CN102486607A - 面板装饰边框薄膜图案层的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，包含提供一平面型高透光率的衬底；以一毛细管涂布装置将光刻胶液经由毛细管吐出以涂布至该衬底上，并使该毛细管涂布装置与衬底之间依循一预设的位移轨迹作相对运动，以在该衬底上形成预定的光刻胶图案；以及固化光刻胶以在该衬底上形成光刻胶图案薄膜层；其中，该毛细管涂布装置包含一盛装有光刻胶液的涂液泵，其至少具一向下伸设的中空管状毛细管，使光刻胶液得连续由该毛细管的吐液口输出至该衬底表面上；该光刻胶液的黏度值约为2～10cps的黑色负型光刻胶；前述位移轨迹为一螺旋状位移轨迹。
Description
技术领域
本发明提供了一种面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，尤其指一种适合应用于触控面板构件，可利用将光刻胶涂布于触控面板的衬底周缘部位以形成不透明或趋近不透明的薄膜图案层，供作为触控面板的装饰边框。
背景技术
典型的触控面板构造是将一触控感应器绝缘设置在一顶板与一衬底之间，然后在迭层板的周缘部位设有讯号导线，用以将触控感应器上的讯号传送到一讯号处理电路；较早的时候，触控面板与显示屏的组装方式，大多利用一罩框压制于触控面板的四周边缘，而将触控面板固设于显示屏前方使用，而该罩框除了用以固定面板的目的之外，亦具有保护触控面板周边线路以及遮蔽线路、美化安装结构的效能，然此种公知的触控面板组装结构常会衍生诸多缺失，例如：罩框的设置会在机壳形成高低不平的表面，会破坏产品造型的平整性，而且作框内的板面清洁擦拭时，容易使灰尘污垢卡入罩框与触控面板之间的缝隙中，这结果除产生清洁不干净的卫生问题，此外填塞在框缘缝隙的污垢会破坏外壳与触控面板之间的密接性，影响防水防尘效果，甚至造成内部电器组件的损坏。
为避免前述缺失，业者改在面板的边缘部位设置薄膜图案层以形成一装饰边框，以遮蔽周缘部位的讯号导线，达确保触控面板的平整性，并兼具保护触控面板周边线路的功效；而目前业界主要是以湿式涂布工艺制作前述薄膜图案层，在公知技术中主要是以旋转涂布法(spin coating)及狭缝式涂布法(slot coating)将光刻胶均匀覆膜于材料上；其中，旋转涂布法是将所需的光刻胶液滴于衬底上，再利用将衬底快速旋转产生离心力将光刻胶液抛出衬底外，使光刻胶液随着衬底快速的转动布满衬底表面，以制作出均匀厚度的薄膜，但在工艺中的诸多因素深切影响成品品质，例如：涂液种类以及调和的溶剂挥发性决定涂膜的最终厚度，光刻胶液因高速气流的影响而挥发组成随的改变容易造成许多缺陷，当衬底尺寸增大后要维持涂布均匀度越来越困难…；此外，工艺中光刻胶液的供应量远比实际需要量为多，而如所知的光刻胶液价格相当高昂，因此造成资源成本的严重浪费，即便设有光刻胶液回收设备，亦将因而增加生产成本的负担。至于狭缝式涂布法是将光刻胶液经由精密定量泵输送至一挤压型模头，当衬底移动至模头下方，光刻胶液接触衬底而成膜，当衬底将离开模头下方时，中断光刻胶液与衬底接触；其具有接近100％光刻胶液利用率的优点，惟其机台设备精密度要求高，因此亦提高了产品生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，可大幅提升光刻胶的有效用使用率、简化生产工艺，以降低材料成本及生产成本，且可使涂布加工的图案和尺寸均可不受限制，以及可形成厚度均匀的薄膜图案层，且其光学密度值同一性佳、不易产生色差。
为实现上述目的，本发明提供的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，包括以下步骤：
提供一平面型高透光率的衬底；
以一毛细管涂布装置将光刻胶液经由毛细管吐出以涂布至该衬底上，并使该毛细管涂布装置与衬底之间依循一预设的位移轨迹作相对运动，以在该衬底上形成预定的光刻胶图案；以及
固化光刻胶以在该衬底上形成光刻胶图案薄膜层。
所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该平面型衬底其材料是选自于玻璃薄板或聚碳酸酯、聚脂、聚甲基丙烯酸甲酯或环烯烃共聚合物之一软性、硬性或可挠性的透明薄板材料。
所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该毛细管涂布装置包含一盛装有光刻胶液的涂液泵，其至少具一向下伸设的毛细管，且使该毛细管的吐液口与所述衬底之间保持约0.5mm～5mm垂直距离，该涂液泵可将光刻胶液押入该毛细管中，使光刻胶液得连续由该毛细管的吐液口输出至该衬底表面上。
