TWI488010B - 印刷版和其製造方法 - Google Patents

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TWI488010B TW100119775A TW100119775A TWI488010B TW I488010 B TWI488010 B TW I488010B TW 100119775 A TW100119775 A TW 100119775A TW 100119775 A TW100119775 A TW 100119775A TW I488010 B TWI488010 B TW I488010B
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Jun Sik Shin
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Description

印刷版和其製造方法
本發明主張於2010年07月15日所申請之韓國專利申請案號10-2010-0068450、2010年07月15日所申請之韓國專利申請案號10-2010-0068453、2010年07月20日所申請之韓國專利申請案號10-2010-0069851、2010年07月27日所申請之韓國專利申請案號10-2010-0072286、以及2010年09月01日所申請之韓國專利申請案號10-2010-0085734的優先權，此全文將併入本案以作為參考。
本發明係關於一種印刷版，用於製造電子基板(electronic substrate)和一顯示設備，以及印刷版的製造方法。
電子零件的電路或各種圖案可採用直接印刷法，例如：噴墨印刷(inkjet printing)；或採用間接印刷法，例如：凹版印刷(gravure printing)或膠版印刷(offset printing)。對於印刷而言，凹版印刷或膠版印刷是採用一種俗稱“clich”的印刷版。具有圖案的印刷版可透過在基板上進行蝕刻製造或在塗佈有感光樹脂的板上進行微影製程。
在製造一平面顯示設備時，例如：液晶顯示器，光阻圖案化(PR pattern)的流程是一個關鍵流程，對於驅動顯示設備的裝置能力有很大的影響力，例如：薄膜電晶體。目前有多項研究正在進行，其目標以提高該些裝置的能力，例如：形成微型金屬圖案(micro metal patterns)。在光阻圖案化的流程中，提供作為感光材料的光阻(PR)在基板上，透過光罩曝光後，再進行顯影。然而，光阻圖案化的過程中，其過程太過複雜而不利於成本開銷，特別是要當要形成複數個圖案以生產該些裝置，因為需要執行不同的光阻(photoresist)製程。因此，建議使用印刷方式來進行光阻圖案化。
圖1繪示習知製造印刷版的方法。
如圖1所示的光阻印刷方式，一光阻圖案a2不是直接從一具有一印刷圖案a1且被使用來作為印刷版的第一透明絕緣基板110轉印(transfer)至欲被印刷的第二透明絕緣基板102，反而是光阻圖案a2先被轉印到覆蓋層(blanket)100，該覆蓋層100表面形成有矽橡膠(silicon rubber)且作為一介質，然後轉印至覆蓋層100的光阻圖案a2再轉印至第二透明絕緣基板102。
然而，上述的方法無法實現微型線條寬度(micro line width)。為了克服這問題，有一種方法被提出，其圖案化過程是先以光阻圖案化來完成圖案後，再進行濕蝕刻一金屬膜。然而，由於是批次濕蝕刻，使此種方法在臨界尺寸(critical dimension)上增加了損失，因此難以製造一具有微型圖案的精細印刷版。
隨著寬度減小和深度增加，也就是說，深度與寬度的比值增加，在印刷版上蝕刻出的印刷圖案可具有更好的印刷特性。在傳統採用濕刻蝕的方式，隨著深度的增加，寬度亦相對的增加。因此，很難採用傳統方法製造出具有微型圖案的印刷版且同時增加高解析度和轉印特性。
本發明的實施例提供一種印刷版以及印刷版的製造方法。根據本發明實施例，微型印刷圖案(micro printing patterns)可被有效形成，且製程的步驟可以減少以節省製造成本。此外，可以輕易地調整圖案的深度與寬度比值，而提高均勻性和避免在印刷圖案區域內塌陷。因此，本發明提供一種增強耐用性的印刷版。
根據本發明實施例，使用印刷版形成微型印刷圖案可採用間接的印刷方法，其中印刷版可用來印刷各種電子電路和圖案。因此，具有較高的準確性微型圖案可由簡單的流程所形成，從而節省製造成本和提高可靠度。
根據本發明實施例，一印刷版可由在感光樹脂及使用金屬或玻璃模具的熱固性樹脂上進行壓印(imprinting)所形成。因此，可以用較簡易的步驟提供一種具有不同寬度或不同深度的微型圖案，從而降低製造成本。
根據本發明實施例，一作用層(functional layer)可以是在印刷圖案上的感光樹脂所形成。該作用層可保護印刷圖案免於遭受污染，並提高印刷油墨和印刷圖案之間的匹配特性，以提高印刷品質。此外，該作用層可允許印刷版進行大尺寸微型圖案的印刷。
本發明的實施例提供一種印刷版。該印刷版包括一基板，具有一第一表面和相對於該第一表面的一第二表面；及一樹脂層，具有複數個印刷圖案在該基板的該第一表面上。
藉由使用一感光樹脂作為該樹脂層的照光圖案化(illumination pattern)的方式或是雷射曝光(laser writing)的方式，可以形成不同結構且高精準度的印刷圖案。
因此，本發明可以形成具統一形狀或含有不同的深度與寬度的印刷圖案。此外，介於該樹脂層和該基板之間的一黏著層可增強附著力，且該印刷圖案上可形成用來保護的一作用層，因而加強了可靠性。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明和各式特徵及結構將參照下文以及附加圖式說明。其中，相同特徵將標以相同標號，且不再予以贅述。此外，”第一”和”第二”的用語被用來描述各種元件但並不限定本發的該些用語，因此不應被解釋為元件說明的限制，該些用語僅用於辨別元件。
