液晶顯示器下基板的製作方法
2023-06-01 16:41:51 1
專利名稱：液晶顯示器下基板的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種液晶顯示器下基板的製作方法，尤指一種可提高對位精準度的液晶顯示器下基板的製作方法。
背景技術：
液晶顯示器依驅動方式可分為被動式(Passive Matrix，PMLCD)與主動式(Active Matrix，AMLCD)，而所謂的主動式驅動液晶顯示器，即指用薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)作為開關元件的顯示器。主動式驅動液晶顯示器中單一像素的開口率，與來自背光模塊中可穿透顯示區域的光線多寡有直接關係。以相同的耗電量而言，主動式驅動液晶顯示器的開口率越高，越可改善其所表現出的亮度。
一般高開口率的液晶顯示器主要設計的概念在利用像素電極與訊號線的重疊，以不透光的訊號線遮蔽像素外或邊緣，因為液晶散亂排列的漏光區域。然而，較常用以遮蔽漏光區域的黑色遮光層(black matrix)，在實作上與彩色濾光膜的對位常因不夠精準，造成上下或左右的對位偏移，結果往往會因此產生電容變化，而影響畫面顯示的一致性。
同時，一般在像素電極圖樣化的過程中，當塗覆於ITO層上的光刻膠，通過光罩的部分遮蔽進行曝光時，基板上所形成的光刻膠圖樣，會因為曝光過程中邊界光線的部分漏光，而使得曝光精準度(precision)降低。如此即造成像素電極圖樣與柵極訊號線圖樣邊界的部分重疊位置偏移，或是像素電極圖樣與源極訊號線圖樣邊界的部分重疊位置偏移。
如圖所示，圖1a為一像素區域平面圖，為了達到高開口率，一般透明電極100會設計部分重疊於訊號線200的區域上，然而由於像素電極光罩的解析度，以及層與層對位精度，側蝕量變化等考量，訊號線200的寬度不能太小，否則就會出現透明像素電極100與訊號線200重疊處漏光的問題。圖1b是圖1a中A-A』線段的剖面圖，其中，當透明電極層100與第二金屬層300的對位偏移時，將使上下或左右的各材料層間對位不準，形成重疊部分不一致，而產生不同值的寄生電容(parastic capacitance)400，401，而造成總寄生電容值不穩定，就會影響到顯示畫面的一致性。
尤其在利用步進曝光機(stepper exposing device)進行光刻膠的連續曝光時，每一次的曝光，會使對位不準確的程度逐漸累積，而造成基板上寄生電容也隨之變化。
因此，在要求提高開口率的同時，如能同時減少寄生電容效應，將可使主動式驅動液晶顯示器的顯示效果更為提升。
發明內容
本發明液晶顯示器下基板的製作方法是利用背面曝光的方式，搭配光罩使用並進行曝光，形成像素電極。本方法可使透明像素電極與訊號線之間的重疊量保持定值，而不會隨著層與層間對位的問題而發生偏差，進而提升顯示穩定性。
同時，利用本發明方法製備液晶顯示器下基板，可視需要調整訊號線的寬度，而不再由透明電極層與訊號線的對位精度，或是透明電極層的光罩解析度來決定，因此可得到較高的開口率。
於本發明的一態樣中，液晶顯示器下基板的製作方法包括下列步驟(a)於一基板的一第一表面上形成一圖樣化的第一金屬層，一第一絕緣層，一圖樣化的第二金屬層以及一第二絕緣層，其中第一金屬層為第一絕緣層所覆蓋，第二金屬層位於第一絕緣層之上，且第二金屬層為第二絕緣層所覆蓋；(b)於第二絕緣層上形成一透明電極層與一負型光刻膠層，其中透明電極層是介於第二絕緣層與負型光刻膠層之間；(c)自基板的一第二表面進行曝光；(d)利用一光罩遮蔽該負型光刻膠層，並自該第一表面進行曝光；以及(e)移除未反應的負型光刻膠，並進行刻蝕以形成一圖樣化的透明電極。
於上述方法中，較佳於步驟(e)之後更可包括一步驟(f)，移除所有負型光刻膠。同時，步驟(a)的第一金屬層較佳是可形成為柵極金屬層或柵極導電層。本實施方式中，第一金屬層與第二金屬層的材料不限，較佳可為不透光的金屬材料。
