製造顯示裝置的方法及設備的製作方法
2023-06-19 19:49:01 1
專利名稱：製造顯示裝置的方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種製造顯示裝置的方法及設備。
背景技術：
一般地，液晶顯示(LCD)裝置根據所使用的光源被分類為透射型、半透射型或反射型顯示器。在透射型中，背光單元設置在液晶面板後用來將光傳輸到液晶面板上。反射型使用自然光並限制了消耗所用功率70％的背光單元的使用，從而減少功率消耗。半透射型是介於投射型和反射型之間的一種折衷。半透射型採用自然光和背光單元，從而不論周圍條件如何都能給用戶環境提供足夠的亮度。
在反射型或半透射型液晶顯示裝置中，在具有薄膜電晶體的襯底上形成有機層。在有機層上形成不平坦的圖案。一反射層形成在不平坦圖案的整個表面以製造反射型LCD裝置以及形成在不平坦圖案的一部分上以製造半透射型LCD裝置。該不平坦圖案使得光被不規則反射或漫射，並且提高光線的反射效率。為了形成不平坦圖案，一具有預定圖案的顯示裝置模具對準有機層並被加壓。
由於有機層為液態的流體有機材料，顯示裝置模具在有機層上被加壓的時候有可能弄歪並且導致未對準。
發明內容
因而，本發明一方面提供一種提高形成在有機層上的圖案的產量的顯示裝置製造設備，以及採用其製造顯示裝置的方法。
根據本發明的一方面該製造設備包括臺架，具有有機層的絕緣襯底固定在其上面；在絕緣襯底上方上下移動並且在有機層上形成圖案的模具，；對準模具並使模具上下方向移動的第一驅動器；當模具壓模到有機層時固定模具並再對準模具的模具對準器；驅動模具對準器的第二驅動器；以及控制第一驅動器和第二驅動器的控制器。
根據本發明實施例，模具對準器包括支持模具的支持器，以及支撐支持器的支撐架。
根據本發明實施例，支持器包括真空吸盤和夾子中的一個。
根據本發明實施例，該製造設備還包括檢查模具對準狀態的照相機。
根據本發明實施例，模具包括其中一側包括不平坦圖案的圖案形成部分，以及形成在圖案形成部分周圍的平坦部分，並且支持器支持模具上對應於平坦部分的第二側。
根據本發明實施例，控制器控制第一驅動器使模具在絕緣襯底上對準並將模具壓向絕緣襯底。
根據本發明實施例，控制器控制第二驅動器並且在通過照相機檢查模具的對準狀態時再對準模具。
根據本發明實施例，圖案形成部分包括至少一個凸出於其不平坦圖案的有機層除去部分。
根據本發明實施例，柵極焊盤、數據焊盤和一個漏電極設置在絕緣襯底和有機層之間，並且控制器將模具對準使得有機層除去部分對應柵極焊盤、數據焊盤和漏電極中至少之一。
根據本發明實施例，模具包含一將在絕緣襯底上對準的對準標記。
本發明的上述和/或其它方面可通過提供一種製造顯示裝置的方法來獲得，該方法包含提供包含有機層的絕緣襯底；將具有圖案形成部分的模具在鈍化層上對準；通過將模具壓向絕緣襯底而在對應於圖案形成部分的鈍化層上形成不平坦圖案；支持並再對準模具；以及將模具與有機層分離。
根據本發明實施例，該方法還包含在再對準模具和分離模具工序之間硬化有機層。
根據本發明實施例，有機層包括聚合物有機材料並且通過加熱或光照中至少一種方式被硬化。
根據本發明實施例，該方法還包含使用照相機檢測模具的對準狀態。
根據本發明實施例，模具對準器包含支持模具的支持器和支撐支持器的支撐架，且再對準模具包括用支持器支持模具的周圍，並在用照相機檢查模具對準狀態時對準模具。
根據本發明實施例，支持器包含真空吸盤和夾子中的一個。
根據本發明實施例，模具包含在其一側具有不平坦部分的圖案形成部分，以及設置在圖案形成部分周圍的平坦部分，並且支持器支持模具上對應於平坦部分的第二側。
根據本發明實施例，該方法在形成有機層之前還包含形成在預定方向延伸的柵極線和絕緣地與柵導線交叉並在絕緣襯底上限定出像素區的數據線；以及在柵極線和數據線的交叉處形成薄膜電晶體。
根據本發明實施例，圖案形成部分包括至少一個凸出於不平坦圖案的有機層除去部分，柵極線包含柵極焊盤，以及數據線包含數據焊盤和漏電極，以及再對準模具包含再對準模具使得有機層除去部分對應柵極焊盤、數據焊盤和漏電極之中的至少一個。
根據本發明實施例，該方法在硬化有機層後還包含在有機層上形成對應於像素區域的像素電極，以及至少在像素電極一部分上形成反射層。
結合附圖，通過下面實施例的描述，本發明上述和/或其它方面及優點將變得明顯和易於理解，其中圖1是根據本發明一實施例的顯示裝置製造設備的截面圖；圖2是根據本發明實施例的顯示裝置製造設備的透視圖；圖3是根據本發明實施例的顯示裝置製造設備的控制框圖；圖4A是根據本發明一實施例製造的薄膜電晶體襯底布置圖；圖4B是薄膜電晶體襯底沿圖4A中的線VIb-VIb的截面圖；以及圖5A至5E示出根據本發明一實施例的顯示裝置的製造方法。
具體實施例方式
如圖1至3所示，根據本發明實施例的顯示裝置製造設備1包含臺架5，具有有機層的絕緣襯底110設置在其上面；在臺架5上方上下移動並且在有機層上形成不平坦圖案的模具10；對準模具10並使模具10上下方向移動的第一驅動器15；當模具10壓模到有機層時支持模具10並再對準模具10的模具對準器20；驅動模具對準器20的第二驅動器30；檢查模具10對準狀態的照相機40；以及控制第一驅動器15和第二驅動器30的控制器45。
臺架5包含在其上安裝絕緣襯底110的安裝區域，且具有矩形形狀。多個提升銷(未示出)可被設置在臺架5上用來支撐和使得絕緣襯底110上下移動。提升銷引導由外部引入的絕緣襯底110，以安裝在臺架5的安裝區域。
依照本發明的模具10被設置在臺架5上。在反射型或半透射型LCD裝置中，不平坦圖案形成在有機層上使得反射層漫射光線並增加光的反射率。如圖5A所示，模具10包含基底層11；形成在基底層11側面上的圖案形成部分12；以及形成在圖案形成部分12周圍的平坦部分14。圖案形成部分12包含相應於有機層上待形成圖案的圖案。例如，圖案形成部分12可包含如圖5A所示的不平坦圖案或壓紋圖案。圖案形成部分12包含凸出於具有不平坦圖案的側面的有機層除去部分13。有機層除去部分13加壓有機層的一部分以除去有機層。有機層除去部分13具有相應於要除去部分的形狀和尺寸。有機層除去部分13可相應於形成在絕緣襯底110上的柵極焊盤123、數據焊盤164和漏電極163設置到預定位置。基底層11側面上形成的不平坦圖案為凹狀的。有機層除去部分13形成為凸狀的。對準標記(未示出)設置在模具10上用來在絕緣襯底110上對準。模具10可包含柔軟材料以便與有機層均勻接觸並重複使用。另外，模具10可包含透過紫外線的透明材料。例如，模具10可包含聚二甲基矽氧烷(PDMS)。
模具10由第一驅動器15移動。第一驅動器15支撐通過自動機械等移動到臺架5的模具10，並且將模具10對準以在要求的位置形成圖案。第一驅動器15將模具10上下移動並在有機層上形成不平坦圖案。即，第一驅動器15將模具10壓向絕緣襯底110並在有機層形成不平坦圖案。在形成不平坦圖案之後，第一驅動器15收起模具10以將模具10與有機層分離。
由於有機層具有流動性，當模具10被壓向有機層時，模具10可能由於有機層的流動性被弄歪並產生未對準。有機層的流動性幹擾了良好對準，而且因此減少將形成的圖案的產量。
根據本發明的顯示裝置製造設備1包含模具對準器20，即使當模具10被壓向有機層時由於有機層的流動性被弄歪，也能來精細再對準模具10，從而增加了將形成的不平坦圖案的產量。即，模具10被模具對準器20支持並精細地再對準以形成想要的圖案。由於在未硬化前有機層保持其流動性，前述的加工是可能的。
根據本發明的模具對準器20包含支持模具10的支持器21；以及支撐支持器21的支撐架23。支持器21可包括真空吸盤或夾子。支持器21支持對應於平坦部分14的模具10的第二側。由於支持器21支持顯示圖像的顯示區域的外邊緣，在精細對準模具10時由有機層彈力導致的恢復誤差降低到最小。支持器21是可旋轉的，以在絕緣襯底110通過第一驅動器15被安裝在臺架5上時將絕緣襯底110與第一驅動器15的中斷減少到最小。即支持器21旋轉到臺架5外面的同時，絕緣襯底110被安裝在臺架5上。優選的，支持器21可上下移動以支持壓住的模具10。支撐架23設置在臺架5外面以支撐支持器21，並使得支持器21穩定移動。
在本發明的另一實施例中，附加的連接部分(未示出)可設置在模具10的第二側上以便容易地與支持器21連接。
第二驅動器30控制支持器21旋轉和上下移動。第二驅動器30可包含用來精細地對準模具10的公知的裝置。
照相機40設置在臺架5上用來檢查模具10的對準狀態。照相機40可包含電荷耦合器件(CCD)，並檢查模具10上對準標記(未示出)和絕緣襯底110的對準狀態。
控制器45控制第一驅動器15、第二驅動器30和照相機40。控制器45控制第一驅動器15使模具10在絕緣襯底110上對準。控制器45通過照相機40檢查模具10和絕緣襯底110之間的對準狀態。對準模具10後，控制器45驅動第一驅動器15來將模具10壓向絕緣襯底110並在相應於圖案形成部分12的有機層上形成不平坦圖案。控制器45再通過照相機40檢查是否產生未對準。當檢查到未對準，控制器45控制第二驅動器30來再對準模具10。特別地，控制器45用照相機40檢查模具10和絕緣襯底110之間的對準狀態，並且計算模具10的移動方向和移動距離。控制器45驅動第二驅動器30以通過支持器21支持模具10，並且根據計算值移動模具10。此後，控制器45再次檢查模具10和絕緣襯底110之間的對準狀態以檢查兩者間再對準的狀態。控制器45重複執行前述操作以減少由於有機層彈力帶來的對準誤差並增加將形成的圖案的產量。
圖4A是根據本發明一實施例的薄膜電晶體襯底布置圖。圖4B是薄膜電晶體襯底沿圖4A中線VIb-VIb的截面圖。
通常，液晶顯示(LCD)裝置包含液晶面板50，該液晶面板50包括具有用來控制和驅動像素的薄膜電晶體(TFT)的薄膜電晶體襯底100(在下文中稱作第一襯底)；與襯底100粘合到一起的濾色器襯底200(在下文中稱作第二襯底)；且液晶面板50具有介於薄膜電晶體襯底100和濾色器襯底200之間的液晶層300。
襯底100將被詳細描述。襯底100包含第一絕緣襯底110；以矩陣形式形成在第一絕緣襯底110上的多條柵極線121、122和123以及多條數據線161、162、163和164；作為形成在柵極線121、122和123以及數據線161、162、163和164的交叉處上的開關元件的薄膜電晶體T；以及與薄膜電晶體T連接的像素電極180。液晶層300設置在像素電極180和濾色器襯底200(下文將描述)之間並且通過薄膜電晶體T接收信號電壓。液晶層300通過信號電壓對準以決定其透光度。
第一絕緣襯底110可包含襯底，該襯底包括如玻璃、石英、陶瓷或塑料的絕緣材料。柵極線121、122和123形成在第一絕緣襯底110上。柵極線121、122和123可包含金屬單層或多層。柵極線121、122和123包含橫向延伸的柵極線121；與柵極線121連接的柵電極122，以及設置在柵極線121末端部並與柵極驅動(未示出)連接以接收驅動信號的柵極焊盤123。
包含氮化矽(SiNx)的柵極絕緣層130覆蓋柵極線121、122和123。
包含非晶矽的半導體層140以及具有高摻雜n型摻雜劑的n+非晶矽氫化物的歐姆接觸層150順序形成在對應於柵電極122的柵極絕緣層130上。歐姆接觸層150的一部分在源電極162和漏電極163之間的溝道區域被排除。
數據線161、162、163和164形成在歐姆接觸層150和柵極絕緣層130上。數據線161、162、163和164可包含金屬單層或多層。數據線161、162、163和164包含絕緣地與柵極線121交叉並定義像素區域的數據線161；由數據線161分出並延伸到歐姆接觸層150上面部分的源電極162；與源電極162隔開並形成在與源極162相對的歐姆接觸層150上的漏電極163；以及形成在數據線161末端部並與數據驅動器(未示出)連接以接收視頻信號的數據焊盤164。
有機層170形成在數據線161、162、163和164及其間暴露的半導體層140上。有機層170包含不平坦圖案175、通過其露出漏電極163的漏極接觸孔171、與柵極驅動器和數據驅動器連接來給柵極線121和數據線161提供驅動信號的柵極焊盤接觸孔172和數據焊盤接觸孔173。該不平坦圖案175形成在有機層170上，用來發散光線並增加光的前向反射。
像素電極180形成在具有不平坦圖案175的有機層170上。像素電極180包含如銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)的透明導電材料。像素電極180通過漏極接觸孔171與漏電極163電連接。接觸輔助元件181和182形成在柵極焊盤接觸孔172和數據焊盤接觸孔173上。接觸輔助元件181和182包含如銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)的透明導電材料。而且，由有機層170的不平坦圖案175在像素電極180上形成不平坦圖案。
反射層190形成在像素電極180上。由柵極線121和數據線161定義的像素區域包含不帶反射層190的透射區域；以及其上形成反射層190的反射區域。不包含反射層190的透射區域使得來自背光單元的光透射到液晶面板50。包含反射層190的反射區域使得來自外界的光反射並射回液晶面板50。反射層190包含鋁或銀，但不僅限於此。反射層190可包含鋁/鉬的雙層。反射層190形成在像素電極180上而不凹入到漏極接觸孔171中，而且可由此接收信號。反射層190上的不平坦圖案同樣由像素電極180上的不平坦圖案形成。
在下文中，濾色器襯底200將被詳細描述。
黑色矩陣220形成在第二絕緣襯底210上。黑矩陣220將紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器分開。黑矩陣220防止光直接入射到形成在第一絕緣襯底100上的薄膜電晶體T上。典型地，黑矩陣220包含具有黑色素的光敏有機材料。該黑色素包含碳黑或氧化鈦。
濾色器230包含重複地設置在黑矩陣220之間的紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器。濾色器230將顏色分配給由背光單元傳送到液晶層300的光。濾色器230包含光敏有機材料。
保護層240形成在濾色器230和一部分未被濾色器230覆蓋的黑矩陣220上。該保護層240使得濾色器230平坦並保護濾色器230。通常，保護層240包含環氧丙烯酸。
公共電極250形成在保護層240上。公共電極250包含如銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)的透明導電材料。公共電極250與像素電極180一起為液晶層300提供電壓。
液晶層300形成在第一襯底100和第二襯底200之間。
在下文中，將參照圖5A至圖5E來描述根據本發明實施例使用顯示裝置製造設備的顯示裝置製造方法。
圖5A至5E示出根據本發明一實施例的顯示裝置的製造方法。
如圖4A和圖4B所示，柵極線121、122和123，柵極絕緣層130，半導體層140，歐姆接觸層150以及數據線161、162、163和164以公知的方法形成在第一絕緣襯底110上。
如圖5A所示，有機層170可通過旋塗或狹縫塗敷形成。有機層170可包含聚合物有機材料，並通過熱和(紫外)光的至少一種方式硬化。帶有不平坦圖案的模具10與有機層170對準。
根據本發明，用來製造液晶顯示裝置的模具10包含基底層11；形成在基底層11一側上的圖案形成部分12；以及設置在圖案形成部分12周圍的平坦部分14。不平坦圖案形成於圖案形成部分12上。在不平坦圖案上形成至少一個有機層除去部分13。該有機層除去部分13也可以設置成多個。圖案形成部分12在有機層170上形成不平坦圖案。有機層除去部分13在有機層170上形成漏極接觸孔171、柵極焊盤接觸孔172和數據焊盤接觸孔173中至少一個，通過這些接觸孔分別部分露出漏電極163、柵極焊盤123和數據焊盤164。在此，至少一個有機層除去部分13對應於柵極焊盤123、數據焊盤164和漏電極163中至少一個。
如圖5B所示，控制器45控制第一驅動器15來將模具10壓向有機層170並在有機層170上形成不平坦圖案175。控制器45通過照相機40檢查是否由於有機層170的流動性導致模具10未對準。例如，由有機層170的流動性產生的對準誤差 「m」等。
當檢查到未對準，模具對準器20精細再對準模具10。特別地，支持器21支持模具10周圍。控制器45通過照相機40檢查模具10和絕緣襯底110之間的對準狀態(參見圖1)以精細地再對準模具10。支持器21可包括真空吸盤和夾子之一。支持器21優選地支持模具10上相對於平坦部分14的第二側。然後，由有機層170的彈性力導致的恢復誤差可被減少到最小。至少一個有機層除去部分13被對準以相應於柵極焊盤123、數據焊盤164和漏電極163中至少一個。然後，將形成的圖案的產量得到提高。
當檢測到的再對準誤差在允許的誤差範圍時，在壓模具10時有機層170被硬化，從而保持形成在有機層170上的圖案。有機層170可通過熱或光來硬化。
硬化有機層170後，如圖5E所示，模具10與有機層170分離以完成不平坦圖案175和漏極接觸孔171。脫模劑可被用來容易地將模具10與有機層170分離。
當提供具有不平坦圖案175的有機層170後，ITO或IZO沉積到有機層170上以及通過如圖4A和圖4B的刻蝕工藝形成像素電極180。像素電極180與漏電極163通過漏極接觸孔171連接。像素電極180含有與不平坦圖案175一樣的圖案。然後，形成接觸輔助部件181和182，它們分別通過柵極焊盤接觸孔172和數據焊盤接觸孔173與柵極焊盤123和數據焊盤164連接。
在形成像素電極180後，反射層材料被沉積到像素電極180上並且被圖案化從而至少在像素電極180的一部分上形成反射層190。反射層190形成在反射區域上。反射層190含有與不平坦圖案175一樣的圖案。反射層190通過像素電極180接收電信號。電信號被提供給形成在反射層190上的液晶層300。
然後，形成取向膜(未示出)以完成根據本發明實施例的襯底100。
通過公知的方法，黑矩陣220、濾色器230、保護層240、公共電極250和取向膜被形成在第二絕緣襯底210上以完成第二襯底200。第一襯底100和第二襯底200被彼此粘合併在其中間填充液晶，由此完成液晶面板50。
如上所述，本發明包含一種增加在有機層上形成的圖案產量的顯示裝置的製造設備，以及使用該設備製造顯示裝置的製造方法。
儘管本發明示出並描述了一些實施例，在不脫離本發明原理和實質的情況下，本領域技術人員可以意識到可在這些實施例基礎上作改變，本發明的範圍在所附的權利要求及其等同物中定義。
本申請要求於2006年2月27日向韓國知識產權局申請的韓國專利申請號No.2006-0018620的優先權，其公開在此引用作為參考。
權利要求
1.用來製造顯示裝置的設備，包含臺架，具有有機層的絕緣襯底固定在其上；模具，在所述絕緣襯底上方上下移動，並在所述有機層上形成圖案；對準所述模具並上下移動模具的第一驅動器；在所述模具被壓向有機層時支持模具並再對準模具的模具對準器；驅動所述模具對準器的第二驅動器；以及控制第一驅動器和第二驅動器的控制器。
2.根據權利要求1所述的製造設備，其中所述模具對準器包含支持模具的支持器，以及支撐支持器的支撐架。
3.根據權利要求2所述的製造設備，其中所述支持器包含真空吸盤和夾子中的一個。
4.根據權利要求3所述的製造設備，還包括檢查所述模具對準狀態的照相機。
5.根據權利要求4所述的製造設備，其中模具包含在其一側具有不平坦圖案的圖案形成部分，以及形成在圖案形成部分周圍的平坦部分，其中支持器固定模具上對應於平坦部分的第二側。
6.根據權利要求4所述的製造設備，其中所述控制器控制第一驅動器將模具在絕緣襯底上對準並將模具壓向絕緣襯底。
7.根據權利要求4所述的製造設備，其中控制器控制第二驅動器並在通過照相機檢查模具的對準狀態時再對準模具。
8.根據權利要求5所述的製造設備，其中圖案形成部分包括至少一個從其不平坦圖案凸出的有機層除去部分。
9.根據權利要求8所述的製造設備，其中柵極焊盤、數據焊盤和漏電極設置在絕緣襯底和有機層之間，以及控制器對準模具以使得有機層除去部分對應柵極焊盤、數據焊盤和漏電極中的至少一個。
10.根據權利要求8所述的製造設備，其中所述模具包含與絕緣襯底對準的對準標記。
11.一種製造顯示裝置的方法，包含提供包含有機層的絕緣襯底；將含有圖案形成部分的模具在有機層上對準；通過將模具壓向絕緣襯底在相對於圖案形成部分的有機層上形成不平坦圖案；支持並再對準模具；以及將模具與有機層分離。
12.根據權利要求11所述的方法，還包含在再對準模具和分離模具之間硬化有機層。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述有機層包含聚合物有機材料並且由熱和光至少之一硬化。
14.根據權利要求12所述的方法，還包含使用照相機檢查模具的對準狀態。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述模具對準器包含用來支持模具的周邊並且在照相機檢查模具對準狀態時對準模具的支持器。
16.根據權利要求15所述的方法，其中所述支持器包含真空吸盤和夾子中一個。
17.根據權利要求16所述的方法，其中所述模具包含在其中一側含有不平坦部分的圖案形成部分，以及設置在圖案形成部分周圍的平坦部分，以及支持器支持模具上對應於平坦部分的第二側。
18.根據權利要求15所述的方法，在形成有機層之前形成在預定方向延伸的柵極線，以及與柵極線絕緣交叉並在絕緣襯底上定義像素區域的數據線；以及在柵極線和數據線交叉處形成薄膜電晶體。
19.根據權利要求18所述的方法，其中所述圖案形成部分包含至少一個凸出於不平坦圖案的有機層除去部分，柵極線包含柵極焊盤，以及數據線包含數據焊盤和漏電極，以及模具的再對準包含再對準模具使得有機層除去部分對應柵極焊盤、數據焊盤和漏電極中的至少一個。
20.根據權利要求19所述的方法，在硬化有機層之後，還包含在有機層上形成對應於像素區域的像素電極，以及至少在像素電極的一部分上形成反射層。
全文摘要
一種顯示裝置的製造設備及製造方法，該製造設備包含臺架，具有有機層的絕緣襯底位於其上；在絕緣襯底上方上下移動並在有機層上形成圖案的模具；對準模具並將模具上下移動的第一驅動器；在模具被壓向有機層時固定模具並再對準模具的模具對準器；驅動模具對準器的第二驅動器；以及控制第一驅動器和第二驅動器的控制器。
文檔編號H01L21/02GK101063765SQ20071012663
公開日2007年10月31日 申請日期2007年2月27日 優先權日2006年2月27日
發明者盧南錫 申請人:三星電子株式會社