專利名稱：用于制造平板顯示器件的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平板顯示器件，涉及一種適用于不采用光刻工序執(zhí)行構(gòu)圖工序的制造平板顯示器件的方法和裝置。
背景技術(shù)：
近來隨著社會(huì)越來越向信息化方向發(fā)展，比作為可視信息通信媒體以前顯示器的重要意義已經(jīng)得到更進(jìn)一步的增強(qiáng)。陰極射線管和布朗管顯示為目前最通用的顯示器件。但是CRT顯示器比較重而且體積較大。
作為替代，已經(jīng)研發(fā)了多種平板顯示器。平板顯示器的實(shí)例包括液晶顯示器LCD、場(chǎng)發(fā)射顯示器FED、等離子體顯示器PDP、電致發(fā)光器件EL等。大多數(shù)顯示器已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用并且目前存在于市場(chǎng)上。
在這些顯示器中，由于液晶顯示器可以滿足電子產(chǎn)品輕、薄、短、小的趨勢(shì)因此受到歡迎。隨著液晶顯示器生產(chǎn)率的不斷提高，在許多應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)迅速替代陰極射線管。
具體地，通過應(yīng)用薄膜晶體管(以下，稱之為“TFT”)驅(qū)動(dòng)液晶單元的有源矩陣型液晶顯示器具有出色的圖像質(zhì)量和低功耗。由于大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)的建立和研發(fā)的結(jié)果使得大尺寸和高分辨率有源矩陣型液晶顯示器得到迅速研發(fā)。
如圖1所示，該有源矩陣型液晶顯示器具有粘結(jié)在一起的濾色片基板22和TFT陣列基板23，在二者之間設(shè)置有液晶層15。如圖1中液晶顯示器示出個(gè)整有效屏幕的一部分。
濾色片基板22包括位于上玻璃基板12背面的濾色片13和公共電極14。在上玻璃基板12前面粘著偏振片11。濾色片13具有排列以發(fā)送預(yù)定波長(zhǎng)范圍光的紅R、綠G和藍(lán)B濾色片層，從而實(shí)現(xiàn)色彩顯示。在相鄰的濾色片13之間形成黑矩陣(未示出)。
TFT陣列基板23包括形成于下玻璃基板16前表面的彼此交叉的數(shù)據(jù)線19和柵線18以及形成于該交叉部分的TFT 20。在下玻璃基板16前表面數(shù)據(jù)線19和柵線18之間的單元區(qū)域形成像素電極21。該TFT響應(yīng)于來自柵線18的掃描信號(hào)切換數(shù)據(jù)線19和像素電極21之間的數(shù)據(jù)傳輸路徑，從而驅(qū)動(dòng)該像素電極21。在TFT陣列基板23的背面粘結(jié)偏振片17。
液晶層15控制通過TFT陣列基板23入射的光的傳輸量。
粘結(jié)到濾色片基板22和TFT基板23上的偏振片11、17傳輸沿一個(gè)方向的偏振光，當(dāng)液晶15為90°TN模式時(shí)其偏振方向彼此垂直交叉。在濾色片基板22和TFT陣列基板23的各液晶襯面上形成定向?qū)印?br> 有源矩陣型液晶顯示器件的制造工序可以分為基板清洗工序、基板構(gòu)圖工序、定向膜形成/摩擦工序、基板粘結(jié)/液晶注入工序、安裝工序、檢查工序、修復(fù)工序等?；迩逑垂ば虿捎们逑慈芤喝コ廴疽壕э@示器基板表面的雜質(zhì)?；鍢?gòu)圖工序分為濾色片基板構(gòu)圖工序和TFT陣列基板構(gòu)圖工序。定向?qū)有纬?摩擦工序在每個(gè)濾色片基板和TFT陣列基板涂布定向?qū)硬⒂媚Σ敛寄Σ炼ㄏ驅(qū)拥?。基板粘結(jié)/液晶注入工序通過采用密封劑將濾色片基板和TFT陣列基板粘結(jié)在一起并通過液晶注入孔注入液晶和襯墊料并密封該注入孔。安裝工序?qū)惭b有諸如柵驅(qū)動(dòng)IC、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC等集成電路的載帶封裝(以下，稱之為“TCP”)連接到基板的焊盤部分。除了采用前述TCP的載帶自動(dòng)粘接法還可以通過諸如玻上芯片(以下稱之為“COG”)的方法可以在基板上直接安裝驅(qū)動(dòng)IC。檢測(cè)工序包括在在TFT陣列基板上形成像素電極和諸如數(shù)據(jù)線和柵線的信號(hào)線后進(jìn)行的電學(xué)檢測(cè)和肉眼檢查。該修復(fù)工序?qū)νㄟ^檢測(cè)工序判斷要進(jìn)行修理的基板執(zhí)行修復(fù)。判斷不可能進(jìn)行修復(fù)的基板設(shè)置為廢品。
