TW200521638A - Patterning apparatus and method for fabricating continuous pattern using the same - Google Patents

Description

200521638 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種圖樣化裝置及其圖樣化的方 法，尤指一種適用於製備大面積顯示器之連續性結構的圖 5樣之裝置及其應用。例如電漿顯示器（PDP)中之栅狀隔層， 其可為具平行狀的結構並另有與之交錯的部份。 【先前技術】 傳統上圖樣化的方法包含電子束蝕刻法、光學蝕刻 10 法、以及X光钱刻法等技術。 電子束蝕刻法可塗佈一與電子產生反應的光敏感試 劑於基材表面，並直接以電子束進行所需圖樣的蝕刻而不 需遮罩。因為電子的波長較短，故此方法可製備以 下高解析度的圖樣。 15 但是使用電子束蝕刻法進行蝕刻製程，需要較長的時 間而造成生產效率的低落。另外，由於此方法蝕刻圖樣的 深度較淺，因而造成重疊與蝕刻的精準度不良。再者，此 方法需要使用昂貴的電子束發射器材，因此其不適用於製 備大面積顯示器之連續性結構圖樣。 20 光學蝕刻法可塗佈一光敏感試劑於基材表面，且於光 罩覆蓋後，利用紫外線光照射以進行所需圖樣的蝕刻。此 方法可依紫外線光照射的角度進行垂直方向或傾斜的圖樣 餘刻。 光學蝕刻法的缺點則是難以進行超過數十個μιη的圖 200521638 樣蝕刻，且紫外線光具有易繞射的特性，所以使施行傾斜 ㈣的圖樣難以整齊。另外’紫外線亦有散射現象，而使 其無法進行0.2μηι以下的微形圖樣蝕刻’因而不適用於高 度整合的圖樣之钱刻。 —X光蝕刻法可塗佈一光敏感試劑於基材表面，以光罩 復盍後以X光胲射進行所需圖樣的蝕刻。因X光的波長較 短，故此方法可用來製備01μιη以下線條的微形圖樣餘刻。 如圖1所示，當基材丨與光罩2平行放置而χ光以一傾斜 角度進行傾斜圖樣的蝕刻時，會發生以下的問題·· 若光罩2與X光呈—傾斜角度時，χ光到光罩吸收部份 2b的光距L1、L2會存有―差距，因而使精度下降。為解決 上述問題’光罩2須具備_梯形的吸收部份㉑，但此吸收部 伤2*b的製造難度頗高。由於林之寬度d並不為零，故製備 連績性結構的圖樣的難度亦極高。 千古卜’如圖2所示，當基材1與光罩2平行放置而X光以 —直角度進行-傾斜結構圖樣la的㈣時 問題： 玲私王Μ卜的 右入无照射在基材1的上表 仏叫町她於丞材表面具厚 20 二的先敏感試劑所能滲透到基材的深度即是_的深度 在方法所能蝕刻圖樣la的厚度即是 厚度丁，即表干士 士土―各 疋数丁㈤數百個㈣ 度無法控制 在進行立體傾斜結構㈣刻時的《 【發明内容】 本發明的重點即是提供 為解決前文所述之習知問題 25 200521638 一種適用於大面積基材的圖樣化裝置及其圖樣化的方法。 本發明亦提供一種適用於製備高度整合圖樣的圖樣 化裝置及其圖樣化的方法。 再者’本發明另提供一種適用於製備連續性圖樣的圖 5 樣化裝置及其圖樣化的方法。 本發明更可提供一種適用於製備傾斜結構圖樣並能 控制其深度的圖樣化裝置及其圖樣化的方法。 於本發明中所提及之圖樣化裝置可包含··一導向元 件，其可用來導引一曲撓式基材（flexible substrate)，並在 10所設計的區域（包括上端）施有光敏感試劑；一光源，可用 於垂直知射施於基材之光敏感試劑垂直部分丨以及一光 罩，可設於由導向元件導引的基材與光源之間，並用以控 制穿透照射到基材的光線。 本發明所適用之導向元件可不限，較佳可為一筒狀滾 15軸且具一輔助導向元件輔助元件，以輔助基材與導向元件 間的貼合；其中基材導向元件可直接以一馬達趨動。 本發明之裝置較佳可更包括一供給元件，以將一基材 輸送至導向兀件；以及一回收元件，以收集經照射後的基 材。其中’此二裝置皆具移動輸送基材的功能。 