印刷版、用于该印刷版的制造方法以及使用其的液晶显示装置的制作方法

专利名称：印刷版、用于该印刷版的制造方法以及使用其的液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷版(或者印刷板；printing plate)，用于制造该印 刷版的方法以及使用该方法制成的液晶显示装置(LCD),并且更具体而 言，本发明涉及一种用于凸版印刷胶印的印刷版，用于制造该印刷版的方 法以及使用该方法制成的LCD装置。
背景技术：
近些年来，LCD装置广泛用作高清晰度显示器。LCD装置包括功能基板， 所述功能基板的TFT (薄膜晶体管)基板和CF (滤色器)基板彼此相对。 液晶填充在TFT基板和CF基板之间的间隙中。
诸如薄膜晶体管和电极的多个转换元件形成在TFT基板上，并且滤色 器、黑矩阵和多个电极形成在CF基板上。
液晶分子的取向方向根据两个基板的电极之间的电场改变。液晶分子 的取向方向控制光通过基板的透射量。因此，可以显示信息。
功能基板包括在其上具有不同宽度和不同空间的各种图案。作为小空 间图案，示例有例如配线线路和电极的高精细图案。作为相对较大的空间 图案，典型地有滤色器。这些图案利用照相平版印刷法形成。
电路图案、电极图案和接触孔图案等被称为功能图案，并且形成有这 些功能图案的基板称为功能基板。在照相平版印刷法中，工艺是复杂的， 并且需要昂贵的制造单元。因此，存在的问题是，制造成本变高。
提出了一种降低生产成本的可选技术。例如，日本专利3730002中提出的作为可选技术的胶版印刷(offset printing)。
图12是显示了胶版印刷的视图。首先，准备好填充有包括抗蚀材料的 墨5的涂料器4。橡皮布1接触涂料器4并转动。因此，具有均匀厚度的墨施 加在橡皮布1的外表面38上。硅酮树脂形成在橡皮布1的外表面38上。
接着，当压印刷版6时，其上施加墨5的涂布膜的橡皮布1滚动。因此 墨5转印到印刷版6上。
图12中示出的凹入的印刷版图案35与功能图案相对应。因此，接触印 刷版6的墨5被转印到印刷版6上。然而，由于印刷版图案35是凹的，所以 与图案35相对应的墨5没有被转印并留在橡皮布1上。在图12中，在橡皮布 l上的墨5的一部分作为墨39转印在印刷版6上，并且橡皮布1上的墨5的一 部分作为墨图案36留在其上。当压基板8时，其上形成有墨图案36的橡皮 布1滚动。因此，墨图案36转印到基板8上。转印的墨图案7与图12中转印 的墨图案36相对应。
由于在印刷过程中通过照相平版印刷法形成印刷版图案35，所以形成 在橡皮布1上的墨图案36的尺寸精度等于通过照相平版印刷法获得的尺寸 精度。因此，转印的墨图案7的尺寸精度等于形成在橡皮布1上的墨图案36 的尺寸精度，目卩，照相平版印刷法的尺寸精度。
然而，当印刷版图案35的宽度较宽时，会出现所谓内部空隙(inside void)的缺点。图13A和13B以及图14A和14B图解示出该问题产生的原因。
图13A和13B示出具有较窄宽度图案的印刷版图案35。图14A和14B示出 包括相对较大宽度图案的印刷版图案35。这里，印刷版的宽度35限定为沿 橡皮布l滚动方向的宽度尺寸。
如图13A所示，当印刷版图案35的宽度尺寸较小时，在橡皮布l在印刷 版图案35上滚动的同时橡皮布1的外表面不接触印刷版图案35的底部24。 因此，如图13B所示，墨5没有被转印到底部24上。
另一方面，如图14A所示，当印刷版图案35的宽度较宽时，当橡皮布l 在印刷版图案35上滚动的同时橡皮布1的外表面可能接触底部24。如图14B 所示，当橡皮布1的外表面38接触底部24时，墨5转印到底部24上。
如图14A所示，内部空隙发生区20与橡皮布1的外表面38接触印刷版图 案35的底部24的区域相对应。在图14B中，剩下的墨21是转印到底部24的墨5。
当墨21留在底部24上时，缺陷部分23形成在橡皮布1上的墨图案36中。 因此，当墨图案36转印到基板8上时，转印的墨图案7中也会出现缺陷部分 23。
图15示出通过利用具有缺陷部分23的墨图案7作为蚀刻掩模而形成的 电路图案13的俯视图。在电路图案13中出现与缺陷部分23相对应的内部空 隙部分22。图15的空间的水平方向与图14A和14B的空间的垂直方向相对应。
内部空隙部分22的边界40成不规则的波状。以下说明为何边界40会成 波状。即，即使橡皮布1的外表面38接触印刷版图案35的底部24，外表面 38不会均匀地接触底部24的表面。如图14A和14B中所示，由于印刷版图案 35形成为具有粗糙长方形形状的凹入部分，当通过印刷版图案35时，减轻 了作用在橡皮布1和印刷版6之间的印刷压力。由于这种减缓作用，橡皮布 l的外表面38不能充分接触印刷版图案35的底部24。因此，即使外表面38 接触底部24，也会出现转印程度的变化，并且在外表面30与底部24分离时， 产生与接触功率相对应的墨5的脱落。基于这些描述，产生上述的具有不 规则形状的边界40。