在包括液晶顯示器的大多數(shù)平板顯示器件的制造方法中，通過光刻工序構(gòu)圖基板上沉積的薄膜材料。該光刻工序?yàn)橥ǔ０ü饪棠z涂布、掩模對(duì)準(zhǔn)、曝光、顯影和清洗的系列光工序(photo process)。但是，光刻工序會(huì)花費(fèi)相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間、浪費(fèi)大量光刻膠材料以及剝離液并采用諸如曝光設(shè)備的昂貴設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
僅作為介紹，根據(jù)本發(fā)明用于制造平板顯示器(諸如液晶顯示器LCD、場(chǎng)發(fā)射顯示器FED、等離子體顯示器PDP、電致發(fā)光器件EL)的裝置包括軟模，用于通過向在基板上的薄膜層上形成的抗蝕劑施加壓力以形成指定抗蝕劑圖案。該抗蝕劑具有偶極距μ為2D或者具有溶解參數(shù)值小于6(cal/cm3)1/2或者大于11(cal/cm3)1/2中至少之一。
在該制造裝置中，抗蝕劑包括EGDMA(二甲基丙烯酸乙二醇酯)、HPA(丙烯酸羥丙基酯)和/或DGDMA(二甲基丙烯酸二甘醇酯)。這樣，EGDMA、HPA和/或DGDMA約占該抗蝕劑全部成分的20～70％，并且該抗蝕劑還包括附著力促進(jìn)劑和/或硅烷偶聯(lián)劑。此外，該軟模包括溶解參數(shù)值約為7.3(cal/cm3)1/2的PDMS(聚二甲基硅氧烷)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面用于制造平板顯示器的方法包括在基板上形成薄膜層；在基板上形成抗蝕劑，其中該抗蝕劑具有偶極距μ至少為2D，和/或具有溶解參數(shù)值小于6(cal/cm3)1/2或者大于11(cal/cm3)1/2；通過具有預(yù)定凹槽的軟模向抗蝕劑施加壓力形成抗蝕劑圖案；并通過去除不與抗蝕劑圖案重疊的薄膜層形成薄膜圖案。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面用于制造平板顯示器的方法包括在基板上形成薄膜層；在基板上方對(duì)準(zhǔn)軟模；選擇抗蝕劑使得滿足下述兩條件之一使得軟模不會(huì)吸收大量抗蝕劑抗蝕劑具有至少預(yù)定偶極距或者抗蝕劑的溶解參數(shù)值不同于軟模的溶解參數(shù)值；在薄膜層沉積抗蝕劑；通過由具有預(yù)定凹槽的軟模向抗蝕劑施加壓力而不采用光刻工序形成抗蝕劑圖案；并通過去除不與抗蝕劑圖案重疊的薄膜層形成薄膜圖案。


通過參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述將使本發(fā)明變得更加顯而易見，其中圖1所示為有源矩陣型液晶顯示器平面透視圖；圖2所示為用于說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的制造平板顯示器的方法和裝置的示圖；圖3所示為當(dāng)圖2的軟模與圖2的基板接觸時(shí)蝕刻抗蝕劑溶液運(yùn)動(dòng)情況示圖；以及圖4所示為其上形成有沒有吸收到軟模中的蝕刻抗蝕劑的基板的示圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在要詳細(xì)說明本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的實(shí)施例示于附圖中。
通過參照?qǐng)D2到圖4，本發(fā)明的實(shí)施方式說明如下。
參照?qǐng)D2和3，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的平板顯示器制造方法通過采用軟模而不是現(xiàn)有技術(shù)的光刻膠構(gòu)圖工序來形成所需的薄膜圖案。
采用該軟模134的薄膜構(gòu)圖工序包括在形成薄膜132a的基板上涂布蝕刻抗蝕劑133a溶液的工序，采用軟模134構(gòu)圖蝕刻抗蝕劑133的工序、構(gòu)圖薄膜132a的蝕刻工序、剝離殘余的蝕刻抗蝕劑圖案的剝離工序和檢測(cè)工序。
在基板131上形成的薄膜132a通過公知的涂布工序或者沉積工序在基板131上由基本材料形成，該基板材料用作平板顯示器陣列中的金屬圖案、有機(jī)物圖案和無機(jī)物圖案。
蝕刻抗蝕劑溶液133a包括作為液態(tài)的聚合物前體(polymer precursor)或者液態(tài)單體的樹脂、催化劑、引發(fā)劑、和/或熱流衍生物等。
