CN106471453B - 厚膜图案结构及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及厚膜图案结构以及形成该厚膜图案结构的方法，其中重复进行层叠步骤，由此在形成过程中逐渐减小正在形成的厚膜图案的宽度，因此层叠相同的材料层，由此使得所有的层均已层叠的图案的边缘处的区域中的锥角减小。厚膜图案包括：具有任一图案宽度的厚膜图案涂层；以及依次层叠在该厚膜图案涂层上的不同的厚膜图案涂层，以致图案宽度从厚膜图案涂层的边缘区域逐渐减小，通过厚膜图案涂层形成的厚膜图案具有阶梯形状。

Description

厚膜图案结构及其形成方法

技术领域

本发明涉及通过重复堆叠工艺而形成的厚膜图案结构。特别地，本发明涉及一种厚膜图案结构以及形成该厚膜图案结构的方法，该厚膜图案结构在相同材料的所有层以逐渐减小的图案宽度堆叠之后，在图案边缘区域处具有减小的锥角。

背景技术

近来，触摸传感器正广泛应用于各种电子产品，例如移动电话、个人数字助理(PDA)和手持个人电脑，其中用于制造电容式触摸传感器的技术的使用最广泛。

触摸传感器大多为一种电容式触摸传感器，其包括在玻璃基板上的单个电极层。

通常，常规的电容式触摸传感器包括由氧化铟锡(ITO)制成的触摸感测电极层。

例如，通过溅射将ITO直接设置在玻璃基板上，然后进行图案化以形成触摸感测电极层的图案。

触摸感测电极层的图案包括X轴感测电极图案和Y轴感测电极图案，且其中一个可以包括导电层以形成感测电极图案的一个轴穿过其另一轴的桥结构。

此外，对于X轴感测电极图案和Y轴感测电极图案的绝缘，在X轴感测电极图案和Y轴感测电极图案彼此交叉的位置处形成绝缘层。

如图1中所示，这种触摸传感器包括：具有有源区11和对应于有源区11周边的无源区12的透明基板10，以及形成在透明基板10的一个表面上的电极单元。

透明基板10可以用于提供其中形成用于检测触摸位置的电极单元的区域。透明基板10应当具有用于支撑电极单元的力和透明度，以允许用户感知从图像显示装置提供的图像。

因此，触摸传感器可以包括有源区11和与对应于有源区11周边区域的无源区12。

有源区11是指进行用户的触摸活动的部分，并且对应于允许用户可视地监视装置的操作场景的显示区域。

此外，无源区12为由形成在透明基板10上的边框部分所遮蔽的未暴露区域。

边框部分具有在其上形成的具有预定厚度或更厚的屏蔽层、保护层和绝缘层，其设置在有源区11的周边，屏蔽层用于屏蔽来自背光的光，保护层用于保护下部(下层)图案，以及绝缘层用于与上部(上层)电极线绝缘。

这些层形成为具有10-20μm或更大的预定厚度的厚膜图案，并且厚膜图案可以通过反复的涂布工艺而不是单一涂布工艺而具有期望的厚度。

如图2中所示，当通过重复用于以相同图案宽度堆叠的至少三个涂布工艺来形成厚膜图案时，厚膜图案的锥形区域A处的倾斜角大于或等于20°，如区域B中所示，在随后的光刻工艺期间导致光致抗蚀剂的流动。

光致抗蚀剂的流动导致在后续工艺中的断开和缺陷图案。

特别地，厚膜图案的厚度和图案宽度在锥形区域A处以大的倾斜角度改变，从而导致器件中的质量缺陷，从而显著降低产率。

图3表示根据如上所述的现有技术在形成厚膜图案之后的后续工艺中断开的发生。

因此，需要开发新的厚膜图案结构及其制备以解决根据现有技术的厚膜图案的形成中的问题。

发明内容

技术问题

本发明的目的为提供一种厚膜图案结构以及形成该厚膜图案结构的方法，该厚膜图案结构在相同材料的所有层以逐渐减小的图案宽度堆叠之后，在图案边缘区域处具有减小的锥角。

本发明的另一个目的为提供一种厚膜图案结构以及形成该厚膜图案结构的方法，其在用作保护层或绝缘层的厚膜图案的边缘区域处具有减小的锥角，从而解决后续工艺中的问题，例如膜厚度和图案宽度的变化以及断开的发生。

