CN100543933C - 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：一基板和多个形成于该基板上的挡墙，该挡墙和基板间形成多个收容空间，该收容空间用于收容墨水，所述挡墙宽度W是挡墙高度H的函数，在0＜H＜最大高度Hmax时，该函数存在奇点，且从该奇点两端的左逼近的宽度大于右逼近的宽度，挡墙自基板往上依次为第一、第二部分，所述第二部分为两排平行设置的不连续突起，且该两排突起交错设置。所述挡墙可阻挡墨水扩散到相邻的收容空间，从而避免填充到两相邻收容空间的墨水出现相混。本发明还涉及一种薄膜图案层的制造方法，其步骤如下：提供一上述基板结构；通过一喷墨装置将墨水填充于收容空间中；干燥固化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：光微影法和喷墨法。
光微影法：在预备涂敷所需薄膜的基板结构上，涂敷光阻材料，将具有预定图案的光罩设于光阻材料上，进行曝光和显影，或加上蚀刻制程，而形成具有预设图案的薄膜图案层。该光微影法需要抽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，使用一喷墨装置，将由所需薄膜材料形成的墨水114喷射于基板110上多个挡墙112形成的收容空间内，干燥墨水114，于该基板110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。然而，喷墨法使用一般的挡墙结构，当基板110振动引起墨水液面晃动时，墨水114会扩散到相邻收容空间内，而使得干燥固化后所形成的薄膜图案层良率下降。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种在制造薄膜图案层时，可避免墨水扩散到相邻收容空间的基板结构和一种薄膜图案层的制造方法。
一种基板结构，包括：一基板和多个形成于该基板上的挡墙，该挡墙和基板间形成多个收容空间，该收容空间用于收容墨水，所述挡墙宽度W是挡墙高度H的函数，在0<H<最大高度Hmax时，该函数存在奇点，且从该奇点两端的左逼近的宽度大于右逼近的宽度，根据挡墙宽度不同来划分，自基板往上所述挡墙依次为第一、第二部分，所述第二部分为两排平行设置的不连续突起，且该两排突起交错设置。
一种薄膜图案层的制造方法，步骤如下：
提供一上述的基板结构；
通过一喷墨装置将墨水填充于该多个收容空间中；
干燥固化该多个收容空间中的墨水而形成薄膜图案层。
相较于现有技术，所述挡墙可以阻止墨水扩散，避免填充到两相邻收容空间的墨水出现相混，从而提高薄膜图案层的产品良率。
所述薄膜图案层的制造方法，利用所述基板结构制造薄膜图案层，因此，所制造的薄膜图案层产品良率高。
【附图说明】
图1为现有技术的一种带挡墙的基板结构和填充于挡墙间墨水的示意图。
图2为本发明第一实施例提供的一种基板结构的侧面示意图。
图3为图2所示的基板结构的平面示意图。
图4为本发明第一实施例挡墙宽度函数W(H)曲线图。
图5为本发明第二实施例提供的一种基板结构的平面示意图。
图6为本发明第三实施例提供的一种基板结构的侧面示意图。
图7为本发明第三实施例挡墙宽度函数W(H)曲线图。
图8为本发明第四实施例提供的一种基板结构的侧面示意图。
图9为本发明第四实施例挡墙宽度函数W(H)曲线图。
图10为本发明第五实施例提供的一种基板结构的侧面示意图。
图11为本发明第五实施例挡墙宽度函数W(H)曲线图。
图12为本发明第六实施例提供的一种基板结构的平面示意图。
图13至图22是本发明第七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。
请一起参阅图2至图3，是本发明第一实施例提供的一种基板结构100，其包括：一基板102和位于该基板102上的多个挡墙104。挡墙宽度W是挡墙高度H的函数W(H)，函数曲线图如图4所示，挡墙最大高度为Hmax，在0<H<Hmax，函数W(H)有不连续点(奇点)存在，且从奇点两端的左逼近(挡墙高度由小变大)的挡墙宽度大于右逼近(挡墙高度由大变小)的挡墙宽度。本实施例中，依挡墙截面宽度不同，自基板往上挡墙依次分为第一、第二部分，且第一部分的截面宽度大于第二部分的截面宽度。第二部分相对于第一部分为一突起106，该突起106的截面形状为方形。
本实施例中，基板102的材料选自玻璃。当然，基板102的材料也可选自硅晶圆、金属或塑料等。其中，挡墙104是通过光微影法形成于该基板102上。该挡墙104之间形成多个收容空间108，该收容空间108用于收容一喷墨装置喷入的墨水。
该基板结构100用于制造薄膜图案层时，填充墨水到收容空间108内，然后进行固化干燥墨水后收容空间108内形成薄膜图案层。当基板振动引致墨水液面晃动，墨水扩散因受到突起106的阻挡，因而不会流向相邻的收容空间108内。
当填充到两相邻的收容空间内的墨水不同时，突起106可阻挡基板振动引起的墨水扩散，避免两相邻收容空间108内的墨水相混，从而提高不同颜色薄膜层(如颜色滤光片的颜色层等)的产品良率或不同材料薄膜层(如有机发光二极管的发光层等)的产品良率。当填充到两相邻收容空间的墨水相同时，当基板振动引起墨水晃动时，墨水因受到突起106的阻挡不会流到相邻的收容空间内，从而提高相同薄膜图案层的均匀度。或者在制造该导电薄膜图案层时，当基板振动引起墨水晃动时，墨水因受到突起106的阻隔，不会流到相邻的收容空间内，从而可防止两相邻的导电薄膜图案层间发生短路。
