專利名稱:平板顯示器的制造裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板顯示器，更具體地，涉及適于不利用光刻工序而執(zhí)行構(gòu)圖工序的用于制造平板顯示器的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在近來的信息社會(huì)中，顯示器作為可視信息通信介質(zhì)，其重要性已受到前所未有的強(qiáng)調(diào)。目前作為主流的陰極射線管或布勞恩管(Brauntube)具有重量和尺寸大的問題。
平板顯示器包括液晶顯示器LCD、場(chǎng)發(fā)射顯示器FED、等離子顯示器PDP、電致發(fā)光顯示器EL等，并且其中大多數(shù)在市場(chǎng)上被投入實(shí)際應(yīng)用。
液晶顯示器可以滿足電子產(chǎn)品制造得輕、薄、短、小的趨勢(shì)，并且其生產(chǎn)率得到提高，從而其在很多應(yīng)用領(lǐng)域已迅速取代了陰極射線管。
特別地，使用薄膜晶體管(下文稱為“TFT”)驅(qū)動(dòng)液晶單元的有源矩陣型液晶顯示器，具有畫質(zhì)優(yōu)異和功耗低的優(yōu)點(diǎn)，并由于規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)的建立和研發(fā)的結(jié)果，已被迅速開發(fā)制造成具有大尺寸和高分辨率。
如圖1所示，有源矩陣型液晶顯示器具有濾色器基板22和TFT陣列基板23，它們之間接合有液晶層15。
濾色器基板22包括形成在上玻璃基板12的后表面上的濾色器13和公共電極14。偏光器11粘在上玻璃基板12的后表面上。濾色器13具有紅色R、綠色G和藍(lán)色B濾色層，這些濾色層被配置為透過特定波長范圍的光，從而使得能夠顯示彩色。在相鄰的濾色器13之間形成有黑底(blackmatrix)。
在TFT陣列基板23中，數(shù)據(jù)線19和選通線18在下基板16的前表面上彼此交叉，在其交叉部處形成有TFT 20。在下基板16的前表面中的數(shù)據(jù)線19與選通線18之間的單元區(qū)域中，形成有像素電極21。TFT 20響應(yīng)于來自選通線18的掃描信號(hào)，在數(shù)據(jù)線19與像素電極21之間切換數(shù)據(jù)傳輸路徑，從而驅(qū)動(dòng)像素電極21。偏光器17粘至TFT陣列基板23的后表面。
液晶層15通過施加至其本身的電場(chǎng)，來控制通過TFT陣列基板23而入射的光的透過量。
粘至濾色器基板22和TFT基板23的偏光器11、17，在任何一個(gè)方向上透過偏振光，并且當(dāng)液晶15處于90°TN模式時(shí)，它們的偏光方向彼此垂直相交。
在濾色器基板22和TFT陣列基板23的液晶相對(duì)表面中，形成有配向膜(未示出)。
制造有源矩陣型液晶顯示器的工序被分成以下工序基板清潔工序、基板構(gòu)圖工序、配向膜形成/摩擦工序、基板接合/液晶注入工序、安裝工序、檢查工序、修復(fù)工序等。基板清潔工序使用清潔溶液來去除雜質(zhì)，該雜質(zhì)會(huì)污染液晶顯示器的基板表面?；鍢?gòu)圖工序的執(zhí)行分為濾色器基板的構(gòu)圖工序和TFT陣列基板的構(gòu)圖工序。配向膜形成/摩擦工序在濾色器基板和TFT陣列基板中的每一個(gè)上涂布配向膜，并使用摩擦布來摩擦配向膜?；褰雍?液晶注入工序使用密封劑來接合濾色器基板和TFT陣列基板，通過液晶注入孔注入液晶和間隔物，然后封住液晶注入孔。安裝工序把帶載封裝(下面稱為“TCP”)連接到基板的焊盤部，其中TCP具有安裝在其上的集成電路IC(如選通驅(qū)動(dòng)IC和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)IC)。除了利用帶自動(dòng)接合TAB方法外，還可以利用玻璃覆晶(chip-on-glass，以下稱為“COG”)來將驅(qū)動(dòng)IC直接安裝在基板上。檢查工序包括在TFT陣列基板中形成像素電極和信號(hào)線(如數(shù)據(jù)線和選通線)之后執(zhí)行的電氣檢查，以及在基板接合/液晶注入工序之后執(zhí)行的電氣檢查和宏觀檢查(macrography)。修復(fù)工序執(zhí)行對(duì)由檢查工序判斷為可以修復(fù)的基板的恢復(fù)。在檢查工序中判斷為不能修復(fù)的基板被作為廢品處理。
在大多數(shù)平板顯示器(包括類似這樣的液晶顯示器)的制造方法中，通過光刻工序來對(duì)基板上淀積的薄膜材料進(jìn)行構(gòu)圖。該光刻工序是通常包括光刻膠涂布、掩模對(duì)準(zhǔn)、曝光、顯影以及清潔的光刻工序系列。但是，光刻工序存在這樣的問題，其所需的工序時(shí)間長，大量浪費(fèi)了光刻膠材料和剝離溶液(strip solution)，并且需要類似曝光裝置這樣的昂貴裝置。

發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供用于制造平板顯示器的方法和裝置，其適于不利用光刻工序而執(zhí)行構(gòu)圖工序，從而簡化制造工序。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些和其它目的，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的用于制造平板顯示器的裝置，包括用于在基板上順序形成薄膜層和抗蝕劑的裝置；用于在抗蝕劑的相對(duì)表面中模壓抗蝕劑的硬模，所述硬模包括由具有高硬度的材料和玻璃中的任何一種形成的背板；并且一模制圖案形成在背板上，用于壓制抗蝕劑。
在該用于制造平板顯示器的裝置中，所述硬模包括置于模制圖案與背板之間的粘接材料，并且所述模制圖案由粘接材料固定在背板上。
在該用于制造平板顯示器的裝置中，所述模制圖案包括約20-30％的己烷、約65-80％的聚二甲基硅氧烷(PDMS)、約5-15％的硬化劑。
在該用于制造平板顯示器的裝置中，所述平板顯示器是液晶顯示器LCD、場(chǎng)發(fā)射顯示器FED、等離子體顯示板PDP以及電致發(fā)光顯示器EL中的任何一種。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的用于制造平板顯示裝置的方法，包括以下步驟形成具有經(jīng)表面處理的親水性的基板；在基板上形成疏水性有機(jī)圖案；在疏水性有機(jī)圖案上形成模制材料；準(zhǔn)備一背板，其由具有高硬度的材料和玻璃中的任何一種形成；在背板和模制材料中的任何一個(gè)處形成粘接材料；使用粘接材料接合模制材料和背板；以及從疏水性有機(jī)圖案和基板分離背板和模制材料，以形成包括背板和模制材料的硬模。
在該方法中，所述模制材料是疏水性的。
在該方法中，所述模制圖案包括約20-30％的己烷、約65-80％的聚二甲基硅氧烷(PDMS)、約5-15％的硬化劑。
在該方法中，所述形成疏水性有機(jī)圖案的步驟包括以下步驟在基板上形成自組織單層(SAMSself-assembled monolayers)；和利用紫外線對(duì)SAMS的表面進(jìn)行疏水性處理。
在該方法中，所述SAMS包括烷基三氯硅烷和烷硫醇中的任何一種。
在該方法中，所述在基板上形成SAMS的步驟包括以下步驟準(zhǔn)備一軟模，其具有基準(zhǔn)表面和從基準(zhǔn)表面下凹的槽；在軟模的基準(zhǔn)表面中吸收自組織單層；以及把軟模的基準(zhǔn)表面中吸收的自組織單層印刷到基板上。
根據(jù)下面參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的將變得清楚，其中圖1是表示有源矩陣型液晶顯示器的立體圖；圖2是用于解釋使用軟模制造平板顯示器的方法和裝置的圖；圖3是表示在把圖2所示的軟模應(yīng)用于抗蝕劑溶液時(shí)接著抗蝕劑溶液在移動(dòng)的圖；圖4是表示制造圖2和3中所示的軟模的工序的圖；圖5是表示軟模中引起的凹陷現(xiàn)象的圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的硬模的圖；以及圖7A到圖7D是順序表示制造圖6所示硬模的圖。
具體實(shí)施方式下面，參照?qǐng)D2到圖7D詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
首先，在描述本發(fā)明的實(shí)施例之前，先描述由本發(fā)明申請(qǐng)人預(yù)應(yīng)用的用于制造平板顯示器的方法和裝置。
參照?qǐng)D2和圖3，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于制造平板顯示器的方法和裝置，可以使用軟模134而非現(xiàn)有技術(shù)的光刻膠構(gòu)圖工序，來形成設(shè)計(jì)者希望的薄膜圖案。
