TW200404620A - Process for forming a patterned thin film conductive structure on a substrate - Google Patents

Description

200404620 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 相關申請的交叉參考 本申凊案主張美國時專利申請案第60/375,902號的 優先權，該申請案的名稱為“在基板上製備圖案化薄膜導 電結構的方法（Process for Forming a Patterned Thin Film

Conductive Structure on a Substrate) " ，2002 年 4 月 24 曰提申，並併入於此作為參考。 本申請案關於共同提出的美國專利申請案第 號（律師卷號No· 26822-0049 )，名稱是“具有多層底板 的矩陣驅動的電泳顯示器” （MatHx Driven Electrophoretic Display With Multi-Layer Back Plane) ^ 與本申請案同時提申，並併入於此作為參考。 技術領域 本發明主要關於顯示器。揭示一種在基板上製備圖案 化薄膜導體的方法。 【先前技術】 發明背景 諸如電泳顯示器的塑膠顯示器，通常包括兩個電極（ 其中的至少一個是被圖案化的），以及顯示介質層。通常 對電極遥擇性地施加偏壓，以控制與被施加偏壓的電極有 關部分之顯示介質的狀態。例如，典型的被動矩陣電泳顯 不器可包括成行和成列排列的夾在頂部電極層和底部電極 200404620 層之間的-組電泳盒（cell)。該頂部電極層可包括，例 如，一系列放置在電泳單元盒之列上面的透明列電極，而 該底部電極層可包括一系列放置在電泳盒之行下面的行電 極。在下述臨時美國專利申請案，即第60/322,635號（名 稱是“具有問電極的改良電泳顯示器” （An Impr〇ved Electrophoretic Display with Gating 叫伽仏），2〇〇ι 年 9月12日提巾）’第6G/313，146號（名稱是“具有雙重模 式切換的改良電泳顯示器” （An Impr〇ved Electr〇ph〇retic

Display with Dual mode Switching)，2001 年 7 月 17 日提 申）、以及第6G/3G6,312號（名稱是“具有板内切換的改 良電泳顯示器” （An Improved Electr〇ph〇retic叫⑻叮 with In-Plane Switching) ，2〇〇1 年 8 月 l7 曰提申）中描 述了幾種類型的被動矩陣電泳顯示器，所有上述皆併入於 此作為參考。 一種典型的用於製備這類塑膠顯示器的圖案化電極層 的現有技術方法通常關於光微影技術和化學蝕刻的使用。 可用於塑膠顯示器應用的導電膜可通過下 如層M、電鍵、喷錢、真空蒸鍍、或一種以上處 等，從而在塑膠基板上形成導電膜。有用的薄膜導體包括 ••金屬I體，如I呂、銅、鋅、锡、I目、錄、絡、銀、金、 鐵、銦、I它、鈦、鈕、鎢、铑、鈀、鉑、和/或料；金屬 氧化物導體，如氧化銦錫（IT0)和氧化銦鋅（IZ0)等· 以及從上述金屬和/或金屬氧化物衍生的合金或多層複合膜 。此外，本文中描述的薄膜結構可包括單層薄臈或多層薄 200404620 膜。ITO膜在許多應用中都是特別有價值的，原因在於它 · 們在可見光範圍内具有高的透射度。有用的塑膠基板包括 環氧樹脂、聚醯亞胺、聚硼、聚芳醚、聚碳酸酯（PC )、 聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET )、聚對萘二甲酸乙二醇酯 (PEN) (polyethylene terenaphthalate )、聚（環烯）（ poly ( cyclic olefin ))、以及它們的合成物。塑膠薄膜上 的導體通常是通過光微影法進行圖案化，該光微影法包括 幾個費時的和高成本的步驟，包括（丨）用光阻劑塗覆導 電膜，（2 )通過光掩模將其成影像地曝光於例如紫外光 鲁 ，使光阻劑圖案化；（3 )藉由從曝光區域或未曝光區域 除去光阻劑’“顯影”該圖案化的圖案，其取決於所用光 阻劑的類型’以便在其被除去的區域内顯露導電膜（即， 在沒有設置任何電極或其他導電結構的區域）；（4 )利 用化學蝕刻法從光阻劑已被除去的區域除去導電膜；（5 )剝離剩餘的光阻劑以顯露電極和/或其他圖案化的導電处 構。 對於大量製備諸如電泳顯示器等的塑膠顯示器來說， 使用連續的卷帶式（灿七㈣）方法可能是有利的。然 而上述的光被影法不是非常適合於這種卷帶式方法，因 為某些處理㈣，如成影像的曝光等，是費時的且需要將 掩棋和移動目標區域小心配準和配向。此外，了潛在地 造成％境危害夕卜’光阻劑的顯影和除去以及對來自化學敍 刻方法的廢物的處理可能是費時和昂貴的。 因此，需要—種在塑膠基板上形成圖案化導電結構的 10 082 4620 不器等的塑膠顯示器，該方法不 餘刻法’並且適於在連續的卷帶 方法，以用於諸如電泳顯 需要使用光微影法或化學 式方法中使用。 詳細說明 下面提供本發明的較佳具體實施例的詳 參難佳具體實施例對本發明進行了說明，但是，應二 解的是，本發明並不限於4 …田 个限於任何一個具體實施例。盥 ’本發明僅由所附的申請專利範圍所限定，且本發明可以 ^各種更改和變化。本發明的㈣更改、變化、 由所附的申請專利範圍的内容涵蓋…舉例說明，在下 面的描述中給出了許多特定細節，以充分理解本發明。本 發明可以在沒有這些特定細節中的一些或全部情況下，依 據本發明中請專利範圍來實施。$了簡明起見，並沒有詳 細描述在與本發明相關的本技術領域中熟知的技術性材料 ’以免不必要地模糊本發明。 【發明内容】 、本發明揭示了一種在基板上形成圖案化導電結構的方 法在基板上用諸如遮蔽塗料（masking coating )或油墨 等的材料印刷圖案，該圖案是這樣的，以致於在一個具體 實施例中，所想要的導電結構將在印刷材料不存在的區域 令形成，即印刷待形成的導電結構的負像。在另一個具體 實化例中’圖案是用難以從基板上剝離的材料印刷，並且 所想要的導電結構將在印刷材料存在的區域中形成，即印 200404620 刷導電結構的正像。該導電材料沉積在圖案化基板上，並 且除去不想要的區域，留下圖案化電極結構。 【實施方式】 圖1顯示在一個具體實施财使用的以在基板上形成 圖案化薄膜導體的方法的流程圖。該方法開始於步驟102 並繼續到步驟104,其中利用遮蔽塗料或油墨將待形成的 導電薄膜結構的負像印刷在基板表面上。在—個具體實施 例中’可使用水溶液和/或另—種普通溶劑將遮蔽塗料或油 墨剝離掉。在步驟1〇”，在下述意義下印刷待形成的導 電結構的負像：遮蔽塗料或油墨將覆蓋處理完成後導電材 料不存在的基板區$ ’並且料覆蓋導電材料存在的基板 區域。本質上’油墨圖案用作隨後沉積導電材料的掩模， 下面將結合步驟1〇6更充分地描述。 、 任何適當的印刷技術，如膠版印刷（flex〇graphic —ting)、無水平版膠印（dri〇graphic __)、電子照相 印刷、光微影印刷等’可用來在基板上印刷油墨圖案。在 某些應用中，可應用其他印刷技術，如絲網印刷、照相凹 版印刷、喷墨印刷、和熱印刷，其取決於所需要的解析度 。此外’遮蔽塗料或油墨不需要與基板在光學上形成對比 ，並且可以是無色的。 在步驟106巾’導電材料的薄膜沉積在基板的圖案化 表面上。在一個實施例中’在㈣106中，汽相沉積用來 在基板的圖案化-側沉積導電材料的薄膜。在這樣的具體 12 200404620