根據本發明的實施例，一種印刷版包括一第一表面和相對於該第一表面的一第二表面。該印刷版的該第一表面包括一樹脂層，該樹脂層表面具有複數個印刷圖案。印刷版的各種結構將詳述如下。
圖2和圖3繪示根據本發明實施例之印刷版的結構。請參考圖2，一印刷版包括一第一印刷圖案123和一第二印刷圖案132，藉由圖案化在一基板110上的一第一感光樹脂層120所形成。第一印刷圖案123和第二印刷圖案132彼此間具有不同深度與寬度。第一印刷圖案123是一參考圖案(reference pattern)，而第二印刷圖案132是一最小圖案(minimum pattern)。根據一實施例，可形成如圖2所示更多的印刷圖案，其彼此間具有不同深度與寬度。
根據實施例，一印刷圖案的一線寬(line width)和一深度之一比例為1：(0.5~4)。
雖已說明第一印刷圖案123的深度與第一感光樹脂層120的厚度相同，但本發明的實施例並不限定於此。並且根據實施例，第一印刷圖案123的深度可小於第一感光樹脂層120的厚度。根據一實施例，第二印刷圖案132的深度可小於第一感光樹脂層120的厚度。根據一實施例，第一印刷圖案123的深度d1和寬度W1可大於第二印刷圖案132的深度d2和寬度W2。
根據實施例，一作用層(functional layer)140可由一金屬材料，其選自由鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、和鎳(Ni)；一有機材料，其選自由聚對二甲苯(Parylene)和聚四氟乙烯(Telfon)；或一無機材料，其選自由氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)和類鑽碳(diamond-like carbon)所形成。作用層140在基板110與印刷圖案123、132上。
圖3結構所示與圖2所示的結構，除了第一印刷圖案123的結構有不同外，其他材料和印刷圖案相同。此結構的特點差異源自於不同的製程，如圖5所示。
首先，形成第一圖案的下部，然後第二圖案。第一印刷圖案123上部的寬度W1大於下部的寬度W1’，以最大化對準效率(alignment efficiency)。根據實施例，寬度W1和寬W1’的差異可能介於5μm至20μm之間的範圍。
圖4和圖5繪示本發明一實施例之製造印刷版的步驟。
請參考圖4和5，將說明製造一印刷版的過程。
在製造過程中可能會以不同方式實施，其取決於在基板上形成感光樹脂層以及在樹脂層上形成印刷圖案的方法。
請參考圖4，製作流程包括：提供一第一感光樹脂在一基板上並曝光後形成一第一圖案的一下部；提供一第二感光樹脂在該第一感光樹脂上並進行曝光後形成該第一圖案的一上部以及一第二圖案；然後將第一感光樹脂和第二感光樹脂同時地進行顯影以形成第一圖案和第二圖案。
舉例來說，該印刷圖案可同時藉由執行感光樹脂的塗覆(application)和曝光以及在形成該第二圖案後執行批次顯影而完成。但本發明的實施例不限於此。根據實施例，曝光與顯影步驟可依各感光樹脂層分開進行，以形成印刷圖案。
在步驟S1，提供一感光樹脂於一基板110上以形成一第一感光樹脂層120。
基板110可使用任何類型的材料，其只要能允許表面具有平坦性(surface flatness)、大尺寸、和相似的熱膨脹係數，即使在轉印後。舉例來說，根據實施例，基板110可以是玻璃、聚合物，例如PC、PMMA或PET或金屬。
根據實施例，感光樹脂可使用一般旋轉塗佈(spin coating)或狹縫式塗佈(slit coating)所形成。各種材料，例如光阻(photoresist)、乾膜光阻(dry film resists)或紫外光固化樹脂(UV cured resins)，亦可被用來作為感光樹脂。此外，任何有感光特性的材料，例如：環氧基(epoxy-based)、聚酰亞胺基底(polyimide-based)和酚醛基(Novolak-based)的樹脂，也可被用來作為感光樹脂。
此後，在步驟S2，第一感光樹脂層120曝光後，形成第一圖案的下部。一雷射曝光(laser writer)L可用於圖案化。根據一實施例，藉由曝光來圖案化後立刻進行顯影，可完成第一圖案的下部。然而，在本實施例中，也可執行曝光步驟。雖然本實施例敘述使用負感光材料，在無雷射光照射的部份形成圖案。根據本實施例，圖案化過程中也可以使用正感光材料形成圖案，其方式與負感光材料相反。
在步驟S3，提供一感光材料於已圖案化第一感光樹脂層以形成第二感光樹脂層130。
此後，在步驟S4，對第二感光樹脂層130執行第二次曝光以以形成第二圖案131及第一圖案的上部122。
在步驟S5，沒有曝光的部分，顯影後移除，即完成具有第一圖案123和第二圖案132的印刷版。如圖4所示，第一圖案123比第二圖案132具有較大的寬度和深度。根據一實施例，每一第一圖案和第二圖案的寬度和深度之比例為1：(0.5～1.4)。
在步驟S6，一作用層140形成於第一圖案和第二圖案上。作用層140由下列材料所形成，例如：金屬材料，選自鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、和鎳(Ni)；有機材料，選自聚對二甲苯(Parylene)和聚四氟乙烯(Telfon)；或無機材料，選自氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)和類鑽碳(diamond-like carbon)，作用層140可透過旋轉塗佈(spin coating)、噴灑塗佈(spray coating)、濺鍍(sputtering)、化學氣相沉積(CVD)等方式形成。作用層140可以增加印刷圖案的耐用性和印刷特性。根據一實施例，作用層140可以是一種材料，例如：非晶矽(a-Si)、氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)。
