TWI299197B - Patterning method - Google Patents
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Description
1299197 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種圖案化方法，尤指使用於電子、光 學、或光電子裝置之製造的圖案化方法’，本發明也和藉由 此圖案化方法所製造之裝置有關。 【先前技術】
習知上，已經使用微影製程來製造微電子及微光電子 裝置，微影法爲如此之製程的一例。 最近，半導體共軛聚合物（或有機）薄膜電晶體（TFTs) 更已經被提出來使用於相當低成本的邏輯電路，其能夠被 製造於塑膠基板上，這些裝置也能夠被使用於光電子裝置 及用於高解析度主動矩陣型顯示器中的圖素開關。藉由共 軛聚合物材料的適當選擇，薄膜電路的導體、半導體、及 絕緣體全部都能夠被製造。
已經提出形成共軛聚合物的溶液，及使用噴墨印刷技 術來沉積聚合物溶液於主基板上的選擇位置處。但是，對 可以用噴墨印刷技術來達成之解析度有限制，這是因爲， 不像更傳統之噴墨印刷的使用，亦即，將墨水印刷於紙上 的沉積，所沉積之液滴在乾掉於非吸收性基板上之前更傾 向於擴散，並且液滴擴散的量爲固體基板和液體液滴個別 之表面能量及界面能量的函數。 況且，印刷電子及光電子裝置所需要的解析度遠高於 將墨水印刷於紙上所需要的解析度，因此，爲了使用噴墨 -4- 1299197 (2) 印刷技術來印刷高解析度圖案，濕潤性預圖案被製造於主 基板上當作圖案之真正噴墨沉積的先驅物。 圖1顯示製造於基板4上之呈直立擋條2形式的預圖 案例，形成此圖案之材料當作一連串的液滴6而被沉積於 基板上，緊緊地挨著擋條2，而其中的一個液滴6被顯示 於圖1中。因爲擋條自基板表面向上延伸，所以其當作實 際的障礙物用，以確保流過基板表面之材料液滴的流動被 控制，且因此，該材料假裝是基板上之所需要的圖案；此 例中之一加長條狀物被顯示於圖1中。但是，擋條2的材 料也被選擇來排斥液滴6的材料，因此，當溶液狀之材料 的液滴係沿著側邊而被沉積或者沉積在擋條2的附近時， 液滴擴散於基板表面上，但是被擋條2所阻擋，基板上的 溶液因此被限制於擴散於擋條上，並且反而沿著擋條的側 邊對齊，如圖1所示。 但是，如此之預圖案係藉由微影法或軟微影法來予以 製造的。在微影法中，一旋塗光阻層被設置於基板上，並 且藉由藍光或紫外光而以對齊器或步進機來予以曝光，對 齊器或步進機使校準規（包含光罩或標線片）上的圖案與基 板對齊。經曝光之光阻然後被顯影以提供光阻的圖案於基 板上，這一般是接著蝕刻或沉積程序以使標的材料圖案化 ’其基本上提供預圖案。由微影法所達成之解析度大部分 係由曝光光線之波長及對齊器或步進機之光學來予以決定 的。這些程序能夠達成非常細微之解析度，但是光罩的製 造係相當昂貴的，並且整個製程需要相當大數目的製程步 -5- ，例如，結合TFT主動矩陣 對較大的顯示區域有日益增加 大之基板。但是，已經發現如 ，顯現出難以在光罩與基板之 登記。此外，如果基板係相當 必須被實施幾次，並且這顯現 登記於基板之需要被圖案化的 輕這些困難，裝置製造商通常 足夠高的解析度及非常精確的 的形成，而且也爲了被使來製 。如此之對齊系統的購買及維 此之對齊器程序的實施也很昂 造成本。總的來說，當從整體 的觀點來看時，微影技術的使 表面上之經圖案化的阻擋單層 單層首先被產生於相當軟的橡 技術而被轉移到主基板上。但 模來說，變形係很普通的，並 更大，此變形被察覺出變得更 術對較大尺寸的基板來說係不 之圖案係單層且非常薄的，所 才能夠被檢查出，而因此，所 1299197 (3) 驟係廣爲人知的。 對於許多工業應用來說 型定址線路設計的顯示器， 的需求，並且這需要使用較 此之大基板傾向於展現彎曲 間提供足夠準確的解析度及 大，則至少部分的微影製程 出難以以足夠地準確性重複 整個區域上。但是，爲了減 使用單一的對齊器，其具有 登記機構，不僅爲了圖案化 造真正的TFTs之製程步驟 護係昂貴的，況且，使用如 貴，因此提高了顯示器的製 之製造效率、準確性及成本 用係不令人滿意的。 提供預圖案當作主基板 也已經被提出。經圖案化之 膠壓模上，然後使用軟模壓 是，在轉移程序期間，對壓 且隨著橡膠壓模的尺寸變得 糟且更有問題。因此，此技 適合的，此外，因爲所轉移 以，所轉移的層需歷經萬難 -6 - 1299197 (4) 轉移之圖案層中的錯誤或缺陷在實際的製造程序中幾乎不 可能被偵測到，如此之阻擋單層的例子被示意顯示於圖2 中〇 因此，對於以一致及成本有效的方式來實施圖案化而 言，上述程序沒有任何一個能夠提供適合的技術。 【發明內容】 本發明之目的在於提供一種改良之圖案化方法，其致 使以有效率及成本有效的方式來製造預圖案。 依據本發明，提供有一種圖案化方法，包含形成凹入 區域於基板的表面中，及沉積液體材料於表面上所選擇的 位置處，使得材料之擴散於表面上係藉由凹入區域來予以 控制的。 較佳地，使用噴墨印刷技術來沉積液體材料。 