CN1609710A - 以感光性ito溶液形成ito图案的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，通过直接将ITO与感光性材料同时混合在溶液中而形成感光性ITO溶液，可以直接将感光性ITO溶液层形成在底材上，经干燥程序后，直接对感光性ITO溶液层进行曝光显影，而形成图案化的ITO结构，显然地，由于感光性ITO溶液本身就会因光照射而反应，本发明可以直接将光罩图案转移至感光性ITO溶液层，而不需要先在感光性ITO溶液层上方形成光阻，再通过微影蚀刻等将图案转移至感光性ITO溶液层。

Description

以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法
技术领域
本发明涉及一种形成图案化ITO结构的方法，特别是有不需要使用感光层来转移图案便可以形成图案化ITO结构的方法。
背景技术
ITO(铟锡氧化物、indium-tin oxide)是一种广泛被应用在液晶显示器与电浆显示器等需要透明导线的产品。举例来说，ITO已普遍被用来形成显示面板上连接各个像素的导线。现有技术中，如US5,702,871一案，图案化ITO结构(如ITO导线)的形成方式大致包含下列步骤：
如图1A所示，以溅镀等方式形成ITO层11在底材10上。
如图1B所示，形成感光层12(如光阻或感光性干膜)在ITO层11上。在此，感光层12至少覆盖住要进行图案化程序的部份ITO层11。
如图1C所示，以曝光/微影/显像等步骤来使用光罩13图案化感光层12以形成图案化感光层12。
如图1D所示，以蚀刻方法先将图案化感光层12的图案转移至ITO层11以形成所需要的图案化ITO结构，再移除图案化感光层12。
现有技术对此ITO结构工艺，也有不少的改良，例如US 6,448,158与US 6,451,391便是二件相关前案。一般来说，目前已知的技术基本上都需要感光层12，只是改良了材料、工艺参数等等细节而已。
但是，随着LCD产业的演变，减少整个LCD面板工艺所需要图案转移程序数量，一直是与降低成本习习相关的重要议题。因此，现有技术的一定需要通过感光层来图案ITO层的作法，一定会需要分别对感光层与ITO层进行图案转移程序，便成为一个亟待改进的问题。
发明内容
本发明的主要目的是解决上述现有技术常见缺失，提出可以不使用感光层的形成图案化ITO结构的方法。
为达上述目的，本发明提供一种以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，其中，包含下列步骤：
提供一底材；
形成一感光性ITO溶液层在该底材上；以及
图案化该感光性ITO溶液层。
本发明至少有下列几个主要特征：
(1)直接将ITO与感光材料混合形成感光性ITO溶液，亦即将ITO层与感光层混合成一层。
(2)直接对感光性ITO层进行曝光显影，亦即直接将光罩图案转移至感光性ITO层，而不再透过感光层。
(3)未使用光阻等感光层，进而完全省略对感光层的处理。
(4)由于感光性ITO溶液可以轻易地被形成在底材上，可以省略现有技术用以形成ITO层的溅镀等步骤。
本发明与现有技术相比下，至少有下列的优点：
(1)本发明直接将ITO与感光材料混合形成感光性ITO溶液，亦即将ITO层与感光层(如光阻)混合成一层。
因此，本发明可以简化工艺，至少不需要再分别形成ITO层与感光层。
(2)本发明直接将感光性ITO溶液形成在底材上，而不像现有技术般用溅镀等步骤形成ITO。
因此，由于ITO溶液的调配与涂布，不需要像溅镀般必须将ITO气化或对ITO进行轰击，制造步骤较简单，而且所需要的制造设备成本亦较低。
(3)本发明直接对感光性ITO层进行曝光显影，直接将光罩图案转移至感光性ITO层，而不再透过感光层。
因此，本发明虽然仍需使用光罩来定义感光性ITO层的图案，但本发明可以有效简化整个图案转移过程。
(4)本发明未使用光阻等感光层，进而完全省略对感光层的处理。
因此，本发明在图案转移后，不需要再移除已不需要的感光层。显然可以简化工艺，并降低成本。
附图说明
图1A至图1D为现有技术的形成图案化ITO结构方法的基本步骤示意图；
图2A至图2C为本发明所提出方法的基本步骤示意图；
图3A至图3D为本发明所提出方法的几种基本流程的流程示意图。
图中符号说明
10        底材
11        ITO层
12        感光层
13        光罩
20        底材
21        感光性ITO溶液层
22        光罩
31        背景方块
32        感光性ITO溶液方块
33        直接图案化方块
34        热处理方块
35        烧结方块
36        干燥方块
具体实施方式
本发明提出一种以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，至少包含下列基本步骤：
如图2A与图3A的背景方块31所示，提供底材20。在此，底材20通常为透明底材或半透明底材。
如图2B与图3A的感光性ITO溶液方块32所示，形成感光性ITO溶液层21在底材上20。
如图2C与图3A的直接图案化方块33所示，直接使用光罩22图案化感光性ITO溶液层21而形成所需要的图案化ITO结构。
此外，如图3B的热处理方块34所示，本方法尚可以在图案化感光性ITO溶液层21之前，进行热处理程序，以硬化感光性ITO溶液层21。
此外，如图3C的烧结方块35所示，本方法尚可以在感光性ITO溶液层21被图案化后，再进行烧结程序。烧结程序可以用来硬化已图案化的感光性ITO溶液层21，也可以用来去除已图案化的感光性ITO溶液层21中的部份成份，例如黏着剂、树脂与光阻。
