CN100440424C - 平板显示器件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制造基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法。该制造方法包括步骤:在基板上沉积亲水性树脂并且对亲水性树脂构图以在基板上要形成薄膜图案的区域之外的区域形成亲水性树脂图案。该制造方法还包括在基板上方亲水性树脂图案之间沉积疏水性纳米粉末薄膜材料;去除亲水性树脂图案以形成位于基板上方的疏水性纳米粉末薄膜图案。而且,该制造方法包括处理疏水性纳米粉末薄膜材料以形成薄膜图案。
Description
本申请要求享有2005年6月17日在韩国递交的申请号为No.P2005-52666的申请的权益,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的制造方法,尤其涉及一种适于降低制造成本的平板显示器件的制造方法。
背景技术
通常,液晶显示(LCD)器件根据视频信号控制液晶的光透过率,从而显示图像。为此,液晶显示器件包括液晶单元呈矩阵形成排列的液晶显示面板,和用于驱动液晶显示面板的驱动电路。
液晶显示器件根据驱动液晶的电场的方向分为两大类:采用垂直电场的扭曲向列(TN)模式和采用水平电场的共平面开关(IPS)模式。
TN模式是由分别设置在下和上基板上的像素电极和公共电极之间的垂直电场驱动液晶的一种模式。TN模式器件具有孔径比相对较高的优点,但是其缺点在于其视角相对较窄。另一方面,IPS模式是由在下基板上平行排列的像素电极和公共电极之间的水平电场驱动液晶的一种模式。IPS模式具有视角相对较宽的优点,但是其缺点是其孔径比相对较低。
图1所示为现有技术的TN模式的液晶显示面板的截面图。在图1中,液晶显示面板包括上阵列基板,其具有在上基板52上依次形成的黑矩阵54、滤色片56、公共电极68和上定向膜58。面板还包括下阵列基板,其具有在下基板82上形成的薄膜晶体管(以下,称为“TFT”)、像素电极66和下定向膜88。液晶16注入在上阵列基板和下阵列基板之间的内部空间中。
在上阵列基板,黑矩阵54限定了要形成有滤色片56的单元区域。黑矩阵54防止漏光并且吸收外部光以提高对比度。滤色片56形成在由黑矩阵54限定的单元区域中。滤色片56以R、G、B形成以实现液晶显示面板的彩色图像。公共电压施加到公共电极68以控制液晶16的运动。与公共电极68形成在上基板52上并且采用垂直电场的TN模式相比,在IPS模式中,采用水平电场并且公共电极68形成在下阵列基板中。
在下阵列基板中,TFT包括在下基板82上沿栅线(未示出)形成的栅极59;与栅极59重叠的半导体层64和97,并且具有将半导体层64和97与栅极59分开的栅绝缘膜94;以及在半导体层64和97上方形成并彼此分开的源极90和漏极92。数据线(未示出)沿源极90/漏极92形成。TFT响应来自栅线的扫描信号将来自数据线的像素信号提供给像素电极66。
像素电极66形成在钝化膜100上方并且通过接触孔和TFT的漏极92接触。像素电极66由高透光率的透明导电材料形成。用于定向液晶的上定向膜58和下定向膜88在上基板和下基板上分别涂布诸如聚酰亚胺的定向材料之后通过摩擦工序形成。
液晶显示面板中包括栅极59的薄膜图案通过使用掩模的光刻工序进行构图。图2A到图2D所示为说明使用光刻工序形成栅极的步骤的截面图。
在图2A中,通过诸如溅射的沉积法在下基板82上沉积栅金属59a和光刻胶材料60。在光刻胶60上设置掩模61,该掩模61具有与要形成栅极59的各区域对准的孔。进行曝光和显影工序以形成如图2B所示的光刻胶图案60a。然后,如图2C所示,进行蚀刻工序以构图栅金属59a。最后,如图2D所示,通过剥离光刻胶图案60a的剥离工序完成栅极59。
使用掩模的现有技术的光刻工序至少包括光刻胶涂布工序、掩模对准工序、曝光和显影工序以及蚀刻工序。因此,现在技术的工序复杂。同时,在显影光刻胶图案的工序中浪费了大量的光刻胶材料和显影液。此外,在现有技术光刻工序中的曝光工序中使用了昂贵的设备。
发明内容
因此,本发明提供了可以基本上避免由于现有技术的限制和缺陷所引的一个或多个问题的一种平板显示器件的制造方法。
因此,本发明的一个目标是提供适于降低制造成本的平板显示器件的制造方法。
将在以下说明中阐述本发明额外的特征和优点,其中一部分通过说明书显而易见,或可以通过实践本发明得到。本发明的目的和其他优点将通过说明书及其权利要求书以及附图中指出的具体结构实现并获得。
