TWI616125B - 電極圖案的製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種電極圖案的製作方法，包括如下步驟。首先，提供一基板，並在 該基板的一表面沉積一層導電材料。然後，通過曝光方法對該導電材料的一部分進行退火處理，使該導電材料具有經過退火處理的第一部分以及未經過退火處理的第二部分。最後，去除該導電材料的第一部分與第二部分的其中之一，形成電極圖案。

Description

電極圖案的製作方法
本發明涉及一種電極圖案的製作方法。
銦錫氧化物(ITO)等透明導電材料因其具有高電導率、高可見光透過率、與玻璃基底結合牢固、抗擦傷等優良的物理性能以及良好的化學穩定性被廣泛的應用於各種電子裝置(如手機、可擕式電腦、個人數位助理(PDA)、平板電腦、媒體播放機等觸控顯示裝置)以製作電極圖案。目前，一種較為普遍的ITO圖案製作方法是光刻法，其需要清洗基板、光阻塗布、曝光、顯影、蝕刻等多個步驟來形成特定的ITO圖案的透明電極。這種方法所需的步驟較多，導致制程成本較高。
為解決以上問題，有必要提供一種電極圖案的製作方法，包括如下步驟。
首先，提供一基板，並在該基板的一表面沉積一層導電材料。
然後，通過曝光方法對該導電材料的一部分進行退火處理，使該導電材料具有經過退火處理的第一部分以及未經過退火處理的第二部分。
最後，去除該導電材料的第一部分與第二部分的其中之一，形成電極圖案。
相較於習知技術，本發明使用掩膜直接對導電材料進行曝光和退火處理，然後通過濕蝕刻法去除未經退火處理的導電材料部分，即可形成電極圖案，從而有效降低制程成本。
11,21‧‧‧基板
12,22‧‧‧導電材料
13,23‧‧‧掩膜
121,221‧‧‧第一部分
122,222‧‧‧第二部分
131,231‧‧‧遮光部
132,232‧‧‧透光部
G‧‧‧間距
123‧‧‧電極
圖1至圖3為本發明電極圖案的製作方法一第一實施例的製作流程示意圖。
圖4和圖5是一實施例中上述製作流程形成的電極圖案的示意圖。
圖6至圖8為本發明電極圖案的製作方法一第二實施例的製作流程示意圖。
本發明提供的電極圖案的製作方法主要是使用掩膜並施加光脈衝對透明導電材料的其中一部分進行老化(annealing)處理，然後通過蝕刻直接實現ITO圖案化的方法，進而可省略傳統光刻制程中的光阻塗布等步驟，以減少制程成本。為便於理解，下面將結合具體實施例及圖示作進一步的詳細說明。
為使熟習所屬技術領域的技術人員能進一步瞭解本具體實施方式，下文特列舉優選實施例，並配合附圖，詳細說明具體實施方式的構成內容。需注意的是附圖僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。此外，在文中使用的例如“第一”與“第二”等術語，僅用以區別具體實施方式中的不同構成部分，而並不是對其所代表構成部分的產生順序的限制。另外，文中使用的“上”、“下”、“左”、“右”等術語指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係而做的描述，其只是為了便於說明具體實施方式的簡化描述，而不是指示或暗示所指元件必須具有的特定方位或以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對具體實施方式的限制。
請參閱圖1至圖3，圖1至圖3為本發明電極圖案的製作方法一第一實施例的製作流程示意圖。
首先，如圖1所示，提供一基板11並在該基板11的一表面沉積一層導電材料12。
本實施例中，該基板11為透明基板。該透明基板可以是，但不限於，玻璃基板、塑膠基板或柔性(Flexible)基板等。若為塑膠基板或柔性基板，其可以是聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)基板、聚酯(Polyester，PET)基板、環烯共聚物(Cyclic olefin copolymer，COC)基板、金屬鉻合物基材-環烯共聚物(metallocene-based cyclic olefincopolymer，mCOC)基板等。若為玻璃基板，可以是一薄型玻璃(Thin Glass)基板。在沉積該導電材料12前，該基板11需先進過清洗，以清除吸附在該基板11表面的各種有害雜質或油污。清洗方法可是利用各種化學濃劑(如氫氧化鉀，KOH)和有機濃劑與吸附在玻璃表面上的雜質及油污發生化學反應和濃解作用，或通過磨刷噴洗等物理措施，使雜質或油污從玻璃表面脫落，然後用大量的去離子水沖洗，從而獲得潔淨的基板表面。經清洗後，該基板11再通過乾燥處理，即可在表面沉積所述導電材料12。
