TWI398904B - 薄膜圖案層製造方法及紫外光源裝置 - Google Patents

薄膜圖案層製造方法及紫外光源裝置 Download PDF

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Description

薄膜圖案層製造方法及紫外光源裝置
本發明涉及一種薄膜圖案層製造方法。
目前製造薄膜圖案層之方法主要包括：光微影法及噴墨法。
光微影法：藉由於預備塗敷所需薄膜之基板結構上，塗敷光阻材料，將具有預定圖案之光罩設於光阻材料上，進行曝光及顯影，或加上蝕刻製程，而形成具有預設圖案之薄膜圖案層。該光微影法需要複雜之製程，並且，材料之使用效率較低而造成製造成本高。
噴墨法：此處以製備彩色濾光片為例說明，包括以下步驟：如圖1(a)所示，提供一基板42與設置於基板42上之複數分隔牆44，該複數分隔牆44限定複數收容空間46，提供一紫外光線48，該紫外光線48垂直於所述分隔牆44之頂部表面照射；如圖1(b)、(c)所示，使用一噴墨裝置50，由噴墨裝置50上複數個噴墨孔52(此處以垂直於紙面之一列收容空間46用於形成同種顏色，該複數噴墨孔52成一列設置，故圖1中只看到其中之一個噴墨孔52)，將形成薄膜材料之墨水54R、54G、54B噴入該複數收容空間46內(噴射不同顏色之墨水需不同之噴墨孔，此處為便於說明，只畫出其中一個)，墨水54R、54G、54B被固化後於該基板42上形成預定之薄膜圖案層，其中，墨水54R、54G、54B分別為紅、綠、藍色墨水。由於提供之該基板42往往大於該複數噴墨孔52所直接涵蓋之面積， 因此，噴墨裝置50尚須提供該複數噴墨孔52與該基板42行列相對運動，然後該噴墨法就能夠一次形成薄膜圖案層。由於製程大量簡化，材料使用經濟，因此成本大幅降低。
圖1(a)紫外光線48可以使空氣中之新增臭氧或原有之臭氧分離出活性氧，使表面上附著之較不親水性之污染物質分解去除，而使基板表面與墨水54R、54G、54B之間之潤濕性提升；另，當基板42或分隔牆44為有機系材料時，紫外光線48還可以破壞有機材料表面之不飽和鍵，而使親水性之官能性加入，使其與墨水54R、54G、54B之間之潤濕性更強。
由於該紫外光線48垂直於所述分隔牆44之頂部表面照射，使得分隔牆44之頂部表面與墨水54R、54G、54B潤濕性能較強，而分隔牆44之側面與墨水54R、54G、54B之潤濕性能相對較弱。當某一收容空間42內之墨水噴出量過大而使液面高出分隔牆44之頂部時，比如54R、54G之液面高出分隔牆44之頂部，可能會使墨水54R、54G與分隔牆44之潤濕性過強而使墨水54R沿著分隔牆44頂部向與墨水54R相鄰之墨水54G方向流動與墨水54G發生混色，影響所述薄膜圖案層之品質。
有鑒於此，有必要提供一種可提高薄膜圖案層品質之薄膜圖案層製造方法及紫外光源裝置。
一種薄膜圖案層製造方法，包括以下步驟：提供一基板，其表面具有複數分隔牆，該複數分隔牆間形成複數收 容空間，該收容空間排列於基板上；提供一紫外光線，利用該紫外光線照射該複數分隔牆，該紫外光線之照射方向與該分隔牆之頂部表面之夾角θ範圍如下：5°<θ<80°；填充墨水至該複數收容空間內；及固化墨水以形成薄膜圖案層。
一種紫外光源裝置，用於提供上述紫外光線，所述紫外光源裝置包括至少一個紫外光源及至少一個反射板，所述至少一個反射板用於反射從所述至少一個紫外光源發出之光線至所述分隔牆並使反射至分隔牆之光線與所述分隔牆頂部表面之夾角範圍為5°<θ<80°。
所述之薄膜圖案層製造方法中該紫外光線與分隔牆頂部表面呈銳角夾角地照射，可以使墨水與分隔牆頂部之潤濕性能降低，減少了當某一收容空間內之墨水溢出至分隔牆頂部時向與之相鄰之收容空間流動之趨勢，從而減少相鄰收容空間內墨水之混色，提高薄膜圖案層之品質。
所述紫外光源裝置發出之光線與所述分隔牆頂部表面之夾角為θ，使使墨水與分隔牆頂部之潤濕性能降低從而減少相鄰收容空間內墨水之混色，提高薄膜圖案層之品質。
