一種薄膜圖案及形成方法、顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種薄膜圖案及形成方法、顯示裝置，涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，該方法無需采用轉(zhuǎn)印和刻蝕即可形成薄膜圖案，工藝簡單，生產(chǎn)成本低、時間短；還可避免因多次轉(zhuǎn)印產(chǎn)生的誤差，提高薄膜圖案的精度。該形成方法包括：將具有薄膜層的襯底基板與具有圖案的壓印模板接觸，薄膜層的材料的熔點/軟化點小于襯底基板的襯底和壓印模板的材料的熔點/軟化點；在加熱條件下，采用壓印模板對薄膜層進行壓印，加熱溫度能夠使得薄膜層軟化或變?yōu)橐簯B(tài)、襯底基板的襯底和壓印模板保持原有狀態(tài)；對壓印后的壓印模板和薄膜層降溫，使得液態(tài)的薄膜層固化形成薄膜圖案；將壓印模板和形成有薄膜圖案的襯底基板分離。本發(fā)明適用于薄膜圖案的制作。
【專利說明】
一種薄膜圖案及形成方法、顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種薄膜圖案及形成方法、顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]納米壓印技術(shù)作為下一代圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)，已經(jīng)得到相關(guān)領(lǐng)域人員的關(guān)注和研究，其在納米圖案的制備中有著不可估量的前景。
[0003]目前，納米壓印技術(shù)和干刻技術(shù)相結(jié)合形成納米圖案的方法頗為流行。上述方法包括以下步驟:首先，參考圖1中的(a)所示，在襯底基板I的襯底2上依次形成薄膜層3、硬掩膜板層(Hard Mask Layer)4和光阻層(Resist Layer)5;接著，參考圖1中的(b)所示，在加熱或UV光照的條件下，采用具有納米圖案的壓印模板(Master)6對光阻層5進行壓??；壓印完成后，參考圖1中的(c)所示，將壓印模板6與襯底基板I相分離，此時，光阻層5具有與壓印模板6相應(yīng)的納米圖案;然后，以光阻層5為掩膜板，對襯底基板I的硬掩膜板層4進行干刻，干刻完成后，參考圖1中的(d)所示，該硬掩膜板層4具有與光阻層5相同的納米圖案;最后，以硬掩膜板層4為掩膜板，對襯底基板I的薄膜層3進行干刻以形成圖1中的(e)所示的納米薄膜圖案。
[0004]上述方法中，需要將壓印模板的納米圖案依次轉(zhuǎn)印到光阻層和硬掩膜板層上，然后再通過刻蝕最終形成納米薄膜圖案。該方法工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高、時間長;同時，多次轉(zhuǎn)印容易產(chǎn)生誤差，從而降低圖案的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例提供一種薄膜圖案及形成方法、顯示裝置，該薄膜圖案形成方法無需采用轉(zhuǎn)印和刻蝕即可形成薄膜圖案，其工藝簡單，生產(chǎn)成本低、時間短；同時，還可以避免因多次轉(zhuǎn)印產(chǎn)生的誤差，從而提高薄膜圖案的精度。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案:
[0007]—方面，提供了一種薄膜圖案的形成方法，所述方法包括:
[0008]將具有薄膜層的襯底基板與具有圖案的壓印模板接觸，其中，所述薄膜層的材料的熔點/軟化點小于所述襯底基板的襯底和所述壓印模板的材料的熔點/軟化點；
[0009]在加熱條件下，采用所述壓印模板對所述薄膜層進行壓印，其中，加熱溫度能夠使得所述薄膜層軟化或變?yōu)橐簯B(tài)、同時所述襯底基板的襯底和所述壓印模板保持原有狀態(tài)；
[0010]對壓印后的所述壓印模板和所述薄膜層進行降溫，以使得液態(tài)的所述薄膜層固化形成薄膜圖案；
[0011 ]將所述壓印模板和形成有薄膜圖案的所述襯底基板相分離。
[0012]可選的，所述加熱溫度大于等于所述薄膜層的材料的熔點/軟化點、且小于所述襯底基板的襯底和所述壓印模板的材料的熔點/軟化點。
[0013]可選的，所述薄膜層的材料的熱膨脹系數(shù)大于所述壓印模板的材料的熱膨脹系數(shù)。
[0014]可選的，所述壓印模板的圖案為納米圖案。
[0015]可選的，所述襯底基板的襯底的材料為玻璃、石英或者硅片。
[0016]可選的，所述壓印模板的材料為硅、石英、玻璃、金屬或者金屬合金。
[0017]可選的，所述薄膜層的材料為鋁或者鋁合金。
[0018]可選的，所述對壓印后的所述壓印模板和所述薄膜層進行降溫，以使得所述薄膜層形成薄膜圖案具體為:
[0019]以小于10°C/min的降溫速度，對壓印后的所述壓印模板和所述薄膜層進行降溫，以使得所述薄膜層形成薄膜圖案。
[0020]可選的，在所述將所述壓印模板和形成有薄膜圖案的所述襯底基板相分離之后，所述方法還包括:
[0021 ]對所述壓印模板進行清洗。
[0022]可選的，所述對所述壓印模板進行清洗具體為:
[0023]采用所述薄膜層的刻蝕液對所述壓印模板進行清洗。
[0024]可選的，所述襯底基板還包括:邊框，用于防止液態(tài)的所述薄膜層流出所述襯底基板，所述邊框的材料的熔點高于所述加熱溫度。
[0025]另一方面，提供了一種薄膜圖案，采用上述任一項所述的薄膜圖案的形成方法形成。
[0026]可選的，所述薄膜圖案為金屬光柵圖案、金屬電極圖案或者金屬線圖案。
[0027]再一方面，提供了一種顯示裝置，包括上述薄膜圖案。
[0028]本發(fā)明的實施例提供了一種薄膜圖案及形成方法、顯示裝置，該薄膜圖案形成方法包括:將具有薄膜層的襯底基板與具有圖案的壓印模板接觸，其中，薄膜層的材料的熔點/軟化點小于襯底基板的襯底和壓印模板的材料的熔點/軟化點；在加熱條件下，采用壓印模板對薄膜層進行壓印，其中，加熱溫度能夠使得薄膜層軟化或變?yōu)橐簯B(tài)、同時襯底基板的襯底和壓印模板保持原有狀態(tài);對壓印后的壓印模板和薄膜層進行降溫，以使得液態(tài)的薄膜層固化形成薄膜圖案;將壓印模板和形成有薄膜圖案的襯底基板相分離。相比現(xiàn)有技術(shù)，該薄膜圖案形成方法無需采用轉(zhuǎn)印和刻蝕即可形成薄膜圖案，其工藝簡單，生產(chǎn)成本低、時間短；同時，還可以避免因多次轉(zhuǎn)印產(chǎn)生的誤差，從而提高薄膜圖案的精度。
【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(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，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，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。
[0030]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種薄膜圖案的形成方法的示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種薄膜圖案的形成方法的示意圖一；
[0032]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種薄膜圖案的形成方法的示意圖二；
[0033]圖4為本發(fā)明實施例提供的一種薄膜圖案的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]附圖標(biāo)記:
[0035]1-襯底基板;2-襯底基板的襯底；3-薄膜層;4-硬掩膜板層；5-光阻層;6_壓印模板。
【具體實施方式】
[0036]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；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。
[0037]實施例一
[0038]本發(fā)明實施例提供了一種薄膜圖案的形成方法，參考圖2所示，該方法包括:
[0039]S01、參考圖3中的(b)所示，將具有薄膜層3的襯底基板I與具有圖案的壓印模板6接觸，其中，薄膜層3的材料的熔點/軟化點小于襯底基板I的襯底2和壓印模板6的材料的熔點/軟化點。
[0040]需要說明的是，上述薄膜層是指在襯底基板的襯底上利用沉積或其他工藝制作出的一層薄膜，具體的，可以先清洗襯底基板的襯底，然后，在該襯底上沉積一層薄膜材料以形成圖3中的(a)所示的薄膜層3;該薄膜層經(jīng)過下述步驟后最終可以形成所需要的薄膜圖案。該薄膜層的厚度范圍可以是50nm-500nm，若該薄膜層形成的薄膜圖案為金屬光柵圖案，而該金屬光柵圖案最終用于制作金屬光柵偏振片(WGP，Wire Grid Polarizer)，則薄膜層的厚度范圍可以是100nm-300nm，該薄膜厚度均一"性小于5%，這樣有利于形成精度高的金屬光柵偏振片。當(dāng)然，上述薄膜層的厚度范圍并不限于此，具體可以根據(jù)實際情況而定。
