TWI625607B - 具薄膜圖案的基板及形成薄膜圖案於基板的方法 - Google Patents

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Abstract

一種具薄膜圖案的基板及形成薄膜圖案於基板的方法，具薄膜圖案的基板包含：一基板；至少一薄膜圖案層，配置於該基板上；及一周邊圖案層，配置於該基板上，無縫地環繞於該薄膜圖案層。

Description

具薄膜圖案的基板及形成薄膜圖案於基板的方法
本發明係關於一種基板，特別關於一種具薄膜圖案的基板及形成薄膜圖案於基板的方法。
目前，智慧型裝置如智慧型手機、智慧型手錶、智慧型醫療器材等，都搭配有大螢幕讓使用者觀看螢幕上的資訊。這些具有大螢幕的裝置，除了功能強大外，逐漸都走向個性化、美觀的造型設計，包括外觀、形狀、色彩等。這些都必須透過令人激賞的外殼設計與製造來實現。而目前，立體化的外殼造型，特別吸引人，也逐漸成為智慧型裝置的未來潮流。
立體化外殼上可製作圖案、線路、保護薄膜等。而直接在已經立體化的外殼上製作圖案、線路、保護薄膜等的技術，有以下幾種工法：第一種工法：轉印技術。透過預先製作的平面圖樣，再轉印到目標的立體。此種工法的加工成本低，但加工速度慢、材料成本高，且線路解析度差。第二種工法：噴墨+雷射雕刻。透過噴墨方法將顏料噴至目標的立體，再透過雷射雕刻的方式將圖案刻出。此種工法加工成本高且加工速度慢，設備成本也很高，材料成本也高，優點是，線路解析度高，可達20um(微米)。
不過，若要在平面或立體基板上製作金屬材質的圖案，則必須透過多次的光罩、顯影、蝕刻等製程，不僅技術過程繁瑣，且有多次用相同的光罩，必須進行準確定位的問題。這也導致良率不高的結果。
因此，如何能開發出同時具備加工成本低、加工速度快、材料成本低、線路解析度高、製程良率高的薄膜圖案加工方法，並且，可在平面基板、立體基板上製作出圖案或保護薄膜等，成為智慧型裝置廠商所希求的發展方向。
為達上述目的，本發明提供一種具薄膜圖案的基板及形成薄膜圖案於基板的方法，運用光阻掀離製程的技術手段，來實現一次光罩、無蝕刻或一次蝕刻的技術功效，並達到無縫薄膜圖案製作的特殊技術功效。
本發明提供一種形成薄膜圖案於一基板的方法，包含：於一基板上形成一基底色層；於具有該基底色層的該基板上形成一掀離光阻層；以一光罩貼合於該基板上；曝光；移除未被曝光的該掀離光阻層，並形成一圖案空間；移除該掀離光阻層所構成的該圖案空間下方的該基底色層；形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該基板上；及移除該掀離光阻層以形成一薄膜圖案。
本發明更提供一種形成薄膜圖案於一基板的方法，包含：於一基板上形成一基底光阻層；於具有該基底色層的該基板上形成一掀離光阻層；以一光罩貼合於該基板上；曝光；一次移除未被曝光的該掀離光阻層與該基底光阻層，並形成一圖案空間；形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該基板上；及移除該掀離光阻層以形成一薄膜圖案。
本發明另提供一種具薄膜圖案的基板，包含：一基板；至少一薄膜圖案層，配置於該基板上；及一周邊圖案層，配置於該基板上，無縫地環繞於該薄膜圖案層。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下(實施方式)。
1、4‧‧‧具薄膜圖案的基板
2、3‧‧‧部分
10‧‧‧立體基板
20、21‧‧‧基底光阻層
30、31‧‧‧掀離光阻層
40‧‧‧立體光罩
41‧‧‧圖案結構
50‧‧‧紫外光
60‧‧‧薄膜層
61‧‧‧薄膜圖案層
62、63、64、66‧‧‧薄膜圖案
70、71‧‧‧基底色層
