TW457398B - Photomask, method for producing TFT substrate, and method for producing display device - Google Patents

Description

457398 五、發明說明⑴ 發明背景 1.發明範疇： ^發明有關一種光罩，尤其有關一種使用以製造液晶顯 不器（LCDs)之光罩，該顯示器可作為筆記型電腦、桌上型 電腦、汽車導航系統、及牆掛式電視之偵測顯示器。本發 明亦有關一種製造薄膜電晶體TFT基板之方法及使用該光 罩之顯示裝置。 2 _相關技藝描述： 近年來，平板顯示器（FPDs)諸如液晶顯示器（LCDs)係廣 泛地於個人電腦或薄型電視中作為顯示裝置。技藝界致力 於增加平板顯示器F p J)基板之面積’以增加此等顯示裝置 之面積。是故，用以製造該FPD基板之光罩的面積亦增 加。 - 為了該等具有大型面積之光罩，技藝界致力於提供可進 行高速而大面積繪圖操作之光罩繪圖器（繪圖裝置）。例 如，日本專利編號2 6 9 6 3 6 4及日本公開公告編號5 _ 3 2 6 3 5 6 揭示一種光罩繪圖器類型，即光域掃描型繪圖裝置。現在 描述習用可進行大面積繪圖操作之光罩给圖器。 圖1係5兒明習用光罩繪圖器1 〇 〇。圖1所說明之光罩緣圖 為1 0 0係包括一繪圖雷射光源1 〇 1 、一聲光調制器（Α 〇調制 器）1 0 2 -用以根據輸入電壓而改變來自光源之光東的繞射 角、一可變焦距透鏡103、一光學頭〗〇4、—光學頭支禮導 桿105 -用以使該光學頭1 〇4沿取向移動（如圖1所示）、 一光學台107-上方置有一材料片106、及一裝置座1〇8-上

45 739 8 五、發明說明（2) __ 用二束有：光學台1(37。該光學頭104調制多角鏡，藉著使 用以控制光束L丨以使 目標透鏡等物以击…L ^ (心八耵万，。哀材枓片1 0 6上之 光。該光學！107:V:描該材料片106而得到大面積曝 ⑷可沿著^取向H於該裝置座108靈’使得該光學台 S] 51 1 η n i 。移動（如圖1所示）^圖1所說明之光罩絡 =:動該：學頭104及該光學台嶋別可沿著上 可沿著該X及Y取V亥先學頭104可被固定’而該光學台107 ^ 向移動。任何情況下，該光學丨 位f該材料片106上方之所期望位置。 白了 晉及光學台m —般個別備有雷射長度測量裝 置110及111。#亥長户：目丨丨旦驻翠彳彳 長度測里裝置110及111係使用來自雷射光 '、“ ^ 。因此’可精確地定位該光學頭10 4。 方=二，簡易地描述使用習用光罩繪圖器1 00之光罩繪圖 首先泫光本頭1 〇 4係位於該材料片！ 〇 β上方之所期望 置（例如該材料片106之左下角）。 I月望位 之彳交’ ‘作/亥光學頭1 04，以使光束L1掃描該材料片 M a’光東1^'沿著Y取向於預定間隔下之AO調制器1〇2偏 \而且’ Μ光學頭1 0 4 (或某些情況下之光學台1 〇 7 )係 光学頭10 '所具備之多角鏡旋轉同步地沿著χ取向移 iV因者該γ取向’於固定寬度匕下繪出條形部分 … '違見度1係對應於該光學頭1 04沿該Y取向移動之預 定間隔。 之1 °玄光學台1 0 7藉著適當地調整該光罩繪圖器1 〇 〇之

45 739 8 五、發明說明（3) -一--一 ΐ距而步進，而對應於所羚製條型部分〗1 2於Y取向之 ΐ二給制i此，該光學頭〗04係位於該材料片106上方與先 刚所緣製條型部分112相鄰之位置上。之後，藉由前述方 :另會製條型部分112相鄰處緣製具有預定寬度 姑料M I’nfi °★分。以光域掃描方式重複前述方法’以於該 材枓片106之整體表面上繪出圖型。 ，夜ΐ :型二二11 2之寬度Dl 一般係為數十至數仟微米。於 ::：=疇内’適於實際使用之寬度h範圍係為數百 :t *相鄰之雷射繪圖區（條型部分）中使位置及尺 阁:a ί Γ小化對於在該材料片106整體表面上繪出所需 §極為重要。技藝界已發展出各種方法以使雷身"會 ^中之位置及尺寸誤差最小化。現在描述該等習用方法 中之兩種。 第一種習用方法係為多重曝光法’其中於兩相鄰曝光區 (雷身"會圖區）間提供充分之重疊。第一種習用方法係藉著 先使用2於，如所使用之抗焊劑材料之曝光靈敏度之丨/4 的曝光置使第一個區域曝光，之後使用同量曝光（即該抗 焊劑材料之曝光靈敏度之1/4)使具有與該第一個區域相同 尺=而以1/4之該區域置換該第一個區域之第二個區域曝 光等等。此種方法中，針對一曝先區域提供足量之重疊 (結果’每個區域皆曝光四次）。如此一來，雖然每個曝光 步龄可能產生之位置及尺寸移位皆係為該抗焊劑材料之曝 光t敏度之1 / 4量，但整體方法可補償該移位。結果可減 少移位。因此，可於極高位置及尺寸準確度下進行繪圖方

