CN106430083B - 纳米级柱状物林的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纳米级柱状物林的制作方法，通过在衬底基板上依次形成第一无机物膜层与光阻层，利用惰性气体等离子体将所述第一无机物膜层上的部分无机物材料溅射转移至光阻层上，在光阻层上形成不连续的第二无机物膜层，然后利用所述不连续的第二无机物膜层作为掩膜，对所述光阻层进行等离子体刻蚀，即可在光阻层表面形成纳米级柱状物林。该方法无需微显影技术即可在光阻层上形成大面积的纳米级柱状物林，能够应用于显示面板的生产中并大幅度降低相关工艺的生产成本。

Description

纳米级柱状物林的制作方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种纳米级柱状物林的制作方法。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶显示面板及背光模组(backlight module)。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，两片玻璃基板中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。
通常液晶显示面板由彩膜(CF，Color Filter)基板、薄膜晶体管(TFT，Thin FilmTransistor)基板、夹于彩膜基板与薄膜晶体管基板之间的液晶(LC，Liquid Crystal)及密封胶框(Sealant)组成，其成型工艺一般包括：前段阵列(Array)制程(薄膜、黄光、蚀刻及剥膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT基板与CF基板贴合)及后段模组组装制程(驱动IC与印刷电路板压合)。其中，前段Array制程主要是形成TFT基板，以便于控制液晶分子的运动；中段Cell制程主要是在TFT基板与CF基板之间添加液晶；后段模组组装制程主要是驱动IC压合与印刷电路板的整合，进而驱动液晶分子转动，显示图像。
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示器，也称为有机电致发光显示器，是一种新兴的平板显示装置，由于其具有制备工艺简单、成本低、功耗低、发光亮度高、工作温度适应范围广、体积轻薄、响应速度快，而且易于实现彩色显示和大屏幕显示、易于实现和集成电路驱动器相匹配、易于实现柔性显示等优点，因而具有广阔的应用前景。
OLED通常包括：基板、设于基板上的阳极、设于阳极上的空穴注入层、设于空穴注入层上的空穴传输层、设于空穴传输层上的发光层、设于发光层上的电子传输层、设于电子传输层上的电子注入层、及设于电子注入层上的阴极。OLED显示器件的发光原理为半导体材料和有机发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光。具体的，OLED显示器件通常采用ITO像素电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子传输层和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。
OLED按照驱动方式可以分为无源矩阵型OLED(Passive Matrix OLED，PMOLED)和有源矩阵型OLED(Active Matrix OLED，AMOLED)两大类，即直接寻址和薄膜晶体管矩阵寻址两类。其中，AMOLED具有呈阵列式排布的像素，属于主动显示类型，发光效能高，通常用作高清晰度的大尺寸显示装置。
通常液晶显示面板中的CF基板与TFT基板以及AMOLED显示面板中的TFT基板的制作过程均需要频繁使用到光刻技术，光刻技术又经常使用到光阻材料，这使得光阻材料在显示技术领域得到了广泛的应用。
现有一种在光阻表面形成纳米级柱状物林的技术，又称为光阻的纳米制绒技术，其可以使光阻的表面积急剧增大，从而在显示技术领域存在许多潜在的应用，例如可以应用于氧化铟锡剥离(ITO lift off)制程中：目前三光罩薄膜晶体管(3Mask TFT)制作技术通常是将钝化层(PV)与像素电极(Pixel ITO)放在同一道光罩制程内完成，但是该技术遇到了光阻(PR)层上沉积氧化铟锡(ITO)后的剥离问题，通常在光阻层上沉积ITO后再对光阻层进行剥离时会出现剥离时间较长、影响制程时间(Tact time)的问题，并且光阻剥离残留和毛边问题都会严重影响制程或产品性能。然而，在光阻层表面形成纳米级柱状物林后再进行ITO沉积，会使得沉积于光阻层上的ITO膜厚变小，并且光阻层表面的大量区域无法被ITO覆盖，因而与光阻剥离液接触后，光阻层比较容易被剥离。
