JP4814195B2 - 薄膜パターン層を有する基板構造とその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜パターン層を有する基板構造とその製造方法に関する。

現在、薄膜パターン層の製造方法は、主にフォトリソグラフィー法（Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）と、インクジェット法（Ｉｎｋ ｊｅｔ ｐｒｏｃｅｓｓ）とがある。

フォトリソグラフィー法：所望の薄膜を塗布しようとする基板構造の上に、フォトレジスト層を塗布した後、所望のパターンを有するフォトマスクを介して、前記フォトレジスト層に露光と現像を実施する。すると、前記基板構造の上に所望のパターンを有する薄膜パターン層が形成される。しかし、前記フォトリソグラフィー法は、真空装置などの大型設備或いは複雑な製造プロセスを必要し、材料の使用効率が低く、製造コストが高い欠点がある。

インクジェット法：複数のノズルを有するインクジェット装置を用いて、インクを基板構造の所定の位置に吐出し、且つ前記インクを固化させて、薄膜パターン層を形成する。基板構造の面積がノズルに覆われる面積より大きいから、前記インクジェット装置のノズルを移動させながら、インクを吐出する必要があるので、製造の過程が複雑になる。

従来インクジェット法によって形成される薄膜パターン層においては、同じ行に位置し、且つ同じ材料からなる薄膜パターン層を同一ノズルで吐出するので、前記薄膜パターン層の厚さが同じになる。従って、該行において、同じ材料からなる薄膜パターン層の均一性が高くなる。しかし、異なる行に位置し、同じ材料からなる薄膜パターン層を異なるノズルで吐出するので、該薄膜パターン層の厚さが不同になる。従って、異なる行に位置し、且つ同じ材料からなる薄膜パターン層の厚さが異なる場合、光線が前記薄膜パターン層を透過する時に、異なる行に位置する異なる厚さの薄膜パターン層が見られやすいので、線状ムラ（Ｍｕｒａ Ｄｅｆｅｃｔｓ）が生ずる可能性がある。

本発明の目的は、前記課題を解決し、線状ムラが生ずることを防ぐことができる薄膜パターン層を有する基板構造とその製造方法を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明の薄膜パターン層を有する基板構造は、基板と、該基板の上に形成される複数の隔壁と、を含み、該複数の隔壁によって行と列に沿って配列する複数の収容空間が形成され、該複数の収容空間内に形成される複数の薄膜パターン層をさらに含む基板構造であって、各々の行の収容空間は、体積の大きさの分布が不規則的であり、各々の行に位置する複数の薄膜パターン層は、厚さの分布が不規則的である。

本発明の薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法は、基板に複数の隔壁が形成され、該複数の隔壁によって、行と列に沿って配列され、且つ体積の大きさの分布が不規則的な複数の収容空間が形成される基板を提供する工程と、体積の大きさの分布が不規則的な複数の収容空間内に、同じ材料からなる等量のインクを吐出する工程と、前記複数の収容空間内のインクを固化させて、各々の行の収容空間に、同じ材料からなり、且つ厚さの分布が不規則的な薄膜パターン層を形成する工程と、を含む。

従来技術と比べて、本発明に係る基板構造においては、各々の行の収容空間は、体積の大きさの分布が不規則的であり、且つ各々の行に位置する複数の薄膜パターン層は、厚さの分布が不規則的である。従って、光線が該薄膜パターン層を透過する時、該薄膜パターン層の線状ムラが生ずることを防ぐことができる。

本発明に係る薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法によって、同じ材料からなる前記薄膜パターン層を収容する各々の行の収容空間は、体積の大きさの分布が不規則的であり、且つ該各々の行の収容空間に吐出するインクが等量であるから、該行に位置し、且つ同じ材料からなる薄膜パターン層は、厚さの分布が不規則的になる。従って、光線が該薄膜パターン層を透過する時、該薄膜パターン層の線状ムラが生ずることを防ぐことができる。

次に、本発明の薄膜パターン層を有する基板構造を詳しく説明する。

図１〜図２は、本発明の第一実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造１００を示す図である。該基板構造１００は、基板１０２と、該基板１０２の上に形成される複数の隔壁１０４と、複数の薄膜パターン層１０６と、を含む。

基板１０２の材料としては、ガラス、石英ガラス、シリコン・ウエハー（ｓｉｌｉｃｏｎｗａｆｅｒ）、金属またはプラスチックから選択される。前記複数の隔壁１０４によって、前記基板１０２の上に複数の収容空間１０７が形成される。前記収容空間１０７は、行と列に沿って前記基板１０２の上に配列される。同じ材料からなる薄膜パターン層を収容する各々の行の収容空間は、体積の大きさの分布が不規則的である。

