CN101271267B - 曝光光罩及薄膜图案层的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种曝光光罩，其包括多个光罩单元，各光罩单元包括第一功能区域及包围该第一功能区域的第二功能区域。该第二功能区域在与第一功能区域的交界处具有至少一个向第一功能区域内部突出的突出区域，使该第二功能区域的一部分三边被第一功能区域包围。第一功能区域具有至少一个端角部，该至少一个突出区域位于该至少端角部内。所述的曝光光罩，通过该至少光罩单元第二功能区域的一部分三边被第一功能区域包围，而使该第二功能区域的该部分对应的光阻材料于显影过程得以被保留。本发明还提供一种使用该曝光光罩制造薄膜图案层的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种曝光光罩及一种利用该曝光光罩制造薄膜图案层的方法。
背景技术
目前制造薄膜图案层的一种方法是喷墨法，该喷墨法为提供一具有由多个分隔墙限定的多个收容空间的基板，使用一喷墨装置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上形成预定的薄膜图案层。由于制程大量简化，材料使用经济，因此成本大幅降低。
现有喷墨法技术中，该多个分隔墙通过于基板上涂敷光阻材料，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，而形成于基板上。为了形成薄膜图案，多个收容空间的分布需与薄膜图案分布一致，因此，对应于多个收容空间的光阻材料是被去除，而曝光光罩的功能区域分布也要对应于收容空间的分布。一般的曝光光罩对应于多个收容空间的多个功能区域是呈矩形状。故，限定每个收容空间的分隔墙围成一矩形。
但是，通过一般曝光光罩曝光后光阻材料进行显影步骤以去除薄膜图案部分的光阻材料时，该显影步骤是于化学溶液中进行，其由被曝光后光阻材料自上而下的一个显影/蚀刻过程。故围成矩形的分隔墙的长边（或短边）沿垂直于该矩形的长边（或短边）的截面为一梯形，该梯形的一腰与基板的夹角为一个锐角θ1，如图1所示。而矩形分隔墙沿该矩形的一内角平分线的截面近似为一矩形，其内角θ2接近90度，如图2所示，且θ2大于θ1。由于墨水对墙的接触角为一定值，墙的角度θ2及θ1不同，墨水对应的高度也不同，因此，会造成墨水被固化后所形成的薄膜图案层的厚度不均匀。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可提高薄膜图案层厚度均匀性的曝光光罩及一种薄膜图案层的制造方法。
一种曝光光罩，包括多个光罩单元，其中，各光罩单元包括一第一功能区域及一包围该第一功能区域的第二功能区域。第一功能区具有可透过用于曝光的光线或可遮挡用于曝光的光线其中之一的功能，第二功能区具有上述可透过用于曝光的光线或可遮挡用于曝光的光线其中之另一个的功能。该第二功能区域在与第一功能区域的交界处具有至少一个向第一功能区域内部突出的突出区域，使该第二功能区域的一部分三边被第一功能区域包围。第一功能区域具有至少一个端角部，该至少一个突出区域位于该至少端角部内。
一种薄膜图案层的制造方法，包括以下步骤：将一曝光光罩设于一表面带有光阻材料层的基板与一曝光机光源间，该曝光光罩包括多个光罩单元，各光罩单元包括一第一功能区域及一包围该第一功能区域的第二功能区域，第一功能区具有可透过用于曝光的光线或可遮挡用于曝光的光线其中之一的功能，第二功能区具有上述可透过用于曝光的光线或可遮挡用于曝光的光线其中之另一个的功能，该第二功能区域在与第一功能区域的交界处具有至少一个向第一功能区域内部突出的突出区域，使该第二功能区域的一部分三边被第一功能区域包围；曝光该光阻材料层；利用显影方式形成设立于基板表面的多个分隔墙，该多个分隔墙限定多个收容空间；填充墨水至该多个收容空间内；及固化墨水以于多个收容空间内形成多个薄膜层；第一功能区域具有至少一个端角部，该至少一个突出区域位于该至少端角部内。