80‧‧‧圖案空間
步驟101‧‧‧於一基板上形成一基底色層
步驟102‧‧‧於具有該基底色層的該基板上形成一掀離光阻層
步驟103‧‧‧以一光罩貼合於該基板上
步驟104‧‧‧曝光
步驟105‧‧‧移除未被曝光的該掀離光阻層，並形成一圖案空間
步驟106‧‧‧移除該掀離光阻層所構成的該圖案空間下方的該基底色層
步驟107‧‧‧形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該基板上
步驟108‧‧‧移除該掀離光阻層以形成一薄膜圖案
步驟111‧‧‧於一立體基板上形成一基底色層
步驟112‧‧‧於具有該基底色層的該立體基板上形成一掀離光阻層
步驟113‧‧‧以一立體光罩貼合於該立體基板上
步驟114‧‧‧曝光
步驟115‧‧‧移除未被曝光的該掀離光阻層，並形成一圖案空間
步驟116‧‧‧移除該掀離光阻層所構成的該圖案空間下方的該基底色層
步驟117‧‧‧形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該立體基板上
步驟118‧‧‧掀離該掀離光阻層以形成一薄膜圖案
步驟121‧‧‧於一基板上形成一基底光阻層
步驟122‧‧‧於具有該基底光阻層的該基板上形成一掀離光阻層
步驟123‧‧‧以一光罩貼合於該基板上
步驟124‧‧‧曝光
步驟125‧‧‧移除未被曝光的該掀離光阻層、該基底光阻層，並形成一圖案空間
步驟126‧‧‧形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該基板上
步驟127‧‧‧掀離該掀離光阻層以形成一薄膜圖案
步驟131‧‧‧於一立體基板上形成一基底光阻層
步驟132‧‧‧於具有該基底光阻層的該基板上形成一掀離光阻層
步驟133‧‧‧以一立體光罩貼合於該立體基板上
步驟134‧‧‧曝光
步驟135‧‧‧移除未被曝光的該掀離光阻層、該基底光阻層，並形成一圖案空間
步驟136‧‧‧形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該立體基板上
步驟137‧‧‧掀離該掀離光阻層以形成一薄膜圖案
第1A-1D圖係本發明之具薄膜圖案的基板之製作方法流程圖之數個具體實施例。
第2A-2B圖係欲運用本發明的具薄膜圖案的基板之一具體實施例的正面及部分剖面放大示意圖。
第3A-3F圖為本發明的第1D圖的製作流程剖面示意圖。
第4A-4G圖為本發明的第1B圖的製作流程剖面示意圖。
第5圖為本發明的具薄膜圖案的基板的另一具體實施例。
第6圖為本發明的具薄膜圖案的基板的又一具體實施例。
根據本發明的實施例，本發明運用光阻掀離製程的技術手段，來實現一次光罩、無蝕刻或一次蝕刻的技術功效，並達到無縫薄膜圖案製作的特殊技術功效。以下，將列舉數個實施例來說明本發明的具體做法。
請先參考第1A圖，其說明了本發明的具薄膜圖案的基板之 製作方法流程圖之一具體實施例，包含以下的步驟：步驟101：於一基板上形成一基底色層。此基底色層可以是金屬薄膜層、無機金屬氧化薄膜層、非金屬氧化薄膜層、非金屬薄膜層，進一步構成透明色、黑色、白色、金色、銀色等各種不同的顏色。
步驟102：於具有該基底色層的該基板上形成一掀離光阻層。掀離光阻層(Lift-off Photoresist Layer)將當作犧牲層。
步驟103：以一光罩貼合於該基板上。光罩上具有所需要的薄膜圖案的結構。
步驟104：曝光。
步驟105：移除未被曝光的該掀離光阻層，並形成一圖案空間。曝光後，未被曝光的掀離光阻層可以透過顯影劑加以去除，就會形成一個掀離光阻層上的圖案空間。掀離光阻層的圖案空間，會讓基底色層暴露出來。