通過諸如噴嘴噴射、旋轉(zhuǎn)涂布等涂布工序在薄膜132a上涂布蝕刻抗蝕劑溶液133a。
軟模134由具有諸如聚二甲基硅氧烷PDMS、聚亞安酯、交聯(lián)酚醛清漆等高彈性橡膠材料構(gòu)成，并且具有對(duì)應(yīng)于即將在基板131上保留的圖案的凹槽134a。這里，該具有凹槽134a和凸出表面134b的軟模134進(jìn)行表面處理以疏水或者親水。以下，假設(shè)在本發(fā)明中軟模134為疏水表面進(jìn)行說明。
在蝕刻抗蝕劑溶液133a上對(duì)準(zhǔn)該軟模134，通過該軟模僅與薄膜132a接觸的壓力，即僅其本身的重量施加給蝕刻抗蝕劑溶液133a。
例如，如圖3所示，蝕刻抗蝕劑溶液133a通過由于軟模134和玻璃基板131之間壓力產(chǎn)生的表面張力以及軟模134和蝕刻抗蝕劑溶液133a之間的斥力進(jìn)入軟模134的凹槽134a。因此，在該薄膜132a上以與軟模134的凹槽134a圖案相反的圖案形成蝕刻抗蝕劑圖案133b。即，轉(zhuǎn)移該軟模134的凹槽134a的反相圖案以形成蝕刻抗蝕劑圖案133b。隨后，在軟模134與基板131分離后，執(zhí)行濕刻工序或者干刻工序。該蝕刻抗蝕劑圖案133b用作掩膜，因此在基板131上只保留了位于該蝕刻抗蝕劑圖案133b下部的薄膜132a并且去除其他的薄膜132a。隨后，通過剝離工序去除蝕刻抗蝕劑圖案134b，并通過對(duì)薄膜圖案132b進(jìn)行電學(xué)檢測(cè)和光學(xué)檢測(cè)判斷該薄膜圖案132b是否存在短路或者斷路。
在軟模從基板131上分離后，通過紫外光UV和臭氧O3對(duì)其進(jìn)行清洗，然后再次應(yīng)用于另一薄膜132a的構(gòu)圖工序。
如果采用軟模134和蝕刻抗蝕劑溶液133a執(zhí)行多次構(gòu)圖工序，該軟模134中會(huì)吸收少量蝕刻抗蝕劑材料，即，液體聚合物前體材料。該吸收量隨著工序數(shù)量的增加而增加。因此，該軟模134表面最后會(huì)變形或者損傷。因此，在軟模134施加壓力并澆注該蝕刻抗蝕劑溶液133a后，該軟模134的某些點(diǎn)和基板13l彼此粘結(jié)。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，在最壞的情況下，必須對(duì)該軟模134和基板131進(jìn)行處理。
通過分析液體抗蝕劑材料和模材料之間的溶解參數(shù)關(guān)系可以確定軟模134對(duì)蝕刻抗蝕劑溶液133a吸收情況。
χ＝(δ模-δ蝕刻抗蝕劑溶液)2V/RTχ弗洛里哈金斯相互作用參數(shù)δ溶解參數(shù)V摩爾體積R氣體常數(shù)T絕對(duì)溫度在數(shù)學(xué)公式1中，如果χ值很小，即，如果軟模134的δ值與蝕刻抗蝕劑溶液133a的δ值相似，他們可以很好地混合，因此該蝕刻抗蝕劑溶液133a會(huì)被吸收到軟模134中。
因此，隨著χ值增加，被吸收到軟模134中的蝕刻抗蝕劑溶液133a數(shù)量量減少，因此可能防止損傷軟模134。
此外，即使軟模134和蝕刻抗蝕劑溶液133a的溶解參數(shù)彼此相似，根據(jù)極性也可能不會(huì)影響軟模134。例如，如果該軟模134為強(qiáng)疏水，則隨著蝕刻抗蝕劑溶液133a親水極性逐漸增加對(duì)軟模134的影響會(huì)越來越少。
因此，使用軟模134不吸收的抗蝕劑材料來延長(zhǎng)軟模134的使用壽命。
首先，選擇形成軟模134和/或抗蝕劑材料使得軟模134和抗蝕劑材料之間的溶解參數(shù)差較大。這樣可以限制軟模134對(duì)蝕刻抗蝕劑的吸收。
如果使用PDMS作為軟模材料，硬化后PDMS的溶解參數(shù)值約為7.3(cal/cm3)1/2。不會(huì)被吸收到軟模134中的抗蝕劑材料的溶解參數(shù)滿足數(shù)學(xué)公式2。
6＞δor δ＞11采用PDMS，表1中提供了溶解參數(shù)值滿足數(shù)學(xué)公式2的抗蝕劑材料。


可以使用其他蝕刻抗蝕劑材料。例如，可以使用將表1所示的一種或者多種材料混合入蝕刻抗蝕劑樹脂材料中的蝕刻抗蝕劑材料。該樹脂包括附著力促進(jìn)劑或者硅烷偶聯(lián)劑。
通過采用溶解系數(shù)滿足數(shù)學(xué)公式2的蝕刻抗蝕劑材料，可以防止在構(gòu)圖薄膜時(shí)蝕刻抗蝕劑被軟模吸收。因此，可以最小化對(duì)軟模的損傷，從而延長(zhǎng)該軟模的使用壽命。
