CN100354712C - 平板显示器件的制造方法及制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适合于采用不需要照相工艺的构图工序的平板显示器件及其制造方法，从而降低其处理时间和使构图缺陷最小化。根据本发明一个实施例的平板显示装置的制造方法和制造装置在薄膜上涂布蚀刻剂，并且通过将具有可渗透结构的软模压到蚀刻剂上在薄膜上形成蚀刻剂图案，其中所述软模包括可渗透结构以及该结构表面上的薄膜树脂层，用于阻止溶剂和空气快速流入到所述可渗透结构中。

Description

平板显示器件的制造方法及制造装置
本申请要求以2003年12月27日在韩国提交的韩国专利申请No.P2003-98128的权益，在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种平板显示器件，特别涉及一种适合于采用不需要照相工艺的构图工序的平板显示器件及其制造方法，从而降低其处理时间和使构图缺陷最小化。
背景技术
显示器件正在成为用于视频信息沟通的增长的重点。流行的显示器件阴极射线管(CRT)或布劳恩管具有质量重和尺寸大的问题。
包括液晶显示器件(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子显示板(PDP)、或电致发光(EL)显示的平板显示器件已经商品化。
由于其能够满足重量轻和物理轮廓薄的要求，液晶显示器件已经迅速地在各种应用领域中取代了CRT。
具体地说，利用薄膜晶体管(以下，称之为“TFT”)驱动液晶单元的有源矩阵型液晶显示器件具有图像质量好和消电低的优点。由于批量生产技术中的改进和富有成效的研发结果，TFT LCD已经快速地发展为大尺寸和高清晰度。
如图1中所示的有源矩阵型液晶显示器件包括粘结在一起的滤色片基板22和TFT阵列基板23以及位于它们之间的液晶层15。图1中所示的液晶显示器件代表整个有效图像区域的一部分。
滤色片基板22包括位于上玻璃基板12的后表面上的黑矩阵(图中没有示出)、滤色片13和公共电极14。偏振片11粘接在上玻璃基板12上。包括红(R)、绿(G)和蓝(B)滤色片的滤色片13透过特定波长范围内的可见光，以显示彩色。
在TFT阵列基板23中，在下玻璃基板16的前表面上数据线19和栅线18彼此交叉。在这些交叉点上形成有TFT’s 20。像素电极21形成在位于下玻璃基板16的前表面上的数据线19与栅线18之间的单元区域中。TFT 20响应来自栅线18的扫描信号用来开关位于数据线19与像素电极21之间的数据传送通道，从而驱动像素电极21。偏振片17粘接在TFT阵列基板23的后表面上。
液晶层15通过施加到其上的电场来控制由TFT阵列基板23所入射的光的透光量。
粘接在滤色片基板22和TFT基板23上的偏振片11和17透过沿一个方向偏振后的光。当液晶层15为90°TN模式时其偏振方向垂直地交叉。
定向膜(图中没有示出)形成在滤色片基板22和阵列TFT基板23的液晶的相背的表面上。
用于有源矩阵型液晶显示器件的制造方法划分为：例如，清洗基板工序；构图基板工序；形成/摩擦定向膜工序；粘结基板/注入液晶工序；封装工序；检测工序和维修工序。清洗基板工序利用清洁溶液除去污染液晶显示面板的基板表面的杂质。构图基板工序分成滤色片基板的构图工序和TFT阵列基板的构图工序。
在形成/摩擦定向膜的工序中，在每个滤色片基板和TFT阵列基板上面涂定向膜。用摩擦布摩擦定向膜。在粘结基板/注入液晶工序中，滤色片基板和TFT阵列基板粘结在一起并且通过液晶注入孔注入液晶和衬垫料。然后，用密封剂密封液晶注入孔。
封装工序将其上设置有例如栅驱动集成电路和数据驱动集成电路的集成电路的载带封装(以下，称之为“TCP”)与基板的焊盘部分连接。除了利用前面提到的TCP的带式自动粘结方法(tape automated bonding method)以外，驱动集成电路可以通过玻上芯片COG方法直接固定到基板上。检测工序包括在TFT阵列基板上形成像素电极和例如数据线和栅线等信号线之后进行的电测试；和在粘结基板/注入液晶工序之后进行的电测试和肉眼检查。在维修工序中，在由检测工序判断出的可能需要修理的基板上进行修复。在检测工序中，不能维修的基板作为废品处理。
