(57)【要約】  実施形態は、基板内でのスケーラブルな表面構造体（例えばウェル又は他の構造体）の形成に関し、より詳細には、フォトマシナブル（ｐｈｏｔｏ‐ｍａｃｈｉｎａｂｌｅ）材料層を用いてディスプレイを形成するためのシステム及び方法に関する。
2020518853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスであって、前記デバイスは：
フォトマシナブル材料層；及び
前記フォトマシナブル材料層内に画定された、複数の構造体
を備え、
前記複数の構造体は、電子素子を受け入れるよう動作可能な少なくとも１つの開口を含む、電子デバイス。
【請求項２】
前記電子デバイスはディスプレイデバイスである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記電子素子はマイクロダイオードである、請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記複数の構造体は、前記フォトマシナブル材料層の一部のみを通って延在し、従って前記複数の構造体それぞれの底部は前記フォトマシナブル材料層内にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記デバイスは、別の材料層を更に備え、
前記別の材料層は、前記フォトマシナブル材料層の材料とは異なる材料で形成され、
前記別の材料層は、前記フォトマシナブル材料層に接続され、
前記複数の前記構造体はフォトマシナブル材料層を貫通して延在し、従って前記複数の構造体それぞれの底部は、前記別の材料層の表面の一部分となる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記別の材料層の前記材料は、ガラス、ガラスセラミック、セラミック、ポリマー、及び金属からなる群から選択される材料である、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記別の材料層の前記材料は、前記フォトマシナブル材料層の前記材料の光画定特性とは異なる光画定特性を有する光画定性材料である、請求項５に記載のデバイス。
【請求項８】
前記フォトマシナブル材料層の前記材料は、アルカリ含有材料である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記フォトマシナブル材料層の前記材料は、アルカリ非含有材料である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記フォトマシナブル材料層は透明である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１２０条の下で、２０１７年４月２８日出願の米国特許出願第１５／５８１３１９号の優先権の利益を主張するものであり、上記特許出願の内容は依拠され、その全体が参照により本出願に援用される。
【技術分野】
【０００２】
実施形態は、基板内でのスケーラブルな表面構造体（例えばウェル又は他の構造体）の形成に関し、より詳細には、フォトマシナブル（ｐｈｏｔｏ‐ｍａｃｈｉｎａｂｌｅ）材料層を用いてディスプレイを形成するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＬＥＤディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ構成部品、及び配列されたＬＥＤデバイスは、ディスプレイ又はデバイスの表面中の定義された位置に配置された多数のダイオードを含む。自己整合配置を用いて、ダイオードを基板に対して配置してよい。このような配置は確率的プロセスであることが多く、これによってＬＥＤデバイスは基板上のウェルの中に定着する。従来のレーザ損傷及びエッチングプロセスを用いた、基板の表面内へのこのようなウェルの形成は、一度に１箇所行われる。従って、基板の表面に数百万個のウェルを形成するには、非常にコストがかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、少なくとも上述の理由から、本技術分野において、基板上に物理的構造体を製造するための進歩したシステム及び方法に対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態は、基板内でのスケーラブルなウェルの形成に関し、より詳細には、フォトマシナブル材料層を用いてディスプレイを形成するためのシステム及び方法に関する。
【０００６】
この概要は、本発明のいくつかの実施形態の概観を提供するものにすぎない。句「一実施形態では（ｉｎ  ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実施形態によると（ａｃｃｏｒｄｉｎｇ  ｔｏ  ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」「様々な実施形態では（ｉｎ  ｖａｒｉｏｕｓ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、「１つ以上の実施形態では（ｉｎ  ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、「特定の実施形態では（ｉｎ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」等は概して、これらの句に続いて記載される特定の特徴部分、構造体、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれること、及び本発明の２つ以上の実施形態に含まれ得ることを意味する。重要なことに、このような句は、必ずしもある同一の実施形態を指すとは限らない。本発明の多くの他の実施形態は、以下の「発明を実施するための形態」、特許請求の範囲、及び添付の図面から、更に十分に明らかとなる。
