CN100501510C - 基板结构及薄膜图案层的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基板结构，其包括一个基板及多个形成于该基板上的挡墙，该多个挡墙与基板之间形成多个收容空间。该基板结构进一步包括一层扩散控制层，该扩散控制层位于多个收容空间内的基板上，该扩散控制层能减小填充至该多个收容空间的墨水的扩散速度或扩散范围，而能改善墨水与挡墙间的接触角问题，所述的扩散控制层的材料为界面活性剂或高分子材料。本发明还涉及一种薄膜图案层的制造方法，其步骤如下：提供一种上述的基板结构；通过一个喷墨装置将墨水填充于该多个收容空间中；干燥固化该收容空间中的墨水而形成薄膜图案层。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种基板结构及一种薄膜图案层的制造方法。
【背景技术】
目前制造薄膜图案层的方法主要包括：光微影法及喷墨法。
光微影法：通过于预备涂敷所需薄膜的薄膜图案结构上，涂敷光阻材料，将具有预定图案的光罩设于光阻材料上，进行曝光及显影，或加上蚀刻制程，而形成具有预设图案的薄膜图案层。该光微影法需要真空装置等大型设备或复杂的制程，并且，材料的使用效率较低而造成制造成本高。
喷墨法：如图1所示，使用一个喷墨装置将由所需薄膜材料形成的墨水314喷射于一个基板301上的多个挡墙304形成的收容空间内，墨水314被干燥后于该薄膜图案结构上形成预定的薄膜图案层。该喷墨法能够一次形成薄膜图案层，使得制程大量简化，成本大幅降低。但是，因墨水314填充于收容空间后，仍处于液体状态，因此于墨水314扩散至挡墙304后，由于墨水314与挡墙304之间存在毛细现象，造成与挡墙304接触的墨水314往挡墙上攀爬，从而使墨水314与挡墙304之间的接触角θ较小。故会产生与挡墙304接触处墨水314面较高，使得墨水314集中于四周挡墙304，而造成颜色较深，而收容空间中部颜色较浅，因此待墨水314干燥后，造成薄膜图案层厚度不均匀。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种可改善薄膜图案层厚度均匀性的基板结构及一种薄膜图案层的制造方法。
一种基板结构，包括一个基板及多个形成于该基板上的挡墙，该多个挡墙与基板之间形成多个收容空间，其中，该基板结构进一步包括一层扩散控制层，该扩散控制层位于多个收容空间内的基板上，该扩散控制层能减小填充至该多个收容空间的墨水的扩散速度或扩散范围，所述的扩散控制层的材料为界面活性剂或高分子材料。
一种薄膜图案层的制造方法，其步骤如下：
提供一种上述的基板结构；
通过一个喷墨装置将墨水填充于该多个收容空间中；
干燥固化该收容空间中的墨水而形成薄膜图案层。
相较于现有技术，所述的基板结构，其多个挡墙间的基板上具有一层扩散控制层。当墨水填充至收容空间内并与扩散控制层接触时，由于扩散控制层可减慢墨水于收容空间内的扩散速度或扩散范围。当墨水扩散至挡墙时，墨水已成为黏度极高的液体，故墨水与挡墙间毛细驱动力变得十分小，墨水很难向挡墙上攀爬，从而使墨水与挡墙之间的接触角变大，因此扩散控制层能改善墨水与挡墙间的接触角较小的问题。
所述薄膜图案层的制造方法，采用上述基板结构，可使所形成的薄膜图案层厚度均匀，表面平滑性较好。
【附图说明】
图1为现有技术的一种带挡墙的基板结构的示意图。
图2为本发明第一实施例提供的一种基板结构的示意图。
图3为本发明第二实施例提供的一种基板结构的示意图。
图4至图5为本发明第一实施例提供的一种基板结构的制造方法的示意图。
图6至图8为本发明第二实施例提供的一种基板结构的制造方法的示意图。
图9至图10为本发明第二实施例提供的另一种基板结构的制造方法的示意图。