使用軟模134的薄膜構(gòu)圖工序包括將抗蝕劑溶液133a涂布在設(shè)有薄膜132a的基板131上的涂布工序，使用軟模134對(duì)抗蝕劑層133a進(jìn)行構(gòu)圖的構(gòu)圖工序，對(duì)薄膜132a進(jìn)行構(gòu)圖的刻蝕工序，剝除殘留抗蝕劑圖案的剝除工序，以及檢查工序。
形成在基板131上的薄膜132a，是通過已知的涂布工序或淀積工序，由基本材料在基板131上形成的，該基本材料用作存在于平板顯示器陣列中的金屬圖案、有機(jī)圖案以及無機(jī)圖案。
抗蝕劑溶液133a包括主樹脂，該主樹脂是液體聚合物前體(precursor)或液體單體、活化劑、引發(fā)劑、熱流衍生物(thermal flowderivative)等中的至少任何一種。
包括這種材料的抗蝕劑溶液133a通過涂布工序(如噴管噴涂、旋涂等)涂布在薄膜132a上。
軟模134由具有高彈性的橡膠材料(如聚二甲基硅氧烷PDMS等)制成。軟模134包括首先連接到抗蝕劑的基準(zhǔn)表面134b和從基準(zhǔn)表面134b下凹的槽134a。其中，槽134a對(duì)應(yīng)于將被制造為保留在基板131上的圖案。另外，槽134a和基準(zhǔn)表面134b被表面處理為疏水性的或親水性的。下面，假定軟模134在本發(fā)明中為疏水性的來進(jìn)行解釋。
將軟模134在抗蝕劑溶液133a上對(duì)準(zhǔn)，然后對(duì)抗蝕劑溶液133a施加使軟模可僅與薄膜132a接觸的壓力，即，僅與其自重有關(guān)的壓力。
例如，如圖3所示，抗蝕劑溶液133a，利用由軟模134與玻璃基板131之間的壓力產(chǎn)生的毛細(xì)力和軟模134與抗蝕劑溶液133a之間的斥力，移動(dòng)到軟模134的槽134a中。結(jié)果，按對(duì)軟模134的槽134a的圖案形狀進(jìn)行逆轉(zhuǎn)印的圖案形狀，在薄膜132a上形成了抗蝕劑圖案133b。然后，在將軟模134與基板131分離之后，執(zhí)行濕法刻蝕工序或干法刻蝕工序。在這種情況下，抗蝕劑圖案133b充當(dāng)掩模，由此使得只有位于抗蝕劑圖案133b的下部處的薄膜132a保留在基板131上，而去除了其它薄膜132a。隨后，通過剝除工序去除抗蝕劑圖案133b，通過對(duì)薄膜圖案132b的電氣和光學(xué)檢查，來檢查薄膜圖案132b是否存在短路或斷線。
在將軟模134與基板131分開后，利用紫外線或臭氧O3來清潔軟模134，然后將其再次置于另一薄膜132a的構(gòu)圖工序。
在此，參照?qǐng)D4，如下說明圖2和3中所示的軟模的制造方法。
參照?qǐng)D4，在母模184上涂布包括聚二甲基硅氧烷PDMS和少量固化劑的模制材料135，該母模184具有基板180上的光刻膠圖案和無機(jī)圖案中的至少任何一種圖案182。其中，模制材料135為液體聚合物前體狀態(tài)。在通過紫外線硬化或熱硬化工序來硬化模制材料135之后，接著將其與母模184分離，從而提供具有基準(zhǔn)表面134b和從基準(zhǔn)表面134b下凹的槽134a的軟模134。
通過使用上述軟模來形成薄膜圖案，使得相比于現(xiàn)有技術(shù)的光刻工序，可以簡化平板顯示器的制造工序。
另一方面，由于通過這種工序形成的軟模具有很好的柔軟度，所以如果從基準(zhǔn)表面134b下凹的槽134a的區(qū)域較寬，則槽134a的中央?yún)^(qū)域會(huì)凹陷。因此，存在抗蝕劑圖案形成不一致的問題。換句話說，如圖5所示，如果槽134a的區(qū)域d2比基準(zhǔn)表面134b的區(qū)域d1相對(duì)更寬，則槽134a的中央?yún)^(qū)域在垂直方向上凹陷，使得未形成設(shè)計(jì)者希望的抗蝕劑圖案。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的平板顯示器的制造裝置和方法，不使用光刻工序形成薄膜圖案，并且不會(huì)受重力影響。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的平板顯示器的制造裝置包括用于在基板上順序形成薄膜層和抗蝕劑的裝置、用于在抗蝕劑的相對(duì)表面上模壓抗蝕劑的硬模、用于向抗蝕劑施加硬模的裝置，以及用于將硬模與抗蝕劑分離的裝置。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的平板顯示器的硬模的圖。
圖6所示的硬模255，不同于圖2到圖5所示的軟模134的是，其包括硬度高的背板256、在背板256上按比背板256更小面積和線寬形成的模制圖案254，以及位于模制圖案254與背板256之間的粘接材料259。
背板256由硬度很高的材料(如金屬或玻璃)形成，使得其不同于軟模134，對(duì)于重力具有很好的耐受性。模制圖案254由PDMS材料形成，與背板256接觸側(cè)的相對(duì)側(cè)對(duì)應(yīng)于軟模134的基準(zhǔn)表面。
模制圖案254包括約20-30％的己烷、約65-80％的聚二甲基硅氧烷PDMS、約5-15％的硬化劑，模制圖案254的高度比抗蝕劑244的要高。
標(biāo)準(zhǔn)的抗蝕劑圖案是通過將硬模255向具有薄膜材料242和抗蝕劑244的基板240進(jìn)行模壓而形成的。
這樣的硬模255不同于軟模134的是，它不會(huì)在垂直方向上凹陷。換句話說，硬模255的背板256由具有高硬度的金屬或玻璃形成，使得不會(huì)出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象。因此，它可以解決軟模134中出現(xiàn)的問題。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明的平板顯示器的制造方法和裝置使用硬模255而非光刻工序來形成薄膜圖案，從而簡化了制造工序。同時(shí)，硬模255的背板256由具有高硬度的材料形成，使得不會(huì)因重力而出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象。因此，可以形成標(biāo)準(zhǔn)的抗蝕劑圖案。
下面，將參照?qǐng)D7A到圖7D詳細(xì)描述硬模的制造方法。
首先，參照?qǐng)D7A，利用O2等離子處理等，在經(jīng)親水性處理的基板250上形成疏水性有機(jī)圖案252。其中，疏水性有機(jī)圖案252是SAMS(自組合單層)型的，并由諸如烷基三氯硅烷(alkyltrichlorosilane)、烷硫醇等的材料形成。使用了制造疏水性有機(jī)圖案252的方法，如微接觸印刷。微接觸印刷是這樣的系統(tǒng)，當(dāng)在圖2到圖3所示的軟模的基準(zhǔn)表面中吸收了液化的SAMS材料后，接著使軟模的基準(zhǔn)表面與經(jīng)親水性處理的基板250接觸，從而把基準(zhǔn)表面中吸收的液化的SAMS材料印刷在基板250上。
在由微接觸系統(tǒng)印刷了烷基三氯硅烷和烷硫醇中的任何一種SAMS后，接著利用紫外線對(duì)SAMS進(jìn)行表面處理，從而在圖7A所示的基板250上提供疏水性有機(jī)圖案252。其中，形成疏水性有機(jī)圖案252的區(qū)域之外的區(qū)域是親水性區(qū)域P1。
接著，參照?qǐng)D7B，在具有疏水性有機(jī)圖案252的基板250上涂布模制材料，該模制材料包括約20-30％的己烷、約65-80％的PDMS、約5-15％的硬化劑，即，液體聚合物前體254a。其中，模制材料254a是疏水性的，使得其具有與親水性相斥的力。因此，模制材料254a相對(duì)于親水性區(qū)域P1表現(xiàn)出斥力，而相對(duì)于疏水性有機(jī)圖案252表現(xiàn)出吸力，從而使得模制材料254a可以集中在疏水性有機(jī)圖案252的周邊。
之后，在置于疏水性有機(jī)圖案252上的模制材料254a的表面或背板256的表面噴射或涂布粘接材料(如底漆)。隨后，如圖7C所示，在由金屬或玻璃形成的背板256與置于疏水性有機(jī)圖案252上的模制材料254a接觸后，利用熱或紫外線來硬化模制材料254a。
然后，將背板256與具有疏水性有機(jī)圖案252的基板250分離。此時(shí)，置于疏水性有機(jī)圖案252上的模制材料254a由粘接材料259(如底漆等)粘合到背板256。因此，如圖7D所示，形成了由背板256和模制圖案254組成的硬模155。
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)用于對(duì)平板顯示器(如液晶顯示器LCD、場(chǎng)發(fā)射顯示器FED、等離子顯示板PDP以及電致發(fā)光顯示器EL等)的電極層、有機(jī)層以及無機(jī)層進(jìn)行構(gòu)圖的工序。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的平板顯示器的制造方法和裝置，通過使用軟模和抗蝕劑而非通過光刻工序來形成薄膜圖案，從而簡化了制造工序。同時(shí)，硬模由具有很高硬度的金屬形成，從而不會(huì)出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象。因此，如果對(duì)抗蝕劑進(jìn)行模壓，則可以形成標(biāo)準(zhǔn)的抗蝕劑圖案。
雖然已通過上述附圖中所示的實(shí)施例解釋了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，而是可以在不背離本發(fā)明精神的情況下對(duì)其進(jìn)行各種變化和修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)僅由所附的權(quán)利要求
及其等同物來確定。
本申請(qǐng)要求2005年12月26日在韓國提交的韓國專利申請(qǐng)P2005-129598的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其并入與此。
權(quán)利要求
1.一種用于制造平板顯示器的裝置，包括用于在基板上順序形成薄膜層和抗蝕劑的裝置；用于在抗蝕劑的相對(duì)表面模壓抗蝕劑的硬模；所述硬模包括由具有高硬度的材料和玻璃中的任何一種形成的背板；并且一模制圖案形成在背板上，用于壓制抗蝕劑。
2.如權(quán)利要求
1所述的用于制造平板顯示器的裝置，其中，所述硬模包括置于模制圖案與背板之間的粘接材料，并且所述模制圖案由粘接材料固定在背板上。
3.如權(quán)利要求
1所述的用于制造平板顯示器的裝置，其中，所述模制圖案包括約20-30％的己烷、約65-80％的聚二甲基硅氧烷、約5-15％的硬化劑。
4.如權(quán)利要求
1所述的用于制造平板顯示器的裝置，其中，所述平板顯示器是液晶顯示器、場(chǎng)發(fā)射顯示器、等離子體顯示板以及電致發(fā)光顯示器中的任何一種。
5.一種用于制造平板顯示器的方法，包括以下步驟形成具有經(jīng)表面處理的親水性的基板；在基板上形成疏水性有機(jī)圖案；在疏水性有機(jī)圖案上形成模制材料；準(zhǔn)備一背板，其由具有高硬度的材料和玻璃中的任何一種形成；在背板和模制材料中的任何一個(gè)處形成粘接材料；使用粘接材料接合模制材料和背板；以及從疏水性有機(jī)圖案和基板分離背板和模制材料，以形成包括背板和模制材料的硬模。
6.如權(quán)利要求
5所述的方法，其中，所述模制材料是疏水性的。
7.如權(quán)利要求
5所述的方法，其中，所述模制圖案包括約20-30％的己烷、約65-80％的聚二甲基硅氧烷、約5-15％的硬化劑。
8.如權(quán)利要求
5所述的方法，其中，所述形成疏水性有機(jī)圖案的步驟包括以下步驟在基板上形成自組織單層；和利用紫外線對(duì)自組織單層的表面進(jìn)行疏水性處理。
9.如權(quán)利要求
8所述的方法，其中，所述自組織單層包括烷基三氯硅烷和烷硫醇中的任何一種。
10.如權(quán)利要求
8所述的方法，其中，所述在基板上形成自組織單層的步驟包括以下步驟準(zhǔn)備一軟模，其具有基準(zhǔn)表面和從基準(zhǔn)表面下凹的槽；在軟模的基準(zhǔn)表面中吸收自組織單層；以及把在軟模的基準(zhǔn)表面中吸收的自組織單層印刷到基板上。
專利摘要
公開了平板顯示器的制造方法和裝置，其適于不利用光刻工序而執(zhí)行構(gòu)圖工序。在用于制造平板顯示器的裝置中，一裝置在基板上順序形成薄膜層和抗蝕劑。硬模在抗蝕劑的相對(duì)表面中模壓抗蝕劑。在該硬模中，由具有高硬度的材料和玻璃中的任何一種形成了背板。模制圖案形成在背板上以壓制抗蝕劑。
文檔編號(hào)H01L21/027GK1991579SQ200610087804
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年6月9日
發(fā)明者金珍郁, 李寶鉉 申請(qǐng)人:Lg.菲利浦Lcd株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan