TWI407261B - 圖案化結構的製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種圖案化結構的製造方法，特別有關於一種利用熱轉寫裝置製造圖案化結構的方法。
顯示器面板持續朝大尺寸化及可撓性發展。為達到快速且精確製造效果，製造方法包括黃光顯影製程、雷射製程、噴墨印刷製程和熱寫頭(thermal print head)印刷製程。
傳統黃光顯影製程的優點為成熟的半導體主流技術，其製程複雜且自動化生產成本高。再者，CO2
雷射製程的優點為目前實際採用的製程技術，然而，其必須由一條圖案(pattern)由數條圖案組成，各條圖案之間有線痕跡，且生產速度慢，雷射熱源不穩定且品質不易控制。另一方面，噴墨印刷製程的優點為製造成本低，然而噴墨液滴不易塗佈所有材質，且液滴易揮發與易歪斜，導致圖案品質不穩之問題。
美國專利US 6,498,679，揭露使用紅外線CO2
雷射源加熱，製作圖案化位相延遲膜。每次雷射掃描只加工一條細線，由相鄰的複數條細線構成具相延遲差異的圖紋。
第1圖係顯示傳統微位相延遲(micro retarder)結構的分層示意圖。於第1圖中，一微位相延遲板14包括兩個不同位相延遲的區域14a(空白區域)和14b(斜線區域)，其中斜線區域14b是經過紅外線CO2
雷射加熱處理，而空白區
域14a則未經過雷射處理，形成交替相延遲不同區域的位相延遲板。微位相延遲板14的上、下側各包括一保護層10和18，分別藉由黏結層12和16與微位相延遲板14貼合。傳統微位相延遲板14的斜線區域14b是由雷射依序掃描多線形成，因而形成速率慢且雷射熱源不穩定，更有甚者，有線條痕跡及氣泡殘留。
因此，業界亟需一種速度快、熱能源集中以及影像清晰的圖案化結構的製造方法。
本發明提供一種圖案化結構的製造方法，包括：提供一材料層；以及以一多重熱寫頭將該材料層形成一圖案化區域和一非圖案化區域，其中該圖案化區域和該非圖案化區域具有不同的物理性質。
本發明另提供一種圖案化結構的製造方法，包括：提供一材料層；以及以一多重熱寫頭將該材料層轉移至一基板，以形成一圖案化區域於該基板上，其中該圖案化區域和該基板具有不同的組成。
為使本發明能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
以下以各實施例並伴隨著圖式說明之範例，做為本發明之參考依據。在圖式或說明書描述中，相似或相同之部分皆使用相同之圖號。且在圖式中，實施例之形狀或是厚
度可擴大，並以簡化或是方便標示。再者，圖式中各元件之部分將以分別描述說明之，值得注意的是，圖中未繪示或描述之元件，為所屬技術領域中具有通常知識者所知的形式，另外，特定之實施例僅為揭示本發明使用之特定方式，其並非用以限定本發明。
本發明可將熱轉寫技術應用在大尺寸軟板和大尺寸顯示器技術領域。本發明各實施例之熱轉寫技術利用一熱轉寫裝置系統形成圖案化軟板結構及顯示面板。
第2圖係顯示本發明實施例所使用的熱轉寫裝置系統的示意圖。請參閱第2圖，熱轉寫裝置系統100包括一支撐平台130設置於一基座110上。支撐平台130利用精密軸承馬達，精確控制一熱轉寫吸盤140的移動位置。待圖案化的基板或膜固定於熱轉寫吸盤140。兩垂直軸115a和115b固定一橫樑，並由高度固定裝置116固定橫樑。一多重熱轉寫頭120架設並固定在橫樑下，其可與熱轉寫吸盤140上的待圖案化的基板或膜微接觸(micro contact)。多重熱轉寫頭120與待圖案化的基板或膜的接觸面由一熱寫頭自動平整調整機構125微調。熱轉寫裝置系統100更包括微處理器及控制器(未繪示)具以控制多重熱轉寫頭120的輸出。
根據本發明實施例，熱轉寫裝置系統100可調整待圖案化物(例如基板上的材料層)的高度與熱寫頭模組120的相對位置(沿Z－軸方向)。熱寫頭模組120可藉由調整機構125，自動調整熱寫頭接觸待圖案化物時平整度。當圖案化
時，待圖案化物可由真空或其它固定方式固定於吸盤140上。固定於吸盤140上的待圖案化物，由支撐平台130利用精密軸承馬達為一精密馬達驅動軸承所固定。當待圖案化物被一精密馬達軸承驅動移動時(待圖案化物被真空吸住)，如此可獲得良好的圖紋(pattern)。