20 基材導向元件與光罩皆設於一框架上，其中光罩可藉 一位置校正元件而連結在框架上，且基材導向元件則是經 一導向元件調整元件而連結在框架上。 本發明另提供一種圖樣化之裝置，其裝置具有：一供 給兀件，以持續提供已塗佈光敏感試劑之曲撓式基材；一 200521638 固定的導向元件，用以導引供給元件所提供的曲橈式基 材；一光源，用於垂直照射施於基材，且裝設於導向元件 的上端；一光罩，其設於由導向元件導引的基材與光源之 間’可用以控制穿透照射到基材表面光敏感試劑上的光 5 線；以及一回收元件，以收集經照射後的基材。 導向元件具有至少一曲面於供給元件到其頂端之 間’且其可用以接觸並控制基材。 導向元件具有至少一平面於其頂端到回收元件之 間’且其可用以接觸並控制基材。 10 基材導向元件與光罩皆設於一框架上，其中光罩是藉 位置杈正元件而連結在框架上，而基材導向元件則是經 一導向元件調整元件而連結在框架上。 本發明更提供一種圖樣化方法，其中所使用之曲撓式 基材其表面具有光敏感試劑，且該基材可由一供給元件所 15提供；利用一回收元件以收集基材；將基材導向元件之一 特定部伤（至少包括其上端，且於供給元件與回收元件之間） 來接觸基材；以及控制基材方向。其中步驟如下：將基材 由供給元件連續輸送至基材導向元件之特定部份（包括其 上端）；將光源穿透光罩並垂直照射於光敏感試劑的一垂直 20區域；以及利用回收元件還回收照射後的基材。 光罩可平行置於光敏感試劑的垂直部分，而光源則可 ，直妝射於光罩上，且照射於光敏感試劑的光量與時間可 藉由一用以輸送基材之速度調節器所控制。 200521638 【實施方式】 圖3為本發明一具體實施例之圖樣化裝置之示意圖， 而圖414 4b則為圖3中基礎元件的示意圖用以闡示本發明的 概念。 5 如圖所示，一表面具有光敏感試劑之曲撓式基材10, ’、特疋區域可繞於圓柱型滾筒式的導向元件20 ;且導向 兀件20以一馬達30驅動旋轉，二者之間以一軸承連動。 導向元件20之旋轉方向不需與基材1〇之運送方向相同（例 如：相反之方向）。 1〇 一光罩40設置於基材導向元件20旁並平行於導向元 件20的基軸Z軸。光罩40可構成於一開孔42係提供來自光 源50之光線52所通過，以及一吸收部份44係吸收光線52。 其中，開孔42的構形即為所需圖樣的樣式，而吸收部份 則疋構成圍繞該樣式的屏蔽，且光罩4〇亦可具備一蓋子（圖 15 中未示），可選擇性地遮閉開孔42。 光源50设於距離光罩4〇—特定的距離，且用來發射光 線52以照射於光敏感試劑，而形成所需圖樣。換言之，來 自光源50的光線52可通過光罩40上的開孔42，而照射到導 向兀件20上具有光敏感試劑的基材。本具體實施例之光源 20可為X光，其散射輕微，並具有大於其他光線之上千倍能 量。 以下係以圖4a、4b來解說光線如何照射於基板1〇表面 之光敏感试劑。當一基材之截面平行於導向元件2〇中心之 Z軸時，一 yZ區便形成於導向元件2〇的上端，且以下敘述 200521638 將此yz區稱為垂直區域η。 本發明中，光線52可垂直照射於垂直區域η，以造成 光敏感試劑曝光。尤其於照射期間，基板1〇會持續移動而 使一區域曝光，故理論上可使得分割成無數的垂直區域Η 5 上的光敏感試劑陸續地曝光。如圖4b所示。 轭行中’光敏感試劑的a部份會先曝光，當基材丨〇移 動通過導向元件的上端〖後，整個垂直區域H都可獲得曝 光。若光線52已通過上端t之位置，其曝光的區域也可超過 上端t而到達最末的b點。 1〇 基材10上光敏感試劑之曝光時間可由導向元件20的 半徑r乘上其旋轉的角度5所得知。 光罩40較佳可平行於垂直區域H，使光線52通過開孔 42，且垂直照射到垂直區域η上。 圖5為本發明一較佳具體實施例之示意圖。如圖5所 15 示，本實施例之導向元件20與光罩40可同設於框架2〇，上， 以操控基材10的移動。