所述的曝光光罩，通过该至少光罩单元第二功能区域的一部分三边被第一功能区域包围，而使该第二功能区域的该部分对应的光阻材料于显影过程得以被保留。
所述的薄膜图案层制造方法，由于与曝光光罩的第二功能区域该部分对应的光阻材料于显影后被保留下来，因此，在显影后会于限定收容空间的分隔墙的相应部分形成斜坡，使固化后的薄膜层的厚度均匀性提高。
附图说明
图1为现有技术中分隔墙与基板形成一夹角的一截面示意图。
图2为现有技术中分隔墙与基板形成一夹角的另一截面示意图。
图3为本发明第一实施例提供的一种曝光光罩的一平面示意图。
图4为图3虚线中所示部分的放大示意图。
图5本发明第二实施例提供的一种曝光光罩的一平面示意图。
图6为本发明第三实施例提供的一种曝光光罩的平面示意图。
图7为图6虚线中所示部分的放大示意图。
图8为本发明第四实施例提供的一种曝光光罩的光罩单元的平面示意图。
图9为被曝光后的光阻材料的曝光区域的分布示意图。
图10为本发明中分隔墙与基板形成一夹角的一截面示意图。
图11为本发明中分隔墙与基板形成一夹角的另一截面示意图。
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3及图4，本发明第一实施例提供一种曝光光罩100，该曝光光罩100包括多个光罩单元102，各光罩单元102呈矩形状，该各光罩单元102包括一第一功能区域1022及一第二功能区域1024，其中该第一功能区域1022被第二功能区域1024包围。该第二功能区域1024在与第一功能区域1022的交界处，具有八个向第一功能区域1022内部突出的突出区域1026，使该第二功能区域1024的一部分三边被第一功能区域1022包围。本实施例中，该突出区域1026是位于第一功能区域1022的端角部104内，如图4所示。各突出区域1026的形状为方形。
本实施中的曝光光罩100的设计是针对使用正型光阻材料来形成分隔墙的情形。对于正型光阻材料，由于正型光阻材料被曝光的部分于显影过程被去除，因此，本实施例的曝光光罩100的第一功能区域1022可透过用于曝光的光线，而多个第二功能区域1024可遮挡用于曝光的光线。
请参阅图5，本发明第二实施例提供一种曝光光罩200。本实施中的曝光光罩200的设计是针对使用负型光阻材料来形成分隔墙的情形。对于负型光阻材料，由于负型光阻材料未被曝光的部分于显影过程被去除，因此，本实施例的曝光光罩200的各曝光单元202的第一功能区域2022可遮挡用于曝光的光线，而第二功能区域2024可透过用于曝光的光线且突出区域2026是位于第一功能区域2022的端角部204内。
请一并参阅图6及图7，本发明第三实施例提供一种曝光光罩300，该曝光光罩300是一灰阶式的光罩设计，包括多个光罩单元302，其中，本实施例提供的曝光光罩300与第一实施例及第二实施例提供的曝光光罩100，200不同的处在于，该光罩单元302的第二功能区域3024的突出区域3026的宽度较第一实施例及第二实施例中的突出区域1026及2026的宽度要小，但是突出区域3026的数量比突出区域1026及2026的数量要多，且突出区域3026是位于第一功能区域3022的端角部304内。
请参阅图8，本发明第四实施例提供一种曝光光罩400，各光罩单元402的第二功能区域4024的突出区域4026的宽度与第三实施例的突出区域3026的宽度相近，但是本实施例的第一功能区域4022的四个端角部404被部分切除，突出区域4026沿切除的切线向第一功能区域4022内部突出且位于端角部404内。
需要指出的是，上述实施例提供的曝光光罩第二功能区域的突出区域的形状可为其它形状，如三角形，半圆形，梯形等。
本发明第四实施例提供一种薄膜图案层的制造方法，该方法包括以下步骤：
（100a）将一曝光光罩设于一表面带有光阻材料层的基板与一曝光机光源间；
（200a）曝光该光阻材料层；
（300a）利用显影方式形成设立于基板表面的多个分隔墙，该多个分隔墙限定多个收容空间；
（400a）填充墨水至该多个收容空间内；及
（500a）固化墨水以于多个收容空间内形成多个薄膜层。
