具有紫外线吸收层的双面透明功能板
技术领域
本实用新型是关于一种双面透明功能板,特别是关于一种具有紫外线吸收层的双面透明功能板。
背景技术
随着全球软性电子(flexible electronic)商机的快速崛起,国际上已大力投资并组成跨公司的软性透明研发,积极投入大批人力与研发经费,布局相关未来的软性透明电子产品,包括软性显示器(Flexible Display)、软性太阳能(Flexible Solar Cell)或软性照明(Flexible Lighting)等等,期许在下一波软性电子技术的热潮中能抢得市场的先机。透明电子技术是一种新兴的电子技术,专注于制造薄而透明的电子组件,如显示器、芯片和电路。目前,智能型装置如智能型手机、智能型手表、智能型显示组件等,都有可能朝向透明电子装置的趋势。这些具有透明的电子装置,逐渐都走向个性化、美观的造型设计等,这些都必须通过半导体制造来实现。
目前许多的透明电子产品,皆在透明基板的双面上制作图案、线路、保护薄膜等。传统上,要在基板上的双面制作图案技术,必须单面制作,也就是,双面的每一面都要单独通过多次的光罩、显影、蚀刻等制程,不仅技术过程繁琐,且有多次用相同的光罩,还必须解决准确定位等问题,这也导致优良率不高的结果。
因此,如何解决在透明基板双面同时形成图案的技术问题,成为目前相关制程厂商所希望的发展方向。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有紫外线吸收层的双面透明功能板及其制作方法,其是运用紫外线吸收层于薄膜蚀刻(etching)或光阻掀离(Lift-off)制程过程中,让同时进行双面同光源曝光的过程不会彼此干涉,而同步于双面形成不同图案,来实现同时在透明基板上下面形成图案的制程,借以降低透明基板的双面图案制程的步骤与成本,并达到提高制程优良率的特殊技术功效。
为达成上述目的,本实用新型提供一种具有紫外线吸收层的双面透明功能板,包含:一透明基板;一第一紫外线吸收层,形成于该透明基板的上表面或下表面;及两个薄膜层,各该薄膜层分别形成于该第一紫外线吸收层及该透明基板上。
本实用新型还提供一种具有紫外线吸收层的双面透明功能板的制造方法,包含:于一透明基板的上表面形成一第一紫外线吸收层;于该透明基板的上表面的该第一紫外线吸收层上形成一第一薄膜层,且同时于该透明基板的下表面形成一第二薄膜层;于该第一薄膜层上形成一第一光阻层,同时于该第二薄膜层上形成一第二光阻层;于该第一光阻层放置一第一光罩,同时于该第二光阻层上放置一第二光罩后,同时进行曝光;同时移除该透明基板的上下表面部分的该第一光阻层与该第二光阻层,使得该第一薄膜层未被该第一光阻层覆盖的部分形成一第一图案空间,与该第二薄膜层未被该第二光阻层覆盖的部分形成一第二图案空间;同时移除该第一图案空间下方的该第一薄膜层与该第二图案空间下方的该第二薄膜层;及同时移除剩余的该第一光阻层与剩余的该第二光阻层以形成一第一薄膜图案及一第二薄膜图案。
本实用新型又提供一种具有紫外线吸收层的双面透明功能板的制造方法,包含:于一透明基板的上表面形成一第一紫外线吸收层;于该透明基板的上表面的该第一紫外线吸收层上形成一第一光阻层,同时于该透明基板的下表面形成一第二光阻层;于该第一光阻层放置一第一光罩及于该第二光阻层上放置一第二光罩后,同时进行曝光;同时移除该透明基板的上下表面部分的该第一光阻层与该第二光阻层,使得该第一紫外线吸收层未被该第一光阻层覆盖的部分形成一第一图案空间及该透明基板的下表面未被该第二光阻层覆盖的部分形成一第二图案空间;于该第一图案空间形成一第一薄膜层,同时于该第二图案空间形成一第二薄膜层;及同时移除剩余的该第一光阻层与剩余的该第二光阻层以形成一第一薄膜图案及一第二薄膜图案。
为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举数个较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例运用薄膜蚀刻制程在透明基板双面同时形成具有紫外线吸收层的透明功能板的方法流程图。
图2A-2G为本实用新型第一实施例运用薄膜蚀刻制程在透明基板双面同时形成具有紫外线吸收层的透明功能板的结构变化示意图。
