CN101226316A - 液晶显示器下基板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示器下基板的制作方法，包括步骤：(a)于一基板的第一表面上形成图样化的第一金属层，一第一绝缘层，一图样化的第二金属层以及一第二绝缘层，其中该第一金属层为该第一绝缘层所覆盖，该第二金属层位于该第一绝缘层之上，该第二金属层为该第二绝缘层覆盖，该第一金属层和第二金属层为不透光金属；(b)于该第二绝缘层上涂布一正型光刻胶层；(c)自该基板的一第二表面进行曝光；(d)利用一光罩遮蔽该第二金属层上方的正型光刻胶，并自该第一表面进行曝光；(e)移除已曝光的正型光刻胶；(f)形成一透明电极层于该第二绝缘层与该未被移除的正型光刻胶层上；以及(g)剥除该未被移除的正型光刻胶层，及覆盖于该未被移除的正型光刻胶层上的该透明电极层。
Description
本申请是申请号为200610076371.3的在先申请的分案申请，该在先申请的申请日为2006年4月20日，发明名称为“液晶显示器下基板的制作方法”。
技术领域
本发明是关于一种液晶显示器下基板的制作方法，尤指一种可提高对位精准度的液晶显示器下基板的制作方法。
背景技本
液晶显示器依驱动方式可分为被动式(Passive Matrix，PMLCD)与主动式(Active Matrix，AMLCD)，而所谓的主动式驱动液晶显示器，即指用薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)作为开关元件的显示器。主动式驱动液晶显示器中单一像素的开口率，与来自背光模块中可穿透显示区域的光线多寡有直接关系。以相同的耗电量而言，主动式驱动液晶显示器的开口率越高，越可改善其所表现出的亮度。
一般高开口率的液晶显示器主要设计的概念在利用像素电极与讯号线的重叠，以不透光的讯号线遮蔽像素外或边缘，因为液晶散乱排列的漏光区域。然而，较常用以遮蔽漏光区域的黑色遮光层(black matrix)，在实作上与彩色滤光膜的对位常因不够精准，造成上下或左右的对位偏移，结果往往会因此产生电容变化，而影响画面显示的一致性。
同时，一般在像素电极图样化的过程中，当涂覆于ITO层上的光刻胶，通过光罩的部分遮蔽进行曝光时，基板上所形成的光刻胶图样，会因为曝光过程中边界光线的部分漏光，而使得曝光精准度(precision)降低。如此即造成像素电极图样与栅极讯号线图样边界的部分重叠位置偏移，或是像素电极图样与源极讯号线图样边界的部分重叠位置偏移。
如图所示，图1a为一像素区域平面图，为了达到高开口率，一般透明电极100会设计部分重叠于讯号线200的区域上，然而由于像素电极光罩的分辨率，以及层与层对位精度，侧蚀量变化等考量，讯号线200的宽度不能太小，否则就会出现透明像素电极100与讯号线200重叠处漏光的问题。图1b是图1a中A-A’线段的剖面图，其中，当透明电极层100与第二金属层300的对位偏移时，将使上下或左右的各材料层间对位不准，形成重叠部分不一致，而产生不同值的寄生电容(parastic capacitance)400，401，而造成总寄生电容值不稳定，就会影响到显示画面的一致性。
尤其在利用步进曝光机(stepper exposing device)进行光刻胶的连续曝光时，每一次的曝光，会使对位不准确的程度逐渐累积，而造成基板上寄生电容也随之变化。
因此，在要求提高开口率的同时，如能同时减少寄生电容效应，将可使主动式驱动液晶显示器的显示效果更为提升。
发明内容
本发明液晶显示器下基板的制作方法是利用背面曝光的方式，搭配光罩使用并进行曝光，形成像素电极。本方法可使透明像素电极与讯号线之间的重叠量保持定值，而不会随着层与层间对位的问题而发生偏差，进而提升显示稳定性。
同时，利用本发明方法制备液晶显示器下基板，可视需要调整讯号线的宽度，而不再由透明电极层与讯号线的对位精度，或是透明电极层的光罩分辨率来决定，因此可得到较高的开口率。