實轭例中’鋁、銅、或適於經由汽相沉積或喷塗而沉積為 薄膜的任何導電材料可用作導電材料。在-個可供選擇的 具體實施例中，藉由使用導電材料濺塗（sputter咖―） 基板的圖案化_側來沉積該導電材料。在這樣的具體實施 例中，可使用氧化銦錫（ΙΤ〇 )、或任何其他導電材料如 金、銀、銅、鐵、鎳、鋅、銦、鉻、摻鋁的氧化辞、氧化 亂銦、氧化錫、或摻a的氧化銦、或適合於m塗沉積 為薄膜的任何其他導電材料。 、

在圖1所不處理的步驟i 〇8中，遮蔽塗料或油墨從3 Μ表面除去’在步驟1()6巾’導電材料已沉積^ 在^驟⑽中除去塗層/油墨的作用是除掉在步舉 〇=的印刷圖案以及在步驟1〇6中沉積的部分導電和 溶劑能夠除掉塗層/油黑円垒$ 士 a 禾疋㈣ .^ φ ^ 土圖案和在塗層/油墨圖案的頂面难 成的導電材料，即使該除去 σ 積之後進行的。接著，二驟疋在步驟106導電薄膜沉 沒有㈣太姐 所示的工藝結束於步驟"〇。

，二ί 應當㈣，在Ρ具體實 細例中’在㈣104印刷的 二：貫 程的結果，掩模H亲P、“ 為步驟106的沉積過 ，在遮蔽塗料中=屬薄膜覆蓋。在-個實施例中 的單體η 增塑劑、表面活性劑、和殘餘 的早體或浴劑的低分子量添加殘餘 中導致缺陷戋彳今$丨 土覆於油墨上的金屬 丨以u孔，加速遮蔽 容設想：可以採用塗層/油黑、 、冷Μ本揭不内 ^ 金屬4膜、和剝離方法的任 13 200404620 何適當組合，而沒有以任何方式限制本揭示内容的可應用 性’並且沒有把本揭示内容限制於任何特定的剝離機構或 ，論。根據圖1所示的方法，唯—的要求是，採用的組合 疋k樣的以致於剝離後在基板上形成的導電膜區域仍然存 在，並且在可剝離遮蔽塗料/油墨上形成的導電薄膜區域被 剝離掉’或基本上如此’以致於塗層/油墨圖案存在的區域 不導電’或足夠接近這樣，以便顯示器可適當操作。 以上描述的方法並不需要使用光微影法和選擇蝕刻導 電層以在基板上限定圖案化導電結構。而A，在導電材料 沉積前，使用油墨圖案來限定要形成的導電結構的形狀。 因為簡單溶劑，諸如水、水溶液、醇、酮、醋、二甲基亞 楓（DMSO)、或許多甘糾> 並、艺△ 飞干^他曰通有機溶劑或溶劑混合物， 可用來剝離掉油墨和在油墨圖案的頂部形成的導電材料， 因而圖案化導電結構可通過卷帶式方法來製備，與現有光 微影方法中所採用的光微影和化學蚀刻技術㈣，該方法 費時少、不昂貴、且不產生許多有毒的化學廢液。 :上所述’與上述方法有關的一類顯示器是被動矩陣 ,、、、頁不裔’諸如被動矩陣電泳顯 . ^ m 态例如，被動矩陣顯示 裔可包括圖案化電極層，該圖幸 01茶化電極層包括多個列電極 和仃電極。圖2A至圖2D示出了在A姑 在土板上形成四列電極的 一糸列處理步驟的示意平面圖。 丄 α2Α不出了塑膠基板202 在圖2Β中由線路（lines ) 2〇4组 9n, L 成的油墨圖案已印刷到 f:上。在圖2B示出的實施例中，線路204在基板 202上限定區域，在豆上將名去 ^ ^在，、上將在未被線條2〇4覆蓋的基板 14 088 200404620 202區域形成四列電極，如下對其更充分地進行描述。 ， 在圖2。巾|電溥膜層2〇6已形成於基板的圖案化 表面上，覆蓋未被油墨線條2〇4 (在圖2C中用虛線表示） 覆蓋的基202部分和被油墨線條2〇4覆蓋的部分。在圖 2D中’油墨圖案和沉積在油墨線條2〇4上的導電薄膜鳩 部分一起被除去，從而暴露列電極2〇8。各個列電極應 被藉由剝離油墨線條204而暴露的基板2〇2區域彼此隔開 〇 藉由提供圖2A至圖2D所示之處理步驟的正剖面示意籲 圖，圖3A至圖3D進一步示出圖2A至圖2D所示的實施 例。圖3A示出基板202的正剖面圖。圖3B示出在基板 2〇2上形成的油墨線條2〇4。如在圖3C中所示，在未被線 條204覆蓋的基板部分上以及在聚合物油墨線條2〇4的頂 面和側表面上形成導電層206。最後，圖3D示出列電極 2〇8 ’在除去線條2〇4之後，其仍然形成在基板2〇2上， 其作用是除去油墨線條204和在油墨線條204的頂部上形 成的任何導電材料206。 φ 雖然圖2A至圖2D和圖3A至圖3D示出在塑膠基板 上形成四列電極的示例，但塗料/油墨可印刷成任何圖案進 行以在基板上定義任何想要的形狀或尺寸的導電結構。圖 4A和圖4B示出實施例的平面示意圖，其中七段顯示器的 分段電極是利用本文所述方法的具體實施例而製成。圖4A 示出顯示電極層400，包括聚合物油墨圖案402，其在塑 膠基板上限定七段電極區域404a-404g，其中油墨圖案4〇2 Θ8 7 15 200404620 不存在以致下面的基板被暴露。圖4B示出在沉積導電薄 膜和剝離油墨圖案步驟之後的相同的顯示電極層400。如 圖4B所示，剝離油墨暴露了基板的背景區域406，在其上 不存在任何導電結構。此外，分段電極4〇8a-4〇8g已形成 ’並且保留在如上述結合圖4A所定義的分段電極區域 404a 至 404g 内。 從上面的討論可以明顯看到，簡單地藉由在在其上將 形成導電結構的基板上定義區域使用印刷圖案，就可以形 成任何形狀或尺寸的導電結構。該結構可包括諸如上述的 電極結構等的電極結構和/或導電線（c〇nductive traces ) 、或任何其他想要的導電結構。 本文中所述的方法可被使用在一個具體實施例中以形 成頂。卩或底部電極層，從而靠近電泳顯示器介質層配置。 在個具體實施例中，電泳顯示器介質包括密封微型杯層 每個微型杯包括一些電泳分散體。在一個具體實施例中 保濩塗層（如包括粒狀填料的防眩保護塗層等）可塗覆 到密封的微型杯或頂部（從側面觀看）電極層，以進一步 改善成品面板的光學或物理機械性能。 在個具體實施例中，首先採用本文所述的處理在基 板的-側上形成導電結構1後採用與上述相同的用於在 &板的_側上形成導電結構的—系列步驟在基板的相對側 /成導電結構’從而在基板的頂面和底面上均形成導電 結構。在-個實施例中’通過形成導通孔（via _並 通過導通孔完成從基板的頂面上料電結構到基板的底面 200404620 上的導電結構的電連接，從而可將基板的頂面上的導電結 構電連接至基板的底面上形成導電結構，如在美國專利申 請案號NO.--(律師卷號No. 26822-0049) 中所描述的，其先前結合於此作為參考。 在圖1至圖4中所示的方法的一個具體實施例中，用 於使基板形成圖案的塗料/油墨包括Sun Chemieal Aquabond AP藍色油墨和/或Sunester紅色油墨（ Chemical公司，Northlake，伊利諾伊州），而基板包括5 密耳厚的Melinex 4W聚酯（DuPont Teijin公司， Hopewell，佛吉尼亞州）。可使用帶有36〇號網紋傳墨輥 (anilox roller )的人工檢驗器（hand proofer )透過鏤花 模板塗覆油墨。該油墨可用空氣加熱搶進行乾燥。藉由將 圖案化的基板裝入直流磁控管（DC-magnetr〇n )濺射系統 來沉積金屬薄膜，從而沉積達到約丨〇〇ηηι厚的IT〇膜。在 沉積金屬薄膜之前，可對圖案化的基板進行電漿處理。在 室溫下藉由用丙酮（組織級，Fisher Scientific公司）噴塗 已形成金屬薄膜的圖案化的基板丨至2分鐘，則可剝離油 墨圖案和在其上开》成的金屬薄膜。上面的處理步驟導致在 油墨圖案中形成的金屬薄膜（即IT0)連同油墨一起被除 去，從而在基板上留下不存在任何ΙΤ〇塗層的區域，以致 在這種ΙΤΟ已被除去的區域不存在任何可測量的電導率。 在圖1至圖4中所說明的方法的一個具體實施例中， 利用人工檢驗器來塗覆膜HI暖紅色油墨（Environmental Inks and Coatings 公司，L〇s Angeles，加利福尼亞），以 200404620 在基板上限定圖案或掩模，其中基板包括5密耳厚的

Melinex ST505 聚酯（DuPont Teijin 公司，H0pewei卜佛 吉尼亞州）。藉由將圖案化的基板載入直流磁控管（Dc_ magnetron )噴鍍系統來沉積金屬薄膜，從而沉積IT〇膜達 到約100nm厚。藉由用丙酮（組織級，Fisher以“心仏公 司）喷塗30至60秒，以從ιτο塗層的圖案化基板上洗去 油墨。在油墨上形成的IT0連同油墨一起被除去，留下沒 有任何ΙΤΟ塗層的區域，而該區域以前印刷了油墨圖案。 在圖1至圖4所示處理的一個具體實施例中，利用在 儀 膠印機上的 GP-217Process Magenta 油墨（Ink Systems 公 司，Commerce，加利福尼亞）將油墨圖案印刷在5密耳厚 的4507聚酉旨薄膜（Transilwrap公司，Franklin Park，伊利 諾伊州）上。膜厚度在丨2〇nm時將該塗有油墨的聚酯薄膜 載入用於鋁蒸發的真空系統中，將塗覆有鋁的聚酯薄臈浸 泡在熱（T=約80 °C )甲基乙基酮（檢定級，Fisher

Scientific公司，MEK)中15秒，然後用浸泡在MEK中的 棉拭輕輕地擦淨。該處理從聚酯薄膜剝離塗有油墨的區域 _ 以及油墨之上的鋁。該剝離方法由油墨產生負像，即印刷 油墨圖案的區域沒有紹塗層，而剩餘區域（即，不存在油 墨圖案的區域）則被鋁塗覆。 在圖1至圖4中所示方法的一個具體實施例中，利用 在Mark Andy 4200膠版印刷機上的膜m暖紅色油墨（

Environmental Inks and Coatings 公司，Los Angeles，加利 才田尼亞）’在5密耳厚（mii thick) 、a"寬的Melinex 18 890 200404620 453 聚酯薄膜卷（piastics sUppiiers 公司，Fullerton，加利 福尼亞）上製作油墨圖案。將圖案化的聚酯薄膜載入直流 磁控管喷鍍系統中，以沉積約i 〇〇nm的ITO膜。在沉積之 如’可對油墨塗層的片材進行電漿處理。然後將塗覆有 ITO的聚酯薄膜浸泡在熱（丁=約8〇〇c ) MEK的容器中並 利用Fisher Scientific FS220H超音波清洗器超音波清洗2 分鐘。作為該超聲清洗步驟的結果，可從聚酯薄膜中剝離 油墨以及在油墨之上形成的IT〇。

在一個具體實施例中，其中導電結構形成在基板的頂 面和底面，在圖1至圖4中所示的方法可包括使用在Mark Andy 4200膠版印刷機上的膜m暖紅色油墨（

Environmental Inks and Coatings 公司，Morganton，北卡 羅來納州）在Melinex 561聚酯薄膜卷（1〇"寬、4密耳厚 、DuPont Teijin Films 公司，Wilmingt〇n，DL)的兩側進 行印刷。在一個具體實施例中，第一側在一個印刷台印刷 有第一圖案A，網穿過翻動該網的旋轉棒，而基板的另一

側被對準，並在下一個電鍍台（plate stati〇n)在同樣的 刷過粒中用第—圖帛B進行印刷。在_個具體實施例中 第-圖案A包括負像，該負像限定無油墨區$，在此將 成分段電極，而第二圖帛B包括負像，該負像限定無油 區域’在此將形成導線。對該圖案進行調整，以致圖案 中的每個無油墨分段電極區域對準圖案B中的一個無油 導線的未端，從而可允許在A側的分段電極和b側的導、; 之間’通過穿過基板的導電導通結構進行電連接。在一1 19 200404620 具體實施例中，肖2500 j：矣的銘將印刷在兩側❸4〇,的聚酉旨 牡田1則上對一片5"x5"的塗覆有鋁的聚酯薄膜 進行顯影，方法如下：將其浸泡在含有甲基乙基酮的結晶 皿中’然後將該結晶皿放人Fisher#FS2細超音波破碎器 (Fisher Scientific公司，⑸⑽叫，賓夕法尼亞州）中2 分鐘，其中超音波破碎器裝有i英寸深的水。該過程發生 聚S曰電極，其一側僅在A的無油墨區域的分段圖案中含有 銘，而其相對側在B中含有無油墨線條的電極圖案。 _ f金屬薄膜沉積後，利用簡單的剝離方法（該方法不 會破壞在塗層/油墨圖案不存在的區域形成的金屬薄膜，例 如但不限於上述的溶劑和物理剝離方法）剝離掉遮蔽塗料/ 油墨線條的能力有利於連續的製備方法， :光I:::"何費時的分批處理(如光阻劑的= 曝先和顯衫專）、姓刻掉未被光阻劑覆蓋的部分導電芦、 或^用需要特殊處理或特殊條件以在姓刻後除去光阻:

盆通過：約時間和採用便宜的材料，本文中描述的方法I 方法要便宜得多。▲板…本文所述的各種結構的 圖5A-1至5D_2示出在一個具體實施例中使 板上形成圖案化薄臈導體的可供選擇的方法。目^ 土 5D 2所不的方法在下述意義上使用“正，，印刷圖案· 油墨被印刷成待形成導電薄臈結構的圖案，而不曰、/層 合圖1-4描述的用來定義不形 =面結 …至圖5D_2所示的方法㈣構的區域。圖 與圖卜4所示的方法的類似之 20 200404620 處在於：圖5A」至50_2所示的方法使用印刷技術來定義 待形成的導電薄膜結構。然而，圖5A-1至目瓜2所示的 方法與圖1-4戶斤示的方法的不同之處在於：不從基板剝離 印刷圖案，如下將更充分地描述的。 如圖5A-1和圖5A_2所示，|電薄膜結構形成在基板 502上。基板502可以是上述用於圖卜々所示方法的任何 基板材料。在一個具體實施例中，基板包括5密耳厚的 4507聚酯（可獲自Transilwrap公司，〜抓⑶口 p^k，伊利 諾伊州）。圖5B]和圖爪2示出印刷在基板5〇2上的圖 案線條504和506。在一個具體實施例中，使用在膠印機 上的 GP2001 1 UV Process Magenta 油墨（ink 咖公 司，Commerce，加利福尼亞）將圖案線條5〇4和5〇6印刷 在基板502上。可採用任何油墨或其他具有下述特性的可 印刷材料：隨後沉積的金屬薄膜比其黏附於基板來說，更 牢固地黏附於印刷材料，如下面將更充分地說明的。 圖5C-1和5C-2示出在基板的圖案化表面上形成的金 屬薄膜層508，覆蓋印刷圖案（線條5〇4和5〇6)和未被 印刷圖案覆蓋的基板502 1域。在一個I體實施例中，藉 由在膜厚度為12〇11111時將圖案化基板載入用於鋁蒸發的真 空系統中形成導電薄膜508。 圖5D-1和5D-2示出在形成在基板5〇2上的部分導電 薄膜508已藉由剝離方法除去後的剩餘結構。導電薄膜結 構5 10和5 1 2仍然分別形成在印刷線條$和5〇6上。在 -個具體實施Μ中q吏用溶劑來除去直接在基板上形成的 200404620 部分導電薄膜，但不除去在印刷材料上形成的部分導 膜’留下與印刷材料有相同圖案的導電薄臈結構。在 具體實施例中，在圖5D_h〇5D_2中未示 二: 後，在印刷材料的側表面上形成的一些或全部導= 然黏附於印刷材料的側表面。在一個具體實施例中，夢 剝離方法並不會除去直接在基板上形成的全部導電薄^， 但被除去的直接在基板上形成的導電薄膜足以使未印刷 刷材料的基板區域内沒有可測量的電導率。 圖5A-1至5D_2所示的可供選擇的處理要求：導 膜層與基板的黏合力低、導電層與印刷材料的點合力古，、 印刷材料與基板的黏合力高、以及溶劑是這樣的以致：盆 除去直接在基板上形成的部分導電層，但不除去在印㈣ 料上形成的部分導電層。 在另一個可供選擇的方法中，可採用與金屬薄膜具有 低親合力的基板。在-個這樣的實施例中，使用表面處理 或底漆塗料（如可肖uv硬化的聚合物層，其與基板和金 屬溥膜均具有良好的黏合力）以代替在圖"斤示方法的步 驟104和1 06中的適蔽會粗/ y 妁遮蔽塗枓/油墨。在這種情況下，未塗覆 區域上的金屬薄膜將在剝離方法中除去，從而在表面處理 或低漆塗料之上顯露電極圖案或跡線。該可供選擇的方法 類似於圖5A-1至圖5D_2所示的方法，其中底漆塗料包括 印刷材料，如圖案線條5〇4和5〇6。 圖6A-1至圖6F-2示Φ闽！ >«丄 2不出圖卜4中所示工藝的另一種可 t、k擇的方法。圖6A]和圖6a_2示出基板_。在圖 200404620 6B 1和圖6B-2中’利用具有低表面張力的疏水的（即防 水）和浴劑可溶的可印刷的第一材料，圖案線條6〇4和 606已被印刷於基板6〇2上。如圖6CM和圖6C_2所示， 印刷基板接著用被第一材料所排斥的第二水基 based)材料進行外塗覆，以致外塗層僅黏附於未被第一材 料覆蓋的部分基板，形成包括第二（水基）材料的區域 608、610、和612。其次，利用也不除去第二（水基）材 料的適當溶劑除去防水第_材料，留下圖6D]和_似2

所不的、（；r冓’其中包括第一（防水）材料的結構6〇4和 6〇6已被除去，在基板6〇2上留下包括第二（水幻材料 的結構6〇8、610、和612。然後，如圖他丨和圖6E_2所 示、,，利用上述導電薄膜材料之一，通過噴鍍、汽相殿積、 喷塗、或其他適當技術，在結構_、61()、# 612上和在 未被第-（水基）材料覆蓋的部分基602上形成導電薄 臈口 614 1後，圖6IM和圖爪2示出，在用適當的溶劑

或另一種適當的化學或機械剝離方法剝離掉水基材料後 剩餘的導電薄臈結構616和618。 在圖6A·!至圖心所示工藝中，第—（防水）材料 P刷圖案包括待形成的導電薄膜結構的正像。一旦除去 列包材科，如上所述，剩餘的第：（水基）材料 1待形成的導電薄膜結構的負像。在某種意義上，第 的區Γ水）材料可看作是掩模，其可用來限定尺寸非常小 。雖二::非常精細的線條’其中將不存在導電薄膜結構 ，'、、用诸如膠版印刷技術等的實際上有用的印刷技術來 23 200404620 首先印刷运類窄線條可能县 馀了犯疋困難的，例如由於物理限制、 擴散等，但這類技術可容易地用來印刷僅用較 小的間隙來分隔線條或區域的較粗的線條或較小的區域。 然後’如上所述，可传用按a . ^ 〆 使用堵如水基油墨等的第二（水基 材料，來填充由第一（防欠） — 1方尺）材枓覆盍的區域之間的狹窄

二隙，接著利用適當的溶劑可除I J分―』」I示舌第一材料，留下包括第 二材料的非常精細的線條或其他形狀，而首先印刷非常精 ^的線條或形狀可能並不是切實可行的。如上所述，然後 =些線條可用作形成相鄰導電薄臈結構的負像，這些結構 是用例如非常窄的間隙分隔開的。 在-個具體實施例中，使用諸如剝離等的物理剝離方 法來顯露電極圖案。例如，將具有對IT0具有適當内聚強 度（cohesion strength )和黏合強度的黏性帶疊麼於預印刷 有遮蔽塗料/油墨的IT咖T臈上。隨後的剝離將除去在 印刷有遮蔽塗料的區域或在沒有油墨的區域上的ιτ〇，其 取決於油墨的内聚強度以及在油墨_ρΕΤ介面和ιτ〇-ρΕτ 介面處的黏合強度。該剝離技術可與上述的任何方法一起 使用。 在一個具體實施例中，圖6AJ至圖6F_2所示的方法 包括利用在Mark Andy 4200膠版印刷機上的膜ΙΠ暖紅色 油墨（Environmental Inks and Coatings 公司，M〇rgant〇n ，北卡羅來納州），在Melinex 582聚酯薄膜卷（4密耳厚 、寬、DuPont Teijin Films 公司，Wilmington，DL)上 P刷所需要的導電結構的正像。聚酯卷的印刷部分然後利 200404620 用6號邁耶棒（Meyer bar)用溶液塗覆，該溶液包括16 份含水的10%聚乙烯毗咯烷酮（PVP-90，ISP Techn〇i〇gies 公司，Wayne，新澤西州）、0.40 份 Sunsperse Violet ( Sim Chemical公司，Cincinnati ,俄亥俄州）、和16份水 ，接著在80 C的烘箱中乾燥1 ·5分鐘。然後將薄膜放置在 盛有乙酸乙酯的結晶皿中。在10"χ10"χ12·5"的超音波浴（ BLACKSTONE-NEY，PROT-0512H ΕΡ 超音波浴，由 12丁

MultiSonikTM發電機所驅動）中注滿約4"的水，並且含有 薄膜的結晶盟浮在水中，然後在1〇4KHz下超音波破碎$ 分鐘。接著從結晶孤中取出薄膜並在8〇t的烘箱中乾燥 1.5分鐘。完成乾燥步驟後，f亥薄膜具有pvp塗層的線條 ，其限定最初印刷的正像的負像。接著，利用㈣歸

5〇輥塗料機，用IT0喷鍍塗覆圖案化聚_薄膜，從而沉積 1250埃厚的ΙΤ0膜。接著，該塗覆有ιτ〇的圖案化聚酉旨 薄膜在盛有水的燒杯中超音波破彳3分鐘，其中燒杯是放 置在㈣㈣助犯超音波破碎器⑺sher Scientlflc公 司，—g，賓夕法尼亞州）中。接著，用去離子水沖 洗㈣並吹風乾燥。所得到的膜具有ιτ〇結構 最初印刷的正像。 ，、t狀疋 你一调异體貫施例中，圖…至㈤所示的方法包 括在PET基板上喷鑛沉積“puuer deposition) IT〇膜， 其中PET基板具有親水塗層 媒 曰例如Melmx 582，並用_ έτ 色油墨（Environmental Ink 公习、 ηκ A司）進行印刷。在一個呈 實施例中，材料的這種結合允 一豆 兄卉利用水基剝離劑從不需要 25 097 200404620 的區域用超音波剝離ιτο。 在一個具體實施例中，用於ΙΤ〇剝離的水基剝離劑可 以是表面活性劑溶液如JEM-1 26 (三磷酸鈉、矽酸鈉、壬 基苯紛乙氧基化物、乙二醇單丁醚、和氫氧化鈉）、洗滌 剤配方409、過氧化氫物、和顯影劑Shipley453等。 在一個具體實施例中，IT0剝離速度取決於溶劑濃度 'M JHL度以及基板膜相對於超音波變換器的位置。 在一個具體實施例中，在ΙΤ〇喷鍍沉積之前，油墨印 刷的PET表面用適當的電漿進行預處理。在一個具體實施 〇中這種電漿預處理可使ITO剝離過程中在圖案化IT0 、。構上的微裂紋的發生最小化。此外，在一個具體實施例 中，k種電漿預處理可防止在印刷的油墨區域產生IT0殘 餘物這疋由於高能電漿而除去部分印刷的油墨圖案的結 果，在剝離方法中其可在印刷的油墨區域產生ΙΤΟ殘餘物 、一為了消除出現在已剝離的ΙΤ〇表面的較少油墨殘餘物 、光干〜響，在一個具體實施例中，較佳為印刷於PET表 面上的無色油墨。 以上所述僅為本發明的較佳具體實施例而已，並不月 於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可 有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之内，所个 的任何m同替換、改進等，均應包含在本發 睛專利範圍内。 1 200404620 【圖式簡單說明】 結合附圖，通過上面的詳細描述將易於理解本發明， 其中相同的參考數字表示相同的結構元件，其中·· 圖1示出在一個具體實施例中使用的以在基板上形成 圖案化薄膜導體的方法的流程圖。 心成 圖2A至圖2D示出用於在基板上形成四列電極的一系 列處理步驟的平面示意圖。 ， 圖3A至圖3E) 理步驟的正剖面示意 進一步藉由提供圖2A至圖2D所示處 圖來說明圖2A至圖2D所示的實施例 一 ϋ圖4B說明一個實施例的平面示意圖，1中 段顯示器的分段雪4 θ 、 。 奴電極疋使用本文所述方法的實施例製成 圖5Α-1至 基板上形成圖案 囷6Α-1至 供選擇的方法。 5D-2說明在一個具體實施例中使用 化薄膜導體的可供選擇的方法。 6F_2說明圖1·圖4中所示方法的另 的以在 一種可 099 27

Claims (1)