步驟106：移除該掀離光阻層所構成的該圖案空間下方的該基底色層。由於掀離光阻層形成了一個圖案空間，掀離光阻層下方的基底色層將會部分暴露出來，也就是圖案空間的部分。運用基底色層所需的不同蝕刻液，即可蝕刻出基底色層的圖案空間。而基底色層的圖案空間會讓基板暴露出來。此步驟僅需一次蝕刻。
步驟107：形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該基板上。此至少一薄膜層即可覆蓋基板於圖案空間所暴露的空間與掀離光阻層上，不同層數的薄膜層可以呈現不同的顏色效果。例如，僅一層金薄膜層或銀箔膜層；或一層金、一層銀；以此類推。而至少一薄膜層可選自以下 之任意組合：一金屬薄膜層、一無機金屬氧化薄膜層、一非金屬氧化薄膜層、一非金屬薄膜層。形成薄膜層的方法可運用濺鍍法、蒸鍍法或噴塗法。
步驟108：移除該掀離光阻層以形成一薄膜圖案。當掀離光阻層被移除後，就會剩下至少一薄膜層佈滿整個圖案空間的狀態而形成薄膜圖案。薄膜圖案將會與基底色層無縫連接。
可以發現，本發明第1A圖的薄膜圖案的製作方法，可僅用一次光罩、一次蝕刻，即完成薄膜圖案的製作，並且，實現薄膜圖案與基底色層的無縫連接的特殊技術功效。並達到製程簡單、低成本、高良率的特殊技術功效。
請先參考第1B圖，其說明了本發明的具薄膜圖案的立體基板之製作方法流程圖之一具體實施例，包含以下的步驟：
步驟111：於一立體基板上形成一基底色層。
步驟112：於具有該基底色層的該立體基板上形成一掀離光阻層。
步驟113：以一立體光罩貼合於該立體基板上。
步驟114：曝光。
步驟115：移除未被曝光的該掀離光阻層，並形成一圖案空間。
步驟116：移除該掀離光阻層所構成的該圖案空間下方的該基底色層。
步驟117：形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該立體基板上。
步驟118：掀離該掀離光阻層以形成一薄膜圖案。
比較第1B圖與第1A圖可發現，兩者差異僅在於第1B圖係運用於立體基板上，並採用立體用光罩(或者薄膜光罩)，其餘者皆相同，於此不多加贅述。
在第1B圖的實施例中，至少一薄膜層可以形成於立體的部位。這個部分，目前的習知技術並無法製作，並且，有諸多的缺陷存在。換言之，運用本發明的具薄膜圖案的立體基板之製作方法，更可達到薄膜圖案層製作於立體基板的立體部位的特殊技術功效。
接著，請參考第1C圖，其說明了本發明的具薄膜圖案的基板之製作方法流程圖之另一具體實施例，其為包含以下的步驟：
步驟121：於一基板上形成一基底光阻層。此基底光阻層如同第1A圖的基底色層，是當作永久層來運用，進可一步構成透明色、黑色、白色、金色、銀色等各種不同的顏色。
步驟122：於具有該基底光阻層的該基板上形成一掀離光阻層。掀離光阻層(Lift-off Photoresist Layer)將當作犧牲層。
步驟123：以一光罩貼合於該基板上。光罩上具有所需要的薄膜圖案的結構。
步驟124：曝光。
步驟125：移除未被曝光的該掀離光阻層、該基底光阻層，並形成一圖案空間。曝光後，未被曝光的掀離光阻層以及基底光阻層可以透過顯影劑加以去除，就會形成一個掀離光阻層與基底光阻層上的圖案空間。掀離光阻層與基底光阻層的圖案空間，會讓基板暴露出來。
步驟126：形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該基板上。此至少一薄膜層即可覆蓋基板於圖案空間所暴露的空間與掀離光阻層上，不同層數的薄膜層可以呈現不同的顏色效果。例如，僅一層金薄膜層或銀箔膜層；或一層金、一層銀；以此類推。而至少一薄膜層可選自以下之任意組合：一金屬薄膜層、一無機金屬氧化薄膜層、一非金屬氧化薄膜層、一非金屬薄膜層。
