質，並且可儘可能地抑制所積層之材料表面之凹凸，則與上述印刷電子設備之元件製作相比，可實現短時間、高精度、高品質之元件製作。於以下實施形態中，提供一種改善上述3個問題、抑制基板之變形且可提高對準精度、可縮短製造時間、可使印刷積層表面平坦化的製作製程。以下，對第1實施形態之有機TFT陣列之製作步驟進行說明。
<第1實施形態> [第1實施形態之有機TFT陣列之製作步驟]
首先，一面參照圖5之流程圖，一面對使用第1實施形態之圖案形成方法的有機TFT陣列之製作步驟進行說明。於圖5中記載有圖1所示之TFT製作製程流程中的、可應用本實施形態之圖案形成方法之閘極層、閘極絕緣層、源極-汲極層該等3層。
與圖1之TFT製作製程流程同樣地，首先，以相當於在後續步驟之焙燒中施加至基板之最大熟負荷的負荷(180℃、60分鐘)預先對膜基板加熱，而消除基板之初始之應變(S20)。其次，清洗基板，即去靜電而去除微粒(S21)。其次，利用反轉印刷機使用奈米銀油墨印刷閘極層之圖案(S22)。步驟S22係印刷用以形成金屬層之第1油墨材料圖案的第1圖案形成步驟之一例。
印刷後立即利用閘極絕緣膜之塗佈步驟，例如使用旋轉塗佈法或狹縫噴嘴塗佈法對整個面塗佈PVP(聚乙烯酚樹脂)(S23)。閘極絕緣層膜亦可使用具有絕緣性之油墨藉由反轉印刷而形成。步驟S23係於第1圖案形成步驟後，塗佈絕緣材料之塗佈步驟之一例。
視需要，將塗佈PVP後之基板送至乾燥爐，以短時間於低溫下使其乾燥直至PVP表面不發黏之程度為止(S24)。
於乾燥後，利用反轉印刷機使用奈米銀油墨印刷源極-汲極層之圖案(S25)。步驟S25係第2圖案形成步驟之一例，即，於塗佈步驟後，將用以形成金屬層之第2油墨材料圖案印刷至與上述所印刷之第1油墨材料圖案之位置相對應之位置。
其後，利用熱平衡加熱構件例如烘箱焙燒爐，對形成有閘極層、源極層、汲極層該等3層之基板一體地加熱(S26)。步驟S26係於第2圖案形成步驟後，使上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案一體地改質之改質步驟之一例。於改質時，亦可基於上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案中之 最不易改質之材料的改質條件，對3層一體地進行焙燒。加熱條件較理想為，設定為於分別對3層進行焙燒時所需之加熱條件中的最高溫度與最長時間。於本實施形態之情形時，係設定為180℃、60分鐘。藉此，可使各層改質，使各層具備所需之電氣特性。其後，使所生成之積層膜冷卻(S27)，結束本處理。
於以上步驟中，第1油墨材料圖案及第2油墨材料圖案之油墨材料亦可由含有1微米或未達1微米之奈米材料之材料構成。
又，於除改質步驟及乾燥步驟以外之步驟中，亦可不對上述第1油墨材料圖案、上述閘極絕緣材料及上述第2油墨材料圖案加熱及乾燥。
[效果]
其次，對使用本實施形態之圖案形成方法的電子元件之製造之效果進行說明。
(1)製作時間之效果
於本實施形態中，可將加熱步驟設為最低為一次步驟S26。因此，可縮短電子元件之製造時間，從而可提高生產性。
圖4係表示TFT製作製程之一例中的閘極層、絕緣層、源極-汲極層該等3層之形成所花費之時間的圖。形成3層之結構體所需之時間為702分鐘。
與此相對，如圖6所示，於本實施形態中製作相同之結構體所花費之所需時間為286分鐘。可藉由本實施形態之圖案形成方法實現製造時間之大幅度之縮短的原因在於：省略用於各層改質之複數次焙燒步驟，於3層形成後，一體地對3層進行焙燒。又，測量閘極層、絕緣層、源極-汲極層之各層之膜質特性，如圖7之表所示，可得出利用TFT製作製程之一例而製作之情形時、與利用本實施形態之製程而製作之情形時的有機TFT陣列之膜質特性並無不同的結果。
根據以上情況可知，利用基於本實施形態之製作製程而製作之TFT能夠以先前之製程例之一半以下之時間製作具有與利用先前之製作製程例中製作之TFT同等之膜質的3層結構體，具有大幅度地提高生產性之極大之效果。
(2)對準精度之效果
若於印刷閘極層之圖案後，焙燒閘極層，則若基底之塑膠基板被冷卻而恢復至室溫，則與焙燒前相比會收縮。藉此，會發生閘極層與其後印刷之源極層及汲極層之圖案的位置偏離。然而，於本實施形態中，在印刷閘極層之圖案後(圖5之S22)，可不焙燒閘極層而執行至源極層及汲極層之圖案印刷為止。藉此，可避免上述位置偏離。
圖8係先前之製程例中所製作之附有閘極絕緣膜之閘極層、與重疊於其而印刷之源極-汲極層的對準偏離之結果。且，圖中表示當使閘極層之對準標記排列成理想之格子狀時，源極-汲極層之對準標記偏離何種程度。由於因焙燒而使塑膠基板收縮，故而以依照設計之尺寸而配置的源極-汲極層之對準標記被放大配置。由此可知，無論版之位置對準標記與已經印刷且存在於膜基板上之位置對準標記如何對準，圖案亦不會以所需之方式而重疊。
於本實施形態中，在須要重疊之閘極層與源極-汲極層的位置對準之前無需進行使基板收縮之程度的焙燒，故而只要避免因基板之收縮而引起之印刷圖案之位置偏離，使版與基板之位置對準標記對準，便會使前表面之圖案良好地重疊。
圖9係測定基於本實施形態而進行之閘極層與源極-汲極層之重疊精度的結果。可知與圖8之先前之製程例之情形時相比，重疊精度大幅度地提高。
根據以上內容可知，在基於本實施形態之製作製程中，與利用先前之製程例而製作的TFT結構體中之閘極層與源極-汲極層之重疊精 度相比，可達成特別高之重疊精度，具有極大之效果。
(3)表面凹凸之效果
例如，若於印刷閘極層之圖案後焙燒閘極層，則圖3所示之閘極層之油墨表面A與基板表面B的親水性之差會變得更加顯著，凹凸會變得更大。因此，於印刷或塗佈於其上的材料之表面SU所產生之凹凸會變得更加顯著。該凹凸會使所製作之元件之性能降低，故而較佳為使印刷表面儘可能平坦。因此，於本實施形態中，在印刷閘極層之圖案後(圖5之S22)，可不焙燒閘極層而執行下一步驟以後的處理。藉此，可使閘極層上部之閘極絕緣膜平坦化，從而抑制元件之性能降低。
於反轉印刷法中，可解像性較高地印刷數μm圖案。然而，於在基底之表面存在凹凸之情形時，印刷性會變差，一般而言若存在與印刷層之膜厚相同程度之階差，則無法進行良好之印刷。
根據圖1所示之製程例，若於印刷閘極層後進行油墨焙燒，於使油墨改質後以1μm之厚度為目標塗佈絕緣膜，則如圖10「a」所示，於其表面會形成反映閘極層之有無的凹凸。於圖10「a」之情形時，會形成約60~70nm之起伏。於欲利用反轉印刷法在該絕緣膜表面形成源極-汲極層之情形時，若印刷圖案之膜厚為100nm左右，則印刷圖案之厚度成為與絕緣膜表面之凹凸值相同程度，而有印刷至絕緣膜表面之源極-汲極層斷裂之擔憂(圖3)。
圖10「b」係基於本實施形態之製程(圖5)而進行的塗佈絕緣膜後之絕緣膜之表面凹凸之測量結果。於面內之各測定點，凹凸值係成為圖1所示之製程的2/3左右，即小於50nm。於本實施形態中，在印刷閘極層後，不焙燒閘極層而塗佈絕緣膜，故而可推測油墨表面(圖3之A)與基板表面(圖3之B)之親水性之差與圖1所示之製程例相比變小，與圖1所示之製程相比絕緣膜之表面凹凸變小。
根據以上內容可知，利用根據本實施形態之製作製程而製作之TFT與利用先前之製作製程例而製作之TFT的絕緣膜表面相比凹凸值變小，具有可大幅度提高源極-汲極層之圖案形成之可靠性的極大效果。進而，可提供一種可充分地確保層之間之導通之製作製程。
