CN102087472B - 制造印板的方法和通过使用该方法来形成薄膜图案的方法 - Google Patents

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Abstract

制造印板的方法和通过使用该方法来形成薄膜图案的方法。本发明的目的是提供用于制造可以防止形成有缺陷的薄膜图案的印板的方法，以及通过使用该方法来形成薄膜图案的方法。制造印板的方法包括以下步骤：提供具有第一区域和第二区域的底基板；在第一区域处形成具有第一深度和第一宽度的第一凹入图案并在第二区域处形成具有比第一宽度更宽的第二宽度和与第一深度相同的深度的第二凹入图案；形成用于暴露第二区域并覆盖第一区域的保护膜，所述保护膜具有粘附性；通过使用具有粘附性的保护膜，将所述第二凹入图案形成为具有比在所述第一区域处的所述第一凹入图案的所述第一深度更深的第二深度；以及去除所述保护膜。

Description

制造印板的方法和通过使用该方法来形成薄膜图案的方法
技术领域
本发明涉及制造可以防止形成有缺陷的薄膜图案的印板(cliché)的方法，以及通过使用该方法来形成薄膜图案的方法。
背景技术
近来已开发出可以减少重量和体积(阴极射线管的不利之处)的各种平板显示设备。作为平板显示设备，存在液晶显示设备、场发射显示设备、等离子体显示板、电致发光EL显示设备等。
平板显示设备设置有通过掩模工艺而形成的多个薄膜，该掩模工艺包括沉积步骤、曝光步骤、显影步骤和蚀刻步骤等。但是，由于掩模工艺是复杂的制造工艺，所以掩模工艺增加了生产成本。因此，正在进行通过使用利用了印刷辊(printing roller)的印刷工艺来形成薄膜的研究。
印刷工艺是这样一种工艺，其中，在印刷辊的橡皮布(blanket)上涂敷印刷液，通过使用具有凹入图案的印板在印刷辊上形成印刷液的图案，并且将印刷液的图案转印到基板上，由此形成期望的薄膜。
参照图1A，在印板10上形成与第一薄膜层匹配的第一凹入图案14和与第二薄膜层匹配的第二凹入图案16，用于形成相同材料的具有彼此不同线宽度的第一薄膜层和第二薄膜层。
参照图1B，如果印刷辊20在印板10上滚动，印刷辊20与线宽度比第一凹入图案14大的第二凹入图案16的底表面接触A，以将印刷液22从印刷辊20转印到第二凹入图案16的底表面，从而失去印刷液22。
参照图1C，如果这样失去的印刷液22被转印到基板1，形成第一薄膜层24和在第二薄膜层26中的没有印刷有印刷液的针孔形式的区域A，如图1D所示。具体地说，如果使用第二薄膜层26作为黑底层或产生颜色的滤色器，则出现缺陷图案，其中在第二薄膜层26中的区域A处颜色消失，表现为没有颜色。
发明内容
因此，本发明旨在一种制造印板的方法，以及通过使用该方法来形成薄膜图案的方法。
本发明的目的是提供一种制造可以防止形成有缺陷的薄膜图案的印板的方法，以及通过使用该方法来形成薄膜图案的方法。
本公开的附加优点、目的和特征将在下面的描述中被部分描述，且部分对于本领域普通技术人员在研究下文后变得明显，或可以通过本发明的实践来了解。通过说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些目的和其它优点，根据本发明的目的，如这里具体和广义描述的那样，制造印板的方法包括以下步骤：提供具有第一区域和第二区域的底基板(base substrate)；在所述第一区域处形成具有第一深度和第一宽度的第一凹入图案并在所述第二区域处形成具有比第一宽度更宽的第二宽度和与第一深度相同的深度的第二凹入图案；形成用于暴露所述第二区域并覆盖所述第一区域的保护膜，所述保护膜具有粘附性；通过使用具有粘附性的保护膜，将所述第二凹入图案形成为具有比在所述第一区域处的所述第一凹入图案的所述第一深度更深的第二深度；以及去除所述保护膜。
形成用于暴露第二区域并覆盖第一区域的具有粘附性的保护膜的步骤包括下面步骤：将保护膜粘附到具有第一区域和第二区域的底基板；和通过切割选择性地从第二区域去除保护膜。
形成用于暴露第二区域并覆盖第一区域的的具有粘附性的保护膜的步骤包括下面步骤：将在与所述第二区域对应的区域处具有开口区域的保护膜粘附到具有第一区域和第二区域的底基板。