本发明的另一个目的为提供一种厚膜图案结构以及形成该厚膜图案结构的方法，其通过逐渐减小图案宽度的逐步堆叠而形成，从而防止在对厚膜图案进行光刻工艺时光致抗蚀剂的向下流动。

本发明的目的不限于上述目的，本领域技术人员从以下描述中可以理解其未提及的其它目的。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种厚膜图案结构，其包括：具有图案宽度的厚膜图案涂层；以及多个厚膜图案涂层，其顺序地堆叠在厚膜图案涂层上，以在厚膜图案涂层的边缘区域处具有逐渐减小的图案宽度，其中厚膜图案涂层提供具有阶梯形状的厚膜图案。

在本发明中，在厚膜图案涂层的边缘区域处逐渐减小的图案宽度的减小尺寸可以相同，或者可以根据层的堆叠顺序逐渐减小或增大。

此外，厚膜图案涂层可以具有相同的厚度或者根据其堆叠顺序逐渐减小或增大的厚度。

可以通过改变厚膜图案涂层的逐渐减小的图案宽度的减小尺寸并且改变厚膜图案涂层的厚度来形成厚膜图案。

由厚膜涂层组成的厚膜图案在其边缘区域处可以具有5°至10°的锥角。

此外，由厚膜涂层组成的厚膜图案可以具有30μm至35μm的总厚度。

厚膜图案中的阶梯形状的部分可以设置在触摸传感器的边框区。

厚膜图案可以为用于屏蔽来自背光的光的屏蔽层、用于保护下部图案的保护层和用于与上部电极线绝缘的绝缘层中的任一种。

根据本发明的另一方面，提供了一种形成厚膜图案的方法，其包括：使用具有图案宽度的掩模涂布厚膜图案形成材料；以及通过顺序地使用提供逐渐减小的图案宽度的掩模来重复地涂覆厚膜图案形成材料，以形成在其边缘区域处具有阶梯形状的厚膜图案。

