CN105467578A - 一种电润湿制备工艺过程中基板表面残留物的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电润湿制备工艺过程中基板表面残留物的检测方法,通过在非器件区域设置若干测试区域,测试区域经过和器件区域同样的处理,作为参照,由于测试区域面积足够,便于测量,这样可以在制备过程中,即时获得基板的表面接触角,得知其表面性质,检测残留物,及时作出处理。从而提高了器件的良率,改善了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及电润湿技术领域,具体涉及一种电润湿工艺过程中基板表面残留物的检测方法。
背景技术
电润湿显示器是通过改变向显示单元上施加的电压,进而改变显示器件内部的功能疏水材料的亲疏水性能,从而驱动器件内流体的相对运动,达到显示的效果。
在电润湿支撑板的工艺中,基板上设有像素壁,像素壁一般通过光刻工艺设置在基板上,但在光刻工艺处理过程中,难免会在基板表面留下非像素壁区域留下光刻胶材料等残留;尤其是,为使用于制造像素壁的材料(一般为光刻胶)可以良好附着于疏水材料表面,在疏水材料涂布后,对疏水材料进行表面改性,光刻工艺完成后,再进行热处理,使表面恢复疏水性能。在这一过程中,改性后的疏水层材料表面能提高,表面呈现亲水特性,容易使光刻胶、显影液等残留在其表面,从而导致高温处理后,表面不能回复至改性前的状态。疏水层受污染的支撑板,在后续油墨填充以及封装工艺中与疏水层表面无污染的支撑板并没有明显的区别,但是器件装备完成后,加电压进行测试时会出现油墨难以回流的问题。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种电润湿制备工艺过程中基板表面残留物的检测方法,可以在电润湿器件工艺流程中对基板表面残留物进行初步检测,一旦发现未达标样品,可以在油墨填充以及封装前进行处理。减少后续的封装及检测工艺的浪费,提高良率。
本发明解决其技术问题的解决方案是:一种电润湿工艺过程中的基板表面残留物的检测方法,所述电润湿制备工艺包括,在基板表面进行光刻工艺处理的步骤,在基板的非器件区域选取若干区域作为测试区域,测试区域和器件区域经历同样的工艺处理;测量光刻工艺处理前测试区域的基板表面接触角α1和光刻工艺处理后的基板表面接触角β1,通过比较α1和β1来判断基板表面是否有残留物,判断光刻工艺对基板表面状态的影响。
或者,优选地,对于有些制备工艺,为便于光刻工艺进行,在光刻工艺之前还包括对基板进行表面改性处理的步骤。
或者,对于依次包括:对基板的疏水层进行表面改性处理——光刻——高温回流处理的步骤的电润湿制备工艺,本发明的电润湿制备工艺过程中基板表面残留物的检测方法为,在基板的非器件区域选取若干区域作为测试区域,测试区域和器件区域经历同样的工艺步骤处理;测量表面改性处理前的测试区域的基板表面接触角α2和高温回流处理后的基板表面接触角β2,通过比较α2和β2来判断基板表面是否有残留物,从而判断光刻和回流工艺对基板的影响。
或者,对于依次包括:对基板的疏水层进行表面改性处理——光刻——高温回流处理的步骤的电润湿制备工艺,本发明的电润湿制备工艺过程中基板表面残留物的检测方法为,在基板的非器件区域选取若干区域作为测试区域,测试区域和器件区域经历同样的工艺步骤处理;测量高温回流处理前的测试区域的基板表面接触角α3和高温回流处理后的基板表面接触角β3,通过比较α3和β3来判断基板表面是否有残留物,从而判断回流工艺对基板表面的影响。
本发明的检测方法中的基板表面可以是未涂布有疏水层的基板,如ITO基板,或者涂布有疏水层的基板,当为涂布有疏水层的基板时,本发明检测方法中的器件区域和测试区域的基板表面润湿角即为各区域的疏水层表面的润湿角。