本發明實施例之熱轉寫裝置系統使用特殊圓形熱寫頭，排列熱寫頭成線型(heater line)，每一熱寫頭單元將能量(energy)集中精準到所需要圖案化顯示面板或軟板上。在熱寫頭模組上方，設有一垂直高度控制機構，以控制並調整熱寫頭模組和待圖案化顯示面板或軟板之間距離。另外，亦可藉由控制待圖案化物的移動速度，而改變待圖案化物上之溫度。在熱寫頭設計上，可選擇較易圖案化平面的熱寫頭實施多點印刷，適合大面積印刷。並且，熱寫頭模組上的每一加熱單元所提供能源穩定又集中。再者，可將熱寫頭固定(不移動)，以極接近待圖案化物的方式印刷。如此印刷出來的圖案邊緣清晰。
第3A圖顯示根據本發明之一實施例的位相延遲板的製作方法的流程圖。首先，將一待圖案化膜(例如一高分子膜)固定於熱轉寫吸盤上(步驟S310)。接著，將多重熱轉寫頭自該待圖案化膜的一端移向另一端，使其形成一圖案化區域和一非圖案化區域(步驟S312)，其中該圖案化區域和該非圖案化區域具有不同的位相延遲特性，以做為三維(3D)影像顯示器的位相延遲板(步驟S314)。
第3B圖顯示根據本發明另一實施例的銦錫氧化物
(ITO)電極基板的製作方法的流程圖。首先，提供一基板，其上具有一待圖案化膜，例如銦錫氧化物(ITO)電極(步驟S320)。接著，將基板固定於熱轉寫吸盤上(步驟S322)，將多重熱轉寫頭自該待圖案化膜的一端移向另一端，使其形成一圖案化區域和一非圖案化區域(步驟S324)。移除非圖案化區域(步驟S326)，留下圖案化的ITO電極區域，完成ITO導電線路的製作步驟(步驟S328)。
第3C圖顯示根據本發明又一實施例的彩色濾光板的製作方法的流程圖。首先，提供一基板，其上具有一待圖案化膜(步驟S330)，並將基板固定於熱轉寫吸盤上(步驟S332)。另一方面，提供一材料層(步驟S334)，例如設置一貢獻膜(donor film)於該基板上。接著，將多重熱轉寫頭自該基板的一端移向另一端，使部分的貢獻層轉移至該基板上形成一圖案化區域和一非圖案化區域(步驟S336)。接著，完成彩色濾光板的製作步驟(步驟S328)
應注意的是，上述本發明實施例藉由熱轉寫法，圖案化的速度快、效率高、品質佳、易控制且熱源穩定、易達成大面積化製程生產且可應用自動化捲軸至捲軸(roll－to－roll)製程。
第4圖係顯示根據本發明實施例之捲軸至捲軸(roll－to－roll)製程的示意圖。於第4圖中，將軟性基板410，例如高分子基板，以捲軸430至捲軸440的型式，並利用一熱轉寫頭模組420，固定於特定位置，因此控制捲軸的轉動速率，即可達成連續式大面積化的圖案化結構的製作。
根據本發明實施例，藉由熱轉寫頭(thermal print head)上的加熱體熱能集中、穩定及可個別控制的特性，可應用在3D位相延遲板、ITO電極基板及軟板光阻等領域。解決傳統雷射掃描速度慢及圖案品質的缺陷。再者，應用熱轉寫製程製作ITO電極基板，取代傳統黃光蝕刻製程。以及，直接轉印光阻至軟板上取代黃光微影製程。
第5A和5B圖係顯示利用熱轉寫裝置製造的3D影像位相延遲板的示意圖。請參閱第5A圖，待圖案化膜(例如一高分子膜)500a被多重熱轉寫頭加熱形成一圖案化區域520和一非圖案化區域510做為三維(3D)影像顯示器的位相延遲板。圖案化區域520可為週期的條紋，亦可為寬度不同的條紋520a和520b，如第5B圖所示。又或者，圖案化區域可為其他形狀如格子狀。
第6A－6C圖係顯示利用熱轉寫裝置製造的ITO電極基板各步驟的剖面示意圖。請參閱第6A圖，首先，提供一基板610，並形成一ITO電極層620於其上。將多重熱轉寫頭630自該基板610的一端(左端)移向另一端(右端)，使其形成一圖案化ITO電極區域622，例如加熱轉變成結晶化的材質，如第6B圖所示。
請參閱第6C圖，移除非圖案化區域620，留下圖案化的ITO電極區域622，完成ITO電極基板的製作。
第7A－7C圖係顯示利用熱轉寫裝置製造的貢獻膜(donor film)基板各步驟的剖面示意圖。請參閱第7A圖，提供一基板710，並設置一貢獻膜(donor film) 720於其上
方。貢獻膜(donor film) 720可為乾式光阻膜或彩色層。將多重熱轉寫頭730自該基板710的一端(左端)移向另一端(右端)，轉移成一圖案化區域722a於基板710上，如第7B圖所示。
接著，可選擇設置另一貢獻膜(未繪示)於基板710上，重複熱轉寫步驟，轉移另一圖案化區域722b於基板710上，如第7C圖所示。