於本發明的另一態樣中，液晶顯示器下基板的製作方法包括下列步驟(a)於一基板的第一表面上形成一圖樣化的第一金屬層，一第一絕緣層，一圖樣化的第二金屬層以及一第二絕緣層，其中第一金屬層為第一絕緣層所覆蓋，第二金屬層位於第一絕緣層之上，且第二金屬層為第二絕緣層所覆蓋；(b)於第二絕緣層上塗布一正型光刻膠層；(c)自基板的一第二表面進行曝光；(d)利用一光罩遮蔽該正型光刻膠層，並自該第一表面進行曝光；(e)移除已曝光的正型光刻膠；(f)形成一透明電極層於第二絕緣層與未被移除的正型光刻膠上；以及(g)剝除未反應的正型光刻膠，以及覆蓋於該未反應的該正型光刻膠上的該透明電極層。
同樣的，本方法中步驟(a)的第一金屬層較佳可為柵極金屬層或柵極導電層。
於本發明的又一態樣中，液晶顯示器下基板的製作方法包括下列步驟(a)於一基板的一第一表面形成一圖樣化的第一透明電極層，一第一絕緣層，一圖樣化的金屬層與一第二絕緣層，其中第一透明電極層為第一絕緣層所覆蓋，金屬層位於第一絕緣層之上，且金屬層為第二絕緣層所覆蓋；(b)於第二絕緣層上形成一第二透明電極層與一負型光刻膠層，其中第二透明電極層是介於第二絕緣層與負型光刻膠層之間；(c)自基板的第二表面進行曝光；以及(d)移除未反應的負型光刻膠，並進行刻蝕以形成一圖樣化的第二透明電極。
本實施方法中，步驟(d)之後更可包括一步驟(e)，移除所有負型光刻膠，以使第二透明電極的圖樣化更為完整。
於本發明的再一態樣中，液晶顯示器下基板的製作方法包括下列步驟(a)於一基板的一第一表面形成一圖樣化的第一導電層，一第一絕緣層，一圖樣化的金屬層與一第二絕緣層，其中第一導電層為第一絕緣層所覆蓋，金屬層位於第一絕緣層之上，且金屬層為第二絕緣層所覆蓋；(b)於第二絕緣層上形成一透明電極層與一負型光刻膠層，其中透明電極層是介於第二絕緣層與負型光刻膠層之間；(c)自基板的一第二表面進行曝光；以及(d)移除未反應的負型光刻膠，並進行刻蝕以形成一圖樣化的透明電極。
於本實施方式中，步驟(d)之後更可包括一步驟(e)，移除所有負型光刻膠，以形成更完整的圖樣化的第二透明電極。而於本方法中，第一導電層可為不透光或半透光的導電材料，而較佳的第一導電層則為柵狀，以於背面曝光同時可保留第一導電層上方的光刻膠，利於形成完整的透明電極。
上述本發明的多個方法中，所使用的絕緣層可為任一適用的絕緣材料，例如有機材料丙烯酸樹脂(acrylic resin)以及聚醯亞胺樹脂(polyimide resin)；或無機材料SiO2、SiNx等。且較佳，第二絕緣層可為一平坦層。
此外，於上述方法中，透明電極層可為任一適用的材料，較佳可為銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)。同時，本方法中透明電極可以任一適用方式形成，較佳是以濺射形成。
圖1a是一公知像素區域平面圖。
圖1b是一公知像素區域剖面圖。
圖2是一像素區域平面示意圖。
圖3(a)-(f)是本發明實施例1的製作流程剖面圖。
圖4(a)-(f)是本發明實施例2的製作流程剖面圖。
圖5(a)-(e)是本發明實施例3的製作流程剖面圖。
圖6(a)-(e)是本發明實施例4的製作流程剖面圖。
附圖標記說明
基板00 第一金屬層10第一絕緣層20第二金屬層30 第二絕緣層40透明電極層50負型光刻膠層60 光罩70 光罩71正型光刻膠層61 第一導電層11第一透明電極層15透明電極100 訊號線200 第二金屬層300寄生電容400，40具體實施方式
由於本發明方法主要是以背面曝光的方式，達成對位精準度的提升，然而可能會遇到的問題在於，共同電極線如使用不透光材料，可能會使得像素電極區域被分割。因此，本發明方法利用數種不同的具體實施方式
，說明其不同態樣。以下各剖面圖的位置，是圖2平面示意圖中B到B』線段的剖面。
實施例1請參考圖3(a)，首先提供一玻璃基板00，於基板00的正面依序形成有一圖樣化的第一金屬層10，一第一絕緣層20，一圖樣化的第二金屬層30以及一第二絕緣層40。其中，第一金屬層10為第一絕緣層20所覆蓋，第二金屬層30位於第一絕緣層20之上，且為第二絕緣層40所覆蓋。
本例中第二絕緣層40為一平坦層40。且其中第一金屬層10可形成柵極金屬層或柵極導電層。
接著，於平坦層40上形成一透明電極層50與一負型光刻膠層60，其中透明電極層50是介於平坦層40與負型光刻膠層60之間，如圖3(a)所示。
如圖3(b)所示的箭頭方向，自基板00的背面進行曝光，此時可以利用本例中不透光的第二金屬層30以及第一金屬層10的圖樣，作為負型光刻膠層60曝光用的光罩。由於本實施例中是採用負型光刻膠，因此照射到光線的光刻膠部分會發生聚合反應，形成不溶性的聚合物。然而，第一金屬層10上方的部分光刻膠，將因未被光線到照射而可能在進行顯影時被移除。
因此，為了保留第一金屬層10上方的部分光刻膠60，以保留該位置的透明電極50，則需接著下一步驟，直接從基板00的正面進行曝光，此時所搭配使用的光罩70則是要使用可令第一金屬層10上方的部分光刻膠60照射到光線，且遮蔽第二金屬層30上方的光刻膠60的圖樣，如圖3(c)。
接著，移除未反應的負型光刻膠60，形成圖樣化的光刻膠，如圖3(d)，並依光刻膠圖樣進行刻蝕，以形成一圖樣化的透明電極50，如圖3(e)。最後如圖3(f)所示，移除掉多餘的光刻膠，即完成透明電極50的圖樣化。
實施例2基板的製備同實施例1所述。請參考圖4。首先提供一玻璃基板00，於基板00的正面上依序形成有一圖樣化的第一金屬層10，一第一絕緣層20，一圖樣化的第二金屬層30以及一第二絕緣層40。其中，第一金屬層10為第一絕緣層20所覆蓋，第二金屬層30位於第一絕緣層20之上，且為第二絕緣層40所覆蓋。
同實施例1，第二絕緣層40為一平坦層40。且其中第一金屬層10可形成柵極金屬層或柵極導電層。
接著，於平坦層40上塗布一正型光刻膠層61，如圖4(a)所示。如圖4(b)所示的箭頭方向，自基板00的背面進行曝光，同樣的，利用本例中不透光的第二金屬層30以及第一金屬層10的圖樣，作為正型光刻膠層61曝光用的光罩。
本實施例中是採用正型光刻膠，因此照射到光線的光刻膠部分可被顯影劑或去光刻膠劑溶解除去。然而，第一金屬層10上方的部分光刻膠，將因未被光線到照射而可能保留有光刻膠，就會影響下一步驟的透明電極塗覆的完整性。因此為了移除第一金屬層10上方的部分正型光刻膠61，則需接著下一步驟，直接從基板00的正面進行曝光，如圖4(c)。此時所搭配使用的光罩71則是要使用可令第一金屬層10上方的部分光刻膠61照射到光線，且遮蔽第二金屬層30上方的光刻膠61的圖樣。
然後移除已曝光的正型光刻膠61，則在平坦層40上會呈現出圖樣化的正型光刻膠61，如圖4(d)。接著於正型光刻膠61圖樣上以及暴露出的平坦層40上，再全面性的塗覆上一層透明電極層50，如圖4(e)。最後剝除所有正型光刻膠61，即可將位於正型光刻膠61上的部分透明電極層50也一併移除，而完成透明電極的圖樣化，如圖4(f)。
同樣的，本方法中第一金屬層為柵極金屬層或柵極導電層。
實施例3請參考圖5(a)，首先提供一玻璃基板00，於基板00的正面依序形成有一圖樣化的第一透明電極層15，一第一絕緣層20，一圖樣化的金屬層30與一第二絕緣層40，其中第一透明電極層15為第一絕緣層20所覆蓋，金屬層30位於第一絕緣層20之上，且金屬層30為第二絕緣層40所覆蓋。
接著，於平坦層40上形成一第二透明電極層50與一負型光刻膠層60，其中第二透明電極層50是介於平坦層40與負型光刻膠層60之間，如圖5(a)所示。