上述问题由于橡皮布1的外表面38接触印刷版图案35的底部24而产 生。因此，为解决上述问题，考虑使印刷版图案35加深并防止外表面38 接触底部24。
然而，在该方法中，产生下述不便之处。利用蚀刻技术形成印刷版图 案35。因此，为使印刷版图案35加深，需要较长的蚀刻时间。湿蚀刻法用 于印刷版图案35的蚀刻。通过湿蚀刻法各向同性地蚀刻印刷版图案35。因 此，由于印刷版图案35的宽度不同，用于印刷版图案35的适当蚀刻条件不 一定适用于不同的印刷版图案35。因此，会出现过蚀刻。过蚀刻会降低印 刷版图案35的尺寸精度。

发明内容
本发明的主要目的是提供一种具有不同宽度尺寸的印刷版，其在没有 缺陷部分的情况下形成墨图案，并能够获得与照相平面印刷法相等的图案精度；用于制造该印刷版的方法以及通过使用印刷版制成的LCD装置。用
于胶版印刷的印刷版，包括基板；形成在该基板上的多个凹入的印刷版 图案，其中至少一个辅助图案位于所述凹入的印刷版图案中的至少一个的
底部上，并远离所述凹入的印刷版图案的侧面。


参照附图，从以下的详细说明中使本发明的典型特征和优点变得更明 显，其中
图1A和1B是示出根据本发明第一典型实施例的印刷版的结构和使用
该板进行典型印刷操作的横截面图2A至2C是示出用于制造根据本发明第一典型实施例的印刷版的方
法的步骤横截面图3A和3B示出通过使用根据本发明的第一典型实施例以及本发明的
第二实施例的印刷版形成的电路图案的实例；
图4是示出本发明的效果的图表；
图5示出使用本发明的印刷版制成的LCD装置的局部剖视图6A和6B是示出根据本发明第二典型实施例的印刷版的结构和使用
该印刷版进行典型印刷操作的横截面图7A和7B是示出根据本发明第二典型实施例的印刷版的另一结构和
使用该印刷版进行典型印刷操作的横截面视图8A至8F是示出用于制造根据本发明第二典型实施例的印刷版的方
法的步骤横截面视图9A至犯是示出用于制造根据本发明第二典型实施例的印刷版的另
一方法的步骤横截面图10A至10B是示出根据本发明第三典型实施例的印刷版的结构和使 用该印刷版进行典型印刷操作的横截面图11A至11F是示出用于制造根据本发明第三典型实施例的印刷版的 方法的步骤横截面图12是相关的胶版印刷法的典型横截面图13A和13B是示出没有形成内部空隙时相关技术的胶版印刷的印刷
操作的典型横截面图14A和14B是示出形成内部空隙时相关技术的胶版印刷的印刷操作
的典型横截面图；以及
图15示出通过相关技术的胶版印刷形成的电路图案的实例。
具体实施例方式
以下将参照附图详细说明本发明的典型实施例。
用于胶版印刷的印刷版包括凹入的印刷版图案，并包括形成在印刷版 图案的凹入区域的岛状辅助图案。辅助图案与凹入区域的侧面分开。由此， 即使在功能图案中出现多个内部空隙部分，然而面积较小并且每个内部空 隙部分互相隔离。另外，内部空隙部分的位置也有规则地分布。
防墨层可以设置在辅助图案上，所以墨不会被转印在其上。由此，在 功能图案中不会出现内部空隙部分。
可形成辅助图案以便比印刷版图案的深度低。因此，当墨转印到印刷 版上时，可以降低施加在辅助图案上的压力并且可以制止其上的墨的转 印。
图1A和1B到图4是图解示出本发明第一典型实施例的视图。另外，在
图中相同的符号代表相同的部件。
图1A和1B大致地示出用于胶版印刷和印刷操作的印刷版的截面。图2A 至2C是大致地示出用于印刷版制造步骤的示意图。图3A和3B示出利用印刷 版形成作为最终图案的电路图案。图4是示出第一典型实施例的效果的视 图。
首先，在以下说明印刷版27的结构。如图1A和1B所示，印刷版图案25 形成在第一典型实施例的印刷版27上。印刷版图案25通过在印刷版的基板 中制成一个和多个凹入的部分而形成。用于印刷版的基板必须是平的并且 进一步由诸如钠钙玻璃、无碱玻璃和石英玻璃的具有优良的亲墨性的材料 制成。辅助图案9形成在至少一个印刷版图案25的底部24上。辅助图案9 与印刷版图案25的侧面分开。这里，印刷版图案25是与诸如形成在TFT基 板和CF基板上的电路图案的功能图案相对应的部分。在图1A至图11F中， 印刷版图案25的区域通过"W"表示，并且非印刷图案的区域通过"Z"表示。当印刷版图案25的印刷线宽度B超出预定尺寸时，提供至少一个辅助 图案9。
图4是示出当利用现有技术的印刷版印出墨图案时是否出现内部空隙 的图表。图4中的水平轴表示印刷版图案25的深度A (即，其凹入的高度) 并且图4的垂直轴表示印刷版图案25的宽度B。图4中示出的曲线满足B二 17.8XA1.37的关系。在曲线以下的阴影区(区域l)是没有产生脱墨的区 域，并且曲线之上的区域(区域2)是产生内部空隙的区域。
