CN100449359C - 液晶显示器面板金属导线的角度测量方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示器面板金属导线的角度测量方法及其装置，是利用正光源与背光源特性加上灰阶设定，在正光源下测量蚀刻的金属导线上表面宽度，在背光源则是测量蚀刻的金属导线底表面宽度，因设计的薄膜厚度为一固定值，因此该金属导线的预设厚度、该金属导线的上表面的宽度以及该底表面的宽度，可以决定金属导线角度。本发明不需要进行玻璃基板报废切割，借此可减少报废正常液晶显示器面板的数量，降低因切割玻璃而产生的微粒，亦避免人员因切割玻璃而造成公伤。借由本发明还可实时监控金属导线的角度，以简易的方式监控TFT阵列制作工艺稳定程度，减少产品异常产生。

Description

液晶显示器面板金属导线的角度测量方法及其装置

技术领域

本发明是关于一种液晶显示器面板金属导线的角度测量方法及装置，特别是一种能够有效实时测量液晶显示器面板金属导线角度，并能根据所测量结果及时监控金属导线角度以确保镀膜品质的非破坏性测量方法及装置。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)因具有良好的显示画质、应答时间可以在40ms以下、观赏角度可以达到160度、对比率可以超过150∶1以上等优点，得以广泛应用于包括数字相机、液晶投影机、笔记本计算机、液晶显示器等高阶产品中，是当今液晶显示器产业的主导产品。液晶显示器的面板结构，基本上是两片玻璃基板的结构方式，而在两片皆有偏光板与ITO导电玻璃作电极的玻璃基板之间，灌入液晶材料。TFT-LCD制造可区分为在玻璃基板上镀制薄膜晶体管(TFT)阵列的制作工艺、上下面板玻璃的贴合与液晶注入及液晶显示器模块组装等制作工艺。其中，TFT-LCD薄膜制作工艺大体包括成膜、清洗、涂光阻胶、曝光、显影、烘干、蚀刻、去光阻胶、检测等过程，从而在玻璃基板上形成导电的金属导线，经过多道光罩制作工艺最终形成薄膜晶体管(TFT)阵列。

在TFT-LCD面板的制造过程中，金属导线的角度对于TFT-LCD的成膜扮演着重要的角色，在TFT-LCD的基板线路中设计为多层膜的模式，在膜与膜之间的附着性是相当重要的，传统上，为了防止有断线的情况发生，会控制金属导线在适合角度，以避免接下来覆盖的薄膜则会有孔隙产生，造成TFT-LCD基板有缺陷。为了监控线上制作工艺金属导线的角度，传统做法必须先将正常线上玻璃从工厂中进行玻璃报废切割，再送至实验室以扫描式电子显微镜做金属导线角度测量。由于以扫描式电子显微镜测量金属导线角度的时间过长，且为破坏性检测，在发现金属导线角度发生异常时不能实时有效监控，进而影响良率。因此，传统TFT-LCD面板金属导线的角度测量方法不能实时有效监控线上产品的状况，导致制作工艺中金属导线角度异常而无法及时发现以调整控制，严重影响TFT-LCD产品良率。

因此如何设计出一个TFT-LCD面板金属导线角度测量方法，能够有效实时测量金属导线角度，并能根据所测量知角度，及时监控金属导线角度，以确保镀膜的品质，便成为当前研究的课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种液晶显示器面板金属导线的角度测量方法，以解决传统技术存在的不能实时测量金属导线角度的问题，达成对液晶显示器薄膜制作工艺中金属导线角度的实时测量，以及时监控金属导线角度，确保镀膜的品质。

依据本发明的上述目的，本发明提供一种液晶显示器面板金属导线的角度测量方法，包括形成一具有预设厚度的金属导线在一基板上，该金属导线具有与该基板相接合的底表面、该底表面相对的上表面以及与该底表面和该上表面相连的第三面；测量该上表面的宽度；测量该底表面的宽度；以及依据该金属导线的预设厚度、该金属导线的上表面的宽度以及该底表面的宽度，决定该金属导线的第三面与该基板的夹角。