将所述第二凹入图案形成为具有比在所述第一区域处的所述第一凹入图案的所述第一深度更深的第二深度的步骤包括下面步骤：通过使用具有粘附性的保护膜来选择性地蚀刻第二区域。
保护膜包括粘合膏和在粘合膏上形成的耐酸膜，所述耐酸膜抵抗在蚀刻中使用的蚀刻剂。
耐酸膜由聚丙烯(PP：polypropylene)、聚乙烯(PE：polyethylene)、特氟纶(teflon)或氟素树脂基(fluroricresion group)的材料形成。
第一凹入图案对应于在液晶显示设备的有源区域处形成的黑底，而第二凹入图案对应于在围绕液晶显示设备的有源区域的外部区域处形成的外部黑底。
在本发明的另一方面中，用于形成薄膜图案的方法包括以下步骤：提供印板，该印板包括具有第一凹入图案的第一区域和具有第二凹入图案的第二区域，第一凹入图案具有第一深度和第一宽度，第二凹入图案具有比第一深度更深的第二深度和比第一宽度更宽的第二宽度；在印板上滚动涂敷有印刷液的印刷辊，以在印刷辊上形成具有对应于第一凹入图案的第一线宽度的第一印刷图案和具有对应于第二凹入图案的第二线宽度的第二印刷图案；以及在基板上印刷形成于印刷辊的第一印刷图案和第二印刷图案，其中提供印板的步骤包括下面步骤：提供具有第一区域和第二区域的底基板；在第一区域处形成具有第一深度和第一宽度的第一凹入图案并在第二区域处形成具有比第一宽度更宽的第二宽度和与第一深度相同的深度的第二凹入图案；形成用于暴露第二区域并覆盖第一区域的保护膜，所述保护膜具有粘附性；通过使用具有粘附性的保护膜，将所述第二凹入图案形成为具有比在所述第一区域处的所述第一凹入图案的所述第一深度更深的第二深度；以及去除保护膜。
应当理解，本发明的上述一般性描述和下述详细描述是示例性和说明性的，且旨在提供所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，这些附图示出了本发明的实施方式，且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1A至图1D例示了截面，这些截面示出通过使用现有技术印板的印刷工艺来形成薄膜层的方法的步骤。
图2例示了根据本发明的优选实施方式的用于形成薄膜图案的装置的立体图。
图3例示了图2中的印板的截面。
图4A至图4G例示了截面，这些截面示出用于制造图3中的印板的方法的步骤。
图5详细地例示了图4E中的保护膜的平面图。
图6A至图6C例示了截面，这些截面示出通过使用图4E中的保护膜的构图工艺的步骤。
图7例示了用于说明在图6A或图6B中示出的保护膜的粘合膏的厚度的截面。
图8例示用于切割图6C中的保护膜的切割机器的立体图。
图9A至图9D例示了截面，这些截面示出通过使用图2中的印板来形成薄膜图案的方法的步骤。
图10例示了通过用于形成在图9A至图9D中示出的薄膜图案的方法的步骤而形成的黑底的平面图。
图11例示了具有通过用于形成在图9A至图9D中示出的薄膜图案的方法的步骤而形成的薄膜图案的液晶板的平面图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施方式，在附图中例示出了其示例。在可能的情况下，在整个附图中使用相同的附图标记来代表相同或类似部件。
图2例示了根据本发明优选实施方式的用于形成薄膜图案的印刷装置的立体图。
参照图2，该印刷装置包括印刷液供应单元146、印刷辊144、橡皮布142和印板110。
印刷液供应单元146容纳印刷液，用于将印刷液供应到印刷辊144上的橡皮布142。
印刷辊144在印板110和基板101上滚动(印板110和基板101在转印单元118上移动)，使得印刷辊144与印板110和基板101连续接触。或者，另选地，印刷辊144可以滚动，以在印板110和基板101静止的状态下在印板110和基板101上移动，使得印刷辊144与印板110和基板101连续接触。
印刷辊144将来印刷液供应单元146印刷液充入附在印刷辊144的外周的橡皮布142。
使印板110与印刷辊144接触，使得在印刷辊144的橡皮布142中充入的印刷液只留在所期望的区域。
参照图3，为了在基板101上形成彼此具有不同线宽度的第一薄膜图案和第二薄膜图案，印板110包括在第一区域A1处形成的第一凹入图案114和突出图案112以及在第二区域A2处形成的第二凹入图案116。