45 739 8 五、發明說明（4) 法。 如前文所述，根據第一個習用方法，於欲曝光之兩連續 區域間提供大量重疊，而大幅降低該光罩產製通量。因 此，就成本而言，此方法對於大區域光罩繪製方法不實 際。實際上，此種方法之應用已限制於繪製相對小區域圖 型諸如步進器（網線）所使用之光罩的方.法。 第二種習用方法係為大區域光罩所使用之繪製方法，其 中過渡部分所使用之重疊曝光量經最小化，以改善產製通 量。 本發明所使用之“過渡部分”意指欲曝光之材料片上兩 相鄰繪製區（曝光區）間之重疊、間隙或邊界。 現在描述該第二種習用方法。 圖2係說明根據第二種習用方法曝光之光罩環繞一過渡 部分之部分。參照圖2，第一個繪製區（第一個曝光區） 2 0 1及相鄰第二個繪製區（第二個曝光區）2 0 2於一過渡部 分2 1 0上彼此重疊。 根據第二種習用方法，每一個欲曝光區之曝光量皆以梯 度方式（以“步進三角圖型”）控制，使用四種不同之曝光 等級（2 5 %、5 0 %、7 5 %及1 0 0 % )。兩相鄰區域之每個過渡部 分中，繪出藉著合成個別繪製圖型所得之合成圖型。因此 該過渡部分2 1 0曝照根據合成曝光型線2 0 5或2 0 6所決定之 光量，該型線係藉著合成第一個繪圖區曝光型線2 0 3及第 二個繪圖區曝光型線2 0 4而得。該合成曝光型線2 0 5或2 0 6 理想上係為直線。然而，當實際過渡位置208及2 0 9與所需

d5 739 8 五、發明說明（5) 之過渡位置2 0 7偏離微量位置偏移量（± A d )時，該合成曝 光型線2 0 5或2 0 6具有對應於微量位置偏移量（土 △ d )之矩 型突出。 圖2所說明之座標系統中，當該第二個曝光區2 0 2中微量 位置偏移量具有正值（△ d )(例如，當實際過渡位置係位於 虛線2 0 8所示之位置時），如該合成曝光.型線2 0 5所示地局 部發生該最佳曝光之1 2 5百分比的過度曝光。相反地，當 該第二個曝光區域2 0 2中之微量位置偏移量具有負值 (-△(!)時（例如，當實際過渡位置係位於虛線2 0 9所示之位 置上時），如合成曝光型線2 0 6所示地局部發生該最佳曝光 之75百分比的曝光不足。 因此，根據該第二種習用方法，可在縮小該過渡部分中 重疊量之同時，縮小相鄰繪圖區之間的位置及尺寸誤差。 此因介於兩相鄰繪圖區間之各個過渡部分係曝照藉著將該 兩區域之個別曝光量平均所得之光量（即根據該合成曝光 型線）。而且，根據第二種習用方法，該合成曝光型線中 對應於微量位值偏移量士 Ad之矩型突出的高度或深度（振 幅）縮小。 然而，曝光量仍有偏移，對應於前述過渡部分之微量位 置缟移或光束照射能誤差（例如，欲具有1 0 0百分比曝光度 之曝光區域可能具有9 8百分比曝光度）。因為此種問題， 故該第二種習用方法具有必然較該第一種習用方法小一位 數之圖型繪製準確度。而且，圖2說明一實例，其中該曝 光型線係具有理想之步進三肖圖型。然而，實際方法中，

45 739 8 五、發明說明（6) 藉著該A 0調制器所控制之偏轉光束強度可能有部分變化。 此亦可能擾亂所繪製圖型。而且，可能需提供具有數十微 米寬度之三角形過渡部分，以避免兩相鄰曝光區之間的位 置及尺寸準確度有實質變化。 此外，本發明者已發現當使用於F PD基材中之光罩係使 用該第二種習用方繪製時，可能另外產.生以下問題。 因為FPD基材之設計係使得在光罩繪製過程中所形成之 條型過渡部分（繪製過渡部分）具有一間距，與該光罩圖型 者成特殊周期關係，故該光罩上之條型過渡部分可與形成 於該FPD基材上之圖型重疊。此情況下，該FPD基材上之圖 型上可能發生具有特定間距之條狀圖型不均勻度。當於該 FPD上以模組形式顯示灰階影像時，該圖型不均勻度以亮 度不均勻度形式出現。 該種亮度不均句係為因兩因素結合所產生之現象。第一 個因素係為因所形成之圖型中約± 0 . 1微米之偏差所致之 光學繞射，發生於該光罩過渡部分中尺寸及位置準確度不 過高（約± 0. 1微米）而基材上之殘留圖型（例如該殘留圖型 對應於該光罩上沉積有鉻薄膜之部分，及殘留圖型對應於 該光罩供負抗焊劑使用之開口）係位於該過渡部分上。本 發明所使用之“殘留圖型”一辭意指抗焊劑於固化後所殘 留之部分。該光學繞射係以明亮度/暗度不均勻度形式出 現於該顯示面板上，而形成顯示不均勻度。 第二個因素係為該亮度不均勻度之間距。例如，前述明 亮度/暗度不均勻度（亮度不均勾度）之可見度實質上視該

第10頁 4 5 739 8 五、發明說明（7) 不均勾度之間距而變。例如，當該明亮度/暗度不均勻度 具有約2毫米或更大之間距時，於該顯示面板上發現垂直 及側向條紋狀之明亮度/暗度不均勻度。然而，當該間距 係約1毫米或更小，則通常未發現該明亮度/暗度不均勻 度。一個增加明亮度/暗度不均勻度之間距的因素係為該 圖型不均勻度之相對長間距，視該光罩.繪圖過渡部分之間 距及該顯示裝置之點間距的最小公倍數而定。當該過渡部 分間距及點間距間之比例係為例如5 6 : 4 1時，繪圖過渡部 分係每5 6個顯示裝置像素點即與光罩圖型重疊。此情況 下，若該點間距係為例如3 0 7. 5微米，則產生周期為1 7 . 2 2 毫米之明亮度/暗度不均勻度。具有該長周期之明亮度/暗 度不均勻度具有極高之可見度，於顯示面板上輕易地以顯 示不均勻度形式出現。 若改善該光罩圖型準確度，則可避免因位置及尺寸誤差 所致之顯示不均勻度。然而，已知聲光調制器之偏轉角可 因溫度變化而改變，技藝界中已知該圖型準確度可能受到 輕度包括該多角鏡之旋轉或該多角鏡之旋轉不均勻度之影 響：因此，實際上難以進一步改善該圖型準確度。除前述 者外，仍有另一個增加圖型準確度之因素。例如，雖然該 光學台及該光學頭之掃描及步進準確度係使用雷射長度測 定裝置提供，但該雷射長度測定裝置之位置準確度並非始 终與用以產生繪圖光束之光學系統同步。相信該雷射長度 測定裝置之位置準確度具有至少部分偏差。而且，為了改 善該圖型準確度，需使該座台步進間隔保持固定。因此，

