构图方法以及利用该构图方法制造液晶显示器件的方法

摘要

本发明公开了一种构图方法以及利用该构图方法制造液晶显示器件的方法。所述构图方法包括：通过印刷喷嘴在涂敷辊上涂敷图案材料；从所述涂敷辊上将图案材料转移到印刷辊上，所述印刷辊具有附在其表面上的橡皮布；将具有多个凸起的印版、基板以及清洁单元设置在传动装置上；在所述印版上滚动所述印刷辊，以将部分所述图案材料印刷到所述印版的所述凸起上，使有预定图案的图案材料留在所述印刷辊上；使用印刷喷嘴槽清洁所述印刷喷嘴，并且使用清洁喷嘴清洁所述涂敷辊；以及在所述基板上滚动其上涂敷有具有所述预定图案的所述图案材料的所述印刷辊，将具有所述预定图案的图案材料印刷到所述基板上。

说明书

本申请是申请号为：200610090541.3、申请日为：2006年6月27日、发明名称为“用于液晶显示器件的印刷装置及用该装置形成图案的方法”的发明专利申请的分案申请。

本申请要求2005年12月29日提交的韩国专利申请第P2005-133937号的优先权，其在此全文引用以供参考。

技术领域

本发明涉及液晶显示(LCD)器件领域，更具体地，一种用于液晶显示(LCD)器件的印刷装置以及用该装置形成图案的方法。

背景技术

在具有仅仅几厘米厚的显示屏的超薄平板显示器件中，由于液晶显示(LCD)器件具有低功耗，便携性好等优点，LCD器件广泛应用在笔记本电脑、显示器、航天器中。

LCD器件包括相对放置并且其间具有一定间隔的上下基板，以及在上下基板中间形成的液晶层。

下基板包括栅线、数据线以及薄膜晶体管。栅线垂直于数据线，从而限定单元像素区域。薄膜晶体管作为开关器件，形成在栅线和数据线交叉点附近。另外，像素电极和薄膜晶体管相连。

上基板包括用于遮挡栅线、数据线和薄膜晶体管不受照射的黑矩阵层，形成在黑矩阵层上的滤色片层，以及形成在滤色片层上的公共电极。

上述LCD器件包括通过重复工序形成的各种元件。光刻法用于形成各种形状的元件。

参考附图将介绍使用现有技术光刻工序的构图方法。

图1A至图1C是表示使用光刻法的现有技术的构图工序截面图。

如图1A所示，图案材料层20形成在基板10上，光刻胶层21形成在图案材料层20上。

如图1B所示，有预定图案的掩模25设置在光刻胶层21上方，然后通过曝光装置向基板10照射光。

如图1C所示，通过显影工序对光刻胶层21进行构图。用已构图的光刻胶层21作为掩模蚀刻图案材料层20，获得所需图案20a。

上述光刻工序使用有预定图案的光刻胶层和掩模，增加了制造成本。另外，光刻法需要曝光和显影工序，这些复杂的工序增加了制造时间。

为了克服和光刻法相关的这些问题开发了一些新的构图方法，比如使用印刷辊的印刷方法。

参考图2A至图2C将介绍根据现有技术使用印刷辊的构图方法。

图2A至图2C是表示了依据现有技术使用印刷辊在基板上形成图案材料层的过程的截面图。

如图2A所示，制备其上附有橡皮布32的印刷辊30。然后，使用印刷喷嘴40将图案材料20涂敷在印刷辊30的表面。

如图2B所示，其上附有橡皮布32的印刷辊30在具有多个凸起55的印版50上滚动。从而，部分图案材料印刷20b转印到印版50的凸起55上，同时另一部分图案材料20a留在印刷辊30上。更确切的说，留在印刷辊30上的图案材料20a形成了图案材料的预定图案。