当印刷辊144在印板110上滚动时，突出图案112与在印刷辊144上涂敷的印刷液接触。据此，当印刷辊144在印板110上滚动时，将印刷液从印刷辊144转印到突出图案112。
但是，即使印刷辊144在印板110上滚动，第一凹入图案114和第二凹入图案116不与印刷辊144上的印刷液接触。据此，与凹入图案114和凹入图案116匹配的在印刷辊144上的印刷液保留在印刷辊144上，以在基板101上形成第一薄膜图案和第二薄膜图案。
由于第一凹入图案114对应于待形成在基板101上的第一薄膜图案，第一凹入图案114形成为具有第一线宽度w1和第一深度d1。
由于第二凹入图案116对应于待形成在基板101上的线宽度比第一薄膜图案宽的第二薄膜图案，第二凹入图案116形成为具有比第一线宽度w1大的第二线宽度w2。在该情况下，具有第二线宽度w2的第二凹入图案116形成为具有比第一凹入图案114的第一深度d1深几个μm的第二深度d2，用于防止当印刷辊144与印板110接触时印刷辊144与第二凹入图案116的底表面接触。例如，第二凹入图案116形成为具有65至70μm的最小深度和小于印板110的底基板131的厚度的最大深度。
图4A至图4G例示了截面，这些截面示出用于制造图3中的印板的方法的步骤。
参照图4A，金属层132形成在具有第一区域A1和第二区域A2的底基板131上。金属层132是具有大约500至
Figure BSA00000265260100061
的厚度的Mo、Al、AlNd、Cr、CrOx的单层或多层。例如，如果金属层132具有在液晶板的下基板上形成的多层，则金属层132具有Mo/AlNd的叠层，或者如果金属层132具有在液晶板的上基板上形成的多层，则金属层132具有Cr/CrOx的叠层。
在金属层132上涂敷光刻胶，并经历具有曝光和显影的光刻，以形成光刻胶图案134，如图4B所示。
如图4C所示，通过使用光刻胶图案134对金属层132进行构图来对金属层132进行蚀刻，以形成金属图案136。
通过使用金属图案136和光刻胶图案134作为掩模来将底基板131向下第一次蚀刻几个μm的深度，从而执行蚀刻。在该情况下，利用具有2wt％至25wt％浓度的HF基蚀刻剂(group etchant)来湿式蚀刻底基板131。据此，如图4D所示，形成印板，其具有第一凹入图案114和第二凹入图案116，第一凹入图案114具有第一深度d1和第一宽度w1，第二凹入图案116具有第一深度d1和第二宽度w2。通过剥离(stripping)去除保留在印板110上的光刻胶图案134，并且通过蚀刻而去除金属图案136。
接着，参照图4E和图5，对于底基板131的第一区域A1和第二区域A2，在第一区域A1处选择性形成保护膜150，其详细描述将参照图6A至图6C来描述。
通过使用如图6A中所示的层压辊156，将具有粘附性的保护摸150粘附到印板110的全部表面(如图6B所示)。保护膜150由粘合膏152和在粘合膏152上形成的耐酸膜154构成。在该情况下，耐酸膜154具有20至40μm厚度的聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、特氟纶或氟素树脂基的材料，并且粘合膏152具有30至50μm的厚度。如图7所示，如果粘合膏152具有小于30μm的厚度，则位于在第一凹入图案114或第二凹入图案116的侧表面SS与底表面BS之间的保护膜150不能适当地将来自层压辊156的压力传递到侧表面SS和底表面BS，并且由于与粘合膏152的厚度相比的较弱的粘附力而没有适当地被粘附到该侧表面SS和底表面BS(C区域)。在该情况下，蚀刻剂在之后待执行的第二次蚀刻中渗透穿过保护膜150与第一凹入图案114或第二凹入图案116的侧表面SS和底表面BS之间的空的空间。如果粘合膏152具有超过50μm的厚度，使得粘合膏152的粘附力较强，则粘合膏152以后不能适当地从底基板131分离。
因此，为了防止蚀刻剂渗透在第一凹入图案114或第二凹入图案116的侧表面SS和底表面BS之间并且适当地从底基板131分离粘合膏152，粘合膏152形成为具有30至50μm的厚度。