凹入區域能夠被形成，且壁部分實際上垂直於基板表 面或者相對於基板表面傾斜。 有利地，凹入區域能夠被設置有剖面的外形輪廓，其 提供二次障礙物以進一步控制所沉積之材料擴散於表面上 〇 二次障礙物可以藉由提供凹入區域以城堡形或鋸齒形 剖面外形輪廓來予以達成的。 在一實施例中，圖案化方法可以包含壓印拉長形狀之 第一及第二凹入區域，及壓印另一拉長之凹入區域，配置 在第一與第二凹入區域之間，但是和第一及第二凹入區域 1299197 (5) 隔開，此另一凹入區域具有實質平面的底面。 有利地，材料可以被選擇而包含半導體材料，且所選 擇的位置包含介於拉長之凹入區域間的表面，以便提供薄 膜電晶體用的源極和汲極區域’而薄膜電晶體具有由另一 拉長之凹入區域寬度所決定的通道長度。 較佳地，半導體材料被選擇而包含聚合物材料。 在用來製造薄膜電晶體用之源極和汲極區域之圖案化 方法的較佳形式中，第一及第二凹入區域可以有利地被選 擇而具有提供二次障礙物的剖面外形輪廓。 在本發明的另一實施例中，圖案化方法可以包含壓印 兩個並列之拉長的凹入區域，且其中，材料被選擇而包含 導電材料，並且所選擇的位置包含介於拉長之凹入區域間 的表面，藉以提供導電電極。 有利地，相對於即將被沉積之材料之基板表面的濕潤 特性可以被調整。 在本發明的較佳形式中，一凹入區域（或諸凹入區域） 係藉由壓印表面來予以提供的，較佳使用模壓技術或模製 技術。 【實施方式】 圖3a到圖3c例舉依據本發明之圖案化方法，一凹入 部分8藉由任何習知技術而被壓印入基板4的上表面1 0 中。在圖3 a中，顯示凹入部分8爲延伸至基板之側邊邊 緣1 2的拉長形式，但是應該可領會到，凹入部分可以是 -8 - 1299197 (6) 具有任何所想要的形狀，並且能夠被設置在基板上的任何 位置處’祇要在表面1 〇之凹入部分8與表面1 0間的邊界 線1 4處有不連續。 需要以預定的圖案而被形成在表面1 〇上之材料1 6係 從噴墨印刷頭（未顯示出）當作呈溶液狀材料之一連串的液 滴1 8而被沉積，材料1 6被沉積於表面1 〇上，在所選擇 的位置處’使得該材料流到凹入部分8的邊界線或邊緣 1 4 ’如圖3 b所示。因爲邊界線！ 4被定義爲直線邊緣，所 以所沉積之液滴假裝是沿著邊界線之直線外形輪廓，但是 並不流動於邊界線上，且流入凹入部分8中。如果材料 16然後以類似的方式而被沉積於表面10上，在凹入部分 8的相反側處，則到凹入部分8之右邊界線20之材料的 受控制擴散發生，提供此材料的兩個隔開之區域範圍22, 24，且此區域範圍之間的間隙係藉由凹入部分8的寬度來 予以準確地界定。 現在將參照圖4a及圖4b來說明本發明的原理。 當溶液中材料的液滴在氣態的環境中被沉積於固體表 面上時，呈現出三種不同的界面能量：氣體與液體液滴之 間的界面能量；氣體與固體表面之間的界面能量;及液體 與固體表面之間的界面能量，沉積於表面上之液滴的尺寸 或形狀係藉由這些界面能量的平衡來予以決定的。 已知表面上之液體液滴展現和該表面的接觸角度，如 圖4a所示。實質上，因爲液體與固體之間的交互作用係 大於液體及固體二者與氣體之間的交互作用，所以接觸角 -9 - 1299197 (7) 度係取決於液滴與表面之間的界面能量，如果接觸角度係 相當地小，其表示液滴與表面之間的濕潤特性，則液滴與 表面之間的接觸線傾向變大，且所沉積之液滴將傾向擴散 於表面之上，假設爲如圖4 a所示之相當扁平的圓頂形狀 。相反地，如果接觸角度係相當地大，其表示液滴與表面 之間的非濕潤或排斥特性，則因爲界面能量係相當地大， 所以接觸線傾向於向後退且變得較小。因此，所沉積之液 滴保持更像球形，且較不擴散於表面之上。 如果基板4的表面被提供有兩個緊密隔開的凹入部分 8，如圖4 b所示，且如果具有接觸角度0之溶液狀材料的 液滴被沉積在表面26之介於凹入部分8間的部分上，則 接觸角度0被保持相對於緊接著位於到表面之液滴的接觸 線外側的表面。在圖4b所示的例子中，緊接著位於液滴 之接觸線外側的表面爲其中一凹入部分8之垂直下降導向 的側邊28。因此，如圖4a所示，如果和區域26相同的 區域係即將被界定於平面表面上，則凹入部分8之間的區 域26能夠維持更多體積的液體，這意謂著凹入部分8的 邊緣將所沉積之液體限制於區域26之內。 當液滴藉由噴墨頭而被沉積於區域26上時，所沉積 之液體擴散到達各凹入部分8的邊緣，並且除非接觸角度 到達或超過圖4b中之接觸角度0以外，否則液體的擴散 就停止於該點。因此，凹入部分8的下降邊緣當做用來控 制液體擴散的有效障礙物之用，這是反直覺的，因爲期望 下降邊緣能夠提高液體的擴散，而不是抑制液體的擴散： -10- 1299197 (8) 期望圖1所示之直立障礙物結構在控制液體方面係較好的 ，因爲其具有直立實際的障礙物之外觀。當重力在液體擴 散方面扮演主要的角色時，這是真的，但是，在噴墨沉積 的縮小環境中，其中，液滴的尺寸爲幾十微米的等級，重 力並不能支配液體的移動，但是界面能量（表面張力）能夠 。因此，當可忽略重力的效應時，一凹入部分的下降邊緣 當做非常有效的障礙物用。 當有濕潤性之對比（或界面能量對比）像在圖1的組態 中時，能夠預期到所沉櫝之液體的向後退。