平板显示装置及其制造方法转让专利
申请号 : CN201110083968.1
文献号 : CN102237018B
文献日 : 2013-11-13
发明人 : 金淏洙 , 宋泰俊 , 权当 , 赵恒燮 , 赵圣弼 , 张斗熙
申请人 : 乐金显示有限公司
摘要 :
本发明公开了一种平板显示装置及其制造方法，该平板显示装置能够在从基板上脱模下压印模的脱模工艺中在压印模与基板之间形成脱模籽。该平板显示装置包括：薄膜图案，其是通过压印模将压印树脂挤压在基板上而形成的；外部薄膜图案，其形成于所述基板的与所述薄膜图案相邻的外部区域中，要在使所述基板从所述压印模上脱模时用作脱模籽，所述外部薄膜图案被设置为限制所述压印树脂的移动。
权利要求 :
1.一种平板显示装置，该平板显示装置包括：
薄膜图案，其是通过压印模挤压基板上的压印树脂而形成的；
外部薄膜图案，其形成于所述基板的与所述薄膜图案相邻的外部区域中，要在使所述基板从所述压印模上脱模时用作脱模籽，所述外部薄膜图案被设置为限制所述压印树脂的移动。
2.根据权利要求1所述的平板显示装置，其中，所述薄膜图案是液晶显示装置的保护层，并且所述外部薄膜图案由与设置在所述液晶显示装置中的形成在所述保护层下方的滤色器和黑底中的至少一个的材料相同的预定材料以至少一层的结构形成。
3.根据权利要求1所述的平板显示装置，其中，所述薄膜图案从所述外部薄膜图案延伸，并由与所述外部薄膜图案的材料相同的预定材料形成。
4.一种制造平板显示装置的方法，该方法包括以下步骤：提供基板，该基板包括形成在其外部区域中的外部薄膜图案和与所述外部薄膜图案相邻形成的压印树脂；
将压印模对齐在所述基板上；
通过将所述压印模与所述压印树脂相接合，在所述基板上形成薄膜图案，并且利用所述外部薄膜图案防止所述压印树脂移向所述外部区域；以及通过将所述外部薄膜图案用作所述基板与所述压印模的脱模籽，使所述压印模从所述基板上脱模。
5.根据权利要求4所述的制造平板显示装置的方法，其中，提供基板的步骤包括以下步骤：在所述基板的外部区域的交点区域形成所述外部薄膜图案；以及与所述外部薄膜图案间隔开几微米地涂覆所述压印树脂。
6.根据权利要求5所述的制造平板显示装置的方法，其中，所述薄膜图案是液晶显示装置的保护层，并且所述外部薄膜图案由与设置在所述液晶显示装置中的形成在所述保护层下方的滤色器和黑底中的至少一个的材料相同的预定材料以至少一层的结构形成。
7.根据权利要求4所述的制造平板显示装置的方法，其中，提供基板的步骤包括以下步骤：在所述基板上涂覆压印树脂；
通过对位于所述基板的外部区域中的压印树脂进行部分硬化来形成所述外部薄膜图案；
并且，在所述基板上形成薄膜图案的步骤包括以下步骤：对涂覆在形成有所述外部薄膜图案的预定区域以外的其它区域中的压印树脂进行硬化。
8.根据权利要求7所述的制造平板显示装置的方法，其中，形成所述外部薄膜图案的步骤包括以下步骤：提供一室，该室包括加载了上面涂覆有所述压印树脂的基板的台；以及通过使用位于所述基板的背面、形成在所述台和所述室中的开孔对形成在与所述基板的外部区域相对应的区域中的压印树脂进行背面硬化。
9.根据权利要求7所述的制造平板显示装置的方法，其中，形成所述外部薄膜图案的步骤包括以下步骤：提供一室，该室包括加载了上面涂覆有所述压印树脂的所述基板的台；以及通过使用光源对所述压印树脂进行侧面硬化，所述光源位于所述基板的所述外部区域中与压印树脂的侧面相对的区域中。
10.根据权利要求4所述的制造平板显示装置的方法，其中，将压印模对齐在所述基板上的步骤包括以下步骤：将所述压印模对齐在所述基板上，所述压印模包括与形成在所述基板的所述外部区域中的所述外部薄膜图案的轮廓相邻形成的外部凸起。
说明书 :
平板显示装置及其制造方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2010年5月4日提交的韩国专利申请NO.10-2010-0041748的优选权，特此通过引用将其并入，如同全面在此阐述一样。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种薄图案制造装置和薄图案制造方法，所述薄图案制造装置能够在以单独的工艺中从基板上脱模出压印模(imprinting mold)时在压印模与基板之间型层脱模籽(demolding seed)。
背景技术
[0004] 相关技术的讨论