在本发明中，至少一个辅助图案9设置在与区域2相对应的印刷版图案
25中。因此，与区域2相对应的印刷版图案25可以看作与区域1中相对应的
印刷版图案25，并且可以抑制内部空隙的出现。
辅助图案9的优选宽度可以是大约3/iw至10 //m 。以下说明为什么其
最小宽度是3^m的原因。S卩，光刻法用作辅助图案9的形成，并且其较难
实现在光刻法中不大于3^/附的图案精度。此外，由于在光刻法中还存在
诸如接触曝光法(contact exposure method)和接近曝光法(proximity
exposure method)的不同曝光系统，各个方法中的尺寸精度不同，并且不
能指定其最小宽度。
以下说明为什么其最大宽度指定为10/^z的原因。即，LCD装置的通
常的布线线路的宽度大约是10/^。因此，印刷版图案25的宽度设定为大
约10pm。因此，可不接触其侧表面32而形成的辅助图案9的宽度的上限
值将是前边提到的大约10^w 。
另外，由于上述说明以现有的LCD装置的现有布线为前提，当未来研
制出具有更小线宽的装置时，辅助图案9的宽度的上限值可以根据其研制改变。
当将本发明应用于LCD装置以外的装置的生产时，辅助图案9的宽度可
能根据其装置而受限。
图1A和1B是举例说明第一实施例的印刷版27的视图，并且图中所示出 的印刷版27的厚度和橡皮布1的尺寸并非为了限制本发明。形成在印刷版 27上的印刷版图案25和非印刷图案Z的宽度尺寸、数量和布置或类似方面
不是为了限制本发明。
例如，在图1A和1B中，尽管压印滚筒2是圆筒形的，其也可以是除圆
筒形之外的平面形状。
以下说明利用第一典型实施例的印刷版27执行胶版印刷的方法。首 先，如图1A所示，当压在图1A示出的基板8上时，滚动墨5均匀地涂在其上 的橡皮布l。因此，如图1B所示，橡皮布1上的墨5的一部分转印到印刷版 27的非印刷图案Z上。
橡皮布1由硅酮橡胶制成并设置在沿一个方向转动的压印滚筒2的外 表面上。印刷版27由亲墨材料制成或由亲墨材料进行表面处理。因此，橡 皮布1上的墨5必定被转印到非印刷图案Z上。相似地，接触辅助图案9的橡 皮布1上的墨5必定被转印到辅助图案9的上表面31上。
由于橡皮布1的外表面38接触辅助图案9的上表面31，所以外表面38 不接触底部24。因此，图1B示出的缺陷部分23形成在墨图案36中，墨图案 36形成在橡皮布1的外表面38上。然而，由于缺陷部分23与辅助图案9的上 表面31相对应，所以可以控制其形成的位置、面积和形状。即，在没有应 用本发明的印刷版中，存在缺陷23的位置、面积和形状不可控制的问题。 然而，在应用本发明的印刷版时，这些问题不再出现。
然后，在压住图1A示出的基板8时滚动其上形成有墨图案36的橡皮布 1，并且墨图案36转印到基板8上。因此，可以在基板8上形成非常高精细 的抗蚀图案。
为使墨5确定地转印到基板8上，适当选择表面能大于橡皮布的表面能 的基板8。
然而，当使用表面能小于覆盖层表面能的基板8时，需要提高基板8的 表面亲墨性。
为提高亲墨性，可举例说明在印刷版27的表面上沉积诸如六甲基二硅 氮垸(HMDS)膜等的方法。
图3A是利用图1A中示出的具有辅助图案9的印刷版27形成的电路图案 IO的实例。与通过利用图15中示出的相关技术的印刷版6形成的内部空隙 部分22相比较，可以清楚可见，第一实例障碍的面积小的多并且在预定位 置中规则安置。
在根据本发明第一典型实施例的印刷版27中，不需要加深印刷版25的 图案从而防止橡皮布1的外表面38接触其底部24。出于该原因，不需要用
于加深印刷图案25的额外生产成本也可以容易地形成高精细的图案。
因此，根据本发明第一典型实施例的印刷版27，可容易地生产具有高 精度和不同宽度的功能图案的功能基板，诸如具有功能图案的TFT基板。
然后，将参照图2A至2C说明制造印刷版27的方法。
首先，如图2A所示，用于蚀刻用于印刷版ll的基板的掩模的蚀刻掩模 12形成在基板11上。用于印刷版的基板11是图1A和1B中示出的印刷版27 的基部材料。蚀刻掩模12由金属膜制成并形成以覆盖与图1A和1B中示出的 非印刷图案Z的区域相对应的形状。当需要辅助图案9时，蚀刻掩模12也形 成在与辅助图案9相对应的区域上。
蚀刻掩模12可以利用光刻法形成。例如，金属膜形成在用于印刷版的 基板11上，并且在其上施加保护层。并且通过曝光和洗印保护层形成预定 图案。然而，当没盖有保护层的部分金属膜被蚀刻后，去除抗蚀剂。
由诸如铬(Cr)的材料制成的金属膜通过气相沉积法或溅射法形成在 用于印刷版ll的基板上。金属膜通过湿蚀刻法蚀刻。
上述的抗蚀剂可以直接用作蚀刻掩模12。在该情况下，不需要上述的 金属膜。