于本发明的一态样中，液晶显示器下基板的制作方法包括下列步骤：(a)于一基板的一第一表面上形成一图样化的第一金属层，一第一绝缘层，一图样化的第二金属层以及一第二绝缘层，其中第一金属层为第一绝缘层所覆盖，第二金属层位于第一绝缘层之上，且第二金属层为第二绝缘层所覆盖；(b)于第二绝缘层上形成一透明电极层与一负型光刻胶层，其中透明电极层是介于第二绝缘层与负型光刻胶层之间；(c)自基板的一第二表面进行曝光；(d)利用一光罩遮蔽该负型光刻胶层，并自该第一表面进行曝光；以及(e)移除未反应的负型光刻胶，并进行刻蚀以形成一图样化的透明电极。
于上述方法中，较佳于步骤(e)之后更可包括一步骤(f)，移除所有负型光刻胶。同时，步骤(a)的第一金属层较佳是可形成为栅极金属层或栅极导电层。本实施方式中，第一金属层与第二金属层的材料不限，较佳可为不透光的金属材料。
于本发明的另一态样中，液晶显示器下基板的制作方法包括下列步骤：(a)于一基板的第一表面上形成一图样化的第一金属层，一第一绝缘层，一图样化的第二金属层以及一第二绝缘层，其中第一金属层为第一绝缘层所覆盖，第二金属层位于第一绝缘层之上，且第二金属层为第二绝缘层所覆盖，该第一金属层和第二金属层为不透光金属；(b)于第二绝缘层上涂布一正型光刻胶层；(c)自基板的一第二表面进行曝光；(d)利用一光罩遮蔽该正型光刻胶层，并自该第一表面进行曝光；(e)移除已曝光的正型光刻胶；(f)形成一透明电极层于第二绝缘层与未被移除的正型光刻胶上；以及(g)剥除未反应的正型光刻胶，以及覆盖于该未反应的该正型光刻胶上的该透明电极层。
同样的，本方法中步骤(a)的第一金属层较佳可为栅极金属层或栅极导电层。
于本发明的又一态样中，液晶显示器下基板的制作方法包括下列步骤：(a)于一基板的一第一表面形成一图样化的第一透明电极层，一第一绝缘层，一图样化的金属层与一第二绝缘层，其中第一透明电极层为第一绝缘层所覆盖，金属层位于第一绝缘层之上，且金属层为第二绝缘层所覆盖；(b)于第二绝缘层上形成一第二透明电极层与一负型光刻胶层，其中第二透明电极层是介于第二绝缘层与负型光刻胶层之间；(c)自基板的第二表面进行曝光；以及(d)移除未反应的负型光刻胶，并进行刻蚀以形成一图样化的第二透明电极。
本实施方法中，步骤(d)之后更可包括一步骤(e)，移除所有负型光刻胶，以使第二透明电极的图样化更为完整。
于本发明的再一态样中，液晶显示器下基板的制作方法包括下列步骤：(a)于一基板的一第一表面形成一图样化的第一导电层，一第一绝缘层，一图样化的金属层与一第二绝缘层，其中第一导电层为第一绝缘层所覆盖，金属层位于第一绝缘层之上，且金属层为第二绝缘层所覆盖；(b)于第二绝缘层上形成一透明电极层与一负型光刻胶层，其中透明电极层是介于第二绝缘层与负型光刻胶层之间；(c)自基板的一第二表面进行曝光；以及(d)移除未反应的负型光刻胶，并进行刻蚀以形成一图样化的透明电极。
于本实施方式中，步骤(d)之后更可包括一步骤(e)，移除所有负型光刻胶，以形成更完整的图样化的第二透明电极。而于本方法中，第一导电层可为不透光或半透光的导电材料，而较佳的第一导电层则为栅状，以于背面曝光同时可保留第一导电层上方的光刻胶，利于形成完整的透明电极。
上述本发明的多个方法中，所使用的绝缘层可为任一适用的绝缘材料，例如有机材料：丙烯酸树脂(acrylic resin)以及聚酰亚胺树脂(polyimide resin)；或无机材料：SiO2、SiNx等。且较佳，第二绝缘层可为一平坦层。
此外，于上述方法中，透明电极层可为任一适用的材料，较佳可为铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。同时，本方法中透明电极可以任一适用方式形成，较佳是以溅射形成。
附图说明
图1a是一公知像素区域平面图。
图1b是一公知像素区域剖面图。
图2是一像素区域平面示意图。
图3(a)-(f)是本发明实施例1的制作流程剖面图。
图4(a)-(f)是本发明实施例2的制作流程剖面图。
图5(a)-(e)是本发明实施例3的制作流程剖面图。
