本發(fā)明涉及微電子加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種在基片上快速制備所需形狀功能電極層的方法。
背景技術(shù)：
目前，在平板顯示(Flat Panel Display，簡稱FPD)技術(shù)中，由于液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱LCD)具有輕薄短小，節(jié)省擺放空間等優(yōu)點，已經(jīng)逐漸取代陰極射線管(Cathode Ray Tube，簡稱CRT)，成為主流的顯示器。在各種類型的LCD中，薄膜場效應(yīng)晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，簡稱TFT-LCD)具有性能優(yōu)良，適合大規(guī)模自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，已經(jīng)成為主流的LCD產(chǎn)品。
TFT-LCD的制備過程中需在基片上制備出所設(shè)計的功能電極形狀；現(xiàn)有技術(shù)中使用光刻法在基片上制備功能電極，使用光阻劑作為抗蝕劑，但是采用光刻法不能直接在基本上制備出所需形狀的抗蝕劑層，需要在功能電極層上制備一層抗蝕劑層，采用紫外掩膜曝光，再除去多余的抗蝕劑層，得到所需形狀的抗蝕劑層；采用光刻法工序復(fù)雜，且需要長時間來除去多余的抗蝕劑層，對整個TFT-LCD的生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響，不能滿足現(xiàn)今需要快速生產(chǎn)大量TFT-LCD的生產(chǎn)需求。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種在基片上快速制備所需形狀功能電極層的方法，所述的在基片上快速制備所需形狀功能電極層的方法具有工藝簡單、所需形狀的抗蝕劑層的成型時間短、具有所需形狀功能電極層的基片的生產(chǎn)時間短、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
一種在基片上快速制備所需形狀功能電極層的方法，包括如下步驟：
(1)在基片上制備功能電極層；
(2)在步驟(1)所制備的功能電極層上使用模板印刷的方式直接制備出具有所需形狀的抗蝕劑層；
(3)將步驟(2)所得基片的功能電極層進行刻蝕處理；
(4)將步驟(3)所得刻蝕后的基片上的所需形狀的抗蝕劑層去除，得到具有所需形狀功能電極的基片。
本發(fā)明在基片上快速制備所需形狀功能電極層的方法工藝簡單，采用模板印刷的方式直接在功能電極層上制備出具有所需形狀的抗蝕劑層，可根據(jù)需要對模板印刷出的具有所需形狀的抗蝕劑層進行快速固化，之后即可進行刻蝕等后續(xù)工藝，采用模板印刷的方式，在功能電極層上制備出具有所需形狀的抗蝕劑層的用時很短，且不需要消耗長時間去除多余的抗蝕劑層部分，能夠極大地節(jié)省在TFT-LCD制備工藝中所需形狀的抗蝕劑層的制備時間，從而縮短所需形狀功能電極層的基片的生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率。
所述步驟(1)中基片為玻璃基片。
在基片上制備功能電極層之前，對所述基片表面進行清洗。可用去離子水、乙醇等液體進行清洗，清洗能夠去除玻璃基片上的灰塵和污漬，防止對在玻璃基片上制備的功能電極產(chǎn)生影響，保證功能電極的性能，基片表面清洗液揮發(fā)之后再進行后續(xù)工藝，可采用升溫的方式加快基片表面清洗液的揮發(fā)。
所述步驟(1)在基片兩側(cè)的面板上分別制備功能電極層的方法包括濺射、真空蒸鍍、離子鍍或化學(xué)氣相沉積。