如以上之說明所述，根據本實施形態之圖案形成方法，可提供一種具有能抑制基板之變形且提高對準精度、縮短TFT之製作時間、使印刷積層表面平坦化等、與先前之印刷電子設備元件製作製程相比特別高之效果的製作製程。
[利用反轉印刷法之反轉印刷機]
上述實施形態之圖案形成方法中，於閘極層及源極-汲極層，係藉由反轉印刷法印刷第1油墨材料圖案及第2油墨材料圖案。
以下，一面參照圖11及圖12，一面對執行反轉印刷之反轉印刷機之一例進行說明。
圖11係表示本實施形態之反轉印刷機1之概略構成之立體圖。反轉印刷機1具備1根輥轉印主體3。於反轉印刷機1之本體9可移動地設置有連結之工作台4、5。於工作台4上載置有母板(板狀體之版)25。又，於工作台5上載置有工作板(板狀體之膜)11。
母板25係平板狀且形成有印刷至工作板11之圖案之反轉圖案的凸版。母板25以固定於工作台4上之狀態而被保持。就母板25而言，藉由與輥轉印主體3之旋轉相應地使母板25之凸部與輥轉印主體3接觸，而自整體地塗佈有油墨之輥轉印主體3上去除與凸部之反轉圖案相對應之油墨，並將其轉印至母板25。
工作板11係包含玻璃基板或膜基板之平板狀之被印刷物，且轉印有殘留於輥轉印主體3且與印刷圖案相對應之油墨。工作板11以固定於工作台5上之狀態而被保持。
如使用圖12而於後文所述般，輥轉印主體3亦可成為於外周捲繞 有例如包含聚矽氧之撥水性橡皮布16的橡皮布主體。輥轉印主體3之旋轉軸RC由固定於支架13之軸承而支撐。於輥轉印主體3之兩側，在與支架13之間安裝有小齒輪12，利用離合器7而與旋轉軸RC連動、非連動地運動。於本體9設置有可與小齒輪12嚙合之齒條2。支架13整體藉由上下機構14而上下運動。藉此，可選擇齒條2與小齒輪12嚙合、相隔、分離之三種狀態。
如圖11所示，於本實施形態中，亦可將齒條2、小齒輪12設置於輥轉印主體3之兩側。藉此，可減少齒條2、小齒輪12之晃動，從而提高使母板25或工作板11與輥轉印主體3位置對準時之位置對準精度。於輥轉印主體3之一端連結有固定於支架13之旋轉驅動用驅動部6，於輥轉印主體3之另一端安裝有離合器7。若接合該離合器7，則輥轉印主體3與小齒輪12連動地旋轉，若分離離合器7，則僅輥轉印主體3旋轉。又，於支架13亦固定有用以對輥轉印主體3之表面塗佈油墨之油墨塗佈機8。
於本體9上固定有與齒條2平行之直線軸承之線性導軌15，於線性導軌15上移動自如地固定有連結之工作台4、5。又，於小齒輪12下亦設置有直線滑動軸承，而不會使工作台之剛性降低。
於工作台4、5組裝有可使分別載置之母板25與工作板11朝X、Y、Z方向、及圍繞各X、Y、Z軸之旋轉θ、Υ、Ψ方向移動的6軸驅動機構4a、5a。藉由該6軸驅動機構4a、5a，可調整母板25與工作板11相對於輥轉印主體3之Z方向之間隔、X方向之偏離、θ方向之傾斜，且可調整母板25與工作板11之Y方向之距離。
圖12係用以說明本實施形態之反轉印刷機1之動作之概略剖面圖。首先，使連結之工作台4、5返回至原點(圖11之工作台位置之狀態)，因此將母板25、工作板11之各者放置且固定於工作台4、5之各者的特定之位置。固定例如可藉由真空夾盤或機械式固定法等而進 行。
其次，使組裝至工作台4、5之6軸驅動機構4a、5a動作，而調整母板25與工作板11相對於輥轉印主體3之Z方向之間隔、X方向之偏離、θ方向之傾斜、母板25與工作板11之Y方向之距離等。繼而，與輥轉印主體3之旋轉同步地使工作台4、5朝X方向移動，當輥轉印主體3於工作台4、5上轉動時，可於工作台4、5上之母板25、工作板11與輥轉印主體3之間進行油墨之轉印(印刷)。
藉由使上下機構14動作而使支架13上升，以使小齒輪12與齒條2之齒不嚙合之方式完全地分離。繼而，於離合器7分離之狀態下藉由驅動部6使輥轉印主體3旋轉，而使輥轉印主體3返回至原點位置。繼而，如圖12之ST1所示，於特定之位置使油墨塗佈機8靠近輥轉印主體3，而使油墨塗佈機8之前端與輥轉印主體3之表面的間隔成為設定值。於該狀態下，使輥轉印主體3旋轉，藉由液面彎曲法於輥轉印主體3之表面的所需區域形成固定膜厚之油墨17。於形成油墨17後，使油墨塗佈機8返回至特定之位置。使輥轉印主體3進一步旋轉，而於特定之位置連接離合器7，使上下機構14動作而使支架13下降，從而使齒條2與小齒輪12嚙合。繼而，藉由使驅動部6動作，使輥轉印主體3與工作台4連動地移動。由於齒條2與小齒輪12嚙合，而使輥轉印主體3之半徑與小齒輪12之半徑一致，故而輥轉印主體3之外周速度與工作台4之移動速度一致。因此，工作台4上之母板25一面於沿旋轉軸RC呈直線狀接觸之區域，藉由凸部25b自塗至輥轉印主體3之油墨17剝掉所接觸之油墨，一面轉動。其結果，如圖12之ST2所示，於輥轉印主體3之撥水性橡皮布16之表面殘留有與形成於母板25之圖案反轉的圖案，從而形成印刷圖案。
其次，藉由上下機構14使支架13上升，解除齒條2與小齒輪12之嚙合，使輥轉印主體3旋轉至特定之位置，其後，再次藉由上下機構 14使支架13下降，使齒條2與小齒輪12嚙合。繼而，藉由使驅動部6動作，使輥轉印主體3與工作台5連動地移動，從而如圖12之ST3所示般，將撥水性橡皮布16上之油墨轉印至工作板11上。
藉由重複此種動作，可於工作板11上重疊印刷閘極層與源極-汲極層之圖案，而製作所需之結構體。於向工作板11重疊印刷圖案時，對先前所印刷之圖案進行位置對準。預先於母板25形成位置對準標記，與其他圖案同樣地，位置對準標記亦被轉印至輥轉印主體3。轉印至輥轉印主體3之位置對準標記進而被轉印至工作板11。只要以使轉印至工作板11之位置對準標記與轉印至輥轉印主體3之位置對準標記一致之方式進行控制，便可準確地進行圖案之重疊印刷。
以上，對於在閘極層及源極-汲極層中，藉由反轉印刷法印刷第1油墨材料圖案及第2油墨材料圖案之情形時所使用的反轉印刷之具體例進行了說明。
其次，對BGBC、BGTC、TGBC、TGTC該等4種構造之TFT進行說明。當製造上述4種構造之TFT時可使用第1實施形態~第3實施形態之有機TFT陣列之製作步驟。
[BGBC構造TFT]
圖13之第1段表示BGBC(Bottom Gate,Bottom Contact)構造之TFT。於BGBC構造之TFT中，閘極層10位於下部(基板上)，源極-汲極層30、40位於半導體層50之下部。
於BGBC構造之TFT中，在基板S上形成有閘極層10，以覆蓋閘極層10之方式形成有閘極絕緣層20。於閘極絕緣層20上形成有源極-汲極層30、40。閘極絕緣層20設置於閘極層10與源極-汲極層30、40之間，使閘極層10與源極-汲極層30、40電性絕緣。於源極-汲極層30、40之間及上部形成有半導體層50。半導體層50之至少一部分與源極-汲極層30、40接觸。
[BGTC構造TFT]
圖13之第2段表示BGTC(Bottom Gate,Top Contact)構造之TFT。於BGTC構造之TFT中，閘極層10位於下部，源極-汲極層30、40位於半導體層50之上部。
於BGTC構造之TFT中，在基板S上形成有閘極層10，以覆蓋閘極層10之方式形成有閘極絕緣層20。於閘極絕緣層20上形成有半導體層50。於半導體層50上形成有源極-汲極層30、40。源極-汲極層30、40之至少一部分接觸於半導體層50上。
[TGBC構造TFT]