本发明的有益效果是:本发明通过在非器件区域设置测试区域,作为参照,通过对测试区域的基板表面性质的测量,间接实现对像素格内基板表面残留物的检测,解决了由于像素格内部区域狭小,结构复杂,难以进行测量的问题,可以在制备过程中,实时监测,及时作出调整,提高了产品良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然,所描述的附图只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的电润湿基板的器件区域和非器件区域结构示意图;
图2是本发明的电润湿基板的测试区域结构示意图;
图3是本发明的电润湿基板的测试区域的疏水层光刻胶压边的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。本发明创造中的各个技术特征,在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
实施方式一
对于直接在基板表面设置像素壁的电润湿基板制备工艺,本发明的电润湿工艺过程中的基板表面残留物的检测方法,包括,
首先,提供电润湿基板,所述基板包括器件区域和非器件区域;如图1所示。
基板通常为ITO基板、金属基板、TFT基板、PET、PI、PDMS、PMMA基板等。
下一个基板,在非器件区域选取若干区域作为测试区域;如图2所示。
测试区域可以为一个或者多个,具体可以根据具体情况设置,不小于1个。测试区域的位置也根据具体情况,工艺均匀性及可靠性差的区域应设置测试区域。测试区域的大小,需要大于约10mL水滴测量区域,一般要大于直径为0.5cm的圆形区域。
下一个步骤,测量测试区域的表面接触角αITO1。
由于在某些制备工艺中,是直接在基板表面通过光刻工艺设置像素壁的,即像素壁是直接设置在基板表面上的;故要对测试区域的基板表面接触角αITO1进行测量,以作为基准。
下一个步骤,对器件区域和测试区域的表面进行光刻工艺处理。
具体的光刻工艺包括光刻胶涂布、曝光、显影三个步骤,通过掩模板曝光和显影得到需要的像素壁图案,但在显影过程中,如果处理不当,通常容易在基板表面残留光刻胶及显影液,影响基板表面性能,从而影响后续工艺。
下一个步骤,是测试光刻工艺处理后的测试区域基板表面接触角βITO1。
由于测试区域经历了和器件区域同样的处理,故测量其表面的接触角βITO1,也即反映了器件区域的经过光刻工艺处理后的基板表面的接触角。
最后,比较αITO1与βITO1。
由于αITO1与βITO1分别代表了器件区域的光刻工艺处理前和处理后的表面接触角,故通过对比可以反映光刻工艺处理后基板表面的性质,即是否有光刻胶显影液等残留物。通常根据工艺条件和实际应用要求,αITO1与βITO1的差别需要满足在一定的范围CITO1内,如果0≤|αITO1-βITO1|≤CITO1,则不需要表面除污处理,直接进行后续的灌油和封装。如果|αITO1-βITO1|≥CITO1,则需要处理后再进行后续工艺。通常残留物的处理方法可以但不限于等离子处理或UV-臭氧处理。
实施方式二
对于在疏水层表面设置像素壁的电润湿基板制备工艺,本发明的电润湿制备工艺过程中基板表面残留物的检测方法,包括:
首先,提供电润湿基板,所述基板包括器件区域和非器件区域;如图1所示。
下一个步骤,在非器件区域选取若干区域作为测试区域;如图2所示。
测试区域可以为一个或者多个,具体可以根据具体情况设置,不小于1个。测试区域的位置也根据具体情况,工艺均匀性及可靠性差的区域应设置测试区域。测试区域的大小,需要大于约10mL水滴测量区域,一般要大于直径为0.5cm的圆形区域。
下一个步骤,在器件区域和测试区域通过相同工艺设置相同的疏水层。
疏水层材料可以但不限于是无定性含氟聚合物,如杜邦的AF系类,苏威公司提供的Hyflon系列以及旭硝子公司提供的Cytop系列等。其涂布方式可以但不限于是旋涂、刮涂、丝网印刷、浸渍涂布、狭缝涂布等方式。如果采用丝网印刷,则需要在设计印刷网版时预留出测试区域,如果为旋涂或刮涂的方法,需要用等离子体刻蚀或者化学溶解的方法刻蚀掉其他区域。
下一个步骤,测量测试区域的疏水层表面接触角αFP1,由于测试区域和器件区域的疏水层相同,故得到的αFP1可以代表器件区域的表面接触角。
下一个步骤,对器件区域和测试区域的疏水层表面进行光刻工艺处理。