图11至图14为本发明第三实施例提供的一种薄膜图案层的制造方法的示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图2，是本发明第一实施例提供一种基板结构100，其包括：一个基板101、一层位于该基板101上的扩散控制层102及位于该扩散控制层102上的多个挡墙104。
本实施例中，基板101的材料选自玻璃。当然，基板101的材料也可选自石英玻璃、硅晶圆、金属或塑料等。扩散控制层的102材料可选自界面活性剂或高分子材料。界面活性剂可包括阳离子界面活性剂如胺盐类及杂环类等与阴离子界面活性剂如烷基羧酸盐及磺酸盐等，或非离子性界面活性剂，如硅氧烷類或氟类。高分子材料，包括聚硅氧烷类高分子、压克力类高分子、环氧类高分子，或聚酯高分子。当然只要该扩散控制层102涂敷于该基板上之后，能减慢填充至该多个收容空间的墨水的扩散速度并使墨水与挡墙的接触角变大即可，而不必以具体实施例为限。
其中，该扩散控制层102可通过旋涂方式形成于该基板101表面上。多个挡墙104是通过光微影法形成于扩散控制层102上(详后述)。
该多个挡墙104与扩散控制层102形成多个收容空间106，该收容空间106用于收容一个喷墨装置喷入的墨水(详后述)。
该基板结构100用于制造薄膜层时，填充墨水至收容空间106内并与扩散控制层102接触时，此扩散控制层102可使减小墨水于收容空间106内的扩散速度或扩散范围。于扩散过程中，同时由于墨水溶剂的自身挥发，使得墨水固体含量升高，其扩散速度也进一步减少。当墨水扩散至挡墙104时，墨水已成为黏度极高的液体，故墨水与挡墙104间毛细驱动力变得十分小，墨水很难向挡墙104上攀爬，从而使墨水与挡墙104之间的接触角变大，因此扩散控制层能改善墨水与挡墙间的接触角较小的问题。待墨水干燥固化后，所形成的薄膜图案层厚度均匀，表面平滑性较好。
请参阅图3，是本发明第二实施例提供一种基板结构100’，其包括一基板101’、位于基板上的多个挡墙104’，该多个挡墙与基板形成多个收容空间106’。其中，各收容空间106’内的基板表面上具有一扩散控制层102’。
请一并参阅图4到图14，是本发明第三实施例提供一种薄膜图案层的制造方法的流程图，其步骤如下：
步骤一：提供一种基板结构，该基板结构选自本发明第一或第二实施例提供的基板结构100或100’。
本发明第一实施例提供的基板结构100的制造方法具体包括以下步骤：提供一基板101；利用干膜法(Dry Film Lamination)、湿式旋转法(Wet SpinCoating)或湿式裂缝法(Wet Slit Coating)于基板上101上表面涂敷一层扩散控制层102；将该扩散控制层102进行干燥或硬化；再次利用干膜法、湿式旋转法或湿式裂缝式涂敷法于该扩散控制层102表面上涂敷一层负型光阻材料层202，如图4所示；利用光罩式曝光机，将具有预定的挡墙图案的光罩200设置于该负型光阻材料层202与曝光机光源(图未示)间，并曝光该负型光阻材料层202，如图5所示；利用显影方式，将未曝光处的负型光阻材料层去除，形成设于扩散控制层102表面上的多个挡墙104，如图2所示。
该方法是利用负型光阻材料202于扩散控制层102表面上形成的多个挡墙104。可以理解，上述步骤亦可使用正型光阻材料，其相应的光罩设计及制程中曝光处材料是留下或去除具有差异外，并不影响本发明的实施。此外，如制成本发明第二实施例的基板结构，如图3所示，扩散控制层仅留在多个收容空间106’内而不在挡墙104’之下，则扩散控制层的硬化方式，需利用光罩曝光及显影方式，将不需要处去除。
本发明第二实施例提供的基板结构100’的制造方法(一)具体包括以下步骤：提供一基板101’；利用网版印刷技术于基板101’表面上形成一层扩散控制层图案102’，如图6所示；利用光罩曝光及显影方式对该扩散控制层图案102’进行干燥硬化；于该基板表面上涂敷一负型光阻材料层202’并覆盖该扩散控制层图案102’，如图7所示；将具有与扩散控制层图案102’相对应的挡墙图案的光罩200’设于该负型光阻材料层202’与一曝光机光源间，并曝光该负型光阻材料层，如图8所示；利用显影方式将非挡墙图案部分的光阻材料层去除，形成设立于该基板101’表面上的多个挡墙104’，如图3所示。
