CN101178455A - 薄膜图案层及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种薄膜图案层，其包括：一个基板，形成在基板上的多个挡墙，该多个挡墙限定多个收容空间，该收容空间呈行列状排列，及多个形成在收容空间内的薄膜层，其中，每行的收容空间的容积大小分布是无规律的及每行的多个薄膜层的厚度分布是无规律的。所述的薄膜图案层通过每行收容空间的容积大小无规律分布，使该行相同薄膜的薄膜层厚度均匀性被打乱，变得不均匀，从而使光透过其后所产生的条纹缺陷减少或消除。本发明还提供一种薄膜图案层的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜图案层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：通过在预备涂布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在光阻材料上，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：提供一个具有由多个挡墙限定的多个收容空间的基板结构，使用一个喷墨装置，由装置上多个喷墨孔，将形成薄膜材料的墨水喷入该多个收容空间内，墨水被固化后于该基板结构上形成预定的薄膜图案层。由于提供的该基板结构往往大于该多个喷墨孔所直接涵盖的面积，因此，喷墨装置尚须提供该多个喷墨孔与该基板结构的行列相对运动，然后该喷墨法就能够一次形成薄膜图案层。由于制程大量简化，材料使用经济，因此成本大幅降低。
现有技术中，由喷墨法形成的薄膜图案层中，包括多个薄膜层，由于利用多个喷墨孔与基板结构行列相对运动完成，故同行中相同材料的薄膜层使用同一个喷墨孔制作，其厚度是相同。因此，该行中同种材料的薄膜层均匀性很高。但是，不同行中相同材料的薄膜层，由于使用不同喷墨孔制作，其厚度又不易相同。因此，当同种材料不同行的间的薄膜层具有不同厚度时，光透过其后，该不同行之间的不同厚度易被人眼分辨出来，因此形成线性条纹缺陷(Mura Defects)。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可减少或消除条纹缺陷的薄膜图案层及一种薄膜图案层的制造方法。
一种薄膜图案层，包括：一个基板，形成在基板上的多个挡墙，该多个挡墙限定多个收容空间，该收容空间呈行列状排列，及多个薄膜层形成在收容空间内，其中，每行的收容空间的容积大小分布是无规律的及每行的多个薄膜层的厚度分布是无规律的。
一种薄膜图案层的制造方法，包括以下步骤：提供一基板，其表面具有多个挡墙，该多个挡墙间形成多个收容空间，该收容空间呈行列状排列于基板上，在该多个收容空间中，每行中的收容空间的容积大小分布是无规律的；填充墨水至该多个收容空间内，使填充至每行中的容积大小无规律分布的收容空间内的墨水是相同材料的且填充至该行中每个收容空间的墨水体积是相同的；及固化墨水以形成多个薄膜层，使每行中相同材料的薄膜层厚度分布是无规律的。
另一种薄膜图案层的制造方法，包括以下步骤：提供一个基板，于该基板上表面涂覆一个光阻材料层；将具有预定挡墙图案的光罩设于该光阻材料层与一个曝光机光源间，并曝光该光阻材料层，其中，光罩中各挡墙预定位置所围成的面积为不同；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多个挡墙；填充墨水至该多个收容空间内，使填充至每行中的容积大小无规律分布的收容空间内的墨水是相同材料的且填充至该行中每个收容空间的墨水体积是相同的；及固化墨水以形成多个薄膜层，使每行中相同材料的薄膜层厚度分布是无规律的。
所述的薄膜图案层通过每行中收容空间的容积大小无规律分布，使该行中相同薄膜的薄膜层厚度均匀性被打乱，变得不均匀，从而使光透过其后所产生的条纹缺陷减少或消除。
所述的薄膜图案层制造方法通过将相同薄膜且相同的墨水体积填充至每行中容积大小分布无规律的收容空间，使固化墨水层后所形成的同行中相同薄膜的薄膜层厚度分布是无规律的，使该行中相同薄膜的薄膜层厚度均匀性被打乱，变得不均匀，从而使光透过其后所产生的条纹缺陷减少或消除。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的一种薄膜图案层的一个截面示意图。
图2为本发明第一实施例提供的一种薄膜图案层的另一个截面示意图。
图3为本发明第二实施例提供的一种薄膜图案层的一个截面示意图。
图4为本发明第三实施例提供的一种薄膜图案层制造方法的流程示意图。
图5a至5f为本发明第三实施例提供的一种薄膜图案层制造方法的示意图。
图6为本发明第三实施例提供的一种基板的截面示意图。
