CN101178451A

CN101178451A - 电子元件图纹缺陷的修补方法

Info

Publication number: CN101178451A
Application number: CN 200610143590
Authority: CN
Inventors: 郑兆凯; 黄介一; 邱琬雯; 林春宏; 张加强
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2006-11-09
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: CN100538409C

Abstract

本发明提供一种电子元件图纹缺陷的修补方法包括提供基板具有图案化结构于其上，其中图案化结构具有至少一个缺陷，且图案化结构对应主要区域及该至少一个缺陷对应缺陷区域。施以第一表面处理步骤于缺陷区域，使缺陷区域的表面性质不同于主要区域。以喷墨法施以缺陷修补步骤以及施以第二表面处理步骤于缺陷区域，使缺陷区域的表面性质与主要区域的表面性质相同。

Description

电子元件图纹缺陷的修补方法

技术领域

本发明涉及一种电子元件的制造方法，特别是涉及一种电子元件图纹缺陷的修补方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)前段工艺所需求的材料，主要包括彩色滤光膜(Color filter，简称CF)、玻璃基板、驱动电路(driver IC)、背光模块及液晶材料等。尤其，在TFT-LCD的制造成本中，材料成本占60～70％的比重，其中又以彩色滤光膜所占整体TFT-LCD面板材料成本比重最高，几乎达到1/4的比例。在TFT-LCD应用产品多元化及产量逐渐扩大之际，对彩色滤光膜的需求也逐步攀升。大体而言，平均约有2成以上的彩色滤光膜有修补的需求。因此，如何达到高品质的彩色滤光膜制作，以及发展相关的修补技术，提高TFT-LCD成品率。

为了解决制造彩色滤光膜的问题，彩色滤光膜喷墨法系统已被提出。然而，传统喷墨法制造彩色滤光膜需要精准的平台去控制喷墨液滴喷至事先决定的像素图案(pattern)位置，且不可溢散至相邻的像素色块，以避免发生混色。再者，彩色滤光膜所能打印的样式与分辨率必须配合喷墨头喷嘴的间距而设计，增加了工艺的复杂度。

传统彩色滤光膜的制作方法是在玻璃基板上制作出许多红、绿、蓝的图素(Dot)，每一组图素对应液晶显示器上的一个像素(Pixel)。其主要工艺包括颜料分散法，首先在玻璃基板上依次以溅射、光刻及蚀刻三道工艺制作防止遮光图案混色，便是黑色矩阵(Black Matrix)。接着，以光刻方式依次分别制作出红、绿、蓝(RGB)三原色的彩色滤光膜层(滤光层的形状、尺寸、配置，依不同用途的液晶显示器而异)，最后溅射上透明导电膜(ITO)作为显示器的电极。

然而，在彩色滤光膜的制造过程中常常伴随缺陷形成。传统的缺陷修补方法，包括以激光烧除(1aser burning)的方式，去除颜色混合区域。或者将附着的颗粒移除，但不能对于因表面处理不均匀产生的白孔区域进行颜色的修补。

美国专利第US 5,714,195号，揭示一种彩色滤光膜的修补方法。利用喷墨方法对于彩色滤光膜有缺陷的地方，例如缺色(color omission)或色彩不均(color irregularity)，以喷墨头喷涂彩色物质到缺陷处，以达到修补的目的。图1为显示传统喷墨法修补彩色滤光膜的流程图。传统彩色滤光膜的修补方法包括于制作彩色滤光膜(S10)步骤后，检测制作完成的彩色滤光膜，若有彩色图案结构缺陷，则进行修补步骤。修复缺陷的方法包括方法(a)以具有测试及修补功能的装置，于检测出缺陷即进行修复彩色滤光膜(S30)，于测试完成时即完成无缺陷的彩色滤光膜(S40)。或者，通过方法(b)主要先进行测试彩色滤光膜(S20)，若良好完成无缺陷的彩色滤光膜(S40)。若检测出不良缺陷，则修补彩色滤光膜(S30)，直至无缺陷的彩色滤光膜(S40)。

