CN1118081C

CN1118081C - 等离子体显示面板的前板的制造方法

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Publication number: CN1118081C
Application number: CN99117725A
Authority: CN
Inventors: 宋文发; 卢金钰; 苏耀庆
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2003-08-13
Anticipated expiration: 2019-08-12
Also published as: CN1284731A

Abstract

一种制作等离子体显示面板的前板的改良方法，由变更步骤顺序和背面曝光技术，达到减少光掩模使用数目并提高曝光显影精确度的效果。所述方法：用网版印刷程序，或用第一光掩模对遮光层进行曝光显影程序，定义出遮光层图案，包括遮光带和透明电极的间隙图案；用该遮光层图案作光掩模，施行背面曝光、显影程序，再经蚀刻程序，在基板表面上形成多对透明电极；用第二光掩模进行另一次曝光、显影、蚀刻程序而在对应的透明电极上定义出多对金属电极。

Description

等离子体显示面板的前板的制造方法

本发明涉及平面显示装置(flat panel display)的制造，特别涉及一种以自我对准方式(Self-Alignment)形成等离子体显示面板(plasma display panel，PDP)的前板(front plate)的改良方法，以减少光掩模使用数目并提高曝光显影的精确度。

等离子体显示面板一般可区分为：直流(DC)型，其放电电极是暴露于放电空间中；以及交流(AC)型，其放电电极是以一介电层包覆着。而交流型等离子体显示面板更细分成两种类型，一种是相对表面(facing)放电型，其放电电极是个别设于前板与后侧板的表面上，一种是表面放电型，其放电电极仅设于其中一个侧板的表面上。

所谓交流型等离子体显示面板是以施加电压方式来驱动的，如以再生方式(refreshing method)、阵列定址方式(matrix addressing method)、或自动位移方式(self-shifting method)等。例如，图1显示一个以阵列定址方式驱动的表面放电型等离子体显示面板，其包括：面对着且互相平行的前板基板10与后侧板基板11，以及由前述两侧板基板和绝缘层阻隔肋(barrier ribs)(未显示)所定义出的放电空间18。阻隔肋可分割像素单元(pixel cells)，以防止相邻单元间泄露因放电所产生的紫外线。

在前板基板10中，有多对维持电极(sustaining electrodes)互相平行地形成于其内侧，以作为每一像素单元的列电极(row electrodes)。每一维持电极包括一透明电极12，和位于透明电极12上方宽度较窄的金属电极12a。其中，如图1所示，每对透明电极12之间具有一间隙G。之后，在维持电极上方依序覆盖一介电层13和一保护层14，例如是氧化镁(MgO)层。

在后侧板基板11中，定址电极15互相平行地形成在其内侧以作为行电极(column electrodes)，并与上述维持电极交错。荧光层16形成在后侧板基板11的内侧表面上，以对应于个别的像素单元。将前板基板10与后侧板基板11上各个定址电极和维持电极以相交方式对准，并分隔出一个适于每一像素单元作放电发射的放电空间18之后予以组合，并且将一稀有气体充入该放电空间18中，便制作完成一表面放电型等离子体显示面板。

此种等离子体显示面板的操作方式如下：当一既定电压施加到每一对定址电极和埋在介电层中的维持电极上时，在充气区域18中每一对电极的交叉处出现一弧形放电区域，由放电区域发射的紫外线激发了荧光层16而发射光线，并辐射穿透前板基板10以作为一发射区。此一放电发射是由施加到维持电极之间的维持电压来维持，并根据一施加到定址电极之间的抹除脉冲而中止。

基于能够高速地显示画面，并能够以简单工艺生产出大尺寸面积等优点，等离子体显示面板已被认为是最适于制作大尺寸面积，特别是大于20英寸的平面显示装置。传统制作等离子体显示面板前板的方法，通常须使用三次光掩模来施行曝光显影程序，分别是透明电极光掩模、金属电极光掩模、及遮光带光掩模。其中在曝光程序时，一般是利用电荷耦合元件(CCD)来检测基板上的对准标记(alignment mark)，并由步进马达调整基板或光掩模的位置，来达到精确对准的效果。随着工艺的进行，不同材料逐渐形成于基板上，对准标记图案也随之转移到最上层材料上。

然而，当对准标记转移到透明度甚高的材料，例如是透明电极上时，由于曝光机台无法正确地检测到此时的对准标记而进行自动对准(Auto-alignment)，往往只能由人工方式手动对准，不仅耗时较长而不利于生产效率，且其精确度也较差而影响元件的一致性。为了进一步了解上述已知技术的问题，以下将参照图2A至2J一系列的剖面图，说明一已知制作等离子体显示面板前板的流程。