此外，通過采用由表1所示的材料混合的樹脂可以形成涂敷層和構(gòu)圖襯墊料。這里，包括在蝕刻抗蝕劑中的表1所示的材料量約占總蝕刻抗蝕劑材料的20％～70％?？偽g刻抗蝕劑材料可以最多包括10％的促進(jìn)劑或者硅烷偶聯(lián)劑。
第二，如果該抗蝕劑的偶極矩μ的值高于2(D)即使該抗蝕劑的溶解系數(shù)值為6＜δ＜11，該抗蝕劑也不會(huì)吸收到軟模中。單位(D)為德拜，1德拜＝3.33×10-30(Cm)。
例如，丙酮和二氯甲烷為δ約為9.9的溶劑。通常，硬化后的PDMS對(duì)丙酮和二氯甲烷的吸收率為二氯甲烷22％和丙酮6％。原因在于二氯甲烷的偶極距為1.6D而丙酮的偶極距為2.88D。因此，即使對(duì)于具有同樣溶解參數(shù)的材料來說，根據(jù)其偶極距μ不同軟模的吸收率也不同。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的平板顯示器制造裝置采用包括不會(huì)被軟模134吸收的材料以延長(zhǎng)用于形成薄膜圖案的軟模134的使用壽命。因此，即使多次執(zhí)行采用該軟模的構(gòu)圖工序，也可以防止該蝕刻抗蝕劑被吸收到軟模134中，從而延長(zhǎng)了該軟模的使用壽命。
以下，將對(duì)通過采用根據(jù)本發(fā)明的蝕刻抗蝕劑材料形成薄膜的工序進(jìn)行說明。
參照?qǐng)D4，在基板131上形成薄膜層132a后，涂布包括表1所示的材料至少其中之一或者溶解系數(shù)值滿足數(shù)學(xué)公式2的材料的蝕刻抗蝕劑溶液150。這里，該蝕刻抗蝕劑溶液150包括偶極矩μ值高于2(D)的材料。
在軟模134對(duì)準(zhǔn)蝕刻抗蝕劑溶液150后，向蝕刻抗蝕劑溶液150施加壓力以成模蝕刻抗蝕劑溶液150，從而形成蝕刻抗蝕劑圖案。以下，重復(fù)圖2和圖3的同樣工序。
這樣，在采用軟模134的構(gòu)圖工序中使用不會(huì)被軟模134吸收的蝕刻抗蝕劑材料，從而提高該軟模134的使用壽命。
根據(jù)本發(fā)明的平板顯示器的制造方法和裝置可以應(yīng)用于諸如液晶顯示器LCD、場(chǎng)發(fā)射顯示器FED、等離子體顯示器PDP、電致發(fā)光器件EL等多種平板顯示器的電極層、有機(jī)物層、無機(jī)物層等的構(gòu)圖工序。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的平板顯示器的方法通過采用軟模和蝕刻抗蝕劑而不是通過光刻工序形成薄膜圖案，因此簡(jiǎn)化了其制造工序。
而且，在本發(fā)明的用于制造平板顯示器的方法和裝置中，該蝕刻抗蝕劑具有滿足指定值(數(shù)學(xué)公式2或者μ＞2)的溶解參數(shù)值和/或偶極距μ。該蝕刻抗蝕劑不被軟模吸收，從而減少軟模損傷。因此，提高了軟模的使用壽命。
盡管已經(jīng)通過附圖所述的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是應(yīng)該理解，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明精神的情況下可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變型和改進(jìn)。因而，只有通過所附權(quán)利要求以及等效物才能限定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于制造平板顯示器的裝置，包括軟模，用于通過向在基板上的薄膜層上形成的抗蝕劑施加壓力以形成指定的抗蝕劑圖案；其中抗蝕劑具有偶極距μ為2D或者溶解參數(shù)值小于6(cal/cm3)1/2或者大于11(cal/cm3)1/2中至少之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述抗蝕劑包括二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸羥丙基酯或二甲基丙烯酸二甘醇酯至少其中之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸羥丙基酯或二甲基丙烯酸二甘醇酯占所述抗蝕劑總成分的約20％～70％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述抗蝕劑包括附著力促進(jìn)劑或者硅烷偶聯(lián)劑至少其中之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述軟模包括聚二甲基硅氧烷，并且所述聚二甲基硅氧烷具有7.3(cal/cm3)1/2的溶解參數(shù)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述平板顯示器包括液晶顯示器、場(chǎng)發(fā)射顯示器、等離子體顯示器、電致發(fā)光器件其中之一。
7.一種用于制造平板顯示器的方法，包括在基板上形成薄膜層；在基板上形成抗蝕劑，所述抗蝕劑具有至少偶極距μ為2D或者溶解參數(shù)值小于6(cal/cm3)1/2或者大于11(cal/cm3)1/2中至少之一；通過由具有預(yù)定凹槽的軟模向所述抗蝕劑施加壓力形成抗蝕劑圖案；以及通過去除不與抗蝕劑圖案重疊的薄膜層形成薄膜圖案。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述抗蝕劑包括二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸羥丙基酯或二甲基丙烯酸二甘醇酯中至少之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸羥丙基酯或二甲基丙烯酸二甘醇酯占所述抗蝕劑總成分的約20％～70％。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述抗蝕劑包括附著力促進(jìn)劑或者硅烷偶聯(lián)劑至少其中之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述軟模包括聚二甲基硅氧烷，并且所述聚二甲基硅氧烷具有約7.3(cal/cm3)1/2的溶解參數(shù)值。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述薄膜圖案不采用光刻工序形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括在形成抗蝕劑圖案前將所述軟模處理為疏水的或者親水的。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述壓力約為所述的軟模重量。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在形成抗蝕劑圖案后還包括從所述基板上分離所述軟模的步驟，通過紫外光和臭氧清洗所述軟模的步驟，并將清洗后的軟模應(yīng)用于另一薄膜的構(gòu)圖工序。
16.一種用于制造平板顯示器的方法，包括在基板上形成薄膜層；在基板上方對(duì)準(zhǔn)軟模；選擇抗蝕劑使其至少滿足下述兩條之一使得軟模不會(huì)吸收大量抗蝕劑所述抗蝕劑具有至少預(yù)定偶極距；或者所述抗蝕劑的溶解參數(shù)值明顯不同于所述軟模的溶解參數(shù)值；在所述薄膜層上沉積抗蝕劑；通過由具有預(yù)定凹槽的軟模向所述抗蝕劑施加壓力而不采用光刻工序形成抗蝕劑圖案；以及通過去除不與抗蝕劑圖案重疊的薄膜層形成薄膜圖案。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述抗蝕劑包括附著力促進(jìn)劑或者硅烷偶聯(lián)劑中至少之一。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括在形成抗蝕劑前將所述軟模處理為疏水的或者親水的。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述壓力約為所述的軟模重量。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在形成抗蝕劑后還包括從所述基板上分離所述軟模的步驟，通過紫外光和臭氧清洗所述軟模的步驟，并將清洗后的軟模應(yīng)用于另一薄膜的構(gòu)圖工序。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制造平板顯示器的方法和裝置。通過采用軟模而不采用光刻工序的構(gòu)圖工序構(gòu)圖薄膜層。在基板上順序形成薄膜層和抗蝕劑。通過采用軟模向抗蝕劑施加壓力形成預(yù)定抗蝕劑圖案。該抗蝕劑具有大于或等于2D的偶極距μ值，或者具有小于6(cal/cm
文檔編號(hào)G03F7/26GK1877452SQ20051013221
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2005年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月7日
發(fā)明者金珍郁 申請(qǐng)人:Lg.菲利浦Lcd株式會(huì)社