如上所述的製造過程所形成的圖案，可以透過在感光樹脂上進行微影製程，其優點在於可輕易地形成微型圖案(micro patterns)，同時和傳統的濕式/乾式蝕刻方法相比，可以減少製程的步驟，因此可以製造低成本的印刷版。此外，與目前藉由用隨機不顯影的方式調整圖案深度的方法，根據本發明實施例的方式可較簡易調整圖案的深度與寬度的比值、可提高深度的均勻性、可防止印刷版在微型圖案區域塌陷，從而提高耐用性。
圖5繪示根據本發明一實施例之製造印刷版的流程。
請參考圖5，圖4所示的實施例：執行圖案化程序是透過感光樹脂層的曝光，而圖5的方式是使用光罩進行圖案化。
詳言之，在步驟P1，在一基板110上形成一第一感光樹脂層120。在步驟P2，一第一圖案的下部121是透過曝光系統(例如：UV曝光系統)，使用一光罩當中介層所形成。在步驟P3，在下部121和第一感光樹脂層120上形成一第二感光樹脂層130。然後，使用光罩M來圖案化第一圖案的上部122和一第二圖案131。在執行曝光程序時，圖案是否對齊是很重要的。因此，根據一實施例，第一圖案的下部121可設計為小於該第一圖案的上部122，以提高製程的裕度(margin)。
然後，在步驟P5，第一和第二感光材料層是同時曝光，且同時完成第一圖案123和第二圖案132。如圖5所示，當該第一圖案的一下部設計成窄於該第一圖案的上部(步驟P4)用於提高對準效率，當預定階梯步驟的部分(predetermined step portions)Q形成在第一圖案123g上。在此情況下，該當第一圖案的上一下部和下上部的有寬度具有差異的不同。例如，下部比要窄於上部窄。該寬度的差異範圍介於5μm至20μm。
此後，在步驟P6中，形成一作用層140，因此完成一印刷版。在本實施例中，第一圖案123具有比第二圖案132較大的寬度和深度。根據一實施例，如圖3所示的實施例，每個圖案的寬度和深度之比例為1：(0.5~1.4)。根據本實施例，形成作用層的步驟、材料、感光材料可以是和圖3所示的實施例相同，因此，重複的描述將省略說明。
圖6根據本發明一實施例實際完成之印刷版的影像
根據本發明實施例的製造印刷版的方法，本發明可配置微型圖案，其比傳統使用濕蝕刻的製造印刷版方法更有效率，且可實現一較高的縱橫比(A/R,Aspect ratio)。根據本發明實施例的方法可以解決發生在執行傳統的濕蝕刻時最小寬度損失的問題，因此可以輕易地實現微型圖案，且可增加每一微型圖案的寬度和深度之比例以提高轉印特性(transfer characters)。
此外，根據本發明實施例的製造印刷版的方法，本發明的實施例和藉由在一材料膜上執行乾蝕刻的製造印刷版方法相比較下，可以簡化步驟，並且節省製造成本。此外，根據本發明實施例的方法是使用平版印刷術(lithography)形成印刷圖案，因此可實現高的圖案準度。
詳言之，由於印刷圖案是透過圖案化一感光樹脂所形成的，微型圖案可以有效地形成，且減少流程步驟，從而節省製造成本。此外，每一圖案的深度與寬度的比值可容易地調整，因此可以提高深度的均勻性。因此，可防止印刷版在微型圖案區域的塌陷，從而提高耐用性。
圖7繪示根據本發明一實施例之印刷版的結構。
請參考圖7，一印刷版包括形成在一基板210上的感光樹脂層221、231，和透過圖案化感光樹脂層的複數個印刷圖案223、233，且其彼此間具有不同寬度和深度。
基板210可使用任何類型的材料，其只要能允許表面具有平整性、大尺寸、轉印後有相似的熱膨脹係數。舉例來說，根據實施例，基板210可以是玻璃、聚合物，例如PC、PMMA或PET或金屬。為了保持圖案化的精準度，基板可具有的熱膨脹係數係在一轉印基板的熱膨脹係數之2倍範圍內。
雖然已說明形成兩層感光樹脂層221、231，但本發明並非限於此。根據一實施例，可形成兩層以上的感光樹脂層，其包括的印刷圖案至少有兩種不同深度。在本實施例中，在基板上的感光樹脂層被稱為“第一感光樹脂層221”，其它形成在第一感光樹脂層221上的感光樹脂層被稱為“第二感光樹脂層231”。根據一實施例，第一和第二感光樹脂層可使用一般旋轉塗佈或狹縫式塗佈。各種材料，例如光阻(photoresist)、乾膜光阻(dry film resists)或紫外光固化樹脂(UV cured resins)，亦可作為第一和第二感光樹脂層。此外，任何具有感光材料的特性也可採用來作為第一和第二感光樹脂層。
至少有兩個或以上的印刷圖案，例如：具有不同的寬度和深度的印刷圖案223和233，可以透過感光樹脂層221和231的圖案化所形成。根據一實施例，其包括至少一第一圖案223具有參考寬度f和至少一第二圖案233具有一最小微型圖案寬度e，其中參考寬度f指形成在基板上圖案的寬度。根據一實施例中，第二圖案的深度可小於第一圖案的深度。
第二圖案233可形成在第二感光樹脂層231中。雖然顯示出第二圖案233的厚度T1與第二感光樹脂層231的厚度相同，厚度T1是可以小於第二感光樹脂層231的厚度。
第二圖案233的寬度e和第二感光樹脂層231的寬度d可滿足下列公式1：
[公式1]
根據一實施例，第二感光樹脂層的厚度d可以大於第二圖案233的寬度e多過於50%。換句話說，第二感光樹脂層可具有多過於第二圖案233的寬度e的2倍厚度。
第一圖案223可形成在第一和第二感光樹脂層中。第一圖案223的深度比第二圖案233更深。雖然圖7繪示的第二圖案233的深度T2與第一和第二感光樹脂層的厚度的總合(sum)相同，第二圖案233的深度T2可小於第一和第二感光樹脂層厚度的總合。
第一感光樹脂層的厚度c相對於第二感光樹脂層的厚度d與第二圖案的寬度e滿足下列公式2：
[公式2]
根據一實施例，形成的第一感光樹脂層221的厚度c大於介於第二感光樹脂層的厚度d與第二圖案一半的寬度e之間的差異值。
根據一實施例，第二圖案的寬度e可在1μm至50μm之間，例如：5μm至25μm之間。