下面將結合附圖對本發明實施例作進一步之詳細說明。
請一併參閱圖2(a)至圖2(f)，本發明第一實施例提供一種薄膜圖案層製造方法。所述薄膜圖案層製造方法包括 以下步驟：
(1)如圖2(a)所示，提供一基板12，利用乾膜法(Dry Film Lamination)、濕式旋轉法(Wet Spin Coat-ing)或濕式裂縫式塗佈法(Wet Slit Coating)於該基板102表面塗佈一正型光阻材料層103。
(2)如圖2(b)所示，將具有預設分隔牆圖案之光罩200設於該光阻材料層103與一曝光機光源(圖未示)間，並利用該曝光機光源發出之光線105曝光該光阻材料層103。一般地，所述光線105為紫外光線。
(3)如圖2(c)所示，利用顯影方式，將曝光處之正型光阻材料層去除，形成設於基板102上表面之複數分隔牆104，該複數分隔牆104限定複數收容空間107，該複數收容空間107通常成陣列式排列。可以理解，該該複數收容空間107還可以馬賽克方式或不規則方式排列等，並不限於本實施例。
(4)如圖2(d)所示，提供一紫外光源(圖未示)，該紫外光源發出一紫外光線109照射該複數分隔牆104，該紫外光線109之照射方向與分隔牆104之上表面成一夾角θ，該夾角的範圍如下：0°<θ<90°，優選該夾角之範圍如下：5°<θ<80°。
(5)如圖2(e)與(f)所示，利用一噴墨裝置300將所需薄膜材料之墨水108填充至收容空間107內以形成墨水層110，其中，該噴墨裝置300包括一個噴墨頭302與設置於該噴墨頭302之噴墨孔304，墨水108藉由該噴墨孔304 噴出；利用一固化裝置(圖未示)對該複數墨水層110加以固化，以形成薄膜圖案層。該固化裝置可為一加熱裝置或一紫外線曝光裝置或一抽真空裝置或上述裝置之其中任意兩種或三種之組合。本實施例之墨水層110以間隔排列的紅色墨水層110R、綠色墨水層110G與藍色墨水層110B為例進行說明。
該基板102之材料可以選自玻璃、石英玻璃、矽晶圓(Wafer)、金屬和塑膠，本實施例中，該基板102係一玻璃基板。該噴墨裝置300可以為熱泡式噴墨裝置或壓電式噴墨裝置等。
如圖3(b)(c)所示，本發明還提供形成分隔牆之另一種實施方式，其步驟與圖2(b)、(c)之所對應之步驟(即步驟(2)、(3))基本相同，不同之處在於圖3(b)中之光罩201之圖案之透光區與光罩200之遮光區相同，圖3(b)中基板102表面之光阻材料層203為負型光阻材料，圖3(c)中形成之分隔牆206係顯影並去除光阻材料層203之未曝光部分所留下的。
請參閱圖4，本發明提供第二實施例之一種用以發出如圖2(d)之與分隔牆104夾角為θ之紫外光線109之紫外光源裝置60。所述紫外光源裝置60包括一個紫外光源62與一個反射板64。所述反射板64設置於分隔牆104之一側，所述紫外光源62以垂直於分隔牆104上表面之方向入射至反射板64，所述反射板64與分隔牆104成一定夾角，使所述反射板64反射至分隔牆104之光線與分隔牆上表面之夾角為θ，由光學知識可知，所述反射板64與分隔牆104之夾 角大小為(90°-θ)/2。可以理解，所述紫外光源62發出之光線與分隔牆104也可以為其它夾角關係，並不一定為垂直關係，只要能達到反射至分隔牆104上表面之光線與分隔牆104上表面之夾角為θ即可。
可以理解，為提供更充足之光能，可以提供多個紫外光源62與反射板64照射所述分隔牆104，如圖5所示，本實施方式中紫外光源裝置(未標示)包括兩個紫外光源62與兩個反射板64對所述分隔牆104照射，本實施方式中兩個兩個紫外光源62與兩個反射板64分別對稱設置。