[0041]上述具有圖案的壓印模板是指通過構(gòu)圖工藝或者其他工藝制作出具有圖案的壓印模板;其具體制作方法可以參考現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。
[0042]本發(fā)明對于薄膜層、襯底基板的襯底和壓印模板的材料不作限定，其中，襯底基板的襯底和壓印模板的材料可以相同，也可以不同，只要滿足薄膜層的材料的熔點/軟化點小于襯底基板的襯底和壓印模板的材料的熔點/軟化點即可。其中，若薄膜層、襯底基板的襯底和壓印模板的材料屬于晶體，則其具有熔點，示例的，襯底基板的襯底的材料為石英，石英屬于晶體，其熔點約為1750°C;若薄膜層、襯底基板的襯底和壓印模板的材料屬于非晶體，則其具有軟化點，軟化點是指物質(zhì)軟化的溫度，示例的，襯底基板的襯底的材料為玻璃，玻璃屬于非晶體，其軟化點的范圍在6000C-800°C，實際中不同玻璃(比如高溫玻璃，高硼硅玻璃等)的具體軟化點不同，因此非晶體的軟化點需要根據(jù)實際材料確定。進一步需要說明的是，實際中薄膜層的材料大多為金屬或者金屬合金，而金屬或者金屬合金屬于晶體，此時，薄膜層的材料具有熔點。
[0043]S02、參考圖3中的(C)所示，在加熱條件下，采用壓印模板6對薄膜層3進行壓印，其中，加熱溫度能夠使得薄膜層軟化或變?yōu)橐簯B(tài)、同時襯底基板的襯底和壓印模板保持原有狀態(tài)。需要說明的是，這里的加熱溫度范圍可以是400°C-250(TC，具體還需要根據(jù)薄膜層、襯底基板的襯底和壓印模板的材料來定。進一步需要說明的是，這里加熱溫度能夠使得薄膜層的材料軟化具有兩層含義:第一、該薄膜層的材料為非晶體材料，當(dāng)加熱溫度大于其軟化點時，該薄膜層開始變軟，且一直處于軟化狀態(tài);第二、該薄膜層的材料為晶體材料，當(dāng)加熱溫度接近其熔點時(例如低于熔點100°C以內(nèi)的溫度)，該薄膜層也會變軟，此時該薄膜層也處于軟化狀態(tài)，當(dāng)溫度繼續(xù)升高并大于其熔點時，該薄膜層從軟化狀態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。示例的，若薄膜層的材料為鋁，鋁熔點約為660°C，當(dāng)為600°C，鋁薄膜層會變軟，處于軟化狀態(tài)；當(dāng)加熱溫度繼續(xù)升高并大于660°C時，鋁薄膜層從軟化狀態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。另外，若薄膜層的材料為晶體材料，則可以在薄膜層的材料處于軟化狀態(tài)時，就開始壓?。灰部梢栽诒∧拥牟牧限D(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時，再進行壓印。前者較后者壓印時，需要更大的壓力。
[0044]S03、對壓印后的壓印模板和薄膜層進行降溫，以使得液態(tài)的薄膜層固化形成薄膜圖案。這里對于降溫的方式、時間和速度均不作限定，具體可以根據(jù)實際情況而定。另外，在該步驟中，當(dāng)液態(tài)的薄膜層固化后即可停止降溫，以節(jié)省制作時間。
[0045]S04、參考圖3中的(d)所示，將壓印模板6和形成有薄膜圖案的襯底基板I相分離。
[0046]相比現(xiàn)有技術(shù)，上述薄膜圖案形成方法無需采用轉(zhuǎn)印和刻蝕即可形成薄膜圖案，其工藝簡單，生產(chǎn)成本低、時間短；同時，還可以避免因多次轉(zhuǎn)印產(chǎn)生的誤差，從而提高薄膜圖案的精度。
[0047]可選的，加熱溫度大于等于薄膜層的材料的熔點/軟化點、且小于襯底基板的襯底和壓印模板的材料的熔點/軟化點。這樣，該加熱溫度能夠使得晶體材料的薄膜層從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)、或者使得非晶體材料的薄膜層軟化，同時襯底基板的襯底和壓印模板保持原有狀態(tài)，從而有利于進行壓印。