本发明第二实施例提供的基板结构100’的制造方法(二)具体包括以下步骤：提供一基板101’；于该基板表面涂敷一负型光阻材料层202’，如图9所示；将具有预定的挡墙图案的光罩200设于该负型光阻材料层202’与一曝光机光源间，并曝光该负型光阻材料层202’，如图10所示；利用显影方式将非挡墙图案部分的负型光阻材料层去除，形成设立于该基板101’表面上的多个挡墙104’，该多个挡墙104’与基板101’限定多个收容空间106’；于各收容空间106’内的基板101’表面涂敷一扩散控制层102’，如图3所示。
当然，上述二方法是利用负型光阻材料202’于基板101’表面上形成的多个挡墙104’。可以理解，上述步骤亦可使用正型光阻材料，其相应的光罩设计及制程中曝光处材料是留下或去除具有差异外，并不影响本发明的实施。
以下以本发明第一实施例提供的基板结构100说明本发明第三实施例剩下的步骤。若要采用本发明第二实施例提供的基板结构100’，可参照采用本发明第一实施例提供的基板结构100的实施。
步骤二：通过一个喷墨装置110将由薄膜材料形成的墨水112填充于多个收容空间106中，如图11所示。
该喷墨装置110可选用热泡式喷墨装置(Thermal Bubble Ink Jet PrintingApparatus)或压电式喷墨装置(Piezoelectric Ink Jet Printing Apparatus)。
填充墨水至收容空间106内并与扩散控制层102接触时，此扩散控制层102可减小收容空间106内的墨水112’的扩散速度或扩散范围。于扩散过程中；同时由于墨水112’溶剂的自身挥发，使得墨水112’固体含量升高，其扩散速度也进一步减少。当墨水112’扩散至挡墙104时，墨水112’已成为黏度极高的液体，故墨水112’与挡墙104间毛细驱动力变得十分小，墨水112’很难向挡墙104上攀爬，从而使墨水112’与挡墙104之间的接触角变大。
步骤三：干燥固化收容空间106中的墨水112’而形成薄膜图案层114，如图13所示。该步骤三主要通过一个抽真空装置、一个加热装置或一个发光装置，将收容空间106内的墨水112’进行干燥固化，或者同时采用上述三者方式的任两种或任三种进行干燥固化，而发光装置包括紫外光发光照射装置。
本实施的薄膜图案层制的制造方法可进一步包括一个步骤四，该步骤四具体为：利用研磨或蚀刻方式，将挡墙104相对于薄膜图案层114突出的部分磨平，如图14所示，以达成平坦度的要求。
本发明实施例所提供的基板结构，其多个挡墙间的基板上具有一层扩散控制层。当墨水填充至收容空间内并与扩散控制层接触时，扩散控制层可减小墨水于收容空间内的扩散速度或扩散范围。当墨水扩散至挡墙时，墨水已成为黏度极高的液体，故墨水与挡墙间毛细驱动力变得十分小，墨水很难向挡墙上攀爬，从而使墨水与挡墙之间的接触角变大，因此扩散控制层能改善墨水与挡墙间的接触角较小的问题。本发明第三实施例提供的薄膜图案层的制造方法，采用的是本发明实施例提供的基板结构，可使所形成的薄膜图案层厚度均匀，表面平滑性较好。
需要指出的是，利用该薄膜图案结构制造薄膜图案层的制程可适用于彩色滤光片的制造及有机发光装置的制造等。于彩色滤光片的制程中，可用此制程完成红绿蓝三色颜色层的制造，相应地，上述内容所提到的挡墙即为滤光片的单层材料或多层材料所构成的黑色矩阵。而于有机发光装置的制造中，可用此制程完成有机发光装置的导线层，发光层及电子电洞传输层等的制造。惟，所形成的薄膜图案及所需的墨水会有所不同。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (12)
1.一种基板结构，包括：
一个基板；及