首先，如图2A所示，提供一基板20，例如是一玻璃平板。在基板20表面上覆盖一透明导电层21，例如是一铟锡氧化物(ITO)层。接着，参见图2B，将一负型光刻胶层22涂布在透明导电层21上，并利用一第一光掩模23对光刻胶层22进行曝光显影程序，定义出如图2C所示的光刻胶层图案22a，其盖住透明导电层21欲形成透明电极的区域。然后，利用此一光刻胶层图案22a当作掩模，蚀刻透明导电层21以形成多对平行排列的透明电极21a。在以适当溶剂或干蚀刻方法去除光刻胶层图案22a后，即得到如图2D所示的构造。

接着，如图2E所示，在透明电极21a和基板20露出的表面上，覆盖一多层构造金属层24，例如是包括一铬层241、一铜层242、及另一铬层243的铬/铜/铬三层构造金属层。参见图2F，将一正型光刻胶层25涂布在多层构造金属层24上，并利用一第二光掩模26对光刻胶层25进行曝光显影程序，定义出如图2G所示的光刻胶层图案25a，盖住欲形成金属电极的区域。然后，利用此一光刻胶层图案25a当作掩模，蚀刻多层构造金属层24以形成多对金属电极24a，分别位于对应的透明电极21a上。在以适当溶剂或干蚀刻方法去除光刻胶层图案25a后，即得到如图2H所示的构造。

接下来，参见图2I，在透明电极21a、金属电极24a、和基板20露出的表面上，覆盖一遮光层27，例如是PbO-B₂O₃-SiO₂系列的。由于此一遮光层27本身即具有感光性，因此可利用一第三光掩模28直接对其进行曝光显影程序，定义出如图2J所示的遮光带(black belt或black stripe)27a，其位于每对透明电极21a之间空白的区域上。之后，再依序覆盖一介电层和一保护层(未显示)，即完成一等离子体显示面板之前板的制造。

上述传统的制程中，由于第一层图案的误差容许值较大，第一光掩模23可利用靠边对准方式或附加的对准标记(未显示)来进行自我对准，以目前生产机台的技术均可在10秒内完成。然而，在使用第二光掩模26时，对准标记已转移到透明导电层21上，由于其透明度甚高，曝光机台的感应元件不易正确地检测到而进行自动对准，往往只能由人工方式手动对准，不仅耗时较长而不利于生产效率，且其精确度也较差而影响元件的一致性。之后，在使用第三光掩模28时，由于对准标记已转移到多层构造金属层24上，因此又可以自动对准方式进行曝光程序。

为此，有人提出一种制造等离子体显示面板的前板的改良方法，由变更形成透明电极和金属电极的顺序，达到全程均能以自我对准方式曝光的功效。以下参照图3A至3I，说明此一公知改良方法的制造流程。首先，如图3A所示，提供一基板20，例如是一玻璃平板。在基板20表面上依序覆盖一透明导电层21，例如是一铟锡氧化物(ITO)层；以及一多层构造金属层24，例如是包括一铬层241、一铜层242、及另一铬层243的铬/铜/铬三层构造金属层。

参见图3B，将一正型光刻胶层25涂布在多层构造金属层24上，并先利用第二光掩模26对光刻胶层25进行曝光显影程序，定义出如图3C所示的光刻胶层图案25a，盖住欲形成金属电极的区域。然后，利用此一光刻胶层图案25a当作掩模，蚀刻多层构造金属层24，以形成如图3D所示的多个金属电极24a。

接着，参见图3E，将一负型光刻胶层29涂布在透明导电层21和金属电极24a表面上，再利用第一光掩模23对光刻胶层29进行曝光显影程序，定义出如图3F所示的光刻胶层图案29a，其盖住透明导电层21欲形成透明电极的区域。然后，利用此一光刻胶层图案29a当作掩模，蚀刻透明导电层21以形成多对平行排列的透明电极21a。在以适当溶剂或干蚀刻方法去除光刻胶层图案29a后，即得到如图3G所示的构造。

接下来，参见图3H，在透明电极21a、金属电极24a、和基板20露出的表面上，覆盖一遮光层27，例如是PbO-B₂O₃-SiO₂系列的。由于此一遮光层27本身具有感光性，因此可利用一第三光掩模28直接对其进行曝光显影程序，定义出如图2J所示的遮光带27a，其位于每对透明电极21a之间空白的区域上。之后，再依序覆盖一介电层和一保护层(未显示)以完成一等离子体显示面板的前板的制造。