45 739 8 五、發明說明¢8) 該座台驅動系統之元件，例如球螺桿或線性馬達，需具有 極面準確度。 如前文所述，改善該光罩圖型準確度本身極為重要，可 得到具有高品質之顯示裝置，但亦極為複雜而困難。改善 該光罩圖型準確度可能需要例如於該繪圖裝置中備有極昂 貴之校正機構。結果，變成極費時而昂.貴方能得到高準確 度光罩，並反映於使用該光罩所產製之產品的成本上。 發明概述 根據本發明之一態樣，提出一種用以產製顯示裝置之光 罩，該光罩表面上具有多個繪圖區域及介於兩相鄰繪圖區 之間的過渡部分。於該繪圖區中之至少一區中形成一圖 型。圖型間距與過渡部分間距間之比例係為整數比例，使 得由該圖型間距及該過渡部分間距之最小公倍數所定義之 長度係為1毫米或較小。 本發明之一具體實例中，該圖型間距及該過渡部分間距 間之比例係為1 : 1。 本發明之一具體實例中，該圖型間距及該過渡部分間距 間之比例係為3 : 4、2 : 3、1 : 2、1 : 3或1 : 4。 本發明之一具體實例中，該圖型及該過渡部分並非彼此 大幅地重疊。 本發明之一具體實例中，該圖型間距係對應於該顯示裝 置之點間距。 本發明之一具體實例中，該過渡部分間距係藉著控制用 以繪製該光罩之光罩繪圖器頭之掃描寬度及該光罩繪圖器

第12頁 4 5 739 8 五、 發明說明（9) 台 移 動 之 間 距 而 決 定 0 本 發 明 之 一 具 體 實 例 中 該 圖 型 係 為 一 信 號 線 〇 本 發 明 之 一 具 體 實 例 中 圖 型 繪 製 操 作 係 使 用 光 域 掃 描 . 方 法 進 行 0 根 據 本 發 明 另 一 態 樣 提 出 — 種 產 製 薄 膜 電 晶 體 基 板 之 方 法 〇 該 方 法 包 括 步 驟 有 於 一 基 板 上 形 成 一 閘 極 匯 流 排 線 於 該 基 板 上 形 成 — 半 導 體 層 形 成 -— 源 極 匯 流 排 線 使 得 該 源 極 匯 流 排 線 與 該 閘 極 匯 流 排 線 交 叉 而 電 聯 於 該 半 導 體 層 及 形 成 一 像 素 電 極 使 得 該 像 素 電 極 係 電 聯 於 該 半 導 體 層 〇 該 閘 極 匯 流 排 線 、 該 源 極 匯 "IL 排 線 該 半 導 體 層 及 該 像 素 電 極 中 至 少 一 種 係 使 用 光 罩 形 成 0 該 光 罩 表 面 上 具 有 多 個 繪 圖 區 及 介 於 兩 相 鄰 繪 圖 之 間 的 過 渡 部 分 0 圖 型 間 距 與 過 渡 部 分 間 距 間 之 比 例 係 為 整 數 比 例 使 得 由 該 圖 型 間 距 及 該 過 渡 部 分 間 距 之 取 小 公 倍 數 所 定 義 之 長 度 係 為1毫米或較Λ 、c 根 據 本 發 明 另 一 態 樣 提 出 一 種 製 造 顯 示 裝 置 之 方 法 0 該 方 法 包 括 步 驟 有 :形成- -薄膜電晶體 包括位於第- -基 板 上 之 一 閘 極 匯 流 排 線 、 一 源 極 匯 流 排 線 、 一 半 導 體 層 及 — 像 素 電 極 於 一 相 對 基 板 之 表 面 上 形 成 相 對 電 極 面 向 該 第 一 基 板 ; 及 於 該 第 一 基 板 及 該 相 對 基 板 之 間 提 供 一 顯 示 介 質 層 0 形 成 該 薄 膜 電 晶 體 之 步 驟 係 包 括 使 用 光 罩 形 成 問 極 匯 流 排 線 > 該 源 極 匯 流 排 線 該 半 導 體 層 及 該 像 素 電 極 中 之 至 少 一 種 的 步 驟 〇 該 光 罩 表 面 上 具 有 多 個 繪 圖 區 及 介 於 兩 相 鄰 繪 圖 區 之 間 的 過 渡 部 分 〇 於 該 繪 圖 區 中 之

第13頁 4 5 739 8 五、發明說明（ίο) 至少一區上形成一圖型。圖型間距與過渡部分間距間之比 例係為整數比例，使得由該圖型間距及該過渡部分間距之 最小公倍數所定義之長度係為1毫米或較小。 本發明之一具體實例中，該顯示裝置另外包括一濾色 器，而該濾色器係使用該光罩形成。 根據本發明另一態樣，提出一種製造顯示裝置之方法。 該方法包括步驟有：於第一基板上形成多條第一信號線， 沿著第一取向而延伸成條狀圖型；於與該第一基板相對之 第二基板上形成多條第二信號線，沿著異於該第一取向之 取向延伸成條狀圖型；及於該第一基板及第二基板之間提 供一顯示介質層。形成該第一信號線之步驟及形成該第二 信號線之步驟中之至少一步驟係使用光罩。該光罩表面上 具有多個繪圖區及介於兩相鄰繪圖之間的過渡部分。於該 繪圖區中之至少一個上形成一圖型。圖型間距與過渡部分 間距間之比例係為整數比例，使得由該圖型間距及該過渡 部分間距之最小公倍數所定義之長度係為1毫米或較小。 現在描述本發明功能。 本發明光罩中，該圖型間距及該過渡部分間距具有一整 數比例，使得其最小公倍數係為1毫米或較小。因此，過 渡部分中之光罩圖型不均勻度（若存在）之周期始終係為1 毫米或較小。使用具有相對短間距之圖型不均勻度之光罩 時，於該基板上所產製圖型（例如閘極線圖型，源極線圖 型，或絕緣體圖型）亦可具有間距相對短之圖型不均勻 度，若使用該光罩於一薄膜電晶體基板上形成一圖型或該