步骤（100a）所采用的曝光光罩是选自本发明第二实施提供的曝光光罩200，其中，该第一功能区域2022限定一薄膜图案，及该光阻材料层为负型光阻材料层。该曝光机光源是一紫外光曝光机光源。本实施例中，基板的材料选自玻璃。当然，基板的材料也可选自石英玻璃、硅晶圆、金属板或塑料板等。
由于在步骤（100a）中，使用了负型光阻材料，故在步骤（300a）中，光阻材料层中未被曝光的部分被去除而形成多个收容空间，该多个收容空间的分布与第一功能区域2022提供的薄膜图案相对应。请一并参阅图5及图9，由于各光罩单元202的第二功能区域2024具有突出区域2026，根据第二实施例提供的曝光光罩200，该第二功能区域2024可透过用于曝光的光线，因此，第二功能区域2024对应的光阻材料被曝光，显影过程中没有被去除。当光阻材料于被曝光后，会形成与各光罩单元202的第一功能区域2022及第二功能区域2024一一对应的一未曝光部6022及一曝光部6024。该曝光部6024于显影过程是被保留的，且该曝光部6024具有向未曝光部6022内部突出的突出区域6026，该曝光部6024的突出区域6026与第二功能区域2024的突出区域2026一一对应。
当将被曝光后的光阻材料层放置显影液中时，由于曝光部6024的突出区域6026的存在，显影液不易进入位于曝光部6024的两个突出区域6026之间的未曝光部6022的部分。当除位于两个突出区域6026之间的未曝光部6022的部分的其它光阻材料已完成显影过程而形成收容空间时，由于曝光部6024的突出区域6026的存在的原因，该位于曝光部6024的两个突出区域6026之间的未曝光部6022的部分会形成自该收容空间内到外的方向倾斜的一斜坡，该斜坡的倾斜角度为一锐角θ’（斜坡面与基板表面的夹角），如图11所示。而围成该收容空间的分隔墙的长边（或短边）沿垂直于该矩形的长边（或短边）的截面为一梯形，如图10所示，该梯形的一腰与基板的夹角为一个锐角θ”，且θ”约等于θ’。
在步骤（400a）中，填充步骤是利用一喷墨装置（图未示）将墨水填充至多个收容空间内而于收容空间内形成墨水层。该喷墨装置是热泡式喷墨装置或压电式喷墨装置。该喷墨装置包括多个喷墨孔，喷墨装置的多个喷墨孔与该基板作行列相对的运动，然后能够一次喷墨形成薄膜图案层。
在步骤（500a）中，收容空间内的墨水层被一固化装置（图未示）所固化，以形成位于透明基板上的多个薄膜层。该固化装置一加热装置及/或一抽真空装置、或一曝光装置固化墨水，该曝光装置是一紫外线曝光装置。由于之前限定每个收容空间的分隔墙的两个突出区域6026之间的部分形成一斜坡，该斜坡的倾斜角度θ’约等于θ”，故接触于两个突出区域6026之间的部分的墨水形状与接触于分隔墙的长边与短边的墨水形状大致相同，固化后所形成的薄膜厚度均匀性提高。
本实施例所提供的曝光光罩，通过各光罩单元的第二功能区域的一部分三边被第一功能区域包围，而使该第二功能区域的该部分对应的光阻材料于显影过程得以被保留。本实施例所提供的薄膜图案层制造方法，由于与曝光光罩的第二功能区域该部分对应的光阻材料于显影后被保留下来，因此，在显影后会于限定收容空间的分隔墙的相应部分形成斜坡，使固化后的薄膜层的厚度均匀性提高。
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。于彩色滤光片的制程中，多个分隔墙即可作为黑矩阵结构，多个收容空间可用为红绿蓝三色颜色层的制造，本方式提供的制造方式，即可形成厚度均匀性较高的颜色层。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 (17)
1.一种曝光光罩，包括多个光罩单元，其特征在于：
各光罩单元包括一第一功能区域及一包围该第一功能区域的第二功能区域，该第一功能区具有可透过用于曝光的光线或可遮挡用于曝光的光线其中之一的功能，该第二功能区具有上述可透过用于曝光的光线或可遮挡用于曝光的光线其中之另一个的功能，该第二功能区域在与第一功能区域的交界处具有至少一个向第一功能区域内部突出的突出区域，使该第二功能区域的一部分三边被第一功能区域包围，该第一功能区域具有至少一个端角部，该至少一个突出区域位于该至少端角部内。