然后，如图2B所示，蚀刻没有被蚀刻掩模12覆盖的用于印刷版的基板 ll的区域以形成凹入部分。在蚀刻法中，可以利用使用氟酸的湿蚀刻法。 蚀刻深度设定为印刷版图案25的凹凸高度A，例如，可设定为大约2 — 5pm 。凹凸高度A可通过诸如蚀刻时间的蚀刻条件调节。
最后，如图2C所示，蚀刻掩模12通过湿蚀刻去除，并获得图1A和1B 中示出的印刷版27。
以下将说明利用上述印刷版27生产TFT基板的制造方法。
这里，将说明具有通道蚀刻型(channel etched type)的相反交错 结构的非晶硅(a-Si) TFT基板45的生产方法。然而，该方法也适用于交 错结构、多晶硅TFT等。
图5是具有TFT基板45的LCD装置44的局部截面图。LCD装置44包括通过 透明绝缘基板47形成的TFT基板45和基部基板为透明绝缘基板48的CF基板 46。
布置两个基板45和46以便以由隔离物47制成的预定间隔互相面对，并
且在其间注射液晶50。 TFT基板45包括在由玻璃或塑料制成的透明绝缘基 板47上的多个TFT51。 TFT51包括栅电极52，覆盖栅电极52的栅绝缘膜53， 半导体层54，源极55和漏极56。
钝化膜57、象素电极58和取向层59形成在TFT51上。象素电极58通过 形成在钝化膜57中的接触孔64连接到诸如源极55的电极。
CF基板46包括取向层68、象素电极67、黑矩阵65、滤色器66和在透明 绝缘基板48上的起偏振片(polarizing plate)。电场产生在象素电极67 和形成在TFT基板45中的象素电极58之间。滤色器66设有RGB颜色层并制成 彩色显示器。例如，隔离物49例如是球形的，并通过聚合物叠珠焊缝、二 氧化硅叠珠焊缝等制成。
TFT基板45和CF基板46通过基本相似的过程制造而成。以下将说明利 用印刷版27制造TFT基板45的实例。
首先，通过溅射法或相似方法在透明绝缘基板47的整个表面上形成栅 金属膜。例如，可利用具有厚度为50nm的钼上层和厚度为200nm的铝下层 的层叠膜作为栅金属膜。其下层位于透明绝缘基板47的一侧。
接着，利用上述印刷版27形成用于栅极图案蚀刻的抗蚀剂图案。利用 抗蚀剂图案作为蚀刻掩模对栅金属膜进行蚀刻。例如，可使用磷酸、硝酸、 醋酸和水的混合溶液的混合酸蚀刻栅金属膜。当完成栅金属膜的蚀刻后， 去除抗蚀剂。通过形成该栅金属膜的图案，形成TFT51的栅电极52。
当辅助图案9在印刷版图25案中形成时，与辅助图案9相对应的缺陷图 案14在栅极图案中出现。然而，由于缺陷图案14被隔离并且其在栅电极52 中的面积非常小，所以显示特性不会受到缺陷图案14的影响。
在形成栅电极52之后，栅绝缘膜53和a-Si层以及n+型a—Si层以此顺 序形成。例如，栅绝缘膜53和a-Si层以及n+型a—Si层利用等离子CVD法形 成。栅绝缘膜53的厚度设定为大约300nm，并且a-Si层的厚度设定为大约 200nm。 a—Si层变成TFT的半导体层54。
接着，利用上述印刷版27形成用于蚀刻半导体层54的抗蚀剂图案。当 在半导体层54上印上抗蚀剂图案时，理想的是通过形成HMD膜的处理来改 善半导体层54的表面的亲墨性。
利用抗蚀剂图案作为蚀刻掩模对n +型a—Si层和a-Si层的这两层进 行蚀刻。蚀刻后去除抗蚀剂图案。例如，其蚀刻通过干蚀刻执行。在这样 的工艺中，形成双层结构的半导体区域的图案。在除该半导体区域以外的
区域中，暴露栅绝缘膜53。
辅助图案9布置在除用于通道区域以外的区域中，这样缺陷图案14不 会出现在通道区域中。当包括缺陷图案的区域的通道的尺寸改变时，晶体 管特性恶化。为防止缺陷图案14在通道区域中出现，优选利用以下第二和 第三典型实施例的印刷版27。
接着，当形成半导体区域的图案化后，利用溅射法使漏极金属膜形成 在透明绝缘基板47的整个区域之上。厚度为50nm的钼膜，厚度为200nm的 铝膜200，厚度200nm的铝膜以及厚度为50nm的钼膜顺序形成以形成漏极金 属膜。
当形成漏极金属膜后，用于蚀刻漏极金属膜的抗蚀剂图案通过第一典 型实施例的图1A示出的印刷版27形成。利用抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来蚀 刻漏极金属膜。例如，可利用磷酸、硝酸、醋酸和水的混合溶液的混合酸 来蚀刻漏极金属膜。通过对漏极金属膜形成图案，晶体管的漏电极56和源 电极55同时形成。漏电极56和源电极55将在此后作为漏极层而被说明。
由于工艺的原因，与辅助图案9相对应的缺陷图案14可以形成在漏电 极56和源电极55中。然而，由于缺陷图案被隔离并且其面积与漏电极56 和源电极55相比太小所以不会影响显示特性。