第14頁 45 739 8 五、發明說明（11) 薄膜電晶體基板使用於一顯示裝置，則當該圖型不均勻度 作為繞射光柵時，因為該圖型不均勻度之間距短，故觀測 者無法於該顯示面板上發現亮度不均勻度。 而且，當該圖型間距及該過渡部分間距間之比例設定於 1 : 1時，即使該過渡部分中之圖型有位置偏移，仍可抑制 周期性圖型不均勻度之發生。使用該光.罩形成於一基板上 之圖型不具有周期性圖型不均勻度。因此，當該基板使用 於一顯示裝置中時，可較有利地抑制該亮度不均勻度等之 發生。 此外，當該圖型間距及該過渡部分間距間之比例係設定 於3 : 4、2 : 3、1 : 3或1 : 4時，該過渡部分具有增大之間距， 而可增加每一區欲繪圖之尺寸。因此，可增加該繪圖器繪 出光罩之繪圖間距，而縮短光罩產製時間。 籍著防止圖型及過渡部分彼此大幅地重疊，可抑制該圖 型於該過渡部分中之位置及尺寸偏差。 因此，本發明可實現優點：（1 )提供一光罩，用以產製 大型螢幕顯示裝置，可在不改善該光罩圖型之位置及尺寸 準確度下，用以減少所產製之顯示裝置中產生顯示不均勻 度：及（2 )提供一種使用該光罩產製薄膜電晶體基板及顯 示裝置之方法° 熟習此技藝者可於參照附圖閱讀及明暸以下詳述之後明 瞭本發明之此等及其他優點。 圖式簡單說明 圖1係說明一習用光罩繪圖器；

第15頁 45 739 8 五、發明說明¢12) 圖2係說明一光罩過渡部分及該光罩過渡部分中之曝光 強度型線及合成曝光強度型線； 圖3係說明本發明光罩； 圖4A係說明當點間距：繪圖間距二1 : 1時之圖型間距及 過渡部分間距； 圖4B係說明當點間距：繪圖間距=2 : 3時之圖型間距及 過渡部分間距； 圖4C係說明當點間距：繪圖間距=1 : 2時之圖型間距及 過渡部分間距； 圖4D係說明當點間距：繪圖間距=4 1 : 56時之圖型間距 及過渡部分間距； 圖5 A係說明當點間距：繪圖間距=1 : 1時，閘極匯流排 線及過渡部分最接近該閘極匯流排線之處之間的距離； 圖5 B係說明當點間距：繪圖間距=2 : 3時，閘極匯流排 線及過渡部分最接近該閘極匯流排線之處之間的距離； 圖5 C係說明當點間距：繪圖間距=1 : 2時，閘極匯流排 線及過渡部分最接近該閘極匯流排線之處之間的距離； 圖5 D係說明當點間距：繪圖間距=4 1 : 5 6時，閘極匯流 排線及過渡部分最接近該閘極匯流排線之處之間的距離； 圖6係說明藉著使用本發明光罩所產製之薄膜電晶體基 板的平面圖； 圆7係說明囷6所說明之薄膜電晶體基板的剖面圖； 圖8係說明藉著使用圖6說明之基板所產製之顯示裝置的 剖面圖；且

第16頁 45 739 8 五、發明說明U3) 圖9係為說明採用循環驅動方法之液晶顯示裝置的主要 部件之結構的透視圖。 較佳具體實例描述 現在描述本發明具體實例之光罩。以下具體實例中，描 述用以於一F PD基板上形成閘極匯流排線之光罩。 圖3係說明本發明此具體實例之光罩1.0。該光罩1 0可具 有620毫米X720毫米、390毫米X610毫米、500毫米X750 毫米等之尺寸（垂直X側向），以調制大型螢幕F PDs。 該光罩10具有一連續圖型4，用以於一光罩基板2上形成 —閘極匯流排線。該連續圖型4之形狀與欲形成之閘極匯 流排線之形狀相同。該連續圖型4之間距P:係對應於欲產 製之FPD之像素尺寸。 過渡部分1 4係界定於該光罩1 0表面上。傳統部分1 4係為 第一繪圖區1 4a，即藉著一光罩繪圖器（經曝光區域）繪製 之預定區域，及第二繪圖區域1 4 b，經繪製以與該第一繪 圖區域1 4 a重疊。如前文所述，於該過渡部分1 4中，該圖 型準確度可能因為該第一繪圖區域1 4 a及該第二繪圖區域 1 4 b中之位置及尺寸準確度差異而降低。 如圖3所示，同法於該第二繪圖區域1 4 b及該第三繪圖區 域1 4 c之間形成過渡部分1 4。 本發明此具體實例中，該過渡部分1 4之間距P2係經選 擇，使得該圖型間距Pi及該過渡部分之間距P2間之比例係 岛里純整數比。如圖3所示，本發明較佳具體實例中，該 丨:j1]姐P i及該間距P 2之間的比例係為1 : 1。

第17頁 5 739 8 五、發明說明（14) 現在描述該間距？,及該間距？2間之比例的選擇。 此具體實例中，該圖型間距Pi係與該FPD之點間距相 同，而該過渡部分1 4之間距P2係與該繪圖器於繪製預定區 域之後所步進之寬度（即繪圖間距）相同。因此*選擇該間 距卩丨及該間距？2間之比例等於選擇該FPD之點間距及該繪圖 器之繪圖間距間之比例。此具體實例中，藉著將該圖型不 均勻性之間距設定得相當短，而將該F P D之點間距及該繪 圖器之繪圖間距之間的比例係經選擇以成為一單純整數比 例，以防止該F P D基材上產生圖型不均勻性或防止觀測者 於該顯示面板上發現亮度不均勻性（明亮度/暗度不均勻 性），即使產生圖型不均勻性亦然。 該FTD基材上之圖型不均勻性可於等於該FPD之點間距及 該繪圖器之繪圖間距之最小公倍數之下產生。此因根據約 二0. 1微米之位置誤差的圖型不均勻性僅發生於該光罩圖 型間距Pi及該過渡部分1 4之間距P2彼此重疊時。如前文所 述，若該圖型不均勻性之間距係約1毫米或較小，則人眼 觀測無法發現明亮度/暗度不均勻度。就此言之，該點間 距與該繪圖間距之間的比例係如下決定。 當點間距：繪圖間距之比例係為X / y時，則該兩間距之 最小公倍數係為1毫米或較小之條件係以下式丨表示。 (.式 1 )