喷墨技术特点主要在于直接将红、绿、蓝三原色喷在像素上，因此修补工艺上比传统干膜式方式简单，批量生产操作成本低、提高生产速度、降低生产设备成本。

美国专利第US 6,479,120及US 6,228,464专利揭示一种修补网版印刷(screen printing)电路图案缺陷的方法。请参阅图2，基板10上具有网版印刷的电路图案12，其中电路图案具有缺陷(断线)，可通过一个透明的缺陷修复片20，其上有供修复的图案24，覆盖黏着在基板10上且遮住缺陷位置，再经由热压50或印刷方法将缺陷修复带转印，并经照光加热处理，使溶剂及黏着剂挥发，完成修补的目的。

然而，现有修补电子元件图纹缺陷的方法，并未针对基板上图纹的材料与修复材料之间的表面性质考虑，并且未针对修复后的部位处理，因而影响后续的工艺，尤其是应用在高分辨率显示器面板时，上述问题因现有技术工艺繁复而导致成本上升且成品率下降。

发明内容

鉴此，本发明的目的在于提供一种电子元件图案结构缺陷检测、修复及填补方法，提高元件的性能，进而提高制造成品率与降低制造成本。

为达上述目的，本发明提供一种电子元件图纹缺陷的修补方法，包括：提供基板具有图案化结构于其上，其中图案化结构具有至少一个缺陷，且图案化结构对应主要区域及该至少一个缺陷对应缺陷区域；施以第一表面处理步骤于缺陷区域，使缺陷区域的表面性质不同于主要区域；施以缺陷修补步骤；以及施以第二表面处理步骤于缺陷区域，使缺陷区域的表面性质与主要区域的表面性质相同。

为达上述目的，本发明还提供一种电子元件图纹缺陷的修补方法，包括：提供基板具有彩色滤光层结构于其上，其中彩色滤光层结构具有像素缺陷，且彩色滤光层结构对应主要区域及像素缺陷对应像素缺陷区域；施以去除像素缺陷区域上残余物质的步骤；施以第一表面处理步骤于该像素缺陷区域，使像素缺陷区域的表面性质不同于主要区域；施以像素缺陷修补步骤；施以平坦化处理步骤以移除表面厚度不均匀；以及施以第二表面处理步骤于像素缺陷区域，使缺陷区域的表面性质与该主要区域的表面性质相同。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为显示传统喷墨法修补彩色滤光膜的流程图；

图2为显示现有修补网版印刷(screen printing)电路图案缺陷的方法；

图3为显示根据本发明实施例的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法的流程图；

图4A-4D为显示根据本发明第一实施例的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法的分解步骤剖面图；

图5A-5E为显示根据本发明第二实施例的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法的分解步骤剖面图；以及

图6A-6F为显示根据本发明第三实施例的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法的分解步骤剖面图。

简单符号说明

现有部分(图1和2)

S10-S40～传统喷墨法修补彩色滤光膜的步骤；

10～基板；

12～电路图案；

20～缺陷修复片；

24～供修复的图案区块；

50～热压处理。

本案部分(图3～6F)

