TWI391791B - 近接式曝光方法及應用此方法之圖案化電極層的製作方法 - Google Patents

Description

近接式曝光方法及應用此方法之圖案化電極層的製作 方法

本發明是有關於一種曝光方法，且特別是有關於一種近接式的曝光方法以及應用此方法之圖案化電極層的製作方法。

使用光罩進行圖案轉移的曝光方式大致上有投影式(projection)以及近接式(proximity)。圖1為習知投影式曝光法之設備示意圖。請參考圖1，投影式曝光設備100依光路順序共包括光源供應系統110、聚光系統120、光罩130與投影系統140，而欲進行曝光的基板150則位於投影系統140下方。使用投影式曝光設備100進行投影式曝光時，所得到之轉移圖像的解析度極佳，可達3.5微米左右，且光罩130與基板150兩者之間不會互相碰觸而可避免磨損。然而，投影式曝光設備100中的投影系統140需由許多精密的光學元件所組成，不但構造精密、複雜且價錢昂貴。

另一種廣為工業界所知的曝光法為近接式曝光法。圖2為說明習知近接式曝光法的示意圖。請參考圖2，習知近接式曝光法是將光罩220以固定構件S固定於基板240上方，並使光罩220與基板240上之光阻層(未標示)間保持一間隙d。並且，配設光源供應系統210於光罩220上方，而讓光源供應系統210所提供之光線通過光罩220後照射至基板240，以使光罩220上的圖案轉移至基板240上的光阻層(圖中未繪示)。近接式曝光法不需如投影式曝光法般使用昂貴的聚光系統與投影系統，因此成本可大幅降低。但是，以應用於液晶顯示面板的製造為例，習知近接式曝光法所使用之光罩220的面積與整塊基板240相當。因此，當液晶顯示面板不斷朝大尺寸的趨勢發展時，光罩220的尺寸也隨之增加，而導致購置光罩220的成本大幅增加。此外，當光罩220之尺寸越來越大時，光罩220因受到重力作用而彎曲的程度也會加劇(如圖2所示)。如此一來，若要維持光罩220中央與基板240上的光阻層之間的距離d，則光罩220兩側與基板240上的光阻層之間的距離必須加大，不僅會使轉移圖案之解析度變差，還會因光罩220中央及周圍與基板240間的距離不同而造成曝光不均勻。

所以，為了在曝光製程中降低成本，提高轉移圖案的解析度，又可應用在大尺寸基板上，習知的曝光方法實有改進之必要。

本發明之目的是提供一種近接式曝光方法，以解決習知近接式曝光方法之解析度不佳的問題。

本發明之另一目的是提供一種圖案化電極層的製作方法，以解決圖案化電極製作時無法兼顧低設備成本與高解析度的問題。

為達上述或是其他目的，本發明提出一種近接式曝光方法，其步驟如下。首先，提供一基板，基板上具有至少一液晶顯示面板曝光區，且基板上覆蓋有一光阻層。接著，提供至少一光罩，光罩之尺寸小於液晶顯示面板曝光區之尺寸。然後，使用光罩對液晶顯示面板曝光區之不同區域先後進行近接式曝光。

在本發明之近接式曝光方法的一實施例中，上述基板上例如是具有多個液晶顯示面板曝光區，且進行近接式曝光時，是在各個液晶顯示面板曝光區同時使用至少一個光罩進行近接式曝光。

在本發明之近接式曝光方法的一實施例中，進行近接式曝光時，光罩與光阻層之間的最小距離例如是1微米。

在本發明之近接式曝光方法的一實施例中，液晶顯示面板曝光區內例如具有一黑矩陣區，且進行近接式曝光時，光罩之邊緣例如是位於黑矩陣區。

在本發明之近接式曝光方法的一實施例中，進行近接式曝光時，例如是在液晶顯示面板曝光區同時使用多個光罩進行近接式曝光，光罩之邊緣對液晶顯示面板曝光區之部分區域重複曝光。此外，液晶顯示面板曝光區內例如具有一黑矩陣區，且液晶顯示面板曝光區被重複曝光之區域是位於黑矩陣區。

在本發明之近接式曝光方法的一實施例中，上述基板包括主動元件陣列基板或彩色濾光基板。

在本發明之近接式曝光方法的一實施例中，使用上述光罩進行近接式曝光時的解析度例如為1微米。

為達上述或是其他目的，本發明又提出一種圖案化電極層的製作方法，其步驟敘述如下。首先，在一基板上形成一電極層，基板上具有至少一液晶顯示面板曝光區，電極層位於液晶顯示面板曝光區。接著，在基板上形成一光阻層，光阻層覆蓋電極層。再來，使用一光罩對液晶顯示面板曝光區之不同區域先後進行近接式曝光，其中光罩之尺寸小於液晶顯示面板曝光區之尺寸。然後，移除光罩。接著，對光阻層進行顯影而形成一圖案化光阻層。然後，以圖案化光阻層為罩幕，蝕刻電極層以形成圖案化電極層。

在本發明一實施例之圖案化電極層的製作方法中，基板上例如具有多個液晶顯示面板曝光區，且進行近接式曝光時，例如是在各個液晶顯示面板曝光區同時使用至少一個光罩進行近接式曝光。

在本發明一實施例之圖案化電極層的製作方法中，進行近接式曝光時，光罩與光阻層之間的最小距離例如是1微米。

在本發明一實施例之圖案化電極層的製作方法中，液晶顯示面板曝光區內例如具有一黑矩陣區，且進行近接式曝光時，光罩之邊緣例如是位於黑矩陣區。

在本發明一實施例之圖案化電極層的製作方法中，進行近接式曝光時，例如是在液晶顯示面板曝光區同時使用多個光罩進行近接式曝光，這些光罩之邊緣對液晶顯示面板曝光區之部分區域重複曝光。此外，液晶顯示面板曝光區內例如具有一黑矩陣區，且液晶顯示面板曝光區被重複曝光之區域是位於黑矩陣區。

在本發明一實施例之圖案化電極層的製作方法中，基板包括主動元件陣列基板或彩色濾光基板。

在本發明一實施例中之圖案化電極層的製作方法，使用光罩進行近接式曝光時的解析度例如為1微米。

在本發明一實施例中之圖案化電極層的製作方法，蝕刻電極層之方法包括乾式蝕刻或濕式蝕刻。

在本發明一實施例之圖案化電極層的製作方法中，蝕刻電極層後更包括移除圖案化光阻層。

本發明因採用尺寸小於液晶顯示面板曝光區之光罩，所以即使在進行大尺寸面板的曝光製程時，光罩與面板之間仍可保持極小的距離以維持良好解析度。同時，本發明之近接式曝光方法及圖案化電極層的製作方法還具有成本低廉的優點。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖3A為實施本發明一實施例之近接式曝光方法時的側視示意圖。請參考圖3A，近接式曝光方法的步驟如下所述。首先，提供一基板320。其中，基板320上具有至少一液晶顯示面板曝光區320a，且覆蓋有一層光阻層330。此外，基板320例如是主動元件陣列基板或是彩色濾光基板。

接著，提供至少一光罩340。其中，光罩340的尺寸小於液晶顯示面板曝光區320a之尺寸。光罩340上例如具有所欲轉移的圖案。光罩340可使部分光線透過而照射光阻層330，以對光阻層330的部分區域進行曝光，使得光罩340上的圖案可轉移到光阻層330上。

然後，使用光罩340對液晶顯示面板曝光區320a之不同區域先後進行近接式曝光。亦即是，可將液晶顯示面板曝光區320a分成數個區域，並使用光罩340對其中一個區域進行近接式曝光後，再對另一區域進行近接式曝光，依此方式完成整個液晶顯示面板曝光區320a之曝光。以下提出不同的近接式曝光方法之實施方式。然而，下述之實施方式僅為本發明之較佳實施方式，並非用以限並本發明。