【０００７】
本発明の様々な実施形態の更なる理解は、本明細書の残りの部分に記載された図面を参照することによって達成できる。図面中では、複数の図面全体を通して、同様の構成部品を指すために同様の参照番号を用いる。いくつかの例では、小文字からなるサブラベルをある１つの参照番号に関連付けることによって、複数の同様の構成部品のうちの１つを指す。存在しているサブラベルを指定することなく、ある参照番号について言及されている場合、このような複数の同様の構成部品の全てを指すことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１ａ】本発明の１つ以上の実施形態による、キャリア液及び複数の物理的物体で構成された懸濁液を、基板の表面上にあるフォトマシナブル材料層に対して移動させることができる、自己整合配置システム
【図１ｂ】本発明の１つ以上の実施形態による、キャリア液及び複数の物理的物体で構成された懸濁液を、基板の表面上にあるフォトマシナブル材料層に対して移動させることができる、自己整合配置システム
【図２】フォトマシナブル材料層内に画定されたウェルを含むパターン形成済みデバイスアセンブリを形成するための、本発明のいくつかの実施形態による方法を示すフロー図
【図３】フォトマシナブル材料層内に画定された貫通孔と、上記フォトマシナブル材料層に積層された別の材料層で形成されたウェル底部とを含む、パターン形成済みデバイスアセンブリを形成するための、本発明の他の実施形態による別の方法を示すフロー図
【図４】フォトマシナブル材料層及び別の材料層を含む積層体を形成し、ウェルをフォトマシナブル材料層内にエッチングする際に上記別の材料層をエッチストップとして使用するための、本発明の更に他の実施形態による別の方法を示すフロー図
【図５】別の材料層の上にフォトマシナブル材料層を堆積させ、ウェルをフォトマシナブル材料層内へとエッチングする際に上記別の材料層をエッチストップとして使用するための、本発明のまた更なる実施形態による別の方法を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施形態は、基板内でのスケーラブルな表面構造体（例えばウェル又は他の構造体）の形成に関し、より詳細には、フォトマシナブル材料層を用いてディスプレイを形成するためのシステム及び方法に関する。
【００１０】
様々な実施形態は、基板材料の局所的結晶化と、それに続く、結晶化していない領域の大部分をそのまま残しながら局所的に結晶化した領域を除去する化学エッチングとをベースとしたものである。いくつかの場合では、基板材料はフォトマシナブルガラス基板である。いくつかのこのような場合では、フォトマシナブルガラス基板内に形成されたウェルは、基板の表面の中へと延在してよいが、基板を貫通して延在するわけではない。他のこのような場合では、フォトマシナブルガラス基板内に形成されたウェルは基板を貫通して延在し、別の層が、エッチングされたフォトマシナブルガラス基板に積層される。既に貫通孔がエッチングされたフォトマシナブルガラス基板と追加の層との組み合わせにより、略平面状のウェル底部がもたらされ、ここで上記ウェル底部は、フォトマシナブルガラス基板内でエッチングされた貫通孔により露出した、上記別の層の上面の一部分からなる。様々な場合において、基板材料は、別の層の上部にフォトマシナブルガラス層を含む複合材料である。この追加の層は、フォトマシナブルガラス層に塗布されるエッチング用化学物質に対する感受性が大幅に低く、貫通孔をフォトマシナブルガラス層内に形成する際にエッチストップとして作用する。このようなエッチストップにより、略平面状のウェル底部がもたらされ、ここで上記ウェル底部は、フォトマシナブルガラス基板内にエッチングされた貫通孔により露出した、上記別の層の上面の一部分からなる。様々な場合において、フォトマシナブルガラス層は、Ｆｏｔｏｆｏｒｍ（商標）で作製される。いくつかの場合では、フォトマシナブルガラス層の組成はアルカリ非含有である。
【００１１】
様々な実施形態は、フォトマシナブル材料層を含むディスプレイデバイスを提供する。本明細書中で使用される場合、句「ディスプレイデバイス（ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）」は最も広い意味で使用され、ディスプレイを含むいずれのデバイスを意味する。ほんのいくつかの例として、ディスプレイデバイスは、限定するものではないが、ディスプレイを有するウェアラブルデバイス、携帯電話、タブレットコンピュータ、テレビ、又は標識であってよい。複数の構造体がフォトマシナブル材料層内に画定され、これらはマイクロダイオードを受け入れるよう動作可能な少なくとも１つの開口を含む。上述の実施形態のいくつかの例では、複数の構造体は、フォトマシナブル材料層の一部のみを通って延在し、従って複数の構造体それぞれの底部はフォトマシナブル材料層内にある。上述の実施形態の他の例では、複数の構造体は、フォトマシナブル材料層を完全に貫通して延在する。いくつかの場合では、フォトマシナブル材料層の材料は、アルカリ含有材料である。他の場合では、フォトマシナブル材料層の材料はアルカリ非含有材料である。様々な場合において、フォトマシナブル材料層は透明である。