根據一實施例，第二感光樹脂層的厚度d範圍從2.5μm到12.5μm之間，第一感光樹脂層的厚度c的可等於或大於1.25μm。
具有寬度f的第一圖案可形成作為一參考圖案於第一和第二感光樹脂層中，而具有寬度e的第二圖案可形成在第二感光樹脂層中，其中該第二圖案小於該第一圖案。該第一圖案的寬度f和該第二圖案的寬度e滿足下列公式3：
f1.5×e
圖8和圖9繪示根據本發明一實施例之製造印刷版的流程。製造印刷版的步驟請參考圖8和圖9。
請參考圖8，在一基板上形成至少一或多層感光樹脂層，且感光樹脂層圖案化後形成印刷圖案。
詳言之，第一步驟(Q1)執行清洗程序以除去基板210的污染物。然後，在基板210上形成一第一感光樹脂層220(Q2)。舉例來說，用於第一感光樹脂層220的合成物(composition)可使用旋轉塗佈或狹縫式塗佈而塗佈在基板220上，然後透過一熱處理來半固化。
接著，在第一感光樹脂層220上形成一第二感光樹脂層230，再經過一熱處理(Q3)。
在步驟Q4，使用一光罩M對於第二感光樹脂層230進行曝光後以形成一第二圖案233。根據一實施例，一第一圖案的上部223a與第二圖案233可以是同時形成的。
在步驟Q5，使用一光罩對於第二感光樹脂層230進行曝光後，形成第一圖案223，其寬度超過參考圖案的寬度f。
透過上述的過程，可以形成具有不同寬度和深度印刷圖案的一印刷版。
圖9繪示與圖8不同的製造印刷版的流程。
請參閱圖9，一基板清洗步驟T1和一第一感光樹脂層的形成過程T2與圖8所示的步驟Q1和Q2相同或大致相同。如圖9所示，以一光罩取代第二感光樹脂層230對感光樹脂層220進行圖案化，而形成一第一圖案的下部223b(步驟T3)。
此後，在第一感光樹脂層221上形成一第二感光樹脂層230，然後使用一光罩進行曝光顯影以形成一第二圖案233，同時完成第一圖案223(步驟T4和T5)。
雖然上述實施例是以使用光罩進行曝光顯影來作圖案化的說明，圖案化的步驟也可以使用雷射曝光(laser writer)進行。
圖10繪示根據本發明一實施例之印刷版的結構。
請參閱圖10，一印刷版包括一樹脂層320，其具有至少一或多個不同深度的印刷圖案。例如，樹脂層320可包括複數個不同深度T1、T2的印刷圖案，其中深度T1是最深圖案P1的深度。形成的圖案P1的深度T1小於樹脂層320的厚度，因此在樹脂層320的下部形成沒有印刷圖案的基底樹脂層320A。基底樹脂層320A可增加該基板和該樹脂層之間的黏著力。根據一實施例，該基底樹脂層的厚度T3可在1μm至30μm之間。
根據一實施例中，樹脂層320可由環氧樹脂、感光樹脂、紫外光固化樹脂和熱固性樹脂的其中之一者所形成。根據一實施例，一作用層(圖未示)由下列材料所形成，例如：金屬材料，選自鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、和金(Au)；有機材料，選自聚對二甲苯(Parylene)和聚四氟乙烯(Telfon)；或無機材料，選自氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)和類鑽碳(diamond-like carbon)。在印刷圖案320上的作用層可以增加印刷圖案的耐用性。
圖11和圖12繪示本發明一實施例之製造印刷版的步驟。
本實施例著重在用於製造電子基板和液晶顯示裝置的印刷版。特別是，實施例提供了一種製造印刷版的方法，其印刷版具有至少有一或多個圖案印刷，且透過壓印方式在基板上圖案化一樹脂層，以及該方法所製造的結構。
請參考圖11和圖12，根據本發明實施例之製造印刷版的流程包括：在一基板上形成一樹脂層，且藉由具有模型圖案(mold patterns)的一模具對該樹脂層執行壓印以形成印刷圖案，其中該模型圖案彼此的深度是不同的。
詳言之，如圖11所示。一樹脂層320形成在基板310上(步驟U1)。
基板310可使用任何類型的材料，其只要能允許表面具有平整度、大尺寸、轉印後有相似的熱膨脹係數。舉例來說，根據實施例，基板310可以是玻璃、聚合物，例如PC、PMMA或PET或金屬。
樹脂層320可由環氧感光樹脂、聚酰亞胺基感光樹脂(polyimide-based photosensitive resin)、紫外光固化樹脂和熱固性樹脂的其中之一者所形成，其中紫外光固化樹脂包括胺基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、環氧丙烯酸(epoxy acrylate)、矽質丙烯酸酯(silicon acrylate)和聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)、epoxy vinyl ether。圖13繪示使用熱固性樹脂的例子，圖12繪示以塗佈的方式使用紫外光固化樹脂(UV-cured resin)或液態感光樹脂(photosensitive resin liquid)形成該樹脂層的流程。該樹脂層的形成可藉由液態材料，例如液態感光樹脂可藉由旋轉塗佈或狹縫式塗佈的方式進行、以及可以使用各式材料，例如光阻(photoresist)、乾膜光阻(dry film resists)或紫外光固化樹脂(UV cured resins)。此外，亦可使用具有感光特性的材料，例如環氧基(epoxy-based)、聚酰亞胺基底(polyimide-based)和酚醛基(Novolak-based)的樹脂層，也可藉由塗佈來形成。之後的步驟可以是相同的，其步驟請參閱圖11。
在步驟U2中，使用具有不同深度的模型圖案壓印該樹脂層320。模具330可包括一玻璃模具或一金屬模具。金屬模具可由鎳、鉻或金所形成。
根據一實施例，模型圖案的深度是有尺寸大小的區別，因此可以在樹脂層320的下表面提供一基底層320A。例如，樹脂層320被壓印後，模型圖案有不同的深度，具有最深的模型圖案331未穿透樹脂層320，如此以留下樹脂層的一較底層(a lower layer)(以下簡稱：基底樹脂層)。基底樹脂層320A的存在可提高對基板310的附著力。根據一實施例，基底樹脂層320A可在1μm至30μm之間。