接着，半导体区域中漏电极56和源电极55之间的n+型a—Si层的区域 利用干蚀刻法蚀刻。当漏电极56和源电极55之间的n+型a—Si层的区域被 蚀刻后，在形成漏极层图案的过程中形成的保护层被移除。
在去除保护层之后，诸如200nm厚的SiNx膜的钝化膜57利用例如等离 子CVD法形成在透明绝缘基板47的整个区域上。然后，通过在其下蚀刻钝 化膜57和栅绝缘膜53形成接触孔64。首先，利用上述的印刷版57蚀刻形成 在钝化膜57上的抗蚀剂图案。钝化膜57的表面通过在形成抗蚀剂图案之前 形成HMD膜改良其自身的亲墨性。
利用作为蚀刻掩模的抗蚀剂图案蚀刻钝化膜57和栅绝缘膜53。通过蚀 刻以形成接触孔64，栅绝缘膜53之下的栅电极52和漏极层的表面被暴露。 当蚀刻以形成接触孔64完成后，除去抗蚀剂图案。可利用使用缓冲的氢氟
酸的化学制品的湿蚀刻。
该过程使得对应辅助图案9的缺陷图案14在接触孔64旁边。然而，由 于缺陷图案被隔离，其面积与整个图案相比非常小，并且其形成位置也是 可控制的，所以显示特性不会变劣。
当形成接触孔64后，成为象素电极的透明导电膜利用例如溅射法形成 在整个透明绝缘基板47上。透明导电膜成为象素电极58，并且例如，可由 50nm厚的铟锡氧化物或铟锌氧化物制成。
接着，通过蚀刻以形成象素电极的图案的抗蚀剂图案利用上述印刷版 27印在透明导电膜上。当印刷抗蚀剂图案时，理想地是在印刷抗蚀剂图案 之前形成HMD膜来改良亲墨性。利用抗蚀剂图案作为蚀刻掩模、通过例如 湿蚀刻来蚀刻透明导电膜。当蚀刻透明导电膜之后，去除抗蚀剂。
与辅助图案9相对应的缺陷图案14可形成在象素电极图案中。然而， 由于缺陷图案14被隔离，与整个图案相比其面积非常小，并且可控制其位 置，所以显示特性不会劣化。
尽管用于蚀刻掩模的抗蚀剂图案利用上述说明中的第一典型实施例 的印刷版27形成，但是第一典型实施例不限于该过程。可以举例说明一种 用于印刷墨以形成TFT基板和CF基板的布线图案的方法。在该方法中，暴 露用于布线材料和栅极材料的抗蚀剂的步骤和除去抗蚀剂的步骤可被忽 略。因此，可以降低生产成本。
以下说明用于该方法的墨的实例。用于栅极层、漏极层和光屏蔽层的 墨可包括纳米尺寸(nano-size)的金属颗粒。优选金属微粒的晶粒直径 从lnm到60nm，更优选大约5nm。用于象素电极的透明导电层的墨可包括诸 如ITO或IZO的透明金属氧化物的纳米尺寸的颗粒。用于钝化膜的墨可包括 在溶剂中溶解的丙烯酸类树脂。用于滤色器的彩色层的墨可包括在溶剂中 分散的各种染料和颜料。用于半导体层54的墨可包括在溶剂中分散的并五 苯和并四苯。包括是导电聚合物的聚噻吩或聚亚苯基亚乙烯基 (polyphenylenevinylene)的墨也可用作用于半导体层54的膜的实例。
如上所述，至少一个辅助图案9设置在本发明的印刷版27中的至少一 个印刷版图案25内。因此，即使当较窄的图案和较宽的图案同时存在时， 最后形成的功能图案的尺寸精度仍然等于光刻法的图案的尺寸精度。
当将本发明应用到LCD装置中的TFT基板和CF基板时，可提高产量并可 降低生产成本。
然后，将参照图6A至9E说明本发明第二典型实施例的用于胶版印刷的 印刷版、生产方法和LCD装置。
在与上述第一典型实施例的结构相同的结构中，使用相同的附图标 记，并且适当忽略该结构的说明。
图6A、 6B、 7A和7B是示出用于胶版印刷的印刷版的结构和一般利用该 印刷版的印刷操作的横截面图。图8A至8F以及图9A至犯是示出用于制造该 印刷版的方法的横截面图。
将参照图6A和6B说明第二典型实施例的印刷版和印刷操作。首先，以 下说明印刷版的结构。第二典型实施例的印刷版27用于胶版印刷。印刷版 图案25形成为凹入。印刷版图案25是与功能图案相对应的区域，并且与上 述功能图案不相对应的区域称作非印刷图案Z。
至少一个辅助图案9形成在至少一个印刷版图案25的底部24上。形成 辅助图案9以便不接触图案25的侧表面32。墨排斥层16形成在印刷版图案 25的侧面和底面上。墨排斥层16必须形成在辅助图案9的至少一个上表面 31上。
辅助图案9的结构和尺寸、压印滚筒2的形状和印刷版27的材料都与第 一典型实施例的相同。
接着，将说明利用第二典型实施例的印刷版印刷的方法。首先，如图 6A所示，由抗蚀剂制成的墨5均匀地涂在由硅酮橡胶制成的橡皮布1的外圆 周表面38上。
在压印刷版27的同时橡皮布1滚动，并且如图6B所示，墨5转印到非印 刷图案Z上。当印刷版27的材料由亲墨材料或其表面通过亲墨材料处理时， 墨5—定会转印到非印刷图案Z上。然后，橡皮布1还在辅助图案9上滚动。 然而，由于墨排斥层16形成在包括辅助图案9的印刷版图案25的侧面和底 面上，所以墨5不会转印到辅助图案9的上表面31上。因此，本发明所要解 决的主要问题一内部空隙的缺陷不再出现。