S110-S160～彩色滤光膜图案结构缺陷修补步骤；

201～基板；

202～黑色矩阵层；

203～彩色光致抗蚀剂；

205～缺陷区域；

206～残余物质；

210～彩色滤光膜结构；

215～去除该缺陷区域上残余物质的步骤；

220a～第一表面处理步骤；

220b～第二表面处理步骤；

300～喷墨装置；

303、305’～修补薄膜；

310～彩色光致抗蚀剂液滴；

350～平坦化处理步骤。

具体实施方式

本发明提供一种以喷墨法修补电子元件图案缺陷的方法，使得上述的元件缺陷得以修复改善。通过常压表面处理法，将缺陷位置局部的性质改变，使其与非缺限区的表面性质不同，再依据需要修补的缺陷结构，例如以喷墨法进行修补。当修补液体由喷墨头射出填补在基板的缺陷位置，进行修复。接着，进行第二次的基板表面处理，使原缺陷区域经过修补后的表面性质与非缺限区域的表面性质相同，以利后续工艺的进行，达到提高成品率的目的。本发明实施例虽以彩色滤光膜的图案缺陷修补为例，然而并非用以限定本发明，其它电子元件电路图案，例如铟锡氧化物(ITO)电极，网版印刷电路、电镀图案，都可用本发明的修补方法进行图案缺陷修复。

图3为显示根据本发明实施例其中一种应用的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法的流程图。首先，进行制作彩色滤光膜(S110)的步骤。彩色滤光膜的制造方法，可应用于液晶显示器面板及其它平板显示器领域，包括染色法、颜料分散法、印刷法、电镀法以及喷墨法等。接着，将完成的彩色滤光膜进行检测，查出所有缺陷位置的所在。接着，进行去除像素缺陷区域上的残余物质(S120)的步骤，使其留下缺色(color omission)区域。接着，于缺陷位置处进行第一表面处理步骤，使像素缺陷区域的表面性质不同于主要区域(S130)。

接着，进行彩色像素缺陷修补步骤(S140)，以喷墨法进行缺陷修复及填补。于缺陷填补处，进行平坦化处理步骤(S150)。然后，施以第二表面处理步骤，使像素缺陷区域与主要区域的表面性质相同(S160)，以利后续工艺的进行。

本发明所采用的表面处理技术包括物理性表面处理法(例如常压等离子处理法)及化学性表面处理法(例如涂布表面修饰剂)，改变局部位置的表面性质，例如极性以及亲、斥水性，并搭配喷墨法，达到元件修补的目的。

根据本发明优选实施例，采用常压等离子处理法的目的在于去除因彩色光致抗蚀剂残留在边界或黑色矩阵(black matrix，BM)结构上方的局部缺陷。在去除像素缺陷区域上的残余物质且造成的色彩缺失，再通过喷墨法加以补色。常压等离子处理法主要的功能定位是去除有机物的残留，特别是在边界或黑色矩阵(BM)结构上方的残留，但并不损伤边界或黑色矩阵(BM)结构。

其次，喷墨修补前，可利用常压等离子处理法进行缺陷表面处理，改变其斥水性。因为喷墨方式，填补彩色液滴落在缺陷填补位置上，会因缺陷位置表面性质不同，造成彩色液滴流动的变异。为了解决此问题，采用局部常压等离子处理，使缺陷位置局部区域形成斥水性，再经由喷墨及熟化(curing)处理，可得到无扩散的修补。

再者，在喷墨修补后或者平坦化处理步骤后，调整缺陷位置的表面性质，回复原先修补前的表面性质(一般较为亲水性)，以利后续工艺的进行，例如于沉积形成铟锡氧化物(ITO)电极时，不致因修补造成的斥水性，使得后续铟锡氧化物(ITO)电极的制造产生缺陷。

美国专利第US 6,342,275号揭示使用常压等离子(atmosphere plasma)装置作为有机元件的表面处理改善工具。其中，常压等离子(atmosphere plasma)装置及方法可引用为本发明实施例的参考。常压等离子处理法一般是以射频放电(RF-discharge)作为驱动源，激发惰性气体(如He)与混合气体(如O₂)产生O、OH、H、F等自由基，达到表面处理的目的。