圖13之第3段表示TGBC(Top Gate,Bottom Contact)構造之TFT。於TGBC構造之TFT中，閘極層10位於最上部，源極-汲極層30、40位於半導體層50之下部。
於TGBC構造之TFT中，在基板S上形成有源極-汲極層30、40。於源極-汲極層30、40之間及上部形成有半導體層50。於半導體層50上形成有閘極絕緣層20。於閘極絕緣層20之上部形成有閘極層10。
[TGTC構造TFT]
圖13之第4段表示TGTC(Top Gate,Top Contact)構造之TFT。於TGTC構造之TFT中，閘極層10位於最上部，源極-汲極層30、40電性連接於半導體層50之上部。
於TGTC構造之TFT中，在基板S上形成有半導體層50。於半導體層50上，以與半導體層50上之至少一部分接觸之方式形成有源極-汲極層30、40。於源極-汲極層30、40之間及上部形成有閘極絕緣層20。於閘極絕緣層20之上部形成有閘極層10。
以上，對4種構造之TFT進行了說明。例如，參照圖14可知，為了製造BGBC構造之TFT，於先前之印刷製程之一例中，如製程P1所示，必需閘極層10之形成(S1)、焙燒(S2)、閘極絕緣層20之形成 (S3)、焙燒(S4)、源極-汲極層30、40之形成(S5)、焙燒(S6)、半導體層50之形成(S7)、焙燒(S8)之8步驟。
另一方面，於以下所說明之第2實施形態之圖案形成方法中，在BGBC構造之TFT之製作步驟中，如製程P2所示，成為僅有閘極層10之形成(S1)、閘極絕緣層20之形成(S3)、源極-汲極層30、40之形成(S5)、半導體層50之形成(S7)、焙燒(S8)之5步驟，而無需3個焙燒步驟。
又，於第2實施形態之圖案形成方法中，在TGBC構造之TFT之製作步驟中，如製程P3所示，亦成為僅有源極-汲極層30、40之形成(S10)、半導體層50之形成(S11)、閘極絕緣層20之形成(S12)、閘極層10之形成(S13)、焙燒(S14)之5步驟，而無需3個焙燒步驟。
<第2實施形態> [第2實施形態之有機TFT陣列之製作步驟]
其次，一面參照圖15之流程圖，一面對使用第2實施形態之圖案形成方法之有機TFT陣列之製作步驟進行說明。於圖15中，除表示圖1所示之TFT製作製程流程以外，亦表示直至於鈍化膜設置貫通孔且經由其而形成像素電極的底閘極型TFT製作製程流程為止。
首先，對圖15之流程圖中表示有其順序的BGBC構造之TFT之製作步驟進行說明。圖16~圖18係表示於圖15之製程流程之各印刷步驟中在橡皮布上與基板上製作何種結構體。橡皮布上之結構體本來係形成於曲面上，但於該圖中將其簡化成為平面上之結構體而表示。
(BGBC構造之TFT)
首先，對玻璃基板或膜基板(以下，稱為基板S)進行清洗及去靜電而去除微粒或有機物(S30)。使用反轉印刷機1印刷閘極層之圖案(S31)。所使用之油墨例如為奈米銀油墨。於該步驟中，將閘極層用油墨17a塗佈至橡皮布16之表面(圖16之P10)。其次，將與形成有閘極 層之反轉圖案的母板之凸部(未圖示)接觸之油墨17a剝掉，而形成閘極層用圖案17a1(圖16之P11)，並將其轉印至基板S上(圖16之P12)。藉此，於基板S上形成有閘極層10。
其次，使用反轉印刷機1印刷閘極絕緣層(圖15之S32)。所使用之油墨例如為PVP油墨。於該步驟中，將閘極絕緣層用油墨17b塗佈至橡皮布16之表面(圖16之P13)。其次，將油墨17b印刷至基板S上(圖16之P14)。藉此，重疊印刷有閘極絕緣層20。
其次，使用反轉印刷機1印刷源極-汲極層30、40之圖案(圖15之S33)。所使用之油墨例如為與閘極層10相同之奈米銀油墨。於該步驟中，將源極-汲極層用油墨17c塗佈至橡皮布16之表面(圖16之P15)。其次，將與形成有源極-汲極層之反轉圖案的母板接觸之油墨17c剝掉，而形成源極-汲極層之圖案17c1(圖16之P16)。繼而，進行附於基板S側之位置對準標記與附於圖案17c1側之位置對準標記的位置對準，而將圖案17c1印刷至基板S(圖16之P17)。藉此，重疊印刷有源極-汲極層30、40。
其次，使用反轉印刷機1藉由上述所說明之位置對準方法對半導體層50之圖案進行位置對準，並進行印刷(圖15之S34)。所使用之半導體油墨例如為P3HT油墨或IGZO(Indium gallium zinc oxide，氧化銦鎵鋅)油墨。
於該步驟中，將半導體層50用油墨18a塗佈至橡皮布16之表面(圖17之P18)。其次，將與形成有半導體層之反轉圖案的母板接觸之油墨18a剝掉，而形成半導體層50之圖案18a1(圖17之P19)。繼而，將圖案18a1印刷至基板S(圖17之P20)。藉此，重疊印刷有半導體層50。
其次，使用反轉印刷機1藉由上述所說明之位置對準方法對鈍化層60之圖案進行位置對準，並進行印刷(圖15之S35)。所使用之半導體油墨例如為CYTOP等氟系樹脂油墨。於該步驟中，將鈍化層60用 CYTOP之油墨19a塗佈至橡皮布16之表面(圖17之P21)。其次，將與形成有鈍化層之反轉圖案的母板接觸之CYTOP之油墨19a剝掉，而形成鈍化層60之圖案19a1(圖17之P22)。繼而，將圖案19a1印刷至基板S(圖17之P23)。
其次，一體地形成通孔及像素電極層70(圖15之S36)。作為反轉印刷，向存在階差之膜上之印刷與較厚之膜之印刷之精度均遜於凹版反轉印刷。此處，通孔與像素電極之層為1~2μm左右的較厚之膜。因此，通孔與像素電極係藉由凹版反轉印刷而形成。將凹版反轉印刷法示於圖18及圖19。
於凹版反轉印刷中，對凹版31之凹部填充油墨21a(圖18之P24)。更詳細而言，如圖19之ST10所示，使用刮漿板22對凹版31之凹部31a填充油墨21a。
其次，自凹版31將油墨21a拔取至橡皮布16上(圖18之P25)。更詳細而言，如圖19之ST11、ST12所示，使用捲繞有橡皮布16之輥轉印主體3，使輥轉印主體3於凹版31上旋轉移動，而將凹版31上之油墨21a拔取至橡皮布16側。
如圖19之ST13所示，即便於凹版反轉印刷中，亦可與鈍化層60之印刷同樣地重疊印刷通孔與像素電極之一體圖案的油墨21a。藉此，形成有通孔及像素電極層70(圖18之P26)。
此處，於凹版反轉印刷中，係壓癟橡皮布16而將通孔與像素電極之一體圖案之油墨21a轉印至基板S上。因此，如圖18之P26所示，下層之鈍化層60之通孔用孔60a由橡皮布16堵塞，進入至通孔用孔60a之底部之空氣的逃逸場所消失。藉此，有於源極-汲極層30、40之表面Q發生油墨21a不與源極-汲極層30、40的圖案17c1接觸之虞。
為了解決此問題，於本實施形態之變化例中，亦能夠以He或CO2沖洗形成通孔及像素電極層70時之印刷環境。就He或CO2而言，與空 氣相比，穿過油墨21a或橡皮布16等高分子材料之能力較高(透過係數較高)。因此，即便藉由橡皮布16將通孔用孔60a之出口堵塞，空氣亦會通過材料逃逸至外部，而不會積存於通孔用孔60a內。藉此，油墨21a可容易地到達源極-汲極層30、40，從而確保像素電極與源極-汲極層30、40之圖案17c1之導通。再者，只要至少利用透過係數高於空氣之氣體填滿橡皮布16與基板S之接觸部即可，例如可藉由利用空氣射叢包圍接觸部周邊而實現。若以此方式而構成，則與利用透過係數較高之氣體填滿裝置內部整體相比，可降低運轉成本。再者，此處係使用凹版反轉印刷進行說明，但亦可使用通常之凹版印刷而形成。又，若不考慮階差被覆性，則亦可使用反轉印刷。