此外，如图3D的干燥方块36所示，本方法尚可以在进行烧结程序之前，进行一干燥程序，以去除感光性ITO溶液层21中的溶剂等。
当然，必须强调地是，热处理方块34与烧结方块35是相互独立的，本方法可以只使用其中任一者、或全部使用，或全部不使用。另外，烧结方块35与干燥方块36也不一定都使用。对本方法而言，只有背景方块31、感光性ITO溶液方块32与直接图案化方块33三者才是不可或缺的，其它都是可以视需要选用的。
在此，通常是以涂布方式将感光性ITO溶液层21形成于底材20上，可能的涂布方式有狭缝式涂布(slit coating)、平面式涂布(table or rollcoating)、覆盖式涂布(cap coating)、旋转式涂布(spin-coating)、喷洒式涂布(spraying coating)与网印涂布(screen-print coating)。而感光性ITO溶液层21的形成，是使用可以溶解ITO的粉末(powder)以及均匀分散感光性材料(如光阻)的溶剂，将ITO与感光性材料同时均匀混合，而形成感光性ITO溶液，再将感光性ITO溶液形成在底材20上即可。当然，为了让ITO与感光性材料可以在溶液中均匀分布，以及控制溶液的流动性以避免过于黏稠不易均匀分布或过于稀薄而使得ITO与感光性材料过少等缺失，可以再额外添加黏着剂、分散剂、树脂等材料至感光性ITO溶液。
在此，图案化感光性ITO溶液层21的过程通常至少包含下列步骤：(a)以一光罩曝光感光性ITO溶液层21；以及(b)显影未被曝光的感光性ITO溶液层21。进一步地，在此唯一的限制是，并没有在感光性ITO溶液层21之外再使用任何感光性材料(如光阻)来转移图案，而是直接让感光性ITO溶液层21透过光罩照射光线而发生变化，进而使得感光性ITO溶液层21被图案化。一般来说，使用的曝光光源通常是紫外线、深紫外线、X-射线或黄光，而所使用的显影剂通常为水(以降低成本)、碱性溶液或是有机类溶剂。
举例来说，刚形成在底材20上的感光性ITO溶液层21中，ITO所占重量百分比可以为百分之二十至百分之三十，而厚度可以为2至3微米。又例如，热处理程序的温度可以介于100℃到150℃之间，而时间为10分钟至20分钟之间。又例如，烧结程序的温度可以为500℃至600℃，而时间可以为10分钟至30分钟，并且在烧结程序结束后，感光性ITO溶液层21的厚度约为1微米。又例如，干燥程序的温度可以为100℃至150℃，而时间可以为10分钟至20分钟。又例如，可以使用波长为300微米至500微米的光线进行曝光，而曝光时间为30秒至90秒。又例如，可以使用水作为显影剂，而显影时间则为20秒至50秒。
当然，本方法需要一些加热步骤，如热处理程序、烧结程序或干燥程序，但这些加热步骤可以用炉管等现有技术轻易达成，并不会增加多少困难。特别是，由于这些加热步骤的温度不高且时间不长，也不会对底材上已有的晶体管、像素等造成不可忽略的损伤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的保护范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，其特征在于，包含下列步骤：
提供一底材；
形成一感光性ITO溶液层在该底材上；以及
图案化该感光性ITO溶液层。
2.如权利要求1所述的以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，其中，该图案化该感光性ITO溶液层，是直接让该感光性ITO溶液层透过一光罩照射光线而发生变化，进而使得该感光性ITO溶液层被图案化。
3.如权利要求1所述的以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，其中，形成在该底材上的该感光性ITO溶液层中，ITO所占重量百分比为百分之二十至百分之三十。
4.如权利要求1所述的以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，其中，该图案化该感光性ITO溶液层的过程至少包含下列步骤：
以一曝光光源透过一光罩，曝光该感光性ITO溶液层；以及
以一显影剂显影未被曝光的该感光性ITO溶液层。
5.如权利要求1所述的以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，其中，更包含在上述图案化该感光性ITO溶液层之前，进行一热处理程序，以硬化该感光性ITO溶液层。
6.如权利要求5所述的以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，其中，该热处理程序的温度为100℃。
7.如权利要求1所述的以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，其中，更包含在该感光性ITO溶液层被图案化后，进行一烧结程序。
8.如权利要求7所述的以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，其中，该烧结程序的温度为500℃至600℃。
9.如权利要求7所述的以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，其中，更包含在进行该烧结程序之前，进行一干燥程序。
10.如权利要求9所述的以感光性ITO溶液形成ITO图案的方法，其中，该干燥程序的温度为100℃至150℃。
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