專利名稱：利用三道掩膜制造液晶顯示裝置用下基板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置用下基板的制作方法，尤其是指一種利用三道掩膜工藝制作的液晶顯示裝置用下基板的制作方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示裝置相較于傳統(tǒng)的映像管監(jiān)視器，具有低耗電量、體積小及無輻射的優(yōu)點。然而薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)的價格昂貴，尤其是在液晶顯示器薄膜晶體管陣列的微影步驟工藝上，因為無法有效地將所需掩膜數(shù)盡可能地降低，而無法盡一步地降低制造成本。
公知的薄膜晶體管陣列基板制造方法中，較常見的是五道掩膜(光刻)工藝。其中，第一道掩膜工藝是用來定義第一金屬層，以形成掃描配線以及薄膜晶體管的柵極等構(gòu)件。第二道掩膜工藝是定義出薄膜晶體管的通道層以及歐姆接觸層。第三道掩膜工藝是用來定義出第二金屬層，以形成數(shù)據(jù)配線以及薄膜晶體管的源極/漏極等構(gòu)件。第四道掩膜工藝是用來將鈍化層圖案化。而第五道掩膜工藝是用來將透明導(dǎo)電層圖案化，而形成像素電極。
然而，隨著薄膜晶體管液晶顯示器朝大尺寸制作的發(fā)展趨勢，而將會面臨許多的問題，例如良率降低以及產(chǎn)能下降等等。因此若是能減少薄膜晶體管制作中所使用的掩膜數(shù)，即降低薄膜晶體管元件制作的曝光工程次數(shù)，就可以減少制造時間，增加產(chǎn)能，進(jìn)而降低制造成本。
目前在薄膜晶體管液晶顯示面板的制造上，由于光刻工藝非常昂貴，因此亟需要能減少掩膜道次的薄膜晶體管陣列基板工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種液晶顯示裝置用下基板的制造方法，以減少工藝所需要使用的掩膜數(shù)目，改善現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種液晶顯示裝置用下基板的制造方法，包括以下的步驟提供一基板；于該基板上形成一圖形化第一金屬層、一絕緣層以及一半導(dǎo)體層，其中該圖形化第一金屬層位于該絕緣層及該基板之間；于該半導(dǎo)體層上方形成一第二金屬層；于該第二金屬層涂覆一光刻膠；利用一次曝光顯影工藝使該光刻膠具有第一厚度及第二厚度，且該第一厚度與該第二厚度不相同；刻蝕該光刻膠以及該第二金屬層，以形成圖形化第二金屬層，該圖形化第二金屬層具有第三厚度及第四厚度，且該第三厚度與該第四厚度不相同；于該第二金屬層上涂覆一高分子層；照光硬化該高分子層，以形成一平坦層；刻蝕該平坦層以暴露部分該圖形化第二金屬層；于該平坦層及該圖形化第二金屬層表面形成一圖形化的透明電極層。
本發(fā)明的方法，其更包含一步驟，于該圖形化第二金屬層形成后，先形成一鈍化層于該圖形化第二金屬層表面。本發(fā)明方法，其更包含一步驟，于高分子層硬化后，先移除未硬化的高分子層。本發(fā)明的方法，其中步驟(F)刻蝕方式可為任何刻蝕方式，較佳為干刻蝕或濕刻蝕。本發(fā)明的方法，其中該步驟(I)刻蝕方式可為任何刻蝕方式，較佳為干刻蝕。本發(fā)明的方法，其中曝光可為任何用于曝光的光源，較佳為照射紫外光。本發(fā)明的方法，其中照光可為任何用于照光的光源，較佳為照射紫外光。本發(fā)明的方法，其中部分第一金屬層為一薄膜晶體管的柵極，部分第一金屬層為一輔助電容的一電極。本發(fā)明的方法，其中部分第二金屬層為一輔助電容的一電極，部分第二金屬層為薄膜晶體管的一源極或一漏極。本發(fā)明的方法，其中基板可為任何薄膜晶體管的基板，較佳為玻璃。本發(fā)明的方法，其中絕緣層可為任何薄膜晶體管的絕緣層，較佳為氧化硅或氮化硅。本發(fā)明的方法，其中半導(dǎo)體層可為任何薄膜晶體管的半導(dǎo)體層，較佳為非晶硅層。本發(fā)明的方法，其更包含一步驟，于半導(dǎo)體層表層形成一歐姆接觸層，且該歐姆接觸層較佳為N+非晶硅層。本發(fā)明的方法，其中透明電極層可為任何于液晶顯示裝置的透明電極層，較佳為IZO層或ITO層。本發(fā)明的方法中，該圖形化第二金屬層的第三厚度與第四厚度的高度差不限定，較佳為約1000埃。
由此，本發(fā)明僅需要三道掩膜工藝，即可制作液晶顯示裝置用下基板。由于曝光工程次數(shù)降低，故可以減少制造時間，增加產(chǎn)能，進(jìn)而降低制造成本。另外，本發(fā)明的方法亦可適用于任何形狀的源極/漏極設(shè)計的液晶顯示裝置用下基板。


圖1(a)～圖1(h)為本發(fā)明一具體實施例的方法流程圖。
附圖標(biāo)號說明基板30第一金屬層32 絕緣層34半導(dǎo)體層36歐姆接觸層38 第二金屬層42第一光刻膠層44鈍化層46 第二光刻膠層48透明電極層50 接觸區(qū)60 接觸孔62半色調(diào)掩膜100具體實施方式
實施例一請參閱圖1(a)至1(h)，為本發(fā)明實施例一的方法流程示意圖。