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。
请一并参阅图1及2，本发明第一实施例提供一种薄膜图案层100。该薄膜图案层100包括一个基板102、一个形成在基板102上的多个挡墙104及多个薄膜层106。
优选地，该基板102的材料选自玻璃、石英玻璃、硅晶圆(Wafer)、金属和塑料。该多个挡墙104限定多个收容空间107，该多个收容空间107呈行列排列在基板102上。
请再次参阅图1及图2，该多个薄膜层106包括第一薄膜层106R、第二薄膜层106G及第三薄膜层160B，其位于多个收容空间107内。其中，收容每行中相同材料的薄膜层106的收容空间107的容积大小分布是无规律的。每个收容空间107的容积大小可通过以下计算所得：收容空间107所围成的底面面积乘以挡墙104的厚度(高度)。本实施例中，多个挡墙104的厚度是相同的，故，收容空间107的容积大小无规律分布为收容空间107所围成的底面面积大小的无规律分布。
以下以第一薄膜层106R说明本实施例的具体情况。用于收容每行中第一薄膜层106R的收容空间107的容积大小分布是无规律的，也就是说，同行中的一个收容第一薄膜层106R的收容空间107的容积大小与两相邻的收容第一薄膜层106R的收容空间107的容积大小可能是不一样的。因此，由于收容该行中第一薄膜层106R的收容空间107的容积大小的无规律分布，从而造成每行中第一薄膜层106R的厚度分布也为无规律的，第一薄膜层106R的厚度均匀性也随的被打乱，使光透过其后所产生的条纹缺陷减少或消除。第二薄膜层106G及第三薄膜层106B的情况与第一薄膜层106R的情况相类似。
请参阅图3，本发明第二实施例提供的一种薄膜图案层100’。本实施例与第一实施例不同的处在于，该基板102’上的多个挡墙104’与基板102’是一体成型结构。
请参阅图4，本发明第三实施例提供的一种薄膜图案层的制造方法的流程示意图。该方法主要包括以下步骤：提供一基板，其表面具有多个挡墙，该多个挡墙间形成多个收容空间，该收容空间呈行列状排列于基板上，在该多个收容空间中，每行中的收容空间的容积大小分布是无规律的(步骤10a)；填充墨水至该多个收容空间内，使填充至每行中的容积大小无规律分布的收容空间内的墨水是相同材料的且填充至该行中每个收容空间的墨水体积是相同的(步骤20a)；固化墨水以形成多个薄膜层，使每行中相同材料的薄膜层厚度分布是无规律的(步骤30a)。
请参阅图5c，在步骤(10a)中，该基板102的材料选自玻璃、石英玻璃、硅晶圆、金属和塑料。本实施例中，该基板102是一玻璃基板。
请参阅图5a至5c，本步骤10a中，该具有多个挡墙104的基板100的制造方法具体包括以下步骤：
利用干膜法(Dry Film Lamination)、湿式旋转法(Wet Spin Coating)或湿式裂缝式涂覆法(Wet Slit Coating)在该基板102上表面涂覆一个负型光阻材料层103。
将具有预设挡墙图案的光罩200设在该负型光阻材料层103与一个曝光机光源(图未示)间，并利用该曝光机光源曝光该负型光阻材料层103。
利用显影方式，将未曝光处的负型光阻材料层去除，形成设在基板102上表面的多个挡墙104。
该光罩200的设计可对应于后续步骤中所要形成的收容空间107所围成的底面面积大小的无规律分布而进行。
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。
本实施例还提供的另一种具有多个挡墙104’的基板102’的制造方法。该方法具体包括以下步骤：
提供一个射出成型机及一个具有预定挡墙图案的模具；
利用射出成型机将基板材料射出至该模具中；
脱模，得到该表面具有多个挡墙104’的基板102’，如图6所示。
该模型具有预定的挡墙图案，其设计与后续步骤形成的收容空间107所围成的底面面积大小相对应。该基板102’的材料选自玻璃、石英玻璃、金属和塑。该方法是利用射出成型的技术，一次形成具有多个挡墙104’的基板102’。本实施例的步骤10a目的是为了得到一个具有多个挡墙的基板，而达到该目的不必以上述具体实施例为限。
由多个挡墙104间形成的收容空间107的容积大小分布是无规律的，由于本实施例中，多个挡墙104的厚度是相同的，故，收容空间107的容积大小无规律分布实为收容空间的底面面积大小的无规律分布。另外，该收容空间107的无规律变化范围是一个标准参考容积大小的的80％至120％，优选为90％至110％，该标准容积大小为先前技术中，一种薄膜图案层制造方法中，所形成的多个收容空间的容积大小，该每个收容空间的容积大小是一样的，为一个恒定值。