在步驟U3中，從樹脂層320將模具330移除。
在步驟U4中，在樹脂層320上形成一作用層340。根據一實施例，一作用層(圖未示)可由下列材料所形成，例如：金屬材料，選自鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎳(Ni)和金(Au))；有機材料，選自聚對二甲苯(Parylene)和聚四氟乙烯(Telfon)；或無機材料，選自氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)和類鑽碳(diamond-like carbon)，作用層可透過旋轉塗佈、噴灑塗佈、濺鍍、或化學氣相沉積等方式形成在樹脂層320上。該作用層可以增加印刷圖案的耐用性和印刷特性。因此，取決於印刷過程，作用層的表面能量與基板的表面能量可以相等或大致相等。舉例來說，可以使用具有良好的轉印特徵的矽基材，例如：非晶矽(a-Si)、氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)。
以上所述形成圖案的製造過程是藉由在感光樹脂上執行壓印，因此，其具有的優點是微型圖案可以較容易形成，與傳統的濕/乾刻蝕方法相比，可減少流程，從而提供較低成本的印刷版。此外，與目前藉由用隨機不顯影的方式調整圖案深度的方法，根據本發明實施例的方式可較簡易調整圖案的深度與寬度的比值、可提高深度的均勻性、可防止印刷版在微型圖案區域塌陷，從而提高耐用性。此外，一單一的壓印過程可以製造有不同的深度及寬度的圖案。基底樹脂層其為樹脂層的一較底層(a lower layer)可提高與基板的附著力。
下面將描述本發明另一實施例之印刷版的結構與製造印刷版的步驟。
本實施例的焦點在提供一種具有微型印刷圖案的印刷版，其中一作用層係塗佈在使用感光樹脂層的印刷圖案上以保護印刷圖案和增加油墨印刷的匹配性，從而增加提高印刷品質。
圖13繪示本根據發明一實施例之製造印刷版的流程。
請參閱圖13，本發明一實施例之印刷版可透過以下的方法製造。
為製造印刷版，在一基板上形成一感光樹脂層，透過照光圖案化(illumination pattern)的方式在該感光樹脂層上形成印刷圖案，且在該基板或該印刷圖案上形成一作用層。
詳言之，在步驟W1中，準備用於一印刷版的一基板410，且清洗該基板的表面以除去污染物。基板410可使用任何類型的材料，其只要能允許表面具有平整度、大尺寸、轉印後有相似的熱膨脹係數。舉例來說，根據一實施例，基板410可以是玻璃、聚合物，例如PC、PMMA或PET或金屬。為了保持圖案的精準度，基板的熱膨脹係數是轉印基板熱膨脹係數的4倍之內。
接下來，在步驟W2中，在基板上410上形成一感光樹脂層420。一般來說，感光樹脂可使用塗佈一樹脂層，例如：光阻樹脂、乾膜光阻薄膜薄膜(dry film resist film)或紫外光固化樹脂薄膜(UV cured resins film)，在基板410上後經過熱處理進行半固化。一般塗佈的方法，可以是旋轉塗佈或狹縫式塗佈。
在步驟W3中，藉由照光圖案化(illumination pattern)的方式形成印刷圖案。
這裡所指的”照光圖案化”的方式，是指透過光線照射感光樹脂層，形成印刷圖案。舉例來說，照光圖案化的過程包含微影製程(photolithography)或雷射曝光(laser writer)形成圖案化的流程。如圖13所示，透過使用光罩M，將感光樹脂層進行曝光顯影後，將形成一印刷圖案421。根據本實施例，印刷圖案421的最小寬度在1μm到20μm之間。
此後，在步驟W4中，塗佈一作用層430在印刷圖案421上，且暴露基板的表面。
該作用層塗佈方式可以是濕式塗佈(wet coating)，例如：噴灑塗佈(spray coating)或旋轉塗佈(spin coating)；或乾式塗佈(dry coating)，例如：濺鍍(sputtering)或化學氣相沉積(CVD)。根據一實施例，進行乾式塗佈可以避免污染，且確保薄膜的均勻性。
根據感光樹脂層和基板的特徵，該作用層可由下列多種不同材料之至少其一所形成，舉例來說，不同材料可以是選自由一金屬材料、一有機材料、一無機材料和有機/無機的混合材料(hybrid materials)的其中之一或二或以上的組合。舉例來說，有機材料可以是聚對二甲苯(Parylene)、聚四氟乙烯(Telfon)或聚酰亞胺(Polyimide)的其中之一或二或以上的組合。無機材料可以是氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、類鑽碳(diamond-like carbon)、氧化鈦(TiO2 )或氧化鈰(CeO2 )的其中之一或二或以上的組合。混合材料可以是一複合材料，由矽烷(silane)與一烷基樹脂(alkyl-based resin)的化學鍵結得到，或是一化合物，由矽氧烷化合物(alkoxy silane)反應所得到。
作用層430保護從感光樹脂形成的印刷圖案，並容許印刷油墨的延展性(spreadability)。可使用清洗印刷版的各類化學品，而雖然不可能發展出一種可以對抗所有化學品的感光樹脂抗化學劑(chemical-resistant)。因此，藉由在感光樹脂層上塗佈一抗化學物質作用層，可避免化學品破壞印刷圖案。
如上所述，該作用層也提高了印刷油墨的延展性。印刷版的表面能量需要進行控制，以使油墨印刷或膠漿(paste)在各種溶劑中有良好的擴散。因此，從作用層選擇適當的材料可以確保匹配特性(matching characteristics)。
圖14繪示本根據發明一實施例之印刷版的結構。