因此，甚至當 液滴被沉積於圖1所示之障礙物區域2上時，液滴能夠移 動到和障礙物區域相鄰的井區域（其具有濕潤的表面）。但 是，當提供類似或相同的濕潤性之材料被使用於凹入之表 面時，液滴需要被沉積在凹入部分之間的區域上。如果液 滴被沉積在凹入部分的邊緣，或者真的被沉積在凹入部分 的區域上，則將會喪失由凹入部分所提供之障礙物功效， 並且沉積在凹入部分間之區域上的液滴中之該部分的液體 將會開始擴散，這是因爲介於液體與表面間之均勻的界面 能量之故。 如果液滴在即將被沉積之材料的溶液中具有預先界定 的濃度，則固定體積的材料（被限制於基板的較小面積）當 液滴已經乾掉時將會產生被圖案化於基板上之材料的區域 範圍，而基板具有比所將提供之厚度還大的厚度，如果僅 讓相同體積及濃度之液滴擴散於圖4a所示的平面基板上 的話。因此，此特性能夠被用來產生經圖案化之沉積材料 • 11 - 1299197 Ο) 相當窄但相當厚的線路於基板上。因此’如果所沉積之材 料被選擇爲導電性聚合物，例如聚-3-4-伸乙二連氧噻吩 •(PEDOT)，貝1J有可會g製造具有相當高導電·率及相當低電阻 之狹窄的電極線路，並且這種線路係特別適合用在矩陣定 址的顯示器線路設計中。
圖5顯示可以被壓印入基板表面中之凹入部分所採用 之剖面外形輪廓的例子，其強調對於習於此技藝者來說， 圖5中所示之外形輪廓僅係可以被本發明之方法所採用之 外形輪廓的代表例及其他的外形輪廓將是顯而易知的。
從圖5的例子中可以看出，許多形式之外形輪廓可以 被採用，例如具有實際上正交於基板表面之壁部分的矩形 剖面凹入部分，如例（a)所示。替換地，凹入部分可以被 設置有以相對於表面1 0之角度傾斜的壁部分，如例（b)及 (〇所示。在此情況中，壁部分可以傾斜於一方向上而使 得底切表面10，並提供具有大於表面10處之凹入部分尺 寸的底面30之凹入部分，如例（b)所示。替換地，凹入部 分可以以相對於表面1 0之銳角傾斜，以提供小於表面處 之凹入部分尺寸的底面30，如例（〇所示。參照圖4，從 上面所提出的解釋中應該可以了解到，圖5之例（b)用的” 有效”接觸角度係大於圖5之例（c)用的”有效”接觸角度。 因此，對於給定的溶液狀材料及基板用之給定的表面材料 來說，比在例（〇之情況中還大的液滴能夠被選擇性地沉 積鄰接於例（b)中的凹入部分，而沒有破壞凹入部分之表 面與壁部分之間的邊界線1 4。 -12- 1299197 (10) 圖5之例（d)及（e)顯示用於凹入部分之替換外形輪廓 的其他例子。將從例（a)，（b)及（〇可以領會到，如果邊界 線1 4被所沉積之液滴所破壞，則所沉積之材料將會流進 凹入部分中，並且因爲凹入部分的底面30實際上係平行 於基板的表面1 〇，所以介於凹入部分之液滴與底面間的 接觸角度將會和介於基板之液滴與表面間的接觸角度相同 〇 實際上，當相較於所沉積之液滴的直徑時，凹入部分 具有相對窄的寬度。做爲一例，參照圖5之外形輪廓（a) ，如果所沉積之材料爲有機導電聚合物，其被沉積在凹入 部分8的任何一側上，以提供TFT用的源極電極S及汲 極電極D，則凹入部分8的寬度L，其決定源極與汲極電 極之間的間隙，界定TFT的通道長度。因此，實質上， 凹入部分的寬度L界定通道區域的長度。對許多的實際應 用而言，通道區域必須具有少於20微米的長度，並且較 佳係在約5微米的區域中，這是因爲TFT的汲極電流和 通道長度成反比，並且對於某些應用來說，例如顯示器用 的主動矩陣型定址線路設計，TFT汲極電流係最重要的， 因爲它決定了顯示器的速度及孔徑比。因此，凹入部分8 的寬度L典型上可以爲約5微米，但是，液滴典型上將具 有約3 0微米的直徑。 凹入部分8典型上將具有約1 00 nm的深度，以便如 上所述，如果邊界線1 4被所沉積之液滴所破壞，假如在 沉積區域之基板表面上的一點處之表面能量及界面能量方 -13- 1299197 (11) 面有變化，這將會發生，則想必所沉積之液滴將會擴散於 凹入部分的整個寬度上，並延伸進而和被圖案化於凹入部 分之相反側上之基板表面上的材料相接觸，這將會在源極 電極S與汲極電極D之間引起短路或電位崩潰點，而導 致有缺陷的 TFT或在使用上將幾乎一定會太早失效的 TFT ° 圖5之例（d)及（〇中所示的外形輪廓因此被設計來提 供對抗所沉積之液滴擴散超過邊界線1 4以外的二次障礙 物。例（d)的凹入部分具有城堡形的剖面外形輪廓，而例 (e)的凹入部分具有鋸齒形的剖面外形輪廓。在所有的這 些例子中，外形輪廓實質上提供多條邊界線，例如，圖5 之例（d)中所示的邊界線14，14a及14b。如果邊界線14 被所沉積之液滴所超越，則材料然後將會流過基板表面的 一部分32而流到邊界線14a，其以和邊界線14相同的方 式來作用。以類似的方式，如果超越邊界線1 4 a，則邊界 線14b以類似於邊界線14及14a的方式動作來控制所沉 積之材料進一步擴散到凹入部分的相反側。 因此，邊界線1 4用作控制液滴之擴散的一次障礙物 ，且邊界線14a及14b用作控制液滴之擴散的二次障礙物 。況且，如同爲熟悉噴墨技術之技藝者所已知的，殘餘物 建立在噴墨頭之噴射孔的附近係很普通的，並且此殘餘物 能夠造成對自噴墨頭所噴射出之液滴的飛行路徑之小的偏 移。