[0005] 近来，已经引入了能够降低阴极射线管(CRT)重量和体积(这也正是CRT的劣势)的各种平板显示装置。这种平板显示装置包括液晶显示器、场发射显示器、等离子体显示板和电致发光(EL)显示器。
[0006] 这种平板显示装置可以由通过包括沉积(涂覆)工艺、曝光工艺、显影工艺和蚀刻工艺的掩模工艺形成的多个薄膜构成。然而，该掩模工艺的一个问题在于由复杂制造工艺产生了高制造成本。因此，近来进行了利用压印模在构图工艺中形成薄膜的研究。 [0007] 根据这种构图工艺，压印树脂被涂覆在基板上。然后，具有沟槽与凸起的压印模接触该压印树脂。当压印模的沟槽与凸起被反向地转印在压印树脂中时，在固化工艺中使被反向转印的压印树脂固化。结果，在基板上形成了期望的薄图案。
[0008] 这里，在使压印模与压印树脂接触时施加的力使得该压印模与基板之间的间隙变窄。因此，压印树脂6以毛细管形状一直扩散到基板4的一端，如图1所示，这只会导致过度扩散到基板4的一侧的错误。在这种情况下，不能正确形成压印模2与基板4之间的脱模籽，并且会出现不能正确执行压印模2与基板之间的脱模工艺的问题。
发明内容
[0009] 因此，本发明的目的是提供一种平板显示装置。
[0010] 本发明的一个目的是提供一种平板显示装置以及制造该平板显示装置的方法，该平板显示装置能够平稳地执行在压印模与基板之间执行的脱模工艺。
[0011] 本发明的其它优点、目的及特征一部分将在以下的说明书中进行阐述，并且一部分对于本领域的技术人员来说将在研读以下内容后变得清楚，或者可以从本发明的实践获知。本发明的这些目的和其它优点可以通过在本书面描述及其权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得。
[0012] 为了实现这些目的和其它优点，并且根据这里所具体实施和广泛描述的本发明的目的，本发明提供了一种平板显示装置，该平板显示装置包括：薄膜图案，其是通过压印模挤压基板上的压印树脂而形成的；外部薄膜图案，其形成于所述基板的与所述薄膜图案相邻的外部区域中，要在使所述基板从所述压印模上脱模时用作脱模籽，所述外部薄膜图案被配置成限制所述压印树脂的移动。
[0013] 本发明的另一个方面提供了一种制造平板显示器的方法，该方法包括以下步骤：提供基板，该基板包括形成在其外部区域中的外部薄膜图案和与所述外部薄膜图案相邻形成的压印树脂；将压印模对齐在所述基板上；通过将所述压印模与所述压印树脂相接合，在所述基板上形成薄膜图案，并且利用所述外部薄膜图案防止所述压印树脂移向所述外部区域；以及通过将所述外部薄膜图案用作所述基板与所述压印模的脱模籽，使所述压印模从所述基板上脱模。
[0014] 根据本发明，形成在所述基板的外部区域中的外部薄膜图案限制了所述压印模与所述基板接合时所述压印树脂的移动。结果，防止了所述压印树脂扩展到所述基板的侧面，从而可以防止对所述基板和所述压印模的侧面污染。
[0015] 此外，所述外部薄膜图案并未与所述压印模相接合。结果，与现有技术相比，减小了所述压印树脂与所述压印模之间的约束(bondage)。结果，本发明的外部薄膜图案可以用作基板与压印模之间的脱模工艺中的脱模籽。
[0016] 因此，通过本发明的外部薄膜图案可以稳定地从压印模脱模上脱模出基板。 [0017] 应该理解，对本发明的以上概述和以下详述都是示例性和说明性的，并旨在对所要求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
[0018] 附图提供了对本发明的进一步理解，并且被并入而构成本申请的一部分，这些附图例示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0019] 附图中：
[0020] 图1是例示了常规压印树脂的过度扩散的截面图；
[0021] 图2是例示了根据本发明第一实施方式的平板显示装置的平面图； [0022] 图3是图2中示出的平板显示装置沿I-I’线截取的截面图；
[0023] 图4A到4E是例示了图3中所示外薄膜图案的第一到第五实施方式的截面图； [0024] 图5A到5F是例示了制造根据本发明第一实施方式的液晶显示装置的滤色器基板的方法的截面图；
[0025] 图6是例示了根据本发明第二实施方式的液晶显示装置的滤色器的平面图； [0026] 图7是例示了该液晶显示装置的滤色器基板的沿II-II’线截取的截面图； [0027] 图8是例示了根据本发明第二实施方式的液晶显示装置的滤色器基板的截面图； [0028] 图9A到9G是例示了制造图8中示出的滤色器基板的方法的截面图； [0029] 图10A和10B是例示了被构造为使图9C中示出的压印树脂硬化的硬化部的截面图；