图3为本实用新型第二实施例运用薄膜蚀刻制程在透明基板双面同时形成具有紫外线吸收层的透明功能板的方法流程图。
图4A-4F为本实用新型第二实施例运用薄膜蚀刻制程在透明基板双面同时形成实用新型具有紫外线吸收层的透明功能板的结构变化示意图。
附图中的符号说明:
10:透明基板;20:第一紫外线吸收层;30:第二紫外线吸收层;40:第一薄膜层;41:第一薄膜图案;42:覆盖薄膜层;50:第二薄膜层;51:第二薄膜图案;52:覆盖薄膜层;60:第一光阻层;61:第一光阻层;62:第一图案空间;70:第二光阻层;71:第二光阻层;72:第二图案空间;81:第一光罩;82:第二光罩;91、92:紫外光。
具体实施方式
根据本实用新型的实施例,本实用新型运用紫外线吸收层于薄膜蚀刻(etching)或光阻掀离(Lift-off)制程过程中,让同时进行双面同光源曝光的过程不会彼此干涉,而同步于双面形成不同图案,来实现同时在透明基板上下面形成图案的制程,借以降低透明基板的双面图案制程的步骤与成本,并达到提高制程优良率的特殊技术功效。
请先参考图1及图2G所示,其为本实用新型的具有紫外线吸收层的双面透明功能板的制作方法的流程图与成品剖面示意图。在透明基板10的上表面具有一第一紫外线吸收层20,且在该透明基板10的下表面具有一第二紫外线吸收层30。透明基板10可以是PET基板、COP基板、PC基板、CPI基板、玻璃基板,例如聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate,简称PET)、聚乙烯醇缩丁醛树脂(Polyvinyl Butyral Resin简称PVB)等。透明基板10在可见光波段的光透度大于80%以上。
在第一紫外线吸收层20与第二紫外线吸收层30上分别有一薄膜层,其为第一薄膜图案41与第二薄膜图案51。此薄膜层可选自以下的任意薄膜层的组合:金属薄膜、非金属薄膜、无机金属氧化薄膜或非金属氧化薄膜;或者ITO透明导电层、SNW薄膜层、SiO2薄膜层、SiN薄膜层。第一薄膜图案41与第二薄膜图案51的厚度与图案形式可以是一样或不一样;且第一薄膜图案41与第二薄膜层51可借由薄膜蚀刻制程或光阻掀离制程所形成。
请参考图1与图2A-2G所示,图1为本实用新型第一实施例运用薄膜蚀刻制程在透明基板双面同时形成具有紫外线吸收层的透明功能板的方法流程图;图2A-2G为本实用新型第一实施例运用薄膜蚀刻制程在透明基板双面同时形成实用新型具有紫外线吸收层的透明功能板的结构变化示意图。
步骤S101:于透明基板的上下表面各形成一紫外线吸收层(图2A所示);即在透明基板10的上表面形成第一紫外线吸收层20,且在该透明基板10的下表面形成第二紫外线吸收层30。此形成的过程,可运用喷涂、旋转涂布等方法,将掺杂有紫外线吸收剂的材料均匀涂布后硬化,紫外线吸收剂的浓度介于1%~25%之间。紫外线吸收剂是选自:苯并三唑类、二苯甲酮类、三嗪类、水杨酸酯类或氰代丙烯酸酯类。并且,第一紫外线吸收层20或第二紫外线吸收层30硬化后的厚度介于0.1um~6um之间。紫外线吸收层的设计主要是吸收波长在330nm~390nm之间的紫外线,而对波长在400nm~700nm之间的紫外线无吸收。
步骤S102:于上下两面紫外线吸收层同时形成薄膜层(图2B所示);即于透明基板10的上表面的第一紫外线吸收层20上形成一第一薄膜层40,且同时于透明基板10的下表面的第二紫外线吸收层30上形成一第二薄膜层50。其中,形成第一薄膜层40与第二薄膜层50可以使用物理气相沉积:溅镀、蒸镀或离子镀;也可以使用化学气相沉积:电浆增强式化学气相沉积、有基金属化学气相沉积;或液相化学沉积:溶胶凝胶、有机金属裂解等。
步骤S103:于上下两面薄膜层上同时分别形成光阻层(图2C所示);于第一薄膜层40上涂布形成一第一光阻层60,且同时于第二薄膜层50上涂布形成第二光阻层70。第一光阻层60与第二光阻层70的厚度是介于0.1微米(μm)与100微米(μm)之间。