接着，参照图8，通过如图8所示的切割机器如图6C所示地选择性地从第二区域A2去除保护膜150。图8中的切割机器包括支撑框架178、引导导轨176、刀具174、和台架172。支撑框架178支撑粘附有保护膜150的底基板131和在支撑框架178相对两端处以在上/下方向上可移动的引导导轨176。装配有刀具174的台架172与引导导轨176接合，并且台架172沿引导导轨176移动。刀具174沿引导导轨176移动并切割保护膜150，使得第二区域A2暴露。
同时，参照图6B，采用将保护膜150粘附到底基板131的全部表面并利用刀具174来切割保护膜150作为示例，来描述对第二区域A2的暴露，为了简化制造工艺，采用将具有与第二区域A2匹配的开口区域的保护膜150粘附到底基板131作为另一示例以省略切割步骤，而描述对第二区域A2的暴露。
参照图4F，通过使用保护膜150作为掩模而对通过切割保护膜150而暴露的第二区域A2的第二凹入图案116进行第二次蚀刻。在该情况下，利用具有2wt％至25wt％浓度的HF基蚀刻剂而对底基板131进行湿式蚀刻。据此，第二凹入图案116变得具有比第一凹入图案114的第一深度d1深的第二深度d2。接着，人工地或使用机器自动地去除在印板110上保留的保护膜150。最后，完成对印板110的制造，该印板110具有在底基板131的第一区域A1处形成的第一凹入图案114和在底基板131的第二区域A2处形成的第二凹入图案116。
图9A至图9D例示截面，这些截面示出根据本发明优选实施方式的通过使用附着有橡皮布的印刷辊来对薄膜进行构图的方法的步骤。
参照图9A，提供附着有橡皮布142的印刷辊144。橡皮布142具有通过印刷液供应单元146而充入的印刷液148。
接着参照图9B，其上涂敷有印刷液148的印刷辊144在具有第一凹入图案114和第二凹入图案116的印板110上滚动。与突出图案112接触的区域处的印刷液148被转印到突出图案112，不与第一凹入图案114和第二凹入图案116接触的印刷液148被保留在橡皮布142的表面上，以形成第一印刷图案140a和第二印刷图案140b。
参照图9C，其上形成有第一印刷图案140a和第二印刷图案140b的印刷辊144在基板101上滚动。据此，第一印刷图案140a和第二印刷图案140b被转印到基板101上，被干燥和固化以形成彼此具有不同线宽度的第一薄膜图案141a和第二薄膜图案141b。
在该情况下，参照图10，使用薄膜图案141a作为位于液晶板的有源区域A1处的黑底，使用第二薄膜图案141b作为位于包围液晶板的有源区域A1的外部区域A2处的外部黑底。
此外，本发明的印刷装置不仅可以在液晶板上而且可以在平面显示设备(诸如等离子体显示板、电致发光EL显示板、场发射显示设备等)上形成薄膜或厚膜。
详细地，参照图11，本发明的液晶板包括彼此相对接合的薄膜晶体管基板180和滤色器基板160，薄膜晶体管基板180和滤色器基板160之间具有液晶层171。
滤色器基板160包括黑底164、滤色器166、公共电极168、以及在上基板162上连续形成的柱间隔体(未示出)。
薄膜晶体管基板180包括在下基板182上形成为彼此交叉的选通线186和数据线184、与每个交叉部分相邻的薄膜晶体管188、和在每个通过交叉结构形成的像素区域处形成的像素电极170。
本发明的印刷工艺可以形成有机材料的薄膜图案和用作掩模的印刷图案，该有机材料的薄膜图案诸如包括滤色器166、黑底164和液晶板的柱间隔体的有机薄膜层和有机电致发光显示设备的电致发光层，该印刷图案用于对诸如液晶板的薄膜晶体管188、选通线186、数据线184、像素电极170等无机材料的薄膜进行构图。
如已描述的，本发明的制造印板的方法和通过使用该方法来形成薄膜图案的方法具有下面的优点。
在印板中通过形成比与具有小的线宽度的薄膜图案对应的凹入图案更深的与具有大的线宽度的薄膜图案对应的凹入图案，可以防止印刷辊与印板的底表面的接触。因此，制造印板的方法和通过使用该方法来形成薄膜图案的方法可以防止缺陷图案(具体为颜色消失)的产生。
通过使用光刻胶图案和由光刻和蚀刻而形成的金属图案来第一次蚀刻底基板，以及通过使用保护膜作为掩模而第二次蚀刻底基板，这允许形成具有至少两个不同线宽度和至少两个不同深度的印板。由于具有各种图案线宽度和蚀刻深度的印板可以通过一次光刻和两次蚀刻而形成，因此可以节省掩模步骤的成本，并可以简化制造工艺。
