[发明专利]薄膜图案制造装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及显示板的薄膜图案的制造方法，更具体地涉及一种反向抗蚀剂(reverse resist)印刷装置及利用该反向抗蚀剂印刷装置来制造薄膜图案的方法。

背景技术

近来，各种平板显示装置日渐增长，它们可以减小重量和尺寸(重量和尺寸是阴极射线管的劣势所在)。这些平板显示装置包括液晶显示器、场发射显示器、等离子体显示板、有机电致发光(下文中称作“EL”)显示器等。

在这些平板显示装置中，液晶显示装置通过利用电场来控制液晶的透光率，从而显示图像。为此，液晶显示装置包括其中以矩阵形式排列有多个液晶单元的液晶显示板，以及用于驱动该液晶显示板的驱动电路。

液晶显示板包括：彼此面对的薄膜晶体管阵列基板和滤色器阵列基板；用于在这两个基板之间保持固定的单元间隙的间隔体；以及填充在该单元间隙中的液晶。

薄膜晶体管阵列基板包括：多条选通线和多条数据线，在这多条选通线和多条数据线的各个交叉部分处形成有作为开关器件的薄膜晶体管；像素电极，其以液晶单元为单位而形成以连接到薄膜晶体管；以及涂覆于其上的配向膜。选通线和数据线各自通过焊盘从驱动电路接收信号。薄膜晶体管响应于提供给选通线的扫描信号将提供给数据线的像素信号提供给像素电极。

滤色器阵列基板包括：滤色器，其以液晶单元为单位而形成；黑底，其用于划分滤色器并反射外部光；公共电极，其用于公共地向液晶单元提供基准电压；以及散布于其上的配向膜。

单独制造薄膜晶体管阵列基板和滤色器阵列基板，并将它们结合在一起，从而完成液晶显示板。然后，注入液晶并对板进行密封。

现有技术液晶显示板内的薄膜图案是利用光刻工艺和蚀刻工艺来形成的。

然而，光刻工艺包括诸如曝光工艺、显影工艺、清洁工艺、检查工艺等多道工艺，从而造成液晶显示板的制造成本的增加。因此，采用以反向抗蚀剂印刷法来构图薄膜的方法来代替光刻工艺。

图1示出了表示反向抗蚀剂印刷装置的图。

图1中所示的反向抗蚀剂印刷装置包括辊形的印辊装置10，其上缠绕有由聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成的覆层(blanket)15。抗蚀剂溶液喷射装置12喷射抗蚀剂树脂溶液，经雕刻的印板20包括形状与要形成的薄膜图案相同的槽20a以及与槽20a相邻的突出部分20b。

图2A至2E是说明利用图1的反向抗蚀剂印刷装置形成薄膜图案的图。尤其是图2A至2D示出了利用反向抗蚀剂印刷法来形成液晶显示板的栅极图案的工艺。

首先，如图2A所示，将来自抗蚀剂溶液喷射装置12的抗蚀剂溶液14a喷射到缠绕着印辊装置10的覆层15上。印辊装置10进行旋转，从而将抗蚀剂溶液14a涂覆在覆层15上。

然后，如图2B所示，当涂覆有抗蚀14a的印辊装置10在旋转的同时接触印板20时，在印辊装置10上抗蚀剂溶液14a仅转印到突出部分20b上。因此，如图2C所示，印辊装置10上留下了具有期望的薄膜图案形状的抗蚀剂溶液14b。

然后，如图2D所示，将转印到印辊装置10上的抗蚀剂溶液14b再次转印到基板30上，基板30上形成有指定的金属层，例如，栅极金属层。然后，使抗蚀剂固化。因此，如图2E所示，可以形成用于对金属层32a进行构图的抗蚀图案14c。之后，对不与抗蚀图案14c交叠的金属层32a进行构图，从而在基板30上形成期望的薄膜图案。这里，如果形成液晶显示板的栅极图案(例如，选通线、栅极等)，则可使用铬(Cr)、铝钕合金(AlNd)等作为金属层32a来形成栅极图案。

该反向抗蚀剂印刷装置中采用的抗蚀剂溶液14a是由诸如酚醛清漆等的基础聚合物、载体溶剂、印刷溶剂、表面活性剂等形成的。

这里，载体溶剂是使得从抗蚀剂溶液喷射装置12喷射的抗蚀剂溶液14a的粘性下降从而可将抗蚀剂溶液14a均匀地涂覆在覆层15上的溶剂。

对涂覆在覆层15上的抗蚀剂溶液14a应用印刷溶剂是为了赋予附着(tack)特性或粘附性。

表面活性剂是涂覆在界面上以显著减小界面的表面张力，并用来减小抗蚀剂溶液14a的表面张力的材料。如果采用硅基表面活性剂，则涂覆很好，只是硅基材料会污染覆层。因此，采用氟基表面活性剂。然而，氟基表面活性剂降低了抗蚀剂溶液14a的表面能，因此抗蚀剂溶液14a与覆层15之间的粘附力变得类似于抗蚀剂溶液14a与印板20之间的粘附力。结果，抗蚀剂溶液14a从覆层15转印到刻印板20上的特性降低，从而利用抗蚀剂印刷法形成薄膜图案的可靠性降低。

发明内容