CN101071273A - 制造薄膜图案层的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造薄膜图案层的方法，其包括以下步骤：提供一基板，并采用光阻材料以光阻涂布、曝光、显影方式形成若干挡墙，该若干挡墙间形成若干收容空间；利用等离子装置清洗该基板表面；利用喷墨装置将墨水注入该若干收容空间中；固化该墨水形成薄膜图案层。该方法利用等离子装置清洗该基板表面这一过程，能够去除残留在相邻挡墙之间的光阻，通过喷墨法将墨水注入该挡墙之间，因为没有残留光阻的存在，故，墨水在该处附着较佳，不易形成漏光。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种制造薄膜图案层的方法。
【背景技术】
被动式显示装置，如液晶显示器，需通过彩色滤光片将通过的白光转化为红、绿、蓝三原色光束达成显示不同色彩影像的效果。彩色滤光片主要包括黑矩阵及薄膜图案层，该薄膜图案层是由交替排列的红、绿、蓝三色颜色层(Color Area)组成。
一种现有技术制造薄膜图案层的方法如图1所示，其是以喷墨技术制造薄膜图案层的方法，其主要包括下列步骤：在基板上形成黑矩阵；在该形成有黑矩阵的基板上涂布一光阻层；利用光罩对该光阻层进行曝光；对该光阻层进行显影制得若干挡墙；通过喷墨法将墨水注入该挡墙之间；固化该墨水。
以下结合图2至图7对制造薄膜图案层的方法进行说明。
如图2所示，提供一基板10，例如玻璃基板，在基板10的上表面上形成黑矩阵11。
如图3所示，利用干膜法或湿式旋转法在上述基板10上形成负型光阻层121。
如图4所示，利用一光罩141由该基板10的上表面进行曝光。
如图5所示，对该曝光后的负型光阻层121进行显影，显影后制得若干位于黑矩阵11上的挡墙12，每相邻的两挡墙12之间形成空间。
如图6所示，利用喷墨装置，例如热泡式喷墨装置或者压电式喷墨装置，将需要的颜色的墨水以微流体131注入挡墙12之间的空间内。
如图7所示，利用固化装置，例如加热装置或者发光装置，将该墨水烘干或交连或二者兼有的，以形成平坦的颜色层13，该颜色层13可以为红色，相应地，其它的蓝颜色层及绿颜色层依次形成在该红颜色层13的一侧。
在上述制造薄膜图案层的方法中，挡墙12的制程使用的是光微影法，然而，光微影法在光阻121显影时，由于显影完成点不好控制，挡墙12之间的空间内容易发生光阻121残留的现象，当利用喷墨装置将墨水以微流体131注入挡墙12之间的空间内时，墨水涂布在残留的光阻121上，而造成墨水在该处的附着较差，容易形成漏光。
【发明内容】
有鉴于此，提供一种制造薄膜图案层的方法实为必需。
一种制造薄膜图案层的方法，其包括以下步骤：提供一基板，并采用光阻材料以光阻涂布、曝光、显影方式在基板上形成若干挡墙，该若干挡墙间形成若干收容空间；利用等离子装置清洗该基板表面；利用喷墨装置将墨水注入该若干收容空间中；固化该墨水形成薄膜图案层。
与现有技术相比，所述制造薄膜图案层的方法的步骤中，增加利用等离子清洗基板这一过程，能够去除残留在相邻挡墙之间的光阻，使相邻挡墙之间的基板表面变得干净，通过喷墨法将墨水注入该挡墙之间，因为没有残留光阻的存在，故，墨水在该处附着较佳，不易形成漏光。
【附图说明】
图1是现有技术制造薄膜图案层的方法的流程图。
图2至图7是现有技术制造薄膜图案层的方法的示意图。
图8是本发明制造薄膜图案层的方法的流程图。
图9至图16是本发明第一实施例制造薄膜图案层的方法的示意图。
图17至图21是本发明第二实施例制造薄膜图案层的方法的示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图8所示，是本发明制造薄膜图案层的方法的流程图，其主要包括以下步骤：提供一基板，并采用光阻材料以光阻涂布、曝光、显影方式形成若干挡墙，该若干挡墙间形成若干收容空间；利用等离子装置清洗该基板表面；利用喷墨装置将墨水注入该若干收容空间中；固化该墨水形成薄膜图案层。
第一实施例结合图9至图16对制造薄膜图案层的方法进行说明。
如图9所示，提供一基板20，例如玻璃基板，在该基板20的上表面涂布一第一光阻材料层210，该第一光阻材料层210的材料为用来制造黑矩阵的感光材料。将涂布有第一光阻材料层210的基板20干燥，使第一光阻材料层210中的溶剂挥发掉。