本发明另提供一种液晶显示面板的测量装置，该液晶显示面板包括一基板以及一金属导线，该金属导线具有一预设厚度并设置在该基板上，该金属导线具有与该基板相接合的底表面、该底表面相对的上表面以及与该底表面和该上表面相连的第三面，该测量装置包括一测试平台，用来承载该基板；一光源，设置在该测试平台的第一侧，用来射出光线至该金属导线以及该基板；一第一传感器，设置在该测试平台的第一侧，用来依据由该金属导线以及该基板所反射的光线以感测一第一灰阶值以及一第二灰阶值；一第二传感器，设置在该测试平台的第二侧，该第二侧相对于该测试平台的第一侧，用来依据该光源射至该金属导线以及该基板的光线以感测一第三灰阶值以及一第四灰阶值；一判断单元，用来依据该第一灰阶值以及该第二灰阶值决定该上表面的宽度，以及依据该第三灰阶值以及该第四灰阶值决定该底表面的宽度；以及一计算单元，用来依据该金属导线的预设厚度、该金属导线的上表面的宽度以及该底表面的宽度，决定该金属导线的第三面与该基板的夹角。

本发明利用临界尺寸工具(Critical dimension tool，MOV)的正光源与背光源特性加上灰阶设定，在正光源下测量，测量蚀刻的金属导线上表面宽度，在背光源则是测量蚀刻的金属导线底表面宽度，因设计的薄膜厚度为一固定值，因此利用该金属导线的预设厚度、该金属导线的上表面的宽度以及该底表面的宽度，可以计算出蚀刻的金属导线角度。

附图说明

图1是TFT-LCD面板的成膜及涂光阻胶的结构示意图。

图2是TFT-LCD面板经曝光及显影的结构示意图。

图3是TFT-LCD面板经蚀刻形成金属导线的结构示意图。

图4是TFT-LCD面板去除光阻胶后的结构示意图。

图5是本发明的测量装置的结构示意图。

图6是本发明TFT-LCD的金属导线在背光下测量的示意图。

图7是本发明TFT-LCD的金属导线在正光下测量的示意图。

图8是本发明TFT-LCD金属导线的角度测量示意图。

主要组件符号说明

玻璃基板   1    导电膜层   2

金属导线   21   第三面     21

上表面     22   底表面     23

光阻胶层   3    光阻胶条   31

测量装置   50   光源       52

第一传感器 54   第二传感器 56

测试平台   58   判断单元   60

计算单元   62

具体实施方式

以下结合图1至图8对本发明液晶显示器面板金属导线的角度测量方法的具体实施例作详细介绍。

请参照图1至图4所示，TFT-LCD制造中在玻璃基板镀制薄膜晶体管(TFT)阵列的制作工艺，大体包括成膜、清洗、涂光阻胶、曝光、显影、烘干、蚀刻、去光阻胶、检测等过程，其中，通常采用溅镀(Sputter)技术在玻璃基板1上形成导电膜层2，导电膜层2可采用金属材料，且其膜层厚度是依工程设计要求预设为一预设厚度t。导电膜层2形成后经水洗、超声波洗、纯水洗等清洗过程并干燥，进一步采用滚筒式涂布技术于导电膜层2上涂光阻胶，形成光阻胶层3，如图1所示。然后，利用紫外线光源配合光罩对光阻胶层3进行曝光，并进一步利用显影液进行显影，剥除多余的光阻胶层而留存所需的光阻胶条31，如图2所示。对完成显影的导电膜层2，进一步采用蚀刻技术蚀刻掉多余的导电膜层2，而形成横截面的金属导线20，如图3所示，再进一步经过喷洒剥落剂、刷洗、水洗及风刀干燥等过程完成去光阻胶制作工艺，而在玻璃基板1上形成用以构成薄膜晶体管(TFT)阵列的金属导线20，如图4所示，金属导线20的横截面大致呈梯形，其具有与玻璃基板1相接合的底表面23、与底表面23相对的上表面22以及第三面21。