圖3B為實施圖3A所示之近接式曝光方法時的上視示意圖。請同時參考圖3A與圖3B。本實施例之近接式曝光的方法中，基板320上具有多個液晶顯示面板曝光區320a。進行近接式曝光時，例如是在各個液晶顯示面板曝光區320a同時使用至少一光罩340進行近接式曝光。換言之，藉由使用多個光罩340對多個液晶顯示面板曝光區320a同步進行近接式曝光，可加快整個製程的速度。若液晶顯示面板曝光區320a內具有一黑矩陣區B，則進行近接式曝光時可調整光罩340之位置而使其邊緣位於黑矩陣區B。藉由讓光罩340邊緣位於黑矩陣區B中，可降低分次曝光時在光罩340邊緣處較不理想之曝光效果的影響。

圖4A為實施本發明另一實施例之近接式曝光方法時的側視示意圖，而圖4B為實施圖4A所示之近接式曝光方法時的上視示意圖。請同時參考圖4A與圖4B，進行近接式曝光時，是在一個液晶顯示面板曝光區320a同時使用多個光罩340進行近接式曝光，藉此可進一步縮短製程時間而提升產量。如圖4B所示，液晶顯示面板曝光區320a之部分區域例如是在多次的近接式曝光中被光罩340之邊緣重複曝光。為了降低重複曝光可能造成的影響，若液晶顯示面板曝光區320a內具有一黑矩陣區B，則可調整曝光時光罩340的位置，以使液晶顯示面板曝光區320a被重複曝光之區域位於黑矩陣區B。此外，若要使光罩340之邊緣對於部分區域進行重複曝光，則相鄰的兩個光罩340必須彼此錯開地排列，以避免位於同一高度的兩個光罩340互相卡住。

本實施例之近接式曝光方法中，在進行基板320的曝光步驟時，不需隨著基板320尺寸增大而使用大尺寸的光罩340，可以節省光罩340購買成本。此外，光罩340尺寸較小不易因為重力而彎曲，所以可盡量縮短光罩340與光阻層330之間的距離G，最小例如可達1微米，而曝光的解析度也可達到1微米。此外，因光罩340尺寸較小而不易彎折，光罩340與光阻層330之間的距離可較為均勻，以提升曝光的均勻性。

近接式曝光方法的設備較為簡單，不需使用精密且昂貴的投影系統即可對基板320進行曝光以完成圖案的轉移，故可以節省設備成本。

以下提出利用上述之近接式曝光方法以製作圖案化電極層的方法。圖5為本發明一實施例之圖案化電極層的製作方法流程圖。請參考圖5，首先，進行步驟500，提供一基板並在基板上形成電極層。其中，基板上具有至少一液晶顯示面板曝光區，而電極層位於液晶顯示面板曝光區上。電極層之材質例如是銦錫氧化物電極層(Indium Tin Oxide,ITO)或是其他適當材質。

接著，進行步驟510，在基板上形成光阻層，並使光阻層覆蓋上述電極層。光阻層的組成材料包括樹脂、感光劑以及溶劑等。感光劑為光活性極強的化合物，遇到光之後會產生鏈結(Cross linking)或是解離的反應。因此，可使光阻層記錄光線所照射到的區域而被圖案化。

然後，進行步驟520之近接式曝光。其方式為使用光罩對液晶顯示面板曝光區中之不同區域先後進行近接式曝光，其中光罩的尺寸小於液晶顯示面板曝光區。進行近接式曝光的各個步驟如上述之實施方式所述，在此並不贅述。

以小尺寸之光罩進行近接式曝光時，光罩與光阻層兩者間的距離最小例如可達到1微米。如此，轉移到光阻層上的圖案之解析度也可提高至1微米左右。值得注意的是，在進行大尺寸基板的曝光步驟時，不需使用大尺寸的光罩，光罩與光阻層兩者間的距離也不需增加，因此轉移的圖案仍可維持高解析度且可省下購置大尺寸光罩的成本。

隨後，移除光罩(步驟530)以進行顯影(步驟540)。顯影步驟是利用顯影劑將光阻層中和，以使光阻層上顯現所欲轉移的圖案。完成曝光步驟後必須盡快進行顯影步驟，以避免轉移到光阻層上圖案的解析度變差。

接下來，進行步驟550，以圖案化光阻層作為罩幕而蝕刻電極層，以形成圖案化電極層。其中，蝕刻電極層的方式可以是乾式蝕刻或是濕式蝕刻。乾式蝕刻是指利用電漿以物理作用的方式將未被光阻層覆蓋的部分去除，而濕式蝕刻則是利用化學作用的方式去除未被光阻層保護的部分。較佳的情形下，在蝕刻電極層之後更包括進行移除圖案化光阻層的步驟以完成圖案化電極層。

本發明之圖案化電極層的製作方法可在節省設備成本的前提之下，製成高解析度的圖案化電極層。圖6為具有雙重狹縫的銦錫氧化物電極層(dOuble jagged ITO,DJ－ITO)之俯視示意圖。請參考圖6，以雙重狹縫的銦錫氧化物電極層600為例，其具有由主狹縫610與次狹縫620。電極層600上次狹縫620的間距W1及寬度W2僅有2~4微米或更細微。然而，習知近接式曝光方法使用大尺寸的光罩無法達到其所需解析度，而習知投影式曝光方法又需要較高的設備成本。因此，本發明所提供之圖案化電極層的製作方法是製作雙重狹縫之銦錫氧化物電極層較適宜的方法。

綜上所述，本發明之近接式曝光的方法以及圖案化電極層的製造方法至少具有以下所述之特徵與優點：1.本發明之近接式曝光的方法不需昂貴的投影系統而可節省曝光設備成本。

2.本發明之近接式曝光的方法不需隨基板尺寸增加而使用大尺寸的光罩尺寸，可以減低光罩購買成本。

3.本發明之近接式曝光的方法中，光罩尺寸較小，不易因重力而彎折，故可降低光罩與基板接觸的機率。

4.本發明之近接式曝光的方法中，使用小尺寸的光罩可以有效提高近接式曝光法的解析度。

5.本發明之圖案化電極層的製造方法可以形成圖案解析度較高的圖案化電極。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．投影式曝光設備

110、210．．．光源供應系統

120．．．聚光系統

130、220、340．．．光罩

140．．．投影系統

150、240、320．．．基板

320a．．．液晶顯示面板曝光區

330．．．光阻層

500．．．提供一基板並在基板上形電極層

510．．．在基板上形成光阻層

520．．．進行近接式曝光

530．．．移除光罩

540．．．進行顯影

550．．．蝕刻電極層以形成圖案化電極層

600．．．電極層

610．．．主狹縫

620．．．次狹縫

B．．．黑矩陣區

d、G．．．距離

S．．．固定構件

W1．．．次狹縫的間距

W2．．．次狹縫的寬度

圖1為習知投影式曝光法之設備示意圖。

圖2為說明習知近接式曝光法的示意圖。

圖3A為實施本發明一實施例之近接式曝光方法時的側視示意圖。

圖3B為實施圖3A所示之近接式曝光方法時的上視示意圖。

圖4A為實施本發明另一實施例之近接式曝光方法時的側視示意圖。

圖4B為實施圖4A所示之近接式曝光方法時的上視示意圖。

圖5為本發明一實施例之圖案化電極層的製作方法流程圖。

圖6為具有雙重狹縫的銦錫氧化物電極(DJ－ITO)之俯視示意圖。

320．．．基板

320a．．．液晶顯示面板曝光區

330．．．光阻層

340．．．光罩

B．．．黑矩陣區

G．．．光罩與光阻層之間的距離

Claims (18)