所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该毛细管的内径约10μm～500μm。
所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，还包含该毛细管涂布装置具有复数支毛细管，且该些复数支毛细管是以直线排列或呈矩阵型排列。
所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该光刻胶液的黏度值约为2～10cps。
所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该光刻胶液是黑色或有颜色的负型光刻胶。
所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该位移轨迹是一螺旋状位移轨迹、往复式平行位移轨迹、非直线型的连续位移轨迹以及几何线条组成的位移轨迹之一。
所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，所述的固化光刻胶是由以下分步骤达成：
提供一表面具有负型光刻胶图案的衬底；
对该衬底进行软烤：提供约60℃～90℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施约100～140秒(Sec.)的烘烤过程，然后徐徐降温至常温；
对该负型光刻胶图案进行曝光及显影：提供照射能量约150～250MJ/cm2的紫外线光源对该负型光刻胶图案进行全面积的曝光，然后以喷压约0.5Kg/cm2的显影剂对其喷洗；以及
对该衬底进行硬烤：提供约210℃～250℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施约25～35分钟(Min.)的烘烤过程，因此在该衬底上形成所欲的固化光刻胶图案薄膜层。
所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，亦包含所述的固化光刻胶是由以下分步骤达成：
提供一表面形成有光刻胶图案的衬底；
对该衬底进行软烤：提供约60℃～90℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施约100～140秒(Sec.)的烘烤过程，然后徐徐降温至常温；
对该光刻胶图案进行曝光：提供照射能量约150～250MJ/cm2的紫外线光源，以及将具有精密图案化的掩膜设于该光刻胶图案与一光源间，与该光刻胶图案间保持间隙约30μm～80μm的距离，并曝光该光刻胶图案，以将在掩膜上的预定图案转移到该光刻胶图案上；
对该光刻胶图案进行显影：以喷压约0.5Kg/cm2的显影剂对该光刻胶图案喷洗，再以喷压约0.5Kg/cm2的洗涤液对的喷洗，将不要的光刻胶图案的光刻胶材料部分去除；以及
对该衬底进行硬烤：提供约210℃～250℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施约25～35分钟(Min.)的烘烤过程，因此在该衬底上形成所欲的固化光刻胶图案薄膜层。
本发明适宜应用于触控面板产业，其与目前公知技术相比较，具有下述优点：
1)本发明使光刻胶的有效用使用率几可达到100％，可大幅节省光刻胶材料成本，甚至可免除使用掩膜曝光及去除废图层部分的清洗工艺，而简化加工工艺、减低生产成本。
2)加工衬底的尺寸及涂布加工的形状(图案)均可不受限制。
3)所形成的薄膜图案层厚度均匀，且其光学密度同一性佳、不易产生色差。
4)本发明已简化生产工艺，不仅可降低生产成本，更可提升成品良率。
附图说明
图1是本发明的毛细管涂布装置与被加工的衬底之间的安装示意图；
图2是本发明的毛细管将光刻胶涂布于衬底的示意图；
图3是多数毛细管直线排列进行光刻胶涂布的俯视示意图；
图4是多数毛细管以矩阵排列进行光刻胶涂布的俯视示意图；
图5是本发明的毛细管涂布光刻胶的位移轨迹的示意图；
图6是本发明的毛细管涂布光刻胶的另一种位移轨迹的示意图；
图7是本发明的毛细管涂布光刻胶的再一种位移轨迹的示意图；
图8是本发明将光刻胶图案进行曝光的示意图；
图9是本发明的衬底上的固化光刻胶图案薄膜层的剖面示意图；
图10是本发明的以掩膜对光刻胶图案进行曝光的示意图；以及
图11是本发明的光刻胶图案薄膜层成品量测取样点的平面示意图。
具体实施方式
本发明所提供的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其步骤如下：
(1)提供一平面型高透光率的衬底；
(2)以一毛细管涂布装置将光刻胶液经由毛细管吐出以涂布至该衬底上，并使该毛细管涂布装置与衬底之间依循一预设的位移轨迹作相对运动，以在该衬底上形成预定的光刻胶图案；以及