所述功能電極層優(yōu)選為ITO層，在TFT-LCD制造工藝中，ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)憑借其自身優(yōu)良的特性，被廣泛用于制作透明顯示電極。
根據(jù)實際抗蝕劑材質(zhì)的需要，優(yōu)選在步驟(1)所制備的功能電極層上使用模板印刷的方式直接制備出具有所需形狀的抗蝕劑層后，對所得抗蝕劑層進行固化。根據(jù)所使用的抗蝕劑的性質(zhì)，可采用紫外線照射改性，或加熱使溶劑揮發(fā)等方式進行所需形狀的抗蝕劑層的固化。
將步驟(2)所得基片上的功能電極層進行刻蝕處理之前，對具有功能電極層和所需形狀抗蝕劑層的基片進行清洗?？捎萌ルx子水等液體進行清洗，清洗能夠去除基片兩側(cè)在前面工藝中產(chǎn)生的灰塵和污漬，防止對后續(xù)刻蝕工藝的影響，根據(jù)實際情況，基片兩側(cè)清洗液揮發(fā)之后再進行后續(xù)工藝，可采用升溫的方式加快基片表面清洗液的揮發(fā)。
使用溶劑將步驟(3)所得刻蝕后的基片上的所需形狀的抗蝕劑層溶解去除。根據(jù)所使用的抗蝕劑，選用合適的溶劑進行溶解，水性溶劑可為去離子水、顯影液等，有機溶劑為乙醇、乙醚、丙酮或苯等。
將基片上所需形狀的抗蝕劑層去除后，在基片上得到了所需形狀的功能電極層。之后重復(fù)上述步驟(1)-(4)能夠在基片上制備出所需形狀的多層功能電極層。
所述模板印刷所使用的抗蝕劑粘度為100-1000Pa·s。
所述模板印刷所使用的抗蝕劑粘度優(yōu)選為100-600Pa·s。
進一步地，所述模板印刷所使用的抗蝕劑粘度優(yōu)選為100-300Pa·s，進一步優(yōu)選為200Pa·s。
本發(fā)明優(yōu)選使用較低粘度的抗蝕劑，較低粘度的抗蝕劑的流動性好，在模板印刷的過程中，更容易通過模板被印刷到功能電極層上，對于整片基片來說，可以更快速地完整基片上全部所述形狀的功能電極層的模板印刷，而粘度較高的抗蝕劑不容易通過被印刷到功能電極層上，粘度較高的抗蝕劑由于粘度大，從模板中流出的速度較慢，需要施加額外的例對其進行擠壓，即使再擠壓操作下，粘度較高的抗蝕劑從模板中流出的速度也仍然較慢，導(dǎo)致對于整片基片來說需要更長的時間完成基片上全部所述形狀的功能電極層的模板印刷；采用粘度較低的抗蝕劑，更有利于加快整片基片上全部所述形狀的功能電極層的模板印刷過程，能夠極大地節(jié)省在TFT-LCD制備工藝中所需形狀的抗蝕劑層的制備時間，從而縮短所需形狀功能電極層的基片的生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率。
粘度較低的抗蝕劑流動性較強，可能會對功能電極層的刻蝕過程產(chǎn)生影響，優(yōu)選在功能電極層上使用模板印刷的方式直接制備出具有所需形狀的抗蝕劑層后，對所得抗蝕劑層進行固化。根據(jù)所使用的抗蝕劑的性質(zhì)，可采用紫外線照射改性，或加熱使溶劑揮發(fā)等方式進行所需形狀的抗蝕劑層的固化。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明在基片上快速制備所需形狀功能電極層的方法工藝簡單，采用模板印刷的方式直接在功能電極層上制備出具有所需形狀的抗蝕劑層，可根據(jù)需要對模板印刷出的具有所需形狀的抗蝕劑層進行快速固化，之后即可進行刻蝕等后續(xù)工藝，采用模板印刷的方式，在功能電極層上制備出具有所需形狀的抗蝕劑層的用時很短，且不需要消耗長時間去除多余的抗蝕劑層部分，能夠極大地節(jié)省在TFT-LCD制備工藝中所需形狀的抗蝕劑層的制備時間，從而縮短所需形狀功能電極層的基片的生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例1刻蝕過程所使用的刻蝕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖標(biāo)記：