在包括液晶显示器件的大部分平板显示器件的制造方法中，通过光刻法将设置在基板上的薄膜材料进行构图。该光刻工序通常包括涂光刻胶、对准掩膜、曝光、显影以及清洗的一系列照相光序。但是，光刻法存在的问题是其完成所需的时间长，浪费了许多光刻胶材料和剥离溶液，并且需要如曝光设备等昂贵设备。
发明内容
因此，本发明旨在一种液晶显示器件及其制造方法，其基本上克服了由于现有技术的局限和缺点而存在的一个或多个问题。
一种适合于采用不需要照相工艺的构图工序的平板显示器件及其制造方法，从而降低其处理时间和使构图缺陷最小化。
在随后的描述中将给出本发明的附加特征和优点，其部分可由描述显然看出，或者可通过本发明的实施而获悉。通过文字描述和其权利要求以及附图中具体给出的结构可实现和获得本发明的目的和其他优点。
为了实现这些和其它优点，根据本发明一方面的一种平板显示器件的制造方法包括：形成软模作为可渗透结构；在薄膜上涂布蚀刻剂(etch-resist)；通过将软模压到蚀刻剂上在薄膜上形成蚀刻剂图案；将软模从蚀刻剂图案上分离；以及通过利用蚀刻剂图案作为掩模对薄膜进行蚀刻，其中形成软模的步骤包括：利用主模(master mold)形成可渗透结构；以及在可渗透结构的表面上形成薄膜树脂层，用来阻止溶剂流入到可渗透结构中以及快速的空气流入。
在该制造方法中，可渗透结构具有硅微粒(silica particle)。
在该制造方法中，薄膜树脂层是聚二甲基硅氧烷、聚亚安酯和交联酚醛清漆树脂(cross-linked novolac resin)中的至少一种。
在该制造方法中，薄膜树脂层的厚度是大约1μm至100μm。
在该制造方法中，平板显示器件是液晶显示器件LCD、场发射显示器件FED、等离子体显示板PDP和电致发光EL中的任何一种。
根据本发明另一方面的一种平板显示件的制造装置包括：形成为可渗透结构的软模；涂布装置，用来将蚀刻剂涂布在整个薄膜之上；以及装置，用于通过将软模压到蚀刻剂上而在薄膜上形成蚀刻剂图案，将软模从蚀刻剂图案上分离并且通过利用蚀刻剂图案作为掩模对薄膜进行蚀刻，其中所述软模包括：形成在可渗透结构的表面上的薄膜树脂层，用于阻止溶剂流入到可渗透结构中以及快速的空气流入。
在该制造装置中，可渗透结构具有硅微粒。
在该制造装置中，薄膜树脂层是聚二甲基硅氧烷、聚亚安酯和交联酚醛清漆树脂中的至少一个。
在该制造装置中，薄膜树脂层的厚度是大约1μm至100μm。
在该制造装置中，平板显示件是液晶显示器件LCD、场发射显示器件FED、等离子体显示板PDP和电致发光EL中的任何一种。
应当理解前面概要性的解释和以下作为示例的详细说明和解释都准备为本发明的权利要求提供进一步的解释。
附图说明
结合所附附图解释本发明的实施例并且与说明书一起来解释本发明的原理，这些附图用来进一步地理解发明并且合并在其中和构成本说明书的一部分。
在这些附图中：
图1所示为有源矩阵型液晶显示器件的透视图；
图2所示为根据本发明的一个实施例的平板显示器件的制造方法；
图3所示为当图2中所示的基板与软模接触时蚀刻剂溶液的运动图；
图4所示为在图2工序的过程中产生的气泡和由于该气泡而产生的蚀刻剂图案缺陷的剖面图；以及
图5A至5H所示为图2中所示软模的制造方法中每个步骤的剖面图。
具体实施方式
现在详细解释本发明的实施例，具体的例子在所附附图中给出。在尽可能的情况下，在所有附图中采用相同的附图标记表示相同或类似的部分。
参照图2，根据本发明的实施例的平板显示器件的制造方法包括：涂布工序，在玻璃基板31的像素阵列的薄膜32a上涂布蚀刻剂溶液33a；利用软模34的蚀刻剂溶液33a的构图工序；用于对薄膜32a进行构图的蚀刻工序；蚀刻剂图案33b的剥离工序；以及薄膜图案32b的检测工序。
在玻璃基板31上形成的像素阵列的薄膜32a是通过现有技术中已知的涂布工艺或沉积工艺在玻璃基板31上由基本材料(basic material)形成的，其中基本材料用作平板显示器件的像素阵列中的金属图案、有机图案和无机图案。
蚀刻剂溶液33a可以是具有耐热性和耐化学腐蚀性的材料，例如以大约5％至30％的重量比向乙醇溶液中添加交联酚醛清漆树脂而形成的溶液。通过例如喷嘴喷射和旋转涂布等涂布工艺将蚀刻剂溶液33a涂布在整个薄膜32a上。