以下以三个实施例，举例说明本发明的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法。

图4A-4D为显示根据本发明第一实施例的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法的分解步骤剖面图。请参阅图4A，图4A为显示根据本发明实施例的纳米碳管场发射显示器的制造步骤流程图。首先，提供基板201，其上有制作完成的彩色滤光膜结构210。彩色滤光膜结构210可以是任意熟知的彩色滤光膜结构，例如以红、绿、蓝三色光致抗蚀剂203像素所构成，其间隔以栅栏状的黑色矩阵层(black matrix)202。于彩色滤光膜结构210的制造过程中，会产生缺色(color omission)或色彩不均(color irregularity)等缺陷区域205，相对于彩色滤光膜结构210的其它完整的主要区域。

接着，请参阅图4B，施以第一表面处理步骤220a于缺陷区域205上，使缺陷区域205的表面性质不同于主要区域。第一表面处理步骤220a包括物理性表面处理步骤或化学性表面处理步骤，其中物理性表面处理步骤包括常压等离子处理步骤，以及化学性表面处理步骤包括涂布表面修饰剂于缺陷区域205上。

接着，请参阅图4C，施以缺陷修补步骤，修复及填补缺色(color omission)或色彩不均(color irregularity)等缺陷区域205。根据本发明的优选实施例，可依据需要修补的像素颜色，以喷墨方式进行修补。通过喷墨装置300将修补的彩色光致抗蚀剂液滴310喷涂在基板201上缺陷区域205并经熟化(curing)处理，可得到无扩散的修补薄膜303，图示于图4D中。

请参阅图4D，施以第二表面处理步骤220b于缺陷区域的修补薄膜303上，使修补薄膜303的表面性质与彩色滤光膜结构210的主要区域表面性质相同，以利后续工艺的进行，达到提高成品率的目的。与第一表面处理步骤220a相同，第二表面处理步骤220b包括物理性表面处理步骤或化学性表面处理步骤，其中物理性表面处理步骤包括常压等离子处理步骤，以及化学性表面处理步骤包括涂布表面修饰剂于修补薄膜303上。

图5A-5E为显示根据本发明第二实施例的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法的分解步骤剖面图。本发明第二实施例的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法，其主要步骤类似于图4A-4D的第一实施例的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法，为简明起见，在此省略其细节叙述，不同之处在于缺陷区域205上还包括残余物质206，如图5A所示。

请参阅图5B，接着施以去除缺陷区域205上残余物质206的步骤215，例如以激光光源作为去除残余物质206工具。根据本发明的优选实施例，去除该缺陷区域上残余物质206的步骤215包括化学研磨、湿式蚀刻、光蚀刻、激光烧除、等离子移除及离子束移除步骤。图5C-5E的修补步骤的原理与目的基本上与第一实施例相同，为简明起见，在此省略其细节叙述。

图6A-6F为显示根据本发明第三实施例的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法的分解步骤剖面图。本发明第三实施例的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法，其主要步骤类似于图5A-5E的第二实施例的彩色滤光膜图案结构缺陷修补方法，其中图6A-6D的修补步骤的原理与目的基本上与第二实施例相同，为简明起见，在此省略其细节叙述，不同之处在于当缺陷区域205上的修补薄膜305’表面不平整时，另施以平坦化处理步骤以移除表面厚度不均匀。

请参阅图6E，当缺陷区域205上的修补薄膜305’表面不平整时，另施以平坦化处理步骤350以移除表面厚度不均匀，以形成平整的修补薄膜303。根据本发明的优选实施例，平坦化处理步骤350包括化学研磨、湿式蚀刻、光蚀刻、激光烧除、等离子移除及离子束移除步骤。

请参阅图6F，施以第二表面处理步骤220b于缺陷区域的修补薄膜303上，使修补薄膜303的表面性质与彩色滤光膜结构210的主要区域表面性质相同，以利后续工艺的进行，达到提高成品率的目的。

虽然本发明上述实施例以彩色滤光片的修补方法为例，用以说明本发明，然而并非用以限定本发明，其它电子元件图纹缺陷的修补应用，例如显示器彩色滤光片结构、显示器TFTs矩阵结构或印刷电路结构，都可应用本发明的电子元件图纹缺陷的修补方法修复。