[0030] 图11是例示了根据另一实施方式的压印模的截面图，该压印模在根据本发明的平板显示装置的制造工艺中被使用。
具体实施方式
[0031] 现在来详细说明本发明的具体实施方式，在附图中例示了这些实施方式的示例。在整个附图中，将尽可能地使用相同的附图标记来指示相同或类似的部分。 [0032] 下面将参照附图来详细地描述本发明的示例性实施方式。
[0033] 图2是例示了根据本发明第一实施方式的平板显示装置的平面图。图3是图2中示出的平板显示装置沿I-I’线截取的截面图。
[0034] 图2和3中示出的滤色器基板100包括被设置为防止漏光的黑底102、被设置为呈现光的滤色器104、被设置为平坦化的保护层；被设置为保持单元间隙的柱状间隔体108、形成在基板101的外部区域中的外部薄膜图案120。
[0035] 黑底102限定了各个子像素区域，并且它形成于基板101上，以防止子像素区域中的光干扰。另外，在由子像素区域构成的显示区域周围的非显示区域中形成了外部黑底112，以防止光漏到基板101的外部。
[0036] 在基板101的显示区域中形成有红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）滤色器104，以分别呈现相应的颜色。
[0037] 保护层106弥补了滤色器102与黑底104之间的台阶。因此，可以使滤色器基板100的顶面平坦化。
[0038] 柱状间隔体108与由相同材料形成的保护层106一体地形成。柱状间隔体108被形成为与薄膜晶体管基板（未示出）相接触，并且它保持了滤色器基板100与薄膜晶体管基板之间的单元间隙。
[0039] 外部薄膜图案120被形成为包围基板101的边缘部分，以与形成在基板101的非显示区域中的外部黑底112相邻。
[0040] 这种外部薄膜图案120是由与黑底102的材料相同的材料以单层基板形成的，如图4A所示。或者，外部薄膜图案120是由与红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）滤色器104中的至少一个的材料相同的材料以单层或多层结构形成的，如图4B所示。再或者，外部薄膜图案120包括由与黑底102的材料相同的材料形成的第一外部薄膜图案120a和由与红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）滤色器104中的至少一个的材料相同的材料形成的第二外部薄膜图案120b，如图4C到4E所示。
[0041] 此外，外部薄膜图案120在涂覆压印树脂之前具有等于或小于压印树脂的高度的预定高度，压印树脂将是黑底102、滤色器104、保护层106和柱状间隔体108的材料。因此，当压印模与压印树脂接合时外部薄膜图案120防止了压印树脂溢出基板101。 [0042] 图5A到5F是例示了制造根据本发明第一实施方式的液晶显示装置的滤色器基板的方法的截面图。图4C中示出的外部薄膜图案120应用于本实施方式。
[0043] 如图5A所示，在基板101上沉积黑层（black layer）。然后，利用压印模在构图工艺中对该黑层进行构图，然后形成黑底102和第一外部薄膜图案120a。将第一外部薄膜图案120a形成为包围着基板101的边缘部分。
[0044] 如图5B所示，在具有黑底102和第一外部薄膜图案120a的基板101上沉积有色层。然后，利用压印模在构图工艺中对有色层进行构图，然后在具有黑底102和第一外部薄膜图案120a的基板上形成了红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤色器104和第二外部薄膜图案120b。红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤色器104形成在与基板101的子像素区域相对应的区域中。
[0045] 同时，可以根据使用了这种压印模的压印方法来构图和形成黑底102、滤色器104以及第一外部薄膜图案120a和第二外部薄膜图案120b，或者可以在光刻和蚀刻工艺中对它们进行构图和形成它们。