步骤S104:对上下两面光阻层同时进行曝光(图2D所示);于第一光阻层60放置第一光罩81以及于第二光阻层70上放置一第二光罩82后,同时进行曝光。同时进行曝光是同时采用选自350nm至450nm波长范围的紫外光91、92。在步骤S101中,由于已经事先于透明基板10上下表面制作了第一紫外线吸收层20与第二紫外线吸收层30,因此,当同时对上下两面光阻层进行曝光时,第一紫外线吸收层20与第二紫外线吸收层30会将多余的紫外线吸收与阻挡,此将不会产生紫外光经由透明基板10的漏光而干涉到另一面的光阻层的曝光问题。可实现双面同时曝光,且可采用相同的曝光机,进而大幅降低设备成本,同时缩短制造流程,降低生产成本。
步骤S105:同时移除两面未被曝光的光阻层(图2E所示);同时移除未被曝光的第一光阻层与第二光阻层,使得第一薄膜层40未被该第一光阻层覆盖的部分形成第一图案空间62,与第二薄膜层50未被该第二光阻层覆盖的部分形成第二图案空间72。运用光阻层所需的不同蚀刻液,即可蚀刻出光阻层的图案空间;而光阻层的图案空间会让未被覆盖的薄膜层暴露出来。需注意,在第一实施例中,虽然光阻层是使用负光阻材料做说明,需注意的是,光阻层也可以使用正光阻材料。使用正负光阻材料的差异在于:正光阻材料于曝光后,照到光部分的正光阻会被接续的移除动作中去除;而负光阻材料于曝光后,照到光部分的负光阻在接续的移除动作中保留,而是未照到光部分的负光阻在接续的移除动作中被去除。即是,使用正负光阻最后所形成的图案为相反互补。
步骤S106:同时移除上下面未被覆盖的薄膜层(图2F所示);分别移除第一图案空间62下方的第一薄膜层40与第二图案空间72下方的第二薄膜层50。运用薄膜层所需的不同蚀刻液,即可蚀刻未被覆盖的薄膜层。
步骤107:同时移除上下面剩余的光阻层(图2G所示);同时移除剩余的该第一光阻层61与剩余的该第二光阻层71以形成一第一薄膜图案41及一第二薄膜图案51。
第一薄膜图案41与该第二薄膜图案51的厚度与图案形式可以是一样或不一样。较佳地,第一薄膜图案41与第二薄膜图案51的厚度不一样,且第一薄膜图案41与第二薄膜图案51的图案形式不一样。
此外,在该第一实施例中,在步骤S107:也可以不移除上下表面剩余的光阻层,而采用硬烤方式,将上下表面剩余的光阻层保留(图2F所示)并通过硬烤以形成为永久材,也可对第一薄膜图案41与第二薄膜图案51形成保护。
就本实用新型的另一实施例而言,图1及图2A-2G所示的实施例,可调整为仅在透明基板10的上表面形成第一紫外线吸收层20,而不在该透明基板10的下表面形成第二紫外线吸收层30。换言之,仅以一层紫外线吸收层来达成紫外线吸收的目的。换言之,图2G所示的最终制作的具有紫外线吸收层的双面透明功能板仅会具有一层紫外线吸收层。
请参考图3与图4A-4F所示,图3为本实用新型第二实施例运用光阻掀离制程在透明基板双面同时形成具有紫外线吸收层的透明功能板的方法流程图;图4A-4F为本实用新型第二实施例运用光阻掀离制程在透明基板双面同时形成实用新型具有紫外线吸收层的透明功能板的方法流程示意图,其包含以下步骤:
步骤S111:于透明基板的上下表面各形成一紫外线吸收层(图4A所示);即,在透明基板10的上表面形成第一紫外线吸收层20,且在该透明基板10的下表面形成第二紫外线吸收层30。此形成的过程,可运用喷涂、旋转涂布等方法,将掺杂有紫外线吸收剂的材料均匀涂布后硬化,紫外线吸收剂的浓度介于1%~25%之间。紫外线吸收剂是选自:苯并三唑类、二苯甲酮类、三嗪类、水杨酸酯类或氰代丙烯酸酯类。并且,第一紫外线吸收层20或第二紫外线吸收层30硬化后的厚度介于0.1um~6um之间。
步骤S112:于透明基板的上下表面形成光阻层(图4B所示);于一透明基板10的上表面的第一紫外线吸收层20涂布形成第一光阻层60,且同时于该透明基板10的下表面的第二紫外线吸收层30涂布形成第二光阻层70。
步骤S113:对上下两面光阻层同时进行曝光(图4C所示);于第一光阻层60放置第一光罩81及于第二光阻层70上放置一第二光罩82后,同时进行曝光。同时进行曝光是同时采用选自350nm至450nm波长范围的紫外光91、92。在步骤S111中,由于已经事先于透明基板10上下表面制作了第一紫外线吸收层20与第二紫外线吸收层30,因此,当同时对上下两面光阻层进行曝光时,第一紫外线吸收层20与第二紫外线吸收层30会将多余的紫外线吸收与阻挡,此将不会产生紫外光经由透明基板10的漏光而干涉到另一面的光阻层的曝光问题。可实现双面同时曝光,且可采用相同的曝光机,进而大幅降低设备成本,同时缩短制造流程,降低生产成本。