与图2A至2J的传统制造相比较，上述改良方法可全程使用自动对准方式来进行曝光程序。首先利用自动对准方式，制作出金属电极24a。接着在图3E中使用第一光掩模23进行曝光时，由于基板20上的对准标记(未显示)已转移到多层构造金属层24上，因此很容易被曝光机台的感应元件所检测，而能进行精确的自动对准曝光程序。之后，使用第三光掩模28时，可如传统工艺一般继续利用多层构造金属层24上的对准标记，进行另一自动对准曝光程序。尽管如此，随着等离子体显示面板制造技术的发展，仍有需要对上述工艺再作改良，以进一步提高生产效率。

因此，本发明的一个目的，是提供一种制造等离子体显示面板的前板的改良方法，其可全程不使用手动对准方式进行曝光程序，以增进曝光精确度与提高生产的效率。

本发明另一个目的，是提供一种制造等离子体显示面板的前板的改良方法，其可减少使用光掩模的数目，达到降低工艺复杂度和生产成本的功效。

为达到上述目的，本发明提出一种制作等离子体显示面板的前板的改良方法，由变更步骤顺序和背面曝光技术，达到减少光掩模使用数目并提高曝光显影精确度的效果。首先，利用网版印刷程序，或是利用一第一光掩模对一遮光层进行一曝光显影程序，定义出遮光层图案，包括遮光带和透明电极的间隙(gap)图案。接着，利用该遮光层图案当作光掩模，施行一背面曝光、显影程序，再经一蚀刻程序后，在基板表面上形成多对透明电极。然后，利用一第二光掩模进行另一次曝光、显影、蚀刻程序而在对应的透明电极上定义出多对金属电极。

具体说，本发明的一种等离子体显示面板的前板的制造方法，包括下列步骤：在一基板表面上形成一遮光层；利用一第一光掩模对遮光层进行一曝光显影程序，用以定义出遮光层图案，其中包括遮光带和透明电极的间隙(gap)图案；形成一透明导电层，覆盖在遮光层图案和基板露出的表面上；在透明导电层上涂布一第一光刻胶层；利用遮光层图案当作光掩模，对第一光刻胶层进行一背面曝光程序、显影用以定义图案而露出透明导电层位于遮光层图案表面上的部分，由于是利用遮光层图案当作罩幕，因此不须进行光掩模对准步骤，故称之为自我对准程序；依序去除露出的透明导电层和第一光刻胶层，在基板表面上留下多对透明电极；形成覆盖在透明电极和遮光层图案上一多层构造金属层；在多层构造金属层上涂布一第二光刻胶层；利用一第二光掩模对第二光刻胶层进行另一曝光显影程序，用以定义出第二光刻胶层图案，从而盖住欲形成金属电极的区域；利用第二光刻胶层图案当作掩模，蚀刻多层构造金属层以形成多对金属电极，其分别位于对应的多对透明电极上；以及去除该第二光刻胶层图案。

为了让本发明的上述和其他目的、特征、及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

图1是一等离子体显示面板的局部剖面图；

图2A至2J为一系列剖面图，显示依据传统方法制造等离子体显示面板的前板的流程；

图3A至3I为一系列剖面图，显示依据一公知改良方法制造等离子体显示面板的前板的流程；以及

图4A至4H为一系列剖面图，显示依据本发明改良方法一较佳实施例制造等离子体显示面板的前板的流程。

首先，如图4A所示，提供一基板40，例如是一玻璃平板。在基板40表面上覆盖一遮光层41，其为含有感光性物质的材料，例如是PbO-B₂O₃-SiO₂系列。利用一第一光掩模42直接对遮光层41进行曝光显影程序，定义出如图4B所示的遮光层图案41a，其对应于第一光掩模42的透光区域。与公知方法的不同处，在于本实施例修改了光掩模的图案，因此所形成的遮光层图案41a不仅包括公知的遮光带图案I，还包括透明电极的间隙(gap)图案II。除此之外，上述的遮光层图案41a，也可直接利用一般的网版印刷程序来制作。