对于晶圆(wafer)尺寸的基板，微显影技术可以在基板上形成纳米级别的图案，但对于如G4.5代线及以上的高世代线用玻璃基板，目前的微显影技术很难在其表面形成纳米级别的图案，因此，有必要提出一种采用非微显影技术在高世代线用玻璃基板上形成纳米级柱状物林的方法，以解决纳米级柱状物林在显示面板的生产中难以应用的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米级柱状物林的制作方法，无需微显影技术即可在光阻层上形成大面积的纳米级柱状物林，能够应用于显示面板的生产中并大幅度降低相关工艺的生产成本。
为实现上述目的，本发明提供一种纳米级柱状物林的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一衬底基板，在所述衬底基板上形成第一无机物膜层；
步骤2、在所述第一无机物膜层上涂布光阻材料，采用一道光罩对所述光阻材料进行曝光显影后，得到不完全覆盖所述第一无机物膜层的光阻层；
步骤3、采用惰性气体等离子体对所述第一无机物膜层上未被所述光阻层覆盖的区域进行离子轰击，将所述第一无机物膜层上的部分无机物材料溅射转移至所述光阻层的表面，在所述光阻层的表面形成不连续的第二无机物膜层；
步骤4、利用所述不连续的第二无机物膜层作为掩膜，采用蚀刻气体等离子体对所述光阻层进行蚀刻，在所述光阻层的表面形成数个纳米级柱状物，所述数个纳米级柱状物组成纳米级柱状物林。
所述衬底基板为玻璃基板。
所述步骤1中，所述第一无机物膜层的厚度为1μm～1000μm。
所述步骤1中，所述第一无机物膜层的材料包括氮化硅、氧化硅、及氮氧化硅中的至少一种。
所述步骤2中，所述光阻材料包括聚碳酸酯、聚乙二醇对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜树脂、及聚酰亚胺中的至少一种。
所述步骤3中，所述惰性气体为氩气。
所述步骤3中，所述第二无机物膜层的厚度为
所述步骤4中，所述蚀刻气体为氧气或者为氧气与氩气的混合气体。
所述纳米级柱状物的高度为所述纳米级柱状物的直径为
本发明的有益效果：本发明提供的一种纳米级柱状物林的制作方法，通过在衬底基板上依次形成第一无机物膜层与光阻层，利用惰性气体等离子体将所述第一无机物膜层上的部分无机物材料溅射转移至光阻层上，在光阻层上形成不连续的第二无机物膜层，然后利用所述不连续的第二无机物膜层作为掩膜，对所述光阻层进行等离子体刻蚀，即可在光阻层表面形成纳米级柱状物林。该方法无需微显影技术即可在光阻层上形成大面积的纳米级柱状物林，能够应用于显示面板的生产中并大幅度降低相关工艺的生产成本。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明的纳米级柱状物林的制作方法的流程图；
图2为本发明的纳米级柱状物林的制作方法的步骤1的示意图；
图3为本发明的纳米级柱状物林的制作方法的步骤2的示意图；
图4为本发明的纳米级柱状物林的制作方法的步骤3的示意图；
图5为本发明的纳米级柱状物林的制作方法的步骤4的示意图；
图6A至图6D为本发明的纳米级柱状物林的制作方法的步骤4制得的纳米级柱状物林的扫描电镜图片。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明提供一种纳米级柱状物林的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、如图2所示，提供一衬底基板10，在所述衬底基板10上形成第一无机物膜层20。
具体的，所述衬底基板10为玻璃基板。
具体的，所述步骤1中，所述第一无机物膜层20的材料包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、及氮氧化硅(SiOxNy)中的至少一种。
具体的，所述步骤1中，所述第一无机物膜层20的厚度为1μm～1000μm。
步骤2、如图3所示，在所述第一无机物膜层20上涂布光阻材料，采用一道光罩(未图示)对所述光阻材料进行曝光显影后，得到不完全覆盖所述第一无机物膜层20的光阻层30。
具体的，所述光阻层30的图案可根据相关制程的要求进行设定。