在本发明中，形成具有阶梯形状的厚膜图案的掩模的逐渐减小的图案宽度的减小尺寸可以相同或不同。

此外，可以进行厚膜图案形成材料的涂布，使得每个涂层具有相同或不同的厚度。

逐渐减小的图案宽度可以在由重复涂布厚膜图案形成材料获得的整个厚膜图案的边缘区域处形成5°至10°的锥角。

厚膜图案的总厚度为30μm至35μm。

厚膜图案形成材料可以为用于屏蔽光的屏蔽层形成材料、用于保护下部图案的保护层形成材料和用于与电极线绝缘的绝缘材料中的任一种。

有利效果

根据本发明的厚膜图案结构及其形成方法具有以下效果：

首先，在所有层堆叠后，其可以在厚膜图案的边缘区域处提供减小的锥角。

第二，可以通过逐渐减小图案宽度的逐步堆叠方法形成厚膜图案，从而防止在对厚膜图案进行光刻工艺时光致抗蚀剂的向下流动。

第三，可以减小厚膜图案的边缘区域处的锥角，从而解决后续工艺中的问题，例如膜厚度和图案宽度的变化以及断开的发生。

第四，可以减小厚膜图案的锥形区域处的倾斜角，从而防止厚膜图案中的膜厚度和图案宽度的变化，并提高产率。

附图说明

图1为通常的触摸传感器的俯视图。

图2为表示根据现有技术的厚膜图案的横截面结构的图。

图3为表示根据现有技术的在形成厚膜图案和随后的工艺期间发生的断开区域的横截面的照片图像。

图4为表示可以在本发明中应用的触摸传感器的配置的图。

图5为根据本发明的厚膜图案的横截面图。

图6为表示根据本发明的用于形成厚膜图案的工艺步骤的流程图。

图7a和7b为根据本发明的厚膜图案在其形成和后续工艺中的横截面照片图像。

具体实施方式

在下文中，将详细描述根据本发明的厚膜图案结构及其形成方法的优选实施方式。

通过对于每个实施方式的以下详细描述，根据本发明的厚膜图案结构及其形成方法的特征和优点将是显而易见的。

图4为可以在本发明中应用的触摸传感器的配置的图，且图5为根据本发明的厚膜图案的横截面图。

本发明通过在用于形成厚膜图案的重复涂布工艺期间逐渐减小图案宽度的逐步堆叠来形成厚膜图案，被设计为减小用作保护层或绝缘层的厚膜图案的边缘区域处的锥角，以解决后续工艺中的问题，例如膜厚度和图案宽度的变化以及发生断开。

以下描述作为能够应用根据本发明的厚膜图案结构及其形成方法的实例的触摸传感器，但是显然应用本发明的技术方面的装置不限于该触摸传感器。

也就是说，它可以应用于制备具有通过重复涂布工艺形成的厚膜图案的所有其它装置。

如图4中所示，可应用根据本发明的厚膜图案结构及其形成方法的触摸传感器具有设置有电极单元的有源区11和对应于有源区11周边区域的无源区12。

无源区12为在透明基板10上形成的边框部分所遮蔽的未暴露区域。边框部分具有设置在有源区11周边中并具有预定厚度或更厚的、用于遮挡来自背光的光的屏蔽层、用于保护下部图案的保护层、以及用于与上部电极线绝缘的绝缘层。

透明基板10优选地但不限于由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、环烯烃共聚物(COC)、三乙酰纤维素(TAC)、聚乙烯醇(PVA)、聚酰亚胺(PI)，聚苯乙烯(PS)、含双轴取向PS(BOPS)的K树脂形成。

电极单元可以形成在透明基板10的一个表面上。电极单元可以包括：在透明基板10的一个表面上在有源区11处形成的电极，以及在无源区12上形成并且连接到电极的边缘的电极线。

在本发明中，形成触摸传感器的电极单元的位置不限于透明基板10的一个表面，并且电极单元可以在例如透明基板10的另一表面或两个表面上形成。

此外，电极可以由导电聚合物或金属氧化物制成。

导电聚合物可以包括聚3,4-亚乙基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)、聚苯胺、聚乙炔和聚亚苯基亚乙基中的至少一种。

此外，金属氧化物可以包括氧化铟锡(ITO)。

除了导电聚合物和金属氧化物之外，电极可以由例如以网状图案形成的金属或通过曝光/显影银盐乳胶层而获得的金属银来形成。

此外，电极线可以由例如铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、钛(Ti)、钯(Pd)和铬(Cr)中的至少一种形成，但本发明不限于此。

此外，电极可以通过干法、湿法或直接图案化工艺形成。

在本发明中，干法包括溅射和蒸镀，湿法包括浸涂、旋涂、辊涂和喷涂，直接图案化工艺包括丝网印刷、凹版印刷和喷墨印刷。

在图4中，区域C、D、E和F设置在有源区11的周边，并且表示主要形成用于屏蔽来自背光的光的屏蔽层、用于保护下部图案的保护层、用于与上部电极线绝缘的绝缘层的区域。

当然，在厚膜图案形成在除这些区域之外的区域的情况下，也可以应用根据本发明的厚膜图案结构。

图5表示在图4中的区域C、D、E和F的任一个区域中形成的厚膜图案的横截面结构。

如图5所示，根据本发明的厚膜图案包括：具有第一图案宽度的第一厚膜图案涂层50；在第一厚膜图案涂层50上形成的第二厚膜图案涂层51，第二图案宽度在边缘区域处从第一图案宽度减小预定尺寸；以及在第二厚膜图案涂层51上形成的第三厚膜图案涂层52，第三图案宽度在边缘区域处从第二图案宽度减小预定尺寸。