本實施例方法所形成的薄膜晶體管(TFT)為島狀底部柵極(bottom gate)型薄膜晶體管。如圖1(a)所示，首先提供一基板30，其中基板30可為玻璃、石英或塑膠。接著，依序于基板30上形成一圖形化第一金屬層32、一絕緣層34、一半導(dǎo)體層36以及一歐姆接觸層38。其中，第一金屬層32作為薄膜晶體管(TFT)的柵極，另外還有部分第一金屬層32為一輔助電容的一電極。此第一金屬32的材料可為鋁(Al)、鎢(W)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiNx)、鋁合金、鉻合金或鉬(Mo)金屬所構(gòu)成的單層或多層結(jié)構(gòu)。絕緣層34可為氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNy)或氮氧化硅(Silicon oxynitride)。半導(dǎo)體層36可為非晶硅層(α-Si，amorphous silicon)。歐姆接觸層38可由摻雜半導(dǎo)體，例如n+-Si(n-type doped silicon)所構(gòu)成。
接著，如圖1(b)所示，在歐姆接觸層38上方依序形成一第二金屬層42以及一第一光刻膠層44，并且，利用半色調(diào)掩膜(halftone)100對第一光刻膠層44進(jìn)行曝光與刻蝕，使第一光刻膠層44產(chǎn)生高低差。因此，在下基板中，接觸區(qū)60的高度較下基板的其他部分為高。在本實施例中光刻膠44具有第一厚度(d1)及第二厚度(d2)，且第一厚度較第二厚度(d2)小(參閱圖1(c))。
由于半色調(diào)掩膜100的利用，使第一光刻膠層44可以達(dá)成同一掩膜曝光顯影工藝即形成兩個不同區(qū)域厚度的凹凸?fàn)罟饪棠z層的目的。然后，再對第一光刻膠層44進(jìn)行刻蝕就可形成具有兩個不同區(qū)域厚度的凹凸?fàn)畹诙饘賹?2。第二金屬層42的材料如同第一金屬層32，可為鋁、鎢、鉻、銅、鈦、氮化鈦、鋁合金、鉻合金或鉬金屬所構(gòu)成的單層或多層結(jié)構(gòu)。本實施例的曝光光源為紫外光。
接著，如圖1(d)所示，刻蝕第一光刻膠層44以及第二金屬層42，以形成圖形化第二金屬層42。圖形化第二金屬層42具有第三厚度(d3)及第四厚度(d4)，且第三厚度(d3)小于第四厚度(d4)，由此，使第二金屬層42形成一高度差(d)，進(jìn)而使下基板的接觸區(qū)60的高度比下基板的其他部分高。在本實施例中，第二金屬層42的高度差(d)約為1000，并且預(yù)定作為接觸區(qū)60的第二金屬層42高度為最高。在本實施例中，圖形化第二金屬層42的部分第二金屬層42可作為輔助電容的另一電極，部分第二金屬層可作為薄膜晶體管的源極或漏極。
接著，如圖1(e)所示，于第二金屬層42上形成一鈍化層46。然后，再于鈍化層46上涂覆一層平坦的第二光刻膠層48并照光硬化，其中該第二光刻膠層材料可為高分子層光刻膠或有機(jī)材料(參閱圖1(f))。本實施例的第二光刻膠層材料可為高流動性光刻膠。
接著，如圖1(g)所示，以干式刻蝕作全面性回蝕以暴露部分第二金屬層42。由于第二金屬層42的高度差(d)約為1000，并且預(yù)定作為接觸區(qū)60的第二金屬層42高度為最高。因此，全面性回蝕第二光刻膠層48時，位于預(yù)定作為接觸區(qū)60的部分第二金屬層42會先露出。在本實施例中，硬化后的第二光刻膠層48對鈍化層46的刻蝕選擇比為1∶5，并且以接觸到第二金屬層42為刻蝕終點，而定義出接觸孔62(contact hole)。
由于接觸區(qū)60的位置最高，因此，在本實施例中可利用全面性回蝕使位于接觸區(qū)60的第二金屬層42暴露出來形成接觸孔62，而不需要再經(jīng)由光刻工藝來定義接觸孔。
然后，去除殘存的第二光刻膠層48(硬化的光敏高分子層)，殘存的第二光刻膠層48下的鈍化層46依然存在。如圖1(h)所示，于鈍化層46及接觸孔62(第二金屬層44表面露出部分)上形成一圖形化的透明電極層50。此透明電極層可為IZO層或ITO層。
本實施例所提供的制造方法僅需進(jìn)行三道掩膜的光刻、刻蝕等圖案化工藝來完成液晶顯示裝置用下基板的制作，將達(dá)到基板良率提升的效果，其應(yīng)用于各式液晶顯示裝置更達(dá)到確保顯示品質(zhì)的效益。
實施例二本實施例方法的步驟、材料均與實施例一相同，除薄膜晶體管的源極/漏極形狀不同于實施例一。本實施例的薄膜晶體管為U型(U type)的薄膜晶體管。由本發(fā)明方法所形成U型薄膜晶體管以及其他相關(guān)元件，可以再有效增加薄膜晶體管的Ion電流以及開口率。同樣的，本實施例的制造方法僅需進(jìn)行三道掩膜的光刻、刻蝕等圖案化工藝，來完成液晶顯示裝置用下基板的制作，并達(dá)到基板良率提升的效果，其應(yīng)用于各式液晶顯示裝置更達(dá)到確保顯示品質(zhì)的效益。