1-刻蝕槽； 2-過濾槽； 3-過濾裝置；
4-循環(huán)裝置； 5-濾前槽； 6-濾后槽。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
實施例1
一種在基片上快速制備所需形狀功能電極層的方法，包括如下步驟：
(1)在基片上通過磁控濺射(sputter)形成ITO功能電極層；
(2)采用模板印刷法，在步驟(1)所制備的功能電極層上制備所需形狀的抗蝕劑層；所使用的抗蝕劑為光刻膠，抗蝕劑粘度為200Pa·s；
(3)在功能電極層上制備所需形狀的抗蝕劑層后，采用紫外光照射1min，對所得抗蝕劑層進行固化；
(4)采用圖1所示的刻蝕裝置，將步驟(3)所得基片的功能電極層進行刻蝕處理；刻蝕液可使用HCL、HNO3、H2O的混合溶液，體積比為HCL：HNO3：H2O＝9:1:6，刻蝕液中H+的濃度優(yōu)選為6.5mol/L；
(5)采用溶劑將步驟(4)所得刻蝕后的基片上的所需形狀的抗蝕劑層去除，得到具有所需形狀功能電極的基片。
本實施例所用刻蝕裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，所述刻蝕裝置包括1個或多個刻蝕槽1和過濾槽2；所述過濾槽2中設(shè)有過濾裝置；所述過濾槽2分別與每個刻蝕槽1通過管路相連；所述過濾槽2與循環(huán)裝置通過管路相連，所述循環(huán)裝置分別與每個刻蝕槽1通過管路相連。
本實施例刻蝕裝置結(jié)構(gòu)簡單，刻蝕槽1、過濾槽2和循環(huán)裝置之間構(gòu)成循環(huán)回路，刻蝕液可在刻蝕槽1、過濾槽2和循環(huán)裝置之間循環(huán)流動，通過過濾槽2對刻蝕液進行過濾，過濾出由于刻蝕工藝的進行，刻蝕液中混有的廢渣，能夠保證刻蝕工藝連續(xù)不間斷的進行，能夠提高生產(chǎn)效率和刻蝕液的利用效率。
所述過濾裝置為濾網(wǎng)裝置，所述濾網(wǎng)裝置包括疊加的一層或多層濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)裝置將過濾槽2分為濾前槽5和濾后槽6，其中濾前槽5分別與每個刻蝕槽1通過管路相連，濾后槽6與循環(huán)裝置通過管路相連。
濾網(wǎng)裝置能夠有效對刻蝕液中的廢渣進行過濾，保證濾出液的質(zhì)量，保證刻蝕工藝的正常進行?？稍O(shè)置多層濾網(wǎng)，有助于提高過濾效率，保證濾出液的質(zhì)量。
任一刻蝕槽1位置高于過濾槽2頂部位置。
將刻蝕槽1的位置設(shè)置為高于過濾槽2，有助于使刻蝕槽1中的刻蝕液依靠重力，自動流出，流向過濾槽2中，節(jié)約能源，保證刻蝕液流動。
所述過濾槽2分別與每個刻蝕槽1底部通過管路相連。
將刻蝕槽1中的刻蝕液排出口設(shè)置在刻蝕槽1底部，有助于刻蝕槽1中所產(chǎn)生的廢渣及時排除，保證刻蝕槽1中刻蝕液的質(zhì)量，保證刻蝕工藝連續(xù)、高效、高質(zhì)量地進行。
所述循環(huán)裝置高于任一刻蝕槽1頂部。
將循環(huán)裝置的位置設(shè)置為高于任一刻蝕槽1，循環(huán)裝置能夠?qū)⒃谶^濾槽2中經(jīng)過過濾的刻蝕液抽高，并沿管路，依靠重力，自動流出，流向過濾槽2中，節(jié)約能源，保證刻蝕液循環(huán)流動。
所述循環(huán)裝置分別與每個刻蝕槽1上部通過管路相連。有助于經(jīng)過過濾的刻蝕液順利流回至刻蝕槽1中，保證刻蝕液循環(huán)流動的順利進行。
每個刻蝕槽1分別與進液管相連。所述進液管用于新刻蝕液的添加或補充，所述進液管上設(shè)置閥門，用于控制新刻蝕液的添加或補充量。