软模34具有已经形成的沟槽34a，其中沟槽34a对应于要在玻璃基板31上形成的图案。将软模34对准蚀刻剂溶液33a，并且然后向蚀刻剂溶液33a上施加仅够使溶液与薄膜32a相接触的压力。通过软模34的重量可以满足该压力需要。与此同时，在大约130℃或更低的温度下将玻璃基板31烘焙10分钟至2小时。然后如图3中所示，蚀刻剂溶液33a通过由软模34与玻璃基板31之间的压力所产生的毛细作用力和软模34与蚀刻剂溶液33a之间的排斥力而运动到软模34的沟槽34a中。
结果以图案形状在薄膜32a上形成呈软模34的沟槽图案的反向复制(reverse copy)图案的蚀刻剂图案33b。
在软模34从玻璃基板31上分离开之后，执行湿刻工序或干刻工序。在此时，蚀刻剂图案33b用作掩模，使得只有位于蚀刻剂图案33b的下部的薄膜32a保留在玻璃基板31上。薄膜32a的其余部分被去除。随后，通过剥离工序除去蚀刻剂图案33b以及通过薄膜图案32b的电学和光学测试进行对薄膜图案32b的检查，例如短路、断线等。
在与玻璃基板31分离开之后，利用紫外线和臭氧(O3)清洗软模34并且然后在另一个薄膜32a的构图工序中重新使用。
另一方面，由流入到蚀刻剂溶液33a中的外来空气以及在蚀刻剂构图工序的蚀刻剂溶液33a中的挥发溶剂所产生的脱气可能在蚀刻剂溶液33a中产生气泡。换句话说，如图4中所示，在蚀刻剂溶液33a中存在微小的气泡41，并且当软模34与蚀刻剂溶液33a接触时大气中的空气混入蚀刻剂溶液33a。蚀刻剂溶液33a中的气泡在烘烤工序中以及在施加到软模34上的压力的作用下增大，这些气泡是产生蚀刻剂图案33b的凹陷或缺失的原因。
由于蚀刻剂溶液33a中溶剂的蒸发速度比软模34的快，因此其吸收蚀刻剂溶液33a中的溶剂使得其凝固，在蚀刻剂构图工序中产生的气泡保留在蚀刻剂溶液33a和蚀刻剂图案33b中。因此，这些气泡导致蚀刻剂图案33b的图案缺陷。
如果薄膜图案32b是信号线，那么由于蚀刻剂图案33b中的图案缺陷，薄膜图案32b可能存在意外的短路或断路，从而阻止信号正常地提供给显示器件。
为了防止由于残留气泡而引起的蚀刻剂的图案缺陷，根据本发明的用于平板显示器件的制造方法和制造装置可以将软模34的至少一部分制造成具有能够吸入和排出气泡的多孔结构。这里，该多孔结构可以是具有多个微小开口的连续气泡状或者是具有渗透性的三维网状结构。
图5A至5H所示为根据本发明的软模34的制造方法的每个步骤的剖面图。
如图5A中所示，根据本发明的一个实施例的软模34的制造方法在主板51的整个表面上涂布光阻52a。随后，如图5B中所示，本发明将光掩模54对准光阻52a，紫外线UV穿过光掩模54照射到光阻52a上，并且然后通过显影处理形成光阻图案52b。在这种方式中，形成光阻图案52b的主板51用作第一主模从而形成多孔树脂结构。
如图5C所示，通过图5A和5B中的工序制造出的第一主模设置在第一框架53中。第一框架53其上放置有第一主模的底平面以及高度高于软模34的高度的侧壁。如图5D中所示，当第一主模放置时，其中均匀混合有多孔树脂颗粒例如硅微粒的溶液57a注入到第一框架53中并且通过烘烤工序使多孔树脂溶液固化。如图5E中所示，将以这种方式固化后的多孔树脂溶液57a切割成预定尺寸并且与第一主模相分离。
在切割步骤中分离的图5F中的多孔树脂结构57b具有从第一主模的凸出的图案相反地复制出的雕刻图案57c。在其上形成有雕刻图案57c的多孔树脂结构57b的表面上形成薄膜树脂层。薄膜树脂层防止蚀刻剂溶液33a的溶剂快速地流入到多孔树脂结构中并且使得只有少量的溶剂分子和溶剂的蒸发气体在软模和蚀刻剂溶液33a的接触、施加压力和烘焙工序中通过多孔树脂结构。为此，如图5F和5G中所示，提供拥有薄膜树脂材料溶液58a并且其中固定有第二主模的第二框架59。这里，第二主模制成第二主基板55中，在第二主基板55中存在尺寸小于多孔树脂结构57b的雕刻图案57c的凸出图案56b。薄膜树脂材料溶液58a包括当与多孔树脂结构57b粘接时良好并且具有较高弹性的橡胶材料，例如，聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚亚安酯和交联酚醛清漆树脂。
