專利名稱：薄膜構(gòu)圖方法及制造平板顯示器件的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板顯示器件，更具體地，涉及對薄膜進(jìn)行構(gòu)圖的方法，以及制造平板顯示器件的方法和設(shè)備，其可以無需利用光處理(photoprocess)而進(jìn)行構(gòu)圖處理，從而縮短處理時間并減少圖案缺陷。
背景技術(shù)：
在目前的信息社會中，顯示設(shè)備作為重要的視覺信息通信媒介得到了前所未有的重視。作為當(dāng)前主流的陰極射線管或布勞恩管(Brauntube)，存在重量重和尺寸大的問題。
在平板顯示器件中，有液晶顯示器LCD、場致發(fā)光顯示器FED、等離子顯示板PDP和電致發(fā)光顯示器EL等等，它們大多已得以實用并有銷售。
液晶顯示器可以滿足電子設(shè)備輕、薄、小和短的要求，并且其大規(guī)模生產(chǎn)正在得到改進(jìn)，從而它可以很快在很多應(yīng)用領(lǐng)域取代陰極射線管。
特別地，有源矩陣型液晶顯示器(其利用薄膜晶體管(以下稱為“TFT”)來驅(qū)動液晶單元)具有優(yōu)異的圖像質(zhì)量并且功耗很低，隨著大規(guī)模制造技術(shù)的進(jìn)展并且作為研發(fā)工作的結(jié)果，有源矩陣型液晶顯示器正在快速向大尺寸和高分辨率發(fā)展。
如圖1所示，有源矩陣型液晶顯示器件包括接合在一起的濾色器陣列基板22和TFT陣列基板23，以及位于它們之間的液晶層15。圖1所示的液晶顯示器表示了整個有效屏幕區(qū)域的一部分。
濾色器陣列基板22具有形成在上玻璃基板12的后表面上的黑底(black matrix)(未示出)、濾色器13和公共電極14。偏振片11粘在上玻璃基板12的前表面上。濾色器13包括紅R、綠G和藍(lán)B濾色器，以透過特定波段的可見光，從而實現(xiàn)彩色顯示。
在TFT陣列基板23的下玻璃基板16的前表面上，多條數(shù)據(jù)線19和多條選通線18相互交叉，在它們的交叉點處形成TFT。并且，在下玻璃基板16的前表面上，在數(shù)據(jù)線19與選通線18之間的單元區(qū)域處形成有像素電極21。TFT 20響應(yīng)于來自選通線18的掃描信號，通過對數(shù)據(jù)線19與像素電極21之間的數(shù)據(jù)傳輸通路進(jìn)行開關(guān)，來驅(qū)動像素電極21。在TFT陣列基板23的后表面上粘有偏振片17。
液晶層15通過施加在其上的電場而控制透過TFT陣列基板23射入的光的透射量。
粘在濾色器陣列基板22和TFT基板23上的偏振片11和17透射一個方向上的偏振光，當(dāng)液晶15是90°TN模式時，它們的偏振方向相互垂直。
在濾色器陣列基板22和TFT陣列基板23的與液晶相對的表面上形成有配向膜(未示出)。
制造有源矩陣型液晶顯示器件的制造工藝分為基板清潔工序、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、檢查工序和修復(fù)工序等。
基板清潔工序去除污染液晶顯示器件的基板表面的雜質(zhì)?；鍢?gòu)圖工序分為濾色器基板構(gòu)圖工序和TFT陣列基板構(gòu)圖工序而進(jìn)行。配向膜形成/摩擦工序在濾色器基板和TFT陣列基板上涂布配向膜，并用摩擦布對配向膜進(jìn)行摩擦。基板接合/液晶注入工序利用密封劑將濾色器基板和TFT陣列基板接合在一起，并通過液晶注入孔注入液晶和間隔體(spacer)，然后封住液晶注入孔。安裝工序?qū)лd封裝TCP(tape carrierpackage)連接到基板的焊盤部分，其中TCP上安裝有選通驅(qū)動IC和數(shù)據(jù)驅(qū)動IC等的集成電路。也可以通過玻載芯片COG(chip-on-glass)，而不是利用上述TCP的載帶自動接合(tape automated bonding)TAB，直接將驅(qū)動集成電路安裝到基板上。檢查工序包括在TFT陣列基板上形成諸如數(shù)據(jù)線和選通線的信號線以及像素電極之后進(jìn)行的電氣檢查，以及在基板接合/液晶注入工序之后進(jìn)行的電氣檢查和肉眼檢查。修復(fù)工序?qū)τ蓹z查工序判斷為可修復(fù)的基板進(jìn)行修復(fù)。在檢查工序中判斷為不可修復(fù)的基板被廢棄。