參考圖14，在一基板上形成具有預定圖案的一感光樹脂膜(photosensitive resin film)。詳言之，印刷圖案531形成在一透明基板510上的感光樹脂層。印刷圖案531包括凸出圖案和凹陷圖案。凸出圖案可以是環氧基(epoxy-based)、聚酰亞胺基底(polyimide-based)或酚醛基(Novolak-based)的材料。
根據一實施例，該些印刷圖案的深度d和寬度w的比例在(1～4)：1的範圍內。在透明基板510和印刷圖案531中間的一黏著材料層520可以增加黏著性。根據一實施例，黏著材料層可以是由一感光樹脂或一金屬所形成。
詳言之，黏著材料層可以選自由金、鎳、銅、鋁、鋅、鐵、鈷、鎢、錫、磷、鉻、或矽、一金屬氧化物，例如CrOx、CrCOx或SiOx、或一金屬氮化物，例如CrN、CrCON或SiNx的任何一者所形成。
根據一實施例，一作用層可形成在印刷版的頂端。該作用層可以是由鉻、鎳、金、聚對二甲苯、非晶矽(a-Si)、氧化矽和氮化矽的其中之一或多個所形成。該作用層可提高可以增加印刷圖案的耐用性和印刷特性。根據一實施例，作用層可以是使用具有良好的轉印(transfer)特徵的矽基材，例如：非晶矽(a-Si)、氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)。
圖15和圖16根據本發明一實施例之製造印刷版的流程。
在製造過程中一印刷版可包括形成一感光材料層在一透明基板上和藉由照光(illumination)在該感光材料層形成複數個印刷圖案。該流程亦可包括形成一作用層以提高耐用性和印刷性。
製造流程將參照圖15詳細說明。
在步驟Z1到Z3中，一黏著材料層520形成在一基板510上，且一感光材料層530形成在黏著材料層520上。該黏著材料層520可以增加基板510和感光材料層530的附著力。
根據一實施例，基板510可以是一種透明材料，例如透明玻璃。
根據一實施例，感光材料層530可藉由塗佈一樹脂而形成，例如：環氧基(epoxy-based)、聚酰亞胺基底(polyimide-based)和酚醛R基(Novolak-based)在該基板上。根據一實施例，黏著材料層520可由感光樹脂或金屬所形成。例如，可以塗佈一低黏度感光樹脂在該基板上，且其表面曝光後可形成黏著材料層。
之後，感光材料層530是透過照光圖案化(illumination pattern)的方式形成印刷圖案531。這裡所指的”照光圖案化”的方式，是指透過光線照射感光樹脂層，形成印刷圖案。舉例來說，該照光圖案化包括使用光罩的微影製程(photolithography)或使用雷射曝光(laser writer)的圖案化製程。
例如，印刷圖案531可以藉由使用光罩(Z41)°進行曝光顯影製程，或藉由使用雷射曝光L2(Z42)。根據一實施例，考量印刷圖案531的凸出圖案和凹陷圖案，印刷圖案的深度d與寬度w的比例在(1～4)：1(參考圖14)。
之後，一作用層540可以形成在該些印刷圖案531上，用以提高耐用性和印刷性。根據一實施例，該作用層可以是由表面能量與具有印刷材料的基板之表面能量相等之一材料所形成。例如，作用層可以是由鉻、鎳、金、聚對二甲苯、非晶矽(a-Si)、氧化矽、或氮化矽的其中之一或多個所形成。
圖16為圖14所示的印刷版的影像。
根據本發明實施例的製造印刷版的方法與傳統的濕蝕刻相比，本發明可形成較精巧的微型印刷圖案和高縱橫比。舉例來說，本發明實施例針對在濕蝕刻常見的最小寬度損失問題，以容許實現微型印刷圖案且可增加一深度之寬度，和微型印刷圖案之寬度以提高圖案的轉印特性。
與傳統製造印刷版的濕蝕刻相比，本發明製造印刷版的流程可以簡化，以降低製造成本。此外，由於是使用微影製程形成印刷圖案，可以實現具有較高精準度的印刷版。
根據本發明實施例，微型印刷圖案可被有效形成，且製程的步驟可以減少以節省製造成本。此外，可以輕易地調整圖案的深度與寬度比值，而提高均勻性和避免在印刷圖案區域內塌陷。因此，本發明提供一種增強耐用性的印刷版。
根據本發明實施例，使用印刷版形成微型印刷圖案可採用間接的印刷方法，其中印刷版可用來印刷各種電子電路和圖案。因此，具有較高的準確性微型圖案可由簡單的流程所形成，從而節省製造成本和提高可靠度。
根據本發明實施例，一作用層(functional layer)可以是在印刷圖案上的感光樹脂所形成。該作用層可保護印刷圖案免於遭受污染，並提高印刷油墨和印刷圖案之間的匹配特性，以提高印刷品質。此外，該作用層可允許印刷版進行大尺寸微型圖案的印刷。
特別是，相較於傳統的濕蝕刻相比，本發明可以實現具有高縱橫比的精巧微型圖案。此外，本發明步驟相較於傳統之乾蝕刻而言更加簡易，從而節省製造成本。另外，微影製程可提供圖案具有較高的準確性。
雖然參考本發明示範實施例而特別顯示和描述本發明，熟習此項技藝者應理解，在不偏離本發明的精神及範疇及下列申請專利範圍的定義內，在形式和細節上可有各種變化。
100．．．覆蓋層
110‧‧‧第一透明絕緣基板
110‧‧‧第一透明絕緣基板
120‧‧‧第一感光樹脂層
121‧‧‧下部
122‧‧‧上部
123‧‧‧第一印刷圖案
130‧‧‧第二感光樹脂層
131‧‧‧第二圖案
132‧‧‧第二印刷圖案
140‧‧‧作用層
210‧‧‧基板
220‧‧‧第一感光樹脂層
230‧‧‧第二感光樹脂層
221‧‧‧第一感光樹脂層
231‧‧‧第二感光樹脂層
223‧‧‧第一印刷圖案
223a‧‧‧上部
223b‧‧‧下部
233‧‧‧第二印刷圖案
310‧‧‧基板
320‧‧‧樹脂層
330‧‧‧模具
320A‧‧‧基底樹脂層
331‧‧‧模型圖案
340‧‧‧作用層
410‧‧‧基板
420‧‧‧感光樹脂層
421‧‧‧印刷圖案
430‧‧‧作用層
510‧‧‧透明基板
520‧‧‧黏著材料層
530‧‧‧感光材料層
531‧‧‧印刷圖案
540‧‧‧作用層
a1‧‧‧印刷圖案
a2‧‧‧光阻圖案
c‧‧‧厚度
d‧‧‧厚度
d1‧‧‧深度
d2‧‧‧深度
e‧‧‧寬度
f‧‧‧寬度
w‧‧‧寬度
w1‧‧‧寬度
W1’‧‧‧寬度
w2‧‧‧寬度
Q‧‧‧部分