【００１２】
上述の実施形態の１つ以上の例では、デバイスは更に、別の材料層を含む。上記別の材料層は、フォトマシナブル材料層の材料とは異なる材料で形成され、また上記別の材料層はフォトマシナブル材料層に接続される。このような例では、複数の構造体が、フォトマシナブル材料層を貫通して延在してよく、従って複数の構造体それぞれの底部は、上記別の材料層の表面の一部分となる。いくつかのこのような例では、上記別の材料層の材料はガラスである。このような様々な例において、上記別の材料層の材料は、フォトマシナブル材料層の材料の光画定（ｐｈｏｔｏｄｅｆｉｎａｂｌｅ）特性とは異なる光画定特性を有する光画定性材料である。上述の実施形態のいくつかの例では、フォトマシナブル材料層は、フォトマシナブル材料層内に１万超の開口を含む。上述の実施形態の更に他の例では、フォトマシナブル材料層は、フォトマシナブル材料層内に１００００超の開口を含む。上述の実施形態のまた更なる例では、フォトマシナブル材料層は、フォトマシナブル材料層内に１００万超の開口を含む。
【００１３】
上述の実施形態のいくつかの例では、複数の構造体は、ある長さ、ある幅及びある深さを有する少なくとも１つのチャネルを含む。長さは幅より大きい。少なくとも１つの開口は、上記チャネルの長さからの延長部であり、上記少なくとも１つの開口の深さは、チャネルの深さと同じである。上述の実施形態の様々な例では、フォトマシナブル材料層は、フォトマシナブル材料層内に１０００超の開口を含む。他の実施形態は、フォトマシナブル材料層を含むアセンブリパネルデバイスを提供する。複数の構造体がフォトマシナブル材料層内に画定され、これらはフォトマシナブル材料層内に１００万超の開口を含む。少なくとも１００万の開口はそれぞれ、１５０マイクロメートル未満の最大幅、及び１０マイクロメートル未満の最大深さを呈する。特定の場合では、少なくとも１００万の開口はそれぞれ、１００マイクロメートル未満の最大幅を呈する。他の場合では、少なくとも１００万の開口はそれぞれ、６０マイクロメートル未満の最大幅を呈する。更に他の場合では、少なくとも１００万の開口はそれぞれ、４０マイクロメートル未満の最大幅を呈する。１つ以上の場合では、少なくとも１００万の開口はそれぞれ、５マイクロメートル未満の最大深さを呈する。更に他の場合では、少なくとも１００万の開口はそれぞれ、３マイクロメートル未満の最大深さを呈する。いくつかの場合では、フォトマシナブル材料層は透明である。他の場合では、フォトマシナブル材料は、散乱性、不透明、又は着色されたものとすることができる。様々な場合において、フォトマシナブル材料層の材料は、アルカリ含有材料である。他の場合では、フォトマシナブル材料層の材料は、アルカリ非含有材料である。
【００１４】
上述の実施形態の様々な例では、フォトマシナブル材料層内の１００万超の開口はそれぞれ、フォトマシナブル材料層の一部のみを通って延在し、従って各開口の底部はフォトマシナブル材料層内にある。他の例では、フォトマシナブル材料層内の１００万超の開口はそれぞれ、フォトマシナブル材料層を完全に貫通して延在し、従って各開口の底部はフォトマシナブル材料層内にある。
【００１５】
上述の実施形態の１つ以上の例では、デバイスは別の材料層を更に含む。この別の材料層は、フォトマシナブル材料層の材料とは異なる材料で形成され、フォトマシナブル材料層に接続される。いくつかのこのような例では、複数の構造体がフォトマシナブル材料層を貫通して延在し、従って各開口の底部は、上記別の材料層の表面の一部分となる。いくつかの場合では、上記別の材料層の材料はガラスであるが、ガラスセラミック、セラミック、金属ポリマー、又は上述の材料のいくつかの組み合わせであってもよい。様々な場合において、上記別の材料層の材料は、フォトマシナブル材料層の材料の光画定特性とは異なる光画定特性を有する光画定性材料である。
【００１６】
図１ａを参照すると、本発明の１つ以上の実施形態による自己整合配置システム１００が示されており、これは、キャリア液１１５及び複数の物理的物体１３０で構成された懸濁液１１０を、基板１４０の表面上にあるフォトマシナブル材料層１９０に対して移動させることができる。図１ａ〜１ｂに関して上述した例は、自己整合配置された物理的物体に焦点を置いているが、フォトマシナブル層を含む基板は他の配置方法にも使用できる。例えば、これはピックアンドプレイス又は他のバリエーションに使用できる。物理的物体１３０としては、電子素子、ダイオード、マイクロＬＥＤ、及び他の物体を挙げることができる。
【００１７】