[0048]可選的，薄膜層的材料的熱膨脹系數(shù)大于壓印模板的材料的熱膨脹系數(shù)。這里，熱膨脹系數(shù)是指:在壓力一定的條件下，單位溫度變化所導(dǎo)致的物體長度量值的變化，該參數(shù)描述了物體由于溫度改變而出現(xiàn)脹縮的現(xiàn)象。由于薄膜層的材料的熱膨脹系數(shù)大于壓印模板的材料的熱膨脹系數(shù)，那么在經(jīng)過上述S03后，兩者發(fā)生不同程度的縮小，從而形成間隙。這樣，壓印模板和形成有薄膜圖案的襯底基板可以實現(xiàn)自然分離，不需要其他額外工藝，從而節(jié)約了生產(chǎn)成本和時間。
[0049]可選的，上述壓印模板的圖案為納米圖案。需要說明的是，通過上述薄膜圖案形成方法制作出的薄膜圖案可以是納米圖案，也可以是微米或厘米圖案等，這里不作限定。由于目前的納米器件應(yīng)用較多，且納米圖案的制作精度要求較高，本發(fā)明提供的形成方法在制作納米圖案上更顯優(yōu)勢。
[0050]可選的，上述襯底基板的襯底的材料為玻璃、石英或者硅片?？紤]到制作成本問題，實際中多采用玻璃作為襯底基板的襯底。
[0051]可選的，上述壓印模板的材料為硅、石英、玻璃、金屬或者金屬合金。示例的，上述壓印模板的材料可以為鎳，銅，鉻等金屬或者是這幾種金屬的混合材料，由于鎳，銅，鉻的熔點均高于鋁，且不容易與鋁形成合金，因此，此時可以選用鋁作為薄膜層的材料。
[0052]需要說明的是，若壓印模板的材料為金屬合金時，金屬合金的熔點需要根據(jù)所加入的單質(zhì)金屬的含量來確定，含量不同，其熔點也不同。大多數(shù)情況下，在金屬合金組分中，某一金屬成分占主導(dǎo)時，該金屬合金的熔點會接近并低于該金屬的熔點。金屬合金的熔點需要根據(jù)實際的材料來確定。
[0053]可選的，薄膜層的材料為鋁或者鋁合金。需要說明的是，鋁熔點約為660°C，鋁合金的熔點低于660°C，具體數(shù)值還要根據(jù)鋁合金中的其他組分來定。
[0054]若上述襯底基板的襯底和壓印模板的材料均為玻璃，此時薄膜層的材料可以為鋁或者鋁合金。以薄膜層的材料為鋁進行說明，鋁熔點約為660°C，玻璃的軟化點為700°C(這里僅以700°C為例進行說明)，此時可以將上述S02中的加熱溫度設(shè)定在[600°C，700°C)之間，例如600°C、630°C、650°C、680°C等，即可滿足要求。當(dāng)加熱溫度設(shè)定在600°C-660°C之間時，鋁薄膜層已經(jīng)軟化，此時可以通過加大壓力進行壓印，以使得形成薄膜圖案，而不必等到鋁薄膜層變?yōu)橐簯B(tài)時才開始壓??；當(dāng)加熱溫度設(shè)定在660°C_700°C之間時，鋁薄膜層轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，此時壓印所需壓力較小，且加熱溫度值比較容易把控。
[0055]若薄膜層的材料為鋁合金，則加熱溫度需要根據(jù)該鋁合金的熔點和玻璃的軟化點共同來決定。
[0056]可選的，S03、對壓印后的壓印模板和薄膜層進行降溫，以使得薄膜層形成薄膜圖案具體為:
[0057]以小于10°C/min的降溫速度，對壓印后的壓印模板和薄膜層進行降溫，以使得薄膜層形成薄膜圖案。這樣，可以避免降溫速度過快，造成襯底基板的襯底變形，從而導(dǎo)致形成的薄膜圖案皸裂不平的問題。
[0058]可選的，在S04、將壓印模板和形成有薄膜圖案的襯底基板相分離之后，該方法還包括:S05、對壓印模板進行清洗。這樣可以清除掉壓印模板上的殘留物，有利于后續(xù)再次使用，從而提高壓印模板的利用率，同時降低成本。
[0059]可選的，S05、對壓印模板進行清洗具體為:采用薄膜層的刻蝕液對壓印模板進行清洗。示例的，若薄膜層的材料為，則可以采用低濃度的鋁刻蝕液對壓印模板進行清洗。
[0060]可選的，上述襯底基板還包括:邊框，用于防止液態(tài)的薄膜層流出襯底基板，邊框的材料的熔點高于加熱溫度。這里對于邊框的具體設(shè)置方式不作限定。示例的，邊框可以根據(jù)襯底基板的大小，在襯底上圍繞薄膜層一圈設(shè)置；當(dāng)然，還可以是其他設(shè)置方式，這里不作限定。為了方便制作，該邊框可以與襯底基板的襯底采用同種材料制作。
[0061 ] 實施例二
[0062]本發(fā)明實施例提供了一種薄膜圖案，采用實施例一提供的任一項的薄膜圖案的形成方法形成。該薄膜圖案，相比現(xiàn)有技術(shù)形成的薄膜圖案，具有精度高、誤差小的特點。
[0063]上述薄膜圖案可以為金屬光柵圖案、金屬電極圖案或者金屬線圖案。具體的，金屬光柵圖案可以用于形成金屬光柵偏振片等，金屬電極圖案可以用于形成薄膜晶體管的柵極、源極和漏極等，金屬線圖案可以用于形成柵線、數(shù)據(jù)線、公共電極線等。圖4為采用本發(fā)明實施例一提供的方法形成的一種金屬光柵圖案，該金屬光柵圖案的周期為200nm。
