JP5292383B2 - 液晶ディスプレー下基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は一種の液晶ディスプレー下基板の製造方法に関する。特に一種の対置精度を高めることができる液晶ディスプレー下基板の製造方法に係る。

液晶ディスプレーの駆動方式は受動式（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ，ＰＭＬＣＤ）と主動式（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ，ＡＭＬＣＤ）に分けられる。主動式駆動液晶ディスプレーとは、薄膜トランジスター（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＴＦＴ）をスイッチ部品とするディスプレーである。該主動式駆動液晶ディスプレー中の単一画素の開口率は、バックライトモジュール中の表示区域を貫通可能な光線の多寡が直接関係している。電力消費量が相同であれば、該主動式駆動液晶ディスプレーの開口率が高くなればなるほど、それが示す輝度も高くなる。

一般の開口率が高い液晶ディスプレーの主要設計概念は、画素電極と信号線の積み重ねを利用し、不透光の信号線により液晶が散乱排列した漏光区域である画素外或いはエッジを遮蔽する。しかし、通常漏光区域の遮蔽に用いられる黒色遮光層（ｂｌａｃｋ ｍａｔｒｉｘ）は、実際にはカラーフィルターとの対置精度がしばしば不十分であるため、上下或いは左右の対置偏移を招く結果、キャパシタの変化を生じ、画面表示の一致性に影響を及ぼしている。

同時に、一般の画素電極パターン化の過程において、ＩＴＯ層上にフォトレジストを塗布する場合、フォトマスクの部分遮蔽により露光を行う時、基板上に形成されるフォトレジストパターンは、露光過程中のエッジ光線の部分漏光により、露光精度（ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）を低下させてしまう。これでは、画素電極パターンとゲート極信号線パターンエッジの部分が重なり位置が偏移してしまい、或いは画素電極パターンとソース極信号線パターンエッジの部分が重なり位置が偏移してしまう。

画素区域平面図である図１に示すように、開口率を高めるために、一般には透明画素電極１００は一部が信号線２００の区域上に重なるように設計されている。しかし、画素電極フォトマスク解析度、及び層と層の対置精度、アンダーカット量変化などの考慮により、該信号線２００の幅は狭くすることができない。さもなくば、該透明画素電極１００と該信号線２００の重なった位置の漏光問題が生じる。図１中のＡ−Ａ’線位置における断面図である図２に示すように、該透明画素電極１００と第二金属層３００の対置偏移時に、上下或いは左右の各材料間の対置がずれ、重なり部分の不一致を形成し、異なる値の寄生キャパシタ（Ｐａｒａｓｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）４００、４０１を生じる。これにより総寄生キャパシタ値は不安定になり、表示画面の一致性に影響を及ぼしてしまう。

特に、ステップ式露光機（ｓｔｅｐｐｅｒ ｅｘｐｏｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を用いフォトレジストの連続露光を行う時には、一回の露光毎に生じる対置のずれが徐々に累積し、基板上の寄生キャパシタもこれに従い変化している。

よって、開口率を向上させると同時に、寄生キャパシタ作用を減少させ、主動式駆動液晶ディスプレーの表示効果を向上させることが求められる。

上記のように、本発明液晶ディスプレー下基板の製造方法は背面露光の方式を利用し、フォトマスクの使用を組み合わせ露光を行い、画素電極を形成し、本方法は透明画素電極と信号線の間の重なりにより固定値を保持し、層と層間の対置の問題に従い偏移が発生することはないため、表示の安定性を向上させることができる。

さらに本発明液晶ディスプレー下基板の製造方法は必要に応じて信号線の幅を調整可能で、透明電極層と信号線の対置精度、或いは透明電極層のフォトマスク解析度により決定されず、よって高い開口率を達成可能である。

本発明液晶ディスプレー下基板の製造方法の第一実施例では以下のステップを含み、
（ａ）基板の第一表面上にパターン化された第一透明電極層、第一絶縁層、パターン化された金属層、第二絶縁層を形成し、該第一透明電極層は第一絶縁層により覆われ、該金属層は該第一絶縁層上に位置し、しかも該金属層は該第二絶縁層により覆われ、
（ｂ）該第二絶縁層上には第二透明電極層とネガティブフォトレジスト層を形成し、該第二透明電極層は該第二絶縁層と該ネガティブフォトレジスト層間に位置し、
（ｃ）該基板の第二表面から露光を行い、
（ｄ）未反応の該ネガティブフォトレジスト層を除去し、エッチングを行い、パターン化された第二透明電極層を形成する。