2.如权利要求1所述的曝光光罩，其特征在于，所述的第二功能区域在与第一功能区域的交界处具有至少两个向第一功能区域内部突出的突出区域，使该第二功能区域的一部分三边被第一功能区域包围，且第一功能区域的一部分三边被第二功能区域包围。
3.如权利要求1所述的曝光光罩，其特征在于，所述的第一功能区域可透过用于曝光的光线，所述的第二功能区域可遮挡用于曝光的光线。
4.如权利要求1所述的曝光光罩，其特征在于，所述的第一功能区域可遮挡用于曝光的光线，所述的第二功能区域可透过用于曝光的光线。
5.如权利要求1所述的曝光光罩，其特征在于，所述的第二功能区域的突出区域的形状为方形或梯形。
6.如权利要求1所述的曝光光罩，其特征在于，所述的多个光罩单元呈现行列排列形成于该曝光光罩上。
7.一种薄膜图案层的制造方法，该方法包括以下步骤：将一曝光光罩设于一表面带有光阻材料层的基板与一曝光机光源间，该曝光光罩包括多个光罩单元，各光罩单元包括一第一功能区域及一包围该第一功能区域的第二功能区域，该第一功能区具有可透过用于曝光的光线或可遮挡用于曝光的光线其中之一的功能，该第二功能区具有上述可透过用于曝光的光线或可遮挡用于曝光的光线其中之另一个的功能，该第二功能区域在与第一功能区域的交界处，具有至少一个向第一功能区域内部突出的突出区域，使该第二功能区域的一部分三边被第一功能区域包围，该第一功能区域具有至少一个端角部，该至少一个突出区域位于该至少端角部内；曝光该光阻材料层；
利用显影方式形成设立于基板表面的多个分隔墙，该多个分隔墙限定多个收容空间；
填充墨水至该多个收容空间内；及
固化墨水以于多个收容空间内形成多个薄膜层。
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，所述的第一功能区域可透过用于曝光的光线，所述的第二功能区域可遮挡用于曝光的光线。
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，所述的光阻材料层是正型光阻材料层。
10.如权利要求7所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的第一功能区域可遮挡用于曝光的光线，所述的第二功能区域可透过用于曝光的光线。
11.如权利要求10所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的光阻材料层是负型光阻材料层。
12.如权利要求7所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的第二功能区域在与第一功能区域的交界处，具有至少两个向第一功能区域内部突出的突出区域，使该第二功能区域的一部分三边被第一功能区域包围，且第一功能区域的一部分三边被第二功能区域包围。
13.如权利要求7所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的基板的材料选自玻璃、金属和塑料。
14.如权利要求7所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的填充步骤是利用一喷墨装置将墨水填充至多个收容空间内。
15.如权利要求14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。
16.如权利要求7所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的固化步骤是利用一加热装置及/或一抽真空装置、或一曝光装置固化墨水。
17.如权利要求16所述的薄膜图案层的制造方法，其特征在于，所述的曝光装置是一紫外线曝光装置。
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