具体包括涂布光刻胶材料,然后利用掩膜版通过显影工艺清除部分区域的光刻胶得到图案化的像素壁。
下一个步骤,测试测试区域中光刻工艺处理后的基板表面接触角βFP1。
由于测试区域经历了和器件区域同样的处理,故测量其表面的接触角βFP1,也即器件区域的经过处理后的疏水层的接触角。
下一个步骤,比较αFP1与βFP1。
由于αFP1与βFP1分别代表了器件区域的光刻工艺处理前和处理后的基板表面接触角,故通过对比可以反映光刻工艺处理后基板表面的疏水层的表面性质,判断疏水层表面是否有残留物。通常根据工艺条件和实际应用要求,αFP1与βFP1的差别需要满足在一定的范围CFP1内,如果0≤|αFP1-βFP1|≤CFP1,则不需要表面除污处理,直接进行后续的灌油和封装。如果|αFP1-βFP1|≥CFP1,则需要处理后再进行后续工艺。
优选地,如图3所示,为了避免测试区域的疏水层脱落,还可以在疏水层四周涂布光刻胶,即光刻胶压边。可以将测试区域光刻胶压边的形状设计增加入器件掩模版的设计中,测试区域压边的工艺与器件的像素壁光刻胶涂布及曝光为同一工序进行。
实施方式三
对于在疏水层表面设置像素壁的电润湿基板制备工艺,通常,为了便于在疏水层表面涂布等后续处理工艺,通常也会对疏水层表面进行非涂布处理;如采用UV,等离子体等对疏水层表面进行亲水改性处理,故本发明的检测方法,也可以包括以下步骤:
首先,提供电润湿基板,所述基板包括器件区域和非器件区域;如图1所示。
下一个步骤,在非器件区域选取若干区域作为测试区域;如图2所示。
测试区域可以为一个或者多个,具体可以根据具体情况设置,不小于1个。测试区域的位置也根据具体情况,工艺均匀性及可靠性差的区域应设置测试区域。测试区域的大小,需要大于约10mL水滴测量区域,一般要大于直径为0.5cm的圆形区域。
下一个步骤,在器件区域和测试区域通过相同工艺设置相同的疏水层。
疏水层材料可以但不限于是无定性含氟聚合物,如杜邦的AF系类,苏威公司提供的Hyflon系列以及旭硝子公司提供的Cytop系列等。其涂布方式可以但不限于是旋涂、刮涂、丝网印刷、浸渍涂布、狭缝涂布等方式。如果采用丝网印刷,则需要在设计印刷网版时预留出测试区域,如果为旋涂或刮涂的方法,需要用等离子体刻蚀或者化学溶解的方法刻蚀掉其他区域。
下一个步骤,对器件区域和测试区域的疏水层进行相同的表面改性处理。
如采用UV,等离子体等对疏水层表面进行亲水改性处理。
下一个步骤,测量测试区域的非涂布性表面处理后的疏水层表面接触角αFP2。
由于测试区域和器件区域的疏水层相同,且经过同样的处理,故得到的αFP2也可以反映器件区域的疏水层经过表面改性处理后的表面接触角。
下一个步骤,对器件区域和测试区域的疏水层表面进行光刻工艺处理。
下一个步骤,测试测试区域中基板表面的疏水层表面接触角βFP2。
由于测试区域经历了和器件区域同样的处理,故测量其表面的接触角βFP2,也可以反映器件区域的经过处理后的疏水层的接触角。
比较αFP2与βFP2。
由于αFP2与βFP2分别代表了器件区域的光刻工艺处理前和处理后的表面接触角,故通过对比可以反映光刻工艺处理后器件区域的疏水层表面的性质,判断疏水层表面是否有残留物。通常根据工艺条件和实际应用要求,αFP2与βFP2的差别需要满足在一定的范围CFP2内,如果0≤|αFP2-βFP2|≤CFP2,则不需要表面除污处理,直接进行后续的灌油和封装。如果|αFP2-βFP2|≥CFP2,则需要处理后再进行后续工艺。
优选地,如图3所示,为了避免测试区域的疏水层脱落,还可以在疏水层四周涂布光刻胶,即光刻胶压边。可以将测试区域光刻胶压边的形状设计增加入器件掩模版的设计中,测试区域压边的工艺与器件的像素壁光刻胶涂布及曝光为同一工序进行。
实施方式四
其与实施方式三的区别在于,基板表面没有疏水层,对基板表面进行改性后,直接进行光刻工艺。通过测试表面改性后,光刻工艺前的测试区域的基板表面接触角αITO2,然后测试光刻工艺后的基板表面接触角βITO2,通过对比αITO2与βITO2,判定光刻工艺对基板表面的影响。
实施方式五