在包括液晶顯示器件在內(nèi)的大多數(shù)平板顯示器件的制造方法中，通過光刻工藝對淀積在基板上的薄膜材料進(jìn)行構(gòu)圖。光刻法是一系列的光處理，通常包括涂布光刻膠、掩模對準(zhǔn)、曝光、顯影和清潔。但是，在光刻法中，存在以下問題處理所需時間太長，光刻膠材料和剝離溶液浪費太多，以及需要諸如曝光設(shè)備的昂貴設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種薄膜構(gòu)圖方法、一種制造平板顯示器件的方法和設(shè)備，其適于按不使用光工藝的方式進(jìn)行構(gòu)圖處理，從而縮短處理時間并使圖案缺陷最少化。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的這些和其它目的，根據(jù)本發(fā)明一方面的平板顯示器件制造方法包括以下步驟在形成有薄膜的基板上涂布含有溶劑的抗蝕劑溶液；通過所述溶劑的氣化溫度以下的第一熱處理對所述抗蝕劑進(jìn)行處理，同時對所述抗蝕劑溶液上的軟模施壓，從而在所述薄膜上形成抗蝕劑圖案；將所述軟模與所述抗蝕劑圖案分離，并且通過第二熱處理使所述抗蝕劑圖案固化；以及利用所述抗蝕劑圖案作為掩模對所述薄膜進(jìn)行構(gòu)圖。
在該制造方法中，所述抗蝕劑溶液包括40％～60％重量百分比的溶劑、30％～50％重量百分比的可交聯(lián)聚合物樹脂以及1％～5％重量百分比的交聯(lián)劑。
在該制造方法中，所述可交聯(lián)聚合物樹脂是酚醛樹脂(phenol-novolac resin)。
在該制造方法中，所述交聯(lián)劑包括胺族交聯(lián)劑、蜜胺族交聯(lián)劑和脲族交聯(lián)劑中的至少一種。
在該制造方法中，所述第一熱處理溫度約為40℃～60℃/10分鐘。
在該制造方法中，所述第二熱處理溫度不低于所述溶劑的氣化溫度。
在該制造方法中，所述第二熱處理溫度約為70℃～120℃/2分鐘。
在該制造方法中，所述平板顯示器件是液晶顯示器LCD、場發(fā)射顯示器FED、等離子顯示板PDP或電致發(fā)光顯示器EL中的任何一種。
根據(jù)本發(fā)明另一個方面的制造平板顯示器件的設(shè)備包括涂布機，用于在形成有薄膜的基板上涂布含有溶劑的抗蝕劑溶液；位于所述抗蝕劑溶液上被施加壓力的軟模；加熱器，用于在所述抗蝕劑溶液與所述軟模接觸的同時，在所述溶劑的氣化溫度以下，向所述基板加熱并持續(xù)第一時間，并在將所述軟模與所述抗蝕劑圖案分離之后向所述基板加熱并持續(xù)第二時間；以及刻蝕裝置，用于以所述抗蝕劑圖案作為掩模對所述薄膜進(jìn)行刻蝕。
在該設(shè)備中，所述第一熱處理溫度約為40℃～60℃/10分鐘。
在該設(shè)備中，所述第二熱處理溫度約為70℃～120℃/2分鐘。
在該設(shè)備中，所述平板顯示器件是液晶顯示器LCD、場發(fā)射顯示器FED、等離子顯示板PDP或電致發(fā)光顯示器EL中的任何一種。


由以下詳細(xì)說明，結(jié)合附圖，可以更清楚地理解本發(fā)明的這些和其它目的，在附圖中圖1是有源矩陣型液晶顯示器件的透視圖；圖2解釋了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的平板顯示器件制造方法；圖3解釋了圖2中基板與軟模接觸時抗蝕劑溶液的運動；圖4是剖面圖，解釋了在圖2所示處理中生成的氣泡，以及由于氣泡產(chǎn)生的抗蝕劑圖案缺陷；圖5示出了酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)；以及圖6解釋了根據(jù)本發(fā)明的形成抗蝕劑的詳細(xì)處理。
具體實施例方式
以下對附圖所示的本發(fā)明優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
下面參照圖2到6對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
參照圖2，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的平板顯示器件制造方法包括抗蝕劑涂布工序，其中利用涂布設(shè)備，在形成有像素陣列的薄膜32a的玻璃基板31上涂布抗蝕劑溶液33a；利用軟模34對抗蝕劑溶液33a進(jìn)行構(gòu)圖的工序；對薄膜32a進(jìn)行構(gòu)圖的刻蝕工序；利用剝離溶液去除抗蝕劑圖案33b的剝離工序；以及對薄膜圖案32b的檢查工序。
形成在玻璃基板31上的像素陣列薄膜32a是用于平板顯示器件的像素陣列中的金屬圖案、有機圖案和無機圖案的基本材料，其通過公知的涂布工藝或淀積工藝形成在玻璃基板31上。
抗蝕劑溶液33a是具有耐熱性和耐化學(xué)腐蝕性的材料。抗蝕劑溶液33a被形成了抗蝕劑圖案33b，然后作為掩模，使得在薄膜32a的刻蝕處理中可以對薄膜32a進(jìn)行選擇性的構(gòu)圖。
在軟模34中形成有與要在玻璃基板31上形成的圖案相對應(yīng)的凹型圖案或凹槽34a。把軟模34在抗蝕劑溶液33a上對準(zhǔn)，然后向抗蝕劑溶液施加壓力，施壓程度使得可以與薄膜32a接觸，即其自身重量的程度。同時，通過熱處理對玻璃基板31進(jìn)行烘烤。然后，通過由軟模34與玻璃基板31之間的壓力產(chǎn)生的毛細(xì)力以及軟模34與抗蝕劑溶液33a之間的斥力，使抗蝕劑溶液33a運動到軟模34的凹槽34a中，如圖3所示，其固化也在進(jìn)行中。結(jié)果，按照逆轉(zhuǎn)印圖案，在薄膜32a上形成了抗蝕劑圖案33b。
在將軟模34從玻璃基板31分開后，進(jìn)行使用濕法刻蝕設(shè)備的濕法刻蝕處理或者使用干法刻蝕設(shè)備的干法刻蝕處理。此時，抗蝕劑圖案34b作為掩膜，從而在玻璃基板31上只留下位于抗蝕劑圖案34下面的一部分薄膜，而去除了薄膜32a的其余部分。隨后，通過剝離處理去除抗蝕劑圖案34c，并通過薄膜圖案32b的電學(xué)和光學(xué)檢查判斷薄膜圖案32b的好壞。
在與玻璃基板31分開之后，利用紫外線UV和臭氧O3對軟模34進(jìn)行清潔，然后重復(fù)用于另一個薄膜32a的構(gòu)圖處理。
另一方面，在抗蝕劑構(gòu)圖處理中，可能會由于抗蝕劑溶液33a中的易揮發(fā)溶劑產(chǎn)生的氣體以及進(jìn)入抗蝕劑溶液33a中的外部空氣而在抗蝕劑溶液33a中形成氣泡。這些氣泡是由于溶劑的氣化速度快于軟模34在吸收抗蝕劑溶液33a的溶劑的同時使抗蝕劑溶液33a固化的速度而造成的。在烘烤處理中，如圖4所示的這些氣泡41由于施加在軟模34上的壓力而增多并聚集，它們是抗蝕劑圖案33b產(chǎn)生漏洞和缺損的原因。根據(jù)一些實驗，在常溫下也會產(chǎn)生這樣的氣泡。
為了減少在抗蝕劑構(gòu)圖處理中產(chǎn)生的氣泡，根據(jù)本發(fā)明的平板顯示器件制造方法在抗蝕劑溶液33a中混入交聯(lián)劑，通過熱處理使抗蝕劑溶液33a發(fā)生交聯(lián)，從而抑制溶劑的氣化并防止產(chǎn)生氣泡。
為此，根據(jù)本發(fā)明，按照指定的成分比在抗蝕劑溶液33a中混入可交聯(lián)聚合物樹脂、交聯(lián)劑和溶劑。表1示出了抗蝕劑溶液33a的一個示例。
表1

在表1中，括符‘()’中的數(shù)表示成分比(wt％，即重量百分比)。
酚醛樹脂具有圖5所示的結(jié)構(gòu)，并且是眾所周知的具有優(yōu)異的耐熱和耐化學(xué)腐蝕性能的聚合物。胺族交聯(lián)劑、蜜胺族交聯(lián)劑和脲族交聯(lián)劑可以用作交聯(lián)劑。例如，N，N’-雙(2-甲基-2-硝基丙基)1，6-己二胺可以選作為胺族交聯(lián)劑。
為了在這種成分的抗蝕劑溶液33a中引發(fā)交聯(lián)，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的平板顯示器件制造方法進(jìn)行第一熱處理，此時如圖6所示對抗蝕劑溶液33a上的軟模34加熱。如圖6所示，在將軟模34從抗蝕劑溶液33a上分開之后，根據(jù)本發(fā)明實施例的平板顯示器件制造方法進(jìn)行第二熱處理。
參照圖6，軟模34與抗蝕劑溶液33a接觸，并且由加熱器按約40℃～60℃/10分鐘的溫度對基板31進(jìn)行加熱，此時抗蝕劑溶液33a不會氣化，并且在依靠軟模34自身重量向軟模34施壓時產(chǎn)生交聯(lián)。此時，抗蝕劑溶液33a中的交聯(lián)劑加速了抗蝕劑的光聚合反應(yīng)，引起抗蝕劑溶液33a的固化，從而按照預(yù)期的形狀形成了抗蝕劑。第一熱處理溫度低于抗蝕劑溶液33a中包含的溶劑的氣化溫度。因此，由于在通過軟模34對抗蝕劑溶液33a進(jìn)行處理的過程中溶劑不會氣化，所以不會產(chǎn)生氣泡。也就是說，在通過第一熱處理對抗蝕劑溶液33a進(jìn)行處理的時候溶劑幾乎不會產(chǎn)生氣泡。
在把軟模34與抗蝕劑圖案33b分開之后，由加熱器按約70℃～120℃/分鐘的溫度(高于溶劑的氣化溫度)對基板31進(jìn)行加熱。第二熱處理使抗蝕劑圖案33b中的溶劑氣化。因此，通過第二熱處理使抗蝕劑圖案33b完全固化。第二熱處理增強了抗蝕劑圖案33b的致密程度，從而增強了對刻蝕劑的耐化學(xué)腐蝕性能。
根據(jù)本發(fā)明的平板顯示器件制造方法可以應(yīng)用于LCD、FED、PDP、EL等平板顯示器件的電極層、有機材料層和無機材料層、以及半導(dǎo)體器件的構(gòu)圖處理。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的平板顯示器件制造方法和設(shè)備可以利用軟模和抗蝕劑對顯示器件的薄膜進(jìn)行構(gòu)圖，而無需使用光處理，并且可以縮短處理時間。另外，根據(jù)本發(fā)明的平板顯示器件制造方法由可交聯(lián)聚合物樹脂+交聯(lián)劑+溶劑構(gòu)成抗蝕劑溶液，并且通過在形成抗蝕劑的過程中在溶劑的氣化溫度以下進(jìn)行第一熱處理，從而可以形成抗蝕劑而不產(chǎn)生氣泡，由此可以使由氣泡引起的抗蝕劑圖案缺陷最少化。
盡管已通過上述附圖所示的實施例對本發(fā)明進(jìn)行了解釋，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于這些實施例，而是可以在不脫離本發(fā)明精神的情況下進(jìn)行各種變化或改進(jìn)。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該僅由所附權(quán)利要求及其等同物確定。
權(quán)利要求
1.一種平板顯示器件的制造方法，包括以下步驟在基板上形成薄膜；在形成有所述薄膜的基板上涂布含有溶劑的抗蝕劑溶液；在具有所述抗蝕劑溶液的基板上對準(zhǔn)軟模；在所述溶劑的氣化溫度之下對所述抗蝕劑溶液進(jìn)行第一熱處理，同時對所述抗蝕劑溶液上的軟模施壓，從而在所述薄膜上形成抗蝕劑圖案；將所述軟模與所述抗蝕劑圖案分離；通過第二熱處理使所述抗蝕劑圖案固化；以及利用所述抗蝕劑圖案作為掩模對所述薄膜進(jìn)行構(gòu)圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述抗蝕劑溶液包含40％～60％重量百分比的溶劑、30％～50％重量百分比的可交聯(lián)聚合物樹脂以及1％～5％重量百分比的交聯(lián)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其中所述可交聯(lián)聚合物樹脂是酚醛樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其中所述交聯(lián)劑包含胺族交聯(lián)劑、蜜胺族交聯(lián)劑和脲族交聯(lián)劑中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述第一熱處理溫度約為40℃～60℃/10分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述第二熱處理溫度不低于所述溶劑的氣化溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述第二熱處理溫度高于所述第一熱處理溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制造方法，其中所述第二熱處理溫度約為70℃～120℃/2分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述平板顯示器件是液晶顯示器件LCD、場致發(fā)射顯示器件FED、等離子顯示板PDP、電致發(fā)光顯示器件EL或半導(dǎo)體器件中的任何一種。
10.一種制造平板顯示器件的設(shè)備，包括涂布機，用于在形成有薄膜的基板上涂布含有溶劑的抗蝕劑溶液；位于所述抗蝕劑溶液上并被施加壓力的軟模；加熱裝置，用于在所述抗蝕劑溶液與所述軟模接觸的同時，在所述溶劑的氣化溫度以下，向所述基板加熱并持續(xù)第一時間，并在將所述軟模與所述抗蝕劑圖案分離之后向所述基板加熱并持續(xù)第二時間；以及刻蝕裝置，用于以所述抗蝕劑圖案作為掩模對所述薄膜進(jìn)行刻蝕。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述第一熱處理溫度約為40℃～60℃/10分鐘。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述第二熱處理溫度高于所述第一熱處理溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述第二熱處理溫度約為70℃～120℃/2分鐘。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述平板顯示器件是液晶顯示器件LCD、場致發(fā)射顯示器件FED、等離子顯示板PDP、電致發(fā)光顯示器件EL或半導(dǎo)體器件中的任何一種。
15.一種對薄膜進(jìn)行構(gòu)圖的方法，包括以下步驟在基板上形成薄膜；在形成有所述薄膜的基板上涂布含有溶劑的抗蝕劑溶液；在具有所述抗蝕劑溶液的基板上對準(zhǔn)軟模；在所述溶劑的氣化溫度之下對所述抗蝕劑溶液進(jìn)行第一熱處理，同時對所述抗蝕劑溶液上的軟模施壓，從而在所述薄膜上形成抗蝕劑圖案；將所述軟模與所述抗蝕劑圖案分離；通過第二熱處理使所述抗蝕劑圖案固化；以及利用所述抗蝕劑圖案作為掩模對所述薄膜進(jìn)行構(gòu)圖。
全文摘要
公開了一種制造薄膜的方法，以及制造平板顯示器件的方法和設(shè)備，它們可以無需利用光刻工藝而進(jìn)行構(gòu)圖處理，從而可以縮短處理時間并減少圖案缺陷。根據(jù)本發(fā)明實施例的制造薄膜的方法和制造平板顯示器件的方法和設(shè)備包括以下步驟在基板上形成薄膜；在形成有所述薄膜的基板上涂布含有溶劑的抗蝕劑溶液；在具有所述抗蝕劑溶液的基板上對準(zhǔn)軟模；在所述溶劑的氣化溫度以下對所述抗蝕劑溶液進(jìn)行第一熱處理，同時對所述抗蝕劑溶液上的軟模施壓，從而在所述薄膜上形成抗蝕劑圖案；將所述軟模與所述抗蝕劑圖案分離；通過第二熱處理使所述抗蝕劑圖案固化；以及利用所述抗蝕劑圖案作為掩模對所述薄膜進(jìn)行構(gòu)圖。
文檔編號G09F9/00GK1637540SQ2004100705
公開日2005年7月13日 申請日期2004年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月27日
發(fā)明者金容凡, 金珍郁 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社