T1‧‧‧厚度
T2‧‧‧厚度
T3‧‧‧厚度
M‧‧‧光罩
P1‧‧‧圖案
P2‧‧‧圖案
L、L1、L2‧‧‧雷射曝光
S1~S6‧‧‧流程步驟
P1~P6‧‧‧流程步驟
Q1~Q5‧‧‧流程步驟
T1~T5‧‧‧流程步驟
U1~U4‧‧‧流程步驟
V1~V4‧‧‧流程步驟
W1~W4‧‧‧流程步驟
Z1~Z6‧‧‧流程步驟
圖1繪示根據習知技術之製造印刷版的方法；
圖2和圖3繪示根據本發明實施例之印刷版的結構；
圖4和圖5繪示根據本發明一實施例之製造印刷版的流程；
圖6根據本發明一實施例實際完成之印刷版的影像；
圖7繪示根據本發明一實施例之印刷版的結構；
圖8和圖9繪示根據本發明一實施例之製造印刷版的流程；
圖10繪示本發明一實施例之印刷版的結構；
圖11和圖12繪示根據本發明一實施例之製造印刷版的流程；
圖13繪示本根據發明一實施例之製造印刷版的流程；
圖14繪示本根據發明一實施例之印刷版的結構；以及
圖15和圖16根據本發明一實施例之製造印刷版的流程。
110‧‧‧第一透明絕緣基板
120‧‧‧感光樹脂層
123‧‧‧第一印刷圖案
132‧‧‧第二印刷圖案
d1‧‧‧深度
d2‧‧‧深度
Q‧‧‧部份
W1‧‧‧寬度
W1’‧‧‧寬度
W2‧‧‧寬度

Claims (33)

  1. 一種印刷版，包括：一基板；以及一樹脂層，具有複數個印刷圖案，並包括位於該基板上之一第一感光樹脂層以及位於該第一感光樹脂層上之一第二感光樹脂層，其中該些印刷圖案包括形成於該第一感光樹脂層及該第二感光樹脂層上之一第一圖案與形成於該第二感光樹脂層上之一第二圖案。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之印刷版，其中該樹脂層係由一光阻(photoresist)、一乾膜光阻(dry film resist)、一紫外光固化樹脂(UV-cured resin)、一環氧樹脂(epoxy resin)、以及一熱固性樹脂(thermosetting resin)的其中之任一者所形成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之印刷版，其中該些印刷圖案具有不同的深度或寬度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之印刷版，其中該第一圖案包括至少一參考圖案、至少一最小圖案及階梯部分。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之印刷版，其中該參考圖案的一深度和一寬度分別大於該最小圖案的一深度和一寬度。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之印刷版，其中該些印刷圖案的 一寬度和一深度之一比例為1：(0.5~4)的範圍。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之印刷版，其中該參考圖案的一上部之一寬度W1大於該參考圖案的一下部之一寬度W1’。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之印刷版，其中該參考圖案的一上部之一寬度W1與該參考圖案的一下部之一寬度W1’之差異範圍介於5μm到20μm之間。
  9. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之印刷版，更包括：一作用層，位於該基板或該些印刷圖案的一暴露表面上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之印刷版，其中該作用層由選自金屬材料包括鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、或鋁(Al)中的任一者或兩者或以上的組合所形成；選自有機材料包括聚對二甲苯(Parylene)、聚四氟乙烯(Telfon)或聚酰亞胺(Polyimide)中的任一者或兩者或以上的組合所形成；選自無機材料包括氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、類鑽碳(diamond-like carbon)、氧化鈦(TiO2 )或氧化鈰(CeO2 )中的任一者或兩者或以上的組合所形成；選自一複合材料由矽烷(silane)與一烷基樹脂(alkyl-based resin)的化學鍵結得到；或一化合物由矽氧烷化合物(alkoxy silane)反應得到。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之印刷版，其中該最小圖案的一深度小於該參考圖案的一深度。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之印刷版，其中該最小圖案形成在該第二感光樹脂層中且其中該第二感光樹脂層的一厚度d和該最小圖案的一寬度e滿足下列公式1：d½ *e。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之印刷版，其中該參考圖案是形成在該第一感光樹脂層和該第二感光樹脂層中且其中該第一感光樹脂層的一厚度c滿足下列公式2：cd-½ * e(其中d是指該第二感光樹脂層的厚度而e是指該最小圖案的寬度)。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之印刷版，其中該參考圖案的一寬度f滿足下列公式3：f1.5 * e(其中e是指該最小圖案的寬度)。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之印刷版，其中該最小圖案的一寬度e介於1μm到50μm之間的範圍。