附在印刷辊30表面的橡皮布32由具有预定弹性的树脂材料形成。橡皮布32的弹性减少了当印刷辊30上图案材料20转印到印版50时，印刷辊30和印版50之间的摩擦。

如图2C所示，随着具有预定图案的图案材料的印刷辊30在基板10上滚动，图案材料20a转印到基板10上。

使用印刷辊和印版的构图方法根本不用使用有预定图案的掩模以及曝光和显影工序，因此减少了制造成本和时间。

然而，依据现有技术使用印刷辊的构图方法有如下缺点。

在依据现有技术使用印刷辊的构图方法中，图案材料通过印刷喷嘴直接涂敷在具有橡皮布的印刷辊上。图案材料中的溶剂可能被橡皮布吸收，导致橡皮布变形或膨胀。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于液晶显示器件的印刷装置及用该装置形成图案的方法，其基本上避免了由现有技术的限制和缺点带来的一种或更多问题。

本发明的优点是提供一种用于液晶显示器件的印刷装置及用该装置形成图案的方法，使附在印刷辊表面的橡皮布的变形最小。

为了实现这些目的和其它优点，按照本发明的目的，作为具体和广义的描述，一种印刷装置包括：印版；在印版上滚动并将图案材料印刷到基板上的印刷辊；将图案材料转移到印刷辊的涂敷辊；以及将图案材料涂敷到涂敷辊的印刷喷嘴。

在本发明的另一方面，一种构图方法包括：通过印刷喷嘴在涂敷辊上涂敷图案材料；从所述涂敷辊上将图案材料转移到印刷辊上，所述印刷辊具有附在其表面上的橡皮布；将具有多个凸起的印版、基板以及清洁单元设置在传动装置上；在所述印版上滚动所述印刷辊，以将部分所述图案材料印刷到所述印版的所述凸起上，使有预定图案的图案材料留在所述印刷辊上；使用印刷喷嘴槽清洁所述印刷喷嘴，并且使用清洁喷嘴清洁所述涂敷辊；以及在所述基板上滚动其上涂敷有具有所述预定图案的所述图案材料的所述印刷辊，将具有所述预定图案的图案材料印刷到所述基板上。

可选地，上述构图方法中，在从所述涂敷辊将图案材料转移到所述印刷辊时，部分但不是全部的所述涂敷辊上的所述图案材料都转移到所述印刷辊上。

可选地，上述构图方法中，进一步包括用所述喷嘴槽清洁所述印刷喷嘴。

可选地，上述构图方法中，进一步包括防止所述印刷喷嘴中所述图案材料硬化。

可选地，上述构图方法中，所述防止所述印刷喷嘴中所述图案材料硬化的步骤包括将所述印刷喷嘴暴露到溶剂蒸气中。

可选地，上述构图方法中，进一步包括清洁所述印版。

可选地，上述构图方法中，所述橡皮布由硅基树脂形成。

在本发明的又一方面，一种制造液晶显示器件的方法，包括：制备第一基板和第二基板；在所述第一基板上形成图案；在所述第一基板和所述第二基板之间形成液晶层；其中，在所述第一基板形成图案的步骤包括：通过印刷喷嘴将图案材料涂敷到涂敷辊上；从所述涂敷辊上将图案材料转移到印刷辊上，所述印刷辊具有附在其表面上的橡皮布；在具有多个凸起的印版上滚动所述印刷辊，以将部分所述图案材料印刷到所述印版的所述凸起上，使具有预定图案的图案材料留在所述印刷辊上；使用印刷喷嘴槽清洁所述印刷喷嘴，并且使用清洁喷嘴清洁所述涂敷辊；以及在所述第一基板上滚动涂敷有具有所述预定图案的所述图案材料的所述印刷辊，将具有所述预定图案的图案材料印刷到所述第一基板上。

可选地，上述制造液晶显示器件的方法中，所述图案材料是黑矩阵材料和滤色片材料之一。

应该理解，本发明上面的概述和下面的详细说明都是示例性和解释性的，意欲对所要求保护的本发明提供进一步解释。

附图说明

所包括的用于提供对本发明进一步解释并引入构成本申请一部分的附图说明了本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：

图1A、图1B和图1C是现有技术光刻法的截面图；

图2A、图2B和图2C是依据现有技术使用印刷辊和印版的构图工序的截面图；

图3是依据本发明的印刷装置的截面图；

图4A、图4B、图4C和图4D是依据本发明使用印刷装置的构图方法的截面图；

图5A、图5B、图5C和图5D是依据本发明制造LCD器件的方法的截面图；以及

图6是依据本发明的一种清洁槽的截面图。

具体实施方式

将参照附图中所示的实施例详细描述本发明的优选实施方式。尽可能的，在整个附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。

下面，参考附图将介绍依据本发明的用于液晶显示器件的印刷装置及用该装置形成图案的方法。

图3所示为依据本发明实施方式的一种印刷装置的截面图。

如图3所示，依据本发明的一种印刷装置带有轨道600、印版500、基板100、印刷辊300、涂敷辊350以及印刷喷嘴800。印版500和基板100设置在轨道600上，并沿轨道600移动。印刷辊300通过使用轨道600上的印版500在基板100上印刷预定图案。涂敷辊350在印刷辊300上印刷图案材料200。图案材料200通过印刷喷嘴800提供并涂敷到涂敷辊350上。

和图3描绘的轨道相比，其他传动装置，比如导轨、传送带系统或滚筒系统也用于使元件相对于其他部分移动。

此外，橡皮布320附在印刷辊300的表面，其中橡皮布320由硅基树脂形成的。从而，硅基树脂的橡皮布320具有弹性以减少在图案材料通过印刷辊300印刷到印版500或基板100上时印刷辊300和印版500之间的摩擦，以及印刷辊300和基板100之间的摩擦。

在图3所示的本发明的实施方式中，图案材料200涂敷在无橡皮布的涂敷辊350上。在涂敷图案材料200到涂敷辊350表面上时，溶剂就开始蒸发。因为溶剂从图案材料蒸发了，所以即使涂敷辊350上的图案材料200印刷到印刷辊300上，也可以避免印刷辊300上橡皮布320的变形和膨胀。

在图案材料200通过涂敷辊350印刷到印刷辊300上时，可以通过涂敷辊350向印刷辊300上施加压力，从而改善图案材料200形成的层的均匀性。

如图3进一步描述的，印刷装置进一步包括清洁喷嘴850、清洁单元700以及印刷喷嘴槽900。

清洁喷嘴850用于在印刷辊300印刷从涂敷辊350转印来的图案材料200之后去除留在涂敷辊350上的图案材料200。清洁喷嘴850利用压力的相互作用和通过释放诸如稀释剂或丙酮的快速干燥材料的化学处理，清洁涂敷辊350。

清洁单元700清洁印版500。更确切的说，清洁单元700从印版500去除图案材料。

清洁单元700设置在轨道600上。为了清洁印版500，清洁单元700移动并定位到印版500上方。此外，清洁单元700包括干燥部分，比如，用于执行清洁和干燥工序的喷射部分和气刀。

印刷喷嘴槽900用于防止印刷喷嘴800内的图案材料200在印刷喷嘴800内硬化，以及清除来自印刷喷嘴800的材料。

如图6所示，清洁槽包括一个或更多喷射元件910，用于向喷嘴上更多的印刷材料200或其他来自喷嘴的物体上喷射液体的工序。

印刷喷嘴800有位于其内的图案材料200。在印刷过程中，图案材料200中的溶剂蒸发掉，而图案材料200可能在印刷喷嘴800中硬化。

为防止材料在印刷喷嘴800中硬化，印刷喷嘴槽900包括能溶解或软化印刷材料200的清洁剂920。比如，清洁剂920可以是比如稀释剂或丙酮的有机材料以防止位于印刷喷嘴800中的图案材料200硬化。清洁剂920的蒸发溶解了印刷喷嘴800中的印刷材料200，从而保持印刷喷嘴800开口干净。

下面介绍使用依据本发明的印刷设备的一种构图方法。

图4A至图4D所示为使用依据本发明的印刷设备的一种构图方法的截面图。

如图4A所示，通过印刷喷嘴800提供印刷材料200，并且该印刷材料200涂敷在涂敷辊350表面上。

如图4B所示，涂敷在涂敷辊350上的印刷材料200印刷到附有橡皮布320的印刷辊300上。

只要印刷材料200涂敷到涂敷辊350上，图案材料200中的溶剂就开始蒸发。从而，溶剂不会转移到印刷辊300上的橡皮布320，印刷辊300上的橡皮布320也不会由于溶剂而变形或膨胀。