步骤S114:同时移除两面被曝光的光阻层(图4D所示);同时移除被曝光的第一光阻层与第二光阻层,使得该第一紫外线吸收层未被该第一光阻层覆盖的部分形成一第一图案空间62,以及该透明基板的下表面未被该第二光阻层覆盖的部分形成一第二图案空间72。运用光阻层所需的不同蚀刻液,即可蚀刻出光阻层的图案空间。而光阻层的图案空间会让未被覆盖的基板暴露出来。需注意,在该第二实施例中,虽然光阻层是使用负光阻材料做说明,需注意的是,光阻层也可以使用正光阻材料。使用正负光阻材料的差异在于:正光阻材料于曝光后,照到光部分的正光阻会被接续的移除动作中去除,而负光阻材料于曝光后,照到光部分的负光阻在接续的移除动作中保留,而是未照到光部分的负光阻在接续的移除动作中被去除。即是,使用正负光阻最后所形成的图案为相反互补。
步骤S115:于上下表面的图案空间同时形成薄膜层(图4E所示);于第一图案空间62形成第一薄膜层40及于该第二图案空间72形成一第二薄膜层50。此步骤中,由于第一薄膜层40形成于具有第一图案空间62的表面,同时会覆盖住未被移除的第一光阻层61,而形成了覆盖薄膜层42与第一薄膜图案41;由于第二薄膜层50形成于具有第二图案空间72的表面,同时会覆盖住未被移除的第二光阻层71,而形成了覆盖薄膜层52与第二薄膜图案51。
步骤S116:同时移除上下表面剩余的光阻层(图4F所示);同时移除剩余的该第一光阻层与剩余的该第二光阻层以形成一第一薄膜图案41及一第二薄膜图案51。运用光阻层所需的不同蚀刻液,即移除剩余的光阻层。而原先形成于未被移除的第一光阻层61上方的覆盖薄膜层42以及未被移除的第二光阻层71上方的覆盖薄膜层52会随着光阻层被移除而同时被掀离。最后仅留下第一薄膜图案41与第二薄膜图案51。
在本实用新型第一实施例的步骤103中进行曝光时与在本实用新型第二实施例的步骤113中进行曝光时,该第一光阻层与第二光阻层主要吸收350纳米(nm)至450纳米(nm)的光波段(紫外光),并采用相同光波段的紫外光。在曝光的时候,由于紫外线吸收层的存在,将不会产生上下同时曝光所产生的相互干涉的情形。
就本实用新型的另一实施例而言,图3及图4A-4F所示的实施例,可调整为仅在透明基板10的上表面形成第一紫外线吸收层20,而不在该透明基板10的下表面形成第二紫外线吸收层30。换言之,仅以一层紫外线吸收层来达成紫外线吸收的目的。换言之,图4F所示的最终制作的具有紫外线吸收层的双面透明功能板仅会具有一层紫外线吸收层。
虽然本实用新型中的光阻可以使用正光阻或负光阻,但较佳地,本实用新型的第一光阻层与第二光阻层是使用高分辨率负型光阻剂。第一光阻层与第二光阻层的材料主要由高分子树脂(Resin)、感光起始剂(Photo initiator)、单体(Monomer)、溶剂(Solvent),以及添加剂(Additives)所组成。
其中在第一光阻层60与该第二光阻层70的材料中,高分子树脂(Resin)的功能在于附着性、显影性、颜料分散性、流动性、耐热性、耐化性、解析能力;感光起始剂(Photoinitiator)的功能在于感光特性、解析能力;单体(Monomer)的功能在于附着性、显影性、解析能力;溶剂(Solvent)的功能在于粘度与涂布性质;添加剂(Additives)的功能则在于涂布性、流平性及起泡性。
高分子树脂(Resin)可以为含羧酸基(COOH)的聚合物或共聚物,如亚克力(Acrylic)树脂、亚克力-环氧(Epoxy)树脂、亚克力-美耐皿(Melamine)树脂、亚克力-苯乙烯(Styrene)树脂、苯酚-酚醛(PhenolicAldehyde)树脂等树脂,或以上树脂的任意混合,但不以此为限。树脂在光阻中的重量百分比范围可以是0.1%至99%。
