TWI389315B - 製作薄膜電子元件的線上製程 - Google Patents

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Description

製作薄膜電子元件的線上製程
本發明係與在一基板上製作一薄膜電子元件的線上製程相關。在一較佳實施例中，薄膜電子元件為一薄膜電晶體；在另一較佳實施例中，此製程被整合成線上製程用來製造平板顯示器。
平面顯示器在多方面應用的市場不斷地成長。舉例而言，小型平面顯示器被用於行動電話及數位相機；較大的面板被用在筆記型電腦上；具有例如13吋或17吋對角尺寸之更大的面板作為桌上個人電腦的顯示器，目前非常普遍；再更大的面板目前逐漸被用於電視接收器上。
實際上，平面顯示器在基板上包含映像點陣列。映像點會包含液晶或有機發光二極體(OLED)。在這兩種情況中，一個影像是藉由在格柵中選擇性地啟動映像點而形成，影像品質和解析度大多取決於驅動映像點之系統精緻度。
分段的驅動方法被設計來同時施加電壓在不連續的映像點群組上。此方法適用於例如計算機的簡單顯示器，但是並不適用於較複雜的顯示器上，因為其解析度較差。
對較高解析度的顯示器而言，需要一種矩陣形式的驅動方法。有兩類的驅動方法被矩陣顯示器所使用。在靜態(或直接)的驅動方法中，每一映像點都各別連接至一驅動器。此為簡單的驅動方法，但是當映像點的數量增加時，佈線就變得非常複雜。另一方法為多通道方法，在其中映像點以矩陣形式被配置及佈線連接。有兩種類型的矩陣形式：被動矩陣及主動矩陣。
在被動矩陣顯示器中，沒有切換裝置，而且每一映像點被啟動超過一幅時(frame time)。被施加在映像點的有效電壓必須經過多個幅時，將訊號脈衝加以平均，這會造成緩慢的回應時間以及最大對比率的減少。被動矩陣顯示器的定址也會造成交互干擾而產生模糊的影像，因為沒被選擇的映像點會透過第二訊號電壓路徑被驅動。
在主動矩陣顯示器中，一切換裝置和一合併的儲存電容器可以被整合在電極的每一交會點上，以致於每一映像點有至少一個切換裝置。主動矩陣顯示器在掃描線數量上沒有先天的限制，產生交互干擾的情況也較少。大多數的主動矩陣顯示器使用由沈積薄膜所製成之電晶體(也就是薄膜電晶體，TFT)的切換裝置。
任何TFT的必要部份為一薄層半導體材質。一種合適的半導體材質為摻雜矽。如果摻雜矽被使用，其通常為非結晶矽(a－Si)的形式。非結晶矽TFT可以在相當低溫(攝氏300－400度)的狀況下進行大面積的製作。
多重結晶矽(p－Si)或微結晶矽(mc－Si)比非結晶矽優越之處在於其電子可移動性比非結晶矽大1或2個數量級。然而，多重結晶矽和微結晶矽製造成本高，且當製作大面積顯示器時會特別困難。
製造一片TFT需要大量的獨立處理步驟，每一步驟都需要在真空或受到控制的氣氛中執行以避免污染，即使少量的污染也可能嚴重地妨礙甚至損害TFT的功能。製造一台平面顯示器需要額外之沈積材料的步驟，例如沉積顯示器材料本身和保護TFT以及顯示器材料免受來自周遭影響的封裝層。
目前實務上的作法是將這些各別的處理步驟在獨立專屬的機器中進行。這使得製造平面顯示器所需的各別機器都要在一個潔淨的房間內組裝，且基板從一台機器移至下一機器也須如此。製造物流運籌通常需要基板在處理步驟之間存放一段時間。為了避免污染，此存放也需要在乾淨的空間內進行。
平面顯示器的製造廠商已經藉由使用大型基板，來克服這些製造流程的先天成本，藉此，數個平面顯示器可以同時製造。雖然此方法考慮到經濟規模，但其需要處理更大基板所伴隨之執行這些製造流程以及將基板從一個處理步驟移至下一個所需之更高價的設備成本。
