JP2008503033A - 超高速レーザパルスを用いた複合シート材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パターニングされた多層薄膜構造体は、超高速レーザ及び吸収分光法を用いて、多層構造体の下側の層にダメージを与えることなくパターニングされる。この構造体は、熱スペクトル、強度スペクトル及び吸光スペクトルに基づいて除去可能な層を選択し、適切な波長(Λ)、パルス幅(τ)、スペクトル幅(Δλ)、スポットサイズ、バイトサイズ及びフルエンスでプログラムされた超高速レーザを用いることによって形成される。最終の構造体は、最後に設けられた層(頂部層)又は多層構造体内のより下位の層においてパターニングされた構造的特徴(ビア、絶縁領域又はインクジェット印刷された領域など)を有し得、且つ、有機発光ダイオード(OLED)及び有機薄膜トランジスタ(OTFT)の構成要素などのアプリケーションにおいて使用され得る。本発明の方法は、製品のスペックを決定するステップと、基板を提供するステップと、層を選択するステップと、該層を設けるステップと、該層をパターニングするステップと、多層薄膜構造体にさらなる層を追加する必要があるかどうかを判定するステップとを包含する。
【選択図】図2
Description
このステップでは、製品のスペック、すなわち、サイズ、厚さ、弾性係数、引張強度、導電率、熱伝導率、シート抵抗、電子移動度、材料温度限界、視感度効率、環境感度などを決定する。製品のスペックは、どの種類の薄膜材料を選択しパターニングするかということに大いに影響する。次に、方法200はステップ220に進む。
このステップでは、図1に示す多層薄膜構造体100のための基板140が提供される。一実施例において、基板140は、コーニング社(CorningInc.)によって製造された石英ガラス(SiO2)の研磨透明ガラス基板であり得る。次に、方法200はステップ230に進む。
このステップでは、層形成される材料は、吸光スペクトル、熱特性及び化学特性に基づいて選択される。
このステップでは、ステップ230で選択された材料を用いて、所与の構造体(例えば基板140)の上面に層が形成される。一実施例において、(1)スピンコーティング、(2)蒸着、(3)スパッタリング、(4)化学気相蒸着法(CVD)、又は(5)インクジェット印刷法等、さまざまな公知のプロセスの1つを用いて選択された材料を与える。次に、方法200はステップ250に進む。
このステップでは、レーザアブレーションの公知のプロセスを用いて層をパターニングする。各層の熱特性、強度特性、剛度特性及び吸光スペクトル特性を用いて、アブレーションレーザ(図示せず)の動作パラメータを選択する。レーザの適切なΛ値、τ値、Δλ値、スポットサイズ、バイトサイズ及びフルエンスを設定する。これらは全て、各層の熱スペクトル、強度スペクトル及び吸光スペクトルを調べることによって得られる。
この判定ステップでは、さらなる層を追加して多層薄膜構造体100をパターニングし層形成するかどうかを判定する。層を追加する場合、方法200はステップ230に進む。層を追加しない場合、方法200は終了する。
110、310、410 第1層
120、320、420 第2層
130、330、430 第3層
140 基板
150 導電ビア
200 方法
300 多層薄膜構造体
340 基板
350、450 埋込導電ビア
400 多層薄膜構造体
440 基板
455 特徴形状
460 絶縁部
Claims (37)
- 有機発光ダイオード(OLED)、有機薄膜トランジスタ(OTFT)、液晶ディスプレイ(LCD)又は電子ペーパーの製造において用いる、パターニングされた多層薄膜構造体の形成方法であって、
除去可能な層の薄膜材料を、1つ以上の下側の層の材料特性に対する該薄膜材料の熱特性、強度特性及び吸光スペクトル特性に基づいて選択するステップと、
パターニングする層の熱特性、強度特性及び吸光スペクトル特性に応じて適切な動作パラメータでプログラムされた超高速レーザを用いて層をパターニングするステップと、
薄膜材料を差異的にパターニングして層形成することにより前記多層薄膜構造体を形成するステップであって、薄膜材料の層を追加する工程及び次の層を追加する前に最上位層をパターニングする工程を含むステップと
を包含することを特徴とする方法。 - 請求項1の方法において、
前記超高速レーザを、波長(Λ)、パルス幅(τ)、スペクトル幅(Δλ)、スポットサイズ、バイトサイズ及びフルエンスに関連する動作パラメータでプログラミングするステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項1の方法において、
製品のスペックを決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項3の方法において、
各層のサイズ及び厚さを決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項3の方法において、
各層の弾性係数を決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項3の方法において、
各層の引張強度を決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項3の方法において、
各層の導電率及び熱伝導率を決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項3の方法において、
前記製品のシート抵抗を決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項3の方法において、
各層の電子移動度を決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項3の方法において、
各層の材料温度限界を決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項3の方法において、
前記製品の視感度効率を決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項3の方法において、
前記製品の環境感度を決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項1の方法において、
基板を提供するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項13の方法において、
石英ガラス(SiO2)の研磨透明ガラス基板を提供するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項1の方法において、
前記構造体に追加する層を選択するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項15の方法において、
前記多層薄膜構造体に追加する層の機能を決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項16の方法において、
前記層がアノード、カソード、半導体、絶縁体、電極、又はパッシベーション層の機能を有するかどうかを決定するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項17の方法において、
前記機能に適した材料のリストを編集するステップをさらに包含し、
前記リストは、前記リストの関連する材料の材料特性を含む
ことを特徴とする方法。 - 請求項18の方法において、
前記材料特性は融点を含むことを特徴とする方法。 - 請求項18の方法において、
前記材料特性は熱伝導率を含むことを特徴とする方法。 - 請求項18の方法において、
前記材料特性はボンディング強度を含むことを特徴とする方法。 - 請求項18の方法において、
前記材料特性は吸光スペクトルを含むことを特徴とする方法。 - 請求項15の方法において、
前記追加して除去する層の材料を、既に追加された下側に存在する1以上の層の材料に基づいて選択するステップをさらに包含し、
前記熱特性及びボンディング特性が劇的に悪くない場合、具体的には、
(1)前記最上位層の方が熱伝導率が高い条件下において、前記追加する層の熱伝導率が前記下側の層と比べて100倍以内である場合、並びに
(2)前記下側の層の方が融点が低い条件下において、融点が500℃の差異の範囲内である場合には、
差異的アブレーションには2倍の吸収強度で十分であると見なされることを特徴とする方法。 - 請求項23の方法において、
吸収強度が互いの30%以内である場合、前記下側の層では、前記追加して除去する層よりも10倍高い熱伝導率及び/又は500℃高い融点が要求されることを特徴とする方法。 - 請求項1の方法において、
前記層を設けるステップをさらに包含し、該ステップは、前記構造体の頂部に設ける層について選択された材料で層形成する工程を含むことを特徴とする方法。 - 請求項25の方法において、
前記材料をスピンコーティングによって与えるステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項25の方法において、
前記材料を蒸着によって与えるステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項25の方法において、
前記材料をスパッタリングによって与えるステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項25の方法において、
前記材料を化学気相蒸着法(CVD)によって与えるステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項25の方法において、
前記材料をインクジェット印刷によって与えるステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項1の方法において、
前記多層薄膜構造体にさらなる層を追加する必要があるかどうかを判定するステップと、
前記多層薄膜構造体にさらなる層を追加する必要があるかどうかに基づいて、次の層の追加又は前記構造体の形成終了を選択的に行うステップと
をさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項1の方法において、
前記最上位層にパターニングされたビアを有する最終構造体を形成するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項1の方法において、
前記多層薄膜構造体内に設けられた最上位層よりも下位の層にパターニングされたビアを有する最終構造体を形成するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項33の方法において、
前記設けられた最上位層にパターニングされたビアを有する最終構造体を形成するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項1の方法において、
有機発光ダイオードとして機能し得る最終構造体を形成するステップをさらに包含することを特徴とする方法。 - 請求項1の方法によって形成された、完成した多層薄膜構造体であって、
第1、第2及び第3の薄膜層であって、前記第2の層が前記第1の層と前記第3の層との間に設けられている薄膜層と、
前記構造体の最上位層と異なる層に形成された少なくとも1つの埋込導電ビアと、
ガラス又はプラスチック材料で形成された研磨透明基板と、
を備えており、
前記第1、第2及び第3の薄膜層のうち少なくとも1つは有機薄膜層であり、前記ビアは前記第2の層を前記基板に電気的に接続することを特徴とする多層薄膜構造体。 - 請求項36の完成した多層薄膜構造体において、
前記構造体の最上位層と異なる層に形成された絶縁部と、
前記第2の層と前記基板との間に設けられた前記第3の層にインクジェット印刷を行うことによって形成された印刷トレースと、
をさらに備え、
前記絶縁部は、使用する材料を電気的に絶縁して、前記多層薄膜構造体の層を分離する
ことを特徴とする多層薄膜構造体。
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