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之印刷版，其中該第一感光樹脂層的一厚度c大於1.25μm，且該第二感光樹脂層的一厚度d介於2.5μm到12.5μm之間的範圍。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之印刷版，其中該樹脂層包括一基底樹脂層，形成在無印刷圖案處，其中該基底樹脂層的一厚度介於1μm到30μm之間的範圍。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之印刷版，更包括：一作用層，位於該印刷圖案上，其中該作用層由選自 金屬材料包括鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、或鋁(Al)中的任一者或兩者或以上的組合所形成；選自有機材料包括聚對二甲苯(Parylene)、聚四氟乙烯(Telfon)或聚酰亞胺(Polyimide)中的任一者或兩者或以上的組合所形成；選自無機材料包括氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、類鑽碳(diamond-like carbon)、氧化鈦(TiO2 )或氧化鈰(CeO2 )中的任一者或兩者或以上的組合所形成；選自一複合材料由矽烷(silane)與一烷基樹脂(alkyl-based resin)的化學鍵結得到；或一化合物由矽氧烷化合物(alkoxy silane)反應得到。
  19. 如申請專利範圍第1項所述之印刷版，更包括：一黏著材料層(adhesive material layer)，位於該基板和該樹脂層之間，其中該樹脂層是一感光材料層。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之印刷版，其中該黏著材料層是由一感光樹脂；一金屬材料選自由金、鎳、銅、鋁、鋅、鐵，鈷，鎢，錫、磷、鉻、和矽；一選自由該些金屬材料的氧化物；或一選自由該些金屬材料的氮化物所形成。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之印刷版，其中該印刷圖案的一深度d和一寬度W比值為(1~4)：1的範圍。
  22. 一種印刷版製造方法，包括：形成一樹脂層，其包括位於一基板上之一第一感光樹脂層及位於該第一感光樹脂層上之一第二感光樹脂層；以 及形成複數個印刷圖案於該樹脂層上，其中該些印刷圖案的形成包括：形成一第一圖案於該第一感光樹脂層及該第二感光樹脂層上，以及形成一第二圖案於該第二感光樹脂層上。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之印刷版製造方法，其中該些印刷圖案係藉由彼此間具有不同的深度和寬度的該些印刷圖案所形成。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之印刷版製造方法，其中形成該些印刷圖案係藉由：將至少一該第一圖案及該第二圖案曝光及顯影。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之印刷版製造方法，其中形成該些印刷圖案係藉由：在該第一圖案中形成階梯部分。
  26. 如申請專利範圍第23項或第24項所述之印刷版製造方法，其中該最小圖案的深度小於該參考圖案的深度。
  27. 如申請專利範圍第22項所述之印刷版製造方法，其中形成該些印刷圖案乃藉由照光圖案化(illumination pattering)而形成，其中該樹脂層是一感光樹脂層。
  28. 如申請專利範圍第22項所述之印刷版製造方法，其中形成該些印刷圖案乃藉由使用具有多個模組圖案的一模具壓印 該樹脂層而形成，其中該些模組圖案彼此的深度不同。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之印刷版製造方法，其中該些印刷圖案包括至少一或多個彼此間具有不同深度的圖案，其中一基底樹脂層形成在該樹脂層的一下部並具有一厚度介於1μm至30μm之間，且其中在該基底樹脂層中無形成其他印刷圖案。
  30. 如申請專利範圍第27項或第28項所述之印刷版製造方法，更包括：在形成該些印刷圖案後，形成一作用層在該基板或該印刷版上。
  31. 如申請專利範圍第22項所述之印刷版製造方法，其中該樹脂層形成於該基板上係藉由：將一黏著材料層形成於該基板上並將該樹脂層形成於該黏著材料層上而形成。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之印刷版製造方法，其中該黏著材料層是由一感光樹脂、一金屬材料選自由金、鎳、銅、鋁、鋅、鐵，鈷，鎢，錫、磷、鉻和矽、該些金屬材料的一氧化物、或該些金屬材料的一氮化物所形成。
  33. 如申請專利範圍第32項所述之印刷版製造方法，更包括：形成一作用層於該印刷圖案上，其中該作用層由選自金屬材料包括鉻(Cr)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、或鋁(Al)中的任一者或兩者或以上的組合所形成；選自有 機材料包括聚對二甲苯(Parylene)、聚四氟乙烯(Telfon)或聚酰亞胺(Polyimide)中的任一者或兩者或以上的組合所形成；選自無機材料包括氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)、類鑽碳(diamond-like carbon)、氧化鈦(TiO2)或氧化鈰(CeO2)中的任一者或兩者或以上的組合所形成；選自一複合材料由矽烷(silane)與一烷基樹脂(alkyl-based resin)的化學鍵結得到；或一化合物由矽氧烷化合物(alkoxy silane)反應得到。
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