为了根据本发明的目的实现所述和其他的优点,这里作为具体和广泛地说明,一种制造基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法包括步骤:在基板上沉积亲水性树脂;对亲水性树脂构图以在基板上要形成薄膜图案的区域之外的区域上形成亲水性树脂图案;在基板上方亲水性树脂图案之间沉积疏水性纳米粉末薄膜材料;去除亲水性树脂图案以形成位于基板上方的疏水性纳米粉末薄膜图案;以及处理疏水性纳米粉末薄膜图案以形成薄膜图案。
可以理解上述的概述和以下的详细描述均为示例性的和解释性的,并旨在对所要求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
所包括的用来便于理解本发明并且作为本申请一个组成部分的附图表示了本发明的实施例,连同说明书一起可用来解释本发明的原理。在附图中:
图1所示为现有技术液晶显示面板的截面图;
图2A到2D所示为说明利用现有技术的光刻工序形成栅极的步骤的截面图;以及
图3A到3G所示为说明根据本发明示例性实施方式形成栅极的步骤的截面图。
具体实施方式
以下具体描述在附图中表示的本发明的优选实施例。图3A到3G所示为说明根据本发明示例性实施方式形成栅极的步骤的截面图。
如图3A所示,通过诸如旋转涂布或喷涂的涂布法在下基板182的整个表面上涂布聚合树脂162。例如,可以溶于水的亲水性聚合树脂可以用作聚合树脂162。
如图3B所示,在聚合树脂162上放置具有突起170b和槽170a的软模170。突起170b与下基板182要形成栅极的区域对准,以及设置槽170a以与下基板182的其它区域相对应。这里,软模170可以是在韩国专利申请NO.2003-0098122中公开的软模,这里将该申请结合进来作为参考。软模170可以由具有高弹性的橡胶材料形成,例如,聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚亚安酯、或交联酚醛清漆树脂。
软模170的突起170b的表面设置为与聚合树脂162接触。软模170的重量向与突起170b接触的聚合树脂162的部分施加压力,并且持续一预定时间,例如30秒到10分钟,突起170b与下基板182接触。此外,同时,通过紫外光UV或以约130℃或以下的温度烘焙下基板182使聚合树脂162软固化(soft-hardened)。然后,由于软模170和下基板182之间压力产生的毛细管作用力以及软模170和聚合树脂162之间的排斥力使得聚合树脂162移入软模170的槽170a内。因此,如图3C所示,在与软模170的槽170a相对应的区域中形成聚合树脂图案162a。
然后,如图3D所示,去除软模170,并且在形成有聚合树脂图案162a的下基板182上喷洒纳米粉末栅极材料159a。可以通过将诸如Al、Cu、Cr、Mo、Al/Nd或其合金的任意一种的基质材料溶于疏水性溶液中从而将基质材料分解为纳米级粉末来制备纳米粉末栅极材料。疏水性溶液可以包括己烷和甲苯。然后,将纳米粉末栅极材料159a喷洒到下基板182上聚合树脂图案162a之间,即,与软模170的突起170b对应的区域中或者在下基板182上要形成栅极的区域中。
如图3E所示,在形成有亲水性聚合树脂图案162a和纳米粉末栅极材料159a的下基板182上施加水(H2O),以通过将亲水性聚合树脂图案162a溶于H2O中而去除亲水性聚合树脂图案162a。已经溶于疏水性溶液中的纳米粉末栅极材料159a没有溶于H2O。从而,如图3F所示,只去除亲水性聚合树脂图案162a,而纳米粉末栅极材料159a保留在下基板182上。
然后,如图3G所示,通过烘烤工序(firing process)来热处理纳米粉末栅极材料159a,以在纳米粉末栅极材料159a之间形成电流通道,从而形成栅极159。
通过使用软模170、溶于亲水性溶液中的亲水性聚合树脂162、和溶于疏水性溶液中的纳米粉末栅极材料159a,可以不执行现有技术中用于形成薄膜图案所必需的光刻工序中的曝光和显影工序以及蚀刻工序而形成薄膜图案。因此,可以简化平板显示器件的制造工序,并且可以减少光刻胶和用于显影光刻胶图案的显影液的浪费。另外,不需要昂贵的曝光设备。因此,可以降低液晶显示面板的制造成本。
这里,在上面的示例性实施方式中详细说明了使用软模形成亲水性聚合树脂图案,利用硬模也可以形成亲水性聚合树脂图案。例如,硬模可以由硅或石英构成。如果采用硬模,亲水性聚合树脂在涂布在基板上的亲水性聚合树脂的溶液成分挥发的状态下被构图,即在亲水性聚合树脂被印刻(imprint)的状态下被构图。然后,亲水性聚合树脂通过外部施加的压力和高温加热被构图。相反,当如上所述采用软模时,软模通过利用其自身的重量施加压力以使得软模的突起的表面与基板接触来对亲水性聚合树脂构图。
同样,上述的示例性实施方式中,详细说明了形成栅图案的工序。然而,可以采用相似的工序在液晶显示器件中形成其它薄膜图案。
