096_092-051DP-TW

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096_092-051DP-TW

發佈日期 : 2009-04-30

發明專利說明書


※申請案號：093104649	※I P C 分類：

一、	發明名稱：
	於基板上製作具有圖案之透明導電膜之方法(全文下載)

二、

中文發明摘要：

本發明係一種於基板上製作具有圖案之透明導電膜之方法，其係於已圖案化的模具上沈積一層抗黏著層，然後將透明導電膜沈積於該模具上，再於高溫環境下進行熱處理，最後將前述具有透明導電膜之模具貼附於任意基板上，即可不經傳統的微影蝕刻，在任意基板上製作出高品質且圖案化的透明導電膜。

三、

英文發明摘要：

四、	指定代表圖：
	(一)本案指定代表圖為：第一圖
	(二)本代表圖之元件符號簡單說明：
	1．．．模具
	2．．．抗黏著層
	3．．．透明導電膜
	4．．．基板
	5．．．黏著劑

五、	本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：

六、	發明說明：
	【發明所屬之技術領域】
[n]	本發明係先將透明導電膜製作於具有圖案的模具上，藉壓印技術省略微影蝕刻步驟於任意基板上製作具有圖案之透明導電薄膜之製程。
	【先前技術】
[n]	在日新月異的現代工業發展中，微影蝕刻法(lithography and etching)係以光束或電子束直接在基材上蝕刻製作出所要之圖案，配合新材料技術的開發用以製造高密度、超大型、低成本的電子、精密機械產品的元件，目前已經被廣泛地運用在諸如印刷電路板、積體電路、平面液晶顯示器和微機電等電子產品製程中，以製作各式各樣的元件、細微電路或相關零組件。
[n]	微影製程的目的在將元件設計圖樣轉移至矽晶片上，其做法即應用光阻材料受光而改變鍵結狀況的特點，加上光罩的使用得以將光罩上的圖樣複製到已舖上光阻的矽晶片上，再經由顯影的程序將特定部分的光阻去除，即在矽晶片上呈現預定的元件設計圖樣。
[n]	蝕刻製程可分為溼式和乾式蝕刻兩類。溼式蝕刻又稱化學蝕刻，主要是以化學溶液化學來進行反應以達到蝕刻的效果；乾式蝕刻則以鈍態或反應性氣體來進行蝕刻，其間夾雜化學反應與物理方式的離子撞擊效果。蝕刻製程的評估必得考量三個項目：(1)蝕刻速率(2)被蝕刻材料的選擇性(Selectivity) (3)覆蓋層下之侵入程度(Undercut)。
[n]	所謂軟性基板與傳統電子元件使用硬性的矽基板或平面玻璃不同，軟性電子元件泛指將微電子元件製作在軟性可撓式塑膠或薄金屬基板上的技術及其應用，具有製程便宜、重量輕、成本極低廉、耐摔與耐衝擊等特性。而把軟性電子元件和平面顯示技術結合，可為人類帶來各種不同彎曲弧度甚至可捲曲的顯示器與大面積微電子產品。目前軟性電子元件最具潛力的應用機會就是在顯示器領域，如可撓式商品展示海報、汽車儀板、有機發光二極體顯示器(OLED display)和具有弧型顯示螢幕的PDA產品等攜帶式的顯示器，將是顯示器產業看好的未來產品，亦是顯示器領域的前瞻技術，商機無窮。由於玻璃面板易碎且重，又無法捲曲攜帶，因此，透明塑膠面板勢必成為可撓式面板主要材料。
[n]	利用傳統的微影蝕刻技術將透明導電膜圖案化時，首先必須考慮到此透明導電膜的性質，由於要得到品質優良(低電阻、高穿透率、結晶性佳)的透明導電膜，因此必需要在高溫的環境下進行沈積，而礙於軟性基板的本身材質限制，此法將不適用於可撓曲的塑膠基板上或其他高溫下易被破壞之材料，因為塑膠基板本身不耐高溫(小於200℃)，並不利於使用微影蝕刻技術，所以無法在其上沈積出供顯示器使用的高品質透明導電膜，因此，開發一種可將已圖案化之低電阻透明導電膜轉印至任意基板上(包括軟性塑膠基板)之方法，係為一值得研究之課題。
	【發明內容】
[n]	有鑑於習知技術的缺失，本發明係直接將透明導電膜製作在具有圖案的模具上，再利用壓印技術貼附至任意基板上，以獲得具有圖案之透明導電膜基板。本發明之方法省略了微影蝕刻的步驟，可廣泛應用於各種基板，例如：對於可撓曲的塑膠基板，可以直接在可撓曲的塑膠基板製作具有圖案之透明導電膜，並且也可以提昇其電性，有效解決習知可橈曲之塑膠基板上透明導電膜電性不佳之問題。若在壓印製程應用CCD數位攝影技術作為對準動作，利用重複的壓印轉移透明導電膜，可以在大面積的基板(軟性塑膠基板，8吋×8吋以上)上做出規則性圖案之透明導電膜。
[n]	本發明之目的係提供一種於基板上製作透明導電膜之方法，其步驟包含：提供一具有圖案之模具，此模具必須可以耐溫至500℃以上(通常為矽基板)；沈積一抗黏著層於前述模具上；以感應式偶合電漿輔助磁控濺鍍法或其他類似方法沈積一透明導電膜於前述抗黏著層上；將前述沉積透明導電膜之模具進行熱處理；提供一基板；於前述基板表面塗佈黏著劑；將前述模具之透明導電膜貼附於前述基板表面之黏著劑上；及藉由前述抗黏著層使模具與透明導電膜剝離，即可製得具有圖案之透明導電膜基板。
[n]	前述模具係具有欲於形成於基板上之透明導電膜之圖案(pattern)。
[n]	前述抗黏著層係為低表面能之材料，前述表面能較低之材料係包含類鑽碳(Diamond Like Carbon，DLC)、金(Au)、鉻(Cr)或氮化鉻(CrN)。
[n]	前述透明導電膜係為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化鋅(ZnO)。
[n]	前述熱處理係於450～550℃鍛鍊2~4小時，較佳係於500℃鍛鍊2小時，其目的一方面藉此使透明導電膜之結晶性提高，以增加其導電性，另一方面則是利用高溫處理破壞抗黏著層之界面，使其容易因沾黏而脫落。
[n]	前述基板係為石英、玻璃、塑膠、矽及高分子聚合物等硬性材料或聚對苯二甲酸乙二酯 (poly(ethyleneterephthalate)，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)或環烯烴聚合物(cyclic olefin polymers/copolymers，COC)等可撓曲塑膠材料或不耐高溫之材料。