参照图5F和5G，多孔树脂结构57b浸入到薄膜树脂材料溶液58a中，从而使得第二主模的凸出的图案56b插入到雕刻图案57c中。当多孔树脂结构57b浸入时，通过烘焙工序使得薄膜树脂材料溶液58a固化。
最后，如图5H中所示，在本发明中，将多孔树脂结构57b从固化后的薄膜树脂材料上分离，从而使得薄膜树脂层58b以预定的厚度保留在包含雕刻图案57c的多孔树脂结构57b的表面上。另外将多孔树脂结构57b干燥预定的时间周期从而除去被吸收到多孔树脂结构57b中的任何残留的溶剂。
薄膜树脂层58b的厚度(t)是大约1μm至100μm。如上所述，薄膜树脂层58b的厚度满足防止蚀刻剂溶液33a的溶剂快速流入到多孔树脂结构57b中和仅使少量的溶剂分子和溶剂的蒸发气体能够穿过多孔树脂结构57b或者仅有溶剂的蒸发气体穿过多孔树脂结构57b的条件。
另一方面，如图5F和5G中所示，通过旋转涂覆法以及浸煮法(digestionmethod)可以将薄膜树脂材料溶液58a直接地分配或涂布在多孔树脂结构57b上。
根据本发明的平板显示器件的制造方法和制造装置可以应用于构图平板显示器件的电极层、有机层和无机层的工序中，例如这些平板显示器件可以是液晶显示器件LCD、场发射显示器件(FED)、等离子体显示板(PDP)或电致发光显示器件(EL)。
如上所述，根据本发明的平板显示器件的制造方法和制造装置通过使用软模和蚀刻剂可以不需要照相工序而对显示器件的薄膜进行构图，并且降低其处理时间。另外，根据本发明的平板显示器件的制造方法和制造装置为软模提供了渗透性，允许它吸收在软模和蚀刻剂的接触、施加压力和烘焙工序中从蚀刻剂的溶剂中产生的气体并且将气体排出到外面，从而防止由于蚀刻剂中残留的气泡而引起的薄膜中的任何图案缺陷。另外，它在软模和蚀刻剂的接触表面上形成薄膜树脂层，其允许由溶剂的蒸发而产生的少量的溶剂分子或气体分子穿过，从而能够防止软模被溶剂渗透或膨胀。
本领域普通技术人员应当清楚，在没有脱离本发明的精神或范围的情况下，能够对本发明做出多种改进和变形。因此，准备使得本发明覆盖落入所附权利要求及其等效物的范围中的本发明的改进和变形。

Claims (10)

1.一种平板显示器件的制造方法，包括：
形成为可渗透结构的软模；
在薄膜上涂布蚀刻剂；
通过将所述软模压到所述蚀刻剂上在所述薄膜上形成蚀刻剂图案；
将所述软模从所述蚀刻剂图案上分离；以及
通过以蚀刻剂图案作为掩模对所述薄膜进行蚀刻，
其中所述形成软模的步骤包括：
利用主模形成可渗透结构；
在所述可渗透结构的表面上形成薄膜树脂层，用于阻止溶剂和空气快速流入到所述可渗透结构中。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述可渗透结构具有硅微粒。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述薄膜树脂层是聚二甲基硅氧烷、聚亚安酯和交联酚醛清漆树脂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述薄膜树脂层的厚度是1μm至100μm。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述平板显示器件是液晶显示器件、场发射显示器件、等离子体显示板和电致发光器件中的任何一种。
6.一种平板显示器件的制造装置，包括：
以可渗透结构形成的软模；
涂布装置，用于在整个薄膜上涂布蚀刻剂；以及
部件，其用于通过将所述软模压到蚀刻剂上在薄膜上形成蚀刻剂图案，将软模从蚀刻剂图案上分离，以及通过利用蚀刻剂图案作为掩模对薄膜进行蚀刻，
其中所述软模包括形成在可渗透结构表面上的薄膜树脂层，用于阻止溶剂和空气快速流入到所述可渗透结构中。
7.根据权利要求6所述的制造装置，其特征在于，所述可渗透结构具有硅微粒。
8.根据权利要求6所述的制造装置，其特征在于，所述薄膜树脂层是聚二甲基硅氧烷、聚亚安酯和交联酚醛清漆树脂中的至少一个。
9.根据权利要求6所述的制造装置，其特征在于，所述薄膜树脂层的厚度是1μm至100μm。
10.根据权利要求6所述的制造装置，其特征在于，所述平板显示器件是液晶显示器件、场发射显示器件、等离子体显示板和电致发光器件中的任何一种。
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