如图10所示，将具有预定黑矩阵图案的第一光罩241设于该第一光阻材料层210与曝光机光源251之间，并曝光该第一光阻材料层210。
如图11所示，利用显影方式将非黑矩阵图案部分的第一光阻材料层210去除，形成黑矩阵21。将形成有黑矩阵21的基板20加热，进一步固化该黑矩阵21。
如图12所示，在形成有黑矩阵21的基板20的上表面涂布一第二光阻材料层221。将涂布有第二光阻材料层221的基板20干燥，使第二光阻材料层221中的溶剂挥发掉。
如图13所示，将具有预定挡墙图案的第二光罩242设于该第二光阻材料层221与曝光机光源252之间，并曝光该第二光阻材料层221。第二光罩242可以与第一光罩241相同或不同。
如图14所示，利用显影方式将非挡墙图案部分的第二光阻材料层221去除，形成设立在基板20上表面的若干挡墙22。将形成有若干挡墙22的基板20加热，进一步固化该若干挡墙22。
由于显影加热后，相邻挡墙22之间形成的空间内残留有光阻221，故，利用等离子清洗该形成有若干挡墙22的基板20。提供一等离子清洗装置，可为真空型，也可为大气压型。本实施例提供一真空型等离子清洗装置，该清洗装置由一个装备有射频功率源及一腔室构成。将该形成有若干挡墙22的基板20放到腔室中，将该腔室抽真空，再以每分150公升的流量回充氩气与氧气，然后输入1000瓦的射频能量，气体通过与高能电子的碰撞，发生电离产生等离子。氩这一惰性气体，在经受射频能量后变得具有高活性，激活的氩原子和离子轰击形成有若干挡墙22的基板20，使残留的光阻221脱离基板20的表面最终被真空泵吸走，以物理法去除残留在相邻挡墙22之间的光阻221；除了物理机理以外，激活的氧与残留的光阻的化学反应使它们转换成二氧化碳、一氧化碳与水蒸气等挥发性气体，再由真空泵吸走该挥发性气体。经过上述过程使相邻挡墙22之间的残留光阻221完全去除。
如图15所示，利用喷墨装置，例如热泡式喷墨装置或者压电式喷墨装置，将需要的颜色的墨水以微流体231注入相邻挡墙22之间的空间内。
如图16所示，利用固化装置，例如抽真空装置、加热装置或者发光装置，将该墨水烘干或交连或二者兼有的，以形成平坦的颜色层23，该颜色层23可以为红色，相应地，其它的蓝颜色层及绿颜色层依次形成在该红颜色层23的一侧。
第二实施例结合图17至图21对制造薄膜图案层的另一种方法进行说明。
如图17所示，提供一基板30，例如玻璃基板，在该基板30的上表面上涂布一光阻材料层310，该光阻材料层310的材料为用来制造黑矩阵的感光材料。将涂布有光阻材料层310的基板30干燥，使光阻材料层310中的溶剂挥发掉。
如图18所示，将具有预定挡墙图案的光罩341设置于该光阻材料层310与一曝光机光源351之间，并曝光该光阻材料层310。
如图19所示，利用显影方式将非挡墙图案部分的光阻材料层310去除，形成设于基板30上表面的若干黑矩阵挡墙31；将形成有若干黑矩阵挡墙31的基板30加热，进一步固化该若干黑矩阵挡墙31。
由于显影加热后，相邻黑矩阵挡墙31之间形成的空间内残留有光阻310，故，利用等离子装置清洗该形成有若干黑矩阵挡墙31的基板30。提供一等离子清洗装置，可为真空型，也可为大气压型。本实施例提供一大气压型等离子清洗装置，该清洗装置由一个装备有射频功率源及一腔室构成。将该形成有若干黑矩阵挡墙31的基板30放到腔室中，以每分150公升的流量通入氩气，然后输入1000瓦的射频能量，气体通过与高能电子的碰撞，发生电离产生等离子。氩这一惰性气体，在经受射频能量后变得具有高活性，激活的氩原子和离子轰击形成有若干黑矩阵挡墙31的基板30，使残留的光阻310脱离基板30的表面最终被真空泵吸走，以物理法去除残留在相邻黑矩阵挡墙31之间的光阻310。
如图20所示，利用喷墨装置，例如热泡式喷墨装置或者压电式喷墨装置，将需要的颜色的墨水以微流体331注入相邻黑矩阵挡墙31之间的空间内。
如图21所示，利用固化装置，例如抽真空装置、加热装置或者发光装置，将该墨水烘干或交连或二者兼有的，以形成平坦的颜色层33，该颜色层33可以为红色，相应地，其它的蓝颜色层及绿颜色层依次形成在该红颜色层33的一侧。