本明細書中で使用される場合、句「フォトマシナブル材料（ｐｈｏｔｏ−ｍａｃｈｉｎａｂｌｅｍａｔｅｒｉａｌ）」は最も広い意味で使用され、いずれの光画定性材料を意味する。いくつかの実施形態では、フォトマシナブル材料は、例えば紫外線照射への曝露等のいくつかのタイプの露光プロセスを用いて、局所的に結晶化させることができる材料である。その後、化学エッチングを用いて、結晶化した領域を、周囲の領域よりもはるかに速い（例えば２０倍速い）速度で除去してよい。これにより、フォトマシナブル材料層１９０内に構造体を形成することが可能となり、ここでフォトマシナブル材料層１９０の未露光部分は残り、露光された部分は完全に又は部分的に除去される。いくつかの実施形態では、基板１４０は、フォトマシナブル材料層１９０とは異なる特性を有するガラス基板である。特定の場合では、フォトマシナブル材料はＦｏｔｏｆｏｒｍである。様々な場合において、フォトマシナブル材料の組成はアルカリ非含有である。ある特定の実施形態では、基板１４０及びフォトマシナブル材料層１９０のうちの一方はアルカリ非含有であり、基板１４０及びフォトマシナブル材料層１９０のうちの他方はアルカリを含有している。アルカリ非含有であることにより、薄膜トランジスタの形成が容易となる。基板１４０とフォトマシナブル材料層１９０との組み合わせの積層、コーティング、堆積又は他の構築は、基板１４０及びフォトマシナブル材料層１９０のうちの１つ以上の上に電子回路構成を形成する前又は後に、実施してよい。いくつかの場合では、基板１４０とフォトマシナブル材料層１９０との組み合わせは剛性であってよく、他の場合では上記組み合わせは可撓性であってよい。
【００１８】
いくつかの場合では、物理的物体１３０はマイクロダイオードであってよいが、他の場合では、物理的物体は他の電子デバイス又は非電子デバイスであってよい。図１ｂに移ると、基板１４０の表面の例示的な上面図１９９が示されており、ここでは（円として示した）ウェルのアレイがフォトマシナブル材料層１９０内へと延在している。各ウェル１４２は、直径１９２及び深さ１９４を有する。ウェル１４２は断面が円形であるものとして示されているが、異なる実施形態に関して他の形状を用いてよいことに留意されたい。例えば、例えば正方形、台形、又は他の任意の形状といった他の形状を、本発明の異なる実施形態を用いてサポートできる。いくつかの実施形態では、基板１４０はガラス基板であり、直径１９２は６０マイクロメートル以下であり、フォトマシナブル材料層１９０内に５００マイクロメートル以下のオフセット１９３で形成される。深さ１９４は１０マイクロメートル未満である。いくつかの実施形態では、フォトマシナブル材料層１９０は、マスキングするステップ、マスクを通してフォトマシナブル材料層１９０の複数の部分を露光するステップ、及び露光された部分を除去してウェル１４２を残すようエッチングするステップを含むパターン形成プロセスを用いて、基板１４０上に形成される。いくつかの実施形態では、ウェルの底部は基板１４０の上面の一部分によって形成され、ここではフォトマシナブル材料層１９０内に貫通孔が形成されるが、他の実施形態では、基板１４０及びフォトマシナブル材料層１９０は、フォトマシナブル材料の単一層であり、この中に、フォトマシナブル材料の層を通って途中までしか延在しないウェル１４２が画定されることに留意されたい。
【００１９】
いくつかの場合では、フォトマシナブル材料層１９０の厚さは、物理的物体１３０の高さと略等しく、この場合、上述のエッチングを用いて、基板１４０の上面まで延在する貫通孔を形成する。他の場合では、フォトマシナブル材料層１９０の厚さは、物理的物体１３０の厚さより大きく、この場合、ウェル１４２は、完全にフォトマシナブル材料層１９０内に形成されることになる。他の場合では、フォトマシナブル材料層の厚さは、物理的物体の厚さより小さい。サイズ、形状、厚さ、及び組成が様々である多様な物理的物体を、フォトマシナブル層を含む基板上に組み付けることができることに留意されたい。ウェル１４２の入口開口は、物理的物体１３０の幅より大きく、任意の所与のウェル１４２の中に物理的物体１３０を１つだけ定着させるようになっている。実施形態は、物理的物体１３０をウェル１４２の中に定着させることについて記載しているが、他のデバイス又は物体を、本発明の様々な実施形態に従って定着させてもよいことに留意されたい。
【００２０】
堆積デバイス１５０は、基板１４０の表面上に懸濁液１１０を堆積させ、懸濁液１１０はダム構造体の側部１２０によって基板１４０の上に保持される。いくつかの実施形態では、堆積デバイス１５０は、懸濁液１１０のリザーバへのアクセスを有するポンプである。懸濁液移動デバイス１６０は、物理的物体１３０が基板１４０の表面に対して移動するように、基板１４０上に堆積された懸濁液１１０を攪拌する。物理的物体１３０が基板１４０の表面に対して移動するにつれて、物理的物体１３０がウェル１４２の中に定着する。いくつかの実施形態では、懸濁液移動デバイス１６０は、三次元に移動するブラシである。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、ポンプを含むがこれに限定されない懸濁液移動デバイス１６０の機能を果たすために、様々なデバイスを用いてよいことを認識するだろう。
【００２１】
捕捉デバイス１７０は、懸濁液１１０中へと延在するインレットを含み、キャリア液１１５の一部及び定着していない物理的物体１３０を含む、懸濁液１１０の一部を回収でき、回収した材料を再利用のために戻すことができる。いくつかの実施形態では、捕捉デバイス１７０はポンプである。いくつかの場合では、フォトマシナブル材料層１９０を含む基板１４０は、図２〜５に関して以下に記載するプロセスのうちの１つ以上を用いて形成される。
【００２２】