因此，所噴射出之液滴的飛行方向可以不需要正交於 所噴射出之液滴即將被沉積於其上的表面。結果，液滴可 -14- 1299197 (12) 以被沉積於基板上，在稍微偏離於所想要之沉積位置的位 置處，這可以致使液滴真正地沉積在跨於邊界線1 4的基 板上。有了如此的事件，用來控制液滴擴散到凹入部分的 相反側之邊界線1 4a及1 4b能夠證明實際上係有利的。 圖5之例（f)顯示多個被壓印入基板表面中的凹入部 分，並且材料能夠被噴射沉積在位於凹入部分間之基板的 那些部分上。如此，如同相關於圖4b所敘述的，液滴之 擴散被控制於相對於凹入部分之寬度的兩個方向上。因而 ，各液滴之有限體積被保持在基板表面上的狹窄帶內，導 致增加厚度（相較於利用單一凹入部分所獲得到之圖案化 材料的厚度）之沉積材料的圖案，以控制液滴僅在單一方 向上擴散過基板表面上，藉由比較例（a)及（f)中之圖案化 材料的外形輪廓，這種情形能夠在圖5中看到。 在圖5之例（g)中，具有實質爲平面底面之控制凹入 部分被設置，並且其任何一側界接具有提供二次障礙物功 能之剖面外形輪廓的凹入部分；在此特殊例中，鋸齒形的 外形輪廓被顯示，但是，城堡形的外形輪廓也能夠被使用 。例（g)中所示之外形輪廓係特別有利使用於TFT製造方 面，凹入部分之鋸齒形的外形輪廓3 4及3 6提供二次障礙 物功能，且因此有助於確保沉積液滴被保持在基板的部分 38及40上。但是，如上所述，在TFT中，保持通道長度 盡可能地小係重要的，並且這藉由提供具有平滑底面之置 於中央的凹入部分4 2來予以協助。 凹入部分可以藉由任何適合的程序來予以提供而自表 -15- 1299197 (13)
面1 〇延伸入基板中，圖6a及圖6b顯示如此之程序的例 子，其中，一打印模44被用來壓印凹入部分8進入基板 4中。模44，其典型上係由金屬所做成的，被提供有凸出 部分46的圖案，其對應於即將被壓印入基板4之表面中 之凹入部分8所需要的圖案，模44被安裝而非常接近基 板，而後被壓入與基板相接觸，以使凹入部分8的圖案壓 印入基板表面中，此基板能夠選擇性地被加熱以協助此程 序。
用來壓印凹入部分的替代方法被顯示於圖7a到圖7c 中。在此實施例中，一些可硬化材料4 8被設置於平面支 撐物50上，板52，其以類似於圖6a及圖6b所示之打印 模44的方式而提供有對應於凹入部分8所需要之圖案之 凸出部分的圖案54,係移動朝向支撐物50，這致使可硬 化材料擴散於支撐物之上，並且進入板上之凸出部分圖案 間的間隙中，如圖7 b所示。因此，實質上，支撐物5 0和 板5 2當作材料4 8使用之模型的兩個相對側用。 材料4 8然後被硬化，例如，藉由加熱或者藉由使紫 外（UV)光通過支撐物。如果材料48係即將藉由使用UV 光來予以硬化，則支撐物5 0被選擇而致使UV光透射過 材料4 8，板5 2然後被移離開支撐物而留下雙層基板，其 具有由已硬化材料4 8所形成之凹入部分所需要的圖案， 如圖7 c所示。 凹入部分較佳具有約100 nm之深度，並且有了任何 一種之上面的凹入部分形成程序，打印模4 4或板5 2能夠 •16- 1299197 (14) 被使用許多次，以產生凹入部分之所需要的圖案於基板表 面中，這被認爲是使用微影技術之特別有利的優點，而在 微影技術中，每當需要製造凹入部分之圖案的時候，就必 須重複相當艱難的圖案話步驟。 從當作障礙物之有效性及藉由簡單的形成步程序之生 產率兩者的觀點來看，凹入部分之約100 nm(50 nm到 3 00 nm)的深度對本發明而言係適合的。理論上，本發明 中的障礙物效應和凹入部分的深度無關，但是，非常淺的 凹入部分不一定係可靠的，這是因爲在邊緣處的曲率半徑 及邊緣中的缺陷。爲了在凹入部分的邊緣處獲得到足夠的 障礙物效應，邊緣應該具有尖銳的外形輪廓之邊緣；換言 之，邊緣相較於深度應該具有小的曲率半徑。如果達成少 於1 0 nm之曲率半徑，則具有少於5 0 nm之深度的凹入部 分能夠有效地當作障礙物用。缺陷可能使邊緣變鈍，導致 液體在邊緣之上的破壞，因此，去除缺陷係重要的’特別 是去除凹入部分之邊緣處的缺陷。 具有凹入部分之塑膠基板也可以藉由塑膠模製程序來 予以生產，熔融之塑膠材料被注射入其表面上已經被浮雕 圖案之模型中，並且在冷卻之後’很容易地獲得到具有凹 入部分之塑膠基板。 凹入部分也能夠藉由習知之微影技術來予以製造’當 液體被沉積於剩餘的光阻圖案上時，在已顯影之光阻中的 結構能夠當作障礙物用。此外，蝕刻程序能夠接在微影程 序之後，以形成凹入部分，鈾刻程序特別適合來獲得尖銳 -17- 1299197 (15) 的凹入部分邊緣，其使得障礙物效應更加可靠。 當應用微影技術而獲得到凹入部分時，凹入部分的底 部區域能夠由和液體將被沉積於其上之其他區域不同的材 料所組成，舉例來說，沉積在基板上之剩餘的光阻或薄膜 提供了其他的區域，並且基板的原始表面提供了凹入部分 的底面。當凹入部分底面的材料以所沉積之液體而較不濕 潤時，就障礙物效應來說，因爲藉由在凹入部分底面與材 料可以被沉積於其上之其他區域間的濕潤性對比來加強凹 入部分邊緣的障礙物效應，所以此結構將是更強而有力的 〇 在上面已經提及本發明之圖案化方法能夠被用來製造 導電性聚合物之相當長及窄的線路，其特別適合使用在電 光裝置用之矩陣定址線路設計中，圖8顯示如此之線路設 計的一例。 定址線路設計包含配置成矩陣之多個圖素電極62, 導電材料之資料線路6 4被配置在圖素電極間之相當狹窄 的空間6 6中，僅一條資料線路被顯示在圖8中，但是可 領會到定址線路設計，其典型上在矩陣的各列及行中將包 含幾百個圖素電極的矩陣，將包含幾百條這樣的資料線路 〇