1. 200404620 拾、申請專利範圍： ，包1二種在基板上形成圖案化導電薄膜結構的方法 二t板上印刷由可印刷可剥離材料組成的圖荦， 该印刷的可剝離材料在基板上限定區域， ^ 膜結構藉由包括其負像而 八中導電薄 料在力於i』 风從而印刷的可剝離材 存在於基板上的未形成導電薄膜結構 印刷的可剝離材料基本上不存在 -中且 電薄膜結構的區域中； ；土 的待形成導 ，在圖案化基板上沉積導電材料的薄臈；以及 從基板剝離可剝離材料； ，此藉由該剝離步驟除去可剝離材 成的任何導電材料’留下導電薄膜結構。 -也 2.根據申請專利範圍第】項之 化導電薄膜結構的方法，…剝離 ：= 油墨。 ％竹巴栝可剝離 3·根據申請專利範圍第丨項之 化導電薄膜处槿的士 4 土反上形成圖案 專膜（構的方法，其中可剝離材料包 遮蔽塗料。 1 Tt匕栝可剝離 4·根據申請專利範圍第 化導電薄膜結構的方丄可員成圖案 主的。 t j利離材枓疋聚合物為 5·根據巾請專利範圍第丨項之在 化導電薄膜纟士槿66古& # 上化成圖案 、、口 、法，其中可剝離材料是以蠟為主 28 200404620 的0 6.根據申請專利範圍第1 化導電薄膜結構的方法，1 、 土 >成圖案 ，該添加劑選自由表面活性劑、填料、顏料、毕料:] 硬化劑、和增塑劑所組成的族群中；從而在導 的沉積之後，添加劑的在声 ^ 子在促進可剝離材料的剝離。 7.根據申請專利範圍第1項之在基板 化導電薄膜結構的方法，甘 图案 ^ 其中剝離步驟包括使用溶劑 以除去可剝離材料。 W 8 ·根據申請專利範圍笫 化導電薄膜結構的方法V/” 上形成圖案 法其中溶劑選自由水、水溶液 西予、酮、酯、醚、胺、烴、产其贫nLL 獮、坑基本、K洛院@同、 及其混合物和衍生物所組成的族群中。 9·根據申請專利範目帛丨工員之 化導電薄膜結構的方法，道+ 土板上形成圖案 八趙 稱的万去，其中導電材料選自由金屬、 孟屬虱化物、及其合金和 。 T夕層稷合物所組成的族群中 !〇·根據申請專利範圍第 化導電薄膜結構的方法：二:在基板上形成圖案 屬選自由你 電材料是金屬，該金 幾選自由鋁、銅、鋅、錫、鉬 、銦、鍵、鈦、叙、鱗、姥、免、二金、鐵 群中。 錄鈀鉑和鈷所組成的族 U.根據申請專利範圍第丨 化導電薄膜結構的方法，”導電^板上形成圖案 中導電材料是金屬氧化物 200404620 屬氧化物選自由氧化銦錫（ITO )、氧化銦鋅 〇)氧化鋁鋅、氧化釓銦、氧化錫和摻氟氧化 銦所組成的族群中。 12.根據申請專利範圍第1項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法，其中沉積導電材料薄膜的步 驟包括噴鍍。 u.根據申請專利範圍第1項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法’其中沉積導電材料薄膜的步 驟包括汽相沉積。 14. 根據申請專利範圍第丨項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法，其中沉積導電材料薄膜的步 驟包括真空沉積。 15. 根據申請專利範圍第1項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法，其中沉積導電材料薄膜的步 驟包括電鍍。 16. 根據申請專利範圍第丨項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法，其中沉積導電材料薄膜❹ 驟包括無電鍵。 17. 根據申請專利範圍第丨項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法’其中沉積導電材料薄膜步 驟包括電鑄。 、 18. 根據申請專利範圍第丨項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法’其中印刷步驟包括膠版印刷 200404620 19.根據申請專利範圍第1項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法’其中印刷步驟包版 膠印。 > 丁欣 、20.根據申請專利範圍第1項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法’其中印刷步驟包括電子照相 印刷。 化道2^據申請專利範圍帛1項之在基板上製備圖案 >膜結構的方法，其中印刷步驟包括平版印刷 〇 、22.根據申請專利範圍第1項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法，其中印刷步驟包括凹版印刷 〇 、23·根據申請專利範圍第1項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法’其中印刷步驟包括熱印刷。 、24·根據申請專利範圍第1項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法，其中印刷步驟包括嗔墨印刷 〇 养播25.根據申請專利範圍第1項之在基板上形成圖案 。電薄膜結構的方法，其中印刷步驟包括絲網印刷 26. 根據申請專利範圍帛丨工員之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法，其中基板包括塑膠基板。 27. 根據申請專利範圍第26項之在基板上形成圖 '、化導電薄膜結構的方法’其中圖案化導電薄膜結構 31 包括可撓性印刷電路板 2 8.根據中請專利_ t分可撓性印刷電路板。 案化導電薄獏結構的方、、弟26項之在基板上形成圖 板卷中的一部分。 务其中塑膠基板包括塑膠基 29·根據申請專利範圍 案化導電薄膜結構的方法， 項之在基板上形成圖 導電薄膜結構的方法丨中在基板上形成圖案化 成部分。 &作顯示器的卷帶式方法的組 3〇·根據申請專利範圍第29 案化導電薄膜結構纟基板上形成圖 。 其中顯不器是電泳顯示器 31·根據申請專利範圍第 案化導電薄膜結構的方法， 泳顯示器。 29項之在基板上形成圖 其中顯示器是被動矩陣電 29項之在基板上形成圖 其中顯示器是板内切換電 32·根據申請專利範圍第 案化導電薄膜結構的方法， 冰顯示器。

   案化：根據申請專利範圍第29項之在基板上形成圖 拖、電薄膜結構的方法’其中顯示器是雙重方式切 電冰顯不器，其包括許多填充以帶電荷粒子和著色 容背i的電泳盒，其中該顯示器被配置以使在第一模式 粒子可在電泳盒的頂部和底部之間被驅動，而在 第二模式中，粒子可被水平（板内）驅動。 34.根據申請專利範圍第丨項之在基板上形成圖案 104 32 ZUU4U4620 化導電薄膜結構的方法 薄膜妹糂认# I ^ <灯牡/、上形成有導電 、、σ冓的基板層壓於顯示介質層上。 案化二Γ範圍第34項之在基板上形成圖 盒層導電相結構的方法，丨中顯示介f層包括電泳

   36.根據申請專利範圍第 案化導電薄膜結構的方法， 成0 37·根據申請專利範圍第 案化導電薄獏結構的方法， 該電泳盒進行封閉和密封。 35項之在基板上形成圖 其中5亥電泳盒藉由模壓製 3 5項之在基板上形成圖 其中藉由聚合物密封層對 3 8 ·根據申請專利範 化導電薄膜結構的方法 圍第1項之在基板上形成圖案 ’其中導電薄膜結構包括電極 .根據申請專利範圍第38項之在基板 案化導電薄膜結構的方法，其中電極是分段電極。

   40.根據申請專利範圍第38項之在基板上形y 案化導電薄膜結構的方法，其中電極是列電極。 札根據申請專利範圍第38項之在基板上形^ 案化導電薄膜結構的方法，其中電極是行電極。 42. 根據申請專利範圍第38項之在基板上形成 案化導電薄臈結構的方法，其中電極是像素電極⑻ electrode) 〇 43. 根據申請專利範圍第i項之在基板上形成圖 33 200404620 化導電溥膜結構的方法，其中導電薄膜結構包括導電 跡線。 44· 一種在基板上形成圖案化導電薄膜結構的方法 ，包括： 在基板的頂部表面用可印刷材料印刷圖案，該圖 案藉由包括其正像來限定導電薄膜結構將形成的區域 ’從而可印刷材料被印刷在導電薄膜結構將形成的區 域中； 在基板的圖案化頂部表面沉積導電薄膜層，其中 對導電薄膜、V印刷材料、以及基板進行選擇，以致 導電薄膜比黏結於基板更牢固地黏結於可印刷材料； 以及 :用剝離方法從基板制離直接形成在基板上的部 述導電薄膜二不從可印刷材料剝離所 料上，以用央6電薄膜結構仍然形成在可印刷材 , Λ限疋導電薄臈結構形成的區域。 45·根據申請專利範 案化導電薄膜結構的方法 ：^基板上形成圖 塗料、黏合劑、或點附促進材料。才^括低漆 46. 根據申請專利範圍帛44 # 案化導電薄臈結構的 土板上形成圖 。 的方法’其中可印刷材料包括油墨 47. 根據申請專利範圍第4 案化導電薄臈結構的方牛^ 在基板上形成圖 構的方法’其中可印刷材料是可輕射 100 34 200404620 硬化的。 48.根據申請專利範圍第 案化導電薄膜結構的方法， 化的。 44項之在基板上形成圖 其中可印刷材料是可熱硬 ，包=.Γ種在基板上形成圖案化導電薄膜結構的方法 t基板的頂部表面料印刷第—材 該圖案藉由包括其正像來 口茶 像來限疋導電薄臈結構將形成的 =二：可印刷第一材料被印刷在導電薄膜結構將 二=域，可印刷第一材料是防水的並 外的溶劑可剝離； 以便用第=!二材料外塗覆基板的印刷的頂部表面， —料被第一材料排斥並填充在第一 印刷的區域之間的其始p p 刊竹匕被 的區域；π的基板£域’而不塗覆第—材料存在 利用方&剝離掉第一材才斗，該方法剝離第 而不剝離第二材料，以係笛- 才科 便第一材料仍然塗覆在部分基 ρ Α 第—㈣不存在’藉此經由包括其負像來 ::導電薄膜結構的邊界’以便第二材料不存在於導 士薄臈結構將形成的區4，且第一材料已從導電薄膜 結構將形成的區域剝離； 、 在基板的圖案化頂部表面沉積導電薄膜層；以及 剝離第二材料以形成導電薄膜結構。 5〇.-種在基板上形成圖案化導電薄膜結構的方法 200404620 ，包括： 社丞极的第一表面£卩心^ 圖案，該可剝離材料的筮 材枓、、且成的第一 定將形成第一導電薄膜結構的區域.板的弟—表面PP 在基板的圖案化第一矣 從基板剝離可剝離材料：二導;材料的薄膜； 在基板的第二表面印^ 圖安 有可剝離材料組成的第- 圖案，該可剝離材料的第 A的第一 ^ ^ 茶在基板的第二表面P戸