基板１４０とフォトマシナブル材料層１９０との組み合わせは、自己整合配置システム１００内に示されたウェル１４２、流体チャネル、又は他の物理的表面構造体といった物理的特徴部分だけでなく、上述の剛性又は可撓性のような機械的特性を呈してよいが、特定の光学特性を呈するよう選択又は形成することもできる。例えば、光学特性に関して、基板１４０とフォトマシナブル材料層１９０との組み合わせは、略透明なままとすることも、光をブロック若しくは遮断するよう不透明である領域を有することも、特定の光学吸収の領域を有することも、又は光散乱が制御された領域を有することもできる。基板１４０とフォトマシナブル材料層１９０との組み合わせのパターン形成は、自己整合配置システム１００に示したように上面のみに、又は上面及び底面の両方に行ってよい。物理的特徴部分の二次元形状は適切なフォトマスクを用いて制御でき、物理的構造体の垂直側壁の角度は、正確に垂直なものとして図１に示されているが、角度を付ける又はその他の形状とすることもできる。表面特徴部分の底部は、丸くすることも平坦にすることもできる。粗度は、テクスチャを有する又は平滑となるよう制御できる。物理的寸法、形状、及び粗度は、露光、ウェットエッチング、ドライエッチング、堆積されたコーティング又は溶液ベースのコーティング、及び積層された層の組み合わせにより制御できる。基板中の異なるタイプの層それぞれに対して、異なるタイプの加工を施してよい。
【００２３】
図２に移ると、フロー図２００は、フォトマシナブル材料層内に画定されたウェルを含むパターン形成済みデバイスアセンブリを形成するための、本発明のいくつかの実施形態による方法を示す。この方法は、フォトマシナブル材料層の一部を通るようにエッチングすることによって、構造体を画定するステップを伴い、例えば、基板１４０及びフォトマシナブル材料層１９０の両方を同一のフォトマシナブル材料で形成し、上記材料を加工して所望の構造を得る場合に特に適している。フロー図２００をたどると、フォトマシナブル材料層が形成される（ブロック２０５）。多数の例のうちのほんの一例として、例えばある量の光画定性材料を液体状態で堆積させ、これを硬化させてフォトマシナブル材料層を得ることにより、このようなフォトマシナブル材料層を形成してよい。この時点において、光画定性材料層の表面を研磨して、平面状表面を得てよい。
【００２４】
構造体マスクをフォトマシナブル材料層上に形成する（ブロック２１０）。この構造体マスクは、図１ａ〜１ｂに関連して上に示したものと同様のウェルを含むがこれに限定されない、光画定性材料層内に形成されることになるいずれの構造体を画定できる。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の様々な実施形態に従って画定され得る様々な構造体を認識するだろう。
【００２５】
構造体マスクを通してフォトマシナブル材料層を露光する（ブロック２１５）。この露光は例えば、構造体マスクの開口を通してフォトマシナブル材料層の複数の領域を紫外線照射に曝露することを含んでよい。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、光画定性材料の特定の特性に応じて様々な露光プロセスを用いてよいことを認識するだろう。露光された光画定性材料層を硬化させる（ブロック２２０）。この硬化により、フォトマシナブル材料層の露光された部分は、フォトマシナブル材料層の未露光部分とは異なる速度での化学エッチングに対する感受性を有したままである。いくつかの場合では、硬化プロセスは、露光されたフォトマシナブル材料層を熱処理することを含む。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、光画定性材料の特定の特性に応じて様々な硬化プロセスを用いてよいことを認識するだろう。
【００２６】
ウェル及び／又は他の構造体がフォトマシナブル材料層内に開くまで、硬化済みフォトマシナブル材料層に対して化学エッチングを実施する（ブロック２２５）。化学エッチングは、ウェル及び／又は他の構造体の深さがフォトマシナブル材料層の表面から所望の距離に達すると停止され、貫通孔が形成されないように、フォトマシナブル材料層の一部を構造体の底部に残す。いくつかの場合では、化学エッチングはＨＦエッチングである。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、光画定性材料の特定の特性に応じて様々な化学エッチングを用いてよいことを認識するだろう。
【００２７】
図３に移ると、フロー図３００は、フォトマシナブル材料層内に画定された貫通孔と、フォトマシナブル材料層に積層された別の材料層で形成されたウェル底部とを含む、パターン形成済みデバイスアセンブリを形成するための、本発明の様々な実施形態による別の方法を示している。この方法は、フォトマシナブル材料層を完全に貫通するようにエッチングすることによって、構造体を画定するステップを伴い、例えば構造体が形成された後に基板１４０をフォトマシナブル材料層１９０に積層する場合に特に適している。フロー図３００をたどると、フォトマシナブル材料層が形成される（ブロック３０５）。多数の例のうちのほんの一例として、例えばある量の光画定性材料を液体状態で堆積させ、これを硬化させてフォトマシナブル材料層を得ることにより、このようなフォトマシナブル材料層を形成してよい。この時点において、光画定性材料層の表面を研磨して、平面状表面を得てよい。
【００２８】
構造体マスクをフォトマシナブル材料層上に形成する（ブロック３１０）。この構造体マスクは、図１ａ〜１ｂに関連して上に示したものと同様の、フォトマシナブル材料層内に形成されることになるウェルを含むがこれに限定されないいずれの構造体を画定できる。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の様々な実施形態に従って画定され得る様々な構造体を認識するだろう。