因此，本發明的目標之一就是提供一種在基板上製造薄膜電晶體的線上製程，本發明的另一目標是將製造薄膜電晶體的線上製程整合至製造平面顯示器的線上製程中。
在第一實施例中，本發明係相關於在基板上製造薄膜電子元件的線上製程，其中包含以下步驟：a)將一可結構化層沈積至一基板；b)將一可圖案化材料以第一圖案沈積至可結構化層；c)蝕刻未被可圖案化材料所覆蓋區域的可結構化層；上述步驟在執行的過程並未將基板曝露至周圍空氣。
可圖案化材料所沈積的第一圖案可以為完全覆蓋結構化層的一層。此完全層可以接著顯影成為第二圖案，舉例而言，藉由以遮罩覆蓋此層，以例如照射的方式，將可圖案化層的曝露區域加以固化。
在另一實施例中，可圖案化材料以第一圖案被沈積，其接近前述第二圖案，然後接著被固化至希望的第二圖案，其蝕刻在第一圖案內。在更進一步的實施例中，第二圖案可以藉由蝕去第一圖案的一部份而形成。
在一較佳實施例中，薄膜電子元件為一薄膜電晶體。
在另一較佳實施例中，本發明係相關於製造平面顯示器的製程，其包含在一基板上製造薄膜電晶體的線上製程，藉此，TFT形成於基板上，以映像點形式排列，而薄膜電晶體的形成步驟如下：f)將不連續的OLED材料粒子置於基板上，前述的粒子係與前述的映像點相關聯；g)將陰極置於OLED粒子之上，以形成一OLED元件；h)將OLED封裝。
在兩層玻璃板之間的液晶可以取代OLED材料，沈積在TFT上。
在此使用的”線上製程”意謂包含數個製程步驟的製程，其必須在一真空或一受控制的氣氛中執行，製程步驟藉此在相連的製程站中執行，以致於基板在製程步驟期間或之間不會曝露在周圍空氣中。一個較佳的薄膜元件為薄膜電晶體。
在此使用的”基板”包含已知的玻璃和矽基板，以及聚合物基板和其它合適的材料，本發明的線上製程可以在其上執行。
線上製程最好是持續的，為的是接續的製程步驟一個接著一個，不需中間儲存基板的空間，除了短期儲存的小緩衝區之外。
在此使用的周圍空氣意謂人類呼吸所需要之合適的空氣。就其本身而言，包含戶外空氣、可發現於建築物中的調節空氣，以及可發現於潔淨室中的調節和濾淨空氣。
可結構化層可以為一絕緣層、一金屬層、一透明傳導氧化物(TCO)層、一半導體層或任何其它適合結構化以形成薄膜電子元件一部份的層。可結構化層之一較佳的半導體材料為摻雜矽。
可結構化層可以藉由使用蒸鍍製程而沈積，最好為電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)製程，或是濺鍍製程。
“蝕刻”一詞意謂任何移除材料或其它改變其性質的適合技術。
“可圖案化層”一詞意謂任何可以施加在或形成在可結構化層上的層，且其可以形成一圖案或可以被處理而形成一圖案。可圖案化材料的較佳形式為光阻材料，其可被固化，例如藉由曝光然後顯影。也有其它的圖案化形式，例如藉由雷射蝕刻移除部份的作用層。這樣的製程來自於未發表的PCT專利申請案PCT/IL2004/000792，其內容在此完整地被納入參考。其它可以使微形圖案形成在層上的製程也可以被使用，尤其是表面能量圖案化技術和其它對可圖案化的表面性質之修正，例如在光線照射的影響下。
可圖案化材質被用來選擇性地覆蓋可結構化層，以致於此層可以藉由例如將可結構化層曝露部份加以蝕刻去除而加以結構化。為達此目的，可圖案化材料可以沈積在第一圖案中，然後接著選擇性地在第二圖案中固化、在第一圖案內蝕刻。在此的”固化”一詞涵蓋任何可以區別可圖案化層之部份性質的製程，且包含用來形成第二圖案之傳統的正、負光阻以及雷射蝕刻技術。