[n]	前述將模具上之透明導電膜貼附於基板上之黏著劑之步驟，係透過壓印技術將透明導電膜貼附於表面沾有均勻黏著劑之基板上，使透明導電膜藉由該黏著劑貼附於基板上，之後再藉由附著於模具上之抗黏著層使模具與透明導電膜剝離，即可製得具有圖案之透明導電膜基板。
[n]	本發明之一具體實施例係於可橈曲塑膠基板(例如聚對苯二甲酸乙二酯)上形成具有圖案之透明導電膜。
[n]	本發明之另一具體實施例係於硬性基板(例如玻璃)上形成具有圖案之透明導電膜。
[n]	本發明之另一目的係關於一種具有圖案化之透明導電膜之基板，係由前述於基板上製作透明導電膜之方法製作。
[n]	前述基板之材質係包含石英、玻璃、塑膠、矽及高分子聚合物之硬性材料或聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯或環烯烴聚合物之可撓曲塑膠或不耐高溫之軟性材料。
[n]	前述具有圖案化之透明導電膜之基板係可應用於可撓式商品展示海報、汽車儀板或具有弧型顯示螢幕的PDA產品等攜帶式的顯示器。
[n]	本發明係先在已圖案化的模具上沈積一層抗黏著層，然後再利用感應式偶合電漿輔助磁控濺鍍法或其他類似方法將透明導電膜沈積於其上，之後再將其置於高溫的環境之下做熱處理，藉此使透明導電膜的結晶性提高，以增加其導電性，同時利用高溫破壞透明導電膜與抗黏著層的界面，使之容易因沾黏而脫落，之後再將該模具抗黏著層上之透明導電膜貼附於表面具有均勻黏著劑之任意基板上，此步驟可以不經傳統的微影蝕刻技術，即可不受到基板特性的限制，在任意基板上製作出高品質且具有圖案之透明導電膜。
	【實施方式】
[n]	本發明係提供一種於基板上製作具有圖案之透明導電膜之方法，其步驟係如第一圖所示，首先提供一模具1，該模具1具有欲形成於基板上之透明導電膜之圖案。接著在模具1上沈積一抗黏著層2，抗黏著層2之材質係為具有低表面能之材料，常見之抗黏著層2材質為類鑽碳(Diamond Like Carbon，DLC)、金(Au)或氮化鉻(CrN)。完成抗黏著層2的沈積之後，再將透明導電膜3沈積於前述抗黏著層2上，常見之透明導電膜3係為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或氧化鋅(ZnO)；以感應式偶合電漿輔助磁控濺鍍法完成透明導電膜3的沈積後，接著進行熱處理步驟，即將完成透明導電膜3沈積的模具1置於高溫環境中鍛鍊，鍛鍊的溫度及時間與透明導電膜3的材質相關，以銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)為例，鍛鍊的溫度與時間較佳分別為500℃與2小時，熱處理的目的係提高透明導電膜3的結晶性與導電性，提升透明導電膜3的品質，並透過熱處理破壞透明導電膜3與抗黏著層2的界面。接著提供一基板4，於該基板4表面塗覆均勻之黏著劑5，基板4的材質不限制為硬性或軟性材料，硬性材料包括石英、玻璃、塑膠、矽及高分子聚合物等不可撓曲或耐高溫之材料，軟性材料包括聚對苯二甲酸乙二酯 (poly(ethyleneterephthalate)，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)或環烯烴聚合物(cyclic olefin polymers/copolymers，COC)等可撓曲塑膠材料或不耐高溫(一般<200℃)之材料。將前述經熱處理後之模具1上具有透明導電膜3之一面與前述基板4上具有黏著劑5之一面相互對位後進行壓印，由於熱處理已破壞透明導電膜3與抗黏著層2的界面，使透明導電膜3因基板4上之黏著劑5 沾黏而自模具1上脫落，如此即可不經傳統的微影蝕刻在基板4上製作具有圖案之透明導電膜3。
[n]	以下實施例係用於進一步了解本發明之優點，並非用於限制本發明之申請專利範圍。
[n]	首先製作一模具，該模具具有欲形成於基板上之透明導電膜之圖案。接著在模具上沈積一低表面能之類鑽碳作為抗黏著層。完成類鑽碳層的沈積之後，再進行透明導電膜的沈積，選用之透明導電膜係為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)。完成ITO膜的沈積後，接著進行熱處理步驟，將ITO膜沈積的模具置於500℃中鍛鍊2小時，使ITO膜的結晶性與導電性提高。接著提供一基板，該基板之材質係為可撓曲之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之軟性材料，在PET板的表面均勻塗覆黏著劑之後，與完成熱處理之具有ITO膜之模具接觸，由於熱處理已將類鑽碳層石墨化，使ITO膜因基板上之黏著劑沾黏而自模具上已石墨化之抗黏著層脫落，完成在可撓曲之PET基板上製作具有圖案之透明導電ITO膜。
[n]	首先製作一模具，該模具具有欲形成於基板上之透明導電膜之圖案。接著在模具上沈積一低表面能之類鑽碳作為抗黏著層。完成類鑽碳層的沈積之後，再進行透明導電膜的沈積，選用之透明導電膜係為銦錫氧化物(lndium Tin Oxide，ITO)。完成ITO膜的沈積後，接著進行熱處理步驟，將ITO膜沈積的模具置於500℃中鍛鍊2小時，使ITO膜的結晶性與導電性提高。接著提供一基板，該基板之材質係為液晶顯示器玻璃基板之硬性材料，在玻璃基板的表面均勻塗覆黏著劑之後，與完成熱處理之具有ITO膜之模具接觸，由於熱處理已將類鑽碳層石墨化，使ITO膜因基板上之黏著劑沾黏而自模具上已石墨化之抗黏著層脫落，完成在玻璃基板上製作具有圖案之透明導電ITO膜。
[n]	雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。
	【圖式簡單說明】
[n]	第一圖係為本發明之於基板上製作透明導電膜之方法流程圖。
	【主要元件符號說明】
[y]	1．．．模具
[y]	2．．．抗黏著層
[y]	3．．．透明導電膜
[y]	4．．．基板
[y]	5．．．黏著劑