在上述两个实施例中，向等离子装置的腔室也可通入氩气、氦气或氮气中任意一种气体或几种气体的混合气体，充入该种气体仅是利用物理法去除残留在相邻挡墙之间的残留光阻；也可通入氩气、氦气、氮气中任意一种或几种气体与氧气、氟化硫、三氯甲烷、二氯甲烷、一氯甲烷或空气中任意一种或几种气体的混合气体，充入该种气体既利用物理法又利用化学反应去除残留在相邻挡墙之间的光阻。
在上述两个实施例中，以每分钟150公升的流量向等离子装置的腔室通入气体，也可为以每分钟0.1至500公升的流量向等离子装置的腔室通入气体。对通入气体输入1000瓦的射频能量，该气体通过与高能电子的碰撞发生电离，该射频能量也可为10瓦至5000瓦之间。
在上述两个实施例中，固化该墨水采用抽真空装置、加热装置或发光装置中的一种或几种装置将收容空间的墨水进行干燥固化均可。其中，该发光装置为紫外光发光照射装置。提供的基板不仅可以为玻璃基板也可为石英玻璃、硅晶片、金属或塑料等材料的基板。
上述制造薄膜图案层的方法，其中，该方法进一步包括在该基板上形成覆盖薄膜图案层的保护层或导电层或保护层及导电层。
除上述方法外形成若干挡墙也可使用下述三种方法实现。
(I)在该基板上表面涂布一第一光阻材料层，该第一光阻层的材料为用来制造黑矩阵的感光材料。将涂布有第一光阻材料层的基板干燥，使第一光阻材料层中的溶剂挥发掉。
将具有预定黑矩阵图案的第一光罩设于该第一光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该第一光阻材料层。
在第一光阻材料层上表面涂布一第二光阻材料层，将涂布有第二光阻材料层的基板干燥，使第二光阻材料层中的溶剂挥发掉。
将具有预定挡墙图案的第二光罩设于该第二光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该第二光阻材料层。第二光罩可以与第一光罩相同或不同。
利用显影方式将非黑矩阵图案部分的第一光阻材料层及非挡墙图案部分的第二光阻材料层去除，形成设立于基板上表面的若干黑矩阵及挡墙，将形成有若干黑矩阵及挡墙的基板加热，进一步固化该若干黑矩阵及挡墙。
(II)在该基板的上表面以蒸镀或溅镀方式形成一薄膜层，该薄膜层的材料一般为铬或铬合金。
在该薄膜层上表面涂布一第一光阻材料层，将涂布有第一光阻材料层的基板干燥，使第一光阻材料层中的溶剂挥发掉。
将具有预定黑矩阵图案的第一光罩设于该第一光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该第一光阻材料层。
依序利用显影及蚀刻方式将非黑矩阵图案部分的第一光阻材料层及该薄膜层去除。
完全去除剩下的该第一光阻材料层。
在该薄膜层上表面涂布一第二光阻材料层，将涂布有第二光阻材料层的基板干燥，使第二光阻材料层中的溶剂挥发掉。
将具有预定挡墙图案的第二光罩设于该第二光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该第二光阻材料层。第二光罩可以与第一光罩相同或不同。
利用显影方式将非挡墙图案部分的第二光阻材料层去除，形成设立于基板上表面的若干挡墙，将形成有若干挡墙的基板加热，进一步固化该若干挡墙。
(III)在该基板的上表面以蒸镀或溅镀方式形成一薄膜层，该薄膜层的材料一般为铬或铬合金。
在该薄膜层上表面涂布一光阻材料层，将涂布有光阻材料层的基板干燥，使光阻材料层中的溶剂挥发掉。
将具有预定收容空间的挡墙图案的光罩设置于该光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该光阻材料层。
依序利用显影及蚀刻方式将非挡墙图案部分的光阻材料层及该薄膜层去除，形成设立于基板上表面的若干挡墙。
与现有技术相比，所述的制造薄膜图案层的方法的步骤中，增加利用等离子清洗基板这一过程，能够去除残留在相邻挡墙之间的光阻，使相邻挡墙之间的基板表面变得干净，通过喷墨法将墨水注入该相邻挡墙之间，因为没有残留光阻的存在，故，墨水在该处附着较佳，不易形成漏光。