請參閱圖6，本發明提供第三實施例之另一種用以發出如圖2(d)之與分隔牆104夾角為θ之紫外光線109之紫外光源裝置70。本實施例中紫外光源裝置70包括一紫外光源72、一反射板74及一遮光板76。所述紫外光源72與所述分隔牆104相對設置。所述遮光板76設置於紫外光源72與分隔墙104之间且為不透光材料，用於遮挡紫外光源72發出之光線以防止紫外光線垂直於分隔墙104端部表面照射。所述反射板74設置於紫外光源72之與遮光板76相對之一側，用於反射紫外光源72發出之光線至所述分隔墙。本實施例的反射板74之用於反射光線之表面為弧狀，可以理解，反射板74還可以為其他形狀，並不限於本實施例。可以理解，圖2(d)中之紫外光線109還可以通過其它方式提供，比如將紫外光源62設置於分隔牆104之一側，以與分隔牆104之上表面夾角為θ直接照射，並不限於本實施例。
請參閱圖7，為根據第一實施例之製造方法形成之薄膜圖 案層100，該薄膜圖案層100每一列之墨水層110為同種顏色，每一行中之墨水層110按不同顏色間隔排列，如按照紅色墨水層110R、綠色墨水層110G與藍色墨水層110B之排列順序間隔排列。當然，所述墨水層110還可以為其他排列方式，並不限於本實施例。
相對於先前技術，本實施例之薄膜圖案層製造方法中之步驟(4)中紫外光線109照射分隔牆104之方向與分隔牆104之頂部表面之夾角小於90°，使得分隔牆104之側面接受了更多之光能，而使分隔牆104之頂部表面接受之光能變小，從而使墨水層110與分隔牆104之頂部表面潤濕性能降低，進而避免了相鄰墨水層110之間之混色。如圖2(f)所示，本實施例以相鄰之紅色墨水層110R與綠色墨水層110G之超出了所述分隔牆104之高度，由於所述紅色墨水層110R與綠色墨水層110G與分隔牆104之頂部表面之潤濕性能降低，從而大大降低了紅色墨水層110R與綠色墨水層110G在分隔牆104之頂部向對方方向流動之趨勢，從而避免了相互之間之混色，提高所述薄膜圖案層100之品質。
該薄膜圖案層製造方法可適用於彩色濾光片之製造及有機發光裝置之製造。於彩色濾光片之製程中，複數分隔牆即可作為黑矩陣結構，複數收容空間可用為紅綠藍三色色層之製造，而於有機發光裝置之製造中，可用此製程完成有機發光裝置之導線層，發光層及電子電洞傳輸層等之製造。惟所形成之薄膜圖案及所需之墨水會有所不同。
請參閱圖8，係本發明提供之基板與分隔牆結構之另一種實施方式。本實施方式中，基板202及分隔牆204之結構與第一實施例之基板102及分隔牆104之結構基本相同，不同之處在於該基板202及分隔牆204為一體結構。
該基板202與分隔牆204之製造方法如下：提供一射出成型機及一具有預定分隔牆圖案之模具；利用射出成型機將基板材料射出至該模具中；脫模，得到該表面具有複數分隔牆204之基板202。
該模型具有預定之分隔牆圖案。該基板202之材料選自玻璃、石英玻璃、金屬與塑膠。該方法係利用射出成型之技術，一次形成具有複數分隔牆204之基板202。本製造方法之步驟一目的係為了得到一具有複數分隔牆之基板，而達到該目的不必以上述具體實施例為限。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟習本案技藝之人士援依本發明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。
100‧‧‧薄膜圖案層
102,202‧‧‧基板
103,203‧‧‧光阻材料層
104,204,206‧‧‧分隔牆
105‧‧‧光線
107‧‧‧收容空間
108‧‧‧墨水
109‧‧‧紫外光線
110‧‧‧墨水層
110B‧‧‧藍色墨水層
110G‧‧‧綠色墨水層
110R‧‧‧紅色墨水層
200,201‧‧‧光罩
300‧‧‧噴墨裝置
302‧‧‧噴墨頭
304‧‧‧噴墨孔
60‧‧‧紫外光源裝置
62‧‧‧紫外光源
64‧‧‧反射板
圖1係先前技術之一種薄膜圖案層製造方法之流程示意圖。
圖2(a)至圖2(f)係本發明第一實施例提供之一種薄膜圖案層製造方法之示意圖。
圖3係根據圖2所示之分隔牆之製造方法另一實施方式之截面示意圖。