各資料線路包含增加寬度的部分6 8，並且在所示之 實施例中’這些係各自位在緊接著各圖素電極62之一個 轉角的附近，該增加寬度的部分6 8和圖素電極之個別的 轉角部分（其中一個被表示爲轉角部分70)—起用作一 TFT -18- 1299197 (16) 用的源極和汲極電極，而此TFT被用來驅動顯示器的圖 素，其係位於和各圖素電極重疊，如此之TFT在圖8中 以虛線72來予以示意顯示。 注意到圖素電極62的轉角及部分68被顯示爲尖銳的 轉角，但是同樣地，這些部分可以被製造成爲圓形的轉角 。有了圓形的轉角，所沉積之液體能夠比具有尖銳的轉角 更加容易地完全塡滿電極區域。 圖8所示之源極和汲極係以一直的間隙（通道）介於其 間而相鄰，但是有可能提供指形交叉的源極和汲極電極， 各自具有一梳形形狀，以便在有限的裝置面積之內獲得到 大的通道寬度。在此情況中，液體被沉積於具有互相指形 交叉之梳形形狀的凸出區域上。因此，被沉積在一相鄰於 梳齒之區域上的液體擴散到梳齒區域，並且覆蓋整個凸出 區域，藉以提供梳形電極。 結合定址線路設計之顯示器的孔徑比係由能夠被用來 顯示影像給使用者之顯示器總顯示面積的那個部分來予以 決定的，需要使孔徑比盡可能地大以便提供高對比及亮度 的顯示器。因此，應該使介於圖素電極62之間的空間66 盡可能地狹窄，就像這些區域不被用來顯示影像。但是， 空間66需要容納資料線路64，因此，接著，資料線路也 應該被製造成爲非常窄且直的導電條，並且這些導電條需 要延伸顯示矩陣的全長。 爲了使顯示器的功率需求達最小，通過資料線路之資 料脈波爲具有相當低電位的資料脈波，並且這些脈波必須 -19 - 1299197 (17) 被有效率地轉移到顯示器的圖素。當資料脈波被施加於資 料線路時，在所施加之脈波中有一些的電位由於線路之固 有電阻而沿著資料線路下降，如果這沒有被適當地控制， 則會發生顯示器影像的不均勻亮度。因此，資料線路必須 是高度導電的，但是他們也必須具有最小的寬度，以便不 致於使孔徑比變差，這些是對比要求。 因此’在圖8的實施例中，介於圖素電極62之間的 空間66被設置做爲兩個經壓印之凹入部分74及76，其 具有基板表面之狹窄的部分78介於其間，介於凹入部分 74及76之間的間隙被界定，以便對應於資料線路64之 所需要的寬度，並且當導電材料，例如，溶液狀的 PEDOT或polyanilene(PANI)，或者曙態金屬懸浮體，藉 由噴墨頭而被選擇性地沉積在狹窄的部分78上時，凹入 部分7 4及7 6以類似於參照圖5之例（f)所述的方式來控 制圖8所示之橫向方向X及Y上所沉積之溶液的擴散。 因此，導電材料能夠被沉積成相當薄且界定良好的線路， 而其高度卻相當厚。因此，資料線路能夠被提供有相當高 的導電性，藉以提高顯示器的均勻性及亮度。 膠態金屬懸浮體，其包含散佈於溶劑中之細微的金屬 微粒，提供特別高的導電性。但是，當溶劑爲有機溶劑時 ，一般由於溶劑之低的表面張力而難以形成狹窄的（或高 解析度的）圖案於具有如此之懸浮體的平面表面上，其當 相較於具有相當高的表面張力之以水爲基底的溶液或懸浮 體時很容易擴散。即使有習知濕潤性預圖案化技術，因爲 -20- 1299197 (18) 介於表面與溶劑之間的界面能量，所以 潤性對比，以達成高解析度的印刷。但 明的凹入部分結構當作具有如此之以溶 懸浮體的障礙物係特別有利的。介於凹 表面之平面間的角度爲影響當作障礙物 素，並且液體的表面張力具有最小的影 之結構係特別有利及適合於藉由以低表 的圖案化。 與電子或光電子裝置之噴墨圖案化 噴墨頭與主基板之間的對齊，所沉積之 夠在所需要之沉積期間上做改變，且因 周期性檢查沉積對齊的需要，這能夠經 板上之沉積對齊記號的使用來予以達成 發現到十字形對齊記號對此目的來說係 ，具有三個或三個以上分枝的馬爾他十 利地，依據本發明，這些對齊記號也能 部分，這樣的記號之例被顯示爲圖8中 形80 〇 考慮介於表面與溶劑之間的界面能 ，提供一薄的塗敷層於表面上可能係有 當使用上述PEDOT做爲液體材料時， 層提供給基板的表面，能夠獲得到進一 層被施塗時，在凹入部分被形成之前或 當然是假設其係在PEDOT的沉積之前。 難以獲得足夠的濕 是，已經發現本發 劑爲基底的溶液或 入部分側壁與相鄰 之有效性的重要因 響。因此，本發明 面張力之液體沉積 相關的情事爲介於 液滴的飛行路徑能 此在製造期間會有 由策略地定位於基 已經被提出，已經 特別有利的，例如 字形形狀記號。有 夠被提供做爲凹入 之四個分枝的十字 量，在某些情況中 利的，舉例來說， 藉由將薄的鋁塗敷 步的改善。當塗敷 之後係不重要的一 -21 - 1299197 (19)