利用该制造薄膜图案层的方法可用于彩色滤光片的制造及有机发光装置的制造等。在彩色滤光片的制造中，可以用此制程完成红蓝绿三色颜色层的制造，相应地，若干挡墙可以由单层碳黑光阻材料构成，或由两层以上的材料构成，其中，碳黑光阻或铬材料构成挡墙底部(或称为第一材料层)。而于有机发光装置的制造中，可以用此制程完成有机发光装置的发光层等的制造。但是，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内。
Claims (21)
1.一种制造薄膜图案层的方法，其包括以下步骤：
提供一基板，并采用光阻材料以光阻涂布、曝光、显影方式在基板上形成若干挡墙，该若干挡墙间形成若干收容空间；
利用等离子装置清洗该基板表面；
利用喷墨装置将墨水注入该若干收容空间中；
固化该墨水形成薄膜图案层。
2.如权利要求1所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：所述的在基板上形成若干挡墙的步骤包括以下分步骤：
在该基板上表面涂布一光阻材料层；
将具有预定挡墙图案的光罩设于该光阻材料层与一曝光机光源间，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，形成设于基板上表面的若干挡墙。
3.如权利要求1或2所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：所述的光阻材料为用来制造黑矩阵的感光材料。
4.如权利要求1所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：所述的在基板上形成若干挡墙的步骤包括以下分步骤：
在该基板上表面涂布一第一光阻材料层；
将具有预定黑矩阵图案的第一光罩设于该第一光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该第一光阻材料层；
利用显影方式将非黑矩阵图案部分的第一光阻材料层去除，形成设立于基板上表面的若干黑矩阵。
在第一光阻材料层上表面涂布一第二光阻材料层；
将具有预定挡墙图案的第二光罩设于该第二光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该第二光阻材料层；
利用显影方式将非挡墙图案部分的第二光阻材料层去除，形成设立于基板上表面的若干挡墙。
5.如权利要求1所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：所述的在基板上形成若干挡墙的步骤包括以下分步骤：
在该基板上表面涂布一第一光阻材料层；
将具有预定黑矩阵图案的第一光罩设于该第一光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该第一光阻材料层；
在第一光阻材料层上表面涂布一第二光阻材料层；将
具有预定挡墙图案的第二光罩设于该第二光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该第二光阻材料层；
利用显影方式将非黑矩阵图案部分的第一光阻材料层及非挡墙图案部分的第二光阻材料层去除，形成设立于基板上表面的若干黑矩阵及挡墙。
6.如权利要求4或5所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：所述的第一光阻材料为用来制造黑矩阵的感光材料。
7.如权利要求1项所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：所述的在基板上形成若干挡墙的步骤包括以下分步骤：
在该基板的上表面以蒸镀或溅镀方式形成一薄膜层；
在该薄膜层上表面涂布一光阻材料层；
将具有预定收容空间的挡墙图案的光罩设置于该光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该光阻材料层；
依序利用显影及蚀刻方式将非挡墙图案部分的光阻材料层及该薄膜层去除，形成设立于基板上表面的若干挡墙。
8.如权利要求1所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：所述的在基板上形成若干挡墙的步骤包括以下分步骤：