请参阅图5d至5e，在步骤20a中，利用一个喷墨装置300通过喷头302将所需材料的墨水108填充至收容空间107内以形成墨水层110，其中，填充至多个收容空间107中，每行中相同材料的墨水体积是相同的，填充至每相邻三行中收容空间107中的墨水108包括第一薄膜材料、第二薄膜材料及第三薄膜材料，每相邻三行的收容空间107内分别以第一薄膜层、第二薄膜层及第三薄膜层为顺序填充。但是，由于在步骤10a中，每行中用于收容相同材料的墨水108的收容空间107容积大小的无规律分布，使得相同体积的墨水108填充至该行收容空间107后，形成墨水层110的高度也为无规律分布的。该喷墨装置300可为一个热泡式喷墨装置(Thermal Bubble Ink Jet Printing Device)或一个压电式喷墨装置(Piezoelectric Ink Jet Printing Device)。
请参阅图5f，在步骤30a中，多个收容空间107内的墨水层110被一个固化装置(图未示)所固化，以形成位于基板102上的多个薄膜层106，其中，每行中相同材料的薄膜层106厚度分布是无规律的，每相邻三行中不同材料的薄膜层106是以一定顺序重复排列，如以第一薄膜层、第二薄膜层及第三薄膜层为顺序排列。该固化装置可为一个加热装置或一个紫外线发光装置，或包括一个加热装置和一个抽真空装置。由于之前在步骤20a中，同行中相同材料的喷出的墨水层110高度分布是无规律的，故固化墨水层110后所形成的同行中相同材料的薄膜层106厚度分布也是无规律的。因此，由于该同行中相同材料的薄膜层106厚度的无规律分布，该行中薄膜层106厚度均匀性就会降低，从而造成每行中相同材料的薄膜层106厚度均匀性被打乱，使光透过其后所产生的条纹缺陷减少或消除。
在干燥固化过程后，便可形成一个如图2所示的薄膜图案层100。另外，可采用去除剂完全去除由光罩制程中形成的多个挡墙104。
本实施例所提供的薄膜图案层100的制造方法，填充至同行中用于收容相同材料的收容空间107的墨水层110高度是无规律分布的，故固化墨水层110后所形成的同行中相同材料的薄膜层106厚度分布是无规律分布的。因此，由于该同行中相同材料的薄膜层106厚度的无规律分布的，该行中薄膜层106厚度均匀性就会降低，从而造成每行中相同材料的薄膜层106厚度均匀性被打乱，使光透过其后所产生的条纹缺陷减少或消除。
该薄膜图案层制程可适用于彩色滤光片的制造及有机发光装置的制造。在彩色滤光片的制程中，多个挡墙即可作为黑矩阵结构，多个收容空间可用为红绿蓝三色色层的制造，本方式提供的制造方式，即可形成没有线性条纹缺陷的良好滤光片产品，其中观察同行同颜色的色层区，会发现颜色会因色层厚度不同而略有些微变化。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。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的内。
Claims (25)
1.一种薄膜图案层，包括：
一个基板；
形成在基板上的多个挡墙，该多个挡墙限定多个收容空间，该收容空间呈行列状排列；及
多个形成在收容空间内的薄膜层；
其特征在于：每行中的收容空间的容积大小分布是无规律的，及每行中的多个薄膜层的厚度分布是无规律的。
2.如权利要求1所述的薄膜图案层，其特征在于，所述的基板材料选自玻璃、石英玻璃、硅晶圆、金属和塑料。
3.如权利要求1所述的薄膜图案层，其特征在于，所述的多个薄膜层包括第一薄膜层、第二薄膜层及第三薄膜层，每相邻三行的收容空间内分别以第一薄膜层、第二薄膜层及第三薄膜层为顺序排列。
4.如权利要求1所述的薄膜图案层，其特征在于，所述的挡墙与基板是一体成型结构。
5.如权利要求1所述的薄膜图案层，其特征在于，该收容空间容积的无规律分布范围为标准收容空间容积或平均收容空间容积的80％至120％。
6.一种薄膜图案层的制造方法，包括以下步骤：
提供一基板，其表面具有多个挡墙，该多个挡墙间形成多个收容空间，该收容空间呈行列状排列于基板上，在该多个收容空间中，每行中的收容空间的容积大小分布是无规律的；
填充墨水至该多个收容空间内，使填充至每行中的容积大小无规律分布的收容空间内的墨水是相同材料的且填充至该行中每个收容空间的墨水体积是相同的；及
固化墨水以形成多个薄膜层，使每行中相同材料的薄膜层厚度分布是无规律的。
7.如权利要求6所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的多个挡墙通过以下分步骤形成：
在该基板上表面涂覆一个光阻材料层；
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多个挡墙。