上記方法において、ステップ（ｄ）の後にはさらにステップ（ｅ）を含み、すべてのネガティブフォトレジスト層を除去し、該第二透明電極のパターン化をさらに完璧とする。

本発明液晶ディスプレー下基板の製造方法の第二実施例では以下のステップを含み、
（ａ）基板の第一表面上にパターン化された第一導電層、第一絶縁層、パターン化された金属層、第二絶縁層を形成し、該第一導電層は該第一絶縁層により覆われ、該金属層は該第一絶縁層上に位置し、しかも該金属層は該第二絶縁層により覆われ、
（ｂ）該第二絶縁層上には透明電極層とネガティブフォトレジスト層を形成し、該透明電極層は該第二絶縁層と該ネガティブフォトレジスト層間に位置し、
（ｃ）該基板の第二表面から露光を行い、
（ｄ）未反応の該ネガティブフォトレジスト層を除去し、エッチングを行い、パターン化された透明電極層を形成する。

上記方法において、ステップ（ｄ）の後にはさらにステップ（ｅ）を含み、すべてのネガティブフォトレジスト層を除去し、さらに完璧にパターン化された第二透明電極を形成し、該第一導電層は不透光或いは半透光の導電材料で、該第一導電層は柵状であることが望ましく、背面露光と同時に、該第一導電層上方のフォトレジスト保留することができ、完璧な透明電極の形成に有利である。

上記本発明の数個の方法中に使用する絶縁層は有機材料のアクリル樹脂（ａｃｒｙｌｉｃ ｒｅｓｉｎ）、ポリイミド樹脂（ｐｏｌｙｍｉｄｅ ｒｅｓｉｎ）、或いは無機材料のＳｉＯ2 、ＳｉＮｘなどから任意の一つを適用し、しかも第二絶縁層は平坦層であることが望ましい。

上記方法において、該透明電極層はインジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）、或いはインジウムと亜鉛の酸化物（ＩＺＯ）の任意の一つを適用し、同時に本方法中の透明電極は任意の方式を適用し形成し、スパッタリングにより形成することが望ましいことを特徴とする液晶ディスプレー下基板の製造方法である。

請求項１の発明は、以下のステップを含み、
（ａ）基板の第一表面上にパターン化された第一透明電極層、第一絶縁層、パターン化された金属層、第二絶縁層を形成し、該第一透明電極層は第一絶縁層により覆われ、該金属層は該第一絶縁層上に位置し、しかも該金属層は該第二絶縁層により覆われ、
（ｂ）該第二絶縁層上には第二透明電極層とネガティブフォトレジスト層を形成し、該第二透明電極層は該第二絶縁層と該ネガティブフォトレジスト層間に位置し、
（ｃ）該パターン化された金属層及び該第一透明電極層を該ネガティブフォトレジスト層露光用のフォトマスクとし、該基板の第二表面から露光を行い、
（ｄ）未反応の該ネガティブフォトレジスト層を除去し、エッチングを行い、パターン化された第二透明電極層を形成することを特徴とする液晶ディスプレー下基板の製造方法としている。
請求項２の発明は、前記ステップ（ｄ）の後にはさらにステップ（ｅ）を含み、すべてのネガティブフォトレジスト層を除去することを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレー下基板の製造方法としている。
請求項３の発明は、前記第二絶縁層は平坦層であることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレー下基板の製造方法としている。
請求項４の発明は、前記ステップ（ａ）とステップ（ｂ）の透明電極層はスパッタリングにより形成することを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレー下基板の製造方法としている。
請求項５の発明は、前記第一及び第二透明電極層はインジウムとスズの酸化物（ＩＴＯ）、或いはインジウムと亜鉛の酸化物（ＩＺＯ）であることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレー下基板の製造方法としている。

上記のように、本発明液晶ディスプレー下基板の製造方法は背面露光の方式を利用し、フォトマスクの使用を組み合わせ露光を行い、画素電極を形成し、本方法は透明画素電極と信号線の間の重なりにより固定値を保持し、層と層間の対置の問題に従い偏移が発生することはないため、表示の安定性を向上させることができる。さらに本発明液晶ディスプレー下基板の製造方法は必要に応じて信号線の幅を調整可能で、透明電極層と信号線の対置精度、或いは透明電極層のフォトマスク解析度により決定されず、よって高い開口率を達成可能である。

公知の画素区域の平面図である。 公知の画素区域図１のＡ−Ａ’断面図である。 画素区域の平面表示図である。 本発明第一実施例の製造プロセス図３のＢ−Ｂ’断面図である。 本発明第二実施例の製造プロセス図３のＢ−Ｂ’断面図である。

本発明方法は背面露光方式により対置精度を向上させるものだが、以下の問題に遭遇する可能性がある。それは、共同電極線に不透光材料を使用し、或いは画素電極区域が分割されるなどである。よって、本発明方法は数種の異なる実施方式を利用し、その異なる形態を説明する、以下の各断面図の位置は、図３平面表示図中のＢ−Ｂ’線における断面である。

第一実施例において、図４（ａ）に示すように、先ずガラス基板００を提供する。該基板００の正面にはパターン化された第一透明電極層１５、第一絶縁層２０、パターン化された第二金属層３０、第二絶縁層４０を順番に形成する。該第一透明電極層１５は第一絶縁層２０により覆われ、該第二金属層３０は該第一絶縁層２０上に位置し、しかも該第二絶縁層４０により覆われる。

続いて、該第二絶縁層４０上に第二透明電極層５０とネガティブフォトレジスト層６０を形成し、該第二透明電極層５０は該第二絶縁層４０と該ネガティブフォトレジスト層６０の間に位置する（図４（ａ）参照）。

図４（ｂ）の矢印方向に示すように、該基板００の背面から露光を行い、同様に、不透光の第二金属層３０と第一透明電極層１５のパターンを利用し、該ネガティブフォトレジスト層６０露光のフォトマスクとする。本実施例中では第一透明電極層１５は透光或いは不透光の材料であるため、背面露光時に、光線の一部は該第一透明電極層１５を通過し、該ネガティブフォトレジスト層６０を照射し、該第一透明電極層１５上方のフォトレジストの一部は光線の照射を受け、重合反応を生じリソグラフ時に保留される。

続いて未反応のネガティブフォトレジスト層６０を除去すると、該平坦層４０上にパターン化されたネガティブフォトレジスト層６０が現れる（図４（ｃ）参照）。

さらに該フォトレジスト層６０のパターンに基づき、第二透明電極層５０のエッチングを行い、図４（ｄ）に示すように、最後にすべてのネガティブフォトレジスト層６０を除去し、パターン化された第二透明電極層５０を形成する（図４（ｅ）参照）。

第二実施例において、基板の製造工程は図５（ａ）に示すように、先ずガラス基板００を提供する。該基板００の正面にはパターン化された第一導電層１１、第一絶縁層２０、パターン化された第二金属層３０、第二絶縁層４０を順番に形成する。該第一導電層１１は第一絶縁層２０により覆われ、該第二金属層３０は該第一絶縁層２０上に位置し、しかも該第二絶縁層４０により覆われる。

該第二絶縁層４０は平坦層である。この他、本実施例の第一導電層１１は半透光あるいは不透光の導電材料で、柵状外形の導電層を形成する。

続いて、該第二絶縁層４０上に第二透明電極層５０とネガティブフォトレジスト層６０を形成し、該第二透明電極層５０は該第二絶縁層４０と該ネガティブフォトレジスト層６０の間に位置する（図５（ａ）参照）。

図５（ｂ）の矢印方向に示すように、該基板００の背面から露光を行い、同様に、不透光の第二金属層３０と柵状の第一導電層１１のパターンを利用し、該ネガティブフォトレジスト層６０露光のフォトマスクとする。本実施例中では該第一導電層１１は柵状であるため、背面露光時に、光線の一部が該第一導電層１１の柵状部分を透過し、該ネガティブフォトレジスト層６０を照射し、該第一導電層１１上方のフォトレジストの一部は保留させる。こうして完全な透明電極の形成に有利となる。

続いて未反応のネガティブフォトレジスト層６０を除去すると、該平坦層４０上にパターン化されたネガティブフォトレジスト層６０が現れる（図５（ｃ）参照）。

さらに該フォトレジスト層６０のパターンに基づき、第二透明電極層５０のエッチングを行い、図５（ｄ）に示すように、最後にすべてのネガティブフォトレジスト層６０を除去し、パターン化された第二透明電極層５０を形成する（図５（ｅ）参照）。

００ 基板
１０ 第一金属層
１１ 第一導電層
１５ 第一透明電極層
２０ 第一絶縁層
３０、３００ 第二金属層
４０ 第二絶縁層（平坦層）
５０ 透明電極層
６０ ネガティブフォトレジスト層
７０ フォトマスク
１００ 透明画素電極
２００ 信号線
４００、４０１ 寄生キャパシタ

Claims (4)

1. 以下のステップを含み、
   （ａ）基板の第一表面上にパターン化された第一導電層、第一絶縁層、パターン化された金属層、第二絶縁層を形成し、該第一導電層は第一絶縁層により覆われ、該金属層は該第一絶縁層上に位置し、しかも該金属層は該第二絶縁層により覆われ、且つ該第一導電層は柵状とされ、
   （ｂ）該第二絶縁層上には透明電極層とネガティブフォトレジスト層を形成し、該透明電極層は該第二絶縁層と該ネガティブフォトレジスト層間に位置し、
   （ｃ）該パターン化された金属層及び該第一導電層を該ネガティブフォトレジスト層露光用のフォトマスクとし、該基板の第二表面から露光を行い、
   （ｄ）未反応の該ネガティブフォトレジスト層を除去し、エッチングを行い、パターン化された透明電極層を形成することを特徴とする液晶ディスプレー下基板の製造方法。
2. 前記ステップ（ｄ）の後にはさらにステップ（ｅ）を含み、すべてのネガティブフォトレジスト層を除去することを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレー下基板の製造方法。
3. 前記第二絶縁層は平坦層であることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレー下基板の製造方法。
4. 前記第一導電層は不透光或いは半透光の導電材料であることを特徴とする請求項１記載の液晶ディスプレー下基板の製造方法。

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