步驟127：掀離該掀離光阻層以形成一薄膜圖案。當掀離光阻層被移除後，就會剩下至少一薄膜層佈滿整個圖案空間的狀態而形成薄膜圖案。薄膜圖案將會與基底光阻層無縫連接。
可以發現，本發明第1C圖的薄膜圖案的製作方法，運用掀離製程、一次對兩層光阻進行曝光、顯影，而可僅用一次光罩、無蝕刻，即完成薄膜圖案的製作，並且，實現薄膜圖案與基底光阻層的無縫連接的特殊技術功效。並達到製程簡單、低成本、高良率的特殊技術功效。
接著，請參考第1D圖，其說明了本發明的具薄膜圖案的立體基板之製作方法流程圖之另一具體實施例，包含以下的步驟：
步驟131：於一立體基板上形成一基底光阻層。
步驟132：於具有該基底光阻層的該基板上形成一掀離光阻層。
步驟133：以一立體光罩貼合於該立體基板上。
步驟134：曝光。
步驟135：移除未被曝光的該掀離光阻層、該基底光阻層，並形成一圖案空間。
步驟136：形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該立體基板上。
步驟137：掀離該掀離光阻層以形成一薄膜圖案。
比較第1D圖與第1C圖可發現，兩者差異僅在於第1D圖係運用於立體基板上，並採用立體用光罩(或者薄膜光罩)，其餘者皆相同，於此不多加贅述。
在第1D圖的實施例中，至少一薄膜層可以形成於立體的部位。這個部分，目前的習知技術並無法製作，並且，有諸多的缺陷存在。換言之，運用本發明的具薄膜圖案的立體基板之製作方法，更可達到薄膜圖案層製作於立體基板的立體部位的特殊技術功效。
接著，參考第2A、2B圖，其為本發明的具薄膜圖案的基板1之一具體實施例的正面及部分剖面放大示意圖，第2B圖為第2A圖中沿A-A剖面的部分2之放大示意圖。其中，具薄膜圖案的基板1包含有：立體基板10、至少一薄膜圖案層61與基底光阻層21(也就是，周邊圖案層)。其中，薄膜圖案層61配置於立體基板10上。周邊圖案層21，配置於立體基板10上，無縫地環繞於薄膜圖案層61。具體地可以呈現第2A圖的圖案樣態。從第2B圖可以看出，薄膜圖案層61係配置於立體基板10的立體部位，且無縫地由周邊圖案層21環繞。要做出第2A圖、第2B圖的立體圖案效果，可採用第1B圖的製作流程。以下，將同時以第1B圖的流程並搭配第3A-3F圖的製作方法流程圖來具體說明本發明的具薄膜圖案的基板之製作方法。
在第1D圖的實施例中，可由第3A圖說明了步驟131、步驟132，於立體基板10上依序形成基底光阻層20及掀離光阻層30。
第3B圖說明了步驟133之以一立體光罩40貼合於該立體基板10上，其中，立體光罩40配置有圖案結構41。在此，所謂的立體光罩40，可採用薄膜型光罩，再採用貼合輔具的方式實現。
第3C圖說明了步驟134之曝光，以紫外光50進行曝光。
第3D圖為第3C圖的部分3放大圖，以清楚地顯現於執行步驟135：移除未被曝光的該掀離光阻層30、該基底光阻層20，並形成一圖案空間80後，掀離光阻層31的結構。可以發現，掀離光阻層31為倒梯形，相較於基底光阻層21有所不同。因為掀離光阻層31的特殊結構，所以，可以協助後續形成於其上的薄膜層容易被移除。
第3E圖則說明了步驟136：形成至少一薄膜層60於具有該圖案空間的該立體基板上的情形。可以發現，原先的圖案空間80被薄膜層60填滿了，同時，未被顯影劑清除的掀離光阻層31上，也有薄膜層60形成於其上。形成於掀離光阻層31上的薄膜層60，將於後續的掀離步驟一併被移除。
第3F圖則說明了步驟137：掀離該掀離光阻層31以形成一薄膜圖案後的情形。在第3F圖中，可以明顯的看到，在立體基板10上的立體部位，只剩下薄膜層60，其餘的部位，則為基底光阻層21所覆蓋。如此，即構成了第2B圖的圖案結構。
在第1B圖的實施例中，可由第4A圖說明了步驟111、步驟112，於立體基板10上依序形成基底色層70及掀離光阻層30。