如圖5(b)所示的箭頭方向，自基板00的背面進行曝光，同樣以不透光的第二金屬層30以及第一透明電極層15的圖樣，作為負型光刻膠層60曝光用的光罩。於本例中，第一透明電極層15為透光或半透光的材料，因此在背面曝光時，部分光線仍可透過第一透明電極層15而照射負型光刻膠60，使第一透明電極層15上方的部分光刻膠，將因被光線到照射而產生聚合反應可在進行顯影時被保留。
然後移除未反應的負型光刻膠層60，則在平坦層40上會呈現出圖樣化的負型光刻膠層60，如圖5(c)所示。
再依光刻膠60的圖樣進行第二透明電極層50的刻蝕，如圖5(d)所示，最後移除所有負型光刻膠60，即形成一圖樣化的第二透明電極50，如圖5(e)所示。
實施例4基板的製備同實施例1所述。請參考圖6。首先提供一玻璃基板00，於一基板00的正面依序形成有一圖樣化的第一導電層11，一第一絕緣層20，一圖樣化的金屬層30與一第二絕緣層40，其中第一導電層11為第一絕緣層20所覆蓋，金屬層30位於第一絕緣層20之上，且金屬層30為第二絕緣層所覆蓋40。
同實施例1，第二絕緣層40為一平坦層40。此外，本例中第一導電層11是以半透光或不透光的導電材料，形成一柵狀外型的導電層。
接著，於平坦層40上形成一透明電極層50與一負型光刻膠層60，其中透明電極層50是介於平坦層40與負型光刻膠層60之間，如圖6(a)所示。
如圖6(b)所示的箭頭方向，自基板00的背面進行曝光。同樣的，以不透光的金屬層30以及柵狀的第一導電層11的圖樣，作為負型光刻膠層60曝光用的光罩。本例中，柵狀的第一導電層11，可使部分光線在背面曝光時，仍可透過柵狀而照射負型光刻膠60，以保留第一導電層11上方的光刻膠，進而有利於形成完整的透明電極。
然後移除未反應的負型光刻膠層60，則在平坦層40上會呈現出圖樣化的負型光刻膠層60，如圖6(c)所示。
然後，依光刻膠60的圖樣進行第二透明電極層50的刻蝕，如圖6(d)所示，最後移除所有負型光刻膠60，即可形成一圖樣化的第二透明電極50，如圖6(e)所示。
上述實施例僅是了方便說明而舉例而已，本發明所主張的權利範圍自應以權利要求書所述為準，而非僅限於上述實施例。
權利要求
1.一種液晶顯示器下基板的製作方法，包括下列步驟(a)於一基板的一第一表面上形成一圖樣化的第一金屬層，一第一絕緣層，一圖樣化的第二金屬層以及一第二絕緣層，其中該第一金屬層為該第一絕緣層所覆蓋，該第二金屬層位於該第一絕緣層之上，且該第二金屬層為該第二絕緣層所覆蓋；(b)於該第二絕緣層上形成一透明電極層與一負型光刻膠層，其中該透明電極層是介於該第二絕緣層與該負型光刻膠層之間；(c)自該基板的一第二表面進行曝光；(d)利用一光罩遮蔽該負型光刻膠，並自該第一表面進行曝光；以及(e)移除未反應的該負型光刻膠，並進行刻蝕以形成一圖樣化的透明電極。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵是，該步驟(e)之後更包括一步驟(f)，移除所有負型光刻膠層。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵是，該第二絕緣層為一平坦層。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵是，該步驟(a)的該第一金屬層為柵極金屬層或柵極導電層。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵是，該步驟(b)的該透明電極層是以濺射形成。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵是，該第一金屬層與該第二金屬層為不透光的金屬。