本发明的特征与优点在于通过喷墨的修补方法，使得一个电子元件基板上的图案化结构的局部缺陷区域得以改善。图案化结构可以是彩色滤光片、电极、导线或其它事先定义图案的微小结构单元。经由常压等离子表面处理，先将局部的缺陷性质改变，使与非缺陷区的基板性质不同。再依据需要修补的像素颜色，以喷墨法进行修复与填补。喷墨液体在基板上形成填补结构后，则进行第二次的基板表面处理，使原缺陷区域经过修补后的表面性质与非缺限区域的表面性质相同，达到提高成品率的目的。

本发明虽以优选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与修改，因此本发明的保护范围以所附权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种电子元件图纹缺陷的修补方法，包括：

提供基板具有图案化结构于其上，其中该图案化结构具有至少一个缺陷，且该图案化结构对应主要区域及该至少一个缺陷对应缺陷区域；

施以第一表面处理步骤于该缺陷区域，使该缺陷区域的表面性质不同于该主要区域；

施以缺陷修补步骤；以及

施以第二表面处理步骤于该缺陷区域，使该缺陷区域的表面性质与该主要区域的表面性质相同。

2.如权利要求1所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该图案化结构是显示器彩色滤光片结构、显示器TFTs矩阵结构或印刷电路结构。

3.如权利要求1所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中于施以第一表面处理步骤之前，还包括施以去除该缺陷区域上残余物质的步骤。

4.如权利要求3所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该去除该缺陷区域上残余物质的步骤包括化学研磨、湿式蚀刻、光蚀刻、激光烧除、等离子移除及离子束移除步骤。

5.如权利要求1所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该第一表面处理步骤包括物理性表面处理步骤或化学性表面处理步骤。

6.如权利要求5所述电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该物理性表面处理步骤包括常压等离子处理步骤。

7.如权利要求5所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该化学性表面处理步骤包括涂布表面修饰剂。

8.如权利要求1所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该缺陷修补步骤包括喷墨步骤。

9.如权利要求8所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中于该缺陷修补步骤之后，还包括施以平坦化处理步骤以移除受修补之缺陷区域表面厚度不均匀。

10.如权利要求9所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该平坦化处理步骤包括化学研磨、湿式蚀刻、光蚀刻、激光烧除、等离子移除及离子束移除步骤。

11.一种电子元件图纹缺陷的修补方法，包括：

提供基板具有显示器彩色滤光片结构、显示器TFTs矩阵结构或印刷电路结构于其上，其中上述的结构具有像素缺陷，且该结构对应主要区域及该像素缺陷对应像素缺陷区域；

施以去除该像素缺陷区域上残余物质的步骤；

施以第一表面处理步骤于该像素缺陷区域，使该像素缺陷区域的表面性质不同于该主要区域；

施以像素缺陷修补步骤；

施以平坦化处理步骤以移除受修补的缺陷区域表面厚度不均匀；以及

施以第二表面处理步骤于该像素缺陷区域，使该缺陷区域的表面性质与该主要区域的表面性质相同。

12.如权利要求11所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该去除该缺陷区域上残余物质的步骤包括化学研磨、湿式蚀刻、光蚀刻、激光烧除、等离子移除及离子束移除步骤。

13.如权利要求11所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该第一表面处理步骤包括物理性表面处理步骤或化学性表面处理步骤。

14.如权利要求13所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该物理性表面处理步骤包括常压等离子处理步骤。

15.如权利要求13所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该化学性表面处理步骤包括涂布表面修饰剂。

16.如权利要求11所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该像素缺陷修补步骤包括喷墨步骤。

17.如权利要求11所述的电子元件图纹缺陷的修补方法，其中该平坦化处理步骤包括化学研磨、湿式蚀刻、光蚀刻、激光烧除、等离子移除及离子束移除步骤。