第一圖案可以為一完全層，完全覆蓋結構化層。任何已知的技術可以被用來沈積可圖案化材料的層。透過使用光阻材料，此層選擇區域的固化可以藉由透過遮罩照射而達成。未固化的光阻材料接著以顯影製程移除，因而產生所須的第二圖案。
可圖案化材料的選擇性圖案化也可以藉由使用直接成影技術而達成。
在一較佳實施例中，第一圖案非一完全層，但是接近可結構化層的所須結構。可圖案化材料被選擇性地移除以形成所須的第二圖案。很清楚地是，第一圖案必須符合第二圖案可以在第一圖案內被蝕刻的條件。
在第一圖案中沈積可圖案化材料而較完全層少的較佳技術為一印刷技術，其中可圖案化層材料藉由使用印刷頭加以沈積。這樣技術的優點在於可以使用較少的可圖案化材料，而且在下一步驟中須要移除的可圖案化材料也較少。
在一較佳實施例中，可圖案化材料藉由使用一整合印刷頭/固化頭組件而加以沈積和固化。更好的是組件也包含一掃描頭。
本發明的線上製程最好為一持續的製程。更好的是製程包含線上品質檢測，以及基於這些線上品質檢測，針對調整選擇的製程參數之回饋流程。
除了上述製程步驟，製程也可以選擇性地包含從一清洗步驟、可圖案化層之預烘步驟、可圖案化層之後烘步驟、結構化層之退火步驟以及這些的組合之群組中所選出的製程步驟。
用來製造一薄膜電子元件的製程可以納入製造平面顯示器的製程中。
在一較佳實施例中，本發明的線上製程被用來沈積在基板薄膜電晶體上，其被配置為映像點。較佳的是此製程與一線上製程整合，用來印刷有機發光材料於與這些映像點相關聯的不連續區域。較佳的是此製程由一線上製程跟隨其後，用來提供陰極給有機發光材料，以形成一OLED元件，並以封裝層覆蓋前述的OLED。
最好是能製作可以發出不同顏色光線的映像點。這可以藉由將能發出不同顏色光線的有機發光材料結合於每一映像點而達成。另一可能是提供能發出一種顏色光的有機發光材料，最好是白色，並提供顏色濾光片或是能發出磷光的材料。
有機發光材料可以藉由使用一蒸鍍技術或一印刷技術而加以沈積。彩色濾光片和磷光材料最好藉由使用印刷技術而加以應用。
此製程可以包含基於線上品質檢測之回饋流程。
對於本發明的線上製程而言，最好是使用一個用來處理基板的組件，其包含一真空載入鎖閘室以及至少一個處理室。在此的”真空”一詞包含兩個含意：空氣壓力已自大氣氣壓大量減少，以及受控制的、量身訂製的環境，例如經仔細淨化的空氣和惰性氣體。
最好是組件包含一系列的處理室，每一個處理室專屬於一製程步驟。最好是組件更進一步地包含用來在鄰近處理室之間運送基板的運送機構。
在一較佳實施例中，用來執行本發明製程的設備為一模組，並包含用來在一基板上製作薄膜電晶體的線上模組、用來在基板上印刷發光材料的線上模組、以及用來提供陰極和封裝層的線上模組。
若有需要，此設備可以更進一步地包含用來施加彩色濾光片的線上模組，或是用來施加能發出磷光的材料的線上模組。
這些多樣化的模組可以是獨立的模組，其可在共同的潔淨室中組合。最好是不同的模組藉由連接真空室而連接，每一連接真空室有傳送一基板至鄰近模組的傳送機構。
最好是組件提供運送的裝置，用來移動基板從一真空鎖閘室至一處理室。這樣的組件揭露在已出版的美國專利申請案U.S.2004/0049308，其內容在此納入作為參考。
在一較佳實施例中，組件包含數個處理室，每一個都專屬於一特定的處理步驟。一傳送裝置被提供，用來移動基板，從真空鎖閘室至第一處理室，並接著到後續的處理室。在完成於最後處理室中的最後處理步驟後，基板移至一真空鎖閘室，從此處可自組件移出。一較佳的組件揭露於荷蘭專利申請案號碼102 4215，2003年9月3日申請，其內容在此被納入作為參考。