図１〜２を参照すると、前記複数の薄膜パターン層１０６は、複数の第一薄膜パターン層１０６Ｒ、複数の第二薄膜パターン層１０６Ｇ及び複数の第三薄膜パターン層１０６Ｂを含む。該複数の第一薄膜パターン層１０６Ｒ、複数の第二薄膜パターン層１０６Ｇ及び複数の第三薄膜パターン層１０６Ｂは、それぞれ前記複数の収容空間１０７内に形成されている。同じ材料からなる薄膜パターン層を収容する各々の行の収容空間は、体積の大きさの分布が不規則的である。前記収容空間１０７の体積が変化する範囲は、参考標準体積または平均体積の８０％〜１２０％にする。該参考標準体積の大きさは、従来の薄膜パターン層の製造方法で薄膜パターン層を製造する時に形成され、大きさが変化しない収容空間の大きさを指す。各収容空間１０７の体積の大きさは、該収容空間の底面面積と隔壁１０４の厚さ（高さ）の積である。該隔壁１０４の厚さが同じなので、同じ材料からなる薄膜パターン層を収容する各々の行の収容空間は、体積の大きさの分布が不規則的である。且つ同じ材料からなる薄膜パターン層を収容する各々の行の収容空間の底面積の分布も不規則的である。

次に、第一薄膜パターン層１０６Ｒを例として、本実施例を詳しく説明する。第一薄膜パターン層１０６Ｒを収容する各々の行の収容空間１０７は、体積の大きさの分布が不規則的である。即ち、同じ行において、第一薄膜パターン層１０６Ｒを収容する収容空間１０７の体積の大きさと、隣接した第一薄膜パターン層１０６Ｒを収容する収容空間１０７の体積の大きさとは、互いに異なる可能性がある。従って、該行の第一薄膜パターン層１０６Ｒを収容する収容空間１０７の体積の大きさの分布が不規則的であるから、各々の行における第一薄膜パターン層１０６Ｒの厚さの分布も不規則的である。即ち、第一薄膜パターン層１０６Ｒの厚さが不規則に形成されている。従って、光線が前記薄膜パターン層１０６Ｒを透過する時、前記薄膜パターン層１０６Ｒの線状ムラが生ずることを防ぐことができる。第二薄膜パターン層１０６Ｇ及び第三薄膜パターン層１０６Ｂは、第一薄膜パターン層１０６Ｒと類似するから、再度説明しない。

図３は、本発明の第二実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造１００ａを示す図である。本実施形態の基板構造１００ａは、前記第一実施形態の基板構造１００と類似する。異なる点は、本実施形態において、前記基板構造１００ａの基板１０２ａと複数の隔壁１０４ａが一体に成型されている。

図４は、本発明の第三実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造を製造する流れ図である。該方法は、主に下記の工程を含む。

工程１０ａ：基板を提供し、該基板の表面に複数の隔壁を形成する。前記複数の隔壁によって前記基板の上に行と列に沿って配列する複数の収容空間が形成される。同じ材料からなる薄膜パターン層を収容する各々の行の収容空間は、体積の大きさの分布が不規則的である。

工程２０ａ：等量のインクを前記収容空間内に吐出する。各々の行の前記収容空間内に、同じ材料からなり、厚さの分布が不規則的なインク層が形成される。

工程３０ａ：前記複数の収容空間内のインク層を乾燥固化させ、複数の薄膜パターン層を形成する。各々の行に、同じ材料からなり、厚さの分布が不規則的な複数の薄膜パターン層が形成される。

図７を参照すると、工程１０ａにおいて、該基板１０２の材料は、ガラス、石英ガラス、シリコン・ウエハー、金属またはプラスチックから選択される。本実施形態において、該基板１０２は、ガラス基板である。

図５〜７は、複数の隔壁１０４を有する基板構造１００を製造する方法は、下記の工程を含む。

図５を参照すると、スリット塗布法（Ｓｌｉｔ Ｃｏａｔ）、回転塗布法（Ｓｐｉｎ Ｃｏａｔ）またはドライ・フィルム・ラミネーター塗布法（Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）で基板１０２の表面にネガ型フォトレジスト層１０３を塗布する。

図６を参照すると、所望の不規則的な隔壁のパターンを有するフォトマスク２００を前記ネガ型フォトレジスト層１０３と露光装置２０２の間に設置し、露光装置２０２の光源を用いて該ネガ型フォトレジスト層１０３に露光を実施する。該露光装置２０２の光源は紫外線の光源である。

図７を参照すると、露光されたネガ型フォトレジスト層１０３に現像を実施して、露光されないネガ型フォトレジスト層１０３を除去する。すると、前記基板１０２の表面に複数の隔壁１０４が形成される。前記隔壁１０４によって、不規則的な体積の分布を有する複数の収容空間１０７が形成される。該収容空間１０７の体積の、不規則的に変化する範囲は、参考標準体積の８０％〜１２０％にする。