请参阅图5，是本发明第二实施例提供的一种基板结构100’。挡墙上的突起106’是仅设置于横向排列的两相邻第一收容空间108’间的挡墙上。本实施例提供的基板结构100’，其纵向排列的第一收容空间108’是用于填充相同的墨水，横向排列的第一收容空间108’是用于填充不同的墨水。
请参阅图6，是本发明第三实施例提供的一种基板结构120，其包括：一基板102和位于该基板102上的多个挡墙116。挡墙宽度W是挡墙高度H的函数W(H)，函数曲线图如图7所示，挡墙最大高度为Hmax，在0<H<Hmax，函数W(H)有不连续点(奇点)存在，且从奇点两端的左逼近的宽度大于右逼近的宽度。依挡墙截面宽度不同，自基板往上挡墙依次分为第一、第二部分，且第一部分的截面宽度大于第二部分的截面宽度。第二部分相对于第一部分为一突起118，该突起118的截面形状为三角形。
请参阅图8，是本发明第四实施例提供的一种基板结构120’，其包括：一基板102和位于该基板102上的多个挡墙122。挡墙宽度W是挡墙高度H的函数W(H)，函数曲线图如图9所示，挡墙最大高度为Hmax，在0<H<Hmax，函数W(H)有不连续点(奇点)存在，且从奇点两端的左逼近的宽度大于右逼近的宽度。依挡墙截面宽度不同，自基板往上挡墙依次分为第一、第二部分，且第一部分的截面宽度大于第二部分的截面宽度。第二部分相对于第一部分为一突起124，该突起124的截面形状为半圆形。
请参阅图10，是本发明第五实施例提供的一种基板结构128，其包括：一基板102和位于该基板102上的多个挡墙126。挡墙宽度W是挡墙高度H的函数W(H)，函数曲线图如图11所示，挡墙最大高度为Hmax，在0<H<Hmax，函数W(H)有不连续点(奇点)存在，且从奇点两端的左逼近的宽度大于右逼近的宽度。依挡墙截面宽度不同，自基板往上挡墙依次分为第一、第二、第三部分，且第一部分的截面宽度大于第二、第三部分的截面宽度。
请参阅图12，是本发明第六实施例提供的一种基板结构130，其和本发明第一实施例基板结构100基本相同，区别在于相对于挡墙132第一部分，挡墙132第二部分为两排平行设置的不连续突起134，且该两排突起交错设置。
请一起参阅图13到图22，是本发明第七实施例提供一种薄膜图案层的制造方法的示意图，其步骤如下：
步骤一：提供一基板结构，该基板结构选自本发明第一实施例提供的基板结构100。
基板结构100的制造方法(一)具体包括以下步骤：
利用干膜法(Dry Film Lamination)、湿式旋转法(Wet Spin Coating)或湿式裂缝式涂布法(Wet Slit Coating)于该基板102上表面涂布一正型光阻材料层202，如图13所示；
利用光罩式曝光机，将具有预定图案的光罩208设置于该正型光阻材料层202和曝光机(图未示)光源间，该光罩可为灰阶式光罩，并曝光该正型光阻材料层202，如图14所示；
利用显影方式，将曝光处的正型光阻材料层202去除，于基板结构100上形成挡墙104，如图2所示。
该方法是利用一正型光阻材料202于基板102表面形成挡墙104。可以理解，上述方法也可使用负型光阻材料，光罩设计应做相应的调整，同时，光罩应置于基板上未涂布光阻材料一侧进行曝光。
基板结构100的另一制造方法(二)具体包括以下步骤：
于该基板102上表面涂布一第一负型光阻材料层204，如图15所示；
将具有预定图案的第一光罩210设置于该第一负型光阻材料层204和曝光机光源间，曝光该第一负型光阻材料层204，如图16所示；
利用显影方式将未曝光处的该第一负型光阻材料层204去除，如图17所示；
在第一负型光阻材料层204上表面涂布一第二负型光阻材料层206，如图18所示；
将具有预定图案的第二光罩212设置于该第二负型光阻材料层206和曝光机光源间，曝光该第二负型光阻材料层206，如图19所示；
利用显影方式将未曝光处的该第二负型光阻材料层206去除，形成多个挡墙104，如图2所示。
基板结构100的制造方法(二)可改进为：
于该基板102上表面涂布一第一负型光阻材料层204；将具有预定图案的第一光罩210设置于该第一负型光阻材料层204和曝光机光源间，曝光该第一负型光阻材料层204；于第一负型光阻材料层上表面涂布一第二负型光阻材料层206；将具有图案的第二光罩212设置于该第二负型光阻材料层206和曝光机光源间，曝光该第二负型光阻材料层206；利用显影方式将未曝光处的第一负型光阻材料层204和第二负型光阻材料层206去除，形成多个挡墙104。
上述制造方法(二)和其改进是使用两次曝光显影制程，制备多个挡墙，如图2所示。
步骤二：通过一喷墨装置302将由薄膜材料形成的墨水304填充于收容空间108中，如图20所示。
该喷墨装置302可选用热泡式喷墨装置(Thermal Bubble Ink JetPrinting Apparatus)或压电式喷墨装置(Piezoelectric Ink Jet PrintingApparatus)。