Dp · y ^ 1 式1中，Dp係為實際點間距（毫米）。就產製通量而言， 丨)P —般係設定於使得X S y之值。於該條件下，滿足式1之

苐i8頁 45 739 8 五、發明說明（15) (X，y)在當 DpS250 微米時有（1，1)、（3，4)、（2，3)、 (1 ，2 )、（ 1 ，3 )或（1 ，4 )，而當 Dp > 2 5 0 微米時有（1 ，1 ) 、（2，3 )、（ 1 ，2)或（丨，3 ) °液晶顯示裝置所一般採用之 點間距係列示於下表1。 (表1 ) 液晶顯示裝置所使用之例示點間距 面板尺寸 像素數目 閘極匯流排線 間距（微米） 源極匯流排線 間距（微米） 1 2. ΓΓ 800x600 307.5 102.5 12.1" 1024x768 240 80 13.3" 1024x768 264 88 14.1" 1024x768 280 93 15〃 1024x768 297 99 因此，例如’藉著將該F P D之點間距（即該圖型間距）設 定於等於該繪圖間距（即過渡部分間距）（使得其比例係為 丨：1 )，於位置及尺寸誤差為± 〇 · 1微米下形成所有閘極匯 流排線°因此，抑制周期性圖型不均勻性之產生，理論上 邛消除明亮度不均勻性。而且，藉著將該F P D之點間距與 該繪圖間距之間的比例設定於單純整數諸如2 : 3或1 : 2，則 該圖型不均勻性具有極細之間距（約1毫米或較小），該顯 示面板上因圖型不均勾性所產生之亮度不均勻性係在於人 豉觀測所無法感知之程度。 前文描述中，已說明一實例，其中該繪圖器之繪圖始點

第19頁 45 739 8 五、發明說明（16) 係經調整，使得該閘極匯流排線圖型及過渡部分係於該光 罩上周期性地彼此重疊。或該續圖始點可偏移1使得殘留 圖型之閘極匯流排線圖型及該過渡部分無法彼此重疊。此 情況下，可消除該過渡部分中閘極匯流排線圖型之紊亂， 而進一步改善不均勻性抑制效果。 此具體實例之光罩可使用例如圖1所說明之習用光罩繪 圖器1 0 0產製。現在描述產製此具體實例之光罩的方法。 將光罩基材2放置於圖1所說明材料片1 0 6之光罩繪圖器 100的光學台107上。該光罩基材2可為由複合石英製造而 厚度為例如5 - 1 0毫米之基材。 該光罩基材2沿Y取向且沿X取向使用來自光學頭1 04之偏 轉光束於預定間隔下掃描（例如，使用0. 1微米-1 0微米大 小之光束直徑，而光束強度為數十毫焦耳/厘米2 )。因 此，於沿著Y取向之寬度為例如4 2 0微米之第一繪圖區1 4a 中繪出所需之圖型。 之後，該光學頭1 0 4相對於該光罩基材2移動，而放置於 預定位置，之後繪製與該第一繪圖區1 4a相鄰之第二繪圖 區1 4 b =此方法中，該過渡部分1 4係形成於該第一繪圖區 ! 1 a及該第二繪圖區1 4 b之間。此具體實例中，該過渡部分 1 1係為該第一繪圖區1 4 a與第二繪圖區1 4 b重疊之區域。 該繪圖間距可籍著例如變化地控制該雷射掃描長度而控 钊：然而，此情況下，若最大雷射掃描長度增加，則圖型 準確度降低。因此，期望保持良好準確度以固定該最大掃 描長度（宅米大小），使得該掃描長度可於由固定最大掃描

第20頁 45 739 8 五、 發明說明（17) 長 度所定義之範圍内變化 。任一情況下 ，該繪圖 間 距（過 渡 部分間距）皆可藉著控制該光罩繪圖器1 0 0之頭 的 掃描寬 > 度 及該台移動間距而得到 控制。 之後，再藉著與前述方 法相同之方法 繪製該第 二 繪圖區 14 c。再次重複該方法，使該材料片1 0 6 之整體面 積 經圖型 化 0 因此，本發明光罩係基 於極難改善圖 型準確度 之 假設下 產 製。因此，本發明光罩 之產製不需要 進一步改 善 光束定 位 及繪圖器電力之準確度 〇 進一步詳述本發明光罩 0 圖4Α、4Β及4C各說明光 罩之放大圖， 其係個別 於 該匯流 排線間距（點間距）及過渡 部分間距（繪圖間距）間 之 比例設 定 於整數比例-即;1 : 1、2 : 3及1 : 2下產製 。根據下 述 具體實 例 ，產製用以形成閘極匯 流排線之光罩 〇 該光罩 之 產製 中 ，繪圖頭（光學頭）於各 個掃描步驟中 沿Y取向移動之掃 描 長度係固定於45 3微米 0 圖4 Α至4 C所說明之光罩 個別具有4 2 0微米、2 8 0 微 米及 2 1 ϋ微米之閘極匯流排線間距3 0 3，約2 1 5微米之 匯 流排線 r人》 >-L 度3 0 4、4 2 0微米之過渡 部分間距3 0 5 及3 3微米之過渡 分寬度3 0 6。 如圖4D所說明，習用實 例中，在該匯 流排線間 距 (點間 π 〆一 |及該過渡部分間距（繪 圖間距）間之比例設定於4 1 : 5 6 之 下 產製另一光罩（閘極匯流排線間距為3 0 7 . 5微米 1 而過渡 -V·， 分間距為4 2 0微米），與 圖4 Α至4 C所說 明之光罩 比 較。