[0064]實施例三
[0065]本發(fā)明實施例提供了一種顯示裝置，包括實施例二提供的任一項的薄膜圖案。該顯示裝置可以為液晶顯示器、電子紙、0LED(0rganic Light-Emitting D1de，有機發(fā)光二極管)顯示器等顯示器件以及包括這些顯示器件的電視、數(shù)碼相機、手機、平板電腦等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或者部件。
[0066]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種薄膜圖案的形成方法，其特征在于，所述方法包括: 將具有薄膜層的襯底基板與具有圖案的壓印模板接觸，其中，所述薄膜層的材料的熔點/軟化點小于所述襯底基板的襯底和所述壓印模板的材料的熔點/軟化點； 在加熱條件下，采用所述壓印模板對所述薄膜層進行壓印，其中，加熱溫度能夠使得所述薄膜層軟化或變?yōu)橐簯B(tài)、同時所述襯底基板的襯底和所述壓印模板保持原有狀態(tài)； 對壓印后的所述壓印模板和所述薄膜層進行降溫，以使得液態(tài)的所述薄膜層固化形成薄膜圖案； 將所述壓印模板和形成有薄膜圖案的所述襯底基板相分離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述加熱溫度大于等于所述薄膜層的材料的熔點/軟化點、且小于所述襯底基板的襯底和所述壓印模板的材料的熔點/軟化點。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述薄膜層的材料的熱膨脹系數(shù)大于所述壓印模板的材料的熱膨脹系數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述壓印模板的圖案為納米圖案。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述襯底基板的襯底的材料為玻璃、石英或者硅片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述壓印模板的材料為硅、石英、玻璃、金屬或者金屬合金。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的形成方法，其特征在于，所述薄膜層的材料為鋁或者招合金。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述對壓印后的所述壓印模板和所述薄膜層進行降溫，以使得所述薄膜層形成薄膜圖案具體為: 以小于10°C/min的降溫速度，對壓印后的所述壓印模板和所述薄膜層進行降溫，以使得所述薄膜層形成薄膜圖案。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，在所述將所述壓印模板和形成有薄膜圖案的所述襯底基板相分離之后，所述方法還包括: 對所述壓印模板進行清洗。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的形成方法，其特征在于，所述對所述壓印模板進行清洗具體為: 采用所述薄膜層的刻蝕液對所述壓印模板進行清洗。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形成方法，其特征在于，所述襯底基板還包括:邊框，用于防止液態(tài)的所述薄膜層流出所述襯底基板，所述邊框的材料的熔點高于所述加熱溫度。12.—種薄膜圖案，其特征在于，采用權(quán)利要求1-11任一項所述的薄膜圖案的形成方法形成。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜圖案，其特征在于，所述薄膜圖案為金屬光柵圖案、金屬電極圖案或者金屬線圖案。14.一種顯示裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求12或13所述的薄膜圖案。
【文檔編號】G03F7/00GK106094426SQ201610452270
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】張斌, 周婷婷, 何曉龍, 孫雪菲
【申請人】京東方科技集團股份有限公司