(3)固化光刻胶以在该衬底上形成光刻胶图案薄膜层。
特别是，该平面型衬底的材料是选自于玻璃薄板或其它各种薄板，例如：聚碳酸酯(PC)、聚脂(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或环烯烃共聚合物(COC)…等，但实施的材料范围不以前述材料为限，各类软性、硬性或可挠性的透明衬底均适用。
特别是，该毛细管涂布装置包含一盛装有光刻胶液的涂液泵，其至少具一向下伸设的毛细管，且使该毛细管的吐液口与所述衬底之间保持约0.5mm～5mm垂直距离，该涂液泵可将光刻胶液押入该毛细管中，使光刻胶液得连续由该毛细管的吐液口输出至该衬底表面上。
特别是，该毛细管的内径约10μm～500μm。
特别是，还包含该毛细管涂布装置具有复数支毛细管，而该些复数支毛细管是以直线排列或呈矩阵型排列，据以提升涂布效率及涂布均匀度。
特别是，该光刻胶液的黏度值约为2～10cps(Centipoise)。
特别是，该光刻胶液是黑色或有颜色的负型光刻胶。
特别是，前述位移轨迹可以是一螺旋状位移轨迹、往复式平行位移轨迹、非直线型的连续位移轨迹以及其它各种几何线条所组成的位移轨迹，但实施的范围不以前述位移轨迹为限，可按实际应用上的需求以参数作最佳化设定，据以涂布形成各种所需的光刻胶图案。
特别是，所述的固化光刻胶手段是藉由以下分步骤达成：
(1)提供一表面具有负型光刻胶图案的衬底；
(2)对该衬底进行软烤：提供约60℃～90℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施约100～140秒(Sec.)的烘烤过程，然后徐徐降温至常温；
(3)对该负型光刻胶图案进行曝光及显影：提供照射能量约150～250MJ/cm2的紫外线光源对该负型光刻胶图案进行全面积的曝光，然后以喷压约0.5Kg/cm2的显影剂对其喷洗；以及
(4)对该衬底进行硬烤：提供约210℃～250℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施约25～35分钟(Min.)的烘烤过程，因此在该衬底上形成所欲的固化光刻胶图案薄膜层。
特别是，所述的固化光刻胶手段亦可由以下分步骤达成：
(1)提供一表面形成有光刻胶图案的衬底；
(2)对该衬底进行软烤：提供约60℃～90℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施约100～140秒(Sec.)的烘烤过程，然后徐徐降温至常温；
(3)对该光刻胶图案进行曝光：提供照射能量约150～250MJ/cm2的紫外线光源，以及将具有精密图案化的掩膜设于该光刻胶图案与一光源间，与该光刻胶图案间保持间隙约30μm～80μm的距离，并曝光该光刻胶图案，以将在掩膜上的预定图案转移到该光刻胶图案上；
(4)对该光刻胶图案进行显影：以喷压约0.5Kg/cm2的显影剂对该光刻胶图案喷洗，再以喷压约0.5Kg/cm2的洗涤液对的喷洗，将不要的光刻胶图案的光刻胶材料部分去除；以及
(5)对该衬底进行硬烤：提供约210℃～250℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施约25～35分钟(Min.)的烘烤过程，因此在该衬底上形成所欲的固化光刻胶图案薄膜层。
于下文中进一步阐明本发明的其它功能及技术特征，本领域技术人员熟读文中的说明后即可据以实现本发明。
请一并参阅各附图所示，本发明实施例提供的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法的流程步骤如下：
首先，选取一平面型衬底100，最好为具备接触角小于10度的高透光率板材且其表面被清洗洁净，并将该衬底固设于一加工台200上。本实施例中该衬底100材料选用玻璃。当然，衬底材料也可选用聚碳酸酯(PC)、聚脂(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或环烯烃共聚合物(COC)等。然后，再将加工台200移动至毛细管涂布装置300的下方，并调整设定位置使该涂布装置的吐液口325与加工台上的衬底100间保持约3mm垂直距离。其中，如图1所示，该毛细管涂布装置300包含一涂液泵310，其向下伸设一不锈钢材质的毛细管320，通常该毛细管具有约100μm的管内径，而该涂液泵310内盛装有特选的光刻胶液313；在本实施例中所述的光刻胶液是采用黏度值约为2～10cps的黑色负型光刻胶，例如聚异戊二烯(polyisoprene)；再如图2所示，该毛细管涂布装置300可由对涂液泵310加压使光刻胶液313通过毛细管320内管到达吐液口325而涂布至衬底100表面上。可以理解的，前述毛细管涂布装置300也可以是安装有复数支毛细管，而该些复数支毛细管是以直线排列(如图3所示)或呈矩阵型排列(如图4所示)，以提升涂布效率及涂布均匀度。