本發明的線上製程最好包含至少一個內含沈積氮化矽的步驟。最好是使用一來源，其能在高沈積速度下沈積氮化矽，否則如此的處理步驟會變成整個線上製程的速率決定步驟。歐洲專利號碼EP 0 297 637揭露一電漿來源，其能以每秒幾十奈米的沈積速度沈積氮化矽。此電漿來源特別適合用於本發明之線上製程的氮化矽沈積步驟。歐洲專利號碼EP 0 297 637的內容在此被納入參考。特別受青睞的電漿來源揭露於荷蘭專利申請案102 3491，2003年5月21日申請，其內容在此被納入參考。
圖1將製造例如TFT之批次製程、半批次製程以及本發明之線上製程的原理加以比較。底下雖然說明與使用光阻層相關技術的製程，此亦解讀成可同樣應用在其它可圖案化層上。
圖1的A部份為批次製程的圖示。製造流程的各種步驟在專屬的裝置中執行，每一個都由一個矩形方塊代表。裝置被置於一個共同的潔淨室10中。裝置11a、11b、11c都是相同的，也可以同時運作。圖上的箭頭示意產品透過製造流程的流向。
批次製程的重要特色在於產品從一個”組合線”到另一個的交錯，如12a和12b所示之交錯箭頭。
另一重要特色為在製程的特定階段有餘冗能力，其為各別裝置並未總是與其它裝置協調一致的結果。此外，批次製程的設計者可能必須在其製程中建立備用容量，以便能處理在製程物流中的不平衡，以及偶發的設備故障。
批次製程的特色藉由矩形方塊而顯示，其沒有進或出的箭頭。
批次製程的一方面是使用基板的批次式鎖閘室，導致在基板被處理之前有歷史紀錄的變異。
批次製程的另一特色為產品在等待一專屬於下一處理步驟的裝置可用時，可能需要儲存在潔淨室10中一段時間。此特色並未顯示於圖1中。
圖1的B部份顯示被視為”半批次”的製程。在批次製程中，矩形所代表的專屬裝置一起被置於共同的潔淨室中。在半批次製程中，通常每一製程步驟會有一個這樣的裝置。產品從一裝置傳至下一個，如圖中箭頭所示。
如同在批次製程中，產品在等待一專屬於下一處理步驟的裝置可用時，可能需要儲存在潔淨室中一段時間。此並未顯示於圖1中。
圖1的C部份顯示依據本發明之線上製程。矩形方塊代表整合式製造單元的模組。模組間相通，且產品藉由傳送機構(未顯示)從一模組傳送至下一模組。一鎖閘室被整合在製造單元中。因模組間相連接，模組就不須放置於潔淨室環境中。因為產品在製程步驟間並未曝露在周圍環境中，在準備產品給每一接續製程步驟的時間損失，比起批次和半批次製程大幅地減少。
各別模組的製造能量彼此互相協調，所以製程步驟之間的閒置時間量比起批次和半批次製程大幅地減少。
線上製程的另一優點為所有基板有相同的製程歷史，因而與藉由批次製程或半批次製程所製造的產品相較，能大幅地減少產品的變異性。
圖1A顯示更詳細的模組11a、11b、11c之一。
模組11包含對接座13a和13b、鎖閘室14a和14b，以及製程室15。
圖1A的B部份顯示所謂的自動引導運輸器(AGV)16，其被用來運送裝載一堆基板17的容器18。
為了要供應基板17到製程室15的製程，AGV16被移至對接座13a，並從那裡進入到鎖閘室14a。在鎖閘室14a中，基板先被預處理，然後一個接著一個被移入製程室15，以執行特定的處理步驟。在每一基板都被執行了製程室15的處理步驟之後，接著被移至AGV上，其在鎖閘室14b中等待。當所有基板都接受了製程室15的處理步驟之後，AGV從鎖閘室14b移至對接座13b，並從那裡進入潔淨室環境(未顯示)。