8.如权利要求6所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的多个挡墙通过以下分步骤形成：
提供一个射出成型机及一个具有预定挡墙图案的模具；
利用射出成型机将基板材料射出至该模具中；
脱模，得到该表面具有多个挡墙的基板。
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，所述的基板材料选自玻璃、石英玻璃、金属和塑料。
10.如权利要求6所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的填充至每相邻三行收容空间中的墨水包括第一薄膜材料、第二薄膜材料及第三薄膜材料，每相邻三行的收容空间内分别以第一薄膜层、第二薄膜层及第三薄膜层为顺序填充。
11.如权利要求6所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的填充步骤是利用一个喷墨装置将墨水填充至收容空间内。
12.如权利要求11所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的喷墨装置是热泡式喷墨装置和压电式喷墨装置的一种。
13.如权利要求6所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的固化步骤是利用一个加热装置固化墨水。
14.如权利要求6所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的固化步骤是利用一个加热装置及一个抽真空装置。
15.如权利要求6所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的固化步骤是利用一个发光装置固化墨水。
16.如权利要求15所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的发光装置是一个紫外线发光装置。
17.如权利要求10所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的多个薄膜层包括第一薄膜层、第二薄膜层及第三薄膜层，且每相邻三行的收容空间内以第一薄膜层、第二薄膜层及第三薄膜层为顺序排列。
18.如权利要求6所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，该收容空间容积的无规律分布范围为标准收容空间容积或平均收容空间容积的80％至120％。
19.一种薄膜图案层的制造方法，包括以下步骤：
提供一个基板，于该基板上表面涂覆一个光阻材料层；
将具有预定挡墙图案的光罩设于该光阻材料层与一个曝光机光源间，并曝光该光阻材料层，其中，光罩中各挡墙预定位置所围成的面积为不同；
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多个挡墙；
填充墨水至该多个收容空间内，使填充至每行中的容积大小无规律分布的收容空间内的墨水是相同材料的且填充至该行中每个收容空间的墨水体积是相同的；及
固化墨水以形成多个薄膜层，使每行中相同材料的薄膜层厚度分布是无规律的。
20.如权利要求19所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的填充至每相邻三行收容空间中的墨水包括第一薄膜材料、第二薄膜材料及第三薄膜材料，且每相邻三行的收容空间内分别以第一薄膜层、第二薄膜层及第三薄膜层为顺序填充。
21.如权利要求19所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的固化步骤是利用一个加热装置固化墨水。
22.如权利要求19所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的固化步骤是利用一个加热装置及一个抽真空装置。
23.如权利要求19所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的固化步骤是利用一个发光装置固化墨水。
24.如权利要求19所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的发光装置是一个紫外线发光装置。
25.如权利要求19所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，该收容空间容积的无规律分布范围为标准收容空间容积或平均收容空间容积的80％至120％。
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