   定將形成第二導電薄膜結構的區域； #表面限 在基板的圖案化第二表面 以及 /積導電材料的薄膜； 從基板剝離可剝離材料的第二圖案· 藉此除去可剝離材料的第一 J ^ 圖案、可剝離材料 第二圖案、以及在可剝離材料的第—或第二圖案上 成的任何導電材料，在基板的第一表面留下第一導 薄膜結構並在基板的第二表面留下第二導電薄膜結

   5 1. —種在基板上形成圖案化導電薄膜結構的方法 ，包括： 在基板的第一表面印刷由可剝離材料組成的第— 圖案，該可剝離材料的第一圖案在基板的第一表面限 定將形成第一導電薄膜結構的區域； 在基板的第二表面印刷由可剝離材料組成的第二 圖案亥可剝離材料的第二圖案在基板的第二表面限 36 定將形成第二導電薄膜結構的區域； 在基板的圖案化第—表面和圖 導電材料的薄膜；以及 弟一表面况積 2基板剝離可剝離材料的第—圖案和第二圖宰· 藉此除去可剝離材料的第— ° 第二圖案、以及在可剝離心案、可剝離材料的 ;的任何導電材料，在基板的第一表面= 相結構並纟純㈣^ 。 ㈢卜弟一導電薄膜結構

   52.根據申請專利範圍第丨項 化導雷蒲描# ^ 在基板上形成圖赛 ^ ^ , . 八中剝離步驟包括使用溶齊 Μ除去可剝離材料。 片 53·根據申請專利範 礼固乐1項之在基板上形成圖案 導電薄膜結構的方法 1 Λ ^ 法其中剝離步驟包括使用機械 刀以除去可剝離材料。 1項之在基板上形成圖案 中使用機械力包括刷洗。 1項之在基板上形成圖案 中使用機械力包括使用喷

   54·根據申請專利範圍第 化導電薄膜結構的方法，其 55·根據申請專利範圍第 化導電薄膜結構的方法，其 嘴。 八 56.根據申請專利範圍第丨項之在基板上形成圖案 匕導電薄膜結構的方法，其中該剝離步驟包括： ^復黏合劑層，該黏合劑層相對於金屬薄膜和/或 可剝離材料且 十/、有向於基板的可剝離材料的黏合強度； 37 109 以及 刊離黏合劑層除4 的任何金屬薄獏。 •根據申請專利範圍I 案化導電薄膜結構的方法， 劑以除去可刻離材料。 58·根據申請專利範圍第 案化導電薄臈結構的方法， 械力以除去可剝離材料。 可剝離材料和形成在其上 44項之在基板上形成圖 其中剝離步驟包括使用溶 44項之在基板上形成圖 其中剝離步驟包括使用機 上形成圖 包括刷洗 •根據申凊專利範圍第44項之在 案化導電薄膜έ士播从 土 。 辱I。構的方法，其中使用機械 60·根據申請專利範圍第 案化導電薄膜結構的方法， 噴嘴。 44項之在基板上形成圖 其中使用機械力包括使用 61.根據申請專利範圍第44 案化導電簿膜姓糂从+ 、在基板上形成圖 爷化導電4膜結構的方法，其中該剝離步驟包括. 、在：體沉積步驟後，將第二黏合劑層塗覆 :Μ及猎由剝離第二黏合劑層以在沒有第_ 劑或黏附促進材料的區域除去導電薄膜。 〜口 62.根據申請專利範圍第6 1項的方法，其中Α盘 第二黏合劑層的内聚強度、第一黏合劑或勘：促：二 枓的内聚強度、金屬薄膜的内聚強度、金屬薄 二黏合劑層之間的黏合強度、以及金屬薄膜和第—黏 200404620 合劑或黏 電薄膜和基板之間的黏合強度是最弱的。 63.根據申請專利範圍第〗項之在基板上形成圖案 化導電薄膜結構的方法，其中該剝離步驟包括： 在導體此積步驟後，將黏合劑層塗覆至基板；以 及藉由剝離黏合劑層在有第一印刷黏合劑或黏附促進 材料的區域除去導電薄膜。 Φ 的内聚^康申明專利乾圍第63項的方法，其中導電薄膜 :種力的Γ以及導電薄膜和基板之間的黏合強度大於下述 可剝離材& .了㈣材料的内聚強度、^電薄膜和 W離材枓之間的黏合 的黏合強度。 X以及可剝離材料和基板之間 拾壹、圖式： 如次頁