七、

申請專利範圍：

1. 一種於基板上製作透明導電膜之方法，其步驟包含：提供一具有圖案之模具；沈積一抗黏著層於前述模具上；沈積一透明導電膜於前述抗黏著層上；將前述沉積透明導電膜之模具進行熱處理；提供一基板；於前述基板表面塗佈黏著劑；將前述模具之透明導電膜貼附於前述基板表面之黏著劑上；及藉由前述抗黏著層使模具與透明導電膜剝離。
2.如申請專利範圍第1項所述之於基板上製作透明導電膜之方法，其中前述抗黏著層係為低表面能之材料。
3.如申請專利範圍第2項所述之於基板上製作透明導電膜之方法，其中前述抗黏著層係包含類鑽碳、金、鉻或氮化鉻。
4.如申請專利範圍第3項所述之於基板上製作透明導電膜之方法，其中前述抗黏著層係包含類鑽碳。
5.如申請專利範圍第1項所述之於基板上製作透明導電膜之方法，其中前述透明導電膜係為銦錫氧化物或氧化鋅。
6.如申請專利範圍第1項所述之於基板上製作透明導電膜之方法，其中前述熱處理係於450～550℃鍛鍊2~4小時。
7.如申請專利範圍第6項所述之於基板上製作透明導電膜之方法，其中前述熱處理係於500℃鍛鍊2小時。
8.如申請專利範圍第1項所述之於基板上製作透明導電膜之方法，其中前述基板係包含石英、玻璃、塑膠、矽及高分子聚合物之硬性材料。
9.如申請專利範圍第1項所述之於基板上製作透明導電膜之方法，其中前述基板係包含聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯或環烯烴聚合物之可撓曲塑膠或不耐高溫之軟性材料。
10.一種具有圖案化之透明導電膜之基板，係由申請專利範圍第1~9項中之任一項所述之方法製作。
11.如申請專利範圍第10項所述之具有圖案化之透明導電膜之基板，其中前述基板係包含石英、玻璃、塑膠、矽及高分子聚合物之硬性材料。
12.如申請專利範圍第10項所述之具有圖案化之透明導電膜之基板，其中前述基板係包含聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯或環烯烴聚合物之可撓曲塑膠或不耐高溫之軟性材料。
13.如申請專利範圍第12項所述之具有圖案化之透明導電膜之基板，係可應用於可撓式商品展示海報、汽車儀板、有機發光二極體顯示器或具有弧型顯示螢幕的PDA產品等攜帶式的顯示器。

八、	圖式：
	第一圖

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