图6(a)-(e)是本发明实施例4的制作流程剖面图。
附图标记说明：
基板00 第一金属层10 第一绝缘层20
第二金属层30 第二绝缘层40 透明电极层50
负型光刻胶层60 光罩70
正型光刻胶层61 第一导电层11 第一透明电极层15
透明电极100 讯号线200 第二金属层300
寄生电容400，401
具体实施方式
由于本发明方法主要是以背面曝光的方式，达成对位精准度的提升，然而可能会遇到的问题在于，共同电极线如使用不透光材料，可能会使得像素电极区域被分割。因此，本发明方法利用数种不同的具体实施方式，说明其不同态样。以下各剖面图的位置，是图2平面示意图中B到B’线段的剖面。
实施例1
请参考图3(a)，首先提供一玻璃基板00，于基板00的正面依序形成有一图样化的第一金属层10，一第一绝缘层20，一图样化的第二金属层30以及一第二绝缘层40。其中，第一金属层10为第一绝缘层20所覆盖，第二金属层30位于第一绝缘层20之上，且为第二绝缘层40所覆盖。
本例中第二绝缘层40为一平坦层40。且其中第一金属层10可形成栅极金属层或栅极导电层。
接着，于平坦层40上形成一透明电极层50与一负型光刻胶层60，其中透明电极层50是介于平坦层40与负型光刻胶层60之间，如图3(a)所示。
如图3(b)所示的箭头方向，自基板00的背面进行曝光，此时可以利用本例中不透光的第二金属层30以及第一金属层10的图样，作为负型光刻胶层60曝光用的光罩。由于本实施例中是采用负型光刻胶，因此照射到光线的光刻胶部分会发生聚合反应，形成不溶性的聚合物。然而，第一金属层10上方的部分光刻胶，将因未被光线到照射而可能在进行显影时被移除。
因此，为了保留第一金属层10上方的部分光刻胶60，以保留该位置的透明电极50，则需接着下一步骤，直接从基板00的正面进行曝光，此时所搭配使用的光罩70则是要使用可令第一金属层10上方的部分光刻胶60照射到光线，且遮蔽第二金属层30上方的光刻胶60的图样，如图3(c)。
接着，移除未反应的负型光刻胶60，形成图样化的光刻胶，如图3(d)，并依光刻胶图样进行刻蚀，以形成一图样化的透明电极50，如图3(e)。最后如图3(f)所示，移除掉多余的光刻胶，即完成透明电极50的图样化。
实施例2
基板的制备同实施例1所述。请参考图4。首先提供一玻璃基板00，于基板00的正面上依序形成有一图样化的第一金属层10，一第一绝缘层20，一图样化的第二金属层30以及一第二绝缘层40。其中，第一金属层10为第一绝缘层20所覆盖，第二金属层30位于第一绝缘层20之上，且为第二绝缘层40所覆盖。
同实施例1，第二绝缘层40为一平坦层40。且其中第一金属层10可形成栅极金属层或栅极导电层。
接着，于平坦层40上涂布一正型光刻胶层61，如图4(a)所示。如图4(b)所示的箭头方向，自基板00的背面进行曝光，同样的，利用本例中不透光的第二金属层30以及第一金属层10的图样，作为正型光刻胶层61曝光用的光罩。
本实施例中是采用正型光刻胶，因此照射到光线的光刻胶部分可被显影剂或去光刻胶剂溶解除去。然而，第一金属层10上方的部分光刻胶，将因未被光线到照射而可能保留有光刻胶，就会影响下一步骤的透明电极涂覆的完整性。因此为了移除第一金属层10上方的部分正型光刻胶61，则需接着下一步骤，直接从基板00的正面进行曝光，如图4(c)。此时所搭配使用的光罩70则是要使用可令第一金属层10上方的部分光刻胶61照射到光线，且遮蔽第二金属层30上方的光刻胶61的图样。
然后移除已曝光的正型光刻胶61，则在平坦层40上会呈现出图样化的正型光刻胶61，如图4(d)。接着于正型光刻胶61图样上以及暴露出的平坦层40上，再全面性的涂覆上一层透明电极层50，如图4(e)。最后剥除所有正型光刻胶61，即可将位于正型光刻胶61上的部分透明电极层50也一并移除，而完成透明电极的图样化，如图4(f)。
同样的，本方法中第一金属层为栅极金属层或栅极导电层。
实施例3