在图4B中，印刷辊300表示为朝涂敷辊350移动，向印刷辊300上印刷图案材料。另外一种选择是，涂敷辊350可以朝向印刷辊300移动以向印刷辊300上转移图案材料。

在涂敷辊350的图案材料200印刷到印刷辊300时，一些涂敷的图案材料200可以留在涂敷辊350上。印刷所有来自涂敷辊350的图案材料200到印刷辊300上，可能导致在印刷辊300上形成图案材料200的不均匀层。

如图4C所示，印刷辊300在具有凸起的印版500上滚动，则部分图案材料200b印刷到印版500的凸起上，同时另外那些图案材料200a留在印刷辊300上。留在印刷辊上的图案材料200a形成了印刷辊300上图案材料的所需图案。

印刷喷嘴800向印刷喷嘴槽900移动，清洁喷嘴防止杂质进入喷嘴，同时防止印刷喷嘴800开口中的图案材料200硬化。另外，清洁喷嘴850向涂敷辊350移动，清除留在涂敷辊350上的图案材料。

如图4D所示，印刷辊300在基板100上滚动，在基板100上印刷图案。清洁单元700向印版500移动，清洁印版500。

上述步骤重复执行以在LCD基板上形成图案。

参考附图将介绍一种使用依据本发明的上述构图方法制造LCD器件的方法。

图5A至图5D所示为一种依据本发明制造LCD器件的方法的截面图。

如图5A所示，黑矩阵层210形成在第一基板130上。即，如图4A至4D所示，通过印刷喷嘴800提供黑矩阵材料210，并涂敷在涂敷辊350上。涂敷在涂敷辊350上的黑矩阵材料210印刷在附有橡皮布320的印刷辊300上。印刷辊300在有多个凸起的印版500上滚动。部分黑矩阵材料印刷在印版500的凸起上，从而使留在印刷辊上的黑矩阵材料有预定图案。然后印刷辊300在第一基板130上滚动，具有预定图案的黑矩阵层210印刷到第一基板130上。

红绿蓝滤色片材料涂敷在涂敷辊350上。如图5B所示，红绿蓝滤色片层230形成在第一基板上黑矩阵层210中每两图案之间。

然后，如图5C所示，制备第二基板160的薄膜晶体管阵列基板。

虽然没有示出，但是第二基板160包括栅线、数据线、薄膜晶体管TFT、钝化层以及像素电极。栅线和数据线互相垂直形成从而限定像素区域。薄膜晶体管TFT形成在栅线和数据线交叉点附近。钝化层形成在包括薄膜晶体管TFT的第二基板160的整个表面，像素电极和薄膜晶体管的漏极电连接。

如图5D所示，第一基板130和第二基板160互相粘连在一起，并且液晶层250形成在第一基板130和第二基板160之间。

液晶层250可以通过分配方法或注入方法形成。

在使用液晶的分配方法时，无入口的密封剂形成在第一基板130和第二基板160中任意之一上面，液晶分配在第一基板130和第二基板160中任意之一上面，并且两基板互相粘连在一起。

在使用注入法时，在第一基板130和第二基板160中任意之一上面形成无入口的密封剂之后，液晶通过毛细现象原理和压力差注入到第一基板130和第二基板160之间的空间。

如上所述，依据本发明实施方式的构图方法和制造LCD器件的方法有如下优点。

在图案材料涂敷到涂敷辊表面之后，图案材料中的溶剂就开始蒸发。从而，即使图案材料转移到粘在印刷辊表面的橡皮布上，也不会由于溶剂被印刷辊的橡皮布吸收而引起变形或膨胀等不良反应。因此，可以减少由橡皮布的替换周期增加而产生的制造成本。

与通过印刷喷嘴在印刷辊直接涂敷图案材料相比，用涂敷辊转移图案到印刷辊可改良图案材料层的均匀性。

很显然，本领域的熟练技术人员可以在不脱离本发明的精神或者范围的情况下可以对本发明进行各种修改和改进。因此，本发明旨在覆盖所有落入所附权利要求及其等效物范围内的对本发明进行的修改和改进。