对于在疏水层表面设置像素壁的电润湿基板制备工艺,通常,为了便于在疏水层表面涂布等后续处理工艺,通常也会对疏水层表面进行改性处理;如采用UV,等离子体等对疏水层表面进行亲水改性处理,使得疏水层变得亲水,然后进行光刻工艺得到像素墙,最后加热回流,恢复疏水层的疏水性,为了检测在这个工艺过程中,基板表面的残留物情况,本发明的检测方法,可以包括以下步骤:
首先,提供电润湿基板,所述基板包括器件区域和非器件区域;如图1所示。
下一个步骤,在非器件区域选取若干区域作为测试区域;如图2所示。
测试区域可以为一个或者多个,具体可以根据具体情况设置,不小于1个。测试区域的位置也根据具体情况,工艺均匀性及可靠性差的区域应设置测试区域。测试区域的大小,需要大于约10mL水滴测量区域,一般要大于直径为0.5cm的圆形区域。
下一个步骤,在器件区域和测试区域通过相同工艺设置相同的疏水层。
疏水层材料可以但不限于是无定性含氟聚合物,如杜邦的AF系类,苏威公司提供的Hyflon系列以及旭硝子公司提供的Cytop系列等。其涂布方式可以但不限于是旋涂、刮涂、丝网印刷、浸渍涂布、狭缝涂布等方式。如果采用丝网印刷,则需要在设计印刷网版时预留出测试区域,如果为旋涂或刮涂的方法,需要用等离子体刻蚀或者化学溶解的方法刻蚀掉其他区域。
下一个步骤,测量测试区域表面的疏水层的表面接触角αFP3。
由于期间区域和测试区域是通过相同工艺设置疏水层的,故测试区域表面的疏水层状况,可以由测量测试区域表面的疏水层表面接触角αFP3来反映。
下一个步骤,对器件区域和测试区域的疏水层进行相同的表面改性处理。
具体包括对器件区域和测试区域的疏水层表面进行亲水改性处理等,如采用UV,等离子体等对疏水层表面进行亲水改性处理。
下一个步骤,对改性后器件区域和测试区域的疏水层表面进行光刻工艺处理。
下一个步骤,对光刻工艺处理后的器件区域和测试区域进行加热回流处理。
下一个步骤,测试回流处理后的测试区域的疏水层的表面接触角βFP3。
由于经历的工艺步骤相同,故可以通过测量经过回流处理后的测试区域的疏水层表面接触角βFP2来反映器件区域的疏水层表面状况。
下一个步骤,比较αFP3与βFP3。
由于αFP3与βFP3分别代表了器件区域的疏水层的初始表面接触角和经过一系列工艺处理后的表面接触角,故通过对比可以反映这些工艺处理对疏水层表面的性质,判断疏水层表面是否有残留物。通常根据工艺条件和实际应用要求,αFP3与βFP3的差别需要满足在一定的范围CFP3内,如果0≤|αFP3-βFP3|≤CFP3,则不需要表面除污处理,直接进行后续的灌油和封装。如果|αFP3-βFP3|≥CFP3,则需要处理后再进行后续工艺。
优选地,如图3所示,为了避免测试区域的疏水层脱落,还可以在疏水层四周涂布光刻胶,即光刻胶压边。可以将测试区域光刻胶压边的形状设计增加入器件掩模版的设计中,测试区域压边的工艺与器件的像素壁光刻胶涂布及曝光为同一工序进行。
实施方式六
其与实施方式五的区别在于,基板表面没有疏水层,直接在基板表面设置像素墙,首先测试基板表面测试区域的基板表面接触角αITO3,对基板表面进行改性后,进行光刻工艺,然后加热回流恢复基板表面接触角,然后测试加热回流后的基板表面接触角βITO3,通过对比αITO3与βITO3,判定光刻工艺对基板表面的影响。
实施方式七
对于直接在基板表面设置像素壁的电润湿基板制备工艺,通常,为了便于在基板表面后续处理工艺,通常也会对基板表面进行改性处理;如采用UV,等离子体等对基板表面进行亲水改性处理,使其变得亲水,然后进行光刻工艺得到像素墙,最后加热回流,恢复疏水层的疏水性,为了检测在回流工艺过程中,基板表面的残留物情况,本发明的检测方法,可以包括以下步骤:
首先,提供电润湿基板,所述基板包括器件区域和非器件区域;如图1所示。
下一个步骤,在非器件区域选取若干区域作为测试区域;如图2所示。
测试区域可以为一个或者多个,具体可以根据具体情况设置,不小于1个。测试区域的位置也根据具体情况,工艺均匀性及可靠性差的区域应设置测试区域。测试区域的大小,需要大于约10mL水滴测量区域,一般要大于直径为0.5cm的圆形区域。
下一个步骤,对器件区域和测试区域的基板表面进行相同的表面改性处理。