從這些說明可以清楚地了解此製程使得每一基板有不同的製程歷史，因為其各別在鎖閘室14a和14b中的等待室間會有很大的差異。
圖1的B部份之半批次製程使用類似的模組，造成在各別基板之間的製程歷史有相同的變異。這些變異會在不同的處理步驟過程中累積，因而造成產品品質的顯著差異，甚至是同一批基板中亦如此。
圖2顯示由本發明製程所製造之適合用於平面顯示器之較佳發光元件20。基板21可以是任何習知技術中合適的基板。較佳的基板是透明的，舉例而言，一片薄玻璃或是一片透明聚合物。
在基板21上沈積的為一閘極22。一個較佳的閘極組成為一厚度100至500奈米的金屬濺鍍層、透明傳導氧化物(TCO)、或是兩者的結合。基板和閘極由氮化矽層23所覆蓋。在閘極22上的氮化矽層之上為一半導體材料層24。此半導體材料層24可以包含摻雜的非結晶矽、微結晶矽、或是複結晶矽和微結晶矽矽的混合。在氮化矽層23之上的為源極層25，其與半導體層相接觸。源極層25可以是例如像Al、Ag、Au、Mo、Cr、Ti等金屬或是像ZnO或TCO等氧化物的濺鍍層，會在半導體層的區域中有一開口。在整個結構上面為一平面層26。在平面層26上為一陽極27，其穿過平面層，使能與源極層25電接觸。陽極材料可以是任何傳導材料，其可以輕易地藉由已知的技術加以沈積。最好陽極為一Al、Ag、Au、Mo、Cr、Ti、ZnO或TCO的光反射層。其中鋁尤其佳。
發光材料28被沈積在陽極27之上。發光材料最好是一有機發光材料。有機發光材料可以是所謂的”小分子”(例如非聚合性)材料，或是可以是一聚合發光材料。小分子材料的實例包含螢光金屬螯化物，例如8－羥基奎啉鋁(Alq3)。聚合性材料的實例包含揭露於美國專利5,247,190的共軛聚合物，其內容在此被納入參考。在這些聚合物中，聚(對苯撐乙烯)(PPV)為最佳。
陰極29被置於發光材料28之上，其就位於TFT之上的區域。顯示在圖2的還有阻絕層30，其阻止光線進入TFT影響其運轉。此阻絕層是選擇性的。
閘極22、矽層24、源極層25、平面層26、陽極層27和阻絕層30為結構化層。
TFT、陽極、陰極和發光材料形成發光顯示元件的功能性部份。該元件被數個封裝層覆蓋，以保護元件不受周圍氧氣和水氣的不良影響。在封裝層31的上方為一膠合層32，其在元件和外玻璃層33之間形成結合。有一玻璃基板和一保護的外玻璃層的優點為可獲得穩定而勻稱的結構。
製作發光元件之堆疊的薄層可以有多種變化。取決於欲生產元件的特點，其順序可以改變，且可以增加或減少層。
圖3為沈積電子元件之製程的示意圖，例如將薄膜電晶體沈積基板上。在步驟A中顯示的玻璃基板30被一例如摻雜矽層之可結構化層31(步驟B)所覆蓋，其使用揭露於歐洲專利號碼EP 0 297 637之電漿增強化學氣相沈積(PECVD)製程。可結構化層接著以第一圖案，用光阻材料(32)塗佈。圖中顯示的第一圖案為一完全層，其覆蓋所有的可結構化層，但是第一圖案可以方便地小於完全層，例如要形成於下一步驟的第二圖案的大概範圍。
在步驟D中，光阻塗佈(32)透過一遮罩曝露在一光源下。此遮罩被設計來提供在第一圖案中蝕刻的第二圖案。光源可以是任何適合將光阻材料在所須區域固化的來源。
在顯影步驟中，未固化的光阻材料被移除，造成可結構化層在不連續的預設區域內。可結構化層的曝露部份藉由蝕刻加以移除(步驟F)，造成形成部份所須電晶體的結構。在蝕刻步驟之後，光阻材料被移除。
此製程會重覆以形成完整的電晶體。