本實施例中，塗布在該基板11上的導電材料12的厚度小於或等於50納米(nm)。該導電材料12為非晶狀(amorphous)的透明導電材料，例如，優選為氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)。此外，該導電材料12也可以是銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)、鋁鋅氧化物(Aluminum Zinc Oxide，AZO)、透明導電膜，或其它類似的透明導電材料。
然後，如圖2所示，對該導電材料12進行曝光。優選地，本實施例中，使用一位於該導電材料12遠離基板11的一側的掩膜13對該導電材料12進行曝光。該掩膜13與該導電材料12遠離基板11一側的表面具有一間距G。該間距G小於或等於100微米。該掩膜13為硬質掩膜，其包括多個間隔設置的遮光部131以及分別位於相鄰遮光部131之間的透光部132。
本實施例中，曝光過程採用的光源為紅外光源或近紅外光源。該光源穿過掩膜13的透光部132使正對該透光部132的部分導電材料12的溫度提 高，從而對該部分導電材料12進行退火(annealing)處理。經過曝光處理之後，該導電材料12包括經過退火處理的第一部分121以及未經過退火處理的第二部分122。該第一部分121與掩膜13的透光部132對應，該第二部分122與掩膜13的遮光部131對應。此外，該第一部分121經過退火處理之後，其特性由非晶狀變為微晶狀(microcrystal)或多晶狀(poly-crystal)。使用該光源對導電材料12進行曝光的時間小於100毫秒，且該光源的能量大於1J/cm2(1焦耳每平方釐米)。
最後，如圖3所示，去除所述導電材料12的第一部分121與第二部分122的其中之一，形成電極圖案。
具體地，本實施例中，首先移除掩膜13，然後對曝光後的導電材料12進行蝕刻，去除該導電材料12未經退火處理的第二部分122，從而未被蝕刻掉的第一部分121間隔排列形成位於基板10表面的多個電極，該多個電極間隔排列形成電極圖案。本實施例中，對導電材料12的蝕刻方法為濕蝕刻方法。由於導電材料12經過退火處理的第一部分121的韌性強於未經退火處理的第二部分122，從而使得該第一部分121不會被蝕刻掉，以形成所述電極圖案。該第一部分121的表面電阻小於180歐姆，其電子遷移率大於3cm2/(Vs)。該電極圖案可用於手機、可擕式電腦、個人數位助理(PDA)、平板電腦、媒體播放機等電子裝置。例如，該電極圖案可作為觸控顯示裝置的觸控電極。
此外，其它實施例中，如圖4所示，所述第一部分121的其中一部分會被蝕刻掉，從而形成上下兩表面的寬度不均勻的電極123。該電極123為梯形，其包括上表面和下表面以及連接於該上表面和下表面的斜面，該斜面的傾斜角度θ小於30度。該傾斜角度是指該斜面與垂直於該上表面或下表面的垂直面之間的夾角。此外，該實施例中，該電極123的上表面的寬度小於下 表面的寬度。在其它實施例中，如圖5所示，該電極123的上面的寬度也可以大於下表面的寬度。
所應說明的是，其它實施例中，也可通過其它方法去除所述經過退火處理的第一部分121，而保留所述未經退火處理的第二部分122，該第二部分122間隔排列形成所述電極圖案。
請參閱圖6至圖8，圖6至圖8為本發明電極圖案的製作方法一第二實施例的製作流程示意圖。
首先，如圖6所示，提供一基板21並在該基板21的一表面沉積一層導電材料22。
本實施例中，該基板21為透明基板。該透明基板可以是，但不限於，玻璃基板、塑膠基板或柔性(Flexible)基板等。若為塑膠基板或柔性基板，其可以是聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)基板、聚酯(Polyester，PET)基板、環烯共聚物(Cyclic olefin copolymer，COC)基板、金屬鉻合物基材-環烯共聚物(metallocene-based cyclic olefincopolymer，mCOC)基板等。若為玻璃基板，可以是一薄型玻璃(Thin Glass)基板。在沉積該導電材料22前，該基板21需先進過清洗，以清除吸附在該基板21表面的各種有害雜質或油污。清洗方法可是利用各種化學濃劑(如氫氧化鉀，KOH)和有機濃劑與吸附在玻璃表面上的雜質及油污發生化學反應和濃解作用，或通過磨刷噴洗等物理措施，使雜質或油污從玻璃表面脫落，然後用大量的去離子水沖洗，從而獲得潔淨的基板表面。經清洗後，該基板21再通過乾燥處理，即可在表面沉積所述導電材料22。
本實施例中，塗布在該基板21上的導電材料22的厚度小於或等於50納米(nm)。該導電材料22為非晶狀(amorphous)的透明導電材料，例如，優選為氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)。此外，該導電材料22也可以是 銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)、鋁鋅氧化物(Aluminum Zinc Oxide，AZO)、透明導電膜，或其它類似的透明導電材料。