[0046] 如图5C所示，压印树脂130被涂覆在上面形成有黑底102和滤色器104的基板上。考虑到将压印模132与基板101接合时施加的压力所产生的压印树脂的铺展性，使压印树脂130与外部薄膜图案120间隔开例如几微米的预定距离进行涂覆。此外，以等于或大于外部薄膜图案120的高度的预定高度来涂覆压印树脂130。因此，可以防止将压印模132与基板101接合时由外部薄膜图案120产生的压印模的变形和欠成型(poor molding)。 [0047] 然后，在压印树脂130上对齐具有沟槽132b与凸起132a的压印模132。凸起132a对应于要形成保护层的区域，而沟槽132b对应于要形成柱状间隔体的区域。 [0048] 如图5D所示，这种压印模132挤压了压印树脂130。然后，使压印树脂130移入压印模132的沟槽132b中。此时，通过外部薄膜图案120防止了压印树脂130扩展到基板
101的端部。因此，防止了压印树脂130的扩展。
101的端部。因此，防止了压印树脂130的扩展。
[0049] 通过诸如红外线的光或热使被挤压的压印树脂130硬化。然后，形成了相对于压印模132的沟槽132b具有反向转印外观的柱状间隔体108，并在与压印模132的凸起132a相对应的区域中形成保护层106。
[0050] 使与上面同时形成了柱状间隔体108和保护层106的基板相接合的压印模132在被吸在真空垫122上的状态下如图5E所示向上移动，以从基板101上脱模。同时，在压印模132与基板101之间注入诸如N2的预定气体，使得压印模132可以从基板101上平稳地脱模。
[0051] 如上所提到的，使上面同时形成有柱状间隔体108和保护层106的基板101从压印模132上脱模。因此，如图5F所示，完全形成了滤色器基板100。
[0052] 图6是例示了根据本发明第二实施方式的液晶显示装置的滤色器的平面图；而图7是例示了该液晶显示装置的滤色器基板的沿II-II’线截取的截面图。
[0053] 与图2和图3中所示的滤色器基板相比，除了从保护层106延伸的外部薄膜图案120以外，图6和图7中所示的滤色器基板包括了由与保护层106的材料相同的材料形成的同样的组件。因此省略对相同组件的详细描述。
[0054] 外部薄膜图案120被形成在基板101的外部区域中，远离形成在基板101的非显示区域中的外部黑底112。具体地说，外部薄膜图案120以诸如矩形和三角形的多边形或以相对外部黑底112具有弯曲部分的扇形，形成在基板的各边之间的各角落处。或者，如图8所示，将外部薄膜图案120形成为包围着基板101的显示区域。此时，外部薄膜图案120相对于基板101的交叉区域被形成得比其他区域更大，从而能够更平稳地执行压印模的脱模工艺。
[0055] 图9A到9G是例示了制造图8中示出的滤色器基板的方法的截面图。 [0056] 如图9A所示，在基板101上沉积黑层，然后利用压印模在构图工艺中对该黑层进行构图。然后，可以形成黑底102和外部黑底112。
[0057] 如图9B所示，在上面形成有黑底102的基板101的与子像素区域相对应的区域中形成红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤色器104。沉积相应的有色层，并利用压印模在压印模中对这些有色层进行构图，以形成红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)滤色器104。 [0058] 尽管在本发明中具体实施的是，在利用这种压印模的压印方法中对黑底102和滤色器104进行构图和形成，但是也可以在光刻工艺和蚀刻工艺中进行构图和形成它们。 [0059] 如图9C所示，压印树脂130被涂覆在上面形成有黑底102和滤色器104的基板上。提前对涂覆在基板的角落区域中的压印树脂130进行硬化，然后形成外部薄膜图案120。具体地说，如图10A所示，使加载在底台136上的基板101和加载在顶台134上的压印模132位于室138中。光源128中发出的光经由穿过室138和底台136而形成的开孔124入射。
因此，形成在基板101上的压印树脂130被背面硬化(rear-hardened)，以形成外部薄膜图案120。或者，如图10B所示，通过光源128中与压印树脂130的侧面相对形成的光来对压印树脂130进行侧面硬化，以形成外部薄膜图案120。此时，由反光材料形成的光源外壳126安装在室138中，以防止从光源128发射的光向压印树脂130的相反方向发射。因此，可以提高光效率。这里，使压印模132位于具有如图10A和10B中示出的光源128的部分硬化部的室138中。可以在压印树脂130硬化之后立即将压倒模132与基板101接合。或者，将涂覆装置定 位在具有诸如光源128的部分硬化部的室128中。在将压印树脂130涂覆于基板上之后，可以立即对压印树脂130进行部分硬化。或者，其中定位有涂覆装置的涂覆部、具有室的对压印树脂进行部分硬化的硬化部和其中定位有压印模132的接合部可以独立地对齐在一条直线上。
