在基板上形成图案化薄膜导电结构的方法技术

本发明专利技术披露了一种在基板上形成图案化导电结构的方法。在基板上用材料（如遮蔽涂料或油墨）印刷图案，该图案是这样的以致于，在一个具体实施例中，所需要的导电结构将在印刷材料不存在的区域形成，即印刷待形成的导电结构的负像。在另一个具体实施例中，用难以从基板上剥离的材料印刷图案，并且所需要的导电结构将在印刷材料存在的区域形成，即印刷导电结构的正像。该导电材料沉积在图案化基板上，并且剥离不想要的区域，留下图案化电极结构。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及显示器。披露了在基板上制备图案化薄膜导体的方法。
技术介绍
诸如电泳显示器的塑料显示器，通常包括两个电极，其中的至少一个是被图案化的，以及显示介质层。通常对电极选择性地施加偏压，以控制与被施加偏压的电极有关的部分显示介质的状态。例如，典型的无源矩阵电泳显示器可包括成行和成列排列的夹在顶部电极层和底部电极层之间的一组电泳盒(cell)。该顶部电极层可包括，例如，一系列放置在电泳单元列之上的透明列电极，而该底部电极层可包括一系列放置在电泳盒行之下的行电极。在下述临时美国专利申请，即第60/322,635号(名称是“具有门电极的改良电泳显示器”(An Improved Electrophoretic Display with GatingElectrodes)，2001年9月12日提交)，第60/313,146号(名称是“具有双重模式切换的改良电泳显示器”(An Improved ElectrophoreticDisplay with Dual mode Switching)，2001年7月17日提交)、以及第60/306,312号(名称是“具有板内切换的改良电泳显示器”(AnImproved Electrophoretic Display with In-Plane Switching)，2001年8月17日提交)中描述了几种类型的无源矩阵电泳显示器，所有上述结合于此作为参考。一种典型的用于制备这类塑料显示器的图案化电极层的现有技术方法通常涉及光刻技术和化学蚀刻的使用。可用于塑料显示器应用的导电膜可通过下述方法来制备，如层压、电镀、喷镀、真空蒸镀、或一种以上工艺的结合等，从而在塑料基板上形成导电膜。有用的薄膜导体包括金属导体，如铝、铜、锌、锡、钼、镍、铬、银、金、铁、铟、铊、钛、钽、钨、铑、钯、铂、和/或钴等；金属氧化物导体，如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)等；以及从上述金属和/或金属氧化物衍生的合金或多层复合膜。此外，本文中描述的薄膜结构可包括单层薄膜或多层薄膜。ITO膜在许多应用中都是特别有价值的，原因在于它们在可见光范围内具有高的透射度。有用的塑料基板包括环氧树脂、聚酰亚胺、聚砜、聚芳醚、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对萘二甲酸乙二醇酯(PEN)(polyethylene terenaphthalate)、聚(环烯)(poly(cyclicolefin))、以及它们的合成物。塑料薄膜上的导体通常是通过光刻法进行图案化，该光刻法包括几个费时的和高成本的步骤，包括(1)用光致抗蚀剂涂覆导电膜；(2)通过光掩模将其成影象地曝光于例如紫外光，使光致抗蚀剂图案化；(3)通过从曝光区域或未曝光区域除去光致抗蚀剂，“显影”该图案化的图案，其取决于所用光致抗蚀剂的类型，以便在其被除去的区域内显露导电膜(即，在没有设置任何电极或其他导电结构的区域)；(4)利用化学蚀刻法从光致抗蚀剂已被除去的区域除去导电膜；(5)除去剩余的光致抗蚀剂以显露电极和/或其他图案化的导电结构。对于大量制备诸如电泳显示器等的塑料显示器来说，使用连续的卷带式(roll-to-roll)工艺可能是有利的。然而，上述的光刻法不是非常适合于这种卷带式工艺，因为某些工艺步骤，如成影象的曝光等，是费时的且需要将掩模和移动目标区域小心配准和调整。此外，除了潜在地造成环境危害外，光致抗蚀剂的显影和除去以及对来自化学蚀刻工艺的废物的处理可能是费时和昂贵的。因此，需要一种在塑料基板上形成图案化导电结构的工艺，以用于诸如电泳显示器等的塑料显示器，该工艺不需要使用光刻法或化学蚀刻法，并且适于在连续的卷带式方法中使用。
技术实现思路