於形成通孔及像素電極層70後，將基板S送至乾燥爐，對基板S上之6層進行一體焙燒(圖15之S37)。於本實施形態中，按照上述6層之焙燒條件中的最需要高溫、長時間之焙燒條件，於180℃之烘箱內焙燒60分鐘。藉由對6層進行一體焙燒，可不發生各層之圖案之位置偏離地製造TFT，並且可實現製程時間之縮短。於一體焙燒後，使基板S冷卻(圖15之S38)。
(BGTC構造之TFT)
其次，一面參照圖20及圖21，一面對BGTC構造之TFT之製作步驟進行說明。首先，於清洗基板S後，如圖16之P10~P12所示，印刷閘極層10之圖案。其次，如圖16之P13、P14所示，印刷閘極絕緣層20。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對半導體層50之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將半導體層50用油墨18a塗佈至橡皮布16之表面(圖20之P30)。其次，形成半導體層之圖案18a1(圖20之P31)，將該圖案18a1印刷至基板S上(圖20之P32)。藉此，於基板S上重疊印刷有半導體層50。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對源極-汲極層30、40之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將源極-汲極層用油墨17c塗佈至橡皮布16之表面(圖20之P33)。其次，形成源極-汲極層之圖案17c1(圖20之P34)，將圖案17c1印刷至基板S(圖20之P35)。藉此，重疊印刷有源極-汲極層30、40。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對鈍化層60之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將CYTOP之油墨19a塗佈至橡皮布16之表面(圖21之P36)。其次，形成鈍化層之圖案19a1(圖21之P37)，將圖案19a1印刷至基板S(圖21之P38)。藉此，重疊印刷有鈍化層60。
其次，藉由凹版反轉印刷形成通孔及像素電極層70。於該步驟中，對凹版31之凹部填充油墨21a(圖21之P39)。其次，自凹版31將油墨21a拔取至橡皮布16上(圖21之P40)。繼而，將通孔及像素電極層圖案之油墨21a印刷至基板S(圖21之P41)。藉此，重疊印刷有通孔及像素電極層70。
其次，利用烘箱焙燒爐對形成有使用油墨材料之上述6層之電子元件用圖案的基板S進行加熱。於一體焙燒後，使基板S冷卻。
(TGBC構造之TFT)
其次，一面參照圖22~圖24，一面對TGBC構造之TFT之製作步驟進行說明。首先，印刷源極-汲極層30、40之圖案。於該步驟中，將源極-汲極層用油墨17c塗佈至橡皮布16之表面(圖22之P50)。其次，形成源極-汲極層用圖案17c1(圖22之P51)，將圖案17c1印刷至基板S(圖22之P52)。藉此，於基板S上形成有源極-汲極層30、40。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對半導體層50之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將半導體層用油墨18a塗佈至橡皮布16之表面(圖22之P53)。其次，形成半導體層之圖案18a1(圖 22之P54)，並將其印刷至基板S(圖22之P55)。藉此，重疊印刷有半導體層50。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對閘極絕緣層之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將閘極絕緣層用油墨17b塗佈至橡皮布16之表面(圖23之P56)。其次，形成閘極絕緣層之圖案17b1(圖23之P57)，將圖案17b1印刷至基板S上(圖23之P58)。藉此，重疊印刷有閘極絕緣層20。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對閘極層10之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將閘極層用油墨17a塗佈至橡皮布16之表面(圖23之P59)。其次，形成閘極層之圖案17a1(圖23之P60)，將圖案17a1印刷至基板S(圖23之P61)。藉此，重疊印刷有閘極層10。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對鈍化層60之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將CYTOP之油墨19a塗佈至橡皮布16之表面(圖24之P62)。其次，形成鈍化層之圖案19a1(圖24之P63)，將圖案19a1印刷至基板S(圖24之P64)。藉此，重疊印刷有鈍化層60。
其次，藉由凹版反轉印刷一體地形成通孔及像素電極層70。於該步驟中，對凹版31之凹部填充油墨21a(圖24之P65)。其次，自凹版31將油墨21a拔取至橡皮布16上(圖24之P66)。繼而，將圖案之油墨21a印刷至基板S(圖24之P67)。藉此，重疊印刷有通孔及像素電極層70。
其次，利用烘箱焙燒爐對形成有使用油墨材料之上述6層之電子元件用圖案的基板S進行加熱。於一體焙燒後，使基板S冷卻。
(TGTC構造之TFT)
其次，一面參照圖25~圖27，一面對TGTC構造之TFT之製作步 驟進行說明。首先，印刷半導體層50之圖案。於該步驟中，將半導體層用油墨18a塗佈至橡皮布16之表面(圖25之P70)。其次，形成半導體層之圖案18a1(圖25之P71)，將圖案18a1印刷至基板S(圖25之P72)。藉此，於基板S上形成有半導體層50。
其次，印刷源極-汲極層30、40之圖案。於該步驟中，將源極-汲極層用油墨17c塗佈至橡皮布16之表面(圖25之P73)。其次，形成源極-汲極層用圖案17c1(圖25之P74)，將圖案17c1印刷至基板S(圖25之P75)。藉此，重疊印刷有源極-汲極層30、40。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對閘極絕緣層之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將閘極絕緣層用油墨17b塗佈至橡皮布16之表面(圖26之P76)。其次，形成閘極絕緣層之圖案17b1(圖26之P77)，將油墨17b1印刷至基板S上(圖26之P78)。藉此，重疊印刷有閘極絕緣層20。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對閘極層10之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將閘極層用油墨17a塗佈至橡皮布16之表面(圖26之P79)。其次，形成閘極層之圖案17a1(圖26之P80)，將圖案17a1印刷至基板S(圖26之P81)。藉此，重疊印刷有閘極層10。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對鈍化層60之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將CYTOP之油墨19a塗佈至橡皮布16之表面(圖27之P82)。其次，形成鈍化層之圖案19a1(圖27之P83)，將圖案19a1印刷至基板S(圖27之P84)。藉此，重疊印刷有鈍化層60。
其次，藉由凹版反轉印刷形成通孔及像素電極層70。於該步驟中，對凹版31之凹部填充油墨21a(圖27之P85)。其次，自凹版31將油墨21a拔取至橡皮布16上(圖27之P86)。繼而，將圖案之油墨21a印刷 至基板S(圖27之P87)。藉此，重疊印刷有通孔及像素電極層70。
其次，利用烘箱焙燒爐對形成有使用油墨材料之上述6層之電子元件用圖案的基板S進行加熱。於一體焙燒後，使基板S冷卻。
如以上之說明所述，根據本實施形態之圖案形成方法，對所有上述6層之圖案進行重疊印刷後執行6層之一體焙燒。亦即，於重疊印刷6層之圖案期間不進行熱處理，故而於進行6層之圖案形成期間不會使基板S收縮。即便於基板S使用塑膠膜之情形時，由於不對各層之油墨實施熱焙燒，故而於進行6層之圖案形成期間亦不會發生熱縮等基板S變形。因此，可進行以位置對準標記為參照之準確之重疊印刷。藉此，可製作重疊(overlay)精度較高之TFT結構體。
又，藉由一體焙燒6層之圖案而無須於層間執行焙燒步驟或乾燥步驟，故而可縮短製程時間。進而，不會因熱處理而引起基板S之收縮，而於重疊印刷所有6層之圖案後進行一體焙燒，故而可減少圖案之斷線或導通不良，提高印刷可靠性。根據以上內容可知，根據本實施形態之圖案形成方法，可提供一種與先前之印刷電子設備元件製造製程相比具有特別高之效果的製造製程。
半導體層50會因吸收水分而引起性能之劣化，故而只要於氮環境中焙燒上述結構體便可獲得更良好的性能。又，通孔及像素電極層70係利用He或CO2沖洗印刷環境，故而空氣可通過材料逃逸至外部而不會積存於通孔用開口內。因此，油墨可容易地到達源極-汲極層30、40，從而確保像素電極與源極-汲極層30、40之圖案之導通。以上效果可作為4種構造之TFT之製作步驟之效果而獲得。
<第3實施形態>
於第2實施形態之圖案形成方法中，對BGBC、BGTC、TGBC、TGTC之4種構造之TFT之製作步驟之一例進行了說明。於第3實施形態之圖案形成方法中，對上述4種構造之TFT之製作步驟之另一例進 行說明。
於第3實施形態之圖案形成方法中，在上述4種構造之TFT之製作步驟中，於在橡皮布16上使2層重疊並利用1次轉印將2層印刷至基板S之方面與第2實施形態不同。以下，依序對上述4種構造之TFT之製作步驟進行說明。
(BGBC構造之TFT：2層重疊轉印)
首先，一面參照圖28~圖31，一面對BGBC構造之TFT之製作步驟進行說明。圖29~圖31係表示於圖28之製程流程之各印刷步驟中於橡皮布16上與基板上製作有何種結構體。橡皮布上之結構體本來係形成於曲面上，但於該圖中將其簡化表示為平面上之結構體。
首先，對基板S進行清洗及去靜電而去除微粒或有機物(圖28之S40)。其次，使用反轉印刷機1印刷閘極層之圖案(S41)。於該步驟中，將閘極層用油墨17a塗佈至橡皮布16之表面(圖29之P90)，形成閘極層用圖案17a1(圖29之P91)，並將其轉印至基板S上(圖29之P92)。藉此，於基板S上形成有閘極層10。
其次，進行閘極絕緣層20與源極-汲極層30、40之一體印刷(圖28之S42)。於該一體印刷中，首先，將成為源極-汲極層30、40之奈米銀油墨17c塗佈至橡皮布16上(圖29之P93)。其次，利用源極-汲極層用母板去除不需要之油墨，形成源極-汲極層之圖案17c1(圖29之P94)。於殘留有源極-汲極層之圖案17c1的橡皮布16之整個面上塗佈閘極絕緣層用PVP油墨17b(圖29之P95)。將重疊於橡皮布16上之2層(源極-汲極層與閘極絕緣層之圖案)作為一體而重疊印刷至基板S。(圖29之P96)。藉此，於基板S上一體形成有閘極絕緣層20與源極-汲極層30、40。由於不對成為基底之基板S即塑膠膜實施熱焙燒，故而不會發生熱縮等基板變形。因此，可精度良好地進行以位置對準標記為參照之重疊印刷。
其次，利用反轉印刷機1對半導體層50進行位置對準，並進行印刷(圖28之S43)。所使用之半導體油墨例如為P3HT油墨。於該步驟中，將半導體層50用之油墨18a塗佈至橡皮布16之表面(圖30之P97)。其次，形成半導體層50之圖案18a1(圖30之P98)。繼而，將圖案18a1印刷至基板S(圖30之P99)。藉此，重疊印刷有半導體層50。
其次，反轉印刷鈍化層60(圖28之S44)。以約1μm之厚度反轉印刷例如CYTOP(絕緣膜)之油墨。於該步驟中，對橡皮布表面塗佈CYTOP之油墨19a(圖30之P100)，利用鈍化層用之母板去除不需要之油墨(圖30之P101)，對基板S上之下層圖案重疊印刷埋入通孔之孔圖案19a1(圖30之P102)。藉此，重疊印刷有鈍化層60。
其次，藉由凹版反轉印刷一體地形成通孔及像素電極層70(圖28之S45)。於該步驟中，對凹版31之凹部填充油墨21a(圖31之P103)。其次，自凹版31將油墨21a拔取至橡皮布16上(圖31之P104)。繼而，將圖案之油墨21a印刷至基板S(圖31之P105)。藉此，於基板S上重疊印刷有通孔及像素電極層70。於本實施形態中，亦可將形成通孔及像素電極層70時之印刷環境設為He或CO2。
其次，利用烘箱焙燒爐對形成有使用油墨材料之上述6層之電子元件用圖案的基板S進行加熱(圖28之S46)，於焙燒後，使基板S冷卻(S47)。
於第3實施形態之圖案形成方法中，於BGBC構造之TFT之製作步驟中，在橡皮布16上重疊2層而利用1次轉印將2層印刷至基板S，並對6層進行一體焙燒。藉此，可獲得與第2實施形態同樣之效果，並且可藉由減少步驟數而實現製程時間之縮短。
(BGTC構造之TFT：2層重疊轉印)
其次，一面參照圖32及圖33，一面對BGTC構造之TFT之製作步驟進行說明。首先，於清洗基板S後，如圖29之P90~P92所示般，將 閘極層10之圖案印刷至基板S上。
其次，進行閘極絕緣層20與半導體層50之一體印刷。於該步驟中，首先，將半導體層50之油墨18a塗佈至橡皮布16上(圖32之P110)。其次，利用半導體層用母板去除不需要之油墨，形成半導體層之圖案18a1(圖32之P111)。使閘極絕緣層用PVP油墨17b重疊於殘留有半導體層之圖案18a1的橡皮布16上，並進行整面塗佈(圖32之P112)。將重疊於橡皮布16上之2層(半導體層與閘極絕緣層之圖案)作為一體而重疊印刷至基板S(圖32之P113)。藉此，於基板S上一體形成有閘極絕緣層20與半導體層50。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對源極-汲極層30、40之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將源極-汲極層用油墨17c塗佈至橡皮布16之表面(圖32之P114)。其次，形成源極-汲極層用圖案17c1(圖32之P115)，並將其印刷至基板S上(圖32之P116)。藉此，重疊印刷有源極-汲極層30、40。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對鈍化層60之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將CYTOP之油墨19a塗佈至橡皮布16之表面(圖33之P117)。其次，形成鈍化層之圖案19a1(圖33之P118)，並將其印刷至基板S(圖33之P119)。藉此，重疊印刷鈍化層60。
其次，藉由凹版反轉印刷形成通孔及像素電極層70。於該步驟中，對凹版31之凹部填充油墨21a(圖33之P120)。其次，自凹版31將油墨21a拔取至橡皮布16上(圖33之P121)。繼而，將圖案之油墨21a印刷至基板S(圖33之P122)。藉此，重疊印刷通孔及像素電極層70。
其次，利用烘箱焙燒爐對形成有使用油墨材料之上述6層之電子元件用圖案的基板S進行加熱。於一體焙燒後，使基板S冷卻。
(TGBC構造之TFT：2層重疊轉印)
其次，一面參照圖34~圖36，一面對TGBC構造之TFT之製作步驟進行說明。首先，印刷源極-汲極層30、40之圖案。於該步驟中，將源極-汲極層用油墨17c塗佈至橡皮布16之表面(圖34之P130)。其次，形成源極-汲極層用圖案17c1(圖34之P131)，並將其印刷至基板S(圖34之P132)。藉此，於基板S上形成源極-汲極層30、40。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對半導體層50之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將半導體層用油墨18a塗佈至橡皮布16之表面(圖34之P133)。其次，形成半導體層之圖案18a1(圖34之P134)，並將其印刷至基板S(圖34之P135)。藉此，於基板S上重疊印刷有半導體層50。
其次，進行閘極絕緣層20與閘極層10之一體印刷。於該步驟中，將閘極層用油墨17a塗佈至橡皮布16上(圖35之P136)。其次，形成閘極層之圖案17a1(圖35之P137)。於殘留有閘極層之圖案17a1之橡皮布16的整個面上塗佈閘極絕緣層用油墨17b(圖35之P138)。其次，形成閘極絕緣層之圖案17b1(圖35之P139)。其次，將重疊於橡皮布16上之2層(閘極層與閘極絕緣層之圖案)作為一體而重疊印刷至基板S(圖35之P140)。藉此，於基板S上一體形成有閘極絕緣層20與閘極層10。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對鈍化層60之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將CYTOP之油墨19a塗佈至橡皮布16之表面(圖36之P141)。其次，形成鈍化層之圖案19a1(圖36之P142)，並將其印刷至基板S(圖36之P143)。藉此，重疊印刷有鈍化層60。
其次，藉由凹版反轉印刷形成通孔及像素電極層70。於該步驟中，對凹版31之凹部填充油墨21a(圖36之P144)。其次，自凹版31將油墨21a拔取至橡皮布16上(圖36之P145)。繼而，將圖案之油墨21a印刷至基板S(圖36之P146)。藉此，重疊印刷有通孔及像素電極層70。
其次，利用烘箱焙燒爐對形成有使用油墨材料之上述6層之電子元件用圖案之基板S進行加熱。於一體焙燒後，使基板S冷卻。
(TGTC構造之TFT：2層重疊轉印)
其次，一面參照圖37~圖39，一面對TGTC構造之TFT之製作步驟進行說明。首先，印刷半導體層之圖案。於該步驟中，將半導體層用油墨18a塗佈至橡皮布16之表面(圖37之P150)。其次，形成半導體層用圖案18a1(圖37之P151)，並將其印刷至基板S(圖37之P152)。藉此，於基板S上形成有半導體層50。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對源極-汲極層30、40之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將源極-汲極層用油墨17c塗佈至橡皮布16之表面(圖37之P153)。其次，形成源極-汲極層之圖案17c1(圖37之P154)，並將其印刷至基板S(圖37之P155)。藉此，重疊印刷有源極-汲極層30、40。
其次，進行閘極絕緣層20與閘極層10之一體印刷。於該步驟中，將閘極層用油墨17a塗佈至橡皮布16上(圖38之P156)。其次，形成閘極層之圖案17a1(圖38之P157)。於殘留有閘極層之圖案17a1之橡皮布16的整個面上塗佈閘極絕緣層用油墨17b(圖38之P158)。其次，形成閘極絕緣層之圖案17b1(圖38之P159)。其次，將重疊於橡皮布16上之2層(閘極層與閘極絕緣層之圖案)作為一體而重疊印刷至基板S(圖38之P160)。藉此，於基板S上一體形成閘極絕緣層20與閘極層10。
其次，藉由上述所說明之位置對準方法對鈍化層60之圖案進行位置對準，並進行印刷。於該步驟中，將CYTOP之油墨19a塗佈至橡皮布16之表面(圖39之P161)。其次，形成鈍化層之圖案19a1(圖39之P162)，並將其印刷至基板S(圖39之P163)。藉此，重疊印刷有鈍化層60。
其次，藉由凹版反轉印刷形成通孔及像素電極層70。於該步驟 中，對凹版31之凹部填充油墨21a(圖39之P164)。其次，自凹版31將油墨21a拔取至橡皮布16上(圖39之P165)。繼而，將圖案之油墨21a印刷至基板S(圖39之P166)。藉此，於基板S上重疊印刷有通孔及像素電極層70。
其次，利用烘箱焙燒爐對形成有使用油墨材料之上述6層之電子元件用圖案之基板S進行加熱。於一體焙燒後，使基板S冷卻。
如以上之說明所述，根據本實施形態之圖案形成方法，除於第2實施形態中所說明之效果以外，藉由使2層重疊於橡皮布16上，可削減步驟數，從而進一步縮短製程時間。又，藉由使2層重疊於橡皮布16上，可使一層埋入至另一層。藉此，可使形成於基板S上之複數層更加平坦化，從而提高元件之性能。
(TFT之特性)
圖40係藉由上述第2或第3實施形態之圖案形成方法而製作的TFT之特性評價結果。橫軸表示閘極電壓，縱軸表示汲極電流。由此，與利用先前之圖案形成方法而製作之BGBC構造之TFT(比較例)相對，利用本實施形態之圖案形成方法而製作之BGBC構造之TFT(實施形態)及TGBC構造之TFT(實施形態)之特性(亦即，圖中之各曲線之形狀)並未改變。根據該結果可知，利用本實施形態之圖案形成方法所製作之TFT正常地動作。
但是，利用本實施形態之圖案形成方法所製作之TFT之性能於此時遜於比較例之TFT之性能。此可藉由製程之改善、油墨材料之改善而提高。例如，作為製程之改善例，例如考慮有於各層之印刷期間插入乾燥步驟等。作為乾燥步驟之一例，存在於反轉印刷機1之輥轉印主體3之周圍組裝乾燥機等之方法等。
另一方面，利用本實施形態之圖案形成方法所製作之TFT可抑制因基板之應變而引起的設計誤差，從而獲得精度較高之TFT。又，利 用本實施形態之圖案形成方法所製作之TFT與利用先前之圖案形成方法而製作之TFT相比，製作時間較短，可抑制因基板之應變而引起的製品間之誤差，故而作為量產技術而言較優異。進而，利用本實施形態之圖案形成方法所製作之TFT可適用於BGBC、BGTC、TGBC、TGTC之4種構造之TFT，故而就元件設計之自由度之觀點而言亦優異。