然后，橡皮布1压在基板8上并滚动，橡皮布1上的外表面38上形成与 功能图案相对应的墨图案36。因此，墨图案36转印到基板8上。第二典型
实施例的基板8的选择和处理与第一典型实施例的基板的选择和处理相 同。
墨图案36可以转印在基板8上，从而保持与光刻法相等的精度。
由于缺陷部分23不会出现在墨图案36中，即使使用具有辅助图案9的 印刷版27，如图3B所示的缺陷图案14也不会出现在第二典型实施例中诸如
电路板的功能图案中。
因此，不需要为防止缺陷部分23在印刷版27中出现而加深印刷版图案 25。换言之，由于在第二实施例中不再需要用于调节具有较窄图案和较宽 图案的基板上的印刷版图案25的深度的费用，所以降低了其生产成本。
如上所述的墨排斥层16形成在设有辅助图案9的印刷版图案25的整个 区域中。然而，在本发明中，墨排斥层16的形成方法不限定于该结构。
墨排斥层16的主要操作是防止涂在橡皮布1的外表面38上的墨5转印 在包括辅助图案9的上表面31的印刷版图案25的侧面和底部上。因此，墨 排斥层16可以形成为例如如图7A和7B所示。在图7A和7B所示的实例中，墨 排斥层16形成在上表面31上和辅助图案9的周围区域。形成有墨排斥层16 的区域是印刷版图案25的侧面和底部，印刷版图案25包括橡皮布1的外圆 周表面38可接触的辅助图案9的上表面31。
然后，将说明制造第二典型实施例的印刷版的方法。图8A至8F是用于 制造印刷版27的方法的示意图。首先，如图8A所示，成为用于印刷版ll 的基板上非印刷图案Z的区域被由金属膜制成的蚀刻掩模12覆盖。当形成 辅助图案9时，也在与辅助图案9相对应的区域上形成蚀刻掩模12。
该蚀刻掩模12可利用第一典型实施例的光刻法由铬膜制成。蚀刻掩模
12可通过光刻法形成抗蚀剂图案。如图8B所示，在形成掩模12后，利用蚀
刻掩模12蚀刻用于印刷版的基板11。蚀刻区域变成凹入的印刷版图案25。
可以利用使用氟酸的湿蚀刻。这里蚀刻湿度与印刷版图案25的凹凸高度A 对应。凹凸高度A可以形成为高度大约2至5/zm 。
然后，如图8C所示，通过湿蚀刻除去蚀刻掩模12。当除去蚀刻掩模12 后，形成用于墨排斥过程的掩模15。通过利用光刻法形成抗蚀剂图案形成 用于墨排斥过程的掩模15。
形成用于墨排斥过程的掩模15，从而用于印刷版ll的基板的非印刷图
案Z可因此覆盖。图8D示出掩模15的结构的实例。
然后，如图8E所示，形成墨排斥层16。墨排斥层16形成在没被用于墨 排斥过程的掩模15覆盖的区域上。因此，印刷版图案25的底部的一部分和 辅助图案9的表明区域变成是墨排斥的。
包括聚四氟乙烯的氟化物涂层树脂(fluoride coating resin)、诸如二甲 基硅氧烷的硅铜树脂等可用作墨排斥层16的材料。作为墨排斥层16的材 料，可以利用其中包括硅烷偶合剂的溶液。当使用其中溶解有硅烷偶合剂 的溶液时，溶液涂在用于印刷版的基板ll的表面上，并且然后干燥基板。
作为涂抹方法，可以使用诸如旋涂法、裂缝涂布法和喷涂法的不同方 法。此时，适当的是使用干燥后表面能小于墨5的表面能的墨排斥材料。 此外，适当的是，墨排斥材料的表面能是大约18达因/cm或更少。
作为墨排斥材料，例如当使用NovecEGC—1720 (通过Sumitomo 3M公 司制造)时，涂布后的印刷版图案25包括13达因/cm表面能，并且印刷版 图案25显示出良好功能。
最后，如图8F所示，除去用于墨排斥过程的掩模15，并且完成第二典 型实施例的印刷版27。
图9A至9C示出制造印刷版27的其他方法的示意图。图9A至9C示出的用 于形成具有辅助图案9的印刷版图案25的步骤与上述图8A至8C中示出的步 骤相似。
如图9D所示，形成具有辅助图案9的印刷版图案25后，墨排斥材料的 小滴17落在印刷版图案25整个区域、辅助图案9的上表面或包括辅助图案9 的区域。然后，烘干小滴(droplet) 17。
如图犯所示，墨排斥层16形成在辅助图案9的上表面31上及其周围区 域，并且完成第二典型实施例的印刷版27。
至少一个岛状辅助图案9形成在至少一个印刷版图案25上并且墨排斥 层16被至少形成在辅助图案9的上表面31上。
由此，即使当窄图案和宽图案同时存在时，最终形成的电路图案的尺 寸精度等于光刻法中的精度。
例如，当用于形成第二典型实施例的印刷版27的方法用于LCD装置中 的TFT基板和CF基板的生产时，提高了产量并降低了生产成本。
然后，将说明本发明的第三典型实施例。
图10A和10B以及图11A至11F示出用于第三典型实施例的胶版印刷的 印刷版、用于印刷版的制造方法以及利用印刷版制成的LCD装置。图10A 和10B是示出用于第三典型实施例的胶版印刷的印刷版的结构及其印刷操 作。图11 A至l 1F是示出印刷版的制造方法的横截面图。