根据本专利技术的一种在基板上形成图案化导电薄膜结构的方法，包括在所述基板的顶部表面用可印刷材料印刷图案，所述图案通过包括其正像来限定所述导电薄膜结构将形成的区域，从而所述可印刷材料被印刷在所述导电薄膜结构将形成的区域中；在所述基板的所述图案化顶部表面沉积导电薄膜层，其中对所述导电薄膜、所述可印刷材料、以及所述基板进行选择，以致所述导电薄膜比粘结于所述基板更牢固地粘结于所述可印刷材料；以及利用剥离工艺从所述基板剥离直接形成在所述基板上的部分所述导电薄膜，其中所述剥离工艺并不从所述可印刷材料剥离所述导电薄膜，以便所述导电薄膜结构仍然形成在所述可印刷材料上，以用来限定所述导电薄膜结构形成的区域。根据本专利技术的一种在基板上形成图案化导电薄膜结构的方法，包括在所述基板的顶部表面用可印刷第一材料印刷图案，所述图案通过包括其正像来限定所述导电薄膜结构将形成的区域，从而所述可印刷第一材料被印刷在所述导电薄膜结构将形成的区域，所述可印刷第一材料是防水的并利用除水以外的溶剂可剥离；用水基第二材料外涂覆所述基板的印刷的顶部表面，以便所述第二材料被所述第一材料排斥并填充在所述第一材料已被印刷的区域之间的所述基板的区域，而不涂覆所述第一材料存在的区域；利用方法除去所述第一材料，所述方法剥离所述第一材料而不剥离所述第二材料，以便所述第二材料仍然涂覆在部分所述基板上，其中所述第一材料不存在，由此通过包括其负像来限定所述导电薄膜结构的边界，以便所述第二材料不存在于所述导电薄膜结构将形成的区域，且所述第一材料已从所述区域剥离；在所述基板的所述图案化顶部表面沉积导电薄膜层；以及剥离所述第二材料以形成所述导电薄膜结构。其中，所述剥离步骤包括在所述导体沉积步骤后，将第二粘合剂层涂覆至所述基板；以及通过剥离所述第二粘合剂层以在没有所述第一印刷粘合剂或增附材料的区域除去所述导电薄膜。当与所述第二粘合剂层的内聚强度、所述第一粘合剂或所述增粘材料的内聚强度、所述金属薄膜的内聚强度、所述金属薄膜和所述第二粘合剂层之间的粘合强度、以及所述金属薄膜和所述第一粘合剂或所述增附材料之间的粘合强度进行比较时，导电薄膜和所述基板之间的粘合强度是最弱的。所述剥离步骤包括使用机械力以除去所述可剥离材料。其中，使用机械力包括刷洗、使用喷嘴。附图说明结合附图，通过下面的详细描述将易于理解本专利技术，其中相同的参考数字表示相同的结构元件，其中图1示出在一个实施例中使用的以在基板上形成图案化薄膜导体的工艺的流程图。图2A至图2D示出用于在基板上形成四列电极的一系列加工步骤的平面示意图。通过提供图2A至图2D所示工艺步骤的正剖面示意图，图3A至图3D进一步示出图2A至图2D所示的示例。图4A和图4B示出一个示例的平面示意图，在此示例中七段显示器的分段电极是使用本文所述工艺的实施例制成的。图5A-1至5D-2示出在一个实施例中使用的以在基板上形成图案化薄膜导体的可供选择的工艺。图6A-1至6F-2示出图1-图4中所示工艺的另一种可供选择的工艺。具体实施例方式下面提供本专利技术的优选具体实施例的详细描述。尽管参照优选具体实施例对本专利技术进行了说明，但是，应当理解的是，本专利技术并不限于任何一个具体实施例。与之相反，本专利技术仅由所附的权利要求所限定，且本专利技术可以有各种更改和变化。本专利技术的各种更改、变化、和等同物由所附的权利要求书的内容涵盖。为了举例说明，在下面的描述中给出了许多特定细节，以充分理解本专利技术。本专利技术可以在没有这些特定细节中的一些或全部情况下，依据本专利技术权利要求范围来实施。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基板上形成图案化导电薄膜结构的方法，包括：在所述基板的顶部表面用可印刷材料印刷图案，所述图案通过包括其正像来限定所述导电薄膜结构将形成的区域，从而所述可印刷材料被印刷在所述导电薄膜结构将形成的区域中；在所述基板的所述图 案化顶部表面沉积导电薄膜层，其中对所述导电薄膜、所述可印刷材料、以及所述基板进行选择，以致所述导电薄膜比粘结于所述基板更牢固地粘结于所述可印刷材料；以及利用剥离工艺从所述基板剥离直接形成在所述基板上的部分所述导电薄膜，其中所述剥离工 艺并不从所述可印刷材料剥离所述导电薄膜，以便所述导电薄膜结构仍然形成在所述可印刷材料上，以用来限定所述导电薄膜结构形成的区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：珍E赫博曲，赵一雄，吴让二，阿巴斯哈希尼，保罗根德勒，梁荣昌，
申请(专利权)人：希毕克斯影像有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]