雖然本發(fā)明已以具體實施例揭示，但其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下所作出的等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本專利涵蓋的范疇。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置用下基板的制造方法，包括以下步驟(A)提供一基板；(B)于該基板上形成一圖形化第一金屬層、一絕緣層以及一半導(dǎo)體層，其中該圖形化第一金屬層位于該絕緣層及該基板之間；(C)于該半導(dǎo)體層上方形成一第二金屬層；(D)于該第二金屬層涂覆一光刻膠；(E)利用一次曝光顯影工藝使該光刻膠具有第一厚度及第二厚度，且該第一厚度與該第二厚度不相同；(F)刻蝕該光刻膠以及該第二金屬層，以形成圖形化第二金屬層，該圖形化第二金屬層具有第三厚度及第四厚度，且該第三厚度與該第四厚度不相同；(G)于該圖形化第二金屬層上涂覆一高分子層；(H)照光硬化該高分子層，以形成一平坦層；(I)刻蝕該平坦層以暴露部分該第二金屬層；以及(J)于該平坦層及該圖形化第二金屬層表面形成一圖形化的透明電極層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，更包含一步驟，是于該圖形化第二金屬層形成后，先形成一鈍化層于該圖形化第二金屬層表面。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該步驟(F)刻蝕為干刻蝕或濕刻蝕。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該曝光為照射紫外光。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中部分該第一金屬層為一薄膜晶體管的柵極。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中部分該第一金屬層為一輔助電容的一電極。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中部分該第二金屬層為一輔助電容的一電極。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該步驟(I)刻蝕為干刻蝕。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該基板為玻璃。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該絕緣層為氧化硅或氮化硅。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中部分該第二金屬層為一薄膜晶體管的一源極或一漏極。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該半導(dǎo)體層為非晶硅層。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，更包含一步驟，是于該半導(dǎo)體層表層形成歐姆接觸層。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，該歐姆接觸層為N+非晶硅層。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該透明電極層為IZO層或ITO層。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該曝光顯影工藝中是使用半色調(diào)掩膜。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該第三厚度與該第四厚度相差約1000埃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用三道掩膜制作液晶顯示裝置用下基板的方法，其步驟包括在一基板上依序形成一圖形化第一金屬層、一絕緣層、一半導(dǎo)體層、以及一第二金屬層；利用一次曝光顯影工藝使第二金屬層具有不相同厚度；于第二金屬層上形成一平坦層并刻蝕此平坦層至部分第二金屬層暴露出來；最后再形成一圖形化的透明電極層于第二金屬層上。本發(fā)明改善了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，僅需要三道掩膜工藝，即可制作液晶顯示裝置用下基板，減少工藝所需要使用的掩膜數(shù)目，由于曝光工程次數(shù)降低，故可以減少制造時間，增加產(chǎn)能，進(jìn)而降低制造成本。
文檔編號G02F1/1333GK1834790SQ200610076368
公開日2006年9月20日 申請日期2006年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月20日
發(fā)明者李奕緯, 朱慶云 申請人:廣輝電子股份有限公司