【００２９】
構造体マスクを通してフォトマシナブル材料層を露光する（ブロック３１５）。この露光は例えば、構造体マスクの開口を通してフォトマシナブル材料層の複数の領域を紫外線照射に曝露することを含んでよい。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、当業者は、フォトマシナブル材料の特定の特性に応じて様々な露光プロセスを用いてよいことを認識するだろう。露光されたフォトマシナブル材料層を硬化させる（ブロック３２０）。この硬化により、フォトマシナブル材料層の露光された部分は、フォトマシナブル材料層の未露光部分とは異なる速度での化学エッチングに対する感受性を有したままである。いくつかの場合では、硬化プロセスは、露光されたフォトマシナブル材料層を熱処理することを含む。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、フォトマシナブル材料の特定の特性に応じて様々な硬化プロセスを用いてよいことを認識するだろう。
【００３０】
ウェル及び／又は他の構造体がフォトマシナブル材料層内に開くまで、硬化済みフォトマシナブル材料層に対して化学エッチングを実施する（ブロック３２５）。化学エッチングは、ウェル及び／又は他の構造体の深さがフォトマシナブル材料層の表面から所望の距離に達すると停止される。このエッチングプロセスは、フォトマシナブル材料層を通る貫通孔、又は基板の一部を通って存在する単なる表面パターン形成を生成してよい。いくつかの場合では、化学エッチングはＨＦエッチングである。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、フォトマシナブル材料の特定の特性に応じて様々な化学エッチングを用いてよいことを認識するだろう。
【００３１】
別の材料層を貫通孔エッチング済みフォトマシナブル材料層に積層することにより、ウェル及び／又は他の構造体を、結果として得られる積層基板内に画定する（ブロック３３０）。各ウェル及び／又は他の構造体の底部は、貫通孔エッチング済みフォトマシナブル材料層に積層された別の材料層の上面によって画定され、ウェル及び／又は他の構造体の側壁は、貫通孔エッチング済みフォトマシナブル材料層によって画定される。いくつかの場合では、上記別の材料層はガラス層である。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、上記別の材料層を形成するために用いてよい他の材料を認識するだろう。
【００３２】
図４に移ると、フロー図４００は、フォトマシナブル材料層及び別の材料層を含む積層体を形成し、ウェル及び／又は他の構造体をフォトマシナブル材料層内にエッチングする際に上記別の材料層をエッチストップとして使用するための、本発明の更に他の実施形態による別の方法を示している。この方法は、積層された材料層をエッチストップとして用いて、フォトマシナブル材料層を完全に貫通するようにエッチングすることによって、構造体を画定するステップを伴い、例えば構造体がフォトマシナブル材料層１９０内に形成される前に基板１４０をフォトマシナブル材料層１９０に積層する場合に特に適している。フロー図４００をたどると、フォトマシナブル材料層が形成される（ブロック４０５）。多数の例のうちのほんの一例として、例えばある量の光画定性材料を液体状態で堆積させ、これを硬化させてフォトマシナブル材料層を得ることにより、このようなフォトマシナブル材料層を形成してよい。この時点において、光画定性材料層の表面を研磨して、平面状表面を得てよい。並行して、エッチストップ層を形成する（ブロック４１０）。多数の例のうちのほんの一例として、このようなエッチストップ層は、例えばフォトマシナブル材料層の露光された部分よりも化学エッチングに対する感受性が低い、ある量の材料を堆積させることにより、形成してよい。上記ある量の材料を液体状態で堆積させ、これを硬化させてエッチストップ層を得る。この時点において、エッチストップ層の表面を研磨して、平面状表面を得てよい。エッチストップ層は、積層プロセスによるもの等の他の方法によって、フォトマシナブル層と組み合わせることもできる。
【００３３】
エッチストップ層をフォトマシナブル材料層に積層して、積層基板を得る（ブロック４１５）。エッチストップ層をフォトマシナブル材料層に付着させるための、当該技術分野において公知のいずれのプロセスを使用してよい。構造体マスクをフォトマシナブル材料層上に形成する（ブロック４２０）。この構造体マスクは、図１ａ〜１ｂに関連して上に示したものと同様の、フォトマシナブル材料層内に形成されることになるウェルを含むがこれに限定されないいずれの構造体を画定できる。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の様々な実施形態に従って画定され得る様々な構造体を認識するだろう。
【００３４】