请参阅图5，在本实施例中，基板1承载于测量装置50测试平台58上。之后光源52射出光线至玻璃基板1以及金属导线20之后，如图6所示，由于金属导线20的第三面21与上表面22具有不同的光反射率，所以位于正光侧的第一传感器54会分别感测出表示上表面22的第一灰阶值以及表示第三面21的第二灰阶值。同时如图7所示，由在玻璃基板1与金属导线20具有不同的光反射率，位于测试平台58另一侧(背光侧)的第二传感器56也会感测出表示玻璃基板1的第三灰阶值以及表示金属导线20的第四灰阶值。而判断单元60就会比较该第一灰阶值以及该第二灰阶值的差异决定上表面22的宽度Y，以及比较该第三灰阶值以及该第四灰阶值的差异决定底表面23的宽度X。请进一步参阅图8所示，计算单元62即可依据金属导线20的预设厚度t、以及判断单元60所得出的金属导线20的上表面22的宽度Y以及底表面23的宽度X，利用利用如下三角函数(tan-1)公式：

$\mathrm{\θ}={\tan }^{-1}\frac{t}{\mathrm{\Δ}}={\tan }^{-1}\frac{t}{(X-Y)/2}$

计算出金属导线的角度值θ。

一但决定金属导线的角度值θ，就可以判断出金属导线20的角度是否有利于后续第二层覆盖的薄膜的沉积。如果该角度值接近90度，容易造成后续第二层覆盖的薄膜有孔隙产生，不符合制作工艺要求。此时即可实时淘汰此不符要求的基板，并修正蚀刻出金属导线的制作工艺参数。这么一来，就不再需要耗时送至实验室以扫描式电子显微镜做金属导线角度测量。

在图5中，由于第一传感器54与光源52位于同一侧，因此对第一传感器54来说，光源52为一正光源，相对地，对第二传感器56来说，光源52为一背光源。当然在另一实施例中，光源52亦可以与第二传感器56位于同一侧，此时对第一传感器54来说，光源52为一背光源，相对地，对第二传感器56来说，光源52为一正光源。

本实施例的测量装置50是整合于临界尺寸工具(Critical dimension tool，MOV)机台之中。

相较于传统技术，本发明不需要进行玻璃基板报废切割，借此可减少报废正常液晶显示器面板的数量，降低因切割玻璃而产生的微粒，亦避免人员因切割玻璃而造成公伤。借由本发明还可实时监控金属导线的角度，以简易的方式监控TFT阵列制作工艺稳定程度，减少产品异常产生。

综上所述，以上所述者仅为本发明的优选实施方式，业内人士依据本发明的精神所作的等效修饰或变化，皆涵盖于本发明内。

Claims (3)

1.一种液晶显示器面板金属导线角度的测量方法，包括：

形成一具有预设厚度的金属导线在一玻璃基板上，该金属导线具有与该基板相接合的底表面、该底表面相对的上表面以及与该底表面和该上表面相连的第三面；

利用一光源照射该金属导线的该上表面以及该第三面以感测一第一灰阶值以及一第二灰阶值；

利用该光源照射该金属导线以及该基板以感测一第三灰阶值以及一第四灰阶值；

比较该第一灰阶值以及该第二灰阶值决定该上表面的宽度，并比较该第三灰阶值以及该第四灰阶值决定该底表面的宽度；以及

依据该金属导线的预设厚度、该金属导线的上表面的宽度以及该底表面的宽度，决定该金属导线的第三面与该基板的夹角。

2.一种液晶显示面板的测量装置，该液晶显示面板包括一玻璃基板以及一金属导线，该金属导线具有一预设厚度并设置在该基板上，该金属导线具有与该基板相接合的底表面、该底表面相对的上表面以及与该底表面和该上表面相连的第三面，该测量装置包括：

一测试平台，用来承载该基板；

一光源，设置在该测试平台的第一侧，用来射出光线至该金属导线以及该基板；

一第一传感器，设置在该测试平台的第一侧，用来依据由该金属导线的该上表面以及该金属导线的该第三面所反射的光线以感测一第一灰阶值以及一第二灰阶值；

一第二传感器，设置在与该测试平台的第一侧相对的该测试平台的第二侧，用来依据该光源射至该金属导线以及该基板的光线以感测一第三灰阶值以及一第四灰阶值；

一判断单元，用来依据该第一灰阶值以及该第二灰阶值决定该上表面的宽度，以及依据该第三灰阶值以及该第四灰阶值决定该底表面的宽度；以及

一计算单元，用来依据该金属导线的预设厚度、该金属导线的上表面的宽度以及该底表面的宽度，决定该金属导线的第三面与该基板的夹角。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其中该光源是整合在一临界尺寸工具之中。

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