第4B圖說明了步驟113之以一立體光罩40貼合於該立體基板10上，其中，立體光罩40配置有圖案結構41。在此，所謂的立體光罩40，可採用薄膜型光罩，再採用貼合輔具的方式實現。
第4C圖說明了步驟114之曝光，以紫外光50進行曝光。
第4D圖為第4C圖的部分3放大圖，以清楚地顯現於執行步驟115：移除未被曝光的該掀離光阻層30，並形成一圖案空間80後，掀離光阻層31的結構。可以發現，掀離光阻層31為倒梯形，相較於基底色層71有所不同。因為掀離光阻層31的特殊結構，所以，可以協助後續形成於其上的薄膜層容易被移除。
第4E圖為第4C圖的部分3放大圖，以清楚地顯現於執行步驟116：移除該掀離光阻層30所構成的該圖案空間80下方的該基底色層70後所構成的基底色層71的結構。可以發現，掀離光阻層31為倒梯形，與基底色層71不同。
第4F圖則說明了步驟117：形成至少一薄膜層60於具有該圖案空間80的該立體基板上的情形。可以發現，原先的圖案空間80被薄膜層60填滿了，同時，未被顯影劑清除的掀離光阻層31上，也有薄膜層60形成於其上。形成於掀離光阻層31上的薄膜層60，將於後續的掀離步驟一併被移除。
第4G圖則說明了步驟118：掀離該掀離光阻層31以形成一薄膜圖案後的情形。在第4G圖中，可以明顯的看到，在立體基板10上的立體部位，只剩下薄膜層60，其餘的部位，則為基底色層71所覆蓋。
第1A、1C圖的製造方法中，基板概念基本上可以是平面基板，也可以是立體基板。第3A-3F圖與第4A-4G圖的實施例，係以立體基板10為實施例來做說明。基本上，平面基板的流程與立體基板的流程相同， 差異僅在於基板的型態不同，因此，不多加贅述。
重要的是，本發明的具薄膜圖案的基板之製造方法，無論運用於平面基板或立體基板，流程皆雷同，同樣可達到一次光罩使用，無蝕刻或一次蝕刻的具體技術功效。並且，可以實現立體基板上的無縫薄膜圖案，特別在立體基板上，習知技術完全無法達成。
本發明的具薄膜圖案的基板，薄膜圖案可以製作於平面基板上，也可以製作於立體基板上。以下，再列舉兩個實施例來加以說明。
請參考第5圖，其為本發明的具薄膜圖案的基板1的另一具體實施例。運用第1B圖、第1D圖的製作流程，可以製作出同時位於平面部位的薄膜圖案62、63、64，同時製作出位於立體部位的薄膜圖案層61。
接下來，請參考第6圖，其為本發明的具薄膜圖案的基板4的又一具體實施例。運用第1A圖、第1C圖的製作流程，可以製作出位於平面部位的薄膜圖案66。明顯地，整個基板4的表面只包括基底光阻層21以及薄膜圖案66，而薄膜圖案66可以由單層或多層薄膜來形成。由於本發明運用光阻掀離製程，可達到以一次光罩，製作出薄膜沉積區，再藉由多次沉積薄膜而製作出多層薄膜形成於薄膜沉積區，再將不必要的光阻掀離後，構成薄膜圖案層與非薄膜圖案層(周邊圖案層)的緊密結構。
特別的是，由於本發明採用光罩製程，並且，薄膜圖案可以採用單層薄膜或多層薄膜，所以，薄膜圖案可以製作得非常精細，並且，可模擬出各種特殊的圖案效果，例如，雷射圖樣的效果。
雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些 許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (20)