構造体マスクを通してフォトマシナブル材料層を露光する（ブロック４２５）。この露光は例えば、構造体マスクの開口を通してフォトマシナブル材料層の複数の領域を紫外線照射に曝露することを含んでよい。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、当業者は、フォトマシナブル材料の特定の特性に応じて様々な露光プロセスを用いてよいことを認識するだろう。露光された積層基板層を熱処理する、又は硬化させる（ブロック４３０）。この硬化により、フォトマシナブル材料層の露光された部分は、フォトマシナブル材料層の未露光部分とは異なる速度での化学エッチングに対する感受性を有したままである。いくつかの場合では、硬化プロセスは、露光された積層基板を熱処理することを含む。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、フォトマシナブル材料の特定の特性に応じて様々な硬化プロセスを用いてよいことを認識するだろう。
【００３５】
エッチストップ層を用いて、ウェル及び／又は他の構造体がフォトマシナブル材料層の中に開くまで、硬化済み積層基板に対して化学エッチングを実施する（ブロック４３５）。化学エッチングは、エッチストップ層が剥き出しになると停止される。いくつかの場合では、化学エッチングはＨＦエッチングである。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、フォトマシナブル材料の特定の特性に応じて様々な化学エッチングを用いてよいことを認識するだろう。
【００３６】
図５に移ると、フロー図５００は、別の材料層の上部にフォトマシナブル材料層を堆積させ、ウェルをフォトマシナブル材料層内にエッチングする際に上記別の材料層をエッチストップとして使用するための、本発明のまた更なる実施形態による別の方法を示している。この方法は、下層の材料層をエッチストップとして用いて、フォトマシナブル材料層を完全に貫通するようにエッチングすることによって、構造体を画定するステップを伴い、例えば構造体がフォトマシナブル材料層１９０内に形成される前にフォトマシナブル材料層１９０を基板１４０上に積層する場合に特に適している。フロー図５００をたどると、エッチストップ層が形成される（ブロック５１０）。多数の例のうちのほんの一例として、このようなエッチストップ層は、例えばフォトマシナブル材料層の露光された部分よりも化学エッチングに対する感受性が低い、ある量の材料を堆積させることにより、形成してよい。上記ある量の材料を液体状態で堆積させ、これを硬化させてエッチストップ層を得る。この時点において、エッチストップ層の表面を研磨して、平面状表面を得てよい。
【００３７】
フォトマシナブル材料をエッチストップ層上に堆積して、複合基板を得る（ブロック５１５）。エッチストップ層上へのフォトマシナブル材料のこのような堆積は、当該技術分野において公知のいずれの堆積プロセスを用いて実施してよい。構造体マスクをフォトマシナブル材料層上に形成する（ブロック５２０）。この構造体マスクは、図１ａ〜１ｂに関連して上に示したものと同様のウェル、及び図２ａ〜２ｂに関連して上述したものと同様のウェル延長部を含むがこれらに限定されない、フォトマシナブル材料層内に形成されることになるいずれの構造体を画定できる。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、本発明の様々な実施形態に従って画定され得る様々な構造体を認識するだろう。
【００３８】
構造体マスクを通してフォトマシナブル材料層を露光する（ブロック５２５）。この露光は例えば、構造体マスクの開口を通してフォトマシナブル材料層の複数の領域を紫外線照射に曝露することを含んでよい。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、当業者は、フォトマシナブル材料の特定の特性に応じて様々な露光プロセスを用いてよいことを認識するだろう。露光された複合基板層を熱処理する、又は硬化させる（ブロック５３０）。この硬化により、フォトマシナブル材料層の露光された部分は、フォトマシナブル材料層の未露光部分とは異なる速度での化学エッチングに対する感受性を有したままである。いくつかの場合では、硬化プロセスは、露光された複合基板を熱処理することを含む。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、フォトマシナブル材料の特定の特性に応じて様々な硬化プロセスを用いてよいことを認識するだろう。
【００３９】
エッチストップ層を用いて、ウェル及び／又は他の構造体がフォトマシナブル材料層の中に開くまで、硬化済み複合基板に対して化学エッチングを実施する（ブロック５３５）。化学エッチングは、エッチストップ層が剥き出しになると停止される。いくつかの場合では、化学エッチングはＨＦエッチングである。本明細書中で提供される開示に基づいて、当業者は、フォトマシナブル材料の特定の特性に応じて様々な化学エッチングを用いてよいことを認識するだろう。
【００４０】
結論として、本発明は、基板上に構造体を形成するための新規のシステム、デバイス、方法及び構成を提供する。本発明の１つ以上の実施形態の詳細な説明を上に提供したが、本発明の精神から逸脱することなく、様々な代替例、修正例及び均等物が当業者には明らかになるであろう。例えば、自己整合配置に関連する用途のためのウェル又は他の構造体の形成及び／又は使用に関するいくつかの実施形態について記載しているが、これらの実施形態は、表面粗面化、流体ステアリング（ｆｌｕｉｄｉｃ  ｓｔｅｅｒｉｎｇ）用特徴部分及び／又は他の自己整合配置用特徴部分を含むがこれらに限定されない他の構造体に、適用可能性を見出すことに留意されたい。更に、このようなパターン形成済み特徴部分を有する基板は、自己整合配置、ピックアンドプレイス型配置、又は他の方法を含む様々なデバイス配置方法において使用できる。従って、上の説明は、添付の請求項によって定義される本発明の範囲を限定するものと解釈してはならない。
【００４１】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００４２】
実施形態１
電子デバイスであって、上記デバイスは：
フォトマシナブル材料層；及び
上記フォトマシナブル材料層内に画定された、複数の構造体
を備え、
上記複数の構造体は、電子素子を受け入れるよう動作可能な少なくとも１つの開口を含む、電子デバイス。
【００４３】
実施形態２
上記電子デバイスはディスプレイデバイスである、実施形態１に記載のデバイス。
【００４４】
実施形態３
上記電子素子はマイクロダイオードである、実施形態１に記載のデバイス。
【００４５】
実施形態４
上記複数の構造体は、上記フォトマシナブル材料層の一部のみを通って延在し、従って上記複数の構造体それぞれの底部は上記フォトマシナブル材料層内にある、実施形態１に記載のデバイス。
【００４６】
実施形態５
上記デバイスは、別の材料層を更に備え、
上記別の材料層は、上記フォトマシナブル材料層の材料とは異なる材料で形成され、
上記別の材料層は、上記フォトマシナブル材料層に接続され、
上記複数の上記構造体はフォトマシナブル材料層を貫通して延在し、従って上記複数の構造体それぞれの底部は、上記別の材料層の表面の一部分となる、実施形態１に記載のデバイス。
【００４７】
実施形態６
上記別の材料層の上記材料は、ガラス、ガラスセラミック、セラミック、ポリマー、及び金属からなる群から選択される材料である、実施形態５に記載のデバイス。
【００４８】
実施形態７
上記別の材料層の上記材料は、上記フォトマシナブル材料層の上記材料の光画定特性とは異なる光画定特性を有する光画定性材料である、実施形態５に記載のデバイス。
【００４９】
実施形態８
上記フォトマシナブル材料層の上記材料は、アルカリ含有材料である、実施形態１に記載のデバイス。
【００５０】
実施形態９
上記フォトマシナブル材料層の上記材料は、アルカリ非含有材料である、実施形態１に記載のデバイス。
【００５１】
実施形態１０
上記フォトマシナブル材料層は透明である、実施形態１に記載のデバイス。
【００５２】
実施形態１１
アセンブリパネルデバイスであって、上記デバイスは：
フォトマシナブル材料層；及び
上記フォトマシナブル材料層内に画定された、複数の構造体
を備え、
上記複数の構造体は、上記フォトマシナブル材料層内の１００万超の開口を含み、
上記少なくとも１００万の開口はそれぞれ、１５０マイクロメートル未満の最大幅、及び１０マイクロメートル未満の最大深さを呈する、アセンブリパネルデバイス。
【００５３】
実施形態１２
上記フォトマシナブル材料層内の上記１００万超の開口のうちの少なくともいくつかは、サイズが異なる、実施形態１１に記載のデバイス。
【００５４】
実施形態１３
上記フォトマシナブル材料層内の上記１００万超の開口のうちの少なくともいくつかは、深さが異なる、実施形態１１に記載のデバイス。
【００５５】
実施形態１４
上記フォトマシナブル材料層内の上記１００万超の開口のうちの少なくともいくつかは、形状が異なる、実施形態１１に記載のデバイス。
【００５６】
実施形態１５
上記フォトマシナブル材料層内の上記１００万超の開口はそれぞれ、上記フォトマシナブル材料層の一部のみを通って延在し、従って各上記開口の底部は上記フォトマシナブル材料層内にある、実施形態１１に記載のデバイス。
【００５７】
実施形態１６
上記デバイスは、別の材料層を更に備え、
上記別の材料層は、上記フォトマシナブル材料層の材料とは異なる材料で形成され、
上記別の材料層は、上記フォトマシナブル材料層に接続され、
上記複数の上記構造体はフォトマシナブル材料層を貫通して延在し、従って各上記開口の底部は、上記別の材料層の表面の一部分となる、実施形態１１に記載のデバイス。
【００５８】
実施形態１７
上記別の材料層の上記材料は、ガラス、ガラスセラミック、セラミック、ポリマー、及び金属からなる群から選択される材料である、実施形態１６に記載のデバイス。
【００５９】
実施形態１８
上記別の材料層の上記材料は、上記フォトマシナブル材料層の上記材料の光画定特性とは異なる光画定特性を有する光画定性材料である、実施形態１６に記載のデバイス。
【００６０】
実施形態１９
上記フォトマシナブル材料層の上記材料は、アルカリ含有材料である、実施形態１１に記載のデバイス。
【００６１】
実施形態２０
上記フォトマシナブル材料層の上記材料は、アルカリ非含有材料である、実施形態１１に記載のデバイス。
【００６２】
実施形態２１
上記フォトマシナブル材料層は透明である、実施形態１１に記載のデバイス。
【符号の説明】
【００６３】
１００  自己整合配置システム
１１０  懸濁液
１１５  キャリア液
１２０  ダム構造体の側部
１３０  物理的物体
１４０  基板
１４２  ウェル
１５０  堆積デバイス
１６０  懸濁液移動デバイス
１７０  捕捉デバイス
１９０  フォトマシナブル材料層
１９２  直径
１９３  オフセット
１９４  深さ
【図１ａ】
2020518853.tif 000003
【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2020518853.tif 000009
2020518853.tif 000010