CN1237372C - 形成液晶显示器件的图形的方法 - Google Patents
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Abstract
一种形成液晶显示器件的图形的方法,包括:提供具有至少第一凹槽结构和第二凹槽结构的底板,第一凹槽结构具有第一宽度,第二凹槽结构其间具有间隔,该第二凹槽结构具有等于第一宽度的倍数再加上其间间隔的宽度的第二宽度;将抗蚀剂材料填充到底板的第一和第二凹槽结构中;和将填充到底板的第一和第二凹槽结构中的抗蚀剂材料施加到基板的刻蚀对象层上。
Description
技术领域
本发明涉及用于形成图形的方法,特别涉及用于形成液晶显示器件的图形的方法。
背景技术
阴极射线管(CRT)监视器已经普遍用于在电视机和计算机显示器上显示信息。虽然CRT监视器具有高图像质量和亮度,但是随着图像屏幕的尺寸增加,CRT监视器的厚度增加,占据了非常大的体积。此外,CRT监视器的重量在便携式设备中总是存在问题。
平板显示器件如液晶显示器、等离子体显示板、有机电致发光显示器、发光二极管和场发射显示器已经用于代替CRT监视器。在这些不同的平板显示器件中,液晶显示器(LCD)器件普遍用作笔记本和桌上型个人计算机的监视器,因为它们的功耗低。
图1是根据现有技术的LCD器件的剖面图。在图1中,LCD器件包括下基板10、上基板20、和形成在上、下基板10和20之间的液晶层15。薄膜晶体管T和像素电极7形成在下基板10上,其中薄膜晶体管T包括:被提供扫描信号的栅极1、用于传输对应于扫描信号的数据信号的半导体层3、用于电隔离半导体层3和栅极1的栅极绝缘层2、形成在半导体层3的上部并用于提供数据信号的源极4、和用于给像素电极7提供数据信号的漏极5。半导体层3包括由非晶硅(a-Si)形成的有源层3a、和形成在有源层3a的两个上侧的n+掺杂欧姆接触层3b。钝化层6和像素电极7形成在薄膜晶体管T上,用于排列液晶分子的第一排列层4a形成在像素电极7的上部。像素电极7由透明导体形成,例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO),以便可以通过像素电极7透射光。
黑底12形成在上基板20上,用于防止光在相邻像素之间泄漏,用于产生带色光的红(R)、绿(G)和蓝(B)的滤色器11形成在黑底12上。另外可以在滤色器11上形成整平层(未示出),用于整平滤色器和用于提高对后来形成在滤色器11上的公共电极13的粘接力,其中公共电极13给液晶层15施加电压并由透明导体形成,如ITO或IZO。此外,在公共电极13上形成用于排列液晶分子的第二排列层4b。
在制造LCD器件期间,应该进行薄膜淀积和光刻处理的几个步骤。例如,为了制造薄膜晶体管T、滤色器11和黑底12,通过施加光刻胶材料、使用来自光刻胶图形的掩模进行曝光和剥离处理,从而形成光刻胶图形,并使用该光刻胶图形作掩模进行刻蚀处理。然而,光刻胶形成工艺涉及复杂的制造工艺并且不适用于大面积显示器件。因此,已经开发了在没有曝光工艺的情况下可以简单地形成构图光刻胶的印刷方法。
图2A-2C是根据现有技术的制造工艺的示意剖面图。在图2A中,制备底板(cliché)24,该底板具有形成在对应于要在基板上形成的图形的位置上的凹槽23。然后,在底板24的表面上淀积抗蚀剂31。接着,使刮板32与底板24的表面接触并穿过底板24的表面以整平抗蚀剂31。因而,抗蚀剂31填充凹槽23,同时除去留在底板24的表面上的抗蚀剂。
在图2B中,在印刷辊33穿过底板24的表面旋转时,将填充在底板24的凹槽23中的抗蚀剂31转印到印刷辊33的表面上。印刷辊33形成为具有与所希望制造的显示器件的板的宽度相同的宽度,并具有等于该板的长度的圆周长。相应地,填充在底板24的凹槽23中的抗蚀剂31被转印到印刷辊33上。
在图2C中,随着印刷辊33的旋转,预先被转印到印刷辊33上的抗蚀剂31接触基板30的表面。然后,抗蚀剂31从印刷辊33被转印到基板30的表面上。接着,用UV照射或加热所施加的抗蚀剂31,以便使其干燥,从而形成抗蚀剂图形。
然而,在LCD器件中,图形尺寸根据要形成的不同层而不同,并且对于相同层来说,图形尺寸也是不同的。此外,虽然图形尺寸确定要使用的抗蚀剂的粘度,但是不同粘度的抗蚀剂不能一次印刷。因此,必须选择具有适合于相应尺寸图形的粘度的抗蚀剂。当使用适用于相对小图形的抗蚀剂时,当抗蚀剂填充到底板的凹槽中并且通过刮板整平底板时,在底板的中心部分比在底板的边缘部分更容易除去抗蚀剂。因而图形的厚度不均匀。
图3A和3B是根据现有技术的比较抗蚀剂图形的示意剖面图。在图3A中,在基板30上形成正常印刷的抗蚀剂图形35a。在图3B中,在基板30上形成差的抗蚀剂图形35b。如图所示,正常印刷的抗蚀剂图形35a具有均匀厚度,其中差的抗蚀剂图形35b的厚度在端部和中间部分不同。结果,差的抗蚀剂图形35b导致制造出有缺陷的LCD器件。
发明内容
相应地,本发明涉及用于形成LCD器件的图形的方法,该方法基本上解决了由于现有技术的限制和缺陷造成的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种形成LCD器件的图形的方法,该方法能形成精确图形。
本发明的附加特征和优点将在下面进行说明,其中部分地从文字说明中可得到,或者可以通过实施本发明而学习到。本发明的目的和优点将通过在文字说明和所附权利要求书以及附图中特别指出的结构和工艺来实现。
为实现这些和其它优点并根据本发明的目的,如这里广泛和具体所述的,一种用于形成液晶显示器件的图形的方法包括:提供具有至少第一凹槽结构和第二凹槽结构的底板,第一凹槽结构具有第一宽度,第二凹槽结构其间具有间隔,该第二凹槽结构具有等于第一宽度的倍数再加上其间间隔的宽度的第二宽度;将抗蚀剂材料填充到底板的第一和第二凹槽结构中;和将填充到底板的第一和第二凹槽结构中的抗蚀剂材料施加到基板的刻蚀对象层上。
应该理解,前面的一般性说明和后面的详细说明都是示意性的并用于提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图提供对本发明的进一步理解并构成本说明书的一部分,并且附图示出了本发明的实施例并与文字说明一起用于解释本发明的原理。附图中:
图1是根据现有技术的LCD器件的剖面图;
图2A-2C是根据现有技术的制造工艺的示意剖面图;
图3A和3B是根据现有技术的比较抗蚀剂图形的示意剖面图;
图4A-4E是根据本发明的制造LCD器件的示例方法的示意剖面图;和
图5A-5D是根据本发明的制造LCD器件的另一示例方法的示意剖面图。
具体实施方式
下面参照附图中的例子详细说明本发明的优选实施例。
图4A-4E是根据本发明的制造LCD器件的示例方法的示意剖面图。在图4A中,可制备基板101,然后可以向基板101上淀积缓冲层103,如金属、有机膜或硅。然后,使用光刻工艺对缓冲层103进行构图,以制造具有多个凹槽105a、105b和105c的底板103。凹槽105a、105b和105c是用于形成LCD器件的图形的掩模图形。由于LCD器件的图形可用于具有各种尺寸的相同层,因此凹槽105a、105b和105c的尺寸可以具有不同大小和相关间隔。例如,第一凹槽105a可具有第一宽度d1,第二凹槽105b可具有比第一凹槽105a的宽度d1窄的宽度d2,第三凹槽105c可具有比第一凹槽的宽度d1宽的宽度d3。
第一凹槽105a可形成为提供具有均匀厚度的第一抗蚀剂图形。第三凹槽105c可形成为包括至少两个与第一凹槽105a相同的凹槽,其中在这两个凹槽之间提供间隔W。相应地,第三凹槽105c可形成为提供比具有均匀厚度的第一抗蚀剂图形相对长的第二抗蚀剂图形。间隔W可由抗蚀剂材料的粘度和表面能确定。例如,当使用具有高粘度和表面能的抗蚀剂材料时,间隔W可以窄得足以在相邻抗蚀剂图形之间产生干涉。同样,当使用具有低粘度和表面能的抗蚀剂材料时,间隔W可以较宽。
在图4B中,将抗蚀剂材料131淀积在底板100的表面上,然后使用刮板132整平底板100的表面。相应地,抗蚀剂材料131只填充到凹槽105a、105b和105c中,并且可以除去剩余在底板100的表面上的抗蚀剂材料131。
在图4C中,将填充在底板100的凹槽105a、105b和105c中的抗蚀剂材料131转印到印刷辊133的表面上。印刷辊133可形成为具有与要制造的基板相同的宽度,并且可以具有与该基板的长度相同的圆周长。相应地,通过单次旋转可以将填充在底板100的凹槽105a、105b和105c中的抗蚀剂材料131转印到印刷辊133的圆周表面上。此时,可以向印刷辊133的表面上淀积覆盖层134,用于提高对抗蚀剂材料131的粘接力。
缓冲层103可便于从底板100的凹槽105a、105b和105c将抗蚀剂材料131分离并转印到印刷辊133上。此外,缓冲层103可保护基板101不受印刷辊133的冲击。由于抗蚀剂材料131对缓冲层103的粘接力比对基板101的粘接力弱,因此在缓冲层103中更容易使抗蚀剂材料131从凹槽105a、105b和105c分离。或者,可以在基板101上不形成缓冲层103的情况下通过刻蚀基板101形成凹槽105a、105b和105c。然而,由于印刷辊133对基板101的撞击而可能在基板101的下部产生裂纹。因此,缓冲层103吸收了印刷辊133的撞击。
此外,可利用抗蚀剂材料的粘接特性由于温度变化而发生的变化,更容易地从底板100分离抗蚀剂材料131。例如,当使用具有随温度增加而增加的粘接力的抗蚀剂材料时,可以在底板100中安装加热器,并且印刷辊133的温度可以高于底板100的温度。相应地,抗蚀剂材料131与印刷辊133的粘接力增加,以便可以更容易地从底板100的凹槽105a、105b和105c分离抗蚀剂材料131。当使用具有随温度下降而增加的粘接力的抗蚀剂材料时,印刷辊133的温度可以设置得低于底板100的温度,由此便于从底板100的凹槽105a、105b和105c分离抗蚀剂材料131。
在图4D中,通过旋转印刷辊133,可将抗蚀剂材料131从印刷辊133转印到将要形成图形的基板130上。因而,可以在基板130上形成抗蚀剂材料131。这里,将在其中形成图形的基板130可被装载到操作台140上,其中可以通过在操作台140中安装加热器来控制基板130的温度。这样,可以很容易地将抗蚀剂材料131从印刷辊133分离并转印到基板130上。加热器(未示出)可以安装在底板100、印刷辊133和操作台140中,以便均匀和相等地设置底板100、印刷辊133和基板130的温度。
在图4E中,可使用抗蚀剂材料131(在图4D中)在基板130上形成抗蚀剂图形106。因此,抗蚀剂图形可包括第一、第二、和第三抗蚀剂图形106a、106b和106c,它们各具有相同的厚度而与图形尺寸无关。第一抗蚀剂图形106a可通过填充在第一凹槽105b(在图4C中)中的抗蚀剂材料131形成,第二和第二抗蚀剂图形106b和106c可通过填充到第一和第二凹槽105b和105c(在图4C中)中的抗蚀剂材料131形成。
接着,在基板130上形成用于形成图形的刻蚀对象层(未示出)。该刻蚀对象层可以是用于形成金属图形的金属层,如栅极、源/漏极、选通线、数据线、像素电极、和存储电极,或者可以是绝缘层,如SiOx或SiNx。
金属层或绝缘层可以通过采用形成在其上的抗蚀剂图形作为掩模的普通刻蚀工艺进行刻蚀。相应地,可以形成所希望图形的金属层(电极结构)或绝缘层(接触孔)。
图5A-5D是根据本发明的制造LCD器件的另一示例方法的示意剖面图。在图5A中,制备底板200,该底板200可包括多个凹槽205a、205b和205c。然后,向底板200的表面上淀积抗蚀剂材料231。接着,使用刮板232整平底板200的表面,由此用抗蚀剂材料231填充多个凹槽205a、205b和205c并除去剩余在底板200的表面上的任何抗蚀剂材料231。虽然未示出,底板200可包括基板和缓冲层。
第三凹槽205c可形成为包括至少两个第一凹槽205a并由间隔W互相分开。相应地,第三凹槽205c后来形成为均匀厚度的抗蚀剂图形。
在图5B中,将在其中形成图形的基板230可附接到具有填充到凹槽205a、205b和205c中的抗蚀剂材料231的底板200的表面上。此外,给其施加热量或压力。
在图5C中,为将填充在凹槽205a、205b和205c中的抗蚀剂材料231转印到基板230上,从底板200拆下基板230。
在图5D中,抗蚀剂图形206a、206b和206c可形成在基板230上,其中每个抗蚀剂图形206a、206b和206c可使用填充到第一、第二和第三凹槽205a、205b和205c中的抗蚀剂材料231来形成。
根据本发明,通过形成用于相同层而具有不同宽度的图形,通过单一印刷工艺可形成其掩模图形。这样,可以将具有相对大宽度的图形分割成标准图形宽度,由此形成底板的凹槽,以便可以通过单一工艺形成具有相同厚度的图形,而与图形尺寸无关。例如,当形成在底板上的图形的宽度很大时,该大宽度可被分割成很多小宽度,并且其间具有间隔。结果,可以防止由于抗蚀剂材料的不均匀厚度造成的不良刻蚀,由此提高了制造效率。
本领域普通技术人员应该明白在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以对本发明的形成液晶显示器件的图形的方法做各种修改和改变。这样,本发明覆盖落入所附权利要求书及其等效形式范围内的本发明的各种修改和改变。
Claims (10)
1、一种形成液晶显示器件的图形的方法,包括:
提供具有至少第一凹槽结构和第二凹槽结构的底板,第一凹槽结构具有第一宽度,第二凹槽结构其间具有间隔,该第二凹槽结构具有等于第一宽度的倍数再加上其间间隔的宽度的第二宽度;
将抗蚀剂材料填充到底板的第一和第二凹槽结构中;和
将填充到底板的第一和第二凹槽结构中的抗蚀剂材料施加到基板的刻蚀对象层上。
2、根据权利要求1的方法,还包括制备底板,制备底板包括提供底板的基板、在基板上形成缓冲层、和通过对缓冲层进行构图而形成第一和第二凹槽结构。
3、根据权利要求2的方法,其中缓冲层包括金属层。
4、根据权利要求2的方法,其中缓冲层包括有机层。
5、根据权利要求1的方法,其中将抗蚀剂材料施加到刻蚀对象层上包括:
使印刷辊接触底板并在其上旋转,以便将填充在第一和第二凹槽结构中的抗蚀剂材料转印到印刷辊的表面上;和
通过旋转印刷辊,使刻蚀对象层接触在印刷辊的表面上形成的抗蚀剂材料,以便将抗蚀剂材料从印刷辊转印到刻蚀对象层上。
6、根据权利要求1的方法,其中将抗蚀剂材料施加到刻蚀对象层上包括:
使其上形成了刻蚀对象层的基板接触底板;
给基板施加热量或压力;和
从底板上拆下基板,以便将填充在第一和第二凹槽结构中的抗蚀剂材料转印到刻蚀对象层上。
7、根据权利要求1的方法,其中刻蚀对象层包括金属层。
8、根据权利要求1的方法,其中刻蚀对象层包括SiNx和SiOx中的一种。
9、根据权利要求1的方法,其中刻蚀对象层包括有机层。
10、根据权利要求1的方法,其中将抗蚀剂材料填充到底板的第一和第二凹槽结构中包括:
沿着底板的整个表面淀积抗蚀剂材料;和
将刮板接触到底板的表面上并整平底板的表面,以将抗蚀剂材料填充到第一和第二凹槽结构中,并除去剩余在底板的表面上的抗蚀剂材料。
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