  1. 一種形成薄膜圖案於一基板的方法，包含：於一立體基板上形成一基底色層；於具有該基底色層的該立體基板上形成一掀離光阻層；以一光罩貼合於該立體基板上；曝光；移除未被曝光的該掀離光阻層，並形成一圖案空間，且形成該圖案空間後，該掀離光阻層的結構為一倒梯形；移除該掀離光阻層所構成的該圖案空間下方的該基底色層；形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該立體基板上；及移除該掀離光阻層以形成一薄膜圖案，使該薄膜圖案與未被移除的該基底色層形成相鄰接之無縫緊密結構，且該薄膜圖案形成於該立體基板的一立體部位。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該至少一薄膜層係選自以下之任意組合：一金屬薄膜層、一無機金屬氧化薄膜層、一非金屬氧化薄膜層、一非金屬薄膜層。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該光罩為一立體光罩立體。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該立體光罩配置有一圖案結構。
  5. 如請求項3所述之方法，其中該立體光罩採用一薄膜型光罩，再採用一貼合輔具的方式實現。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該基底色層係為一金屬薄膜層、一無機金屬氧化薄膜層、一非金屬氧化薄膜層、一非金屬薄膜層。
  7. 如請求項1所述之方法，其中形成該薄膜層的方法係運用濺鍍法、蒸鍍法或噴塗法。
  8. 一種形成薄膜圖案於一基板的方法，包含：於一立體基板上形成一基底光阻層；於具有該基底色層的該立體基板上形成一掀離光阻層；以一光罩貼合於該立體基板上；曝光；一次移除未被曝光的該掀離光阻層與該基底光阻層，並形成一圖案空間，且形成該圖案空間後，該掀離光阻層的結構為一倒梯形；形成至少一薄膜層於具有該圖案空間的該立體基板上；及移除該掀離光阻層以形成一薄膜圖案，使該薄膜圖案與未被移除的該基底光阻層形成相鄰接之無縫緊密結構，且該薄膜圖案形成於該立體基板的一立體部位。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該至少一薄膜層係選自以下之任意組合：一金屬薄膜層、一無機金屬氧化薄膜層、一非金屬氧化薄膜層、一非金屬薄膜層。
  10. 如請求項8述之方法，其中該光罩為一立體光罩。
  11. 如請求項10所述之方法，其中該立體光罩配置有一圖案結構。
  12. 如請求項10所述之方法，其中該立體光罩採用一薄膜型光罩，再採用一貼合輔具的方式實現。
  13. 如請求項8所述之方法，其中該基底光阻構成透明色、黑色、白色、金色、銀色之一。
  14. 如請求項1所述之方法，其中形成該薄膜層的方法係運用濺鍍法、蒸鍍法或噴塗法。
  15. 一種運用請求項1之方法所製作之具薄膜圖案的基板，包含：一立體基板；至少一薄膜圖案層，配置於該立體基板上；及一周邊圖案層，配置於該立體基板上，無縫地環繞於該薄膜圖案層，且該薄膜圖案形成於該立體基板的一立體部位。
  16. 如請求項15所述之具薄膜圖案的基板，其中該至少一薄膜層係選自以下之任意組合：一金屬薄膜層、一無機金屬氧化薄膜層、一非金屬氧化薄膜層、一非金屬薄膜層。
  17. 如請求項15所述之具薄膜圖案的基板，其中該基底色層係為一金屬薄膜層、一無機金屬氧化薄膜層、一非金屬氧化薄膜層、一非金屬薄膜層。
  18. 一種運用請求項8之方法所製作之具薄膜圖案的基板，包含：一立體基板；至少一薄膜圖案層，配置於該立體基板上；及一周邊圖案層，以配置於該立體基板上，無縫地環繞於該薄膜圖案層，且該薄膜圖案形成於該立體基板的一立體部位。
  19. 如請求項18所述之具薄膜圖案的基板，其中該至少一薄膜層係選自以下之任意組合：一金屬薄膜層、一無機金屬氧化薄膜層、一非金屬氧化薄膜層、一非金屬薄膜層。
  20. 如請求項18所述之具薄膜圖案的基板，其中該基底光阻構成透明色、黑色、白色、金色、銀色之一。
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