接续，开始进行光刻胶涂布：以持续对该涂液泵310加压输入约1Mpa氮气以将光刻胶液313押入该毛细管320中，使光刻胶液得连续地由该毛细管的吐液口325输出至该衬底100表面上；同时地，亦令该加工台200开始依预设位移轨迹T作移动，因此使该毛细管吐出的光刻胶液可在该衬底表面上形成所需的光刻胶图案P(如图2所示)。在本实施例中，该预设位移轨迹T是呈顺时钟向内的螺旋状位移轨迹，亦即使光刻胶液313可顺沿该衬底100框缘部位以环周而渐次向内地涂布至该衬底表面，如图5所示；当然，前述预设位移轨迹并不受限于螺旋状位移轨迹的式样，其它式样的位移轨迹亦属可行，例如：往复式平行位移轨迹(如图6所示)、非直线型的连续位移轨迹(如图7所示)以及其它各种几何线条所组成的位移轨迹；可以理解的，在实际应用上前述位移轨迹式样可依参数作最佳化设定，据以涂布形成各种所需的光刻胶图案。
最后，利用固化光刻胶手段以在该衬底100上形成光刻胶图案薄膜层。而在这个实施例中，该衬底100表面涂布有负型光刻胶图案，所以其固化光刻胶手段略包含三步骤：
(1)进行软烤：将衬底100放置于热风烤箱中，提供约80℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施约120秒(Sec.)的烘烤过程，然后徐徐降温至常温(约25℃左右)，以增加该负型光刻胶图案在衬底表面的附着力。
(2)进行曝光及显影：将完成软烤的衬底送入曝光机中，提供照射能量约200MJ/cm2的紫外线光源L对该衬底上的负型光刻胶图案P进行全面积的曝光(如图8所示)，使光刻胶图案层产生聚合反应形成阻剂效果；于曝光工艺后再以喷压约0.5Kg/cm2的显影剂(例如：二甲苯)喷洒该衬底上的光刻胶图案层，据此在该衬底上形成所欲的固化光刻胶图案薄膜层PF，如图9所示。
由上述说明可知，在前述曝光及显影工艺是在没有对已涂布的光刻胶图案进行任何修饰的情况下，直接进行对全面积的光刻胶图案曝光及显影，因此整体涂布的光刻胶图案均被固化成光刻胶图案薄膜层，这不但让光刻胶100％被使用并且可省却去除多余部分光刻胶图层的清理工艺，大幅减低生产成本；虽然前述手段所形成的光刻胶图案薄膜层已足够适用于一般触控面板装饰边框薄膜图案层的应用，但在特别的情况下，例如：为了获得特别图案或是应用在需求构图较复杂、较精密的光刻胶图案时，则可采取在前述曝光工艺中加设一精密图案化的石英玻璃掩膜600(如图10所示)，使该掩膜安装在光源L与光刻胶图案P之间，并与该光刻胶图案间保持间隙约50μm的距离，因此即可精密曝光成各种所需的光刻胶图案；而前述掩膜曝光工艺后，除须如前述的以显影剂喷洒该衬底上的光刻胶图案层之外，还须再以喷压约0.5Kg/cm2的洗涤液(例如：乙酸丁脂或清水)对该光刻胶图案层施予清洗，利用上述显影工艺将未曝光处的负型光刻胶材料层去除，因此可在该衬底上形成固化的精密薄膜图案层。
(3)进行硬烤：将完成曝光及显影工艺的衬底放置于热风烤箱中，提供约230℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施约30分钟(Min.)的烘烤过程，据以去除残余溶剂并增加该光刻胶形成的薄膜图案层的强度。
经过完成前述各加工步骤，即可在衬底的周框范围形成所需的固化光刻胶图案薄膜层PF。而经对该薄膜层PF成品抽样实测(量测取样点如图11所示)其平均膜厚为1.45±0.01μm，平均光学密度值(Dynamic Range)为4.5±0.1(如表1所示)。
表1
| 取样点 | A | B | C | D | E | F | G | H | 平均 | 标准差 |
| 膜厚(μm) | 1.45 | 1.46 | 1.45 | 1.45 | 1.44 | 1.45 | 1.44 | 1.46 | 1.4500 | 0.0076 |
| 光学密度 | 4.5 | 4.4 | 4.6 | 4.5 | 4.6 | 4.5 | 4.6 | 4.5 | 4.5250 | 0.0707 |
而经本发明方法可在衬底表面的边框范围形成薄膜图案层，以供作为触控面板的装饰边框，以遮蔽其周缘部位的讯号导线，达确保触控面板的平整性。