单体可分非水溶性及水溶性,其中,非水溶性单体(water-insolubleMonomer)可以为戊赤藻糖醇三丙烯酸酯、三甲基醚丙烷三丙烯酸酯、三甲基醚丙烷三甲基丙烯酸酯、三,二-乙醇异氰酸酯、三丙烯酸酯、二,三甲醇丙烷四丙烯酸酯、二异戊四醇五丙烯酸酯、五丙烯酸酯、四乙酸异戊四醇;六乙酸二己四醇、六乙酸二异戊四醇,或为多官能基单体、树状/多丛族丙烯酸酯寡体、多丛蔟聚醚丙烯酸酯、氨甲酸乙酯。水溶性单体(water-solublemonomer)则可为Ethoxylated(聚氧乙烯)(简称EO)base和Propoxylated(聚氧丙烯)(简称PO)的单体(monomer);例如为:二-(二-氧乙烯氧乙烯)乙烯基丙烯酸酯、十五聚氧乙烯三甲醇丙烷三丙烯酸酯、三十氧乙烯二,二-双对酚甲烷二丙烯酸酯、三十个氧乙烯二,二-双对酚甲烷二甲基丙烯酸酯、二十氧乙烯三甲醇丙烷三丙烯酸酯、十五氧乙烯三甲醇丙烷三丙烯酸酯、甲基氧五百五十个氧乙烯单甲基丙烯酸酯、二百氧乙烯二丙烯酸酯、四百氧乙烯二丙烯酸酯、四百氧乙烯二甲基丙烯酸酯、六百氧乙烯二丙烯酸酯、六百氧乙烯二甲基丙烯酸酯、聚氧丙烯单甲基丙烯酸酯。当然也可添加两种以上单体(monomer)混合成共单体(co-monomer)。单体或共单体在光阻中的重量百分比范围可以是0.1%至99%。
光起始剂(Photo initiator),可以选自苯乙酮系化合物(acetophenone)、二苯甲酮(Benzophenone)系化合物或二咪唑系化合物(bis_imidazole)、苯偶姻系化合物(Benzoin),苯偶酰系化合物(Benzil)、α-氨基酮系化合物(α-amino ketone)、酰基膦氧化物系化合物(Acyl phosphine oxide)或苯甲酰甲酸酯系化合物,或以上光起始剂任意的混合,但不以此为限。光起始剂在光阻中的重量百分比范围可以是至0.1至10%。
溶剂(Solvent)可以为乙二醇丙醚(ethylene glycol monopropylether)、二甘醇二甲醚(di-ethylene glycol dimethyl ether)、四氢呋喃、乙二醇甲醚(ethylene glycolmonomethyl ether)、乙二醇乙醚(ethyleneglycol monoethyl ether)、二甘醇一甲醚(di-ethylene glycol mono—methylether)、二甘醇一乙醚(di-ethylene glycol mono-ethylether)、二甘醇一丁醚(di-ethylene glycol mono-butyl ether)、丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol mono-methyl ether acetate)、丙二醇乙醚醋酸酯(propyleneglycol mono—ethyl ether acetate)、丙二醇丙醚醋酸酯(propylene glycol mono-propyl ether acetate)、3-乙氧基丙酸乙酯(ethyl3_ethoxy propionate)等,或以上溶剂任意的混合,但不限于此。溶剂在光阻中的重量百分比范围可以是0.1%至99%。
添加剂一般为颜料分散剂,此为含有颜料的光阻所必需加入的成分,一般为非离子型接口活性剂,举例如:Solsperse39000,Solsperse21000,此分散剂在光阻中的重量百分比范围可以是至0.1至5%。
在本实用新型第一实施例的步骤102中进行曝光时与在本实用新型第二实施例的步骤112中进行曝光时,还包含:(1)基板洗净(Substrate Clean);(2)涂布(Coating);(3)软烤(pre-baking);(4)曝光(exposure);(5)显影(Developing);(6)硬烤(Post-baking)等加工步骤。
特别的是,由于本实用新型薄膜图案可以采用单层薄膜或多层薄膜。本实用新型提供一种在透明基板双面同时形成图案的方法,运用薄膜蚀刻(etching)或光阻掀离(Lift-off)制程的技术手段,来实现同时在透明基板双面形成图案的制程,达到降低透明基板的双面图案制程的步骤与成本,并提高制程优良率的技术功效。
虽然本实用新型的技术内容已经以较佳实施例揭露如上,然而其并非用以限定本实用新型,任何熟悉此项技术的人员,在不脱离本实用新型的精神所做的些许更动与润饰,皆应涵盖于本实用新型的范畴内,因此本实用新型的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。