前記工程において、ネガ型フォトレジスト材料の代わりに、ポジ型フォトレジスト材料を採用してもよい。ポジ型フォトレジスト材料を採用すると、現像を実施する時、露光されないポジ型フォトレジスト層が残り、露光されたポジ型フォトレジスト層が除去される。

また、図１１のように、該複数の隔壁１０４ａと該基板１０２ａとを射出成型により一体に成型することができる。射出成型装置と所定の隔壁のパターンを有する金型を提供し、射出成型装置を利用して溶融状態の基板材料を前記金型に射出し、冷却させ、離型させると、前記基板１０２ａの表面に複数の隔壁１０４ａを有する基板構造１００ａが形成される。該金型の所定の隔壁のパターンは、後の工程に形成される収容空間１０７の底面の面積と、大きさが対応する。

図８〜図９を参照すると、工程２０ａにおいて、インクジェット装置３００のヘッド３０２を利用して、所定のインク１０８を前記収容空間１０７内に吐出することにより、インク層１１０を形成する。該インクジェット装置３００は、熱式（サーマル）インクジェット装置または圧電式（ピエゾ）インクジェット装置である。

インクジェット装置３００を利用してインクを吐出する工程において、該インクジェットヘッド３０２が前記基板１０２に、相対して運動することにより、インク１０８を複数の収容空間１０７に吐出する。

図８〜図９を参照すると、隣接した三つの各々の行の収容空間１０７に吐出するインク１０８は、第一薄膜材料のインク、第二薄膜材料のインクと第三薄膜材料のインクを含む。該隣接した三つの各々の行の収容空間１０７に第一薄膜材料のインク、第二薄膜材料のインク及び第三薄膜材料のインクを順次に吐出する。

図１０を参照すると、工程３０ａにおいて、複数の収容空間１０７内に吐出した前記インク層１１０を固化装置（図示せず）を介して固化させて、該複数の収容空間１０７内に複数の薄膜パターン層１０６を形成する。該固化装置は、少なくとも真空減圧乾燥装置、加熱装置または紫外線露光装置のうち一種の装置、または真空減圧乾燥装置及び加熱装置を採用する。且つ隣接した三つの各々の行に位置する薄膜パターン層１０６は、異なる材料からなり、規則的に繰り返し並んでいる第一薄膜パターン層、第二薄膜パターン層及び第三薄膜パターン層を含む。前記収容空間１０７の体積の大きさの分布が不規則的であるので、前記インク層１１０を固化して形成されており、且つ同じ行に位置し、同じ材料からなる薄膜パターン層１０６の厚さの分布も不規則的である。従って、光線が前記薄膜パターン層１０６を透過する時、前記薄膜パターン層１０６の線状ムラが生ずることを防ぐことができる。

また、前記インクを固化させた後、ストリッパー（ｓｔｒｉｐｐｅｒ）などのような除去装置または除去剤を採用して、フォトリソグラフィー法によって形成された隔壁１０４を除去し、薄膜パターン層１０６を形成することができる。

本実施形態による薄膜パターン層の製造方法は、カラーフィルター、有機発光装置などを製造する際に使うことができる。カラーフィルターの製造方法においては、前記複数の隔壁をブラックマトリックスとして、前記複数の収容空間が赤・緑・青の画素層の製造に用いられる。本実施形態による製造方法は、線状ムラがないカラーフィルターを形成できる。同じ行に位置し、且つ同じ色の画素層を見ると、色が画素層の厚さによって、変化している。有機発光装置の製造方法においては、該製造方法で有機発光装置の導電層、発光層、電子伝導層などを製造できるが、形成された薄膜パターンと必要とするインクは、異なる。

本発明の第一実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造の平面図である。 本発明の第一実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造の断面を示す図である。 本発明の第二実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造の断面を示す図である。 本発明の第三実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造を製造する方法の流れ図である。 本発明の第三実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造を製造する方法を示す図である。 本発明の第三実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造を製造する方法を示す図である。 本発明の第三実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造を製造する方法を示す図である。 本発明の第三実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造を製造する方法を示す図である。 本発明の第三実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造を製造する方法を示す図である。 本発明の第三実施形態の薄膜パターン層を有する基板構造を製造する方法を示す図である。 本発明の第三実施形態の基板の断面を示す図である。

符号の説明

１００ 基板構造
１００ａ 基板構造
１０２ 基板
１０２ａ 基板
１０３ ネガ型フォトレジスト層
１０４ 隔壁
１０４ａ 隔壁
１０６ 薄膜パターン層
１０６Ｒ 第一薄膜パターン層
１０６Ｇ 第二薄膜パターン層
１０６Ｂ 第三薄膜パターン層
１０７ 収容空間
１０８ インク
１１０ インク層
２００ フォトマスク
２０２ 露光装置
３００ インクジェット装置
３０２ ヘッド

Claims (16)

1. 基板と、該基板の上に形成される複数の隔壁と、を含み、該複数の隔壁によって行と列に沿って配列する複数の収容空間が形成され、該複数の収容空間内に形成される複数の薄膜パターン層をさらに含む基板構造であって、各々の行に設けられた複数の収容空間は、体積の大きさの分布が不規則的であり、各々の行に位置する同じ材料からなる複数の薄膜パターン層は、等量のインクで形成されると共に厚さの分布が不規則的であることを特徴とする薄膜パターン層を有する基板構造。
2. 前記基板の材料は、ガラス、石英ガラス、シリコン・ウエハー、金属またはプラスチックから選択されることを特徴とする請求項１に記載の薄膜パターン層を有する基板構造。
3. 前記複数の薄膜パターン層は、第一薄膜パターン層と、第二薄膜パターン層及び第三薄膜パターン層を含み、且つ、該第一薄膜パターン層と、第二薄膜パターン層及び第三薄膜パターン層が順次に、隣接した三行毎の収容空間内に並ぶことを特徴とする請求項１に記載の薄膜パターン層を有する基板構造。
4. 前記基板と前記複数の隔壁とが一体に成型されることを特徴とする請求項１に記載の薄膜パターン層を有する基板構造。
5. 前記収容空間の体積の変化範囲は、該収容空間の平均体積の８０％〜１２０％であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜パターン層を有する基板構造。
6. 基板に複数の隔壁が形成され、該複数の隔壁によって、行と列に沿って配列され、且つ体積の大きさの分布が不規則的な複数の収容空間が形成される基板を提供する工程と、
   体積の大きさの分布が不規則的な複数の収容空間内に、同じ材料からなる等量のインクを吐出する工程と、
   前記複数の収容空間内のインクを固化させて、各々の行の収容空間に、同じ材料からなり、且つ厚さの分布が不規則的な薄膜パターン層を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法。
7. 前記複数の隔壁が形成される方法は、
   前記基板の上表面に、フォトレジスト層を塗布する工程と、
   所望の隔壁のパターンを有するフォトマスクを前記フォトレジスト層と露光装置の間に設置し、該露光装置の光源を用いて前記フォトレジスト層に露光を行う工程と、
   前記フォトレジスト層に現像を行って、隔壁のパターンではないフォトレジスト層を除去し、前記基板の上表面に複数の隔壁が形成される工程と、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法。
8. 前記複数の隔壁が形成される方法は、
   射出成型機及び所定の隔壁のパターンを有する金型を提供する工程と、
   前記射出成型機によって、基板材料を前記金型に注入する工程と、
   離型して、基板の表面に複数の隔壁を有する基板を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする請求項６に記載の薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法。
9. 前記基板の材料は、ガラス、石英ガラス、金属またはプラスチックから選択されること
   を特徴とする請求項８に記載の薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法。
10. 隣接した三行毎の収容空間に吐出するインクは、第一薄膜材料と第二薄膜材料及び第三薄膜材料を含み、該第一薄膜材料と第二薄膜材料及び第三薄膜材料を順次に前記隣接した三行毎の収容空間内に吐出することを特徴とする請求項６に記載の薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法。
11. 前記吐出する工程において、インクジェット装置を利用して、インクを前記収容空間に吐出し、該インクジェット装置は、少なくとも一つのインクジェットヘッドを含むことを特徴とする請求項６に記載の薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法。
12. 前記インクジェット装置は、熱式のインクジェット装置または圧電式のインクジェット装置であることを特徴とする請求項１１に記載の薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法。
13. 前記固化工程で、少なくとも真空減圧乾燥装置、加熱装置または露光装置のうち一種の装置、または真空減圧乾燥装置及び加熱装置を採用することを特徴とする請求項６に記載の薄膜パターン層の製造方法。
14. 前記露光装置は、紫外線露光装置であることを特徴とする請求項１３に記載の薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法。
15. 前記複数の薄膜パターン層は、第一薄膜パターン層と、第二薄膜パターン層及び第三薄膜パターン層を含み、該第一薄膜パターン層と、第二薄膜パターン層及び第三薄膜パターン層が順次に前記隣接した三行毎の収容空間内に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法。
16. 前記収容空間の体積の変化範囲は、該収容空間の平均体積の８０％〜１２０％であることを特徴とする請求項６に記載の薄膜パターン層を有する基板構造の製造方法。

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