在圖3中所描述的製程和伴隨的文字使用提供覆蓋基板整個加工區域之光阻材料的全部層的一般方法，緊隨在後的是選擇性地移除。在一較佳實施中，薄膜電晶體結構係藉由圖4之整合式印刷及固化頭所建立，此整合式印刷及固化頭40包含印刷頭41、第一固化掃描頭42、第一掃描頭43、第二固化掃描頭44和第二掃描頭45。印刷頭組件被附加至一可移動框架46，其提供在基板47上X和Y方向的移動。整合印刷和固化頭40的運作方式詳細描述於2004年4月23日申請之荷蘭專利申請案NL 1026013。藉由將印刷頭41和第一固化和掃描頭42組合，整合式印刷和掃描頭能微調光阻材料的固化圖案，而不須對齊遮罩。因印刷和固化頭的運作是透過電腦操作，任何對所須的圖案的修正只須透過重新調整電腦程式即可輕易達成，且不須任何像用到遮罩時所須之硬體上的改變。
在薄膜電晶體形成之後，所須的區域以發光材料所填充，例如有機發光顯示(OLED)材料。沈積發光材料的較佳方法是藉由使用一噴墨印刷頭。此技術詳細揭露於已出版的美國專利申請案US 2003/0218645，其內容在此被納入作為參考。
圖5為在一基板上製造薄膜電晶體的線上模組50的示意圖。此為描述於荷蘭專利申請案1024215申請於2003年9月3日的組件型式，此專利內容在此被納入參考。一基板被導入鎖閘室(未顯示)，基板從鎖閘室藉由一傳送機構(未顯示)移動經過一系列的製程室。在處理過基板後，基板被移至製程室51中，其被提供以一裝置，用來沈積一層，其必須被結構化，例如一金屬層、一TCO層、一半導體層或是絕緣層。基板接著被移至製程室52，其被提供以一前述型式的整合式印刷和固化頭。被沈積的光阻材料在製程室53中顯影。在此製程中，任何未固化的光阻材料會被移除。這會將其下層的不連續區域曝露在製程室54中執行的蝕刻步驟。剩餘的光阻材料在製程室55中的移除/灰化步驟中移除。基板接著接受製程室56中的清潔步驟，其可以為二氧化碳乾冰清潔。此模組可以為所生產的元件重覆所須的次數。
必須了解的是此模組本身是模組化的，而線上製程可以藉由以濺鍍、噴墨列印或旋轉塗佈模組替換先前說明的PECVD模組而加以變化。
圖6顯示製造整個平面顯示器的線上設備的模組化設計。第一模組70為薄膜電晶體之線上形成的模組，其在上面有詳細的說明。如圖6所示，此模組以兩列製程室來執行，其間以運送室71連接。此設置有時因為可以節省樓面空間而較受喜愛，但是除此之外，在功能上與圖5顯示的模組功能是類似的。第二模組72包含第二系列的製程室，而其專屬於有機發光材料的線上印刷。散發不同顏色光線的OLED可以聚在一起印刷，以形成一單一映像點，或是在單一顏色的另一發光材料中可以在不連續區域或是映像點的整個區域上印刷，以上每一個都被提供以不同顏色的彩色濾光片。
模組73有第三系列的製程室，其被設計來提供陰極材料和封裝層，以及選擇性地可有膠合層和一外玻璃面板。
此三個模組每一個都可以是獨立的，舉例而言，一起置於潔淨室環境中。然而，在本發明的一較佳實施例中，此三個模組是透過真空室來連接，並提供以運送機構，用來運送基板從一模組到下一模組。
本發明並未限定在用作顯示用途之TFT結構的生產。相同的方法可以應用在製造電子元件中所有類型的結構化層。其中一個例子是製造被動矩陣顯示器的TCO或ITO層。在一玻璃或聚合物基板上，一ITO層藉由例如濺鍍而沈積，此層透過沈積一光阻層於其上而加以結構化，而將光阻加以結構化及蝕刻ITO層。
其它可以用本發明的方法製造的電子元件之實例為發光二極體、號誌用顯示器、感應器、有機電子產品、微機電系統(MEMS)、光電元件，以及製造微晶片的結構。
10．．．潔淨室