每個刻蝕槽1上分別設(shè)置蓋板。有助于防止刻蝕液被污染。
過濾槽2上設(shè)置過濾槽2蓋板。有助于防止刻蝕液被污染。
所述循環(huán)裝置與每個刻蝕槽1相連的每條管路上，分別設(shè)置閥門，在某個刻蝕槽1不進行刻蝕工藝的情況下，可以將對應(yīng)閥門關(guān)閉，則經(jīng)過濾后的刻蝕液不再流入該刻蝕槽1中。
所述循環(huán)裝置為泵。
每個刻蝕槽1上分別設(shè)置噴淋裝置，噴淋裝置能夠?qū)φ掣皆诳涛g槽1內(nèi)、管路出/入口處的廢渣進行清洗除去。
上述的一種刻蝕裝置的使用方法，包括如下步驟：
向刻蝕槽1中加入刻蝕液，打開循環(huán)裝置，使刻蝕液依次沿刻蝕槽1、過濾槽2、循環(huán)裝置、刻蝕槽1的方向進行循環(huán)流動，在刻蝕槽1中進行刻蝕工藝，根據(jù)實際情況，對過濾槽2中的廢渣進行清理。
本發(fā)明刻蝕裝置的使用方法工藝簡單，刻蝕液再使用過程中為循環(huán)流動，并且及時進行了過濾，保證了刻蝕液的質(zhì)量，可根據(jù)實際使用情況，對過濾槽2中積累的廢渣進行及時清理，此過程不需停機，可連續(xù)進行刻蝕工藝，能夠提高生產(chǎn)效率和刻蝕液的利用效率。
實施例2
一種在基片上快速制備所需形狀功能電極層的方法，包括如下步驟：
(1)在基片上通過磁控濺射(sputter)形成ITO功能電極層；
(2)采用模板印刷法，在步驟(1)所制備的功能電極層上制備所需形狀的抗蝕劑層；所使用的抗蝕劑為光刻膠，抗蝕劑粘度為300Pa·s；
(3)在功能電極層上制備所需形狀的抗蝕劑層后，采用加熱升溫，對所得抗蝕劑層進行固化；
(4)采用實施例1所述的刻蝕裝置，將步驟(3)所得基片的功能電極層進行刻蝕處理；刻蝕液可使用HCL、HNO3、H2O的混合溶液，體積比為HCL：HNO3：H2O＝9:1:6，刻蝕液中H+的濃度優(yōu)選為6.5mol/L；
(5)采用溶劑將步驟(4)所得刻蝕后的基片上的所需形狀的抗蝕劑層去除，得到具有所需形狀功能電極的基片。
實施例3
一種在基片上快速制備所需形狀功能電極層的方法，包括如下步驟：
(1)在基片上通過磁控濺射(sputter)形成ITO功能電極層；
(2)采用模板印刷法，在步驟(1)所制備的功能電極層上制備所需形狀的抗蝕劑層；所使用的抗蝕劑為光刻膠，抗蝕劑粘度為1000Pa·s；
(3)采用實施例1所述的刻蝕裝置，將步驟(2)所得基片的功能電極層進行刻蝕處理；刻蝕液可使用HCL、HNO3、H2O的混合溶液，體積比為HCL：HNO3：H2O＝9:1:6，刻蝕液中H+的濃度優(yōu)選為6.5mol/L；
(4)采用溶劑將步驟(3)所得刻蝕后的基片上的所需形狀的抗蝕劑層去除，得到具有所需形狀功能電極的基片。
本發(fā)明在基片上快速制備所需形狀功能電極層的方法工藝簡單，采用模板印刷的方式直接在功能電極層上制備出具有所需形狀的抗蝕劑層，可根據(jù)需要對模板印刷出的具有所需形狀的抗蝕劑層進行快速固化，之后即可進行刻蝕等后續(xù)工藝，采用模板印刷的方式，在功能電極層上制備出具有所需形狀的抗蝕劑層的用時很短，且不需要消耗長時間去除多余的抗蝕劑層部分，能夠極大地節(jié)省在TFT-LCD制備工藝中所需形狀的抗蝕劑層的制備時間，從而縮短所需形狀功能電極層的基片的生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率。
盡管已用具體實施例來說明和描述了本發(fā)明，然而應(yīng)意識到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權(quán)利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。