圖9係例舉一主動矩陣型顯示器裝置（或設備）的方塊 圖’其結合電光組件（例如，有機電致發光組件）做爲電光 裝置的較佳例，及一定址線路設計，其係可以依據本發明 之圖案化方法來予以製造的。在此圖形之顯示器裝置200 中，多條掃描線”閘極”、多條資料線”sig”（延伸在一和掃 描線”閘極”延伸之方向交叉的方向上）、多條共有電源線 ” com”（實際和資料線”si g”平形地延伸）、及多個位在資料 線” s i g ”和掃描線”閘極”交點處的圖素2 0 1被形成於基板的 上方。
各圖素201包含一第一 TFT 202，而掃描訊號經由掃 描聞極而被供應至閘極電極、一保持電容器’’cap”，其經 由第一 TFT 202來保持自資料線”sig”所供應之影像訊號 、一第二TFT 2 03，其中，由保持電容器”cap”所保持之影 像訊號被供應至閘極電極（第二閘極電極）、及一電光組件 2〇4，例如，電致發光組件（以電阻器表示），當此組件204 經由第二TFT 203而被電連接至共有電源線”com”時，驅 動電流從共有電源線”com”流入電光組件204中。掃描線” 閘極”被連接至第一驅動器電路205，且資料線”sig”被連 接至第二驅動器電路206，第一驅動器電路205及第二驅 動器電路205至少其中一者較佳能夠被形成在基板的上方 ，而其上方形成有第一 TFTs 202及第二TFTs 203。藉由 依據本發明之方法所製造的TFT陣列（諸陣列）較佳能夠被 應用於第一 TFTs 202及第二TFTs 203之陣列、第一驅動 器電路205、及第二驅動器電路206的至少其中一者。 -22- 1299197 (20) 因此，本發明可以被用來製造即將被結合進許多類型 之設備的顯示器及其他裝置中，例如，可移動式顯示器， 諸如，可移動式電話、膝上型個人電腦、DVD播放器、 照相機、現場設備；可攜式顯示器，例如，桌上型電腦、 CCTV或光照片冊（photo albums);儀表板，例如，車輛或 飛行器儀表板；或者工業顯示器，例如，控制室設備顯示 器。換言之，應用如上所注意之藉由依據本發明之方法所 製造的TFT陣列（諸陣列）之電光裝置或顯示器能夠被結合 進許多類型的設備中，如上面所例舉的。 現在將敘述使用依據本發明所製造之電光顯示器裝置 的各種電子設備。 < 1 :可移動式電腦> 現在將敘述依據上述其中一實施例所製造之顯示器裝 置被應用於可移動式個人電腦的例子。 圖1 〇係一例舉此個人電腦之組態的等容圖。在此圖 形中，個人電腦1 100係設置有一包含鍵盤1 102之本體 1 104及一顯示器單元100，此顯示器單元100係使用依據 本發明之圖案化方法所製造的顯示面板來予以實施的，如 上所述。 〈2 :可攜式電話〉 接著，將敘述顯示器裝置被應用於可攜式電話之顯示 器部分的例子。圖1 1係一例舉此可攜式電話之組態的等 -23- 1299197 (21) 容圖。在此圖形中，可攜式電話1 200係設置有多個操作 鍵1 202、一聽筒部件1 204、一話筒部件1 206、及一顯示 器面板100，此顯示器面板1〇〇係使用依據本發明之方法 所製造的顯示器裝置來予以實施的，如上所述。 < 3 :數位靜態照相機〉 接著，將敘述使用OEL顯示器裝置當作取景器的數 位靜態照相機，圖1 2係一例舉此數位靜態照相機及其連 接至外部裝置的簡略連接之組態的等容圖。 典型的照相機使用具有感光塗層的感光底片，並且藉 由在感光塗層上造成化學改變來記錄物體的光學影像，而 同時數位靜態照相機1 3 00自藉由使用，舉例來說，電荷 耦合裝置（CCD)之光電轉變所產生之物體的光學影像來產 生成像訊號，數位靜態照相機1 3 0 0係設置有一 OEL組件 在外殼1 3 02的背面處，以便根據來自CCD之成像訊號來 實施顯示。因此，顯示器面板1〇〇當作用來顯示物體之取 景器用。一包含光學透鏡及CCD之光接收單元1304被設 置在外殼1 3 02的前側（在圖形的後面）處。 當拍照者決定在OEL組件面板100中所顯示之物體 影像並按下快門1 3 06，來自CCD之影像訊號被發送並被 儲存而記億在電路板1 3 0 8中。在數位靜態照相機1 3 00中 ，用於數據通訊之視頻訊號輸出端子13 12及輸入/輸出端 子1 3 1 4被設置於外殼1 3 02側上。如圖形所示，一電視監 視器1 4 3 0及一個人電腦1 4 4 0分別被連接至視頻訊號輸出 -24- 1299197 (22) 端子13 12及輸入/輸出端子13 14(如果需要的話），儲存在 電路板1 3 0 8之記憶體中的成像訊號藉由一給定操作而被 輸出到電視監視器1 430及個人電腦1 440。
除了圖1 〇所示之個人電腦、圖1 1所示之可攜式電話 、及圖1 2所示之數位靜態照相機以外，電子設備的例子 包含OEL組件電視機、取景器型或監視器型視頻訊號磁 帶記錄器、車輛導航及儀表系統、傳呼機、電子式筆記本 、可攜式計算機、文字處理器、工作站、TV電話、銷售 系統（POS)終端機、及設置有觸控面板之裝置，當然，使 用本發明之方法所製造的OEL裝置不僅能夠被應用於這 些電子設備的顯示器部分，而且可以被應用於結合一顯示 器部分之任何形式的設備。