第21頁 45 739 8 五、發明說明（18) 使用此等光罩中之每一個產製FPD。使用圖4 A至4 C所說 明之光罩（點間距：繪圖間距=1 : 1 ，2 : 3及1 : 2 )產製之FPD 中未發現明亮度/暗度不均勻性。使用習用光罩（點間距： 繪圖間距=41 :56)產製之FPD中發現周期17. 22毫米之周期 性明亮度/暗度不均勻度。結果列示於下表2中。 (表2) 不同光罩之不均句度

閘極匯流排線 間距(微米） 過渡部分 間距(微米） 間距比例 明亮度/暗度不均勻度 附圖 實施例 420 420 1:1 未發現不均勻度 4A 實施例 280 420 2:3 未發現不均勻度 4B 實施例 210 420 1:2 - 未發現不均勻度 4C 先前技藝 307.5 420 41:56 長周期17.22毫米 每一周期中，出現數條不 均勻線 '間距約4.6毫米 4D 使用點間距：繪圖間距==4 1 : 5 6之光罩時產生圖型不均 勻度之機構係由閘極匯流排線及過渡部分最接近該匯流排 線之部分之間的距離3 0 7所表示。圖4 A至4 D各說明閘極匯 流排線及其最接近之過渡部分之間的距離3 0 7。本發明所 使用之距離3 0 7係界定於該匯流排線沿其縱向延伸之中心 線及該過渡部分沿其縱向延伸之中心線之間。 現在描述閘極匯流排線間距係為3 0 7. 5微米而過渡部分 間距個別為3 07. 5微米（點間距：繪圖間距=1 : 1 )、461. 25

第22頁 45739 8 五、發明說明（19) 微米（點間距：繪圖間距=2 : 3 )及6 1 5微米（點間距：繪圖 間距=1 : 2)之備擇實例。此等實例中，該點間距及該繪圖 間距之間的比例係個別與圖4 A至4C所說明之實例者相同。 此等備擇實例所產製之光罩的觀察顯示該繪製圖型於該 過渡部分及該繪製圖型（此具體實例中為閘極匯流排線圖 型）彼此重疊時被擾亂，但該光罩過渡部分及繪製圖型彼 此不重疊之其他部分中的圖型實質不被擾亂。 為了說明該過渡部分及繪製圖型間之重疊程度，閘極匯 流排線（閘極線）及其最接近過渡部分之間的距離係出示於 圖5 A至5 D中。圖5 A至5 C中之點間距：繪圖間距個別二 1 : 1、2:3 :2 ° 圖5 A至5 D中，圖之垂直軸表示閘極線（閘極匯流排線）及 其最接近過渡部分之間的距離（微米），而其水平軸係表示 每一閘極線之相對座標（微米），而第一閘極線（閘極匯流 排線）之座標係為0微米。如前文所述，閘極匯流排線及其 最接近過渡部分之間的距離係界定於該匯流排線沿其縱向 延伸之中心線及該過渡部分沿其縱向延伸之中心線之間。 如圖5 A至5 C.所示，當點間距：繒·圖間距=1 : 1 、2 : 3及 1 : ‘2時，該閘極匯流排線圖型之閘極匯流排線圖型及光罩 過渡部分個別係每條線、每隔兩條線、及每隔一條線彼此 完全重疊。圖5 A、5 B及5 C所說明之實例中，完全重疊最接 近過渡部分之閘極匯流排線圖型個別具有3 0 7 . 5微米（間距 4 0 1 )' 9 2 2 , 5微米（間距4 0 2 )及6 1 5微米（間距4 0 3 )。此等間 距 '短達1毫米或更短，未以亮度不均勻度被觀測者見

II

第23頁 45 739 8 五、發明說明（20) 到。 另一方面，如圖5 D所示，當點間距：繪圖間距=4 1 : 5 6 時，該閘極匯流排線圖型及該光罩過渡部分每隔5 5條該閘 極匯流排線圖型之線即完全重疊。完全重疊該最接近過渡 部分之閘極匯流排線圖型具有1 7 . 2 2毫米之間距（間距 404 )。 而且，當點間距：繪圖間距=4 1 : 5 6時，因為該閘極匯 流排線圖型及該光罩過渡部分各具有預定寬度，故該閘極 匯流排線圖型及該光罩過渡部分彼此部分（未完全）重疊。 例如，該閘極匯流排線圖型及該光罩過渡部分（其中該線 圖型及最接近過渡部分之間的距離係為7. 5微米）間之部分 重疊顯示約6毫米之間距。此情況下，於4. 6毫米之間距 4 0 5下發現三條暗色線。而且，該閘極匯流排線圖型及該 光罩過渡部分（其令該線圖型及最接近過渡部分之間的距 離係為1 5微米）間之部分重疊顯示約1. 6毫米之間距。此情 況下，於約1 . 6毫米之間距4 0 6下發現兩條亮色線。此等暗 /亮色線整體呈現為具有17.22毫米之整體間距之不均勻 度。 例如，當該閘極匯流排線寬度3 0 4係約2 1. 5微米，而該 過渡部分寬度30 6係為33微米時，圖2之過渡部分中曝光強 度型線所說明之曝光區中微量位置偏移導致圖型中之尺寸 或位置偏移。結果，當閘極線及最接近過渡部分間之距離 係約45微米或較小（即閘極線宽度之1 / 2與過渡部分寬度之 和）時，該閘極線及該過渡部分彼此重疊，而擾，亂該圖

第24頁 45 739 8 五、發明說明（21) 型，而顯示出不均勻度。而且，已確認出現不均勻度之位 置及不均勻度之亮度與線寬尺寸具有密切關係。 於發現明顯不均勻度之位置上測定線寬（閘極匯流排線 寬度）尺寸時，發現線寬尺寸變化較其他位置所發現者大 約0 · 1微米。即使於不均勾度輕微之位置，尺寸變化仍較 其他位置大約0 . 0 3 - 0. 0 7微米。結果顯示當尺寸變化較大 時，發現較明顯之不均勻度。相信此現象可由式2說明， 其係表示繞射光之強度，該點間距係由光柵常數d表示， 而當該同步順序圖型係作為繞射光柵時，圖型線寬係為2 a (因此，等於圖型寬度之1/2)。 (式2) τ=τ ‘斛·Φ)η2[3ϊηΜ!!!^^( 式2中，I係為繞射光之強度，b係為入射光強度，2 a係 為圖型線寬，α係為入射角，/3係為散射角，y係為錐 角，D係為點間距，N係為光柵數目，而k係為比例常數（整 數）。式2之右側邊的第二項表示散射光之干擾影響，而第 三項表示繞射對於整體光柵之影響。如式2所示，錐角隨 著圆型線寬2a之改變而改變。繞射光之強度係根據此等變 化而改變。相信此係為亮度不均勻之原因。 當點間距：繪圖間距=1 : 1時，實質上未發現該閘極匯 流排線圖型之線寬變化及點間距之變化。當點間距：繪圖 間距=2 : 3時，發現微量變化，但該不均勻度間距係為1毫

第25頁 45 739 8 五、發明說明（22) 米或較小，而人眼觀測未發現該種不均勻度。 此等實驗及討論顯示該顯示面板上之顯示不均勻度可藉 著將點間距：繪圖間距之比例設定於單純整數比並將該不 均勻度間距設定於數點之大小（總數約1毫米或較小）而抑 制。 前文描述中，已描述用以產製FPD基材之閘極匯流排線 之光罩。然而，本發明光罩或可作為例如源極線、半導體 圖型、像素電極圖型、薄膜電晶體基板之絕緣圖型、或作 為黑色基質圖型、濾色器之RGB像素圖型。此情況下，亦 消除該不均勻度。 藉著使用前述本發明光罩，可產製薄膜電晶體基板。圖 6係說明薄膜電晶體基板7 0之平面圖，而圖7係說明圖6所 說明之薄膜電晶體基板7 0沿線W - VH所得之剖面圖。例 如，Ta金屬膜等係藉著例如習用濺射方法沉積於由玻璃等 材料所製造之基板7 1上。所沉積之金屬膜係藉著習用微影 法使用本發明光罩進行圖型化，而形成閘極匯流排線7 2。 半導體層74係經由例如閘極絕緣膜7 3形成於閘極匯流排線 72上。該半導體層74係包括1-Si層74a及n + -Si層74b。之 後’使用例如濺射法形成Ta等材料之另一金屬膜，藉微影 法進行圖型化，而形成一源極匯流排線7 5 a及〉及極匯流排 線7 5 b，之後，形成具有接觸孔7 6 a之中間層絕緣膜7 6。最 唆 '藉著用以形成該源極/汲極匯流排線7 5之方法於該中 間層絕緣膜76上形成像素電極77。若為透射型顯示裝置， 則該像素電極可為由例如丨T 0 (氧化銦錫）所製造之透明電

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五、發明說明（23) 每一源極匯^排線 且經圖型化而於該半導體層上被中斷。此步層’ 明光罩。因此，產製薄膜電晶體基板。。亦使用本發 圖 使用利用本發日月光罩所產製之薄膜電晶體 列基板），< 產，顯示裝置。圖8係說明該顯示動陣 - ，柯芬反用尽發明光罩於—其士 上形成-薄腺电日日體（包括-閘極匯流排線、 / 線、半導體層、令間層絕緣層、及像素電極）而產製=^ 電晶體基板。之後，提供面向該薄膜電晶體基板之相對基 例如：如：：所述，可藉著使用本發明光罩於_ 2 Α膜畦晶體（'为，紅__ & ra： i板 板80 (例如破璃基板）’而於該相對基板面向該薄膜電晶 體基板之一表面上形成氧化銦錫（ITO)。該兩基板使用間 1¾物寺材料而彼此黏合’其間保持預定間隙。於該間隙中 提供由例如液晶材料所製造之顯示介質層8 4。因此，產製 一顯示裝置。 本發明光罩亦可使用於產製採用循環驅動方法之液晶顯 不裝置。圖9係為一示意透視圖，說明採用循環驅動方法 之液晶顯示裝置的主要部件結構。此液晶顯示裝置係包括 基板9 1 (第一基板）及另一基板9 2 (第二基板），彼此相 對’其間失置有由液晶材料製造之顯示介質層9 〇 ^基板9! 及9 ’2可由例如玻璃或塑料形成。基板9丨面向該顯示介質層 90之一表面上’備有沿X取向延伸成條狀圖型之多條信號 線Μ。基板9 2面向該顯示介質層90之—表面上，備有沿著 Υ取>向延伸成條狀圖型之多條第二信號線94。該第一及第 二信號線93及94可由例如透明導電膜諸如氧化銦錫（ΙΤ〇)

第27頁 45 739 8 五、發明說明（24) 所形成。該第一及第二信號線93及9 4中至少一條係由與前 述使用本發明光罩相同之方法提供。採用循環驅動方法之 液晶顯示裝置未出示於圖9之其他部件及液晶顯示裝置之 顯示操作實質上係與熟習此技藝者已知者相同，因此本發 明不再描述。 下文提供對應於液晶顯示裝置之任何點間距（例如表1所 示之點間距）的繪製圖型。例如，提供大至足以使用於該 光罩繪圖裝置之物鏡及多角鏡。而且，另外提供以下兩機 制：（1 ) 一機構，用以將來自該繪製圖型指示區段之適當 光束掃描寬度送至該光罩繪圖裝置之光學頭1 0 4中的A0調 制控制機構；及（2 ) —機構*用以將來自繪製圖型指示區 段之適當座台移動間距送至用以控制驅動該光學台1 0 7之 操作的機構。因此，可於最大座台移動間距下，於任何掃 描寬度下繪製圖型。 就前述方法而言，可將該繪圖間距及該圖型之點間距之 間的比例設定於一單純整數比，使得其最小公倍數係為1 毫米或較小。因此，消除該顯示面板可見到明亮度/暗度 不均勻度之問題。 如前文所述，根據本發明，可藉著使光罩圖型及過渡部 分於短周期下彼此符合，而消除或降低該光罩上之不均勻 度。就討論之目的而言，前述本發明具體實例中，描述在 固定掃描長度及偏移該圖型位置之下繪製圖型之.情況。然 而，或可藉著以不同方式控制該繪圖頭之掃描長度、或籍 著以不同方式控制該繪圖座台移動間距，以使該繪圖間距