(利用反轉印刷法之圖案形成過程)
最後，一面參照圖41，一面對於第1~第3實施形態中所使用之利用反轉印刷法之圖案形成過程進行考察。圖41係模式性地表示利用反轉印刷法之圖案形成過程之圖。油墨8係使用由以較低溫度蒸發之低沸點溶劑與以較高溫度蒸發之高沸點溶劑混合而成者。又，橡皮布16亦使用吸收較高之沸點之溶劑之材料。
於該狀態下，若對橡皮布16之表面塗佈油墨8，則低沸點溶劑逐漸自塗佈膜表層蒸發。又，於與橡皮布16之表面之界面，高沸點溶劑會浸入至橡皮布16內。經過使低沸點溶劑大致蒸發之時間之狀態為與母板之接觸前狀態。於該狀態下，油墨8之大部分會乾燥而一體化，僅與橡皮布16之界面被潤濕。再者，於圖41中，係以橡皮布16之表面上之油墨之濕層相對較厚之方式而描繪，但被潤濕之區域之厚度極薄，僅界面濕潤。
於該狀態下，若使母板25與輥轉印主體3之橡皮布16接觸，使母板25之凸部25b壓抵於橡皮布16，則剪力會作用於與母板25之邊緣部相對應之部分，而使油墨8之膜於該部分被切斷。若使母板25離開橡皮布16，則油墨8於界面自橡皮布16分離，不需要之油墨8附著於母板25側，藉此，將其自橡皮布16去除。
其後，若使殘留於橡皮布16之表面上之油墨8與基板S(工作板11)接觸，則油墨8被轉移至於界面被分離之基板S側。藉由使高沸點溶劑 浸入至橡皮布16，可使油墨8不殘留於橡皮布16上而執行100%之轉移。已轉移至基板側之油墨8之與橡皮布16接觸之面成為正面，殘留之溶劑逐漸蒸發。因此，認為，於印刷結束之時刻、即油墨8轉移至基板S之時刻，油墨8成為半乾(semidry)狀態。
於上述實施形態之圖案形成方法中，即便連續地積層油墨8，亦不會於積層之間發生油墨之混合地完成結構體、且TFT正常地動作的原因在於各油墨8係於半乾狀態下重疊。
再者，於上述各實施形態中，形成閘極層之步驟係使閘極層用第1油墨材料圖案形成於基板上的第1圖案形成步驟之一例。
又，於上述各實施形態中，形成源極-汲極層之步驟係使源極-汲極層用第2油墨材料圖案形成於基板上的第2圖案形成步驟之一例。
又，於上述各實施形態中，形成半導體層之步驟係使半導體層用第3油墨材料圖案形成於基板上之第3圖案形成步驟之一例。
又，於上述各實施形態中，形成閘極絕緣層之步驟係使將第1及第2油墨材料圖案絕緣之絕緣層形成於基板上的絕緣層形成步驟之一例。
又，一體焙燒複數層之步驟係使所形成之各層一體地改質之改質步驟之一例。
又，於上述各實施形態中，形成鈍化層之步驟係使鈍化層用第4油墨材料圖案形成於基板上的第4圖案形成步驟之一例。
又，於上述各實施形態中，形成通孔及像素電極層之步驟係使通孔及像素電極層用第5油墨材料圖案形成於基板上的第5圖案形成步驟之一例。
又，於上述第3實施形態中，使2層重疊於橡皮布而印刷至基板上之步驟係將第1~第3圖案形成步驟中之任一者與上述絕緣層形成步驟作為1個步驟，使積層有上述第1~第3油墨材料圖案中之任一者與 上述絕緣層的積層膜一體形成於基板之步驟之一例。亦可使2層以上重疊於橡皮布而印刷至基板上。
(利用重疊印刷之混合層)
圖42係對「奈米銀油墨與PVP油墨之界面」與「奈米銀油墨與玻璃基板之界面」進行比較而調查因重疊印刷時形成於油墨層之間之混合層而使油墨膜之性能降低何種程度的結果。混合層係於鄰接之層之界面所產生的混合有各層之油墨之層。將鄰接之層之各者之膜厚稱為鄰接之層之各層之厚度(不包含成為混合層之部分之厚度)。
就玻璃基板上之奈米銀油墨而言，隨著奈米銀油墨之膜厚增加，焙燒後之體積電容成為固定值(於厚度為100nm以上之情形時為約0.00001Ωcm)。
另一方面，可知，於對玻璃基板印刷PVP油墨，且於其上重疊印刷有奈米銀油墨之情形時，焙燒後之體積電容於厚度為150nm以上之情形時為約0.00004Ωcm，若變得較其薄，則會惡化一位數以上。若利用掃描型電子顯微鏡(SEM，scanning electron microscope)觀察奈米銀油墨與PVP油墨之界面，則可知兩者混合而看不到明確之界線。該層之體積電容大於奈米銀油墨之體積電容，故而可知若與混合層之厚度相比使純粋之奈米銀油墨層變薄，則體積電容會急遽地惡化。
由此可知，於先重疊印刷油墨，其後一體地焙燒油墨結構體而使其改質的方法中，重要的是，使油墨層之厚度大於在油墨界面所產生之混合層厚。只要基於要求規格而決定將厚度設為何種程度即可。
又，藉由以儘可能減少各油墨之半乾狀態下之殘留溶劑量、或鄰接之油墨層成分不溶解於半乾狀態下之油墨層之殘留溶劑的方式選擇油墨材料之組合，可減少混合層厚。
本實施形態中，於重疊印刷時在層間界面所產生之油墨彼此產生混合層之情形時，以使第1層之油墨層與第2層之油墨層較混合層之 厚度厚之方式而印刷。即，預先測定於使所使用之油墨重疊時所產生的混合層之厚度，而印刷其厚度以上之油墨，藉此，不會使因混合層而引起之性能降低而導致要求性能降低。如此，可提供一種只要使印刷各層之厚度增大至混合層厚以上，而確保符合要求規格之膜厚，便確保各層之膜性能的製造製程。
再者，於本實施形態中，係以2層為對象，但即便為3層以上之結構體，只要確保於各個2層之間所形成之混合層厚以上之油墨層厚即可。
如以上之說明所述，根據本實施形態，可於不實施改質步驟的情況下防止因於重疊印刷油墨時所產生之混合層而引起的膜質降低，從而使各層之材料發揮穩定之性能。
以上，一面參照隨附圖式，一面對本發明之圖案形成方法及使用該圖案形成方法之電子元件之較佳實施形態進行了詳細說明。然而，本發明之圖案形成方法及使用該圖案形成方法之電子元件之技術範圍並不限定於該例。顯然，只要為具有本發明之圖案形成方法及使用該圖案形成方法之電子元件之技術領域的通常之知識的人員，便可於申請專利範圍所記載之技術思想之範圍內想到各種變化例或修正例，其等當然屬於本發明之圖案形成方法及使用該圖案形成方法之電子元件之技術範圍。又，於存在複數個上述實施形態及變化例之情形時，可於不矛盾之範圍內進行組合。
例如，於上述實施形態之TFT製作中，係首先將閘極層反轉印刷至基板上，於閘極絕緣膜塗佈後，將源極-汲極層反轉印刷至閘極絕緣膜上，但並不限於此，亦可將閘極層與源極-汲極層之配置反過來。亦即，亦可首先將源極-汲極層反轉印刷至基板上，其後將閘極層反轉印刷至閘極絕緣膜上而製作TFT。
又，於使用上述實施形態之油墨材料之印刷的電子元件用圖案 形成方法中，作為上述第1油墨材料圖案之閘極層、作為上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案之源極-汲極層係形成於基板上。然而，本發明之電子元件用圖案形成方法不僅可用於製作TFT，亦可普遍用於例如配線層等、具有作為上述第1油墨材料圖案之金屬層、作為上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案之金屬層之積層構造的電子元件用圖案的製作。因此，使用本發明之圖案形成方法而製作之電子元件並不限於有機TFT，且包含所有具有作為上述第1油墨材料圖案之金屬層、作為上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案之金屬層之積層構造的電子元件，且本發明之圖案形成方法可適用於所有此種電子元件。