7.一種液晶顯示器下基板的製作方法，包括下列步驟(a)於一基板的一第一表面上形成一圖樣化的第一金屬層，一第一絕緣層，一圖樣化的第二金屬層以及一第二絕緣層，其中該第一金屬層為該第一絕緣層所覆蓋，該第二金屬層位於該第一絕緣層之上，且該第二金屬層為該第二絕緣層所覆蓋；(b)於該第二絕緣層上塗布一正型光刻膠層；(c)自該基板的一第二表面進行曝光；(d)利用一光罩遮蔽該第二金屬層上方的正型光刻膠，並自該第一表面進行曝光；(e)移除已曝光的正型光刻膠；(f)形成一透明電極層於該第二絕緣層與該未被移除的正型光刻膠層上；以及(g)剝除該未被移除的正型光刻膠層，以及覆蓋於該未被移除的正型光刻膠層上的該透明電極層。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵是，該第一金屬層與該第二金屬層為不透光的金屬。
9.如權利要求7所述的方法，其特徵是，該第二絕緣層為一平坦層。
10.如權利要求7所述的方法，其特徵是，該步驟(a)的該第一金屬層為柵極金屬層或柵極導電層。
11.如權利要求7所述的方法，其特徵是，該步驟(f)的該透明電極是以濺射形成。
12.一種液晶顯示器下基板的製作方法，包括下列步驟(a)於一基板的一第一表面形成一圖樣化的第一透明電極層，一第一絕緣層，一圖樣化的金屬層與一第二絕緣層，其中該第一透明電極層為該第一絕緣層所覆蓋，該金屬層位於該第一絕緣層之上，且該金屬層為該第二絕緣層所覆蓋；(b)於該第二絕緣層上形成一第二透明電極層與一負型光刻膠層，其中該第二透明電極層是介於該第二絕緣層與該負型光刻膠層之間；(c)自該基板的第二表面進行曝光；以及(d)移除未反應的負型光刻膠，並進行刻蝕，以形成一圖樣化的第二透明電極層。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵是，該步驟(d)之後更包括一步驟(e)，移除所有負型光刻膠層。
14.如權利要求12所述的方法，其特徵是，該第二絕緣層為一平坦層。
15.如權利要求12所述的方法，其特徵是，該步驟(a)與該步驟(b)的該第二透明電極層是以濺射形成。
16.如權利要求12所述的方法，其特徵是，該第一及第二透明電極層為銦錫氧化物或銦鋅氧化物。
17.一種液晶顯示器下基板的製作方法，包括下列步驟(a)於一基板的一第一表面形成一圖樣化的第一導電層，一第一絕緣層，一圖樣化的金屬層與一第二絕緣層，其中該第一導電層為該第一絕緣層所覆蓋，該金屬層位於該第一絕緣層之上，且該金屬層為該第二絕緣層所覆蓋；(b)於該第二絕緣層上形成一透明電極層與一負型光刻膠層，其中該透明電極層是介於該第二絕緣層與該負型光刻膠層之間；(c)自該基板的一第二表面進行曝光；以及(d)移除未反應的負型光刻膠層，並進行刻蝕，以形成一圖樣化的透明電極層。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵是，該步驟(d)之後更包括一步驟(e)，移除所有負型光刻膠層。
19.如權利要求17所述的方法，其特徵是，該第二絕緣層為一平坦層。
20.如權利要求17所述的方法，其特徵是，該第一導電層為柵狀。
21.如權利要求17所述的方法，其特徵是，該第一導電層是不透光或半透光的導電材料。
全文摘要
本發明公開了一種液晶顯示器下基板的製作方法，包括步驟(a)於一基板的一第一表面上形成一圖樣化的第一金屬層，一第一絕緣層，一圖樣化的第二金屬層以及一第二絕緣層；(b)於第二絕緣層上形成一透明電極層與一負型光刻膠層；(c)自基板的一第二表面進行曝光；(d)利用一光罩遮蔽負型光刻膠層，並自第一表面進行曝光；以及(e)移除未反應的負型光刻膠，並進行刻蝕以形成一圖樣化的透明電極。本發明方法是利用背面曝光的方式，以第一金屬層與第二金屬層作為光罩，進行曝光，形成像素電極，且其寄生電容產生值在容許範圍內。
文檔編號G03F7/20GK1834746SQ20061007637
公開日2006年9月20日 申請日期2006年4月20日 優先權日2006年4月20日
發明者洪孟逸 申請人:廣輝電子股份有限公司