除此之外，依據本發明所製造之顯示器裝置也適合用 於係非常薄、可撓、且重量輕的登幕型大面積電視，因此 ’有可能將這樣的大面積電視黏貼或懸掛於牆壁上。如果 需要的話，當不使用時，此可撓電視可以很方便地被捲收 起來。 也可以用本發明的技術來提供印刷電路板。習知的印 刷電路板係藉由微影及蝕刻技術來予以製造的，其增加製 造成本，雖然他們係比其他的微電子裝置（例如，1C晶片 或被動裝置）更加成本導向的裝置。也需要高解析度圖案 化來達成高密度的封裝，藉由沉積膠態金屬懸浮體於板的 凸出區域（由凹入部分所分開）上，板上之高解析度互相連 接點能夠被很容易地達成，高度導電性金屬的懸浮體（例 -25- 1299197 (23) 如，銅、金、銀、或鋁）係適合於此目的。藉由模壓、模 製、或複製技術而以非常地的成本來製造凹入的預圖案化 ，因爲導電路徑被形成於凸出區域上，所以很容易獲得到 互相連接點與電子部件之間的電接觸。藉由重複印刷及模 製程序，多層電路板能夠被提供。 也可以用本發明來提供用於彩色顯示器應用的濾色器 。以凹入部分間隙所分開之凸出區域的陣列係藉由模壓、 模製、或複製技術而被製造於由玻璃或塑膠所構成的透明 基板上，含有染料或色素之液體的液滴然後被沉積在部分 或所有的凸出區域上，並且在乾燥之後，液滴中的染料或 色素當作凸出區域上的過濾層用。 聚合物發光二極體也可以藉由和上述濾色器相似之技 術來予以製造的，取代含有染料或色素之液體，發光聚合 物或分子材料的溶液被沉積在凸出電極上。 也可以用本發明來提供DNA陣列晶片。含有不同之 DNAs的溶液被沉積在以凹入部分間隙所分開之凸出區域 的陣列上，而以凹入部分間隙所分開之凸出區域的陣列係 藉由模壓、模製、或複製技術來予以製造的。 也可以用本發明來製造積體化學晶片用的微通道。化 學反應用的液體被致使而流在以凹入部分間隙所分開之凸 出通道區域上，並且引導至反應器。這些能夠以本發明的 技術來予以提供。 前面的敘述已經藉由舉例說明來予以提出，並且習於 此技藝者將會領會到修改可以被做成，而沒有違離本發明 -26- 1299197 (24) 的範疇。舉例來說，習於此技藝者將會領會到基板之各式 各樣及各種的組合和即將被圖案化之材料能夠被選擇。除 此之外，將會領會到各種的形狀、尺寸、及圖案能夠被使 用0 【圖式簡單說明】 本發明現在將參照伴隨之圖形，僅藉由舉例來予以說 明，而在伴隨的圖形中： 圖1示意顯示由已知之微影技術所製造的擋條； 圖2示意顯示由軟模壓技術所製造的單層擋條； 圖3a到圖3c例舉依據本發明之圖案化方法； 圖4a及圖4b示意顯示所沉積之液滴的接觸角度怎麼 樣隨著主基板的外形輪廓而改變； 圖5顯示用於圖3 a到圖3 c所例舉之凹入部分之各種 剖面外形輪廓的例子； 圖6a及圖6b顯示依據本發明之實施例，基板的表面 怎麼樣能夠被壓印； 圖7a，7b及7c顯示依據本發明之另一實施例，基板 的表面怎麼樣能夠被壓印； 圖8示意顯示電光裝置用之定址線路設計的平面及剖 面圖； 圖9顯示電光裝置的方塊圖； 圖10係一結合依據本發明所製造之顯示器裝置之可 移動式個人電腦的示意圖； -27- 1299197 (25) 圖1 1係一結合依據本發明所製造之顯示器裝置之可 移動式電話的示意圖；以及 圖1 2係一結合依據本發明所製造之顯示器裝置之數 位照相機的示意圖。 元件對照表 2 :擋條 4 :基板 6，1 8 :液滴 8,42,74,76 ··凹入部分 1 0 :上表面 1 2 :側邊邊緣 14，14，14,20 邊界線 1 6 :材料 22524 :隔開之區域範圍 2 6 :表面（區域） 2 8 :垂直下降導向的側邊 3 0 :底面 3 2,3 8,40 :部分 3 4,3 6-鋸齒形的外形輪廓 44 :打印模 46 :凸出部分 4 8 :可硬化材料 5 0 :平面支撐物 -28- 1299197 (26) 52 :板 54 :圖案 62 :圖素電極 64 :資料線路 66 :空間 6 8 :增加寬度的部分 7 0 :轉角部分 7 2 :虛線 7 8 :狹窄的部分 S :源極電極 D :汲極電極 100 :顯示器單元（顯示器面板） 200 :顯示器裝置 2 0 1 :圖素 2 02 ：第一 TFTs 203 ：第二 TFTs 2 0 4 :電光組件 205 :第一驅動器電路 2 0 6第二驅動器電路 1 100,1 440 :個人電腦 1 1 0 2 :鍵盤 1 104 :本體 1 2 0 0 :可攜式電話 1 202 :操作鍵 -29- 1299197 (27) 1 204 :聽筒部件 1 2 0 6 ·目舌同部件 1 300 :數位靜態照相機 1 3 0 2 :外殻 1 304 :光接收單元 1 3 0 6 :快門 1 3 0 8 :電路板 1 3 1 2 :視頻訊號輸出端 1314:輸入/輸出端子 1 43 0 :電視監視器 80:四個分枝的十字形
Claims (1)