於上述各實施形態之圖案形成方法中，係一體焙燒閘極層10、閘極絕緣層20、源極-汲極層30、40、半導體層50、鈍化層60、以及通孔及像素電極層70該等6層，但本發明之圖案形成方法並不限於此。例如，本發明之圖案形成方法可一體焙燒閘極層10、閘極絕緣層20、及源極-汲極層30、40該等3層，亦可一體焙燒包含上述3層及半導體層50在內之4層，亦可一體焙燒包含上述4層及鈍化層60在內之5層。於任一情形時均可削減步驟數。
然而，於一體焙燒在印刷半導體層50之前所印刷的複數層之情形時，可一面去除圖案內之水分一面形成半導體層50之圖案，可有效地避免因吸收水分而引起半導體層50的性能之劣化。
於一體焙燒複數層之情形時，在上述複數層之焙燒條件中之最需要高溫、長時間的油墨之焙燒條件下進行一體焙燒。例如，於一體焙燒閘極層10、閘極絕緣層20、源極-汲極層30、40之情形時，配合用以形成閘極絕緣層之PVP油墨，於180℃之烘箱內焙燒60分鐘。其後，將其他層印刷至基板S上，進一步進行焙燒，藉此可製作TFT。
再者，例如，亦可省略如圖5之步驟S24般的TFT之製作步驟中之乾燥步驟。藉此，可實現製程時間之進一步縮短。又，關於是否省略 乾燥步驟，較佳為根據材料而決定。
又，較理想為進行如圖5之步驟S21般的基板搬入時之清洗，但可省略其他之TFT之製作步驟中之清洗。又，亦可於半導體層50之前進行乾式清洗。
又，一體焙燒係設為複數層之焙燒條件中的最需要高溫、長時間之油墨之焙燒條件，但並不限定於此。若除溫度或時間以外仍存在要考慮之條件，則較理想為設定為複數層之焙燒條件中的要求最高之條件。又，於在上述焙燒條件下使其他油墨材料劣化之情形時，亦可進行降低焙燒條件等變更。例如，於在180℃、60分鐘之焙燒下使半導體油墨之層劣化之情形時，藉由將最高溫度設為150℃，將焙燒時間延長至75分鐘，可減少對半導體油墨之熱負荷而抑制劣化，並且能使絕緣膜油墨完全地改質。
本國際申請案係基於2012年8月1日申請之日本專利申請案2012-171401號且主張其優先權，並將其所有內容援引至本國際申請案。

Claims (19)

  1. 一種圖案形成方法，其特徵在於：其係將使用油墨材料之複數層之電子元件用圖案形成於基板上的方法，且包括如下步驟：第1圖案形成步驟，其係使閘極層用第1油墨材料圖案形成於基板上；第2圖案形成步驟，其係使源極-汲極層用第2油墨材料圖案形成於基板上；第3圖案形成步驟，其係使半導體層用第3油墨材料圖案形成於基板上；絕緣層形成步驟，其係將使上述第1油墨材料圖案與上述第2油墨材料圖案之間絕緣之絕緣層形成於基板上；及改質步驟，其係使上述所形成之各層一體地改質。
  2. 如請求項1之圖案形成方法，其進而包括使鈍化層用第4油墨材料圖案形成於基板上之第4圖案形成步驟，且上述改質步驟係，使上述所形成之各層一體地改質。
  3. 如請求項1之圖案形成方法，其進而包括使通孔及像素電極層用第5油墨材料圖案形成於基板上之第5圖案形成步驟，且上述改質步驟係，使上述所形成之各層一體地改質。
  4. 如請求項3之圖案形成方法，其中上述第5圖案形成步驟係，於透過係數大於空氣之氣體環境中使上述第5油墨材料圖案形成於基板上。
  5. 如請求項1之圖案形成方法，其中 將上述第1~第3圖案形成步驟中之任一者與上述絕緣層形成步驟作為一個步驟，使積層有上述第1~第3油墨材料圖案中之任一者與上述絕緣層之積層膜一體形成於基板。
  6. 如請求項1之圖案形成方法，其中使上述所形成之各層中的、鄰接之層之各者的厚度大於上述鄰接之2層之間所產生之混合層的厚度。
  7. 一種圖案形成方法，其特徵在於：其係使用油墨材料之印刷而形成電子元件用圖案之方法，且包括如下步驟：第1圖案形成步驟，其係印刷用以形成金屬層之第1油墨材料圖案；塗佈步驟，其係於上述第1圖案形成步驟後，塗佈絕緣材料；第2圖案形成步驟，其係於上述塗佈步驟後，將用以形成金屬層之第2油墨材料圖案印刷至與上述所印刷之第1油墨材料圖案之位置相對應之位置；及改質步驟，其係於上述第2圖案形成步驟後，使上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案一體地改質。
  8. 如請求項7之圖案形成方法，其進而包括於上述塗佈步驟後且上述第2圖案形成步驟前，藉由熱乾燥方法、自然乾燥方法、光乾燥方法或荷電粒子乾燥方法中之至少任一方法使上述所塗佈之絕緣材料乾燥的乾燥步驟。
  9. 如請求項7之圖案形成方法，其中上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案係形成於基板上。
  10. 如請求項7之圖案形成方法，其中於上述第1圖案形成步驟及上述第2圖案形成步驟中，係藉由反轉印刷法印刷上述第1油墨材料圖案及上述第2油墨材料圖案。
  11. 如請求項7之圖案形成方法，其中上述改質步驟係基於上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案中之最不易改質之材料的改質條件，一體地焙燒。
  12. 如請求項7之圖案形成方法，其中上述第1油墨材料圖案及上述第2油墨材料圖案之油墨材料係由含有1微米或未達1微米之奈米材料的材料構成。
  13. 如請求項7之圖案形成方法，其中上述塗佈步驟係藉由旋轉塗佈法或狹縫噴嘴塗佈法塗佈絕緣材料，而形成絕緣層。
  14. 如請求項11之圖案形成方法，其中上述改質步驟係藉由熱平衡加熱法對上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案進行焙燒。
  15. 如請求項8之圖案形成方法，其中於除上述改質步驟及上述乾燥步驟以外之步驟中，並不對上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案進行加熱及乾燥。
  16. 一種電子元件，其係使用包括如下步驟之圖案形成方法而製作：第1圖案形成步驟，其係印刷用以形成金屬層之第1油墨材料圖案；塗佈步驟，其係於上述第1圖案形成步驟後，塗佈絕緣材料；第2圖案形成步驟，其係於上述塗佈步驟後，將用以形成金屬層之第2油墨材料圖案印刷至與上述所印刷之第1油墨材料圖案之位置相對應之位置；及改質步驟，其係於上述第2圖案形成步驟後，使上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案一體地改質。
  17. 一種圖案形成裝置，其特徵在於：其係使用油墨材料之印刷而形成電子元件用圖案者， 且其係藉由包括如下步驟之步驟而形成電子元件用圖案：第1圖案形成步驟，其係印刷用以形成金屬層之第1油墨材料圖案；塗佈步驟，其係於上述第1圖案形成步驟後，塗佈絕緣材料；第2圖案形成步驟，其係於上述塗佈步驟後，將用以形成金屬層之第2油墨材料圖案印刷至與上述所印刷之第1油墨材料圖案之位置相對應之位置；及改質步驟，其係於上述第2圖案形成步驟後，使上述第1油墨材料圖案、上述絕緣材料及上述第2油墨材料圖案一體地改質。
  18. 一種TFT陣列，其係使用如請求項1之圖案形成方法而形成。
  19. 如請求項1之圖案形成方法，其中上述基板為可撓性膜基板。
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