很明显地，对于本领域技术人员而言，在不偏离本发明的精神或范围的条件下，可以在本发明中做出各种修改和变型。因而，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变型。
本申请要求2009年12月7日提交的韩国专利申请No.10-2009-0120473的优先权，此处以参引的方式并入其内容，就像在此进行了完整阐述一样。

Claims (7)

1.一种制造印板的方法，该方法包括以下步骤：
提供具有第一区域和第二区域的底基板；
在所述第一区域处形成具有第一深度和第一宽度的第一凹入图案，并在所述第二区域处形成具有比所述第一宽度更宽的第二宽度和与所述第一深度相同的深度的第二凹入图案；
形成用于暴露所述第二区域并覆盖所述第一区域的保护膜，其中，所述保护膜包括粘合膏以及在所述粘合膏上形成的耐酸膜，所述耐酸膜抵抗在蚀刻中使用的蚀刻剂，并且所述耐酸膜由聚丙烯PP、聚乙烯PE、特氟纶或氟素树脂基的材料形成；
通过借助具有粘附性的所述保护膜选择性地蚀刻所述第二区域，将所述第二凹入图案形成为具有比在所述第一区域处的所述第一凹入图案的所述第一深度更深的第二深度；以及
去除所述保护膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其中形成用于暴露所述第二区域并覆盖所述第一区域的保护膜的所述步骤包括以下步骤：
将所述保护膜粘附到具有所述第一区域和所述第二区域的所述底基板；和
通过切割选择性地从所述第二区域去除所述保护膜。
3.根据权利要求1所述的方法，其中形成用于暴露所述第二区域并覆盖所述第一区域的保护膜的所述步骤包括以下步骤：
将在与所述第二区域对应的区域处具有开口区域的所述保护膜粘附到具有所述第一区域和所述第二区域的所述底基板。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中将所述第二凹入图案形成为具有比在所述第一区域处的所述第一凹入图案的所述第一深度更深的第二深度的步骤包括以下步骤：
通过使用具有粘附性的所述保护膜来选择性地蚀刻所述第二区域。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一凹入图案对应于在液晶显示设备的有源区域处形成的黑底，而所述第二凹入图案对应于在围绕所述液晶显示设备的所述有源区域的外部区域处形成的外部黑底。
6.一种用于形成薄膜图案的方法，该方法包括以下步骤：
提供印板，该印板包括具有第一凹入图案的第一区域和具有第二凹入图案的第二区域，所述第一凹入图案具有第一深度和第一宽度，所述第二凹入图案具有比所述第一深度更深的第二深度和比所述第一宽度更宽的第二宽度；
在所述印板上滚动涂敷有印刷液的印刷辊，以在所述印刷辊上形成具有对应于所述第一凹入图案的第一线宽度的第一印刷图案和具有对应于所述第二凹入图案的第二线宽度的第二印刷图案；以及
在基板上印刷形成于所述印刷辊上的所述第一印刷图案和所述第二印刷图案，
其中提供印板的所述步骤包括下面步骤：
提供具有第一区域和第二区域的底基板；
在所述第一区域处形成具有第一深度和第一宽度的第一凹入图案，并在所述第二区域处形成具有比所述第一宽度更宽的第二宽度和与所述第一深度相同的深度的第二凹入图案；
形成用于暴露所述第二区域并覆盖所述第一区域的保护膜，其中，所述保护膜包括粘合膏以及在所述粘合膏上形成的耐酸膜，所述耐酸膜抵抗在蚀刻中使用的蚀刻剂，并且所述耐酸膜由聚丙烯PP、聚乙烯PE、特氟纶或氟素树脂基的材料形成；
通过借助具有粘附性的所述保护膜选择性地蚀刻所述第二区域，将所述第二凹入图案形成为具有比在所述第一区域处的所述第一凹入图案的所述第一深度更深的第二深度；以及
去除所述保护膜。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一印刷图案对应于在液晶显示设备的有源区域处形成的黑底，而所述第二印刷图案对应于在围绕所述液晶显示设备的所述有源区域的外部区域处形成的外部黑底。
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