在填充过程中，基板难免会出现振动。基板振动时，墨水304’液面晃动，墨水304’扩散因受到挡墙104上的突起106的阻挡，不会流向相邻的收容空间108内，如图21所示，避免两相邻收容空间108内的墨水相混，从而提高不同颜色薄膜层(如颜色滤光片的红绿蓝颜色层等)的产品良率或不同材料薄膜层(如有机发光二极管的电子空穴传输层和发光层等)的产品良率。
步骤三：干燥固化收容空间108中的墨水304’而形成薄膜图案层306，如图22所示。此步骤主要通过一抽真空装置、一加热装置或一发光装置，将收容空间的墨水304’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。
本发明第七实施例的薄膜图案层的制造方法也可使用本发明第二至第六实施例中任一实施例所提供的基板结构。使用该基板结构的薄膜图案层制造方法可参考本发明第七实施例的薄膜图案层的制造方法。
本发明第一至第六实施例所提供的基板结构，挡墙具有至少两个不同截面宽度的部分，可阻挡因基板振动或其它原因而引起的墨水扩散，可避免填充到两相邻收容空间墨水出现相混的情况，从而可提高薄膜图案层的产品良率。本发明第七实施例提供的薄膜图案层的制造方法，利用本发明第一至第六实施例提供的基板结构制造薄膜图案层，因此，所制造的薄膜图案层产品良率高。
需要指出的是，利用该基板结构制造薄膜图案层的制程可适用于彩色滤光片的制造和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，可以使用曝光显影制程制备多个挡墙。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，发光层和电子空穴传输层等的制造。然而，所形成的薄膜图案和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内。
Claims (13)
1.一种基板结构，包括：
一基板；
多个形成于该基板上的挡墙，该多个挡墙和基板间形成多个收容空间，该收容空间用于收容墨水；
所述挡墙的宽度W是挡墙高度H的函数，在0<H<最大高度Hmax时，该函数存在奇点，且从该奇点两端的左逼近的宽度大于右逼近的宽度，根据挡墙宽度不同来划分，自基板往上所述挡墙依次为第一、第二部分，其特征在于：所述第二部分为两排平行设置的不连续突起，且该两排突起交错设置。
2.如权利要求1所述的基板结构，其特征在于所述基板的材料选自玻璃、硅晶圆、金属或塑料。
3.如权利要求1所述的基板结构，其特征在于所述墨水为彩色墨水或黑色墨水。
4.如权利要求1所述的基板结构，其特征在于所述挡墙是通过光微影法形成于基板上。
5.如权利要求1所述的基板结构，其特征在于所述突起的截面形状为方形、三角形、半圆形或梯形。
6.如权利要求1所述的基板结构，其特征在于所述突起形成开放的收容空间。
7.如权利要求1所述的基板结构，其特征在于挡墙宽度为两排突起宽度总和。
8.一种薄膜图案层的制造方法，其步骤如下：
提供一如权利要求1至7任一项所述的基板结构；
通过一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。
9.如权利要求8所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于所述基板结构通过下列分步骤获得：
提供一基板；
于该基板上表面涂布一正型光阻材料层；
将一具备预定挡墙图案的灰阶式光罩设于该光阻材料层和一曝光机光源间，并曝光该光阻材料层；
利用显影方式，将曝光处的正型光阻材料层去除，于基板结构上形成多个挡墙。
10.如权利要求8所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于所述基板结构通过下列分步骤获得：
提供一基板；
于该基板上表面涂布一负型光阻材料层；
将一具备预定挡墙图案的灰阶式光罩设于基板上未涂布光阻材料一侧，并曝光该光阻材料层；
利用显影方式，将未曝光处的负型光阻材料层去除，于基板结构上形成多个挡墙。
11.如权利要求8所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于所述基板结构通过下列分步骤获得：
提供一基板；
于该基板上表面涂布一第一光阻材料层；
将具有预定图案的第一光罩设置于该第一光阻材料层和曝光机光源间，曝光该第一光阻材料层；
利用显影方式将非挡墙图案的该第一光阻材料层去除；
于第一光阻材料层上表面涂布一第二光阻材料层；
将具有预定图案的第二光罩设置于该第二光阻材料层和曝光机光源间，曝光该第二光阻材料层；
利用显影方式将非挡墙图案的该第二光阻材料层去除，形成多个挡墙。
12.如权利要求8所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述喷墨装置为热泡式喷墨装置或压电式喷墨装置。
13.如权利要求8所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述干燥步骤采用一抽真空装置、一加热装置或一发光装置，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，发光装置为紫外光发光照射装置。
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