请参考图5(a)，首先提供一玻璃基板00，于基板00的正面依序形成有一图样化的第一透明电极层15，一第一绝缘层20，一图样化的金属层30与一第二绝缘层40，其中第一透明电极层15为第一绝缘层20所覆盖，金属层30位于第一绝缘层20之上，且金属层30为第二绝缘层40所覆盖。
接着，于平坦层40上形成一第二透明电极层50与一负型光刻胶层60，其中第二透明电极层50是介于平坦层40与负型光刻胶层60之间，如图5(a)所示。
如图5(b)所示的箭头方向，自基板00的背面进行曝光，同样以不透光的第二金属层30以及第一透明电极层15的图样，作为负型光刻胶层60曝光用的光罩。于本例中，第一透明电极层15为透光或半透光的材料，因此在背面曝光时，部分光线仍可透过第一透明电极层15而照射负型光刻胶60，使第一透明电极层15上方的部分光刻胶，将因被光线到照射而产生聚合反应可在进行显影时被保留。
然后移除未反应的负型光刻胶层60，则在平坦层40上会呈现出图样化的负型光刻胶层60，如图5(c)所示。
再依光刻胶60的图样进行第二透明电极层50的刻蚀，如图5(d)所示，最后移除所有负型光刻胶60，即形成一图样化的第二透明电极50，如图5(e)所示。
实施例4
基板的制备同实施例1所述。请参考图6。首先提供一玻璃基板00，于一基板00的正面依序形成有一图样化的第一导电层11，一第一绝缘层20，一图样化的金属层30与一第二绝缘层40，其中第一导电层11为第一绝缘层20所覆盖，金属层30位于第一绝缘层20之上，且金属层30为第二绝缘层所覆盖40。
同实施例1，第二绝缘层40为一平坦层40。此外，本例中第一导电层11是以半透光或不透光的导电材料，形成一栅状外型的导电层。
接着，于平坦层40上形成一透明电极层50与一负型光刻胶层60，其中透明电极层50是介于平坦层40与负型光刻胶层60之间，如图6(a)所示。
如图6(b)所示的箭头方向，自基板00的背面进行曝光。同样的，以不透光的金属层30以及栅状的第一导电层11的图样，作为负型光刻胶层60曝光用的光罩。本例中，栅状的第一导电层11，可使部分光线在背面曝光时，仍可透过栅状而照射负型光刻胶60，以保留第一导电层11上方的光刻胶，进而有利于形成完整的透明电极。
然后移除未反应的负型光刻胶层60，则在平坦层40上会呈现出图样化的负型光刻胶层60，如图6(c)所示。
然后，依光刻胶60的图样进行第二透明电极层50的刻蚀，如图6(d)所示，最后移除所有负型光刻胶60，即可形成一图样化的第二透明电极50，如图6(e)所示。
上述实施例仅是了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求书所述为准，而非仅限于上述实施例。
Claims (4)
1.一种液晶显示器下基板的制作方法，包括下列步骤：
(a)于一基板的一第一表面上形成一图样化的第一金属层，一第一绝缘层，一图样化的第二金属层以及一第二绝缘层，其中该第一金属层为该第一绝缘层所覆盖，该第二金属层位于该第一绝缘层之上，且该第二金属层为该第二绝缘层所覆盖，该第一金属层和第二金属层为不透光金属；
(b)于该第二绝缘层上涂布一正型光刻胶层；
(c)自该基板的一第二表面进行曝光；
(d)利用一光罩遮蔽该第二金属层上方的正型光刻胶，并自该第一表面进行曝光；
(e)移除已曝光的正型光刻胶；
(f)形成一透明电极层于该第二绝缘层与该未被移除的正型光刻胶层上；以及
(g)剥除该未被移除的正型光刻胶层，以及覆盖于该未被移除的正型光刻胶层上的该透明电极层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是，该第二绝缘层为一平坦层。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是，该步骤(a)的该第一金属层为栅极金属层或栅极导电层。
4.如权利要求1所述的方法，其特征是，该步骤(f)的该透明电极是以溅射形成。
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