在该基板的上表面以蒸镀或溅镀方式形成一薄膜层；
在该薄膜层上表面涂布一第一光阻材料层；
将具有预定黑矩阵图案的第一光罩设于该第一光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该第一光阻材料层；
依序利用显影及蚀刻方式将非黑矩阵图案部分的第一光阻材料层及该薄膜层去除；
完全去除剩下的该第一光阻材料层；
在该薄膜层上表面涂布一第二光阻材料层；
将具有预定挡墙图案的第二光罩设于该第二光阻材料层与曝光机光源间，并曝光该第二光阻材料层；
利用显影方式将非挡墙图案部分的第二光阻材料层去除，形成设立于基板上表面的若干挡墙。
9.如权利要求1、2、4、5、7或8所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：在涂布制程后进一步包括一干燥制程，将该光阻中的溶剂挥发。
10.如权利要求1、2、7或8所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：在显影制程后进一步包括一加热制程，将该若干挡墙进行进一步固化。
11.如权利要求4或5所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：在显影制程后进一步包括一加热制程，将该若干黑矩阵及挡墙进行进一步固化。
12.如权利要求1项所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：利用等离子装置清洗该基板表面的过程包括以下步骤：
将形成有若干挡墙的基板放到腔室中，将该腔室抽真空；
向已抽真空的腔室中以特定流量回充特定气体；
输入特定的射频能量，气体通过与高能电子的碰撞，发生电离；
电离的气体通过物理机理或化学反应或两者兼有的，清洗该基板表面；
通过真空泵将清洗物吸走。
13.如权利要求1所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：利用等离子装置清洗该基板表面的过程包括以下步骤：
向等离子装置内以特定流量通入特定气体；
输入特定的射频能量，气体通过与高能电子的碰撞，发生电离；
电离的气体通过物理机理或化学反应或两者兼有的，清洗该基板表面。
14.如权利要求12或13所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：特定气体为氩气、氦气或氮气中的一种气体或几种气体的混合气体。
15.如权利要求12或13所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：特定气体为氩气、氦气、氮气中一种或几种气体与氧气、氟化硫、四氯化碳、三氯甲烷、二氯甲烷、一氯甲烷或空气中一种或几种气体的混合气体。
16.如权利要求12或13所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：该特定流量为每分钟0.1至500公升。
17.如权利要求12或13所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：该特定的射频能量范围为10瓦至5000瓦之间。
18.如权利要求1所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：所述的固化该墨水是采用抽真空装置、加热装置或发光装置中的一种或几种装置将收容空间的墨水进行干燥固化。
19.如权利要求18所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：所述的发光装置为紫外光发光照射装置。
20.如权利要求1所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：所述的基板的材料选自玻璃、石英玻璃、硅晶片、金属板或塑料板。
21.如权利要求1所述的制造薄膜图案层的方法，其特征在于：该方法进一步包括在该基板上形成覆盖薄膜图案层的保护层或导电层或保护层及导电层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |