用于在基底上形成图案化结构的方法与系统技术方案

本揭示内容涉及用以在受体基底(4)上提供图案化结构(3p)的方法及系统。该方法包括：提供供体基底(10)，供体基底(10)被配置在光源(5)与受体基底(4)之间。掩模(7)被配置在该光源(5)与该供体基底(10)之间。该掩模(7)包含一掩模图案(7p)用以图案化光线(6)。经图案化的光线(6p)射向该供体基底(10)致使该供体材料(3)从该供体基底(10)释出以及转移到该受体基底(4)，以在受体基底(4)上形成该图案化结构(3p)。经图案化的光线(6p)被掩模图案(7p)分成多条分离的大小均匀的光束(6b)，多条分离的大小均匀的光束(6b)同时射向供体基底(10)，以致使该供体材料(3)从该供体基底(10)以分离的大小均匀的微滴(3d)的形式释出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本揭示内容涉及用于在基底上提供图案化结构的方法及系统。
技术介绍
一般而言，导电胶的印刷系基于接触法。例如，(旋转)网版印刷包括导电胶的印刷。尽管可实现相当高的分辨率，然而此法是基于接触。不过，诸如OLED及OPV电池之类的各种设备堆栈可能不允许接触，因为它们含有障壁堆栈(barrier stack)。因此，想要非接触式方法用以提供图案化结构。例如，喷墨印刷有不接触的优点。不过，喷嘴大小限制导电油墨的可用粒径，以及分散(低黏性)及液滴大小会影响最大分辨率。在另一例子中，雷射诱发正向转移(LIFT)为用于沉积高分辨率的导电结构的相对新的图案化技术。不过，雷射系统相当昂贵而且最终它仍基于按需液滴(drop on demand)。仍想要改善快速非接触式图案化基底上的大面积结构的控制。
技术实现思路
本揭示内容的第一方面提供一种用以在基底上提供图案化结构的方法。该方法包括：提供供体基底，供体基底包含位于光源与受体基底之间的供体材料。该方法更包括：提供掩模，掩模被配置在光源与供体基底之间。掩模包含掩模图案，其用以图案化从光源射向供体基底的光线。经图案化的光线(patterned light)与待产生的图案化结构匹配。因此，经图案化的光线射向供体基底致使供体材料从供体基底释出以及转移到受体基底，以在受体基底上形成图案化结构。经图案化的光线被分成多条分离的大小均匀的光束，多条分离的大小均匀的光束同时射向供体基底，以致使供体材料从供体基底以分离的大小均匀微滴的形式释出。目前公认，以光线诱发材料从供体基底转移到受体基底原则上可用作能一次快速地转移材料的大图案的非接触式方法。通过利用在光源与供体基底之间的掩模，可照射供体材料的带图案区以同时转移它。不过，已发现，若不进一步修改，该方法可能难以控制，因为转移行为可能取决于不同转移区的大小。例如，释放一材料区所需的
能量可能取决于作用于待转移材料的剪力，这可能因区域大小不同而不同。此外，在一次转移大面积材料时，该区在转移时可能分裂成碎片，这可能导致不可预测的图案化行为。通过把光线分成多条分离的大小均匀的光束，供体材料对每个光束的反应可更加均匀及可预测。特别是，因为每个光束有相同的大小及能量，因此待释放的供体材料的每个微滴可具有相同的大小及容积而且转移特性更加可预测。此外，由于在同时射向供体基底时，光束之间有间距，因此所得微滴也分开而且彼此在途中不相互影响，从而进一步改善转移特性的可预测性。因此，材料会从供体基底以分离的大小均匀的微滴的形式释出。界限分明及分离的微滴在碰撞受体基底时可并在一起以形成较大的结构。因此，改善大量微滴的一次转移的控制可提供基底上的大面积结构的非接触式快速图案化。在一具体实施例中，掩模图案包含多个图案区，多个图案区具有与待形成的图案化结构的各区的不同大小相对应的不同大小。通过把被掩模图案化的光线分成多个分离均匀光束，有不同大小区的掩模图案仍可导致形成均匀的微滴大小。通过把掩模图案分成分离的大小均匀的像素，所得的光线图案可具有分离的大小均匀的光束。因此，可将多个像素配置成可形成这些多个大小不同图案区中之一图案区。例如，像素化掩模(pixelated mask)可通过接收规则的掩模图案以及把这些图案区分成多个分离的大小均匀的像素来产生，掩模图案具有不同大小的多个图案区，对应于大小不同的待形成的电路组件。替换地或另外，把掩模图案本身分成数个像素，可提供在光线穿过有大小不同的图案区的第一掩模图案之前或之后对光线进行像素化的第二掩模。通过使分离光束有均匀的距离，对应微滴可以以均匀的距离沉积于受体基底上。当均匀的转移微滴到达受体基底时，它们可平均地散布于基底上从而连接到相邻转移微滴。因此，通过使分离微滴相互连接可形成大面积互连的图案化结构。通常通过在相邻光束之间提供适当小的分离距离可实现相邻微滴的互连，这关系到例如光束大小、供体材料的层厚、供体材料的黏性及/或微滴的转移速度。另一方面，分离距离最好够大以允许分离转移微滴。通常，发现提供约等于光束大小或更小的相邻光束分离距离是有利的，例如光束大小的20％至200％，50％至150％为较佳，甚至50％至100％更佳。若通过像素化掩模产生光束，光束大小通常与像素大小成正比，以及光束距离与像素距离成正比。因此，选择像素大小和距离使得适当隔离的微滴从供体基底喷出。与供体材料的层厚相比，当光束太小时，剪力可能妨碍供体基底适当地释出供体材料。另一方面，当光束太大时，材料转移区可能分裂。为了提供容易与供体材料分离的界限分明微滴，已发现，射向在供体基底上的供体材料的光束大小最好约等于供
体材料的层厚或更大，例如光束大小(例如，直径)等于供体材料之层厚的50％至400％为较佳，在100％至300％之间更佳，甚至在150％至250％之间更佳。通过，为了提供界限分明的微滴，这些光束有两个大约相等的尺寸，例如，方形或圆形光束。通常，掩模图案包含具有不同大小的多个图案区，对应于待形成的图案化结构的不同大小的区。因此，在一具体实施例中，掩模图案被分成数个分离像素，其中多个相邻像素被配置为形成这些多个图案区中的一个图案区。在一具体实施例中，供体材料被配置于供体基底在供体基底与受体基底之间的一表面(侧面)上，亦即，背离光源。在该具体实施例中，供体基底可透光，亦即，光线可穿过供体基底直到射向位于供体基底的一个表面上的供体材料。通过光线射向供体材料，材料从供体基底释出以及射向受体基底，在此建立图案化结构。在一具体实施例中，光源为闪光灯，例如，(脉冲)氙闪光灯。例如，在一具体实施例中，高强度脉冲氙闪光灯与(光刻)掩模一起用来从供体膜转移带图案油墨至接受膜(receiver film)。替换地，通过曝光及清洗剩余的未曝光油墨，掩模可用来图案化供体。有利的是，此解决方案可使用开发供光刻曝光用的现有图案化知识。所得方法可提供基于直接图案化方法的非接触式掩模。应了解，高功率激光脉冲能够从供体膜驱逐材料至接受膜。此时已发现，更实惠的光源，例如常规氙灯，可用于此目的。优于LIFT的另一个优点是可同时转移整个图案。为了用常规光源适当地得到转移材料，想要短持续时间及高功率光源。在一具体实施例中，光线包含一调制脉冲，其中调制包含第一及第二时间间隔，其中，在第一时间间隔中，调制脉冲有第一光强度用以释放供体材料，以及其中，在第二时间间隔中，调制脉冲有第二光强度，用于当供体材料在供体基底与受体基底之间的途中时干燥、熔解及/或烧结供体材料。目前公认，调制脉冲可用来消熔(ablate)，干燥及烧结(熔化)在飞行期间的转移液滴。由于液滴不经受任何散热，因此可极有效地加热至极高温。基底之间的间隙与液滴速度可决定脉冲的时框。例如，取决于距离，在一具体实施例中，第一时间间隔小于50微秒，以及第二时间间隔大于100微秒。第一光强度高于第二光强度为较佳。利用较长的脉冲，额外能量(除了用来释放供体材料的能量以外)可用来有效地加热转移液滴。在一具体实施例中，供体基底与受体基底的距离大于25微米，100微米以上为较佳。藉由有充分的距离，供体材料在这些基底之间的途中时可用光线进一步加热。在另一具体实施例中，供体基底与受体基底的距离小于2毫米，小于1毫米较佳，小于500本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在基底上提供图案化结构(3p)的方法，所述方法包括：提供供体基底(10)，所述供体基底(10)被配置在光源(5)与受体基底(4)之间，其中所述供体基底(10)包含供体材料(3)；提供掩模(7)，所述掩模(7)被配置在所述光源(5)与所述供体基底(10)之间，其中所述掩模(7)包含用于图案化从所述光源(5)射向所述供体基底(10)的光线的掩模图案(7p)，其中经图案化的光线(6p)与待产生的所述图案化结构(3p)匹配，其中所述经图案化的光线(6p)射向所述供体基底(10)，致使所述供体材料(3)从所述供体基底(10)释出并转移到所述受体基底(4)，以在所述受体基底(4)上形成所述图案化结构(3p)；其中所述经图案化的光线(6p)被分成多条分离的大小均匀的光束(6b)，所述多条分离的大小均匀的光束(6b)同时射向所述供体基底(10)，以致使所述供体材料(3)从所述供体基底(10)以分离的大小均匀的微滴(3d)的形式释出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.30 EP 13190956.6;2013.12.16 EP 13197502.11.一种用于在基底上提供图案化结构(3p)的方法，所述方法包括：提供供体基底(10)，所述供体基底(10)被配置在光源(5)与受体基底(4)之间，其中所述供体基底(10)包含供体材料(3)；提供掩模(7)，所述掩模(7)被配置在所述光源(5)与所述供体基底(10)之间，其中所述掩模(7)包含用于图案化从所述光源(5)射向所述供体基底(10)的光线的掩模图案(7p)，其中经图案化的光线(6p)与待产生的所述图案化结构(3p)匹配，其中所述经图案化的光线(6p)射向所述供体基底(10)，致使所述供体材料(3)从所述供体基底(10)释出并转移到所述受体基底(4)，以在所述受体基底(4)上形成所述图案化结构(3p)；其中所述经图案化的光线(6p)被分成多条分离的大小均匀的光束(6b)，所述多条分离的大小均匀的光束(6b)同时射向所述供体基底(10)，以致使所述供体材料(3)从所述供体基底(10)以分离的大小均匀的微滴(3d)的形式释出。2.如权利要求1所述的方法，其中所述掩模图案(7p)包含与待形成的所述图案化结构(3p)的不同大小的区相对应的、具有不同大小(C1，C2)的多个图案区(7a)，其中被图案区(7a)图案化的光线被分成多个分离的大小均匀的相邻光束(6b)，相邻光束在所述受体基底(4)上形成所述图案化结构(3p)的互连区。3.如上述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述掩模(7)通过下列步骤制作：接收掩模图案(7p)，所述掩模图案(7p)包含与待形成的大小不同的电路组件相对应的、具有不同大小(C1，C2)的多个图案区(7a)，以及将所述图案区(7a)分成多个分离的大小均匀的像素。4.如上述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述光束(6b)具有均匀的距离(6d)，用于以均匀的距离将所述微滴(3d)沉积于所述受体基底(4)上，其中通过使转移微滴在所述受体基底(4)上分散并连接到相邻的转移微滴来形成互连的图案化结构(3p)。5.如上述权利要求中的任一项所述的方法，其中射向所述供体基底(10)的光束(6b)的大小(6c)为所述供体材料(3)在所述供体基底(10)上的层厚(3t)的150％至250％。6.如上述权利要求中的任一项所述的方法，其中相邻光束之间的分离距离(6d)介于这些光束的大小(6c)的10％至150％之间。7.如上述权利要求中的任一项所述的方法，其中这些光束具有第一尺寸(X1)以及与所述第一尺寸(X1)相等的横向第二尺寸(Y1)。8.如上述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述光源(5)包括闪光灯。9.如上述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述光线(6)包含调制...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯·雅各布·海德律克斯，加里·阿鲁季诺夫，爱得斯格·康斯坦·彼得·斯米茨，
申请(专利权)人：荷兰应用自然科学研究组织TNO，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL