專利名稱：形成圖案的方法以及使用其制造液晶顯示器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造液晶顯示(LCD)器件的方法，尤其涉及一種形成圖案的方法以及使用其制造LCD器件的方法。
背景技術(shù)：
在具有幾厘米(cm)厚度的超薄平板顯示器中，由于LCD器件具有低功耗和便攜性的有利特性，故一般將其用在筆記本計(jì)算機(jī)、監(jiān)視器、太空船、飛機(jī)等中。
LCD器件包括以預(yù)定間隔彼此面對的下基板和上基板、以及形成在下基板和上基板之間并由密封劑密封的液晶層。
下基板包括垂直形成以限定像素區(qū)域的柵線和數(shù)據(jù)線、靠近柵線和數(shù)據(jù)線的交叉點(diǎn)形成的作為開關(guān)元件的薄膜晶體管以及與薄膜晶體管相連接并形成在像素區(qū)域中的像素電極。上基板包括阻止除像素區(qū)域之外其他區(qū)域中的光泄漏的遮光層、在對應(yīng)于像素區(qū)域的區(qū)域中用于表現(xiàn)色彩的紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)濾色片層、以及形成在濾色片層上的公共電極。
如上所述，LCD器件包括由重復(fù)步驟制造的各種元件。尤其是，各種元件通過光刻可以變化形狀。
下面將參照附圖解釋通過現(xiàn)有技術(shù)的光刻來形成圖案的方法。
圖1A到1E是圖解通過現(xiàn)有技術(shù)的光刻形成圖案的方法截面圖。
如圖1A所示，在基板10上連續(xù)形成圖案材料層20和光致抗蝕劑層30。
如圖1B所示，在光致抗蝕劑層30上設(shè)置具有預(yù)定圖案的掩模35之后，通過掩模35將光施加到光致抗蝕劑層30上。
參照圖1C，通過顯影選擇性地移除光致抗蝕劑層30，由此對該光致抗蝕劑層30構(gòu)圖。在該情形中，光致抗蝕劑層30可由正型或負(fù)型形成。對于正型光致抗蝕劑，移除掉被光照射的部分。同時(shí)，在負(fù)型光致抗蝕劑的情形中，移除掉沒有被光照射的部分。
如圖1D所示，通過使用構(gòu)圖的光致抗蝕劑層30a作為掩模而選擇性地蝕刻圖案材料層20。在該情形中，移除構(gòu)圖的光致抗蝕劑層30的工序使用光致抗蝕劑剝離劑。
圖2A和2B圖解了通過使用現(xiàn)有技術(shù)的光致抗蝕劑剝離劑移除光致抗蝕劑層30a的工序。
如圖2A所示，在容器的底部上設(shè)置襯墊料50，該容器填充有光致抗蝕劑剝離劑40。然后，將具有光致抗蝕劑層30a的基板浸入到填充有光致抗蝕劑剝離劑40的容器中，由此從基板上移除光致抗蝕劑層30a。
如圖2B所示，通過噴嘴45將光致抗蝕劑剝離劑40噴射到基板上，由此從基板上移除光致抗蝕劑層30a。然而，光致抗蝕劑剝離劑比較昂貴，并且設(shè)置光致抗蝕劑剝離劑必須花費(fèi)額外的成本。此時(shí)，設(shè)置光致抗蝕劑剝離劑的成本對應(yīng)于整個(gè)制造成本的20％。此外，設(shè)置光致抗蝕劑剝離劑會(huì)造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種形成圖案的方法和使用其制造LCD器件的方法，其基本上克服了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種形成圖案的方法以及使用其制造LCD器件的方法，其中不使用光致抗蝕劑剝離劑從基板上移除光致抗蝕劑層，從而可以以較低的制造成本形成圖案。
將在下面的描述中部分地列出本發(fā)明其他的優(yōu)點(diǎn)、目的和特征，根據(jù)下面的解釋或從本發(fā)明的實(shí)踐理解，這些對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。通過在所寫說明書和權(quán)利要求以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它的優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的和其它的優(yōu)點(diǎn)并根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體化和廣泛描述的，一種形成圖案的方法包括在基板上連續(xù)形成圖案材料層、轉(zhuǎn)移材料層和光致抗蝕劑層；通過使用掩模的曝光和顯影而對該光致抗蝕劑層構(gòu)圖；通過使用構(gòu)圖的光致抗蝕劑層作為掩模選擇性地蝕刻轉(zhuǎn)移材料層和圖案材料層；和通過施加光的提升方法移除轉(zhuǎn)移材料層和構(gòu)圖的光致抗蝕劑層。
此時(shí)，通過從圖案材料層被選擇性蝕刻的基板后表面施加高能量光來執(zhí)行所述通過施加光的提升方法移除轉(zhuǎn)移材料層和構(gòu)圖的光致抗蝕劑層的工序，由此由于轉(zhuǎn)移材料層的膨脹而將轉(zhuǎn)移材料層從圖案材料層分離。
此外，通過從圖案材料層被選擇性蝕刻的基板后表面施加高能量光來執(zhí)行所述通過施加光的提升方法移除轉(zhuǎn)移材料層和構(gòu)圖的光致抗蝕劑層的工序，由此由于轉(zhuǎn)移材料層的分解而將轉(zhuǎn)移材料層從圖案材料層分離。
轉(zhuǎn)移材料層由丙烯酸樹脂形成。
在本發(fā)明的另一方面中，一種制造LCD器件的方法，包括在第一基板上形成遮光層；在包含遮光層的第一基板上形成濾色片層；制備第二基板；和在第一基板和第二基板之間形成液晶層，其中通過圖案形成方法來執(zhí)行在第一基板上形成遮光層和在第一基板上形成濾色片層的至少其中任意之一的步驟。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明前面的一般性描述和下面的詳細(xì)描述都是典型性的和解釋性的，意在提供對要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。


為本發(fā)明提供進(jìn)一步理解并組成說明書一部分的附解了本發(fā)明的實(shí)施方案并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理圖1A到1E是圖解通過現(xiàn)有技術(shù)的光刻來形成圖案的方法截面圖；圖2A和2B是圖解通過使用現(xiàn)有技術(shù)的光致抗蝕劑剝離劑從基板上移除光致抗蝕劑層的方法截面圖；圖3A到3E是圖解依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的形成圖案的方法截面圖；圖4A到4C是圖解在圖案材料層上形成轉(zhuǎn)移(transformed)材料層和光致抗蝕劑層的工序截面圖，其中轉(zhuǎn)移材料層和光致抗蝕劑層各自具有預(yù)定的圖案；圖5A和5B是顯示當(dāng)施加高能量光時(shí)轉(zhuǎn)移材料層體積膨脹的照片；圖6是圖解當(dāng)將光照射裝置設(shè)置在基板之下時(shí)向基板施加光的工序截面圖；和圖7A到7D是圖解依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式制造LCD器件基板的方法截面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)描述附圖中圖解的實(shí)施例。盡可能的，在整個(gè)附圖中使用相同的附圖標(biāo)記指代相同或相似的部件。
下面將參照附圖解釋依照本發(fā)明的形成圖案的方法以及使用其制造LCD器件的方法。
1.形成圖案的方法圖3A到3E是圖解依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式來形成圖案的方法截面圖。圖4A到4C是圖解依照本發(fā)明在圖案材料層上形成轉(zhuǎn)移材料層和光致抗蝕劑層的工序截面圖，其中轉(zhuǎn)移材料層和光致抗蝕劑層各自具有預(yù)定的圖案。
如圖3A所示，在基板100上形成圖案材料層200。然后，在圖案材料層200上連續(xù)形成轉(zhuǎn)移材料層250a和光致抗蝕劑層300a，其中轉(zhuǎn)移材料層250a和光致抗蝕劑層300a各自具有預(yù)定的圖案。
將參照圖4A到4C解釋形成圖案材料層250a和光致抗蝕劑層300a的方法。
如圖4A所示，在基板100上連續(xù)形成圖案材料層200、轉(zhuǎn)移材料層250和光致抗蝕劑層300。
參照圖4B，在光致抗蝕劑層300上方設(shè)置具有預(yù)定圖案的掩模350。在該情形中，光通過掩模350施加到光致抗蝕劑層300上。
如圖4C所示，通過顯影將光致抗蝕劑層構(gòu)圖，由此以掩模350的預(yù)定圖案的形狀形成光致抗蝕劑層300a。然后，通過使用構(gòu)圖的光致抗蝕劑層300a作為掩模移除圖案材料層200，從而以預(yù)定圖案形成轉(zhuǎn)移材料層250a。
在圖案材料層200上，存在預(yù)定圖案的轉(zhuǎn)移材料層250a和預(yù)定圖案的光致抗蝕劑層300a。
之后，如圖3B所示，使用轉(zhuǎn)移材料層250a和光致抗蝕劑層300a作為掩模蝕刻圖案材料層200。通過使用等離子體的干蝕刻方法或者使用蝕刻劑的濕蝕刻方法蝕刻圖案材料層200。
如圖3C所示，將包含光致抗蝕劑層300a和轉(zhuǎn)移材料層250的基板100反轉(zhuǎn)。然后，向基板100的后表面施加由光照射裝置發(fā)射的高能量光，例如紫外線。
當(dāng)高能量光通過基板100和圖案材料層200a施加到轉(zhuǎn)移材料層250a時(shí)，轉(zhuǎn)移材料層250a體積膨脹，如圖3C所示。
圖5A和5B是表示當(dāng)高能量光施加到轉(zhuǎn)移材料層250a上時(shí)其體積膨脹的照片。
圖5A是顯示在施加高能量光之前轉(zhuǎn)移材料層的照片，圖5B是顯示在施加高能量光之后轉(zhuǎn)移材料層的照片。
如圖5A和5B所示，隨著向轉(zhuǎn)移材料層250施加高能量光，該轉(zhuǎn)移材料層250體積膨脹。
圖5顯示了體積膨脹的轉(zhuǎn)移材料層250。基于用于轉(zhuǎn)移材料層250的材料種類，可將轉(zhuǎn)移材料層250分解。
當(dāng)由于膨脹而使轉(zhuǎn)移材料層250具有較弱的附著力時(shí)，轉(zhuǎn)移材料層250a從預(yù)定圖案的圖案材料層200a分離，并且還與光致抗蝕劑層300a分離，如圖3D所示，這稱作提升(lift-off)方法。
通過使用氣刀，向光致抗蝕劑層300a和轉(zhuǎn)移材料層250a施加氣體，從而可容易地從圖案材料層200a移除轉(zhuǎn)移材料層250a。優(yōu)選地，以5~25[kg·f/m2]的壓力提供氣體。
當(dāng)光照射裝置600向基板施加紫外線的高能量光時(shí)，光照射裝置600可設(shè)置在基板100之下和基板100之上。
如圖6所示，如果光照射裝置600設(shè)置在基板100之下，膨脹的轉(zhuǎn)移材料層250a會(huì)滴落到光照射裝置600上。因此，光照射裝置600在發(fā)射光時(shí)會(huì)連續(xù)移動(dòng)。
當(dāng)轉(zhuǎn)移材料層250設(shè)置在圖案材料層200和光致抗蝕劑層300之間時(shí)，轉(zhuǎn)移材料層250可由丙烯酸樹脂形成。可通過涂覆或沉積形成丙烯酸樹脂。此外，當(dāng)向丙烯酸樹脂施加光時(shí)該丙烯酸樹脂具有膨脹特性，且丙烯酸樹脂不與等離子體和蝕刻劑反應(yīng)。在該方面中，丙烯酸樹脂適宜用于轉(zhuǎn)移材料層250。
除丙烯酸樹脂之外，轉(zhuǎn)移材料層250可由具有對于轉(zhuǎn)移材料層來說是必需的上述特性的任何材料形成。例如，轉(zhuǎn)移材料層可由Si類納米粉末、纖維素分子或氯化鈣形成。即，Si類納米粉末具有良好的附著力，在預(yù)定的溫度條件下體積膨脹，且與等離子體和蝕刻劑不反應(yīng)。此外，纖維素分子在水中膨脹，從而纖維素分子具有較弱的粘結(jié)強(qiáng)度。氯化鈣與水放熱反應(yīng)，由此氯化鈣熔化。
2.制造LCD器件的方法圖7A到7D是圖解依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式制造基板的方法截面圖。
首先，如圖7A所示，在第一基板130上形成遮光層230。然后，如圖7B所示，在包含遮光層230的第一基板130上形成濾色片層260。此時(shí)，通過依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的上述圖案形成方法執(zhí)行形成遮光層(圖7A)和形成濾色片層(圖7B)的至少任意一個(gè)工序。
之后，如圖7C所示，制備第二基板160。通過依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的上述圖案形成方法執(zhí)行制備第二基板的工序。盡管沒有示出，但通過以下步驟制造第二基板160垂直形成限定像素區(qū)域的柵線和數(shù)據(jù)線；靠近柵線和數(shù)據(jù)線的交叉點(diǎn)處形成薄膜晶體管；在包含薄膜晶體管的整個(gè)表面上形成鈍化層；以及在鈍化層上形成像素電極，該像素電極與薄膜晶體管的漏極電連接。
如圖7D所示，在第一基板130和第二基板160之間形成液晶層700。此時(shí)，可以通過液晶分配方法形成液晶層700。在液晶分配方法中，在第一基板130和第二基板160的任意之一中形成不具有入口的密封劑，將液晶分配刀具有密封劑的基板上，然后將兩個(gè)基板130和160彼此粘結(jié)。
可通過液晶注入方法形成液晶層700。在液晶注入方法中，在第一基板130和第二基板160的任意之一中形成具有入口的密封劑，并將兩個(gè)基板彼此粘結(jié)，然后通過毛細(xì)管作用和壓力差將液晶注入到第一基板130和第二基板160之間的空間中。
如上所述，依照本發(fā)明形成圖案的方法以及使用其制造LCD器件的方法具有下面的優(yōu)點(diǎn)。
在依照本發(fā)明形成圖案的方法中，在圖案材料層和光致抗蝕劑層之間形成轉(zhuǎn)移材料層。因而，由于轉(zhuǎn)移材料層的膨脹和較弱的附著力，可從基板上物理地移除光致抗蝕劑層。因而可在不使用昂貴的抗蝕劑剝離劑的情況下從基板移除光致抗蝕劑層，由此降低了制造成本。
此外，依照本發(fā)明形成圖案的方法可節(jié)省光致抗蝕劑剝離劑的設(shè)置成本，還防止了環(huán)境污染。
在不脫離本發(fā)明精神或范圍的情況下，在本發(fā)明中可做各種修改和變化，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因而，本發(fā)明意在覆蓋落入所附權(quán)利要求及其等價(jià)物范圍內(nèi)的本發(fā)明的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種形成圖案的方法，包括在基板上連續(xù)形成圖案材料層、轉(zhuǎn)移材料層和光致抗蝕劑層；通過使用掩模的曝光和顯影而對光致抗蝕劑層構(gòu)圖；通過使用構(gòu)圖的光致抗蝕劑層作為掩模選擇性地蝕刻轉(zhuǎn)移材料層和圖案材料層；和通過施加光的提升方法移除轉(zhuǎn)移材料層和構(gòu)圖的光致抗蝕劑層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過從圖案材料層被選擇性蝕刻的基板后表面施加高能量光來執(zhí)行所述通過施加光的提升方法移除轉(zhuǎn)移材料層和構(gòu)圖的光致抗蝕劑層的工序，由此由于轉(zhuǎn)移材料層的膨脹而將轉(zhuǎn)移材料層從圖案材料層分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過從圖案材料層被選擇性蝕刻的基板后表面施加高能量光來執(zhí)行所述通過施加光的提升方法移除轉(zhuǎn)移材料層和構(gòu)圖的光致抗蝕劑層的工序，由此由于轉(zhuǎn)移材料層的分解而將轉(zhuǎn)移材料層從圖案材料層分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在施加光之前，將圖案材料層被選擇性蝕刻的基板反轉(zhuǎn)，然后將光照射裝置設(shè)置在基板上方以向基板的后表面施加光。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中向基板施加高能量光的工序使用設(shè)置在基板下方的光源，并且該光源在發(fā)光時(shí)連續(xù)移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中高能量光對應(yīng)于紫外線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過施加光的提升方法移除轉(zhuǎn)移材料層和構(gòu)圖的光致抗蝕劑層的工序包括通過使用氣刀向光致抗蝕劑層和轉(zhuǎn)移材料層施加氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中轉(zhuǎn)移材料層由丙烯酸樹脂形成。
9.一種制造液晶顯示器件的方法，包括在第一基板上形成遮光層；在包含遮光層的第一基板上形成濾色片層；制備第二基板；和在第一基板和第二基板之間形成液晶層，其中通過權(quán)利要求1到8任意之一的圖案形成方法來執(zhí)行在第一基板上形成遮光層和在第一基板上形成濾色片層步驟的至少其中任意之一。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中制備第二基板的工序包括下述步驟在第二基板上垂直形成柵線和數(shù)據(jù)線，以限定單位像素區(qū)域；靠近柵線和數(shù)據(jù)線交叉點(diǎn)處形成薄膜晶體管；在包含薄膜晶體管的第二基板上形成鈍化層；和在鈍化層上形成像素電極，該像素電極與薄膜晶體管的漏極電連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，通過權(quán)利要求1到8任意之一的圖案形成方法來執(zhí)行形成柵線和數(shù)據(jù)線、形成薄膜晶體管和形成像素電極步驟的至少其中任意之一。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在第一基板和第二基板之間形成液晶層的工序包括在第一基板和第二基板的任意之一上形成不具有入口的密封劑；和在將液晶分配到具有密封劑的基板上之后將兩個(gè)基板彼此粘結(jié)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在第一基板和第二基板之間形成液晶層的工序包括在第一基板和第二基板的任意之一中形成具有入口的密封劑；和在將兩個(gè)基板彼此粘結(jié)之后通過該入口將液晶注入到第一基板和第二基板之間的空間中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種形成圖案的方法以及使用其制造LCD器件的方法，其中在不使用光致抗蝕劑剝離劑的情況下從基板上移除光致抗蝕劑層，從而可以以較低的制造成本形成圖案，該方法包括在基板上連續(xù)形成圖案材料層、轉(zhuǎn)移材料層和光致抗蝕劑層；通過使用掩模的曝光和顯影而對該光致抗蝕劑層構(gòu)圖；通過使用構(gòu)圖的光致抗蝕劑層作為掩模選擇性地蝕刻轉(zhuǎn)移材料層和圖案材料層；和通過施加光的提升方法移除轉(zhuǎn)移材料層和構(gòu)圖的光致抗蝕劑層。
文檔編號G02F1/13GK1991590SQ200610145259
公開日2007年7月4日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者李惠宣, 吳載映 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會(huì)社