因此，形成在基板101上的压印树脂130被背面硬化(rear-hardened)，以形成外部薄膜图案120。或者，如图10B所示，通过光源128中与压印树脂130的侧面相对形成的光来对压印树脂130进行侧面硬化，以形成外部薄膜图案120。此时，由反光材料形成的光源外壳126安装在室138中，以防止从光源128发射的光向压印树脂130的相反方向发射。因此，可以提高光效率。这里，使压印模132位于具有如图10A和10B中示出的光源128的部分硬化部的室138中。可以在压印树脂130硬化之后立即将压倒模132与基板101接合。或者，将涂覆装置定 位在具有诸如光源128的部分硬化部的室128中。在将压印树脂130涂覆于基板上之后，可以立即对压印树脂130进行部分硬化。或者，其中定位有涂覆装置的涂覆部、具有室的对压印树脂进行部分硬化的硬化部和其中定位有压印模132的接合部可以独立地对齐在一条直线上。
[0060] 然后，可以在压印树脂130上对齐具有沟槽132b与凸起132a的压印模132，如图9D所示。凸起13a对应于要形成保护层的区域，而沟槽132b对应于要形成柱状间隔体的区域。
[0061] 如图9E所示，该压印模132对压印树脂130进行挤压。将压印树脂130移进压印模132的沟槽132b中。此时，由于外部薄膜图案120已经硬化，所以减小了压印树脂与压印模132接触的区域。而且，通过外部薄膜图案120还防止了压印树脂130扩展到基板101的交叉区域。因此，可以防止过度扩展。
[0062] 通过诸如红外线的光或热来对被挤压的压印树脂130进行硬化。因此，可以形成相对于压印模132的沟槽132b具有反向转印形状的柱状间隔体108和与压印模132的凸起132a相对应形成的保护层106。
[0063] 使与上面形成有柱状间隔体108和保护层106的基板相接合的压印模132在固定到真空垫122上的状态下沿着与基板101相对的向上方向移动，然后从基板101上脱模，如图9F所示。同时，在压印模132与基板101之间注入诸如N2的预定气体，使得压印模可以从基板101上平稳地脱模。这里，没有与压印模接合的外部薄膜图案120被用作在压印模132与基板101之间执行的脱模工艺中的脱模籽。因此，可以稳定地执行利用真空垫122的脱模工艺，并且可以平稳地执行压印模132与基板101之间的诸如N2的气体的注入。 [0064] 如上所述，将上面同时形成有柱状间隔体108和保护层106的基板101从压印模
132上脱模，并完成滤色器基板，如图9G所示。
132上脱模，并完成滤色器基板，如图9G所示。
[0065] 同时，根据本发明的压印模132包括用于形成薄膜图案的沟槽和凸起。然而，如图11所示，外部凸起114可以形成在与外部薄膜图案120的内部区域和外部区域中至少一个相邻的预定区域中。外部凸起113防止树脂在使压印模132与基板接合时扩展，并且它减小了压印树脂与压印模132的接触面积，从而可以平稳地形成脱模籽。
[0066] 同时，根据本发明的压印模132同时对保护层106和柱状间隔体108进行构图。然而，除此之外，可以利用根据本发明的压印模在压印工艺中形成用作对由非有机材 料形成的诸如液晶显示板的薄膜晶体管、选通线、数据线和像素电极之类的薄膜进行构图的掩模的光刻胶图案。而且，可以利用根据本发明的压印模在压印工艺中形成由有机材料形成的诸如液晶显示板的滤色器104和黑底102之类的薄膜图案。而且，外部薄膜图案120可以与液晶显示板的薄膜晶体管、选通线、数据线和像素电极、选通介质层和保护层同时形成。 [0067] 此外，根据本发明的外部薄膜图案120不仅可以应用于液晶显示板，而且可以应用于包括等离子体显示板、电致发光显示器和场发射显示器的平板显示装置。 [0068] 对于本领域技术人员而言，很明显，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明做出各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物范围内的本发明的这些修改和变化。