抗蝕溶液以及使用其製作薄膜圖案和液晶顯示器件的方法

2023-10-21 07:06:22

專利名稱：：抗蝕溶液以及使用其製作薄膜圖案和液晶顯示器件的方法
技術領域：
：本發明涉及到一種抗蝕溶液和使用該抗蝕溶液製作用於顯示板的薄膜圖案的方法。更特別的，本發明涉及提高橡皮布的壽命以減少成本並提高形成薄膜圖案的可靠性。
背景技術：
：平板顯示器件由於其相對於陰極射線管器件更小且更輕而受到歡迎。平板顯示器件的實例包括液晶顯示器件、場致發射顯示器件、等離子顯示板器件和電致發光(EL)顯示器。在液晶顯示器件中，由控制通過液晶的光透射來顯示圖像映像。通過使用電場來控制光透射。因此，液晶顯示器件可包括具有通常為矩陣排列的液晶單元的液晶顯示板和用於驅動液晶顯示板的驅動電路。液晶顯示板可包括薄膜電晶體陣列基板、濾色片陣列基板、位於這兩個基板之間以保持盒間隙的襯墊料以及填充在盒間隙內的液晶。薄膜電晶體陣列基板和濾色片陣列基板彼此相對。薄膜電晶體陣列基板可包括柵線、數據線和形成在柵線和數據線彼此交叉的部分處的薄膜電晶體。薄膜電晶體用作開關器件。薄膜電晶體陣列基板也可包括像素電極，該像素電極形成在液晶單元的單位中並與薄膜電晶體相連接。還可以在基板上設置定向膜以覆蓋上述元件。柵線和數據線通過其各自的焊盤部分提供有來自驅動電路的信號。薄膜電晶體響應於施加到柵線的掃描信號而將施加到數據線的像素信號提供到像素電極。濾色片陣列基板可包括形成在液晶單元的單位中的濾色片、用於將濾色片彼此區別開並且反射外部光線的黑矩陣、向液晶單元共同提供基準電壓的公共電極以及沉積在丄:述元件上的定向膜。薄膜電晶體陣列基板和濾色片陣列基板可以單獨形成並隨後將其彼此粘結。在基板粘結以後，將液晶材料注入到粘結的基板之間，然後將該基板密封。因此，完成了相關技術的液晶顯示板。相關技術的液晶顯示板內的薄膜圖案可由光刻工藝和蝕刻工藝來形成。光刻工藝包括多種工藝，例如曝光、顯影、清洗和檢査。這些工藝增加了液晶顯示板的製作成本。從而，薄膜圖案工藝可使用反向防印工藝來代替光刻圖1示出了相關技術的反向防印裝置。如圖l中所示，相關技術的反向防印裝置包括其中纏繞有橡皮布15的輥式印刷輥10、注射抗蝕樹脂溶液14a的抗蝕溶液注射器12和雕刻印版20。雕刻印版20包括凹槽20a和凸起20b，其中凹槽20a與要形成的薄膜圖案具有相同的圖案。橡皮布15由聚二甲基矽氧垸(PDMS)製成。在相關技術的反向防印裝置中，在從抗蝕溶液注射器12注射的抗蝕溶液14a塗覆在纏繞於印刷輥IO上的橡皮布15上時，抗蝕溶液14a只從印刷輥10轉引至凸起20b...匕。隨後，抗蝕圖案14b形成在印刷輥IO上並且是所需的薄膜圖案。該薄膜圖案保留在印刷輥10上，然後被轉引至基板上，因此在基板上形成抗蝕圖案。用於反向防印裝置的抗蝕溶液14a可包括基聚合物，例如酚醛、載體溶劑、印刷溶劑、表面活性溶劑等。抗蝕溶液14a從抗蝕溶液注射器12進行注射。載體溶劑是用於通過降低抗蝕溶液14a的粘性而將抗蝕溶液14a均勻塗覆在橡皮布15上的溶劑。印刷溶劑也影響到塗覆在橡皮布15上的抗蝕溶液14a的粘性，並允許抗蝕溶液14a印刷在印刷板20或基板上。表面活性劑是用於降低抗蝕溶液14a的表面張力和另一表面的表面張力以使得溶液Ma能夠黏附在該另一表面上。如果使用前述的抗蝕溶液14a和由PDMS製成的橡皮布15進行塗覆工藝，抗蝕溶液14a的溶劑會浸入到橡皮布15內並使橡皮布15膨脹。因此，不能正確地執行印刷工藝。形成薄膜圖案的可靠性降低，橡皮布15的壽命明顯降低。
發明內容因此，本發明涉及一種能夠充分避免由於相關技術的局限和缺點造成的一個或多個問題的抗蝕溶液、製作薄膜圖案的方法和製作LCD器件的方法。本發明的優勢是提供一種抗蝕溶液、製作薄膜圖案的方法和製作LCD器件的方法，其屮橡皮布的壽命得到提高，因此減少了製作成本並且提高了製作的可靠性。本發明的附加特徵和優勢將在隨後的說明書中部分的闡述，在說明書中部分的顯而易見，或通過本發明的實踐被學習。本發明的這些或其他優勢將會通過在本發明書中特別指出的結構和方法、權利要求以及附圖實現和獲得。為了達到這些和其他優勢並根據本發明的目的，如具體和廣泛描述的，一種抗蝕溶液包括基聚合物；印刷溶劑，該印刷溶劑滿足條件6>5自或5.^>11，其中5,是該溶劑的溶解參數，或滿足條件6<5s。lvt:nt&別或5溶劑>11，其中5溶劑是該溶劑的溶解參數，或滿足條件6<Ss。lvent<11並且p&,或>11，其中5,是該溶劑的溶解參數，或滿足條件6<5s。lvent<11並且|1<2(D)，其中，p是該溶劑的偶極距；旋轉印刷輥以將抗蝕溶液均勻塗覆在橡皮布上；在印版上滾動塗覆有抗蝕溶液的印刷輥以對該抗蝕溶液構圖，由此形成抗蝕圖案；將抗蝕圖案從印刷輥轉印至基板；硬化抗蝕圖案；使用抗蝕圖案在基板上形成所需薄膜圖案；製備濾色片基板；在薄膜電晶體基板和濾色片基板之間提供液晶層；粘結薄膜電晶體基板和濾色片基板。容易理解，上述的概要描述和以下詳細的描述都是示例性和解釋性的，並提供所要求保護的本發明的更進--歩說明。引入並作為本說明書的-部分並提供本發明的進一步說明的附圖，結合用於說明本發明原理的描述，示出r本發明的實施例。在附圖中圖1示出了相關技術的反向防印裝置；圖2示出了溶劑的溶解參數5和PDMS的溶脹比的圖表；圖3示出了二甲苯酚(Xylenol)和三甲基苯酚(TMP)的分子結構的結構式；圖4A、4B、4C、4D和4E示出了根據本發明實施方式製作薄膜圖案的裝置和方法。具體實施例方式現將參照附圖所示的實施例而詳細描述本發明的實施方式。儘可能的，在整個附圖中使用相同的附圖標記表示相同或相似的部件。根據本發明實施方式製作薄膜圖案的的裝置和方法可以使用不會損害印刷輥上的橡皮布的抗蝕溶液。從而，提高了薄膜圖案的可靠性，同時提高了橡皮布的壽命。本發明使用不會浸入到橡皮布內的用於抗蝕溶液中的溶劑的材料。圖2示出了一張圖表，其中水平軸代表溶劑的溶解參數5,垂直軸代表PDMS的溶脹比。PDMS的溶解參數S約為7.3(cal1/2cm—3/2)。如圖所示，溶解參數5約為7.3(cal1/2cm，-)的溶劑對應於相對較大的溶脹比。例如，二異丙基乙胺溶劑和三乙胺溶劑的溶解參數5約為7.3。如圖所示，對應的PDMS中的溶脹比對於二異丙基乙胺為0.33(s)，而對於三乙胺為0.23(s)。這些比率相對較高。在表示Flory-Huggins原理的公式1中說明了這一點。公式1complexformulaseeoriginaldocumentpage9(x:相互作用係數)如果相互作用係數X變得接近於"O"，則積極發生相互作用，反之如果相互作用係數X變大，則不發生相互作用。因此，如果在溶液14a中使用溶解參數5約為7.3(Cal1/2Cm—3/2)的溶劑，同時橡皮布15由PDMS製成，則表面親合力增加以允許積極相互作用。從而，隨著溶劑浸入到橡皮布15中，橡皮布15很可能發生膨脹。因此，在本發明中，使用滿足公式2條件的溶劑以防止橡皮布的膨脹。公式26>5溶劑5溶劑>11如在圖表2中所示，滿足公式2條件的溶劑具有較低的溶脹比。當將這些溶劑代入公式l時，相互作用係數x變大。這表明防止了橡皮布的膨脹。同樣，在圖2的A區域和B區域中的溶劑具有較低的溶脹比，儘管它們的溶解參數5不滿足公式2。在A區域和B區域中的這些溶劑通常具有小於2(D)的偶極矩p。因此，儘管A區域和B區域中的溶劑的溶解參數5不滿足公式2的條件，但是如果使用滿足下面公式3的條件的溶劑，也能夠避免橡皮布的膨脹。公式36>5溶劑<11並且}i<2(D)如果使用滿足公式2和3中任一個的溶劑形成抗蝕溶液14a，能夠避免橡皮布的膨脹。滿足公式2和3中任一個的溶劑將在下面進行描述。甲醇、乙醇、異丙醇和丁醇中的任一個或其組合可被用來作為載體溶劑。這些醇的沸點小於100°C。載體溶劑降低了抗蝕溶液14a的粘性，以將抗蝕溶液14a均勻塗覆在橡皮布15上，並在將抗蝕溶液14a塗覆在橡皮布15上之後可直接將其移除。當載體溶劑的沸點小於100°C時，能夠獲得載體溶劑的最佳移除。因此，任何具有小於100°C沸點的溶劑都可用作載體溶劑。用作印刷溶劑的材料包括NMP(l-甲基l-2-吡咯垸酮)、二苯醚、碳酸丙烯和二甲基甲醯胺(DMF)中的任一個或其組合。以上列出的印刷溶劑的特性在表1中示出。表1complextableseeoriginaldocumentpage10complextableseeoriginaldocumentpage11印刷溶劑影響了塗覆在橡皮布15上的抗蝕溶液14a的粘性，並允許溶液14a印刷在印版20或基板30上。同樣，由於印刷溶劑在完成印刷之前應當保留在溶液14a中，具有相對較高沸點的溶劑可用作印刷溶劑。以上列出的溶劑具有相對較高的沸點151°C或更高。包括前述載體溶劑和前述印刷溶劑的抗蝕溶液的成分將在下面進行描述。抗蝕溶液14a可包括基聚合物、載體溶劑、印刷溶劑、表面活性劑和染料。基聚合物可具有基於每100w/抗蝕溶液中3wt。/。到30wt。/。範圍內的含量並且分子重量在2000到100000範圍內。包括甲酚紅酚醛和對位甲酚酚酸中至少一種的材料可用作為基聚合物。同樣，在圖3中示出的二甲苯酚和/或TMP也可用作基聚合物。包括硬脂酸、棕櫚酸、十二(烷)酸和十八烯酸中的任一種或其組合的酸基材料可用作表面活性劑。同樣，例如二辛基(2-乙基)磺基琥珀酸酯、磷酸酉旨、FOS100(CF3(CF2)4(CH2CH20)10)或FSN-100(CF3(CF2)5(CH2CH20)14)的磺酸酯基材料中的任何一種或其組合可用作表面活性劑。表面活性劑可具有基於每100w/抗蝕溶液中0.01wt。/o到3wtn/。範圍內的含量。將染料部分地加入到抗蝕溶液種，以在通過反向印刷方法在基板上形成抗蝕溶液之後獲得可見度。染料可具有基於每100抗蝕溶液中0.01wtM到1.0wtM範圍內的含量。基於二甲基氨基-苯基的材料和/或基於乙基氨基-苯基的材料可用作染料。例如，二(4-N-N-二甲氨基-苯基)-2-氟苯基)-甲烷和/或二(4-N-N-二甲氨基-苯基)—2-氟苯基)乙醯(acetonitrrle)可用作染料。基於每100m/抗蝕溶液在該抗蝕溶液中包含的溶劑中，載體溶劑可佔有50voiy。-90vol。/。範圍內的含量，印刷溶劑可佔有10vol。/。-50vol。/。範圍內的含量。具有上述成分的抗蝕溶液可具有3-6cp範圍內的粘性和18-27mN/m範圍內的表面張力。同樣，抗蝕溶液14a以約50。或更小的角度與橡皮布15接觸。如果使用包括上述材料的抗蝕溶液形成薄膜圖案，可防止對橡皮布的損害，從而提高橡皮布的壽命並形成可靠的薄膜圖案。使用本發明的抗蝕溶液製作薄膜圖案的裝置和方法將參考圖4A至圖4E進行描述。如圖4A屮所示，將來自抗蝕溶液注射器12的抗蝕溶液14a注入到纏繞在印刷輥10h的橡皮布15中。旋轉印刷輥10以將抗蝕溶液14a均勻塗覆在橡皮布15.匕用於抗蝕溶液14a的溶劑滿足公式2或公式3。然後，如圖4B中所示，在印版20上旋轉塗覆有抗蝕溶液14a的印刷輥10並同時與印版20接觸，以使抗蝕溶液14a僅從印刷輥10轉印至凸起20b。因此，如圖4C中所示，具有所需薄膜圖案的抗蝕圖案14b保留在印刷輥10中。然後，如圖4D中所示，將轉引至印刷輥10上的抗蝕圖案14b然後轉印至基板30匕該基板30具有形成在其上的預定金屬層32a。金屬層32a可以是例如柵金屬層。然後進行硬化工藝。結果如圖4E中所示，可以形成用於構圖金屬層32a的抗蝕圖案14c。然後，對沒有與抗蝕圖案14c交疊的金屬層32a進行構圖以在基板30上形成所需的薄膜圖案。在前述根據本發明實施方式製作薄膜圖案的裝置和方法中，可以形成特別是用於液晶顯示器件的薄膜圖案。該薄膜圖案也可用於場致發射器件、等離子顯示板和有機發光器件。如上所述，根據本發明實施方式的製作薄膜圖案的裝置和方法具有如下優點。薄膜圖案可由使用抗蝕溶液的反向印刷方法形成，該抗蝕溶液具有溶解參數5滿足條件"6>5翻或5翻>11"或具有偶極矩p小於2(D)的溶劑。因而，提高了橡皮布的壽命並減少了製作成本。同樣，提高了形成薄膜圖案的可靠性。顯而易見，對於本領域的普通技術人員，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，可以對本發明進行多種修改和變更。因此，本發明覆蓋落入所附權利要求及其等價物的範圍之內的所有修改和變更。權利要求1、一種抗蝕溶液，包括基聚合物；印刷溶劑，其滿足條件6＞δ溶劑或δ溶劑＞11，其中，δ溶劑為該溶劑的溶解參數，或滿足條件6＜δ溶劑＜11並且μ＜2(D)，其中μ為偶極矩；載體溶劑；和表面活性劑。2、根據權利要求1所述的抗蝕溶液，其特徵在於，還進一歩包括由基於二甲基氨基-苯基的材料和/或基於乙基氨基-苯基的材料製成的染料。3、根據權利要求1所述的抗蝕溶液，其特徵在於，所述印刷溶劑包括NMPd-甲基"2—吡咯垸酮)、二苯醚、碳酸丙烯和二甲基甲醯胺(DMF)中的任一種或其組合。4、根據權利要求1所述的抗蝕溶液，其特徵在於，所述基聚合物包括甲酚紅酚醛和對位甲酚酚醛中的至少一種。5、根據權利要求1所述的抗蝕溶液，其特徵在於，所述載體溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇和丁醇中的任一種或其組合。6、根據權利要求1所述的抗蝕溶液，其特徵在於，所述表面活性劑包括硬脂酸、棕櫚酸、十二(烷)酸、十八烯酸或例如二辛基(2-乙基)磺基琥珀酸酯、磷酸酯、FOS100(CF3(CF2)4(CH2CH20)1)或FSN-100(CF3(CF2)5CH2CH20)14)的基於磺酸酯的材料中的至少一種。7、根據權利要求1所述的抗蝕溶液，其特徵在於，所述聚合物的含量在約3wty。到30wtn/。的範圍內，所述印刷溶劑的含量在約10vol"/。到50vol。/。的範圍內，所述載體溶劑的含量在約5090vol。/。到90voP/。的範圍內，所述表面活性劑的含量在約0.01wt。/。到3wtc/。的範圍內。8、根據權利要求1所述的抗蝕溶液，其特徵在於，其具有約3到6cp範圍內的粘性和約18到27mN/m範圍內的表面張力。9、一種製作薄膜圖案的方法，包括將抗蝕溶液注入到印刷輥上的橡皮布中，其中所述抗蝕溶液包括印刷溶劑，所述印染溶劑滿足條件6>5，或5」>11，其中S,是所述溶劑的溶解參數，或滿足條件6<5溶劑<11並且^5,或5目>11，其中5自為所述溶劑的溶解參數，或滿足條件6<5郝'<11並且^<2(D)，其中p為所述溶劑的偶極矩；旋轉所述印刷輥以將所述溶液均勻塗覆在所述橡皮布上；在印版上滾動塗覆有所述抗蝕溶液的印刷輥以對所述抗蝕溶液構圖，由此形成抗蝕圖案；將所述抗蝕圖案從所述印刷輥轉印至基板；硬化所述抗蝕圖案；並且使用所述抗蝕圖案在所述基板上形成所需薄膜圖案；製備濾色片基板；在薄膜電晶體基板和濾色片基板之間提供液晶層；粘結所述薄膜電晶體基板和濾色片基板。21、根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述製備的薄膜電晶體基板包括柵極、源極、漏極和像素電極。22、根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，通過蝕刻形成所述所需薄膜圖案，並移除所述抗蝕圖案。23、根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述薄膜圖案是柵極、源極、漏極或像素電極中的至少一種。24、根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述抗蝕溶液進一步包括基於二甲基氨基-苯基材料和/或基於乙基氨基-苯基材料的染料。25、根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述印刷溶劑包括NMP(1_甲基1-2-吡咯垸酮)、二苯醚、碳酸丙烯和二甲基甲醯胺(DMF)中的任一種或組合。26、根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述抗蝕溶液進一步包括由甲酚紅酚醛和對位甲酚酚醛中至少一種製成的基聚合物。27、根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述抗蝕溶液進-歩包括由甲醇、乙醇、異丙醇和丁醇中的任一種或其組合製成的載體溶劑。28、根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述抗蝕溶液進一歩包括由硬脂酸、棕櫚酸、十二(烷)酸、十八烯酸中或例如二辛基(2-乙基)磺基琥珀酸酯、磷酸酯、FOS100(CF3(CF2)4(CH2CH20)10)或FSN-100(CF3(CF2)5(CH2CH20),4)的基r磺酸酯的材料中的至少一種製成的表面活性劑。29、根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述抗蝕溶液進一步包括含量在約3wt。/。到30wt。/。範圍內的基聚合物，含量在約10voP/。到50vol。/。範圍內的印刷溶劑，含量在約5vol。/。0到90vol。/。範圍內的載體溶齊IJ，和含量在約0.01wt。/o到30wt。/。範圍內的表面活性劑。30、根據權利要求20所述的方法，其特徵在於，所述抗蝕溶液具有約3到6cp範圍內的粘性和約18到27mN/m範圍內的表面張力。全文摘要本發明公開了一種製作薄膜圖案的方法，其能夠提高橡皮布的壽命、減少成本並提高形成薄膜圖案的可靠性。所述方法包括將抗蝕溶液注入到印刷輥上的橡皮布中，其中所述抗蝕溶液包括印刷溶劑，所述印刷溶劑滿足條件6＞δ溶劑或δ溶劑＞11，其中δ溶劑是所述溶劑的溶解參數，或滿足條件6＜δ溶劑＜11並且μ＜2(D)，其中μ為所述溶劑的偶極矩；旋轉所述印刷輥以將所述抗蝕溶液均勻塗覆在所述橡皮布上；在印版上滾動塗覆有所述抗蝕溶液的印刷輥以將對所述抗蝕溶液構圖，由此形成抗蝕圖案；將所述抗蝕圖案從所述印刷輥轉印至基板；硬化所述抗蝕圖案；並且使用所述抗蝕圖案在所述基板上形成所需薄膜圖案。文檔編號G03F7/00GK101196684SQ200710195638公開日2008年6月11日申請日期2007年12月4日優先權日2006年12月4日發明者金珍鬱申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社