11．．．模組
11a．．．裝置
11b．．．裝置
11c．．．裝置
12a．．．產品的流向
12b．．．產品的流向
13a．．．對接座
13b．．．對接座
14a．．．鎖閘室
14b．．．鎖閘室
15．．．製程室
16．．．自動引導運輸器
17．．．基板
18．．．容器
20．．．發光元件
21．．．基板
22．．．閘極
23．．．氮化矽層
24．．．半導體材料層
25．．．源極層
26．．．平面層
27．．．陽極
28．．．發光材料
29．．．陰極
30．．．阻絕層(圖2)、玻璃基板(圖3)
31．．．封裝層(圖2)、可結構化層(圖3)
32．．．膠合層(圖2)、光阻材料(圖3)
33．．．外玻璃層
40．．．整合式印刷及固化頭
41．．．印刷頭
42．．．第一固化掃描頭
43．．．第一掃描頭
44．．．第二固化掃描頭
45．．．第二掃描頭
46．．．可移動框架
47．．．基板
50．．．線上模組
51．．．製程室
52．．．製程室
53．．．製程室
54．．．製程室
55．．．製程室
56．．．製程室
70．．．第一模組
71．．．輸送室
72．．．第二模組
73．．．模組
圖1為本發明批次製程、半批次製程以及線上製程的比較圖。
圖1A為可用於批次或半批次製程中的製程步驟站之更詳細的呈現。
圖2為透過本發明製程所製造的元件的剖面圖。
圖3為用來製造結構化層的製程步驟的圖示。
圖4為整合式印刷頭/固化頭/掃描頭組件的圖示。
圖5顯示用來在一基板上沈積一結構化層的模組的一部份。
圖6顯示用來製造一平面顯示面板的完整模組化設備。
10．．．潔淨室
11．．．模組
11a、b、c．．．裝置
12a、b．．．產品的流向

Claims (35)

  1. 一種在一基板上製造薄膜電子元件的線上製程，包含以下步驟：a)將可結構化層沈積在基板上；b)使用整合式印刷頭/固化頭組件而以第一圖案將可圖案化材料沈積至可結構化層上，並以整合式印刷頭/固化頭組件選擇性地處理可圖案化材料以便在第一圖案內產生第二圖案；c)於可圖案化材料所未覆蓋的區域，蝕刻可結構化層；這些步驟在執行過程中都未將基板曝露在周圍空氣中。
  2. 依據申請專利範圍第1項之線上製程，其中可結構化層為一絕緣層、一金屬層、一透明傳導氧化物(TCO)層或是一半導體層。
  3. 依據申請專利範圍第2項的線上製程，其中薄膜電子元件為一薄膜電晶體。
  4. 依據申請專利範圍第1項的線上製程，其中步驟a)包含電漿增強化學氣相沈積製程。
  5. 依據申請專利範圍第1項的線上製程，其中步驟a)包含以選自包含金屬和TCO群組之材料的濺鍍。
  6. 依據申請專利範圍第1項的線上製程，其中步驟a)包含以選自包含金屬和TCO群組之材料的蒸鍍。
  7. 依據申請專利範圍第1項的線上製程，其中第一圖案近似於可圖案化材料的所須結構。
  8. 依據申請專利範圍第7項的線上製程，其中緊隨於沈積可圖案化材料步驟之後的是：使用一遮罩，透過照射，選擇性地將可圖案化材料加以固化。
  9. 依據申請專利範圍第7項的線上製程，其中緊隨於沈積可圖案化材料步驟之後的是：使用直接成影，透過照射，選擇性地將可圖案化材料加以固化。
  10. 依據申請專利範圍第1項的線上製程，其中沈積可圖案化材料的步驟是與選擇性地固化可圖案化材料的步驟整合。
  11. 依據申請專利範圍第10項的線上製程，其中整合式印刷頭/固化頭組件更進一步地包含一掃描頭。
  12. 依據申請專利範圍第7項的線上製程，其為一持續的製程。