其次，参见图4C，形成一透明导电层43，例如是一铟锡氧化物(ITO)、锡氧化物(SnO₂)、或铟锌氧化物(IDIXO)层，覆盖在上述遮光层图案41a和基板40露出的表面上。接着，将一负型光刻胶层44涂布在透明导电层43表面上。然后，直接从基板40的背面对光刻胶层44施行一背面曝光程序，这是利用遮光层图案41a来当作掩模，而经适当显影程序之后，即定义出如图4D所示的光刻胶层图案44a，用以露出透明导电层43位于遮光层图案41a上方的部分。

接下来，先利用上述光刻胶层图案44a当作掩模，蚀刻去除遮光层图案41a上方透明导电层43露出的部分，而留下基板40表面上多对平行排列的透明电极43a。然后，以适当溶剂或干蚀刻方法去除光刻胶层图案44a，即得到如图4E所示的构造。

参见图4F，在透明电极43a和遮光层图案41a表面上，覆盖一多层构造金属层44，例如是包括一铬层441、一铜层442、及另一铬层443的铬/铜/铬(Cr/Cu/Cr)三层构造金属层，或是包括一铬层441、一铝层442、及另一铬层443的铬/铝/铬(Cr/Al/Cr)三层构造金属层。接着，将一正型光刻胶层45涂布在多层构造金属层44上，并利用一第二光掩模46对光刻胶层45进行曝光显影程序，定义出如图4G所示的光刻胶层图案45a，盖住欲形成金属电极的区域。

然后，利用此一光刻胶层图案45a当作掩模，蚀刻多层构造金属层44，形成多对金属电极44a，其分别位于对应的透明电极43a上。在以适当溶剂或干蚀刻方法去除光刻胶层图案45a后，即得到如图4H所示的构造。之后，可依序覆盖一介电层和一保护层(未显示)，以完成一等离子体显示面板的前板的制造。

很明显的，依据本发明的改良方法，可全程不使用手动对准方式来进行曝光程序。首先，在使用第一光掩模42时，可利用基板40上事先制作的对准标记(未显示)来进行自动对准曝光程序，而定义出遮光层41的图案。接下来，由背面曝光技术，亦即自我对准方式，更可在不使用光掩模的情况下，形成所需的透明电极43a。最后，在使用第二光掩模46时，基板40上的对准标记虽已转移到遮光层41上，仍很容易被曝光机台的感应元件所检测，而能进行精确的自动对准曝光程序。与公知技术相比较，本发明的改良方法不仅可全程地进行自动及自我对准曝光，而增进曝光精确度与提高生产的效率，更可减少使用光掩模的数目，达到降低工艺复杂度和生产成本的功效。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种等离子体显示面板的前板的制造方法，包括下列步骤：

在一基板表面上形成一遮光层；

利用一第一光掩模对该遮光层进行一曝光显影程序，用以定义出遮光层图案，其中包括遮光带图案和透明电极的间隙图案；

形成一透明导电层，覆盖在该遮光层图案和该基板露出的表面上；

涂布一第一光刻胶层于该透明导电层上；

利用该遮光层图案当作光掩模，对该第一光刻胶层进行一背面曝光显影程序，用以定义图案而露出该透明导电层位于该遮光层图案表面上的部分；

依序去除露出的该透明导电层和该第一光刻胶层，在该基板表面上留下多对透明电极；

形成一多层构造金属层，覆盖在该透明电极和该遮光层图案上；

在该多层构造金属层上涂布一第二光刻胶层；

利用一第二光掩模对该第二光刻胶层进行另一曝光显影程序，用以定义出第二光刻胶层图案，从而盖住欲形成金属电极的区域；

利用该第二光刻胶层图案当作掩模，蚀刻该多层构造金属层以形成多对金属电极，其分别位于对应的该多对透明电极上；以及

去除该第二光刻胶层图案。

2.如权利要求1所述的一种等离子体显示面板的前板的制造方法，其中该基板是一玻璃平板。

3.如权利要求1所述的一种等离子体显示面板的前板的制造方法，其中该遮光层图案是对应于该第一光掩模的透光区域。

4.如权利要求1所述的一种等离子体显示面板的前板的制造方法，其中该透明导电层的材料为铟锡氧化物、锡氧化物、或铟锌氧化物。

5.如权利要求1所述的一种等离子体显示面板的前板的制造方法，其中该第一光刻胶层是一负型光刻胶层。

6.如权利要求1所述的一种等离子体显示面板的前板的制造方法，其中该多层构造金属层是铬/铜/铬，或铬/铝/铬的三层构造金属层。

7.如权利要求1所述的一种等离子体显示面板的前板的制造方法，其中该曝光显影程序和另一曝光显影程序都是以自动对准方式进行的。