尽管通过实例在此描述了厚膜图案结构，其中厚膜图案形成材料层通过第一、第二和第三涂布工艺形成，但是涂层的堆叠数目可以不受限制地变化。

此外，在厚膜图案的边缘区域处逐渐减小的图案宽度的减小尺寸A、B和C优选为相同的，但是减小的尺寸可以逐渐减小(A>B>C)或逐渐增大(A<B<C)。

此外，厚膜图案形成材料层的涂层厚度a、b和c优选为相同的，但涂层厚度可以逐渐增大(a>b>c)或涂层厚度可以逐渐减小(a<b<c)。

或者，可以通过改变厚膜图案的边缘区域处逐渐减小的图案宽度的减小尺寸并改变厚膜图案形成材料层的涂层厚度来形成厚膜图案结构。

通过前述工艺形成的厚膜图案的锥角在5°至10°的范围内，使得其能够防止在后续工艺中沉积的材料53向下流动。

例如，当通过光刻工艺进行图案化时，可以解决由光致抗蚀剂的流动引起的问题，例如图案宽度的减小和断开的发生。

此外，在要获得的厚膜图案的总厚度为10μm以上的情况下，可以防止在随后的工艺中可能发生的问题，并且在厚膜图案的整体厚度非常厚的情况下，例如30μm-35μm，可以有效地减小厚膜图案的边缘区域处的锥角。

厚膜图案可以为用于屏蔽来自背光的光的屏蔽层、用于保护下部图案的保护层和用于与上部电极线绝缘的绝缘层中的任一种。

屏蔽层可以由光吸收材料或具有颜色校正功能的材料形成，没有限制。因此，可以使用其它材料来形成用于屏蔽的厚膜图案。

保护层旨在保护下部图案，并且可以由电介质薄膜形成，没有限制。因此，可以使用其它材料来形成用于较低图案保护的厚膜图案。

此外，绝缘层可以由氧化物膜或氮化物膜形成，没有限制。因此，可以使用其它材料来形成用于绝缘的厚膜图案。

根据本发明的厚膜图案在其图案边缘区域具有减小的锥角，其通过在厚膜图案形成材料的若干涂布程序中改变图案宽度而获得，并且可以防止在随后的工艺中沉积的材料向下流动，从而抑制膜厚度的变化、图案宽度的减小和断开的发生。

根据本发明的这种厚膜图案可以根据以下方法制备。

图6为表示根据本发明的用于形成厚膜图案的工艺步骤的流程图。

首先，在形成下部图案(S601)之后，使用于形成厚膜图案的具有第一图案宽度的第一掩模对准(S602)。

然后，使用对准的第一掩模进行厚膜图案形成材料的第一涂布(S603)。

随后，使在边缘区域处具有从第一图案宽度减小的图案宽度的第二掩模在通过第一涂布而涂覆有厚膜图案形成材料的区域上对准(S604)。

然后，使用对准的第二掩模进行厚膜图案形成材料的第二涂布(S605)。

随后，使在边缘区域处具有从第二图案宽度减小的图案宽度的第三掩模在通过第一涂布和第二涂布而涂覆有厚膜图案形成材料的区域上对准(S606)。

然后，使用第三掩模进行厚膜图案形成材料的第三涂布，以形成厚膜图案(S607)。

虽然在本文中通过例示的方式描述了通过第一、第二和第三涂布形成厚膜图案形成材料层以形成厚膜图案，但涂布的数目可以没有限制地变化。

类似地，从上述工艺获得的根据本发明的厚膜图案可以为用于屏蔽来自背光的光的屏蔽层、用于保护下部图案的保护层和用于与上部电极线绝缘的绝缘层中的任一种。

第一、第二和第三掩模的图案尺寸可以以相同或不同的程度逐渐减小，以便提供在厚膜图案的边缘区域处逐渐减小的图案宽度。

此外，可以进行厚膜图案形成材料的涂布，使得每个涂层具有相同或不同的厚度。

此外，厚膜图案形成材料的涂布可以根据各种方法进行，包括但不限于浸涂、旋涂、辊涂和喷涂，并且可以考虑其它堆叠方法。

由根据本发明的方法获得的厚膜图案结构(其应用逐步堆叠方法以提供减小的图案宽度)可以防止由于电极和保护层的断开和剥离而导致的质量缺陷和外观缺陷，即使其厚膜图案具有10μm或更大的厚度。