本发明并非局限于以上所述形式，很明显参考上述说明后，能有更多技术均等性的改良与变化，例如是：在前述实施例中主要是以采用负型光刻胶材料的条件下做说明，但可以理解，上述步骤亦可使用正型光刻胶材料，其相应的掩膜设计及工艺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；因此，举凡本领域技术人员，有在相同的创作精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴内。
Claims (10)
1.一种面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，包括以下步骤：
提供一平面型高透光率的衬底；
以一毛细管涂布装置将光刻胶液经由毛细管吐出以涂布至该衬底上，并使该毛细管涂布装置与衬底之间依循一预设的位移轨迹作相对运动，以在该衬底上形成预定的光刻胶图案；以及
固化光刻胶以在该衬底上形成光刻胶图案薄膜层。
2.如权利要求1所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该平面型衬底材料是选自于玻璃薄板或聚碳酸酯、聚脂、聚甲基丙烯酸甲酯或环烯烃共聚合物之一软性、硬性或可挠性的透明薄板材料。
3.如权利要求1所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该毛细管涂布装置包含一盛装有光刻胶液的涂液泵，其至少具一向下伸设的毛细管，且使该毛细管的吐液口与所述衬底之间保持0.5mm～5mm垂直距离，该涂液泵可将光刻胶液押入该毛细管中，使光刻胶液得连续由该毛细管的吐液口输出至该衬底表面上。
4.如权利要求3所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该毛细管的内径10μm～500μm。
5.如权利要求3所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，还包含该毛细管涂布装置具有复数支毛细管，且该些复数支毛细管是以直线排列或呈矩阵型排列。
6.如权利要求1所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该光刻胶液的黏度值为2～10cps。
7.如权利要求1所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该光刻胶液是黑色或有颜色的负型光刻胶。
8.如权利要求1所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，该位移轨迹是一螺旋状位移轨迹、往复式平行位移轨迹、非直线型的连续位移轨迹以及几何线条组成的位移轨迹之一。
9.如权利要求1所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，所述的固化光刻胶是由以下分步骤达成：
提供一表面具有负型光刻胶图案的衬底；
对该衬底进行软烤：提供60℃～90℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施100～140秒的烘烤过程，然后徐徐降温至常温；
对该负型光刻胶图案进行曝光及显影：提供照射能量150～250MJ/cm2的紫外线光源对该负型光刻胶图案进行全面积的曝光，然后以喷压0.5Kg/cm2的显影剂对其喷洗；以及
对该衬底进行硬烤：提供210℃～250℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施25～35分钟的烘烤过程，因此在该衬底上形成所欲的固化光刻胶图案薄膜层。
10.如权利要求1所述的面板装饰边框薄膜图案层的制造方法，其中，亦包含所述的固化光刻胶是由以下分步骤达成：
提供一表面形成有光刻胶图案的衬底；
对该衬底进行软烤：提供60℃～90℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施100～140秒的烘烤过程，然后徐徐降温至常温；
对该光刻胶图案进行曝光：提供照射能量150～250MJ/cm2的紫外线光源，以及将具有精密图案化的掩膜设于该光刻胶图案与一光源间，与该光刻胶图案间保持间隙30μm～80μm的距离，并曝光该光刻胶图案，以将在掩膜上的预定图案转移到该光刻胶图案上；
对该光刻胶图案进行显影：以喷压0.5Kg/cm2的显影剂对该光刻胶图案喷洗，再以喷压0.5Kg/cm2的洗涤液对的喷洗，将不要的光刻胶图案的光刻胶材料部分去除；以及
对该衬底进行硬烤：提供210℃～250℃热风对该衬底上的光刻胶图案实施25～35分钟的烘烤过程，因此在该衬底上形成所欲的固化光刻胶图案薄膜层。
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