具体包括对器件区域和测试区域的基板表面进行亲水改性处理等,如采用UV,等离子体等对疏水层表面进行亲水改性处理。
下一个步骤,对改性后器件区域和测试区域的疏水层表面进行光刻工艺处理。
下一个步骤,测量测试区域表面的疏水层的表面接触角αITO4。
由于期间区域和测试区域是通过相同工艺设置疏水层的,故测试区域表面的疏水层状况,可以由测量测试区域表面的疏水层表面接触角αITO4来反映。
下一个步骤,对光刻工艺处理后的器件区域和测试区域进行加热回流处理。
下一个步骤,测试回流处理后的测试区域的疏水层的表面接触角βITO4。
由于经历的工艺步骤相同,故可以通过测量经过回流处理后的测试区域的基板表面接触角βITO4来反映器件区域的基板表面状况。
下一个步骤,比较αITO4与βITO4。
由于αITO4与βITO4分别代表了器件区域的疏水层的初始表面接触角和经过一系列工艺处理后的表面接触角,故通过对比可以反映这些工艺处理对疏水层表面的性质,判断疏水层表面是否有残留物。通常根据工艺条件和实际应用要求,αITO4与βITO4的差别需要满足在一定的范围CITO4内,如果0≤|αITO4-βITO4|≤CITO4,则不需要表面除污处理,直接进行后续的灌油和封装。如果|αITO4-βITO4|≥CITO4,则需要处理后再进行后续工艺。
本发明的测试方法,通过在非器件区域设置若干测试区域,测试区域经过和器件区域同样的处理,作为参照,由于测试区域面积足够,便于测量,而且可以多次取样测量,测量准确;这样可以在制备过程中,即时获得基板的表面接触角,得知其表面性质,检测残留物,及时作出处理。从而提高了器件的良率,改善了产品质量。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种电润湿制备工艺过程中基板表面残留物的检测方法,所述电润湿制备工艺包括,在基板表面进行光刻工艺处理的步骤,其特征在于:在基板的非器件区域选取若干区域作为测试区域,测试区域和器件区域经历同样的工艺处理;测量光刻工艺处理前的测试区域的基板表面接触角α1和光刻工艺处理后的基板表面接触角β1,通过比较α1和β1来判断基板表面是否有残留物。
2.根据权利要求1所述的测试方法,其特征在于:所述电润湿制备工艺在光刻工艺之前还包括对基板的疏水层进行表面改性处理的步骤。
3.一种电润湿制备工艺过程中基板表面残留物的检测方法,所述电润湿制备工艺依次包括,对基板的疏水层进行表面改性处理——光刻——高温回流处理的步骤,其特征在于,在基板的非器件区域选取若干区域作为测试区域,测试区域和器件区域经历同样的工艺步骤处理;测量表面改性处理前的测试区域的基板表面接触角α2和高温回流处理后的基板表面接触角β2,通过比较α2和β2来判断基板表面是否有残留物。
4.一种电润湿制备工艺过程中基板表面残留物的检测方法,所述电润湿制备工艺依次包括,对基板的疏水层进行表面改性处理——光刻——高温回流处理的步骤,其特征在于,在基板的非器件区域选取若干区域作为测试区域,测试区域和器件区域经历同样的工艺步骤处理;测量高温回流处理前的测试区域的基板表面接触角α3和高温回流处理后的基板表面接触角β3,通过比较α3和β3来判断基板表面是否有残留物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的检测方法,其特征在于:所述测试区域≥1个。
6.根据权利要求5所述的测试方法,其特征在于:所述单个测试区域的面积大于直径为0.5cm的圆形的面积。
7.根据权利要求1-4任一项所述的检测方法,其特征在于:所述器件区域和测试区域的基板表面未涂布疏水层或者涂布有疏水层。
8.根据权利要求7所述的检测方法,其特征在于,所述器件区域和测试区域的基板表面涂布有疏水层,且所述测试区域的基板表面的疏水层四周通过光刻胶压边。
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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