图7a和7b为根据本发明的厚膜图案在其形成和后续工艺中的横截面照片图像。

尽管应用了几种涂布方法并且厚/薄图案共存，但是可以解决由于增加的厚度而导致图案的不连续性或堆叠图案的断裂。

因此，由根据本发明的方法获得的厚膜图案结构，其通过利用重复涂布工艺逐渐减小图案宽度的逐步堆叠形成厚膜图案，可以在厚膜图案的边缘区域处提供减小的锥角，并且可以抑制膜厚度和图案宽度的变化以及在随后工艺中的断开的发生。

尽管已经示出和描述了本发明的特定实施方式，但是本领域技术人员将理解的是，不旨在将本发明限制为优选的实施方式，并且对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变和变形。

因此，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

附图标记的说明

50：第一厚膜图案涂层

51：第二厚膜图案涂层

52：第三厚膜图案涂层

Claims (14)

1.一种厚膜图案结构，其包括：

厚膜图案涂层，其具有图案宽度；以及

顺序地堆叠在所述厚膜图案涂层上的多个厚膜图案涂层，以在厚膜图案涂层的边缘区域处具有逐渐减小的图案宽度，

其中厚膜图案涂层提供具有阶梯形状的厚膜图案；并且

其中厚膜图案涂层各自在其边缘区域具有向上突出部分。

2.根据权利要求1所述的厚膜图案结构，其中，在厚膜图案涂层的边缘区域处逐渐减小的图案宽度的减小尺寸是相同的或者根据所述层的堆叠顺序而逐渐减小或增大。

3.根据权利要求1所述的厚膜图案结构，其中，所述厚膜图案涂层具有相同的厚度或者根据其堆叠顺序而逐渐减小或增大的厚度。

4.根据权利要求1所述的厚膜图案结构，其中，通过改变厚膜图案涂层的逐渐减小的图案宽度的减小尺寸并且改变厚膜图案涂层的厚度来形成厚膜图案。

5.根据权利要求1所述的厚膜图案结构，其中，由厚膜涂层组成的厚膜图案在其边缘区域处具有5°至10°的锥角。

6.根据权利要求1所述的厚膜图案结构，其中，由厚膜涂层组成的厚膜图案具有30μm至35μm的总厚度。

7.根据权利要求1所述的厚膜图案结构，其中，所述厚膜图案中的阶梯形状的部分设置在触摸传感器的边框区。

8.根据权利要求7所述的厚膜图案结构，其中，所述厚膜图案为用于屏蔽来自背光的光的屏蔽层、用于保护下部图案的保护层和用于与上部电极线绝缘的绝缘层中的任一种。

9.一种形成厚膜图案的方法，其包括：

使用具有图案宽度的掩模涂布厚膜图案形成材料；以及

通过顺序地使用提供逐渐减小的图案宽度的掩模来反复地涂覆厚膜图案形成材料，以形成在其边缘区域具有阶梯形状和向上突出部分的厚膜图案。

10.根据权利要求9所述的形成厚膜图案的方法，其中，形成具有阶梯形状的厚膜图案的掩模的逐渐减小的图案宽度的减小尺寸为相同或不同。

11.根据权利要求9所述的形成厚膜图案的方法，其中，进行厚膜图案形成材料的涂布，使得每个涂层具有相同或不同的厚度。

12.根据权利要求9所述的形成厚膜图案的方法，其中，逐渐减小的图案宽度在由反复涂布厚膜图案形成材料获得的整个厚膜图案的边缘区域处形成5°至10°的锥角。

13.根据权利要求9所述的形成厚膜图案的方法，其中，所述厚膜图案的总厚度为30μm至35μm。

14.根据权利要求9所述的形成厚膜图案的方法，其中，所述厚膜图案形成材料为用于屏蔽光的屏蔽层形成材料、用于保护下部图案的保护层形成材料和用于与电极线绝缘的绝缘材料中的任一种。

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