導向元件2〇為一圓柱狀滾筒，以接 觸基材10之一特定區域並操控基材1〇的移動。另有一輔助 導向元件22可與導向元件2〇同時轉動以輔助基材與導向元 件間的貼合，並操控基材10的移動，而確保基材1〇與導向 2〇元件20間的貼合，使光線52能精確的垂直照射於垂直區域 Η。 輔助導向元件22不一定要設於導向元件2〇旁。_具體 實施例尹，導向元件20的基材供給面及基材回收面可各具 有一輔助導向元件22。因此，基材10所接觸導向元件2〇的 200521638 辈巳圍可取決於輔助導向元件22與導向元件20的相對位置以 及輔助導向元件22的高度。 本發明一較佳具體實施例中，導向元件20可利用一馬 達30而驅動旋轉。馬達30可設置於框架20,之一側，且在馬 5達使用期間，該馬達的旋轉速度可被控制，以調節基材1〇 的移動速度。 另外，框架20’上的馬達3〇並非必要，即可利用其他驅 動方法使基材10移動，而導向元件2〇只是單純做基材1〇的 承載導向。本配置將於下述内容（供給元件6〇及回收元件 10 的說明中）詳述。 導向元件20可裝置於框架2〇,的縱向方向，且垂直於基 材1 〇的移動方向。於此末端，一導向元件之控制器25可位 於框架20’上，其可用以將導向元件2〇固定於框架2〇,。 光罩40可利用一校正座40,固定於框架20,上，且此校 15正座40可精準地微調光罩40的方位，使光罩40與垂直區域 Η的光敏感試劑呈現水平。 光源50較佳可設置於相對於光罩4〇的一恰當位置，使 其發射之光線能精準地穿過光罩4〇，而照射到垂直區域Η。 同時，為了使基材10能連續地輸送至導向元件2〇，並 20持續地回收已曝光的基材1〇。一具體實施例中，基材1〇可 被捲曲成桶狀且置於供給元件60 ,然後持續性展開基材工〇 並輸达至導向兀件20。另有一回收元件7〇用以回捲來自導 向το件20之已曝光的基材10，且基材亦可於曝光而形成圖 樣後，繼續進行下一個製程並圖樣以回收元件7〇回捲。 11 200521638 在前文中，回收元件70需具有一動力以進行基材1〇的 回捲，故其亦可作為一驅動來源。當然，亦可在基材丨〇行 進的路私中，再I置其他驅動來源以移動基板1 〇。 圖6為本發明另一較佳具體實施例之示意圖。本實施 5例中，一導向元件120可固定且不能滾動，且該導向元件120 除了可用以承載行進至上端t之基材丨〇以外，亦不需為一彎 曲的表面，而可為任意形狀。 詳細來說，自”a”點到上端”t”較佳可為曲面，而從上 端”t”到”b”的區域則可為平面，因此藉由調整此平面區域 10 的長度可控制光敏感試劑曝光的時間。 導向元件120可另具有一輔助導向元件（圖中未示），其 有助於基材10行進於導向元件12〇上。 本發明之一較佳具體實施例中，基材之導向元件丄2〇 是固定的且僅用於導向基材10的行進，且供給元件6〇及回 15 收元件7〇可提供基材10行進的動力。 其中供給元件60可持續地供給基材1〇，而回收元件7〇 可用以回捲已曝光的基材1〇，故回收元件7〇可作為一提供 基材10行進的驅動來源。當然，亦可在基材1〇行進的路程 中，再裝置其他驅動來源以移動基板丨〇。 20 光罩40設置於平行垂直區域η之位置，使光源別發出 的光線52可選擇性地照射到垂直區域η上，其中該光罩4〇 之設置可相同於前述之實施例。來自光源5〇之光線52可照 射於基材10表面，且一特徵可並列於光罩4〇。 本發明一種圖樣化之方法，可使用上述圖樣化之裝置 12 200521638 圖樣，其步驟流程可如圖7所示且說明如下。一表面具有光 敏感試劑的基材10，可持續地供給至一導向元件2〇與一輔 助導向元件22之間（步驟一）。當基材1〇在移動時，可接觸 導向元件20之一表面，且輔助導向元件22則是用以將基材 5 1〇保持於接觸導向元件20之表面上。 一校正座40’用以將光罩40固定於框架2〇，上，此校正 座40可精準地微调光罩4〇的方位，以使光源5〇發射之光線 52準確地的照射到垂直區域H(步^驟二）。