圖4與圖6係形成圖2(d)所示之與分隔牆成一角度之紫外光線之紫外光源裝置三種實施方式之截面示意圖。
圖7係根據圖2所示之薄膜圖案層製造方法所製造之薄膜圖案層之截面示意圖。
圖8係本發明第二實施例提供之一種基板結構之截面示意圖。
102‧‧‧基板
103‧‧‧光阻材料層
104‧‧‧分隔牆
105‧‧‧光線
107‧‧‧收容空間
108‧‧‧墨水
109‧‧‧紫外光線
110‧‧‧墨水層
110B‧‧‧藍色墨水層
110G‧‧‧綠色墨水層
110R‧‧‧紅色墨水層
200‧‧‧光罩
300‧‧‧噴墨裝置
302‧‧‧噴墨頭
304‧‧‧噴墨孔

Claims (11)

  1. 一種薄膜圖案層製造方法，包括以下步驟：提供一基板，其表面具有複數分隔牆，該複數分隔牆間形成複數收容空間，該收容空間排列於基板上；提供一紫外光線，利用該紫外光線照射該複數分隔牆，該紫外光線之照射方向與該分隔牆之頂部表面之夾角θ範圍如下：5°<θ<80°；填充墨水至該複數收容空間內；及固化墨水以形成薄膜圖案層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜圖案層製造方法，其中，所述之複數分隔牆藉由以下分步驟形成：於該基板上表面塗佈一光阻材料層；將具有預定分隔牆圖案之光罩設於該光阻材料層與一曝光機光源間，並曝光該光阻材料層；利用顯影方式將非分隔牆圖案部分之光阻材料層去除，形成設於基板上表面之複數分隔牆。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜圖案層之製造方法，其中，所述之複數分隔牆藉由以下分步驟形成：提供一射出成型機及一具有預定分隔牆圖案之模具；利用射出成型機將基板材料射出至該模具中；脫模，得到該表面具有複數分隔牆之基板。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜圖案層之製造方法，其中，所述之基板材料選自玻璃、石英玻璃、金屬和塑膠。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜圖案層之製造方法，其中，所述之填充墨水之步驟係利用一噴墨裝置將墨水填充 至收容空間內，該噴墨裝置包括一個噴墨頭與設置於噴墨頭上之噴墨孔。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之薄膜圖案層之製造方法，其中，所述之噴墨裝置係熱泡式噴墨裝置和壓電式噴墨裝置之一種。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之薄膜圖案層之製造方法，其中，所述之固化步驟係利用一加熱裝置或一抽真空裝置、或一曝光裝置、或上述裝置之其中兩種或三種之任意組合固化墨水。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之薄膜圖案層之製造方法，其中，所述之曝光裝置係一紫外線曝光裝置。
  9. 一種紫外光源裝置，用於提供如申請專利範圍第1項所述之紫外光線，所述紫外光源裝置包括至少一個紫外光源，其改進在於，所述紫外光源裝置進一步包括至少一個反射板，所述至少一個反射板用於反射從所述至少一個紫外光源發出之光線至所述分隔牆並使反射至分隔牆之光線與所述分隔牆頂部表面之夾角範圍為5°<θ<80°。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之紫外光源裝置，其中，所述至少一個反射板與所述分隔牆頂部表面夾角為(90°-θ)/2。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之紫外光源裝置，其中，所述紫外光源裝置進一步包括一個遮光板，所述遮光板與反射板設置分別設置於紫外光源之兩側。
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