将参照图10A和10B说明第三典型实施例的印刷版的结构以及利用该 印刷版的印刷操作。
首先，说明印刷版的结构。第三典型实施例的印刷版28可用于胶版印 刷，并且印刷版图案25形成为凹入式。辅助图案29设置在至少一个印刷版 图案25的底部中。辅助图案29形成为凹凸高度C低于印刷版25的凹凸高度 A。
辅助图案29的结构和尺寸、压印滚筒2的形状和印刷版28的材料与前 述第一典型实施例的相同。墨排斥层16也可形成在第三典型实施例中的辅 助图案29的上表面。另外，辅助图案29的凹凸高度C可以是0。在这样的结 构中，即使没有形成辅助图案29，也可以防止缺陷部分的出现。
接着，将说明利用第三典型实施例的印刷版的印刷方法。首先，如图 IOA所示，诸如用于蚀刻掩模的抗蚀剂的墨5均匀地涂布在由硅酮橡胶制成 的橡皮布1的外表面38上。在压在印刷版28时滚动橡皮布1。如图10B所示， 墨5转印到非印刷图案Z上。由于亲墨材料用作印刷版28的材料，墨5必定 转印到非印刷图案Z上。因此，墨图案36形成在橡皮布1的外圆周表面38 上。
当转印该墨5时，橡皮布1的外表面38也接触辅助图案29的上表面31。 然而，由于辅助图案29的凹凸高度C低于印刷版图案25的凹凸高度A，橡皮 布1的外表面38和辅助图案29之间的接触压力变得小于橡皮布1的外表面 38与非印刷图案Z之间的接触压力。因此，墨5变得很难转印到辅助图案29 上。
然后，其上的外表面38只形成有适当图案的墨5的橡皮布1在如图1A 所示的基板8上滚动。因此，墨5转印到基板8上。基板8的选择和处理与第 一典型实施例中的基板的选择和处理相同。因此，通过在其上印刷墨5、 在基板8上形成窄图案。
接着，将说明制造第三典型实施例的印刷版的方法。
图11A至11F是制造图10A和10B中示出的印刷版的方法的示意图。首 先，如图11A所示，用于其中形成有辅助图案29的印刷版30的基板的区域 被第一蚀刻掩模18覆盖。
该第一蚀刻掩模18可以利用第一典型实施例中说明的光刻法、由例如 Cr的金属膜制成。在不使用金属膜的情况下，通过光刻法形成有图案的抗 蚀剂可以用作第一蚀刻掩模18。
接着，如图11B所示，蚀刻用于印刷版30的基板。通过蚀刻，没用覆 盖用于印刷版30的基板的第一蚀刻掩模18的区域被蚀刻。蚀刻深度是辅助 图案29的凹凸高度C，并且蚀刻深度可以设定为大约l一3;m2的深度。接
着，通过湿蚀刻除去第一蚀刻掩模18。然后如图11C所示，形成与非印刷 图案Z相对应的第二蚀刻掩模19。
第二蚀刻掩模19可利用与第一典型实施例相似的光刻法、由例如Cr 的金属膜制成。在不使用金属膜的情况下通过光刻法形成图案的抗蚀剂可 用作第二蚀刻掩模19。
接着，如图11D所示，利用第二蚀刻掩模19蚀刻用于印刷版30的基板。 蚀刻的区域成为印刷版图案25。这里蚀刻深度成为印刷版图案25的凹凸高 度A。例如，凹凸高度A的尺寸可以设定为2 — 5 //m。
当利用第二蚀刻掩模19作为蚀刻掩模蚀刻用于印刷版30的基板时，均 匀蚀刻包括辅助图案29的印刷版图案25。
艮口，在不改变辅助图案29的凹凸高度C的情况下，蚀刻用于印刷版30 的基板。因此，当调节用于印刷版30的基板的蚀刻量时，辅助图案29的凹 凸高度C可被制成小于印刷版图案25的凹凸高度A (C<A)。
接着，如图11E所示，在印刷版图案25的表面上执行墨排斥处理，印 刷版图案25没有被第二蚀刻掩模19覆盖。西此，印刷版25的表面由墨排斥 材料16覆盖。为执行墨排斥处理，利用与第二典型实施例相同的材料和技 术。
最后，如图11F所示，通过湿蚀刻移除第二蚀刻掩模。因此，完成第 三实施例的印刷版28。
如上所述，具有凹入形状的至少一个岛状辅助图案29设置在至少一个
印刷版图案25的底部24上。辅助图案29的凹凸高度C被形成以便低于印刷 版图案25的凹凸高度A。此外，如果需要，墨排斥层16可以形成在辅助图 案29的上表面上。
因此，即使当窄图案和宽图案的功能图案同时存在时，最终形成的功 能图案的尺寸精度也成为等于光刻法的精度。当第三典型实施例的印刷版 28用于例如LCD装置中的TFT基板和CF基板的生产时，产量提高并且生产成
本下降。
上述典型实施例中的每一个都说明了利用本发明的印刷版生产组成 LCD装置的TFT基板和CF基板的基板的情况。然而，本发明不局限于上述实 施例，并且可以适用于具有窄图案和宽图案同时存在的功能图案的可选基 板。
尽管参照其典型实施例具体示出并说明本发明，本发明不局限于这些 实施例。本领域的技术人员将理解，在不背离根据通过权利要求限定的本 发明的精神和范围的情况下，对本发明可以作出形式上和细节上的各种改 变。
另外，即使在审查期间修改权利要求，发明人也希望保留权利要求的 所有等效形式。
权利要求
1.一种用于胶版印刷的印刷版，包括基板；以及多个凹入的印刷版图案，所述多个凹入的印刷版图案形成在所述基板上，其中至少一个辅助图案位于所述凹入的印刷版图案的至少一个的底部上，并且远离所述凹入的印刷版图案的侧面。
2. 根据权利要求l所述的印刷版，其中 所述辅助图案的高度低于所述印刷版图案的深度。
3. 根据权利要求2所述的印刷版，其中墨排斥层至少形成在所述辅助图案的上表面上。
4. 根据权利要求3所述的印刷版，其中所述墨排斥层包括氟化物涂层树脂、硅酮树脂和硅烷偶合剂中的任何 一种。
5. 根据权利要求l所述的印刷版，其中所述辅助图案设置在满足B》17.8XA1.37 (//^)的所述印刷版中， 其中A (//m )是所述印刷版图案的深度，B (/im )是所述印刷版图案的 宽度。
6. 根据权利要求l所述的印刷版，其中 所述辅助图案的宽度是大致3/^至10/i附。
7. —种用于制造用于胶版印刷的印刷版的方法，所述印刷版具有凹 入的印刷版图案，所述方法包括在基板上形成与所述印刷版图案相对应的抗蚀剂图案和形成在所述 印刷版图案中的辅助图案，以不接触所述印刷版图案的侧面；以及通过利用所述抗蚀剂图案蚀刻所述基板、同时形成所述印刷版图案和 所述辅助图案。
8. 根据权利要求7所述的用于制造用于胶版印刷的印刷版的方法， 其中所述抗蚀剂图案的形成步骤包括在所述基板上形成金属膜，并在所述金属膜上形成所述抗蚀剂图案；以及其中所述印刷图案和所述辅助图案的形成步骤包括 利用所述抗蚀剂图案作为用于产生金属膜抗蚀剂图案的蚀刻掩模蚀刻所述金属膜，并且利用所述金属膜抗蚀剂图案作为蚀刻掩模蚀刻所述基板。
9. 根据权利要求7所述的用于制造用于胶版印刷的印刷版的方法，其中所述抗蚀剂图案由光致抗蚀剂图案制成，并且直接利用所述光致抗蚀 剂图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述基板。
10. —种用于制造用于胶版印刷的印刷版的方法，所述印刷版具有凹入的印刷版图案，所述方法包括形成与辅助图案相对应的第一蚀刻掩模；通过利用所述第一蚀刻掩模蚀刻在所述印刷版的基板上形成所述辅 助图案;形成与所述印刷版图案相对应的第二蚀刻掩模；以及 通过利用所述第二蚀刻掩模蚀刻在所述基板上与所述第二蚀刻掩模 同时形成所述印刷版图案。
11. 根据权利要求10所述的用于制造用于胶版印刷的印刷版的方法，其中所述第一蚀刻掩模和所述第二蚀刻掩模包括光致抗蚀剂。
12. 根据权利要求10所述的用于制造用于胶版印刷的印刷版的方法，其中所述第一蚀刻掩模和第二蚀刻掩模包括金属膜。
13. 根据权利要求10所述的用于制造用于胶版印刷的印刷版的方法，进一步包括在所述印刷版图案的表面上形成墨排斥层并去除第二蚀刻掩模。
14. 根据权利要求10所述的用于制造用于胶版印刷的印刷版的方法，进一步包括通过使包括墨排斥材料的小滴落到所述辅助图案的表面上形成墨排 斥层。
15. —种TFT基板，包括透明绝缘基板；形成在所述透明绝缘基板上的TFT;以及 连接至所述TFT的功能图案，其中，所述TFT和所述功能图案的至少一个使用用于胶版印刷的印刷 版形成，所述印刷版包括 基板；以及形成在所述基板上的多个凹入印刷版图案，其中辅助图案中的至少一个位于所述凹入印刷版图案的至少一个的 底部上，并且远离所述凹入的印刷版图案的侧面。
16. 根据权利要求15所述的TFT基板，其中所述功能图案是电路图案、电极图案和接触孔图案中的任何一个。
17. —种过滤器基板，包括 透明绝缘基板；形成在所述透明绝缘基板上的滤色器；以及 功能图案，其中所述滤色器和所述功能图案的至少一个通过用于胶版印刷的印 刷版形成，所述印刷版包括 基板；以及形成在所述基板上的多个凹入印刷版图案，其中至少一个辅助图案位于所述凹入印刷版图案的至少一个的底部 上，并且远离所述凹入印刷版图案的侧面。
18. 根据权利要求17所述的过滤器基板，其中 所述功能图案是电路图案、电极图案和接触孔图案中的任何一个。
19. 一种液晶显示装置，包括 根据权利要求16所述的TFT基板。
20. —种液晶显示装置，包括 根据权利要求17所述的过滤器基板。
全文摘要
本发明提供了一种用于胶版印刷的印刷版。所述印刷版包括基板和形成在所述基板上多个凹入的印刷版图案。至少一个辅助图案位于凹入的印刷版图案的至少一个的底部上，并且远离凹入的印刷版图案的侧面。因此，即使功能图案中出现多个内部空隙部分，但是其面积非常小并且每一个内部空隙部分都被隔离。
文档编号B41N1/06GK101195311SQ200710193
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月3日 优先权日2006年12月7日
发明者安田亨宁 申请人:Nec液晶技术株式会社