如上所述,根据本发明示例性实施方式的平板显示器件的制造方法采用软模或硬模、溶于亲水性溶液中的亲水性聚合树脂和溶于疏水性溶液中的纳米粉末栅极材料对薄膜图案构图。通过这种方法,可以省略在采用现有技术的光刻工序对薄膜图案构图所必需的曝光工序、显影工序和蚀刻工序。因此,可以简化平板显示器件的制造工序,并且可以减少光刻胶和用于显影光刻胶图案的显影液的浪费。另外,不需要昂贵的曝光设备。因此,可以降低液晶显示面板的制造成本。
显然本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围内可以对本发明的用于平板显示器件的制造方法进行各种变形和改进。因此,本发时覆盖所有落入本申请所附的权利要求书及其等同物所要求保护范围内的变形和改进。
Claims (16)
1、一种制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,所述方法包括步骤:
在所述基板上沉积亲水性树脂;
对所述亲水性树脂构图以在基板上方要形成薄膜图案的区域之外的区域形成亲水性树脂图案;
在基板上方所述亲水性树脂图案之间沉积疏水性纳米粉末薄膜材料;
去除所述亲水性树脂图案以在基板上方形成疏水性纳米粉末薄膜图案;以及
处理所述疏水性纳米粉末薄膜材料以形成薄膜图案。
2、根据权利要求1所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述对亲水性树脂构图的步骤包括步骤:
在所述亲水性树脂上设置软模,所述软模具有与要形成薄膜图案的区域对准的突起;
向所述软模的突起下方的亲水性树脂的区域施加压力以使得所述软模的突起接触所述亲水性树脂下面的层;以及
去除所述软模。
3、根据权利要求2所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述亲水性树脂下面的层为基板。
4、根据权利要求2所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述施加压力的步骤包括将所述软模留在所述亲水性树脂上一段预定的时间的步骤,其中所述软模的重量向亲水性树脂施加压力。
5、根据权利要求2所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述软模包括具有高弹性的橡胶材料。
6、根据权利要求5所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述橡胶材料包括聚二甲基硅氧烷、聚亚安酯或交联酚醛清漆树脂之一。
7、根据权利要求1所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述对亲水性树脂构图的步骤包括步骤:
在亲水性树脂上设置硬模,所述硬模具有与要形成薄膜图案的区域对准的突起;
向所述硬模的突起下方的亲水性树脂的区域施加压力以使得所述硬模的突起接触所述亲水性树脂下面的层;以及
去除所述硬模。
8、根据权利要求7所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述亲水性树脂下面的层为基板。
9、根据权利要求7所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述施加压力的步骤包括施加高温加热的步骤。
10、根据权利要求7所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述硬模包括硅和石英之一。
11、根据权利要求1所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述去除亲水性树脂图案的步骤包括在基板、亲水性树脂图案和疏水性纳米粉末薄膜图案上方施加水。
12、根据权发求1所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述疏水性纳米粉末薄膜材料是通过将薄膜材料溶于疏水性溶液中成为纳米级粉末来制备的。
13、根据权利要求12所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述薄膜材料包括Al、Cu、Cr、Mo和Nd之一。
14、根据权利要求12所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述疏水性溶液包括己烷和甲苯。
15、根据权利要求1所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述亲水性树脂包括聚合树脂。
16、根据权利要求1所述的制造在基板上方具有薄膜图案的平板显示器件的方法,其特征在于,所述处理步骤包括烘烤所述疏水性纳米粉末薄膜图案以形成薄膜图案。
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