第28頁 45 739 8 五、發明說明（¾) 與該圖型間距之間具有預定關係，而得到與前文相同之效 果。該光罩可使用具有先前技藝所一般使用之準確度之光 罩繪圖器而產製，而不使用高性能光罩繪圖器。 根據本發明，提供一種光罩，其中即使因過渡部分（當 使用光域掃描繪圖裝置等繪製該光罩時，形成於該光罩 上）中之圖型準確度及其他繪製區之間的差異而導致圖型 不均勻度，仍於小於或等於1毫米之周期下產生圖型不均 勻度。此光罩即使使用準確度相對低之繪圖器產製，仍可 相當迅速地產製。當使用該光罩提供之經圖型化基板係作 為例如顯示裝置之薄膜電晶體基板或濾色器基板時，該顯 示面板上未發現明亮度/暗度均勻度或顯示不均勻度。因 此，使用本發明光罩，可改善該顯示裝置之顯示品質。因 此，本發明可藉由使用平價但高品質之光罩產生高品質顯 示裝置，而未發現亮度不均勻度。 熟習此技藝者可在不偏離本發明範疇及精神下明瞭且輕 易地進行各種其他修飾。是故，申請專利範圍不限於前文 描述5而係廣義之申請專利範圍。

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Claims (1)

1. 45 739 8 六、申請專利範圍 1. 一種用以產製顯示裝置之光罩，該光罩表面上具有多 個繪圖區域及介於兩相鄰繪圖區之間的過渡部分，其中： 於該繪圖區中之至少一區中形成一圖型；且 圖型間距與過渡部分間距間之比例係為整數比例，使 得由該圖型間距及該過渡部分間距之最小公倍數所定義之 長度係為1毫米或較小。 2. 如申請專利範圍第1項之光罩，其中該圖型間距及該 過渡部分間距間之比例係為1 : 1。 3. 如申請專利範圍第1項之光罩，其中該圖型間距及該 過渡部分間距間之比例係為3 : 4、2 : 3、1 : 2、1 : 3或1 : 4。 4. 如申請專利範圍第1項之光罩，其中該圖型及該過渡 部分並非彼此大幅地重疊。 5. 如申請專利範圍第1項之光罩，其中該圖型間距係對 應於該顯示裝置之點間距。 6. 如申請專利範圍第1項之光罩，其中該過渡部分間距 係藉著控制用以繪製該光罩之光罩繪圖器頭之掃描寬度及 該光罩綠圖器台移動之間距而決定。 7. 如申請專利範圍第丨項之光罩，其中該圖型係為一信 號線。 8. 如申請專利範圍第1項之光罩，其中圖型繪製操作係 it用光域掃描方法進行。 9. 一種產製薄膜電晶體基板之方法，包括步驟有： 於一基板上形成一閘極匯流排線： 於該基板上形成一半導體層；

   第30頁 4 5 739 8 六、申請專利範圍 形成一源極匯流排線，使_得該源極匯流排線與該閘極 匯流排線交叉，而電聯於該半導體層；及 形成一像素電極，使得該像素電極係電聯於該半導體 層，其中： _ 該閘極匯流排線、該源極匯流排線、該半導體層及 ， 該像素電極中至少一種係使用光罩形成.； 該光罩表面上具有多個繪圖區，及介於兩相鄰繪圖 區之間的過渡部分；該圖型係形成於該繪製區中之至少一 區上；且圖型間距與過渡部分間距間之比例係為整數比 例，使得由該圖型間距及該過渡部分間距之最小公倍數所 - 定義之長度係為1毫米或較小。 1 0. —種製造顯示裝置之方法，包括步驟有： 形成一薄膜電晶體，包括位於第一基板上之一閘極匯 流排線、一源極匯流排線、一半導體層及一像素電極； 於一相對基板之表面上形成一相對電極，面向該第一 基板；及 於該第一基板及該相對基板之間提供一顯示介質層， 其中： 形成該薄膜電晶體之步驟係包括使用光罩形成該閘 _ 怪匯流排線、該源極匯流排線、該半導體層及該像素電極 中之一步驟；且 該光罩表面上具有多個繪圖區及介於兩相鄰繪圖區 之間的過渡部分；於該繪圖區中之至少一區上形成一圖 型：且圖型間距與過渡部分間距間之比例係為整數比例，

   第31頁 45 739 8 Γ、申請專利範圍 使得由該圖型間距及該過渡部分間距之最小公倍數所定義 之長度係為1毫米或較小。 1 1.如申請專利範圍第1 0項之製造顯示裝置之方法，其 中該顯示裝置另外包括一濾色器，而該濾色器係使用該光 罩形成。 1 2. —種製造顯示裝置之方法，包括步驟有： 於第一基板上形成多條第一信號線，沿著第一取向而 延伸成條狀圖型； 於與該第一基板相對之第二基板上形成多條第二信號 線，沿著異於該第一取向之取向延伸成條狀圖型；及 於該第一基板及第二基板之間提供一顯示介質層； 形成該第一信號線之步驟及形成該第二信號線之步驟 申之至少一步驟係使用光罩，其中： 該光罩表面上具有多個繪圖區及介於兩相鄰繪圖之 間的過渡部分；於該繪圖區中之至少一個上形成一圖型； 且圖型間距與過渡部分間距間之比例係為整數比例，使得 由該圖型間距及該過渡部分間距之最小公倍數所定義之長 度係為1毫米或較小

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