1. 一種近接式曝光方法，包括：提供一基板，該基板上具有至少一液晶顯示面板曝光區，且該基板上覆蓋有一光阻層；提供至少一光罩，該光罩之尺寸小於該液晶顯示面板曝光區之尺寸；以及使用該光罩對該液晶顯示面板曝光區之不同區域先後進行近接式曝光。
2. 如申請專利範圍第1項所述之近接式曝光方法，其中該基板上具有多個該液晶顯示面板曝光區，且進行近接式曝光時，是在各該液晶顯示面板曝光區同時使用至少一個該光罩進行近接式曝光。
3. 如申請專利範圍第1項所述之近接式曝光方法，其中進行近接式曝光時，該光罩與該光阻層之間的最小距離是1微米。
4. 如申請專利範圍第1項所述之近接式曝光方法，其中該液晶顯示面板曝光區內具有一黑矩陣區，且進行近接式曝光時，該光罩之邊緣是位於該黑矩陣區。
5. 如申請專利範圍第1項所述之近接式曝光方法，其中進行近接式曝光時，是在該液晶顯示面板曝光區同時使用多個該光罩進行近接式曝光，該些光罩之邊緣對該液晶顯示面板曝光區之部分區域重複曝光。
6. 如申請專利範圍第5項所述之近接式曝光方法，其中該液晶顯示面板曝光區內具有一黑矩陣區，該液晶顯示面板曝光區被重複曝光之區域是位於該黑矩陣區。
7. 如申請專利範圍第1項所述之近接式曝光方法，其中該基板包括主動元件陣列基板或彩色濾光基板。
8. 如申請專利範圍第1項所述之近接式曝光方法，其中使用該光罩進行近接式曝光時的解析度為1微米。
9. 一種圖案化電極層的製作方法，包括：在一基板上形成一電極層，該基板上具有至少一液晶顯示面板曝光區，該電極層位於該液晶顯示面板曝光區；在該基板上形成一光阻層，該光阻層覆蓋該電極層；使用一光罩對該液晶顯示面板曝光區之不同區域先後進行近接式曝光，其中該光罩之尺寸小於該液晶顯示面板曝光區之尺寸；移除該光罩；對該光阻層進行顯影而形成一圖案化光阻層；以及以該圖案化光阻層為罩幕，蝕刻該電極層以形成該圖案化電極層。
10. 如申請專利範圍第9項所述之圖案化電極層的製作方法，其中該基板上具有多個該液晶顯示面板曝光區，且進行近接式曝光時，是在各該液晶顯示面板曝光區同時使用至少一個該光罩進行近接式曝光。
11. 如申請專利範圍第9項所述之圖案化電極層的製作方法，其中進行近接式曝光時，該光罩與該光阻層之間的最小距離是1微米。
12. 如申請專利範圍第9項所述之圖案化電極層的製作方法，其中該液晶顯示面板曝光區內具有一黑矩陣區，且進行近接式曝光時，該光罩之邊緣是位於該黑矩陣區。
13. 如申請專利範圍第9項所述之圖案化電極層的製作方法，其中進行近接式曝光時，是在該液晶顯示面板曝光區同時使用多個該光罩進行近接式曝光，該些光罩之邊緣對該液晶顯示面板曝光區之部分區域重複曝光。
14. 如申請專利範圍第13項所述之圖案化電極層的製作方法，其中該液晶顯示面板曝光區內具有一黑矩陣區，該液晶顯示面板曝光區被重複曝光之區域是位於該黑矩陣區。
15. 如申請專利範圍第9項所述之圖案化電極層的製作方法，其中該基板包括主動元件陣列基板或彩色濾光基板。
16. 如申請專利範圍第9項所述之圖案化電極層的製作方法，其中使用該光罩進行近接式曝光時的解析度為1微米。
17. 如申請專利範圍第9項所述之圖案化電極層的製作方法，其中蝕刻該電極層之方法包括乾式蝕刻或濕式蝕刻。
18. 如申請專利範圍第9項所述之圖案化電極層的製作方法，其中蝕刻該電極層後更包括移除該圖案化光阻層。