具体的，所述步骤2中，所述光阻材料包括聚碳酸酯(PC)、聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜树脂(PES)、及聚酰亚胺(PI)中的至少一种。
步骤3、如图4所示，采用惰性气体等离子体对所述第一无机物膜层20上未被所述光阻层30覆盖的区域进行离子轰击，将所述第一无机物膜层20上的部分无机物材料溅射转移至所述光阻层30的表面，在所述光阻层30的表面形成不连续的第二无机物膜层40。
具体的，所述步骤3中，所述惰性气体为氩气(Ar)。
优选的，所述步骤3中，所述第二无机物膜层40的厚度为
步骤4、如图5所示，利用所述不连续的第二无机物膜层40作为掩膜(Hard Mask)，采用蚀刻气体等离子体对所述光阻层30进行蚀刻，在所述光阻层30的表面形成数个纳米级柱状物50，所述数个纳米级柱状物50组成纳米级柱状物林60。
图6A至图6D为所述步骤4制得的纳米级柱状物林60的扫描电镜(SEM)图片，从中可见，纳米级柱状物50的形态统一，分布均匀，极大地提高了光阻层30的表面积。
具体的，所述步骤4中，所述蚀刻气体为氧气(O2)或者为氧气(O2)与氩气(Ar)的混合气体。
具体的，所述步骤4中，所述纳米级柱状物50采用由上至下(up to down)的方式形成，所述纳米级柱状物50的高度和直径均可以通过调整蚀刻参数而改变。优选的，所述纳米级柱状物50的高度为所述纳米级柱状物50的直径为
上述纳米级柱状物林的制作方法，可应用于显示面板的生产中，例如应用于ITO剥离制程上，使得沉积ITO的光阻能够被轻易剥离，从而大幅度降低该工艺的生产成本。
综上所述，本发明提供一种纳米级柱状物林的制作方法，通过在衬底基板上依次形成第一无机物膜层与光阻层，利用惰性气体等离子体将所述第一无机物膜层上的部分无机物材料溅射转移至光阻层上，在光阻层上形成不连续的第二无机物膜层，然后利用所述不连续的第二无机物膜层作为掩膜，对所述光阻层进行等离子体刻蚀，即可在光阻层表面形成纳米级柱状物林。该方法无需微显影技术即可在光阻层上形成大面积的纳米级柱状物林，能够应用于显示面板的生产中并大幅度降低相关工艺的生产成本。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种纳米级柱状物林的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一衬底基板(10)，在所述衬底基板(10)上形成第一无机物膜层(20)；
步骤2、在所述第一无机物膜层(20)上涂布光阻材料，采用一道光罩对所述光阻材料进行曝光显影后，得到不完全覆盖所述第一无机物膜层(20)的光阻层(30)；
步骤3、采用惰性气体等离子体对所述第一无机物膜层(20)上未被所述光阻层(30)覆盖的区域进行离子轰击，将所述第一无机物膜层(20)上的部分无机物材料溅射转移至所述光阻层(30)的表面，在所述光阻层(30)的表面形成不连续的第二无机物膜层(40)；
步骤4、利用所述不连续的第二无机物膜层(40)作为掩膜，采用蚀刻气体等离子体对所述光阻层(30)进行蚀刻，在所述光阻层(30)的表面形成数个纳米级柱状物(50)，所述数个纳米级柱状物(50)组成纳米级柱状物林(60)。
2.如权利要求1所述的纳米级柱状物林的制作方法，其特征在于，所述衬底基板(10)为玻璃基板。
3.如权利要求1所述的纳米级柱状物林的制作方法，其特征在于，所述步骤1中，所述第一无机物膜层(20)的厚度为1μm～1000μm。
4.如权利要求1所述的纳米级柱状物林的制作方法，其特征在于，所述步骤1中，所述第一无机物膜层(20)的材料包括氮化硅、氧化硅、及氮氧化硅中的至少一种。
5.如权利要求1所述的纳米级柱状物林的制作方法，其特征在于，所述步骤2中，所述光阻材料包括聚碳酸酯、聚乙二醇对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚砜树脂、及聚酰亚胺中的至少一种。
6.如权利要求1所述的纳米级柱状物林的制作方法，其特征在于，所述步骤3中，所述惰性气体为氩气。
7.如权利要求1所述的纳米级柱状物林的制作方法，其特征在于，所述步骤3中，所述第二无机物膜层(40)的厚度为
8.如权利要求1所述的纳米级柱状物林的制作方法，其特征在于，所述步骤4中，所述蚀刻气体为氧气或者为氧气与氩气的混合气体。
9.如权利要求1所述的纳米级柱状物林的制作方法，其特征在于，所述纳米级柱状物(50)的高度为所述纳米级柱状物(50)的直径为
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