本發明的優點在於採用多重熱轉寫頭，其具有集中穩定能量的特性，可應用在ITO軟板結構取代傳統黃光製程製作方法。再者，結合熱轉寫技術和捲軸至捲軸(roll－to－roll)軟板製程，並將色帶材料轉印至軟板上的效果極佳。
本發明雖以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，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。
10和18‧‧‧保護層
12和16‧‧‧黏結層
14‧‧‧微位相延遲板
14a和14b‧‧‧不同位相延遲的區域
100‧‧‧熱轉寫裝置系統
110‧‧‧基座
115a和115b‧‧‧垂直軸
116‧‧‧高度固定裝置
120‧‧‧多重熱轉寫頭
125‧‧‧自動平整調整機構
130‧‧‧支撐平台
140‧‧‧熱轉寫吸盤
S310－S314‧‧‧製程步驟
S320－S328‧‧‧製程步驟
S330－S338‧‧‧製程步驟
410‧‧‧軟性基板
420‧‧‧熱轉寫頭模組
430和440‧‧‧捲軸
500a‧‧‧待圖案化膜
510‧‧‧非圖案化區域
520‧‧‧圖案化區域
520a和520b‧‧‧寬度不同的條紋
610、710‧‧‧基板
620‧‧‧ITO電極層
622‧‧‧圖案化區域
630、730‧‧‧多重熱轉寫頭模組
720‧‧‧貢獻膜(donor film)
722a、722b‧‧‧圖案化區域
第1圖係顯示傳統微位相延遲(micro retarder)結構的分層示意圖；第2圖係顯示本發明實施例所使用的熱轉寫裝置系統的示意圖；第3A圖顯示根據本發明之一實施例的位相延遲板的製作方法的流程圖；第3B圖顯示根據本發明另一實施例的銦錫氧化物(ITO)電極基板的製作方法的流程圖；第3C圖顯示根據本發明又一實施例的彩色濾光板的製作方法的流程圖；第4圖係顯示根據本發明實施例之捲軸至捲軸(roll－to－roll)製程的示意圖；第5A和5B圖係顯示利用熱轉寫裝置製造的3D影像位相延遲板的示意圖；第6A－6C圖係顯示利用熱轉寫裝置製造的ITO電極基板各步驟的剖面示意圖；以及第7A－7C圖係顯示利用熱轉寫裝置製造的貢獻膜(donor film)基板各步驟的剖面示意圖。
100‧‧‧熱轉寫裝置系統
110‧‧‧基座
115a和115b‧‧‧垂直軸
116‧‧‧高度固定裝置
120‧‧‧多重熱轉寫頭
125‧‧‧自動平整調整機構
130‧‧‧支撐平台
140‧‧‧熱轉寫吸盤
Claims (9)
- 一種圖案化結構的製造方法，包括：提供一材料層，其中該材料層包括一高分子材料、一銦錫氧化物或一貢獻膜；以一多重熱寫頭將該材料層形成一圖案化區域和一非圖案化區域；以及其中該圖案化區域和該非圖案化區域具有不同的物理性質。
- 如申請專利範圍第1項所述之圖案化結構的製造方法，其中該多重熱寫頭自該材料層的一段移向該材料層的另一端，使該材料層圖案化。
- 如申請專利範圍第1項所述之圖案化結構的製造方法，其中該材料層為一捲軸對捲軸式基板。
- 如申請專利範圍第1項所述之圖案化結構的製造方法，其中該圖案化區域和該非圖案化區域具有不同的位相延遲特性。
- 如申請專利範圍第1項所述之圖案化結構的製造方法，其中該材料層形成於一基板上。
- 如申請專利範圍第1項所述之圖案化結構的製造方法，更包括移除該非圖案化區域。
- 一種圖案化結構的製造方法，包括：提供一材料層，其中該材料層包括一彩色層；以及以一多重熱寫頭將該材料層轉移至一基板，以形成一圖案化區域於該基板上，以形成一彩色濾光板。
- 如申請專利範圍第7項所述之圖案化結構的製造方法，其中該多重熱寫頭自該材料層的一段移向該材料層的另一端，使該材料層圖案化。
- 如申請專利範圍第7項所述之圖案化結構的製造方法，其中該材料層為一捲軸對捲軸式基板。
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2008
- 2008-07-16 TW TW97126921A patent/TWI407261B/zh not_active IP Right Cessation
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