然後，如圖7所示，對該導電材料22進行曝光。優選地，本實施例中，使用一掩膜23對該導電材料22進行曝光，從而對該導電材料22的一部分進行退火處理。該掩膜23位於該導電材料22遠離基板21的一側。與上述第一實施例不同，該掩膜23直接與該導電材料22遠離基板21一側的表面接觸。本實施例中，該掩膜23可由直接塗布在導電材料22遠離基板21一側表面上的遮光材料形成。該遮光材料可以是油墨或有機高分子聚合物等具有吸光能力的材料。該掩膜23包括多個間隔設置的遮光部231以及分別位於相鄰遮光部231之間的透光部232。
本實施例中，曝光過程採用的光源為紅外光源或近紅外光源。該光源穿過掩膜23的透光部232使正對該透光部232的部分導電材料22的溫度提高，從而對該部分導電材料22進行退火(annealing)處理。經過曝光處理之後，該導電材料22包括經過退火處理的第一部分221以及未經過退火處理的第二部分222。該第一部分221與掩膜23的透光部232對應，該第二部分222與掩膜23的遮光部231對應。此外，該第一部分221經過退火處理之後，其特性由非晶狀變為微晶狀(microcrystal)或多晶狀(poly-crystal)。該第一部分221的表面電阻小於180歐姆，其電子遷移率大於3cm2/(Vs)。使用該光源對導電材料22進行曝光的時間小於100毫秒，且該光源的能量大於1J/cm2(1焦耳每平方釐米)。
最後，如圖8所示，去除所述導電材料22的第一部分221與第二部分222的其中之一，形成電極圖案。
具體地，本實施例中，首先移除掩膜23，然後對曝光後的導電材料22進行蝕刻，去除該導電材料22未經退火處理的第二部分222，從而形成由 未被蝕刻掉的第一部分221間隔排列形成的多個電極，該多個電極間隔排列形成電極圖案。本實施例中，對導電材料22的蝕刻方法為濕蝕刻方法。由於導電材料22經過退火處理的第一部分221的韌性強於未經退火處理的第二部分222，從而使得該第一部分221不會被蝕刻掉，以形成所述電極圖案。
所應說明的是，其它實施例中，也可通過其它方法去除所述經過退火處理的第一部分221，而保留所述未經退火處理的第二部分222，該第二部分222間隔排列形成所述電極圖案。
本發明實施例使用掩膜直接對導電材料進行曝光和退火處理，然後通過濕蝕刻法去除未經退火處理的導電材料部分，即可形成電極圖案。相較於傳統的光刻制程，至少可節省光阻塗布等步驟，從而有效降低制程成本。綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
11‧‧‧基板
12‧‧‧導電材料
13‧‧‧掩膜
121‧‧‧第一部分
122‧‧‧第二部分
131‧‧‧遮光部
132‧‧‧透光部

Claims (12)

  1. 一種電極圖案的製作方法，包括：提供一基板，並在該基板的一表面沉積一層導電材料；對該導電材料的一部分進行曝光從而對該部分導電材料進行退火處理，使該導電材料具有經過退火處理的第一部分以及未經過退火處理的第二部分；及去除該導電材料的第一部分與第二部分的其中之一，形成電極圖案。
  2. 如請求項1所述的電極圖案的製作方法，其中，所述曝光方法使用一掩膜對該導電材料進行曝光，該掩膜包括多個間隔設置的遮光部以及分別位於相鄰遮光部之間的透光部，該導電材料的第一部分正對該透光部，第二部分正對該遮光部。
  3. 如請求項2所述的電極圖案的製作方法，其中，所述掩膜位於該導電材料遠離基板的一側，且該掩膜與該導電材料遠離該基板一側的表面具有一間距。
  4. 如請求項3所述的電極圖案的製作方法，其中，所述間距小於或等於100微米。
  5. 如請求項2所述的電極圖案的製作方法，其中，所述掩膜位於該導電材料遠離基板的一側，且該掩膜直接與該導電材料遠離該基板一側的表面接觸。
  6. 如請求項5所述的電極圖案的製作方法，其中，所述掩膜由直接塗布在所述導電材料遠離基板一側表面上的遮光材料形成。
  7. 如請求項1所述的電極圖案的製作方法，其中，所述導電材料為非晶狀的透明導電材料。
  8. 如請求項7所述的電極圖案的製作方法，其中，所述導電材料經過退火處理的第一部分為微晶狀或多晶狀。
  9. 如請求項1所述的電極圖案的製作方法，其中，對所述導電材料進行曝光使用的光源為紅外光源或近紅外光源。
  10. 如請求項8所述的電極圖案的製作方法，其中，使用所述光源對所述導電材料進行曝光的時間小於100毫秒，且該光源的能量大於1J/cm2。
  11. 如請求項1所述的電極圖案的製作方法，其中，所述去除該導電材料的第一部分與第二部分的其中之一的步驟包括：使用蝕刻方法去除未經過退火處理的第二部分，從而該第一部分作為電極排列於所述基板的表面形成所述電極圖案。
  12. 如請求項11所述的電極圖案的製作方法，其中，所述電極包括上表面和下表面以及連接於該上表面和下表面的斜面，且該斜面的傾斜角度小於30度。
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