1299197 拾、申請專利範圍 附件2A: 第92 1 20 1 29號專利申請案 中文申請專利範圍替換本 民國96年12月27日修正 1 · 一種圖案化方法，包含形成凹入區域於基板的表 面中’及沉積液體材料於該凹入區域之外且相鄰於該凹入 區域之下降邊緣的表面上，藉此，該材料之擴散係藉由該 下降邊緣來予以控制的。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中，該凹入區 域係藉由提供凹坑於該基板中來予以形成的。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中，該凹入區 域係藉由提供該基板至少一延伸自該基板之突起部分來予 以形成的。 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中，該液體材 料係使用噴墨印刷技術來予以沉積。 5 ·如申請專利範圍第1項到第3項任一項之方法， 其中，該凹入區域係形成有實際上正交於該表面而延伸之 壁部分。 6. 如申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中， 該凹入區域係形成有相對於該表面傾斜的壁部分。 7. 如申請專利範圍第· 6項之方法，其中，該等壁部 分之傾斜被配置，以便提供一凹入區域’其具有朝向該凹 入區域之底面漸細的寬度。 8. 如申請專利範圍第6項之方法，其中，該等壁部 1299197 分之傾斜被配置，以便提供一凹入區域，其具有朝向該凹 入區域之底面加寬的寬度。 9. 如申請專利範圍第1項到第3項任一項之方法， 其中，該凹入區域係形成有一剖面的外形輪廓，以提供一 二次障礙物來進一步控制該材料於表面上的擴散。 10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中，該凹入區 域係設置有一城堡形剖面外形輪廓。 1 1 .如申請專利範圍第9項之方法，其中，該凹入區 域係設置有一鋸齒形剖面外形輪廓。 12.如申請專利範圍第1項到第3項任一項之方法， 其包含提供拉長形狀之第一及第二凹入區域，及壓印另一 拉長之凹入區域，係配置在該第一與第二凹入區域之間， 但是和該第一及第二凹入區域隔開，該另一凹入區域具有 實質平面的底面。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，其中，該材料 被選擇而包含半導體材料，且所選擇的位置包含介於拉長 之凹入區域間的表面，以便提供一薄膜電晶體用的源極和 汲極區域，而該薄膜電晶體具有由該另一拉長之凹入區域 之寬度所決定的通道長度，及由該另一拉長之凹入區域之 長度所決定的通道寬度。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中，該半導 體材料被選擇而包含有機半導體材料。 1 5 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，其中，該第一 及第二凹入區域被選擇而包含提供該二次障礙物的剖面外 -2- 1299197 形輪廓。 16·如申B靑專利範圍第1項到第3項任一項之方法， 其包含提供兩個並列之拉長的凹入區域，且其中，該材料 被選擇而包含導電材料，並且所選擇的位置包含介於該等 拉長之凹入區域間的表面，藉以提供一導電電極。 17.如申請專利範圍第1 6項之方法，其中，該導電 材料被選擇而包含導電聚合物材料。 18·如申請專利範圍第1 6項之方法，其中，該導電 材料被選擇而包含在一溶劑中之金屬微粒的膠態懸浮體。 19. 如申請專利範圍第1項到第3項任一項之方法， 其包含調整相對於即將被沉積之該材料之該基板表面的濕 潤特性。 20. 如申請專利範圍第1項到第3項任一項之方法， 其中，該凹入區域或諸凹入區域係使用壓印技術來予以提 供的。 21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中，該表面 係使用打印模來予以壓印的。 22. 如申請專利範圍第20項之方法，其中，該表面 係使用模製技術來予以壓印的。 23 .如申請專利範圍第20項之方法，其包含加熱該 表面。 24.如申請專利範圍第1項之方法，其中，該液體材 料爲聚-3-4-伸乙二連氧噻吩。 2 5.如申請專利範圍第2 4項之方法，其包含設置一 -3- 1299197 鋁之塗層於該基板的表面上，並沉積該液體材料於該 層上之步驟。 2 6 · —種使用如申請專利範圍第1項到第 項之方法來製造電子裝置的方法。 2 7 . 一種使用如申請專利範圍第1項到第 項之方法來製造電光裝置的方法。 28· —種使用如申請專利範圍第1項 項之方法來製造導電互相連接的方法。 29· —種使用如申請專利範圍第1項至 項之方法來製造濾色器的方法。 30. —種使用如申請專利範圍第1 項之方法來製造印刷電路板的方法。 3 1. —*種使用如申目靑專利軺圍桌1 jg $ 嘴到第 項之方法來製造D N A陣列微晶片的方法。 25項任一 25項任一 25項任一 25項任一 25項任一 25項任一
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