光源5〇亦需設置於 相對光罩40或導向元件2〇之正確位置。 1〇 光源50所發射之光線52可通過光罩40的開孔42，而照 射到經由導向元件20所運送的基材1〇上，使塗佈於基材1〇 的光敏感試劑受到開孔42形狀的曝光（步驟三）。 因此，當基材10持續地被運送至導向元件2〇時，光源 50發射的光線52亦可持續地通過光罩4〇的開孔42 ,而照射 15到基材1〇的垂直區域H，使光敏感試劑形成連續性的曝光 圖樣。 光敏感°式&彳所需的曝光時間或曝光量可經由計算而 =知，且此計算亦需考慮所使用的光敏感試劑及光線的種 類，而曝光時間（或曝光量）則可控制於基材10運送至導向 20 元件20的速度。 當光敏感試劑於導向元件20曝光後，基材1〇再度被收 捲筒狀（步驟四）。其中，基材1〇之供給、曝光、與收 木等步驟可自製程的開始便同時且持續地進行。 另有其他步驟需進行，其中包括移除已曝光或未曝光 13 200521638 的光敏感試劑，以完成上述流程進行的圖樣蝕刻。 圖8a至8c可顯示本發明一較佳實施例之圖樣15，其根 據本發明方法可形成一圖樣15於基材1〇表面，當然本發明 亦可製備各種其他的圖樣。 5 整體來說，本發明之基本原理如下所述··光線52垂直 地照射到基材10的垂直區域H，而基材1〇則是持續地行經 導向7L件20的外圍及上端t，且可連續性地製備各種多區塊 的圖樣。 如上所述，本發明之圖樣化裝置及其圖樣化的方法可 ⑴輕易地製備出大面積顯示器上之大面積i連續性結構的圖 樣。 當光線自側面照射，而非照射於圖樣的上表面時，可 減低圖樣間的距離，故可製造一微型化的圖樣，以利於生 產南度整合的姓刻圖樣。 15 光線自側面照射時，亦可連續性地製造具有相同區塊 形狀的圖樣，如此可減少生產所耗的時間而使效率提升。 另外，光線自側面照射亦可容易地控制圖樣的高度， 且可用以生產各種鬲度的圖樣。若光線同時照射到圖樣的 上、下部份時，可造成各處的曝光量相同，而促使圖樣更 20 具均一性。 上述之實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明 所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述與其精神為 準’而非僅限於上述實施例。 14 200521638 【圖式簡單說明】 . 圖1係為習知傾斜蝕刻之示意圖； 圖2係為習知垂直照射蝕刻之示意圖； 圖3係本發明一較佳實施例之圖樣化裝置之示意圖； 圖4a與4b係本發明圖3中一較佳實施例之元件概念示意圖； 圖5係本發明一較佳實施例之示意圖； 圖6係本發明一較佳實施例之示意圖； 圖7係本發明一較佳實施例之圖樣化方法之流程圖； 圖8與8c係為本發明一較佳實施例圖樣之立體圖。 春 【主要元件符號說明】 1 基材 la 圖樣 2 光罩 2b 吸收部份 10 基材 15 圖樣 20 導向元件 20, 框架 22 辅助導向元件 25 控制器 30 馬達 32 軸承 40 光罩 40, 校正座 42 開孑L 44 吸收部份 50 光源 52 光線 60 供給元件 70 回收元件 120導向元件 L1 ' L2光距 Η 垂直區域 t上端 15

Claims (1)

1. 200521638 十、申請專利範圍： 一其上經施有 一光敏感試 1 · 一種圖樣化裝置，包括： 一導向元件，供持續地導引 劑之曲撓式基材； 5 —光源，供照射光束至該被施於基板上之光敏感試劑 之一部分；以及

   一光罩，係設置於被該導向元件所導引之基材與該光 源之間，使光線選擇性地穿透照射到該光敏感試劑。 2·如申請專利範圍第1項之圖樣化裝置，其中該導向 1〇元件具有一曲面，該具有光敏感試劑之曲撓式基材經過其 上時會被該光源照射。 3·如申請專利範圍第2項之圖樣化裝置，其中該曲挽 式基材係通過導向元件上端時，被經以該光源進行照射。 4·如申請專利範圍第1項之圖樣化裝置，其中該具有 15 光敏感試劑之曲撓式基材的一垂直區域被與該垂直區域近 乎垂直之該光源之光束照射。