  13. 依據申請專利範圍第7項的線上製程，更進一步地包含基於線上品質檢測之回饋流程。
  14. 依據申請專利範圍第7項的線上製程，更進一步地包含在蝕刻之後移除實質上所有的可圖案化材料。
  15. 依據申請專利範圍第1項的線上製程，更進一步地包含從一清洗步驟、可圖案化層之預烘步驟、可圖案化層之後烘步驟、結構化層之退火步驟以及這些的組合之群組中所選出的製程步驟。
  16. 依據申請專利範圍第7項的線上製程，其中選擇性地處理的步驟包括透過雷射蝕刻來移除。
  17. 依據申請專利範圍第7項的線上製程，其中可圖案化材料為一負光阻材料，且此製程更進一步包含在蝕刻前移除非固化的光阻材料。
  18. 依據申請專利範圍第7項的線上製程，其中可圖案 化材料為一正光阻材料，且此製程更進一步包含在蝕刻前移除非固化的光阻材料。
  19. 依據申請專利範圍第7項的線上製程，其中可圖案化材料會對表面能量作出反應。
  20. 依據申請專利範圍第7項的線上製程，其中可圖案化材料為一可蝕除的漆。
  21. 一種用來製造平面顯示器的線上製程，其將申請專利範圍第7項的線上製程納入。
  22. 依據申請專利範圍第7項的線上製程包含：a)用來製造薄膜電晶體於一基板上的線上製程，前述的薄膜電晶體被配置為映像點；b)用來印刷有機發光材料於與前述映像點相關聯的不連續區域之線上製程；c)用來提供陰極給有機發光材料以形成一OLED元件並以封裝層覆蓋前述OLED元件的線上製程。
  23. 依據申請專利範圍第22項的線上製程，其中發出不同顏色光線之有機發光材料結合起來而形成一映像點。
  24. 依據申請專利範圍第22項的線上製程，其中發出單一顏色光線之有機發光材料與彩色濾光片結合而形成一映像點。
  25. 依據申請專利範圍第22項的線上製程，其中發出單一顏色光線之有機發光材料與螢光材料結合而形成一映像點。
  26. 依據申請專利範圍第22項的線上製程，其中有機發光材料藉由使用一蒸鍍技術而沈積。
  27. 依據申請專利範圍第24項的線上製程，其中彩色濾光片藉由使用一印刷技術而施加。
  28. 依據申請專利範圍第25項的線上製程，其中螢光材料藉由使用一印刷技術而施加。
  29. 依據申請專利範圍第22項的線上製程，更進一步包含陰極沈積步驟。
  30. 一種用來執行依據前述申請專利範圍任一項之製程的設備，包含：a)一真空鎖閘室；b)至少一個製程室，其包含整合式印刷頭/固化頭組件，而以第一圖案將可圖案化材料沈積至可結構化層上，並選擇性地處理可圖案化材料以便在第一圖案內產生第二圖案；以及c)傳送機構，用來傳送一基板從真空鎖閘室到一製程室。
  31. 依據申請專利範圍第30項的設備，包含一系列的製程室，每一製程室都專屬於一特定的製程步驟，且更進一步包含傳送機構，用來傳送基板於相鄰的製程室之間。
  32. 一種用來執行依據申請專利範圍第7項之製程的設備，包含：a)用來製造薄膜電晶體於基板上之線上模組；b)用來印刷發光材料在基板上之線上模組；c)用來提供陰極和封裝層之線上模組。
  33. 依據申請專利範圍第32項的設備，更進一步包含施加彩色濾光片的線上模組。
  34. 依據申請專利範圍第32項的設備，更進一步包含施加螢光材料的線上模組。
  35. 依據申請專利範圍第32項的設備，其中模組間是以 相連的真空室加以連接，每一相連的真空室有傳送機構，用來傳送基板從一模組到鄰近模組。
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