多个形成于该基板上的挡墙，该多个挡墙与基板之间形成多个收容空间；
其特征在于：该基板结构进一步包括一层扩散控制层，该扩散控制层位于多个收容空间内的基板上，该扩散控制层能减小填充至该多个收容空间的墨水的扩散速度或扩散范围，所述的扩散控制层的材料为界面活性剂或高分子材料。
2.如权利要求1所述的基板结构，其特征在于所述的基板的材料选自玻璃、石英玻璃、硅晶圆、金属或塑料。
3.如权利要求1所述的基板结构，其特征在于所述的多个挡墙是通过光微影法形成于基板上。
4.一种薄膜图案层的制造方法，其步骤如下：
提供一种如权利要求1至3任一项的基板结构；
通过一个喷墨装置将墨水填充于该多个收容空间中；
干燥固化该收容空间中的墨水而形成薄膜图案层。
5.如权利要求4所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于所述的提供一种基板结构的步骤包括下列分步骤：
提供一个基板；
以旋涂方式将一层扩散控制层形成于该基板表面上；
选择性将该扩散控制层进行干燥或硬化；
于该扩散控制层表面涂敷一层光阻；
将具有预定的挡墙图案的光罩设于该光阻材料层与一个曝光机光源间，并曝光该光阻材料层；
利用显影方式将非挡墙图案部分的光阻材料层去除，形成设立于扩散控制层表面上的多个挡墙。
6.如权利要求5所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于所述的干燥或硬化的步骤包括利用光罩曝光及显影方式对该扩散控制层进行干燥硬化。
7.如权利要求4所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于所述的提供一种基板结构的步骤包括下列分步骤：
提供一个基板；
利用网版印刷技术于基板表面上形成一层扩散控制层图案；
选择性将该扩散控制层进行干燥或硬化；
于该基板表面上涂敷一层光阻材料层并覆盖该扩散控制层图案；
将具有与扩散控制层图案相对应的挡墙图案的光罩设于该光阻材料层与一个曝光机光源间，并曝光该光阻材料层；
利用显影方式将非挡墙图案部分的光阻材料层去除，形成设立于该基板表面上的多个挡墙。
8.如权利要求7所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于所述的干燥或硬化的步骤包括利用光罩曝光及显影方式对该扩散控制层进行干燥硬化。
9.如权利要求4所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于所述的提供一种基板结构的步骤包括下列分步骤：
提供一个基板；
于该基板表面涂敷一层光阻材料层；
将具有预定的挡墙图案的光罩设于该光阻材料层与一个曝光机光源间，并曝光该光阻材料层；
利用显影方式将非挡墙图案部分的光阻材料层去除，形成设立于该基板表面上的多个挡墙，该多个挡墙与基板限定多个收容空间；
于各收容空间内的基板表面涂敷一层扩散控制层。
10.如权利要求4所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于所述的喷墨装置包括热泡式喷墨装置或压电式喷墨装置。
11.如权利要求4所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于所述的干燥固化墨水的步骤采用一个抽真空装置、一个加热装置或一个发光装置，将收容空间的墨水进行干燥固化，或者同时采用上述三者方式的任两种或任三种，发光装置包括紫外光发光照射装置。
12.如权利要求4所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于所述的薄膜图案层的制造方法进一步包括一个步骤：利用研磨或蚀刻方式，将挡墙相对于薄膜图案层突出的部分磨平。
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