   5·如申請專利範圍第1項之圖樣化裝置，其中該導向 元件為一圓柱狀結構之滾筒。 6·如申請專利範圍第5項之圖樣化裝置，更包括：一 20 辅助導向元件，係設置於該導向元件旁並與之分開，當該 導向元件施壓時可以導引該基材。 7·如申請專利範圍第5項之圖樣化裝置，其中該滾筒 係直接或間接地以一馬達趨動，以進行與該基材移動方向 相同或相反之轉動。 16 200521638 8一如申請專利範圍第1項之圖樣化裝置，更包括： Y、°元件，係輸送該基材至該導向元件；以及 回收兀件，係收集經照射後且通過該導向元件之該 基材；其中，該供給元件與該时元件中之至少_者可以 5 提供驅動動力以移動該基材。 9·如申請專利範圍第㈣之圖樣化裳置，其中該導向 元件與該光罩皆設於一框架上。 10.如申請專利範圍第9項之圖樣化裝置，更包括： 一位置校正元件，係用以調整該光罩的方位。 〇 U .如申請專利範圍第9項之圖樣化裝置，更包括： 一導向元件調整元件，係用以調整該導向元件的位置。 12. 如申請專利範圍第丨項之圖樣化裝置，其中該光源 係發射X射線。 13. —種圖樣化裝置，係包括： 5 一供給元件，以持續地提供一其上塗佈有一光敏感試 劑之曲燒式基材； 一導向元件，用以持續地導引該供給元件所提供之該 曲換•式基材； 一光源，用於照射光束於該該基材之一部分； !〇 一光罩，係設置於被該導向元件所導引之基材與該光 源之間，使光線選擇性地穿透照射到該光敏感試劑；以及 一回收元件，係收集經照射後且通過該導向元件之該 基材。 14·如申請專利範圍第π項之圖樣化裝置，其中該導 17 200521638 向元件係固定於其所在位置。 15·如申請專利範圍第13項之圖樣化裝置，其中該基 材係輸送至該導向元件上端時，同時進行曝光。 16·如申請專利範圍第13項之圖樣化裝置，其中該基 5 材的一垂直區域係輸送至該導向元件上端時，同時進行曝 光。 17. 如申請專利範圍第13項之圖樣化裝置，其中該導 向元件具有一曲面，其中該曲面係至少形成於來自該供給 元件之该基材接觸該導向元件時之一位置與該基材進行曝 10 光時之一位置之間。 18. 如申請專利範圍第17項之圖樣化裝置，其中該導 向兀件具有一特定平面，係形成於該基材進行曝光時的該 位置與該基材離開該導向元件後而移動至該回收元件的一 位置之間。 15 19·如申請專利範圍第13項之圖樣化裝置，其中該導 向元件與該光罩皆設於一框架上。 20·如申請專利範圍第19項之圖樣化裝置，更包括： 一位置校正元件，用以調整該光罩的方位。 21.如申請專利範圍第19項之圖樣化裝置，更包括： 20 一導向元件調整元件，用以調整該導向元件的位置。 22· 種圖樣化一曲撓式基材的方法，其中該基材表 面經施有一光敏感試劑，該方法包括·· 持續地供給該表面具有光敏感試劑之曲撓式基材； 引導該曲撓式基材通過一導向元件的一曲面； 18 200521638 操作一光源來發射光線之光束； 將該光線之光束通過一光罩；以及 田忒基材通過該導向元件之該曲面時，將該光線之光 束穿過該光罩而照射於該基材表面之光敏感試劑。 5 23.如申請專利範圍第22項之製備方法，更包括一步 驟： 收集經知、射後之基材於一回收元件。 上24.如申請專利範圍第22項之製備方法，其中該照射 該光敏感試劑發生於該曲撓式基材輸送至該導向元件上端 10 時。 、25·如中請專利範圍第22項之製備方法，其中該光線 近乎垂直地照射在該具有該光敏感試劑之曲挽式基材的一 垂直區域。 26. 如申請專利範圍第25項之製備方法，其中該光罩 15 係設置於平行該垂直區域之位置。 27. 如申請專利範圍第22項之製備方法，其中該光束 照射於該光敏感試劑時之一段時間，且因此照射量係決定 於一導引和輸送該基材之速度控制單元。 19